JP7661027B2 - Resin molded body, its manufacturing method, and food and beverage products - Google Patents
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Description
本発明は、樹脂成形体及びその製造方法並びに飲食料品に関する。 The present invention relates to a resin molded body, a manufacturing method thereof, and a food or beverage product.
プラスチックは、生活の中で欠かすことのできない素材として大量に使用されているが、リサイクルされている割合は低く、大部分は自然界に投棄されている。プラスチックは、その優れた耐久性のために分解されにくく、環境汚染が問題となっている。 Plastic is used in large quantities as an indispensable material in our daily lives, but the rate at which it is recycled is low, and most of it is dumped back into the environment. Because of its excellent durability, plastic is difficult to decompose, which has led to environmental pollution problems.
この問題に対して、生分解性プラスチックの利用が注目されており、ポリ乳酸(PLA)やポリビニルアルコール(PVA)等の生分解性プラスチックが使用されている。また、プラスチックの分解を促進する技術も報告されている。このような技術として、例えば特許文献1は、「酸化数が異なる複数の脂肪酸金属塩を含む分解処理液を塗布、散布、噴霧、又は浸漬の何れの手法により付着させることで樹脂成型体を分解処理することを特徴とする樹脂成型体の分解処理方法」を開示しており、具体的には、ポリエチレン製フィルムの表面に分解処理液を塗布することによって前記フィルムの分解を促進させることを開示している。 To solve this problem, the use of biodegradable plastics has been attracting attention, and biodegradable plastics such as polylactic acid (PLA) and polyvinyl alcohol (PVA) are being used. Technologies for promoting the decomposition of plastics have also been reported. For example, Patent Document 1 discloses a "method for decomposing a resin molded body, characterized in that the resin molded body is decomposed by attaching a decomposition treatment liquid containing a plurality of fatty acid metal salts with different oxidation numbers by any of the methods of coating, sprinkling, spraying, or immersion," and specifically discloses that the decomposition of a polyethylene film is promoted by coating the surface of the film with a decomposition treatment liquid.
本発明は、分解性に優れた樹脂成形体及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a resin molded body with excellent decomposability and a method for producing the same.
本発明者等が鋭意検討した結果、所定の分解剤とポリプロピレン(PP)を含む樹脂とを含む樹脂成形体が優れた分解性を有することを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research, the inventors discovered that a resin molded product containing a specific decomposer and a resin containing polypropylene (PP) has excellent decomposability, leading to the completion of the present invention.
本発明は以下の実施形態を含む。
[1]
複数の脂肪酸金属塩を含む分解剤と、
ポリプロピレンを含む樹脂と、
を含み、
前記複数の脂肪酸金属塩に含まれる複数の金属元素が、互いに異なる酸化数をとることができる金属元素である、
樹脂成形体。
[2]
前記分解剤が、前記樹脂成形体に均一に分布している、[1]に記載の樹脂成形体。
[3]
前記樹脂成形体に含まれる前記分解剤の50質量%以上が、前記樹脂と混合された状態にある、[1]に記載の樹脂成形体。
[4]
前記樹脂成形体に含まれる前記分解剤の全てが、前記樹脂と混合された状態にある、[1]~[3]のいずれかに記載の樹脂成形体。
[5]
前記複数の金属元素が、遷移金属元素と希土類元素との組み合わせである、[1]~[4]のいずれかに記載の樹脂成形体。
[6]
前記遷移金属元素がマンガンであり、前記希土類元素がセリウムである、[5]に記載の樹脂成形体。
[7]
前記脂肪酸金属塩を形成する脂肪酸が、炭素数12~24の脂肪酸である、[1]~[6]のいずれかに記載の樹脂成形体。
[8]
前記炭素数12~24の脂肪酸が、ステアリン酸である、[7]に記載の樹脂成形体。
[9]
前記樹脂成形体が、飲食料品を形成する樹脂成形体である、[1]~[8]のいずれかに記載の樹脂成形体。
[10]
前記飲食料品を形成する樹脂成形体が、ストロー、ラベル、キャップ、容器又は包装である、[9]に記載の樹脂成形体。
[11]
[10]に記載のストローと、
前記ストローを封入している袋と、
を備える、
飲料品。
[12]
複数の脂肪酸金属塩を含む分解剤と、ポリプロピレンを含む樹脂と、を混合して、混合物を得る工程と、
前記混合物を樹脂成形体に成形する工程と、
を含み、
前記複数の脂肪酸金属塩に含まれる複数の金属元素が、互いに異なる酸化数をとることができる金属元素である、
樹脂成形体の製造方法。
[13]
前記樹脂成形体に含まれる前記分解剤の50質量%以上を、前記樹脂と混合する、[12]に記載の製造方法。
[14]
前記樹脂成形体に含まれる前記分解剤の全てを、前記樹脂と混合する、[12]又は[13]に記載の製造方法。
[15]
前記複数の金属元素が、遷移金属元素と希土類元素との組み合わせである、[12]~[14]のいずれかに記載の製造方法。
[16]
前記遷移金属元素がマンガンであり、前記希土類元素がセリウムである、[15]に記載の製造方法。
[17]
前記脂肪酸金属塩を形成する脂肪酸が、炭素数12~24の脂肪酸である、[12]~[16]のいずれかに記載の製造方法。
[18]
前記炭素数12~24の脂肪酸が、ステアリン酸である、[17]に記載の製造方法。
[19]
前記樹脂成形体が、飲食料品を形成する樹脂成形体である、[12]~[18]のいずれかに記載の製造方法。
[20]
前記飲食料品を形成する樹脂成形体が、ストロー、ラベル、キャップ、容器又は包装である、[19]に記載の製造方法。
The present invention includes the following embodiments.
