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JP7688517B2 - Resin composition containing crosslinked polyhydroxyalkanoic acid - Google Patents
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JP7688517B2 - Resin composition containing crosslinked polyhydroxyalkanoic acid - Google Patents

Resin composition containing crosslinked polyhydroxyalkanoic acid Download PDF

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本発明は、高い耐熱性を有する、ポリヒドロキシアルカン酸を含む樹脂組成物から得られる架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む物品、前記樹脂組成物、及び前記架橋されたポリヒドロキシアルカン酸に少なくとも関する。 The present invention relates to at least an article containing a crosslinked polyhydroxyalkanoic acid obtained from a resin composition containing polyhydroxyalkanoic acid, the resin composition, and the crosslinked polyhydroxyalkanoic acid, which has high heat resistance.

生分解性ポリマーは、通常の使用では実用的物性を保持し使用後は土壌中や海洋中の微生物により消化・分解されるため、環境に負荷を与えない材料として注目されており、今後様々な分野で用途の拡大が期待されている。
中でも、生分解性およびカーボンニュートラルの観点から、植物由来のプラスチックとして脂肪族ポリエステル系樹脂が注目されており、特にポリヒドロキシアルカノエート(ポリヒドロキシアルカン酸。以下、PHAと称する場合がある)系樹脂であるポリ(3-ヒドロキシブチレート)単独重合樹脂( 以下、PHBと称する場合がある)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)共重合樹脂(以下、PHBVと称する場合がある)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(以下、PHBHと称する場合がある)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)共重合樹脂およびポリ乳酸等が注目されている。
ただし、非特許文献1ではポリ乳酸はコンポストでの高温多湿な環境では分解されるが、通常の土壌環境や水環境では分解されにくいことが指摘されており、コンポスト以外の用途ではPHAの方が望ましい。
Biodegradable polymers retain their practical physical properties during normal use and are digested and decomposed by microorganisms in the soil and ocean after use, so they are attracting attention as materials that do not put a strain on the environment, and it is expected that their use will expand in various fields in the future.
Among these, from the viewpoints of biodegradability and carbon neutrality, aliphatic polyester-based resins have attracted attention as plant-derived plastics, and in particular, polyhydroxyalkanoate (polyhydroxyalkanoic acid, hereinafter sometimes referred to as PHA)-based resins such as poly(3-hydroxybutyrate) homopolymer resin (hereinafter sometimes referred to as PHB), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymer resin (hereinafter sometimes referred to as PHBV), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer resin (hereinafter sometimes referred to as PHBH), poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) copolymer resin, and polylactic acid have attracted attention.
However, Non-Patent Document 1 points out that although polylactic acid decomposes in the hot and humid environment of compost, it is difficult to decompose in normal soil or water environments, and therefore PHA is more desirable for uses other than composting.

PHA系樹脂はガラス転移温度が-7~4℃と低温であるため、食器として用いるとポットからの熱湯や食器乾燥機の熱風、又は医療用部材の殺菌に用いる熱で成形物に変形が起こる。従って、このような材料の耐熱性の改善には、放射線による樹脂の架橋が最も有効であると考えられる。 Since PHA resins have a low glass transition temperature of -7 to 4°C, if they are used as tableware, the molded products will deform when exposed to hot water from a pot, hot air from a dish dryer, or the heat used to sterilize medical parts. Therefore, cross-linking the resin with radiation is thought to be the most effective way to improve the heat resistance of such materials.

上記耐熱性の要求に応えるべく、例えば特許文献1では、ポリ乳酸、ポリヒドロキシ酪酸、ポリブチレンサクシネートに、多官能アクリル系モノマー又は多官能アリル系モノマーと混合した後、活性エネルギー線照射による架橋性樹脂組成物が提案されている。 In order to meet the above-mentioned heat resistance requirement, for example, Patent Document 1 proposes a crosslinkable resin composition in which polylactic acid, polyhydroxybutyric acid, and polybutylene succinate are mixed with a polyfunctional acrylic monomer or a polyfunctional allylic monomer, and then crosslinked by irradiating with active energy rays.

また、特許文献2では、ポリブチレンサクシネートをポリ乳酸にアリル系モノマーと混合した後、架橋させる製造方法が提案されている。
また、特許文献3では、ポリブチレンサクシネートを無機物と混合した後、架橋させる製造方法が提案されている。
Moreover, Patent Document 2 proposes a production method in which polybutylene succinate is mixed with polylactic acid and an allyl monomer, and then crosslinked.
Moreover, Patent Document 3 proposes a production method in which polybutylene succinate is mixed with an inorganic substance and then crosslinked.

特開平10-1447720号公報Japanese Patent Application Publication No. 10-1447720 特許3759067号公報Patent No. 3759067 特許3581138号公報Patent No. 3581138

「生分解性プラスチックの課題と将来展望」三菱総合研究所レポート 2019年4月"Challenges and Future Prospects of Biodegradable Plastics" Mitsubishi Research Institute Report, April 2019

しかし、ポリブチレンサクシネートやPHA系樹脂といった脂肪族ポリエステル系樹脂は、従来の知見に反し、放射線による樹脂の架橋は起こしづらいことを本発明者らは実験により明らかにした。本発明者らは、上記樹脂からなる物品の用途は、分子量を増大させがたいことや物性における制限のため限定されていると考えた。
かかる背景のもと、本発明は、例えば従来のエステル系樹脂とは異なる構造を有する脂肪族ポリエステル系樹脂から構成される物品を提供することを課題とした。
However, the inventors have clarified through experiments that, contrary to conventional knowledge, aliphatic polyester resins such as polybutylene succinate and PHA resins are difficult to crosslink by radiation. The inventors have considered that the applications of articles made of the above resins are limited due to the difficulty in increasing the molecular weight and limitations in physical properties.
In this context, an object of the present invention is to provide an article made of, for example, an aliphatic polyester-based resin having a structure different from that of conventional ester-based resins.

本発明者は、上記目的を達成するために鋭意研究を行ったところ、脂肪族ポリエステル系樹脂の一種であるPHAとともにある種のモノマーを用いることにより脂肪族ポリエステルの構造を制御することができる可能性があることを見出し、さらに研究を重ねて本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は下記の通りである。 The inventors conducted extensive research to achieve the above objective, and discovered that it may be possible to control the structure of aliphatic polyesters by using a certain type of monomer together with PHA, which is a type of aliphatic polyester resin. After further research, they completed the present invention. That is, the present invention is as follows.

