JP2000017130A - 熱溶融性ポリビニルアルコール系樹脂組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強度及び耐衝撃性に優れるとともに、
形態安定性、剛度が良好で、廃棄焼却が容易であり、か
つ軽量化を図れる成形物を与える熱溶融性ポリビニルア
ルコール系樹脂組成物を提供すること。 【解決手段】 熱溶融可能な粘度平均重合度２００〜５
０００のポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）１００重量
部と、パルプ（Ｂ）５〜１０００重量部を含有する熱溶
融性ポリビニルアルコール系樹脂組成物である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は熱溶融性ポリビニル
アルコール系樹脂組成物に関し、さらに詳しくは、本発
明は、機械的強度及び耐衝撃性に優れるとともに、形態
安定性、寸法安定性、剛度、吸音性が良好で、かつ焼却
時の残査が少ない成形物を与える繊維状物質含有熱溶融
性ＰＶＡ系樹脂組成物に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリビニルアルコール（以下、ＰＶＡと
略記することがある。）は、一般的に強度、タフネスに
優れ、機械的強度は他のプラスチックスと比較してもよ
り優れた素材であることが知られており、フィルム、繊
維糊剤、紙へのコーティング剤などに広く使用されてい
る。またＰＶＡは代表的な水溶性樹脂であり、水と接触
するとＰＶＡのけん化度によって溶解速度は異なるが、
溶解してその形状をなくす性質を有している。さらにＰ
ＶＡは生分解性を有する樹脂であり、水に溶解したＰＶ
Ａは環境を汚染することなく自然に帰る特徴を有してい
る。

【０００３】ところで、熱溶融性ＰＶＡは成形直後は、
硬く弾性率の高い成形物を与えるが、長時間高湿度下に
放置すると吸湿し、形状や強度、伸度、弾性率などが大
きく変化するという問題があった。この問題点を解決す
るために、例えば、種々の添加物の配合や、ＰＶＡのけ
ん化度をできるだけ高くして樹脂の結晶性を高めること
などが試みられている。

【０００４】添加物の配合に関しては、従来から、タル
ク、クレー、炭酸カルシウムなどの無機充填剤を配合す
ることが一般に行われている。しかし、無機充填剤の配
合により、初期の強度や弾性率は上昇するものの、放置
すると時間の経過とともに成形物の物性が変化すること
が多く、形態安定性は全く向上しない場合がほとんどで
ある。その上、耐衝撃性も無機充填剤の配合量が多くな
るとともに低下し、また、廃棄焼却において無機充填剤
の残査処理が必要になり、労力、労費が嵩むなどの新た
な問題が生じるため、無機充填剤の添加のみでは、上記
問題点の解決には至っていない。

【０００５】また、ＰＶＡのけん化度を上げ、樹脂の結
晶性を高める試みについて、得られた成形物は、吸湿速
度が遅く、吸湿しても初期の強度や弾性率を保持しやす
いなど形態安定性は比較的良好に改善されるが、溶融成
形性が大きく低下するという問題がある。すなわち、け
ん化度を高くするとＰＶＡの融点が高くなり、ＰＶＡの
分解温度と成形温度とがきわめて近くなるため、安定し
た成形条件を取り得ないことが多い。このため、通常、
可塑剤などを多量に添加してＰＶＡの融点を下げて成形
することがなされている。しかし、添加した可塑剤のた
めに吸湿性が大きくなり、形態安定性が大きく低下する
という問題が生じる。更に、高けん化度ＰＶＡ成形物で
あっても、高い耐衝撃性は得られないものであった。

【０００６】以上のように、熱溶融性ＰＶＡ成形物の物
性形態安定性の改善に関する種々の添加物の配合、ＰＶ
Ａのけん化度を上げる等の試みは、一部の改良は見られ
るものの、いずれも新たな問題点が生じ、いまだ解決さ
れていないのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
状況下で、機械的強度及び耐衝撃性に優れるとともに、
温度、湿度による影響が少なく形態安定性、寸法安定
性、剛度が良好である成形物を与える経済性効果のある
価格の熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物を提供することを目
的とするものである。さらに、本発明は低コストで、か
つ廃棄処分が容易な熱溶融性ＰＶＡを提供することも目
的の一つである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の好
ましい性質を有する熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物を開発
すべく鋭意研究を重ねた結果、熱溶融可能な特定の重合
度を有するＰＶＡ系樹脂に、特定の繊維状物質を所定の
割合で配合することにより、その目的を達成しうること
を見出した。本発明は、かかる知見に基づいて完成した
ものである。

