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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft in Hinblick auf die globale Umwelt
eine hydrolysierbare und biologisch abbaubare Harzzusammensetzung
und insbesondere eine zersetzbare Harzzusammensetzung mit einer
geringen Umweltbelastung und ein Verfahren zur Behandlung der Harzzusammensetzung,
um die Umweltbelastung zu verringern.
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Einschlägiger Stand
der Technik
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In
der Vergangenheit hat der Mensch erfolgreich Materialien hergestellt,
die im Leben und in der Industrie vorteilhaft sind, wobei Kohlechemietechnologien
und später
Petrochemietechnologien angewendet wurden. Insbesondere Polymermaterialien
können
symbolische Beispiele darstellen, und es wurden nützliche Harze
hergestellt, zu denen Kunststoffmaterialien, wie Polyethylen, Polypropylen
und Polyvinylchlorid, und Kautschuke, wie Polyisopren und Polybutadien,
gehören.
Kürzlich
wurden zudem Harzmaterialien mit ganz hervorragenden Eigenschaften
entwickelt, dazu gehören
Polyimidharze mit einer hervorragenden Wärmebeständigkeit und Kerbschlagzähigkeit
und vollständig
aromatische flüssigkristalline
Polymere.
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Diese
Harze bleiben jedoch lange nach der Entsorgung unverändert in
der Umwelt und üben
auf die globale Umwelt eine signifikante negative Belastung aus.
Die Abfälle
von Industrie und Haushalten sind zu einem ernsthaften sozialen
Problem geworden. Gegenwärtig
ist die Hoffnung auf Materialien und Produkte, die umweltfreundlich
sind, stark gestiegen, und es wird dringend eine ständige Weiterentwicklung
bei einem minimalen Verbrauch der globalen Resourcen gefordert.
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Für diesen
Zweck wurden biologisch abbaubare Polymere entwickelt, die sich
in der Umwelt leicht zersetzen lassen. Eine große Aufgabe besteht jedoch darin,
ein Harz zu erhalten, das gegensätzliche
Eigenschaften, wie die Stabilität
bei der Verwendung und die schnelle Zersetzung nach der Entsorgung,
erfüllt.
Wenn diese Absichten zugrunde gelegt werden, ist ferner eine Steuerung
der Zersetzungsgeschwindigkeit erforderlich.
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Zweck
der vorliegenden Erfindung ist folglich die Bereitstellung einer
zersetzbaren Harzzusammensetzung, die während der Gebrauchszeit stabil
ist, schnell zersetzt wird, wenn sie entsorgt wird, und deren Zersetzungsgeschwindigkeit
steuerbar ist.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Die
hier genannten Erfinder haben extensive Untersuchungen durchgeführt, um
dieses Problem zu lösen,
und festgestellt, daß diese
Aufgabe gelöst
werden kann, wenn eine Verbindung, die durch Bestrahlen mit Licht
oder Erwärmen
zum gewünschten
Zeitpunkt eine Säure
oder eine Base erzeugen kann, mit einem zersetzbaren Harz gemischt
wird, und danach im zersetzbaren Harz eine Säure oder eine Base erzeugt
wird, wenn zum gewünschten
Zeitpunkt eine Bestrahlung mit Licht und/oder eine Wärmebehandlung
durchgeführt werden,
so daß die
Zersetzung des Harzes gefördert
wird, und somit gelangten sie zu vorliegenden Erfindung.
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Um
diese Aufgaben zu lösen,
liegt die vorliegende Erfindung in einer Harzzusammensetzung, die
ein Mittel, das durch Licht eine Säure erzeugt, und/oder ein Mittel,
das durch Licht eine Base erzeugt, in einem hydrolysierbaren und
biologisch abbaubaren Harz umfaßt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt außerdem
eine Harzzusammensetzung bereit, die ein Mittel, das durch Erwärmen eine
Säure erzeugt,
und/oder ein Mittel, das durch Erwärmen eine Base erzeugt, in
einem hydrolysierbaren und biologisch abbaubaren Harz umfaßt.
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Die
vorliegende Erfindung gibt zudem eine Harzzusammensetzung an, die
ein Mittel, das durch Licht eine Säure erzeugt, und/oder ein Mittel,
das durch Licht eine Base erzeugt, zusammen mit einem Mittel, das durch
Erwärmen
eine Säure
erzeugt, und/oder einem Mittel, das durch Erwärmen eine Base erzeugt, in
einem hydrolysierbaren und biologisch abbaubaren Harz umfaßt.
