專利名稱：：來自植物的生物降解性天然原材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明包括來自植物且具有聚丙烯的特征的天然高分子物質(zhì)，使用該天然高分子物質(zhì)制造的具有纖維素樣的生物降解曲線和聚丙烯的特征、并且具有生物降解性和機(jī)械強(qiáng)度兩方面的性質(zhì)、用于制造生物降解性膜或容器等的生物降解性天然原材料，以該天然高分子物質(zhì)為主要成分的用于制造生物降解性原材料的粘合劑，由該生物降解性天然原材料制造的生物降解性的膜或容器、以及它們的制造方法。
背景技術(shù)：
：近年來，在食品、化妝品或藥品等的包裝、容器，以及盆缽等園藝用品或農(nóng)業(yè)用材料中，使用塑料制品。這些使用過的塑料制品焚燒或作為垃圾直接拋棄。但是，焚燒這些廢物時(shí)，產(chǎn)生巨大的費(fèi)用以及廢氣等環(huán)境問題。另一方面，直接拋棄這些廢物時(shí)，由于這些廢物難以在自然界中降解，堆成垃圾山，仍然產(chǎn)生環(huán)境問題。因此，最近對在自然界中容易分解的生物降解性塑料材料進(jìn)行研究、開發(fā)。作為生物降解性的塑料材料，公開了將具有生物降解性的植物材料等用生物降解性的粘合劑粘合而成的材料、使用合成生物降解性塑料的材料、或使用微生物或微生物生產(chǎn)的生物降解性高分子材料的材料等各種材料。作為使用具有生物降解性的植物材料等的材料，例如在日本特開2000-229312號公報(bào)、日本特開2000-355008號公報(bào)、日本特開2001-79816號公報(bào)和日本特開2002-249981號公報(bào)中公開了對以稻殼為主要成分的植物原料粉末，使用含有淀粉、松香、瓏瑪樹脂、玷圯樹脂、明膠、紫膠等生物降解性物質(zhì)的粘合劑，通過加熱加壓壓縮成型而得到的生物降解性材料制的容器。此外，日本特開2000-229661號公報(bào)中，對使用蘋、稻秸、玉米、竹子、高粱、洋麻、椰子等的葉、莖、殼、皮等，以明膠糊等食用糊作為連接糊制造盤、碟、袋、杯等生物降解性容器進(jìn)行了記載。此外，日本特開2000-327839號公報(bào)中對于在稻殼等植物原料粉末中混合米糠等谷類的糠等并進(jìn)行成型，制造生物降解性材料制的容器進(jìn)行了公開，日本特開2002-23262號公報(bào)中對于在玉米、豆類、薯、陳大米/雜糧、雜草等植物纖維中混合將甘蔗、菠蘿或海藻類等天然原材料微細(xì)化而成的主材，使用由柿油、魔芋粉、松脂、漆樹等天然原材料構(gòu)成的粘合劑形成的生物降解性塑料進(jìn)行了公開，日本特開2006-122317號公報(bào)中對于將廢紙纖維用淀粉糊、酵母糟、或聚酯類樹脂、聚乳酸類樹脂、天然橡膠類樹脂、聚乙烯醇等生物降解性粘合劑粘合制造生物降解性片材進(jìn)行了公開。進(jìn)一步地，日本特開平7-102114號公報(bào)中對于將纖維素二乙酸酯、纖維素三乙酸酯等纖維素酯、淀粉類和增塑劑混合而成的生物降解性纖維素酯組合物進(jìn)行了公開。作為使用合成生物降解性塑料的技術(shù)方案，例如，曰本特開平4-335060號公報(bào)、日本特開平6-340753號公報(bào)、日本特開2000-72961號公報(bào)、日本特開2001-49098號/>報(bào)和日本特開2004-299711號公報(bào)中對于使用聚乳酸、聚乳酸的共聚物、聚乳酸的樹脂混合物的生物降解性樹脂組合物和成型體進(jìn)行了公開。此外，作為使用微生物或微生物產(chǎn)生的生物降解性高分子材料的技術(shù)方案，例如，作為使用酵母菌體的技術(shù)方案，日本特開2002-97301號^^報(bào)中公開了含有通過加熱和加壓變成了樹脂的酵母的生物降解性樹脂組合物，日本特開2002-167470號公報(bào)中公開了在酵母中混合聚羥基丁酸酯等微生物產(chǎn)生的樹脂，聚己內(nèi)酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚乙醇酸、聚乳酸、聚乙烯醇等化學(xué)合成樹脂，乙酸纖維素、熱塑性淀粉等天然物改性樹脂等生物降解性塑料而成的生物降解性塑料，日本特開平7-285108號公報(bào)中公開了在將廢紙干式解纖(乾式開繊)而得到的纖維中混合酵母糟，進(jìn)行加壓、加熱而得到的木質(zhì)生物降解性材料。