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特開2023-49669発泡解繊成形用の樹脂組成物、発泡解繊成形体、および発泡解繊成形体の成形方法
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023049669
(43)【公開日】2023-04-10
(54)【発明の名称】発泡解繊成形用の樹脂組成物、発泡解繊成形体、および発泡解繊成形体の成形方法
(51)【国際特許分類】
   C08L 67/04 20060101AFI20230403BHJP
   C08J 9/04 20060101ALI20230403BHJP
【FI】
C08L67/04
C08J9/04 101
C08J9/04 CFD
【審査請求】未請求
【請求項の数】7
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2021159543
(22)【出願日】2021-09-29
(71)【出願人】
【識別番号】000005887
【氏名又は名称】三井化学株式会社
(71)【出願人】
【識別番号】000000941
【氏名又は名称】株式会社カネカ
(74)【代理人】
【識別番号】110002952
【氏名又は名称】弁理士法人鷲田国際特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】余 力
(72)【発明者】
【氏名】又吉 智也
(72)【発明者】
【氏名】渡辺 孝行
(72)【発明者】
【氏名】堀谷 遼太
【テーマコード(参考)】
4F074
4J002
【Fターム(参考)】
4F074AA68
4F074AD11
4F074AD13
4F074AG02
4F074AG03
4F074BA13
4F074CA22
4F074CC02Z
4F074CC04X
4F074CC04Y
4F074CC05Z
4F074CC22X
4F074CD20
4F074DA24
4F074DA43
4F074DA46
4F074DA53
4F074DA59
4J002CF18W
4J002CF18X
4J002FD020
4J002FD030
4J002FD320
4J002GD02
4J002GG00
4J002GJ00
(57)【要約】
【課題】繊維をより緻密にし、気泡をより均一にした発泡解繊成形を製造できる樹脂組成物を提供すること。
【解決手段】共重合体(A)、(B)を含む、発泡解繊成形用の樹脂組成物。
(A)構成単位(a1)、(a2)を含む共重合体
(a1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
92モル%以上98モル%以下
(a2)[-O-R1-CO-]で示される構成単位
2モル%以上 8モル%以下
(B)下記の構成単位(b1)および(b2)を含む共重合体
(b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
85モル%以上92モル%未満
(b2)[-O-R2-CO-]で示される構成単位
8モル%より多く15モル%以下
(R1、R2は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(構成単位(a2)(b2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
下記の共重合体(A)および共重合体(B)を含む、発泡解繊成形用の樹脂組成物。
(A)下記の構成単位(a1)および構成単位(a2)を下記の比率((a1)および(a2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(a1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
92モル%以上98モル%以下
(a2)[-O-R1-CO-]で示される構成単位
2モル%以上 8モル%以下
(R1は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(a2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
(B)下記の構成単位(b1)および構成単位(b2)を下記の比率((b1)および(b2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
85モル%以上92モル%未満
(b2)[-O-R2-CO-]で示される構成単位
8モル%より多く15モル%以下
