JPH09194702A - 生分解性フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ポリエステル樹脂組成物からなり、機械強度
特性と耐候性を有し、かつ優れた生分解性を有するフィ
ルムを提供する。 【解決手段】 脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に
対してポリカプロラクトンを１〜２００重量部を配合し
た生分解性ポリエステル樹脂組成物からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、脂肪族ポリエステ
ル樹脂とポリカプロラクトンとの樹脂組成物からなる生
分解性に優れるフィルムであって、機械強度特性、耐候
性に優れ、各種生分解性包装材料、農業用フィルム等に
使用し得る生分解性フィルムに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、食品を初め各種商品の包装用
フィルムには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレート等に代表される芳香族ポリエステ
ルやポリアミド等が使用されている。また農業用フィル
ムは、地温の調節、雑草の発芽防止、作物の汚染防止及
び保護等の目的で使用されており、代表的な素材はポリ
エチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミド等である。

【０００３】一般に、使用済みフィルムは使用後回収さ
れ、焼却処理や土中埋設処理等の処理を受ける。しかし
回収に多大な労力や費用を要するため、あるいは回収が
困難であるため、回収されずに放置される場合があり、
フィルムが難分解性である場合には環境保全の点で問題
が生じる。また回収したフィルムを焼却処理する場合に
は、高カロリーの燃焼熱が発生し、あるいは腐食性のガ
スの発生を伴い焼却炉を損傷するおそれもある。さら
に、土中埋設処理を行った場合、フィルムが難分解性で
あれば土中に半永久的に残留することになる。

【０００４】近年、このようなポリエチレン等の難分解
性あるいは不分解性の樹脂に生分解性を付与すべく、例
えば澱粉などの生分解性を有する成分をポリエチレン樹
脂等に混和する方法が検討されている。また、ポリエチ
レン樹脂等に光分解性を付与する方法、あるいは光分解
性を付与したポリエチレン樹脂等と澱粉等の生分解性を
有する成分とを混和する方法なども検討されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし、澱粉等の生分
解性を有する成分を混和する方法は、フィルムの機械強
度が低下し、場合によってはフィルムの形状が保持でき
ない。しかも、混和された澱粉はそれ自体分解性を有す
るが、その分解過程において澱粉以外のポリマー部分の
分解を誘引せず、結局はフィルムはバラバラにはなる
が、単に細かく切断されるにすぎず本質的な問題の解決
とはならない。これは光分解性の付与についても同様の
ことがいえ、光によって重合度の低下を引き起こすが生
分解性を有するわけではなく、さらに光が当たらない環
境下では意味がない。

【０００６】一方、このような本質的に生分解性でない
樹脂に代わり、それ自体が生分解性を有する樹脂が第二
世代の生分解性樹脂として開発され、これに該当するも
のに化学合成で得られる脂肪族ポリエステル樹脂があ
る。

【０００７】しかし脂肪族ポリエステル樹脂は、重縮合
で高分子化する場合、製造工程の後半で高温高減圧の厳
しい条件下で反応が行われる。このため元来熱安定性の
よくないポリエステル樹脂の解重合が生じ、高分子量体
を得るのは困難である。従って得られたフィルムの機械
強度特性が不十分となり、広い用途展開を期待するに足
る強度の確保が困難となる。かかる場合、比較的低分子
量の脂肪族ポリエステルの両末端水酸基に、ジイソシア
ネートを反応させ、ウレタン結合を介して高分子量化す
る方法がある。高分子量化により高い機械強度特性を確
保し得るが、その一方、得られたフィルム等の分解が遅
くなる場合がある。このような状況から、本質的に生分
解性を有し、かつ機械強度特性と耐候性とを有し、かつ
優れた生分解性を有するフィルムの要求が高まってい
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者は、脂肪族ポリ
エステル樹脂からなる組成物について鋭意研究を重ねた
結果、ポリカプロラクトンを所定量配合した樹脂組成物
からなるフィルムが、従来のフィルムの用途に何等問題
なく代替し得る機械強度特性や耐候性を有し、かつ、ポ
リカプロラクトンの配合が脂肪族ポリエステル樹脂の生
分解を誘引することにより、高い生分解性を示すフィル
ムとなることを見い出し、本発明を完成するに至った。

