JP2024144312A - Acid-modified polyester resin composition and laminate - Google Patents
Acid-modified polyester resin composition and laminate Download PDFInfo
- Publication number
- JP2024144312A JP2024144312A JP2024049869A JP2024049869A JP2024144312A JP 2024144312 A JP2024144312 A JP 2024144312A JP 2024049869 A JP2024049869 A JP 2024049869A JP 2024049869 A JP2024049869 A JP 2024049869A JP 2024144312 A JP2024144312 A JP 2024144312A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- acid
- polyester resin
- modified polyester
- resin
- layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Graft Or Block Polymers (AREA)
- Polyesters Or Polycarbonates (AREA)
- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
- Biological Depolymerization Polymers (AREA)
- Laminated Bodies (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Adhesive Tapes (AREA)
Abstract
Description
本発明は、酸変性ポリエステル系樹脂組成物及び積層体に関し、更に詳しくは、ポリビニルアルコール系樹脂層(以下、ポリビニルアルコールを「PVA」という。)とポリ乳酸等の生分解性樹脂層との接着に好ましく用いられる酸変性ポリエステル系樹脂組成物及び該酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含有する層を有する積層体に関する。 The present invention relates to an acid-modified polyester resin composition and a laminate, and more specifically to an acid-modified polyester resin composition that is preferably used for bonding a polyvinyl alcohol resin layer (hereinafter, polyvinyl alcohol is referred to as "PVA") to a biodegradable resin layer such as polylactic acid, and a laminate having a layer containing the acid-modified polyester resin composition.
プラスチックは、成形性、強度、耐水性、透明性等に優れることから、包装材料として広く使用されている。かかる包装材料に用いられるプラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等のビニル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート等の芳香族ポリエステル系樹脂が挙げられる。しかしながら、これらのプラスチックは生分解性に乏しく、使用後に自然界に投棄されると、長期間残存して景観を損ねたり、環境破壊の原因となる場合がある。 Plastics are widely used as packaging materials because of their excellent moldability, strength, water resistance, transparency, etc. Examples of plastics used in such packaging materials include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, vinyl resins such as polystyrene and polyvinyl chloride, and aromatic polyester resins such as polyethylene terephthalate. However, these plastics are poorly biodegradable, and if dumped in the natural environment after use, they may remain for a long time, marring the scenery and causing environmental destruction.
これに対し、近年、土中や水中で生分解、あるいは加水分解され、環境汚染の防止に有用である生分解性樹脂が注目され、実用化が進められている。かかる生分解性樹脂としては、脂肪族ポリエステル系樹脂、酢酸セルロース、変性でんぷん等が知られている。包装材料としては、透明性、耐熱性、強度に優れることから、ポリ乳酸、アジピン酸/テレフタル酸/1,4-ブタンジオールの縮重合物、コハク酸/1,4-ブタンジオール/乳酸の縮重合物等が用いられている。 In response to this, biodegradable resins that are biodegraded or hydrolyzed in soil or water and are useful for preventing environmental pollution have attracted attention in recent years, and efforts are being made to put them to practical use. Examples of such biodegradable resins include aliphatic polyester resins, cellulose acetate, and modified starch. As packaging materials, polylactic acid, condensation polymers of adipic acid/terephthalic acid/1,4-butanediol, and condensation polymers of succinic acid/1,4-butanediol/lactic acid are used because of their excellent transparency, heat resistance, and strength.
しかしながら、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル系樹脂は酸素ガスバリア性が不充分であるため、単独では、食品や薬品等の酸化劣化のおそれがある内容物の包装材料として用いることはできない。そこで、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル系樹脂とPVA系樹脂とを積層して積層体とすることがなされている。 However, aliphatic polyester resins such as polylactic acid have insufficient oxygen gas barrier properties and cannot be used alone as packaging materials for foods, medicines, and other contents that may be subject to oxidative deterioration. For this reason, aliphatic polyester resins such as polylactic acid are laminated with PVA resins to form laminates.
しかしながら、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル系樹脂層とPVA系樹脂層とは表面特性が大きく異なることから、両層は接着性に乏しく、両層の直接積層によって実用的な層間接着強度を得ることは困難である。 However, because the surface characteristics of an aliphatic polyester resin layer such as polylactic acid and a PVA resin layer are significantly different, the two layers have poor adhesion, making it difficult to obtain a practical interlayer adhesive strength by directly laminating the two layers.
そこで、これらの樹脂層を接着するために接着層を設けることがなされており、ポリ乳酸等の脂肪族ポリエステル系樹脂とPVA系樹脂の生分解性を活かすには、接着層も生分解性であることが求められる。 Therefore, an adhesive layer is provided to bond these resin layers together, and in order to take advantage of the biodegradability of aliphatic polyester resins such as polylactic acid and PVA resins, the adhesive layer must also be biodegradable.
生分解性を有する接着剤用樹脂として、例えば、特許文献1には、生分解性ポリエステル系樹脂に、α,β-不飽和カルボン酸又はその無水物がグラフト重合されてなり、酸価が2.0~6.5mg・KOH/gである、生分解性酸変性ポリエステル系樹脂とすることが提案されている。 For example, Patent Document 1 proposes a biodegradable adhesive resin in which an α,β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride is graft-polymerized onto a biodegradable polyester resin to produce a biodegradable acid-modified polyester resin with an acid value of 2.0 to 6.5 mg KOH/g.
しかしながら、特許文献1記載の生分解性酸変性ポリエステル系樹脂は樹脂の加工性と積層体の接着樹脂として使用した際の積層体の外観を両立するという点では必ずしも十分ではなかった。 However, the biodegradable acid-modified polyester resin described in Patent Document 1 was not necessarily satisfactory in terms of achieving both resin processability and the appearance of the laminate when used as an adhesive resin for the laminate.
そこで、本発明は、PVA系樹脂層と生分解性樹脂層との接着に好ましく用いられ、さらに加工性と積層体の外観にも優れる樹脂組成物を提供することを課題とする。 Therefore, the present invention aims to provide a resin composition that is preferably used for bonding a PVA-based resin layer and a biodegradable resin layer, and that also has excellent processability and appearance of the laminate.
本発明者らは、鋭意検討した結果、酸変性されたポリエステル系樹脂を主成分として含み、さらに融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを含む樹脂組成物により上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive research, the inventors discovered that the above problems could be solved by a resin composition that contains an acid-modified polyester resin as a main component, and further contains a resin with a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less and a fatty acid ester, and thus completed the present invention.
本発明の態様1は、酸変性ポリエステル系樹脂を主成分として含み、且つ、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを含む酸変性ポリエステル系樹脂組成物である。 Aspect 1 of the present invention is an acid-modified polyester resin composition that contains an acid-modified polyester resin as a main component and also contains a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less and a fatty acid ester.
本発明の態様2は、態様1の酸変性ポリエステル系樹脂組成物において、前記融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂が極性基を有する酸変性ポリエステル系樹脂組成物である。 Aspect 2 of the present invention is an acid-modified polyester resin composition according to aspect 1, in which the resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less has a polar group.
本発明の態様3は、態様1又は態様2の酸変性ポリエステル系樹脂組成物において、前記融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂の含有量が、0.01~30質量%である酸変性ポリエステル系樹脂組成物である。 Aspect 3 of the present invention is an acid-modified polyester resin composition according to aspect 1 or 2, in which the content of the resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less is 0.01 to 30 mass %.
本発明の態様4は、態様1から態様3のいずれか一つの酸変性ポリエステル系樹脂組成物において、前記脂肪酸エステルが、多価アルコールと炭素数1~18の脂肪酸とから構成される脂肪酸エステルである酸変性ポリエステル系樹脂組成物である。 Aspect 4 of the present invention is an acid-modified polyester resin composition according to any one of aspects 1 to 3, in which the fatty acid ester is a fatty acid ester composed of a polyhydric alcohol and a fatty acid having 1 to 18 carbon atoms.
本発明の態様5は、態様1から態様4のいずれか一つの酸変性ポリエステル系樹脂組成物において、前記脂肪酸エステルの含有量が、0.01~20質量%である酸変性ポリエステル系樹脂組成物である。 Aspect 5 of the present invention is an acid-modified polyester resin composition according to any one of aspects 1 to 4, in which the content of the fatty acid ester is 0.01 to 20 mass%.
本発明の態様6は、態様1から態様5のいずれか一つの酸変性ポリエステル系樹脂組成物において、前記酸変性ポリエステル系樹脂が生分解性を有する酸変性ポリエステル系樹脂組成物である。 Aspect 6 of the present invention is an acid-modified polyester resin composition according to any one of aspects 1 to 5, in which the acid-modified polyester resin is biodegradable.
本発明の態様7は、態様1から態様6のいずれか一つの酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含有する接着剤である。 Aspect 7 of the present invention is an adhesive containing any one of the acid-modified polyester resin compositions of aspects 1 to 6.
本発明の態様8は、態様1から態様6のいずれか一つの酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含有する層を少なくとも一層有する積層体である。 Aspect 8 of the present invention is a laminate having at least one layer containing an acid-modified polyester resin composition according to any one of aspects 1 to 6.
本発明の態様9は、第1の層と第2の層との間に接着層を設けた積層体であって、前記第1の層と前記第2の層のうちの少なくとも1層がポリビニルアルコール系樹脂層であり、前記接着層が、態様1から態様6のいずれか一つの酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含有する積層体である。 Aspect 9 of the present invention is a laminate having an adhesive layer between a first layer and a second layer, at least one of the first layer and the second layer being a polyvinyl alcohol-based resin layer, and the adhesive layer containing any one of the acid-modified polyester-based resin compositions of aspects 1 to 6.
本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物は、酸変性ポリエステル系樹脂を主成分として含み、且つ、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを含むことで、酸変性時の余剰ラジカルの発生を抑えることにより、酸変性ポリエステル系樹脂のMFRが高くなる(粘度が下がる)ため、加工性に優れ、取扱いがしやすい。また、本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物は粘度が下がり柔軟化されているため、例えば、PVA系樹脂層と生分解性樹脂層とを含有する積層体において、両層の接着層として用いると高粘度な接着樹脂に起因するフローマークの発生が抑制され、外観に優れた、生分解性の積層体が得られる。 The acid-modified polyester resin composition of the present invention contains an acid-modified polyester resin as a main component, and also contains a resin and a fatty acid ester having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, thereby suppressing the generation of excess radicals during acid modification, thereby increasing the MFR of the acid-modified polyester resin (reducing the viscosity), and therefore has excellent processability and is easy to handle. In addition, since the acid-modified polyester resin composition of the present invention has a reduced viscosity and is softened, for example, when used as an adhesive layer for both layers in a laminate containing a PVA resin layer and a biodegradable resin layer, the generation of flow marks caused by the high viscosity adhesive resin is suppressed, and a biodegradable laminate with excellent appearance is obtained.
以下、本発明の構成につき詳細に説明するが、これらは望ましい実施態様の一例を示すものである。 The configuration of the present invention is described in detail below, but these are examples of preferred embodiments.
また、本明細書において、「生分解性」とは、JIS K 6953-1:2011(ISO 14855-12005)で規定された条件を満たすことを意味する。 In addition, in this specification, "biodegradable" means meeting the conditions specified in JIS K 6953-1:2011 (ISO 14855-12005).
〔酸変性ポリエステル系樹脂組成物〕
本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物は、酸変性ポリエステル系樹脂を主成分として含み、且つ、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを含む。
なお、ここで、酸変性ポリエステル系樹脂組成物の主成分とは、該組成物全体の50質量%以上を占める成分を言う。
[Acid-modified polyester resin composition]
The acid-modified polyester resin composition of the present invention contains an acid-modified polyester resin as a main component, and also contains a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester.
Here, the main component of the acid-modified polyester resin composition refers to a component that accounts for 50% by mass or more of the entire composition.
(酸変性ポリエステル系樹脂)
酸変性ポリエステル系樹脂は、各種ポリエステル系樹脂に対し、α,β-不飽和カルボン酸又はその無水物(以下、α,β-不飽和カルボン酸又はその無水物を「α,β-不飽和カルボン酸類」ということがある。)をグラフト重合したポリエステル系樹脂であり、本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物のベース樹脂となる。樹脂組成物中に酸変性ポリエステル系樹脂を含むことで、ポリ乳酸等のポリエステル系樹脂とPVA系樹脂との接着強度が改善される。
(Acid-modified polyester resin)
The acid-modified polyester resin is a polyester resin obtained by graft polymerizing an α,β-unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof (hereinafter, the α,β-unsaturated carboxylic acid or anhydride thereof may be referred to as "α,β-unsaturated carboxylic acids") onto various polyester resins, and serves as the base resin of the acid-modified polyester resin composition of the present invention. By including the acid-modified polyester resin in the resin composition, the adhesive strength between the polyester resin such as polylactic acid and the PVA resin is improved.
また、酸変性ポリエステル系樹脂は生分解性を有することが好ましい。生分解性を有する酸変性ポリエステル系樹脂を用いることで、これを含む接着層を用いてPVA系樹脂層と生分解性樹脂層とを積層して得た積層体は全体が生分解性を有することとなる。 The acid-modified polyester resin is preferably biodegradable. By using a biodegradable acid-modified polyester resin, the laminate obtained by laminating a PVA resin layer and a biodegradable resin layer using an adhesive layer containing the acid-modified polyester resin will be biodegradable as a whole.
ポリエステル系樹脂としては、例えば、脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂、脂肪族ポリエステル系樹脂、芳香族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。 Examples of polyester resins include aliphatic-aromatic copolymer polyester resins, aliphatic polyester resins, and aromatic polyester resins.
本発明で用いる脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂は、脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位、および芳香族ジカルボン酸単位を主構成単位として含む芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂である。具体的には、例えば、下記式(1)で表される脂肪族ジオール単位、下記式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸単位、および下記式(3)で表される芳香族ジカルボン酸単位を主構成単位とし、また、生分解性を有するものが好ましい。 The aliphatic-aromatic copolymer polyester resin used in the present invention is an aromatic aliphatic copolymer polyester resin containing aliphatic diol units, aliphatic dicarboxylic acid units, and aromatic dicarboxylic acid units as main structural units. Specifically, for example, it is preferable that the main structural units are aliphatic diol units represented by the following formula (1), aliphatic dicarboxylic acid units represented by the following formula (2), and aromatic dicarboxylic acid units represented by the following formula (3), and that it is biodegradable.
-O-R1-O- ・・・(1)
式(1)中、R1は2価の脂肪族炭化水素基を表す。
-OC-R2-CO- ・・・(2)
式(2)中、R2は単結合又は2価の脂肪族炭化水素基を表す。
-OC-R3-CO- ・・・(3)
式(3)中、R3は2価の芳香族炭化水素基を示す。
-O-R 1 -O- ...(1)
In formula (1), R 1 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group.
-OC-R 2 -CO-...(2)
In formula (2), R 2 represents a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group.
-OC-R 3 -CO- ...(3)
In formula (3), R3 represents a divalent aromatic hydrocarbon group.
式(1)の脂肪族ジオール単位を与える脂肪族ジオールは、特に限定はされないが、コストと機械強度のバランスから炭素数が2以上10以下のものが好ましい。例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。中でも、炭素数2以上4以下の脂肪族ジオールが好ましく、エチレングリコール、1,4-ブタンジオールがより好ましく、1,4-ブタンジオールが特に好ましい。尚、上記脂肪族ジオールは、2種類以上を用いることもできる。 The aliphatic diol that gives the aliphatic diol unit of formula (1) is not particularly limited, but from the perspective of the balance between cost and mechanical strength, one having 2 to 10 carbon atoms is preferred. Examples include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol. Among these, aliphatic diols having 2 to 4 carbon atoms are preferred, with ethylene glycol and 1,4-butanediol being more preferred, and 1,4-butanediol being particularly preferred. Note that two or more of the above aliphatic diols can also be used.
