JP2002003709A

JP2002003709A - 生分解性耐熱樹脂組成物およびシート、成形体、発泡体

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Publication number: JP2002003709A
Application number: JP2000184868A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiko Tanide; 喜彦谷出; Hiroshi Nishimura; 弘西村; Munehiro Miyake; 宗博三宅
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2000-06-20
Filing date: 2000-06-20
Publication date: 2002-01-09
Anticipated expiration: 2020-06-20
Also published as: JP4530491B2

Abstract

(57)【要約】【課題】分解性と耐熱性を有する樹脂組成物を提供す
る。【解決手段】ポリ乳酸を主成分とする樹脂組成物であ
って、示差走査型熱量（ＤＳＣ）測定の降温過程におい
て、ポリ乳酸換算で10J/g以上である結晶化由来の発熱
ピークが降温速度20℃/min以上で発生する樹脂組成物。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、生分解性の機能に加
え、耐熱性を有する樹脂組成物、およびこれから得られ
るシート、成形体、発泡体に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、最終ゴミ処理場である埋立処分場
が不足しており、特にプラスチック製品の廃棄物処理は
深刻な問題となっている。プラスチック製品の中でもプ
ラスチック発泡体は、安価でかつ優れた機能を有するこ
とから非常に多くのものに使用されており、また安価な
故に殆どのものが使い捨てされている。これらの発泡体
として、安価で機械的強度が比較的高いポリスチレン
製、ポリエチレン製やポリウレタン製等の発泡体が利用
されている。しかし、これらの発泡体は、集積すると嵩
が高くなるので回収コストは非常に高くなり、またリサ
イクルコストも高い為、使用後に少量しかリサイクルさ
れておらず、その大部分が廃棄されている。

【０００３】また、廃棄処理問題に対応するため、紙製
の緩衝材や容器が代用されているが、紙製の緩衝材や容
器は水濡れに弱く、変形時の復元性が劣り、繰り返し使
用には不適である。この為、紙製の緩衝材や容器は使い
捨てにせざるをえず、貴重な森林資源の枯渇を助長する
ものであった。

【０００４】このような環境負荷抑制手段の一つとし
て、土中や水中の微生物により分解され、自然界の物質
循環系に組み込まれ、環境を汚染しない生分解性ポリマ
ーの開発が強く望まれており、ポリブチレンサクシネー
ト、ポリカプロラクトン等の発泡体が試作検討されてい
る。しかし、上記の生分解性発泡体は機械的強度が不十
分であり、また長期使用の際にはカビが発生する為、実
用的な発泡体とはいえないものであった。

【０００５】一方、生分解性を有する乳酸系ポリマー
は、安全性が高く、燃焼時の燃焼カロリーが低く、近年
その開発研究が盛んに行われている。これらの乳酸系ポ
リマーを利用した発泡体に関しては、特開2000−7813号
公報、特開2000−17039号公報が開示されているが、こ
れらの発泡体は、含有する光学異性体の含有率を増すこ
とにより、ポリ乳酸の流動特性を改善し発泡性を向上さ
せたものであった。しかし、これらの乳酸系発泡体は、
非晶性のポリ乳酸から構成されるため、高温時には容易
に変形したり、また気温が上昇する夏期での保管時に
は、発泡体同士が固着してしまうという重大な問題が頻
発した。また、特開平9-263651号公報では、高分子量化
剤を添加して得た超高分子量のポリ乳酸を用いて、発泡
時の溶融粘度を改善する方法が開示されている。しか
し、これらのポリ乳酸系発泡体は、結晶性が充分でない
ため、実用的な耐熱性を有するものではなかった。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題】本発明は、上記のよう
に現在問題となっているポリスチレン製、ポリエチレン
製およびポリウレタン製等の発泡体の廃棄処理問題を解
決し、紙製緩衝材や紙製容器のように貴重な森林資源を
消費せず、かつ、従来の生分解性樹脂では不可能であっ
た高温環境下に耐えうる生分解性耐熱樹脂組成物を提供
するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明者らは鋭意研究を
重ねた結果、ポリ乳酸樹脂に高結晶性を付与することに
より、上記課題が解決できることを見出し本発明に到達
した。すなわち、本発明の要旨は、ポリ乳酸を主成分と
する樹脂組成物であって、示差走査型熱量（ＤＳＣ）測
定の降温過程において、ポリ乳酸換算で10J/g以上の結
晶化由来の発熱ピークが、降温速度20℃/min以上で発生
することを特徴とする生分解性耐熱樹脂組成物である。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明の生分解性耐熱樹脂組成物は生分解性樹脂
であるポリ乳酸を主成分として用いることが必要であ
る。ポリ乳酸樹脂は、通常の使用環境下では合成樹脂と
同等の特性を有し、使用状態も変わらないが、廃棄環境
下において分解性を示す。そして、ポリ乳酸樹脂の分解
の初期段階は、微生物を必要としない単純な非酵素的加
水分解が主体となり分子量が低下するものである。した
がって、嵩の高い生分解性耐熱発泡体を加水分解可能な
環境下に一定期間放置することで減容化を行うことが可
能となり、使用後の収集、運搬およびコンポスト処理が
容易となる。

