JPH07133435A

JPH07133435A - 生分解性プラスチック成形物

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Publication number: JPH07133435A
Application number: JP33249393A
Authority: JP
Inventors: Takafumi Hataya; 隆文端谷; Shozo Fujita; 省三藤田; Makoto Iijima; 誠飯島; Takaharu Asano; 高治浅野
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1993-09-14
Filing date: 1993-12-27
Publication date: 1995-05-23
Anticipated expiration: 2018-02-17
Also published as: JP3377844B2

Abstract

(57)【要約】【目的】実用性のある強度および耐久性を有する生分
解性プラスチック成形物を提供する。【構成】生分解性プラスチック素材と、生分解性を有
する添加剤及び自然界に存在する物質からなる添加剤の
うち少なくともいずれかとを混練することにより、また
は溶融し、混合することにより得られた混練物を用いて
成形された生分解性プラスチック成形物、微生物分解性
樹脂と抗菌性を有する物質とを含む微生物分解性樹脂の
射出成形物、または高分子主鎖にエステル結合を有する
高分子材料と、前記高分子材料に含まれる酸またはアル
カリ性成分を中和するのに有効な量のアルカリまたは酸
成分とを含む樹脂組成物の成形物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生分解性プラスチック
成形物および資源の回収方法に関し、より詳しくは、耐
久材用途として実用性のある生分解性プラスチック成形
物および資源の回収方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】現在、地球環境への関心の高まりととも
に、土壌中で微生物によって完全に分解され、消化され
る生分解性プラスチックが注目を集めている。このよう
なプラスチックを用いた成形物に関しては、既にいくつ
かの特許出願がなされている（特開平３−２９０４６１
号公報、特開平４−１４６９５２号公報、特開平４−３
２５５２６号公報等）。これらの成形物は、特に、フィ
ルムや包装材料として用いられており、耐久性は要求さ
れていない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近い将来、電
気製品やコンピュータ等の耐久材用途の製品の回収も義
務づけられると予想され、筐体等に用いられる分解処理
可能な材料の研究開発がなされている。そのような材料
として、回収された成形物の分解処理をコストをかけず
に行えることから、生分解性プラスチックが有利と考え
られる。さらに、耐久材として用いるためには、強度お
よび耐久性を有することが必要となる。現在、分解性と
強度および耐久性とを兼ね備えた耐久材用途の生分解性
プラスチックは世の中に知られていない。

【０００４】また、電子機器に用いられる電気回路基板
では、無機材料、例えば、セラミックス等を除けば、ほ
とんどの場合、熱硬化性樹脂が用いられ、かつ基板表面
には配線が形成されている。熱硬化性樹脂は、融解、溶
解等が極めて困難であり、配線金属を分別回収するに
は、煩雑な工程が必要である。さらに、電気回路基板の
熱硬化性樹脂は、分解性を有しないので、埋設処分され
た場所に半永久的に残留する。

【０００５】さらに、省資源という観点から、単に分解
するだけでなく、素材を回収することも望まれている。
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みてなされたも
のであり、強度および耐久性を有する生分解性プラスチ
ック成形物および資源の回収方法を提供することを目的
とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するため、生分解性プラスチック素材と、生分解性を
有する添加剤および自然界に存在する物質からなる添加
剤のうち少なくとも一方とを混練することにより、また
は溶融し、混合することにより得られた混練物を用いて
成形された生分解性プラスチック成形物を提供する。

【０００７】特に、上記混練物は、生分解性を有する添
加剤である生体高分子を含むのが好ましい。この生体高
分子は、植物油、コラーゲンまたは高度好熱菌もしくは
超高度好熱菌であってよい。また、上記混練物は、自然
界に存在する物質からなる添加剤として、炭素、酸化珪
素および二酸化珪素のうちの少なくとも１種からなる繊
維または微粒子状物質を含むのが好ましい。あるいは、
上記混練物は、自然界に存在する物質からなる添加剤と
して、水酸化マグネシウムおよび水酸化アルミニウムの
うちの少なくとも１種を含んでいてもよい。

【０００８】生分解性プラスチック素材は、微生物の生
産するポリエステル、脂肪族ポリエステル、ポリビニル
アルコール、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシアル
カノエート、変性澱粉、天然高分子およびポリイソシア
ネートのうちの少なくとも１種であるのが好ましい。上
記の生分解性プラスチック成形物は、上記混練物をフィ
ルムに成形することにより、押出成形することによりま
たは射出成形することにより成形することができる。こ
の生分解性プラスチック成形物は、例えば、表面に配線
が形成される平板状の電気回路基板であってよい。

【０００９】また、本発明によれば、上記した如き生分
解性プラスチック成形物を微生物により分解するととも
に、微生物に蓄積された生分解性プラスチック素材を回
収することを特徴とする資源の回収方法が提供される。

【００１０】

【作用】本発明者らは、各種生分解性プラスチック素材
と生分解性を有する添加剤とを混合し、強度および耐久
性を向上せしめた耐久材用途に適用できる生分解性プラ
スチックを見出したものである。また、各種生分解性プ
ラスチック素材と、自然界に多量に存在する物質、例え
ば、炭素、酸化珪素および二酸化珪素のうちの少なくと
も１種からなる添加剤とを混合し、強度および耐久性を
向上せしめた耐久材用途に適用できる生分解性プラスチ
ックを見出した。

