(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機質担体に白金族元素を０．００１〜０．２ｗｔ％担持させた５０μｍ以下の微粒子からなることを特徴とする、熱可塑性樹脂に配合して用いられる剤であって、それを含有する熱可塑性樹脂組成物の成形体の廃棄物処理の焼却処分における燃焼を促進する剤。
【請求項２】
白金族元素の濃度が０．５〜１００ｐｐｍになるように熱可塑性樹脂に配合して用いられる請求項１記載の剤。
【請求項３】
白金族元素がパラジウム及び／又は白金であることを特徴とする請求項１又は２記載の剤。
【請求項４】
無機質担体が金属酸化物及び金属炭酸塩の中から選ばれる１種以上である請求項１ないし３のいずれかに記載の剤。
【請求項５】
金属酸化物及び金属炭酸塩がアルミナ、酸化チタン、シリカ、ゼオライト、炭酸カルシウム及び酸化マグネシウムの中から選ばれる１種以上である請求項４に記載の剤。
【請求項６】
無機質担体の平均粒子径が０．１〜２０μｍである請求項１ないし５のいずれかに記載の剤。
【請求項７】
請求項１ないし６のいずれかに記載の剤を、白金族元素の濃度が０．５〜１００ｐｐｍになるように熱可塑性樹脂に配合した熱可塑性樹脂組成物を成形してなるごみ袋または買い物袋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、燃焼、焼却時に完全燃焼させることができ、且つ有害物の発生が抑制された熱可塑性樹脂組成物に配合して用いる燃焼促進剤及びそれを配合した熱可塑性樹脂組成物を成形してなるごみ袋または買い物袋に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
熱可塑性樹脂は、その優れた成形加工性や機械的・物理的性質から、電気、機械、自動車用の部品や建築、建設材料、或いは各種容器包装分野等の各方面で多量に使用されている。しかしながら、それらの使用量が増大するに従って、使用後の処分が大きな社会問題となってきている。
【０００３】
すなわち、廃棄物処理の大部分を占める焼却処分においては、従来の排ガス中の一酸化炭素や窒素酸化物、硫黄酸化物の問題や、燃え残り、残灰の問題に加えて、近年、ダイオキシン等の有害物質の発生が大きな社会問題となってきており、熱可塑性樹脂製品の廃棄物もそれらの要因の一つであると言われている。しかしながら、従来、排ガス中の一酸化炭素濃度を減少させるには高温、高酸素濃度下で、窒素酸化物を減少させるためには低温、低酸素濃度下で燃焼させることが有効であるとされているように、有害ガスや物質の発生を抑制するための条件が各々異なっているばかりか、場合によっては二律背反することからこれら全ての要求をクリヤーして焼却することは極めて困難であった。
【０００４】
このような状況下で、最近、熱可塑性樹脂にゲーサイト等の特定の酸化鉄粒子を含有させたゴミ袋（特開平７−２５７５９４号公報）や買い物袋（特開平７−３２２９１０号公報）が提案されている。これは、特定の酸化鉄粒子の燃焼促進作用を利用したものであって、焼却処分時に低温、低酸素濃度下であっても熱可塑性樹脂を完全燃焼させることができるという効果を有している。
【０００５】
しかしながら、酸化鉄粒子を含有させた熱可塑性樹脂組成物は、酸化鉄粒子が古くから顔料として使用されていることからも明らかなように酸化鉄特有の色に着色することは避けられず、このため、例えば、野菜や肉等の食料品、衣料品等の包装用途や、特定の色合いに着色する必要があるスーパー等の店名が入った買い物袋等の用途には受け入れられにくく、もっぱら着色しても問題がないごみ袋等の用途でしか使用することができなかった。
【０００６】
一方、水素化反応、水素化分解、脱ハロゲン反応の触媒としてよく知られているパラジウム等の白金族系触媒は、天然ガスを触媒反応によって燃焼させて高効率に発電を行うガスタービンやボイラ等の燃焼触媒として利用したり、自動車等の排ガス浄化用触媒として利用することが報告されている。
