(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
酵母（Ａ）と生分解性ポリエステル（Ｂ）を一般式１の割合で配合し、酵母（Ａ）に対して３〜２０重量％の水分の存在下で溶融混練して得られること特徴とする生分解性組成物。
一般式１  Ａ：９０〜１０重量部  Ｂ：１０〜９０重量部
Ａ＋Ｂ＝１００重量部
【請求項２】
さらにリグニンを酵母（Ａ）１００重量部に対して４０重量部以下含有する請求項１記載の生分解性組成物。
【請求項３】
酵母（Ａ）と生分解性ポリエステル（Ｂ）を一般式１の割合で配合し、酵母（Ａ）に対して３〜２０重量％の水分の存在下で、酵母（Ａ）と生分解性ポリエステル（Ｂ）の混合物を、（Ｂ）の融点以上で溶融混練することを特徴とする生分解性組成物の製造方法。
一般式１  Ａ：９０〜１０重量部  Ｂ：１０〜９０重量部
Ａ＋Ｂ＝１００重量部
【請求項４】
生分解性ポリエステル（Ｂ）の融点が１２０℃以下である請求項３記載の生分解性組成物の製造方法。
【請求項５】
目開き５３μｍの篩を通過する形状の酵母を用いる請求項３又は４項記載の生分解性組成物の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生分解性材料として有用な組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、「生分解性プラスチック」に対する関心が非常に高い。本発明でいう生分解性プラスチックとは、「使用中は通常のプラスチックと同じように使えて、使用後は自然界において微生物あるいは水分などが関与して低分子化合物となり、最終的には水と二酸化炭素に分解するプラスチック」を意味しており、特に農林分野への応用が期待されている。例えばマルチフィルムに応用した場合、収穫後にフィルムを回収せず鋤き込むだけで分解させることができれば省力化が可能となる。しかし、従来の生分解性プラスチックは生分解速度が必ずしも十分では無い等の問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的はフィルム、成型物等に加工可能な生分解性材料に関し、容易に生分解し、さらに肥料効果等も有しているため、特に農林分野において大幅な省力化が可能となる生分解性組成物、及びその製造方法を提供することにある。
【０００４】
【発明を解決するための手段】
本発明者らは鋭意検討を重ねた結果、酵母と生分解性プラスチックを特定の割合で配合することにより得られる組成物が上記課題を解決することを見出し、本発明を成すに至った。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明で使用する酵母（Ａ）に特に制限はなく、パン酵母，アルコール酵母，清酒用酵母、さらに大量に産出されているビール酵母等を使用することができる。
【０００６】
このような酵母の例としては、サッカロマイセス・セレビシェ（IFO 1954、IFO 0309、IAM 4274）、キャンディダ・ユーティリス（IFO 0619、ATCC 15239）、トルロプシス・ノダエンシス（IFO 1942）、トルロプシス・ステラタ（IFO 1953）、ハンゼヌラ・アノマラ（IFO 1150）等があげられる。
【０００７】
また核酸を抽出した酵母（脱核酵母）等、抽出等の処理を行った酵母も有用である。
【０００８】
酵母は酵母塊として使用可能であるが、粉砕等により目開き５３μｍの篩を通過する形状の酵母であることが好ましい。目開き５３μｍの篩を通過しない形状の酵母の場合、フィルムに加工した場合にフィルムの柔軟性に乏しくなる。さらに好ましくは目開き３８μｍの篩を通過する形状の酵母である。
【０００９】
酵母は肥料３大成分である窒素、燐酸、カリウムが豊富に含まれており、施肥効果が非常に高い有機肥料である。また酵母のアミノ酸は植物体に取り込まれて呈味増強の作用も有する。
【００１０】
さらにグルカン・マンナン等の多糖類からなる酵母細胞壁は土壌中で分解を受け、分解物は糖源として土壌有用微生物に資化されその増殖に関与し、果実肥大効果がある。
【００１１】
本発明で使用される生分解性ポリエステル（Ｂ）としては、前記したポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリ乳酸などが挙げられる。これらは、２種類以上併用して用いることもできる。
【００１２】
酵母（Ａ）と生分解性ポリエステル（Ｂ）の割合は、下記一般式１の範囲で配合する必要がある。尚、本発明においてこれらは乾燥重量を示す。
一般式１  Ａ：９０〜１０重量部  Ｂ：１０〜９０重量部
Ａ＋Ｂ＝１００重量部
【００１３】
酵母（Ａ）の割合が９０重量部を越えると成型物に加工した場合に柔軟性が全く無く、特にフィルム等に加工した場合は使用困難となる。また酵母（Ａ）の割合が１０重量部に満たない場合は生分解速度の促進が不充分となる。更に好ましくは、一般式２の範囲である。
