JP4616704B2 - 生分解性樹脂製品及びその成形方法及び成形装置 - Google Patents

Description

本発明は、植物由来樹脂等の生分解性を有する樹脂から作られた容器等の樹脂製品及びその成形方法及び成形装置に関する。

従来技術において、生分解性樹脂によって作られた容器等は、耐透水性、耐通気性、耐衝撃性、耐薬品性に関し問題があった。
生分解性樹脂のこれらの問題を解決するため、以下のものが提案されている。すなわち、容器内層をポリオレフィン樹脂で成形し、外層を生分解性樹脂で構成することにより短期間で自然環境において生分解されるプラスチック製品が得られることに鑑みなされた発明が提案されている。これは、少なくとも内層と外層を有する積層プラスチック製品において、外層の構成成分の５０質量％以上が生分解性樹脂であり、内層がポリオレフィン樹脂であることを特徴とする生分解性プラスチック製品である（例えば、特許文献１参照）。

他の提案は、表面光沢を有し、酸素バリアー性及び水分バリアー性に優れると共に、内容品による着色等がなく耐内容品特性に優れたポリ乳酸から成る層を含有して成る多層容器である（例えば、特許文献２参照）。すなわち、バリアー性樹脂を中間層として含有し、脂肪族ポリエステル樹脂を内外層に少なくとも一層含有し且つ中間層と内外層との間に接着性樹脂層を介在させた脂肪族ポリエステル多層容器において、内外層の脂肪族ポリエステル樹脂がポリ乳酸であり、中間層がエチレン・ビニルアルコール共重合体、環状オレフィン系共重合体及びシクロヘキサンジメタノール変性芳香族ポリエステルから成る群より選択された樹脂から成る少なくとも一つの層を含有することを特徴とする脂肪族ポリエステル多層容器である。

一方、保形性を有する外層と、該外層から剥離可能な内層とを有する多層分割容器の成形装置として、容器を形成する一つの層のための第１成形材料の供給流路の一部に、第１成形材料と接着作用のある第２成形材料を供給するための第２成形材料供給口を設けたことを特徴とする多層分割容器成形装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００１−２２５４３０号 特開２００１−３４７６２３号 特開２００４−１２３１７４号公報

しかし、引用文献１に開示されたプラスチック容器においては、生分解性は維持されているが、耐衝撃性に関しまだ改善の余地がある。
引用文献２に開示された多層容器においては、バリアー性樹脂を中間層とし、脂肪族ポリエステル樹脂を内外層に少なくとも一層含有し且つ中間層と内外層との間に接着性樹脂層を介在させているが、該接着性樹脂層の接着性は弱い。従って、この発明を実施した製品は、接着性の不足により実用的でない。
引用文献３に開示された多層分割容器成形装置においては、二重層で部分的に三重層である容器が成形可能である。しかし、仮に、全体を三重層構造にすると、層間の接着性が弱く、実用的な容器を形成できない問題がある。さらに、仮に、接着性の弱さを考慮して、中間層を断続的に形成し、内層と外層を部分的に連続させると、内層と外層が部分的に一体化ができて強度の点では実用上の問題はなくなる。しかし、内層と外層を部分的に連結した部分のバリアー機能が低下し、容器としての作用が劣ることになる。

（発明の目的）
本発明は、従来技術の生分解性樹脂製品及びその成形方法及びその成形装置の上述した問題に鑑みてなされたものであって、使用される材料に大きな割合で生分解性樹脂材料を包含する生分解性樹脂製品及びその成形方法及び成形装置を提供することを目的とする。
本発明はまた、十分なバリアー性を有し、かつ内層及び外層の結合力が実用上問題がない程度に強い生分解性樹脂製品及びその成形方法及び成形装置を提供することを目的とする。

第１発明は、外側に生分解性樹脂層を、内側にバリアー性樹脂層を有し、外側から内側へ延びた断面において、前記外側生分解性樹脂層と前記内側バリアー性樹脂層の間であって、前記外側生分解性樹脂層側にバリアー性樹脂アンカー層を設け、前記内側バリアー性樹脂層側に生分解性樹脂アンカー層を設け、前記外側生分解性樹脂層と前記生分解性樹脂アンカー層とが連続して形成され、前記バリアー性樹脂アンカー層と前記内側バリアー性樹脂層が連続して形成されていることを特徴とする生分解性樹脂製品である。

