使用中は分解せず使用後に速やかに分解する生分解性プラスチックの創成

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12680578
• Research Institution: Kanazawa Institute of Technology
• Principal Investigator: 大澤 敏 金沢工業大学, 工学部, 助教授 (50259636)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 小川 俊夫 金沢工業大学, 工学部, 教授 (50183249)
• Keywords: ポリ乳酸 / ポリカプロラクトン / コロナ放電処理 / 分解制御 / 生分解性プラスチック / コンポスト

Research Abstract

昨年度までの研究成果からポリ乳酸(PLA)にコロナ放電処理を施すと分解が一定期間抑制されるが、ポリカプロラクトン(PCL)では逆に分解が促進されることが明らかになっている。本年度は下記の2項目について分解制御を試みた。
(1)PCLについて分解を一定期間抑制することを試みた。コロナ放電したPCL試料にわさび抗菌成分であるシニグリンをコーティングした試料を作成した。シニグリンはコンポスト中の植物細胞中に存在するミロシナーゼによって分解され微生物に直接抗菌作用のあるアリルイソチオシアネートを放出する。そのため微生物数が多くコンポスト中の植物性成分の分解が進むと抗菌効果も大きくなる。即ち、微生物数の増加をシニグリンコーティングPCL試料が自己認識して抗菌作用を働かせる構造が予想された。その結果、シニグリンコーティング試料は一定期間初期物性を保ちその後速やかに分解した。シニグリンのコーティング濃度を可変することで1〜3週間程度分解を抑制しその後1週間以内に分解する構造を構築することができた。
(2)PLAとPCLのブレンド試料を作成し、これにコロナ放電を施した場合に分解抑制か分解促進のどちらの効果が発現するか検討した。PLAとPCLのキャストフィルムにコロナ放電処理を施し分解試験した結果、PLAの分解抑制効果は現れなかった。これらのブレンドフィルムはPCLの海にPLAの島があるいわゆる相分離構造であり分解過程で界面剥離が見られた。そこで相溶性を向上させるためにPLAとPCL間のエステル交換反応を行った。その結果、相溶性の向上したPLAとPCLの1:1のフィルムにコロナ放電を施すとPLAの抗菌性が発現して1週間程度分解を抑制してその後速やかに分解する機構を構築できた。