(R2は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(b2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
【請求項2】
共重合体(A)は、構成単位(a2)が下記の構成単位である共重合体である、請求項1に記載の発泡解繊成形用の樹脂組成物。
(a2’)[-O-CHR3-CH-CO-]で示される構成単位
(R3は、炭素数が1以上15以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基である。)
【請求項3】
共重合体(B)は、構成単位(b2)が下記の構成単位である共重合体である、請求項1または2に記載の発泡解繊成形用の樹脂組成物。
(b2’)[-O-CHR4-CH-CO-]で示される構成単位
(R4は、炭素数が1以上15以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基である。)
【請求項4】
下記の共重合体(A)および共重合体(B)を含む、発泡解繊成形体。
(A)下記の構成単位(a1)および構成単位(a2)を下記の比率((a1)および(a2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(a1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
92モル%以上98モル%以下
(a2)[-O-R1-CO-]で示される構成単位
2モル%以上 8モル%以下
(R1は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(a2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
(B)下記の構成単位(b1)および構成単位(b2)を下記の比率((b1)および(b2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
85モル%以上92モル%未満
(b2)[-O-R2-CO-]で示される構成単位
8モル%より多く15モル%以下
(R2は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(b2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
【請求項5】
共重合体(A)は、構成単位(a2)が下記の構成単位である共重合体である、請求項4に記載の発泡解繊成形体。
(a2’)[-O-CHR3-CH-CO-]で示される構成単位
(R3は、炭素数が1以上15以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基である。)
【請求項6】
共重合体(B)は、構成単位(b2)が下記の構成単位である共重合体である、請求項4または5に記載の発泡解繊成形体。
(b2’)[-O-CHR4-CH-CO-]で示される構成単位
(R4は、炭素数が1以上15以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基である。)
【請求項7】
請求項1~3のいずれか1項に記載の発泡解繊成形用の樹脂組成物を押出して発泡解繊させる発泡解繊成形体の成形方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、発泡解繊成形用の樹脂組成物、発泡解繊成形体、および発泡解繊成形体の成形方法に関する。
【背景技術】
【0002】
樹脂を発泡させながら溶融押出し、発泡した押出物を引き延ばして解繊させた成形体(発泡解繊成形体)が知られている。発泡解繊成形体の製造に用いる樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、グリコール類と脂肪族二塩基酸(コハク酸、アジピン酸など)との反応により得られる脂肪族ポリエステル(特許文献1および特許文献2など)、ポリ乳酸(特許文献3など)などが知られている。これらの文献には、発泡解繊成形体は、油や浮遊物質の吸着剤、不織布、ろ過材、接着用資材、包装材などの各種用途に用いられ得ると記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平6-172578号公報
【特許文献2】特開平8-325918号公報
【特許文献3】特開平5-177734号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
