JP2555545B2 - Method for producing cellulose / chitosan-based molded product - Google Patents
Method for producing cellulose / chitosan-based molded productInfo
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Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、機械的強度が向上され
た微生物分解性を有するセルロース・キトサン系成形品
の製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a cellulose-chitosan-based molded article having improved mechanical strength and having biodegradability.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、熱可塑性樹脂、例えばポリオレフ
ィン系樹脂、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリスチレン系樹
脂等から成るフィルム、シートあるいは発泡成形品は、
その特性を活かして包装用資材、農業用資材、産業用資
材等様々な用途に使用されている。2. Description of the Related Art Conventionally, a film, sheet or foam-molded article made of a thermoplastic resin such as polyolefin resin, polyvinyl chloride resin, polystyrene resin, etc.
Utilizing its characteristics, it is used for various purposes such as packaging materials, agricultural materials, and industrial materials.
【0003】しかしながら、これらの熱可塑性樹脂から
成る成形品は化学的に安定であるためひとたび自然界に
放置された場合、分解するには極めて長い年月を要す
る。従って、それらの廃棄処分をめぐる問題は、近年一
種の社会問題となっている。However, since molded articles made of these thermoplastic resins are chemically stable, it takes a very long time to decompose once left in the natural environment. Therefore, the problem of their disposal has become a kind of social problem in recent years.
【0004】このような情勢に鑑み近年種々の分解性プ
ラスチックが開発されている。たとえば、ポリオレフィ
ンにコーンスターチ等の澱粉質を添加し微生物分解性を
付与したもの、微生物が生産するPHB(ポリヒドロキ
シブチレート)及びその誘導体からなるもの、変性澱粉
と変性PVAから成る組成物からなるもの、あるいはポ
リマー主鎖中にカルボニル基を導入した光分解性プラス
チック等が報告されている。In view of such circumstances, various degradable plastics have been developed in recent years. For example, one obtained by adding a starch material such as corn starch to microbial degradability to polyolefin, one made of PHB (polyhydroxybutyrate) produced by a microorganism and its derivative, and one made of a composition composed of modified starch and modified PVA. Alternatively, photodegradable plastics in which a carbonyl group is introduced into the polymer main chain have been reported.
【0005】一方、本発明者らは、先にセルロース及び
キトサンからなるセルロース・キトサン系の微生物分解
性成形物を提案した(特開平2−6689号公報、特開
平2−127486号公報)。また、該成形物の製造方
法についても提案を行った(特開平2−135730号
公報)。このセルロース・キトサン系の微生物分解性成
形物は、素材が天然物であることから微生物分解速度が
速く、更に分解後自然界に及ぼす悪影響もない。しかし
機械的強度面では乾燥状態、湿潤状態いずれもほぼ良好
であるものの、特に強い機械的強度が要求される用途で
は応用が難しいという問題があった。この問題を解決す
る手段として、セルロース・キトサン系の微生物分解性
成形物を成形後、100℃近辺の温度に一定時間保つと
いう方法がある。この方法によれば、確かに機械的強度
の向上はみられるが、強度の向上とともに成形物が褐色
に変色して、商品値価が低下するという問題があった。On the other hand, the inventors of the present invention have previously proposed a cellulose-chitosan-based microbial-degradable molded article composed of cellulose and chitosan (JP-A-2-6689 and JP-A-2-127486). In addition, a method for producing the molded product was also proposed (Japanese Patent Laid-Open No. 2-135730). This cellulose-chitosan-based microbial-degradable molded article has a fast microbial-degrading rate because it is a natural material, and has no adverse effect on the natural world after degradation. However, in terms of mechanical strength, both dry and wet conditions are almost good, but there is a problem that it is difficult to apply it in applications where particularly high mechanical strength is required. As a means for solving this problem, there is a method in which a cellulose-chitosan-based microbial-degradable molded article is molded and then kept at a temperature of around 100 ° C. for a certain period of time. According to this method, although the mechanical strength is certainly improved, there is a problem that the molded product is discolored brown with the improvement of the strength and the commercial price is lowered.
