JP2005212064A - 生分解性フィルム用カッター - Google Patents

Abstract

【課題】 プラスチック製ラップフィルムのカット性に優れ、生分解性を有するフィルム用カッターを提供する。
【解決手段】 ポリ乳酸を主体とする樹脂成分７５〜９５質量％と、無機物５〜２５質量％とを含有する樹脂組成物からなることを特徴とする生分解性フィルム用カッター。樹脂組成物が、脂肪族芳香族共重合ポリエステルを含有することを特徴とする上記生分解性フィルム用カッター。薄板形状に形成され、フィルムカット面の形状が鋸刃形状に加工されていることを特徴とする上記生分解性フィルム用カッター。
【選択図】 なし

Description

本発明は、生分解性を有するフィルム用カッターに関し、詳しくは、プラスチック製ラップフィルムを切断するための生分解性カッターに関する。

従来、ラップフィルム収納ケースのような紙製包装容器において、ラップフィルム用のカッターには、金属製やプラスチック製の鋸刃形状の部材が使用されてきた。そして近年の環境問題等への配慮から、この容器を廃棄処分する際には、カッターを容器から取り外すようになってきた。しかし、カッターの取り外しは手間が掛かるものであり、カッター部材が金属製である場合は、取り外しの際、誤って手を傷めてしまう危険性があった。また、カッター部材がプラスチック製である場合は、誤って廃棄されると、その形状をとどめたまま半永久的に放置されることとなり、環境の悪化に繋がる恐れもあった。

このような近年の環境問題等への配慮から、カッター部材に生分解性プラスチックを利用することが検討されている。例えば特許文献１には、ポリ乳酸系ポリマーから成形されたカッターが開示されている。しかしながらこのカッターは、カッター形状への加工の際の打ち抜き不良や、刃こぼれ等の問題を解消し、加工性、カット性、耐久性を持たせるために、二軸延伸によって形成されなければならず、延伸工程を実施するためにコスト面において実用的ではないという問題があった。
特開平１１−９９４９８号公報

本発明の課題は、上記問題を解消し、二軸延伸工程を実施することがなくてもカット性に優れ、しかも生分解性を有するカッターを提供することである。

本発明者らは鋭意検討した結果、ポリ乳酸を主体とする樹脂成分と無機物とを含有した樹脂組成物からなるカッターが上記課題を解決できることを見出し本発明を完成した。すなわち本発明の要旨は、ポリ乳酸を主体とする樹脂成分７５〜９５質量％と、無機物５〜２５質量％とを含有する樹脂組成物からなることを特徴とする生分解性フィルム用カッターを要旨とするものである。

本発明の生分解性フィルム用カッターは、優れた物性を有するだけでなく、優れたカット性、耐久性にも優れている。しかも、カッターの前駆体であるシートは未延伸であるため、延伸工程を行う必要が無く、コスト面に関して実用的であり、また、生産も容易である。更には、カッターへの打ち抜き加工性も良好である。

また本発明のカッターは、ポリ塩化ビニリデンフィルムのみならず、ポリエチレン等の未延伸フィルムであっても容易に切断することが可能である。

更には本発明のカッターは、ポリ乳酸成形体であるため、焼却された際の焼却熱が低く、炉を傷めることがなく、また、埋没された際であっても自然環境中で分解するため、自然界へ悪影響も及ぼさない。万が一、廃棄の際に紙容器からカッターを取り外し忘れても、紙容器リサイクル時のアルカリ処理工程でカッターは分解されることとなる。

従って、本発明のカッターは延伸フィルム及び未延伸フィルムを容易に切断することが可能でかつ、環境負荷を軽減できるフィルム用カッターとして有用である。

以下、本発明について詳細に説明する。本発明の生分解性を有するフィルム用カッターは、ポリ乳酸を主体とする樹脂成分と、無機物とを特定の割合で配合した樹脂組成物から形成される必要がある。

本発明において樹脂成分はポリ乳酸を主体とするものである。ポリ乳酸としては、ポリＬ−乳酸、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸の共重合体であるポリＤＬ−乳酸、またはこれらの混合体が使用できる。ポリ乳酸は、Ｄ体含有率が５モル％以下であることが好ましい。ポリ乳酸のＤ体含有率が５モル％を超えると、ポリ乳酸自体の結晶性が低下し、耐熱性に劣るものとなる。また、ポリ乳酸の重量平均分子量は、１５万〜３０万の範囲にあることが好ましく、１６万〜２０万の範囲にあることがより好ましい。重量平均分子量が１５万未満であると溶融粘度が低すぎ、得られたシートは機械的特性に劣り、一方３０万を超えると溶融粘度が高くなりすぎて、溶融押出が困難になる。

またポリ乳酸は、残留ラクチド量が０．４質量％以下であることが好ましい。残留ラクチド量が０．４質量％を超えると加水分解を促進する作用が強まり、ポリ乳酸が分解しやすくなる。