式(2)の脂肪族ジカルボン酸単位を与える脂肪族ジカルボン酸成分は、特に限定はされないが、コストと生分解性とのバランスから炭素数2以上12以下のものが好ましい。例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸やそのアルキルエステル等の誘導体が挙げられる。中でも、セバシン酸又はアジピン酸、アゼライン酸やそのアルキルエステル等の誘導体が好ましい。尚、上記脂肪族ジカルボン酸成分は、2種類以上を用いることもできる。 The aliphatic dicarboxylic acid component that gives the aliphatic dicarboxylic acid unit of formula (2) is not particularly limited, but is preferably one having 2 to 12 carbon atoms in terms of the balance between cost and biodegradability. Examples include succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, azelaic acid, dodecanedioic acid, and derivatives thereof such as alkyl esters. Among these, sebacic acid, adipic acid, azelaic acid, and derivatives thereof such as alkyl esters are preferred. Two or more types of the above aliphatic dicarboxylic acid components may also be used.
式(3)の芳香族ジカルボン酸単位を与える芳香族ジカルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、フランジカルボン酸等やそのアルキルエステル等の誘導体が挙げられる。中でも、生分解性の観点からR3はフェニレン基であることが好ましく、式(3)の芳香族ジカルボン酸単位を与える芳香族ジカルボン酸成分としては、具体的には、テレフタル酸、イソフタル酸やそのアルキルエステル等の誘導体が好ましく、テレフタル酸やそのアルキルエステル等の誘導体が特に好ましい。また、芳香環の一部がスルホン酸塩で置換される芳香族ジカルボン酸であってもよい。尚、上記芳香族ジカルボン酸成分は2種類以上を用いることもできる。 Examples of aromatic dicarboxylic acid components that give the aromatic dicarboxylic acid unit of formula (3) include terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, furandicarboxylic acid, and the like, and derivatives thereof such as alkyl esters. Among them, from the viewpoint of biodegradability, R 3 is preferably a phenylene group, and specific examples of aromatic dicarboxylic acid components that give the aromatic dicarboxylic acid unit of formula (3) include terephthalic acid, isophthalic acid, and derivatives thereof such as alkyl esters, and terephthalic acid and derivatives thereof such as alkyl esters are particularly preferred. In addition, the aromatic dicarboxylic acid may be an aromatic dicarboxylic acid in which a part of the aromatic ring is substituted with a sulfonate. It is to be noted that two or more kinds of the aromatic dicarboxylic acid components can be used.
脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂における芳香族ジカルボン酸単位の含有量は、全ジカルボン酸単位である脂肪族ジカルボン酸単位と芳香族ジカルボン酸単位との合計100モル%に対して、融点と生分解性の観点から、好ましくは5モル%以上、より好ましくは35モル%以上、特に好ましくは40モル%以上であり、好ましくは95モル%以下、より好ましくは65モル%以下、特に好ましくは60モル%以下である。すなわち、芳香族ジカルボン酸単位の含有量は、全ジカルボン酸単位である脂肪族ジカルボン酸単位と芳香族ジカルボン酸単位との合計100モル%に対して、5モル%以上95モル%以下であるのが好ましい。 The content of aromatic dicarboxylic acid units in the aliphatic-aromatic copolymer polyester resin is preferably 5 mol% or more, more preferably 35 mol% or more, particularly preferably 40 mol% or more, and preferably 95 mol% or less, more preferably 65 mol% or less, particularly preferably 60 mol% or less, based on 100 mol% of the total dicarboxylic acid units, which are the aliphatic dicarboxylic acid units and the aromatic dicarboxylic acid units, from the viewpoints of melting point and biodegradability. In other words, the content of aromatic dicarboxylic acid units is preferably 5 mol% or more and 95 mol% or less, based on 100 mol% of the total dicarboxylic acid units, which are the aliphatic dicarboxylic acid units and the aromatic dicarboxylic acid units.
また芳香族ジカルボン酸を2種類以上用いる場合は、脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂は、全芳香族ジカルボン酸単位中のテレフタル酸単位の割合が40モル%以上60モル%以下であることが好ましい。この割合が40モル%未満では耐熱性が足りず、60モル%を超えると生分解性が悪くなる傾向がある。この観点から、脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂における全芳香族ジカルボン酸単位中のテレフタル酸単位の割合は42モル%以上58モル%以下がより好ましく、45モル%以上55モル%以下であることが更に好ましい。 When two or more aromatic dicarboxylic acids are used, the aliphatic-aromatic copolymer polyester resin preferably has a ratio of terephthalic acid units in all aromatic dicarboxylic acid units of 40 mol% or more and 60 mol% or less. If this ratio is less than 40 mol%, heat resistance is insufficient, and if it exceeds 60 mol%, biodegradability tends to deteriorate. From this viewpoint, the ratio of terephthalic acid units in all aromatic dicarboxylic acid units in the aliphatic-aromatic copolymer polyester resin is more preferably 42 mol% or more and 58 mol% or less, and even more preferably 45 mol% or more and 55 mol% or less.
脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂は、脂肪族オキシカルボン酸単位を有していてもよい。脂肪族オキシカルボン酸単位を与える脂肪族オキシカルボン酸成分の具体例としては、乳酸、グリコール酸、2-ヒドロキシ-n-酪酸、2-ヒドロキシカプロン酸、6-ヒドロキシカプロン酸、2-ヒドロキシ-3,3-ジメチル酪酸、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸、2-ヒドロキシイソカプロン酸、又はこれらの混合物等が挙げられる。さらに、これらの低級アルキルエステル又は分子内エステル等の誘導体であってもよい。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体又はラセミ体のいずれでもよく、形態としては固体、液体又は水溶液のいずれであってもよい。これらの中で好ましいものは、乳酸又はグリコール酸或いはその誘導体である。これら脂肪族オキシカルボン酸成分は単独でも、2種類以上の混合物としても使用することもできる。 The aliphatic-aromatic copolymer polyester resin may have an aliphatic oxycarboxylic acid unit. Specific examples of the aliphatic oxycarboxylic acid component that gives the aliphatic oxycarboxylic acid unit include lactic acid, glycolic acid, 2-hydroxy-n-butyric acid, 2-hydroxycaproic acid, 6-hydroxycaproic acid, 2-hydroxy-3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, 2-hydroxyisocaproic acid, or a mixture thereof. Furthermore, the compound may be a derivative such as a lower alkyl ester or an intramolecular ester of these. When optical isomers exist, they may be in the D-form, L-form, or racemic form, and may be in the form of a solid, liquid, or aqueous solution. Among these, lactic acid or glycolic acid or a derivative thereof is preferred. These aliphatic oxycarboxylic acid components may be used alone or as a mixture of two or more types.
脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂がこれらの脂肪族オキシカルボン酸単位を含む場合、その含有量は、脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂を構成する全構成単位を100モル%として好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。 When the aliphatic-aromatic copolymer polyester resin contains these aliphatic oxycarboxylic acid units, the content is preferably 20 mol % or less, more preferably 10 mol % or less, assuming that the total constituent units constituting the aliphatic-aromatic copolymer polyester resin are 100 mol %.
脂肪族ポリエステル系樹脂は、脂肪族ジオール単位及び脂肪族ジカルボン酸単位を主構成単位として含む脂肪族ポリエステル系樹脂である。なお、脂肪族ポリエステル系樹脂は、芳香族ジカルボン酸単位を含まないことで、前述の脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂と区別される。 Aliphatic polyester resins are aliphatic polyester resins that contain aliphatic diol units and aliphatic dicarboxylic acid units as the main constituent units. Aliphatic polyester resins are distinguished from the aliphatic-aromatic copolymer polyester resins described above in that they do not contain aromatic dicarboxylic acid units.
より具体的には、脂肪族ポリエステル系樹脂は、下記式(4)で表される脂肪族ジオール単位、および下記式(5)で表される脂肪族ジカルボン酸単位を含むポリエステル系樹脂である。
-O-R4-O- ・・・(4)
式(4)中、R4は、2価の脂肪族炭化水素基を表す。
-OC-R5-CO- ・・・(5)
式(5)中、R5は、単結合又は2価の脂肪族炭化水素基を表す。
More specifically, the aliphatic polyester resin is a polyester resin containing an aliphatic diol unit represented by the following formula (4) and an aliphatic dicarboxylic acid unit represented by the following formula (5).
-O-R 4 -O- ...(4)
In formula (4), R4 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group.
-OC-R 5 -CO-...(5)
In formula (5), R 5 represents a single bond or a divalent aliphatic hydrocarbon group.
上記式(4)で表される脂肪族ジオール単位、及び式(5)で表される脂肪族ジカルボン酸単位は、石油から誘導された化合物由来であっても、植物原料から誘導された化合物由来であってもかまわないが、植物原料から誘導された化合物由来であることが望ましい。 The aliphatic diol unit represented by the above formula (4) and the aliphatic dicarboxylic acid unit represented by the above formula (5) may be derived from a compound derived from petroleum or from a compound derived from a plant raw material, but it is preferable that they are derived from a compound derived from a plant raw material.
脂肪族ポリエステル系樹脂が共重合体である場合には、脂肪族ポリエステル系樹脂中に2種以上の式(4)で表される脂肪族ジオール単位が含まれていてもよく、脂肪族ポリエステル系樹脂中に2種以上の式(5)で表される脂肪族ジカルボン酸単位が含まれていてもよい。 When the aliphatic polyester resin is a copolymer, the aliphatic polyester resin may contain two or more aliphatic diol units represented by formula (4), and the aliphatic polyester resin may contain two or more aliphatic dicarboxylic acid units represented by formula (5).
式(4)で表される脂肪族ジオール単位を与える脂肪族ジオールとしては、特に限定されないが、成形性や機械強度の観点から、炭素数が2以上10以下の脂肪族ジオールが好ましく、炭素数4以上6以下の脂肪族ジオールが特に好ましい。例えば、エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,4-シクロヘキサンジメタノール等が挙げられ、中でも1,4-ブタンジオールが特に好ましい。尚、上記脂肪族ジオールは、2種類以上を用いることもできる。 The aliphatic diol that gives the aliphatic diol unit represented by formula (4) is not particularly limited, but from the viewpoint of moldability and mechanical strength, an aliphatic diol having 2 to 10 carbon atoms is preferred, and an aliphatic diol having 4 to 6 carbon atoms is particularly preferred. Examples include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol, and of these, 1,4-butanediol is particularly preferred. Note that two or more of the above aliphatic diols can also be used.
式(5)で表される脂肪族ジカルボン酸単位を与える脂肪族ジカルボン酸成分としては、特に限定されないが、炭素数が2以上40以下の脂肪族ジカルボン酸やそのアルキルエステル等の誘導体が好ましく、炭素数が4以上10以下の脂肪族ジカルボン酸やそのアルキルエステル等の誘導体が特に好ましい。脂肪族ジカルボン酸やそのアルキルエステル等の誘導体としては、例えば、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、ダイマー酸等やそのアルキルエステル等の誘導体が挙げられ、中でもコハク酸、アジピン酸、セバシン酸が好ましく、コハク酸、アジピン酸が特に好ましい。尚、上記脂肪族ジカルボン酸成分は、2種類以上を用いることもできる。 The aliphatic dicarboxylic acid component that gives the aliphatic dicarboxylic acid unit represented by formula (5) is not particularly limited, but is preferably an aliphatic dicarboxylic acid having 2 to 40 carbon atoms or a derivative such as an alkyl ester thereof, and particularly preferably an aliphatic dicarboxylic acid having 4 to 10 carbon atoms or a derivative such as an alkyl ester thereof. Examples of aliphatic dicarboxylic acids and derivatives such as alkyl esters thereof include succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, dimer acid, etc., and derivatives such as alkyl esters thereof. Among these, succinic acid, adipic acid, and sebacic acid are preferred, and succinic acid and adipic acid are particularly preferred. It is also possible to use two or more types of the above aliphatic dicarboxylic acid components.
脂肪族ポリエステル系樹脂は、脂肪族オキシカルボン酸に由来する繰返し単位(脂肪族オキシカルボン酸単位)を有していてもよい。脂肪族オキシカルボン酸単位を与える脂肪族オキシカルボン酸成分の具体例としては、例えば、乳酸、グリコール酸、2-ヒドロキシ-n-酪酸、2-ヒドロキシカプロン酸、6-ヒドロキシカプロン酸、2-ヒドロキシ-3,3-ジメチル酪酸、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸、2-ヒドロキシイソカプロン酸等、又はこれらの低級アルキルエステル若しくは分子内エステル等の誘導体が挙げられる。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体又はラセミ体の何れでもよく、形態としては固体、液体又は水溶液のいずれであってもよい。これらの中で特に好ましいものは、乳酸又はグリコール酸或いはその誘導体である。これら脂肪族オキシカルボン酸は単独でも、2種以上の混合物としても使用することもできる。 The aliphatic polyester resin may have a repeating unit (aliphatic oxycarboxylic acid unit) derived from an aliphatic oxycarboxylic acid. Specific examples of the aliphatic oxycarboxylic acid component that gives the aliphatic oxycarboxylic acid unit include, for example, lactic acid, glycolic acid, 2-hydroxy-n-butyric acid, 2-hydroxycaproic acid, 6-hydroxycaproic acid, 2-hydroxy-3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, 2-hydroxyisocaproic acid, and the like, or derivatives thereof such as lower alkyl esters or intramolecular esters. When optical isomers exist in these, they may be in any of the D-form, L-form, or racemic form, and may be in any of the forms of solid, liquid, or aqueous solution. Among these, lactic acid or glycolic acid or derivatives thereof are particularly preferred. These aliphatic oxycarboxylic acids may be used alone or as a mixture of two or more.
脂肪族ポリエステル系樹脂がこれらの脂肪族オキシカルボン酸単位を含む場合、その含有量は、成形性の観点から、脂肪族ポリエステル系樹脂を構成する全構成単位を100モル%として20モル%以下であることが好ましく、より好ましくは10モル%以下、更に好ましくは5モル%以下であり、最も好ましくは3モル%以下である。 When the aliphatic polyester resin contains these aliphatic oxycarboxylic acid units, from the viewpoint of moldability, the content is preferably 20 mol% or less, more preferably 10 mol% or less, even more preferably 5 mol% or less, and most preferably 3 mol% or less, assuming that all the constituent units constituting the aliphatic polyester resin are 100 mol%.
ポリエステル系樹脂は、合成により得てもよいし、市販のものを用いてもよい。合成する場合は、ポリエステルの製造に関する公知の方法が採用できる。また、ポリエステル系樹脂は1種に限らず、構成単位の種類や構成単位比、製造方法、物性等の異なる2種以上のポリエステル系樹脂をブレンドして用いることができる。 The polyester resin may be obtained by synthesis or may be commercially available. When synthesizing, a known method for producing polyester may be used. In addition, the polyester resin is not limited to one type, and two or more types of polyester resins having different types of constituent units, ratios of constituent units, production methods, physical properties, etc. may be blended and used.
ポリエステル系樹脂としては、例えば、ポリブチレンアジペートテレフタレート(以下、「PBAT」と称する場合がある。)、ポリブチレンサクシネートテレフタレート(以下、「PBST」と称する場合がある。)、ポリブチレンサクシネートアジペート(以下、「PBSA」と称する場合がある。)、ポリブチレンサクシネート(以下、「PBS」と称する場合がある。)、ポリブチレンセバケートテレフタレート(以下、「PBSeT」と称する場合がある。)、ポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレート(以下、「PBSAT」と称する場合がある。)、ポリカプロラクトン(以下、「PCL」と称する場合がある。)等が挙げられる。 Examples of polyester resins include polybutylene adipate terephthalate (hereinafter sometimes referred to as "PBAT"), polybutylene succinate terephthalate (hereinafter sometimes referred to as "PBST"), polybutylene succinate adipate (hereinafter sometimes referred to as "PBSA"), polybutylene succinate (hereinafter sometimes referred to as "PBS"), polybutylene sebacate terephthalate (hereinafter sometimes referred to as "PBSeT"), polybutylene succinate adipate terephthalate (hereinafter sometimes referred to as "PBSAT"), polycaprolactone (hereinafter sometimes referred to as "PCL"), etc.