【０００９】すなわち、本発明は、熱溶融可能な粘度平
均重合度２００〜５０００のＰＶＡ系樹脂（Ａ）１００
重量部と、パルプ（Ｂ）５〜１０００重量部を含有する
ことを特徴とする熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物（以下、
本発明の組成物と略記することがある。）および本発明
の組成物からなるペレットを提供するものである。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の組成物においては、成分
（Ａ）として熱溶融可能なＰＶＡ系樹脂が用いられる。
この熱溶融可能なＰＶＡ系樹脂としては、熱溶融可能な
ものであれば特に制限されず、種々のＰＶＡ系樹脂を使
用することができる。このようなＰＶＡ系樹脂として
は、ビニルエステルを常法に従って重合又は共重合した
のち、けん化処理して得られる重合体が挙げられる。

【００１１】ビニルエステルとしては、酢酸ビニル、プ
ロピオン酸ビニル、ギ酸ビニル、バーサチック酸ビニ
ル、ピバリン酸ビニルなどが挙げられるが、これらに限
定されない。通常工業的に生産され、コスト的に有利な
酢酸ビニルが使用される。ビニルエステルは、単独で又
は２以上組み合わせて用いてもよい。

【００１２】本発明においては、熱溶融可能なＰＶＡ系
樹脂の中でも、成形物の機械的強度、強靱性、可撓性な
どの面から、粘度平均重合度が２００〜５０００の範囲
にあるものが用いられる。この粘度平均重合度が２００
未満のものは、得られる成形物の機械的強度及び低温で
の耐衝撃強度が小さく、落としたり、ものにぶつけたり
した際に壊れやすく、実用的でない。特に肉厚が薄い部
分を含むボトルなどの成形物は、低い重合度のＰＶＡ系
樹脂では強度の点で問題がある。一方、粘度平均重合度
が５０００を超えると溶融粘度が高くなりすぎ、加工性
が悪くなる。成形物の物性及び加工性などを考慮する
と、好ましい粘度平均重合度は３００〜２０００の範囲
である。

【００１３】また、用いるＰＶＡ系樹脂のけん化度は、
熱溶融可能であれば特に制限はなく、広い範囲で選ぶこ
とができる。けん化度は、成形物の機械的強度や靭性、
特に形態安定性に強く関与しており、機械的強度や形態
安定性などを考慮すると、通常４０〜１００モル％、好
ましくは６０〜１００モル％である。

【００１４】一方、本発明の組成物において、成分
（Ｂ）として用いられるのは、パルプである。

【００１５】パルプは、成形物の高い機械的物性を維持
するとともに、形態安定性、寸法安定性、耐衝撃性を改
良し、経済性効果のある価格を与えるために使用され
る。また、荷重撓み温度が大幅に上昇することから、成
形物の耐熱性を向上させる効果も有している。

【００１６】このパルプの配合量は、前記熱溶融可能な
ＰＶＡ系樹脂１００重量部に対し、５〜１０００重量
部、好ましくは２０〜５００重量部、特に好ましくは３
０〜２００重量部の範囲で選定される。この配合量が１
０重量部未満では所望の物性を有する成形物が得られ
ず、本発明の目的が達せられない。一方、３００重量部
を越えると成形性が低下するとともに、強度や靭性など
も低下する。

【００１７】パルプの種類は熱溶融可能なＰＶＡと均一
に混合、成形できれば特に限定は無く、例えば木質パル
プ、竹パルプ、エスバルト、バガス、ポロパルプ、リン
ターパルプなどがあるが、いずれも使用することができ
る。これらの中で特に木質パルプは市場で最も多く使用
され安価であるのみならず、ＰＶＡ樹脂との相容性、分
散性、接着性などに特に優れているため、ＰＶＡ系樹脂
に対して、その物性や成形性を低下させることなく、多
量に配合しうるという特徴があるため好適に用いられ
る。この木質パルプには、製造方法によって、メカニカ
ルパルプ、ケミカルパルプ、セミケミカルパルプ、サラ
シ（未サラシ）パルプなど種々のパルプが含まれるが、
使用に際して特に制限はなく、いずれの木質パルプも使
用できる。

【００１８】また単体或いは複合の紙加工工程で発生し
た廃棄する洋紙、板紙等の裁断紙ロス、屑、印刷不良
物、板紙や紙製品の回収された紙管、本類、包材等の切
削屑、粉砕品などから得られた再生パルプも使用可能で
ある。使用するパルプの形状にも特に制限はなく、一般
的には大きさが０．０５〜２０ｍｍの粒状または綿状の
パルプが用いられる。このパルプは一種のみを用いても
よく、二種以上を組み合わせて用いても良い

【００１９】本発明の組成物には、本発明の目的が損な
われない範囲で、所望により、充填剤、可塑剤、他の熱
可塑性樹脂、さらには着色剤、香料、発泡剤、消臭剤、
増量剤、滑剤、剥離剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤、難
燃剤などの通常の添加剤を適宜配合することができる。

