JP3744866B2 - 乳酸系生分解性樹脂組成物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は帯電防止性能に優れた乳酸系生分解性樹脂組成物に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
合成樹脂は静電気が発生して帯電し易く、合成樹脂製品表面に静電気が帯電すると、不快な放電を生じたり、表面にゴミが付着して製品価値を著しく低下させるという問題がある。また、合成樹脂製品の製造工程等において発生する静電気によるスパークは、火災や爆発の原因となるという問題がある。
【０００３】
このような問題を解決するために、合成樹脂成型品、合成樹脂フィルムやシート、発泡用合成樹脂粒子等の表面に帯電防止剤を塗布したり、樹脂中に帯電防止剤を練り込むことにより、合成樹脂製品表面の固有抵抗を低下させて静電気の発生や帯電を防止する方法が採用されている。従来より合成樹脂用の帯電防止剤としては、例えば多価アルコール脂肪酸エステル、アルキルジエタノールアミド、アニオン系界面活性剤等の種々の化合物が用いられている。
【０００４】
一般に汎用の合成樹脂製品は、ゴミとして埋め立てて廃棄した場合に微生物によって分解されることがほとんどないため、埋め立て処分場の確保が問題となっている。また焼却処理する場合には、高い燃焼エネルギーによる焼却炉破損の問題や、焼却時に有害な廃ガスが生じる虞れがあることが近年問題となっている。このような従来の汎用的な合成樹脂にかわり、近年、自然環境下で微生物によって容易に分解される特性を有する乳酸系生分解性樹脂が環境保護の観点から注目され、その広い利用が検討されている。
【０００５】
しかしながら、乳酸系生分解性樹脂も一般の合成樹脂と同様に静電気が帯電し易い特性があり、乳酸系生分解性樹脂を広く利用するうえで静電気帯電の問題は解決しなければならない大きな課題である。本発明者等は、乳酸系生分解性樹脂に有効な帯電防止剤を種々検討したが、従来から帯電防止剤として用いられている多価アルコール脂肪酸エステル単独では、乳酸系生分解性樹脂に対する帯電防止効果が不十分であり、アミン系帯電防止剤では高温で加工する際に樹脂が分解してしまい、アルキルジエタノールアミドは乳酸系生分解性樹脂に添加すると樹脂が着色するという問題があった。またアニオン系界面活性剤は、乳酸系生分解性樹脂の透明性を低下させるという問題があり、樹脂を着色させたり透明性を低下させることなく、乳酸系生分解性樹脂に適切な帯電防止性を付与せしめることは困難であった。
【０００６】
本発明は上記の点に鑑みなされたもので、帯電防止性能に優れた乳酸系生分解性樹脂組成物を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の乳酸系生分解性樹脂組成物は、乳酸系生分解性樹脂中に、アルキルスルホン酸塩とともに、多価アルコール脂肪酸エステル及び脂肪酸アルキロールアミドを含有することを特徴とする。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明において乳酸系生分解性樹脂としては、ポリ乳酸、乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体が挙げられる。乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体の場合、乳酸と共重合させるヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、２−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシバレリン酸、２−ヒドロキシカプロン酸、２−ヒドロキシヘプタン酸、２−ヒドロキシオクタン酸、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオン酸、２−ヒドロキシ−２−メチル酪酸、２−ヒドロキシ−２−エチル酪酸、２−ヒドロキシ−２−メチルバレリン酸、２−ヒドロキシ−２−エチルバレリン酸、２−ヒドロキシ−２−プロピルバレリン酸、２−ヒドロキシ−２−ブチルバレリン酸、２−ヒドロキシ−２−メチルカプロン酸、２−ヒドロキシ−２−エチルカプロン酸、２−ヒドロキシ−２−プロピルカプロン酸、２−ヒドロキシ−２−ブチルカプロン酸、２−ヒドロキシ−２−ペンチルカプロン酸、２−ヒドロキシ−２−メチルヘプタン酸、２−ヒドロキシ−２−エチルヘプタン酸、２−ヒドロキシ−２−プロピルヘプタン酸、２−ヒドロキシ−２−ブチルヘプタン酸、２−ヒドロキシ−２−メチルオクタン酸、３−ヒドロキシプロピオン酸、４−ヒドロキシ酪酸、５−ヒドロキシバレリン酸、６−ヒドロキシカプロン酸、７−ヒドロキシヘプタン酸等が挙げられる。乳酸系生分解性樹脂は１種又は２種以上を混合して用いることができる。
【０００９】
本発明の乳酸系生分解性樹脂組成物中に含有されるアルキルスルホン酸塩は、飽和炭化水素を二酸化イオウと塩素によってスルホクロル化した後、加水分解する等の方法で得られる、下記式（１）で示される化合物である。アルキルスルホン酸塩は、帯電防止効果の面でアルキル基の炭素数が１１〜１５のものが好ましい。アルキルスルホン酸塩としては、ナトリウム塩、カリウム塩、カルシウム塩、マグネシウム塩等を使用することができるが、通常はナトリウム塩が用いられる。アルキルスルホン酸塩は１種又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１０】
【化１】

