JP3394063B2 - 乳酸系ポリマー発泡体成形物及びその製造方法 - Google Patents
乳酸系ポリマー発泡体成形物及びその製造方法Info
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Description
形物及びその製造方法に関する。さらに詳しくは成形物
の耐熱性にすぐれ、特に、電子レンジ用容器等の包装容
器として有用な、使用後、自然環境下で分解する乳酸系
ポリマー発泡体成形物及びその製造方法に関する。
はポリスチレン系、ポリプロピレン系樹脂が使用されて
いる。しかしこのような樹脂から製造された容器、例え
ばトレーや弁当箱等の発泡容器は断熱性に優れているが
廃棄する際、かさばり、ゴミの量を増すうえに、従来の
物は自然環境下での分解速度がきわめて遅いため、埋設
処理された場合、半永久的に地中に残留する。また投棄
されたプラスチック類により、景観が損なわれ海洋生物
の生活環境が破壊されるなどの問題が起こっている。
又、分解性に効果がある澱粉とポリカプロラクトン系、
澱粉とポリビニルアルコール系の発泡体が開発されてい
る。しかし、該発泡体は耐熱性が不充分の為、使用され
る用途に限定されるという欠点がある。
として、ポリ乳酸または乳酸とその他のヒドロキシカル
ボン酸のコポリマー(以下乳酸系ポリマーと略称す
る。)が開発されている。これらのポリマーは、動物の
体内で数カ月から1年以内に100%生分解し、また、土
壌や海水中に置かれた場合、湿った環境下では数週間で
分解を始め、約1年から数年で消滅し、さらに分解生成
物は、人体に無害な乳酸と二酸化炭素と水になるという
特性を有している。係る乳酸系ポリマーは、成形物とし
て、各種の用途に用いられているが、耐熱性に問題があ
り、用途面に制約を受けていた。
マーよりなる自然環境下で分解可能な耐熱性に優れた成
形物を得ることを目的とする。
達成するため、鋭意検討した結果、本発明に到ったもの
である。即ち、本発明は、乳酸系ポリマー発泡体成形物
であって、該成形物の表層部にL−乳酸系ポリマーで10
〜2000μmの厚みの非発泡層から構成される乳酸系ポリ
マー発泡体成形物(但し、ポリ乳酸または乳酸とヒドロ
キシカルボン酸のコポリマーよりなる熱可塑性ポリマー
組成物からなる熱収縮性発泡シートと該熱可塑性ポリマ
ー組成物からなるフィルムより構成されていることを特
徴とする熱収縮性発泡複合シートを除く。)である。さ
らには、表面に非発泡層を付与した発泡体を70〜150 ℃
の温度範囲で熱処理し、表層部のL−乳酸系ポリマーを
結晶化させ耐熱性を改善する事を特徴とする乳酸系ポリ
マー発泡体成形物(但し、ポリ乳酸または乳酸とヒドロ
キシカルボン酸のコポリマーよりなる熱可塑性ポリマー
組成物からなる熱収縮性発泡シートと該熱可塑性ポリマ
ー組成物からなるフィルムより構成されていることを特
徴とする熱収縮性発泡複合シートを除く。)の製造方法
でもある。
樹脂中のL−乳酸比率が75%以上占めるものである。こ
のL−乳酸系ポリマーは、乳酸または乳酸とその他のヒ
ドロキシカルボン酸(例、グリコール酸、3−ヒドロキ
シ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、
5−ヒドロキシ吉草酸、6−ヒドロキシカプロン酸等)
から直接脱水重縮合(高温下エステル交換反応によ
る。)によるか、乳酸の環状2量体であるラクタイドま
たはヒドロキシカルボン酸の環状エステル中間体、好ま
しくはグリコール酸の2量体であるグリコライドを用
い、ラクタイドの単独開環重合体またはラクタイドとグ
リコライド等の共重合可能なモノマーを適宣用いて開環
重合させたものでもよい。
と他のヒドロキシカルボン酸を好ましくは有機溶媒、特
にフエニルエーテル系溶媒の存在下で共沸脱水縮合し、
特に好ましくは共沸により留出した溶媒から水を除き実
質的に無水の状態にした溶媒を反応系に戻す方法によっ
て重合することにより、本発明に適した強度を持つ高分