【0006】一方、コロナ放電処理は、ポリエチレン等
のプラスチックの印刷特性等を向上させるために極く一
般的に用いられている方法である。しかしながら、コロ
ナ放電処理によってプラスチックの強度が向上するとい
う報告は未だされていない。また、セルロースにコロナ
放電処理を施すという研究事例もあるが、やはり強度の
向上については報告されていない。On the other hand, the corona discharge treatment is a method generally used for improving the printing characteristics of plastics such as polyethylene. However, there has not been reported yet that the strength of the plastic is improved by the corona discharge treatment. In addition, although there is a research example of subjecting cellulose to corona discharge treatment, no improvement in strength has been reported.
【0007】[0007]
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、成形
品の外観を損なうことなく、より簡便な手段により、セ
ルロース類及びキトサン類からなる微生物分解性を有す
るセルロース・キトサン系成形品の機械的強度を向上さ
せる方法を提供することにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to machine a cellulose-chitosan-based molded article having a biodegradability of cellulose and chitosan by a simpler means without impairing the appearance of the molded article. It is to provide a method of improving the physical strength.
【0008】[0008]
【問題を解決するための手段】本発明によれば、セルロ
ース類及びキトサン類を主成分とする成形物を、酸素の
存在する雰囲気下においてコロナ放電処理することを特
徴とするセルロース・キトサン系成形品の製造方法が提
供され、更に、前記成形物が、セルロース類とキトサン
類とを含む水懸濁液を流延して得られたシートあるいは
フィルムであることを特徴とする前記セルロース・キト
サン系成形品の製造方法が提供される。According to the present invention, a cellulose-chitosan-based molding characterized by subjecting a molded product mainly composed of celluloses and chitosans to corona discharge treatment in an atmosphere in which oxygen is present. Further provided is a method for producing a product, wherein the molded product is a sheet or film obtained by casting an aqueous suspension containing celluloses and chitosans, wherein the cellulose-chitosan system is provided. A method of manufacturing a molded article is provided.
【0009】すなわち、セルロース類及びキトサン類か
らなる成形物を、酸素の存在する雰囲気下において、コ
ロナ放電処理することによって機械的強度が大幅に向上
し、特に、セルロース類及びキトサン類からなる成形物
がセルロース類とキトサン類を含む水懸濁液を流延して
得られたシートあるいはフィルムである場合には、その
効果がより顕著であることを見い出し本発明に到達した
ものである。That is, the mechanical strength of a molded product of celluloses and chitosans is greatly improved by subjecting it to corona discharge treatment in an atmosphere containing oxygen, and in particular, a molded product of celluloses and chitosans. The present invention has been completed by finding that the effect is more remarkable when the sheet or film is obtained by casting an aqueous suspension containing celluloses and chitosans.
【0010】以下、本発明を詳細に説明する。本発明に
おいて用いられるセルロース類としては、木材、藁、
綿、麻、竹、バガス等の植物から得られるセルロース、
ヘミセルロース、リグノセルロース、ペクトセルロース
や菌が生産するバクテリアセチルセルロース等が挙げら
れ、これらの中でも繊維状のものが好ましく、特に、微
細に叩解した繊維が好ましい。Hereinafter, the present invention will be described in detail. Cellulose used in the present invention, wood, straw,
Cellulose obtained from plants such as cotton, hemp, bamboo and bagasse,
Examples thereof include hemicellulose, lignocellulose, pectocellulose, and bacterial acetylcellulose produced by fungi. Among these, fibrous ones are preferable, and finely beaten fibers are particularly preferable.
【0011】一方、本発明において用いられるキトサン
類は、カニ、エビ等の甲殻類の殻、菌糸体等から得られ
るキチンを脱アセチル化したものであるが、キトサン類
の分子量、脱アセチル化度を特に限定するものではな
い。キトサン類はそのままでは水に不溶であるので、通
常、塩酸等の無機酸や蟻酸、酢酸、乳酸等の有機酸でキ
トサン塩にして、水溶液の状態で使用する。On the other hand, the chitosans used in the present invention are deacetylated chitins obtained from shells of crustaceans such as crabs and shrimps, mycelium, etc., but the molecular weight and the degree of deacetylation of chitosans. Is not particularly limited. Since chitosans are insoluble in water as they are, they are usually used as an aqueous solution by forming a chitosan salt with an inorganic acid such as hydrochloric acid or an organic acid such as formic acid, acetic acid or lactic acid.
