JP2003064245A - 生分解性フィルムまたはシート、およびこれらを用いた成型品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耐衝撃性などの機械的特性に優れ、しかも成
型性に優れた生分解性フィルムまたはシート、およびこ
れらを用いた成型品を提供する。 【解決手段】 生分解性フィルムまたはシートを、ガラ
ス転移温度が０℃以下の生分解性脂肪族−芳香族共重合
ポリエステルと、ポリ乳酸とを主成分とする樹脂組成物
にて形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性フィルム
またはシート、およびこれらを用いた成型品に関する。

【０００２】

【従来の技術】新聞・雑誌・食品などの梱包用のストレ
ッチフィルムや、防音シートなどには、従来より、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリ塩化ビニルなどのプラスチック類が使用されて
いる。これらのフィルムやシートはその使用後に廃棄処
理されるが、焼却処理を行うと、燃焼時の発熱量が高い
ためその処理中に焼却炉を痛める恐れがあり、また、ポ
リ塩化ビニルのように自己消火性のため燃焼することが
困難であるものがある。そこで、埋め立てによる廃棄処
理が一般に行われているが、これらのプラスチック類
は、化学的、生物的安定性のためにほとんど分解せずに
残留することから、近年の環境保全に関する社会的要求
の高まりに伴い、生分解性ポリマーにて形成されること
が望まれている。

【０００３】このような生分解性ポリマーとしては、ポ
リ乳酸が知られているが、ポリ乳酸は硬くて脆いという
性質を有するため、ポリ乳酸からなるフィルムやシート
は耐衝撃性に劣り、使用できる分野が限られるという問
題がある。また、ポリ乳酸からなるフィルムやシートを
加工した成型品は、高温高湿に放置されると変形してし
まい、耐湿熱性に劣るという問題がある。

【０００４】このような問題を解決するものとして、特
許３１３８１９６号公報、特開平１１−１２４４３０号
公報、特開２０００−１９１８９５号公報などには、ポ
リ乳酸に脂肪族ポリエステルを混合する方法が提案され
ているが、脂肪族ポリエステルを配合するだけでは耐衝
撃性の改良に限界があり、また、脂肪族ポリエステルの
配合割合をポリ乳酸よりも多くすることで物性面の改善
を図ることは可能であるが、脂肪族ポリエステルはその
価格が高いため、コスト高となる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決し、耐衝撃性などの機械的特性に優れ、しかも成型
性に優れた生分解性フィルムまたはシート、およびこれ
らを用いた成型品を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決するために鋭意検討を重ねた結果、本発明に至った
ものである。すなわち本発明は、ガラス転移温度が０℃
以下の生分解性脂肪族−芳香族共重合ポリエステルと、
ポリ乳酸とを主成分とする樹脂組成物からなることを特
徴とする生分解性フィルムまたはシートを要旨とするも
のである。

【０００７】また、これらの生分解性フィルムまたはシ
ートからなることを特徴とする成型品を要旨とするもの
である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の生分解性フィルムまたはシートは、ガラ
ス転移温度が０℃以下の生分解性脂肪族−芳香族共重合
ポリエステルと、ポリ乳酸とを主成分とする樹脂組成物
にて形成される必要がある。ガラス転移温度が０℃以下
生分解性脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとポリ乳酸
とは、いずれも生分解性を有するため、使用後のフィル
ムやシートを好適に廃棄処理できる。また、ガラス転移
温度が０℃以下の生分解性脂肪族−芳香族共重合ポリエ
ステルは柔軟性に優れた樹脂であるが、この脂肪族−芳
香族共重合ポリエステル単独では、フィルムあるいはシ
ート化する際のすべりが悪いため、この脂肪族−芳香族
共重合ポリエステルにポリ乳酸を配合することで、フィ
ルムあるいはシート化する際の成形性を向上できる。ま
た、ポリ乳酸は、室温で硬くて脆いという性質を有する
が、脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとともに使用す
ることで、フィルムに柔軟性と耐衝撃性とを付与でき
る。

