專利名稱：淀粉混合樹脂組合物、其成形品及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明以有效利用過剩生產(chǎn)的農(nóng)作物為目的，涉及一種在熱塑性樹脂中混合淀粉類物質(zhì)的技術(shù)，尤其涉及成形性和機(jī)械特性優(yōu)異的淀粉混合樹脂組合物、以及與其相關(guān)的技術(shù)。
背景技術(shù)：
作為食用而生產(chǎn)的農(nóng)作物中的過剩部分可以在一定期間內(nèi)儲(chǔ)備，但是對(duì)于經(jīng)過有效期限的物質(zhì)，不得不將其丟棄。為了減少這樣的丟棄或儲(chǔ)備的庫存，除了食用用途以外，正在摸索有效利用農(nóng)作物的用途。
一直以來，對(duì)作為淀粉類物質(zhì)的農(nóng)作物混合至熱塑性樹脂中的淀粉混合樹脂組合物進(jìn)行成形加工而使用。而且，在以往的制造淀粉混合樹脂組合物的技術(shù)中，為了抑制由于混合淀粉類物質(zhì)而產(chǎn)生的成形品的機(jī)械強(qiáng)度或美觀的降低，必須進(jìn)行如下處理。即，所混合的淀粉類物質(zhì)是為了提高與熱塑性樹脂的親和性和分散性而將農(nóng)作物細(xì)粉碎得到的，或者是由農(nóng)作物提取淀粉成分的物質(zhì)(例如專利文獻(xiàn)1)。
專利文獻(xiàn)1日本專利特開2004-2613號(hào)公報(bào)(0046段～0050段)發(fā)明內(nèi)容發(fā)明要解決的課題但是，在現(xiàn)有技術(shù)中，因?yàn)樗旌系牡矸垲愇镔|(zhì)需要上述那樣麻煩的前處理，因此制造成本提高，不能在大量處理過剩的農(nóng)作物的同時(shí)廉價(jià)地提供淀粉混合樹脂組合物。
此外，對(duì)于利用現(xiàn)有的淀粉混合樹脂組合物制成的成形品，被指出了以下質(zhì)量方面的問題。
第一，淀粉類物質(zhì)具有下列問題通常吸濕性高，因此混合到熱塑性樹脂中形成成形品之后，也會(huì)通過吸濕而膨脹，因此，該成形品的諸項(xiàng)性質(zhì)缺乏長期穩(wěn)定性(尺寸穩(wěn)定性等)。此外，還具有以下問題如果將這樣的淀粉混合樹脂組合物的成形品浸泡在水溶液中，淀粉成分就會(huì)溶出而在表面產(chǎn)生粘液。
第二，如果對(duì)現(xiàn)有的淀粉混合樹脂組合物進(jìn)行拉伸加工而制成薄膜狀，就會(huì)使薄膜的膜厚不均勻，以淀粉粒為起點(diǎn)容易發(fā)生龜裂，破壞手感或美觀，或者成形后的機(jī)械特性明顯下降。因此，具有下列問題難以得到高質(zhì)量的薄膜成形品，尤其如果將薄膜薄層化，明顯表現(xiàn)出上述不理想的性質(zhì)。
這是由于在淀粉混合樹脂組合物中淀粉粒沒有均勻地分散，或者其粒徑與薄膜的厚度相比相對(duì)較大。但是，利用上述方法(粉碎或成分提取)將淀粉類物質(zhì)制成細(xì)的淀粉粒是有限度的。另外，熱塑性樹脂(例如聚烯烴類樹脂等)和淀粉類物質(zhì)(例如米等)通常親和性差，因此，即使被前處理成細(xì)的淀粉粒，投入到熱流動(dòng)的熱塑性樹脂中之后，淀粉粒仍具有容易凝聚的性質(zhì)。因此，現(xiàn)有的淀粉混合樹脂組合物并沒有照顧到上述不理想的性質(zhì)，從而不能獲得高質(zhì)量的薄膜的薄膜成形品。
本發(fā)明是以解決上述問題為課題而進(jìn)行的，其目的在于可以在熱塑性樹脂的基體中微細(xì)地分散并混合淀粉類物質(zhì)，進(jìn)而提供高質(zhì)量的淀粉混合樹脂組合物和與此相關(guān)的技術(shù)。
解決課題的手段本發(fā)明是為了達(dá)到上述目的而發(fā)明的。
第1項(xiàng)發(fā)明是淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，以下述物質(zhì)為主要原料5～95重量份的熱塑性樹脂(X)、95～5重量份的淀粉類物質(zhì)(Y)、以及相對(duì)于總計(jì)100重量份的(X)(Y)成分為0.2～20重量份的、提高所述熱塑性樹脂(X)和所述淀粉類物質(zhì)(Y)的界面的親和性的相容劑(Z)。
第2項(xiàng)發(fā)明是一種淀粉混合樹脂組合物的制造方法，其特征在于，包括下列工序原料投入工序，將至少含有熱塑性樹脂(X)和含水分的淀粉類物質(zhì)(Y)的起始原料，投入到溫度調(diào)整為140℃以下的混煉擠壓裝置的原料投入部；熱流動(dòng)化處理工序，將所投入的上述起始原料搬送到被調(diào)整為壓力高于大氣壓且溫度為所述熱塑性樹脂(X)熱流動(dòng)的高溫的高溫高壓部，形成含水熱流體，并且所含有的上述淀粉類物質(zhì)(Y)的至少一部分糊化而形成糊化淀粉；分散處理工序，在相同的高溫、高壓下混煉上述含水熱流體，使所述淀粉類物質(zhì)(Y)的殘余部分糊化，并且所生成的糊化淀粉被粉碎成淀粉粒，該淀粉粒分散于上述含水熱流體的整體中而形成淀粉分散熱流體；脫水處理工序，將所述淀粉分散熱流體搬送到被調(diào)整為壓力在大氣壓以下的低壓且溫度為所述淀粉分散熱流體熱流動(dòng)的高溫的脫氣部，所述淀粉分散熱流體中所含的水分蒸發(fā)而形成無水熱流體；排出工序，從所述混煉擠壓裝置的排出口排出該無水熱流體；成形工序，所排出的上述無水熱流體在喪失熱流動(dòng)性的低溫下凝固而被成形。
發(fā)明效果通過本發(fā)明涉及的淀粉混合樹脂組合物、其成形品及其制造方法，能夠起到以下所示的優(yōu)異效果。
即，淀粉混合樹脂組合物是淀粉類物質(zhì)(Y)微細(xì)且均勻地分散在形成基體的熱塑性樹脂(X)中，因而，機(jī)械特性和外觀優(yōu)異。特別是，如果由該淀粉混合樹脂組合物制造薄膜成形品，能夠制得具有與使用100％的熱塑性樹脂(X)的情況幾乎相同的質(zhì)量的薄膜成形品。
另外，由于利用相容劑(Z)對(duì)淀粉類物質(zhì)(Y)進(jìn)行了化學(xué)處理，熱塑性樹脂組合物的成形品顯示出長期穩(wěn)定的性質(zhì)。因此，能夠提高所混合的淀粉類物質(zhì)(Y)的比例，從而能夠大量地有效利用過剩生產(chǎn)的農(nóng)作物，并能夠減少由化石燃料生成的熱塑性樹脂(X)的用量。另外，含有淀粉混合樹脂組合物的成形品即使進(jìn)行焚燒處理，燃燒熱和二氧化碳的產(chǎn)生量也很少，并且由于具有生物降解性，因而即使進(jìn)行掩埋處理也能夠被100％分解，非常有助于地球環(huán)境的保護(hù)。