【００１１】
本発明の乳酸系生分解性樹脂組成物において、アルキルスルホン酸塩の樹脂中における含有量は、０．５〜５重量％が好ましく、特に１〜２重量％が好ましい。アルキルスルホン酸塩の含有量が０．５重量％未満では十分な耐電防止効果が得られない虞れがあり、５重量を超えると樹脂の透明性が著しく低下する、樹脂物性が低下する虞れがある。
【００１２】
アルキルスルホン酸塩を含む乳酸系生分解性樹脂組成物は、アルキルスルホン酸塩の添加量が多くなると樹脂の透明性が低下する虞れがある。このため本発明の乳酸系生分解性樹脂組成物は、アルキルスルホン酸塩と共に、更に多価アルコール脂肪酸エステルや、脂肪酸アルキロールアミドを含有する。
【００１３】
上記多価アルコール脂肪酸エステルを構成する多価アルコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、グリセリン、ジグリセリン、ポリグリセリン、ペンタエリスリトール、トリメチロールプロパン、ソルビタン、ソルビトール等が挙げられるが、帯電防止効果の面でアルキル基の炭素数が１１〜１７のモノグリセライドが好ましい。多価アルコール脂肪酸エステルとしては、完全エステルであっても、部分エステルであっても良い。上記多価アルコール脂肪酸エステルは、異なる種類のものを二種以上混合して用いることができる。
【００１４】
一方、脂肪酸アルキロールアミドは、アルキロールアミンと脂肪酸とをアミド化反応させる等により得られる、下記式（２）又は（３）で示される化合物である。アルキロールアミンとしては、エタノールアミン、プロパノールアミン、ジエタノールアミン、ジプロパノールアミン等が挙げられるが耐熱性、樹脂への着色の面でエタノールアミン、プロパノールアミンが好ましい。また脂肪酸は飽和脂肪酸、不飽和脂肪酸のいずれでも良いが、帯電防止効果、耐熱性の面で炭素数１２〜１８の飽和脂肪酸が好ましく、特にラウリン酸、ミリスチン酸が好ましい。脂肪酸アルキロールアミドは１種又は２種以上を混合して用いることができる。
【００１５】
【化２】