[1]
サイズ排除クロマトグラフィーで測定した平均分子量が32万以上であるか、又はクロロホルムを用いて4時間還流させた後の重量減少量率が30%未満である、架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む物品。
[2]
200℃での貯蔵弾性率(E´)が1.00×105Pa以上である、[1]に記載の物品。
[3]
ポリヒドロキシアルカン酸が、3-ヒドロキシブチレート、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート)、もしくはポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、又はそれらの共重合体を含む、[1]又は[2]に記載の物品。
[4]
ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体100重量部に対し、アリル基又はアクリル基を含有する架橋性モノマーを0.1~20重量部配合し、該配合物を電離性放射線で照射して得られる、物品。
[5]
電離放射線が電子線であり、照射線量が1kGy以上、200kGy以下である、[4]に記載の物品。
[6]
[1]~[5]のいずれかに記載の物品、もしくは該物品を構成する架橋ポリマー含有樹脂組成物を電子線を用いて滅菌する方法であって、滅菌後の前記ポリヒドロキシアルカン酸を含む架橋ポリマーの平均分子量が、サイズ排除クロマトグラフィーで測定した平均分子量が32万以上であるか、又は滅菌後の前記物品もしくは該物品を構成する架橋ポリマー含有樹脂組成物が、クロロホルムを用いて4時間還流させた後の重量減少量率が30%未満である、方法。
[7]
アリル基又はアクリル基を含有する架橋性モノマーにより架橋されているポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体を含む、架橋ポリマー。
[8]
サイズ排除クロマトグラフィーで測定した平均分子量が32万以上である、[7]に記載の架橋ポリマー。
[9]
ヒドロキシアルカン酸が、3-ヒドロキシブチレート、3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート、3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエートを含む、[7]又は[8]に記載の架橋ポリマー。
[10]
ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体及びそれらの混合物からの1種又は2種以上、ならびに1種又は2種以上の架橋性モノマーを含む樹脂組成物であって、前記ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体は、ポリ3-ヒドロキシブチレート、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート)、もしくはポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)である、前記樹脂組成物。
[11]
[10]に記載の樹脂組成物を電離性放射線で照射して、架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む架橋ポリマーを得ることを含む、ポリヒドロキシアルカン酸を含む架橋ポリマーを製造する方法。
[12]
ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体100重量部に対し、アリル基又はアクリル基を含有する架橋性モノマーを0.1~20重量部配合することを含む、[11]に記載の製造方法。
[1]
An article comprising a crosslinked polyhydroxyalkanoic acid, the average molecular weight of which measured by size exclusion chromatography is 320,000 or more, or the weight loss rate after refluxing in chloroform for 4 hours is less than 30%.
[2]
The article according to [1], which has a storage modulus (E') at 200°C of 1.00 x 105 Pa or more.
[3]
The article according to [1] or [2], wherein the polyhydroxyalkanoic acid comprises 3-hydroxybutyrate, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), or poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), or a copolymer thereof.
[4]
An article obtained by blending 0.1 to 20 parts by weight of a crosslinkable monomer containing an allyl group or an acryl group with 100 parts by weight of a polyhydroxyalkanoic acid or a copolymer of a hydroxyalkanoic acid, and irradiating the blend with ionizing radiation.
[5]
The article according to [4], wherein the ionizing radiation is an electron beam and the exposure dose is 1 kGy or more and 200 kGy or less.
[6]
A method for sterilizing the article according to any one of [1] to [5], or the crosslinked polymer-containing resin composition constituting the article, using an electron beam, wherein the average molecular weight of the crosslinked polymer containing the polyhydroxyalkanoic acid after sterilization is 320,000 or more as measured by size exclusion chromatography, or the article after sterilization or the crosslinked polymer-containing resin composition constituting the article has a weight loss rate of less than 30% after refluxing in chloroform for 4 hours.
[7]
Crosslinked polymers comprising polyhydroxyalkanoic acids or copolymers of hydroxyalkanoic acids crosslinked with crosslinkable monomers containing allyl or acrylic groups.
[8]
The crosslinked polymer according to [7], having an average molecular weight of 320,000 or more as measured by size exclusion chromatography.
[9]
The crosslinked polymer according to [7] or [8], wherein the hydroxyalkanoic acid includes 3-hydroxybutyrate, 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate, or 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate.
[10]
A resin composition comprising one or more of polyhydroxyalkanoic acids or copolymers of hydroxyalkanoic acids and mixtures thereof, and one or more crosslinking monomers, wherein the polyhydroxyalkanoic acid or copolymer of hydroxyalkanoic acids is poly 3-hydroxybutyrate, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), or poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate).
[11]
A method for producing a crosslinked polymer containing a polyhydroxyalkanoic acid, comprising irradiating the resin composition according to [10] with ionizing radiation to obtain a crosslinked polymer containing a crosslinked polyhydroxyalkanoic acid.
[12]
The method according to [11], comprising blending 0.1 to 20 parts by weight of a crosslinkable monomer containing an allyl group or an acryl group with respect to 100 parts by weight of a polyhydroxyalkanoic acid or a copolymer of a hydroxyalkanoic acid.

本発明によれば、ポリヒドロキシアルカン酸を含む、生分解性である架橋ポリマーが提供される。かかる架橋ポリマーを用いることにより、ポリヒドロキシアルカン酸を含む、貯蔵弾性率が高い物品として成形物、フィルム・シート、糸、及び粒子などが提供される。
本発明の物品又は架橋ポリマーは貯蔵弾性率や耐熱性に優れる。また、本発明の物品又は架橋ポリマーは電子線を用いた殺菌を、好適に行うことができる。そのため本発明の物品又は架橋ポリマーは、清潔さが重視され滅菌の必要があり、電子線による滅菌が行われる器具の製造や用途に好適に用いられる。
理論に束縛されるものではないが、本発明により架橋ポリマーが提供されるのは次のように推測される。放射線照射されると一般的に高分子材料はラジカルなどの反応活性種が生成され、これが化学反応の起点となり架橋、分子鎖切断などが起こる。ヒドロキシアルカン酸は主鎖に反応活性種を生成しやすく、また架橋性モノマーとの相溶性にも優れることから、架橋が進行した。
これに対して、結晶性が低く、2級炭素が多いといった特性を有し、理論的にはより架橋しやすそうなPBSにおいては、上記のとおり放射線による樹脂の架橋は生じがたい。
これらのことから、本発明による架橋ポリマーやその製造方法は、当業者といえども想起することさえできなかったものである。
According to the present invention, a biodegradable crosslinked polymer containing polyhydroxyalkanoic acid is provided. By using such a crosslinked polymer, molded articles, films/sheets, threads, particles, and the like containing polyhydroxyalkanoic acid and having a high storage modulus can be provided.
The article or crosslinked polymer of the present invention has excellent storage modulus and heat resistance. In addition, the article or crosslinked polymer of the present invention can be suitably sterilized using electron beams. Therefore, the article or crosslinked polymer of the present invention is suitable for use in the manufacture or application of instruments that require sterilization and require importance of cleanliness, and that are sterilized by electron beams.
Without being bound by theory, it is speculated that the present invention provides a crosslinked polymer as follows. When irradiated with radiation, generally, reactive species such as radicals are generated in polymeric materials, which become the starting point of chemical reactions, causing crosslinking, molecular chain scission, etc. Hydroxyalkanoic acid easily generates reactive species in the main chain and also has excellent compatibility with crosslinkable monomers, so crosslinking proceeded.
In contrast, in the case of PBS, which has characteristics such as low crystallinity and a large amount of secondary carbon and is theoretically more likely to crosslink, crosslinking of the resin by radiation is unlikely to occur as described above.
For these reasons, even a person skilled in the art would never have imagined the crosslinked polymer of the present invention or its production method.

