JP7657444B2 - Resin composition and method for producing same, and plasticized starch and method for producing same - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
本発明は、樹脂組成物及びその製造方法、並びに可塑化澱粉及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a resin composition and a method for producing the same, as well as a plasticized starch and a method for producing the same.
従来のプラスチック成形品は、廃棄後に自然環境下では分解し難く、自然環境を汚染する一つの原因となっている。近年、廃棄後に自然環境下で分解される素材が検討され、このような素材として、バイオマス素材を含むプラスチック成形品が注目されている。当該プラスチック成形品は、バイオマス素材を石油系材料の代替として含むので、燃焼時に排出されるCO2を削減可能である。バイオマス素材としては、例えば廃棄物系バイオマス(食物廃棄物、家畜排泄物、建築廃材、及び古紙など)、未利用バイオマス(農作物非食用部及び林地残材など)、及び、資源穀物を挙げることができる。より具体的なバイオマス素材の例として、例えば、木粉、稲わら、竹、及び古米などを挙げることができる。 Conventional plastic molded products are difficult to decompose in the natural environment after disposal, and are one of the causes of environmental pollution. In recent years, materials that decompose in the natural environment after disposal have been studied, and as such materials, plastic molded products containing biomass materials have attracted attention. Since such plastic molded products contain biomass materials as an alternative to petroleum-based materials, it is possible to reduce CO2 emissions during combustion. Examples of biomass materials include waste biomass (food waste, livestock excrement, construction waste, waste paper, etc.), unused biomass (non-edible parts of agricultural crops and forest residues, etc.), and resource grains. More specific examples of biomass materials include wood flour, rice straw, bamboo, and old rice.
バイオマス素材として、天然に豊富に存在し、安価な澱粉が使用されている。澱粉は、燃焼に伴って排出される二酸化炭素の量を基準にし、元となる植物(澱粉)が成長過程で吸収した二酸化炭素の量と同じ量となる、いわゆるカーボンニュートラルな素材である。しかし、澱粉自体は、高分子量の素材であり、澱粉のままでは成形時の流動性に乏しく、成形加工性に難点があるため、様々な方法により可塑性を付与した澱粉が利用されている。澱粉を含むプラスチック成形品に関して、例えば、下記特許文献1には、第1の澱粉及び第2の澱粉を含む澱粉系ポリマー材料と、ポリオレフィン系ポリマー材料と、を含む、ポリマー内容物を含む物品であって、91日後に生分解するポリマー内容物の量が、約55重量%の水及び約45重量%の有機固形物を有する接種材料を使用して約52℃の温度で行われるバイオメタン潜在性試験の結果に基づいて、第1の澱粉及び第2の澱粉の量よりも多い、物品が開示されている。 As a biomass material, starch is used, which is naturally abundant and inexpensive. Starch is a so-called carbon neutral material, in that the amount of carbon dioxide emitted when burned is the same as the amount of carbon dioxide absorbed by the original plant (starch) during its growth. However, starch itself is a high molecular weight material, and has poor fluidity during molding when left as starch, making it difficult to mold, so starch that has been given plasticity by various methods is used. Regarding plastic molded products containing starch, for example, the following Patent Document 1 discloses an article containing a polymer content, which includes a starch-based polymer material containing a first starch and a second starch, and a polyolefin-based polymer material, and in which the amount of the polymer content that biodegrades after 91 days is greater than the amount of the first starch and the second starch, based on the results of a biomethane potential test performed at a temperature of about 52°C using an inoculum having about 55% by weight of water and about 45% by weight of organic solids.
しかしながら、バイオマス素材として澱粉系ポリマー材料を使用した際、条件によってはプラスチック成形品に含まれる澱粉粒を小さくすることが困難であった。澱粉粒を小さくできない場合、成形ができないという問題があり、また、優れた物性を有するプラスチック成形品を製造できないという問題がある。本発明は、粒径の小さな澱粉粒を含有するプラスチック成形品を提供するための新たな手段を提供することを目的とする。さらに、本発明は、高温多湿条件下でも、内部に存在する各種添加剤等が表面にブリードが発生することを抑制できるプラスチック成形品を提供するための新たな手段を提供することを目的とする。また、さらに、本発明は、消臭機能、防臭機能等の機能性が付与されたプラスチック成形品を提供するための新たな手段を提供することを目的とする。 However, when a starch-based polymer material is used as a biomass material, it has been difficult to reduce the size of the starch granules contained in a plastic molded product under certain conditions. If the starch granules cannot be reduced in size, there is a problem that molding is not possible, and there is also a problem that a plastic molded product with excellent physical properties cannot be manufactured. The present invention aims to provide a new means for providing a plastic molded product containing starch granules with a small particle size. Furthermore, the present invention aims to provide a new means for providing a plastic molded product that can suppress the bleeding of various additives present inside the product to the surface even under high temperature and high humidity conditions. Furthermore, the present invention aims to provide a new means for providing a plastic molded product that has functionality such as a deodorizing function and an odor prevention function.
本発明者らは、特定の可塑化澱粉材料によって、澱粉粒の粒径を小さくでき、さらに高温多湿条件下でも、内部に存在する各種添加剤等が表面にブリードアウトすることを抑制できるプラスチック成形品を提供することができることを見出した。 The inventors have discovered that a specific plasticized starch material can reduce the particle size of starch granules and provide a plastic molded article that can prevent various additives present inside from bleeding out to the surface even under high temperature and high humidity conditions.
すなわち、本発明は、可塑化澱粉材料及び熱可塑性樹脂を含み、前記可塑化澱粉材料が、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水とを含み、且つ 樹脂組成物に含まれる澱粉粒の粒子径が2μm以下である、樹脂組成物を提供する。
前記常温より高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物が、少なくとも一つの多価アルコールを含みうる。
前記樹脂組成物は、グリセリンの含有量が0質量%以上10質量%以下でありうる。
前記多価アルコールが、エチレングリコール及びプロピレングリコールのうちの少なくとも1種を含みうる。
前記樹脂組成物は、有機酸をさらに含みうる。
前記可塑化澱粉材料が、澱粉の可塑化物又は変性された澱粉の可塑化物でありうる。
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂又は、これらの樹脂の混合物でありうる。
前記樹脂組成物は、セルロースナノファイバーをさらに含みうる。
前記樹脂組成物は、フィルム、シート、又は不織布の形状に成形されている。
前記樹脂組成物は、フィルム又はシートの形状に成形され、当該フィルム又はシートの表面が膜によって被覆されて積層体が形成されている。
That is, the present invention provides a resin composition comprising a plasticized starch material and a thermoplastic resin, wherein the plasticized starch material comprises starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and water, and the particle size of starch granules contained in the resin composition is 2 μm or less.
The polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature may include at least one polyhydric alcohol.
The resin composition may have a glycerin content of 0% by mass or more and 10% by mass or less.
The polyhydric alcohol may include at least one of ethylene glycol and propylene glycol.
The resin composition may further include an organic acid.
The plasticized starch material may be a starch plasticizer or a modified starch plasticizer.
The thermoplastic resin may be a polyolefin resin, a polyester resin, a polystyrene resin, or a mixture of these resins.
The resin composition may further contain cellulose nanofibers.
The resin composition is formed into the shape of a film, a sheet, or a nonwoven fabric.
The resin composition is formed into the shape of a film or sheet, and the surface of the film or sheet is coated with a membrane to form a laminate.
また、本発明は、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水とを含む可塑化澱粉材料を有する可塑化澱粉を提供する。
本発明は、発泡した部分を有さない可塑化澱粉を提供する。
本発明は、粒子径が2μm以下である澱粉粒を含む可塑化澱粉含有樹脂組成物を製造するために用いられる、可塑化澱粉を提供する。
本発明は、デュロメータタイプDで硬さ20以上である、可塑化澱粉を提供する。
本発明は、形状が、円柱状(ストランド)又はペレット状である、可塑化澱粉を提供する。
The present invention also provides a plasticized starch having a plasticized starch material containing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and water.
The present invention provides a plasticized starch that does not have expanded portions.
The present invention provides a plasticized starch used for producing a plasticized starch-containing resin composition containing starch granules having a particle size of 2 μm or less.
The present invention provides a plasticized starch having a hardness of 20 or greater on a durometer type D.
The present invention provides plasticized starch in the shape of a cylinder (strand) or pellet.
本発明は、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水と、を混合する第一混合工程、前記第一混合工程で得られた混合物を加熱することにより前記澱粉を可塑化して、可塑化澱粉を調製する可塑化澱粉調製工程、及び前記可塑化澱粉及び熱可塑性樹脂を混合して、粒子径が2μm以下である澱粉粒を含む樹脂組成物を得る第二混合工程を含む、樹脂組成物の製造方法を提供する。
本発明は、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水と、熱可塑性樹脂とを混合する混合工程、及び前記混合工程で得られた混合物を加熱することにより、前記澱粉を可塑化して、粒子径が2μm以下である澱粉粒を得る加熱工程を含む、樹脂組成物の製造方法を提供する。
The present invention provides a method for producing a resin composition, comprising: a first mixing step of mixing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and water; a plasticized starch preparation step of preparing a plasticized starch by heating the mixture obtained in the first mixing step to plasticize the starch; and a second mixing step of mixing the plasticized starch and a thermoplastic resin to obtain a resin composition containing starch granules having a particle size of 2 μm or less.
The present invention provides a method for producing a resin composition, comprising: a mixing step of mixing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, water, and a thermoplastic resin; and a heating step of heating the mixture obtained in the mixing step to plasticize the starch and obtain starch granules having a particle size of 2 μm or less.
本発明は、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水とを混合する混合工程、及び前記混合工程で得られた混合物を加熱することにより前記澱粉を可塑化する可塑化工程を含む、可塑化澱粉の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for producing plasticized starch, the method including a mixing step of mixing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and water, and a plasticization step of plasticizing the starch by heating the mixture obtained in the mixing step.
本発明は、さらに、機能剤を含有する、前記樹脂組成物を提供する。
前記機能剤は、抗菌剤、消臭剤、防臭剤の単体または複合体から少なくとも1つ選択されうる。
The present invention further provides the resin composition, which further contains a functional agent.
The functional agent may be at least one selected from the group consisting of an antibacterial agent, a deodorant, and an anti-odor agent, either singly or in combination.
本発明は、さらに、機能剤を含有する、前記可塑化澱粉を提供する。 The present invention further provides the plasticized starch, which contains a functional agent.
本発明は、前記第一混合工程において、さらに、機能剤を混合する、前記樹脂組成物の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for producing the resin composition, further comprising mixing a functional agent in the first mixing step.
本発明は、前記混合工程において、さらに、機能剤を混合する、前記樹脂組成物の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for producing the resin composition, further comprising mixing a functional agent in the mixing step.
本発明は、前記混合工程において、さらに、機能剤を混合する、前記可塑化澱粉の製造方法を提供する。 The present invention provides a method for producing the plasticized starch, in which a functional agent is further mixed in the mixing step.
本発明により、プラスチック成形品中の澱粉粒を小さくできる。さらに、高温多湿条件下でもプラスチック成形品の表面からのブリードアウトを抑制できる。また、本発明により、プラスチック成形品に消臭、防臭等の機能を付与することができる。
なお、本発明の効果は、ここに記載された効果に必ずしも限定されるものではなく、本明細書中に記載されたいずれかの効果であってもよい。
The present invention can reduce the size of starch granules in a plastic molded article. Furthermore, it can suppress bleeding out from the surface of the plastic molded article even under high temperature and high humidity conditions. Furthermore, the present invention can impart odor eliminating and odor preventing functions to the plastic molded article.
The effects of the present invention are not necessarily limited to the effects described herein, and may be any of the effects described in this specification.
以下、本発明を実施するための形態について、詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明の代表的な実施形態の一例を示したものであり、本発明はこれらの実施形態のみに限定されるものでない。 The following describes in detail the embodiments for carrying out the present invention. Note that the embodiments described below are representative examples of the present invention, and the present invention is not limited to these embodiments.
1.樹脂組成物 1. Resin composition
本発明の樹脂組成物は、可塑化澱粉材料及び熱可塑性樹脂を含み、前記可塑化澱粉材料が、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水とを含み、且つ、樹脂組成物に含まれる澱粉粒の粒子径が2μm以下である。 The resin composition of the present invention contains a plasticized starch material and a thermoplastic resin, the plasticized starch material contains starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and water, and the particle size of the starch granules contained in the resin composition is 2 μm or less.
本発明の樹脂組成物は、前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂を、例えば、好ましくは5質量部:95質量部~75質量部:25質量部の比率で含み、より好ましくは10質量部:90質量部~70質量部:30質量部の比率で含み、さらに好ましくは15質量部:75質量部~70質量部:30質量部で含みうる。当該比率を有する前記樹脂組成物は、プラスチック成形品に含まれる澱粉粒を小さくすることができる。 The resin composition of the present invention contains the plasticized starch material and the thermoplastic resin, for example, preferably in a ratio of 5 parts by mass:95 parts by mass to 75 parts by mass:25 parts by mass, more preferably in a ratio of 10 parts by mass:90 parts by mass to 70 parts by mass:30 parts by mass, and even more preferably in a ratio of 15 parts by mass:75 parts by mass to 70 parts by mass:30 parts by mass. The resin composition having such a ratio can reduce the size of the starch granules contained in the plastic molded product.
前記可塑化澱粉材料を構成する澱粉は可塑化されている。これにより、前記樹脂組成物から形成される成形品の表面を平滑にすることができる。また、例えば、樹脂組成物から形成されたフィルム又はシートの物性(例えば、引張伸びなど)、又は不織布の物性を向上させることもできる。 The starch constituting the plasticized starch material is plasticized. This makes it possible to smooth the surface of a molded article formed from the resin composition. It is also possible to improve the physical properties (e.g., tensile elongation) of a film or sheet formed from the resin composition, or the physical properties of a nonwoven fabric, for example.
また、前記可塑化澱粉材料を用いることで、良好な品質(例えば、表面平滑性、低着色度、及び低臭)を有する成形品(例えば、フィルム及びシート、並びに不織布など)を製造することができる。例えば、本発明の樹脂組成物中に含まれる澱粉粒の粒子径が2μm以下なので、薄いフィルム又はシート、不織布を当該樹脂組成物から形成しても澱粉粒の形状が表面に現れない。例えば、本発明の樹脂組成物の澱粉含有割合を高めても、当該樹脂組成物から形成されるフィルム又はシート、不織布はその表面に澱粉粒の形状を有さない。 Furthermore, by using the plasticized starch material, molded products (e.g., films and sheets, nonwoven fabrics, etc.) having good quality (e.g., surface smoothness, low coloration, and low odor) can be produced. For example, since the particle size of the starch granules contained in the resin composition of the present invention is 2 μm or less, even if a thin film or sheet or nonwoven fabric is formed from the resin composition, the shape of the starch granules does not appear on the surface. For example, even if the starch content of the resin composition of the present invention is increased, the film or sheet or nonwoven fabric formed from the resin composition does not have the shape of starch granules on its surface.
また、本発明の樹脂組成物が前記可塑化澱粉材料を含むことによって、当該樹脂組成物及び当該樹脂組成物から形成された成形品(例えば、フィルム又はシート、不織布)に透明感を付与することができる。また、本発明の樹脂組成物が前記可塑化澱粉材料を含むことによって、当該樹脂組成物及び当該樹脂組成物から形成された成形品(例えば、フィルム又はシート、不織布)の表面を平滑にすることもできる。 In addition, by including the plasticized starch material in the resin composition of the present invention, it is possible to impart transparency to the resin composition and to the molded article (e.g., a film or sheet, a nonwoven fabric) formed from the resin composition. In addition, by including the plasticized starch material in the resin composition of the present invention, it is possible to smooth the surface of the resin composition and to the molded article (e.g., a film or sheet, a nonwoven fabric) formed from the resin composition.
本発明の樹脂組成物は、前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂を主成分として含む。本発明の樹脂組成物中の前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の合計含有割合は、前記樹脂組成物の総量に対して、例えば、好ましくは5質量%以上であり、より好ましくは10質量%以上であり、さらに好ましくは30質量%以上であり、さらにより好ましくは50質量%以上でありうる。 The resin composition of the present invention contains the plasticized starch material and the thermoplastic resin as main components. The total content of the plasticized starch material and the thermoplastic resin in the resin composition of the present invention may be, for example, preferably 5% by mass or more, more preferably 10% by mass or more, even more preferably 30% by mass or more, and even more preferably 50% by mass or more, based on the total amount of the resin composition.
以下、本発明の樹脂組成物についてより詳細に説明する。 The resin composition of the present invention is described in more detail below.
[可塑化澱粉材料] [Plasticized starch material]
前記可塑化澱粉材料を樹脂組成物中で使用することによって、当該樹脂組成物からプラスチック成形品を製造する際、優れた成形性を達成できる。また、プラスチック成形品の物性を向上させることができる。
例えば、これまでに知られている澱粉材料(例えば、糊化されていない澱粉材料など)の樹脂組成物中の含有割合を50質量%以上とすると、当該樹脂組成物を用いての成形ができない場合があり、又は、成形可能であっても成形品が良好な品質を有さない場合がある。具体的には、当該樹脂組成物を用いてインフレーション成形を行った場合、当該樹脂組成物は膨らまなかったり、又は、当該樹脂組成物中に発泡が生じたりすることがある。さらには、膨らんだとしても、当該成形により得られたフィルムの伸縮性が悪いため、当該フィルムは切れやすく、また、優れた強度を有さないこともある。
また、当該樹脂組成物を用いて、スパンボンド法又はメルトブロー法によって不織布を製造した場合、糸切れの発生により不織布を得ることができないことがあり、また、不織布が得られたとしても、当該紡糸により得られた糸の強度が低いため、丈夫な不織布を得ることができないこともある。
By using the plasticized starch material in a resin composition, excellent moldability can be achieved when producing a plastic molded article from the resin composition, and the physical properties of the plastic molded article can be improved.
For example, when the content of a previously known starch material (e.g., a non-gelatinized starch material) in a resin composition is 50% by mass or more, molding using the resin composition may not be possible, or even if molding is possible, the molded product may not have good quality. Specifically, when the resin composition is used for inflation molding, the resin composition may not expand, or foaming may occur in the resin composition. Furthermore, even if the resin composition expands, the film obtained by the molding has poor elasticity, so that the film is easily cut and may not have excellent strength.
Furthermore, when the resin composition is used to produce a nonwoven fabric by a spunbonding method or a meltblowing method, it may not be possible to obtain the nonwoven fabric due to the occurrence of yarn breakage. Even if a nonwoven fabric is obtained, it may not be possible to obtain a strong nonwoven fabric because the strength of the yarn obtained by the spinning is low.
本発明の樹脂組成物は前記可塑化澱粉材料を含むので、成形性に優れており、例えば、フィルム又はシートを成形するために適している。すなわち、本発明の樹脂組成物は、フィルム又はシートを成形するために用いられるものでありうる。また、本発明の樹脂組成物は前記可塑化澱粉材料を含むので、優れた物性(例えば、引張伸びなど)を有する。
さらに、本発明の樹脂組成物は前記可塑化澱粉材料を含むので、紡糸性に優れており、例えば、不織布を製造するために適している。すなわち、本発明の樹脂組成物は、不織布を製造するために用いられるものでありうる。また、本発明の樹脂組成物は前記可塑化澱粉材料を含むので、優れた物性(例えば、引張強度など)を有する。
Since the resin composition of the present invention contains the plasticized starch material, it has excellent moldability and is suitable for molding, for example, a film or a sheet. That is, the resin composition of the present invention can be used to mold a film or a sheet. In addition, since the resin composition of the present invention contains the plasticized starch material, it has excellent physical properties (for example, tensile elongation, etc.).
Furthermore, since the resin composition of the present invention contains the plasticized starch material, it has excellent spinnability and is suitable for producing, for example, a nonwoven fabric. That is, the resin composition of the present invention can be used to produce a nonwoven fabric. Furthermore, since the resin composition of the present invention contains the plasticized starch material, it has excellent physical properties (for example, tensile strength, etc.).
また、本発明において用いられる前記可塑化澱粉材料は発泡した部分を有さないものである。当該発泡は、例えば、可塑化澱粉材料の製造における揮発性成分の蒸発に起因して生じうる。発泡した部分を有する可塑化澱粉材料を用いて製造された樹脂組成物は、成形性や紡糸性が悪い場合があり、さらには、当該樹脂組成物の外観が悪くなることもある。 The plasticized starch material used in the present invention does not have any foamed portions. The foaming may occur, for example, due to the evaporation of volatile components during the production of the plasticized starch material. A resin composition produced using a plasticized starch material having foamed portions may have poor moldability and spinnability, and may also have a poor appearance.
本発明の樹脂組成物に含まれる前記可塑化澱粉材料は、澱粉を主成分とする材料であってよい。前記可塑化澱粉材料中の澱粉の含有割合は、当該可塑化澱粉材料の総量に対して、例えば、好ましくは70質量%以上であり、より好ましくは80質量%以上であり、さらに好ましくは90質量%以上でありうる。前記可塑化澱粉材料中の澱粉の含有割合は、当該可塑化澱粉材料の総量に対して、例えば、好ましくは99.5質量%以下であり、より好ましくは99質量%以下であり、さらに好ましくは98質量%以下でありうる。当該澱粉の含有割合は、150℃におけるTG測定(熱重量分析)により測定されてよい。具体的には、当該含有割合は、TG測定装置(STA7200、株式会社 日立ハイテクサイエンス)を用いて測定される質量変化量に基づき決定されてよい。当該質量変化量は揮発性成分の減少量に対応し、当該減少量は、前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物の量に対応する。そのため、可塑化澱粉材料中の澱粉の含有割合は以下の式により求められる:(可塑化澱粉材料中の澱粉の含有割合(単位:質量%))=(質量変化量の測定開始後の質量)/(質量変化量の測定開始前の質量)×100。前記質量変化量の測定条件は以下のとおりである:温度範囲25℃~150℃、昇温速度20℃/分、窒素下。 The plasticized starch material contained in the resin composition of the present invention may be a material mainly composed of starch. The content of starch in the plasticized starch material may be, for example, preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more, based on the total amount of the plasticized starch material. The content of starch in the plasticized starch material may be, for example, preferably 99.5% by mass or less, more preferably 99% by mass or less, and even more preferably 98% by mass or less, based on the total amount of the plasticized starch material. The content of the starch may be measured by TG measurement (thermogravimetric analysis) at 150 ° C. Specifically, the content may be determined based on the amount of mass change measured using a TG measurement device (STA7200, Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.). The amount of mass change corresponds to the amount of reduction in volatile components, and the amount of reduction corresponds to the amount of polar organic compounds capable of gelatinizing or plasticizing the starch. Therefore, the starch content in the plasticized starch material is calculated by the following formula: (starch content in the plasticized starch material (unit: mass%)) = (mass after starting to measure the amount of mass change) / (mass before starting to measure the amount of mass change) x 100. The conditions for measuring the amount of mass change are as follows: temperature range 25°C to 150°C, heating rate 20°C/min, under nitrogen.
本明細書において、常温よりも高い温度で前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物とは、常温よりも高い温度で澱粉と接触することによって澱粉を糊化又は可塑化することができる極性有機化合物をいう。常温よりも高い温度で前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物として、当技術分野で既知の有機化合物が用いられてよい。 In this specification, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing the starch at a temperature higher than room temperature refers to a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch by contacting the starch at a temperature higher than room temperature. Organic compounds known in the art may be used as the polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing the starch at a temperature higher than room temperature.
常温よりも高い温度で前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物は、常温では澱粉を糊化又は可塑化可能でないが常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物をいう。本明細書内において、常温よりも高い温度で前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物を「高温で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物」ともいう。例えば、極性有機化合物と澱粉とを常温で1時間接触させても当該澱粉が糊化又は可塑化しないが、極性有機化合物と澱粉とを高温で1時間接触させることによって当該澱粉が糊化又は可塑化する場合に、当該極性有機化合物は、「高温で澱粉を糊化又は可塑化可能」である。前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物は、澱粉を糊化可能な極性有機化合物、澱粉を可塑化可能な極性有機化合物、及び澱粉を糊化及び可塑化可能な極性有機化合物のいずれであってもよい。
本明細書において、常温よりも高い温度(「高温」ともいう)は、加熱処理によって達成される温度をいう。高温は、例えば、50℃以上の温度であり、好ましくは60℃以上の温度であり、より好ましくは80℃以上の温度であり、さらに好ましくは100℃以上の温度でありうる。
本明細書において、常温は、加熱処理が行われない場合における温度をいう。常温は、例えば、50℃未満であり、好ましくは10~40℃であり、より好ましくは15℃~35℃であり、さらにより好ましくは20~30℃でありうる。
The polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature refers to a polar organic compound that is not capable of gelatinizing or plasticizing starch at room temperature but is capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature. In this specification, the polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature is also referred to as a "polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a high temperature". For example, if a polar organic compound does not gelatinize or plasticize starch even when it is contacted with starch at room temperature for one hour, but the starch is gelatinized or plasticized by contacting the polar organic compound with starch at a high temperature for one hour, the polar organic compound is "capable of gelatinizing or plasticizing starch at a high temperature". The polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch may be any of a polar organic compound capable of gelatinizing starch, a polar organic compound capable of plasticizing starch, and a polar organic compound capable of gelatinizing and plasticizing starch.
In this specification, a temperature higher than room temperature (also referred to as "high temperature") refers to a temperature achieved by heat treatment. The high temperature may be, for example, a temperature of 50°C or higher, preferably a temperature of 60°C or higher, more preferably a temperature of 80°C or higher, and even more preferably a temperature of 100°C or higher.
In this specification, room temperature refers to the temperature when no heat treatment is performed. Room temperature may be, for example, less than 50°C, preferably 10 to 40°C, more preferably 15 to 35°C, and even more preferably 20 to 30°C.