【０００９】すなわち本発明は、脂肪族ポリエステル樹
脂１００重量部に対しポリカプロラクトン１乃至２００
重量部を配合したポリエステル樹脂組成物からなる生分
解性フィルムを提供するものである。また、脂肪族ポリ
エステル樹脂１００重量部に対しポリカプロラクトン１
乃至２００重量部を配合したポリエステル樹脂組成物を
４０重量％以上含有する生分解性フィルムを提供するも
のである。以下、本発明を詳細に説明する。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明で使用するポリエステル樹
脂組成物は、脂肪族ポリエステル樹脂とポリカプロラク
トンとの樹脂組成物からなる。脂肪族ポリエステル樹脂
としては、コハク酸と１，４−ブタンジオールとから得
られるポリエステル樹脂、コハク酸とエチレングリコー
ルとから得られるポリエステル樹脂、シュウ酸とネオペ
ンチルグリコールとから得られるポリエステル樹脂、シ
ュウ酸と１，４−ブタンジオールとから得られるポリエ
ステル樹脂、シュウ酸とエチレングリコールから得られ
るポリエステル樹脂等が例示できるが、融点が高く、好
ましいのはコハク酸と１，４−ブタンジオールとから得
られるポリエステル樹脂である。

【００１１】脂肪族ポリエステル樹脂の好ましい数平均
分子量は、３０，０００乃至１，０００，０００の範
囲、より好ましくは７０，０００乃至２００，０００の
範囲である。平均分子量が３０，０００以下では機械特
性が不足し、１，０００，０００以上ではフィルム製造
工程で溶融粘度が高すぎ、押し出しが困難になる等の問
題を生ずる場合がある。

【００１２】本発明で使用するポリカプロラクトンは、
アルコール等の活性水素を開始剤とし、ε−カプロラク
トンを常法の開環重合で得たものを使用することができ
る。前記開始剤の官能数は特に制限はなく、２官能や３
官能のものが好ましく使用できる。ポリカプロラクトン
の数平均分子量は、好ましくは、１，０００乃至２０
０，０００の範囲、特に好ましくは５，０００乃至１０
０，０００の範囲である。尚、２００，０００よりも高
い数平均分子量のポリカプロラクトンも本発明において
問題なく使用することができるが、このような非常に分
子量の高いポリカプロラクトンを得ることは一般に困難
で現実的ではない。また、使用するポリカプロラクトン
は、ε−カプロラクトンの単重合体以外に、バレロラク
トンやグリコリド、ラクチド等のコモノマーを使用した
共重合体も使用可能である。

【００１３】本発明で使用するポリエステル樹脂組成物
は、脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対しポリカ
プロラクトン１乃至２００重量部を混合したものである
ことが好ましく、より好ましくは脂肪族ポリエステル樹
脂１００重量部に対しポリカプロラクトン４乃至５５重
量部を混合したものである。この範囲で混合することに
より生分解性に優れ、かつ機械強度特性および耐候性に
優れるフィルムを得ることができる。

【００１４】本発明の生分解性フィルムには、必要に応
じて他の生分解性樹脂成分や無機物を混合することもで
きる。上記したポリエステル樹脂組成物と他の成分との
配合割合は、得られる樹脂組成物（他の成分と上記ポリ
エステル樹脂組成物との合計は１００重量％）に対しポ
リエステル樹脂組成物が４０重量％以上であることが好
ましく、特に好ましくは６０重量％以上である。本発明
で混合して用いることができる他の生分解性樹脂成分と
しては、ポリビニルアルコール系の樹脂、３−ヒドロキ
シブチレートと３−ヒドロキシバリレートの共重合体系
の樹脂等を例示することができる。本発明で混合して用
いることができる他の無機物としては、炭酸カルシウ
ム、炭酸マグネシウム、タルク、シリカ等を例示するこ
とができる。その他、上記範囲で低分子量ポリカプロラ
クトンの様なポリエステルを、可塑剤として添加するこ
とができ、艶消し剤、カーボンブラック等の顔料、酸化
防止剤（例えばヒンダードフェノール化合物、ヒンダー
ドアミン化合物、リン系化合物等）、紫外線吸収剤（例
えば、ベンゾフェノール化合物、ベンゾトリアゾール合
物、サリシレート化合物等）、また場合によっては架橋
性基を有する化合物を含ませることもできる。

【００１５】本発明で使用するポリエステル樹脂組成物
は、脂肪族ポリエステル樹脂とポリカプロラクトンとを
混練することにより得られ、その混練方法としては、２
軸押し出し機等の常法の混練方法が問題なく使用でき
る。他の成分を配合する場合にも同様に混練により得る
ことができる。

【００１６】本発明の生分解性フィルムは、上記ポリエ
ステル樹脂組成物を、その樹脂組成物の溶融温度以上で
溶融押し出しし、または溶液法により製造することがで
きる。必要に応じてインフレーション法、カレンダー
法、一軸延伸法、或いは二軸延伸法等により延伸製膜す
ることができる。なお、フィルムを延伸しスプリットヤ
ーンとし、これを織ったり編んだりして得たものも本発
明のフィルムの一態様に含まれる。

