Material compuesto microbiano degradable
Descripción general
 Se proporciona un material compuesto microbiano degradable que comprende celulosa fina y quitosano con excelente elongación y excelente degradabilidad microbiana. ] Un material compuesto degradable microbiano que comprende microcelulosa y quitosano obtenidos moliendo fibras de celulosa o polvo en estado húmedo con un molino coloidal.
Campo técnico
Campo técnico La presente invención se refiere a un material compuesto degradable microbianamente que tiene una elongación mejorada formada complejando la microcelulosa y el quitosano.
Antecedentes
Los plásticos representados por polietileno, poliestireno, cloruro de polivinilo y similares se usan para diversos fines aprovechando sus excelentes características. Sin embargo, dado que estos plásticos no se descomponen en el entorno natural, en los últimos años se ha nublado el problema de la contaminación ambiental por los plásticos. En este contexto, policaprolactona como un material plástico que no da una carga al medio ambiente fácilmente degradados por microorganismos en el suelo, ácido poliláctico, microorganismos de polihidroxibutirato biodegradable y derivados de los mismos para producir material Muchos también son propuestos. También se han propuesto muchos materiales biodegradables que utilizan sustancias naturales tales como almidón, celulosa, quitosano, pululano y similares.
Por compuesto de celulosa y quitosano es un material natural en la presente [inventor] Raha destino tiene un plástico de uso general igual o mayor fuerza, incluso novela retener suficiente resistencia en agua o en estado húmedo Se descubrió que se obtuvo un material compuesto degradable microbianamente y se aplicó para una patente (solicitud de patente japonesa abierta a consulta por el público n.º 2 6689). También, de celulosa y quitosano, mediante la adición de material compuesto de almidón, compuestos de la degradación microbiana de las patentes ha presentado absorbente de agua encontraron que el obtenido (JP-A-2 281 050). Además, la celulosa y quitosano, mediante la adición de material compuesto de proteínas, compuestos de biodegradabilidad acelerarse la velocidad de biodegradación era la solicitud de patente encontró que obtenido (Solicitud de Patente Japonesa No. 2 170 076). Estos materiales compuestos son materias primas de celulosa que están finamente trituradas y fibriladas como materias primas de celulosa. Como método para golpear finamente las fibras de celulosa, se conoce un método que usa una máquina de batir para la fabricación de papel, tal como una batidora o una más fina. En los últimos años, por inyección de una presión alta bajo una suspensión de las fibras de celulosa desde el orificio de diámetro pequeño, se conoce un método para obtener un fibras de celulosa microfibrilada (JP-B-60 19 921).
Sin embargo, el material compuesto preparado con fibras de celulosa obtenidas por finamente superando de esta manera, el alargamiento de alta resistencia es pequeña, también la flexibilidad impartida al mismo un material obtenido mediante la adición de un plastificante Sin embargo, el alargamiento es pequeño, y las mejoras aún no se han realizado suficientemente en términos de elongación.
Tarea de solución
La presente invención tiene como objetivo proporcionar una multa de celulosa y quitosano y sin cambiar la resistencia a la tracción y biodegradabilidad del material compuesto que consiste en, material compuesto biodegradabilidad que tiene una mejor elongación.
Solución
Según la presente invención, finamente en material compuesto biodegradabilidad del la multa de celulosa y quitosano, como el bien de celulosa, obtenida por la fibra o polvo de celulosa se tritura en un estado húmedo usando un molino coloidal Se proporciona un material compuesto degradable microbianamente caracterizado por el uso de celulosa.
Es decir, los presentes resultados [inventores] Hicimos un estudio intensivo para mejorar los problemas de material compuesto biodegradabilidad de la multa de celulosa y quitosano, un fibras molino coloidal o celulosa en polvo como una multa de celulosa El alargamiento se mejora enormemente usando celulosa fina obtenida por trituración en estado húmedo, y la presente invención se ha completado.
