专利名称：生物降解性片材及其制造方法、以及使用该片材的生物降解性成型品及其制造方法
技术领域：
本发明涉及一种生物降解性片材及其制造方法、以及使用该片材的生物降解性成型品及其制造方法，特别涉及即使燃烧也不产生二噁英等有害物质、且由于生物降解性优异因此有利于环境的生物降解性片材及其制造方法，以及使用该片材的生物降解性容器及其制造方法。
背景技术：
现在，被广泛利用的塑料制品，一旦被废弃，难以在自然界中分解，通常，分解需要200～400年的时间。另外，焚烧处理时，产生二噁英等有毒气体，成为大气、土壤污染的原因。
对此，渴望出现一种能够在自然界中依靠生物降解的、替代目前的塑料制品的材料以及使用它的成型品。
在日本专利特开平6-32386号公报中，公开了一种生物降解性发泡容器的制造方法，其着眼于生物降解性优异的淀粉，为了改善绝热性和耐水性，由选自谷物、淀粉、植物性蛋白质及纤维质的粉状物、由该粉状物得到的颗粒物、及谷物粒中的至少一种构成的原料，放入密封成形模具中，加热后减压使其粘结，成形为容器形状。
另外，作为混合淀粉和塑料等树脂的淀粉树脂，在日本专利特开平9-296076号公报中，公开了一种可生物降解的淀粉树脂，该淀粉树脂是配合40～80％的玉米淀粉或马铃薯淀粉或其他淀粉、5～15％的脂肪、0.5～2％的水、3～10％的聚丙烯或聚乙烯或其他的塑料、1～5％的甘油、2～8％的蛋白质以及10～25％的乙烯基甲基丙烯酸或乙烯基丙烯酸而成的。另外，作为容器等成型品的制造方法，提出了直接注射成形的方法。
但是，如日本专利特开平6-32386号公报那样，由富含淀粉质的原料得到的容器等成型品，淀粉质之间的粘结力与塑料等相比较弱，为了得到充分的机械强度，就要增加容器的厚度、且使用的材料也增多，因此成本高。
另外，为了将富含淀粉质的原料加入直接密封成形模具中成形，由于含有较多淀粉质，存在粘度高、一旦高温就发生变色、发泡、难以得到稳定的成型品的缺点。
又如日本专利特开平9-296076号公报那样利用淀粉树脂的情况下，用注射成形成形容器等的时候，为了保持强度需要将淀粉质控制在50重量％左右。但是，淀粉质含量的降低会引起在自然界中的分解速度降低、焚烧时二噁英的生成量增加以及焚烧温度上升等的问题。另外，因为含有淀粉质，因此会导致注射成形时难以控制温度，由于粘度也增大，会导致生产设备的高成本化和难以大量生产等问题。
本发明的课题是解决上述问题，提供一种淀粉质的含量在70重量％或其以上，优选75～90重量％或其以上之高，生物降解性优异、且成形性也良好的生物降解性片材以及使用该片材的生物降解性成型品，并且还提供简单且经济的制造方法。
本发明的另一目的是提供一种机械强度良好、透气性和保水性优异的生物降解性片材以及使用该片材的生物降解性成型品，并且还提供简单且经济的制造方法。
发明内容
为解决上述问题，权利要求1的发明中，其特征在于，是一种将含有淀粉质70重量％或其以上的原料，保持在温度120～180℃的同时成形而成的生物降解性片材。
并且，优选如权利要求2的发明那样，在权利要求1所述的生物降解性片材中，其特征在于，该原料还含有塑料。
如权利要求1的发明那样，由于含有淀粉质为70重量％或其以上，优选含有75～90重量％，所以生物降解性极其良好，而且，将该原料保持在120～180℃，优选在150～170℃，更优选在165℃附近的同时成形为片状，因此，可抑制由淀粉质的热变性引起的变色或发泡，能得到均匀的片材。
而且，因为除淀粉质以外还含有塑料，因此能够确保成形时适度的流动性和成形后的粘结力。
