[发明专利]成型材料、成型品、以及它们的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及包含生物降解性树脂交联产品粉末(biogradable resincross-linking product powder)或生物降解性树脂复合体粉末(biogradable resincomposite powder)的成型材料(molding material)和成型品(molding part)，以及它们的制造方法。具体地，本发明涉及应用于使用塑料成型品(例如膜、容器、柜体、以及其它构造体和部件)的领域之后对克服特别是废弃处理问题有效的生物降解性树脂成型品、用于制造该成型品的成型材料、以及它们的制造方法。

背景技术

对于目前用于许多膜和容器的石油合成聚合物材料，仅其废弃处理工艺就引起了有关各种社会问题的关注，例如，加热废弃处理伴生的热量和废气所导致的全球变暖、燃烧气体和燃烧后残余物中的毒性物质对食品和健康产生的恶劣影响、以及废弃掩埋处理占地。

作为克服石油合成聚合物材料的上述废弃处理问题的材料，已注意到以淀粉和脂族聚酯为代表的生物降解性聚合物材料。与石油合成聚合物材料相比，生物降解性聚合物材料具有少量燃烧伴生的热量，且不对包括生态系统的全球环境产生恶劣的影响，例如，在自然环境中可保持降解和再合成的循环。在所述生物降解性聚合物材料中，脂族聚酯树脂在强度和加工性方面具有可与石油合成聚合物材料相比的特性，是近年来已受到特别关注的材料。在脂族聚酯树脂中，具体地，聚乳酸由植物提供的淀粉形成，并且与其它生物降解性聚合物材料相比，由于近年来大规模生产造成成本下降而变得十分廉价。因而，对其应用进行了许多研究。

然而，例如淀粉、纤维素及其衍生物、以及聚乳酸等的生物降解性树脂十分坚硬并且基本上不显示延展性，由此具有对形变和冲击的吸收差的缺点。另一方面，生物降解性树脂，例如聚己二酸对苯二甲酸丁二醇酯(polybutylene adipate terephthalate)、聚己内酯和聚丁二酸丁二醇酯(polybutylene succinate)是柔软的，但具有断裂强度低的缺点。如上所述，生物降解性树脂并不兼具柔软性和强度，因而，它们中的大多数不易于在其自然条件下使用。

为改进这些生物降解性树脂的特性，积极地进行了将树脂相互混合或对树脂和改性剂(例如增塑剂)进行复合化(composite)的尝试，所述尝试为已运用于已知塑性树脂的技术。例如，对于聚乳酸，Arakawa Chemical Industries，Ltd.于2004年7月所发表的“ARAKAWA NEWS”，No.326，pages 2-7描述了将生物降解性树脂(即聚乳酸)与特定的增塑剂混合，以改进低于或等于玻璃化转变温度60℃时的硬度和脆性，并将耐冲击性提高到普通塑料的水平。

特开平2003-313214号公报提出利用电离辐射对生物降解性树脂进行交联，以克服在玻璃化转变温度或更高的温度下由于过度的柔软性而使强度降低的问题。

然而，当单独使用这些各项技术时，不可能同时解决在生物降解性树脂的玻璃化转变温度或更低的温度下保持柔软性和延展性以及保持形状和强度(即耐热性)的问题。即，在Arakawa Chemical Industries，Ltd.于2004年7月发表的“ARAKAWA NEWS”，No.326，pages 2-7中所描述的方法中，只是将增塑剂混合到生物降解性树脂中，该方法仅降低了玻璃化转变温度，并由此弱化了生物降解性树脂分子之间的结合力(bonding force)。因而，因为趋于发生形变，所以变得难以出现裂纹，但不能够产生抗形变和冲击的回复力。此外，玻璃态材料变得像粘土一样，且不能够保持强度。如特开平2003-313214号公报中所述，生物降解性树脂的交联有利于改进在玻璃化转变温度或更高温度下形状和强度的可维护性(maintainability)。然而，由此所制得的交联生物降解性树脂产品硬且脆，因而不显示柔软性和延展性。

上述各项技术可单独进行。然而，当对它们进行组合时，由于材料被复合化而出现对交联的抑制，且问题在于不能够进行交联等。例如，即使仅对上述技术进行组合并施加电离辐射等对其中生物降解性树脂与增塑剂捏合的组合物进行交联时，交联也没有完全进行。认为抑制交联的原因为，例如，增塑剂消除了电离辐射所产生的自由基，此外，当增塑剂事先被捏合时，增塑剂进入到生物降解性树脂分子之间，由此抑制了生物降解性树脂分子的相互结合。为对生物降解性树脂进行交联，生物降解性树脂分子必须相互接触并结合。