JP2006122484A - 生分解樹脂製食器 - Google Patents

Abstract

【課題】十分な耐熱性を有し、軽量で安全性に優れ、使用環境に耐え、耐汚染性を有し、かつ必要なときに生分解性を発揮する樹脂製食器を提供する。
【解決手段】生分解性樹脂製の食器形状成形体を樹脂塗料で被覆する。生分解性樹脂は脂肪族ポリエステル系生分解樹脂、あるいはポリ乳酸系生分解樹脂であり、樹脂塗料はポリウレタン系樹脂塗料およびアクリル系樹脂塗料から選ばれた樹脂塗料である。生分解性樹脂製の食器形状成形体の表面を、プライマー処理またはプラズマ処理をした後、樹脂塗料で被覆する。
【選択図】なし

Description

本発明は、生分解性樹脂製の食器形状成形体が、樹脂塗料で被覆されている樹脂製食器に関する。さらに詳しくは十分な耐熱性を有し、軽量で安全性に優れ、使用環境に耐え、耐汚染性を有し、かつ必要なときに生分解性を発揮する生分解性樹脂製食器に関する。

学校、病院や企業の社員食堂など大規模に給食する施設では、食器として樹脂製食器が多く使用されている。樹脂製食器が軽量で割れにくく、形状および品質が均質なものを安価で入手しうることがその主たる理由となっている。

このような樹脂製食器は、使用後機械洗浄され、殺菌、乾燥して保管されるが、その工程は、比較的高温で行われることから、食器の材質として耐熱性を有する樹脂が選ばれ、かつ水と接する機会が多いことから耐水性が要求されるので、耐水性が良いものが選択される。そのため、通常メラミン樹脂、ポリプロピレン樹脂などが使用されている。

近年資源循環型社会への移行および環境調和型の社会への移行を実現しようという動きから、汎用高分子のリサイクルシステムを確立する努力をする一方で、環境低負荷高分子である生分解性樹脂の開発が進められている。

このような潮流の中で、生分解性高分子として、化学合成系高分子、微生物産生系高分子および天然物利用系高分子など各種の生分解性高分子が開発され、すでに実用化されているものもある。

樹脂製容器として、生分解性樹脂製の容器も提案されている（例えば、特開平１１−２７９３９１号公報、特願２００１−３９４２６号公報など）。
しかしながら、生分解性樹脂には、その特徴である分解性と裏腹の関係にある製品の安定性持続性や、耐熱性、剛性といった物性面の適合性など、目的とする用途に合致した樹脂の選択が容易でないといった問題点があった。特に繰り返し使用する用途に適合する容器は提案されていない。

樹脂製食器の分野では、学校給食等の給食施設においては、４０〜８０℃でアルカリ洗剤のよって洗浄した後、消毒保管庫などで８０を超える高温で乾燥させるため、食器として使用できる機械的強度のほかに、耐熱性、耐水性およびアルカリに対する耐薬品性などが要求される。

さらに樹脂製食器には、食品による食器表面の着色や、変色が発生し易いので、耐汚染性が求められるという食器特有の問題がある。このような厳しい環境で使用される食器の用途に適合する生分解性樹脂製食器は提案されていない。
特開平１１−２７９３９１号公報 特願２００１−３９４２６号公報

本発明者は、食器として十分な性質を有し、かつ必要なときに生分解性を発揮する食器を鋭意研究した結果、本発明に到達した。
本発明は、十分な耐熱性を有し、軽量で安全性に優れ、使用環境に耐え、耐汚染性を有し、かつ必要なときに生分解性を発揮する樹脂製食器を提供する。

本発明は、生分解性樹脂製の食器形状成形体が、樹脂塗料で被覆されている樹脂製食器を提供する。

前記生分解性樹脂が、脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂である、前記した樹脂製食器は本発明の好ましい態様である。

