JP3385086B2 - 生分解性延伸ポリエステルフイルムおよびその製造法 - Google Patents

生分解性延伸ポリエステルフイルムおよびその製造法

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  • Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は土壌中の微生物によって
分解し、極めて透明性が高く、優れた機械的性質、電気
的性質、耐候性、寸法安定性を有し、この特性を利用し
て食品等の各種商品の包装用途等に使用できる生分解性
ポリエステル延伸フィルム及びその製造方法に関するも
のである。
【0002】
【従来の技術】従来、プラスチック包装資材等の廃棄物
は焼却や埋め立てによって処理されているが、近年、地
球的規模での環境汚染、大気汚染や、埋め立て地の問題
があり、また、プラスチック廃棄物に対する世界的な規
制の動きにより、生分解性を有するプラスチックが環境
適合材料として注目されている。
【0003】従来、ポリ−3−ヒドロキシ酪酸エステル
(PHB)、ポリ−ε−カプロラクトン(PCL)、ポ
リグリコール酸(PGA)、ポリエチレンサクシネート
(PES)、あるいはポリブチレンサクシネート(PB
S)等の脂肪族ポリエステルが生分解性を有することが
知られている。そして、特開平5−132572にはP
CLの延伸フイルムが開示されているが、このポリマー
を原料としてフイルムを製造するためには、ポリマーの
融点が低いため延伸温度を80℃以下にしなければなら
ず安定生産性に問題があり、また、耐熱性が低いため広
い用途に適用することがむづかしかった。
【0004】また、一般的に熱可塑性樹脂のシートを延
伸することによって機械的強度、透明性等が改良され、
実用的価値の高いフィルムが得られるが、脂肪族ポリエ
ステルは結晶化速度が速く、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、ポリエチレンテレフタレートなどに比較して延伸
がむづかしいため生産性に問題があった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このように、食品包装
等の業界においては、実用的な強度及び耐熱性を有する
生分解性フイルムの安定供給が強く望まれていたが、こ
のような要求に適合するフイルムはこれまでにはなかっ
た。本発明の目的は、食品包装用途等に使用できる実用
的な強度及び耐熱性を有する生分解性延伸ポリエステル
フィルム及びその安定した製造方法を提供することにあ
る。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、コハク酸
とテトラメチレングリコールとから製造されるポリブチ
レンサクシネートをベースとする脂肪族ポリエステルを
延伸したフイルムが優れた物性を有し、実用的な強度及
び耐熱性を有することを見出し本発明に到達した。
【0007】すなわち、本発明の要旨は、次のとおりで
ある。 下記一般式(1)および(2)で示される繰り返し単
位からなり、還元比粘度が0.8以上である脂肪族ポリ
エステルで構成された生分解性延伸ポリエステルフィル
ム。 −O−(CH24−O−CO−(CH22−CO− (1) −O−A−O−CO−(CH22−CO− (2) 〔式中Aは、−(CH2 n −,−(CH2 CH2 O)
m −CH2 CH2 −,
【化2】 を示し、nは4 を除く2 〜20までの整数を表し、m は 1
〜20までの整数を表し、l は 0〜20までの整数を表す。
1 及びR2 は、水素原子又は炭素数 1〜3 のアルキル
基を表し、R1 及びR2 が同時に水素原子であることは
ない。〕 式(1)及び式(2)で示される繰り返し単位からな
る脂肪族ポリエステルを加熱溶融して、ダイより押し出
し、製膜した後、融点−5℃〜融点−30℃の温度範囲
で縦横各々3倍以上同時二軸延伸することを特徴とする
