JP2007269038A - Polylactic acid-based multilayered sheet for thermo-forming, and its formed body - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は熱成形用ポリ乳酸系多層シート及びこのシートを用いた成形体に関する。 The present invention relates to a polylactic acid-based multilayer sheet for thermoforming and a molded body using the sheet.
各種商品の展示包装用に広く用いられているブリスター加工品や箱形加工品は、所望された特性を有する樹脂シートを真空成形、圧空成形、折り曲げ成形などの熱成形方法で成形して作られるのが一般的である。ブリスターや箱形用途は成形体を通して中の商品を透視できるように、透明なものが好まれる。このような点から、これまでブリスター用途の樹脂シートにはポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレンなどのシートが使用されている。
また、医薬品の錠剤やカプセルなどの包装に使用されるPTP(プレススルーパツク)包装用の容器も熱成形方法で成形され、樹脂シートには透明性、成形性、水蒸気バリア性があるポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレンなどのシートが使用されている。
Blister processed products and box-shaped processed products widely used for display and packaging of various products are made by molding resin sheets with desired characteristics by thermoforming methods such as vacuum forming, pressure forming, bending forming, etc. It is common. For blister and box-shaped applications, transparent ones are preferred so that the product inside can be seen through the molded body. From such points, sheets of polyvinyl chloride, polyethylene terephthalate, polystyrene and the like have been used so far for resin sheets for blister applications.
In addition, PTP (press-through pack) packaging containers used for packaging pharmaceutical tablets and capsules are also molded by thermoforming, and the resin sheet is polyvinyl chloride with transparency, moldability and water vapor barrier properties. Sheets such as polyethylene terephthalate and polypropylene are used.
しかしながら、上記樹脂シートは化学的・生物的に安定なため、自然環境下に放置されてもほとんど分解されることなく残留、蓄積される。これらは散乱して動植物の生活環境を汚染するだけでなく、たとえゴミとして埋立てられても、分解することなく、埋立て地の寿命を短くするという問題を生じていた。 However, since the resin sheet is chemically and biologically stable, it remains and accumulates with almost no decomposition even when left in a natural environment. These not only scatter and pollute the living environment of animals and plants, but even if landed as garbage, there is a problem of shortening the life of the landfill without being decomposed.
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。 Therefore, from the viewpoint of environmental protection, research and development of biodegradable materials have been actively conducted in recent years. One of the biodegradable materials that has been attracting attention is polylactic acid. Since the polylactic acid-based resin is biodegradable, it naturally hydrolyzes in soil or water and becomes a harmless decomposition product by microorganisms. Moreover, since the amount of combustion heat is small, even if incineration is performed, the furnace is not damaged. Furthermore, since the starting material is derived from a plant, it has features such as being able to escape from exhausted petroleum resources.
ところが、ポリ乳酸系樹脂は耐熱性が低いので、シート及びその成形体を貯蔵・輸送する場合に、変形や融着等の問題が発生することがあった。特に、夏期等になると貯蔵倉庫内や輸送手段(例えばトラック、また船)の内部は高温になり、変形や融着等が発生しやすい。更に、ポリ乳酸系樹脂は脆く、通常のシート状物などは使用し難い。 However, since the polylactic acid-based resin has low heat resistance, problems such as deformation and fusion may occur when the sheet and the molded body thereof are stored and transported. In particular, in the summer, etc., the storage warehouse and the inside of the transportation means (for example, trucks and ships) become hot, and deformation and fusion are likely to occur. Furthermore, polylactic acid-based resins are brittle, and ordinary sheet-like materials are difficult to use.
一方、特開平8−73628号公報にポリ乳酸系シートを2軸に延伸し、所定の配向を施した透明性、耐衝撃性に優れたブリスター用シート及び成形品が示されている。けれど、十分な衝撃強度を得ようとすると、必要なシート厚みが大きくなり成型時の圧力が過大となり、また、所望する形状が得にくく、実用的でない。 On the other hand, JP-A-8-73628 discloses a blister sheet and a molded article excellent in transparency and impact resistance obtained by stretching a polylactic acid-based sheet biaxially and applying a predetermined orientation. However, if sufficient impact strength is to be obtained, the required sheet thickness increases, the pressure during molding becomes excessive, and the desired shape is difficult to obtain, which is not practical.
本発明の目的は、成形加工性に優れ、かつ、耐熱性、耐衝撃性のある成形体を得ることができる熱成形用ポリ乳酸系多層シートである。 An object of the present invention is a polylactic acid-based multilayer sheet for thermoforming, which is excellent in molding processability and capable of obtaining a molded body having heat resistance and impact resistance.
本発明の要旨は、ポリ乳酸系重合体を主成分とし延伸かつ熱固定された一方の層と、前記一方の層を構成するポリ乳酸系重合体より、融点が2℃以上低いポリ乳酸系重合体を主成分とする他方の層を有するポリ乳酸系多層シートにおいて、該ポリ乳酸系多層シートの135℃における抗張力が2〜30kg/cm2であることを特徴とする熱成形用ポリ乳酸系多層シートである。
ここで、前記他方の層にポリ乳酸以外の生分解性脂肪族系ポリエステルが含有されることができる。
また、前記一方の層が両外層であり、前記他方の層が両外層に挟まれる層の少なくとも一層であることができる。
本発明の成形体は、上記ポリ乳酸系多層シートを熱成形して成形されたことを特徴とする。
The gist of the present invention is that one layer mainly composed of a polylactic acid polymer is stretched and heat-set, and a polylactic acid polymer having a melting point of 2 ° C. lower than that of the polylactic acid polymer constituting the one layer. A polylactic acid-based multilayer sheet having the other layer mainly composed of coalescence, wherein the polylactic acid-based multilayer sheet has a tensile strength at 135 ° C. of 2 to 30 kg / cm 2. It is a sheet.
Here, the other layer may contain a biodegradable aliphatic polyester other than polylactic acid.
Further, the one layer may be both outer layers, and the other layer may be at least one layer sandwiched between both outer layers.
The molded article of the present invention is characterized by being molded by thermoforming the polylactic acid-based multilayer sheet.
本発明の熱成形用ポリ乳酸系多層シートから熱成形により得られる成形体は成形性、耐熱性、耐衝撃性に優れている。 A molded product obtained by thermoforming from the polylactic acid-based multilayer sheet for thermoforming of the present invention is excellent in moldability, heat resistance and impact resistance.
本発明の多層ポリ乳酸シートは、ポリ乳酸系重合体を主成分とし延伸かつ熱固定された一方の層と、前記一方の層を構成するポリ乳酸系重合体より、融点の低いポリ乳酸系重合体を主成分とする他方の層から構成される。 The multi-layer polylactic acid sheet of the present invention comprises a polylactic acid-based polymer having a lower melting point than that of one layer mainly composed of a polylactic acid-based polymer and stretched and heat-set, and the polylactic acid-based polymer constituting the one layer. It is composed of the other layer whose main component is coalescence.