前記樹脂塗料が、ポリウレタン樹脂塗料およびアクリル樹脂塗料から選ばれた少なくとも一種の樹脂塗料である、前記した樹脂製食器は本発明の好ましい態様である。

生分解性樹脂製の食器形状成形体が、生分解性樹脂の層と他の樹脂の層との積層体である、前記した樹脂製食器は本発明の好ましい態様である。

本発明はまた、生分解性樹脂製の食器形状成形体の表面を、プライマー処理またはプラズマ処理をした後、樹脂塗料で被覆することによって形成される、前記した樹脂製食器を提供する。

本発明によれば、十分な耐熱性を有し、軽量で安全性に優れ、使用環境に耐え、耐汚染性を有し、かつ必要なときに生分解性を発揮する樹脂製食器を提供する。
本発明により、十分な耐熱性を有し、軽量で安全性に優れた樹脂を材料とし、厳しい使用環境に耐え、表面の汚れ発生を防止できる樹脂製食器を提供されるので、樹脂製食器に求められる要求を満たすことができる。
また本発明によれば、必要なときに生分解性を発揮する樹脂製食器が提供されるので、環境にやさしい食器を提供することができる。

本発明は、生分解性樹脂製の食器形状成形体が、樹脂塗料で被覆されている樹脂製食器を提供する。
以下に、本発明の樹脂製食器を詳細に説明する。

本発明の生分解性樹脂としては、生分解性を有する脂肪族ポリエステルが好適に使用できる。脂肪族ポリエステルとしては、微生物により生物合成されるポリエステル、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とするポリエステルあるいはこれらの共重合体などが挙げられる。本発明の生分解性樹脂は、２種類以上を混合して用いることもできる。

本発明に用いる脂肪族ポリエステルとしては、融点が９０℃以上、好ましくは１００〜１９０℃であり、かつ重量平均分子量が５００００以上であることが良好な成形品を得る上で好ましい。本発明の生分解性樹脂としては、芳香族単位を含有させて耐熱性を改善した脂肪族ポリエステルであってもよい。
本発明の生分解性樹脂としては、ポリ乳酸系生分解性樹脂が好適に使用される。

市販されている生分解性脂肪族ポリエステルの例としては、微生物による生合成系の「バイオポール」（商品名）（日本モンサント社製）、ポリ乳酸系の「レイシア」（登録商標）（三井化学社製）、ポリカプロラクトン系の「プラクセル」（商品名）（ダイセル化学社製）、グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする系の「ビオノーレ」（商品名）（昭和高分子社製）などが挙げられる。
これらの市販されている生分解性樹脂から、適宜選択して使用することができる。

本発明の生分解性樹脂製の食器形状成形体は、生分解性樹脂を従来公知の方法で食器形状に成形することによって得ることができる。好ましい成形方法は、射出成形方法である。

本発明の生分解性樹脂製の食器形状成形体は、生分解性樹脂単独の層であってもいいし、生分解性樹脂を主たる層として、他の樹脂の層との積層体であってもよい。食器形状成形体が積層体であるときは、生分解性樹脂と、他の層を形成する樹脂を同時に成形して積層としてもよいし、段階的に成形して積層としてもよい。例えば予め形成させた他の樹脂成形体に、生分解性樹脂を射出積層させる方法を採用することもできる。
食器形状成形体の他の層を構成する樹脂としては、メラミン樹脂、ポリプロピレン樹脂などを挙げることができる。
本発明の生分解性樹脂製の食器形状成形体が、生分解性樹脂単独の層である態様は本発明の好ましい態様である。

本発明における生分解性樹脂製の食器形状成形体の大きさや厚みは用途に応じて適宜選択することができる、通常は、椀形、ボウル形、皿形などの形状とされ、必要に応じて付加的形状を形成させることができる。

