JPH10101911A - 生分解性エマルジョン - Google Patents

生分解性エマルジョン

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 牛乳やジュース等の紙パック内面に耐水性被
膜を形成するために従来から用いられていたポリスチレ
ンやポリエチレン等の合成樹脂は、土中に埋め立てて処
理しても生分解され難いという問題があった。これらの
樹脂に代わって生分解性を有する乳酸系ポリマーの有機
溶媒溶液を紙等の基材表面に噴霧する等の方法によって
耐水性被膜を形成する方法も提案されたが、有機溶媒を
用いると作業環境の悪化を来す等の問題があった。一
方、乳酸系ポリマーをエマルジョンとして用いると、形
成された被膜の耐水性が低下するという問題があった。 【解決手段】 本発明の生分解性エマルジョンは、乳酸
ポリマーを10〜70重量%と、80重量%以上がアニ
オン系乳化剤である乳化剤を乳酸ポリマー量に対して5
重量%以下含有する生分解性エマルジョンであって、乳
酸ポリマーが平均粒径0.05〜10μの微粒状に乳化
分散されていることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えば、紙等の表面に
耐水性被膜を形成する等の目的で使用することのできる
生分解性エマルジョンに関する。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】近年、
化粧箱等の紙パックに製品を収納した包装形態が広く利
用されている。この種の紙パックの内面側は、耐水性を
付与するために通常、合成樹脂によって被覆されてい
る。
【0003】従来、紙パック等に耐水性を付与するため
の表面被覆用合成樹脂として、ポリスチレン、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、ポリア
クリルアマイド、変性澱粉等が使用されていたが、紙等
の基材表面にこれらの合成樹脂によって被膜を形成した
複合材料は、高い燃焼エネルギーを発生する等の理由で
焼却処理が困難な場合があり、また土中に埋め立てて処
理しても合成樹脂の被膜部分は生分解され難いという問
題を有していた。
【0004】上記の如き問題を解消するために、近年、
非生分解性の合成樹脂にかえて生分解性の合成樹脂を用
いることが提案されており、例えば特開平4−3344
48号公報には、ポリ乳酸やその誘導体を紙等の基材表
面に被覆する技術が記載されている。上記公報には、ポ
リ乳酸やその誘導体の有機溶媒溶液中に基材を浸漬した
り、溶液を基材表面に噴霧したり、或いはポリ乳酸やそ
の誘導体の粉体を基材表面に熱溶着する等により、基材
表面にポリ乳酸やその誘導体の被膜を形成する方法が記
載されている。
【0005】しかしながら、基材表面をポリ乳酸やその
誘導体で被覆するために有機溶媒溶液を用いると、有機
溶媒の毒性等によって取扱の際に充分な配慮が必要とな
り、取扱上、非常な煩雑さを伴うという問題があった。
またポリ乳酸やその誘導体の被膜を熱溶着によって形成
する場合には、長尺な基材表面に高温下(180〜25
0℃)で熱溶着した後に、基材はロール状に巻き取られ
るため、基材や被膜に熱変形が生じたりする虞れがある
とともに、この方法は加熱溶融したポリ乳酸やその誘導
体を基材に塗布した後、塗布面が充分低い温度になるま
で冷却させる必要があるため処理に時間がかかり、効率
良く表面処理を行うことができないという問題があっ
た。
【0006】一方、ポリ乳酸やその誘導体をエマルジョ
ンとし、このエマルジョンを基材表面に塗布して被膜を
形成する方法は、上記有機溶媒を用いる方法に比べると
公害問題等を生じる虞れが少なく、取扱いは容易である
が、ポリ乳酸やその誘導体を単にエマルジョンとして塗
布した場合には、充分な耐水性被膜が形成され難いとい
う問題があった。
【0007】本発明者等はこのような問題を解決すべく
鋭意研究した結果、乳酸ポリマーの特定量を、アニオン
系乳化剤を特定割合以上含む乳化剤を用いて、微粒状に
乳化分散せしめたエマルジョンとすると、耐水性のある
生分解性被膜を容易に形成することができることを見出
