JP3780968B2

JP3780968B2 - 生分解性樹脂フィルム

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Publication number: JP3780968B2
Application number: JP2002089545A
Authority: JP
Inventors: 明典山本; 勉片元
Original assignee: Toda Kogyo Corp
Current assignee: Toda Kogyo Corp
Priority date: 2002-03-27
Filing date: 2002-03-27
Publication date: 2006-05-31
Anticipated expiration: 2022-03-27
Also published as: JP2003277634A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、耐候性、易燃焼性およびガスバリヤ性に優れた生分解性樹脂フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、環境保護のための材料として、生分解性樹脂が注目を集めている。従来から使用されているポリオレフィンやポリ塩化ビニル等のプラスチックは、安定性及び耐久性に優れており、包装材、農業用資材、建築用資材、自動車等の様々な分野に使用され、大量消費されている。それらの使用後の廃棄処分法としては、焼却処分や埋め立て処分などが挙げられる。前記プラスチックは難分解性樹脂であり、焼却処分の場合には、高発熱量による焼却炉の損傷や有害性排気ガスの発生が問題となり、一方、埋め立て処分の場合には、環境中に半永久的に残留することによる環境汚染が問題となっている。そこで、生分解性樹脂の活用が必要になってきている。
【０００３】
生分解性樹脂は、「使用中は汎用の難分解性樹脂と同程度の機能を保ちながら、使用後は自然界に存在する微生物の働きによって低分子化合物に分解され、最終的に炭酸ガスや水などの無機物に分解される高分子素材」と定義される。現在、生分解性樹脂は世界各国で様々なタイプのものが生産されているが、大別すれば、化学合成系、微生物生産系、天然物利用系に分類される。
【０００４】
生分解性樹脂は、焼却処分する場合でも、ポリエチレン、ポリスチレンやポリ塩化ビニルなどに比べて燃焼カロリーが低く焼却炉の劣化防止に有利であり、また、有毒な排気ガスが発生しないので環境負荷が少ない。
【０００５】
更に、生分解性樹脂の持つ前記特徴に加えて、低温燃焼性、燃焼速度が速いなどの特性が付与されれば、焼却可能な包装材としてさらに好適となる。したがって、このような特徴を持つ易燃焼性の生分解性樹脂フィルムが望まれている。
【０００６】
一方、農業用マルチフィルムに、生分解性樹脂フィルムが使用され始めている（特開平９−２３５３６０号公報、特開平１１−１６６０９４号公報、特開２０００−２９５９２９号公報、特開２０００−３５５６３２号公報、特開２００２−４７４０２号公報等）。生分解性樹脂フィルムからなる農業用マルチフィルムは、必要な期間使用した後、フィルムを回収することなく、鋤き込みによって土壌中に放出し、微生物による分解作用などによって生分解して環境に戻すことが可能となる。
【０００７】
農業用マルチフィルムは、使用期間中は直接日光に曝されているので、直射日光下においても長期間特性を維持できる耐候性が求められる。農業用マルチフィルムに限らず、耐候性が要求される用途に使用する場合には、生分解性樹脂を含む樹脂組成物中に紫外線吸収剤が配合される。
【０００８】
紫外線吸収剤としては、通常、ベンゾフェノン系、サルシレート系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系等の有機系紫外線吸収剤が使用される（特開平９−２３３９５６号公報）。
