JP3813308B2

JP3813308B2 - 気泡構造を有する緩衝材用シート

Info

Publication number: JP3813308B2
Application number: JP18395097A
Authority: JP
Inventors: 欣治黒岩; 公之三觜; 忠司小堀; 貴司権田
Original assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Current assignee: Shin Etsu Polymer Co Ltd
Priority date: 1997-07-09
Filing date: 1997-07-09
Publication date: 2006-08-23
Anticipated expiration: 2017-07-09
Also published as: JPH1128776A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性脂肪族ポリエステル系樹脂（以下、単に生分解性樹脂という）あるいはこれにポリカプロラクトンや乳酸系樹脂をブレンドし、これに各種の表面処理された充填剤を添加した柔軟性、可撓性を有する材料と、紙、不織布又はセロハン等をラミネートしたシートに係り、この適当な幅に裁断されたシートを筒状に熱シールした後、エアーを吹き込みながら適当長さにこの筒状物を長さ方向に対して直角に熱シールして俵状に連なった気泡構造を有する緩衝材（以下、気泡構造緩衝材という）を得るためのシートに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、上記気泡構造緩衝材の製造に使用される緩衝材用のシート（以下、単に緩衝材用シートという）は、ポリエチレン−ナイロン−ポリエチレンの３層構造を有するものが多用されている。
しかし、このような構成からなる気泡構造緩衝材は、使用後の処理、異種の樹脂がラミネートされた複合物であるため、使用後の処理、回収が困難であり、焼却処分するしかなく、焼却時の発熱量が多く焼却炉を傷めるという問題があった。
一方、生分解性樹脂単層からなるシートを使用した場合は、必要な強度を維持するためにはある程度厚くしなければならず、材料コストが高く、かなり高価なシートを使用することになるという問題があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、これらの使用後の処理の問題や高い材料コストの問題を解決するものであって、紙、不織布又はセロハン等の基材シートにラミネートする生分解性樹脂の強度を上げ、厚さを薄くしても気泡構造緩衝材として充分な強度を有し、よって材料コストを下げることのできる緩衝材用シートの提供を課題とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の緩衝材用シートは、生分解性樹脂、例えば、生分解性脂肪族ポリエステル単独、又は生分解性脂肪族ポリエステルとポリカプロラクトン及び／又は乳酸系樹脂をブレンドした樹脂100 重量部に、表面処理された充填剤を10〜150 重量部添加した材料とセルロース系のシートとがラミネートされている。
【０００５】
前記充填剤は、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムから選択される少なくとも一種をチタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤、アセチレングリコール及びこの誘導体から選択される一種で表面処理される。
また、シリカ、セラミックバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズ及び製紙ヘドロ焼却灰から選択される少なくとも一種をエポキシ系シランカップリング剤で表面処理した充填剤を使用することもできる。
あるいは、澱粉をアセチレングリコール及び／又はこの誘導体で表面処理した充填剤を使用することもできる。
【０００６】
ラミネートされるセルロース系の基材シートは、生分解性とするためにセルロースのような天然繊維又はこれに準じるものとされ、紙、不織布又はセロハン等が選択される。基材シートの坪量は、5 g/m²〜50 g/m² の範囲とされる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の緩衝材用シートを詳細に説明する。
図１は、本発明の緩衝材用シート１を示す斜視図であり、セルロース系の基材シート２上に生分解性樹脂層３が積層されている。生分解性樹脂層３には、カップリング剤等により表面処理された充填剤が添加されており、この緩衝材用シート１を使用して気泡構造緩衝材を製作する際、熱シール時の樹脂の流動性を抑制し、封入された空気の漏れを防止する。
生分解性樹脂層３の厚さは、10〜200 μｍが好ましく、厚さが10μｍ未満ではシール強度が低下し、200 μｍを超えると材料コストが上がり過ぎ好ましくない。従って、生分解性樹脂層３の厚さは製作する気泡構造緩衝材の用途に合わせて上記範囲内で適宜設定される。
