JP3710726B2 - 生分解性フイルム - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は特定の生分解性樹脂を配合した組成物を用いることにより、インフレーション成形機によるフイルム化に優れ、生分解性を有する農業用マルチフイルムやゴミ袋などとして有用な生分解性フイルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、生分解性樹脂として各種の樹脂が開発され、それぞれの用途に使用されるようになってきた。
【０００３】
インフレーション成形機によりフイルム成形できる生分解性樹脂として、脂肪族ポリエステル系樹脂が知られている。しかしながら、成形されたフイルムの柔軟性が不十分で、用途によっては使用に制限があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
その他の生分解性樹脂は、溶融粘度が低いためインフレーション成形機によりフイルム成形できるものは少なく、Ｔダイ押出方式でキャスティングロールによる急冷によってフイルム成形しているが現状である。
【０００５】
そこで本発明の目的は、各種の生分解性樹脂を組み合わせることにより、インフレーション成形機によりフイルム成形でき、生分解性を損なわず、フイルムの耐候性および柔軟性に優れたフイルムを提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る生分解性フイルムは、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族芳香族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点１０５〜１１５℃の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂２０〜８２重量％と、脂肪族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点１１０〜１２０℃の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）１８〜８０重量％を配合した生分解性樹脂組成物をインフレーション成形機によりフイルム化したことを特徴とするものである。
【０００７】
また、本発明に係る生分解性フイルムは、脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族芳香族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点１０５〜１１５℃の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂２０〜８０重量％と、脂肪族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点１１０〜１２０℃の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）および脂肪族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点９０〜１００℃の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）の配合割合を（Ａ）／（Ｂ）＝１／３〜５／１の範囲で合計量２０〜８０重量％を配合し、かつ、（Ａ）の配合量を少なくとも１８重量％である生分解性樹脂組成物をインフレーション成形機によりフイルム化したことを特徴とするものである。
【０００８】
上記の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の配合割合が、２０重量％未満であると柔軟性が乏しくなり、また上記の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）の配合割合が、１８重量％未満であるとインフレーション成形時のバブル安定性に劣るようになり、厚み精度が悪化する。
さらに、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂と脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）からなる生分解性樹脂組成物に、上記の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）を適量配合することにより、フイルムの生分解性が向上するが、配合量が多くなり過ぎるとインフレーション成形時のバブル安定性に劣るので好ましくない。
【０００９】
上記の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂としては、アジピン酸とテレフタル酸からなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族芳香族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した樹脂が好ましい。
また、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）としては、コハク酸からなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した樹脂が好ましくい。
脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）は、コハク酸とアジピン酸からなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した樹脂が好ましい。
上記の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂や脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）または（Ｂ）に用いることができるその他のジカルボン酸成分としては、アジピン酸、セバシン酸、イタコン酸等の脂肪族ジカルボン酸が挙げられ、その他のジオール成分としては、２，３−ブタンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ペンタンジオール、１，５ペンタンジオール−、２，４−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール等の脂肪族ジオールが挙げられる。
【００１０】
上記の生分解性樹脂組成物において、脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の配合割合は３０〜７０重量％、好ましくは３０〜６０重量％の範囲で、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）の配合割合は１８〜５０重量％、好ましくは２０〜４０重量％の範囲で、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）の配合割合は１０〜５５重量％、好ましくは１５〜５０重量％の範囲のものが、成形性、生分解性、柔軟性などのバランスが良いフイルムとなる。
【００１１】
また、生分解性樹脂組成物において配合されるその他の生分解性樹脂としては、ポリ乳酸系樹脂、ポリカプロラクトン系樹脂、ポリエステルカーボネート系樹脂、ポリエステルアミド系樹脂、ポリヒドロキシブチレート（ＰＨＢ）またはポリヒドロキシバリレート（ＰＨＶ）もしくはその共重合体（ＰＨＶＢ）などが挙げられる。これらのその他の生分解性樹脂の配合量は、２０重量％以下、好ましくは２〜１５重量％の範囲である。