ポリエステル系樹脂の市販品としては、例えば、アジピン酸/テレフタル酸/1,4-ブタンジオールの縮重合物を主成分とするBASF社製「エコフレックス」、コハク酸/1,4-ブタンジオールの縮重合物を主成分とする三菱ケミカル社製「BioPBS」等を挙げることができる。 Examples of commercially available polyester resins include "Ecoflex" manufactured by BASF, which is mainly composed of a condensation polymer of adipic acid/terephthalic acid/1,4-butanediol, and "BioPBS" manufactured by Mitsubishi Chemical, which is mainly composed of a condensation polymer of succinic acid/1,4-butanediol.
酸変性ポリエステル系樹脂は、上記したように、原料のポリエステル系樹脂に対し、α,β-不飽和カルボン酸類をグラフト重合させることで変性させて得られる。 As mentioned above, acid-modified polyester resins are obtained by modifying the raw polyester resin by graft polymerization with α,β-unsaturated carboxylic acids.
α,β-不飽和カルボン酸類としては、具体的にはアクリル酸、メタクリル酸等のα,β-不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラス酸、テトラヒドロフタル酸、クロトン酸、イソクロトン酸等のα,β-不飽和ジカルボン酸又はその無水物等が挙げられ、好ましくはα,β-不飽和ジカルボン酸の無水物が用いられる。
なお、これらのα,β-不飽和カルボン酸類は、1種を単独で用いる場合に限らず、2種以上を併用してもよい。
Specific examples of the α,β-unsaturated carboxylic acids include α,β-unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid; and α,β-unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citrus acid, tetrahydrophthalic acid, crotonic acid, and isocrotonic acid, or anhydrides thereof. Of these, anhydrides of α,β-unsaturated dicarboxylic acids are preferably used.
These α,β-unsaturated carboxylic acids may be used not only as a single type but also as a combination of two or more types.
原料のポリエステル系樹脂にα,β-不飽和カルボン酸類をグラフト重合させる方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができ、熱反応のみでも可能であるが、反応性を高めるためには、ラジカル開始剤を用いることが好ましい。また、反応させる手法としては、溶液反応、懸濁液としての反応、溶媒等を使用しない溶融状態での反応(溶融法)等を挙げることができるが、中でも溶融法で行うことが好ましい。 The method for graft polymerizing the α,β-unsaturated carboxylic acids onto the raw material polyester resin is not particularly limited, and any known method can be used. Although a thermal reaction alone is also possible, it is preferable to use a radical initiator to increase reactivity. In addition, examples of the reaction method include a solution reaction, a reaction in suspension, and a reaction in a molten state without using a solvent (melt method), among which the melt method is preferable.
以下、溶融法を詳細に説明する。
溶融法として、原料のポリエステル系樹脂、α,β-不飽和カルボン酸類、およびラジカル開始剤を予め混合した後、混練機中で溶融混練して反応させる方法や、混練機中で溶融状態にあるポリエステル系樹脂に、α,β-不飽和カルボン酸類、およびラジカル開始剤を配合する方法等を用いることができる。
The melting method will now be described in detail.
As the melting method, a method in which the raw material polyester resin, α,β-unsaturated carboxylic acid, and radical initiator are mixed in advance and then melt-kneaded in a kneader to react, or a method in which the α,β-unsaturated carboxylic acid and radical initiator are blended with the polyester resin in a molten state in a kneader, can be used.
原料を予め混合する際に用いられる混合機としては、例えば、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー等を使用することができ、溶融混練に用いられる混練機としては、例えば、単軸又は二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、ブラベンダーミキサー等を使用することができる。 As a mixer used to premix the raw materials, for example, a Henschel mixer or a ribbon blender can be used, and as a kneader used for melt kneading, for example, a single-screw or twin-screw extruder, a roll, a Banbury mixer, a kneader, a Brabender mixer, etc. can be used.
溶融混練時の温度設定は、原料のポリエステル系樹脂の融点以上であって、かつ、熱劣化しない温度範囲で適宜設定すればよい。好ましくは100~250℃、より好ましくは160~230℃で溶融混練される。 The temperature during melt kneading should be set appropriately within a temperature range that is equal to or higher than the melting point of the raw polyester resin and does not cause thermal degradation. Melt kneading is preferably performed at 100 to 250°C, more preferably 160 to 230°C.
α,β-不飽和カルボン酸類の配合量は、原料のポリエステル系樹脂100質量部に対して、0.0001~5質量部であるのが好ましく、特に0.001~2質量部、殊に0.02~1質量部の範囲が好ましく用いられる。かかる配合量が少なすぎるとポリエステル系樹脂に十分な量の極性基が導入されず、層間接着性、特にPVA系樹脂層との接着力が不充分になる傾向がある。また、かかる配合量が多すぎると、グラフト重合しなかったα,β-不飽和カルボン酸類が樹脂中に残存する場合があり、それに起因する外観不良等が生じる傾向がある。 The amount of α,β-unsaturated carboxylic acids is preferably 0.0001 to 5 parts by mass, particularly 0.001 to 2 parts by mass, and especially 0.02 to 1 part by mass, per 100 parts by mass of the raw polyester resin. If the amount is too small, a sufficient amount of polar groups will not be introduced into the polyester resin, and interlayer adhesion, particularly adhesion to the PVA resin layer, tends to be insufficient. If the amount is too large, α,β-unsaturated carboxylic acids that have not been graft-polymerized may remain in the resin, which tends to result in poor appearance, etc.
ラジカル開始剤としては特に限定されず、公知のものを用いることができ、例えば、t-ブチルハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチルへキサン-2,5-ジハイドロパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルオキシ)ヘキサン、3,5,5-トリメチルへキサノイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ベンゾイルパーオキサイド、m-トルオイルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、1,3-ビス(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、ジブチルパーオキサイド、メチルエチルケトンパーオキサイド、過酸化カリウム、過酸化水素等の有機又は無機の過酸化物;2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(イソブチルアミド)ジハライド、2,2’-アゾビス[2-メチル-N-(2-ヒドロキシエチル)プロピオンアミド]、アゾジ-t-ブタン等のアゾ化合物;ジクミル等の炭素ラジカル発生剤等が挙げられる。
これらは、1種を単独で用いてもよく、2種以上のものを併用することも可能である。
The radical initiator is not particularly limited, and known radical initiators can be used. For example, organic or inorganic peroxides such as t-butyl hydroperoxide, cumene hydroperoxide, 2,5-dimethylhexane-2,5-dihydroperoxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis(t-butyloxy)hexane, 3,5,5-trimethylhexanoyl peroxide, t-butyl peroxybenzoate, benzoyl peroxide, m-toluoyl peroxide, dicumyl peroxide, 1,3-bis(t-butylperoxyisopropyl)benzene, dibutyl peroxide, methyl ethyl ketone peroxide, potassium peroxide, and hydrogen peroxide; azo compounds such as 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(isobutylamide)dihalide, 2,2'-azobis[2-methyl-N-(2-hydroxyethyl)propionamide] and azodi-t-butane; and carbon radical generators such as dicumyl.
These may be used alone or in combination of two or more kinds.
ラジカル開始剤の配合量は、原料のポリエステル系樹脂100質量部に対して0.00001~5.0質量部であるのが好ましく、特に0.0001~1.0質量部、殊に0.002~0.5質量部の範囲が好ましく用いられる。 The amount of radical initiator used is preferably 0.00001 to 5.0 parts by mass per 100 parts by mass of the raw polyester resin, and more preferably 0.0001 to 1.0 part by mass, and even more preferably 0.002 to 0.5 part by mass.
かかるラジカル開始剤の配合量が少な過ぎると、グラフト重合が十分に起こらず、本発明の効果が得られない場合があり、かかるラジカル開始剤の配合量が多過ぎると、ポリエステル系樹脂の分解による低分子量化が起こり、凝集力不足による接着力強度不足となる傾向がある。 If the amount of the radical initiator is too small, the graft polymerization may not occur sufficiently and the effects of the present invention may not be obtained. If the amount of the radical initiator is too large, the polyester resin may decompose to a low molecular weight, and the adhesive strength may be insufficient due to insufficient cohesive force.
本発明において、酸変性ポリエステル系樹脂は、酸変性脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂、又は酸変性脂肪族ポリエステル系樹脂であるのが好ましく、酸変性脂肪族-芳香族共重合ポリエステル系樹脂がより好ましい。 In the present invention, the acid-modified polyester resin is preferably an acid-modified aliphatic-aromatic copolymer polyester resin or an acid-modified aliphatic polyester resin, and more preferably an acid-modified aliphatic-aromatic copolymer polyester resin.
酸変性ポリエステル系樹脂の重量平均分子量は、50,000~400,000であるのが好ましく、より好ましくは100,000~200,000、特に好ましくは140,000~180,000である。かかる重量平均分子量が大きすぎると溶融粘度が高くなり溶融成形しにくくなる傾向があり、逆に小さすぎると成形物が脆くなる傾向がある。
なお、酸変性ポリエステル系樹脂の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される。
The weight average molecular weight of the acid-modified polyester resin is preferably 50,000 to 400,000, more preferably 100,000 to 200,000, and particularly preferably 140,000 to 180,000. If the weight average molecular weight is too large, the melt viscosity tends to be high and melt molding tends to be difficult, whereas if it is too small, the molded product tends to be brittle.
The weight average molecular weight of the acid-modified polyester resin is measured by gel permeation chromatography (GPC).
酸変性ポリエステル系樹脂は、酸価が、1.0~6.5mg・KOH/gであるのが好ましく、より好ましくは1.1~6.0mg・KOH/g、さらに好ましくは1.2~5.0mg・KOH/gである。
かかる酸価が高すぎると、外観不良となり、低すぎると他の樹脂との接着性が低下する傾向があり、高すぎても低すぎても本発明の効果が得られない。
The acid-modified polyester resin preferably has an acid value of 1.0 to 6.5 mg·KOH/g, more preferably 1.1 to 6.0 mg·KOH/g, and further preferably 1.2 to 5.0 mg·KOH/g.
If the acid value is too high, the appearance will be poor, whereas if it is too low, the adhesiveness to other resins will tend to decrease. If the acid value is too high or too low, the effect of the present invention will not be obtained.
上記の酸価を測定する方法を以下に詳細に説明する。
まず、測定する酸変性ポリエステル系樹脂を溶剤でよく洗浄する。かかる洗浄は酸変性ポリエステル系樹脂の不純物、主に未反応のα,β-不飽和カルボン酸またはその無水物を洗い流すためである。かかる溶剤としては、酸変性ポリエステル系樹脂が溶解することがない溶剤を用いることが必要であり、例えば、水、アセトン、メタノール、エタノール、イソプロパノールなどが挙げられる。
次に、洗浄した酸変性ポリエステルを乾燥したのち、試験瓶に、溶媒としてテトラヒドロフラン100mlをとり、ホットスターラー(設定温度75℃、スターラー回転数400rpm)で撹拌させながら酸変性ポリエステル系樹脂5gを投入する。酸変性ポリエステル系樹脂が溶解するまで、5~6時間撹拌する。溶解後、超純水4mlを添加して更に10分間撹拌を行い、試験液を作製する。かかる試験液を自動滴定装置により、水酸化カリウム水溶液(N/10)で滴定して、下記の式により酸価を求める。
The method for measuring the acid value will be described in detail below.
First, the acid-modified polyester resin to be measured is thoroughly washed with a solvent. Such washing is for washing away impurities in the acid-modified polyester resin, mainly unreacted α,β-unsaturated carboxylic acid or its anhydride. As such a solvent, it is necessary to use a solvent in which the acid-modified polyester resin does not dissolve, and examples of such a solvent include water, acetone, methanol, ethanol, and isopropanol.
Next, after drying the washed acid-modified polyester, 100 ml of tetrahydrofuran is placed in a test bottle as a solvent, and 5 g of acid-modified polyester resin is added while stirring with a hot stirrer (set temperature 75°C, stirrer rotation speed 400 rpm). Stir for 5 to 6 hours until the acid-modified polyester resin is dissolved. After dissolution, 4 ml of ultrapure water is added and stirred for an additional 10 minutes to prepare a test solution. The test solution is titrated with an aqueous potassium hydroxide solution (N/10) using an automatic titrator, and the acid value is calculated using the following formula.
(式)
酸価AV(mg・KOH/g)=((A-B)×f×5.61)/S
A=酸変性ポリエステル系樹脂に要した水酸化カリウム水溶液N/10の使用量(ml)B=空試験に要した水酸化カリウム水溶液N/10の使用量(ml)
f=N/10水酸化カリウム水溶液の力価
S=酸変性脂肪族ポリエステル系樹脂(B)採取量(g)
(formula)
Acid value AV (mg KOH/g) = ((A-B) x f x 5.61) / S
A = Amount (ml) of potassium hydroxide aqueous solution N/10 required for acid-modified polyester resin B = Amount (ml) of potassium hydroxide aqueous solution N/10 required for blank test
f = Titer of N/10 potassium hydroxide aqueous solution S = Amount of acid-modified aliphatic polyester resin (B) collected (g)
滴定装置としては、例えば以下が使用できる。
滴定測定装置:京都電子工業株式会社製 電位差自動滴定装置AT-610
参照電極 :複合ガラス電極C-171
滴定液 :富士フィルム和光純薬株式会社 水酸化カリウム水溶液(N/10)
As a titration device, for example, the following can be used:
Titration measuring device: Kyoto Electronics Manufacturing Co., Ltd. automatic potentiometric titrator AT-610
Reference electrode: Composite glass electrode C-171
Titration solution: Fujifilm Wako Pure Chemical Industries, Ltd. Potassium hydroxide aqueous solution (N/10)
上記の酸価の制御には、例えば、以下の方法が挙げられる。
(i)ポリエステル系樹脂に、α,β-不飽和カルボン酸またはその無水物をグラフト重合する際のラジカル開始剤の量を調整する方法。
(ii)酸変性ポリエステル系樹脂を乾燥させ、吸水率を下げる方法。
中でも、(i)の方法が、酸価の制御のしやすさから好ましい。
The acid value can be controlled, for example, by the following methods.
(i) A method of adjusting the amount of a radical initiator when graft polymerizing an α,β-unsaturated carboxylic acid or anhydride thereof onto a polyester resin.
(ii) A method in which the acid-modified polyester resin is dried to reduce the water absorption rate.
Among these, the method (i) is preferred because of ease of controlling the acid value.
酸変性ポリエステル系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、210℃、2.16kgで測定した場合、1.0~20.0g/10分であるのが好ましく、より好ましくは1.5~10.0g/10分であり、特に好ましくは2.0~8.0g/10分である。酸変性ポリエステル系樹脂のMFRは、分子量により調節することが可能である。 The melt flow rate (MFR) of the acid-modified polyester resin, measured at 210°C and 2.16 kg, is preferably 1.0 to 20.0 g/10 min, more preferably 1.5 to 10.0 g/10 min, and particularly preferably 2.0 to 8.0 g/10 min. The MFR of the acid-modified polyester resin can be adjusted by the molecular weight.
酸変性ポリエステル系樹脂の融点は65~260℃であるのが好ましく、より好ましくは70~200℃であり、さらに好ましくは75~140℃である。 The melting point of the acid-modified polyester resin is preferably 65 to 260°C, more preferably 70 to 200°C, and even more preferably 75 to 140°C.
本発明では、酸変性ポリエステル系樹脂は1種に限らず、構成単位の種類や構成単位比、製造方法、物性等の異なる2種以上の酸変性ポリエステル系樹脂をブレンドして用いることができる。 In the present invention, the acid-modified polyester resin is not limited to one type, and a blend of two or more types of acid-modified polyester resins having different types of constituent units, ratios of constituent units, manufacturing methods, physical properties, etc. can be used.
(融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂)
本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物には、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂を含む。融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂を含むことで、酸変性ポリエステル系樹脂のグラフト重合反応に使用される余剰な活性ラジカルや酸が捕捉され、これにより酸変性ポリエステル系樹脂組成物における粘度上昇が抑制されると推測される。
(Resin with melting peak (ΔH) of 10 J/g or less)
The acid-modified polyester resin composition of the present invention contains a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less. It is presumed that the inclusion of a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less scavenges excess active radicals and acid used in the graft polymerization reaction of the acid-modified polyester resin, thereby suppressing the increase in viscosity of the acid-modified polyester resin composition.
