JP2003072008A - 積層体 - Google Patents

積層体

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JP2003072008A
JP2003072008A JP2001268842A JP2001268842A JP2003072008A JP 2003072008 A JP2003072008 A JP 2003072008A JP 2001268842 A JP2001268842 A JP 2001268842A JP 2001268842 A JP2001268842 A JP 2001268842A JP 2003072008 A JP2003072008 A JP 2003072008A
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lactic acid
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Tadashi Hongo
忠志 本郷
Masanobu Yoshinaga
雅信 吉永
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Toppan Inc
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Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】本発明は、十分な層間ラミネート強度を有し、
それを構成する乳酸を主成分とするポリマーからなる基
材、接着剤層並びに生分解性樹脂層の全ての構成部材に
生分解性があり、全体として完全生分解する積層体の提
供を目的とする。 【解決手段】ポリヒドロキシブチレート等からなる生分
解性樹脂層と乳酸を主成分とするポリマーからなる基材
との間に式(1)で示される生分解性のポリ乳酸を含有
する生分解性接着剤からなる接着層を積層してなる。

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
積層体に関するものであり、さらに詳しくは乳酸を主成
分とするポリマーからなる基材をベースとしてなり、全
体が完全生分解するようにし、かつ層間ラミネート強度
に優れる積層体に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、プラスチック包装材料の使用後の
ゴミ廃棄物問題の解決策の一つとして、自然界の微生物
によって分解される生分解性樹脂の使用が注目され、種
々の検討が進められている。そして、この様な中、生分
解性樹脂を用いて包装材料とする試みが精力的に行われ
ている。
【0003】これらの生分解性樹脂には、個々には透明
性を有し包装材料の基材として使用できるものや、ヒー
トシール性を有しシーラントとして使用できるもの等、
種々の特性を有するものがある。その中でも乳酸を主成
分とするポリマーからなるフィルム基材は、透明性が良
好で光沢を有し、適当な腰の強さがあるため主に包装材
料の基材として使用できる。しかし、それ単体ではヒー
トシール性がないため、他のヒートシール性を有する生
分解性樹脂を積層することにより、シール袋、ガゼット
袋、スタンディングパウチ等に使用される軟包装材料と
しての利用が可能となる。
【0004】乳酸を主成分とするポリマーからなる基材
とヒートシール性を有する生分解性樹脂を積層する方法
としては、例えば直接乳酸を主成分とするポリマーから
なる基材上に押出コーティング法にて生分解性樹脂を溶
融押し出しする方法が知られている。
【0005】しかし、この方法によって得られる積層体
は、乳酸を主成分とするポリマーからなる基材と生分解
性樹脂層の層間のラミネート強度が不足し、軟包装材料
としての要求を満足するものではなかった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記課題を
考慮してなされたものであり、十分な層間のラミネート
強度を有し、それを構成する乳酸を主成分とするポリマ
ーからなる基材、接着剤層、並びに生分解性樹脂層の全
ての構成部材に生分解性があり、積層体全体として完全
生分解する積層体を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためのものであり、請求項1に記載の発明は、生
分解性樹脂層と乳酸を主成分とするポリマーからなる基
材との間に生分解性接着剤からなる接着層を積層してな
ることを特徴とする積層体である。