[1]
A decomposition agent including a plurality of fatty acid metal salts;
A resin including polypropylene;
Including,
The plurality of metal elements contained in the plurality of fatty acid metal salts are metal elements that can have different oxidation numbers.
Resin molded body.
[2]
The resin molded body according to [1], wherein the decomposition agent is uniformly distributed in the resin molded body.
[3]
The resin molded body according to [1], wherein 50 mass% or more of the decomposition agent contained in the resin molded body is in a mixed state with the resin.
[4]
The resin molded body according to any one of [1] to [3], wherein all of the decomposition agent contained in the resin molded body is in a state of being mixed with the resin.
[5]
The resin molded body according to any one of [1] to [4], wherein the plurality of metal elements are a combination of a transition metal element and a rare earth element.
[6]
The resin molded article according to [5], wherein the transition metal element is manganese and the rare earth element is cerium.
[7]
The resin molded article according to any one of [1] to [6], wherein the fatty acid that forms the fatty acid metal salt is a fatty acid having 12 to 24 carbon atoms.
[8]
The resin molded body according to [7], wherein the fatty acid having 12 to 24 carbon atoms is stearic acid.
[9]
The resin molded body according to any one of [1] to [8], wherein the resin molded body is a resin molded body for forming a food or beverage.
[10]
The resin molded article according to [9], which is a straw, a label, a cap, a container, or a package for forming the food or beverage product.
[11]
[10] The straw according to [10],
A bag enclosing the straw;
Equipped with
Beverages.
[12]
A step of mixing a decomposition agent containing a plurality of fatty acid metal salts and a resin containing polypropylene to obtain a mixture;
forming the mixture into a resin molded product;
Including,
The plurality of metal elements contained in the plurality of fatty acid metal salts are metal elements that can have different oxidation numbers.
A method for producing a resin molded product.
[13]
The method according to [12], wherein 50 mass% or more of the decomposition agent contained in the resin molded body is mixed with the resin.
[14]
The method according to [12] or [13], wherein all of the decomposition agent contained in the resin molded body is mixed with the resin.
[15]
The method according to any one of [12] to [14], wherein the plurality of metal elements is a combination of a transition metal element and a rare earth element.
[16]
The method according to [15], wherein the transition metal element is manganese and the rare earth element is cerium.
[17]
The method according to any one of [12] to [16], wherein the fatty acid that forms the fatty acid metal salt is a fatty acid having 12 to 24 carbon atoms.
[18]
The method according to [17], wherein the fatty acid having 12 to 24 carbon atoms is stearic acid.
[19]
The method according to any one of [12] to [18], wherein the resin molded body is a resin molded body for forming a food or beverage.
[20]
The method according to [19], wherein the resin molded article forming the food or beverage product is a straw, a label, a cap, a container, or a package.
本発明によれば、分解性に優れた樹脂成形体及びその製造方法を提供することができる。 The present invention provides a resin molded body with excellent decomposability and a method for producing the same.
以下、本発明の実施形態について具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で様々な変形が可能である。 The following describes in detail the embodiments of the present invention, but the present invention is not limited to these, and various modifications are possible without departing from the spirit of the invention.
<樹脂成形体>
本発明の一実施形態は、複数の脂肪酸金属塩を含む分解剤と、ポリプロピレンを含む樹脂と、を含み、前記複数の脂肪酸金属塩に含まれる複数の金属元素が、互いに異なる酸化数をとることができる金属元素である、樹脂成形体に関する。
<Resin Molded Body>
One embodiment of the present invention relates to a resin molded body comprising a decomposing agent containing a plurality of fatty acid metal salts and a resin containing polypropylene, wherein the plurality of metal elements contained in the plurality of fatty acid metal salts are metal elements that can have different oxidation numbers from each other.
