JPH05508669A - 分解性発泡材料 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 分解性発泡材料 発明の背景 本発明は、特に食品提供および食品包装の応用面向けの発泡材料に関するもので ある。本発明記載の材料は、生物分解性および加水分解性の双方の意味で分解性 である。さらに、本発明記載の材料はオゾン破壊性の化学薬品も有意の光化学的 反応性を有する化学薬品も含有していない。

また本件材料は、クロロフルオロカーボン（ＣＦ　Ｃ）　と比較して地球温暖化 の潜在的可能性をほとんど有していない。したがって本発明は、環境衝撃を最小 限に抑えた、容易に分解する発泡包装用材料を提供する。

発明の背景 現在において最も一般的に使用される食品提供および食品包装用の材料は、通常 はクロロフルオロカーボン（ＣＦ　Ｃ）または炭化水素（ＨＣ）の発泡剤を用い て発泡させた発泡ポリスチレンである。これらの製品は深刻な環境問題を提起す る。

第１に、ポリスチレンは地中に埋め込んでも道端に放置しても分解可能ではない 。したがって、回収して再生しない限りポリスチレン発泡体製品は地中での、ま たはゴミとしての無限の寿命を有する第２に、発泡体製品に捕捉されたＣＦＣ発 泡剤は最終的には成層圏に逸散し、ここで塩素がオゾン破壊サイクルに入る。

第３に、ＨＣ発泡剤は発泡体から放出された場合に光化学的に反応性であって、 スモーッグ形成を促進する。

したがって、環境破壊の原因となる化学反応に介入しない発泡剤により発泡させ た分解性樹脂の発泡体に対する要求が存在する。

発明の概要 本発明記載の発泡包装用製品は： Ｑ）　（０（ＣＲｚＲｚ）イＣＯ）。

（２）　（ＯＣＲＩＲ２ＣＯＯＣＲ＋　Ｒ２ＣＯ）　ｑ（３）　（ＯＣＲＩＲ２ ＣＲＩＲ２０ＣＲＩＲ２ＣＯ）−（４）（ＯＣＲ＋ＲｚＣＦ、Ｒ，０ＣＲＩＲ２ ＣＲ，Ｒ，Ｃ０）Ｈ。

（５）　（ＮＨ（ＣＲ＋Ｒ２）。Ｃｏ）、式中、 ｎは整数２．４および５であり、 ｐＳｑ、ｒＳｓ　およびｔの合計は３５０ないし約５．０００であり、Ｒ１およ びＲ２は同一であっても異なっていてもよく、水素、１ないし１２個の炭素原子 を含有するヒドロカルビル、または１ない）６１２個の炭素原子を含有する置換 ヒドロカルビルであるよりなるグループから選択した少なくとも１種のヒドロキ シ酸単位を含有する発泡した、分解性の熱可塑性重合体樹脂である。上記のＰＨ Ａは、好ましくは少な（とも５０％の式（１）の単位を含有する。ｐ／ｑ／ｒ／ ｓ／ｌ　の比は、当該技術で公知の配向フィルムの製造に妥当な結晶性レベルと 結晶化速度とを与えるように調節しなければならないが、式式中、 全てのＡは独立に水素またはフッ素であり、ｎ＝１−４である の発泡剤を含有する。

したがって、本発明記載の生成物は環境に優しいハイドロフルオロカーボン　（ ＲＦＣ）発泡剤により発泡させた分解性の樹脂である。本発明はその最も簡単な 概念において、高度に有用な、環境的に優れた発泡生成物を製造するための、式 （６）のＨＦＣの式（１）　−（５）の単位を有する樹脂用の発泡剤としての使 用である。

好ましい重合体は、式中のＲが水素またはメチル基である式（１）のものであり 、この場合には、これらの重合体はそれぞれポリグリコリドまたはポリラクチド として公知の物質である。

上記の重合体は酸前駆体から直接に重合により、または環状単量体ラクトンもし くは二量体ラクトン（酸の型に応じて）の重合により合成することができる。中 間体、環状二量体および低分子量の化学種との平衡反応が酸から直接に製造され る重合体の分子量を実際的に限定するので、高分子量の重合体の製造には環状ラ クトンからの重合が好ましい。

