JP2016049630A - 積層体の製造方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】十分な接着性、離ロール性、打ち抜き性を持つ積層体の製造方法、該方法により得られる積層体を提供する。
【解決手段】脂肪族ポリエステルを含有する樹脂組成物からなるポリエステル層とセルロース成分を含有する基材層とを有する積層体を、押出成形により製造する方法であって、押出されたポリエステル層が最初に接触する冷却ロール32の温度が36℃以上である方法、該方法により製造されてなる積層体であり、さらに、脂肪族ポリエステルが、脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位とを主たる構造単位として含むものである。
【選択図】図1

Description

本発明は、積層体の製造方法に関し、より詳しくは、脂肪族ポリエステルを含有する樹脂組成物からなるポリエステル層とセルロース成分を含有する基材層とを有する積層体の製造方法に関する。
食品、飲料品や医薬品などの包装資材や積層紙で作られたカップ、トレー、カートンに代表される積層体の加工品は広く使用されている。このような加工品は、耐水性、耐薬品性、防水性、表面平滑性、光沢性、保香性、加工性等を向上させるため、紙単独で使用する場合よりも、紙の片面あるいは両面にプラスチックを積層して使用する場合が多い。紙に積層するプラスチックとしては、一般にはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等が用いられており、プラスチック以外にアルミニウム箔を積層する場合もある。
上述のポリオレフィンやポリ塩化ビニル等の汎用樹脂は燃焼の際の発熱量が高いため、廃棄されたプラスチック製品を焼却処理すると、焼却炉を傷めるおそれや、十分な排気ガス処理設備を有していない場合、大気中に塩素やダイオキシン等の有毒ガスを排出してしまうおそれがある。そのため、地域によってはプラスチック製品を分別回収し、埋立処理を行っている。しかし、汎用樹脂の多くは土中でも分解せずにそのままの形で残るため、埋立処理場の寿命短縮が問題視されている。また、ゴミとして自然環境中に散乱した場合においても分解性が極めて乏しいため、環境汚染や景観を損ねる原因となっている。
そのため、近年では紙と一緒に分解が生じるように、生分解性樹脂を積層紙に応用する試みがなされている。例えば、特許文献1には、脂肪族ポリエステルと紙を積層することで、生分解性を有する積層体が製造できることが開示されている。特許文献2、3には、基材層と、脂肪族ポリエステル層の間の中間層に特定の樹脂を用いることで、優れた接着性、打ち抜き性を有する積層体が製造できることが記載されている。しかしながら、特許文献1〜3の記載に沿って積層体を製造したとしても、未だ、十分な接着性、打ち抜き性等を有する積層体を得ることはできなかった。
特開平6−171050号公報 特開2012−30547号公報 特開2013−226833号公報
本発明は、上記状況に鑑みてなされたもので、その目的は十分な接着性、離ロール性、打ち抜き性を持つ積層体の製造方法、該方法により得られる積層体を提供することにある。
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、従来押出成形によって積層体を製造する際、ダイスから出たポリエステル層を基材層と接着する際に用いられる冷却ロールの温度が低温であるほど、接着性、離ロール性、打ち抜き性に優れると考えられてきたが、驚くべきことに、脂肪族ポリエステルを用いた場合は、冷却ロールの温度を従来よ
り高温に設定することで、接着性、離ロール性、打ち抜き性といった成形性や二次加工性に優れた積層体を得られることを見出し、本発明に到達した。
即ち、本発明の要旨は、次の[1]〜[10]に存する。
[1]脂肪族ポリエステルを含有する樹脂組成物からなるポリエステル層とセルロース成分を含有する基材層とを有する積層体を、押出成形により製造する方法であって、押出されたポリエステル層が最初に接触する冷却ロールの温度が36℃以上であることを特徴とする積層体の製造方法。
[2]脂肪族ポリエステルが、脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位とを主たる構造単位として含むものである、[1]に記載の方法。
[3]脂肪族ポリエステルが、コハク酸単位と1,4−ブタンジオール単位とを主たる構造単位として含むものである、[1]または[2]に記載の方法。
[4]樹脂組成物がフィラーを含有するものである、[1]〜[3]のいずれかに記載の方法。
[5]基材層が紙である、[1]〜[4]のいずれかに記載の方法。
[6]押出成形がTダイ押出機を用いて行われる、[1]〜[5]のいずれかに記載の方法。
[7]積層体の厚みが300μm以下である、[1]〜[6]のいずれかに記載の方法。[8][1]〜[7]のいずれかに記載の方法で製造されてなる積層体。
[9][8]に記載の積層体が少なくとも一部に使用されてなる袋。
[10][8]に記載の積層体が少なくとも一部に使用されてなる液体用容器。
本発明に係る積層体の製造方法は、溶融樹脂の冷却工程における温度(冷却ロールの温度)を特定の値以上とすることで、押出成形における樹脂層(ポリエステル層)の伸び率を低下させたものであり、従来よりも接着性、離ロール性などの成形性、打ち抜き性などの二次加工性に優れた積層体を製造することができる。
本発明の方法に用いられる溶融押出コーティング・ラミネート装置100の一実施形態を示す概略図である。
以下、本発明の実施の形態についてさらに詳細に説明するが、以下の説明は、本発明の実施態様の一例であり、本発明はこれらの内容に特定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本発明の積層体の製造方法は、脂肪族ポリエステルを含む樹脂組成物からなるポリエステル層とセルロース成分を含む基材層とを有する積層体を、押出成形により製造する方法であって、押出されたポリエステル層が最初に接触する冷却ロールの温度が36℃以上であることに特徴を有するものである。以下、先ずポリエステル層及び基材層について説明し、次に積層体の製造方法、用途等について、さらに詳細に説明する。
(1)ポリエステル層
<ポリエステル層の樹脂構成>
ポリエステル層は、脂肪族ポリエステルを含有するとともに、脂肪族ポリエステル以外のその他樹脂や各種フィラーなどの添加剤を任意に含む樹脂組成物からなる層である。脂肪族ポリエステル以外のその他樹脂や添加剤の含有比率もまた任意であるが、脂肪族ポリエステルを主成分とすることが好ましい。ここで主成分とは、樹脂組成物における脂肪族ポリエステルの含有比率が最大比率となるものである。また、脂肪族ポリエステルの含有