本実施形態に係る樹脂成形体は分解性に優れるため、自然界に投棄されたとしても、従来のプラスチック製品と比較して環境汚染を引き起こしにくいという利点を有する。具体的には、樹脂成形体の分解は、下記の酸化分解と、これに続く生分解(微生物分解)の2ステップで進行するものと考えられている。 The resin molded body according to this embodiment has excellent degradability, and therefore has the advantage that it is less likely to cause environmental pollution compared to conventional plastic products, even if it is dumped in the natural environment. Specifically, it is believed that the decomposition of the resin molded body proceeds in two steps: oxidative decomposition, as described below, followed by biodegradation (microbial decomposition).
ステップ1(酸化分解):太陽光(紫外線)、熱、酸素、水等をエネルギー源として、分解剤に含まれる金属元素が、その触媒効果によって脂肪酸のラジカル成分を生成させ、これが樹脂成型体を構成する樹脂の炭素-炭素結合を酸化分解する。これにより、樹脂成型体の物性(強度、伸び)及び分子量が低下する。 Step 1 (oxidative decomposition): Using sunlight (ultraviolet rays), heat, oxygen, water, etc. as energy sources, the metal elements contained in the decomposer generate fatty acid radical components through their catalytic effect, which oxidatively decompose the carbon-carbon bonds of the resin that makes up the resin molded body. This reduces the physical properties (strength, elongation) and molecular weight of the resin molded body.
ステップ2(生分解):ステップ1において形成された酸化低分子化物(例えば、カルボン酸アルコール類)が、土中やコンポスト環境中の微生物により消化吸収される。最終的には、バイオマスとして微生物の体内に蓄えられると共に、呼吸等の代謝活動により二酸化炭素や水に変化する。 Step 2 (biodegradation): The oxidized low molecular weight products (e.g., carboxylic acid alcohols) formed in step 1 are digested and absorbed by microorganisms in the soil or compost environment. Ultimately, they are stored in the microorganisms' bodies as biomass and converted into carbon dioxide and water through metabolic activities such as respiration.
(分解剤)
本実施形態で使用される分解剤は、複数の脂肪酸金属塩を含み、前記複数の脂肪酸金属塩に含まれる複数の金属元素は、互いに異なる酸化数をとることができる金属元素である。脂肪酸金属塩は2種類以上であれば特に限定されないが、例えば、2~4種類、2又は3種類、2種類等としてもよい。
(Decomposer)
The decomposing agent used in the present embodiment contains a plurality of fatty acid metal salts, and the plurality of metal elements contained in the plurality of fatty acid metal salts are metal elements that can have different oxidation numbers. The number of fatty acid metal salts is not particularly limited as long as it is two or more types, but may be, for example, two to four types, two or three types, two types, etc.
分解剤による樹脂の分解メカニズムとしては以下のものが想定されるが、本発明はこのメカニズムによって何ら限定されるものではない。
光や熱等の影響によって樹脂(RH)内でアルキルラジカル(R・)が生成し(式1)、これが酸素と反応してペルオキシラジカル(ROO・)が生成する(式2)。ペルオキシラジカル(ROO・)が樹脂(RH)と反応して樹脂の分解を進めるが、この際にペルオキシラジカル(ROO・)はヒドロペルオキシド(ROOH)となり安定化してしまう(式3)。ここで、分解剤に含まれる複数の脂肪酸金属塩が、ヒドロペルオキシド(ROOH)を開裂して新たなラジカル(RO・及びROO・)を発生させる(式4及び式5)。これらのラジカルが樹脂(RH)を更に分解する(式6及び式7)。
式1:RH→R・+H・
式2:R・+O2→ROO・
式3:ROO・+RH→ROOH+R・
式4:M1(n)++ROOH→M1(n+1)++RO・+HO-
式5:M2(n+1)++ROOH→M2(n)++ROO・+H+
式6:RO・+RH→ROH+R・
式7:ROO・+RH→ROOH+R・
(式中、M1
+及びM2
+はそれぞれ金属陽イオンであり、n及びn+1はそれぞれ酸化数である。)
The mechanism by which the decomposition agent decomposes the resin is assumed to be as follows, but the present invention is not limited to this mechanism in any way.
