生分解性樹脂成形体の製造法
【課題】成形体の使用後に微生物の働きによって水と二酸化炭素に分解される生分解性ポリエステルの中でも特に結晶化の遅いＰ３ＨＡの欠点である結晶化の遅さを改善し、成形加工性、加工速度を向上させること。
【解決手段】微生物により生産される、式（１）：［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１〜１５の整数である。）で示される繰り返し単位からなる脂肪族ポリエステル系重合体（ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート））を含む生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練して成形体に成形する際に、加熱溶融混練した後の成形機出口での残存結晶量を近赤外分光法によるスペクトルにより確認し、前記成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように前記成形機出口での残存結晶量を調整する生分解性樹脂成形体の製造法により上記課題が解決される。
【解決手段】微生物により生産される、式（１）：［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１〜１５の整数である。）で示される繰り返し単位からなる脂肪族ポリエステル系重合体（ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート））を含む生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練して成形体に成形する際に、加熱溶融混練した後の成形機出口での残存結晶量を近赤外分光法によるスペクトルにより確認し、前記成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように前記成形機出口での残存結晶量を調整する生分解性樹脂成形体の製造法により上記課題が解決される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性ポリエステル系樹脂成形体の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄プラスチックが引き起こす環境問題がクローズアップされ、地球規模での循環型社会の実現が切望される中で、使用後、微生物の働きによって水と二酸化炭素に分解される生分解性プラスチックが注目を集めている。
【０００３】
これらの生分解性プラスチックの大部分は、脂肪族ポリエステルである。ポリエステルは、一般に結晶化速度が遅いが、なかでも脂肪族ポリエステルは結晶化が遅く、ポリヒドロキシアルカノエート（以下、ＰＨＡと略称する。）はさらに結晶化が遅い（非特許文献１。）。
【０００４】
ＰＨＡの代表例として、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）（以下、Ｐ３ＨＢと略称する。）が挙げられる。Ｐ３ＨＢは、ＰＨＡのなかでは、比較的結晶化は速いが、融点と加工温度が近く成形加工温度幅が小さいため、成形加工が難しく、成形加工条件の精密な制御が求められている。また、硬くてもろい性質を有するため、ヒドロキシバリレートやヒドロキシヘキサノエートと共重合させ、柔軟性を持たせることが試みられている。特に、ヒドロキシヘキサノエートとの共重合体は、柔軟性が高く、耐加水分解性、ガスバリヤー性等に優れるため実用面での期待が大きいが、成形加工時に溶融状態からの固化が遅くて加工が困難になり、加工できたとしても、ラインスピードなどが遅くなり、成形加工の生産性が悪いという欠点がある。
【０００５】
そこで、ポリエステルの結晶化速度を改善するために、種々の結晶核剤の添加が検討されている。従来知られている結晶核剤としては、例えば、特定のポリエステルに対し、Ｚｎ粉末、Ａｌ粉末、グラファイト、カーボンブラックなどの無機単体；ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ａ１2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＭｎＯ2、ＳｉＯ2、Ｆｅ3Ｏ4などの金属酸化物；窒化アルミ、窒化珪素、窒化チタン、窒化ホウ素などの窒化物；Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣｏ3、ＣａＳＯ4、ＣａＳｉＯ3、ＢａＳＯ4、Ｃａ3（ＰＯ4）3などの無機塩；タルク、カオリン、クレー、白土などの粘土類；シュウ酸カルシウム、シュウ酸ナトリウム、安息香酸カルシウム、フタル酸カルシウム、酒石酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ポリアクリル酸塩などの有機塩類；ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの高分子化合物などを添加することが開示されている（特許文献１）。
【０００６】
また、ＰＨＡの結晶核剤として、タルク、微粒化雲母、窒化ホウ素、炭酸カルシウムが挙げられ、より効果的なものとして、有機ホスホン酸もしくは有機ホスフィン酸またはそれらのエステル、或いはそれらの酸もしくはエステルの誘導体、及び周期律表の第Ｉ−Ｖ族の金属の酸化物、水酸化物及び飽和または不飽和カルボン酸塩などの金属化合物が開示されている（特許文献２）。
【０００７】
また、ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）（略称：Ｐ３ＨＡ）類であるポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）（略称：ＰＨＢＨ）を用いた例としては、ポリヒドロキシブチレートなどの、より高い融解温度を有するＰＨＡを添加することで、結晶化速度が速くなることが開示されている（例えば、特許文献３、４）。
【０００８】
さらに、ＰＨＡ等の結晶状態について、赤外分光法、近赤外分光法により、結晶構造に由来するピークを解析することで、結晶状態を分析することが可能であることが報告されている（非特許文献２、３）。また、それぞれの結晶化ピークがＰＨＡ等のどの構造に由来するものであるかについても報告されている。しかし、これらの報告は、静止状態での加熱、冷却にともなう結晶溶融化、及び結晶化状態に関する報告であり、実際の樹脂加工における溶融混練状態での残存結晶量、結晶化速度、さらにはそれらを利用した加工について報告された例はなく、実質的に効果の高い手段は未だ見出されていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１２６４９６号公報
【特許文献２】特開平３−２４１５１号公報
【特許文献３】国際公開第０２／５０１５６号パンフレット
【特許文献４】米国特許第５６９３３８９号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】"Biopolymers"volume 4, Polyesters III Applications and Commercial Products, WILEY-VCE, p67
【非特許文献２】Harumi Satoら,Macromolecules, 37, 7203-7213（2004）
【非特許文献３】Yun Huら, Macromolecules, 39, 3841-3847（2006）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、成形体の使用後に微生物の働きによって水と二酸化炭素に分解される生分解性ポリエステルの中でも特に結晶化の遅いＰ３ＨＡの欠点である結晶化の遅さを改善し、成形加工性、加工速度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、Ｐ３ＨＡ等の結晶性の生分解性樹脂を含む樹脂組成物が溶融混練状態から成形加工される際に、加熱溶融混練時の残存結晶量を確認し、その後成形された成形体の結晶化速度と関連付け、成形条件を調整することにより、成形体の加工性が改良できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、
（i）微生物により生産される、下記式（１）
［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］ （１）
（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１〜１５の整数である。）
で示される繰り返し単位からなる脂肪族ポリエステル系重合体（以下、ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）：略称 Ｐ３ＨＡ）を含む生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練して成形体に成形する際に、加熱溶融混練した後の成形機出口での残存結晶量を近赤外分光法によるスペクトルにより確認し、前記成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように前記成形機出口での残存結晶量を調整することを特徴とする生分解性樹脂成形体の製造法、
【００１４】
（ii）前記Ｐ３ＨＡが、前記式（１）中のｎが１である繰り返し単位と、ｎが３である繰り返し単位とからなるポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）（略称：ＰＨＢＨ）である（i）に記載の生分解性樹脂成形体の製造法、
【００１５】
（iii）前記ＰＨＢＨの繰り返し単位の組成比〔ポリ（３−ヒドロキシブチレート）／ポリ（３−ヒドロキシヘキサノエート）〕が、８０／２０〜９９／１（ｍｏｌ／ｍｏｌ）である（ii）に記載の生分解性樹脂成形体の製造法、
【００１６】
（iv）近赤外分光法によるスペクトルが、前記生分解性樹脂組成物を溶融混練後、成形機出口に設置されたセルで測定されたスペクトルである（i）〜（iii）のいずれかに記載の生分解性樹脂成形体の製造法、
【００１７】
（v）近赤外分光法によるスペクトルが、前記生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練後、成形機出口に設置されたセルで測定されたスペクトルと、残存結晶微小状態でのスペクトルとの差スペクトルである（i）〜（iii）のいずれかに記載の生分解性樹脂成形体の製造法、
に関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、結晶核剤等を添加する必要がないことから、生分解性を損なうことなくＰ３ＨＡの結晶化の速度が著しく改善され、成形加工性、加工速度を向上することができる。また、成形加工条件の精密な制御が可能となり、Ｐ３ＨＢ等の成形加工温度幅の小さな樹脂についても、成形加工性、加工速度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の残存結晶量のオンライン近赤外分析を行う装置の概略を示す模式図であり、（ｂ）は本発明のサンプリングしたストランドの近赤外オンライン分析を行う装置の概略を示す模式図である。
【図２】各実施例及び各比較例において、波長がおよそ４６００ｃｍ-1〜４８００ｃｍ-1における残存結晶量のオンライン近赤外分析結果を示した図である。
【図３】比較例１のスペクトルを基準として算出した実施例１〜３および比較例２の差スペクトルのうち、波長がおよそ４６００ｃｍ-1〜４８００ｃｍ-1の部分を示した図である。
【図４】各実施例及び各比較例において、波長がおよそ５０５０ｃｍ-1〜５２００ｃｍ-1における残存結晶量のオンライン近赤外分析結果を示した図である。
【図５】比較例１のスペクトルを基準として算出した実施例１〜３および比較例２の差スペクトルのうち、波長がおよそ５０５０ｃｍ-1〜５２００ｃｍ-1の部分を示した図である。
【図６】実施例１において押出されたストランドの近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線の経時変化を示した図である。
【図７】実施例２において押出されたストランドの近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線の経時変化を示した図である。
【図８】実施例３において押出されたストランドの近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線の経時変化を示した図である。
