JP2001089649A - 樹脂組成物および生分解性水切り袋 - Google Patents

樹脂組成物および生分解性水切り袋

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Hiroshi Sakano
博 坂野
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  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Biological Depolymerization Polymers (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 実用性、成形性および後加工性に優れかつ堆
肥中において適度な速度で生分解する水切り袋を提供す
る。 【解決手段】 生分解性直鎖状脂肪族ポリエステル系樹
脂、生分解性分枝状脂肪族ポリエステル系樹脂およびポ
リ乳酸樹脂の混合物に滑剤を添加した組成物、ならび
に、この組成物を用いた生分解性の優れたネットまたは
シートよりなる水切り袋。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生ゴミなどを収集
したのち、生分解性を有するために堆肥化が可能な生分
解性水切り袋を製造するのに適した樹脂組成物、および
この樹脂組成物を用いたネットまたはシートから製造さ
れる生分解性水切り袋に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、台所などで発生する生ゴミを入れ
る目的で、水切り性の良い、ネット状や、小さい穴が無
数に開けられた袋が、排水口や三角コーナーに用いられ
ている。穴の無い袋であると、底部に水が溜まり重量が
嵩んだり、穿孔時に汚水が漏れたり、通気性がほとんど
なく悪臭が発生するなど、この用途には不向きであるた
めである。従来、このような水切り袋は、ポリエチレン
などの非生分解性の素材からできているものが主流であ
るために、生ゴミを堆肥化する際には分別しなければな
らず、手間がかかり悪臭に曝されてしまうという問題が
ある。そこで、堆肥中に放置しても、微生物による分
解、いわゆる生分解を受け、炭酸ガスと水というクリー
ンな物質に変化する生分解性樹脂が、地球環境への負担
が少ないという観点から、脚光を浴びている。このよう
に、生分解性樹脂は、容器包装などで実用化が始まって
おり、水切り袋の素材としても検討され始めている。
【0003】生分解性樹脂には、ポリカプロラクトン、
ポリブチレンサクシネート、ポリ(3−ヒドロキシブチ
レート−3−ヒドロキシバリレート)ランダム共重合体
に代表される脂肪族ポリエステル、ポリ乳酸、澱粉、セ
ルロース化合物やポリビニルアルコールなどがあり、こ
れらは単体の他にブレンドやアロイの形で使用されてい
る。これらの生分解性樹脂は、樹脂ごとに差があるもの
の、適切な条件下において堆肥中で生分解される性質を
有している。
【0004】しかしながら、上記の樹脂は、成形加工
性、柔軟性、剛性、強度などで、一長一短の特徴を有し
ており、水切り袋の素材として不適当なものもある。例
えば、以下に述べるような問題点がある。すなわち、澱
粉と変性ポリビニルアルコールのアロイは、成形温度と
分解温度が近いため加工条件の幅が狭く、また成形品の
耐水性が低い。セルロース系のものは、単体では非常に
硬いので可塑化しなければならない。ポリカプロラクト
ンは、融点が低いため、高温で使用する用途では変形し
てしまい、水切り袋には不向きである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来のポリ
エチレン製ネット状の水切り袋と同等の性能を有し、か
つ生ゴミを入れたのち、分別しなくとも、堆肥化が可能
な生分解性水切り袋を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は、(A)JIS
K 7210(温度;190℃、荷重;2.16k
g)におけるMFRが5.0g/10分以下、かつ、融
点が90℃以上である、琥珀酸およびアジピン酸と、エ
チレングリコールおよび/または1,4−ブタンジオー
ルとの直鎖状共重合体(以下「(A)直鎖状共重合体」
ともいう)31〜59重量%、(B)JIS K 72
10(温度;190℃、荷重;2.16kg)における
MFRが5.0g/10分以下、かつ、融点が90℃以
上である、琥珀酸とエチレングリコールおよび/または
1,4−ブタンジオールと3官能以上のオキシカルボン
酸を反応して得られる、分岐構造を持った(共)重合体
