JP2004299711A

JP2004299711A - ヒンジ付き成形体及びこれからなる容器

Info

Publication number: JP2004299711A
Application number: JP2003093581A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Saito; 雅春斉藤
Original assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd
Current assignee: Kanebo Synthetic Fibers Ltd; Kanebo Ltd
Priority date: 2003-03-31
Filing date: 2003-03-31
Publication date: 2004-10-28

Abstract

【課題】従来技術の問題点を解消し、植物原料由来の樹脂であるポリ乳酸樹脂からなるシートを用い熱成形によって折り曲げ部を有する構造の成形体およびこれを用いた容器を提供すること。
【解決手段】ポリ乳酸樹脂を主成分とするシートからなるものであり、熱成形により延伸されたヒンジ部を有することを特徴とするヒンジ付き成形体。特に、ヒンジ部の延伸倍率が、１．２以上であるもの。そしてこれらのヒンジ付き成形体を折り曲げて得られた容器。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒンジ付き成形体およびこれを用いた容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、真空成形、圧空成形等の熱成形に用いられるシートは、塩化ビニル樹脂や主にポリエチレンテレフタレート樹脂からなるポリエステル樹脂、ポリプロピレン樹脂が用いられている。熱成形された成形体は包装容器として、食品包装容器等に大量に使用され、大量に廃棄されている。これら樹脂は、石油資源枯渇の問題や焼却時の有害性ガス発生や炭酸ガス増大といった様々な環境問題を抱えている。この為、近年、石油を原料としない植物原料由来の樹脂が注目をされるようになってきている。この植物原料由来の樹脂の中でもとうもろこしや芋、サトウキビ等から糖質を取り出し、これを発酵させる事により得た乳酸を重合して得るポリ乳酸樹脂の商業生産が着々と進められるようになって来ている。
【０００３】
包装容器としては、トレーのような本体のみの物やカップと蓋のように組み合わせである物、更にはたまごパックのように本体部と蓋部が折り曲げ部を会し繋がった構造の物がある。この折り曲げ部を有する構造の物において、従来の塩化ビニル樹脂やポリエステル樹脂等のシートを用いた場合には、容易に折り曲げることが出来た為に折り曲げの為に特別なヒンジ部を作製する必要はなかった。しかし、ポリ乳酸樹脂からなるシートは折り曲げた際に容易に割れが発生する為に、折り曲げ部を有する構造の物に用いる事が出来ないでいた。
【０００４】
これに対し、ポリ乳酸樹脂からなるシートを折り曲げる為には、シート化の際に２軸延伸を行ない更にノッチ状の罫線を入れる（例えば、特許文献１参照）と言った方法が開示されているにすぎない。しかもこの方法においては、２軸延伸したポリ乳酸を主成分とするシートを作製するためには、縦横を同時に延伸するテンターもしくは縦延伸をロール延伸で行ない、更に横延伸をテンターで行なうと言った大掛かりな装置を必要とするにも係らず、ノッチ状の罫線を入れる際に割れが生じたり、罫線部を折り曲げる際に一回は折り曲げることが出来ても、繰り返し曲げ伸ばしを行なうとノッチ状の罫線部で割れてしまうと言う問題も生じている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１９２０１９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、上記の従来技術の問題点を解消し、植物原料由来の樹脂であるポリ乳酸樹脂からなるシートを用い熱成形によって折り曲げ部を有する構造の成形体およびこれを用いた容器を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明において上記の課題は、ポリ乳酸樹脂を主成分とするシートを熱成形により延伸されたヒンジ部を作製する事で解決した。
【０００８】
以下、本発明を詳しく説明する。本発明で用いられるポリ乳酸樹脂とは、乳酸を直接縮合重合して得た物でも良いし、乳酸の２量体であるラクチドを開環重合して得ても良い。しかし、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の比率は、１００：０〜９５：５もしくは０：１００〜５：９５であることが結晶性を有する為に必要であり、更に１００：０〜９７：３もしくは０：１００〜３：９７であると結晶性が高くなりより好ましい。この範囲を外れると非晶性となる。
本発明で用いる乳酸ないしはラクチドは、植物原料由来の物でも石油からの合成品であっても全く問題なく重合に供することが出来、得られるポリ乳酸樹脂には差は認められない。
【０００９】
