JP2023086317A

JP2023086317A - ポリヒドロキシアルカン酸粒子およびその製造方法

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Publication number: JP2023086317A
Application number: JP2021200744A
Authority: JP
Inventors: 優平野; Yu Hirano; 英明井上; Hideaki Inoue; 翼中渕; Tsubasa Nakabuchi; みさき沢; Misaki Sawa; 学長光; Manabu Nagamitsu
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2021-12-10
Filing date: 2021-12-10
Publication date: 2023-06-22

Abstract

【課題】微粉の発生を抑制したＰＨＡ粒子の製造方法を提供する。【解決手段】（ａ）ｐＨが７以下であって、１０１／ｓのせん断速度を与えたときの粘度が１～５Ｐａ・ｓであるＰＨＡ水性懸濁液を調製する工程、（ｂ）前記工程（ａ）で得られたＰＨＡ水性懸濁液から、液滴径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍのＰＨＡ液滴を形成する工程、および（ｃ）前記工程（ｂ）で形成したＰＨＡ液滴の水を揮発させる工程、を含む、ＰＨＡ粒子の製造方法。【選択図】図１

Description

本発明は、ポリヒドロキシアルカン酸粒子およびその製造方法に関する。

ポリヒドロキシアルカン酸（以後、「ＰＨＡ」と称する場合がある。）は、生分解性を有することが知られている。

微生物が生成するＰＨＡは、微生物の菌体内に蓄積されるため、ＰＨＡをプラスチックとして利用するためには、微生物の菌体内からＰＨＡを分離・精製する工程が必要となる。ＰＨＡを分離・精製する工程では、ＰＨＡ含有微生物の菌体を破砕もしくはＰＨＡ以外の生物由来成分を可溶化した後、得られた水性懸濁液からＰＨＡを取り出す。このとき、例えば、遠心分離、ろ過、乾燥等の分離操作を行う。乾燥操作には、噴霧乾燥機、流動層乾燥機、ドラムドライヤー等が用いられるが、操作が簡便であることから、好ましくは噴霧乾燥機が用いられる。

これまで、本発明者は、ｐＨ７以下の水性懸濁液中でのＰＨＡの凝集を防止するために、水性懸濁液のｐＨを７以下に調整する前にポリビニルアルコール（ＰＶＡ）を分散剤として添加し、その後、得られたｐＨ７以下の水性懸濁液を噴霧乾燥する技術を開発している（特許文献１）。

国際公開第２０１８／０７０４９２号

上述した技術はいずれも優れたものであるが、さらなる改善の余地もある。

そこで、本発明の目的は、微粉の発生を抑制したＰＨＡ粒子の製造方法を提供することにある。

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ＰＨＡの製造工程において、特定の粘度のＰＨＡ水性懸濁液を調製し、当該ＰＨＡ水性懸濁液から特定の粒子径、かつ、特定の高さを有するＰＨＡ液滴（造粒体）を形成させることにより、微粉の発生を抑制し得るとの新規知見を見出し、本発明を完成するに至った。

したがって、本発明の一態様は、（ａ）ｐＨが７以下であって、１０１／ｓのせん断速度を与えたときの粘度が１～５Ｐａ・ｓであるＰＨＡ水性懸濁液を調製する工程、（ｂ）前記工程（ａ）で得られたＰＨＡ水性懸濁液から、液滴径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍのＰＨＡ液滴を形成する工程、および（ｃ）前記工程（ｂ）で形成したＰＨＡ液滴の水を揮発させる工程、を含む、ＰＨＡ粒子の製造方法（以下、「本製造方法」と称する。）である。

また、本発明の一態様は、粒子密度が０.３～０．５ｇ／ｍＬであり、粒子径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍであるＰＨＡ粒子（以下、「本ＰＨＡ粒子」と称する。）である。

本発明の一態様によれば、微粉の発生を抑制したＰＨＡ粒子の製造方法を提供できる。

本発明の一実施形態に係る、造粒装置の概略図である。

本発明の実施の一形態について、以下に詳細に説明する。なお、本明細書において特記しない限り、数値範囲を表す「Ａ～Ｂ」は、「Ａ以上、Ｂ以下」を意味する。また、本明細書中に記載された文献の全てが、本明細書中において参考文献として援用される。

〔１．本発明の概要〕
上述した特許文献１に記載されているように、噴霧乾燥によるＰＨＡの造粒はよく知られている。本発明者らは、ＰＨＡの噴霧乾燥について詳細な検討を行う中で、微粉発生が生じる場合があり、その場合は、ハンドリング性に問題が生じるとの課題を見出した。そこで、本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、ＰＨＡの製造工程において、特定の粘度のＰＨＡ水性懸濁液を調製し、当該ＰＨＡ水性懸濁液から特定の粒子径、かつ、特定の高さを有するＰＨＡ液滴を形成させることにより、微粉の発生を抑制し得ることを初めて見出した。

