JP2003147177A - 生分解性シート及びこのシートを用いた成形体とその成形方法 - Google Patents

生分解性シート及びこのシートを用いた成形体とその成形方法

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JP2003147177A
JP2003147177A JP2001351471A JP2001351471A JP2003147177A JP 2003147177 A JP2003147177 A JP 2003147177A JP 2001351471 A JP2001351471 A JP 2001351471A JP 2001351471 A JP2001351471 A JP 2001351471A JP 2003147177 A JP2003147177 A JP 2003147177A
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polylactic acid
sheet
biodegradable
resin
polyester
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Yosuke Egawa
洋介 江川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 成形性が良好で、高い金型温度で成形するこ
とを必要とせずに、耐熱性の良好な成形体が得られる、
生分解性シートを提供すること。 【解決手段】 生分解性シートは、ポリ乳酸系樹脂75
〜25重量%と、ガラス転移温度が0℃以下、融点が9
0℃以上でポリ乳酸系樹脂の融点以下であるポリエステ
ル25〜75重量%とからなるシートを予備結晶化させ
たことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性シート及
びこのシートを用いた成形体とその成形方法に関し、特
に、成形性に優れた生分解性シート及び成形体とその成
形方法に関する。
【0002】
【従来の技術】カップ、トレー等の食品容器やブリスタ
ーパック、ホットフィル用容器、あるいは電子部品搬送
用トレー、キャリアテープ等の材料として、ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、
ポリエチレンテレフタレート等が用いられてきた。これ
らプラスチック製品等は一般に使い捨てされるものであ
り、使用後、廃棄する際に、焼却又は埋立等の処分が問
題となっている。ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ
スチレン等の樹脂は、燃焼時の発熱量が多く、燃焼処理
中に焼却炉をいためる恐れがあり、ポリ塩化ビニルは焼
却時に有害なガスを発生する。一方、埋立処分において
も、これらのプラスチック製品は化学的安定性が高いの
で自然環境下でほとんど分解されず半永久的に土中に残
留し、ゴミ処理用地の能力を短期間で飽和させてしま
う。また、自然環境中に投棄されると、景観を損なった
り海洋生物等の生活環境を破壊する。そこで、環境保護
の観点から、近年においては、生分解性の材料の研究、
開発が活発に行われている。その注目されている生分解
性の材料の1つとして、ポリ乳酸がある。ポリ乳酸系樹
脂は、生分解性であるので土中や水中で自然に加水分解
が進行し、微生物により無害な分解物となる。また、燃
焼熱量が小さいので焼却処分を行ったとしても炉をいた
めない。さらに、出発原料が植物由来であるため、枯渇
する石油資源から脱却できる等の特長も有している。
【0003】ところが、ポリ乳酸系樹脂は耐熱性が低
く、加熱食品を入れるような容器や熱湯を注ぎ込むため
の容器等、高温での使用には適していなかった。また、
ポリ乳酸系樹脂製シート及びその成形体を貯蔵や輸送す
る場合、貯蔵庫や輸送中のトラック、また船の内部は夏
期等になると高温に達することも少なくないため、変形
や融着等の問題が発生することがあった。
【0004】ポリ乳酸系樹脂に耐熱性を付与する技術と
して、成形工程において、金型をポリ乳酸系樹脂の結晶
化温度近傍(80〜130℃)に保持し、金型内でポリ
乳酸を高度に結晶化させることにより耐熱性を付与する
方法がある。しかし、この方法では、成形したポリ乳酸
を金型内で結晶化させるため、結晶化が完了する間、成
形体を金型内で保持しなければならず、通常の成形より