たとえば発泡解繊成形体を吸着材やろ過材として使用するとき、発泡解繊成形体の繊維をより緻密にして表面積をより大きくし、かつ気泡をより均一にすると、吸着効率がより高まると考えられる。また、不織布として使用するときも、繊維をより緻密にし、気泡をより均一にすることで、外観をより良好にすることができると考えられる。さらには、繊維をより緻密にし、気泡をより均一にすることで、上記効能を得つつ、発泡解繊成形体をより軽量にすることができる。
【0005】
これらの事情に鑑み、本発明は、繊維をより緻密にし、気泡をより均一にした発泡解繊成形を製造できる樹脂組成物、当該樹脂組成物から製造された発泡解繊成形体、および当該樹脂組成物を用いる発泡解繊成形体の成形方法を提供することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の一態様に関する発泡解繊成形用の樹脂組成物は、下記の共重合体(A)および共重合体(B)を含む。
(A)下記の構成単位(a1)および構成単位(a2)を下記の比率((a1)および(a2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(a1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
92モル%以上98モル%以下
(a2)[-O-R1-CO-]で示される構成単位
2モル%以上 8モル%以下
(R1は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(a2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
(B)下記の構成単位(b1)および構成単位(b2)を下記の比率((b1)および(b2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
85モル%以上92モル%未満
(b2)[-O-R2-CO-]で示される構成単位
8モル%より多く15モル%以下
(R2は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(b2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
【0007】
本発明の他の実施形態に関する発泡解繊成形体は、下記の共重合体(A)および共重合体(B)を含む。
(A)下記の構成単位(a1)および構成単位(a2)を下記の比率((a1)および(a2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(a1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
92モル%以上98モル%以下
(a2)[-O-R1-CO-]で示される構成単位
2モル%以上 8モル%以下
(R1は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(a2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
(B)下記の構成単位(b1)および構成単位(b2)を下記の比率((b1)および(b2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
85モル%以上92モル%未満
(b2)[-O-R2-CO-]で示される構成単位
8モル%より多く15モル%以下
(R2は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(b2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
【0008】
本発明の他の実施形態に関する発泡解繊成形体の成形方法は、前記発泡解繊成形用の樹脂組成物を押出して押出物を得る工程と、前記押出物を発泡解繊させる工程と、を含む。
【発明の効果】
【0009】
本発明によれば、繊維をより緻密にし、気泡をより均一にした発泡解繊成形を製造できる樹脂組成物、当該樹脂組成物から製造された発泡解繊成形体、および当該樹脂組成物を用いる発泡解繊成形体の成形方法を提供することができる。
【発明を実施するための形態】
【0010】
1.第1の実施形態
本発明の第1の実施形態は、発泡解繊成形用の樹脂組成物に関する。上記樹脂組成物は、構成要件のモル比が異なる2種類の共重合体を含む。具体的には、上記共重合体は、以下共重合体(A)および共重合体(B)を含む。
(A)下記の構成単位(a1)および構成単位(a2)を下記の比率((a1)および(a2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(a1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
92モル%以上98モル%以下
