JP4583160B2 - Biodegradable laminated foam sheet and molded body thereof - Google Patents
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Description
本発明は、生分解性積層発泡シート及びその成形体に関するものであり、詳しくは、包装材分野等に用いられる容器、蓋などの成形品を熱成形により製造する場合に用いる、生分解性を有し、軽量性、熱成形性に優れ、かつ剛性、耐衝撃性等の機械物性に優れる生分解性積層発泡シートおよびその成形体に関するものである。 The present invention relates to a biodegradable laminated foam sheet and a molded product thereof. Specifically, the biodegradability used when a molded product such as a container or a lid used in the field of packaging materials is manufactured by thermoforming. The present invention relates to a biodegradable laminated foam sheet having excellent lightness and thermoformability, and excellent mechanical properties such as rigidity and impact resistance, and a molded product thereof.
従来よりポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂は、発泡シートとし、軽量性、緩衝性、断熱性等の特性を持たせ、主に食品包装容器や緩衝材として用いられている。これらは殆どが生分解性を持たず、しかも多量に使用されていることから、近年廃棄物処理の問題となったり、環境負荷の観点からも問題となっている。これら環境問題の高まりとともに使用中は食品等の内容物の保護、保存、搬送に適した包装材、包装容器としての実用物性を損なわずに、使用後は土表面、土壌中、堆肥中、活性汚泥中、水中等の自然環境下で速やかに分解して原資化され得る包装材料の開発が望まれて来ている。
一方、最近は脂肪族ポリエステル、多糖類、その他多くの生分解性樹脂が実用化されて来ており、発泡シートとしての検討が試みられているが、とりわり実用化が先行している脂肪族ポリエステルは、一般に融点が低く、耐熱性や発泡適性がポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂に比べ劣っているため、材料あるいは成形加工からの改良が必要である状況にある。
Conventionally, polyolefin-based resins and polystyrene-based resins have been used as foamed sheets and have characteristics such as lightness, buffering properties, and heat insulation properties, and are mainly used as food packaging containers and cushioning materials. Most of these have no biodegradability and are used in a large amount, so that in recent years they have become a problem of waste disposal and also from the viewpoint of environmental load. Along with these growing environmental problems, packaging materials suitable for the protection, storage, and transportation of food and other contents during use, and practical properties as packaging containers are not impaired, and after use, soil surfaces, soil, compost, and activity There has been a demand for the development of packaging materials that can be quickly decomposed into raw materials in natural environments such as sludge and water.
On the other hand, recently, aliphatic polyesters, polysaccharides, and many other biodegradable resins have been put into practical use, and examinations as foamed sheets have been attempted, but aliphatics have been put to practical use. Polyesters generally have a low melting point and are inferior in heat resistance and foamability to polyolefin resins and polystyrene resins, and therefore need to be improved from materials or molding.
脂肪族ポリエステル材料の発泡適性を改良する方法としては、多価カルボン酸とヒドロキシカルボン酸等との高分子量の分解性共重合体を用いる(例えば、特許文献1参照。)、長鎖分岐を有する脂肪族ポリエステルを用いる(例えば、特許文献2参照。)等の重合面からの検討、また、ポリヒドロキシカルボン酸樹脂に無水コハク酸などの酸無水物を添加し、溶融粘度を増大させることにより発泡化を容易にしたポリヒドロキシカルボン酸樹脂組成物を用いる(例えば、特許文献3参照。)、ポリ乳酸にイソシアネート化合物を反応させた樹脂組成物を用いる(例えば、特許文献4参照。)、脂肪族ポリエステル系樹脂を有機過酸化物を用いて架橋させてゲル化させて発泡させる(例えば、特許文献5参照。)、脂肪族ポリエステルとメタアクリル酸エステル等をラクチドの存在下に架橋発泡させる(例えば、特許文献6参照。)等の過酸化物や反応性化合物等と架橋化させる検討、さらに、生分解性直鎖状ポリエステル系樹脂とポリカプロラクトンとからなる混合物を用いる(例えば、特許文献7参照。)、脂肪族ポリエステルとポリカプロラクトンとポリオレフィン樹脂との樹脂組成物を用いる(例えば、特許文献8参照。)等の脂肪族ポリエステルに別の生分解性樹脂等を加えてブレンド改質する検討が行なわれてきている。 As a method for improving the foamability of the aliphatic polyester material, a high molecular weight degradable copolymer of polyvalent carboxylic acid and hydroxycarboxylic acid is used (for example, see Patent Document 1), and has a long chain branch. From the viewpoint of polymerization such as using an aliphatic polyester (for example, see Patent Document 2), and by adding an acid anhydride such as succinic anhydride to a polyhydroxycarboxylic acid resin to increase the melt viscosity, foaming is performed. A polyhydroxycarboxylic acid resin composition that has been easily converted to an aliphatic acid (see, for example, Patent Document 3), and a resin composition in which an isocyanate compound is reacted with polylactic acid (for example, see Patent Document 4). Polyester resin is cross-linked with organic peroxide, gelled and foamed (for example, see Patent Document 5), aliphatic polyester and meta Examination of crosslinking with peroxides or reactive compounds such as cross-linking foaming of crylic acid ester in the presence of lactide (see, for example, Patent Document 6), and biodegradable linear polyester resin Separate from aliphatic polyesters such as using a mixture of polycaprolactone (for example, see Patent Document 7), using a resin composition of aliphatic polyester, polycaprolactone and polyolefin resin (for example, see Patent Document 8). Studies have been made on blend modification by adding a biodegradable resin or the like.
しかしながら、いずれの方法も品質、性能面の安定性あるいは製造工程の複雑化やコストアップ等をまねき、実用化の障害となっている。さらに、ポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂の発泡シートに近い熱成形性や熱成形品での実用物性を有し、かつ使用後の廃棄段階で要求される生分解性を兼ね備えた生分解性積層発泡シートは未だ報告されていない。
本発明は、上記問題点に鑑みて、使用後の生分解性に優れ、軽量性、熱成形性に優れ、ポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂の発泡シートと遜色のない実用物性を有する生分解性積層発泡シートおよびそれからなる成形体を提供することを目的とする。 In view of the above problems, the present invention is excellent in biodegradability after use, excellent in lightness and thermoformability, and has biodegradability having practical properties comparable to polyolefin resin and polystyrene resin foam sheets. It is an object of the present invention to provide a laminated foam sheet and a molded body comprising the same.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討の結果、表裏2層の表面層と、表面層の間に配置された中間層を有する生分解性発泡積層シートにおいて、中間層を特定の発泡倍率、特定の平均気泡径の生分解性樹脂発泡層にすることにより、軽量性、熱成形性に優れ、ポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂の発泡シートと遜色のない実用物性を有する生分解性積層発泡シートが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have identified a specific intermediate layer in a biodegradable foamed laminated sheet having two surface layers, a front surface and a back surface layer, and an intermediate layer disposed between the surface layers. By using a biodegradable resin foam layer with an expansion ratio and a specific average cell diameter, it has excellent light weight and thermoformability, and has biodegradability that has practical properties comparable to polyolefin resin and polystyrene resin foam sheets. The present inventors have found that a laminated foam sheet can be obtained and have completed the present invention.
すなわち、本発明の第1の発明によれば、表裏2層の表面層と、前記表面層の間に配置された中間層との生分解性樹脂からなる積層体であって、前記表面層が、生分解性樹脂100重量部に対し、充填剤5〜400重量部を配合した生分解性樹脂組成物からなる層であり、前記中間層が、発泡倍率1.1〜30倍、平均気泡径が30〜300μmの生分解性樹脂発泡層からなることを特徴とする生分解性積層発泡シートが提供される。 That is, according to the first invention of the present invention, the laminate is composed of a biodegradable resin composed of two surface layers, a front and back surface layer, and an intermediate layer disposed between the surface layers. The biodegradable resin is a layer composed of a biodegradable resin composition containing 5 to 400 parts by weight of a filler with respect to 100 parts by weight of the biodegradable resin, and the intermediate layer has an expansion ratio of 1.1 to 30 times and an average cell diameter. A biodegradable laminated foam sheet characterized by comprising a biodegradable resin foam layer having a thickness of 30 to 300 μm.
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、前記表面層及び中間層に用いられる生分解性樹脂が、脂肪族ポリエステルであることを特徴とする生分解性積層発泡シートが提供される。 According to the second invention of the present invention, in the first invention, the biodegradable resin used for the surface layer and the intermediate layer is an aliphatic polyester. Is provided.
また、本発明の第3の発明によれば、第2の発明において、前記脂肪族ポリエステルが、下記一般式(1)で表される分子構造単位を有する脂肪族または脂環式ジオール単位、および下記一般式(2)で表される分子構造単位を有する脂肪族または脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とすることを特徴とする生分解性積層発泡シートが提供される。
−O−R1−O− …(1)
(式(1)中、R1は、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の鎖状脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を示す。)
−OC−(R2)n−CO− …(2)
(式(2)中、R2は脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を示し、nは0又は1を示す。)
According to a third invention of the present invention, in the second invention, the aliphatic polyester has an aliphatic or alicyclic diol unit having a molecular structural unit represented by the following general formula (1), and A biodegradable laminated foam sheet comprising an aliphatic or alicyclic dicarboxylic acid unit having a molecular structural unit represented by the following general formula (2) as an essential component is provided.
—O—R 1 —O— (1)
(In formula (1), R 1 represents a divalent chain aliphatic hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group which may have an oxygen atom in the chain.)
—OC— (R 2 ) n —CO— (2)
(In Formula (2), R 2 represents an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, and n represents 0 or 1)
また、本発明の第4の発明によれば、第3の発明において、前記脂肪族ポリエステルの脂肪族または脂環式ジオール単位が1,4−ブタンジオール単位、脂肪族または脂環式ジカルボン酸単位がコハク酸単位であることを特徴とする生分解性積層発泡シートが提供される。 According to a fourth invention of the present invention, in the third invention, the aliphatic polyester or the alicyclic diol unit of the aliphatic polyester is a 1,4-butanediol unit, an aliphatic or alicyclic dicarboxylic acid unit. A biodegradable laminated foam sheet is provided in which is a succinic acid unit.