本発明記載の重合体は約５０．０００ないし約６００．０００の、好ましくは約 １００．０００ないし約４５０．０００の分子量を有する。高い分子量は、重合 体が自立性の発泡体を形成することを可能にするのに十分な粘性と強度とを得る ために必要である。分子量が高過ぎるならば、組成物の溶融加工に必要な温度に おいて過剰の分解が起きる。

本件重合体組成物は、通常は若干の未反応の単量体および低分子量のオリゴマー を含有するであろう。押出しおよび発泡における問題を回避するためには、重合 体組成物中において４５０以下の低分子量の単位を約７−１／２以下に保つこと が望ましい。

また、好ましい重合体組成物は５０−９７％の主成分を、最も好ましくは約　８ ５ないし９６モル％の、式中のＲ１がメチル基であり、Ｒ２が水素原子である上 記の単位（２）に相当する乳酸のＬ対掌体を有するものである。これらの好まし い組成物の少量成分は、付加的な乳酸単位を使用するならばＤ対掌体の構造のも のであることを前提として、上記の（１）ないしく５）の他の単位のいかなるも のであってもよい。

本件明細書中でポリ乳酸重合体に関して使用する“分解性”の語は、本件分解性 材料のポリ乳酸部分が生物分解性であり、また、より重要な点は加水分解により 分解可能であることを意味する。分解速度はその意図した使用に関しては一貫し ているが、すなわち、生成物が通常の貯蔵および使用中には有意に分解しないが 、廃棄ののち合理的な時間後には有意に分解するであろう。当該技術で知られて いるように、加水分鮮度は重合体の結晶化度に依存し、結晶性が高ければ重合体 の分解は遅くなる。加水分解に関しては、僅かに酸性または塩基性の条件を有利 に使用することができる。加水分解により、所望ならば単量体単位を有用なポリ 乳酸重合体への再転化用に回収することも、環境に優しい廃棄物として廃棄する こともできる。

許容し得る発泡剤は以下の諸性質 一環境面での許容性 −低い毒性 一妥当な揮発性 一妥当な溶雇性 −低い反応性 −許容し得る拡散速度 一比較的低い分子量 を持たなければならない。

環境的許容性とは、発泡剤が発泡製品から放出された場合に成層圏のオゾン破壊 に関する潜在的な可能性を持たないことを意味する。この点では、塩素原子を含 有する発泡剤は許容し得ない。本件発泡剤はまた、有意の地球温暖化の潜在的な 可能性を持たないように、放出された場合に最小限の赤外エネルギー吸収性と妥 当な大気中寿命とを有するものでなければならず、また、スモッグ形成を促進し ないように、無視し得る程度の光化学的反応性を持つに過ぎないものでなければ ならない。

発泡剤の毒性が低いことは、発泡体の製造中に被雇用者を保護するために必要で ある。発泡剤はまた、発泡体製品の使用に関して毒性を持たないものでなければ ならないが、このことは、食品提供および食品包装の応用面において特に重要で ある。

本件発泡剤はまた、本発明記載の熱可塑性樹脂での使用に関して妥当な揮発性を 有するものでなければならない。この種の発泡剤は、粘稠な重合体樹脂を拡張さ せ、発泡させるのに必要な溶液圧を与えなければならない。

本件発泡剤は妥当な溶解性を有するものでなければならない。このことは、必要 な発泡度に必要な濃度で発泡剤が存在する場合に、これが溶融重合体に容易に含 有されることを意味する。発泡剤が膨張する前に発泡剤が重合体樹脂から分離す るならば、気体ポケットまたは不均一な発泡体密度が生ずる原因となり得る。

本件発泡剤は低い反応性を持つものでなければならないが、このことは、熱可塑 性樹脂発泡体の製造に通常しようされる典型的な温度および圧力の下で発泡剤が 樹脂と反応しない、または分解しないことを意味する。同様に、生成物の分解を 防止するためには、本件発泡剤は通常の使用において非反応性でなければならな い。