【０００８】
図２、図３は、本発明の緩衝材用シート１を用いて気泡構造緩衝材を製作する工程を順に示す斜視図であり、図２において、本発明の緩衝材用シート１は、所定の幅に裁断され、生分解性樹脂層３を内側として折り曲げた後、シール部４で一次シールして、筒状体５を得る。その後、図３において、筒状体５の一端から空気等のガスを吹き込んで膨らませ、長さ方向に一定の幅でシール部６で二次シールすることにより、俵状部７が多数連なった気泡構造緩衝材が得られる。このシール部６にミシン目を入れておけば、適宜所望のサイズで切り離して使用することができる。
【０００９】
本発明において使用可能な生分解性樹脂は、具体的には、マロン酸、琥珀酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、ドデカン酸、林檎酸、酒石酸、クエン酸等の多価カルボン酸及びこれらの無水物と、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパン等の多価アルコールとの縮重合物、乳酸の環状二量体であるラクチドやε−カプロラクトン等の環状エステルの開環重合物（ポリカプロラクトン）、乳酸やヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸のようなヒドロキシ酸の縮重合物が例示され、これらの１種又は２種以上の混合物として使用される。
【００１０】
また、生分解性樹脂は、通常、使用時に光劣化を起こしてはならず、このため例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤等を添加してもよく、また、着色のために顔料を、あるいは柔軟性を付与するために可塑剤等を添加してもよい。
【００１１】
使用される充填剤は、無機充填剤としては炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリカ、セラミックバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズ及び製紙ヘドロ焼却灰等が挙げられ、有機充填剤としては穀物の澱粉質の粉末が挙げられる。
これらの充填剤は、一種又は二種以上の混合物として使用され、混合することによって互いにその特性を補完することができる。
【００１２】
これらの内、炭酸カルシウムについては、平均粒径が0.1 〜6 μｍであれば重質、軽質又はコロイド質の何れでもよいが、脂肪酸等による表面処理がなされていないほうが好ましい。また、粒径の大小はその比表面積の差異により成形時の粘度、物性に影響を及ぼすため、粒径の小さい炭酸カルシウムの量は、粒径の大きい炭酸カルシウムの量より少なくする必要がある。
なお、他の水酸化カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム及びシリカ等の粒径、表面処理についても炭酸カルシウムと同様である。
【００１３】
セラミックバルーン、ガラスバルーン及びガラスビーズ等は粒径が30μｍ以下であればよく、これらの充填剤は球状をなし、充填による粘度上昇が小さい。特に、セラミックバルーン、ガラスバルーンは中空のため比重が小さく、これらを充填した樹脂はその比重も小さくなり、コスト的に有利となる。さらに、充填するセラミックバルーン、ガラスバルーンが真球であれば、樹脂材料中で方向性を生じず、成形時方向性のない製品が得られる。
【００１４】
有機充填剤である澱粉質には、馬鈴薯、薩摩芋、小麦、コーン、タピオカ及び糠類等の粉末が挙げられる。澱粉質は種々の形状を採り、アミロース及びアミロペクチンの含量、その重合度も異なり、粒径もさまざまであるが、粒径が30μｍ以下であれば何れの澱粉質であってもよい。
また、澱粉質は滑性を有しているので、樹脂とのブレンド物に滑剤を添加せずに、成形時の滑性を付与することができるため、配合の手間、コスト面でも有利となる。
【００１５】
生分解性樹脂に添加する充填剤の添加量は、生分解性樹脂100 重量部に対して、10〜150 重量部の範囲で適宜必要とする特性に合わせて添加すればよい。充填剤の添加量が10重量部未満では、粘度調整、流動性等に及ぼす効果が小さく、150 重量部を超えると粘度が上がり過ぎ、成形性、物性の低下が著しく、実用性が損なわれる。
【００１６】
本発明において使用される充填剤には表面処理が施されるが、この充填剤の表面処理に使用されるカップリング剤は、セラミックバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、シリカを主成分とする製紙ヘドロ焼却灰及びシリカに対してはエポキシ系のシランカップリング剤（表１参照）がよい。
これら以外の無機充填剤の表面処理には、チタネート系カップリング剤（表２参照）、アルミネートカップリング剤（表３参照）あるいはアセチレングリコール及びこの誘導体（表４参照）が適当である。
【００１７】
【表１】

