JP3897237B2

JP3897237B2 - 三層生分解性マルチフィルム

Info

Publication number: JP3897237B2
Application number: JP2001399120A
Authority: JP
Inventors: 博文奥野; 昭一佐谷; 晃西片; 英明橋本; 英隆中山
Original assignee: CI Kasei Co Ltd
Current assignee: CI Kasei Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2007-03-22
Anticipated expiration: 2021-12-28
Also published as: JP2003191418A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生分解性マルチフィルムに関するものである。さらに詳しくは、特定の生分解性樹脂を配合した生分解性樹脂組成物を特定の層構成としたことにより、引裂強度が高く、インフレーション成形時および／または成型後に亀裂が生じにくい三層生分解性マルチフィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、多くの野菜、花、果樹等の栽培では、土の跳ね返りによる病害感染の防除、肥料養分の溶脱防止、雑草防除、地温調節、土壌水分の蒸発抑制などの目的で、マルチフィルムが用いられ、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等の汎用プラスチックからなるフィルムが広く使用されていた。使用後のマルチフィルムは、畑地から取り除かれ、回収されてリサイクルされるか、埋め立てまたは焼却により廃棄処理される。
【０００３】
しかしながら、このようなマルチフィルムは、大量に使用されるため、回収するのは容易ではない。そこで、回収の労力を省略するため、生分解性樹脂からなるマルチフィルムが提案されている。そのような生分解性樹脂としては、従来デンプン系、脂肪族ポリエステル系などが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、デンプン系生分解性樹脂からなる組成物を用いた場合、インフレーション成形は困難である。また、脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂からなる組成物を用いればインフレーション成形は可能であるが、成形したフィルムはインフレーション成形特有の分子の縦配向が顕著に見られ、成形時および／または成形後に配向方向へ亀裂が発生し易いという問題が生じていた。
【０００５】
特に、着色フィルムとした場合、この現象が頻繁に見られるため、一般的に黒色、銀色、白色などの着色フィルムの形態で提供される、マルチフィルムの製造において重大な問題となっていた。
【０００６】
本発明は、この点に鑑みてなされたものであり、特定の生分解性樹脂を配合した生分解性樹脂組成物を特定の層構成としたことにより、引裂強度が高く、インフレーション成形時および／または成型後に亀裂が生じにくい三層生分解性マルチフィルムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の三層生分解性マルチフィルムは、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と脂肪族ジオールよりなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族芳香族ポリエステルからなる融点１０５〜１１５℃の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）１〜１４重量％および脂肪族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルからなる融点１１０〜１２０℃の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）８６〜９９重量％の樹脂成分１００重量部に対して、酸化チタン１５〜５０重量部を配合した生分解性樹脂組成物からなる白色表面層と、上記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）５０〜９０重量％および上記脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％の樹脂成分１００重量部に対して、カーボンブラック１〜２０重量部を配合した生分解性樹脂組成物からなる黒色表面層と、上記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）５０〜９０重量％および上記脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％の生分解性樹脂組成物からなる中間層で、該中間層の厚さがフィルム全体の３０〜７０％の厚さであることを特徴とするものである。
また、該三層生分解性マルチフィルムをインフレーション成形によってフィルム化したことを特徴とするものである。
【０００８】
また、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）は、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸からなるジカルボン酸成分と脂肪族ジオールからなるジオール成分との縮合物を多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂であることが好ましい。
脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）は、脂肪族ジカルボン酸からなるジカルボン酸成分と脂肪族ジオールからなるジオール成分との縮合物を多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族ポリエステル系樹脂からなることが好ましい。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明に用いられる生分解性樹脂組成物の樹脂成分は、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と脂肪族ジオールよりなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族芳香族ポリエステルからなる融点１０５〜１１５℃の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）と、脂肪族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルからなる融点１１０〜１２０℃の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）からなる。