【0012】本発明において、成形物は、セルロース類
20〜99.5重量%、キトサン類0.5〜40重量%
の割合で含むのが好ましく、更に好ましくは、セルロー
ス類30〜70重量%、キトサン類10〜20重量%で
ある。セルロース類、或いはキトサン類の含有量が少な
すぎるとコロナ放電処理の効果が余り発揮できない。In the present invention, the molded product is composed of 20 to 99.5% by weight of celluloses and 0.5 to 40% by weight of chitosans.
It is preferable that the content is 30 to 70% by weight of celluloses and 10 to 20% by weight of chitosans. If the content of celluloses or chitosans is too small, the effect of corona discharge treatment cannot be fully exerted.
【0013】更に、本発明においては必要に応じて公知
の可塑剤、タンパク質、澱粉質等の生分解助剤、充填
剤、着色剤、発泡剤等の添加剤を併用することもなんら
さしつかえない。Further, in the present invention, known additives such as a plasticizer, a biodegradation aid such as protein and starch, a filler, a coloring agent, a foaming agent and the like may be used in combination if necessary.
【0014】また、本発明の成形品としては、フィル
ム、シート、及び一定の立体的な形状を有する成形品、
発泡体等である。The molded article of the present invention includes a film, a sheet, and a molded article having a certain three-dimensional shape,
It is a foam or the like.
【0015】本発明のセルロース類及びキトサン類を主
成分とする成形物は、例えば、セルロース類の水分散液
とキトサン塩の水溶液を混合してセルロース類とキトサ
ン類からなる水懸濁液となし、これを流延してシートあ
るいはフィルムを製造する方法、あるいは紙等のセルロ
ース系素材にキトサン塩の水溶液を塗布するか、該水溶
液に浸漬した後乾燥して製造する方法等が挙げられる。
特に、本発明においては上記水懸濁液をシート状あるい
はフィルム状に流延して製造した成形物が好ましく使用
できる。The molded article containing cellulose and chitosan as main components of the present invention is, for example, prepared by mixing an aqueous dispersion of cellulose and an aqueous solution of chitosan salt to prepare an aqueous suspension containing cellulose and chitosan. Examples thereof include a method of casting this to produce a sheet or film, a method of applying an aqueous solution of chitosan salt to a cellulosic material such as paper, or a method of producing by dipping in the aqueous solution and then drying.
In particular, in the present invention, a molded product produced by casting the above-mentioned water suspension in a sheet shape or a film shape can be preferably used.
【0016】本発明は、このようにして得られるセルロ
ース類及びキトサン類を主成分とする成形物を、酸素の
存在する雰囲気下において、コロナ放電処理するのであ
るが、コロナ放電の方法や手順について特に限定するも
のではない。例えば、セルロース類とキトサン類からな
る水懸濁液を流延して得られたシートあるいはフィルム
をコロナ放電処理してもよいし、該水懸濁液を流延する
過程でコロナ放電処理してもよい。なお、コロナ放電処
理の処理強度については特に限定するものではなく、低
レベルの処理強度から高レベルの処理強度まで幅広い処
理強度範囲で行なうことができる。In the present invention, the molded product containing cellulose and chitosan as main components thus obtained is subjected to corona discharge treatment in an atmosphere in which oxygen is present. It is not particularly limited. For example, a sheet or film obtained by casting an aqueous suspension of celluloses and chitosans may be subjected to corona discharge treatment, or may be subjected to corona discharge treatment in the process of casting the aqueous suspension. Good. The treatment strength of the corona discharge treatment is not particularly limited, and it can be performed in a wide treatment strength range from a low treatment strength to a high treatment strength.