好ましくは、前記可塑化澱粉材料中の常温よりも高い温度で前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物の合計含有割合は、当該可塑化澱粉材料の総量に対して、例えば、好ましくは60質量%以下であり、より好ましくは55質量%以下であり、さらに好ましくは50質量%以下でありうる。前記可塑化澱粉材料中の常温よりも高い温度で前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物の合計含有割合は、当該可塑化澱粉材料の総量に対して、例えば、好ましくは0.05質量%以上であり、より好ましくは0.1質量%以上であり、さらに好ましくは0.2質量%以上でありうる。常温よりも高い温度で前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物の合計含有割合は、上記で述べたTG測定により測定された糊化澱粉の含有割合を、100質量%から差し引くことにより算出される。 Preferably, the total content of polar organic compounds capable of gelatinizing or plasticizing the starch at a temperature higher than room temperature in the plasticized starch material may be, for example, preferably 60% by mass or less, more preferably 55% by mass or less, and even more preferably 50% by mass or less, based on the total amount of the plasticized starch material. The total content of polar organic compounds capable of gelatinizing or plasticizing the starch at a temperature higher than room temperature in the plasticized starch material may be, for example, preferably 0.05% by mass or more, more preferably 0.1% by mass or more, and even more preferably 0.2% by mass or more, based on the total amount of the plasticized starch material. The total content of polar organic compounds capable of gelatinizing or plasticizing the starch at a temperature higher than room temperature is calculated by subtracting the content of gelatinized starch measured by the TG measurement described above from 100% by mass.
本発明の一つの実施態様において、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物は、好ましくは常温で液体である。これにより、澱粉との混合を容易に行うことができる。 In one embodiment of the present invention, the polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature is preferably liquid at room temperature. This allows easy mixing with starch.
前記可塑化澱粉材料を構成する、常温よりも高い温度(高温)で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物が、少なくとも一つの多価アルコールを含みうる。 The polar organic compound that constitutes the plasticized starch material and is capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature (high temperature) higher than room temperature may contain at least one polyhydric alcohol.
本発明において、多価アルコールとは、分子中に2個以上の水酸基を有するアルコールをいう。このような多価アルコールは、好ましくは炭素数が2~5の多価アルコールであり、より好ましくは炭素数が2~4の多価アルコールでありうる。前記多価アルコールは、好ましくは2~5の水酸基(OH基)を有し、より好ましくは2~4の水酸基(OH基)を有する。
前記多価アルコールは、例えば、グリセリン及びグリコールを含みうる。当該グリコールとして、例えば、エチレングリコール及びプロピレングリコールを挙げることができる。
前記多価アルコールは、好ましくはグリセリン、エチレングリコール及びプロピレングリコールから選ばれる1つ又は2つ以上の組み合わせを含みうる。本発明の可塑化澱粉材料は、当該多価アルコールを、澱粉100質量部に対して、例えば、好ましくは10質量部~40質量部を含み、より好ましくは20質量部~35質量部を含みうる。また、樹脂組成物中における多価アルコールの含有量が、好ましくは3質量%以上であり、より好ましくは5質量%以上であり、さらに好ましくは10質量%以上でありうる。
In the present invention, a polyhydric alcohol refers to an alcohol having two or more hydroxyl groups in the molecule. Such a polyhydric alcohol may be a polyhydric alcohol having preferably 2 to 5 carbon atoms, more preferably 2 to 4 carbon atoms. The polyhydric alcohol preferably has 2 to 5 hydroxyl groups (OH groups), more preferably 2 to 4 hydroxyl groups (OH groups).
The polyhydric alcohols may include, for example, glycerin and glycols, such as ethylene glycol and propylene glycol.
The polyhydric alcohol may preferably include one or a combination of two or more selected from glycerin, ethylene glycol, and propylene glycol. The plasticized starch material of the present invention may preferably include 10 parts by mass to 40 parts by mass, and more preferably 20 parts by mass to 35 parts by mass of the polyhydric alcohol, relative to 100 parts by mass of starch. The content of the polyhydric alcohol in the resin composition may preferably be 3% by mass or more, more preferably 5% by mass or more, and even more preferably 10% by mass or more.
高温多湿条件下でのブリード発生を抑制する観点から樹脂組成物中におけるグリセリンの含有量が、好ましくは0質量%以上10質量%以下であり、より好ましくは0質量%以上9質量%以下であり、さらに好ましくは0質量%以上7質量%以下でありうる。グリセリンの量が少ないほど、ブリードの発生を抑制できる。従って、グリセリンを用いずに、グリセリンの代わりに、他の多価アルコール等を用いるのがよく、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコールをグリセリンの代わりに用いるのが好ましい。すなわち、ブリードの発生を抑制する観点からは、グリセリンを全く含有させずに、例えば、エチレングリコールのみ又はプロピレングリコールのみ含有させてもよい。 In order to suppress the occurrence of bleeding under high temperature and humidity conditions, the content of glycerin in the resin composition is preferably 0% by mass or more and 10% by mass or less, more preferably 0% by mass or more and 9% by mass or less, and even more preferably 0% by mass or more and 7% by mass or less. The smaller the amount of glycerin, the more the occurrence of bleeding can be suppressed. Therefore, it is preferable to use other polyhydric alcohols instead of glycerin without using glycerin, and for example, it is preferable to use ethylene glycol or propylene glycol instead of glycerin. In other words, in order to suppress the occurrence of bleeding, it is possible to contain no glycerin at all, and to contain, for example, only ethylene glycol or only propylene glycol.
しかし、グリセリン含有量の減少に伴い澱粉粒が大きくなることがある。グリセリン含有量を減少させても、澱粉粒を小さくするために、本発明の樹脂組成物は、有機酸をさらに含んでもよい。有機酸とは、酸性を示す有機化合物をいい、有機化合物とは、少なくとも1個の炭素原子を有する化合物をいう。有機酸としては、例えば、カルボン酸、スルホン酸、スルフィン酸、有機ホスフィン酸、有機ホスホン酸等が挙げられる。 However, as the glycerin content decreases, the starch granules may become larger. In order to make the starch granules smaller even when the glycerin content is reduced, the resin composition of the present invention may further contain an organic acid. An organic acid refers to an organic compound that exhibits acidity, and an organic compound refers to a compound having at least one carbon atom. Examples of organic acids include carboxylic acids, sulfonic acids, sulfinic acids, organic phosphinic acids, and organic phosphonic acids.
上記カルボン酸としては、例えば、乳酸、グルコン酸、酢酸、無水酢酸等のモノカルボン酸;酒石酸、マレイン酸、無水マレイン酸、アジピン酸、コハク酸、無水コハク酸、リンゴ酸、等のジカルボン酸;クエン酸等の3以上のカルボキシル基を有するカルボン酸などが挙げられる。上記スルホン酸としては、例えば、ベンゼンスルホン酸、メタンスルホン酸等が挙げられる。上記スルフィン酸としては、例えば、ベンゼンスルフィン酸、システィンスルホン酸等が挙げられる。上記有機ホスフィン酸としては、例えば、ジエチルホスフィン酸等が挙げられる。上記有機ホスホン酸としては、例えば、メチルホスホン酸等が挙げられる。 Examples of the carboxylic acid include monocarboxylic acids such as lactic acid, gluconic acid, acetic acid, and acetic anhydride; dicarboxylic acids such as tartaric acid, maleic acid, maleic anhydride, adipic acid, succinic acid, succinic anhydride, and malic acid; and carboxylic acids having three or more carboxyl groups such as citric acid. Examples of the sulfonic acid include benzenesulfonic acid and methanesulfonic acid. Examples of the sulfinic acid include benzenesulfinic acid and cystinesulfonic acid. Examples of the organic phosphinic acid include diethylphosphinic acid. Examples of the organic phosphonic acid include methylphosphonic acid.
本発明の一つの実施態様において、前記可塑化澱粉材料は、多価アルコールを含む。当該多価アルコールは、例えば、グリセリンとエチレングリコールとの組合せであり、又はエチレングリコールのみである。なお、エチレングリコールのみの場合、有機酸を含みうる。 In one embodiment of the present invention, the plasticized starch material contains a polyhydric alcohol. The polyhydric alcohol is, for example, a combination of glycerin and ethylene glycol, or ethylene glycol alone. In the case of ethylene glycol alone, an organic acid may be included.
前記可塑化澱粉材料は、常温よりも高い温度で前記澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物の存在下で澱粉を加熱することによって糊化又は可塑化された澱粉材料である。当該糊化又は可塑化は、例えば、高温で糊化又は可塑化可能な極性有機化合物の存在下での加熱による分子間結合(主に水素結合)の切断によってもたらされるものであってもよい。糊化又は可塑化された澱粉材料は、例えば、α化澱粉であってよい。当該可塑化が、本発明の樹脂組成物への透明感及び/又は平滑性の付与に寄与していると考えられる。 The plasticized starch material is a starch material that has been gelatinized or plasticized by heating the starch in the presence of a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing the starch at a temperature higher than room temperature. The gelatinization or plasticization may be brought about, for example, by breaking intermolecular bonds (mainly hydrogen bonds) by heating in the presence of a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing at high temperatures. The gelatinized or plasticized starch material may be, for example, pregelatinized starch. It is believed that the plasticization contributes to imparting transparency and/or smoothness to the resin composition of the present invention.
当該可塑化は、本発明の樹脂組成物から形成された成形品に含まれる澱粉粒を小さくすることにも寄与していると考えられる。例えば、可塑化されていない澱粉を含む樹脂組成物から形成された成形品は、当該澱粉の粒子が成形品の表面に現われやすい。当該澱粉の粒子は、例えば、約20μm程度の粒子サイズを有する。そのため、例えば、可塑化されていない澱粉を含む樹脂組成物を用いてフィルムを形成する場合、当該澱粉の粒子形状をフィルムの表面に表れないようにするために、当該樹脂組成物中の当該澱粉の含有割合は、当該樹脂組成物の総量に対して、例えば、最大で30質量%程度に制限される。また、フィルムの厚みを20μm程度又はそれ以下とする場合において、当該澱粉の粒子が、フィルム表面に顕著に表れる。また、可塑化されていない澱粉を含む樹脂組成物から不織布を製造しようとした場合、不織布を形成する繊維の太さが20~30μm程度であるのに対し、澱粉の粒子径が20μmとなり、澱粉粒の大きさが繊維の太さとほぼ同じとなり、澱粉粒が繊維の外側にはみ出して、糸切れを引き起こす。一方、本発明の樹脂組成物に含まれる澱粉は可塑化されているので、澱粉粒の粒子径が2μm以下となり、澱粉粒が繊維の外側にはみ出すことがなく、糸切れが発生しない。また、澱粉粒の粒子径が小さいので、不織布等の細い糸や透明度の高いものを提供できる。さらに澱粉の粒子径が小さいので、当該澱粉の形状が樹脂組成物の表面に表れにくい。そのため、本発明の樹脂組成物中の澱粉の含有割合は、当該樹脂組成物の総量に対して30質量%超とすることができ、例えば、50%以上であってよく、特には60%以上であってよく、より特には70%以上であってもよい。当該澱粉の含有割合が高くても、樹脂組成物又は成形品の表面が平滑である。 The plasticization is also believed to contribute to making the starch particles contained in the molded article formed from the resin composition of the present invention smaller. For example, in a molded article formed from a resin composition containing unplasticized starch, the starch particles are likely to appear on the surface of the molded article. The starch particles have a particle size of, for example, about 20 μm. Therefore, for example, when a film is formed using a resin composition containing unplasticized starch, the content of the starch in the resin composition is limited to, for example, a maximum of about 30 mass% relative to the total amount of the resin composition in order to prevent the particle shape of the starch from appearing on the surface of the film. In addition, when the thickness of the film is about 20 μm or less, the starch particles are prominently displayed on the film surface. In addition, when a nonwoven fabric is produced from a resin composition containing unplasticized starch, the diameter of the starch particles is 20 μm, while the diameter of the fibers forming the nonwoven fabric is about 20 to 30 μm, and the size of the starch granules is almost the same as the diameter of the fibers, so that the starch granules protrude outside the fibers and cause thread breakage. On the other hand, since the starch contained in the resin composition of the present invention is plasticized, the particle diameter of the starch granules is 2 μm or less, and the starch granules do not protrude outside the fibers, so that thread breakage does not occur. In addition, since the particle diameter of the starch granules is small, thin threads such as nonwoven fabrics and those with high transparency can be provided. Furthermore, since the particle diameter of the starch is small, the shape of the starch is not easily visible on the surface of the resin composition. Therefore, the content ratio of starch in the resin composition of the present invention can be more than 30 mass% with respect to the total amount of the resin composition, and may be, for example, 50% or more, particularly 60% or more, and more particularly 70% or more. Even if the starch content is high, the surface of the resin composition or molded product is smooth.
本発明において用いられる澱粉として、地下系澱粉及び地上系澱粉を挙げることができる。
地下系澱粉は、地下で蓄積された澱粉であり、例えば、地下茎又は根などに蓄積された澱粉をいう。地下系澱粉として、例えば、タピオカ澱粉(キャッサバ澱粉)、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、クズ澱粉、及びワラビ澱粉を挙げることができるがこれらに限定されない。
地上系澱粉は、地上で蓄積された澱粉であり、例えば、種子などに蓄積された澱粉をいう。地上系澱粉として、例えば、トウモロコシ澱粉、小麦澱粉、サゴ澱粉、ドングリ澱粉及び米澱粉を挙げることができるがこれらに限定されない。
本発明において、好ましくは地下系澱粉が用いられる。地下系澱粉を用いて本発明の樹脂組成物を製造することによって、当該樹脂組成物の臭気をより低減することができる。
本発明において用いられる澱粉は、澱粉の変性物(すなわち変性澱粉)、特には地下系澱粉の変性物であってもよい。このような変性物として、物理的に変性された物理的変性澱粉又は化学的に修飾された化学的変性澱粉が挙げられる。物理的変性澱粉としては、例えば、アルファー澱粉、湿熱澱粉等が挙げられる。また、化学的変性澱粉として、例えば、アセト酢酸エステル化澱粉、酢酸エステル化澱粉、ヒドロキシメチルエーテル化澱粉、ヒドロキシプロピルエーテル化澱粉、カルボキシメチルエーテル化澱粉、アリルエーテル化澱粉、メチルエーテル化澱粉、コハク酸エステル化澱粉、キサントゲン酢酸エステル化澱粉、硝酸エステル化澱粉、尿素リン酸エステル化澱粉、リン酸エステル化澱粉、リン酸架橋澱粉、ホルムアルデヒド架橋澱粉、アクロレイン架橋澱粉、エピクロルヒドリン架橋澱粉等が挙げられる。変性物は、変性されていない澱粉と比べて、より低い温度で可塑化可能である。そのため、可塑化澱粉製造時の加熱に伴う臭気及び/又は着色を抑制することができる。
The starch used in the present invention may include underground starch and aboveground starch.
Underground starch is starch accumulated underground, for example, in rhizomes or roots, etc. Examples of underground starches include, but are not limited to, tapioca starch (cassava starch), potato starch, sweet potato starch, kudzu starch, and bracken starch.
Terrestrial starch refers to starch accumulated above ground, for example, starch accumulated in seeds, etc. Terrestrial starches include, but are not limited to, corn starch, wheat starch, sago starch, acorn starch, and rice starch.
In the present invention, preferably, underground starch is used. By producing the resin composition of the present invention using underground starch, the odor of the resin composition can be further reduced.
The starch used in the present invention may be a modified starch (i.e., modified starch), particularly a modified starch of underground starch. Such modified starch may be physically modified physically or chemically modified chemically. Examples of physically modified starch include alpha starch and moist heat starch. Examples of chemically modified starch include acetoacetate esterified starch, acetate esterified starch, hydroxymethyl etherified starch, hydroxypropyl etherified starch, carboxymethyl etherified starch, allyl etherified starch, methyl etherified starch, succinate esterified starch, xanthogen acetate esterified starch, nitrate esterified starch, urea phosphate esterified starch, phosphate esterified starch, phosphate cross-linked starch, formaldehyde cross-linked starch, acrolein cross-linked starch, epichlorohydrin cross-linked starch, etc. Modified starch can be plasticized at a lower temperature than unmodified starch. Therefore, odor and/or coloring caused by heating during the production of plasticized starch can be suppressed.
本発明において用いられる澱粉は、好ましくは平衡水分を含むものであってよい。平衡水分の量は、例えば、澱粉質量に対して、好ましくは10質量%~15質量%であり、より好ましくは10質量%~14質量%であり、さらに好ましくは10質量%~13質量%であり、さらにより好ましくは11質量%~13質量%でありうる。上記数値範囲内の平衡水分を含む澱粉又は変性澱粉を用いることが、本発明に従う可塑化澱粉材料を製造するために好ましい。平衡水分を含まない澱粉を用いた場合、澱粉が可塑化されないことがある。 The starch used in the present invention may preferably contain equilibrium moisture. The amount of equilibrium moisture may be, for example, preferably 10% to 15% by mass, more preferably 10% to 14% by mass, even more preferably 10% to 13% by mass, and even more preferably 11% to 13% by mass, based on the mass of the starch. It is preferable to use starch or modified starch containing equilibrium moisture within the above numerical ranges in order to produce the plasticized starch material according to the present invention. When starch that does not contain equilibrium moisture is used, the starch may not be plasticized.
本発明の一つの実施態様に従い、前記可塑化澱粉材料は、澱粉の可塑化物又は変性された澱粉の可塑化物を含みうる。例えば、当該澱粉は、コーン澱粉又はタピオカ澱粉でありうる。
前記可塑化澱粉は、より好ましくは、タピオカ澱粉(キャッサバ澱粉)、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、クズ澱粉、及びワラビ澱粉から選ばれる1つの澱粉若しくは2つ以上の組み合わせの澱粉の可塑化物、又は、変性された当該1つの澱粉若しくは変性された当該2つ以上の組み合わせの澱粉の可塑化物でありうる。さらにより好ましくは、前記可塑化澱粉は、タピオカ澱粉の可塑化物又は変性されたタピオカ澱粉の可塑化物である。これらの可塑化物は、可塑化澱粉材料の臭気の低減及び本発明の樹脂組成物の臭気の低減の観点から特に好ましい。
According to one embodiment of the present invention, the plasticized starch material may comprise a plasticizer of starch or a plasticizer of modified starch. For example, the starch may be corn starch or tapioca starch.
More preferably, the plasticized starch may be a plasticized product of one starch or a combination of two or more starches selected from tapioca starch (cassava starch), potato starch, sweet potato starch, kudzu starch, and bracken starch, or a plasticized product of one modified starch or a combination of two or more modified starches. Even more preferably, the plasticized starch is a plasticized product of tapioca starch or a plasticized product of modified tapioca starch. These plasticized products are particularly preferred from the viewpoint of reducing the odor of the plasticized starch material and the odor of the resin composition of the present invention.
本発明の一つの実施態様に従い、前記可塑化澱粉材料はセルロースナノファイバー(以下、CNFともいう)を含んでもよい。CNFを熱可塑性樹脂に分散させることは困難を伴うことが多い。前記可塑化澱粉材料は、CNFを当該材料中に容易に分散させることができ、さらに、CNFを含む前記可塑化澱粉材料と熱可塑性樹脂とは容易に混合することができる。そのため、前記可塑化澱粉材料によって、CNFを熱可塑性樹脂中に容易に分散させることができる。本発明の樹脂組成物がCNFを含むことによって、当該樹脂組成物から形成される成形品の引張物性及び衝撃強度等を高めることができる。なお、前記可塑化澱粉材料がCNFを含む実施態様において、熱可塑性樹脂にCNFが添加されてもよい。 According to one embodiment of the present invention, the plasticized starch material may contain cellulose nanofibers (hereinafter, also referred to as CNF). It is often difficult to disperse CNF in a thermoplastic resin. The plasticized starch material can easily disperse CNF in the material, and further, the plasticized starch material containing CNF can be easily mixed with a thermoplastic resin. Therefore, the plasticized starch material can easily disperse CNF in a thermoplastic resin. By including CNF in the resin composition of the present invention, the tensile properties and impact strength of a molded product formed from the resin composition can be improved. In an embodiment in which the plasticized starch material contains CNF, CNF may be added to the thermoplastic resin.
前記可塑化澱粉材料がCNFを含むことのメリットを以下でより詳細に説明する。
CNFは親水性である。CNFは、一般的にはセルロース材料を水で解砕することによりナノ化して製造されるため、水に分散されている。
CNFは、例えば、熱可塑性樹脂の強度を高めるために用いられる。しかしながら、熱可塑性樹脂はしばしば疎水性であるため、親水性であるCNFを熱可塑性樹脂と混合することには困難を伴いうる。そこで、例えば、CNFを変性して疎水化されたCNF(特には粉末状CNF)を熱可塑性樹脂と混合することが行われている。当該疎水化のために、例えば、TENPO酸化法が用いられうる。また、CNFを分散している水を溶媒置換して得られたCNF分散物を液状樹脂(例えば、エポキシ樹脂又は塩化ビニル系樹脂)と混合することも行われている。また、セルロース材料を水で解砕せずに、押し出し機で直接解砕し、そして当該解砕の結果得られたCNFを熱可塑性樹脂と混合することも行われている。このような混合手法はコスト(例えば、労力、費用、又は時間など)がかさみうる。そのため、水に分散されているCNFをそのまま用いる手法が望ましい。
また、上記のとおり、CNFを熱可塑性樹脂に分散させることは難しい。分散不良である場合は、得られるCNF含有熱可塑性樹脂の引張伸びと引張強度とのうち、どちらかしか向上させることができない。
また、CNFは水に分散された状態にあることが一般的であり、例えば、CNF水分散物中のCNF含有割合は数質量%程度であり、CNF水分散物は水の含有割合が高い。そのため、CNFの水分散物を熱可塑性樹脂と混合することはしばしば困難を伴う。
上記のとおり、本発明において用いられる前記可塑化澱粉材料は、CNFを当該材料中に容易に分散させることができ、さらに、CNFを含む前記可塑化澱粉材料と熱可塑性樹脂とを容易に混合させることが可能となる。
当該CNFとして、水に分散されたCNFを用いることができる。CNFの水分散物を用いたとしても、前記可塑化澱粉材料の製造においてCNFの水分散物を用いることによって、CNFを、上記で述べた混合手法を用いることなく、熱可塑性樹脂中に容易に分散させることができる。
また、CNFを含む前記可塑化澱粉材料を熱可塑性樹脂と混合した場合、当該熱可塑性樹脂中にCNFはよく分散する。そのため、当該熱可塑性樹脂の引張伸び及び引張強度の両方を向上させることができる。
また、樹脂組成物中のバイオマス含有割合又は生分解性樹脂含有割合が高めると、当該樹脂組成物の引張強度は低下することがある。上記のとおりCNFを含む前記可塑化澱粉材料を熱可塑性樹脂と混合することによって、樹脂組成物中のバイオマス含有割合又は生分解性樹脂含有割合が高いことに起因する引張強度低下の問題を解消することができる。さらに、CNFによりもたらされる他の効果も、樹脂組成物において発現しうる。
前記可塑化澱粉材料に含まれるCNFとして、例えば、上記の一般的な製造方法により製造された水に分散されたCNFを挙げることができる。当該水に分散されたCNFに加えて、上記の疎水化されたCNFなどの変性CNFが、前記可塑化澱粉材料に含まれていてもよい。粉末状のCNFも、水に分散させれば、前記可塑化澱粉材料に分散させることができる。このように、前記可塑化澱粉材料は、種々のCNFを当該材料中に分散させることができる。なお、水に分散されたCNFが、費用の観点から及び取り扱い易さの観点から、前記可塑化澱粉材料に分散されるCNFとして好ましい。水に分散されたCNFは前記可塑化澱粉材料の製造設備にも特に投入しやすい。
また、水以外の親水性の液体に分散されたCNFが用いられてもよい。前記可塑化澱粉材料に分散されるCNFは、1つの親水性液体に分散されたものであってよく又は2種以上の親水性液体の混合物に分散されたものであってもよい。すなわち、前記可塑化澱粉材料に分散されるCNFが分散される液体は、水、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ホルムアミド、及び尿素水から選ばれる1つ又は2つ以上の組み合わせであってよい。当該液体は、上記で述べた多価アルコールのうちの1つ又は2つ以上の組み合わせであってもよい。
The benefits of including CNF in the plasticized starch material are described in more detail below.
CNF is hydrophilic. CNF is generally produced by disintegrating cellulose materials with water to produce nano-sized CNF, and is therefore dispersed in water.
CNF is used, for example, to increase the strength of thermoplastic resins. However, since thermoplastic resins are often hydrophobic, it can be difficult to mix hydrophilic CNF with thermoplastic resins. Therefore, for example, CNF modified to be hydrophobic (particularly powdered CNF) is mixed with thermoplastic resins. For the hydrophobization, for example, the TENPO oxidation method can be used. In addition, the CNF dispersion obtained by solvent replacement of water in which CNF is dispersed is also mixed with liquid resin (e.g., epoxy resin or vinyl chloride resin). In addition, cellulose material is directly crushed with an extruder without crushing with water, and the CNF obtained as a result of the crushing is mixed with a thermoplastic resin. Such a mixing method can be costly (e.g., labor, expense, or time). Therefore, a method in which CNF dispersed in water is used as it is is desirable.
In addition, as described above, it is difficult to disperse CNF in a thermoplastic resin. If the dispersion is poor, the resulting CNF-containing thermoplastic resin can only have improved tensile elongation or tensile strength.
In addition, CNF is generally in a state of being dispersed in water, and for example, the CNF content in a CNF aqueous dispersion is about several mass %, and the CNF aqueous dispersion has a high water content, so it is often difficult to mix the CNF aqueous dispersion with a thermoplastic resin.
As described above, the plasticized starch material used in the present invention allows CNF to be easily dispersed in the material, and further allows the plasticized starch material containing CNF to be easily mixed with a thermoplastic resin.
The CNF may be a CNF dispersed in water. Even if a CNF aqueous dispersion is used, the CNF can be easily dispersed in a thermoplastic resin without using the above-mentioned mixing method by using the CNF aqueous dispersion in the production of the plasticized starch material.
Furthermore, when the plasticized starch material containing CNF is mixed with a thermoplastic resin, the CNF is well dispersed in the thermoplastic resin, thereby improving both the tensile elongation and tensile strength of the thermoplastic resin.
In addition, when the biomass content or biodegradable resin content in a resin composition is increased, the tensile strength of the resin composition may decrease. By mixing the plasticized starch material containing CNF with a thermoplastic resin as described above, the problem of decreased tensile strength caused by a high biomass content or biodegradable resin content in a resin composition can be solved. Furthermore, other effects brought about by CNF can also be expressed in the resin composition.
