生物可降解樹脂成型體的降解促進劑及其用途的製作方法

2023-06-28 02:20:56

專利名稱：生物可降解樹脂成型體的降解促進劑及其用途的製作方法
技術領域：
本發明涉及含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解促進劑，其中該降解促進劑能夠促進生物可降解樹脂成型體的降解。本發明還涉及具有優異的生物可降解性的生物可降解產品。此外，本發明涉及含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解方法，該方法能夠高效地降解生物可降解樹脂成型體。
背景技術：
由石油類樹脂例如聚こ烯、聚丙烯和聚苯こ烯所製造的樹脂成型體用於纖維產品、包裝膜、電器、エ業材料等多種領域中；它們對於現代社會是必不可少的。然而，這些樹脂成型產品被大量使用並被丟棄；這些產品的丟棄是很大的問題。例如，一個問題是樹脂成型體的焚燒處理產生有毒氣體。另外，因為石油類樹脂具有耐水解性，當其被丟棄在填埋場或田地或山中吋，樹脂成型體不會在土中生物降解，因而對環境產生不利影響。 近來，作為石油類樹脂的替代品，可水解的生物可降解樹脂例如聚乳酸正引起關注。當丟棄在填埋場或田地或山中時，這些生物可降解樹脂被微生物所降解而不破壞自然環境。可水解的生物可降解樹脂作為地球友好的材料而為人所知；然而，已知其與石油類樹脂相比具有較低的可成型性。此外，因為生物可降解樹脂容易通過水解而解聚，這些樹脂具有較差的耐用性、強度和耐熱性。因此，在傳統技術中，使用生物可降解樹脂替代石油類樹脂局限於特定的產品領域中。另ー方面，近來已開發出通過氧化降解使樹脂材料解聚的氧化降解劑(專利文獻I)。當包含這樣的降解劑的生物可降解樹脂成型體被丟棄在填埋場等地時，其通過氧化降解而解聚，之後通過微生物降解而自發降解。因為降解劑也可以應用到具有高強度的石油類樹脂(耐水解的材料)，可以獲得生物可降解性同時保持石油類樹脂的優點例如可成型性、耐用性、強度和耐熱性。因此，降解劑引起很大關注。但是，儘管對於在填埋場等等中處理廢料而言，提高降解速率以儘可能減少對環境的負擔是重要的，但改進含有這樣的降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解速率的技術尚未得到充分研究。引用列表專利文獻PTLl :日本未審查專利公開第2002-542313號

發明內容
摶術問是頁本發明的目的是提供ー種通過促進生物可降解樹脂成型體的降解而從本質上提高含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的生物降解速率的技木。問題的解決方案本發明的發明人進行了大量研究以實現上述目標，並且發現，通過使得在丟棄生物可降解樹脂成型體時生物可降解樹脂成型體與氯化物鹽同時存在，含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解速率顯著提高。基於該發現，通過進行進ー步的研究而實現本發明。具體而言，本發明提供以下技木。項I. ー種生物可降解樹脂成型體的降解促進劑，其中該生物可降解樹脂成型體包含氧化降解劑，該降解促進劑包含氯化物鹽作為有效成分。項2.根據項I的降解促進劑，其中氯化物鹽是氯化鉀和/或氯化鈉。項3.根據項I或2的降解促進劑，其中形成生物可降解樹脂成型體的樹脂是聚烯烴。項4.根據項廣3中任一項的降解促進劑，其中氧化降解劑是至少ー種選自羧酸金屬鹽、羥基羧酸、過渡金屬化合物、稀土化合物和芳香酮的物質。