【００１８】
【表２】

【００１９】
【表３】

【００２０】
【表４】

【００２１】
これら充填剤に対するカップリング剤の処理方法は、湿式法（加水分解による方法）、乾式法、ミキシングロール上でのインテグラルブレンド等、何れの方法で処理しても差し支えなく、カップリング剤等の添加量は0.5 〜5 PHR で充分である。添加量が0.5 PHR 未満ではカップリング剤の効果があまりなく、5 PHR を超えるとカップリング剤コストが高くつき、低価格化の目的に反するので好ましくない。
【００２２】
本発明で使用される生分解性樹脂は、焼却炉での焼却の際の発熱量がポリエチレンなどの約1/2 であるが、充填剤の量を多くして発熱量をさらに少ない1/3 〜 1/4とすることもでき、問題のない焼却処理が可能である。また、添加する無機充填剤の種類によっては、PHを８以上のアルカリ性とすることもでき、土壌中での生分解性樹脂の加水分解を促進し、微生物による分解速度を速めることができる。この微生物による分解速度は澱粉質などの添加によりさらに促進される。
【００２３】
基材シートとして紙又は不織布を用いて生分解性樹脂とともに押出しラミネートする際、生分解性樹脂が紙又は不織布の目の間に入って両者の結合が強固となるように、比較的目の粗い、例えば、坪量5 〜50 g/m² の紙又は不織布が好ましい。特には、何ら表面処理されていない天然セルロース又は再生セルロースであるレーヨンなどの未塗工の紙が好ましい。なお、基材シートとしての坪量は、5 g/m²未満では薄すぎて補強効果が弱く、また50 g/m² を超えると厚くなりすぎて剛性が大きくなり、空気を入れた場合ふくらみ難くなる。
不織布は、湿式法、乾式法の何れのものでもよいが、繊維は当然生分解性であることが必要であり、また、乾式法不織布の場合にはこれに使用されるバインダーも生分解性とされる。
一方、基材シートとしてセロハンのようなフィルムを用いて生分解性樹脂とラミネートするときは、セロハンをポリエチレンイミンあるいはイソシアネート等でアンカーコートすることでラミネート強度を実用上差し支えないレベルとすることができる。
【００２４】
充填剤が添加された生分解性樹脂材料とセルロース系の基材シートとは、Ｔ−ダイを使用した押出しラミネートあるいはドライラミネートでラミネートすることができる。
このようにして得られる本発明の緩衝材用シートは、生分解性樹脂側を内側として折り曲げられ熱シールして筒状体とし、再度熱シールして俵状部が多数連なった気泡構造緩衝材とされる。添加された充填剤は、熱シール時、シール部の樹脂の流動性を抑え、融着を完全にして封入された空気の漏れを防止する。また、基材シート側を外側として熱シールされるのでシールバー（加熱端子）が汚れず、清掃が不要であり、生産性が向上する。シール法には、熱シール、インパルスシール、超音波シール等が挙げられる。
【００２５】
【実施例】
本発明の緩衝材用シートについて実施例に基づき具体的に説明するが、本発明は特にこれらに限定されない。
実施例１：
脂肪族ポリエステル；ビオノーレ1001（昭和高分子社製、商品名、1,4-ブタンジオールとコハク酸の重合体）100 重量部に、チタネートカップリング剤としてテトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート1 重量部を添加した平均粒径2 μｍの重質炭酸カルシウム120 重量部、ステアリン酸2 重量部及びアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム7764（昭島化学工業社製、商品名）3 重量部を120 ℃のミキシングロールで樹脂を溶融した後、5 分間混練した。
これをシート状として取り出し、140 ℃の型枠中で5 分間加圧して、厚さ2 mmの生分解性樹脂からなるシート状物を得た。このシートから試験用サンプルを2 号ダンベル（JIS 規定）で打ち抜き、200 mm/ 分の速度で引張試験等の物性を測定した。その結果を表5 に示す。
【００２６】
【表５】

