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JP2003020344A - ポリグリコール酸成形物 - Google Patents

ポリグリコール酸成形物

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Publication number
JP2003020344A
JP2003020344A JP2001209709A JP2001209709A JP2003020344A JP 2003020344 A JP2003020344 A JP 2003020344A JP 2001209709 A JP2001209709 A JP 2001209709A JP 2001209709 A JP2001209709 A JP 2001209709A JP 2003020344 A JP2003020344 A JP 2003020344A
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JP
Japan
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polyglycolic acid
layer
film
temperature
less
Prior art date
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Pending
Application number
JP2001209709A
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English (en)
Inventor
Junji Nakajima
順司 中島
Kazuyuki Yamane
和行 山根
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Kureha Corp
Original Assignee
Kureha Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kureha Corp filed Critical Kureha Corp
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Priority to PCT/JP2002/007006 priority patent/WO2003006535A1/ja
Publication of JP2003020344A publication Critical patent/JP2003020344A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 溶融状態での流動性に優れ、均一な薄膜化が
可能であり、しかも生分解性が顕著に優れ、迅速なコン
ポスト化が可能なポリグリコール酸を含有する熱可塑性
樹脂材料を用いて形成した成形物を提供すること。 【解決手段】 下記式(1) 【化1】 で表わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポ
リグリコール酸を主成分とする成形物であって、該成形
物中のポリグリコール酸の溶融粘度が、融点より20℃
高い温度と剪断速度100/秒の条件で測定したとき、
20Pa・s以上500Pa・s未満である成形物。特
定の成形物として、配向フィルム、延伸ブロー容器、多
層中空容器、及び多層フィルムがある。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ポリグリコール酸
を主成分として含有する熱可塑性樹脂材料から形成され
た各種ポリグリコール酸成形物に関し、さらに詳しく
は、溶融状態での流動性に優れ、均一な薄膜化が可能で
あり、しかも生分解性が顕著に優れ、迅速なコンポスト
化が可能なポリグリコール酸を主成分とする熱可塑性樹
脂材料を用いて形成した成形物またはこれを芯層とする
多層成形物であって、例えば、圧縮成形物、押出成形
物、配向フィルム、延伸ブロー容器、多層中空容器、多
層フィルムなどのポリグリコール酸成形物に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、プラスチック廃棄物の増大が大き
な社会的問題となっている。この問題の解決手段の一つ
として、生分解性高分子材料の研究開発が進められてい
る。生分解性高分子材料の中でも、ポリグリコール酸
は、生分解性(土中崩壊性)を示すことに加えて、酸素
ガスバリヤー性、炭酸ガスバリヤー性、水蒸気バリヤー
性などのガスバリヤー性に優れ、耐熱性や機械的強度に
も優れている。
【0003】そのため、ポリグリコール酸を用いた各種
成形物が提案されている。その具体例としては、ポリグ
リコール酸配向フィルム(特開平10−60136号公
報)やポリグリコール酸延伸ブロー容器(特開平10−
337772号公報)などが挙げられる。また、ポリグ
リコール酸から形成された層を芯層などに配置した多層
中空容器(特開平10−138371号公報)やガスバ
リヤー性複合フィルム(特開平10−80990号公
報)などが提案されている。
【0004】これらのポリグリコール酸を用いて形成し
た成形物は、ガスバリヤー性、耐熱性、機械的強度など
に優れ、土中崩壊性を示すなどの優れた諸特性を示すこ
とができる。しかし、これらの成形物は、土中崩壊性が
充分迅速に進まず、コンポスト化に比較的長期間を必要
とする。また、ポリグリコール酸を均一な薄膜に形成す
ることが困難であり、軽量化や低価格化に限界があっ
た。そのため、これらのポリグリコール酸を用いて形成
した成形物は、短期間で土中崩壊させてコンポスト化を
促進させたり、均一な薄膜化が要求される分野での用途
展開が困難であった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、溶融
状態での流動性に優れ、均一な薄膜化が可能であり、し
かも生分解性が顕著に優れ、迅速なコンポスト化が可能
なポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料を用い
て形成した成形物、例えば、圧縮成形物、押出成形物、
配向フィルム、延伸ブロー容器、多層中空容器、多層フ
ィルムなどの各種成形物を提供することにある。
【0006】従来、機械的強度などの物性に優れた成形
物を得るためには、融点より20℃高い温度〔以下、温
度「融点+20℃」と略記〕と剪断速度100/秒の条
件で測定した溶融粘度が500Pa・s以上という高分
子量のポリグリコール酸を用いることが必要であるとさ
れていた(前記各公開公報参照)。本発明者らは、この
技術常識に反して、溶融粘度が比較的低いポリグリコー
ル酸を用いて各種成形物を形成したところ、溶融状態で
の流動性に優れ、均一な薄膜化が可能であり、しかも比
較的短期間で土中崩壊してコンポスト化が迅速に行われ
ることを見出した。また、ポリグリコール酸は、溶融成
形加工を受けると、溶融粘度が変動しやすいが、成形物
中のポリグリコール酸の溶融粘度を測定することによ
り、前記諸特性に優れた成形物を明瞭に特定することが
できる。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに
至ったものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】かくして、本発明によれ
ば、下記式(1)
【0008】
【化7】
【0009】で表わされる繰り返し単位を60重量%以
上含有するポリグリコール酸を主成分とする成形物であ
って、該成形物中のポリグリコール酸の溶融粘度が、融
点より20℃高い温度と剪断速度100/秒の条件で測
定したとき、20Pa・s以上500Pa・s未満であ
る成形物が提供される。
【0010】また、本発明によれば、上記式(1)で表
わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポリグ
リコール酸を主成分とする配向フィルムであって、該配
向フィルム中のポリグリコール酸の溶融粘度が、融点よ
り20℃高い温度と剪断速度100/秒の条件で測定し
たとき、20Pa・s以上500Pa・s未満である配
向フィルムが提供される。
【0011】さらに、本発明によれば、上記式(1)で
表わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポリ
グリコール酸を主成分とする延伸ブロー容器であって、
該延伸ブロー容器中のポリグリコール酸の溶融粘度が、
融点より20℃高い温度と剪断速度100/秒の条件で
測定したとき、20Pa・s以上500Pa・s未満で
ある延伸ブロー容器が提供される。
【0012】本発明によれば、上記式(1)で表わされ
る繰り返し単位を60重量%以上含有するポリグリコー
ル酸を主成分とする層の少なくとも片面に熱可塑性樹脂
層が形成された層構成を有する多層成形物であって、該
ポリグリコール酸を主成分とする層中のポリグリコール
酸の溶融粘度が、融点より20℃高い温度と剪断速度1
00/秒の条件で測定したとき、20Pa・s以上50
0Pa・s未満である多層成形物が提供される。
【0013】また、本発明によれば、上記式(1)で表
わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポリグ
リコール酸を主成分とする層の少なくとも片面に熱可塑
性樹脂層が形成された層構成を有する多層中空容器であ
って、該ポリグリコール酸を主成分とする層中のポリグ
リコール酸の溶融粘度が、融点より20℃高い温度と剪
断速度100/秒の条件で測定したとき、20Pa・s
以上500Pa・s未満である多層中空容器が提供され
る。
【0014】さらに、本発明によれば、上記式(1)で
表わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポリ
グリコール酸を主成分とする層の少なくとも片面に熱可
塑性樹脂層が形成された層構成を有する多層フィルムで
あって、該ポリグリコール酸を主成分とする層中のポリ
グリコール酸の溶融粘度が、融点より20℃高い温度と
剪断速度100/秒の条件で測定したとき、20Pa・
s以上500Pa・s未満である多層フィルムが提供さ
れる。
【0015】
【発明の実施の形態】1.ポリグリコール酸 本発明のポリグリコール酸は、下記式(1)
【0016】
【化8】
【0017】で表わされる繰り返し単位を含有する単独
重合体または共重合体である。
【0018】ポリグリコール酸中の式(1)で表わされ
る繰り返し単位の含有割合は、60重量%以上、好まし
くは70重量%以上、より好ましくは80重量%以上で
あり、その上限は、100重量%である。式(1)で表
わされる繰り返し単位の含有割合が少なすぎると、ガス
バリヤー性や耐熱性などが損われる。
【0019】ポリグリコール酸には、式(1)で表わさ
れる繰り返し単位以外の繰り返し単位として、例えば、
下記式(2)乃至(6)で表わされる少なくとも1つの
繰り返し単位を含有させることができる。
【0020】
【化9】
【0021】(式中、n=1〜10、m=0〜10)
【0022】
【化10】
【0023】(式中、j=1〜10)
【0024】
【化11】
【0025】(式中、R1及びR2は、それぞれ独立に、
水素原子または炭素数1〜10のアルキル基である。k
=2〜10)
【0026】
【化12】
【0027】
【化13】
【0028】これらの式(2)乃至(6)で表わされる
その他の繰り返し単位を1重量%以上の割合で導入する
ことにより、ポリグリコール酸の単独重合体の融点を下
げることができる。ポリグリコール酸の融点を下げれ
ば、加工温度を下げることができ、溶融加工時の熱分解
を低減させることができる。また、共重合により、ポリ
グリコール酸の結晶化速度を制御し、押出加工性や延伸
加工性を改良することもできる。共重合体中のその他の
繰り返し単位の含有割合が大きくなりすぎると、ポリグ
リコール酸が本来有している結晶性が損われ、ガスバリ
ヤー性などに悪影響を及ぼすことがある。
【0029】下記に説明する本発明におけるポリグリコ
ール酸の溶融粘度や融点などの物性については、特に断
りのない限り、溶融成形加工後の成形物中のポリグリコ
ール酸の物性として測定したものである。
【0030】本発明のポリグリコール酸は、比較的低分
子量ポリマーである。ポリマーの溶融粘度を分子量の指
標とすることができる。本発明のポリグリコール酸は、
その融点をTmで表わすと、温度(Tm+20℃)(す
なわち、融点から20℃高い温度であり、通常の溶融加
工温度に相当する温度)及び剪断速度100/秒の条件
で測定した溶融粘度η*が20Pa・s以上500Pa
・s未満であり、好ましくは30〜400Pa・s、よ
り好ましくは40〜350Pa・sである。
【0031】ポリグリコール酸の溶融粘度が500Pa
・s未満であることにより、溶融状態での流動性に優
れ、均一な薄膜化が可能となり、土中崩壊性が著しく促
進される。ポリグリコール酸の溶融粘度が500Pa・