本発明の樹脂組成物及び物品の外観の例を、製造工程に従って示す写真図である。4つの写真は、左から順にPHA(「PHAのみ」)、所定の各種材料を配合・混練した、架橋性樹脂組成物(「PHA+架橋性モノマー」)、前記架橋性樹脂組成物をプレス加工した、物品前躯体(「プレスフィルム化」)、及び物品前躯体に電子線を照射して得られた物品(「電子架橋後」)を示す。The four photographs show examples of the appearance of the resin composition and article of the present invention according to the manufacturing process. From the left, the four photographs show PHA ("PHA only"), a crosslinkable resin composition ("PHA + crosslinkable monomer") obtained by blending and kneading various predetermined materials, an article precursor ("press film") obtained by pressing the crosslinkable resin composition, and an article obtained by irradiating the article precursor with an electron beam ("after electron crosslinking"). 実施例における、架橋ポリマーの製造を、架橋性モノマーの添加量及び電子線の強度を変化させて行った結果を示すグラフである。架橋性モノマーを用いない場合には、電子線の照射によりPHBVは分解し、分子量は低下した。これに対し架橋性モノマーを用いるとより分子量が大きい生成物が生成したことから、PHBVが架橋されたことが示されている。1 is a graph showing the results of producing a crosslinked polymer in the examples by changing the amount of crosslinking monomer added and the intensity of the electron beam. When no crosslinking monomer was used, PHBV was decomposed by irradiation with the electron beam and the molecular weight was reduced. In contrast, when the crosslinking monomer was used, a product with a higher molecular weight was produced, indicating that the PHBV was crosslinked.

ポリヒドロキシアルカノエート又はポリヒドロキシアルカン酸(本明細書において、「PHA」と省略して記載することがある)は、ヒドロキシアルカン酸をモノマーとし、該モノマーが線状に重合されている重合体を含むポリマーである。該モノマーの種類は限定されず、単一のモノマーであってよく、2種以上のモノマーを含むコポリマーであってもよい。 Polyhydroxyalkanoates or polyhydroxyalkanoic acids (sometimes abbreviated as "PHA" in this specification) are polymers containing hydroxyalkanoic acids as monomers, which are linearly polymerized. There are no limitations on the type of monomer, and the monomer may be a single monomer or a copolymer containing two or more types of monomers.

本発明における「架橋されたポリヒドロキシアルカン酸」は、ポリヒドロキシアルカン酸が架橋性モノマーにより架橋されている架橋ポリマーである。ポリマーの種類は限定されず、前記ポリヒドロキシアルカン酸と同一のポリヒドロキシアルカン酸であってもよく、前記ポリヒドロキシアルカン酸とは異なるポリヒドロキシアルカン酸であってもよく、ポリブチレンサクシネート(PBS)やポリ乳酸といったポリマーであってよい。すなわち、本発明における「架橋されたポリヒドロキシアルカン酸」は、PBSや乳酸とポリヒドロキシアルカン酸とが架橋された分子を包含する。 本発明における「ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体及びそれらの混合物からの1種又は2種以上、ならびに架橋性モノマーを含む樹脂組成物」は、前記各成分が配合された、電離性放射線の照射を適用される前の架橋性樹脂組成物である。当該架橋性樹脂組成物は、電離性放射線の照射により、架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含有する樹脂組成物になる。
架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む(含有する)当該架橋ポリマーを含有する樹脂組成物を、本明細書においては「架橋ポリマー含有樹脂組成物」と記載して示すことがある。
前記電離性放射線の照射を適用される前の架橋性樹脂組成物、及び架橋ポリマー含有樹脂組成物も、ポリブチレンサクシネート(PBS)やポリ乳酸といったポリマーを含有してよい。本発明の物品を構成する架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む組成物として、ポリブチレンサクシネート(PBS)のみが架橋されたポリマーやポリ乳酸のみが架橋されたポリマーのみからなる組成物は包含されない。
本発明における「物品」には、成形物、フィルム・シート、糸、及び粒子といった、限定されない一定の形状を有することが観念できる物が包含されるが、同物品はこれらの物に限定されない。
The "crosslinked polyhydroxyalkanoic acid" in the present invention is a crosslinked polymer in which polyhydroxyalkanoic acid is crosslinked by a crosslinkable monomer. The type of polymer is not limited, and may be the same polyhydroxyalkanoic acid as the polyhydroxyalkanoic acid, may be a polyhydroxyalkanoic acid different from the polyhydroxyalkanoic acid, or may be a polymer such as polybutylene succinate (PBS) or polylactic acid. That is, the "crosslinked polyhydroxyalkanoic acid" in the present invention includes molecules in which PBS or lactic acid is crosslinked with polyhydroxyalkanoic acid. The "resin composition containing one or more of polyhydroxyalkanoic acid or copolymers of hydroxyalkanoic acid and their mixtures, and a crosslinkable monomer" in the present invention is a crosslinkable resin composition in which the above-mentioned components are blended and before irradiation with ionizing radiation is applied. The crosslinkable resin composition becomes a resin composition containing crosslinked polyhydroxyalkanoic acid by irradiation with ionizing radiation.
In this specification, a resin composition containing a crosslinked polymer that includes (contains) a crosslinked polyhydroxyalkanoic acid may be referred to as a "crosslinked polymer-containing resin composition."
The crosslinkable resin composition before irradiation with ionizing radiation and the crosslinked polymer-containing resin composition may also contain a polymer such as polybutylene succinate (PBS) or polylactic acid. The composition containing a crosslinked polyhydroxyalkanoic acid constituting the article of the present invention does not include a composition consisting of only a polymer in which only polybutylene succinate (PBS) is crosslinked or a polymer in which only polylactic acid is crosslinked.
The term "article" in the present invention includes any object that can be thought of as having a certain shape, such as a molded object, a film/sheet, thread, and particles, but is not limited to these.

[1 .架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含むフィルム]
本発明のポリヒドロキシアルカン酸を含む物品のうちフィルムを例として説明するに、該フィルムにおいては、以下の測定条件で測定した200℃での貯蔵弾性率(E´)は、1.00×105Pa以上の範囲に設定される。
貯蔵弾性率(E´)の測定条件:JIS K7244-1及び7244-4に準拠し、架橋ポリマー含有樹脂組成物を幅5mm、厚さ150μmのシートをクランプ間距離10mm 、開始温度-25℃ 、終了温度200℃、昇温速度5℃/分、測定周波数1Hzにて測定する。
[1. Film containing crosslinked polyhydroxyalkanoic acid]
Taking a film as an example of the article containing the polyhydroxyalkanoic acid of the present invention, the storage modulus (E') of the film at 200° C. measured under the following measurement conditions is set in the range of 1.00×10 5 Pa or more.
Measurement conditions for storage modulus (E'): According to JIS K7244-1 and 7244-4, a sheet of a crosslinked polymer-containing resin composition having a width of 5 mm and a thickness of 150 μm is measured at a clamp distance of 10 mm, a starting temperature of -25°C, an end temperature of 200°C, a heating rate of 5°C/min, and a measurement frequency of 1 Hz.