進(jìn)一步地，作為使用微生物產(chǎn)生的生物降解性高分子材料的技術(shù)方案,例如，日本特開2005-133224號公報(bào)中公開了在脫木質(zhì)素的稻草(4大>7，)、麥桿、甘蔗的渣滓(蔗渣)、洋麻、銀合歡H匕'XO)等紙漿纖維中，混合糞產(chǎn)堿桿菌(7V^力'Jy凈義.7工力'J只)產(chǎn)生的P-l,3-D葡萄糖苷多糖類、或黑酵母(出芽短柄霉(Aureobasidiumpullulans))產(chǎn)生的麥芽三糖多糖類等糖類(阻氣性的改善)，以及蠶吐出的蠶絲的絲蛋白或蜘蛛吐出的蛋白質(zhì)樣物質(zhì)(降低水蒸氣透過性)，用作食品容器等的成型材料的生物降解性樹脂成型材料；日本特開2006-142699號公報(bào)中公開了生物降解性塑料，其由下迷步驟制備由甜菜、甘蔗的提取物等含蔗糖的原料，通過絲狀真菌魯氏淀粉霉(7;、口；、七只乂k《'>一，Amylomycesrouxii),制造L-乳酸，將L-乳酸脫水縮合制造聚乳酸，或由L-乳酸暫且合成環(huán)狀丙交酯(二聚物)，進(jìn)行純化后，進(jìn)行開環(huán)聚合制造聚乳酸。此外，作為微生物產(chǎn)生的生物降解性高分子材料，自古已知巨大芽胞桿菌(Bacillusmegaterium)產(chǎn)生的3-羥基丁酸的均聚物即聚-3-羥基丁酸的聚酯(M.L畫igne,Ann.Inst.Pasteur,39,144，1925)。作為改善該聚-3-羥基丁酸硬而且脆的性質(zhì)的技術(shù)方案，日本特開平5-93049號公報(bào)和日本特開平7-265065號公報(bào)中對使用豚鼠氣單胞菌(Aeromonascaviae)，由油酸等脂肪酸或橄欖油等油脂通過發(fā)酵法，制備3-羥基丁酸與3-鞋基己酸的共聚聚酯，用作生物降解性材料進(jìn)行了公開。如上所述，對生物降解性高分子材料的開發(fā)進(jìn)行了很多研究，公開了由各種原料，通過各種方法制造生物降解性高分子材料的方法，但是以往的方法中，從生物降解的容易性和用于膜或容器等中時(shí)必需的機(jī)械強(qiáng)度等兩方面考慮，在實(shí)用上要求的高分子材料的特性中，具有可以充分滿足的特性的生物降解性高分子材料還未被開發(fā)。因此，目前的現(xiàn)狀是，這些生物降解性材料的實(shí)用化還未充分進(jìn)行。專利文獻(xiàn)1:日本特開平4-335060號公才艮專利文獻(xiàn)2:日本特開平5-93049號公凈艮專利文獻(xiàn)3:日本特開平6-340753號公才艮專利文獻(xiàn)4:日本特開平7-102114號公報(bào)專利文獻(xiàn)5:日本特開平7-265065號公才艮專利文獻(xiàn)6:日本特開平7-285108號公凈艮專利文獻(xiàn)7:日本特開2000-72961號公才艮專利文獻(xiàn)8:日本特開2000-229312號公才艮專利文獻(xiàn)9:日本特開2000-229661號公凈艮專利文獻(xiàn)10:日本特開2000-327839號/>才艮專利文獻(xiàn)11'.日本特開2000-355008號/^才艮專利文獻(xiàn)12:日本特開2001-4卯98號公報(bào)專利文獻(xiàn)13:日本特開2001-79816號公報(bào)專利文獻(xiàn)14:日本特開2002-23262號公寺艮專利文獻(xiàn)15:日本特開2002-97301號公報(bào)專利文獻(xiàn)16:日本特開2002-167470號>才艮專利文獻(xiàn)17專利文獻(xiàn)18專利文獻(xiàn)19專利文獻(xiàn)20專利文獻(xiàn)21曰本特開2002-249981號公報(bào)曰本特開2004-299711號公報(bào)曰本特開2005-133224號公報(bào)曰本特開2006-142699號公報(bào)曰本特開2006-122317號公報(bào)非專利文獻(xiàn)1:M.Lemoigne,Ann.Inst.Pasteur,39，144,1925'