【００１１】このような生分解性プラスチック素材とし
ての例としては、微生物の生産するポリエステル、脂肪
族ポリエステル、ポリビニルアルコール、ポリカプロラ
クトン、ポリヒドロキシアルカノエート、変性澱粉、天
然高分子またはポリイソシアネートがある。一方、添加
剤は、物質の種類により可塑剤、充填剤または難燃化剤
等の機能を有するものであり、添加剤の一つとして生分
解性を有する生体高分子が用いられる。そのような生体
高分子には、植物油、コラーゲンまたは高度好熱菌もし
くは超高度好熱菌がある。これらは微生物により分解が
可能である。

【００１２】さらに、他の添加剤として自然界に存在す
る物質からなるもの、例えば、炭素、酸化珪素または二
酸化珪素からなり、繊維状または微粒状に加工したもの
を用いてもよい。特に、温度が高くなる電気回路基板に
用いられるプラスチックには、無機系難燃化剤として水
酸化マグネシウムや水酸化アルミニウムを混合すること
が好ましい。なお、添加剤として混合される自然界に存
在する物質は、生分解しないが、プラスチックが分解し
た後には天然に存在する成分のみが残留するために自然
環境に対する悪影響を最小限にとどめることができる。

【００１３】上記の生分解性プラスチック素材と添加剤
とを混合した生分解性プラスチック混練物を、例えば、
押出成形または射出成形により成形した成形物の強度を
試験した結果、ポリプロピレンやＡＢＳ樹脂と同等もし
くはそれ以上の引っ張り強さおよびアイゾット衝撃値が
得られた。また、ポリプロピレンやＡＢＳ樹脂と異な
り、土壌中に埋設することにより、１年前後で分解され
た。

【００１４】このように、本発明の生分解性プラスチッ
ク成形物は、生分解性を有するとともに、電気製品やコ
ンピュータの筐体等耐久材用途に必要とされるに十分な
強度および耐久性を有する。また、上記の生分解性を有
するプラスチックは、微生物を含む培養液中または土壌
中において分解し、消失する。これにより、廃棄物の減
容化とともに、電気回路基板の配線金属の回収が可能で
ある。また、微生物に蓄積されたプラスチック素材を抽
出することによりリサイクルが可能である。

【００１５】本発明によれば、また、微生物分解性樹脂
と抗菌性を有する物質とを含む微生物分解性樹脂の射出
成形物が提供される。近年、地球環境問題への関心の高
まりの中で、生分解性樹脂の応用が進んでいる。生分解
性樹脂は、ある種の微生物がこれを資化し分解する性質
を持つ樹脂であり、通常の汎用樹脂と異なり、自然界に
放置することにより分解されて消失し、自然環境に悪影
響を残さないため、射出成形用樹脂として現在大変注目
されている。しかしながら、この樹脂には、その生分解
性の故に、自然環境またはそれに類似した環境での長期
耐久性が劣るという問題点があったのであり、上記本発
明の射出成形物によれば、かかる問題点を解決すること
ができるのである。

【００１６】有用な抗菌剤としては、その微生物への作
用によって多くの種類があるが、大別すると以下の６種
類を挙げることができる。細胞壁のペプチドグルカンの生合成を阻害するものペニシリン、セファロスポリンなどのβ−ラクタム系の
化合物微生物の蛋白質の生合成を阻害するものピュロマイシン、テトラサイクリン、クロラムフェニコ
ール、エリスロマイシン、ストレプトマイシンなど核酸の生合成を阻害するものアゼセリン、アクリジン、アクチノマイシンＤ、バトマ
イシン、リファマイシンなど細胞膜のイオン透過性を変化させるものパリノマイシン、グラミシジンＡ、ノナクチン、モネン
シンなどのイオノフェア細胞膜を破壊するものクロロクレゾール、キシロールなどのフェノール類、塩
化ベンザルコニウムなどの４級アンモニウム塩、クロル
ヘキシジンなどのビグアニド化合物、チロシジン、グラ
ミシジンＳ、ポリミキシンなどの環状ペプチドなど金属イオン類銀イオンおよびその錯体化合物これらの１種またはそれ以上の物質を、樹脂に比較的少
量配合することで、その物質が科学的に分解し、不活性
化するかまたは環境に存在する水分等により流出してし
まうまで、一定期間生分解性を抑えることができる。ま
た、これらのいずれかの物質を高分子鎖に化学的に結合
した物質を混入することによっても同等の効果が得られ
る。

【００１７】なお、それぞれの物質には、抗菌性、化学
的安定性および水分への溶解性等の性質に違いがあるた
め、樹脂への混入量を十分考慮することが技術的に重要
である。同時に経済的効果をも考慮すると、上記、
、およびの抗菌性物質は０．０１〜１００ｐｐｍ
の量で、またおよびの物質は樹脂に対して０．０１
〜５重量％の量で用いられるのが特に好適である。

