JP2001048222A

JP2001048222A - 生分解性紐

Info

Publication number: JP2001048222A
Application number: JP22347199A
Authority: JP
Inventors: Atsuko Ueda; 敦子植田; Hiroshi Nishimura; 弘西村
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2001-02-20
Anticipated expiration: 2019-08-06
Also published as: JP4383590B2

Abstract

(57)【要約】【課題】生分解性を有する乳酸系ポリマーを主成分と
した熱可塑性ポリマーからなり、現行の結束機で結束可
能な優れた強力を保持し、使用中はカビや病害虫の発生
がなく、かつ、廃棄後自然環境下に蓄積することのない
機械結束可能な紐を提供する。【解決手段】構成成分の７５重量％以上がポリ乳酸か
らなる土壌分解性を有する紐であって、相対粘度が１．
８以上、複屈折が０．０３５以下であるフィルムが撚数
２０〜１００Ｔ／Ｍで撚状となっていることを特徴とす
る生分解性紐。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性を有する
乳酸系ポリマーを主成分とした熱可塑性ポリマーからな
り、現行の結束機で結束可能であり、優れた強力を保持
し、使用中はカビや病害虫の発生がなく、かつ、廃棄後
自然環境下に蓄積することのない機械結束可能な紐に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、農業用の用途として、プラスチッ
クフィルムが多用されている。例えば、施設園芸ハウス
の外張り用、内張り用等またはトンネルハウス用、マル
チ栽培用等として使用されている。これらの用途には、
主として塩化ビニル系樹脂やオレフィン系樹脂、酢酸ビ
ニル系樹脂フィルムが用いられている。中でも塩化ビニ
ル系樹脂フィルムは、年間約１０万トンの生産量にのぼ
っている。しかし、消費の拡大と共に廃棄物処理が社会
問題となっている。

【０００３】すなわち、塩化ビニル系樹脂フィルムやエ
チレン系樹脂を含むオレフィン系樹脂フィルムは、自然
環境下で分解しないか、または分解速度が極めて遅いた
め、使用後放置されたり、土中に埋設処理された場合、
半永久的に地上や地中に残存することになる。また、海
洋投棄された場合は、景観を損なったり、海洋生物の生
活環境を破壊したりする。特に都市部においては、自然
保護の観点からゴミの埋め立て地の確保が難しくなって
いる。

【０００４】さらに、塩化ビニル系樹脂等を焼却処理し
た場合、塩化水素ガス等の有害ガスが発生し、大気を汚
染するするだけでなく、焼却炉の劣化を促進する。不完
全焼却時に発生するダイオキシンは大きな問題となって
おり、焼却処理には高額な設備投資が必要である。

【０００５】近年、特に農村部においては、ゴミの一部
をコンポストで処理することが推進されている。収穫後
の作物のうち、不要物をコンポストで処理し、肥料とし
て再利用しようとするものである。しかし、従来多く使
用されているオレフィン製の資材が農業残渣に混入し、
これがコンポスト中で分解しないという問題があった。

【０００６】例えば、菊に代表される切り花は、現在約
１０本づつポリエチレンやポリプロピレンのフラット状
の紐で結束機によって結束されて出荷されている。出荷
後の花は、結束紐で結束された茎の部分を裁断して使用
される為、紐がついたままの茎がゴミとして発生する。
従って、コンポスト処理する為には、結束紐を取り除く
必要があり、生分解性結束紐が要望されている。

【０００７】生分解性ポリマーを、農業用資材として用
いるための研究開発は以前から多数行われてきた。生分
解性ポリマーはでんぷん系、脂肪族ポリエステル系が広
く知られているが、でんぷん系の樹脂は、水に溶解する
為、切り花を結束するには不向きであり、脂肪族ポリエ
ステル系の樹脂は強度が低く、結束機での結束が難しい
という問題があった。

【０００８】ポリ乳酸は、延伸することにより強度が高
くなるため、良好な機械特性を示す（特開平６−２５６
４８１号公報等）。しかし、現行の自動結束機は、ポリ
エチレンやポリプロピレンといった高伸度の紐用に設計
されている為、伸度が低く、摩擦抵抗が大きいポリ乳酸
の紐は、結束時に切断する。