Due to the influence of light, heat, etc., an alkyl radical (R.) is generated in the resin (RH) (Formula 1), which reacts with oxygen to generate a peroxy radical (ROO.) (Formula 2). The peroxy radical (ROO.) reacts with the resin (RH) to promote decomposition of the resin, and at this time the peroxy radical (ROO.) becomes a hydroperoxide (ROOH) and is stabilized (Formula 3). Here, multiple fatty acid metal salts contained in the decomposing agent cleave the hydroperoxide (ROOH) to generate new radicals (RO. and ROO.) (Formulas 4 and 5). These radicals further decompose the resin (RH) (Formulas 6 and 7).
Formula 1: RH→R・+H・
Formula 2: R・+O 2 →ROO・
Equation 3: ROO + RH → ROOH + R
Formula 4: M 1 (n) + +ROOH→M 1 (n+1) + +RO・+HO -
Formula 5: M 2 (n+1) + +ROOH→M 2 (n) + +ROO・+H +
Equation 6: RO + RH → ROH + R
Equation 7: ROO + RH → ROOH + R
(In the formula, M1 + and M2 + are each a metal cation, and n and n+1 are each an oxidation number.)
脂肪酸金属塩を形成する金属元素は2種類以上であれば特に限定されないが、例えば、2~4種類、2又は3種類、2種類等としてもよい。金属元素としては、例えば、遷移金属元素及び希土類元素を挙げることができる。
遷移金属元素としては、例えば、チタン、バナジウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、ジルコニウム、ニオブ、モリブテン、テクネチウム、ルテニウム、パラジウム、銀及びカドミウムを挙げることができる。
希土類元素としては、例えば、スカンジウム、イットリウム、ランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、プロメチウム、サマリウム、ユウロピウム、ガドリニウム、テルビウム、ジスプロシウム、ホルミウム、エルビウム、ツリウム、イッテルビウム及びルテチウムを挙げることができる。
The number of metal elements forming the fatty acid metal salt is not particularly limited as long as it is two or more types, but may be, for example, two to four types, two or three types, two types, etc. Examples of metal elements include transition metal elements and rare earth elements.
Examples of transition metal elements include titanium, vanadium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, zinc, zirconium, niobium, molybdenum, technetium, ruthenium, palladium, silver, and cadmium.
Examples of rare earth elements include scandium, yttrium, lanthanum, cerium, praseodymium, neodymium, promethium, samarium, europium, gadolinium, terbium, dysprosium, holmium, erbium, thulium, ytterbium, and lutetium.
脂肪酸金属塩を形成する金属元素は、互いに異なる酸化数をとることができるように選択される。特に限定するものではないが、遷移金属元素と希土類元素との組み合わせであることが好ましく、マンガン(酸化数:2価、3価)とセリウム(酸化数:3価、4価)との組み合わせであることがより好ましい。 The metal elements forming the fatty acid metal salt are selected so that they can have different oxidation numbers. Although not particularly limited, a combination of a transition metal element and a rare earth element is preferable, and a combination of manganese (oxidation numbers: divalent, trivalent) and cerium (oxidation numbers: trivalent, tetravalent) is more preferable.
脂肪酸金属塩を形成する脂肪酸は、1種類であってもよいし、2種類以上の組み合わせであってもよい。脂肪酸としては、例えば、炭素数12以上の飽和脂肪酸又は不飽和脂肪酸を挙げることができる。例えば、ラウリン酸、ミリスチン酸、ペンタデジル酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ヘンイコシル酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、モンタン酸、メリシン酸、ミリストレイン酸、パルミトレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、ガドレイン酸、エイコセン酸、エルカ酸及びネルボン酸を例示することができる。 The fatty acid metal salt may be formed from one type of fatty acid or a combination of two or more types. Examples of fatty acids include saturated or unsaturated fatty acids having 12 or more carbon atoms. Examples include lauric acid, myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, margaric acid, stearic acid, arachidic acid, henicosylic acid, behenic acid, lignoceric acid, cerotic acid, montanic acid, melissic acid, myristoleic acid, palmitoleic acid, sapienic acid, oleic acid, elaidic acid, vaccenic acid, gadoleic acid, eicosenoic acid, erucic acid, and nervonic acid.
脂肪酸金属塩を形成する脂肪酸は、炭素数12~24の脂肪酸であることが好ましく、炭素数16~20の脂肪酸であることがより好ましく、ステアリン酸又はオレイン酸であることが更に好ましい。 The fatty acid that forms the fatty acid metal salt is preferably a fatty acid having 12 to 24 carbon atoms, more preferably a fatty acid having 16 to 20 carbon atoms, and even more preferably stearic acid or oleic acid.
