JP2005289069A - 生分解性熱成形用シート状物および容器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】生分解性熱成形用シート状物は、ポリ乳酸系重合体に、ガラス転移温度が0℃以下、融点が80℃以上の脂肪族ポリエステルを20重量%以上配合した樹脂組成物を主成分とするベース基材の少なくとも一方の面に、ポリ乳酸系重合体からなる層を設けてある。
【選択図】 なし
Description
そこで、燃焼熱量が低く、かつ人体等に安全である生分解性の材料が要求され、多くの研究がなされてきた。その一つとして、ポリ乳酸が知られている。ポリ乳酸は、燃焼熱量がポリエチレンの半分以下であり、土中や水中で自然に加水分解が進行し、次いで微生物により無害な分解物となる。現在、ポリ乳酸を用いたフィルムやシート、ボトルなどの容器(成形物)等の開発が盛んに行われている。
しかし、ポリ乳酸のフィルムやシートそのままでは、脆くて耐衝撃性に劣っているので、その熱成形品は用途が限定されていた。一方、ポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステルは、食品衛生性を保証する溶出試験には合格するものの、溶出してくる溶出物の安全性が保証されていないため、食品と直接接触する用途には適さないという欠点があった。
即ち本発明の生分解性熱成形用シート状物は、ポリ乳酸系重合体に、ガラス転移温度が0℃以下、融点が80℃以上の脂肪族ポリエステルを20重量%以上配合した樹脂組成物を主成分とするベース基材の少なくとも一方の面に、ポリ乳酸系重合体からなる層を設けたことを特徴とする。
ここで、前記脂肪族ポリエステルは、重量平均分子量2万〜30万であり、かつ、下記一般式(1)の構造を有することができる。
また、前記脂肪族ポリエステルの重量平均分子量は15万〜25万であることが好ましい。
また、前記ポリ乳酸系重合体は、D−乳酸:L−乳酸=100:0〜94:6または0:100〜6:94であることができる。
また、前記ポリ乳酸系重合体の重量平均分子量は10万〜30万であることができる。
本発明の容器は、上記生分解性熱成形用シート状物を熱成形して形成されたことを特徴とする。
本発明の食品用容器は、上記生分解性熱成形用シート状物を熱成形して形成されたことを特徴とする。
本発明の生分解性熱成形用シート状物は、ベース基材の少なくとも一方の面にポリ乳酸系重合体からなる層を有する。
本発明におけるベース基材は、ポリ乳酸系重合体に、ガラス転移温度が0℃以下、融点が80℃以上の脂肪族ポリエステル(脂環族も含む。以下同様。)を20重量%以上配合した樹脂組成物を主成分とする。すなわち、上記脂肪族ポリエステルとポリ乳酸系重合体との合計重量中、脂肪族ポリエステルを20重量%以上含有する樹脂組成物からなるベース基材でもよい。製造方法にもよるが、脂肪族ポリエステルの割合が少なすぎるとシート状物の伸びが10%を下回り、もろくて通常の使用に適さない。耐衝撃性を改良するためには、脂肪族ポリエステルの割合が重量で20%以上であることが必要であり、好ましくは30%以上である。
ポリ乳酸の構成としてはD−乳酸:L−乳酸=100:0〜94:6または0:100〜6:94であることが好ましい。かかる範囲を外れる構成のポリ乳酸は、結晶性が低くなり耐熱性に劣るものとなる。
ポリ乳酸に共重合される上記他のヒドロキシカルボン酸単位としては、乳酸の光学異性体(L−乳酸に対してはD−乳酸、D−乳酸に対してはL−乳酸)、グリコール酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、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−メチル乳酸、2−ヒドロキシカプロン酸等の2官能脂肪族ヒドロキシカルボン酸やカプロラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン類が挙げられる。
また、開環重合法(ラクチド法)では、乳酸の環状2量体であるラクチドを、必要に応じて重合調節剤等を用いながら、適当な触媒を使用してポリ乳酸系重合体を得ることができる。
