特許第6874294号(P6874294)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2022.1.31 β版

知財求人 - 知財ポータルサイト「IP Force」

▶ 三菱レイヨン株式会社の特許一覧

特許6874294ポリエステル樹脂組成物、該樹脂組成物を成形してなるフィルム、および該フィルムを成形してなる袋
<>
< >
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】6874294
(24)【登録日】2021年4月26日
(45)【発行日】2021年5月19日
(54)【発明の名称】ポリエステル樹脂組成物、該樹脂組成物を成形してなるフィルム、および該フィルムを成形してなる袋
(51)【国際特許分類】
   C08L 67/02 20060101AFI20210510BHJP
   C08L 67/04 20060101ALI20210510BHJP
   C08L 1/12 20060101ALI20210510BHJP
   C08J 5/18 20060101ALI20210510BHJP
【FI】
   C08L67/02
   C08L67/04
   C08L1/12
   C08J5/18CFD
【請求項の数】5
【全頁数】21
(21)【出願番号】特願2016-152005(P2016-152005)
(22)【出願日】2016年8月2日
(65)【公開番号】特開2018-21103(P2018-21103A)
(43)【公開日】2018年2月8日
【審査請求日】2019年2月18日
(73)【特許権者】
【識別番号】000006035
【氏名又は名称】三菱ケミカル株式会社
(72)【発明者】
【氏名】原口 修一
【審査官】 松元 洋
(56)【参考文献】
【文献】 特開2005−281677(JP,A)
【文献】 特開2000−345012(JP,A)
【文献】 特開2000−264343(JP,A)
【文献】 特開2001−354802(JP,A)
【文献】 国際公開第2013/073403(WO,A1)
【文献】 特開2010−006885(JP,A)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
C08L 1/00 − 101/16
CAplus/REGISTRY(STN)
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位とを含む脂肪族ポリエステル系樹脂であ
って、全脂肪族ジカルボン酸単位中、コハク酸単位を87モル%以上含有するポリエステ
ル樹脂(A)、脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位、および芳香族ジカルボン
酸単位を含む芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂であって、全ジカルボン酸単位中、
芳香族ジカルボン酸単位を5モル%以上95モル%以下含有するポリエステル樹脂(B)
、脂肪族オキシカルボン酸を含むポリエステル樹脂(C)、及びセルローストリアセテー
ト、セルロースアセテートプロピオネート及びセルロースアセテートブチレートからなる
群より選ばれる1種以上のセルロースエステル(D)を含有し、化合物(D)の含有比率
が5重量%以上であることを特徴とするポリエステル樹脂組成物。
【請求項2】
前記セルロースエステル(D)が、セルロースアセテートプロピオネート、である請求
1に記載の樹脂組成物。
【請求項3】
請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物を成形して得られるフィルム。
【請求項4】
請求項1又は請求項2に記載の樹脂組成物を成形して得られるマルチフィルム。
【請求項5】
請求項に記載のフィルムを成形して得られる袋。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、力学特性に優れたフィルムを提供し得る、脂肪族ポリエステル系樹脂を含む樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【0002】
従来、各種食品、薬品、雑貨用等の液状物や粉粒物、固形物の包装用資材、農業用資材、建築資材等、幅広い用途において、紙、プラスチックフィルム、金属箔等が用いられている。特にプラスチックフィルムは強度、耐水性、成形性、透明性、コスト等において優れており、袋や容器として多くの用途で使用されている。代表的なプラスチックフィルムとしては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル等によって構成されたものがある。しかしながら、これら樹脂は、自然環境下において分解し難く、また、焼却処理を行う場合に有害なガスを発生したり、焼却炉を傷めたりする等の問題がある。
【0003】
上記問題を解決すべく、様々な樹脂が研究されている。例えば、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネートアジペート等の脂肪族ポリエステル系樹脂、ポリ乳酸等の脂肪族オキシカルボン酸系樹脂、さらにはポリブチレンアジペートテレフタレート等の芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂を用いることで、上記問題を解決する技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
また、ポリブチレンアジペートテレフタレート等の芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂は、芳香族単位の合間に脂肪族単位を存在させることにより生分解性を向上させることが知られていたが、フィルムに成形した場合において、高い衝撃強度を維持しつつ、引き裂き強度に優れる樹脂組成物として、所定量のコハク酸由来の構造単位を含む脂肪族ポリエステル系樹脂と、芳香族ジカルボン酸成分含有量の少ない芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂と、脂肪族オキシカルボン酸系樹脂とを、所定の比率で含有する脂肪族ポリエステル系樹脂組成物が開示されている(例えば、特許文献2参照)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特表2001−500907号公報
【特許文献2】特開2013−040321号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネートアジペート等の脂肪族ポリエステル系樹脂は、結晶化速度が速く、成形性が良好であるが、成形後のフィルムの引き裂き強度が不十分となる場合があった。特許文献2に記載の技術では、ポリブチレンスクシネート、ポリブチレンスクシネートアジペート等の脂肪族ポリエステル系樹脂中の全ジカルボン酸単位中のコハク酸単位を特定の割合とした上で、ポリ乳酸等の脂肪族オキシカルボン酸系樹脂とポリブチレンアジペートテレフタレート等の芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂を所定の比率で含有させ、引き裂き強度を向上させているが、フィルムを成形した場合、弾性率が弱く、いわゆる腰のないフィルムとなってしまう場合があった。
【0007】
本発明は、フィルムに成形した場合において、引張強度に優れるとともに、引き裂き強度にも優れる樹脂組成物、および、当該樹脂組成物を成形してなるフィルムや袋を提供す
ることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0008】
本発明者は、上記の課題を解決すべく鋭意研究を行った結果、全ジカルボン酸単位中のコハク酸単位を特定の割合のポリエステル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)およびポリエステル樹脂(C)に加えて、特定のセルロースエステル(D)を含有することで、引張強度に優れるとともに、引き裂き強度が向上したフィルムを得ることができることを見出した。
【0009】
すなわち、本発明は以下の[1]〜[]を要旨とする。
[1] 脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位とを含む脂肪族ポリエステル系樹
脂であって、全脂肪族ジカルボン酸単位中、コハク酸単位を87モル%以上含有するポリ
エステル樹脂(A)、脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位、および芳香族ジカ