ポリ乳酸系重合体を主成分とし延伸かつ熱固定された一方の層を説明する。延伸とは一軸延伸、二軸延伸とくに限定されないが、二軸延伸により配向されたシート(以下、「二軸配向シート」と称する。)を得るのがよい。このときの配向の指標は、面配向ΔPで3.0×10−3以上がよい。これを達成するには少なくとも一軸方向に1.5倍以上延伸させることが好ましい。延伸配向された層は成形物の落下や、他物品に付き当てされた際の衝撃に対する、耐衝撃性を高める。 One layer, which is mainly composed of a polylactic acid polymer and is stretched and heat-set, will be described. The stretching is not particularly limited, but it is preferable to obtain a sheet oriented by biaxial stretching (hereinafter referred to as “biaxially oriented sheet”). The orientation index at this time is preferably 3.0 × 10 −3 or more in terms of the plane orientation ΔP. In order to achieve this, it is preferable to stretch at least 1.5 times in a uniaxial direction. The stretch-oriented layer enhances impact resistance against dropping of a molded product and impact when applied to other articles.
この二軸延伸に次いで、固定しながら熱処理を行う。これにより、熱固定された二軸配向シートが得られる。熱固定することで、耐熱性が向上する。熱固定は温度110〜融点未満であり、処理時間は1〜120秒の範囲が通常使用される。この範囲であれば、二軸配向シートの縦方向及び横方向の90℃30分での収縮率が10%以下、更に好ましくは5%以下とすることができる。この収縮率が10%を越えるとシートを成形する際に、熱収縮しやすい。この層に使用されるポリ乳酸系重合体は、D−乳酸またはL−乳酸のどちらかの質量比が3%以下であるポリ乳酸が好ましい。3%以下で特に耐衝撃性・耐熱性に優れる。 Following this biaxial stretching, heat treatment is performed while fixing. Thereby, the biaxially oriented sheet heat-fixed is obtained. Heat-fixing improves heat resistance. The heat setting is at a temperature of 110 to less than the melting point, and the processing time is usually in the range of 1 to 120 seconds. If it is this range, the shrinkage | contraction rate in 90 degreeC 30 minutes of the vertical direction and a horizontal direction of a biaxially oriented sheet can be 10% or less, More preferably, it can be 5% or less. If the shrinkage rate exceeds 10%, heat shrinkage tends to occur when the sheet is formed. The polylactic acid polymer used for this layer is preferably polylactic acid in which the mass ratio of either D-lactic acid or L-lactic acid is 3% or less. Excellent resistance to impact and heat at 3% or less.
前記他方の層を説明する。使用されるポリ乳酸系重合体は一方の層で使用される重合体より融点が低い。融点は実施例で示す方法で測定した。各々の融点差は特に限定されないが、2℃以上が好ましい。この範囲の差があれば、シートに成形性を付与しやすい。具体的には、D−乳酸とL−乳酸の質量比が3:97〜97:3であるポリ乳酸とポリ乳酸以外の脂肪族系ポリエステルの混合物が好ましい。この範囲では成形性を付与しやすい。 The other layer will be described. The polylactic acid polymer used has a lower melting point than the polymer used in one layer. The melting point was measured by the method shown in the examples. Each melting point difference is not particularly limited, but 2 ° C. or higher is preferable. If there is a difference in this range, it is easy to impart formability to the sheet. Specifically, a mixture of polylactic acid having a mass ratio of D-lactic acid and L-lactic acid of 3:97 to 97: 3 and an aliphatic polyester other than polylactic acid is preferable. Within this range, formability is easily imparted.
他方の層と一方の層に使用されるポリ乳酸系重合体の融点差を得る方法は特に限定されなが、例えば、ポリ乳酸系重合体のD−乳酸とL−乳酸の混合比率により得ることができる。また、可塑剤を含有させることによっても得ることができる。 The method for obtaining the difference in melting point between the polylactic acid polymers used in the other layer and the one layer is not particularly limited. For example, the polylactic acid polymer is obtained by the mixing ratio of D-lactic acid and L-lactic acid. Can do. It can also be obtained by including a plasticizer.
さらに、後述したポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステルがポリ乳酸系樹脂100質量部に対し0.1〜20質量部であることが好ましい。0.1質量部以上で耐衝撃性改良効果が期待でき、20質量部以下では透明性に優れる。さらに好ましくは、1〜12質量部である。 Furthermore, it is preferable that aliphatic polyester other than the polylactic acid mentioned later is 0.1-20 mass parts with respect to 100 mass parts of polylactic acid-type resin. An impact resistance improving effect can be expected at 0.1 parts by mass or more, and transparency is excellent at 20 parts by mass or less. More preferably, it is 1-12 mass parts.
また、本発明のポリ乳酸系多層シートは抗張力が2〜30kg/cm2以下である。抗張力とは以下の様に定義される。
シート一方向(縦方向)の成形品の曲率半径RMD(cm)、それに直行する方向(横方向)の曲率半径RTD(cm)、縦方向のシートの抗張力σMD(kg/cm2)、横方向のシートの抗張力σTD(kg/cm2)、シートの厚みをt(cm)とするとき、成形に必要な圧力P(kg/cm2)は
P=σMD×t/RMD + σTD×t/RTD ・・・・・式(1)
で表せる(第1図参照)。
Further, the polylactic acid-based multilayer sheet of the present invention has a tensile strength of 2 to 30 kg / cm 2 or less. Tensile strength is defined as follows.
Curvature radius RMD (cm) of the molded product in one sheet direction (longitudinal direction), curvature radius RTD (cm) in the direction perpendicular to the sheet (lateral direction), tensile strength σMD (kg / cm 2 ) of the longitudinal sheet, lateral direction When the sheet tensile strength σTD (kg / cm 2 ) and the sheet thickness is t (cm), the pressure P (kg / cm 2 ) required for forming is P = σMD × t / RMD + σTD × t / RTD・ ・ ・ ・ ・ Formula (1)
(See FIG. 1).
熱成形用シートは均一な賦形を得るために,シートの方向性は無視される範囲で作成される。 そこで、式(1)は
P=2σ×t/R ・・・・・・式(2)
で表せる。
すると、式(2)から抗張力σ
σ=P×R/2t ・・・・・・式(3)
である。
In order to obtain a uniform shape, the sheet for thermoforming is prepared in such a range that the directionality of the sheet is ignored. Therefore, Equation (1) is
P = 2σ × t / R (2)
It can be expressed as
Then, from the equation (2), the tensile strength σ
σ = P × R / 2t Equation (3)
It is.
すなわち、抗張力σはシート厚みtと成形に要した圧力Pと得られた成形品のコーナーの曲率半径RをRゲージにて計測して得られる値から求めることができる。 That is, the tensile strength σ can be obtained from the value obtained by measuring the sheet thickness t, the pressure P required for molding, and the curvature radius R of the corner of the obtained molded product with an R gauge.