子量のポリ乳酸が得られる。原料としての乳酸は、上記
L−乳酸比率が満足される範囲であれば、L−乳酸また
はD−乳酸またはそれらの混合物のいずれでもよく、ま
た樹脂の平均分子量は、3万から100 万のものである。
を主成分とする熱可塑性樹脂組成物には、ポリ乳酸系ポ
リマーが有する分解性を損なわない範囲で、通常公知の
熱可塑性樹脂、例えばポリスチレン、ポリアミドが用い
られ、その使用量は通常50%以内である。また、これ等
熱可塑性樹脂組成物は、必要に応じて可塑剤、さらに各
種の改良材を用いて混合、混練させてペレット、棒状、
粉末等で用いるとよい。
方法は、公知の方法で製造できるが代表的には以下に示
す3種類の方法がある。発泡押出成形による方法、分
子量が異なる2種類のL−乳酸系ポリマーで、分子量比
が1.5 〜4倍のものを使用する。この2種類のL−乳酸
系ポリマーを用いて発泡押出成形をする。分子量の高い
樹脂がダイから出てきた発泡シートの表面層に非発泡層
を形成させることにより製造される。分子量比は1.5 倍
未満では発泡シートの表面層に非発泡層の形成が困難で
あり、また分子量比が4倍を越えると分子量の高い樹脂
が未溶融状態でぶつとなり易く、均一な表面層が形成さ
れにくくなる。乳酸系ポリマーを主成分とする熱可塑
性樹脂組成物とL−乳酸系ポリマーを用いて共押出成形
をする。例えば、該組成物を発泡シート用の押出機、該
ポリマーを非発泡層フィルム用の押出機で環状スリット
状金型で合流させ、発泡シートの表層部に厚み10〜2000
μm非発泡層を形成させる。熱可塑性樹脂を用いて発
泡シート成形、L−乳酸系ポリマーを用いて通常のイン
フレション成形、Tダイ成形によって厚み10〜2000μm
のフィルムを得て、該発泡シートに貼り合わせることに
より得られ、貼り合わせは、通常の方法により実施でき
る。即ち、フィルム面側を加熱して、発泡シートに直接
溶着する熱ラミネーション加工、又は接着剤を使用して
貼り合わせる方法等がある。
方法を用いて実施することが出来る。通常は、発泡剤を
用いて押出機から押出すと同時に発泡させる押出発泡法
を用いる事が好ましい。発泡剤としては、蒸発により発
泡させる蒸発型発泡剤、例えばブタン、ペンタン、プロ
パン等の炭化水素や、塩化メチル、クロロジフルオロメ
タン等のハロゲン化合物や炭酸ガス、窒素ガスがあげら
れる。これらの発泡剤の添加量は、樹脂組成物に対して
0.1 〜30重量%が好ましい。また必要に応じて、加熱す
ると分解してガスを発生する分解型発泡剤、例えば重炭
酸ソーダ等の無機発泡剤、アゾジカルボンアミド、N,
N' −ジニトロソペンタンメチレンテトラミン、p,p
' オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)等の有
機発泡剤や発泡剤助剤あるいは核剤、例えばステアリン
酸、シュウ酸、サリチル酸、フタル酸、安息香酸、クエ
ン酸、酒石酸等の無機酸、前記有機酸または無機酸の
塩、炭酸ソーダ等の炭酸塩、酸化亜鉛、酸化カルシュウ
ム、酸化チタン、シリカ、クレイ等の適当量加えてもよ
い。発泡成形物の着色その他の変成のために、顔料、難
燃剤、充填剤等を加えることも何ら差し支えない。
樹脂の組成によって異なるが、通常溶融粘度が10,000〜
100,000 ポイズになる温度で行う。これよりポリマーの
粘度が高いと気泡の生成が遅く発泡倍率が上がらない。
逆にこれよりポリマーの粘度が小さすぎると、気泡を保
持できなくなり、均一な品質の発泡シートが得られな
い。発泡倍率は成形する容器によって異なるが、1.5 倍
から20倍が好ましい、さらに好ましくは5倍から15倍で
ある。
比率は熱処理によって結晶化しやすい領域である75%以
上が好ましい。発泡体成形物の耐熱性を向上させるに
は、L−乳酸系樹脂発泡体を、例えば真空成形により弁
当箱、トレー等に成形し、金型内で熱処理するか、また
は、成形後容器を加熱装置に入れて熱処理をして結晶化
させるとよい。熱処理の条件は70℃〜150 ℃が好まし