(a2)[-O-R1-CO-]で示される構成単位
2モル%以上 8モル%以下
(R1は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(a2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
(B)下記の構成単位(b1)および構成単位(b2)を下記の比率((b1)および(b2)の合計を100モル%とする。)で含む共重合体
(b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位
85モル%以上92モル%未満
(b2)[-O-R2-CO-]で示される構成単位
8モル%より多く15モル%以下
(R2は、炭素数が3以上17以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。)
(ただし、構成単位(b2)は、3-ヒドロキシブチレート構成単位を含まない。)
【0011】
これら共重合比が異なる2種類の共重合体は、溶融混錬時に完全には相溶せず、一方の共重合体の中に他方の共重合体が微分散すると考えられる。そして、これらの共重合体の界面において、より微細かつ均一に気泡が発生しやすくなることにより、より微細かつ均一な繊維を形成することができると考えられる。
【0012】
共重合体(A)および共重合体(B)は、いずれも、(a1/b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位と、(a2/b2)他のヒドロキシアルカノエート構成単位と、を有する共重合体である。共重合体(A)および共重合体(B)は、ガラス転移温度(Tg)が低く、発泡解繊成形体を柔軟にしやすい。
【0013】
(a1/b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位は、比較的結晶化しやすいため発泡解繊時の成形性を高め、かつ熱安定性および適度な強度などの発泡解繊成形体の各種物性を良好にする。また、(a1/b1)3-ヒドロキシブチレート構成単位は、発泡解繊成形体に生分解性を付与する。
【0014】
(a2/b2)他のヒドロキシアルカノエート構成単位は、共重合体の熱分解温度を高めて、成形時の共重合体の熱分解を抑制する。また、(a2/b2)他のヒドロキシアルカノエート構成単位は、発泡解繊成形体を柔軟にして、しっとりとした手触りを付与したり、折り曲げたときに割れにくくしたりする。
【0015】
これらを両立させる観点から、共重合比(共重合体(A)における(a1)と(a2)との比率、および共重合体(B)における(b1)と(b2)との比率)を上記範囲とする。なお、共重合体(A)は、(a1)の割合が93.5モル%以上97モル%以下であって、(a2)の割合が3モル%以上6.5モル%以下であることがより好ましい。また、共重合体(B)は、(b1)の割合が87モル%以上92モル%未満であって、(b2)の割合が8モル%より多く13モル%以下であることがより好ましい。
【0016】
(a2/b2)他のヒドロキシアルカノエート構成単位における、R1およびR2の構造は、原料となるモノマーにおいて、ヒドロキシ基が配置された部位によって変わる。ヒドロキシ基が配置された部位がカルボキシ基に近いほど、R1およびR2において主鎖を構成する炭素原子の数は少なくなる。R1およびR2は、互いに同じ構造を有する構成単位であってもよいし、互いに異なる構造を有する構成単位であってもよいが、互いに同じ構造を有する構成単位であることが好ましい。
【0017】
なお、共重合体(A)および共重合体(B)における(a2/b2)他のヒドロキシアルカノエート構成単位は、すべて同じ構造であってもよいし、構造が異なる複数の構成単位の組み合わせであってもよい。
【0018】
発泡解繊成形体の生分解性を高める観点からは、原料となるモノマーにおいて、ヒドロキシ基が配置された部位は、カルボキシ基により近い位置であることが好ましく、一方で共重合体の安定性を高める観点からは、ヒドロキシ基が配置された部位は、カルボキシ基からある程度離れた位置であることが好ましい。上記観点から、R1およびR2において主鎖を構成する炭素原子の数は2以上4以下(ヒドロキシ基の位置は3位~5位)であることが好ましく、2以上3以下(ヒドロキシ基の位置は3位~4位)であることがより好ましく、2(ヒドロキシ基の位置は3位)であることがさらに好ましい。
【0019】
(a2)および(b2)の具体例には、3-ヒドロキシプロピオネート、3-ヒドロキシバレレート、3-ヒドロキシヘキサノエート、3-ヒドロキシヘプタノエート、3-ヒドロキシオクタノエート、3-ヒドロキシノナノエート、3-ヒドロキシデカノエート、3-ヒドロキシドデカノエート、3-ヒドロキシドデセノエート、3-ヒドロキシテトラデカノエート、3-ヒドロキシヘキサデカノエート、3-ヒドロキシオクタデカノエート、および4-ヒドロキシブチレート構成単位が含まれる。
