JP3203233B2 - 生分解性樹脂組成物および単層成形物 - Google Patents

生分解性樹脂組成物および単層成形物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、自然界で長期間に
わたり分解することのない合成樹脂による環境破壊、廃
棄物処理問題を解決する、すなわち土壌などの自然環境
下あるいは都市ゴミや、下水処理場などの処理法として
知られている好気条件下での急速堆肥処理でも速やかに
生分解できるだけでなく良好な成形性、回収再使用性あ
るいは優れた強度耐熱性特性を持ち、かつガスバリアー
性の優れた樹脂組成物およびそれを用いた単層成形物
提供する事にある。
【0002】
【従来の技術】従来、食品をはじめ、各種商品を包装す
るフィルム、容器、また農業、土木用シート、フィル
ム、あるいは各種成形品として、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリエステル、ポリアミドなどの各種プラス
チックが使用されてきた。けれども、これらのものはい
ずれも土中に埋めても生分解されず、その廃棄物処理に
は著しい困難が生じている。近年これらプラスチックに
生分解性を付与すべく、例えば生分解性の澱粉をブレン
ドする方法が世界中で検討されてはいるが、土中の菌に
より澱粉は分解されるが、非分解性の上記各種プラスチ
ックは力学的強度は低下しバラバラになるだけであり本
質的な解決策とはいえない。また生分解性を示すプラス
チックとして、脂肪族ポリエステル、ポリペプチド、セ
ルロース、澱粉、キトサン、あるいはその変成物などが
知られているが、融点が低かったり、樹脂の価格が異常
に高かったりして到底汎用樹脂として使用出来るもので
はなかった。
【0003】更に、最近とくに食品包装用資材の廃棄物
処理、環境破壊問題が大きくクローズアップされてお
り、食品の長期保存に欠くことの出来ないガスバリアー
性が優れ、かつ生分解性を有する包装用資材の開発が切
望されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は優れた生分解
性および力学的強度を有し、さらにガスバリヤー性を有
する樹脂組成物およびそれを用いた単層成形物を提供す
るものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは種々検討し
た結果、エチレン含有量20〜65モル%のエチレン−
ビニルアルコール共重合体(EVOH)(A)50〜9
重量%および脂肪族ポリエステルおよび/または脂肪
族ポリエステルアミド(B)50〜5重量%からなる樹
脂組成物を用いることにより、上記の目的物が得られる
ことを見い出した。
【0006】 本発明において、EVOHに脂肪族ポリエ
ステルおよび/または脂肪族ポリエステルアミドをブレ
ンドすることにより、EVOHのガスバリアー性、ある
いは力学的強度など物性面で顕著な悪化なしに、EVO
Hの生分解性が大巾に改善されることはまさに驚くべき
事である。原因は定かではないが、脂肪族ポリエステ
ル、あるいはより好適にはポリエステルアミドはEVO
Hとの相溶性が非常に良好であり、脂肪族ポリエステ
ル、脂肪族ポリエステルアミド共重合体がEVOHの分
子レベルまで貫入しEVOHの微生物分解速度を大きく
早めたものと思われる。
【0007】
【発明の実施の形態】本発明において、EVOH(A)
としては、代表的にはエチレン−酢酸ビニル共重合体け
ん化物があげられ、そのエチレンの平均含有量は20〜
65モル%、好適には25〜55モル%、酢酸ビニル成
分の平均けん化度は85%以上、好適には90%以上の
ものが使用できる。エチレン含有量20モル%未満では
溶融成形性が悪く、一方65モル%以上では、ガスバリ
アー性が不足する。また、けん化度が85%未満では、
ガスバリアー性および熱安定性が悪くなる。
【0008】また、該EVOH組成物は本発明の目的が
阻害されない範囲で、他の共単量体、例えば、プロピレ
ン、ブチレン、不飽和カルボン酸又はそのエステル
{(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル
(メチル、エチル)など}、ビニルシラン化合物(ビニ
ルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシランな
ど)、ビニルピロリドン(N−ビニルピロリドンなど)