s未満であることにより、高溶融粘度のポリグリコール
酸である場合に比べて、高温での溶融加工性が低下傾向
を示すことがあるが、成形温度を低く設定することなど
により、フィルム化や延伸ブロー成形などの成形加工が
可能となる。また、ポリグリコール酸の溶融粘度が低い
と、溶融加工温度を低くすることができるので、ポリグ
リコール酸の熱劣化を防ぐことができる。
【0032】本発明のポリグリコール酸の融点Tmは、
好ましくは150℃以上、より好ましくは190℃以
上、特に好ましくは210℃以上である。本発明のポリ
グリコール酸の溶融エンタルピーΔHmは、好ましくは
20J/g以上、より好ましくは30J/g以上、特に
好ましくは40J/g以上である。融点や溶融エンタル
ピーが低すぎるポリグリコール酸は、分子内の化学構造
の乱れにより結晶化度が低下していると推定される。し
たがって、このようなポリグリコール酸で形成された配
向フィルム、延伸ブロー容器などの成形物は、バリヤー
性が低く、耐熱性も不充分なものとなりやすい。
【0033】本発明のポリグリコール酸は、その無配向
結晶化物の密度が好ましくは1.50g/cm3以上、
好ましくは1.52g/cm3以上、特に好ましくは
1.53g/cm3以上である。密度が低すぎるポリグ
リコール酸は、分子内の化学構造の乱れ等により結晶化
度が低下していると推定される。したがって、このよう
な低密度のポリグリコール酸で形成された配向フィル
ム、延伸ブロー容器などの成形物は、結晶化度が低く、
ガスバリヤー性、耐熱性、強度が不充分となるおそれが
ある。
【0034】2.ポリグリコール酸の製造方法 ポリグリコール酸は、下記式〔I〕
【0035】
【化14】
【0036】に示されるように、グリコール酸の脱水重
縮合により合成することができる。また、ポリグリコー
ル酸は、下記式〔II〕
【0037】
【化15】
【0038】(式中、Rは、アルキル基を表わす。アル
キル基の炭素数は、好ましくは1〜5程度である。)に
示されるように、グリコール酸アルキルエステルの脱ア
ルコール重縮合により合成することができる。さらに、
ポリグリコール酸は、下記式〔III〕
【0039】
【化16】
【0040】に示されるように、グリコリド(すなわ
ち、グリコール酸の2分子間環状エステル)の開環重合
により合成することができる。
【0041】ポリグリコール酸は、グリコリド(すなわ
ち、1,4−ジオキサン−2,5−ジオン)を、少量の
触媒(例えば、有機カルボン酸錫、ハロゲン化錫、ハロ
ゲン化アンチモン等のカチオン触媒)の存在下に、約1
20℃〜約250℃の温度に加熱して、開環重合する方
法によって合成することが好ましい。開環重合は、塊状
重合法または溶液重合法によることが好ましい。
【0042】また、ポリグリコール酸は、グリコール酸
またはグリコール酸アルキルエステルを、触媒の存在下
または不存在下に、加熱して、脱水または脱アルコール
する重縮合法によって得ることができる。グリコール酸
の塩を用いて、脱塩する重縮合法も採用することができ
る。これらの重縮合法によれば、比較的低溶融粘度のポ
リグリコール酸が得られやすい。
【0043】ポリグリコール酸の共重合体を合成するに
は、上記の各合成方法において、コモノマーとして、例
えば、シュウ酸エチレン(すなわち、1,4−ジオキサ
ン−2,3−ジオン)、ラクチド、ラクトン類(例え
ば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、ピバ
ロラクトン、γ−ブチロラクトン、δ−バレロラクト
ン、βーメチル−δ−バレロラクトン、ε−カプロラク
トン等)、トリメチレンカーボネート、及び1,3−ジ
オキサンなどの環状モノマー;乳酸、3−ヒドロキシプ
ロパン酸、3−ヒドロキシブタン酸、4−ヒドロキシブ
タン酸、6−ヒドロキシカプロン酸などのヒドロキシカ
ルボン酸またはそのアルキルエステル;エチレングリコ
ール、1,4−ブタンジオール等の脂肪族ジオールと、
こはく酸、アジピン酸等の脂肪族ジカルボン酸またはそ
のアルキルエステルとの実質的に等モルの混合物;また
はこれらの2種以上を、グリコリド、グリコール酸、ま
たはグリコール酸アルキルエステルと適宜組み合わせて
共重合すればよい。
【0044】ポリグリコール酸共重合体は、ポリグリコ
ール酸と前記式(2)〜(5)から選ばれる繰り返し単
位を有する他の重合体とを、加熱下にエステル交換反応
させることによって合成することができる。
【0045】開環重合法において、モノマーとして使用
するグリコリドとしては、従来のグリコール酸オリゴマ
ーの昇華解重合法によって得られるものを用いることが
できるが、特開平9−328481号公報に開示されて
いる「溶液相解重合法」によって得られるものの方が、
高純度で、かつ、高収率で大量に得ることができるので
好ましい。
【0046】溶液相解重合法では、(1)グリコール酸
オリゴマーと230〜450℃の範囲内の沸点を有する
少なくとも一種の高沸点極性有機溶媒とを含む混合物
を、常圧下または減圧下に、該オリゴマーの解重合が起
こる温度に加熱して、(2)該オリゴマーの融液相の残
存率(容積比)が0.5以下になるまで、該オリゴマー
を該溶媒に溶解させ、(3)同温度で更に加熱を継続し
て該オリゴマーを解重合させ、(4)生成した2量体環
状エステル(すなわち、グリコリド)を高沸点極性有機
溶媒と共に溜出させ、(5)溜出物からグリコリドを回
収する。
【0047】高沸点極性有機溶媒としては、例えば、ジ
(2−メトキシエチル)フタレートなどのフタル酸ビス
(アルコキシアルキルエステル)、ジエチレングリコー
ルジベンゾエートなどのアルキレングリコールジベンゾ
エート、ベンジルブチルフタレートやジブチルフタレー
トなどの芳香族カルボン酸エステル、トリクレジルホス
フェートなどの芳香族リン酸エステル等を挙げることが
でき、該オリゴマーに対して、通常、0.3〜50倍量
(重量比)の割合で使用する。高沸点極性有機溶媒と共
に、必要に応じて、該オリゴマーの可溶化剤として、ポ
リプロピレングリコール、ポリエチレングリコール、テ
トラエチレングリコールなどを併用することができる。
グリコール酸オリゴマーの解重合温度は、通常、230
℃以上であり、好ましくは230〜320℃である。解
重合は、常圧下または減圧下に行うが、0.1〜90.
0kPa(1〜900mbar)の減圧下に加熱して解
重合させることが好ましい。
【0048】3.熱可塑性樹脂材料 本発明では、ポリグリコール酸を主成分とする樹脂材料
を用いて、各種成形物、例えば、トレー等の圧縮成形
物、押出成形物、配向フィルム、延伸ブロー容器、多層
成形物、多層中空容器、及び多層フィルムを作製する
が、より具体的には、原料として、特定のポリグリコー
ル酸を含有する熱可塑性樹脂材料を使用する。
【0049】熱可塑性樹脂材料としては、ポリグリコー
ル酸のニートレジンを単独で使用することができる。ま
た、熱可塑性樹脂材料としては、ポリグリコール酸に、
本発明の目的を阻害しない範囲内において、無機フィラ
ー、他の熱可塑性樹脂、可塑剤などを配合した組成物を
使用することができる。無機フィラー、他の熱可塑性樹
脂、可塑剤などの配合量は、ガスバリヤー性や生分解
性、均一な薄膜形成性などの観点から適宜選択される。
他の成分を配合する場合、熱可塑性樹脂材料中のポリグ
リコール酸の割合は、通常50重量%以上、好ましくは
70重量%以上、より好ましくは90重量%以上とす
る。
【0050】無機フィラーの配合量は、ポリグリコール
酸100重量部に対して、好ましくは0〜30重量部、
より好ましくは0〜10重量部、特に好ましくは0〜5
重量部である。無機フィラーを配合する場合、その下限
は、好ましくは0.01重量部、より好ましくは0.0
5重量部である。
【0051】他の熱可塑性樹脂の配合量は、ポリグリコ
ール酸100重量部に対して、好ましくは0〜50重量
部、より好ましくは0〜30重量部である。他の熱可塑
性樹脂を配合する場合、その下限は、好ましくは0.0
5重量部である。
【0052】可塑剤の配合量は、ポリグリコール酸10
0重量部に対して、好ましくは0〜50重量部、より好
ましくは0〜30重量部、特に好ましくは0〜10重量
部である。可塑剤を配合する場合、その下限は、好まし
くは0.01重量部、より好ましくは0.05重量部で
ある。ただし、本発明で使用するポリグリコール酸が充
分に低溶融粘度である場合には、可塑剤を配合する必要
がないことが多い。
【0053】無機フィラーとしては、アルミナ、シリ
カ、シリカアルミナ、ジルコニア、酸化チタン、酸化
鉄、酸化ホウ素、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、
リン酸カルシウム、硫酸カルシウム、炭酸マグネシウ
ム、ケイ酸マグネシウム、リン酸マグネシウム、硫酸マ
グネシウム、カオリン、タルク、マイカ、フェライト、
炭素、ケイ素、窒化ケイ素、二硫化モリブデン、ガラ
ス、チタン酸カリウム等の無機物の粉末、ウイスカー、
繊維等が挙げられる。これらの無機フィラーは、それぞ
れ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用するこ
とができる。
【0054】他の熱可塑性樹脂としては、例えば、乳酸
の単独重合体及び共重合体、シュウ酸エチレンの単独重
合体及び共重合体、ε−カプロラクトンの単独重合体及
び共重合体、ポリこはく酸エステル、ポリヒドロキシブ
タン酸、ヒドロキシブタン酸−ヒドロキシ吉草酸共重合
体、酢酸セルロース、ポリビニルアルコール、でん粉、
ポリグルタミン酸エステル、天然ゴム、ポリエチレン、
ポリプロピレン、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ア
クリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム、ポリメチルメ
タクリレート、ポリスチレン、スチレン−ブタジエン−
スチレンブロック共重合体、スチレン−エチレン・ブチ
レン−スチレンブロック共重合体、ABS樹脂、MBS
樹脂、エチレン−ビニルアルコール共重合体が挙げられ
る。
【0055】可塑剤としては、ジ(メトキシエチル)フ
タレート、ジオクチルフタレート、ジエチルフタレー
ト、ベンジルブチルフタレート等のフタル酸エステル;
ジエチレングリコールジベンゾエート、エチレングリコ
ールジベンゾエート等の安息香酸エステル;アジピン酸
オクチル、セバチン酸オクチル等の脂肪族二塩基酸エス
テル;アセチルクエン酸トリブチル等の脂肪族三塩基酸
エステル;リン酸ジオクチル、リン酸トリクレジル等の
リン酸エステル;エポキシ化大豆油等のエポキシ系可塑
剤;ポリエチレングリコールセバケート、ポリプロピレ
ングリコールラウレート等のポリアルキレングリコール
エステル;等が挙げられる。
【0056】本発明では、必要に応じて、熱安定剤、光
安定剤、防湿剤、防水剤、揆水剤、滑剤、離型剤、カッ
プリング剤、顔料、染料などの各種添加剤を熱可塑性樹
脂材料中に含有させることができる。これら各種添加剤
は、それぞれの使用目的に応じて有効量が使用される。
熱可塑性樹脂材料は、常法により、ポリグリコール酸単
独、あるいはポリグリコール酸、無機フィラー、熱可塑
性樹脂、可塑剤、各種添加剤などの他の成分の一種以上
とを混練押出機に供給し、シリンダー温度Tm〜255
℃の温度(通常、150〜255℃)で溶融混練して、
ストランド状に押出し、冷却、カットしてペレット状に
する。
【0057】4.成形物 本発明のポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料
を用いて、押出成形、圧縮成形(プレス成形)、溶液流
延法などにより、各種形状のトレー、深絞り成形物、シ
ート、フィルム、繊維など任意の成形物を形成すること
ができる。これらの成形物の中でも、配向フィルム及び
延伸ブロー容器が好ましい。また、ポリグリコール酸を
含有する熱可塑性樹脂材料から形成された層の少なくと
も片面に、熱可塑性樹脂層が形成された層構成を有する
多層中空容器及び多層フィルムが好ましい。
【0058】これらの配向フィルム、延伸ブロー容器、
多層中空容器、及び多層フィルムでは、ポリグリコール
酸のガスバリヤー性を充分に発現させることができる。
しかも、ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料
からなる層(フィルム、容器の胴体部、多層中空容器や
多層フィルムの芯層など)を均一に薄膜化することがで
きる。
【0059】5.配向フィルム 本発明の配向フィルムは、上述のポリグリコール酸のニ
ートレジンまたは該ポリグリコール酸を含有する組成物
を溶融押出し、延伸・配向させ、必要に応じて熱固定す
ることにより製造することができる。溶融製膜法として
は、フラットダイ法による一軸延伸、逐次二軸延伸、及
び同時二軸延伸、あるいはサーキュラーダイ法によるイ
ンフレーション二軸延伸などの方法を採用することがで
きる。好ましい方法としては、下記のような方法を挙げ
ることができる。
【0060】(1)ロール法:Tダイを用いて溶融押出
したシートを、延伸ロールを通して縦方向(MD)に延