【００１８】配合は、樹脂に他の添加剤やフィラー等を
混合するのと同様に樹脂の混練時に加えることにより行
うのが一般的である。しかし、抗菌性物質の分解を抑え
るため、混練はできるだけ低温で、短時間で行うのが望
ましい。このような条件では均一に混合しにくい場合が
あるが、予めマスターバッチを作製する方法をとるのが
特に微量混合する場合には有効である。また、上記の
銀イオンは、紫外線で分解し易く、水道水等に含まれる
塩素イオンと反応して塩化銀となり、不活性化し易いと
いう欠点があるため、シリカゲルの担体の微粉末に吸収
させた物を使用するという方法もある。

【００１９】本発明によれば、さらに、高分子主鎖にエ
ステル結合を有する高分子材料に含まれる酸またはアル
カリ性成分を中和するのに有効な量のアルカリまたは酸
成分を加えて混合することにより、樹脂を実質的に中性
に保持することを含む樹脂の改質方法が提供される。本
発明は、また、高分子主鎖にエステル結合を有する高分
子材料と、前記高分子材料に含まれる酸またはアルカリ
性成分を中和するのに有効な量のアルカリまたは酸成分
とを含む樹脂組成物およびそのような樹脂組成物からな
る樹脂成形物を提供する。

【００２０】近年、エステル結合を有する高分子材料
（いわゆるポリエステル樹脂）の応用が進んでいる。ポ
リエステル樹脂は、大別すると、熱硬化性樹脂と熱可塑
性との２種類に分けられる。本発明は、これらのいずれ
にも有効であるが、特に後者に有効である。熱可塑性ポ
リエステル樹脂は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥ
Ｔ）等のように分子鎖にベンゼン環を含む、いわゆる芳
香族系のものと、全て脂肪族の炭化水素からなるものが
あり、後者には微生物により分解する性質のものすなわ
ち生分解性樹脂、例えば、ポリ３−ヒドロキシブチレー
ト、ポリ３−ヒドロキシバレエート等が含まれる。

【００２１】いずれの樹脂もエステル結合を有するた
め、合成が比較的容易である。化学的には、通常ジカル
ボン酸とグリコールの重縮合により合成されるため、こ
れらの物質の選択と組み合わせにより、種々の樹脂を類
似の合成条件で、比較的容易に合成することができるた
めである。一方、この点が逆にこの種類の樹脂の欠点で
もある。すなわち、この種類の樹脂を長期間にわたっ
て、または化学的に過酷な条件下で使用する場合、この
エステル結合のごく一部が加水分解して高分子鎖が切
れ、これが材料物性の低下を招くという問題があった。
別の研究により、切断されるのが主鎖である場合、切断
箇所がごく一部でも強度等の材料物性の低下に大きく影
響することが知られているため、この反応を制御するこ
とが重要である。

【００２２】本発明者らは、かかる問題点を軽減するた
めに、加水分解のメカニズムについて検討した結果、以
下のことを見出した。樹脂の合成時に原料に含まれる不
純物または合成時のｐＨ環境等によって、樹脂に酸性ま
たは塩基性（アルカリ性）の物質が微量含まれることが
しばしばある。一般的に、加水分解は酸または塩基（ア
ルカリ）によって大きく促進される。このため、特に材
料が湿潤な環境に置かれた場合、樹脂に含まれるこれら
の成分が樹脂の高分子鎖の切断（エステル交換）の反応
を促進することが明らかになった。本発明らは、この反
応を抑制するために、樹脂に含まれるこれらの成分の定
量を行い、これらの酸またはアルカリ含有量を中和反応
により低減させることにより、樹脂の耐久性を向上させ
得ることを見出し、上記本発明に到達したものである。
この際、加えるアルカリまたは酸は予め微粉末としてお
き、十分に混練することが望ましい。

【００２３】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに説明す
る。実施例１生分解性プラスチック成形物土壌中で微生物により分解される生分解性プラスチック
素材として、ヒドロキシバレエート（ＨＶ）とヒドロキ
シブチレート（ＨＢ）からなるポリエステル系のコポリ
マー（ＰＨＢＶ）であって、共重合比が５：９５のもの
を用いる。この粉末に、可塑剤として脂肪酸エステル
を、成形物の強度を増大する充填剤（フィラー）として
断面の直径が０．３〜１μｍ、長さ０．１〜２０mmの炭
素繊維またはガラス繊維をともに混合したものをプラス
チック混練物として用いる。強度および分解活性の比較
のため、可塑剤および充填剤の混合割合を変化させたも
のを３種類作成した。

【００２４】表１に、炭素繊維を用いた各プラスチック
組成物の組成比を示す。

【００２５】

【表１】

【００２６】表２に、ガラス繊維を用いた各プラスチッ
ク組成物の組成比を示す。

【００２７】

【表２】

【００２８】次いで、上記各プラスチック組成物を射出
成形機内で温度１６５℃に保持して溶融混練した後、平
板金型に射出し、標準的な引っ張り試験片（ＪＩＳＫ
７１１３ダンベル型）の形状を有する３種類のプラス
チック成形物を作成する。次に、それぞれのプラスチッ
ク成形物について、ＪＩＳＫ７１１３に基づく引っ張
り試験を行った。比較のため、ポリプロピレンやＡＢＳ
樹脂についても同様な試験を行った。

