JP2647262B2 - 生物分解性フイルム及びその製造方法 - Google Patents

生物分解性フイルム及びその製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔背景技術〕 数十年間プラスチックシート又はフイルム材料を太陽
光、水分、温度等により環境的に分解できるもの、又は
微生物により分解できるものにすることが工業的な目的
になってきている。通常環境的に分解した後、プラスチ
ックシート又はフイルム材料は次に更に微生物による同
化作用を受ける。相当努力しているにも拘わらず、我々
の土地は、恐らく何世紀間を分解しないプラスチックシ
ート又はフイルム材料及びそれらから作られた物品によ
って氾濫するようになってきている。従って、プラスチ
ックシート又はフイルム材料をできるだけ完全に分解で
きるようにすることが依然として目標になっている。生
物分解性物質とは、紙や庭の廃棄物の如き他の既知の生
物分解性物質のように、環境中で最終的に鉱物化する
（生物分解されてCO2、水及びバイオマスになる）生物
学的分解を受ける物質のことである。特に都市の固体廃
棄施設で、熱、水分及び微生物の存在下で生物分解を受
けることができる生物分解性プラスチックシート又はフ
イルム材料を与えることが極めて望ましいであろう。
使い捨てオムツ、生理帯、衛生パッド等では生物分解
性プラスチックシート又はフイルム材料が特に必要であ
る。実用的目的からこれらの製品は尿及びその他の人間
の排泄物が浸み通らないように水不透過性の如き性質を
満足しなければならない。更に、そのようなシート又は
フイルム材料は、そのような有用な部品として機能を果
たすのに充分な引裂き強度、抗張力、及び衝撃強度を持
たなければならない。しかし、それらを有用なものにす
る或る性質は、それらを生物分解性に欠けたものにす
る。生物分解性及び環境的に分解可能な組成物又は生成
物に関する幾つかの特許の例には、米国特許第3,901,83
8号、第3,921,333号、第4,016,117号、第4,021,388号、
第4,120,576号、第4,125,495号、第4,218,350号、及び
第4,420,576号明細書が含まれる。
或る生物分解性フイルムに関連して数多くの問題が存
在する。例えば、国際特許出願EP90/01286（公告番号WO
91/02025）に開示されているような生物分解性熱可塑性
澱粉系重合体フイルムが知られており、それには変性
（destructured）澱粉、及びエチレン・酢酸ビニル・エ
チレン・グリシジルアクリレート、エチレン・メチルメ
タクリレート、エチレン・無水マレイン酸、及びエチレ
ン・ビニルアルコールから選択された共重合体を含む、
フイルムに形成することができる重合体組成物が記載さ
れている。しかし、これらのフイルムは乾燥し、脆くな
り、水分に敏感なものになり易い。時間がたつにつれ
て、そのようなフイルムは水分を吸収し、湿ったものに
なり、最終的に崩壊する。生物分解性ではあるが、それ
らの湿気に敏感な性質のため、それらは実際的用途での
水分防除物として用いるのには不適切なものになってい
る。他の熱可塑性水不透過性フイルムも提案されてい
る。しかし、そのようなフイルムは通常丈夫で堅く、そ
のため紙オムツ、生理帯、衛生パッド等に用いると心地
の悪いものになる。従って、このような従来の背景に対
して、生物分解性フイルムを更に改良することが必要で
あることは明らかである。
米国特許第3,850,863号明細書には、生物分解性熱可
塑性オキシアルカノイル重合体及び天然産生物分解性生
成物の生物分解性混合物が記載されている。オキシアル
カノイル重合体は、少なくとも50重量％のオキシカプロ
イル単位； を更に含む。更にその重合体は基： （式中、R1は二価の炭化水素基であり、R2は二価の脂肪
族炭化水素基、又は二価の脂肪族オキサハイドロカーボ
ン基である） を含んでいてもよい。天然産生成物はコーンスターチ
（corn starch）でもよい。混合物の主たる用途は園芸
用及び農業用生産物に対するものである。
本発明による水不透過性及び可撓性を有する生物分解
性熱可塑性フイルムは、 （ａ）（ｉ）熱可塑性ジアルカノイル重合体で、その重