これらは、パラジウム等の白金族元素が炭化水素や一酸化炭素の酸化反応に優れた触媒活性を有していることを利用したものであり、更なる触媒活性の向上や使用可能時間の延長を目的とした触媒組成の検討、或いは接触面積の増加や圧力損失の低減を目的とした触媒形状の改良等の検討が各方面でなされている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、燃焼、焼却時に完全燃焼させることができ、且つ有害物の発生が抑制され、しかも特定の酸化鉄を含有させた場合のように不所望の着色することのない、すなわち良好な色彩を有する熱可塑性樹脂組成物及びその成形体を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は上記課題を解決するために鋭意検討した結果、熱可塑性樹脂中にパラジウム等の白金族元素を０．５〜１００ｐｐｍと極めて少量含有させることで焼却炉における燃焼、焼却時に燃焼促進効果を発揮して完全燃焼して有害物の発生を抑制するに充分な効果を発揮することを見いだした。更に、パラジウム等の白金族元素の無機質担体への担持量を、従来、燃焼触媒や排ガス浄化用触媒として使用される際の実用的な担持量である０．５ｗｔ％よりも遙かに少ない０．２ｗｔ％以下とすることによって着色が抑えられて上記目的が達成できることを見いだし本発明に到った。
【０００９】
すなわち、本発明は、次の熱可塑性樹脂に配合して用いられる剤であって、それを含有する熱可塑性樹脂組成物の成形体の廃棄物処理の焼却処分における燃焼を促進する剤及びそれを配合した熱可塑性樹脂組成物を成形してなるごみ袋または買い物袋をその要旨とするものである。
（１）無機質担体に白金族元素を０．００１〜０．２ｗｔ％担持させた５０μｍ以下の微粒子からなることを特徴とする、熱可塑性樹脂に配合して用いられる剤であって、それを含有する熱可塑性樹脂組成物の成形体の廃棄物処理の焼却処分における燃焼を促進する剤。
（２）白金族元素の濃度が０．５〜１００ｐｐｍになるように熱可塑性樹脂に配合して用いられる（１）記載の剤。
（３）白金族元素がパラジウム及び／又は白金であることを特徴とする（１）又は（２）記載の剤。
（４）無機質担体が金属酸化物及び金属炭酸塩の中から選ばれる１種以上である（１）ないし（３）のいずれかに記載の剤。
（５）金属酸化物及び金属炭酸塩がアルミナ、酸化チタン、シリカ、ゼオライト、炭酸カルシウム及び酸化マグネシウムの中から選ばれる１種以上である（４）に記載の剤。
（６）無機質担体の平均粒子径が０．１〜２０μｍである（１）ないし（５）のいずれかに記載の剤。
（７）（１）ないし（６）のいずれかに記載の剤を、白金族元素の濃度が０．５〜１００ｐｐｍになるように熱可塑性樹脂に配合した熱可塑性樹脂組成物を成形してなるごみ袋または買い物袋。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
まず、本発明の燃焼促進剤は、無機質担体に白金族元素を担持させたものである。ここで、白金族元素としては、パラジウム、白金、ルテニウム、ロジウム、オスミウム、イリジウムが挙げられるが、これらは単独又は２種以上を組み合わせて用いられる。容易に入手でき良好な触媒作用を示す点で、パラジウム又は白金が好ましく、特にパラジウムが好ましい。
【００１１】
また、無機質担体としては、白金族元素を担持し得るものであればいかなるものでも使用できる。白金族元素担持触媒に通常用いられる金属酸化物及び金属炭酸塩が一般に用いられる。無機質担体の具体例としては、α−アルミナ、活性アルミナ等のアルミナや酸化チタン、シリカ、ゼオライト、炭酸カルシウム、酸化マグネシウム、ジルコニア、トリア、ボリア、シリカ−アルミナ、シリカ−ジルコニア、アルミナ−ジルコニア等が挙げられる。これらの中でも熱可塑性樹脂中に配合した場合に着色の恐れがなく、しかも容易に入手可能なアルミナ、酸化チタン、シリカ、ゼオライト、炭酸カルシウム及び酸化マグネシウムから選ばれる１種又は２種以上の組み合わせを使用するのが好ましい。また、後述するように本発明の燃焼促進剤が微粒子状である関係上、無機質担体も微粒子状、具体的には平均粒子径が５０μｍ以下、好ましくは０．１〜２０μｍ、特に好ましくは０．２〜１０μｍである。