【０００９】本発明に用いられるポリ乳酸としては、ポ
リ乳酸または乳酸と他のヒドロキシカルボン酸とのコポ
リマーあるいはこれらの混合物が挙げられる。他のヒド
ロキシカルボン酸としては、グリコール酸、3-ヒドロキ
シ酪酸、4-ヒドロキシ酪酸、4-ヒドロキシ吉草酸、5-ヒ
ドロキシ吉草酸、6-ヒドロキシカプロン酸等が用いられ
る。

【００１０】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物はポリ乳
酸を主成分とする樹脂組成物であって、かつ結晶化を容
易に行えるものであるということが本発明の趣旨である
が、この結晶化の容易さの度合いは示差走査型熱量計
（DSC）測定により評価することができる。ここで、示
差走査熱量測定とは、試料5〜8mgを常温から200℃に一
定の昇温速度で加熱し200℃で5分間保持した後、一定の
降温速度で常温まで冷却する一連の動作時に生ずる吸熱
量および発熱量を測定するものである。そして、昇温し
た後の降温過程において、結晶化由来の発熱ピークが、
速い降温速度で発生するほど、通常の成形加工時に結晶
化が可能となり、熱処理を要せずに耐熱性の成形体が得
られる。本発明の生分解性耐熱樹脂組成物では、この結
晶化由来の発熱ピークは、ポリ乳酸換算で10Ｊ/g以上で
あることが必要であり、15Ｊ/g以上であることが好まし
い。この結晶化由来の発熱ピークが、ポリ乳酸換算で10
Ｊ/g未満であると、ポリ乳酸の大部分が非晶質となって
充分な耐熱性が得られない。なお、ここで言うポリ乳酸
換算とは、発熱ピークの発熱量を樹脂組成物試料に含ま
れるポリ乳酸の含有量で除した値である。本発明ではこ
の結晶化由来の発熱ピークが、降温速度20℃/min以上の
降温過程において発生することが必要であり、降温速度
30℃/min以上で発生することが好ましく、降温速度50℃
/min以上で発生することが特に好ましい。結晶化由来の
発熱ピークが、降温速度20℃/min以上で発生しない樹脂
組成物では結晶化が充分でなくなり、耐熱性の非常に劣
ったものとなる。本発明の生分解性耐熱樹脂組成物に供
せられるポリ乳酸には、Ｌ体とＤ体のモル比が95/5以上
又は5/95以下である結晶性の高いポリ乳酸を含むことが
好ましく、96/4以上、又は4/96以下が特に好ましい。Ｌ
体とＤ体のモル比が95/5未満である場合、又は5/95を超
える場合には、結晶性が低下し耐熱性を付与できなくな
る。

【００１１】また、本発明の生分解性耐熱樹脂組成物に
は、高結晶性の上記ポリ乳酸を20質量％以上含むことが
好ましく、50質量％以上含むことがさらに好ましい。高
結晶性のポリ乳酸の含有量が20質量％未満では、結晶性
が低下し、充分な耐熱性を付与できなくなる。本発明の
生分解性耐熱樹脂組成物には、高結晶性の上記ポリ乳酸
以外の成分として、ポリカプロラクトン、ポリブチレン
サクシネート、低結晶性のポリ乳酸等の生分解性樹脂を
含有することが出来る。