表示制造本實(shí)施方式涉及的淀粉混合樹脂組合物(顆粒)的造粒裝置的整體立體圖。
(a)表示本實(shí)施方式中使用的雙軸混煉擠壓裝置的側(cè)面截面圖，(b)表示水平截面圖。
(a)是對(duì)設(shè)置在混煉螺桿上的葉片的疊層體進(jìn)行放大顯示的俯視圖，(b)是從圓筒的軸垂直方向觀察的圖。
表示安裝在相鄰的混煉螺桿上的一對(duì)葉片的運(yùn)轉(zhuǎn)的圖，(a)～(e)分別表示混煉螺桿向相同方向各旋轉(zhuǎn)45°時(shí)的狀態(tài)。
表示制造本實(shí)施方式的薄膜成形品的充氣成形裝置的主視圖。
符號(hào)說明20雙軸混煉擠壓裝置(混煉擠壓裝置)28排出口30混煉螺桿40熱輥42間隙60充氣成形裝置
A原料投入工序B熱流動(dòng)化處理工序B1升溫工序B2糊化工序C分散處理工序D，F(xiàn) 脫水處理工序E化學(xué)反應(yīng)工序G排出工序H微?；ば騃成形工序J混煉工序K拉伸工序P含水熱流體Q淀粉分散熱流體R無水熱流體具體實(shí)施方式
下面詳細(xì)地描述本發(fā)明的實(shí)施方式。
作為形成本發(fā)明的淀粉混合樹脂組合物的基體的原料而使用的熱塑性樹脂(X)，可以代表性地列舉出低密度聚乙烯(LDPE)、高密度聚乙烯(HDPE)或聚丙烯(PP)等聚烯烴樹脂，或者乙烯-乙酸乙烯共聚物(EVA)或乙烯-丙烯酸乙酯共聚物(EEA)等乙烯類共聚物。
此外，還可以使用聚碳酸酯樹脂(PC)、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯樹脂(PET)、丙烯腈·丁二烯·苯乙烯(ABS)等，只要是具有通過加熱而熱流動(dòng)的性質(zhì)的樹脂，都可以使用而沒有特殊限制。另外，這些熱塑性樹脂還可以將二種以上混合使用。
另外，如果使用具備生物降解性的聚烯烴、聚酯、聚乳酸(PLA)、聚丁烯琥珀酸酯(PBS)、聚己內(nèi)酯(PCL)、聚羥基丁酸酯(PHB)、聚乙烯醇(PVA)及其共聚物、聚酰胺(PA)、乙酸纖維素、聚天門冬氨酸、多糖類衍生物等物質(zhì)作為熱塑性樹脂(X)，能夠制得具有被掩埋丟棄后全部還原成土的性質(zhì)、并且在環(huán)境保護(hù)方面合適的淀粉混合樹脂組合物。另外，使用被賦予テグラノボン(商標(biāo))或マクロテク·リサ一チ公司(美國)的ECMマスタ一バツチ(商品名)等提供生物降解性的添加劑的上述熱塑性樹脂(X)，從環(huán)境保護(hù)的觀點(diǎn)來看，同樣也是合適的。
作為混合到本發(fā)明的淀粉混合樹脂組合物中的原料而使用的淀粉類物質(zhì)(Y)，可以列舉米、小麥、玉米、馬鈴薯、甘薯、木薯等，只要是含有淀粉的農(nóng)作物都可以使用，而沒有限制。另外，這些淀粉類物質(zhì)(Y)可以在儲(chǔ)備時(shí)的通常狀態(tài)下直接使用，或在經(jīng)過洗滌、除去外皮等不含淀粉的部分、切割成適當(dāng)尺寸等簡單前處理的狀態(tài)下使用。
另外，用作原料的淀粉類物質(zhì)(Y)進(jìn)一步優(yōu)選在施加了這樣的簡單的前處理后，按照以下要領(lǐng)進(jìn)行α化處理。即，構(gòu)成淀粉類物質(zhì)(Y)的淀粉起初具有晶體結(jié)構(gòu)(β結(jié)構(gòu))，但是如果在適量的水分存在下置于溫度為70℃以上的環(huán)境中，該β結(jié)構(gòu)就會(huì)瓦解而變成非晶結(jié)構(gòu)(α結(jié)構(gòu))。像這樣生的淀粉通過在含水分的條件下加熱，從而由β結(jié)構(gòu)變成α結(jié)構(gòu)的現(xiàn)象稱為糊化。該糊化了的淀粉類物質(zhì)(Y)的顯示α結(jié)構(gòu)的淀粉粒與起初被加熱狀態(tài)(生的狀態(tài))的β結(jié)構(gòu)的情況相比，處于在熱流動(dòng)的熱塑性樹脂(X)中以淀粉分子水平分解而容易微細(xì)地均勻分散的狀態(tài)。
作為這樣的使具有β結(jié)構(gòu)的淀粉變成α結(jié)構(gòu)的具體處理，可以列舉浸泡在水中煮沸、或者用水蒸汽蒸這樣的、通常供于食用時(shí)進(jìn)行的施加熱處理的方法。
普遍都知道具有α結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)的淀粉如果在含有水分的狀態(tài)下低溫放置，隨著時(shí)間的推移，觀測到返回至原來的β結(jié)構(gòu)的晶體狀態(tài)的現(xiàn)象(稱為老化)。另一方面，已知如果從具有α結(jié)構(gòu)的非晶態(tài)的淀粉中除去水分，則其后即使在低溫下長期放置，淀粉會(huì)仍然維持α結(jié)構(gòu)而不會(huì)可逆地轉(zhuǎn)換到β結(jié)構(gòu)(不老化)。
因此，作為本發(fā)明原料而使用的淀粉類物質(zhì)(Y)是淀粉結(jié)構(gòu)為α結(jié)構(gòu)(非晶結(jié)構(gòu))的物質(zhì)，因而包括含水分的狀態(tài)和不含水分(脫水)的狀態(tài)兩個(gè)狀態(tài)。不論哪種狀態(tài)，只要混合到熱塑性樹脂(X)中的淀粉類物質(zhì)(Y)的淀粉結(jié)構(gòu)是α結(jié)構(gòu)(非晶結(jié)構(gòu))，在進(jìn)行后述的混煉處理時(shí)，淀粉的分子鏈會(huì)在熱塑性樹脂(X)的基體中解開而容易微細(xì)地分散。這是混合淀粉結(jié)構(gòu)為β結(jié)構(gòu)(晶體結(jié)構(gòu))的非加熱的淀粉類物質(zhì)(Y)的情況下所不能獲得的效果。
制造脫水的α結(jié)構(gòu)的淀粉類物質(zhì)(Y)的方法，具體地講，是在水分的存在下進(jìn)行加熱使之糊化后，直接利用真空裝置對(duì)氣氛進(jìn)行減壓。如果使用這樣脫水的α結(jié)構(gòu)的淀粉類物質(zhì)(Y)，由于不易老化，因而可以以單體長期保存淀粉類物質(zhì)(Y)，有助于淀粉混合樹脂組合物的制造時(shí)間的縮短和制造成本的削減。