また、本発明の第5の発明によれば、第1〜4のいずれかの発明において、前記表面層各層の厚み比が、前記生分解性積層発泡シートの全厚みの5%以上、かつ30%以下であることを特徴とする生分解性積層発泡シートが提供される。 According to a fifth aspect of the present invention, in any one of the first to fourth aspects, the thickness ratio of each surface layer is 5% or more of the total thickness of the biodegradable laminated foam sheet, and 30 % Or less, a biodegradable laminated foam sheet is provided.
また、本発明の第6の発明によれば、第1〜5のいずれかの発明において、前記表面層の外側に、厚み比率が全厚みの10%以下であるスキン層が設けられていることを特徴とする生分解性積層発泡シートが提供される。 According to a sixth invention of the present invention, in any one of the first to fifth inventions, a skin layer having a thickness ratio of 10% or less of the total thickness is provided outside the surface layer. A biodegradable laminated foam sheet is provided.
また、本発明の第7の発明によれば、第1〜6のいずれかの発明の生分解性積層発泡シートを用いてなる成形体が提供される。 Moreover, according to the 7th invention of this invention, the molded object which uses the biodegradable laminated foam sheet of the invention in any one of the 1st- 6th is provided.
本発明によれば、表裏2層の表面層と、前記表面層の間に配置された中間層を有する生分解性積層発泡シートにおいて、中間層の生分解性樹脂の発泡倍率とそこに存在する気泡の気泡径を特定することにより、ポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂の発泡シートと遜色のない実用物性を有し、生分解性、軽量性、熱成形性、剛性、耐衝撃性に優れる生分解性積層シートを得ることができる。 According to the present invention, in the biodegradable laminated foam sheet having the surface layer of the front and back two layers and the intermediate layer disposed between the surface layers, the expansion ratio of the biodegradable resin of the intermediate layer is present there By specifying the cell diameter, the biodegradation has practical properties comparable to polyolefin resin and polystyrene resin foam sheets, and has excellent biodegradability, light weight, thermoformability, rigidity, and impact resistance. Can be obtained.
本発明は、生分解性樹脂からなり、充填剤を含む組成物からなる表裏2層の表面層、及び表面層の間に配置された生分解性樹脂の発泡体からなる中間層、さらに必要に応じて、スキン層等から構成される生分解性積層発泡シート、その成形体である。以下に詳述する。 The present invention is made of a biodegradable resin, a front and back two surface layers made of a composition containing a filler, and an intermediate layer made of a foam of a biodegradable resin disposed between the surface layers, and further necessary Accordingly, a biodegradable laminated foam sheet composed of a skin layer and the like, and a molded body thereof. This will be described in detail below.
1.生分解性積層発泡シートの各層
(1)表面層の構成成分
(i)生分解性樹脂
本発明の生分解性積層発泡シートの表面層に用いられる生分解性樹脂の種類は、特に制約はないが、ポリカプロラクトン、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ペート、ポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリブチレンアジペート、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレート等の脂肪族ポリエステル及びその誘導体、ポリシクロヘキシレンジメチルアジペートの如き脂環式ポリエステル及びその誘導体、ヒドロキシブチレートーヒドロキシバリレート共重合体の如き脂肪酸エステル共重合体、ポリ乳酸等が挙げられ、樹脂の種類は複数であっても良い。
これらの中では、脂肪族ポリエステルが好ましく、特に、下記一般式(1)
−O−R1−O− …(1)
(式(1)中、R1は、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の鎖状脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を示す。)
で表される分子構造を有する脂肪族または脂環式ジオール単位、及び下記一般式(2)
−OC−(R2)n−CO− …(2)
(式(2)中、R2は脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を示し、nは0又は1を示す。)
で表される分子構造単位を有する脂肪族または脂環式ジカルボン酸単位を必須成分とするホモポリマー、コポリマー(ランダムコポリマー、ブロックコポリマー、交互コポリマー等)の何れでもよい。
1. Each layer of biodegradable laminated foam sheet (1) Constituent component of surface layer (i) Biodegradable resin The type of biodegradable resin used for the surface layer of the biodegradable laminated foam sheet of the present invention is not particularly limited. Are polycaprolactone, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polyethylene succinate, polyethylene adipate, polybutylene adipate, polyhydroxybutyrate, polyhydroxyvalylate and other aliphatic polyesters and derivatives thereof, polycyclohexylene dimethyl adipate And alicyclic polyesters and derivatives thereof, fatty acid ester copolymers such as hydroxybutyrate-hydroxyvalerate copolymers, polylactic acid, and the like, and a plurality of types of resins may be used.
Among these, aliphatic polyesters are preferable, and in particular, the following general formula (1)
—O—R 1 —O— (1)
(In formula (1), R 1 represents a divalent chain aliphatic hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group which may have an oxygen atom in the chain.)
An aliphatic or alicyclic diol unit having a molecular structure represented by the following general formula (2)
—OC— (R 2 ) n —CO— (2)
(In Formula (2), R 2 represents an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, and n represents 0 or 1)
Any of a homopolymer and a copolymer (random copolymer, block copolymer, alternating copolymer, etc.) having an aliphatic or alicyclic dicarboxylic acid unit having a molecular structural unit represented by
脂肪族または脂環式ジオール単位を与えるものとしては、下記一般式(4)
HO−R1−OH …(4)
(式(4)中、R1は、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の鎖状脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を示す。)
で表されるジオール化合物が挙げられる。R1における鎖状脂肪族炭化水素基の炭素数は、通常2〜10、好ましくは2〜6である。また、R1における脂環式炭化水素基の炭素数は、通常3〜10、好ましくは4〜8である。鎖状脂肪族または脂環式ジオールの具体例としては、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノールが挙げられる。これらの中では得られる重合体の物性の面から1,4−ブタンジオールが好ましい。
As the compound that gives an aliphatic or alicyclic diol unit, the following general formula (4)
HO—R 1 —OH (4)
(In the formula (4), R 1 represents a divalent chain aliphatic hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group which may have an oxygen atom in the chain.)
The diol compound represented by these is mentioned. The carbon number of the chain aliphatic hydrocarbon group in R 1 is usually 2 to 10, preferably 2 to 6. Further, the number of carbon atoms in the alicyclic hydrocarbon group in R 1 is usually 3-10, preferably 4-8. Specific examples of the chain aliphatic or alicyclic diol include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-butanediol, 1,5-pentanediol, 1,6- Examples include hexanediol, 1,4-cyclohexanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol. Among these, 1,4-butanediol is preferable from the viewpoint of the physical properties of the obtained polymer.
また、上記の他、鎖中に酸素原子を有するジオール化合物の具体例としては、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合体、ジブタンジオール、ポリテトラメチレングリコール等が挙げられる。これらの中では、分子量100〜200万のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリエチレングリコールとポリプロピレングリコールとの共重合体、ポリテトラメチレングリコール等のジヒドロキシアルキレングリコール縮合体が好ましい。 In addition to the above, specific examples of the diol compound having an oxygen atom in the chain include diethylene glycol, triethylene glycol, polyethylene glycol, dipropylene glycol, tripropylene glycol, polypropylene glycol, co-polymerization of polyethylene glycol and polypropylene glycol. Examples include coalesce, dibutanediol, polytetramethylene glycol and the like. Among these, polyethylene glycol having a molecular weight of 1 to 2 million, polypropylene glycol, a copolymer of polyethylene glycol and polypropylene glycol, and a dihydroxyalkylene glycol condensate such as polytetramethylene glycol are preferable.
脂肪族または脂環式ジカルボン酸単位を与えるものとしては、下記一般式(5)
HOOC−(R2)n−COOH …(5)
(式(5)中、R2は脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を示し、nは0又は1を示す。)
で表されるジカルボン酸またはその誘導体が挙げられる。これらの中では、上記の一般式(5)において、nが0または1でありかつR2が−(CH2)m−(mは1〜10の整数を示す。)で表される鎖状脂肪族炭化水素基もしくは炭素数3〜10の2価の脂環式炭化水素基であるジカルボン酸、その低級アルキルエステル若しくは酸無水物が好ましい。特に、上記の一般式(5)において、nが0または1でありかつR2が−(CH2)m−(mは1〜6の整数を示す。)で表される鎖状脂肪族炭化水素基もしくは炭素数4〜8の2価の脂環式炭化水素基であるジカルボン酸、その炭素数1〜4の低級アルキルエステル若しくは酸無水物が好ましい。上記のジカルボン酸またはその誘導体の具体例としては、シュウ酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカン二酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、これらの低級アルキルエステル(例えば、ジメチルエステル、ジエチルエステル等)、これらの酸無水物(例えば、無水コハク酸、無水アジピン酸など)等が挙げられる。得られる共重合体の物性面から、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、これらの低級アルキルエステル、これらの酸無水物が好ましく、特に、コハク酸、無水コハク酸またはこれらの混合物が好ましい。
Examples of those which give aliphatic or alicyclic dicarboxylic acid units include the following general formula (5)
HOOC- (R 2) n -COOH ... (5)
(In Formula (5), R 2 represents an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, and n represents 0 or 1)
Or a derivative thereof. Among these, in the above general formula (5), n is 0 or 1, and R 2 is — (CH 2 ) m — (m represents an integer of 1 to 10). The dicarboxylic acid which is an aliphatic hydrocarbon group or a C3-C10 bivalent alicyclic hydrocarbon group, its lower alkyl ester, or an acid anhydride is preferable. In particular, in the above general formula (5), n is 0 or 1, and R 2 is represented by — (CH 2 ) m — (m represents an integer of 1 to 6). The dicarboxylic acid which is a hydrogen group or a C4-C8 bivalent alicyclic hydrocarbon group, its C1-C4 lower alkyl ester, or an acid anhydride is preferable. Specific examples of the dicarboxylic acid or its derivative include oxalic acid, succinic acid, glutaric acid, adipic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, and lower alkyl esters thereof (for example, dimethyl ester , Diethyl esters, etc.) and acid anhydrides thereof (for example, succinic anhydride, adipic anhydride, etc.). From the viewpoint of the physical properties of the resulting copolymer, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, their lower alkyl esters, and acid anhydrides thereof are preferred, and succinic acid, succinic anhydride, or mixtures thereof are particularly preferred.