【００２０】前記充填剤は、さらに硬度や剛度を高め、
重量感を与えるとともに、水崩壊性や生分解性の速度を
調整したり、フィルム同士を高湿度下で重ねておくと密
着する現象（いわゆるブロッキング）を防止したり、印
刷性を具備させるために使用できる。この充填剤として
は、例えばタルク、クレー、炭酸カルシウム、シリカ、
マイカ、アルミナ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、窒
化ホウ素、窒化アルミニウムなどの無機充填剤、尿素−
ホルマリン系樹脂、メラミン−ホルマリン系樹脂などの
有機充填剤が挙げられる。この充填剤の配合量は、特に
制限はないが、熱溶融可能なＰＶＡ系樹脂１００重量部
に対し、好ましくは０〜２００重量部、より好ましくは
０〜１００重量部の範囲である。

【００２１】また、前記可塑剤は、融点を低下させて、
成形性を向上させるとともに、成形物に柔軟性と靭性を
付与する効果を有する。本発明の組成物に配合される可
塑剤としては特に制限はなく、ＰＶＡの可塑剤として一
般に用いられているものが使用できる。可塑剤として
は、例えば、グリセリン、ジグリセリン、ジエチレング
リコールなどの多価アルコール類、ポリエチレングリコ
ール、ポリプロピレングリコールなどのポリエーテル
類、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳなどのフェノ
ール誘導体、その他Ｎ−メチルピロリドンなどのアミド
化合物、３価以上の多価アルコール１モルに対し、アル
キレンオキシド２〜４モル程度を付加した化合物、さら
には水などが挙げられる。可塑剤の配合量は、特に制限
はないが、熱溶融可能なＰＶＡ系樹脂１００重量部に対
し、好ましくは０〜５０重量部、より好ましくは５〜２
０重量部の範囲である。

【００２２】本発明の組成物に配合できる他の熱可塑性
樹脂としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、
ＡＢＳ樹脂、ポリスチレンなどの汎用樹脂が挙げられ
る。

【００２３】本発明の熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物の調
製方法については特に制限はない。例えば（１）予め熱
溶融可能なＰＶＡ系樹脂と繊維状物質と所望により用い
られる各種添加成分とをブレンドしたのち、溶融混練す
る方法、（２）所望により用いられる各種添加成分をブ
レンドした熱溶融可能なＰＶＡ系樹脂と繊維状物質と
を、混練機に別々に一定の割合で仕込みながら溶融混練
する方法などが挙げられる。

【００２４】本発明の組成物からなるペレットは、上記
のように溶融混練して得られた組成物をペレタイザー等
を用いてペレット化することにより得られる。

【００２５】ペレットの大きさには特に制限はないが、
外径が通常１〜１０ｍｍ、好ましくは２〜８ｍｍの範囲
で、かつ長さが、通常１〜１２ｍｍ、好ましくは２〜１
０ｍｍの範囲のものが好適である。

【００２６】本発明の組成物又はペレットを用いて溶融
成形する方法には特に制限はなく、公知の各種の成形方
法、例えば射出成形法、ダイレクトブロー成形法、中空
成形法などの押出成形法、圧締成形法、Ｔダイからの押
し出し製膜法、インフレーション製膜法などの中から、
状況に応じて適宜選択することができる。また、この
際、所望により、熱可塑性樹脂を積層してもよい。この
熱可塑性樹脂としては、先に例示した、本発明の組成物
の所望成分として配合できる他の熱可塑性樹脂と同じ樹
脂を挙げることができる。

【００２７】本発明の組成物又はそのペレットから得ら
れた成形物は温度、湿度による影響が少なく、形態安定
性、寸法安定性、耐衝撃性に優れ、高い機械的物性、剛
度、吸音性を有し、かつ充填剤を多く配合して得られた
成形品と比較して軽量であり、廃棄焼却時の残査が少な
いため、種々の用途に供することができる。またＰＶＡ
系樹脂が本来有している生分解性や耐有機薬品性、酸素
バリヤー性などの機能は、本発明の組成物に引き継がれ
ているため、容器、包装、物流、土木等に関連する製
品、部品、部材用の種々の成形品及びフィルムやシー
ト、また製品保護用のパット、ボード、緩衝体、また成
形物に成形してボビンの軸受け、下部ソケット、苗木用
植木鉢、卵パック、果物用カップ、トレイ、工事用の種
々型枠、種々の杭、ボード、角材、またポータブルトイ
レ、トイレタリー、ゴルフのティーやマーカー等に使用
することができる。

【００２８】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をさらに詳しく
説明するが、本発明はこれによって限定されるものでは
ない。なお実施例中特に断りのないかぎり「％」及び
「部」は重量基準を表す。