【００２９】その結果を、表１および表２に併せて示
す。引っ張り強さは、試験片が破断する際の応力（単
位：メガパスカル（MPa ））で示される。それによれ
ば、炭素繊維またはガラス繊維を添加したものは、とも
に炭素繊維またはガラス繊維の添加割合に比例して、引
っ張り強さも増大する。また、炭素繊維またはガラス繊
維の添加割合が同じ場合、炭素繊維と比べてガラス繊維
の方が引っ張り強さが大きい。さらに、上記の生分解性
プラスチックはともにポリプロピレンやＡＢＳ樹脂に比
べて引っ張り強さが大きくなる。

【００３０】次いで、上記試験片を家庭からでる生ゴミ
を堆肥化した土壌（コンポスト）に埋設し、６カ月間に
わたって分解活性を測定した。その結果を図１に示す。
横軸は経過時間（月単位）を表し、縦軸は残存量（％）
を表す。なお、図中、試料の種類を示す記号、例えば、
ＰＨＢＶ８０／Ｃ１９は、コポリマー（ＰＨＢＶ）８０
％と炭素（Ｃ）繊維１９％との混練物から成形された成
形物を表す。他の記号も同様な意味を表す。但し、記号
Ｇはガラス繊維を表す。

【００３１】その結果によれば、炭素繊維を混合したも
のは、炭素繊維の混合割合が少ないほど早く分解し、混
合割合１９％のものは６カ月後に６０％の残存量を示
し、混合割合３８％のものは６カ月後に８０％の残存量
を示した。また、ガラス繊維を混合したものも、炭素繊
維を混合したものと同様に、ガラス繊維の混合割合が少
ないほど早く分解し、混合割合１９％のものが６カ月後
に６５％の残存量を示し、混合割合３８％のものが６カ
月後に８５％の残存量を示した。いずれも時間の経過と
ともに着実に分解されることを示している。

【００３２】生分解性は充填剤を添加しないものと同程
度であり、分解後も炭素繊維が土中に残るのみで生態系
に害を与えることはない。実施例２生分解性プラスチック成形物生分解性プラスチック素材として、ヒドロキシバレエー
ト（ＨＶ）とヒドロキシブチレート（ＨＢ）との共重合
比が５：９５のコポリマー（ＰＨＢＶ）を用いる。この
粉末に、充填剤（フィラー）として死滅した高度好熱菌
（ＴｈｅｒｍｕｓｔｈｅｒｍｏｐｈｉｌｉｓＨＢ
８）を添加したものをプラスチック混練物として用い
た。強度および分解活性の比較のため、高度好熱菌の混
合割合を変化させたものを３種類作成した。

【００３３】表３に、各プラスチック組成物の組成比を
示す。

【００３４】

【表３】

【００３５】次いで、上記各プラスチック組成物を射出
成形機内で温度１６５℃に保持して溶融混練した後、平
板金型に射出し、８×１００×１００mmの平板形状を有
する３種類のプラスチック成形物を作成する。次に、各
プラスチック成形物について、ＪＩＳＫ７１１３に基
づく引っ張り試験およびＪＩＳＫ７１１０に基づくア
イゾット衝撃試験を行った。

【００３６】その結果を表３に併せて示す。ここで、引
っ張り強さは、試験片が破断する際の応力（単位：メガ
パスカル（MPa ））で示される。また、アイゾット衝撃
値は破壊のときに試験片が吸収するエネルギー（Ｊ／
ｍ）の大きさで示され、試験片を槌で衝撃して破壊し、
槌が跳ね返る高さにより測定する。その結果によれば、
高度好熱菌の添加割合が少ないほど、引っ張り強さおよ
びアイゾット衝撃値は大きい。ポリプロピレンやＡＢＳ
樹脂とほぼ同程度の値になっており、耐久材用途に必要
な強度を有している。

【００３７】次いで、上記試験片を家庭からでる生ゴミ
を堆肥化した土壌に埋設し、６カ月間にわたって分解活
性を測定した。結果を図２に示す。図２において、横軸
は経過時間（月単位）を表し、縦軸は残存量（％）を表
す。なお、図中、試料の種類を示す記号、例えば、ＰＨ
ＢＶ９０／ｔ１０は、コポリマー（ＰＨＢＶ）９０％と
高度好熱菌（ｔ）１０％との混練物から成形された成形
物を表す。他の記号も同様な意味を表す。

【００３８】その結果によれば、高度好熱菌の混合割合
が多いほど早く分解し、混合割合３０％のものが６か月
後に３０％の残存量を示し、混合割合１０％のものが６
か月後に３５％の残存量を示した。外挿すると、全ての
試験片はともに埋設後ほぼ１０カ月前後で完全に分解す
ると予想される。また、高度好熱菌を混合しないプラス
チックに比べてかなり分解速度が速かった。

