CN1948370A - 树脂成型体、采用该树脂成型体的电子设备以及树脂成型体的处理方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种树脂成型体，该树脂成型体包含含有生物降解性树脂的成型基材和形成于该成型基材表面的涂层，其中，所述涂层含有加速微生物增殖的增殖促进剂。还公开了一种处理树脂成型体的方法，该树脂成型体包含含有生物降解性树脂的成型基材，所述方法包括在树脂成型体上涂布涂料的步骤，所述涂料含有加速微生物增殖的增殖促进剂。

Description

树脂成型体、采用该树脂成型体的电子设备 以及树脂成型体的处理方法

技术领域

本发明涉及含有生物降解性树脂并在表面上具有涂层的树脂成型体、采用该树脂成型体的电子设备以及树脂成型体的处理方法。

背景技术

随着资源保护和环境保护的加强，已经开发出了一些电子产品，其中已经考虑到，在这些产品的使用寿命结束后或当不再需要它们时，可以通过焚烧、回收(再生)、回用(再利用)和废弃来处理这些产品。

同时，过去以石油作为原材料制得的例如聚乙烯和聚苯乙烯等塑料具有重量轻、强度高和使用寿命长的优良性能。由于这类塑料在焚烧过程中会散发出高热而损坏焚烧炉，而且会产生有害物质例如二噁英(dioxin)，所以目前主要采用掩埋来进行处理。此外，由于塑料容器的单位重量的体积大，所以焚烧时需要很大的空间。而且，由于传统的塑料在土壤中几乎不能分解，所以会产生损害环境的问题，例如暴露的塑料产品破坏了大自然的美观，而且对野生生物有不利影响。可见，人们很少考虑到传统塑料使用后的处理。

最近开发出了一种生物降解性树脂，该树脂在土壤或水中比传统的塑料具有明显更高的生物降解速度。生物降解性树脂是指可通过土壤或水中的微生物的生物降解能力分解的塑料，例如，所述生物降解性树脂被微生物完全分解后转化为水和二氧化碳。作为生物降解性树脂，例如，可以提到的有由淀粉合成的聚丙交酯，即聚乳酸，和聚(ε-己内酯)。关于生物降解性树脂、其树脂材料及应用产品，现在积极开发的有：例如电子设备的壳体；日用品，例如塑料袋、片材、花盆和纤维；汽车部件；以及盛装食物的塑料容器的替代容器。所述生物降解性树脂不仅在土壤中具有良好的生物降解性，而且在燃烧时，产生的温室气体例如二氧化碳的量比石油来源的树脂要少，而且在燃烧时产生的热量也少，所以，该生物降解性树脂是对地球环境无害的材料。

例如，在日本专利申请公开5-278738和2003-165570中公开了一种容器或片材，其中，在这种生物降解性树脂成型体表面形成有涂层，该涂层也含有生物降解性树脂。

然而，当将日本专利申请公开5-278738或2003-165570中公开的容器或片材埋入土中时，所存在的问题是，所述容器或片材的生物降解速度慢，以致于土壤中的微生物要花约1年到2年才能将其分解。

发明内容

本发明的目是提供可以提高生物降解速度的树脂成型体、采用该树脂成型体的电子设备以及该可以提高生物降解速度的树脂成型体的处理方法。

通过以下树脂成型体能够实现本发明的目的之一，所述树脂成型体包含含有生物降解性树脂的成型基材以及形成于该成型基材表面上的涂层，其中，所述涂层含有加速微生物增殖的增殖促进剂。

通过以下电子设备能够实现本发明的另一个目的，所述电子设备包括壳体，所述壳体是上文所述的树脂成型体。

通过以下树脂成型体的处理方法能够实现本发明的另一个目的，所述树脂成型体包含含有生物降解性树脂的成型基材，所述方法包括在所述树脂成型体上涂布涂料的步骤，所述涂料含有加速微生物增殖的增殖促进剂。

