JP2009527597A - 環境分解性ポリマー組成物及び環境分解性ポリマー組成物を得る方法 - Google Patents
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Abstract
Description
公知ポリマー組成物の分解性、その製造コスト及び廃棄コストに関係する欠点に関連して、本発明の一目的は、生分解性ポリマーと再生可能資源から得られる追加の成分とから容易に得られる、環境分解性ポリマー組成物を提供することである。
a)目的配合物を構成する材料を前もって混合する段階と、b)前記材料を乾燥させ、その顆粒を得るために、前もって混合された材料を押し出す段階と、c)押し出され、顆粒化された材料を、射出包装材及び他の射出成形物を製造するために射出成形する段階とを含む。
生分解性ポリマークラスでは、主にその通常の生分解性、並びに物理、化学及び生物学的諸性質の多様性のために、エステル官能基を含む構造が重要である。エネルギー及び炭素源として種々の微生物によって製造されるポリアルカノアート(カルボン酸由来のポリエステル)は、生物発酵によって、又は化学的に合成することができる。
ポリ乳酸、すなわちポリラクチド(PLA)は、織物との生体適合性、インビトロ及びインビボでの分解性、並びに良好な機械的性質のためにここ数年注目されている。表2は、ポリ(エチレンテレフタラート)(PET)の諸性質と比較した、対象となるPLA諸性質である。
開発されたポリマーブレンド方法及び配合
PHB/ポリ乳酸(PLA)ポリマーブレンドの調製用に開発された一般化された方法は、特定の生分解性混合物に望まれる具体的目的に応じて、必須であり得る、又は必須でない、5段階に基づく。
a.配合を規定すること
b.生分解性ポリマー及び他の任意選択の成分を乾燥させること
c.成分を前もって混合すること
d.押し出し及び顆粒化
e.幾つかの製品を製造するための射出成形
である。
a.配合を規定すること
表3は、PHB/PLAポリマーブレンドの主要な配合である。
** 天然繊維1として選択される繊維を除いて、使用した天然繊維のいずれか1種類。
*** 木粉、デンプン又はもみ殻。
PHB及びPLA生分解性ポリマー並びに他の可能なモディファイヤーは、ポリマーブレンドを製造する加工操作の前に、十分に乾燥させなければならない。残留水分は、熱重量測定又は他の等価な分析技術によって定量しなければならない。
生分解性ポリマーと繊維以外の他の場合による添加剤とを、低回転混合機中で周囲温度で前もって混合し、物理的に均質化することができる。
押出工程によって、PHB/PLAポリマーブレンドの構造が形成される。すなわち、生分解性ポリマーの分布、分散及び相互作用を含めて、ポリマー系の形態の獲得は、プロセスのこの段階で規定される。押出段階においては、開発された材料の顆粒化も起こる。
射出成形では、この加工方法の重要な変数を厳密に制御するために、コンピュータシステムによって操作される射出機を使用する必要がある。
ポリ(ヒドロキシブチラート)(PHB)/ポリ乳酸(PLA)NatureWorks PLAポリマーブレンドの例を以下に示す。表6−9は、これらのポリマーブレンドのキャラクタリゼーションである。
Claims (13)
- ポリ(ヒドロキシブチラート)(PHB)又はそのコポリマーによって規定される生分解性ポリマー及びポリ乳酸(PLA)を含み、天然繊維などの天然源の可塑剤及び天然充填剤によって規定される添加剤の少なくとも1種類を含んでいてもよいことを特徴とする、環境分解性ポリマー組成物。
- 可塑剤が、約2%から30%、好ましくは約2%から約15%、より好ましくは約5%から約10%の質量比率で組成物中に存在する、ダイズ、トウモロコシ、ヒマシ油、ヤシ、ココナツ、ピーナッツ、アマニ、ヒマワリ、ババスヤシ、パーム核、アブラナ、オリーブ、カルナウバロウ、アブラギリ、ホホバ、ブドウ種、アンジローバ、アーモンド、甘扁桃、ワタ、クルミ、コムギ胚芽、コメ、マカダミア、ゴマ、ヘーゼルナッツ、カカオ(バター)、カシューナッツ、クプアス、ケシ及びその可能な水素化誘導体由来の「自然のままの姿の(in natura)」(天然に存在するままの)植物油又はそのエステル若しくはエポキシ(epoxi)誘導体であることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