【図９】比較例１において押出されたストランドの近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線の経時変化を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。本発明の生分解性樹脂成形体の製造法は、微生物により生産される、式（１）：［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１〜１５の整数である。）、で示される繰り返し単位からなる脂肪族ポリエステル系重合体（以下、ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）：略称Ｐ３ＨＡ）を含む生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練して成形体にする際に、加熱溶融混練した後の成形機出口での残存結晶量を近赤外分光法によるスペクトルにより確認し、前記成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように前記成形機出口での残存結晶量を調整することを特徴とする。
【００２１】
本発明に用いられるポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）（略称：Ｐ３ＨＡ）は、微生物から生産されるものであり、式（１）：［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１以上１５以下の整数である。）で示される繰り返し単位を有する脂肪族ポリエステル系重合体である。
【００２２】
Ｐ３ＨＡを生産する微生物としては、Ｐ３ＨＡ類生産能を有する微生物であれば特に限定されない。例えば、ヒドロキシブチレートとその他のヒドロキシアルカノエートとの共重合体生産菌としては、３−ヒドロキシブチレートと３−ヒドロキシバリレートをモノマーユニットとする共重合体（以下、「ＰＨＢＶ」と略称する。）およびポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート（以下、「ＰＨＢＨ」と略称する。）生産菌であるアエロモナス・キヤビエ（Ａｅｒｏｍｏｎａｓ ｃａｖｉａｅ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−４−ヒドロキシブチレート）生産菌であるアルカリゲネス・ユートロファス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｅｕｔｒｏｐｂｕｓ）などが知られている。特に、ＰＨＢＨに関し、ＰＨＢＨの生産性を上げるために、ＰＨＡ合成酵素群の遺伝子を導入したアルカリゲネス・ユートロファス ＡＣ３２株（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ ＡＣ３２， ＦＥＲＭ ＢＰ−６０３８）（Ｊ．Ｂａｔｅｒｉｏｌ．，１７９，ｐ４８２１−４８３０（１９９７））などがより好ましく、これらの微生物を適切な条件で培養して菌体内にＰＨＢＨを蓄積させた微生物菌体が用いられる。
【００２３】
本発明で使用するＰ３ＨＡの重量平均分子量としては、成形性と物性のバランス観点から５０，０００〜３０００，０００が好ましく、１００，０００〜１５００，０００がより好ましい。なお、ここでの重量平均分子量は、クロロホルム溶離液を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用い、ポリスチレン換算分子量分布より測定されたものをいう。
【００２４】
本発明で使用するＰ３ＨＡとしては、前記式（１）において、アルキル基（Ｒ）のｎが１で示される繰り返し単位からなるもの、またはｎが１で示される繰り返し単位とｎが２、３、５および７の少なくとも１種で示される繰り返し単位からなるものが好ましく、ｎが１で示される繰り返し単位およびｎが３で示される繰り返し単位からなるものがより好ましい。Ｐ３ＨＡの具体例としては、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）（略称：Ｐ３ＨＢ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）（略称：ＰＨＢＨ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシバリレート）（略称：ＰＨＢＶ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−４−ヒドロキシブチレート）（略称：Ｐ３ＨＢ４ＨＢ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシオクタノエート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシオクタデカノエート）などが挙げられる。これらなかでも、工業的に生産が容易であるものとして、Ｐ３ＨＢ、ＰＨＢＨ、ＰＨＢＶ、Ｐ３ＨＢ４ＨＢが挙げられる。
【００２５】
このうち、繰り返し単位の組成比を変えることで、融点、結晶化度を変化させ、ヤング率、耐熱性などの物性を変化させることができ、ポリプロピレンとポリエチレンとの間の物性を付与することが可能であること、また上記したように工業的に生産が容易であり、物性的に有用なプラスチックであるという観点から、前記式（１）において、アルキル基（Ｒ）のｎが１である繰り返し単位とｎが３である繰り返し単位とからなる、ＰＨＢＨが好ましい。
【００２６】
また、ＰＨＢＨの繰り返し単位の組成比は、柔軟性と強度のバランスの観点から、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）／ポリ（３−ヒドロキシヘキサノエート）の組成比が８０／２０以上９９／１以下（ｍｏｌ／ｍｏｌ）であることが好ましく、７５／１５以上９７／３以下（ｍｏ１／ｍｏ１）であることがより好ましい。その理由は、柔軟性の点から９９／１以下が好ましく、また樹脂が適度な硬度を有する点で８０／２０以上が好ましいからである。
【００２７】
また、ＰＨＢＶは、３−ヒドロキシブチレート（３ＨＢ）成分と３−ヒドロキシバレレート（３ＨＶ）成分の比率によって融点、ヤング率などが変化するが、３ＨＢ成分と３ＨＶ成分が共結晶化するため結晶化度は５０％以上と高く、ポリ３−ヒドロキシブチレート（Ｐ３ＨＢ）に比べれば柔軟ではあるが、破壊伸びは５０％以下と低い傾向にある。
【００２８】
微生物が産生するＰ３ＨＡは、脂肪族ポリエステルの中でも特に結晶化速度が遅いため、本発明のような加工法を用いることがとりわけ有効である。また、Ｐ３ＨＡは、好気性、嫌気性何れの環境下での生分解性にも優れ、燃焼時には有毒ガスを発生しない。とりわけ、ＰＨＢＨは、原料として石油由来のものを使用せず、植物原料を使用しており、地球上の二酸化炭素を増大させない、つまりカーボンニュートラルであるという優れた特徴を有している点でも好ましい。また、本発明は、非生分解性の結晶核剤を添加することがなく、Ｐ３ＨＡの優れた生分解性を損ねないという利点がある。
【００２９】
なお、本発明における生分解性樹脂組成物は、上記Ｐ３ＨＡ成分の他に、酸化防止剤；紫外線吸収剤；染料、顔料などの着色剤；可塑剤；滑剤；無機充填剤；または帯電防止剤などの他の成分を含有してもよい。これらの他の成分の添加量としては、前記Ｐ３ＨＡにおける残存結晶成分による作用及びスペクトル測定を損なわない程度であればよく、特に限定はない。
【００３０】
本発明の生分解性樹脂成形体の製造法について、以下に例示する。
本発明の生分解性樹脂成形体の製造法における加工法としては、例えば、公知のものでよく、押出成形、射出成形、フイルム成形、ブロー成形、繊維の紡糸、押出発泡成形、ビーズ発泡成形などが挙げられる。
【００３１】
本発明では、例えば押出成形の場合、溶融混練後その押出成形機の出口において、押し出される直前の溶融状態の樹脂組成物の近赤外スペクトルをオンラインでモニタリングし（第１のオンライン近赤外スペクトル）、そのスペクトルそのもの、及び／又は、そのスペクトルと残存結晶量が微小状態であると考えられるスペクトルとの差スペクトルをとり、そのスペクトルの結晶構造に由来するピーク（第１の結晶化ピーク）の状態を観察することで、残存結晶の有無や、残存結晶量の大小を確認する。続いて、室温条件下、押出成形された成形体をガラス板等に挟み、その冷却、結晶化過程を第２の近赤外スペクトルで追跡して成形体の結晶化状態をオンラインでモニタリングする（第２のオンライン近赤外スペクトル）。そして、成形体の近赤外分光法による結晶化ピーク（第２の結晶化ピーク）が成形直後から２００秒以内に観察されるように押出成形機の出口における残存結晶量を調整する。ここで、第２の結晶化ピークとは、第２のオンライン近赤外スペクトルの二次微分曲線においてそのスペクトルの結晶構造に由来するピークを意味する。
【００３２】
尚、本発明で「残存結晶量が微小状態である」または「残存結晶微小状態」とは、溶融混練後、成形された成形体が、成形直後を基準として６０分以上結晶化、固化しない状態をいい、近赤外スペクトルでは、例えば後述の比較例１の図９に示すように観察される場合をいう。また、結晶化しない状態とは結晶化ピーク（第２の結晶化ピーク）が観察されない状態をいい、固化しない状態とは成形体の表面同士が融着しない状態をいう。
【００３３】
このように、Ｐ３ＨＡを含む樹脂組成物の結晶化状態をオンラインでモニタリングして、その残存結晶量をコントロールし、前記樹脂組成物を加熱溶融混練後、押出成形される状態で樹脂組成物中にその結晶を残存させることにより、得られる成形体中のＰ３ＨＡの結晶化速度を高めることができる。特に、ＰＨＢＨは柔軟性、保存安定性、その他の特性において優れ、実用的な使用が期待される一方で、その結晶化速度が遅いという欠点を有するが、本発明に係る製造法を採用することで、前記欠点が改善され、ＰＨＢＨを含む樹脂組成物の成形加工性、加工速度を向上することができる。
【００３４】
また、加熱溶融混練後の近赤外分光法によるスペクトル、及び／または、差スペクトルにより残存結晶量を確認し、Ｐ３ＨＡを含む樹脂組成物の成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内、好ましくは６０秒以内、さらに好ましくは３０秒以内に観察される場合に、Ｐ３ＨＡを含む樹脂組成物の成形体の結晶化速度を著しく向上できる。結晶化ピークが２００秒以内に観察されない場合は、Ｐ３ＨＡの結晶化速度が低下し、成形加工性を損なう傾向にある。
尚、差スペクトルは、残存結晶量の変化が小さい場合に用いると有効である。
【００３５】
押出成形以外の成形方法の場合においても、溶融混練状態を実現する装置の出口（例えば、射出成形の場合はノズルの出口）において、残存結晶量を確認し、その後の各成形体において、同様に結晶化ピークが成形直後から２００秒以内、好ましくは６０秒以内、さらに好ましくは３０秒以内に観察される場合に、Ｐ３ＨＡを含む樹脂組成物の成形体の結晶化速度を著しく向上できる。
【００３６】
ストランドの押出成形の場合を具体的に説明すると、押出成形機出口に設置されたセルで近赤外分光法によるスペクトルをオンラインでモニタリングし（第１のオンライン近赤外スペクトル）、該スペクトルにより樹脂組成物中の残存結晶量を解析し、押出温度、フィード量、ラインスピード、スクリュー回転数などの成形条件を変えることで、成形体中のＰ３ＨＡの結晶化ピーク（第２の結晶化ピーク）が成形直後から２００秒以内に観察されるように押出成形機出口における前記樹脂組成物中の残存結晶量を調整する。例えば、後述のように押出温度を低く設定すると、所定の結晶化ピーク高さが大きくなる、即ち、押出成形機出口での樹脂組成物中の残存結晶量を多くすることができ、結晶化速度を改善することができる。また、一概には言えないが、フィード量を小さくしたり、またスクリュー回転数を低くすると、低剪断となるため樹脂温度が低くなり、押出成形機出口での樹脂組成物中の残存結晶量を大きくすることができ、その結果、得られる成形体の結晶化速度を改善することができる。
【００３７】
特にＰＨＢＨを含む樹脂組成物の押出成形の場合であれば、押出成形機出口で得られた近赤外スペクトル（第１のオンライン近赤外スペクトル）、または、そのスペクトルと結晶微小状態との差スペクトルにおける４６７０ｃｍ-1と、５１７０ｃｍ-1（いずれも第１の結晶化ピーク）に注目して残存結晶量を確認するとともに、得られた成形体（例えば、押出成形されたストランド）の近赤外分光法による結晶化ピーク、特に二次微分した曲線より結晶化ピークとして５１２０ｃｍ-1（第２の結晶化ピーク）に注目し、その結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように、前述の押出機出口での残存結晶量を調整することで、得られる成形体の結晶化速度を改善することができる。