も成形サイクルが長くなり、製造コストが高くなる。ま
た、金型を加温する必要があるため、加温設備も必要で
ある。
【0005】また、成形後にアニール処理をしてポリ乳
酸系樹脂を高度に後結晶化させることにより耐熱性を付
与する方法がある。しかし、この方法では、ポリ乳酸系
樹脂の成形体を後結晶化させる過程で成形体が変形し、
寸法精度に問題を生じる場合があり、また後結晶化させ
る工程が必要なため、製造コストが高くなる。
【0006】ポリ乳酸系樹脂に耐熱性を付与する別の方
法として、特開平8−73628号公報に、ポリ乳酸を
主成分とする乳酸系ポリマーシートをアニ−リング処理
により予備結晶化させて貯蔵弾性率を所定範囲とした
後、加熱された金型で成形を行う方法が開示されてい
る。しかし、この方法では、耐熱性のある成形体を得る
ために、金型の温度をポリ乳酸系樹脂の結晶化温度近傍
(80〜130℃)に保持し、金型内でポリ乳酸系樹脂
の結晶化を完了させる必要があり、金型を加温する設備
も必要である。また、この方法では通常の成形よりも成
形サイクルが長くなり、製造コストが高くなる。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記問題点を
解決すべくなされたものであり、本発明の目的は、環境
問題を発生することがなく、耐熱性に優れ、かつ、成形
加工性が良好で、簡易に成形することができる生分解性
シートを提供することにある。また、この生分解性シー
トを用いた成形体と、その成形方法を提供することにあ
る。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明の生分解性シート
は、ポリ乳酸系樹脂75〜25重量%と、ガラス転移温
度が0℃以下、融点が前記ポリ乳酸系樹脂のガラス転移
温度より高く、ポリ乳酸系樹脂の融点以下であるポリエ
ステル25〜75重量%とを合計で100重量%となる
ように配合した樹脂組成物から成るシートを、予備結晶
化させたことを特徴とする。本発明の別の態様の生分解
性シートは、ポリ乳酸系樹脂75〜25重量%と、ガラ
ス転移温度が0℃以下、融点が90℃以上でポリ乳酸系
樹脂の融点以下であるポリエステル25〜75重量%と
を合計で100重量%となるように配合した樹脂組成物
から成るシートを、予備結晶化させたことを特徴とす
る。ここで、前記ポリエステルは、ポリ乳酸系樹脂以外
の生分解性脂肪族系ポリエステルであることが好まし
い。また、前記生分解性脂肪族系ポリエステルは、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、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリ
グリコール酸、ポリエステルカーボネート、ポリヒドロ
キシブチレートとポリヒドロキシバリレートの共重合体
及びポリヒドロキシブチレートとポリヒドロキシヘキサ
ノエートの共重合体からなる群から選択された少なくと
も1種であることができる。また、前記ポリ乳酸系樹脂
の予備結晶化後の結晶化度は20%以上であることがで
きる。本発明の生分解シートの成形方法は、上記生分解
性シートを、脂肪族系ポリエステルの融点以上、かつポ
リ乳酸系樹脂の融点未満の温度で成形することを特徴と
する。本発明の生分解シートの成形体は、上記成形方法
によって成形されたことを特徴とする。
【0009】
【発明の実施の形態】以下、本発明を詳しく説明する。
本発明の生分解性シートは、ポリ乳酸系樹脂75〜25
重量%と、特定のポリエステル25〜75重量%との配
合物を含む樹脂組成物からシートを形成し、かつ、予備
結晶化させたものである。ポリ乳酸系樹脂及びポリエス
テルの重量比は、ポリ乳酸系樹脂75〜25重量%と、
上記ポリエステル25〜75重量%とを合計で100重
量%となるように配合することが好ましい。ポリ乳酸系
樹脂の配合量が75重量%を越えると成形加工性が悪く
なり、真空成形や圧空成形等の汎用成形が困難となる。
また25重量%以下では得られるシート及び成形体の剛
性が劣る結果となる。
【0010】本発明に用いられるポリ乳酸系樹脂として
は、構造単位がL−乳酸又はD−乳酸であるホモポリマ
ー、すなわち、ポリ(L−乳酸)又はポリ(D−乳
酸)、構造単位がL−乳酸及びD−乳酸の両方である共
重合体、すなわち、ポリ(DL−乳酸)や、これらの混
合体が挙げられる。ポリ乳酸系樹脂の重合法としては、