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于，提供具有生物降解性和機(jī)械強(qiáng)度兩方面的性質(zhì)、并且具有實(shí)用上優(yōu)異的特性的天然生物降解性原材料、由該天然生物降解性原材料制造的生物降解性膜或容器、以及用于制造該生物降解性原材料的粘合劑以及它們的制造方法。本發(fā)明人在為了解決上述問題而對由天然物質(zhì)制造生物降解性原材料進(jìn)行精心研究的過程中發(fā)現(xiàn)，以高粱淀粉等谷類淀粉作為培養(yǎng)原料，向該原料中添加屬于芽孢桿菌屬的微生物，并進(jìn)行培養(yǎng)，收集高分子粘合性物質(zhì)，由此可以得到具有在來自石油的高分子化合物中不存在的具有羥基的纖維素樣的性質(zhì)、并且具有聚丙烯樣的結(jié)構(gòu)的天然高分子物質(zhì)，通過將該天然高分子物質(zhì)作為粘合劑并向該天然高分子物質(zhì)中混合淀粉和/或貝殼粉末，可以得到具有與纖維素相當(dāng)?shù)纳锝到庑?、并且具有聚丙烯的特性的機(jī)械強(qiáng)度的生物降解性原材料，從而完成本發(fā)明。通過使用本發(fā)明的生物降解性原材料制造膜或容器，可以制造具有優(yōu)異的生物降解性、機(jī)械強(qiáng)度以及其它的實(shí)用上所需的特性的生物降解性膜或容器。作為本發(fā)明中使用的屬于芽孢桿菌屬的微生物，可以舉出枯草芽孑包桿菌(Bacillussubtilis)、短小芽胞桿菌(Bacilluspumilus)和蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis),優(yōu)選使用選自這些樣i生物中的至少2種的混合微生物，特別優(yōu)選使用選自枯草芽孢桿菌、短小芽胞桿菌、蘇云金芽孢桿菌中的3種的混合微生物。本發(fā)明中，優(yōu)選在發(fā)酵步驟中促進(jìn)菌類的增殖，并促進(jìn)孢子的形成，為了促進(jìn)菌類的增殖或孢子的形成，優(yōu)選添加硅酸或硅酸鎂。通過本發(fā)明的制備方法制備的天然高分子物質(zhì)，通過紅外吸收光譜分析(IR),顯示出羥基和聚丙烯基的吸收光譜(圖1)，推斷該天然高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)為，結(jié)構(gòu)單元分子式以(CnH^07)n表示、如式(l)所示的化合物。[化學(xué)式1]<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(1)式中，n表示正整數(shù)。于制造生物降解性天然原材料的粘合劑的方式。而且'，通過將該粘合劑與淀粉和/或貝殼粉末混合，并進(jìn)行成型，可以制造天然生物降解性膜或容器制造用生物降解性天然原材料。本發(fā)明中，通過使用該生物降解性天然原材料進(jìn)行成型，可以制造由天然原材料形成的生物降解性膜或容器。本發(fā)明中，制造生物降解性膜時(shí)，優(yōu)選相對于生物降解性原材料總重量，混合淀粉5-10重量％、貝殼粉末5~10重量％和本發(fā)明的粘合劑80~90重量%，并進(jìn)行成型。此外，制造生物降解性容器時(shí)，優(yōu)選相對于生物降解性原材料總重量，混合淀粉50~60重量％、貝殼粉末10~20重量％和下述[7]記載的粘合劑30~40重量％，并進(jìn)行成型。