項5. —種樹脂成型體降解劑，包含氧化降解劑和氯化物鹽作為有效成分，其中該降解劑被用作樹脂成型體的添加剤。項6. —種生物可降解產品，包含根據項f 4中任一項的降解促進劑以及含氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體。項7. —種生物降解促進型樹脂成型體，包含根據項5的降解劑。項8. —種用於降解含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的方法，包括使生物可降解樹脂成型體與根據項Γ4中任一項的降解促進劑同時存在，以降解生物可降解樹脂成型體。項9.氯化物鹽用於製備含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解促進劑中的用途。項10.氧化降解劑和氯化物鹽用於樹脂成型體降解劑的製備中的用途。項11. 一種促進含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體降解的方法，該方法包括在氯化物鹽的存在下處理生物可降解樹脂成型體的步驟。項12. —種使含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體降解的方法，該方法包括在氯化物鹽的存在下處理生物可降解樹脂成型體的步驟。項13. —種使含有氧化降解劑和氯化物鹽的生物降解促進型樹脂成型體降解的降解方法，該方法包括使生物降解促進型樹脂成型體處於室外環境的步驟。本發明的有利效果根據本發明的降解促進劑，可以有效地促進含氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解。因此，當生物可降解樹脂成型體在使用之後被丟棄在填埋場或田地或山中時，可以加速生物降解而不造成環境汙染。此外，在本發明的降解劑被加至樹脂成型體後，丟棄時樹脂成型體的降解得到促進，且樹脂成型體被快速解聚至使得樹脂成型體可以被微生物利用的程度。因此，快速的自發降解得到保證且不對環境產生不利影響。


圖I示出在測試例I中對實施例I和2的生物可降解產品(一次性取暖袋(bodywarmers))中的生物可降解樹脂成型體(內袋)的降解促進率進行測量的結果。圖2示出在測試例2中對實施例3和4的生物可降解產品(含有非發熱組合物的產品)中的生物可降解樹脂成型體(內袋)的降解促進率進行測量的結果。圖3示出在比較測試例I中對比較例f 5的生物可降解產品(含有非發熱組合物的產品)中的生物可降解樹脂成型體(內袋)的降解促進率進行測量的結果。
具體實施例方式I.生物可降解樹脂成型體的降解促進劑本發明的降解促進劑的特徵在於，其用於促進含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解，且其包含氯化物鹽作為有效成分。用在本發明中的氯化物鹽的具體實例包括鹼金屬氯化物鹽，例如氯化鉀、氯化鈉和氯化鋰；鹼土金屬氯化物鹽，例如氯化鎂和氯化鈣；和金屬氯化物，比如氯化鋁、氯化銅、氯化鐵、氯化鋅、和氯化鉈。其中，為進一歩促進含氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解，優選鹼金屬氯化物鹽，更優選氯化鉀和氯化鈉，特別優選氯化鉀。這些氯化物鹽可以 単獨使用、或者兩種或以上組合使用。本發明的降解促進劑用於促進含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解。對於包含在應用有本發明降解促進劑的生物可降解樹脂成型體中的樹脂沒有具體限定，只要其包含氧化降解劑；然而，優選熱塑性樹脂。熱塑性樹脂的具體實例包括聚烯烴(例如，聚こ烯和聚丙烯)、聚苯こ烯、聚氯こ烯、聚偏ニ氯こ烯、聚醯胺、聚酯、聚こ烯醇、聚氨酯、こ烯-こ酸こ烯酯共聚物、聚碳酸酯等。這些熱塑性合成樹脂可以單獨使用，或者兩種或以上組合使用。其中，優選具有耐水解性的樹脂，例如聚烯烴(例如，聚こ烯和聚丙烯)、聚苯こ烯、聚氯こ烯、聚偏ニ氯こ烯和聚醯胺，更優選聚烯烴，甚至更優選聚こ烯和聚丙烯。儘管這些熱塑性樹脂單獨不會自然降解，它們可以在氧化降解劑和本發明的降解促進劑同時存在時以更高效的方式被氧化降解。因此，樹脂可以解聚到可以進行微生物降解的程度。對於本發明的降解促進劑所應用到的生物可降解樹脂成型體的形狀沒有具體限定。可以使用任何形狀，例如片狀、膜狀、小球狀、塊狀和纖維形狀。