JPH06143521A - 積層体及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】３−ヒドロキシ酪酸と３−ヒドロキシ吉草酸の
共重合体（以下、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）と示す）のみを
基材上に薄膜で押出し、かつ押出しコーティング加工時
に耳高、ブロッキングを起こさず、膜厚が安定してお
り、さらに基材とのラミネート強度も十分である積層体
及びその製造方法を提供すること。 【構成】重量平均分子量５０万以上のＰ（３ＨＢ−３Ｈ
Ｖ）を用い、基材側の層に３−ヒドロキシ吉草酸（以
下、３ＨＶと示す）含有率が１０〜２５％のＰ（３ＨＢ
−３ＨＶ）を、最外側の層には３ＨＶ含有率３〜５％の
Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）を積層する。また、同時に基材上
に基材側と最外側の層を共押出しコーティングし、積層
した後、直ちに５０〜８０℃の温度の雰囲気下にさら
す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、食品包装用ラミネート
包材および食品用トレー、液体カートン、紙カップ等に
用いる紙カートン等の生分解性樹脂積層体およびその製
造方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、環境問題への関心が高まり、包装
容器やその素材に対しても環境対応したものが求められ
るようになってきた。従来、食品用途などに用いられて
きた包材は耐水性、密封性等を求められるため、プラス
チックを成形したものやカートン紙等の天然素材に樹脂
を積層したものが用いられてきた。しかし、プラスチッ
クは廃棄物となった際、焼却処理すると高カロリーを発
し、焼却炉の耐用年数を縮め、有毒ガスを生じさせる等
の問題があり焼却処理は難しい。また、埋立処理をする
とその体積により埋め立て処分場の寿命を縮める等の問
題点があった。

【０００３】そこで、紙カートン等の天然素材の基材に
積層する樹脂を生分解性にしたならば、その積層体は埋
立処理されても分解して減容化し、埋立処分場の延命に
つながり、散乱ゴミとなった場合でも分解する理想的な
包材が得られる。

【０００４】こうした生分解性樹脂のひとつとして微生
物産生の３−ヒドロキシ酪酸と３−ヒドロキシ吉草酸の
共重合体がある。（以下、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）と示
す）Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）は熱可塑性樹脂で耐水性、加
熱融着性を有し、微生物の働きにより分解する樹脂であ
る。このＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を紙カートン等の天然素
材からなる基材と組み合わせることにより、生分解を有
する包材が得られる。

【０００５】しかしながら、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）はそ
の特有の性質に由来する問題点を幾つか有している。Ｐ
（３ＨＢ−３ＨＶ）はＴダイによる押出しコーティング
加工を単層にて行うと、膜厚が不安定で周縁部の押出し
端部が厚くなり（以下耳高と称す）、Ｔダイから押出し
た樹脂が冷却ロールに巻き付く（以下ブロッキングと称
す）など加工が困難である。また、Ｐ（３ＨＢ−３Ｈ
Ｖ）が２００℃以上で熱分解するため、押出し温度を２
００℃以上に設定できない。このため、積層した樹脂と
紙との層間強度（以下ラミネート強度と称す）が不足す
る。

【０００６】我々は既に、特願平３−２４９１０６号に
おいて、紙等の天然素材とＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を積層
した積層体、及び、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）とポリオレフ
ィンとの共押出しコーティング加工により、上記の問題
点を解決し、ポリオレフィンを剥離後、Ｐ（３ＨＢ−３
ＨＶ）を紙等の天然素材に積層した積層体が得られる製
造方法について提案している。しかしながら、上記の製
造方法では共押しのポリオレフィンの剥離工程を有する
ため、工程の簡略化が望まれていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】工程を簡略化するため
には、製造後に剥離工程を必要とするポリオレフィン等
の異種材料との共押出しではなく、Ｐ（３ＨＢ−３Ｈ
Ｖ）層のみを基材上に押出コーティングする製造方法が
求められる。

【０００８】Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）を単層にて押出しコ
ーティング加工する際の問題点は主に三つある。第一
に、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）を５０μｍ以下の薄膜にて積
層した場合、膜厚が不安定で耳高となる点である。第二
に、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）と基材とのラミネート強度が
不十分となる点である。第三に、ブロッキングを起こし
やすく、連続巻取り加工が困難である点である。

【０００９】よって本発明は、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）の
みを基材上に薄膜で押出し、かつ、押出しコーティング
加工時に耳高、ブロッキングを起こさず、膜厚が安定し
ており、さらに基材とのラミネート強度も十分である積
層体及びその製造方法を提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、基材の片面または両面にＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を積
層した積層体において、前記Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）の重
量平均分子量が５０万以上であり、かつ、３−ヒドロキ
シ吉草酸（以下３ＨＶと示す）含有率が１０〜２５％の
Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）を基材側に、３ＨＶ含有率が３〜
５％のＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を最外側に積層したことを
特徴とする積層体を提供するものであり、その製造方法
として、前記３ＨＶ含有率が１０〜２５％のＰ（３ＨＢ
−３ＨＶ）の層が基材面に向くように基材の少なくとも
片面に共押出しコーティングして積層し、直ちに５０〜
８０℃の温度の雰囲気下にさらすことを特徴とするもの
である。