本発明の生分解性樹脂製の食器形状成形体を被覆する樹脂塗料としては、ポリウレタン樹脂塗料、アクリル樹脂塗料、エポキシ樹脂塗料などを挙げることができる。より好ましい樹脂塗料はポリウレタン樹脂塗料である。それぞれの塗料のうちでも耐汚染性が高い塗料が好適に使用される。耐汚染性を付与する処方などが施された塗料は中でも好ましい塗料である。本発明の塗料は市販されている塗料から入手することができるが、耐汚染性塗料とか汚染防止塗料とされているものを選択するのは本発明にとって好ましい選択である。例えば、耐汚染性の性能を持ったポリウレタン樹脂塗料として、市場から汚染防止クリヤー塗料（カシュー（株）製）などを選択することができる。

本発明の生分解性樹脂製の食器形状成形体に、樹脂塗料により構成される被覆を形成させるには、本発明の食器形状成形体の表面を、樹脂塗料で被覆する方法を採用することが好ましい。
本発明の生分解性樹脂製の食器形状成形体となる食器形状の成形体の表面を、樹脂塗料で被覆するにあたって表面処理してもよい。表面処理の方法は、従来公知の方法から選択して採用することができる。表面処理の例として、研磨、サンドブラストなどの機械的処理、溶剤洗浄などの液体表面処理、プライマー処理や酸化エッチングなどの化学的処理、コロナ放電処理、火炎フレーム処理、プラズマ処理などの物理的処理などを挙げることができる。表面処理としては、化学的処理および物理的処理が好ましく、中でもプライマー処理、コロナ放電処理およびプラズマ処理が好ましい。

本発明における生分解性樹脂製の食器形状成形体の表面を処理するプラズマ処理としては、通常プラズマ処理と呼ばれる表面処理方法が好ましい。プラズマ処理の方法としては、従来公知のプラズマ処理方法を適宜選択して採用することができる。例えば、大気圧プラズマ処理、真空プラズマ処理などを挙げることができる。中でも大気圧プラズマ処理は、本発明のプラズマ処理の好適な態様である。

本発明において好ましい大気圧プラズマ処理の例として、高電圧の高周波パルスによって発生した荷電粒子をエアーによってノズルに導き、それによって食器形状成形体の表面をプラズマ処理する方法を挙げることができる。

食器形状成形体の表面を、塗料によって塗装した後、熱処理によって塗料を焼き付けることが推奨される。熱処理条件としては、例えば１２０℃程度で１時間程度の条件を挙げることができるが、これに限定されるものではない。

樹脂製食器は、通常塗装性に乏しいが、本発明に基づいて得られる樹脂塗料が被覆した生分解性樹脂製食器は、塗膜層が生分解性樹脂製の食器形状成形体と強固に接着しており、容易には剥がれない。塗膜層の接着の程度は、後記する碁盤目テストによって確認することができる。

また、本発明によって得られる生分解性樹脂製食器は、十分な耐熱性を保持しているので、使用後６０〜１００℃程度の比較的高温で行われる機械洗浄、殺菌、乾燥および保管などの工程に耐えることができる。

本発明によって得られる塗装生分解性樹脂製食器には、必要に応じてさらにその表面を従来公知コート材によってコートしてもよい。

本発明の生分解性樹脂製食器は、軽く割れ難く、十分な耐熱性を有しており、かつ塗膜層が堅固に接着しているので、使用後６０〜１００℃程度の比較的高温で行われる機械洗浄、殺菌、乾燥および保管などの工程に耐えることができる上に、耐汚染性および衛生性を有しており、学校、病院や企業の社員食堂など大規模給食施設の使用に供しうるものである。

さらに本発明の食器は、その役割を終えたときに生分解性樹脂が外気と接触し得る状態とすることによって分解が進むので、環境調和の要請に応じた樹脂食器である。

以下に、本発明を実施例によってより詳細に説明するが、本発明はこれらの例によって何ら制限されるものではない。
なお、本発明で得られる樹脂製食器の物性は、以下の方法によって測定する。
（１）塗膜層の剥離強度（碁盤目テスト）
ＪＩＳ Ｋ５４００の６．１５に従って、測定面に巾１ｍｍまたは２ｍｍの碁盤目１００個（１０×１０）を作り、碁盤目の上にＪＩＳ Ｚ１３２２（セロハン粘着テープ）による粘着テープ（１ｍｍ目には巾１８ｍｍ、２ｍｍ目には巾２４ｍｍ）を完全に付着させ、直ちにテープに一端を塗膜面に垂直に保ち、瞬間的に引き離し、完全にはがれないで残った碁盤目の数を調べる。