【００１２】
無機質担体に白金族元素を担持させる方法としては、白金族元素担持触媒の製造に従来から行われている通常の方法（含浸法、イオン交換法、濃縮法、沈殿法等）が採用できる。好ましい担持方法としては、白金族元素前駆体を含有する溶液を無機質担体に含浸させた後、５０〜２００℃で乾燥し、更に４００〜８００℃で焼成する方法等が適用できる。白金族元素前駆体としては、白金族元素担持触媒の製造に従来から用いられている化合物、例えば塩化物、塩素錯体、硝酸塩、アセチルアセトナト等が挙げられる。白金族元素前駆体の具体例として、塩化白金酸、塩化パラジウム、白金テトラミンクロリド、ジニトロジアミノ白金、硝酸パラジウム等が挙げられる。無機質担体としてアルミナを使用する際に、白金族元素を水酸化アルミニウムに担持させて焼成すると、焼成時に水を放出して発泡状態となって触媒活性が向上するので好ましい。
【００１３】
白金族元素の担持量は、無機質担体に対して０．００１〜０．２ｗｔ％、好ましくは０．００５〜０．１５ｗｔ％、特に好ましくは０．０１〜０．０８ｗｔ％である。白金族元素の担持量が０．００１ｗｔ％未満では燃焼促進剤としての効果が期待できず、０．２ｗｔ％を越えるとコストアップの原因となるばかりか、得られる燃焼促進剤が着色して本発明の目的の一つが達成できなくなるので好ましくない。更に、本発明においては無機質担体にパラジウムの触媒作用を促進するための他の各種触媒成分や助触媒成分を併用して担持させることももちろん可能である。燃焼促進剤の粒径は無機質担体の粒径と通常同一であり、平均粒子径が５０μｍ以下、好ましくは０．１〜２０μｍ、特に好ましくは０．２〜１０μｍである。
【００１４】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、上述した熱可塑性樹脂に微粒子状の燃焼促進剤を配合したものである。熱可塑性樹脂としては、特に制限は無くいかなるものでも使用できる。熱可塑性樹脂の例として、ポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド樹脂、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル等が挙げられる。これらの中でもポリエチレン、エチレン−α−オレフィン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂が塩素を含まず各分野で広く使用されており好ましいが、塩化ビニル樹脂の場合でも燃焼促進剤を含有させることにより燃焼によるダイオキシン類の発生を抑制できため、本発明に適用可能である。
【００１５】
熱可塑性樹脂に微粒子状の燃焼促進剤を配合する方法としては、熱可塑性樹脂に無機物質を配合する通常の方法が、特に制限なく適用できる。好ましい配合方法の１例として、予め熱可塑性樹脂と燃焼促進剤とのマスターバッチを通常の方法で作成しておき、使用時にそれを熱可塑性樹脂に配合する方法が挙げられる。
【００１６】
ここで、熱可塑性樹脂に対する燃焼促進剤の配合割合は、熱可塑性樹脂組成物中の白金族元素の濃度が０．５〜１００ｐｐｍになるように配合する必要がある。白金族元素の濃度が０．５ｐｐｍ未満では、燃焼促進剤としての効果が期待できず、逆に、１００ｐｐｍを越えると高価で貴重なパラジウムを浪費することとなるばかりか、濃度に見合った効果も期待できない。熱可塑性樹脂組成物中の白金族元素の濃度は、好ましくは１〜５０ｐｐｍ、より好ましくは２〜２０ｐｐｍである。