【００１０】
脂肪族ジカルボン酸成分としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、イタコン酸等やこれらの混合物が挙げられる。
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、２，６−ナフタル酸および１，５−ナフタル酸等やこれらの混合物が挙げられる。
脂肪族ジオール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、２，３−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，４−ペンタンジオール、１，５ペンタンジオール−、２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール等やこれらの混合物が挙げられる。
好ましくは、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）は、アジピン酸およびテレフタル酸からなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールからなるジオール成分との縮合物を多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族芳香族ポリエステルである。
【００１１】
本発明の酸化チタンを配合した白色表面層の樹脂成分は、上記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）１〜１４重量％と、上記脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）８６〜９９重量％からなり、さらに好ましくは、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）１〜９重量％と、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）９１〜９９重量％からなる。
この脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）が１４重量％を超えるとインフレーション成形時のバブル安定性に劣るようになり、厚み精度が悪化する。
また、白色表面層は、上記樹脂成分１００重量部に対して、酸化チタン１５〜５０重量部、好ましくは、２０〜４５重量部の範囲からなる。
【００１２】
カーボンブラックを配合した黒色表面層の樹脂成分は、上記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）５０〜９０重量部％と、上記脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％からなり、さらに好ましくは、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）６０〜９０重量％と、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）１０〜４０重量％からなる。
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）の割合が５０重量％未満であるとインフレーション成形性や引裂き強度が著しく低下するので好ましくない。
また、黒色表面層は、上記樹脂成分１００重量部に対して、カーボンブラック１〜２０重量部、好ましくは、２．５〜１５重量部の範囲からなる。
【００１３】
中間層の樹脂成分は、上記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）５０〜９０重量％と、上記脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％からなり、さらに好ましくは、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）６０〜９０重量％と、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）１０〜４０重量％からなる。
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）の割合が５０重量％未満であると縦裂き強度の向上が少なくなり好ましくない。
【００１４】
上記各樹脂組成物の融点は、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）が１０５〜１１５℃、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）が１１０〜１２０℃の範囲である。
融点がこの範囲をはずれるとインフレーション成形時のバブルが不安定になり、フィルム厚さの精度が悪くなる。
【００１５】
本発明の三層生分解性マルチフィルムは、本発明の効果を損なわない範囲において、他の生分解性高分子材料を添加してもよく、また、成形加工性その他フィルムの物性を調整する目的で、任意に添加剤を併用することができる。配合される添加剤としては、公知の生分解性樹脂添加剤全般を挙げることができる。例えば、可塑剤、充填剤、熱安定剤、滑剤、ブロッキング防止剤、核剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、抗菌剤、帯電防止剤、デンプンなどが挙げられる。
【００１６】
本発明に用いられる充填剤としては、例えば、炭酸カルシウム、ケイ酸カルシウム、パーライト、アルミナ、ゼオライト、セピオライト、蛭石、活性白土、カオリン、タルク、ハイドロタルサイト、ベントナイト、ケイソウ土、活性炭など各種の公知の無機充填剤が挙げられる。
これらの無機充填剤は、平均粒径３０μｍ以下の粉体として使用されるのが好ましく、１０μｍ以下がさらに好ましい。
【００１７】
本発明の生分解性組成物、および必要に応じて添加される各種添加剤との混練方法は、特に制限はなく、プラスチック組成物の混練に一般的に使用されている方法、例えば、ヘンシェルミキサー、リボンミキサー、単軸や２軸の押出機、バンバリーミキサー、ニーダー、ミキシングロールなどを用いて調整することができる。
【００１８】
【実施例】