即，具體地說，本發(fā)明包括[l]用于形成生物降解性原材料的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，以谷類淀粉作為培養(yǎng)原料，向該原料中添加屬于芽孢桿菌屬的微生物，并進(jìn)行培養(yǎng)，收集通過紅外吸收光譜分析(IR)顯示出羥基和聚丙烯基的吸收光鐠的高分子粘合性物質(zhì)；[2]上述[1]記載的用于形成生物降解性原材料的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，谷類淀粉培養(yǎng)原料為高粱淀粉；[3]上述[1]記載的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，屬于芽孢桿菌屬的微生物是選自枯草芽孢桿菌(Bacillussubtilis)、短小芽胞桿菌(Bacilluspumilus)和蘇云金芽孢桿菌(Bacillusthuringiensis)中的至少2種的混合微生物；[4]上述[3]記載的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，屬于芽孢桿菌屬的微生物是選自枯草芽孢桿菌、短小芽胞桿菌和蘇云金芽孢桿菌中的3種的混合微生物；[5]上述[l]記載的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，在培養(yǎng)步驟中，添加硅酸或硅酸4美。此外，本發(fā)明包括[6]天然高分子物質(zhì)，其特征在于，通過上述[l]-[4]中任意一項(xiàng)記載的天然高分子物質(zhì)的制備方法制備，通過紅外吸收光譜分析[IR]顯示出鞋基和聚丙烯基的吸收光譜；[7]上述[6]記載的天然高分子物質(zhì)，其特征在于，天然高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)單元分子式以(CuH!607)n表示、如式(l)所示的化合物的推斷結(jié)構(gòu)式；[8]用于制造生物降解性天然原材料的粘合劑，其以上述[6]或[7]記載的天然高分子物質(zhì)作為主要成分；[9]用于制造天然生物降解性膜或容器的生物降解性天然原材料，其特征在于，在淀粉和/或貝殼粉末中混合上述[8]記載的粘合劑，并進(jìn)行成型；[10]上述[9]記載的用于制造天然生物降解性膜或容器的生物降解性天然原材料，其特征在于，淀粉是化學(xué)改性的淀粉。進(jìn)一步地，本發(fā)明包括[11]上述[9]或[10]記載的用于制造天然生物降解性膜或容器的生物降解性天然原材料，其特征在于，在貝殼粉末中混合上述[8]記載的粘合劑，并成型為顆粒狀；[12]由天然原材料形成的生物降解性膜或容器，其特征在于，在淀粉和貝殼粉末中混合上述[8]記載的粘合劑，并進(jìn)行成型；[13]上述[12]記載的由天然原材料形成的生物降解性膜，其特征在于，相對于生物降解性原材料總重量，混合淀粉510重量%、貝殼粉末5~10重量％和上述[8]記載的粘合劑80~90重量％,并進(jìn)行成型；[14]上述[12]記載的由天然原材料形成的生物降解性容器，其特征在于，相對于生物降解性原材料總重量，混合淀粉50~60重量％、貝殼粉末10~20重量％和上述[8]記載的粘合劑30~40重量％,并進(jìn)行成型。圖l是表示通過本發(fā)明制備的天然高分子物質(zhì)通過紅外吸收光譜分析(IR分析)得到的吸收光譜的圖。圖2是表示通過本發(fā)明制造的生物降解性天然原材料的NSFInternational(美國)的IS014855生物降解性試驗(yàn)結(jié)果的圖。具體實(shí)施例方式本發(fā)明包括以高梁淀粉等谷類淀粉為培養(yǎng)原料，向該原料中添加屬于芽孢桿菌屬的微生物并進(jìn)行培養(yǎng)，收集高分子粘合性物質(zhì)，由此制備用于形成生物降解性原材料的天然高分子物質(zhì)的方法。將該天然高分子物質(zhì)作為粘合劑，混合淀粉和/或貝殼粉末，并進(jìn)行成型，由此制造生物降解性天然原材料，通過將該生物降解性天然原材料成型，制造由天然原材料形成的生物降解性膜或容器。(培養(yǎng)原料)本發(fā)明中，作為培養(yǎng)原料，可以使用谷類淀粉。作為谷類淀4分，可以舉出高梁，玉米，米、大麥、小麥、黑麥等麥類，薏苡，豆類，稗子，小米等的淀粉，但是作為制備本發(fā)明的高分子粘合性物質(zhì)的培養(yǎng)原料，高梁淀粉是特別優(yōu)異的。