第1図を説明する。金型2に送り込まれた、シート厚tのシート1は熱盤3によって加熱される。後述する通り、抗張力を測定する場合はシート1の温度は135℃に設定される。圧力Pの圧空4が注入されると、シート1は金型2の形状に合わせて賦形され、成形体5を得る。成形体5のコーナーの曲率半径をRとする。シート厚tと圧力Pと曲率半径Rとから、式(3)により抗張力σを求めることができる。
FIG. 1 will be described. The sheet 1 having a sheet thickness t fed into the
抗張力σはその値が30kg/cm2を越すと金型の形状を的確に賦型できない。2kg/cm2未満では十分な耐熱性を付与できない。好ましくは、4〜25kg/cm2である。 When the value of the tensile strength σ exceeds 30 kg / cm 2 , the shape of the mold cannot be accurately shaped. If it is less than 2 kg / cm 2 , sufficient heat resistance cannot be imparted. Preferably, it is 4-25 kg / cm < 2 >.
抗張力は、融点の低い他方の層の構成する材料および延伸かつ熱固定された一方の層の層厚等によって所望される範囲に調整することができる。尚、上述したシートの方向性が無視される範囲とは、縦・横延伸率比が2.5倍の範囲である。すなわち、縦・横延伸率比が2.5を超えるシートは熱成形用シートとして不適当である。 The tensile strength can be adjusted to a desired range depending on the material of the other layer having a low melting point and the layer thickness of the stretched and heat-set one layer. In addition, the range in which the directionality of the sheet described above is ignored is a range in which the ratio of the longitudinal and lateral stretch ratios is 2.5 times. That is, a sheet having a longitudinal / lateral stretching ratio ratio exceeding 2.5 is not suitable as a thermoforming sheet.
本発明は延伸かつ熱固定された一方の層がシートの硬さを確保し、融点の低い他方の層が柔らかさを確保し、成形しやすさを所望範囲の抗張力によって得る。このようにして、所望する形状を容易に得ることができかつ得られた成形体が適当な強度を有する、生分解性プラスチックからなる熱成形用シートを提供するものである。 In the present invention, one of the stretched and heat-set layers ensures the hardness of the sheet, the other layer having a low melting point ensures the softness, and the moldability is obtained with a desired range of tensile strength. In this way, a thermoforming sheet made of a biodegradable plastic, which can easily obtain a desired shape and has an appropriate strength, is provided.
尚、抗張力を測定する際の成形時のシート温度は135℃とする。この温度はポリ乳酸の融点(Tm)とポリ乳酸以外の生分解性脂肪族ポリエステルの融点(Tm)のほぼ中間である。すなわちポリ乳酸はTg以上であり、生分解性脂肪族ポリエステルは溶融している状態を示す。その状態でのシートの抗張力σが得られる成形体の特性を指し示す。 In addition, the sheet | seat temperature at the time of shaping | molding at the time of measuring a tensile strength shall be 135 degreeC. This temperature is approximately between the melting point (Tm) of polylactic acid and the melting point (Tm) of biodegradable aliphatic polyesters other than polylactic acid. That is, polylactic acid is Tg or more, and the biodegradable aliphatic polyester is in a molten state. The characteristic of the molded object which can obtain the tensile strength (sigma) of the sheet | seat in the state is pointed out.
また、抗張力σはシートの二次元(シート平面)での成形性を示す。シートの一次元での成形を示す値として粘弾性があるが、抗張力は実際上のシートの成形適性を示すのに優れている。 The tensile strength σ indicates the formability of the sheet in two dimensions (sheet plane). Viscoelasticity is a value indicating the one-dimensional forming of the sheet, but the tensile strength is excellent in showing the formability of the actual sheet.
以下に、本発明の多層シートの構成を説明する。
ポリ乳酸系多層シートの厚さは、通常の熱成形技術に使用できる程度の厚さで有れば、特に制限されないが、通常は総厚さが0.07〜2.0mmの範囲である。本発明の一方の層厚と全層の層厚の関係は、一方の層厚比が全層の層厚に対して0.07〜0.65である。具体的には、一方の層の厚さは、好適には0.005mm以上、更に好適には0.01mm以上ある。他方の層の厚さは全層の厚さから一方の層の厚さを差し引いた厚さである。
Below, the structure of the multilayer sheet | seat of this invention is demonstrated.
The thickness of the polylactic acid-based multilayer sheet is not particularly limited as long as it is a thickness that can be used for a normal thermoforming technique, but the total thickness is usually in the range of 0.07 to 2.0 mm. In the relationship between one layer thickness and the total layer thickness of the present invention, the one layer thickness ratio is 0.07 to 0.65 with respect to the total layer thickness. Specifically, the thickness of one layer is preferably 0.005 mm or more, and more preferably 0.01 mm or more. The thickness of the other layer is a thickness obtained by subtracting the thickness of one layer from the thickness of all layers.
本発明のポリ乳酸系多層シートは二層以上であればよい。但し、三層以上の場合は上記一方の層が両外層であり、他方の層が両外層に挟まれる層の少なくとも一層である。
また、本発明の目的を損なわない範囲で、製造過程で生じる端材を他方の層に再生混入してもよい。
ポリ乳酸系多層シートのヘーズはJIS K 7105に基づき測定することで求めることができる。ヘーズはシートの透明性を示し、その値が20%を越すとシートをブリスター等に成形した際に、内装される物品を透視しにくい。特に、透明成形体を所望するなら、ポリ乳酸系多層シートのヘーズは20%以下が好ましい。
The polylactic acid-based multilayer sheet of the present invention may be two or more layers. However, in the case of three or more layers, the above one layer is both outer layers, and the other layer is at least one layer sandwiched between both outer layers.
Moreover, the end material generated in the manufacturing process may be regenerated and mixed in the other layer within a range not impairing the object of the present invention.
The haze of the polylactic acid-based multilayer sheet can be determined by measuring based on JIS K 7105. The haze indicates the transparency of the sheet, and when the value exceeds 20%, it is difficult to see through the article to be incorporated when the sheet is formed into a blister or the like. In particular, if a transparent molded body is desired, the haze of the polylactic acid-based multilayer sheet is preferably 20% or less.
本発明のポリ乳酸系多層シートの製造方法を具体的に説明する。例えば、(i)一方の層と他方の層とを共押出しした後に延伸する、(ii)各層ごとに押出した後、貼り合せる等の方法を採用できる。いずれにせよ、一方の層は延伸され、更に緊張下で熱処理される。 The manufacturing method of the polylactic acid-type multilayer sheet of this invention is demonstrated concretely. For example, (i) one layer and the other layer are coextruded and then stretched, and (ii) each layer is extruded and bonded. In any case, one layer is stretched and further heat treated under tension.
上述した(i)の方法について説明する。まず、それぞれの層を形成するポリ乳酸系重合体や脂肪族ポリエステル等を含む脂肪族ポリエステルや無機粒子等を共押出積層用押出装置に供給する。予め、別の押出機でストランド形状に押し出してペレットを作製しておいても良い。いずれも、分解による分子量の低下を考慮しなければならないが、均一に混合させるには後者が好ましい。 The method (i) described above will be described. First, aliphatic polyester, inorganic particles, and the like including polylactic acid polymer and aliphatic polyester forming each layer are supplied to an extrusion apparatus for coextrusion lamination. Pellets may be produced in advance by extrusion into a strand shape with another extruder. In any case, a decrease in molecular weight due to decomposition must be taken into consideration, but the latter is preferred for uniform mixing.