【００３８】
尚、４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1に注目するのは、これらがＰＨＢＨ中に存在する結晶に特有のピークを示す波長であるからである（非特許文献２、３参照）。また、二次微分した曲線より結晶化ピークとして５１２０ｃｍ-1に注目するのは同様にＰＨＢＨの結晶に特有のピークを示す波長だからである。また非結晶化状態の指標として５１５０ｃｍ-1に着目してもよい。
【００３９】
上記のように、ストランドの押出成形の場合を例に説明したが、成形体の形状に合わせてセルの形状を調製することができ、例えばチューブの押出成形の場合であれば中空状のセルを用いることで同様に行うことができる。
【００４０】
本発明に従って得られた成形体は、例えば、異形品、チューブ、食器類、各種ボード、シート、フイルム類、各種ボトル、不織布、織物、各種発泡成形体などとして好適に使用される。
【実施例】
【００４１】
以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例において「部」や「％」は重量基準である。
【００４２】
（製造例） ３−ヒドロキシヘキサノエート（３ＨＨ）含有率１２ｍｏｌ％のポリ−３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート（ＰＨＢＨ）の作製
＜遺伝子挿入用プラスミドベクターの作製＞
挿入用ＤＮＡとしてＡ．ｃａｖｉａｅのｐｈａＣのプロモーターおよびリボソーム結合部位を含む塩基配列からなるＤＮＡを次のように作製した。Ａ．ｃａｖｉａｅのゲノムＤＮＡをテンプレートとして配列番号１および配列番号２で示されるプライマーを用いて、ＰＣＲを行った。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、（２）９８℃で１５秒、６０℃で３０秒、６８℃で２０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−（ＴＯＹＯＢＯ製）を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片を末端リン酸化およびＥｃｏＲＩ消化した。このＤＮＡ断片をＰＡｃ−５Ｐ＋Ｅｃｏとした。
【００４３】
次に、特開２００８−０２９２１８号公報の段落［００３８］に記載のＫＮＫ−００５ＡＳ株の染色体ＤＮＡのｂｋｔＢ遺伝子の開始コドン直前をＤＮＡ挿入部位と設定し、以下の手順で該遺伝子の開始コドンより上流側の塩基配列からなるＤＮＡを作製した。
【００４４】
特開２００８−０２９２１８号公報の段落［００３６］に記載のＫＮＫ−００５株のゲノムＤＮＡを鋳型ＤＮＡの供給源として、配列番号３および配列番号４で示されるプライマーを用いてＰＣＲを行い、ｂｋｔＢ遺伝子の開始コドンより上流の塩基配列からなるＤＮＡを得た。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、（２）９８℃で１５秒、６４℃で３０秒、６８℃で３０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片を制限酵素ＢａｍＨＩおよびＥｃｏＲＩで２酵素同時消化した。このＤＮＡ断片をＰｂｋｔＢ−Ｂａｍ＋Ｅｃｏとした。
【００４５】
ＰＡｃ−５Ｐ＋ＥｃｏおよびＰｂｋｔＢ−Ｂａｍ＋Ｅｃｏをライゲーションし、ライゲート液中に生成したＤＮＡを鋳型ＤＮＡとして配列番号３および配列番号２で示されるプライマーを用いてＰＣＲを行った。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、９８℃で１５秒、６０℃で３０秒、６８℃で５０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片を末端リン酸化およびＢａｍＨＩ消化した。このＤＮＡ断片をｂＰａｃ−５Ｐ＋Ｂａｍとした。
【００４６】
次に、該遺伝子の開始コドンより下流側の塩基配列からなるＤＮＡを作製した。ＫＮＫ−００５株のゲノムＤＮＡを鋳型ＤＮＡの供給源として、配列番号５および配列番号６で示されるプライマーを用いてＰＣＲを行い、ｂｋｔＢ遺伝子の開始コドンより下流側の塩基配列からなるＤＮＡを得た。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、（２）９８℃で１５秒、６４℃で３０秒、６８℃で３０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片を末端リン酸化およびＣｌａＩ消化した。このＤＮＡ断片をＯＲＦ−５Ｐ＋Ｃｌａとした。
【００４７】
ｂＰａｃ−５Ｐ＋ＢａｍとＯＲＦ−５Ｐ＋Ｃｌａをライゲーションし、ライゲート液中に生成したＤＮＡを鋳型ＤＮＡとして配列番号３および配列番号６で示されるプライマーを用いてＰＣＲを行った。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、（２）９８℃で１５秒、６０℃で３０秒、６８℃で１分３０秒、を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片をＢａｍＨＩおよびＣｌａＩで２酵素同時消化した。このＤＮＡ断片を、ベクターｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ ＩＩ ＫＳ（−）（ＴＯＹＯＢＯ製）の同制限酵素で消化した部位にサブクローニングした。得られたベクターをｂＡＯ／ｐＢｌｕとした。ＡＰＰＬＩＥＤ ＢＩＯＳＹＳＴＥＭＳ社製のＤＮＡシークエンサー３１３０ｘｌ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて塩基配列を決定し、鋳型としたＤＮＡの塩基配列と同一であることを確認した。
【００４８】
続いて、特開２００８−０２９２１８号公報［００３７］に記載のｐＳＡＣＫｍを制限酵素ＮｏｔＩで処理することによってカナマイシン耐性遺伝子およびｓａｃＢ遺伝子を含む約５．７ｋｂのＤＮＡ断片を切り出した。これを、ｂＡＯ／ｐＢｌｕの同酵素で切断した部位に挿入して遺伝子破壊・挿入用プラスミドｂＡＯ／ｐＢｌｕ／ＳａｃＢ−Ｋｍを作製した。
【００４９】
＜遺伝子挿入株Ｐａｃ−ｂｋｔＢ／ＡＳ株の作製＞
次に、ＫＮＫ−００５ＡＳ株を親株としてｂＡＯ／ｐＢｌｕ／ＳａｃＢ−Ｋｍを用いてｂｋｔＢ遺伝子の開始コドン直前にｐｈａＣのプロモーターおよびリボソーム結合部位を含む塩基配列からなるＤＮＡが挿入された菌株を作製した。遺伝子挿入用プラスミドｂＡＯ／ｐＢｌｕ／ＳａｃＢ−Ｋｍで大腸菌Ｓ１７−１株（ＡＴＣＣ４７００５）を形質転換した。得られた形質転換体をＫＮＫ−００５ＡＳ株とＮｕｔｒｉｅｎｔ Ａｇａｒ培地（Ｄｉｆｃｏ社製）上で混合培養して接合伝達を行った。２５０ｍｇ／Ｌのカナマイシンを含むシモンズ寒天培地（クエン酸ナトリウム２ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム５ｇ／Ｌ、硫酸マグネシウム・７水和物０．２ｇ／Ｌ、リン酸二水素アンモニウム１ｇ／Ｌ、リン酸水素二カリウム１ｇ／Ｌ、寒天１５ｇ／Ｌ、ｐＨ６．８）上で生育してきた菌株を選択して、プラスミドがＫＮＫ−００５ＡＳ株の染色体上に組み込まれた株を取得した。この株をＮｕｔｒｉｅｎｔ Ｂｒｏｔｈ培地（Ｄｉｆｃｏ社製）で２世代培養した後、１５％のシュークロースを含むＮｕｔｒｉｅｎｔ Ａｇａｒ培地上に希釈して塗布し、生育してきた菌株を選択して２回目の組換えが生じた株を取得した。さらにＰＣＲによる解析により所望の遺伝子挿入株を単離した。
【００５０】
この遺伝子挿入株をＰａｃ−ｂｋｔＢ／ＡＳ株と命名し、ＤＮＡシークエンサー３１３０ｘｌ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて塩基配列を決定し、ｂｋｔＢ遺伝子の開始コドン直前にｐｈａＣのプロモーターおよびリボソーム結合部位を含む塩基配列からなるＤＮＡが挿入された株であることを確認した。
【００５１】
＜ｃｃｒ遺伝子のクローニング及び発現ユニット構築＞
クロトニル−ＣｏＡを、３ＨＨモノマーの前駆体であるブチリル−ＣｏＡに変換する酵素をコードするｃｃｒ遺伝子を、ストレプトマイセス・シンナモネンシス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｃｉｎｎａｍｏｎｅｎｓｉｓ）Ｏｋａｍｉ株（ＤＳＭ １０４２）の染色体ＤＮＡからクローニングした。配列番号７及び配列番号８記載のＤＮＡをプライマーとしＰＣＲを行った。その条件は（１）９８℃で２分、（２）９４℃で１０秒、５５℃で２０秒、６８℃で９０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで増幅した断片を精製後、制限酵素ＢａｍＨＩ及びＡｆｌＩＩで切断した。ＥＥ３２ｄ１３断片（Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．、１７９、４８２１（１９９７））を、ｐＵＣ１９ベクターのＥｃｏＲＩ部位にサブクローニングし、このプラスミドをＢｇｌＩＩとＡｆｌＩＩで切断し、ＢａｍＨＩ及びＡｆｌＩＩ断片としたｃｃｒ遺伝子と断片を置換することによってｃｃｒ発現ユニットを構築した。
【００５２】
＜ｐｈａＣ遺伝子のクローニング及び発現ユニット調製＞
配列番号１１を含むｐｈａＣ発現ユニットをＳｐｅＩ断片として調製した。特開２００７−２２８８９４号公報の段落［００３１］に記載のＨＧ：：ＰＲｅ−Ｎ１４９Ｓ／Ｄ１７１Ｇ−Ｔ／ｐＢｌｕを鋳型とし、配列番号９と配列番号１０に示すＤＮＡをプライマーとしてＰＣＲを行った。その条件は（１）９８℃で２分、（２）９４℃で１０秒、５５℃で３０秒、６８℃で２分を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで増幅した断片を精製後、制限酵素ＳｐｅＩで切断して発現ユニットを調製した。
【００５３】
発現ベクターｐＣＵＰ２−６３１は以下のようにして構築した。Ｃ．ｎｅｃａｔｏｒにおける発現ベクター構築用のプラスミドベクターとしては、国際公開第０７／０４９７１６号パンフレットの段落［００４１］に記載のｐＣＵＰ２を用いた。まず同パンフレット記載の実施例７で構築したｃｃｒ遺伝子発現ユニットをＥｃｏＲＩ処理により切り出し、この断片をＭｕｎＩで切断したｐＣＵＰ２と連結した。次に同パンフレット記載の実施例８で作製したｐｈａＣ発現ユニットをＳｐｅＩ断片として調製し、ｃｃｒ遺伝子発現ユニットを含むｐＣＵＰ２のＳｐｅＩ部位に挿入してｐＣＵＰ２−６３１ベクターを構築した。
【００５４】
＜形質転換体の作製＞
ｐＣＵＰ２−６３１ベクターの種々の細胞への導入は以下のように電気導入によって行った。遺伝子導入装置はＢｉｏｒａｄ社製のジーンパルサーを用い、キュベットは同じくＢｉｏｒａｄ社製のｇａｐ０．２ｃｍを用いた。キュベットに、コンピテント細胞４００μｌと発現ベクター２０μｌを注入してパルス装置にセットし、静電容量２５μＦ、電圧１．５ｋＶ、抵抗値８００Ωの条件で電気パルスをかけた。パルス後、キュベット内の菌液をＮｕｔｒｉｅｎｔＢｒｏｔｈ培地（ＤＩＦＣＯ社製）で３０℃、３時間振とう培養し、選択プレート（ＮｕｔｒｉｅｎｔＡｇａｒ培地（ＤＩＦＣＯ社製）、カナマイシン１００ｍｇ／Ｌ）で、３０℃にて２日間培養して、生育してきた形質転換体を取得した。
【００５５】
＜形質転換体の培養＞
上記で作製した形質転換体の培養を行った。前培地の組成は１％（ｗ／ｖ）Ｍｅａｔ−ｅｘｔｒａｃｔ、１％（ｗ／ｖ）Ｂａｃｔｏ−Ｔｒｙｐｔｏｎ、０．２％（ｗ／ｖ）Ｙｅａｓｔ−ｅｘｔｒａｃｔ、０．９％（ｗ／ｖ）Ｎａ2ＨＰＯ4・１２Ｈ2Ｏ、および、０．１５％（ｗ／ｖ）ＫＨ2ＰＯ4で、ｐＨ６．７に調整した。
【００５６】
ポリエステル生産培地の組成は１．１％（ｗ／ｖ）Ｎａ2ＨＰＯ4・１２Ｈ2Ｏ、０．１９％（ｗ／ｖ）ＫＨ2ＰＯ4、０．６％（ｗ／ｖ）（ＮＨ4）2ＳＯ4、０．１％（ｗ／ｖ）ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．５％（ｖ／ｖ）微量金属塩溶液（０．１Ｎ塩酸に１．６％（ｗ／ｖ）ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ、１％（ｗ／ｖ）ＣａＣｌ2・２Ｈ2Ｏ、０．０２％（ｗ／ｖ）ＣｏＣｌ2・６Ｈ2Ｏ、０．０１６％（ｗ／ｖ）ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ、０．０１２％（ｗ／ｖ）ＮｉＣｌ2・６Ｈ2Ｏ、０．０１％（ｗ／ｖ）ＣｒＣｌ3・６Ｈ2Ｏを溶かしたもの。）とした。炭素源としてＰＫＯＯ（Ｐａｌｍ ｋｅｒｎｅｌ ｏｌｅｉｎ、パーム核油オレイン画分）を流加する流加培養にて行った。