ルボン酸単位を含む芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂であって、全ジカルボン酸単
位中、芳香族ジカルボン酸単位を5モル%以上95モル%以下含有するポリエステル樹脂
(B)、脂肪族オキシカルボン酸を含むポリエステル樹脂(C)、及びセルローストリア
セテート、セルロースアセテートプロピオネート及びセルロースアセテートブチレートか
らなる群より選ばれる1種以上のセルロースエステル(D)を含有し、化合物(D)の含
有比率が5重量%以上であることを特徴とするポリエステル樹脂組成物。
] 前記セルロースエステル(D)が、セルロースアセテートプロピオネート、であ
る[1]に記載の樹脂組成物。
] [1]又は[2]に記載の樹脂組成物を成形して得られるフィルム。
] [1]又は[2]に記載の樹脂組成物を成形して得られるマルチフィルム。
] []に記載のフィルムを成形して得られる袋。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、成形性が良好でフィルムとした場合において、引張強度に優れるとともに、引き裂き強度にも優れる樹脂組成物を提供することができる。
例えば、本発明に係る樹脂組成物をフィルムとしたのち袋に成形した場合、引き裂き強度に優れ、袋の裂けを防止することが可能となる。また、引っ張り強度に優れることで、袋の裂けを防止することが可能となる。さらに、本発明に係る樹脂組成物を成形して得られるマルチフィルムも、引き裂き強度に優れ、好適に使用することができる。
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下、本発明の実施の形態について説明するが、本発明は以下の実施の形態に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々変形して実施することができる。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、以下のポリエステル樹脂(A)〜(C)及びセルロースエステル(D)を含有する。ポリエステル樹脂(A)とは、脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位とを含む脂肪族ポリエステル樹脂であって、全脂肪族ジカルボン酸由来単位中、コハク酸由来単位を87モル%以上含有するポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂(B)とは、脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位、および芳香族ジカルボン酸単位を含む芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂であって、全ジカルボン酸由来単位中、芳香族ジカルボン酸単位を5モル%以上95モル%以下含有するポリエステル樹脂である。ポリエステル樹脂(C)とは、脂肪族オキシカルボン酸を含むポリエステル樹脂である。さらに、本発明のポリエステル樹脂組成物はセルローストリアセテート、セルロースアセテートプロピオネート及びセルロースアセテートブチレートからなる群より選ばれる1種以上のセルロースエステル(D)を含有する。
【0012】
本発明において、脂肪族ジオールとは脂肪族炭化水素基に水酸基が2つ結合したものをいい、脂肪族炭化水素基としては、通常直鎖脂肪族炭化水素基が用いられるが、分岐構造
を有していても構わないし、環状構造を有していても構わず、それらを複数有していても構わない。また、脂肪族ジカルボン酸単位とは、脂肪族炭化水素基にカルボキシル基が2つ結合したものをいい、脂肪族炭化水素基としては、通常直鎖脂肪族炭化水素基が用いられるが、分岐構造を有していても構わないし、環状構造を有していても構わず、それらを複数有していても構わない。
【0013】
また、本発明に係るポリエステル樹脂は、繰返し単位を有する重合体であるが、それぞれの繰返し単位は、それぞれの繰返し単位の由来となる化合物に対する化合物単位とも呼ぶ。具体的には例えば、脂肪族ジオールに由来する繰返し単位を「脂肪族ジオール単位」、脂肪族ジカルボン酸に由来する繰返し単位を「脂肪族ジカルボン酸単位」、芳香族ジカルボン酸に由来する繰返し単位を「芳香族ジカルボン酸単位」、脂肪族オキシカルボン酸に由来する繰返し単位を「脂肪族オキシカルボン酸単位」とも呼ぶ。
【0014】
1.ポリエステル樹脂組成物
本発明の樹脂組成物は、ポリエステル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)、ポリエステル樹脂(C)及びセルロースエステル(D)を含有する事を特徴とする樹脂組成物である。
本発明のポリエステル樹脂組成物を用いてフィルムに成形した場合において、フィルムの成形性、引っ張り強度や引き裂き強度を優れたものとすることが可能である。
【0015】
また、これらの物性をより優れたものとすることが可能であるため、ポリエステル樹脂(A)の含有比率が5重量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは10重量%以上であり、特に好ましくは 15重量%以上である。また、同様の理由により、ポリエステル樹脂(B)の含有比率は5重量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは10重量%以上であり、特に好ましくは15重量%以上である。同様の理由により、ポリエステル樹脂(C)の含有比率は1重量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは3重量%以上であり、特に好ましくは5重量%以上である。化合物(D)の含有比率は、0.1重量%以上であることが好ましく、さらに好ましくは1重量%以上であり、特に好ましくは5重量%以上である。
【0016】
また、本発明に係る樹脂組成物を用いてフィルムを成形した場合において、フィルムの引き裂き強度やフィルムの衝撃強度をさらに優れたものとすることが可能であるため、ポリエステル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)およびポリエステル樹脂(C)の合計に対してポリエステル樹脂(C)を1〜20重量%であることが好ましく、より好ましくは、3〜15重量%、特に好ましくは5〜10重量%含有する。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、ポリエステル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)、ポリエステル樹脂(C)及びセルロースエステル(D)以外にも様々な化合物を含有していても構わない。これらのその他の構成成分については、後述する。
【0017】
1.1.ポリエステル樹脂(A)
本発明に用いられるポリエステル樹脂(A)は脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位とを含む脂肪族ポリエステル系樹脂であって、全脂肪族ジカルボン酸由来単位中、コハク酸由来単位を87モル%以上含有する。ポリエステル樹脂(A)は、コハク酸単位の量が異なるポリエステル樹脂の混合物であってもよく、例えば、コハク酸由来以外のジカルボン酸構造単位を含まない脂肪族ポリエステル系樹脂と、コハク酸由来以外の構造単位を含む脂肪族ポリエステル系樹脂とをブレンドして、ポリエステル樹脂(A)におけるコハク酸由来の構造単位量を上記所定範囲内に調整して使用する事も可能である。
【0018】
より具体的には、ポリエステル樹脂(A)は、下記式(1)で表される脂肪族ジオール単位、および下記式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸単位を含むポリエステル樹脂で
ある。
−O−R−O− (1)
−OC−R−CO− (2)
式(1)中、Rは、2価の脂肪族炭化水素基を表す。ポリエステル樹脂(A)が共重合体である場合には、ポリエステル樹脂(A)中に2種以上の式(1)で表される脂肪族ジオール単位が含まれていてもよい。上記式(2)中、Rは、2価の脂肪族炭化水素基を表す。上記式(1)、(2)で表される脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位は、石油から誘導された化合物由来であっても、植物原料から誘導された化合物由来であってもかまわないが、植物原料から誘導された化合物を含む事が望ましい。ポリエステル樹脂(A)が共重合体である場合には、ポリエステル樹脂(A)中に2種以上の式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸単位が含まれていてもよい。そして、式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸単位には、コハク酸に由来する構造単位が、全脂肪族ジカルボン酸単位に対して87モル%以上含まれている。ポリエステル樹脂(A)におけるコハク酸由来の構造単位量を所定範囲内とすることで、引っ張り強度に優れた高い弾性率のフィルムを得ることが可能となる。そして同様の理由から、コハク酸に由来する構造単位は、全脂肪族ジカルボン酸単位に対して好ましくは87モル%以上、より好ましくは90モル%以上、更に好ましくは93モル%以上含まれている。