0003912023.tif 000002
【００１４】
本発明の組成物は用途に応じて生分解速度を調整可能である。例えば用途により生分解速度が早すぎる場合は、親水性の低いリグニンをさらに配合することにより生分解速度を配合前より遅くすることが可能である。リグニンの配合量は、使用する酵母１００重量部に対し４０重量部を超えない範囲であることが好ましい。４０重量部を越える場合は生分解の阻害効果が大となる。また使用するリグニンは生分解を抑制する目的で使用するため親水性の低いリグニンが有利である。親水性の高いリグニンは雨水等で溶出して成型物の生分解を逆に促進する。具体的にはリグニン中の有機硫黄含有率が３重量％以下であることが好ましい。有機硫黄含有率とはリグニンの親水性の程度を示しており水への溶解性の指標となる。
【００１５】
本発明の組成物は、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、セルロース、澱粉、キチン・キトサン等、工業的に大量に生産されている天然高分子多糖類やその誘導体の併用も可能である。セルロースとしては、サルファイト法やクラフト法で製造された木材パルプ繊維、再生セルロース、コットン、綿花などが挙げられるが、大量に生産されている木材パルプ繊維が好ましい。さらにリグニンを比較的多く含むメカニカルパルプ、木粉、竹粉等も使用可能である。さらに、本発明においては必要に応じて一般に使用されている可塑剤、発泡剤、染顔料、農薬等を添加しても使用可能である。肥料成分を追加添加してもよい。これらの添加量は目的に応じて適宜求められるが、本発明の生分解性組成物１００重量部に対し８０重量部を超えない範囲であることが好ましい。
【００１６】
本発明の生分解性組成物は、通常、酵母と生分解性ポリエステルを一定の割合で配合して混練した後に成形体に加工するが、使用する混練装置、成形装置に特に制限は無く従来既知の装置が使用可能である。
【００１７】
例えば混練装置としてはロールミル、インテンシブミキサー、単軸押出機、二軸押出機等が挙げられる。混練温度は生分解性プラスチックの融点以上に設定して溶融混練する必要があるが、原料の特性や配合比、混練状況などに応じて適宜変更する。
【００１８】
また、酵母に対して３〜２０重量％の水分の存在下で酵母と生分解ポリエステルを溶融混練すると、より均一に混合するので好ましい。さらには、水分が５〜１８重量％が好ましい。水分は予め酵母に含有されて混合系に供給し得る他、混練に際して外部から供給することもできる。水分が存在した場合に酵母は可塑効果を示す。水分が３重量％より低ければ酵母と生分解性樹脂の均一化が不十分となる。また水分が２０重量％より多ければフィルム等に加工した場合の物性が低下する。尚、水分の量は酵母の乾燥重量に対する重量％を意味している。
【００１９】
上記のように水分が存在する場合は、生分解性ポリエステル（Ｂ）として融点が１２０℃以下の生分解性ポリエステルを用いることが好ましい。融点が１２０℃以下の生分解性ポリエステルとしては、例えば、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート、ポリエチレンサクシネート等があげられる。尚、本発明における融点は、ＪＩＳＫ７１２１に準じ示差走査熱量計を用いて測定できる。
【００２０】
また成形加工する方法としては、例えばキャスティング法（溶液流延法）、Ｔ型ダイスやインフレーションダイを使用するエキストルージョン法（溶融押出法）、カレンダー法、二軸延伸法等が挙げられる。さらに表面酸化、ラミネート加工、コーティング加工、真空蒸着処理、帯電防止処理、発泡処理等も可能である。
【００２１】
尚、本発明の生分解性樹脂組成物をフィルム等に成形加工する場合、水分が多量に残存するとフィルムが発泡するため、過剰な水分を除去しておくことが好ましい。この場合は、押出機等で混練中に吸引脱水を行う等適宜対処することができる。
【００２２】
加工された組成物は、例えば農業用マルチフィルム、育苗ポット、土嚢袋、植生マット等の農林資材の他、コンポストバック、バラ状緩衝材、水切り袋、断熱材、保水シート、テープ等、従来既知の用途に使用できる。
【００２３】
【実施例】
以下に、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、本発明は、その範囲に限定されるものではない。なお、例中の部及び％は特に断らない限り、それぞれ重量部及び重量％を示している。
【００２４】
・試験項目および試験方法
（１）生分解性試験
試験片を土中に埋設し、３週間後、及び６週間後に回収して状態を目視で判定した。
○：試験片が形状を留めていない
△：試験片に破断箇所が認められる
×：変化が殆ど認められない
試験場所；山口県岩国市飯田町  日本製紙株式会社化成品開発研究所内試験場
（２）フィルムの引っ張り破断伸度
下記の条件で試験片の引っ張り破断伸度（％）を測定した。
試験開始後フィルムが伸びずに即破断した場合は引っ張り破断伸度を100％とした。