本製造方法によれば、微粉の発生が抑制できるため、ハンドリング性に優れた、ＰＨＡ粒子を得ることができる。したがって、本製造方法は、ＰＨＡ粒子の製造において極めて有利である。

また、上述したような構成によれば、プラスチックゴミの発生量を低減でき、これにより、例えば、目標１２「持続可能な消費生産形態を確保する」や目標１４「持続可能な開発のために、海・海洋資源を保全し、持続可能な形で利用する」等の持続可能な開発目標（ＳＤＧｓ）の達成に貢献できる。特に、本製造方法の工程（ｃ）において加熱工程を含まない場合は、エネルギー効率の面で好ましい。以下、本発明について詳説する。

〔２．ＰＨＡの製造方法〕
本製造方法は、下記の工程（ａ）～（ｃ）を含む方法であり、ＰＨＡ粒子を製造する。
・工程（ａ）：ｐＨが７以下であって、１０１／ｓのせん断速度を与えたときの粘度が１～５Ｐａ・ｓであるＰＨＡ水性懸濁液を調製する工程
・工程（ｂ）：前記工程（ａ）で得られたＰＨＡ水性懸濁液から、液滴径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍのＰＨＡ液滴を形成する工程
・工程（ｃ）：前記工程（ｂ）で形成したＰＨＡ液滴の水を揮発させる工程
なお、本明細書において、「ＰＨＡ粒子」とは、ＰＨＡ液滴から水分を揮発させた後のＰＨＡの凝集体を意図する。また、本明細書において、「微粉の発生を抑制する」とは、粒子径１０μｍ以下のＰＨＡ粒子が２％以下であることを意図する。

（工程（ａ））
本製造方法における工程（ａ）では、ｐＨが７以下であって、１０１／ｓのせん断速度を与えたときの粘度が１～５Ｐａ・ｓであるＰＨＡ水性懸濁液を調製する。当該水性懸濁液において、ＰＨＡは水性媒体中に分散した状態で存在している。本明細書では、少なくともＰＨＡを含む水性懸濁液を、「ＰＨＡ水性懸濁液」と略して表記する場合がある。

＜ＰＨＡ＞
本明細書において、「ＰＨＡ」とは、ヒドロキシアルカン酸をモノマーユニットとする重合体の総称である。ＰＨＡを構成するヒドロキシアルカン酸としては、特に限定されないが、例えば、３－ヒドロキシブタン酸、４－ヒドロキシブタン酸、３－ヒドロキシプロピオン酸、３－ヒドロキシペンタン酸、３－ヒドロキシヘキサン酸、３－ヒドロキシヘプタン酸、３－ヒドロキシオクタン酸等が挙げられる。これらの重合体は、単独重合体でも、２種以上のモノマーユニットを含む共重合体でもよい。

より詳しくは、ＰＨＡとしては、例えば、ポリ（３－ヒドロキシブチレート）（Ｐ３ＨＢ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）（Ｐ３ＨＢ３ＨＨ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシバリレート）（Ｐ３ＨＢ３ＨＶ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－４－ヒドロキシブチレート）（Ｐ３ＨＢ４ＨＢ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシオクタノエート）（Ｐ３ＨＢ３ＨＯ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシオクタデカノエート）（Ｐ３ＨＢ３ＨＯＤ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシデカノエート）（Ｐ３ＨＢ３ＨＤ）、ポリ（３－ヒドロキシブチレート－コ－３－ヒドロキシバリレート－コ－３－ヒドロキシヘキサノエート）（Ｐ３ＨＢ３ＨＶ３ＨＨ）等が挙げられる。中でも、工業的に生産が容易であることから、Ｐ３ＨＢ、Ｐ３ＨＢ３ＨＨ、Ｐ３ＨＢ３ＨＶ、Ｐ３ＨＢ４ＨＢが好ましい。

また、繰り返し単位の組成比を変えることで、融点、結晶化度を変化させ、結果として、ヤング率、耐熱性等の物性を変化させることができ、かつ、ポリプロピレンとポリエチレンとの間の物性を付与することが可能であること、および上記したように工業的に生産が容易であり、物性的に有用なプラスチックであるという観点から、３－ヒドロキシ酪酸と３－ヒドロキシヘキサン酸の共重合体であるＰ３ＨＢ３ＨＨがより好ましい。

