平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

生分解性プラスチックのコンポストイヒ装置中における分解試験について
宮崎博文り原野かほる子＊
工業化学部・＊マグ末広工業（株〉

Degrad如ion馳白七OnBio盈e評aぬも1ePlas億c畠Polymeど＄払七oCompos七ing
HirofumiM‡YAZAXI・ⅩaorukoHARANO＊‡n血雨由扇CbemicalDivision−＊Mz唱uSlユebiroIndustryCoりLtd．
要旨
6種類の生分解性プラスチックのフイルムについて，生ごみを投入したコンポスト化装置中における分解試験を行い，生分解の進行状況を重畳保持率，目視による観察，赤外分光分析等の方法により確認した．また，生分解性プラスチックを用いて試作したごみ袋及び水切袋について，コンポスト化装置中における実用化試験を行った．

1 はじめに循環型社会の構築を目指した取組の中で，家庭や事業所から排出される生ごみを有効利用しようとする試みが行われている．生ごみを高速堆肥化（コンポスト化）して，農業や園芸用の有機肥料としてリサイクルするものであり，最近，そのための堆肥化装置が商品化されている．

生ごみのコンポスト化に当たって，収集運搬はポリバケツや紙袋が用いられているが，ポリバケツからは悪臭の発生〜 紙袋使用においてはコンポストの品質低下の問題が生じている，これを生分解性のごみ袋に転換できれ

g．1コンポスト

ば，通常のごみ回収と同様に衛生的に取扱うことができ，また，コンポストの品質を損なうこと無く，生ごみと共2．2 フイルム片の分解試験にコンポスト装置に投入できる，試験に用いた生分解性プラスチックフィルムはクTable

本研究では，6種類の生分解性プラスチックのフイルlに示す6種類のフイルムである．試験片は，あらかじムについて，生ごみを投入したコンポスト化装置中におめダンベル状または短冊状に裁断したものを用い，投入ける分解試験を行った他，生分解性プラスチックから試前に一片ごとの厚み，幅，重量の計軌を行った1）

作したごみ袋及び水切袋に生ごみを詰め，ニコンポスト化

これらの試験片は，ナイロンメッシュ生地（網目間隔装置中に投入し，コンポスト化の遅行状況，ごみ袋等の50〃）を縫製した6ポケットの袋にそれぞれ挿入後，入分解性を確認し，実用化に当っての検討を行った．

口を縫合し装置に投入した。運転開始後，4時間，8時間，1日，2日，3日，4日，7巨㍉ 二4日経過したものを取り

2 試験の方法

出し，試験片に付着した食用油等の汚れを中性洗剤を用

2．1コンポスト化装置

いて洗い落とし，デシケ一夕山中で5日間乾燥したもの

本研究で用いたコンポスト化装置は，Figliこ示すようを試験に供した．

な市販の業務用生ごみ処理機で，処理能力25kg／日，涜Tablel試験に用いたフイルム

韓羽根，通気・加温機能を有し，運転中は中心部の温度

マタービー

た，

また，生ごみは，飲食店，ホテル，スーパー

レイシア
ビオノーレ

等から排

セルグリ岬ン
ユーペック

出されたものを，あらかじめ金属，プラスチック等の異物を取り除いて使用した．最初の投入時に，所定の種菌を生ごみと同量投入し，運転中は適宜生ごみを追加した．

ー154−

グレード 厚み（．昆m）

メーカー名
三菱ガス化学名 称
ビオグリーンをおおむね55℃に，生ごみの含水率を50〜60％に保っ

PHB
日本合成化学工業 ZFO3U／A

三井化学
昭和高分子
ダイセル化学工業
三菱ガス化学＃3001
PHBO21002025202020平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター
された酸素量をワープルグ検圧計で測定した．

2．3 試作品の実用化試験

2．4．4 赤外分光分析

生分解性プラスチックの「バイオテック」（澱粉及び化学合成品の混合物）及び「セルグリーン」（ポリカプロラ試験片の一部を採取して，顕微透過法による赤外分光クトン）から試作したごみ袋（50×60cm，厚さ0．045／J

分析を行い，得られた測定スペクト／レのデータをもとにm）及び水切袋（27×27cm，厚さ 0．25／⊥m）に生ごみを化学結合の変化を推測し，生分解の経時変化を検討した．

詰めて（Fig．2）コンポスト化装置に投入し，コンポスト化の退行状況及び袋の分解状況を確認する試験を行った．

3 試験の結果

6時間後，24時間後，2日目，3日目，5日目に袋の3．1フイルム片の分解試験結果

分解の経時変化を観察するために，装置から袋を取り出3．7．1試験片の寸法変化

し，試験片に付着した食用油等の汚れを中性洗剤を用い試験片の厚さを，投入前のものと所定の期間経過したて洗い落とし，デシケ一夕ー中で5日間乾燥したものをものとについてマイクロメータで測定した．ビオグリー
ンの厚さ保持率は，Table2に示すとおりである．厚さ保試験に供した．