另外，在上述將具有β結(jié)構(gòu)的淀粉變成α結(jié)構(gòu)時(shí)使用的水中可以溶解海藻糖。其效果如下例如，當(dāng)使用米作為淀粉類物質(zhì)(Y)時(shí)，通過將海藻糖水溶液含浸到生米中，能夠得到海藻糖抑制米的脂質(zhì)成分分解的效果，并能夠抑制所制造的米混合熱塑性樹脂組合物隨時(shí)間的劣化。其理由被認(rèn)為是由于海藻糖覆蓋米成分，從而具有保護(hù)脂肪酸不被氧化分解的效果。
這樣的效果在一般的淀粉類物質(zhì)(Y)中都能夠發(fā)揮，而并不限于米，另外，作為具有這樣的效果的物質(zhì)，除了上述海藻糖以外，還可以列舉鹽、蔗糖、抗氧化劑、蛋白質(zhì)分解促進(jìn)劑、纖維素分解促進(jìn)劑等。另外，通過混合在水中添加這些物質(zhì)而轉(zhuǎn)換成α結(jié)構(gòu)的淀粉類物質(zhì)(Y)，還能夠獲得防止所制造的淀粉混合樹脂組合物特有的臭氣、焦化、帶色的效果。
上面，關(guān)于作為原料混合的淀粉類物質(zhì)(Y)，對(duì)使用已實(shí)施了α化處理的物質(zhì)的情況進(jìn)行了說明，在后述的制造方法中，還可以使用含水分的具有β結(jié)構(gòu)的淀粉類物質(zhì)(Y)。
具體地講，將生米在水中浸泡規(guī)定時(shí)間，進(jìn)行控水，然后與熱塑性樹脂(X)一起投入混煉機(jī)，在熱塑性樹脂(X)的熱流動(dòng)溫度下進(jìn)行混煉。該熱流動(dòng)溫度(通常是100～200℃)對(duì)于將生米的淀粉結(jié)構(gòu)由β結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成α結(jié)構(gòu)來說是足夠的溫度，因此，在混煉過程中生米被α化處理。像這樣，生米轉(zhuǎn)變成α結(jié)構(gòu)之后，如上所述，淀粉的分子鏈解開，微細(xì)化并且分散到熱塑性樹脂(X)的基體中。另外，關(guān)于該制造過程，將在后面參照附圖進(jìn)行詳述。
在此，為了加熱β結(jié)構(gòu)的生米而變成α化結(jié)構(gòu)，期望水分含量為17％以上，為此浸泡在水中的時(shí)間必需為5分鐘以上。另外，例如，關(guān)于馬鈴薯那樣的自身含有使淀粉變成α結(jié)構(gòu)所需足夠水分的淀粉類物質(zhì)(Y)，能夠直接投入混煉機(jī)而無需像米那樣浸泡在水中的處理。
作為本發(fā)明的原料而使用的相容劑(Z)，可以使用飽和羧酸、不飽和羧酸或其衍生物、以不飽和羧酸或其衍生物改性的熱塑性樹脂(X)、以及以不飽和羧酸或其衍生物改性的淀粉類物質(zhì)(Y)。此外，還可以使用油改性醇酸樹脂或其衍生物、加工淀粉或其衍生物。
作為飽和羧酸，可以列舉琥珀酸酐、琥珀酸、鄰苯二甲酸酐、鄰苯二甲酸、四氫化鄰苯二甲酸酐、己二酸酐等。作為不飽和羧酸，可以列舉馬來酸酐、馬來酸、降冰片烯二酸酐、衣康酸酐、衣康酸、檸康酸酐、檸康酸、巴豆酸、異巴豆酸、中康酸、當(dāng)歸酸、山梨酸、丙烯酸等。作為飽和羧酸或不飽和羧酸的衍生物，可以使用飽和羧酸或不飽和羧酸的金屬鹽、酰胺、酰亞胺、酯等。另外還可以使用以不飽和羧酸或其衍生物改性的熱塑性樹脂(X)、以及以不飽和羧酸或其衍生物改性的淀粉類物質(zhì)(Y)。這可以通過在溶劑存在下或不存在下，對(duì)熱塑性樹脂(X)或淀粉類物質(zhì)(Y)、不飽和羧酸或其衍生物、以及自由基產(chǎn)生劑進(jìn)行加熱混合而制得。不飽和羧酸或其衍生物的加成量為0.1～15重量％，特別優(yōu)選為1～10重量％。作為本發(fā)明中使用的相容劑(Z)，優(yōu)選以無臭氣、酸性小的不飽和羧酸或其衍生物改性的熱塑性樹脂、以及以其衍生物改性的淀粉類物質(zhì)。
將本發(fā)明中使用的相容劑(Z)和淀粉類物質(zhì)(Y)混合并在100℃～200℃下進(jìn)行加熱，則通過下式所示的酯化反應(yīng)而化學(xué)鍵合。通過這樣，在淀粉類物質(zhì)(Y)中，親水性高的羥基被取代為酯基，從而起到抑制淀粉類物質(zhì)(Y)的吸濕性的作用。進(jìn)一步，還帶來下列效果使在熱塑性樹脂(X)和淀粉類物質(zhì)(Y)的界面的粘合性良好，降低混煉溫度下的熱塑性樹脂組合物的粘性，提高通過各種成形而得到的成形品的機(jī)械強(qiáng)度。
而且，相對(duì)于總計(jì)100重量份的熱塑性樹脂(X)和淀粉類物質(zhì)(Y)，淀粉類物質(zhì)(Y)的混合量其上限是95重量份、下限是5重量份。之所以將上限定為95重量份，是因?yàn)槿绻麑⒌矸垲愇镔|(zhì)(Y)的混合量增加到95重量份以上，米混合熱塑性樹脂組合物的基體由淀粉類物質(zhì)(Y)形成，所制造的成形品的機(jī)械特性變差。之所以將下限定為5質(zhì)量份，這是由于如果是5重量份以下，則不能大量處理過剩的農(nóng)作物。
另外，相容劑(Z)的較佳混合量是通過實(shí)驗(yàn)求得的值，相對(duì)于總計(jì)100重量份的(X)(Y)成分，在0.2～20重量份的范圍是合適的。
但是，本發(fā)明是以淀粉混合熱塑性樹脂組合物及其成形體維持作為產(chǎn)品所期望的性質(zhì)、并且在上述范圍內(nèi)以盡可能高的比例混合淀粉類物質(zhì)(Y)的技術(shù)。由此，能夠有效地大量處理難以處理的過剩庫存的農(nóng)作物，同時(shí)能夠減少由化石燃料制造的熱塑性樹脂(X)的用量。此外，以高比例混合淀粉類物質(zhì)(Y)的淀粉混合熱塑性樹脂的成形品，即使在使用后進(jìn)行焚燒處理也由于碳作為殘留物殘留，因而燃燒熱或二氧化碳的產(chǎn)生量少，非常有利于地球環(huán)境的保護(hù)。另外，即使是進(jìn)行掩埋處理的情況下，還原成土的還原率高，對(duì)環(huán)境也是有利的。
制造方法下面，一邊參照附圖，一邊描述本發(fā)明涉及的淀粉混合樹脂組合物的制造方法。這里給出的是使用熱塑性樹脂(X)、淀粉類物質(zhì)(Y)和相容劑(Z)以上述混合量混合而成的原料的顆粒(淀粉混合樹脂組合物)的制造方法的實(shí)施方式。
