JP2018511309A - プラスチックの分解のための組成物 - Google Patents

Abstract

プラスチックの製造中に添加剤の形態で使用される、プラスチックの分解のための組成物。あらかじめ決められた量のヘプタン、セルロース、三酸化メチルレニウム、ブチルヒドロキシトルエン、およびポリフェノールオキシダーゼを含む組成物。添加剤は、プラスチックがあらかじめ決められた時間で分解を開始するように、選択的にプログラムされ得る。【選択図】無し

Description

本発明は、組成物に関し、より具体的には、プラスチックの分解のための組成物に関する。

大部分のプラスチックは生分解性ではない汚染物質を含む。環境に配慮した組成物のためのいくつかの配合物が従来から生成されてきた。しかしながら、それらのいずれにも、分解対象となるプラスチック由来のアンダーカバー添加剤（ｕｎｄｅｒｃｏｖｅｒ ａｄｄｉｔｉｖｅ）が使用されておらず、当該アンダーカバー添加剤は分解対象となるプラスチックのポリマー構造それ自体を介して合成される化学的なクローク（ｃｈｅｍｉｃａｌ ｃｌｏａｋ）内に隠され、当該化学的なクロークはその内部でナノプログラムされた化学薬品の添加のためのカバーを生成するために部分的に溶解される。この添加剤が活性化されると、第一にモノマーの間の現在のポリマーリンク（ｐｏｌｙｍｅｒ ｌｉｎｋｓ）を分解し、続いて水、酸化作用および／または嫌気性／好気性生物分解によって分解しやすい比較的弱いリンク（ｗｅａｋｅｒ ｌｉｎｋｓ）がそれらに取って代わる。さらに、それらのいずれもが、その熱安定性、熱可塑性、物理的、機械的および化学的安定性ならびに総合的な品質基準を損なうことなく、石油由来の高密度プラスチックを含むプラスチック上のリンク構造（ｌｉｎｋｓ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ）を最構成するために必要な反応を触媒するナノプログラミング可能な物質のための時間窓を開く重合過程を含まない。

最も近い内容が記載されている他の特許は、いくつかの多少複雑な特徴を備え、当該特徴では問題を効率的かつ経済的な方法で解決できない。これらの特許のいずれも、本発明の新規的な特徴を示唆しない。

本発明の主要な目的の一つは、分解しやすいプラスチックの形成のための組成物を提供することである。

本発明の他の目的は、石油由来の高密度プラスチック、および一般的に５００℃未満の融点を有する一連のプラスチックに、分解可能な可変要素を付加する添加剤のための組成物を提供することである。

本発明の他の目的は、非常に小さく安価だが、大量のポリマーを変え得る、ナノ添加剤（Ｎａｎｏ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）を使用する組成物を提供する事である。

本発明の他の目的は、アンダーカバーナノ添加剤（ｕｎｄｅｒｃｏｖｅｒ Ｎａｎｏ ａｄｄｉｔｉｖｅｓ）と分解対象となるプラスチックとの間の均質な混合物を触媒するために、アンダーカバーナノ添加剤のためにクロークとして作用する化学構造のための組成物を提供することである。

本発明の他の目的は、ＣＯ_２を排出しない１００％均質な混合物から製造される組成物を提供することである。

本発明の他の目的は、逆要素（添加剤の質量／プラスチックの質量）を用いて分解時間をプログラムするための組成物を提供することであり、当該逆要素の変化量が分解対象となるプラスチックの分解時間比を変化させる。

本発明のさらなる他の目的は、ポリマーのような大きい分子と本添加剤のような小さい分子との間の混合物を安定化する組成物を提供するとともに、元の分子構造、品質、熱可塑性、ならびにその他の物理的、熱的、および機械的特性を維持することである。

