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Dokumentenidentifikation DE60303642T2 21.09.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001375592
Titel Biologisch abbaubare Polylactidzusammensetzungen
Anmelder National Institute of Advanced Industrial Science and Technology, Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Tokiwa, Yutaka, Tsukuba-shi,Ibaraki 305-8566, JP;
Raku, Takao, Tsukuba-shi,Ibaraki 305-8566, JP
Vertreter Dr. Weber, Dipl.-Phys. Seiffert, Dr. Lieke, 65183 Wiesbaden
DE-Aktenzeichen 60303642
Vertragsstaaten DE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 17.06.2003
EP-Aktenzeichen 032538126
EP-Offenlegungsdatum 02.01.2004
EP date of grant 22.02.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 21.09.2006
IPC-Hauptklasse C08L 67/04(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine neue biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung und insbesondere eine neue biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung, bei der die biologische Abbaubarkeit von Polylactid signifikant verbessert ist, ohne daß ihre guten mechanischen und physikalischen Eigenschaften verschlechtert sind.

Stand der Technik

Polylactid kann aus Pflanzen hergestellt werden und seine Festigkeit und physikalischen Eigenschaften sind vergleichsweise besser als diejenigen anderer biologisch abbaubarer Harze. Dementsprechend geriet Polylactid schnell in den Mittelpunkt der Aufmerksamkeit als eine Materialalternative zu vorhandenen Kunststoffen oder Fasern, die aus Öl hergestellt sind.

Jedoch ist die biologische Abbaubarkeit von Polylactid geringer als diejenige anderer allgemein bekannter biologisch abbaubarer Kunststoffe, wie beispielsweise Polyhydroxybuttersäure, Polycaprolacton oder Polybutylensuccinat. Beispielsweise können die Mengen an biologisch abbaubare Kunststoffe abbauenden Bakterien in diesen Kunststoffen in der folgenden Reihenfolge wiedergegeben werden: Polyhydroxybuttersäure ≥ Polycaprolcaton > Polybutylensuccinat > Polylactid. Anders als anderer allgemein bekannter biologisch abbaubarer Kunststoff, d.h. aliphatischer Polyester, ist Polylactid ein aliphatischer Polyester, der durch eine &agr;-Esterbindung gebildet wird. Daher hat Polylactid spezielle Eigenschaften. Zum Beispiel wird es von einer Lipase, einer Esterase oder einem Polyhydroxybuttersäure abbauenden Enzym nicht abgebaut.

Dementsprechend sind Polylactide, die hinsichtlich vollständiger biologischer Abbaubarkeit ausgezeichnet sind, sehr gefragt, insbesondere in Märkten auf den Gebieten der Landwirtschaft oder des Bauwesens, wo schnell biologisch abbaubare Produkte, wie Mehrzweckfolien oder Pflanzennetze, sehr gefragt sind.

Zwischenzeitlich wurden in der Vergangenheit Techniken vorgeschlagen, bei denen ein natürlich vorkommendes Polymer, wie beispielweise Stärke, in biologisch abbaubaren aliphatischen Polyester eingemischt wird, um die Kosten, die Formbarkeit und die biologische Abbaubarkeit von Produkten zu verbessern (z. B. JP-Patentveröffentlichungen (Kokai) Nr. 5–320524 A (1993) und 5–331315 A (1993)).

Wenn diese Mischtechniken als solche auf Polylactid angewendet werden, gehen jedoch die gute mechanische Festigkeit oder physikalische Eigenschaften davon verloren. Daher konnte eine Polylactidharzzusammensetzung, die als ein Material für Mehrzweckfolien, Pflanzennetze etc. geeignet ist, nicht erhalten werden.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neue, schnell biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung bereitzustellen, bei der die Nachteile des Standes der Technik überwunden werden, während gute mechanische Festigkeit und physikalische Eigenschaften von Polylactid beibehalten werden.

Die Erfinder der vorliegenden Erfindung haben konzentrierte Studien durchgeführt, um das oben genannte Ziel zu erreichen. Als ein Ergebnis haben sie gefunden, daß man eine Polylactidharzzusammensetzung mit ausgezeichneter biologischer Abbaubarkeit erhalten kann, während gute physikalische Eigenschaften und Festigkeit von Polylactid beibehalten werden, indem man ein spezielles Protein zu Polylactid oder einer Mannan enthaltenden Polylactidzusammensetzung hinzufügt. Dies führte zur Fertigstellung der vorliegenden Erfindung.

