JP7353280B2 - 生分解性積層体の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明に係る紙基材と樹脂層から構成される生分解性積層体において、該樹脂層を構成する主要な樹脂材料は、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂、具体的には、式:[-CHR-CH2-CO-O-](式中、RはCnH2n+1で表されるアルキル基で、nは1以上15以下の整数である。)で示される繰り返し単位を含むポリヒドロキシアルカノエートである。
本発明では、生分解性積層体を構成する樹脂層を、P3HAにグリセリンエステル化合物を配合した樹脂組成物で構成することによって、ラミネート加工における冷却ロール等の圧着面からの剥離性を改善して、樹脂層が圧着面に付着しにくく、圧着面から樹脂層がスムーズに剥離されるようにし、表面状態が良好な生分解性積層体の製造を実現することができる。
本発明の生分解性積層体を構成する樹脂組成物は、P3HAとグリセリンエステル化合物に加えて、脂肪族アミド化合物を含有してもよい。脂肪族アミド化合物を配合することによって、圧着面からの剥離性をさらに改善することができる。ただし、脂肪族アミド化合物は任意の成分であり、前記樹脂組成物は脂肪族アミド化合物を含有しないものであってもよい。
本発明の生分解性積層体を構成する樹脂層は、P3HAとグリセリンエステル化合物に加えて、ペンタエリスリトールを含有してもよい。ペンタエリスリトールを配合することによって、圧着面からの剥離性をさらに改善することができる。ただし、ペンタエリスリトールは任意の成分であり、前記樹脂層はペンタエリスリトールを含有しないものであってもよい。
本発明の生分解性積層体を構成する紙基材は特に限定されず、その片面または両面に樹脂層を形成できるものであればよい。具体例としては、クラフト紙、上質紙、コート紙、薄葉紙、グラシン紙、板紙、グラシン紙、セロファン等が挙げられる。生分解性積層体の用途に応じて、紙基材の種類を選択すればよい。また、紙の基材の表面は、コロナ処理、フレーム処理、アンカーコート処理等の表面処理が施されたものであってもよい。
本発明では、ラミネート法により、紙基材と、その片面または両面に形成された樹脂層とから構成される生分解性積層体を製造する。ラミネート法とは、冷却ロール等の圧着面を用いて樹脂材料を紙基材に圧着した後、該樹脂材料から構成される樹脂層を前記圧着面から剥離することで、生分解性積層体を製造する方法である。ラミネート法としては、圧着面を用いて樹脂材料と紙基材を圧着させる方法であれば特に限定されないが、具体的には、Tダイから溶融した樹脂材料をフィルム状に押し出した後、別途繰り出した紙基材に冷却ロールを用いて冷却圧着する押出ラミネート法や、予め作製しておいた樹脂フィルムを加熱して紙基材に圧着する熱ラミネート法を挙げることができる。ここで圧着面とは、樹脂と紙基材を圧着できるものであればよく、板状の面や、ロールの表面等が挙げられる。
また本発明は、紙基材と、その片面または両面に形成された樹脂層を含む生分解性積層体でもある。前記樹脂層は、上述したP3HAとグリセリンエステル化合物を必須成分とする樹脂層である。本発明の生分解性積層体は、当該樹脂層が紙基材に接するように積層されており、当該樹脂層と紙基材の間に、接着剤層や、他の樹脂層は介在していないものであることが好ましい。また、本発明の生分解性積層体は、本発明におけるP3HAを主体とする樹脂層以外の樹脂層(例えば、ポリオレフィン樹脂層や、ジカルボン酸とグリコールの重縮合ポリエステルより構成される層など)を含まないものであることが好ましい。
培養生産にはKNK-631株(国際公開第2009/145164号参照)を用いた。
製造例1で得られたP3HA A1を高加速寿命試験装置(平山製作所製PC-422R5E)を用いて、120℃、湿度100%で2時間処理することで、P3HA A2として、P(3HB-co-3HH)を得た。P3HA A2の重量平均分子量Mwは54万、3HH組成は11.4モル%であった。
KNK-005株(米国特許第7384766号明細書参照)および炭素源としてパーム油を用いた以外は製造例1と同様の方法で、P3HA A3として、P(3HB-co-3HH)を得た。P3HA A3の重量平均分子量Mwは57万、3HH組成は5.6モル%であった。