【００２７】
シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットとした。このペレットをスクリュー径65mmの押出機により、シリンダー温度140 〜230 ℃、ダイス温度235 ℃にて、回収パルプよりなる坪量20g/m²、厚さ50μｍ、幅700 mmの古紙とラミネートして生分解性樹脂層40μｍ、総厚70μｍの緩衝材用シートを得た。
【００２８】
実施例２：
脂肪族ポリエステル；ビオノーレ1001（前出）100 重量部に、アセチレングリコールの酸化エチレン付加体；サーフィノール440 （日信化学工業社製、商品名）2 重量部を添加したコーンスターチＹ（日本食品加工製、商品名）100 重量部を120 ℃のミキシングロールで樹脂を溶融した後、5 分間混練した。これをシート状として取り出し、以下、実施例１と同様にして試験用サンプルを作製して同様の測定を行い、その結果を表5 に示した。
【００２９】
作製した上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットとした。このペレットを用い、実施例１と同様にして、回収パルプよりなる坪量12g/m²、厚さ30μｍ、幅700 mmの古紙とラミネートして生分解性樹脂層40μｍ、総厚50μｍの緩衝材用シートを得た。
【００３０】
実施例３：
脂肪族ポリエステル；ビオノーレ3010（昭和高分子社製、商品名、1,4-ブタンジオールと、コハク酸及びアジピン酸との共重合体）100 重量部に、高分子シランカップリング剤；MAC2101 （日本ユニカー社製、商品名）１重量部を添加したガラスバルーン；X-39（旭硝子社製、商品名）60重量部、ステアリン酸2 重量部、アルキルベンゼンスルフォン酸カルシウム7764（前出）3 重量部を100 ℃のミキシングロールで樹脂を溶融した後、5 分間混練した。
これをシート状として取り出し、以下、実施例１と同様にして試験用サンプルを作製して同様の測定を行い、その結果を表5 に示した。
【００３１】
作製した上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットとした。このペレットを用い、実施例１と同様にして、回収パルプよりなる坪量12g/m²、厚さ30μｍ、幅700 mmの古紙とラミネートして生分解性樹脂層110 μｍ、総厚120 μｍの緩衝材用シートを得た。
【００３２】
実施例４：
脂肪族ポリエステル；ビオノーレ1001（前出）85重量部に、ポリカプロラクトンH7（ダイセル化学社製、商品名）15重量部、アセチレングリコールの酸化エチレン付加体；サーフィノール440 （前出）1 重量部を添加した平均粒径2 μｍの重質炭酸カルシウム120 重量部、ステアリン酸2 重量部及びアルキルベンゼンスルフォン酸カルシウム7764（前出）3 重量部を120 ℃のミキシングロールで樹脂を溶融した後、5 分間混練した。
これをシート状として取り出し、以下、実施例１と同様にして試験用サンプルを作製して同様の測定を行い、その結果を表5 に示した。
【００３３】
作製した上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットとした。このペレットを用い、実施例１と同様にして、表面をイソシアネート処理して乾燥した坪量30g/m²、厚さ20μｍ、幅700 mmのセロハンとラミネートして生分解性樹脂層40μｍ、総厚60μｍの緩衝材用シートを得た。
【００３４】
実施例５：
脂肪族ポリエステル；ビオノーレ1001（前出）85重量部に、ポリカプロラクトンH7（前出）10重量部、乳酸系樹脂1012（島津製作所社製、商品名）5 重量部、アセチレングリコールの酸化エチレン付加体；サーフィノール440 （前出）1 重量部を添加した平均粒径2 μｍの重質炭酸カルシウム120 重量部、ステアリン酸2 重量部及びアルキルベンゼンスルフォン酸カルシウム7764（前出）3 重量部を120 ℃のミキシングロールで樹脂を溶融した後、5 分間混練した。
これをシート状として取り出し、以下、実施例１と同様にして試験用サンプルを作製して同様の測定を行い、その結果を表5 に示した。
【００３５】
作製した上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットとした。このペレットを用い、実施例１と同様にして、表面をイソシアネート処理して乾燥した坪量30g/m²、厚さ20μｍ、幅700 mmのセロハンとラミネートして生分解性樹脂層40μｍ、総厚60μｍの緩衝材用シートを得た。
【００３６】
このようにして製作した実施例１〜５の緩衝材用シートを20cm角に切り取り、腐葉土中に埋設し、これを33℃×75％RHの恒温室中で3 ヶ月間放置したところ、若干量の紙の繊維分、セロハンが残っていたが、大半は分解していた。
【００３７】
【発明の効果】
上記したように本発明の緩衝材用シートは、生分解性樹脂層に多量の充填剤を混入しても、表面処理した充填剤を使用しているため物性の低下が抑えられ、加えて、生分解性樹脂が紙、不織布等の目の間に入って両者の結合が強固となっているため、生分解性樹脂層が薄くても十分な強度を有している。従って、紙、不織布、セロハン等の基材シート及び生分解性樹脂層の厚さは、必要最小限の厚さレベルでよいため、土中に埋設したときの分解速度が速く、さらに、アルカリ性の充填剤を添加すると土壌中での加水分解を促進し、微生物による分解がより速くなる。また、澱粉質の充填剤の添加によっても微生物による分解をより促進する。
また、焼却時の発熱量も通常の生分解性樹脂の1/2 程度と少なく、焼却炉を傷めることもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の緩衝材用シートを示す斜視図である。
【図２】本発明の緩衝材用シートを用いて気泡構造緩衝材を製作する１工程を示す斜視図である。
【図３】気泡構造緩衝材を製作する図２に続く工程を示す斜視図である。
【符号の説明】
１・・・・・・緩衝材用シート、
２・・・・・・基材シート、
３・・・・・・生分解性樹脂層、
４・・・・・・シール部、
５・・・・・・筒状体、
６・・・・・・シール部、
７・・・・・・俵状部。

