WO2004069930A1 - 生分解性ポリエステル樹脂組成物の帯電防止法及び該樹脂組成物で製造された製品 - Google Patents

Abstract

本発明は、生分解性樹脂であるポリエステル系の重合体ないし樹脂、特にポリブチレンサクシネート等に対する帯電防止法であり、高い帯電防止能とその持続性を有し、ブレードの発生を抑制でき、且つ安全性が高く環境負荷の小さい生分解性ポリエステル樹脂組成物の帯電防止法並びにフィルム、シート及び成形品を提供するために、生分解性を有するポリエステル樹脂にジグリセリン脂肪酸エステルを含有せしめた生分解性ポリエステル樹脂組成物の帯電防止法において、前記ジグリセリン脂肪酸エステルの構成脂肪酸が炭素数１６～１８であり、且つ前記ジグリセリン脂肪酸エステルのＨＬＢが４～８の範囲であり、しかも前記ジグリセリン脂肪酸の含有量が０．２重量％以上２．０重量％未満である。

Description

明細書

生分解性ポリエステル樹脂組成物の帯電防止法及び該榭脂組成 物で製造された製品

背景技術

1、 発明の技術分野

本発明は生分解性ポリエステル樹脂組成物の帯電防止法並びに フ ィ ルム、 シー ト及び成形品に関し、 詳しく は、 生分解性ポリエ ステル樹脂に対する帯電防止能の付与を特徴とするの生分解性ポ リエステル樹脂組成物の帯電防止法並びにフィルム、 シー ト及び 成形品に関する。

2、 従来の技術

ポ リ エチレン、 ポ リ スチレン、 ポ リ プロ ピレン或いはポ リ塩化 ビニルなどのプラスチック製品は、 食品包装、 建材材料或いは家 電製品などの様々な広い分野で利用され、 日常生活で不可欠な物 となっている。 しかしながら、 これらプラスチック製品は耐久性 という特徴を有するがために、 使用後、 廃棄物となった場合には、 自然界での分解性に劣り、 残存したプラスチックが生物の生態系 に影響を及ぼすなど、 環境破壌の原因となるというマイナスの反 面を持つている。

プラスチックの持つそのよ うな欠点を克服するために注目を集 めているのが、 生分解性プラスチックである。 生分解性プラスチ ックは使用中は従来のブラスチック と同様の性能を示すが、 使用 後は環境中に生息する微生物が産出する酵素の働きによ り短期間 で低分子化合物に分解され、 最終的には水や二酸化炭素などに分 解される。

近年の環境問題への問題意識の昂ま り によってプラスチック製 品のリサイ クルが法規化され、 リ サイ クル、 リユースと共に環境 中で容易に分解される所謂生分解性プラスチックが注目 され、 官 民共にその研究 · 開発に力を注いでいる。 その用途と しては特に 環境中で使用される農業用資材 （例えば、 根菜類育成用ハウスに 用いるシー トないしフィルムなど） や回収が困難である食品包装 分野に用いられる資材 （例えば、 食品包装フィルムないしシー ト 或いはプレー トなど） などでの利用が期待されている。

それら生分解性プラスチッ クは大き く分けて微生物産出系、 天 然物利用系或いは化学合成系があるが、 現在実用化され始めてい る生分解性プラスチック と しては脂肪族ポ リ エステル系、 変性ポ リ ビニノレアノレ コ ーノレ、 或いはでんぷん変'!生体およびこれらのプレ ンド体などに大別される。

脂肪族ポリエステルと してはポリ ブチレンサクシネ トゃポリ ヒ ドロキシブチレー トなどがあり、 なかでも、 ポリ ブチレンサク シネー ト、 ポ リ ブチレンサク シネー ト アジベー ト はポ リ エチレン 並の弾性率を示す軟質な樹脂であり、 そのためにブ イルムゃシー トなどの幅広い分野への応用が期待できる。