上記の200℃での貯蔵弾性率(E´)が1.0×105Pa以上が好ましい。貯蔵弾性率を上記下限以上とすることにより、当該架橋ポリマー含有樹脂組成物(フィルム)の寸法安定性を好適にすることができる。
本発明のポリヒドロキシアルカン酸を含む物品のうちフィルムとして、サイズ排除クロマトグラフィーで測定した平均分子量が32万以上であるか、又はクロロホルムを用いて4時間還流させた後の重量減少量率が30%未満である、ポリヒドロキシアルカン酸を含むものも好ましい。これらの特性を有するポリヒドロキシアルカン酸においては、架橋がなされていることが明らかである。
The storage modulus (E') at 200° C. is preferably at least 1.0×10 5 Pa. By making the storage modulus at or above the lower limit, the dimensional stability of the crosslinked polymer-containing resin composition (film) can be made favorable.
Among the articles containing the polyhydroxyalkanoic acid of the present invention, those containing the polyhydroxyalkanoic acid as a film are also preferred, which have an average molecular weight of 320,000 or more as measured by size exclusion chromatography, or have a weight loss rate of less than 30% after refluxing with chloroform for 4 hours. It is clear that crosslinking has occurred in the polyhydroxyalkanoic acid having these characteristics.

上記重量減少量率の測定方法の例は以下のとおりである。重量減少量率の測定方法は、同等の重量減少量率が得られる範囲において改変することが可能である。
(重量減少率の測定方法の例)
試験片(秤量値をA(g))をクロロホルムで4時間還流する。完了後、試験片を取り出し、50℃で24時間乾燥させ質量を測定する(秤量値をB(g))。重量減少率(%)を下記の式にて求める。

重量減少率(%)=100×(A-B)/A

架橋処理後の重量減少率が低い、すなわちクロロホルムに溶解しにくくなるということは、樹脂の架橋密度が高くなり分子量が増加していることを示すといえる。
本発明のポリヒドロキシアルカン酸を含むフィルムにおいては、重量減少率は30%以下であり、好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは10%以下である。
An example of the method for measuring the weight loss rate is as follows: The method for measuring the weight loss rate can be modified as long as the same weight loss rate is obtained.
(Example of method for measuring weight loss rate)
The test piece (weighing value is A(g)) is refluxed in chloroform for 4 hours. After completion, the test piece is taken out, dried at 50°C for 24 hours, and the mass is measured (weighing value is B(g)). The weight loss rate (%) is calculated using the following formula.

Weight reduction rate (%) = 100 x (AB)/A

A low weight loss rate after crosslinking treatment, that is, reduced solubility in chloroform, indicates that the crosslink density of the resin is high and the molecular weight is increased.
In the film containing the polyhydroxyalkanoic acid of the present invention, the weight loss rate is 30% or less, preferably 20% or less, and more preferably 10% or less.

<ポリヒドロキシアルカン酸>
本発明のポリヒドロキシアルカン酸を含む物品に使用することが出来るポリヒドロキシアルカン酸は特に限定されないが、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)単独重合樹脂、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)共重合樹脂、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)共重合樹脂およびポリ乳酸等が例として挙げられる。
なかでもポリ(3-ヒドロキシブチレート)単独重合樹脂、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)共重合樹脂、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂は特に生分解性に優れる点を考慮すると、コンポスト袋以外の用途、例えば、使い捨て食器や医療用部材、農園芸用部材、林業用部材や漁業用部材、これらの部材を用いた資材としての使用に好適である。
<Polyhydroxyalkanoic acid>
The polyhydroxyalkanoic acid that can be used in the article containing the polyhydroxyalkanoic acid of the present invention is not particularly limited, and examples thereof include poly(3-hydroxybutyrate) homopolymer resin, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymer resin, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer resin, poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) copolymer resin, and polylactic acid.
Among these, poly(3-hydroxybutyrate) homopolymer resin, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymer resin, and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer resin are particularly excellent in biodegradability, and are therefore suitable for applications other than compost bags, such as disposable tableware, medical parts, agricultural and horticultural parts, forestry parts, and fishing parts, and materials using these parts.

ポリ(3-ヒドロキシブチレート)単独重合樹脂(本明細書において「PHB」と記載することがある)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)共重合樹脂(本明細書において「PHBV」と記載することがある)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂(本明細書において「PHBH」と記載することがある)、ポリブチレンサクシネート(本明細書において「PBS」と記載することがある)に対して電子線を照射(例えば、吸収線量:100kGy)しても、架橋と同時に起こる分子鎖の切断により分子量が低下することが確認された。しかし、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)単独重合樹脂、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)共重合樹脂、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂は本発明に係る架橋性モノマーを含有させることにより、電子線照射によって有効に架橋反応が起こることを、本発明者らは見出した。かかる架橋反応により得られる架橋ポリマーは耐熱性に優れ、熱湯にも耐えて樹脂の変形を防ぐことができるようになる。 It has been confirmed that even when poly(3-hydroxybutyrate) homopolymer resin (sometimes referred to as "PHB" in this specification), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymer resin (sometimes referred to as "PHBV" in this specification), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer resin (sometimes referred to as "PHBH" in this specification), and polybutylene succinate (sometimes referred to as "PBS" in this specification) are irradiated with an electron beam (for example, absorbed dose: 100 kGy), the molecular weight is reduced due to the scission of molecular chains that occurs simultaneously with crosslinking. However, the present inventors have found that poly(3-hydroxybutyrate) homopolymer resin, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymer resin, and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer resin contain the crosslinkable monomer according to the present invention, and thus crosslinking reaction occurs effectively when irradiated with an electron beam. The crosslinked polymer obtained by this crosslinking reaction has excellent heat resistance, can withstand boiling water, and prevents the resin from deforming.