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Die
vorliegende Erfindung gibt außerdem
ein Verfahren zur Herstellung einer Harzzusammensetzung an, das
die Schritte umfaßt:
Bereitstellen einer Harzzusammensetzung, die ein Mittel, das durch
Licht eine Säure
erzeugt, und/oder ein Mittel, das durch Licht eine Base erzeugt,
in einem hydrolysierbaren und biologisch abbaubaren Harz umfaßt; Unterziehen
der Harzzusammensetzung einem Bestrahlen mit Licht und/oder einer
Wärmebehandlung,
um die Harzzusammensetzung zu Monomeren zu zersetzen; Polymerisieren
der Monomere, um ein zersetzbares Harz zu erzeugen; und Mischen
der Verbindungen, die durch Bestrahlen mit Licht oder Erwärmen eine
Säure oder
Base erzeugen, mit dem zersetzbaren Harz.
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Ferner
gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung einer
Harzzusammensetzung an, das die Schritte umfaßt: Bereitstellen der Harzzusammensetzung,
die ein Mittel, das durch Licht eine Säure erzeugt, und/oder ein Mittel,
das durch Licht eine Base erzeugt, in einem hydrolysierbaren und
biologisch abbaubaren Harz umfaßt;
und Bestrahlen der Harzzusammensetzung mit Licht.
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Ferner
gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung einer
Harzzusammensetzung an, das die Schritte umfaßt: Bereitstellen der Harzzusammensetzung,
die ein Mittel, das durch Licht eine Säure erzeugt, und/oder ein Mittel,
das durch Licht eine Base erzeugt, in einem hydrolysierbaren und
biologisch abbaubaren Harz umfaßt;
Bestrahlen der Harzzusammensetzung mit Licht, anschließende Durchführung einer Wärmebehandlung.
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Ferner
gibt die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Behandlung einer
Harzzusammensetzung an, das die Schritte umfaßt: Bereitstellen der Harzzusammensetzung,
die ein Mittel, das durch Wärme
eine Säure erzeugt,
und/oder ein Mittel, das durch Wärme
eine Base erzeugt, in einem hydrolysierbaren und biologisch abbaubaren
Harz umfaßt;
und Unterziehen der Harzzusammensetzung einer Wärmebehandlung.
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Die
vorliegende Erfindung gibt ferner ein Verfahren zur Behandlung einer
Harzzusammensetzung an, das die Schritte umfaßt: Bereitstellen der Harzzusammensetzung,
die ein Mittel, das durch Licht eine Säure erzeugt, und/oder ein Mittel,
das durch Licht eine Base erzeugt, zusammen mit einem Mittel, das
durch Wärme eine
Säure erzeugt,
und/oder einem Mittel, das durch Wärme eine Base erzeugt, in einem
hydrolysierbaren und biologisch abbaubaren Harz umfaßt; und
Bestrahlen der Harzzusammensetzung mit Licht und Durchführen einer
Wärmebehandlung.
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BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Als
in der vorliegenden Erfindung zu verwendendes zersetzbares Harz
kann ein weiter Bereich von allgemein bekannten hydrolysierbaren
Polyestern verwendet werden, die biologisch abbaubar sind, und besonders
bevorzugt sollen Polymilchsäure,
Copolymere von Polymilchsäure-aliphatischen
Polyestern und Copolymere von Sacchariden und Dicarbonsäuren mit
einer mit der folgenden Formel definierten Struktur verwendet werden:
(worin (Sacch) eine Saccharidstruktur
bezeichnet und R für
eine Alkylengruppe oder einen zweiwertigen aromatischen Ring steht).
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Monosaccharide
sind für
den Saccharidstruktur-Teil in dieser Formel vorteilhaft, dazu gehören: neutrale
Saccharide, wie D-Glyceraldehyd, D-Dihydroxyaceton, D-Xylose, D-Glucose,
D-Fructose, D-Mannose, D-Galactose und L-Fucose; saure Saccharide,
wie D-Glucuronsäure
und L-Iduronsäure;
Aminosaccharide, wie D-Glucosamin,
D-Galactosamin, N-Acetylglucosamin, N-Acetylgalactosamin und N-Acetylmuraminsäure; Dialursäure, wie
N-Acetylneuraminsäure;
Glycitole, wie Glycerol und Inositol; und Disaccharide, wie Saccharose,
Maltose, Lactose, Cellobiose und Trehalose. Außerdem können Polysaccharide, wie Amylose,
Cellulose, Chitin, Chitosan, Hyaluronsäure, Chondroitinhexaschwefelsäure, Keratoschwefelsäure und
Heparin, verwendet werden.