く、さらに好ましくは75℃〜140 ℃である。また、熱処
理方法は低温側から高温側に徐々に上げた方が更に好ま
しい。次に実施例をあげて本発明を具体的に説明する。
なを、文中、部とあるのはいずれも重量基準である。
拌しながら水を留出させた後、錫末6.2 gを加え、150
℃/30mmHgでさらに2時間攪拌してオリゴマー化し
た。このオリゴマーに錫末28.8gとジフェニルエーテル
21.1kgを加え、150 ℃/35mmHgで共沸脱水反応を
行い留出した水と溶媒を水分離器で分離して溶媒のみを
反応機に戻した。2時間後、反応機に戻す有機溶媒を4.
6 kgのモレキュラシーブ3Aを充填したカラムに通し
てから反応機に戻るようにして、150 ℃/35mmHgで
40時間反応を行い平均分子量Mw=110,000 のポリ乳酸
溶液を得た。この溶液に脱水したジフェニルエーテル44
kgを加え希釈した後40℃まで冷却して、析出した結晶
を濾過し、10kgのn−ヘキサンで3回洗浄して60℃/
50mmHgで乾燥した。この粉末を0.5 N−HCL12.0
kgとエタノール12.0kgを加え、35℃で1時間攪拌し
た後濾過し、60℃/50mmHgで乾燥して、ポリ乳酸粉
末6.1 kg(収率85%)を得た。この粉末を押出機で溶
融しペレット化し、L−乳酸系ポリマーAを得た。この
樹脂の平均分子量はMw=110,000 であった。
酸系ポリマーBを得た。このポリマーの平均分子量はM
w=200,000 であった。
1と同様にしてペレット化し、乳酸系ポリマーCを得
た。このポリマーの平均分子量は Mw=110,000 であ
った。
成分としてグリライド20部に変えた他は製造例1と同様
にしてペレット化し、L−乳酸系ポリマーDを得た。こ
のポリマーの平均分子量はMw=110,000 であった。
平均分子量)はポリスチレンを標準としてゲルパーミエ
ーションクロマトグラフィーにより以下の条件で測定し
た。 装置 :島津LC−10AD 検出器:島津RID−6A カラム:日立化成GL−S350DT−5、GL−S370DT−5 溶媒 :クロロホルム 濃度 :1% 注入量:20μl 流速 :10ml/min 以下、製造例1〜4で得たL−乳酸系ポリマーA〜Dを
用いて、本発明に係わる乳酸系ポリマーよりなる発泡体
成形物製造方法の実施例について説明する。
系ポリマーB50重量部にタルク(ミクロエース;日本タ
ルク製)0.5 重量部とフロン22(三井デュポンフロロケ
ミカル製)5重量部を原料として、50−65mmΦタンデ
ム型発泡押出機でダイの温度とダイから出たシートの冷
却条件を調整して、表面に未発泡層を付与した発泡シー
トを作成した。該発泡シートは厚さが発泡層1.5 mm、
未発泡層0.01mmであった。得られた発泡シートを真空
成形または圧空成形が可能な真空圧空成形機(布施真空
社、1010−PWB)で、長径146 mm、短径80mm
で深さ33mmの成形物が得られる凹型の金型を使用して
成形した。得られた発泡成形物の厚みは発泡層部が二次
発泡して2.2 mmで、未発泡層の厚みは、成形前の厚み
と同じで0.01mmであった。次に成形物の未発泡層部を
加熱装置にて70℃で10分、90℃で5分、更に110 ℃で5
分間熱処理した。
いて測定した。耐熱性試験は容器にオリーブ油を50%満
たし、電子レンジに入れ容器が異常の有無が生じるまで
加熱し、変形を生じた温度を測定した。耐熱温度は容器
に変形が生じたオリーブ油温度−10℃とした。また土壌
分解性試験は試料より、5×5cmの試験片を採取し、
該試験片を温度35℃、水分30%の土壌中に埋設して
分解試験を行い、外観変化を見た。以上の結果を表−1
に示す。
乳酸系ポリマーCの混合物100 重量部にタルク(ミクロ
エース;日本タルク製)0.5 重量部とフロン22(三井デ
ュポンフロロケミカル製)5重量部を発泡層の原料と
し、平均分子量11万のL−乳酸系ポリマーAとD及び乳
酸系ポリマーCの混合物を非発泡層の原料として共押出