ポリブチレンサクシネートは単独あるいは架橋性モノマーとの混合物のいずれも架橋反応ではなく分解反応による分子量低下が確認された。電子線で架橋に成功した先行事例として特許文献2および非特許文献1が挙げられるが、いずれも200メッシュを用いたゲル分率測定で評価されており、メッシュに樹脂分解物や無機物が詰まることで溶出を抑制され、架橋したと誤認識されたものと推測される。
これに対し本発明ではサイズ排除クロマトグラフィー測定を行っており、分子量の変化をより詳細に測定することで、分子量の低下する現象を確認することが出来た。また貯蔵弾性率も低下しており、分子量の低下とも相関する結果となった。しかし、ポリブチレンサクシネートであっても、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)単独重合樹脂、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)共重合樹脂、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合樹脂および架橋性モノマーと混合することで、電子線照射によって有効に架橋反応が起こすことができることを確認した。すなわち、本発明の物品には、ポリブチレンサクシネートやポリ乳酸といった、ポリヒドロキシアルカン酸以外の生分解性ポリマーを含有させてもよい。以上の点からも、本発明においてPHAは極めて有効であると言える。
本発明の物品のうち、架橋ポリマーとして、ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体のみからなる架橋ポリマーを含む物品は好ましい。本発明の物品のうち、架橋ポリマーを構成するポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体が、3-ヒドロキシブチレート、3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート、及び/又は3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエートである物品は一層好ましい。
It was confirmed that the molecular weight of polybutylene succinate, either alone or in a mixture with a crosslinkable monomer, was reduced by decomposition rather than by crosslinking. Patent Document 2 and Non-Patent Document 1 are examples of previous cases in which crosslinking was successful using electron beams, but both were evaluated by gel fraction measurement using a 200 mesh, and it is presumed that the mesh was clogged with resin decomposition products and inorganic substances, which inhibited elution and led to the erroneous recognition that crosslinking had occurred.
In contrast, in the present invention, size exclusion chromatography was performed, and the phenomenon of molecular weight reduction could be confirmed by measuring the change in molecular weight in more detail. The storage modulus also decreased, and the result correlated with the decrease in molecular weight. However, it was confirmed that even polybutylene succinate can effectively cause a crosslinking reaction by electron beam irradiation by mixing it with poly(3-hydroxybutyrate) homopolymer resin, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymer resin, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer resin and a crosslinkable monomer. That is, the article of the present invention may contain a biodegradable polymer other than polyhydroxyalkanoic acid, such as polybutylene succinate or polylactic acid. From the above points, it can be said that PHA is extremely effective in the present invention.
Among the articles of the present invention, those containing a crosslinked polymer consisting only of polyhydroxyalkanoic acid or a copolymer of hydroxyalkanoic acid as the crosslinked polymer are preferred, and those in which the polyhydroxyalkanoic acid or the copolymer of hydroxyalkanoic acid constituting the crosslinked polymer is 3-hydroxybutyrate, 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate, and/or 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate are even more preferred.

ポリヒドロキシアルカン酸の電子線照射前の分子量は、流動性、加工性の観点からサイズ排除クロマトグラフィーで測定したポリスチレン換算の重量平均分子量Mwが100,000以上、5,000,000以下が好ましい。
本発明の物品に用いられる架橋ポリマーとして、クロロホルムに非溶解であるものは高分子量であり好ましい。かかる架橋ポリマーの分子量は500万を超える。
The molecular weight of the polyhydroxyalkanoic acid before electron beam irradiation is preferably 100,000 or more and 5,000,000 or less in terms of polystyrene equivalent weight average molecular weight Mw measured by size exclusion chromatography, from the viewpoints of flowability and processability.
The crosslinked polymers used in the articles of the present invention are preferably those which are insoluble in chloroform and have a high molecular weight, such as a molecular weight of more than 5 million.

<架橋性モノマー>
本発明に係る架橋性モノマーとしては、電離性放射線の照射により架橋できるモノマーであれば特に制限をうけないが、例えば、アクリル系もしくはメタクリル系統の架橋性モノマー、又はアリル系モノマーが挙げられる。
<Crosslinking Monomer>
The crosslinkable monomer according to the present invention is not particularly limited as long as it is a monomer that can be crosslinked by irradiation with ionizing radiation, and examples thereof include acrylic or methacrylic crosslinkable monomers, and allyl monomers.

本発明に係る架橋性モノマーの分子量は、1000以下であることが好ましく、500以下であることがより好ましく、300以下であることがさらに好ましい。分子量が1000以下であることで、樹脂組成中の分散性が低くなることを防ぎ、電子線照射による有効な架橋反応をより効率的に起こすことが可能となる。 The molecular weight of the crosslinkable monomer according to the present invention is preferably 1000 or less, more preferably 500 or less, and even more preferably 300 or less. By having a molecular weight of 1000 or less, it is possible to prevent the dispersibility in the resin composition from decreasing, and to more efficiently cause an effective crosslinking reaction by electron beam irradiation.

架橋性モノマーの融点は、使用するポリヒドロキシアルカン酸の融点以下であることが好ましく、例えば120℃以下であることが好ましい。
上記のような架橋性モノマーであれば、加工時に流動性に優れるため、熱可塑性樹脂の加工温度を低下させ熱負荷を軽減、あるいは加工時の摩擦を軽減することができる。
The melting point of the crosslinkable monomer is preferably equal to or lower than the melting point of the polyhydroxyalkanoic acid used, for example, 120° C. or lower.
The above-mentioned crosslinkable monomers have excellent fluidity during processing, and therefore can lower the processing temperature of the thermoplastic resin, thereby reducing the thermal load, or reduce friction during processing.

具体的には、アクリル系もしくはメタクリル系の架橋性モノマーとしては、アクリレート誘導体、メタクリレート誘導体が挙げられる。具体的にはウレタンアクリレート、ロジンアクリレート、1,6-ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、1,4-ブタンジオールジ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロピレンオキシド変性トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エチレンオキシド変性ビスフェノールAジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ジペンタエリスリトールモノヒドロキシペンタアクリレート、カプロラクトン変性ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリス(アクリロキシエチル)イソシアヌレート、トリス(メタクリロキシエチル)イソシアヌレート等が挙げられる。
アクリル系もしくはメタクリル系の架橋性モノマーとして、ウレタンアクリレート及びロジンアクリレートは好ましい。
Specifically, examples of the acrylic or methacrylic crosslinkable monomer include acrylate derivatives and methacrylate derivatives. Specific examples of the di(meth)acrylate include urethane acrylate, rosin acrylate, 1,6-hexanediol di(meth)acrylate, 1,4-butanediol di(meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethylene oxide modified trimethylolpropane tri(meth)acrylate, propylene oxide modified trimethylolpropane tri(meth)acrylate, ethylene oxide modified bisphenol A di(meth)acrylate, diethylene glycol di(meth)acrylate, dipentaerythritol hexaacrylate, dipentaerythritol monohydroxypentaacrylate, caprolactone modified dipentaerythritol hexaacrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, pentaerythritol tetra(meth)acrylate, polyethylene glycol di(meth)acrylate, tris(acryloxyethyl)isocyanurate, and tris(methacryloxyethyl)isocyanurate.
As the acrylic or methacrylic crosslinkable monomer, urethane acrylate and rosin acrylate are preferred.