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Andererseits
kann R in der Formel vorzugsweise eine Alkylengruppe mit 1 bis 12
Kohlenstoffatomen oder eine zweiwertige aromatische Gruppe, zum
Beispiel eine Phenylen- oder Naphthylengruppe, sein. Beispiele einer
Dicarbonsäure,
die solche Gruppen enthält,
sind aliphatische Dicarbonsäuren,
wie Äpfelsäure, Succinsäure, Glutarsäure, Adipinsäure, Pimelinsäure, Suberinsäure, Azelainsäure, Sebacinsäure, 1,9-Nonandicarbonsäure und
1,10-Didecandicarbonsäure;
und eine aromatische Dicarbonsäure,
wie Terephthalsäure, Isophthalsäure, Orthophthalsäure und Naphthalindicarbonsäure.
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Von
den wie in der Formel definierten Polymeren sind Polyester besonders
bevorzugt, die mit der folgenden Formel (II) angegeben werden, wie
Polyester, die aus D-Glucose und aliphatischen Dicarbonsäuren mit
5 bis 10 Kohlenstoffatomen erzeugt wurden, und Polyester, die aus
Verbindungen, die durch Substitution der Hydroxylgruppe mit einer
Alkylgruppe, einer Hydroxyalkylgruppe und dergleichen von D-Glucose
abgeleitet sind, und aliphatischen Dicarbonsäuren mit 5 bis 10 Kohlenstoffatomen
erzeugt werden:
(worin
R eine Alkylengruppe darstellt, R
1, R
2 und R
3 unabhängig voneinander
ein Wasserstoffatom, eine Alkylgruppe mit 1 bis 10 Kohlenstoffatomen
oder eine Hydroxyalkylgruppe darstellen).
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Besonders
dann, wenn im Saccharidstruktur-Teil D-Glucose verwendet wird, kann
die D-Glucose durch Zersetzung von Cellulose erhalten werden, und
angesichts der Wiederverwertung des in großem Umfang verbrauchten Papiers
ist dies von besonderer Bedeutung. Die Zersetzung von Cellulose
kann durch chemische Zersetzung, wie Hydrolyse mit einer Säure oder
Base, oder durch biologischen Abbau unter Verwendung eines Mikroorganismus,
wie Cellulase, erfolgen.
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Durch
Kombinieren eines geeigneten, eine Säure oder eine Base erzeugenden
Mittels, das durch Bestrahlen mit elektromagnetischen Wellen oder
geladenen Partikeln eine Säure
oder eine Base erzeugt, mit diesen zersetzbaren Harzen kann die
Zersetzung gefördert
werden, was durch eine biologische Abbaureaktion in der gewünschten
Zeit nicht erreicht werden kann. Als ein Beispiel eines Materials,
das ein Polymer mit durch Säure
zersetzbaren funktionellen Gruppen und ein eine Säure erzeugendes
Mittel enthält,
beschreibt zum Beispiel die offengelegte japanische Patentanmeldung
Nr. 9-179302 herkömmlich
ein Photoresist, das für
die Herstellung einer elektronischen Vorrichtung verwendet werden
soll. Außerdem
offenbart die offengelegte japanische Patentanmeldung Nr. 10-171120
die Verwendung eines natürlichen
Materials als eine Komponente für eine
solche Zusammensetzung eines Resistmaterials. Die natürlichen
Materialien sind jedoch nicht alle biologisch abbaubar, und die
Zusammensetzungen sind ebenfalls als Ganzes biologisch abbaubar
und enthalten kein eine Säure
erzeugendes Mittel oder eine Base erzeugendes Mittel.