第２発明は、マンドレルの表面の全周にバリアー性樹脂材料を供給して内側バリアー層を形成し、
該内側バリアー層の上に、生分解性樹脂材料を複数の帯部を形成するように供給して生分解性樹脂アンカー層を形成し、
前記生分解性樹脂アンカー層の帯部の間及び該帯部の一部の内側に、バリアー性樹脂アンカー層を形成し、
前記生分解性樹脂アンカー層及び前記バリアー性樹脂アンカー層の上の全周に生分解性樹脂材料を供給して外側生分解性樹脂層を形成することを特徴とする生分解性樹脂製品の成形方法である。

第３発明は、マンドレルの周囲の樹脂材料流れ方向の上流から順に、マンドレルの表面の全周にバリアー性樹脂材料を供給して内側バリアー性樹脂材料層を形成する第１材料流路、
該内側バリアー層の外側に生分解性樹脂材料を複数の箇所に帯状に供給して生分解性樹脂アンカー層を形成する第２材料流路、
前記バリアー性樹脂アンカー層の間及び前記内側バリアー性樹脂アンカー層の一部の内側にバリアー性樹脂材料を供給してバリアー性樹脂アンカー層を形成する第３材料流路、さらに、
前記バリアー性樹脂アンカー層及び前記生分解性樹脂アンカー層の外側に生分解性樹脂材料を供給して外側生分解性樹脂材料層を形成する第４材料流路を設けていることを特徴とする生分解性樹脂製品の成形装置である。

第４発明は、少なくとも側壁部が、生分解性樹脂層とバリアー性樹脂層を含み、前記生分解性樹脂層とバリアー性樹脂層に及ぶ断面において、前記生分解性樹脂層とバリアー性樹脂層のうち第１樹脂の層、第２樹脂の層、第１樹脂の層が順次形成され、前記二つの第１樹脂の層が連続していることを特徴とする生分解性樹脂製品である。

ここで、用語「アンカー」は、基準面上に第１対象物があり、該基準面に孔を形成し、該孔の中に該孔を通過できない大きさの第２対象物を設け、前記第１対象物及び前記第２対象物を連結した場合、前記第２対象物を前記第１対象物のアンカーであるというように使用されるものとする。

本発明に係る生分解性樹脂製品及びその成形方法及びその成形装置によれば、使用される材料に大きな割合で生分解性樹脂材料を包含し、樹脂材料の公害を有効に減少させることができる。
本発明に係る生分解性樹脂製品及びその成形方法及びその成形装置によれば、また、十分なバリアー性を有し、かつ内層及び外層の結合力が実用上問題がない程度に強い生分解性樹脂製品を成形できる効果を有する。

本発明の生分解性樹脂製品及びその成形装置の実施形態を図面に基づいて説明する。
（１）生分解性樹脂製品
図１は、生分解性樹脂製品の一つである生分解性樹脂容器１０の斜視図であり、一部切り欠いて示す。図２は、生分解性樹脂容器１０の側壁部１２の断面を示すが、円筒部分を平面状に展開して示している。生分解性樹脂容器１０は、図１及び図２に示すように、概ね、側壁部１２、底面部１４及び頂面部１６が、植物由来樹脂（非石油系樹脂）からなる外側生分解性樹脂層２０、及びバリアー作用を持つ内側バリアー性樹脂層２２からなる。側壁部１２、底面部１４及び頂面部１６の厚さは、約１．００ｍｍである。なお、実施形態の生分解性樹脂容器１０の成形材料の全体構成は、厳密には、約１５．０容積％のバリアー性樹脂成形材料を含んでおり、その他が生分解性樹脂成形材料である。

外側生分解性樹脂層２０は、図２に示すように、薄い部分において厚さＡ＝０．７５ｍｍであり、内側バリアー性樹脂層２２は、薄い部分において厚さＢ＝０．０５ｍｍである。外側生分解性樹脂層２０と内側バリアー性樹脂層２２は、夫々垂直方向すなわち成形時の成形材料の流れ方向に沿って延びた生分解性樹脂アンカー層３０及びバリアー性樹脂アンカー層３２を有し、それらの各アンカー層３０、３２は相互に相手側を包み込むようになっている。すなわち、外側生分解性樹脂層２０は、図２に示すように、厚さＣ＝０．２０ｍｍ、幅Ｄ＝８．０ｍｍの扁平楕円形断面の外側生分解性樹脂アンカー層３０を、中心間隔Ｅ＝１２．００ｍｍで複数個有する。内側バリアー性樹脂層２２は、図２に示すように、厚さＦ＝０．２０ｍｍ、幅Ｇ＝８．０ｍｍの扁平楕円形断面のバリアー性樹脂アンカー層３２を、中心間隔Ｈ＝１２．００ｍｍで複数個有する。
外側生分解性樹脂アンカー層３０及び内側バリアー性樹脂アンカー層３２は、生分解性樹脂容器１０の中心角度１２°に相当し、全周で３０個形成されている。