附图说明

结合附图阅读下面的详细描述，本发明的其他目的、特点和优点将变得更加清楚，其中：

图1是本发明第一实施方案中树脂成型体主要部分的截面图；

图2是具有壳体的电子设备的一个例子的示意图，该壳体是第一实施方案中的树脂成型体；和

图3是本发明第二实施方案中树脂成型体的处理流程图。

具体实施方式

本发明的一个方面提供了一种树脂成型体，所述树脂成型体包含含有生物降解性树脂的成型基材以及形成于所述成型基材表面的涂层，其中，所述涂层含有加速微生物增殖的增殖促进剂。

在本发明的这一方面，由于在含有生物降解性树脂的成型基材表面上覆盖的涂层中含有加速微生物增殖的增殖促进剂，该增殖促进剂可溶解在土壤或水中，成为生活在土壤或水中的微生物的食物(基质)，从而加速了微生物的增殖。因此可以增加微生物的数量，且可以提高含有生物降解性树脂的成型基材的生物降解速度，从而使该成型基材在短时间内被生物降解。

所述的涂层在包含所述增殖促进剂的基础上，还可以仅包含含有天然物质的涂料。由于天然物质比石油来源的树脂具有更高的生物降解性，所以涂层被生物降解，使得该成型基材易于同土壤中的微生物接触。结果可以进一步改善该成型基材的生物降解速度。

本发明的另一个方面提供了一种电子设备，该电子设备包括壳体，所述壳体是上文所述的树脂成型体。

在本发明的这一方面，由于将电子设备壳体埋入土中时，该壳体的生物降解速度得到提高，所以该壳体会在短时间内生物降解，从而可以减轻环境的负担。另外，由于在微生物与壳体接触的情况下，这种良好的生物降解性才发挥作用，所以在电子设备正常使用的过程中，不会产生生物降解的问题。

本发明还有一个方面提供了一种树脂成型体的处理方法，所述树脂成型体包含含有生物降解性树脂的成型基材，所述方法包括在所述树脂成型体上涂布涂料的步骤，所述涂料含有加速微生物增殖的增殖促进剂。

在本发明的这一方面，由于在含有生物降解性树脂的成型基材表面上涂布了含有加速微生物增殖的增殖促进剂的涂层，通过该增殖促进剂，土壤或水中的微生物可被增殖，可以提高含有生物降解性树脂的成型基材的生物降解速度，从而可以使该成型基材在短时间内生物降解。

本发明的这些方面可提供可提高生物降解速度的树脂成型体、采用该树脂成型体的电子设备以及可提高生物降解速度的树脂成型体的处理方法。

接着，下文描述本发明的原理。在土壤或水中(以下简称“土壤中”)，生活在其中的微生物将生物降解性树脂分解，如果该树脂完全分解，它将被转化为无机物例如氧、氮、氢和碳或它们的气体。更具体来讲，土壤中生活着多种微生物(例如细菌和真菌)。

微生物通过分泌胞外酶或通过细胞解离向土壤中释放出胞外酶。通过该胞外酶的作用将有机物(例如生物降解性树脂)分解而变成低分子量的物质。另一方面，例如，所述有机物分解为低分子量的物质而得到如果糖和葡萄糖等糖类或氨基酸，它们是微生物的食物(基质)，微生物通过摄取这些食物而生长并进一步增殖。随着微生物通过增殖而使其数量增加，分泌或释放的胞外酶增加，从而促进了有机物的分解，即促进了该有机物的生物降解。然而，由于土壤中食物(基质)的量通常较少，且富养土和贫养土具有地方性，所以不能确定用来抛弃树脂成型体的土壤中是否生活着大量的微生物。

因而，使所述树脂成型体的表面涂层中包含例如碳水化合物和氨基酸等增殖促进剂，当将该树脂成型体埋入土中而弃去时，增殖促进剂使土壤中的微生物增殖，于是本发明提高了树脂成型体的生物降解速度。