合体の少なくとも10重量％が、式： （式中、Ｒは二価の脂肪族炭化水素基を表し、Ｒ′は二
価の脂肪族炭化水素基及び二価の脂肪族オキサハイドロ
カーボン基からなる群からなるものである。）の反復ジ
アルカノイル単位に起因する熱可塑性ジアルカノイル重
合体、及び （ii）熱可塑性オキシアルカノイル重合体で、その重合
体の少なくとも10重量％が、式： （式中、ｘは２〜７の値を有する整数である。） の反復オキシアルカノイル単位に起因する熱可塑性オキ
シアルカノイル重合体、及びそれらの混合物からなる群
から選択されたアルカノイル熱可塑性重合体、 （ｂ）変性澱粉及び （ｃ）エチレン・酢酸ビニル、加水分解されたエチレン
・酢酸ビニル、エチレン・グリシジルアクリレート、エ
チレン・メチルメタクリレート、エチレン・無水マレイ
ン酸、及びエチレン・アクリル酸、及びそれらの混合物
からなる群から選択された共重合体、 を成分とし、 （ｂ）及び（ｃ）の成分は、予め混合されて、澱粉系熱
可塑性重合体とされている、混合物からなる水不透過性
及び可撓性を有する生物分解性熱可塑性フィルムにおい
て、 澱粉系熱可塑性重合体を10〜40重量％含み、周囲温度
で延伸して形成した通気性フィルムであることを特徴と
する生物分解性フィルムである。
水不透過性生物分解性熱可塑性フイルムには、それを
通気性にするために微細気孔構造を持つ。別の態様とし
て、フイルムは少しずつ間隔をあけて延伸し、独特の取
扱い性を与え、その水不透過性を維持しながらその生物
分解性を向上させる。
生物分解性フイルムは、熱可塑性重合体と変性澱粉と
の混合物からなる。フイルムの各重合体成分は生物分解
性である。「生物分解性（biodegradable）」とは、重
合体成分が、地中に埋められているか、又は別に微生物
と、それらの増殖を惹き起こす条件下で接触している間
に、それら微生物による同化作用を受けることを意味す
る。最終的にフイルムは生物分解して、紙及び庭の廃棄
物の如き他の既知の生物分解性物質と同様に、環境中で
CO2、水及びバイオマスになる。
生物分解性フイルムの熱可塑性重合体成分の一つは、
熱可塑性ジアルカノイル重合体及び熱可塑性オキシアル
カノイル重合体からなる群から選択される。他の重合体
成分は、エチレン・酢酸ビニル、加水分解されたエチレ
ン・酢酸ビニル、エチレン・グリシジルアクリレート、
エチレン・メチルメタクリレート、エチレン・無水マレ
イン酸、及びエチレン・アクリル酸、及びそれらの混合
物からなる群から選択されたエチレン共重合体である。
変性澱粉はフイルムの第三成分である。三つの重合体成
分は、全て生物分解性であり、重合体フイルムを完全に
生物分解性にする。
本発明の好ましい態様として、生物分解性フイルムの
変性澱粉とエチレン共重合体成分を予め混合して澱粉系
（starch−based）生物分解性熱可塑性共重合体の前混
合物を形成する。この前混合物は、約1:9〜9:1、好まし
くは1:4〜4:1の澱粉対エチレン共重合対の比を有する。
次に予め混合した澱粉系共重合体の５〜40重量％、好ま
しくは約10〜30％を熱可塑性ジアルカノイル又はオキシ
アルカノイル重合体と混合し、押出してフイルムを形成
する。その最も好ましい態様として、アルカノイル熱可
塑性重合体は、反復オキシカプロイル単位を少なくとも
10重量％有することを特徴とする。他の添加剤、安定化
剤、平滑剤、潤滑剤等を組成物に添加してもよい。
本発明の別の好ましい態様として、生物分解性フイル
ムは交差する方向に延伸して通気性フイルムを形成す
る。延伸による通気性フイルムの製造は、低い応力水準
で達成することができる。押出し機による工程中、室温
又は周囲温度で生物分解性フイルムを延伸することによ
り微細気孔（micropore）又は微細空隙（microvoid）を
生じさせることができる。フイルムを、延伸後、上昇さ
せた温度で熱硬化してもよい。生物分解性フイルムを周
囲温度で交差した方向に延伸して通気性フイルムを形成
することができることが判明している。
本発明の更に別な態様として、生物分解性フイルム
は、フイルム表面領域を横切り実質的に均一な間隔をあ
けた、フイルムの厚み（depth）通る線に沿って、後押
出しされ延伸された複数の領域を有する。延伸された領
域は延伸されていない領域によって分離されており、そ