在本發明中，氧化降解劑是將形成樹脂的聚合物氧化降解從而使聚合物解聚到可進行微生物降解的程度的材料。氧化降解劑在本技術領域中是已知的(例如，美國專利第 3，840，512,3, 994，855,4, 101，720,4, 156，666,4, 256，851,4, 360，60,4, 461，853、4，476，255,4, 517，318,4, 931，488,4, 983，645,5, 096，939,5, 308，906,5, 565，503、和5，854，304 號；以及 W088/09354、W092/11298、W094/13735、W000/59996 等)。對於包含在本發明的降解促進劑所應用到的樹脂成型體中的氧化降解劑沒有具體限定。其實例包括羧酸金屬鹽、羥基羧酸、過渡金屬化合物(美國專利第5，308，906號)、稀土化合物、芳香酮等。其他可用的氧化降解劑包括羧酸金屬鹽和羥基羧酸的組合(美國專利第5，854，304號)、羧酸金屬鹽和填充劑的組合(美國專利第5，565，503號)等。在本發明中，這些氧化降解劑可以単獨使用或者兩種或以上組合使用。作為用作氧化降解劑的羧酸金屬鹽，優選具有1(Γ20個碳原子的脂肪族羧酸的金屬鹽，更優選金屬硬脂酸鹽。構成羧酸金屬鹽的金屬原子的實例包括鈷、鈰、鐵、鋁、銻、鋇、秘、鎘、鉻、銅、鎵、鑭、鉛、鋰、鎂、萊、鑰、鎳、 丐、稀土、銀、鈉、銀、錫、鶴、銀、乾、鋅、錯等。作為用作氧化降解劑的羧酸金屬鹽，特別優選金屬例如鈷、鈰和鐵的硬脂酸鹽。
用作氧化降解劑的羥基羧酸的實例包括單羥基三羧酸，例如檸檬酸；多羥基ニ羧酸，例如三羥基戊ニ酸和糖ニ酸；ニ羥基ニ羧酸，例如酒石酸；單羥基ニ羧酸，例如丙醇ニ酸和蘋果酸；多輕基單羧酸，例如erythric acid、阿拉伯酸、和甘露酸(mannitic acid);ニ羥基單羧酸，例如こ醛酸和甘油酸；等等。這些羥基羧酸可以單獨使用，或者兩種或以上組合使用。用作氧化降解劑的ー種成分的填充劑的實例包括無機碳酸鹽、合成碳酸鹽、霞石正長鹽、滑石、氫氧化鎂、氫氧化鋁、硅藻土、天然或合成的矽石、煅燒粘土等。期望這些填充劑的粒徑小於150目。填充劑可以單獨使用，或者兩種或以上組合物使用。
用作氧化降解劑的過渡金屬化合物的實例包括鈷或鎂的鹽，優選鈷或鎂的脂肪族羧酸(C12I2tl)鹽，更優選硬脂酸鈷、油酸鈷、硬脂酸鎂、和油酸鎂。這些過渡金屬化合物可以単獨使用，或者兩種或以上組合使用。用作氧化降解劑的稀土化合物的實例包括屬於周期表3A族的稀土類及其氧化物。其具體實例包括鈰(Ce)、釔(Y)、釹(Nd)、稀土類氧化物、氫氧化物、稀土硫酸鹽、稀土硝酸鹽、稀土醋酸鹽、稀土氯化物、稀土羧酸鹽等。其更具體的實例包括氧化鈰、硫酸高鈰(eerie sulfate)、硫酸銨鈰、硝酸銨鈰、醋酸鈰、硝酸鑭、氯化鈰、硝酸鈰、氫氧化鈰、辛酸鈰、氧化鑭、氧化釔、氧化鈧等。這些稀土化合物可以單獨使用，或者兩種或以上組合使用。用作氧化降解劑的芳香酮的實例包括ニ苯甲酮、蒽醌、蒽酮、こ醯基ニ苯甲酮、4-辛基ニ苯甲酮等。這些芳香酮可以単獨使用，或者兩種或以上組合使用。從使用本發明的降解促進劑進一步促進生物可降解樹脂成型體降解的角度來看，生物可降解樹脂成型體，即應用對象，優選包含羧酸鹽和稀土化合物的組合作為氧化降解齊U。用在本發明中的氧化降解劑的優選實例是「P-Life」(商標名，由P-Life Japan Inc.製造)。當羧酸鹽和稀土化合物被組合用作氧化降解劑時，其比例為，相對於每100質量份的羧酸鹽，稀土化合物為5 70質量份，優選7飛O質量份，更優選1(Γ50質量份。氧化降解劑通常在光、熱、空氣等作用下對形成樹脂成型體的聚合物進行氧化降解，以將該聚合物解聚到可進行微生物降解的程度。在本發明中，在氧化降解劑中，優選使用在暴露至光(紫外光)時對聚合物的氧化降解發揮作用的氧化降解劑(下文中稱為「需光型氧化降解劑」)。包含需光型氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體在遮光條件下不降解。