JPH0662839B2 - 微生物分解性プラスチック成形物及びその製造方法 - Google Patents
微生物分解性プラスチック成形物及びその製造方法Info
- Publication number
- JPH0662839B2 JPH0662839B2 JP1295765A JP29576589A JPH0662839B2 JP H0662839 B2 JPH0662839 B2 JP H0662839B2 JP 1295765 A JP1295765 A JP 1295765A JP 29576589 A JP29576589 A JP 29576589A JP H0662839 B2 JPH0662839 B2 JP H0662839B2
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- Japan
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- copolymer
- molded product
- hydroxybutyric acid
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L67/00—Compositions of polyesters obtained by reactions forming a carboxylic ester link in the main chain; Compositions of derivatives of such polymers
- C08L67/04—Polyesters derived from hydroxycarboxylic acids, e.g. lactones
Description
【発明の詳細な説明】 （技術分野） 本発明は、微生物分解性プラスチック成形物及びその製
造方法に関するものである。
造方法に関するものである。
（従来技術及びその問題点） 最近、プラスチック廃棄物の解決策の一つとして、プラ
スチックに微生物分解性のでんぷんを混入したものを成
形材料として用いることが提案されている。このような
プラスチックは、これを廃棄処理した時に、そのでんぷ
ん部分が微生物によって分解し、その形状崩壊が起る。
しかし、この場合、でんぷん部分が微生物分解し、全体
形状が崩壊しても、プラスチックは微生物によって分解
されないため、その微小プラスチックの環境への散乱の
問題が残る。
スチックに微生物分解性のでんぷんを混入したものを成
形材料として用いることが提案されている。このような
プラスチックは、これを廃棄処理した時に、そのでんぷ
ん部分が微生物によって分解し、その形状崩壊が起る。
しかし、この場合、でんぷん部分が微生物分解し、全体
形状が崩壊しても、プラスチックは微生物によって分解
されないため、その微小プラスチックの環境への散乱の
問題が残る。
（発明の課題） 本発明は、前記した如き従来の微生物分解性プラスチッ
クとは異なり、その全体が微生物によって完全に分解す
る新しいプラスチック成形物及びその製造方法を提供す
ることをその課題とする。
クとは異なり、その全体が微生物によって完全に分解す
る新しいプラスチック成形物及びその製造方法を提供す
ることをその課題とする。
（課題を解決するための手段） 本発明者らは、前記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた
結果、ポリカプロラクトンとポリ−β−ヒドロキシ酪酸
からなるプラスチックは、微生物によって完全に分解さ
れるとともに、プラスチック成形材料として適用し得る
ことを見出した。また、本発明者らは、カプロラクトン
とβ−ヒドロキシ酪酸との共重合体を相溶化剤として前
記プラスチックに含有させる時には、そのプラスチック
の完全微生物分解性を損うことなく、機械的物性におい
て一層すぐれたプラスチック成形材料が得られることを
見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成され
たものである。
結果、ポリカプロラクトンとポリ−β−ヒドロキシ酪酸
からなるプラスチックは、微生物によって完全に分解さ
れるとともに、プラスチック成形材料として適用し得る
ことを見出した。また、本発明者らは、カプロラクトン
とβ−ヒドロキシ酪酸との共重合体を相溶化剤として前
