CN103339195B - 聚酯树脂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的是提供一种树脂组合物,其形成膜的情况下撕裂强度优异且冲击强度也优异。本发明涉及一种聚酯树脂组合物,其包含聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C),在所述聚酯树脂(A)的全部脂肪族二羧酸单元中含有琥珀酸单元为5摩尔%以上86摩尔%以下,在聚酯树脂(B)的全部二羧酸单元中含有芳香族二羧酸单元5摩尔%以上95摩尔%以下,聚酯树脂(C)含有脂肪族羟基羧酸,其中,相对于聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的合计,含有聚酯树脂(A)10~89重量%、聚酯树脂(B)11~90重量%,且相对于聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)的合计,含有聚酯树脂(C)1~40重量%。
Description
技术领域
本发明涉及可提供力学特性优异的膜的含有脂肪族聚酯系树脂的树脂组合物。
背景技术
以往,纸、塑料膜、金属箔等被用于在各种食品、化学药品、杂货用等的用于包装液态物、粉粒物、固体物的物资器材、农业用物资器材、建筑物资器材等广泛的用途。特别是塑料膜,其在强度、耐水性、成型性、透明性、成本等方面优异,以袋、容器的形式在很多的用途中使用。作为代表性的塑料膜,有例如由聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯等构成的塑料膜。但是,这些树脂具有下述问题:在自然环境下难以分解,并且,在进行焚烧处理时产生有害的气体或将焚烧炉损坏等。
为了解决上述问题,研究了各种树脂。例如,通过使用聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯等脂肪族聚酯系树脂、聚乳酸等脂肪族羟基羧酸系树脂、以及聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯等芳香族脂肪族共聚聚酯系树脂来解决上述问题的技术是众所周知的(例如参照专利文献1)。
并且,对于聚己二酸-对苯二甲酸-丁二醇酯等芳香族脂肪族共聚聚酯系树脂,已知通过在芳香族单元之间存在脂肪族单元来提高生物降解性的技术,为了改善柔软性和拉伸强度,公开了一种以预定比例含有在结晶性和成型性上优异的脂肪族聚酯系树脂、芳香族二羧酸成分含量少的芳香族脂肪族共聚聚酯系树脂、以及脂肪族羟基羧酸系树脂的脂肪族聚酯系树脂组合物(例如参见专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特表2001-500907号公报
专利文献2:日本特开2005-281677号公报
发明内容
发明所要解决的课题
聚丁二酸丁二醇酯、聚丁二酸己二酸丁二醇酯等脂肪族聚酯系树脂的结晶化速度快、成型性良好,但成型后的膜的撕裂强度有时不充分。并且,聚乳酸等脂肪族羟基羧酸系树脂的刚性高,通过使其包含在膜中可提高膜强度。但是,有时结晶化速度慢、成型性差。另外,即使在利用专利文献1记载的技术的情况下,也还存在结晶化速度慢、成型性差的情况。
另外,在使用芳香族脂肪族共聚聚酯系树脂成型膜的情况下,虽然柔软性充分,但是拉伸强度弱,有时会成为所谓的没有挺力的膜,即使在利用专利文献2记载的技术的情况下,有时膜的撕裂强度也会差,并且在冲击强度方面也有改善的余地。
本发明的课题是提供树脂组合物和将该树脂组合物成型而成的膜和袋,所述树脂组合物成型为膜的情况下撕裂强度优异且冲击强度也优异。
解决课题的手段
本发明人为了解决上述课题进行了深入研究,结果发现,通过以预定比例含有聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C),并且将聚酯树脂(A)中的来源于琥珀酸的结构单元量设定为预定的范围内,可得到撕裂强度优异且冲击强度也优异的膜。
即,本发明的要点如下。
[1]
一种聚酯树脂组合物,其含有聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C),
所述聚酯树脂(A)为含有脂肪族二醇单元和脂肪族二羧酸单元的脂肪族聚酯系树脂,所述聚酯树脂(A)的全部脂肪族二羧酸单元中含有的琥珀酸单元为5摩尔%以上86摩尔%以下,
所述聚酯树脂(B)为含有脂肪族二醇单元、脂肪族二羧酸单元和芳香族二羧酸单元的芳香族脂肪族共聚聚酯系树脂,所述聚酯树脂(B)的全部二羧酸单元中含有的芳香族二羧酸单元为5摩尔%以上95摩尔%以下,
所述聚酯树脂(C)含有脂肪族羟基羧酸,其中,
相对于聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的合计,含有的聚酯树脂(A)为10重量%~89重量%、聚酯树脂(B)11重量%~90重量%,并且,
相对于聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)的合计,含有的聚酯树脂(C)为1重量%~40重量%。
[2]
如上述[1]所述的树脂组合物,其中,构成聚酯树脂(A)的脂肪族二羧酸单元含有碳原子数为2以上40以下的脂肪族二羧酸单元。
[3]
如上述[1]或[2]所述的树脂组合物,其中,所述树脂组合物还含有润滑材料。
[4]
如上述[1]~[3]的任一项所述的树脂组合物,其中,所述树脂组合物还含有填料。
[5]
一种膜,其是将上述[1]~[4]的任一项所述的树脂组合物成型而得到的。
[6]
一种地膜(mulching film),其是将上述[1]~[4]的任一项所述的树脂组合物成型而得到的。
[7]
一种袋,其是将上述[5]所述的膜成型而得到的。
发明效果
根据本发明,可以提供一种成型性良好、在形成膜的情况下撕裂强度优异且冲击强度也优异的树脂组合物。
例如在将本发明的树脂组合物形成膜后再成型为袋的情况下,撕裂强度优异,可防止袋的破裂。并且,由于冲击强度优异,因而打开袋时、在袋中装物品时,可防止袋的破裂。进一步,将本发明的树脂组合物成型而得到的地膜的撕裂强度优异,也能够适宜地使用。
具体实施方式
以下对本发明的实施方式进行说明,但是本发明并不限于以下的实施方式,可以在其要点的范围内进行各种变形来实施。
本发明的聚酯树脂组合物含有以下的聚酯树脂(A)~(C)。聚酯树脂(A)是含有脂肪族二醇单元和脂肪族二羧酸单元的脂肪族聚酯系树脂,来源于全部脂肪族二羧酸的单元中含有的来源于琥珀酸的单元为5摩尔%以上86摩尔%以下。聚酯树脂(B)是含有脂肪族二醇单元、脂肪族二羧酸单元和芳香族二羧酸单元的芳香族脂肪族共聚聚酯系 树脂,来源于全部二羧酸的单元中含有的芳香族二羧酸单元为5摩尔%以上95摩尔%以下。聚酯树脂(C)是含有脂肪族羟基羧酸的聚酯树脂。并且,本发明的聚酯树脂组合物中,相对于聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的合计,含有的聚酯树脂(A)为10~89重量%、聚酯树脂(B)为11~90重量%,并且,相对于聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)的合计,含有的聚酯树脂(C)为1~40重量%。