El molino coloidal utilizado en la presente invención, está constituido por dos hojas de la muela giratoria en direcciones opuestas entre sí, o la muela abrasiva y la muela abrasiva fijo, una fuerte mientras que pasa la materia prima a pequeña brecha entre los dos rectificadoras de cizallamiento rueda Significa un dispositivo que le da potencia y lo muele a ultrafino.
finas de celulosa utilizado en la presente invención se puede obtener por la madera, paja, algodón, cáñamo, bambú, fibras de celulosa o en polvo obtenido de la planta de bagazo o similar se dispersa en agua, se trituró con molino coloidal anteriormente en condiciones húmedas . También se puede obtener dispersando la fibra o el polvo de celulosa en una solución de quitosano y moliendo con un molino coloidal.
Cuando se utiliza el bien de celulosa obtenida por trituración con un molino coloidal, pero no hay razón por la que una mejora de la elongación, si golpeados o golpeado con un batidor o un refinador, haciendo pasar el orificio en virtud de fibras de alta presión casi no fibrilada se produce durante el corte de las fibras se producen relativamente, mientras que, en el caso de utilizar un corte molino coloidal de las fibras causado una celulosa fino resultante pasando con fibras fibriladas, fibras enredadas es relativamente cálido Se especula que podría convertirse en un pez. Chitosan utilizado en la presente invención, cangrejos, se obtiene por conchas de crustáceos, además de quitina tratamiento químico o biológico obtenido de la piel de los insectos tales como desacetilación de tales camarones.
El peso molecular del quitosano, grado de desacetilación no está particularmente limitado, grado de desacetilación en términos de solubilidad es preferiblemente de 60% o más. Desde quitosano ya que es insoluble en agua, un ácido inorgánico tal como ácido clorhídrico, ácido fórmico, ácido acético, usado como una solución de quitosán por disolución de la solución ácida acuosa diluida de un ácido orgánico tal como ácido láctico.
Cuando muestra el método de fabricación del material compuesto biodegradabilidad de la presente invención, mediante la mezcla de la dispersión acuosa y la disolución de quitosano fino obtenido de celulosa por trituración en estado húmedo usando un molino coloidal fibras o celulosa en polvo, 50 Secando a 200 ° C, se puede obtener un material compuesto.
La relación de mezcla de las materias primas utilizadas, a molió fino de celulosa 100 partes en peso de un molino coloidal, quitosano 5 100 partes en peso se utiliza. Por cierto, material compuesto biodegradabilidad de la presente invención, no hay problema incluso aquellos con la adición de proteína a o mediante la adición de almidón con el fin de impartir la reducción de absorción de agua y de los costes, aumentar la velocidad de biodegradación. Además, se pueden agregar aditivos como un plastificante, un relleno y un colorante, si es necesario.
En la presente invención, mediante el uso de una multa de celulosa obtenida por trituración en estado húmedo usando un molino coloidal fibras o celulosa en polvo como materia prima de celulosa, reduciendo la resistencia a la tracción en comparación y biodegradabilidad a la convencional Puede mejorar enormemente la elongación.
A continuación, la presente invención se explicará con más detalle mediante ejemplos y ejemplos comparativos. La resistencia a la tracción se midió según ASTM D882 81, la resistencia en húmedo después de 24 horas de inmersión en muestras de agua 23 ° C, se midió golpeteo eliminado. La solución de quitosano, quitosano 1 parte en peso, se utilizó una solución preparada disolviendo 99 partes en peso de solución acuosa al 0,5% en peso de ácido acético.
Ejemplo de producción 1
Usando molino coloidal configurado [Masuko Sangyo Co., jinetes de rodillos Super Mass] por dos molinillo triturador estacionario (arriba) y el triturador giratorio (parte inferior), y se trituró siguientes materias primas en las condiciones mostradas en la Tabla 1 Se produjo una dispersión acuosa de celulosa fina del n. ° 1 n. ° 6.