【０００９】
前記有機系紫外線吸収剤は、その種類によっては、紫外線の吸収域が狭い、高温成形加工時の揮発性・相溶性に難点がある、吸収剤自体が着色しているので使用が限定される等の欠点を有しており、また、価格が高いものである。
【００１０】
従って、前記有機系紫外線吸収剤の有するような欠点が少なく、効率的に紫外線吸収能を付与することができ、環境に放出しても無害である添加剤を含有することによって耐候性に優れた生分解性樹脂フィルムが望まれている。
【００１１】
一方、包装材に求められる機能のうち、内容物を保護するために各種ガスを透過しない性質、所謂、ガスバリヤ性が要求されている。ガスバリヤ性は、殊に、食品の保存性を左右する重要な性質であり、流通形態、包装技術の多様化、添加物規制、嗜好の変化などにより、その必要性はますます大きくなっている。多くの生分解性樹脂は、ガスバリヤ性に乏しく、例えば酸素遮断性が不十分であって、酸化劣化や好気性微生物による内容物の変質を招きやすい。
【００１２】
生分解性樹脂のガスバリヤ性発現の方法として、扁平形状の無機層状化合物と生分解性樹脂とを含む層を有する生分解性樹脂フィルム（特開平７−２４７３７４）が開示されている。また、生分解性樹脂フィルムに無機化合物層を形成させ積層フィルムとすることによりガスバリヤ性を発現させる方法（特開平８−８５１９４号公報、特開平８−２６７６４０号公報、特開平１０−２４５１８号公報、特開２００２−３６４２２号公報等。）が開示されている。
【００１３】
生分解性樹脂フィルムは埋め立て処分等により環境に放出されても土壌中で炭酸ガスや水などの無機物に完全分解することにより、環境負荷を与えないことが最大の特徴である。したがって、耐候性、易燃焼性及びガスバリヤ性等の各種機能を付与する目的で、生分解性樹脂フィルムに添加剤を含有させる場合には、当該添加剤は無害な元素または化合物で構成されていることが必須条件となる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
耐候性、易燃焼性及びガスバリヤ性に優れた生分解性樹脂フィルムは、現在、最も要求されているところであるが、この要求を満たすような生分解性樹脂フィルムは未だに提供されていない。
【００１５】
即ち、前記各公報記載の生分解性樹脂フィルムは、十分な紫外線吸収能を有し、易燃焼性に優れ、且つ、ガスバリヤ性にも優れた生分解性樹脂フィルムとは言えない。
【００１６】
そこで、本発明は、耐候性、易燃焼性及びガスバリヤ性に優れた生分解性樹脂フィルムを得ることを技術的課題とする。
【００１７】
【課題を解決する為の手段】
前記技術的課題は、次の通りの本発明によって達成できる。
【００１８】
即ち、本発明は、生分解性樹脂と、平均板面径が０．０５〜５．０μｍであり、鉄とマグネシウムとを含有する層状複水酸化物粒子粉末、又は鉄、マグネシウム及びカルシウムを含有する層状複水酸化物粒子粉末とを含有する生分解性樹脂フィルムである。
【００１９】
また、本発明は、生分解性樹脂１００重量部に対して、前記の層状複水酸化物粒子粉末を０．２〜１００重量部含有させた生分解性樹脂フィルムである。
【００２０】
本発明の構成をより詳しく説明すれば次の通りである。
【００２１】
先ず、本発明における層状複水酸化物粒子粉末について述べる。
【００２２】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末の粒子形状は板状である。
【００２３】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末は平均板面径が０．０５〜５．０μｍである。平均板面径が０．０５μｍ未満の場合には、樹脂中の分散性が不十分である。５．０μｍを超える場合には、工業的に生産することが困難となる。好ましくは０．０７〜５．０μｍである。