を使用することも出来るし、さらに可塑剤、熱安定剤、
紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、フィラー(無機フ
ィラー、例えばタルク、クレー、マイカ、シリカ、珪藻
土、酸化カルシュウム、硫酸バリウム、繊維状フィラー
としてはポリビニルアルコール系繊維、レーヨン系繊
維、ポリエステル、ポリオレフィン、ガラス、金属、炭
素、液晶系繊維などが挙げられる)また、他の樹脂(ポ
リアミド、部分けん化エチレン−酢酸ビニル共重合体な
ど)をブレンドすることも自由である。また、本発明に
用いるEVOHの好適なメルトインデックス(MI)
(190℃、2160g荷重下)は0.1〜50g/1
0min.、最適には0.5〜20g/10min.で
ある。
【0009】本発明において、脂肪族ポリエステルとし
ては代表的には下記式(I)および式(II)で表される
ポリエステル、あるいは式(I)と式(II)との共重合
体があげられ、なかんずく式(I)で表わされるポリエ
ステルが好ましい。
【0010】
【化1】
【0011】
【化2】
【0012】n、n’はポリエステル中に含まれるエス
テルブロックの平均重合度であり、特に制限されない
が、通常、10〜500、好ましくは10〜400の整
数である。また、m、l、kはメチレン数であり、1〜
20、好ましくは2〜10、より好適には4〜8であ
る。そして、本発明の効果を阻害しない範囲内でメチレ
ン数の異なる脂肪族ポリエステル、あるいは芳香族ポリ
エステルをブロック状、あるいはランダムに共重合する
ことは自由である。
【0013】式(I)の代表例としてはポリカプロラク
トン、ポリプロピオラクトンがあげられ、また式(II)
の代表例としてはポリエチレンアジペート、ポリエチレ
ンアゼレート、ポリエチレンセバケート、ポリエチレン
スベレート、ポリエチレンデカメチレートがあげられ
る。
【0014】また、脂肪族ポリエステルアミド(B)と
しては、代表的には上記ポリエステル成分{式(I)お
よび/または式(II)}と下記に示すポリアミド成分
{式(III)}とのブロック共重合体またはランダム共重
合体があげられる。
【0015】
【化3】
【0016】式中、Yは一般式 −R4−NHCOR5− または −R6− (式中、R4、R5およびR6はそれぞれ炭素数1〜12
のアルキレン基である。)で表され、pはポリエステル
アミドに含まれるアミドブロックの平均重合度であり、
特に制限はないが、通常、1〜250、好ましくは1〜
100の整数である。またn/pあるいはn’/pのモ
ル比は95/5〜10/90、好適には、90/10〜
30/70である。
【0017】そして、本発明の効果を阻害しない範囲内
でメチレン数の異なる脂肪族ポリエステル、あるいは芳
香族ポリエステルをブロック状、あるいはランダムに共
重合することは自由である。ところで、本発明の脂肪族
ポリエステルアミドとしては、ランダム共重合体あるい
はブロック共重合体どちらでも特に限定されるものでは
ないが、好適には、脂肪族ポリエステルと脂肪族ポリア
ミドを原料として用い、これらをエステル−アミド交換
反応をおこなわせる事により得る事が出来る。そして、
原料のポリアミドに対して明確な融点降下を示し、その
融点降下の大きいものほど、すなわち、より低分子量の
ブロックを多く含むほど好ましい。上記(B)のうち脂
肪族ポリエステルが強度の点で好適に用いられる。
【0018】本発明において、EVOH(A)の優れた
ガスバリアー性および力学的強度を損なうことなく生分
解性を付与するために、EVOH(A)と脂肪族ポリエ
ステルおよび/または脂肪族ポリエステルアミド(B)
との混合比率は(A)が50〜95重量%、(B)が
0〜5重量%である
【0019】 EVOHと該脂肪族ポリエステルおよび/
または脂肪族ポリエステルアミドとをブレンドする方法
に関しては、特に限定されるものではないが、両者をド
ライブレンドしてそのまま使用する、あるいはより好適
にはバンバリーミキサー、単軸又は二軸スクリュー押出
し機などでペレット化、乾燥する方法等がある。ブレン
ドが不均一であったり、またブレンドペレット化操作時
にゲル、ブツの発生、混入があると加熱延伸成形時EV
OH成形物層の破れ、クラック、ムラが発生する可能性
が大きい。従って、ブレンドペレット化操作時混練度の
高い押出機を使用し、ホッパー口を窒素シールし、低温
で押出しする事が望ましい。
【0020】また、ブレンド、ペレット化する際、他の