二軸配向生分解性ポリエステルフィルムの製造方法。
【0008】以下、本発明について詳細に説明する。本
発明の生分解性延伸ポリエステルフィルムの原料として
使用する脂肪族ポリエステルは、コハク酸とテトラメチ
レングリコールとから得られるポリブチレンサクシネー
トをベースとする脂肪族ポリエステルであり、式(1)
及び式(2)で示される繰り返し単位からなる。式
(2)におけるAとしては、特に次の基が好ましい。 −CH2CH2−,−CH2CH2OCH2CH2−又は
【0009】
【化3】
【0010】また、本発明における脂肪族ポリエステル
の還元比粘度は0.8以上であることが必要であり、
0.8未満では実用強度を有するフイルムを製造するこ
とがむづかしい。また、式(1)で示される繰り返し単
位と式(2)で示される繰り返し単位との割合は、モル
比で1:0.05〜1:0.30とすることが好まし
い。
【0011】本発明で使用する脂肪族ポリエステルは、
特願平5−88103 号の方法を用いて製造することができ
る。すなわち、コハク酸とテトラメチレングリコールを
ベースにエチレングリコール等のグリコールを混合し、
酢酸マグネシウム・4水和物等の触媒の存在下、窒素中
で120〜250℃の温度で反応させてオリゴマーを合
成し、更に、テトラ−n−ブチルチタネート等の触媒を
加え、加熱、減圧することにより脱水および脱グリコー
ル化し、脂肪族ポリエステルを製造することができる。
【0012】また、これらの脂肪族ポリエステルに生分
解性および強度を損なわない範囲で他の重合体、帯電防
止剤、滑剤、防曇剤、染料などを含有してもよい。
【0013】本発明において用いる未延伸フィルムの成
形は通常のポリエステルフィルム成形法、例えばTダイ
法によって行うことができる。フィルムの二軸延伸方法
には、予め一軸に延伸した後、更に直角方向に延伸を行
う逐次二軸延伸法と、縦横方向に同時に延伸を行う同時
二軸延伸法とがあるが、脂肪族ポリエステルの場合、逐
次二軸延伸法では一軸延伸工程において分子鎖が延伸方
向に高度に配向し、次の直角方向の延伸工程において配
向軸に沿って裂け易くなるため高倍率の延伸がむづかし
い。これに対して同時二軸延伸の場合は、縦横同時に延
伸されるため縦横バランスのとれた配向を得ることがで
き、切断もなく高倍率の延伸が可能である。同時二軸延
伸の方法としては、テンター法が挙げられる。
【0014】未延伸フィルムを延伸するときの延伸温度
は融点より5〜30℃低い温度の範囲とすることが適当
である。融点マイナス30℃より更に低い温度の場合、
フィルムを延伸する際に高い応力が発生し、フィルムが
破断又はネッキングし易くなり、実用速度で延伸するこ
とが困難となる。また、融点マイナス5℃未満の温度の
場合、フィルムの熱劣化や、融着、もしくは溶断し、均
一な延伸が難しい。
【0015】延伸速度は特に制限されないが、500%
/分以上、1,000,000%/分以下が好ましい。
また、延伸倍率はフィルムの延伸の均一性及び強度に大
きく影響し、実用強度を有するフイルムを製造するため
には延伸倍率は3倍以上が必要であり、3.0〜5.5
倍が好ましい。フィルムの延伸倍率が3倍未満であると
延伸フィルムに延伸斑、厚み不良を生じやすく、均一で
強力なフィルムを得ることができない。このようにして
得られた延伸フィルムは、通常さらに熱処理することに
よって結晶化度が高くなり、延伸工程で生じたフィルム
の歪が除去され、機械的性質、寸法安定性等が向上す
る。
【0016】本発明の二軸配向生分解性ポリエステルフ
ィルムは食品包装用をはじめとする各種包装材、農芸分
野(例えば樹木類の根捲き用フィルム、移植用苗木鉢
等)や徐放基材(園芸用)等の用途に使用可能であり、
今後さらに広い分野に用途開発が期待できる。
【0017】
【実施例】次に、実施例を挙げて本発明をさらに具体的
に説明する。なお、実施例および比較例で用いた脂肪族
ポリエステルおよび測定法は次のとおりである。 (1) 脂肪族ポリエステル コハク酸1.00モル、テトラメチレングリコール1.