本發(fā)明中用高梁淀粉作為培養(yǎng)原料時(shí)，可以在該高梁淀粉中適當(dāng)配合玉米淀粉、薯淀粉等其它的淀粉。(使用的微生物)本發(fā)明中，作為用于以高梁淀粉為培養(yǎng)原料、制備天然高分子物質(zhì)的微生物，使用屬于芽孢桿菌屬的微生物，作為該微生物，優(yōu)選使用選自枯草芽孢桿菌、短小芽胞桿菌和蘇云金芽孢桿菌中的至少2種以上的混合微生物，特別優(yōu)選使用選自枯草芽孢桿菌、短小芽胞桿菌和蘇云金芽孢桿菌中的3種的混合微生物。通過適當(dāng)調(diào)整這3種的混合微生物的混合比率，可以調(diào)整所制備的天然高分子物質(zhì)的特性。這些屬于芽孢桿菌屬的微生物是以往作為用于堆肥、污泥等的分解處理的微生物使用的微生物(日本特開2003-190993號公報(bào)、日本特開2003-342092號公報(bào)、日本特開2004-65190號公報(bào))，第三者可以容易地得到。(天然高分子物質(zhì)的制備)本發(fā)明中，制備天然高分子物質(zhì)時(shí)，通過以高梁淀粉為培養(yǎng)原料，向該原料中添加屬于芽孢桿菌屬的微生物，并進(jìn)行培養(yǎng)，收集高分子粘合性物質(zhì)來進(jìn)行。該培養(yǎng)所采用的條件基本上可以采用通常培養(yǎng)屬于芽孢桿菌屬的微生物的條件。本發(fā)明中，通過培養(yǎng)屬于芽孢桿菌屬的微生物來生產(chǎn)并收集天然高分子物質(zhì)，但是利用該屬于芽孢桿菌屬的微生物進(jìn)行的天然高分子物質(zhì)的生產(chǎn)，由于在該微生物培養(yǎng)過程中的孢子形成期產(chǎn)量高，所以優(yōu)選在促進(jìn)孢子形成的條件下進(jìn)行培養(yǎng)。作為該條件，在培養(yǎng)步驟中，向培養(yǎng)液中添加石圭酸或硅酸4美(珊瑚的化石粉或貝殼)。形成微生物孢子時(shí)，必需硅酸，鎂促進(jìn)微生物的增殖速度。因此，通過添加這些成分，可以促進(jìn)孢子形成。(天然高分子物質(zhì))通過本發(fā)明的制備方法制備的天然高分子物質(zhì)通過紅外吸收譜分析(IR)顯示出圖1的吸收光譜。該吸收光譜顯示出來自石油的合成高分子物質(zhì)中所不含有的纖維素樣的鞋基的存在導(dǎo)致的吸收。此外，顯示出表示聚丙烯基的存在的吸收。通過這些特征，本發(fā)明中制備的天然高分子物質(zhì)，使用具有與纖維素相當(dāng)?shù)纳锝到庑缘奶烊桓叻肿游镔|(zhì)制造的生物降解性天然原材料，可以具有類似于纖維素的透氣性。本發(fā)明中得到的天然高分子物質(zhì)可以作為以該物質(zhì)為主要成分的用于制造生物降解性天然原材料的粘合劑。推斷本發(fā)明的天然高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)為，結(jié)構(gòu)單元分子式以(CnE^07)n表示、如式(l)所示的化合物。<formula>formulaseeoriginaldocumentpage11</formula>式中，n表示正整數(shù)。(生物降解性原材料)本發(fā)明中，在本發(fā)明的粘合劑中混合淀粉和/或貝殼粉末，并進(jìn)行成型，制成用于制造天然生物降解性膜或容器的生物降解性天然原材料。該成型通常是成型為顆粒狀，但是也可以成型為粒狀或粉末狀。作為制造該生物降解性天然原材料時(shí)所混合的淀粉，可以使用玉米淀粉、馬鈴薯淀粉等合適的淀粉，但是優(yōu)選使用改變該淀粉的分子結(jié)構(gòu)、加工(改性)成具有網(wǎng)狀分子結(jié)構(gòu)的加工淀粉。作為該加工淀粉，可以舉出氧化淀粉、酯化淀粉、醚化淀粉和交聯(lián)淀粉等。貝殼粉末的添加通過添加作為貝殼的主要成分的碳酸鉤和硅酸4丐來進(jìn)行，添加貝殼粉末具有提高成型品的強(qiáng)度和質(zhì)感的效果。本發(fā)明中，制造生物降解性天然原材料時(shí)的淀粉、貝殼粉末和粘合劑的配合比率為表1所示的配合比率。