The CNF contained in the plasticized starch material may be, for example, CNF dispersed in water produced by the general production method described above. In addition to the CNF dispersed in water, modified CNF such as the hydrophobized CNF described above may be contained in the plasticized starch material. Powdered CNF can also be dispersed in the plasticized starch material by dispersing it in water. In this way, the plasticized starch material can disperse various CNF in the material. Note that CNF dispersed in water is preferred as the CNF to be dispersed in the plasticized starch material from the viewpoints of cost and ease of handling. CNF dispersed in water is particularly easy to input into the production equipment for the plasticized starch material.
CNF dispersed in a hydrophilic liquid other than water may also be used. The CNF dispersed in the plasticized starch material may be dispersed in one hydrophilic liquid or in a mixture of two or more hydrophilic liquids. That is, the liquid in which the CNF dispersed in the plasticized starch material is dispersed may be one or a combination of two or more selected from water, glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, formamide, and urea water. The liquid may be one or a combination of two or more of the polyhydric alcohols mentioned above.
本発明において、市販入手可能なCNFが用いられてよい。
本発明において、CNFは、分子状のセルロースとは異なり、溶剤に難溶の平均繊維径10nm~3000nmの繊維状のセルロースを意味しうる。当該平均繊維径は、好ましくは10nm~1000nmであり、より好ましくは10nm~500nmであり、さらに好ましくは10nm~300nmであり、さらにより好ましくは10nm~100nmでありうる。CNFのアスペクト比は、例えば、好ましくは30~10000であり、より好ましくは50~5000であり、さらに好ましくは50~1000でありうる。アスペクト比は、平均繊維長を平均繊維径で除した数値である。上記平均繊維長及び平均繊維径は、電子顕微鏡で観察した任意のセルロース繊維10本の平均値である。
Commercially available CNF may be used in the present invention.
In the present invention, CNF may mean fibrous cellulose having an average fiber diameter of 10 nm to 3000 nm, which is poorly soluble in a solvent, unlike molecular cellulose. The average fiber diameter is preferably 10 nm to 1000 nm, more preferably 10 nm to 500 nm, even more preferably 10 nm to 300 nm, and even more preferably 10 nm to 100 nm. The aspect ratio of CNF may be, for example, preferably 30 to 10,000, more preferably 50 to 5,000, and even more preferably 50 to 1,000. The aspect ratio is a value obtained by dividing the average fiber length by the average fiber diameter. The average fiber length and average fiber diameter are the average values of 10 arbitrary cellulose fibers observed under an electron microscope.
前記可塑化澱粉材料は、後述の製造方法により製造されてよい。 The plasticized starch material may be produced by the production method described below.
[熱可塑性樹脂] [Thermoplastic resin]
本発明の樹脂組成物に含まれる前記熱可塑性樹脂は、好ましくはポリオレフィン系樹脂若しくはポリエステル系樹脂、又は、これらの樹脂の混合物であってよい。前記熱可塑性樹脂は、ポリスチレン系樹脂であってもよい。 The thermoplastic resin contained in the resin composition of the present invention may preferably be a polyolefin-based resin or a polyester-based resin, or a mixture of these resins. The thermoplastic resin may also be a polystyrene-based resin.
ポリオレフィン系樹脂は、オレフィン類(例えば、α-オレフィン類)を主要なモノマーとする重合により得られる高分子である。当該ポリオレフィン系樹脂は、例えば、ポリエチレン(PE)樹脂若しくはポリプロピレン(PP)樹脂又はこれらの組み合わせであってよい。
ポリエチレン樹脂は、例えば、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE: Low Density Polyethylene)、高密度ポリエチレン樹脂(HDPE: High Density Polyethylene)、超低密度ポリエチレン樹脂(VLDPE:Very Low Density Polyethylene)、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE: Linear Low Density Polyethylene)、又は超高分子量ポリエチレン樹脂(UHMW-PE: Ultra High Molecular Weight-Polyethylene)又はこれらの組み合わせであってよい。
ポリプロピレン樹脂は、例えば、ホモポリマーのポリプロピレン樹脂、又は、ランダムコポリマー若しくはブロックコポリマーのポリプロピレン樹脂(例えば、エチレン-プロピレン共重合体など)又はこれらの組み合わせであってよい。
ポリオレフィン系樹脂は、好ましくはバイオマス由来のポリオレフィン系樹脂(例えばバイオマス由来ポリエチレン樹脂など)であってよく、例えば、バイオマスポリエチレン樹脂でありうる。バイオマスポリエチレン樹脂は、例えば、LDPE、LLDPE、又はHDPEでありうる。これによりCO2排出量を削減することができる。
前記ポリオレフィン系樹脂は、メタロセン触媒を用いて製造されたポリオレフィン系樹脂であってもよい。すなわち、前記熱可塑性樹脂は、例えば、メタロセン触媒系のポリエチレン樹脂若しくはポリプロピレン樹脂であってよく、又は、これらの組み合わせであってもよい。
前記ポリスチレン系樹脂も、メタロセン触媒系のポリスチレン系樹脂であってもよい。
Polyolefin resins are polymers obtained by polymerization of olefins (e.g., α-olefins) as the main monomers. The polyolefin resins may be, for example, polyethylene (PE) resins, polypropylene (PP) resins, or combinations thereof.
The polyethylene resin may be, for example, a low density polyethylene resin (LDPE: Low Density Polyethylene), a high density polyethylene resin (HDPE: High Density Polyethylene), a very low density polyethylene resin (VLDPE: Very Low Density Polyethylene), a linear low density polyethylene resin (LLDPE: Linear Low Density Polyethylene), or an ultra high molecular weight polyethylene resin (UHMW-PE: Ultra High Molecular Weight-Polyethylene), or a combination thereof.
The polypropylene resin may be, for example, a homopolymer polypropylene resin, or a random or block copolymer polypropylene resin (eg, ethylene-propylene copolymers, etc.), or a combination thereof.
The polyolefin resin may be preferably a biomass-derived polyolefin resin (e.g., a biomass-derived polyethylene resin), for example, a biomass polyethylene resin. The biomass polyethylene resin may be, for example, LDPE, LLDPE, or HDPE. This can reduce CO2 emissions.
The polyolefin resin may be a polyolefin resin produced using a metallocene catalyst, i.e., the thermoplastic resin may be, for example, a metallocene-catalyzed polyethylene resin or polypropylene resin, or a combination thereof.
The polystyrene resin may also be a metallocene catalyst-based polystyrene resin.
ポリエステル系樹脂は、エステル結合によりモノマーが重合した高分子である。当該ポリエステル系樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリエチレンナフタレート樹脂(PEN)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、ポリ乳酸樹脂(PLA)、若しくはポリカーボネート樹脂(PC)、ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂(PBAT)、ポリブチレンサクシネート樹脂(PBS)、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂(PHA)、又はこれらのうちの2以上の組み合わせであってよい。 Polyester-based resins are polymers in which monomers are polymerized through ester bonds. The polyester-based resins may be, for example, polyethylene terephthalate resin (PET), polyethylene naphthalate resin (PEN), polybutylene terephthalate resin (PBT), polylactic acid resin (PLA), polycarbonate resin (PC), polybutylene adipate terephthalate resin (PBAT), polybutylene succinate resin (PBS), polyhydroxyalkanoate resin (PHA), or a combination of two or more of these.
ポリスチレン系樹脂は、スチレン系モノマーが重合した高分子である。当該ポリスチレン系樹脂は、例えば、ポリスチレン樹脂、ゴム強化ポリスチレン樹脂(耐衝撃性ポリスチレン樹脂、HIPS)、アクリロニトリル・スチレン共重合体(AS樹脂)、メタクリル酸エステル・スチレン共重合体、アクリロニトリル・アクリルゴム・スチレン共重合体、並びにアクリロニトリル・エチレンプロピレン・スチレン共重合体等又はこれらのうちの2以上の組み合わせであってよい。 Polystyrene-based resins are polymers formed by polymerization of styrene-based monomers. The polystyrene-based resins may be, for example, polystyrene resins, rubber-reinforced polystyrene resins (high impact polystyrene resins, HIPS), acrylonitrile-styrene copolymers (AS resins), methacrylate ester-styrene copolymers, acrylonitrile-acrylic rubber-styrene copolymers, and acrylonitrile-ethylene propylene-styrene copolymers, or combinations of two or more of these.
本発明の樹脂組成物を構成する熱可塑性樹脂の種類は、例えば、当該樹脂組成物から形成される成形品の種類に応じて当業者により適宜選択されてよいが、加工温度が低い熱可塑性樹脂が好ましい。例えば、当該樹脂組成物からフィルム又はシートを形成する場合、当該熱可塑性樹脂は、例えば、好ましくはポリオレフィン系樹脂であり、より好ましくはポリエチレン樹脂又はポリプロピレン樹脂であり、さらに好ましくはLLDPE又はLDPEでありうる。これらの樹脂の融点へと本発明の樹脂組成物を加熱しても、可塑化澱粉材料の加熱に起因する臭気又は着色が発生しにくい。そのため、当該樹脂組成物を加熱して成形品を製造する際における臭気又は着色の発生を抑制することができる。 The type of thermoplastic resin constituting the resin composition of the present invention may be appropriately selected by a person skilled in the art depending on, for example, the type of molded article formed from the resin composition, but a thermoplastic resin having a low processing temperature is preferred. For example, when forming a film or sheet from the resin composition, the thermoplastic resin may be, for example, preferably a polyolefin resin, more preferably a polyethylene resin or a polypropylene resin, and even more preferably LLDPE or LDPE. Even when the resin composition of the present invention is heated to the melting point of these resins, odor or coloring caused by heating the plasticized starch material is unlikely to occur. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of odor or coloring when the resin composition is heated to produce a molded article.
本発明の樹脂組成物に含まれる前記熱可塑性樹脂は、好ましくは90℃~180℃の融点を有するものであり、より好ましくは95℃~170℃の融点を有するものでありうる。より低い融点を有する熱可塑性樹脂を採用することによって、成形時の温度を低くすることができ、可塑化澱粉材料の加熱に起因する臭気又は着色をより抑制することができる。 The thermoplastic resin contained in the resin composition of the present invention preferably has a melting point of 90°C to 180°C, and more preferably has a melting point of 95°C to 170°C. By using a thermoplastic resin with a lower melting point, the molding temperature can be lowered, and odor or coloring caused by heating the plasticized starch material can be further suppressed.
前記熱可塑性樹脂は、ペレット状でも粉体状でもよく、押出機やインジェクション成形等で成形時に混合、混練され、均一に分散される。 The thermoplastic resin may be in pellet or powder form, and is mixed, kneaded, and uniformly dispersed during molding using an extruder or injection molding.
本発明の樹脂組成物は、可塑化澱粉材料及び熱可塑性樹脂を、例えば、好ましくは20質量部:80質量部~80質量部:20質量部の比率で含み、より好ましくは30質量部:70質量部~80質量部:20質量部の比率で含み、さらに好ましくは40質量部:60質量部~80質量部:20質量部の比率で含み、さらにより好ましくは50質量部:50質量部~80質量部:20質量部の比率で含みうる。前記可塑化澱粉材料を用いることによって、本発明の樹脂組成物のバイオマス含有割合を上記数値範囲のとおりに高めたとしても、当該樹脂組成物から良好な品質を有する成形品を製造することができる。 The resin composition of the present invention may contain the plasticized starch material and the thermoplastic resin, for example, preferably in a ratio of 20 parts by mass:80 parts by mass to 80 parts by mass:20 parts by mass, more preferably in a ratio of 30 parts by mass:70 parts by mass to 80 parts by mass:20 parts by mass, even more preferably in a ratio of 40 parts by mass:60 parts by mass to 80 parts by mass:20 parts by mass, and even more preferably in a ratio of 50 parts by mass:50 parts by mass to 80 parts by mass:20 parts by mass. By using the plasticized starch material, even if the biomass content of the resin composition of the present invention is increased to the above numerical range, a molded product having good quality can be produced from the resin composition.
本発明の一つの実施態様に従い、前記熱可塑性樹脂は、生分解性樹脂であってよい。この実施態様において、可塑化澱粉材料及び熱可塑性樹脂の両方が生分解性である。そのため、この実施態様に従う樹脂組成物は、より環境にやさしい。 According to one embodiment of the present invention, the thermoplastic resin may be a biodegradable resin. In this embodiment, both the plasticized starch material and the thermoplastic resin are biodegradable. Therefore, the resin composition according to this embodiment is more environmentally friendly.
[その他の成分] [Other ingredients]
本発明の樹脂組成物は、前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂に加えて、他の成分を含んでもよい。当該他の成分として、例えば、相溶化剤、酸化分解促進剤、着色剤、及び酸化防止剤などを挙げることができる。 The resin composition of the present invention may contain other components in addition to the plasticized starch material and the thermoplastic resin. Examples of such other components include a compatibilizer, an oxidative decomposition promoter, a colorant, and an antioxidant.
前記相溶化剤は、前記可塑化澱粉材料と前記熱可塑性樹脂との相溶性をより向上させるために用いられてよい。
前記相溶化剤として、例えば、無水カルボン酸変性ポリオレフィン、オレフィン系のグラフト変性物、及びオレフィン系のコモノマーなどを挙げることができる。
当該無水カルボン酸変性ポリオレフィンを構成する無水カルボン酸は、好ましくは無水マレイン酸でありうる。前記相溶化剤は、例えば、無水マレイン酸変性ポリエチレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレン、及び無水マレイン酸変性エチレン-プロピレン共重合体からなる群から選ばれる1つ又は2以上の組み合わせであってよい。
当該オレフィン系のグラフト変性物は、酸変性ポリオレフィンであってよく、より具体的には不飽和カルボン酸又はその誘導体でグラフト変性したポリオレフィンでありうる。グラフト変性に用いられる(未変性の)ポリオレフィンとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はエチレン・α-オレフィン共重合体(エチレン・プロピレン共重合体)であってよく、特にはポリプロピレンでありうる。例えば、特開2010-095671に記載された酸変性ポリオレフィンが用いられてよい。
The compatibilizer may be used to improve the compatibility between the plasticized starch material and the thermoplastic resin.
Examples of the compatibilizer include carboxylic acid anhydride-modified polyolefins, olefin-based graft-modified products, and olefin-based comonomers.
The carboxylic acid anhydride constituting the carboxylic acid anhydride-modified polyolefin may preferably be maleic anhydride. The compatibilizer may be, for example, one or a combination of two or more selected from the group consisting of maleic anhydride-modified polyethylene, maleic anhydride-modified polypropylene, and maleic anhydride-modified ethylene-propylene copolymer.
The olefin-based graft-modified product may be an acid-modified polyolefin, more specifically, a polyolefin graft-modified with an unsaturated carboxylic acid or a derivative thereof. The (unmodified) polyolefin used for graft modification may be, for example, polyethylene, polypropylene, or an ethylene-α-olefin copolymer (ethylene-propylene copolymer), and may be polypropylene in particular. For example, the acid-modified polyolefin described in JP-A-2010-095671 may be used.
前記着色剤の例として、酸化チタン及び/又はカーボンブラックが用いられてよい。また、前記酸化防止剤の例として、フェノール系酸化防止剤が用いられてよいがこれに限定されない。 Examples of the colorant include titanium oxide and/or carbon black. Examples of the antioxidant include, but are not limited to, phenol-based antioxidants.
本発明の樹脂組成物は、前記相溶化剤、前記酸化分解促進剤、前記着色剤、及び前記酸化防止剤に加えて、機能剤を含んでいてもよい。本明細書において、機能剤とは、樹脂組成物及び当該樹脂組成物から成形された成形品に機能を付与するあらゆる材料を意味する。このような機能剤として、例えば、抗菌剤、除菌剤、制菌剤、殺菌剤、防カビ剤、消臭剤、防臭剤等が挙げられる。前記機能剤は、抗菌剤、除菌剤、制菌剤、殺菌剤、防カビ剤、消臭剤、防臭剤等の単体または複合体から少なくとも1つ選択されてもよい。本発明においては、抗菌剤、消臭剤、防臭剤が好ましく用いられ、消臭剤、防臭剤がより好ましく用いられる。消臭剤及び防臭剤は、いずれも悪臭等の不快な臭いを消す薬剤と定義される。例えば、消臭剤として、不快な臭いを吸着するものや、良い香りで不快な臭いをマスキングするものが挙げられる。また、防臭剤として、不快な臭いの原因となる菌の繁殖を抑えるものが挙げられる。樹脂組成物に配合する際の相溶性等の観点から、これら機能剤は、液体又は水溶性のものが好ましく用いられる。本発明は、特に糞便臭に効果を奏する消臭剤、防臭剤を用いるのがさらに好ましい。このような消臭剤、防臭剤を配合する樹脂組成物は、おむつ処理用ごみ袋用途に好適である。なお、機能剤は、市販のものであってもよく、本発明の効果を奏するのであれば、特に限定されない。 The resin composition of the present invention may contain a functional agent in addition to the compatibilizer, the oxidative decomposition accelerator, the colorant, and the antioxidant. In this specification, the functional agent means any material that imparts a function to the resin composition and a molded product molded from the resin composition. Examples of such functional agents include antibacterial agents, disinfectants, bacteriostatic agents, germicides, fungicides, deodorants, and deodorants. The functional agent may be at least one selected from a single substance or a complex of antibacterial agents, disinfectants, bacteriostatic agents, germicides, fungicides, deodorants, and deodorants. In the present invention, antibacterial agents, deodorants, and deodorants are preferably used, and deodorants and deodorants are more preferably used. Deodorants and deodorants are both defined as agents that eliminate unpleasant odors such as bad odors. For example, deodorants include those that adsorb unpleasant odors and those that mask unpleasant odors with a pleasant scent. In addition, deodorants include those that suppress the growth of bacteria that cause unpleasant odors. From the viewpoint of compatibility when blended into the resin composition, it is preferable to use these functional agents that are liquid or water-soluble. In the present invention, it is more preferable to use a deodorant or deodorant that is particularly effective against fecal odor. A resin composition blended with such a deodorant or deodorant is suitable for use as a garbage bag for diaper disposal. The functional agent may be a commercially available product, and is not particularly limited as long as it achieves the effects of the present invention.
[樹脂組成物] [Resin composition]
本発明の樹脂組成物は、熱可塑性でありうる。以下で本発明に従う熱可塑性樹脂組成物の組成の具体例を説明する。 The resin composition of the present invention may be thermoplastic. Specific examples of the composition of the thermoplastic resin composition according to the present invention are described below.
本発明の一つの実施態様に従い、前記熱可塑性樹脂組成物は、前記可塑化澱粉材料と、前記熱可塑性樹脂と、前記相溶化剤とを含みうる。前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の構成比率は、上記のとおり、例えば、好ましくは20質量部:80質量部~80質量部:20質量部であり、より好ましくは30質量部:70質量部~80質量部:20質量部であり、さらに好ましくは50質量部:50質量部~80質量部:20質量部でありうる。前記相溶化剤の含有量は、前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の合計量100質量部に対して、例えば、好ましくは1質量部~10質量部であり、より好ましくは2質量部~9質量部でありうる。
この実施態様において、前記熱可塑性樹脂は、例えば、ポリオレフィン系樹脂であり、好ましくはポリエチレン(PE)樹脂であり、より好ましくはLLPDEでありうる。この実施態様において、前記相溶化剤は、例えば、無水カルボン酸変性ポリオレフィンであり、好ましくは無水マレイン酸変性ポリエチレンでありうる。
この実施態様に従う熱可塑性樹脂組成物は、例えば、インフレーション成形、Tダイ成形、又はカレンダー成形などの成形方法によってフィルム又はシートを製造するために用いられうる。本発明において、フィルムとは厚みの薄い膜状のものをいい、フィルムの厚みは、例えば、200μm未満であり、特には10μm以上200μm未満でありうる。また、本発明において、シートとは、薄い板状のものをいい、シートの厚みは、例えば、200μm以上であり、特には200μm以上且つ1mm以下でありうる。
この実施態様において、前記熱可塑性樹脂は、例えば、バイオマス由来の熱可塑性樹脂、特にはバイオマス由来のポリエチレン樹脂であってもよい。
According to one embodiment of the present invention, the thermoplastic resin composition may include the plasticized starch material, the thermoplastic resin, and the compatibilizer. The composition ratio of the plasticized starch material and the thermoplastic resin may be, for example, preferably 20 parts by mass:80 parts by mass to 80 parts by mass:20 parts by mass, more preferably 30 parts by mass:70 parts by mass to 80 parts by mass:20 parts by mass, and even more preferably 50 parts by mass:50 parts by mass to 80 parts by mass:20 parts by mass. The content of the compatibilizer may be, for example, preferably 1 part by mass to 10 parts by mass, and more preferably 2 parts by mass to 9 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total amount of the plasticized starch material and the thermoplastic resin.
In this embodiment, the thermoplastic resin may be, for example, a polyolefin resin, preferably a polyethylene (PE) resin, and more preferably LLPDE. In this embodiment, the compatibilizer may be, for example, a carboxylic acid anhydride-modified polyolefin, and preferably a maleic anhydride-modified polyethylene.
The thermoplastic resin composition according to this embodiment can be used to produce a film or sheet by a molding method such as inflation molding, T-die molding, or calendar molding. In the present invention, the term "film" refers to a thin membrane-like material, and the thickness of the film can be, for example, less than 200 μm, particularly 10 μm or more and less than 200 μm. In the present invention, the term "sheet" refers to a thin plate-like material, and the thickness of the sheet can be, for example, 200 μm or more, particularly 200 μm or more and 1 mm or less.
In this embodiment, the thermoplastic resin may be, for example, a biomass-derived thermoplastic resin, in particular a biomass-derived polyethylene resin.
本発明の他の実施態様に従い、前記熱可塑性樹脂組成物は、前記可塑化澱粉材料と、前記熱可塑性樹脂と、前記相溶化剤と、前記酸化分解促進剤とを含みうる。前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の構成比率は、上記のとおり、例えば、好ましくは20質量部:80質量部~80質量部:20質量部であり、より好ましくは30質量部:70質量部~80質量部:20質量部であり、さらに好ましくは50質量部:50質量部~80質量部:20質量部でありうる。前記相溶化剤の含有量は、前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の合計量100質量部に対して、例えば、好ましくは1質量部~10質量部であり、より好ましくは2質量部~9質量部でありうる。前記酸化分解促進剤の含有量は、前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の合計量100質量部に対して、例えば、好ましくは0.01質量部~5質量部であり、より好ましくは0.05質量部~3質量部であり、さらに好ましくは0.1質量部~0.5質量部でありうる。
この実施態様において、前記熱可塑性樹脂は、例えば、ポリオレフィン系樹脂であり、好ましくはポリエチレン樹脂であり、より好ましくはLLPDEでありうる。この実施態様において、前記相溶化剤は、例えば、無水カルボン酸変性ポリオレフィンであり、好ましくは無水マレイン酸変性ポリエチレンでありうる。前記酸化分解促進剤は、カルボン酸塩及び希土類化合物の組み合わせでありうる。
この実施態様に従う熱可塑性樹脂組成物は、例えば、インフレーション成形又はTダイ押出などの成形方法によってフィルム又はシートを製造するために用いられうる。フィルムの厚みは、例えば、200μm未満であり、特には10μm以上200μm未満でありうる。シートの厚みは、例えば、200μm以上であり、特には200μm以上且つ1.5mm以下でありうる。
この実施態様において、前記熱可塑性樹脂は、例えば、バイオマス由来の熱可塑性樹脂、特にはバイオマス由来のポリエチレン樹脂であってもよい。
この実施態様に従う熱可塑性樹脂組成物は、バイオマス度が高いうえに、当該組成物に含まれる熱可塑性樹脂が生分解されうる。
According to another embodiment of the present invention, the thermoplastic resin composition may include the plasticized starch material, the thermoplastic resin, the compatibilizer, and the oxidative decomposition accelerator. The composition ratio of the plasticized starch material and the thermoplastic resin may be, for example, preferably 20 parts by mass: 80 parts by mass to 80 parts by mass: 20 parts by mass, more preferably 30 parts by mass: 70 parts by mass to 80 parts by mass: 20 parts by mass, and even more preferably 50 parts by mass: 50 parts by mass to 80 parts by mass: 20 parts by mass. The content of the compatibilizer may be, for example, preferably 1 part by mass to 10 parts by mass, and more preferably 2 parts by mass to 9 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total amount of the plasticized starch material and the thermoplastic resin. The content of the oxidative decomposition accelerator may be, for example, preferably 0.01 parts by mass to 5 parts by mass, more preferably 0.05 parts by mass to 3 parts by mass, and even more preferably 0.1 parts by mass to 0.5 parts by mass, relative to 100 parts by mass in total of the plasticized starch material and the thermoplastic resin.
In this embodiment, the thermoplastic resin may be, for example, a polyolefin resin, preferably a polyethylene resin, and more preferably LLPDE. In this embodiment, the compatibilizer may be, for example, a carboxylic acid anhydride-modified polyolefin, and preferably a maleic anhydride-modified polyethylene. The oxidative decomposition accelerator may be a combination of a carboxylate and a rare earth compound.
The thermoplastic resin composition according to this embodiment can be used to produce a film or sheet by a molding method such as inflation molding or T-die extrusion. The thickness of the film can be, for example, less than 200 μm, particularly 10 μm or more and less than 200 μm. The thickness of the sheet can be, for example, 200 μm or more, particularly 200 μm or more and 1.5 mm or less.
In this embodiment, the thermoplastic resin may be, for example, a biomass-derived thermoplastic resin, in particular a biomass-derived polyethylene resin.
The thermoplastic resin composition according to this embodiment has a high biomass content, and the thermoplastic resin contained in the composition is biodegradable.