其中，作為起始原料的熱塑性樹脂(X)是一般市售的聚乙烯的顆粒，淀粉類物質(zhì)(Y)是將生米(具有β結(jié)構(gòu))在自來水(15℃)中浸泡規(guī)定時(shí)間后，利用離心分離機(jī)進(jìn)行控水處理的物質(zhì)(以下稱為經(jīng)含水處理的生米)。
圖1是作為制造本實(shí)施方式涉及的淀粉混合樹脂組合物(顆粒51)的一個(gè)例子而給出的造粒裝置的整體立體圖。
造粒裝置10由以下裝置構(gòu)成投入作為淀粉混合樹脂組合物的起始原料的熱塑性樹脂(X)和淀粉類物質(zhì)(Y)(經(jīng)含水處理的生米)后，使之熱流動(dòng)化而混煉的雙軸混煉擠壓裝置20、將該混煉所需的驅(qū)動(dòng)力提供給雙軸混煉擠壓裝置20的驅(qū)動(dòng)部22、使混煉后由排出口28擠出的熱流體通過而對(duì)所含有的淀粉粒進(jìn)行微細(xì)化的熱輥40、將通過了該熱輥40的熱流體切細(xì)并使其變硬而形成顆粒51、51......的側(cè)面熱切割裝置50。
利用附圖2來描述雙軸混煉擠壓裝置20。其中，圖2(a)表示雙軸混煉擠壓裝置20的側(cè)面截面圖，(b)表示水平截面圖。
雙軸混煉擠壓裝置20，由具有中空形狀的圓筒21構(gòu)成外周部，在圓筒21的中空內(nèi)部配置有通過驅(qū)動(dòng)部22的驅(qū)動(dòng)力向相同方向咬合旋轉(zhuǎn)的2根混煉螺桿30、30。而且，在雙軸混煉擠壓裝置20的設(shè)有驅(qū)動(dòng)部22的最上游處設(shè)置有用以投入起始原料的料斗23。此外，在該料斗23的開口上方設(shè)置有將起始原料的熱塑性樹脂(X)送入料斗23的進(jìn)料罐23a和將同樣作為起始原料的經(jīng)含水處理的生米(淀粉類物質(zhì)(Y))送入料斗23的進(jìn)料罐23b。
于是，作為起始原料的熱塑性樹脂(X)和淀粉類物質(zhì)(Y)(經(jīng)含水處理的生米)分別由進(jìn)料罐23a和進(jìn)料罐23b送入料斗23，并使其成為上述規(guī)定的混合比例。另外，當(dāng)混合相容劑(Z)時(shí)，可以在向該料斗23投入的過程中混合，也可以在后續(xù)過程中混合。
如圖1所示，為了使用造粒裝置10制得淀粉混合樹脂組合物(顆粒51、51...)，必須依次經(jīng)過以原料投入工序A、熱流動(dòng)化處理工序B、分散處理工序C、脫水處理工序D，F(xiàn)、化學(xué)反應(yīng)工序E、排出工序G、微粒化工序H、成形工序I表示的多個(gè)工序。而且，如圖2所示，這些工序中的A～F是在雙軸混煉擠壓裝置20的長度方向以規(guī)定間距設(shè)置的多個(gè)分區(qū)內(nèi)進(jìn)行的。
其中，原料投入工序A(參照?qǐng)D1)是在以原料投入部(低溫部)a(參照?qǐng)D2)表示的雙軸混煉擠壓裝置20的一個(gè)分區(qū)內(nèi)，從料斗23投入淀粉混合樹脂組合物的起始原料(至少是熱塑性樹脂(X)、經(jīng)含水處理的生米(淀粉類物質(zhì)(Y))的混合物)的工序。這些起始原料是通過在向相同方向旋轉(zhuǎn)的混煉螺桿30、30的表面上以規(guī)定間隔的螺距設(shè)置成螺旋狀的翼部31而被轉(zhuǎn)移到在下游側(cè)相鄰的升溫部b1。但是，該原料投入部(低溫部)a被調(diào)節(jié)至溫度T1為140℃以下(優(yōu)選為100℃以下)的低溫，因此，在所投入的生米(淀粉類物質(zhì)(Y))中含有的水分在原料投入工序A中其大部分不會(huì)立刻蒸發(fā)。
接著，熱流動(dòng)化處理工序B(參照?qǐng)D1)進(jìn)一步分為升溫工序B1和糊化工序B2。其中，升溫工序B1是一邊將起始原料(至少含有熱塑性樹脂(X)、經(jīng)含水處理的生米(淀粉類物質(zhì)(Y))的混合物)從以升溫部b1(參照?qǐng)D2)表示的雙軸混煉擠壓裝置20的一個(gè)分區(qū)的上游轉(zhuǎn)移到下游，一邊從溫度T1升溫至熱塑性樹脂(X)熱流動(dòng)的熱流動(dòng)溫度T2(優(yōu)選為120℃～200℃)的工序。
另外，下面，為了表示雙軸混煉擠壓裝置20的各分區(qū)(a～f)的溫度，出現(xiàn)了“熱流動(dòng)溫度T2”這種記載，它是指原料熱流動(dòng)的溫度，是具有一定的幅度的，作為各分區(qū)(a～f)的溫度而給出的熱流動(dòng)溫度T2并不是全部都相同的溫度。當(dāng)然，各分區(qū)(a～f)的設(shè)定溫度應(yīng)當(dāng)適當(dāng)選擇成使各個(gè)工序最優(yōu)化的溫度。
糊化工序B2(參照?qǐng)D1)是在以高溫高壓部(弱混煉部)b2(參照?qǐng)D2)表示的雙軸混煉擠壓裝置20的一個(gè)分區(qū)，使作為原料投入的米發(fā)生糊化的工序。該高溫高壓部(弱混煉部)b2從上游到下游都保持在熱流動(dòng)溫度T2。進(jìn)一步，對(duì)于相應(yīng)的混煉螺桿30、30的表面的設(shè)置成螺旋狀的翼部32、32......的螺距，將其設(shè)置成比上游側(cè)翼部31、31......的螺距更窄。通過這樣，在高溫高壓部b2，螺距變窄，原料所占有的空間變小，進(jìn)一步原料整體進(jìn)行熱流動(dòng)，因此，原料被微弱地混煉。而且，于高溫高壓部b2的圓筒21的內(nèi)側(cè)面完全阻斷了外部氣體，而且處于上游、下游側(cè)都被原料密封著的狀態(tài)，因此可以認(rèn)為高溫高壓部b2的內(nèi)部處于密閉狀態(tài)，形成比大氣壓更高壓的氣氛。在高溫高壓部b2中，暴露在這樣的高壓氣氛下的水即使在高溫(100℃以上)下也不會(huì)氣化，仍然能以液體的狀態(tài)存在。而且，在這樣高溫的熱流動(dòng)溫度T2的水中浸泡著的生米在短時(shí)間內(nèi)發(fā)生糊化而從β結(jié)構(gòu)變成α結(jié)構(gòu)。