【0019】
式(1)のジオール単位を与える脂肪族ジオールとしては、特に限定されないが、成形性や機械強度の観点から、炭素数が2以上10以下の脂肪族ジオールが好ましく、炭素数4以上6以下の脂肪族ジオールが特に好ましい。例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられ、中でも1,4−ブタンジオールが特に好ましい。尚、上記脂肪族ジオールは、それぞれ2種類以上を用いることもできる。
【0020】
式(2)のジカルボン酸単位を与えるジカルボン酸成分としては、特に限定されないが、炭素数が2以上40以下の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、炭素数が4以上10以下の脂肪族ジカルボン酸が特に好ましい。例えば、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、ダイマー酸等が挙げられ、中でもアジピン酸、セバシン酸が好ましく、アジピン酸が特に好ましい。尚、上記ジカルボン酸は、それぞれ2種類以上を用いることもできる。
【0021】
さらに、本発明におけるポリエステル樹脂(A)は、脂肪族オキシカルボン酸に由来する繰返し単位(脂肪族オキシカルボン酸単位)を有していてもよい。脂肪族オキシカルボン酸単位を与える脂肪族オキシカルボン酸の具体例としては、例えば、乳酸、グリコール酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、2−ヒドロキシカプロン酸、6−ヒドロキシカプロン酸、2−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸等、またはこれらの低級アルキルエステル若しくは分子内エステルが挙げられる。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体またはラセミ体の何れでもよく、形態としては固体、液体または水溶液であってもよい。これらの中で特に好ましいものは、乳酸またはグリコール酸である。これら脂肪族オキシカルボン酸は単独でも、2種以上の混合物としても使用することもできる。
【0022】
上記脂肪族オキシカルボン酸単位の量は、成形性の観点からポリエステル樹脂(A)を構成する全繰返し単位中、20モル%以下であることが好ましく、より好ましくは10モル%以下、特に好ましくは5モル%以下である。
また、本発明におけるポリエステル樹脂(A)は「3官能以上の脂肪族多価アルコール」、「3官能以上の脂肪族多価カルボン酸またはその酸無水物」または「3官能以上の脂肪族多価オキシカルボン酸」を共重合することによって、溶融粘度が高められたものであってもよく、カップリング剤により鎖長延長されたものであってもよい。
【0023】
3官能の脂肪族多価アルコールの具体例としては、トリメチロールプロパン、グリセリン等が挙げられ、4官能の脂肪族多価アルコールの具体例としては、ペンタエリスリトール等が挙げられる。これらは単独でも2種以上混合して使用することもできる。
3官能の脂肪族多価カルボン酸またはその酸無水物の具体例としては、プロパントリカルボン酸またはその酸無水物が挙げられ、4官能の多価カルボン酸またはその酸無水物の具体例としては、シクロペンタンテトラカルボン酸またはその酸無水物等が挙げられる。これらは単独でも2種以上混合して使用することもできる。
【0024】
また、3官能の脂肪族オキシカルボン酸は、(i)カルボキシル基が2個とヒドロキシル基が1個を同一分子中に有するタイプと、(ii)カルボキシル基が1個とヒドロキシル基が2個のタイプとに分かれ、何れのタイプも使用可能であるが、成形性、機械強度や成形品外観の観点からリンゴ酸等の(i)カルボキシル基が2個とヒドロキシル基が1個を同一分子中に有するタイプが好ましく、より具体的には、リンゴ酸が好ましく用いられる。また、4官能の脂肪族オキシカルボン酸成分は、(i)3個のカルボキシル基と1個のヒドロキシル基とを同一分子中に共有するタイプ、(ii)2個のカルボキシル基と2個のヒドロキシル基とを同一分子中に共有するタイプ、(iii)3個のヒドロキシル基と1個のカルボキシル基とを同一分子中に共有するタイプに分かれ、何れのタイプも使用可能であるが、カルボキシル基を複数有するものが好ましく、より具体的には、クエン酸、酒石酸等が挙げられる。これらは単独でも2種以上混合して使用することもできる。
【0025】
このような3官能以上の成分由来の構造単位の量は、ポリエステル樹脂(A)を構成する全構造単位を100モル%として、下限が、通常0モル%以上、好ましくは0.01モル%以上であり、上限が、通常5モル%以下、好ましくは2.5モル%以下である。
カップリング剤としては、ジイソシアネート、オキサゾリン、ジエポキシ化合物、酸無水物等が挙げられ、具体的には、2,4−トリレンジイソシアナート、ジフェニルメタンジイソシアナート、1,5−ナフチレンジイソシアナート、水素化キシリレンジイソシアナート、ヘキサメチレンジイソシアナート等が挙げられる。これらの添加量はポリエステル樹脂(A)100重量部に対して0.1〜5重量部である。
【0026】
ポリエステル樹脂(A)は、コハク酸由来の構造単位を必須とし、さらにコハク酸以外の上記ジカルボン酸成分由来の構造単位や上記ジオール成分由来の構造単位を有し、上記多価アルコール成分由来の構造単位、上記多価カルボン酸成分由来の構造単位、脂肪族オキシカルボン酸成分由来の構造単位やカップリング剤を任意に有するものである。
本発明で使用するポリエステル樹脂(A)は、公知の方法で製造することができる。例えば、コハク酸を含む上記の脂肪族ジカルボン酸と脂肪族ジオールとのエステル化反応および/またはエステル交換反応を行った後、減圧下での重縮合反応を行うといった溶融重合の一般的な方法や、有機溶媒を用いた公知の溶液加熱脱水縮合方法によっても製造することができるが、経済性や製造工程の簡略性の観点から、無溶媒下で行う溶融重合で製造する方法が好ましい。
【0027】
ポリエステル樹脂(A)の平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することが可能であって、ポリスチレンを標準物質とした重量平均分子量が、通常10,000以上1,000,000以下であるが、成形性と機械強度の点において有利なため、好ましくは20,000以上500,000以下、より好ましくは50,000以上400,000以下である。
【0028】
ポリエステル樹脂(A)のメルトフローレート(MFR)は、190℃、2.16kgで測定した場合、通常0.1g/10分以上であり、通常100g/10分以下である。成形性と機械強度の観点から、好ましくは50g/10分以下、特に好ましくは30g/
10分以下である。
ポリエステル樹脂(A)の融点は70℃以上が好ましく、さらに好ましくは75℃以上であり、170℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは119℃以下、特に好ましくは100℃未満である。融点が複数存在する場合には、少なくとも1つの融点が上記範囲内にあることが好ましい。弾性率は180〜500MPaである事が好ましい。融点が範囲外では成形性に劣り、弾性率が180MPa以下では成形性や製袋性に問題が起こり易く、弾性率は500MPa以上では引き裂き強度や衝撃強度の改良効果が得られにくい。ポリエステル樹脂(A)の融点や弾性率の調整法は特に限定されないが、例えば、コハク酸以外の共重合成分の種類を選択したり、ぞれぞれの共重合比率を調節したり、それらを組み合わせたりすることにより調節することが可能である。
【0029】
1.2.ポリエステル樹脂(B)
本発明に用いられるポリエステル樹脂(B)は、脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位、および芳香族ジカルボン酸単位を含む芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂である。具体的には、例えば、下記式(3)で表される脂肪族ジオ−ル単位、下記式(4)で表される脂肪族ジカルボン酸単位、および、下記式(5)で表される芳香族ジカルボン酸単位からなる芳香族脂肪族共重合ポリエステルを主成分とするものが好ましく、生分解性を有することが好ましい。