【００１２】
本発明において、各種充填剤を添加することが好ましい。例えば、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、パーライト、アルミナ、ゼオライト、セピオライト、蛭石、活性白土、カオリン、タルク、ハイドロタルサイト、ベントナイト、ケイソウ土、活性炭等の無機粉末や公知の有機粉末が挙げられる。これらの粉末の粒径は、平均粒径３０μｍ以下が好ましく、より好ましくは１０μｍ以下である。
【００１３】
これらの脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の具体例としては、ＢＡＳＦ社製の「エコフレックス」（１，４−ブタンジオールとアジピン酸およびテレフタル酸からなる脂肪族芳香族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂、融点：約１１０℃）を挙げることができ、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）の具体例としては、昭和高分子社製の「ビオノーレ＃１００１」（１，４−ブタンジオールとコハク酸からなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族ポリエステル系樹脂、融点：約１１４℃）、「ビオノーレ＃１０２０」（同上、融点：約１１５℃）を、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）の具体例としては、「ビオノーレ＃３００１」（１，４−ブタンジオールとコハク酸およびアジピン酸からなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した脂肪族ポリエステル系樹脂、融点：約９４℃）、「ビオノーレ＃３０２０」（同上、融点：約９５℃）を挙げることができる。
【００１４】
【実施例】
以下、本発明の実施例を挙げるが、本発明はかかる実施例によって何ら限定されるものではない。また、次の評価項目により評価した。
【００１５】
（成形性）
ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形し、次の基準で評価した。
◎：ダイ出口からのバブルが非常に安定している。
○：ダイ出口からのバブルが安定している。
△：ダイ出口からのバブルが不安定で、厚みの調整が不可能。
×：溶融粘度が小さく、成形困難。
【００１６】
（耐候性）
サンシャイン・ウェザーメータ（スガ試験機社製）に資料のフイルムを入れた後、劣化して破壊までの時間を測定した。
◎：４００時間以上
○：３００時間以上、４００時間未満
△：２００時間以上、３００時間未満
×：２００時間未満、
【００１７】
（生分解性）
１．サンプルの作成
（１）作成したフイルムを６ｃｍ四方に切り取りサンプルとし、その重量を測定する。ここで、暴露面積（４ｃｍ四方）当たりの重量を計算し、これをサンプルの初期重量とする。
（２）適当な厚さのアルミ板を６ｃｍ四方に切り取り、この中央部の４ｃｍ四方を切り抜いてアルミ枠を作成する。
（３）このアルミ枠２対でサンプルを挟むことができるように、アルミ枠２対のそれぞれの片面に両面テープを張りつける。
（４）この両面テープ付きの２対のアルミ枠の重量を測定する。
（５）サンプルをアルミ枠で挟んだ状態の試験サンプルを生分解性の試験に用いる。
２．堆肥の調整
（１）適当な大きさ（深さ５ｃｍ以上）の密閉できる容器を用意する。
（２）堆肥は、市販の堆肥に水分を補給して用いる。水の補給量は、加えた水が底に溜まらない状態で、かつ、指で摘んだときに僅かに水がしみ出てくる程度の状態を標準とする。
３．生分解性の試験方法
（１）生分解性の試験は、標準状態の堆肥中で行う。容器中の堆肥の表面から約３ｃｍ位の深さに試験サンプルをセットする。
（２）試験サンプルをセットした後、容器を蓋で密閉して５８℃のオーブンに入れ、生分解性試験をスタートする。
（３）生分解性試験中はできれば１日１度は蓋を開いて、初期の堆肥の水分状態を維持するために水を適時、霧吹き等で加える。
（４）生分解性の状態は、適時試験サンプルを取り出し、水洗して表面の水分を取った後、重量変化を測定する。
（５）サンプルの重量変化において、初期重量対してサンプルの重量減が８０％以上となった日数を生分解性の日数として次の基準で評価した。
◎：４０日未満
○：４０日以上、６０日未満
△：６０日以上、８０日未満
×：８０日以上
【００１８】
（柔軟性）
資料のフイルムの縦方向（押出方向）および横方向（押出方向と直角方向）の引張弾性率をそれぞれ測定し、その平均値を次の基準で評価した。
◎：３０ｋｇ／ｍｍ² 未満
○：３０ｋｇ／ｍｍ² 以上、５０ｋｇ／ｍｍ² 未満
△：５０ｋｇ／ｍｍ² 以上、７０ｋｇ／ｍｍ² 未満
×：７０ｋｇ／ｍｍ² 以上
【００１９】
実施例１
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」（ＢＡＳＦ社製）３０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）「ビオノーレ＃１００１」（昭和高分子社製）７０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。
フイルムの評価を表１に示す。
【００２０】
実施例２
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」（ＢＡＳＦ社製）７０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）「ビオノーレ＃１００１」（昭和高分子社製）３０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００２１】
実施例３
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」５０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）「ビオノーレ＃１００１」３０重量部および脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃３００１」（昭和高分子社製）２０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００２２】
実施例４
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」３０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）「ビオノーレ＃１００１」２０重量部および脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃３００１」（昭和高分子社製）５０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００２３】
実施例５
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」６０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）「ビオノーレ＃１００１」２０重量部および脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃３００１」（昭和高分子社製）２０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００２４】
