玩具から自動車内装材までを意図した生分解性プラスチックの物性制御

控制用于从玩具到汽车内饰材料等各种用途的可生物降解塑料的物理特性

• 批准号: 14658025
• 负责人: 澤渡 千枝
• 金额: $ 1.98万
• 依托单位: Shizuoka University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Exploratory Research
• 财政年份: 2002
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2002 至 2003
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-14658025/
• 关键词: 生分解性プラスチック; ポリ乳酸; 自動車内装材; おもちゃ; 保育; 耐熱・耐衝撃性; 耐候性; 結晶性; 結晶化; 衝撃強さ; 加重たわみ温度

本初究は,私たちの身の回りで多用されているプラスチックスを,安全でしかも,自然界で持続的に生産/再生可能なグリーンポリマー(=生分解性プラスチック)に置き換えることを目指して,自動車内装材や玩具への利用可能性を検討した.素材としては現在唯一量産が可能なポリ乳酸(poly-L-lactic acid : PLLA)に着目した.H14年度はPLLAの欠点となる耐熱性・耐衝撃性を,玩具や自動車内装部に利用可能なレベルまで向上させるため,初期結晶化過程についてX線回折測定および熱分析によって解析し,加熱成型・熱処理条件の変化によって生じる微細構造と物性の関係を検討した.核剤の添加によって結晶核の達成が促進され,その後の熱処理により結晶密度が増加し,加重たわみ温度において実用化に耐えうる耐熱性が得られた.結晶密度の増加はポリ乳酸の耐衝撃性の低下を引き起こすので,加減が必要だが,他の生分解性プラスチック(ポリブチレンサクシネート)の添加によっても耐衝撃性の改善が可能であった.15年度は特に玩具として使用された場合の、熱・光・湿度に対する安定性と,保育の現場で視覚的・感性的に受け入れられるかについて検討した.安定性については,添加物を一切含まないPLLAを数種の条件で成型し,紫外線照射,環境試験器,屋外暴露による変化を,密度測定,赤外吸収スペクトル,示差走査熱量分析,原子間力顕微鏡観察,引っ張り試験によって検討した結界,通常の使用では外観・内部構造ともに変化なく安定であることが解った.しかし,浴室内(40℃,90%RH)で90日以上放置すると,徐々に結晶化が進行する.また,波長254nmの紫外線(殺菌灯)では1時間の照射で極端な劣化が認められたので,これは廃棄時の処分に有効といえる.保育現場では,アンケート調査から保育者はおもちゃの安全性とその素材に関する意識が高く,従来の素材に対するこだわりは薄いことが判り,使用状況の観察結果から,素材は遊びを左右する特徴があり,プラスチックの場合はその透明性を活かした遊びへの認められた.

This study aims to explore the possibility of using automotive interior materials and toys in a variety of applications, safety, and sustainable production/regeneration possibilities in nature. The material is now only available in mass production.(poly-L-lactic acid : PLLA) was introduced in 2014. The relationship between heat resistance and impact resistance of PLLA and the utilization of possible materials in toy and automobile interior parts was discussed. The relationship between X-ray reflection measurement and thermal analysis in the initial crystallization process was discussed. The relationship between microstructure and physical properties was discussed. The addition of the nucleus promotes the crystallization of the nucleus, and the subsequent heat treatment increases the crystal density, increases the temperature, and increases the heat resistance. The increase of crystal density leads to the decrease of impact resistance of lactic acid, and it is necessary to increase or decrease the addition of its decomposition property, and it is possible to improve the impact resistance of special toys in 2015. The stability of toys in use, heat, light and humidity, and the visual and inductive effects of conservation sites are discussed. Stability tests, additives, all kinds of PLLA under several conditions, UV irradiation, environmental tester, outdoor exposure, density measurement, red absorption test, differential thermal analysis, atomic force microscopy, tensile test, investigation, general use, external structure, internal structure, stability test. Crystallization proceeds after 90 days or more in the bathroom (40℃, 90%RH). Ultraviolet rays with wavelength of 254nm (Yang Wei lamp) are extremely degraded when irradiated for 1 time. At the conservation site, conservationists have become more aware of the safety of hand cutting and public materials due to the investigation, and they have been unable to judge the safety of public materials. According to the results of the inspection of the use status, the characteristics of the materials are not visible, and the transparency of the public space is not only alive but also recognized.

项目成果

金田 利子: "3-5歳児のあそびとおもちや配置にみる4類型園の特徴"科学研究費補助金(基盤研究B(1))報告書. 印刷中. (2004)

金田敏子：《3-5岁儿童的游戏和玩具及布置中所见的四种幼儿园的特征》科学研究资助金（基础研究B（1））报告（2004年）。

浅野 勉, 澤渡千枝, 遠山知秀, 小瀬亮太, 伊藤二三男: "生分解性高分子の初期結晶化機構"静岡大学理学部研究報告. 37. 41-48 (2003)

Tsutomu Asano，Chie Sawatari，Tomohide Toyama，Ryota Kose，Fumio Ito：“生物可降解聚合物的初始结晶机制”静冈大学理学院研究报告37. 41-48（2003）。

浅野 勉, 澤渡千枝, 遠山知秀, 小瀬亮太, 伊藤二三男: "生分解性高分子の初期結晶化機構"静岡大学理学部研究報告. 37巻(印刷中). (2003)

Tsutomu Asano、Chie Sawatari、Tomohide Toyama、Ryota Kose、Fumio Ito：“生物可降解聚合物的初始结晶机制”静冈大学理学院研究报告第 37 卷（出版中）。