なお、樹脂の融解ピーク(ΔH)は、示差走査熱量計を用いて以下の1)~3)により測定する。
1)樹脂を昇温速度10℃/分で-60℃から220℃まで昇温後、1分間保持する。
2)冷却速度10℃/分で-60℃まで冷却する。
3)-60℃から220℃まで昇温速度10℃/分で昇温させたときの融解ピークのΔHを示差走査熱量計により測定する。
The melting peak (ΔH) of the resin is measured by a differential scanning calorimeter according to the following 1) to 3).
1) The resin is heated from -60°C to 220°C at a heating rate of 10°C/min, and then held at that temperature for 1 minute.
2) Cool to -60°C at a rate of 10°C/min.
3) The temperature is raised from -60°C to 220°C at a rate of 10°C/min, and the ΔH of the melting peak is measured by a differential scanning calorimeter.
融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂としては、極性基を有する樹脂であることが好ましく、前記極性基としては、例えば、酸無水物基、カルボン酸基、水酸基、エステル基等が挙げられ、好ましい極性基も同様である。 The resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less is preferably a resin having a polar group, and examples of the polar group include an acid anhydride group, a carboxylic acid group, a hydroxyl group, an ester group, etc., and the same is true for preferred polar groups.
また、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂は、二重結合、芳香環及びヘテロ原子からなる群から選択される少なくとも1つを有しているのが好ましい。二重結合、芳香環及びヘテロ原子からなる群から選択される少なくとも1つを有することで余剰な活性ラジカルや酸が捕捉され、これにより酸変性ポリエステル系樹脂組成物における粘度上昇が抑制されると推測されるので、本発明の効果が得られやすい。ヘテロ原子としては、例えば、窒素(N)原子、酸素(O)原子、硫黄(S)原子等が挙げられ、中でもヘテロ原子として酸素(O)原子を有するのが好ましい。 In addition, it is preferable that the resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less has at least one selected from the group consisting of a double bond, an aromatic ring, and a heteroatom. It is presumed that by having at least one selected from the group consisting of a double bond, an aromatic ring, and a heteroatom, excess active radicals and acid are captured, thereby suppressing the increase in viscosity in the acid-modified polyester resin composition, and therefore the effects of the present invention are easily obtained. Examples of heteroatoms include nitrogen (N) atoms, oxygen (O) atoms, and sulfur (S) atoms, and among these, it is preferable to have an oxygen (O) atom as the heteroatom.
融解ピーク(ΔH)は、加工性改善の観点から、10J/g以下であるのが好ましく、また下限は特に限定されないが、0J/g以上であるのが好ましく、0.1J/g以上がより好ましい。 From the viewpoint of improving processability, the melting peak (ΔH) is preferably 10 J/g or less, and although there is no particular lower limit, it is preferably 0 J/g or more, and more preferably 0.1 J/g or more.
融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂の具体例としては、水添石油樹脂、ロジンエステル、ロジンジオール、酸変性ロジン、テルペンフェノール等が挙げられる。 Specific examples of resins with a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less include hydrogenated petroleum resins, rosin esters, rosin diols, acid-modified rosins, and terpene phenols.
(脂肪酸エステル)
本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物は、添加剤として脂肪酸エステルを含む。脂肪酸エステルを含むことで、酸変性ポリエステルが柔軟化し、積層体になった際フローマークの発生が抑制され積層体の外観が向上すると推測される。
(Fatty acid ester)
The acid-modified polyester resin composition of the present invention contains a fatty acid ester as an additive. It is presumed that the inclusion of a fatty acid ester softens the acid-modified polyester, suppresses the occurrence of flow marks when the acid-modified polyester is laminated, and improves the appearance of the laminate.
脂肪酸エステルとしては、相溶性の観点から、多価アルコールと炭素数1~18の脂肪酸とから構成される脂肪酸エステルであることが好ましい。ここで、脂肪酸エステルを構成する脂肪酸の炭素数は、好ましくは1~18であり、より好ましくは1~12であり、さらに好ましくは1~6である。また、脂肪酸エステルの好適な具体例としては、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、シュガーエステル、ポリグリセリン脂肪酸エステル等が挙げられる。 From the viewpoint of compatibility, the fatty acid ester is preferably a fatty acid ester composed of a polyhydric alcohol and a fatty acid having 1 to 18 carbon atoms. Here, the number of carbon atoms of the fatty acid constituting the fatty acid ester is preferably 1 to 18, more preferably 1 to 12, and even more preferably 1 to 6. Suitable specific examples of fatty acid esters include glycerin fatty acid esters, sugar esters, polyglycerin fatty acid esters, etc.
(酸変性ポリエステル系樹脂組成物)
本発明のポリエステル系樹脂組成物は、上記したように、ベース樹脂としての酸変性ポリエステル系樹脂と、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを含有する。
(Acid-modified polyester resin composition)
As described above, the polyester resin composition of the present invention contains an acid-modified polyester resin as a base resin, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester.
酸変性ポリエステル系樹脂は、酸変性ポリエステル系樹脂組成物中、50~99.98質量%であるのが好ましく、より好ましくは80~99.70質量%であり、さらに好ましくは90~99.50質量%である。酸変性ポリエステル系樹脂の含有量が50質量%以上であると、十分な接着力を発揮でき、99.98質量%以下であると加工性が改善される。 The acid-modified polyester resin is preferably present in an amount of 50 to 99.98% by mass, more preferably 80 to 99.70% by mass, and even more preferably 90 to 99.50% by mass in the acid-modified polyester resin composition. If the content of the acid-modified polyester resin is 50% by mass or more, sufficient adhesive strength can be exerted, and if it is 99.98% by mass or less, processability is improved.
融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂は、酸変性ポリエステル系樹脂組成物中に0.01~30質量%の範囲で含有するのが好ましい。融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂の含有量が酸変性ポリエステル系樹脂組成物中に0.01質量%以上であると本発明の所望の効果を得ることができ、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂の含有量が多くなり過ぎるとペレットのタック性が強くなり取り扱いが難しい虞があるので、30質量%以下で含有するのが好ましい。融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂の含有量は、酸変性ポリエステル系樹脂組成物中に0.30質量%以上であるのがより好ましく、0.50質量%以上がさらに好ましく、また20質量%以下であるのがより好ましく、10質量%以下がさらに好ましい。 Resins having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less are preferably contained in the acid-modified polyester resin composition in the range of 0.01 to 30% by mass. When the content of resins having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less in the acid-modified polyester resin composition is 0.01% by mass or more, the desired effect of the present invention can be obtained. If the content of resins having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less is too high, the pellets may become tacky and difficult to handle, so it is preferable to contain them in an amount of 30% by mass or less. The content of resins having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less in the acid-modified polyester resin composition is more preferably 0.30% by mass or more, more preferably 0.50% by mass or more, more preferably 20% by mass or less, and even more preferably 10% by mass or less.
脂肪酸エステルは、酸変性ポリエステル系樹脂組成物中に0.01~20質量%の範囲で含有するのが好ましい。脂肪酸エステルの含有量が酸変性ポリエステル系樹脂組成物中に0.01質量%以上であると本発明の所望の効果を得ることができ、脂肪酸エステルの含有量が多くなり過ぎると押出加工時に脂肪酸エステルの揮発によるベントアップが起こる傾向があるので、20質量%以下で含有するのが好ましい。脂肪酸エステルの含有量は、酸変性ポリエステル系樹脂組成物中に0.05質量%以上であるのがより好ましく、0.1質量%以上がさらに好ましく、また7質量%以下であるのがより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。 The fatty acid ester is preferably contained in the acid-modified polyester resin composition in the range of 0.01 to 20% by mass. If the fatty acid ester content in the acid-modified polyester resin composition is 0.01% by mass or more, the desired effect of the present invention can be obtained, and if the fatty acid ester content is too high, venting due to the evaporation of the fatty acid ester during extrusion processing tends to occur, so it is preferable to contain it at 20% by mass or less. The fatty acid ester content in the acid-modified polyester resin composition is more preferably 0.05% by mass or more, even more preferably 0.1% by mass or more, and more preferably 7% by mass or less, and even more preferably 5% by mass or less.
また、本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物には、本発明の効果を損なわない範囲において、他の成分を含むことができる。その他の成分としては、例えば、補強剤、充填剤、可塑剤、顔料、染料、滑剤、酸化防止剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、光安定剤、界面活性剤、抗菌剤、帯電防止剤、乾燥剤、アンチブロッキング剤、難燃剤、架橋剤、硬化剤、発泡剤、結晶核剤等が挙げられる。 The acid-modified polyester resin composition of the present invention may contain other components within the scope of the present invention, so long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of other components include reinforcing agents, fillers, plasticizers, pigments, dyes, lubricants, antioxidants, antistatic agents, UV absorbers, heat stabilizers, light stabilizers, surfactants, antibacterial agents, antistatic agents, drying agents, antiblocking agents, flame retardants, crosslinking agents, curing agents, foaming agents, and crystal nucleating agents.
本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物は、成形材料として使用するために、通常はペレットや粉末などの成形品とされる。中でも成形機への投入や、取扱い、微粉発生の問題が小さい点から、ペレット形状とすることが好ましい。
なお、かかるペレット形状への成形は公知の方法を用いることができるが、押出機からストランド状に押出し、冷却後所定の長さに切断し、円柱状のペレットとする方法が効率的である。
また、かかる円柱状のペレットの大きさとしては、長さ1~4mmであるのが好ましく、より好ましくは2~3mmであり、直径は、1~4mmであるのが好ましく、より好ましくは2~3mmである。
The acid-modified polyester resin composition of the present invention is usually made into a molded product such as pellets or powder in order to be used as a molding material. Among them, the pellet shape is preferred from the viewpoints of ease of feeding into a molding machine, handling, and minimizing problems of fine powder generation.
While known methods can be used for forming the material into pellets, it is efficient to extrude the material in the form of a strand from an extruder, cool it, and then cut it to a predetermined length to form cylindrical pellets.
The size of such cylindrical pellets is preferably 1 to 4 mm in length, more preferably 2 to 3 mm, and is preferably 1 to 4 mm in diameter, more preferably 2 to 3 mm.
本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物の製造方法としては特に限定されず、公知の方法を用いることができ、酸変性ポリエステル系樹脂を製造するときに融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを添加、混合する方法、また、酸変性ポリエステル系樹脂を製造後、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを添加、混合する方法等が挙げられる。
例えば、以下の(i)~(ix)等が挙げられる。
(i)原料のポリエステル系樹脂にα,β-不飽和カルボン酸類、ラジカル開始剤、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂および脂肪酸エステルを予め混合した後、混練機中で溶融混練して反応させる方法
(ii)混練機中で溶融状態にあるポリエステル系樹脂に、α,β-不飽和カルボン酸類、ラジカル開始剤、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂および脂肪酸エステルを配合し溶融混練して反応させる方法
(iii)混練機中で溶融状態にあるポリエステル系樹脂、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂、脂肪酸エステルに、α,β-不飽和カルボン酸類、およびラジカル開始剤を配合し溶融混練して反応させる方法
(iv)原料のポリエステル系樹脂にα,β-不飽和カルボン酸類、およびラジカル開始剤を予め混合した後、混練機中で溶融混練して反応させながら、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを配合し混錬する方法
(v)原料のポリエステル系樹脂にα,β-不飽和カルボン酸類、ラジカル開始剤、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂および脂肪酸エステルを溶媒に溶かし、溶液状で混合し反応させる方法
(vi)原料のポリエステル系樹脂にα,β-不飽和カルボン酸類、ラジカル開始剤、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂および脂肪酸エステルを溶媒に溶かし、懸濁状で混合し反応させる方法
(vii)酸変性ポリエステル系樹脂、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルをドライブレンドした後、溶融し、混練する方法
(viii)酸変性ポリエステル系樹脂、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを溶媒に溶かし、溶液状で混合する方法
(ix)酸変性ポリエステル系樹脂層、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステル層を含有する積層体を粉砕し、溶融し、混練する方法
なお、(i)~(vi)の方法に関しては熱反応のみでも可能であるが、反応性を高めるためには、ラジカル開始剤を用いることが好ましい。また、反応させる手法としては、溶液反応、懸濁液としての反応、溶媒等を使用しない溶融状態での反応(溶融法)等を挙げることができるが、中でも溶融法で行うことが好ましい。
また、(ix)の方法は主に積層体の端部などをリサイクルする際に用いられる。
The method for producing the acid-modified polyester resin composition of the present invention is not particularly limited, and known methods can be used. Examples of the method include a method in which a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less and a fatty acid ester are added and mixed when producing the acid-modified polyester resin, and a method in which a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less and a fatty acid ester are added and mixed after producing the acid-modified polyester resin.
For example, the following (i) to (ix) can be mentioned.
(i) A method of mixing α,β-unsaturated carboxylic acids, a radical initiator, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester in advance with a polyester resin as a raw material, and then melt-kneading and reacting in a kneader. (ii) A method of mixing α,β-unsaturated carboxylic acids, a radical initiator, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester in a molten state in a kneader, melt-kneading and reacting. (iii) A method of mixing α,β-unsaturated carboxylic acids and a radical initiator in a molten state in a kneader, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester in a molten state in a kneader, melt-kneading and reacting. (iv) A method of mixing α,β-unsaturated carboxylic acids and a radical initiator in advance with a polyester resin as a raw material, and then melt-kneading and reacting in a kneader, while mixing and mixing a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less and a fatty acid ester. (v) A method of dissolving α,β-unsaturated carboxylic acids, a radical initiator, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester in a solvent, mixing and reacting in a solution state with a polyester resin as a raw material; (vi) A method of dissolving α,β-unsaturated carboxylic acids, a radical initiator, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester in a solvent, mixing and reacting in a suspension state with a polyester resin as a raw material; (vii) A method of dry blending an acid-modified polyester resin, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester, melting and kneading the mixture; (viii) A method of dissolving an acid-modified polyester resin, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester in a solvent, mixing and mixing in a solution state; (ix) A method of pulverizing, melting and kneading a laminate containing an acid-modified polyester resin layer, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and a fatty acid ester layer. Although the methods (i) to (vi) can be carried out by thermal reaction alone, it is preferable to use a radical initiator in order to increase reactivity. As the reaction method, a solution reaction, a reaction in a suspension, a reaction in a molten state without using a solvent or the like (melting method), etc. can be mentioned, and among them, the melting method is preferable.
The method (ix) is mainly used for recycling the ends of a laminate.
原料を予め混合する際に用いられる混合機としては、例えば、ヘンシェルミキサー、リボンブレンダー等を使用することができ、溶融混練に用いられる混練機としては、例えば、単軸又は二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、ブラベンダーミキサー等を使用することができる。 As a mixer used to premix the raw materials, for example, a Henschel mixer or a ribbon blender can be used, and as a kneader used for melt kneading, for example, a single-screw or twin-screw extruder, a roll, a Banbury mixer, a kneader, a Brabender mixer, etc. can be used.
溶融混練する方法としては、上記(iv)の製造方法については、例えば、酸変性ポリエステル系樹脂、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂、脂肪族エステル及び任意の成分をヘンシェルミキサー、リボンブレンダー等の混合機により、混合した後、単軸又は二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、ブラベンダーミキサー等の溶融混練機にて溶融し、混練する方法が挙げられる。
また、上記(ix)の製造方法については、例えば、酸変性ポリエステル系樹脂、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂、脂肪族エステルを各々含む層を有する多層成膜の両端など不要部を粉砕し、必要により任意成分を加え、単軸又は二軸押出機、ロール、バンバリーミキサー、ニーダー、ブラベンダーミキサー等の溶融混練機にて溶融し、混練する方法が挙げられる。
As a method of melt-kneading, in the production method (iv) above, for example, an acid-modified polyester resin, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, an aliphatic ester and any optional components may be mixed using a mixer such as a Henschel mixer or a ribbon blender, and then melted and kneaded using a melt kneader such as a single-screw or twin-screw extruder, a roll, a Banbury mixer, a kneader or a Brabender mixer.