持率の減少はト約30％程あったが，他の種類の試験片については，10〜20％であった。なお，いずれの試験片も幅方向の変形が著しく幅の測定は不可能で，マタービについては，厚さ，幅ともに測定は不可能であった．
Table2 ビオグリ山ンの厚さ保持率（％）

掛違卜射

8日

ユD2D

3D

4D 巨 7D

厚さ要102 や5 93．7 9L9 【86．8 85。2堅71，0 n M

3．1．2 試験片の重量変化

重量変化を3，1．1と同様な方法で測定して保持率を求め，試験片の種類ごとに変化の様子を措いたのがFig．3

Fig．2 試作品のごみ袋に生ごみを入れた状況である．

また，過剰量のごみ袋の投入が，コンポスト化の進行

重量保持率の経時変化は，試験片の生分解の進行状況へ及ぼす影響を確認する目的で，生ごみの乾重量当たりを良く現している，Fig．3からマタービが最も分解速度

無添加9 混入率1％，5％，10％の割合で，あらかじめが速く，ビオグリ山ンがこれに次ぎ，他の4種類はき 7

短冊状に裁断した過剰量の水切袋を投入し，5日間コン日までに70〜80％の保持率であった。いずれも14巨∃まポスト発酵させた。この間，6時間後，2∠皇時間後，2でには完全分解に至った．

日凱 3日ヨ，5日巨にコンポスト化の進行状況及び微生物の生物活性を把握するため，コンポストを採取し試験に供した．
2．4 生分解の進行状況の確認方法
2．路．1 ブイルム片に関する測定
生分解の程度を把握するために，試験片の重量変化の測定を行った。同時に，試験片の形状や色の変化について，目視による外観の観察を行った．
2。4．2 微生物の培養試験
コンポスト試料について，標準寒天平板培地を用いた
4時間 8時間 1日

プレートカウント法により，常温菌（30℃）及び中等度

2日

3E】 4日7B l4日好熱菌（60℃）に分けて生菌数を測定した．全菌数はAODC法によって計測するとともに，直接蛍光顕微鏡にて観察し，菌数を分裂細胞及び休止細胞に分けて測定した．
Fig．3 フイルムの種類ごとの重量保持率（％）

2．4．3 酸素要求量の測定
生分解の各段階で採取したコンポスト試料について，コンポスト化の進行状況を把握するため，インキュベー

3．1．3 巨∃視による観察

タ中で，温度，含水率を調整し試料を再発酵させ，消費各試験片について経時変化の様子を写真撮影し，目視ー155−平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

により形状の変化及び色の変化を比較観察した．3．1．2

この他，マタービ（澱粉60％と変性ポリビニールアルにおいて最も重量変化の速かったマタービは，形状変化コール40％のポリマーアロイ）では4 日目には1050〜が著しく，1日後には全く形状を保持しておらず，微ノト

1200cm￣1の吸収スペクトル強度が減少し，澱粉の分解のな断片にちぎれた状態であった．次いで分解の速かった様子がうかがえた．レイシア，ビオノーレ，セルグリー

ビオブリーンについて，形状変化の様子をFig．4に示す．

ン，ユーペックについては，顕著なスペクトル強度の変1日冒以降微小な断片にちぎれ，次第に消滅して行く様化は見られなかった．

子がわかる．他の4種類は，いずれも4日巨までは形状3．2 書式作品の実用化試験の結果を完全に保持し，7日冒までは断片も消滅しなかった．

3．2．1ごみ袋の分解状況

試作した水切袋に生ごみを投入し，これらをさらにFig．2のようにごみ袋に重ねて入れ，5日間分解試験を行った▲ 投入後6時間経過した時点でごみ袋及び水切袋は破れ，1日目にはFig．6のように，生分解による形状変化が進行し，5日目にはFig．7のように原形を留めないほどに分解が進行した．

Fig。4 ビオグリーンの纏時変化
3．1．4 赤外分光分析の結果各試験片の経時変化を顕徴透過法による赤外分光分析を行い，測定スペクトルのデータを得た．生分解によるスペクトル強度の変化を確認できたもののうちビオグリーン（ポリヒドロキシ酪酸）について，吸収スペクトル

Fig．6 投入1日目のごみ袋（左）と水切袋（右）のチャートをFig．5に示した。

埋設前及び7日巨のスペクトルチャートを比較すると，2950cm￣1付近ピーク強度を基準にして，1160〜ユ380cm￣1？

1725cm￣1のスペクトル強度が経時変化とともに減少していることがわかった．この結果から，エステル結合の切断が徐々に進んでいるものと推察される2）

Flg．7 投入5日目のごみ袋（左）と水切袋（右）3．2．2 微生物培養試験の結果過剰量のごみ袋投入の影響を調べるため，2。3で得られたコンポスト試料について，2。4．2の試験を行った．

標準寒天平板培地を用いたプレートカウント法により，常温菌（30℃）及び中等度好熱菌（60℃）に分けて生菌数を測定した．また，全菌数はAODC法によって計測するとともに，直接蛍光顕微鏡にて観察し，菌数を分裂細胞及び休止細胞に分けて測定した．