【０００９】なお、本発明でいうフィルムとは、その厚
みが０．１５ｍｍ未満のものであり、シートとは、その
厚みが０．１５ｍｍ以上のものである。本発明における
脂肪族・芳香族共重合ポリエステルとは、少なくとも構
成成分として脂肪族ジカルボン酸、芳香族ジカルボン
酸、および脂肪族ジオールからなる共重合ポリエステル
であり、そのガラス転移温度は、０℃以下であることが
必要であり、より好ましくは−２０℃以下である。ガラ
ス転移温度が０℃を超えると、フィルムやシートに製膜
した場合、常温では柔軟性に欠けるものとなり、耐衝撃
性に劣るものとなる。

【００１０】脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、
アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸な
どが挙げられる。また、芳香族ジカルボン酸としては、
テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸
などが挙げられる。さらに、脂肪族ジオールとしては、
エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４−
ブタンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール
などが挙げられる。そして、これらから少なくとも１種
以上選択して重縮合することにより、目的とする脂肪族
・芳香族共重合ポリエステルが得られ、必要に応じて、
イソシアネートや酸無水物、エポキシ化合物、有機過酸
化物などを用いてジャンプアップおよび長鎖分岐を構造
上もたせることもできる。

【００１１】また、この生分解性共重合ポリエステル
は、芳香族ジカルボン酸を構成成分に含有していること
により樹脂の融点が高くなるため、脂肪族ジカルボン酸
成分あるいは脂肪族ジオール成分を脂肪族ポリエステル
の場合よりも多量に共重合可能となり、樹脂融点は脂肪
族ポリエステルと同等でありながら柔軟性を増した樹脂
設計が可能となることに加え、安価な芳香族ジカルボン
酸を使用するため、脂肪族ポリエステルよりも安価に製
造できる。

【００１２】本発明におけるポリ乳酸としては、乳酸の
構造単位がＬ−乳酸であるポリＬ−乳酸、構造単位がＤ
−乳酸であるポリＤ−乳酸、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸との共
重合体であるポリＤＬ−乳酸、またはこれらの混合体が
挙げられ、数平均分子量が８万〜１５万であるものが好
ましい。

【００１３】また、分子量の増大を目的として、少量の
鎖延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、エポキシ
化合物、酸無水物などを使用できる。本発明のフィルム
またはシートを構成するガラス転移温度が０℃以下の脂
肪族・芳香族共重合ポリエステルとポリ乳酸との配合割
合は、質量比で、（脂肪族・芳香族共重合ポリエステ
ル）／（ポリ乳酸）＝９９／１〜６０／４０（質量％）
の範囲であることが好ましい。脂肪族・芳香族共重合ポ
リエステルの配合割合が９９質量％を超えると、得られ
るフィルムやシートはゴム状で伸度が大きくなって腰強
さが低下し、フィルムやシートの腰強さを必要とする包
装用途や容器などに適さなくなる。また、接着性が著し
く大きくなるためブロッキングが発生して、生産性が低
下する。一方、生分解性脂肪族・芳香族共重合ポリエス
テルの割合が６０質量％未満であると、ポリ乳酸の割合
が増すことから、高温高湿下での加水分解による物性低
下が顕著になって好ましくない。従って、ガラス転移温
度が０℃以下の脂肪族・芳香族共重合ポリエステルとポ
リ乳酸との配合割合は、質量比で、（脂肪族・芳香族共
重合ポリエステル）／（ポリ乳酸）＝９５／５〜６０／
４０（質量％）の範囲であることがより好ましく、９０
／１０〜７０／３０（質量％）の範囲であることがさら
に好ましい。

【００１４】本発明においては、すべり性や耐ブロッキ
ング性の向上を目的として、タルク、炭酸カルシウム、
シリカなどの無機質充填材を配合してもよい。無機質充
填材の平均粒子径は０．５〜１５μｍの範囲にあるもの
が好ましい。また、無機質充填材の配合割合は、１〜２
０質量％の範囲にあることが好ましい。無機質充填材の
配合割合が１質量％未満であると無機質充填材が有する
滑材およびアンチブロッキング材的効果が現れず、配合
割合が２０質量％を越えると、フィルム中の無機質充填
材が欠点となってフィルムの機械的物性が著しく低下し
てくるため好ましくない。なお、上記の無機質充填剤に
は、有機滑剤を併用してもよい。