製造例3で得られたP3HA A3を、高加速寿命試験装置(平山製作所製PC-422R5E)を用いて、120℃、湿度100%で2時間処理することで、P3HA A4として、P(3HB-co-3HH)を得た。P3HA A4の重量平均分子量Mwは44万、3HH組成は5.6モル%であった。
(生分解性積層体の製造)
各成分を、表1に示した配合比(表中の配合比は、重量部で示す)で、同方向噛合型2軸押出機(日本製鋼社製:TEX30)を用いて、設定温度100~140℃(出口樹脂温度160℃)、スクリュー回転数100rpmで溶融混練し、生分解性樹脂組成物を得た。樹脂温度は、ダイスから出てくる溶融した樹脂を直接K型熱電対で測定した。当該生分解性樹脂組成物をダイスからストランド状に引き取り、ペレット状にカットした。
ラミネート加工時の冷却ロールからの剥離性は、冷却ロールから積層体を引取る力(引取力)をフォースゲージ(イマダ社製、メカニカルフォースゲージFB-100N)で測定することによって評価した。引取力が小さいほど冷却ロールからの剥離性が良いことを意味する。結果を表1に示した。
ラミネート加工後の生分解性積層体の表面性は、ラミネート樹脂層の表面状態を目視により観察することによって評価した。樹脂層の表面に白濁したムラが生じている場合は不良と判断し、そのようなムラがなく、平滑で透明な樹脂表面となっている場合は良好と判断した。結果を表1に示した。
表1に示した配合比に従ったこと以外は実施例1~11と同様の方法で、生分解性積層体を得、ラミネート加工時のロール剥離性及び積層体の表面性を評価し、結果を表1に示した。
表1に示した配合比に従ったこと以外は実施例1~11と同様の方法で、生分解性積層体を得、ラミネート加工時のロール剥離性及び積層体の表面性を評価し、結果を表1に示した。
これに対して、グリセリンエステル化合物を使用しなかった比較例1~7では、ラミネート加工時の引取力が大きく、冷却ロールからの剥離性が悪かった。そのため、長時間の連続加工は不可能であった。また、得られた各生分解性積層体の表面性は悪く、製品として使用できないものであった。
Claims (5)
- 圧着面を用いて樹脂材料を紙基材に圧着した後、前記圧着面から前記樹脂材料を剥離することにより、前記紙基材と樹脂層から構成される生分解性積層体を製造する方法であって、
前記樹脂材料が、
(A)式:[-CHR-CH2-CO-O-](式中、RはCnH2n+1で表されるアルキル基で、nは1以上15以下の整数である。)で示される繰り返し単位を含むポリヒドロキシアルカノエート100重量部、及び、
(B)グリセリンジアセトモノエステル1~20重量部を含有する樹脂材料であり、
圧着面を用いて樹脂材料を紙基材に圧着する工程が、押出ラミネート法により、溶融した樹脂材料をフィルム状に押し出した後、別途繰り出した紙基材に冷却ローラーで冷却圧着する工程である、生分解性積層体の製造方法。 - 前記樹脂組成物が、さらに、(C)脂肪族アミド化合物0.1~5重量部を含有する、請求項1に記載の製造方法。
- 前記ポリヒドロキシアルカノエートが、3-ヒドロキシ酪酸と3-ヒドロキシへキサン酸の共重合体である、請求項1又は2に記載の製造方法。
- 前記圧着面から前記樹脂材料を剥離する際の引取力が、25N以下である、請求項1~3のいずれか1項に記載の製造方法。
- 圧着面を用いて、[-CHR-CH2-CO-O-](式中、RはCnH2n+1で表されるアルキル基で、nは1以上15以下の整数である。)で示される繰り返し単位を含むポリヒドロキシアルカノエートを含む樹脂材料を紙基材に圧着した後、前記圧着面から前記樹脂材料を剥離することにより製造される、前記紙基材と樹脂層から構成される生分解性積層体において、前記樹脂層の表面状態を改善する方法であって、
前記樹脂材料に対して、前記ポリヒドロキシアルカノエート100重量部あたり1~20重量部のグリセリンジアセトモノエステルを配合し、
圧着面を用いて樹脂材料を紙基材に圧着する工程が、押出ラミネート法により、溶融した樹脂材料をフィルム状に押し出した後、別途繰り出した紙基材に冷却ローラーで冷却圧着する工程であることを特徴とする、樹脂層の表面状態の改善方法。
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