另外，权利要求3的发明，是一种生物降解性片材的制造方法，其特征在于，包括以下工序混练淀粉和塑料以使淀粉质的含量成为70重量％或其以上，将该混练物挤压成形后，通过裁剪形成原料颗粒，干燥该原料颗粒，对其进行加热的同时将其均匀混合而使其熔化，将该熔化物在温度120～180℃下成形为片状。
而且，优选如权利要求4的发明那样，在权利要求3所述的生物降解性片材的制造方法中，其特征在于，进行干燥以使原料颗粒中的水分含量成为2重量％或其以下，优选成为0.2～0.4重量％。
如权利要求3的发明那样，将包含淀粉质的原料成形为颗粒状，熔化该颗粒形成片材，因此，形成原料颗粒的工序和形成片材的工序等可以分离，各工序的管理变得容易，同时生产基地的分散化也成为可能，所以，能实现生产率的提高以及制造风险的分散、制造成本的降低。另外，例如片状的成形，可使用双轴搅拌机实施，所得到的片材的厚度能够保持均匀。
另外，在原料颗粒中，均匀地混合有淀粉质和塑料，即使片材的产量变动，也可以通过调节原料颗粒的供给量，长期制造均匀的片材。而且，如权利要求4的发明那样，通过干燥原料颗粒的工序，能够调节水分含量，与根据需要在熔化时添加的粘结剂的特性相配合，能制造出特性稳定的生物降解性片材。
还有，权利要求5的发明，是将权利要求1或2所述的生物降解性片材，通过加热并真空成形或压空成形而得到的生物降解性成型品。
特别是如权利要求6的发明那样，在权利要求5所述的生物降解性成型品中，其特征在于，该生物降解性片材的厚度是0.2～0.8mm。
而且，如权利要求7的发明那样，在权利要求5或6所述的生物降解性成型品中，其特征在于，该成型品设有用以提高机械强度的凹槽和/或突起。
另外，优选如权利要求8的发明那样，在权利要求5～7的任一项所述的生物降解性成型品中，其特征在于，该生物降解性成型品是收容含有以淀粉质为养分的菌的食品的容器。
如权利要求5的发明那样，即使是由于富含淀粉质而粘度高且难以控制温度的原料，通过由生物降解性片材加热并进行真空成形或压空成形，使用常用于塑料制片材中的加热真空成形机或加热压空成形机，就可以容易地得到均匀的成型品。
另外，因为由生物降解性片材形成成型品，即使与密封成形定形/压缩成形及注射成形等相比，如权利要求6的发明那样，能够拉长成形0.2～0.8mm的薄片，所以，能够抑制原料的消耗量，达成低成本化。
而且，为了补强由于成型品的厚度变薄而变脆弱的机械强度，如权利要求7的发明那样，通过设置凹槽或突起，能够容易地提高强度。
进一步，因作为原料富含淀粉质，因此与以往的塑料成型品相比，透气性和保水性高，也可以将淀粉质作为养分供给，所以，如权利要求8的发明那样，用作收容以存活状态含有纳豆菌等具有摄取淀粉质为养分的特性的菌的食品的容器，可提供比塑料制成型品更长时间含有存活菌的食品。
另外，权利要求9的发明，是一种生物降解性成型品的制造方法，其特征在于，层压至少1张权利要求1或2所述的生物降解性片材，加热该片材使其软化，然后将软化状态的片材通过进行真空脱模或压空脱模，形成生物降解性成型品。特别是，权利要求10的发明，是在权利要求9所述的生物降解性成型品的制造方法中，其特征在于，用于上述脱模的金属阴模的温度，被设定为20～70℃。
根据权利要求9的发明，层压1张生物降解性片材或层压生物降解性片材至所期望的厚度，在加热到该片材软化的温度的状态下，进行真空脱模或压空脱模，由此，能够保持均匀的厚度的同时加工成需要的形状。另外，如权利要求10的发明那样，用于脱模的金属阴模的温度，设定在20～70℃，就能良好的保持片材的成形性、脱模性。特别是，金属阴模的温度若不足20℃，则片材的拉伸性降低且成形性恶化。另外，若超过70℃，则成形品从金属模具的脱模性就会降低。