本発明の一実施形態において、Ｐ３ＨＢ３ＨＨの繰り返し単位の組成比は、柔軟性および強度のバランスの観点から、３－ヒドロキシブチレート単位／３－ヒドロキシヘキサノエート単位の組成比が、８０／２０～９９／１（ｍｏｌ／ｍｏｌ）であることが好ましく、８３／１７～９７／３（ｍｏ１／ｍｏ１）であることがより好ましい。３－ヒドロキシブチレート単位／３－ヒドロキシヘキサノエート単位の組成比が、９９／１（ｍｏｌ／ｍｏｌ）以下であると、十分な柔軟性が得られ、８０／２０（ｍｏｌ／ｍｏｌ）以上であると、十分な硬度が得られる。前記Ｐ３ＨＢ３ＨＨにおける３ＨＢ単位の含有量が多くなる場合、得られるＰＨＡ（ＰＨＡシート）の溶融温度が高くなり、その結果、耐熱性が向上する。また、前記Ｐ３ＨＢ３ＨＨにおける３ＨＢ単位の含有量が多くなる場合、得られるＰＨＡ（ＰＨＡシート）の結晶化速度が速くなり、その結果、加工性が向上する。前記ＰＨＡ（ＰＨＡシート）の耐熱性および加工性を向上させるとの観点からは、前記Ｐ３ＨＢ３ＨＨの３ＨＢ単位／３ＨＨ単位の組成比が１００／０、すなわち、Ｐ３ＨＢであることが特に好ましい。

工程（ａ）において、出発原料として用いるＰＨＡ水性懸濁液は、特に限定されないが、例えば、細胞内にＰＨＡを生成する能力を有する微生物を培養する培養工程、および当該培養工程の後、ＰＨＡ以外の物質を分解および／または除去する精製工程、を含む方法により得ることができる。

本製造方法は、工程（ａ）の前に、ＰＨＡ水性懸濁液を得る工程（例えば、上述の培養工程および精製工程を含む工程）を含んでいてもよい。当該工程において用いられる微生物は、細胞内にＰＨＡを生成し得る微生物である限り、特に限定されない。例えば、天然から単離された微生物や菌株の寄託機関（例えば、ＩＦＯ、ＡＴＣＣ等）に寄託されている微生物、またはそれらから調製し得る変異体や形質転換体等を使用できる。より詳しくは、例えば、カプリアビダス（Ｃｕｐｒｉａｖｉｄｕｓ）属、アルカリゲネス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ）属、ラルストニア（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ）属、シュウドモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓ）属、バチルス（Ｂａｃｉｌｌｕｓ）属、アゾトバクター（Ａｚｏｔｏｂａｃｔｅｒ）属、ノカルディア（Ｎｏｃａｒｄｉａ）属、アエロモナス（Ａｅｒｏｍｏｎａｓ）属の菌等が挙げられる。中でも、アエロモナス属、アルカリゲネス属、ラルストニア属、またはカプリアビダス属に属する微生物が好ましい。特に、アルカリゲネス・リポリティカ（Ａ.ｌｉｐｏｌｙｔｉｃａ）、アルカリゲネス・ラトゥス（Ａ.ｌａｔｕｓ）、アエロモナス・キャビエ（Ａ.ｃａｖｉａｅ）、アエロモナス・ハイドロフィラ（Ａ.ｈｙｄｒｏｐｈｉｌａ）、カプリアビダス・ネカトール（Ｃ.ｎｅｃａｔｏｒ）等の菌株がより好ましく、カプリアビダス・ネカトールが最も好ましい。

また、微生物が、本来ＰＨＡの生産能力を有しないものである場合、またはＰＨＡの生産量が低いものである場合には、当該微生物に目的とするＰＨＡの合成酵素遺伝子および／またはその変異体を導入して得られる形質転換体を用いることもできる。このような形質転換体の作製に用いるＰＨＡの合成酵素遺伝子としては特に限定されないが、アエロモナス・キャビエ由来のＰＨＡ合成酵素の遺伝子が好ましい。これらの微生物を適切な条件で培養することで、菌体内にＰＨＡを蓄積した微生物菌体を得ることができる。当該微生物菌体の培養方法は特に限定されないが、例えば、特開平０５－９３０４９号公報等に記載された方法が用いられる。

上記の微生物を培養することにより作製されたＰＨＡ含有微生物には、不純物である菌体由来成分が多量に含まれているため、通常、ＰＨＡ以外の不純物を分解および／または除去するための精製工程を実施され得る。この精製工程においては、特に限定されず、当業者が考え得る物理学的処理、化学的処理、生物学的処理等を適用することができ、例えば、国際公開第２０１０／０６７５４３号に記載の精製方法が好ましく適用できる。

上記の精製工程により、最終製品に残留する不純物量が概ね決定されるため、これらの不純物は、できる限り低減させた方が好ましい。当然に、用途によっては、最終製品の物性を損なわない限り不純物が混入しても構わないが、医療用用途等、高純度のＰＨＡが必要とされる場合は、できる限り不純物を低減させることが好ましい。その際の精製度の指標としては、例えば、ＰＨＡ水性懸濁液中のタンパク質量が挙げられる。当該タンパク質量は、好ましくは、ＰＨＡ重量当たり３００００ｐｐｍ以下、より好ましくは、１５０００ｐｐｍ以下、さらに好ましくは、１００００ｐｐｍ以下、最も好ましくは、７５００ｐｐｍ以下である。精製手段は、特に限定されず、例えば、上記した公知の方法を適用可能である。