脂肪族ポリエステルを充分に乾燥し、水分を除去した後、押出機で溶融する。ポリ乳酸系重合体のL−乳酸とD−乳酸の組成比による融点の変化、脂肪族ポリエステルの融点、ポリ乳酸系重合体と脂肪族ポリエステルの混合割合等を考慮して、適宜溶融押出温度を選択する。実際には100〜250℃の温度範囲が通常選ばれる。 The aliphatic polyester is sufficiently dried to remove moisture, and then melted with an extruder. In consideration of changes in melting point due to composition ratio of L-lactic acid and D-lactic acid in polylactic acid polymer, melting point of aliphatic polyester, mixing ratio of polylactic acid polymer and aliphatic polyester, etc. select. In practice, a temperature range of 100 to 250 ° C. is usually selected.
2または3台以上のマルチマニホールドまたはフィードブロックを用いて積層化し、スリット状のダイから3層以上の溶融シートとして押し出す。その際、それぞれの層の厚みはメルトラインに設置したギアポンプ等の定量フィーダーによるポリマーの流量調節により設定することが出来る。 Laminate using 2 or 3 or more multi-manifolds or feed blocks, and extrude as a molten sheet of 3 or more layers from a slit die. At that time, the thickness of each layer can be set by adjusting the flow rate of the polymer with a quantitative feeder such as a gear pump installed in the melt line.
ついで、このダイから押し出された溶融シートを、回転冷却ドラム上でガラス転移温度以下で急冷固化し、実質的に非晶質の未配向シートを得る。この際、シートの平滑性や厚さ斑を向上させる目的で、シートと回転冷却ドラムとの密着性を高める事が好ましく、本発明においては、静電印加密着法および、または液体塗布密着法が好ましくは用いられる。
これらの混合物には、諸物性を調整する目的で、熱安定剤、光安定剤、光吸収剤、可塑剤、無機充填材、着色剤、顔料等を添加することもできる。
Next, the molten sheet extruded from the die is rapidly cooled and solidified on the rotating cooling drum below the glass transition temperature to obtain a substantially amorphous unoriented sheet. At this time, it is preferable to improve the adhesion between the sheet and the rotary cooling drum for the purpose of improving the smoothness and thickness unevenness of the sheet. In the present invention, the electrostatic application adhesion method and / or the liquid application adhesion method are used. Preferably it is used.
In order to adjust various physical properties, a heat stabilizer, a light stabilizer, a light absorber, a plasticizer, an inorganic filler, a colorant, a pigment, and the like can be added to these mixtures.
さらに前述した(ii)の方法、各層ごとに押出した後、貼り合せる等の方法、いわゆる押し出しラミについて説明する。具体的には、予め二軸に延伸配向されたシート(一方の層)と、ダイから押し出された溶融シート(他方の層)とを、回転冷却ドラムおよびシリコンライニングロールで貼り合わせて、ガラス転移温度以下で急冷固化する。こうして、一方の層は結晶配向し、他方の層は低結晶質のシートを得る。 Further, the above-described method (ii), a method of extruding each layer and then bonding, so-called extrusion lamination will be described. Specifically, a biaxially stretched and oriented sheet (one layer) and a molten sheet (the other layer) extruded from a die are bonded together with a rotating cooling drum and a silicon lining roll, and glass transition Rapidly solidifies below the temperature. Thus, one layer is crystallized and the other layer is a low crystalline sheet.
上記の(i)および(ii)で得られたシートを熱成形する方法は、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、成形雄型に沿ってシートを変形した後、成形雄型を拡張する方法などがある。なお、成形物の形状、大きさなどは用途などに応じて適宜選択されるものとする。シートの加熱方法には赤外線ヒーター、熱板ヒーター、熱風などがある。シートを成形温度まで予熱し、熱成形することで、ブリスター成形物、容器状成形物などを成形する。 The method of thermoforming the sheet obtained in the above (i) and (ii) is a vacuum forming method, a plug assist forming method, a pressure forming method, a male / female forming method, and a deformed sheet along the forming male die. Later, there is a method of expanding the molded male mold. In addition, the shape, size, etc. of the molded product shall be appropriately selected according to the application. The sheet heating method includes an infrared heater, a hot plate heater, and hot air. The sheet is preheated up to the molding temperature and thermoformed to form a blister molded product, a container-shaped molded product, and the like.
尚、表裏層がポリ乳酸系重合体から成る3層以上のシートは、外層が食品衛生上に優れたポリ乳酸系重合体で覆われているので、製造された容器状成形物は直接食品に触れる容器としても使用可能である。 In addition, since the outer layer is covered with a polylactic acid polymer excellent in food hygiene, the manufactured container-like molded product is directly applied to food. It can also be used as a touching container.
以下、ポリ乳酸とポリ乳酸以外の生分解性脂肪族系ポリエステルを詳細に説明する。
本発明でいうポリ乳酸とは構造単位が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。
Hereinafter, polylactic acid and biodegradable aliphatic polyesters other than polylactic acid will be described in detail.
The polylactic acid referred to in the present invention is a homopolymer whose structural unit is L-lactic acid or D-lactic acid, that is, poly (L-lactic acid) or poly (D-lactic acid), and the structural units are L-lactic acid and D-lactic acid. The copolymer which is both, ie, poly (DL-lactic acid), and these mixtures are mentioned.
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。 As a polymerization method of the polylactic acid resin, any known method such as a condensation polymerization method or a ring-opening polymerization method can be employed. For example, in the polycondensation method, L-lactic acid or D-lactic acid, or a mixture thereof can be directly dehydrated and polycondensed to obtain a polylactic acid resin having an arbitrary composition.
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。 In the ring-opening polymerization method, a polylactic acid-based resin can be obtained using lactide, which is a cyclic dimer of lactic acid, using a catalyst appropriately selected while using a polymerization regulator or the like as necessary. Lactide includes L-lactide, which is a dimer of L-lactic acid, D-lactide, which is a dimer of D-lactic acid, and DL-lactide composed of L-lactic acid and D-lactic acid. By mixing and polymerizing, a polylactic acid resin having an arbitrary composition and crystallinity can be obtained.
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。
Furthermore, a small amount of copolymerization component can be added as required for improving heat resistance, etc., and non-aliphatic diols such as non-aliphatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid and ethylene oxide adducts of bisphenol A are used. You can also.
Furthermore, for the purpose of increasing the molecular weight, a small amount of a chain extender such as a diisocyanate compound, an epoxy compound, or an acid anhydride can be used.
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。 The polylactic acid-based resin may be a copolymer with another hydroxycarboxylic acid unit such as an α-hydroxycarboxylic acid or a copolymer with an aliphatic diol / aliphatic dicarboxylic acid.
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。 As other hydroxy-carboxylic acid units, optical isomers of lactic acid (D-lactic acid for L-lactic acid, L-lactic acid for D-lactic acid), glycolic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxy Bifunctional aliphatic hydroxy-carboxylic acids such as butyric acid, 2-hydroxy-n-butyric acid, 2-hydroxy3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy3-methylbutyric acid, 2-methyllactic acid, 2-hydroxycaproic acid and caprolactone Lactones such as butyrolactone and valerolactone.