【００５７】
それぞれの形質転換体のグリセロールストックを前培地に接種して２０時間培養し、２．５Ｌのポリエステル生産培地を入れた５Ｌジャーファーメンター（丸菱バイオエンジ製、ＭＤ−５００型）に１０％（ｖ／ｖ）接種した。運転条件は、培養温度２８℃、攪拌速度４２０ｒｐｍ、通気量０．６ｖｖｍとし、ｐＨは６．６から６．８の間でコントロールした。コントロールには１４％のアンモニア水を使用した。培養は６５時間まで行った。培養後遠心分離によって菌体を回収し、メタノールで洗浄後、凍結乾燥し、ＰＨＢＨを得た。
【００５８】
生産されたポリエステルの３ＨＨ組成分析は以下のようにガスクロマトグラフィーによって測定した。乾燥ＰＨＢＨの約２０ｍｇに２ｍｌの硫酸−メタノール混液（１５：８５）と２ｍｌのクロロホルムを添加して密栓し、１００℃で１４０分間加熱して、ＰＨＢＨ分解物のメチルエステルを得た。冷却後、これに１．５ｇの炭酸水素ナトリウムを少しずつ加えて中和し、炭酸ガスの発生が止まるまで放置した。４ｍｌのジイソプロピルエーテルを添加してよく混合した後、遠心して、上清中のＰＨＢＨ分解物のモノマーユニット組成をキャピラリーガスクロマトグラフィーにより分析した。ガスクロマトグラフは島津製作所社製のＧＣ−１７Ａ、キャピラリーカラムはＧＬサイエンス社製のＮＥＵＴＲＡ ＢＯＮＤ−１（カラム長２５ｍ、カラム内径０．２５ｍｍ、液膜厚０．４μｍ）を用いた。キャリアガスとしてＨｅを用い、カラム入口圧１００ｋＰａとし、サンプルは１μｌを注入した。温度条件は、初発温度１００から２００℃まで８℃／分の速度で昇温、さらに２００から２９０℃まで３０℃／分の速度で昇温した。上記条件にて分析した結果、３ＨＨ比率が１２％のＰＨＢＨであった。また分子量は、ＧＰＣの測定より約７０万であった。
【００５９】
以上のようにして得られたＰＨＢＨを下記の要領で押出成形機によりストランドを成形した。まず、その概略を説明する。尚、装置の概略図を図１（ａ）に示す。
（混練機出口での残存結晶量の近赤外オンラインモニタリング）
混練機として単軸押出機１（ＲＸ−２０、Ｒｉｋｕａ Ｙｏｋｏｈａｍａ Ｊａｐａｎ、Ｌ／Ｄ＝２５、モーター設定回転数：２０ｒｐｍ）を使用した。ただし、通常のダイに換えて、近赤外分光セル２を設けた内径φ８ｍｍのノズル３を用いた。また、近赤外分光セル２として、サファイヤー製の近赤外分光セルを用い、光ファイバー４で近赤外分析装置５に接続し、近赤外スペクトルを取得、解析した。近赤外分析装置５は、ＦＴ−ＮＩＲスペクトロメーター（Ａｎａｌｅｃｔ ＦＩＲ１０００、Ｙｏｋｏｇａｗａ）を使用した。また、当該押出機１はバレルの中ほど２ヵ所（モーター１１側８：Ｃ１、ノズル側９：Ｃ２）、フランジ１０、ノズル３、近赤外分光セル２において温度の設定が可能であり、樹脂温度は、セル近傍の樹脂温度計６で測定した。これら近赤外分析装置関連の詳細については、公知文献（Ｍａｓａｈｉｒｏ Ｗａｔａｒｉら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、５８（２）、２４８（２００４））に示されているものを応用した。
【００６０】
単軸押出機出口、即ち押出機先端のノズル部分に設置された近赤外分光セル２により、押出機スクリューにより溶融混練された後にノズル部よりストランド状に押し出しされる直前の溶融樹脂を直接オンラインで近赤外スペクトル分析により樹脂中の残存結晶量を解析した（第１のオンラインスペクトル）。得られた近赤外スペクトルにおいて、結晶を示す特性ピークは、４６７０ｃｍ-1と、５１７０ｃｍ-1に注目して、押出機の出口における樹脂組成物中の残存結晶量を確認した。即ち、残存結晶量は近赤外スペクトル吸収強度が高い場合に多いと判断した。
【００６１】
（残存結晶微小状態、近赤外の差スペクトル）
溶融混練後、上記のようにして押出成形された外径φ８ｍｍのストランド７が６０分以上、結晶化、固化しない条件を残存結晶微小状態とした。前述の近赤外オンラインモニタリングで得られたスペクトルについて、残存結晶微小状態と考えられるスペクトルとの差スペクトルをとり、残存結晶量を確認した。具体的には、残存結晶量は、差スペクトルにおいて吸収強度が高い場合は残存結晶量が多く、差スペクトルにおいて吸収強度が低い場合は少ないと判断した。
【００６２】
（押出ストランドの近赤外オンラインモニタリング）
単軸押出機１より押し出しされたストランド７をダイス出口直近でサンプリングした後、サンプリングしたストランド７’をガラスプレート２０で２ｍｍ厚みに挟み込み、図示しない透過型近赤外分光プローブを取付けたガラスプレート２０を光ファイバー４’で近赤外分析装置５’に接続し、オンラインで近赤外スペクトル（第２のオンライン近赤外スペクトル）を分析することで、結晶化挙動を追跡し、解析した。近赤外分析装置５’として、押出機出口での残存結晶量の近赤外オンラインモニタリングと同型の装置を使用して別途測定した。当該装置の概略を図１（ｂ）に示す。得られた近赤外スペクトルを二次微分した曲線より、非特許文献２、３の知見を応用し、非結晶化（アモルファス）ピークとして５１５０ｃｍ-1、結晶化ピークとして５１２０ｃｍ-1（第２の結晶化ピーク）を用いて解析した。具体的には、成形直後から測定を開始して、その後近赤外スペクトルを経時的に測定し、得られた近赤外スペクトルの二次微分曲線を求め、５１５０ｃｍ-1、５１２０ｃｍ-1におけるピークの有無を確認し、成形直後から２００秒以内にアモルファスピークが消失し、結晶化ピークが生じるか否かを確認した。
【００６３】
（押出ストランドの目視観察）
結晶化・固化時間の確認のため、単軸押出機１より押し出され、サンプリングされたストランド７’をお互いに接触させ、表面が融着するかどうかで結晶状態を目視で観察した。ストランド内部は表面よりも早期に固化するため、表面同士が融着しないものを結晶化したものとみなし、ストランドに成形した直後からその表面同士が融着しなくなるまでの時間を結晶化時間とした。
【００６４】
（連続押出成形）
このようにして、成形体が所定期間内に結晶化・固化することを確認し、このときの第１の結晶化ピークの示す残存結晶量になるように第１のオンライン近赤外スペクトルをモニタリングしながら成形条件を制御することにより、所望のストランドを連続生産することができる。
【００６５】
（実施例１〜３、比較例１、２）
具体例を以下に示す。
製造例で得られた３ＨＨ組成比率が１２ｍｏｌ％であるＰＨＢＨを使用し、上述の単軸押出機１を用いて表１に示す各種条件で外径φ８ｍｍのストランド７を成形するとともに、単軸押出機１のノズル３に設けたセル２で、近赤外スペクトルを近赤外分析装置５によりオンラインで取得した（第１のオンライン近赤外スペクトル）。また、同時にセル近傍に設けた樹脂温度計６で溶融樹脂の温度を測定した。また、得られたストランド７’の近赤外スペクトルを近赤外分析装置５’によりオンラインで取得するとともに（第２のオンライン近赤外スペクトル）、目視によりストランドの結晶化挙動を観察した。近赤外スペクトルの分析結果および観察結果の概略を表２に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
また、図２は、各実施例及び各比較例において、波長が４６００ｃｍ-1〜４８００ｃｍ-1における残存結晶量のオンライン近赤外分析結果を示した図であり、図４は、各実施例及び各比較例において、波長が５０５０ｃｍ-1〜５２００ｃｍ-1における残存結晶量のオンライン近赤外分析結果を示した図である。また、残存結晶微小状態である比較例１（ノズル設定１６０℃、樹脂温度１７２℃）のスペクトルを基準として算出した実施例１〜３および比較例２の差スペクトルを図３、５に示す。さらに、押出されたストランド７’の結晶化挙動について、実施例１〜３および比較例１の近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線をそれぞれ図６〜９に示す。尚、比較例２は比較例１と同様な曲線が得られたため図は省略した。
【００６９】
図２、４から、各実施例および比較例における成形機出口での樹脂温度が高くなると残存結晶量を示す４６７０ｃｍ-1および５１７０ｃｍ-1の近辺のピーク強度が低下する傾向にある。また、図３、５から比較例１を基準とした差スペクトルにおいては、実施例１及び２では、実施例３並びに比較例２に比べ、押出機出口における差スペクトルでの４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1のピーク強度が高いことから、押出機出口での残存結晶量が大きいことがわかる。また実施例１および２においてそれぞれ図６、７に示すように、得られたストランドの近赤外スペクトルを二次微分した曲線より、５１２０ｃｍ-1の結晶化ピークを用いて解析すると、該結晶化ピークが成形直後から３０秒以内に観察され、押出ストランド結晶化の目視観察においてもストランドに成形した直後から７５秒で表面が融着しなくなり、結晶化がはやく進行することが確認された。これにより結晶核剤を用いなくとも、結晶核剤を用いた場合と同等の結晶化速度を実現できることが分かる。
【００７０】
また図２〜５に示すように、実施例３では、オンライン近赤外スペクトル（図２、４）及び差スペクトル（図３、５）での４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1のピーク強度が実施例１及び２よりも低いが、差スペクトルにおいて、基準とした比較例１（残存結晶微小状態）よりも大きいことから、押出機出口で残存結晶は存在することが分かる。また実施例３の場合、表１に示すようにその結晶化時間が実施例１及び２より長くなるが、得られたストランドの近赤外スペクトルを二次微分した５１２０ｃｍ-1の結晶化ピークは成形直後から６０秒以内に観察され（図８）、また、押出ストランド結晶化の目視観察においても、ストランドに成形した直後から約１５分で表面が融着しなくなり、結晶化が進行することが確認された。従って本発明によりＰ３ＨＡを含む樹脂組成物の加工速度が向上することが分かる。
【００７１】
一方図２、４に示すように、比較例１、２においては、成形機出口におけるオンライン近赤外スペクトルでの４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1のピーク強度が実施例３よりさらに低くなり、また図３、５に示すように、比較例２の差スペクトルでの４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1のピーク強度が基準となる比較例１より低くなった。さらに、比較例１においては、得られたストランドの近赤外スペクトルを二次微分した５１２０ｃｍ-1の結晶化ピークが成形直後から６０分以上経過後も観察されず（図９）、また、押出ストランドの結晶化の目視観察においても、ストランドに成形した直後から７５分以上経過しても結晶化が進行しなかった（表２）。このことから、押出機出口での残存結晶がほとんど存在しないことが想定され、比較例１を残存結晶微小状態として、差スペクトルの基準とした。またこのように、成形機出口で樹脂組成物が残存結晶微小状態にあると、得られるストランドの結晶化（固化）が殆ど進行しないことから、樹脂の成形加工性、加工速度が著しく低下することがわかる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 単軸押出機
２ 近赤外分光セル
３ ノズル
４、４’ 光ファイバー
５、５’ 近赤外分析装置
６ 樹脂温度計
７、７’ ストランド
８ Ｃ１
９ Ｃ２
１０ フランジ
１１ モーター
２０ ガラスプレート
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性ポリエステル系樹脂成形体の製造法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、廃棄プラスチックが引き起こす環境問題がクローズアップされ、地球規模での循環型社会の実現が切望される中で、使用後、微生物の働きによって水と二酸化炭素に分解される生分解性プラスチックが注目を集めている。
【０００３】
これらの生分解性プラスチックの大部分は、脂肪族ポリエステルである。ポリエステルは、一般に結晶化速度が遅いが、なかでも脂肪族ポリエステルは結晶化が遅く、ポリヒドロキシアルカノエート（以下、ＰＨＡと略称する。）はさらに結晶化が遅い（非特許文献１。）。
【０００４】