【００１２】また、本発明の生分解性耐熱樹脂組成物に
は固体状粒子物質を含有することが好ましい。固体状粒
子物質は、結晶核剤として働き、樹脂組成物の結晶化を
促進させる効果を有する。固体状粒子物質としては無機
系粒子と有機系粒子があり、無機系粒子としては珪藻
土、焼成バーライト、ゼオライト、カオリン、ベントナ
イト、シリカ、クレー、ガラス、石灰石、珪酸カルシウ
ム、硫酸カルシウム、酸化アルミニウム、炭酸マグネシ
ウム、炭酸第二鉄等が挙げられ、有機系粒子としては木
粉、澱粉、セルロース、セルロース誘導体等があげら
れ、この中で固体状粒子物質としてはシリカ、タルクを
含有することが好ましい。上記固体状粒子物質は、発泡
剤が発生する気泡を樹脂中に均一に分散させる効果も有
しており、均質な発泡体を得ることが可能となる。

【００１３】また、固体状粒子物質は、樹脂組成物に4
〜50質量％含むことが好ましく、7〜40質量％以上含む
ことがさらに好ましい。固体状粒子物質の含有量が4質
量％未満では充分な耐熱性が得られず、50質量％を超え
ると得られた発泡体の強度が急激に低下するからであ
る。また、固体状粒子物質の平均粒径は、0.01〜10μm
の範囲であることが好ましい。この中でも0.05〜５μm
の範囲がさらに好ましく、0.1〜２μmの範囲が特に好ま
しい。この範囲を外れると充分な耐熱性が得られず、ま
た均一なセル径の発泡体が得られない。

【００１４】また、本発明の生分解性耐熱樹脂組成物に
は、架橋剤を含有することが好ましい。架橋剤を含有す
ることで、融点付近の樹脂溶融粘度の急激な減少が緩和
され、温度の変動に伴う樹脂の溶融粘度の変動が小さく
なる。

【００１５】上記効果を示す架橋剤としては、多価カル
ボン酸、金属錯体、イソシアネート化合物、エポキシ化
合物、有機過酸化物あるいはこれらの混合物を挙げるこ
とができる。この中でも優れた増粘効果と結晶化促進効
果を有していることからイソシアネート化合物が好まし
い。

【００１６】イソシアネート化合物としては、芳香族、
脂環族、脂肪族系のイソシアネート化合物があり、例え
ば、芳香族のイソシアネート化合物としては、トリレ
ン、ジフェニルメタン、ナフチレン、トリジン、キシレ
ン、トリフェニルメタンを骨格とするイソシアネート化
合物、脂環族のイソシアネート化合物としてはイソホロ
ン水素化ジフェニルメタンを骨格とするイソシアネート
化合物、脂肪族のイソシアネート化合物としてはヘキサ
メチレン、リジンを骨格とするイソシアネート化合物、
およびこれらの混合物が挙げられる。この中でも特に結
晶性が著しいキシレン、ヘキサメチレンを骨格とするイ
ソシアネート化合物が好ましい。

【００１７】また、イソシアネート化合物のイソシアネ
ート官能基数は2.3当量／モル以上が好ましく、2.7当量
／モル以上が特に好ましい。これは、イソシアネート化
合物の官能基数が多くなることで、少量の添加で増粘効
果が得られるからである。また、これらのイソシアネー
ト化合物は、一種または二種以上を混合させたものを用
いてもよい。

【００１８】架橋剤として用いる多価カルボン酸として
は、無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸、無水マレイ
ン酸、トリメチルアジピン酸、無水トリメリット酸、無
水ピロメリット酸、無水3,3',4,4'-ベンゾフェノンテト
ラカルボン酸、無水1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸、
無水シクロペンタンテトラカルボン酸等が挙げられる。

【００１９】架橋剤として用いる金属錯体としては、蟻
酸リチウム、ナトリウムメトキシド、プロピオン酸カリ
ウム、マグネシウムエトキシド、プロピオン酸カルシウ
ム、マンガンアセチルアセトナート、コバルトアセチル
アセトナート、亜鉛アセチルアセトナート、コバルトア
セチルアセトネート、鉄アセチルアセトネート、アルミ
ニウムアセチルアセトネート、アルミニウムイソプロプ
キシド、テトラブトキシチタン等が挙げられる