分解剤の量は、所望の期間で樹脂成形体が分解するように適宜選択すればよい。特に限定するものではないが、分解剤の量を、樹脂成形体の質量を基準として、0.02~6.0質量%、0.1~4.0質量%、0.2~3.0質量%、0.3~2.0質量%、0.4~1.4質量%等としてもよい。 The amount of decomposition agent may be appropriately selected so that the resin molding decomposes in the desired period of time. Although not particularly limited, the amount of decomposition agent may be 0.02 to 6.0 mass%, 0.1 to 4.0 mass%, 0.2 to 3.0 mass%, 0.3 to 2.0 mass%, 0.4 to 1.4 mass%, etc., based on the mass of the resin molding.
(樹脂)
本実施形態で使用される樹脂は、ポリプロピレンを含む。ポリプロピレンとしては、例えば、プロピレンホモポリマー、プロピレンランダムポリマー及びプロピレンブロックポリマーを挙げることができる。
(resin)
The resin used in this embodiment includes polypropylene. Examples of polypropylene include propylene homopolymer, propylene random polymer, and propylene block polymer.
樹脂は、ポリプロピレンのみを含んでいてもよいし、目的とする樹脂成形体に応じて、その他の樹脂を含んでいてもよい。その他の樹脂としては、ポリプロピレン以外の熱可塑性樹脂等を挙げることができ、例えば、ポリエチレン、ポリブタジエン、ポリアセタール、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリブチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニル、ABS樹脂及びAS樹脂を例示することができる。 The resin may contain only polypropylene, or may contain other resins depending on the desired resin molded product. Examples of other resins include thermoplastic resins other than polypropylene, such as polyethylene, polybutadiene, polyacetal, polyamide, polyethylene terephthalate, polycarbonate, polystyrene, polyphenylene sulfide, polybutylene terephthalate, polyvinyl chloride, ABS resin, and AS resin.
樹脂に含まれるポリプロピレンの量は特に限定されないが、例えば、樹脂の質量を基準として、10~100質量%、20~100質量%、30~100質量%、40~100質量%、50~100質量%、60~100質量%、70~100質量%、80~100質量%又は90~100質量%としてもよい。 The amount of polypropylene contained in the resin is not particularly limited, but may be, for example, 10 to 100 mass%, 20 to 100 mass%, 30 to 100 mass%, 40 to 100 mass%, 50 to 100 mass%, 60 to 100 mass%, 70 to 100 mass%, 80 to 100 mass%, or 90 to 100 mass% based on the mass of the resin.
(任意成分)
本実施形態に係る樹脂成形体は、上述の分解剤及び樹脂に加えて、任意成分を含んでいてもよい。任意成分としては、例えば着色料を挙げることができ、着色料の具体例としては、食用赤色、食用黄色、酸化チタン等の食品衛生法に記載されてい着色料を挙げることができる。
(Optional ingredients)
The resin molded product according to the present embodiment may contain optional components in addition to the above-mentioned decomposition agent and resin. Optional components include, for example, colorants, and specific examples of colorants include colorants listed in the Food Sanitation Act, such as edible red, edible yellow, and titanium oxide.
(樹脂成形体)
本実施形態に係る樹脂成形体は、分解剤及び樹脂を含む。分解剤は、樹脂成形体に均一に分布していてもよい。本明細書において「均一に分布」とは、樹脂成形体の表面部に存在している分解剤の濃度と、樹脂成形体の内部に存在している分解剤の濃度と、が実質的に同一であることを意味する。なお、樹脂成形体の形成後に、その表面を分解剤で処理した場合、分解剤の濃度が表面部で高く、内部で低くなるため、分解剤は均一に分布していない。
(Resin Molded Body)
The resin molded body according to the present embodiment includes a decomposing agent and a resin. The decomposing agent may be uniformly distributed in the resin molded body. In this specification, "uniformly distributed" means that the concentration of the decomposing agent present on the surface of the resin molded body is substantially the same as the concentration of the decomposing agent present inside the resin molded body. Note that when the surface of the resin molded body is treated with a decomposing agent after formation, the concentration of the decomposing agent is high on the surface and low inside, so that the decomposing agent is not uniformly distributed.
樹脂成形体に含まれる分解剤の50質量%以上は、樹脂と混合された状態にあってもよい。樹脂と混合された状態の分解剤の割合は、50~100質量%、60~100質量%、70~100質量%、80~100質量%、90~100質量%又は100質量%としてもよい。樹脂と混合された状態にない分解剤は、例えば、樹脂成形体の表面部に付着した状態として存在させることができる。 50% or more by mass of the decomposition agent contained in the resin molded body may be in a state mixed with the resin. The ratio of the decomposition agent in a state mixed with the resin may be 50-100% by mass, 60-100% by mass, 70-100% by mass, 80-100% by mass, 90-100% by mass, or 100% by mass. The decomposition agent that is not in a state mixed with the resin may be present, for example, in a state attached to the surface portion of the resin molded body.