アリル基を含むアリル系架橋性モノマーとしては、トリアリルイソシアヌレート、トリメタアリルイソシアヌレート、トリアリルシアヌレート、トリメタアリルシアヌレート、ジアリルアミン、トリアリルアミン、ジアクリルクロレンテート、アリルアセテート、アリルベンゾエート、アリルジプロピルイソシアヌレート、アリルオクチルオキサレート、アリルプロピルフタレート、ビチルアリルマレート、ジアリルアジペート、ジアリルカーボネート、ジアリルジメチルアンモニウムクロリド、ジアリルフマレート、ジアリルイソフタレート、ジアリルマロネート、ジアリルオキサレート、ジアリルフタレート、ジアリルプロピルイソシアヌレート、ジアリルセバセート、ジアリルサクシネート、ジアリルテレフタレート、ジアリルタトレート、ジメチルアリルフタレート、エチルアリルマレート、メチルアリルフマレート、メチルメタアリルマレート、ジアリルモノグリシジルイソシアヌレート等が挙げられる。
トリアリルイソシアヌレート及びトリメタアリルイソシアヌレートが好ましく、トリアリルイソシアヌレートが一層好ましい。
Examples of allyl-based crosslinkable monomers containing an allyl group include triallyl isocyanurate, trimethallyl isocyanurate, triallyl cyanurate, trimethallyl cyanurate, diallylamine, triallylamine, diacrylchlorentate, allyl acetate, allyl benzoate, allyl dipropyl isocyanurate, allyl octyl oxalate, allyl propyl phthalate, bityl allyl malate, diallyl adipate, diallyl carbonate, diallyl dimethyl ammonium chloride, diallyl fumarate, diallyl isophthalate, diallyl malonate, diallyl oxalate, diallyl phthalate, diallyl propyl isocyanurate, diallyl sebacate, diallyl succinate, diallyl terephthalate, diallyl tartrate, dimethyl allyl phthalate, ethyl allyl malate, methyl allyl fumarate, methyl methallyl malate, and diallyl monoglycidyl isocyanurate.
Triallyl isocyanurate and trimethallyl isocyanurate are preferred, with triallyl isocyanurate being more preferred.

本発明に係る架橋性モノマーは、ポリヒドロキシアルカン酸100重量部に対して0.1重量部超で20重量部以下配合されており、2~15重量部配合されてなることが好ましく、4~12重量部配合されてなることがより好ましい。かかる量にすることによって、ブリードアウトすることなく架橋反応を効果的に進行させることができる。 The crosslinking monomer according to the present invention is blended in an amount of more than 0.1 part by weight and not more than 20 parts by weight, preferably 2 to 15 parts by weight, and more preferably 4 to 12 parts by weight, per 100 parts by weight of polyhydroxyalkanoic acid. By blending in such an amount, the crosslinking reaction can proceed effectively without bleeding out.

<本発明の物品の製造方法>
本発明の物品は、少なくとも既述のポリヒドロキシアルカン酸と架橋性モノマーに、ロジン誘導体を混合して得られる架橋性樹脂組成物から架橋ポリマーを調製して作製することができる。
<Method of manufacturing the article of the present invention>
The article of the present invention can be produced by preparing a crosslinked polymer from a crosslinkable resin composition obtained by mixing at least the above-mentioned polyhydroxyalkanoic acid and crosslinkable monomer with a rosin derivative.

上記ロジン誘導体は、本発明の架橋ポリマーの調製において、結晶核剤として作用する。該ロジン誘導体としては、ガムロジン、ウッドロジンもしくはトール油ロジン等の原料ロジン類、該原料ロジンを不均化又は水素化処理した安定化ロジンや重合ロジン、その他にロジンエステル類、強化ロジンエステル類、ロジンフェノール類、ロジン変性フェノール樹脂等が挙げられる。これらは1種類を単独で用いても、2種以上を組み合わせて用いても良い。
ロジンエステル類とは、原料ロジン類とアルコール類とをエステル化反応させたものをいう。ロジンフェノール類とは原料ロジン類にフェノール類を付加させ熱重合させたもの、又は次いでエステル化させたものをいう。また、前記ロジン類にエチレンオキシドやプロピレンオキシドなどのアルキレンオキシド類を付加反応させて得られる化合物も、上記ロジンエステル類と同様に使用できる。
ロジン誘導体として、不均化ロジン部分金属塩単体、または不均化ロジン部分金属塩と酸化マグネシウムとの混合物が好ましい。
The rosin derivative acts as a crystal nucleating agent in the preparation of the crosslinked polymer of the present invention. Examples of the rosin derivative include raw rosins such as gum rosin, wood rosin, or tall oil rosin, stabilized rosins and polymerized rosins obtained by disproportionating or hydrogenating the raw rosins, and other rosin esters, reinforced rosin esters, rosin phenols, and rosin-modified phenolic resins. These may be used alone or in combination of two or more.
Rosin esters refer to products obtained by esterification reaction of raw rosins with alcohols. Rosin phenols refer to products obtained by adding phenols to raw rosins and thermally polymerizing them, or by subsequently esterifying them. Compounds obtained by addition reaction of alkylene oxides such as ethylene oxide and propylene oxide to the above-mentioned rosins can also be used in the same manner as the above-mentioned rosin esters.
As the rosin derivative, a disproportionated rosin partial metal salt alone or a mixture of a disproportionated rosin partial metal salt and magnesium oxide is preferred.

架橋性樹脂組成物を得るための上記各成分の混合方法としては、2本ロールあるいは3本ロール、ホモジナイザー、プラネタリーミキサー等の撹拌機、ポリラボシステムやラボプラストミル、単軸あるいは2軸混錬機等の溶融混練機等の公知の手段を適用することができる。これらは常温、冷却状態、加熱状態、常圧、減圧状態、加圧状態のいずれで行ってもよい。 To mix the above components to obtain a crosslinkable resin composition, known means can be used, such as a mixer such as a two-roll or three-roll, homogenizer, or planetary mixer, or a melt kneader such as a Polylab System or Labo Plastomill, or a single-screw or twin-screw kneader. These may be performed at room temperature, in a cooled state, in a heated state, or under normal pressure, reduced pressure, or pressurized state.

なお、本発明の効果を損なわない限り、本発明の架橋性樹脂組成物に種々の添加剤を含有させることができる。例えば、架橋性樹脂組成物の性質を改善する目的で、種々のウィスカー、シリコーンパウダー、熱可塑性エラストマー、有機合成ゴム、脂肪酸エステル、グリセリン酸エステル、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸エステル、ステアリン酸カルシウム等の内部離型剤や、ベンゾフェノン系、サリチル酸系、シアノアクリレート系、イソシアヌレート系、シュウ酸アニリド系、ベンゾエート系、ヒンダートアミン系、ベンゾトリアゾール系、フェノール系等の酸化防止剤や、ヒンダードアミン系、ベンゾエート系等の光安定剤、シランカップリング剤のような分散剤といった添加剤を配合することができる。
本発明の架橋性樹脂組成物には、ポリブチレンサクシネートやポリ乳酸といった、ポリヒドロキシアルカン酸以外のポリマーを含有させてもよい。本発明の架橋性樹脂組成物のうち、ポリマーとして、ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体のみを含む組成物は好ましい。本発明の架橋性樹脂組成物のうち、ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体が、3-ヒドロキシブチレート、3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート、及び/又は3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエートである組成物は一層好ましい。
In addition, various additives can be added to the crosslinkable resin composition of the present invention as long as the effect of the present invention is not impaired. For example, in order to improve the properties of the crosslinkable resin composition, additives such as various whiskers, silicone powder, thermoplastic elastomers, organic synthetic rubbers, fatty acid esters, glyceric acid esters, zinc stearate, stearate esters, calcium stearate, etc., internal mold release agents, antioxidants such as benzophenones, salicylic acid, cyanoacrylates, isocyanurates, anilide oxalates, benzoates, hindered amines, benzotriazoles, phenols, etc., light stabilizers such as hindered amines and benzoates, and dispersants such as silane coupling agents can be added.
The crosslinkable resin composition of the present invention may contain a polymer other than polyhydroxyalkanoic acid, such as polybutylene succinate or polylactic acid. Of the crosslinkable resin compositions of the present invention, compositions containing only polyhydroxyalkanoic acid or a copolymer of hydroxyalkanoic acid as the polymer are preferred. Of the crosslinkable resin compositions of the present invention, compositions in which the polyhydroxyalkanoic acid or the copolymer of hydroxyalkanoic acid is 3-hydroxybutyrate, 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate, and/or 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate are even more preferred.