上記脂肪族ポリエステルとしては、脂肪族ジカルボン酸単位および脂肪族ジオール単位を主成分とする重合体が挙げられる。なお、本発明においては、生分解性の脂肪族ポリエステルを用いることが好ましい。
脂肪族ポリエステルを調整するには、直接法、間接法等公知の方法を採用することができる。例えば、直接法は、脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位を、これらの成分中に含まれる水分、あるいは重合中に発生する水分を除去しながら、直接重合して高分子量物を得る方法である。間接法は、オリゴマー程度に重合した後、上記ポリ乳酸系重合体の場合と同様、少量の鎖延長剤を使用して高分子量化する間接的な製造方法である。
シート状物の厚さは、通常の熱成形技術に使用できる程度の厚さであれば特に制限されず、具体的には、総厚さが約0.03〜2.0mmの範囲であることが好ましい。
本発明のシート状物は表裏面がポリ乳酸系重合体からなる層で覆われているので、製造された容器は人体等に安全であり、直接食品を入れる容器としても使用できる。
(実施例1)
直径が25mmの同方向小型2軸押出機を用いて、ポリ乳酸(カーギル社製、商品名「EcoPLA4040D」)と、本発明に係る脂肪族ポリエステルとしてポリブチレンサクシネート/アジペート(昭和高分子株式会社製、商品名「ビオノーレ#3003」、ガラス転移温度−45℃))とを、70/30の重量比で混合溶融した後、210℃でストランド形状に押し出してペレットを作製した。
中層用の押出機として直径65mmの単軸押出機を、表層用押出機として直径40mmの単軸押出機とマルチマニフォールドダイを用いた。210℃で、作製したペレットを直径65mmの中層用押出機に供給し、ポリ乳酸(カーギル社製、商品名「EcoPLA4040D」)を直径40mmの表層用単軸押出機に供給して、押し出し、その後キャスティングロールにて急冷して、中層の厚みが180μm、表層の厚みが各10μmの2種3層の総厚み200μmのシート状物を得た。
得られたシート状物を用いて、CKD社製の熱盤接触加熱式圧空成形機により、成形温度100℃、成形圧力0.3MPaの条件下で、直径100mm、深さ30mmの容器を成形した。
得られた容器は表層がポリ乳酸から成るため、直接食品と接触しても人体等に安全で何ら問題はない。
また、中層のベース層は、本発明に係る脂肪族ポリエステルとしてポリブチレンサクシネート/アジペートを30重量%添加しているので、耐衝撃性に優れており、得られた容器に水100ccを入れてヒートーシール蓋材で密閉した後、1mの高さからコンクリートの床に落下させても割れなかった。
なお、本発明のシート状物は耐熱性にも優れているので、熱成形にも適していることが分かった。
実施例1で用いたポリ乳酸と同様のポリ乳酸を用いて厚さ300μの単層のシート状物を得た。得られたシート状物を、実施例1と同様にして、成形温度100℃、成形圧力0.3MPaで、直径100mm、深さ30mmの容器を成形した。
得られた容器は人体等に対する安全性は確保されていたが、実施例1と同様にして、落下試験を行ったところ、容器は破壊された。
Claims (5)
- ポリ乳酸系重合体に、ガラス転移温度が0℃以下、融点が80℃以上の脂肪族ポリエステルを20重量%以上配合した樹脂組成物を主成分とするベース基材の少なくとも一方の面に、ポリ乳酸系重合体からなる層を設けたことを特徴とする生分解性熱成形用シート状物。
- 前記ポリ乳酸系重合体が、D−乳酸:L−乳酸=100:0〜94:6または0:100〜6:94であることを特徴とする請求項1〜2のいずれか一項に記載の生分解性熱成形用シート状物。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の生分解性熱成形用シート状物を熱成形して形成されたことを特徴とする容器。
- 請求項1〜3のいずれか一項に記載の生分解性熱成形用シート状物を熱成形して形成されたことを特徴とする食品用容器。
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