(以下「(B)分岐状(共)重合体」ともいう)11〜
29重量%、(C)JIS K 7210(温度;19
0℃、荷重;2.16kg)におけるMFRが5.0g
/10分以下、かつ、融点が150℃以上である、ポリ
乳酸樹脂11〜49重量%〔ただし、(A)+(B)+
(C)=100重量%〕を主成分とする混合物100重
量部に対し、(D)滑剤0.6〜1.9重量部を添加し
た樹脂組成物、ならびに、この樹脂組成物を用いたネッ
トまたはシートよりなる生分解性水切り袋に関する。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明では、樹脂の組成を工夫す
ることにより、上記の生分解性樹脂の問題を解決するこ
とができ、また、成形方法においても改良を行い、この
樹脂組成物から、ネット状の水切り組成物を得たもので
ある。
【0008】本発明においては、樹脂組成物に、(A)
琥珀酸およびアジピン酸と、エチレングリコールおよび
/または1,4−ブタンジオールとの直鎖状共重合体を
用いることにより、他の生分解性樹脂には見られない優
れた強度、柔軟性および加工性を持たせることができ
る。この(A)直鎖状共重合体にアジピン酸が導入され
ていないと、堆肥中での生分解性が極めて遅くなり、堆
肥化の上で支障がでる。好ましいアジピン酸の割合は、
(A)成分を構成するジカルボン酸成分中に、1.0〜
30.0モル%、さらに好ましくは10.0〜30.0
モル%である。
【0009】なお、(A)直鎖状共重合体は、脂肪族ジ
カルボン酸とグリコール成分との通常のポリエステル重
合反応により製造することができる。また、(A)直鎖
状共重合体の分子量は、ポリスチレン換算の数平均分子
量で、通常、1.0万〜30.0万、好ましくは3.0
万〜30.0万である。
【0010】(A)直鎖状共重合体の樹脂組成物中の配
合割合は、混合物中に、31〜59重量%、好ましくは
40〜55重量%である。31重量%未満であると、得
られるシートやネットの柔軟性が失われ、一方、59重
量%を超えると、結晶化が遅くなるため、成形時にネッ
クインが大きくなり、ネットに成形した場合には充分な
製品幅が得られない。
【0011】本発明においては、混合組成物に(B)琥
珀酸とエチレングリコールおよび/または1,4−ブタ
ンジオールと3官能以上のオキシカルボン酸を反応して
得られる、分岐構造を持った共重合体を用いることによ
り、上記の(A)直鎖状共重合体単独の場合より結晶化
速度を速くすることができ、成形時にネックインを小さ
く抑えることが可能となる。分岐構造をもたせるため
に、(B)分岐状(共)重合体を製造する際に用いられ
る、3官能以上のオキシカルボン酸としては、(a)1
個のヒドロキシル基と2個のカルボキシル基とを同一の
分子中に有するタイプ、(b)2個のヒドロキシル基と
1個のカルボキシル基とを同一分子中に有するタイプの
いずれも使用できる。例えば、リンゴ酸、クエン酸、酒
石酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、ベン
ゾフェノンテトラカルボン酸無水物などが挙げられる
が、これらに限定されるものではなく、分岐構造を持つ
(共)重合体を得ることができればどのようなものであ
ってもよい。3官能以上のオキシカルボン酸の割合は、
全酸成分中に、0.1〜5.0モル%、好ましくは0.
5〜5.0モル%、さらに好ましくは、1.0〜3.0
モル%である。
【0012】なお、(B)分岐状(共)重合体は、琥珀
酸とエチレングリコールおよび/または1,4−ブタン
ジオールと3官能以上のオキシカルボン酸を用い、通常
のポリエステル重合反応により製造することができる。
また、(B)分岐状(共)重合体の分子量は、ポリスチ
レン換算の数平均分子量で、通常、1.0万〜30.0
万、好ましくは3.0万〜30.0万である。
【0013】この(B)分岐状(共)重合体の樹脂混合
物中の配合割合は、11〜29重量%、好ましくは15
〜25重量%である。11重量%未満であると、充分な
効果が得られず、一方、29重量%を超えると、この樹
脂組成物から得られる、シートやネットの伸びが失われ
生分解性も低下する。
【0014】本発明では、樹脂混合物に(C)ポリ乳酸
樹脂を配合することにより、剛性が大きくなり、また融
点が高くなるため後加工時のヒートシール性および裁断
性を向上することができる。本発明に用いられる(C)
ポリ乳酸樹脂としては、ポリ乳酸を主成分とする脂肪族
ポリエステルが挙げられる。これは、ポリマー中に占め
る乳酸に由来する成分が50重量%以上のもので、例え
