JP2001146523A - 生分解性収縮チューブ - Google Patents

生分解性収縮チューブ

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滋憲 寺田
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 歪みが抑制された、安定的に生産可能な生分
解性収縮チューブを得ることを目的とする。 【解決手段】 ポリ乳酸系重合体とガラス転移点が0℃
以下である生分解性脂肪族ポリエステルとを主成分とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】この発明は、生分解性樹脂を
主成分とする熱収縮チューブに関する。
【0002】
【従来の技術】従来からコンデンサ等の電子部品の外装
用として、ポリ塩化ビニルからなる収縮チューブが広く
使用されている。この収縮チューブは、乾燥した樹脂を
チューブ状に押出し、得られたチューブに気体を圧入し
て、その状態で加熱を行う加熱ゾーン(延伸ゾーン)で
少なくとも径方向に延伸(チューブラー延伸)させて製
造する。製造された延伸チューブは、チューブ内に封入
されている空気を少量ずつ漏らしながら偏平化して巻き
取られる。
【0003】しかし、上記のポリ塩化ビニルは、廃棄さ
れたときの処理問題が指摘されている。すなわち、ポリ
塩化ビニルは自己消化性のため、焼却炉で焼却すること
ができないため、埋め立て処理される場合が多い。この
とき、その化学的、生物学的安定性のため、ほとんど分
解せずに残留し、埋立地の寿命を短くする等の問題を起
こしている。
【0004】この環境問題に対し、近年においては、非
塩ビ化が進み、ポリエチレンテレフタレートを用いた収
縮チューブに変わりつつある。
【0005】さらに、さらなる環境問題の高まりから、
最近、生分解性脂肪族ポリエステル材料の開発が進めら
れており、収縮チューブについても、ポリ乳酸製の収縮
チューブの開発が検討されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、溶融押
出し直後のポリ乳酸は、結晶性がほとんどないため、溶
融張力が低く、高収縮度のシームレスチューブを安定的
に生産することが難しい。
【0007】また、上記のチューブラー延伸は、延伸温
度に加熱する際にチューブの表裏で温度差を生じる。ま
た、環状ダイから押出成形された未延伸チューブの厚み
精度に劣る。これらのため、ポリ乳酸を用いると、チュ
ーブに歪みが生じ、その結果、チューブに湾曲や波打ち
が生じる場合がある。
【0008】そこで、この発明は、歪みが抑制された、
安定的に生産可能な生分解性収縮チューブを得ることを
目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】この発明は、ポリ乳酸系
重合体とガラス転移点が0℃以下である生分解性脂肪族
ポリエステルとが主成分とすることにより、上記の課題
を解決したのである。
【0010】ポリ乳酸系重合体と所定の生分解性脂肪族
ポリエステルの混合物を主成分とする樹脂は結晶性が比
較的高く、収縮チューブを安定的に生産することができ
る。また、この樹脂を用いた収縮チューブは、チューブ
ラ延伸工程の加熱による歪みが生じないため、チューブ
が湾曲したり波打ちするのを防止できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施形態を説明
する。
【0012】この発明にかかる生分解性収縮チューブ
は、ポリ乳酸系重合体と所定の生分解性脂肪族ポリエス
テルとを主成分とした収縮チューブである。
【0013】上記ポリ乳酸系重合体とは、構造単位がL
−乳酸であるポリ(L−乳酸)、構造単位がD−乳酸で
あるポリ(D−乳酸)、構造単位がL−乳酸及びD−乳
酸であるポリ(DL−乳酸)やこれらの混合体をいい、
さらには、後述する所定の生分解性脂肪族ポリエステル
との共重合体であってもよい。