【００２０】架橋剤として用いるエポキシ化合物として
は、ビスフェノールA型ジグリシジルエーテル、1,6-ヘ
キサンジオールジグリシジルエーテル、トリメチロール
プロパントリグリシジルエーテル、テレフタル酸ジグリ
シジルエステル、テトラヒドロフタル酸ジグリシジルエ
ステル、フタル酸ジグリシジルエステル、3,4-エポキシ
シクロヘキシルメチル-3,4エポキシシクロヘキサンカル
ボキシレート、ビス(3,4-エポキシシクロヘキシル)アジ
ペート、1,14-テトラデカンジカルボン酸グリシジルエ
ステル等を用いることができる。

【００２１】架橋剤として用いる有機過酸化物として
は、ジクミルパーオキサイド、クメンヒドロパーオキサ
イド、メチルエチルケトンパーオキサイド、t-ブチルパ
ーオキシイソプロピルカーボネイト、1,1-ビス(t-ブチ
ルパーオキシ)シクロドデカン、n-ブチル-4,4-ビス-t-
ブチルパーオキシバレレート、t-ブチルパーオキシベン
ゾエート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキソネー
ト、ジ-t-ブチルパーオキサイド、ジ(t-ブチルパーオキ
シ)-m-ジイソプロピルベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ-
t-ブチルパーオキシヘキサン、2,5-ジメチル−2,5-t-ブ
チルパーオキシヘキシン-3、t-ブチルパーオキシクメ
ン、ベンゾイルパーオキサイド等が用いられる。

【００２２】生分解性耐熱樹脂組成物における架橋剤の
含有量は、0.1〜5質量％が好ましく、0.5〜3質量％がさ
らに好ましい。架橋剤の含有量が0.1質量％未満では架
橋の効果が現れず、5質量％を超えると架橋密度が大き
くなりすぎ生分解性が低下する。

【００２３】また、上記架橋剤に硬化促進剤として、ナ
フテン酸コバルト、オクトエ酸コバルト、ナフテン酸マ
ンガン、ナフテン酸銅、ナフテン酸亜鉛、ラウリルメル
カプタン、ジメチルアニリン、トリエタノールアミン、
ジエチレントリアミン、ピリジン、ピペリジン等を、架
橋助剤として硫黄、メタフェニレンビスマレイミド、キ
ノンジオキシム、1,2-ポリブタジエン、トリアリルシア
ヌラート、ジアリルフタレート、エチレングリコールジ
メタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリ
レート、トリエチレングリコールジメタクリレート、ト
リアリルイソシアヌラート等を用いることができる。

【００２４】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物を用いて
発泡体を製造する場合、樹脂組成物は発泡成形時に特定
の溶融特性を有することが好ましい。即ち、温度200
℃、剪断速度100sec^-1における溶融粘度は、1.0×10²〜
1.0×10⁵Ｐａ・ｓが好ましく、より好ましくは3.0×10²
〜7.0×10⁴Ｐａ・ｓ、5.0×10²〜5.0×10⁴Ｐａ・ｓが特に
好ましい。1.0×10²Ｐａ・ｓ未満では粘度が低すぎるた
め、気泡を樹脂中に留めることは出来なくなり、また、
1.0×10⁵Ｐａ・ｓを超えると粘度が高すぎるため、気泡
を形成できず、実用的な分解性耐熱発泡体とはなり得な
い。なお、溶融粘度の測定には、ノズル径が1.0mmであ
り、L/Dが10であるノズルを用いた。

【００２５】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物の20℃に
おけるフェノール/四塩化エタン=50/50混合液の0.5質量
％溶液を用いて測定した相対粘度は、1.8以上が好まし
く、さらに好ましくは2.0〜2.5である。相対粘度が1.8
未満であると、生分解性耐熱樹脂組成物より得られる発
泡体が容易に破断するため好ましくない。

【００２６】また本発明の生分解性耐熱樹脂組成物の50
℃、95％RHにおける加水分解係数は、0.005〜0.15であ
ることが好ましく、0.01〜0.14であることがさらに好ま
しく、0.02〜0.13であることが特に好ましい。加水分解
係数は50℃、95RHの条件で6日間処理し、相対粘度を縦
軸に、処理日数を横軸にとり、プロットした直線の傾き
をいう。加水分解係数が0.15より大きいと、成形直後か
ら加水分解が進行する為、生分解性耐熱発泡体および成
形体として使用中、あるいは使用前に破断してしまう。
そして、加水分解係数が0.005未満であると、加水分解
に要する時間が増加し、生分解性耐熱発泡体の減容化に
要する処理時間が長くなる。