また、本発明の効果を阻害しない限り、他のヒドロキシカルボン酸、例えばグリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸などを共重合させたり、他の樹脂成分を共重合もしくはブレンドしても差し支えない。更には、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、ジエポキシ化合物、酸無水物などを使用しても構わない。
【００１０】
ポリ乳酸樹脂のガラス転移温度は４０℃以上であることが望ましい。ガラス転移温度が４０℃以上であると、熱成形品に成形した後、室温で経時的に寸法変化し難い。またガラス転移温度が４０℃以上であると倉庫等に保管中にシートや加工品に球晶が生長し難いので、成形性低下、脆化や透明性低下などの問題が生じ難いので好ましい。ガラス転移温度は、ポリ乳酸樹脂の組成、含有オリゴマ量、可塑剤などの添加剤の種類と量などにより影響を受ける。
【００１１】
本発明に用いるポリ乳酸樹脂は、その相対粘度（ηｒｅｌ）が２．６〜４．５が好ましく、３．０〜４．０が更に好ましい。この範囲の樹脂を用いることで、製造時の熱劣化も少なく、シート強度にも優れるシートが得られる。
【００１２】
ポリ乳酸樹脂に対し、本発明の効果を阻害しない限り、酸化防止剤（例えば、ヒンダードフェノール系やフォスファイト系）や紫外線吸収剤（例えばベンゾトリアゾール系）、紫外線安定剤（例えばヒンダードアミン系）、染料（例えば、アントラキノン等）、顔料（例えば、カーボンブラック等）を添加しても何ら差し支えない。
【００１３】
ポリ乳酸樹脂を主成分とするシートとは、熔融押出法、カレンダー法、プレス法などで熔融した樹脂をシート状に成形し、更に急冷する事で得る事ができる。実用的には、Ｔダイより熔融状態で押出し、これをチルロールに接触させて急冷する方法が好ましい。チルロールの温度は、５０℃以下が適当であり、４０℃以下が好ましい。チルロールの温度が高い場合には、樹脂がチルロールに粘着し、引取りが困難となる。また、チルロールには、同様に温度コントロールされたタッチロールをあてがう事で更に安定したシート化が可能となる。
【００１４】
ポリ乳酸樹脂を主成分とするシートの厚みに関しては、特に限定される物ではないが、０．１〜２ｍｍの物、好ましくは０．２〜１ｍｍが熱成形に用いるのに容易である。
【００１５】
次に熱成形法について説明する。
上述のようにして得られたシートを、赤外線ヒータ、熱板ヒータ、熱風などにより成形温度に予熱した後、熱成形する。熱成形の方法としては、真空成形法、プラグアシスト成形法、圧空成形法、雄雌型成形法等があり、それぞれ単独の成形を行なっても、一度に複数の方法を組み合わせた成形を行なっても良い。
【００１６】
ヒンジ形状に関しては、例えばＵ字状で半径０．８ｍｍ、深さ１ｍｍ〜半径２．５ｍｍ、深さ６ｍｍ程度の物で良い。その他の形状としては、コの字状やＶ字状、Ｗ字状と言った形状が挙げられるが、特段限定される物ではない。
ヒンジ部の延伸倍率は、厚さを基準に下記の式１で求めた値が１．２以上である事が好ましく、更に好ましくは１．４以上である。
【００１７】
ヒンジ部の延伸倍率＝シート厚さ（ｍｍ）／ヒンジ部の厚さ（ｍｍ）（式１）
【００１８】
ヒンジ部の延伸倍率が、１．２以上であると、４回、５回と折り曲げを繰り返しても割れが生じない。一方、ヒンジ部の延伸倍率が極端に大きくなると、折り曲げ割れに対する影響は見られないものの成形性が悪くなる傾向があるので、３を超えない程度におさえておくことが望ましい。
【００１９】
本ヒンジ付き成形体を延伸ヒンジ部に沿って折り曲げる事により容器として用いることが出来る。また、折り曲げと曲げ戻しによる繰り返しの開閉を行なっても折り曲げ部が割れることなく容器として好適である。
【００２０】
【実施例】
以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。各種試料の調製・特性測定は、次の方法によった。
（相対粘度）
フェノール／テトラクロロエタン＝６０／４０（重量比）の混合溶媒に試料を１ｇ／ｄＬの濃度になるように溶解し、２０℃の恒温槽中でウベローデ粘度管を用いて相対粘度を測定した。
（ガラス転移温度）
パーキンエルマ製ＤＳＣ７を用い、０℃から１０℃／分の昇温速度にて測定した。
（シート成形）
プラコー製シート押出し機を用い、幅４００ｍｍのシートを得た。
（熱成形）
赤外線ヒーター加熱によりシートをガラス転移温度以上に加熱した後、プラグアシストを用いた真空成形を実施した。
（シート厚さ測定）
シート厚さの測定には、マイクロメータを用い０．０１ｍｍ単位で測定した。但し、ヒンジ部の厚さ測定には、先端半径０．２ｍｍのナイフエッジ型アタッチメントを有するマイクロメータを用いた。
【００２１】
実施例１〜７
ポリ乳酸樹脂（カネボウ合繊製８００ＤＡＬ／Ｄ＝９８．４／１．６ ηｒｅｌ＝３．８ガラス転移温度＝５８℃）を用い、バレル温度２１０℃にて製膜を行ない、厚さ０．２ｍｍ、０．４５ｍｍおよび１ｍｍのシートを得た。得られたシートを用い熱成形にて表１に示すＵ字状のヒンジを作製した。得られたヒンジ付き成形体をヒンジに沿って１８０°曲げを行ない、曲げ回数１〜３にて割れた場合を「×」、曲げ回数４〜９で割れた場合を「○」、曲げ回数１０回でも割れなかった場合を「◎」として合わせて表１に示した。
【００２２】
比較例１〜３
実施例１〜７と同様にして作製したシートに対し、熱成形の予熱だけを行ないヒンジは作製しなかった場合の評価結果を合わせて表１に示した。
【００２３】
【表１】

