JP2002080703A - ポリエステル樹脂組成物及び農業用資材又は包装用資材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】生分解性樹脂であるポリエステル系の重合体又
は樹脂、特にポリ乳酸の可塑剤として優れた性能を有
し、且つ、安全性が高く環境負荷の小さい化合物を提供
する。 【解決手段】アセチル化率５０％以上のジグリセロール
酢酸エステル又は当該ジグリセロール酢酸エステル単
独、又はこれと炭素数８以上の脂肪族脂肪酸を構成脂肪
酸とするジアセチルモノアシルグリセロールとを可塑剤
として含有することを特徴とするポリエステル、及び該
ポリエステル樹脂組成物からフィルム又はシートへ成形
されたことを特徴とする農業用資材又は包装用資材であ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はポリエステル樹脂組
成物に関し、詳しくは、ポリ乳酸を主成分とするポリエ
ステル樹脂に特定の構造式を有する可塑剤を含有する加
工性及び物性に優れた樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロ
ピレン或いはポリ塩化ビニル等のプラスチック製品は、
食品包装、建築材料或いは家電製品などの様々な広い分
野で利用され、日常生活で不可欠な物となっている。

【０００３】しかしながら、それらプラスチック製品は
耐久性という特徴を有する反面において、それが利用の
使命を終え廃棄物になった場合には、その良好な耐久性
がために自然界での分解性に劣り、生物系に影響を及ぼ
すなど、環境破壊の原因となるマイナスの反面を持って
いる。

【０００４】プラスチックの持つそのような欠点を克服
するために注目を集めているのが生分解性プラスチック
である。生分解性プラスチックは環境中に生息する微生
物が産出する酵素の働きによりごく短時間に低分子化合
物に分解され、最終的には水や二酸化炭素などの無機物
に分解される。

【０００５】近年の環境問題への問題意識の昂まりによ
ってプラスチック製品のリサイクルが法規化され、リサ
イクル、リユースと共に環境中で容易に分解される所謂
生分解性プラスチックが注目され、官民共にその研究・
開発に力を注いでいる。その用途としては特に環境中で
使用される農業用資材（例えば、根菜類育成用ハウスに
用いるシートないしフィルムなど）や回収が困難である
食品包装分野に用いられる資材（例えば、食品包装フィ
ルムないしシートなど）、その他の包装用資材（例え
ば、衣料、日用雑貨包装用シートないしフィルムなど）
などでの利用が期待されている。

【０００６】それら生分解性プラスチックは大きく分け
て微生物産出系、天然物利用系或いは化学合成系がある
が、現在実用化され始めている生分解性プラスチックと
しては脂肪族ポリエステル系、変性ポリビニルアルコー
ル、或いはでんぷん変性体などに大別される。

【０００７】脂肪族ポリエステルとしてはポリブチレン
サクシネートやポリヒドロキシブチレートなどがあり、
半合成系重合体としてポリ乳酸がある。

【０００８】ポリ乳酸はポリエチレンと同等の引張強
度、ポリエチレンテレフタレートと同等の透明性を有す
る結晶性熱可塑性高分子であり、医薬用の縫合糸などに
用いられ、安全性は高く、また、燃焼した場合も燃焼カ
ロリーがポリエチレン、ポリプロビレンなどの約１／３
と小さく、焼却炉を痛めることが少なく、有害なガスの
発生もない。また、そのような利点のために近年になっ
て製造法や応用用途などの研究開発が盛んになり、今
後、用途の多角化とそれに伴う生産量の増加が期待され
る。

【０００９】しかしながら、ポリ乳酸にはそのような長
所を有する反面、その成形品は硬く、柔らかさが要求さ
れる分野、特にフィルムや包装資材などには使用が制限
されていた。硬さを改善し、柔らかさを付与するには可
塑剤の添加が一つの方法であるが、可塑剤として作用す
るには、（１）可塑化される重合体又は樹脂との相溶性
に優れていること、（２）可塑化効率がよいこと、
（３）加工後の揮発、移行或いは染み出しによる性能の
低下がないこと、のような条件を備える必要がある。