伸して一軸配向フラットフィルムを製造する方法。
【0061】(2)テンター法:Tダイを用いて溶融押
出したシートを、延伸ロールにより機械方向(MD)に
配向させ、次いで、テンターを用いて横方向(TD)に
配向させ二軸配向フラットフィルムを製造する方法。
【0062】(3)インフレーション法:インフレーシ
ョン用リングダイを用いてチューブ状に溶融押出し、結
晶化温度(Tc1)以下に急冷した後、チューブの内部
に気体を圧入し、チューブを膨張させて延伸する方法。
この方法で、ニップロール間で縦方向も延伸すれば、二
軸延伸フィルムが得られる。チューブ状に溶融押出した
後、冷却する方法としては、エアリングする方法、冷水
中に浸漬する方法などがある。これら各方法の中でも、
特に好ましい配向フィルムの製造方法は、以下のとおり
である。
【0063】ロール法では、熱可塑性樹脂材料を、Tダ
イを装着した押出機に供給し、Tm〜255℃の温度範
囲(通常150〜255℃)でシート状に押出し、直ち
に冷却ドラムや冷媒等を用いてTc1以下に、好ましく
はガラス転移温度(Tg)以下の温度に急冷し、次い
で、Tg〜Tc1の温度範囲(通常30〜120℃)、
好ましくはTg〜(Tg+10℃)(通常30〜48
℃)の温度範囲で延伸ロールを通過させて、MDに1倍
超過20倍以下(好ましくは2〜10倍)の延伸倍率で
延伸・配向させ、必要に応じてTc1〜(Tm+10
℃)の温度範囲(通常70〜240℃)で1秒〜3時間
(好ましくは3秒〜0.5時間)、定長下または緊張下
で熱固定することによって、一軸配向フラットフィルム
を製造することができる。Tダイからのシート押出温度
が255℃を超過すると、ポリマーの分解と、それに伴
う分子量の急激な低下、発泡等が起こり易くなり、次の
延伸加工に適するシート状物が得られなくなるおそれが
ある。延伸温度がTc1を超過すると、シート状物が殆
ど結晶化してしまい、延伸配向が殆どできなくなるおそ
れがある。得られた一軸配向フィルムは、さらに巾方向
に開繊してやることによって、容易にスプリットヤーン
にすることができる。
【0064】テンター法では、熱可塑性樹脂材料を、T
ダイを装着した押出機に供給し、Tm〜255℃の温度
(通常150〜255℃)でシート状に押出し、直ちに
冷却ドラムや冷媒等を用いてTc1以下に、好ましくは
Tg以下に急冷し、次いで、ロール法と同様に、Tg〜
Tc1(通常30〜120℃)の温度、好ましくはTg
〜(Tg+10℃)(通常30〜48℃)の温度範囲
で、延伸ロールを通して、MDに1倍超過10倍以下
(好ましくは2〜8倍)の延伸倍率で延伸し、次いで、
Tg〜Tc1(通常30〜120℃)の温度、好ましく
はTg〜(Tg+20℃)(通常30〜58℃)の温度
範囲でTDに1倍超過10倍以下(好ましくは2〜8
倍)の延伸倍率で延伸し、必要に応じて定長下または緊
張下で、Tc1〜(Tm+10℃)の温度(通常70〜
240℃)で1秒〜3時間(好ましくは3秒〜30分
間)熱固定することによって、二軸配向フラットフィル
ムを製造することができる。
【0065】インフレーション法では、熱可塑性樹脂材
料を、インフレーション用リングダイを装着した押出機
に供給し、Tm〜255℃の温度(通常150℃〜25
5℃)でチューブ状に溶融押出し、直ちにTc1以下
に、好ましくはTg以下に急冷し、次いで、Tg〜Tc
1(通常30〜120℃)、好ましくはTg〜(Tg+
10℃)(通常30〜48℃)の温度範囲で、ブロー比
が1倍超過10倍以下(好ましくは2〜8倍)になるよ
うにインフレートし、かつ、引取速度を0.5〜100
m/分(好ましくは1〜50m/分)とし、MD倍率を
1倍超過10倍以下(好ましくは2〜8倍)になるよう
にコントロールしながらニップロールを介して引き取
り、必要に応じてTc1〜(Tm+10℃)の温度(通
常70〜240℃)で、1秒〜3時間(好ましくは3秒
〜0.5時間)、定長下または緊張下で熱固定すること
によって、チューブ状の二軸配向フィルムを製造するこ
とができる。
【0066】本発明の配向フィルムの2面を合せ、シー
ラーを用いて、(Tm−20℃)〜(Tm+100℃)
の温度、好ましくはTm〜(Tm+50℃)の温度で、
通常0.01〜100秒間、好ましくは0.1〜20秒
間、ヒートシールまたは融断シールすることによって、
袋を製造することができる。シーラーとしては、ホット
ナイフシーラー、インパルスシーラー、高周波シーラ
ー、超音波シーラー等が使用できる。
【0067】本発明の配向フィルムの各製造方法におい
て、延伸・配向のみを行い、熱固定を省略したフィルム
は、高熱収縮率の熱収縮性フィルムになる。
【0068】本発明の配向フィルムの厚みは、通常1〜
500μm、好ましくは3〜300μm、より好ましく
は5〜200μmである。本発明の配向フィルムは、そ
の厚みを40μm以下の極めて薄膜に形成しても、厚み
のばらつきが小さく、薄膜成形が可能である。
【0069】本発明の配向フィルムは、環境負荷の少な
い土中崩壊性のフィルムである。すなわち、本発明のポ
リグリコール酸配向フィルムは、土壌中に深さ10cm
で埋設した場合、通常6カ月以内に崩壊して、原形を失
ってしまう。例えば、従来のポリ乳酸のフィルムの場合
は、ガラス転移温度(Tg)が高過ぎるために、通常の
条件でコンポスト化が難しいという問題点があった。こ
れに対して、本発明の配向フィルムは、Tgがそれほど
高くないポリグリコール酸から形成されているため、通
常の条件によるコンポスト化が可能である。また、従来
の高溶融粘度のポリグリコール酸を用いて得られる配向
フィルムに比べて、土中崩壊性の速度が著しく速くなっ
ている。
【0070】本発明の配向フィルムで、無機フィラー無
添加のもの、あるいは無機フィラーの添加量の少ないも
のは、殆ど無色で透明性が高く、ヘーズ値も極めて低
い。
【0071】特定のポリグリコール酸を含有する熱可塑
性樹脂材料を用いることにより、酸素透過度が非常に小
さい配向フィルムを得ることが可能である。より具体的
に、本発明によれば、酸素透過度(温度23℃、相対湿
度80%で測定;厚み25μmに換算;JIS K−7
126に準拠)が、通常、50cm3/m2・day・a
tm以下、好ましくは30cm3/m2・day・atm
以下、より好ましくは10cm3/m2・day・atm
以下のハイバリヤー性の配向フィルムを得ることができ
る。
【0072】本発明の配向フィルムは、炭酸ガスバリヤ
ー性にも優れており、炭酸ガス透過度(温度23℃、相
対湿度80%で測定;厚み25μmに換算;JIS K
−7126に準拠)が、通常、300cm3/m2・da
y・atm以下、好ましくは100cm3/m2・day
・atm以下、より好ましくは30cm3/m2・day
・atm以下である。本発明の配向フィルムは、水蒸気
バリヤー性が良好であり、透湿度(温度40℃、相対湿
度90%で測定;厚み25μmに換算;JISK−02
80に準拠)が、通常、100g/m2・day以下、
好ましくは50g/m2・day以下、より好ましくは
30g/m2・day以下である。
【0073】本発明の配向フィルムは、それ単独で、あ
るいは防湿コートや防湿ラミネートを施して、各種用途
に使用することができる。この配向フィルムは、袋状成
形体などに成形して使用することができる。本発明の配
向フィルムは、高度のガスバリヤー性、耐熱収縮性、高
透明性等の特徴を有している。
【0074】本発明によれば、熱収縮率(130℃、1
0分間で測定)が、通常、30%以下、好ましくは20
%以下、より好ましくは10%以下と低熱収縮率の配向
フィルムを得ることができる。このような低熱収縮率フ
ィルムは、高温で使用する用途、例えば、電子レンジで
使用するラップフィルム、トレー類、熱湯を注入して食
べるインスタント食品用容器類、高温殺菌を要するレト
ルト食品包材や医用器具包材類などの用途に好適であ
る。
【0075】本発明のポリグリコール酸配向フィルム
は、薄膜にすることが容易である。しかし、薄膜の配向
フィルムは、フィルムの製造時や加工時における巻き取
り、巻き戻し操作、あるいは、テープに用いた場合の使
用時における巻き取り、巻き戻し操作において、フィル
ム/フィルム間、もしくはフィルム/金属面間の摩擦の
大きさが問題となってくる。摩擦が大きすぎると、巻き
取り、巻き戻し操作途中に、フィルムが破断したり、し
わになったりして、これらの操作が困難になる。前記特
定のポリグリコール酸100重量部に、粉末条の無機フ
ィラーを0.01〜5重量部、好ましくは0.02〜3
重量部、より好ましくは0.03〜2重量部の割合で含
有させた熱可塑性樹脂材料を用いることにより、フィル
ム/フィルム間の動摩擦係数μk(23℃)が0.35
以下、好ましくは0.33以下、より好ましくは0.3
0以下の易滑性フィルムを得ることができる。
【0076】ポリグリコール酸100重量部に対し、粉
末条の無機フィラーを0.5〜100重量部の割合で含
有させた熱可塑性樹脂材料を用いて、未延伸フィルムを
作製し、これを面積倍率が3倍以上、好ましくは4倍以
上になるように、1軸または2軸方向に延伸すると、印
刷インクがのり易く、印刷適性に優れた配向フィルムを
得ることができる。
【0077】本発明の配向フィルムの用途としては、例
えば、食品包材、医用器材包材、ラップフィルム、洋品
包材、人形包材、生鮮包材、野菜包材、卵パック、クッ
ション材、マルチフィルム、キャリヤバッグ、ゴミ袋、
生理用品包材、紙おむつ、粘着テープ、磁気テープ、フ
ロッピー(R)ディスク、電子レンジ用ラップフィル
ム、レトルト食品包材、インスタント食品包材が挙げら
れる。未熱固定の配向フィルムは、熱収縮性フィルムと
して使用することができる。スプリットヤーンは、荷作
用や農業用の紐材として使用することができる。
【0078】6.延伸ブロー容器 本発明の延伸ブロー容器は、特定の物性を有するポリグ
リコール酸のニートレジンまたは該ポリグリコール酸を
含有する組成物からなる熱可塑性樹脂材料を、Tm〜2
55℃の樹脂温度で成形して、実質的に非晶状態のプリ
フォームを作製し、該プリフォームを(ポリグリコール
酸のガラス転移温度Tg+70℃)以下の樹脂温度で、
縦方向に1倍超過、10倍以下に延伸するとともに、同
時または逐次に、空気を吹き込んで、ブロー比1.5〜
10の中空容器にブロー成形し、さらに必要に応じて、
ポリグリコール酸の結晶化温度Tc1〜(Tm+10
℃)の温度で、1秒間〜30分間熱固定することにより
得ることができる。
【0079】プリフォーム(パリソン)成形時の樹脂温
度は、融点Tm〜255℃の範囲である。ポリグリコー
ル酸のTmは、ホモポリマーの場合は約220℃である
が、シュウ酸エチレン、ラクチド、ラクトン類、トリメ
チレンカーボネート、1,3−ジオキサンなどのコモノ
マーと共重合することにより、一般に、それよりも低下
する。そこで、プリフォーム成形時の樹脂温度は、通
常、150〜255℃、好ましくは190〜250℃、
より好ましくは200〜245℃である。樹脂温度が2
55℃を超過すると、ポリグリコール酸が熱分解を受け
やすくなり、満足なプリフォームを得ることができな
い。
【0080】プリフォームは、実質的に非晶状態のプリ
フォームとして成形される。プリフォームが結晶状態で
あると、次の延伸工程において、延伸時の張力が大きく
なり、延伸が困難となる。実質的に非晶状態のプリフォ
ームは、溶融樹脂を急冷することにより得ることができ
る。
【0081】延伸ブロー成形の温度条件は、(Tg+7
0℃)以下である。延伸ブロー時の樹脂温度が(Tg+
70℃)を越える温度では、ポリマーの分子鎖の運度が
活発すぎて、延伸ブローしても、直ちに延伸配向状態が
緩和して、配向が消滅ないしは大幅に減少してしまうお
それがある。
【0082】コールドパリソン法の場合は、射出成形ま
たは押出成形により得られたパリソンを一旦冷却固化し
た後、延伸ブロー成形時に、樹脂温度がTg〜(Tg+
70℃)の範囲になるように再加熱する。ホットパリソ
ン法の場合には、射出成形または押出成形により得られ
たパリソンを冷却するが、樹脂が固化しない状態の間に
延伸ブロー成形する。すなわち、プリフォームがホット
パリソンの場合、Tm〜255℃の温度でプリフォーム
を溶融成形した後、(Tg−30℃)〜(Tg+70
℃)の温度に急冷し、樹脂が固化しない間に延伸ブロー
成形する。溶融成形したプリフォームを急冷してTg未
満の温度に過冷却しても、樹脂が固化しない間に直ちに
延伸ブロー成形すれば、延伸ブロー容器を製造すること
が可能である。
【0083】ポリグリコール酸のTgは、ホモポリマー
の場合は約38℃であるが、シュウ酸エチレン、ラクチ
ド、ラクトン類、トリメチレングリコール、1,3−ジ
オキサンなどのコモノマーと共重合することにより、そ
の値が変動する。そこで、延伸ブロー成形時の樹脂温度
は、(Tg+70℃)以下であるが、好ましくは30〜
100℃、より好ましくは35〜90℃である。
【0084】プリフォームは、縦方向に1倍超過、10
倍以下に延伸するが、有底パリソンの場合には、通常、
延伸ロッドを用いて延伸する。中空パイプ状パリソンの
場合には、両端をホールダーで保持して長さ方向(縦方
向)に延伸する。縦方向の延伸倍率は、好ましくは1.