本発明のさらなる他の目的は、安価に製造可能な組成物を提供することである。

本発明のさらなる他の目的は、本明細書の以下の部分で明らかにされ、その詳細な記載は、それらを限定することなく本発明を完全に開示する目的で記載される。

基本的な形式において、本発明は以下の物質を含む：ヘプタン、セルロース、三酸化メチルレニウム、ブチルヒドロキシトルエン、およびポリフェノールオキシダーゼ。
適切な組成物を作るために、ヘプタンを用いて、プラスチック試料の一部分を部分的に再合成しなければならない。その後、結果として生じた混合物を、プラスチック試料の融点の７５％にあたる温度で、正確に測定したセルロース、三酸化メチルレニウム、ブチルヒドロキシトルエン、およびポリフェノールオキシダーゼと化合させる。次に、結果として生じた組成物をあらかじめ決められたプラスチック生産要求に対して、添加剤として添加する。結果として生じた本発明の添加剤と均質化されたプラスチックは、酸化作用、水質の劣化、および生物分解に影響を受けやすい比較的弱いリンクを有する。本組成物を用いて処理され得るプラスチックのタイプは、５００℃未満の融点を有するものである。
本発明は、石油由来の高密度ポリマーにも作用する。本発明において使用されるヘプタンは、部分的にポリマーの構造を切断する一方、添加剤混合物における試料のための元のプラスチックの物理的特性は維持する。次に、本発明では、切断されるリンクを環境分解要素の影響をより受けやすい比較的弱いリンクに置き換えるために、セルロース、三酸化メチルレニウム、ブチルヒドロキシトルエン、およびポリフェノールオキシダーゼを用いる。プラスチック中の全ての分子を添加剤と均質化する。他の成分は、ヘプタンがプラスチックを急速に分解する潜在的可能性を有するため、プラスチックが時間の経過とともに分解されるように、ヘプタンの効力を低下させるためにも作用する。添加剤は、あらかじめ決められた時間でプラスチックを分解するようにプログラムされ得る。分解時間は、化学量論的に処理され、プラスチックの密度に依存する。プラスチックの各タイプは異なる分解時間を有するが、プラスチックの密度が逆要素（添加剤の質量／プラスチックの質量）に関連することで、分解時間は制御され得る。より高い要素はより短い時間、およびより低い要素はより長い時間に対応する。
以下に、本発明の添加剤組成物の製造に要求される比率を開示する。
添加剤の分解時間プログラム可能性は、以下の組成物によりもたらされる。
パーセンテージは、分子量（ｇ／ｍｏｌ）に基づく。
＊ＳＰ ＝ プラスチック試料
異なるタイプのプラスチックでは、最初の段階で異なる量のヘプタンを必要とするだろう。
＊ＣＡ、ＣＢ、ＣＣ、ＣＤ ＝ 化合物Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ
＊ＢＡ ＝ 本発明の添加剤
＊ＰＤ ＝ サンプリングされたプラスチックの実際の製造要求量
（１）：ＳＰ＜１００％＞ ＋ 溶質（ＳＰ）が部分的に溶媒（ヘプタン）に溶解するまでの溶解アプローチにおけるヘプタン体積測定値 ＝ ＣＡ
この式は、プラスチック試料がヘプタンに部分的に溶解するまで、ヘプタンが１００％プラスチック試料に添加されることを意味する。
（２）：ＣＡ＜１００％＞ ＋ セルロース＜１００％＞ ＝ ＣＢ
この式は、添加されているセルロースの量の分子量がＣＡの分子量と等しくなるまで、セルロースがＣＡに添加されることを意味する。
（３）：ＣＢ＜１００％＞ ＋ 三酸化メチルレニウム＜５０％＞ ＝ ＣＣ
この式は、添加されている三酸化メチルレニウムの量の分子量がＣＢの分子量の半分に等しくなるまで、三酸化メチルレニウムがＣＢに添加されることを意味する。
（４）：ＣＣ＜１００％＞ ＋ ブチルヒドロキシトルエン＜１５％＞ ＝ ＣＤ
この式は、添加されているブチルヒドロキシトルエンの量の分子量がＣＣの分子量の１５％に等しくなるまで、ブチルヒドロキシトルエンがＣＣに添加されることを意味する。
（５）：ＣＤ＜１００％＞ ＋ ポリフェノールオキシダーゼ＜７５％＞ ＝ ＢＡ
この式は、添加されているポリフェノールオキシダーゼの量の分子量がＣＤの分子量の７５％と等しくなるまで、ポリフェノールオキシダーゼがＣＤに添加されることを意味する。
（６）：ＢＡ＜０．１％＞ ＋ ＰＤ＜１００％＞ ＝ 最終的に商業生産されるプラスチック
ＳＰ ＝ 顧客ニーズ（０．１％は、１の逆要素（添加剤の質量／プラスチックの質量）に相当する）
ＢＡは、最終的な添加剤に等しい。ＢＡが生成されると、製造しようとするプラスチックの量の分子量の０．１％が、添加物（ＢＡ）の形状で添加される。
上記分子量のパーセンテージは、出願人が知り得る最も有効な量として開示されている。しかしながら、各分子量のパーセンテージは、効果的ではないが、＋／−５％の範囲でも作用し得る。例証すると、添加されたセルロースの分子量のパーセンテージは、９０％および１００％の範囲内にすることができ、なお機能し得る。同様に、三酸化メチルレニウムのパーセンテージは、４５％−５５％の範囲内にすることができ、機能し得る。ブチルヒドロキシトルエンのパーセンテージは１０％−２０％の範囲内にすることができ、なお機能することができ、ならびにポリフェノールオキシダーゼのパーセンテージは７０％−８０％の範囲内にすることができ、なお機能し得る。製造しようとするプラスチックの量に添加される添加剤の量は、０．０９％と１％との間で変動し得る。