の比延伸領域よりも薄い厚さを有する。更に延伸領域は
フイルムを弱くし、フイルムを水不透過性に保ちながら
その分解性を更に向上する。厳しい相互に棚状にする
（interdigitating）延伸はフイルム中に気孔を生ず
る。更に、生物分解性フイルムは凹凸状の模様を持って
いてもよい。凹凸状の模様付けは、通常延伸前の混合物
の押出し中に行われる。
生物分解性フイルムは、おむつバックシート、衛生ナ
プキン及びパッド、及び他の医療用包装及び着衣の用途
に用いることができる。フイルムは、その通気性、生
地、可撓性、及び水不透過性のため、特に衣服に適して
いる。
本発明の生物分解性熱可塑性フイルム、その製造方法
及び通気性については、次の詳細な記載を参照すること
により一層よく理解されるであろう。
〔本発明の詳細な記述〕
A.アルカノイル重合体成分 本発明の実施に適している生物分解性アルカノイル熱
可塑性重合体は、特に通常固体のオキシアルカノイル重
合体及び通常固体のジアルカノイル重合体である。これ
らの重合体は、米国特許第3,921,333号及び第3,901,838
号明細書に充分記載されており、それらの記載はアルカ
ノイル重合体成分を理解するための参考としてここに全
て入れてある。そのような重合体は、通常少なくとも約
0.1以上で約12まで、或はそれ以上の粘度値を有する。
広い範囲の有用性を有するこれらの重合体は、約0.2〜
約８の範囲の粘度値を有する。通常固体の熱可塑性ジア
ルカノイル重合体は、更に、式： （式中、Ｒは二価の脂肪族炭化水素基を表し、Ｒ′は二
価の脂肪族炭化水素基又は二価の脂肪族オキサハイドロ
カーボン基を表す〕 の反復線状ジアルカノイル含有単位を少なくとも約10重
量％、望ましくは約20重量％より多く含むことを特徴と
する。
一方、通常固体の熱可塑性オキシアルカノイル重合体
は、オキシアルカノイル反復単位： （式中、ｘは２〜７の値を有する整数である。） を少なくとも約10重量％、望ましくは約20％より多く含
むことを特徴とする。
本発明の実施で最も好ましい生物分解性熱可塑性アル
カノイル重合体は、式： の反復オキシカプロイル単位を少なくとも10重量％有す
ることを特徴とする。
熱可塑性ジアルカノイル重合体は、既知の方法により
製造することができる。ポリ（アルキレンアルカジオエ
ート）グリコール（又はジカルボキシ化合物）を製造す
る一般的方法には、米国特許第3,901,838号明細書で言
及したように、脂肪族ジオール及びアルカンジオイック
アシッド（alkanedioic acid）を予め定められた量用い
るよく文献に記載されているエステル化法が含まれる。
熱可塑性オキシアルカノイル重合体は、種々の方法に
よって製造することができる。一般的方法には、モル数
で大過剰の適当なラクトン、例えばε−カプロラクト
ン、ζ−エナントラクトン及び（又は）η−カプリロラ
クトンを、二つの活性水素基、例えば、ヒドロキシル、
カルボキシル、第一アミノ、第二アミノ、及びそれらの
混合物でラクトン環を開くことができ、それによって直
鎖（反復オキシアルカノイル単位の）として活性水素含
有基の部位に付加することができる基を含有する有機開
始剤と、上昇させた温度で、好ましくは触媒の存在下
で、希望の重合体を生ずるのに充分な時間反応させるこ
とを含む。熱可塑性オキシカプロキシル重合体も、環エ
ステル、例えば、ε−カプロラクトン及び（又は）対応
するヒドロキシ酸、例えば、６−ヒドロキシカプロン酸
及び（又は）それらのオリゴマーと、ジオール及びジカ
ルボン酸からなる混合物と、そのジカルボン酸に対し過
剰モルのジオールを用いて、別法として、ジオールに対
し過剰モルのジカルボン酸を用いて反応させることによ
り製造することもできる。これらの方法は、更に米国特
許第3,901,838号明細書に記載されている。
B.変性澱粉成分 本明細書及び特許請求の範囲で用いる用語「澱粉」と
は、一般に天然又は植物起源の本質的にアミロース及び
アミロペクチンからなる全ての澱粉を包含する。それら
は種々の植物、例えばジャガイモ、米、タピオカ、トウ
モロコシ、及びライ麦、カラス麦、小麦の如き穀類のよ
うな植物から抽出することができる。トウモロコシ澱粉
が通常好ましい。用語「澱粉」とは、燐酸基に伴われる
陽イオンの種類及び濃度を変化させたジャガイモ澱粉と