ＰＨＡの代表例として、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）（以下、Ｐ３ＨＢと略称する。）が挙げられる。Ｐ３ＨＢは、ＰＨＡのなかでは、比較的結晶化は速いが、融点と加工温度が近く成形加工温度幅が小さいため、成形加工が難しく、成形加工条件の精密な制御が求められている。また、硬くてもろい性質を有するため、ヒドロキシバリレートやヒドロキシヘキサノエートと共重合させ、柔軟性を持たせることが試みられている。特に、ヒドロキシヘキサノエートとの共重合体は、柔軟性が高く、耐加水分解性、ガスバリヤー性等に優れるため実用面での期待が大きいが、成形加工時に溶融状態からの固化が遅くて加工が困難になり、加工できたとしても、ラインスピードなどが遅くなり、成形加工の生産性が悪いという欠点がある。
【０００５】
そこで、ポリエステルの結晶化速度を改善するために、種々の結晶核剤の添加が検討されている。従来知られている結晶核剤としては、例えば、特定のポリエステルに対し、Ｚｎ粉末、Ａｌ粉末、グラファイト、カーボンブラックなどの無機単体；ＺｎＯ、ＭｇＯ、Ａ１2Ｏ3、ＴｉＯ2、ＭｎＯ2、ＳｉＯ2、Ｆｅ3Ｏ4などの金属酸化物；窒化アルミ、窒化珪素、窒化チタン、窒化ホウ素などの窒化物；Ｎａ2ＣＯ3、ＣａＣＯ3、ＭｇＣｏ3、ＣａＳＯ4、ＣａＳｉＯ3、ＢａＳＯ4、Ｃａ3（ＰＯ4）3などの無機塩；タルク、カオリン、クレー、白土などの粘土類；シュウ酸カルシウム、シュウ酸ナトリウム、安息香酸カルシウム、フタル酸カルシウム、酒石酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、ポリアクリル酸塩などの有機塩類；ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの高分子化合物などを添加することが開示されている（特許文献１）。
【０００６】
また、ＰＨＡの結晶核剤として、タルク、微粒化雲母、窒化ホウ素、炭酸カルシウムが挙げられ、より効果的なものとして、有機ホスホン酸もしくは有機ホスフィン酸またはそれらのエステル、或いはそれらの酸もしくはエステルの誘導体、及び周期律表の第Ｉ−Ｖ族の金属の酸化物、水酸化物及び飽和または不飽和カルボン酸塩などの金属化合物が開示されている（特許文献２）。
【０００７】
また、ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）（略称：Ｐ３ＨＡ）類であるポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）（略称：ＰＨＢＨ）を用いた例としては、ポリヒドロキシブチレートなどの、より高い融解温度を有するＰＨＡを添加することで、結晶化速度が速くなることが開示されている（例えば、特許文献３、４）。
【０００８】
さらに、ＰＨＡ等の結晶状態について、赤外分光法、近赤外分光法により、結晶構造に由来するピークを解析することで、結晶状態を分析することが可能であることが報告されている（非特許文献２、３）。また、それぞれの結晶化ピークがＰＨＡ等のどの構造に由来するものであるかについても報告されている。しかし、これらの報告は、静止状態での加熱、冷却にともなう結晶溶融化、及び結晶化状態に関する報告であり、実際の樹脂加工における溶融混練状態での残存結晶量、結晶化速度、さらにはそれらを利用した加工について報告された例はなく、実質的に効果の高い手段は未だ見出されていないのが現状である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平７−１２６４９６号公報
【特許文献２】特開平３−２４１５１号公報
【特許文献３】国際公開第０２／５０１５６号パンフレット
【特許文献４】米国特許第５６９３３８９号明細書
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】"Biopolymers"volume 4, Polyesters III Applications and Commercial Products, WILEY-VCE, p67
【非特許文献２】Harumi Satoら,Macromolecules, 37, 7203-7213（2004）
【非特許文献３】Yun Huら, Macromolecules, 39, 3841-3847（2006）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、成形体の使用後に微生物の働きによって水と二酸化炭素に分解される生分解性ポリエステルの中でも特に結晶化の遅いＰ３ＨＡの欠点である結晶化の遅さを改善し、成形加工性、加工速度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討を行った結果、Ｐ３ＨＡ等の結晶性の生分解性樹脂を含む樹脂組成物が溶融混練状態から成形加工される際に、加熱溶融混練時の残存結晶量を確認し、その後成形された成形体の結晶化速度と関連付け、成形条件を調整することにより、成形体の加工性が改良できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１３】
即ち、本発明は、
（i）微生物により生産される、下記式（１）
［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］ （１）
（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１〜１５の整数である。）
で示される繰り返し単位からなる脂肪族ポリエステル系重合体（以下、ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）：略称 Ｐ３ＨＡ）を含む生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練して成形体に成形する際に、加熱溶融混練した後の成形機出口での残存結晶量を近赤外分光法によるスペクトルにより確認し、前記成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように前記成形機出口での残存結晶量を調整することを特徴とする生分解性樹脂成形体の製造法、
【００１４】
（ii）前記Ｐ３ＨＡが、前記式（１）中のｎが１である繰り返し単位と、ｎが３である繰り返し単位とからなるポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）（略称：ＰＨＢＨ）である（i）に記載の生分解性樹脂成形体の製造法、
【００１５】
（iii）前記ＰＨＢＨの繰り返し単位の組成比〔ポリ（３−ヒドロキシブチレート）／ポリ（３−ヒドロキシヘキサノエート）〕が、８０／２０〜９９／１（ｍｏｌ／ｍｏｌ）である（ii）に記載の生分解性樹脂成形体の製造法、
【００１６】
（iv）近赤外分光法によるスペクトルが、前記生分解性樹脂組成物を溶融混練後、成形機出口に設置されたセルで測定されたスペクトルである（i）〜（iii）のいずれかに記載の生分解性樹脂成形体の製造法、
【００１７】
（v）近赤外分光法によるスペクトルが、前記生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練後、成形機出口に設置されたセルで測定されたスペクトルと、残存結晶微小状態でのスペクトルとの差スペクトルである（i）〜（iii）のいずれかに記載の生分解性樹脂成形体の製造法、
に関する。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、結晶核剤等を添加する必要がないことから、生分解性を損なうことなくＰ３ＨＡの結晶化の速度が著しく改善され、成形加工性、加工速度を向上することができる。また、成形加工条件の精密な制御が可能となり、Ｐ３ＨＢ等の成形加工温度幅の小さな樹脂についても、成形加工性、加工速度を向上することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】（ａ）は本発明の残存結晶量のオンライン近赤外分析を行う装置の概略を示す模式図であり、（ｂ）は本発明のサンプリングしたストランドの近赤外オンライン分析を行う装置の概略を示す模式図である。
【図２】各実施例及び各比較例において、波長がおよそ４６００ｃｍ-1〜４８００ｃｍ-1における残存結晶量のオンライン近赤外分析結果を示した図である。
【図３】比較例１のスペクトルを基準として算出した実施例１〜３および比較例２の差スペクトルのうち、波長がおよそ４６００ｃｍ-1〜４８００ｃｍ-1の部分を示した図である。
【図４】各実施例及び各比較例において、波長がおよそ５０５０ｃｍ-1〜５２００ｃｍ-1における残存結晶量のオンライン近赤外分析結果を示した図である。
【図５】比較例１のスペクトルを基準として算出した実施例１〜３および比較例２の差スペクトルのうち、波長がおよそ５０５０ｃｍ-1〜５２００ｃｍ-1の部分を示した図である。
【図６】実施例１において押出されたストランドの近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線の経時変化を示した図である。
【図７】実施例２において押出されたストランドの近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線の経時変化を示した図である。
【図８】実施例３において押出されたストランドの近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線の経時変化を示した図である。
【図９】比較例１において押出されたストランドの近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線の経時変化を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明につき、さらに詳細に説明する。本発明の生分解性樹脂成形体の製造法は、微生物により生産される、式（１）：［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１〜１５の整数である。）、で示される繰り返し単位からなる脂肪族ポリエステル系重合体（以下、ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）：略称Ｐ３ＨＡ）を含む生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練して成形体にする際に、加熱溶融混練した後の成形機出口での残存結晶量を近赤外分光法によるスペクトルにより確認し、前記成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように前記成形機出口での残存結晶量を調整することを特徴とする。
【００２１】
本発明に用いられるポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）（略称：Ｐ３ＨＡ）は、微生物から生産されるものであり、式（１）：［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１以上１５以下の整数である。）で示される繰り返し単位を有する脂肪族ポリエステル系重合体である。
【００２２】
Ｐ３ＨＡを生産する微生物としては、Ｐ３ＨＡ類生産能を有する微生物であれば特に限定されない。例えば、ヒドロキシブチレートとその他のヒドロキシアルカノエートとの共重合体生産菌としては、３−ヒドロキシブチレートと３−ヒドロキシバリレートをモノマーユニットとする共重合体（以下、「ＰＨＢＶ」と略称する。）およびポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート（以下、「ＰＨＢＨ」と略称する。）生産菌であるアエロモナス・キヤビエ（Ａｅｒｏｍｏｎａｓ ｃａｖｉａｅ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−４−ヒドロキシブチレート）生産菌であるアルカリゲネス・ユートロファス（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｅｕｔｒｏｐｂｕｓ）などが知られている。特に、ＰＨＢＨに関し、ＰＨＢＨの生産性を上げるために、ＰＨＡ合成酵素群の遺伝子を導入したアルカリゲネス・ユートロファス ＡＣ３２株（Ａｌｃａｌｉｇｅｎｅｓ ｅｕｔｒｏｐｈｕｓ ＡＣ３２， ＦＥＲＭ ＢＰ−６０３８）（Ｊ．Ｂａｔｅｒｉｏｌ．，１７９，ｐ４８２１−４８３０（１９９７））などがより好ましく、これらの微生物を適切な条件で培養して菌体内にＰＨＢＨを蓄積させた微生物菌体が用いられる。
【００２３】