【００３９】実施例３電気回路基板次に、生分解性プラスチックの成形物からなる電気回路
基板の作成方法について説明する。生分解性プラスチッ
ク素材として、ポリヒドロキシアルカノエート、ポリカ
プロラクトン、変性澱粉、キチン・キトサン等の天然高
分子、ポリイソシアネート等を用いる。

【００４０】また、電気回路基板という性質上、回路の
発熱に対処するため、難燃化剤を添加する。この際、生
分解性に影響を与えず、自然環境中で生物に悪影響を及
ぼさないような材料として、無毒性の水酸化マグネシウ
ムや水酸化アルミニウム等の無機系難燃化剤を用いる。
これらの添加量が多いと加工性が悪くなるため、添加量
は１０〜２０重量％が好ましい。

【００４１】さらに、上記生分解性プラスチック素材
は、一般に軟化点が低いため、加熱時に寸法特性が優れ
ないという欠点を有するが、強化剤として３０〜６０重
量％の繊維状物質を添加することによりその欠点が補わ
れる。そのような強化剤としてガラス繊維、炭素繊維、
セルロース繊維、フィブロイン繊維等が挙げられる。こ
れらは、ともに、自然界に多量に存在し、または生体高
分子であるため、微生物に与える影響を最小限に止める
ことができる。なお、廃棄物の減容化という面から考え
ると、セルロース繊維、フィブロイン繊維等が好まし
い。

【００４２】上記の生分解性プラスチック素材、難燃化
剤および強化剤を混合して、生分解性プラスチック混練
物を作成する。この生分解性プラスチック混練物を、押
出成形、射出成形またはフィルム成形により成形し、平
板状の基板を作成する。そして、この基板上に銅箔を形
成した後、フォトリソグラフィーにより回路配線を形成
することにより、電気回路基板が作成される。

【００４３】具体例１生分解性プラスチック素材として、ポリヒドロキシ酪酸
（ヒドロキシブチレート；ＨＢ）−ポリヒドロキシ吉草
酸（ヒドロキシバレエート；ＨＶ）からなるポリエステ
ル系の共重合体を用いる。この場合、成形物の強度と加
工性を考慮して、ポリヒドロキシ吉草酸を８〜１５重量
％含有するものが好ましい。ポリヒドロキシ吉草酸の添
加量を増加させれば、成形物の柔軟性も増大するが、特
に加工性の観点からは９〜１０重量％であるのが好まし
い。

【００４４】この素材に難燃化剤として１０〜２０重量
％の水酸化マグネシウム粉末を添加し、さらに強化剤と
して２０〜４０重量％、好ましくは３０〜４０重量％の
セルロース繊維を添加する。セルロース繊維のアスペク
ト比（長さ／直径比）は５０〜１００の範囲が適当であ
る。余り長くなると、成形物の表面が荒くなるので好ま
しくない。特に、８０〜９０の範囲が好ましい。

【００４５】この混練物を射出成形して基板を作成す
る。なお、射出成形条件はポリエチレンテレフタレート
（ＰＥＴ）と同等の射出成形条件でよい。その後、基板
上に回路配線を形成して電気回路基板を作成する。この
電気回路基板の誘電率を表４に示す。測定はＡＳＴＭ
Ｄ１５０に準拠した。

【００４６】

【表４】

【００４７】この結果によれば、エポキシやセラミック
に比較してほぼ同等の値が得られることがわかる。具体例２生分解性プラスチック素材としてポリカプロラクトンを
用い、充填剤としてキチン繊維（１０〜３０重量％）を
混合したものを用いる。キチン繊維は甲殻類に多く含ま
れる多糖類であり、自然界においては迅速に分解され
る。

【００４８】この混練物を射出成形して基板を作成した
後、基板上に回路配線を形成して電気回路基板を作成す
る。この電気回路基板の誘電率を表４に併せて示す。こ
の結果によれば、エポキシやセラミックに比較してほぼ
同等の値が得られることがわかる。次に、具体例２の回
路基板をコンポスト中に埋設したところ、図４に示すよ
うに、約４か月でプラスチックの残存量は約３０％とな
り、初期重量の７０％が消失していた。なお、この場
合、配線に使用されている銅は酸化により回収不可能で
あった。

【００４９】実施例４資源の回収方法次に、生分解プラスチックの回収方法について説明す
る。ここでは、成形物の一例として実施例３の電気回路
基板を用いる。上記電気回路基板の作成後、微生物、例
えば、シュードモナス（Ｐｓｅｕｄｏｍｏｎａｓｓ
ｐ．）、アルカリゲネス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｓ
ｐ．）、ロドスピリリウム（Ｒｈｏｄｏｓｐｉｒｉｌｌ
ｉｕｍｓｐ．）、ズーグロエ（Ｚｏｏｇｌｏｅａｓ
ｐ．）等を有する培養液に浸漬する。これにより、基板
のプラスチックを完全に分解することができる。