同様、酸性度指数（acidity index）を３〜６に減少さ
せた変性澱粉を包含する。澱粉エトキシレート、酢酸澱
粉、陽イオン性澱粉、酸化澱粉、架橋澱粉等を本発明に
よる組成物の製造に用いることができる。澱粉はPCT出
願、EP90/01286、WO91/02025（この刊行物は全体的にこ
こに入れてある）に記載されているようなよく知られた
方法により変性される。
澱粉を変性する方法は種々あり、押出し中の如く、水
を添加して押出しを行うのが好ましい場合、その水の濃
度は供給される組成物の全重量の20重量％、好ましくは
15％までの値に達していてもよい。この値は用いられる
澱粉の固有の結合水含有量及び必要に応じて添加した水
を含む。水含有量は押出し機から出た時に脱ガスするこ
とにより、或は混合段階と移動圧搾段階との間に入れた
中間的脱ガス段階により、或は押出した後70℃で８時間
粒状物を乾燥することにより、とにかく６重量％より低
く、好ましくは４重量％より低い値に減少させる。更に
詳細な点はWO91/020250を参照されたい。
C.エチレン共重合体成分 最も好ましい態様として、変性澱粉を、酢酸ビニル含
有量が５〜90モル％であるエチレン・酢酸ビニル（EV
A）、加水分解された酢酸基を５〜90％有する加水分解
したエチレン・酢酸ビニル、エチレン、グリシジルアク
リレート（EGA）、エチレン・メチルメタクリレート（E
MM）、エチレン・無水マレイン酸（EMA）、及びそれら
の混合物からなる群から選択されたエチレン共重合体と
予め混合する。
これらの重合体の中で、上で規定したエチレン・酢酸
ビニル共重合体が、フイルムのための組成物を製造する
のに特に好ましく、12〜80モル％の酢酸ビニル含有量を
有するエチレン・酢酸ビニル共重合体が特に好ましい。
エチレン・酢酸ビニル共重合体は市販されている。
混合した組成物中の変性澱粉及びエチレン共重合体
は、1:9〜9:1、好ましくは1:4〜4:1の比で存在させるこ
とができる。上で述べたエチレン共重合体は、互いに混
合して用いてもよく、或は有利には、エチレン・アクリ
ル酸（EAA）共重合体と混合してもよく、その共重合体
の生物分解性澱粉組成物中への使用は、米国特許第4,13
3,784号明細書に記載されている。
本発明による組成物を製造する方法は、押出し機中で
80〜180℃の温度で、上述のように澱粉を変性するよう
な条件下で行う。
エチレン共重合体の混合物、特にエチレン・酢酸ビニ
ルとエチレンアクリル酸との混合物を用いる場合、混合
物を、予め押出し機中で共重合体を混合し、押出し物の
ペレット化を行うことにより形成するのが好ましい。第
二段階でそれらペレットを次に澱粉と共に、水及び上述
の変性及び可塑性剤を添加して、澱粉を変性するような
条件下で加熱押出し機中で混合する。
D.生物分解性フイルムの押出し 上記澱粉系熱可塑性共重合体前混合物を、前に述べた
熱可塑性アルカノイル重合体と乾式混合し、押出して生
物分解性フイルムを形成する。本発明の目的から、上記
生物分解性熱可塑性フイルム配合物の押出しは、押出し
機及び型を用いて達成する。型温度は約240゜F〜285゜F
の範囲にある。フイルムは、約200゜F〜225゜Fのバレル
温度の21/2″押出し機を用いてスロット型で押出す。典
型的には、押出し条件により、約１〜20ミル、好ましく
は１〜10ミルのフイルムに押出される本発明の生物分解
性フイルムは、約50rpmのスクリュー速度で21/2″押出
し機を用いた場合、約65fpmの線速度で形成することが
できる。今述べている生物分解性フイルムはこの方法に
より作られた。押出し法は当業者によく知られており、
更に詳細に論ずる必要はないことは分かるであろう。
E.交差方向への延伸 押出した生物分解性フイルムを交差した方向に延伸す
ることにより、フイルムの分子構造が破壊し、微細な気
孔又は微細な空隙を生ずる。微細空隙の形成は、生物分
解性熱可塑性フイルムに通気性を生ずる。通気性は空気
及び水蒸気を呼吸即ちフイルムを通過させる。更に、フ
イルムを延伸することにより表面積が増大し、それによ
ってフイルムの生物分解性を向上させる。
種々の型の延伸法を用いて、通気性及び向上した生物
分解性の程度を変えることができる。延伸した時、透明