5〜5倍程度である。ブロー比は、通常1.5〜10、
好ましくは1.8〜9、より好ましくは2.0〜8であ
る。ブロー比が1.5未満では、分子鎖の配向が不充分
となり、結晶化度が不足し、有害な粗大球晶の生成を招
来して、充分な引張強度を発現できなくなり、バリヤー
性、耐熱性、透明性も不充分となるおそれがある。ブロ
ー比とは、ブロー成形において、容器に成形されるパリ
ソンの直径に対する容器の直径(最大直径)の比をい
う。空気を吹き込んでブローする工程は、縦方向への延
伸と同時に、あるいは縦方向への延伸の後に(逐次に)
行う。
【0085】延伸ブロー成形の最終工程で、必要に応じ
て、Tc1〜(Tm+10℃)の温度(通常、70〜2
40℃)で、1秒間〜30分間(通常、2秒間〜10分
間)熱固定する。延伸ブロー成形により、胴部側壁が充
分に延伸配向されたハイバリヤー性、高弾性・高強度、
耐熱性の延伸ブロー容器を得ることができる。これに対
して、従来の延伸配向を伴わない通常の押出ブロー成形
法(例えば、特開平6−278785号公報)や射出ブ
ロー成形法では、中空容器の成形時に胴部側壁の延伸配
向が殆ど起こらないか、不充分にしか起こらないので、
得られる中空容器は、バリヤー性、機械的特性、耐熱性
が不満足なものとなる。
【0086】本発明で採用できる延伸ブロー成形法に
は、より詳細には、以下のような各種の方法がある。
【0087】(1)射出・延伸ブロー2段法 前記ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料を、
射出成形機に供給し、Tm〜255℃の樹脂温度で金型
内に射出成形して有底パリソンを作製した後、冷却固化
してTg未満の樹脂温度を有するコールドパリソンから
なるプリフォームとし、次いで、プリフォームをTg〜
(Tg+70℃)の樹脂温度に再加熱した後、ブロー成
形用金型内に移動し、延伸ロッドにより縦方向に1倍超
過、10倍以下に延伸するとともに、同時または逐次に
空気を吹き込んで、ブロー比1.5〜10の中空容器に
ブロー成形し、必要に応じて熱固定する。
【0088】(2)射出・延伸ブロー1段法 ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料を、射出
成形機に供給し、Tm〜255℃の樹脂温度で金型内に
射出成形して有底パリソンを作製した後、冷却するが、
(Tg+70℃)以下の樹脂温度を有する固化していな
いホットパリソンからなるプリフォームとし、次いで、
プリフォームをブロー成形用金型内に移動し、延伸ロッ
ドにより縦方向に1倍超過、10倍以下に延伸するとと
もに、同時または逐次に、空気を吹き込んで、ブロー比
1.5〜10の中空容器にブロー成形し、必要に応じて
熱固定する。この方法では、プリフォームが射出成形の
余熱を維持した状態で、ブロー成型工程に移る。ホット
パリソンの温度調整工程を付加してもよい。
【0089】(3)押出・延伸ブロー2段法(その1) ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料を、パリ
ソン用ダイを装着した押出機に供給し、Tm〜255℃
の樹脂温度で押出成形して中空パイプを作製した後、T
g未満の温度に冷却固化し、一定長に切断してコールド
パリソンからなるプリフォームとし、次いで、該プリフ
ォームをTg〜(Tg+70℃)の樹脂温度に再加熱し
た後、その両端をホールダーで保持して長さ方向に1倍
超過、10倍以下に延伸し、次いで、片端をピンチオフ
して有底とした後、ブロー成形用金型内に移動し、空気
を吹き込んで、ブロー比1.5〜10の中空容器にブロ
ー成形し、必要に応じて熱固定する。
【0090】(4)押出・延伸ブロー2段法(その2) ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料を、パリ
ソン用ダイを装着した押出機に供給し、Tm〜255℃
の樹脂温度で押出成形して中空パイプを作製した後、T
g未満の温度に冷却固化し、一定長に切断してコールド
パリソンからなるプリフォームとし、次いで、該プリフ
ォームをTg〜(Tg+70℃)の樹脂温度に再加熱し
た後、その片端をピンチオフして有底とし、次いで、ブ
ロー成形用金型内に移動し、延伸ロッドにより縦方向に
1倍超過、10倍以下に延伸するとともに、同時または
逐次に空気を吹き込んで、ブロー比1.5〜10の中空
容器にブロー成形し、必要に応じて熱固定する。
【0091】(5)押出・延伸ブロー1段法(その1) ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料を、パリ
ソン用ダイを装着した押出機に供給し、Tm〜255℃
の樹脂温度で押出成形して中空パイプを作製した後、
(Tg+70℃)以下の樹脂温度に冷却し、一定長に切
断してホットパリソンからなるプリフォームとした後、
その両端をホールダーで保持して長さ方向に1倍超過、
10倍以下に延伸し、次いで、片端をピンチオフして有
底とした後、ブロー成形用金型内に移動し、空気を吹き
込んで、ブロー比1.5〜10の中空容器にブロー成形
し、必要に応じて熱固定する。ホットパリソンの温度調
整工程を付加してもよい。
【0092】(6)押出・延伸ブロー1段法(その2) ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料を、パリ
ソン用ダイを装着した押出機に供給し、Tm〜255℃
の樹脂温度で押出成形して中空パイプを作製した後、
(Tg+70℃)以下の樹脂温度に冷却し、一定長に切
断してホットパリソンからなるプリフォームとした後、
その片端をピンチオフして有底とし、次いで、ブロー成
形用金型内に移動し、延伸ロッドにより縦方向に1倍超
過、10倍以下に延伸するとともに、同時または逐次に
空気を吹き込んで、ブロー比1.5〜10の中空容器に
ブロー成形し、必要に応じて熱固定する。ホットパリソ
ンの温度調整工程を付加してもよい。
【0093】本発明によれば、内容積が25ml以上の
延伸ブロー容器を得ることができるが、内容積は、使用
目的に応じて適宜決定することができる。延伸ブロー成
形時に、通常、口部及び底部の成形を行う延伸ブロー容
器は、独立して直立できるように、底部にフラット部を
有する形状とすることが好ましい。しかし、丸底のよう
な底部にフラット部を有しないものでも、環状帯(一種
のはかま)を付設することにより、直立させることがで
きる。
【0094】本発明の延伸ブロー容器は、環境負荷の少
ない土中崩壊性の成形物である。すなわち、本発明のポ
リグリコール酸からなる延伸ブロー容器は、土壌中に、
深さ10cmに埋設した場合、通常、6カ月以内に崩壊
して原形を失ってしまう。
【0095】本発明の延伸ブロー容器で、無機フィラー
が無添加のもの、あるいは無機フィラーの添加量の少な
いものは、殆ど無色で、透明性が高く、ヘーズ値も極め
て低い。
【0096】本発明の延伸ブロー容器は、延伸ブロー成
形時に、胴部側壁のポリマーの分子鎖を充分に延伸配向
させることにより、ガスバリヤー性、耐熱性、機械的特
性などを発現させることができる。
【0097】本発明によれば、高度の酸素及び炭酸ガス
バリヤー性を有する延伸ブロー容器を得ることができ
る。本発明の延伸ブロー容器は、胴部側壁の酸素透過度
(温度23℃、相対湿度80%で測定し、厚み50μm
に換算)が、通常150cm3/m2・day・atm以
下、好ましくは50cm3/m2・day・atm以下、
より好ましくは20cm3/m2・day・atm以下で
ある。本発明の延伸ブロー容器は、胴部側壁の炭酸ガス
透過度(温度23℃、相対湿度80%で測定し、厚み5
0μmに換算)が300cm3/m2・day・atm以
下、好ましくは100cm3/m2・day・atm以
下、より好ましくは30cm3/m2・day・atm以
下である。本発明の延伸ブロー容器は、胴部側壁の透湿
度(温度40℃、相対湿度90%で測定し、厚み50μ
mに換算)が、通常100g/m2・day以下、好ま
しくは50g/m2・day以下、より好ましくは30
g/m2・day以下である。
【0098】本発明の延伸ブロー容器は、そのままで、
あるいは防湿コート、防湿ラミネートなどを施して、例
えば、炭酸飲料水、清涼飲料水、調味料、食用油、酒
類、果汁の容器として、PETボトルなどの汎用のバリ
ヤー性中空容器に代替することができる。
【0099】本発明の延伸ブロー容器は、胴部側壁が高
弾性であるため、その肉厚を従来の中空容器の半分程度
に低減しても、腰が強く、内容物を充填した場合にも変
形し難い。したがって、この高弾性による肉厚低減によ
る経済的効果は、極めて大きい。
【0100】本発明によれば、耐熱性に優れた延伸ブロ
ー容器を得ることが可能である。本発明の延伸ブロー容
器の胴部側壁の熱収縮率(130℃、10分間)は、通
常、30%以下、好ましくは20%以下、より好ましく
は10%以下と低いものである。このように低熱収縮率
の中空容器は、例えば、高温殺菌を要する調味料等の食
品類の容器として好適である。なお、熱収縮率が30%
を超える中空容器は、130℃以上での高温での使用
は、変形が大きくなりすぎて、問題を生ずる場合があ
る。
【0101】本発明の延伸ブロー容器は、ハイバリヤー
性、耐熱性、透明性、機械的強度などの特徴を活かし
て、各種の用途に使用することができる。具体的には、
炭酸飲料水、清涼飲料水、食用油、果汁、酒類などの容
器;飲料水、洗剤、化粧品の容器;高温滅菌を要する調
味料容器、哺乳びんなどを挙げることができる。
【0102】7.多層中空容器 本発明の多層中空容器は、少なくとも1層の熱可塑性樹
脂層(以下、ベース樹脂層ということがある)と、特定
の物性を有するポリグリコール酸のニートレジンまたは
該ポリグリコール酸を含有する組成物からなる熱可塑性
樹脂材料から形成された層(以下、単に「PGA層」と
いうことがある)を有する多層中空容器であり、ガスバ
リヤー性を有している。必要に応じて、各層間に接着剤
層を介在させることができる。
【0103】本発明の多層中空容器の胴部側壁全体の厚
みは、通常5μm〜5mm、好ましくは10μm〜3m
m、より好ましくは20μm〜2mmである。この厚み
が薄すぎると機械的強度が不足し、厚すぎると中空容器
として使用する場合は超過品質となり、コスト高でもあ
り、生産性、経済性の観点から好ましくない。
【0104】本発明の多層中空容器の基本的な層構成
は、次のとおりである。ただし、接着剤層を省略して表
記する。また、ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹
脂材料をPGAと略記する。
【0105】(1)熱可塑性樹脂/PGA (2)熱可塑性樹脂1/PGA/熱可塑性樹脂1 (3)熱可塑性樹脂1/PGA/熱可塑性樹脂2
【0106】本発明の多層中空容器は、前記の基本的な
層構成を備えておれば、各種の要求特性に応じて、同種
または異種の樹脂層が付加的に積層されたものであって
もよい(例えば、熱可塑性樹脂/PGA/PGA)。熱
可塑性樹脂層とポリグリコール酸層の多層化法は、特に
限定されず、例えば、共押出法や共射出法により積層す
る方法など、各種の加工法を採用することができる。
【0107】本発明の多層中空容器において、熱可塑性
樹脂層に用いられるPGA以外の他の熱可塑性樹脂とし