图1是表示本发明的生物降解性片材的吸热速度变化的曲线图。
图2是本发明的生物降解性容器的一个例子的俯视图(a)和剖面图(b)。
具体实施例方式
以下，使用优选例详细说明本发明。
作为本发明中使用的淀粉质，由于本发明的生物降解性成型品有时被用作与食品相关的物品，因此从考虑使用者的安全性的观点出发，源于天然物质的淀粉质令人满意，但也可以根据情况使用加工(变性)淀粉以及它们的混合物。作为淀粉质的原料，可以使用玉米、马铃薯、甘薯、小麦、大米、木薯、西米、番薯、豆、葛、蕨菜、莲、菱等，特别使从原材料便宜且能大量得到这点出发，优选玉米。
作为加工淀粉有对天然淀粉进行种种物理变性的加工淀粉，例如，α-淀粉、分级直链淀粉、湿热处理淀粉等；对天然淀粉进行种种酶变性的加工淀粉，例如，水解糊精、酶解糊精、直链淀粉分解淀粉、支链淀粉分解淀粉等；对天然淀粉作种种化学处理的加工淀粉，例如，酸处理淀粉、次氯酸氧化淀粉、进行氧化处理的二羧酸淀粉、进行酰化的乙酰基淀粉、其他的化学变性淀粉衍生物，例如，进行酯化处理的酯淀粉、进行醚化处理的醚化淀粉、用交联剂处理的交联淀粉、用2-二甲氨基氯乙烷进行氨基化的阳离子化淀粉等。作为酯化淀粉，有醋酸酯化淀粉、琥珀酸酯化淀粉、尿素磷酸酯化淀粉、黄原酸酯化淀粉、乙酰乙酸酯化淀粉等；作为醚化淀粉，有烯丙基醚化淀粉，甲基醚化淀粉、羧甲基醚化淀粉、羟乙基醚化淀粉、羟丙基醚化淀粉等；作为阳离子化淀粉，有淀粉与2-二甲氨基氯乙烷或2-二乙氨基氯乙烷的反应物，淀粉与2，3-环氧丙基三甲基氯化铵的反应物等；作为交联淀粉，有甲醛交联淀粉、乙醛交联淀粉、二醛交联淀粉、环氧氯丙烷交联淀粉、磷酸交联淀粉、丙烯醛交联淀粉等。
在本发明中，使用向淀粉质混合了塑料等树脂的所谓淀粉树脂作为原料。这是为了赋予单纯的淀粉质原料更好的耐水性、耐热性、机械强度、加热成形时的流动性等而混合的，在原料中以10～30重量％，更优选以15～25重量％混合。
作为混入淀粉质的塑料，可以使用下述树脂的1种或混合多种使用聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚丁烯系树脂、聚氯乙烯基系树脂、聚丙烯或聚甲基丙烯系树脂、聚丙烯腈系树脂、聚苯乙烯系树脂、苯乙烯-丙烯腈共聚物、苯乙烯-丁二烯-丙烯腈共聚物、聚碳酸酯系树脂、聚酯系树脂或环聚酯系树脂、聚酰胺系树脂、聚缩醛系树脂等。在本发明中，特别是为了提高成形时的强度，可优选使用聚乙烯和聚丙烯等的烯烃树脂。
然后，可以由淀粉质和塑料等的原料，直接制造生物降解性片材和生物降解性成型品，但是，本发明涉及的生物降解性片材和成型品，由于含有淀粉质70重量％，优选含有75～90重量％，所以难以控制温度，且为了降低生产成本，从再利用以往的塑料制片材和容器等的生产线的观点出发，首先，制造出均匀的混合原料的原料颗粒，使该原料颗粒仅熔化需要的量，形成生物降解性片材。
另外，关于生物降解性成型品，可以熔化原料颗粒，进行注射成形，但由于是含有高浓度的淀粉质的原料，温度控制的困难和高粘性，所以要得到厚度薄且均匀的成型品，暂且加工成片状，进一步软化该片材，进行真空脱模或压空脱模成型的方法，能够批量生产，能够以更低成本得到优质的产品。
更进一步，通过将制造工序分离成由原料制备原料颗粒，然后用该原料颗粒制备生物降解性片材，然后用该生物降解性片材制备生物降解性成型品这样的多步工序，制造工序的管理变得容易，同时由于生产基地可以分散化，所以能够实现生产率的改进及制造风险的分散、制造成本的降低。