比率は、好ましくは50質量%を超え、より好ましくは70質量%以上であり、通常99.5質量%以下、好ましくは99質量%以下である。
<脂肪族ポリエステル>
脂肪族ポリエステルは、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を任意の組み合わせ、および比率で併用してもよい。また、脂肪族ポリエステルは、生分解性を有するものが好ましい。
脂肪族ポリエステルは一部または全てがバイオマス資源から得られる原料を用いて製造されたものが好ましい。
本発明における脂肪族ポリエステルとしては、脂肪族構造単位のモル比率が脂肪族ポリエステルの全体の構造単位に対して最大比率となるものであり、例えば、脂肪族構造単位以外に、部分的に芳香族構造単位を有する脂肪族芳香族ポリエステルを含有するものも含まれる。より具体的には、脂肪族ポリエステル、脂肪族芳香族ポリエステル、およびそれらの混合物が挙げられる。中でも、接着性、成形加工性を良好とするためには、脂肪族ポリエステル比率が、好ましくは50質量%を超え、より好ましくは70質量%以上であるが、脂肪族ポリエステルのみであることが特に好ましい。
本発明において、好ましい脂肪族ポリエステルとしては、主たる構造単位が脂肪族ジオール成分により形成される構造単位(以下、「脂肪族ジオール単位」ということがある。)と脂肪族ジカルボン酸成分により形成される構造単位(以下「脂肪族ジカルボン酸単位」ということがある。)であるものが挙げられる。
ここで、本明細書において、「主たる構造単位」とは、各構造単位の全量に対して、50モル%以上であることを意味する。また、各構造単位の含有量は、好ましくは60モル%以上、より好ましくは70モル%以上、さらに好ましくは80モル%以上である。
脂肪族ジオール成分とは、脂肪族ジオールとその誘導体も含み、具体例としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−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−ヘキサンジオール、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等が好適に挙げられる。中でも、得られる脂肪族ポリエステルの物性の面から、特に1,4−ブタンジオールが好ましい。
脂肪族ジカルボン酸成分とは、脂肪族ジカルボン酸とその誘導体も含み、具体例としては、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、へプタン二酸、オクタン二酸、ノナン二酸、デカン二酸、ウンデカン二酸、ドデカン二酸、トリデカン二酸、テトラデカン二酸、ペンタデカン二酸、ヘキサデカン二酸、オクタデカン二酸、エイコサン二酸、マレイン酸、フマル酸、1,6−シクロヘキサンジカルボン酸、ダイマー酸等の炭素数2〜48の鎖状あるいは脂環式ジカルボン酸が挙げられる。また、これらの誘導体としてはジメチルエステル、ジエチルエステル等の炭素数1〜4のアルコールとのエステル、無水コハク酸、無水アジピン酸等の酸無水物も挙げられる。中でも、得られる脂肪族ポリエステルの物性の面から、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸またはこれらの酸無水物、およびこれらの炭素数1〜4のアルコールとのエステルが好ましく、特にはコハク酸、無水コハク酸、またはこれらの混合物が好ましい。
さらに具体的には、脂肪族ポリエステルとしては、主たる構造単位がコハク酸単位と1,4−ブタンジオール単位であるものが特に好ましい。ポリブチレンサクシネートは、ポリ(ブチレンアジペートテレフタレート)やポリ乳酸に比べて、木質成分(リグニン、セルロース)との親和性や浸透性が高く、基材層との接着性が高くなる傾向にある。
本発明に用いられる脂肪族ポリエステルは、本発明の効果を著しく損なわない限り、上記の脂肪族ジオール単位および脂肪族ジカルボン酸単位以外の他の構造単位を含有していてもよい。
脂肪族ジオール単位および脂肪族ジカルボン酸単位以外の他の構造単位としては、例えば、脂肪族オキシカルボン酸単位が挙げられる。この脂肪族オキシカルボン酸単位としては、分子中に1個の水酸基とカルボン酸基を有する脂肪族オキシカルボン酸およびその誘導体(以下、「脂肪族オキシカルボン酸成分」ということがある。)により形成される構造単位であれば特に限定はなく、環状のものも、鎖状のものも使用できる。
脂肪族オキシカルボン酸成分としては、例えば、α,ω−ヒドロキシカルボン酸、α−ヒドロキシカルボン酸等が挙げられるが、これらのオキシカルボン酸のエステルやラクトン類、ラクチド、あるいはオキシカルボン酸重合体等の誘導体であってもよい。
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、4−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸、4−ヒドロキシメチルシクロヘキサンカルボン酸等も挙げられる。更には、これらの低級アルキルエステル、分子内エステルなどの誘導体も挙げられる。
これらの化合物に光学異性体が存在する場合には、D体、L体、またはラセミ体のいずれでもよく、形態としては固体、液体、または水溶液であってもよい。
これらの中で好ましいのは、乳酸またはグリコール酸であり、特に好ましいのは、使用時の重合速度の増大が特に顕著で、かつ入手の容易な乳酸である。
これら脂肪族オキシカルボン酸成分は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
脂肪族ポリエステルに脂肪族オキシカルボン酸単位を含有させる場合、その使用量は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、脂肪族ジカルボン酸単位100質量部に対して、通常0.1質量部以上、好ましくは1.0質量部以上、より好ましくは2.0質量部以上であり、また、通常100質量部以下、好ましくは50質量部以下、より好ましくは20質量部以下である。上記範囲の下限を下回ると柔軟性の付与や重合反応性の向上に対する添加効果が現れないおそれがあり、上限を上回ると本発明の積層体の製造時における臭気が問題になったり、結晶化温度の低温化により離ロール性が悪くなったりするおそれがある。
また、本発明で用いる脂肪族ポリエステルには、3官能基以上を有する多官能成分単位として、3官能以上の脂肪族多価アルコール単位、脂肪族多価カルボン酸単位および脂肪族多価オキシカルボン酸単位からなる群から選ばれる少なくとも一種の単位を存在させることも好ましい。これにより、脂肪族ポリエステルの溶融張力が向上し、積層体への加工性を向上させることができる。なお、多官能成分単位は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせおよび比率で併用してもよい。