本发明中,脂肪族二醇是指在脂肪族烃基上键合有2个羟基的二醇,作为脂肪族烃基,通常使用直链脂肪族烃基,但可以具有支链结构、也可以具有环状结构,它们可以具有2个以上。并且,脂肪族二羧酸单元是指在脂肪族烃基上键合有2个羧基的单元,作为脂肪族烃基,通常使用直链脂肪族烃基,但可以具有支链结构、也可以具有环状结构,它们可以具有2个以上。
另外,本发明的聚酯树脂为具有重复单元的聚合物,各自的重复单元也称为与成为各自的重复单元的来源的化合物相对的化合物单元。具体来说,例如,将来源于脂肪族二醇的重复单元也称为“脂肪族二醇单元”、将来源于脂肪族二羧酸的重复单元也称为“脂肪族二羧酸单元”、将来源于芳香族二羧酸的重复单元也称为“芳香族二羧酸单元”、将来源于脂肪族羟基羧酸的重复单元也称为“脂肪族羟基羧酸单元”。
1.聚酯树脂组合物
本发明的树脂组合物是以含有特定量的聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)为特征的树脂组合物,在聚酯树脂组合物中,相对于聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的合计,含有的聚酯树脂(A)为10~89重量%、聚酯树脂(B)为11~90重量%,且相对于聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)的合计,含有的聚酯树脂(C)为1~40重量%。
对于聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的含有比例,通常相对于聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的合计,含有的聚酯树脂(A)为10~89重量%、聚酯树脂(B)为11~90重量%。通过以这样的比例含有聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B),在使用本发明的聚酯树脂组合物成型为膜的情况下,能够使膜的成型性、冲击强度、撕裂强度优异。并且,为了能使这些物性更优异,优选聚酯树脂(A)的含有比例为40重量%以上、进一步优选为51重量%以上、特别优选为61重量%以上。并且,出于同样的理由,优选聚酯树脂(B)的含有比例为15重量%以上、进一步优选为18重量%以上、特别优选为20重量%以上。
另外,在使用本发明的树脂组合物成型为膜的情况下,为了能使膜的撕裂强度、 膜的冲击强度进一步优异,相对于聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)的合计,通常含有的聚酯树脂(C)为1~40重量%、优选3~35重量%、更优选6~30重量%。
本发明的聚酯树脂组合物可以含有除聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)以外的各种化合物。对于这些其它构成成分将在后面进行说明。
1.1.聚酯树脂(A)
用于本发明的聚酯树脂(A)为含有脂肪族二醇单元、脂肪族二羧酸单元的脂肪族聚酯系树脂,在来源于全部脂肪族二羧酸的单元中含有的来源于琥珀酸的单元为5摩尔%以上86摩尔%以下。聚酯树脂(A)可以是琥珀酸单元的量不同的聚酯树脂的混合物,例如,也可以将不含有琥珀酸来源以外的二羧酸结构单元的脂肪族聚酯系树脂与含有琥珀酸来源以外的结构单元的脂肪族聚酯系树脂共混,并将聚酯树脂(A)中的来源于琥珀酸的结构单元量调整至上述预定范围内进行使用。
更具体地说,聚酯树脂(A)为含有下式(1)表示的脂肪族二醇单元、和下式(2)表示的脂肪族二羧酸单元的聚酯树脂。
-O-R1-O-(1)
-OC-R2-CO-(2)
式(1)中、R1表示2价的脂肪族烃基。聚酯树脂(A)为共聚物的情况下,聚酯树脂(A)中可以含有2种以上的式(1)表示的脂肪族二醇单元。上述式(2)中,R2表示2价的脂肪族烃基。上述式(1)、(2)表示的脂肪族二醇单元、脂肪族二羧酸单元可以来源于由石油衍生的化合物,也可以来源于由植物原料衍生的化合物,优选含有由植物原料衍生的化合物。聚酯树脂(A)为共聚物的情况下,聚酯树脂(A)中可以含有2种以上的式(2)表示的脂肪族二羧酸单元。并且,式(2)表示的脂肪族二羧酸单元中,相对于全部脂肪族二羧酸单元,含有的来源于琥珀酸的结构单元为5摩尔%以上86摩尔%以下。通过使聚酯树脂(A)中的来源于琥珀酸的结构单元量为预定范围内,可得到撕裂强度得到提高且冲击强度也优异的膜。并且,出于同样的理由,来源于琥珀酸的结构单元相对于全部脂肪族二羧酸单元的含量优选为10摩尔%以上、更优选为50摩尔%以上、进一步优选为64摩尔%以上、特别优选为68摩尔%以上,优选为83摩尔%以下、更优选为81摩尔%以下、特别优选为79摩尔%以下。
作为提供式(1)的二醇单元的脂肪族二醇,对其没有特别限定,从成型性、机械强度的方面出发,优选碳原子数为2以上10以下的脂肪族二醇、特别优选碳原子数 为4以上6以下的脂肪族二醇。可以举出例如乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇等,其中特别优选1,4-丁二醇。需要说明的是,上述脂肪族二醇也可以分别使用两种以上。
作为提供式(2)的二羧酸单元的二羧酸成分,对其没有特别限定,优选碳原子数为2以上40以下的脂肪族二羧酸、特别优选碳原子数为4以上10以下的脂肪族二羧酸。可以举出例如己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸、二聚酸等,其中优选己二酸、癸二酸、特别优选己二酸。需要说明的是,上述二羧酸也可以分别使用两种以上。
进一步,本发明中的聚酯树脂(A)可以具有来源于脂肪族羟基羧酸的重复单元(脂肪族羟基羧酸单元)。作为提供脂肪族羟基羧酸单元的脂肪族羟基羧酸的具体例,可以举出例如乳酸、乙醇酸、2-羟基-正丁酸、2-羟基己酸、6-羟基己酸、2-羟基-3,3-二甲基丁酸、2-羟基-3-甲基丁酸、2-羟基异己酸等、或者它们的低级烷基酯或分子内酯。在这些物质中存在光学异构体的情况下,可以为D体、L体或外消旋体中的任一种,其形态可以为固体、液体或水溶液。这些之中特别优选乳酸或乙醇酸。这些脂肪族羟基羧酸可以单独使用,也可以以2种以上的混合物的形式使用。
从成型性的方面出发,上述脂肪族羟基羧酸单元的量在构成聚酯树脂(A)的全部重复单元中优选为20摩尔%以下、更优选为10摩尔%以下、特别优选为5摩尔%以下。
另外,本发明中的聚酯树脂(A)可以是通过共聚“3官能以上的脂肪族多元醇”、“3官能以上的脂肪族多元羧酸或其酸酐”或“3官能以上的脂肪族多元羟基羧酸”而提高了熔融粘度后的聚酯树脂(A),还可以是通过偶联剂延长了链长后的的聚酯树脂(A)。
作为3官能的脂肪族多元醇的具体例,可以举出三羟甲基丙烷、甘油等,作为4官能的脂肪族多元醇的具体例,可以举出季戊四醇等。这些可以单独使用,也可以两种以上混合使用。
作为3官能的脂肪族多元羧酸或其酸酐的具体例,可以举出丙烷三羧酸或其酸酐,作为4官能的脂肪族多元羧酸或其酸酐的具体例,可以举出环戊烷四羧酸或其酸酐等。这些可以单独使用,也可以两种以上混合使用。