以下、実施例を挙げるが、本発明はかかる実施例によって何ら限定されるものではない。また、本発明において得られるフィルムは、次の評価項目によって評価した。
以下の実施例において、特に記載のない場合、３層インフレーション成形機を用い、内側から順番に、白色表面層、中間層、黒色表面層の各組成物を各押出機に供給し、厚さ２０μｍ、幅５．５ｍの三層フィルムを製造した。
【００１９】
（成形性）
インフレーション成形時のバブル形成の安定性を、目視にて観察し、以下の基準で評価した。
◎：ダイ出口からのバブルが非常に安定している。
○：ダイ出口からのバブルが安定している。
△：ダイ出口からのバブルが不安定で、厚みの調整が不可能。
×：溶融粘度が小さく、成形困難。
【００２０】
（縦裂き強度）
フィルムの縦方向（押出方向）のエレメンドルフ引裂強度をそれぞれ測定し、その平均値を次の基準で評価した。
○：５ｋｇｆ／ｃｍ以上
△：２ｋｇｆ／ｃｍ以上、５ｋｇｆ／ｃｍ未満
×：２ｋｇｆ／ｃｍ未満
【００２１】
実施例１
白色表面層：アジピン酸およびテレフタル酸と１，４−ブタンジオールからなる脂肪族芳香族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）「エコフレックス」（ＢＡＳＦ社製、融点：１１０℃）３．５重量％ならびに１，４−ブタンジオールとコハク酸からなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃１００１」（昭和高分子社製、融点：１１４℃）９６．５重量％の樹脂成分１００重量部に対して、酸化チタン４１．５重量部、中間層：脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）「エコフレックス」７０重量％および脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃１００１」３０重量％、黒色表面層：脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）「エコフレックス」６６．７重量％および脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃１００１」３３．３重量％の樹脂成分１００重量部に対して、カーボンブラック７．５重量部をそれぞれ配合して白色表面層、中間層、黒色表面層の各層の厚さがそれぞれ５μｍ、１０μｍ、５μｍの三層フィルムを製造した。フィルムの評価を表１に示す。
【００２２】
実施例２、３
黒色表面層の樹脂組成を表１のとおりに変えた以外は実施例１に従って配合して三層フィルムを製造した。フィルムの評価を表１に示す。
【００２３】
比較例１
白色表面層および黒色表面層の樹脂組成を表１のとおりに変えた以外は実施例１に従って配合して三層フィルムを製造した。フィルムの評価を表１に示す。
【００２４】
比較例２
中間層および黒色表面層の樹脂組成を表１のとおりに変えた以外は実施例１に従って配合して三層フィルムを製造した。フィルムの評価を表１に示す。
【００２５】
比較例３
黒色表面層の樹脂組成を表１のとおりに変えた以外は実施例１に従って配合して三層フィルムを製造した。フィルムの評価を表１に示す。
【００２６】
比較例４
白色表面層：脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）「エコフレックス」（ＢＡＳＦ社製）２０．５重量％および脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃１００１」（昭和高分子社製）７９．５重量％の樹脂成分１００重量部に対して、酸化チタン１３．６重量部、黒色表面層：脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）「エコフレックス」５５．９重量％および脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃１００１」４４．１重量％の樹脂成分１００重量部に対して、カーボンブラック７．５重量部をそれぞれ配合した生分解性樹脂組成物を、３層インフレーション成形機を用い、内側の２層に白色表面層、最外層に黒色表面層の各組成物を各押出機に供給し、白色表面層および黒色表面層の各層の厚さがそれぞれ１２μｍ、８μｍ（全体の厚さ２０μｍ）、幅５．５ｍの実質的に二層のフィルムを製造した。フィルムの評価を表１に示す。
【００２７】
【表１】

【００２８】
【発明の効果】
本発明によれば、特定の生分解性樹脂を配合した生分解性樹脂組成物を特定の層構成としたことにより、引裂強度が高く、インフレーション成形時および／または成型後に亀裂が生じにくい三層生分解性マルチフィルムを提供することができる。

Claims

脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と脂肪族ジオールよりなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族芳香族ポリエステルからなる融点１０５〜１１５℃の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）１〜１４重量％および脂肪族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルからなる融点１１０〜１２０℃の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）８６〜９９重量％の樹脂成分１００重量部に対して、酸化チタン１５〜５０重量部を配合した生分解性樹脂組成物からなる白色表面層と、
上記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）５０〜９０重量％および上記脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％の樹脂成分１００重量部に対して、カーボンブラック１〜２０重量部を配合した生分解性樹脂組成物からなる黒色表面層と、
上記脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂（Ａ）５０〜９０重量％および上記脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）１０〜５０重量％の生分解性樹脂組成物からなる中間層で、該中間層の厚さがフィルム全体の３０〜７０％の厚さであることを特徴とする三層生分解性マルチフィルム。
インフレーション成形機によってフィルム化したことを特徴とする請求項１記載の三層生分解性マルチフィルム。