ば、(1)ポリ乳酸ホモポリマー、(2)ポリ乳酸に他
の脂肪族ポリエステル形成性原料を少量(50重量%以
下)ブロック共重合したもの、(3)ポリ乳酸に他の脂
肪族ポリエステル形成性原料を微量(10重量%以下)
ランダム共重合したものなどが挙げられる。
【0015】ポリ乳酸に共重合可能な脂肪族のポリエス
テル形成性原料としては、(a)グリコール酸、ヒドロ
キシブチルカルボン酸などのような脂肪族ヒドロキシカ
ルボン酸、(b)グリコリド、ブチロラクトン、カプロ
ラクトンなどの脂肪族ラクトン、(c)エチレングリコ
ール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサ
ンジオールなどのような脂肪族ジオール、(d)ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、エチルプロ
ピルエーテルグリコール、ビスヒドロキシエチルプロパ
ン、ビスヒドロキシプロピルブタン、ポリエチレングリ
コール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレンエー
テルなどのような脂肪族ポリエーテルグリコール、これ
らの共重合体およびこれらのオリゴマー、(e)ジヒド
ロキシブチルカーボネート、ジヒドロキシヘキシルカー
ボネート、ポリブチレンカーボネート(グリコール)、
ポリヘキサンカーボネート(グリコール)、ポリオクタ
ンカーボネート(グリコール)などの脂肪族ポリカーボ
ネートグリコール、これらの共重合体およびオリゴマ
ー、(f)琥珀酸、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪
族ジカルボン酸などが挙げられる。
【0016】上記ポリエステル原料から得られるポリマ
ー、例えばポリカプロラクトン、ポリグリコール酸、ポ
リエチレンアジペート、ポリエチレンセバケート、ポリ
ブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート、ポリ
ブチレンセバケート、ポリヘキサンアジペート,ポリヘ
キサンセバケートなどをポリ乳酸とブロック共重合する
ことは容易である。また、脂肪族の原料以外の、例えば
フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸その他の芳香族
ポリエステル原料も、少量(例えば20重量%以下)共
重合することもできる。以上の(C)ポリ乳酸樹脂の分
子量は、ポリスチレン換算の数平均分子量で、通常、
3.0万以上、好ましくは10.0万以上である。
【0017】(C)ポリ乳酸樹脂の量は、樹脂混合物中
に、11重量%〜49重量%、好ましくは20〜40重
量%である。11重量%未満であると、充分な効果が得
られず、一方、49重量%を超えると押し出し負荷が大
きくなり、成形することができない。
【0018】本発明で用いられる樹脂成分である
(A)、(B)、(C)成分は、何れも、JIS K
7210に準拠した、温度190℃、2.16kg荷重
におけるMFRが5.0g/10分以下でなければなら
ない。MFRが5.0g/10分を超えると、溶融張力
が小さくなり過ぎ、インフレーション形成やネット成形
が不可能になってしまう。また、本発明で用いられる樹
脂(A)、(B)、(C)成分は、何れも融点が90℃
以上でなければならない。90℃未満であると、シート
やネットが熱湯に接触した際、破れて内容物がこぼれて
しまう。
【0019】本発明では、上記の樹脂(A)、(B)お
よび(C)の混合物に対し、(D)滑剤を加えることに
より、成形の際の冷却固化時に用いられる部品との離型
性を向上させることができる。(D)滑剤としては、各
種高級脂肪酸系のものが使用できる。例えば、ステアリ
ン酸アマイド、メチレンビスステアリン酸アマイド、オ
レイン酸アマイド、エルカ酸アマイドおよびこれらの精
製物などが挙げられる。そのほか、各種滑剤を用いても
差し支えない。このような(D)滑剤の添加量は、上記
樹脂(A)、(B)および(C)を主成分とする混合物
100重量部に対し0.6〜1.9重量部、好ましくは
0.6〜1.0重量部である。0.6重量部未満では、
冷却固化時に用いられるガイド部品とのサービス滑性が
充分でなく、一方、1.9重量部を超えると、溶融樹脂
の滑性が過剰となり、インフレーション成形あるいは、
ネットの成形が不可能となってしまう。
【0020】このような本発明の樹脂組成物は、これを
シート状あるいはネット状に成形して、優れた、生分解
性の水切り袋を得ることができる。シート状の水切り袋
を製造する場合、シートの厚さは20.0μm〜30.