另外,3官能的脂肪族羟基羧酸分为(i)在同一分子中具有2个羧基和1个羟基的类型、和(ii)在同一分子中具有1个羧基和2个羟基的类型,任一类型均可使用,但 从成型性、机械强度、成型品外观的方面出发,优选苹果酸等(i)在同一分子中具有2个羧基和1个羟基的类型,更具体地说,优选使用苹果酸。另外,4官能的脂肪族羟基羧酸成分分为(i)在同一分子中共存3个羧基和1个羟基的类型、(ii)在同一分子中共存2个羧基和2个羟基的类型、(iii)在同一分子中共存3个羟基和1个羧基的类型,任一类型均可使用,但优选具有2个以上羧基的类型,更具体地说可以举出柠檬酸、酒石酸等。这些可以单独使用,也可以两种以上混合使用。
以构成聚酯树脂(A)的全部结构单元为100摩尔%,这样的来源于3官能以上的成分的结构单元的量的下限通常为0摩尔%以上、优选为0.01摩尔%以上,上限通常为5摩尔%以下、优选为2.5摩尔%以下。
作为偶联剂,可以举出二异氰酸酯、噁唑啉、二环氧化合物、酸酐等,具体地说可以举出2,4-甲苯二异氰酸酯、二苯基甲烷二异氰酸酯、1,5-萘二异氰酸酯、氢化二甲苯二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯等。它们相对于聚酯树脂(A)100重量份的添加量为0.1~5重量份。
聚酯树脂(A)以来源于琥珀酸的结构单元为必需单元,进一步具有来源于琥珀酸以外的上述二羧酸成分的结构单元、来源于上述二醇成分的结构单元,任选具有来源于上述多元醇成分的结构单元、来源于上述多元羧酸成分的结构单元、来源于脂肪族羟基羧酸成分的结构单元、偶联剂。
本发明中使用的聚酯树脂(A)可以通过公知的方法制造。例如,可以在进行含有琥珀酸的上述脂肪族二羧酸和脂肪族二醇的酯化反应和/或酯交换反应后,通过进行减压下的缩聚反应之类的熔融聚合的通常方法来制造;也可以通过使用有机溶剂的公知的溶液加热脱水缩合方法来制造,从经济性、制造工序的简略性的方面出发,优选通过在无溶剂下进行的熔融聚合来制造的方法。
聚酯树脂(A)的平均分子量可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定,以聚苯乙烯为标准物质的重均分子量通常为10,000以上1,000,000以下,但出于在成型性和机械强度的方面有利的原因,上述重均分子量优选为20,000以上500,000以下、更优选为50,000以上400,000以下。
聚酯树脂(A)的熔体流动速率(MFR)在190℃、2.16kg下测定时通常为0.1g/10分钟以上、通常为100g/10分钟以下。从成型性和机械强度的方面出发,优选为50g/10分钟以下、特别优选为30g/10分钟以下。
聚酯树脂(A)的熔点优选为70℃以上、进一步优选为75℃以上,优选为170℃以下、进一步优选为119℃以下、特别优选为不足100℃。熔点存在多个的情况下,优选至少1个熔点处于上述范围内。弹性模量优选为180~500MPa。熔点在范围外时,成型性差,弹性模量小于180MPa时,在成型性、制袋性上容易出现问题,弹性模量大于500MPa时,难以得到撕裂强度、冲击强度的改良效果。对聚酯树脂(A)的熔点、弹性模量进行调整的方法没有特别限定,例如可以通过选择琥珀酸以外的共聚成分的种类、或调节各自的共聚比例、或将它们进行组合来调节聚酯树脂(A)的熔点、弹性模量。
1.2.聚酯树脂(B)
用于本发明的聚酯树脂(B)为含有脂肪族二醇单元、脂肪族二羧酸单元和芳香族二羧酸单元的芳香族脂肪族共聚聚酯系树脂。具体地说,优选例如以由下式(3)表示的脂肪族二醇单元、下式(4)表示的脂肪族二羧酸单元、和下式(5)表示的芳香族二羧酸单元构成的芳香族脂肪族共聚聚酯为主成分的聚酯树脂,优选具有生物降解性。
-O-R3-O-(3)
式(3)中,R3表示2价的脂肪族烃基。聚酯树脂(B)为共聚物的情况下,聚酯树脂(B)中可以含有2种以上的R3。
-OC-R4-CO-(4)
式(4)中,R4表示2价的脂肪族烃基。聚酯树脂(B)为共聚物的情况下,聚酯树脂(B)中可以含有2种以上的R4。
-OC-R5-CO-(5)
式(5)中,R5表示2价的芳香族烃基。聚酯树脂(B)为共聚物的情况下,聚酯树脂(B)中可以含有2种以上的R5。
对提供式(3)的二醇单元的二醇特别没有限定,基于成本和机械强度的平衡,优选碳原子数为2以上10以下的二醇。例如可以举出乙二醇、1,3-丙二醇、1,4-丁二醇、1,4-环己烷二甲醇等。其中优选碳原子数为2以上4以下的二醇、更优选乙二醇、1,4-丁二醇,特别优选1,4-丁二醇。
对提供式(4)的二羧酸单元的二羧酸特别没有限定,基于成本和生物降解性的平衡,优选碳原子数为2以上12以下的二羧酸。例如可以举出琥珀酸、己二酸、辛二酸、癸二酸、十二烷二酸等。其中优选癸二酸或己二酸。
作为提供式(5)的芳香族二羧酸单元的芳香族二羧酸,优选R5的环结构为2个以下,更具体地说,可以举出例如对苯二甲酸、间苯二甲酸、萘二羧酸等,其中从生物降解性的方面出发,优选R5为亚苯基,更具体地说,例如优选对苯二甲酸、间苯二甲酸,特别优选对苯二甲酸。并且,可以是芳香环的一部分被磺酸盐取代的芳香族二羧酸。
需要说明的是,脂肪族二羧酸、脂肪族二醇和芳香族二羧酸也可以分别使用两种以上。
聚酯树脂(B)可以具有脂肪族羟基羧酸单元。作为提供脂肪族羟基羧酸单元的脂肪族羟基羧酸的具体例,可以举出乳酸、乙醇酸、2-羟基-正丁酸、2-羟基己酸、6-羟基己酸、2-羟基-3,3-二甲基丁酸、2-羟基-3-甲基丁酸、2-羟基异己酸、或它们的混合物等。进一步可以为它们的低级烷基酯或分子内酯。在这些物质中存在光学异构体的情况下,可以为D体、L体或外消旋体中的任一种,其形态可以为固体、液体或水溶液的任一种。这些之中优选乳酸或乙醇酸。这些脂肪族羟基羧酸可以单独使用,也可以以2种以上的混合物的形式使用。
该脂肪族羟基羧酸的量在构成聚酯树脂(B)的全部构成成分中优选为20摩尔%以下、更优选为10摩尔%以下。
另外,与聚酯树脂(A)同样,聚酯树脂(B)可以是通过共聚“3官能以上的脂肪族多元醇”、“3官能以上的脂肪族多元羧酸或其酸酐”或“3官能以上的脂肪族多元羟基羧酸”提高了熔融粘度的聚酯树脂,也可以是通过二异氰酸酯、二环氧化合物等偶联剂延长了链长的聚酯树脂。
从熔点和生物降解性的方面出发,相对于脂肪族二羧酸单元和芳香族二羧酸单元的合计(100摩尔%),聚酯树脂(B)中的芳香族二羧酸单元的含量优选为5摩尔%以上、更优选为35摩尔%以上、特别优选为40摩尔%以上,优选为95摩尔%以下、更优选为65摩尔%以下、特别优选为60摩尔%以下。
与上述聚酯树脂(A)同样,聚酯树脂(B)可以通过公知的制法来制造。
聚酯树脂(B)的平均分子量可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定,以聚苯乙烯为标准物质的重均分子量通常为5,000以上1,000,000以下,但出于在成型性和机械强度的方面有利的原因,上述重均分子量优选为10,000以上500,000以下。
用于本发明的聚酯树脂(B)的熔体流动速率(MFR)在190℃、2.16kg下测定时,下 限通常优选为0.1g/10分钟以上、上限通常优选为100g/10分钟以下、进一步优选为50g/10分钟以下、特别优选为30g/10分钟以下。聚酯树脂(B)的熔体流动速率(MFR)可以通过分子量进行调节。