Zusammenfassung der Erfindung

Speziell stellt die vorliegende Erfindung folgendes bereit:

  • (1) eine biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung, welche wenigstens ein Protein enthält, ausgewählt unter Seide, Gelatine, Keratin, Elastin, Kasein, Gluten, Zein oder Sojabohnenprotein;
  • (2) eine biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung, welche weiterhin abgebautes Mannan enthält;
  • (3) die biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung nach (1) oder (2) oben, welche weiterhin ein Füllmittel enthält und
  • (4) die biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung nach einem von (1) bis (3) oben, welche auf der Grundlage von Polylactid 0,01 bis 5 Gew.-% des Proteins enthält.

Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung

Die biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält wenigstens ein Protein, ausgewählt unter Seide, Gelatine, Keratin, Elastin, Kasein, Gluten, Zein und Sojabohnenprotein, zu Polylactid hinzugefügt.

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete Polylactid ist vorzugsweise Poly-L-Milchsäure, und Poly-D-Milchsäure kann ebenfalls verwendet werden. Alternativ kann ein Gemisch oder ein Copolymer von Poly-L-Milchsäure und Poly-D-Milchsäure verwendet werden. Weiterhin kann ein Copolymer verwendet werden, welches darin eine Einheit enthält, die biologische Abbaubarkeit aufweist, wie beispielsweise &bgr;-Propiolacton, &bgr;-Butyrolacton, Pivalolacton, &ggr;-Butyrolacton, &ggr;-Methyl-&ggr;-butyrolacton, &ggr;-Ethyl-&ggr;-butyrolacton, Glycolid, Lactid, &dgr;-Valerolacton, &bgr;-Methyl-&dgr;-valerolacton, &egr;-Caprolcaton, Ethylenoxid oder Propylenoxid. Darüber hinaus können allgemein kommerziell erhältliche biologisch abbaubare Harze, wie beispielsweise Polyhydroxybuttersäure, Polybutylensuccinat, ein Polybutylensuccinat-Adipat-Copolymer, Polycaprolacton oder Polyestercarbonat geeigneterweise in Polylactid zum Zwecke der Verbesserung der physikalischen Eigenschaften davon eingemischt werden. Das Molekulargewicht von Polylactid oder einem modifizierten Polymer davon beträgt 1.000 bis 1.000.000 und vorzugsweise 10.000 bis 100.000.

Beispiele für in der vorliegenden Erfindung verwendete Seide umfassen einen Kokon, ein Seidenfibroinpulver, das durch Kochen eines Kokons und Entfernen von wasserlöslichem Sericin hergestellt ist, Abfall, der bei dem Prozeß des Spinnens von Seidenfasern erzeugt wird, Abfall, der bei dem Prozeß der Herstellung von Seidengewebe erzeugt wird, Abfall von Seidengewebe und eine feingeschnittene Seidenfaser. Alternativ kann die Seide ein fein zerkleinertes Netz, ein Ei, eine Larve, Chrysalis oder ein erwachsenes Seidenspinnerinsekt oder eine Spinne enthalten. Beispielsweise kann auch ein Oligomer verwendet werden, das durch Hydrolysieren dieser Seide, dieses Seidenspinners, dieser Spinne oder dieses Abfalls davon mit einem Enzym, wie beispielsweise einer Protease oder einer Lipase, oder einem chemischen Katalysator, wie beispielsweise Säure oder Alkali, hergestellt ist.

Gelatine, die in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird im allgemeinen vom Rind als Quellen erhalten, jedoch kann auch Gelatine, die von Geflügel, Schwein, Fisch, Mensch oder ähnlichen Quellen erhalten wurde, ohne besondere Beschränkung hinsichtlich ihres Ursprungs verwendet werden. Gelatine wird im allgemeinen aus Knochen hergestellt, aber sie kann auch aus Haut, Augen oder ähnlichem hergestellt werden. Obwohl die Verwendung von Gelatine bevorzugt ist, können auch pulverisierter Knochen, Ossein, Collagen oder ähnliches, welche Rohmaterialien für Gelatine sind, verwendet werden. Zum Beispiel kann auch ein Oligomer verwendet werden, welches durch Hydrolysieren dieser Gelatine, dieses pulverisierten Knochens, dieses Osseins oder dieses Collagens mit einem Enzym, wie beispielsweise einer Protease oder einer Lipase, oder einem chemischen Katalysator, wie beispielsweise Säure oder Alkali, hergestellt ist.