【0017】以上述べたようにセルロース類及びキトサ
ン類を主成分とする成形物を、酸素の存在する雰囲気下
においてコロナ放電処理することによって、得られるセ
ルロース・キトサン系成形品の強度が向上する化学的メ
カニズムは明確ではないが、セルロース類及びキトサン
類を主成分とする成形物を酸素の存在する雰囲気下でコ
ロナ放電処理することにより該成形物中のセルロース成
分の一部にカルボニル基が生起し、このカルボニル基と
キトサン類分子中のアミノ基との間でシッフ塩基による
架橋構造が生成され、結果的に機械的強度が向上するも
のと考えられる。このような効果はセルロース及びキト
サンからなる成形物の厚みが薄い方がより高い。したが
って、成形物の形状がシート状あるいはフィルム状であ
ることが好ましく、その厚みは100μm以下の場合が
特に好ましい。As described above, by subjecting a molded article containing celluloses and chitosans as main components to corona discharge treatment in an atmosphere in which oxygen is present, the strength of the resulting cellulose / chitosan molded article is improved. Although the mechanical mechanism is not clear, a carbonyl group is generated in a part of the cellulose component in the molded product by subjecting the molded product mainly composed of celluloses and chitosans to corona discharge treatment in an atmosphere containing oxygen. It is believed that a Schiff base cross-linking structure is formed between the carbonyl group and the amino group in the chitosan molecule, resulting in improvement in mechanical strength. Such an effect is higher when the thickness of the molded product made of cellulose and chitosan is smaller. Therefore, the shape of the molded product is preferably sheet-like or film-like, and the thickness thereof is particularly preferably 100 μm or less.
【0018】[0018]
【実施例】以下、本発明を実施例により具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。尚、
実施例における引張強度、伸びの測定は島津製作所製オ
ートグラフAG−5000を用い、ASTM D−88
2に準拠して測定した。また、本実施例においてコロナ
放電処理機としてベータホーン社製ε−TREATER
(コロナ放電処理巾:1.3m)を用いた。EXAMPLES The present invention will now be specifically described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. still,
The tensile strength and the elongation in the examples were measured by using an autograph AG-5000 manufactured by Shimadzu Corporation, and ASTM D-88 was used.
It measured based on 2. Also, in this embodiment, as a corona discharge treatment device, ε-TREATER manufactured by Betahorn Co., Ltd.
(Corona discharge treatment width: 1.3 m) was used.
【0019】製造例 広葉樹パルプを叩解して得られた微細セルロース繊維の
水分散液(濃度4wt%)、キトサン酢酸塩水溶液、可
塑剤としてのジグリセリン、及び生分解助材としてのゼ
ラチン水溶液を、セルロース:キトサン:ジグリセリ
ン:ゼラチンが重量比で100:30:75:2となる
ように、また混合液中の固形分濃度が4%となるように
混合して、セルロースとキトサンからなる水懸濁液を得
た。この水懸濁液をダイスリットを介して、エンドレス
ベルトの上に流延し、温度140℃で乾燥した後、エン
ドレスベルトから剥離することにより、セルロース及び
キトサンからなるシート状の成形物を得た。この成形物
の厚みは50μmであった。Production Example An aqueous dispersion of fine cellulose fibers (concentration 4 wt%) obtained by beating hardwood pulp, an aqueous chitosan acetate solution, diglycerin as a plasticizer, and an aqueous gelatin solution as a biodegradation aid, Cellulose: chitosan: diglycerin: gelatin are mixed so that the weight ratio is 100: 30: 75: 2, and the solid content concentration in the mixed solution is 4%. A suspension was obtained. This water suspension was cast on an endless belt through a die slit, dried at a temperature of 140 ° C., and then peeled off from the endless belt to obtain a sheet-shaped molded product made of cellulose and chitosan. . The thickness of this molded product was 50 μm.