聚酯树脂(B)的熔点优选为70℃以上、进一步优选为75℃以上,优选为205℃以下、进一步优选为180℃以下、特别优选为140℃以下。熔点小于70℃时,组合物的成型性和耐热性差,熔点大于205℃时,与其它成分的熔点差变大,成型性会变差。聚酯树脂(B)的熔点可以通过芳香族二羧酸量、羟基羧酸量进行调节。
1.3.聚酯树脂(C)
用于本发明的聚酯树脂(C)以由脂肪族羟基羧酸单元构成的聚酯树脂为主成分。
作为提供脂肪族羟基羧酸单元的脂肪族羟基羧酸,可以举出例如乳酸、乙醇酸、2-羟基-正丁酸、3-羟基丁酸、4-羟基丁酸、4-羟基戊酸、5-羟基戊酸、2-羟基己酸、6-羟基己酸、3-羟基己酸、2-羟基-3,3-二甲基丁酸、2-羟基-3-甲基丁酸、2-羟基异己酸等、或者它们的低级烷基酯或分子内酯。在这些物质中存在光学异构体时,可以是D体、L体或外消旋体中的任一种,其形态可以为固体、液体或水溶液。这些之中特别优选乳酸或乙醇酸,最优选乳酸。这些脂肪族羟基羧酸可以单独使用,也可以以2种以上的混合物的形式使用。
并且,聚酯树脂(C)可以具有来源于3官能以上的脂肪族羟基羧酸成分的脂肪族羟基羧酸单元。3官能的脂肪族羟基羧酸成分分为(i)在同一分子中具有2个羧基和1个羟基的类型、和(ii)在同一分子中具有1个羧基和2个羟基的类型,任一类型均可使用,但从降低聚酯树脂(C)的着色、异物等以提高品质的观点出发,优选苹果酸等(i)在同一分子中具有2个羧基和1个羟基的类型,更具体地说,优选使用苹果酸等。并且,4官能的脂肪族羟基羧酸成分分为(i)在同一分子中共存3个羧基和1个羟基的类型、(ii)在同一分子中共存2个羧基和2个羟基的类型、(iii)在同一分子中共存3个羟基和1个羧基的类型,任一类型均可使用。具体地说,可以举出柠檬酸、酒石酸等。这些可以单独使用,也可以两种以上混合使用。
聚酯树脂(C)可以含有来源于上述的脂肪族聚酯、芳香族脂肪族聚酯的其它结构单元。以来源于脂肪族羟基羧酸的结构单元和其它结构单元的合计为100摩尔%,聚酯树脂(C)中的其它结构单元的含量的下限通常为0摩尔%以上、优选为0.01摩尔%以上,上限通常为5摩尔%以下、优选为2.5摩尔%以下。
聚酯树脂(C)可以通过将上述原料直接脱水缩聚的方法得到,通过将乳酸、羟基羧酸类的环状二聚体进行开环聚合的方法得到,通过基于微生物的产生等来得到。
用于本发明的聚酯树脂(C)的熔体流动速率(MFR)在190℃、2.16kg下测定时,下限通常为0.1g/10分钟以上、上限通常为100g/10分钟以下、优选为50g/10分钟以下、特别优选为30g/10分钟以下。
1.4.其它成分
在本发明的树脂组合物中,可以作为“其它成分”含有润滑剂、填料(填充剂)、增塑剂、抗静电剂、抗氧化剂、光稳定剂、紫外线吸收剂、染料、颜料、防水解剂等各种添加剂;聚己内酯、聚酰胺、聚乙烯醇、纤维素酯等合成树脂;淀粉、纤维素、纸、木粉、壳多糖·壳聚糖质、椰子壳粉末、核桃壳粉末等动物/植物物质微粉末;或它们的混合物。这些物质可以在不损害本发明的效果的范围内任意使用。这些物质可以单独使用1种,也可以混合2种以上使用。对于这些添加剂的添加量,通常为了不损害生物降解性树脂组合物的物性,混合的物质的总量相对于生物降解性树脂组合物的总量优选为0.01重量%以上40重量%以下。
1.4.1.润滑剂
例如,在本发明的树脂组合物中含有润滑剂的情况下,将树脂组合物制成膜后再成型为袋时的成型性可以得到提高。并且,可容易地打开袋口,能够提高袋的使用性。并且,若袋口易于打开,则袋制造时的检査也容易进行。
作为润滑剂,对其没有特别限定,可以使用公知的润滑剂。具体地说,可以举出石蜡油、固体链烷烃等链烷烃;硬脂酸、棕榈酸等高级脂肪酸;棕榈基醇、硬脂醇等高级醇;硬脂酸钙、硬脂酸锌、硬脂酸钡、硬脂酸铝、硬脂酸镁、棕榈酸钠等脂肪酸的金属盐;硬脂酸丁酯、甘油单硬脂酸酯、二甘醇单硬脂酸酯等脂肪酸酯;硬脂酰胺、亚甲基双硬脂酰胺、乙撑双硬脂酸酰胺、羟基硬脂酸的乙二酰胺、羟甲基酰胺、油酰胺、硬脂酰胺、芥酸酰胺等脂肪酰胺等;巴西棕榈蜡、褐煤蜡等蜡类等。需要说明的是,润滑剂和蜡类可以单独使用1种,也可以将2种以上以任意的比例和组合进行使用。其中特别优选芥酸酰胺。这些润滑剂通常在树脂组合物中以0.01~2重量%使用、优选以0.05~0.5重量%的范围使用。
1.4.2.填料
在本发明的树脂组合物中含有填料时,能够有助于树脂组合物的流动性和结晶化 速度的改良所致的膜成型时的稳定化、膜机械物性的各向异性向性的降低。并且,将树脂组合物制成膜的情况下,能够防止膜彼此粘连。或者,在将膜成型为袋的情况下,袋口也易于打开。进而可以使膜、袋着色,提高其遮光性、光反射性。
填料根据其形状有纤维状、粉粒状、板状、针状的填料,特别优选粉粒状、板状的填料。作为粉粒状填料,可以举出滑石、沸石、硅藻土、高岭土、粘土、二氧化硅、石英粉末等矿物颗粒;碳酸钙、碳酸镁、重质碳酸钙等金属碳酸盐颗粒;硅酸钙、硅酸铝、硅酸镁等金属硅酸盐颗粒;氧化铝、二氧化硅、氧化锌、二氧化钛等金属氧化物颗粒;氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化镁等金属氢氧化物颗粒;硫酸钡、硫酸钙等金属硫酸盐颗粒;炭黑等碳颗粒等。并且作为板状填料,可以举出云母。从易于打开袋口且防止粘连的方面考虑,可以使用滑石、碳酸钙或二氧化硅,并且,从使膜、袋着色并同时提高遮光性或光反射性的方面考虑,使用炭黑、二氧化钛即可。对于填料在膜等成型体或树脂组合物中的分散状态,数均粒径为0.08~25μm、更优选为0.1μm~5μm。若在该范围外,则上述填料的添加效果降低。填料可以单独使用1种,也可以将2种以上混合使用。这些填料在树脂组合物中通常以0.05~40重量%的范围使用。
本发明中,填料可以使用实施了表面处理的填料,这种情况下,填料的分散性的提高、树脂组合物的流动性的提高、制成膜时的平滑性的提高、口开性的提高是可能的。进一步,通过表面处理,可期待减少在树脂组合物中配合的增塑剂等添加剂。作为填料的表面处理方法,通常是利用通常已知的方法将表面处理剂和填料混合,但不限定处理方法。表面处理剂的种类可以举出碳原子数为6以上40以下的直链状脂肪酸、支链状脂肪酸、它们的酯化合物等。
对使用的填料的粒径没有特别限制,基于提高膜物性提高、操作的理由,平均粒径优选为0.5μm以上、更优选为0.6μm以上、进一步优选为0.7μm以上。并且,基于提高膜物性的理由,平均粒径优选为7μm以下、更优选为2μm以下、进一步优选为1.0μm以下。对平均粒径的测定方法没有特别限定,对于测定法的具体例,利用岛津制作所制造的粉体比表面积测定装置SS-100型(恒压式空气透过法)进行测定,求出每1g粉末的比表面积值,利用基于JIS M-8511的空气透过法,测定比表面积,由比表面积的测定结果通过下式算出填料的平均粒径。
[数1]
并且,使用针状填料时的长厚比通常的上限为1000以下、下限为1以上,优选上限为500以下、下限为10以上。最优选上限为100以下、下限为15以上。该比过低时,具有难以显现所期待的刚性、耐热性等物性的倾向,该比过高时,导致外观不良或具有膜物性降低的倾向。此处所说的长厚比是指填料的长径与短径之比。颗粒的长厚比为在视野100μm×100μm的电子显微镜照片中观察到的至少10个以上的颗粒的最长径与最短径之比的算术平均值。