多官能成分単位を使用する場合、その使用量は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、脂肪族ジカルボン酸単位100モルに対し、通常0.001モル以上、好ましくは0.01モル以上、より好ましくは0.1モル以上であり、また、通常5モル以下、好ましくは2.5モル以下、より好ましくは1モル以下である。この下限を下回ると、本発明に係る積層体を押出成形によって製造する場合、製造時における溶融膜のネックイ
ン(押出機のT−ダイから出た溶融膜の幅が基材と接するまでの空間で狭くなる現象を言い、T−ダイ出口の溶融膜の幅と基材上にラミネートされたラミネート膜の幅との差で示す。)が大きくなったり、端部の膜厚と中心部の厚みの差が大きくなり、安定した製品が得られなかったりする場合がある。また、上限を上回ると重縮合反応中にゲル化が生じる可能性が増大したり、押出機のモーターへの負荷が著しく増加し、成形性が劣ったりする場合がある。
本発明に係る脂肪族ポリエステルは、ポリエステルの製造に関する公知の方法を採用して得ることができる。また、この際の重縮合反応は、従来から採用されている適切な条件を設定すればよく、特に制限されない。また、通常は、エステル化反応を進行させた後、減圧操作を行うことによって更に重合度を高めることができる。
脂肪族ポリエステルを製造する際の温度、重合時間、圧力などの反応条件は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意である。
脂肪族ポリエステルの数平均分子量(Mn)は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、通常10000以上、好ましくは30000以上であり、また、通常200000以下である。数平均分子量が下限を下回ると本発明の積層体の製造時における溶融膜の特性が悪化するおそれがあり、例えば、ネックインが大きくなるおそれがある。他方、上限を上回ると溶融粘度が高くなり、押出機のモーター負荷が高くなることから、加工機が停止することがあり、積層体の製造が困難になるおそれがある。数平均分子量(Mn)の測定方法は溶媒をクロロホルムとし、測定温度40℃でのゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC)測定法である。数平均分子量は単分散ポリスチレンによる換算値である。
本発明に好適に使用される脂肪族ポリエステルのメルトフローレイト(MFR;190℃、2.16Kg荷重)は、通常0.1g/10分以上、好ましくは1g/10分以上、より好ましくは3g/10分以上、さらに好ましくは4g/10分以上であり、また、通常45g/10分以下、好ましくは30g/10分以下である。メルトフローレイトが下限を下回ると本発明に係る積層体の製造時におけるモーター負荷が著しく増大し、加工機が停止することがあり、他方、上限を上回ると230℃以上高温成形時に、溶融膜の安定性が悪化する(ネックインの増大、サージングの発生)ことがある。
更に、ダイス出口から出た樹脂組成物のメルトフローレイト(MFR;190℃、2.16Kg荷重)は、通常6g/10分以上、好ましくは8g/10分以上、より好ましくは10g/10分以上、さらに好ましくは12g/10分以上であり、また、通常40g/10分以下、好ましくは30g/10分以下である。メルトフローレイトが下限を下回ると本発明に係る積層体の製造時におけるモーター負荷が著しく増大し、加工機が停止することがあり、他方、上限を上回ると230℃以上高温成形時に、溶融膜の安定性が悪化する(ネックインの増大、サージングの発生)ことがある。
また本発明で用いる脂肪族ポリエステル樹脂としては、市販品を用いてもよい。
脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする脂肪族ポリエステルとしては、例えば、三菱化学社製のGS Pla(登録商標)AZシリーズ、ADシリーズ、FZシリーズ(ポリブチレンサクシネート系樹脂)、FDシリーズ(ポリブチレンサクシネートアジペート系樹脂)、昭和電工社製のビオノーレ(登録商標)、オキシカルボン酸を主成分とする脂肪族ポリエステルとしては三井化学社製のレイシア(登録商標)、ネイチャーワークス社製のインジオ(登録商標)等が挙げられる。
<その他の樹脂>
上述の脂肪族ポリエステルは、該ポリエステルを含有する樹脂組成物をポリエステル層として、基材層に積層することにより積層体となる。ポリエステル層には、脂肪族ポリエステル以外のその他の樹脂が含有されていてもよい。
その他の樹脂としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリブテン等が挙げられる。更に、6−ナイロン等のポリアミド樹脂、ポリアスパラギン酸等のポリアミノ酸樹脂、ポリエチレングリコールおよびポリプロピレングリコール等のポリエーテル樹脂、セルロースおよびプルラン等の多糖類、ポリビニルアルコール樹脂等の生分解性樹脂が挙げられる。これらのその他の樹脂を使用する場合、1種類以上の樹脂を任意の組み合わせおよび比率で併用することができる。中でも、本発明の積層体の生分解速度が速くなり、また、分解後の崩形性が向上するという点において、生分解性樹脂を併用することが好ましい。
脂肪族ポリエステル以外の樹脂を併用する場合、ポリエステル層が含有する全樹脂成分100質量部に対し、脂肪族ポリエステルの割合が、通常50質量部以上、好ましくは70質量部以上となるようにする。脂肪族ポリエステルの量が増えれば、本発明の積層体の生分解速度が速くなり、また、分解後の崩形性が向上するからである。
本発明において、ポリエステル層の樹脂成分は、分解性の観点からは、好ましくは、生分解性を有する樹脂のみからなることが好ましい。具体的には、ポリエステル層は、脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位を主たる構造単位とする脂肪族ポリエステルのみからなるか、脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位を主たる構造単位とする脂肪族ポリエステルと、それ以外の生分解性樹脂との樹脂組成物からなることが好ましく、脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位を主たる構造単位とする脂肪族ポリエステルのみからなることがより好ましい。脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位を主たる構造単位とする脂肪族ポリエステル以外の生分解性樹脂としては、ポリ乳酸や、脂肪族芳香族ポリエステルが好ましい。
脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位を主たる構造単位とする脂肪族ポリエステルと、それ以外の生分解性樹脂との樹脂組成物をポリエステル層に使用する場合、加工性の観点からは、ポリエステル層における脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールを主たる構造単位とする脂肪族ポリエステルの配合量が、ポリエステル層に含まれる生分解性樹脂全量に対して、65質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましく、75質量%以上であることが更に好ましく、90質量%以上であることが特に好ましい。例えば、脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位を主たる構造単位とする脂肪族ポリエステル70〜95質量%と、ポリ乳酸または脂肪族芳香族ポリエステルであるエコフレックス(登録商標)を30〜5質量%含有する樹脂組成物は、完全な生分解性樹脂組成物でありながらも、成形加工時のネックインが極めて小さく、加工性に優れた樹脂組成であるため、ポリエステル層として特に好ましい。
<添加剤>
本発明において、ポリエステル層は、脂肪族ポリエステルが含まれていれば特に制限されず、公知の酸化防止剤、滑剤、改質剤、核剤などの各種添加剤を含有させることもできる。特に、ポリエステル層には、各種フィラーを含有させることが好ましい。
フィラーは、無機系フィラーと有機系フィラーとに大別されるが、無機系フィラーが好ましい。これら添加剤は1種または2種以上の混合物として用いることもできる。
無機系フィラーとしては、例えば、無水シリカ、雲母、タルク、酸化チタン、炭酸カルシウム、ケイ藻土、アロフェン、ベントナイト、チタン酸カリウム、ゼオライト、セピオライト、スメクタイト、カオリン、カオリナイト、ガラス、石灰石、カーボン、ワラステナイト、焼成パーライト、珪酸カルシウム、珪酸ナトリウム等の珪酸塩、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、炭酸第二鉄、酸化亜鉛、酸化鉄、リン酸アルミニウム、硫酸バリウム等の塩類等が挙げられる。中でも、タルク、炭酸カルシウム、酸化チタン、無水シリカ、ワラステナイトが好ましく、タルク、炭酸カルシウムがより好ましい。
これら無機系フィラーは市販品を用いることができる。具体的には、例えば、日本タルク社製のナノタルク[ナノエース(登録商標)シリーズ]、微粉タルク[ミクロエース(登録商標)シリーズ]、富士タルク工業社製のLMS100、PKPシリーズ等が挙げられる。
無機系フィラーの物性は特に限定されないが、粒子径D50(レーザー回折法)は、通常0.5μm以上、好ましくは1.0μm以上であり、通常25μm以下、好ましくは10μm以下である。また、見かけ密度(JIS K5101)は、通常0.08g/mL以上、好ましくは0.1g/mL以上であり、通常0.55g/mL以下、好ましくは0.17g/mL以下である。さらに、比表面積(BET法)は、通常4.0m/g以上、好ましくは9m/g以上であり、通常24m/g以下、好ましくは16m/g以下である。上記範囲の物性をもつ無機系フィラーを用いることにより、離ロール性などの成型性、打ち抜き性などの二次加工性をより優れたものとすることができる。
無機系フィラーの含有量は、ポリエステル層の樹脂100質量部に対して、通常1質量部以上、好ましくは2質量部以上、より好ましくは3質量部以上、さらに好ましくは5質量部以上であり、また、通常80質量部以下、好ましくは70質量部以下、より好ましくは60質量部以下、さらに好ましくは20質量部以下である。無機系フィラーの含有量が下限未満であると、添加効果がなく、離ロール性、打抜き性が悪化する場合がある。また、上限を超えると無機フィラーの凝集による分散不良、延展性の悪化による加工スピードの低下や基材との接着性の悪化、ヒートシール強度が低下する場合がある。よって、上記範囲の無機系フィラーの使用により、離ロール性などの成形性、打抜き性などの二次加工性をより優れたものとすることができる。
無機系フィラーの中には、炭酸カルシウム、石灰石のように、土壌改良剤の性質を持つものもあり、これらの無機系フィラーを特に多量に含むバイオマス由来のポリエステル組成物を、土壌に投棄すれば、生分解後の無機系フィラーは残存して、土壌改良剤としても機能するので、グリーンプラとしての有意性を高める。農業資材、土木資材のように、土壌中に投棄するような用途の場合には、化成肥料、土壌改良剤、植物活性剤のようなものを添加した積層体とすることは、本発明の積層体の有用性を高めることになる。
有機系フィラーとしては、生澱粉、加工澱粉、パルプ、キチン・キトサン質、椰子殻粉末、木材粉末、竹粉末、樹皮粉末、ケナフや藁等の粉末などが挙げられる。これらは1種または2種以上の混合物として使用することもできる。有機系フィラーの添加量は、ポリエステル層の樹脂100質量部に対して、通常0.01質量部以上、好ましくは1質量部以上であり、また、通常70質量部以下、好ましくは20質量部以下である。特にこの有機系フィラー系の充填剤は、ポリエステル組成物の生分解後に、その有機系フィラーが、土壌に残り、土壌改良剤、堆肥としての役割も果たすので、グリーンプラとしての役割を高める。
また、本発明において、ポリエステル層が積層体の片面の最外層または両面の最外層にあることが好ましい。
上記層構成をもつ積層体は、公知の方法を使用して製造することができる。例えば、ダイス形状として2種以上の共押出しダイスあるいは、直列にTダイ押出し機が配置されたタンデム方式や単層押出機でラミネート品を2度ラミネートする方法などが挙げられる。
さらに、本発明において、ポリエステル層を構成する樹脂組成物のメルトフローレート(MFR;190℃、2.16Kg荷重)は、通常6g/10分以上40g/10分以下である。樹脂組成物のMFRの下限は、好ましくは8g/10分以上、より好ましくは10g/10分以上、さらに好ましくは12g/10分以上である。また、樹脂組成物のMFRの上限は、好ましくは30g/10分以下、より好ましくは25g/10分以下である。ポリエステル層を構成する樹脂組成物のMFRをこのような範囲とすることで、ラミネート加工時のサージングの抑制、リロール性の悪化の抑制に有効であり、加工性を良好とすることができる。
(2)基材層