【００２４】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末の厚みは０．００５〜０．０９０μｍが好ましく、より好ましくは０．００５〜０．０８５μｍである。
【００２５】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末の板状比（平均板面径／厚み）は３〜１００が好ましい。板状比が３未満の場合には、配向性が不十分のため好ましくない。１００を超える場合は、工業的に生産することが困難となる。好ましくは４〜１００である。
【００２６】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末のＢＥＴ比表面積値は５〜１５０ｍ^２／ｇが好ましく、より好ましくは５〜１４０ｍ^２／ｇである。
【００２７】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末の組成は下記の通りである。
【００２８】
Ｆｅ_ａ・Ｍｇ_ｂ・Ｃａ_ｃ・Ａｌ_ｄ・Ｔｉ_ｅ・（ＯＨ）_２・Ａ^ｎ− _ｐ・ｍＨ_２Ｏ
Ａ^ｎ−：ＣＯ_３ ^２−，ＮＯ_３ ⁻，ＯＨ⁻，脂肪族カルボン酸イオン、芳香族
カルボン酸イオンなどの無害な有機アニオン
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１
ａ≧０．０５，ｂ＋ｃ≧０．０５
ｄ≧０，ｅ≧０
ｍ≧０
【００２９】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末の鉄の含有量は、層状複水酸化物粒子粉末を構成する全金属イオンおいてモル比で０．０５以上が好ましく、鉄含有量が少ない場合には、樹脂フィルムの易燃焼性が低下するため好ましくない。Ｆｅ含有量は０．０５〜０．９５が好ましい。
【００３０】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末のマグネシウム含有量は、層状複水酸化物粒子粉末を構成する全金属イオンおいてモル比で０．０５以上が好ましく、カルシウム含有量は層状複水酸化物粒子粉末を構成する全金属イオンおいてモル比で０．０５以上が好ましい。マグネシウムとカルシウムを併用する場合には、マグネシウムとカルシウムの全含有量が０．０５以上が好ましい。マグネシウム含有量及びカルシウム含有量が前記範囲より少ない場合には、生成する層状複水酸化物粒子粉末の板状比が著しく低下し、ガスバリヤ性が低下するので好ましくない。マグネシウム含有量は０．０５〜０．９５がより好ましく、カルシウム含有量は０．０５〜０．９５がより好ましい。なお、マグネシウムとカルシウムとを併用する場合には、マグネシウムとカルシウムとの比が１：１００〜１００：１が好ましい。
【００３１】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末のマグネシウム及びカルシウムと鉄との比（（Ｍｇ＋Ｃａ）／Ｆｅ）は０．０５〜２０が好ましい。
【００３２】
本発明においては、鉄、マグネシウム及びカルシウムに対して更に、チタン、アルミニウムを含有させても良い。チタン又はアルミニウムの含有量は、層状複水酸化物粒子粉末を構成する全金属イオンにおいてモル比で０．９５以下が好ましい。
【００３３】
次に、本発明における層状複水酸化物粒子粉末の製造法について述べる。
【００３４】
本発明における層状複水酸化物粒子粉末は、第一鉄塩水溶液、各種金属塩水溶液、水酸化アルカリ水溶液及びアニオンを含む水溶液の中和反応沈殿物（第一鉄及び各種金属含有沈殿物）を含む水懸濁液を、５〜１０５℃の温度範囲、ｐＨ７．０〜１３．５の範囲に維持しながら、空気等の酸素含有ガスを通気する、または過酸化水素水等の酸化剤を添加することによって前記中和反応沈殿物を酸化し、生成させることができる。
【００３５】
本発明における第一鉄塩水溶液としては、硫酸第一鉄水溶液、塩化第一鉄水溶液を使用することができ、好ましくは硫酸第一鉄水溶液である。
