JP2003300927A - 生分解性ポリエステルのモノマー化方法等 - Google Patents

生分解性ポリエステルのモノマー化方法等

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリ(L−乳酸)をリサイクル処理するため
に、ポリ(L−乳酸)を分解してモノマーの乳酸として
回収するための好適な方法及び装置等を提供すること。 【解決手段】 1質量部のポリ(L−乳酸)に対して、
約20質量部の水を添加した状態で、約200℃〜約3
50℃の高温下で、約5分間〜約60分間高温処理する
ことにより、ポリ(L−乳酸)をモノマーの乳酸として
回収することができる。特に良好な条件としては、約2
50℃の反応温度で約10分間の反応時間により、90
%以上の収率でL型乳酸を得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性ポリエス
テル、特にポリ乳酸のリサイクル処理に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】プラスチックの一つであるポリ乳酸は、
例えばトウモロコシ等の天然物を原料として生産するこ
とができることに加え、自然界中において微生物の作用
によって分解されることから、いわゆる環境に優しい生
分解性プラスチックとして知られている。この生分解性
プラスチックの需要は、増加の一途をたどっており、将
来的にも更に需要が増大すると考えられている。しかし
ながら、土壌中の微生物によって、生分解性プラスチッ
クを分解する場合には、相当の時間を必要とする。
【0003】一方、近年になって、環境に対する配慮と
いう点から、汎用プラスチックを含む多くの製品に対し
てリサイクルを進めるための研究が盛んとなっている。
これをポリ乳酸について見ると、上記のように廃棄処分
された場合の分解性が良好であるという長所は認められ
ているものの、リサイクルという点からは、必ずしも十
分な研究はなされていない。例えば、特開平5−178
977号には、ポリ乳酸を水分の存在下で100℃以
上、1気圧以上に加熱加圧して加水分解させる方法が開
示されているものの、反応後の物質のL/D比や収率に
対する評価が不十分であることから、実際に応用するた
めに適しているとは言い難い。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した事
情に鑑みてなされたものであり、その目的は、生分解性
ポリエステル、特にポリ乳酸をリサイクル処理するため
に、ポリ乳酸を分解してモノマーの乳酸として回収する
ための好適な方法及び装置等を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段、発明の作用、及び発明の
効果】本発明者らは、鋭意検討の結果、生分解性ポリエ
ステル(例えば、ポリヒドロキシカルボン酸、ポリヒド
ロキシポリカルボン酸系およびヒドロキシカルボン酸−
ポリカルボン酸−ポリオール共重合体など)、特にポリ
乳酸を高温下で処理することにより、極めて短時間で可
溶化できることを見出し、基本的には本発明を完成させ
るに至った。
【0006】「ポリ乳酸」とは、乳酸(CHCH(O
H)COOH)を単位とし、複数の乳酸が連なって高分
子量となったプラスチックの一種類である。ポリ乳酸を
製造する材料としての乳酸は、天然物、例えばトウモロ
コシ、キャツサバ、サトウキビ、ビート、サツマイモな
どから生産することができる。ポリ乳酸を製造するに
は、一般的に乳酸を環化しラクチドとし、これを開環重
合してポリ乳酸とするが、本発明は、ポリ乳酸の製造方
法には依らないで実施することができる。
【0007】ポリ乳酸を構成する単体としての乳酸に
は、L型とD型という二種類の光学異性体が知られてい
る。本発明は、L型及びD型のいずれの乳酸を単位とし
て製造されたポリ乳酸に対しても(或いは、L型とD型
とを任意の比で含むポリ乳酸に対しても)実施すること
ができる。
【0008】また、本発明の実施によって、光学純度の
高いポリ乳酸から得られる可溶化物には、原材料である
乳酸を元の光学活性を維持した状態で得ることができ
る。加えて、例えば約300℃よりも高い温度(約31