本発明に係る積層体は、少なくともセルロース成分を含む基材層を有していればよい。基材としては、セルロース成分を含むものであれば特に限定されないが、紙、不織布、セロハン、セルロースナノファイバーシートから選ばれるものが好ましく、中でも紙が特に好ましい。基材として、生分解性である脂肪族ポリエステル樹脂製のフィルムやシート体を、紙等のセルロース成分を含む基材とともに使用する場合、得られる積層フィルム(積層体)は全体として生分解性となり、環境に配慮した包材を形成することができる。具体的な紙基材としては、クラフト紙、模造紙、ロール紙、中質紙、ボード、グラシン紙、パーチメント、アート紙、板目紙、ダンボール原紙等の板紙を挙げることができる。これらの紙基体の坪量(日本工業規格 JIS P8124)は、紙質によっても異なるが、一般に10〜1000g/m、特に30〜700g/mの範囲にあることが好ましい。
なお、本発明に係る積層体において、ポリエステル層以外にその他樹脂層を設けてもよい。この場合においても、樹脂としては、上述の脂肪族ポリエステル(生分解性樹脂)および/またはその他の樹脂を任意の組み合わせおよび比率で使用することができる。また、積層体の分解速度や分解後の崩形性の観点からは、積層体全体が含有する全樹脂成分に対する生分解性樹脂の割合が、通常50質量%以上、好ましくは70質量%以上となるようにその他の樹脂層を設けることが好ましい。当該その他樹脂層は、印刷層として機能させてもよい。すなわち、基材層上に広告や絵などの印刷等を施した印刷層を設け、二次加工時、当該印刷層と樹脂積層面とをヒートシール加工すると、ヒートシール強度を増加させることが可能で、コップ成型品の歩留等を向上させることができる。
(3)積層体の製造方法、積層体
本発明の積層体の製造方法は、上記したポリエステル層と基材層とを有する積層体を、押出成形により製造する方法であって、押出されたポリエステル層が最初に接触する冷却ロールの温度が36℃以上であることに特徴をもつものである。
押出成形の方法としては、例えば、「最新ラミネート加工便覧」(1989年 加工技術研究会)に記載されている公知技術が採用できる。具体的には、例えば、(a)樹脂を溶融させ、Tダイなどのスリットダイからフィルム上に押出したものを基材に塗る押出コーティング方法、(b)樹脂を溶融させ、Tダイなどのスリットダイからフィルム上に押出したものをある層に塗り、サンド繰出し機と呼ばれるアンワインダーから別の層を供給して、同時に貼り合わせる方法である押出ラミネーション方法、(c)Tダイや丸ダイにて数種の樹脂を押出し、1工程で多層フィルムが製造できる共押出成形ラミネーション法等が挙げられる。
本発明の方法において、上述した脂肪族ポリエステル、必要に応じて添加される他の樹脂、各種フィラー、滑剤、酸化防止剤、改質剤、核剤などの所望の添加剤を配合した樹脂組成物を、ハンガーコートタイプTダイを有する押出機を用いて基材上に押出積層する方法(押出コーティング法)が特に好ましい。押出コーティング法を用いる場合には、ポリエチレン等の熱可塑性合成樹脂の溶融押出コーティング・ラミネート用に通常使用される溶融押出コーティング・ラミネート装置を用いることができる。
樹脂組成物の調製は、従来公知の混合/混練技術は全て適用できる。混合機としては、水平円筒型、V字型、二重円錐型混合機やリボンブレンダー、スーパーミキサーのようなブレンダー、また各種連続式混合機等を使用できる。また混練機としては、ロールやインターナルミキサーのようなバッチ式混練機、一段型、二段型連続式混練機、二軸スクリュー押出機、単軸スクリュー押出機等を使用できる。混練の方法としては、加熱溶融させたところに各種添加剤、フィラー、熱可塑性樹脂を添加して配合する方法などが挙げられる。また、前記の各種添加剤を均一に分散させる目的でブレンド用オイル等を使用することもできる。
ポリエステル層が接触する前の冷却ロールの表面温度は36℃以上、好ましくは38℃以上、より好ましくは40℃以上である。上限は特に限定されないが、通常80℃以下、好ましくは70℃以下、より好ましくは55℃以下である。上限を超えて設定すると積層体が冷却ロールに張り付きやすく、成形速度の高速化が困難となることがある。また下限を下回ると積層体の接着性、離ロール性、打ち抜き性が低下する。
本発明で冷却ロール温度を従来より高温にすることで、積層体の接着性、離ロール性などの成形性、打ち抜き性などの二次加工性に優れた積層体が得られる詳細な機構は不明であるが、一般に急冷した結晶性ポリエステルは結晶化度が低く、徐冷によって得られる結晶性ポリエステルは結晶化度が高い。そのため、冷却ロール温度が高いことでポリエステル層が徐冷され、結晶化度の高いポリエステル層が得られたと考えられる。
そして、結晶化度の高いポリエステル層は引っ張り伸び率が低いことから、従来の急冷によって製造された積層体に比べて打ち抜き性が向上したものと考えられる。
さらに、冷却ロール温度が低いと、ポリエステル層が十分に紙等のセルロース繊維と接着する前に固化してしまい、打ち抜き時に十分な接着性が得られなかったが、冷却ロール温度が高いと十分に樹脂とセルロース繊維との接着が起こり、打ち抜き性が向上したと考えられる。
以下、本発明において、実施形態の一例として挙げた図1の装置を参照して、さらに具体的に説明する。
図1は、本発明の方法に使用される溶融押出コーティング・ラミネート装置100の概略図である。但し、本発明において、積層体は、必ずしも図1に記載された処理や部品を全て含む装置で製造される必要はなく、適宜、工程を増やしたり、減らしたりすることができる。
図示の装置100は、基材繰出部11から繰り出された基材を、アンカーコート部12を経てラミネート部に供給する基材供給系統10と、オートローダーやドライヤーなどを備えたホッパー21から供給される原料樹脂を溶融混練しつつ押出搬送する加熱シリンダー22内スクリュー部と、クロスヘッド部(図示せず)と、アダプター部23とダイス部24とを有する押出機25からなる溶融樹脂供給系統20と、基材上に溶融押出された樹脂層(ポリエステル層)と基材とを押圧ラミネートするラミネート加工部系統30とを有している。
基材供給系統10の基材繰出部11に設置された基材は、アンカーコート部12におい
て接着剤やバインダー樹脂を有機溶剤等で希釈された液体塗料を基材に塗布し、100〜120℃で、10秒から5分の間、乾燥される。次いで任意にコロナ放電処理が行われる。同様の目的のために、任意に、フレームプラズマ処理、クロム酸処理等の化学エッチング処理、オゾン・紫外線処理等の表面処理、サンドブラスト等の表面凹凸処理をしてもよい。
一方、溶融樹脂供給系統20においては、脂肪族ポリエステルを含むポリエステル層の原料が、ホッパー21に投入され、押出機25内で溶融混練される。脂肪族ポリエステルは、比較的吸湿性が高いものが多く、また脂肪族ポリエステル等は加水分解性もあるので水分管理が必要であり、予め樹脂を熱風乾燥機、真空乾燥器等により除湿乾燥しておくことが好ましい。また、押出機25に樹脂ペレットを投入する際には、窒素雰囲気下であることが好ましく、また、ホッパー21がホッパードライヤーを備えていることも好ましい。樹脂の脱水の観点からは、ベント式2軸押出機によって成膜を行うと、脱水効果が高く乾燥工程を省略できるため、効率的な成膜が可能である。