【００３６】
本発明における各種金属塩水溶液としては、マグネシウム塩水溶液及び／又はカルシウム塩水溶液であり、必要により、更に、アルミニウム塩水溶液又はチタン塩水溶液を用いてもよい。
【００３７】
マグネシウム塩水溶液としては、硫酸マグネシウム水溶液、硝酸マグネシウム水溶液および塩化マグネシウム水溶液などを使用することができ、好ましくは硫酸マグネシウム水溶液、硝酸マグネシウム水溶液である。
【００３８】
カルシウム塩水溶液としては、硝酸カルシウム水溶液、塩化カルシウム水溶液などを使用することができ、好ましくは硝酸カルシウム水溶液である。
【００３９】
アルミニウム塩水溶液としては、硫酸アルミニウム水溶液、硝酸アルミニウム水溶液および塩化アルミニウム水溶液などを使用することができ、好ましくは硫酸アルミニウム水溶液、硝酸アルミニウム水溶液である。
【００４０】
チタン塩水溶液としては、酸化硫酸チタン水溶液、硫酸チタン水溶液、塩化チタン水溶液などを使用することができ、好ましくは酸化硫酸チタン水溶液、硫酸チタン水溶液である。
【００４１】
本発明における第一鉄塩水溶液及び各種金属塩水溶液の反応溶液中の濃度は、金属イオン濃度の総和として、０．０５〜１．５０ｍｏｌ／ｌ、好ましくは０．１０〜１．４０ｍｏｌ／ｌである。
【００４２】
アニオンを含む水溶液としては、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウムが好ましく、より好ましくは炭酸ナトリウム水溶液である。
【００４３】
水酸化アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液が好ましい。
【００４４】
本発明における第一鉄及び各種金属含有沈殿物を含む水懸濁液は、前記第一鉄塩水溶液、各種金属塩水溶液、水酸化アルカリ水溶液及びアニオンを含む水溶液を混合させて得ることができる。その混合方法は、水酸化アルカリ水溶液とアニオンを含む水溶液との混合溶液に、第一鉄塩水溶液及び各種金属塩水溶液を添加して混合する方法、第一鉄塩水溶液と各種金属塩水溶液との混合溶液に、水酸化アルカリ水溶液とアニオンを含む水溶液との混合溶液を添加して混合する方法、水酸化アルカリ水溶液とアニオンを含む水溶液との混合溶液と第一鉄塩水溶液と各種金属塩水溶液とを同時に添加して混合する方法等があり、いずれの混合方法でもよい。好ましくは、水酸化アルカリ水溶液とアニオンを含む水溶液との混合溶液に、第一鉄塩水溶液と各種金属塩水溶液とを添加して混合する方法である。
【００４５】
なお、第一鉄塩水溶液と各種金属塩水溶液とを添加する場合には、あらかじめ第一鉄塩水溶液と各種金属塩水溶液とを混合した混合溶液の状態で添加してもよい。
【００４６】
水酸化アルカリ水溶液とアニオンを含む水溶液との混合溶液に、第一鉄塩水溶液と各種金属塩水溶液とを添加して混合する場合には、第一鉄塩水溶液と各種金属塩水溶液とを一度に添加する場合、２回以上に分割して添加する場合または連続的に滴下する場合のいずれで行ってもよい。
【００４７】
本発明における第一鉄及び各種金属含有沈殿物（中和反応物）の酸化は、第一鉄塩水溶液及び各種金属塩水溶液の混合溶液と、水酸化アルカリ水溶液およびアニオンを含む水溶液との混合時から行う場合、第一鉄塩水溶液および各種金属塩水溶液の混合溶液と、水酸化アルカリ水溶液およびアニオンを含む水溶液との混合後から行う場合のいずれで行ってもよい。
【００４８】
本発明における第一鉄及び各種金属含有沈殿物を含む水懸濁液の酸化反応中の温度は５〜１０５℃が好ましく、５℃未満の場合にも層状複水酸化物粒子は生成するが、非常に微細で結晶性が低下した粒子となり好ましくない。１０５℃を超える場合には、密閉した耐圧容器中で酸化反応を行う必要があり、経済的な製造法とは言えない。より好ましくは１０〜１０５℃である。
【００４９】
