JP2005305755A - 生分解性バーファイル - Google Patents

Abstract

【課題】 環境負荷が小さく、生分解性を有するバーファイルを提供する。
【解決手段】 生分解性樹脂を成形してなるバーファイルであって、前記生分解性樹脂が、結晶性ポリ乳酸を５０〜９０質量％、またガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを１０〜５０質量％含有する生分解性バーファイル。結晶性ポリ乳酸が、乳酸の構造単位の内、Ｄ−乳酸を５モル％以下含有し、かつ、数平均分子量が８万〜１５万である上記生分解性バーファイル。滑剤を０．１〜２０質量％含有する上記生分解性バーファイル。
【選択図】 図１

Description

本発明は、ポリ乳酸を主成分とする、生分解性を有する樹脂を原料として成形したバーファイルに関するものであり、使用中においては何ら問題なく使用され、しかも、廃棄した後は自然環境下に蓄積することがないバーファイルに関するものである。バーファイルはレールホルダーとも呼ばれ、レール状の溝にコピー用紙などを差し込み、そのままファイリングするために供されるものである。

従来、バーファイルを構成する樹脂としては、主にポリ塩化ビニル系樹脂や、ポリオレフィン系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂などの合成樹脂が用いられている（特許文献１、２）。これらの樹脂から製造されたバーファイルを廃棄処分する際に、土中に埋設処理された場合、半永久的に地上や地中に残存することになる。また、焼却処理した場合には、塩化水素ガスなどの有害ガスが発生し、大気を汚染するだけでなく、焼却炉の劣化を促進するなど、その廃棄処理が社会問題となっている。
特開２００１−０８８４８７号公報 特開２００１−１２１８６６号公報

本発明は上記のような問題点を解決し、環境負荷が小さく、生分解性を有するバーファイルを提供しようとするものである。

本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、結晶性ポリ乳酸と脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとを特定量含有するバーファイルが、上記課題を解決することを見いだし本発明に到達した。すなわち、本発明の要旨は、生分解性樹脂を成形してなるバーファイルであって、前記生分解性樹脂が、結晶性ポリ乳酸を５０〜９０質量％、またガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを１０〜５０質量％含有することを特徴とする生分解性バーファイルである。

本発明のバーファイルは、結晶性ポリ乳酸と脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとを特定量含有するので、使用時は何ら問題なく使用することができ、しかも、廃棄後焼却処分された場合は、有害ガスによって大気を汚染することもなく、また、土中に埋め立て処分された場合は水と炭酸ガスに分解され、環境に負荷を与えない。

以下、本発明について詳細に説明する。本発明のバーファイルは生分解性樹脂を成形したものであり、前記生分解性樹脂は、結晶性ポリ乳酸と、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとから構成される。生分解性樹脂を構成する結晶性ポリ乳酸は、Ｌ−乳酸を主構成単位とするホモポリマーあるいはＬ−乳酸／Ｄ−乳酸を主構成単位とするポリ乳酸系樹脂であり、乳酸の構造単位の内、含有するＤ−乳酸が５モル％以下であることが好ましい。含有するＤ−乳酸の割合が５モル％を超えると、出発原料として使用するポリ乳酸の結晶性が低下し、バーファイルの成形性が著しく低下することがある。なお、Ｄ−乳酸は共重合されていても混合されていてもよい。

また、結晶性ポリ乳酸の数平均分子量は８万〜１５万であることが好ましい。数平均分子量が８万未満ではバーファイルとしての実用上の性能が得られず、数平均分子量が１５万を超えると、溶融粘度が高くなり、成形加工上問題となることがある。

結晶性ポリ乳酸の相対粘度は、溶媒としてフェノール／１，１，２，２−テトラクロロエタン（質量比１／１）の混合溶媒を用い、温度２０℃、濃度０．５ｇ／ｄｌの条件で測定した値が２．０〜２．５の範囲にあることが好ましい。また、結晶性ポリ乳酸の融点は、Ｄ−乳酸のモル比によって異なるが、１４０〜１７５℃の範囲のものが好ましい。

結晶性ポリ乳酸は、公知の方法によって製造することができるが、その分子量を増大させるために、少量の鎖長延長剤、たとえば、有機過酸化物、ビスオキサゾリン化合物、ジイソシアネート化合物、エポキシ化合物、酸無水物などを用いてもよい。

本発明において、生分解性樹脂は、上記結晶性ポリ乳酸に加えて、ガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを含有する。脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを含有することによって、非常に剛性が高く、硬くて割れやすい結晶性ポリ乳酸に、柔軟性を付与することができる。