【００５０】この際、基板のプラスチックに含有されて
いた難燃化剤、強化剤等は培養液槽の底部に沈殿し、金
属部品は分解されずに残留するので、ともに容易に回収
することができる。さらに、分解処理終了後、培養液中
の微生物を回収する。次いで、溶剤に溶かして、微生物
中に蓄積されているプラスチックを抽出する。この抽出
物より、再び新規のプラスチックを生成することができ
る。

【００５１】なお、万一廃棄物として自然環境に捨てら
れた場合でも、プラスチックが分解された後は、天然に
存在する成分のみが残留するために自然環境に対する悪
影響を最小限にとどめることができる。具体例３表５に示す培養液を培養液槽に入れ、菌体であるアルカ
リゲネスフィーカリス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓｆｅ
ａｃａｌｉｓ）を培養するとともに、この培養液中に具
体例１の電気回路基板を浸漬したまま放置した。

【００５２】

【表５】

【００５３】図３に示すように、板厚３mmの場合、３０
℃、４０日でほぼ全てのプラスチック成分が分解し、消
失した。分解終了後、菌体（微生物）を遠心分離により
回収し、溶剤に溶かし、菌体に蓄積されたポリヒドロキ
シ酪酸／ポリヒドロキシ吉草酸共重合体を抽出した。そ
の回収率を求めたところ、約６０％と良好であった。

【００５４】また、難燃化剤、強化剤等は培養液槽の底
部に沈殿し、金属部品は分解されずに残留するので、と
もに容易に回収することができた。実施例５３−ヒドロキシブチレート（ＨＢ）と３−ヒドロキシバ
レエート（ＨＶ）とを共重合することにより、生分解性
を維持したままでより機械的物性の良好な樹脂とするこ
とができる。

【００５５】市販のＨＢ／ＨＶコポリマー（ゼネカ
（株）の「バイオポールＳ３０」；ＨＶ比率約５％、ペ
レット状）にヘキサメチレンビグアニド１．０重量％を
配合したマスターバッチを予め作製し、これをさらに同
じ樹脂に１０重量％配合した樹脂組成物を作製した。混
練はいずれのプロセスにおいてもなるべく短時間で行う
よう注意した。

【００５６】この方法で得られた樹脂組成物を用いて射
出成形法により板状の試験片を作製し、湿った土中に埋
めて１２ケ月間放置し（平均気温２０℃）、定期的に試
験片を取り出して機械的性質を測定したところ、機械的
強度の変化に大きな違いが認められ、抗菌剤を混入した
ものは一定期間は劣化の度合いが低かったが、それ以後
は劣化が進行した（図５）。

【００５７】実施例６ポリビニルアルコール樹脂にデンプンを添加した組成物
の成形物は自然環境において崩壊するため、広義の生分
解性樹脂と位置づけることができる。この種類の樹脂で
ある日本合成化学の「マタービー」にシリカゲルの微粉
末（粒径０．１ｍｍ程度）に硝酸銀を吸収させたものを
添加した。ボールミルで粒径０．１ｍｍ以下に破砕した
シリカゲルに硝酸銀の水溶液（１．０％）を霧吹きで少
しずつ吹きかけ（シリカゲル１００ｇに水溶液１０ｍ
ｌ）、これを６０℃の暗所で１０時間乾燥した。このよ
うにして作製した抗菌剤組成物を混練によりマタービー
に１重量％配合した。この方法により作製した樹脂組成
物を用いて射出成形法により板状の試験片を作製し、湿
った土中に埋めて１０カ月放置し（平均気温２０℃）、
定期的に試験片を取り出して重量変化を測定したとこ
ろ、重量の減少の度合いに大きな違いが認められた（図
６）。

【００５８】実施例７ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）は、生分解性を有し、機
械的物性の良好な射出成形物を作ることが可能な樹脂で
ある。市販のＰＣＬ（ダイセル化学工業（株））の「プ
ラクセルＨ−５」にトリメチルフェニルアンモニウム塩
化物１．０重量％を配合したマスターバッチを予め作製
し、これをさらに同じ樹脂に１重量％添加した樹脂組成
物を作製した。混練は全てのプロセスにおいてなるべく
短時間で行うよう注意した。特に、樹脂の溶融時の温度
管理に注意し、比較的低温で処理することを心がけた。

【００５９】この方法で得られた樹脂組成物を用いて射
出成形法により板状の試験片を作製し、湿った土中に埋
めて１２カ月間放置し（平均気温２０℃）、定期的に試
験片を取り出して機械的性質を測定したところ、機械的
強度の変化に大きな違いが認められ、抗菌剤を混入した
ものは一定期間は劣化の度合いが低かったが、それ以後
は劣化が進行した（図７）。

【００６０】実施例８３−ヒドロキシブチレート（ＨＢ）と３−ヒドロキシバ
レエート（ＨＶ）とを共重合することにより、生分解性
を維持したままでより機械的物性の良好な樹脂とするこ
とができる。市販のＨＢ／ＨＶコポリマー（ゼネカ
（株）の「バイオポールＳ３０」；ＨＶ比率約５％）よ
り、射出成形法により板状の試験片を作製し、７０℃湿
度５０％の環境下で２か月間放置したところ、機械的強
度の低下が顕著に認められた（図８および９）。この成
形物の水溶性成分（酸またはアルカリ成分）の量を分析
した。