【００２９】実施例１ ５０℃で２４時間減圧乾燥した粘度平均重合度３５０、
けん化度７３モル％の部分けん化ＰＶＡ粉末１００部
と、再生木質パルプ１００部を混合した後、下記の条件
で溶融混練、ペレット化を行い、本発明の組成物ペレッ
ト（径３ｍｍ、長さ４ｍｍ）を作製した。 ペレット化条件 ２軸 ２０ｍｍφ Ｌ／Ｄ＝２８ 回転数５０ｒｐｍ モーター２００Ｖ 定格２０Ａ 成形温度 １９０℃ このペレットを２００℃で射出成形した。この成形物を
６５％（相対湿度（ＲＨ））の雰囲気下で７日間放置し
て調湿し、物性を第１表に示した。成形物の寸法変化も
小さく、曲げ強度、曲げ弾性率、衝撃強度とも高い値を
示した。

【００３０】実施例２ ＰＶＡのけん化度を４５ｍｏｌ％とした以外は実施例１
と同様にペレット化、射出成形を行い、成形物を調湿
後、物性を第１表に併せて示した。実施例１と同様、成
形物の寸法変化も小さく、曲げ強度、曲げ弾性率、衝撃
強度とも高い値を示した。

【００３１】実施例３ 再生木質パルプの配合量を２５部とした以外は実施例１
と同様にペレット化、射出成形を行い、成形物を調湿
後、物性を第１表に併せて示した。実施例１と同様、成
形物の寸法変化も小さく、曲げ強度、曲げ弾性率、衝撃
強度とも高い値を示した。

【００３２】比較例１ 実施例１のＰＶＡを使用し、パルプを全く配合せず実施
例１と同様にペレット化、射出成形を行い、成形物を調
湿後、物性を第１表に併せて示した。成形物の寸法変化
は大きく、たわみ温度も低かった。又、曲げ強度、曲げ
弾性率、衝撃強度は、本発明の組成物よりもはるかに劣
った。

【００３３】比較例２ 実施例１の木質パルプ１００部の代わりに無機充填剤と
してタルク１００部を用いて混練、ペレット化を行った
が均一な混練ができず、ペレットも作製できなかった。
そのためタルクの配合量を５０部に変更して実施例１と
同様にペレット化、射出成形を行い、成形物を調湿後、
物性を第１表に併せて示した。

【００３４】パルプ無添加の比較例１に比べて、若干物
性は改善されるものの、実施例１〜３と比較すると、成
形物の寸法変化は大きく、たわみ温度も低かった。又、
曲げ強度、曲げ弾性率、衝撃強度は、はるかに劣った。

【００３５】

【表１】

【００３６】なお、表１において、１）〜６）は、それ
ぞれ、以下の方法で測定したことを表す。 １）曲げ強度：ＪＩＳ Ｋ７２０３ ２）曲げ弾性率：ＪＩＳ Ｋ７２０３ ３）密度：重量法 ４）アイゾット衝撃強度：ＪＩＳ Ｋ７１１０（ノッチ
付） ５）形態変形率：一定長さ変化測定 ６）荷重撓み温度：ＪＩＳ Ｋ７２０７

【００３７】

【発明の効果】本発明の熱溶融性ＰＶＡ系樹脂組成物
は、機械的強度及び耐衝撃性に優れる上に、形態安定
性、寸法安定性、剛度が良好で、リサイクルが可能であ
り、廃棄焼却が容易であり、かつ価格低減が可能で軽量
化を図れる成形物を与えることができ、例えば容器、フ
ィルム、シートなどの各種成形物に好適に用いられる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 竹仲 亮 大阪府大阪市中央区竜造寺町８番14号 株 式会社昭和丸筒内 (72)発明者 中山 章弘 大阪府大阪市中央区竜造寺町８番14号 株 式会社昭和丸筒内 (72)発明者 塚田 慎一 大阪府大阪市中央区竜造寺町８番14号 株 式会社昭和丸筒内 (72)発明者 梅村 芳海 岡山県倉敷市酒津1621番地 株式会社クラ レ内 Ｆターム(参考） 4F070 AA02 AA26 AB22 BA02 DA46 FA01 FA17 FB06 FC05 4J002 AH00X BE02W FD010 FD020 GA00 GC00 GG01 GG02 GL00

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 熱溶融可能な粘度平均重合度２００〜５
   ０００のポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）１００重量
   部と、パルプ（Ｂ）５〜１０００重量部を含有すること
   を特徴とする熱溶融性ポリビニルアルコール系樹脂組成
   物。
2. 【請求項２】 請求項１記載の熱溶融性ポリビニルアル
   コール系樹脂組成物からなるペレット。