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。 Examples of the aliphatic diol copolymerized with the polylactic acid resin include ethylene glycol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol and the like. Examples of the aliphatic dicarboxylic acid include succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid.
本発明に使用されるポリ乳酸系重合体の重量平均分子量の好ましい範囲としては、6万〜70万であり、より好ましくは、6万〜40万、とくに好ましくは6万〜30万である。分子量が6万より小さいと機械物性や耐熱性等の実用物性がほとんど発現せず、70万より大きいと溶融粘度が高すぎ成形加工性に劣る場合がある。 The preferred range of the weight average molecular weight of the polylactic acid polymer used in the present invention is 60,000 to 700,000, more preferably 60,000 to 400,000, particularly preferably 60,000 to 300,000. When the molecular weight is less than 60,000, practical properties such as mechanical properties and heat resistance are hardly exhibited, and when it is more than 700,000, the melt viscosity is too high and the molding processability may be inferior.
本発明に用いられるポリ乳酸以外の脂肪族系ポリエステルを説明する。脂肪族ポリエステルはガラス転移温度(Tg)が0℃以下、融点(Tm)が60℃以上のポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステルが好ましい。Tgが0℃以下でシートの耐衝撃性の改良効果を生じ、また脂肪族ポリエステルの球晶結晶化を防止することより透明性が悪化しない。Tmが60℃以上では耐熱性が改善される。 The aliphatic polyester other than polylactic acid used in the present invention will be described. The aliphatic polyester is preferably an aliphatic polyester other than polylactic acid having a glass transition temperature (Tg) of 0 ° C. or lower and a melting point (Tm) of 60 ° C. or higher. When Tg is 0 ° C. or lower, the impact resistance of the sheet is improved, and transparency is not deteriorated by preventing spherulite crystallization of the aliphatic polyester. When Tm is 60 ° C. or higher, the heat resistance is improved.
ポリ乳酸以外の生分解性脂肪族系ポリエステルとしては、例えば、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、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上げられる。 Examples of biodegradable aliphatic polyesters other than polylactic acid include aliphatic polyesters obtained by condensing aliphatic diols and aliphatic dicarboxylic acids, aliphatic polyesters obtained by ring-opening polymerization of cyclic lactones, and synthetic aliphatics. Examples include polyesters and aliphatic polyesters biosynthesized in bacterial cells.
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は、脂肪族ジオールであるエチレングリコール、1,4−ブタンジオールおよび1,4−シクロヘキサンジメタノール等、脂肪族ジカルボン酸であるコハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカン二酸等の中から、それぞれ1種以上選んで縮重合して得られる。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。 An aliphatic polyester obtained by condensing an aliphatic diol and an aliphatic dicarboxylic acid is an aliphatic polyester such as ethylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol. It can be obtained by condensation polymerization by selecting at least one of acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid and the like. Furthermore, a desired polymer can be obtained by jumping up with an isocyanate compound or the like as necessary.
開環ラクトン類を開環重合した脂肪族ポリエステルとしては、環状モノマーであるε−カプロラクトン、δ−バレロラクトン、β−メチル−δ−バレロラクトン等が代表的に挙げられ、これらから1種以上選ばれて重合される。 Representative examples of the aliphatic polyester obtained by ring-opening polymerization of ring-opening lactones include ε-caprolactone, δ-valerolactone, β-methyl-δ-valerolactone and the like, which are cyclic monomers, and one or more of these are selected. And polymerized.
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などが挙げられる。 Examples of synthetic aliphatic polyesters include cyclic acid anhydrides and oxiranes, such as copolymers of succinic anhydride with ethylene oxide, propylene oxide, and the like.
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始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知られている。この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、プラスチックとしての実用性向上の為に、吉草酸ユニット(HV)を共重合し、ポリ(3HB−co−3HV)の共重合体にすることが工業的に有利である。HV共重合比は一般的に0〜40%である。更に長鎖のヒドロキシアルカノエートを共重合しても良い。 As the aliphatic polyester biosynthesized in the fungus body, an aliphatic polyester biosynthesized by acetylcoenteam A (acetyl CoA) in the fungus body, such as Alkaline geneus eutrophus, is known. This aliphatic polyester is mainly poly-β-hydroxybutyric acid (poly-3HB), but in order to improve practicality as a plastic, valeric acid unit (HV) is copolymerized to produce poly (3HB-co-3HV). It is industrially advantageous to use a copolymer of The HV copolymerization ratio is generally 0 to 40%. Further, a long-chain hydroxyalkanoate may be copolymerized.
本発明に使用できる脂肪族ポリエステルを例示すると、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、ポリカプロラクトン、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、脂肪族または脂環式ジオールと脂肪族ジカルボン酸と脂肪族オキシカルボン酸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。 Examples of aliphatic polyesters that can be used in the present invention include polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polybutylene adipate terephthalate, polycaprolactone, polyglycolic acid, polyester carbonate, polyhydroxybutyrate and polyhydroxyvalylate And at least one selected from the group consisting of copolymers and copolymers of polyhydroxybutyrate and polyhydroxyhexanoate, aliphatic or cycloaliphatic diols, aliphatic dicarboxylic acids and aliphatic oxycarboxylic acids. Can be.
脂肪族または脂環式ジオールと脂肪族ジカルボン酸と脂肪族オキシカルボン酸の共重合体について、更に説明すると脂肪族または脂環式ジオールの具体例としては、エチレングリコール、トリメチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールが好適に挙げられる。得られる共重合体の物性面から1,4−ブタンジオールであることが好ましい。脂肪族ジカルボン酸の具体例としては、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、およびそれらの低級アルコールエステル、無水コハク酸、無水アジピン酸などが挙げられる。得られる共重合体の物性面からコハク酸、無水コハク酸またはこれらの混合物が好ましい。脂肪族オキシカルボン酸の具体例としては、乳酸、グリコール酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、2−ヒドロキシカプロン酸、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−ヒドロキシイソカプロン酸、あるいはこれらの混合物が挙げられる。なかでも、本発明の目的から乳酸またはグリコール酸が好ましい。
The copolymer of the aliphatic or alicyclic diol, the aliphatic dicarboxylic acid and the aliphatic oxycarboxylic acid will be further described. Specific examples of the aliphatic or alicyclic diol include ethylene glycol, trimethylene glycol, 1, 3 -Propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6-hexadiol, 1,4-cyclohexanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol are preferred. In view of the physical properties of the resulting copolymer, 1,4-butanediol is preferred. Specific examples of the aliphatic dicarboxylic acid include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, and lower alcohol esters thereof, succinic anhydride, adipic anhydride and the like. Succinic acid, succinic anhydride, or a mixture thereof is preferred from the viewpoint of the physical properties of the resulting copolymer. Specific examples of the aliphatic oxycarboxylic acid include lactic acid, glycolic acid, 2-hydroxy-n-butyric acid, 2-hydroxycaproic acid, 2-hydroxy3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, 2 -Hydroxyisocaproic acid or a mixture thereof. Of these, lactic acid or glycolic acid is preferred for the purpose of the present invention.