それぞれの重量比でごみ袋を添加して得られた試料における培養可能生菌数の変化をTable3及びTable4に示した．

Fig．5 ビオグリーン投入前（上）、7日目（下）ー156−平成12年度 研究報告 大分県産業科学技術センター

Table3 常温菌数
1％
5％
時間
無添加
6時間 3．2×104 3．0×104 2．2×105 1．6×105
1日
3日
6日

4 考 察
10％

生分解の進行状況を把握するには，重量保持率の測定が有効であり，目視による観察及び赤外分光分析のデー

2．9×103 2．4×103 L4×105 5．8×104
2．5×102 1．9×102 4．4×104 5．2×103
2．8×103 2．4×103

タ解析によりその結果の確認を行えば良く，寸法保持率や色相変化の測定結果から判断するのは困難であった．

（注）表中−は，検出限界（1×101）以下を示す．

フイルムの種類により生分解の速度にかなり差があるが，本試験で用いたもののうちでは，微生物壷生系のビ

時間
6時間
1日
3日
6 日

Table4 好熱菌数
1％ ∃ 5％オグリーン及び天然物利用系のマタービが用％
無添加
3．0×102 L5×102 5．0×105 2．2×105
L5×103
3．0×105 1．6×10b
1．2×103
3．2×105 2．6×104
2．4×105 1．4×10ヰ

，他の4種類の化学合成系のものに比較して特に早いことがわかった．
このことは，微生物の影響を受けやすいこれらのフイル
ムが，コンポスト化装置中の無数の好熱菌群に曝される結果であると考えられる．
本試験においては，生ごみに含まれる食用油が試験片いずれの系においても添加6時間後のカウントが最もに付着し，生分解の進行に影響を生じたり，各種測定に多く，その後，次第に減少した．過剰に添加した系にお際して支障が生じるのを極力避ける必要がある．また，いては，常温菌より好熱菌の菌数が多く，特に，5％添

試験期間中，コンポストの状態が常に一定に保たれてい加の系では，6日後においても104オーダーの生菌が検るかどうかについて，温度，含水率，生菌数，酸素要求出され，常温菌の約5倍であった．

量等の測定を頻繁に行い，装置の運転管理を綿密に行う

一方，AODC法により計測される分裂細胞及び休止細胞必要がある，の数をTable6及びTable7に示した，

ごみ袋の試作品は，投入後1日白から良好な分解性を示し，5日目には細いひも状に，7日巨＝こは一見した限りTable5 分裂細胞数その存在を確認できないほどに分解したことから，十分

時間 無添加1％
5％10％
6時間 9．8×108 3．2×108 5．2×108 3．2×108
1日 LlXlO9 3．2×108 3．9×1が 1．9×1が3日 1．0×109 1．3×107 3．2×10日 3．9×108
6日 9．8×109 3．2×108 1．3×1が 3．2×1が実用に耐え得るものと思われる．
5 まとめ

生分解性プラスチックのコンポスト化装置中での分解性は，微生物産生系のビオグリーン及び天然物利用系のTable6 休止細胞数

マタービが，特に，優れていることがわかった．

時間 無添加1％
5％
10％
6時間 4．6×108 5，9×108 6．5×108 1．0×109
1日 5．6×108 7．5×108 1．1×109 7．5×108
3 日 3．2×108 1．8×109 7．2×108 1．3×108
6 日 6．2×109 6．5×107 1．3×1が 9．2×108

天然物利用系の生分解性プラスチックを原材料に用いた試作品のごみ袋は，生分解性が高く，十分実用的であることがわかった．

生ごみ中に含まれる食用油が，コンポスト化及び生分解の進行に及ぼす影響を確認する必要がある．

分裂細胞，休止細胞の数には，経時的変化やフイルム過剰量のごみ袋の投入がコンポスト化の進行に及ぼす片の添加による顕著な差は見られなかった．

影響は，生菌数及び酸素要求量の測定からは認められなまた，カウントされた全細胞数は，いずれの場合もiO9かった．

オーダーで，発酵期間を通じて若干減少する傾向があった．実際の蛍光像から観察される細胞形態などの菌相変

参考文献
1）宮崎博文，末光宣雄：平成11年慶大分県産業科学技

化は，余り見受けられなかった，

術センター研究報告，P164−167，2000

3．2．2 酸素要求量の測定

2）工業技術連絡会読物質工学連合部会高分子分科会平成iO年度共同研究報告「FT−‡Rによる高分子材料の過剰量のごみ袋投入の影響を調べるた軋 2。3の試料について，2．4．3の方法で酸素要求量を測定した．【【一般分析」に，生分解の進行状況が遅い場合は，生分解対象となる

謝辞
本研究は、平成11〜12年度大分県地域環境プロジェク

基質が十分残っているため，インキュベーター中で再発酵が行われ酸素要求量が測定される．本試験においては，ト研究事業により行ったもので，共同研究者の大分大学

ごみ袋のいずれの混入率においても酸素要求量は測定さ工学部酒井謙二助教授に謝意を表します。

れず，コンポスト化が十分進行していることがわかった．

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