在高溫高壓部b2的內(nèi)部，即使是熱流動(dòng)溫度T2(通常是120℃～200℃)的高溫，水仍然作為液體而大量地存在，從而能夠在短時(shí)間內(nèi)使生米的淀粉結(jié)構(gòu)從β結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)換成α結(jié)構(gòu)。在該糊化工序B2中，原料在高溫、高壓的氣氛下，含有大量的水而進(jìn)行熱流動(dòng)化，形成含水熱流體P。該含水熱流體P中所包含的生米(淀粉類物質(zhì)(Y))能夠在混煉過程中在短時(shí)間內(nèi)被糊化。
接著，分散處理工序C(參照?qǐng)D1)是在以第1強(qiáng)混煉部c(參照?qǐng)D2)表示的雙軸混煉擠壓裝置20的一個(gè)分區(qū)，對(duì)含水熱流體P中所含的糊化了的米(糊化淀粉)進(jìn)行粉碎使之分散的工序。該第1強(qiáng)混煉部c從上游到下游都保持在熱流動(dòng)溫度T2。而且，在混煉螺桿30、30的相應(yīng)部分上設(shè)置有多個(gè)葉片33、33......。
其中，圖3(a)是放大顯示設(shè)置在混煉螺桿30、30(參照?qǐng)D2)上的葉片33、33......的疊層體的俯視圖，(b)是從圓筒21的軸垂直方向觀察的圖。
下面描述葉片33、33......的結(jié)構(gòu)和運(yùn)行。
這些葉片33、33......是在相鄰的混煉螺桿30、30彼此之間，旋轉(zhuǎn)相位相互錯(cuò)開90°地固定，此外，在混煉螺桿30、30的長度方向上依次錯(cuò)開45°地固定。
圖4是表示安裝在相鄰的混煉螺桿30、30上的一對(duì)葉片33、33......的運(yùn)行的圖，(a)～(e)分別表示混煉螺桿30、30向相同方向各旋轉(zhuǎn)45°時(shí)的狀態(tài)。
由圖4可知位于以A、B、C表示的區(qū)域的混煉物隨著混煉螺桿30、30的旋轉(zhuǎn)，圍繞圓筒21的內(nèi)圓周被強(qiáng)烈混煉(強(qiáng)混煉)。在此，回到淀粉混合樹脂組合物的制造工序繼續(xù)描述，在高溫高壓部b2，生米糊化(從β結(jié)構(gòu)變成α結(jié)構(gòu))而轉(zhuǎn)移至第1強(qiáng)混煉部c，糊化的米(淀粉類物質(zhì)(Y))顯示出凝膠狀態(tài)，因此通過強(qiáng)混煉，淀粉的分子鏈會(huì)解開，淀粉粒在分子水平上微細(xì)化，從而分散于熱塑性樹脂(X)的基體中(淀粉分散熱流體Q)。
這樣糊化了的(具有α結(jié)構(gòu))淀粉容易微細(xì)化，這是由于其分子結(jié)構(gòu)具有非晶結(jié)構(gòu)，在分子鏈水平上具有容易解散的性質(zhì)。另外，第1強(qiáng)混煉部c的內(nèi)部壓力保持在高于大氣壓的高壓，因此，在高溫高壓部b2內(nèi)未被糊化的生米的殘留部分在這里完全被糊化，同樣地微細(xì)化而分散。這樣，將淀粉粒微細(xì)化至分子水平來分散的事情，根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)中所述的微細(xì)粉碎β結(jié)構(gòu)的淀粉類物質(zhì)的方法是不可能實(shí)現(xiàn)的。
接下來脫水處理工序D(參照?qǐng)D1)是在作為第1脫氣部d(參照?qǐng)D2)表示的雙軸混煉擠壓裝置20的一個(gè)分區(qū)內(nèi)從淀粉分散熱流體Q除去水分而形成無水熱流體R的工序。而且，第1脫氣部d保持在熱流動(dòng)溫度T2。在該第1脫氣部d的圓筒21的頂面部位上設(shè)置有與大氣相通的開式通氣口25、25。通過存在該開式通氣口25、25，第1脫氣部d的內(nèi)部壓力成為大氣壓水平，從上游一側(cè)的第1強(qiáng)混煉部c轉(zhuǎn)移來的淀粉分散熱流體Q暴露于壓力急劇下降的環(huán)境。因此，原料所含的水分快速地氣化，從開式通氣口25、25排出至外部，從而形成無水熱流體R。
像這樣，在脫水處理工序(D)中，淀粉類物質(zhì)(Y)所含的有助于糊化的水完成其任務(wù)而被排出。這是由于水分對(duì)于作為最終產(chǎn)品的淀粉混合樹脂組合物來說是無用的成分。
接下來化學(xué)反應(yīng)工序E(參照?qǐng)D1)是在作為第2強(qiáng)混煉部e(參照?qǐng)D2)表示的雙軸混煉擠壓裝置20的一個(gè)分區(qū)內(nèi)，使根據(jù)需要作為原料而投入的相容劑(Z)發(fā)生化學(xué)變化，提高熱塑性樹脂(X)和淀粉類物質(zhì)(Y)的親和性，提高分散度的工序。該第2強(qiáng)混煉部e保持在熱流動(dòng)溫度T2，通過此處的無水熱流體R再次被強(qiáng)烈混煉(強(qiáng)混煉)，從而進(jìn)一步使糊化淀粉的淀粉粒微細(xì)化。此外，所添加的相容劑(Z)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，對(duì)通常的顯示親水性的淀粉類物質(zhì)(Y)和顯示疏水性的熱塑性樹脂(X)的界面的低親和性進(jìn)行了改善，從而提高分散性。
接下來脫水處理工序F(參照?qǐng)D1)是在作為第2脫氣部f(參照?qǐng)D2)表示的雙軸混煉擠壓裝置20的一個(gè)分區(qū)內(nèi)，通過強(qiáng)制排氣裝置27進(jìn)一步除去殘留于無水熱流體R中的水分的工序。在該第2脫氣部f的圓筒21的頂部設(shè)置有與大氣相通的真空通氣口26，在這里設(shè)置有強(qiáng)制排氣裝置27。通過驅(qū)動(dòng)該強(qiáng)制排氣裝置27，內(nèi)部壓力變成大氣壓以下，在脫水處理工序D中未被排出的水分的殘留部分從無水熱流體R排出。
接下來，在排出工序G(參照?qǐng)D1)中，無水熱流體R從圓筒21的最下游端的縮小了口徑的排出口28排出。
接著，在微?；ば騂中，所排出的無水熱流體R通過熱輥40，淀粉粒被進(jìn)一步微細(xì)化。將一對(duì)輥41、41配置成長度方向的中心軸相互平行，以其中心軸為中心旋轉(zhuǎn)。這些一對(duì)圓筒形狀的輥41、41形成的間隙42根據(jù)目標(biāo)淀粉粒的尺寸進(jìn)行適當(dāng)調(diào)節(jié)。另外，通過試驗(yàn)來確定輥41、41的旋轉(zhuǎn)的方向和速度，從而使得最大限度地發(fā)揮淀粉粒的微細(xì)化效果。進(jìn)一步，該一對(duì)輥41、41整體被容納在加熱爐43內(nèi)，使其能夠?qū)⒈砻娴臏囟染S持在熱流動(dòng)溫度T2。