本発明で使用するＰ３ＨＡの重量平均分子量としては、成形性と物性のバランス観点から５０，０００〜３０００，０００が好ましく、１００，０００〜１５００，０００がより好ましい。なお、ここでの重量平均分子量は、クロロホルム溶離液を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）を用い、ポリスチレン換算分子量分布より測定されたものをいう。
【００２４】
本発明で使用するＰ３ＨＡとしては、前記式（１）において、アルキル基（Ｒ）のｎが１で示される繰り返し単位からなるもの、またはｎが１で示される繰り返し単位とｎが２、３、５および７の少なくとも１種で示される繰り返し単位からなるものが好ましく、ｎが１で示される繰り返し単位およびｎが３で示される繰り返し単位からなるものがより好ましい。Ｐ３ＨＡの具体例としては、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）（略称：Ｐ３ＨＢ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）（略称：ＰＨＢＨ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシバリレート）（略称：ＰＨＢＶ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−４−ヒドロキシブチレート）（略称：Ｐ３ＨＢ４ＨＢ）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシオクタノエート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシオクタデカノエート）などが挙げられる。これらなかでも、工業的に生産が容易であるものとして、Ｐ３ＨＢ、ＰＨＢＨ、ＰＨＢＶ、Ｐ３ＨＢ４ＨＢが挙げられる。
【００２５】
このうち、繰り返し単位の組成比を変えることで、融点、結晶化度を変化させ、ヤング率、耐熱性などの物性を変化させることができ、ポリプロピレンとポリエチレンとの間の物性を付与することが可能であること、また上記したように工業的に生産が容易であり、物性的に有用なプラスチックであるという観点から、前記式（１）において、アルキル基（Ｒ）のｎが１である繰り返し単位とｎが３である繰り返し単位とからなる、ＰＨＢＨが好ましい。
【００２６】
また、ＰＨＢＨの繰り返し単位の組成比は、柔軟性と強度のバランスの観点から、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）／ポリ（３−ヒドロキシヘキサノエート）の組成比が８０／２０以上９９／１以下（ｍｏｌ／ｍｏｌ）であることが好ましく、７５／１５以上９７／３以下（ｍｏ１／ｍｏ１）であることがより好ましい。その理由は、柔軟性の点から９９／１以下が好ましく、また樹脂が適度な硬度を有する点で８０／２０以上が好ましいからである。
【００２７】
また、ＰＨＢＶは、３−ヒドロキシブチレート（３ＨＢ）成分と３−ヒドロキシバレレート（３ＨＶ）成分の比率によって融点、ヤング率などが変化するが、３ＨＢ成分と３ＨＶ成分が共結晶化するため結晶化度は５０％以上と高く、ポリ３−ヒドロキシブチレート（Ｐ３ＨＢ）に比べれば柔軟ではあるが、破壊伸びは５０％以下と低い傾向にある。
【００２８】
微生物が産生するＰ３ＨＡは、脂肪族ポリエステルの中でも特に結晶化速度が遅いため、本発明のような加工法を用いることがとりわけ有効である。また、Ｐ３ＨＡは、好気性、嫌気性何れの環境下での生分解性にも優れ、燃焼時には有毒ガスを発生しない。とりわけ、ＰＨＢＨは、原料として石油由来のものを使用せず、植物原料を使用しており、地球上の二酸化炭素を増大させない、つまりカーボンニュートラルであるという優れた特徴を有している点でも好ましい。また、本発明は、非生分解性の結晶核剤を添加することがなく、Ｐ３ＨＡの優れた生分解性を損ねないという利点がある。
【００２９】
なお、本発明における生分解性樹脂組成物は、上記Ｐ３ＨＡ成分の他に、酸化防止剤；紫外線吸収剤；染料、顔料などの着色剤；可塑剤；滑剤；無機充填剤；または帯電防止剤などの他の成分を含有してもよい。これらの他の成分の添加量としては、前記Ｐ３ＨＡにおける残存結晶成分による作用及びスペクトル測定を損なわない程度であればよく、特に限定はない。
【００３０】
本発明の生分解性樹脂成形体の製造法について、以下に例示する。
本発明の生分解性樹脂成形体の製造法における加工法としては、例えば、公知のものでよく、押出成形、射出成形、フイルム成形、ブロー成形、繊維の紡糸、押出発泡成形、ビーズ発泡成形などが挙げられる。
【００３１】
本発明では、例えば押出成形の場合、溶融混練後その押出成形機の出口において、押し出される直前の溶融状態の樹脂組成物の近赤外スペクトルをオンラインでモニタリングし（第１のオンライン近赤外スペクトル）、そのスペクトルそのもの、及び／又は、そのスペクトルと残存結晶量が微小状態であると考えられるスペクトルとの差スペクトルをとり、そのスペクトルの結晶構造に由来するピーク（第１の結晶化ピーク）の状態を観察することで、残存結晶の有無や、残存結晶量の大小を確認する。続いて、室温条件下、押出成形された成形体をガラス板等に挟み、その冷却、結晶化過程を第２の近赤外スペクトルで追跡して成形体の結晶化状態をオンラインでモニタリングする（第２のオンライン近赤外スペクトル）。そして、成形体の近赤外分光法による結晶化ピーク（第２の結晶化ピーク）が成形直後から２００秒以内に観察されるように押出成形機の出口における残存結晶量を調整する。ここで、第２の結晶化ピークとは、第２のオンライン近赤外スペクトルの二次微分曲線においてそのスペクトルの結晶構造に由来するピークを意味する。
【００３２】
尚、本発明で「残存結晶量が微小状態である」または「残存結晶微小状態」とは、溶融混練後、成形された成形体が、成形直後を基準として６０分以上結晶化、固化しない状態をいい、近赤外スペクトルでは、例えば後述の比較例１の図９に示すように観察される場合をいう。また、結晶化しない状態とは結晶化ピーク（第２の結晶化ピーク）が観察されない状態をいい、固化しない状態とは成形体の表面同士が融着しない状態をいう。
【００３３】
このように、Ｐ３ＨＡを含む樹脂組成物の結晶化状態をオンラインでモニタリングして、その残存結晶量をコントロールし、前記樹脂組成物を加熱溶融混練後、押出成形される状態で樹脂組成物中にその結晶を残存させることにより、得られる成形体中のＰ３ＨＡの結晶化速度を高めることができる。特に、ＰＨＢＨは柔軟性、保存安定性、その他の特性において優れ、実用的な使用が期待される一方で、その結晶化速度が遅いという欠点を有するが、本発明に係る製造法を採用することで、前記欠点が改善され、ＰＨＢＨを含む樹脂組成物の成形加工性、加工速度を向上することができる。
【００３４】
また、加熱溶融混練後の近赤外分光法によるスペクトル、及び／または、差スペクトルにより残存結晶量を確認し、Ｐ３ＨＡを含む樹脂組成物の成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内、好ましくは６０秒以内、さらに好ましくは３０秒以内に観察される場合に、Ｐ３ＨＡを含む樹脂組成物の成形体の結晶化速度を著しく向上できる。結晶化ピークが２００秒以内に観察されない場合は、Ｐ３ＨＡの結晶化速度が低下し、成形加工性を損なう傾向にある。
尚、差スペクトルは、残存結晶量の変化が小さい場合に用いると有効である。
【００３５】
押出成形以外の成形方法の場合においても、溶融混練状態を実現する装置の出口（例えば、射出成形の場合はノズルの出口）において、残存結晶量を確認し、その後の各成形体において、同様に結晶化ピークが成形直後から２００秒以内、好ましくは６０秒以内、さらに好ましくは３０秒以内に観察される場合に、Ｐ３ＨＡを含む樹脂組成物の成形体の結晶化速度を著しく向上できる。
【００３６】
ストランドの押出成形の場合を具体的に説明すると、押出成形機出口に設置されたセルで近赤外分光法によるスペクトルをオンラインでモニタリングし（第１のオンライン近赤外スペクトル）、該スペクトルにより樹脂組成物中の残存結晶量を解析し、押出温度、フィード量、ラインスピード、スクリュー回転数などの成形条件を変えることで、成形体中のＰ３ＨＡの結晶化ピーク（第２の結晶化ピーク）が成形直後から２００秒以内に観察されるように押出成形機出口における前記樹脂組成物中の残存結晶量を調整する。例えば、後述のように押出温度を低く設定すると、所定の結晶化ピーク高さが大きくなる、即ち、押出成形機出口での樹脂組成物中の残存結晶量を多くすることができ、結晶化速度を改善することができる。また、一概には言えないが、フィード量を小さくしたり、またスクリュー回転数を低くすると、低剪断となるため樹脂温度が低くなり、押出成形機出口での樹脂組成物中の残存結晶量を大きくすることができ、その結果、得られる成形体の結晶化速度を改善することができる。
【００３７】
特にＰＨＢＨを含む樹脂組成物の押出成形の場合であれば、押出成形機出口で得られた近赤外スペクトル（第１のオンライン近赤外スペクトル）、または、そのスペクトルと結晶微小状態との差スペクトルにおける４６７０ｃｍ-1と、５１７０ｃｍ-1（いずれも第１の結晶化ピーク）に注目して残存結晶量を確認するとともに、得られた成形体（例えば、押出成形されたストランド）の近赤外分光法による結晶化ピーク、特に二次微分した曲線より結晶化ピークとして５１２０ｃｍ-1（第２の結晶化ピーク）に注目し、その結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように、前述の押出機出口での残存結晶量を調整することで、得られる成形体の結晶化速度を改善することができる。
【００３８】
尚、４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1に注目するのは、これらがＰＨＢＨ中に存在する結晶に特有のピークを示す波長であるからである（非特許文献２、３参照）。また、二次微分した曲線より結晶化ピークとして５１２０ｃｍ-1に注目するのは同様にＰＨＢＨの結晶に特有のピークを示す波長だからである。また非結晶化状態の指標として５１５０ｃｍ-1に着目してもよい。
【００３９】
上記のように、ストランドの押出成形の場合を例に説明したが、成形体の形状に合わせてセルの形状を調製することができ、例えばチューブの押出成形の場合であれば中空状のセルを用いることで同様に行うことができる。
【００４０】
本発明に従って得られた成形体は、例えば、異形品、チューブ、食器類、各種ボード、シート、フイルム類、各種ボトル、不織布、織物、各種発泡成形体などとして好適に使用される。
【実施例】
【００４１】
以下に実施例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。なお、実施例において「部」や「％」は重量基準である。
【００４２】
（製造例） ３−ヒドロキシヘキサノエート（３ＨＨ）含有率１２ｍｏｌ％のポリ−３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート（ＰＨＢＨ）の作製
＜遺伝子挿入用プラスミドベクターの作製＞
挿入用ＤＮＡとしてＡ．ｃａｖｉａｅのｐｈａＣのプロモーターおよびリボソーム結合部位を含む塩基配列からなるＤＮＡを次のように作製した。Ａ．ｃａｖｉａｅのゲノムＤＮＡをテンプレートとして配列番号１および配列番号２で示されるプライマーを用いて、ＰＣＲを行った。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、（２）９８℃で１５秒、６０℃で３０秒、６８℃で２０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−（ＴＯＹＯＢＯ製）を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片を末端リン酸化およびＥｃｏＲＩ消化した。このＤＮＡ断片をＰＡｃ−５Ｐ＋Ｅｃｏとした。
【００４３】
次に、特開２００８−０２９２１８号公報の段落［００３８］に記載のＫＮＫ−００５ＡＳ株の染色体ＤＮＡのｂｋｔＢ遺伝子の開始コドン直前をＤＮＡ挿入部位と設定し、以下の手順で該遺伝子の開始コドンより上流側の塩基配列からなるＤＮＡを作製した。
【００４４】
特開２００８−０２９２１８号公報の段落［００３６］に記載のＫＮＫ−００５株のゲノムＤＮＡを鋳型ＤＮＡの供給源として、配列番号３および配列番号４で示されるプライマーを用いてＰＣＲを行い、ｂｋｔＢ遺伝子の開始コドンより上流の塩基配列からなるＤＮＡを得た。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、（２）９８℃で１５秒、６４℃で３０秒、６８℃で３０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片を制限酵素ＢａｍＨＩおよびＥｃｏＲＩで２酵素同時消化した。このＤＮＡ断片をＰｂｋｔＢ−Ｂａｍ＋Ｅｃｏとした。