記プラスチックに含有させる時には、そのプラスチック
の完全微生物分解性を損うことなく、機械的物性におい
て一層すぐれたプラスチック成形材料が得られることを
見出した。本発明は、これらの知見に基づいて完成され
たものである。
即ち、本発明によれば、ポリカプロラクトンとポリ−β
−ヒドロキシ酪酸からなる微生物分解性プラスチック成
形物が提供される。
−ヒドロキシ酪酸からなる微生物分解性プラスチック成
形物が提供される。
また、本発明によれば、前記成形物に対し、カプロラク
トンとβ−ヒドロキシ酪酸との共重合体を含有させた微
生物分解性プラスチック成形物が提供される。
トンとβ−ヒドロキシ酪酸との共重合体を含有させた微
生物分解性プラスチック成形物が提供される。
さらに、本発明によれば、ポリカプロラクトン及びポリ
−β−ヒドロキシ酪酸をそれら両成分を共重合させ得る
触媒の存在下で混練して、カプロラクトンとβ−ヒドロ
キシ酪酸との共重合体を含む混練物を生成させ、この混
練物を所要形状に成形することを特徴とする微生物分解
性プラスチック成形物の製造方法が提供される。
−β−ヒドロキシ酪酸をそれら両成分を共重合させ得る
触媒の存在下で混練して、カプロラクトンとβ−ヒドロ
キシ酪酸との共重合体を含む混練物を生成させ、この混
練物を所要形状に成形することを特徴とする微生物分解
性プラスチック成形物の製造方法が提供される。
本発明で用いるポリカプロラクトン（以下、PCLと略記
する）は、微生物分解性を有するが、その融点は低く、
プラスチック成形材料としての実用性は低い。一方、ポ
リ−β−ヒドロキシ酪酸（以下、PHBと略記する）は、
同様に微生物分解性を有し、またその融点は高いが、結
晶性が高く、もろいためにプラスチック成形材料として
は実用化されていない。本発明においては、それら両者
を溶融混合することにより、実用性ある微生物分解性プ
ラスチック成形材料を得るものである。
する）は、微生物分解性を有するが、その融点は低く、
プラスチック成形材料としての実用性は低い。一方、ポ
リ−β−ヒドロキシ酪酸（以下、PHBと略記する）は、
同様に微生物分解性を有し、またその融点は高いが、結
晶性が高く、もろいためにプラスチック成形材料として
は実用化されていない。本発明においては、それら両者
を溶融混合することにより、実用性ある微生物分解性プ
ラスチック成形材料を得るものである。
PCLとしては、数平均分子量が1,000〜120,000、好まし
くは10,000〜100,000のものが用いられる。一方、PHBと
しては、数平均分子量が１万〜100万、好ましくは２万
〜20万のものが用いられる。PCL及びPHBの使用割合は、
両者の混合物に基づいて、PCL:90〜20重量％、好ましく
は80〜30重量％、PHB:10〜80重量％、好ましくは20〜70
重量％の割合である。
くは10,000〜100,000のものが用いられる。一方、PHBと
しては、数平均分子量が１万〜100万、好ましくは２万
〜20万のものが用いられる。PCL及びPHBの使用割合は、
両者の混合物に基づいて、PCL:90〜20重量％、好ましく
は80〜30重量％、PHB:10〜80重量％、好ましくは20〜70
重量％の割合である。
本発明においては、PCLとPHBの溶融混合に際して、その
相溶性を高めるために、相溶化剤を用いるのが好まし
い。本発明者らの研究によれば、この相溶化剤として
は、カプロラクトンとβ−ヒドロキシ酪酸との共重合体
の使用が好適であることが見出された。この共重合体
は、PCLとPHBとを、触媒の存在下で加熱反応させること
によって得ることができる。この反応は、PCLとPHBのエ
ステル交換反応であり、触媒としては、無水酢酸亜鉛
や、ステアリン酸亜鉛等の慣用のエステル交換反応触媒
が用いられる。使用量は、PCLとPHBとの合計重量に対
し、0.05〜５重量％、好ましくは0.1〜1.0重量％であ
る。本発明の場合には、PCLとPHBのエステル交換反応
は、両者を加熱溶融させた溶融条件下で行うのが有利で
ある。即ち、PCLとPHBを触媒の存在下で加熱溶融混合し
て反応を行う。このような反応法によれば、反応混合物
系に所要量の共重合体が生成した時に、その混合物をそ
のまま成形材料として用いて成形物を得ることができ
る。また、このような反応法によれば、その反応を押出
成形機内で溶融混練して行ない、そして所要量の共重合
体が生成した溶融混練物を押出機先端のダイスから低圧