なフイルムは、二酸化チタンの如き不透明化剤を添加す
ることなく不透明になる。フイルムの不透明性は、生物
分解性フイルムの分子の破壊により生じた微細空隙又は
微細気孔中に光がトラップされる結果である。
F.インクレメンタル（Incremental）延伸 フイルムの混合配合物を押出した後、生物分解性フイ
ルムを、パイチュアンウー（Pai−Chuan Wu）、トーマ
スR.ライル（Thomas R.Ryle）、ロバートM.モルテライ
ト（Robert M.Mortellite）及びJ.ダビッド・トペン（D
avid Toppen）による1990年２月12日に出願された係属
中の出願Serial No.07/478,935に記載されている増加延
伸法に従って、延伸してもよく、そのような延伸の詳細
は参考のためここに入れてある。そこに開示された延伸
機及び方法の一つを次に記述する。
1.ダイアゴナル・インターメッシュ（Diagonal interme
shing）延伸機 ダイアゴナル・インターメッシュ延伸機器は、平行な
軸上に一対の左巻き螺旋ギア状部材の右巻き螺旋ギア状
部材を有する。それらの軸は二枚の機械側面板の間に配
置されており、下の方の軸は固定ベアリング中に位置
し、上方の軸は垂直に滑動可能な部材中のベアリング中
に配置されている。滑動部材は調節用ネジにより作動す
る楔型部材により垂直方向に調節することができる。楔
をネジで出し入れすることにより垂直滑動部材を夫々上
下に動かして上のインターメッシュロールのギア状歯を
下のインターメッシュロールに嵌合したり外したりす
る。側面枠に取付けたマイクロメーターは、インターメ
ッシュロールの歯の嵌合の深さを示す働きをする。
空気シリンダーを用いて、延伸される材料によって及
ぼされる上向きの力に抵抗するように、滑動部材を調節
用楔によって下方の嵌合位置中にしっかりと保持する。
これらのシリンダーは後退させて、上と下のインターメ
ッシュロールの噛み合わせを互いに外し、インターメッ
シュ装置に材料を通したり、或は駆動した時全ての機械
ニップ点を開く安全回路に接続することもできる。
静止インターメッシュロールを駆動するのに典型的に
は駆動装置を用いる。もし機械に通すか又は安全のため
に上方インターメッシュロールを噛み合わせから外さな
ければならないならば、上と下のインターメッシュロー
ルの間に戻り止め紐機構を用い、再び噛み合って、一つ
のインターメッシュロールの歯が他方のインターメッシ
ュロールの歯の間にいつも落ち、インターメッシュ用歯
の長さの間で潜在的に損傷を起こす物理的接触が起きな
いようにするのが好ましい。もしインターメッシュロー
ルを一定に嵌合させた状態に維持すれば、上方のインタ
ーメッシュロールは駆動する必要がないのが典型的であ
る。駆動は、延伸される材料を通って駆動されたインタ
ーメッシュロールにより達成することができる。
インターメッシュロールは微細なピッチの螺旋ギアに
非常に似ている。好ましい態様として、ロールは5.93
5″の直径、45゜の螺旋角度、0.100″の正常ピッチ、30
直径ピッチ、14 1/2゜の圧力角度を有し、基本的には長
い丈の尖端ギアである。これにより狭くて深い歯型を生
じ、それはインターメッシュ嵌合を約0.090″まで可能
にし、材料厚さについて歯の側面に約0.005″の間隙を
可能にする。歯は回転トルクを伝達するようには設計さ
れておらず、通常のインターメッシュ延伸操作で金属と
金属は接触しない。
2.インクレメンタル延伸法 上記ダイアゴナル・インターメッシュ延伸機をこの例
で用い、凹凸模様を付けた又は付けていない生物分解性
フイルムを少しずつ間隔をあけて延伸して製造した。延
伸操作は、生物分解性フイルムを例８と同様なやり方で
押出し、インクレメンタル延伸を可能にする固化が行わ
れた後に行われた。米国特許第3,484,835号による織っ
たタフタ（taffeta）模様をこの例では与え、その生物
分解性フイルムをダイアゴナル・インターメッシュ延伸
機を用いてインクレメンタル延伸を行なった。約0.08
5″のロール噛み合わせ深さにしたダイアゴナル・イン
ターメッシュ延伸機に１回通すことにより延伸すると、
凹凸模様付きフイルムは後エンボスした延伸領域を与え
る。未延伸領域中の最初の凹凸模様は殆どそのままであ