前述の説明が、本発明の目的および利点の最良の理解を伝えるものである。異なる実施形態は、本発明の発明的概念から作られてもよい。本明細書に開示されるすべての事項は、単に例示としてのみ解釈されるべきであり、限定的な意味で解釈されるべきではないことが理解されよう。

プラスチックの分解のための新しい且つ非自明の組成物は、プラスチックを分解する添加剤を提供するという理由で、有用であり望まれていることが、前の段落から明らかである。本発明の組成物を用いることにより、プラスチックによる環境汚染が減少するとともに、元の分子構造、性質、熱可塑性、および他の物理的、熱的、および機械的特性も維持されるだろう。加えて、本添加剤はＣＯ_２を排出しないだろう。したがって、産業上の利用可能性は、本発明が先行技術に勝る経済的および実用的な利点を有するため、容易に確立される。

Claims (2)

1. プラスチックを分解するための組成物であって、当該組成物は、
   Ａ）あらかじめ決められた量のプラスチックであって、当該プラスチックがあらかじめ決められた量のヘプタン内で部分的に溶解するまで、当該ヘプタン内で溶解される、プラスチック、
   Ｂ）当該Ａの溶質に対して、９０％から１００％の分子量のセルロース、
   Ｃ）当該Ａおよび当該Ｂの組み合わせに対して、４５％から５５％の分子量の三酸化メチルレニウム、
   Ｄ）当該Ａ、当該Ｂおよび当該Ｃの組み合わせに対して、１０％から２０％の分子量のブチルヒドロキシトルエン、ならびに
   Ｅ）当該Ａ、当該Ｂ、当該Ｃおよび当該Ｄの組み合わせに対して、７０％から８０％の分子量のポリフェノールオキシダーゼ、
   を含むことを特徴とする、組成物。
2. プラスチックを分解するための組成物であって、当該組成物が本質的に、
   Ａ）あらかじめ決められた量のプラスチックであって、当該プラスチックがあらかじめ決められた量のヘプタン内で溶解するまで、当該ヘプタン内で分解される、プラスチック、
   Ｂ）当該Ａの溶質に対して、９０％から１００％の分子量のセルロース、
   Ｃ）当該Ａおよび当該Ｂの組み合わせに対して、４５％から５５％の分子量の三酸化メチルレニウム、
   Ｄ）当該Ａ、当該Ｂおよび当該Ｃの組み合わせに対して、１０％から２０％の分子量のブチルヒドロキシトルエン、および
   Ｅ）当該Ａ、当該Ｂ、当該Ｃおよび当該Ｄの組み合わせに対して、７０％から８０％の分子量のポリフェノールオキシダーゼ、
   から成ることを特徴とする、組成物。