【0014】ポリ乳酸系重合体の重合法としては、縮重
合法、開環重合法など公知のいずれの方法を採用するこ
とができる。例えば、縮重合法ではL−乳酸またはD−
乳酸あるいはこれらの混合物を直接脱水縮重合して任意
の組成を持ったポリ乳酸系重合体を得ることができる。
【0015】また、開環重合法では乳酸の環状2量体で
あるラクチドを、必要に応じて重合調整剤等を用いなが
ら、選ばれた触媒を使用してポリ乳酸系重合体を得るこ
とができる。ラクチドにはL−乳酸の2量体であるL−
ラクチド、D−乳酸の2量体であるD−ラクチド、さら
にL−乳酸とD−乳酸からなるDL−ラクチドがあり、
これらを必要に応じて混合して重合することにより任意
の組成、結晶性をもつポリ乳酸を得ることができる。
【0016】さらに、分子量増大を目的として少量の鎖
延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、エポキシ化
合物、酸無水物などを使用できる。重合体の重量平均分
子量の好ましい範囲としては6万から100万であり、
この範囲を下回る場合は実用物性がほとんど発現され
ず、上回る場合には、溶融粘度が高すぎ成形加工性に劣
る。
【0017】上記の所定の生分解性脂肪族ポリエステル
とは、ガラス転移点が0℃以下である生分解性脂肪族ポ
リエステルをいう。ガラス転移点が0℃を越えるような
脂肪族ポリエステルでは、溶融押出し直後の結晶化が遅
く、特に急冷すると、ほとんど結晶化しないものがあ
る。したがって、溶融押出し直後の樹脂の溶融張力が得
られず、安定的に引き取ることができない。
【0018】上記生分解性脂肪族ポリエステルとして
は、ポリ乳酸を除くポリヒドロキシカルボン酸、脂肪族
ジオールと脂肪族ジカルボン酸を縮合して得られる脂肪
族ポリエステル、環状ラクトン類を開環重合した脂肪族
ポリエステル、合成系脂肪族ポリエステル、菌体内で生
合成される脂肪族ポリエステル等が挙げられる。
【0019】上記のポリ乳酸を除くポリヒドロキシカル
ボン酸としては、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ
酪酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、2−ヒドロキシ−
3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪
酸、2−メチル乳酸、2−ヒドロキシカプロン酸等のヒ
ドロキシカルボン酸の単独重合体や共重合体があげられ
る。
【0020】上記脂肪族ジオールとしては、エチレング
リコール、1,4−ブタンジオール及び1,4−シクロ
ヘキサンジメタノール等があげられる。また、上記脂肪
族ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、スベ
リン酸、セバシン酸およびドデカン二酸等が代表的にあ
げられる。これらの脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン
酸を縮合して得られる脂肪族ポリエステルとしては、上
記の各化合物の中からそれぞれ1種類以上選んで縮合重
合し、あるいは必要に応じてイソシアネート化合物等で
ジャンプアップして所望のポリマーを得ることができ
る。
【0021】上記の環状ラクトン類を開環重合した脂肪
族ポリエステルは、環状モノマーとして、ε−カプロラ
クトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロ
ラクトン等の1種類又はそれ以上を重合されることによ
り製造される。
【0022】上記の合成系脂肪族ポリエステルとして
は、環状酸無水物とオキシラン類、例えば、無水コハク
酸とエチレンオキサイド、プロピオンオキサイド等との
共重合体等があげられる。
【0023】上記の菌体内で生合成される脂肪族ポリエ
ステルとしては、アルカリゲネスユートロファスを始め
とする菌体内でアセチルコエンチームA(アセチルCo
A)により生合成される脂肪族ポリエステルが知られて