し、本発明を完成するに至った。
【0008】
【課題を解決するための手段】即ち、本発明の生分解性
エマルジョンは、乳酸ポリマーを10〜70重量%と、
80重量%以上がアニオン系乳化剤である乳化剤を乳酸
ポリマー量に対して5重量%以下含有する生分解性エマ
ルジョンであって、乳酸ポリマーが平均粒径0.05〜
10μの微粒状に乳化分散されていることを特徴とす
る。
【0009】
【発明の実施の形態】本発明において乳酸ポリマーとし
ては、乳酸の単独重合体または乳酸とリンゴ酸、グリコ
ール酸、酪酸、吉草酸、グリセリン、カプロラクタム等
との共重合体等が挙げられる。本発明のエマルジョン中
に乳酸ポリマーは10〜70重量%含有されていること
が必要であるが、特に20〜50重量%含有されている
ことが好ましい。乳酸ポリマーの割合が10重量%未満
の場合には、乳酸ポリマー塗工面の印刷適性が低下した
り、エマルジョンの塗工による被膜形成が困難となり、
70重量%を超えると、エマルジョンを塗工した際の被
膜の厚みが厚くなりすぎて、被膜に亀裂が入り易くな
る。
【0010】本発明において用いる乳化剤は、80重量
%以上がアニオン系乳化剤であることが必要である。ア
ニオン系乳化剤としては、例えば脂肪酸塩、エーテルカ
ルボン酸塩、アルケニルコハク酸塩、硫酸アルキル塩、
リン酸アルキルポリオキシエチレン塩、(メタ)アクリ
ル酸重合物、マレイン酸重合物、ナフタレンスルホン酸
塩のホリマリン縮合物、ナフタレンスルホン酸ホルムア
ルデヒド縮合物の塩等が挙げられ、これらは2種以上を
混合して用いることができる。本発明において用いる乳
化剤は、アニオン系乳化剤のみであっても良いが、20
重量%未満であれば他の乳化剤を含有していても良い。
アニオン系乳化剤と併用できる他の乳化剤としては、非
イオン系乳化剤、両性乳化剤が挙げられるが、非イオン
系乳化剤が好ましい。乳化剤は本発明のエマルジョン中
に、前記乳酸ポリマー量に対して5重量%以下ことが必
要であるが、特に0.3〜4.0重量%含有されている
ことが好ましい。
【0011】エマルジョン中における乳化剤含有量が、
乳酸ポリマー量に対して5重量%を超える量であると、
充分な耐水性を付与し得なくなるとともにサイズ性が悪
くなり、水が紙層に形成された毛細管を通して浸透す
る。また乳化剤中のアニオン系乳化剤の割合が80重量
%未満であると、乳化剤含有量が乳酸ポリマー重量に対
して5重量%以下であっても、耐水性が不充分となる。
【0012】本発明のエマルジョンにおいて、前記乳酸
ポリマーは平均粒径0.05〜10μ、好ましくは0.
1〜5μの微粒状に乳化分散していることである。乳化
分散している乳酸ポリマーの平均粒径が10μを超える
場合には、エマルジョンを塗工して形成された被膜表面
の印刷適性が悪くなり、平均粒径が0.05μ未満の場
合には耐水性、被膜強度が低下する。
【0013】乳酸ポリマーを、平均粒径0.05〜10
μの微粒状に乳化分散させるには、例えば乳酸ポリマー
を少量の有機溶媒に溶解させた後に乳化する方法、高
温、高圧下で温水を添加してホモジナイザーで乳化する
方法等が挙げられる。乳酸ポリマーを有機溶媒に溶解さ
せてから乳化する方法において用いる有機溶媒として
は、例えば塩化メチレン、クロロホルム、ジオキサン、
アセトニトリル等を用いることができる。
【0014】本発明のエマルジョン中には、必要により
可塑剤、アジピン酸ジエステル、二価アルコールエステ
ル、オキシ酸エステル、リン酸エステル、フタル酸エス
テル、脂肪酸一塩基酸エステル、脂肪酸二塩基酸エステ
ル等のエステル類を添加することができる。例えば可塑
剤は乳酸ポリマー量の0.5〜20重量%添加すること
が好ましく、エステル類は乳酸ポリマー量の1.0〜1
0重量%添加することが好ましい。
【0015】本発明のエマルジョンにより紙等の基材表
面を被覆する方法としては、ロールコーター法、エアナ
イフコーター法、ブレードコーター法等の方法が挙げら
れる。また本発明エマルジョンの塗工量は、0.5〜5
0g/m2 程度とすることが好ましい。
【0016】本発明のエマルジョンは、紙パックの内面
被覆用として利用できる他、漁業用段ボール、餌箱、ド