ポリエステル層の加工温度は、樹脂の種類により異なるが、例えば脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位を主たる構造単位とする脂肪族ポリエステルを用いる場合、溶融押出機内のシリンダーの入り口温度を100℃〜230℃、押出機25のダイス24の設定温度を230℃〜300℃、ダイス24直下の樹脂温度を端部から中央部の各場所において測定し、各場所の温度をその平均の±10℃に制御することが好ましい。そのためにはダイスにセットしてあるヒートブロックを用いてダイス温度を制御することが好ましい。なお、中央部とは積層体製品の巾に対して中心となる位置とし、端部とは基材の巾端から2cm中央部に寄った位置と定義した。
また、ポリエステル層の巾方向の厚みムラを抑制するために、ダイス温度の調整を行うことが好ましい。例えば、ダイス端部直下の脂肪族ポリエステルを含有する樹脂温度が、ダイス中央部直下の樹脂温度に比べて、好ましくは5℃以上低い温度であり、より好ましくは10℃以上低い温度となるように、ダイス温度を設定するとよい。また、好ましくは20℃以下低い温度であり、より好ましくは15℃以下低い温度となるように、ダイス温度を設定するとよい。
この厚みムラは、ダイス各部の温度を制御することによって抑制できる。具体的な方法は以下に示すが、厚みを制御するために、リップ開度の調整を併用してもよい。
ダイスは、その大きさにもよるが、温度を制御するために複数個のヒートブロックを有している。ヒートブロックの温度調整は、各ヒートブロック部分から流れ出る溶融樹脂温度を測定し、設定温度との乖離状況とポリエステル層の厚み測定に基づいて実施する。
端部が中央部より厚い場合、中央部の樹脂温度を一定とし、端部の樹脂温度を低くするため、該当するヒートブロックの温度設定を低くして安定化を待つ。中央部と端部の間にも複数のヒートブロックがある場合、温度設定を傾斜的に設定するほうが好ましい。
なお、脂肪族ポリエステルやそれと他の樹脂との組成物の樹脂温度が中央部、端部において温度差がありすぎると樹脂の粘度が各部において異なり、ダイス24より均一な厚みの溶融樹脂層として押出すことができず、接着強度にムラが生じる場合があるので、高品質なラミネート品とする観点から、上記温度調整を精密に行うことが好ましい。
押出機25内で溶融混練された樹脂は、所定の厚みになるように、ダイス24から、基材上に押出コーティングされる。ダイス24としてはハンガーコート型、共押出用ダイなどを使用することができる。その際、厚みが厚い場合はタッチロール、エアーナイフ、薄い場合には静電ピンニングを使い分けることにより均一な厚みとする。ダイリップの間隔は、通常0.2〜3.0mmとするが、成膜状況によりこれに限定されることはない。
溶融押出を行う場合、Tダイから押出されたフィルムがダイ出口の幅より狭くなるネックインと呼ばれる現象や、フィルムの両サイドが中央部より厚い耳(エッジビード)と呼ばれる部分が生じる場合がある。これらを改善するためにロッド棒やインナーディッケルをダイス24内部に配置するのが好ましい。これにより溶融樹脂の流量を変更し、エッジビードを低減することができる。またリップの間隔を調整して成形品の厚み分布を良くする場合もある。
ロッド棒としては、断面形状が丸型、三角型、Y字型のものが使用されるが、特に旗付きロッド棒と称される形状のものが好ましく使用される。このような旗付きロッド棒を装着することによって、ダイス押出口に供給される樹脂膜の巾を減少させた状態でダイス押出口から押出すことにより、また、その結果として、押出直後の溶融樹脂膜について端部の蛇行(サージング)を防止し、安定したラミネート加工を行うことが可能となる。このような誘導板をダイス押出口部に設置することにより、溶融状態の樹脂膜層の側縁部を位置決めしつつ、溶融状態の樹脂膜において両側縁部の膜厚を膜中央部と等しい厚みに制御できる。
ダイス24出口から溶融膜として出てきた樹脂層(ポリエステル層)は、オゾン処理を経た後、ラミネート加工部系統30において、所定のエアギャップGを介して、ニップロール31と冷却ロール32との間で基材と圧着される。汎用樹脂である低密度ポリエチレン(LDPE)ではエアギャップGは通常120mmに設定されており、そのエアギャップG中で空気中の酸素によりLDPEの酸化を促進させ、表面の濡れ性を向上させることにより接着性を高めることが公知の技術である。しかし、脂肪族ポリエステルを使用して積層体を製造する際には、溶融膜表面の酸化による接着力向上の効果は少ない。
脂肪族ポリエステルを使用する場合、エアギャップGの間隔を狭くすることによって著しく接着力が向上する。エアギャップGの上限は、通常120mm以下、好ましくは100mm以下、より好ましくは90mm以下であり、その下限は、通常50mm以上、好ましくは60mm以上である。上限を上回ると樹脂温度が低下しすぎるため、基材との接着性を低下させることがあり、また、酸化が促進され酸化臭などの臭気の発生が問題となることがある。逆に、下限を下回ると、オゾン発生装置などの溶融膜処理装置の設置が困難となり、また、冷却ロール32とダイス24が近くに位置するため、冷却ロール32の温度管理が困難となることがある。
ダイス24出口から押出された溶融膜と基材とを接着させるために圧力を付与するニップロール31は、ゴム製、セラミック製などのロールであり、溶融樹脂の接着を防ぐ点からはシリコンゴム製のニップロールが好ましい。また、ニップロール31の硬さは、用いる基材の種類によって任意に選択され、ニップ圧は所望の積層体の接着力を得るために任意に調整できる。ニップ圧の下限は、通常0.2MPa以上、好ましくは0.4MPa以上である。また、上限は、通常0.5MPa以下、好ましくは0.45MPa以下である。下限を下回ると、積層体の接着力が十分でない場合がある。また上限を上回るとニップロール31が変形し、接触面積が広くなることで単位面積あたりの圧力が低下し、接着力が充分でないことがある。また溶融樹脂と基材と冷却ロール32との接触位置も接着力を左右するため極めて重要である。接触位置は溶融樹脂が基材に接触する前に冷却ロール32に接触すると樹脂が冷却固化され、接着力が得られない。好ましくは溶融樹脂が基材と冷却ロール32とに同時に接触するものとする。
冷却ロール32の種類は目的の樹脂層(ポリエステル層)の表面外観を得るために任意に選択することができる。例えば、鏡面仕上げの有無や、セミマットロール、マットロールなどがある。好ましくはセミマットロール、更にはマットロールなどが積層体の張り付