本発明における第一鉄および各種金属含有沈殿物を含む水懸濁液の酸化反応中のｐＨは７．０〜１４．０が好ましく、ｐＨ７．０未満の場合は、添加した各種金属の全てが沈殿しない場合があり、経済的でない。より好ましくは７．２〜１４．０である。
【００５０】
前記ｐＨ調整に用いる水酸化アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム水溶液、水酸化カリウム水溶液、アンモニア水等が使用できる。好ましくは、水酸化ナトリウム水溶液である。
【００５１】
反応終了後は、常法により水洗、乾燥すれば、層状複水酸化物粒子粉末が得られる。
【００５２】
また、本発明における層状複水酸化物粒子粉末は、第二鉄塩水溶液、各種金属塩水溶液、水酸化アルカリ水溶液及びアニオンを含む水溶液の中和反応沈殿物（第二鉄及び各種金属含有沈殿物）を含む水懸濁液を、５〜３００℃の温度範囲、ｐＨ７．０〜１４．０の範囲で熟成することによって生成させることもできる。
【００５３】
本発明における第二鉄塩水溶液としては、硫酸第二鉄水溶液、硝酸第二鉄水溶液、塩化第二鉄水溶液を使用することができ、好ましくは硫酸第二鉄水溶液、硝酸第二鉄水溶液である。
【００５４】
鉄原料として第二鉄塩水溶液を用いる前記製造法において、各種金属塩水溶液の種類、反応溶液中の金属イオン濃度の総和、アニオンを含む水溶液の種類、水酸化アルカリの種類、ｐＨ調整に用いる水酸化アルカリ水溶液の種類、ならびに第二鉄塩水溶液、各種金属塩水溶液、水酸化アルカリ水溶液及びアニオンを含む水溶液の混合方法は、前述した鉄原料として第一鉄塩水溶液を用いた場合の製造法と同様の種類ならびに混合方法が用いられる。
【００５５】
本発明における第二鉄及び各種金属含有沈殿物を含む水懸濁液の熟成反応中の温度は５〜３００℃が好ましく、５℃未満の場合にも層状複水酸化物粒子は生成するが、非常に微細で結晶性が低下した粒子となり好ましくない。３００℃を超える場合には、特殊な耐圧容器が必要となり経済的ではない。より好ましくは１０〜３００℃である。
【００５６】
本発明における第二鉄及び各種金属含有沈殿物を含む水懸濁液の酸化反応中のｐＨは７．０〜１４．０が好ましく、ｐＨ７．０未満の場合は、添加した各種金属の全てが沈殿しない場合があり、経済的でない。より好ましくは７．２〜１４．０である。
【００５７】
本発明における第二鉄及び各種金属含有沈殿物を含む水懸濁液の熟成時間は０．５〜２４時間が好ましい。熟成時間が０．５時間未満の場合には、非常に微細で結晶性が低下した粒子が生成することがあり好ましくない。また、２４時間を越える熟成は経済的ではない。
【００５８】
反応終了後は、常法により水洗、乾燥すれば、層状複水酸化物粒子粉末が得られる。
【００５９】
また、上記層状複水酸化物粒子粉末を１２０〜８００℃で、空気中又はＮ_２、Ｈｅ等の不活性ガス雰囲気中で１〜２４時間加熱処理をしても良い。
【００６０】
本発明においては、上記層状複水酸化物粒子粉末を、無機ケイ素化合物、無機アルミニウム化合物、無機チタン化合物、高級脂肪酸、有機ケイ素化合物、有機アルミニウム化合物、有機チタン化合物、ロジン類から選ばれる１種又は２種以上の表面被覆剤で表面被覆しても良い。
【００６１】
次に、本発明に係る生分解性樹脂フィルムについて述べる。
【００６２】
先ず、本発明に係る生分解性樹脂フィルムを構成する生分解性樹脂は、化学合成系、微生物生産系、天然物利用系のいずれの種類でも使用することができる。化学合成系としては、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート共重合体、ポリブチレンサクシネート・カーボネート共重合体、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンアジペート・テレフタレート共重合体、ポリエチレンテレフタレート・アジペート共重合体、ポリビニルアルコール、ポリウレタン、ポリエステルアミド、ポリアスパラギン酸などが挙げられる。微生物生産系としては、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシブチレート・バリレート共重合体、ポリヒドロキシ吉草酸などが挙げられる。天然物利用系としては、修飾デンプン、キチン、キトサン、酢酸セルロース、アセチルセルロースなどが挙げられる。必要により、前記生分解性樹脂の２種以上を混合して用いてもよい。