ックフード用袋等の内面被覆用としても利用することが
できる。
【0017】
【実施例】以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説
明する。 実施例1 ポリ乳酸と、アルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム塩
85重量%とポリオキシエチレン(エチレンオキシド5
モル付加物)ノニルフェニルエーテル15重量%との混
合物からなる乳化剤を、ポリ乳酸に対して3重量%配合
し、ホモミキサーで攪拌しながら水を徐々に加えて乳化
し、ポリ乳酸の平均粒径1.0μの微粒状に乳化分散し
た、ポリ乳酸含有率60重量%のエマルジョンを得た。
このエマルジョンを、厚さ0.1mmのクラフト紙の表
面にロールコーター法によって10g/m2 の塗工量で
コートした後、乾燥させて乳酸ポリマーの被膜を有する
複合材料を得た。この複合材料の耐水性を表1に示す。
【0018】
【表1】
【0019】複合材料の耐水性試験は、複合材料を室温
雰囲気下、50℃雰囲気下のそれぞれで、2.5時間及
び5時間水に浸した後の材料の縦方向強度、横方向強度
をJIS P−8113により測定した。結果は、クラ
フト紙の強度を100%とし、これに対する相対値とし
て示した。
【0020】比較例1 実施例1と同様のポリ乳酸と乳化剤を用い、これらと水
とを実施例1と同じ割合で配合し、プロペラ式攪拌機に
よって乳化した。このエマルジョン中のポリ乳酸粒子の
平均粒径は15μであった。このエマルジョンを、実施
例1と同様のクラフト紙表面にロールコーター法によっ
て、10g/m2 の塗工量でコートした後、乾燥させて
耐水性を試験した。結果を表1にあわせて示す。
【0021】比較例2 乳化剤としてアルキルベンゼンスルホン酸ナトリウム6
5重量%、ポリオキシエチレン(エチレンオキシド5モ
ル付加物)ノニルフェニルエーテル35重量%の混合物
を用いた他は、実施例1と同様にしてエマルジョンを調
製した。得られたエマルジョンを、実施例1と同様のク
ラフト紙表面にロールコーター法によって、10g/m
2 の塗工量でコートした後、乾燥させて耐水性を試験し
た。結果を表1にあわせて示す。
【0022】比較例3 実施例1と同じ乳化剤を用い、乳化剤の添加量をポリ乳
酸に対して10重量%とした他は実施例1と同様にして
エマルジョンを得た。このエマルジョンを、実施例1と
同様のクラフト紙表面にロールコーター法によって、1
0g/m2 の塗工量でコートした後、乾燥させて耐水性
を試験した。結果を表1にあわせて示す。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように本発明の生分解性エ
マルジョンは、生分解性の乳酸ポリマーをエマルジョン
としたことにより、本発明のエマルジョンによれば乳酸
ポリマーの有機溶媒溶液を基材に塗布して被膜を形成す
る方法や、乳酸ポリマーを溶着させて被膜を形成する方
法に比べ、基材表面に被膜を形成する工程の合理化を図
ることができる。また本発明のエマルジョンは、乳酸ポ
リマーをエマルジョンとしているにもかかわらず、乳酸
ポリマーと、アニオン系乳化剤の割合が80重量%以上
である乳化剤とを特定の割合で含有し、且つ乳酸ポリマ
ーを特定粒径の微粒状に乳化分散していることにより、
本発明エマルジョンによって形成した被膜は耐水性も優
れている。しかして本発明のエマルジョンを表面被覆用
として用いた場合には、耐水性、生分解性に優れた被膜
を容易に形成することができる等の効果を有する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 乳酸ポリマーを10〜70重量%と、8
    0重量%以上がアニオン系乳化剤である乳化剤を乳酸ポ
    リマー量に対して5重量%以下含有する生分解性エマル
    ジョンであって、乳酸ポリマーが平均粒径0.05〜1
    0μの微粒状に乳化分散されていることを特徴とする生
    分解性エマルジョン組成物。
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