【0008】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
記載の積層体において、前記生分解性接着剤が、D−乳
酸とL−乳酸との共重合体からなる式(1)で示される
生分解性のポリ乳酸を含有することを特徴とする。 X−CO(OCHCH3CO)m−OH (1) (式(1)中、mは重合度を示す数であり、Xは1位が
カルボキシル基で置換されてもよい炭素数1〜50のア
ルキル基である。)
【0009】さらにまた、請求項3記載の発明は、請求
項2に記載の積層体において、式(1)で示される生分
解性のポリ乳酸の分子量が10,000〜150,00
0であることを特徴とする。
【0010】さらにまた、請求項4記載の発明は、請求
項2または請求項3に記載の積層体において、式(1)
で示されるポリ乳酸が、20〜80重量%のD−乳酸と
20〜80重量%のL−乳酸との共重合体であることを
特徴とする。
【0011】さらにまた、請求項5記載の発明は、請求
項1ないし請求項4のいずれか1項に記載の積層体にお
いて、前記生分解性樹脂層を構成する生分解性樹脂が脂
肪族ポリエステル、または脂肪族芳香族ポリエステルで
あることを特徴とする。
【0012】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳細に説明する。
【0013】図1は本発明の実施の一形態に係る積層体
1の概略の構成を示している。この積層体1は、生分解
性樹脂からなる生分解性樹脂層2と乳酸を主成分とする
ポリマーからなる基材3とこれらの間に挟まれて積層さ
れる生分解性接着剤からなる接着剤層4から構成されて
いる。この様な構成の積層体はパウチ、上包み包装等に
用いる軟包装材料として使用される比較的単純な構成の
ものであるが、もちろん要求される機能に応じてその他
の層を介在させることもできる。そして、この積層体
は、例えば紙製二次容器に分包される一次包装に用いら
れる包装材料として、あるいは液物を充填するパウチ等
に使用される包装材料としての利用が可能である。
【0014】ここで、基材3は乳酸を主成分とするポリ
マーからなり、具体的には、乳酸のみからなるホモポリ
マーであっても、乳酸を主成分とし乳酸以外のモノマ
ー、例えばリンゴ酸、グリコール酸などのオキシ酸、3
−ヒドロキシブチレート、3−ヒドロキシヴァリレー
ト、カプロラクトン、およびコハク酸、アジピン酸など
のジカルボン酸類とエチレングリコ−ル、1,4−ブタ
ンジオールなどのジオール類などを共重合したコポリマ
ーであっても、あるいはこれらの混合物であってもよ
い。これらの中でも乳酸のみからなるホモポリマーは、
透明性に優れているので好ましく使用できる。
【0015】一方、接着剤層4を構成する生分解性接着
剤は、式(1)で示されるポリ乳酸からなるものであ
る。このポリ乳酸は、土壌中あるいは活性汚泥中でカ
ビ、細菌、酵母などの微生物の作用によってより低分子
量のオリゴマーやモノマー、あるいはさらに低分子の物
質にまで分解される性質を有する。従って、生分解性接
着剤としてこのポリ乳酸を使用すれば、これよりなる接
着剤層は生分解することになる。そして、この様な接着
剤層4により後で詳述する生分解性樹脂層2と乳酸を主
成分とするポリマーからなる基材3間のラミネート強度
が強固なものとなる。
【0016】接着剤層4を構成し、式(1)で示される
このポリ乳酸は後述する特定の汎用非ハロゲン系溶媒に
良好に溶解する。従って、このポリ乳酸を使用すれば、
人体や地球環境に悪影響を与えるハロゲン系溶剤を使用
することなく、汎用非ハロゲン系溶媒を使用して生分解
性接着剤を調製することができる。
【0017】また、式(1)で示されるポリ乳酸として
は、D−乳酸とL−乳酸との共重合体を使用する。この
ように共重合させたポリ乳酸は結晶性が小さくなり、汎
用非ハロゲン系有機溶媒に対する溶解性が向上する。こ
こで、式(1)で示されるポリ乳酸中におけるD−乳酸
ユニットとL−乳酸ユニットとの重量比は、好ましくは
2:8〜8:2とする。さらに、式(1)で示されるポ
リ乳酸としては、その分子量が小さすぎると成膜性が低
下し、大きすぎると溶剤への溶解性が低下するので、好
ましくは10,000〜150,000、より好ましく
は80,000〜120,000のものを使用する。ま
た、式(1)中の重合度を示すmは、小さすぎると接着
剤の成膜性や得られる膜の膜強度が不十分となるので1
0以上であることが好ましい。より好ましくは分子量が
80,000〜120,000となる数である。また、
1位がカルボキシル基で置換されてもよい炭素数1〜5