Keratin, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird im allgemeinen von Geflügel als Quellen erhalten. Jedoch kann auch Keratin, das von Rind, Schwein, Fisch, Mensch oder ähnlichen Quellen erhalten wurde, ohne besondere Beschränkung hinsichtlich seines Ursprungs verwendet werden. Keratin wird im allgemeinen aus Geflügelfedern hergestellt, aber es kann auch aus Horn, Haar, Schuppen oder ähnlichem hergestellt werden. Beispielsweise kann auch ein Oligomer verwendet werden, welches durch Hydrolysieren dieses Keratins mit einem Enzym, wie beispielsweise einer Protease oder Lipase, oder einem chemischen Katalysator, wie beispielsweise Säure oder Alkali, hergestellt ist.

Elastin, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird im allgemeinen von Rind als Quellen erhalten, jedoch kann auch Elastin, das von Geflügel, Schwein, Fisch, Mensch oder ähnlichen Quellen erhalten wurde, ohne besondere Beschränkung hinsichtlich seines Ursprungs verwendet werden. Elastin wird im allgemeinen aus dem Rindernackenligament hergestellt, jedoch kann es auch aus Arterien, Haut, Lungen oder ähnlichem hergestellt werden. Beispielsweise kann auch ein Oligomer verwendet werden, welches durch Hydrolysieren dieses Elastins mit einem Enzym, wie beispielsweise einer Protease oder Lipase, oder einem chemischen Katalysator, wie beispielsweise einer Säure oder Alkali, hergestellt ist.

Kasein, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird im allgemeinen aus einem Milchprotein erhalten, jedoch ist sein Ursprung nicht speziell beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Oligomer verwendet werden, welches durch Hydrolysieren dieses Kaseins mit einem Enzym, wie beispielsweise einer Protease oder Lipase, oder einem chemischen Katalysator, wie beispielsweise Säure oder Alkali, hergestellt ist.

Gluten, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, wird im allgemeinen aus Weizen erhalten, jedoch ist sein Ursprung nicht speziell beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Oligomer verwendet werden, welches durch Hydrolysieren dieses Glutens mit einem Enzym, wie beispielsweise einer Protease oder Lipase, oder einem chemischen Katalysator, wie beispielsweise Säure oder Alkali, hergestellt ist.

Zein, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist ein Hauptprotein von Mais, jedoch ist die Maisart nicht speziell beschränkt. Beispielsweise kann auch ein Oligomer verwendet werden, welches durch Hydrolysieren dieses Zeins mit einem Enzym, wie beispielsweise einer Protease oder Lipase, oder einem chemischen Katalysator, wie beispielsweise Säure oder Alkali, hergestellt ist.

Die Art des Sojabohnenproteins, das in der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist nicht speziell beschränkt. Vorzugsweise wird Sojabohnenprotein in einem Pulverzustand verwendet. Vorzugsweise werden auch Sojabohnen verwendet, die einfach gemahlen sind ohne jede spezielle Reinigung, z. B. solche, die durch ein 170 &mgr;m-Sieb aufgetrennt wurden.

Wenigstens ein Protein, welches unter Seide, Gelatine, Keratin, Elastin, Kasein, Gluten, Zein oder Sojabohnenprotein ausgewählt ist, wird alleine oder in Kombinationen von zwei oder mehreren verwendet. Obwohl die Formen dieser Proteine nicht speziell beschränkt sind, ist es bevorzugt, wenn sie fein gemahlen sind und als Pulver mit 0,1 bis 5000 &mgr;m für einfaches Vermischen mit Polylactid verwendet werden. Es sollte angemerkt werden, daß die Teilchengrößen nicht speziell beschränkt sind.

Der Proteingehalt ist nicht speziell beschränkt, und er beträgt 0,01 bis 5 Gew.-%, vorzugsweise 0,1 bis 5 Gew.-% und besonders bevorzugt 0,2 bis 3 Gew.-% auf der Grundlage von Polylactid unter dem Gesichtspunkt der Aufrechterhaltung von mechanischen Eigenschaften.

Wenn der Proteingehalt geringer als 0,01 Gew.-% ist, wird die Wirkung der Beschleunigung der biologischen Abbaubarkeit signifikant gestört. Im Gegensatz dazu ist ein Proteingehalt, der 5 Gew.-% übersteigt, unerwünscht, da die mechanischen Eigenschaften und die Wasserbeständigkeit davon gestört werden.