【０００９】従って、いまだ生分解性、機械的特性を満
足する結束機で結束可能な紐は上市されていない。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、生分解性を
有し、現行の結束機で結束可能な紐を提供しようとする
ものである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するために鋭意研究の結果、特定の複屈折を有
し、主成分がポリ乳酸であるフィルムの撚り紐は、現行
の結束機で安定して結束可能であることを見出し、本発
明に到達した。すなわち、本発明は、構成成分の７５重
量％以上がポリ乳酸からなる土壌分解性を有する紐であ
って、相対粘度が１．８以上、複屈折が０．０３５以下
であるフィルムが撚数２０〜１００Ｔ／Ｍで撚状となっ
ていることを特徴とする生分解性紐である。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の紐は、構成成分の７５重量％以上が、ポ
リ乳酸成分であることが必要である。ポリ乳酸成分が７
５重量％未満では、生分解性を有したまま紐に必要な強
度を保持することができないばかりでなく、カビや病害
虫の発生を招いたりして好ましくない。また、撚り特性
が損なわれ、フィルムを撚って、撚紐としても、撚りが
ほどけてしまい、その結果、表面積が大きくなり、結束
時の摩擦抵抗が大きくなったり、伸度が低くなったりし
て好ましくない。

【００１３】ポリ乳酸はＬ−乳酸とＤ−乳酸とから構成
され、特にＤ−乳酸の割合（Ｄ％）が８モル％以下、好
ましくは５モル％以下の共重合体あるいは混合体からな
ることが好ましい。

【００１４】また、本発明の目的から外れない範囲でポ
リ乳酸に少量の共重合成分を含有していてもよく、共重
合成分としては、５−ナトリウムスルホイソフタル酸、
イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸等の
芳香族ジカルボン酸成分、アジピン酸、セバシン酸等の
脂肪族ジカルボン酸成分、エチレングリコール、ジエチ
レングリコール、ブチレングリコール、１,４−シクロ
ヘキサンジメタノール、ビスフェノールＡのアルキレン
オキシド付加物、ビスフェノールＳのアルキレンオキシ
ド付加物等のグリコール成分、４−ヒドロキシ安息香
酸、ε-カプロラクトン等のヒドロキシカルボン酸成分
が挙げられる。

【００１５】ポリ乳酸のフィルムは摩擦抵抗が大きいた
め、紐の送りがスムーズにいかず、自動結束時の操業性
を悪化させる場合がある。近年、花き等の梱包は全自動
化されており、結束も全自動ラインに組み込まれてい
る。連続自動結束装置では、ちょっとした不具合が操業
性を悪化させるため、紐の摩擦抵抗を低減させる必要が
ある。紐の摩擦抵抗を低減させる為には、ポリ乳酸と実
質的に非相溶で、かつ、滑剤を０．５〜２０％含有する
生分解性樹脂を構成成分の１〜２０％含有させることが
好ましい。従来、摩擦抵抗を低減させる為には、滑剤を
添加する方法が一般的であるが、単にシリカ等の滑剤を
ポリ乳酸に添加した場合に比べて、滑剤を含有した非相
溶の樹脂をポリ乳酸中にミクロ分散させた方が摩擦抵抗
を低下させる効果が高いのはまさに驚くべきことであ
る。

【００１６】ポリ乳酸と実質的に非相溶な生分解性樹脂
としては、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサ
クシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポ
リカプロラクトン等の脂肪族ポリエステル、脂肪族エス
テルカーボネート、ポリエチレングリコール等が挙げら
れる。ポリ乳酸と実質的に非相溶な生分解性樹脂の含有
量が１％未満では実質的に効果が無く、２０％を超える
とポリ乳酸の良好な機械物性が損なわれる。

【００１７】滑剤としては、従来公知のシリカ、タルク
等の無機滑剤、エチレンビスステアリルアミド等の有機
滑剤が例示されるが、これに限定するものではない。ま
た、無機滑剤と有機滑剤の併用はさらに好ましい。滑剤
は予めポリ乳酸と実質的に非相溶な生分解性樹脂中に
０．５〜２０％分散させてからポリ乳酸に添加する。滑
剤の添加量が０．５％未満では実質的に効果はなく、２
０％を超えるとフィルム製膜時にパック圧が上昇すると
いった製造トラブルを招くため好ましくない。

【００１８】本発明のポリ乳酸系紐には、本発明の目的
を損なわない範囲において、滑剤の他にアンチブロッキ
ング剤、及び制電、難燃、耐光、防汚等の機能性の付与
を目的とした添加剤、艶消剤、顔料等を配合しても差し
支えない。

【００１９】本発明の紐の相対粘度は、少なくとも１．
８以上、好ましくは１．９５以上であることが必要であ
る。ここでいう相対粘度は、フェノール／四塩化エタン
＝５０／５０混合液に紐を０．５ｗｔ％溶解した液の２
０℃における溶液粘度をいう。紐の相対粘度が１．８に
満たない場合は、紐の破断強度が低く、結束時に切断
し、好ましくない。