本発明の他の実施態様に従い、前記熱可塑性樹脂組成物は、前記可塑化澱粉材料と、前記熱可塑性樹脂と、前記機能剤とを含みうる。前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の構成比率は、上記のとおり、例えば、好ましくは20質量部:80質量部~80質量部:20質量部であり、より好ましくは30質量部:70質量部~80質量部:20質量部であり、さらに好ましくは50質量部:50質量部~80質量部:20質量部でありうる。前記機能剤の含有量は、前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の合計量100質量部に対して、例えば、好ましくは1質量部~10質量部であり、より好ましくは2質量部~9質量部でありうる。また、本実施態様において、さらに前記相溶化剤を含みうる。前記相溶化剤の含有量は、前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の合計量100質量部に対して、例えば、好ましくは1質量部~10質量部であり、より好ましくは2質量部~9質量部でありうる。また、本実施態様において、さらに前記酸化分解促進剤を含みうる。前記酸化分解促進剤の含有量は、前記可塑化澱粉材料及び前記熱可塑性樹脂の合計量100質量部に対して、例えば、好ましくは0.01質量部~5質量部であり、より好ましくは0.05質量部~3質量部であり、さらに好ましくは0.1質量部~0.5質量部でありうる。
この実施態様において、前記熱可塑性樹脂は、例えば、ポリオレフィン系樹脂であり、好ましくはポリエチレン樹脂であり、より好ましくはLLPDEでありうる。この実施態様において、前記相溶化剤は、例えば、無水カルボン酸変性ポリオレフィンであり、好ましくは無水マレイン酸変性ポリエチレンでありうる。前記酸化分解促進剤は、カルボン酸塩及び希土類化合物の組み合わせでありうる。
この実施態様に従う熱可塑性樹脂組成物は、例えば、インフレーション成形又はTダイ押出などの成形方法によってフィルム又はシートを製造するために用いられうる。フィルムの厚みは、例えば、200μm未満であり、特には10μm以上200μm未満でありうる。シートの厚みは、例えば、200μm以上であり、特には200μm以上且つ1.5mm以下でありうる。
この実施態様において、前記熱可塑性樹脂は、例えば、バイオマス由来の熱可塑性樹脂、特にはバイオマス由来のポリエチレン樹脂であってもよい。
この実施態様に従う熱可塑性樹脂組成物は、バイオマス度が高いうえに、当該組成物に含まれる熱可塑性樹脂が生分解されうる。
According to another embodiment of the present invention, the thermoplastic resin composition may include the plasticized starch material, the thermoplastic resin, and the functional agent. The composition ratio of the plasticized starch material and the thermoplastic resin may be, for example, preferably 20 parts by mass: 80 parts by mass to 80 parts by mass: 20 parts by mass, more preferably 30 parts by mass: 70 parts by mass to 80 parts by mass: 20 parts by mass, and even more preferably 50 parts by mass: 50 parts by mass to 80 parts by mass: 20 parts by mass. The content of the functional agent may be, for example, preferably 1 part by mass to 10 parts by mass, and more preferably 2 parts by mass to 9 parts by mass, relative to a total amount of 100 parts by mass of the plasticized starch material and the thermoplastic resin. In this embodiment, the thermoplastic resin composition may further include the compatibilizer. The content of the compatibilizer may be, for example, preferably 1 part by mass to 10 parts by mass, and more preferably 2 parts by mass to 9 parts by mass, relative to a total amount of 100 parts by mass of the plasticized starch material and the thermoplastic resin. In this embodiment, the composition may further contain the oxidative decomposition accelerator. The content of the oxidative decomposition accelerator may be, for example, preferably 0.01 parts by mass to 5 parts by mass, more preferably 0.05 parts by mass to 3 parts by mass, and even more preferably 0.1 parts by mass to 0.5 parts by mass, relative to 100 parts by mass of the total amount of the plasticized starch material and the thermoplastic resin.
In this embodiment, the thermoplastic resin may be, for example, a polyolefin resin, preferably a polyethylene resin, and more preferably LLPDE. In this embodiment, the compatibilizer may be, for example, a carboxylic acid anhydride-modified polyolefin, and preferably a maleic anhydride-modified polyethylene. The oxidative decomposition accelerator may be a combination of a carboxylate and a rare earth compound.
The thermoplastic resin composition according to this embodiment can be used to produce a film or sheet by a molding method such as inflation molding or T-die extrusion. The thickness of the film can be, for example, less than 200 μm, particularly 10 μm or more and less than 200 μm. The thickness of the sheet can be, for example, 200 μm or more, particularly 200 μm or more and 1.5 mm or less.
In this embodiment, the thermoplastic resin may be, for example, a biomass-derived thermoplastic resin, in particular a biomass-derived polyethylene resin.
The thermoplastic resin composition according to this embodiment has a high biomass content, and the thermoplastic resin contained in the composition is biodegradable.
本発明の樹脂組成物は、フィルム及びシート以外の他の成形品を製造するために用いられてよい。当該他の成形品として、例えば、容器(例えば、ボトル容器)、ボトルキャップ、プラダンボール、不織布、及びモノフィラメントなどを挙げることができるがこれらに限定されない。例えば、本発明の樹脂組成物は、ブロー成形、射出成形、異形押出成形、紡糸(例えば、溶融紡糸)のために用いられてよい。当該ブロー成形によって、例えば、ボトル容器が成形されうる。当該射出成形によって、例えば、ボトルキャップ又は容器が製造されうる。当該異形押出成形によって、例えば、プラダンボールが成形されうる。当該紡糸(例えば溶融紡糸)により、例えば、モノフィラメントが成形されうる。 The resin composition of the present invention may be used to produce other molded products than films and sheets. Examples of such other molded products include, but are not limited to, containers (e.g., bottle containers), bottle caps, plastic cardboard, nonwoven fabrics, and monofilaments. For example, the resin composition of the present invention may be used for blow molding, injection molding, profile extrusion molding, and spinning (e.g., melt spinning). For example, a bottle container can be molded by the blow molding. For example, a bottle cap or a container can be manufactured by the injection molding. For example, a plastic cardboard can be molded by the profile extrusion molding. For example, a monofilament can be molded by the spinning (e.g., melt spinning).
本発明の樹脂組成物は、後述の製造方法により製造されてよい。 The resin composition of the present invention may be produced by the production method described below.
[フィルム又はシート] [Film or sheet]
本発明は、フィルム又はシートの形状に成形された樹脂組成物も提供する。前記フィルム又はシートは、本発明に従う樹脂組成物から形成された層のみから構成された単層のフィルム又はシートであってよく、又は、本発明に従う樹脂組成物から形成された少なくとも一つの層と他の組成物(特には樹脂組成物)から形成された少なくとも一つの層とが積層された多層のフィルム又はシートであってもよい。前記フィルムは、例えば、200μm未満の厚みを有し、特には10μm以上200μm未満の厚みを有しうる。前記シートは、例えば、200μm以上の厚みを有し、特には200μm以上且つ1.5mm以下の厚みを有しうる。 The present invention also provides a resin composition molded into the shape of a film or sheet. The film or sheet may be a single-layer film or sheet composed only of a layer formed from a resin composition according to the present invention, or may be a multi-layer film or sheet in which at least one layer formed from a resin composition according to the present invention and at least one layer formed from another composition (particularly a resin composition) are laminated. The film may have a thickness of, for example, less than 200 μm, and particularly a thickness of 10 μm or more and less than 200 μm. The sheet may have a thickness of, for example, 200 μm or more, and particularly a thickness of 200 μm or more and 1.5 mm or less.
本発明の一つの実施態様に従い、前記フィルム又はシートは、JIS B0031に従い測定された平均粗さ(Ra)が、好ましくは2μm以下である面を表面に有し、より好ましくは1.8μm以下である面を表面に有し、さらにより好ましくは1.5μm以下である面を表面に有し、且つ、当該面は、本発明に従う樹脂組成物から形成された層の面である。平均粗さの測定は、JIS B0031に従う表面粗さ計により測定されてよい。本発明の樹脂組成物により、このように平滑な面を有するフィルム又はシートを提供することができる。本発明の樹脂組成物により提供されるフィルム又はシートは、カード類、包装、容器、セパレータ、カバー、仕切り、ラミネート、袋類用として好適に使用されうる。 According to one embodiment of the present invention, the film or sheet has a surface having an average roughness (Ra) measured according to JIS B0031 of preferably 2 μm or less, more preferably 1.8 μm or less, and even more preferably 1.5 μm or less, and the surface is a surface of a layer formed from a resin composition according to the present invention. The average roughness may be measured using a surface roughness meter according to JIS B0031. The resin composition of the present invention can provide a film or sheet having such a smooth surface. The film or sheet provided by the resin composition of the present invention can be suitably used for cards, packaging, containers, separators, covers, partitions, laminates, and bags.
本発明のシート又はフィルムの製造には、通常の石油系プラスチックの成形技術を採用できる。例えば、ヘンシェルミキサー、タンブラー型混合機、バーバリミキサー、ニーダーミキサー等の混合機にて可塑化澱粉材料及び熱可塑性樹脂等を混合し、T-ダイ押出機やカレンダー成形機によってシートを成形してもよく、インフレーション成形機によってフィルムを成形してもよい。また、原料となる可塑化澱粉材料及び熱可塑性樹脂等をそのまま直接、混練、混合し成形してもよく、又は、原料を、混合機にて混合した後、一軸又は二軸の押出機によりストランドを押し出し、カッティングしてペレットを製造し、そのペレットをマスターバッチとして用いて、シートやフィルムを成形してもよい。 Normal petroleum-based plastic molding techniques can be used to manufacture the sheet or film of the present invention. For example, the plasticized starch material and thermoplastic resin may be mixed in a mixer such as a Henschel mixer, a tumbler mixer, a Barbary mixer, or a kneader mixer, and a sheet may be molded using a T-die extruder or a calendar molding machine, or a film may be molded using an inflation molding machine. In addition, the raw materials, the plasticized starch material and the thermoplastic resin, may be directly kneaded, mixed, and molded as they are, or the raw materials may be mixed in a mixer, and then strands may be extruded using a single-screw or twin-screw extruder, cut to produce pellets, and the pellets may be used as a master batch to mold a sheet or film.
シート又はフィルムを製造する際に、採用される成形温度域は、原料を直接、混練、混合して成形する場合、原料のヤケの発生や分解、シリンダー内の焼き付きを抑制する観点及び可塑化澱粉材料が未溶融状態で吐出されて、圧力上昇とともにトラブルの原因となることを抑制する観点から、95~200℃の範囲であるのが好ましく、また、マスターペレットを製造して成形する場合、95~200℃の範囲であるのが好ましい。 When producing a sheet or film, the molding temperature range used is preferably in the range of 95 to 200°C when the raw materials are directly kneaded, mixed, and molded, from the viewpoint of preventing the raw materials from burning or decomposing, and from burning inside the cylinder, and from preventing the plasticized starch material from being discharged in an unmolten state, which would cause problems along with an increase in pressure. When producing and molding master pellets, the range is preferably in the range of 95 to 200°C.
また、原料のヤケの発生や分解を防止する観点から、シリンダー内の滞留時間は最大でも10分以内が好ましい。 In order to prevent the raw materials from burning or decomposing, it is preferable that the residence time in the cylinder be no more than 10 minutes.
T-ダイ押出機により押し出し成形されたシートは、引取りロールの温度を60℃以下に設定し、所定の厚さに成形したシートを冷却し、引取り、巻き取られてもよい。インフレーション成形機により押し出し成形されたフィルムは、引取りロールの温度を90℃以下に設定し、所定の厚さに成形したフィルムを冷却し、引取り、巻き取られてもよい。 The sheet extruded by the T-die extruder may be cooled, taken up, and wound up by setting the temperature of the take-up roll to 60°C or less and forming the sheet to a specified thickness. The film extruded by the inflation molding machine may be cooled, taken up, and wound up by setting the temperature of the take-up roll to 90°C or less and forming the film to a specified thickness.
[積層体] [Laminate]
本発明は、前記フィルム又はシートの表面が膜によって被覆された積層体も提供する。前記積層体は、前記フィルム又はシートの片面側の表面が膜によって被覆されたものであってもよく、又は、前記フィルム又はシートの両面側の表面が膜によって被覆されたものであってもよい。前記フィルム又はシートの表面が膜によって被覆されることにより、被覆された側の表面からのブリードアウトを抑制できる。膜としては、例えば、ポリエチレン(PE)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂等、又はこれらうちの2以上の組み合わせのポリオレフィン系樹脂であってよく、また、例えば、ポリ乳酸樹脂(PLA)、若しくはポリカーボネート樹脂(PC)、ポリエチレンテレフタレート樹脂(PET)、ポリエチレンナフタレート樹脂(PEN)、ポリブチレンテレフタレート樹脂(PBT)、ポリブチレンアジペートテレフタレート樹脂(PBAT)、ポリブチレンサクシネート樹脂(PBS)、ポリヒドロキシアルカノエート樹脂(PHA)等、又はこれらのうちの2以上の組み合わせのポリエステル系樹脂であってもよい。前記フィルム又はシートと膜との間には接着層が設けられていてもよい。このような接着層として、前記フィルム又はシートを形成する樹脂組成物の融点よりも低い融点を有する樹脂等が用いられてもよい。このような接着層に用いられる樹脂として、例えば、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等が挙げられる。 The present invention also provides a laminate in which the surface of the film or sheet is coated with a membrane. The laminate may be one in which the surface of one side of the film or sheet is coated with a membrane, or both surfaces of the film or sheet are coated with a membrane. By coating the surface of the film or sheet with a membrane, bleeding out from the surface on the coated side can be suppressed. The membrane may be, for example, a polyolefin-based resin such as polyethylene (PE) resin, polypropylene (PP) resin, or a combination of two or more of these, or may be, for example, a polylactic acid resin (PLA), or a polycarbonate resin (PC), polyethylene terephthalate resin (PET), polyethylene naphthalate resin (PEN), polybutylene terephthalate resin (PBT), polybutylene adipate terephthalate resin (PBAT), polybutylene succinate resin (PBS), polyhydroxyalkanoate resin (PHA), or a combination of two or more of these polyester-based resins. An adhesive layer may be provided between the film or sheet and the membrane. For such an adhesive layer, a resin having a melting point lower than the melting point of the resin composition forming the film or sheet may be used. Examples of resins used for such adhesive layers include epoxy resins and urethane resins.
積層体において、前記フィルムは、例えば、200μm未満の厚みを有し、特には10μm以上200μm未満の厚みを有しうる。前記シートは、例えば、200μm以上の厚みを有し、特には200μm以上且つ1.5mm以下の厚みを有しうる。また、膜は、例えば、60μm未満の厚みを有し、特には10μm以上50μm未満の厚みを有しうる。本発明の樹脂組成物により提供される積層体はカード類、カバー、包装、容器、セパレータ、仕切り、袋類、ラミネート用として好適に使用されうる。 In the laminate, the film may have a thickness of, for example, less than 200 μm, and particularly a thickness of 10 μm or more and less than 200 μm. The sheet may have a thickness of, for example, 200 μm or more, and particularly a thickness of 200 μm or more and 1.5 mm or less. The membrane may have a thickness of, for example, less than 60 μm, and particularly a thickness of 10 μm or more and less than 50 μm. The laminate provided by the resin composition of the present invention may be suitably used for cards, covers, packaging, containers, separators, dividers, bags, and laminates.
[不織布] [Nonwoven fabric]
本発明は、本発明の樹脂組成物から形成されている不織布も提供する。当該不織布を構成する繊維の繊維径は、好ましくは5~30μmであり、より好ましくは5~25μmであり、さらに好ましくは5~20μmでありうる。また、当該不織布を構成する繊維の平均単繊維繊度は、好ましくは0.16dtex以上20dtex以下であり、より好ましくは0.17dtex以上15dtex以下であり、さらに好ましくは0.17dtex以上10dtex以下でありうる。紡糸安定性の観点から、平均単繊維繊度は、好ましくは0.17dtex以上でありうる。一方、繊度が細い程、不織布として糸の接着点が多くなるため強度が高く、柔軟性が良好となりやすい。不織布の強力の観点から、平均単繊維繊度は、好ましくは0.2dtex以下でありうる。上記平均単繊維繊度は、繊維断面写真における繊維断面積A(m2)とポリマー密度ρ(g/m3)から、次式を用いて算出することができる。
・単繊維繊度(dtex)=A(m2)×ρ(g/m3)×10000(m)。
The present invention also provides a nonwoven fabric formed from the resin composition of the present invention. The fiber diameter of the fibers constituting the nonwoven fabric is preferably 5 to 30 μm, more preferably 5 to 25 μm, and even more preferably 5 to 20 μm. The average single fiber fineness of the fibers constituting the nonwoven fabric is preferably 0.16 dtex to 20 dtex, more preferably 0.17 dtex to 15 dtex, and even more preferably 0.17 dtex to 10 dtex. From the viewpoint of spinning stability, the average single fiber fineness is preferably 0.17 dtex or more. On the other hand, the finer the fineness, the more adhesion points of the yarns as a nonwoven fabric, so that the strength is high and the flexibility is likely to be good. From the viewpoint of the strength of the nonwoven fabric, the average single fiber fineness is preferably 0.2 dtex or less. The average single fiber fineness can be calculated from the fiber cross-sectional area A (m 2 ) in a fiber cross-sectional photograph and the polymer density ρ (g/m 3 ) using the following formula.
Single fiber fineness (dtex) = A (m 2 ) × ρ (g/m 3 ) × 10,000 (m).
本発明において、不織布は、目付が、好ましくは10~200g/m2であり、より好ましくは10~190g/m2であり、さらに好ましくは20~180g/m2でありうる。目付を上記範囲とすることにより、特に買い物袋用不織布として用いる場合に、十分な強度を得ることができる。 In the present invention, the nonwoven fabric may have a basis weight of preferably 10 to 200 g/m 2 , more preferably 10 to 190 g/m 2 , and even more preferably 20 to 180 g/m 2. By setting the basis weight within the above range, sufficient strength can be obtained, particularly when used as a nonwoven fabric for shopping bags.
本発明において、不織布の見掛密度は、好ましくは、0.3g/cm3以下であり、より好ましくは0.2g/cm3以下であり、さらに好ましくは0.15g/cm3以下でありうる。見掛密度を上記範囲とすることにより、特にふき取り用不織布として用いる場合に、十分な嵩高性を得ることができる。前記見掛密度は、目付を厚さで除することにより算出することができる。 In the present invention, the apparent density of the nonwoven fabric is preferably 0.3 g/ cm3 or less, more preferably 0.2 g/ cm3 or less, and even more preferably 0.15 g/ cm3 or less. By setting the apparent density within the above range, sufficient bulkiness can be obtained, particularly when used as a nonwoven fabric for wiping. The apparent density can be calculated by dividing the basis weight by the thickness.
本発明の不織布は、スパンボンド法、メルトブロー法等によって製造されてもよい。例えば、スパンボンド法は、本発明の樹脂組成物を加熱溶融し、紡糸口金から紡糸した後、冷却固化したフィラメント群に対し、エジェクターで牽引し延伸して、移動するネット上に捕集、堆積させてウェブ化した後、エンボスローラーで加熱加圧処理して熱接着する製造方法である。 The nonwoven fabric of the present invention may be manufactured by a spunbond method, a meltblowing method, or the like. For example, the spunbond method is a manufacturing method in which the resin composition of the present invention is heated and melted, spun from a spinneret, and then the cooled and solidified filaments are pulled and stretched by an ejector, collected and deposited on a moving net to form a web, and then heat-pressurized and thermally bonded by an embossing roller.
紡糸口金やエジェクターの形状としては、丸形や矩形等種々のものを採用することができる。なかでも、圧縮エアーの使用量が比較的少なく、フィラメント同士の融着や擦過が起こりにくい観点から矩形口金と矩形エジェクターの組み合わせが好ましく用いられる。紡糸口金は、丸形の吐出形状を有するものが好ましく用いられる。 Various shapes such as round and rectangular can be used for the spinneret and ejector. Among them, a combination of a rectangular spinneret and a rectangular ejector is preferably used because it uses a relatively small amount of compressed air and is less likely to cause fusion or abrasion between filaments. A spinneret with a round ejection shape is preferably used.
溶融し紡糸する際の紡糸温度は、好ましくは、200~300℃であり、より好ましくは210~280℃であり、さらに好ましくは220~260℃でありうる。紡糸温度を上記範囲とすることにより、安定した溶融状態とし、優れた紡糸安定性を得ることができる。樹脂組成物(原料)は押出機によって、溶融し計量され、紡糸口金へと供給され、口金吐出孔から紡出される。 The spinning temperature during melting and spinning is preferably 200 to 300°C, more preferably 210 to 280°C, and even more preferably 220 to 260°C. By setting the spinning temperature within the above range, a stable molten state can be achieved, and excellent spinning stability can be obtained. The resin composition (raw material) is melted and measured by an extruder, supplied to a spinneret, and spun out from the nozzle of the spinneret.
紡出されたフィラメントの繊維群を冷却する方法としては、通常の方法が採用される。例えば、紡糸口金から紡出されたフィラメントに冷却風を吹き付けることにより冷却してもよい。 Conventional methods can be used to cool the spun filament fibers. For example, the filaments spun from the spinneret can be cooled by blowing cooling air onto them.
冷却固化された繊維群は、エジェクターから噴射する圧縮エアーによって牽引し延伸される。その後、フィラメントを移動するネット上に捕集して不織ウェブ化し、得られた不織ウェブを熱接着により一体化することにより不織布を得ることができる。 The cooled and solidified fibers are pulled and stretched by compressed air sprayed from an ejector. The filaments are then collected on a moving net to form a nonwoven web, and the resulting nonwoven web is integrated by thermal bonding to obtain a nonwoven fabric.
熱接着の方法としては、例えば、上下一対のロール表面にそれぞれ彫刻(凹凸部)が施された熱エンボスロール、片方のロール表面がフラット(平滑)なロールと他方のロール表面に彫刻(凹凸部)が施されたロールとの組み合わせからなる熱エンボスロール、上下一対のフラット(平滑)ロールの組み合わせからなる熱カレンダーロールなど各種ロールによる熱圧着や、超音波による融着を適用することができる。 Methods of thermal bonding that can be used include, for example, a thermal embossing roll in which the surface of a pair of upper and lower rolls is engraved (uneven portions), a thermal embossing roll consisting of a combination of a roll with one flat (smooth) surface and a roll with the other engraved (uneven) surface, and a thermal calendar roll consisting of a combination of a pair of upper and lower flat (smooth) rolls. Various types of rolls can be used for thermal bonding, as well as ultrasonic fusion.
中でも強度と耐摩耗性の観点から、エンボスロールを用いた熱接着を好ましく採用することができる。また、全体に圧力が掛かりにくくなる観点から、上下いずれかに彫刻(凹凸部)が施されたロールを用いるのがよい。 Among these, from the viewpoints of strength and abrasion resistance, thermal bonding using an embossed roll is preferably used. Also, from the viewpoint of preventing pressure from being applied to the entire surface, it is preferable to use a roll that has engravings (unevenness) on either the top or bottom.
熱エンボスロールに施される彫刻の形状としては、円形、楕円形、正方形、長方形、平
行四辺形、ひし形、正六角形および正八角形などの形状を用いることができる。
The shape of the engraving applied to the hot embossing roll may be a circle, an ellipse, a square, a rectangle, a parallelogram, a rhombus, a regular hexagon, a regular octagon, or the like.
熱エンボスロールの表面温度は、樹脂組成物の融点に対し、好ましくは-50~-5℃でありうる。熱エンボスロールの表面温度を樹脂組成物の融点に対し、好ましくは、-50℃以上とすることにより、より好ましくは、-40℃以上とすることにより、さらに好ましくは、-30℃以上とすることにより、十分に熱接着させ強度をもたせ毛羽の発生を抑えやすくすることができる。 The surface temperature of the hot embossing roll can be preferably -50 to -5°C relative to the melting point of the resin composition. By setting the surface temperature of the hot embossing roll to -50°C or higher, more preferably -40°C or higher, and even more preferably -30°C or higher, relative to the melting point of the resin composition, sufficient thermal adhesion can be achieved, strength can be achieved, and the generation of fuzz can be easily suppressed.
また、熱エンボスロールの表面温度を樹脂組成物の融点に対し-5℃以下とすることにより、繊維の融解により樹脂同士の剥離が発生するのを防ぎやすくすることができる。 In addition, by setting the surface temperature of the hot embossing roll to -5°C or less than the melting point of the resin composition, it is possible to more easily prevent peeling of the resins due to melting of the fibers.
熱接着時の熱エンボスロールの線圧は、好ましくは、5~50kgf/cmでありうる。前記線圧を、好ましくは5kgf/cm以上とすることにより、より好ましくは10kgf/cm以上とすることにより、さらに好ましくは15kgf/cm以上とすることにより、十分に熱接着させることができる。一方、前記線圧を、好ましくは50kgf/cm以下とすることにより、より好ましくは40kgf/cm以下とすることにより、さらに好ましくは30kgf/cm以下とすることにより、ロールの応力がかかりすぎないことによって嵩高性を維持することができる。本発明の樹脂組成物により提供される不織布は、カバー類、袋類、各種フィルター、ウェットシート、マスク類、セパレータ、容器、包装用として好適に使用されうる。 The linear pressure of the hot embossing roll during thermal bonding can be preferably 5 to 50 kgf/cm. By setting the linear pressure to preferably 5 kgf/cm or more, more preferably 10 kgf/cm or more, and even more preferably 15 kgf/cm or more, sufficient thermal bonding can be achieved. On the other hand, by setting the linear pressure to preferably 50 kgf/cm or less, more preferably 40 kgf/cm or less, and even more preferably 30 kgf/cm or less, the roll is not subjected to excessive stress, and bulkiness can be maintained. The nonwoven fabric provided by the resin composition of the present invention can be suitably used for covers, bags, various filters, wet sheets, masks, separators, containers, and packaging.
2.可塑化澱粉 2. Plasticized starch
本発明の可塑化澱粉は、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水とを含む可塑化澱粉材料を有する。なお、本発明の可塑化澱粉は、デュロメータタイプDで硬さ20以上が好ましく、23以上がより好ましく、25以上がさらに好ましい。
上記「1.樹脂組成物」における可塑化澱粉材料に関する説明の全て(例えば、組成及び各成分の詳細など)が、本発明の可塑化澱粉に用いられる可塑化澱粉材料についても当てはまる。そのため、本発明の可塑化澱粉材料についての説明は省略する。
前記可塑化澱粉材料は、上記「1.樹脂組成物」において述べたとおりの効果を奏する。例えば、前記可塑化澱粉材料によって、樹脂組成物に含まれる澱粉の粒子径を小さくすることができ、さらに、高温多湿時に表面から各種添加剤がブリードアウトすることを抑制することができる。
The plasticized starch of the present invention has a plasticized starch material containing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing the starch at a temperature higher than room temperature, and water. The plasticized starch of the present invention preferably has a hardness of 20 or more, more preferably 23 or more, and even more preferably 25 or more in durometer type D.
