JP3395395B2 - 生分解性ポリエステル接着剤 - Google Patents

生分解性ポリエステル接着剤

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武 伊藤
知裕 青山
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【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は生分解性ポリエステル接
着剤に関する。さらに詳しくは、生分解性フィルム、生
分解性不織布または紙等の生分解性基材用の接着剤とし
て用いられる生分解性ポリエステル接着剤に関する。
【0002】
【従来技術・発明が解決しようとする課題】近年の環境
問題に対する意識の高まりから、天然素材または生分解
性合成素材を利用した商品の開発が盛んに行われてい
る。それらの商品において、生分解性フィルム、生分解
性不織布、紙等の生分解性基材どうしを接着させる機会
が多くなり、生分解性の接着剤に対する要求が高まって
いる。
【0003】従来より、生分解性の接着剤として、デン
プンのり、にかわ等の天然素材やPVA(ポリビニルア
ルコール)系の合成樹脂が利用されてきた。しかしなが
ら、これらの接着剤は生分解性を有するものの、品質が
不安定、耐水性が乏しい、接着強度が低い等の欠点を有
している。
【0004】本発明の目的は、上記問題点の解決され
た、従来の生分解性接着剤に比べて品質が安定で耐水性
に優れ、接着強度の高い生分解性ポリエステル接着剤を
提供することである。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記目的
を達成すべく鋭意検討した結果、以下に示す生分解性ポ
リエステル接着剤を見いだし、本発明を完成させた。
【0006】即ち、本発明は、乳酸残基が60〜95モ
ル%〔但し、L−乳酸とD−乳酸のモル比(L/D)が
1〜9〕、カプロラクトン残基が5〜30モル%含有さ
れ、還元粘度(ηSP/C)が0.5〜1.5dl/gであ
る生分解性ポリエステルを含有することを特徴とする生
分解性ポリエステル接着剤に関する。また、本発明は、
生分解性ポリエステル中に、乳酸およびカプロラクトン
以外のオキシ酸、コハク酸、プロピレングリコールまた
はグリセリンの残基が含有されている上記生分解性ポリ
エステル接着剤に関する。
【0007】本発明における生分解性ポリエステルは、
下式
【0008】
【化1】
【0009】で表される乳酸残基を当該ポリエステル全
体の60〜95モル%含有していることが必要であり、
好ましくは65〜90モル%である。60〜95モル%
の範囲内であれば、良好な接着強度および生分解性が得
られる。
【0010】また、L−乳酸とD−乳酸のモル比(L/
D)が1〜9であることも必要であり、好ましくは1〜
3である。L/Dが9を越えると有機溶剤に対する当該
ポリエステルの溶解性が悪くなり、L/Dが1未満(D
−乳酸過剰)であると原料コストが高くなる。なお、乳
酸としては、L−乳酸、D−乳酸、DL−乳酸のいずれ
も用いることができる。
【0011】さらに、本発明における生分解性ポリエス
テルは、下式
【0012】
【化2】
【0013】で表されるカプロラクトン残基(カプロラ
クトンが開環したもの)を当該ポリエステル全体の5〜
30モル%含有していることが必要であり、好ましくは
10〜20モル%である。5〜30モル%の範囲内であ
れば良好な接着強度が得られ、またホットメルト接着剤
として使用した場合にも良好な作業性が得られる。
【0014】なお、上記乳酸残基およびカプロラクトン
残基だけで当該ポリエステル全体の100モル%以下と
する。
【0015】当該生分解性ポリエステルには、乳酸およ
びカプロラクトン以外にも、例えば乳酸およびカプロラ
クトン以外のオキシ酸、コハク酸、プロピレングリコー
ルまたはグリセリン等の生分解性を有する化合物を用い
ることができる。この場合、乳酸およびカプロラクトン
と当該化合物を共重合させて、生分解性ポリエステルを
得ることができる。また、当該化合物は1種でも2種以
上でも用いることができる。なお、乳酸およびカプロラ
クトン以外の上記生分解性を有する化合物の残基は、当
該ポリエステル全体の35モル%以下含有することがで
きるが、0%でもよい。
【0016】乳酸およびカプロラクトン以外のオキシ酸
としては、例えばグリコール酸、2−ヒドロキシイソ酪
酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、16−
ヒドロキシヘキサデカン酸、2−ヒドロキシ−2−メチ
ル酪酸、10−ヒドロキシステアリン酸、リンゴ酸、ク
エン酸、グルコン酸等が挙げられる。
【0017】当該生分解性ポリエステルの還元粘度(η
SP/C)は0.5〜1.5dl/gであることが必要であ
り、好ましくは0.6〜1.3dl/gである。0.5
dl/g未満であると良好な接着強度が得られず、1.