本発明の架橋性樹脂組成物を用いることで、種々の物品を作製することができ、より厚みの薄い物品を作製することもできる。すなわち、本発明の架橋性樹脂組成物に電子線照射を適用して架橋性モノマーによる架橋反応を行い、ポリヒドロキシアルカン酸を含むポリマー同士を架橋させて、硬化した樹脂組成物(架橋ポリマー含有樹脂組成物)からなる物品を作製することができる。
このような物品は、本発明の方法により製造することが好ましい。すなわち、本発明の物品として、フィルムは、本発明の架橋性樹脂組成物に対し、シリンダー温度150~200℃、金型温度40~80℃でフィルム化する工程と、その工程の前又は後に、電子線照射処理を施す電子線照射工程を含む方法により作製することが好ましい。
あるいは本発明のフィルムは、本発明の架橋性樹脂組成物をプレス加工して得た前駆体に電子線照射処理を施して得てもよい。
なお、本発明の架橋性樹脂組成物の成形性を損なわない限りは、本発明の架橋ポリマー又は物品を得るための電子線照射による架橋反応は、フィルム化する工程のようなプレス加工等による成形処理の前に行うことができる。
By using the crosslinkable resin composition of the present invention, various articles can be produced, and even thinner articles can be produced. That is, the crosslinkable resin composition of the present invention is irradiated with electron beams to cause a crosslinking reaction with a crosslinkable monomer, and polymers containing polyhydroxyalkanoic acid are crosslinked to each other, thereby producing an article made of a cured resin composition (a crosslinked polymer-containing resin composition).
Such an article is preferably produced by the method of the present invention. That is, as the article of the present invention, a film is preferably produced by a method including a step of forming the crosslinkable resin composition of the present invention into a film at a cylinder temperature of 150 to 200° C. and a mold temperature of 40 to 80° C., and an electron beam irradiation step of carrying out an electron beam irradiation treatment before or after the step.
Alternatively, the film of the present invention may be obtained by subjecting a precursor obtained by pressing the crosslinkable resin composition of the present invention to electron beam irradiation treatment.
As long as the moldability of the crosslinkable resin composition of the present invention is not impaired, the crosslinking reaction by electron beam irradiation to obtain the crosslinked polymer or article of the present invention can be carried out before a molding process such as press working, such as a film formation process.

電子線の加速電圧については、用いる樹脂や層の厚みに応じて適宜選定し得る。例えば、厚みが0.1~10mmの物品の場合は通常加速電圧250~3000kV程度で未硬化樹脂層を硬化させることが好ましい。なお、電子線の照射においては、加速電圧が高いほど透過能力が増加するため、基材として電子線により劣化する基材を使用する場合には、電子線の透過深さと樹脂層の厚みが実質的に等しくなるように、加速電圧を選定することにより、基材への余分の電子線の照射を抑制することができ、過剰電子線による基材の劣化を最小限にとどめることができる。
また、電子線を照射する際の吸収線量は架橋性樹脂組成物の組成により適宜設定されるが、物性を損なわない限り照射量増加に特に制限はないが、実用性を踏まえると樹脂層の架橋密度が飽和する量が好ましく、具体的な照射線量としては、0.1~200kGy(0.1kGy以上、200kGy以下。「~」の意味について、上記及び下記において同様)が好ましく、1~200kGyがより好ましく、10~100kGyが一層より好ましい。
さらに、電子線源としては、特に制限はなく、例えばコックロフトワルトン型、バンデグラフト型、共振変圧器型、絶縁コア変圧器型、あるいは直線型、ダイナミトロン型、高周波型などの各種電子線加速器を用いることができる。
本発明の架橋性樹脂組成物の表面に電離線硬化性の機能性コーティングを施した後に電子線照射を行うことで、架橋性樹脂組成物とコーティングを同時に硬化させることが出来るため、耐熱性の他に所望の機能性を付与することができる。かかる機能性にかかる機能として、耐擦傷性の付与、耐薬品性・耐汚染性の向上、耐候性の向上などが挙げられる。
The acceleration voltage of the electron beam can be appropriately selected depending on the resin used and the thickness of the layer. For example, in the case of an article having a thickness of 0.1 to 10 mm, it is preferable to cure the uncured resin layer at an acceleration voltage of about 250 to 3000 kV. In addition, in the case of irradiation with electron beams, the higher the acceleration voltage, the higher the penetration ability. Therefore, when a substrate that deteriorates due to electron beams is used as the substrate, the acceleration voltage is selected so that the penetration depth of the electron beam and the thickness of the resin layer are substantially equal, thereby suppressing the irradiation of excess electron beams on the substrate and minimizing the deterioration of the substrate due to excess electron beams.
In addition, the absorbed dose when irradiating with electron beams is appropriately set depending on the composition of the crosslinkable resin composition. There is no particular limit to the increase in the irradiation dose as long as the physical properties are not impaired. However, in consideration of practicality, an amount at which the crosslink density of the resin layer is saturated is preferable. A specific irradiation dose is preferably 0.1 to 200 kGy (0.1 kGy or more and 200 kGy or less; the meaning of "to" is the same above and below), more preferably 1 to 200 kGy, and even more preferably 10 to 100 kGy.
Furthermore, the electron beam source is not particularly limited, and various electron beam accelerators such as Cockcroft-Walton type, Van de Graft type, resonant transformer type, insulating core transformer type, linear type, dynamitron type, and high frequency type can be used.
By applying an ionizing radiation curable functional coating to the surface of the crosslinkable resin composition of the present invention and then irradiating it with electron beams, the crosslinkable resin composition and the coating can be cured simultaneously, and thus desired functionality can be imparted in addition to heat resistance. Examples of such functionality include imparting scratch resistance, improving chemical resistance and contamination resistance, and improving weather resistance.