【００６１】分析法は以下の通りである。樹脂片を粒径
０．５ｍｍ以下にまで細かく破砕し、少量の温エタノー
ルに浸漬して２４時間程度振とうした後に濾過して溶液
を単離する。この溶液を水−エーテル系で溶媒抽出して
水溶性成分を水に溶かし込み、この水溶液を強酸または
強アルカリで滴定して、樹脂中の酸またはアルカリ成分
の量を測定する。

【００６２】この方法により、市販のバイオポールＳ３
０中には、樹脂１００ｇ当たり酸成分が０．２mmol含ま
れていることが認められた。次に、樹脂混練機を用いて
この樹脂を再溶融し、１００ｇ当たり０．１mmol（０．
２ミリモル等量）の炭酸ナトリウム微粉末（粒径０．０
５ｍｍ以下）を練り込み、十分に混合した。この樹脂を
使用して射出成形により試験片を作製し、７０℃湿度５
０％の環境下で２か月間放置したところ、機械的強度の
低下は元の樹脂ほどには認められなかった（図８および
９）。

【００６３】実施例９ＰＥＴ樹脂は、飲料用ボトル等に汎用されている。この
樹脂片をボールミル等で粒径０．５ｍｍ以下にまで細か
く破砕し、実施例８と同様の方法で水溶性成分を抽出し
て樹脂中の酸またはアルカリ成分の量を測定した結果、
樹脂１００ｇ当たり酸成分が０．０２６mmol含まれてい
ることがわかった。

【００６４】次に、樹脂混練機を用いてこの樹脂を再溶
融し、１００ｇ当たり０．０２６mmolの炭酸カリウム微
粉末（粒径０．０５ｍｍ以下）を練り込み、十分に混合
した。この樹脂を使用して射出成形により試験片を作製
し、７０℃湿度５０％の環境下で２か月間放置したとこ
ろ、機械的強度は元の樹脂を同様に試験した後と比較し
て、より少ない低下にとどめられた（図１０および１
１）。

【００６５】実施例１０熱硬化性ポリエステル樹脂は、ガラス繊維と複合化さ
れ、強化されて、バスタブ、ボート、スキー板等に広く
利用されている。市販の樹脂片（３５重量％のガラス繊
維で強化）をボールミル等で粒径０．５ｍｍ以下にまで
細かく破砕し、実施例１と同様の方法で水溶性成分を抽
出して樹脂中の酸またはアルカリ成分の量を測定した結
果、樹脂１００ｇ当たりアルカリ成分が０．０５５mmol
含まれていることがわかった。

【００６６】次に、樹脂混練機を用いてこの樹脂を再溶
融し、１００ｇ当たり０．０２７５mmol（０．０５５ミ
リモル等量）の硝酸アンモニウム微粉末（粒径０．０５
ｍｍ以下）を練り込み、十分に混合した。この樹脂を使
用してハンドレイアップ法により試験片を作製し、１０
０℃の沸騰水中に浸漬して１０日間放置したところ、機
械的強度は元の樹脂を同様に試験した後と比較して、よ
り少ない低下にとどめられた。

【００６７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明の生分解
性プラスチック成形物は、生分解性を有するとともに、
電気製品やコンピュータの筐体等耐久材用途に必要とさ
れるに十分な強度および耐久性を有する。なお、添加剤
として混合された自然界に存在する物質は生分解されな
いが、プラスチックが分解した後には天然に存在する成
分のみが残留するために自然環境に対する悪影響を最小
限にとどめることができる。また、この生分解性プラス
チック成形物は、微生物を含む培養液中または土壌中に
おいて分解し、消失する。これにより、廃棄物の減容化
とともに、電気回路基板の配線金属の回収が可能であ
る。また、微生物に蓄積されたプラスチック素材を抽出
することによりリサイクルが可能である。

【００６８】また、本発明によれば、耐久性を有する生
分解性樹脂の射出成形物やポリエステル樹脂の成形物を
提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例に係る生分解性プラスチック成
形物の土壌中における分解性を示す図である。