（２）耐汚染性試験
サンプルに着色材料を付着させて、９０℃に設定した乾燥庫中に２時間放置する。サンプルを乾燥庫から取り出して、放冷によって室温まで冷却した後、中性洗剤を含むスポンジで着色材料を除去する。着色材料を付着させた箇所を目視によって観察し、下記の基準で汚染状態を判定した。
○：実質的な着色が認められない。
△：着色が認められたが、薄い着色である。
×：濃い着色が認められる。

（実施例１）
生分解性樹脂 レイシア（商品名）（三井化学（株）製ポリ乳酸樹脂）を射出成形して、厚さ２．０ｍｍの椀型食器状成形体を製造した。
得られた食器状成形体を、大気プラズマ処理機（日本プラズマトリート社製）を用いて大気圧プラズマ処理を行った。
プラズマ処理をした食器の表面を、ポリウレタン樹脂塗料（カシュー（株）製汚染防止クリヤー塗料）を用いて塗装し、続いて１２０℃で１時間乾燥させた。
得られた塗装食器を、沸騰水にて１５時間煮沸したのち、常温まで放冷によって冷却したのち、碁盤目試験によって塗膜の接着強度を測定した。
資料食器は５個用意し、１個当たり異なる個所４箇所で碁盤目テストを行った結果、延べ２０箇所のテストで、剥離した碁盤目数はゼロであり、塗装面の剥がれはまったく認められなかった。
得られた樹脂製食器について、着色材料としてカレー（試験１）及びケチャップ（試験２）を用いて耐汚染性試験を行った。その結果を表１に示す。表１より本発明の樹脂製食器がすぐれた耐汚染性を示すことがわかる。

（比較例１）
実施例１において、生分解性樹脂の椀型食器状成形体のプラズマ処理及びそれに続くポリウレタン樹脂塗料塗装を省略するほかは同様にして生分解性樹脂製食器を製造し、得られた樹脂食器について実施例１と同様にして着色材料としてカレー（比較試験１）及びケチャップ（比較試験２）を用いて耐汚染性試験を行った。その結果を表１に示す。

本発明によれば、十分な耐熱性を有し、軽量で安全性に優れ、使用環境に耐え、耐汚染性を有し、かつ必要なときに生分解性を発揮する樹脂製食器を提供する。
本発明により、十分な耐熱性を有し、軽量で安全性に優れた樹脂を材料とし、厳しい使用環境に耐え、表面の汚れ発生を防止できる樹脂製食器を提供されるので、樹脂製食器に求められる要求を満たすことができる。
また本発明によれば、必要なときに生分解性を発揮する樹脂製食器が提供されるので、環境にやさしい食器を提供することができる。

Claims (6)

1. 生分解性樹脂製の食器形状成形体が、樹脂塗料で被覆されている樹脂製食器。
2. 前記生分解性樹脂が、脂肪族ポリエステル系生分解性樹脂である請求項１に記載の樹脂製食器。
3. 前記樹脂塗料が、ポリウレタン樹脂塗料およびアクリル樹脂塗料から選ばれた少なくとも一種の樹脂塗料であることを特徴とする請求項１または２に記載の樹脂製食器。
4. 前記生分解性樹脂が、ポリ乳酸系生分解性樹脂であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の樹脂製食器。
5. 生分解性樹脂製の食器形状成形体が、生分解性樹脂の層と他の樹脂の層からなる積層体であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の樹脂製食器。
6. 生分解性樹脂製の食器形状成形体の表面を、プライマー処理またはプラズマ処理をした後、樹脂塗料で被覆することによって得られる請求項１〜５のいずれかに記載の樹脂製食器。