【００２７】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物を使用す
るに際しては、可塑剤等の他、酸化防止剤、熱安定剤、
紫外線吸収剤、滑剤、帯電防止剤、難燃剤、光安定剤、
フィラー、顔料なども併用できる。

【００２８】可塑剤としては、ジイソデシルフタレー
ト、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、ジブチルフタレ
ート、ジイソデシルアジペート、ジイソノニルアジペー
ト、ジ-n-アルキルアジペート、ジ-2-エチルヘキシルア
ジペート、ジイソブチルアジペート、ジ-2-エチルヘキ
シルセバケート、ジ-2-エチルヘキシルセバケート、ジ
ブチルセバケート、ジ-2-エチルヘイシルアゼレート、
ジ-2-ヘキシルアゼレート、アセチルトリブチルシトレ
ート、コハク酸ジエチル、コハク酸ジブチル、アジピン
酸ジオクチル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジブチ
ル、セバシン酸ジオクチル、アゼライン酸ジブチル、ト
リオクチルトリメリテート、フタル酸ジエチル、ポリプ
ロピレングリコールアジピン酸、ポリエチレングリコー
ルアジピン酸、アジピン酸ブタンジオール等があげられ
る。

【００２９】さらに酸化防止剤としては、p-t-ブチルヒ
ドロキシトルエン、p-t-ブチルヒドロキシアニソール等
のヒンダードフェノール系酸化防止剤、ジステアリルチ
オジプロピオネート、ジラウリルチオジプロピオネート
等のイオウ系酸化防止剤等が挙げられる。

【００３０】熱安定剤としては、トリフェニルホスファ
イト、トリラウリルホスファイト、トリスノニルフェニ
ルホスファイト等、紫外線吸収剤としては、p-t-ブチル
フェニルサリシレート、2-ヒドロキシ−4-メトキシベン
ゾフェノン、2-ヒドロキシ-4-メトキシ-2'-カルボキシ
ベンゾフェノン、2,4,5-トリヒドロキシブチロフェノン
等、滑剤としてはステアリン酸アルミニウム、ステアリ
ン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリ
ン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、パルミチン酸ナトリ
ウム等、帯電防止剤としては、n,n-ビス(ヒドロキシエ
チル)アルキルアミン、ジエタノールアミン、アルキル
アミン、アルキルアリルスルホネート、アルキルスルホ
ネート等、難燃剤として、ヘキサプロモシクロドデカ
ン、トリス-(2,3-ジクロロプロピル)ホスフェート、ペ
ンタブロモフェニルアリルエーテル等が挙げられる。、
顔料としては酸化チタンやカーボンブラック等が挙げら
れる。

【００３１】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物を用い発
泡体を製造するに際して用いる発泡剤としては、特に限
定されないが、使用する樹脂の融点及び加工温度で適時
選択すればよく、一般の有機系分解性発泡剤、無機系分
解性発泡剤等の化学発泡剤や、揮発性液体、不活性ガ
ス、炭化水素、塩化炭素、ハロゲン化炭化水素等の物理
発泡剤を用いることができる。

【００３２】化学発泡剤としてはp-トルエンスルホニル
ヒドラジド、4,4-オキシビス（ベンゼンスルホニルヒド
ラジド）、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、アゾ
ジカルボンアミド、ヒドラゾジカルボンアミド、5-フェ
ニルテトラゾール、4-アミノウラゾ−ル、酢酸リチウ
ム、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、酢酸マグネシウ
ム、酢酸カルシウム、プロピオン酸カルシウム、酪酸マ
グネシウム、カプリル酸ナトリウム、カプリン酸ナトリ
ウム、ラウリン酸マグネシウム、ステアリン酸カルシウ
ム、、ステアリン酸カリウム、ステアリン酸マグネシウ
ム、ミリスチン酸カルシウム、安息香酸カルシウム、テ
レフタル酸カリウム、炭酸カルシウム、重炭酸ナトリウ
ム、炭酸ナトリウム、ナトリウムエトキシド、カリウム
フェノキシド、酸化カルシウム、酸化ナトリウム、酸化
マグネシウム等が挙げられる。