对体积平均粒径的测定方法没有特别限制,可以利用沉降法对分散在分散介质中的颗粒进行测定,或者利用激光器散射解析进行测定,或者利用激光多普勒法进行测定。更具体地说,体积平均粒径是如下得到的值:通过岛津制作所制造的离心沉降式粒度分布测定装置SA-CP4L、岛津制作所制造的粒度分布自动测定装置RS-1000,基于颗粒的沉降速度(斯托克斯法则)进行测定所得到的的值。
对使用的填料的硬度没有特别限制,但若硬度过低,则具有刚性、耐热性等物性降低的倾向,若硬度过高,则具有易于引起外观不良、膜强度的物性降低的倾向,因此优选硬度不过高也不过低。使用的填料的硬度(莫氏硬度)优选上限为9以下、下限为1以上,更优选上限为8以下、下限为2以上,特别优选上限为7以下、下限为3以上。此处所说的莫氏硬度是指用试样物质摩擦标准物质,以有无划伤来测定硬度所得到的值。标准物质如下。硬度1)滑石、硬度2)石膏、硬度3)方解石、硬度4)萤石、硬度5)磷灰石、硬度6)正长石、硬度7)水晶、硬度8)黄玉、硬度9)氧化铝磨料(刚玉)、硬度10)金刚石。
更具体地说,作为填料,可以使用滑石、碳酸钙、二氧化硅、二氧化钛、硫酸钡等,例如作为滑石,可以出富士滑石工业制造的LMS100、LMR100、PKP80、PKP53S。作为碳酸钙,可以举出日东粉化制造的NITOREX30P、NITOREX23P、NS#100、NCC系列的NITOREX30PS、NCC#2310、NCC#1010、NCC-V2300、NCC-V1000,以及MARUO CALCIUM社制造的晶须A等。作为二氧化硅颗粒,可以举出NIPPONAEROSIL社制造的AEROSIL200、AEROSIL300等。作为二氧化钛,可以使用石原产业社制造的CR-60、CR-80、CR-68。
1.4.3.增塑剂
需要说明的是,树脂组合物的流动性差的情况下,添加增塑剂即可。特别是,在树脂组合物中含有填料的情况下,有时树脂组合物的粘度上升,导致树脂组合物的流动性变差,通过在树脂组合物添加增塑剂,可以对其改善。
作为增塑剂,对其没有特别限定,可以使用公知的物质。例如可以举出己二酸甲酯、己二酸二乙酯、己二酸二异丙酯、己二酸二正丙酯、己二酸二-2-乙基己酯、己二酸二异丁酯、己二酸二丁酯、己二酸二异癸酯、二乙二醇二丁醚己二酸酯、壬二酸二-2-乙基己酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二-2-乙基己酯、乙酰基蓖麻油酸甲酯等脂肪酸酯;甘油三乙酸酯等甘油酯;马来酸二乙酯、马来酸二丁酯、马来酸二辛酯、富马酸二丁酯、富马酸二辛酯等马来酸和富马酸酯;己二酸-1,3-丁二醇、环氧化大豆油等聚酯·环氧化酯;三辛基偏苯三酸酯等偏苯三酸酯;三甘醇二乙酸酯、乙酰基柠檬酸三丁酯、甘油二乙酰单丙酸酯、甘油二乙酰单辛酸酯、甘油二乙酸单癸酸酯、甘油二乙酰单月桂酸酯、甘油二乙酰单油酸酯、甘油单乙酰单二十二烷酸酯、甘油单乙酰单硬脂酸酯等乙酰化单甘油酯;双甘油乙酸酯、十聚甘油丙酸酯、四甘油辛酸酯、十聚甘油月桂酸酯、十聚甘油油酸酯、十聚甘油二十二烷酸酯等聚甘油脂肪酸酯;松香衍生物等。这些增塑剂在树脂组合物中通常以0.05~10重量%的范围使用。
1.4.4.抗静电剂
另外,若在本发明的树脂组合物中含有抗静电剂,则在将树脂组合物制成膜后再成型为袋的情况下的成型性可得到提高。并且,膜和树脂的处理也容易。作为抗静电剂,只要不显著损害本发明的效果,就可以使用任意的抗静电剂。作为具体例,优选表面活性剂型的非离子系、阳离子系、阴离子系的抗静电剂。
作为非离子系的抗静电剂,可以举出甘油脂肪酸酯、聚氧乙烯烷基醚、聚氧乙烯烷基苯基醚、烷基二乙醇胺、羟基烷基单乙醇胺、聚氧乙烯烷基胺、聚氧乙烯烷基胺脂肪酸酯烷基二乙醇酰胺类等。其中优选烷基二乙醇胺类等。
作为阳离子系的抗静电剂,可以举出四烷基铵盐、三烷基苄基铵盐等。作为阴离子系的抗静电剂,可以举出烷基磺酸盐、烷基苯磺酸盐、烷基磷酸酯等。其中,优选烷基苯磺酸盐。这是因为,其与树脂的混炼性好、抗静电效果也高。
抗静电剂的用量只要不显著损害本发明的效果就为任意的,相对于生物降解性树脂组合物,通常为0.5重量%以上、优选为1重量%以上,并且通常为5重量%以下、 优选为3重量%以下。超过上述范围时,生物降解性树脂组合物的表面会进一步发粘,将降低制品价值的倾向。并且,低于上述范围时,抗静电性提高效果有降低的倾向。
1.4.5.其它添加剂
作为淀粉,具体可以举出玉米淀粉、糯玉米淀粉、高直链玉米淀粉、小麦淀粉、大米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、木薯淀粉、豌豆淀粉等,它们可以使用未改性物、改性物的任一种。改性包括化学、物理、生物学等的所有的改性方法,作为化学改性,列出有通过酯化、醚化、氧化、还原、偶联、脱水、水解、脱氢、卤化等化学反应对碳水化合物(多糖类)的结构单元的一部分或全部进行改性,特别列出有将羟基醚化、酯化。另外,对于物理改性,列出有改变结晶度等使物理性质发生变化。另外,对于生物学改性,列出有使用生物来改变化学结构等。
作为耐光剂,可以举出癸二酸双(2,2,6,6-四甲基-1(辛氧基)-4-呱啶基)酯、1,1-二甲基乙基氢化过氧化物和辛烷的反应生成物、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟苯基]甲基]丁基丙二酸酯、双(1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、甲基1,2,2,6,6-五甲基-4-哌啶基癸二酸酯、双(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)癸二酸酯、1-[2-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酰基氧基]乙基]-4-[3-(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酰基氧基]-2,2,6,6-四甲基哌啶、聚[[6-(1,1,3,3-四甲基丁基)氨基-1,3,5-三嗪-2,4-二基][(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基]六亚甲基{(2,2,6,6-四甲基-4-哌啶基)亚氨基}]等受阻胺系稳定剂等。耐光剂优选与紫外线吸收剂组合使用,受阻胺系稳定剂与紫外线吸收剂的组合是有效的。
相对于生物降解性树脂组合物,混合耐光剂的量以重量基准计通常为100ppm以上、优选为200ppm以上,并且通常为5重量份以下、优选为1重量份以下、更优选为0.5重量份以下。低于该范围时,耐光剂的效果趋于变小。并且,高于该范围时,制造费趋于提高,具有生物降解性树脂组合物的耐热性变差或耐光剂出现渗出的倾向。
作为紫外线吸收剂,可以举出2-(2H-苯并三唑-2-基)-4-6-双(1-甲基-1-苯基乙基)苯酚、2-(4,6-二苯基-1,3,5-三嗪-2-基)-5-[(己基)氧基]苯酚等。优选紫外线吸收剂将特别是不同种类的紫外线吸收剂组合2种以上来使用。
