JP2001072822A

JP2001072822A - 樹脂組成物

Info

Publication number: JP2001072822A
Application number: JP25300499A
Authority: JP
Inventors: Yoshimi Umemura; 芳海梅村; Toshiyuki Akazawa; 敏幸赤沢
Original assignee: Kuraray Co Ltd
Current assignee: Kuraray Co Ltd
Priority date: 1999-09-07
Filing date: 1999-09-07
Publication date: 2001-03-21

Abstract

(57)【要約】【課題】成形時のＰＶＡの分解を抑制し、成形性、強
度、耐衝撃性、生分解性に優れた樹脂組成物を提供する
こと。【解決手段】重合度２００〜２０００、けん化度４０
〜１００モル％のポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）、
脂肪族ポリエステル（Ｂ）およびアルカリ金属塩（Ｃ）
からなり、(Ａ)と(Ｂ)の重量組成比（Ａ）／（Ｂ）が９
９／１〜１／９９であり、（Ａ）１００重量部に対して
(Ｃ）がアルカリ金属換算で０．００００８〜０．３重
量部であることを特徴とする樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、成形性、強度、耐
衝撃性、生分解性に優れた樹脂組成物に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、土中、水中に存在する微生物の作
用等により、自然環境下で分解される種々の生分解性樹
脂が開発されている。その中で、ポリビニルアルコール
系樹脂（以下単にＰＶＡと略すことがある）が、優れた
水溶性、親水性、強度を示し、比較的低コストである等
の点から注目されている。しかし、ＰＶＡは融点と分解
温度が近いため、熱溶融成形が困難であった。

【０００３】ＰＶＡに熱溶融成形性を付与するため、こ
れまで可塑剤を添加したり、けん化度を下げたりするこ
とで、ＰＶＡの融点を下げ、熱溶融成形を可能にするこ
とが試みられている。しかし、このようにして得られた
成形品は、長期間高湿度下に放置した際に吸湿し、強度
や形態安定性が著しく低下するという欠点を有してい
る。

【０００４】また、ＰＶＡを変性し、融点を下げて熱溶
融成形を可能にすることも試みられている。しかし、変
性度が小さいと、成形時の熱安定性や着色が改善され
ず、変性度が高いとＰＶＡの優れた性質である水溶性、
親水性が損なわれるという欠点を有している。

【０００５】さらに、ＰＶＡに他の熱可塑性樹脂をブレ
ンドして、溶融成形することも試みられている。しか
し、他の熱可塑性樹脂をブレンドすると、生分解性、親
水性が損なわれるばかりか、この方法ではＰＶＡの融点
はほとんど下がらず、ＰＶＡが成形時に分解するという
ことに起因する成形品の着色や物性低下は改善できてい
ない。近年、種々の生分解性樹脂をブレンドすることが
試みられており、この方法は生分解性を保持する点では
有効であるが、成形時にＰＶＡが分解するという点は、
改善できていなかった。さらにこれら熱可塑性樹脂はＰ
ＶＡと本来相容性が悪く、得られた成形品の物性、特に
耐衝撃性に問題があった。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、この
ような背景下において、成形時のＰＶＡの分解を抑制
し、成形性、強度、耐衝撃性、生分解性に優れた樹脂組
成物を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは上記課題を
解決すべく鋭意検討した結果、上記目的は特定のポリビ
ニルアルコール系樹脂（Ａ）、脂肪族ポリエステル
（Ｂ）およびアルカリ金属塩（Ｃ）からなり、(Ａ)と
（Ｂ）の重量組成比（Ａ）／（Ｂ）が９９／１〜１／９
９であり、（Ａ）１００重量部に対して(Ｃ）がアルカ
リ金属換算で０．００００８〜０．３重量部である樹脂
組成物を提供することにより達成されることを見出し、
本発明を完成するに至った。

【０００８】

【発明の実施の形態】本発明に使用するポリビニルアル
コール系樹脂（Ａ）は重合度２００〜２０００のものが
使用される。重合度が２００未満では得られた成形品の
強度や耐衝撃性が著しく低下する。一方重合度が２００
０を超えると溶融粘度が高くなり、溶融成形が困難とな
る。重合度は２５０〜１５００がより好ましく、３００
〜１０００が特に好ましい。