ては、例えば、超低密度ポリエチレン(VLDPE)、
線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエ
チレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDP
E)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピレ
ン(PP)、エチレン・プロピレンゴム(EPM)、エ
チレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン・ア
クリル酸エステル共重合体(EEA)、アイオノマー
(IO)などのポリオレフィン;ポリエチレンテレフタ
レート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PE
N)などのポリエステル;ポリスチレン(PS)、耐衝
撃性ポリスチレン(HIPS)、スチレン・ブタジエン
・スチレンブロック共重合体(SBS)、水素添加SB
S(すなわち、SEBS)などのポリスチレン系樹脂;
硬質ポリ塩化ビニル、軟質ポリ塩化ビニルなどのポリ塩
化ビニル(PVC)系樹脂、ポリカーボネート(P
C)、ポリアミド(PA)、ポリウレタン(PU)、エ
チレン・ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリ
塩化ビニリデン系樹脂(PVDC)などを挙げることが
できる。環境負荷の小さい他の熱可塑性樹脂としては、
例えば、ポリ乳酸、ポリこはく酸エステル、ポリカプロ
ラクトンなどが好ましい。
【0108】本発明の多層中空容器では、これらの熱可
塑性樹脂層は、単層または多層で用いられる。熱可塑性
樹脂層の厚みは、通常4μm〜5mm、好ましくは10
μm〜3mm、より好ましくは20μm〜2mmの範囲
であることが、加工性、経済性等の面から望ましい。
【0109】本発明では、熱可塑性樹脂層(ベース樹脂
層)とポリグリコール酸層との接着性を高めるために、
層間に接着剤層を介在させることができる。接着剤層に
用いられる接着剤としては、例えば、カルボキシル化ポ
リオレフィン、エポキシ化ポリオレフィン、エチレン・
酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、ポリウレタン、エ
ポキシ樹脂、SBS、SEBS、ポリクロロプレン、ス
チレン・ブタジエン共重合ゴム(SBR)、天然ゴム
(NR)等のポリマーが挙げられる。カルボキシル化ポ
リオレフィンとは、ポリオレフィンをアクリル酸、メタ
クリル酸、無水マレイン酸等の不飽和酸単量体で変性し
て、カルボキシル基を導入したポリオレフィンである。
カルボキシル基の導入は、共重合法及びグラフト法のい
ずれでもよい。また、不飽和酸単量体と、メタクリル酸
エステル、アクリル酸エステル、酢酸ビニル等のビニル
系単量体とを併用してもよい。
【0110】エポキシ化ポリオレフィンとは、ポリオレ
フィンをメタクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有単
量体で変性して、エポキシ基を導入したポリオレフィン
である。エポキシ基の導入は、共重合法及びグラフト法
のいずれでもよい。また、上記エポキシ基含有単量体
と、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、酢酸
ビニル等のビニル系単量体を併用してもよい。これらの
中でも、カルボキシル化ポリオレフィン及びエチレン・
酢酸ビニル共重合体は、接着性と加工性の観点から特に
好ましい。接着剤層の厚みは、通常0.5μm〜2m
m、好ましくは2μm〜1mm、より好ましくは3μm
〜0.5mmの範囲である。この厚みが0.5μm未満
では、接着性が不十分となるおそれがある。この厚みが
2mm超過では、コスト高であり経済的面から不利であ
る。
【0111】本発明の多層中空容器では、ポリグリコー
ル酸を含有する熱可塑性樹脂材料からなる層(PGA
層)を配置することにより、酸素ガスバリヤー性、炭酸
ガスバリヤー性などのガスバリヤー性に優れた多層中空
容器を得ることができる。PGA層の厚みは、通常、1
〜30μm、好ましくは3〜20μmである。本発明の
多層中空容器においては、PGA層を芯層に配置するこ
とが好ましく、その場合には、PGA層を10μm以
下、さらには3〜5μm程度の薄い厚みにしても、均一
な厚みの層を形成することができる。
【0112】本発明の層中空容器の胴部側壁は、酸素ガ
ス透過率及び/または炭酸ガス透過率が、熱可塑性樹脂
層のそれらの値に比較して、通常1/2以下、好ましく
は1/5以下、より好ましくは1/10以下に改善され
ている。すなわち、本発明のガスバリヤー性多層中空容
器は、例えば、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリス
チレン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリ乳
酸、ポリこはく酸エステル、ポリカプロラクトン、ポリ
アミド、EVOH、ポリウレタン、PVDCなどから選
ばれた樹脂からなる熱可塑性樹脂層に、ガスバリヤー性
改良材として、PGA層を組み合わせることによって、
酸素ガスバリヤー性及び炭酸ガスバリヤー性の少なくと
も一方を、該熱可塑性樹脂層に比較して驚異的に改善し
た中空容器を得ることができる。しかも、本発明の多層
中空容器は、高温・高湿下での処理を受けても、そのガ
スバリヤー性の低下が極めて少ない。
【0113】中空容器の多層化の目的は、単一材料では
得られない要求特性を多層化することによって得ること
にある。具体的には、酸素、炭酸ガス等に対するガスバ
リヤー性の付与、ヒートシール性の付与、耐湿性の改
善、機械的強度の改善、コストの大幅低減などである。
【0114】本発明の多層中空容器の製造方法は、多層
押出ブロー成形法と多層インジェクションブロー成形法
に大別することができる。これらのブロー成形法には、
ブロー成形時に1軸または2軸方向に延伸させる延伸ブ
ロー成形法と、延伸させない無延伸ブロー成形法とがあ
る。
【0115】多層押出ブロー成形では、先ず、ポリグリ
コール酸を含有する熱可塑性樹脂材料、少なくとも一種
の熱可塑性樹脂、及び必要に応じて接着剤から構成され
る多層のパリソンを成形する。このために、各々の押出
機で加熱溶融した各樹脂材料を多層パリソン成形用ダイ
(通常サーキュラーダイ)に流入させ、ダイ内部で、同
時または逐次に合流させ、当該ダイからチューブ状パリ
ソンを押出す。溶融押出したパリソンを固化しないうち
に割り金型で挟んで、パリソンの一端をピンチし、内部
に空気を吹き込んで金型壁までブローし、冷却する。冷
却後、金型を開いて成形品を取出する。ブローをする際
に、パリソンを、過冷却状態若しくは結晶化温度(Tc
1)以下で、かつ、ガラス転移温度Tgより若干高い温
度範囲で、1軸または2軸方向に延伸すれば、1軸若し
くは2軸方向に配向した成形品を得ることができる。
【0116】インジェクションブロー成形では、射出成
形によって試験管状の有底パリソン(プリフォーム)を
射出成形し、このパリソンを過冷却状態またはガラス転
移点Tg以上でブロー成形する。パリソン射出成形後、
固化しない状態で、融点Tm以下の温度で調温し、ブロ
ー成形するのが、ホットパリソン法である。一方、パリ
ソン射出成形後、パリソンを一旦冷却固化した後、Tg
以上に再加熱し、調温し、ブロー成形するのがコールド
パリソン法である。
【0117】ホットパリソン法には、延伸ブロー成形と
未延伸ブロー成形があるが、コールドパリソン法は、通
常、延伸ブロー成形のみである。インジェクションブロ
ー成形では、ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂
材料、少なくとも一種の熱可塑性樹脂、及び必要に応じ
て接着剤を共射出(コインジェクション)法によって、
プリフォームを成形し、これをホットパリソン法または
コールドパリソン法によりブロー成形する。この際に、
延伸ブロー成形または無延伸ブロー成形が行われる。射
出温度は、ポリグリコール酸の融点Tm〜255℃の範
囲とすることが好ましい。射出温度が高すぎると、ポリ
グリコール酸が分解しやすくなる。
【0118】本発明の多層中空容器は、その優れた酸素
ガスバリヤー性及び/または炭酸ガスバリヤー性を活か
して、例えば、飲料用・食品用の中空容器、トイレタリ
ー用容器、ガソリン用容器に用いられる。特に、レトル
ト滅菌等の高温・高湿下での処理を要する物品、特別に
長期保存を要する物品、炭酸ガスバリヤー性を要求する
物品、環境負荷の低減が要求される物品等の包装容器の
用途に好ましく用いられる。
【0119】8.多層フィルム 本発明の多層フィルムは、少なくとも1層の熱可塑性樹
脂フィルム(以下、「ベースフィルム」ということがあ
る)層と、ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂材
料からなるフィルム層(以下、「PGA層」ということ
がある)とを有する多層フィルムである。PGA層があ
ることにより、ガスバリヤー性に優れた多層フィルムを
得ることができる。必要に応じて、各層間に接着剤層を
介在させることができる。多層フィルム全体の厚みは、
通常2μm〜3mm、好ましくは5μm〜2mm、より
好ましくは10μm〜1mmである。この厚みが薄すぎ
ると、製造することが困難で、しかもコスト高でもあ
り、生産性、経済性の観点から好ましくない。この厚み
が厚すぎると、包材として使用するための2次加工が難
しく、コスト高でもあり、生産性、経済性の観点から好
ましくない。
【0120】本発明の多層フィルムの基本的な層構成
は、次のとおりである。ただし、接着剤層を省略して表
記する。また、ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹
脂材料をPGAと略記する。
【0121】(1)熱可塑性樹脂/PGA (2)熱可塑性樹脂1/PGA/熱可塑性樹脂1 (3)熱可塑性樹脂1/PGA/熱可塑性樹脂2
【0122】本発明の多層フィルムは、前記の基本的な
層構成を備えておれば、各種の要求特性に応じて、同種
または異種の各種熱可塑性樹脂フィルムが付加的に積層
されたものであってもよい。熱可塑性樹脂フィルムとP
GA層の複合化法は、特に限定されず、例えば、各フ
ィルムを別個に作製した後、貼り合わせる方法、一方
のフィルムの上に、他の樹脂を押出コーティングする方
法、共押出法により積層する方法などの各種ラミネー
ト加工法を採用することができる。
【0123】本発明で用いられる熱可塑性樹脂フィルム
としては、例えば、超低密度ポリエチレン(VLDP
E)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度
ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MD
PE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、ポリプロピ
レン(PP)、エチレン・プロピレンゴム(EPM)、
エチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン・
アクリル酸エステル共重合体(EEA)、アイオノマー
(IO)などのポリオレフィン;ポリエチレンテレフタ
レート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PE
N)などのポリエステル;ポリスチレン(PS)、耐衝
撃性ポリスチレン(HIPS)、スチレン・ブタジエン
・スチレン・ブロック共重合体(SBS)、水素添加S
BS(すなわち、SEBS)などのポリスチレン系樹
脂;硬質ポリ塩化ビニル、軟質ポリ塩化ビニルなどのポ
リ塩化ビニル(PVC)系樹脂;ポリカーボネート(P
C)、ポリアミド(PA)、ポリウレタン(PU)、エ
チレン・ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリ
塩化ビニリデン系樹脂(PVDC)などの熱可塑性樹脂
から形成されたフィルムが好ましい。
【0124】環境負荷の小さい熱可塑性樹脂フィルムと
しては、例えば、ポリ乳酸、ポリこはく酸エステル、ポ
リカプロラクトンなどの生分解性ポリマーから形成され
たフィルムが好ましい。これらの熱可塑性樹脂は、変性
樹脂であってもよい。具体的には、例えば、アクリル酸
などの酸でグラフト変性したLLDPEなどを挙げるこ
とができる。
【0125】本発明の多層フィルムにおいて、熱可塑性
樹脂フィルムは、単層または多層で用いられる。熱可塑
性樹脂フィルムの厚みは、通常1μm〜2.5mm、好
ましくは5μm〜2mm、より好ましくは10μm〜1
mmの範囲であることが、加工性、経済性等の面から望
ましい。
【0126】本発明では、熱可塑性樹脂フィルム層とP
GA層との層間接着性を高めるために、層間に接着剤層
を介在させることができる。接着剤層に用いられる接着
剤としては、例えば、カルボキシル化ポリオレフィン、
エポキシ化ポリオレフィン、エチレン・酢酸ビニル共重
合体、アイオノマー、ポリウレタン、エポキシ樹脂、S
BS、SEBS、ポリクロロプレン、スチレン・ブタジ
エン共重合ゴム(SBR)、天然ゴム(NR)等のポリ
マーが挙げられる。カルボキシル化ポリオレフィンと
は、ポリオレフィンをアクリル酸、メタクリル酸、無水
マレイン酸等の不飽和酸単量体で変性して、カルボキシ
ル基を導入したポリオレフィンである。カルボキシル基
の導入は、共重合法及びグラフト法のいずれでもよい。
また、上記不飽和酸単量体と、メタクリル酸エステル、
アクリル酸エステル、酢酸ビニル等のビニル系単量体と
を併用してもよい。
【0127】エポキシ化ポリオレフィンとは、ポリオレ
フィンをメタクリル酸グリシジル等のエポキシ基含有単
量体で変性して、エポキシ基を導入したポリオレフィン
である。エポキシ基の導入は、共重合法及びグラフト法
のいずれでもよい。また、上記エポキシ基含有単量体
と、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、酢酸
ビニル等のビニル系単量体とを併用してもよい。これら
の中でも、カルボキシル化ポリオレフィン及びエチレン
・酢酸ビニル共重合体は、接着性と加工性の観点から特
に好ましい。接着剤層の厚みは、通常0.5μm〜2m
m、好ましくは2μm〜1mm、より好ましくは3μm
〜0.5mmの範囲である。この厚みが0.5μm未満
では、接着性が不充分となるおそれがあり、塗布も困難
である。この厚みが2mm超過では、コスト高であり経
済的面から不利である。
【0128】本発明の多層フィルムでは、熱可塑性樹脂
フィルムの酸素ガスバリヤー性及び/または炭酸ガスバ
リヤー性を改善するために、ガスバリヤー性樹脂層とし
て、PGA層を配置する。一般の熱可塑性樹脂フィルム
を用いた場合には、酸素ガスバリヤー性及び炭酸ガスバ
リヤー性の両方が改善される。
【0129】本発明の多層フィルムをラミネーション法
または押出コーティング法によって製造する場合には、
PGAの配向フィルムを使用することができる。PGA
の配向フィルムは、上述のポリグリコール酸のニートレ
ジンまたは該ポリグリコール酸を含有する熱可塑性樹脂
材料を溶融押出し、延伸・配向させ、必要に応じて熱固
定することにより製造することができる。溶融製膜法と
しては、フラットダイ法による一軸延伸、逐次二軸延
伸、及び同時二軸延伸、あるいはサーキュラーダイ法に
よるインフレーション二軸延伸などの方法を採用するこ
とができる。
【0130】本発明の多層フィルムの製造方法におい
て、延伸・配向のみを行い、熱固定を省略する場合に
は、高熱収縮率の多層フィルムを得ることができる。
【0131】本発明の多層フィルムのバリヤー性改良材
であるPGA層の厚みは、通常0.5μm〜2mm、好
ましくは1μm〜1.5mmの範囲である。厚みが薄す
ぎると、バリヤー性の改善効果が不充分となるおそれが
あり、厚すぎると、オーバークオリティとなり経済的に
不利である。必要に応じて、PGA層の厚みは、5μm
以下、さらには1〜3μm程度の極めて薄い膜厚にして
も、均一な厚みの層を形成することができる。
【0132】本発明の多層フィルムは、酸素ガス透過率
及び/または炭酸ガス透過率を、熱可塑性樹脂フィルム
(ベースフィルム)のそれらの値に比較して、通常1/
2以下、好ましくは1/5以下、より好ましくは、1/
10以下に改善することができる。例えば、ポリオレフ
ィン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、
ポリカーボネート、ポリ乳酸、ポリこはく酸エステル、
ポリカプロラクトン、ポリアミド、EVOH、PVDC
などの熱可塑性樹脂からなるフィルムに、バリヤー性改
良材として、PGA層を組み合わせることによって、酸
素ガス透過率及び炭酸ガス透過率の少なくとも一方を、
当該熱可塑性樹脂フィルムに比較して驚異的に改善され
た多層フィルムを得ることができる。しかも、本発明の
多層フィルムは、高温・高湿下での処理を受けても、そ
のガスバリヤー性の低下が極めて少ない。
【0133】本発明のガスバリヤー性複合フィルムの製
造方法としては、大別して次のような方法がある。
【0134】融着法、 ラミネーション法(ドライラミネーション、ホットメ
ルトラミネーション、ウエットラミネーション、ノンソ
ルベントラミネーション等)、 押出コーティング法、 共押出法(インフレーション法、Tダイ法等)。
【0135】融着法では、熱可塑性樹脂フィルムとPG
Aフィルムの各面を互いに合わせて、熱ロール、熱プレ
ス等を用いて、PGAフィルムに接触している熱可塑性
樹脂フィルム(多層フィルムの場合は、その接触表面
層)を、その概ね融点(Tm)以上の温度で圧着するこ
とによって、複合化することができる。この際、PGA
フィルム表面を機械的粗面化処理、コロナ処理法による
活性化処理、化学薬品による活性化処理等をしておくこ
とが望ましい。この融着法では、ポリオレフィンフィル
ム等の極性の小さい熱可塑性樹脂フィルムに対しては、
PGAフィルムの接着力が不充分となるおそれがある。
【0136】ラミネーション法では、下記の方法を採用
することができる。 (1)ドライラミネーション法:熱可塑性樹脂フィルム
表面またはPGAフィルム表面に、溶液タイプ、ラテッ
クスタイプ、またはディスパージョンタイプの接着剤を
塗布し、溶媒を揮発除去して乾燥させた後、相手フィル
ムを合わせて、ホットロール、ホットプレス等により加
熱しながら圧着することにより多層フィルムとする。
【0137】(2)ホットメルトラミネーション法:ホ
ットメルトタイプ接着剤(例えば、EVA系接着剤)を
熱可塑性樹脂フィルムまたはPGAフィルムの表面に、
粉末状またはフィルム状で塗布し、相手フィルム面と合
わせて加熱圧着して、貼り合わせる。ホットメルトタイ
プ接着剤を加熱溶融させて一方のフィルム表面に塗布し
てから相手フィルムと合わせて、圧着して貼り合わせる
方法、あるいは熱可塑性樹脂フィルムとPGAフィルム
との間に接着剤のフィルムを挿入して、加熱・圧着して
貼り合わせる方法によって、多層フィルムを得ることが
できる。
【0138】押出コーティング法では、熱可塑性樹脂フ
ィルムを構成する樹脂を、Tダイを装着した押出機に供
給し、Tダイから溶融押出しながら、PGAフィルム表
面またはPGAフィルム層を含む多層フィルム表面に、
溶融フィルム状態で均一塗布することによって、多層フ
ィルムを得ることができる。この場合、PGAフィルム
表面に接着剤層を塗布しておくことも可能である。
【0139】共押出法では、ポリオレフィン、ポリエス
テル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニルなどの熱可塑性樹
脂フィルムとなるべき樹脂、バリヤー性改良材のポリグ
リコール酸を含有する熱可塑性樹脂材料、及び必要に応
じて両者の接着剤となるべき樹脂を、それぞれの押出機
から一つのダイに供給して同時に押出して、溶融状態で
貼り合わせることにより、多層フィルムを一段で製造す
る。共押出法は、一般に、Tダイ法とインフレーション
法とに大分することができる。
【0140】Tダイ法では、シングルマニホールドダイ
を使用するラミナーフロー方式、マルチマニホールドダ
イを用いるダイ内積層方式、デュアルスロットダイを用
いるダイ外積層方式などが代表的な方法である。熱可塑
性樹脂フィルムとなるべき樹脂とポリグリコール酸を含
有する熱可塑性樹脂材料、並びに必要に応じて接着剤と
なるべき樹脂とを、各押出機から一つのダイに供給して
共押出して、キャストロールに引き取り、延伸ロール等
によってMDに延伸し、必要に応じてテンター等により
TDに延伸して製膜し、必要に応じて熱固定して、多層
フィルムを製造する。一般に、肉厚が30μm以下の薄
膜多層フィルムの場合は、Tダイ法が好ましい。
【0141】インフレーション法では、ダイ内積層法
(ロベルト・コロンボ法等)とダイ外積層法が代表的で
ある。それぞれ熱可塑性樹脂フィルム、ポリグリコール
酸を含有する熱可塑性樹脂材料、及び必要に応じて接着
剤となるべき樹脂を、各押出機から一つのダイに供給
し、共押出してインフレーションすることによりチュー
ブ状フィルムに製膜し、必要に応じて加圧して押したた
んでフラットフィルムとなし、更に必要に応じて熱固定
して、多層フィルムとする。
【0142】本発明の多層フィルムは、その優れた酸素
ガスバリヤー性及び/または炭酸ガスバリヤー性を活か
して、例えば、食品用包材(肉類、魚介類、乳製品、漬
物、みそ類、菓子類、茶・コーヒー類、メン類、米飯類
等の包材)、トイレタリー用包材、薬品包材等に用いら
れる。特に、レトルト滅菌等の高温・高湿下での処理を
要する物品、特別に長期保存を要する物品、環境負荷の
低減が要求される物品等の包材として好ましく用いられ
る。
【0143】
【実施例】以下に、合成例、実施例、及び比較例を挙げ
て、本発明についてより具体的に説明する。物性の測定
法は、以下のとおりである。
【0144】(1)溶融粘度η*:試料として、成形物
中のポリグリコール酸から厚み約0.2mmの非晶シー
トを作製し、約150℃で5分間加熱して結晶化させた
ものを用い、D=0.5mm、L=5mmのノズル装着
キャピログラフ〔東洋精機(株)製〕を用いて、ポリマ
ーの融点Tm+20℃の温度、剪断速度100/秒で溶
融粘度を測定した。
【0145】(2)ポリマーの熱的性質:試料として、