另外，在圖1中，熱輥40由一對(duì)輥41、41構(gòu)成，但并不限于這樣的結(jié)構(gòu)，例如，還可以通過一個(gè)旋轉(zhuǎn)的輥和平面板構(gòu)成。即，熱輥40是在一個(gè)旋轉(zhuǎn)的輥41的圓周面和其他物體表面形成的間隙42中通過無水熱流體R，使所含淀粉粒被圓周面壓碎或被剪切力破壞而進(jìn)一步微細(xì)化。
接下來成形工序I能夠采取各種實(shí)施方式，在圖1中示出利用通常使用的側(cè)面熱切割裝置50，對(duì)作為淀粉混合樹脂組合物的顆粒51、51......進(jìn)行造粒的工序。
另外，在圖1中，通過熱輥40之后，利用側(cè)面熱切割裝置50進(jìn)行細(xì)切割處理，但是，也可以不通過該熱輥40而直接從雙軸混煉擠壓裝置20的排出口28直接引出無水熱流體R進(jìn)行細(xì)切割處理。
在以上的淀粉混合樹脂組合物的制造方法中，所混合的相容劑(Z)還可以在圖1所示的原料投入工序A中混合，另外，也可以在其他工序B～E過程的任一工序中從未圖示的投放口混合。另外，即使不混合相容劑(Z)，也可以發(fā)揮淀粉混合樹脂組合物的制造方法的固有效果。
上述描述是通過列示經(jīng)含水處理的生米，詳細(xì)地說明原料淀粉類物質(zhì)(Y)是β結(jié)構(gòu)并含水的情況的優(yōu)選的淀粉混合樹脂組合物的制造方法。因此，在上述制造方法中可以應(yīng)用的淀粉類物質(zhì)(Y)并不限于經(jīng)含水處理的生米，例如，還可以直接使用最初就含有α化處理所需的足夠水分的玉米或馬鈴薯等。
另外，本發(fā)明的淀粉混合樹脂組合物并不限于圖1所示的雙軸混煉擠壓裝置就可制造。尤其在使用事先α化處理的淀粉的淀粉類物質(zhì)(Y)時(shí)，以熱塑性樹脂(X)和相容劑(Z)為主要原料的同時(shí)，以一般的裝置(例如攪拌機(jī)、捏合機(jī)、混煉輥、班伯里混煉機(jī)、單軸或雙軸擠壓機(jī))加熱混煉而制得。
此時(shí)的加熱混煉是在一般的條件下進(jìn)行的，具體地講，以上述適當(dāng)?shù)幕旌狭炕旌蠠崴苄詷渲?X)、淀粉類物質(zhì)(Y)、相容劑(Z)以及根據(jù)需要添加的其他成分(生物降解性賦予劑等)，在130～200℃、20秒～30分鐘條件下對(duì)該混合物加熱混煉。通過經(jīng)過這樣的加熱混煉工序進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，能夠制得具備所需性質(zhì)的淀粉混合樹脂組合物。
即，在熱塑性樹脂(X)的基體中，顯示α結(jié)構(gòu)的淀粉類物質(zhì)(Y)的分子鏈會(huì)解開，而且通過與相容劑(Z)的化學(xué)反應(yīng)而改善其界面，從而擴(kuò)散于基體中。其結(jié)果，淀粉類物質(zhì)(Y)在作為熱流體的熱塑性樹脂(X)的基體中微細(xì)化而均勻地分散。然后，將該熱流體成形為例如顆粒狀而冷卻至室溫，就可制得本發(fā)明涉及的淀粉混合樹脂組合物。
圖5表示成形工序的其它實(shí)施方式，示出利用充氣成形裝置60制得圓筒狀的薄層薄膜成形品的工序。另外，在圖5中，對(duì)于已經(jīng)提到過的結(jié)構(gòu)要素，加上相同符號(hào)而省略說明。
充氣成形是指利用安裝有具有環(huán)狀接頭(模具)61的金屬模的雙軸混煉擠壓裝置20混煉原料(混煉工序J)，將熱流體擠壓成筒狀(排出工序G)，在其中吹入空氣S而進(jìn)行拉伸后(拉伸工序K)，利用冷卻環(huán)66進(jìn)行冷卻，成形為薄層的圓筒狀的薄膜(成形工序I)，利用平衡板65進(jìn)行引導(dǎo)，鉆過夾送輥64抽出內(nèi)部的空氣，經(jīng)過導(dǎo)輥63，利用卷繞裝置62進(jìn)行卷繞的方法。
通過該充氣成形，利用雙軸拉伸形成樹脂薄膜，因此，拉伸強(qiáng)度、抗沖擊性等各機(jī)械性質(zhì)優(yōu)異。此外，充氣成形能夠形成連續(xù)的筒狀薄膜成形品，因此能夠廣泛地應(yīng)用于制造聚乙烯或聚丙烯等熱塑性樹脂的保鮮膜或袋。
通過本發(fā)明涉及的淀粉混合樹脂組合物的薄膜成形品的制造方法，即使在熱流動(dòng)的樹脂的內(nèi)部吹入空氣S而急劇膨脹，也由于淀粉粒被微細(xì)化而均勻地分散，并且不存在該淀粉粒凝聚而形成的粒狀的缺陷部分，因此能夠以均勻、且同樣的膜厚拉伸薄膜。因此，冷卻后，所得到的薄膜成形品就像由100％的熱塑性樹脂(X)形成的那樣，膜厚相等、外觀美麗、即使提高拉伸度也沒有龜裂或針孔等缺陷、而且機(jī)械特性(拉伸強(qiáng)度等)也優(yōu)異。
上面在圖5的描述中，設(shè)想利用在圖2中詳細(xì)地描述的雙軸混煉擠壓裝置20的情況，但使用通用的混煉擠壓裝置20’替代它，也能夠通過熱輥40的存在而發(fā)揮上述薄膜成形品的特定的特性。另外，即使是安裝有通用的混煉擠壓裝置20’的充氣成形裝置60，如果利用以圖1的造粒裝置10造粒的顆粒51、51......，也能夠獲得上述同樣優(yōu)異的特性的薄膜成形品。
以上描述的含有本發(fā)明的淀粉混合樹脂組合物而制造的成形品，在作為構(gòu)成成分的熱塑性樹脂(X)的基體中均勻地分散有微細(xì)化的淀粉類物質(zhì)(Y)，因此，機(jī)械強(qiáng)度，例如拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度等優(yōu)異。這些都是基于通過相容劑(Z)的作用而提高了熱塑性樹脂(X)和淀粉類物質(zhì)(Y)的界面粘合性的效果、以及通過混合顯示α結(jié)構(gòu)的淀粉類物質(zhì)(Y)而在基體中微細(xì)且均勻地分散淀粉的效果而產(chǎn)生的。
此外，本發(fā)明的淀粉混合樹脂組合物在混合各成分物質(zhì)后，在熱塑性樹脂(X)的熔融溫度下進(jìn)行加熱混煉而進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，因此，能夠直接轉(zhuǎn)移至成形品的成形工序。因此，能夠連續(xù)地進(jìn)行生產(chǎn)淀粉混合樹脂組合物的工序和制造成形品的工序，因而能夠降低制造成本。