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Als
photolytisch eine Säure
erzeugendes Mittel (das Mittel erzeugt durch Licht eine Säure), das
in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise verwendet wird, stehen
allgemein bekannte Verbindungen zur Verfügung, wie Sulfoniumsalze, wie
das Triphenylsulfoniumtrifluormethylsulfonsäure-Salz der Formel (III),
und Iodoniumsalze, wie Diphenyliodoniumhexafluorantimonat mit der
Formel (IV). Diese photolytisch eine Säure erzeugenden Mittel können allein
oder in Kombination von einer Vielzahl von Säure erzeugenden Mitteln verwendet werden.
Die Menge eines photolytisch eine Säure erzeugenden Mittels in
einem zersetzbaren Harz kann vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-% und
besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% betragen.
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Als
photolytisch eine Base erzeugendes Mittel (das Mittel erzeugt durch
Licht eine Base) sind allgemein bekannte Verbindungen verwendbar,
wie Verbindungen der Formel (V) oder der Formel (VI). Diese Verbindungen
sind zum Beispiel bei H. Tachi, M. Tunooka, J. Photopolymer Science
and Technology, 12(2), 313(1999); T. Nishikubo, A. Kameyama, Y.
Toya, Polymer J. 29(5), 450(1997) offenbart.
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Die
zuzusetzenden photolytisch eine Base erzeugenden Mittel können allein
oder in Kombination von einer Vielzahl von Basen erzeugenden Mitteln
verwendet werden. Die Menge des photolytisch eine Base erzeugenden
Mittels in einem zersetzbaren Harz kann vorzugsweise 0,1 bis 20
Gew.-% und besonders bevorzugt 1 bis 5 Gew.-% betragen.
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Wenn
eine erfindungsgemäße zersetzbare
Harzzusammensetzung dauerhaft verwendet werden soll, darf das zu
verwendende, photolytisch eine Säure
erzeugende Mittel oder photolytisch eine Base erzeugende Mittel
keine Absorption im Bereich des sichtbaren Lichtes aufweisen und
muß die
Absorption von Licht, elektromagnetischen Wellen oder Strahlen von
geladenen Partikeln, mit denen es bestrahlt wird, zu dem Zeitpunkt aufweisen,
zu dem die Zersetzungsbehandlung oder die Entsorgung vorgenommen
werden soll.
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Wenn
eine zersetzbare Harzzusammensetzung, die ein solches photolytisch
eine Säure
erzeugendes Mittel oder photolytisch eine Base erzeugendes Mittel
enthält,
einer Zersetzungsbehandlung unterzogen oder entsorgt werden soll,
wird die Harzzusammensetzung mit elektromagnetischen Wellen oder
Strahlen von geladenen Partikeln bestrahlt. Eine Lichtquelle für die Durchführung der
Bestrahlung oder eine Bestrahlungsquelle können entsprechend der Absorptionseigenschaften
der Harzzusammensetzung für
elektromagnetische Wellen oder Strahlen von geladenen Partikeln
geeignet ausgewählt
werden. Im Falle einer zersetzbaren Harzzusammensetzung mit einer
relativ hohen Lichtdurchlässigkeit
sind zum Beispiel Lichtstrahlen mit einer etwas kürzeren Wellenlänge als
die des sichtbaren Lichtes geeignet, und noch praktischer werden
Lichtstrahlen im Bereich von 200 bis 380 nm verwendet. Wenn eine
zersetzbare Harzzusammensetzung, wie eine gefärbte, eine äußerst schlechte Lichtdurchlässigkeit
aufweist, können
zudem elektromagnetische Wellen, wie Röntgenstrahlen und Gamma-Strahlen
mit einer noch kürzeren
Wellenlänge,
verwendet werden. Außerdem
kann eine Elektronenstrahl und ein Ionenstrahl mit einer hohen Beschleunigungsspannung
verwendet werden. Die Strahlungsdosis von Licht und elektromagnetischen
Wellen kann vorzugsweise 1 bis 10000 mJ/cm2 betragen
oder die Strahlungsdosis des Strahls von geladenen Partikeln kann
vorzugsweise 1 bis 1000 μC/cm2 betragen.