【0020】
(a2)および(b2)において主鎖を構成する炭素原子の数が2であるとき(つまり、原料になるモノマーにおいて、ヒドロキシ基が3位にあるとき)、(a2/b2)他のヒドロキシアルカノエート構成単位は、共重合体(A)においては[-O-CHR3-CH-CO-]で示される構成単位であり、共重合体(B)においては[-O-CHR4-CH-CO-]で示される構成単位である。なお、R3およびR4は、いずれも、炭素数が1以上15以下の、直鎖状または分岐鎖を有するアルキル基を示す。R3およびR4は、互いに同じ構造を有する構成単位であってもよいし、互いに異なる構造を有する構成単位であってもよいが、互いに同じ構造を有する構成単位であることが好ましい。
【0021】
(a2)および(b2)は、3-ヒドロキシブチレート、3-ヒドロキシバレレート、3-ヒドロキシヘキサノエートまたは3-ヒドロキシオクタノエートであることが好ましい。
【0022】
共重合体(A)および共重合体(B)は、国際公開第2010/013483号および特開2015-52045号公報などに記載の方法で得ることができる。
【0023】
共重合体(A)および共重合体(B)の上記共重合比率は、ガスクロマトグラフィーによって測定することができる。具体的には、乾燥した共重合体(A)または共重合体(B)を約20mg斤量し、これに2mlの硫酸/メタノール混液(15/85(質量比))および2mlのクロロホルムを添加して密栓し、100℃で140分間加熱して、共重合体の分解物のメチルエステルを得る。冷却後、これに1.5gの炭酸水素ナトリウムを少しずつ加えて中和し、炭酸ガスの発生が止まるまで放置する。その後、4mlのジイソプロピルエーテルを添加してよく混合し、上清中のモノマーユニット組成をキャピラリーガスクロマトグラフィーにより分析する。
【0024】
測定時の装置には、株式会社島津製作所製のGC-17Aを用い、キャピラリーカラムにはGLサイエンス社製のNEUTRA BOND-1(カラム長:25m、カラム内径:0.25mm、液膜厚:0.4μm)を用いることが好ましい。キャリアガスとしてHeを用い、カラム入口圧を100kPaとし、サンプルは1μl注入する。温度条件は、8℃/分の速度で初発温度100℃から200℃まで昇温し、さらに200~290℃まで30℃/分の速度で昇温する。
【0025】
共重合体(A)および共重合体(B)は、いずれも、重量平均分子量が50,000以上3,000,000以下であることが好ましく、50,000以上1,500,000以下であることがより好ましく、50,000以上1,000,000以下であることがさらに好ましい。分子量が50,000以上であると、成形が容易であり、かつ成形された発泡解繊成形体の強度が高まりやすい。分子量が2,000,000以下であると、溶融押出が容易である。
【0026】
共重合体(A)および共重合体(B)の上記重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)装置(昭和電工社製、Shodex GPC-101)を用い、カラムにポリスチレンゲル(昭和電工社製、Shodex K-804)を用い、クロロホルムを移動相として測定し、ポリスチレン換算した場合の分子量として求めることができる。検量線は、重量平均分子量31400、197000、668000、1920000のポリスチレンを使用して作成すればよい。
【0027】
共重合体(A)と共重合体(B)との配合比率は、(共重合体(A)/共重合体(B))=(25/75)以上(75/25)以下であることが好ましく、(30/70)以上(70/30)以下であることがより好ましく、(40/60)以上(60/40)以下であることがさらに好ましい。上記配合比率が上記範囲内であると、微細かつ均一な気泡を形成できる2種類の共重合体の界面がより多く形成されるため、繊維をより緻密にし、気泡をより均一にした発泡解繊成形体を得ることができる。なお、黄変が少なく、より柔軟であり、手触りがよりしっとりとしており、かつ強度がより強くて折り曲げたときに割れにくいなど、所望する特性に応じて、共重合体(A)と共重合体(B)との配合比率を適宜変更してもよい。
【0028】
上記樹脂組成物は、上記2種類の共重合体に加えて、上記共重合体以外の公知の熱可塑性樹脂や添加剤を含んでもよい。なお、組成物中の共重合体(A)および共重合体(B)の含有量は、50質量%以上100質量%以下であることが好ましく、70質量%以上100質量%以下であることがより好ましく、90質量%以上100質量%以下であることがさらに好ましい。