以下に実施例を用いて具体的に説明するが、これらにより本発明が何ら制限を受けるものではない。 The present invention will be specifically described below with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.
本発明に用いられる測定方法および評価方法を示す。
(1)重量平均分子量;東ソー製HLC−8120GPCゲルパーミエーションクロマトグラフ装置を用い、以下の測定条件で、標準ポリスチレンで検量線を作製し、重量平均分子量を求めた。
使用カラム:島津製作所製Shim−Packシリーズ
GPC−801C
GPC−804C
GPC−806C
GPC−8025C
GPC−800CP
溶媒:クロロホルム
サンプル溶液濃度:O.2wt/vol%
サンプル溶液注入量:200μl
溶媒流速:1.0ml/分
ポンプ、カラム、検出器温度:40℃
The measurement method and evaluation method used in the present invention will be described.
(1) Weight average molecular weight: Using a Tosoh HLC-8120GPC gel permeation chromatograph apparatus, a calibration curve was prepared with standard polystyrene under the following measurement conditions to determine the weight average molecular weight.
Column used: Shimadzu Shim-Pack series
GPC-801C
GPC-804C
GPC-806C
GPC-8025C
GPC-800CP
Solvent: Chloroform
Sample solution concentration: O.D. 2wt / vol%
Sample solution injection volume: 200 μl
Solvent flow rate: 1.0 ml / min
Pump, column, detector temperature: 40 ° C
(2)シート厚み;(株)テクロック製ダイヤルゲージSM−1201で十点測定を行い、その平均値で厚みとした。単位はμmである。 (2) Sheet thickness: Ten points were measured with a dial gauge SM-1201 manufactured by Teclock Co., Ltd., and the average value was used as the thickness. The unit is μm.
(3)シートのガラス転移温度および融点の測定
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(Tg)及び融点(Tm)を測定した。
(3) Measurement of glass transition temperature and melting point of sheet Based on JIS-K-7121, the glass transition temperature (Tg) and melting point of polyester at a heating rate of 10 ° C./min by differential scanning calorimetry (DSC) ( Tm) was measured.
(4)シートの抗張力
得られたシートを135℃に予熱した後、第1図に示すφ100mm、深さ30mm、絞り比0.3、底部コーナー部Rが0.01(cm)の成形金型を用いて、金型温度50℃,圧空成形(空気圧:4kg/cm2)条件で成形を行った。得られた成形品のコーナーRをRゲージで計測し、成形時の抗張力を、上述した式σ=P×R/2tから求めた。
(4) Tensile Strength of Sheet After preheating the obtained sheet to 135 ° C., a mold having a diameter of 100 mm, a depth of 30 mm, a drawing ratio of 0.3, and a bottom corner R of 0.01 (cm) shown in FIG. Was molded under the conditions of a mold temperature of 50 ° C. and pressure forming (air pressure: 4 kg / cm 2 ). The corner R of the obtained molded product was measured with an R gauge, and the tensile strength at the time of molding was determined from the above-described formula σ = P × R / 2t.
(5)成形体の形状
上記(4)で得られる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。
(5) Shape of molded body The mold forming state of the molded body obtained in the above (4) was observed and evaluated in three stages. The evaluation criteria are indicated by “◯” when a molded body having a good shape is formed, “Δ” when it is at a practical level, and “X” when the molded body has a defective shape.
(6)成形体の耐衝撃性:落下試験
上記(4)で得られる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。
(6) Impact resistance of molded body: Drop test Filled molded body obtained in (4) above is filled with water, the opening is sealed, dropped onto concrete from a height of 1 m, and the molded body is damaged. The presence or absence was examined.
(7)成形体の耐熱性
上記(4)で得られる成形体を、恒温槽において60℃、30分間放置した後、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
容積変化率が3%未満では優れており、6%以下では実用範囲であり、6%を越えると使用できない。
(7) Heat resistance of molded body After the molded body obtained in the above (4) was allowed to stand at 60 ° C for 30 minutes in a thermostatic bath, the volume reduction rate (%) of the molded body was calculated by the following formula.
Volume reduction rate =
{1- (Molded body volume after heat treatment / Molded body volume before heat treatment)} × 100
When the volume change rate is less than 3%, it is excellent, and when it is 6% or less, it is in the practical range, and when it exceeds 6%, it cannot be used.
(8)総合評価
上記(4)で得られる成形体の総合評価を示す。評価基準は実用上良好に使用できるもの「○」、実用可能なレベル程度の場合を「△」、実用に適さないものを「×」で示した。
(8) Comprehensive evaluation Comprehensive evaluation of the molded object obtained by said (4) is shown. The evaluation criteria are “◯” that can be used satisfactorily in practical use, “Δ” that is practically usable, and “X” that is not suitable for practical use.
(ポリ乳酸系樹脂の製造例)
製造例1
ピューラックジャパン社製のL−ラクチド(商品名:PURASORB L)100kg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100rpm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によるガラス転移温度は58℃、融点は171℃であった。
(Production example of polylactic acid resin)
Production Example 1
What added 15 ppm of tin octylates to 100 kg of L-lactide (trade name: PURASORB L) manufactured by Pulac Japan Co., Ltd. was put in a 500 L batch polymerization tank equipped with a stirrer and a heating device. Nitrogen substitution was performed, and polymerization was performed at 185 ° C. and a stirring speed of 100 rpm for 60 minutes. The obtained melt was supplied to a 40 mmφ co-directional twin-screw extruder manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, which was equipped with three stages of vacuum vents, and extruded into a strand at 200 ° C. while being devolatilized at a vent pressure of 4 torr. .
The obtained polylactic acid-based resin had a weight average molecular weight of 200,000 and an L-form content of 99.5%. Moreover, the glass transition temperature by DSC was 58 degreeC, and melting | fusing point was 171 degreeC.
製造例2
L−ラクチド90KgとDL−ラクチド10Kgを用いた以外は実験例1と同様にして重量平均分子量は20万、L体含有量は94.8%のポリ乳酸系樹脂を得た。DSCによるガラス転移温度は56℃、融点は165℃であった。
Production Example 2
A polylactic acid resin having a weight average molecular weight of 200,000 and an L-form content of 94.8% was obtained in the same manner as in Experimental Example 1 except that 90 kg of L-lactide and 10 kg of DL-lactide were used. The glass transition temperature by DSC was 56 ° C., and the melting point was 165 ° C.
製造例3
L−ラクチド80KgとDL−ラクチド20Kgを用いた以外は実験例1と同様にして重量平均分子量は20万、L体含有量は89.7%のポリ乳酸系樹脂を得た。DSCによる融点は存在せず、非晶であることを確認した。
Production Example 3
A polylactic acid resin having a weight average molecular weight of 200,000 and an L-form content of 89.7% was obtained in the same manner as in Experimental Example 1 except that 80 kg of L-lactide and 20 kg of DL-lactide were used. There was no melting point by DSC and it was confirmed to be amorphous.