【００１７】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、フィラー等、熱可塑性樹脂成形体に従来慣用される種々の添加剤を含有することができる。このようにして得られる熱可塑性樹脂組成物は、押出成形法、射出成形法、或いは圧縮成形法等の公知の成形法で成形して容易に成形体とすることができる。成型体は、フィルム状、板状、棒状、ブロック状、中空状、球状等任意の形状とすることができる。本発明の熱可塑性樹脂組成物は、透明、半透明、不透明の成型体であることができ、着色剤を含まない場合、無色又は白色、乳白色、薄灰色等の単色である。着色剤を含む場合でも、その所望の色に対して燃焼促進剤が悪影響を与えることは無く、良好な色彩が得られる。又、本発明の熱可塑性樹脂組成物は、高い明度を有することもその特徴の１つである。
【００１８】
本発明の熱可塑性樹脂組成物中には微粒子状の燃焼促進剤が分散しており、これを焼却炉中で燃焼、焼却した際には、焼却炉中の未燃の被焼却物や分解ガスと燃焼促進剤が充分接触できるため、完全燃焼を行わすことが可能となるとともに、有害ガスの発生を抑制することが可能となる。
【００１９】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。
なお、触媒活性は、試料（５０ｍｇ）をパルス式固定床反応装置に充填し、ヘリウムガス（流量：４０ｍｌ／ｍｉｎ．）を流しながら、メタン１．０％、酸素２．４％残部ヘリウムからなる混合ガス１ｍｌをパルス流として反応装置に導入して５００℃でメタンの接触酸化反応を行い、反応装置から排出されるガスをガスクロマトグラムで測定してメタンの転化率を求め、これにより評価した。
【００２０】
また、燃焼促進剤を含有する熱可塑性樹脂組成物の燃焼特性は、石英管中に熱可塑性樹脂組成物１０ｍｇを入れ、５００℃で、酸素を２００ｍｌ／ｍｉｎ．で３分間流して燃焼させ、燃焼ガス中の二酸化炭素、一酸化炭素濃度をガスクロマトグラフによって測定することにより評価した。なお、燃焼促進剤を使用していない対照例に比べて一酸化炭素量が減少して二酸化炭素量が増加すれば燃焼促進剤が優れた燃焼促進効果を発揮したことを意味している。
【００２１】
また、着色の有無は、熱可塑性樹脂組成物を成形して厚さ１００μｍのフィルムを試料として使用して、当該試料フィルムを白色校正板上にのせて色彩光度計（ミノルタカメラ（株）製）を用いて明度（Ｌ*）を測定して評価した。なお、明度（Ｌ*）は、白色度が増すほど高く、逆に黒色度が高くなるほど、すなわち暗くなるほど低い値を示す指標である。本発明は、着色剤を含有しない場合の熱可塑性樹脂成形体が、無色、白色乃至白色がかった淡色を呈することを目的としていることから、成形体の厚み等にもよるがこの明度（Ｌ*）が９０以上、特に９５以上であることが好ましいといえる。
【００２２】
製造例１
平均粒径１．０μｍのアルミナを無機質担体として使用し、これにパラジウムを０．０５ｗｔ％担持させて燃焼促進剤を得た。パラジウムの担持は、アルミナに硝酸パラジウム水溶液を含浸させ、乾燥後、５００℃で焼成することにより行った。この燃焼促進剤は概ね白色であり、触媒活性を測定したところメタン反応率は９５．２％であった。
【００２３】
製造例２
平均粒径３．０μｍのアルミナを無機質担体として使用し、これに製造例１と同様な方法でパラジウムを２．０ｗｔ％担持させて燃焼促進剤を得た。この燃焼促進剤は黒褐色に着色しており、触媒活性を測定したところメタン反応率は１００％であった。
【００２４】
実施例１
低密度ポリエチレン９８重量部と製造例１の燃焼促進剤２重量部を加熱混練して、パラジウム濃度が１０ｐｐｍであるポリエチレン組成物を得た。この組成物の燃焼特性を評価したところ二酸化炭素濃度は２．５０％、一酸化炭素濃度は０．２３％であり、燃焼中に煙は観察されず、優れた燃焼促進効果を示した。この熱可塑性樹脂組成物を成形して厚み１００μｍのフィルムを得た。このフィルムの外観は無色であり、色彩光度計を用いて測定した明度（Ｌ*）は９６．８２であった。
【００２５】
実施例２