成形物中のポリグリコール酸から厚み約0.2mmの非
晶シートを作製し、示差走査熱量計(DSC;Mett
ler社製TC−10A型)を用いて、窒素ガス気流
下、10℃/分の昇温速度で加熱し、結晶化温度(Tc
1)、融点(Tm)、及び溶融エンタルピー(ΔHm)
を測定した。ガラス転移温度(Tg)は、5℃/分の昇
温速度で測定した。
【0146】(3)無配向結晶化物の密度:試料とし
て、成形物中のポリグリコール酸から厚み約0.2mm
の非晶シートを作製し、150℃で5分間熱固定したも
のを用いて、JIS R−7222(n−ブタノールを
用いたピクノメーター法)に準拠して測定した。
【0147】(4)厚み:ポリグリコール酸層などの厚
みは、マイクロメーター(μ−mate、SONY社
製)を用い、試料の10カ所の厚みを測定し、平均値を
求めた。
【0148】(5)厚みばらつき(R%) ポリグリコール酸層の厚みばらつき(R%)は、設定厚
みからのばらつきとして算出し、各成形物の種類に応じ
て、以下の基準で評価した。 配向フィルム ◎:R%が10%未満、 ○:R%が10%以上、30%未満、 △:R%が30%以上、70%未満、 ×:R%が70%以上、及び/またはPGAフィルムの
破断。 延伸ブロー容器 ◎:R%が10%未満、 ○:R%が10%以上、30%未満、 △:R%が30%以上、70%未満、 ×:R%が70%以上。 多層中空容器 ◎:R%が50%未満、 ○:R%が50%以上、100%未満、 △:R%が100%以上、200%未満、 ×:R%が200%以上、及び/または成型不可。 多層フィルム ◎:R%が50%未満、 ○:R%が50%以上、100%未満、 △:R%が100%以上、200%未満、 ×:R%が200%以上。
【0149】(6)土中崩壊性 テストピースを畑地の土壌中に深さ約10cmのところ
に埋め、6ヵ月後に掘り出し、洗浄後、乾燥して重量を
測定し、テストピースの初期重量に対する重量割合(重
量%)を算出した。
【0150】[合成例1]グリコリドの合成 10リットルオートクレーブに、グリコール酸〔和光純
薬(株)製〕5kgを仕込み、撹拌しながら、170℃
から200℃まで約2時間かけて昇温加熱し、生成水を
溜出させながら、縮合させた。次いで、20kPa(2
00mbar)に減圧し2時間保持して、低沸分を溜出
させ、グリコール酸オリゴマーを調製した。グリコール
酸オリゴマーの融点Tmは、205℃であった。
【0151】グリコール酸オリゴマー1.2kgを10
リットルのフラスコに仕込み、溶媒としてベンジルブチ
ルフタレート5kg〔純正化学(株)製〕及び可溶化剤
としてポリプロピレングリコール〔純正化学(株)製、
#400〕150gを加え、窒素ガス雰囲気中、5kP
a(50mbar)の減圧下、約270℃に加熱し、グ
リコール酸オリゴマーの「溶液相解重合」を行い、生成
したグリコリドをベンジルブチルフタレートと共溜出さ
せた。得られた共溜出物に約2倍容のシクロヘキサンを
加えて、グリコリドをベンジルブチルフタレートから析
出させ、濾別した。これを、酢酸エチルを用いて再結晶
し、減圧乾燥し精製グリコリドを得た。
【0152】[合成例2]ポリグリコール酸(PGA-a)
の合成 グリコリド100g、オクタン酸スズ6mg、及びラウ
リルアルコール50mgをガラス製試験管に投入し、2
20℃で3時間重合した。重合後、冷却してから生成ポ
リマーを取り出し、粉砕し、アセトンで洗浄した。しか
る後、30℃で真空乾燥して、ポリマーを回収した。同
様の操作を繰り返して、必要量のポリグリコール酸を合
成した。
【0153】[合成例3]ポリグリコール酸(PGA-b)
の合成 5mm穴のダイス付きの東洋精機株式会社製LT−20
を用いて、回転数15rpm、200−240℃の温度
設定(樹脂温度240℃)で、グリコリドに300pp
mの四塩化スズ5水和物を加えてホッパーから投入し重
合を行った。
【0154】[合成例4]ポリグリコール酸(PGA-c)
の合成 グリコリド100gと4mgの二塩化スズ2水和塩を、
ガラス製試験管にて180℃で2時間重合した。反応終
了時重合物は固化していた。冷却後、重合物を取り出し
粉砕し、アセトンで洗浄、30℃で真空乾燥してポリマ
ーを得た。同様の操作を繰り返して、必要量のポリグリ
コール酸を合成した。
【0155】[実施例1]圧縮成形物 合成例2で得られたポリグリコール酸(PGA-a)を3mm
φのノズルを装着した小型二軸混練機に窒素ガス流下で
供給し、溶融温度約230〜240℃でストランド状に
押し出し、空冷してカットし、ペレットを得た。このペ
レットを成形機に供給し樹脂温度約235℃でシートを
作成した。そのシートを圧力40kg・f/cm2、温
度100℃、時間5秒にて圧縮成形し、トレー(深さ3
0mm、底面100mm×200mm、厚み500μ
m)を得た。
【0156】この成形物中のポリグリコール酸の物性
は、溶融粘度が50Pa・s、結晶化温度(Tc1)が
84℃、融点(Tm)が222℃、溶融エンタルピー
(ΔHm)が74J/g、ガラス転移温度(Tg)が3
8℃、無配向結晶化物の密度が1.58g/cm3であ
った。この成形物をテストピースとして用いて、土中崩
壊性試験を行った。結果を表1に示す。
【0157】[実施例2]圧縮成形物 ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例3で得られ
たポリグリコール酸(PGA-b)を用いたこと以外は、実施
例1と同様にしてトレーを作製した。この成形物中のポ
リグリコール酸の物性は、溶融粘度が300Pa・s、
結晶化温度(Tc1)が85℃、融点(Tm)が222
℃、溶融エンタルピー(ΔHm)が75J/g、ガラス
転移温度(Tg)が38℃、無配向結晶化物の密度が
1.58g/cm3であった。この成形物をテストピー
スとして用いて、土中崩壊性試験を行った。結果を表1
に示す。
【0158】[比較例1]圧縮成形物 ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例4で得られ
たポリグリコール酸(PGA-c)を用いたこと以外は、実施
例1と同様にしてトレーを作製した。この成形物中のポ
リグリコール酸の物性は、溶融粘度が800Pa・s、
結晶化温度(Tc1)が86℃、融点(Tm)が222
℃、溶融エンタルピー(ΔHm)が75J/g、ガラス
転移温度(Tg)が38℃、無配向結晶化物の密度が
1.58g/cm3であった。この成形物をテストピー
スとして用いて、土中崩壊性試験を行った。結果を表1
に示す。
【0159】[比較例2]圧縮成形物 ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、熱可塑性ポリエス
テルであるポリエチレンテレフタレート(PET;三井
ペット社製J135)用いたこと以外は、実施例1と同
様にしてトレーを作製し、土中崩壊性試験を行った。結
果を表1に示す。
【0160】
【表1】
【0161】表1の結果から明らかなように、ポリグリ
コール酸の溶融粘度が500Pa・s未満と低い場合
(実施例1〜2)には、土中崩壊が極めて速やかに進行
し、短期間でコンポスト化が可能であることが分かる。
【0162】[実施例3]配向フィルム 合成例2で得られたポリグリコール酸(PGA-a)100
重量部に対して、0.1重量部のアルミナ粉末を添加
し、3mmφノズルを装着した小型二軸押出機に窒素ガ
ス流下で供給して、溶融温度約230〜約235℃でス
トランド状に押出し、急冷し、カットして、ペレットを
作成した。
【0163】このペレットを、インフレーション用リン
グダイを装着した小型二軸押出機に窒素ガス気流下で供
給し、リングダイから樹脂温度約230℃でチューブ状
に押出した。次いで、チューブを冷浴によりTg以下に
急冷し、ブロー比を約3倍として40〜45℃でインフ
レーションした。引取速度をチューブの縦方向の延伸倍
率が約3倍になるようにコントロールし、ニップロール
を介して巻き取り、チューブ状のフィルムを調製した。
このフィルムを150℃で1分間熱固定し、二軸配向フ
ィルム(延伸倍率3×3、厚み15μm)を得た。さら
に、ブロー比と縦方向の延伸倍率を調整して、厚みが2
5μmと40μmの二軸配向フィルムを作製した。
【0164】これらの二軸配向フィルム中のポリグリコ
ール酸の溶融粘度は、55Pa・sであった。各二軸配
向フィルムの設定厚みからのばらつきR%を測定した。
測定結果を表2に示す。
【0165】[実施例4]配向フィルム ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例3で得ら
れたポリグリコール酸(PGA-b)を用いたこと以外は、実
施例3と同様にして、厚みが15μm、25μm及び4
0μmの二軸配向フィルムを作製した。これらの二軸配
向フィルム中のポリグリコール酸の溶融粘度は、310
Pa・sであった。各二軸配向フィルムの設定厚みから
のばらつきR%を測定した。測定結果を表2に示す。
【0166】[比較例3]配向フィルム ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例4で得ら
れたポリグリコール酸(PGA-c)を用いたこと以外は、実
施例3と同様にして、厚みが15μm、25μm及び4
0μmの二軸配向フィルムを作製した。これらの二軸配
向フィルム中のポリグリコール酸の溶融粘度は、820
Pa・sであった。各二軸配向フィルムの設定厚みから
のばらつきR%を測定した。測定結果を表2に示す。
【0167】
【表2】
【0168】表2の結果から明らかなように、ポリグリ
コール酸の溶融粘度が500Pa・s未満と低い場合
(実施例3〜4)には、40μm以下、さらには15〜
25μmと薄い場合であっても、設定厚みからのばらつ
きが小さい配向フィルムを得ることができる。
【0169】[実施例5]延伸ブロー容器 合成例2で得られたポリグリコール酸(PGA-a)を3m
mφのノズルを装着した小型二軸混練押出機に窒素ガス
流下で供給し、溶融温度約230〜240℃でストラン
ド状に溶融押出し、空冷してカットし、ペレットを得
た。このペレットを射出成形機に供給して、樹脂温度約
230℃で有底パリソン金型(温度約10℃)内に射出
(注入)し、固化させて取り出し、コールドパリソンか
らなるプリフォーム(厚み約1.6mm、外径約1.6
cm,長さ約5cm、底部球面状)を予備成形した。得
られたコールドプリフォームを約42℃に予熱して軟化
させ、延伸ロッドを挿入して縦方向に約2.25倍延伸
配向させ、同時に、胴部外径約4.5cm、胴部長さ約
9cm、首部外径約1.6cm、首部長さ約1cm、平
底中央凹型のボトルの2つ割り金型ではさみ、高圧ガス
によりブロー比約2.8でブローして、円周方向(横方
向)に延伸配向させてボトルを成形し、さらに高圧ガス
を吹き込んでボトルを150℃、10秒間熱固定させ、
金型から取り出して、延伸ブロー容器を成形した。
【0170】得られた延伸ブロー容器は、透明であっ
た。ブロー比と縦方向延伸倍率を調整して、胴体部厚み
が50μm、100μm、及び200μmの各延伸ブロ
ー容器を作成した。これらの延伸ブロー容器中のポリグ
リコール酸の溶融粘度は、45Pa・sであった。ま
た、これらの延伸ブロー容器の胴体部の設定厚みからの
ばらつきR%を測定した。結果を表3に示す。