る。延伸工程中、薄い領域は、延伸力に対する抵抗性が
低いため、厚い領域よりも優先的に延伸される。更に、
延伸工程は生物分解性フイルムの全領域を弱くし、約44
％増大する。約１〜10ミルの厚さを有する延伸フイルム
を与える。ダイアゴナル延伸により行われた面積の増大
は、機械方向とそれに交わる方向の両方での大きさの増
大からなる。弱くなった生物分解性フイルムは一層容易
に分解が起きるようにすることができるが、フイルムは
依然として水に対して不透過性であり、おむつ及びパッ
ドのための水防壁バックシートとしての機能を果たす。
〔本発明の詳細な実施例〕
次の例は、本発明の生物分解性フイルム及びそれら生
物分解性フイルムを製造する方法を例示する。これらの
例及びこの更に詳細な記述を読むことにより、当業者に
は本発明の範囲から離れることなく、その変更を行うこ
とができることが明らかになるであろう。
本発明は図面を参照して更に理解することができるで
あろう。図中、 第１図は、延伸前の生物分解性フイルム表面の拡大写
真である。
第２図は、微細気孔の形成を例示する、延伸後の成分
分解性フイルムの表面の拡大写真である。
第３図は、生物分解性フイルムの厚みを通る微細気孔
の形成を例示する。第２図の生物分解性フイルムの断面
の拡大写真である。
第４図は、通気性微細空隙線及び非通気性非微細空隙
領域を有する織物状の構造を例示する、２回、交差機械
方向（cross machine direction）にダイアゴナル延伸
した後の生物分解性フイルムの拡大写真である。
第５図は、交差機械方向に延伸した後の生物分解性フ
イルムを通る空気の流れを示すグラフである。
第６図は、交差機械方向に延伸した後の生物分解性フ
イルムを通る全水蒸気透過率の増大を示すグラフであ
る。
例１〜５ ポリカプロラクトン〔ユニオン・カーボイド社のトー
ンポリマー（Tone Polymer）、PCL−787〕と、変性澱粉
エチレン共重合体混合物〔ノバモント（Novamont）のマ
スター（Mater）−BIAF05H〕の種々の混合比のものを、
約50rpmのスクリュー速度及び約35〜50fpmの押出し速度
を有する2.5″押出し機を用いて、約300゜Fの溶融温度
でスロット型により押出して2.0〜3.5ミルのフイルムに
した。このアルカノイル重合体及び変性澱粉系エチレン
共重合体は、参考のため上で引用した特許の教示に従っ
て製造した。
押出したフイルムを交差機械方向に典型的には５〜50
in/分の速度で周囲温度で機械的に延伸した。
比較として、100％変性澱粉エチレン共重合体フイル
ムと同様、100％PCLフイルムは、延伸してもパール状不
透明のフイルムにはならないことが認められた（表、例
１及び５参照）。しかし、本発明による混合物（表、例
２及び３参照）は、延伸で微細気孔／微細空隙を形成す
る。微細空隙／微細気孔は非常に小さく、それらは光透
過測定で証明されるように、フイルム中に光をトラップ
し、不透明性を生ずる。変性澱粉重合体含有量が40％で
は（表、例４参照）交差方向（CD）の延伸によるフイル
ムの微細空隙は減少したことも認められた。
延伸した又は延伸しないこれらのフイルムは、容易に
押出すことができ、生物分解性フイルム用に適してい
る。
例６ 80％のPCL−787と20％のAF05H組成物とを乾式混合
し、2.8ミルのフイルムにスロット型により溶融して押
出した。フイルムをCD方向に、６″の初期幅から15″の
最終的幅まで12″／分の延伸速度で延伸した。延伸の結
果、フイルムには微細空隙が形成された。
微細空隙の形成及びCD延伸により、フイルムはパール
状の不透明なフイルム（光透過率測定）になり、表２に
収集したデーターから明らかなように、MD方向の引き裂
き強度が増大した。
これらのフイルムは包装用フイルム、使い捨ておむつ
バックシート、衛生ナプキンフイルム、印刷可能なフイ
ルム、及び生物分解性、通気性及び向上した生物分解性
が必要になる多くの他の用途に適している。
例７ 80％のユニオン・カーボイド社のトーン・ポリマーPC
L−787と20％のノバモントのマター−BIAF05H組成物を
乾式混合し、約50rpmのスクリュー速度及び約40fpmの押
出し速度を持つ2.5″押出し機を用いて3.0ミルのフイル
ムにスロット型により溶融成形した。