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−乳酸又はD
−乳酸、あるいはこれらの混合物を、直接脱水縮重合し
て任意の組成を有するポリ乳酸系樹脂を得ることができ
る。また、開環重合法では乳酸の環状二量体であるラク
チドを、必要に応じて重合調整剤等を用いながら、適宜
選択された触媒を使用してポリ乳酸系樹脂を得ることが
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、結晶性を有するポリ乳酸系樹脂を得ることができ
る。
【0011】さらに、耐熱性向上等の必要に応じて、少
量共重合成分を添加することもでき、テレフタル酸等の
非脂肪族ジカルボン酸、ビスフェノールAのエチレンオ
キサイド付加物等の非脂肪族ジオール等を用いることも
できる。さらにまた、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、酸無水物等を使用することもできる。
【0012】ポリ乳酸系樹脂は、さらにα−ヒドロキシ
カルボン酸等の他のヒドロキシカルボン酸単位との共重
合体であっても、脂肪族ジオール/脂肪族ジカルボン酸
との共重合体であってもよい。他のヒドロキシ−カルボ
ン酸単位としては、乳酸の光学異性体(L−乳酸に対し
てはD−乳酸、D−乳酸に対してはL−乳酸)、グリコ
ール酸、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2官能脂肪族ヒド
ロキシ−カルボン酸やカプロラクトン、ブチロラクト
ン、バレロラクトン等のラクトン類が挙げられる。ポリ
乳酸系樹脂に共重合される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,1,4−
シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。また、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、セバシン酸及びドデカン二酸等が挙げられ
る。
【0013】ポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は、5万
〜40万の範囲内であることが好ましく、さらに好まし
くは10万〜25万である。ポリ乳酸系樹脂の重量平均
分子量が5万を下回ると実用物性が発現されにくく、4
0万より上回ると溶融粘度が高すぎて成形加工性に劣る
ことがある。
【0014】本発明においては特定のポリエステルを配
合することが、シート及びその成形体に耐熱性、耐衝撃
性及び成形加工性を付与するために必要である。特定の
ポリエステルは、ガラス転移温度が0℃以下、融点が、
配合するポリ乳酸系樹脂のガラス転移温度より高く、例
えば90℃以上、かつポリ乳酸系樹脂の融点以下のポリ
エステルである。ガラス転移温度が0℃より高いと、耐
衝撃性の改良効果が不十分となる。また、融点が90℃
より低いと、成形体の耐熱性が不十分なものとなる場合
がある。本発明において、ポリエステルのガラス転移温
度(Tg)は0℃以下であることが必要であるが、−2
0℃以下であることが好ましい。なお、ポリ乳酸系樹脂
の融点は、構造単位であるL−乳酸、D−乳酸の混合割
合によって異なるが、一般的には、約135℃〜175
℃である。ポリエステルの融点が配合するポリ乳酸系樹
脂の融点より高いと、ポリ乳酸系樹脂を予備結晶化させ
る意味がなくなり、剛性や成形加工性の点で問題が生じ
る。
【0015】本発明においては、ポリエステルとして、
ポリ乳酸系重合体以外の生分解性脂肪族系ポリエステル
を使用することが好ましい。生分解性脂肪族系ポリエス
テルとしては、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又は芳香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又は脂肪族芳香族ポ
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。
【0016】ここで用いられる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挙げられる。
【0017】脂肪族ポリエステル又は脂肪族芳香族ポリ
エステルに使用される、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、1,4−シ