接下来，参照附图描述本发明的具体实施方案。

第一实施方案

图1是本发明第一实施方案中树脂成型体主要部分的截面图。参见图1，树脂成型体10包括成型基材11和涂层12，所述涂层12覆盖该成型基材11表面的至少一部分。

所述树脂成型体10的形状和用途没有特别限制，该树脂成型体可以是，例如个人电脑和移动电话等电子设备的壳体、容器、薄膜、片材、袋等。

所述成型基材11由生物降解性树脂和石油来源树脂的混合物制成。因此，该生物降解性树脂可使所述成型基材具有良好的生物降解性，而且，该石油来源的树脂可提高所述成型基材的机械强度。

作为生物降解性树脂，可以列举生物降解性聚酯树脂。所述生物降解性聚酯树脂的代表性树脂是聚乳酸。聚乳酸是乳酸的均聚物。此外，作为生物降解性聚酯树脂，可以列举由羟基羧酸、多元羧酸和内酯形成的聚酯，以及由这些单体的共聚物形成的聚酯。所述羟基羧酸有例如羟基乙酸、甘油酸、3-羟基丁酸、酒石酸和柠檬酸，所述多元羧酸有例如丁二酸和己二酸。

另外，作为其他的生物降解性树脂，可以列举聚丁二酸亚乙酯、聚丁二酸亚丁酯、聚(丁二醇丁二酸酯己二酸酯)、聚(丁二醇丁二酸酯己二酸酯对苯二甲酸酯)、聚(丁二醇丁二酸酯对苯二甲酸酯)、聚(丁二醇丁二酸酯碳酸酯)、聚(丁二醇己二酸酯对苯二甲酸酯)、聚(己二酸对苯二甲酸酯)和聚(1，4-丁二醇己二酸酯对苯二甲酸酯)。

还有，作为其他的生物降解性树脂，可以列举多糖类高分子材料，例如淀粉、纤维素、脱乙酰壳多糖和普鲁兰多糖(pullulan)，以及聚乙烯醇。作为纤维素，可以列举例如乙酸纤维素和三乙酸纤维素。

在上述所提到的生物降解性树脂中，作为具有高强度且适用于电子设备的壳体或树脂部件的树脂，可以列举聚乳酸、聚乳酸合金、聚乳酸纤维素、聚乙烯醇和乙酸纤维素。

另外，所述石油来源的树脂是由石油制得的合成树脂，它们没有特别的限制。作为合成树脂，可以列举例如硝酸纤维素、酚树脂、醇酸树脂、氯乙烯树脂、如尿素树脂和三聚氰胺树脂等氨基树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟树脂和硅树脂。

在该成型基材11中，所述生物降解性树脂与所述石油来源树脂的混合比(重量比)可以适当地确定，但从良好的生物降解性和降解后残余物的量少的角度来讲，生物降解性树脂的比例优选100％。

所述涂层12的厚度为例如0.1μm到150μm(优选10μm到20μm)，该涂层含有天然物质、石油来源的涂料和加速微生物增殖的增殖促进剂。天然物质经微生物降解的速度显著地高于石油来源的涂料。因为所述涂层12含有天然物质，所以可以提高该涂层的生物降解性，而且可以减少未被生物降解的残余物和残渣的量。另外，由于所述涂层12中的天然物质被生物降解，在涂层12中形成了孔隙，从而使土壤和水中的天然微生物易于到达所述的成型基材11。所以，所述涂层12不会阻碍所述成型基材11的生物降解，或者说可以抑制这种阻碍。

所述天然物质可以来自植物或动物。来自植物的天然物质没有特别限制，例如，可以列举植物本身和植物的提取物如汁液和树脂(pitch)。这类物质可以列举例如日本天然漆、松香、阿拉伯树胶和天然橡胶。另外，作为得自动物的天然物质，可以列举动物脂、蜂蜡、胶和蛋白。