【００４５】
ＰＡｃ−５Ｐ＋ＥｃｏおよびＰｂｋｔＢ−Ｂａｍ＋Ｅｃｏをライゲーションし、ライゲート液中に生成したＤＮＡを鋳型ＤＮＡとして配列番号３および配列番号２で示されるプライマーを用いてＰＣＲを行った。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、９８℃で１５秒、６０℃で３０秒、６８℃で５０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片を末端リン酸化およびＢａｍＨＩ消化した。このＤＮＡ断片をｂＰａｃ−５Ｐ＋Ｂａｍとした。
【００４６】
次に、該遺伝子の開始コドンより下流側の塩基配列からなるＤＮＡを作製した。ＫＮＫ−００５株のゲノムＤＮＡを鋳型ＤＮＡの供給源として、配列番号５および配列番号６で示されるプライマーを用いてＰＣＲを行い、ｂｋｔＢ遺伝子の開始コドンより下流側の塩基配列からなるＤＮＡを得た。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、（２）９８℃で１５秒、６４℃で３０秒、６８℃で３０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片を末端リン酸化およびＣｌａＩ消化した。このＤＮＡ断片をＯＲＦ−５Ｐ＋Ｃｌａとした。
【００４７】
ｂＰａｃ−５Ｐ＋ＢａｍとＯＲＦ−５Ｐ＋Ｃｌａをライゲーションし、ライゲート液中に生成したＤＮＡを鋳型ＤＮＡとして配列番号３および配列番号６で示されるプライマーを用いてＰＣＲを行った。ＰＣＲは（１）９８℃で２分、（２）９８℃で１５秒、６０℃で３０秒、６８℃で１分３０秒、を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで得たＤＮＡ断片をＢａｍＨＩおよびＣｌａＩで２酵素同時消化した。このＤＮＡ断片を、ベクターｐＢｌｕｅｓｃｒｉｐｔ ＩＩ ＫＳ（−）（ＴＯＹＯＢＯ製）の同制限酵素で消化した部位にサブクローニングした。得られたベクターをｂＡＯ／ｐＢｌｕとした。ＡＰＰＬＩＥＤ ＢＩＯＳＹＳＴＥＭＳ社製のＤＮＡシークエンサー３１３０ｘｌ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて塩基配列を決定し、鋳型としたＤＮＡの塩基配列と同一であることを確認した。
【００４８】
続いて、特開２００８−０２９２１８号公報［００３７］に記載のｐＳＡＣＫｍを制限酵素ＮｏｔＩで処理することによってカナマイシン耐性遺伝子およびｓａｃＢ遺伝子を含む約５．７ｋｂのＤＮＡ断片を切り出した。これを、ｂＡＯ／ｐＢｌｕの同酵素で切断した部位に挿入して遺伝子破壊・挿入用プラスミドｂＡＯ／ｐＢｌｕ／ＳａｃＢ−Ｋｍを作製した。
【００４９】
＜遺伝子挿入株Ｐａｃ−ｂｋｔＢ／ＡＳ株の作製＞
次に、ＫＮＫ−００５ＡＳ株を親株としてｂＡＯ／ｐＢｌｕ／ＳａｃＢ−Ｋｍを用いてｂｋｔＢ遺伝子の開始コドン直前にｐｈａＣのプロモーターおよびリボソーム結合部位を含む塩基配列からなるＤＮＡが挿入された菌株を作製した。遺伝子挿入用プラスミドｂＡＯ／ｐＢｌｕ／ＳａｃＢ−Ｋｍで大腸菌Ｓ１７−１株（ＡＴＣＣ４７００５）を形質転換した。得られた形質転換体をＫＮＫ−００５ＡＳ株とＮｕｔｒｉｅｎｔ Ａｇａｒ培地（Ｄｉｆｃｏ社製）上で混合培養して接合伝達を行った。２５０ｍｇ／Ｌのカナマイシンを含むシモンズ寒天培地（クエン酸ナトリウム２ｇ／Ｌ、塩化ナトリウム５ｇ／Ｌ、硫酸マグネシウム・７水和物０．２ｇ／Ｌ、リン酸二水素アンモニウム１ｇ／Ｌ、リン酸水素二カリウム１ｇ／Ｌ、寒天１５ｇ／Ｌ、ｐＨ６．８）上で生育してきた菌株を選択して、プラスミドがＫＮＫ−００５ＡＳ株の染色体上に組み込まれた株を取得した。この株をＮｕｔｒｉｅｎｔ Ｂｒｏｔｈ培地（Ｄｉｆｃｏ社製）で２世代培養した後、１５％のシュークロースを含むＮｕｔｒｉｅｎｔ Ａｇａｒ培地上に希釈して塗布し、生育してきた菌株を選択して２回目の組換えが生じた株を取得した。さらにＰＣＲによる解析により所望の遺伝子挿入株を単離した。
【００５０】
この遺伝子挿入株をＰａｃ−ｂｋｔＢ／ＡＳ株と命名し、ＤＮＡシークエンサー３１３０ｘｌ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ａｎａｌｙｚｅｒを用いて塩基配列を決定し、ｂｋｔＢ遺伝子の開始コドン直前にｐｈａＣのプロモーターおよびリボソーム結合部位を含む塩基配列からなるＤＮＡが挿入された株であることを確認した。
【００５１】
＜ｃｃｒ遺伝子のクローニング及び発現ユニット構築＞
クロトニル−ＣｏＡを、３ＨＨモノマーの前駆体であるブチリル−ＣｏＡに変換する酵素をコードするｃｃｒ遺伝子を、ストレプトマイセス・シンナモネンシス（Ｓｔｒｅｐｔｏｍｙｃｅｓ ｃｉｎｎａｍｏｎｅｎｓｉｓ）Ｏｋａｍｉ株（ＤＳＭ １０４２）の染色体ＤＮＡからクローニングした。配列番号７及び配列番号８記載のＤＮＡをプライマーとしＰＣＲを行った。その条件は（１）９８℃で２分、（２）９４℃で１０秒、５５℃で２０秒、６８℃で９０秒を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで増幅した断片を精製後、制限酵素ＢａｍＨＩ及びＡｆｌＩＩで切断した。ＥＥ３２ｄ１３断片（Ｊ．Ｂａｃｔｅｒｉｏｌ．、１７９、４８２１（１９９７））を、ｐＵＣ１９ベクターのＥｃｏＲＩ部位にサブクローニングし、このプラスミドをＢｇｌＩＩとＡｆｌＩＩで切断し、ＢａｍＨＩ及びＡｆｌＩＩ断片としたｃｃｒ遺伝子と断片を置換することによってｃｃｒ発現ユニットを構築した。
【００５２】
＜ｐｈａＣ遺伝子のクローニング及び発現ユニット調製＞
配列番号１１を含むｐｈａＣ発現ユニットをＳｐｅＩ断片として調製した。特開２００７−２２８８９４号公報の段落［００３１］に記載のＨＧ：：ＰＲｅ−Ｎ１４９Ｓ／Ｄ１７１Ｇ−Ｔ／ｐＢｌｕを鋳型とし、配列番号９と配列番号１０に示すＤＮＡをプライマーとしてＰＣＲを行った。その条件は（１）９８℃で２分、（２）９４℃で１０秒、５５℃で３０秒、６８℃で２分を２５サイクル繰り返し、ポリメラーゼはＫＯＤ−ｐｌｕｓ−を用いた。ＰＣＲで増幅した断片を精製後、制限酵素ＳｐｅＩで切断して発現ユニットを調製した。
【００５３】
発現ベクターｐＣＵＰ２−６３１は以下のようにして構築した。Ｃ．ｎｅｃａｔｏｒにおける発現ベクター構築用のプラスミドベクターとしては、国際公開第０７／０４９７１６号パンフレットの段落［００４１］に記載のｐＣＵＰ２を用いた。まず同パンフレット記載の実施例７で構築したｃｃｒ遺伝子発現ユニットをＥｃｏＲＩ処理により切り出し、この断片をＭｕｎＩで切断したｐＣＵＰ２と連結した。次に同パンフレット記載の実施例８で作製したｐｈａＣ発現ユニットをＳｐｅＩ断片として調製し、ｃｃｒ遺伝子発現ユニットを含むｐＣＵＰ２のＳｐｅＩ部位に挿入してｐＣＵＰ２−６３１ベクターを構築した。
【００５４】
＜形質転換体の作製＞
ｐＣＵＰ２−６３１ベクターの種々の細胞への導入は以下のように電気導入によって行った。遺伝子導入装置はＢｉｏｒａｄ社製のジーンパルサーを用い、キュベットは同じくＢｉｏｒａｄ社製のｇａｐ０．２ｃｍを用いた。キュベットに、コンピテント細胞４００μｌと発現ベクター２０μｌを注入してパルス装置にセットし、静電容量２５μＦ、電圧１．５ｋＶ、抵抗値８００Ωの条件で電気パルスをかけた。パルス後、キュベット内の菌液をＮｕｔｒｉｅｎｔＢｒｏｔｈ培地（ＤＩＦＣＯ社製）で３０℃、３時間振とう培養し、選択プレート（ＮｕｔｒｉｅｎｔＡｇａｒ培地（ＤＩＦＣＯ社製）、カナマイシン１００ｍｇ／Ｌ）で、３０℃にて２日間培養して、生育してきた形質転換体を取得した。
【００５５】
＜形質転換体の培養＞
上記で作製した形質転換体の培養を行った。前培地の組成は１％（ｗ／ｖ）Ｍｅａｔ−ｅｘｔｒａｃｔ、１％（ｗ／ｖ）Ｂａｃｔｏ−Ｔｒｙｐｔｏｎ、０．２％（ｗ／ｖ）Ｙｅａｓｔ−ｅｘｔｒａｃｔ、０．９％（ｗ／ｖ）Ｎａ2ＨＰＯ4・１２Ｈ2Ｏ、および、０．１５％（ｗ／ｖ）ＫＨ2ＰＯ4で、ｐＨ６．７に調整した。
【００５６】
ポリエステル生産培地の組成は１．１％（ｗ／ｖ）Ｎａ2ＨＰＯ4・１２Ｈ2Ｏ、０．１９％（ｗ／ｖ）ＫＨ2ＰＯ4、０．６％（ｗ／ｖ）（ＮＨ4）2ＳＯ4、０．１％（ｗ／ｖ）ＭｇＳＯ4・７Ｈ2Ｏ、０．５％（ｖ／ｖ）微量金属塩溶液（０．１Ｎ塩酸に１．６％（ｗ／ｖ）ＦｅＣｌ3・６Ｈ2Ｏ、１％（ｗ／ｖ）ＣａＣｌ2・２Ｈ2Ｏ、０．０２％（ｗ／ｖ）ＣｏＣｌ2・６Ｈ2Ｏ、０．０１６％（ｗ／ｖ）ＣｕＳＯ4・５Ｈ2Ｏ、０．０１２％（ｗ／ｖ）ＮｉＣｌ2・６Ｈ2Ｏ、０．０１％（ｗ／ｖ）ＣｒＣｌ3・６Ｈ2Ｏを溶かしたもの。）とした。炭素源としてＰＫＯＯ（Ｐａｌｍ ｋｅｒｎｅｌ ｏｌｅｉｎ、パーム核油オレイン画分）を流加する流加培養にて行った。
【００５７】
それぞれの形質転換体のグリセロールストックを前培地に接種して２０時間培養し、２．５Ｌのポリエステル生産培地を入れた５Ｌジャーファーメンター（丸菱バイオエンジ製、ＭＤ−５００型）に１０％（ｖ／ｖ）接種した。運転条件は、培養温度２８℃、攪拌速度４２０ｒｐｍ、通気量０．６ｖｖｍとし、ｐＨは６．６から６．８の間でコントロールした。コントロールには１４％のアンモニア水を使用した。培養は６５時間まで行った。培養後遠心分離によって菌体を回収し、メタノールで洗浄後、凍結乾燥し、ＰＨＢＨを得た。
【００５８】
生産されたポリエステルの３ＨＨ組成分析は以下のようにガスクロマトグラフィーによって測定した。乾燥ＰＨＢＨの約２０ｍｇに２ｍｌの硫酸−メタノール混液（１５：８５）と２ｍｌのクロロホルムを添加して密栓し、１００℃で１４０分間加熱して、ＰＨＢＨ分解物のメチルエステルを得た。冷却後、これに１．５ｇの炭酸水素ナトリウムを少しずつ加えて中和し、炭酸ガスの発生が止まるまで放置した。４ｍｌのジイソプロピルエーテルを添加してよく混合した後、遠心して、上清中のＰＨＢＨ分解物のモノマーユニット組成をキャピラリーガスクロマトグラフィーにより分析した。ガスクロマトグラフは島津製作所社製のＧＣ−１７Ａ、キャピラリーカラムはＧＬサイエンス社製のＮＥＵＴＲＡ ＢＯＮＤ−１（カラム長２５ｍ、カラム内径０．２５ｍｍ、液膜厚０．４μｍ）を用いた。キャリアガスとしてＨｅを用い、カラム入口圧１００ｋＰａとし、サンプルは１μｌを注入した。温度条件は、初発温度１００から２００℃まで８℃／分の速度で昇温、さらに２００から２９０℃まで３０℃／分の速度で昇温した。上記条件にて分析した結果、３ＨＨ比率が１２％のＰＨＢＨであった。また分子量は、ＧＰＣの測定より約７０万であった。
【００５９】
以上のようにして得られたＰＨＢＨを下記の要領で押出成形機によりストランドを成形した。まず、その概略を説明する。尚、装置の概略図を図１（ａ）に示す。
（混練機出口での残存結晶量の近赤外オンラインモニタリング）
混練機として単軸押出機１（ＲＸ−２０、Ｒｉｋｕａ Ｙｏｋｏｈａｍａ Ｊａｐａｎ、Ｌ／Ｄ＝２５、モーター設定回転数：２０ｒｐｍ）を使用した。ただし、通常のダイに換えて、近赤外分光セル２を設けた内径φ８ｍｍのノズル３を用いた。また、近赤外分光セル２として、サファイヤー製の近赤外分光セルを用い、光ファイバー４で近赤外分析装置５に接続し、近赤外スペクトルを取得、解析した。近赤外分析装置５は、ＦＴ−ＮＩＲスペクトロメーター（Ａｎａｌｅｃｔ ＦＩＲ１０００、Ｙｏｋｏｇａｗａ）を使用した。また、当該押出機１はバレルの中ほど２ヵ所（モーター１１側８：Ｃ１、ノズル側９：Ｃ２）、フランジ１０、ノズル３、近赤外分光セル２において温度の設定が可能であり、樹脂温度は、セル近傍の樹脂温度計６で測定した。これら近赤外分析装置関連の詳細については、公知文献（Ｍａｓａｈｉｒｏ Ｗａｔａｒｉら、Ａｐｐｌｉｅｄ Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ、５８（２）、２４８（２００４））に示されているものを応用した。
【００６０】
単軸押出機出口、即ち押出機先端のノズル部分に設置された近赤外分光セル２により、押出機スクリューにより溶融混練された後にノズル部よりストランド状に押し出しされる直前の溶融樹脂を直接オンラインで近赤外スペクトル分析により樹脂中の残存結晶量を解析した（第１のオンラインスペクトル）。得られた近赤外スペクトルにおいて、結晶を示す特性ピークは、４６７０ｃｍ-1と、５１７０ｃｍ-1に注目して、押出機の出口における樹脂組成物中の残存結晶量を確認した。即ち、残存結晶量は近赤外スペクトル吸収強度が高い場合に多いと判断した。
【００６１】
（残存結晶微小状態、近赤外の差スペクトル）