5dl/gを越えると良好な塗布適性が得られない。還
元粘度は、例えばポリエステルの重合時間、重合温度、
減圧の程度(減圧しながら重合させる場合)を変化させ
たり、共重合成分としてアルコール成分の使用量を変化
させたりすることにより、調整することができる。な
お、当該還元粘度は、サンプル濃度0.125g/25
ml、測定溶剤クロロホルム、測定温度25℃で、ウベ
ローデ粘度管を用いて測定した値である。
【0018】当該生分解性ポリエステルの製造方法とし
ては特に限定されず、従来公知の方法を用いることがで
きる。例えば、乳酸の二量体であるラクチドとカプロラ
クトンを溶融混合し、公知の開環重合触媒(例えばオク
チル酸スズ、アルミニウムアセチルアセトナート等)を
使用して加熱開環重合させる方法や、加熱および減圧に
よる直接脱水重縮合を行う方法等が挙げられる。また、
乳酸の二量体であるラクチドとカプロラクトンと、乳酸
およびカプロラクトン以外の前記生分解性を有する化合
物を用い、上記のようにして当該生分解性ポリエステル
を製造することもできる。
【0019】本発明の生分解性ポリエステル接着剤は、
上記生分解性ポリエステルを含有していれば特に限定さ
れず、溶剤型接着剤でもホットメルト接着剤でもよい。
【0020】溶剤型接着剤として用いる場合、使用する
溶剤としては、例えばテトラヒドロフラン等のエーテル
系溶剤、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン等のケ
トン系溶剤、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤等が
挙げられる。また、上記生分解性ポリエステルを上記溶
剤に溶解した後、ロールコーター、スプレー、ディップ
方式、その他の方法で対象物に塗布後、乾燥、溶融させ
て、接着させることができる。
【0021】ホットメルト接着剤として用いる場合、上
記生分解性ポリエステル以外に、流れ調整剤、可塑剤、
充填剤等を配合して、加熱溶融時の流れ特性、接着特性
等の改善を行うことができる。また、ホットメルトアプ
リケーター等を用いて、ホットメルト接着剤を対象物に
塗布し、接着させることができる。
【0022】なお、本発明の生分解性ポリエステル接着
剤は、生分解性フィルム、生分解性不織布、紙等の生分
解性基材を接着させる場合に用いるのが特に好ましい。
【0023】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明をより詳細に説
明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【0024】実施例1 L−ラクチド100g、DL−ラクチド100g、カプ
ロラクトン30g、オクチル酸スズ50mgをフラスコ
内に加え、窒素雰囲気下、190℃で1時間加熱開環重
合させて、ポリエステルAを得た。次に、上記ポリエス
テル100gをメチルエチルケトン200gに溶解さ
せ、接着剤を得た。
【0025】実施例2 L−ラクチド100g、DL−ラクチド100g、カプ
ロラクトン50g、グリセリン0.5g、オクチル酸ス
ズ50mgをフラスコ内に加え、窒素雰囲気下、190
℃で1時間加熱開環重合させて、ポリエステルBを得
た。また、実施例1と同様にして接着剤を得た。
【0026】比較例1 L−ラクチド100g、DL−ラクチド100g、カプ
ロラクトン30g、プロピレングリコール3g、オクチ
ル酸スズ50mgをフラスコ内に加え、窒素雰囲気下、
190℃で1時間加熱開環重合させて、ポリエステルC
を得た。また、実施例1と同様にして接着剤を得た。
【0027】比較例2 L−ラクチド50g、DL−ラクチド50g、カプロラ
クトン200g、オクチル酸スズ50mgをフラスコ内
に加え、窒素雰囲気下、190℃で1時間加熱開環重合
させて、ポリエステルDを得た。また、実施例1と同様
にして接着剤を得た。
【0028】比較例3 ポリエステル接着剤(乳酸は含有されず)であるバイロ
