JP2002523603A - 水蒸気に対するバリヤーとして良好な特性を有する物品を製造するためのポリエステル樹脂の使用 - Google Patents
水蒸気に対するバリヤーとして良好な特性を有する物品を製造するためのポリエステル樹脂の使用Info
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Abstract
Description
を製造するための生物分解性ポリエステル樹脂の使用に関する。
ある。
ール酸、ポリカプロラクトン、琥珀酸ポリブチレン、ポリブチレンアジペート−
コ−テレフタレートのようなコポリマー、ポリブチレンアジペート−コ−カプロ
ラクタムのようなポリエステル−アミド、ポリビニルアルコール、エチレン−ビ
ニルアルコールコポリマー、ポリエステル−ウレタン、およびセルロースおよび
再生セルロースのエステルなどのようなポリエステル類は、38℃90%相対湿
度(RH)で1日当たり300 g×30μm/m2より大きい水蒸気透過率(リ
ジー(Lyssy)法)を有する。
のポリマーが良好な生物分解性を有するという事実に関係し、上記ポリマーが湿
潤性であり、そのために結果として水蒸気バリヤー特性の低下を招く極性基を構
造中に含有することを意味する。なぜならば、上記極性基は水の上記ポリマーへ
の溶解性を増加し、そのために水蒸気に対する透過性を増加する。
ル等の生物分解性ポリマーの使用分野、特に良好な生物分解性および低い水に対
する透過性が非常に望ましい使用分野をかなり限定する。 良好な水蒸気バリヤー特性を有する生物分解性材料を特に必要とする使用分野に
は、例えば、衛生分野(所謂、非呼吸性おむつ、即ち、ポリエチレンおよび不織
ポリプロピレンファブリックのバックシートを有する用途のおむつと類似の、低
蒸散値を有するおむつ)、ラミネートしたミルクカートンをベースとした多層お
よび非多層食品包装、材料を通過する水の蒸発をできる限り制限すべき土壌のマ
ルチング、温室で植物を栽培するための土壌用の容器、袋が作られている生物分
解性フィルムのより低い湿潤性の長所により低減された生物分解速度を必要とす
るガラス切削屑回収用の袋、おむつにドライ感を提供し得る不織布ファブリック
、使用中に水による重大な変質を受けてはならない漁網、生物分解性を維持しな
がら耐湿性が必要な包装用の膨張製品、農業用の潅漑パイプ、ファーストフード
のカップ、プレートおよびストロー等の液状食料品に接触する製品、食料品用の
膨張トレー、製薬製品用のブリスターパック、水分が通過してはならない、かつ
植物の成長を妨害しない分解プロセスを有さなければならない栽培用植木鉢、コ
ロストミ(colostomy)バッグ等または血液容器の衛生製品、耐水性を
有して少しであれば洗濯も可能な、使い捨て下着(hosiery)および衣服
等の使い捨て製品用の繊維、がある。
アジピン酸ポリヘキサメチレンおよびポリブチレンアジペート−コ−テレフタレ
ートの顕著な水蒸気透過性に関しては予期せぬこととして、以下に規定するポリ
エステル樹脂が、良好な水蒸気バリヤ特性を有し、同時に通常の堆肥を作る条件
において十分な生物分解性を有し、従ってそのような特性を必要とする用途に使
用可能であることを見出した。
;kjは1〜21であり;
透過率および堆肥を作る条件または埋葬の条件における生物分解性を必要とする
製品の製造において樹脂の良好なバリヤ特性および生物分解性を保証するのに十
分な量で存在する。
当たり350 g×30μm/m2より小さい、好ましくは300 g×30μ
m/m2より小さい水蒸気透過率を保証することができる。
る期間内にそれらの分解を行うのに十分である。 特に、上記の好ましいポリエステル樹脂から製造された製品の場合、DIN
54900、パートIIに従って、生物分解性は、1ケ月で30%未満、6ケ月
で60%を越え、また「ジャーナル・オブ・エンバイアロンメンタル・ポリマー
・デクラデーション(Journal of Environmental P
olymer Degradation)」第4巻、第1号、1996年、第5
5〜63頁に記載の方法、または「バイオデグラデイブル・プラスチックス、プ