溶融混練後、上記のようにして押出成形された外径φ８ｍｍのストランド７が６０分以上、結晶化、固化しない条件を残存結晶微小状態とした。前述の近赤外オンラインモニタリングで得られたスペクトルについて、残存結晶微小状態と考えられるスペクトルとの差スペクトルをとり、残存結晶量を確認した。具体的には、残存結晶量は、差スペクトルにおいて吸収強度が高い場合は残存結晶量が多く、差スペクトルにおいて吸収強度が低い場合は少ないと判断した。
【００６２】
（押出ストランドの近赤外オンラインモニタリング）
単軸押出機１より押し出しされたストランド７をダイス出口直近でサンプリングした後、サンプリングしたストランド７’をガラスプレート２０で２ｍｍ厚みに挟み込み、図示しない透過型近赤外分光プローブを取付けたガラスプレート２０を光ファイバー４’で近赤外分析装置５’に接続し、オンラインで近赤外スペクトル（第２のオンライン近赤外スペクトル）を分析することで、結晶化挙動を追跡し、解析した。近赤外分析装置５’として、押出機出口での残存結晶量の近赤外オンラインモニタリングと同型の装置を使用して別途測定した。当該装置の概略を図１（ｂ）に示す。得られた近赤外スペクトルを二次微分した曲線より、非特許文献２、３の知見を応用し、非結晶化（アモルファス）ピークとして５１５０ｃｍ-1、結晶化ピークとして５１２０ｃｍ-1（第２の結晶化ピーク）を用いて解析した。具体的には、成形直後から測定を開始して、その後近赤外スペクトルを経時的に測定し、得られた近赤外スペクトルの二次微分曲線を求め、５１５０ｃｍ-1、５１２０ｃｍ-1におけるピークの有無を確認し、成形直後から２００秒以内にアモルファスピークが消失し、結晶化ピークが生じるか否かを確認した。
【００６３】
（押出ストランドの目視観察）
結晶化・固化時間の確認のため、単軸押出機１より押し出され、サンプリングされたストランド７’をお互いに接触させ、表面が融着するかどうかで結晶状態を目視で観察した。ストランド内部は表面よりも早期に固化するため、表面同士が融着しないものを結晶化したものとみなし、ストランドに成形した直後からその表面同士が融着しなくなるまでの時間を結晶化時間とした。
【００６４】
（連続押出成形）
このようにして、成形体が所定期間内に結晶化・固化することを確認し、このときの第１の結晶化ピークの示す残存結晶量になるように第１のオンライン近赤外スペクトルをモニタリングしながら成形条件を制御することにより、所望のストランドを連続生産することができる。
【００６５】
（実施例１〜３、比較例１、２）
具体例を以下に示す。
製造例で得られた３ＨＨ組成比率が１２ｍｏｌ％であるＰＨＢＨを使用し、上述の単軸押出機１を用いて表１に示す各種条件で外径φ８ｍｍのストランド７を成形するとともに、単軸押出機１のノズル３に設けたセル２で、近赤外スペクトルを近赤外分析装置５によりオンラインで取得した（第１のオンライン近赤外スペクトル）。また、同時にセル近傍に設けた樹脂温度計６で溶融樹脂の温度を測定した。また、得られたストランド７’の近赤外スペクトルを近赤外分析装置５’によりオンラインで取得するとともに（第２のオンライン近赤外スペクトル）、目視によりストランドの結晶化挙動を観察した。近赤外スペクトルの分析結果および観察結果の概略を表２に示す。
【００６６】
【表１】
【００６７】
【表２】
【００６８】
また、図２は、各実施例及び各比較例において、波長が４６００ｃｍ-1〜４８００ｃｍ-1における残存結晶量のオンライン近赤外分析結果を示した図であり、図４は、各実施例及び各比較例において、波長が５０５０ｃｍ-1〜５２００ｃｍ-1における残存結晶量のオンライン近赤外分析結果を示した図である。また、残存結晶微小状態である比較例１（ノズル設定１６０℃、樹脂温度１７２℃）のスペクトルを基準として算出した実施例１〜３および比較例２の差スペクトルを図３、５に示す。さらに、押出されたストランド７’の結晶化挙動について、実施例１〜３および比較例１の近赤外オンラインモニタリングにより得られたスペクトルの二次微分曲線をそれぞれ図６〜９に示す。尚、比較例２は比較例１と同様な曲線が得られたため図は省略した。
【００６９】
図２、４から、各実施例および比較例における成形機出口での樹脂温度が高くなると残存結晶量を示す４６７０ｃｍ-1および５１７０ｃｍ-1の近辺のピーク強度が低下する傾向にある。また、図３、５から比較例１を基準とした差スペクトルにおいては、実施例１及び２では、実施例３並びに比較例２に比べ、押出機出口における差スペクトルでの４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1のピーク強度が高いことから、押出機出口での残存結晶量が大きいことがわかる。また実施例１および２においてそれぞれ図６、７に示すように、得られたストランドの近赤外スペクトルを二次微分した曲線より、５１２０ｃｍ-1の結晶化ピークを用いて解析すると、該結晶化ピークが成形直後から３０秒以内に観察され、押出ストランド結晶化の目視観察においてもストランドに成形した直後から７５秒で表面が融着しなくなり、結晶化がはやく進行することが確認された。これにより結晶核剤を用いなくとも、結晶核剤を用いた場合と同等の結晶化速度を実現できることが分かる。
【００７０】
また図２〜５に示すように、実施例３では、オンライン近赤外スペクトル（図２、４）及び差スペクトル（図３、５）での４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1のピーク強度が実施例１及び２よりも低いが、差スペクトルにおいて、基準とした比較例１（残存結晶微小状態）よりも大きいことから、押出機出口で残存結晶は存在することが分かる。また実施例３の場合、表１に示すようにその結晶化時間が実施例１及び２より長くなるが、得られたストランドの近赤外スペクトルを二次微分した５１２０ｃｍ-1の結晶化ピークは成形直後から６０秒以内に観察され（図８）、また、押出ストランド結晶化の目視観察においても、ストランドに成形した直後から約１５分で表面が融着しなくなり、結晶化が進行することが確認された。従って本発明によりＰ３ＨＡを含む樹脂組成物の加工速度が向上することが分かる。
【００７１】
一方図２、４に示すように、比較例１、２においては、成形機出口におけるオンライン近赤外スペクトルでの４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1のピーク強度が実施例３よりさらに低くなり、また図３、５に示すように、比較例２の差スペクトルでの４６７０ｃｍ-1、５１７０ｃｍ-1のピーク強度が基準となる比較例１より低くなった。さらに、比較例１においては、得られたストランドの近赤外スペクトルを二次微分した５１２０ｃｍ-1の結晶化ピークが成形直後から６０分以上経過後も観察されず（図９）、また、押出ストランドの結晶化の目視観察においても、ストランドに成形した直後から７５分以上経過しても結晶化が進行しなかった（表２）。このことから、押出機出口での残存結晶がほとんど存在しないことが想定され、比較例１を残存結晶微小状態として、差スペクトルの基準とした。またこのように、成形機出口で樹脂組成物が残存結晶微小状態にあると、得られるストランドの結晶化（固化）が殆ど進行しないことから、樹脂の成形加工性、加工速度が著しく低下することがわかる。
【符号の説明】
【００７２】
１ 単軸押出機
２ 近赤外分光セル
３ ノズル
４、４’ 光ファイバー
５、５’ 近赤外分析装置
６ 樹脂温度計
７、７’ ストランド
８ Ｃ１
９ Ｃ２
１０ フランジ
１１ モーター
２０ ガラスプレート
【特許請求の範囲】
【請求項１】
微生物により生産される、下記式（１）
［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］ （１）
（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１〜１５の整数である。）
で示される繰り返し単位からなる脂肪族ポリエステル系重合体（以下、ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）：略称 Ｐ３ＨＡ）を含む生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練して成形体に成形する際に、加熱溶融混練した後の成形機出口での残存結晶量を近赤外分光法によるスペクトルにより確認し、前記成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように前記成形機出口での残存結晶量を調整することを特徴とする生分解性樹脂成形体の製造法。
【請求項２】
前記Ｐ３ＨＡが、前記式（１）中のｎが１である繰り返し単位と、ｎが３である繰り返し単位とからなるポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）（略称：ＰＨＢＨ）である請求項１に記載の生分解性樹脂成形体の製造法。
【請求項３】
前記ＰＨＢＨの繰り返し単位の組成比〔ポリ（３−ヒドロキシブチレート）／ポリ（３−ヒドロキシヘキサノエート）〕が、８０／２０〜９９／１（ｍｏｌ／ｍｏｌ）である請求項２に記載の生分解性樹脂成形体の製造法。
【請求項４】
近赤外分光法によるスペクトルが、前記生分解性樹脂組成物を溶融混練後、成形機出口に設置されたセルで測定されたスペクトルである請求項１〜３のいずれかに記載の生分解性樹脂成形体の製造法。
【請求項５】
近赤外分光法によるスペクトルが、前記生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練後、成形機出口に設置されたセルで測定されたスペクトルと、残存結晶微小状態でのスペクトルとの差スペクトルである請求項１〜３のいずれかに記載の生分解性樹脂成形体の製造法。
【請求項１】
微生物により生産される、下記式（１）
［−ＣＨＲ−ＣＨ2−ＣＯ−Ｏ−］ （１）
（式中、ＲはＣnＨ2n+1で表されるアルキル基で、ｎは１〜１５の整数である。）
で示される繰り返し単位からなる脂肪族ポリエステル系重合体（以下、ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）：略称 Ｐ３ＨＡ）を含む生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練して成形体に成形する際に、加熱溶融混練した後の成形機出口での残存結晶量を近赤外分光法によるスペクトルにより確認し、前記成形体の近赤外分光法による結晶化ピークが成形直後から２００秒以内に観察されるように前記成形機出口での残存結晶量を調整することを特徴とする生分解性樹脂成形体の製造法。
【請求項２】
前記Ｐ３ＨＡが、前記式（１）中のｎが１である繰り返し単位と、ｎが３である繰り返し単位とからなるポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）（略称：ＰＨＢＨ）である請求項１に記載の生分解性樹脂成形体の製造法。
【請求項３】
前記ＰＨＢＨの繰り返し単位の組成比〔ポリ（３−ヒドロキシブチレート）／ポリ（３−ヒドロキシヘキサノエート）〕が、８０／２０〜９９／１（ｍｏｌ／ｍｏｌ）である請求項２に記載の生分解性樹脂成形体の製造法。
【請求項４】
近赤外分光法によるスペクトルが、前記生分解性樹脂組成物を溶融混練後、成形機出口に設置されたセルで測定されたスペクトルである請求項１〜３のいずれかに記載の生分解性樹脂成形体の製造法。
【請求項５】
近赤外分光法によるスペクトルが、前記生分解性樹脂組成物を加熱溶融混練後、成形機出口に設置されたセルで測定されたスペクトルと、残存結晶微小状態でのスペクトルとの差スペクトルである請求項１〜３のいずれかに記載の生分解性樹脂成形体の製造法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−２４１０７５（Ｐ２０１０−２４１０７５Ａ）
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−９５２２２（Ｐ２００９−９５２２２）
【出願日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【出願人】（５０３０９２１８０）学校法人関西学院 (71)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月２８日（２０１０．１０．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年４月９日（２００９．４．９）
【出願人】（００００００９４１）株式会社カネカ (3,932)
【出願人】（５０３０９２１８０）学校法人関西学院 (71)
【Ｆターム（参考）】
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