【0030】
−O−R−O− (3)
式(3)中、Rは2価の脂肪族炭化水素基を表す。ポリエステル樹脂(B)が共重合体である場合には、ポリエステル樹脂(B)中に2種以上のRが含まれていてもよい。
−OC−R−CO− (4)
式(4)中、Rは2価の脂肪族炭化水素基を表す。ポリエステル樹脂(B)が共重合体である場合には、ポリエステル樹脂(B)中に2種以上のRが含まれていてもよい。
【0031】
−OC−R−CO− (5)
式(5)中、Rは2価の芳香族炭化水素基を示す。ポリエステル樹脂(B)が共重合体である場合には、ポリエステル樹脂(B)中に2種以上のRが含まれていてもよい。
式(3)のジオール単位を与えるジオールは、特に限定はされないが、コストと機械強度のバランスから炭素数が2以上10以下のものが好ましい。例えば、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられる。中でも、炭素数2以上4以下のジオールが好ましく、エチレングリコール、1,4−ブタンジオールがより好ましく、1,4−ブタンジオールが特に好ましい。
【0032】
式(4)のジカルボン酸単位を与えるジカルボン酸は、特に限定はされないが、コストと生分解性とのバランスから炭素数が2以上12以下のものが好ましい。例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられる。中でも、セバシン酸またはアジピン酸が好ましい。
式(5)の芳香族ジカルボン酸単位を与える芳香族ジカルボン酸としては、Rの環構造が2以下であることが好ましく、より具体的には例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、中でも、生分解性の観点からRはフェニレン基であることが好ましく、より具体的には例えばテレフタル酸、イソフタル酸が好ましく、テレフタル酸が特に好ましい。また、芳香環の一部がスルホン酸塩で置換されている芳香族ジカルボン酸であってもよい。
【0033】
尚、脂肪族ジカルボン酸、脂肪族ジオール、および芳香族ジカルボン酸は、それぞれ2種類以上を用いることもできる。
ポリエステル樹脂(B)は、脂肪族オキシカルボン酸単位を有していてもよい。脂肪族
オキシカルボン酸単位を与える脂肪族オキシカルボン酸の具体例としては、乳酸、グリコール酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、2−ヒドロキシカプロン酸、6−ヒドロキシカプロン酸、2−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸、またはこれらの混合物等が挙げられる。さらに、これらの低級アルキルエステルまたは分子内エステルであってもよい。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体またはラセミ体の何れでもよく、形態としては固体、液体または水溶液の何れであってもよい。これらの中で好ましいものは、乳酸またはグリコール酸である。これら脂肪族オキシカルボン酸は単独でも、2種以上の混合物としても使用することもできる。
【0034】
この脂肪族オキシカルボン酸の量は、ポリエステル樹脂(B)を構成する全構成成分中、好ましくは20モル%以下、より好ましくは10モル%以下である。
また、ポリエステル樹脂(B)は、ポリエステル樹脂(A)と同様、「3官能以上の脂肪族多価アルコール」、「3官能以上の脂肪族多価カルボン酸またはその酸無水物」または「3官能以上の脂肪族多価オキシカルボン酸」を共重合することによって、溶融粘度が高められたものであってもよく、ジイソシアナートやジエポキシ化合物等のカップリング剤により鎖長延長されたものであってもよい。
【0035】
ポリエステル樹脂(B)における、芳香族ジカルボン酸単位の含有量は、脂肪族ジカルボン酸単位と芳香族ジカルボン酸単位との合計(100モル%)に対して、融点と生分解性の観点から好ましくは5モル%以上、より好ましくは35モル%以上、特に好ましくは40モル%以上であり、好ましくは95モル%以下、より好ましくは65モル%以下、特に好ましくは60モル%以下である。
【0036】
ポリエステル樹脂(B)は、上記ポリエステル樹脂(A)と同様、公知の製法により製造することができる。
ポリエステル樹脂(B)の平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することが可能であって、ポリスチレンを標準物質とした重量平均分子量が、通常5,000以上1,000,000以下であるが、成形性と機械強度の点において有利なため、好ましくは10,000以上500,000以下である。
【0037】
本発明に用いられるポリエステル樹脂(B)のメルトフローレート(MFR)は、190℃、2.16kgで測定した場合、下限が通常0.1g/10分以上であり、上限が通常100g/10分以下である事が好ましく、さらに好ましくは50g/10分以下、特に好ましくは30g/10分以下である。ポリエステル樹脂(B)のメルトフローレート(MFR)は、分子量により調節することが可能となる。
【0038】
ポリエステル樹脂(B)の融点は70℃以上が好ましく、さらに好ましくは75℃以上であり、205℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは180℃以下、特に好ましくは140℃以下である。融点が70℃以下では組成物の成形性や耐熱性が劣り、205℃以上では他成分との融点差が大きくなり成形性に劣る事になる。ポリエステル樹脂(B)の融点は、芳香族ジカルボン酸量やオキシカルボン酸量により調節することが可能となる。
【0039】
1.3.ポリエステル樹脂(C)
本発明に用いられるポリエステル樹脂(C)は、脂肪族オキシカルボン酸単位からなるポリエステル樹脂を主成分とする。
脂肪族オキシカルボン酸単位を与える脂肪族オキシカルボン酸としては、例えば、乳酸、グリコール酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ吉草酸、5−ヒドロキシ吉草酸、2−ヒドロキシカプロン酸、6−ヒド
ロキシカプロン酸、3−ヒドロキシへキサン酸、2−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸等、またはこれらの低級アルキルエステル若しくは分子内エステルが挙げられる。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体またはラセミ体の何れでもよく、形態としては固体、液体または水溶液であってもよい。これらの中で特に好ましいものは、乳酸またはグリコール酸であり、乳酸が最も好ましい。これら脂肪族オキシカルボン酸は単独でも、2種以上の混合物としても使用することもできる。
【0040】
また、ポリエステル樹脂(C)は、3官能以上の脂肪族オキシカルボン酸成分由来の脂肪族オキシカルボン酸単位を有していてもよい。3官能の脂肪族オキシカルボン酸成分は、(i)カルボキシル基が2個とヒドロキシル基が1個を同一分子中に有するタイプと、(ii)カルボキシル基が1個とヒドロキシル基が2個のタイプとに分かれ、何れのタイプも使用可能であるが、ポリエステル樹脂(C)の着色や異物などを低減して品質を高めるという観点で、リンゴ酸等の(i)カルボキシル基が2個とヒドロキシル基が1個を同一分子中に有するタイプが好ましく、より具体的には、リンゴ酸等好ましく用いられる。また、4官能の脂肪族オキシカルボン酸成分は、(i)3個のカルボキシル基と1個のヒドロキシル基とを同一分子中に共有するタイプ、(ii)2個のカルボキシル基と2個のヒドロキシル基とを同一分子中に共有するタイプ、(iii)3個のヒドロキシル基と1個のカルボキシル基とを同一分子中に共有するタイプに分かれ、何れのタイプも使用可能である。具体的には、クエン酸、酒石酸等が挙げられる。これらは単独でも2種以上混合して使用することもできる。
【0041】
ポリエステル樹脂(C)は、上記したような脂肪族ポリエステルや芳香族脂肪族ポリエステルに由来するその他の構造単位を含んでいてもよい。ポリエステル樹脂(C)におけるその他の構造単位の含有量は、脂肪族オキシカルボン酸由来の構造単位と、その他の構造単位との合計を100モル%として、下限が、通常0モル%以上、好ましくは0.01モル%以上であり、上限が、通常5モル%以下、好ましくは2.5モル%以下である。
【0042】
ポリエステル樹脂(C)は、上記の原料を直接脱水重縮合する方法、乳酸やヒドロキシカルボン酸類の環状2量体を開環重合させる方法、微生物による産生等により得る事ができる。
本発明に用いられるポリエステル樹脂(C)のメルトフローレート(MFR)は、190℃、2.16kgで測定した場合、下限が通常0.1g/10分以上であり、上限が通常100g/10分以下、好ましくは50g/10分以下、特に好ましくは30g/10分以下である。