因此，通過在使用前階段，即在生產、分配和儲存過程中，將生物可降解樹脂成型體保持在遮光環境中(例如，在遮光空間、耐光容器、或不透光袋中)，生物可降解樹脂成型體可以在使用前保持所希望的功能而不會引起耐用性的劣化。這樣的需光型氧化降解劑的實例包括含有稀土化合物的氧化降解劑。更具體地，示例有「 P-life」(商標名，由P-Life JapanInc.製造)。在本發明中，依據例如氧化降解劑的類型和形成生物可降解樹脂成型體的樹脂類型來適當地確定氧化降解劑在生物可降解樹脂成型體(即，本發明的應用對象)中的比例。例如，基於生物可降解樹脂成型體的總質量，氧化降解劑可以以O. 05飛質量％、優選O. Γ3. 5質量％、還更優選O. Γ2. 4質量％的量進行使用。更具體地，在生物可降解樹脂成型體是例如織物或無紡織物的纖維形狀的情況下，氧化降解劑以，例如基於生物可降解樹脂成型體的總質量為O. 08、. 8質量％、優選O. 12、. 6質量％、更優選O. 16、. 4質量％的量進行使用。在生物可降解樹脂成型體具有膜狀或片狀形狀的情況下，氧化降解劑以，例如基於生物可降解樹脂成型體的總質量為O. Γ3質量％、優選O. 6^2. 5質量％、更優選O. 8^2質量％的量進行使用。生物可降解樹脂成型體，即本發明的應用對象，可以通過已知方法來製造。例如，示例出包括以下流程的製造方法(I)將預定量的氧化降解劑添加到用於形成生物可降解樹脂成型體的熔融樹脂中，並將熔融混合物形成小球；(2)接下來，將小球熔融並形成所希望的形狀。對於本發明降解促進劑的應用方法沒有具體限定，只要在丟棄生物可降解樹脂成型體時應用降解促進劑以使其與生物可降解樹脂成型體接觸。應用方法的實例包括如下方法，其中，在丟棄生物可降解樹脂成型體時，向生物可降解樹脂成型體中加入本發明降解促進劑的有效成分且不經任何處理，或者如果需要的話，在使用水中的稀釋介質等稀釋之後加入(在下文中，有時稱為實施方式I);以及如下方法，其中，在製造含生物可降解樹脂成型體的產品時，將本發明降解促進劑的有效成分預先添加至產品中，從而使生物可降解樹脂成型體與有效成分接觸(在下文中，有時稱為實施方式2 )。 當將生物可降解樹脂成型體用在需要長時耐久性的產品中、或在將生物可降解樹脂成型體用在不能預先加入本發明降解促進劑的有效成分的產品中時，優選使用實施方式I的應用方法。當將生物可降解樹脂成型體用在可預先加入本發明降解促進劑的有效成分的產品中以及該產品不需要長時耐久性時，優選使用實施方式2的應用方法。可應用實施方式2的產品的實例包括，功能性組合物被片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體圍繞或功能性組合物被層壓在片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體上的產品。在本說明書中，功能性組合物是具有特定作用例如製冷作用、冷卻作用、藥理學作用和發熱作用的組合物。本領域技術人員可以根據所希望的作用等適當地確定功能性組合物的含量。具體而言，在實施方式2中，可以將本發明降解促進劑的有效成分加入到功能性組合物中，且混合物可以被片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體圍繞或層壓在片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體上，以得到產品。可應用實施方式2的產品的具體實例包括製冷齊U(製冷組合物被片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體圍繞的產品)、身體冷卻劑(冷卻組合物被片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體圍繞或被層壓在片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體上的產品)、醫療溼布(溼布用凝膠狀組合物被層壓在片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體上的產品)、身體保溫劑(產熱組合物被片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體圍繞的廣品)等。