実施例６
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」４０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）「ビオノーレ＃１００１」３０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃３００１」（昭和高分子社製）２０重量部およびポリカプロラクトン系樹脂「セルグリーン」（ダイセル社製）１０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００２５】
実施例７
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」５０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）「ビオノーレ＃１００１」２０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃３００１」（昭和高分子社製）２０重量部およびポリ乳酸系樹脂「ラクティ９０３０」（島津製作所社製、Ｄ体４％含有）１０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００２６】
比較例１
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」９０重量部、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）「ビオノーレ＃１００１」１０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００２７】
比較例２
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」７０重量部および脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）「ビオノーレ＃３００１」（昭和高分子社製）３０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００２８】
比較例３
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」７０重量部およびポリカプロラクトン系樹脂「セルグリーン」（ダイセル社製）３０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００２９】
比較例４
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂「エコフレックス」７０重量部およびポリ乳酸系樹脂「ラクティ９０３０」（島津製作所社製、Ｄ体４モル％含有）３０重量部を混合し、ダイ径３００ｍｍのインフレーション成形機により厚さ２０μｍ、折り径２７５０ｍｍのフイルムを成形した。フイルムの評価を表１に示す。
【００３０】
【表１】

【００３１】
【発明の効果】
本発明によれば、特定の生分解性樹脂を組み合わせることにより、インフレーション成形機によるフイルム成形ができ、生分解性を損なわず、耐候性や柔軟性に優れ、特に農業用マルチフイルムとして有用な生分解性フイルムを提供することができる。

Claims (7)

1. 脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族芳香族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点１０５〜１１５℃の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂２０〜８２重量％と、脂肪族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点１１０〜１２０℃の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）１８〜８０重量％を配合した生分解性樹脂組成物をインフレーション成形機によりフイルム化したことを特徴とする生分解性フイルム。
2. 脂肪族ジカルボン酸および芳香族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族芳香族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点１０５〜１１５℃の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂２０〜８０重量％と、脂肪族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点１１０〜１２０℃の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）および脂肪族ジカルボン酸よりなるジカルボン酸成分と、脂肪族ジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した融点９０〜１００℃の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）の配合割合を（Ａ）／（Ｂ）＝１／３〜９／１の範囲で合計量２０〜８０重量％を配合し、かつ、（Ａ）の配合量を少なくとも１８重量％である生分解性樹脂組成物をインフレーション成形機によりフイルム化したことを特徴とする生分解性フイルム。
3. 上記の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂は、アジピン酸とテレフタル酸からなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールからなるジオール成分を縮合してなる脂肪族芳香族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の生分解性フイルム。
4. 上記の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）は、コハク酸からなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の生分解性フイルム。
5. 上記の脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）は、コハク酸とアジピン酸からなるジカルボン酸成分と、１，４−ブタンジオールからなるジオール成分とを縮合してなる脂肪族ポリエステルを多官能イソシアネートで高分子化した樹脂であることを特徴とする請求項２に記載の生分解性フイルム。
6. 上記の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂３０〜７０重量％、脂肪族ポリエステル系樹脂（Ａ）１８〜５０重量％および脂肪族ポリエステル系樹脂（Ｂ）１０〜５５重量％を配合した生分解性樹脂組成物であることを特徴とする請求項２に記載の生分解性フイルム。
7. 上記の生分解性樹脂組成物にポリ乳酸系樹脂、ポリカプロラクトン系樹脂などのその他の生分解性を０〜２０重量％配合したことを特徴とする請求項１、２および６のいずれかに記載の生分解性フイルム。