0℃〜約350℃)を加えることにより、L型とD型と
の間で相互に転移させて、ラセミ化を進行させることも
できる。しかしながら、(1)一般的には、ポリ乳酸を
製造する場合には、上記の天然物を原料とするために、
L型の乳酸を用いること、及び(2)ポリ乳酸の分解に
よって得られた乳酸を再度ポリ乳酸とするリサイクルの
過程においては、元の光学活性を維持している方が製品
管理の点において好ましいこと等の理由により、ラセミ
化を進行させるのは好ましくない。そのためには、本発
明の実施の際には、約300℃以下の温度に押さえてお
くことが好ましい。なお、ラセミ化とは、一般には、L
型とD型という二種類の光学異性体の等量が混合するこ
とにより、混合物としては光学活性を失った状態を意味
するが、本明細書中においては、「ラセミ化」とは、二
種類の光学異性体が等量混合された状態には限られず、
いずれか一方の光学異性体(例えば、L型乳酸)が純粋
な状態では存在せず、他方の光学異性体(例えば、D型
乳酸)に変化することにより、光学純度が低下すること
を意味している。
【0009】「高温下」とは、約200℃〜約350℃
を意味している。このうち、下限温度は、ポリ乳酸から
モノマーとしての乳酸を得るための反応を促進させるた
めの温度であり、約200℃、好ましくは約230℃、
更に好ましくは240℃程度の高温下で反応させる。一
方、上限温度は、ポリ乳酸が分解等の反応を受けて、乳
酸を除く他の物質に変化しない程度の温度であり、約3
50℃であるが、モノマーとしての乳酸の光学異性体間
での転移の進行を促進させないという温度としては、好
ましくは約300℃以下の高温下で反応させる。このた
め、反応を促進させ、かつ乳酸のラセミ化を進行させ難
くするためには、約230℃〜約300℃の高温下とす
ることが好ましい。
【0010】「短時間」とは、温度に依存して変わり得
るが、例えば約240℃の場合には約10分間、約30
0℃の場合には約5分間程度の時間で十分である。しか
しながら、本発明の実施には、この例に制限されず、下
記実施例に示すデータを参考としながら、得られるモノ
マーとしての乳酸の性質に応じて、適当な時間を設定す
ることができる。
【0011】また、反応温度及び反応時間を設定するに
当たっては、ポリ(L−乳酸)から得られる乳酸の収
率、及び得られる乳酸のラセミ化の進行度合いを考慮す
ることができる。その場合には、乳酸の収率が約60%
以上、また乳酸の光学純度(L/D比)が約80/20
を一つの基準(以下、「基準1」という。)とすること
ができる。この基準1に基づき、かつ後述の実施例に依
って、反応温度及び反応時間を詳細に設定すると、次の
ような条件とすることができる。すなわち、約240℃
では約10分間以上、約250℃では約7分間〜約30
分間程度、約260℃では約5分間〜約30分間程度、
約300℃では約5分間程度である。また、約350℃
では、8分間以上の反応時間を加えると、乳酸が揮発性
炭素にまで分解を起こすと考えられ、収率が約60%以
下に低下してしまう。
【0012】なお、上記の組合せの範囲外においても、
基準1を満足させる組合せにおいて、本発明を実施する
ことが可能であることは勿論である。例えば、約250
℃及び約260℃の反応温度においては、約30分間〜
約60分間の反応時間においても、上記の基準1を満足
することが可能である。また、約270℃〜約290℃
の温度範囲についても、約5分間〜約30分間(好まし
くは、反応時間の上限として約20分間)の範囲におい
て、上記基準を満足させることができることは、当業者
ならば容易に認識できる。更に、約240℃〜約260
℃の範囲に含まれる反応温度において端数の温度(例え
ば、245℃、255℃など)は、この明細書中の実施
例を参考として、適当な反応時間を設定することができ
る。
【0013】本明細書中において、「可溶化」とは、水
に溶けにくい物質であるポリ乳酸を高温処理することに
より、水に溶解するようになる現象のことを意味してい
る。ポリ乳酸が可溶化された物質中には、モノマーとし
ての乳酸の他に、ポリ乳酸よりも分子量が低いが、なお
複数の乳酸が結合した分解途中の物質などが含まれてい
る。「モノマー」とは、ポリ乳酸を構成する単位として
の乳酸を意味している。上記のように乳酸には、L型と