【００１７】上記製膜法によって得られる生分解性フィ
ルムの厚さは、その目的に応じて種々の厚さのフィルム
とすることができる。包装用としては５乃至６００μｍ
の厚さが好ましい。食料品、食器類、キャンプ用品等の
包装フィルムとして使用する場合は、５乃至２００μｍ
の比較的薄いフィルムが好ましい。また、肥料用、米
袋、ゴミ回収袋等の袋として使用する場合は、１００乃
至８００μｍの比較的厚いフィルムが好ましい。さら
に、農業用フィルムとして使用するには、５乃至８００
μｍの色々な厚みのフィルムを用途に応じて使用するこ
とができる。包装用フィルムとして使用する場合のフィ
ルム特性は、強度１００ｋｇ／ｃｍ²以上、伸度１０％
以上、好ましくは強度２００ｋｇ／ｃｍ²以上、伸度２
０％以上である。

【００１８】本発明の生分解性フィルムは、包装材、食
料品等の包装フィルム、農業用フィルム等に使用するこ
とができる。さらに、使用目的により、本発明の生分解
性フィルムを他のフィルムとの積層フィルムの形態で使
用することもできる。

【００１９】

【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。

【００２０】（実施例１）コハク酸と１，４−ブタンジ
オールとの脂肪族ポリエステル樹脂（数平均分子量７
０，０００）１００重量部にポリカプロラクトン（ダイ
セル化学工業社製「ＰＬＡＣＣＥＬ Ｈ７」）４０重量
部を混練し、ポリエステル樹脂組成物を得た。これを２
００℃で溶融押し出しし、キャストして未延伸シートを
得た。これを８０℃で縦方向に２倍、その後、横方向に
２倍の２軸延伸を行い、厚み５０μｍの生分解性フィル
ムを得た。得られた生分解性フィルムを土中に埋設し、
３か月経過後の外観観察を行った。また、生分解性フィ
ルム片を凍結粉砕してＪＩＳ Ｋ６９５０（１９９４）
の評価を行った。汚泥には都市下水汚泥を使用した。さ
らに、生分解性フィルムを滅菌水中に浸漬し、３か月経
過後の外観観察を行った。結果を表−１に示す。

【００２１】（実施例２）コハク酸と１，４−ブタンジ
オールとの脂肪族ポリエステル樹脂（数平均分子量７
０，０００）１００重量部にポリカプロラクトン（ダイ
セル化学工業社製「ＰＬＡＣＣＥＬ Ｈ７」）１５重量
部を混練し、ポリエステル樹脂組成物を得た。これを２
００℃で溶融押し出しし、キャストして未延伸シートを
得た。これを８０℃で縦方向に２倍、その後、横方向に
２倍の２軸延伸を行い、厚み５０μｍの生分解性フィル
ムを得た。得られた生分解性フィルムについて実施例１
と同様の試験を行った。

【００２２】（実施例３）コハク酸と１，４−ブタンジ
オールとの脂肪族ポリエステル樹脂（数平均分子量７
０，０００）１００重量部にポリカプロラクトン（ダイ
セル化学工業社製「ＰＬＡＣＣＥＬ Ｈ７」）１００重
量部を混練し、ポリエステル樹脂組成物を得た。これを
２００℃で溶融押し出しし、キャストして未延伸シート
を得た。これを８０℃で縦方向に２倍、その後、横方向
に２倍の２軸延伸を行い、厚み５０μｍの生分解性フィ
ルムを得た。得られた生分解性フィルムについて実施例
１と同様の試験を行った。

【００２３】（比較例１）コハク酸と１，４−ブタンジ
オールとの脂肪族ポリエステル樹脂（数平均分子量７
０，０００）を２００℃で溶融押し出しし、キャストし
て未延伸シートを得た。これを９０℃で縦方向に２倍、
その後、横方向に２倍の２軸延伸を行い、厚み５０μｍ
のフィルムを得た。得られたフィルムについて実施例１
と同様の試験を行った。

【００２４】

【表１】

【００２５】実施例より、本発明のフィルムは、微生物
が存在しない環境では分解が進まず、耐候性が高いこと
が分かった。一方、本発明のフィルムは微生物により著
しく分解され、ポリカプロラクトンの配合により脂肪族
ポリエステルの分解性が誘引されたことが判明した。

【００２６】

【発明の効果】本発明の生分解性フィルムは、優れた生
分解性を有すると共に優れた耐候性、機械強度も有して
いる。完全な生分解性を有しているので、使用後回収不
可能な用途に用いても自然環境下で分解し、環境公害等
の問題を引き起こすことがない。 このため、種々の包
装材料用途や農業用フィルムの用途に広く応用すること
が出来る。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に
   対しポリカプロラクトン１乃至２００重量部を配合した
   ポリエステル樹脂組成物からなる生分解性フィルム。
2. 【請求項２】 脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に
   対しポリカプロラクトン１乃至２００重量部を配合した
   ポリエステル樹脂組成物を４０重量％以上含有する生分
   解性フィルム。