樹脂成形体の分解性として、下記実施例に記載の分解試験において、所定の期間の生分解度が60%以上であることが好ましく、70%以上であることがより好ましく、80%以上であることが更に好ましく、90%以上であることが特に好ましい。分解の進行速度は、分解剤の量を変化させることで適宜調節することができる。 Regarding the degradability of the resin molded body, in the decomposition test described in the examples below, the degree of biodegradation in a specified period is preferably 60% or more, more preferably 70% or more, even more preferably 80% or more, and particularly preferably 90% or more. The rate of decomposition can be adjusted as appropriate by changing the amount of the decomposition agent.
樹脂成形体は、特に限定するものではないが、飲食料品を形成する樹脂成形体であることが好ましい。本明細書における「飲食料品」は、体内に摂取する物に加えて、その容器等の付属物も包含する。そのため、飲食料品を形成する樹脂成形体とは、飲食料品の付属物に相当する。飲食料品を形成する樹脂成形体としては、例えば、ストロー、ストローの袋、ラベル、キャップ、容器及び包装を挙げることができる。 The resin molded body is not particularly limited, but is preferably a resin molded body that forms a food or beverage. In this specification, "food or beverage" includes not only things that are ingested into the body, but also accessories such as containers. Therefore, the resin molded body that forms a food or beverage corresponds to accessories of the food or beverage. Examples of the resin molded body that forms a food or beverage include straws, straw bags, labels, caps, containers, and packaging.
飲食料品を形成する樹脂成形体は、特に限定するものではないが、ヒトの口に接触するものであることが好ましく、ストローであることがより好ましい。樹脂成形体がヒトの口に接触するものである場合、分解剤が樹脂成形体の表面部に偏在している状況を避けため、分解剤は樹脂と混合された状態にあることが好ましい。 The resin molded product forming the food or beverage product is not particularly limited, but is preferably one that comes into contact with the human mouth, and is more preferably a straw. If the resin molded product comes into contact with the human mouth, it is preferable that the decomposition agent be mixed with the resin to avoid a situation in which the decomposition agent is unevenly distributed on the surface of the resin molded product.
飲食料品の具体例としては、ストローと、前記ストローを封入している袋と、を備える飲料品を例示することができる。所定の性質を有する袋にストローを封入することによって、使用前にストローの分解が開始することを抑制してもよい。 A specific example of a food or beverage product is a beverage product that includes a straw and a bag that encloses the straw. By enclosing the straw in a bag that has certain properties, it is possible to prevent the straw from starting to decompose before use.
<樹脂成形体の製造方法>
本発明の一実施形態は、前記分解剤と前記樹脂とを混合して、混合物を得る工程(混合工程)と、前記混合物を樹脂成形体に成形する工程(成形工程)と、を含む、樹脂成形体の製造方法に関する。
<Method of manufacturing resin molded body>
One embodiment of the present invention relates to a method for producing a resin molded body, comprising: a step of mixing the decomposition agent and the resin to obtain a mixture (mixing step); and a step of molding the mixture into a resin molded body (molding step).
(混合工程)
混合工程では、分解剤と樹脂とを混合して混合物を得る。分解剤及び樹脂の詳細は、前記<樹脂成形体>欄において記載したとおりである。混合工程では、樹脂成形体に含まれる分解剤の50質量%以上を樹脂と混合してもよい。樹脂と混合する分解剤の量は、使用する分解剤の合計質量を基準として、50~100質量%、60~100質量%、70~100質量%、80~100質量%、90~100質量%又は100質量%としてもよい。
(Mixing process)
In the mixing step, the decomposing agent and the resin are mixed to obtain a mixture. Details of the decomposing agent and the resin are as described in the <Resin Molded Product> section above. In the mixing step, 50% by mass or more of the decomposing agent contained in the resin molded product may be mixed with the resin. The amount of the decomposing agent mixed with the resin may be 50 to 100% by mass, 60 to 100% by mass, 70 to 100% by mass, 80 to 100% by mass, 90 to 100% by mass, or 100% by mass based on the total mass of the decomposing agents used.
混合工程では、一部の樹脂を分解剤と予め混合したペレットを形成し、これを残りの樹脂と混合してもよい。このような方式で混合することによって、分解剤を樹脂中に均一に混合しやすくなる。 In the mixing process, a portion of the resin may be premixed with the decomposer to form pellets, which are then mixed with the remaining resin. By mixing in this manner, it becomes easier to mix the decomposer uniformly into the resin.