另外，所述的石油来源的涂料含有由石油制得的合成树脂。这种合成树脂的生物降解速度显著低于天然物质的生物降解速度。作为这样的合成树脂，例如，可以列举硝酸纤维素、酚树脂、醇酸树脂、氯乙烯树脂、如尿素树脂和三聚氰胺树脂等氨基树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟树脂和硅树脂。此外，作为合成树脂，可以列举例如可通过紫外线照射而聚合的自由基聚合性丙烯酸酯和阳离子聚合的环氧树脂等感光性树脂。更进一步，作为石油来源的涂料，例如，可以列举含乙酸乙烯酯或丙烯酸的乳液涂料，这种涂料具有作为介质的通过乳液聚合形成的聚合物。

增殖促进剂选自碳水化合物和氨基酸，可以兼有二者。所述碳水化合物和氨基酸可被土壤中的微生物所利用，从而使所述微生物增殖。也就是说，当将树脂成型体10埋入土中时，所述增殖促进剂溶解在土壤中，或所述涂层12被微生物降解，从而使所述增殖促进剂与微生物接触。接着，微生物利用该增殖促进剂，加速了该微生物的增殖。然后，由于土壤中的微生物数量增多，该微生物可使树脂成型体10生物降解，从而提高了树脂成型体10的降解速度。

适于用作所述增殖促进剂的碳水化合物是单糖和多糖。作为单糖，可以列举二糖、丙糖、四糖、戊糖和己醣。

另外，多糖是大量单糖分子的缩合物，例如，可以列举例如海藻糖、蔗糖、麦芽糖、纤维素二糖、龙胆二糖和乳糖等二糖，例如棉子糖、伞形糖等三糖，例如水苏糖、神经节苷脂四糖(gangliotetraose)和红细胞糖苷脂四糖(globotetraose)等四糖，以及淀粉、糖原和甘油。

所述氨基酸没有特别限制，例如，可以列举α-氨基酸。作为α-氨基酸，例如，可以列举甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸和亮氨酸。

涂层12中增殖促进剂的含量为0.1重量％到50重量％。如果该增殖促进剂的含量低于0.1重量％，则使微生物增殖的效果就会降低。另一方面，如果该增殖促进剂的含量高于50重量％，则涂层的机械强度就会降低。

另外，优选涂层12不含石油来源的涂料，而是仅含增殖促进剂和具有天然物质的涂料。该涂层生物降解后的残渣量可减少或完全消除。

另一方面，如果在成型基材11的表面的一部分形成涂层12，则可以不包含含有天然物质的涂料，而是包含增殖促进剂和石油来源的涂料。这种情况下，尽管在该成型基材11具有石油来源的涂料的一面上，其表面生物降解受到抑制，但是在其他表面上可以促进生物降解，所以不存在问题。

此外，在不妨碍实现本发明目的的前提下，所述涂层12可以含有颜料或固化剂。

下面描述第一实施方案中制备树脂成型体的方法。

首先，制备含有生物降解性树脂的树脂组合物。对于所述树脂组合物，在不妨碍实现本发明目的的前提下，可以将例如增塑剂、抗静电剂、抗氧化剂、颜料、紫外线吸收剂等各种添加剂、改性剂或填料添加到上述生物降解性树脂或石油来源树脂中。所述树脂组合物的制备方法没有特别限制，例如，可以采用熔融捏和机制备所述树脂组合物。作为熔融捏和机，例如，可以列举例如单螺杆挤出机和双螺杆挤出机等挤出机、班伯里密炼机、布雷本登(Brabender)混合机和捏和机。将用于树脂组合物的全部原料熔化并迅速捏和。另外，加入无机粉末例如颜料时，可以将一部分待混合的生物降解性树脂与所述无机粉末预先捏和，再将此预先捏和的原料、剩余的生物降解性树脂和其他原料熔融并捏和。

接着，采用所述的树脂组合物，并将其成型为具有所需形状的成型基材11。成型基材11的形状没有特别限制，例如，可以列举如上所述的壳体、容器、薄膜和片材。对于所述壳体和容器，例如可以采用注射成型法、压缩成型法和挤出成型法。对于所述薄膜和片材，例如可以采用真空成型法、压缩成型法和熔融拉伸法。