試験機    ：引っ張り試験機（テンシロン、東洋製機製）
スピード  ：１００ｍｍ／ｍｉｎ
ロードセル：１００ｋｇ
スパン    ：３０ｍｍ
温度      ：２３℃
湿度      ：５０％
【００２５】
実施例１
脱核酵母（商品名：酵母B  日本製紙（株）製  水分７％）を目開き３８μｍの篩で分級した。篩を通過した脱核酵母２１．５部（乾燥重量２０部）と、ポリブチレンサクシネート・アジペート（商品名：ビオノーレ＃３００１  融点９４℃  昭和高分子（株）製）８０部をラボプラストミル（東洋精機（株）製）を用いて温度１５０℃で混練した。混練後熱圧プレス機を用いて下記の条件で熱圧成形し、厚さ100μｍのフィルムを作製して試料とした。試験結果を表１に示す。
熱圧プレス条件
温度    ：１５０℃
圧力    ：２２０ｋｇ／ｃｍ2
保持時間：約１０分
【００２６】
実施例２、３
脱核酵母とポリブチレンサクシネート・アジペートを表１に示す割合に変更した他は実施例１と同様にして試験を実施した。結果を表１に示す。
【００２７】
実施例４、５、６
篩の目開き、及び脱核酵母とポリブチレンサクシネート・アジペートの割合を表１に示すものに変更した他は実施例１と同様にして試験を実施した。結果を表１に示す。
【００２８】
実施例７
脱核酵母をビール酵母（麒麟麦酒（株）製）に変更した他は実施例４と同様にして試験を実施した。結果を表１に示す。
【００２９】
実施例８
脱核酵母３０部を、脱核酵母２５部と有機硫黄含有率２．４％のリグニン５部（商品名：バニレックスHW  日本製紙（株）製）に変更した他は実施例４と同様にして試験を実施した。結果を表１に示す。また有機硫黄含有率は下記の方法で求めた。
【００３０】
有機硫黄含有率： 誘導結合プラズマ発光分光分析装置（セイコー電子工業（株）製  SPS1700VRI）を用いてリグニン中の全硫黄含有率を求めた。次にイオンクロマトグラフ（METROHM社製  761Compact IC）を用いてリグニン中の無機硫黄含有率を求め、全硫黄含有率と無機硫黄含有率の差より有機硫黄含有率を求めた（対固形分％）。
【００３１】
実施例９
ポリブチレンサクシネート・アジペートをポリカプロラクトン（商品名：セルグリーンＰＨ７  融点６０℃  ダイセル化学工業（株）製）に変更した他は実施例４と同様にして試験を実施した。結果を表１に示す。
【００３２】
比較例１、２
脱核酵母とポリブチレンサクシネートを表１に示す割合に変更した他は実施例１と同様にして試験を実施した。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
表１
0003912023.tif 000003
【００３４】
実施例１０
脱核酵母（商品名：酵母B  日本製紙（株）製）を目開き５３μｍの篩で分級し乾燥させた。乾燥させた脱核酵母を絶乾重量換算で４０部、ポリブチレンサクシネート・アジペート（商品名：ビオノーレ＃３００１  融点９４℃  昭和高分子（株）製）６０部、及び脱核酵母の絶乾重量に対して水分が１０％になるよう水量を調整して混合した後、混練機により下記条件で溶融混練した。また混練機で減圧吸引を行い水分を除去して樹脂組成物を得た。
その後熱圧プレス機を用いて下記の条件で熱圧成形し、厚さ８０μｍのフィルムを作製して試料とした。生分解性試験とフィルムの引っ張り破断伸度の試験結果を表２に示す。
【００３５】
0003912023.tif 000004
【００３６】
熱圧プレス条件
温度    ：１４０℃
圧力    ：２３０ｋｇ／ｃｍ2
保持時間：約３分
【００３７】
実施例１１、１２
脱核酵母に対する水分を表２に示す割合に変更した他は実施例１０と同様にして試験を実施した。結果を表２に示す。
【００３８】
実施例１３
ポリブチレンサクシネート・アジペートをポリカプロラクトン（商品名：セルグリーンＰＨ７  融点６０℃  ダイセル化学工業（株）製）に変更した他は実施例１０と同様にして試験を実施した。結果を表２に示す。
【００３９】
比較例３、４
脱核酵母に対する水分を表２に示す割合に変更した他は実施例１０と同様にして試験を実施した。結果を表２に示す。
【００４０】
【表２】
表２
0003912023.tif 000005
【００４１】
【発明の効果】
（表１より）引っ張り破断伸度の測定結果より、酵母単独ではフィルムが伸びずに即破断するためフィルムとして使用困難である。また生分解性試験結果よりポリブチレンサクシネート単独では生分解が十分では無い。これに対して本発明の組成物は十分な伸縮性を有し、かつ生分解も早いことが示されている。
また、目開き３８μｍ、及び５３μｍの篩を通過した形状の酵母を使用した場合、フィルムの引っ張り破断伸度がより良好であることが示されている。
さらに、リグニンの複合が生分解を抑制することが示されている。
（表２より）溶融混練時に水分を添加することによって、強度、生分解性ともに良好なフィルムが得られることが示されている。
以上より本発明の効果はあきらかである。