クロヘキサンジメタノール等が挙げられる。また、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、ドデカン二酸等が挙げられ、芳香
族ジカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸
等が挙げられる。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や、脂
肪族ジオール、脂肪族ジカルボン酸及び芳香族ジカルボ
ン酸を縮合して得られる脂肪族芳香族ポリエステルは、
上記の各化合物の中からそれぞれ1種類以上を選んで縮
重合し、さらに、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。
【0018】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することによって得
られる。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、プロピレンオキサイド等との共重合体が挙
げられる。
【0019】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はじめとす
る菌体内でアセチルコエンチームA(アセチルCoA)
により生合成される脂肪族ポリエステルが挙げられる。
この菌体内で生合成される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
ラスチックスとしての実用特性向上のために、ヒドロキ
シ吉草酸(HV)を共重合し、ポリ(3HB−CO−3
HV)の共重合体にすることが工業的に有利である。H
V共重合比は、一般的に0〜40mol%が好ましい。
さらに、ヒドロキシ吉草酸のかわりに3−ヒドロキシヘ
キサノエート、3−ヒドロキシオクタノエート、3−ヒ
ドロキシオクタデカノエート等の長鎖のヒドロキシアル
カノエートを共重合してもよい。
【0020】本発明においては、ポリ乳酸系樹脂と特定
のポリエステルとを所定の割合で配合した樹脂組成物か
らシートを形成し、このシートを予備結晶化させること
が重要である。予備結晶化させることにより、ポリ乳酸
系樹脂を少なくとも一部結晶化させることができ、成形
体への剛性付与が可能である。また、ポリ乳酸系樹脂の
結晶化度が20%以上であると、成形時のドローダウン
を防止することができる。ポリ乳酸系樹脂の結晶化度に
ついて上限はなく、予備結晶化により100%結晶化し
てもよい。なお、樹脂組成物からシートを形成する方法
は、一般的なシート形成方法を用いることができ、例え
ば、Tダイキャスト法による押出成形により製造するこ
とができる。ただし、ポリ乳酸系樹脂は吸湿性が高く、
加水分解性も高いため、製造工程における水分管理が必
要であり、一般的な一軸押出機を用いて押出成形する場
合には、真空乾燥器等によって除湿乾燥した後に、製膜
する。またベント式二軸押出機を用いて押出成形する場
合には、脱水効果が高いので効率的な製膜が可能であ
り、また複数押出機による多層シートとすることも可能
である。予備結晶化方法としては、特に制限はないが、
例えば、赤外線ヒーターや熱風等で連続的に一定時間加
熱する方法やロール等に接触させる方法等が挙げられ
る。Tダイキャスト法で押出したシートを高温のキャス
トロールに接触させることによって予備結晶化を行うこ
とが、生産性の観点から好ましい。
【0021】本発明の生分解性シートは成形加工性に優
れており、金型の加温を必要としないような温度で、か
つ、短い成形サイクルで成形することができる。以下
に、本発明の成形方法を説明する。本発明の生分解性シ
ートは、真空成形、圧空成形、真空圧空成形、プレス成
形等の種々の成形方法を用いて成形体を形成することが
できる。ただし、シートの成形温度は、ポリエステルの
融点以上、配合するポリ乳酸系樹脂の融点未満であるこ
とが好ましい。成形温度がポリエステルの融点未満であ
ると、耐熱性や成形加工性が不十分となる場合があり、
ポリ乳酸系樹脂の融点以上であると、剛性や成形加工性
に問題が生じる場合がある。このように、本発明の生分
解性シートを用いれば、金型をポリ乳酸系樹脂の結晶化
近傍の温度(例えば、80〜130℃)に保持しなくて
も、かかる温度より低い温度で、かつ短い成形サイクル
で成形体を形成することができる。また、得られた成形
体は耐熱性及び耐衝撃性にも優れたものである。これ