【００１１】以下本発明を図を用いてさらに詳細に説明
する。図１は本発明の積層体の一例の断面図を示す。こ
こで基材１は紙、板紙をはじめ、レーヨン不織布、セロ
ファンフィルム等の天然素材を主体とするものが用いら
れる。無論、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）の延伸フィルムも含
まれる。これらはその材質により生分解性を有するもの
である。基材の材質、厚み等の選択は最終用途によって
決定される。

【００１２】本発明において用いるＰ（３ＨＢ−３Ｈ
Ｖ）の層２、３は、重量平均分子量が５０万以上のもの
を用いる。重量平均分子量が５０万未満のものは、３Ｈ
Ｖ含有率に関係なく、５０μｍ以下の薄膜の押出し加工
において、膜厚が不安定で耳高となる性質を有するため
である。

【００１３】基材側２と最外側３には、それぞれ３ＨＶ
含有率の異なるＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を用いる。基材側
のＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）には３ＨＶ含有率が１０〜２５
％のものを、また最外層のＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）には３
ＨＶ含有率が３〜５％のものを用いる。

【００１４】Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）は３ＨＶ含有率を上
げることにより、融点が低下する性質を有する。この性
質から従来法と同等の押出温度で押し出したものでも、
３ＨＶ含有率が高いＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を用いた場
合、溶融粘度が低くなり、ラミネート強度が十分である
積層体が得られる。

【００１５】しかしながら、３ＨＶ含有率の高いＰ（３
ＨＢ−３ＨＶ）は結晶化速度が遅く、結晶化が不十分で
あるとべたついて、冷却ロールに巻き付き、ブロッキン
グの原因となる。このため、３ＨＶ含有率の低いＰ（３
ＨＢ−３ＨＶ）を最外側の層に用いるとブロッキングの
防止につながる。

【００１６】本発明にかかる製造方法の一例を図２に示
した。基材側の３ＨＶ含有率が１０〜２５％のＰ（３Ｈ
Ｂ−３ＨＶ）と、最外層の３ＨＶ含有率３〜５％のＰ
（３ＨＢ−３ＨＶ）とをＴダイにて共押出しした直後か
ら、５０〜８０℃に設定された冷却ロールにて基材上に
圧着される。

【００１７】Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）の結晶化速度は温度
依存性が非常に高く、５０〜８０℃の間で結晶化速度が
最大となる。したがって、Ｔダイから押し出した直後か
ら５０〜８０℃の雰囲気下にさらすことにより、ブロッ
キングを防止することが可能となる。

【００１８】図２のように、冷却ロールの温度を５０〜
８０℃に設定する方法の他に、ラミネート部から巻取り
部までの間に５０〜８０℃に設定したオーブン中を通す
方法もある。付け加えると、より良好な積層体を得るた
めには、５０〜８０℃にさらされる時間が１．２秒以上
であることが望ましい。

【００１９】また、良好な共押出し性を得るため、基材
側の層と最外側の層のどちらか一方の膜厚を総厚の１０
％以上に設定することが望ましい。そしてＴダイからの
押出し温度については、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）が２００
℃以上で熱分解するため、２００℃以下、望ましくは１
６０〜１９０℃に設定されるべきである。

【００２０】

【作用】本発明の積層体の製造方法は、紙カートン等の
基材の片面もしくは両面に、３ＨＶ含有率が１０〜２５
％で融点の低いＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を用いた基材側の
層と、３ＨＶ含有率が３〜５％で結晶化速度の大きいＰ
（３ＨＢ−３ＨＶ）を用いた最外側の層を共押出しし、
直ちに５０〜８０℃の雰囲気下にさらすため、この製造
方法で得られる積層体は、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）の単層
で基材とのラミネート強度が十分あり、かつ加工時のブ
ロッキングのない、さらに言えば、Ｐ（３ＨＢ−３Ｈ
Ｖ）の重量平均分子量を５０万以上としているため、樹
脂の膜厚が安定で耳高のない良好な積層体を得ることが
可能となる。

【００２１】

【実施例】

＜実施例１＞３ＨＶ含有率が５％、厚さ５μｍのＰ（３
ＨＢ−３ＨＶ）を最外側の層として、３ＨＶ含有率が２
０％、厚さが２５μｍのＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を基材側
の層として押出し温度１９０℃、冷却ロール温度６０℃
にて基材の紙（坪料３００g/m²）の片面にマルチマニホ
ールド方式にて共押出しコーティング加工した。Ｐ（３
ＨＢ−３ＨＶ）は分子量が６０万のものを用いた。加工
速度は２０m/min に設定した。冷却ロールは円周が９５
０mmのものを用いた。よって、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）が
冷却ロ−ルに接している時間は１．４秒であった。