実施例１で使用した低密度ポリエチレン９０重量部と製造例１の燃焼促進剤１０重量部を加熱混練して、パラジウム濃度が５０ｐｐｍであるポリエチレン組成物を得た。この組成物の燃焼特性を評価したところ二酸化炭素濃度は２．５２％、一酸化炭素濃度は０．２２％であり、燃焼中に煙は観察されず、優れた燃焼促進効果を示した。この熱可塑性樹脂組成物を成形して厚み１００μｍのフィルムを得た。このフィルムの外観は乳白色であり、色彩光度計を用いて測定した明度（Ｌ*）は９５．９６と、若干明度は低下したがほとんど問題のない範囲だった。
【００２６】
比較例１
実施例１で使用した低密度ポリエチレンをそのまま使用して燃焼特性を評価した。その結果、二酸化炭素濃度は２．２０％、一酸化炭素濃度は０．３０％であった。また、燃焼中に不完全燃焼が起こっていることを示す黒い煙の発生が観察された。また、この低密度ポリエチレンを成形して厚み１００μｍのフィルムを得た。このフィルムの外観は無色であり、色彩光度計を用いて測定した明度（Ｌ*）は９７．１１であった。
【００２７】
比較例２
実施例１で使用した低密度ポリエチレン９０重量部に製造例１で使用したアルミナ１０重量部配合して燃焼特性を評価したところ二酸化炭素濃度は２．１９％、一酸化炭素濃度は０．３０％であり、燃焼中に煙の発生が観察され低密度ポリエチレンのみの場合である比較例１と同様であり、燃焼促進効果は見られなかった。
【００２８】
比較例３
紡錘状ゲーサイト粒子（平均粒子径０．２５μｍ、比表面積８４ｍ2）について触媒活性を測定したところメタン反応率は９６．９％であった。実施例１で使用した低密度ポリエチレン９９重量部に上記ゲーサイト粒子１重量部配合して加熱混練して、ゲーサイト濃度が１０，０００ｐｐｍのポリエチレン組成物を得た。この組成物の燃焼特性を評価したところ二酸化炭素濃度は２．４６％、一酸化炭素濃度は０．２５％であり、燃焼中に煙は観察されず優れた燃焼促進効果を示した。この熱可塑性樹脂組成物を成形して厚み１００μｍのフィルムを得たが、概観はゲーサイト特有の黄色を呈した。また、色彩光度計を用いて測定した明度（Ｌ*）は８６．７０であった。
【００２９】
比較例４
実施例１で使用した低密度ポリエチレン９０重量部と製造例２の燃焼促進剤１０重量部を加熱混練して、パラジウム濃度が２０００ｐｐｍのポリエチレン組成物を得た。この組成物の燃焼特性を評価したところ二酸化炭素濃度は２．５１％、一酸化炭素濃度は０．２２％であり、燃焼中に煙は観察されず、優れた燃焼促進効果を発揮した。この熱可塑性樹脂組成物を成形して厚み１００μｍのフィルムを得た。このフィルムの外観は茶褐色であった。また、色彩光度計を用いて測定した明度（Ｌ*）も６６．９２と大きく低下していた。
【００３０】
実施例３
実施例１で使用した低密度ポリエチレン９０重量部と、塩化ビニル樹脂１０重量部と、製造例１の燃焼促進剤４重量部を加熱混練して、パラジウム濃度が１９．２ｐｐｍの樹脂組成物を得た。この樹脂組成物（３ｇ）を７００℃で石英ガラス管中で合成空気を２Ｌ／ｍｉｎ．の流量で供給しつつ焼成した。石英ガラス管から排出される燃焼ガスをサンプリング装置で捕集してＪＩＳ  Ｋ０３１１に準拠してダイオキシン類の分析を行った。結果を表１に示す。表中、数値は資料１ｇあたりの量である。又、樹脂組成物を成形して得た厚み１００μｍのフィルムは明度（Ｌ*）９５．０３を示した。
【００３１】
比較例５
製造例１の燃焼促進剤を用いなかった以外は実施例３と同様にして樹脂組成物を得た。この樹脂組成物の燃焼試験結果を表１に示す。又、この樹脂組成物を成形して得た厚み１００μｍのフィルムは明度（Ｌ*）９６．２３を示した。
【００３２】
【表１】
0004878099.tif 000002
【００３３】
【発明の効果】
本発明の熱可塑性樹脂組成物は、従来、燃焼促進剤として好適とされていた特定の酸化鉄粒子のように熱可塑性樹脂を着色させることがないので、着色を嫌う用途に使用することが可能となるばかりか、目的に応じて任意の色に着色することが可能となった。また、熱可塑性樹脂組成物中の白金族元素の濃度がかなり低くても充分な燃焼促進効果を発揮するので、高価な白金族元素であっても採用可能なコストで実施が可能となった。