(Materia prima)
A: dispersión acuosa de pulpa blanqueada blanqueada macerada en agua
B: Dispersión acuosa de pulpa blanqueada de madera dura macerada en agua
C: Dispersión acuosa de celulosa microfibrilada obtiene una dispersión acuosa de una pulpa de madera blanda blanqueada de una manera para ser expulsada desde un orificio a alta presión
[Daicel Chemical Industries Ltd. MFC 100]
D: Polvo de celulosa de paso de malla 400
[Dispersión acuosa de pulpa Sanyo Kokusaku (KC Flock W 400)]
Ejemplo de producción 2
Al pasar 4 veces con 10μ de despacho de desagregación pasta blanqueada de coníferas en refinador de disco único agua [Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.], se preparó una dispersión acuosa de fibras de celulosa finamente batidos.
Ejemplo de producción 3
Al pasar 5 veces con desagregación aclaramiento de 10μ se blanqueó pulpa de madera dura a solo refinador de disco [Kumagai Riki Kogyo Co., Ltd.] en agua se preparó una dispersión acuosa de fibras de celulosa finamente batidos.
Ejemplo 1 Ejemplo 6
Dispersión acuosa de celulosa fino obtenido en el Ejemplo de Producción 1 (No1 No6), solución de quitosano, y diglicerina como plastificantes, para ajustar con celulosa 100 partes en peso, 30 partes en peso de quitosano, por lo que el diglicerol 75 partes en peso , Desespumado, moldear sobre una placa de vidrio, y secar a 70ºC durante 6 horas para obtener una película. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo 1
Se obtiene en lugar de la dispersión acuosa de la celulosa fina que resulta en el Ejemplo de Preparación 1, excepto que el uso de una dispersión acuosa de fibras de celulosa obtenidas son finamente batido en Ejemplo de Producción 2, una película de la misma manera que en el Ejemplo 1 Lo fue Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo Comparativo 2
Se obtiene en lugar de la dispersión acuosa de la celulosa fina que resulta en el Ejemplo de Preparación 1, excepto que el uso de una dispersión acuosa de fibras de celulosa obtenidas son finamente batido en el Ejemplo de Producción 3, la película de la misma manera que en el Ejemplo 1 Lo fue Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo 3
En lugar de la dispersión acuosa de la celulosa fina que resulta en el Ejemplo de Producción 1, una dispersión acuosa de celulosa microfibrilada obtiene una dispersión acuosa de una pasta blanqueada de madera suave de una manera para ser expulsada desde un orificio a alta presión [Daicel Chemical Industries ( Ltd.) en lugar de MFC 100, se obtuvo una película de la misma manera que en el Ejemplo 1. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo comparativo 4
En lugar de la dispersión acuosa de la celulosa fina que resulta en el Ejemplo de Preparación 1, excepto que el uso de una dispersión acuosa de 400 de malla pasan polvo de celulosa [Sanyo Kokusaku Pulp (Ltd.) KC Flock W 400], de manera similar al Ejemplo 1 Para obtener una película. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 2.
Ejemplo 7
Dispersión acuosa de fina de celulosa obtenida en el Ejemplo de Producción 1 (Tabla 1 Nº 2) solución de quitosano, para ajustar con celulosa 100 partes en peso, se mezclaron en una 30 partes en peso de quitosano, desespumado, vidrio Se vierte sobre una placa, y se seca a 70ºC durante 6 horas para obtener una película. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 3.
Ejemplo comparativo 5
En lugar de una dispersión acuosa de bien de celulosa obtenida en el Ejemplo de Producción 1 (Nº 2 en la Tabla 1), excepto que se utilizó una dispersión acuosa de fibras de celulosa obtenidas son finamente batido en Ejemplo de Producción 2, Ejemplo 7, se obtuvo una película. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 3.
Ejemplo Comparativo 6
En lugar de una dispersión acuosa de bien de celulosa obtenida en el Ejemplo de Producción 1 (Nº 2 en la Tabla 1), la celulosa microfibrilada obtenido por el método para expulsar desde el orificio de una dispersión acuosa de una pulpa de madera blanda blanqueada bajo una alta presión Se obtuvo una película de la misma manera que en el Ejemplo 7, excepto que se usó una dispersión acuosa [MFC 100 fabricada por Daicel Chemical Industries, Ltd.]. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 3.