【０００９】本発明に使用するポリビニルアルコール系
樹脂（Ａ）はけん化度４０〜１００モル％のものが使用
される。けん化度が４０モル％未満では、得られた成形
品を特に高湿下に放置した際に吸湿、軟化、変形しやす
い。けん化度は６０〜１００モル％が好ましく、成形性
をも考慮すると、８０〜９９．５モル％が特に好まし
い。

【００１０】ここでポリビニルアルコール系樹脂とは、
ビニルエステル重合体のけん化物またはビニルエステル
と共重合可能な他のビニルモノマーとの共重合体のけん
化物である。ここでビニルエステルとしては酢酸ビニル
が代表例として挙げられるが、その他にプロピオン酸ビ
ニル、ピバリン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン
酸ビニル、安息香酸ビニル等のビニルエステルも挙げら
れる。これらのビニルエステルは一種あるいは二種以上
混合して使用してもよい。ビニルエステルと共重合可能
なビニルモノマーとしてはエチレン、プロピレン、１−
ブテン、イソブテン等のα−オレフィン系単量体；アク
リルアミド、Ｎ−メチルアクリルアミド、Ｎ−エチルア
クリルアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアクリルアミド等のア
クリルアミド系単量体；メタクリルアミド、Ｎ−メチル
メタクリルアミド、Ｎ−エチルメタクリルアミド、Ｎ，
Ｎ−ジメチルメタクリルアミド等のメタクリルアミド系
単量体；メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテ
ル、ｎ−プロピルビニルエーテル、ｉ−プロピルビニル
エーテル、ｔ−ブチルビニルエーテル、ドデシルビニル
エーテル等のビニルエーテル系単量体；アリルアルコー
ル；ビニルトリメトキシシラン；Ｎ−ビニル−２−ピロ
リドン、イソプロペニルアルコール、７−オクテン−１
−オール、アリルアセテート、イソプロペニルアセテー
ト等が挙げられる。

【００１１】特に炭素数４以下のα−オレフィンを１〜
１８モル％共重合したポリビニルアルコールが、成形
性、熱可塑性樹脂との相容性、生分解性等の点で好適に
用いられ、中でもエチレンを共重合したポリビニルアル
コールが特に好適である。共重合比が１モル％以下では
共重合による効果が顕著でなく、逆に１８モル％を超え
ると、ポリビニルアルコールの持つすぐれた物性、即ち
親水性、水溶性、生分解性が損なわれる。共重合比は３
〜１５モル％であることが特に好ましい。さらにポリビ
ニルアルコール系重合体は、これらのコモノマーの種類
や量、けん化度、重合度のうち少なくともひとつが異な
るポリビニルアルコール系重合体を混合して使用しても
よい。

【００１２】本発明に用いる脂肪族ポリエステル（Ｂ）
としては、例えば、ポリヒドロキシカルボン酸、脂肪族
多価アルコールと脂肪族多塩基酸からなるポリエステ
ル、ポリヒドロキシカルボン酸とポリエステルとの混合
物、ヒドロキシカルボン酸―脂肪族多価アルコール―脂
肪族多塩基酸の各成分を含むランダム共重合体、及びブ
ロック共重合体等が挙げられる。中でもポリ乳酸、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
リカプロン酸が、ＰＶＡとの相容性、得られた成形物の
力学物性等の点で好適に用いられ、特にポリ乳酸が好ま
しい。

【００１３】ここでヒドロキシカルボン酸、脂肪族多価
アルコール、脂肪族多塩基酸としては、公知のものが使
用できる。ヒドロキシカルボン酸の一例としては、グリ
コール酸、乳酸、３−ヒドロキシブチリックアシッド等
が挙げられる。また、脂肪族多価アルコールの一例とし
ては、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロ
ピレングリコール、ジプロピレングリコール、１，３−
ブタンジオール、１，４−ブタンジオール等が挙げられ
る。さらに脂肪族多塩基酸の一例としては、コハク酸、
シュウ酸、マロン酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシ
ン酸等が挙げられる。これらは一種または二種以上が使
用される。