【００１５】また、本発明のフィルムまたはシートを構
成する樹脂組成物には、用途に応じて可塑剤、紫外線防
止剤、酸化防止剤、熱安定剤、難燃剤、帯電防止剤、表
面ぬれ改善剤、顔料、有機添加剤、有機滑剤などを添加
してもよい。

【００１６】上記のように構成されたフィルムまたはシ
ートからなる成型品は、高温高湿雰囲気下においてもそ
の変形が小さく、耐湿熱性に優れているため、梱包用の
ストレッチフィルムやラップフィルム、食品容器に代表
されるトレー、ブリスターケース（パック）などとして
好適に使用できる他、シーラントとしても好適に使用で
きる。

【００１７】

【実施例】次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。なお、以下の実施例、比較例における各種物
性値の測定は以下の方法により実施した。 （１）引張強度（ＭＰａ）：ＪＩＳ Ｋ−７１２７に記
載の方法に準じて測定した。 （２）引張伸度（％）：ＪＩＳ Ｋ−７１２７に記載の
方法に準じて測定した。 （３）引張弾性率（ＧＰａ）：ＪＩＳ Ｋ−７１２７に
記載の方法に準じて測定した。 （４）衝撃強度（Ｊ）：フィルム衝撃試験機（東洋精機
製作所社製）を用い、測定温度２３℃、５０％ＲＨの雰
囲気中で振子容量３０ｋｇ・ｃｍ、１２．７ｍｍΦの衝
撃頭を用いて測定した。 （５）ブロッキング：紙管にフィルムまたはシートを１
００ｍ巻き、室温にて１日放置した後、再びフィルムま
たはシートを巻き出した際のフィルムまたはシート同士
のブロッキングを観察した。 実施例１ ガラス転移温度が−３５℃の脂肪族・芳香族共重合ポリ
エステル（ＢＡＳＦ社製、エコフレックスＦ）８０質量
％と、融点が１６７℃、Ｄ−乳酸含有量が１．２モル
％、重量平均分子量が１９５０００のポリ乳酸（カーギ
ル・ダウ社製、ネイチャーワークス）２０質量％とを配
合した。そしてこの原料を、直径１００ｍｍの口径を有
するサーキュラーダイを装着したスクリュー径４５ｍｍ
Ｌ／Ｄ＝２６の一軸押出機を用いて、設定温度２００℃
にて溶融押出を行い、ダイより吐出された溶融樹脂組成
物を空気圧によって膨張させると同時にエアリングによ
る空冷をしながらチューブ状のフィルムに成形した。ま
た、組成物のフィルム化は、２５〜３０℃に温調された
環境下で実施した。

【００１８】このチューブ状のフィルムをダイ上部に設
置された一組のピンチロールによって２０ｍ／ｍｉｎの
速度で引き取りを行い、約７秒の冷却時間を経た後、チ
ューブ状のフィルムをピンチロールによってニップし、
巻き取り機にて１００ｍ巻き取り、厚みが４０μｍ、フ
ィルム折り幅が５４０ｍｍであるフィルムを作成した。

【００１９】得られたフィルムの物性等を表１に示す。

【００２０】

【表１】 実施例２ 滑剤として平均粒径が２．７５μｍのタルク（林化成社
製、ＭＷ ＨＳ−Ｔ）を配合し、脂肪族・芳香族共重合
ポリエステルとポリ乳酸およびタルクの配合割合を、
（脂肪族・芳香族共重合ポリエステル）／（ポリ乳酸）
／（タルク）＝８３／１５／２（質量％）とした。そし
て、この原料をスクリュー径５０ｍｍ、Ｌ／Ｄ（長さ／
口径）＝２１の一軸押出機（日本製鋼所社製）を用い
て、押出温度を２１０℃とし、Ｔダイ法により厚み２５
０μｍ、幅３００ｍｍのシートを作成した。