しかし、 一般に高分子化合物は摩擦などによ り帯電しやすく、 ごみやホコ リ が付着して外観を損ねる。 そのため、 帯電防止能を 付与する必要がある。

高分子化合物に帯電防止能をもたせるには、 帯電防止剤を使用 する方法がよく用いられており 、 帯電防止剤の種類と しては、 塗 布型と練り込み型の 2種類がある。 生分解性ポリエステルを主成 分とする樹脂の帯電防止剤の例と して、 塗布型のものと してはシ ョ糖ラゥ リ ン酸エステルと水溶性ポリマーからなるもの（例えば、 特許文献 1参照）、分子内にパーフルォロアルキル基およびパーフ ルォロアルケ二ル基をもつフッ素系化合物 （例えば、 特許文献 2 参照）、特定のァニオン系界面活性剤と特定の非イオン界面活性剤 (例えば、 特許文献 3参照） などがある。 しかし、 塗布型のもの は持続性が悪かったり、 フィルムのべとつきやフィルム同士のブ ロ ッキングが起こ りやすいなどの問題がある。

練り込み型の帯電防止剤と しては、 一般的な界面活性剤、 例え ば脂肪族アミ ン系、 アルキルサルフエ一ト系などのァニオン系界 面活性剤、 第四級アンモニゥム塩などのカチオン系界面活性剤、 ソルビタン脂肪酸エステル、 グリセリ ン脂肪酸エステルなどの非 イオン系界面活性剤、 アルキルべタイン系などの両性界面活性剤 などが挙げられる （例えば、 非特許文献 1参照）。

特に、 アルキル硫酸金属塩やアルキルベンゼンスルホン酸金属 塩などのァニオン系界面活性剤はポリエチレンテレフタ レー トな どの芳香族系ポ リ エステル樹脂の帯電防止剤と しては有効である (例えば、 特許文献 4、 5参照）。 しかし、 ァニオン系界面活性剤、 カチオン系界面活性剤および両性界面活性剤は、 生分解性脂肪族 ポ リ エステル樹脂への着色が見られたり、 成形品の物性を損なう など、 悪影響が大きい。

非イオン界面活性剤のなかでも一般的に用いられているグリセ リ ン脂肪酸エステルはポリオレフイ ンなど幅広く用いられている。 ポリ乳酸などの生分解性ポ リ エステルについても、 効果は確認さ れているが、 樹脂に対して 3 . 5 〜 7 . 5部程度配合しないと帯 電防止の効果が出ず、 また、 配合量が多いため、 成形品の物性を 低下させてしま う し、 さ らに、番電防止能の持続性にもかける （例 えば、 特許文献 6参照）。

また、 エチレングリ コーノレ、 ジエチ レングリ コーノレ、 ト リ メチ ロールプロパン、 ソルビ トール等の多価アルコール脂肪酸エステ ルはポリ乳酸に対しては効果的であるが （例えば、 特許文献 7 、 8参照）、ポリプチレンサク シネー トなどの生分解性脂肪族ポリ エ ステルには効果が少ない。

[非特許文献 1 ] 「帯電防止剤の最新技術と応用展開」株式会社

-ェムシーヽ 1 9 9 6年 4月 1 5 曰ヽ 第 6 9 〜 7 7頁

[特許文献 1 ] 特開 2 0 0 0 2 8 0 4 1 0公報 （第 1 〜 5頁）

[特許文献 2 ] 特開平 1 0 一 8 6 3 0 7公報 （第 1 〜 1 3頁）

[特許文献 3 ] 特開 2 0 0 2 一 1 2 6 8 7公報 （第 1 〜 5頁）

[特許文献 4 ' ] 特開平 5 ― 2 2 2 3 5 7公報 （第 1 〜 7頁）

[特許文献 5 ] 特開 2 0 0 2 ― 1 5 5 1 5 2公報 （第 1 〜 1 3

[特許文献 6 ] 特開平 1 0 一 3 6 6 5 0公報 （第 1 〜 1 4頁）

[特許文献 7 ] 特開平 9 ― 2 2 1 5 8 7公報 （第 1 〜 8頁）

[特許文献 8 ] 特開 2 0 0 2 ― 1 1 4 9 0 0公報 （第 1 ： 〜 6頁） 発明の開示

3、 発明が解決しよ う とする課題

本発明の目的は、 生分解性樹脂であるポリエステル系の重合体 ないし樹脂、 特にポリブチレンサクシネー ト等に対する帯電防止 法であり 、 高い帯電防止能とその持続性を有し、 ブレー ドの発生 を抑制でき、 且つ安全性が高く環境負荷の小さい生分解性ポリェ ステル樹脂組成物の帯電防止法並びにフィルム、 シー ト及び成形 品を提供することにある。