本発明記載の発泡体中の発泡剤には許容し得る拡散速度が必要である。

発泡シートの成形品、たとえばハンバーガー容器、板等への熱成形を容易に達成 するためには、極めて遅い拡散速度が好ましい。

比較的低分子量の発泡剤が望ましい。分子量は、与えられた体積の気体を製造す るために必要な発泡剤のポンド数を決定する。たとえば、低分子量の発泡剤の使 用が製品の単位あたりの発泡剤の費用を最小限に抑制する。

式（６）により表されるものから選択したＨＦＣ発泡剤が、式（１）−（５）の 単位を有する重合体樹脂を用いる発泡生成物の製造に使用した場合に、上記の諸 性質に関して理想的に好適であることが見いだされた。式（１）　−（５）の単 位を有する特定の重合体樹脂とともに使用する式（６）の適当なＨＦＣ発泡剤は 、通常の技術により容易に決定することができる。

以下のＨＦＣは、本発明記載の発泡体に適した発泡剤である。

ＲＦ　Ｃ−３２ＣＨＪ　２ ＲＦＣ（２５ＣＦ３ＣＦ２Ｈ ＲＦ　Ｃ−１３４ＨＣＦ２ＯＦ２Ｆ ＲＦＣ−１３４ａ　ＣＦ３ＣＦＨ２ ＨＦＣ−１４３ａ　ＣＦｓＣＨｓ ＨＦＣ−１５２ＣＨ２Ｆ−ＣＨ２Ｆ ＨＦ　Ｃ（５２ａ　ＣＨｓ−ＣＨＦ　ｚＨＦＣ−２２７ＥＡ　ＣＦ３−ＣＨＦ− ＣＦ３ＲＦＣ−３５６ＭＦＦ　ＣＦｓ−ＣＨｚ−ＣＨｚ−ＣＦｓＨＣＣ−３６５ ＭＦＣＣＦｓ−ＣＨｚ−ＣＦｚ−ＣＨｚ好ましいＲＦＣは１個および２個の炭素 原子を含有するものである。

本発明記載の発泡体生成物は、大気に関する点と廃棄に関する点との双方に関し て、これを環境的に許容し得るものにする諸性質の独特な組合わせを有する。廃 棄に関しては、これを地中に埋めることができ、この場合には本件発泡体生成物 は無害な分解生成物に生物分解および／または加水分解し、また、好ましくは僅 かに酸性もしくは塩基性の条件下でこれを加水分解により再生して、重合体の製 造に使用し得る単量体を形成させることもできる。

本発明記載の発泡体生成物は通常の技術により製造することができる。

たとえば、発泡剤を包含する重合体樹脂を分解温度以下、または樹脂と発泡剤と の反応温度以下の適当な温度で加圧押出しすることができる。

本件発泡生成物はシートまたは成形品、たとえばハンバーガー容器、トレー、板 、箱等の形状をとることができる。これらの製品は、低い毒性と環境許容性との 性質の組合わせの故に、食品包装および食品提供容器において特に有用である。

重合体および発泡剤に加えて、通常の補剤を包含させることもできる。

典型的な造核剤たとえばケイ酸カルシウムタルク：加工助剤たとえば鉱物油：押 出し助剤たとえばフタル酸ジオクチル（ＤＯＰ）：および着色濃縮物。これらの 添加剤の濃度は一般に、発泡剤の量とは無関係である。

ＨＦＣの製造は当該技術において公知である。“脂肪族フッ素化合物（Ａｌｉｐ ｈａｔｉｃ　Ｆｌｕｏｒｉｎｅ　Ｃｏｌｌ１ｐｏｕｎｄｓ）　”　、ラブレース （Ａ、　Ｍ、Ｌｏｖｅｌａｃｅ）ら（１９５ｇ）　、　５５ページを参照された い。