【００２０】本発明の紐で重要な特性はフィルムの複屈
折である。複屈折は、０．０３５以下、好ましくは０．
０３０以下である必要がある。ここでいう複屈折は、偏
光顕微鏡を用いたレタデーション法で測定する。複屈折
が０．０３５を超えると配向が進んでいる為に切断時に
紐が縦割れ（フィブリル化）を起こし、紐押さえに紐の
かすが堆積して結束の操業性が著しく低下する為好まし
くない。

【００２１】複屈折や滑剤が本発明の要件を満たしても
紐がフラット状では結束紐としては使用できない。フィ
ルムに撚りを加えることにより、初めて結束可能とな
る。すなわち、フィルムに撚りを加えることにより、摩
擦抵抗が低下し、かつ見かけの伸度が向上する為、安定
した結束作業が実現する。撚り数は、２０〜１００Ｔ／
Ｍとすることが必要である。２０Ｔ／Ｍより少ないと、
機械結束時に切断して作業性が悪くなる。撚り数が１０
０Ｔ／Ｍを超えると、撚り工程でフィルムが擦過し、か
えって強力が低くなり好ましくない。この撚り紐は一本
のまま使用してもよいが、より強力が必要なときは合糸
して使用する。撚り工程は、通常、ポリプロピレン等の
紐と同様の公知の方法で行えばよい。

【００２２】フィルムの厚さや幅は特に限定されない
が、作物によって必要な強力が異なる為、撚紐にすると
きの作業性や、必要強力を考えて設計すればよい。

【００２３】本発明の生分解性紐の材料として用いられ
るポリ乳酸系フィルムを製膜する方法としては、例え
ば、溶融キャスト法、溶融押出法、カレンダー法などの
方法を用いることができるが、工業的には溶融押出法が
一般的である。

【００２４】溶融押出法としては、公知のＴダイ法、イ
ンフレーション法等を適用することができる。押出温度
は、好ましくは１９０〜２８０℃、より好ましくは、２
００〜２５０℃の範囲である。成形温度が低すぎると、
製膜成形が不安定となり、高すぎるとポリ乳酸が分解し
て、得られるフィルムの強度が低下したり、着色するな
どの問題が発生し好ましくない。

【００２５】本発明に関わるポリ乳酸系フィルムは、強
度的に一軸延伸することが好ましい。一軸延伸する場合
には、縦方向に１．３〜５倍延伸する。延伸倍率が低す
ぎると、十分に満足しうる強力を有するフィルムが得難
く、また、高すぎると分子配向して複屈折が高くなり、
結束時に紐が縦割れしてフィブリル化が多発するため好
ましくない。

【００２６】延伸温度は用いる乳酸系ポリマーのガラス
転移点（Ｔｇ）〜（Ｔｇ＋５０）℃の範囲が好ましい。
延伸温度がＴｇ未満では延伸が困難であり、（Ｔｇ＋５
０）℃を超えると延伸による強度向上が認められないこ
とがある。また、耐熱性を増す為に延伸後、緊張下で７
０℃以上、融点未満の温度で熱処理を行ってもよい。

【００２７】本発明の紐は、現行の結束機で結束可能で
あるが、紐を押さえるくちばし部分のばね押えを緩める
ことによって、外観や操業性を向上できる。

【００２８】本発明の紐は、特に切り花の結束紐に好適
であるが、用途はこれに限定するものでなく、木、野
菜、花の結束紐はもちろん農業分野以外の結束用紐、梱
包用紐など種々の用途に使用できる。

【００２９】

【実施例】次に、実施例によって本発明を具体的に説明
する。

【００３０】実施例１Ｄ％が１ｍｏｌ％のポリ乳酸（カーギル社製、ＥＣＯＰ
ＬＡ）９５重量部、コロイダルシリカとエチレンビスス
テアリルアミドを各々５％含有したポリブチレンサクシ
ネートアジペート（昭和高分子社製、ビオノーレ）５重
量部（以下、滑剤を含有したビオノーレをビオノーレマ
スターと略称する）をチップ混合して、２１０℃におい
てＴダイが装着された押出機を用いて、溶融混練して押
出し、未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムをス
リットした後、１００℃に加熱し、長さ方向にロール法
にて３．５倍延伸し、８５００デニールの一軸延伸フィ
ルムを得た。得られたフィルムの複屈折は、０．０２５
であった。このフィルムを撚り数４０Ｔ／Ｍで撚り、紐
を作製した。得られた紐の結束操業性を山田機械製の小
型結束機ＹＳ−１０を用いて試験した。菊１０本を一束
に結束する作業を１００回連続的に行い、紐が切断する
回数から切断率を求め、結束安定性を評価したところ、
紐の切断等のトラブルはなく、操業性は良好であった。
また、結束部分の外観も良好であった。