なお、本製造方法におけるＰＨＡ水性懸濁液を構成する溶媒（「溶媒」は、「水性媒体」とも称する。）は、水、または水と有機溶媒との混合溶媒であってもよい。また、当該混合溶媒において、水と相溶性のある有機溶媒の濃度としては、使用する有機溶媒の水への溶解度以下であれば特に限定されない。また、水と相溶性のある有機溶媒としては特に限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、ｉｓｏ－ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類；テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類；アセトニトリル、プロピオニトリル等のニトリル類；ジメチルホルムアミド、アセトアミド等のアミド類；ジメチルスルホキシド、ピリジン、ピペリジン等が挙げられる。中でも、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、１－ブタノール、２－ブタノール、ｉｓｏ－ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、アセトニトリル、プロピオニトリル等が、除去しやすい点から好ましい。また、メタノール、エタノール、１－プロパノール、２－プロパノール、ブタノール、アセトン等が、入手容易であることからより好ましい。さらに、メタノール、エタノール、アセトンが、特に好ましい。なお、ＰＨＡ水性懸濁液を構成する水性媒体は、本発明の本質を損なわない限り、他の溶媒、菌体由来の成分、精製時に発生する化合物等を含んでいても構わない。

本製造方法におけるＰＨＡ水性懸濁液を構成する水性媒体には、水が含まれていることが好ましい。水性媒体中の水の含有量は、５重量％以上が好ましく、より好ましくは、１０重量％以上であり、さらに好ましくは、３０重量％以上であり、特に好ましくは、５０重量％以上である。

＜ＰＨＡ水性懸濁液の粘度＞
本発明の一実施形態において、本製造方法の工程（ａ）により得られるＰＨＡ水性懸濁液の粘度は、１０１／ｓのせん断速度を与えたときの粘度が１～５Ｐａ・ｓであり、１．２～４．８Ｐａ・ｓが好ましく、１．４～４．６Ｐａ・ｓがより好ましく、１．６～４．４Ｐａ・ｓがさらに好ましい。ＰＨＡ水性懸濁液の粘度が上記範囲であると、工程（ｂ）において、適度なＰＨＡ液滴を形成することが可能となる。なお、ＰＨＡ水性懸濁液の粘度は、実施例に記載の方法で測定される。

＜ｐＨの調整＞
本製造方法の工程（ａ）において、出発原料として用いるＰＨＡ水性懸濁液は、通常、上記の精製工程を経ることにより、７を超えるｐＨを有する。そこで、本製造方法の工程（ａ）により、上記ＰＨＡ水性懸濁液のｐＨを７以下に調整する。その調整方法は、特に限定されず、例えば、酸を添加する方法等が挙げられる。酸は、特に限定されず、有機酸、無機酸のいずれでもよく、揮発性の有無は問わない。より具体的には、酸としては、例えば、硫酸、塩酸、リン酸、酢酸等が使用できる。

上記調整工程において調整するＰＨＡ水性懸濁液のｐＨの上限については、ＰＨＡを加熱溶融した時の着色を低減したり、加熱時および／または乾燥時の分子量の安定性を確保する観点から、７以下であり、好ましくは、５以下であり、より好ましくは、４以下である。また、ｐＨの下限については、容器の耐酸性の観点より、好ましくは、１以上であり、より好ましくは、２以上であり、さらに好ましくは、３以上である。ＰＨＡ水性懸濁液のｐＨを７以下とすることによって、加熱溶融時の着色が低減され、加熱時および／または乾燥時の分子量低下が抑制されたＰＨＡが得られる。

本発明の一実施形態において、工程（ａ）において、ＰＨＡ水性懸濁液に分散剤を添加してもよい。これにより、ＰＨＡ水性懸濁液のｐＨを７以下に調整する際に、ＰＨＡの凝集を防ぐことができる。

＜粘度の調整＞
ＰＨＡ水性懸濁液の粘度を所定の値に調整する方法は、特に限定されず、種々の方法を利用できる。例えば、本製造方法の工程（ａ）において、所定の粘度とするために分散剤を添加する方法のほか、出発原料として用いるＰＨＡ水性懸濁液のＰＨＡ濃度（固形分濃度）を調整する方法等が挙げられる。

分散剤としては、特に限定されないが、例えば、例えば、ポリビニルアルコール、変性ポリビニルアルコール、水溶性セルロース誘導体（例えば、ヒドロキシエチルメチルセルロース、カルボキシメチルセルロース等のメチルセルロース）、アルギン酸、水溶性アルギン酸誘導体（例えば、アルギン酸ナトリウム、アルギン酸カリウム、アルギン酸アンモニウム）、寒天、ゼラチン、カラギーナン、ポリアクリル酸誘導体（例えば、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリル酸ブチル、ポリアクリル酸エステル）、アルキレンオキサイド系分散剤（例えば、国際公開第２０２１／０８５５３４号公報に記載のもの）等が挙げられる。