17モル、エチレングリコール0.13モル及び酢酸マ
グネシウム・4水和物3.0×10-4モルを200℃に
加熱し、200℃で3時間要して生成する水と過剰のテ
トラメチレングリコール及びエチレングリコールを留去
し、オリゴマーを得た。次いで、テトラ−n−ブチルチ
タネート1.0×10-3モルを加え、温度を220℃に
上げ、窒素下、2mmHgの減圧下で2時間、さらに、
温度を240℃に上げ、1mmHg以下の減圧下で1時
間加熱することにより、ポリマーを得た(ア−1)。グ
リコールの種類および配合比を変更して他に3種類の脂
肪族ポリエステル(ア−2)〜(ア−4)を合成し、各
々の物性を表1に示した。
【0018】
【表1】
【0019】(2) 測定法 (a) 還元比粘度(ηsp/C) ウベローデ粘度計を用いて、クロロホルムを溶媒とし、
濃度0.5g/dl、温度30℃でポリマーの溶液粘度
を測定することにより求め、分子量の目安とした。 (b) 融点 ヤナコ社製微量融点測定装置MP−S3を用い、昇温速
度1〜2℃/min で測定した。 (c) 曇度(Hz)、平行光線透過度(Tp) 東京電色(株)製ヘーズメーターを使用し、ASTM-D1003
-61 に準じて測定した。 (d) 強度(引張り強度) 島津製作所製DSS-500 型オートグラフを使用し ASTM-D8
82 に準じて測定し、縦、横方向の平均値で表示した。 (e) 外観 目視によりフィルムの均一性を判定した。
【0020】実施例1〜6 表1に示したア−1〜ア−4の生分解性ポリエステルを
130℃で溶融し、Tダイより冷却ローラー上に押し出
し、厚さ100μmの未延伸フィルムを得た。この未延
伸フィルムをテンターを用いて表2に示す延伸条件で同
時二軸延伸し、得られたフィルムの性能を表2に示し
た。各実施例共に、Hz、強度および外観において、未
延伸フィルムと比べ顕著に改善された。
【0021】比較例1〜3 延伸条件を変える以外は、実施例と同様に延伸フイルム
を製造し、その性能を表2に示した。比較例1では、ネ
ッキングが生じ、外観、Hz共に悪く、延伸が不均一な
ため強度も低いものであった。比較例2では、延伸温度
が高すぎるため、延伸時に溶断し、延伸フィルムは得ら
れなかった。また、比較例3では、延伸倍率が低すぎる
ため、延伸斑が大きく、厚みも不均一で、強度も低かっ
た。
【0022】
【表2】
【0023】
【発明の効果】本発明によれば、実用的な強度及び耐熱
性を有する生分解性延伸ポリエステルフイルムおよびそ
の安定した製造方法が提供され、食品等の各種商品の包
装用途等への利用が可能となる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平5−132572(JP,A) 特開 平6−293826(JP,A) 特開 平6−271656(JP,A) 特表 平9−500676(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08J 5/00 - 5/24 C08G 63/00 - 63/91 C08L 101/16

Claims (3)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記一般式(1)および(2)で示され
    る繰り返し単位からなり、還元比粘度が0.8以上であ
    る脂肪族ポリエステルで構成され、テンター法により同
    時二軸延伸され、縦、横方向の引張強度が各々8kg/
    mm 2 以上である生分解性延伸ポリエステルフィルム。 −O−(CH24−O−CO−(CH22−CO− (1) −O−A−O−CO−(CH22−CO− (2) 〔式中Aは、−(CH2n−,−(CH2CH2O)m
    CH2CH2−又は 【化1】 を示し、nは4を除く2〜20の整数を表し、mは1〜
    20の整数を表し、lは0〜20の整数を表す。R1
    びR2は、水素原子又は炭素数1〜3のアルキル基を表
    し、R1及びR2が同時に水素原子であることはない。〕
  2. 【請求項2】 延伸フィルムの縦横が各々少なくとも3
    倍以上に延伸されていることを特徴とする請求項1記載
    の二軸配向生分解性ポリエステルフィルム。
  3. 【請求項3】 式(1)及び式(2)で示される繰り返
    し単位からなる脂肪族ポリエステルを加熱溶融して、ダ
    イより押し出し、製膜した後、融点−5℃〜融点−30
    ℃の温度範囲で縦横各々3倍以上同時二軸延伸すること
    を特徴とする請求項1記載の生分解性延伸ポリエステル
    フィルムの製造法。
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DE60007789T2 (de) * 1999-03-26 2004-11-04 Toyo Boseki K.K. Folie aus Polymilchsäure

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