また、脂肪族ポリエステルは、下記一般式(3)
−O−R3−CO− …(3)
(式(3)中、R3は2価の脂肪族炭化水素基を示す。)
で表される分子構造を有する脂肪族オキシカルボン酸単位を含んでいてもよい。脂肪族オキシカルボン酸単位を与える具体例としては、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、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、4−ヒドロキシシクロヘキサンカルボン酸、4−ヒドロキシメチルシクロヘキサンカルボン酸などが挙げられる。更に、これらの低級アルキルエステル(例えば、メチルエステル、エチルエステル等)や分子内エステルなどの誘導体であってもよい。これらのオキシカルボン酸またはその誘導体は、単独の他、混合物で使用してもよい。また、これらに光学異性体が存在する場合は、D体、L体、ラセミ体の何れでもよく、また、その使用形態は、固体、液体、水溶液の何れであってもよい。これらの中では乳酸またはグリコール酸が好ましい。特に、乳酸は、重合速度が大きく且つ入手が容易である点で好ましい。乳酸は、濃度30〜95重量%の水溶液として容易に入手することが出来る。
The aliphatic polyester is represented by the following general formula (3).
—O—R 3 —CO— (3)
(In formula (3), R 3 represents a divalent aliphatic hydrocarbon group.)
An aliphatic oxycarboxylic acid unit having a molecular structure represented by Specific examples of providing aliphatic oxycarboxylic acid units include lactic acid, glycolic acid, 2-hydroxy-n-butyric acid, 2-hydroxycaproic acid, 2-hydroxy-3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methyl. Examples include butyric acid, 2-hydroxyisocaproic acid, 4-hydroxycyclohexanecarboxylic acid, and 4-hydroxymethylcyclohexanecarboxylic acid. Furthermore, derivatives of these lower alkyl esters (for example, methyl ester, ethyl ester, etc.) and intramolecular esters may be used. These oxycarboxylic acids or derivatives thereof may be used alone or in a mixture. Further, when optical isomers exist in these, any of D-form, L-form and racemic form may be used, and the use form may be any of solid, liquid and aqueous solution. Of these, lactic acid or glycolic acid is preferred. In particular, lactic acid is preferred because it has a high polymerization rate and is easily available. Lactic acid can be easily obtained as an aqueous solution having a concentration of 30 to 95% by weight.
この脂肪族オキシカルボン酸の量は、脂肪族ポリエステルを構成する全構成成分中、下限が通常、0モル%、好ましくは、0.01モル%であり、上限が通常、30モル%、好ましくは20モル%である。 As for the amount of the aliphatic oxycarboxylic acid, the lower limit is usually 0 mol%, preferably 0.01 mol%, and the upper limit is usually 30 mol%, preferably, among all the components constituting the aliphatic polyester. 20 mol%.
本発明で使用する脂肪族ポリエステルは、上記ジオールおよびジカルボン酸に加え、上記ジオールおよびジカルボン酸とは異なる官能基を3個以上有する脂肪族および/または脂環式多価アルコール、脂肪族または脂環式多価カルボン酸またはその無水物、または脂肪族多価オキシカルボン酸を共重合すると、得られる脂肪族ポリエステルの溶融粘度を高めることができ好ましい。官能基を3個有する脂肪族または脂環式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、グリセリンまたはその無水物が挙げられ、官能基を4個有する脂肪族または脂環式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が挙げられる。 The aliphatic polyester used in the present invention is an aliphatic and / or alicyclic polyhydric alcohol, aliphatic or alicyclic having three or more functional groups different from the diol and dicarboxylic acid in addition to the diol and dicarboxylic acid. Copolymerization of the formula polyvalent carboxylic acid or its anhydride, or aliphatic polyvalent oxycarboxylic acid is preferred because it can increase the melt viscosity of the resulting aliphatic polyester. Specific examples of the aliphatic or alicyclic polyhydric alcohol having 3 functional groups include trimethylolpropane, glycerin or its anhydride, and the aliphatic or alicyclic polyhydric alcohol having 4 functional groups. A specific example is pentaerythritol.
官能基を3個有する脂肪族または脂環式多価カルボン酸またはその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無水物が挙げられ、官能基を4個有する脂肪族または脂環式多価カルボン酸またはその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無水物が挙げられる。 Specific examples of the aliphatic or alicyclic polyvalent carboxylic acid having 3 functional groups or an anhydride thereof include propanetricarboxylic acid or an anhydride thereof, and the aliphatic or alicyclic polycarboxylic acid having 4 functional groups. Specific examples of the monovalent carboxylic acid or its anhydride include cyclopentanetetracarboxylic acid or its anhydride.
また、官能基を3個有する脂肪族オキシカルボン酸成分は、(ア)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、(イ)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、いずれのタイプも使用可能である。具体的には(ア)のタイプのリンゴ酸が挙げられる。また、官能基を4個有する脂肪族オキシカルボン酸成分は、(ア)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有するタイプ、(イ)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有するタイプ、(ウ)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有するタイプとに分かれ、いずれのタイプも使用可能である。具体的には、クエン酸や酒石酸が挙げられる。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。 In addition, the aliphatic oxycarboxylic acid component having three functional groups includes (a) a type having two carboxyl groups and one hydroxyl group in the same molecule, and (a) one carboxyl group and a hydroxyl group. Are divided into two types, and either type can be used. Specifically, malic acid of the type (a) is mentioned. In addition, the aliphatic oxycarboxylic acid component having four functional groups is (a) a type having three carboxyl groups and one hydroxyl group in the same molecule, (ii) two carboxyl groups and two These types are divided into a type having the same hydroxyl group in the same molecule and (c) a type having three hydroxyl groups and one carboxyl group in the same molecule, and any type can be used. Specific examples include citric acid and tartaric acid. These may be used alone or in combination of two or more.
このような官能基を3個以上有する化合物の量は、脂肪族ポリエステル系樹脂を構成する全構成成分中、下限が通常、0モル%、好ましくは、0.01モル%であり、上限が通常、5モル%、好ましくは2.5モル%である。 The amount of the compound having three or more functional groups is generally 0 mol%, preferably 0.01 mol%, and the upper limit is usually lower in all the constituent components constituting the aliphatic polyester resin. 5 mol%, preferably 2.5 mol%.
また、脂肪族ポリエステルは、生分解性および融点範囲の要件を損なわない範囲で芳香族オキシカルボン酸、芳香族多価アルコール、芳香族多価カルボン酸などの芳香族化合物を共重合したものも使用できる。共重合に使用される芳香族化合物の具体例は次の通りである。すなわち、芳香族オキシカルボン酸の具体例としては、ヒドロキシ安息香酸などが挙げられ、芳香族多価アルコールの具体例としては、ビスフェノールA、1,4−ベンゼンジメタノール等が挙げられ、芳香族多価カルボン酸の具体例としては、テレフタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロリメリット酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、フェニルコハク酸、1,4−フェニレンジ酢酸またはその無水物が挙げられる。これら芳香族系化合物の導入量は、全脂肪族化合物に対し、通常50モル%以下、好ましくは30モル%以下である。 In addition, aliphatic polyesters that are obtained by copolymerizing aromatic compounds such as aromatic oxycarboxylic acids, aromatic polyhydric alcohols, and aromatic polycarboxylic acids within a range that does not impair the requirements of biodegradability and melting point range are also used. it can. Specific examples of the aromatic compound used for the copolymerization are as follows. That is, specific examples of the aromatic oxycarboxylic acid include hydroxybenzoic acid and the like, and specific examples of the aromatic polyhydric alcohol include bisphenol A, 1,4-benzenedimethanol and the like. Specific examples of the divalent carboxylic acid include terephthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, benzophenone tetracarboxylic acid, phenylsuccinic acid, 1,4-phenylenediacetic acid, and anhydrides thereof. The amount of these aromatic compounds introduced is usually 50 mol% or less, preferably 30 mol% or less, based on the total aliphatic compounds.
本発明で使用する脂肪族ポリエステルは、公知の方法で製造することができる。例えば、上記の脂肪族または脂環式ジカルボン酸成分と脂肪族または脂環式ジオール成分とのエステル化反応及び/又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、経済性ならびに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ポリエステルを製造する方法が好ましい。また、重縮合反応は、重合触媒の存在下に行うのが好ましい。重合触媒の添加時期は、重縮合反応以前であれば特に限定されず、原料仕込み時に添加しておいてもよく、減圧開始時に添加してもよい。 The aliphatic polyester used in the present invention can be produced by a known method. For example, melt polymerization in which after the esterification reaction and / or transesterification reaction between the aliphatic or alicyclic dicarboxylic acid component and the aliphatic or alicyclic diol component is performed, a polycondensation reaction is performed under reduced pressure. However, from the viewpoint of economy and simplicity of the production process, the polyester can be produced by melt polymerization in the absence of a solvent. The manufacturing method is preferred. The polycondensation reaction is preferably performed in the presence of a polymerization catalyst. The addition timing of the polymerization catalyst is not particularly limited as long as it is before the polycondensation reaction, and it may be added when the raw materials are charged, or may be added at the start of pressure reduction.