【００１０】ポリ乳酸及びポリ乳酸を主成分とする樹脂
の可塑剤としては、トリアセチン（島津評論、Ｖｏｌ．
５４、Ｎｏ．１５５（１９９７．３）：特開平６−１８
４１４７号公報：同７−１７７８２６号公報）、脂肪族
ジカルボン酸及び／又は鎖状分子ジオールのエステル或
いはそれらを主成分とする脂肪族ポリエステル（特開平
８−１９９０５３号公報：同８−２４５８６６号公
報）、トリアセチン、トリブチン又はブチルフタリルブ
チルグリコレート（特開平９−２９６１０３号公報）、
炭素数１〜１０のアルキル基を有するグリセリン誘導体
（特開平１１−３２３１１３号公報）或いは炭素数６〜
１８のアシル基を有するジアセチルモノアシルグリセロ
ール（特開２０００−３０２９５６号公報）などが開示
されているがいずれも性能や物性において一長一短があ
り、十分満足できるものとは言えない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、生分解性樹
脂であるポリエステル系の重合体又は樹脂、特にポリ乳
酸の可塑剤として優れた性能を有し、且つ、安全性が高
く環境負荷の小さい化合物を提供することを課題とす
る。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究を重ねた結果、ポリ乳酸樹脂
等のポリエステル樹脂にアセチル化率５０％以上のジグ
リセロール酢酸エステル単独、又は当該ジグリセロール
酢酸エステルに炭素数８以上の脂肪族脂肪酸を構成脂肪
酸とするジアセチルモノアシルグリセロールと併用添加
することにより上記課題が達成されることを見出し本発
明を完成したものである。

【００１３】即ち、本発明は以下に記載する構成を有す
るものである。

【００１４】１．アセチル化率５０％以上のジグリセロ
ール酢酸エステルを可塑剤として含有することを特徴と
するポリエステル樹脂組成物。

【００１５】２．上記１に記載のジグリセロール酢酸エ
ステルと炭素数８以上の脂肪族脂肪酸を構成脂肪酸とす
るジアセチルモノアシルグリセロールとを可塑剤として
含有することを特徴とするポリエステル樹脂組成物。

【００１６】３．ポリエステル樹脂がポリ乳酸であるこ
とを特徴とする上記１又は２に記載のポリエステル樹脂
組成物。

【００１７】４．上記１、２又は３に記載のポリエステ
ル樹脂組成物からフィルム又はシートへ成形されたこと
を特徴とする農業用資材又は包装用資材。

【００１８】

【発明の実施の形態】本発明についてさらに詳しく説明
する。

【００１９】本発明におけるポリエステルはポリ乳酸を
主たる対象とするものである。使用されるポリ乳酸樹脂
はその重合度或いは品質を問わない。又、ポリ乳酸のホ
モポリマーのみならず、グリコール酸、ε−カプロラク
トン、トリメチレンカーボネート或いはポリエチレング
リコールなどの共重合体を併用してもよい。又、ポリ乳
酸樹脂の物性を損なわない範囲において、酢酸セルロー
ス、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、
ポリヒドロキシブチレートとバリレートとの共重合体、
キチン、キトサン或いはでん粉など、他の生分解性高分
子を配合しても構わない。

【００２０】本発明に使用される可塑剤はアセチル化率
５０％以上のジグリセロール酢酸エステル単独又は当該
ジグリセロール酢酸エステルと炭素数８以上の脂肪族脂
肪酸を構成脂肪酸とするジアセチルモノアシルグリセロ
ールの混合物である。

【００２１】本発明に用いられるジグリセロール酢酸エ
ステルは、通常ジグリセロールに無水酢酸を反応させて
アセチル化し、副生する酢酸を除去する方法が簡便な製
造方法であるが、特にその製造方法を限定するものでは
ない。本発明に用いられるアセチル化率５０％以上のジ
グリセロール酢酸エステルは、ジエステル、トリエステ
ル或いはテトラエステルの単独又は混合物として用いる
ことが可能である。

【００２２】本発明に用いられるジアセチルモノアシル
グリセロールを構成する脂肪族脂肪酸としては、カプリ
ル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミ
チン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、エル
シン酸、ジエチルヘキシル酸等の炭素数８以上の脂肪酸
の単独又は混合物が使用できる。ジアセチルモノアシル
グリセロールは、グリセロールと脂肪酸とのエステル化
反応又はグリセロールと脂肪酸アルキルエステル或いは
油脂等のトリグリセライドとのエステル交換反応など公
知の方法により得られた反応モノグリセライド又は蒸留
モノグリセライドと無水酢酸との反応、或いはトリグリ
セライドとトリアセチンとのエステル交換反応等の方法
によって得られるが、特にその方法を限定するものでは
ない。

【００２３】これら、ジアセチルモノアシルグリセロー
ルはポリエステル樹脂の可塑剤としての効果を有するが
樹脂との相溶性が十分ではなくブリードし易い短所を有
しており、特に融点の高いパルミチン酸、ステアリン酸
等の炭素数の多い飽和脂肪酸のエステルにおいてはその
傾向が強くなる。逆に炭素数７以下の脂肪酸のエステル
においては可塑剤としての効果は優れているが加工中の
加熱による揮発性が高い等の短所を有している。従っ
て、本発明に用いられるジアセチルモノアシルグリセロ
ールを構成する脂肪酸としては炭素数８以上で融点の低
い、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、オレイン
酸、エルシン酸等が好ましく、中でも酸化安定性を考慮
すると飽和脂肪酸であるカプリル酸、カプリン酸及びラ
ウリン酸がより好ましい。