As for the manufacturing method of the above (ix), for example, there can be mentioned a method in which unnecessary parts such as both ends of a multilayer film having layers each containing an acid-modified polyester resin, a resin having a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less, and an aliphatic ester are crushed, and an optional component is added as necessary, and the mixture is melted and kneaded in a melt kneader such as a single-screw or twin-screw extruder, a roll, a Banbury mixer, a kneader, or a Brabender mixer.
溶融混練時の温度は、酸変性ポリエステル系樹脂及び脂肪族エステルの融点以上であって、かつ熱劣化しない温度範囲で適宜設定することができるが、好ましくは100~300℃であり、さらに好ましくは140~250℃、特に好ましくは160~230℃である。 The temperature during melt kneading can be set appropriately within a temperature range that is equal to or higher than the melting points of the acid-modified polyester resin and the aliphatic ester and does not cause thermal degradation, but is preferably 100 to 300°C, more preferably 140 to 250°C, and particularly preferably 160 to 230°C.
本発明で用いられる樹脂組成物は、流動性に優れ、取り扱いし易いため、成形材料として有用である。溶融成形方法としては、押出成形、インフレーション成形、射出成形、ブロー成形、真空成形、圧空成形、圧縮成形、カレンダー成形、など公知の成形法を用いることができる。 The resin composition used in the present invention has excellent fluidity and is easy to handle, making it useful as a molding material. As a melt molding method, known molding methods such as extrusion molding, inflation molding, injection molding, blow molding, vacuum molding, compressed air molding, compression molding, and calendar molding can be used.
また、本発明の成形品としては、フィルム、シート、パイプ、円板、リング、袋状物、ボトル状物、繊維状物など、多種多用の形状のものを挙げることができる。 The molded products of the present invention can have a wide variety of shapes, including films, sheets, pipes, disks, rings, bags, bottles, and fibers.
〔積層体〕
本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物は、接着樹脂(接着剤)として2つの部材を接着するのに用いられる。
本発明の積層体は、本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含有する層を少なくとも一層有する。
また、本発明の一態様に係る積層体は、第1の層と第2の層との間に接着層を設け、第1の層と第2の層のうちの少なくとも1層がPVA系樹脂層であり、前記接着層に本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含む。
中でも、本発明の積層体は、ガスバリア層にPVA系樹脂層、外層に生分解性樹脂層を用いたものが好ましい。
[Laminate]
The acid-modified polyester resin composition of the present invention is used as an adhesive resin (adhesive) to bond two members together.
The laminate of the present invention has at least one layer containing the acid-modified polyester resin composition of the present invention.
Moreover, a laminate according to one aspect of the present invention includes an adhesive layer provided between a first layer and a second layer, at least one of the first layer and the second layer being a PVA-based resin layer, and the adhesive layer contains the acid-modified polyester-based resin composition of the present invention.
In particular, the laminate of the present invention is preferably one in which a PVA-based resin layer is used as the gas barrier layer and a biodegradable resin layer is used as the outer layer.
ここで、以下においては、本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含む接着剤(A)層と、PVA系樹脂(B)層と、生分解性樹脂(C)層とを備える積層体を中心に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。 Hereinafter, the laminate including an adhesive (A) layer containing the acid-modified polyester resin composition of the present invention, a PVA-based resin (B) layer, and a biodegradable resin (C) layer will be mainly described, but the present invention is not limited thereto.
(接着剤(A)層)
接着剤(A)層は、PVA系樹脂(B)層と、生分解性樹脂(C)層とを積層する際に用いられる接着層であり、上記した本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含む接着樹脂から形成される。
接着樹脂は、本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物を主成分として含有し、酸変性ポリエステル系樹脂組成物の含有量が70質量%以上であるのが好ましく、より好ましくは80質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。上限は100質量%である。
(Adhesive (A) Layer)
The adhesive (A) layer is an adhesive layer used when laminating a PVA-based resin (B) layer and a biodegradable resin (C) layer, and is formed from an adhesive resin containing the acid-modified polyester-based resin composition of the present invention described above.
The adhesive resin contains the acid-modified polyester resin composition of the present invention as a main component, and the content of the acid-modified polyester resin composition is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, and even more preferably 90% by mass or more. The upper limit is 100% by mass.
(PVA系樹脂(B)層)
PVA系樹脂(B)層は、本発明の積層体のガスバリア性を担うことが好ましい。
本発明で用いられるPVA系樹脂(B)層は、PVA系樹脂(B)を主成分とする層であり、PVA系樹脂(B)を70質量%以上含有するのが好ましく、より好ましくは80質量%以上含有し、さらに好ましくは90質量%以上含有する。上限は100質量%である。かかる含有量が少なすぎると、ガスバリア性が不充分となる傾向がある。
(PVA resin (B) layer)
The PVA-based resin (B) layer preferably provides gas barrier properties to the laminate of the present invention.
The PVA-based resin (B) layer used in the present invention is a layer containing the PVA-based resin (B) as a main component, and preferably contains 70% by mass or more of the PVA-based resin (B), more preferably 80% by mass or more of the PVA-based resin (B). The content is preferably 90% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more. The upper limit is 100% by mass. If the content is too low, the gas barrier properties tend to be insufficient.
本発明で用いられるPVA系樹脂(B)は、ビニルエステル系単量体を重合して得られるポリビニルエステル系樹脂をケン化して得られる、ビニルアルコール構造単位を主体とする樹脂であり、ケン化度相当のビニルアルコール構造単位とビニルエステル構造単位から構成される。 The PVA resin (B) used in the present invention is a resin mainly composed of vinyl alcohol structural units, obtained by saponifying a polyvinyl ester resin obtained by polymerizing a vinyl ester monomer, and is composed of vinyl alcohol structural units and vinyl ester structural units corresponding to the degree of saponification.
上記ビニルエステル系単量体としては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、バーサチック酸ビニル等が挙げられるが、経済的に酢酸ビニルが好ましく用いられる。 The vinyl ester monomers include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl versatate, etc., with vinyl acetate being economically preferred.
本発明で用いられるPVA系樹脂(B)の平均重合度(JIS K6726に準拠して測定)は、200~1800であるのが好ましく、特に300~1500、殊に300~1000のものが好ましく用いられる。 The average degree of polymerization of the PVA-based resin (B) used in the present invention (measured according to JIS K6726) is preferably 200 to 1800, more preferably 300 to 1500, and even more preferably 300 to 1000.
かかる平均重合度が小さすぎると、PVA系樹脂(B)層の機械的強度が不充分となる傾向がある。逆にかかる平均重合度が大きすぎると、熱溶融成形によってPVA系樹脂(B)層を形成する場合に流動性が低下して成形性が低下する傾向があり、成形時せん断発熱が異常発生してPVA系樹脂(B)が熱分解しやすくなる場合がある。 If the average degree of polymerization is too small, the mechanical strength of the PVA-based resin (B) layer tends to be insufficient. Conversely, if the average degree of polymerization is too large, the flowability tends to decrease and moldability decreases when the PVA-based resin (B) layer is formed by hot melt molding, and abnormal shear heat may occur during molding, making the PVA-based resin (B) more susceptible to thermal decomposition.
また、本発明で用いられるPVA系樹脂(B)のケン化度(JIS K6726に準拠して測定した平均ケン化度)は、80~100モル%であるのが好ましく、特に90~99.9モル%、殊に98~99.9モル%のものが好適に用いられる。
かかるケン化度が低すぎると、ガスバリア性が低下する傾向がある。
The PVA-based resin (B) used in the present invention has a saponification degree (average saponification degree measured in accordance with JIS K6726) of preferably 80 to 100 mol%, particularly preferably 90 to 99.9 mol%, and more particularly preferably 98 to 99.9 mol%.
If the degree of saponification is too low, the gas barrier properties tend to decrease.
また、本発明では、PVA系樹脂(B)として、ポリビニルエステル系樹脂の製造時に各種単量体を共重合させ、これをケン化して得られたものや、未変性PVAに後変性によって各種官能基を導入した各種変性PVA系樹脂を用いることができる。 In addition, in the present invention, the PVA-based resin (B) may be one obtained by copolymerizing various monomers during the production of a polyvinyl ester-based resin and then saponifying the copolymer, or one of various modified PVA-based resins obtained by introducing various functional groups into unmodified PVA through post-modification.
ビニルエステル系単量体との共重合に用いられる単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、α-オクテン、α-ドデセン、α-オクタデセン等のオレフィン類、3-ブテン-1-オール、4-ペンテン-1-オール、5-ヘキセン-1-オール、3,4-ジヒドロキシ-1-ブテン等のヒドロキシ基含有α-オレフィン類およびそのアシル化物等の誘導体、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸等の不飽和酸類、その塩、そのモノエステル、あるいはそのジアルキルエステル、アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル類、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類、エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸類あるいはその塩、アルキルビニルエーテル類、ジメチルアリルビニルケトン、N-ビニルピロリドン、塩化ビニル、ビニルエチレンカーボネート、2,2-ジアルキル-4-ビニル-1,3-ジオキソラン、グリセリンモノアリルエーテル、3,4-ジアセトキシ-1-ブテン等のビニル化合物、酢酸イソプロペニル、1-メトキシビニルアセテート等の置換酢酸ビニル類、塩化ビニリデン、1,4-ジアセトキシ-2-ブテン、ビニレンカーボネート等が挙げられる。 Examples of monomers used for copolymerization with vinyl ester monomers include olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, α-octene, α-dodecene, and α-octadecene; hydroxyl-containing α-olefins such as 3-buten-1-ol, 4-penten-1-ol, 5-hexen-1-ol, and 3,4-dihydroxy-1-butene, as well as derivatives thereof such as acylated products; unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, and itaconic acid, as well as their salts, monoesters, and dialkyl esters; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; and diacetone acrylate. Examples of suitable vinyl compounds include amides such as arylamide, acrylamide, and methacrylamide, olefin sulfonic acids such as ethylene sulfonic acid, allyl sulfonic acid, and methallyl sulfonic acid, or their salts, alkyl vinyl ethers, dimethylallyl vinyl ketone, N-vinylpyrrolidone, vinyl chloride, vinyl ethylene carbonate, 2,2-dialkyl-4-vinyl-1,3-dioxolane, glycerin monoallyl ether, and 3,4-diacetoxy-1-butene, as well as vinyl compounds such as isopropenyl acetate and 1-methoxyvinyl acetate, as well as substituted vinyl acetates, vinylidene chloride, 1,4-diacetoxy-2-butene, and vinylene carbonate.
また、後変性によって官能基が導入された変性PVA系樹脂としては、ジケテンとの反応によるアセトアセチル基を有するもの、エチレンオキサイドとの反応によるポリアルキレンオキサイド基を有するもの、エポキシ化合物等との反応によるヒドロキシアルキル基を有するもの、あるいは各種官能基を有するアルデヒド化合物をPVAと反応させて得られたもの等を挙げることができる。 Modified PVA resins into which functional groups have been introduced by post-modification include those that have acetoacetyl groups by reaction with diketene, those that have polyalkylene oxide groups by reaction with ethylene oxide, those that have hydroxyalkyl groups by reaction with epoxy compounds, and those obtained by reacting PVA with aldehyde compounds having various functional groups.
かかる変性PVA系樹脂中の変性種、すなわち共重合体中の各種単量体に由来する構成単位、あるいは後反応によって導入された官能基の含有量は、変性種によって特性が大きくことなるため一概には言えないが、1~20モル%であるのが好ましく、特に2~10モル%の範囲が好ましく用いられる。 The content of modified species in such modified PVA-based resins, i.e., structural units derived from various monomers in the copolymer, or functional groups introduced by post-reaction, cannot be generalized because the characteristics vary greatly depending on the modified species, but it is preferably 1 to 20 mol%, and especially preferably in the range of 2 to 10 mol%.
これらの各種変性PVA系樹脂の中でも、本発明においては、下記一般式(6)で示される側鎖に1,2-ジオール構造を有する構造単位(以下、「1,2-ジオール構造単位」と称することがある。)を有するPVA系樹脂が、後述する本発明の積層体の製造法において、溶融成形が容易になる点で好ましく用いられる。 Among these various modified PVA-based resins, in the present invention, a PVA-based resin having a structural unit having a 1,2-diol structure in the side chain, as shown in the following general formula (6) (hereinafter, sometimes referred to as a "1,2-diol structural unit"), is preferably used because it facilitates melt molding in the manufacturing method of the laminate of the present invention described below.
なお、かかる一般式(6)で表わされる1,2-ジオール構造単位中のR11~R14は、それぞれ独立して、水素原子又は炭素数1~4の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表す。 In the 1,2-diol structural unit represented by the general formula (6), R 11 to R 14 each independently represent a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 4 carbon atoms.
該アルキル基としては、例えばメチル基、エチル基、n-プロピル基、イソプロピル基、n-ブチル基、イソブチル基、tert-ブチル基等が挙げられ、該アルキル基は、必要に応じて、ハロゲン基、水酸基、エステル基、カルボン酸基、スルホン酸基等の官能基を有していてもよい。 Examples of the alkyl group include a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an isopropyl group, an n-butyl group, an isobutyl group, and a tert-butyl group. If necessary, the alkyl group may have a functional group such as a halogen group, a hydroxyl group, an ester group, a carboxylic acid group, or a sulfonic acid group.
また、一般式(6)で表わされる1,2-ジオール構造単位中のXは、単結合又は結合鎖を表す。
かかる結合鎖としては、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルケニレン基、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキニレン基、フェニレン基、ナフチレン基等の炭化水素(これらの炭化水素はフッ素原子、塩素原子、臭素原子等のハロゲン原子等で置換されていてもよい。)の他、-O-、-(CH2O)t-、-(OCH2)t-、-(CH2O)tCH2-、-CO-、-CO
CO-、-CO(CH2)tCO-、-CO(C6H4)CO-、-S-、-CS-、-SO-、-SO2-、-NR-、-CONR-、-NRCO-、-CSNR-、-NRCS-、-NRNR-、-HPO4-、-Si(OR)2-、-OSi(OR)2-、-OSi(OR)2O-、-Ti(OR)2-、-OTi(OR)2-、-OTi(OR)2O-、-Al(OR)-、-OAl(OR)-、-OAl(OR)O-等(Rは各々独立して任意の置換基であり、水素原子、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキル基を表し、またtは1~5の整数を表す。)が挙げられる。
中でも結合鎖は、製造時あるいは使用時の安定性の点で、炭素数1~6の直鎖状又は分岐鎖状のアルキレン基、特にメチレン基、あるいは-CH2OCH2-が好ましい。
Furthermore, X in the 1,2-diol structural unit represented by the general formula (6) represents a single bond or a bonding chain.
Examples of such bonding chains include hydrocarbons such as linear or branched alkylene groups having 1 to 6 carbon atoms, linear or branched alkenylene groups having 1 to 6 carbon atoms, linear or branched alkynylene groups having 1 to 6 carbon atoms, phenylene groups, and naphthylene groups (these hydrocarbons may be substituted with halogen atoms such as fluorine atoms, chlorine atoms, and bromine atoms), as well as -O-, -(CH 2 O) t -, -(OCH 2 ) t -, -(CH 2 O) t CH 2 -, -CO-, -CO
Examples of such groups include CO-, -CO(CH2) tCO- , -CO( C6H4 ) CO-, -S-, -CS-, -SO-, -SO2-, -NR- , -CONR-, -NRCO-, -CSNR-, -NRCS-, -NRNR-, -HPO4-, -Si (OR) 2- , -OSi(OR)2-, -OSi(OR) 2O- , -Ti(OR) 2- , -OTi(OR) 2- , -OTi(OR) 2O- , -Al(OR)-, -OAl(OR)-, -OAl(OR)O- and the like (each R is independently any substituent and represents a hydrogen atom or a linear or branched alkyl group having 1 to 6 carbon atoms, and t represents an integer of 1 to 5).
Among these, from the viewpoint of stability during production or use, the linking chain is preferably a linear or branched alkylene group having 1 to 6 carbon atoms, particularly a methylene group, or --CH.sub.2OCH.sub.2-- .
Xは、熱安定性の点や高温下や酸性条件下での安定性の点で単結合が最も好ましい。 X is most preferably a single bond in terms of thermal stability and stability under high temperatures and acidic conditions.