重合触媒としては、一般には、周期表で、水素、炭素を除く1族〜14族金属元素を含む化合物である。具体的には、チタン、ジルコニウム、錫、アンチモン、セリウム、ゲルマニウム、亜鉛、コバルト、マンガン、鉄、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、ナトリウムおよびカリウムからなる群から選ばれた、少なくとも1種以上の金属を含むカルボン酸塩、アルコキシ塩、有機スルホン酸塩またはβ−ジケトナート塩等の有機基を含む化合物、更には前記した金属の酸化物、ハロゲン化物等の無機化合物及びそれらの混合物が挙げられる。
これらの中では、チタン、ジルコニウム、ゲルマニウム、亜鉛、アルミニウム、マグネシウム及びカルシウムを含む金属化合物、並びにそれらの混合物が好ましく、その中でも、特に、チタン化合物及びゲルマニウム化合物が好ましい。また、触媒は、重合時に溶融或いは溶解した状態であると重合速度が高くなる理由から、重合時に液状であるか、エステル低重合体やポリエステルに溶解する化合物が好ましい。
The polymerization catalyst is generally a compound containing a group 1 to group 14 metal element excluding hydrogen and carbon in the periodic table. Specifically, at least one metal selected from the group consisting of titanium, zirconium, tin, antimony, cerium, germanium, zinc, cobalt, manganese, iron, aluminum, magnesium, calcium, strontium, sodium and potassium Examples thereof include compounds containing an organic group such as carboxylate, alkoxy salt, organic sulfonate, or β-diketonate salt, and inorganic compounds such as metal oxides and halides described above and mixtures thereof.
Among these, metal compounds containing titanium, zirconium, germanium, zinc, aluminum, magnesium and calcium, and mixtures thereof are preferable, and among these, titanium compounds and germanium compounds are particularly preferable. In addition, the catalyst is preferably a compound that is liquid at the time of polymerization or that dissolves in an ester low polymer or polyester because the polymerization rate increases when it is melted or dissolved at the time of polymerization.
これらの重合触媒として金属化合物を用いる場合の触媒添加量は、生成するポリエステルに対する金属量として、下限値が通常、5ppm、好ましくは10ppmであり、上限値が通常、30000ppm、好ましくは1000ppm、より好ましくは250ppm、特に好ましくは130ppmである。使用する触媒量が多すぎると、経済的に不利であるばかりでなくポリマーの熱安定性が低くなるのに対し、逆に少なすぎると重合活性が低くなり、それに伴いポリマー製造中にポリマーの分解が誘発されやすくなる。 The amount of catalyst added in the case of using a metal compound as the polymerization catalyst is such that the lower limit is usually 5 ppm, preferably 10 ppm, and the upper limit is usually 30000 ppm, preferably 1000 ppm, more preferably as the amount of metal to the polyester to be produced. Is 250 ppm, particularly preferably 130 ppm. If too much catalyst is used, it is not only economically disadvantageous but also lowers the thermal stability of the polymer. Conversely, if it is too little, the polymerization activity is lowered, and as a result, the polymer decomposes during polymer production. Is more likely to be triggered.
ジカルボン酸成分とジオール成分とのエステル化反応及び/又はエステル交換反応の反応温度は、下限が通常150℃、好ましくは180℃、上限が通常260℃、好ましくは250℃である。反応雰囲気は、通常、窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下である。反応圧力は、通常、常圧〜10kPaであるが、常圧が好ましい。反応時間は、通常1時間以上であり、上限が通常10時間、好ましくは、4時間である。 The lower limit of the reaction temperature of the esterification reaction and / or transesterification reaction between the dicarboxylic acid component and the diol component is usually 150 ° C., preferably 180 ° C., and the upper limit is usually 260 ° C., preferably 250 ° C. The reaction atmosphere is usually an inert gas atmosphere such as nitrogen or argon. The reaction pressure is usually normal pressure to 10 kPa, but normal pressure is preferred. The reaction time is usually 1 hour or longer, and the upper limit is usually 10 hours, preferably 4 hours.
その後の重縮合反応は、圧力を、下限が通常0.01×103Pa、好ましくは0.01×103Paであり、上限が通常1.4×103Pa、好ましくは0.4×103Paの真空度下として行う。この時の反応温度は、下限が通常150℃、好ましくは180℃であり、上限が通常260℃、好ましくは250℃の範囲である。反応時間は、下限が通常2時間であり、上限が通常15時間、好ましくは10時間である。 In the subsequent polycondensation reaction, the lower limit of the pressure is usually 0.01 × 10 3 Pa, preferably 0.01 × 10 3 Pa, and the upper limit is usually 1.4 × 10 3 Pa, preferably 0.4 ×. The process is performed under a vacuum of 10 3 Pa. At this time, the lower limit of the reaction temperature is usually 150 ° C., preferably 180 ° C., and the upper limit is usually 260 ° C., preferably 250 ° C. The lower limit of the reaction time is usually 2 hours, and the upper limit is usually 15 hours, preferably 10 hours.
本発明において脂肪族ポリエステルを製造する反応装置としては、公知の縦型あるいは横型撹拌槽型反応器を用いることができる。例えば、溶融重合を同一又は異なる反応装置を用いて、エステル化及び/又はエステル交換の工程と減圧重縮合の工程の2段階で行い、減圧重縮合の反応器としては、真空ポンプと反応器を結ぶ減圧用排気管を具備した攪拌槽型反応器を使用する方法が挙げられる。また、真空ポンプと反応器とを結ぶ減圧用排気管の間には、凝縮器が結合されており、該凝縮器にて縮重合反応中に生成する揮発成分や未反応モノマーが回収される方法が好んで用いられる。 In the present invention, a known vertical or horizontal stirred tank reactor can be used as a reactor for producing the aliphatic polyester. For example, melt polymerization is performed in two stages of esterification and / or transesterification and reduced pressure polycondensation using the same or different reactors, and a vacuum pump and a reactor are used as the reduced pressure polycondensation reactor. A method of using a stirred tank reactor equipped with a evacuation pipe for decompression to be connected can be mentioned. In addition, a condenser is connected between the vacuum exhaust pipe connecting the vacuum pump and the reactor, and the volatile components and unreacted monomers generated during the condensation polymerization reaction are recovered by the condenser. Is preferred.
本発明において、目的とする融点の脂肪族ポリエステルとなるためのジオール単位とジカルボン酸単位とのモル比は、ジカルボン酸単位1モルに対するジオール単位の量が、下限が通常0.8モル、好ましくは、0.9モルであり、上限が通常1.5モル、好ましくは1.3モル、特に好ましくは1.2モルである。 In the present invention, the molar ratio of the diol unit and the dicarboxylic acid unit to become an aliphatic polyester having the target melting point is such that the lower limit of the amount of the diol unit to 1 mol of the dicarboxylic acid unit is usually 0.8 mol, preferably 0.9 mol, and the upper limit is usually 1.5 mol, preferably 1.3 mol, particularly preferably 1.2 mol.
本発明においては、生分解性に影響を与えない範囲で、上記脂肪族ポリエステルに、例えば、イソシアネート化合物、エポキシ化合物、オキサゾリン、酸無水物、カルボジイミド化合物、過酸化物などを作用させ、分子量を高めたり、架橋させたものも使用することが出来る。 In the present invention, for example, an isocyanate compound, an epoxy compound, an oxazoline, an acid anhydride, a carbodiimide compound, and a peroxide are allowed to act on the aliphatic polyester to the extent that the biodegradability is not affected, thereby increasing the molecular weight. Or what was bridge | crosslinked can also be used.
本発明で使用する脂肪族ポリエステルの分子量や分子量分布は、実質的に十分な機械物性などを有し、成形加工が可能であれば特に制限されないが、本発明に用いられる脂肪族ポリエステルのメルトフローインデックス(MFR)は、190℃、2.16kgで測定した場合、下限が通常、0.1g/10分であり、上限が通常、100g/10分、好ましくは50g/10分、特に好ましくは30g/10分である。 The molecular weight and molecular weight distribution of the aliphatic polyester used in the present invention are not particularly limited as long as they have substantially sufficient mechanical properties and can be molded, but the melt flow of the aliphatic polyester used in the present invention is not limited. When the index (MFR) is measured at 190 ° C. and 2.16 kg, the lower limit is usually 0.1 g / 10 minutes, and the upper limit is usually 100 g / 10 minutes, preferably 50 g / 10 minutes, particularly preferably 30 g. / 10 minutes.
(ii)充填剤
本発明の生分解性積層発泡シートの表面層は、シートの剛性向上および熱成形性の向上の効果から、生分解性樹脂に充填剤を配合した組成物からの層とすることができる。充填剤としては、無機充填剤と有機充填剤とに大別される。
無機充填剤としては、タルク、炭酸カルシウム、シリカ、珪藻土、ゼオライト、ベントナイト、焼成パーライト、カオリン、カオリナイト、ガラス、石灰石、珪酸カルシウム、珪酸ナトリウム等の珪酸塩、酸化アルミニウム、炭酸マグネシウム、水酸化カルシウム等の水酸化物、炭酸第二鉄、酸化亜鉛、酸化チタン、酸化鉄、リン酸アルミニウム、硫酸バリウム等の塩類、などが挙げられる。
有機系充填剤としては、木粉、デンプン、セルロース、セルロース誘導体などが挙げられる。
これら充填剤は無機系及び有機系を問わず単独または二種以上を併用して使用することができる。これらの中でも、タルク、炭酸カルシウムが性能面および価格面から好ましい。タルクがより好ましい。
充填剤の粒径は、特に限定されないが、好ましくは平均粒径が0.1〜50μmである。特に好ましくは平均粒径が0.1〜20μmのタルク、炭酸カルシウムであり、最も好ましくは平均粒径が0.1〜20μmのタルクである。
(Ii) Filler The surface layer of the biodegradable laminated foam sheet of the present invention is a layer from a composition in which a filler is blended with a biodegradable resin from the effect of improving the rigidity of the sheet and improving the thermoformability. be able to. Fillers are roughly classified into inorganic fillers and organic fillers.