ラクティシーズ・アンド・テスト・メソッズ(Biodegradable P
lastics, Practices and Test Methods)
」ASTMサブセクション(Subsection)D−20.96.1のエン
バイアロンメンタル・デグラデイブル・プラスチックス(Environmen
tal Degradable Plastics)、バージョン(Versi
on)4.0 1990年12月6日に記載の埋葬試験に従って、30μmフィ
ルムでの分解は、14日間で10%未満、6ケ月で90%を越える。
子量を有し、かつ融点(工業的用途の基準に適合した)60〜110℃を有する
。
使用に対して特に有用であることが見出された。
するバリヤ特性、またはそれらの分解による良好な生物分解性に関する文献中の
記載は少しもない。
を必要とする用途における前述のポリエステル樹脂の使用は新規なものであり、
本発明の主題を構成する。
使用される、水バリヤ特性を有する押出被覆により製造されたコーティング、 一般に紙、プラスチック材料または紙/プラスチック材料、アルミニウムおよ
び金属被覆フィルムの層を有する多層ラミネート、 そのようなフィルムおよび他のポリマー材料を有する多層フィルム、 有機廃棄物および使用期間が1週間を越えるガラス切削屑用の袋、 食品や飲料に接触する層が上記ポリエステルにより形成されている単層および
多層食品包装、特にミルク、ヨーグルト、チーズ、肉および飲料の容器、 ゼラチン化澱粉、分解澱粉、充填剤の形の天然澱粉または複合(comple
xed)澱粉を含有する複合物、 一方向性または二方向性フィルム、 上記ポリエステル樹脂により構成される材料、その混合物、またはその充填材
料から、物理的および/または化学的手段、押出し、射出または予備膨張粒子の
凝集により製造された半膨張または膨張製品、 食品(フルーツ、野菜、肉、チーズ)、薬、ファーストフード用の膨張シート
および膨張容器、 衛生、公衆衛生および衣類分野における繊維、ファブリックおよび不織ファブ
リック、 おむつの製造に用いられる、外側不織ファブリックおよび/またはフィルム、
臨界点であるバックシートの厚さを増加するためのフロントテープ、および接着
テープ 鉱物および植物性充填剤を様々な形成比で含有する複合物、 食品またはファーストフード包装分野用(ストロー、カップ、トレー等)の押
出シートまたは熱成形シートおよびプロフィール(profile)、 食品、化粧品および製薬分野用のボトル、 漁網、 フルーツおよび野菜用容器、 農業分野における潅漑パイプ 生物分解性速度、加工性、および/またはこれら後者のポリマーの水透過性お
よび低分子量分子のマイグレーション現象などの表面(superficial
)特性を適正化するための、他の生物分解性ポリマー(例えば、琥珀酸ポリブチ
レン、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート−コ−バレレート、ポリ
エステル−アミド、脂肪族−芳香族ポリエステル)とのブレンドから製造される
製品 非生物分解性ポリマーとのブレンドから製造される製品 がある。
よって生成され得る。炭素原子2〜22個を有する脂肪族ジカルボン酸の炭素原
子2〜22個を有するジオールとの重縮合であって、該酸およびジオールに関係
する炭素原子数の合計の半分が6、または好ましくは6より大きく、より好まし
くは7になるように選択された重縮合、または炭素原子7〜22個、好ましくは
8〜22個を有するヒドロキシ酸の重縮合、または対応するラクトンまたはラク
チドの開環;またはエチレングリールのアゼライン酸およびセバシン酸の重縮合
によって生成され得る。
族−芳香族コポリエステル、脂肪族−ポリアミドコポリエステル、脂肪族−エー
テルコポリエステル、脂肪族−ウレアコポリエステル或いは直鎖状または分岐状
ウレタン、または前述のようなタイプの水蒸気バリヤ特性を有する、これらのポ
リエステル樹脂と未変性または変性多糖類とのブレンドも、本発明範囲内である
。
ン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ブラシル酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸
、ダイマー酸があり;使用されてもよいヒドロキシ酸の例には、グリコール酸、
ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ
吉草酸、7−ヒドロキシヘプタン酸、8−ヒドロキシオクタン酸、9−ヒドロキ
シノナン酸、10−ヒドロキシデカン酸および13−ヒドロキシトリデカンカル
ボン酸がある。
ジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オク
タンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−デカンジオール、1,12−
ドデカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメチロールおよび1,4−シクロヘ
キサンジオールがある。
ら生成され得る二塩基酸およびジアルコールが好ましい。
の炭素原子の合計の半分が6以上、好ましくは7以上となるような炭素原子数を
有する。上記ジカルボン酸が7個未満の炭素原子を有する場合にも同様の基準が
適用される。
どの遷移金属および希土類金属をベースとする公知の触媒の存在下で行われる。
ことによって形成されるコポリマーの場合、その調製は公知の方法に従って、予
め選択したラクトンまたはラクチドの存在下での上記二塩基酸およびジオールの
重縮合によって行われる。
するかもしれないが、好ましくは45000〜70000に維持される。
の製造は不可能である。
合物、例えば脂肪族または芳香族ジイソシアネートの存在下で、溶融状態または
固体状態のいずれかで起こる、後縮合反応によって増加することができる。
を上記多官能性化合物に、周囲温度または上記樹脂の融点の僅かに低い温度で所
望の分子量増加を達成するのに十分な時間、接触させることによって行われる。
分散させる。しかしながら、好ましくは溶融状態の上記樹脂と、例えば押出機に
より、望ましくない架橋反応を防止するため押出機で5分間未満混合する。
する。好ましくは上記固有粘度は0.7dl/gを越える、最も好ましくは0.
8〜2.5dl/gである。分子量増加後の溶融状態の上記樹脂の粘度は、18
0℃「剪断速度」100sec−1の測定で、ほぼ2000〜30000Pas
である。
り、上記樹脂の末端−OH基と反応するのに十分な量で用いられる。上記量は、
上記樹脂の−OH基当たり0.2〜1当量の−NCOである。
1〜2%である。
メタンジイソシアネートおよびイソホロンジイソシアネートである。
ド、ピロメリット酸無水物などの芳香族テトラカルボン酸の二無水物である。
の量で用いられる。
セバシン酸ポリブチレンフィルム(セバシン酸と1,4−ブタンジオールとの重
縮合により生成した)を有機廃棄物用袋、微量養素の計測をしている温室内での
植物栽培用バッグ、根囲いをするフィルム、野菜用バッグおよび水分を出さない
チューブの製造、または低水蒸気透過性を必要とする他の特殊用途に用いた。こ
のフィルムの水蒸気透過率は、38℃90%RHで1日当たり250 g×30
μm/m2であった。
0rpmのフィルムブロー用のギオルディ(Ghioldi)マシーンを用いて
製造した。100mmのヘッドを10℃で空冷した。
ト液状食品と接触することになる製品の製造に好適であることも見出した。
30mm、L/D=30の単軸スクリュー押出機を用いて製造した。押出温度は
130℃であり、厚さは700μmであった。上記シートは80℃で丸いカップ
に熱成形した。ストローの場合、直径60mm、L/D=25のMAIマシーン
を用いた。150℃での生産性は、ポリエチレンの1つに匹敵するものであった
。
バシン酸と1,6−ヘキサンジオールとの重縮合、次いで60℃で1,6−ヘキサ
メチレンを用いて高分子量化することにより生成し、固有粘度は1.3dl/g
を示した)を、実施例1と同様に、有機廃棄物用袋、微量養素の計測をしている
温室内での植物栽培用バッグ、根囲いをするフィルム、野菜用バッグおよび水分
を出さないチューブの製造、または低水蒸気透過性を必要とする他の特殊用途に