本製造方法の工程（ａ）により得られるＰＨＡ水性懸濁液におけるＰＨＡの濃度（固形分濃度）は、乾燥ユーティリティーの面から経済的に有利であり、生産性が向上するため、例えば、２０重量％以上であり、好ましくは、２２．５重量％以上であり、より好ましくは、２５重量％以上であり、さらに好ましくは、２７．５重量％以上であり、特に好ましくは、３０重量％以上であり、とりわけ好ましくは、３２．５重量％以上であり、ことさら好ましくは、３５重量％以上であり、よりことさら好ましくは、３７．５重量％以上である。また、ＰＨＡの濃度の上限は、最密充填となり、十分な流動性が確保できない可能性があるため、例えば、７０重量％以下であり、好ましくは、６５重量％以下であり、より好ましくは、６０重量％以下である。ＰＨＡの濃度を調整する方法は、特に限定されず、水性媒体を添加したり、水性媒体の一部を除去する（例えば、遠心分離した後、上清を取り除く等による）等の方法が挙げられる。ＰＨＡの濃度の調整は、工程（ａ）のいずれの段階で実施してもよいし、工程（ａ）の前の段階で実施してもよい。

（工程（ｂ））
本製造方法における工程（ｂ）では、前記工程（ａ）で得られたＰＨＡ水性懸濁液から、液滴径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍのＰＨＡ液滴を形成する。工程（ｂ）において、上記特定の液滴径および高さを有するＰＨＡ液滴を形成することにより、微粉の発生を抑制することができる。

工程（ｂ）におけるＰＨＡ液滴の形成は、例えば、造粒装置を用いて行われる。造粒装置の一例として、図１を用いて、工程（ｂ）を説明する。

工程（ａ）で得られたＰＨＡ水性懸濁液１を、ＰＨＡ水性懸濁液供給ポンプ２により、穴あき容器４まで送液する。穴あき容器４は、その底部に複数の穴を有する。ＰＨＡ水性懸濁液１を、穴あき容器４の一定の高さとなるように、連続的に投入する。それと同時に、加振機３で穴あき容器４を振動させ、コンベヤー５上に、特定の液滴径および高さを有するＰＨＡ液滴６を形成させる。ＰＨＡ液滴６は、コンベヤー５上を搬送される過程で熱風７に曝されることにより（工程（ｃ））、水分が蒸発し、特定の直径および高さを有するＰＨＡ粒子が得られる。

工程（ｂ）における造粒装置は、図１の造粒装置に限定されず、ＰＨＡ水性懸濁液からＰＨＡ液滴を形成できるものであれば特に限定されない。工程（ｂ）における造粒装置として、図１の造粒装置の他に、例えば、特表２０１７－５３５６４０号公報に記載された造粒装置（特に、図１、４、５に記載されたもの）、Ｐａｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（例えば、ＲＯＴＯＦＯＲＭＥＲ）等が挙げられる。均一な造粒径作製の観点から、造粒装置は、好ましくは、Ｐａｓｔｉｌｌａｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍ（例えば、ＲＯＴＯＦＯＲＭＥＲ）である。

ＰＨＡ液滴の液滴径は、２～１０ｍｍであり、２．２～９ｍｍであることが好ましく、２．５～８ｍｍであることがより好ましく、２．８～７ｍｍであることがさらに好ましい。工程（ｂ）におけるＰＨＡ液滴の液滴径が上記範囲であると、微粉の発生を効率的に抑制することができる。なお、ＰＨＡ液滴の液滴径は、実施例に記載の方法により測定される。

ＰＨＡ液滴の高さは、１～５ｍｍであり、１．２～４．５ｍｍであることが好ましく、１．５～４ｍｍであることがより好ましく、１．８～３．５ｍｍであることがさらに好ましい。工程（ｂ）におけるＰＨＡ液滴の高さが上記範囲であると、微粉の発生を効率的に抑制することができる。なお、ＰＨＡ液滴の高さは、実施例に記載の方法により測定される。

ＰＨＡ液滴密度は、０．７～１．５ｇ／ｍＬであることが好ましく、０．７～１．３ｇ／ｍＬであることがより好ましく、０．７～１．１ｇ／ｍＬであることがさらに好ましい。工程（ｂ）におけるＰＨＡ液滴密度が上記範囲であると、高い造粒速度が得られるとの効果を奏する。なお、ＰＨＡ液滴密度は、実施例に記載の方法により測定される。

（工程（ｃ））
本製造方法における工程（ｃ）では、前記工程（ｂ）で形成したＰＨＡ液滴の水を揮発させる。工程（ｃ）において、ＰＨＡ液滴中でＰＨＡの細かい粒子同士が一部熱融着する（特に、ＰＨＡ液滴の表面のＰＨＡ同士が熱融着する）ことにより、微粉の発生を抑制することができる。