Inorganic fillers include talc, calcium carbonate, silica, diatomaceous earth, zeolite, bentonite, calcined perlite, kaolin, kaolinite, glass, limestone, calcium silicate, sodium silicate and other silicates, aluminum oxide, magnesium carbonate, calcium hydroxide And hydroxides such as ferric carbonate, zinc oxide, titanium oxide, iron oxide, aluminum phosphate, and barium sulfate.
Examples of organic fillers include wood flour, starch, cellulose, and cellulose derivatives.
These fillers can be used alone or in combination of two or more, regardless of whether they are inorganic or organic. Among these, talc and calcium carbonate are preferable from the viewpoint of performance and price. Talc is more preferred.
The particle size of the filler is not particularly limited, but preferably the average particle size is 0.1 to 50 μm. Particularly preferred are talc and calcium carbonate having an average particle size of 0.1 to 20 μm, and most preferred is talc having an average particle size of 0.1 to 20 μm.
充填剤の配合量は、生分解性樹脂100重量部に対して、400重量部以下が好ましく、より好ましくは5〜400重量部であり、さらに好ましくは5〜150重量部である。充填剤の配合量が400重量部を超えると積層発泡シートの押出性や逆に熱成形の延展性が悪化して好ましくない。 The blending amount of the filler is preferably 400 parts by weight or less, more preferably 5 to 400 parts by weight, and further preferably 5 to 150 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the biodegradable resin. When the blending amount of the filler exceeds 400 parts by weight, the extrudability of the laminated foamed sheet and conversely the extensibility of thermoforming deteriorates, which is not preferable.
(iii)任意成分
本発明の生分解性積層発泡シートの表面層においては、本発明の目的を損なわない限り、従来公知の各種の添加剤を配合することも出来る。添加剤としては、例えば、結晶核剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、耐光剤、熱安定剤、着色剤、難燃剤、離型剤、帯電防止剤、防曇剤、表面ぬれ改善剤、焼却補助剤、顔料、滑剤や各種界面活性剤などの樹脂用添加剤が挙げられる。
(Iii) Optional component In the surface layer of the biodegradable laminated foam sheet of the present invention, various conventionally known additives can be blended as long as the object of the present invention is not impaired. Additives include, for example, crystal nucleating agents, antioxidants, ultraviolet absorbers, light resistance agents, heat stabilizers, colorants, flame retardants, mold release agents, antistatic agents, antifogging agents, surface wetting improvers, incineration Resin additives such as adjuvants, pigments, lubricants and various surfactants can be mentioned.
(2)中間層の構成成分
(i)生分解性樹脂
本発明の生分解性積層発泡シートの中間層に用いられる生分解性樹脂の種類としては、表面層に用いる生分解性樹脂を用いることができる。なお、中間層の生分解性樹脂は、表面層と異なった生分解性樹脂を用いてもよいが、同じ生分解性樹脂を用いる方が好ましい。
(ii)発泡
中間層の生分解性樹脂層は、発泡している必要があり、発泡倍率は1.1倍〜30倍、好ましくは3〜20倍である。発泡倍率が1.1倍未満では発泡化による軽量化等の実質的な効果が発揮されず、また発泡倍率が30倍を超える場合には連続気泡が増大し容器成形時のドローダウン性や容器の賦形性が低下してしまう。
また、本発明の中間発泡層の平均気泡径は、30〜300μm、好ましくは50〜100μmである。平均気泡径が300μmを超えると容器成形の際に気泡膜が破けやすく容器の賦形が得られ難い。
なお、平均気泡径の制御は、公知の方法、例えば、発泡核材の粒径や配合量、またはダイスから大気放出されるまでの圧力、発泡体が固化するまでの距離や樹脂温度を制御することにより行なうことができる。
(2) Constituent component of intermediate layer (i) Biodegradable resin As the type of biodegradable resin used for the intermediate layer of the biodegradable laminated foam sheet of the present invention, the biodegradable resin used for the surface layer should be used. Can do. The biodegradable resin of the intermediate layer may be a biodegradable resin different from the surface layer, but it is preferable to use the same biodegradable resin.
(Ii) Foaming The biodegradable resin layer of the intermediate layer needs to be foamed, and the foaming ratio is 1.1 to 30 times, preferably 3 to 20 times. If the expansion ratio is less than 1.1 times, substantial effects such as weight reduction due to foaming are not exhibited, and if the expansion ratio exceeds 30 times, open cells increase and the drawdown property at the time of container molding and the container The formability of the will be reduced.
Moreover, the average cell diameter of the intermediate | middle foamed layer of this invention is 30-300 micrometers, Preferably it is 50-100 micrometers. When the average bubble diameter exceeds 300 μm, the bubble film is easily broken during container molding, and it is difficult to obtain the shape of the container.
The average cell diameter is controlled by a known method, for example, the particle size and blending amount of the foam core material, the pressure until the air is released from the die, the distance until the foam is solidified, and the resin temperature. Can be done.
本発明の中間層を発泡層化する方法としては、中間層を形成す生分解性樹脂に予め発泡剤を混合するか、あるいは生分解性樹脂を押出機で可塑化する段階で注入し、これを押出時に発泡させる方法が挙げられる。
ここで使用される発泡剤としては、公知の分解性発泡剤または気体もしくは揮発性の発泡剤が使用できる。
As a method for forming the intermediate layer of the present invention into a foam layer, a foaming agent is mixed in advance with the biodegradable resin forming the intermediate layer, or the biodegradable resin is injected at the stage of plasticizing with an extruder. There is a method of foaming at the time of extrusion.
As the foaming agent used here, a known decomposable foaming agent or a gas or volatile foaming agent can be used.
分解性発泡剤としては、例えば、炭酸アンモニウム、重曹、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウム、等の無機系分解性発泡剤、アゾジカルボンアミド、アゾビスイソブチロニトリル、ジアゾアミノベンゼン、等のアゾ化合物、N,N’−ジニトロソペンタンメチレンテトラミン、N,N’−ジメチル−N,N’−ジニトロソテレフタルアミド、等のニトロソ化合物、ベンゼンスルホニルヒドラジド、p−トルエンスルホニルヒドラジド、p,p’−オキシビスベンゼンスルホニルセミカルバジド、p−トルエンスルホニルセミカルバジド、トリヒドラジノトリアジン、バリウムアゾジカルボキシレート、クエン酸、等が挙げられ、これらは単独もしくは2種以上を併用して用いることができる。これら、分解性発泡剤の使用割合は、生分解性樹脂100重量部に対して、0.1〜8重量部とすることが好ましい。 Examples of the decomposable foaming agent include inorganic decomposable foaming agents such as ammonium carbonate, sodium bicarbonate, ammonium bicarbonate, and ammonium nitrite, azo compounds such as azodicarbonamide, azobisisobutyronitrile, diazoaminobenzene, Nitroso compounds such as N, N′-dinitrosopentanemethylenetetramine, N, N′-dimethyl-N, N′-dinitrosoterephthalamide, benzenesulfonyl hydrazide, p-toluenesulfonyl hydrazide, p, p′-oxybis Examples thereof include benzenesulfonyl semicarbazide, p-toluenesulfonyl semicarbazide, trihydrazinotriazine, barium azodicarboxylate, citric acid, and the like, and these can be used alone or in combination of two or more. The use ratio of these degradable foaming agents is preferably 0.1 to 8 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the biodegradable resin.
気体の発泡剤としては、窒素、炭酸ガス、プロパン、ネオペンタン、メチルエーテル、二塩化二フッ化メタン、n−ブタン、イソブタン、各種フロン、等が挙げられる。なお、ここで気体とは、常温で気体であることを意味する。
一方、揮発性の発泡剤としては、水、エーテル、石油エーテル、アセトン、ペンタン、ヘキサン、イソヘキサン、ヘプタン、イソヘプタン、ベンゼン、トルエン、各種アルコール、ハロゲン化炭化水素(例えば、メチルクロライド)、等が挙げられる。
気体もしくは揮発性の発泡剤の使用割合は、生分解性樹脂100重量部に対して、0.5〜20重量部とすることが好ましい。発泡剤としては、窒素、炭酸ガス、もしくは、水を、単独もしくはそれらの混合物として、発泡剤全量に対し5重量%の割合で含めることが好ましい。5重量%を下回ると、発泡剤の逸散にバラツキを生じ、得られる発泡体の安定性に乏しい。また、押出工程における加熱によって分解し、窒素、炭酸ガス、もしくは、水を発生することが可能な分解性発泡剤として配合してもよい。
Examples of gaseous blowing agents include nitrogen, carbon dioxide, propane, neopentane, methyl ether, dichloromethane difluoride, n-butane, isobutane, and various chlorofluorocarbons. In addition, gas means here that it is gas at normal temperature.
On the other hand, examples of the volatile blowing agent include water, ether, petroleum ether, acetone, pentane, hexane, isohexane, heptane, isoheptane, benzene, toluene, various alcohols, halogenated hydrocarbons (for example, methyl chloride), and the like. It is done.
The use ratio of the gas or volatile foaming agent is preferably 0.5 to 20 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the biodegradable resin. As the blowing agent, nitrogen, carbon dioxide gas, or water is preferably contained alone or as a mixture thereof in a proportion of 5% by weight based on the total amount of the blowing agent. If it is less than 5% by weight, the dispersion of the foaming agent varies, and the stability of the resulting foam is poor. Moreover, you may mix | blend as a decomposable foaming agent which can decompose | disassemble by the heating in an extrusion process and can generate | occur | produce nitrogen, a carbon dioxide gas, or water.
