JP7230237B2 - 積層体およびその利用 - Google Patents
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Description
本発明の一実施形態に係るポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む積層体は、基材層と、前記基材層の少なくとも片面に積層されたラミネート層と、を含む積層体であり、前記ラミネート層が、(A)示差走査熱量分析において、130~155℃の範囲にある結晶融解曲線のトップ温度(Tma)と、結晶融解曲線のエンド温度(Tmb)との差が10℃以上、および(B)175℃における溶融粘度が100~700Pa sを満たすポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む、ことを特徴とする。以下において、「ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂」を「P3HB系樹脂」と略して言及する場合もある。また、以下において、「本発明の一実施形態に係るポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂」を「本P3HB系樹脂」と略して言及する場合もある。
(2-1.積層体の構成)
本発明の一実施形態に係る積層体(以下、「本積層体」と称する。)は、基材層と、前記基材層の少なくとも片面に積層されたラミネート層と、を含む積層体であり、前記ラミネート層が、後述する特定の融点挙動((A)で示すパラメータ)および溶融粘度((B)で示すパラメータ)を有する、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む、ことを特徴とする。本積層体は、ラミネート層の表面状態が良好であるため、種々の用途において有利である。
本積層体におけるラミネート層は、後述する樹脂組成物により構成される。本明細書において「ラミネート層」は、当該層を構成する成分の観点から、「樹脂層」と表現することもできる。
本発明の一実施形態に係る樹脂組成物(以下、「本樹脂組成物」と称する。)は、特定のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む。
本樹脂組成物は、後述する特定の融点挙動((A)で示すパラメータ)および溶融粘度((B)で示すパラメータ)を有する。本樹脂組成物がこのような特定の融点挙動および溶融粘度を有することにより、押出ラミネーションにより積層体を製造する際に、基材との接着性を良好に保つとともに、ネックイン特性および冷却ロールからのラミネート層の剥離性を改善し、ラミネート層の表面状態が良好な積層体を得ることができる。
本発明の一実施形態において、本樹脂組成物は、上記P3HB系樹脂を含む、押出ラミネート層用の樹脂組成物である。
本積層体におけるラミネート層は、上述した(樹脂組成物)に記載の本樹脂組成物により形成される。本発明の一実施形態において、本積層体におけるラミネート層は、本発明の効果を損なわない範囲で、上記樹脂組成物以外の成分を含んでいてもよい。これら添加剤の含有量は、その使用目的に応じて当業者が適宜設定可能である。
本積層体は、基材層を含む。本積層体における基材層は、ラミネート層を積層可能な層であれば特段限定されない。
本発明の一実施形態に係る本積層体の製造方法(以下、「本製造方法」と称する。)は、下記(i)~(iii)の工程を含む:
工程(i):ラミネート層用の樹脂を溶融押出しする工程、
工程(ii):前記工程(i)で得られた溶融押出し後のラミネート層用の樹脂と、別途繰り出した基材層用の基材とを接触させて、前記基材層と前記ラミネート層とを含む積層体を形成する工程、
工程(iii):前記工程(ii)で得られた積層体を少なくとも1本が温調可能な2本のロールで挟み、前記積層体を構成する前記基材層と前記ラミネート層とを圧着する、圧着工程。
本積層体は、上記(i)~(iii)の工程を含む押出ラミネート法により、基材層の片面または両面に、樹脂組成物を加熱融着させて製造することができる。本明細書中、「温調可能」とは、温度調節機能が備わっており、所望の温度に調節することが可能であることを意味する。
本発明の一実施形態に係る成形体(以下、「本成形体」と称する。)は、本積層体を含む。本成形体は、ラミネート層の表面状態が良好である積層体から形成されているため、種々の用途において有利である。