【００２４】
実施例８〜１０
ポリ乳酸樹脂（カネボウ合繊製２００ＤＡＬ／Ｄ＝９８．６／１．４ ηｒｅｌ＝３．０ガラス転移温度＝６０℃）を用い、バレル温度２１０℃にて製膜を行ない、厚さ０．４５ｍｍのシートを得た。得られたシートを用い熱成形にて表２に示すＵ字状のヒンジを作製した。得られたヒンジ付き成形体を実施例１〜７と同様に評価し、表２にあわせて示した。
【００２５】
比較例４
実施例８〜１０で用いたシートに対し、熱成形の予熱だけを行ないヒンジは作製しなかった場合の評価結果を合わせて表２に示した。
【００２６】
【表２】

【００２７】
【発明の効果】
本発明により、ポリ乳酸樹脂を主成分とするシートからヒンジ付き成形体を得ることが出来、このヒンジに沿って折り曲げを行なった場合にも割れる事がなく、折れ曲げ部を有する構造の容器を得る事が出来る。

Claims

ポリ乳酸樹脂を主成分とするシートからなり、熱成形により延伸されたヒンジ部を有することを特徴とするヒンジ付き成形体。
ヒンジ部の延伸倍率が、１．２以上である事を特徴とする請求項１に記載のヒンジ付き成形体。
請求項１乃至２のいずれかに記載のヒンジ付き成形体を延伸ヒンジ部に沿って折り曲げて得られた容器。