実施例　１ 環状グイとマンドレルとを有する４　−１／２″−６”のタンデム押出し系に、 毎時２−１／２ボンドのケイ酸カルシウムタルク造核剤と４７２゜５ポンド／時 の溶融ポリ乳酸（８５％Ｌ１残余の１５％はＤ／Ｌ、ならびに少量の低分子量の ラクチドおよびオリゴマーであり、重合体は約３ｏｏ、　ｏｏｏの分子量を有す る）との混合物を供給して、５００ポンド／時の速度における連続製造で発泡体 シート製品を製造する。この溶融重合体に、押出し機中で毎時２５ポンドのＣＦ ｓ−ＣＦＨ２（ＲＦＣ−１３４ａ）を導入する。４−１／２“の押出し機中にお けるこの材料の温度は４００°Ｆに、圧力はゲージ圧で２５００ポンド／平方イ ンチに維持する。６”の押出し機から排出される前に、押出し機からの排出の際 の小胞の崩壊を避けるのに十分な低温に温度を低下させる。ＨＦＣは溶液から出 て重合体に入り、配向した分解性の熱可塑性発泡体生成物を形成する。この生成 物は、１立方フイートあたり６ボンドの密度を有する幅４４インチ、厚さ１００ 　ミルの剛性の発泡体シートである。

ついで、このシート発泡体を熱成形機を通して供給し、ここで１２インチの円形 の板に打出し成形する。

同一の方法に従って、厚さ５０−１００ミルの範囲のシートを製造し、ヒンジ付 きの食品提供用の容器に熱成形する。

実施例１の方法に従って板を成形し、以下に列記した各成分からのＰＨＡ／ＨＦ Ｃ発泡体の提供用容器を成形する：＊　残余のＰＬＡ組成はＤポリ乳酸異性体プ ラス７％未満の低分子量ラクチドおよびオリゴマーである。

要　約　書 ヒドロフルオロカーボン（ＨＦＣ）を用いて発泡させた分解性の、廃棄された場 合に最小限の環境衝撃の原因となるに過ぎないポリヒドロキシ酸樹脂。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．発泡した分解性樹脂およびハイドロフルオロカーボン発泡剤よりなる生成物 。 ２．酸樹脂が以下の式 （１）（Ｏ（ＣＲ２Ｒ２）ｎＣＯ）ｐ （２）（ＯＣＲ１Ｒ２ＣＯＯＣＲ１Ｒ２ＣＯ）ｑ（３）（ＯＣＲ１Ｒ２ＣＲ１Ｒ ２ＯＣＲ１Ｒ２ＣＯ）ｒ（４）（ＯＣＲ１Ｒ２ＣＦ１Ｒ２ＯＣＲ１Ｒ２ＣＲ１Ｒ ２ＣＯ）Ｈ３（５）（ＮＨ（ＣＲ１Ｒ２）ｎＣＯ）ｔ式中、 ｎは整数２、４および５であり、 ｐ、ｑ、ｒ、ｓおよびｔの合計は３５０ないし約５，０００であり、Ｒ１および Ｒ２は同一であっても異なっていてもよく、水素、１ないし１２個の炭素原子を 含有するヒドロカルビル、または１ないし１２個の炭素原子を含有する置換ヒド ロカルビルであるから選択した少なくとも１種の酸単位を含有することを特徴と する請求の範囲１記載の生成物。 ３．ポリヒドロキシ酸単位がポリラクチドとポリグリコリドとよりなるグループ から選択したものであることを特徴とする請求の範囲１記載の生成物。 ４．ポリヒドロキシ酸単位が式（１）の単位を少なくとも５０％含有することを 特徴とする請求の範囲１記載の生成物。 ５．５０％を超えるポリ乳酸樹脂がＬ−等方性形状の重合体単位であることを特 徴とする請求の範囲１記載の生成物。 ６．重合体樹脂が７％未満のラクチドと４５０未満の分子量を有するラクチル乳 酸オリゴマー単位とを含有することを特徴とする請求の範囲４記載の生成物。 ７．上記の発泡剤が式 ▲数式、化学式、表等があります▼ 式中、 全てのＡは独立に水素またはフッ素であり、ｎ＝１−４である から選択したものであることを特徴とする請求の範囲１記載の生成物。 ８．ｎ＝１であることを特徴とする請求の範囲７記載の生成物。 ９．ｎ＝２であることを特徴とする請求の範囲７記載の生成物。