【００３３】物理発泡剤としてはメタン、エタン、ブタ
ン、イソペンタン、ヘキサン、シクロヘキサン、エチル
シクロペンタン、ベンゼン、キシレン、塩化メチル、塩
化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、塩化エチル、
ジクロルエタン、ジクロルエチレン、四弗化炭素、弗化
エチル、四弗化エタン、クロロジフルオロエタン、ジク
ロロフルオロメタン、クロロトリフルオロメタン、ジク
ロロジフルオロメタン、トリクロロフルオロメタン、ジ
クロロテトラフルオロエタン、トリクロロトリフルオロ
エタン、テトラクロロジフルオロエタン、フルオロベン
ゼン、クロロベンゼン、エーテル、メチラール、アセタ
ール、1,4-ジオキサン、アセトン、エチルメチルケト
ン、アセチルアセトン、炭酸ガス、窒素ガス、ネオン、
ヘリウム、キセノン等が挙げられる。

【００３４】発泡剤は、１種のみを用いても２種以上を
併用してもよい。また、発泡剤の添加割合は0.05〜50質
量％の範囲が好ましい。発泡剤の添加割合が0.05％より
少ないと、ほとんど発泡を生じないので実用性のある発
泡成形品が得られない。また、発泡剤の添加割合が50質
量％よりも多いと、溶融樹脂中に発泡剤が入りきらず、
ガスが吹き出てしまって所定の形状の発泡体が得難くな
るので好ましくない。また、以上の発泡剤に、尿素系、
有機酸系、金属塩系等の発泡助剤を併用することが出来
る。

【００３５】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物は、耐熱
温度が70℃以上であることが好ましく、85℃以上である
ことがより好ましく、100℃以上であることが特に好ま
しい。耐熱温度が70℃未満では、高温環境下での保管お
よび輸送時に発泡体および成形体が互いに融着したり、
また発泡容器として使用する際、暖かい食品等の熱で容
易に変形するからである。

【００３６】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物を用いて
得られる発泡体は、発泡倍率が２倍以上であることが好
ましく、５倍以上であることが特に好ましい。発泡倍率
が２倍未満のものでは、発泡体を緩衝材として使用する
場合、充分な緩衝効果を示すことが出来ないからであ
る。また、一般的に発泡体のセル径は外観に影響を与え
る。本発明で得られる発泡体のセル径は３mm以下であ
り、より好ましくは１mm以下であり、0.5mm以下が特に
好ましい。セル径が３mmを超えるセルがあると外観が良
好でなくなる。

【００３７】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物よりシー
トを得る方法としては、Ｔダイより溶融押出しするＴダ
イ法が一般に用いられる、また、成形体を得る方法とし
ては、インジェクション成形法、押出後のシートを加圧
及び真空のもとで加熱し金型内にて成形する方法等いず
れの方法も用いることが出来る。

【００３８】例えば、インジェクション成形法では、押
出機の先端に取り付けたトレー状の金型に樹脂を押出
し、押出しと同時に成形させることで分解性耐熱トレー
が得られる。押出機の先端に取り付ける金型形状は、如
何なる形状でもよく、例えば対象となる製品の形状に合
った窪みを形成することもできる。この窪みの数は、ト
レー１枚当たり１個でも構わないが、梱包状況に合わせ
て複数個以上設けてもよい。また、Ｔダイ法によりシー
トを成形し、真空成形法、圧空成形法、熱プレス等の２
次加工を施し所望の形状の生分解性耐熱成形体を得るこ
とができる。

【００３９】また、本発明の生分解性耐熱樹脂組成物を
用いて発泡体を製造する方法としては、発泡剤を添加し
押出成形と同時に発泡させる押出発泡法、インジェクシ
ョン成形による発泡成形法、押出成形後加圧及び常圧の
もとで加熱し発泡させる方法等いずれの方法も用いるこ
とが出来る。

【００４０】例えば、インジェクション成形による発泡
成形法では、押出機の先端に取り付けたトレー状の金型
に樹脂を押出し、押出しと同時に発泡成形させることで
生分解性耐熱発泡トレーが得られる。押出機の先端に取
り付ける金型形状は、如何なる形状でもよく、例えば対
象となる製品の形状に合った窪みを形成することもでき
る。この窪みの数は、トレー１枚当たり１個でも構わな
いが、梱包状況に合わせて複数個以上設けてもよい。ま
た、Ｔダイ発泡成形法によりシート状の発泡体を成形
し、真空成形法、圧空成形法、熱プレス等の２次加工を
施し所望の形状の生分解性耐熱発泡体を得ることができ
る。