0μmが好ましい。20.0μm未満では水切り袋とし
て強度が足りず、一方、30.0μmを超えるとコスト
が高くなっている。シートの成形は、Tダイ法、インフ
レーション法など通常の成形方法で行えばよく、使用す
る樹脂に適した方法を選べばよい。このようにして得ら
れたシートには、水切り袋として使用するために、水切
り用の孔を開けなくてはならない。孔径は、1.0mm
〜2.0mmが好ましく、孔の数はシート1.0cm2
当たり1〜50個が好ましい。また、開孔率は20〜4
0%が好ましい。孔径が1.0mm未満では、目詰まり
して水が抜けにく、一方、2.0mmを超えると細かい
ゴミが出てしまい、好ましくない。また、開孔率が20
%未満では水が抜けにくく、一方、40%を超えるとシ
ートが破れやすくなり、好ましくない。このようにして
得られた孔の開けられたシートは、所定の位置をシール
して袋状にする。シールはヒートシールなどにより行え
ばよく、どのような方法でもよい。
【0021】また、本発明の樹脂組成物はネット状に成
形することもできる。ネット状に成形するには、通常、
行われている方法を用いることができる。図1は、本発
明の樹脂組成物を円形ダイを用いて菱形ネットに成形す
る方法の一例を示す断面図である。このような円形ダイ
を用いて成形する際には、従来のポリエチレン製ネット
製造時であれば、ダイスよりネット状に押し出された溶
融組成物1を水槽中で冷却固化するにあたり、通常、ガ
イドとして高さ1cm以下のものが用いられている。し
かしながら、本発明の樹脂組成物をこのように成形する
には、図1に示すような高さ5cm以上の釣鐘型のガイ
ド2を用いることが好ましい。高さが5cm未満である
と、本発明の組成物は結晶化が遅いので、ガイドでネッ
ト幅を拡張してもガイド通過後に収縮してしまい、製品
幅が不十分となることがある。高さ5cm以上の釣鐘型
のものを用いれば、ネット幅を拡張した状態での冷却固
化時間が長くなるため、収縮を抑えることができ、充分
な製品幅のものが容易に得られる。
【0022】このようにして得られたネットは、重なっ
ていないネット重量(目付)を20〜100g/m2
好ましくは30〜50g/m2 とすることで、最適な強
度が得られ、また、袋状にするための後加工時のヒート
シール、裁断工程での作業が潤滑に行われる。20g/
2 未満であると、ネット成形が容易でなく、一方、1
00g/m2 を超えると、ヒートシール、裁断工程にお
けるコンベヤベルトでの送りが劣るためにヒートシー
ル、裁断の位置がばらついてしまい好ましくない。この
ようして得られる本発明の水切り袋の形状は、特に限定
されるものではなく、流しの水切り用三角コーナー、排
水口のゴミ捕集かごなどの内面を充分に覆えるものであ
ればよい。
【0023】
【実施例】以下に本発明を実施例により詳細に説明す
る。ただし、本発明は下記実施例により制限されるもの
ではない。なお、以下に示すようにネット成形したの
ち、ヒートシールおよび裁断を行なった。
【0024】実施例1 (A)琥珀酸およびアジピン酸と1,4−ブタンジオー
ルとの直鎖状共重合体(190℃、2.16kg荷重に
おけるMFR=2.0g/10分、融点96℃)50重
量%、(B)琥珀酸と1,4−ブタンジオールとリンゴ
酸との分枝構造をもった共重合体20重量%(190
℃、2.16kg荷重におけるMFR=3.0g/10
分、融点114℃)、(C)ポリ乳酸(190℃、2.
16kg荷重におけるMFR=1.5g/10分、融点
175℃)30重量%の混合物100重量部に対し、
(D)滑剤として、メチレンビスステアリン酸アマイド
(融点143℃)1.0重量部を添加した樹脂組成物を
溶融押出しのち、図1に示すような円周18cm、高さ
8cmの吊り鐘型ガイド2を用いて成形および後加工し
ネットを得た。
【0025】比較例1 実施例1で用いた(A)直鎖状共重合体50重量%、
(B)分岐状(共)重合体50重量%の樹脂混合物10
0重量部に対し、実施例1で用いた(D)滑剤1.0重
量部を添加した組成物を実施例1と同様にして成形して
ネットを得たが、後加工のヒートシール性、裁断性に劣
るものであった。
【0026】比較例2 実施例1で用いた(A)直鎖状共重合体70重量%、
(C)ポリ乳酸30重量%の樹脂混合物100重量部に
対し、実施例1で用いた(D)滑剤1.0重量部を添加
した組成物を、実施例1と同様にして成形してネットを
得たが、ネットは規定の製品巾を満足しないものであっ
た。
【0027】比較例3 実施例1で用いた(B)分岐状(共)重合体20重量
%、(C)ポリ乳酸80重量%樹脂混合物100重量部
に対し、実施例1で用いた(D)滑剤1.0重量部を添
加した組成物を実施例1と同様にして成形を試みたが、
押出し負荷が大きすぎネット成形は不成功であった。
【0028】比較例4 実施例1で用いた(A)直鎖状共重合体50重量%、
(B)分岐状(共)重合体20重量%、(C)ポリ乳酸
30重量%の樹脂混合物を実施例1と同様にして成形し
てネットを得たが、ネットは規定の製品巾を満足しない
ものであった。
【0029】比較例5 実施例1で用いた(A)直鎖状共重合体50重量%、