は、本発明の生分解性シートが、予備結晶化によりポリ
乳酸系樹脂の少なくとも一部が結晶化し、また他のポリ
エステルとの混合系であり、特異な粘弾性を有するため
と考えられる。本発明の生分解性シートの一実施形態の
動的粘弾性(E’)と温度との関係を図1に示す。図1
において、本発明の生分解性シートは、ポリ乳酸系樹
脂のガラス転移温度とポリ乳酸系樹脂の融点との間の
温度で成形可能であるが、ポリエステルの融点以上、
かつ、ポリ乳酸系樹脂の融点未満の温度で成形するこ
とが好ましい。また、予備結晶化によりポリ乳酸系樹脂
の少なくとも一部が結晶化しているので、残りのポリ乳
酸系樹脂の結晶を促し、短い成形サイクルでの成形が可
能であり、かつ、得られた成形体は結晶化の度合いも十
分であり、良好な耐熱性を有する。
【0022】本発明の生分解性シートを用いて形成され
た成形体としては、例えば、弁当箱、鮮魚・精肉・青果
・豆腐・惣菜・デザート・インスタントラーメン等の食
品用のトレーやカップ、歯ブラシ・電池・医薬品・化粧
品等の包装用容器、プリン・ジャム・カレー等のホット
フィル容器、あるいはIC・トランジスタ・ダイオード
等の電子部品搬送用トレー、キャリアテープ等が挙げら
れる。また、本発明においては、生分解性シートの形成
に使用される樹脂組成物に、副次的添加剤を加えて、種
々の改質を行うことができる。副次的添加剤としては、
例えば、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、静
電剤、導電剤、離型剤、可塑剤、香料、抗菌剤、核形成
剤やその他類似のもの等が挙げられる。
【0023】
【実施例】以下に、実施例及び比較例等を示して本発明
を詳述するが、これらにより本発明は何ら制限を受ける
ものではない。なお実施例及び比較例中の物性値は、以
下の方法により測定し、評価を行った。測定方法及び評価方法 (1)耐熱性の評価 生分解性シートから得られた成形体を、熱風循環式オー
ブンにおいて80℃で20分間熱処理し、成形体の容積
減容率(%)を下記式にて算出した。 容積減容率={1−(熱処理後の成形体容積/熱処理前
の成形体容積)}×100 (2)耐衝撃性の評価 東洋精機社製のハイドロショット衝撃試験機(型式HT
M−1)を用い、温度23℃で、直径が1/2インチの
撃芯を3m/secの速度で生分解性シートに衝突さ
せ、破壊に要したエネルギーを算出した。 (3)耐衝撃性の評価 生分解性シートから得られた成形体に水を充填し、開口
部をシールして、1mの高さからコンクリート上に落下
させ、成形体の破損の有無を調べた。 (4)ガラス転移温度の測定 JIS−K−7121に基づき、示差走査熱量測定法
(DSC)にて昇温速度が10℃/minでポリエステ
ルのガラス転移温度を測定した。 (5)結晶化度の測定 JIS−K−7121に基づき、示差走査熱量測定法
(DSC)にて昇温速度が10℃/minで、生分解性
シート中のポリ乳酸系樹脂に起因する融解熱量(ΔH
m)及び結晶化熱量(ΔHc)を測定し、下記式により
ポリ乳酸系樹脂の結晶化度を算出した。 結晶化度(%)=(ΔHm−ΔHc)/(92.8×シ
ート中のポリ乳酸系樹脂の割合)×100 (6)成形性の評価 φ100mm、深さ30mm、絞り比0.3の成形金型
(金型温度25℃)を用いて圧空成形(空気圧:2kg
/cm2)を行い、成形体の型賦形状態を観察し、3段
階で評価を行った。評価基準は、良好な形態の成形体が
形成されている場合を「○」、実用可能なレベル程度の
場合を「△」、不良形状の成形体の場合を「×」で示し
た。
【0024】(実施例1)ピューラックジャパン社製の
L−ラクチド(商品名:PURASORB L)100
kgに、オクチル酸スズを15ppm添加したものを、
攪拌機と加熱装置を備えた500Lバッチ式重合槽に入
れた。窒素置換を行い、185℃、攪拌速度100rp
mで、60分間重合を行った。得られた溶融物を、真空
ベントを3段備えた三菱重工社製の40mmφ同方向2
軸押出機に供給し、ベント圧4torrで脱揮しなが
ら、200℃でストランド状に押出してペレット化し
た。得られたポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は20万
であり、L体含有量は99.5%であった。またDSC
による融点は171℃であった。上記ポリ乳酸系樹脂
と、生分解性脂肪族系ポリエステルとしてポリブチレン
サクシネート(昭和高分子製の商品名「ビオノーレ10