【００４１】また、ネット状の生分解性耐熱発泡体を製
造する一例としては、円周上に多数のノズルを設けた外
輪ダイと内輪ダイとが互いに逆方向に回転する円形回転
ダイから押出発泡させる方法があり。この方法により、
多数の発泡細条を形成し、これをその押出直後に外輪ダ
イから押し出された多数の発泡ストランドと互いに交差
させて融着させることによって、編み目構造の筒型の発
泡ネットを形成し、冷却後にこれを所望の形状に切り開
いてネット状の生分解性耐熱発泡体を得ることが出来
る。

【００４２】また、発泡粒子を得る場合は、本発明の生
分解性耐熱樹脂組成物をペレット状またはビーズ状粒子
とした後、発泡剤および発泡助剤を含浸させる。含浸さ
れた粒子は通常加熱により第１次の発泡で発泡倍率10〜
50倍の発泡粒子とし、次いでこれらを金型に充填し再び
加熱して２次発泡させ、所望の成形体とする。１次発泡
および２次発泡での加熱方法は、通常の加熱方法を用い
ることが出来るが、熱容量の大きい水蒸気を用いること
が好ましい。

【００４３】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物より得ら
れる成形品および発泡製品は、例えば弁当箱、食器、カ
ップラーメンの様な熱湯を注ぐカップ、コーヒーやお茶
のカップ、鮮魚・青果・豆腐・惣菜等の食品用容器やト
レイ、トロ箱、乳製品用の容器、家電製品や精密製品お
よび工業製品等の緩衝容器や緩衝材、遮光材、防音材、
断熱材、フィルター、クッション材として使用される。

【００４４】

【実施例】次に、実施例により本発明を具体的に説明す
る。なお、実施例および比較例において用いた試験方法
は以下の通りである。 (1)示差走査型熱量測定パーキンエルマー社製７シリーズDSC測定装置を用い試
料量7mgにおいて降温時の結晶化由来の発熱ピークを観
察し、ポリ乳酸換算で10J/g以上の発熱ピークが発生す
る最大降温速度を調べた。 (2)耐熱温度の測定得られたシートおよび発泡体を幅10mm厚さ3mm長さ125mm
に切り出しJIS K7195に準ずる方法で行い、ヒートザグ
値が10mm未満となる最高温度を耐熱温度とした。 (3)発泡セルの評価得られた発泡体の５断面を光顕観察により測定し、全て
の発泡セル径が0.5mm未満のものを◎とし、発泡セル径
の最大値が0.5mm以上３mm未満のものを○とし、発泡セ
ル径の最大値が３mm以上６mm未満のものを△とし、６mm
以上のものが存在する発泡体を×とした。

【００４５】実施例１表１に示す配合比で、シリンダー直径40mm、L/D=36の単
軸押出機で溶融混合し樹脂組成物を得た。次にこれをT
ダイより押出し、厚さ１mm、幅380mmの組成物シートに
成形しを得た。温度条件は、供給ゾーン200℃、可塑化
ゾーン120℃、溶融ゾーン190℃、ダイ部105〜215℃であ
った。得られた樹脂組成物、シートの測定結果を表１に
示す。更に、表１に示す配合比で、シリンダー直径40m
m、L/D=36の単軸押出機で溶融混合し、バレル途中から
発泡剤としてブタンを5質量％圧入した後、Tダイより押
出し、厚さ3mm幅380mmの発泡シートを得た。温度条件
は、供給ゾーン200℃、可塑化ゾーン120℃、溶融ゾーン
190℃、ダイ部105〜215℃であった。得られた発泡シー
トの測定結果を表１に示す。

【００４６】実施例２〜２２、比較例１〜７表１、２に示す配合比で、実施例１と同様の方法によ
り、樹脂組成物、シートおよび発泡シートを得た。これ
ら得られたシートおよび発泡シートの測定結果を表１、
２に示す。