原料颗粒的制造方法，只要是均匀地混合作为原料的淀粉质和塑料等，所制造的原料颗粒即使在通常的保管、搬运状态下，也能维持形状和特性的方法，就可以使用公知的混练或熔化等混合方法。
但是，从适当地进行淀粉质的温度管理的观点出发，使用挤压机(extruder)等的能够容易地调节温度的混练机械的方法，更加令人满意。
对使用挤压机的原料颗粒制造方法的优选例进行说明。制造机械使用相互向内旋转的双轴挤压机，在该轴的方向配置至少一个、优选多个原料供给箱。例如，分别由第1供给箱供给淀粉质，由第2供给箱供给塑料的同时，依靠双轴挤压机一边粉碎、混练原料一边向轴方向搬送。此外，各供给箱的温度被控制，淀粉质保持在大气温度，塑料保持在100～160℃左右。原材料的每小时的供给量，调节各供给箱的供给量以使由挤压机的一端侧被挤出的粘稠状的原料混合物中的原料比例成为淀粉质70重量％或其以上，优选淀粉质为75～90重量％、塑料为10～25重量％的范围。
将从挤压机挤出的粘稠状的原料混合物冷却，裁剪成规定的长度，形成原料颗粒。
接着，使用优选例对淀粉质生物分解性片材的制造方法进行说明。
又，淀粉质在从玉米等的制造淀粉质的原料提取调制淀粉质的时候，或制造上述原料颗粒的时候，更进一步在保管的时候，含有水分或吸收空气中的水分等，淀粉质有容易吸湿的性质，因此要干燥原料颗粒。干燥方法可以采用热风干燥等公知的技术。优选的是使原料颗粒中的水分含量在2重量％或其以下，最好成为0.2～0.4重量％，即，优选干燥成水分含量尽可能少。
接着，熔化干燥了的原料颗粒，优选在180℃的温度使其熔化，一边空气冷却，一边维持熔化物的温度在120～180℃，优选在150～170℃，更优选在165℃左右，采用双轴辊成形为片状。另外也可以一边水冷却辊一边成形为片状。之后，将片材采用空气或自然冷却进行冷却。优选冷却至60℃或其以下，卷绕成辊状。形成片材时的拉伸用辊也可以是单轴辊，但是，单轴的情况下，驱动辊的负担大，导致温度上升，有时也成为生物降解性片材发泡、变色的原因，因此，优选使用双轴辊。若熔化时的温度超过200℃、尤其超过220℃，则淀粉质在熔化用容器内固化、发泡，变得难以形成均匀的片材。另外，若形成片材时的温度超过180℃，则所形成的片材中气泡的产生显著，并且，一旦温度下降并再次上升，则容易产生变色。进一步，在比120℃低的温度下，熔化了的原料粘性高，不能形成具有均匀的厚度、密度的片材。另外，若处在较好范围150～170℃，更较好的165℃左右，就能防止制造片材时异臭的产生，同时能有效地抑制发泡现象，能得到优质片材的同时，生产时间变短，因此生产成本降低，令人满意。
我们认为所得到的片材并不处于淀粉质与塑料完全结合的状态下，是多孔性的，透气性良好的同时，保水性也优异。
进一步，根据需要也可以在熔化原料颗粒时添加粘结剂。粘结剂是以提高成形为片状时的淀粉质之间或淀粉质与塑料的粘结性能，改进形状保持性为目的被使用。通过添加相关的粘结剂，片材成形后的拉伸强度等的机械强度增加，可以稳定地进行生物降解性片材的处理及再加工成生物降解性成型品时的制造工序中的搬运作业等。进一步，以片状长期保管也成为可能。
作为相关的粘结剂，可以使用与包含于原料颗粒中的塑料相同的高分子树脂，但从提高成形强度观点出发，适宜使用聚丙烯。另外，通过添加聚乙烯，能改善拉伸性。
另外，以生物降解性片材的耐水性和防止吸潮、及防止保存时变色等为目的，也可以添加各种添加剂。粘结剂和添加剂的添加量，只要在成形为片状时片材中淀粉质的含量为70重量％或其以上，优选为75～90重量％的范围内，就可以任意调节，但优选添加相当于在干燥工序中从原料片材减少的水分含量的量。