【００１４】本発明は、上記ポリビニルアルコール系樹
脂(Ａ)と脂肪族ポリエステル(Ｂ)を重量組成比（Ａ）／
（Ｂ）が９９／１〜１／９９となるようブレンドした組
成物が用いられる。ＰＶＡ（Ａ）が９９重量％を超える
と、成形性が悪くなり、また得られた成形品が高湿条件
下に放置した際の吸湿、軟化、変形を生じたり、乾燥条
件下においては生分解速度が遅くなったりすることがあ
る。一方ＰＶＡ（Ａ）が１重量％未満では、得られた成
形品の水溶性や親水性、強度、弾性率が低下するばかり
か、生分解速度も遅くなる。成形性、曲げ弾性率などの
成形品物性、生分解性を考慮すると、重量組成比（Ａ）
／（Ｂ）は９５／５〜５／９５であることが好ましく、
９０／１０〜１０／９０であることが特に好ましい。

【００１５】本発明の樹脂組成物にはアルカリ金属塩
（Ｃ）が配合されていることが必要である。特定量のア
ルカリ金属塩を配合することで、溶融成形時の成形性を
付与し、樹脂の劣化、分解、ゲル化、着色が抑制され、
また成形時の酢酸臭を低減させる効果がある。アルカリ
金属塩（Ｃ）の配合量はＰＶＡ（Ａ）１００重量部に対
し、アルカリ金属換算で０．００００８〜０．３重量部
であることが必要であり、０．０００２〜０．２重量部
が好ましく、０．００２〜０．２重量部であることが特
に好ましい。アルカリ金属塩が０．００００８重量部未
満ではＰＶＡ系樹脂の成形時におけるゲル化が顕著にな
り、流動性が低下する。一方配合量が０．３重量部を超
えると成形時の分解や着色、さらには酢酸臭が激しくな
るので好ましくない。アルカリ金属イオンとしてはカリ
ウムイオン、ナトリウムイオン等が挙げられ、それらは
主に酢酸やプロピオン酸等の低級脂肪酸の塩、あるいは
ＰＶＡの末端カルボキシル基の塩、共重合単量体に含ま
れるカルボキシル基やスルホン酸などの塩として存在す
る。アルカリ金属の配合量は灰化し、酸に溶解した試料
を原子吸光光度計により測定した値で示される。

【００１６】本発明に用いる樹脂組成物には、必要に応
じてグリセリン、その誘導体、ポリエチレングリコー
ル、水等の公知の可塑剤が添加されていてもよい。また
他の添加剤、例えば熱安定剤、紫外線吸収剤、耐候安定
剤、酸化防止剤、着色剤、滑剤、離型剤、香料、フィラ
ーなどを本発明の目的が阻害されない範囲で使用でき
る。

【００１７】本発明の樹脂組成物は上記のＰＶＡ
（Ａ）、脂肪族ポリエステル（Ｂ）、アルカリ金属塩
（Ｃ）を所定量配合して得られる。樹脂組成物の配合方
法には特に制限はなく、単に（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）を
ブレンドしただけでも良く、熱溶融混練してペレット等
に加工しても良い。

【００１８】本発明の樹脂組成物は溶融成形が可能であ
り、成形性に優れ、成形時のＰＶＡの劣化、着色が抑制
できるので、押出成形、インフレーション成形、射出成
形、ブロー成形、真空成形、圧空成形等公知の成形方法
にて加工することが出来る。また得られた成形品は、親
水性、強度、弾性率に優れ、高湿条件下に放置しても、
物性低下や変形が少ないため、フィルム、シート、袋、
ボトル、カップ、トレーをはじめ様々な成形品に加工
し、使用することが出来る。また、成形品は使用後、水
中、土中等自然環境下にて分解させることができる。

【００１９】

【実施例】次に、本発明を実施例、及び比較例にてさら
に詳しく説明するが、本発明はこれらの例に限定される
ものではない。なお部、％は特に断りのない限り、重量
部、重量％を指す。また特性値測定方法、成形品の製造
方法は以下の方法による。