【００４７】実施例２３〜２５表２に示す配合比で、発泡剤としてアゾジカルボンアミ
ドを10質量％、発泡助剤として尿素を30質量％添加した
混合物をバレル途中から混入しTダイより押出し、厚さ
0.2mm幅380mmの未発泡シートを得た。温度条件は、供給
ゾーン200℃、可塑化ゾーン120℃、溶融ゾーン190℃、
ダイ部105〜215℃であった。そして、得られた未発泡シ
ートを一辺が200mmの正方形に切り出し、170℃のオーブ
ン中に10〜60分放置して加熱発泡させることにより発泡
体を得た。得られた発泡体の試験結果を表２に示す。

【００４８】実施例２６〜２８表２に示す配合比にな
るように、二軸混練機（PCM３０、池貝鉄工社製）を用
い、シリンダー温度180℃で混練し、それぞれの樹脂組
成物を得た。これらの樹脂組成物を回転式の反応容器に
樹脂組成物2000質量部、発泡剤としてイソペンタン1200
質量部、メタノール240質量部を仕込み、密封した後、
反応容器の回転数10回／分、昇温速度20℃／時間の割合
で昇温し、70℃に１時間保持した。その後、室温まで冷
却し、発泡剤含浸樹脂組成物を取り出し、乾燥後、水蒸
気（92℃、１分）で予備発泡させ、予備発泡粒子を１日
熟成後、発泡成形機にて水蒸気圧0.5kg/cm²、加熱時間3
0秒の条件にて発泡成形体を得た。得られた発泡体の試
験結果を表２に示す。

【００４９】

【表１】

【００５０】

【表２】

【００５１】実施例１〜２２で得られたシートおよび発
泡体は、耐熱温度がいずれも80℃以上であり、充分な耐
熱性を有し、発泡セルも均一微細なものであった。これ
に対し比較例１〜７では、耐熱温度が70℃以下であり、
また、比較例２〜７では、発泡セルが巨大化し、実用性
に乏しいものであった。実施例２３〜２８の方法で得ら
れた発泡体の耐熱温度は、いずれも80℃以上であり充分
な耐熱性を有するものであり、発泡セルも均一微細なも
のであった。

【００５２】

【発明の効果】本発明の生分解性耐熱樹脂組成物は、ポ
リ乳酸を主成分とする樹脂組成物であって、示差走査型
熱量（ＤＳＣ）測定の降温過程においてポリ乳酸換算で
10J/g以上である結晶化由来の発熱ピークが降温速度20
℃/min以上で発生することで、高耐熱性の実用性能を有
した発泡体を供することが出来る。また、本発明の生分
解性耐熱樹脂組成物は、ポリ乳酸樹脂を主原料とするた
め、コンポストによる分解が可能であるばかりでなく、
使用後には加水分解処理を施すことで、減容化が可能と
なり、運搬や集積が容易になり、現在問題となっている
ポリスチレン製、ポリエチレン製およびポリウレタン等
の発泡体のゴミ処理問題を解決する非常に環境に優しい
生分解性耐熱樹脂組成物といえる。

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 3/02 Ｃ０８Ｌ 3/02 97/02 97/02 Ｆターム(参考） 4F074 AA68 BA12 BA13 BA17 BA18 BA35 BB01 BC11 CA22 CA26 DA02 DA03 DA32 DA33 4J002 AB01X AB04X AH00X CF18W DE207 DE237 DG057 DJ007 DJ037 DL007 EA018 EQ018 EQ028 ER006 FD146 FD20X FD207 FD328 GG00

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポリ乳酸を主成分とする樹脂組成物であ
って、示差走査型熱量（ＤＳＣ）測定の降温過程におい
て、ポリ乳酸換算で10J/g以上の結晶化由来の発熱ピー
クが、降温速度20℃/min以上で発生することを特徴とす
る生分解性耐熱樹脂組成物。
【請求項２】Ｌ体とＤ体のモル比が95/5以上、又は5/
95以下であるポリ乳酸20質量％以上と、固体状粒子物質
4〜50質量％と、架橋剤0.1〜5質量％とからなることを
特徴とする請求項１記載の生分解性耐熱樹脂組成物。
【請求項３】架橋剤がイソシアネート化合物であるこ
とを特徴とする請求項２記載の生分解性耐熱樹脂組成
物。
【請求項４】請求項１〜３記載の樹脂組成物を溶融成
形して得られたシート。
【請求項５】請求項１〜３記載の樹脂組成物を溶融成
形して得られた成形体。
【請求項６】請求項１〜５記載の樹脂組成物、シー
ト、成形体を溶融成形して得られた発泡体。