通过这样的制造方法，已确认能够形成1mm以下的通用性高的均匀的生物降解性片材，特别是，直至0.005mm的程度还可以形成均匀的生物降解性片材。另外，作为用于后述的生物降解性成型品中的片材，生物降解性片材的厚度优选在0.2～0.8mm左右。
下面，通过优选例对生物降解性成型品的制造方法进行说明。
生物降解性片材，在加热热源中被搬送的时候，被加温软化，优选加温上升至该片材的软化点温度附近，用对应于成型品的金属模具进行脱模成形。特别是，制造容器等的需要均匀的厚度的成型品时，优选真空脱模成形或压空成形，在真空脱模成形的情况下，真空吸附在金属阴模上的同时，依靠与该金属阴模嵌合的金属阳模进行脱模，然后以吸附于金属阴模的状态，迅速冷却到20～70℃范围的温度。
此时的金属阴模温度，最好保持在20～70℃，这是由于该温度范围是对片材的成形性及从金属模具脱膜成型品的合适的温度。总之，在不足20℃的情形下，片材的延伸性降低且成形性恶化，并且，若超过70℃，则成型品从金属模具上的脱膜性降低。
不过，为了改善脱膜性，也可以涂敷脱膜剂，改良脱膜性。例如，原料中含有聚乙烯或聚丙烯的情况下，可将金属阴模的温度上升到80℃左右，通过在片材表面涂敷脱膜剂，制造成型品。
软化片材进行脱模的时候，相应于脱模的压射时间(シヨツト時間)，可对软化片材的环境条件进行多种改变，例如，压射时间(每脱模1次的时间)为9～10秒时，将加温片材的热源温度控制在380～400℃，另外，压射时间为11～14秒时，控制在280～300℃，进一步，压射时间为15～20秒时，控制在180～220℃，适当地设定热源温度和片材通过热源空间的时间，以使片材在脱模时保持最好的软化状态。这样，通过与脱模时间(压射时间)相联系来实施容器成形时的温度管理，可以大幅降低制造成本。
另外，真空成形时的真空的程度，只要能实施脱模成形，就没有特别限制。例如，若以阴型的真空度表示其程度，可以是40m3/小时～200m3/小时。进一步如下地构成，相对于片材，在上方配置金属阴模，在下方配置金属阳模，在金属阴模抽吸空气的同时，从金属阳模侧吹送空气。由此，一边对软化了的片材吹空气，一边推送片材，通过金属阴模的吸引力，将片材吸附到金属阴模的壁面上，一边适当的拉伸片材，形成均匀厚度的容器。
通过上述制造方法，例如，容器深度为10～60mm左右的情况下，使用厚度为1mm或其以下，优选0.2～0.8mm，更优选0.4～0.5mm的生物降解性材料，可以容易的形成均匀的容器。
另外，压空成形的情况下，例如，所成形的容器的深度约2cm或其以下时，可以用压空成形机成形。压空成形时的脱模的温度条件等与上述真空成形的情况相同。
所得到的成型品，我们认为淀粉质与塑料并不处于完全结合的状态，是多孔性的，且透气性良好，并且保水性优异。
在上述说明中，说明了利用1层生物降解性片材的方法，层压2层或其以上该片材，与上述方法相同地，可以加热到该片材的软化点，脱模成型。
进一步，成形品成形时，脱模时残留的溢料(バリ)，通过熔融可作为再生生物降解性片材的原料，因此可还原到生物降解性片材的制造工序中，再次利用。
对形成成型品时的生物降解性片材的软化点温度进行说明。图1是测定本发明的生物降解性片材的软化点温度的图。
实验中使用的生物降解性片材，淀粉质70重量％，聚丙烯28重量％，根据需要添加的作为粘结剂的聚丙烯2重量％，片材的厚度是0.5mm。