Ejemplo 8
Dispersión acuosa de fina de celulosa obtenida en el Ejemplo de Producción 1 (Nº 2 en la Tabla 1), solución de quitosano, solución de almidón acuosa, y diglicerina como plastificantes, para ajustar con celulosa 100 partes en peso, 30 partes en peso de quitosano, almidones 20 partes en peso, se mezclaron de manera que las diglicerol 90 partes en peso, desespumado, emitidos en una placa de vidrio para obtener una película por secado durante 6 horas a 70 ° C .. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 4.
Ejemplo comparativo 7
En lugar de una dispersión acuosa de bien de celulosa obtenida en el Ejemplo de Producción 1 (Nº 2 en la Tabla 1), excepto que se utilizó una dispersión acuosa de fibras de celulosa obtenidas son finamente batido en Ejemplo de Producción 2, Ejemplo 8, se obtuvo una película. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 4.
Ejemplo Comparativo 8
En lugar de una dispersión acuosa de bien de celulosa obtenida en el Ejemplo de Producción 1 (Nº 2 en la Tabla 1), la celulosa microfibrilada obtenido por el método para expulsar desde el orificio de una dispersión acuosa de una pulpa de madera blanda blanqueada bajo una alta presión Se obtuvo una película de la misma manera que en el Ejemplo 8, excepto que se usó una dispersión acuosa [MFC 100 fabricada por Daicel Chemical Industries, Ltd.]. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 4.
Ejemplo 9
Dispersión acuosa de fina de celulosa obtenida en el Ejemplo de Producción 1 (Nº 2 en la Tabla 1), solución de quitosano, solución de gelatina acuosa, y glicerina como plastificante, fino de celulosa en relación a 100 partes en peso de quitosano, 20 partes en peso Serachin 5 partes, se mezclaron de manera que la glicerina 75 partes en peso, desespumado, emitidos en una placa de vidrio para obtener una película por secado durante 6 horas a 70 ° C .. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 5.
Ejemplo comparativo 9
En lugar de una dispersión acuosa de bien de celulosa obtenida en el Ejemplo de Producción 1 (Nº 2 en la Tabla 1), excepto que se utilizó una dispersión acuosa de fibras de celulosa obtenidas son finamente batido en Ejemplo de Producción 2, Ejemplo 9, se obtuvo una película. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 5.
Ejemplo comparativo 10
En lugar de una dispersión acuosa de bien de celulosa obtenida en el Ejemplo de Producción 1 (Nº 2 en la Tabla 1), la celulosa microfibrilada obtenido por el método para expulsar desde el orificio de una dispersión acuosa de una pulpa de madera blanda blanqueada bajo una alta presión Se obtuvo una película de la misma manera que en el Ejemplo 9, excepto que se usó una dispersión acuosa [MFC 100 fabricada por Daicel Chemical Industries, Ltd.]. Las propiedades físicas de la película obtenida se muestran en la Tabla 5.
Por cierto, la película obtenida en el Ejemplo 1 9 y el Ejemplo Comparativo 1 10, enterrado en el suelo, 23 ° C, se excavó después de reposar durante 3 meses a 95 100% de HR, cualquier película no está abrochado intacta Fue descompuesto a grado.
Efecto de la invención
Biodegradabilidad material compuesto de la multa de celulosa y quitosano obtenido por la presente invención, se extiende sobre la técnica anterior se mejora en gran medida, que la resistencia a la carga o se mejora el impacto, en la biodegradabilidad Excelente efecto como material libre de contaminación en el campo de excelentes campos de envasado, agricultura y horticultura.
Reclamo
En la reivindicación material compuesto 1 biodegradabilidad del la multa de celulosa y quitosán, utilizado como la multa de celulosa, la celulosa fino obtenido por trituración en estado húmedo usando un molino de coloides fibras o celulosa en polvo Un material compuesto microbiano degradable.
Application number :1994-001881
Inventors :工業技術院長、大倉工業株式会社
Original Assignee :西山昌史、細川純、吉原一年、久保隆昌、丸山覚志、金岡邦夫、上田彰彦、立石健二、近藤和夫