【００２２】こうして得られた積層体は加工時にブロッ
キングもなく、共押出し性、膜厚の均一性に優れ、基材
の紙とのラミネート強度も３００g/15mm以上（紙ムケ発
生）と良好であった。また、この積層体にて紙カップを
成形したところ、ピンホール等による液漏れ、にじみ等
のない良好な成形品が得られた。

【００２３】＜比較例１＞上記実施例１の加工条件で、
Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）の重量平均分子量が４５万のもの
を用いてコーティング加工した。

【００２４】こうして得られた積層体は加工時にブロッ
キングもなく、ラミネート強度も３００g/15mm以上（紙
ムケ発生）と良好であった。しかし、膜厚が不安定で耳
高気味であった。

【００２５】＜比較例２＞３ＨＶ含有率が５％、厚さ３
０μｍのＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を押出し温度１９０℃、
冷却ロール温度６０℃にて基材の紙（坪料３００g/m²）
の片面にマルチマニホールド方式にて押出しコーティン
グ加工した。Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）は重量平均分子量が
６０万のものを用いた。加工速度は２０m/min に設定し
た。冷却ロールは円周が９５０mmのものを用いた。よっ
て、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）が冷却ロ−ルに接している時
間は１．４秒であった。

【００２６】こうして得られた積層体は加工時にブロッ
キングがなく、膜厚均一性に優れていたが、基材の紙と
のラミネート強度は５０g/15mmと小さかった。

【００２７】＜比較例３＞上記比較例２の加工条件で３
ＨＶ含有率が２０％、厚さ３０μｍのＰ（３ＨＢ−３Ｈ
Ｖ）を用いて加工した。

【００２８】こうして得られた積層体は、加工時にブロ
ッキングが起きたため、基材上に樹脂が引き取られず、
加工は不可能であった。

【００２９】＜比較例４＞上記実施例１の加工条件で冷
却ロールの温度を２０℃として、その他の条件は実施例
１と同様にして加工した。使用した樹脂も実施例１と同
じものとした。

【００３０】こうして得られた積層体は、加工時にブロ
ッキングが起きたため、基材上に樹脂が引き取られず、
加工は不可能であった。

【００３１】＜比較例５＞上記実施例１の加工条件で、
加工速度を４０m/min とした。冷却ロールは実施例１と
同じものを用いたため、Ｐ（３ＨＢ−３ＨＶ）が冷却ロ
−ルに接している時間は０．７秒であった。その他の条
件は実施例１と同様にして加工した。使用した樹脂も実
施例１と同じものとした。

【００３２】こうして得られた積層体は、加工時にブロ
ッキングが起きたため、基材上に樹脂が引き取られず、
加工は不可能であった。

【００３３】

【表１】

【００３４】

【発明の効果】本発明の積層体はＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）
のみを薄膜にて押出しコーティング加工されているた
め、従来のポリオレフィンとの共押出しによる積層体と
比較して、ポリオレフィン剥離工程がない単一工程での
加工が可能となった。また、共押しするポリオレフィン
のコストの分、コストが低く抑えられた。そしてこの積
層体を成形加工した包材は、生分解性を有し、廃棄処理
も容易であるため、商業的価値が非常に高いものとなっ
ている。

【００３５】

【図面の簡単な説明】

【図１】基材上にＰ（３ＨＢ−３ＨＶ）を積層した積層
体の断面図である。

【図２】押出し成形により本発明の積層体の製造方法を
説明する説明図である。

【符号の説明】

１…基材 ２…基材側の層 ３…最外側の層 ４…冷却ロール ５…Ｔダイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 相澤 哲生 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内 (72)発明者 谷口 正幸 東京都台東区台東一丁目５番１号 凸版印 刷株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】基材の片面または両面に３−ヒドロキシ酪
   酸と３−ヒドロキシ吉草酸の共重合体を積層した積層体
   において、前記３−ヒドロキシ酪酸・３−ヒドロキシ吉
   草酸共重合体の重量平均分子量が５０万以上であり、か
   つ、３−ヒドロキシ吉草酸含有率が１０〜２５％の３−
   ヒドロキシ酪酸・３−ヒドロキシ吉草酸共重合体を基材
   側に、３−ヒドロキシ吉草酸含有率が３〜５％の３−ヒ
   ドロキシ酪酸・３−ヒドロキシ吉草酸共重合体を最外側
   に積層したことを特徴とする積層体。
2. 【請求項２】請求項１に記載の重量平均分子量が５０万
   以上であって３−ヒドロキシ吉草酸含有率が１０〜２５
   ％と３〜５％の３−ヒドロキシ酪酸・３−ヒドロキシ吉
   草酸共重合体を、前記３−ヒドロキシ吉草酸含有率が１
   ０〜２５％の３−ヒドロキシ酪酸・３−ヒドロキシ吉草
   酸共重合体の層が基材面に向くようにして、基材の少な
   くとも片面に共押出しコーティングして積層し、直ちに
   ５０〜８０℃の温度の雰囲気下にさらすことを特徴とす
   る積層体の製造方法。