生分解性樹脂における各構成成分の含有量は、結晶性ポリ乳酸が５０〜９０質量％、またガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の脂肪族−芳香族共重合ポリエステルが１０〜５０質量％であることが必要であり、さらに、脂肪族−芳香族共重合ポリエステルが２０〜４０質量％であることが好ましい。脂肪族−芳香族共重合ポリエステルの含有量が１０質量％未満では、得られるバーファイルの剛性を改善することができず、５０質量％を超えると柔軟になりすぎ、バーファイルとしての機能を果たさない。

脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとしては、脂肪族成分および芳香族成分を有するものであればよく、たとえば、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ルボン酸類、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−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が挙げられる。脂肪族成分として、コハク酸やアジピン酸、エチレングリコールや１，４−ブタンジオールを、また、芳香族成分として、テレフタル酸やイソフタル酸を有する共重合ポリエステルが好ましい。なお、共重合ポリエステルには、生分解性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ができる。

本発明の生分解性バーファイルには、滑り性付与の目的で、滑剤を添加してもよい。滑剤の種類は特に限定されず、例えば、シリカ、タルク、炭酸カルシウムなどの無機物系滑剤、流動パラフィン、マイクロクリスタリンワックス、天然パラフィン、合成パラフィン、ポリエチレンなどの脂肪族炭化水素系滑剤、ステアリン酸、ラウリル酸、ヒドロキシステアリン酸、硬化ひまし油などの脂肪酸系滑剤、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ラウリン酸アミド、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、エチレンビスオレイン酸アミドなどの脂肪酸アミド系滑剤、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸鉛、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウムなどの炭素数１２〜３０の脂肪酸金属塩である金属石鹸系滑剤、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステルなどの多価アルコールの脂肪酸（部分）エステル系滑剤、ステアリン酸ブチルエステル、モンタンワックスなどの長鎖エステルワックスなどの脂肪酸エステル系滑剤、またはこれらを複合した複合滑剤などが挙げられる。

滑剤の含有量は、得られるバーファイルの機械的特性などを著しく損なわない範囲で添加されるが、通常、０．１〜２０質量％である。０．１質量％未満では、滑剤として効果が現れない。また、２０質量％を超えると、滑剤効果が頭打ちとなり好ましくない。

滑剤として、例えばシリカ、タルク、炭酸カルシウムなどの無機物系滑剤を用いる場合、成形性及び成形品の外観上、滑剤の平均粒径は１〜１０μｍであることが好ましく、３〜７μｍであることがさらに好ましい。

本発明の生分解性バーファイルには、柔軟性をさらに付与する目的で可塑剤を添加してもよい。可塑剤の添加量は、１５質量％以下であることが好ましく、１０質量％以下であることがさらに好ましい。可塑剤の添加量が１５質量％を超えると、ブリードアウトが生じることがある。可塑剤は、ポリ乳酸との相溶性が良好であるものが好ましい。このような可塑剤としては、脂肪族多価カルボン酸エステル、脂肪族多価アルコールエステル、脂肪族多価アルコールエーテル、オキシ酸エステルなどが挙げられる。

可塑剤として使用できる脂肪族多価カルボン酸エステルとしては、例えば、ジメチルアジペート、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、ジブチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジ−２−エチルヘキシルアジペート、ジブチルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート等が挙げられる。脂肪族多価アルコールエステルとしては、例えば、ジエチレングリコールジベンゾエート、トリアセチン、トリブチレン等が挙げられる。脂肪族多価アルコールエーテルとしては、例えば、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールジブチルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンジメチルエーテル、ポリオキシプロピレンジメチルエーテル、トリエチレングリコールジアセテート、トリエチレングリコールモノエチルエーテル等が挙げられる。オキシ酸エステルとしては、例えば、アセチルリシノール酸メチル、アセチルリシノール酸ブチル、アセチルトリブチルクエン酸などが挙げられる。

上記可塑剤のなかでも、特にジブチルジグリコールアジペート、トリアセチン、ポリオキシエチレンジメチルエーテル、ポリオキシプロピレンジメチルエーテル、アセチルトリブチルクエン酸などが、ポリ乳酸との相溶性に優れ好適に用いられる。これらの一種を用いてもよく、また、二種以上を混合物として用いてもよい。