表1<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>即，制造生物降解性膜時(shí)，相對于生物降解性原材料總重量，混合淀4分5~10重量％、貝殼粉末5~10%和本發(fā)明的粘合劑80~90重量％，并進(jìn)行成型。此外，制造生物降解性容器時(shí)，相對于生物降解性原材料總重量，混合淀粉50~60重量％、貝殼粉末10~20%和本發(fā)明的粘合劑30~40重量％，并進(jìn)行成型。(生物降解性膜和容器的制造)本發(fā)明中，生物降解性膜和容器的制造可以使用本發(fā)明的生物降解性原材料，通過公知的成型方法成型為膜或容器來實(shí)施。本發(fā)明中，雖然不特別限定，但是生物降解性原材料優(yōu)選在顆粒的狀態(tài)下制造。該生物降解性原材料的顆粒、或生物降解性膜的制造過程中，由于對生物降解性原材料的粉末進(jìn)行加熱、加壓并成型，具有將原料拉伸來進(jìn)行成型的特征，通過使用該成型方法，可以得到物性良好的成型制造品。作為本發(fā)明中使用的成型方法，在膜類的成型中，例如可以使用通過吹塑成型(4》7k—v3》成型)進(jìn)行的方法，在容器類的成型中，例如可以使用通過真空成型(盤類的成型)、真空壓空成型(真空圧空成型)(杯類的成型)進(jìn)行的方法。(生物降解性膜和容器的特征)本發(fā)明中制造的生物降解性膜和容器提供具有與纖維素相當(dāng)?shù)纳锝到庑?、并且具有帶有聚丙烯特性的機(jī)械強(qiáng)度特性、由天然原材料形成的生物降解性膜或容器。此外，本發(fā)明中制造的生物降解性膜和容器由于來自植物材料，可以得到來自石油的合成塑料所不具有的透氣性的制品。對于該透氣性，例如將本發(fā)明的膜、容器用于水果或蔬菜的包裝或容器中時(shí)，出內(nèi)部的乙烯氣體等，此外，還可以期^f寺膜或容器不易起霧的效果。因此，通過使用這種膜或容器，在商品的流通現(xiàn)場，可以延長商品的品嘗期限，此外利用該透氣性可以得到?jīng)]有必要實(shí)施防霧加工等實(shí)用上的效果。以下，通過實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行更具體的說明，但是本發(fā)明的技術(shù)范圍不被這些例子所限定。實(shí)施例1(天然高分子物質(zhì)的制備)使用高粱淀粉1kg作為培養(yǎng)原料，添加棗的果肉的磨碎物作為營養(yǎng)源，并添加水10~15wt%，向其中以大致相同的比率添加包括枯草芽孢桿菌、短小芽胞桿菌和蘇云金芽孢桿菌的3種的混合微生物作為培養(yǎng)微生物，在約4(TC的溫度條件下進(jìn)行培養(yǎng)。培養(yǎng)時(shí)，為了提高增殖速度、促進(jìn)孢子的形成，添加硅酸鎂(貝殼粉)約100g。開始培養(yǎng)后，經(jīng)過48小時(shí)后形成孢子，孢子的細(xì)胞壁被粘合性物質(zhì)覆蓋。通過將該狀態(tài)的物質(zhì)在6098。C的熱水或糖水中攪拌，可以得到物性穩(wěn)定的高粘性的高分子物質(zhì)。(天然高分子物質(zhì)的鑒定)制備得到的高分子物質(zhì)使用紅外吸收光譜分析(IR分析)進(jìn)行鑒定。吸收光譜如圖l所示。如圖中的吸收光譜所示，高分子物質(zhì)存在來自石油的合成塑料中所不含有的羥基的吸收，并且顯示出丙烯等烯烴的吸收，所以鑒定為具有纖維素那樣的OH基、并且具有聚丙烯那樣的結(jié)構(gòu)的新型高分子物質(zhì)。(生物降解性天然原材料的制造)將上述實(shí)施例中制備的天然高分子物質(zhì)作為粘合劑，制造生物降解性天然原材料。即，在玉米淀粉和薯淀粉的混合物1.2kg中混合貝殼粉末約100g，向其中混合由上述高分子物質(zhì)構(gòu)成的粘合劑約100~200g,將其在115~120。C下加熱、加壓成型，制成顆粒狀，從而制造用于制造容器的生物降解性天然原材料制造品。