本發明的降解促進劑的適當用量根據生物可降解樹脂成型體的形狀或種類而變化。本發明降解促進劑的有效成分的量在如下範圍內，滿足基於每100質量份的生物可降解樹脂成型體為f 100質量份、優選2. 5^50質量份、更優選5 30質量份。通過使生物可降解樹脂成型體在本發明降解促進劑的存在下處於室外環境中(例如，丟棄在填埋場或田地或山中)，生物可降解樹脂成型體被氧化分解，並在之後進行微生物降解。在本發明降解促進劑的存在下，生物可降解樹脂成型體到最終降解的時期根據生物可降解樹脂成型體的形狀、結構樹脂的種類、生物可降解樹脂成型體被丟棄的環境等而變化。然而，通常需要約O. 5^3年來將約Ig的膜狀或片狀生物可降解樹脂成型體降解到視覺上見不到樹脂成型體的程度。2.樹脂成型體降解劑本發明的降解劑是特徵在於其包含氧化降解劑和氯化物鹽作為有效成分且其被用作樹脂成型體的添加劑的樹脂成型體降解劑。因此，通過組合使用氧化降解劑和氯化物鹽，並將它們添加到樹脂成型體中，樹脂成型體的降解被促進，從而使得樹脂成型體被快速降解成使該樹脂成型體可被微生物利用的低分子化合物的程度。用在本發明降解劑中的氧化降解劑和氯化物鹽與「I.降解促進劑」章節中所描述的那些相同。在本發明的降解劑中，對於氧化降解劑和氯化物鹽的比例沒有具體限定。例如，相對於每100質量份的氧化降解劑總量，包含約Γ2，800質量份、優選1(Γ2，600質量份、更優 選5(Γ24，000質量份的總量的氯化物鹽。本發明的降解劑被用作樹脂成型體的添加剤。樹脂成型體的結構樹脂、形狀等與在「 I.降解促進劑」章節中描述的生物可降解樹脂成型體的那些相同。可以根據已知方法將本發明的降解劑加到入樹脂成型體中。例如，可以使用以下製備方法(I)將預定量的本發明降解劑加入到用於形成樹脂成型體的熔融樹脂中，並將熔融樹脂形成小球；(2)接下來，如果需要的話，熔融小球，並形成所期望的形狀。根據降解劑中氧化降解劑和氯化物鹽的種類、樹脂成型體的種類等適當地確定加入到樹脂成型體中的本發明降解劑的量。例如，基於每100質量份的樹脂成型體總量，本發明降解劑的總量為O. Γ7質量份，優選O. 15飛質量份，更優選O. 2^3質量份。通過使本發明的包含降解劑的樹脂成型體處在室外環境中(例如，丟棄在填埋場或田地或山中)，其經由氧化降解而快速解聚，然後被微生物降解。本發明的含有降解劑的樹脂成型體到最終被降解的粗略指示(rough indication)與在章節「I.降解促進劑」中描述的生物可降解樹脂成型體距離被降解的時期相同。3.牛物可降解產品本發明的生物可降解產品的特徵在於，其包含上述的降解促進劑和含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體。具體而言，本發明的生物可降解產品包含降解促進劑，並組合有含氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體。當在使用後將產品丟棄在填埋場或田地或山中而不進行任何處理時，生物可降解樹脂成型體被快速降解且不造成環境汙染。包含在本發明的生物可降解產品中的降解促進劑與在章節「I.降解促進劑」中描述的那些相同。形成包含在本發明的生物可降解產品中的生物可降解樹脂成型體的樹脂種類、樹脂成型體的形狀、和包含在樹脂成型體中的氧化降解劑的種類和比例與應用有章節「I.降解促進劑」中的促進劑的生物可降解樹脂成型體的那些相同。根據生物可降解樹脂成型體的形狀或種類來適當地確定包含在本發明的生物可降解產品中的降解促進劑與生物可降解樹脂成型體的比例。例如，相對於每100質量份的生物可降解樹脂成型體，包含降解促進劑的有效成分(氯化物鹽)的量為5 55質量份、優選10^50質量份、更優選15 45質量份。