混合紫外线吸收剂的量只要不显著损害本发明的效果就为任意的,相对于生物降解性树脂组合物,以重量基准计,该量通常为100ppm以上、优选为200ppm以上, 并且通常为5重量%以下、优选为2重量%以下、更优选为0.5重量%以下。低于该范围时,紫外线吸收剂的效果有降低的倾向。并且高于该范围时,具有制造费变得过高、生物降解性树脂组合物的耐热性变差、或紫外线吸收剂出现渗出的倾向。
作为热稳定剂,可以举出二丁基羟基甲苯(BHT;2,6-二叔丁基-4-甲基苯酚)、2,2’-亚甲基双(4-甲基-6-叔丁基苯酚)、季戊四醇四[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]、3,3’,3”,5,5’,5”-六-叔丁基-a,a’,a”-(三甲苯-2,4,6-三基)三-对甲酚、十八烷基-3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯、1,3,5-三[(4-叔丁基-3-羟基-2,6-二甲苯基)甲基]-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H、3H,5H)-三酮、1,3,5-三(3,5-二叔丁基-4-羟基苄基)-1,3,5-三嗪-2,4,6(1H、3H,5H)-三酮、钙二乙基双[[3,5-双(1,1-二甲基乙基)-4-羟苯基]甲基]膦酸酯、双(2,2’-二羟基-3,3’-二叔丁基-5,5’-二甲基苯基)乙烷、N,N’-己烷-1,6-二基双[3-(3,5-二叔丁基-4-羟苯基丙酰胺等受阻酚系热稳定剂;亚磷酸三癸酯、亚磷酸癸基二苯基酯、四(2,4-二叔丁基苯基)[1,1-联苯]-4,4’-二基双亚膦酸酯、双[2,4-双(1,1-二甲基乙基)-6-甲基苯基]乙基酯亚磷酸、双(2,4-二叔丁基苯基)季戊四醇二亚磷酸酯等磷系热稳定剂;3-羟基-5,7-二叔丁基-呋喃-2-酮与二甲苯的反应生成物等内酯系热稳定剂;硫代二丙酸二月桂酯、硫代二丙酸双硬脂基酯等硫系抗氧化剂;等等。
相对于生物降解性树脂组合物,混合热稳定剂的量以重量基准计通常为100ppm以上、优选为200ppm以上,并且通常为5重量份以下、优选为1重量份以下、更优选为0.5重量份以下。低于该范围时,热稳定剂的效果趋于降低。另一方面,高于该范围时,制造费趋于提高,有可能出现热稳定剂的渗出。
作为为了抑制主要由大气中的水分等所致的水解而使用的封端剂,可以举出碳二亚胺化合物、环氧化合物、噁唑啉化合物等,上述的碳二亚胺化合物中,作为单碳二亚胺化合物,可以例示出二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺、二甲基碳二亚胺、二异丁基碳二亚胺、二辛基碳二亚胺、叔丁基异丙基碳二亚胺、二苯基碳二亚胺、二-叔丁基碳二亚胺、二-β-萘基碳二亚胺等。这些之中,出于工业上容易获得的原因,优选二环己基碳二亚胺、二异丙基碳二亚胺。
并且,作为聚碳二亚胺化合物,可以使用例如通过美国专利第2941956号说明书、日本特公昭47-33279号公报、J.Org.Chem.28卷、p2069-2075(1963)和Chemical Review1981、81卷、第4期、p.619-621等所记载的方法制造出的聚碳二亚胺化合物。
作为聚碳二亚胺化合物的制造原料即有机二异氰酸酯,可以举出例如芳香族二异 氰酸酯、脂肪族二异氰酸酯、脂环族二异氰酸酯以及它们的混合物,具体地说,可以例示出1,5-萘二异氰酸酯、4,4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、4,4’-二苯基二甲基甲烷二异氰酸酯、1,3-苯二异氰酸酯、1,4-苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯、2,6-甲苯二异氰酸酯、2,4-甲苯二异氰酸酯和2,6-甲苯二异氰酸酯的混合物;六亚甲基二异氰酸酯、环己烷-1,4-二异氰酸酯、苯二亚甲基二异氰酸酯、异佛尔酮二异氰酸酯、二环己基甲烷-4,4’-二异氰酸酯、甲基环己烷二异氰酸酯、四甲基苯二亚甲基二异氰酸酯、2,6-二异丙基苯基二异氰酸酯、1,3,5-三异丙基苯-2,4-二异氰酸酯等。
作为在有机二异氰酸酯的脱羧缩合反应中使用的碳二亚胺化催化剂,适合的是,有机磷系化合物、通式M(OR)n表示的有机金属化合物(其中,M表示钛、钠、钾、钒、钨、铪、锆、铅、锰、镍、钙、钡等金属原子,R表示碳原子数为1~20的烷基或碳原子数为6~20的芳基,n表示金属原子M可以采取的原子价)。其中,有机磷系化合物中,磷杂环戊烯氧化物类的活性高,因而优选;有机金属化合物中,钛、铪、或锆的醇盐类的活性高,因而优选。
作为磷杂环戊烯氧化物类的具体例,可以例示出3-甲基-1-苯基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物、3-甲基-1-乙基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物、1,3-二甲基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物、1-苯基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物、1-乙基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物、1-甲基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物和它们的双键异构体。其中,特别优选工业上容易获得的3-甲基-1-苯基-2-磷杂环戊烯-1-氧化物。
在这些聚碳二亚胺化合物的合成时,使用能与单异氰酸酯或其它末端异氰酸酯基反应的含活性氢化合物,也能够控制到所期望的聚合度。作为用于这样的目的的化合物,可以例示出苯基异氰酸酯、甲苯基异氰酸酯、二甲基苯基异氰酸酯、环己基异氰酸酯、丁基异氰酸酯、萘基异氰酸酯等单异氰酸酯化合物;甲醇、乙醇、苯酚、环己醇、N-甲基乙醇胺、聚乙二醇单甲基醚、聚丙二醇单甲基醚等含羟基化合物;二乙胺、二环己胺、β-萘胺、环己胺等含氨基化合物;琥珀酸、苯甲酸、环己烷酸等含羧基化合物;乙硫醇、烯丙基硫醇、苯硫酚等含巯基化合物;和各种的含环氧基化合物等。
这些碳二亚胺化合物可以单独使用1种,也可以将2种以上混合使用。在本发明中,特别优选使用聚碳二亚胺化合物,其聚合度的下限为2以上、优选为4以上,上限通常为40以下、优选为20以下。这些碳二亚胺的用量相对于树脂组成物全体通常为0.1~5重量%。
除了上述物质以外,还可以含有公知的表面润湿改善剂、阻燃剂、脱模剂、焚烧辅助剂、颜料、分散助剂、表面活性剂、防水解剂、封端剂、结晶成核剂、增容剂、等。
如此,本发明的树脂组合物为含有聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)而成的,其具有的特征在于,将上述聚酯树脂(A)中的来源于琥珀酸的结构单元的量设定为预定范围内,并且将上述树脂(A)~(C)的配合比设定为预定范围内。通过具有这样的特征的树脂组合物来成型膜时,膜的撕裂强度得到提高,并且具有优异的冲击强度。通过本发明的树脂组合物得到的膜成型为袋时,可以制成难以产生因撕裂所致的破裂、且还难以产生因冲击所致的破裂的袋。或者,将本发明的树脂组合物用作农业用等的地膜的材料也是适合的。