上記フイルムを次に交差機械方向に10in/分の速度で
周囲温度で延伸し、1.5ミルのパール状不透明なフイル
ムを形成した。
用いた重合体材料は生物分解性であり、得られたフイ
ルムは微細気孔構造を持ち、それがフイルムを通過する
空気流を与えると共に水蒸気透過率を増大するので、そ
のフイルムは向上した生物分解性を持ち、通気性を持つ
ものであった（表３及び第５図及び第６図参照）。
微細気孔形成の証拠は第２図（表面）及び第３図（断
面）に示されている。
例８ 80％のユニオン・カーバイド社のトーン・ポリマーPC
L−787と20％のノバモントのマター−BIAF05H組成物を
乾式混合し、例７に記載したように、3.0ミルのフイル
ムにスロット型により溶融成形した。
上記フイルムを、上で述べたダイアゴナル・インター
メッシュロール延伸機を用いて二重に延伸した。交差機
械方向に、延伸機の噛み合わせ深さは0.080″であり、
延伸速度は100fpmであった。
第４図は、２回、交差機械方向にダイアゴナル延伸し
た後のこの生物分解性フイルムの結果を示している。微
細空隙線及び微細空隙のない領域を有する織物状構造が
形成されているのが示されている。従って、フイルムは
水蒸気透過率が増大すると共に、空気の流通も付加され
ている。このフイルムは通気性であり、衣服用に適した
向上した生物分解性を有する。
例９ 例１〜５で述べたように、延伸した又は延伸していな
いこれらのフイルムは容易に押出すことができ、どのよ
うな生物分解性フイルムの用途にも適している。延伸し
たフイルムの利点は既に例６〜８に与えられている。延
伸していないフイルムの用途をこの例で更に例示する。
80％のPCLと20％のAF05H組成物を乾式混合し、50rpm
のスクリュー速度及び60fpmの線速度を持つ2.5inの押出
し機を用いて1.25ミルのフイルムにスロット型により溶
融して押出した。押出し機の四つの領域のバレル温度
は、夫々200、205、230及び240゜Fであった。五つの領
域のスロット型の温度は、夫々220、280、315、290、及
び220゜Fであった。フイルムをゴムロール及び金属エン
ボスロールにより凹凸模様を付けた。ゴムロール表面を
水により80゜Fに冷却し、金属ロール表面を、そのロー
ルの内部に80゜Fの水を循環させることにより冷却し
た。
得られた1.25ミルの凹凸模様付きフイルムは、使い捨
ておむつバックシート、衛生ナプキン、及び生物分割特
性が必要な多くの他の用途に適している。そのようなフ
イルムの機械的強度を表４に列挙する。
〔更に、方向非依存性衝撃強度F50（ｇ）は250（ASTM試
験法Ｄ−1709）、摩擦係数は0.7、光透過率（％）は89
％であった（光透過率は、もし不透明性が必要か又は好
ましいならば、TiO2を添加することにより減少させるこ
とができる。〕 本発明及びその種々の態様及びパラメータについて記
述してきたが、本記載を見ることにより他の種々の変更
が当業者には明らかになるであろう。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ハイ，ウェンデル アール. アメリカ合衆国41022 ケンタッキー州 オーガスタ，イースト セカンド スト リート 518 (56)参考文献 特開 平３−56543（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−222421（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−320524（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−502676（ＪＰ，Ａ) 特表 平６−507924（ＪＰ，Ａ) 米国特許3850863（ＵＳ，Ａ)

Claims (12)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】（ａ）（ｉ）熱可塑性ジアルカノイル重合
    体で、その重合体の少なくとも10重量％が、式： （式中、Ｒは二価の脂肪族炭化水素基を表し、Ｒ′は二
    価の脂肪族炭化水素基及び二価の脂肪族オキサハイドロ
    カーボン基からなる群からなるものである。）の反復ジ