本発明において、本発明の効果を阻害しない範囲で、樹脂組成物に他の生分解性ポリマーを添加することも可能である。添加する生分解性ポリマーとしては、脂肪族芳香族共重合ポリエステルが好ましい。脂肪族芳香族共重合ポリエステルは柔軟性を有しているため、添加することで、耐久性が良好になる。なお、樹脂組成物における脂肪族芳香族共重合ポリエステルの含有量は、１５質量％以下であることが好ましく、３〜１０質量％であることがさらに好ましい。含有量が１５質量％を超えると、弾性率が低くなりカット性に悪影響を与えてしまうことがある。

本発明において、脂肪族芳香族共重合ポリエステルとしては、脂肪族成分及び芳香族成分を有するものであればよく、例えば、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシカプロン酸類、カプロラクトン、ブチロラクトン、ラクチド、グリコリド等の環状ラクトン類、エチレングリコール、ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビスーヒドロキシメチルベンゼン、トルエンジオール等のジオール類、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等のジカルボン酸類、環状酸無水物類、オキシラン類を成分とし、脂肪族成分と芳香族成分を有する共重合体等が挙げられる。中でも、脂肪族成分として１，４−ブタンジオールとアジピン酸、芳香族成分としてテレフタル酸を有する共重合ポリエステルが好ましい。また、生分解に影響を与えない範囲で、ウレタン結合、アミド結合、エーテル結合等を導入することもできる。

本発明において樹脂組成物におけるポリ乳酸を主体とする樹脂成分の含有量は、７５〜９５質量％の範囲であり、無機物の含有量は、５〜２５質量％の範囲であることが必要である。無機物の含有量が５質量％未満であると、成形品が脆くなるなど物性に悪影響を与えてしまい、また含有量が２５質量％を超えてもそれ以上の効果は得られない。従って、無機物の添加量は樹脂組成物中に５〜２０質量％の範囲であることが好ましく、さらに８〜１５質量％の範囲であることがより好ましい。

無機物は特に限定されるものではないが、タルク、スメクタイト、バーミキュライト、膨潤性フッ素雲母などに代表される層状珪酸塩などが使用でき、これらを２種以上混合物にしてもよい。中でもタルクは、ポリ乳酸に対して最も結晶化効率の高い無機物質であることが知られており、また、タルクは非常に安価で、しかも自然界に存在する無機物質であるため、工業的にも有利で地球環境にも負荷を与えないため好ましい。

無機物の平均粒径は、０．１〜１０μｍの範囲にあることが好ましい。さらに好ましくは１〜５μｍである。平均粒径が０．１μｍ未満であると、分散不良や二次凝集を生じて結晶核剤としての効果が十分に得られなくなり、平均粒径が１０μｍを超えると、フィルム用カッターの前駆体であるポリ乳酸系シートへとシート化した際にポリ乳酸系シートの物性に悪影響を与え、結果的に成形体の物性に悪影響を及ぼすことがある。

樹脂組成物には、無機物を効率よく分散させるために、樹脂組成物の特性を損なわない範囲で分散剤を配合してもよい。分散剤としては、ポリ乳酸との相溶性に優れるとともに無機物との濡れ性にも優れているものが好適に使用できる。このような物質としては、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスラウリル酸アミドなどの脂肪酸アミドが挙げられ、これらは単独で使用しても複数組み合わせて使用してもよい。

また、樹脂組成物には必要に応じて有機過酸化物などの架橋剤や架橋助剤を併用して、樹脂組成物に極軽度の架橋を施すことも可能である。架橋剤としては、有機過酸化物、多価カルボン酸、金属錯体、イソシアネート化合物などが挙げられる。また、架橋助剤としては、トリメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ノルマル−ブチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルモノメタクリレート、ポリエチレングリコールモノメタクリレートなどが挙げられる。

本発明においては、樹脂組成物中に必要に応じて、可塑剤、紫外線防止剤、光安定剤、防曇剤、防霧剤、帯電防止剤、難燃剤、着色防止剤、酸化防止剤、充填材、顔料などを樹脂組成物の特性を損なわない範囲で添加してもよい。

本発明のフィルム用カッターは、上記のように構成された樹脂組成物を押し出して得られるシートを前駆体として、これから形成することができる。シートは、Ｔダイを用いて樹脂組成物を溶融混練して押出すＴダイ法で製造することが好ましい。製造されるシートの厚みは１５０〜７００μｍ程度である。