【0029】
上記共重合体以外の熱可塑性樹脂の種類は特に限定されないが、発泡解繊成形体の分解性を高める観点からは、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンアジペートテレフタレートおよびポリ乳酸などの分解性重合体が好ましい。
【0030】
上記添加剤の種類も特に限定されず、公知の加水分解抑制剤、可塑剤、酸化防止剤、安定化剤、紫外線吸収剤、着色剤および結晶化促進剤など、ならびに発泡解繊成形体の用途に応じた有効物質などを用いることができる。
【0031】
上記加水分解抑制剤の例には、カルボジイミド化合物、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン化合物、オキサジン化合物、アジリジン化合物などの付加反応型の化合物が含まれる。
【0032】
上記加水分解抑制剤の含有量は、共重合体(A)および共重合体(B)の合計質量を100質量部としたときに、0質量部より多く10質量部以下となる量であることが好ましく、0.5質量部以上5質量部以下となる量であることがより好ましい。加水分解抑制剤の含有量が低いほど、発泡解繊成形体の生分解性などを低下させにくい。
【0033】
上記可塑剤の例には、脂肪酸エステル系界面活性剤、ジ-n-オクチルフタレート、ジ-2-エチルヘキシルフタレート、およびジベンジルフタレートなどを含むフタル酸誘導体、ジイソオクチルフタレートなどを含むイソフタル酸誘導体、ジ-n-ブチルアジペート、およびジオクチルアジペートなどを含むアジピン酸誘導体、ジ-n-ブチルマレートなどを含むマレイン酸誘導体、トリ-n-ブチルシトレートなどを含むクエン酸誘導体、モノブチルイタコネートなどを含むイタコン酸誘導体、ブチルオレートなどを含むオレイン酸誘導体、グリセリンモノリシノレートなどを含むリシノール酸誘導体、トリクレジルフォスフェート、トリキシレニルフォスフェートなどを含むリン酸エステル系可塑剤、乳酸、直鎖状乳酸オリゴマー、環状乳酸オリゴマーならびにラクチドなどが含まれる。
【0034】
上記可塑剤の含有量は共重合体(A)および共重合体(B)の合計質量を100質量部としたときに、0.1質量部以上20質量部以下となる量であることが好ましい。可塑剤の含有量が0.1質量部以上であると、発泡解繊成形体の靭性を高め、柔軟性を保ちつつ、引っ張っても破れにくくすることができる。可塑剤の含有量が20質量部以下であると、発泡解繊成形体の成形性、機械的強度および各種物性などを低下させにくい。
【0035】
2.発泡解繊成形体の成形方法
上記樹脂組成物は、発泡解繊成形体の成形に用いることができる。具体的には、発泡剤を含む上記樹脂組成物を溶融押出しながら発泡解繊する工程により、発泡解繊成形体を成形することができる。
【0036】
2-1.押出物の作製
まず、発泡剤を含む上記樹脂組成物を用意する。発泡剤は、化学発泡剤として、上記樹脂組成物に予め含ませておいてもよいし、溶融押出を行うとき(押出機への投入前または投入後)に上記樹脂組成物に添加してもよい。なお、同様に、加水分解抑制剤などの添加剤も、溶融押出を行うとき(押出機への投入前または投入後)に上記樹脂組成物に添加してもよい。また、押出機のシリンダー内に二酸化炭素、窒素などのガスを注入するなどして、物理発泡により押出物を作製しても良い。
【0037】
上記発泡剤は、公知の発泡剤とすることができる。上記発泡剤の例には、アゾ系、ヒドラジン系、トリアゾール系、N-ニトロン系およびクエン酸などの有機発泡剤、アジド類などの無機発泡剤、アセトン、メチルエチルケトン、酢酸エチル、塩化メチル、塩化エチル、クロロホルム、塩化メチレンおよび臭化メチレン等の揮発性液体、ならびに、窒素、二酸化炭素、アンモニア、メタン、エタン、プロパン、エチレン、プロピレンおよび気状ハロゲン化炭化水素などの室温で気体の化合物が含まれる。これらのうち、発泡効率が十分であり、かつ副作用としてのポリカルボン酸エステルの加水分解が生じにくいことから、有機発泡剤が好ましく、アゾ系の有機発泡体がより好ましい。一方、広く汎用的に化学発泡剤として使用されている重曹系発泡剤は強い塩基性を示し、また、分解生成物に水が含まれるため、樹脂組成物が大幅に分解することから、好ましくない。
【0038】
本工程における上記発泡剤の量は、共重合体(A)および共重合体(B)の合計質量を100質量部としたときに、0.2質量部以上10質量部以下となる量であることが好ましい。発泡剤の量が0.2質量部以上であると、樹脂組成物をより十分に発泡させることができる。発泡剤の量が10質量部以下であると、樹脂組成物を緻密で均一に発泡させることができる。
【0039】