きの程度が少ないため好ましく使用される。また、冷却ロール32の温度は、上述のとおり36℃以上である。
積層体を製造する加工速度は上記のように選択された操業条件に厳密に制御することにより、加工速度は通常20m/分以上、好ましくは80m/分以上、より好ましくは120m/分以上、更に好ましくは180m/分以上という通常の商業的規模での製造が可能である。その結果、例えば、ヒートシール性に優れ、高速充填可能な食品包材を形成することができる。
本発明の積層体は、上記方法で製造されてなることに特徴を有するものである。本発明の積層体において、樹脂層(ポリエステル層)の厚みは特に限定されないが、好ましくは5μm以上、より好ましくは8μm以上、さらに好ましくは15μm以上である。上限は、通常100μm以下、好ましくは50μm以下、より好ましくは30μm以下、さらに好ましくは20μm以下である。上限を超えると、ラミネート品の巻き癖や、離ロール性、ヒートシール性の悪化、打ち抜きの際に樹脂層が伸び、切れ残りが生じる場合がある。また、下限を下回ると押出し機の性能に左右されるが、吐出が安定しなく、厚みムラが生じたり、接着強度やヒートシール強度が不足する場合がある。
また、樹脂層が2種から成る場合についての各層の厚みは任意であるが、例えば、積層体をポリエステル層(A)/ポリエステル層(B)/基材のように、ポリエステル層を2層に分けて配置した場合(この場合において、ポリエステル層(A)としては、ポリブチレンスクシネートが例示でき、ポリエステル層(B)としては、接着性の優れたポリブチレンスクシネートアジペート共重合体や脂肪族―芳香族共重合ポリエステルなどが挙げられる。)、ポリエステル層(B)/ポリエステル層(A)の構成比は通常5/95〜95/5、好ましくは5/95〜50/50、より好ましくは5/95〜25/75、更に好ましくは10/90〜20/80である。
積層体の厚みは特に限定されないが、通常300μm以下、好ましくは280μm以下、より好ましくは200μm以下であり、通常40μm以上、好ましくは50μm以上、より好ましくは55μm以上である。
(4)積層体の用途
本発明に係る積層体は、加工することによって、包装容器資材、農業・土木・水産用資材などに用いられる。
包装容器資材としては、例えば、ショッピングバッグ、各種製袋、ビデオやオーディオ等の磁気テープカセット製品包装材、フレキシブルディスク包装材、製版用材、包装用バンド、粘着テープ、テープ、ヤーン、コップ、トレー、カートン、弁当箱、惣菜用容器、食品・菓子包装材、食品用ラップ材、化粧品・香粧品用ラップ材、おむつ、生理用ナプキン、医薬品用ラップ材、製薬用包装資材,肩こりや捻挫等に適用される外科用貼付薬用包装資材など食品、電子、医療、薬品、化粧品等の各種包装材が挙げられる。
農業・土木・水産用資材としては、例えば、農業用・園芸用フィルム、農薬品用ラップフィルム、温室用フィルム、肥料用袋、育苗ポット、防水シート、土嚢用袋、建築用フィルム、雑草防止シート、テープやヤーンからなる植生ネットなどの農業・土木・水産分野で用いられる資材が挙げられる。その他、ゴミ袋、コンポストバッグとしても用途も挙げられ、広範囲における材料として好適に使用し得る。
特に、ポリエステル層をジカルボン酸単位とジオール単位を主な構造単位とする脂肪族ポリエステルとすると、上述のように高い保香性、吸着性を有することから、清酒、ジュ
ース類等の液体容器、菓子類などの内装材、包装資材として好ましい。また、悪臭成分を外界に漏らさないことから、耐水性で臭気を漏らさないごみ袋などにも好適である。更に、高い水蒸気透過性も有することから、お弁当、おにぎり等の食品の包装資材にも好適に用いられる。本発明の積層体を用いることによって、温かい食品を包装した場合に発生する水蒸気を効果的に逃がし、中身の食品類のべたつきを防止して食感を保つことができる。
上記資材は、本発明の積層体が少なくとも一部に使用されてなるものであればよい。これら資材の中で、各種の袋、液体容器が特に好ましい。
(5)紙リサイクル
本発明に係る積層体において、樹脂層(ポリエステル層)と紙とからなる積層紙を回収する際には、アルカリ溶液に積層紙を浸漬することにより、脂肪族ポリエステルが紙よりも早く分解されるため、開繊した紙繊維を容易に回収することができる。ポリエチレンフィルムの場合は分解しないため、フィルムと紙繊維を分別する必要があり困難であったが、脂肪族ポリエステルを用いた本発明の構成の積層体とすることにより、低コストに容易に紙リサイクルを行うことが可能である。なお、この際、分解を促進するため、脂肪族ポリエステルの分解を促進する酵素を作用させてもよい。また、本発明では基材に樹脂層を有しているため、樹脂層(ポリエステル層)に使用した樹脂成分を溶解させる溶剤を使用することにより、容易に基材とポリエステル層とを剥離させることができる。
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明するが、以下の実施例は本発明を詳細に説明するために示すものであり、本発明はその要旨に反しない限り以下の実施例に限定されるものではない。
(1)使用原料
樹脂(脂肪族ポリエステル);三菱化学社製 GS Pla FZ71PL MFR=22g/10min(@190℃、2.16kgf)
無機系フィラー;
フィラーA:日本タルク社製 ミクロエース(登録商標)K−1 粒子径D50(レーザー回折法)8.0μm、見かけ密度(JIS K5101)0.25g/mL、比表面積(BET法)7.0m/g
フィラーB:日本タルク社製 ミクロエース(登録商標) SG−95 粒子径D50(レーザー回折法)2.5μm、見かけ密度(JIS K5101)0.11g/mL、比表面積(BET法)15.0m/g
実施例および比較例の樹脂層(ポリエステル層)の組成の詳細は表1の通りである。
(2)溶融樹脂状態および加工時の離ロール性の評価法
<溶融膜の外観および安定性>
ダイス出口から溶融膜の状態を目視で評価した。評価基準は下記の通りとした。
◎(優秀):溶融膜は透明または半透明あるいは乳白色であり、FE(フィッシュアイ)や異物、フィラーの著しい凝集がなく気泡がない正常な状態である。またレゾナンスも無く優れている。
○(良好):溶融膜は透明または半透明あるいは乳白色であり、FE(フィッシュアイ)や異物、フィラーの著しい凝集がなく気泡が少しあるが、成形に問題ないレベルでレゾナンスも許容される範囲内である。
△(可):溶融膜はFE(フィッシュアイ)や異物が少ないフィラーの著しい凝集がない状態であるが、レゾナンスは悪い。
×(不可):溶融膜がFE(フィッシュアイ)や異物が多いもしくはフィラーの著しい凝集があり、気泡が多く膜割れが多発し、加工できない状態である。
<発煙および臭気>