2.树脂组合物的制造方法
作为本发明的树脂组合物的制造方法,可以应用公知的方法。例如,可以举出将共混的聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)的原料切片在同一挤出机中熔融混合的方法,各原料切片在不同的挤出机中熔融后再进行混合的方法等。作为挤出机,可以利用单螺杆或双螺杆挤出机。并且,将聚酯树脂(A)~(C)混合进行加热熔融时也可以添加其它成分进行混配。此时,为了使其它成分均匀分散,也可以使用共混用油等。另一方面,也可以将聚酯树脂(A)~(C)各自的原料切片直接供给至成型机中,制备树脂组合物的同时直接得到膜等成型体。
3.膜
本发明的树脂组合物可以通过应用于通用塑料的各种成型法来成型为膜状。关于成型法,特别是通过挤出成型、吹胀成型来成型时,可明显显示出本发明的效果。更具体地说,可以举出例如,将从T模、I模或圆模等挤出为预定厚度的膜状物、片状物或圆筒状物借助冷却辊、水、压缩空气等进行冷却、固化的法等。此时,在不阻碍本发明的效果的范围内,也可以制成将多种组合物进行层积而成的层积膜。
如此得到的膜状成型体其后可以通过辊法、拉幅法、管式法等实施单向或双向拉伸。拉伸的情况下,拉伸温度通常在30℃~110℃的范围、拉伸倍数在纵、横向分别在0.6~10倍的范围来进行拉伸。并且,拉伸后可以通过吹热风的方法、照射红外线的方法、照射微波的方法、在热辊上接触的方法等来实施热处理。
4.地膜
还优选将本发明的树脂组合物成型来制成农业用等的地膜。关于地膜的成型,使 用上述的公知的方法即可。将本发明的树脂组合物成型所得到的地膜产生以下的效果。对于地膜,可以说适合使用撕裂强度优异的地膜。这点,将本发明的树脂组合物成型所得到的地膜的撕裂强度高、且还具有优异的冲击强度。因此,对于敷设的地膜,能够抑制膜破裂、缺陷部分变大,并且,还能够防止因冲击导致地膜破裂。需要说明的是,本发明的树脂组合物以脂肪族聚酯系树脂、芳香族脂肪族共聚聚酯系树脂、含有脂肪族羟基羧酸的聚酯系树脂之类的成分为主成分,因此,地膜在使用后直接埋入土中也是没有问题的。
5.袋
如上所述可以将得到的膜成型来制成袋。关于袋的成型,可以适用公知的方法。例如,可以通过将吹胀成型的筒状体的末端进行热封来进行成型。此处,如上所述,构成袋的膜在其撕裂强度得到提高的同时还具有优异的冲击强度。若膜的撕裂强度优异,则能够防止袋纵向开裂。并且,通过使冲击强度优异,在打开袋时或在袋中装物品时,能够防止袋的破裂。
实施例
以下举出实施例以及比较例对本发明进一步详细说明。需要说明的是,以下的实施例是用于详细说明本发明而示出的,只要不违反本发明的宗旨,本发明就不限于以下实施例。
<物性的评价>
·MFR值的测定
基于JIS K7210(1990),使用熔体流动指数测定仪,在190℃、负荷2.16kg下测定MFR值。
·1H-NMR的测定
1H-NMR的测定中,在外径5mm的NMR试样管中称取试样约30mg,加入到氘代氯仿0.75mL进行溶解后,使用Bruker社制造的AVANCE400分光计,在室温下测定1H-NMR光谱。化学位移的基准是以四甲基硅烷(TMS)为0.00ppm。
·熔点的测定
对于熔点的测定,使用PerkinElmer株式会社制造的差示扫描量热计(制品名:DSC7),将10mg的样品在流量50mL/分钟的氮气流下加热熔融后,以10℃/分钟的速度冷却,然后,接着以10℃/分钟的速度升温,使用此时的熔解峰温度。
制造例1
[缩聚用催化剂的制备]
在带搅拌装置的玻璃制茄形烧瓶中加入乙酸镁四水合物100重量份,进一步加入400重量份的无水乙醇(纯度99重量%以上)。进一步加入酸式磷酸乙酯(单酯体与二酯体的混合重量比为45:55)65.3重量份,在23℃搅拌。15分钟后在确认到乙酸镁完全溶解后,添加钛酸四正丁酯122.2重量份。进一步继续搅拌10分钟,得到均匀的混合溶液。将该混合溶液转移至茄形烧瓶中,在60℃的油浴中利用蒸发器在减压下进行浓缩。1小时后乙醇几乎被蒸馏除去,残留下半透明的粘稠液体。使油浴的温度进一步上升至80℃,在5Torr的减压下进一步进行浓缩。粘稠液体从表面起慢慢地向粉体状变化,在2小时后完全粉体化。进一步将粉体状的催化剂溶解在1,4-丁二醇中,按钛原子为10,000ppm进行制备。
[脂肪族聚酯系树脂的制造]
在具备搅拌装置、氮气导入口、加热装置、温度计和减压用排气口的反应容器中,投入作为原料的琥珀酸100重量份、1,4-丁二醇99.2重量份、苹果酸0.24重量份,通过氮-减压置换使体系内处于氮气气氛下。
接着,在对体系内进行搅拌下用1小时升温至230℃,在该温度下反应1小时。其后,添加上述的催化剂溶液。添加量为钛原子相对于所得到的聚酯树脂为50ppm这样的量。用30分钟升温至250℃,同时用1小时30分钟减压至0.06×103Pa,进一步在0.06×103Pa的减压下反应4.2小时,得到聚酯树脂。以下有时将该聚酯树脂称为树脂1。
所得到的聚酯树脂的熔点为114℃、MFR值为4.4g/10分钟、构成脂肪族聚酯系树脂的二羧酸单元中的琥珀酸单元为100摩尔%。
制造例2
在具备搅拌装置、氮气导入口、加热装置、温度计和减压用排气口的反应容器中,投入作为原料的琥珀酸100重量份、己二酸32.2重量份、1,4-丁二醇111重量份、DL苹果酸0.31重量份、预先溶解有1重量%氧化锗的90%DL乳酸水溶液7.0重量份。在对容器内容物搅拌下导入氮气,在氮气气氛下从120℃开始反应,用1小时40分钟升温至200℃。接着,用1小时25分钟升温至230℃的同时减压至1mmHg(133Pa),在230℃、1mmHg(133Pa)下聚合4小时,得到聚酯树脂。以下有时将该聚酯树脂称 为树脂2。
所得到的聚酯树脂的熔点为88℃、MFR值为4.2g/10分钟、构成聚酯树脂的二羧酸单元中的琥珀酸单元为79摩尔%。
制造例3
在制造例1中,使琥珀酸为100重量份、己二酸为31.0重量份、1,4-丁二醇为143重量份、苹果酸为0.345重量份,除此以外与制造例1同样地进行聚合,得到聚酯树脂。以下有时将该聚酯树脂称为树脂3。
所得到的聚酯树脂的熔点为91℃、MFR值为3.7g/10分钟、构成聚酯树脂的二羧酸单元中的琥珀酸单元为80摩尔%。
制造例4
在制造例1中,使琥珀酸为100重量份、己二酸为43.6重量份、1,4-丁二醇为155重量份、苹果酸为0.382重量份,除此以外与制造例1同样地进行聚合,得到聚酯树脂。以下有时将该聚酯树脂称为树脂4。
所得到的聚酯系树脂(树脂4)的熔点为83.8℃、MFR值为3.2g/10分钟、构成聚酯树脂的二羧酸单元中的琥珀酸单元为74摩尔%。
制造例5
与制造例2同样,投入琥珀酸100重量份、癸二酸44.6重量份、1,4-丁二醇112重量份、苹果酸0.472重量份、预先溶解有1重量%氧化锗的90%DL乳酸水溶液7.0重量份。在对容器内容物搅拌下导入氮气,在氮气气氛下从160℃开始反应,用1小时升温至220℃,保持1小时。其后,用1小时25分钟升温至230℃的同时减压至1mmHg(133Pa),在230℃、1mmHg(133Pa)下聚合4小时,得到聚酯树脂。以下有时将该聚酯树脂称为树脂5。所得到的聚酯树脂(树脂5)的熔点为87.8℃、构成聚酯树脂的二羧酸单元中的琥珀酸单元为79摩尔%。