(実施例1〜8、比較例1,2)
製造例2で得られたポリ乳酸系樹脂(L−乳酸:D−乳酸=94.8:5.2、ガラス転移温度56℃、融点165℃)100質量部にガラス転移点が−45℃で融点94℃の生分解性脂肪族ポリエステルであるポリブチレンサクシネート/アジペート(商品名:ビオノーレ#3003、昭和高分子(株)製)0.1質量部を各々乾燥した後、混合して溶融押し出しにてペレット形状にした得られたペレットから40mmφ単軸押し出し機にて210℃でマルチマニホールド式の口金より中間層(他方の層用)として押し出した。
(Examples 1-8 , Comparative Examples 1 and 2)
Polylactic acid-based resin obtained in Production Example 2 (L-lactic acid: D-lactic acid = 94.8: 5.2, glass transition temperature 56 ° C., melting point 165 ° C.) has a glass transition point of −45 ° C. at 100 parts by mass. Polybutylene succinate / adipate (trade name: Bionore # 3003, manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), which is a biodegradable aliphatic polyester having a melting point of 94 ° C., is dried, mixed and melt extruded. The pellet obtained in the above was extruded from a multi-manifold die as an intermediate layer (for the other layer) at 210 ° C. with a 40 mmφ single-screw extruder.
また、製造例1で得られたポリ乳酸系樹脂(L−乳酸:D−乳酸=99.5:0.5、ガラス転移温度58℃、融点171℃)100重量部に乾燥した平均粒径1.4μmの粒状シリカ(商品名:サイシリア100、富士シリシア化学(株)製)0.1重量部を混合して25mmφの同方向2軸押し出し機にて上記口金より表裏層(一方の層用)として210℃で押し出した。 Moreover, the average particle diameter 1 dried to 100 weight part of polylactic acid-type resin (L-lactic acid: D-lactic acid = 99.5: 0.5, glass transition temperature 58 degreeC, melting | fusing point 171 degreeC) obtained by manufacture example 1 .4 μm granular silica (trade name: Cicilia 100, manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd.) 0.1 parts by weight are mixed and front and back layers (for one layer) from the above die by a 25 mmφ same-direction biaxial extruder. Extruded at 210 ° C.
表層、中間層、裏層の厚み比はおよそ1:5:1となるように押し出し量を調整した。この共押し出しシートを約43℃のキャスティングロールにて急冷し、未延伸シートを得た。続いて得られたシートを三菱重工業(株)製フィルムテンターを用い、温水循環式ロールと接触させつつ赤外線ヒーターを併用して75℃に加熱し、周速差ロール間で縦方向に2.0倍、次いでこの縦延伸シートをクリップで把持しながらテンターに導き、シート流れの垂直方向に75℃で2.8倍に延伸した後、135℃で約30秒間熱処理し、300μm厚みのシートを作成した。このシートを実施例1のシートとした。 The extrusion amount was adjusted so that the thickness ratio of the surface layer, the intermediate layer, and the back layer was about 1: 5: 1. This coextruded sheet was quenched with a casting roll at about 43 ° C. to obtain an unstretched sheet. Subsequently, the obtained sheet was heated to 75 ° C. using an infrared heater in contact with a hot water circulation roll using a film tenter manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. Then, this longitudinally stretched sheet is guided to a tenter while being gripped with a clip, stretched 2.8 times at 75 ° C. in the vertical direction of the sheet flow, and then heat treated at 135 ° C. for about 30 seconds to create a 300 μm thick sheet did. This sheet was used as the sheet of Example 1.
尚、表裏層が本願で指す一方の層であり,中間層が本願で指す他方の層である。また、上述した通り、表裏層のポリ乳酸系重合体部分の融点は171℃であり、中間層のポリ乳酸系重合体部分の融点は165℃である。 Note that the front and back layers are one layer indicated in the present application, and the intermediate layer is the other layer indicated in the present application. Further, as described above, the melting point of the polylactic acid polymer portion of the front and back layers is 171 ° C., and the melting point of the polylactic acid polymer portion of the intermediate layer is 165 ° C.
以下、生分解性脂肪族ポリエステルであるポリブチレンサクシネート/アジペートの量を表1に示すように変化して実施例2〜5、表裏層の構成を変化させて実施例6〜8及び比較例1,2を作成した。
得られたシートの抗張力を表1に示した。実施例は本発明の範囲にあり、比較例は範囲外である。さらに、シートから得られる成形体の形状を示す成形性、耐熱性、耐衝撃性、総合評価を表1に示した。
Hereinafter, the amount of polybutylene succinate / adipate, which is a biodegradable aliphatic polyester, was changed as shown in Table 1, and Examples 2 to 5 were changed, and the configurations of the front and back layers were changed to Examples 6 to 8 and Comparative Examples. 1 and 2 were created.
The tensile strength of the obtained sheet is shown in Table 1. Examples are within the scope of the present invention and comparative examples are out of scope. Further, Table 1 shows the formability, heat resistance, impact resistance, and comprehensive evaluation showing the shape of the molded body obtained from the sheet.
実施例1〜8は上記各評価測定に実用範囲以上の結果を示し、総合評価は△以上である。特に、抗張力が4〜25kg/cm2の範囲にある実施例2〜6は総合評価は○である。一方、抗張力が本発明の範囲外である比較例1は得られた成形体の形状が不良であり、比較例2は耐熱性が不足している。 Examples 1 to 8 show results above the practical range for each of the above evaluation measurements, and the overall evaluation is Δ or more. In particular, in Examples 2 to 6 in which the tensile strength is in the range of 4 to 25 kg / cm 2 , the overall evaluation is “good”. On the other hand, Comparative Example 1 in which the tensile strength is outside the scope of the present invention has a poor shape of the obtained molded product, and Comparative Example 2 has insufficient heat resistance.
(実施例9〜11、比較例3〜5)
表2に示すように、後述する以外は実施例4と同様にして、実施例9〜11と比較例3,4を得た。
実施例9〜11は中間層に用いる生分解性脂肪族ポリエステルとして、以下に示す化合物を使用した。実施例9はポリカプロラクトン(商品名セルグリーンP−H7、ダイセル化学工業(株)製、ガラス転移温度−60℃、融点60℃)を使用し、実施例10はポリブチレンサクシネート(商品名ビオノーレ#1001、昭和高分子(株)製、ガラス転移温度−40℃、融点111℃)を使用し、実施例11はポリブチレンアジペートテレフタレート(商品名Ecoflex、BASF社製、ガラス転移温度−30℃、融点109℃)を使用した。
比較例3は中間層にポリヒドロキシブチレート(商品名ヒ゛オク゛リーン、三菱カ゛ス化学製、ガラス転移温度4℃、融点180℃)を使用した。比較例4は延伸後、熱処理を行っていない。また、比較例5は延伸および熱処理を行っていない。
得られたシートの抗張力を表2に示した。実施例9〜11と比較例4は本発明の範囲にあり、比較例3,5は範囲外である。さらに、シートから得られる成形体の形状を示す成形性、耐熱性、耐衝撃性、総合評価を表2に示した。
表裏層(一方の層)のポリ乳酸系重合体部分の融点は171℃であり、中間層(他方の層)のポリ乳酸系重合体部分の融点は165℃である。
実施例9〜11は上記各評価測定に実用範囲以上の結果を示し、総合評価は△以上である。特に、実施例10,11は特に総合評価は○である。一方、抗張力が発明範囲より大きい比較例3は成形体の形状が不良である。また熱処理を施していない比較例4は抗張力が発明範囲内であっても耐熱性が不足している。さらに延伸かつ熱固定されておらず、表裏層が延伸されていない比較例5は抗張力が発明範囲内であっても耐熱性と耐衝撃性が劣る。
(Examples 9-11, Comparative Examples 3-5)
As shown in Table 2, Examples 9 to 11 and Comparative Examples 3 and 4 were obtained in the same manner as Example 4 except as described below.