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Falls
in der vorliegenden Erfindung eine Verbindung, die durch Erwärmen eine
Säure oder
eine Base erzeugt, mit einem zersetzbaren Harz kombiniert wird,
sind als Verbindung, die durch Erwärmen eine Säure erzeugt, zum Beispiel Salze
von Salzsäure
verwendbar. Als Verbindung, die durch Erwärmen eine Base erzeugt, sind
zum Beispiel Silazanverbindungen, wie Octamethylcyclotetrasilazan,
und Ammoniumsalze, wie das Ammoniumsalz von Carboxymethylcellulose,
verwendbar. Die Menge einer solchen Verbindung in einem zersetzbaren
Harz kann vorzugsweise 0,1 bis 20 Gew.-% und besonders bevorzugt
1 bis 5 Gew.-% betragen. Die Erwärmungstemperatur
kann vorzugsweise 50 bis 150°C
betragen, und die Erwärmung
kann vorzugsweise 30 bis 120 Minuten dauern.
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Bei
der Behandlung der erfindungsgemäßen zersetzbaren
Harzzusammensetzung kann die Zersetzungsgeschwindigkeit des Harzes
entsprechend der Menge der Säure
oder der Base gesteuert werden, die durch Bestrahlen mit Licht oder
durch Erwärmen
erzeugt werden soll. Eine Steuerung der entstehenden Säure- oder
Basenmenge kann vorgenommen werden, wenn die Menge des eine Säure erzeugenden
Mittels oder des eine Base erzeugenden Mittels, die Strahlungsdosis
der elektromagnetischen Wellen oder des Strahls von geladenen Partikeln
oder die Erwärmungsbedingungen
kontrolliert werden. Ferner können
gleichzeitig ein eine Säure
erzeugendes Mittel und ein eine Base erzeugendes Mittel vorliegen,
wodurch die Konzentration der erzeugten praktisch wirksamen Säure kontrolliert
wird, um anschließend
die Zersetzungsgeschwindigkeit zu steuern.
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Vor
der Entsorgung einer gebrauchten zersetzbaren Harzzusammensetzung
oder eines aus der erfindungsgemäßen Zusammensetzung
geformten Gegenstandes wird das Bestrahlen mit Licht oder eine Wärmebehandlung
durchgeführt,
damit sie bzw. er sich innerhalb kurzer Zeit in der Umwelt zersetzt.
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Ein
zersetzbares Harz, das durch ein erfindungsgemäßes Behandlungsverfahren zu
Monomeren zersetzt worden ist, kann wiederverwertet werden, indem
durch Gewinnung der Monomere wiederum ein zersetzbares Harz synthetisiert
wird. Das heißt,
bei Verwendung eines Polymers, das als ein Beispiel aus D-Glucose und
Adipinsäure
erzeugt worden ist, werden D-Glucose und Adipinsäure, die durch die Zersetzung
mit einer Säure
oder einer Base erhalten wurden, die von dem eine Säure erzeugenden
Mittel oder dem eine Base erzeugenden Mittel erzeugt worden sind,
erneut polymerisiert, wodurch ein zersetzbares Polymer synthetisiert wird.
Eine zersetzbare Harzzusammensetzung wird erhalten, indem ein durch
Bestrahlen mit Licht oder Erwärmen
eine Säure
erzeugendes Mittel oder durch Bestrahlen mit Licht oder Erwärmen eine
Base erzeugendes Mittel mit einem solchen Harz gemischt werden.
Die erhaltene Harzzusammensetzung wird auf allgemeine Art und Weise
erneut verwendet und in einem Wiederverwertungssystem semipermanent,
in dem die Zersetzung und Gewinnung durchgeführt werden.
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Beispiel 1
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Als
zersetzbares Harz wurde ein Copolymer von D-Glucose und Adipinsäure hergestellt.
Eine zersetzbare Harzzusammensetzung wurde hergestellt, indem dem
zersetzbaren Harz 5 Gew.-% eines Salzes von Triphenylsulfoniumtrifluormethylsulfonsäure als
photolytisch eine Säure
erzeugendes Mittel zugesetzt wurden. Die zersetzbare Harzzusammensetzung
wurde durch Spritzguß bei
120°C zu
einer 200 μm
dicken Folie verarbeitet. Nach dem Gebrauch der Folie wurde die
Folie mit Röntgenstrahlen
aus einer Röntgenröhre mit
einem Wolfram-Target (1000 mJ/cm2) bestrahlt,
um eine Säure
zu erzeugen, und danach wurde für
90 Minuten eine Wärmebehandlung
bei 110°C
durchgeführt.