上記課題を達成する本発明は、 以下の構成を有する。

( 1 ) 生分解性を有するポリエステル樹脂にジグリセリ ン脂肪酸 エステルを含有せしめた生分解性ポリエステル榭脂組成物の帯電 防止法において、 前記ジグリセリ ン脂肪酸エステルの構成脂肪酸 が炭素数丄 6 〜 1 8であり、 且つ前記ジグリセリ ン脂肪酸エステ ルの H L Bが 4 〜 8 の範囲であり 、 しかも前記ジグリ セリ ン脂肪 酸の含有量が 0 . 2重量％以上 2 . り重量。 /₀未満であるこ とを特 徴とする生分解性ポリエステル樹脂組成物の帯電防止法。

( 2 ) ポ リ エステル樹脂がポリ ブチレンサクシネー ト、 ポリェチ レンサク シネー ト、 ポ リ ブチレンアジぺー ト も し く はポ リ ブチレ ンサクシネートアジペー トであることを特徴とする前記 （ 1 ) に 記載の生分解性ポリ エステル樹脂組成物の帯電防止法。

( 3 ) 前記 （ 1 ) 又は （ 2 ) に記載の生分解性ポ リ エステル樹脂 組成物を用い、 これが成形されたことを特徴とするの帯電防止能 を有するフィルム、 シー ト及び成形品。

4、 発明の効果

本発明によれば、 機械的強度等の物性を損なう ことなく 、 高い 帯電防止能とその持続性を有し、 ブリー ドの発生を抑制でき、 環 境に優しい生分解性ポリエステル樹脂製品を供給することが可能 になる。 '

発明を実施するための最良の形態

本発明について、 さ らに詳しく説明する。

本発明における生分解性ポリエステルはポリプチレンサク シネ ー ト、 ポ リ エチレンサク シネー ト、 ポ リ ブチレンアジペー ト も し く はポリ プチレンサクシネー トアジぺー トを主たる対象とするも のである。 使用される生分解性ポ リ エステル樹脂はその重合度或 いは品質を問わない。 また、 グリ コール酸、 ε —力プロラク ト ン、 ト リ メ チレンカーボネー ト或いはポリ エチ レングリ コーノレな どの 共重合体を併用してもよい。 また、 生分解性ポリエステル樹脂の 物性を損なわない範囲において、 酢酸セルロース、 ポリ力プロラ ク ト ン、 ポ リ ヒ ドロ キシプチレー ト とノく リ レー ト の共重合体、 キ チン、 キ トサン或いはでん粉など、 他の生分解性高分子を配合し ても構わない。

本発明に用いられるジグリ セ リ ン脂肪酸エステルは、 ジグリ セ リ ンと脂肪酸とのエステル化反応などによ り得られるものである が、 その製造方法は特に限定されるものではない。 また、 本発明 に用いられるジグリ セリ ン脂肪酸エステルのエステル化率は、 Η L Β が 4〜 8 の範囲のものが好ま し く 、 ジグ リ セ リ ンモノ脂肪酸 エステル'、 ジグ リ セ リ ンジ脂肪酸エステルを主成分とするものが 特に好ましい。 H L Βが 4 よ り低い場合はプリ一ドの発生が多く 、 成形品の外観に悪影響を与える。 H L Βが 8 よ り高い場合には、 帯電防止効果の発現に時間がかかる。 また、 ト リ グリセリ ン脂肪 酸エステルなどグリセリ ン鎖長が長く なつた場合には、 帯電防止 効果が劣り好ましく ない。

本発明に使用されるジグリ セ リ ン脂肪酸エステルの構成脂肪酸 は炭素数 1 6〜 1 8 のものが好ましい。 炭素数 1 6 よ り小さい場 合には樹脂に練り こみ成形後、 効果が発現するまでに時間がかか る。 炭素数 1 8 よ り大きい場合にはプリ ー ドの発生が多く 、 成形 品にベとつきが見られる。