【0043】
1.4. セルロースエステル(D)
本発明の樹脂組成物にはセルロースエステル(D)が含まれる。
本発明の樹脂組成物のセルロースエステル(D)は、トリアセチルセルロース(TAC)、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)及びセルロースアセテートブチレート(CAB)からなる群より選ばれる1種以上のものである。これらの中でもセルロースアセテートプロピオネート(CAP)が好ましい。
【0044】
セルロースエステル(D)は、流動性の改善や成形体の機械的強度を高める観点から、セルロースエステル100質量部に対して5〜40質量部の可塑剤を含むものでもよい。
可塑剤としては、フタル酸エステルを除いたアジペート系可塑剤、ポリエステル系可塑剤が好ましい。
セルロースエステル(D)の数平均分子量は、流動性(加工性)を維持する観点から、10,000〜100,000の範囲であることが好ましく、15,000〜80,000の範囲であることがより
好ましい。
【0045】
数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定することが可能である。
セルロースエステル(D)の溶融範囲は120℃以上が好ましく、さらに好ましくは130℃以上であり、250℃以下であることが好ましく、さらに好ましくは240℃以下、特に好ましくは230℃未満である。
【0046】
セルロースエステル(D)としては、具体的には、イーストマン社製CAP‐480‐20、CAP-482-0.5、CAP-504-0.2、CAB-551-0.01、CAB-551-0.2、CAB-553-0.4、CAB-531-1、CAB-500-5、CAB-381-0.1、CAB-381-0.1、CAB-381-0.5、CAB-381-2、CAB-381-20、CAB-381-20 BP、CAB-321-0.1、CAB-171-15などが挙げられ、この中でも、CAP‐480‐20、CAP-482-0.5
、CAP-504-0.2が好ましい。
【0047】
本発明の樹脂組成物では、上記ポリエステル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)、ポリエステル樹脂(C)且つセルロースエステル(D)を含むことを特徴とする。これにより、該樹脂組成物を成形してフィルムにした際の引張強度に加えて、引き裂き強度が飛躍的に向上する。その理由としては、セルロースエステル(D)がポリエステル樹脂(A)と相溶し、またポリエステル樹脂(B)、ポリエステル樹脂(C)との相溶化剤のような機能を果たしたことで、各樹脂間の界面相互作用が向上したためと推定される。なお、本発明の樹脂組成物において、該ポリエステル樹脂(A)及び該セルロースエステル(D)の合計に対する該セルロースエステル(D)の含有量は、樹脂(A)に相溶し、樹脂(A)を軟化、また他の樹脂との相互作用の向上、という観点から、1〜60重量%が好ましく、3〜50重量%がより好ましい。
【0048】
1.5.その他の成分
本発明に係る樹脂組成物には、滑剤、フィラー(充填剤)、可塑剤、帯電防止剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、染料、顔料、加水分解防止剤等の各種添加剤や、ポリカプロラクトン、ポリアミド、ポリビニルアルコール等の合成樹脂や、澱粉、紙、木粉、キチン・キトサン質、椰子殻粉末、クルミ殻粉末等の動物/植物物質微粉末、或いはこれらの混合物が「その他の成分」として含まれていてもよい。これらは、本発明の効果を損なわない範囲で任意に使用できる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して使用してもよい。これら添加剤の添加量は、通常、生分解性樹脂組成物の物性を損なわないために、混合する物質の総量が、生分解性樹脂組成物の総量に対して、0.01重量%以上40重量%以下であることが好ましい。
【0049】
1.5.1.滑剤
例えば、本発明に係る樹脂組成物に滑剤を含ませると、樹脂組成物をフィルムとしたのち袋に成形する際の成形性を向上させることができる。また、袋の口を開き易くすることができ、袋の使用性を向上させることができる。さらに、袋の口が開き易くなると、袋製造時の検査も容易となる。
【0050】
滑剤としては、公知のものを特に限定されることなく用いることができる。具体的には、パラフィン油、固形パラフィン等のパラフィン、ステアリン酸、パルミチン酸等の高級脂肪酸、パルミチルアルコール、ステアリルアルコール等の高級アルコール、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸バリウム、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸マグネシウム、パルミチン酸ナトリウム等の脂肪酸の金属塩、ステアリン酸ブチル、グリセリンモノステアレート、ジエチレングリコールモノステアレート等の脂肪酸エステル、ステアロアミド、メチレンビスステアロアミド、エチレンビスステアロアミド、オキシステアリン酸のエチレンジアミド、メチロールアミド、オレイルアミド、ステアリン酸アミド、エルカ酸アミド等の脂肪酸アミド等、カルナウバワックス、モンタンワ
ックス等のワックス類などが挙げられる。なお、滑剤やワックス類は、1種を単独で用いても良く、2種以上を任意の比率および組み合わせで用いてもよい。この中でもエルカ酸アミドが特に好ましい。これらの滑剤は通常、樹脂組成物中0.01〜2重量%であり、好ましくは0.05〜0.5重量%の範囲で使用される。
【0051】
1.5.2.フィラー
本発明に係る樹脂組成物にフィラーを含ませると、樹脂組成物の流動性と結晶化速度の改良によるフィルム成形時の安定化、フィルム機械物性の異方向性の低減にも寄与させることができる。また、樹脂組成物をフィルムとした場合にフィルム同士のブロッキングを防止することができる。或いは、フィルムを袋に成形した場合に袋の口を開き易くすることもできる。さらに、フィルムや袋を着色し、遮光性や光反射性を向上させることもできる。
【0052】
フィラーは、その形状により繊維状、粉粒状、板状、針状のものがあり、特に粉粒状、板状のものが好ましい。粉粒状フィラーとしては、タルク、ゼオライト、ケイソウ土、カオリン、クレー、シリカ、石英粉末等の鉱物粒子、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、重質炭酸カルシウム等の金属炭酸塩粒子、珪酸カルシウム、珪酸アルミニウム、珪酸マグネシウム等の金属珪酸塩粒子、アルミナ、シリカ、酸化亜鉛、酸化チタン等の金属酸化物粒子、水酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、水酸化マグネシウム等の金属水酸化物粒子、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の金属硫酸塩粒子、カーボンブラック等の炭素粒子等が挙げられる。また板状フィラーとしては、マイカが挙げられる。袋の口を開き易くするとともにブロッキングを防止する観点からは、タルク、炭酸カルシウム、或いはシリカを用いるとよく、また、フィルムや袋を着色するとともに、遮光性或いは光反射性を向上させる観点からは、カーボンブラックや酸化チタンを用いるとよい。フィルム等の成形体或いは樹脂組成物中におけるフィラーの分散状態は、数平均粒径で0.08〜25μmであり、より好ましくは0.1μm〜5μmである。この範囲からはずれると、上記フィラーの添加効果が低くなる。フィラーは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。これらのフィラーは樹脂組成物中、通常0.05〜40重量%の範囲で使用される。
【0053】
用いるフィラーの硬度には特に制限は無いが、硬度が低すぎると、剛性、耐熱性などの物性が低くなる傾向があり、高すぎると、外観不良やフィルム強度の物性低下を起こしやすい傾向があるため、硬度が高すぎたり低すぎたりしないことが好ましい。使用するフィラーの硬度(モース硬度)は、好ましくは上限が9以下、下限が1以上であって、より好ましくは上限が8以下、下限2以上であって、特に好ましくは上限が7以下、下限が3以上である。ここでいうモース硬度とは、試料物質で標準物質をこすり、ひっかき傷の有無で硬さを測定した値を言う。標準物質は以下である。硬度1)滑石、硬度2)石膏、硬度3)方解石、硬度4)蛍石、硬度5)リン灰石、硬度6)正長石、硬度7)水晶、硬度8)黄玉、硬度9)コランダム(鋼玉)、硬度10)ダイヤモンドである。 より具体的には、フィラーとして、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チタン、硫酸バリウム等を使用することが可能であって、例えばタルクとしては、富士タルク工業製のLMS100、LMR100、PKP80、PKP53Sが挙げられる。炭酸カルシウムとしては、日東粉化製のNITOREX30P、NITOREX23P、NS#100、NCCシリーズのNITOREX30PS、NCC#2310、NCC#1010、NCC−V2300、NCC−V1000、また丸尾カルシウム社製のウィスカルA等が挙げられる。シリカ粒子としては、日本アエロジル社製、アエロジル200、アエロジル300等が挙げられる。酸化チタンとしては、石原産業社製CR−60、CR−80、CR−68を使用することができる。