添加剤(可塑剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止
剤、着色剤、フィラー、他の樹脂など)を本発明の目的
が阻害されない範囲で使用する事は自由である。特に、
ゲル発生防止対策として、ハイドロタルサイト系化合
物、ヒンダードフェノール系、ヒンダードアミン系熱安
定剤、高級脂肪族カルボン酸の金属塩(たとえば、ステ
アリン酸カルシュウムなど)の一種または二種以上を
0.01〜1重量%添加する事は好適である。
【0021】次に、本発明のEVOH組成物は単層フ
ィルム、シート、ヤーンなどの単層成形物成形加工さ
れる。これらの製法に関しては特に限定されるものでは
なく、通常の溶融押出し成形、湿式成形、乾式成形法な
どが用いられる
【0022】 次いで該単層体真空圧空深絞り成形、二
軸延伸ブロー成形など、EVOHの融点以下の範囲で
再加熱し延伸操作を行う方法などにより、成形すること
ができる
【0023】 本発明による組成物およびそれを用いたフ
ィルム、シート、ヤーンなどの単層成形物は土壌などの
自然環境中で完全に生分解するものであり、また、好気
性条件下での急速堆肥化処理でも速やかに生分解するこ
とが出来る。そして、該フィルム、シート、ヤーンなど
の単層成形物は、食品包装分野はもちろんの事、農林業
分野ではマルチフィルム、ハウスフィルム、苗や植林用
の鉢や紐、農薬や肥料を入れる袋などに、また土木建築
分野などにおいて有効利用される。また、医薬分野で
は、その生分解性を利用し、手術用の手袋、糸、体内に
おいて薬品を徐々に放出する薬品支持体として、また、
おむつ、生理用品などとして利用し得る物である。
【0024】以下実施例により本発明をさらに詳しく説
明するが、これによってなんら本発明が阻害されるもの
ではない。
【0025】
【実施例】実施例1 エチレン含有量31モル%、けん化度99.4%、メル
トインデックス(MI)(190℃、2160g荷重)
1.3g/10min.のEVOH80重量部、ポリカ
プロラクトン20重量部を二軸スクリュータイプ、ベン
ト式40φ押出機に入れ、窒素下、200℃で押出しペ
レット化を行った。該ペレットを40φ押出機に入れ、
窒素下、200℃で単層製膜を行い100μのフィルム
を得た。
【0026】該フィルムを20℃−65%RH下で1週
間調湿しフィルム巾15mm、チャック間隔50mm、
引張スピード500mm/分で島津製オートグラフで強
伸度、ヤング率の測定を、またモコン社製窒素ガスバリ
アー測定装置でガスバリアー性の測定を実施した。さら
に、このフィルムを地中に埋め3か月、6か月、9か月
後の状況を観察し生分解性の評価を行った。結果は表1
に示す。
【0027】実施例2〜および比較例1〜4 表1に示す以外は、実施例1と同様の条件で行った。そ
の結果を表1に示す
【0028】
【表1】
【0029】
【発明の効果】 本発明によれば、優れた生分解性および
力学的強度を有し、さらには優れたガスバリアー性を有
する樹脂組成物および単層成形物を得ることができる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI C08L 77/12 C08L 77/12 (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08L 29/04 B32B 27/28,27/36 C08L 23/26 - 23/36 C08L 67/02 - 67/03 C08L 77/12

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 エチレン含有量20〜65モル%のエチ
    レン−ビニルアルコール共重合体(A)50〜95重量
    %および脂肪族ポリエステルおよび/または脂肪族ポリ
    エステルアミド(B)50〜5重量%からなる生分解性
    樹脂組成物。
  2. 【請求項2】 請求項1に記載の生分解性樹脂組成物か
    らなる単層成形物。
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CN108102310A (zh) * 2017-12-21 2018-06-01 佛山市南方包装有限公司 一种高阻湿的聚酯塑料及聚酯塑料容器

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