All of the descriptions regarding the plasticized starch material in the above "1. Resin composition" (e.g., details of the composition and each component, etc.) also apply to the plasticized starch material used in the plasticized starch of the present invention, so the description of the plasticized starch material of the present invention will be omitted.
The plasticized starch material has the effects described in "1. Resin composition" above. For example, the plasticized starch material can reduce the particle size of starch contained in the resin composition, and can suppress bleeding out of various additives from the surface under high temperature and humidity conditions.
本発明の可塑化澱粉は、発泡した部分を有さないものであるのが好ましい。発泡は、可塑化澱粉材料の製造における揮発性成分の蒸発に起因して生じうる。また、本発明の可塑化澱粉は、粒子径が2μm以下である澱粉粒を含む可塑化澱粉含有樹脂組成物を製造するために用いられてもよい。本発明の可塑化澱粉は、前記相溶化剤、前記酸化分解促進剤、前記着色剤、及び前記酸化防止剤に加えて、前記機能剤を含んでいてもよい。このような機能剤として、例えば、抗菌剤、除菌剤、制菌剤、殺菌剤、防カビ剤、消臭剤、防臭剤等が挙げられる。前記機能剤は、抗菌剤、除菌剤、制菌剤、殺菌剤、防カビ剤、消臭剤、防臭剤等の単体または複合体から少なくとも1つ選択されてもよい。本発明においては、抗菌剤、消臭剤、防臭剤が好ましく用いられ、消臭剤、防臭剤がより好ましく用いられる。 The plasticized starch of the present invention preferably does not have a foamed portion. Foaming may occur due to evaporation of volatile components during the production of the plasticized starch material. The plasticized starch of the present invention may be used to produce a plasticized starch-containing resin composition containing starch granules with a particle diameter of 2 μm or less. The plasticized starch of the present invention may contain the functional agent in addition to the compatibilizer, the oxidative decomposition promoter, the colorant, and the antioxidant. Examples of such functional agents include antibacterial agents, disinfectants, bacteriostatic agents, bactericides, fungicides, deodorants, and deodorants. The functional agent may be at least one selected from the simple substances or complexes of antibacterial agents, disinfectants, bacteriostatic agents, bactericides, fungicides, deodorants, and deodorants. In the present invention, antibacterial agents, deodorants, and deodorants are preferably used, and deodorants and deodorants are more preferably used.
3.樹脂組成物の製造方法 3. Manufacturing method of resin composition
[樹脂組成物の製造方法の一実施形態] [One embodiment of a method for producing a resin composition]
本発明に従う樹脂組成物の製造方法の一実施形態は、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水と、を混合する第一混合工程、前記第一混合工程で得られた混合物を加熱することにより前記澱粉を可塑化して、可塑化澱粉を調製する可塑化澱粉調製工程、及び前記可塑化澱粉及び熱可塑性樹脂を混合して、粒子径が2μm以下である澱粉粒を含む樹脂組成物を得る第二混合工程を含む。
本発明の樹脂組成物の製造方法の一実施形態によって、上記「1.樹脂組成物」において述べた本発明の樹脂組成物を製造することができる。
One embodiment of a method for producing a resin composition according to the present invention includes a first mixing step of mixing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and water, a plasticized starch preparation step of heating the mixture obtained in the first mixing step to plasticize the starch and prepare a plasticized starch, and a second mixing step of mixing the plasticized starch and a thermoplastic resin to obtain a resin composition containing starch granules having a particle size of 2 μm or less.
According to one embodiment of the method for producing a resin composition of the present invention, the resin composition of the present invention described above in "1. Resin composition" can be produced.
前記製造方法は、以下で各工程について説明する。 Each step of the manufacturing method is explained below.
(1)第一混合工程 (1) First mixing process
第一混合工程において、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水とが混合される。当該澱粉及び常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物は、上記「1.樹脂組成物」において説明したとおりであり、その説明が本製造方法においても当てはまる。 In the first mixing step, starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and water are mixed. The starch and the polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature are as described above in "1. Resin composition," and this description also applies to this manufacturing method.
第一混合工程において、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは5質量部~40質量部の配合量で、より好ましくは10質量部~40質量部の配合量で、さらにより好ましくは20質量部~40質量部の配合量で、前記澱粉と混合されうる。前記常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物は、少なくとも一つの多価アルコールを含んでいてもよい。このような多価アルコールとして、エチレングリコール、プロピレングリコール及びグリセリンから選ばれる1つ又は2つ以上の組み合わせが挙げられ、好ましくはエチレングリコール、プロピレングリコールである。 In the first mixing step, the polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature may be mixed with the starch in an amount of preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight, and even more preferably 20 to 40 parts by weight, per 100 parts by weight of the starch. The polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature may contain at least one polyhydric alcohol. Examples of such polyhydric alcohols include one or a combination of two or more selected from ethylene glycol, propylene glycol, and glycerin, and preferably ethylene glycol and propylene glycol.
前記多価アルコールは、より好ましくはグリセリン及び/又はエチレングリコールを含みうる。前記第一混合工程において、グリセリン質量対エチレングリコール質量の比は、例えば、好ましくは1:8~0.5:1で、より好ましくは1:4~1:1で、さらに好ましくは1:3~1:1で、グリセリン及びエチレングリコールが用いられうる。また、多価アルコールは、より好ましくはグリセリン及び/又はプロピレングリコールを含みうる。前記第一混合工程において、グリセリン質量対プロピレングリコール質量の比は、好ましくは1:8~0.5:1で、より好ましくは1:4~1:1で、さらに好ましくは1:3~1:1で、グリセリン及びプロピレングリコールが用いられうる。なお、前記多価アルコールは、グリセリンのみであってもよい。さらに、グリセリンを含まず、多価アルコールとして、エチレングリコールのみ又はプロピレングリコールのみであってもよい。なお、ブリードの発生を抑制する観点から、グリセリンのみ用いられている場合は、グリセリンは、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは40質量部以下の配合量で、より好ましくは38質量部以下の配合量で、さらにより好ましくは35質量部以下の配合量で、前記澱粉と混合される。 The polyhydric alcohol may more preferably contain glycerin and/or ethylene glycol. In the first mixing step, the ratio of glycerin mass to ethylene glycol mass is, for example, preferably 1:8 to 0.5:1, more preferably 1:4 to 1:1, and even more preferably 1:3 to 1:1, and glycerin and ethylene glycol may be used. The polyhydric alcohol may more preferably contain glycerin and/or propylene glycol. In the first mixing step, the ratio of glycerin mass to propylene glycol mass is preferably 1:8 to 0.5:1, more preferably 1:4 to 1:1, and even more preferably 1:3 to 1:1, and glycerin and propylene glycol may be used. The polyhydric alcohol may be only glycerin. Furthermore, the polyhydric alcohol may not contain glycerin, and only ethylene glycol or only propylene glycol may be used as the polyhydric alcohol. In addition, from the viewpoint of suppressing the occurrence of bleeding, when only glycerin is used, glycerin is mixed with the starch in an amount of preferably 40 parts by mass or less, more preferably 38 parts by mass or less, and even more preferably 35 parts by mass or less, per 100 parts by mass of the starch.
多価アルコールとしてグリセリンが25重量部以下の場合、樹脂組成物中の澱粉粒を小さくする観点から、好ましくは有機酸を含みうる。このような有機酸は、例えば、コハク酸、リンゴ酸、マレイン酸、酒石酸、アジピン酸、グルコン酸、乳酸等またはそれらの無水物であってよい。有機酸としては、変色を防止する観点、価格と効果のバランスの観点から、コハク酸、リンゴ酸、酒石酸、マレイン酸等が好ましく、コハク酸、酒石酸がより好ましい。有機酸は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは0.1~5質量部の配合量で、より好ましくは0.3質量部~4質量部の配合量で、さらにより好ましくは0.5質量部~3質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 When the amount of glycerin as the polyhydric alcohol is 25 parts by weight or less, an organic acid may be preferably included from the viewpoint of reducing the size of the starch granules in the resin composition. Such an organic acid may be, for example, succinic acid, malic acid, maleic acid, tartaric acid, adipic acid, gluconic acid, lactic acid, etc., or anhydrides thereof. As the organic acid, from the viewpoint of preventing discoloration and the balance between price and effect, succinic acid, malic acid, tartaric acid, maleic acid, etc. are preferred, and succinic acid and tartaric acid are more preferred. The organic acid is mixed with the starch in an amount of preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.3 to 4 parts by weight, and even more preferably 0.5 to 3 parts by weight, per 100 parts by weight of the starch.
前記第一混合工程において用いられる水は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは10質量部~40質量部の配合量で、より好ましくは15質量部~30質量部の配合量で、さらにより好ましくは20質量部~30質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 The water used in the first mixing step is mixed with the starch in an amount of preferably 10 to 40 parts by weight, more preferably 15 to 30 parts by weight, and even more preferably 20 to 30 parts by weight, per 100 parts by weight of the starch.
前記第一混合工程において、さらに前記機能剤が配合されていてもよい。前記機能剤の配合量は、澱粉100質量部に対して、好ましくは1質量部~15質量部の配合量で、より好ましくは2質量部~10質量部の配合量で、さらにより好ましくは2質量部~9質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 In the first mixing step, the functional agent may further be blended. The functional agent is mixed with the starch in an amount of preferably 1 to 15 parts by mass, more preferably 2 to 10 parts by mass, and even more preferably 2 to 9 parts by mass, per 100 parts by mass of starch.
前記第一混合工程において用いられる澱粉としては、地下系澱粉及び地上系澱粉を挙げることができ、例えば、コーン澱粉又はタピオカ澱粉が用いられてよい。本発明において、好ましくは地下系澱粉が用いられる。地下系澱粉を用いて本発明の樹脂組成物を製造することによって、当該樹脂組成物の臭気をより低減することができる。前記第一混合工程において用いられる澱粉は、澱粉の変性物(すなわち変性澱粉)であってもよい。 The starch used in the first mixing step may be underground starch or aboveground starch, for example, corn starch or tapioca starch. In the present invention, underground starch is preferably used. By producing the resin composition of the present invention using underground starch, the odor of the resin composition can be further reduced. The starch used in the first mixing step may be a modified starch (i.e., modified starch).
前記第一混合工程において用いられる澱粉は、好ましくは平衡水分を含むものであってよい。平衡水分の量は、例えば、澱粉質量に対して好ましくは10質量%~15質量%であり、より好ましくは10質量%~14質量%であり、さらに好ましくは10質量%~13質量%であり、さらにより好ましくは11質量%~13質量%でありうる。上記数値範囲内の平衡水分を含む澱粉又は変性澱粉を用いることが、本発明に従う可塑化澱粉材料を製造するために好ましい。平衡水分を含まない澱粉を用いた場合、澱粉が可塑化されないことがある。 The starch used in the first mixing step may preferably contain equilibrium moisture. The amount of equilibrium moisture may be, for example, preferably 10% to 15% by mass, more preferably 10% to 14% by mass, even more preferably 10% to 13% by mass, and even more preferably 11% to 13% by mass, based on the mass of the starch. It is preferable to use starch or modified starch containing equilibrium moisture within the above numerical ranges in order to produce the plasticized starch material according to the present invention. When starch that does not contain equilibrium moisture is used, the starch may not be plasticized.
前記第一混合工程は、例えば、撹拌機を用いて行われてよい。当該撹拌機として、市販入手可能な装置が用いられてよい。前記第一前混合工程は、好ましくは常温で行われる。常温で前記第一混合工程を行い、そして次に、以下の可塑化澱粉調製工程を行うことで、澱粉の加熱に起因する着色及び/又は臭いの発生を抑制することができる。 The first mixing step may be carried out, for example, using a stirrer. A commercially available device may be used as the stirrer. The first pre-mixing step is preferably carried out at room temperature. By carrying out the first mixing step at room temperature and then carrying out the following plasticized starch preparation step, it is possible to suppress the generation of coloring and/or odor caused by heating the starch.
前記澱粉は、例えば、可塑化澱粉を製造するために用いられる原料の合計量のうち、例えば、好ましくは40質量%~85質量%を占め、より好ましくは45質量%~80質量%を占め、さらに好ましくは50質量%~75質量%を占めうる。 The starch may, for example, preferably account for 40% to 85% by mass, more preferably 45% to 80% by mass, and even more preferably 50% to 75% by mass of the total amount of raw materials used to produce the plasticized starch.
(2)可塑化澱粉調製工程 (2) Plasticized starch preparation process
可塑化澱粉調製工程は、前記第一混合工程において得られた混合物を押出機内で加熱することを含む。当該加熱により、前記澱粉が可塑化されて、可塑化澱粉が得られる。当該加熱は、好ましくは100℃~150℃の温度で、より好ましくは100℃~140℃の温度で、さらに好ましく100℃~130℃の温度で行われうる。当該押出機は、例えば、二軸押出機又は単軸押出機であってよく、市販入手可能なものが用いられてよい。当該押出機から押し出された可塑化澱粉は、例えば、円柱状(ストランド)又はペレット形状を有しうる。 The plasticized starch preparation step includes heating the mixture obtained in the first mixing step in an extruder. The heating plasticizes the starch to obtain plasticized starch. The heating may be performed at a temperature of preferably 100°C to 150°C, more preferably 100°C to 140°C, and even more preferably 100°C to 130°C. The extruder may be, for example, a twin-screw extruder or a single-screw extruder, and a commercially available extruder may be used. The plasticized starch extruded from the extruder may have, for example, a cylindrical (strand) or pellet shape.
上記「1.樹脂組成物」において述べた可塑化澱粉材料に関する説明が、本製造方法における可塑化澱粉にもあてはまる。例えば、当該マスターバッチのデュロメータタイプDで硬さ20以上である。 The explanation regarding the plasticized starch material described in "1. Resin composition" above also applies to the plasticized starch in this manufacturing method. For example, the master batch has a durometer type D hardness of 20 or more.
(3)第二混合工程 (3) Second mixing process
前記第二混合工程において、前記可塑化澱粉調製工程において調製された可塑化澱粉と熱可塑性樹脂とが混合される。当該混合によって、本発明に従う樹脂組成物が製造される。当該混合は、例えば、押出機、好ましくは二軸押出機を用いて行われてよい。当該混合工程において、前記可塑化澱粉及び前記熱可塑性樹脂に加えて、相溶化剤が混合されてもよい。当該相溶化剤は、上記「1.樹脂組成物」において説明したとおりであるので、その説明は省略する。 In the second mixing step, the plasticized starch prepared in the plasticized starch preparation step is mixed with a thermoplastic resin. The resin composition according to the present invention is produced by this mixing. The mixing may be performed, for example, using an extruder, preferably a twin-screw extruder. In the mixing step, in addition to the plasticized starch and the thermoplastic resin, a compatibilizer may be mixed. The compatibilizer is as explained in "1. Resin composition" above, so the explanation thereof will be omitted.
前記第二混合工程において、混合される成分(例えば、前記可塑化澱粉及び前記熱可塑性樹脂、並びに、任意的に前記相溶化剤)が加熱される。当該加熱は、前記熱可塑性樹脂が溶融するように行われ、好ましくは100℃~200℃の温度で、より好ましくは100℃~190℃の温度で、さらに好ましく100℃~180℃の温度で行われうる。混合される成分は、例えば、前記熱可塑性樹脂が溶融する温度まで加熱されてよい。当該温度は、熱可塑性樹脂の種類に応じて当業者により適宜選択されてよい。 In the second mixing step, the components to be mixed (e.g., the plasticized starch and the thermoplastic resin, and optionally the compatibilizer) are heated. The heating is performed so that the thermoplastic resin melts, and may be performed at a temperature of preferably 100°C to 200°C, more preferably 100°C to 190°C, and even more preferably 100°C to 180°C. The components to be mixed may be heated, for example, to a temperature at which the thermoplastic resin melts. The temperature may be appropriately selected by a person skilled in the art depending on the type of thermoplastic resin.
前記製造方法は、前記混合工程において得られた樹脂組成物を成形する成形工程をさらに含んでもよい。当該成形工程によって、所望の形状を有する成形品が製造される。当該成形は、例えば、インフレーション成形又はTダイ成形でありうる。このような成形手法によって、フィルム又はシートの形状に成形された樹脂組成物が製造されうる。当該成形温度は、熱可塑性樹脂の種類に応じて当業者により適宜選択されてよい。例えば、前記熱可塑性樹脂がポリエチレンである場合、当該温度は、160℃~200℃でありうる。例えば、前記熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合も、当該温度は、160℃~200℃でありうる。 The manufacturing method may further include a molding step of molding the resin composition obtained in the mixing step. A molded product having a desired shape is manufactured by the molding step. The molding may be, for example, inflation molding or T-die molding. A resin composition molded into a film or sheet shape may be manufactured by such a molding method. The molding temperature may be appropriately selected by a person skilled in the art depending on the type of thermoplastic resin. For example, when the thermoplastic resin is polyethylene, the temperature may be 160°C to 200°C. For example, when the thermoplastic resin is polypropylene, the temperature may be 160°C to 200°C.
前記製造方法は、前記成形工程においてフィルム又はシート形状に成形された樹脂組成物を延伸する延伸工程をさらに含んでもよい。 The manufacturing method may further include a stretching step of stretching the resin composition molded into a film or sheet shape in the molding step.
[樹脂組成物の製造方法の他の実施形態] [Another embodiment of the method for producing a resin composition]
本発明に従う樹脂組成物の製造方法の他の実施形態は、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水と、熱可塑性樹脂とを混合する混合工程と、前記混合工程で得られた混合物を加熱することにより、前記澱粉を可塑化する加熱工程を含み、得られた樹脂組成物に含まれる澱粉粒の粒子径が2μm以下である。
本発明の製造方法の他の実施形態によって、上記「1.樹脂組成物」において述べた本発明の樹脂組成物を製造することができる。
Another embodiment of the method for producing a resin composition according to the present invention includes a mixing step of mixing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, water, and a thermoplastic resin, and a heating step of plasticizing the starch by heating the mixture obtained in the mixing step, wherein the particle size of starch granules contained in the obtained resin composition is 2 μm or less.
According to another embodiment of the production method of the present invention, the resin composition of the present invention described above in "1. Resin composition" can be produced.
他の実施形態においては、前記製造方法とは異なり、先に可塑化澱粉を調製せずに、各原料成分(可塑化澱粉材料、熱可塑性樹脂等)を直接混合する。 In another embodiment, unlike the above manufacturing method, the raw material components (plasticized starch material, thermoplastic resin, etc.) are directly mixed without first preparing plasticized starch.
前記製造方法は、以下で各工程について説明する。 Each step of the manufacturing method is explained below.
(1)混合工程 (1) Mixing process
混合工程において、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水と、熱可塑性樹脂が混合される。当該澱粉、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物、熱可塑性樹脂は、上記「1.樹脂組成物」において説明したとおりであり、その説明が本製造方法においても当てはまる。 In the mixing step, starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, water, and a thermoplastic resin are mixed. The starch, the polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and the thermoplastic resin are as explained in "1. Resin composition" above, and the explanation also applies to this manufacturing method.
混合工程において、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは5質量部~40質量部の配合量で、より好ましくは10質量部~40質量部の配合量で、さらにより好ましくは20質量部~40質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 In the mixing step, the polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature is mixed with the starch in an amount of preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight, and even more preferably 20 to 40 parts by weight, per 100 parts by weight of the starch.
混合工程において用いられる水は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは10質量部~40質量部の配合量で、より好ましくは15質量部~30質量部の配合量で、さらにより好ましくは20質量部~30質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 The water used in the mixing step is mixed with the starch in an amount of preferably 10 to 40 parts by weight, more preferably 15 to 30 parts by weight, and even more preferably 20 to 30 parts by weight, per 100 parts by weight of the starch.
混合工程には、さらに前記機能剤が混合されていてもよい。当該機能剤は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは1質量部~15質量部の配合量で、より好ましくは2質量部~10質量部の配合量で、さらにより好ましくは2質量部~9質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 In the mixing step, the functional agent may further be mixed. The functional agent is mixed with the starch in an amount of preferably 1 to 15 parts by mass, more preferably 2 to 10 parts by mass, and even more preferably 2 to 9 parts by mass, per 100 parts by mass of the starch.
混合工程において用いられる熱可塑性樹脂は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは10質量部~900質量部の配合量で、より好ましくは10質量部~800質量部の配合量で、さらにより好ましくは15質量部~800質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 The thermoplastic resin used in the mixing step is mixed with the starch in an amount of preferably 10 to 900 parts by mass, more preferably 10 to 800 parts by mass, and even more preferably 15 to 800 parts by mass, per 100 parts by mass of the starch.
(2)加熱工程 (2) Heating process
加熱工程において、前記混合工程で得られた混合物が加熱される。当該加熱は、前記熱可塑性樹脂が溶融するように行われうる。混合される成分は、例えば、前記熱可塑性樹脂が溶融する温度まで加熱されてよい。当該温度は、熱可塑性樹脂の種類に応じて当業者により適宜選択されてよい。例えば、前記熱可塑性樹脂がポリエチレンである場合、当該温度は、100℃~170℃でありうる。例えば、前記熱可塑性樹脂がポリプロピレンである場合、当該温度は150℃~200℃でありうる。前記混合工程と前記加熱工程により製造される樹脂組成物に含まれる澱粉粒の粒子径は2μm以下となる。 In the heating step, the mixture obtained in the mixing step is heated. The heating can be performed so that the thermoplastic resin melts. The components to be mixed may be heated, for example, to a temperature at which the thermoplastic resin melts. The temperature may be appropriately selected by a person skilled in the art depending on the type of thermoplastic resin. For example, when the thermoplastic resin is polyethylene, the temperature may be 100°C to 170°C. For example, when the thermoplastic resin is polypropylene, the temperature may be 150°C to 200°C. The particle size of the starch granules contained in the resin composition produced by the mixing step and the heating step is 2 μm or less.
4.可塑化澱粉の製造方法 4. Manufacturing method of plasticized starch
本発明に従う可塑化澱粉の製造方法の一実施形態は、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水とを混合する混合工程、及び前記混合工程で得られた混合物を加熱することにより前記澱粉を可塑化する可塑化工程、を含む。 One embodiment of the method for producing plasticized starch according to the present invention includes a mixing step of mixing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and water, and a plasticization step of plasticizing the starch by heating the mixture obtained in the mixing step.
(1)混合工程
混合工程において、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水が混合される。澱粉、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物は、上記「1.樹脂組成物」において説明したとおりであり、その説明が本製造方法においても当てはまる。
(1) Mixing step In the mixing step, starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, and water are mixed. The starch and the polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature are as described above in "1. Resin composition," and the same description also applies to the present production method.
混合工程において、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは5質量部~40質量部の配合量で、より好ましくは10質量部~40質量部の配合量で、さらにより好ましくは20質量部~40質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 In the mixing step, the polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature is mixed with the starch in an amount of preferably 5 to 40 parts by weight, more preferably 10 to 40 parts by weight, and even more preferably 20 to 40 parts by weight, per 100 parts by weight of the starch.
混合工程において用いられる水は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは10質量部~40質量部の配合量で、より好ましくは15質量部~30質量部の配合量で、さらにより好ましくは20質量部~30質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 The water used in the mixing step is mixed with the starch in an amount of preferably 10 to 40 parts by weight, more preferably 15 to 30 parts by weight, and even more preferably 20 to 30 parts by weight, per 100 parts by weight of the starch.
混合工程には、前記機能剤が混合されていてもよい。当該機能剤は、前記澱粉100質量部に対して、好ましくは1質量部~15質量部の配合量で、より好ましくは2質量部~10質量部の配合量で、さらにより好ましくは2質量部~9質量部の配合量で、前記澱粉と混合される。 In the mixing step, the functional agent may be mixed. The functional agent is mixed with the starch in an amount of preferably 1 to 15 parts by mass, more preferably 2 to 10 parts by mass, and even more preferably 2 to 9 parts by mass, per 100 parts by mass of the starch.
(2)可塑化工程 (2) Plasticization process
可塑化工程において、前記混合工程で得られた混合物が押出機内で加熱される。当該加熱は、前記澱粉が可塑化されるように行われうる。混合される成分は、例えば、前記澱粉が可塑化する温度まで加熱されてよい。当該温度は、澱粉の種類に応じて当業者により適宜選択されてよい。例えば、当該温度は、好ましくは100℃~150℃の温度で、より好ましくは100℃~140℃の温度で、さらに好ましく100℃~130℃の温度で行われうる。当該押出機は、例えば、二軸押出機又は単軸押出機であってよく、市販入手可能なものが用いられてよい。当該押出機から押し出された可塑化澱粉は、例えば、円柱状(ストランド)又はペレット形状を有しうる。 In the plasticization step, the mixture obtained in the mixing step is heated in an extruder. The heating can be performed so that the starch is plasticized. The components to be mixed may be heated, for example, to a temperature at which the starch is plasticized. The temperature may be appropriately selected by a person skilled in the art depending on the type of starch. For example, the temperature may be preferably 100°C to 150°C, more preferably 100°C to 140°C, and even more preferably 100°C to 130°C. The extruder may be, for example, a twin-screw extruder or a single-screw extruder, and a commercially available one may be used. The plasticized starch extruded from the extruder may have, for example, a cylindrical (strand) or pellet shape.