<1>基材層と、前記基材層の少なくとも片面に積層されたラミネート層と、を含む積層体であり、
前記ラミネート層が、以下の(A)および(B)を満たす、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む、積層体:
(A)示差走査熱量分析において、130~155℃の範囲にある結晶融解曲線のトップ温度(Tma)と、結晶融解曲線のエンド温度(Tmb)との差が10℃以上、
(B)175℃における溶融粘度が100~700Pa s。
<2>前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)である、<1>に記載の積層体。
<3>前記ラミネート層が、押出ラミネート層である、<1>または<2>に記載の積層体。
<4>前記基材層が、生分解性を有する層である、<1>~<3>のいずれかに記載の積層体。
<5>前記基材層が紙である、<1>~<4>のいずれかに記載の積層体。
<6><1>~<5>のいずれかに記載の積層体を含む、成形体。
<7>下記(i)~(iii)の工程を含む、<1>~<5>のいずれかに記載の、積層体の製造方法:
(i)ラミネート層用の樹脂を溶融押出しする工程、
(ii)前記工程(i)で得られた溶融押出し後のラミネート層用の樹脂と、別途繰り出した基材層用の基材とを接触させて、前記基材層と前記ラミネート層とを含む積層体を形成する工程、および
(iii)前記工程(ii)で得られた積層体を少なくとも1本が温調可能な2本のロールで挟み、前記積層体を構成する前記基材層と前記ラミネート層とを圧着する、圧着工程。
<8>前記工程(i)において、押出時の樹脂温度が155~175℃である、<7>に記載の積層体の製造方法。
<9>前記工程(iii)において、温調可能なロールが前記積層体のラミネート層に接する、<7>または<8>に記載の積層体の製造方法。
<10>前記工程(iii)において、温調可能なロールの温度が35~70℃である、<7>~<9>のいずれかに記載の積層体の製造方法。
実施例および比較例において、以下の表1に記載の、特定の融点特性および特定の溶融粘度を有するポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート系樹脂を含む樹脂ペレット1~7を使用した。なお、前記樹脂ペレット1~4は、上述の段落〔0041〕に記載の方法により製造した。また、前記樹脂ペレット5、6は、前記KNK-005株から得られた樹脂単独を用いて製造した。前記樹脂ペレット7は、前記KNK-005ΔphaZ1::Plac-phaCReΔphaZ2,6株単独から得られた樹脂を分子量調整することなく用いて製造した。
実施例および比較例における評価を、以下の方法で行った。
樹脂試料4~10mgをアルミパンに充填し、示差走査熱量分析器を用いて、窒素気流下、30℃から180℃まで10℃/分の速度で昇温して樹脂試料が融解した時に得られる吸熱曲線を得た。130~155℃の範囲に存在する融点ピークについて、吸熱量が最大となった融点ピークのトップ温度をTmaとし、吸熱が認められなくなった温度をTmbとした。Tmaより高温側に別の融点ピークがある場合は、その吸熱が認められなくなった温度をTmbとした。
口径1mm、長さ10mm、流入角90°のオリフィスを装着し、175℃に加熱したキャピログラフ(シリンダー径10mm)に樹脂試料15gを充填し、5分間予熱した後に、ピストンを10mm/minの速度で降下させた。前記オリフィスから溶融樹脂を押出す際の、ピストンにかかる応力から、剪断速度122/sでの溶融粘度を算出した。
冷却ロールへのラミネート層の張り付き具合を観測した。評価基準は下記の通りとした。
◎:4.0m/minで成形した場合、ラミネート表面に凹凸がなく、連続運転できる状態
〇:4.0m/minで成形した場合、冷却ロールから離れにくく白濁したムラがあるが、2.0m/minで成形した場合、ラミネート面に凹凸がなく連続運転はできる状態
×:2.0m/min未満での成形した場合でも、積層体が冷却ロールから離れにくくなっており、手で剥離の補助をしないと連続運転ができない状態
(ネックイン特性)
T型ダイスの横幅に対するラミネート層の横幅の割合を測定した。評価基準は下記の通りとした。
<評価>
◎:65%以上
〇:60%以上
×:60%未満。
ラミネート層にカッターナイフで、長さ30mmのクロスカットを入れた。続いて、ラミネート層のカット面に積水化学オリエンテープ No.380を貼り付け、手で剥離して、紙の剥離の様子を観察した。評価基準は下記の通りとした。