上記発泡剤を含む上記樹脂組成物を、まず押出機で溶融混錬し、環状または線状のスリットを有するダイから押し出す。このようにして、フィルム状の押出物がダイから押し出される。
【0040】
押出機は、公知の一軸スクリュー式押出機でもよいし、二軸スクリュー型押出機でもよい。シリンダーにおける混錬温度は、100℃以上270℃以下とすることができ、130℃以上250℃以下とすることが好ましい。ダイからの押出温度も同様に、100℃以上270℃以下とすることができ、130℃以上250℃以下とすることが好ましい。また、このときのスクリューの回転数は、5rpm以上50rpm以下であることが好ましく、10rpm以上30rpm以下であることがより好ましい。また、ダイのリップ開度は、0.2mm以上0.6mm以下であることが好ましい。
【0041】
2-2.押出物の解繊
次に、ダイから押し出された押出物を発泡解繊する。具体的には、押し出された直後のフィルム状の押出物を風冷により急速冷却する。これにより、押出物中で気泡が急速に拡大する。その後、キャスティングロールにより気泡が拡大した押出物を冷却固化する。その後、押出物を引き取ると、押出物の伸張により気泡がMD方向に拡大すると共にTD方向に収縮し、これにより押出物が繊維状に解繊して、発泡解繊成形体を得ることができる。得られた発泡解繊成形体をロール状に巻き取ってもよい。このときの引き取り速度は、0.2m/min以上5m/min以下であることが好ましく、0.5m/min以上3m/min以下であることがより好ましい。また、巻き取り速度は、0.2m/min以上5m/min以下であることが好ましく、0.5m/min以上3m/min以下であることがより好ましい。
【0042】
上記方法により、微細繊維が網目状に集合した集合体である発泡解繊維成形体を得ることができる。
【0043】
なお、押出物の解繊方法は上記方法に限定されず、たとえばキャスティングロールを用いないインフレーション法でもよい。インフレーション法により、シート状またはフィルム状の発泡解繊維成形体を得ることができる。
【0044】
これらの発泡解繊維成形体には、上述した他の樹脂や、加水分解抑制剤および可塑剤などの添加剤が含まれていてもよい。発泡解繊維成形体の、これらの他の樹脂や添加剤の含有量は、通常は上記樹脂組成物中における含有量と同一である。
【0045】
なお、発泡解繊維成形体の靭性を高める観点からは、製造時における過剰の混錬によりポリカルボン酸エステルを低分子量化させすぎないことが好ましい。上記観点から、発泡解繊維成形体において、共重合体(A)および共重合体(B)は、いずれも、重量平均分子量が20,000以上500,000以下であることが好ましい。重量平均分子量が20,000以上であると、発泡解繊成形体の強度が高まりやすい。重量平均分子量が500,000以下であると、発泡解繊成形体の柔軟性が高まりやすい。
【0046】
上記発泡解繊維成形体がシート状の成形体であるとき、当該成形体(発泡解繊体シート)に含まれる重合体の重量平均分子量の測定値が、10,000以上1,000,000以下であることが好ましく、20,000以上500,000以下であることがより好ましい。重量平均分子量が10,000以上であると、発泡解繊体シートの強度が高まりやすい。重量平均分子量が1,000,000以下であると、発泡解繊成形体の柔軟性が高まりやすい。なお、当該測定値とは、共重合体(A)および共重合体(B)などの複数種の(共)重合体全体の重量平均分子量である。
【0047】
また、上記シート状の成形体は、平均厚さが100μm以上500μm以下であることが好ましく、100μm以上400μm以下であることがより好ましく、100μm以上300μm以下であることがさらに好ましい。平均厚さが100μm以上であると、発泡解繊体シートの強度が高まりやすい。平均厚さが500μm以下であると、発泡解繊成形体の柔軟性が高まりやすい。なお、当該平均厚さとは、成形体の任意の10か所について観察した厚さの平均値である。
【0048】
このようにして製造された発泡解繊維成形体は、坪量が10g/m以上300g/m以下であることが好ましく、20g/m以上250g/m以下であることがより好ましく、20g/m以上200g/m以下であることがさらに好ましく、20g/m以上50g/m以下であることが特に好ましい。上記発泡解繊維成形体は、繊維をより緻密にし、気泡をより均一にできるため、坪量を低くしつつ、十分な強度を有することができる。
【0049】