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Beispiel 2
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Als
zersetzbares Harz wurde Polymilchsäure hergestellt. Eine zersetzbare
Harzzusammensetzung wurde hergestellt, indem dem zersetzbaren Harz
7 Gew.-% eines Salzes von N-Hydroxynaphthalimidtrifluormethylsulfonsäure als
photolytisch eine Säure
erzeugendes Mittel zugesetzt wurden. Die zersetzbare Harzzusammensetzung
wurde durch Spritzguß bei
180°C zu
einer dem Beispiel 1 ähnlichen
Folie verarbeitet. Nach dem Gebrauch der Folie wurde die Folie 20
Minuten mit Licht aus einer Hochdruck-Quecksilberlampe (10 kW) bestrahlt,
um eine Säure
zu erzeugen, und danach wurde für
60 Minuten eine Wärmebehandlung
bei 120°C durchgeführt.
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Beispiel 3
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Als
ein zersetzbares Harz wurde ein Copolymer von Polymilchsäure-aliphatischem
Polyester hergestellt, wobei Hydroxybutansäure verwendet wurde. Eine zersetzbare
Harzzusammensetzung wurde hergestellt, indem dem zersetzbaren Harz
10 Gew.-% der Verbindung der Formel (IV) als photolytisch eine Base
erzeugendes Mittel zugesetzt wurden. Die zersetzbare Harzzusammensetzung
wurde durch Spritzguß bei 150°C zu einer
dem Beispiel 1 ähnlichen
Folie verarbeitet. Nach dem Gebrauch der Folie wurde die Folie in der
gleichen Weise wie in Beispiel 2 mit Licht aus einer Hochdruck-Quecksilberlampe
bestrahlt, um eine Base zu erzeugen, und danach wurde eine Wärmebehandlung
bei 120°C
durchgeführt.
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Beispiel 4
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Als
ein zersetzbares Harz wurde ein Copolymer von Polymilchsäure-aliphatischem
Polyester hergestellt, wobei Hydroxypropionsäure verwendet wurde. Eine zersetzbare
Harzzusammensetzung wurde hergestellt, indem dem zersetzbaren Harz
3 Gew.-% Octamethylcyclotetrasilazan als durch Erwärmen eine
Base erzeugendes Mittel zugesetzt wurden. Die zersetzbare Harzzusammensetzung
wurde mit einer Konzentration von 10% in Propylenglycolmonomethyletheracetat
gelöst
und auf ein Glassubstrat aufgebracht und getrocknet und danach vom Substrat
abgelöst,
wodurch ein folienartiger Film hergestellt wurde. Nach dem Gebrauch
des Films wurde der Film für
120 Minuten bei 170°C
erhitzt, wodurch Ammoniak erzeugt wurde.
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Beispiel 5
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Als
ein zersetzbares Harz wurde ein Copolymer von D-Glucose und Adipinsäure hergestellt.
Eine zersetzbare Harzzusammensetzung wurde hergestellt, indem dem
zersetzbaren Harz 10 Gew.-% eines Salzes von Triphenylsulfoniumtrifluormethylsulfonsäure als
photolytisch eine Säure
erzeugendes Mittel zugesetzt wurden und außerdem dem zersetzbaren Harz
4 Gew.-% der Verbindung der Formel (IV) als ein Base erzeugendes
Mittel zugegeben wurden. Die zersetzbare Harzzusammensetzung wurde
durch Spritzguß bei
120°C zu
einer 200 μm
dicken Folie verarbeitet. Nach dem Gebrauch der Folie wurde die
Folie mit Röntgenstrahlen aus
einer Röntgenröhre mit
einem Wolfram-Target
(2000 mJ/cm2) bestrahlt, um eine Säure und
eine Base zu erzeugen, und danach wurde für 40 Minuten eine Wärmebehandlung
bei 110°C
durchgeführt.
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Beispiel 6
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Aus
der in Beispiel 1 verwendeten Harzzusammensetzung wurden Folien
mit 200 μm
Dicke hergestellt. Bei dieser Folie wurde die Röntgenbestrahlung mit einer
Röntgenröhre mit
einem Wolfram-Target durchgeführt.
Die Strahlungsdosis wurde auf 10 mJ/cm2,
100 mJ/cm2 und 1000 mJ/cm2 geändert. Nachdem
die entstandenen Harzzusammensetzungen in der gleichen Weise wie
in Beispiel 1 auf 110°C
erwärmt
worden waren, wurden sie in der Erde vergraben, und nach drei Monaten
wurde ihre Veränderung
beobachtet. Als Ergebnis hatte sich der Grad der Zersetzung in Abhängigkeit
von der Strahlungsdosis der Röntgenstrahlen
erhöht.