工程（ｃ）において、ＰＨＡ液滴の水を揮発させる方法は特に限定されないが、例えば、加熱、真空乾燥、常温乾燥等が挙げられる。例えば、乾燥機内でＰＨＡ液滴と熱風とを接触させながら加熱・乾燥することにより、ＰＨＡ液滴の水を揮発させ得る。乾燥機内におけるＰＨＡ液滴と熱風との接触方式は、特に限定されず、並流式、向流式、これらを併用する方式等が挙げられる。工程（ｃ）において、ＰＨＡ液滴の水を揮発させる方法は、適度な熱融着の観点から、好ましくは、加熱により行われる。

工程（ｃ）が加熱により行われる場合、加熱温度は、５０～１６０℃が好ましく、５５～１５５℃がより好ましく、６０～１５０℃がさらに好ましい。工程（ｃ）における加熱温度が上記範囲であると、ＰＨＡ液滴中での熱融着が適度に行われ、微粉の発生抑制効果が高まる。また、加熱方法は特に限定されることなく、例えば、熱風加熱、マイクロ波加熱、赤外線加熱等により加熱される。なお、使用するＰＨＡの３ＨＨ比率が高い場合、当該ＰＨＡの融点が低くなるため、上記加熱温度の範囲内でより低い温度で乾燥が可能である。一方、使用するＰＨＡの３ＨＨ比率が低い場合、当該ＰＨＡの融点が高くなるため、上記加熱温度の範囲内でより高い温度での乾燥が必要となり得る。

工程（ｃ）が真空乾燥または常温乾燥により行われる場合、当業者により適宜条件を設定して行われ得る。例えば、乾燥機を用いる場合、熱風の風量は、当該乾燥機のサイズ等に応じて適宜設定できる。また、常温乾燥を行う場合は、エネルギー効率の点で有利である。

本発明の一実施形態において、本製造方法は、工程（ｃ）の後に、得られたＰＨＡ粒子をさらに乾燥させる工程（例えば、減圧乾燥に付す工程等）を含んでいてもよい。また、本製造方法は、工程（ｃ）の後に、得られたＰＨＡ粒子を輸送する工程を含んでいてもよい。工程（ｃ）で得られたＰＨＡ粒子は均一な粒子径を有するため、輸送の際の取扱い性に優れる。

〔３．ＰＨＡ粒子〕
本ＰＨＡ粒子は、粒子密度が０.３～０．５ｇ／ｍＬであり、粒子径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍであるＰＨＡ粒子である。

本ＰＨＡ粒子の粒子密度は、０.３～０．５ｇ／ｍＬであり、好ましくは、０.３１～０．４９ｇ／ｍＬであり、より好ましくは、０.３２～０．４８ｇ／ｍＬであり、さらに好ましくは、０.３３～０．４７ｇ／ｍＬである。本ＰＨＡ粒子の粒子密度が上記範囲であると、輸送の際の取扱い性に優れる。なお、本ＰＨＡ粒子の粒子密度は、実施例に記載の方法で測定される。

本ＰＨＡ粒子の粒子径は、２～１０ｍｍであり、２．２～９ｍｍであることが好ましく、２．５～８ｍｍであることがより好ましく、２．８～７ｍｍであることがさらに好ましい。本ＰＨＡ粒子の粒子径が上記範囲であると、輸送の際の取扱い性に優れる。なお、ＰＨＡ粒子の粒子径は、実施例に記載の方法により測定される。

本ＰＨＡ粒子の高さは、１～５ｍｍであり、１．２～４．５ｍｍであることが好ましく、１．３～４ｍｍであることがより好ましく、１．４～３．５ｍｍであることがさらに好ましい。本ＰＨＡ粒子の高さが上記範囲であると、輸送の際の取扱い性に優れる。なお、ＰＨＡ粒子の高さは、実施例に記載の方法により測定される。

本発明の一実施形態において、本ＰＨＡ粒子は、本製造方法により製造される。

また、本ＰＨＡ粒子は、本発明の効果を奏する限り、本製造方法の過程で生じた、または除去されなかった種々の成分を含んでいてもよい。

本ＰＨＡ粒子は、紙、フィルム、シート、チューブ、板、棒、容器（例えば、ボトル容器等）、袋、部品等、種々の用途に利用できる。

本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

すなわち、本発明の一実施形態は、以下である。
＜１＞（ａ）ｐＨが７以下であって、１０１／ｓのせん断速度を与えたときの粘度が１～５Ｐａ・ｓであるＰＨＡ水性懸濁液を調製する工程、
（ｂ）前記工程（ａ）で得られたＰＨＡ水性懸濁液から、液滴径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍのＰＨＡ液滴を形成する工程、および
（ｃ）前記工程（ｂ）で形成したＰＨＡ液滴の水を揮発させる工程、を含む、ＰＨＡ粒子の製造方法。
＜２＞前記工程（ｂ）が、造粒装置を用いて行われる、＜１＞に記載の製造方法。
＜３＞前記工程（ｃ）が、ＰＨＡ液滴の水を加熱により揮発させる加熱工程である、＜１＞または＜２＞に記載の製造方法。
＜４＞前記加熱工程における加熱温度が、６０～１６０℃である、＜３＞に記載の製造方法。
＜５＞前記工程（ｂ）におけるＰＨＡ液滴密度が、０．７～１．５ｇ／ｍＬである、＜１＞～＜４＞のいずれかに記載の製造方法。
＜６＞（粒子密度が０.３～０．５ｇ／ｍＬであり、粒子径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍであるＰＨＡ粒子。