一般式(6)で表わされる1,2-ジオール構造単位の中でも、R11~R14がすべ
て水素原子であり、Xが単結合である、下記一般式(6’)で表わされる構造単位が最も好ましい。
Among the 1,2-diol structural units represented by general formula (6), a structural unit represented by the following general formula (6') in which R 11 to R 14 are all hydrogen atoms and X is a single bond is most preferred.
かかる側鎖に1,2-ジオール構造単位を有するPVA系樹脂の製造法としては、特開2015-143356号公報の段落〔0026〕~〔0034〕に記載の方法等が挙げられる。 Examples of a method for producing a PVA-based resin having a 1,2-diol structural unit in the side chain include the method described in paragraphs [0026] to [0034] of JP 2015-143356 A.
かかる側鎖に1,2-ジオール構造単位を有するPVA系樹脂に含まれる1,2-ジオール構造単位の含有量は、1~20モル%であるのが好ましく、さらに2~10モル%、特に3~8モル%のものが好ましく用いられる。かかる含有量が低すぎると、側鎖1,2-ジオール構造の効果が得られにくく、逆にかかる含有量が高すぎると、高湿度でのガスバリア性の低下が著しくなる傾向がある。 The content of 1,2-diol structural units contained in such PVA-based resins having 1,2-diol structural units in the side chains is preferably 1 to 20 mol %, more preferably 2 to 10 mol %, and particularly preferably 3 to 8 mol %. If the content is too low, it is difficult to obtain the effect of the 1,2-diol structure in the side chains, and conversely, if the content is too high, there is a tendency for the gas barrier properties at high humidity to decrease significantly.
なお、PVA系樹脂中の1,2-ジオール構造単位の含有率は、PVA系樹脂を完全にケン化したものの1H-NMRスペクトル(溶媒:DMSO-d6、内部標準:テトラメチルシラン)から求めることができる。該含有率は、具体的には1,2-ジオール構造単位中の水酸基プロトン、メチンプロトン、およびメチレンプロトン、主鎖のメチレンプロトン、主鎖に連結する水酸基のプロトン等に由来するピーク面積から算出すればよい。 The content of 1,2-diol structural units in a PVA-based resin can be determined from the 1H -NMR spectrum (solvent: DMSO-d6, internal standard: tetramethylsilane) of a completely saponified PVA-based resin. Specifically, the content can be calculated from the peak areas derived from hydroxyl group protons, methine protons, and methylene protons in the 1,2-diol structural units, methylene protons in the main chain, and protons of hydroxyl groups linked to the main chain.
また、本発明で用いられるPVA系樹脂(B)は、一種類であっても、二種類以上の混合物であってもよい。PVA系樹脂(B)が二種類以上の混合物である場合は、上述の未変性PVA同士、未変性PVAと一般式(6)で示される構造単位を有するPVA系樹脂、ケン化度、重合度、変性度等が異なる一般式(6)で示される構造単位を有するPVA系樹脂同士、未変性PVA、あるいは一般式(6)で示される構造単位を有するPVA系樹脂と他の変性PVA系樹脂等の組み合わせを用いることができる。 The PVA-based resin (B) used in the present invention may be one type or a mixture of two or more types. When the PVA-based resin (B) is a mixture of two or more types, the following combinations can be used: the above-mentioned unmodified PVAs, unmodified PVA and a PVA-based resin having a structural unit represented by general formula (6), PVA-based resins having structural units represented by general formula (6) with different degrees of saponification, polymerization, modification, etc., unmodified PVA, or a PVA-based resin having a structural unit represented by general formula (6) and another modified PVA-based resin, etc.
また、本発明で用いられるPVA系樹脂(B)層には、PVA系樹脂(B)以外にも熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、充填剤、滑剤、結晶核剤が配合されていてもよい。 In addition, the PVA-based resin (B) layer used in the present invention may contain, in addition to the PVA-based resin (B), a heat stabilizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a crystal nucleating agent, an antistatic agent, a flame retardant, a plasticizer, a lubricant, a filler, a lubricant, and a crystal nucleating agent.
(生分解性樹脂(C)層)
かかる生分解性樹脂(C)層は、生分解性樹脂(C)を主成分とする層であり、生分解性樹脂(C)を70質量%以上含有するのが好ましく、より好ましくは80質量%以上含有し、より好ましくは90質量%以上含有する。上限は100質量%である。
(Biodegradable resin (C) layer)
The biodegradable resin (C) layer is a layer containing the biodegradable resin (C) as a main component, and preferably contains 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more, of the biodegradable resin (C). % by mass or more, more preferably 90% by mass or more, with the upper limit being 100% by mass.
生分解性樹脂(C)としては、例えば、ポリ乳酸(PLA)、アジピン酸/テレフタル酸/1,4-ブタンジオールの縮重合物(ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT))、コハク酸/1,4-ブタンジオール/乳酸の縮重合物、ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンセバケートテレフタレート(PBSeT)、ポリブチレンサクシネートアジペートテレフタレート(PBSAT)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリグリコール酸等の脂肪族ポリエステル;変性でんぷん;カゼインプラスチック;セルロース等が挙げられ、これらは1種又は2種以上を混合して用いることもできる。 Examples of biodegradable resins (C) include polylactic acid (PLA), condensation polymer of adipic acid/terephthalic acid/1,4-butanediol (polybutylene adipate terephthalate (PBAT)), condensation polymer of succinic acid/1,4-butanediol/lactic acid, polybutylene succinate terephthalate (PBST), polybutylene succinate adipate (PBSA), polybutylene succinate (PBS), polybutylene sebacate terephthalate (PBSeT), polybutylene succinate adipate terephthalate (PBSAT), polycaprolactone (PCL), aliphatic polyesters such as polyglycolic acid; modified starch; casein plastic; cellulose, etc., and these can be used alone or in combination of two or more.
中でも、強度の点では、ポリ乳酸やポリブチレンアジペートテレフタレートが好ましい。更には接着性及び強度の点から、ポリ乳酸とポリブチレンアジペートテレフタレートとの混合物が好ましい。 Among these, polylactic acid and polybutylene adipate terephthalate are preferred in terms of strength. Furthermore, a mixture of polylactic acid and polybutylene adipate terephthalate is preferred in terms of adhesion and strength.
ポリ乳酸は、乳酸構造単位を主成分とする脂肪族ポリエステル系樹脂であり、L-乳酸、D-乳酸、又はその環状2量体であるL-ラクタイド、D-ラクタイド、DL-ラクタイドを原料とする重合体である。 Polylactic acid is an aliphatic polyester resin whose main component is lactic acid structural units, and is a polymer made from L-lactic acid, D-lactic acid, or their cyclic dimers L-lactide, D-lactide, and DL-lactide.
生分解性樹脂(C)層に用いられるポリ乳酸は、これら乳酸類の単独重合体であることが好ましいが、特性を阻害しない程度の量、例えば10モル%以下であれば、乳酸類以外の共重合成分を含有するものであってもよい。 The polylactic acid used in the biodegradable resin (C) layer is preferably a homopolymer of these lactic acids, but may contain copolymer components other than lactic acids in an amount that does not impair the properties, for example, 10 mol% or less.
かかる共重合成分としては、例えば、グリコール酸、3-ヒドロキシ酪酸、4-ヒドロキシ酪酸、3-ヒドロキシ吉草酸、4-ヒドロキシ吉草酸、6-ヒドロキシカプロン酸等の脂肪族ヒドロキシカルボン酸;カプロラクトン等のラクトン類;エチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール等の脂肪族ジオール類;コハク酸、シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸等の脂肪族二塩基酸を挙げることができる。 Examples of such copolymerization components include aliphatic hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 3-hydroxyvaleric acid, 4-hydroxyvaleric acid, and 6-hydroxycaproic acid; lactones such as caprolactone; aliphatic diols such as ethylene glycol, diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, propylene glycol, and 1,4-butanediol; and aliphatic dibasic acids such as succinic acid, oxalic acid, malonic acid, glutaric acid, and adipic acid.
また、ポリ乳酸中のL-乳酸成分とD-乳酸成分の含有比率(L-乳酸成分の質量/D-乳酸成分の質量)は、95/5以上であるのが好ましく、特に99/1以上、殊に99.8/0.2以上のものが好ましく用いられる。かかる値が大きいものほど融点が高くなって、耐熱性が向上し、逆にかかる値が小さいものほど融点が低くなり、耐熱性が不足する傾向がある。 The content ratio of L-lactic acid and D-lactic acid in polylactic acid (mass of L-lactic acid/mass of D-lactic acid) is preferably 95/5 or more, particularly 99/1 or more, and especially 99.8/0.2 or more. The higher this value, the higher the melting point and the better the heat resistance, and conversely, the lower this value, the lower the melting point and the more likely the heat resistance is insufficient.
具体的には、ポリ乳酸の単独重合体の場合、上記含有比率が95/5であるものの融点は約152℃であり、99/1であるものの融点は約171℃、99.8/0.2であるものの融点は175℃以上である。 Specifically, in the case of a homopolymer of polylactic acid, the melting point of one with the above content ratio of 95/5 is approximately 152°C, the melting point of one with the above content ratio of 99/1 is approximately 171°C, and the melting point of one with the above content ratio of 99.8/0.2 is 175°C or higher.
また、ポリ乳酸の重量平均分子量は、20,000~1,000,000であるのが好ましく、特に30,000~300,000、殊に40,000~200,000が好ましい。かかる重量平均分子量が大きすぎると、熱溶融成形時の溶融粘度が高すぎ、良好な製膜が困難になる傾向があり、逆にかかる重量平均分子量が小さすぎると、得られた積層体の機械的強度が不充分となる傾向がある。 The weight-average molecular weight of polylactic acid is preferably 20,000 to 1,000,000, particularly 30,000 to 300,000, and especially 40,000 to 200,000. If the weight-average molecular weight is too large, the melt viscosity during hot melt molding tends to be too high, making it difficult to form a good film, and conversely, if the weight-average molecular weight is too small, the mechanical strength of the resulting laminate tends to be insufficient.
かかる重量平均分子量は、溶離液としてのテトラヒドロフランと、40℃に加熱したカラム(ポリスチレンゲル)を用いて、ISO 16014-1規格及びISO 16014-3規格に従い、ポリスチレン等価量としてサイズ排除クロマトグラフィー(GPC、ゲル浸透クロマトグラフィー)により測定することができる。 The weight average molecular weight can be measured as polystyrene equivalent by size exclusion chromatography (GPC, gel permeation chromatography) according to ISO 16014-1 and ISO 16014-3 standards using tetrahydrofuran as the eluent and a column (polystyrene gel) heated to 40°C.
かかるポリ乳酸の市販品としては、例えば、NatureWorks社製「Ingeo」、三井化学社製「Lacea」、浙江海正生物材料股ふん有限公司製「REVODE」、及び東洋紡績社製「バイロエコール」等を挙げることができる。 Examples of commercially available polylactic acid include "Ingeo" manufactured by NatureWorks, "Lacea" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., "REVODE" manufactured by Zhejiang Haizheng Biomaterials Co., Ltd., and "Vyloecol" manufactured by Toyobo Co., Ltd.
ポリブチレンアジペートテレフタレートは、アジピン酸とテレフタル酸と1,4-ブタンジオールを縮重合して得られる。 Polybutylene adipate terephthalate is obtained by condensation polymerization of adipic acid, terephthalic acid, and 1,4-butanediol.
ポリブチレンアジペートテレフタレート中のアジピン酸の含有量は、10~50モル%であるのが好ましく、より好ましくは15~40モル%である。
ポリブチレンアジペートテレフタレート中のテレフタル酸の含有量は、5~45モル%であるのが好ましく、より好ましくは8~35モル%である。
また、ポリブチレンアジペートテレフタレート中の1,4-ブタンジオールの含有量は、5~45モル%であるのが好ましく、より好ましくは10~30モル%である。
各成分の含有量が多すぎても少なすぎても、加工性、耐腐食性が低下する傾向がある。
The content of adipic acid in polybutylene adipate terephthalate is preferably 10 to 50 mol %, more preferably 15 to 40 mol %.
The content of terephthalic acid in polybutylene adipate terephthalate is preferably from 5 to 45 mol %, more preferably from 8 to 35 mol %.
The content of 1,4-butanediol in polybutylene adipate terephthalate is preferably 5 to 45 mol %, more preferably 10 to 30 mol %.
If the content of each component is too high or too low, the workability and corrosion resistance tend to decrease.
ポリブチレンアジペートテレフタレートの重量平均分子量は、3,000~1,000,000、好ましくは20,000~600,000、更に好ましくは50,000~400,000である。かかる重量平均分子量が小さすぎると製造が困難となり、かかる重量平均分子量が大きすぎると溶融粘度が高くなり成形性が低下する傾向がある。 The weight average molecular weight of polybutylene adipate terephthalate is 3,000 to 1,000,000, preferably 20,000 to 600,000, and more preferably 50,000 to 400,000. If the weight average molecular weight is too small, production becomes difficult, and if the weight average molecular weight is too large, the melt viscosity tends to increase and moldability tends to decrease.
かかる重量平均分子量は、上記した方法により測定できる。 The weight average molecular weight can be measured by the method described above.
ポリブチレンアジペートテレフタレートは、アジピン酸、テレフタル酸、1,4-ブタンジオール以外にも、その他の共重合成分を含有してもよい。 Polybutylene adipate terephthalate may contain other copolymer components in addition to adipic acid, terephthalic acid, and 1,4-butanediol.
その他の共重合成分として、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリテトラヒドロフラン(ポリ-THF)等のジヒドロキシ化合物;グリコール酸、D-乳酸、L-乳酸、D,L-乳酸、6-ヒドロキシヘキサン酸、その環式誘導体、例えばグリコリド(1,4-ジオキサン-2,5-ジオン)、D-ジラクチド、L-ジラクチド(3,6-ジメチル-1,4-ジオキサン-2,5-ジオン);p-ヒドロキシ安息香酸ならびにp-ヒドロキシ安息香酸のオリゴマーおよびポリマー等のヒドロキシカルボン酸等が挙げられる。 Other copolymerization components include, for example, dihydroxy compounds such as diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, polypropylene glycol, and polytetrahydrofuran (poly-THF); glycolic acid, D-lactic acid, L-lactic acid, D,L-lactic acid, 6-hydroxyhexanoic acid, and cyclic derivatives thereof such as glycolide (1,4-dioxane-2,5-dione), D-dilactide, and L-dilactide (3,6-dimethyl-1,4-dioxane-2,5-dione); and hydroxycarboxylic acids such as p-hydroxybenzoic acid and oligomers and polymers of p-hydroxybenzoic acid.
かかるその他の共重合成分の含有量は、ポリブチレンアジペートテレフタレート全体の0.1~30モル%程度である。 The content of such other copolymerization components is approximately 0.1 to 30 mol % of the total polybutylene adipate terephthalate.
また、ポリ乳酸とポリブチレンアジペートテレフタレートの混合物を用いる場合、混合の割合としては、ポリ乳酸/ポリブチレンアジペートテレフタレート(質量比)が、10/90~90/10であるのが好ましく、より好ましくは20/80~60/40である。 When using a mixture of polylactic acid and polybutylene adipate terephthalate, the mixing ratio (mass ratio) of polylactic acid/polybutylene adipate terephthalate is preferably 10/90 to 90/10, and more preferably 20/80 to 60/40.
また、本発明で用いられる生分解性樹脂(C)層には、生分解性樹脂(C)以外にも熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、帯電防止剤、難燃剤、可塑剤、滑剤、充填剤、滑剤、結晶核剤等が配合されていてもよい。 The biodegradable resin (C) layer used in the present invention may also contain, in addition to the biodegradable resin (C), heat stabilizers, antioxidants, ultraviolet absorbers, crystal nucleating agents, antistatic agents, flame retardants, plasticizers, lubricants, fillers, lubricants, crystal nucleating agents, etc.
本発明の積層体は、3~15層の層構造を有するのが好ましく、層数は、より好ましくは3~7層、特に好ましくは5~7層である。 The laminate of the present invention preferably has a layer structure of 3 to 15 layers, more preferably 3 to 7 layers, and particularly preferably 5 to 7 layers.
