[发明专利]生物降解性成型物及其制造方法

说明书

本发明涉及一种作为在自然环境中利用微生物的作用，最终可降解成土壤的资源材料(农业用资源材料、园艺用资源材料、绿化用资源材料等等)并起到一定作用的生物降解性成型物。更具体地说，是涉及一种能有效地利用动物的排泄物(家禽的排泄物物等)、食品废弃物(生鲜垃圾等)、废弃的植物纤维质成分(废纸等)等等有机的环境负担物的生物降解性成型物及其制造方法。

随着化学工业的发展迎来了塑料的诞生。由于其具有轻便、结实、不会腐烂等优点，因此在各个领域被广泛地应用于制造各种各样的产品。当然，在制造用于农业、园艺、绿化的成型物(薄膜状的覆盖材料、钵、育苗盆、植物栽培容器等等)时，使用塑料也非常盛行。

可是，塑料等自然界本不存在的石油化工产品，给地球带来了各种各样的危害。环境激素的产生、燃烧有害气体(氯化氢、二噁英等有毒气体、造成地球温室效应的二氧化碳等等)的产生、填拓造地造成的地下污染、以及向海洋和山林的不法投弃等等都引起了很大的社会公害问题。在日本，每年大约有700万吨的塑料被废弃，而被回收利用的只是其中极小的一部分，大部分都被填埋或加以焚烧处理。

作为解决上述问题的方法，更加促进塑料的回收利用固然重要，近年来，适合回收利用的材料开发具有生物降解性的塑料的开发也非常盛行。可是，目前若用具有生物降解性的塑料来代替通用的塑料，在物性、成形加工性、耐水性、分解速度、成本等方面还存在着很多的困难。

特别是作为用于农业、园艺、以及绿化的成型物来使用，在通气性、透水性、保湿性、吸水性、耐水性等方面存在许多有待解决的课题。关于上述的成型物，最重要的是希望此成型物在使用后能还原成土壤，并不给周围环境带来坏影响。

用于农业的成型物，例如日本专利公开公报特开平9-205901号所刊登的、以纤维素浆为主要成分的纸张型多用途薄膜含有腐殖酸及腐殖酸盐。日本专利公报特开平10-120020号所刊登的、利用含有腐殖酸及腐殖酸衍生物的纸张来包装农业用资源材料的包装袋。可是这些成型物被用于农业用途时，需长时间暴露在潮湿环境之中，但其潮湿拉伸强度却很低。而且，若使用这些方法经过抄纸加工的纸张只是通过干燥被加工成薄膜或袋。换言之，在上述干燥条件下水分蒸发时的薄膜温度在100℃以下，且干燥时间也较短。

另外，日本专利公开公报特开平8-090522号所刊登的方法是，将植物纤维类的废弃物(废纸、木材的边角料等)进行纤维分解，并与腐殖酸混练·成形后，在常温下经过干燥被制成成型物。可是，由此方法得到的成型物，其潮湿拉伸强度也非常低。

本发明着眼于上述事实，其目的在于提供一种生物降解性优越、潮湿拉伸强度高的成型物以及此成型物的制造方法。

本发明的另一目的是提供一种无需实质性地使用塑料等化学产品，而是通过苦于废弃处理的天然有机物(动物的排泄物、生鲜垃圾等食品废弃物等)、废弃植物纤维(废纸等)的回收利用，可以得到的成型物以及此成型物的制造方法。

本发明的发明者通过锐意的研究发现：将(1)植物纤维(废纸等)和、(2)含有来自天然有机物的非纤维质成分的材料(动物的排泄物、生鲜垃圾等)以及/或者纤维分解物(草炭等)加以混合、成形后，通过热处理，植物纤维中的羟基(例如，纤维素的羟基)和非纤维质成分中或者纤维分解物中的羧基(例如，草炭腐殖酸中的羧基、蛋白质末端的羧基等)能够形成脱水缩合的网形结构，且使用不同于单干燥的处理加工，从而提高了成型物的潮湿拉伸强度，由此得到的成型物还拥有生物降解性，因此，本发明得到了成功。

换言之，本发明的特点是，本发明的生物降解性成型物(容器、薄膜等)，其植物纤维(木才纤维、种子毛纤维、韧皮纤维、茎类纤维等)之间散布着来自天然有机物(动物的排泄物、食品类等)的非纤维质成分。上述成型物的密度(D)和潮湿拉伸强度(S)存在下式(1)所规定的关系：

          S≥3.8×D-1.2………………………(1)式中，S为潮湿拉伸强度(MPa),D为成型物的密度(g/cm³)。

上述成型物被浸于水中或埋入土中时，若能维持原型1个月以上，并在1年以内分解则最为理想。上述成型物也可含有纤维分解物(草炭等)、尿素、腐殖酸、磷酸。

本发明还包括，将(1)植物纤维、(2)来自天然有机物的非纤维质成分以及/或者纤维分解物加以混合，以规定的形状成型后，用热处理来提高成型物的潮湿拉伸强度的生物生物降解性成型物的制造方法。上述植物纤维以及非纤维质成分，若能利用废弃物则最为理想。热处理的最高温度在80-270℃之间。