【００６３】
本発明に係る生分解性樹脂フィルムに含有される層状複水酸化物粒子粉末の配合量は、生分解性樹脂１００重量部に対して、０．２〜１００重量部が好ましい。層状複水酸化物粒子粉末の配合量が０．２重量部未満の場合には本発明の目的を十分に達成できない。１００重量部を超える場合には、フィルム強度が低下する場合があり好ましくない。また、効果が飽和する傾向があるので、必要以上に多量に配合することは経済的ではない。より好ましくは０．５〜９５重量部である。
【００６４】
本発明に係る生分解性樹脂フィルムの耐候性は、波長３４０ｎｍの紫外線の線吸収係数で評価した場合、０．０６０以上が好ましく、より好ましくは０．０６５以上である。紫外線の線吸収係数は後述する方法によって測定した。
【００６５】
本発明に係る生分解性樹脂フィルムの易燃焼性は、空気中における燃焼速度および低温燃焼性で評価した場合、燃焼速度は２．２５分以下が好ましく、より好ましくは２．００分以下であり、低温燃焼性は５００℃以下が好ましく、より好ましくは４８０℃以下である。空気中における燃焼速度および低温燃焼性は後述する方法によって測定した。燃焼速度の下限値は１．００分程度であり、低温燃焼性の下限値は３５０℃程度である。
【００６６】
本発明に係る生分解性樹脂フィルムのガスバリヤ性は、酸素透過度で評価した場合、１０ｃｃ／ｍ^２／ｄａｙ／ａｔｍ以下が好ましく、より好ましくは８ｃｃ／ｍ^２／ｄａｙ／ａｔｍ以下である。酸素透過度は後述する方法によって測定した。その下限値は０．１ｃｃ／ｍ^２／ｄａｙ／ａｔｍ程度である。
【００６７】
次に、本発明に係る生分解性樹脂フィルムの製造法について述べる。
【００６８】
本発明の生分解性樹脂フィルムは、一般に、前述した生分解性樹脂と層状複水酸化物粒子粉末とを混合して通常の押出機等に供給し、溶融混練した後、インフレーション法、Ｔダイ法等の方法でフィルム状に製膜して製造することができる。
【００６９】
本発明に係る生分解性樹脂フィルムには、層状複水酸化物粒子粉末以外に、必要に応じて従来周知の可塑剤、滑剤、ブロッキング防止剤、着色剤等の各種添加剤を適宜配合することもできる。
【００７０】
【発明の実施の形態】
本発明の代表的な実施の形態は次の通りである。
【００７１】
層状複水酸化物粒子粉末の平均板面径は電子顕微鏡写真から測定した数値の平均値で示したものである。
【００７２】
層状複水酸化物粒子粉末の厚みは、「Ｘ線回折装置ＲＡＤ−２Ａ（理学電機（株）製）」（管球：Ｆｅ、管電圧：４０ｋＶ、管電流：２０ｍＡ、ゴニオメーター：広角ゴニオメーター、サンプリング幅：０．０１０°、走査速度：０．５００°／ｍｉｎ、発散スリット：１°、散乱スリット：１°、受光スリット：０．３０ｍｍ）を使用し、層状複水酸化物粒子の（００ｌ）結晶面の回折ピーク曲線から、シェラーの式を用いて計算した値で示したものである。
【００７３】
得られた粒子粉末の同定は、Ｘ線回折により行い、前記Ｘ線回折装置を使用し、回折角２θが５〜９０°で測定した。
【００７４】
ＢＥＴ比表面積値はＢＥＴ法により測定した値で示した。
【００７５】
層状複水酸化物粒子粉末を
Ｆｅ_ａ・Ｍｇ_ｂ・Ｃａ_ｃ・Ａｌ_ｄ・Ｔｉ_ｅ・（ＯＨ）_２・Ａ^ｎ− _ｐ・ｍＨ_２Ｏ
Ａ^ｎ−：ＣＯ_３ ^２−，ＮＯ_３ ⁻，ＯＨ⁻，脂肪族カルボン酸イオン、芳香族
カルボン酸イオンなどの無害な有機アニオン
ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＋ｅ＝１