- 可塑剤が、リノレアート45−63%、リノレナート2−4%、パルミタート1−4%、パルミトオレアート1−3%、オレアート12−29%、ステアラート5−12%、ミリスタート2−6%、パルミスタート(palmistate)20−35%、ガドレアート1−2%及びベヘナート0.5−1.6%の脂肪性組成物を含むことを特徴とする、請求項2に記載の組成物。
- 利用される天然繊維が、約5%から約70%、より好ましくは約10%から約60%の質量比率で組成物中に存在する、サイザル、サトウキビバガス、ココナツ、ピアサバ(piasaba)、ダイズ、ジュート、カラムシ及びクラワ(アナナス ルシダス(Ananas lucidus))から選択されることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
- 利用される天然又はリグノセルロース充填剤が、約5%から約70%、より好ましくは約10%から約60%の質量比率で組成物中に存在する、木粉又は木材粉塵、デンプン及びもみ殻から選択されることを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
- 添加剤が、機能、すなわち、熱安定剤、核形成剤、相溶化剤、表面処理剤及び加工助剤の少なくとも1つを更に示すことを特徴とする、請求項1に記載の組成物。
- 相溶化剤が、約0.01%から約2%、好ましくは約0.05%から約1%の質量比率で組成物中に存在する、無水マレイン酸(anhydride maleic)で官能性を持たせた、又はグラフトされた、ポリオレフィン;ナトリウムで中和された、エチレンアクリル酸又はエチレンメタクリル酸コポリマーに基づくイオノマー(DuPontの商標Surlin)から選択されることを特徴とする、請求項6に記載の組成物。
- 表面処理剤が、約0.01%から約2%の質量比率で組成物中に存在する、シラン、チタナート、ジルコナート、エポキシ樹脂、ステアリン酸及びステアリン酸カルシウムから選択されることを特徴とする、請求項6に記載の組成物。
- 加工助剤が、(Struktol Company of Americaによって市販されている)「Struktol」製品であり、約0.01%から約2%、好ましくは約0.05%から約1%の質量比率で組成物中に存在することを特徴とする、請求項6に記載の組成物。
- 安定剤が、約0.01%から約2%、好ましくは約0.05%から約1%、より好ましくは約0.1%から約0.5%の質量比率で組成物中に存在する、一次酸化防止剤、二次酸化防止剤、又はオリゴマーHALS型(立体障害アミン)紫外線安定剤から選択されることを特徴とする、請求項6に記載の組成物。
- a)目的配合物の構成材料を前もって混合する段階と、b)前記材料を乾燥させ、その顆粒を得るために、前もって混合された材料を押し出す段階と、c)押し出され、顆粒化された材料を、射出包装材及び他の射出成形物を製造するために射出成形する段階とを含むことを特徴とする、ポリ(ヒドロキシブチラート)(PHB)又はそのPHBVコポリマー及びポリ乳酸(PLA)によって形成される環境分解性ポリマー組成物を得る方法。
- 予混合物が、天然繊維などの天然源の可塑剤、天然充填剤、熱安定剤、核形成剤、相溶化剤、表面処理剤及び加工助剤によって規定される添加剤の少なくとも1種類を含むことを特徴とする、請求項11に記載の方法。
- 食品用射出包装材、化粧品用射出包装材、管、技術的部品(technical piece)及び幾つかの射出成形物の製造における、ポリ(ヒドロキシブチラート)(PHB)/ポリ乳酸(PLA)混合物から形成される、環境分解性ポリマー組成物の適用。
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