いる。この脂肪族ポリエステルは、主にポリ−β−ヒド
ロキシ酪酸(ポリ3HB)であるが、プラスチックとし
ての実用特性向上のために、吉草酸ユニット(HV)を
共重合し、ポリ(3HB−co−3HV)の共重合体に
することが工業的に有利である。HV共重合比は一般的
に0〜40%である。さらに長鎖のヒドロキシアルカノ
エートを共重合してもよい。
【0024】上記のポリ乳酸系重合体と所定の生分解性
脂肪族ポリエステルとの混合比は、重量比で90:10
〜30:70であることが好ましい。この混合比が9
0:10より大きくなると、溶融押出し直後の結晶性が
低く、引き取り安定性が得られず、30:70より小さ
くなると、延伸前のチューブの結晶性が高くなりすぎ、
チューブラー延伸過程で安定して延伸することができ
ず、いずれにしても湾曲、波打ちが発生しやすくなる。
【0025】上記のポリ乳酸系重合体と所定の生分解性
脂肪族ポリエステルを主成分とする樹脂組成物中には、
生分解性および本発明の効果を保持する範囲で他の添加
物を含んでも良い。
【0026】上記のポリ乳酸系重合体及び生分解性脂肪
族ポリエステルの混合は、各原料を同一の押出機にそれ
ぞれ投入して直接チューブを作製する方法、あるいは、
一旦ストランド形状に押し出してペレットを作製した
後、再び押出機にてチューブを作製する方法がある。い
ずれも、押出機中での分解による分子量の低下を考慮し
なければならない。ポリ乳酸系重合体と所定の生分解性
脂肪族ポリエステルとを均一に混合させるには、後者の
方が好ましい。
【0027】この発明にかかる生分解性収縮チューブの
製造は、まず、原料である上記のポリ乳酸系重合体又は
そのペレットと、所定の生分解性脂肪族ポリエステル又
はそのペレットとを十分に乾燥、水分を除去した後、押
出機で溶融させる。ポリ乳酸系重合体と所定の生分解性
脂肪族ポリエステルとの混合物の溶融押出温度はL−乳
酸構造とD−乳酸構造の組成比、使用する生分解性脂肪
族ポリエステルの融点、および、混合比率を考慮して、
適宜選択する。通常、100〜250℃の温度範囲が選
択される。
【0028】次いで、押出機からチューブ状に押し出
す。得られたチューブに気体を圧入して、その状態で加
熱しながら延伸するチューブラ延伸を行う。このチュー
ブラ延伸における温度は、ポリ乳酸系重合体のガラス転
移点〜融点の範囲内がよく、好ましくは60〜100℃
の範囲がよい。かかる温度範囲より低いと、実質延伸は
困難であり、かかる温度より高いと、延伸しても十分な
収縮性を得ることは困難となり、また、均一な延伸がで
きないため、湾曲、波打ちになりやすくなる。
【0029】また、延伸倍率は、1.5〜6倍がよく、
好ましくは、2〜5倍がよい。かかる延伸倍率の範囲を
下回ると、十分な収縮性が得られず、かかる延伸倍率の
範囲を上回ると、延伸中の破断が多発し、安定して製造
することが困難となる。
【0030】そして、上記のチューブラ延伸された延伸
チューブの内部に封入されている空気を少量ずつ漏らし
ながら偏平化し、巻き取る。これにより、生分解性収縮
チューブが得られる。
【0031】この生分解性収縮チューブは、コンデンサ
等の電子部品の外装用として使用することができる。
【0032】
【実施例】(実施例1)L−乳酸からなる構造単位とD
−乳酸からなる構造単位との割合が95:5でガラス転
移点58℃、融点147℃、重量平均分子量20万のポ
リ乳酸系重合体50重量部と、ポリヒドロキシブチレー
ト/バリレート共重合体である、ガラス転移点が−10
℃のバイオポールD600G(モンサント(株)製)5
0重量部とを各々乾燥した後、混合して溶融押出しにて
ペレツト形状にした。
【0033】得られたペレットを表1に示した条件で押
出し機で厚さ0.6mm、外径1mmのチューブ状に押
出し、延伸温度80℃、径方向の延伸倍率を3倍の条件
で延伸して生分解性収縮チューブを得た。
【0034】
【表1】
【0035】得られた生分解性収縮チューブの湾曲及び
波打ちを下記の方法で評価したその結果を表2に示す。