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Beispiel 7
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Mit
der in Beispiel 1 verwendeten zersetzbaren Harzzusammensetzung wurde
ein Druckergehäuse hergestellt.
In der gleichen Weise wie in Beispiel 1 wurden nach dem Gebrauch
die Röntgenbestrahlung
und die Wärmebehandlung
durchgeführt,
um das Harz mit einer Vorrichtung für eine biologische Abbaureaktion
zu zersetzen, damit D-Glucose und Adipinsäure wiedergewonnen werden,
die die Ausgangsmaterialien des Harzes darstellen. Das in Beispiel
1 verwendete Harz wurde mit diesen Ausgangsmaterialien erneut synthetisiert.
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Beispiel 8
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Aus
der in Beispiel 1 verwendeten zersetzbaren Harzzusammensetzung wurden
Folien mit 200 μm
Dicke hergestellt. In der gleichen Weise wie in Beispiel 5 wurden
die Röntgenbestrahlung
und danach die Wärmebehandlung
bei 110°C
durchgeführt,
und dann wurden die entstandenen Folien zusammen mit jungen Bäumen in
trockenem Boden eingegraben, wobei ein Pflanzendünger, ein Feuchtigkeit zurückhaltendes
Mittel und Wasser eingekapselt waren. Die aus der erfindungsgemäßen Harzzusammensetzung
hergestellten Folien setzten den Dünger und Wasser langsam frei,
wodurch das Wachstum der Bäume
kontinuierlich unterstützt wurde
und sie gleichzeitig in der Umgebung zersetzt wurden und nach sechs
Monaten nichts zurückblieb.
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Vergleichsbeispiel 1
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Eine
Folie wurde allein aus den entsprechenden Polymeren, die in den
Beispielen 1 bis 5 verwendet worden waren, ohne den Zusatz eines
eine Säure
erzeugenden Mittels oder eines eine Base erzeugenden Mittels hergestellt.
Zum Vergleich wurden Folien aus Polycarbonat und Polyethylen hergestellt,
die nicht biologisch abbaubar waren. Diese Folien und die in Beispiel
1 bis Beispiel 4 hergestellten Folien wurden entsprechend in der
Erde vergraben, und die Folien wurden nach 6 Monaten hervorgeholt,
und der Zersetzungsgrad der Folien wurde ausgewertet. Als Ergebnis
wurde festgestellt, daß die
Folien, die mit einem eine Säure
erzeugenden Mittel oder einem eine Base erzeugenden Mittel gemischt
und vor dem Vergraben in der Erde mit elektromagnetischen Wellen
bestrahlt worden waren, höhere
Zersetzungsgeschwindigkeiten aufwiesen. Diese Ergebnisse sind in
Tabelle 1 gezeigt. In Tabelle 1 bedeuten: der Buchstabe "A" eine hervorragende Zersetzung; "B", es wurde eine Zersetzung beobachtet,
sie war jedoch unzureichend; "C", keine Zersetzung;
und "-", nicht durchgeführt.
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Die
erfindungsgemäße zersetzbare
Harzzusammensetzung kann in der Umgebung mit einer ausreichend erhöhten Zersetzungsgeschwindigkeit
zersetzt werden, und die Zersetzung des Harzes kann bei einer optimalen
Geschwindigkeit gesteuert werden, indem die erzeugte Menge einer
Säure oder
einer Base, die in der zersetzbaren Harzzusammensetzung erzeugt
wird, gesteuert wird.
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Außerdem beschleunigt
das erfindungsgemäße Behandlungsverfahren
die Zersetzung einer zersetzbaren Harzzusammensetzung und ermöglicht es,
eine zersetzbare Harzzusammensetzung nach dem Gebrauch zu Monomeren
zu zersetzen. Somit ermöglicht
die Gewinnung der Monomere und deren erneute Verwendung als Ausgangsmaterialien
für die
Polymerisation ein Wiederverwertungssystem.
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Außerdem kann
durch das erfindungsgemäße Entsorgungsverfahren
eine gebrauchte zersetzbare Harzzusammensetzung in der Umwelt innerhalb
kurzer Zeit zersetzt werden.