本發明的生物可降解產品包含降解促進劑和生物可降解樹脂成型體。產品實施方式沒有具體限定，只要使降解促進劑與生物可降解樹脂成型體在丟棄時相接觸。本發明的生物可降解產品的具體實例包括，含有生物可降解樹脂成型體和含降解促進劑的組合物的產品；優選為包含降解促進劑的功能組合物被片狀或膜狀生物可降解樹脂成型體圍繞或被層壓在片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體上的產品。本發明的生物可降解產品的具體實例包括製冷劑(含降解促進劑的製冷組合物被片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體圍繞的產品)、身體冷卻劑(含降解促進劑的冷卻組合物被片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體圍繞或被層壓在片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體上的產品)、醫療溼布(含降解促進劑的溼布用凝膠狀組合物被層壓在片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體上的產品)、身體保溫齊IJ(含降解促進劑的產熱組合物被片狀或膜狀的生物可降解樹脂成型體圍繞的產品)等。通過使生物可降解樹脂成型體處於室外環境中(例如，丟棄在填埋場或田地或山中)，其經由氧化降解而快速解聚，並在之後被微生物降解。本發明生物可降解產品中的生物可降解樹脂成型體距離被最終降解的粗略指示與在章節「 I.降解促進劑」中描述的生物可降解樹脂成型體被降解的時期相同。4.生物降解促進型樹脂成型體本發明的生物降解促進型樹脂成型體的特徵在於，其包含氯化物鹽和氧化降解 齊U。具體而言，本發明的生物降解促進型樹脂成型體是包含章節「2.降解劑」中描述的降解劑的樹脂成型體。5.樹脂成型體的降解方法本發明的降解方法的特徵在於，在上述降解促進劑與生物可降解樹脂成型體的共同存在下，含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體被降解。具體而言，本發明的降解法是使用上述降解促進劑來降解含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的方法。在本發明的降解方法中使用的降解促進劑、待降解的生物可降解樹脂成型體、包含在生物可降解樹脂成型體中的氧化降解劑、降解促進劑與生物可降解樹脂成型體的比例、以及使降解促進劑和生物可降解樹脂成型體共同存在的方法，與在章節「I.降解促進齊IJ」中描述的那些相同。在本發明的降解方法中，在降解促進劑與生物可降解樹脂成型體的共同存在下，通過使生物可降解樹脂成型體處於室內或室外，優選在微生物存在的室外環境(例如，丟棄在填埋場或田地或山)中，使該生物可降解樹脂成型體降解。通過本發明的降解法降解樹脂成型體的時期與在章節「I.降解促進劑」中描述的生物可降解樹脂成型體降解的時期相同。實施例以下參考實施例對本發明進行說明。然而，本發明的範圍並不局限於這些實施例。用在實施例和比較例中的含有氧化降解劑的組合物(氧化降解劑的含量為80、0%)是商品名為「P-Life」的市售產品(P-Life Japan Inc.的產品；含有5(T70wt%的脂肪族單羧酸、l(T20wt%的稀土化合物、以及10 20%的潤滑劑)。實施例I :生物可降解產品(一次性取暖袋)的製備I.功能組合物(發熱組合物)的製備將I質量％的氯化鉀、55質量％的平均粒徑為50 μ m的鐵粉、13質量％的平均粒徑為200 μ m的活性碳、26質量％的水、3質量％的平均粒徑為100 μ m的蛭石和2質量％的粒徑為380 μ m的丙烯酸聚合物的交聯偏鈉鹽混合，以製備發熱組合物。2.樹脂成型體(一次性取暖袋的內袋材料)的製備