また、このようにして製造された発泡解繊維成形体(または発泡解繊維体シート)は、解繊状態が良好である。具体的には、発泡解繊維成形体(または発泡解繊維体シート)の表面のうち面積が100cmの範囲を観察したとき、幅方向(TD方向)に5mm以上の解繊または開孔されない部分が存在せず、かつ、幅方向(TD方向)に2mm以上の解繊または開孔されない部分が5か所未満とし得る。上記幅方向(TD方向)に2mm以上の解繊または開孔されない部分の数は、2か所未満であることが好ましい。なお、当該観察は、任意の10か所について観察した結果の平均値であることが好ましい。本実施形態では、発泡解繊時に、繊維をより緻密にし、気泡をより均一にした結果、このように解繊または開孔されない部分が少ない発泡解繊維成形体(または発泡解繊維体シート)を得ることができる。
【0050】
3.発泡解繊成形体の用途
このようにして得られた発泡解繊成形体は、各種用途に用いることができる。また、上記発泡解繊成形体は、ポリカルボン酸エステルを材料とするため、生分解性に優れる。そのため、上記発泡解繊成形体は、水切りネットおよびフィルターなどの、台所用品および浴室用品を含む水まわり用品、油などの液体の吸収材、マスク、オムツおよびガーゼなどを含む衛星用品、ならびに、通気性マルチフィルム、植生ネット、幼齢木保護ネットおよび堆肥用ゴミ袋などを含む園芸用品などに好適に用いることができる。
【実施例0051】
以下において、実施例を参照して本発明を説明する。実施例によって、本発明の範囲は限定して解釈されない。
【0052】
1.材料の用意
1-1.共重合体(A)
共重合体(A)として、株式会社カネカ製、PHBH X131A(「PHBH」は同社の登録商標)を用いた。この共重合体(A)は、3-ヒドロキシブチレートに由来する構成単位が94モル%、3-ヒドロキシヘキサノエートに由来する構成単位が6モル%の共重合体である。
【0053】
1-2.共重合体(B)
共重合体(B)として、株式会社カネカ製、151Cを用いた。この共重合体(A)は、3-ヒドロキシブチレートに由来する構成単位が89モル%、3-ヒドロキシヘキサノエートに由来する構成単位が11モル%の共重合体である。
【0054】
1-3.発泡剤
アゾ系の有機発泡剤であるアゾジカルボンアミド(ADCA)を用いた。
【0055】
1-4.加水分解抑制剤
カルボジイミゾ化合物を用いた。
【0056】
1-5.可塑剤
太陽化学株式会社製、チラバゾールVR-17(「チラバゾール」は同社の登録商標)を用いた。
【0057】
2.発泡解繊成形体の成形
上記材料を、表1に示す割合で押出機に投入して表1に示すシリンダー温度、ダイからの押出温度およびシリンダーの回転速度で溶融混錬し、スリットを有するダイから押出して、フィルム状の押出物を得た。
【0058】
ダイからの押出直後に押出物を風冷し、表1に示す温度のキャスティングロールで冷却固化させた後、表1に示す回転速度の引取ロールで引き取り、表1に示す回転速度の巻取ロールで巻き取って、発泡解繊成形体を得た。
【0059】
3.評価
得られた発泡解繊成形体を、以下の基準で評価した。
【0060】
3-1.平均厚さ
得られた発泡解繊成形体の厚さを任意の10か所で測定し、得られた厚さの平均値を、それぞれの発泡解繊成形体の平均厚さとした。
【0061】
3-2.坪量
得られた発泡解繊成形体から切り取った5cm四方の広さの試料の重量を測定し、1m当たりの重量に換算して、坪量(g/m)とした。
【0062】
3-3.解繊状態
得られた発泡解繊成形体の任意の10か所を熟練した研究員10名により観察し、以下の基準で評価した。
〇 幅方向(TD)に5mm以上の解繊、開孔されない部分が100cm内に1つもなく、かつ幅方向(TD)に2mm以上の解繊、開孔されない部分が100cm内に5か所未満である
△ 幅方向(TD)に5mm以上の解繊、開孔されない部分が100cm内に1か所以上あるか、幅方向(TD)に2mm以上の解繊、開孔されない部分が100cm内に5か所以上ある
【0063】
3-4.触感、強度
得られた発泡解繊成形体を持ったときの手触りおよび割れやすさを熟練した研究員10名により判定し、以下の基準で評価した。
○ 手触りがしっとりしており、折り曲げても割れにくい
× 手触りが乾燥しており、折り曲げたら容易に割れる
【0064】
3-5.色目
得られた発泡解繊成形体の任意の10か所を熟練した研究員10名により観察し、以下の基準で評価した。
〇 白色である
△ 薄い黄色である
【0065】
得られた発泡解繊成形体の製造条件および評価結果を、表1に示す。
【0066】
【表1】
【0067】
表1から明らかなように、共重合体(A)および共重合体(B)を用いると、より軽量であり、かつ解繊状態がより良好な発泡解繊成形体を得ることができた。
【産業上の利用可能性】
【0068】
本発明の樹脂組成物によれば、繊維をより緻密にし、気泡をより均一にした発泡解繊成形体を製造することができる。そのため、本発明は、発泡解繊成形の適用可能性をさらに広げ、発泡解繊成形のさらなる普及に寄与すると期待される。