（２）作用
外側生分解性樹脂層２０及び内側バリアー性樹脂層２２は、図２に示すように、生分解性樹脂アンカー層３０及びバリアー性樹脂アンカー層３２が、相互に相手側を包み込むようになっている。そのため、一体的に形成された外側生分解性樹脂層２０及び内側バリアー性樹脂層２２は、生分解性樹脂アンカー層３０及びバリアー性樹脂アンカー層３２が互いに他方が分離することを阻止するように作用する。従って、外側生分解性樹脂層２０及び内側バリアー性樹脂層２２は、生分解性樹脂材料とバリアー性樹脂材料の間の接着力が弱いとしても、両者の機械的すなわち構造的な結合によって生分解性樹脂製品の内層及び外層を安定して維持することができる。

（３）成形装置
本発明の生分解性樹脂製品成形装置は、一般に使用されているブロー成形機（図示せず）であり、その樹脂材料供給部１００は、図３の断面図に示すように、中心軸線Ｏ上に配置されるマンドレル１１０を有する。マンドレル１１０は中心孔１４０を有する。マンドレル１１０の周囲には、概ね上側から順次、第１流路部材１１２、第２流路部材１１４、第３流路部材１１６、第４流路部材１２０、第５流路部材１２２及び第６流路部材１２４が設けられている。

第１流路部材１１２及び第２流路部材１１４は、生分解性樹脂製品１０の内側バリアー性樹脂層２２（バリアー性樹脂アンカー層３２を除く）を形成するバリアー性樹脂材料を供給する第１材料流路１３０を形成する。
第１流路部材１１２、第２流路部材１１４及び第３流路部材１１６は、生分解性樹脂アンカー層３０を形成する生分解性樹脂材料を供給する第２材料流路１３２を形成する。
第４流路部材１２０及び第５流路部材１２２は、バリアー性樹脂アンカー層３２を形成するバリアー性樹脂材料を供給する第３材料流路１３６を形成する。
第５流路部材１２２及び第６流路部材１２４は、生分解性樹脂容器１０の外側生分解性樹脂層２０を形成する生分解性樹脂材料を供給する第４材料流路１３８を形成する。

第１材料流路１３０及び第４材料流路１３８は、夫々の樹脂材料がマンドレル１１０の全周に廻るように形成される。第２材料流路１３２及び第３材料流路１３６は、マンドレル１１０の周囲に１２°均等間隔で３０本の材料流路が存在するように構成される。３０本の第２材料流路１３２及び３０本の第３材料流路１３６は、互いに６°ずれた角度位置関係にあり、すなわち第２材料流路１３２の中心が第３材料流路１３６の間隔の中心と一致するように位置決めされる。
第３流路部材１１６は、第２流路部材１１４と組み合って、第２材料流路１３２を３０本に分岐するように形成される。第３流路部材１１６は、第１流路部材１１２に対し中心軸線Ｏを中心に回転可能に組み合わされており、第２材料流路１３２と第３材料流路１３６との中心軸線Ｏを中心とする角度位置関係を調整可能にしている。

このように構成された成形材料供給部１００から供給されたブロウ成形ブランク（図示せず）は、マンドレル１１０の中心孔１４０から供給される空気によって、成形型（図示せず）によって定められる前記所定形状の容器に仕上げられる。または、ブロウ成形ブランク（図示せず）は、マンドレル１１０の中心孔１４０から供給される空気によって膨張させられて切断され、隣接して備えられた成形機（図示せず）によって所定形状の生分解性樹脂容器１０に仕上げられる。

（４）使用材料
本発明に使用される生分解性樹脂としては、例えば、ポリヒドロキシブチレート／バリレート、ポリ−β−ヒドロキシ酪酸、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、ポリエチレンサクシネート、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸、ポリビニルアルコール、デンプン、変性デンプン、セルロースアセテート、キトサン/セルロース/デンプン及びこれらの２種以上の混合物が挙げられる。その具体的な市販品の例としては、テラマック（ユニチカ）、ノボン（デンプン（合成）：ノボジャパン）、ビオノーレ（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：昭和高分子）、レイシア（ポリ乳酸：三井化学）、ラクトロン（カネボウ製）、プラクセル（ダイセル化学製）、バイオマックス（デュポン）等が挙げられる。