0のアルキル基であるXの具体例としては、1−カルボ
キシルメチル、1−カルボキシルエチルなどを挙げるこ
とができる。
【0018】ここで、生分解性接着剤を調整するに当た
って使用される、式(1)で示されるポリ乳酸に適した
溶剤としては、トルエン、キシレン、アセトン、メチル
エチルケトン、シクロヘキサノン、ジオキサン、N,N
−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、メチル
イソブチルケトン、ブチルセロソルブ、ε−カプロラク
トン、n−ブチルアセテート、エチルセロソルブアセテ
ート、およびイソホロンからなる群から選択される少な
くとも一つが使用できる。これらの溶剤は、ポリ乳酸の
分子量、利用する塗工方法あるいはその塗工条件などに
応じて、一種のみでまたは二種以上を混合して使用する
ことができる。例えば、グラビア塗工の場合にはトルエ
ン、キシレン、アセトン、メチルエチルケトン、シクロ
ヘキサノン、ジオキサン、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、テトラヒドロフラン、メチルイソブチルケトンなど
を使用することが好ましい。
【0019】一方、生分解性樹脂層2は積層体1に、例
えばヒートシール性等の包装材料として具備すべき機能
を付与するために設ける層であり、これを構成する生分
解性樹脂としては、コハク酸、アジピン酸などのジカル
ボン酸類と、エチレングリコール、1,4−ブタンジオ
ールなどのジオール類との共重合体(例えば、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)、微生物産生のポリ
ヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシブチレート−ヴ
ァリレート、乳酸、リンゴ酸、グリコール酸などのオキ
シ酸の重合体またはこれらの共重合体、ポリカプロラク
トン、アミド結合を有するポリエステル、カーボネート
結合を有するポリエステルなどの脂肪族ポリエステル、
あるいはテレフタル酸を有するポリブチレンアジペート
−テレフタレートなどの脂肪族芳香族ポリエステルを使
用することが好ましい。
【0020】本発明の積層体の積層方法は、特に制限は
されないが、ベースである乳酸を主成分とするポリマー
からなる基材上に上記溶剤に溶解したポリ乳酸接着剤を
グラビアコーティング、リバースコーティング、ロール
コーティングなどの公知の手法を用いて塗工し、この上
に押出コーティング法により生分解性樹脂を溶融押し出
しして積層する方法が好ましい。
【0021】以上に説明したように、本発明の積層体
は、式(1)で示される生分解性のポリ乳酸を含有する
接着剤層を介して積層されているため、層間のラミネー
ト強度が十分に得られ、また乳酸を主成分とするポリマ
ーからなる基材、接着剤層、生分解性樹脂層の全ての層
に生分解性があり、積層体全体として完全生分解性を有
するものである。
【0022】
【実施例】以下に本発明の実施例を示すが、これらの実
施例に限定されるものではない。
【0023】<実施例1>L−ラクチド50部、D−ラ
クチド30部、およびオクチル酸第一スズ0.15部の
トルエン溶液を窒素雰囲気下で200℃に加熱し、約1
時間かけて開環重合させた。得られた樹脂をクロロホル
ムに溶解し、メタノールに注いで再沈殿させ、メタノー
ルを蒸発させて白色粉末のポリ乳酸を得た。このポリ乳
酸中のD体とL体の比率は、水酸化ナトリウムで加水分
解後の施光度計計測結果によれば約3:5であった。得
られたポリ乳酸をメチルエチルケトンとトルエンの割合
が1:1の溶剤に溶解して生分解性の接着剤を調製し
た。
【0024】次に、二軸延伸ポリ乳酸フィルム(厚さ2
5μm)の片面に上記ポリ乳酸接着剤をグラビアロール
にて固形分約2g/m2となるように塗工し、乾燥後、
接着剤塗工面上に直ちにTダイ式溶融押出機にて加工温
度190℃で、微生物産生のポリヒドロキシブチレート
を30μmの厚みにコーティングし、積層体を得た。続
いて、この積層体を3日間エージングした後、二軸延伸
ポリ乳酸フィルムとポリヒドロキシブチレートとのラミ
ネート強度を測定(試料幅15mm、T型剥離、剥離速
度300mm/min)した。
【0025】<実施例2>二軸延伸ポリ乳酸フィルム
(厚さ25μm)の片面に実施例1で作製したポリ乳酸
接着剤をロールコーターにて固形分約2g/m2となる
ように塗工し、乾燥後、巻き取った。次に、この巻き取
ったフィルムをTダイ式溶融押出機に装填して、そのポ