樹脂成形体が、ヒトの口に接触するものである場合には、分解剤の全てを樹脂と混合することが好ましい。分解剤の全てを樹脂と十分に混合した場合には、分解剤が樹脂成形体に均一に分布することになる。一方、樹脂と混合しない分解剤がある場合には、その分解剤は、例えば、樹脂成形体の表面部に付着させてもよい。この場合には、成形工程に続いて、樹脂形成体の表面部に分解剤を付着させる工程(付着工程)を追加してもよい。 When the resin molded body is to come into contact with the human mouth, it is preferable to mix all of the decomposition agent with the resin. When all of the decomposition agent is sufficiently mixed with the resin, the decomposition agent will be uniformly distributed in the resin molded body. On the other hand, when there is a decomposition agent that does not mix with the resin, the decomposition agent may be attached, for example, to the surface portion of the resin molded body. In this case, following the molding process, a process of attaching the decomposition agent to the surface portion of the resin molded body (attachment process) may be added.
(成形工程)
成形工程では、混合工程で得た混合物を樹脂成形体に成形する。成形方法は特に限定されず、目的の樹脂成形体の形状に応じて、公知の方法(例えば、押出成形、射出成形、圧縮成形又は真空成型)を使用すればよい。樹脂成形体の詳細は、前記<樹脂成形体>欄において記載したとおりである。
(Molding process)
In the molding step, the mixture obtained in the mixing step is molded into a resin molded product. The molding method is not particularly limited, and a known method (e.g., extrusion molding, injection molding, compression molding, or vacuum molding) may be used depending on the shape of the desired resin molded product. Details of the resin molded product are as described in the <Resin molded product> section above.
(付着工程)
樹脂と混合しない分解剤は、樹脂成形体の表面部に付着させてもよい。付着する方法としては、例えば、樹脂成形体の表面部に分解剤の溶液又は分散液を塗布、散布若しくは噴霧する方法、又は樹脂成形体を分解剤の溶液又は分散液に浸漬する方法を挙げることができる。
(Attachment process)
The decomposing agent that is not mixed with the resin may be attached to the surface of the resin molded body. Examples of the method for attachment include a method of applying, scattering or spraying a solution or dispersion of the decomposing agent to the surface of the resin molded body, or a method of immersing the resin molded body in a solution or dispersion of the decomposing agent.
以下、実施例を用いて本発明をより詳細に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below using examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
<分解性ストローの製造>
ポリプロピレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、及び分解剤(ステアリン酸マンガン及びステアリン酸セリウム)を、ブレンダーで混合し、200~240℃で溶融させ、押出成形して、外ストロー(分解剤:03質量%)を作成した。同様の方法で内ストロー(分解剤:0.3質量%)も作成した。外ストローに内ストローを差し込み、二重ストロー(分解剤:0.3質量%)を作成した。
<Production of degradable straws>
Polypropylene resin, low-density polyethylene resin, and decomposers (manganese stearate and cerium stearate) were mixed in a blender, melted at 200-240°C, and extruded to create an outer straw (decomposer: 0.3% by mass). An inner straw (decomposer: 0.3% by mass) was also created in the same manner. The inner straw was inserted into the outer straw to create a double straw (decomposer: 0.3% by mass).
分解剤の量を変更した以外は同様の方法により、分解剤が0.6質量%及び1.0質量%の二重ストローをそれぞれ作成した。 Double straws containing 0.6% and 1.0% by mass of decomposition agent were created using the same method, except that the amount of decomposition agent was changed.
<分解試験>
(酸化分解工程)
作成した二重ストロー(分解剤:1.0質量%)について、下記の装置及び条件にて、酸化分解を15日間行った。
装置:ギヤーオーブン(エスペック株式会社製;型式GPH-102)
機内テスト温度:80℃
機内設定風速レベル:レベル2(微風)
<Decomposition test>
(Oxidative decomposition process)
The prepared double straw (decomposition agent: 1.0 mass %) was subjected to oxidative decomposition for 15 days using the following device and conditions.
Equipment: Gear oven (Espec Corporation; model GPH-102)
In-flight test temperature: 80℃
Aircraft wind speed setting: Level 2 (light breeze)
(生分解工程)
上記酸化分解工程を経た二重ストローについて、日本工業規格(JIS)K6955:2017にしたがって、生分解工程を実施した。また、比較対照として、微結晶セルロースを使用した。
(Biodegradation process)
The double straw that had undergone the oxidative decomposition process was subjected to a biodegradation process in accordance with Japanese Industrial Standards (JIS) K6955: 2017. Microcrystalline cellulose was also used as a comparative control.