帯域へ押出すことにより、成形物とすることができる。
もちろん、あらかじめ別にカプロラクトンとβ−ヒドロ
キシ酪酸とを重合させて製造した共重合体をPCLとPHBに
配合し、溶融混合して、共重合体を含む成形材料を得る
ことができる。
相溶性を高めるために、相溶化剤を用いるのが好まし
い。本発明者らの研究によれば、この相溶化剤として
は、カプロラクトンとβ−ヒドロキシ酪酸との共重合体
の使用が好適であることが見出された。この共重合体
は、PCLとPHBとを、触媒の存在下で加熱反応させること
によって得ることができる。この反応は、PCLとPHBのエ
ステル交換反応であり、触媒としては、無水酢酸亜鉛
や、ステアリン酸亜鉛等の慣用のエステル交換反応触媒
が用いられる。使用量は、PCLとPHBとの合計重量に対
し、0.05〜５重量％、好ましくは0.1〜1.0重量％であ
る。本発明の場合には、PCLとPHBのエステル交換反応
は、両者を加熱溶融させた溶融条件下で行うのが有利で
ある。即ち、PCLとPHBを触媒の存在下で加熱溶融混合し
て反応を行う。このような反応法によれば、反応混合物
系に所要量の共重合体が生成した時に、その混合物をそ
のまま成形材料として用いて成形物を得ることができ
る。また、このような反応法によれば、その反応を押出
成形機内で溶融混練して行ない、そして所要量の共重合
体が生成した溶融混練物を押出機先端のダイスから低圧
帯域へ押出すことにより、成形物とすることができる。
もちろん、あらかじめ別にカプロラクトンとβ−ヒドロ
キシ酪酸とを重合させて製造した共重合体をPCLとPHBに
配合し、溶融混合して、共重合体を含む成形材料を得る
ことができる。
本発明で相溶化剤として用いる共重合体は、ランダム共
重合体又は／及びブロック共重合体からなる。共重合体
中のカプロラクトン成分の含有割合は、20〜80モル％、
好ましくは40〜60モル％である。また共重合体の融点
は、通常、80〜160℃の範囲である。この共重合体もす
ぐれた微生物分解性を有する。
重合体又は／及びブロック共重合体からなる。共重合体
中のカプロラクトン成分の含有割合は、20〜80モル％、
好ましくは40〜60モル％である。また共重合体の融点
は、通常、80〜160℃の範囲である。この共重合体もす
ぐれた微生物分解性を有する。
本発明のプラスチック成形物において、共重合体の含有
割合は、得られる成形物の重量に対し、５〜30重量％、
好ましくは10〜25重量％である。５重量％未満では十分
な相溶化効果が得られない。一方、30重量％を超えても
相溶化効果は特に向上せず、また押出機を用いて反応を
行う時に、反応時間が長くなるとともに、触媒の使用量
も多くなり、効率的な成形操作を行うのが困難になる。
割合は、得られる成形物の重量に対し、５〜30重量％、
好ましくは10〜25重量％である。５重量％未満では十分
な相溶化効果が得られない。一方、30重量％を超えても
相溶化効果は特に向上せず、また押出機を用いて反応を
行う時に、反応時間が長くなるとともに、触媒の使用量
も多くなり、効率的な成形操作を行うのが困難になる。
本発明の成形物には、無機充填剤や、顔料、酸化防止剤
等の慣用の補助添加剤を配合することができる。
等の慣用の補助添加剤を配合することができる。
本発明の成形物は、上記の方法によりフィルム状、シー
ト状、板状、糸状、ネット状及びペレット状等の任意の
形状で得られる。また、押出機の先端に金型を取り付け
たいわゆる射出成形方法を採用した場合には容器などの
任意の形状で成形体を得ることもできる。これ等成形物
は発泡体であっても非発泡体であっても構わない。発泡
体を採用するか非発泡体を採用するかは通常目的や用途
に応じて決定されるものである。本発明の成形物を発泡
体とする場合には、上記成形物を製造する段階であるい
はその後の別の段階で発泡させる等の公知の方法が採用
される。特に、上記成形物の内ペレット状のものは、そ
の後公知の方法により発泡粒子とすることができ、この
ような発泡粒子は型内において緩衝材や容器等の種々な
形状に成形するこができる等の利点を有する。また、上
記成形物の内フィルム状、シート状あるいは板状のもの
はその後袋、丼、トレー、折り箱の枠材、底板材、緩衝
材等の種々な形状に成形されても良い。
ト状、板状、糸状、ネット状及びペレット状等の任意の
形状で得られる。また、押出機の先端に金型を取り付け
たいわゆる射出成形方法を採用した場合には容器などの