具体的にＴダイ法によりシートを製造する場合には、ポリ乳酸と無機物とさらに必要に応じて分散剤とを適量配合した樹脂組成物を、１軸押出機あるいは２軸押出機の押出機ホッパーに供給し、押出機を、例えばシリンダー温度１８０〜２３０℃、Ｔダイ温度２００〜２３０℃に加熱し、溶融混練して押出し、３０〜５０℃の温度範囲に設定されたキャストロールにて冷却し、厚み１５０〜７００μｍ程度の未延伸シートを得る。３０℃未満のキャストロールで製膜を行うと、キャストロールで急冷されることにより、微結晶の生成が少なくなり、得られるシートの物性が十分でなく、また、５０℃を超えると、冷却が不十分であるため剥離不良となり、製膜が困難になる可能性があり好ましくない。また、ポリマーはあらかじめブレンド（コンパウンド）したものでもよい。

本発明のフィルム用カッターは、上記の製造方法によって得られた薄板形状の未延伸シートを打ち抜くことで形成することができる。

打ち抜きによって形成される刃の形状は、鋸刃形状であることが好ましく、鋭角状の刃であることが望ましい。なお、刃の先端の角度、刃の大きさ、長さ、形状に関しては特に限定されない。

以下、実施例を示してさらに詳細に説明するが、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。なお、カッターの特性値の評価方法は下記のとおりである。

引張弾性率：
ＪＩＳ Ｋ ７１２７にしたがって（引張速度２０ｍｍ／ｍｉｎ、２０℃）測定した。

フィルムインパクト：
フィルム衝撃試験機（東洋精機社製）を用いて、２３℃×５０％ＲＨ条件下、振り子容量３０Ｋｇ・ｃｍ、ヘッド径０．５ｉｎｃｈで測定した。

打ち抜き加工性：
未延伸シートをフィルム用カッター形状へ打ち抜き加工する際に発生する刃こぼれ、割れ等の加工不良を、次の基準により評価した。
○：刃こぼれ無し。
×：刃こぼれ・ひび割れ発生。

カット性・耐久性：
市販の食品包装用ラップフィルム用紙容器（（Ａ）：ポリ塩化ビニリデン製ラップフィルム、幅３０ｃｍ、長さ５０ｍ、（Ｂ）：ポリエチレン製ラップフィルム、幅３０ｃｍ、長さ５０ｍ）に付属のフィルム用カッターを、実施例、比較例で得たカッターに取り換え、それぞれラップフィルムを３００ｍｍずつ紙容器から引き出し、取り換えたカッターによる切断を１５回繰り返し行い、カット性、耐久性を評価した。
（カット性）
○：容易に切断
△：切断困難
×：切断不可
（耐久性）
○：刃こぼれ、割れなし。
△：わずかに刃こぼれ、割れ発生。
×：刃こぼれ、割れ多発。

実施例１
Ｄ体含有量が１．５モル％、残留ラクチド量が０．２質量％、重量平均分子量が２０万のポリ乳酸（カーギル・ダウ社製 ネイチャーワークス）９０質量％と、無機物として平均粒径が２．７５μｍのタルク（林化成社製 ＭＷ ＨＳ−Ｔ）１０質量％を、２軸混練押出機（日本製鋼所社製 型番ＴＥＸ４４α）を用いて溶融混練し、押出温度２３０℃にて押出し、樹脂組成物を作成した。次いで樹脂組成物を、幅１０００ｍｍのＴダイを装着したスクリュー径９０ｍｍの単軸押出機を用い、押出温度２１５℃にて溶融押出し、４５℃に設定されたキャストロールに密着させて厚み３００μｍの未延伸シートを得た。得られたシートを打ち抜き、鋸刃形状のフィルム用カッター（長さ３００ｍｍ、幅１０ｍｍ、１辺のみ鋸刃形状）を作成した。得られたカッターの評価結果を表１に示した。

実施例２
ポリ乳酸８０質量％と、脂肪族芳香族共重合ポリエステル（ＢＡＳＦ社製 エコフレックス）５質量％と、タルク１５質量％とからなる樹脂組成物を用いて、それ以外は実施例１と同様にして、鋸刃形状のフィルム用カッターを得た。得られたカッターの評価結果を表１に示した。

比較例１
無機物としてのタルクを添加しなかった。それ以外は実施例１と同様にして、鋸刃形状のフィルム用カッターを得た。得られたカッターの評価結果を表１に示した。

比較例２
ポリ乳酸７０質量％と、脂肪族芳香族共重合ポリエステル（ＢＡＳＦ社製 エコフレックス）２０質量％と、タルク１０質量％とからなる樹脂組成物を用いて、それ以外は実施例１と同様にして、鋸刃形状のフィルム用カッターを得た。得られたカッターの評価結果を表１に示した。

Claims (3)

1. ポリ乳酸を主体とする樹脂成分７５〜９５質量％と、無機物５〜２５質量％とを含有する樹脂組成物からなることを特徴とする生分解性フィルム用カッター。
2. 樹脂組成物が、脂肪族芳香族共重合ポリエステルを含有することを特徴とする請求項１記載の生分解性フィルム用カッター。
3. 薄板形状に形成され、フィルムカット面の形状が鋸刃形状に加工されていることを特徴とする請求項１または２に記載の生分解性フィルム用カッター。