本発明において、 ジグリセリ ンモノ脂肪酸エステルの樹脂に対 する含有量は、 樹脂に対して 0 . 2重量％以上 2重量％未満であ り、 好ましく は 0 . 4重量％以上 1重量％以下の範囲内が、 本発 明の目的である帯電防止能、 その持続性並びにブリー ドの発生の 抑制の点から望ま しい。 かかる範囲を下回るときはその性能が不 十分であり、 上回るときは成形品の物性を損ねたり、 帯電防止剤 のブリー ドの発生が見られる。

本発明におけるポ リ エステル樹脂組成物は、 通常のプラスチッ ク の成形に用いられる押出機、 射出成形機などを用いて押出、 射 出等の熱成形が可能である。 成形温度は 1 6 0〜 2 2 0 °Cが好ま しい。 ポリマーブレン ドを行う場合には二軸押出機の方が好ま し い。 押出機中で溶融された樹脂組成物は、 Tダイ、 イ ンフ レーシ ョ ンなどによ り シー ト或いはフ ィ ルムへ成形される。 フ ィ ルムに ついては延伸、 無延伸のいずれのものでも構わない。 また、 射出 成形機などを用いてプレー トなどの成形品が得られる。

また、 これらの樹脂には可塑剤、 ，安定剤、 酸化防止剤、 滑剤、 ス リ ツプ剤、 防曇剤などが併用されることがあるが、 これらの添 加剤は本発明の帯電防止能を阻害しない範囲で併用するこ とは可 能である。

5、 実施例

以下に実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、 本発明の実 施態様はこれらに限定されない。

実施例 1 〜 4、 比較例；！〜 8

本実施例には生分解性脂肪族ポリエステル樹脂と して昭和高分 子社製 「 ピオノー レ」 (グレー ド # 1 0 0 1 、 ポ リ ブチ レンサク シ ネー ト） を用い、 加水分解による分子量の低下を防止するため、 8 0 °C、 6時間の加熱乾燥処理を施し水分を除去した後、 樹脂に 対して、 実施例および比較例毎に、 下記試験試料の所定量 （表 1 に記載した） を配合し、 二軸押出機を用いて 2 0 0 °Cで押出ペレ ッ トを作成した。 このペレッ トを用い、 それぞれの試験に記載し た試験片を射出成形によ り試験片を作成し、 表面固有抵抗、 半減 期、 ブリー ド性を確認した。

[試験一 1 ] 表面固有抵抗 ·

試験片は 1 0 0 X I 0 0 m m、厚さ 2 m mの成形品を使用した。 室温 2 0 °C、 湿度 6 5 % R Hで 1週間エージングした試験片を、 同条件で極超絶縁計 S E M— 1 0型 （東亜電波工業社製） によ り 表面固有抵抗を測定した。 印加電圧は 5 0 0 Vで 1分後の値を読 み取った。

[試験一 2 ] 帯電圧半減期

試験片は 4 5 X 4 0 m m、 厚さ 2 m mの成形品を使用した。 室 温 2 0 °C、 湿度 6 5 % R Hで 1週間エージングした試験片を、 同 条件で S T A T I C H O N E S TME T E R S — 5 1 0 9型

(シシド静電気社製） によ り測定した。 印加電圧は 9 KV、 印加 時間 1 0秒、 放電高さ 1 . 5 c m、 受電高さ 1 . 0 c m、 円盤回 転数 1 0 0 0 r p mで行った。

[試験一 3 ] ブリー ド性試験

視覚的に、 表面にブリー ドの発生が見られないものは〇と し、 ブリ ー ドの発生が見られるものは Xと した。

[試験試料一 1 ]

ジグリ セロールステアレー ト （リ ケマール S— 7 1 — D ： 理研 ビタ ミン社製、 H L B 5 . 7 )

[試験試料一 2 ]

ジグリセロールステアレー ト （リ ケマール D S — 1 0 O A ： 理 研ビタ ミ ン社製、 H L B 7. 7 ) .