5.本発明の用途
本発明の樹脂組成物がインフレーション成形、Tダイ成形、又はカレンダー成形などによって成形されたフィルム又はシートは、容器等真空成形用途、各種離型フィルム、離型シート、ハウス用フィルム、トンネルフィルム、マルチフィルム、植生フィルム、土木用シート等に用いられる。本発明の樹脂組成物がインフレーション成形によって成形された袋は、レジ袋、ゴミ袋、堆肥袋、ポリ袋等に用いられる。本発明の樹脂組成物が、ブロー成形などによって成形されたブロー成形体は、ブローボトル、飲料用ボトル、ボトル容器等に用いられる。本発明の樹脂組成物が射出成形(インジェクション成形)によって成形された射出成形体は、ボトルキャップ、各種食品用容器等に用いられる。本発明の樹脂組成物がスパンボンド法、メルトブロー法等によって紡糸された不織布は、カバー類、袋類、各種フィルター、ウェットシート、マスク類、セパレータ、容器、包装用に用いられる。また、環境負荷低減のため本発明の樹脂組成物が生分解性樹脂を含有する場合、当該樹脂組成物によって成形された成形体は、上述した用途に用いられる。また、強度を向上させるためセルロースナノファイバーを含有する本発明の樹脂組成物は、上述した用途に用いられる。消臭剤、防臭剤、抗菌剤等の機能剤を含有する本発明の樹脂組成物は、上述した用途に用いられ、特に好ましくは、ごみ袋、使用済みおむつ収納袋等の各種サニタリー用品に用いられる。さらに、本発明の樹脂組成物は、ブリードが抑制された積層体等の用途に用いられる。
5. Uses of the present invention Films or sheets formed from the resin composition of the present invention by inflation molding, T-die molding, calendar molding, or the like are used for vacuum molding applications such as containers, various release films, release sheets, house films, tunnel films, mulch films, vegetation films, civil engineering sheets, and the like. Bags formed from the resin composition of the present invention by inflation molding are used for shopping bags, garbage bags, compost bags, plastic bags, and the like. Blow molded articles formed from the resin composition of the present invention by blow molding or the like are used for blow bottles, beverage bottles, bottle containers, and the like. Injection molded articles formed from the resin composition of the present invention by injection molding (injection molding) are used for bottle caps, various food containers, and the like. Nonwoven fabrics spun from the resin composition of the present invention by the spunbond method, meltblowing method, and the like are used for covers, bags, various filters, wet sheets, masks, separators, containers, and packaging. In addition, when the resin composition of the present invention contains a biodegradable resin in order to reduce the environmental load, the molded articles formed from the resin composition are used for the above-mentioned applications. The resin composition of the present invention, which contains cellulose nanofibers to improve strength, is used in the above-mentioned applications. The resin composition of the present invention, which contains functional agents such as deodorants, deodorants, and antibacterial agents, is used in the above-mentioned applications, and is particularly preferably used in various sanitary products such as garbage bags and used diaper storage bags. Furthermore, the resin composition of the present invention is used in applications such as laminates with suppressed bleeding.
以下、実施例に基づいて本発明を更に詳細に説明する。なお、以下に説明する実施例は、本発明の代表的な実施例の一例を示したものであり、本発明の範囲は、これらの実施例のみに限定されるものでない。実施例中、用いる評価方法及び評価基準は下記のとおりである。 The present invention will be described in more detail below based on examples. Note that the examples described below are representative examples of the present invention, and the scope of the present invention is not limited to these examples. The evaluation methods and evaluation criteria used in the examples are as follows.
(1)可塑化澱粉の気泡の有無
可塑化澱粉の気泡の有無を目視により確認し、下記基準で評価した。
A:可塑化澱粉の全体にわたって気泡が発生しなかった。
B:可塑化澱粉の一部に気泡が発生した。
C:可塑化澱粉の全体にわたって気泡が発生した。
(1) Presence or Absence of Air Bubbles in Plasticized Starch The presence or absence of air bubbles in the plasticized starch was visually confirmed and evaluated according to the following criteria.
A: No air bubbles were generated throughout the plasticized starch.
B: Air bubbles were generated in some parts of the plasticized starch.
C: Air bubbles were generated throughout the plasticized starch.
(2)可塑化澱粉の物性
可塑化澱粉の物性を、下記基準で評価した。
A:デュロメータタイプDで硬さ20以上を有した。
C:デュロメータタイプDで硬さ20未満を有した、又は、可塑化澱粉の全体にわたって気泡が発生し(膨化し)、硬さを測定できなかった。
(2) Physical Properties of Plasticized Starch The physical properties of the plasticized starch were evaluated according to the following criteria.
A: Durometer type D hardness was 20 or more.
C: The hardness was less than 20 using a durometer type D, or air bubbles were generated (swelled) throughout the plasticized starch, and the hardness could not be measured.
(3)澱粉粒子の粒子径
フィルムサンプル又は不織布サンプルの表面をSEM(走査型電子顕微鏡)JSM-IT100(日本電子株式会社)を使用し、加速電圧5.0kVで観察(二次電子像)を行った。
各サンプルについて、500倍視野で200μm×250μmの領域を4枚撮影した。各撮影画像に含まれる澱粉粒子の粒子径を視野内スケールを用いて計測した。
(3) Particle Size of Starch Particles The surface of the film sample or nonwoven fabric sample was observed (secondary electron image) using a SEM (scanning electron microscope) JSM-IT100 (JEOL Ltd.) at an accelerating voltage of 5.0 kV.
For each sample, four images of a 200 μm×250 μm area were taken at a magnification of 500. The particle size of the starch particles in each image was measured using a scale within the field of view.
(4)ブリードの有無
フィルムサンプルを使用し、縦10cm、横10cmのカットサンプルを40℃×80%RHに保たれる恒温恒湿槽に12時間静置した。12時間経過後、ブリードの有無を手触りにより評価した。具体的には、5名のパネラーがフィルムサンプルの表面におけるブリードの有無を手触りにより以下の基準に基づいて評価した。
A:ブリードがなく、べとつきがなかった。
B:わずかにブリードが発生し、若干のべとつきがあった。
C:ブリードが発生し、べとついたものであった。
(4) Presence or absence of bleeding Using a film sample, a cut sample of 10 cm in length and 10 cm in width was left to stand for 12 hours in a thermo-hygrostat maintained at 40°C x 80% RH. After 12 hours, the presence or absence of bleeding was evaluated by touch. Specifically, five panelists evaluated the presence or absence of bleeding on the surface of the film sample by touch based on the following criteria.
A: There was no bleeding and no stickiness.
B: Slight bleeding occurred and the image was slightly sticky.
C: Bleeding occurred and the image was sticky.
(5)引張物性
射出成形品を使用し、JIS K 7161に準じて引張物性(最大点応力、破断点伸度、弾性率)を測定した。
(5) Tensile Properties Tensile properties (maximum stress, elongation at break, elastic modulus) of injection molded products were measured in accordance with JIS K 7161.
(6)アイゾット衝撃強度
射出成形品を使用し、JIS K 7110に準じてアイゾット衝撃強度を測定した。
(6) Izod Impact Strength Using injection molded products, the Izod impact strength was measured in accordance with JIS K 7110.
(7)生産効率
冷却時間により生産効率を評価した。冷却時間が短くなるほど生産効率が向上する。
(7) Production efficiency The production efficiency was evaluated based on the cooling time. The shorter the cooling time, the higher the production efficiency.
試験例1:樹脂組成物の製造及び成形(フィルム又はシートの例) Test Example 1: Production and molding of resin composition (film or sheet example)
(実施例1) (Example 1)
下記表1に示されるとおり、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉(T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン12質量部、エチレングリコール22質量部及び水27質量部を用意した。これら4成分を、ミキサー内で混合した。当該混合は常温で行われた。前記グリセリン、前記エチレングリコール、及び前記水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 below, 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 12 parts by mass of glycerin, 22 parts by mass of ethylene glycol, and 27 parts by mass of water were prepared as the plasticized starch material. These four components were mixed in a mixer. The mixing was performed at room temperature. The glycerin, ethylene glycol, and water were premixed before being added to the mixer.
当該混合により得られた混合物は、粉状混合物であった。 The mixture obtained by this mixing was a powder mixture.
前記混合により得られた混合物を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、当該混合物が混練処理に付された。 The mixture obtained by the above mixing was fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Corporation), and the mixture was subjected to a kneading process.
当該混練処理におけるシリンダー温度は110℃であった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理後に、前記混合物は当該押出機のダイから押し出され、そして細長い略円柱状の可塑化澱粉(マスターバッチ)が得られた。 The cylinder temperature during the kneading process was 110°C. During the kneading process, suction was performed from a vent. After the kneading process, the mixture was extruded from the die of the extruder, and an elongated, roughly cylindrical plasticized starch (master batch) was obtained.
前記可塑化澱粉について、気泡の有無及びデュロメータ硬さを上記基準に従い評価した。 The plasticized starch was evaluated for the presence or absence of air bubbles and durometer hardness according to the above criteria.
評価結果は下記表1に示されるとおりであり、当該可塑化澱粉は、全体にわたって気泡が形成されていなかった。また、可塑化澱粉は、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。 The evaluation results are shown in Table 1 below. No air bubbles were formed throughout the plasticized starch. The plasticized starch also had a hardness of 27 on a durometer type D.
前記可塑化澱粉35質量部、ポリプロピレン(PM900C、株式会社サンアロマー製)70質量部、及び相溶化剤(無水マレイン酸変性ポリプロピレン、デュポン株式会社)3質量部を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、これらの成分が混練処理に付された。当該混練処理におけるスクリュー温度は170℃であり、且つ、樹脂圧力は4.4MPaであった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理によって、樹脂組成物(以下、「実施例1の樹脂組成物」ともいう)を得た。 35 parts by mass of the plasticized starch, 70 parts by mass of polypropylene (PM900C, manufactured by Sunallomer Co., Ltd.), and 3 parts by mass of a compatibilizer (maleic anhydride modified polypropylene, manufactured by DuPont Co., Ltd.) were fed into a twin-screw extruder (PCM30, manufactured by Ikegai Co., Ltd.), and these components were subjected to a kneading process. The screw temperature during the kneading process was 170°C, and the resin pressure was 4.4 MPa. During the kneading process, suction was performed from a vent. Through the kneading process, a resin composition (hereinafter also referred to as the "resin composition of Example 1") was obtained.
実施例1の樹脂組成物をインフレーション成形機(株式会社プラコー、ダイスΦ65、押出機径55mm、温度150℃)へ供給し、そして、インフレーション成形を行った。当該インフレーション成形は、150℃~160℃で行われた。当該インフレーション成形によって、厚み40μmのフィルムを得た。 The resin composition of Example 1 was fed to an inflation molding machine (Placo Corporation, die Φ65, extruder diameter 55 mm, temperature 150°C) and inflation molding was performed. The inflation molding was performed at 150°C to 160°C. A film with a thickness of 40 μm was obtained by the inflation molding.
インフレーション成形における成形性、フィルム表面における澱粉粒子の粒子径及びブリードの有無を上記方法及び基準に従い評価した。評価結果は下記表1に示されるとおりであり、得られたフィルムの電子顕微鏡写真を、図1(a)に示す。図1(a)に示されるとおり、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、わずかにブリードが発生し、若干べとついたものであった。 The moldability in inflation molding, the particle size of the starch particles on the film surface, and the presence or absence of bleeding were evaluated according to the above methods and standards. The evaluation results are shown in Table 1 below, and an electron microscope photograph of the obtained film is shown in Figure 1 (a). As shown in Figure 1 (a), the particle size of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, slight bleeding occurred on the film surface, and it was slightly sticky.
(実施例2) (Example 2)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン4質量部、エチレングリコール30質量部及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン、前記エチレングリコール、及び前記水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 4 parts by mass of glycerin, 30 parts by mass of ethylene glycol, and 27 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The glycerin, ethylene glycol, and water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例2の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 2") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 1.
実施例2の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 2 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 1.
実施例2においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が上記表1に示されている。可塑化澱粉に関しては、表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 2. The evaluation results are shown in Table 1 above. As shown in Table 1, the same evaluation results as in Example 1 were obtained for the plasticized starch.
より具体的には、実施例2において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 2 was free of air bubbles throughout and had a durometer type D hardness of 27. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, there was no bleeding or stickiness on the film surface.
(実施例3) (Example 3)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン7質量部、エチレングリコール27質量部及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン、前記エチレングリコール、及び前記水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 7 parts by mass of glycerin, 27 parts by mass of ethylene glycol, and 27 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The glycerin, ethylene glycol, and water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例3の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 3") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 1.
実施例3の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 3 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 1.
実施例3においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が上記表1に示されている。可塑化澱粉に関しては、上記表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 3. The evaluation results are shown in Table 1 above. As for the plasticized starch, as shown in Table 1 above, the same evaluation results as in Example 1 were obtained.
より具体的には、実施例3において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ25を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 3 was free of air bubbles throughout and had a durometer type D hardness of 25. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, there was no bleeding or stickiness on the film surface.
(実施例4) (Example 4)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン12質量部、エチレングリコール22質量部及びCNF(製品名広葉樹、大王製紙株式会社)を2%懸濁した水27質量部を用意し、これら4成分を、実施例1と同様にミキサー内で混合して混合物を得た。 As shown in Table 1 above, 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 12 parts by mass of glycerin, 22 parts by mass of ethylene glycol, and 27 parts by mass of water containing a 2% suspension of CNF (product name: hardwood, Daio Paper Co., Ltd.) were prepared in the mixer as plasticized starch materials, and these four components were mixed in the mixer in the same manner as in Example 1 to obtain a mixture.
当該混合物を用いて、実施例1と同様に混練処理を行って、CNFを含有する可塑化澱粉を得た。前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例4の樹脂組成物」ともいう)を得た。 The mixture was kneaded in the same manner as in Example 1 to obtain a plasticized starch containing CNF. The plasticized starch was used to obtain a resin composition (hereinafter also referred to as the "resin composition of Example 4") in the same manner as in Example 1.
実施例4の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 4 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 1.
実施例4においても、実施例1と同じ評価が行われた。可塑化澱粉に関しては、上記表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 4. As shown in Table 1 above, the same evaluation results as in Example 1 were obtained for the plasticized starch.
より具体的には、実施例4において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ25を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、わずかにブリードが発生し、若干べとついたものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 4 was free of air bubbles throughout and had a durometer type D hardness of 25. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, slight bleeding occurred on the film surface, and it was slightly sticky.
(実施例5) (Example 5)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン7質量部、プロピレングリコール27質量部及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン、前記プロピレングリコール、及び前記水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 7 parts by mass of glycerin, 27 parts by mass of propylene glycol, and 27 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The glycerin, propylene glycol, and water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例5の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 5") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 1.
実施例5の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 5 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 1.
実施例5においても、実施例1と同じ評価が行われた。可塑化澱粉に関しては、上記表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 5. As for the plasticized starch, as shown in Table 1 above, the same evaluation results as in Example 1 were obtained.
より具体的には、実施例5において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 5 was free of air bubbles throughout and had a hardness of 27 on a durometer type D scale. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, the film surface was free of bleeding and stickiness.
(実施例6) (Example 6)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン12質量部、エチレングリコール22質量部、水27質量部及びコハク酸1質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン、前記エチレングリコール、前記水及びコハク酸は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 12 parts by mass of glycerin, 22 parts by mass of ethylene glycol, 27 parts by mass of water, and 1 part by mass of succinic acid were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The glycerin, ethylene glycol, water, and succinic acid were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例6の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 6") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 1.
実施例6の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 6 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 1.
実施例6においても、実施例1と同じ評価が行われた。可塑化澱粉に関しては、上記表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 6. As for the plasticized starch, as shown in Table 1 above, the same evaluation results as in Example 1 were obtained.
より具体的には、実施例6において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ25を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 6 was free of air bubbles throughout and had a durometer type D hardness of 25. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, there was no bleeding or stickiness on the film surface.
(実施例7) (Example 7)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、エチレングリコール34質量部、水27質量部及びコハク酸1質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記エチレングリコール、前記水及びコハク酸は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 34 parts by mass of ethylene glycol, 27 parts by mass of water, and 1 part by mass of succinic acid were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The ethylene glycol, water, and succinic acid were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例7の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 7") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 1.
実施例7の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 7 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 1.
実施例7においても、実施例1と同じ評価が行われた。可塑化澱粉に関しては、上記表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 7. As for the plasticized starch, as shown in Table 1 above, the same evaluation results as in Example 1 were obtained.
より具体的には、実施例7において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ26を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 7 was free of air bubbles throughout and had a durometer type D hardness of 26. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, there was no bleeding or stickiness on the film surface.
(実施例8) (Example 8)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン34質量部、及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン、及び前記水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 34 parts by mass of glycerin, and 27 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The glycerin and water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例8の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 8") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 1.
実施例8の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 8 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 1.
実施例8においても、実施例1と同じ評価が行われた。可塑化澱粉に関しては、上記表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 8. As for the plasticized starch, as shown in Table 1 above, the same evaluation results as in Example 1 were obtained.
より具体的には、実施例8において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ24を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードが発生し、べとついたものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 8 was free of air bubbles throughout and had a durometer type D hardness of 24. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, bleeding occurred on the film surface, and it was sticky.
(実施例9) (Example 9)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で、可塑化澱粉材料として、コーン澱粉(製品名昭和コーンスターチ、昭和産業株式会社)100質量部、グリセリン34質量部、及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン、及び前記水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of corn starch (product name: Showa Corn Starch, Showa Sangyo Co., Ltd.), 34 parts by mass of glycerin, and 27 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The glycerin and water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例9の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 9") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 1.
実施例9の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 9 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 1.
実施例9においても、実施例1と同じ評価が行われた。可塑化澱粉に関しては、上記表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 In Example 9, the same evaluation was performed as in Example 1. As for the plasticized starch, as shown in Table 1 above, the same evaluation results as in Example 1 were obtained.
より具体的には、実施例9において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ25を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードが発生し、べとついたものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 9 was free of air bubbles throughout and had a durometer type D hardness of 25. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, bleeding occurred on the film surface, and it was sticky.
(実施例10) (Example 10)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内でリン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン12質量部、エチレングリコール22質量部及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by weight of phosphate cross-linked tapioca starch, 12 parts by weight of glycerin, 22 parts by weight of ethylene glycol, and 27 parts by weight of water were mixed in the mixer.
前記可塑化澱粉70質量部、ポリプロピレン(FL6632G、住友化学株式会社)40質量部、及び相溶化剤(無水マレイン酸変性ポリプロピレン、デュポン株式会社)3質量部を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、これらの成分が混練処理に付された。当該混練処理におけるスクリュー温度は170℃であり、且つ、樹脂圧力は4.4MPaであった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理によって、樹脂組成物(以下、「実施例10の樹脂組成物」ともいう)を得た。 70 parts by mass of the plasticized starch, 40 parts by mass of polypropylene (FL6632G, Sumitomo Chemical Co., Ltd.), and 3 parts by mass of a compatibilizer (maleic anhydride modified polypropylene, DuPont Co., Ltd.) were fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Co., Ltd.), and these components were subjected to a kneading process. The screw temperature in the kneading process was 170°C, and the resin pressure was 4.4 MPa. During the kneading process, suction was performed from a vent. Through the kneading process, a resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 10") was obtained.
実施例10の樹脂組成物をシート押出機(LAB TECHエンジニアリング社)へ供給し、シート押出成形を行った。当該シート押出成形は、180~200℃で行われた。当該シート押出成形によって、厚み0.5mmのシート(以下、「実施例10のシート」ともいう)を得た。 The resin composition of Example 10 was fed to a sheet extruder (LAB TECH Engineering Co., Ltd.) and subjected to sheet extrusion molding. The sheet extrusion molding was performed at 180 to 200°C. A sheet having a thickness of 0.5 mm (hereinafter also referred to as the "sheet of Example 10") was obtained by the sheet extrusion molding.
実施例10のシートにおいても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が上記表1に示されている。表1に示されるとおり、実施例4と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed on the sheet of Example 10. The evaluation results are shown in Table 1 above. As shown in Table 1, the same evaluation results as in Example 4 were obtained.
(比較例1) (Comparative Example 1)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で、可塑化澱粉材料として、コーン澱粉100質量部、グリセリン25質量部及び水31質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン及び水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of corn starch, 25 parts by mass of glycerin, and 31 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The glycerin and water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「比較例1の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "Comparative Example 1 resin composition") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 1.
比較例1の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Comparative Example 1 was used to perform inflation molding in the same manner as in Example 1 to obtain a film.
比較例1においても、実施例1と同じ評価が行われた。可塑化澱粉に関しては、上記表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Comparative Example 1. As shown in Table 1 above, the same evaluation results as in Example 1 were obtained for the plasticized starch.
より具体的には、比較例1において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ26を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は50μmであった。また、フィルム表面において、ブリードが発生し、べとついたものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Comparative Example 1 was free of air bubbles throughout and had a hardness of 26 on a durometer type D scale. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 50 μm. In addition, bleeding occurred on the film surface, and the film was sticky.
(比較例2) (Comparative Example 2)
上記表1に示されるとおり、前記ミキサー内で、可塑化澱粉材料として、前記リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、エチレングリコール34質量部及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記エチレングリコール及び水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 1 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1, except that 100 parts by mass of the phosphate cross-linked tapioca starch, 34 parts by mass of ethylene glycol, and 27 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The ethylene glycol and water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例1と同じ方法で樹脂組成物(以下、「比較例2の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Comparative Example 2") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 1.
比較例2の樹脂組成物を用いて、実施例1と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Comparative Example 2 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 1.
比較例2においても、実施例1と同じ評価が行われた。可塑化澱粉に関しては、上記表1に示されるとおり、実施例1と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Comparative Example 2. As shown in Table 1 above, the same evaluation results as in Example 1 were obtained for the plasticized starch.
より具体的には、比較例2において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は100μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Comparative Example 2 was free of air bubbles throughout and had a hardness of 27 on a durometer type D scale. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 100 μm. In addition, there was no bleeding or stickiness on the film surface.
得られたフィルムの電子顕微鏡写真を、図1(b)に示す。図1(b)に示されるとおり、充分に可塑化されていない澱粉を含むフィルムは、表面に粒子径100μm程度の澱粉粒子が多数確認された。 An electron microscope photograph of the obtained film is shown in Figure 1(b). As shown in Figure 1(b), the film containing insufficiently plasticized starch had numerous starch particles with a particle size of about 100 μm on the surface.
(評価結果のまとめ) (Summary of evaluation results)
実施例1~10は澱粉の粒子径が2μmと小さいものであった。一方、比較例1、2における澱粉の粒子径は、それぞれ50μm、100μmと大きいものであった。 In Examples 1 to 10, the starch particle size was small, at 2 μm. On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, the starch particle size was large, at 50 μm and 100 μm, respectively.
試験例2:CNFを含む樹脂組成物の製造及び成形 Test Example 2: Production and molding of resin composition containing CNF
(実施例11) (Example 11)
可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン12質量部、エチレングリコール22質量部及びCNF(製品名広葉樹、大王製紙株式会社)を2%懸濁した水27質量部を用意し、これら4成分を、実施例1と同様にミキサー内で混合して混合物を得た。当該混合物を用いて、実施例1と同様に混練処理を行って、CNFを含有する可塑化澱粉を得た。前記可塑化澱粉とポリプロピレンとを二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)により混練して樹脂組成物(以下、「実施例11の樹脂組成物」ともいう)を得た。 As the plasticized starch material, 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 12 parts by mass of glycerin, 22 parts by mass of ethylene glycol, and 27 parts by mass of water in which 2% CNF (product name: hardwood, Daio Paper Co., Ltd.) was suspended were prepared, and these four components were mixed in a mixer in the same manner as in Example 1 to obtain a mixture. Using this mixture, a kneading process was performed in the same manner as in Example 1 to obtain a plasticized starch containing CNF. The plasticized starch and polypropylene were kneaded in a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Co., Ltd.) to obtain a resin composition (hereinafter also referred to as the "resin composition of Example 11").
実施例11の樹脂組成物を射出成形機(SH-125、住友重機株式会社)へ供給し、射出成形を行った。当該射出成形は、180℃で行われた。当該射出成形によって、射出成形物(JIS K 7161に準拠)(以下、「実施例11の射出成形品」ともいう)を得た。 The resin composition of Example 11 was supplied to an injection molding machine (SH-125, Sumitomo Heavy Industries, Ltd.) and injection molding was performed. The injection molding was performed at 180°C. An injection molded product (based on JIS K 7161) (hereinafter also referred to as "the injection molded product of Example 11") was obtained by the injection molding.
(実施例12) (Example 12)
前記実施例1の樹脂組成物を用いて、上記成形法により射出成形物(以下、「実施例12の射出成形品」ともいう)を得た。 The resin composition of Example 1 was used to obtain an injection molded product (hereinafter also referred to as "injection molded product of Example 12") by the above molding method.
実施例11の射出成形品及び実施例12の射出成形品を使用し、JIS K 7161に準じて引張物性(最大点応力、破断点伸度、弾性率)を測定した。また、これらを使用し、JIS K 7110に準じてアイゾット衝撃強度を測定した。測定結果を下記表2に示す。 The injection molded products of Example 11 and Example 12 were used to measure the tensile properties (maximum stress, elongation at break, and elastic modulus) in accordance with JIS K 7161. They were also used to measure the Izod impact strength in accordance with JIS K 7110. The measurement results are shown in Table 2 below.
表2に示されるとおり、実施例11の射出成形品は実施例12の射出成形品よりも引張強度がより高く且つ引張伸びもより高かった。そのため、CNFを含むことによって、引張強度及び引張伸びを向上させることができることが分かる。 As shown in Table 2, the injection molded product of Example 11 had higher tensile strength and higher tensile elongation than the injection molded product of Example 12. Therefore, it can be seen that the inclusion of CNF can improve the tensile strength and tensile elongation.
また、実施例11の射出成形品は実施例12の射出成形品よりも製造に際して冷却時間が短く、生産効率の点で優れていた。さらに、CNFは、例えば、ポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂中に分散されにくいが、実施例11の樹脂組成物中にはCNFがよく分散されていた。そのため、CNFが混合された可塑化澱粉を熱可塑性樹脂と混合することによって、CNFを熱可塑性樹脂中によく分散させることができることも分かる。 The injection molded product of Example 11 also required a shorter cooling time during production than the injection molded product of Example 12, and was superior in terms of production efficiency. Furthermore, while CNF is difficult to disperse in thermoplastic resins such as polypropylene, CNF was well dispersed in the resin composition of Example 11. Therefore, it can be seen that CNF can be well dispersed in a thermoplastic resin by mixing plasticized starch mixed with CNF with the thermoplastic resin.
試験例3:有機酸添加の影響 Test Example 3: Effects of adding organic acids
(実施例13) (Example 13)
下記表3に示されるとおり、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉(製品名T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン7質量部、エチレングリコール27質量部、水27質量部及びコハク酸1質量部を用意した。これら5成分を、ミキサー内で混合した。当該混合は常温で行われた。前記グリセリン、前記エチレングリコール、水及び前記コハク酸は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。なお、下記表3には、リン酸架橋タピオカ澱粉の量を100質量部とした場合における他の可塑化澱粉材料成分の質量部が示されている。 As shown in Table 3 below, 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (product name T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 7 parts by mass of glycerin, 27 parts by mass of ethylene glycol, 27 parts by mass of water, and 1 part by mass of succinic acid were prepared as the plasticized starch material. These five components were mixed in a mixer. The mixing was performed at room temperature. The glycerin, ethylene glycol, water, and succinic acid were mixed in advance before being added to the mixer. Table 3 below shows the parts by mass of the other plasticized starch material components when the amount of phosphate cross-linked tapioca starch is taken as 100 parts by mass.