以下、本発明を実施例に基づいてより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。

〔測定および評価方法〕
実施例および比較例における測定および評価を、以下の方法で行った。

（ＰＨＡ水性懸濁液の粘度）
ＰＨＡ水性懸濁液の粘度は、以下の方法により測定した。具体的には、ＡｎｔｏｎＰａａｒ社製のＭＣＲ３０２を用いて、同軸２重円筒にて粘度を測定した。ＰＨＡ水性懸濁液を２０ｍＬ円筒に投入し、液温度は２５℃に調整した。目的せん断速度到達後、トルクの時間変化が１％未満になった際の粘度を測定した。

（ＰＨＡ液滴の液滴径と高さ）
ＰＨＡ液滴の液滴径と高さは、定規を用いて測定した。

（ＰＨＡ液滴密度）
ＰＨＡ液滴密度は、メスシリンダーを用いて測定されたＰＨＡ水性懸濁液重量により算出したＰＨＡ水性懸濁液密度とした。ＰＨＡ液滴密度は、下記式（１）により規定される。
ＰＨＡ液滴密度（ｇ／ｍｌ）＝ＰＨＡ水性懸濁液重量／ＰＨＡ水性懸濁液体積・・・（１）
（ＰＨＡ粒子密度）
ＰＨＡ粒子密度は、ノギスを用いて測定されたＰＨＡ粒子体積を用いて算出した。ＰＨＡ粒子密度は、下記式（２）により規定される。
ＰＨＡ粒子密度（ｇ／ｍｌ）＝ＰＨＡ粒子重量（ｇ）／ＰＨＡ粒子体積（ｍｌ）・・・（２）
〔実施例１〕
（菌体培養液の調製）
国際公開第２０１０／０６７５４３号に記載に記載の方法で培養し、ＰＨＡを含有する菌体を含む菌体培養液を得た。なお、ラルストニア・ユートロファは、現在では、カプリアビダス・ネカトールに分類されている。

（滅菌処理）
上記で得られた菌体培養液を内温６０～８０℃で２０分間加熱・攪拌処理し、滅菌処理を行った。

（高圧破砕処理）
上記で得られた滅菌済みの菌体培養液に、０．２重量％のドデシル硫酸ナトリウムを添加した。さらに、ｐＨが１１．０になるように水酸化ナトリウム水溶液を添加した後、５０℃で１時間保温した。その後、高圧破砕機（ニロソアビ社製高圧ホモジナイザーモデルＰＡ２Ｋ型）を用いて、４５０～５５０ｋｇｆ／ｃｍ^２の圧力で高圧破砕を行った。

（精製処理）
上記で得られた高圧破砕後の破砕液に対して、等量の蒸留水を添加した。これを遠心分離した後、上清を除去して２倍濃縮した。この濃縮したＰＨＡの水性懸濁液に、除去した上清と同量の水酸化ナトリウム水溶液（ｐＨ１１）を添加して遠心分離し、上清を除去した。そこに再度水を添加して懸濁させ、０．２重量％のドデシル硫酸ナトリウムと、ＰＨＡの１／１００重量のプロテアーゼ（ノボザイム社製、エスペラーゼ）を添加し、ｐＨ１０で５０℃に保持したまま、２時間攪拌した。その後、遠心分離により上清を除去して４倍濃縮した。さらに水を添加して、ＰＨＡ濃度が４０．０重量％になるように調整した。

上記で得られたＰＨＡ水性懸濁液に硫酸を添加し、ｐＨを３．５に調整した。１０１／ｓのせん断速度を与えた場合のＰＨＡ水性懸濁液の２５℃における粘度は、２３７９ｍＰａ・ｓ（約２．４Ｐａ・ｓ）であった。得られたＰＨＡ水性懸濁液をＲＯＴＯＦＯＲＭＥＲ（ＩＰＣＯ社製）に供給し、直径３．３ｍｍ、高さ２ｍｍのＰＨＡ液滴を得た。前記ＰＨＡ液滴密度は、０．８ｇ／ｍｌであった。前記ＰＨＡ液滴を１５０℃の熱風を照射することで乾燥し、ＰＨＡ粒子を得た。前記ＰＨＡ粒子の粒子径および高さは、それぞれ３．１ｍｍおよび１．５ｍｍであった。また、粒子の破砕が起こらず、微粉の発生も抑制されていた。また、ＰＨＡ粒子密度は、０．３９ｇ／ｍＬであった。