    アルカノイル単位に起因する熱可塑性ジアルカノイル重
    合体、及び （ii）熱可塑性オキシアルカノイル重合体で、その重合
    体の少なくとも10重量％が、式： （式中、ｘは２〜７の値を有する整数である。） の反復オキシアルカノイル単位に起因する熱可塑性オキ
    シアルカノイル重合体、及びそれらの混合物からなる群
    から選択されたアルカノイル熱可塑性重合体、 （ｂ）変性澱粉及び （ｃ）エチレン・酢酸ビニル、加水分解されたエチレン
    ・酢酸ビニル、エチレン・グリシジルアクリレート、エ
    チレン・メチルメタクリレート、エチレン・無水マレイ
    ン酸、及びエチレン・アクリル酸、及びそれらの混合物
    からなる群から選択された共重合体、 を成分とし、 （ｂ）及び（ｃ）の成分は、予め混合されて、澱粉系熱
    可塑性重合体とされている、混合物からなる水不透過性
    及び可撓性を有する生物分解性熱可塑性フィルムにおい
    て、 澱粉系熱可塑性重合体を10〜40重量％含み、周囲温度で
    延伸して形成した通気性フィルムであることを特徴とす
    る生物分解性フィルム。
  2. 【請求項２】熱可塑性アルカノイル重合体及び澱粉系熱
    可塑性重合体の混合物を押出して形成されたフィルムで
    ある、請求項１に記載の生物分解性フィルム。
  3. 【請求項３】オキシアルカノイル熱可塑性重合体が、少
    なくとも10重量％の式： の反復単位を含有する、請求項１又は２に記載の生物分
    解性フィルム。
  4. 【請求項４】ジアルカノイル熱可塑性重合体がポリカプ
    ロラクトンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載
    の生物分解性フィルム。
  5. 【請求項５】フィルムが25〜500μｍ（１〜20ミル）の
    厚さを有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の生
    物分解性フィルム。
  6. 【請求項６】フィルムが、フィルム表面領域を横切って
    実質的に均一に間隔をあけた、フィルムの厚みを通る線
    に沿って、後押出しされ、延伸された複数の領域を有
    し、前記延伸した領域は非延伸領域によって分離されて
    おり、非延伸領域よりも小さい厚さを有し、前記延伸し
    た領域は前記フィルムを弱くして、その水不透過性を維
    持しながらその分解性を更に向上させている、請求項１
    〜５のいずれか１項に記載の生物分解性フィルム。
  7. 【請求項７】フィルムがそれに凹凸模様が付けられてお
    り、複数の延伸した領域が前記凹凸模様の付いたフィル
    ムの厚みを通って、後エンボスされている、請求項６に
    記載の生物分解性フィルム。
  8. 【請求項８】（ａ）、（ｂ）及び（ｃ）を成分とする前
    記混合物を押出してフィルムを形成し、押出したフィル
    ムを周囲温度で延伸することを含む、請求項１〜５のい
    ずれか１項に記載の生物分解性フィルムを製造する方
    法。
  9. 【請求項９】押出したフィルムを交差方向に延伸して通
    気性のフィルムを形成することを含む、請求項８に記載
    の方法。
  10. 【請求項１０】押出したフィルムを、その表面に横切っ
    て実質的に均一に間隔をあけた、フィルムの厚みを通る
    線に沿って相互に棚状に延伸し、前記延伸した領域が非
    延伸領域によって分離され、非延伸領域よりも薄い厚さ
    を有し、前記延伸した領域は前記フィルムの強度を弱く
    し、水不透過性を維持しながらその分解性を更に向上さ
    せている、請求項８又は９に記載の方法。
  11. 【請求項１１】フィルムが、延伸後、25〜250μｍ（１
    〜10ミル）の厚さを有する、請求項８〜10のいずれか１
    項に記載の方法。
  12. 【請求項１２】押出したフィルムに凹凸模様を付けるこ
    とを更に含む、請求項８〜11のいずれか１項に記載の方
    法。
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