本発明のバリアー性樹脂は、例えば、熱可塑性樹脂であり、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン−プロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等が挙げられる。特に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン−プロピレン、ＥＶＯＨが好ましい。
本発明のプラスチック製品の内層はこれらポリオレフィン樹脂のみで構成されていてもよいが、生分解誘導促進剤（例えば、デグラ・ノボン（登録商標）（ノボン・ジャパン販売））を３０質量％以下、好ましくは２０質量％以下含有しても良い。

（他の実施形態）
上述した実施形態においては、生分解性樹脂製品の内側にバリアー性樹脂層を設けたが、外側にもバリアー性樹脂層を設けることも可能である。こうすることにより、生分解性樹脂製品のバリアー性を高めることに加えて、生分解性樹脂製品の外面における印刷し難い問題を解決することができる。
また、生分解性樹脂層とバリアー層の間に接着層を設けることにより、より機械的耐久性の高い生分解性樹脂製品を形成できる。

図１は生分解性樹脂製品の一つである生分解性樹脂容器１０の斜視図であり、一部切り欠いて示す。 図２は生分解性樹脂容器の側壁部の断面図であるが、円筒部分を平面状に展開して示して示す。 図３は、本発明の生分解性樹脂容器の成形装置の樹脂材料供給部の断面図である。

符号の説明

１０ 生分解性樹脂容器
１２ 側壁部
１４ 底面部
１６ 頂面部
２０ 外側生分解性樹脂層
２２ 内側バリアー性樹脂層
３０ 生分解性樹脂アンカー層
３２ バリアー性樹脂アンカー層
１００ 樹脂材料供給部
１１０ マンドレル
１１２ 第１流路部材
１１４ 第２流路部材
１１６ 第３流路部材
１２０ 第４流路部材
１２２ 第５流路部材
１２４ 第６流路部材
１３０ 第１材料流路
１３２ 第２材料流路
１３６ 第３材料流路
１３８ 第４材料流路
１４０ 中心孔

Claims (3)

1. 外側に生分解性樹脂層を、内側にバリアー性樹脂層を有し、外側から内側へ延びた断面において、前記外側生分解性樹脂層と前記内側バリアー性樹脂層の間であって、前記外側生分解性樹脂層側にバリアー性樹脂アンカー層を設け、前記内側バリアー性樹脂層側に生分解性樹脂アンカー層を設け、前記外側生分解性樹脂層と前記生分解性樹脂アンカー層とが連続して形成され、前記バリアー性樹脂アンカー層と前記内側バリアー性樹脂層が連続して形成されていることを特徴とする生分解性樹脂製品。
2. マンドレルの表面の全周にバリアー性樹脂材料を供給して内側バリアー性樹脂層を形成し、
   該内側バリアー層の上に、生分解性樹脂材料を複数の帯部を形成するように供給して生分解性樹脂アンカー層を形成し、
   前記生分解性樹脂アンカー層の帯部の間及び該帯部の一部の内側に、前記内側バリアー層と連続したバリアー性樹脂アンカー層を形成し、
   前記生分解性樹脂アンカー層及び前記バリアー性樹脂アンカー層の上の全周に生分解性樹脂材料を供給して、前記生分解性樹脂アンカー層と連続した外側生分解性樹脂層を形成することを特徴とする生分解性樹脂製品の成形方法。
3. マンドレルの周囲の樹脂材料流れ方向の上流から順に、マンドレルの表面の全周にバリアー性樹脂材料を供給して内側バリアー性樹脂材料層を形成する第１材料流路、
   該内側バリアー層の外側に生分解性樹脂材料を複数の箇所に帯状に供給して生分解性樹脂アンカー層を形成する第２材料流路、
   前記バリアー性樹脂アンカー層の間及び前記内側バリアー性樹脂アンカー層の一部の内側にバリアー性樹脂材料を供給して、前記内側バリアー層と連続したバリアー性樹脂アンカー層を形成する第３材料流路、さらに、
   前記バリアー性樹脂アンカー層及び前記生分解性樹脂アンカー層の外側に生分解性樹脂材料を供給して、前記生分解性樹脂アンカー層と連続した外側生分解性樹脂材料層を形成する第４材料流路を設けていることを特徴とする生分解性樹脂製品の成形装置。

Images