另外，還可以在5～80重量份的本發(fā)明的淀粉混合樹脂組合物中混合95～20重量份的熱塑性樹脂(X)而進(jìn)行加熱混煉，并在上述范圍內(nèi)任意改變淀粉類物質(zhì)(Y)的混合比例，從而制得淀粉混合樹脂組合物的成形品。
由于可以進(jìn)行這樣的改變，因此，如果事先制造高比例混合淀粉類物質(zhì)(Y)的淀粉混合樹脂組合物而儲(chǔ)備，即使針對(duì)淀粉類物質(zhì)(Y)的混合比例各自不同的多種成形品的小批量生產(chǎn)，也能夠不提高制造成本。
另外，利用本發(fā)明的熱塑性樹脂組合物制造的成形品并不限于上述的薄膜成形品，能夠應(yīng)用于以往以熱塑性樹脂適用或制造的許多領(lǐng)域或產(chǎn)品中。具體地講，能夠適宜應(yīng)用于電絕緣材料、工業(yè)用部件材料、建筑用材料的領(lǐng)域，其中適宜用作住宅材料、建筑材料、家電產(chǎn)品的原料。
此外，作為該成形品的具體例子，除了上述薄膜之外，可以列舉碟、餐具類、揚(yáng)聲器、浴具地板底、桶、馬桶座圈、廚柜、立體廚柜、護(hù)墻板、門材料、柜臺(tái)、窗框、隔音板、擱板、土建木材、立柱、結(jié)構(gòu)材料、廚房材料、床、浴室、地板、鋼琴風(fēng)琴的鋼板彈簧主片、房屋天花板材料等。
實(shí)施例下面描述本發(fā)明的實(shí)施例。其中，例示出使用經(jīng)含水處理的生米作為淀粉類物質(zhì)(Y)的情況。另外，針對(duì)使用不進(jìn)行這樣的含水處理的生米的情況作為比較例而給出數(shù)據(jù)。
表1表示改變生米在水中浸泡的時(shí)間時(shí)的水分含有率、以及由混合了這樣處理的生米的淀粉混合樹脂組合物制得的薄膜成形品的外觀、以及機(jī)械特性(拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù))的結(jié)果。另外，在表中還記載了不在水中浸泡生米而直接混合的情況的比較例?？梢灾琅c該比較例相比，浸泡于自來水中的實(shí)施例都顯示出優(yōu)異的結(jié)果。而且，生米在水中的浸泡時(shí)間越長，得到的結(jié)果越好。
另外，雖然未示出數(shù)據(jù)，但是在使用煮生米而使淀粉成為α結(jié)構(gòu)的情況下，也能夠得到與120分鐘浸泡數(shù)據(jù)相同的結(jié)果。
表1所示的試驗(yàn)中使用的原材料等的內(nèi)容如下所述。首先，使用77重量％的低密度聚乙烯(エボリユ一SP2520三井化學(xué)生產(chǎn))作為熱塑性樹脂(X)、20重量％的精制的生米(平成8年產(chǎn)新瀉縣產(chǎn)越路早稻)作為淀粉類物質(zhì)(Y)、2.2重量％的馬來酸改性PP(ユ一メツクス2000三洋化成生產(chǎn))作為相容劑(Z)、0.8重量％的生物降解性賦予劑(MB顆粒マクロテク·リサ一チ公司(美國))。
另外，生米的含水處理是在自來水(15℃)中浸泡表中所述的規(guī)定時(shí)間后，進(jìn)行約3分鐘的離心脫水?；鞜挆l件如下利用圖2所示的雙軸混煉擠壓裝置20，螺桿轉(zhuǎn)速40rpm，使原料投入部a的圓筒溫度T1為90℃，之后的工序在將溫度T2設(shè)為150℃進(jìn)行。薄膜成形品的制作條件是利用熱壓機(jī)，溫度150℃、壓力15MPa，時(shí)間2分鐘。
表1

表2表示將生米浸泡在水中、或浸泡在水中溶解了1％的海藻糖(非還原糖類，林原生產(chǎn))的溶劑中、或浸泡在水中溶解了1％的肌球吸附蛋白P(蛋白質(zhì)分解酵母制劑，大和化成生產(chǎn))的溶劑中，由混合了這些米的淀粉樹脂組合物制得的薄膜成形品的全貌和機(jī)械特性(拉伸試驗(yàn)數(shù)據(jù))的結(jié)果。另外，表中還記載了添加0重量％、2.5重量％、5.5重量％相容劑的情況的結(jié)果。可以知道與不添加相容劑的比較例相比，添加相容劑的情況和在生米的浸泡處理中使用溶解有1％的海藻糖或肌球吸附蛋白的溶劑的實(shí)施例都顯示出優(yōu)異的結(jié)果。而且，相容劑的添加量越多，得到的結(jié)果越好。相容劑的添加量5.5％的例子能夠獲得與利用100％聚烯烴樹脂(X)成形為薄膜的情況(省略數(shù)據(jù)表示)大致相同的結(jié)果。
另外，可以發(fā)現(xiàn)使用溶解有海藻糖和肌球吸附蛋白P的溶劑對(duì)生米進(jìn)行浸泡處理的實(shí)施例，由其制得的薄膜成形品的臭氣非常小。
表2

表2所示的試驗(yàn)中使用的原料等的內(nèi)容如下所述。
首先，使用79.2～73.7重量％的低密度聚乙烯(エボリユ一SP2150三井化學(xué)生產(chǎn))作為熱塑性樹脂(X)、20重量％的精制的生米(平成8年產(chǎn)新瀉縣產(chǎn)越路早稻)作為淀粉類物質(zhì)(Y)、0～5.5重量％的馬來酸改性PP(ユ一メツクス1001三洋化成生產(chǎn))作為相容劑(Z)、0.8重量％的生物降解性賦予劑(MB顆粒マクロテク·リサ一チ公司(美國))。
另外，生米的含水處理、混煉條件和薄膜成形品的制作條件與表1進(jìn)行的條件相同。
權(quán)利要求
1.一種淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，該組合物以下述物質(zhì)為主要原料5～95重量份的熱塑性樹脂(X)、95～5重量份的淀粉類物質(zhì)(Y)、以及相對(duì)于總計(jì)100重量份的(X)(Y)成分為0.2～20重量份的、提高所述熱塑性樹脂(X)和所述淀粉類物質(zhì)(Y)的界面的親和性的相容劑(Z)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，所述相容劑(Z)為飽和羧酸、不飽和羧酸或它們的衍生物。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，所述相容劑(Z)是以不飽和羧酸或其衍生物改性的上述熱塑性樹脂(X)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，所述相容劑(Z)是以不飽和羧酸或其衍生物改性的上述淀粉類物質(zhì)(Y)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，所述淀粉類物質(zhì)(Y)由選自下述物質(zhì)組中的至少1種物質(zhì)構(gòu)成米、小麥、玉米、馬鈴薯、甘薯、木薯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1～4中任意一項(xiàng)所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，所述淀粉類物質(zhì)(Y)是在水中浸泡5分鐘以上的生米。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，在上述水中溶解有鹽、蔗糖、海藻糖、抗氧化劑、蛋白質(zhì)分解促進(jìn)劑、纖維素分解促進(jìn)劑中的至少1種。