將由98質量％的聚こ烯與2質量％的含氧化降解劑的材料所構成的樹脂片與包含一排盤形部件的旋轉輥接觸，以製備具有細孔且其大小在根據JIS P8117-1998 「紙和紙板-透氣性測試-Gurley法」測試時達到約13. 5 約14. 5sec/100cc的值的透氣樹脂膜(厚度40μπι)，其中各個盤形部件在其圓周具有葉片。另外，使用合成纖維通過紡粘法來製備生物可降解的無紡織物(基重25g/m2)，其中該合成纖維由99. 75質量％的聚丙烯和O. 25質量％的含有氧化降解劑的材料所構成。將生物可降解的無紡織物層壓為透氣樹脂膜，以製備Ig的9. 5cm長120cm寬的層壓材料(內袋；由O. 7g的透氣且生物可降解的樹脂膜和O. 3g生物可降解的無紡織物所構成的層壓材料)。3.生物可降解產品(一次性取暖袋)的製備通過三邊密封將以上製備的發熱組合物裝入以上獲得的層壓材料中。更具體地， 將以上獲得的層壓材料ー折為ニ，並通過在130°C熱壓接合將離外側約7mm的部分粘合在一起。相似地，在上下開ロ端的其中ー個，通過130°C的熱壓接合將離外側約7mm的部分粘合在一起。接著，在將20g以上製備的發熱組合物從內袋的未粘合側塞進去之後，通過在130°C進行熱壓接合將距離未粘合側的外邊約7mm的部分粘合在一起，以製備生物可降解產品(一次性取暖袋)。接下來，將如此製備的生物可降解產品立即放置到包含聚偏ニ氯こ烯塗覆膜的(不透氣且遮光性的)外袋中，並密封外袋。在以下測試例中，在開始測試時將一次性取暖袋從外袋中取出並使用。實施例2 :生物可降解產品(一次性取暖袋)的製備在與實施例I相同的條件下製備一次性取暖袋，除使用I質量％的氯化鈉來代替I質量％的氯化鉀外。 測試例I 生物可降解產品(一次性取暖袋)的降解性評估將實施例I和2中獲得的一次性取暖袋從外袋中取出，並使其處於室溫下24小時，直至發熱反應結束。之後，將發熱反應結束的一次性取暖袋放置在50°C的恆溫箱中，並保存12天。緊接在發熱反應結束之後；在50°C下保存3天後；6天後；12天後，拆卸各個一次性取暖袋以從中除去發熱組合物。將內袋中的無孔部位剪成2cmX7cm的大小，並使用拉伸測試機(AGS-H，Shimadzu公司的產品)沿MD方向拉伸以確定拉伸強度。作為對照，使用不包含發熱組合物的內袋。在將對照用內袋保存在與以上相同的條件下，並測試拉伸強度。結果，根據以下示出的數學公式來測度實施例I和2中所使用的各個內袋的降解促進率。內袋降解率越高，拉伸強度越低。因此，拉伸強度是本技術領域中通常用來評估內袋的降解度的指標。[數學公式I]降解促進率(％)={(對照的拉伸強度-實施例中得到的內袋的拉伸強度)/対照的拉伸強度} X100圖I示出對實施例I和2中得到的一次性取暖袋的內袋降解促進率進行測量的結果。從圖I中可清楚看出，與作為對照進行評價的內袋相比，實施例I和2中得到的一次性取暖袋(生物可降解產品)的內袋錶現出高度促進的降解率。此外，證實了與包含氯化鈉的情況(實施例2)相比，包含含有氯化鉀的發熱組合物(功能組合物)的一次性取暖袋(實施例I)表現出相當高的內袋降解促進率，因此具有優異的生物可降解性。在實施例I和2中獲得的一次性取暖袋的內袋的情況為，即使在發熱反應結束後，也沒觀察到在使用中會引起問題(例如發熱組合物的脆裂和滲漏)的強度降低，並且保持了取暖袋所需的物理特性。實施例3和4 :生物可降解產品(含有非發熱組合物的產品)將2. 2質量％的氯化鉀、28. 9質量％的平均粒徑為200 μ m的活性碳、57. 8質量％的水、6. 7質量％的平均粒徑為100 μ m的蛭石和4. 4質量％的粒徑為380 μ m的丙烯酸聚合物的交聯偏鈉鹽混合，以製備非發熱組合物(功能組合物)。將20g的所得非發熱組合物裝入與實施例I中所使用的相同的內袋(生物可降解樹脂成型體)中，以製備含有非發熱組合物的產品(實施例3)。在與實施例3相同的條件下製備另ー含有非發熱組合物的產品(實施例4)，除使用2. 2質量％的氯化鈉替代2. 2質量％的氯化鉀外。