D型との二種類の光学異性体があるが、モノマーとして
は、いずれの光学異性体をも含み得る。但し、ポリ乳酸
を構成する乳酸と同じ光学活性を持つモノマーであるこ
とが好ましい。現在では、ポリ乳酸は、天然物を原料と
して生産されていることから、モノマーとしては、L型
乳酸であることが好ましい。
【0014】また、ポリ乳酸を高温下で処理する場合
に、液体状態の水を添加しておくことが好ましい。ま
た、ポリ乳酸を高温下で処理する場合に、酸または塩基
を添加することにより、ポリ乳酸から乳酸を得る時間を
短縮することが可能となる。ここで、水の添加量は、ポ
リ乳酸の1質量部に対して、約10質量部〜約100質
量部、好ましくは約10質量部〜約80質量部、更に好
ましくは約10質量部〜約60質量部、更に好ましくは
約10質量部〜約40質量部、更に好ましくは約10質
量部〜約20質量部である。本発明を実施するための装
置としては、ポリ乳酸を高温下で処理する装置のことを
意味しており、バッチ式と連続式とを問わない。この装
置には、ポリ乳酸を内部に置いた状態で高温とする高温
処理機が設けられている。また、蒸気ではなく液体状態
の水を混合した状態でポリ乳酸を高温下で処理すること
が好ましいことから、高温処理機をバッチ式として、1
気圧よりも大きな高圧下で処理できるようにすることが
好ましい。また、大量のポリ乳酸を処理できるようにす
るためには、高温処理機を連続式とすることが好まし
い。
【0015】本発明の方法及び装置を用いることによ
り、ポリ乳酸を短時間で分解して、モノマーとしての乳
酸(特に、L型乳酸)を高い収率で得ることができる。
こうして、本発明を用いることにより、ポリ乳酸のリサ
イクル処理を好適に進めることが可能となる。
【0016】
【発明の実施の形態】次に、本発明の一実施形態につい
て、図面を参照しつつ詳細に説明するが、本発明の技術
的範囲は、下記の実施形態によって限定されるものでは
なく、その要旨を変更することなく、様々に改変して実
施することができる。また、本発明の技術的範囲は、均
等の範囲にまで及ぶものである。
【0017】まず、処理装置の構成及び測定パラメータ
について説明する。 <高温高圧水処理装置>図1には、実施例に使用したポ
リ乳酸の処理装置1(以下には、単に「処理装置1」と
記載する)を示した。この処理装置1には、温度制御可
能な溶融塩槽2(例えば、耐圧硝子株式会社製、TSC-B6
00型を用いることができる。)と、その溶融塩槽2の内
部に浸漬される耐熱・耐圧な密閉型の処理容器3(例え
ば、ステンレス製(SUS316)バッチ式反応槽(100m
mx8mm i.d.)を用いることができる。)と、圧力
センサ4とが設けられている。
【0018】溶融塩槽2の内部には、ヒータ6と回転翼
5が設けられており、ヒータ6を付けた状態で、回転翼
5を回転させることによって、溶融塩槽2内の液体を混
合して、均一な温度とすることができる。なお、ヒータ
6には、図示しないコンピュータが設けられており、溶
融塩槽2内の温度を所定の範囲内に制御することができ
る。この処理装置1では、溶融塩槽2の内部を約150
℃〜約450℃の範囲内で温度制御しながら、ポリ乳酸
の高温処理を行えるようになっている。
【0019】また、処理容器3は、例えば、ハステロイ
やインコネル(Ni、Cr、Mo, etc.)から構成することも
できる。処理容器3の上部には、蓋体が取り付けられる
ようになっており、処理容器3の内部空間を密閉した状
態(すなわちバッチ式)で、適度な温度とすることがで
きる。試験時には、処理容器3の内部に任意の倍率で希
釈した試料を投入し、上蓋を容器に載せて密閉する。そ
の後、処理容器3と圧力センサ4とを接続する。処理容
器3を密閉した後、予め設定温度に加熱しておいた溶融
塩槽2に処理容器3を投入し、この時点を0分として、
高温処理を開始する。
【0020】<実験方法>各実施例は、200℃〜35
0℃の所定の温度において、約3分間〜約30分間の所
定の時間間隔で行った。処理容器3の内部に、0.24
gのポリ(L−乳酸)(分子量1x105)と4.8gの精
製水(ポリ(L−乳酸):精製水の質量比は、1:20
である。)とを投入した。処理容器3を密閉し、内部の
空気をアルゴンで置換した後、所定の温度に暖めておい