当該混合により得られた混合物は、粉状混合物であった。当該粉状混合物を実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。 The mixture obtained by this mixing was a powdery mixture. Plasticized starch was obtained from this powdery mixture by the same method as in Example 1.
前記可塑化澱粉40質量部、ポリプロピレン(PM900C、株式会社サンアロマー)70質量部、及び相溶化剤(無水マレイン酸変性ポリエチレン、デュポン株式会社)3質量部を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、これらの成分が混練処理に付された。当該混練処理におけるスクリュー温度は170℃であり、且つ、樹脂圧力は4.4MPaであった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理によって、樹脂組成物(以下、「実施例13の樹脂組成物」ともいう)を得た。 40 parts by mass of the plasticized starch, 70 parts by mass of polypropylene (PM900C, Sunallomer Co., Ltd.), and 3 parts by mass of a compatibilizer (maleic anhydride modified polyethylene, DuPont Co., Ltd.) were fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Co., Ltd.), and these components were subjected to a kneading process. The screw temperature in the kneading process was 170°C, and the resin pressure was 4.4 MPa. During the kneading process, suction was performed from a vent. Through the kneading process, a resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 13") was obtained.
実施例13の樹脂組成物をインフレーション成形機(株式会社プラコー社、ダイスΦ65、押出機径55mm、温度150℃)へ供給し、そして、インフレーション成形を行った。当該インフレーション成形は、150℃~160℃で行われた。当該インフレーション成形によって、厚み40μmのフィルムを得た。 The resin composition of Example 13 was fed to an inflation molding machine (Placo Corporation, die Φ65, extruder diameter 55 mm, temperature 150°C) and inflation molding was performed. The inflation molding was performed at 150°C to 160°C. A film with a thickness of 40 μm was obtained by the inflation molding.
実施例13においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が下記表3に示されている。表3に示されるとおり、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがなかった。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 13. The evaluation results are shown in Table 3 below. As shown in Table 3, the particle size of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, there was no bleeding or stickiness on the film surface.
(実施例14) (Example 14)
有機酸としてコハク酸の代わりにマレイン酸1質量部を配合する以外は実施例13と同じ方法で可塑化澱粉を得た。当該可塑化澱粉を用いて、実施例13と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例14の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 13, except that 1 part by mass of maleic acid was used instead of succinic acid as the organic acid. A resin composition (hereinafter also referred to as the "resin composition of Example 14") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 13.
実施例14の樹脂組成物を用いて、実施例13と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 14 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 13.
実施例14においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が下記表3に示されている。表3に示されるとおり、実施例13と同じ評価結果が得られた。 In Example 14, the same evaluation was performed as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 3 below. As shown in Table 3, the same evaluation results as in Example 13 were obtained.
(実施例15) (Example 15)
下記表3に示されるとおり、リン酸架橋タピオカ澱粉(製品名T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン34質量部、水27質量部及びマレイン酸3質量部を配合する以外は実施例13と同じ方法で可塑化澱粉を得た。当該可塑化澱粉を用いて、実施例13と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例15の樹脂組成物」ともいう)を得た。 As shown in Table 3 below, a plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 13, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (product name T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 34 parts by mass of glycerin, 27 parts by mass of water, and 3 parts by mass of maleic acid were mixed. Using this plasticized starch, a resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 15") was obtained in the same manner as in Example 13.
実施例15の樹脂組成物を用いて、実施例13と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 15 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 13.
実施例15においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が下記表3に示されている。表3に示されるとおり、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。しかし、フィルム表面において、ブリードが発生し、べとついたものであった。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 15. The evaluation results are shown in Table 3 below. As shown in Table 3, the particle size of the starch particles on the film surface was 2 μm. However, bleeding occurred on the film surface, and it was sticky.
(実施例16) (Example 16)
下記表3に示されるとおり、リン酸架橋タピオカ澱粉(製品名T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン34質量部、及び水27質量部を配合する以外は実施例13と同じ方法で可塑化澱粉を得た。当該可塑化澱粉を用いて、実施例13と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例16の樹脂組成物」ともいう)を得た。 As shown in Table 3 below, a plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 13, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (product name T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 34 parts by mass of glycerin, and 27 parts by mass of water were mixed. Using this plasticized starch, a resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 16") was obtained in the same manner as in Example 13.
実施例16の樹脂組成物を用いて、実施例13と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 16 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 13.
実施例16においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が下記表3に示されている。表3に示されるとおり、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。しかし、フィルム表面において、ブリードが発生し、べとついたものであった。 The same evaluation as in Example 1 was performed in Example 16. The evaluation results are shown in Table 3 below. As shown in Table 3, the particle size of the starch particles on the film surface was 2 μm. However, bleeding occurred on the film surface, and it was sticky.
(比較例3) (Comparative Example 3)
下記表3に示されるとおり、リン酸架橋タピオカ澱粉(製品名T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン7質量部、エチレングリコール27質量部及び水27質量部を配合し、有機酸を配合しない以外は実施例11と同じ方法で可塑化澱粉を得た。当該可塑化澱粉を用いて、実施例12と同じ方法で樹脂組成物(以下、「比較例3の樹脂組成物」ともいう)を得た。 As shown in Table 3 below, 100 parts by weight of phosphate cross-linked tapioca starch (product name T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 7 parts by weight of glycerin, 27 parts by weight of ethylene glycol, and 27 parts by weight of water were mixed, and plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 11, except that no organic acid was mixed. Using this plasticized starch, a resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Comparative Example 3") was obtained in the same manner as in Example 12.
比較例3の樹脂組成物を用いて、実施例13と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Comparative Example 3 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 13.
比較例3においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が下記表3に示されている。表3に示されるとおり、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は100μmであった。 In Comparative Example 3, the same evaluation as in Example 1 was performed. The evaluation results are shown in Table 3 below. As shown in Table 3, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 100 μm.
試験例3:積層体の製造及び評価 Test Example 3: Manufacturing and evaluation of laminates
(実施例17) (Example 17)
下記表4に示されるとおり、リン酸架橋タピオカ澱粉(製品名T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン34質量部、及び水27質量部を配合し、実施例1と同じ方法で可塑化澱粉を得た。 As shown in Table 4 below, 100 parts by weight of phosphate cross-linked tapioca starch (product name T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 34 parts by weight of glycerin, and 27 parts by weight of water were mixed, and plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 1.
前記可塑化澱粉60質量部、ポリプロピレン(PM900C、株式会社サンアロマー)40質量部、及び相溶化剤(無水マレイン酸変性ポリプロピレン、デュポン株式会社)3質量部を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、これらの成分が混練処理に付された。当該混練処理におけるスクリュー温度は170℃であり、且つ、樹脂圧力は4.4MPaであった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理によって、樹脂組成物(以下、「実施例17の樹脂組成物」ともいう)を得た。 60 parts by mass of the plasticized starch, 40 parts by mass of polypropylene (PM900C, Sunallomer Co., Ltd.), and 3 parts by mass of a compatibilizer (maleic anhydride modified polypropylene, DuPont Co., Ltd.) were fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Co., Ltd.), and these components were subjected to a kneading process. The screw temperature in the kneading process was 170°C, and the resin pressure was 4.4 MPa. During the kneading process, suction was performed from a vent. Through the kneading process, a resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 17") was obtained.
実施例17の樹脂組成物を用いて、実施例10と同じ方法でシート押出成形を行ってシート(以下、「実施例17のシート」ともいう)を得た。 The resin composition of Example 17 was used to perform sheet extrusion molding in the same manner as in Example 10 to obtain a sheet (hereinafter also referred to as the "sheet of Example 17").
実施例17のシートの両表面を厚み20μmのポリエチレンフィルムで被覆したものを真空ラミネータ(LM-50X50-S 株式会社エヌ・シー・ピー)で真空ラミネート処理した。当該ラミネート処理は、120℃で行われた。当該シート押出成形によって、厚み0.5mmの積層体(「実施例17の積層体」ともいう)を得た。 Both surfaces of the sheet of Example 17 were covered with a 20 μm thick polyethylene film and vacuum laminated using a vacuum laminator (LM-50X50-S, NCP Corporation). The lamination was performed at 120°C. A laminate with a thickness of 0.5 mm (also referred to as "Laminate of Example 17") was obtained by the sheet extrusion molding.
実施例17の積層体においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が下記表4に示されている。表4に示されるとおり、実施例17の樹脂組成物から得られたシートのSEMにて観察された澱粉粒は2μmであり、且つ、ブリードがなくべとつきがなかった。 The laminate of Example 17 was also evaluated in the same manner as in Example 1. The evaluation results are shown in Table 4 below. As shown in Table 4, the starch granules observed with an SEM of the sheet obtained from the resin composition of Example 17 were 2 μm in size, and there was no bleeding or stickiness.
(比較例4) (Comparative Example 4)
下記表4に示されるとおり、リン酸架橋タピオカ澱粉(製品名T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン12質量部、エチレングリコール22質量部及び水27質量部を配合する以外は実施例17と同じ方法で可塑化澱粉を得た。 As shown in Table 4 below, a plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 17, except that 100 parts by weight of phosphate cross-linked tapioca starch (product name T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 12 parts by weight of glycerin, 22 parts by weight of ethylene glycol, and 27 parts by weight of water were mixed.
前記可塑化澱粉70質量部、ポリプロピレン(PM900C、株式会社サンアロマー)40質量部、及び相溶化剤(無水マレイン酸変性ポリプロピレン、デュポン株式会社)3質量部を用いて、樹脂組成物(以下、「比較例10の樹脂組成物」ともいう)を得た。なお、両表面の真空ラミネート処理は行われなかった。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Comparative Example 10") was obtained using 70 parts by mass of the plasticized starch, 40 parts by mass of polypropylene (PM900C, Sunallomer Co., Ltd.), and 3 parts by mass of a compatibilizer (maleic anhydride-modified polypropylene, DuPont Co., Ltd.). Note that vacuum lamination treatment was not performed on both surfaces.
比較例4においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が下記表4に示されている。表4に示されるとおり、シート表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。しかし、シート表面において、わずかにブリードが発生し、若干のべとつきがあった。 In Comparative Example 4, the same evaluation as in Example 1 was performed. The evaluation results are shown in Table 4 below. As shown in Table 4, the particle diameter of the starch particles on the sheet surface was 2 μm. However, slight bleeding occurred on the sheet surface, and there was some stickiness.
(比較例5) (Comparative Example 5)
下記表4に示されるとおり、リン酸架橋タピオカ澱粉(製品名T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン34質量部及び水27質量部を配合する以外は実施例17と同じ方法で可塑化澱粉を得た。 As shown in Table 4 below, a plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 17, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (product name T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 34 parts by mass of glycerin, and 27 parts by mass of water were mixed.
前記可塑化澱粉60質量部、ポリプロピレン(PM900C、株式会社サンアロマー)40質量部、及び相溶化剤(無水マレイン酸変性ポリプロピレン、デュポン株式会社)3質量部を用いて、樹脂組成物(以下、「比較例5の樹脂組成物」ともいう)を得た。なお、両表面の真空ラミネート処理は行われなかった。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Comparative Example 5") was obtained using 60 parts by mass of the plasticized starch, 40 parts by mass of polypropylene (PM900C, Sunallomer Co., Ltd.), and 3 parts by mass of a compatibilizer (maleic anhydride-modified polypropylene, DuPont Co., Ltd.). Note that vacuum lamination treatment was not performed on both surfaces.
比較例5においても、実施例1と同じ評価が行われた。評価結果が下記表4に示されている。表4に示されるとおり、シート表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。しかし、シート表面において、ブリードが発生し、べとついたものであった。 In Comparative Example 5, the same evaluation as in Example 1 was performed. The evaluation results are shown in Table 4 below. As shown in Table 4, the particle diameter of the starch particles on the sheet surface was 2 μm. However, bleeding occurred on the sheet surface, and it was sticky.
試験例4:不織布の製造及び評価 Test Example 4: Manufacturing and evaluation of nonwoven fabric
(実施例18) (Example 18)
実施例1の樹脂組成物をスパンボンド成形機(株式会社日本製鋼所)へ供給し、紡糸温度(口金温度)200℃~230℃とし、孔径Dが0.43mmで、ランド長Lが0.75mmの口金孔から、単孔吐出量13g/分の条件で樹脂組成物を吐出させた。口金孔の直上に位置する導入孔はストレート孔とし、導入孔と口金孔の接続部分はテーパーとした紡糸口金を用いた。吐出された繊維状樹脂組成物に外側から温度220℃、速度450m/分の冷却風を当てて冷却固化した後、矩形エジェクターによって20m/分の速さで牽引し、移動するネット上に捕集して繊維ウェブを得た。 The resin composition of Example 1 was supplied to a spunbond molding machine (Japan Steel Works, Ltd.), and the resin composition was discharged from a nozzle hole having a hole diameter D of 0.43 mm and a land length L of 0.75 mm at a single hole discharge rate of 13 g/min at a spinning temperature (spinneret temperature) of 200°C to 230°C. The inlet hole located directly above the nozzle hole was a straight hole, and the connection between the inlet hole and the nozzle hole was tapered. The discharged fibrous resin composition was cooled and solidified by applying cooling air at a temperature of 220°C and a speed of 450 m/min from the outside, and then pulled by a rectangular ejector at a speed of 20 m/min and collected on a moving net to obtain a fiber web.
引き続き、上記のようにして得られた繊維ウェブを、上ロールに金属製でひし形柄の彫刻がなされた接着面積率25%のエンボスロールを用い、下ロールに金属製フラットロールで構成される上下一対の熱エンボスロールを用いて、130℃の温度で熱接着し、繊維径20μm、目付70g/m2の不織布を得た。 Subsequently, the fiber web obtained as described above was thermally bonded at a temperature of 130°C using a pair of upper and lower thermal embossing rolls consisting of an upper roll made of a metal embossing roll engraved with a diamond pattern and having a bonding area ratio of 25%, and a lower roll made of a metal flat roll, to obtain a nonwoven fabric having a fiber diameter of 20 μm and a basis weight of 70 g/ m2 .
得られた不織布表面の電子顕微鏡写真を図2に示す。図2に示されるとおり、十分可塑化された澱粉を含む樹脂組成物から形成された不織布は、構成する繊維の表面に存在する澱粉粒子の粒子径が2μm程度となり繊維の太さよりも十分小さい。 An electron microscope photograph of the surface of the obtained nonwoven fabric is shown in Figure 2. As shown in Figure 2, in the nonwoven fabric formed from a resin composition containing sufficiently plasticized starch, the particle diameter of the starch particles present on the surface of the constituent fibers is about 2 μm, which is sufficiently smaller than the thickness of the fibers.
試験例5:樹脂組成物の製造及び成形(フィルム又はシートの例) Test Example 5: Production and molding of resin composition (film or sheet example)
(実施例19) (Example 19)
熱可塑性樹脂として、ポリプロピレン樹脂の代わりにポリエチレン樹脂を使用して樹脂組成物を製造した。樹脂組成物として、下記表5に示されるとおり、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉(T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン7質量部、エチレングリコール27質量部、水27質量部及びコハク酸1質量部を用意した。これら5成分をミキサー内で混合した。当該混合は常温で行われた。前記グリセリン、前記エチレングリコール、前記水及びコハク酸は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 A resin composition was produced using polyethylene resin instead of polypropylene resin as the thermoplastic resin. As shown in Table 5 below, the resin composition was prepared by preparing 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.) as a plasticized starch material, 7 parts by mass of glycerin, 27 parts by mass of ethylene glycol, 27 parts by mass of water, and 1 part by mass of succinic acid. These five components were mixed in a mixer. The mixing was performed at room temperature. The glycerin, ethylene glycol, water, and succinic acid were mixed in advance before being added to the mixer.
当該混合により得られた混合物は、粉状混合物であった。 The mixture obtained by this mixing was a powder mixture.
前記混合により得られた混合物を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、当該混合物が混練処理に付された。 The mixture obtained by the above mixing was fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Corporation), and the mixture was subjected to a kneading process.
当該混練処理におけるシリンダー温度は110℃であった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理後に、前記混合物は当該押出機のダイから押し出され、そして細長い略円柱状の可塑化澱粉(マスターバッチ)が得られた。 The cylinder temperature during the kneading process was 110°C. During the kneading process, suction was performed from a vent. After the kneading process, the mixture was extruded from the die of the extruder, and an elongated, roughly cylindrical plasticized starch (master batch) was obtained.
前記可塑化澱粉について、気泡の有無及びデュロメータ硬さを上記実施例1と同じ基準に従い評価した。 The plasticized starch was evaluated for the presence or absence of air bubbles and for durometer hardness according to the same criteria as in Example 1 above.
評価結果は下記表5に示されるとおりであり、当該可塑化澱粉は、全体にわたって気泡が形成されていなかった。また、可塑化澱粉は、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。 The evaluation results are shown in Table 5 below. No air bubbles were formed throughout the plasticized starch. The plasticized starch also had a hardness of 27 on a durometer type D.
前記可塑化澱粉60質量部、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE: Linear Low Density Polyethylene、製品名UF641、日本ポリエチレン株式会社製)40質量部、及び相溶化剤(無水マレイン酸変性ポリエチレン、デュポン社製)3質量部を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、これらの成分が混練処理に付された。当該混練処理におけるスクリュー温度は170℃であり、且つ、樹脂圧力は4.4MPaであった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理によって、樹脂組成物(以下、「実施例19の樹脂組成物」ともいう)を得た。 60 parts by mass of the plasticized starch, 40 parts by mass of linear low density polyethylene resin (LLDPE: Linear Low Density Polyethylene, product name UF641, manufactured by Japan Polyethylene Co., Ltd.), and 3 parts by mass of a compatibilizer (maleic anhydride modified polyethylene, manufactured by DuPont) were fed into a twin-screw extruder (PCM30, manufactured by Ikegai Co., Ltd.), and these components were subjected to a kneading process. The screw temperature in the kneading process was 170°C, and the resin pressure was 4.4 MPa. During the kneading process, suction was performed from a vent. Through the kneading process, a resin composition (hereinafter also referred to as the "resin composition of Example 19") was obtained.
実施例19の樹脂組成物をインフレーション成形機(株式会社プラコー、ダイスΦ65、押出機径55mm、温度150℃)へ供給し、そして、インフレーション成形を行った。当該インフレーション成形は、150℃~160℃で行われた。当該インフレーション成形によって、厚み40μmのフィルムを得た。 The resin composition of Example 19 was fed to an inflation molding machine (Placo Corporation, die Φ65, extruder diameter 55 mm, temperature 150°C) and inflation molding was performed. The inflation molding was performed at 150°C to 160°C. A film with a thickness of 40 μm was obtained by the inflation molding.
フィルム表面における澱粉粒子の粒子径及びブリードの有無を上記実施例1と同じ方法及び基準に従い評価した。評価結果は下記表5に示されるとおりであり、得られたフィルムの電子顕微鏡写真を、図3(a)に示す。図3(a)に示されるとおり、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 The particle size of the starch particles on the film surface and the presence or absence of bleeding were evaluated according to the same method and criteria as in Example 1 above. The evaluation results are shown in Table 5 below, and an electron microscope photograph of the obtained film is shown in Figure 3(a). As shown in Figure 3(a), the particle size of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, there was no bleeding on the film surface, and it was not sticky.
(実施例20) (Example 20)
上記表5に示されるとおり、前記ミキサー内で可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン34質量部、及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例19と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン、及び前記水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 5 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 19, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 34 parts by mass of glycerin, and 27 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The glycerin and water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例19と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例20の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 20") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 19.
実施例20の樹脂組成物を用いて、実施例19と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 20 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 19.
実施例20においても、実施例19と同じ評価が行われた。評価結果が上記表5に示されている。可塑化澱粉に関しては、表5に示されるとおり、実施例19と同じ評価結果が得られた。 In Example 20, the same evaluation as in Example 19 was performed. The evaluation results are shown in Table 5 above. As shown in Table 5, the same evaluation results as in Example 19 were obtained for the plasticized starch.
より具体的には、実施例20において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードが発生し、べとついたものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 20 was free of air bubbles throughout and had a hardness of 27 on a durometer type D scale. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, bleeding occurred on the film surface, and the film was sticky.
(実施例21) (Example 21)
上記表5に示されるとおり、前記ミキサー内で可塑化澱粉材料として、コーン澱粉(製品名昭和コーンスターチ、昭和産業株式会社)100質量部、グリセリン34質量部、及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例19と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン、及び前記水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 5 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 19, except that 100 parts by mass of corn starch (product name: Showa Corn Starch, Showa Sangyo Co., Ltd.), 34 parts by mass of glycerin, and 27 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The glycerin and water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例19と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例21の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 21") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 19.
実施例21の樹脂組成物を用いて、実施例19と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 21 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 19.
実施例21においても、実施例19と同じ評価が行われた。評価結果が上記表5に示されている。可塑化澱粉に関しては、表5に示されるとおり、実施例19と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 19 was performed in Example 21. The evaluation results are shown in Table 5 above. As shown in Table 5, the same evaluation results as in Example 19 were obtained for the plasticized starch.
より具体的には、実施例21において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードが発生し、べとついたものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 21 was free of air bubbles throughout and had a durometer type D hardness of 27. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, bleeding occurred on the film surface, and it was sticky.
(実施例22) (Example 22)
上記表5に示されるとおり、前記ミキサー内で、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、グリセリン7質量部、エチレングリコール27質量部及びCNF(製品名広葉樹、大王製紙株式会社)を2%懸濁した水27質量部を用意し、これら4成分を、実施例19と同様にミキサー内で混合して混合物を得た。 As shown in Table 5 above, 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 7 parts by mass of glycerin, 27 parts by mass of ethylene glycol, and 27 parts by mass of water containing a 2% suspension of CNF (product name: hardwood, Daio Paper Co., Ltd.) were prepared in the mixer as plasticized starch materials, and these four components were mixed in the mixer in the same manner as in Example 19 to obtain a mixture.
当該混合物を用いて、実施例19と同様に混練処理を行って、CNFを含有する可塑化澱粉を得た。前記可塑化澱粉を用いて、実施例19と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例22の樹脂組成物」ともいう)を得た。 The mixture was kneaded in the same manner as in Example 19 to obtain a plasticized starch containing CNF. The plasticized starch was used to obtain a resin composition (hereinafter also referred to as the "resin composition of Example 22") in the same manner as in Example 19.
実施例22の樹脂組成物を用いて、実施例19と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 22 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 19.
実施例22においても、実施例19と同じ評価が行われた。可塑化澱粉に関しては、上記表5に示されるとおり、実施例19と同じ評価結果が得られた。 In Example 22, the same evaluation as in Example 19 was performed. As for the plasticized starch, as shown in Table 5 above, the same evaluation results as in Example 19 were obtained.
より具体的には、実施例22において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ26を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 22 was free of air bubbles throughout and had a hardness of 26 on a durometer type D scale. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, the film surface was free of bleeding and stickiness.
(比較例6) (Comparative Example 6)
上記表5に示されるとおり、前記ミキサー内で可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉100質量部、エチレングリコール34質量部、及び水27質量部が混合されたこと以外は、実施例19と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記エチレングリコール、及び前記水は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 5 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 19, except that 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch, 34 parts by mass of ethylene glycol, and 27 parts by mass of water were mixed in the mixer as the plasticized starch material. The ethylene glycol and the water were mixed in advance before being added to the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例19と同じ方法で樹脂組成物(以下、「比較例6の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Comparative Example 6") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 19.
比較例6の樹脂組成物を用いて、実施例19と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Comparative Example 6 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 19.
比較例6においても、実施例19と同じ評価が行われた。評価結果が上記表5に示されている。可塑化澱粉に関しては、表5に示されるとおり、実施例19と同じ評価結果が得られた。 The same evaluation as in Example 19 was performed in Comparative Example 6. The evaluation results are shown in Table 5 above. As shown in Table 5, the same evaluation results as in Example 19 were obtained for the plasticized starch.
より具体的には、比較例6において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。しかし、樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径が100μmと大きいものであった。得られたフィルムの電子顕微鏡写真を、図3(b)に示す。図3(b)に示されるとおり、充分に可塑化されていない澱粉を含むフィルムは、表面に粒子径100μm程度の澱粉粒子が多数確認された。 More specifically, the plasticized starch produced in Comparative Example 6 was free of air bubbles throughout and had a durometer type D hardness of 27. However, for the resin composition, the starch particles on the film surface had a large particle diameter of 100 μm. An electron microscope photograph of the obtained film is shown in FIG. 3(b). As shown in FIG. 3(b), the film containing starch that was not sufficiently plasticized had many starch particles with a particle diameter of about 100 μm on the surface.
試験例6:樹脂組成物の製造及び成形(フィルム又はシートの例) Test Example 6: Production and molding of resin composition (film or sheet example)
(実施例23) (Example 23)
熱可塑性樹脂として、生分解性樹脂PBAT(製品名エコフレックス(登録商標)、BASFジャパン株式会社製)を使用して樹脂組成物を製造した。下記表6に示されるとおり、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉(T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン7質量部、エチレングリコール27質量部、CNF(製品名広葉樹、大王製紙株式会社)を2%懸濁した水27質量部及びコハク酸1質量部を用意した。これら5成分を、ミキサー内で混合した。当該混合は常温で行われた。前記グリセリン、前記エチレングリコール、前記CNFを2%懸濁した水及びコハク酸は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 A resin composition was produced using biodegradable resin PBAT (product name Ecoflex (registered trademark), manufactured by BASF Japan Ltd.) as the thermoplastic resin. As shown in Table 6 below, 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 7 parts by mass of glycerin, 27 parts by mass of ethylene glycol, 27 parts by mass of water in which CNF (product name Hardwood, Daio Paper Co., Ltd.) was suspended at 2% and 1 part by mass of succinic acid were prepared as the plasticized starch material. These five components were mixed in a mixer. The mixing was performed at room temperature. The glycerin, the ethylene glycol, the water in which the CNF was suspended at 2% and the succinic acid were mixed in advance before being added to the mixer.