作为测定方法，利用差示扫描热量测定方法(DSC3100；MACSCIECE公司制造)，每分钟升温1℃，测定每1秒的吸热速度的变化。
如图1的图表所示，在116～124℃附近存在软化点，本发明的富含淀粉质的生物降解性片材，主要在115～125℃存在软化点。
另外，本发明的生物降解性片材，在软化点的吸热速度比聚丙烯等高1.5倍左右，所以，可以理解，与通常的塑料制成型品的制造相比，需要更严密地控制温度。
作为生物降解性成型品，可以作为用在食品等的包装的一次性容器、一次性叉子和匙子等餐具、用于各种包装的间隔材料和垫材料使用。另外，薄薄地成形生物降解性片材，利用热融胶合等方法，可以形成垃圾袋、包装袋、一次性衣物等。
在厚度薄、需要立体形状的生物降解性成型品中，如上所述，暂且形成生物降解性片材，加热该片材进行真空脱模或压空脱模，就能得到成型品整体为均匀厚度的成型品。特别是，通过形成厚度薄的容器，可以抑制原材料的耗费，能够低成本化的同时，废弃的情况下也能控制垃圾的体积，加快生物降解的速度等，能够得到极其有用的效果。
图2表示本发明的生物降解性成型品之一，一次性容器。
图2(a)是从容器上方看的图，图2(b)表示在图2(a)的点划线A，B截面的形状。
若减少容器的厚度，则容器侧面的机械强度就减少，因此变得难以进行与与以往的塑料制成型品相同的操作。因此，为了提高机械强度，优选在容器的侧面形成凹槽或突起。
图2是纵横长度约80～100mm，深约30mm的容器1。将0.5～1mm的生物降解性片材加热真空脱模，形成该容器的同时，如图2(a)所示，在容器1的侧面及底面上，如符号2～4所示，形成宽1～2mm、深1mm左右的沟槽，由此确保与塑料(聚丙烯)制容器同等的机械强度。
凹槽形成在需要强化机械强度的面上，可期待某种程度的改良，但为了防止容器的立体形状的变形，如图2(a)所示，形成至少横跨连续的2个面的共同的凹槽2～4较理想。另外，像符号3那样使凹槽之间交差，由此还可提高凹槽之间的机械结合力，能形成更高强度的容器。进一步，在凹槽的交叉点上，形成比该凹槽有更高或宽的形状的突起5，由此可更加强固凹槽之间的连接。
本发明的生物降解性片材和生物降解性成型品是一种即使被废弃也能自然分解，有助于减轻对环境的负荷的物品，由于其自身富含淀粉质，进一步，由于透气性和保水性良好，因此通过将含有以淀粉质为养分的菌的食品，用上述的生物降解性容器包装，能够以存活的状态流通、保存菌。
不仅是如纳豆菌、面包酵母菌、乳酸菌、麦芽菌等食品的加工过程，纳豆、面包生面团、乳酸食品、酒类等的在流通过程也需要将菌保持在存活状态的食品中，本发明的生物降解性容器，利用价值特别高。
实施例下面，对本发明的实施例进行说明。
(实施例1)作为原料，将玉米淀粉质70重量％、聚乙烯30重量％，用双轴挤压机混练，把从挤压机中挤出的原料混合物，裁剪成0.5～5mm的长度，形成原料颗粒。
将原料颗粒，一边送热风的同时，进行干燥直至水分含量成为0.2重量％。向干燥了的原料颗粒，添加作为粘结剂的聚丙烯，以使与上述聚乙烯的合计重量成为30重量％，在180℃下熔化，将熔化了的原料一边空气冷却，一边维持在165℃左右，使用双轴辊形成厚度0.5mm的生物降解性片材。
(材质及洗脱试验)对实施例1的原料，根据「合成樹脂裂の器具又は容器包装规格試験(ポリエチレン)」(《合成树脂加工的器具或器具包装规格试验(聚乙烯)》)(厚生省告示第20号)，实施材质实验及洗脱试验。结果如下所示，可知实施例1的试样符合上述规格。