Claims

生分解性脂肪族ポリエステル系樹脂100 重量部に、表面処理された充填剤を10〜150 重量部添加した材料とセルロース系の基材シートとをラミネートしてなり、前記充填剤が、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、クレー、水酸化アルミニウム及び水酸化マグネシウムから選択される少なくとも一種をチタネートカップリング剤、アルミネートカップリング剤、アセチレングリコール及びこの誘導体から選択される一種で表面処理してなることを特徴とする気泡構造を有する緩衝材用シート。
生分解性脂肪族ポリエステル系樹脂100 重量部に、表面処理された充填剤を10〜150 重量部添加した材料とセルロース系の基材シートとをラミネートしてなり、前記充填剤が、シリカ、セラミックバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズ及び製紙ヘドロ焼却灰から選択される少なくとも一種をエポキシ系シランカップリング剤で表面処理してなることを特徴とする気泡構造を有する緩衝材用シート。
生分解性脂肪族ポリエステル系樹脂100 重量部に、表面処理された充填剤を10〜150 重量部添加した材料とセルロース系の基材シートとをラミネートしてなり、前記充填剤が、澱粉をアセチレングリコール及び／又はこの誘導体で表面処理してなることを特徴とする気泡構造を有する緩衝材用シート。
前記セルロース系の基材シートが、紙、不織布又はセロハンである請求項１〜３のいずれか１項に記載の緩衝材用シート。
前記セルロース系の基材シートの坪量が、 5 g/m ² 〜 50 g/m ² の範囲にある請求項１〜４のいずれか１項に記載の緩衝材用シート。