た溶融塩槽2の内部に浸けた。所定の処理時間が経過し
た後に、素速く処理容器3を溶融塩槽2から取り出し、
冷水槽に浸けて速やかに室温に戻すことで、余分な反応
を回避した。反応後の産物は、イオン排除カラムを付け
たHPLC有機酸解析システム(LC-10A、島津製作所製)を
用いて解析した。また、全有機酸は、TOC解析システム
(TOC-VE、島津製作所製)により解析した。
【0021】<実験結果> 1.乳酸生成に対する反応温度と反応時間との影響 ポリ(L−乳酸)の高温処理は、いくつかの異なる反応
温度(200℃〜350℃)と反応時間(3分間〜30
分間)とにおいて、バッチ式の処理容器3を用いて行っ
た。ポリ(L−乳酸)から得られる乳酸の収率と光学活
性とは、反応温度と反応時間という二つの重要な因子に
よって決まる。ここで、その因子の寄与度合いについて
述べる。
【0022】乳酸生成に対する反応温度の影響を見るた
めに、10分間の反応時間において、いくつかの温度
(200℃、240℃、250℃、260℃、300
℃、及び350℃)におけるTOC発生量を確認したもの
を図2に示した。この図から明らかなように、得られる
乳酸量は、200℃から250℃までの反応温度域で
は、温度が上昇するに従って増加するものの、350℃
では減少した。200℃〜230℃の低温領域、または
5分間〜10分間の短時間領域では、ポリ(L−乳酸)
の分子量の減少は確認されるものの、モノマーである乳
酸の生成は十分ではなかったことから、熱エネルギーが
不十分であることがわかった。揮発性炭素(例えば、一
酸化炭素や二酸化炭素)と水とに完全に分解する前の中
間生成物である酢酸と蟻酸は、この条件下では観察され
なかったことから、揮発性炭素を生成することなくモノ
マーへの分解が行われるものと思われた。240℃〜2
50℃の温度領域では、コハク酸が検出される一方、よ
り高温領域ではプロピオン酸と酢酸が検出された。
【0023】図3には、乳酸と低分子量有機酸(すなわ
ち、ピルビン酸、リンゴ酸、コハク酸、蟻酸、酢酸、及
びプロピオン酸)の生成に対して、反応時間が与える影
響を確認するために、250℃において、反応時間を3
分間、5分間、8分間、10分間、15分間、20分
間、及び30分間と変化させたときの実験結果を示し
た。生成物は、少量の副生成物を除くと、ほとんどが乳
酸であった。8分間〜30分間の反応時間の結果を見る
と、乳酸の生成には大きな影響が認められないことか
ら、この温度においては、モノマーからの分解は比較的
ゆっくりと起こるものと思われた。乳酸とは別の低分子
量有機酸の生成は、時間の経過と共に増加した。また、
図4には、反応時間を10分間として、200℃〜35
0℃の反応温度でポリ(L−乳酸)を熱処理したときの
全有機酸量を示した。また、図5には、反応温度を25
0℃として、3分間〜30分間の反応時間でポリ(L−
乳酸)を熱処理したときの全有機酸量を示した。図2〜
図5から、反応時間及び反応温度は共に、L−乳酸の収
率に影響を与えることが確認された。
【0024】モノマーへの分解反応は、反応条件に大き
く影響される。表1〜表6、及び図6〜図16には、2
40℃〜350℃の反応温度、及び5分間〜30分間の
反応時間でポリ(L−乳酸)のモノマーへの分解反応に
与える影響を確認した結果を示した。
【0025】
【表1】
【0026】
【表2】
【0027】
【表3】
【0028】
【表4】
【0029】
【表5】
【0030】
【表6】
【0031】250℃、20分間の反応条件において、
ポリ(L−乳酸)からモノマーである乳酸への転換反応
が93%と最高値を示した。この条件下においては、水の
イオン積が、乳酸を生成するために良好な状態にあるも
のと考えられる。水のイオン積は、250℃、4MPaの条
件において、最大値(約10-11(mol/L)2)となる。高濃
度の水分子の解離イオン、低誘電率によって、ポリ(L
−乳酸)からモノマーへの分解反応が促進されるのかも
知れない。また、30分間の反応時間では、乳酸の収率
は88%に減少した。350℃の高温では、ポリ(L−乳
酸)の分解反応は急速となり、少量のプロピオン酸と酢
酸とが検出された。この結果から、酢酸が更に分解する
と、一酸化炭素及び最終的には二酸化炭素が生成される
ものと考えられた。