本発明の積層体の構成は特に限定されないが、本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含む接着剤(A)層をa、PVA系樹脂(B)層をb、生分解性樹脂(C)層をcとするとき、c/a/b、c/a/b/a/c、c/b/a/b/a/b/c等、任意の組み合わせが可能である。なお、積層体中に生分解性樹脂(C)層が複数存在する場合、複数の生分解性樹脂(C)層は、それぞれ、同一のものでもよく、異なったものでもよい。積層体中にPVA系樹脂(B)層が複数存在する場合及び接着剤(A)層が複数存在する場合においても同様である。 The structure of the laminate of the present invention is not particularly limited, but if the adhesive (A) layer containing the acid-modified polyester resin composition of the present invention is a, the PVA-based resin (B) layer is b, and the biodegradable resin (C) layer is c, any combination such as c/a/b, c/a/b/a/c, or c/b/a/b/a/b/c is possible. If there are multiple biodegradable resin (C) layers in the laminate, the multiple biodegradable resin (C) layers may be the same or different. The same applies when there are multiple PVA-based resin (B) layers and when there are multiple adhesive (A) layers in the laminate.
なお、通常は、PVA系樹脂(B)層の吸湿によるガスバリア性能の低下を防止するため、PVA系樹脂(B)層のうち、外気、あるいは水分を含有する内容物に接触する部分には生分解性樹脂(C)層を設ける層構成であることが好ましい。 In order to prevent deterioration of the gas barrier performance due to moisture absorption by the PVA-based resin (B) layer, it is usually preferable to provide a layer configuration in which a biodegradable resin (C) layer is provided in the portion of the PVA-based resin (B) layer that comes into contact with the outside air or the contents containing moisture.
本発明の積層体の厚さは、1~30,000μmであるのが好ましく、特に3~13,000μm、殊に10~3,000μmの範囲が好ましく用いられる。 The thickness of the laminate of the present invention is preferably 1 to 30,000 μm, more preferably 3 to 13,000 μm, and even more preferably 10 to 3,000 μm.
さらに積層体を構成する各層の厚さとしては、生分解性樹脂(C)層の厚さは、0.4~14,000μmであるのが好ましく、より好ましくは1~6,000μm、特に好ましくは4~1,400μmである。かかる生分解性樹脂(C)層の厚さが厚すぎると、積層体が硬くなりすぎる傾向があり、逆にかかる生分解性樹脂(C)層の厚さが薄すぎると積層体が脆くなる傾向がある。 Furthermore, with regard to the thickness of each layer constituting the laminate, the thickness of the biodegradable resin (C) layer is preferably 0.4 to 14,000 μm, more preferably 1 to 6,000 μm, and particularly preferably 4 to 1,400 μm. If the thickness of the biodegradable resin (C) layer is too thick, the laminate tends to be too hard, and conversely, if the thickness of the biodegradable resin (C) layer is too thin, the laminate tends to be brittle.
また、PVA系樹脂(B)層の厚さは、0.1~1,000μmであるのが好ましく、より好ましくは0.3~500μm、特に好ましくは1~100μmである。かかるPVA系樹脂(B)層の厚さが厚すぎると、積層体が硬く脆くなる傾向があり、逆にかかるPVA系樹脂(B)層の厚さが薄すぎると、ガスバリア性が低くなる傾向がある。 The thickness of the PVA-based resin (B) layer is preferably 0.1 to 1,000 μm, more preferably 0.3 to 500 μm, and particularly preferably 1 to 100 μm. If the PVA-based resin (B) layer is too thick, the laminate tends to be hard and brittle, and conversely, if the PVA-based resin (B) layer is too thin, the gas barrier properties tend to be poor.
本発明の酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含む接着剤(A)層の厚さは、0.1~500μmであるのが好ましく、より好ましくは0.15~250μm、特に好ましくは0.5~50μmである。かかる接着剤(A)層の厚さが厚すぎると、外観が不良となる場合があり、逆にかかる接着剤(A)層の厚さが薄すぎると接着力が弱くなる傾向がある。 The thickness of the adhesive (A) layer containing the acid-modified polyester resin composition of the present invention is preferably 0.1 to 500 μm, more preferably 0.15 to 250 μm, and particularly preferably 0.5 to 50 μm. If the adhesive (A) layer is too thick, the appearance may be poor, and conversely, if the adhesive (A) layer is too thin, the adhesive strength tends to be weak.
また、生分解性樹脂(C)層及びPVA系樹脂(B)層の厚さの比(生分解性樹脂(C)層の厚さ/PVA系樹脂(B)層の厚さ)は、各層が複数ある場合は、その厚さの合計値同士の比で、1~100であるのが好ましく、より好ましくは2.5~50である。かかる比が大きすぎると、バリア性が低くなる傾向があり、かかる比が小さすぎると積層体が硬く脆くなる傾向がある。 When there are multiple layers of each, the ratio of the thickness of the biodegradable resin (C) layer to the thickness of the PVA-based resin (B) layer (thickness of the biodegradable resin (C) layer/thickness of the PVA-based resin (B) layer) is preferably 1 to 100, more preferably 2.5 to 50, in terms of the ratio of the total thicknesses. If this ratio is too large, the barrier properties tend to be reduced, and if this ratio is too small, the laminate tends to be hard and brittle.
また、本発明の積層体及び接着剤(A)層(接着層)の厚さの比(接着剤(A)層の厚さ/本発明の積層体の厚さ)は、接着剤(A)層が複数ある場合は、その厚さの合計値の比で、0.005~0.5であるのが好ましく、より好ましくは0.01~0.3である。かかる比が大きすぎると、外観が悪くなる傾向があり、かかる比が小さすぎると接着力が弱くなる傾向がある。 In addition, the thickness ratio of the laminate of the present invention and the adhesive (A) layer (adhesive layer) (thickness of adhesive (A) layer/thickness of the laminate of the present invention) is preferably 0.005 to 0.5, and more preferably 0.01 to 0.3, in terms of the ratio of the total thickness when there are multiple adhesive (A) layers. If this ratio is too large, the appearance tends to deteriorate, and if this ratio is too small, the adhesive strength tends to weaken.
本発明の積層体は、従来公知の成形方法によって製造することができ、具体的には溶融成形法や溶液状態からの成形法を用いることができる。 The laminate of the present invention can be manufactured by a conventional molding method, specifically, a melt molding method or a molding method from a solution state.
例えば、溶融成形法としては、生分解性樹脂(C)のフィルム、あるいはシートに、本発明の酸変性ポリエステル系樹脂を含む接着剤(A)、PVA系樹脂(B)を順次、あるいは同時に溶融押出ラミネートする方法、逆にPVA系樹脂(B)のフィルム、あるいはシートに、接着剤(A)、生分解性樹脂(C)を順次、あるいは同時に溶融押出ラミネートする方法、又は、生分解性樹脂(C)、接着剤(A)、PVA系樹脂(B)を共押出する方法が挙げられる。 For example, examples of melt molding methods include a method of melt extrusion laminating an adhesive (A) containing the acid-modified polyester resin of the present invention and a PVA-based resin (B) sequentially or simultaneously onto a film or sheet of a biodegradable resin (C); conversely, a method of melt extrusion laminating an adhesive (A) and a biodegradable resin (C) sequentially or simultaneously onto a film or sheet of a PVA-based resin (B); or a method of co-extruding a biodegradable resin (C), an adhesive (A), and a PVA-based resin (B).
また、溶液状態からの成形法としては、生分解性樹脂(C)のフィルム、あるいはシート等に接着剤(A)を良溶媒に溶解した溶液を溶液コートし、乾燥後、PVA系樹脂(B)の水溶液を溶液コートする方法等を挙げることができる。 As a molding method from a solution state, for example, a method can be used in which a solution of adhesive (A) dissolved in a good solvent is solution-coated onto a film or sheet of biodegradable resin (C), and after drying, an aqueous solution of PVA-based resin (B) is solution-coated.
中でも、一工程で製造でき、層間接着性が優れた積層体が得られる点で溶融成形法が好ましく、特に共押出法が好ましく用いられる。そして、かかる溶融成形法を用いる場合には、PVA系樹脂(B)として側鎖に1,2-ジオール構造単位を有するPVA系樹脂を用いることが好ましい。 Among these, the melt molding method is preferred because it can be produced in one step and can give a laminate with excellent interlayer adhesion, and the co-extrusion method is particularly preferred. When using such a melt molding method, it is preferable to use a PVA-based resin having a 1,2-diol structural unit in the side chain as the PVA-based resin (B).
上記共押出法においては、例えば具体的にはインフレーション法、Tダイ法、マルチマニーホールドダイ法、フィードブロック法、マルチスロットダイ法が挙げられる。ダイスの形状としてはTダイス、丸ダイス等を使用することができる。
溶融押出時の溶融成形温度は、140~250℃であるのが好ましく、より好ましくは160~230℃の範囲が用いられる。
Examples of the co-extrusion method include an inflation method, a T-die method, a multi-manifold die method, a feed block method, and a multi-slot die method. The shape of the die may be a T-die, a round die, or the like.
The melt molding temperature during melt extrusion is preferably in the range of 140 to 250°C, more preferably 160 to 230°C.
本発明の積層体は、さらに加熱延伸処理されたものであってもよく、かかる延伸処理により、強度の向上や、ガスバリア性の向上が期待できる。 The laminate of the present invention may be further subjected to a heat stretching treatment, which is expected to improve the strength and gas barrier properties.
なお、上記延伸処理等については、公知の延伸方法を採用することができる。
例えば具体的には、多層構造体シートの両耳を把んで拡幅する一軸延伸、二軸延伸;多層構造体シートを、金型を用いて延伸加工する深絞成形法、真空成形法、圧空成形法、真空圧空成形法等の金型成形法;パリソン等の予備成形された多層構造体を、チューブラー延伸法、延伸ブロー法等で加工する方法が挙げられる。
For the stretching treatment, a known stretching method can be used.
Specific examples of such methods include uniaxial stretching and biaxial stretching, in which both edges of a multilayer structure sheet are gripped and expanded; die forming methods such as deep drawing, vacuum forming, pressure forming, and vacuum pressure forming, in which a multilayer structure sheet is stretched using a die; and methods in which a preformed multilayer structure such as a parison is processed using a tubular stretching method, stretch blow method, etc.
かかる延伸法として、フィルムやシート状の成形物を目的とする場合、一軸延伸、二軸延伸法を採用することが好ましい。 When the objective is to produce a film or sheet-like molded product, it is preferable to use uniaxial or biaxial stretching as such a stretching method.
また、深絞成形法、真空成形法、圧空成形法、真空圧空成形法等の金型成形方法の場合は、積層体を、熱風オーブン、加熱ヒーター式オーブン又は両者の併用等により均一に加熱して、チャック、プラグ、真空力、圧空力等により延伸することが好ましい。 In the case of die forming methods such as deep drawing, vacuum forming, pressure forming, and vacuum pressure forming, it is preferable to uniformly heat the laminate using a hot air oven, a heater oven, or a combination of both, and stretch it using a chuck, plug, vacuum force, pressure air force, etc.
カップやトレイ等の、絞り比(成形品の深さ(mm)/成形品の最大直径(mm))が通常0.1~3である成形物を目的とする場合、深絞成形法、真空成形法、圧空成形法、真空圧空成形法等の金型を用いて延伸加工する金型成形方法を採用することが好ましい。 When the object is to produce a molded product such as a cup or tray, in which the drawing ratio (depth of molded product (mm) / maximum diameter of molded product (mm)) is usually 0.1 to 3, it is preferable to use a mold forming method in which a mold is used for stretching, such as deep drawing, vacuum forming, pressure forming, or vacuum pressure forming.
かくして得られた本発明の積層体は、例えば、生分解性樹脂(C)層と接着剤(A)層、PVA系樹脂(B)層と接着剤(A)層のいずれの層間でも強い接着力を有する。 The laminate of the present invention thus obtained has strong adhesive strength between any of the layers, for example, between the biodegradable resin (C) layer and the adhesive (A) layer, and between the PVA-based resin (B) layer and the adhesive (A) layer.
また、少なくとも、生分解性樹脂(C)及びPVA系樹脂(B)はいずれも生分解性であり、本発明の積層体も生分解性に優れる。また、この観点から、接着剤(A)に含まれる酸変性ポリエステル系樹脂組成物も生分解性を有することが好ましい。 At least, both the biodegradable resin (C) and the PVA-based resin (B) are biodegradable, and the laminate of the present invention also has excellent biodegradability. From this viewpoint, it is also preferable that the acid-modified polyester-based resin composition contained in the adhesive (A) is biodegradable.
本発明の積層体は、生分解するため、コンポストにそのまま捨てることが出来るもの、例えば、コーヒーカプセル(カプセル式コーヒーメーカー用のコーヒー豆容器)、シュリンク用フィルム、その他食料・飲料品の容器に好適に用いられる。 The laminate of the present invention is biodegradable and can be easily disposed of in compost, for example, coffee capsules (coffee bean containers for capsule-type coffee makers), shrink films, and other food and beverage containers.
更に、本発明の積層体がPVA系樹脂(B)層を有する場合、PVA系樹脂(B)層を水に溶解させて除き、残った非水溶性樹脂のみをリサイクルすることもできる。 Furthermore, when the laminate of the present invention has a PVA-based resin (B) layer, the PVA-based resin (B) layer can be dissolved in water and removed, and only the remaining water-insoluble resin can be recycled.
以下に、本発明について実施例を挙げて説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、実施例の記載に限定されるものではない。
尚、例中、「部」、「%」とあるのは、質量基準を意味する。
The present invention will be described below with reference to examples. However, the present invention is not limited to the description of the examples as long as it does not depart from the gist of the present invention.
In the examples, "parts" and "%" are based on mass.
なお、各例で使用した原料樹脂と添加剤は以下のとおりである。
<原料樹脂>
(A)ポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT):BASF社製「エコフレックスC1200」
(B)ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST):下記製造例1で製造したポリエステル共重合体
<添加剤>
(a)ロジンエステル:クレイトンコーポレーション社製「RE100L」(溶融ピーク(ΔH)3.2J/g、二重結合/ヘテロ原子有)
(b)テルペンフェノール:クレイトンコーポレーション社製「TP2040」(溶融ピーク(ΔH)2.2J/g、二重結合/芳香環/ヘテロ原子有)
(c)グリセリン脂肪酸エステル:東京化成工業株式会社製「Triacetin」(脂肪酸の炭素数:2)
(d)グリセリン脂肪酸エステル:東京化成工業株式会社製「Tributyrin」(脂肪酸の炭素数:5)
The raw material resins and additives used in each example are as follows:
<Raw material resin>
(A) Polybutylene adipate terephthalate (PBAT): "Ecoflex C1200" manufactured by BASF
(B) Polybutylene succinate terephthalate (PBST): polyester copolymer produced in Production Example 1 below <Additive>
(a) Rosin ester: "RE100L" manufactured by Kraton Corporation (melting peak (ΔH) 3.2 J/g, double bond/heteroatom included)
(b) Terpene phenol: "TP2040" manufactured by Kraton Corporation (melting peak (ΔH) 2.2 J/g, double bond/aromatic ring/heteroatom included)
(c) Glycerol fatty acid ester: "Triacetin" (number of carbon atoms of fatty acid: 2) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
(d) Glycerol fatty acid ester: "Tributyrin" (number of carbon atoms of fatty acid: 5) manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.
なお、上記添加剤(a),(b)の溶融ピーク(ΔH)は、示差走査熱量計(TAインスツルメント社製「DSC Q2000」)を用いて以下の1)~3)により測定した。1)添加剤を昇温速度10℃/分で-60℃から220℃まで昇温後、1分間保持した。2)冷却速度10℃/分で-60℃まで冷却した。
3)-60℃から220℃まで昇温速度10℃/分で昇温させたときの融解ピークのΔHを示差走査熱量計により測定した。
The melting peaks (ΔH) of the additives (a) and (b) were measured using a differential scanning calorimeter (TA Instruments' DSC Q2000) according to the following steps 1) to 3). 1) The additive was heated from -60°C to 220°C at a heating rate of 10°C/min, and then held at that temperature for 1 minute. 2) The additive was cooled to -60°C at a cooling rate of 10°C/min.