任意の形状で成形体を得ることもできる。これ等成形物
は発泡体であっても非発泡体であっても構わない。発泡
体を採用するか非発泡体を採用するかは通常目的や用途
に応じて決定されるものである。本発明の成形物を発泡
体とする場合には、上記成形物を製造する段階であるい
はその後の別の段階で発泡させる等の公知の方法が採用
される。特に、上記成形物の内ペレット状のものは、そ
の後公知の方法により発泡粒子とすることができ、この
ような発泡粒子は型内において緩衝材や容器等の種々な
形状に成形するこができる等の利点を有する。また、上
記成形物の内フィルム状、シート状あるいは板状のもの
はその後袋、丼、トレー、折り箱の枠材、底板材、緩衝
材等の種々な形状に成形されても良い。
（発明の効果） 本発明のプラスチック成形物は、従来の微生物分解性プ
ラスチックとは異なり、そのプラスチック全体が良好な
微生物分解性を有するものである。従って、これを廃棄
処理した時に、プラスチックの一部が未分解のままで、
環境に散乱するような問題はない。
ラスチックとは異なり、そのプラスチック全体が良好な
微生物分解性を有するものである。従って、これを廃棄
処理した時に、プラスチックの一部が未分解のままで、
環境に散乱するような問題はない。
（実施例） 次に本発明を実施例によりさらに詳細に説明する。
実施例 ポリカプロラクトン（融点:60℃、数平均分子量７万）
とポリ−β−ヒドロキシ酪酸（融点:180℃、数平均分子
量10万）と触媒（無水酢酸亜鉛）とを第１表に示す割合
で押出機（スクリュー径40mm、Ｌ／Ｄ＝25）内に供給
し、溶融混練した後、押出機先端に取り付けられたＴダ
イを通して200℃の温度で押出し、厚さ100μｍのフィル
ムを得た。
とポリ−β−ヒドロキシ酪酸（融点:180℃、数平均分子
量10万）と触媒（無水酢酸亜鉛）とを第１表に示す割合
で押出機（スクリュー径40mm、Ｌ／Ｄ＝25）内に供給
し、溶融混練した後、押出機先端に取り付けられたＴダ
イを通して200℃の温度で押出し、厚さ100μｍのフィル
ムを得た。
得られたフィルムについて、溶融混練中に生成した共重
合体比率、伸び率及び微生物分解性を測定した。その結
果を表−１に併せて示す。表−１に示した結果より、本
発明の成形物は微生物分解性にすぐれていることがわか
る。また、共重合体を含有させることにより、フィルム
の伸び率が向上し、深しぼり等の二次加工性が改善され
ることがわかる。
合体比率、伸び率及び微生物分解性を測定した。その結
果を表−１に併せて示す。表−１に示した結果より、本
発明の成形物は微生物分解性にすぐれていることがわか
る。また、共重合体を含有させることにより、フィルム
の伸び率が向上し、深しぼり等の二次加工性が改善され
ることがわかる。
なお、表−１に示したフィルム性状の測定法は次の通り
である。
である。
(1)共重合体比率 フィルム重量に対するカプロラクトンとβ−ヒドロキシ
酪酸との共重合体の重量％で表わした。なお、共重合体
含有量は、DCS法（昇温速度は10℃／min）による融解ピ
ークの熱量により求めた。
酪酸との共重合体の重量％で表わした。なお、共重合体
含有量は、DCS法（昇温速度は10℃／min）による融解ピ
ークの熱量により求めた。
(2)伸び率 得られたフィルムを100mm（押出方向）×10mm（押出方
向に直交する方向）の短冊状に切り、引張強度試験機を
用いてチャック間距離を50mm、引張速度を50mmとして試
験片を引張り（測定温度は25℃）、破断した時のフィル
ムの長さ（mm）を最初のフィルム長さ100mmに対する100
分率で表わした。
向に直交する方向）の短冊状に切り、引張強度試験機を
用いてチャック間距離を50mm、引張速度を50mmとして試
験片を引張り（測定温度は25℃）、破断した時のフィル
ムの長さ（mm）を最初のフィルム長さ100mmに対する100
分率で表わした。
(3)微生物分解性 オリーブ油から１分間に130μmoleの脂肪酸を生成する
ことができる力価をもつリパーゼ溶液0.3ml、リン酸緩
衝液（pH7）を2ml、界面活性剤（第一工業製薬（株）製
の商品名「プライサーフA210G」）1ml、水16.7ml及び試
料（フィルム200mg分）を100ml三角フラスコに入れて、
30℃で16時間反応させ、反応後生成した有機物量を全有
機炭素計で測定した。
ことができる力価をもつリパーゼ溶液0.3ml、リン酸緩
