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公開番号2024045075
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-04-02
出願番号2023152355
出願日2023-09-20
発明の名称澱粉ベース強化複合材料の加工方法
出願人江南大学,JIANGNAN UNIVERSITY
代理人園田・小林弁理士法人
主分類C08L 3/02 20060101AFI20240326BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】衝撃性、耐引張性、生分解性のある澱粉強化複合材料の加工方法であって、操作しやすく、制御可能であり、製造コストが低い方法を提供する。
【解決手段】澱粉強化複合材料の加工方法は、加熱条件下で、コアシェル構造エラストマーと界面改質剤に誘導体化処理を行って、活性化されたコアシェル構造エラストマーを得るステップ(1)と、各物質の重量部に基づいて、澱粉130部、活性化されたコアシェル構造エラストマー10～30部、エーテル化剤2～5部及び可塑剤2～5部を均一に混合し、含水量を5～8wt%に調整し、100～130℃で熱圧成形して、澱粉強化複合材料を得るステップ(2)とを含み、コアシェル構造エラストマーが、コアがエラストマーであり、シェルが高ガラス状態ポリマーであり、澱粉におけるアミロースの含量が、40%以上である。
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
澱粉強化複合材料の加工方法であって、
加熱条件下で、コアシェル構造エラストマーと界面改質剤に誘導体化処理を行って、活性化されたコアシェル構造エラストマーを得るステップ（１）と、
各物質の重量部に基づいて、澱粉１３０部、活性化されたコアシェル構造エラストマー１０～３０部、エーテル化剤２～５部及び可塑剤２～５部を均一に混合し、含水量を５～８ｗｔ％に調整し、１００～１３０℃で熱圧成形して、澱粉強化複合材料を得るステップ（２）と
を含み、前記コアシェル構造エラストマーは、コアがエラストマーであり、シェルが高ガラス状態ポリマーであり、前記澱粉におけるアミロースの含量は、４０％以上である、加工方法。
続きを表示（約 880 文字）【請求項２】
ステップ（１）では、コアシェル構造エラストマーと界面改質剤との重量比を（３０～４０）：１とする、請求項１に記載の加工方法。
【請求項３】
ステップ（１）では、誘導体化処理の場合、温度を７５～９０℃とし、時間を０．５～１ｈとする、請求項１に記載の加工方法。
【請求項４】
前記コアシェル構造エラストマーのエラストマーコアの材質は、スチレンブタジエンゴム、エチレンプロピレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン系及びアクリレート系共重合体のうちの少なくとも1つを含む、請求項１に記載の加工方法。
【請求項５】
前記コアシェル構造エラストマーの高ガラス状態ポリマーのシェルの材質は、スチレン、メタクリル酸系、エチレン系、塩素化ポリエチレン、メタクリレート系共重合体のうちの１つ以上を含む、請求項１に記載の加工方法。
【請求項６】
前記界面改質剤は、酸無水物系、カルボキシル系、エポキシ系、イソシアネート系、グリシジルアクリレート、ポリアクリレートカルボキシル系、イミド系及びオキサゾリン系のうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の加工方法。
【請求項７】
ステップ（２）では、前記エーテル化剤は、プロピレンオキシド、エチレンオキシド、２，３－エポキシ－１－プロパノール、トリメチルアミン塩酸塩、エピクロルヒドリン及び２－クロロエタノールのうちの少なくとも１つを含む、請求項１に記載の加工方法。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の方法で製造され、引張強度が２２ＭＰａ以上であり、破断伸度が５２０％以上であり、ノッチ付き衝撃強度が４２ｋＪ／ｍ
２
以上であり、９０日間の生分解性が９０％以上である、澱粉強化複合材料。
【請求項９】
請求項８に記載の澱粉強化複合材料を含む、包装製品。
【請求項１０】
食品、織物、日常化学製品又は医療用品の製造における、請求項８に記載の澱粉強化複合材料の使用。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、澱粉強化複合材料の加工方法に関し、澱粉生体材料の分野に属する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の石油系プラスチックは、広く使用されているため、大量の石油資源を消費するとともに、その理化学的性質が安定であるため、分解・回収されにくく、燃焼時に大量の二酸化炭素を放出し、プラスチック汚染及び温室効果を引き起こす。大部分の廃棄プラスチックを焼却、埋め立てなどの方式で処理する必要がある。これらのプラスチック廃棄物をどのように処理するかは、世界的な難題となっているため、製造過程において有毒物質、有害物質を使用せず、使用後に自然環境で分解できるグリーンポリマー材料の開発が急務となっている。
【０００３】
石油資源が日々不足していること、及び公衆の環境保護意識の高まりに伴い、近年、生分解性プラスチックの研究と開発が広く注目され、重視されている。生分解性ポリマーにより、長期間にわたって人々を困らせている、プラスチック廃棄物による環境への汚染の問題が解決される一方で、石油資源が不足しているという矛盾を緩和することができる。
【０００４】
澱粉は埋蔵量が大きく、安価で、再生可能であるなどの利点により、分解性材料の開発において、全世界で高度に注目され、潜在的な成長力が大きい。澱粉から形成された熱可塑性プラスチックは、従来のプラスチックに比べて、脆性、靭性不足、耐引張性及び耐衝撃性の低さ、耐熱性の低さ、溶融物の強度の低さ、吸湿性などの性能欠陥が原因で、各分野での応用が制限されている。
【０００５】
以上より、澱粉材料の力学的性能不足や、耐水性が低いなどの欠陥を改善するために、耐衝撃性、耐引張性のある澱粉強化複合材料の加工方法を開発することが必要となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来の技術に存在する欠陥と不足に対して、本発明は、衝撃性、耐引張性のある澱粉強化複合材料の加工方法を提供し、当該方法で製造された澱粉強化複合材料は、引張強度が２２ＭＰａ以上であり、破断伸度が５２０％以上であり、ノッチ付き衝撃強度が４２ｋＪ／ｍ
２
以上であり、９０日間の生分解性が９０％以上である。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の第１の目的は、澱粉強化複合材料の加工方法であって、
加熱条件下で、コアシェル構造エラストマーと界面改質剤に誘導体化処理を行って、活性化されたコアシェル構造エラストマーを得るステップ（１）と、
各物質の重量部に基づいて、澱粉１３０部、活性化されたコアシェル構造エラストマー１０～３０部、エーテル化剤２～５部及び可塑剤２～５部を均一に混合し、含水量を５～８ｗｔ％に調整し、１００～１３０℃で熱圧成形して、澱粉強化複合材料を得るステップ（２）と
を含み、コアシェル構造エラストマーが、コアがエラストマーであり、シェルが高ガラス状態ポリマーであり、澱粉におけるアミロースの含量が、４０％以上である、加工方法を提供することである。
【０００８】
本発明の一実施形態としては、ステップ（２）では、澱粉におけるアミロースの含量は、５０～７５％である。
【０００９】
本発明の一実施形態としては、ステップ（１）では、コアシェル構造エラストマーと界面改質剤との重量比を、（３０～４０）：１とする。好ましくは、コアシェル構造エラストマーと界面改質剤との重量比を、（３３～４０）：１とする。
【００１０】
本発明の一実施形態としては、ステップ（１）では、誘導体化処理の場合、温度を７５～９０℃とし、時間を０．５～１ｈ（時間）とする。
（【００１１】以降は省略されています）

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