In Examples 9 to 11, the following compounds were used as the biodegradable aliphatic polyester used for the intermediate layer. Example 9 uses polycaprolactone (trade name Cell Green P-H7, manufactured by Daicel Chemical Industries, glass transition temperature −60 ° C., melting point 60 ° C.), and Example 10 uses polybutylene succinate (trade name Bionore). # 1001, Showa Polymer Co., Ltd., glass transition temperature −40 ° C., melting point 111 ° C., and Example 11 was polybutylene adipate terephthalate (trade name Ecoflex, manufactured by BASF, glass transition temperature −30 ° C., Melting point 109 ° C.) was used.
In Comparative Example 3, polyhydroxybutyrate (trade name Biogreen, manufactured by Mitsubishi Gas Chemical Co., Ltd.,
The tensile strength of the obtained sheet is shown in Table 2. Examples 9-11 and Comparative Example 4 are within the scope of the present invention, and Comparative Examples 3 and 5 are out of range. Further, Table 2 shows the moldability, heat resistance, impact resistance, and comprehensive evaluation showing the shape of the molded body obtained from the sheet.
The melting point of the polylactic acid polymer portion of the front and back layers (one layer) is 171 ° C., and the melting point of the polylactic acid polymer portion of the intermediate layer (the other layer) is 165 ° C.
Examples 9 to 11 show results above the practical range for each of the above evaluation measurements, and the overall evaluation is Δ or more. In particular, in Examples 10 and 11, the overall evaluation is particularly good. On the other hand, in Comparative Example 3 where the tensile strength is larger than the invention range, the shape of the molded body is poor. Further, Comparative Example 4 without heat treatment has insufficient heat resistance even if the tensile strength is within the range of the invention. Further, Comparative Example 5 which is not stretched and heat-fixed and the front and back layers are not stretched is inferior in heat resistance and impact resistance even if the tensile strength is within the range of the invention.
(実施例12、13)
製造例1で得られたポリ乳酸系樹脂(L−乳酸:D−乳酸=99.5:0.5)を実施例1と同様にして押し出しシートを得た。続いて得られたシートを三菱重工業(株)製フィルムテンターを用い、温水循環式ロールと接触させつつ赤外線ヒーターを併用して75℃に加熱し、周速差ロール間で縦方向に3.0倍、次いでこの縦延伸シートをクリップで把持しながらテンターに導き、シート流れの垂直方向に75℃で3.0倍に延伸した後、135℃で約15秒間緊張間熱処理し、15μmと25μm厚みの延伸シートを作成した。
(Examples 12 and 13)
Extruded sheets were obtained in the same manner as in Example 1 using the polylactic acid resin (L-lactic acid: D-lactic acid = 99.5: 0.5) obtained in Production Example 1. Subsequently, the obtained sheet was heated to 75 ° C. using an infrared heater in contact with a hot water circulating roll using a film tenter manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., and 3.0 in the longitudinal direction between the peripheral speed difference rolls. Then, this longitudinally stretched sheet is guided to a tenter while being gripped with a clip, stretched 3.0 times at 75 ° C. in the vertical direction of the sheet flow, and then subjected to heat treatment for about 15 seconds at 135 ° C. for 15 μm and 25 μm thickness. A stretched sheet was prepared.
次いで、製造例2で得られたポリ乳酸系樹脂(L−乳酸:D−乳酸=94.8:5.2)に対して生分解性ポリエステルとしてビオノーレ3003を7質量部混合した混合物を十分乾燥後、単軸押し出し機に供給し、中間層としてダイから押し出された溶融シートを、前述の、2軸に延伸配向された15μm厚のシートを表裏層とし、前記表裏シートを沿わせた40℃以下に温調した回転冷却ドラムおよびシリコンライニングロール間ではさみ急冷固化し、実質的に表層は結晶配向し、中間層は低結晶質の300μm厚の実施例12のシートを得た。 Next, the polylactic acid resin obtained in Production Example 2 (L-lactic acid: D-lactic acid = 94.8: 5.2) was sufficiently dried by mixing 7 parts by weight of Bionore 3003 as a biodegradable polyester. Thereafter, the molten sheet extruded from the die as an intermediate layer was supplied to a single-screw extruder, and the above-mentioned 15 μm-thick stretched and oriented biaxial sheet was used as the front and back layers, and the front and back sheets were lined up at 40 ° C. A sheet of Example 12 having a thickness of 300 μm and having a low crystallinity in the surface layer and a substantially crystalline intermediate layer was obtained by sandwiching between a rotary cooling drum and a silicon lining roll, each of which was temperature-controlled.
さらに、中間層を製造例3で得られたポリ乳酸系樹脂(L−乳酸:D−乳酸=89.7:10.3、融点存在せず非晶)の原料を使用、表層を前述の25μmの2軸延伸シートを使用した他は、実施例12と同様にして、300μmの実施例13シートを得た。
得られたシートの抗張力を表2に示した。さらに、シートから得られる成形体の形状を示す成形性、耐熱性、耐衝撃性、総合評価を表2に示した。
実施例12,13は上記各評価測定に実用範囲以上の結果を示し、総合評価は△である。
Furthermore, the raw material of the polylactic acid resin obtained in Production Example 3 (L-lactic acid: D-lactic acid = 89.7: 10.3, non-melting point amorphous) was used for the intermediate layer, and the surface layer was 25 μm as described above. Example 13 sheet of 300 μm was obtained in the same manner as Example 12 except that the biaxially stretched sheet was used.
The tensile strength of the obtained sheet is shown in Table 2. Further, Table 2 shows the moldability, heat resistance, impact resistance, and comprehensive evaluation showing the shape of the molded body obtained from the sheet.
Examples 12 and 13 show results beyond the practical range in each of the above evaluation measurements, and the overall evaluation is Δ.
本発明の熱成形用ポリ乳酸系多層シートから熱成形により得られる成形体は成形性、耐熱性、耐衝撃性に優れている。 A molded product obtained by thermoforming from the polylactic acid-based multilayer sheet for thermoforming of the present invention is excellent in moldability, heat resistance and impact resistance.
1 シート
2 金型
3 熱盤
4 圧空
5 成形体
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