【００３１】実施例２〜３、比較例１ポリ乳酸とビオノーレマスターの混合割合を変えた以外
は、実施例１と同様にして、組成の異なる撚り紐を作製
した。得られた紐の特性を表１に示す。比較例１では、
ビオノーレマスターの含有量が多いために、フィルムの
強力が低くなった。そのため、撚り工程での切断が多発
し、操業性が悪かった。結束テストにおける切断率も高
かった。

【００３２】実施例４、比較例２ポリ乳酸の分子量を変えた以外は、実施例１と同様にし
て、相対粘度の異なるフィルムを得た。得られたフィル
ムを８５００デニールとなる幅にスリットし、表１に記
載した撚数で各々撚り、紐を作製した。得られた紐の特
性を表１に示す。比較例２では、ポリ乳酸の相対粘度が
低いために、フィルムの強力が低くなった。そのため、
撚り工程での切断が多発し、操業性が悪かった。結束テ
ストにおける切断率も高かった。

【００３３】実施例５ビオノーレマスターの代わりにコロイダルシリカとエチ
レンビスステアリルアミドを各々５％含有したポリ乳酸
を５重量％用いた以外は、実施例１と同様にして、組成
の異なるフィルムを得た。得られたフィルムを８５００
デニールとなる幅にスリットし、表１に記載した撚数で
各々撚り、紐を作製した。得られた紐の特性を表１に示
す。連続結束試験の際、紐の送りがスムーズにいかずに
４回ほど切断した。全自動結束装置での使用は若干の問
題があるが、手動の結束機での使用は問題ないレベルで
あった。

【００３４】実施例６、比較例３撚り数を変えた以外は、実施例１と同様にして、撚り数
の異なる撚り紐を作製した。得られた紐の特性を表１に
示す。比較例３では、撚りを加えなかったために、紐の
摩擦抵抗が高く紐の送りがスムーズにいかないというト
ラブルが発生した。紐送り部分の押えをゆるめて試験し
たが、結束時に紐が切断し、結束できなかった。

【００３５】実施例７、比較例４延伸倍率を変更した以外は、実施例１と同様にして、複
屈折の異なるフィルムを得た。得られたフィルムを８５
００デニールとなる幅にスリットし、表１に記載した撚
数で各々撚り、紐を作製した。得られた紐の特性を表１
に示す。比較例４は、複屈折が高く、配向が進んでいる
為に切断時に紐が縦割れ（フィブリル化）を起こし、紐
押さえに紐のかすが堆積して結束の操業性が悪かった。
実施例７は、切断部分がフィブリル化しており、外観上
の問題が若干認められた。

【００３６】実施例８Ｄ％が４ｍｏｌ％のポリ乳酸（カーギル社製、ＥＣＯＰ
ＬＡ）を用いた以外は、実施例１と同様にして、組成の
異なる撚り紐を作製した。得られた紐の特性を表１に示
す。

【００３７】実施例９ビオノーレマスターの代わりに滑剤を含まないポリブチ
レンサクシネートアジペート（ビオノーレ）を用いて組
成の異なるフィルムを得た。得られたフィルムを８５０
０デニールとなる幅にスリットし、表１に記載した撚数
で各々撚り、紐を作製した。得られた紐の特性を表１に
示す。

【００３８】

【表１】

【００３９】

【発明の効果】本発明の紐は、生分解性を有する乳酸系
ポリマーを主成分とするため、使用中はカビや病害虫の
発生がなく、廃棄後は自然環境下に蓄積することがな
い。また、本発明の紐は優れた強力を保持するため、現
行の自動結束機を用いて結束することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】構成成分の７５重量％以上がポリ乳酸か
らなる土壌分解性を有する紐であって、相対粘度が１．
８以上、複屈折が０．０３５以下であるフィルムが撚数
２０〜１００Ｔ／Ｍで撚状となっていることを特徴とす
る生分解性紐。
【請求項２】ポリ乳酸と実質的に非相溶であり、か
つ、滑剤を０．５〜２０％含有する生分解性樹脂を構成
成分の１〜２０％含有していることを特徴とする請求項
１記載の生分解性紐。
【請求項３】複屈折が０．０３０以下であるフィルム
を撚った紐であることを特徴とする請求項１又は２記載
の生分解性紐。