材质试验镉……不足1ppm(规格标准100ppm以下)铅……不足10ppm(同100ppm以下)洗脱试验重金属(以pb计)…不足1ppm(同1ppm以下)高锰酸钾消耗量…1.5ppm以下(同10pp m以下)蒸发残留物(n-庚烷浸出)…84ppm以下(同150ppm以下)同(20％乙醇浸出)…9ppm以下(同30ppm以下)同(水浸出)…11ppm以下(同30ppm以下)同(4％醋酸浸出)…11ppm以下(同30ppm以下)(生物降解性片材的物性试验)对实施例1的生物降解性片材，依据「ポリエチレン分解性地膜シ一ト」(《聚乙烯降解性地膜片材》)(Q/12XT3832-99)进行测试。测试结果如表1所示。
拉伸强度和断裂伸长率表示以将试样成形为哑铃型，宽10mm、有效长度40mm、试样全长120mm，试验速度500±50mm/分，测试5个样品的平均值。
另外，直角裂口试验中，测试速度设为200±20mm/分，测定断裂时的最大值。
表1
(生物降解性片材的分解性能测试)与实施例1相同地制造生物降解性片材时，使淀粉质含量在0～80重量％范围变化，成形为片材厚度0.5mm的测试对象，使用该测试对象，根据「プラスチツク、微生物行為の判定」(《塑料、微生物行为的判断》)(ISO846)进行测试。测试结果如表2所示。
不过，测试时间是30天，使用的菌是黑曲菌。
菌的繁殖面积和繁殖水平的关系如下。
繁殖水平0无繁殖同水平1不能目视判断，在显微镜下可见的状态同水平2可目视判断的繁殖面积不足25％同水平3可目视判断的繁殖面积不足50％同水平4可清楚地判断繁殖的繁殖面积超过50％同水平5大量繁殖，繁殖面积100％
表2
由上述试验结果可知，本发明的生物降解性片材非常卫生、且及其安全。而且，可以理解是一种机械特性在聚乙烯制片材同等以上，生物降解性也优异的生物降解性片材。
特别是，在生物降解性方面，在含有淀粉质60重量％以上的生物降解性片材中，菌的繁殖面积遍及整体，可以确认显示出极其良好的生物降解性能。
(实施例2)下面，除了以聚丙烯代替聚乙烯以外，用与实施例1同样的制造方法，形成厚度0.5mm的生物降解性片材，加热软化该片材，依靠真空脱模，成形为如图2所示的生物降解性容器。
(生物降解性容器的强度试验等)将实施例2的生物降解性容器作为聚丙烯制容器的替代品，使用于纳豆生产线(自动化操作向容器装入纳豆同时，用薄膜密封容器上表面的生产线)时，没有出现容器的凹处、损伤/裂痕/缺口等情况，确认与以往的聚丙烯制容器相比，具有同等的机械强度。
并且，对实施例2中使用的生物降解性片材和聚丙烯片材，进行了动态粘弹性测定，确认本发明的生物降解性片材，即使在-30℃也具有与聚丙烯片材同等以上的特性，做为冷冻食品等的容器也合适。
(生物降解性容器的含菌食品的保存性试验)另外，在实施例2的生物降解性容器和通常的聚乙烯制容器中分别装入纳豆食品，用薄膜密封，确认在常温下的保存状态。
在聚乙烯制容器中，2周的时间，确认纳豆变色成黑色，大部分纳豆菌死亡，而在生物降解性容器中，即使在过了一个月后，确认纳豆菌还存活，而且粘性增加，菌的繁殖加快。
产业上的可利用性根据本发明，能够以低成本提供生物降解性优异、且成形性良好的生物降解性片材以及使用该片材的生物降解性成型品。
即，在厚度薄、需要立体形状的生物降解性成型品中，如上所述，暂且形成生物降解性片材，将该片材加热真空脱模，就能得到成型品整体都是均匀厚度的成型品。特别是，通过形成厚度薄的容器，可以抑制原材料的耗费，低成本化的同时，废弃的情况下也能减小垃圾的体积，加快生物降解的速度等，能够得到及其有用的效果。