【図２】本発明の実施例に係る生分解性プラスチック成
形物の土壌中における分解性を示す図である。

【図３】本発明の実施例に係る生分解性プラスチック成
形物の培養液中における分解性を示す図である。

【図４】本発明の実施例に係る生分解性プラスチック成
形物の土壌中における分解性を示す図である。

【図５】本発明の実施例および比較例に係る射出成形物
の土壌中における分解性を示す図である。

【図６】本発明の実施例および比較例に係る射出成形物
の土壌中における分解性を示す図である。

【図７】本発明の実施例および比較例に係る射出成形物
の土壌中における分解性を示す図である。

【図８】本発明の実施例および比較例に係る射出成形物
の高温高湿環境下における分解性を示す図である。

【図９】本発明の実施例および比較例に係る射出成形物
の高温高湿環境下における分解性を示す図である。

【図１０】本発明の実施例および比較例に係る射出成形
物の高温高湿環境下における分解性を示す図である。

【図１１】本発明の実施例および比較例に係る射出成形
物の高温高湿環境下における分解性を示す図である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者浅野高治神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】生分解性プラスチック素材と、生分解性
を有する添加剤及び自然界に存在する物質からなる添加
剤のうち少なくともいずれかとを混練することにより、
または溶融し、混合することにより得られた混練物を用
いて成形された生分解性プラスチック成形物。
【請求項２】前記混練物は、生分解性を有する添加剤
である生体高分子を含むことを特徴とする請求項１記載
の生分解性プラスチック成形物。
【請求項３】前記生体高分子は、植物油、コラーゲン
または高度好熱菌もしくは超高度好熱菌である請求項２
記載の生分解性プラスチック成形物。
【請求項４】前記混練物は、自然界に存在する物質か
らなる添加剤である、炭素、酸化珪素および二酸化珪素
のうちの少なくとも１種からなる繊維または微粒子状物
質を含む請求項１記載の生分解性プラスチック成形物。
【請求項５】前記混練物は、自然界に存在する物質か
らなる添加剤である、水酸化マグネシウムおよび水酸化
アルミニウムのうちの少なくとも１種を含む請求項１記
載の生分解性プラスチック成形物。
【請求項６】前記生分解性プラスチック素材は、微生
物の生産するポリエステル、脂肪族ポリエステル、ポリ
ビニルアルコール、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキ
シアルカノエート、変性澱粉、天然高分子およびポリイ
ソシアネートのうちの少なくとも１種である請求項１記
載の生分解性プラスチック成形物。
【請求項７】前記混練物をフィルム成形することによ
り、押出成形することにより又は射出成形することによ
り成形された請求項１〜６のいずれかに記載の生分解性
プラスチック成形物。
【請求項８】表面に配線が形成される平板状の電気回
路基板である請求項１〜７のいずれかに記載の生分解性
プラスチック成形物。
【請求項９】請求項１〜８のいずれかに記載の生分解
性プラスチック成形物を微生物により分解するととも
に、微生物に蓄積された生分解性プラスチック素材を回
収することを特徴とする資源の回収方法。
【請求項１０】微生物分解性樹脂と抗菌性を有する物
質とを含む微生物分解性樹脂の射出成形物。
【請求項１１】微生物分解性樹脂が、微生物による生
化学的プロセスによりまたは脂肪族ジオールと脂肪族ジ
カルボン酸の重縮合により合成された脂肪族ポリエステ
ル、ポリカプロラクトン、ポリビニルアルコール、澱粉
系ポリマー、キチン・キトサン系ポリマー、ポリアミノ
酸類、コラーゲン、セルロース、リグニン、ポリウレタ
ン系ポリマーおよびポリエーテル系ポリマーからなる群
から選ばれる少なくとも１種を含む請求項１０記載の射
出成形物。
【請求項１２】抗菌性物質が、β−ラクタム系化合
物、ピュロマイシン、テトラサイクリン、クロラムフェ
ニコール、エリスロマイシン、ストレプトマイシン、ア
ゼセリン、アクリジン、アクチノマイシンＤ、バトマイ
シン、リファマイシン、パリノマイシン、グラミシジン
Ａ、ノナクチン、モネンシンなどのイオノフェア、クロ
ロクレゾール、キシロールなどのフェノール類、塩化ベ
ンザルコニウムなどの４級アンモニウム塩、ピグアニド
化合物、チロシジン、グラミシジンＳ、ポリミキシンな
どの環状ペプチド、および銀イオンを含む化合物からな
る群から選ばれる少なくとも１種を含む請求項１０記載
の射出成形物。
【請求項１３】抗菌性物質が、高分子化合物に化学的
に結合しているか、または物理的に吸着または付着した
ものである請求項１０記載の射出成形物。
【請求項１４】高分子主鎖にエステル結合を有する高
分子材料に含まれる酸またはアルカリ性成分を中和する
のに有効な量のアルカリまたは酸成分を加えて混合する
ことにより、樹脂を実質的に中性に保持することを含む
樹脂の改質方法。
【請求項１５】前記高分子材料が、芳香族または脂肪
族炭化水素を主鎖に含む熱可塑性樹脂または熱硬化性樹
脂である請求項１４記載の方法。
【請求項１６】前記高分子材料が、ポリ−３−ヒドロ
キシブチレート、３−ヒドロキシバレレートまたはそれ
らの共重合体であることを特徴とする請求項１４記載の
方法。
【請求項１７】高分子主鎖にエステル結合を有する高
分子材料と、前記高分子材料に含まれる酸またはアルカ
リ性成分を中和するのに有効な量のアルカリまたは酸成
分とを含む樹脂組成物。
【請求項１８】前記高分子材料が、芳香族または脂肪
族炭化水素を主鎖に含む熱可塑性樹脂または熱硬化性樹
脂である請求項１７記載の組成物。
【請求項１９】前記高分子材料が、ポリ３−ヒドロキ
シブチレート、ポリ３−ヒドロキシバレエートまたはそ
れらの共重合体であることを特徴とする請求項１７記載
の組成物。
【請求項２０】請求項１７〜１９のいずれかに記載の
樹脂組成物からなる樹脂成形物。