用いた。 このフィルムの水蒸気透過率は、38℃90%RHで1日当たり180 g×3
0μm/m2であった。
び多層フィルムおよびシートの製造、食品および飲料用の容器の製造に用いた。
直径19mm、L/D=25のハーク・レオコード(Haake Rheoco
rd)マシーンを用いた。平坦ヘッドは幅10cmを有した。溶融フィルムを厚
紙上にカレンダー加工して、食品容器用の押出被覆製品を得た。
たり700 g×30μm/m2であるフィルムの製造に用いた。
セバシン酸ポリデカンジオール、アゼライン酸ポリオクタンジオール、ブラシル
酸ポリオクタンジオール のバリヤ特性を測定した。1日当たりのg×30μm/m2の蒸気透過率(リジ
ー(Lissy)L80−4000蒸気透過率テスターを用いて38℃90%R
Hで測定される)として表される、上記バリヤ特性はそれぞれ300、109、
100、168および98であった。
ロンメンタル・ポリマー・デクラデーション(Journal of Envi
ronmental Polymer Degradation)」第4巻、第
1号、1996年、第55〜63頁に記載の方法により、14日間で生物分解性
10%未満、6ケ月で90%を越える範囲となった。
Claims (20)
- 【請求項1】 繰り返しユニット: X=[O−(CH2)n−OCO−(CH2)m−CO]および/または Y=[O−(CH2)k−CO] (ここで、和(n+m)の半分が6以上であり、かつkが6以上である) によって形成されるか、 以下の式: xi[O−(CH2)ni−OCO−(CH2)mi−CO]; yj[O−(CH2)kj−CO] (式中、i、jは1〜5であり;niは2〜22であり;miは0〜20であり
;kjは1〜21であり; 【数1】 であり、xiおよびyjは0〜1で変化し、かつ 【数2】 であるような様々なユニットのモル分率である) を有するユニットおよび/またはシーケンスを含有するコポリマー によって形成されるか、 繰り返しユニット: Z=[O−(CH2)a−OCO−(CH2)b−CO] (ここで、a=2〜3、b=7〜11である) によって形成され、 38℃90%RHで1日当たり350 g×30μm/m2より小さい水蒸気
透過率および堆肥を作る条件または埋葬の条件における生物分解性を必要とする
製品の製造において樹脂の良好なバリヤ特性および生物分解性を保証するのに十
分な量で存在する、 10000を越える数平均分子量を有するポリエステル樹脂を要求性能を保証す
るのに十分な量で含有する組成物の使用。 - 【請求項2】 前記ポリエステル樹脂が堆肥を作る条件および/または埋葬
の条件で生物分解可能であり、かつ14日間で10%より少なく6ケ月間で90
%より多い堆肥を作る条件での30μmフィルムでの分解を示す請求項1記載の
使用。 - 【請求項3】 前記ポリエステル樹脂が融点60〜100℃を有する請求項
1記載の使用。 - 【請求項4】 前記ポリエステル樹脂が、炭素原子2〜22個を有する脂肪
族ジカルボン酸の重縮合および炭素原子2〜22個を有するジオールの重縮合で
あって、該酸およびジオールに関係する炭素原子数の合計の半分が6より大きく
なるように選択された重縮合;ヒドロキシ酸の重縮合;または炭素原子7〜22
個を有する対応するラクトンまたはラクチドの開環によって生成される請求項1
記載の使用。 - 【請求項5】 前記二塩基酸およびジアルコールが再生可能な供給源から得
られる請求項4記載の使用。 - 【請求項6】 前記ポリエステル樹脂が、セバシン酸ポリエチレン、セバシ
ン酸ポリブタンジオール、アゼライン酸ポリヘキサンジオール、セバシン酸ポリ
ヘキサンジオール、アゼライン酸ポリノナンジオール、セバシン酸ポリノナンジ
オール、アゼライン酸ポリオクタンジオール、ブラシル酸ポリオクタンジオール
、セバシン酸ポリデカンジオールおよびブラシル酸ポリデカンジオールから選択
される請求項1〜5のいずれか1項記載の使用。 - 【請求項7】 前記ポリエステル樹脂が、0.7dl/gを越えるクロロホ
ルム中25℃での固有粘度を有する請求項1〜6のいずれか1項記載の使用。 - 【請求項8】 前記ポリエステル樹脂にグレードアップ加工を行う請求項1