【００２１】得られたシートの物性等を表１に示す。実
施例１で得られたフィルムは、ガラス転移温度が０℃以
下の生分解性脂肪族−芳香族共重合ポリエステルと、ポ
リ乳酸とからなるため、機械的物性に優れ、柔軟性にも
優れるものであった。また、柔軟であるにもかかわらず
伸度が押さえられていたので、フィルムにシワが入りに
くく、かつ、フィルムのブロッキングも全く観察されな
かった。

【００２２】実施例２で得られたシートは、柔軟性と衝
撃強度に優れ、ブロッキングも全く観察されなかった。 比較例１ 脂肪族・芳香族共重合ポリエステルの代わりに脂肪族ポ
リエステル（昭和高分子社製、ビオノーレ＃３００１）
を用い、この脂肪族ポリエステル７０質量％とポリ乳酸
３０質量％とを配合して原料とした。そしてそれ以外は
実施例２と同様にして、厚み２５０μｍ、幅３００ｍｍ
のシートを作成した。

【００２３】得られたシートの物性等を表１に示す。 比較例２ ポリ乳酸を用いずに脂肪族・芳香族共重合ポリエステル
（ＢＡＳＦ社製、エコフレックスＦ）９５質量％とタル
ク５質量％とを用いた。そしてそれ以外は実施例１と同
様にして、厚み４０μｍ、幅５４０ｍｍのフィルムを得
た。

【００２４】得られたフィルムの物性等を表１に示す。
比較例１で得られたシートは、優れた機械的物性を示し
たが、原材料の脂肪族ポリエステルの価格が高く、工業
的にはコスト上問題があった。

【００２５】比較例２で得られたフィルムは、伸びが大
きく、ロールに巻いた際に、巻き締まりによるフィルム
間のブロッキングが生じた。さらにロールから巻き出し
た際にシワが著しく発生し、シーラントなどに適用する
には実用上問題があった。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、ガラス転移温度が０℃
以下の生分解性脂肪族−芳香族共重合ポリエステルと、
ポリ乳酸とを主成分とする樹脂組成物からなるフィルム
またはシートとすることで、耐衝撃性などの機械的特性
に優れ、しかも柔軟性を兼ね備えたものとなる。また、
成型性にも優れているため、包装材として好適に使用で
きる。

【００２７】これらの生分解性フィルムまたはシートか
らなる成型品は、梱包用ストレッチフィルムやラップフ
ィルム、シーラント、防水・遮水シート、防音シート、
トレー、ブリスター（パック）などに好適に使用でき
る。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラス転移温度が０℃以下の生分解性脂
   肪族−芳香族共重合ポリエステルと、ポリ乳酸とを主成
   分とする樹脂組成物からなることを特徴とする生分解性
   フィルム。
2. 【請求項２】 ガラス転移温度が０℃以下の脂肪族・芳
   香族共重合ポリエステルとポリ乳酸との配合割合が、
   （脂肪族・芳香族共重合ポリエステル）／（ポリ乳酸）
   ＝９９／１〜６０／４０（質量％）の範囲であることを
   特徴とする請求項１記載の生分解性フィルム。
3. 【請求項３】 ガラス転移温度が０℃以下の生分解性脂
   肪族−芳香族共重合ポリエステルと、ポリ乳酸とを主成
   分とする樹脂組成物からなることを特徴とする生分解性
   シート。
4. 【請求項４】 ガラス転移温度が０℃以下の脂肪族・芳
   香族共重合ポリエステルとポリ乳酸との配合割合が、
   （脂肪族・芳香族共重合ポリエステル）／（ポリ乳酸）
   ＝９９／１〜６０／４０（質量％）の範囲であることを
   特徴とする請求項３記載の生分解性シート。
5. 【請求項５】 請求項１から４のいずれか１項に記載の
   生分解性フィルムまたはシートからなることを特徴とす
   る成型品。