【0032】ポリ(L−乳酸)の分解反応について更に
情報を得るために、水とポリ(L−乳酸)との質量比を
10:1に変えて、同様の実験を行った。10分間の反応時
間では、乳酸の収率は、水とポリ(L−乳酸)との質量
比が20:1の場合と比べると、より低い値になることが判
明した。また、10:1の質量比では、少量の未反応ポリ
(L−乳酸)が確認された。おそらくこの条件下では、
水分量が不十分なために、ポリ(L−乳酸)の加水分解
が充分に進行しなかったためであろう。
【0033】ポリ(L−乳酸)を分解して乳酸を得るた
めの収率を上昇させるには、今回の結果に基づいて、適
当に条件を定めることができる。反応時間、反応温度、
及び圧力は、ポリ(L−乳酸)を分解するための重要な
パラメータである。更に適当な触媒を添加することによ
って、乳酸の収率を上昇させることができるだろう。ま
た、回転可能なバッチ式反応槽を用いることによって、
大量の乳酸を処理できるだろう。
【0034】また、処理容器の材質が、ポリ(L−乳
酸)の分解反応に与える影響を確認するために、ステン
レス(SUS316)、ハステロイ(Hastelloy C-22)、及び
インコネル(Inconel 625)から製造された処理容器を
用いて試験したときの結果を図17に示した。なお、い
ずれの試験も250℃、15分間の条件で、ポリ(L−
乳酸)を処理したときの、乳酸の収率を示したものであ
る。この試験によれば、いずれの材質でも、乳酸の収率
は90%以上と良好であった。また、僅かながら、ステン
レス(SUS316)、インコネル(Inconel 625)、ハステ
ロイ(Hastelloy C-22)の順に、乳酸の収率が減少する
傾向が見られた。
【0035】2.乳酸の光学活性に与える影響 現状では、D型乳酸やラセミ型乳酸に比べると、L型乳
酸が工業的に重要であることから、ポリ(L−乳酸)を
高温で分解したときに得られる乳酸の光学活性を調べ
た。発明者らの検討によれば、240℃〜250℃の低
温領域では、ほとんどがL型乳酸として回収された。ま
た、それ以上の高温領域では、温度上昇に従って、D型
乳酸の割合が上昇した(表1〜表6、及び図6〜図16
を参照。)。これらの結果より、反応温度(つまり、熱
エネルギー)が回収される乳酸の光学活性に影響を与え
ていることが判明した。また、反応時間が乳酸の光学活
性に与える影響を見ると、30分間の反応時間におい
て、少量のD型乳酸が生成されることがわかった。おそ
らく、このような条件の下では、L型乳酸のうちの少量
が、D型乳酸に変化するのだろう。上記の結果から、反
応時間は、回収される乳酸の光学活性転移については、
反応温度に比べると、大きな影響を与えないことが明ら
かとなった。
【0036】3.炭素収支 ポリ(L−乳酸)の分解過程は、全有機酸によっても制
御される。全有機酸量は、反応温度および反応時間が上
昇するにつれて、増大するものと考えられる。10分間
の反応時間では、図4に示すように、全有機酸量は24
0℃〜260℃の範囲で最大値に達した。一方、350
℃の高温では、全有機酸量は有意に減少した。この知見
から、高温では、揮発性炭素と水が発生するものと考え
られる。また、図5より、反応時間と反応温度との両者
が、全有機酸量に影響を与えることが分かる。250℃
の反応温度では、反応開始から15分間の反応時間まで
は、全有機酸量は増加し、そこから僅かに減少した。こ
のことから、ポリ(L−乳酸)の分解反応に与える影響
は、反応時間よりも反応温度の方が大きいことが分か
る。
【0037】<結論>ポリ(L−乳酸)の分解反応は、
加圧されたバッチ式反応工程において、臨界点未満の状
態で進行することが分かった。また、分解反応は、反応
温度、反応時間、およびポリ(L−乳酸)と水との質量
比によって、大きな影響を受けることが解明された。分
解反応後に回収される物質の大部分は、乳酸であること
も解明された。今回の実験結果から、光学純度の高いポ
リ(L−乳酸)を分解して、光学活性を変えることなく
L−乳酸を得るには、比較的低温領域(特に、240℃
〜260℃)の反応温度を用いることが好ましいことが
分かった。一方、ポリ(L−乳酸)を分解して、乳酸と
は別の低分子量炭素化合物を得るには、より高温領域
(例えば、300℃〜350℃)の反応温度を用いるこ