【００１６】
【化３】

【００１７】
多価アルコール脂肪酸エステルと脂肪酸アルキロールアミドは、添加するアルキルスルホン酸塩の重量に対して両者の合計で１０〜５０重量％となるように添加することが好ましい。多価アルコール脂肪酸エステルと脂肪酸アルキロールアミドの合計の樹脂中の含有量が１０重量％未満であると目的とする透明性を得られない虞れがあり、５０重量％を超えると十分な帯電防止効果が得られない、樹脂が著しく着色する虞れがある。
【００１８】
本発明の乳酸系生分解性樹脂組成物中には、必要に応じて更に着色剤、滑剤、安定剤、難燃剤、アンチブロッキング剤等の添加物を配合することができる。
【００１９】
本発明組成物は、押出機等の中で、乳酸系生分解性樹脂と、アルキルスルホン酸塩と多価アルコール脂肪酸エステル及び脂肪酸アルキロールアミドとを加熱混練する等により得ることができる。アルキルスルホン酸塩と多価アルコール脂肪酸エステル及び脂肪酸アルキロールアミドは、別々に樹脂に添加しても良いし、予め混合してから樹脂に添加しても良い。樹脂の量に対し添加するアルキルスルホン酸塩と多価アルコール脂肪酸エステル及び脂肪酸アルキロールアミドの量が少ないと、これらが樹脂中で均一に分散され難くなる。このため、予め高濃度のアルキルスルホン酸塩と多価アルコール脂肪酸エステル及び脂肪酸アルキロールアミドを含むマスターバッチを作製し、これをアルキルスルホン酸塩や多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミドを含まない乳酸系生分解性樹脂と混練して所定含有量の組成物とするマスターバッチ法を採用することが好ましい。
【００２０】
本発明の乳酸系生分解性樹脂組成物は、各種容器等の成形体、シートやフィルム、発泡体、繊維等の原料として好適に利用することができる。
【００２１】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。尚、以下の実施例、比較例において、アルキルスルホン酸塩、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミドとしては以下のものを用いた。
【００２２】
アルキルスルホン酸塩
（ａ）スルホン酸塩Ａ：炭素数１２〜１５のアルキルスルホン酸ナトリウム塩
（ｂ）スルホン酸塩Ｂ：炭素数１１のアルキルスルホン酸ナトリウム塩
多価アルコール脂肪酸エステル
（ａ）エステルＡ：ステアリン酸モノグリセライド
（ｂ）エステルＢ：ラウリン酸モノグリセライド
【００２３】
脂肪酸アルキロールアミド
（ａ）アミドＡ：ラウリン酸１モル当たり、モノエタノールアミン１モルをアミド化反応させて得られる、式（２）で示される構造の脂肪酸アルキロールアミド。
（ｂ）アミドＢ：ミリスチン酸１モル当たり、モノエタノールアミン１モルをアミド化反応させて得られる、式（２）で示される構造の脂肪酸アルキロールアミド。
（ｃ）アミドＣ：ラウリン酸１モル当たり、プロパノールアミン１モルをアミド化反応させて得られる、式（２）で示される構造の脂肪酸アルキロールアミド。
【００２４】
実施例１〜５
マスターバッチ法により、乳酸樹脂（ラクティ：島津製作所製）１００重量部当たり、表１に示すアルキルスルホン酸塩と、多価アルコール脂肪酸エステル、脂肪酸アルキロールアミドを添加した組成物を調整し、これを押出機内で溶融混練した後、押出機より押出して縦６５ｍｍ、横４５ｍｍ、厚さ２ｍｍのプレートを成形した。このプレートの表面抵抗値、帯電圧半減期、及び目視によりプレートの着色度合いを測定した。結果を表２に示す。
【００２５】
【表１】

【００２６】
【表２】

【００２７】
※１：プレートの着色は、帯電防止剤未添加のプレートの色と目視比較し、
○・・変わりなし。
△・・やや着色している。
×・・着色している。
として評価した。
【００２８】
比較例１
実施例で用いたものと同様の乳酸樹脂１００重量部当たり、エステルＡを２重量部を添加し、実施例１〜８と同様にして押出してプレートを成形した。得られたプレートの表面抵抗値、帯電圧半減期、プレートの着色度合いを測定した。結果を表２にあわせて示す。
【００２９】
比較例２
実施例で用いたものと同様の乳酸樹脂１００重量部当たり、アミドＡを２重量部を添加し、実施例１〜８と同様にして押出してプレートを成形した。得られたプレートの表面抵抗値、帯電圧半減期、プレートの着色度合いを測定した。結果を表２にあわせて示す。
【００３０】
比較例３
実施例で用いたものと同様の乳酸樹脂１００重量部当たり、エステルＢとアミドＢの５０／５０重量％混合物２重量部を添加し、実施例１〜８と同様にして押出してプレートを成形した。得られたプレートの表面抵抗値、帯電圧半減期、プレートの着色度合いを測定した。結果を表２にあわせ
て示す。
【００３１】
比較例４
実施例で用いたものと同様の乳酸樹脂１００重量部当たり、エステルＢとアミドＢの２５／７５重量％混合物２重量部を添加し、実施例１〜８と同様にして押出してプレートを成形した。得られたプレートの表面抵抗値、帯電圧半減期、プレートの着色度合いを測定した。結果を表２にあわせ
て示す。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の樹脂組成物は、帯電防止性に優れるとともに生分解性に優れ、本発明の樹脂組成物を用いた容器等の成形品や、フィルム、シート、発泡体、繊維等の製品を、使用後に廃棄物として廃棄する場合、地中等に埋設する等の処理を行うだけで微生物によって容易に分解されるため、環境汚染を生じる虞れがない。また、更に多価アルコール脂肪酸エステルや脂肪酸アルキロールアミドを併用すると透明性の低下が防止されるため、透明性を要求される用途に好適に用いることができる等の効果を奏する。

Claims (1)

1. 乳酸系生分解性樹脂中に、アルキルスルホン酸塩とともに、多価アルコール脂肪酸エステル及び脂肪酸アルキロールアミドを含有することを特徴とする乳酸系生分解性樹脂組成物。