另外，涂料与所述成型基材11分开制备。所述涂料的原材料可包括例如由石油制得的合成树脂、天然物质、增殖促进剂、颜料、固化剂和有机溶剂。通过捏和并分散所述的合成树脂、颜料以及少量有机溶剂，然后添加有机溶剂，由此配制成具有理想的固含量的混合物，从而形成所述的涂料。此外，如果该混合物粘度低，则只需简单地混合并搅拌该混合物。

作为合成树脂，可以列举硝酸纤维素、酚树脂、醇酸树脂、氯乙烯树脂、如尿素树脂和三聚氰胺树脂等氨基树脂、环氧树脂、聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂、氟树脂和硅树脂。另外，作为天然物质，可以采用前述的材料。

在颜料中，作为着色颜料，可以列举例如偶氮颜料、喹吖酮类颜料和酞菁类颜料等有机颜料，以及例如氧化钛、氧化铁红和炭黑等无机颜料。另外，作为其他颜料，可以列举例如碳酸钙、硅石和滑石等增量颜料，所述增量颜料用作涂料的增量剂。另外，所述颜料不是树脂组合物的必要原料。

接着，将所述涂料涂布在所述成型基材的表面。涂布方法没有限制，可以采用公知的方法。例如，可以列举刷涂法、辊涂法、空气喷涂法和无空气喷涂法。然后，在室温下干燥或加热干燥所述涂层。这些(涂布和干燥)步骤可以重复进行多次。从而形成机械强度更优良的涂层。另外，经干燥后，可用砂纸抛光涂层表面，随后进一步进行涂布。从而得到包括成型基材11和在形成于该成型基材11上的涂层12的树脂成型体10。

在第一实施方案中，由于树脂成型体10表面的涂层12中含有增殖促进剂，所述增殖促进剂是土壤中微生物的食物(基质)，所以加速了该微生物的增殖。结果可以提高树脂成型体10的生物降解速度。

另外，第一实施方案中的树脂成型体10可用作电子设备的壳体。图2是具有壳体的电子设备的一个例子的示意图，该壳体是第一实施方案中的树脂成型体。所采用的电子设备没有特别限制，例如，可以列举个人电脑、显示装置、键盘、硬盘装置、打印机和移动电话。于是，当将所述壳体12埋入土壤中时，由于图2中的电子设备的壳体21的生物降解速度提高了，所以土壤中的壳体21会在短时间内降解，从而减少了对环境的影响。另外，由于在微生物与壳体21接触的情况下，才会发生这种良好的生物降解，所以在电子设备20的正常使用过程中，不必考虑生物降解的问题。

第二实施方案

本发明的第二实施方案涉及具有含生物降解性树脂的成型基材的树脂成型体的处理方法。

图3是本发明第二实施方案中树脂成型体的处理流程图。

应用第二实施方案的处理方法的树脂成型体含有成型基材和形成于所述成型基材表面的涂层。第二实施方案中的成型基材的构造与图1所示的第一实施方案中树脂成型体10的成型基材11相似。也就是说，成型基材11含有生物降解性树脂，并可含有石油来源的树脂。另外，第二实施方案中的涂层与附图1所示的第一实施方案中树脂成型体10的涂层12相似。作为替代，第二实施方案中成型基材的涂层可以并不覆盖该成型基材的全部表面，而是暴露成型基材的一部分。此外，这种情况下，组成涂层的物质没有限制，可以不含增殖促进剂。

首先，在进行处理前，制备树脂成型体上所涂布的涂料(S102)。该涂料的原料是增殖促进剂、由天然物质组成的涂料和有机溶剂或水。进一步可将石油来源的涂料加入这些原料中。将这些原料混合并搅拌以得到涂料。该涂料的这些原料选自与第一实施方案中所述的材料相似的材料。此外，根据需要可添加颜料或固化剂。考虑到要减轻环境影响，所述涂料优选水性的涂料。