とが好ましい。最も推奨される反応条件は、反応温度が
250℃、及び反応時間が10分間であり、このとき90
%を越える程度の乳酸の収率が得られる。
【0038】発明者らの知見によれば、熱分解過程によ
って、光学純度の高いポリ(L−乳酸)から得られる乳
酸の光学純度が影響を受けることが分かった。また、比
較的低温領域の反応温度では、光学活性を変えることな
くほとんどをL型乳酸として回収できる。このように本
明細書中に開示した発明によれば、比較的低温領域で短
時間に光学純度の高いポリ(L−乳酸)を分解して、光
学活性を変化させることなくモノマーとしてのL型乳酸
を高度な収率で得ることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本実施形態の処理装置の概要を示す図であ
る。
【図2】 10分間の反応時間において、反応温度を変
えたときに確認される生成物の量を示したグラフであ
る。
【図3】 250℃の反応温度において、反応時間を変
えたときに確認される生成物の量を示したグラフであ
る。
【図4】 反応時間を10分間とし、反応温度が全有機
酸量に与える影響を確認したときの結果を示すグラフで
ある。
【図5】 反応温度を250℃とし、反応時間が全有機
酸量に与える影響を確認したときの結果を示すグラフで
ある。
【図6】 反応温度が240℃において、反応時間(横
軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)との関
係を示すグラフである。
【図7】 反応温度が250℃において、反応時間(横
軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)との関
係を示すグラフである。
【図8】 反応温度が260℃において、反応時間(横
軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)との関
係を示すグラフである。
【図9】 反応温度が300℃において、反応時間(横
軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)との関
係を示すグラフである。
【図10】 反応温度が350℃において、反応時間
(横軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)と
の関係を示すグラフである。
【図11】 反応時間が5分間において、反応温度(横
軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)との関
係を示すグラフである。
【図12】 反応時間が8分間において、反応温度(横
軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)との関
係を示すグラフである。
【図13】 反応時間が10分間において、反応温度
(横軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)と
の関係を示すグラフである。
【図14】 反応時間が15分間において、反応温度
(横軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)と
の関係を示すグラフである。
【図15】 反応時間が20分間において、反応温度
(横軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)と
の関係を示すグラフである。
【図16】 反応時間が30分間において、反応温度
(横軸)と得られる乳酸の収率及びL/D比(縦軸)と
の関係を示すグラフである。
【図17】 処理容器の材質を変えたときの乳酸の収率
を示すグラフである(反応温度250℃、反応時間15
分間)。
【符号の説明】
1…処理装置 2…溶融塩槽 3…処理容器
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C07M 7:00 C07M 7:00 (72)発明者 大門裕之 愛知県豊川市市田町河尻52アネックス河尻 D−102 Fターム(参考) 4F301 AA21 CA09 CA24 CA41 CA53 CA72 4H006 AA02 AB46 AC91 BC10 BC11 BC19 BD10 BD81 BE60 BN10 BS10