8.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任意一項(xiàng)所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，所述淀粉類物質(zhì)(Y)通過在水分的存在下加熱而被糊化，淀粉顯示出α結(jié)構(gòu)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1～7中任意一項(xiàng)所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，所述淀粉類物質(zhì)(Y)通過在水分的存在下加熱而被糊化后進(jìn)行脫水，淀粉顯示出α結(jié)構(gòu)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任意一項(xiàng)所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，所述熱塑性樹脂(X)由選自下述化合物組中的至少1種化合物構(gòu)成生物降解性聚烯烴、生物降解性聚酯、生物降解性聚乙烯醇共聚物、生物降解性多糖類衍生物、生物降解性聚酰胺。
11.根據(jù)權(quán)利要求1～9中任意一項(xiàng)所述的淀粉混合樹脂組合物，其特征在于，在所述熱塑性樹脂(X)中加入有賦予生物降解性的添加劑。
12.一種淀粉混合樹脂組合物的成形品，其特征在于，含有權(quán)利要求1～11中任意一項(xiàng)所述的淀粉混合樹脂組合物。
13.一種淀粉類混合樹脂組合物的成形品，其特征在于，以5～80重量份權(quán)利要求1～11中任意一項(xiàng)所述的淀粉混合樹脂組合物、以及95～20重量份上述熱塑性樹脂(X)作為主要原料進(jìn)行成形加工而成。
14.一種淀粉混合樹脂組合物的制造方法，其特征在于，包括如下工序原料投入工序?qū)⒅辽俸袩崴苄詷渲?X)和含水分的淀粉類物質(zhì)(Y)的起始原料，投入到溫度調(diào)整為140℃以下的混煉擠壓裝置的原料投入部；熱流動(dòng)化處理工序?qū)⑺度氲纳鲜銎鹗荚习崴偷奖徽{(diào)整為壓力高于大氣壓且溫度為所述熱塑性樹脂(X)熱流動(dòng)的高溫的高溫高壓部，形成含水熱流體，并且所含有的上述淀粉類物質(zhì)(Y)的至少一部分糊化而形成糊化淀粉；分散處理工序在相同的高溫、高壓下混煉上述含水熱流體，使所述淀粉類物質(zhì)(Y)的殘余部分糊化，并且所生成的糊化淀粉被粉碎成淀粉粒，該淀粉粒分散于上述含水熱流體的整體中而形成淀粉分散熱流體；脫水處理工序?qū)⑺龅矸鄯稚崃黧w搬送到被調(diào)整為壓力在大氣壓以下的低壓且溫度為所述淀粉分散熱流體熱流動(dòng)的高溫的脫氣部，所述淀粉分散熱流體中所含的水分蒸發(fā)而形成無水熱流體；排出工序從所述混煉擠壓裝置的排出口排出該無水熱流體；成形工序所排出的上述無水熱流體在喪失熱流動(dòng)性的低溫下凝固而被成形。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的淀粉混合樹脂組合物的制造方法，其特征在于，還包括在所述排出工序之后，使所述無水熱流體通過熱輥的間隙而使所述淀粉粒微細(xì)化的微?；ば?。
16.一種淀粉混合樹脂組合物的制造方法，其特征在于，包括如下工序混煉工序至少包含熱塑性樹脂(X)和淀粉類物質(zhì)(Y)的起始原料在所述熱塑性樹脂(X)成為熱流體的溫度下被混煉，使所含有的上述淀粉類物質(zhì)(Y)或其粉碎而成的淀粉粒分散；排出工序從所述混煉擠壓裝置的排出口排出經(jīng)混煉的上述熱流體；微?；ば蚴顾懦龅纳鲜鰺崃黧w通過熱輥的間隙，從而使分散后的所述淀粉類物質(zhì)或所述淀粉粒進(jìn)一步微細(xì)化；成形工序經(jīng)過了該微?；ば虻乃鰺崃黧w在喪失熱流動(dòng)性的低溫下凝固而被成形。
17.根據(jù)權(quán)利要求14～16中任意一項(xiàng)所述的淀粉混合樹脂組合物的制造方法，其特征在于，還包括所述無水熱流體或所述熱流體在凝固之前拉伸成為薄膜狀的拉伸工序。
全文摘要
本發(fā)明目的在于有效地應(yīng)用過剩生產(chǎn)的農(nóng)作物中的淀粉類物質(zhì)，涉及在熱塑性樹脂中混合這些淀粉類物質(zhì)的技術(shù)，并提供即使大量混合也不破壞熱塑性樹脂的諸項(xiàng)性質(zhì)的淀粉混合樹脂組合物。一種淀粉混合樹脂組合物及其相關(guān)技術(shù)，所述淀粉混合樹脂組合物的特征在于，以下述物質(zhì)為主要原料5～95重量份的熱塑性樹脂(X)、95～5重量份的淀粉類物質(zhì)(Y)、以及相對(duì)于總計(jì)100重量份的(X)(Y)成分為0.2～20重量份的、提高所述熱塑性樹脂(X)和所述淀粉類物質(zhì)(Y)的界面的親和性的相容劑(Z)。
文檔編號(hào)B29B7/00GK1930228SQ20058000752
公開日2007年3月14日 申請(qǐng)日期2005年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月10日
發(fā)明者上田實(shí), 大野孝, 佐藤淳, 坂口和久 申請(qǐng)人:上越農(nóng)業(yè)未來株式會(huì)社