【００２０】ポリビニルアルコール系樹脂の特性値測
定方法ＪＩＳ−Ｋ６７２６に従い測定した。成形品の製造方法ＰＶＡ系樹脂、脂肪族ポリエステル、アルカリ金属を所
定量配合、ドライブレンドし、該組成物を、シリンダー
設定温度２２０℃でペレット化した。ペレットをさらに
２２０℃で射出成形することで、長さ１００ｍｍ、幅５
０ｍｍ、厚さ２ｍｍの平板状成形品を得た。ペレット化装置：ラボプラストミル（東洋精機製）、同
方向２軸スクリュー使用。射出成形装置：日精樹脂工業製ＩＮＪＦＳ−８０Ｓ、金
型温度：４０℃、冷却時間：１５秒

【００２１】実施例１重合度５１０、けん化度９７．６モル％、エチレン変性
度７．３モル％のポリビニルアルコール８０重量部に、
重量平均分子量１５００００のポリ乳酸樹脂２０重量部
と、酢酸ナトリウムを０．０８重量部配合しドライブレ
ンド後、ペレット化及び射出成形し、成形品を得た。得
られた成形品を以下の方法で評価した。結果を表２に示
す。

【００２２】（１）着色射出成形後の成形品の着色程度を目視で評価した。評価
は以下の基準で行った。 ◎：着色が見られない ○：わずかに着色 △：かなり着色 ×：極めて激しく着色（２）成形性（流動性）射出成形時に、成形品に樹脂が未充填となった割合
｛（未充填となった成形品個数/全成形品個数）×１０
０｝から流動性を評価した。評価は以下の基準で行っ
た。 ◎：未充填１％未満 ○：未充填率１％以上３％未満 △：未充填率３％以上１０％未満 ×：未充填率１０％以上（３）曲げ弾性率成形品から試験片を切り出し、２０℃、６５％ＲＨで７
日間調湿後、ＪＩＳＫ７２０３に準じて曲げ弾性率を測
定した。（４）生分解性成形品を深さ２０ｃｍの土中に埋めておき、２ヶ月後掘
り出し、消失程度を目視で観察した。評価は以下の基準
で行った。 ◎：ほとんど全て消失していた。 ○：半分以上が消失していた。 △：わずかに消失していた。 ×：ほとんど消失していなかった。

【００２３】実施例２〜１１、比較例１〜８ＰＶＡの重合度、けん化度、変性度、およびポリ乳酸、
酢酸ナトリウムの配合量を表１に示すように変更した以
外は、実施例１と同様に成形品を作製し、評価した。結
果を表２に示す。

【００２４】実施例１２ＰＶＡが、重合度４７０、けん化度９８．３モル％、フ゜
ロヒ゜レン２．９モル％のＰＶＡである以外は、実施例１と
同様に成形品を作製し、評価した。結果を表２に示す。

【００２５】実施例１３脂肪族ポリエステルが、ポリブチレンサクシネートであ
る以外は、実施例１と同様に成形品を作製し、評価し
た。結果を表２に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】

【表２】

【００２８】

【発明の効果】本発明によれば、成形時のＰＶＡの分解
を抑制し、成形性、強度、耐衝撃性、生分解性に優れた
樹脂組成物を提供することができる。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重合度２００〜２０００、けん化度４０
〜１００モル％のポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）、
脂肪族ポリエステル（Ｂ）およびアルカリ金属塩（Ｃ）
からなり、(Ａ)と(Ｂ)の重量組成比（Ａ）／（Ｂ）が９
９／１〜１／９９であり、（Ａ）１００重量部に対して
(Ｃ）がアルカリ金属換算で０．００００８〜０．３重
量部であることを特徴とする樹脂組成物。
【請求項２】ポリビニルアルコール系樹脂（Ａ）が、
炭素数４以下のα−オレフィン単位を１〜１８モル％含
有している請求項１記載の樹脂組成物。
【請求項３】炭素数４以下のα−オレフィンが、エチ
レンである請求項２に記載の樹脂組成物。
【請求項４】脂肪族ポリエステル(Ｂ)が、ポリ乳酸、
ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネー
ト、ポリカプロン酸、およびこれらのコポリマーからな
る群より選ばれた少なくとも１種である請求項１〜３の
いずれかに記載の樹脂組成物。
【請求項５】請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂組
成物を溶融成形して得た成形品。