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生分解性ポリエステルを約200℃〜約
    350℃の高温下で、約5分間〜約60分間処理するこ
    とを特徴とする生分解性ポリエステルのモノマー化方
    法。
  2. 【請求項2】 生分解性ポリエステルを約200℃〜約
    300℃の高温下で、約5分間〜約30分間処理し、前
    記生分解性ポリエステルを構成するモノマーの光学活性
    を維持した状態で分解することを特徴とする生分解性ポ
    リエステルのモノマー化方法。
  3. 【請求項3】 請求項1または請求項2において、生分
    解性ポリエステルを溶液状態の水と共存させておくこと
    を特徴とする生分解性ポリエステルのモノマー化方法。
  4. 【請求項4】 前記生分解性ポリエステルが、ポリ乳酸
    であることを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれか
    に記載の生分解性ポリエステルのモノマー化方法。
  5. 【請求項5】 生分解性ポリエステルを内部に含んだ状
    態で約200℃〜約350℃の高温とする高温処理機を
    設けたことを特徴とする生分解性ポリエステルの処理装
    置。
  6. 【請求項6】 前記高温処理機は、前記生分解性ポリエ
    ステルと液体状態の水を混合した状態で1気圧よりも大
    きい高圧とすることが可能な連続式のものであることを
    特徴とする請求項5に記載の生分解性ポリエステルの処
    理装置。
  7. 【請求項7】 前記高温処理機は、前記生分解性ポリエ
    ステルと液体状態の水を混合した状態で1気圧よりも大
    きい高圧とすることが可能なバッチ式のものであること
    を特徴とする請求項5に記載の生分解性ポリエステルの
    処理装置。
  8. 【請求項8】 前記生分解性ポリエステルが、ポリ乳酸
    であることを特徴とする請求項5〜請求項7のいずれか
    に記載の生分解性ポリエステルの処理装置。
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Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330211A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Toyohashi Univ Of Technology 生分解性ポリエステルのモノマー化方法、及び生分解性ポリエステルの処理装置
JP2006137892A (ja) * 2004-11-15 2006-06-01 Toyohashi Univ Of Technology ポリ乳酸廃棄物の再生方法
JP2007002160A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Teijin Fibers Ltd 生分解性ポリエステルの解重合方法
JP2007023176A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Teijin Fibers Ltd 生分解性ポリエステルの解重合方法
JP2007099663A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Toyohashi Univ Of Technology ポリ乳酸廃棄物の分離回収方法
JP2007210889A (ja) * 2006-02-07 2007-08-23 Toyohashi Univ Of Technology ステレオコンプレックス型ポリ乳酸のモノマー化方法
JP2007224113A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Teijin Fibers Ltd 生分解性ポリエステル回収物からの有効成分回収方法
JP2008201679A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Teijin Fibers Ltd ポリ乳酸からラクチドを製造する方法