接着，将S102所得的涂料涂布在树脂成型体上(S106)。涂布方法没有限制，例如，可以列举刷涂法、辊涂法、空气喷涂法和无空气喷涂法。然后，在室温下干燥或加热干燥该涂层。另外，可不必进行干燥，只需将该涂料附着在树脂成型体的表面即可。

然后，将其上带有所形成的涂层的树脂成型体埋入土壤中(S108)。于是，涂层中所含的增殖促进剂加速了土壤中微生物的增殖，从而提高了该树脂成型体的生物降解速度。此外，在掩埋树脂成型体前，可将该树脂成型体破碎成碎片。于是，由于通过将其破碎成碎片而使该树脂成型体的表面积增大，所以该树脂成型体与微生物的接触面积增大，从而可进一步提高生物降解速度。

在第二实施方案中，如果将含有加速微生物增殖的增殖促进剂的涂料涂布在含有生物降解性树脂的成型基材的表面上，则增殖促进剂可加速土壤中或水中微生物的增殖，并可提高含有生物降解性树脂的成型基材的生物降解速度，从而可使该成型基材在短时间内被生物降解。

另外，如果用石油来源的涂料覆盖树脂成型体中的成型基材的表面，则如附图3所示，在进行涂布(S106)前，将该树脂成型体破碎成碎片(S104)。于是，暴露部分成型基材，采用S106中的涂布方法，在成型基材表面形成含有增殖促进剂的涂层。因此，即使树脂成型体中的成型基材用石油来源的涂料覆盖，也可加速该树脂成型体的生物降解速度。

以上描述的是本发明的优选实施方式，但是本发明不限于所述具体公开的实施方式，在不偏离本发明的范围的前提下，可以进行各种变化和更改。

本申请以2005年10月11日提交的日本在先申请2005-296071为基础，在此以参考的方式引入其全部内容。

Claims (12)

1.一种树脂成型体，其特征在于，所述树脂成型体包含：含有生物降解性树脂的成型基材，和形成于所述成型基材表面的涂层，其中，所述涂层含有加速微生物增殖的增殖促进剂。

2.如权利要求1所述的树脂成型体，其特征在于，所述成型基材含有石油来源的树脂。

3.如权利要求1或2所述的树脂成型体，其特征在于，所述涂层除含有所述增殖促进剂外还含有涂料，所述涂料含有石油来源的涂料和天然物质。

4.如权利要求1或2所述的树脂成型体，其特征在于，所述涂层除含有所述增殖促进剂外还含有涂料，所述涂料含有天然物质。

5.如权利要求1或2所述的树脂成型体，其特征在于，所述涂层形成于所述成型基材表面的一部分上，所述涂层除含有所述增殖促进剂外，还含有石油来源的涂料。

6.如权利要求3或4所述的树脂成型体，其特征在于，所述天然物质的生物降解速度比所述石油来源的涂料中含有的合成树脂的生物降解速度高。

7.如权利要求3到6任一项所述的树脂成型体，其特征在于，所述天然物质含有选自由以下物质组成的组中的至少一种物质：来自植物的汁液和树脂、动物脂、蜂蜡、胶和蛋白。

8.如权利要求1到7任一项所述的树脂成型体，其特征在于，所述增殖促进剂是选自碳水化合物和氨基酸中的至少一种物质。

9.如权利要求8所述的树脂成型体，其特征在于，所述碳水化合物是单糖或多糖。

10.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括壳体，所述壳体是权利要求1到9任一项所述的树脂成型体。

11.一种树脂成型体的处理方法，所述树脂成型体包含含有生物降解性树脂的成型基材，其特征在于，所述方法包括在所述树脂成型体上涂布涂料的步骤，所述涂料含有加速微生物增殖的增殖促进剂。

12.如权利要求11所述的树脂成型体的处理方法，其特征在于，所述方法还包括在涂布步骤之前破碎所述树脂成型体的步骤。

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