(生物降解性天然原材料的生物降解'f生試驗(yàn))使用上述生物降解性天然原材料制造品，進(jìn)行生物降解性試驗(yàn)。該生物降解性試驗(yàn)根據(jù)NSFInternational(美國)的ISO14855生物降解性試驗(yàn)進(jìn)行。結(jié)果如圖2所示。如圖2所示，通過本發(fā)明的實(shí)施例制造的生物降解性天然原材料在75天內(nèi)的生物降解率為77.8%，與對照材料纖維素的生物降解率的差異很小。與對照材料纖維素的生物降解率的差異很小以及各自的圖的傾斜度大致相同這些事實(shí)證明，本發(fā)明的生物降解性天然原材料與植物的主要成分纖維素的生物降解率和生物降解速度大致相同，本發(fā)明的生物降解性天然原材料具有優(yōu)異的生物降解性。實(shí)施例2使用上述實(shí)施例1中制造的生物降解性天然原材料，通過吹塑成型法成型為膜。該膜的成型通常采用12021(TC的條件進(jìn)行。對于采用該方法、在約210'C下通過雙軸拉伸制造的膜進(jìn)行以下的物性試驗(yàn)。(拉伸強(qiáng)度試驗(yàn))試驗(yàn)方法根據(jù)JISZ1702(1994包裝用聚乙烯膜)的7.5拉伸試驗(yàn)，對縱向和橫向算出測定5次的平均值。其中，試驗(yàn)速度為500mm/min,試驗(yàn)室的溫度、濕度根據(jù)JISK7100，溫度為23士2。C、濕度為50±5%。結(jié)果結(jié)果如表2所示。如表所示，使用本發(fā)明的生物降解性天然原材料制造的膜表現(xiàn)出與聚乙烯膜相當(dāng)?shù)膬?yōu)異的拉伸強(qiáng)度。表2<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table>(透氣試驗(yàn))試驗(yàn)方法JISK7126(塑料膜和片的透氣度試驗(yàn)方法試驗(yàn)方法的種類A法(差壓法)、試驗(yàn)溫度23士2。C)。結(jié)果結(jié)果如表3所示。如表所示，使用本發(fā)明的生物降解性天然原材料制造的膜具有優(yōu)異的透氣性。<table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>(耐熱、耐冷試馬全)試驗(yàn)方法將樣品在保持于下述溫度條件下的恒溫槽中靜置1小時(shí)，取出并放置30分鐘后，通過目視判定外觀變化并通過指觸判定變形。溫度條件130°C、140°C、150°C、-30°C、-40°C、-50。C的6個條件。結(jié)果如下所述，表現(xiàn)出優(yōu)異的耐熱性和耐冷性。13(TC:外觀、指觸都無變化、變形。140°C:無外觀變化，但是通過指觸確認(rèn)有輕微變形。150°C:無外觀變化、但是通過指觸確認(rèn)有變形。-30°C:外觀、指觸都無變化、變形。-40°C:外觀、指觸都無變化、變形。-50°C:外觀、指觸都無變化、變形。工業(yè)實(shí)用性通過使用本發(fā)明的生物降解性天然原材料，可以提供具有與纖維素相當(dāng)?shù)纳锝到庑?、并且具有帶有聚丙烯特性的機(jī)械強(qiáng)度特性、由天然原材料形成的生物降解性膜或容器。這些生物降解性膜或容器，可以兼具以往難以實(shí)現(xiàn)的這些成型品在實(shí)用上要求的生物降解性和機(jī)械強(qiáng)度兩方面的特性，對于生物降解性膜或容器的實(shí)用化開辟了廣闊的道路。此外，本發(fā)明的生物降解性天然原材料基于其特性，可以提供可以具有上述特性的同時(shí)具有透氣性、并且具有作為特別是用于食品類的容器或包裝材料優(yōu)異的特性的容器或包裝材料。權(quán)利要求1.用于形成生物降解性原材料的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，以谷類淀粉作為培養(yǎng)原料，向該原料中添加屬于芽孢桿菌屬的微生物，并進(jìn)行培養(yǎng)，收集通過紅外吸收光譜分析(IR)顯示出羥基和聚丙烯基的吸收光譜的高分子粘合性物質(zhì)。2.