01」、融点:111℃、ガラス転移点:−40℃)と
を、ポリ乳酸系樹脂/生分解性脂肪族系ポリエステル=
60重量%/40重量%の割合で混合し、同方向二軸押
出機に供給し、溶融混練してストランド状に吐出させ、
ペレタイザーでカットしてペレットを得た。次いで、得
られたペレットを70℃で8時間乾燥した後、単軸押出
機に供給し、Tダイから押出した後、110℃のキャス
トロールに接触させて厚み400μmの生分解性シート
を得た。得られた生分解性シートのポリ乳酸系樹脂の結
晶化度は44%であった。次に、得られた生分解性シー
トを用いて成形体を形成した。すなわち、成形金型(金
型温度25℃)を用いて、シート温度140℃、空気圧
2kg/cm2の条件下で圧空成形を行い、生分解性の
成形体を得た。得られた成形体について、耐熱性、耐衝
撃性、耐衝撃性および成形性の評価を行った。その
結果を表1に示す。
【0025】(実施例2)ポリ乳酸系樹脂と生分解性脂
肪族ポリエステルの配合量を、ポリ乳酸系樹脂/生分解
性脂肪族系ポリエステル=50重量%/50重量%に変
更した以外は実施例1と同様にして、生分解性シートを
得た。得られた生分解性シートのポリ乳酸系樹脂の結晶
化度は43%であった。また、得られた生分解性シート
を用いて、実施例1と同様にして成形体を得た。得られ
た成形体について、実施例1と同様の評価を行った。そ
の結果を表1に示す。
【0026】(実施例3)ポリ乳酸系樹脂と生分解性脂
肪族ポリエステルの配合量を、ポリ乳酸系樹脂/生分解
性脂肪族系ポリエステル=40重量%/60重量%に変
更した以外は実施例1と同様にして、生分解性シートを
得た。得られた生分解性シートのポリ乳酸系樹脂の結晶
化度は44%であった。また、得られた生分解性シート
を用いて、実施例1と同様にして成形体を得た。得られ
た成形体について、実施例1と同様の評価を行った。そ
の結果を表1に示す。
【0027】(実施例4)生分解性脂肪族系ポリエステ
ルとしてポリブチレンアジペートテレフタレート(BA
SF社製の「Ecoflex」、融点:109℃、ガラ
ス転移点:−30℃)を用い、ポリ乳酸系樹脂/生分解
性脂肪族系ポリエステル=70重量%/30重量%とし
た以外は実施例1と同様にして、生分解性シートを得
た。得られた生分解性シートのポリ乳酸の結晶化度は4
0%であった。また、得られた生分解性シートを用い
て、実施例1と同様にして成形体を得た。得られた成形
体について、実施例1と同様の評価を行った。その結果
を表1に示す。
【0028】(実施例5)ピューラックジャパン製L−
ラクチド(商品名:PURASORB L)90kgと
同社製DL−ラクチド(商品名:PURASORB D
L)10kgに、オクチル酸スズを15ppm添加した
ものを、攪拌機と加熱装置を備えた500Lバッチ式重
合槽に入れた。窒素置換を行い、185℃、攪拌速度1
00rpmで、60分間重合を行った。得られた溶融物
を、真空ベントを3段備えた三菱重工製40mmφ同方
向2軸押出機に供給し、ベント圧4torrで脱揮しな
がら、200℃でストランド状に押し出してペレット化
した。得られたポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は20
万であり、L体含有量は94.8%であった。またDS
Cによる融点は165℃であった。このポリ乳酸系樹脂
と、生分解性脂肪族系ポリエステルとしてポリブチレン
サクシネート(昭和高分子社製の「ビオノーレ100
1」、融点:111℃、ガラス転移温度:−40℃)と
を、ポリ乳酸樹脂/生分解性脂肪族系ポリエステル=5
0重量%/50重量%で混合し、同方向二軸押出機に供
給し、溶融混練してストランド状に吐出させた後、ペレ
タイザーでカットしてペレットを得た。得られたペレッ
トを70℃で8時間乾燥した後、単軸押出機に供給しT
ダイから押出し、110℃のキャストロールに接触させ
厚み400μmの生分解性シートを得た。得られた生分
解性シートのポリ乳酸系樹脂の結晶化度は36%であっ
た。得られた生分解性シートを用いて成形体を形成し
た。すなわち、成形金型(金型温度25℃)を用いて、
シート温度140℃、空気圧2kg/cm2の条件下で
圧空成形を行い、生分解性シートの成形体を得た。得ら
れた成形体について、実施例1と同様の評価を行った。
その結果を表1に示す。
【0029】(実施例6)実施例1で得られたペレット
を、70℃で8時間乾燥した後、単軸押出機に供給し、