【0054】
1.5.3.可塑剤
尚、樹脂組成物の流れ性が悪い場合は、可塑剤を加えるとよい。特に、樹脂組成物にフィラーを含ませた場合、樹脂組成物の粘度が上昇して樹脂組成物の流れ性が悪くなる場合があり、樹脂組成物に可塑剤を加えることによって、これを改善することができる。
可塑剤としては、公知のものを特に限定されることなく用いることができる。例えば、メチルアジペート、ジエチルアジペート、ジイソプロピルアジペート、ジ−n−プロピルアジペート、ジ−2−エチルヘキシルアジペート、ジイソブチルアジペート、ジブチルアジペート、ジイソデシルアジペート、ジブチルジグリコールアジペート、ジ−2−エチルヘキシルアゼレート、ジブチルセバケート、ジ−2−エチルヘキシルセバケート、メチルアセチルリシレート等の脂肪酸エステル、トリアセチン等のグリセリンエステル、ジエチルマレエート、ジブチルマレエート、ジオクチルマレエート、ジブチルフマレート、ジオクチルフマレート等のマレイン酸およびフマル酸エステル、アジピン酸−1,3−ブチレングリコール、エポキシ化大豆油等のポリエステル・エポキシ化エステル、トリオクチルトリメリテート等のトリメリット酸エステル、トリエチレングリコールジアセテート、アセチルクエン酸トリブチル、グリセリンジアセトモノプロピオネート、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノカプレート、グリセリンジアセトモノラウレート、グリセリンジアセトモノオレート、グリセリンモノアセトモノベヘネート、グリセリンモノアセトモノステアレート等のアセチル化モノグリセライド、ジグリセリンアセテート、デカグリセリンプロピオネート、テトラグリセリンカプリレート、デカグリセリンラウレート、デカグリセリンオレート、デカグリセリンベヘネート等のポリグリセリン脂肪酸エステル、ロジン誘導体等が挙げられる。これらの可塑剤は、樹脂組成物中、通常0.05〜10重量%の範囲で使用される。
【0055】
1.5.4.帯電防止剤
また、本発明に係る樹脂組成物に帯電防止剤を含ませると、樹脂組成物をフィルムとした後に袋に成形する場合の成形性を向上させることができる。また、フィルムや樹脂の取り扱いも容易となる。帯電防止剤としては、本発明の効果を著しく損なわない限り任意のものを用いることができる。具体例としては、界面活性剤型のノニオン系、カチオン系、アニオン系が好ましい。
【0056】
ノニオン系の帯電防止剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、アルキルジエタノールアミン、ヒドロキシアルキルモノエタノールアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン、ポリオキシエチレンアルキルアミン脂肪酸エステルアルキルジエタノールアマイド類等があげられる。中でもアルキルジエタノールアミン類等が好ましい。
【0057】
カチオン系の帯電防止剤としては、テトラアルキルアンモニウム塩、トリアルキルベンジルアンモニウム塩等があげられる。アニオン系の帯電防止剤としては、アルキルスルホン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルホスフェート等があげられる。中でも、アルキルベンゼンスルホン酸塩が好ましい。樹脂との混練性がよく、帯電防止効果も高いためである。
【0058】
帯電防止剤の使用量は本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、生分解性樹脂組成物に対して、通常0.5重量%以上、好ましくは1重量%以上、また、通常5重量%以下、好ましくは3重量%以下である。上記範囲を上回ると、さらに、生分解性樹脂組成物の表面べたつきが発生し、製品価値が低下する傾向がある。また、上記範囲を下回ると、帯電防止性向上効果が低減する傾向がある。
【0059】
1.5.5.その他添加剤
澱粉としては、具体的にはコーンスターチ、ワキシーコーンスターチ、ハイアミロースコーンスターチ、小麦澱粉、米澱粉、馬鈴薯澱粉、甘藷澱粉、タピオカ澱粉、エンドウ澱
粉等が挙げられ、これらは未変性品、変性品どちらも使用できる。変性とは化学的、物理的、生物学的等のあらゆる変性方法を含み、化学的変性としては、炭水化物(多糖類)の構成単位の一部または全部をエステル化、エーテル化、酸化、還元、カップリング、脱水、加水分解、脱水素、ハロゲン化等の化学反応により変性することを示し、特には、水酸基をエーテル化、エステル化することを示す。また、物理的変性は、結晶化度を変化させること等、物理的性質を変化させることを示す。また、生物学的変性は、生物を用いて化学構造等を変化させることを示す。
【0060】
耐光剤としては、デカンニ酸ビス(2,2,6,6−テトラメチル−1(オクチルオキシ)−4−ピペリジニル)エステル、1,1−ジメチルエチルヒドロペルオキシドとオクタンとの反応生成物、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ブチルマロネート、ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)セバケート、メチル1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジルセバケート、ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)セバケート、1−[2−[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオニルオキシ]エチル]−4−[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドトキシフェニル)プロピオニルオキシ]−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、ポリ[[6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル][(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]等のヒンダードアミン系安定剤等があげられる。耐光剤は、紫外線吸収剤と組み合わせて用いることが好ましく、ヒンダードアミン系安定剤と紫外線吸収剤との組み合わせが有効である。
【0061】
耐光剤を混合する量は、生分解性樹脂組成物に対して、重量基準で通常100ppm以上、好ましくは200ppm以上であり、また、通常5重量部以下、好ましくは1重量部以下、より好ましくは0.5重量部以下である。この範囲を下回ると耐光剤の効果が小さくなる傾向がある。また、この範囲を上回ると製造費が高くなる傾向があり、生分解性樹脂組成物の耐熱性が劣ったり、耐光剤のブリードアウトが生じたりする傾向がある。
【0062】
紫外線吸収剤としては、2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール、2−(4,6−ジフェニル−1,3,5−トリアジン−2−イル)−5−[(ヘキシル)オキシ]フェノール等があげられる。紫外線吸収剤は、特に異なる種類の紫外線吸収剤を2種以上組み合わせて用いることが好ましい。
【0063】
紫外線吸収剤を混合する量は、本発明の効果を著しく損なわない限り任意であるが、生分解性樹脂組成物に対して、重量基準で通常100ppm以上、好ましくは200ppm以上、また、通常5重量%以下、好ましくは2重量%以下、より好ましくは0.5重量%以下である。この範囲を下回ると紫外線吸収剤の効果が低下する傾向がある。また、この範囲を上回ると製造費が高くなりすぎたり、生分解性樹脂組成物の耐熱性が劣ったり、紫外線吸収剤のブリードアウトが生じたりする傾向ある。
【0064】