リ乳酸接着剤塗工面に加工温度240℃で、ポリブチレ
ンサクシネートを30μmの厚みにコーティングし、積
層体を得た。そして最後に得られた積層体を実施例1と
同様に3日間エージングした後、二軸延伸ポリ乳酸フィ
ルムとポリブチレンサクシネートとのラミネート強度を
測定した。
【0026】<比較例1>ポリ乳酸接着剤を用いなかっ
たこと以外は実施例1と同様の条件にて比較例1に係る
積層体を作製し、二軸延伸ポリ乳酸フィルムとポリヒド
ロキシブチレートとのラミネート強度を測定した。
【0027】<比較例2>ポリ乳酸接着剤を用いなかっ
たこと以外は実施例2と同様の条件にて比較例2に係る
積層体を作製し、二軸延伸ポリ乳酸フィルムとポリブチ
レンサクシネートとのラミネート強度を測定した。
【0028】実施例1、2、比較例1、2で測定したラ
ミネート強度を以下に示す。
【0029】
【表1】
【0030】表1からも分かるように、実施例で作製し
た積層体では、二軸延伸ポリ乳酸フィルムと生分解性樹
脂層との層間のラミネート強度が十分に得られた。ま
た、実施例で作製した積層体を40℃の堆肥中に埋設さ
せたところ、いずれの積層体も6カ月後には分解して判
別不可能なほどになった。
【0031】<実施例3>実施例2で作成した、二軸延
伸ポリ乳酸フィルム/ポリ乳酸接着剤/ポリブチレンサ
クシネートの構成からなる積層体を用いて、パウチ状に
面々シールをしてパウチを得た。その後、このパウチを
開封したが、二軸延伸ポリ乳酸フィルムとポリブチレン
サクシネートからなる生分解性樹脂層間の剥離は全くみ
られなかった。
【0032】<比較例3>ポリ乳酸接着剤を用いなかっ
た以外は実施例3と同様の条件にて比較例3に係る積層
体を作製し、パウチを作製した。このパウチを開封した
が、二軸延伸ポリ乳酸フィルムとポリブチレンサクシネ
ートからなる生分解性樹脂層間の剥離がみられ、内容物
を取り出せない状態になった。
【0033】
【発明の効果】本発明の積層体は、乳酸を主成分とする
ポリマーからなる基材と生分解性樹脂層間のラミネート
強度が十分に得られ、乳酸を主成分とするポリマーから
なる基材、接着剤層、生分解性樹脂層の全ての層に生分
解性があり、積層体全体として完全生分解するものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施形態に係る積層体の概略断面構
成説明図である。
【符号の説明】
1・・・積層体 2・・・生分解樹脂層 3・・・乳酸を主成分とするポリマーからなる基材 4・・・接着剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F100 AK01A AK41A AK41B AK41G AL01G BA02 BA16 CB00 GB15 JA07G JC00 JC00A JC00G JL11 YY00G 4J040 ED001 GA07 HB01 HB14 HB18 HB42 HC10 JA02 JB09 KA23 LA01 LA02 LA06 MA10 MB03 NA06 PA33

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】生分解性樹脂層と乳酸を主成分とするポリ
    マーからなる基材との間に生分解性接着剤からなる接着
    層を積層してなることを特徴とする積層体。
  2. 【請求項2】前記生分解性接着剤が、D−乳酸とL−乳
    酸との共重合体からなる式(1)で示される生分解性の
    ポリ乳酸を含有することを特徴とする請求項1に記載の
    積層体。 X−CO(OCHCH3CO)m−OH (1) (式(1)中、mは重合度を示す数であり、Xは1位が
    カルボキシル基で置換されてもよい炭素数1〜50のア
    ルキル基である。)
  3. 【請求項3】式(1)で示される生分解性のポリ乳酸の
    分子量が10,000〜150,000であることを特
    徴とする請求項2に記載の積層体。
  4. 【請求項4】式(1)で示される生分解性のポリ乳酸
    が、20〜80重量%のD−乳酸と20〜80重量%の
    L−乳酸との共重合体であることを特徴とする請求項2
    または請求項3に記載の積層体。
  5. 【請求項5】前記生分解性樹脂層を構成する生分解性樹
    脂が脂肪族ポリエステル、または脂肪族芳香族ポリエス
    テルであることを特徴とする請求項1ないし請求項4の
    いずれか1項に記載の積層体。
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