Tダイから押出した後、40℃のキャストロールに接触
させて厚み400μmの生分解性シートを得た。得られ
た生分解性シートのポリ乳酸系樹脂の結晶化度は10%
であった。得られた生分解性シートを用いて、実施例1
と同様にして成形体を得た。得られた成形体について、
実施例1と同様の評価を行った。その結果を表1に示
す。
【0030】(実施例7)ピューラックジャパン社製の
L−ラクチド(商品名:PURASORB L)100
kgに、オクチル酸スズを15ppm添加したものを、
攪拌機と加熱装置を備えた500Lバッチ式重合槽に入
れた。窒素置換を行い、185℃、攪拌速度100rp
mで、60分間重合を行った。得られた溶融物を、真空
ベントを3段備えた三菱重工社製40mmφ同方向2軸
押出機に供給し、ベント圧4torrで脱揮しながら、
200℃でストランド状に押出してペレット化した。得
られたポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は13万であ
り、L体含有量は99.5%であった。またDSCによ
る融点は171℃であった。得られたポリ乳酸樹脂と、
生分解性脂肪族系ポリエステルとしてポリブチレンサク
シネート(昭和高分子社製の商品名「ビオノーレ100
1」、融点:111℃、ガラス転移点:−40℃)をポ
リ乳酸系樹脂/生分解性脂肪族系ポリエステル=60重
量%/40重量%で混合し、同方向二軸押出機に供給
し、溶融混練してストランド状に吐出させた後、ペレタ
イザーでカットしてペレットを得た。得られたペレット
を70℃で8時間乾燥した後、単軸押出機に供給し、T
ダイから押出し、40℃のキャストロールに接触させて
厚み400μmの生分解性シートを得た。得られた生分
解性シートを110℃のオーブン内で24時間熱処理
し、ポリ乳酸系樹脂の結晶化度が52%のシートを得
た。この生分解性シートを用いて成形体を形成した。す
なわち、成形金型(金型温度25℃)を用いて、シート
温度140℃、空気圧2kg/cm2の条件下で、圧空
成形を行い、生分解性の成形体を得た。また、得られた
生分解性シートを用いて、実施例1と同様にして成形体
を得た。得られた成形体について、実施例1と同様の評
価を行った。その結果を表1に示す。
【0031】(比較例1)実施例1で用いたポリ乳酸系
樹脂を同方向二軸押出機に供給し、溶融混練してストラ
ンド状に吐出させた後、ペレタイザーでカットしペレッ
トを得た。上記ペレットを70℃で8時間乾燥後、単軸
押出機に供給しTダイから押出し、110℃のキャスト
ロールに接触させ厚み400μmの生分解性シートを得
た。得られた生分解性シートのポリ乳酸系樹脂の結晶化
度は43%であった。また、得られた生分解性シートを
用いて、実施例1と同様にして成形体を得た。得られた
成形体について、実施例1と同様の評価を行った。その
結果を表2に示す。
【0032】(比較例2)ポリ乳酸系樹脂と生分解性脂
肪族ポリエステルとの配合割合を、ポリ乳酸樹脂/生分
解性脂肪族系ポリエステル=80重量%/20重量%に
変更した以外は実施例1と同様にして生分解性シートを
作製した。得られた生分解性シートのポリ乳酸の結晶化
度は44%であった。また、得られた生分解性シートを
用いて、実施例1と同様にして成形体を得た。得られた
成形体について、実施例1と同様の評価を行った。その
結果を表2に示す。
【0033】(比較例3)実施例1において、生分解性
脂肪族系ポリエステルとしてポリヒドロキシブチレート
(三菱ガス化学社製の「ビオグリーン」、融点:180
℃、ガラス転移点:4℃)を用い、ポリ乳酸系樹脂/ポ
リエステル=70重量%/30重量%とした以外は実施
例1と同様にして生分解性シートを作製した。得られた
生分解性シートのポリ乳酸の結晶化度は41%であっ
た。また、得られた生分解性シートを用いて、実施例1
と同様にして成形体の作製を行ったが、成形体の型腑形
性が極端に悪く、成形体を得られなかった。したがっ
て、耐熱性等の評価を行うことができなかった。
【0034】
【表1】
【0035】
【表2】
【0036】表1及び表2から、実施例1〜6は耐熱
性、耐衝撃性、成形性いずれも問題なく、良好な成形体
が通常の成形サイクルで得られることが分かった。一
方、比較例1では生分解性脂肪族系ポリエステルが含ま
れていないために耐熱性、耐衝撃性に問題があり、また
成形体も型賦形性が不十分で良好な成形体が得られなか
った。比較例2では生分解性脂肪族系ポリエステルの配