Die biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält als essentielle Bestandteile das Polylactid und das Protein. Um die biologische Abbaubarkeit zu beschleunigen, ist die Hinzufügung von abgebautem Mannan bevorzugt.

Der hierin verwendete Begriff "abgebautes Mannan" bezieht sich auf ein Abbauprodukt von Mannan, was eine Verbindung ist, die Mannose als einen Bestandteil aufweist.

Mannan ist ein Polysaccharid, das hauptsächlich aus Mannose aufgebaut ist, und Beispiele dafür werden wie folgt klassifiziert:

Von Pflanzen abgeleitetes Mannan: Beispiele dafür umfassen solche, erhalten aus einem Kokoskuchenmehl von einer Kokosnußpalme, Kokosnußschale, einer Pflanze von einer Familie der Palmen, Huacra-Palme aus Südafrika, chinesischem Yamswurzel-Mannan und Yamswurzel-Mannan.

Glucomannan: Ein Polysaccharid, das aus Glucose und Mannose aufgebaut ist, und Beispiele dafür umfassen solche, die man von Wurzelstöcken von Konjakyamswurzel, Lilie, Narzisse oder Lycoris erhält.

Galactomannan: Ein Polysaccharid, das aus Galactose und Mannose aufgebaut ist, und Beispiele dafür umfassen solche, die man aus Johannisbrotkernmehl, Spinogummi, Galactomannan von Kaffeebohne, Sojabohne, erhalten aus Sojabohnensamenhülle, Tamsongummi, Taramehl oder Guarmehl erhält.

Mannan enthält zwei oder mehr Saccharide als Bestandteile neben Mannose, und Beispiele dafür umfassen D-Galacto-D-Gluco-D-Mannan, das in einem Xylem einer Konifere enthalten ist, und Mannan, das von Xanthangummi erhalten wurde, etc.

Das in der vorliegenden Erfindung verwendete abgebaute Mannan kann durch Abbauen der vorgenannten verschiedenen Mannane nach einem gewünschten Verfahren erhalten werden. Beispiele von bekannten Verfahren zum Abbauen von Mannan umfassen: Ein biochemisches Abbauverfahren, bei dem der Abbau direkt unter Verwendung von Polysaccharid abbauenden Enzymen (z. B. Mannanase, Galactomannanase oder Glucomannanase) oder Bakterien, welche die Enzyme produzieren, durchgeführt wird, ein chemisches Abbauverfahren, bei dem der Abbau unter Verwendung von Säure, Alkali oder ähnlichem durchgeführt wird, und ein physikalisches Abbauverfahren, bei dem Rühren unter hoher Geschwindigkeit, eine Schermaschine oder ähnliches verwendet wird. In der vorliegenden Erfindung kann abgebautes Mannan, das abgebaut und nach diesen Methoden hergestellt wird, durch jede gewünschte Abbaumethode erhalten werden und wird nicht notwendigerweise durch eine der vorgenannten Abbaumethoden erhalten.

Spezielle Beispiele für abgebautes Mannan umfassen: &bgr;-1,4-Mannooligosaccharide, wie beispielsweise &bgr;-1,4-Mannobiose, &bgr;-1,4-Mannotriose, &bgr;-1,4-Mannotetraose oder Methyl-&bgr;-mannosid, &bgr;-1,6-Galactomannooligosaccharide, hergestellt durch Binden von einer oder zwei verzweigten Galactoseeinheiten an &bgr;-1,4-Mannobiose, &bgr;-1,4-Mannotriose oder &bgr;-1,4-Mannotetraose, abgebautes Galactomannan von Oligosaccharid etc., erhalten durch Abbau von &agr;-1,4-Galactomannooligosaccharid, &agr;-1,6-Galactomannooligosaccharid, &agr;-1,3-Galactomannooligosaccharid, Kokoskuchen, Guarmehl oder Johannisbrotkernmehr mit Mannanase, Oligosaccharid, hergestellt durch Binden von Glucose oder Maltose an &bgr;-1,4-Mannobiose, Mannotriose oder Mannotetraose durch eine &bgr;-1,4-Bindung, und abgebautes Glucomannan, das in Konjak enthalten ist.