〜7のいずれか1項記載の使用。 - 【請求項9】 前記ポリエステル樹脂が、未変性または変性多糖類のブレン
ドの1つの成分である請求項1〜8のいずれか1項記載の使用。 - 【請求項10】 前記ポリエステル樹脂が、鉱物または植物性充填剤および
/または滑剤、可塑剤、着色剤、調味料、香料、耐炎剤、加水分解安定剤および
熱分解安定剤、および酸化防止剤から選択される添加剤を含有する請求項1〜9
のいずれか1項記載の使用。 - 【請求項11】 前記ポリエステル樹脂の数平均分子量が45000〜70
000である請求項1〜10のいずれか1項記載の使用。 - 【請求項12】 水蒸気バリヤ特性を有し、かつ生乳および毎日の肉製品お
よび毎日の高含水量を有する食物製品の包装に使用可能な、押出被覆により製造
されたコーティング、 紙、プラスチック材料または紙/プラスチック材料、アルミニウムおよび金属
被覆フィルムの層を有する多層ラミネート、 そのようなフィルムおよび他のポリマー材料を有する多層フィルム、 有機廃棄物および使用期間が1週間を越えるガラス切削屑用の袋、 食品や飲料に接触する層が脂肪族ポリエステルにより形成されている、ミルク
、ヨーグルト、チーズ、肉および飲料の容器を含む、単層および多層食品包装、 ゼラチン化澱粉または分解澱粉、および/または複合澱粉または充填剤として
の天然澱粉を含有する複合物、 一方向性または二方向性フィルム、 物理的および/または化学的手段、押出し、射出または予備膨張粒子の凝集に
より製造された半膨張または膨張製品、 食品、薬、ファーストフード用の膨張シートおよび膨張容器、 衛生、公衆衛生および衣類分野における繊維、ファブリックおよび不織ファブ
リック、 鉱物および植物性充填剤を有する複合物、 食品またはファーストフード包装分野用熱成形シート、 食品、化粧品および製薬分野用のボトル、 漁網、 フルーツおよび野菜用容器、 ファーストフード分野に用いられる押出し部品および農業分野における潅漑パ
イプ を含む請求項1に規定されるような水蒸気透過性および生物分解性を必要とする
用途における請求項1記載のポリエステル樹脂の使用。 - 【請求項13】 38℃90%RHで1日当たり300 g×30μm/m
2より大きい水蒸気透過率を有する他の生物分解性ポリマーとブレンドした請求
項1記載のポリエステル樹脂の使用。 - 【請求項14】 ポリ乳酸とブレンドした請求項1記載のポリエステル樹脂
の使用。 - 【請求項15】 38℃90%RHで1日当たり300 g×30μm/m
2より小さい水蒸気透過率を有する他の非生物分解性ポリマーとブレンドした請
求項1記載のポリエステル樹脂の使用。 - 【請求項16】 38℃90%RHで1日当たり350 g×30μm/m
2より小さい、好ましくは300 g×30μm/m2より小さい水蒸気透過率
および堆肥を作る条件および/または埋葬の条件における生物分解性を必要とす
る用途に使用され、かつ請求項1〜11のいずれか1項記載のポリエステル樹脂
から製造される製品。 - 【請求項17】 単層または多層フィルムおよびそれらから製造された製品
の形態の請求項16記載の製品。 - 【請求項18】 おむつ用の押出フィルムおよび不織ファブリック、農業マ
ルチング用のフィルム、温室で栽培される植物用の特殊な土壌用のバッグ、1層
以上の熱成形およびブロー製品により形成される食料品保持用の同時押出製品、
および膨張製品の形態の請求項16記載の製品。 - 【請求項19】 38℃90%RHで1日当たり350 g×30μm/m
2より小さい水蒸気透過率および堆肥を作る条件および/または埋葬の条件にお
ける生物分解性を必要とする用途に使用され、かつ請求項13、14または15
のいずれか1項記載の他のポリマーとブレンドされたポリエステル樹脂から製造
される製品。 - 【請求項20】 フィルム、繊維またはシートの形態、或いは押出し部品、
または射出成形、成形または膨張製品、または不織ファブリックの形態の請求項
19記載の製品。
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