合量が少ないため耐熱性に問題があり、比較例1と同様
に成形体の型賦形性も不十分であった。なお、実施例1
の成形体について、成形性の評価においてシートのドロ
ーダウンの状態も観察したところ、シートのドローダウ
ンは生じなかった。
【0037】
【発明の効果】以上詳しく説明したように、本発明のシ
ートにおいては金型をポリ乳酸系樹脂の結晶化近傍(8
0〜130℃)に保持する必要はなく、常温の金型でも
耐熱性のある成形体が得られ、通常の成形サイクルでの
成形が可能である。すなわち、本発明によれば、ポリ乳
酸系樹脂と特定のポリエステルの予備結晶化シートを成
形に用いることで、従来の問題点であった成形サイク
ルが長くなり製造コストが高くなること、金型を加温
するための設備等特別な装置が必要である等の問題が解
消され、真空成形、圧空成形、真空圧空成形、およびプ
レス成形等の種々の成形が可能な生分解性シートを提供
することができる。また、かかる生分解性シートを用い
て、耐熱性、耐衝撃性及び成形性に優れた成形体及びそ
の成形方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】生分解性シートの動的粘弾性を示すグラフであ
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) // B29K 67:00 B65D 1/00 BRQA Fターム(参考) 3E033 AA08 AA10 AA11 BA13 BA17 BB01 CA20 FA01 FA03 FA04 3E086 AB01 AD05 AD06 BA15 BB41 BB90 CA01 CA28 CA31 CA35 4F071 AA43 AA86 AA89 AG28 AH04 AH05 BB03 BB06 BC01 BC04 4F208 AA24A AA24C AA24K AR06 AR20 MA02 MB01 MG11 MG22 MH08 4J002 CF03X CF04X CF05X CF18W CF19X GG01 GG02

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ポリ乳酸系樹脂75〜25重量%と、ガ
    ラス転移温度が0℃以下、融点が前記ポリ乳酸系樹脂の
    ガラス転移温度より高く、ポリ乳酸系樹脂の融点以下で
    あるポリエステル25〜75重量%とを合計で100重
    量%となるように配合した樹脂組成物から成るシート
    を、予備結晶化させたことを特徴とする生分解性シー
    ト。
  2. 【請求項2】 ポリ乳酸系樹脂75〜25重量%と、ガ
    ラス転移温度が0℃以下、融点が90℃以上でポリ乳酸
    系樹脂の融点以下であるポリエステル25〜75重量%
    とを合計で100重量%となるように配合した樹脂組成
    物から成るシートを、予備結晶化させたことを特徴とす
    る生分解性シート。
  3. 【請求項3】 前記ポリエステルがポリ乳酸系樹脂以外
    の生分解性脂肪族系ポリエステルであることを特徴とす
    る請求項1又は2に記載の生分解性シート。
  4. 【請求項4】 前記生分解性脂肪族系ポリエステルが、
    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、ポリブチレンアジペートテレフタレート、
    ポリグリコール酸、ポリエステルカーボネート、ポリヒ
    ドロキシブチレートとポリヒドロキシバリレートの共重
    合体及びポリヒドロキシブチレートとポリヒドロキシヘ
    キサノエートの共重合体からなる群から選択された少な
    くとも1種であることを特徴とする請求項1〜3のいず
    れか1項に記載の生分解性シート。
  5. 【請求項5】 前記ポリ乳酸系樹脂の予備結晶化後の結
    晶化度が20%以上であることを特徴とする請求項1〜
    4のいずれか1項に記載の生分解性シート。
  6. 【請求項6】 請求項1〜5のいずれかに記載の生分解
    性シートを、脂肪族系ポリエステルの融点以上、かつポ
    リ乳酸系樹脂の融点未満の温度で成形することを特徴と
    する生分解性シートの成形方法。
  7. 【請求項7】 請求項6記載の成形方法によって成形さ
    れたことを特徴とする生分解性シートの成形体。
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