と表記した場合のａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅは、該粉末を酸で溶解し、「プラズマ発光分光分析装置ＳＰＳ４０００（セイコー電子工業（株））」で測定して求めた。
【００７６】
生分解性樹脂フィルムの耐候性は、下記の方法で紫外線吸収能を測定することにより評価した。
【００７７】
生分解性樹脂１００重量部に対して、層状複水酸化物粒子粉末を所定重量部混合し通常の押出機に供給し、溶融混練した後、インフレーション押出成形法により、厚さ２０μｍのフィルムを作製した。得られたフィルムについて「自記光電分光光度計ＵＶ−２１００」（株式会社島津製作所製）を用いて光透過率を測定した。波長３４０ｎｍの紫外線の線吸収係数は、上記光透過率の値を下記式に挿入して算出した。
【００７８】
線吸収係数（μｍ^−１）＝［ｌｎ（１／ｔ）］／ＦＴ
ｔ：波長３４０ｎｍにおける光透過率（−）
ＦＴ：フィルムの厚さ（μｍ）
線吸収係数は、単位膜厚当りの紫外線吸収能を表すものである。
【００７９】
生分解性樹脂フィルムの易燃焼性は、下記の方法で燃焼速度および低温燃焼性を測定することにより評価した。
【００８０】
前記の生分解性樹脂フィルムを１０ｍｇ秤取り、３００ｍｌ／ｍｉｎの空気中において昇温速度１０℃／ｍｉｎで昇温させたときの重量変化を熱重量分析装置（ＴＧ／ＤＴＡ６３００、セイコー電子工業（株）製）で測定した。
【００８１】
燃焼速度は、上記測定において、急激な重量減少が開始した時間から急激な重量減少が終了した時間までに要した時間（この間で燃焼が起こっていると推定される。）で示した。
【００８２】
低温燃焼性（有機物が完全に燃え尽きてしまうのに必要な温度と考えられる。）は、上記測定において、重量減少がこれ以上起こらなくなった時の温度で示した。
【００８３】
生分解性樹脂フィルムのガスバリヤ性は、下記の方法で酸素透過度を測定することにより評価した。
【００８４】
前記の生分解性樹脂フィルムについて、ＪＩＳＫ７１２６にもとづき、酸素透過度測定装置（ＯＸ−ＴＲＡＮＭＬ，ＭＯＣＯＮ社製）を用い、２３℃、５０ＲＨ雰囲気下で酸素透過度を測定した。
【００８５】
＜層状複水酸化物粒子粉末の製造＞
空気２５ｌ／ｍｉｎを吹き込み、系内を攪拌しながら５５℃に保持したＣＯ_３ ^２−イオン濃度が０．４２ｍｏｌ／ｌの炭酸ナトリウム水溶液２．０ｌ（ｐＨ値＝１１．６）に、０．６０ｍｏｌ／ｌの硫酸マグネシウム水溶液１．０ｌと１．２０ｍｏｌ／ｌの硫酸第一鉄水溶液１．０ｌとの混合溶液水２．０ｌを、温度５５℃、ｐＨ１０．０に保持しながら、３０分かけて滴下する。滴下終了後、全量を４．５ｌに調節し、同一温度、ｐＨ下で酸化反応を１８０分間行い、濾過、水洗の後、６０℃で乾燥することにより、層状複水酸化物粒子粉末を得た。
【００８６】
得られた層状複水酸化物粒子粉末の平均板面径は０．４０μｍ、厚みは０．０２２２μｍ、比表面積は４８．９ｍ^２／ｇであった。金属イオンのモル比は、Ｆｅ：Ｍｇ＝０．６６５：０．３３５であった。
【００８７】
＜生分解性樹脂フィルムの製造＞
上記層状複水酸化物粒子粉末２．８重量部、ポリ乳酸系生分解性樹脂（商品名：レイシアＨ−１００Ｊ、三井化学株式会社製）１００重量部とを混合して通常の押出機に供給し、溶融混練した後、インフレーション法で厚さ２０μｍのフィルム状に製膜し、生分解性樹脂フィルムを製造した。
【００８８】
得られた生分解性樹脂フィルムの紫外線線吸収係数は０．１６２、燃焼速度が１．２８分、低温燃焼性が４２０℃、酸素透過度が１．４ｃｃ／ｍ^２／ｄａｙ／ａｔｍであった。
【００８９】
【作用】
本発明において重要な点は、本発明における層状複水酸化物粒子粉末が紫外線吸収能を有し、該層状複水酸化物粒子粉末を含有する生分解性樹脂フィルムが耐候性に優れるということである。
【００９０】