【００２４】これらのジアセチルモノアシルグリセロー
ルの単独使用においては加工されたポリエステル樹脂製
品においてブリード現象が発生し易いという短所を有す
るが、上記ジグリセロール酢酸エステルを併用すること
によりそのブリード現象が抑制され、ジアセチルモノア
シルグリセロールの使用上の問題点が改善される。ジグ
リセリロール酢酸エステルとジアセチルモノアシルグリ
セロールとを併用する場合には、両成分の混合比率とし
てはジグリセロール酢酸エステルを１０質量％以上とす
ることによりブリードが抑制される。

【００２５】本発明において、可塑剤の樹脂に対する配
合量は任意の量であるが、通常は樹脂に対して５〜５０
質量％の範囲が好ましい。

【００２６】本発明は、（１）アセチル化率５０％以上
のジグリセロール酢酸エステルを可塑剤として含有する
こと、（２）上記ジグリセロール酢酸エステルと炭素数
８以上の脂肪族脂肪酸を構成脂肪酸とするジアセチルモ
ノアシルグリセロールとの２成分を可塑剤として含有す
ること、を包含する。尚、本発明の効果を損なわない範
囲で、本発明以外の可塑剤を併用してもよい。

【００２７】本発明におけるポリエステル樹脂組成物は
通常のプラスチックの成形に用いられる押出し機、射出
成形機などを用いて押出し、射出或いは熱成形が可能で
ある。また、成形温度は１８０℃〜２２０℃が好まし
い。ポリマーブレンドを行う場合には二軸押出し機の方
が望ましい。押出し機中で溶融された樹脂組成物は、Ｔ
ダイ、インフレーションなどによりシート或いはフィル
ムへ成形される。

【００２８】また、これらの樹脂には安定剤、滑剤、酸
化防止剤、スリップ剤、防曇剤などが使用されることが
あるが、これらの添加剤は本発明の可塑剤の効果を阻害
しない範囲内で使用することが可能である。

【００２９】上記のシートないしフィルムは、農業用資
材（いわゆるビニールハウスの如き根菜類等の育成用ハ
ウスの資材など）や食品包装用資材（いわゆるラップフ
ィルムの如き食品類の包装資材など）、その他の包装用
資材（例えば、衣料、日用雑貨包装用資材）に用いて好
適である。

【００３０】

【実施例】以下、実施例をもって本発明を説明するが、
本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

【００３１】本実施例の評価試験には、ポリ乳酸として
島津製作所社製「ポリ乳酸ラクティ（グレード＃９０２
１、平均分子量１４５，０００）」を用い、加水分解に
よる分子量の低下を防止するため、１１０℃、４時間の
加熱乾燥処理を施し、水分を除去した後、ポリ乳酸に対
して、実施例及び比較例毎に、下記試験試料の所定量
（表１に記載した）を配合し（例えば、実施例１では、
上記ポリ乳酸樹脂に下記試験試料−１を２０質量％添加
したこと、又、実施例８では、上記ポリ乳酸樹脂に下記
試験試料−２を２質量％と下記試験試料−５を１８質量
％添加したことを示す。）、二軸押出し機を用いて２０
０℃で押出しペレットを作成した。このペレットを用
い、それぞれの試験に記載した試験片を作成し、「引張
試験」、「曲げ試験」及び「ブリード状態観察」を行い
品質を評価した。

【００３２】［試験−１］引張試験 試験はＪＩＳＫ−７１１３に基づいて行った。試験片は
１号試験片を用いた。試験片は樹脂組成物を東芝機械社
製射出成形機ＩＳ５５ＥＰＮを使用して作成した。作成
した試験片は温度２３℃、湿度５０％ＲＨの条件下に１
日保存したものを試験に供した。試験機器としてはオリ
エンテック社製テンシロン万能試験機ＲＴＣ−１３１０
を用いた。つかみ具間距離は１２０ｍｍ、試験速度は２
００ｍｍ／分の条件とした。

【００３３】［試験−２］曲げ試験 試験はＪＩＳＫ−７２０３に基づいて行った。試験片は
幅１２ｃｍ、厚さ６ｍｍのものを用いた。試験片は樹脂
組成物を東芝機械社製射出成形機ＩＳ５５ＥＰにより作
成した。作成した試験片は温度２３℃、湿度５０％ＲＨ
の条件下で１日保存したものを試験に供した。試験機器
としてはオリエンテック社製テンシロン万能試験機ＲＴ
Ｃ−１３１０を用いた。試験速度は３ｍｍ／分とした。