【0171】[実施例6]延伸ブロー容器 ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例3で得ら
れたポリグリコール酸(PGA-b)を用いたこと以外は、実
施例5と同様にして、胴体部厚みが50μm、100μ
m、及び200μmの各延伸ブロー容器を作製した。こ
れらの延伸ブロー容器中のポリグリコール酸の溶融粘度
は、290Pa・sであった。また、これらの延伸ブロ
ー容器の胴体部の設定厚みからのばらつきR%を測定し
た。結果を表3に示す。
【0172】[比較例4]延伸ブロー容器 ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例4で得ら
れたポリグリコール酸(PGA-c)を用いたこと以外は、実
施例5と同様にして、胴体部厚みが50μm、100μ
m、及び200μmの各延伸ブロー容器を作製した。こ
れらの延伸ブロー容器中のポリグリコール酸の溶融粘度
は、780Pa・sであった。また、これらの延伸ブロ
ー容器の胴体部の設定厚みからのばらつきR%を測定し
た。結果を表3に示す。
【0173】
【表3】
【0174】表3の結果から明らかなように、ポリグリ
コール酸の溶融粘度が500Pa・s未満と低い場合
(実施例5〜6)には、胴体部の厚みが200μm以
下、さらには50〜100μmと薄い場合であっても、
設定厚みからのばらつきが小さい延伸ブロー容器を得る
ことができる。
【0175】[実施例7]多層中空容器 合成例2で得られたポリグリコール酸(PGA-a)を3m
mφのノズルを装着した小型二軸混練押出機に窒素ガス
流下で供給し、溶融温度約230〜240℃でストラン
ド状に溶融押出し、空冷してカットし、ペレットを得
た。このペレット、ポリエチレンテレフタレート(PE
T;三井ペット社製J135)、及びカルボキシル化ポ
リオレフィン(登録商標名MODIC E−300S)
を3種5層用共射出成形機に供給し、射出してプリフォ
ーム金型に注入し、プリフォーム(外径約2cm、長さ
約6cm)を形成して、冷却固化させた。次いで、該プ
リフォームを再加熱し、約85℃に調温し、金型内に挿
入し、当該プリフォーム内にロッドを挿入して、プリフ
ォームを長さ方向に約2倍延伸すると同時にブロー比約
3でブローし、次いで、冷却固化して、PET//PGA
//PETの層構成を有する多層中空容器を作製した。
【0176】延伸倍率とブロー比を調整して、芯層のP
GA層の厚みが3μm、5μm、及び10μmの各多層
中空容器を作製した。これらの多層容器のPGA層中の
ポリグリコール酸の溶融粘度は、50Pa・sであっ
た。これらの多層中空容器の胴体部芯層の設定厚みから
のばらつきR%を測定した。結果を表4に示す。
【0177】[実施例8]多層中空容器 ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例3で得ら
れたポリグリコール酸(PGA-b)を用いたこと以外は、実
施例7と同様にして、芯層のPGA層の厚みが3μm、
5μm、及び10μmの各多層中空容器を作製した。こ
れらの多層容器のPGA層中のポリグリコール酸の溶融
粘度は、300Pa・sであった。これらの多層中空容
器の胴体部芯層の設定厚みからのばらつきR%を測定し
た。結果を表4に示す。
【0178】[比較例5]多層中空容器 ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例3で得ら
れたポリグリコール酸(PGA-c)を用いたこと以外は、実
施例7と同様にして、芯層のPGA層の厚みが3μm、
5μm、及び10μmの各多層中空容器を作製した。こ
れらの多層容器のPGA層中のポリグリコール酸の溶融
粘度は、800Pa・sであった。これらの多層中空容
器の胴体部芯層の設定厚みからのばらつきR%を測定し
た。結果を表4に示す。
【0179】
【表4】
【0180】表4の結果から明らかなように、ポリグリ
コール酸の溶融粘度が500Pa・s未満と低い場合
(実施例7〜8)には、胴体部芯層の厚みが10μm以
下、さらには3〜5μmと極めて薄い場合であっても、
設定厚みからのばらつきが小さい多層中空容器を得るこ
とができる。
【0181】[実施例9]多層フィルム 合成例2で得られたポリグリコール酸(PGA-a)を3m
mφのノズルを装着した小型二軸混練押出機に窒素ガス
流下で供給し、溶融温度約230〜240℃でストラン
ド状に溶融押出し、空冷してカットし、ペレットを得
た。
【0182】このペレットと、酸変性LLDPE(三井
化学社製アドマーNF550;酸グラフトLLDPE)
とを、それぞれ各押出機から樹脂温度約230℃で押し
出して、フィードブロックにて3層化(酸変性LLDP
E/PGA/酸変性LLDPE)した。ダイスは、30
cm幅であり、そして、内層の酸変性LLDPEは、3
5mmφ押出機で、外層の酸変性LLDPEは、40m
mφ押出機で、芯層のPGAは、25mmφ押出機でそ
れぞれ押し出して成膜した。
【0183】芯層の押出量を調整して、芯層の厚みがそ
れぞれ1μm、3μm、及び5μmの各多層フィルムを
作製した。これらの多層フィルムのPGA層中のポリグ
リコール酸の溶融粘度は、55Pa・sであった。これ
らの多層フィルムの芯層の設定厚みからのばらつきR%
を測定した。結果を表5に示す。
【0184】[実施例10]多層フィルム ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例3で得ら
れたポリグリコール酸(PGA-b)を用いたこと以外は、実
施例9と同様にして、芯層の厚みがそれぞれ1μm、3
μm、及び5μmの各多層フィルムを作製した。これら
の多層フィルムのPGA層中のポリグリコール酸の溶融
粘度は、310Pa・sであった。これらの多層フィル
ムの芯層の設定厚みからのばらつきR%を測定した。結
果を表5に示す。
【0185】[比較例6]多層フィルム ポリグリコール酸(PGA-a)に代えて、合成例4で得ら
れたポリグリコール酸(PGA-c)を用いたこと以外は、実
施例9と同様にして、芯層の厚みがそれぞれ1μm、3
μm、及び5μmの各多層フィルムを作製した。これら
の多層フィルムのPGA層中のポリグリコール酸の溶融
粘度は、820Pa・sであった。これらの多層フィル
ムの芯層の設定厚みからのばらつきR%を測定した。結
果を表5に示す。
【0186】
【表5】
【0187】表5の結果から明らかなように、ポリグリ
コール酸の溶融粘度が500Pa・s未満と低い場合
(実施例9〜10)には、芯層の厚みが5μm以下、さ
らには1〜3μmと極めて薄い場合であっても、設定厚
みからのばらつきが小さい多層フィルムを得ることがで
きる。
【0188】
【発明の効果】本発明によれば、溶融状態での流動性に
優れ、均一な薄膜化が可能であり、しかも生分解性が顕
著に優れ、迅速なコンポスト化が可能なポリグリコール
酸を含有する熱可塑性樹脂材料を用いて形成した押出成
形物、配向フィルム、延伸ブロー容器、多層中空容器、
多層フィルムなどの各種成形物が提供される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // B29K 67:00 B29L 22:00 B29L 22:00 C08L 67:04 C08L 67:04 B65D 1/00 B Fターム(参考) 3E033 AA01 BA30 CA03 CA07 CA16 CA20 FA02 FA03 4F071 AA43 AA88 AF52 BA01 BB03 BB06 BB07 4F100 AK01B AK54A AK54K BA02 GB16 JA04A JA06A JA20A JB16B JL01 4F208 AA24 AG07 AH55 AM32 LA04 LB01 4J029 AA02 AB01 AC01 AC02 AD01 AE01 AE03 EA03 EA05 EH02 KE05 KE09

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記式(1) 【化1】 で表わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポ
    リグリコール酸を主成分とする成形物であって、該成形
    物中のポリグリコール酸の溶融粘度が、融点より20℃
    高い温度と剪断速度100/秒の条件で測定したとき、
    20Pa・s以上500Pa・s未満である成形物。
  2. 【請求項2】 下記式(1) 【化2】 で表わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポ
    リグリコール酸を主成分とする配向フィルムであって、
    該配向フィルム中のポリグリコール酸の溶融粘度が、融
    点より20℃高い温度と剪断速度100/秒の条件で測
    定したとき、20Pa・s以上500Pa・s未満であ
    る配向フィルム。
  3. 【請求項3】 下記式(1) 【化3】 で表わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポ
    リグリコール酸を主成分とする延伸ブロー容器であっ
    て、該延伸ブロー容器中のポリグリコール酸の溶融粘度
    が、融点より20℃高い温度と剪断速度100/秒の条
    件で測定したとき、20Pa・s以上500Pa・s未
    満である延伸ブロー容器。
  4. 【請求項4】 下記式(1) 【化4】 で表わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポ
    リグリコール酸を主成分とする層の少なくとも片面に熱
    可塑性樹脂層が形成された層構成を有する多層成形物で
    あって、該ポリグリコール酸を主成分とする層中のポリ
    グリコール酸の溶融粘度が、融点より20℃高い温度と
    剪断速度100/秒の条件で測定したとき、20Pa・
    s以上500Pa・s未満である多層成形物。
  5. 【請求項5】 下記式(1) 【化5】 で表わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポ
    リグリコール酸を主成分とする層の少なくとも片面に熱
    可塑性樹脂層が形成された層構成を有する多層中空容器
    であって、該ポリグリコール酸を主成分とする層中のポ
    リグリコール酸の溶融粘度が、融点より20℃高い温度
    と剪断速度100/秒の条件で測定したとき、20Pa
    ・s以上500Pa・s未満である多層中空容器。
  6. 【請求項6】 下記式(1) 【化6】 で表わされる繰り返し単位を60重量%以上含有するポ
    リグリコール酸を主成分とする層の少なくとも片面に熱
    可塑性樹脂層が形成された層構成を有する多層フィルム
    であって、該ポリグリコール酸を主成分とする層中のポ
    リグリコール酸の溶融粘度が、融点より20℃高い温度
    と剪断速度100/秒の条件で測定したとき、20Pa
    ・s以上500Pa・s未満である多層フィルム。
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