本発明では、外観や気泡の緻密さの点から、重曹、クエン酸、炭酸ガス、もしくは、ブタンガス、から選ばれる分解性発泡剤、気体発泡剤の少なくとも1種の発泡剤を用いることが好ましい。これらの発泡剤には、分解温度、発生ガス及び分解速度を調節するために、他の公知の発泡助剤を併用してもよい。 In the present invention, it is preferable to use at least one foaming agent selected from baking soda, citric acid, carbon dioxide, or butane gas and at least one foaming agent selected from a gas foaming agent from the viewpoint of appearance and cell density. These foaming agents may be used in combination with other known foaming aids in order to adjust the decomposition temperature, generated gas and decomposition rate.
なお、中間層の生分解性樹脂には、発泡剤の他、気泡調節剤として、タルク、シリカ等の無機粉末、多価カルボン酸等の酸性塩、多価カルボン酸と炭酸ナトリウム又は重曹との反応混合物等を配合してもよい。また、紫外線吸収剤、酸化防止剤、造核剤、着色剤等の他の添加剤も配合することができる。 In addition to the foaming agent, the biodegradable resin of the intermediate layer includes, as a foam control agent, an inorganic powder such as talc and silica, an acidic salt such as a polyvalent carboxylic acid, a polyvalent carboxylic acid and sodium carbonate or sodium bicarbonate. You may mix | blend a reaction mixture etc. Moreover, other additives, such as a ultraviolet absorber, antioxidant, a nucleating agent, and a coloring agent, can also be mix | blended.
2.生分解性積層発泡シートの層構成と製造
本発明の積層発泡シートの層構成は、少なくとも表裏2層の表面層と該表面層の間に配置された中間層とを含むものであり、かかる中間層を表面層で挟むサンドイッチ構造としたのは、中間層である発泡層の発泡段階におけるガス保持、セルの破泡・連続気泡化抑制効果と積層発泡シートとしての剛性や熱成形性、表面平滑性の維持の効果が極めて大きいためである。
本発明の積層発泡シートの層構成は、少なくとも上記サンドイッチ構造を有するものであればその層の種類、数、配置等に特に制限はない。例えば、前記2層の表面層及び中間層のみからなる2種3層のものであってもよく、また前記表面層の外側にさらに新たな層を設けた3種5層構造、あるいは前記表面層と中間層との間に新たな層を設けた3種5層もしくは4種7層構造等の種々の構造をとることもできる。
2. Layer structure and production of biodegradable laminated foam sheet The layer structure of the laminated foam sheet of the present invention includes at least two front and back surface layers and an intermediate layer disposed between the surface layers. The sandwich structure in which the layers are sandwiched between the surface layers is the gas retention of the foam layer, which is the intermediate layer, the effect of inhibiting cell breakage and open cell formation, the rigidity and thermoformability of the laminated foam sheet, and the surface smoothness This is because the effect of maintaining the sex is extremely large.
As long as the layer structure of the laminated foam sheet of the present invention has at least the above-mentioned sandwich structure, the type, number, arrangement, etc. of the layer are not particularly limited. For example, it may be a two-kind three-layer structure consisting of only the two surface layers and the intermediate layer, or a three-kind five-layer structure in which a new layer is further provided outside the surface layer, or the surface layer. Various structures such as a three-kind five-layer structure or a four-kind seven-layer structure in which a new layer is provided between the intermediate layer and the intermediate layer can also be employed.
本発明のにおいて前記表面層の外側にさらに設ける新たな層または、前記表面層と中間層との間に設ける新たな層としては、例えば、目ヤニ防止、加飾性付与等の要求に応じ、表面層の外側(シートの最外層)に設けるスキン層等を挙げることができる。ここでスキン層の厚みは、全厚みの10%以下にすることにより、前記積層発泡シートの目的を損なうことなく、目的に応じたスキン層とすることができる。 As a new layer further provided outside the surface layer in the present invention, or a new layer provided between the surface layer and the intermediate layer, for example, according to demands such as prevention of sprinkling eyes, imparting decorativeness, etc. Examples thereof include a skin layer provided on the outer side of the surface layer (outermost layer of the sheet). Here, by setting the thickness of the skin layer to 10% or less of the total thickness, the skin layer according to the purpose can be obtained without impairing the purpose of the laminated foam sheet.
表面層各層の厚み比は、積層発泡シートの全厚みの5%以上、かつ30%以下であることが好ましい。表面層各層の厚み比が積層発泡シートの全厚みの5%未満であると積層発泡シート表面の平滑性が低下し、熱成形の延展により表面層が破れ賦形を損ね易くなる。一方、30%を超えると積層シートの発泡化による軽量性、断熱性等の効果が低下する。
また、積層発泡シートの全厚みは、特に制限されず、使用目的等に応じた厚みを調整すればよいが、通常0.4〜3.0mm、特に一般の食品用容器では0.5〜2.5mmが好ましい。
The thickness ratio of each surface layer is preferably 5% or more and 30% or less of the total thickness of the laminated foam sheet. When the thickness ratio of each surface layer is less than 5% of the total thickness of the laminated foamed sheet, the smoothness of the laminated foamed sheet surface is lowered, and the surface layer is easily broken due to the extension of thermoforming, so that the shaping tends to be impaired. On the other hand, if it exceeds 30%, effects such as lightness and heat insulation due to foaming of the laminated sheet are lowered.
The total thickness of the laminated foam sheet is not particularly limited and may be adjusted according to the purpose of use, etc., but is usually 0.4 to 3.0 mm, particularly 0.5 to 2 for general food containers. 0.5 mm is preferred.
本発明の生分解性樹脂積層シートの製造方法としては、前述の各層用の樹脂または組成物を用いて、公知の成形方法、例えば、単軸押出機、多軸押出機、タンデム押出機などのTダイおよびサーキュラーダイを含む押出機等、例えば、中間層を形成する押出機と表面層を形成する押出機の合流部により積層化する部分またはダイスを有する共押出機等を使用して共押出発泡法で製造することができる。
中間層用には、発泡剤を配合した組成物を用い、温度250〜100℃、好ましくは230〜80℃、圧力35〜3MPa、好ましくは15〜10MPa(以降、P1と称す。)の条件下で溶融混合し、得られた溶融混合物を、Tダイから、P1より低圧の工程領域へ押出し、次にTダイまたはサーキュラーダイから押出された溶融混合物を冷却ロールまたは冷却筒で冷却する。
押出機内で溶融混合された溶融混合物がダイス出口から押出されて冷却ロールまたは冷却筒に接触するまでの距離は、ダイから溶融混合物が押出されたときの発泡による体積膨張等によるコルゲートマークを解消する目的で、0.05〜5mmが好ましく、さらに好ましくは0.05〜3mmである。また、前記冷却ロールまたは冷却筒の表面温度は、緻密で、発泡体中に方向性を有しない気泡形状を形成する目的で、120℃以下、好ましくは、90℃以下であるような条件下で行うことが好ましい。
As a method for producing the biodegradable resin laminate sheet of the present invention, using the above-described resin or composition for each layer, a known molding method such as a single screw extruder, a multi-screw extruder, a tandem extruder, etc. Co-extrusion using an extruder including a T-die and a circular die, for example, a co-extruder having a part or a die laminated by a joining part of an extruder for forming an intermediate layer and an extruder for forming a surface layer It can be produced by a foaming method.
For the intermediate layer, a composition containing a foaming agent is used, and the temperature is 250 to 100 ° C., preferably 230 to 80 ° C., the pressure is 35 to 3 MPa, and preferably 15 to 10 MPa (hereinafter referred to as P1). The molten mixture obtained is extruded from the T die into a process region having a pressure lower than P1, and then the molten mixture extruded from the T die or the circular die is cooled by a cooling roll or a cooling cylinder.
The distance from when the molten mixture melt-mixed in the extruder is extruded from the die outlet to contact the cooling roll or the cooling cylinder eliminates the corrugated mark due to volume expansion due to foaming when the molten mixture is extruded from the die. For the purpose, it is preferably 0.05 to 5 mm, more preferably 0.05 to 3 mm. In addition, the surface temperature of the cooling roll or the cooling cylinder is 120 ° C. or less, preferably 90 ° C. or less for the purpose of forming a bubble shape that is dense and has no directionality in the foam. Preferably it is done.
3.生分解性積層発泡シートの成形体
上記のようにして得られた生分解性積層発泡シートは、熱成形により各種容器、カップ、トレーに賦形される。容器成形は、一般に、プラスチックシートを加熱軟化して所望の型に押し当て、型と材料の間隙にある空気を排除し大気圧により型に密着させて成形する真空成形、及び大気圧以上の圧縮エアか、あるいは真空を併用して成形する圧空成形等の総称であり、方法としては、真空あるいは圧空を用い、必要により、更にプラグを併せて用いて金型形状に成形する方法(ストレート法、ドレープ法、エアスリップ法、スナップバック法、プラグアシスト法、プラグアシストリバースドロー成形法、マッチモールド成形法など)や固相プレス成形、スタンピング成形が挙げられる。これらの熱成形法の組み合わせ等による成形法であれば特に限定されない。熱成形温度や真空度、圧空の圧力または成形速度等の各種条件は、プラグ形状や金型形状または原料シートの性質等により適宜設定される。
3. Formed body of biodegradable laminated foam sheet The biodegradable laminated foam sheet obtained as described above is shaped into various containers, cups and trays by thermoforming. Container molding is generally vacuum molding in which a plastic sheet is heated and softened and pressed against a desired mold, the air in the gap between the mold and the material is removed and closely adhered to the mold by atmospheric pressure, and compression above atmospheric pressure is performed. It is a generic term for pressure forming or the like that uses air or vacuum together, and as a method, vacuum or pressure is used, and if necessary, a method of forming into a mold shape using a plug together (straight method, Drape method, air slip method, snapback method, plug assist method, plug assist reverse draw molding method, match mold molding method, etc.), solid phase press molding, and stamping molding. If it is a shaping | molding method by the combination etc. of these thermoforming methods, it will not specifically limit. Various conditions such as the thermoforming temperature, the degree of vacuum, the pressure of compressed air, and the forming speed are appropriately set depending on the plug shape, the die shape, the properties of the raw material sheet, and the like.