ンGK140(東洋紡績社製)を用い、実施例1と同様
にして接着剤を得た。
【0029】上記実施例および比較例で使用されたポリ
エステルの組成および物性を表1に示す。なお、還元粘
度は、サンプル濃度0.125g/25ml、測定溶剤
クロロホルム、測定温度25℃で、ウベローデ粘度管を
用いて測定した。
【0030】
【表1】
【0031】実験例 上記実施例および比較例で得られた接着剤を、ポリ乳酸
フィルム(厚み30μm)上に乾燥厚み5μmで塗布
し、乾燥させた後、紙(厚み200μm)と貼合わせ、
80℃で接着させた。この貼合わせサンプルを用いて、
接着強度および生分解性を以下のようにして評価した。
結果を表2に示す。
【0032】接着強度 上記貼合わせサンプル2.5cm×10cmを用い、引
っ張り速度200mm/分、23℃、60%RHの条件
下、テンシロン(オリエンテック社製)によりTピール
を測定した。 生分解性 上記貼合わせサンプル10cm×10cmをコンポスタ
ー(生ゴミ処理機、三井ホーム社製『MAM』)中に入
れ、7日後にサンプルの形態(分解の程度)を目視観察
し、以下の基準に従って評価した。 ○:サンプルの姿が完全になし △:サンプルの断片あり ×:サンプルの姿が殆ど残っている
【0033】
【表2】
【0034】また、実施例1および2の生分解性接着剤
は品質が安定であった。さらに、実施例1および2の生
分解性接着剤の貼合わせサンプルについて耐水性試験
(サンプルを25℃の水中に24時間浸漬させた後、取
り出して乾燥させ、サンプルの接着強度を上記のように
して測定)を行ったところ、接着強度の保持率が90%
以上(水浸漬前との比較)で良好であった。これに対し
て、デンプンのりで同様の耐水性試験を行ったところ、
水浸漬中において既に剥がれてしまった。
【0035】
【発明の効果】本発明の生分解性ポリエステル接着剤
は、従来の生分解性接着剤に比べて品質が安定で耐水性
に優れ、接着強度が高く、生分解性フィルム、生分解性
不織布または紙等の生分解性基材用の接着剤として有用
である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 青山 知裕 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋 紡績株式会社総合研究所内 (72)発明者 有地 美奈子 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋 紡績株式会社総合研究所内 (72)発明者 掘田 清史 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋 紡績株式会社総合研究所内 (72)発明者 宇野 敬一 滋賀県大津市堅田二丁目1番1号 東洋 紡績株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭49−132121(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C08G 63/00 - 63/91 C09J 167/04

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乳酸残基が60〜95モル%〔但し、L
    −乳酸とD−乳酸のモル比(L/D)が1〜9〕、カプ
    ロラクトン残基が5〜30モル%含有され、還元粘度
    (ηSP/C)が0.5〜1.5dl/gである生分解性ポ
    リエステルを含有することを特徴とする生分解性ポリエ
    ステル接着剤。
  2. 【請求項2】 生分解性ポリエステル中に、乳酸および
    カプロラクトン以外のオキシ酸、コハク酸、プロピレン
    グリコールまたはグリセリンの残基が含有されている請
    求項1記載の生分解性ポリエステル接着剤。
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