生分解工程の詳細は下記のとおりである。
1.試料調製
酸化分解工程を経た試料を冷凍粉砕し、目開き250μm及び125μmのふるいに通し125~250μmの粒径に分級した。
The details of the biodegradation process are as follows:
1. Sample preparation The samples that had been subjected to the oxidative decomposition process were frozen and crushed, and passed through sieves with openings of 250 μm and 125 μm to classify the particles into particle sizes of 125 to 250 μm.
2.全有機炭素量及び理論的二酸化炭素発生量の総量
CHN分析計(ジェイ・サイエンス・ラボ製マイクロコーダーJM10型)を使用して、試料の全有機炭素量(TOC)を測定し、TOCから理論的二酸化炭素発生量の総量(ThCO2)を算出した。
2. Total organic carbon and total theoretical carbon dioxide generation The total organic carbon (TOC) of the samples was measured using a CHN analyzer (Microcorder JM10, manufactured by J Science Labs), and the total theoretical carbon dioxide generation (ThCO 2 ) was calculated from the TOC.
3.土壌
2019年7月に茨城県常陸大宮市の畑地の表層から採取した土壌を使用した。土壌5gに精製水25mLを加えて振とう混合して測定したpHは6.3であった。
3. Soil Soil collected from the surface of a field in Hitachi-Omiya City, Ibaraki Prefecture in July 2019 was used. 25 mL of purified water was added to 5 g of soil, and the pH was measured by shaking and mixing to be 6.3.
4.試験条件
測定方法:二酸化炭素発生量測定(電位差滴定法)
電位差滴定条件
測定装置:電位差自動滴定装置(京都電子工業製AT-610、MCU-610、EBU-610-20B、CHA-600-12)
電極:複合ガラス電極(京都電子工業製C-171)
測定試薬:0.5mol/L HCl溶液
二酸化炭素吸収液:0.5mol/L KOH溶液(90mL 2連)
試験容器の容積:500mL
試料の量:1g
土壌の量:400g
培養温度:25±2℃
測定回数:29回
4. Test conditions Measurement method: Measurement of carbon dioxide generation amount (potentiometric titration method)
Potentiometric titration conditions Measuring device: Automatic potentiometric titrator (Kyoto Electronics Industry AT-610, MCU-610, EBU-610-20B, CHA-600-12)
Electrode: Composite glass electrode (Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd. C-171)
Measurement reagent: 0.5 mol/L HCl solution Carbon dioxide absorption solution: 0.5 mol/L KOH solution (90 mL in duplicate)
Test container volume: 500 mL
Amount of sample: 1 g
Amount of soil: 400g
Culture temperature: 25±2°C
Number of measurements: 29
5.結果
二酸化炭素発生量とThCO2から算出した生分解度を表1及び図1に示す。この結果は、生分解しにくいポリプロピレン樹脂であっても、分解剤を使用することによって、生分解を促進できることを示している。
Claims (15)
ポリプロピレンを含む樹脂と、
を含み、
前記複数の脂肪酸金属塩に含まれる複数の金属元素が、互いに異なる酸化数をとることができる金属元素である、
樹脂成形体であって、
前記分解剤が、前記樹脂成形体に均一に分布しており、
前記複数の金属元素が、遷移金属元素と希土類元素との組み合わせであり、
前記遷移金属元素がマンガンであり、前記希土類元素がセリウムである、樹脂成形体。 A decomposition agent including a plurality of fatty acid metal salts;
A resin including polypropylene;
Including,
The plurality of metal elements contained in the plurality of fatty acid metal salts are metal elements that can have different oxidation numbers.
A resin molded body ,
the decomposition agent is uniformly distributed in the resin molded body,
the plurality of metal elements are a combination of a transition metal element and a rare earth element,
The resin molded article, wherein the transition metal element is manganese and the rare earth element is cerium.
前記ストローを封入している袋と、
を備える、
飲料品。 A straw according to claim 7 ;
A bag enclosing the straw;
Equipped with
Beverages.
前記混合物を樹脂成形体に成形する工程と、
を含み、
前記複数の脂肪酸金属塩に含まれる複数の金属元素が、互いに異なる酸化数をとることができる金属元素であり、
前記複数の金属元素が、遷移金属元素と希土類元素との組み合わせであり、
前記遷移金属元素がマンガンであり、前記希土類元素がセリウムである、
樹脂成形体の製造方法。 A step of mixing a decomposition agent containing a plurality of fatty acid metal salts and a resin containing polypropylene to obtain a mixture;
forming the mixture into a resin molded product;
Including,
the plurality of metal elements contained in the plurality of fatty acid metal salts are metal elements that can have different oxidation numbers,
the plurality of metal elements are a combination of a transition metal element and a rare earth element,
The transition metal element is manganese and the rare earth element is cerium;
A method for producing a resin molded product.
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