熱安定剤としては、ジブチルヒドロキシトルエン(BHT;2,6−ジ−t−ブチル−4−メチルフェノール)、2,2’−メチレンビス(4−メチル−6−t−ブチルフェノール)、ペンタエリスリトールテトラキス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート]、3,3’,3”,5,5’,5”−ヘキサ−tert−ブチル−a,a’,a”−(メシチレン−2,4,6−トリイル)トリ−p−クレゾール、オクタデシル−3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート、1,3,5−トリス[(4−tert−ブチル−3−ヒドロキシ−
2,6−キシリル)メチル]−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H、3H,5H)−トリオン、1,3,5−トリス(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)−1,3,5−トリアジン−2,4,6(1H、3H,5H)−トリオン、カルシウムジエチルビス[[3,5−ビス(1,1−ジメチルエチル)−4−ヒドロキシフェニル]メチル]ホスホネート、ビス(2,2’−ジヒドロキシ−3,3’−ジ−tert−ブチル−5,5’−ジメチルフェニル)エタン、N,N’−ヘキサン−1,6−ジイルビス[3−(3,5−ジ−tert−ブチル−4−ヒドロキシフェニルプロピオンアミド等のヒンダードフェノール系熱安定剤;トリデシルホスファイト、ジフェニルデシルホスファイト、テトラキス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)[1,1−ビフェニル]−4,4’−ジイルビスホスフォナイト、ビス[2,4−ビス(1,1−ジメチルエチル)−6−メチルフェニル]エチルエステル亜リン酸、ビス(2,4−ジ−tert−ブチルフェニル)ペンタエリスリトールジファスファイト等のリン系熱安定剤;3−ヒドロキシ−5,7−ジ−tert−ブチル−フラン−2−オンとキシレンの反応性生物等のラクトン系熱安定剤;ジラウリルチオジプロピオネート、ジステアリルチオジプロピオネート等の硫黄系酸化防止剤;等があげられる。
【0065】
熱安定剤を混合する量は、生分解性樹脂組成物に対して、重量基準で通常100ppm以上、好ましくは200ppm以上であり、また、通常5重量部以下、好ましくは1重量部以下、より好ましくは0.5重量部以下である。この範囲を下回ると熱安定剤の効果が小さくなる傾向がある。一方、この範囲を上回ると、製造費が高くなる傾向があり、熱安定剤のブリードアウトが生じたりする可能性がある。
【0066】
主に大気中の水分等による加水分解を抑制する目的で用いられる末端封止剤として、カルボジイミド化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物等が挙げられるが、上記のカルボジイミド化合物の内、モノカルボジイミド化合物としては、ジシクロヘキシルカルボジイミド、ジイソプロピルカルボジイミド、ジメチルカルボジイミド、ジイソブチルカルボジイミド、ジオクチルカルボジイミド、t−ブチルイソプロピルカルボジイミド、ジフェニルカルボジイミド、ジ−t−ブチルカルボジイミド、ジ−β−ナフチルカルボジイミド等を例示することができる。これらの中では、工業的に入手が容易であるので、ジシクロヘキシルカルボジイミドやジイソプロピルカルボジイミドが好ましい。
【0067】
また、ポリカルボジイミド化合物としては、例えば米国特許第2941956号明細書、日本国特公昭47−33279号公報、J.Org.Chem.28巻、p2069−2075(1963)、およびChemicalReview1981、81巻、第4号、p.619−621等に記載された方法により製造したものを用いることができる。
ポリカルボジイミド化合物の製造原料である有機ジイソシアネートとしては、例えば芳香族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネートやこれらの混合物を挙げることができ、具体的には、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、4,4’−ジフェニルジメチルメタンジイソシアネート、1,3−フェニレンジイソシアネート、1,4−フェニレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネートと2,6−トリレンジイソシアネートの混合物、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサン−1,4−ジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン−4,4’−ジイソシアネート、メチルシクロヘキサンジイソシアネート、テトラメチルキシリレンジイソシアネート、2,6−ジイソプロピルフェニルイソシアネート、1,3,5−トリイソプロピルベンゼン−2,4−ジイソシアネート等を例示することができる。
【0068】
有機ジイソシアネートの脱炭酸縮合反応に用いられるカルボジイミド化触媒としては、有機リン系化合物や一般式M(OR)nで示される有機金属化合物(但し、Mはチタン、
ナトリウム、カリウム、バナジウム、タングステン、ハフニウム、ジルコニウム、鉛、マンガン、ニッケル、カルシウムやバリウム等の金属原子を、Rは炭素原子数1〜20のアルキル基または炭素原子数6〜20のアリール基を示し、nは金属原子Mが取り得る原子価を示す)が好適である。中でも、有機リン系化合物ではホスフォレンオキシド類が、有機金属化合物ではチタン、ハフニウム、またはジルコニウムのアルコシド類が活性が高く好ましい。
【0069】
ホスフォレンオキシド類の具体例としては、3−メチル−1−フェニル−2−ホスフォレン−1−オキシド、3−メチル−1−エチル−2−ホスフォレン−1−オキシド、1,3−ジメチル−2−ホスフォレン−1−オキシド、1−フェニル−2−ホスフォレン−1−オキシド、1−エチル−2−ホスフォレン−1−オキシド、1−メチル−2−ホスフォレン−1−オキシドおよびこれらの二重結合異性体を例示することができる。中でも工業的に入手が容易な3−メチル−1−フェニル−2−ホスフォレン−1−オキシドが特に好ましい。
【0070】
これらのポリカルボジイミド化合物の合成時には、モノイソシアネートやその他の末端イソシアネート基と反応可能な活性水素含有化合物を用いて、所望の重合度に制御することもできる。このような目的に用いられる化合物としては、フェニルイソシアネート、トリルイソシアネート、ジメチルフェニルイソシアネート、シクロヘキシルイソシアネート、ブチルイソシアネート、ナフチルイソシアネート等のモノイソシアネート化合物、メタノール、エタノール、フェノール、シクロヘキサノール、N−メチルエタノールアミン、ポリエチレングリコールモノメチルエーテル、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル等の水酸基含有化合物、ジエチルアミン、ジシクロヘキシルアミン、β−ナフチルアミン、シクロヘキシルアミン等のアミノ基含有化合物、コハク酸、安息香酸、シクロヘキサン酸等のカルボキシル基含有化合物、エチルメルカプタン、アリルメルカプタン、チオフェノール等のメルカプト基含有化合物、および種々のエポキシ基含有化合物等を例示することができる。
【0071】
これらのカルボジイミド化合物は1種を単独で用いても良く、2種以上を混合して用いてもよい。本発明においては、特に、ポリカルボジイミド化合物を用いることが好ましく、その重合度は、下限が2以上、好ましくは4以上であり、上限が通常40以下、好ましくは20以下である。これら、カルボジイミドの使用量は、樹脂組成全体に対して物通常0.1〜5重量%である。
【0072】
これらの他、公知の表面ぬれ改善剤、難燃剤、離型剤、焼却補助剤、顔料、分散助剤、界面活性剤、加水分解防止剤、末端封止剤、結晶核剤、相溶化剤、等が含まれていてもよい。
このように、本発明に係る樹脂組成物は、ポリエステル樹脂(A)とポリエステル樹脂(B)とポリエステル樹脂(C)とセルロースエステル(D)を含んでなるものであり、上記ポリエステル樹脂(A)におけるコハク酸由来の構造単位の量を所定範囲内とするとともに、上記樹脂(A)〜(C)の配合比を所定範囲内としたことに特徴を有する。このような特徴を有する樹脂組成物によってフィルムを成形すると、フィルムの引き裂き強度が向上されたものとなり、また、優れた衝撃強度を有するものとなる。本発明に係る樹脂組成物により得られたフィルムは袋に成形することで、引き裂きによる裂けが生じ難く、且つ、衝撃による裂けも生じ難い袋とすることができる。或いは、本発明に係る樹脂組成物を農業用等のマルチフィルムの材料として用いることも好適である。
【0073】
2.樹脂組成物の製造方法
本発明に係る樹脂組成物の製造方法としては、公知の手法を適用することができる。例えば、ブレンドしたポリエステル樹脂(A)、ポリエステル樹脂(B)およびポリエステ