方法にて得た二層構造の発泡シートであって、該発泡シ
ートは厚さが発泡層で15mm、非発泡層で0.05mmであ
った。得られた発泡シートから真空成形と熱処理及び成
形物の試験を実施例1と同様に測定した。結果を表−1
に示す。
系ポリマーC50重量部にタルク(ミクロエース;日本タ
ルク製)0.5 重量部とフロン22(三井デュポンフロロケ
ミカル製)5重量部を発泡層の原料とし、平均分子量11
万のL−乳酸系ポリマーA30重量部と乳酸系ポリマーC
70重量部の混合物(L−乳酸の比率は65%)を非発泡層
の原料として共押出方法にて得た二層構造の発泡シート
であって、該発泡シートは厚さが発泡層で1.5 mm、非
発泡層で0.05mmであった。得られた発泡シートから真
空成形と熱処理及び成形物の試験を実施例1と同様に測
定した。結果を表−1に示す。
1.5 mmの発泡シートを得て、真空成形と成形物の試験
を実施例1と同様にした。結果を表−1に示す。比較例
1は耐熱性が悪い。比較例2は土壌分解性が悪い。
ポリマー発泡体よりなる製造した成形物は耐熱性が優
れ、更に、廃棄物として地中に埋設されたり海や川に投
棄された場合、紙や木等の天然物と同じように自然環境
中で比較的短い期間の内に無害な水と炭酸ガスに分解す
る。
Claims (3)
- 【請求項1】乳酸系ポリマー発泡体成形物であって、該
成形物の表層部にL−乳酸系ポリマーで10〜2000μmの
厚みの非発泡層から構成される乳酸系ポリマー発泡体成
形物(但し、ポリ乳酸または乳酸とヒドロキシカルボン
酸のコポリマーよりなる熱可塑性ポリマー組成物からな
る熱収縮性発泡シートと該熱可塑性ポリマー組成物から
なるフィルムより構成されていることを特徴とする熱収
縮性発泡複合シートを除く。)。 - 【請求項2】L−乳酸系ポリマーのL−乳酸比率が75%
以上である請求項1記載の乳酸系ポリマー発泡体成形
物。 - 【請求項3】表面に非発泡層を付与した発泡体を70〜15
0 ℃の温度範囲で熱処理し、表層部のL−乳酸系ポリマ
ーを結晶化させ耐熱性を改善する事を特徴とする乳酸系
ポリマー発泡体成形物の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP07422893A JP3394063B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 乳酸系ポリマー発泡体成形物及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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Publications (2)
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JPH06287347A JPH06287347A (ja) | 1994-10-11 |
JP3394063B2 true JP3394063B2 (ja) | 2003-04-07 |
Family
ID=13541113
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP07422893A Expired - Lifetime JP3394063B2 (ja) | 1993-03-31 | 1993-03-31 | 乳酸系ポリマー発泡体成形物及びその製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
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-
1993
- 1993-03-31 JP JP07422893A patent/JP3394063B2/ja not_active Expired - Lifetime
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