本発明の生分解性積層発泡シートは、シート物性、加熱時の垂れ性が従来の生分解性樹脂の単独発泡シートに比べて大幅に改良され、これを加熱して真空成形、圧空成形等の二次成形に供することにより、ポリオレフィン系樹脂やポリスチレン系樹脂シートに近い容器やカップ、トレーなどの成形品を得ることができる。 The biodegradable laminated foam sheet of the present invention is significantly improved in sheet physical properties and sagging property when heated compared to a single foam sheet of a conventional biodegradable resin. By using it for secondary molding, molded articles such as containers, cups, trays and the like close to polyolefin-based resins and polystyrene-based resin sheets can be obtained.
以下に本発明を実施例を用いて具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。なお、実施例中の各項目の物性値等の測定方法、用いた生分解性樹脂の製造例を以下に示す。 Hereinafter, the present invention will be specifically described by way of examples, but the present invention is not limited to these examples. In addition, the measuring methods, such as a physical-property value of each item in an Example, and the manufacture example of the used biodegradable resin are shown below.
1.測定方法
(1)シート密度(g/cm3):積層発泡シートを10cm角に切り取り、その重量と厚みからシート全体の密度を求めた。
(2)中間層の発泡倍率(倍):積層発泡シートの全体の密度をもとに中間層密度を算出し、下式により計算した。
中間層発泡倍率=(発泡時の中間層密度)÷(未発泡時の中間層密度)
(3)中間層の平均気泡径(μm):積層発泡シートの押出方向に対し断面を切出し、ASTM−D3576に準拠し断面を顕微鏡などを用いて拡大投影をする。投影画像上にてシートの厚さ方向、シートの押出方向、およびそれらに直交する方向のそれぞれに相当する方向に直線を引いて、直線と交差する気泡数をカウントする。上記直線の真の長さを気泡数で除して得られた値を、シートの厚さ方向、シートの押出方向およびそれらに対し直交する方向のそれぞれを平均気泡径とし、更にこれを算術平均することで得られた値を発泡層の平均気泡径とした。
(4)中間層の気泡状態:ミクロトームで積層発泡シート断面(流れ方向に直角の方向)を10〜20μm程度にスライスして光学顕微鏡で観察、写真撮影し、以下の基準で評価した。
◎:独立気泡で気泡が均一、微細である。
○:独立気泡
△:若干連続気泡が存在
×:大半が連続気泡
(5)シート外観:目視により積層発泡シート表面を観察し、以下の基準で評価した。
◎:平滑
○:ほぼ平滑
×:凸凹がある
(6)容器成形性:得られた積層発泡シートを、間接加熱式圧空成形機((株)浅野研究所製、コスミック成形機)を使用して、シートから20cm離れた位置にある上下ヒータを325℃に保持して加熱した。シートは、加熱時間を12秒で、圧空圧力2kg/cm2の条件で、縦24cm、横18cm、深さ4cmのリブ付き弁当容器を成形した。得られた容器を目視によって形状および外観を観察し、下記の評価基準にて判定した。
◎:容器の表面状態が良好で、細部にわたり賦形が完了している。
○:容器の表面状態が良好で、リブ形状部分や底コーナー部にて若干賦形があまいが略実用上は問題がない。
×:容器の表面のばたつき、曇り等があり、光沢が損なわれている又は、細部にわたり賦形が完了していない。
(7)生分解性試験:腐葉土と堆肥を1:1で混合した土壌を用いた圃場を屋外に設定し、各々得られたシートから打ち抜いたJIS2号ダンベル片を深さ約7cmの場所に埋設した。埋設開始より所定期間圃場中に放置した後に試験片を取り出し、付着した土を落とした後に重量測定を行い、重量残存率を測定した。試験中に圃場に与えた水分は自然降雨のみであり、人為的な水分の供給は行わなかった。
1. Measurement method (1) Sheet density (g / cm 3 ): The laminated foamed sheet was cut into 10 cm squares, and the density of the entire sheet was determined from its weight and thickness.
(2) Expansion ratio of the intermediate layer (times): The intermediate layer density was calculated based on the total density of the laminated foam sheet, and calculated according to the following formula.
Intermediate layer expansion ratio = (intermediate layer density when foaming) ÷ (intermediate layer density when not foamed)
(3) Average cell diameter (μm) of the intermediate layer: A cross section is cut out in the extrusion direction of the laminated foam sheet, and the cross section is enlarged and projected using a microscope or the like according to ASTM-D3576. On the projected image, a straight line is drawn in a direction corresponding to each of the thickness direction of the sheet, the extrusion direction of the sheet, and the direction orthogonal thereto, and the number of bubbles intersecting the straight line is counted. The value obtained by dividing the true length of the straight line by the number of bubbles is the average cell diameter in the sheet thickness direction, the sheet extrusion direction, and the direction perpendicular thereto, and this is the arithmetic average. The value obtained by doing this was taken as the average cell diameter of the foamed layer.
(4) Bubble state of the intermediate layer: The cross-section of the laminated foamed sheet (direction perpendicular to the flow direction) was sliced to about 10 to 20 μm with a microtome, observed with an optical microscope, photographed, and evaluated according to the following criteria.
A: The closed cells are uniform and fine.
○: Closed cells Δ: Some open cells are present ×: Most are open cells (5) Sheet appearance: The surface of the laminated foam sheet was observed visually and evaluated according to the following criteria.
◎: Smooth ○: Almost smooth ×: Concavities and convexities (6) Container moldability: The obtained laminated foamed sheet was used by using an indirectly heated pressure forming machine (manufactured by Asano Laboratory, Cosmic Molding Machine). The upper and lower heaters at a position 20 cm away from the sheet were heated at 325 ° C. The sheet was molded into a ribbed lunch container having a length of 24 cm, a width of 18 cm, and a depth of 4 cm under the conditions of a heating time of 12 seconds and a pneumatic pressure of 2 kg / cm 2 . The shape and appearance of the obtained container were visually observed and judged according to the following evaluation criteria.
(Double-circle): The surface state of a container is favorable and shaping has been completed in detail.
○: The surface condition of the container is good, and the rib-shaped part and the bottom corner part are slightly shaped, but there is no practical problem.
X: The surface of the container flutters, cloudes, etc., the gloss is impaired, or the shaping is not completed in detail.
(7) Biodegradability test: A field using a 1: 1 mixture of humus and compost was set outdoors, and JIS No. 2 dumbbell pieces punched from the obtained sheets were embedded at a depth of about 7 cm. did. After leaving in the field for a predetermined period from the start of burying, the test piece was taken out, the attached soil was removed, the weight was measured, and the weight residual ratio was measured. The water given to the field during the test was only natural rain, and no artificial water was supplied.
2.生分解性樹脂の製造
(製造例1)
攪拌装置、窒素導入管、加熱装置、温度計および助剤添加口を備えた容量1m3の反応容器に、コハク酸134kg、1,4−ブタンジオール121L、酸化ゲルマニウムを予め1重量%溶解させた90%DL乳酸水溶液7.21kgを仕込んだ。攪拌下、窒素ガスを導入し、窒素ガス雰囲気下120℃から反応を開始し、1時間40分かけて200℃まで昇温した。引き続き、1時間25分かけて230℃に昇温すると同時に1mmHgまで減圧し、230℃、1mmHgにて4時間20分重合を行い、脂肪族ポリエステル(A1)を得た。得られた脂肪族ポリエステル(A1)のメルトフローレート(JIS−K7210、温度190℃、荷重2.16kgf)は4.2g/10分であった。
2. Production of biodegradable resin (Production Example 1)
In a reaction vessel having a capacity of 1 m 3 equipped with a stirrer, a nitrogen introducing tube, a heating device, a thermometer, and an auxiliary agent addition port, 134 kg of succinic acid, 121 L of 1,4-butanediol, and germanium oxide were dissolved in advance by 1 wt%. 7.21 kg of 90% DL lactic acid aqueous solution was charged. Nitrogen gas was introduced under stirring, and the reaction was started at 120 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, and the temperature was raised to 200 ° C. over 1 hour and 40 minutes. Subsequently, the temperature was raised to 230 ° C. over 1 hour and 25 minutes, and at the same time, the pressure was reduced to 1 mmHg, and polymerization was performed at 230 ° C. and 1 mmHg for 4 hours and 20 minutes to obtain an aliphatic polyester (A1). The melt flow rate (JIS-K7210, temperature 190 ° C., load 2.16 kgf) of the obtained aliphatic polyester (A1) was 4.2 g / 10 minutes.
(製造例2)
攪拌装置、窒素導入管、加熱装置、温度計および助剤添加口を備えた容量1m3の反応容器に、コハク酸134kg、1,4−ブタンジオール116L、DLリンゴ酸0.24kg、酸化ゲルマニウムを予め1重量%溶解させた90%DL乳酸水溶液7.21kgを仕込んだ。攪拌下、窒素ガスを導入し、窒素ガス雰囲気下120℃から反応を開始し、1時間40分かけて200℃まで昇温した。引き続き、1時間25分かけて230℃に昇温すると同時に1mmHgまで減圧し、230℃、1mmHgにて4時間20分重合を行い、脂肪族ポリエステル(A2)を得た。得られた脂肪族ポリエステル(A2)のメルトフローレート(JIS−K7210、温度190℃、荷重2.16kgf)は3.8g/10分であった。
(Production Example 2)
In a reaction vessel having a capacity of 1 m 3 equipped with a stirrer, a nitrogen introducing tube, a heating device, a thermometer and an auxiliary agent addition port, 134 kg of succinic acid, 116 L of 1,4-butanediol, 0.24 kg of DL malic acid, and germanium oxide were added. 7.21 kg of 90% DL lactic acid aqueous solution dissolved 1% by weight in advance was charged. Nitrogen gas was introduced under stirring, and the reaction was started at 120 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, and the temperature was raised to 200 ° C. over 1 hour and 40 minutes. Subsequently, the temperature was raised to 230 ° C. over 1 hour and 25 minutes, and at the same time, the pressure was reduced to 1 mmHg, and polymerization was performed at 230 ° C. and 1 mmHg for 4 hours and 20 minutes to obtain an aliphatic polyester (A2). The resulting aliphatic polyester (A2) had a melt flow rate (JIS-K7210, temperature 190 ° C., load 2.16 kgf) of 3.8 g / 10 min.