如權(quán)利要求1所述的用于形成生物降解性原材料的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，谷類淀粉培養(yǎng)原料為高粱淀粉。3.如權(quán)利要求1所述的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，屬于芽孢桿菌屬的微生物是選自枯草芽孢桿菌、短小芽胞桿菌和蘇云金芽孢桿菌中的至少2種的混合微生物。4.如權(quán)利要求3所述的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，屬于芽孢桿菌屬的微生物是選自枯草芽孢桿菌、短小芽胞桿菌和蘇云金芽孢桿菌中的3種的混合微生物。5.如權(quán)利要求l所述的天然高分子物質(zhì)的制備方法，其特征在于，在培養(yǎng)屬于芽孢桿菌屬的微生物的步驟中，添加硅酸或硅酸鎂。6.天然高分子物質(zhì)，其特征在于，通過權(quán)利要求1~4中任意一項(xiàng)所述的天然高分子物質(zhì)的制備方法制備，通過紅外吸收光譜分析(IR)顯示出羥基和聚丙烯基的吸收光譜。7.如權(quán)利要求6所述的天然高分子物質(zhì)，其特征在于，天然高分子物質(zhì)的結(jié)構(gòu)具有結(jié)構(gòu)單元分子式以(CnHi607)n表示、如式(l)所示的化合物的推斷結(jié)構(gòu)式，化學(xué)式l式中，n表示正整數(shù)。8.用于制造生物降解性天然原材料的粘合劑，其以權(quán)利要求6或7所述的天然高分子物質(zhì)作為主要成分。9.用于制造天然生物降解性膜或容器的生物降解性天然原材料，其特征在于，在淀粉和/或貝殼粉末中混合權(quán)利要求8所述的粘合劑，并進(jìn)4于成型。10.如權(quán)利要求9所述的用于制造天然生物降解性膜或容器的生物降解性天然原材料，其特征在于，淀粉是化學(xué)改性的淀粉。11.如權(quán)利要求9或IO所述的用于制造天然生物降解性膜或容器的生物降解性天然原材料，其特征在于，在貝殼粉末中混合權(quán)利要求8所述的粘合劑，并成型為顆粒狀。12.由天然原材料形成的生物降解性膜或容器，其特征在于，在淀粉和貝殼粉末中混合權(quán)利要求8所述的粘合劑，并進(jìn)行成型。13.如權(quán)利要求12所述的由天然原材料形成的生物降解性膜，其特征在于，相對于生物降解性原材料總重量，混合淀粉5~10重量％、貝殼粉末5~10重量％和權(quán)利要求8所述的粘合劑80~90重量％，并進(jìn)行成型。14.如權(quán)利要求12所述的由天然原材料形成的生物降解性容器，其特征在于，相對于生物降解性原材料總重量，混合淀粉5060重量%、貝殼粉末10~20重量％和權(quán)利要求8所述的粘合劑30~40重量％，并進(jìn)行成型。全文摘要本發(fā)明提供具有生物降解性和機(jī)械強(qiáng)度兩方面性質(zhì)的天然生物降解性原材料、由該天然的生物降解性原材料制造的生物降解性膜或容器、用于制造該生物降解性原材料的粘合劑以及它們的制造方法。以高粱淀粉等谷類淀粉作為培養(yǎng)原料，向該原料中添加屬于芽孢桿菌屬的微生物，并進(jìn)行培養(yǎng)，收集高分子粘合性物質(zhì)，由此可以得到具有在來自石油的高分子化合物中不存在的具有羥基的纖維素樣的性質(zhì)且具有聚丙烯樣的結(jié)構(gòu)的天然高分子物質(zhì)。通過以該天然高分子物質(zhì)作為粘合劑、在其中混合淀粉和/或貝殼粉末，可以得到具有與纖維素相當(dāng)?shù)纳锝到庑?、并且具有帶有聚丙烯特性的機(jī)械強(qiáng)度的生物降解性原材料。使用該生物降解性原材料制造的膜或容器具有優(yōu)異的生物降解性和機(jī)械強(qiáng)度兩方面的性質(zhì)。文檔編號C07G99/00GK101541971SQ200780043089公開日2009年9月23日申請日期2007年11月26日優(yōu)先權(quán)日2006年11月30日發(fā)明者佐藤圣子申請人:佐藤圣子