JP2010116481A (ja) * 2008-11-13 2010-05-27 Toyo Seikan Kaisha Ltd 易分解性樹脂組成物の分解方法
JP2010185046A (ja) * 2009-02-13 2010-08-26 Casio Electronics Co Ltd ポリ乳酸廃棄物を用いた樹脂粘土及び接着剤
JP2020172606A (ja) * 2019-04-12 2020-10-22 マクセルホールディングス株式会社 熱可塑性樹脂の水熱分解方法
WO2021181533A1 (ja) * 2020-03-10 2021-09-16 マクセルホールディングス株式会社 生分解性樹脂の分解装置

Cited By (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005330211A (ja) * 2004-05-19 2005-12-02 Toyohashi Univ Of Technology 生分解性ポリエステルのモノマー化方法、及び生分解性ポリエステルの処理装置
JP2006137892A (ja) * 2004-11-15 2006-06-01 Toyohashi Univ Of Technology ポリ乳酸廃棄物の再生方法
JP4665073B2 (ja) * 2004-11-15 2011-04-06 国立大学法人豊橋技術科学大学 ポリ乳酸廃棄物の再生方法
JP4647413B2 (ja) * 2005-06-27 2011-03-09 帝人ファイバー株式会社 生分解性ポリエステルの解重合方法
JP2007002160A (ja) * 2005-06-27 2007-01-11 Teijin Fibers Ltd 生分解性ポリエステルの解重合方法
JP2007023176A (ja) * 2005-07-19 2007-02-01 Teijin Fibers Ltd 生分解性ポリエステルの解重合方法
JP2007099663A (ja) * 2005-10-04 2007-04-19 Toyohashi Univ Of Technology ポリ乳酸廃棄物の分離回収方法
JP2007210889A (ja) * 2006-02-07 2007-08-23 Toyohashi Univ Of Technology ステレオコンプレックス型ポリ乳酸のモノマー化方法
JP2007224113A (ja) * 2006-02-22 2007-09-06 Teijin Fibers Ltd 生分解性ポリエステル回収物からの有効成分回収方法
JP2008201679A (ja) * 2007-02-16 2008-09-04 Teijin Fibers Ltd ポリ乳酸からラクチドを製造する方法
JP2010116481A (ja) * 2008-11-13 2010-05-27 Toyo Seikan Kaisha Ltd 易分解性樹脂組成物の分解方法
JP2010185046A (ja) * 2009-02-13 2010-08-26 Casio Electronics Co Ltd ポリ乳酸廃棄物を用いた樹脂粘土及び接着剤
JP4687797B2 (ja) * 2009-02-13 2011-05-25 カシオ電子工業株式会社 ポリ乳酸廃棄物を用いた樹脂粘土及び接着剤
JP2020172606A (ja) * 2019-04-12 2020-10-22 マクセルホールディングス株式会社 熱可塑性樹脂の水熱分解方法
JP7425539B2 (ja) 2019-04-12 2024-01-31 マクセル株式会社 熱可塑性樹脂の水熱分解方法
WO2021181533A1 (ja) * 2020-03-10 2021-09-16 マクセルホールディングス株式会社 生分解性樹脂の分解装置
JPWO2021181533A1 (ja) * 2020-03-10 2021-09-16
JP7391183B2 (ja) 2020-03-10 2023-12-04 マクセル株式会社 生分解性樹脂の分解装置

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