Die biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise ein Füllmittel, um eine Kristallisation zum Zeitpunkt der thermischen Bildung zu beschleunigen, wobei die thermische Toleranz und die mechanische Festigkeit des gebildeten Produkts verbessert werden. Beispiele für ein Füllmittel umfassen Calciumcarbonat, Magnesiumcarbonat, Calciumhydroxid, Calciumoxid, Magnesiumoxid, Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Eisenoxid, Bornitrid, Titanoxid, Talkum, Pyrophyllit-Ton, Silikatpigment, Schleifpulver, Glimmer, Sericit, Bentonit, Perlit, Zeolith, Wollastonit, Fluorit, Dolomit, Brandkalk, Löschkalk, Kaolin, Chlorit und Kieselgur.

Falls erforderlich, kann die biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung geeigneterweise Hilfskomponenten enthalten, wie beispielsweise ein Pigment, Antioxidationsmittel, ein antistatisches Mittel, ein Mattierungsmittel, ein Färbemittel, einen Geschmacksstoff, ein Alterungsschutzmittel, einen Fluoreszenzaufheller, ein Ultraviolett-Absorptionsmittel, einen Ultraviolett-Stabilisator, einen Gleitzusatz, ein Füllmittel, Ruß, ein Verdickungsmittel, einen Kettenverlängerer, ein Vernetzungsmittel, einen Weichmacher, einen Stabilisator oder einen Viskositätsstabilisator.

Weiterhin können Stärke oder bearbeitete Stärke, Pektin, Chitin, Chitosan, Alginsäure,. Xylose, Cellulose oder ein Cellulosederivat, wie beispielsweise Carboxymethylcellulose, innerhalb eines Bereichs enthalten sein, der die Funktion und die Wirkung der vorliegenden Erfindung nicht verhindert.

Die biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung kann durch Hinzufügen von Seide, Gelatine, Keratin, Elastin oder Sojabohnen alleine oder in Kombinationen von zwei oder mehreren zu Polylactid, gefolgt von Mischen bei gleichzeitigem Erhitzen, hergestellt werden. Besonders bevorzugt wird abgebautes Mannan, ein Füllmittel oder ähnliches hinzugefügt. In diesem Fall ist ein Verfahren zum Mischen unter gleichzeitigem Erhitzen nicht speziell beschränkt. Beispiele dafür umfassen: Ein Verfahren, bei dem wenigstens eines unter Seidenpulver, Gelatine, Keratin, Elastin, Kasein, Gluten, Zein oder Sojabohnenprotein zu Polylactid hinzugefügt wird, während es erhitzt wird, gefolgt von Mischen unter Verwendung einer Knetmaschine, wie beispielsweise einer Walzenmühle, ein Verfahren, bei dem sie in einer Extrudiermaschine geknetet werden, Blasformen und Schäumen. Die Heiztemperatur ist nicht speziell beschränkt, und sie liegt im allgemeinen im Bereich von 140 bis 200°C.

Die biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung gemäß der vorliegenden Erfindung hat die biologische Abbaubarkeit von Polylactid erheblich verbessert, während die gute mechanische Festigkeit und die physikalischen Eigenschaften davon beibehalten werden.

Diese biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung kann zu einer Platte, einem Zylinder, einem Schaum oder einer Flasche verarbeitet werden, indem man sie z. B. während des Erhitzens in eine Extrusionsform injiziert. Alternativ kann die Zusammensetzung in einem Lösungsmittel gelöst werden, um sie zu einer Membran, einer Bahn oder einer Folie zu formen.

Dementsprechend kann die Polylactidharzzusammensetzung der vorliegenden Erfindung in geeigneter Weise für verschiedene Anwendungen verwendet werden. Beispiele dafür umfassen Materialien für die Landwirtschaft und den Gartenbau, wie beispielsweise Folien für Vinylhäuser, Folien für Tunnel, Mulchfolien, Pflanzenfolien, Setzlingstöpfe, Pflanzensämaschinen oder Abdeckmaterialien für Düngemittel oder Pestizide, Verpackungsmaterialien, wie beispielsweise Pflanzennetze, Sandbeutel, Gußformen für den Bau, Folienbahnen für das Bauwesen, Ablagen für Baumaterialien, wie beispielsweise Großkopfnägel, geschäumte Ablagen, Dehnfolien, Schrumpffolien, Getränkeflaschen oder Zahnbürstenblister, Materialien für die Fischerei, wie beispielsweise Fischnetze, Waschnetze, Netze für die Kultivierung, Angelschnüre oder Angelköderbeutel, wasserfeste Folienbahnen für Wegwerfwindeln oder Sanitärartikel, medizinische Ausrüstung, wie beispielsweise Verpackungsmaterialien oder Injektionsspritzen, Gegenstände des täglichen Bedarfs und allgemeine Gegenstände, wie beispielsweise Müllbeutel, Einkaufsbeutel, Kunststofftüten, Ablaufsiebe, Platten, laminierte Behälter für Gabeln und Löffel, Bindeband, Handgriffe für Zahnbürsten oder Rasierer, Shampoo- oder Spülflaschen, Kosmetikflaschen, Stifte oder Markierstifte, medizinische Materialien, wie beispielsweise Knochenverbindungsmaterialien, chirurgisches Verbandmaterial und Wundabdeckungsmaterialien, und andere verschiedene Anwendungen, wie beispielsweise Luftfilter, Magnetkarten, Anhänger, Trennpapiere oder Golftees.