測試例2 :生物可降解產品(含有非發熱組合物的產品)的降解性評估 將在實施例3和4中獲得的含有非發熱組合物的產品保存在50°C的恆溫箱中3天。保存I天和保存3天後，以與上述測試例I中相同的方式來測定內袋的降解促進率。圖2示出所得結果。結果顯示，如在以上測試例I中那樣，含有氯化鉀或氯化鈉的產品(實施例3和4)表現出顯著促進的內袋(生物可降解樹脂成型體)降解率。具體而言，與包含氯化鈉的情況(實施例4)相比，含有氯化鉀的產品(實施例3)表現出相當高的內袋降解促進率。考慮到進行該測試的含有非發熱組合物的產品不包含鉄粉並因此不產熱(即使在與空氣接觸吋)，證實在氯化鉀或氯化鈉的存在下包含氧化降解劑的內袋其降解促進並沒有較大程度地受到溫度影響。比較測試例I :含有非發熱組合物的產品的降解性評估(No. 2)在與實施例3相同的條件下製造含有非發熱組合物的產品，除使用2. 2質量％的磷酸ニ氫鉀(比較例I )、2. 2質量％的硫酸鎂(比較例2 )、2. 2質量％的硫酸錳(比較例3 )、和2. 2質量％的硫酸鉀(比較例4)、或2. 2質量％的硫酸鈉(比較例5)替代2. 2質量％的氯化鉀。將在比較例I飛中得到的含有非發熱組合物的產品保存在50°C的恆溫箱I天，以與上述測試例I中相同的方式來測定各個內袋(樹脂成型體)的降解促進率。圖3示出結果。結果表明，在包含磷酸ニ氫鉀、硫酸鎂、硫酸錳、硫酸鉀、或硫酸鈉的產品(比較例廣5)中，內袋(樹脂成型體)的降解完全沒有被促迸。這些結果清楚地表明，在實施例Γ4中觀察到的生物可降解樹脂成型體的降解促進效果是特異性效果，僅在特定金屬鹽，即氯化物鹽，與氧化降解劑組合使用時才表現出來。綜合分析以上結果清晰地表明，氯化物鹽具有促進含氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解的作用，並且可以被用作用於含氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解促進齊U。此外，證實了氯化物鹽和氧化降解劑的組合作為對樹脂成型體賦予降解特性的降解劑也是有效的。
權利要求
1.ー種包括氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的降解促進劑，所述降解促進劑包括氯化物鹽作為有效成分。
2.根據權利要求I所述的降解促進劑，其中所述氯化物鹽是氯化鉀和/或氯化鈉。
3.根據權利要求I或2所述的降解促進劑，其中形成所述生物可降解樹脂成型體的樹脂是聚烯烴。
4.根據權利要求r3中任一項所述的降解促進劑，其中所述氧化降解劑是至少ー種選自羧酸金屬鹽、羥基羧酸、過渡金屬化合物、稀土化合物和芳香酮的物質。
5.一種樹脂成型體降解劑，包括氧化降解劑和氯化物鹽作為有效成分，所述樹脂成型體降解劑被用作樹脂成型體的添加剤。
6.ー種生物可降解產品，包括權利要求廣4中任一項所述的降解促進劑和含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體。
7.—種生物降解促進型樹脂成型體，包括權利要求5所述的降解劑。
8.ー種將含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體降解的方法，所述方法包括使所述生物可降解樹脂成型體與權利要求廣4中任一項所述的降解促進劑同時存在，以降解所述生物可降解樹脂成型體。
全文摘要
本發明公開了一種通過促進生物可降解樹脂成型體的降解而從本質上提高含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的生物降解速度的技術。通過在含有氧化降解劑的生物可降解樹脂成型體的丟棄處理過程中實現該生物可降解樹脂成型體與氯化物鹽同時存在的狀態，該生物可降解樹脂成型體的降解速度顯著提高。
文檔編號C08J11/16GK102822283SQ20118001679
公開日2012年12月12日 申請日期2011年3月25日 優先權日2010年3月31日
發明者松尾篤士 申請人:小林製藥株式會社