另外，本发明的生物降解性片材和生物降解性成型品具有充足的强度，并且被废弃也能自然分解如6个月～1年就能分解，有助于减轻对环境的负荷，而且由于本身合有多量的淀粉质，用上述生物降解性容器包装含有以淀粉质为养分的菌的食品，就能将菌以存活状态流通保存。
根据本发明的制造方法，提供一种无需特大的设备投资，使用市场上所用的制造塑料制容器的现有的设备就能简便且非常经济地大量生产上述本发明的生物降解性片材以及使用该片材的生物降解性成型品的方法。
本发明的生物降解性片材和生物降解性成型品，由于富含淀粉质，用本发明的生物降解性片材或者生物降解性容器包装含有以淀粉质为养分的菌的食品，就能以存活状态流通/保存菌。
不仅是如纳豆菌、面包酵母菌、乳酸菌、麦芽菌等的食品的制造过程，在纳豆、面包生面团、乳酸食品、酒类等在流通过程中也需要保持细菌存活状态的食品中，本发明的利用价值特别高。
进一步，作为生物降解性成型品，可以作为用于食品等的包装的一次性容器、一次性叉子和匙子等的餐具、用于各种包装的间隔材料和垫材料使用。另外，薄薄地成形生物降解性片材，利用热融胶合等方法，可以形成垃圾袋、包装袋、一次性衣物等。
权利要求
1.生物降解性片材，将含有淀粉质70重量％或其以上的原料，保持在120～180℃的同时成形而成。
2.根据权利要求1所述的生物降解性片材，其特征在于，该原料还含有塑料。
3.生物降解性片材的制造方法，其特征在于，包括以下工序混练淀粉质和塑料以使淀粉质的含量成为70重量％或其以上，将该混练物挤压成形后，通过裁剪形成原料颗粒，干燥该原料颗粒，然后对其进行加热的同时将其均匀混合而使其熔化，将该熔化物在温度120～180℃下成形为片状。
4.根据权利要求3所述的生物降解性片材的制造方法，其特征在于，上述原料颗粒的干燥是使其干燥成原料颗粒的水分含量成为2重量％或其以下。
5.生物降解性成型品，它是将权利要求1或2所述的生物降解性片材，通过加热并真空成形或压空成形而得到的。
6.根据权利要求5所述的生物降解性成型品，其特征在于，该生物降解性片材的厚度是0.2～0.8mm。
7.根据权利要求5或6所述的生物降解性成型品，其特征在于，该成型品设置有用以提高机械强度的凹槽和/或突起。
8.根据权利要求5～7的任一项所述的生物降解性成型品，其特征在于，该生物降解性成型品是收容含有以淀粉质为养分的菌的食品的容器。
9.生物降解性成型品的制造方法，其特征在于，层压至少1张权利要求1或2所述的生物降解性片材，加热该片材使其软化，然后通过将软化状态的片材真空脱模或压空脱模，形成生物降解性成型品。
10.根据权利要求9所述的生物降解性成型品的制造方法，其特征在于，用于真空脱模或压空脱模的金属阴模的温度被设定在20～70℃。
全文摘要
本发明的目的在于提供降解性优异、且成形性及机械强度也良好、通风性及保水性优异的生物降解性片材及使用该片材的生物降解性成型品、以及简易且经济的制造方法。生物降解性片材是将含有淀粉质70重量％以上的原料，保持在120～180℃的同时成形，优选还含有塑料，将该淀粉质和塑料混炼，将该混合物挤压成形后，通过裁剪形成原料颗粒，将该原料颗粒干燥，然后对其进行加热的同时将其均匀混合而使其熔化，将该熔化物在温度120～180℃下成形为片状而制得。另外，生物降解性容器是层压至少1张本发明的生物降解性片材，加热该片材使其软化，然后通过将软化状态的片材真空成形或压空成形而得到的。
文档编号B29K1/00GK1777634SQ200480010760
公开日2006年5月24日 申请日期2004年4月20日 优先权日2003年4月21日
发明者桥本健二 申请人:桥本健二