Produkte, die aus den Polylactidharzen hergestellt sind, werden schnell abgebaut und verschwinden in der Natur, wie beispielsweise in der Erde oder im Wasser durch die Aktivitäten von Mikroorganismen (Bakterien) oder Enzymen, ohne schädliche Substanzen zu erzeugen. Dementsprechend können sie nach der Verwendung für ihre Entsorgung in einem zerkleinerten oder in unverändertem Zustand in der Erde oder in Kompost vergraben oder in Wasser gegossen werden.

Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend ausführlicher unter Bezugnahme auf Beispiele und Vergleichsbeispiele beschrieben, obwohl der technische Umfang der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt ist.

Beispiele Beispiel 1: Herstellung einer Polylactidplatte, die Polylactid und Seidenpulver enthält

Es wurde Poly-L-Milchsäure (Lacty #9000, Shimadzu) verwendet. Dieses Polylactid, Seidenpulver und Talkum wurden in einem Gewichtsverhältnis von 96:2:2 gemischt, und das Gemisch wurde dann in einer Knetmaschine geknetet, die auf 185°C beheizt war. Des weiteren wurde das Produkt pelletiert und anschließend unter Verwendung einer Heißpresse zu einer Folienbahn (Dicke: 0,5 mm) verarbeitet. Des weiteren wurden hantelförmige Proben aus der Folienbahn ausgeschnitten und anschließend Leistungstests unterzogen.

Beispiel 2: Herstellung einer Polylactidplatte, die Polylactid und Gelatine enthält

Es wurde Poly-L-Milchsäure (Lacty #9000) verwendet. Dieses Polylactid, Gelatine und Mannooligosaccharid wurden in einem Gewichtsverhältnis von 96:2:2 gemischt. Das Gemisch wurde zu einer Folienbahn verarbeitet, hantelförmige Proben wurden daraus hergestellt, und die Proben wurden dann in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 Leistungstests unterzogen.

Beispiel 3: Herstellung einer Polylactidplatte, die Polylactid und Keratin enthält

Es wurde Poly-L-Milchsäure (Lacty #9000) verwendet. Dieses Polylactid, Keratin und Mannooligosaccharid wurden in einem Gewichtsverhältnis von 96:2:2 gemischt. Das Gemisch wurde zu einer Folienbahn verarbeitet, hantelförmige Proben wurden daraus hergestellt, und die Proben wurden dann in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 Leistungstests unterzogen.

Beispiel 4: Herstellung einer Polylactidplatte, die Polylactid und Elastin enthält

Es wurde. Poly-L-Milchsäure (Lacty #9000) verwendet. Dieses Polylactid, Elastin und Mannooligosaccharid wurden in einem Gewichtsverhältnis von 96:2:2 gemischt. Das Gemisch wurde dann zu einer Folienbahn verarbeitet, hantelförmige Proben wurden daraus hergestellt, und die Proben wurden dann in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 Leistungstests unterzogen.

Beispiel 5: Herstellung einer Polylactidplatte, die Polylactid und Kasein enthält

Es wurde Poly-L-Milchsäure (Lacty #9000) verwendet. Dieses Polylactid, Kasein und Talkum wurden in einem Gewichtsverhältnis von 96:2:2 gemischt. Das Gemisch wurde zu einer Folienbahn verarbeitet, hantelförmige Proben wurden daraus hergestellt, und die Proben wurden anschließend in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 Leistungstests unterzogen.

