JP3748829B2 - 芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物及び可撓性成形物 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性プラスチックに関するものであり、詳しくは、芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体に特定構造の可塑剤を配合してなる、生分解性芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物及び可撓性成形物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
生分解性プラスチックは資源循環型社会の基盤資材として近年着実に成長しており、市場への展開が精力的に進められている。現在わが国で実用化されている生分解性プラスチックは、便宜上三種類に分類されるが（プラスチックＶｏｌ．５３，Ｎｏ．１ ｐ．１３７）、中でも化学合成系に属する芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体は、将来大きな需要が見込めるであろうと予測されている。
しかし、芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの芳香族ポリエステルをより容易に加水分解させるために脂肪族ポリエステルを共重合させたもので、芳香族ポリエステルがそうであるように、そのフィルム、繊維または射出成形品は硬く、そのためその利用分野が限定されており、特に食品包装用のラップやコンポストバックなどの柔軟性ないし可撓性が要求される用途には、ほとんど利用されていなかった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体に柔軟性を付与するための可塑剤、及びそれを用いた芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物、該組成物を成形したフィルム、シート及び袋等の可撓性成形物を提供するためなされたものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体に特定の化合物を可塑剤として配合することにより上記課題が達成されることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【０００５】
即ち、本発明は、次の１〜５からなっている。
１．芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体１００重量部に対し、ポリグリセリン酢酸エステル５〜５０重量部を含有する芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物。
【０００６】
２．ポリグリセリン酢酸エステルを構成するポリグリセリンの重合度が２〜４である、前記１に記載の芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物。
【０００７】
３．ポリグリセリン酢酸エステルのアセチル化率が５０〜１００％である、前記１又は２に記載の芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物。
【０００８】
４．ポリグリセリン酢酸エステルが、ジグリセリンジアセテート、ジグリセリントリアセテート、及びジグリセリンテトラアセテートから選ばれた少なくとも１種または２種以上の混合物である前記１、２又は３に記載の芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物。
【０００９】
５．前記１〜４のいずれかに記載の芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物を成形したフィルム、シート及び袋等の可撓性成形物。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明に係る芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物は、芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体に、可塑剤として前記化合物を添加、混合することにより製造される。
【００１１】
本発明に用いる芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）などの芳香族ポリエステルに脂肪族ポリエステルを共重合させたもので、脂肪族ポリエステルとしては、シュウ酸エステル、マロン酸エステル、コハク酸エステル、グルタル酸エステル、アジピン酸エステル、ピメリン酸エステル、スベリン酸エステル、アゼライン酸エステル、セバシン酸エステル、ノナンジオン酸エステル、グリコール酸エステル、およびそれらの混合物の群から選ばれる脂肪族ポリエステルが挙げられる。共重合体の製造は、適当な単量体のエステル交換反応により、または適当な触媒の存在下での２種の単独重合体間のエステル交換反応により行う。
【００１２】
本発明で用いる可塑剤は、ポリグリセリン酢酸エステルである。ここでポリグリセリンとしては、グリセリンの平均重合度２〜１２のものが挙げられ、好ましくは２〜６であり、更に好ましくは２〜４である。具体的にはジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ペンタグリセリン、ヘキサグリセリン等を例示でき、これらは単独もしくは任意の組み合わせの混合物として使用できる。
【００１３】
特に本発明においては、ポリグリセリン酢酸エステルが、ジグリセリンジアセテート、ジグリセリントリアセテート、及びジグリセリンテトラアセテートから選ばれた少なくとも１種または２種以上の混合物であることが、本発明の目的の効果を良好に得るという点で好ましい。
【００１４】
ポリグリセリン酢酸エステルの製法は特に限定されないが、例えば無水酢酸を用いる方法、酢酸を用いるエステル化反応等が挙げられる。ポリグリセリンの水酸基に対する酢酸のエステル化の度合い（以下「アセチル化率」と略す。）は２５％以上、好ましくは５０％以上、更に好ましくは７５〜１００％である。
【００１５】
ポリグリセリン酢酸エステルのアセチル化率は次式（１）により算出される。
【００１６】
【数１】