◎:界面剥離せず、紙の凝集破壊が観察された。
冷却ロールからの剥離性、ネックイン特性、および基材とラミネート層間の接着性を基に総合的に評価した。評価基準は下記の通りとした。
○:×の項目がない
×:×の項目が1つ以上ある。
樹脂ペレット1を横幅:150mm、リップ開口幅:0.25mmのT型ダイスを装着した単軸押出機(東洋精機製作所製 「20C200型」ラボプラストミル)を用いて、シリンダー温度140~160℃、T型ダイ170℃に設定して、冷却ロールを60℃に温調したラミネーター(ロール径100mm)を用いて、坪量200g/m2のカップ原紙の片面に厚さ30μmでラミネートして、積層体を得た。冷却ロールの速度が4.0m/minでは冷却ロールへの張り付きが起こり、連続運転が困難であったため、2.0m/minに速度を落として成形した(この場合、冷却ロールからの剥離性を○と評価した。)。続いて、得られた積層体を用いて、ネックイン特性および基材(紙)とラミネート層間の接着性を評価した。結果を表2に示す。
樹脂ペレット1を樹脂ペレット2に変更した以外は、実施例1と同様にして、各評価項目を評価した。結果を表2に示す。
樹脂ペレット1を樹脂ペレット3に変更した以外は、実施例1と同様にして、各評価項目を評価した。結果を表2に示す。
樹脂ペレット1を樹脂ペレット4に変更した以外は、実施例1と同様にして、各評価項目を評価した。結果を表2に示す。
樹脂ペレット1を樹脂ペレット5に変更した以外は、実施例1と同様にして、各評価項目を評価した。結果を表2に示す。
樹脂ペレット1を樹脂ペレット6に変更した以外は、実施例1と同様にして、各評価項目を評価した。結果を表2に示す。
樹脂ペレット1を樹脂ペレット7に変更した以外は、実施例1と同様にして、各評価項目を評価した。結果を表2に示す。
表2より、実施例では、冷却ロールへのブロッキング、ネックイン特性、および基材との接着性のすべての評価項目について、良好な結果であった。
Claims (9)
- (i)ラミネート層用の樹脂を溶融押出しする工程、
(ii)前記工程(i)で得られた溶融押出し後のラミネート層用の樹脂と、別途繰り出した基材層用の基材とを接触させて、基材層とラミネート層とを含む積層体を形成する工程、および
(iii)前記工程(ii)で得られた積層体を少なくとも1本が温調可能な2本のロールで挟み、前記積層体を構成する前記基材層と前記ラミネート層とを圧着する、圧着工程、を含む、積層体の製造方法であり、
前記積層体は、基材層と、前記基材層の少なくとも片面に積層されたラミネート層と、を含み、
前記ラミネート層が、以下の(A)および(B)を満たす、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む、積層体の製造方法:
(A)示差走査熱量分析において、130~155℃の範囲にある結晶融解曲線のトップ温度(Tma)と、結晶融解曲線のエンド温度(Tmb)との差が10℃以上であり、
(B)175℃における溶融粘度が100~700Pa sである。 - 前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)である、請求項1に記載の積層体の製造方法。
- 前記ラミネート層が、押出ラミネート層である、請求項1または2に記載の積層体の製造方法。
- 前記基材層が、生分解性を有する層である、請求項1~3のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記基材層が紙である、請求項1~4のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記工程(i)において、押出時の樹脂温度が155~175℃である、請求項1~5のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記工程(iii)において、温調可能なロールが前記積層体のラミネート層に接する、請求項1~6のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 前記工程(iii)において、温調可能なロールの温度が35~70℃である、請求項1~7のいずれか1項に記載の積層体の製造方法。
- 請求項1~8のいずれか1項に記載の製造方法により積層体を製造する工程を含む、成形体の製造方法。
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