Beispiel 6: Herstellung einer Polylactidplatte, die Polylactid und Gluten enthält

Es wurde Poly-L-Milchsäure (Lacty #9000) verwendet. Dieses Polylactid, Gluten und Talkum wurden in einem Gewichtsverhältnis von 96:2:2 gemischt. Das Gemisch wurde dann zu einer Folienbahn verarbeitet, hantelförmige Proben wurden daraus hergestellt, und die Proben wurden dann in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 Leistungstests unterzogen.

Beispiel 7: Herstellung einer Polylactidplatte, die Polylactid und Zein enthält

Es wurde Poly-L-Milchsäure (Lacty #9000) verwendet. Dieses Polylactid, Zein und Talkum wurden in einem Gewichtsverhältnis von 96:2:2 gemischt. Das Gemisch wurde anschließend zu einer Folienbahn verarbeitet, hantelförmige Proben wurden daraus hergestellt, und die Proben wurden dann in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 Leistungstests unterzogen.

Beispiel 8: Herstellung einer Polylactidplatte, die Polylactid und Sojabohnenproteinpulver enthält

Es wurde Poly-L-Milchsäure (Lacty #9000) verwendet. Dieses Polylactid, Sojabohnenproteinpulver und Mannooligosaccharid wurden in einem Gewichtsverhältnis von 96:2:2 gemischt. Das Gemisch wurde dann zu einer Folienbahn verarbeitet, hantelförmige Proben wurden daraus hergestellt, und die Proben wurden anschließend in der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 Leistungstests unterzogen.

Vergleichsbeispiel 1

In der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 1 wurde eine Polylactidzusammensetzung ohne die Verwendung von Seidenpulver hergestellt, die Zusammensetzung wurde zu einer Folienbahn verarbeitet, hantelförmige Proben wurden daraus hergestellt, und die Proben wurden anschließend Leistungstests unterzogen (Lacty #9000: Talkum = 98:2).

Vergleichsbeispiel 2

In der gleichen Art und Weise wie in Beispiel 2 wurde eine Polylactidzusammensetzung ohne die Verwendung von Gelatine hergestellt, die Zusammensetzung wurde zu einer Folienbahn verarbeitet, hantelförmige Proben wurden daraus hergestellt, und die Proben wurden anschließend Leistungstests unterzogen (Lacty #9000: Mannooligosaccharid = 98:2).

Die in den Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellten bogenförmigen Polylactidharzzusammensetzungen wurden hinsichtlich der folgenden Aspekte untersucht, um ihre physikalischen Eigenschaften und Funktionen zu bewerten. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt.

1. Mechanische Eigenschaften

Bruchfestigkeiten und Bruchdehnungen wurden mit dem gemäß JIS K-7113 spezifizierten Verfahren untersucht. Der Test wurde bei einer Temperatur von 17°C und einer Feuchte von 50% durchgeführt. Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 gezeigt. Bruchfestigkeiten und Bruchdehnungen wurden nach der folgenden Gleichung bestimmt. Bruchfestigkeit (N/cm2) = Bruchbelastung (N)/Querschnitt (cm2) Bruchdehnung (%) [(Bruchdehnung – Spannlänge)/Spannlänge] × 100

Tabelle 1
  • (Ergebnisse von Beispiel 1, Beispiel 2, Beispiel 3, Beispiel 4, Beispiel 5, Beispiel 6, Beispiel 7, Beispiel 8, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 geben die Mittelwerte von 10 Proben an)
2. Bewertung der biologischen Abbaubarkeit

Flache Folien (8 cm × 8 cm, 5 mm dick, Beispiel 1, Beispiel 2, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2) wurden in Erde eingegraben (Tsukuba, Ibaraki), und die biologische Abbaubarkeit wurde anhand der Veränderungen der Gewichte untersucht. Abnehmende Gewichte (Geschwindigkeit der Gewichtsabnahme, %) zeigten die Ausmaße des biologischen Abbaus der flachen Folien. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 gezeigt.

Tabelle 2 Biologische Abbaubarkeit durch Eingraben in Erde

Anspruch[de]
  1. Biologisch abbaubare Polylactidharzzusammensetzung, welche abgebautes Mannan, Füllmaterial und 0,01 bis 5 Gew.-% wenigstens eines Proteins, welches unter Seide, Gelatine, Keratin, Elastin, Kasein, Gluten, Zein oder Sojabohnenprotein auf Basis von Polylactid ausgewählt ist, umfaßt.
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