酸化鉄粒子や酸化チタン粒子はそれ自体が紫外線の吸収体あるいは散乱体となることによって、紫外線を遮蔽する機能を発揮することが知られている。本発明における層状複水酸化物粒子は鉄（ならびにチタン）を含有しており、該鉄（ならびにチタン）が紫外線の吸収体あるいは散乱体として作用し紫外線を遮蔽することにより紫外線透過率を低下させることができる。前記機能を有する層状複水酸化物粒子が、本発明に係る生分解性樹脂フィルム中に均一に分布することにより、紫外線透過率が低下し、耐候性が向上するものと本発明者は推定している。
【００９１】
また、本発明において重要な点は、本発明に係る生分解性樹脂フィルムが易燃焼性に優れているということである。
【００９２】
本発明における層状複水酸化物粒子表面の鉄原子は表面水酸基により安定化されているが、燃焼過程おける加熱によって表面水酸基間で脱水が起こり、配位不飽和な鉄イオンおよび酸素イオンが生成する。この配位不飽和な活性サイトが燃焼過程で生起する酸素吸着による酸素の活性化、有機物からの脱水素反応等の一連の過程で触媒活性を示して、燃焼促進作用を発揮するものと本発明者は推定している。
【００９３】
また、本発明において重要な点は、本発明に係る生分解性樹脂フィルムがガスバリヤ性に優れているということである。
【００９４】
本発明における層状複水酸化物粒子は板状形状を呈しており、その形状に起因して粒子が配向しやすい。したがって、フィルムにした場合に被覆性および遮蔽性に優れており、ガスバリヤ性が発現するものと本発明者は推定している。
【００９５】
更に、本発明に係る生分解性樹脂フィルムは、可燃ごみと一緒に焼却炉で焼却する際に燃焼促進作用を発揮するため、焼却炉の破損防止に有効である。また、燃焼促進剤として作用している層状複水酸化物粒子中に含有される鉄が、焼却炉中に存在する亜鉛、銅、カドミウム等の重金属と反応してフェライト化する。このことにより、残灰中の重金属の水中への溶解度を低下させて、従来の不溶化処理が軽減できるという効果も期待できる。
【００９６】
【実施例】
次に、実施例並びに比較例を挙げる。
【００９７】
実施例１〜８
第一鉄塩水溶液の濃度、各種金属塩水溶液の種類・濃度、調整ｐＨ、反応温度などを種々変化させた以外は、前記＜層状複水酸化物粒子粉末の製造＞と同様にして層状複水酸化物粒子粉末を得た。得られた層状複水酸化物粒子粉末を用いて、該粒子粉末の添加量、生分解性樹脂の種類を種々変化させた以外は、前記＜生分解性樹脂フィルムの製造＞と同様にして生分解性樹脂フィルムを得た。
【００９８】
得られた生分解性樹脂フィルムの諸特性を表１に示す。
【００９９】
比較例１〜４
比較のために、添加剤を全く含有していない生分解性樹脂のみからなる生分解性樹脂フィルム（比較例１）、生分解性樹脂に炭酸カルシウムまたはクレーを所定量添加した生分解性樹脂フィルム（比較例２，３）、生分解性樹脂にマグネシウムとカルシウムを含有し、鉄を含有しない層状複水酸化物粒子粉末を添加した生分解性樹脂フィルム（比較例４）を実施例と同様にして製造した。その諸特性を合わせて表１に示す。
【０１００】
【表１】

【０１０１】
【発明の効果】
本発明に係る生分解性樹脂フィルムは、耐候性、易燃焼性及びガスバリヤ性に優れているので、各種包装用フィルム、農業用マルチフィルムとして好適である。
【０１０２】
また、本発明に係る生分解性樹脂フィルムに含有される層状複水酸化物粒子は無害な元素または化合物から構成されているので、生分解性樹脂フィルムを埋め立て処分した場合も、環境に負荷を与えることがない。

Claims

生分解性樹脂と、平均板面径が０．０５〜５．０μｍであり、鉄とマグネシウムとを含有する層状複水酸化物粒子粉末、又は鉄、マグネシウム及びカルシウムを含有する層状複水酸化物粒子粉末とを含有することを特徴とする生分解性樹脂フィルム。
生分解性樹脂１００重量部に対して、請求項１記載の層状複水酸化物粒子粉末を０．２〜１００重量部含有することを特徴とする生分解性樹脂フィルム。