实施例1~23、比较例1~4
使用制造例1~5中制造的相当于聚酯树脂(A)的各树脂、以下所示的作为相当于聚酯树脂(B)芳香族脂肪族共聚聚酯系树脂的Ecoflex、以下所示的作为相当于聚酯树脂(C)的由脂肪族羟基羧酸形成的聚酯树脂的LACEA H-400、以下所示的作为填料(D)的碳酸钙,以下表1、表2所记载的组成比进行混配,在200℃利用双螺杆混炼机(池贝钢铁社制造的PCM30)进行混炼,在175℃进行吹胀成型,制作21μm厚的膜。
·Ecoflex(聚己二酸丁二醇酯-对苯二甲酸丁二醇酯系树脂、BASF社制造熔点:120℃)
·LACEA H-400(聚乳酸、三井化学社制造)
·填料(D)
填料1:碳酸钙NITREX30P(日东粉化工业制造平均粒径:0.76μm、比重:2.7、比表面积:30000cm2/g、无处理)
填料2:碳酸钙NCC V2300(日东粉化工业制造平均粒径:0.96μm、比重:2.7、比表面积:23000cm2/g、脂肪酸处理和有机化合物处理)
填料3:碳酸钙NITREX23PS(日东粉化工业制造平均粒径:0.96μm、比重:2.7、比表面积:23000cm2/g、脂肪酸处理)
填料4:碳酸钙NCC#1010(日东粉化工业制造平均粒径:1.2μm、比重:2.7、比表面积:19000cm2/g、无处理)
填料5:碳酸钙NS#100(日东粉化工业制造平均粒径:2.1μm、比重:2.7、比表面积:10500cm2/g、无处理)
关于得到的各膜,实施以下评价。
<艾尔门多夫撕裂强度>
基于JIS K7128-2(1998),对膜成型时的膜流动方向的撕裂强度进行测定。
<冲切冲击强度>
使用东洋精机社制造的膜冲击试验机,基于JIS P8134(1998)对直径50mm的膜的冲切冲击强度进行测定。需要说明的是,在冲击试验机冲切部前端安装直径25.4mm的半球状金属制夹具来进行评价。
<成型性的评价>
利用40mm的挤出机、具有直径60mm的圆模的吹胀成型机,设定吹胀比为2.5mm、厚度为20微米,在吐出量8kg/h、吹气恒定下,对成型性(泡、冷却(フロスト)状态)、膜的开口性、表面外观进行评价。
〔成型性的评价基准〕
○:冷却线低、成型性良好
△:冷却线稍高,但成型性没有问题的状态
×:泡不稳定、不能成型的状态
〔开口性的评价基准〕
○:无阻碍地打开膜的状态
△:稍有阻碍地打开的状态
×:有阻碍,难以打开的状态
〔表面外观的评价基准〕
○:表面状态平滑,极好的状态
△:稍有凹凸,良好的状态
×:凹凸严重,表面粗糙的状态
将评价结果列于下表1和表2。
表1聚酯树脂的配比和聚酯树脂组合物的物性
上述表中,空栏部表示未使用该材料。
表2聚酯树脂和填料的配比以及聚酯树脂组合物的物性
上述表中,空栏部表示未使用该材料。
由表1可知,对于实施例1~9的膜,聚酯系树脂(A)中的来源于琥珀酸的结构单元的量以及聚酯树脂(A)、聚酯系树脂(B)和聚酯树脂(C)的组成比均处于本发明中规定的范围内,由此,具有10N/mm以上的撕裂强度,而且也具有3.6×104[J/m]以上的冲击强度,具有优异的机械强度。而比较例1~4的膜的撕裂强度均低于11N/mm。
由表2可知,对于实施例10~23的膜,聚酯系树脂(A)中的来源于琥珀酸的结构单元的量以及聚酯树脂(A)、聚酯系树脂(B)和聚酯树脂(C)的组成比均在本发明中规定的范围内,添加了填料的组合物具有20N/mm以上的撕裂强度,而且也具有1.1×104[J/m]以上的冲击强度,并且,成型性、开口性、表面外观也良好,具有优异的机械强度、成型性。
以上,就目前最实用的且认为是优选的实施方式来说明本发明,但本发明不限于本申请说明书中所公开的实施方式,在不违反从权利要求和说明书全体读取的发明的要点或者思想的范围内可以进行适宜变更,必须理解为,伴随这种变更的树脂组合物、膜、地膜和袋也包括在本发明的技术范围内。
参照具体及特定的实施方式说明了本发明,对于本领域技术人员来说,在不脱离本发明的精神和范围内可以加以各种变更和修正是显而易见的。本申请基于2011年2月2日提交的日本专利申请(日本特愿2011-020820)、2011年7月20日提交的日本专利申请(日本特愿2011-159398),以参考的形式将其内容引入本说明书。
工业实用性
本发明的树脂组合物含有聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)而成,其具有的特征在于,设定上述聚酯树脂(A)中的来源于琥珀酸的结构单元的量在预定范围内,并且设定上述树脂(A)~(C)的配合比在预定范围内。通过具有这样的特征的树脂组合物成型为膜时,膜的撕裂强度得到提高,并且具有优异的冲击强度。利用本发明的树脂组合物得到的膜成型为袋,由此可以制成难以出现因撕裂所致的破裂、且难以出现因冲击所致的破裂的袋。或者,将本发明的树脂组合物用作农业用等的地膜的材料也是适合的。
Claims (7)
1.一种聚酯树脂组合物,其含有聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C),
所述聚酯树脂(A)为含有脂肪族二醇单元和脂肪族二羧酸单元的脂肪族聚酯系树脂,所述聚酯树脂(A)的全部脂肪族二羧酸单元中含有的琥珀酸单元为64摩尔%以上83摩尔%以下,
所述聚酯树脂(B)为含有脂肪族二醇单元、脂肪族二羧酸单元和芳香族二羧酸单元的芳香族脂肪族共聚聚酯系树脂,所述聚酯树脂(B)的全部二羧酸单元中含有的芳香族二羧酸单元为5摩尔%以上95摩尔%以下,
所述聚酯树脂(C)含有脂肪族羟基羧酸,其中,
相对于聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的合计,含有的聚酯树脂(A)为10重量%~89重量%、聚酯树脂(B)为11重量%~90重量%,并且,
相对于聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)和聚酯树脂(C)的合计,含有的聚酯树脂(C)为1重量%~40重量%。
2.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,构成聚酯树脂(A)的脂肪族二羧酸单元含有碳原子数为2以上40以下的脂肪族二羧酸单元。
3.如权利要求1或权利要求2所述的树脂组合物,其中,所述树脂组合物还含有润滑材料。
4.如权利要求1所述的树脂组合物,其中,所述树脂组合物还含有填料。
5.一种膜,其是将权利要求1~权利要求4的任一项所述的树脂组合物成型而得到的。
6.一种地膜,其是将权利要求1~权利要求4的任一项所述的树脂组合物成型而得到的。
7.一种袋,其是将权利要求5所述的膜成型而得到的。
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PB01 | Publication | ||
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