〔比較例１〕
精製処理にてＰＨＡ濃度が３０．０重量％になるように調整した以外は、実施例１と同様の条件でＰＨＡ水性懸濁液を得た。１０１／ｓのせん断速度を与えた場合のＰＨＡ水性懸濁液の粘度は、７２０ｍＰａ・ｓ（約０．７Ｐａ・ｓ）であった。得られたＰＨＡ水性懸濁液をＲＯＴＯＦＯＲＭＥＲに供給したところ、排出された液滴が広がり、粒形状を保つことができなかった。

〔比較例２〕
精製処理にてＰＨＡ濃度が５０．０重量％になるように調整した以外は、実施例１と同様の条件でＰＨＡ水性懸濁液を得た。１０１／ｓのせん断速度を与えた場合のＰＨＡ水性懸濁液の粘度は、９０９７ｍＰａ・ｓ（約９．１Ｐａ・ｓ）であった。得られたＰＨＡ水性懸濁液をＲＯＴＯＦＯＲＭＥＲに供給したところ、排出された液滴は球形状とならなかった。前記ＰＨＡ液滴密度は、１．０ｇ／ｍｌであった。液滴を１５０℃の熱風を照射することで乾燥し、ＰＨＡ粒子を得たが粒子は乾燥過程で破砕してしまい、１０μｍ以下の微粉が発生していた。

〔実施例２〕
精製処理にてＰＨＡ濃度が５０．０重量％になるように調整した以外は、実施例１と同様の条件で精製し、ＰＨＡ水性懸濁液を得た。得られたＰＨＡ水性懸濁液に分散剤であるエチレンオキサイド／プロピレンオキサイド共重合体非イオン性分散剤（ポリエチレンオキサイド分子量８０００、ポリプロピレンオキサイド分子量２０００、商品名プロノン２０８）を０．３７５ｐｈｒ（水性懸濁液中に存在するＰＨＡ１００重量部に対して０．３７５重量部）添加し、ｐＨを２．８に調整した。１０１／ｓのせん断速度を与えた場合のＰＨＡ水性懸濁液の２５℃における粘度は、２０９５ｍＰａ・ｓだった。得られたＰＨＡ水性懸濁液を図１の造粒装置にて、液滴形成、熱風乾燥を実施し、ＰＨＡ粒子を得た。加振機３としては、ＯＬＩ社製振動機（Ｔｙｐｅ:ＯＴ３６、空気供給圧０．４ＭＰａＧ）を用いた。得られたＰＨＡ液滴の大きさは、直径６ｍｍ、高さ３ｍｍだった。前記ＰＨＡ液滴密度は、１．０ｇ／ｍｌであった。前記ＰＨＡ液滴を１３０℃の熱風７を照射することでＰＨＡ粒子を得た。前記ＰＨＡ粒子の粒子径および高さは、それぞれ、５ｍｍおよび２ｍｍであった。また、粒子の破砕が起こらず、微粉の発生も抑制されていた。また、ＰＨＡ粒子密度は、０．４５ｇ／ｍＬであった。

＜結果＞
実施例１、２および比較例１、２より、ＰＨＡの製造工程において、特定の粘度のＰＨＡ水性懸濁液を調製することにより、特定の粒子径、かつ、特定の高さを有するＰＨＡ液滴を形成することができた。その結果、微粉の発生を抑制できることが分かった。

本製造方法によれば、ハンドリング性のよいＰＨＡ粒子を製造することができることから、ＰＨＡを使用する種々の分野において、好適に利用できる。

１ＰＨＡ水性懸濁液
２ＰＨＡ水性懸濁液供給ポンプ
３加振機
４穴あき容器
５コンベヤー
６ＰＨＡ液滴
７熱風

Claims

（ａ）ｐＨが７以下であって、１０１／ｓのせん断速度を与えたときの粘度が１～５Ｐａ・ｓであるポリヒドロキシアルカン酸水性懸濁液を調製する工程、
（ｂ）前記工程（ａ）で得られたポリヒドロキシアルカン酸水性懸濁液から、液滴径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍのポリヒドロキシアルカン酸液滴を形成する工程、および
（ｃ）前記工程（ｂ）で形成したポリヒドロキシアルカン酸液滴の水を揮発させる工程、を含む、ポリヒドロキシアルカン酸粒子の製造方法。
前記工程（ｂ）が、造粒装置を用いて行われる、請求項１に記載の製造方法。
前記工程（ｃ）が、ポリヒドロキシアルカン酸液滴の水を加熱により揮発させる加熱工程である、請求項１または２に記載の製造方法。
前記加熱工程における加熱温度が、６０～１６０℃である、請求項３に記載の製造方法。
前記工程（ｂ）におけるポリヒドロキシアルカン酸液滴密度が、０．７～１．５ｇ／ｍＬである、請求項１～４のいずれか１項に記載の製造方法。
粒子密度が０.３～０．５ｇ／ｍＬであり、粒子径２～１０ｍｍ、かつ、高さが１～５ｍｍであるポリヒドロキシアルカン酸粒子。