【0036】湾曲 偏平にした(折りたたまれた)収縮チューブ500mm
長さのものを水平ダイの上に置き、上方から見て湾曲幅
を測定する。
【0037】波打ち 偏平にした収縮チューブを500mm長さのものを水平
台に置き、側方からみて軸方向の波打高さを測定する。
500mm長さのうちで最大のものの波打ち高さを測定
値とする。
【0038】(実施例2)上述したバイオポールD60
0Gを、ポリブレチンサクシネート/アジペート共重合
体である、ガラス転移点が−45℃のビオノーレ♯30
01(昭和高分子(株)製)とし、ポリ乳酸とビオノー
レ#3001の重量比を95:5とした以外は実施例1
と同様にして生分解性収縮チューブを得た。
【0039】得られた生分解性収縮チューブの湾曲及び
波打ちを上記の方法で評価したその結果を表2に示す。
【0040】(実施例3〜6)ポリ乳酸とビオノーレ♯
3001の重量比を85:15、50:50、40:6
0、20:80とした以外は実施例1と同様にして、実
施例3〜6の生分解性収縮チューブを得た。
【0041】得られた生分解性収縮チューブの湾曲及び
波打ちを上記の方法で評価したその結果を表2に示す。
【0042】(比較例1)バイオポールD600Gを、
ポリヒドロキシブチレート/バリレート共重合体であ
る、ガラス転移点が5℃のバイオポールD400G(モ
ンサント(株)製)にした以外は実施例1と同様にして
生分解性収縮チューブを得た。
【0043】得られた生分解性収縮チューブの湾曲及び
波打ちを上記の方法で評価したその結果を表2に示す。
【0044】
【表2】
【0045】結果 ポリ乳酸系重合体とガラス転移点が0℃以下である生分
解性脂肪族ポリエステルとが主成分である実施例1〜6
の生分解性収縮チューブは、比較例1の生分解性収縮チ
ューブより湾曲及び波打ちが小さいことが明らかとなっ
た。
【0046】ポリ乳酸系重合体とガラス転移点が0℃以
下である生分解性脂肪族ポリエステルとの重量比が9
0:10〜30:70である実施例1、3〜5は、範囲
外である実施例2、6より湾曲及び波打ちがさらに小さ
く、より好ましいことが明らかとなった。
【0047】ガラス転移点が0℃以下である生分解性脂
肪族ポリエステルのうち、ポリブチレンサクシネート/
アジペート共重合体からなる生分解性脂肪族ポリエステ
ルである実施例3は、これらの生分解性ポリエステルの
結晶化速度が実施例1の場合より高いので、ポリヒドロ
キシブチレート/バリレート共重合体からなる生分解性
脂肪族ポリエステルである実施例1より湾曲及び波打ち
が小さく、より好ましいことが明らかとなった。
【0048】なお、実施例1〜6、比較例1のチューブ
を、80℃の熱水に10秒間浸漬した後の収縮率は20
%以上であり、収縮チューブとしては実用範囲であっ
た。
【0049】
【発明の効果】この発明によれば、得られる生分解性収
縮チューブは、歪みが生じないため、チューブが湾曲し
たり波打ちするのを防止できる。
【0050】また、ポリ乳酸系重合体と所定の生分解性
脂肪族ポリエステルの混合物を主成分とするので結晶性
が低く、安定的に生産することができる。
フロントページの続き Fターム(参考) 4F071 AA44 AA80 AA86 AF61Y AH04 AH12 BB06 BB08 BB09 BC01 BC05 4J002 CF03X CF18W CF18X CF19W CF19X GG02 GQ00

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリ乳酸系重合体とガラス転移点が0℃
    以下である生分解性脂肪族ポリエステルとが主成分とし
    た生分解性収縮チューブ。
  2. 【請求項2】 上記ポリ乳酸系重合体と上記ガラス転移
    点が0℃以下である生分解性脂肪族ポリエステルとを重
    量比が90:10〜30:70である請求項1に記載の
    生分解性収縮チューブ。
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