ここで、エステル価＝鹸化価−酸価
【００１７】
これら可塑剤の添加量は、最終製品の結晶化度、柔軟性、耐熱性等に影響を及ぼす。添加量が多過ぎると結晶化度及び耐熱性が低下する。また少なすぎると十分な柔軟性が得られない。このような観点から、可塑剤の添加量は、芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体１００重量部に対し、５〜５０重量部である。好ましくは１０〜３０重量部である。
【００１８】
本発明の芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物には、主成分である芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体、可塑剤の他に、用途に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、アンチブロッキング剤、滑剤、帯電防止剤、防曇剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤、着色防止剤、充填剤、顔料、難燃剤等の添加剤を添加してもよい。これらの添加剤としては、公知のものを用いればよい。
【００１９】
本発明に係る芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物は、芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体と可塑剤、場合によっては他の添加剤を高速または低速の攪拌機等を用いて均一に混合した後、十分な混練能力を有する一軸あるいは多軸の押出機を用いて溶融混練する方法等を採用することができる。本発明に係る共重合体組成物（樹脂組成物）の形状は、ペレツト、棒状、粉末等が好ましい。
【００２０】
以上のようにして得られた樹脂組成物を成形することによって本発明に係るフィルム、シート及び袋等の可撓性成形物が得られる。例えば、Ｔダイが装着された押出機を用いる溶融押出法によりフィルム状あるいはシート状に成形する。又これとは別に、円形ダイが装着された押出機を用いる溶融押出法、即ち、インフレーション成形法によっても製造することができる。
【００２１】
上記方法により得られた延伸フィルムあるいはシートを所定の寸法に切断してカットシートとして用いてもよいし、又延伸フィルムを袋状に形成して用いてもよい。袋を形成する方法としては、ヒートシール法、高周波法等が挙げられる。
【００２２】
これら延伸フィルムあるいはシートで包装されるものとしては、特に制限はない。通常、食品、医薬品、化粧品、肥料、電化製品、紙製品及びそれらの廃棄物等が挙げられる。好ましくは、野菜類、果実類、魚介類、肉類、穀物類、乾物類、パン類、乳製品類、麺類、菓子類、山菜類、調味料類等の食品類、及びそれらの廃棄物等が挙げられる。
【００２３】
袋として用いる場合の具体例としては、食品袋、ショッピングバッグ、ゴミ袋、コンポストバツグ、土嚢用袋等が挙げられる。カットシートとして用いる場合の具体例としては、食品包装用ラップフィルム、化粧品用ラップフィルム、医薬品用ラップフィルム、外科用塗布薬用ラップフィルム、農業用ラップフィルム、電化製品用ラップフィルム等が挙げられる。その他、園芸施設等の農業用フィルム、粘着テープ用基材フィルム、防水シート等として使用することができる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
【００２５】
試験試料
［試料１］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率２５％）
［試料２］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率５０％）
［試料３］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
［試料４］トリグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
［試料５］テトラグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
［試料６］ヘキサグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
［試料７］デカグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
［試料８］ジ（２−エチルヘキシル）フタレート［市販品］
［試料９］アセチルクエン酸トリブチル［市販品］
［試料１０］グリセリントリアセテート ［市販品］
【００２６】
調製例１−１：ポリ（ブチレンサクシネート／テレフタレート）の作製
攪拌機、分溜コンデンサー、温度計、ガス導入管を取り付けた１リットル容のセパラブルフラスコに、１．４ブタンジオール２９５ｇとコハク酸３５４ｇを入れ、攪拌しながら窒素ガス気流中２０５〜２１０℃で加熱した。反応で生成した水を留出しながら酸価１０までエステル化させた後、チタンテトラブトキシド（モノマー）０．００１ｇを反応混合物中に添加し、反応容器内を減圧にし過剰に加えた未反応の１．４ブタンジオールを留去し、プレポリマーを得た。次に、プレポリマー１７２ｇに、テレフタル酸ジメチル１９４ｇ、１．４ブタンジオール９０ｇ及びチタンテトラブトキシド（モノマー）０．２ｇ加え、攪拌しながら窒素ガス気流中１８０℃まで緩やかに加熱し、エステル交換反応により生成したメタノールを留去した。引き続き攪拌速度を上げ、２３０℃で３時間反応させ、更に０．６Ｔｏｒｒの減圧下で４時間反応を行った。得られたポリエステルは計算上１．４ブタンジオール２モル、コハク酸１モル、テレフタル酸１モルから成り、ＧＰＣ測定による数平均分子量は２５，０００であった。
【００２７】
調製例１−２
上記調製例で得られたポリマー１００重量部に対して所定量の可塑剤を加え、高速攪拌機を用いて均一に混合した後、２軸の押出機を用いて溶融混練し、ペレツトを作製した。
【００２８】
試験１：引張試験（ＪＩＳ Ｋ−７１１３準拠）
調製例１−２で得た各ペレットについて、射出成形機（ＩＳ５５ＥＰＮ、東芝機械社製）を用いて１号試験片を作製し、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの条件下に１日保存したものを試験に供した。試験機器はテンシロン万能試験機（ＲＴＣ−１３１０、オリエンテック社製）を使用し、つかみ具間距離１２０ｍｍ、試験速度２００ｍｍ／分の条件で、試験した。
【００２９】
試験２：曲げ試験（ＪＩＳ Ｋ−７２０３準拠）
調製例１−２で得た各ペレットについて、射出成形機（ＩＳ５５ＥＰＮ、東芝機械社製）を用いて厚さ６ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ１２ｃｍの試験片を作製し、温度２３℃、湿度５０％ＲＨの条件下に１日保存したものを試験に供した。試験機器はテンシロン万能試験機（ＲＴＣ―１３１０、オリエンテック社製）を使用し、試験速度３ｍｍ／分の条件で、試験した。
【００３０】
試験例３：ブリード性
調製例１−２で得た各ペレットについて、射出成形機（ＩＳ５５ＥＰＮ、東芝機械社製）を用いて厚さ３ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍの試験片を作製し、温度５０℃、湿度５０％ＲＨの条件下に１週間保存し、ブリードの程度を観察した。
【００３１】
以上の結果を表１、表２及び表３に示す。
【００３２】
【表１】

【００３３】
【表２】

【００３４】
【表３】

Claims (5)

1. 芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体１００重量部に対し、ポリグリセリン酢酸エステル５〜５０重量部を含有する芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物。
2. ポリグリセリン酢酸エステルを構成するポリグリセリンの重合度が２〜４である、請求項１に記載の芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物。
3. ポリグリセリン酢酸エステルのアセチル化率が５０〜１００％である、請求項１又は２に記載の芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物。
4. ポリグリセリン酢酸エステルが、ジグリセリンジアセテート、ジグリセリントリアセテート、及びジグリセリンテトラアセテートから選ばれた少なくとも１種または２種以上の混合物である請求項１、２又は３に記載の芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載の芳香族／脂肪族ポリエステル共重合体組成物を成形したフィルム、シート及び袋等の可撓性成形物。