本発明の生分解性バーファイルには、紫外線防止剤、光安定剤、帯電防止剤、難燃剤、酸化防止剤、充填剤、顔料などの他の添加剤も添加できる。

本発明のバーファイルは、結晶性ポリ乳酸と脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとを含有する生分解性樹脂を成形することによって製造される。成形方法としては、射出成形、圧縮成形、押出成形などが挙げられ、生産性の点から射出成形が好ましい。射出成形により製造する場合、成形温度は１８０〜２３０℃の範囲が好ましい。

以下、本発明について実施例、比較例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、実施例および比較例において用いた物性の評価方法は次の通りである。

（１）成形性：
２１０℃で射出成形したときの成形性を評価した。
○：成形性良
△：やや問題あり
×：成形性不良

（２）ホールド性：
バーファイルに、Ａ４コピー用紙１０枚を５日間挟んだのち、Ａ４用紙を取り外し、バーファイルの先端部の間隙を測定して評価した。
○：先端部に間隙が生じず、元の間隙０ｍｍに戻る（図１）。
×：先端部の間隙は０．５ｍｍ以上あり、元の間隙０ｍｍに復元しない（図２）。

実施例１
脂肪族−芳香族共重合ポリエステル（ＢＡＳＦ社製 Ｅｃｏｆｌｅｘ、ガラス転移温度−３０℃）６９質量部と、タルク（林化成社製 ＃５０００Ａ）３０質量部と、エルカ酸アミド（日本油脂社製 アルフローＰ１０）１質量部とからなるマスターバッチを作成した。次に結晶性ポリ乳酸（カーギル・ダウ社製 ＥｃｏＰＬＡ、融点１６７℃、相対粘度２．２７５、Ｄ−乳酸含有量１．２モル％、数平均分子量９９６００）５０質量部と、上記マスターバッチ５０質量部とをドライブレンドして原料樹脂とし、これを成形温度２１０℃で射出成形を行った。表１に示したように、成形性は何ら問題なく、得られたバーファイルのホールド性も良好であった。

実施例２
脂肪族−芳香族共重合ポリエステル５８質量部と、タルク４０質量部と、エルカ酸アミド２質量部とからなるマスターバッチを作成した。次に結晶性ポリ乳酸６５質量部と、上記マスターバッチ３５質量部とをドライブレンドして原料樹脂とし、成形温度２１０℃で射出成形を行った。成形性は何ら問題なく、得られたバーファイルのホールド性も良好であった。

実施例３
脂肪族−芳香族共重合ポリエステル５９質量部と、タルク３０質量部と、エルカ酸アミド１質量部と、アセチルトリブチルクエン酸（田岡化学社製、ＡＴＢＣ）１０質量部とからなるマスターバッチを作成した。次に結晶性ポリ乳酸５５質量部と、上記マスターバッチ４５質量部とをドライブレンドして原料樹脂とし、成形温度２１０℃で射出成形を行った。成形性は何ら問題なく、得られたバーファイルのホールド性も良好であった。

比較例１
結晶性ポリ乳酸５８質量部と、タルク４０質量部と、エルカ酸アミド２質量部とからなるマスターバッチを作成した。次に結晶性ポリ乳酸６５質量部と上記マスターバッチ３５質量部とをドライブレンドして原料樹脂とし、成形温度２１０℃で射出成形を行った。金型内での樹脂の流れが悪いために、得られたバーファイルは不均一なものであった。

比較例２
脂肪族−芳香族共重合ポリエステル７９質量部と、タルク２０質量部と、エルカ酸アミド１質量部とからなるマスターバッチを作成した。次に結晶性ポリ乳酸３０質量部と、上記マスターバッチ７０質量部とをドライブレンドして原料樹脂とし、成形温度２１０℃で射出成形を行った。成形はできるものの、成形品の型離れに若干問題があった。得られたバーファイルは初期のホールド性は問題なかったものの、５日後に紙を取り除くと、バーファイルの先端の間隙は０．５ｍｍ以上に広がったままで、もとに復元しなかった（図２）。

バーファイルの断面図である。 バーファイルの断面図である。

Claims (3)

1. 生分解性樹脂を成形してなるバーファイルであって、前記生分解性樹脂が、結晶性ポリ乳酸を５０〜９０質量％、またガラス転移温度（Ｔｇ）が０℃以下の脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを１０〜５０質量％含有することを特徴とする生分解性バーファイル。
2. 結晶性ポリ乳酸が、乳酸の構造単位の内、Ｄ−乳酸を５モル％以下含有し、かつ、数平均分子量が８万〜１５万であることを特徴とする請求項１記載の生分解性バーファイル。
3. 滑剤を０．１〜２０質量％含有することを特徴とする請求項１または２記載の生分解性バーファイル。