3) The ΔH of the melting peak when the temperature was raised from −60° C. to 220° C. at a heating rate of 10° C./min was measured by a differential scanning calorimeter.
(製造例1:ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)の製造)
[重縮合用触媒の調製]
撹拌装置付き反応器に酢酸マグネシウム・4水和物を343.5部入れ、更に1434部の無水エタノール(純度99%以上)を加えた。更にエチルアシッドホスフェート(モノエステル体とジエステル体の混合質量比は45:55)を218.3部加え、23℃で撹拌を行った。酢酸マグネシウムが完全に溶解したことを確認後、テトラ-n-ブチルチタネートを410.0部添加した。更に10分間撹拌を継続し、均一混合溶液を得た。この混合溶液を、60℃以下の温度でコントロールし減圧下で濃縮を行った。添加したエタノールに対し、およそ半分量のエタノールが留去され、半透明の粘稠な液体が残った。ここへ1,4-ブタンジオール1108部を添加し、温度80℃以下の温度でコントロールし減圧下でさらに濃縮を行い、チタン原子含有量3.5%の触媒溶液を得た。
(Production Example 1: Production of Polybutylene Succinate Terephthalate (PBST))
[Preparation of polycondensation catalyst]
343.5 parts of magnesium acetate tetrahydrate were placed in a reactor equipped with a stirrer, and 1434 parts of anhydrous ethanol (purity 99% or more) were added. 218.3 parts of ethyl acid phosphate (mixture mass ratio of monoester and diester is 45:55) were added and stirred at 23°C. After confirming that magnesium acetate was completely dissolved, 410.0 parts of tetra-n-butyl titanate were added. Stirring was continued for another 10 minutes to obtain a homogeneous mixed solution. This mixed solution was concentrated under reduced pressure while controlling the temperature at 60°C or less. Approximately half of the amount of ethanol added was distilled off, leaving a translucent viscous liquid. 1,108 parts of 1,4-butanediol were added thereto, and further concentration was performed under reduced pressure while controlling the temperature at 80°C or less to obtain a catalyst solution with a titanium atom content of 3.5%.
[ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)の重合]
撹拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧口を備えた反応容器に、原料としてコハク酸33.6部、テレフタル酸38.6部、1,4-ブタンジオール69.7部、トリメチロールプロパン0.138部(コハク酸とテレフタル酸の合計100モル%に対して0.200モル%)、ポリエチレンワックス(Honeywell社製「ACumistB6」、融点:124℃)0.10部、水酸化ナトリウム(NaOH)0.0017部を仕込み、さらにテトラ-n-ブチルチタネートを得られるポリエステル樹脂あたりチタン原子として30ppmとなるように添加した。容器内容物を撹拌下、容器内に窒素ガスを導入し、減圧置換によって系内を窒素雰囲気下にした。次に、系内を撹拌しながら160℃から230℃へ1時間かけて昇温し、この温度で3時間反応させた。得られたエステルオリゴマーの末端酸価を測定したところ90eq./tonであった。
このエステルオリゴマーに、前記の触媒溶液を、得られるポリエステルあたりチタン原子として70ppmとなる量を添加し、45分かけて250℃まで昇温すると同時に、1時間20分かけて0.07×103Pa以下になるように減圧し、加熱減圧状態を保持したまま重縮合を継続し、所定の粘度になったところで重合を終了し、ポリブチレンサクシネートテレフタレート(PBST)を得た。
得られたPBSTはMFR4.5g/10分であった。なおMFRは、JIS K7210(2014)に基づいて190℃、荷重2.16kgで測定した値である。
[Polymerization of polybutylene succinate terephthalate (PBST)]
A reaction vessel equipped with a stirrer, nitrogen inlet, heater, thermometer and pressure reducing port was charged with 33.6 parts of succinic acid, 38.6 parts of terephthalic acid, 69.7 parts of 1,4-butanediol, 0.138 parts of trimethylolpropane (0.200 mol% relative to 100 mol% of the total of succinic acid and terephthalic acid), 0.10 parts of polyethylene wax (Honeywell's "ACumistB6", melting point: 124 ° C.), and 0.0017 parts of sodium hydroxide (NaOH), and further added tetra-n-butyl titanate so that the titanium atom was 30 ppm per polyester resin obtained. Nitrogen gas was introduced into the vessel while stirring the contents of the vessel, and the system was placed under a nitrogen atmosphere by vacuum replacement. Next, the temperature was raised from 160 ° C. to 230 ° C. over 1 hour while stirring the system, and the reaction was carried out at this temperature for 3 hours. The terminal acid value of the resulting ester oligomer was measured and found to be 90 eq./ton.
The catalyst solution was added to this ester oligomer in an amount to give 70 ppm titanium atom per polyester obtained, and the temperature was raised to 250° C. over 45 minutes. At the same time, the pressure was reduced to 0.07×10 3 Pa or less over 1 hour and 20 minutes. Polycondensation was continued while maintaining the heated and reduced pressure state. The polymerization was terminated when a predetermined viscosity was reached, and polybutylene succinate terephthalate (PBST) was obtained.
The obtained PBST had an MFR of 4.5 g/10 min. The MFR was measured at 190° C. and a load of 2.16 kg according to JIS K7210 (2014).
(実施例1)
〔酸変性ポリエステル系樹脂組成物の作製〕
原料のポリエステル系樹脂として(A)PBAT100部、無水マレイン酸0.1部、及びラジカル開始剤として2,5-ジメチル-2,5-ビス(t-ブチルオキシ)ヘキサン(化薬ヌーリオン株式会社製「トリゴノックス 101-50D-PD」)0.14部をドライブレンドした。この混合物に、(a)ロジンエステルを0.5%、(c)グリセリン脂肪酸エステルを1%添加し、これを二軸押出機にて下記条件で溶融混練し、ストランド状に押出し、空冷後、ペレタイザーでカットし、円柱形ペレットの酸変性ポリエステル系樹脂組成物を得た。
Example 1
[Preparation of Acid-Modified Polyester Resin Composition]
As the raw polyester resin, 100 parts of (A) PBAT, 0.1 parts of maleic anhydride, and 0.14 parts of 2,5-dimethyl-2,5-bis(t-butyloxy)hexane ("Trigonox 101-50D-PD" manufactured by Kayaku Nouryon Co., Ltd.) as a radical initiator were dry-blended. To this mixture, 0.5% of (a) rosin ester and 1% of (c) glycerin fatty acid ester were added, and the mixture was melt-kneaded under the following conditions in a twin-screw extruder, extruded into a strand shape, air-cooled, and cut with a pelletizer to obtain an acid-modified polyester resin composition in the form of cylindrical pellets.
二軸押出機
直径(D):15mm
L/D:60
スクリュー回転数:200rpm
メッシュ:60/90/60mesh
加工温度:190℃
吐出量:5kg
Twin screw extruder diameter (D): 15 mm
L/D: 60
Screw rotation speed: 200 rpm
Mesh: 60/90/60 mesh
Processing temperature: 190°C
Discharge volume: 5kg
(実施例2~18、比較例1~13)
樹脂組成を表1に記載のとおりに変更した以外は、実施例1と同様にして酸変性ポリエステル系樹脂組成物を得た。
(Examples 2 to 18, Comparative Examples 1 to 13)
Except for changing the resin composition as shown in Table 1, the same procedure as in Example 1 was carried out to obtain an acid-modified polyester resin composition.
実施例1~18、比較例1~13について、樹脂組成物のMFRを測定し、積層体の外観評価を行った。
結果を表1に示す。
For Examples 1 to 18 and Comparative Examples 1 to 13, the MFR of the resin composition was measured, and the appearance of the laminate was evaluated.
The results are shown in Table 1.
[樹脂のMFR測定]
JIS K 7210(1999)に従い、A法により樹脂組成物のメルトフローレート(MFR)を測定した。なお、測定温度は210℃、荷重は2.16kgとした。
<評価基準>
判断基準:3.1[g/10min]以上が良好な加工性を示す。
[Measurement of MFR of resin]
The melt flow rate (MFR) of the resin composition was measured by Method A in accordance with JIS K 7210 (1999). The measurement temperature was 210° C. and the load was 2.16 kg.
<Evaluation criteria>
Criteria: 3.1 [g/10 min] or more indicates good processability.
[積層体の作製]
ポリ乳酸(C)(ネイチャーワークス社製「Ingeo4032D」)、PVA系樹脂(B)(三菱ケミカル社製「Nichigo G-Polymer」)、酸変性ポリエステル系樹脂組成物(A)を用い、3種5層多層キャスト成形機にて、ポリ乳酸(C)層/酸変性ポリエステル系樹脂組成物(A)層/PVA系樹脂(B)層/酸変性ポリエステル系樹脂組成物(A)層/ポリ乳酸(C)層の3種5層構造の積層体を作製した。得られた積層体の厚さは100μmであり、各層の厚さは、30μm/10μm/20μm/10μm/30μmであった。
[Preparation of Laminate]
Using polylactic acid (C) (Nature Works'"Ingeo4032D"), PVA-based resin (B) (Mitsubishi Chemical's "Nichigo G-Polymer"), and acid-modified polyester-based resin composition (A), a three-type, five-layer laminate of polylactic acid (C) layer/acid-modified polyester-based resin composition (A) layer/PVA-based resin (B) layer/acid-modified polyester-based resin composition (A) layer/polylactic acid (C) layer was produced using a three-type, five-layer multilayer cast molding machine. The thickness of the obtained laminate was 100 μm, and the thicknesses of the individual layers were 30 μm/10 μm/20 μm/10 μm/30 μm.
なお、各押出機、およびロールの設定温度は下記の通りであった。(C1~C4:各シリンダー、H:ヘッド、AD1~3:アダプター、FB1~2:フィードブロック、D1~6:ダイスを示す。)
ポリ乳酸(C):C1/C2/C3/C4/H/AD1/AD2/AD3=180/200/210/210/210/200/200/200℃
PVA系樹脂(B):C1/C2/C3/C4/H/AD1/AD2=190/200/210/210/210/210/210℃
酸変性ポリエステル系樹脂組成物(A):C1/C2/C3/H/AD1/AD2/AD3=180/200/210/210/210/210/210℃
フィードブロック:FB1/FB2=200/200℃
ダイス:D1/D2/D3/D4/D5/D6=200/200/200/200/200/200℃
ロール温度:60℃
引取速さ:8m/min
ダイ幅:450mm
The set temperatures of each extruder and roll were as follows: (C1 to C4: cylinders, H: head, AD1 to AD3: adapters, FB1 to FB2: feed blocks, D1 to D6: dies).
Polylactic acid (C): C1/C2/C3/C4/H/AD1/AD2/AD3 = 180/200/210/210/210/200/200/200°C
PVA resin (B): C1/C2/C3/C4/H/AD1/AD2=190/200/210/210/210/210/210°C
Acid-modified polyester resin composition (A): C1/C2/C3/H/AD1/AD2/AD3=180/200/210/210/210/210/210°C
Feed block: FB1/FB2=200/200° C.
Dice: D1/D2/D3/D4/D5/D6 = 200/200/200/200/200/200℃
Roll temperature: 60°C
Take-up speed: 8m/min
Die width: 450 mm
[外観評価]
得られた積層体について、以下の基準に基づき外観を評価した。下記評価基準について、「A」、「B」が合格であり、「C」、「D」が不合格である。
・厚み:接触式膜厚測定器で測定
・透明性:フローマークやオレンジピール等による外観不良の有無を目視確認
<評価基準>
A:積層体の厚みが不均一な個所が無く、かつ、透明性が高かった。
B:積層体の厚みが不均一な個所が無い、または、透明性が高かった。
C:積層体の厚みが不均一な個所が部分的に発生し、部分的に曇っていた。
D:積層体の厚みが不均一な個所が全体的に発生し、全体的に曇っていた。
[Appearance evaluation]
The appearance of the obtained laminate was evaluated based on the following criteria: With respect to the following evaluation criteria, "A" and "B" are acceptable, and "C" and "D" are unacceptable.
・Thickness: Measured with a contact type film thickness gauge ・Transparency: Visually check for appearance defects such as flow marks and orange peel <Evaluation criteria>
A: The laminate had no uneven thickness and had high transparency.
B: The laminate had no uneven thickness or had high transparency.
C: The thickness of the laminate was partially non-uniform and the laminate was partially cloudy.
D: The thickness of the laminate was uneven throughout the entire laminate, and the laminate was generally cloudy.
融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂及び脂肪酸エステルを含有する酸変性ポリエステル系樹脂組成物を用いた実施例1~18はいずれも、MFRが高く、積層体に用いた際の外観にも優れることが分かった。一方、融解ピーク(ΔH)が10J/g以下の樹脂または脂肪酸エステルを含有していない、もしくはいずれも含有しない、比較例1~13はいずれかの性能が悪く、加工性と外観を両立できなかった。 All of Examples 1 to 18, which used acid-modified polyester resin compositions containing a resin with a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less and a fatty acid ester, were found to have a high MFR and excellent appearance when used in laminates. On the other hand, Comparative Examples 1 to 13, which did not contain a resin with a melting peak (ΔH) of 10 J/g or less or a fatty acid ester, or did not contain either, showed poor performance in either case and were unable to achieve both processability and appearance.
Claims (9)
前記第1の層と前記第2の層のうちの少なくとも1層がポリビニルアルコール系樹脂層であり、
前記接着層が、請求項1~6のいずれか1項に記載の酸変性ポリエステル系樹脂組成物を含有することを特徴とする積層体。 A laminate having an adhesive layer between a first layer and a second layer,
At least one of the first layer and the second layer is a polyvinyl alcohol-based resin layer,
A laminate comprising the acid-modified polyester resin composition according to any one of claims 1 to 6, wherein the adhesive layer comprises:
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2023056157 | 2023-03-30 | ||
JP2023056157 | 2023-03-30 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2024144312A true JP2024144312A (en) | 2024-10-11 |
Family
ID=92977764
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2024049869A Pending JP2024144312A (en) | 2023-03-30 | 2024-03-26 | Acid-modified polyester resin composition and laminate |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2024144312A (en) |
-
2024
- 2024-03-26 JP JP2024049869A patent/JP2024144312A/en active Pending
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP5414875B2 (en) | Biodegradable laminate | |
JP7517793B2 (en) | Biodegradable acid-modified polyester resin and laminate | |
JP7361456B2 (en) | Laminates and coffee capsules, food containers, cosmetic containers | |
US20250019494A1 (en) | Modified polyester-based resin, adhesive resin composition, and laminate | |
JP5979996B2 (en) | Method for producing multilayer stretched film | |
JP7359138B2 (en) | Resin composition, molded article, and method for producing resin composition | |
JP2014122295A (en) | Resin composition and molded article thereof | |
JP2024144312A (en) | Acid-modified polyester resin composition and laminate | |
JP2024046111A (en) | Acid-modified polyester resin composition and laminate | |
CN116056894B (en) | Polyvinyl alcohol-based resin composition and melt-molded article using the same | |
JP2024139768A (en) | Acid-modified polyester resin composition and laminate | |
JP2024046112A (en) | Polyester resin composition and laminate | |
JP2025076527A (en) | Acid-modified polyester resin and laminate | |
JP2024146868A (en) | Biodegradable acid-modified polyester resin and laminate | |
JP2019038944A (en) | Biodegradable polyester resin and laminate | |
WO2023190618A1 (en) | Acid-modified polyester resin, laminate and biodegradable adhesive | |
JP2023145417A (en) | Acid modification polyester resin, laminate and biodegradable adhesive | |
JP2023145418A (en) | Acid-modified polyester-based resin, laminate and biodegradable adhesive | |
WO2024177028A1 (en) | Resin composition and method for producing resin composition | |
WO2019103078A1 (en) | Resin composition, melt-molding material, multilayer structure, and liquid-packaging material | |
JP7537426B2 (en) | Molded product and manufacturing method thereof | |
JP2024145840A (en) | Polyvinyl alcohol resin composition and molded article using same | |
CN118749005A (en) | Modified polyester elastomer and method for producing the same |