ル樹脂(C)の原料チップ及びセルロースエステル(D)を同一の押出機で溶融混合する方法、各々別々の押出機で溶融させた後に混合する方法等が挙げられる。押出機としては、単軸または2軸押出機が利用できる。また、ポリエステル樹脂(A)〜(C)を混合して加熱溶融させたところに、セルロースエステル(D)を添加して配合することもできる。この際、その他成分を均一に分散させる目的で、ブレンド用オイル等を使用することもできる。一方、ポリエステル樹脂(A)〜(C)に係る各々の原料チップを直接成形機に供給して、樹脂組成物を調製すると同時に、そのままフィルム等の成形体を得ることも可能である。
【0074】
3.フィルム
本発明に係る樹脂組成物は、汎用プラスチックに適用される各種成形法によりフィルム状に成形することができる。成形法に関しては、特に、押し出し成形やインフレーション成形によって成形すると、本発明の効果が顕著に現れる。より具体的には、例えば、Tダイ、Iダイまたは丸ダイ等から所定の厚みに押し出したフィルム状、シート状物または円筒状物を、冷却ロールや水、圧空等により冷却、固化させる方法等が挙げられる。この際、本発明の効果を阻害しない範囲で、数種の組成物を積層させた積層フィルムとすることも可能である。
【0075】
このようにして得られたフィルム状成形体は、その後、ロール法、テンター法、チューブラー法等によって一軸または二軸延伸を施してもよい。延伸する場合は、延伸温度は通常30℃〜110℃の範囲で、延伸倍率は縦、横方向、それぞれ0.6〜10倍の範囲で行われる。また、延伸後、熱風を吹き付ける方法、赤外線を照射する方法、マイクロ波を照射する方法、ヒートロール上に接触させる方法等によって熱処理を施してもよい。
【0076】
4.マルチフィルム
本発明に係る樹脂組成物を成形して農業用等のマルチフィルムとすると尚好ましい。マルチフィルムの成形については、上記したような公知の方法を用いればよい。本発明に係る樹脂組成物を成形して得られたマルチフィルムは以下の効果を奏する。マルチフィルムにあっては、引き裂き強度に優れるものが好適に用いられると言える。この点、本発明に係る樹脂組成物を成形して得られるマルチフィルムは、引き裂き強度が向上されたものであり、且つ、衝撃強度にも優れている。よって、敷設したマルチフィルムにおいて、フィルムが裂けて欠陥部分が大きくなることを抑制することができ、また、衝撃によってマルチフィルムが裂けることも防止することができる。尚、本発明に係る樹脂組成物は、脂肪族ポリエステル、芳香族脂肪族共重合ポリエステル、脂肪族オキシカルボン酸といった成分を主成分としているため、マルチフィルムを使用後、そのまま土中に埋め込んでも問題がない。
【0077】
5.袋
上記のようにして得られるフィルムを成形して袋としてもよい。袋の成形については、公知の方法を適用することができる。例えば、インフレーション成形した筒状体の末端をヒートシールすることによって成形可能である。ここで、上述したように、袋を構成するフィルムは引き裂き強度が向上されるとともに優れた衝撃強度を有している。フィルムが引き裂き強度に優れると、袋の縦裂けを防止することが可能となる。また、衝撃強度に優れることで、袋を開ける際や袋に物を詰める際、袋の裂けを防止することが可能となる。
【実施例】
【0078】
以下、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに詳細に説明する。なお、以下の実施例は本発明を詳細に説明するために示すものであり、本発明はその趣旨に反しない限り以下の実施例に限定されるものではない。
なお、以下の実施例、比較例で使用する樹脂及び化合物は、次のものを用いた。
<脂肪族ポリエステル系樹脂>
・ポリブチレンサクシネート(以下、PBSと略記する) 三菱化学株式会社製 「GsPla(登録商標) FZ91PN」
・ポリブチレンサクシネートアジペート(以下、PBSAと略記する) 三菱化学株式会社製 「GsPla(登録商標) FD92WN」
<芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂>
・ポリブチレンアジペートテレフタレート(以下、PBAT と略記する) BASF(株)社製 Ecoflex(登録商標) ※融点120℃
<脂肪族オキシカルボン酸を含むポリエステル樹脂>
・ポリ乳酸(以下、“PLA”と略記する) ネイチャーワークスジャパン株式会社製 Ingeo2003D
<セルロースエステル>
・セルロースアセテートプロピオネート(以下、“CAP” と略記する) EAST
MAN製 CAP-482-20 Acetyl含量2.5%、Propionyl含量46.0%、Hydroxyl含量1.8%、数平均分子量75,000
・セルロースアセテート(以下、“CA”と略記する) 和光純薬社製、Acetyl含量38〜40%
【0079】
樹脂組成物の製造
[実施例1〜3、比較例1〜3]
樹脂としてPBS、PBSA、PBAT、PLAとセルロースエステルとしてCAP又はCAをそれぞれ表−1に示す割合(重量部)で(株)日本製鋼所製2軸押出機(TEX30α−59.5AW−15V、L/D=59.5)に仕込み、該2軸押出機を用いて溶
融混練し、押出機の出口からストランド状に押し出し、水で冷却固化させた後、回転式カッターでペレット化した。得られたペレットは、窒素流通下70℃にて6時間乾燥を行い、樹脂組成物を得た。なお、混練時の設定温度は190℃、スクリュー回転数は200rpmとした。
【0080】
また、それぞれの樹脂を2軸押出機に仕込む際は、それぞれの樹脂を封入している防湿
袋を開封して速やかに2軸押出機に仕込み、溶融混練した。
なお、表−1において、「コンパウンド性」の指標は、それぞれの実施例や比較例において、樹脂組成物をコンパウンドする際の、扱いやすさの指標であり、コンパウンド性“○”は、樹脂組成物を問題なく混練出来たもの、コンパウンド性“△”は、ストランドが安定しなかったり、ストランドがカッターで切れなかったりしたもの である。
【0081】
フィルム成形と物性評価
[実施例1〜3、比較例1〜3]
上記の樹脂組成物の製造にて得られた、それぞれの樹脂組成物を有限会社エンプラ産業社製インフレ成形機(エンプラ30、ダイス 口径:75mm、リップ幅:0.8mm)にて、成形温度160℃、ブロー比3.5、厚み50μmのフィルムを作成した。また吐出量8kg/h、エアブロー一定にて、成型性(バブル、フロストの状態)を以下の基準で評価した。以下の評価基準に基づいたそれぞれの樹脂組成物を含むフィルムの評価結果は、表−1の「インフレ成形性」に示した。
【0082】
〔フィルムの成型性の評価基準〕
○:フロストラインが低く、成型性が良好
△:フロストラインは少し高いが、成型性に問題ない状態
×:バブルが安定しなく成型できない状態(異物発生含む)
[フィルムの物性評価]
実施例1〜3及び比較例1〜3のそれぞれで得られたについて、以下の評価を実施した
【0083】
<弾性率>
JIS K7127(1999)に準拠して、フィルム成形時のフィルム流れ方向(MD)のフィルムの弾性率を測定した。結果を表−1の弾性率(MD)に示した。
<フィルムにした時のコシ>
上記弾性率評価において、弾性率が400MPa以上をコシがあるとして○、300〜400MPaを△、0〜300MPaを×とした。結果を表−1の「フィルムにした時のコシ」に示した。
【0084】
<エルメンドルフ引き裂き強度>
JIS K7128−2(1998)に準拠して、フィルム成形時のフィルム流れ方向(MD)とフィルムの流れ方向に垂直(TD)の引き裂き強度を測定した。結果を表−1の「引裂き(MD)」「引裂き(TD)」にそれぞれに示した。
<打ち抜き衝撃強度>
東洋精機社製フィルムインパクトテスターを用い、直径50mmのフィルムの打ち抜き衝撃強度をJIS P8134(1998)に準じて測定した。尚、インパクトテスター打ち抜き部先端には直径25.4mmの半球状金属製治具を取り付けて評価を行った。結果を表−1のPunctureにそれぞれ示した。
【0085】
【表1】
【0086】
表−1に示された結果から、 脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位とを含む脂肪族ポリエステル系樹脂であって、全脂肪族ジカルボン酸単位中、コハク酸単位を87モル%以上含有するポリエステル樹脂(A)、脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位、および芳香族ジカルボン酸単位を含む芳香族脂肪族共重合ポリエステル系樹脂であって、全ジカルボン酸単位中、芳香族ジカルボン酸単位を5モル%以上95モル%以下含有するポリエステル樹脂(B)、脂肪族オキシカルボン酸を含むポリエステル樹脂(C)、及びセルロースエステル(D)を含有するポリエステル樹脂組成物にすることで、コンパウンド性およびインフレ成形性に優れ、かつ高い引き裂き強度および衝撃強度を有するフィルムを製造できることが明らかになった。