【0020】実施例1〜4、比較例 製造例で得られたセルロース及びキトサンからなるシー
ト状の成形物の両面を空気中で処理速度15m/mi
n、所定のコロナ放電処理電力でコロナ放電処理して本
発明のセルロース・キトサン系成形品を得た。この成形
品は外観の変化もなく、優れた微生物分解性を示した。
引張強度及び伸びを表1に示す。また、比較のためにコ
ロナ放電処理していない成形品の引張強度及び伸びを併
せて表1に示す。Examples 1 to 4 and Comparative Example Both sides of the sheet-like molded article composed of cellulose and chitosan obtained in the Production Example were treated in air at a treatment speed of 15 m / mi.
n, corona discharge treatment was performed with a predetermined corona discharge treatment power to obtain a cellulose-chitosan-based molded product of the present invention. This molded product showed no change in appearance and showed excellent biodegradability.
The tensile strength and elongation are shown in Table 1. In addition, for comparison, Table 1 also shows the tensile strength and elongation of the molded product not subjected to the corona discharge treatment.
【0021】[0021]
【表1】 [Table 1]
【0022】[0022]
【発明の効果】本発明方法によれば、セルロース類及び
キトサン類を主成分とするセルロース・キトサン系成形
品の外観を損なうことなくその強度を向上させることが
でき、特に強い機械的強度が要求される用途への応用を
可能とすることができる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the method of the present invention, the strength of a cellulose / chitosan-based molded article containing cellulose and chitosan as main components can be improved without impairing the appearance, and particularly strong mechanical strength is required. It can be applied to the intended use.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 5/00 LAW C08L 5/00 LAW // B29K 1:00 (72)発明者 金岡 邦夫 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業 株式会社内 (72)発明者 立石 健二 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業 株式会社内 (72)発明者 上田 彰彦 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業 株式会社内 審査官 井出 隆一 (56)参考文献 特公 昭45−6433(JP,B1)─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Internal reference number FI Technical display location C08L 5/00 LAW C08L 5/00 LAW // B29K 1:00 (72) Inventor Kunio Kanaoka Kagawa Prefecture 1515 Nakatsu-cho, Marugame City Okura Industry Co., Ltd. (72) Kenji Tateishi 1515 Nakatsu-cho, Marugame City Kagawa Prefecture Okura Industry Co., Ltd. (72) Inventor Akihiko Ueda 1515 Nakatsu-cho Marugame City Kagawa Prefecture Okura Industry Co., Ltd. Internal Examiner Ryuichi Ide (56) References Japanese Patent Publication Sho 45-6433 (JP, B1)
Claims (2)
する成形物を、酸素の存在する雰囲気下においてコロナ
放電処理することを特徴とするセルロース・キトサン系
成形品の製造方法。1. A method for producing a cellulose-chitosan-based molded article, which comprises subjecting a molded article containing cellulose and chitosan as main components to corona discharge treatment in an atmosphere in which oxygen is present.
類とを含む水懸濁液を流延して得られたシートあるいは
フィルムであることを特徴とする請求項1記載のセルロ
ース・キトサン系成形品の製造方法。2. The cellulose-chitosan-based molding according to claim 1, wherein the molded product is a sheet or film obtained by casting an aqueous suspension containing celluloses and chitosans. Method of manufacturing goods.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16308894A JP2555545B2 (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Method for producing cellulose / chitosan-based molded product |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16308894A JP2555545B2 (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Method for producing cellulose / chitosan-based molded product |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH081695A JPH081695A (en) | 1996-01-09 |
| JP2555545B2 true JP2555545B2 (en) | 1996-11-20 |
Family
ID=15766963
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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| JP16308894A Expired - Lifetime JP2555545B2 (en) | 1994-06-22 | 1994-06-22 | Method for producing cellulose / chitosan-based molded product |
Country Status (1)
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| DE10007794A1 (en) | 2000-02-21 | 2001-06-28 | Zimmer Ag | Composition useful for making containers, films, membranes and fibers, comprises a biodegradable polymer and a marine plant or shell material |
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-
1994
- 1994-06-22 JP JP16308894A patent/JP2555545B2/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPH081695A (en) | 1996-01-09 |
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