【００３４】［試験−３］ブリード性 プレスシートにより１０ｍｍ×１０ｍｍ、厚さ３ｃｍの
試験片を作成し、温度５０℃、湿度５０％ＲＨの条件下
に１週間保存し、ブリードを観察した。結果は次のよう
に表した。 ○：ブリードを認めない △：ブリードが僅かに認められる ×：ブリードが多い

【００３５】 ［試験試料−１］ジグリセロールテトラアセテート ジグリセリン１モルに無水酢酸４モルを反応させアセチ
ル化した後、減圧蒸留により酢酸を除去し、試験用のジ
グリセロールテトラアセテート製品を得た。

【００３６】 ［試験試料−２］ジグリセロールトリアセテート ジグリセロール１モルに無水酢酸３モルを反応させ、試
験試料−１と同様処理して、試験用のジグリセロールト
リアセテート製品を得た。

【００３７】 ［試験試料−３］ジグリセロールジアセテート ジグリセロール１モルに無水酢酸２モルを反応させ、試
験試料−１と同様処理して、試験用のジグリセロールジ
アセテート製品を得た。

【００３８】 ［試験試料−４］ジグリセロールモノアセテート ジグリセロール１モルに無水酢酸１モルを反応させ、試
験試料−１と同様処理して、試験用のジグリセロールモ
ノアセテート製品を得た。

【００３９】［試験試料−５］グリセロールジアセトモ
ノカプリレート グリセロール１モルとカプリル酸１モルとをエステル化
反応後、分子蒸留により純度約９０質量％のグリセロー
ルモノカプリル酸エステルを得た。このグリセロールモ
ノカプリル酸エステル１モルに２．１モル相当の無水酢
酸を反応させてアセチル化した後、減圧蒸留により酢酸
を除去し、試験用のジアセチルモノカプリレート製品を
得た。

【００４０】 ［試験試料−６］グリセロールジアセトモノカプレート グリセロール１モルとカプリン酸１モルとをエステル化
反応後、分子蒸留により純度約９０質量％のグリセロー
ルモノカプリン酸エステルを得た。このグリセロールモ
ノカプリン酸エステル１モルに２．１モル相当の無水酢
酸を反応させてアセチル化した後、減圧蒸留により酢酸
を除去し、試験用のグリセロールジアセトモノカプレー
ト製品を得た。

【００４１】 ［試験試料−７］グリセロールジアセトモノラウレート グリセロールモノラウレート（ポエムＭ−３００：理研
ビタミン社、モノグリセライド純度約９０質量％）１モ
ルに２．１モル相当の無水酢酸を反応させてアセチル化
した後、減圧蒸留により酢酸を除去し、試験用のグリセ
ロールジアセトモノラウレート製品を得た。

【００４２】 ［試験試料−８］ジ（２−エチルヘキシル）フタレー
ト：市販品 ［試験試料−９］ジブチルフタレート：市販品 ［試験試料−１０］アセチルクエン酸トリブチル：市販
品 ［試験試料−１１］トリアセチン：市販品

【００４３】（試験結果） 試験・評価結果を表１に示す。 尚、表中の「％」は「質量％」である。

【００４４】

【表１】

【００４５】

【発明の効果】本発明の可塑剤を添加することにより、
可塑性が良好で環境にやさしい生分解性ポリエステル樹
脂製品を供給することが可能になる。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3E086 AB01 AD01 BA02 BA15 BB90 CA01 CA35 4F071 AA43 AC10 AH01 AH04 BA01 BB05 BB06 BB09 BC01 4J002 CF001 CF181 EH046 FD026 GA01 GG02

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】アセチル化率５０％以上のジグリセロール
   酢酸エステルを可塑剤として含有することを特徴とする
   ポリエステル樹脂組成物。
2. 【請求項２】請求項１に記載のジグリセロール酢酸エス
   テルと炭素数８以上の脂肪族脂肪酸を構成脂肪酸とする
   ジアセチルモノアシルグリセロールとを含有することを
   特徴とするポリエステル樹脂組成物。
3. 【請求項３】ポリエステルがポリ乳酸であることを特徴
   とする請求項１又は２に記載のポリエステル樹脂組成
   物。
4. 【請求項４】請求項１、２又は３に記載のポリエステル
   樹脂組成物からフィルム又はシートへ成形されたことを
   特徴とする農業用資材又は包装用資材。