(B)分岐状(共)重合体20重量%、(C)ポリ乳酸
30重量%の樹脂混合物100重量部に対し、実施例1
で用いた(D)滑剤1.0重量部を添加した組成物を溶
融押出しのち、円周18cm、高さ1cmのガイドを用
いて成形してネットを得たが、ネットは規定の製品巾を
満足しないものであった。
【0030】参考例1 高密度ポリエチレン50重量%、低密度ポリエチレン5
0重量%の樹脂混合物を溶融押出しのち、円周18c
m、高さ1cmのガイドを用いて成形および後加工しネ
ットを得た。しかしながら、生分解性を全く示さないた
めに、本発明の目的に合致しないものであった。
【0031】以上の実施例1、比較例1〜5および参考
例1について、以下の判定を行い、その結果を表1およ
び表2に示した。なお、表中のphrは、樹脂混合物1
00重量部に対する重量部数を表す。また、各種の評価
は、次のようにして測定した。
【0032】(ネット巾)円周18cmの(吊り鐘型)
ガイドに対して規定の18cmのネット製品が得られる
か否かを判定した。 (ネット成形性)押出しからネット成形、巻取りまでの
判断基準を以下に示す。 ○:ネットの網目が均一に成形でき、巻き取るまでに皺
が入らない。 △:ネットの網目は均一に成形できるが、巻き取るまで
に皺が入る。 ×:ネットとして成形できない。
【0033】(ヒートシール性)ネット下部を熱板によ
りヒートシールした時の判断基準を以下に示す。 ○:熱板にネット材が溶着することなく、かつ十分なシ
ール強度が得られる。 ×:熱板にネット材が溶着しヒートシールできない。 (裁断性)巻き取ったネット原反をヒートシール後、規
定巾に裁断する際の判断基準を以下に示す。 ○:切断部が直線にカットできる。 △:カットはできるが、切断部が不揃いで一部切断でき
ない場合がある。 (生分解性)最大容水量の50重量%含水比コンポスト
を用いて温度45℃の条件で試験を行ない、重量減少率
を測定した。
【0034】
【表1】
【0035】実施例1で得られた水切りネットを排水口
に設置して生ゴミ収集に一週間使用したが、破れたり目
詰まりを起こすこともなく、水切り性は良好であった。
【0036】
【発明の効果】本発明により、生分解性を有するために
廃棄されても形を残さず地球の環境保全に貢献し、一方
で生ゴミの水切り性という本来の実用性を低下させるこ
ともなく、丈夫できわめて効果的な水切り袋を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の樹脂組成物を円形ダイ法によりネット
状に成形する際に用いられる装置の一例の断面図であ
る。
【符号の説明】
1;ダイスよりネット状に押しだされた溶融組成物 2;釣鐘形ガイド
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) C08L 67/04 C08L 67/04 (72)発明者 坂野 博 東京都中央区日本橋本町3丁目11番5号 理研ビニル工業株式会社内 (72)発明者 射矢 健 東京都中央区日本橋本町3丁目11番5号 理研ビニル工業株式会社内 Fターム(参考) 3E064 BA10 BA21 FA01 HD01 4F071 AA44 AC12 AE11 AF45 AF52 AH04 BA01 BB06 BC01 BC13 4J002 CF03W CF033 CF18X EP016 FD176 GG02

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (A)JIS K 7210(温度;1
    90℃、荷重;2.16kg荷重)におけるMFRが
    5.0g/10分以下、かつ、融点が90℃以上であ
    る、琥珀酸およびアジピン酸と、エチレングリコールお
    よび/または1,4−ブタンジオールとの直鎖状共重合
    体31〜59重量%、 (B)JIS K 7210(温度;190℃、荷重;
    2.16kg)におけるMFRが5.0g/10分以
    下、かつ、融点が90℃以上である、琥珀酸とエチレン
    グリコールおよび/または1,4−ブタンジオールと3
    官能以上のオキシカルボン酸を反応して得られる、分岐
    構造を持った(共)重合体11〜29重量%、 (C)JIS K 7210(温度;190℃、荷重;
    2.16kg)におけるMFRが5.0g/10分以
    下、かつ、融点が150℃以上である、ポリ乳酸樹脂樹
    脂11〜49重量%〔ただし、(A)+(B)+(C)
    =100重量%〕を主成分とする混合物100重量部に
    対し、 (D)滑剤0.6〜1.9重量部 を添加した樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1記載の樹脂組成物を用いたネッ
    トまたはシートよりなる生分解性水切り袋。
JP26829199A 1999-09-22 1999-09-22 樹脂組成物および生分解性水切り袋 Expired - Fee Related JP4323023B2 (ja)

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