ダイス出口からの発煙の状態と臭気の官能試験を実施した。評価基準は下記の通りとした。
◎(優秀):発煙がほとんどなく、鼻や目につく刺激がない。
○(良好):発煙が多少あり、鼻や目につく刺激が多少あるが、作業上問題にならない
レベル。
△(可):発煙が多少あり、鼻や目につく刺激があり、作業がやや困難。
×(不可):発煙が多く、鼻や目につく刺激があり、成形できない。
<離ロール性>
冷却ロール表面から積層体が離れる際のロールへの張り付き具合を観測した。同一の押出し条件にて、引取り速度を徐々に変更しながら、剥離音、フィルム性状を確認した。評価基準は下記の通りとした。
◎(優秀):15m/分以上で成形した場合、フィルムが冷却ロールから剥離音なくはがれ、フィルム表面がきれいである状態。
○(良好):15m/分以上で成形した場合、積層体の剥離音が小さく、ポリエステル層の表面が少し荒れた状態。
△(可):15m/分以上で成形した場合は積層体が冷却ロールから剥がれず、10m/分以下で成形した場合でも、積層体が冷却ロールから少し離れ難くなっており、ポリエステル層の表面に糸引きが見られたり、冷却ロールから断続的に剥離して積層体に横筋が入ったりする状態。
×(不可):積層体が冷却ロールから剥がれず、運転ができない状態。
(3)積層体の物性評価法
<打ち抜き性>
打ち抜き性は2穴パンチ(鑽孔能力:64g/mコピー用紙16枚)を使用し、打ち抜き試験を実施した。刃の打抜き方向としては積層体の基材面から樹脂層に向けて円柱状のパンチ刃が進行するように打ち抜きを実施し、測定回数を10回とした。打ち抜きの状態を総合的に判断した。
◎(優秀):押し切り刃により綺麗に切れる。
○(良好):押し切り刃により少し糸引きが出る程度である。
△(可):押し切り刃により糸引きが出ており、周囲から分離できていないものが10個中5個以下である。
×(不可):押し切り刃で周囲から分離できないものが10個中5個以上ある。
<ポリエステル層の引張特性>
得られた積層体の樹脂層フィルム部分(ポリエステル層)の引張試験を実施し、引張破断ひずみおよび引張破断強度を評価した。
積層体から樹脂層の剥離は次の手順で実施した。
積層体を室温で水に浸漬させ、十分に紙が膨潤したところで、樹脂層に無理な力がかからないように丁寧に剥離し、23℃、50%RHの調湿された部屋にて1日間放置して、引張試験用のフィルムを準備した。試験方法はJIS K7127に準拠した伸び試験を実施した。試験片はJIS2号ダンベルで打抜いた。試験方向は、樹脂流れの方向(MD)、樹脂流れに対する垂直方向(TD)各5枚とした。引張試験機は島津製作所製、AGS100であり、試験速度は500mm/min、チャック間距離は80mmとした。引張物性は各方向の引張破断強度、引張破断ひずみを測定し、それらの値から、平均引張破断ひずみ、平均引張破断強度を求めた。単位はそれぞれ%とMPaとで表示した。引張破
断ひずみは下記式にて計算した。
引張破断ひずみ(%)=[移動距離(mm)/チャック間距離(80mm)]×100
平均引張破断ひずみ、平均引張破断強度は、MDとTDで求めた値及びその平均値で示した。
(4)積層体の製造および評価結果
<樹脂組成物の製造>
脂肪族ポリエステル(GS Pla)とフィラーAとフィラーBとを用いて、表1に記載された組成比となるように2軸混練機(日本製鋼所社製TEX30α)にて樹脂組成物を製造した。混練条件はシリンダー設定温度190℃とし回転数200rpm、吐出25kg/hの条件とした。得られた樹脂組成物は溶融ストランドを水冷後にペレット化し、70℃、窒素気流下にて乾燥して、フィルム積層体用原料に使用した。
<実施例1>
上記樹脂組成物を、基材繰り出し機、引取り機を備えた単層Tダイ成型機(ダイスリップ幅300mm、スクリュー径50mmφ、L/D28)にて積層体を製造した。押出条件は、押出機シリンダー設定温度をC1(ホッパー側温度)200℃、C2(ダイス側温度)250℃、ダイス部樹脂温度(端250℃、中央部250℃、端250℃)に設定した。押出機回転数を15rpmとし、エアギャップ巾を120mmとして半径150mmのセミマットロールを冷却ロールとして、引取り速度15m/minで積層体を製造した。この時の冷却温度は50℃に設定した。
基材はコロナ処理を施したカップ原紙(250g/m、ノンラミネートタイプ)とし、低速から繰り出し、樹脂組成物の溶融膜を接触させ、ニップロールにて基材、溶融樹脂ともに冷却ロール表面に0.4MPaの圧力ではさみ、その後所定の速度までの引取り速度とすることで積層体を製造した。
得られた積層体の成形性及び二次加工性を評価し、その結果を表1に示す。
<実施例2〜6、比較例1〜5>
表1に示す条件以外は実施例1と同様にし、積層体を製造した。その結果を表1に示す。
尚、本発明における全ての実施例・比較例の樹脂と基材層(紙)との接着性は、手で樹脂層を剥離したとき、十分な抵抗感があり、接着性は高いレベルであった。
Figure 2016049630
G エアギャップ
10 基材供給系統
11 基材繰出部
12 アンカーコート部
20 溶融樹脂供給系統
21 ホッパー
22 加熱シリンダー
23 アダプター部
24 ダイス部
25 押出機
30 ラミネート加工部系統
31 ニップロール
32 冷却ロール
100 溶融押出コーティング・ラミネート装置

Claims (10)

  1. 脂肪族ポリエステルを含有する樹脂組成物からなるポリエステル層とセルロース成分を含有する基材層とを有する積層体を、押出成形により製造する方法であって、押出されたポリエステル層が最初に接触する冷却ロールの温度が36℃以上であることを特徴とする積層体の製造方法。
  2. 脂肪族ポリエステルが、脂肪族ジカルボン酸単位と脂肪族ジオール単位とを主たる構造単位として含むものである、請求項1に記載の方法。
  3. 脂肪族ポリエステルが、コハク酸単位と1,4−ブタンジオール単位とを主たる構造単位として含むものである、請求項1または2に記載の方法。
  4. 樹脂組成物がフィラーを含有するものである、請求項1〜3のいずれか1項に記載の方法。
  5. 基材層が紙である、請求項1〜4のいずれか1項に記載の方法。
  6. 押出成形がTダイ押出機を用いて行われる、請求項1〜5のいずれか1項に記載の方法。
  7. 積層体の厚みが300μm以下である、請求項1〜6のいずれか1項に記載の方法。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の方法で製造されてなる積層体。
  9. 請求項8に記載の積層体が少なくとも一部に使用されてなる袋。
  10. 請求項8に記載の積層体が少なくとも一部に使用されてなる液体用容器。
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