衝液（pH7）を2ml、界面活性剤（第一工業製薬（株）製
の商品名「プライサーフA210G」）1ml、水16.7ml及び試
料（フィルム200mg分）を100ml三角フラスコに入れて、
30℃で16時間反応させ、反応後生成した有機物量を全有
機炭素計で測定した。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 // Ｂ２９Ｋ 67:00 Ｃ０８Ｌ 67:00 審査官 佐藤 健史
Claims (4)
- 【請求項１】ポリカプロラクトンとポリ−β−ヒドロキ
シ酪酸からなる微生物分解性プラスチック成形物。 - 【請求項２】ポリカプロラクトンと、ポリ−β−ヒドロ
キシ酪酸と、相溶化剤としてのカプロラクトンとβ−ヒ
ドロキシ酪酸との共重合体とからなる微生物分解性プラ
スチック成形物。 - 【請求項３】ポリカプロラクトン及びポリ−β−ヒドロ
キシ酪酸をそれら両成分を共重合させ得る触媒の存在下
で混練して、カプロラクトンとβ−ヒドロキシ酪酸との
共重合体を含む混練物を生成させ、この混練物を所要形
状に成形することを特徴とする微生物分解性プラスチッ
ク成形物の製造方法。 - 【請求項４】該溶融混練及び溶融混練物の成形を押出成
形機を用いて行う請求項３の方法。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1295765A JPH0662839B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 微生物分解性プラスチック成形物及びその製造方法 |
| CA002029747A CA2029747C (en) | 1989-11-14 | 1990-11-13 | Biodegradable plastic composition, biodegradable plastic shaped body and method of producing same |
| US07/611,558 US5124371A (en) | 1989-11-14 | 1990-11-13 | Biodegradable plastic composition, biodegradable plastic shaped body and method of producing same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1295765A JPH0662839B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 微生物分解性プラスチック成形物及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03157450A JPH03157450A (ja) | 1991-07-05 |
| JPH0662839B2 true JPH0662839B2 (ja) | 1994-08-17 |
Family
ID=17824878
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1295765A Expired - Lifetime JPH0662839B2 (ja) | 1989-11-14 | 1989-11-14 | 微生物分解性プラスチック成形物及びその製造方法 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5124371A (ja) |
| JP (1) | JPH0662839B2 (ja) |
| CA (1) | CA2029747C (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103224697A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-07-31 | 上海交通大学 | 一种可完全生物降解的pha/pcl共混物及其制备方法 |
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| JP2530557B2 (ja) * | 1992-04-14 | 1996-09-04 | 工業技術院長 | 生分解性樹脂組成物 |
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