当該混合により得られた混合物は、粉状混合物であった。 The mixture obtained by this mixing was a powder mixture.
前記混合により得られた混合物を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、当該混合物が混練処理に付された。 The mixture obtained by the above mixing was fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Corporation), and the mixture was subjected to a kneading process.
当該混練処理におけるシリンダー温度は110℃であった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理後に、前記混合物は当該押出機のダイから押し出され、そして細長い略円柱状の可塑化澱粉(マスターバッチ)が得られた。 The cylinder temperature during the kneading process was 110°C. During the kneading process, suction was performed from a vent. After the kneading process, the mixture was extruded from the die of the extruder, and an elongated, roughly cylindrical plasticized starch (master batch) was obtained.
前記可塑化澱粉について、気泡の有無及びデュロメータ硬さを上記実施例1と同じ基準に従い評価した。 The plasticized starch was evaluated for the presence or absence of air bubbles and for durometer hardness according to the same criteria as in Example 1 above.
評価結果は下記表6に示されるとおりであり、当該可塑化澱粉は、全体にわたって気泡が形成されていなかった。また、可塑化澱粉は、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。 The evaluation results are shown in Table 6 below. No air bubbles were formed throughout the plasticized starch. The plasticized starch also had a hardness of 27 on a durometer type D.
前記可塑化澱粉60質量部及び前記生分解性樹脂40質量部を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、これらの成分が混練処理に付された。当該混練処理におけるスクリュー温度は170℃であり、且つ、樹脂圧力は4.4MPaであった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理によって、樹脂組成物(以下、「実施例23の樹脂組成物」ともいう)を得た。 60 parts by mass of the plasticized starch and 40 parts by mass of the biodegradable resin were fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Co., Ltd.), and these components were subjected to a kneading process. The screw temperature in the kneading process was 170°C, and the resin pressure was 4.4 MPa. During the kneading process, suction was performed from a vent. Through the kneading process, a resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 23") was obtained.
実施例23の樹脂組成物をインフレーション成形機(株式会社プラコー、ダイスΦ65、押出機径55mm、温度150℃)へ供給し、そして、インフレーション成形を行った。当該インフレーション成形は、150℃~160℃で行われた。当該インフレーション成形によって、厚み40μmのフィルムを得た。 The resin composition of Example 23 was fed to an inflation molding machine (Placo Corporation, die Φ65, extruder diameter 55 mm, temperature 150°C) and inflation molding was performed. The inflation molding was performed at 150°C to 160°C. A film with a thickness of 40 μm was obtained by the inflation molding.
フィルム表面における澱粉粒子の粒子径及びブリードの有無を上記実施例1と同じ方法及び基準に従い評価した。評価結果は下記表6に示されるとおりであり、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 The particle size of the starch particles on the film surface and the presence or absence of bleeding were evaluated according to the same method and criteria as in Example 1 above. The evaluation results are shown in Table 6 below, and the particle size of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, there was no bleeding on the film surface and it was not sticky.
(実施例24) (Example 24)
上記表6に示されるとおり、前記ミキサー内で可塑化澱粉材料として、CNF(製品名広葉樹、大王製紙株式会社)を2%懸濁した水の代わりに水27質量部が混合されたこと以外は、実施例23と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。なお、前記グリセリン、前記エチレングリコール、前記水及びコハク酸は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 As shown in Table 6 above, plasticized starch was obtained in the same manner as in Example 23, except that 27 parts by mass of water was mixed in the mixer instead of the water in which 2% CNF (product name: hardwood, Daio Paper Co., Ltd.) was suspended as the plasticized starch material. Note that the glycerin, ethylene glycol, water, and succinic acid were mixed in advance before being put into the mixer.
前記可塑化澱粉を用いて、実施例23と同じ方法で樹脂組成物(以下、「実施例24の樹脂組成物」ともいう)を得た。 A resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 24") was obtained using the plasticized starch in the same manner as in Example 23.
実施例24の樹脂組成物を用いて、実施例23と同じ方法でインフレーション成形を行ってフィルムを得た。 The resin composition of Example 24 was used to obtain a film by inflation molding in the same manner as in Example 23.
実施例24においても、実施例23と同じ評価が行われた。評価結果が上記表6に示されている。可塑化澱粉に関しては、表6に示されるとおり、実施例23と同じ評価結果が得られた。 In Example 24, the same evaluation as in Example 23 was performed. The evaluation results are shown in Table 6 above. As shown in Table 6, the same evaluation results as in Example 23 were obtained for the plasticized starch.
より具体的には、実施例24において製造された可塑化澱粉は、全体にわたって気泡の発生がなく、デュロメータタイプDで硬さ27を有した。樹脂組成物に関しては、フィルム表面の澱粉粒子の粒子径は2μmであった。また、フィルム表面において、ブリードがなく、べとつきがないものであった。 More specifically, the plasticized starch produced in Example 24 was free of air bubbles throughout and had a hardness of 27 on a durometer type D scale. As for the resin composition, the particle diameter of the starch particles on the film surface was 2 μm. In addition, the film surface was free of bleeding and stickiness.
試験例7:樹脂組成物の製造及び成形(消臭シートの例) Test Example 7: Production and molding of resin composition (example of deodorizing sheet)
(実施例25) (Example 25)
熱可塑性樹脂として、ポリエチレン樹脂を用いて樹脂組成物を製造した。下記表7に示されるとおり、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉(T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン34質量部、水27質量部及び消臭剤*1(ファブリース、P&G製)2質量部を用意した。これら4成分を、ミキサー内で混合した。当該混合は常温で行われた。前記グリセリン、前記水及び消臭剤*1は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 A resin composition was produced using polyethylene resin as the thermoplastic resin. As shown in Table 7 below, 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 34 parts by mass of glycerin, 27 parts by mass of water, and 2 parts by mass of deodorant*1 (Fabrese, manufactured by P&G) were prepared as the plasticized starch material. These four components were mixed in a mixer. The mixing was performed at room temperature. The glycerin, the water, and the deodorant*1 were mixed in advance before being added to the mixer.
当該混合により得られた混合物は、粉状混合物であった。 The mixture obtained by this mixing was a powder mixture.
前記混合により得られた混合物を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、当該混合物が混練処理に付された。 The mixture obtained by the above mixing was fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Corporation), and the mixture was subjected to a kneading process.
当該混練処理におけるシリンダー温度は110℃であった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理後に、前記混合物は当該押出機のダイから押し出され、そして細長い略円柱状の可塑化澱粉(マスターバッチ)が得られた。 The cylinder temperature during the kneading process was 110°C. During the kneading process, suction was performed from a vent. After the kneading process, the mixture was extruded from the die of the extruder, and an elongated, roughly cylindrical plasticized starch (master batch) was obtained.
前記可塑化澱粉30質量部、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE: Linear Low Density Polyethylene、製品名UF641、日本ポリエチレン株式会社製)70質量部、及び相溶化剤(無水マレイン酸変性ポリエチレン、デュポン社製)3質量部を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、これらの成分が混練処理に付された。当該混練処理におけるスクリュー温度は170℃であり、且つ、樹脂圧力は4.4MPaであった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理によって、樹脂組成物(以下、「実施例25の樹脂組成物」ともいう)を得た。 30 parts by mass of the plasticized starch, 70 parts by mass of linear low density polyethylene resin (LLDPE: Linear Low Density Polyethylene, product name UF641, manufactured by Japan Polyethylene Co., Ltd.), and 3 parts by mass of a compatibilizer (maleic anhydride modified polyethylene, manufactured by DuPont) were fed into a twin-screw extruder (PCM30, manufactured by Ikegai Co., Ltd.), and these components were subjected to a kneading process. The screw temperature in the kneading process was 170°C, and the resin pressure was 4.4 MPa. During the kneading process, suction was performed from a vent. Through the kneading process, a resin composition (hereinafter also referred to as the "resin composition of Example 25") was obtained.
前記樹脂組成物について、芳香性を評価した。 The resin composition was evaluated for its aromatic properties.
<樹脂組成物の芳香性>
樹脂組成物の芳香性を、下記方法及び基準に従い官能評価した。
実施例25の樹脂組成物をインフレーション成形機(株式会社プラコー、ダイスΦ65、押出機径55mm、温度150℃)へ供給し、そして、インフレーション成形を行った。当該インフレーション成形は、150℃~160℃で行われた。当該インフレーション成形によって、厚み30~40μmのチューブ状のフィルムを得た。チューブの一端を縛り袋状にした。得られた袋内にスカトール・インドール含有香料を直径10cmのろ紙に2、3滴滴下した物を入れ、チューブの縛られていない他端を縛った。7人のパネルにより、袋の外側の臭いを嗅いで、消臭剤の芳香が残っているか確認した。樹脂組成物の芳香性は下記基準に従い官能評価した。
A:消臭剤の香りが強く残っており、芳香あり
B:消臭剤のかすかな臭いが残っており、微香あり
C:消臭剤の香りが残っておらず、芳香なし
<Aromatic Properties of Resin Composition>
The aromatic properties of the resin compositions were evaluated sensorily according to the following method and criteria.
The resin composition of Example 25 was fed to an inflation molding machine (Placo Corporation, die Φ65, extruder diameter 55 mm, temperature 150°C) and inflation molding was performed. The inflation molding was performed at 150°C to 160°C. A tubular film having a thickness of 30 to 40 μm was obtained by the inflation molding. One end of the tube was tied to form a bag. A filter paper having a diameter of 10 cm containing skatole and indole and having 2 or 3 drops of the fragrance was placed in the bag, and the other end of the tube that was not tied was tied. A panel of seven people smelled the outside of the bag to confirm whether the fragrance of the deodorant remained. The fragrance of the resin composition was evaluated by a sensory evaluation according to the following criteria.
A: The strong odor of the deodorant remains, and there is a fragrance. B: The faint odor of the deodorant remains, and there is a slight fragrance. C: The odor of the deodorant does not remain, and there is no fragrance.
評価結果は下記表7に示されるとおりであり、樹脂組成物は芳香を有していた。 The evaluation results are shown in Table 7 below, and the resin composition had a fragrant odor.
本試験例で用いた各材料は、以下のとおりである。
消臭剤*1:ファブリース市販品、P&G製
消臭剤*2:消臭家族市販品、ユニバース開発株式会社製
The materials used in this test example are as follows:
Deodorant *1: Febreze commercial product, manufactured by P&G Deodorant *2: Shoshu Kazoku commercial product, manufactured by Universe Development Co., Ltd.
(実施例26) (Example 26)
消臭剤*1(ファブリース、P&G製)の代わりに消臭剤*2(消臭家族、ユニバース開発株式会社製)を用いる以外は、実施例25と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表7に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していた。 A film was produced in the same manner as in Example 25, except that deodorant *2 (Shoshu Kazoku, manufactured by Universe Development Co., Ltd.) was used instead of deodorant *1 (Fabrese, manufactured by P&G), and the aromatic properties of the resin composition were evaluated. As shown in Table 7 above, the resin composition had an aromatic odor.
(実施例27) (Example 27)
グリセリンを配合せずに、エチレングリコール34質量部、マレイン酸1質量部を配合する以外は、実施例25と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表7に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していた。 A film was produced in the same manner as in Example 25, except that 34 parts by mass of ethylene glycol and 1 part by mass of maleic acid were added instead of adding glycerin, and the aromatic properties of the resin composition were evaluated. As shown in Table 7 above, the resin composition had an aromatic odor.
(実施例28) (Example 28)
消臭剤*1(ファブリース、P&G製)の代わりに消臭剤*2(消臭家族、ユニバース開発株式会社製)を用いる以外は、実施例27と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表7に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していた。 A film was produced in the same manner as in Example 27, except that deodorant *2 (Shoshu Kazoku, manufactured by Universe Development Co., Ltd.) was used instead of deodorant *1 (Fabrese, manufactured by P&G), and the aromatic properties of the resin composition were evaluated. As shown in Table 7 above, the resin composition had an aromatic odor.
(比較例7) (Comparative Example 7)
消臭剤*1を配合しない以外は、実施例25と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表7に示されるとおり、樹脂組成物は消臭剤の香りが残っていなかった。 A film was produced in the same manner as in Example 25, except that deodorant*1 was not added, and the fragrance of the resin composition was evaluated. As shown in Table 7 above, the resin composition did not retain the scent of the deodorant.
(比較例8) (Comparative Example 8)
可塑化澱粉材料として、コーン澱粉(製品名昭和コーンスターチ、昭和産業株式会社)100質量部を配合し、消臭剤*1を配合しない以外は、実施例25と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表7に示されるとおり、樹脂組成物は消臭剤の香りが残っていなかった。 A film was produced in the same manner as in Example 25, except that 100 parts by mass of corn starch (product name: Showa Corn Starch, Showa Sangyo Co., Ltd.) was blended as the plasticized starch material and no deodorant*1 was blended, and the aromatic properties of the resin composition were evaluated. As shown in Table 7 above, the resin composition did not retain the scent of the deodorant.
(実施例29) (Example 29)
下記表8に示されるとおり、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉(製品名T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、エチレングリコール34質量部、水27質量部、マレイン酸1質量部、及び消臭剤*1(ファブリース、P&G製)2質量部を用意した。これら5成分を、ミキサー内で混合した。当該混合は常温で行われた。前記エチレングリコール、水、マレイン酸、及び消臭剤*1は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。なお、下記表8には、リン酸架橋タピオカ澱粉の量を100質量部とした場合における他の可塑化澱粉材料成分の質量部が示されている。 As shown in Table 8 below, 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (product name T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 34 parts by mass of ethylene glycol, 27 parts by mass of water, 1 part by mass of maleic acid, and 2 parts by mass of deodorant*1 (Fabrese, manufactured by P&G) were prepared as the plasticized starch material. These five components were mixed in a mixer. The mixing was performed at room temperature. The ethylene glycol, water, maleic acid, and deodorant*1 were mixed in advance before being added to the mixer. Table 8 below shows the parts by mass of the other plasticized starch material components when the amount of phosphate cross-linked tapioca starch is taken as 100 parts by mass.
当該混合により得られた混合物は、粉状混合物であった。当該粉状混合物を実施例1と同じ方法で、可塑化澱粉を得た。 The mixture obtained by this mixing was a powdery mixture. Plasticized starch was obtained from this powdery mixture by the same method as in Example 1.
前記可塑化澱粉30質量部、ポリプロピレン(PM900C、株式会社サンアロマー)70質量部、及び相溶化剤(無水マレイン酸変性ポリエチレン、デュポン株式会社)3質量部を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、これらの成分が混練処理に付された。当該混練処理におけるスクリュー温度は170℃であり、且つ、樹脂圧力は4.4MPaであった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理によって、樹脂組成物(以下、「実施例29の樹脂組成物」ともいう)を得た。 30 parts by mass of the plasticized starch, 70 parts by mass of polypropylene (PM900C, Sunallomer Co., Ltd.), and 3 parts by mass of a compatibilizer (maleic anhydride modified polyethylene, DuPont Co., Ltd.) were fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Co., Ltd.), and these components were subjected to a kneading process. The screw temperature in the kneading process was 170°C, and the resin pressure was 4.4 MPa. During the kneading process, suction was performed from a vent. Through the kneading process, a resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 29") was obtained.
実施例29の樹脂組成物をインフレーション成形機(株式会社プラコー社、ダイスΦ65、押出機径55mm、温度150℃)へ供給し、そして、インフレーション成形を行った。当該インフレーション成形は、150℃~160℃で行われた。当該インフレーション成形によって、厚み30~40μmのチューブ状のフィルムを得た。 The resin composition of Example 29 was fed to an inflation molding machine (Placo Corporation, die Φ65, extruder diameter 55 mm, temperature 150°C) and inflation molding was performed. The inflation molding was performed at 150°C to 160°C. A tubular film with a thickness of 30 to 40 μm was obtained by the inflation molding.
実施例29においても、実施例25と同じ評価が行われた。評価結果が下記表8に示されている。表8に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していた。 In Example 29, the same evaluation as in Example 25 was performed. The evaluation results are shown in Table 8 below. As shown in Table 8, the resin composition had a fragrance.
本試験例で用いた各材料は、表7で使用したものと同じである。 The materials used in this test example are the same as those used in Table 7.
(実施例30) (Example 30)
消臭剤*1の代わりに消臭剤*2を用いる以外は、実施例29と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表8に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していた。 A film was produced in the same manner as in Example 29, except that deodorant *2 was used instead of deodorant *1, and the fragrance of the resin composition was evaluated. As shown in Table 8 above, the resin composition had a fragrance.
(実施例31) (Example 31)
消臭剤*2を1質量部配合する以外は、実施例30と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表8に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していた。 A film was produced in the same manner as in Example 30, except that 1 part by mass of deodorant*2 was added, and the aromatic properties of the resin composition were evaluated. As shown in Table 8 above, the resin composition had an aromatic odor.
(比較例9) (Comparative Example 9)
消臭剤*1を配合しない以外は、実施例29と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表8に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していなかった。 A film was produced in the same manner as in Example 29, except that deodorant*1 was not added, and the fragrance of the resin composition was evaluated. As shown in Table 8 above, the resin composition had no fragrance.
(比較例10) (Comparative Example 10)
可塑化澱粉材料として、コーン澱粉(製品名昭和コーンスターチ、昭和産業株式会社)100質量部を配合し、エチレングリコールの代わりにグリセリン34質量部を配合し、マレイン酸と消臭剤*1とを配合しない以外は、実施例29と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表8に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していなかった。 A film was produced in the same manner as in Example 29, except that 100 parts by mass of corn starch (product name: Showa Corn Starch, Showa Sangyo Co., Ltd.) was blended as the plasticized starch material, 34 parts by mass of glycerin was blended instead of ethylene glycol, and maleic acid and deodorant*1 were not blended, and the fragrance of the resin composition was evaluated. As shown in Table 8 above, the resin composition had no fragrance.
(実施例32) (Example 32)
熱可塑性樹脂として、生分解性樹脂PBAT(製品名エコフレックス(登録商標)、BASFジャパン株式会社製)を用いて樹脂組成物を製造した。下記表9に示されるとおり、可塑化澱粉材料として、リン酸架橋タピオカ澱粉(T-1、松谷化学工業株式会社)100質量部、グリセリン34質量部、水27質量部及び消臭剤*1(ファブリース、P&G製)2質量部を用意した。これら4成分を、ミキサー内で混合した。当該混合は常温で行われた。前記グリセリン、前記水及び前記消臭剤*1は、前記ミキサーに投入する前に予め混合されていた。 A resin composition was produced using biodegradable resin PBAT (product name Ecoflex (registered trademark), manufactured by BASF Japan Ltd.) as the thermoplastic resin. As shown in Table 9 below, 100 parts by mass of phosphate cross-linked tapioca starch (T-1, Matsutani Chemical Industry Co., Ltd.), 34 parts by mass of glycerin, 27 parts by mass of water, and 2 parts by mass of deodorant*1 (Fabrese, manufactured by P&G) were prepared as the plasticized starch material. These four components were mixed in a mixer. The mixing was performed at room temperature. The glycerin, the water, and the deodorant*1 were mixed in advance before being added to the mixer.
当該混合により得られた混合物は、粉状混合物であった。 The mixture obtained by this mixing was a powder mixture.
前記混合により得られた混合物を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、当該混合物が混練処理に付された。 The mixture obtained by the above mixing was fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Corporation), and the mixture was subjected to a kneading process.
当該混練処理におけるシリンダー温度は110℃であった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理後に、前記混合物は当該押出機のダイから押し出され、そして細長い略円柱状の可塑化澱粉(マスターバッチ)が得られた。 The cylinder temperature during the kneading process was 110°C. During the kneading process, suction was performed from a vent. After the kneading process, the mixture was extruded from the die of the extruder, and an elongated, roughly cylindrical plasticized starch (master batch) was obtained.
前記可塑化澱粉30質量部及び前記生分解性樹脂70質量部を二軸押出機(PCM30、株式会社池貝)内へ供給し、そして、これらの成分が混練処理に付された。当該混練処理におけるスクリュー温度は170℃であり、且つ、樹脂圧力は4.4MPaであった。当該混練処理において、ベントからの吸引が行われた。当該混練処理によって、樹脂組成物(以下、「実施例32の樹脂組成物」ともいう)を得た。 30 parts by mass of the plasticized starch and 70 parts by mass of the biodegradable resin were fed into a twin-screw extruder (PCM30, Ikegai Co., Ltd.), and these components were subjected to a kneading process. The screw temperature in the kneading process was 170°C, and the resin pressure was 4.4 MPa. During the kneading process, suction was performed from a vent. Through the kneading process, a resin composition (hereinafter also referred to as "resin composition of Example 32") was obtained.
実施例32の樹脂組成物をインフレーション成形機(株式会社プラコー、ダイスΦ65、押出機径55mm、温度150℃)へ供給し、そして、インフレーション成形を行った。当該インフレーション成形は、150℃~160℃で行われた。当該インフレーション成形によって、厚み30~40μmのチューブ状のフィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。評価結果は下記表9に示されるとおりであり、樹脂組成物は芳香を有していた。 The resin composition of Example 32 was fed to an inflation molding machine (Placo Corporation, die Φ65, extruder diameter 55 mm, temperature 150°C) and inflation molding was performed. The inflation molding was performed at 150°C to 160°C. A tubular film with a thickness of 30 to 40 μm was produced by the inflation molding, and the aromaticity of the resin composition was evaluated. The evaluation results are shown in Table 9 below, and the resin composition had an aromatic odor.
本試験例で使用した各材料は、表8で用いたものと同じである。 The materials used in this test example are the same as those used in Table 8.
(実施例33) (Example 33)
消臭剤*1の代わりに消臭剤*2を用いる以外は、実施例32と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表9に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していた。 A film was produced in the same manner as in Example 32, except that deodorant *2 was used instead of deodorant *1, and the fragrance of the resin composition was evaluated. As shown in Table 9 above, the resin composition had a fragrance.
(実施例34) (Example 34)
グリセリンの代わりにエチレングリコールを34質量部配合し、マレイン酸をさらに1質量部配合する以外は、実施例32と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表9に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していた。 A film was produced in the same manner as in Example 32, except that 34 parts by mass of ethylene glycol was added instead of glycerin, and 1 part by mass of maleic acid was added, and the aromaticity of the resin composition was evaluated. As shown in Table 9 above, the resin composition had an aromatic odor.
(実施例35) (Example 35)
消臭剤*1の代わりに消臭剤*2を用いる以外は、実施例34と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表9に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していた。 A film was produced in the same manner as in Example 34, except that deodorant *2 was used instead of deodorant *1, and the fragrance of the resin composition was evaluated. As shown in Table 9 above, the resin composition had a fragrance.
(比較例11) (Comparative Example 11)
消臭剤*1を配合しない以外は、実施例32と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表9に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していなかった。 A film was produced in the same manner as in Example 32, except that deodorant*1 was not added, and the fragrance of the resin composition was evaluated. As shown in Table 9 above, the resin composition had no fragrance.
(比較例12) (Comparative Example 12)
消臭剤*1を配合しない以外は、実施例35と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表9に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していなかった。 A film was produced in the same manner as in Example 35, except that deodorant*1 was not added, and the fragrance of the resin composition was evaluated. As shown in Table 9 above, the resin composition had no fragrance.
(比較例13) (Comparative Example 13)
可塑化澱粉材料として、コーン澱粉(製品名昭和コーンスターチ、昭和産業株式会社)100質量部を配合し、消臭剤*1を配合しない以外は、実施例32と同じ方法で、フィルムを製造し、樹脂組成物の芳香性を評価した。上記表9に示されるとおり、樹脂組成物は芳香を有していなかった。 A film was produced in the same manner as in Example 32, except that 100 parts by mass of corn starch (product name: Showa Corn Starch, Showa Sangyo Co., Ltd.) was blended as the plasticized starch material and no deodorant*1 was blended, and the aromaticity of the resin composition was evaluated. As shown in Table 9 above, the resin composition had no aromatic odor.
Claims (14)
前記可塑化澱粉材料が、澱粉と、常温よりも高い温度で澱粉を糊化又は可塑化可能な極性有機化合物と、水(但し、澱粉に含まれる平衡水分を除く。)と、2以上のカルボキシル基を有するカルボン酸と、を含み、
且つ、
走査型電子顕微鏡を用いた二次電子像により測定した前記澱粉の粒子径が2μm以下である、
樹脂組成物。 a plasticized starch material and a thermoplastic resin;
the plasticized starch material comprises starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing the starch at a temperature higher than room temperature, water (excluding the equilibrium moisture contained in the starch), and a carboxylic acid having two or more carboxyl groups;
and,
The particle size of the starch measured by a secondary electron image using a scanning electron microscope is 2 μm or less.
Resin composition.
前記第一混合工程で得られた混合物を加熱することにより前記澱粉を可塑化して、可塑化澱粉を調製する可塑化澱粉調製工程、及び
前記可塑化澱粉及び熱可塑性樹脂を混合して、走査型電子顕微鏡を用いた二次電子像により測定した粒子径が2μm以下である澱粉を含む樹脂組成物を得る第二混合工程を含む、樹脂組成物の製造方法。 a first mixing step of mixing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, water (excluding the equilibrium moisture contained in the starch), and a carboxylic acid having two or more carboxyl groups;
a plasticized starch preparation step of preparing a plasticized starch by heating the mixture obtained in the first mixing step to plasticize the starch; and a second mixing step of mixing the plasticized starch and a thermoplastic resin to obtain a resin composition containing starch having a particle diameter of 2 μm or less as measured by a secondary electron image using a scanning electron microscope.
前記混合工程で得られた混合物を加熱することにより、前記澱粉を可塑化して、走査型電子顕微鏡を用いた二次電子像により測定した粒子径が2μm以下である澱粉を得る加熱工程を含む、樹脂組成物の製造方法。 A method for producing a resin composition, comprising: a mixing step of mixing starch, a polar organic compound capable of gelatinizing or plasticizing starch at a temperature higher than room temperature, water (excluding the equilibrium moisture contained in the starch), a carboxylic acid having two or more carboxyl groups, and a thermoplastic resin; and a heating step of heating the mixture obtained in the mixing step to plasticize the starch and obtain starch having a particle diameter of 2 μm or less as measured by a secondary electron image using a scanning electron microscope.
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