[試験試科 _ 3 ]

ジグリセロールォレー ト （リ ケマール D X O— 1 0 0 ·: 理研ビ タ ミ ン社製、 H L B 7. 0 )

[試験試料一 4 ]

ジグリセロ ーノレラウレー ト （リケマーノレ L— 7 1 — D ： 理研ビ タ ミ ン社製、 H L B 7 . 3 )

[試験試料一 5 ]

ジグリセロ ーノレべへネー ト （ H L B 6 . 0 )

ジグリセ リ ン 1 モルとベへニン酸 1 モルと でエステル化反応を 行い、 H L B約 6 . 0のジグリセローノレべへネー トを得た。

[試験試料一 6 ]

ジグリ セロールステアレー 1、 (H L B 2. 4 ) ジグリセリ ン 1 モルとステァ リ ン酸 3モルとでエステル化反応 を行い、 H L B約 2. 4のジグリセロ ールステアレー トを得た。

[試験試料一 7 ]

ジグリ セ ロ ーノレステア レー ト （H L B 1 0. 8 )

ジグリセリ ン 1モルとステアリ ン酸 0 . 5モルとでエステル化 反応を行い、 H L B約 1 0. 8 のジグリ セロ ールステアレー トを 得た。

[ 0 0 3 5 ]

[試験試料一 8 ]

グリセロ ールステア レー ト （リ ケマール S — 1 0 0 ： 理研ビタ ミ ン社製、 H L B 4. 3 )

[試験試料一 9 ]

ト リ グリ セ ロ ールステアレー ト （ H L B 8 . 9 )

ト リ グリ セ リ ン 1 モルとステア リ ン酸 1 モルとでエステル化反 応を行い、 H L B約 8 . 9 の ト リ グリ セ ロ ールステアレー トを得 た。

[試験試料一 1 0 ]

アルキルスルホン酸塩 （アンステックス H T— 1 0 0 ： 東邦化 学工業社製）

H L B計算式

2 0 X ( 1 - S / A )

S ： エステノレのけん化ィ直

A ： 構成脂肪酸の中和価 （酸価）

試験 · 評価結果を表 1 に示す。

実施例 5

実施例 1 の試料一 1 において、 試料添加量を 1 . 9重量％と、 5 . 0重量％とに変化させたこ とのみ異ならせ、 他は同一条件と する実験を行った。 成形品の機械強度評価の指標と して、 A S T M— D 8 8 2の測定法に準じて、 長さ 1 0 c m、 幅 1 0 mmの試 験片について引張伸度 （M P a ) を測定したと ころ.、 1 . 9重量％ 添加のものについては、 実施例 1 の試料一 1 と同等の引張伸度が 得られたが、 5 . 0重量％添加のものについては、 2 0 %も劣化 した。 [表 1 ]

尚、 表 1 中、. 「 1 2 0 ΐ 」 は 「 1 2 0 を超えている」 を示す。

Claims

請求の範囲

1 . 生分解性を有するポ V エステル樹脂にジグリ セ リ ン脂 肪酸ェステルを含有せしめた生分解性ポリ エステノレ榭脂組成物の 帯電防止法において、 刖 Sdングリセ リ ン脂肪酸ェステノレの構成脂 肪酸が灰素数 1 6〜 1 8 であ り 且つ前記ジグリ セジ ン脂肪酸ェ ステルの H L Bが 4〜 8の範囲であ り 、 しかも m a己ジグリ セ リ ン 脂肪酸の含有量が 0 . 2重量 %以上 2 . 0重量 %未満であるこ と を特徴とする生分解性ポリエステル樹脂組成物の帯電防止法。

2 ポリ エステノレ榭脂がポジ ブチ レンサク シネ一卜、 ポリ エ チレンサクシネー ト、 ポリ ブチレンアジベー ト も し < はポリ ブチ レンサクシネー トァジペー トであるこ と を特徴とする言言求項 1 に 記載の生分解性ポリ ェステル樹脂組成物の帯電防止法 o

3 請求項 1又は 2 曰己載の生分解性ポリ ェステル榭脂組成 物を用い 、 これが成形されたこ と を特徴とするの帯 防止能を有 するフィルム、 シー ト B

及び成形 ΡΠ o