(製造例3)
攪拌装置、窒素導入管、加熱装置、温度計および助剤添加口を備えた容量1m3の反応容器に、コハク酸122kg、アジピン酸22.2kg、1,4−ブタンジオール115L、DLリンゴ酸0.23kg、酸化ゲルマニウムを予め1重量%溶解させた90%DL乳酸水溶液7.21kgを仕込んだ。攪拌下、窒素ガスを導入し、窒素ガス雰囲気下120℃から反応を開始し、1時間40分かけて200℃まで昇温した。引き続き、1時間25分かけて230℃に昇温すると同時に1mmHgまで減圧し、230℃、1mmHgにて4時間重合を行い、脂肪族ポリエステル(A3)を得た。得られた脂肪族ポリエステル(A3)のメルトフローレート(JIS−K7210、温度190℃、荷重2.16kgf)は4.0g/10分であった。
(Production Example 3)
In a reaction vessel having a capacity of 1 m 3 equipped with a stirrer, a nitrogen introduction tube, a heating device, a thermometer, and an auxiliary agent addition port, 122 kg of succinic acid, 22.2 kg of adipic acid, 115 L of 1,4-butanediol, DL malic acid 0 .23 kg and 7.21 kg of 90% DL lactic acid aqueous solution in which 1 wt% of germanium oxide was dissolved in advance were charged. Nitrogen gas was introduced under stirring, and the reaction was started at 120 ° C. in a nitrogen gas atmosphere, and the temperature was raised to 200 ° C. over 1 hour and 40 minutes. Subsequently, the temperature was raised to 230 ° C. over 1 hour and 25 minutes, and at the same time, the pressure was reduced to 1 mmHg, and polymerization was performed at 230 ° C. and 1 mmHg for 4 hours to obtain an aliphatic polyester (A3). The melt flow rate (JIS-K7210, temperature 190 ° C., load 2.16 kgf) of the obtained aliphatic polyester (A3) was 4.0 g / 10 min.
(実施例1〜7)
生分解性樹脂として製造例1〜3で得られた脂肪族ポリエステル(A1)〜(A3)、(A4:ポリブチレンサクシネート(昭和高分子社製「ビオノーレ1001」、メルトフローレート1.5g/10分))及びポリ乳酸(PLA:三井化学社製、商品名レイシア「H400」)を用いた。表層材は、あらかじめ生分解性樹脂と所定量の充填剤(タルク:富士タルク社製、粒径10μm)を配合し、200℃で二軸混練機にて混練しペレットとした。
中間層の発泡剤としてクエン酸モノナトリウムと炭酸水素ナトリウムの1:1の混合物の無機系分解性発泡剤を用いた。
次に各実施例につき表1に示した各層配合にて、表面層用、中間層用それぞれ口径40mmφの押出機にて溶融しフィードブロック方式で共押出の後、Tダイより中間層が発泡した2種3層の積層発泡シートの溶融押出を行った。ダイスから出た溶融シートを40℃の温度調節を施した冷却水を流した小径ロールによりシートの冷却およびコルゲート抑制を行い、幅400mm、全厚900μm厚の生分解性積層発泡シートを作製した。このようにして得られた各積層シートについて、シート物性、容器成形性、および生分解性をそれぞれ測定した。その結果を表1に示す。
(Examples 1-7)
Aliphatic polyesters (A1) to (A3) obtained in Production Examples 1 to 3 as biodegradable resins (A4: polybutylene succinate (“Bionore 1001” manufactured by Showa Polymer Co., Ltd.), melt flow rate 1.5 g / 10 minutes)) and polylactic acid (PLA: manufactured by Mitsui Chemicals, trade name Lacia “H400”). The surface layer material was previously blended with a biodegradable resin and a predetermined amount of filler (talc: manufactured by Fuji Talc Co., Ltd., particle size 10 μm), and kneaded at 200 ° C. with a twin-screw kneader to obtain pellets.
As the foaming agent for the intermediate layer, an inorganic decomposable foaming agent of a 1: 1 mixture of monosodium citrate and sodium bicarbonate was used.
Next, in each layer formulation shown in Table 1 for each example, the surface layer and the intermediate layer were each melted in an extruder with a diameter of 40 mmφ, co-extruded by a feed block method, and then the intermediate layer foamed from the T die. Two types and three layers of laminated foam sheets were melt-extruded. The molten sheet that came out of the die was cooled and corrugated with a small-diameter roll in which cooling water having a temperature adjusted to 40 ° C. was flown to produce a biodegradable laminated foam sheet having a width of 400 mm and a total thickness of 900 μm. The sheet physical properties, container moldability, and biodegradability of each laminated sheet thus obtained were measured. The results are shown in Table 1.
(比較例1、2)
表1における実施例1において、表面層を設けず同じ全厚の単層発泡シートとしたもの、および表層から充填剤タルクを配合しないものをそれぞれ比較例1、2として、実施例と同様にシート成形及び測定を行った。その結果を表1に示す。
(Comparative Examples 1 and 2)
In Example 1 in Table 1, a sheet having the same full thickness without providing a surface layer and a sheet having no filler talc from the surface layer were used as Comparative Examples 1 and 2, respectively. Molding and measurement were performed. The results are shown in Table 1.
(実施例8、9)
実施例1および2の積層発泡シート構成において、中間層の発泡剤として気体発泡剤(n−ブタンガス)および気泡調整剤としてクエン酸モノモノナトリウムを用い、口径65mmφの押出機にて発泡層を形成し、共押出サーキュラーダイおよび冷却筒を備えた発泡シート装置により中間層が発泡した2種3層の積層発泡シートを得た。得られた積層発泡シートについて、シート物性、容器成形性、および生分解性をそれぞれ測定した。その結果を表1に示す。
(Examples 8 and 9)
In the laminated foam sheet configuration of Examples 1 and 2, a foamed layer was formed with an extruder having a diameter of 65 mm using a gas foaming agent (n-butane gas) as a foaming agent for an intermediate layer and monomonosodium citrate as a foam regulator. A two-type three-layer laminated foam sheet having an intermediate layer foamed was obtained by a foam sheet apparatus equipped with a coextrusion circular die and a cooling cylinder. About the obtained laminated foam sheet, sheet physical property, container moldability, and biodegradability were measured, respectively. The results are shown in Table 1.
(比較例3)
比較例2の積層発泡シート構成において、発泡剤として気体発泡剤(n−ブタンガス)および気泡調整剤としてクエン酸モノナトリウムを用い、実施例8と同様の積層発泡シートの製造を実施したが、気体発泡剤の膨張率に対し、表面層には充填剤が配合されていないため表面層材の中間層の気体発泡剤の膨張力に対する溶融張力が不足し、中間層の気体が表面層を貫通して発泡体を得ることができなかった。
(Comparative Example 3)
In the laminated foamed sheet structure of Comparative Example 2, a laminated foamed sheet similar to that in Example 8 was produced using a gas foaming agent (n-butane gas) as the foaming agent and monosodium citrate as the bubble regulator. For the expansion rate of the foaming agent, the surface layer does not contain a filler, so the melt tension against the expansion force of the gas foaming agent in the intermediate layer of the surface layer material is insufficient, and the gas in the intermediate layer penetrates the surface layer. Thus, a foam could not be obtained.
本発明の、表裏2層の表面層と、前記表面層の間に配置された中間層を有する特定の生分解性積層発泡シ−トとすることで、使用後の生分解性に優れ、軽量性、熱成形性に優れ、剛性や耐衝撃性、等の実用物性も優れることから、環境への影響を配慮した各種容器、カップ、トレーなどの熱成形品に供される生分解性樹脂原反シートとして工業的価値は極めて高い。 By using a specific biodegradable laminated foam sheet having two surface layers of the front and back surfaces of the present invention and an intermediate layer disposed between the surface layers, it is excellent in biodegradability after use and is lightweight. Biodegradable resin raw materials used for thermoformed products such as various containers, cups, and trays that are environmentally friendly, because of its excellent physical properties such as rigidity and impact resistance. Industrial value as an anti-sheet is extremely high.
Claims (7)
−O−R1−O− …(1)
(式(1)中、R1は、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の鎖状脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を示す。)
−OC−(R2)n−CO− …(2)
(式(2)中、R2は脂肪族炭化水素基または脂環式炭化水素基を示し、nは0又は1を示す。) The aliphatic polyester has an aliphatic or alicyclic diol unit having a molecular structural unit represented by the following general formula (1), and an aliphatic or fat having a molecular structural unit represented by the following general formula (2) The biodegradable laminated foam sheet according to claim 2 , comprising a cyclic dicarboxylic acid unit as an essential component.
—O—R 1 —O— (1)
(In formula (1), R 1 represents a divalent chain aliphatic hydrocarbon group or alicyclic hydrocarbon group which may have an oxygen atom in the chain.)
—OC— (R 2 ) n —CO— (2)
(In Formula (2), R 2 represents an aliphatic hydrocarbon group or an alicyclic hydrocarbon group, and n represents 0 or 1)
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