[2.架橋ポリマー]
本発明により、アリル基又はアクリル基を含有する架橋性モノマーにより架橋されているポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体を含む架橋ポリマーも提供される。本発明の架橋ポリマーのうち、ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体が、アリル基又はアクリル基を含有する架橋性モノマーにより架橋されてなる、架橋ポリマーは好ましい。
かかる架橋ポリマーのうち、サイズ排除クロマトグラフィーで測定した平均分子量が32万以上である架橋ポリマーは好ましい。かかる架橋ポリマーのうち、クロロホルムを用いて4時間還流させた後の重量減少量率が30%未満である架橋ポリマーも好ましい。
かかる架橋ポリマーのうち、ヒドロキシアルカン酸が、3-ヒドロキシブチレート、3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート、3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエートである架橋ポリマーも好ましい。
本発明の架橋ポリマーのうち、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)共重合樹脂(又はポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバレレート)共重合体:PHBV)は好ましい。本発明のPHBVを構成する3-ヒドロキシブタン酸と3-ヒドロキシバレリル酸とのモル比は限定されない。3HV分率(共重合体を構成する3-ヒドロキシブタン酸のモル数と3-ヒドロキシバレリル酸のモル数の総和に対する3-ヒドロキシバレリル酸のモル数の割合)が、約0.1%~約28.0%である本発明のPHBVは好ましく、約0.5%~18.0%である本発明のPHBVはより好ましく、約1.0%~約15.0%である本発明のPHBVは一層より好ましい。
本発明の架橋ポリマーのうち、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキヘキサノエート)共重合樹脂(又はポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)共重合体:PHBH)は好ましい。本発明のPHBHを構成する3-ヒドロキシブタン酸と3-ヒドロキシヘキサン酸とのモル比は限定されない。3HH分率(共重合体を構成する3-ヒドロキシブタン酸のモル数と3-ヒドロキシヘキサン酸のモル数の総和に対する3-ヒドロキシヘキサン酸のモル数の割合)が、約0.1%~約28.0%である本発明のPHBHは好ましく、約0.5%~18.0%である本発明のPHBHはより好ましく、約1.0%~約15.0%である本発明のPHBHは一層より好ましい。
2. Crosslinked Polymers
The present invention also provides a crosslinked polymer comprising a polyhydroxyalkanoic acid or a copolymer of hydroxyalkanoic acid crosslinked with a crosslinkable monomer containing an allyl group or an acrylic group. Among the crosslinked polymers of the present invention, a crosslinked polymer in which a polyhydroxyalkanoic acid or a copolymer of hydroxyalkanoic acid is crosslinked with a crosslinkable monomer containing an allyl group or an acrylic group is preferred.
Among such crosslinked polymers, a crosslinked polymer having an average molecular weight of 320,000 or more as measured by size exclusion chromatography is preferred. Among such crosslinked polymers, a crosslinked polymer having a weight loss rate of less than 30% after refluxing in chloroform for 4 hours is also preferred.
Among such crosslinked polymers, crosslinked polymers in which the hydroxyalkanoic acid is 3-hydroxybutyrate, 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate, or 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate are also preferred.
Among the crosslinked polymers of the present invention, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymer resin (or poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) copolymer: PHBV) is preferred. The molar ratio of 3-hydroxybutanoic acid and 3-hydroxyvaleric acid constituting the PHBV of the present invention is not limited. PHBV of the present invention having a 3HV fraction (the ratio of the number of moles of 3-hydroxyvaleric acid to the sum of the number of moles of 3-hydroxybutanoic acid and the number of moles of 3-hydroxyvaleric acid constituting the copolymer) of about 0.1% to about 28.0% is preferred, PHBV of the present invention having a 3HV fraction of about 0.5% to 18.0% is more preferred, and PHBV of the present invention having a 3HV fraction of about 1.0% to about 15.0% is even more preferred.
Among the crosslinked polymers of the present invention, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer resin (or poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) copolymer: PHBH) is preferred. The molar ratio of 3-hydroxybutanoic acid and 3-hydroxyhexanoic acid constituting the PHBH of the present invention is not limited. PHBH of the present invention having a 3HH fraction (the ratio of the number of moles of 3-hydroxyhexanoic acid to the sum of the number of moles of 3-hydroxybutanoic acid and the number of moles of 3-hydroxyhexanoic acid constituting the copolymer) of about 0.1% to about 28.0% is preferred, PHBH of the present invention having a 3HH fraction of about 0.5% to 18.0% is more preferred, and PHBH of the present invention having a 3HH fraction of about 1.0% to about 15.0% is even more preferred.

本発明の架橋ポリマーは、ポリヒドロキシアルカン酸と架橋性モノマーに、ロジン誘導体を混合して得られる架橋性樹脂組成物から調製してよい。該調製は、上記のポリヒドロキシアルカン酸、架橋性モノマー、及びロジン誘導体を用いてよい。 The crosslinked polymer of the present invention may be prepared from a crosslinkable resin composition obtained by mixing a rosin derivative with a polyhydroxyalkanoic acid and a crosslinkable monomer. The above-mentioned polyhydroxyalkanoic acid, crosslinkable monomer, and rosin derivative may be used for the preparation.

なお、本発明の架橋ポリマーにおける上記重量減少量率の測定方法の例は以下のとおりである。重量減少量率の測定方法は、同等の重量減少量率が得られる範囲において改変することが可能である。

(重量減少率の測定方法の例)
試験片(秤量値をA(g))をクロロホルムで4時間還流する。完了後、試験片を取り出し、50℃で24時間乾燥させ質量を測定する(秤量値をB(g))。重量減少率(%)を下記の式にて求める。

重量減少率(%)=100×(A-B)/A

架橋処理後の重量減少率が低い、すなわちクロロホルムに溶解しにくくなるということは、樹脂の架橋密度が高くなり分子量が増加していることを示すといえる。
本発明の架橋ポリマーにおいては、重量減少率は30%以下であり、好ましくは20%以下であり、さらに好ましくは10%以下である。
An example of the method for measuring the weight loss rate of the crosslinked polymer of the present invention is as follows: The method for measuring the weight loss rate can be modified within a range in which the same weight loss rate can be obtained.

(Example of method for measuring weight loss rate)
The test piece (weighing value is A(g)) is refluxed in chloroform for 4 hours. After completion, the test piece is taken out, dried at 50°C for 24 hours, and the mass is measured (weighing value is B(g)). The weight loss rate (%) is calculated using the following formula.

Weight reduction rate (%) = 100 x (AB)/A

A low weight loss rate after crosslinking treatment, that is, reduced solubility in chloroform, indicates that the crosslink density of the resin is high and the molecular weight is increased.
In the crosslinked polymer of the present invention, the weight loss rate is 30% or less, preferably 20% or less, and more preferably 10% or less.

[3.本発明の物品の用途]
本発明の物品又は架橋ポリマーは貯蔵弾性率や耐熱性に優れる。また、本発明の物品又は架橋ポリマーは、電子線を用いた殺菌を、好適に行うことができる。そのため本発明の物品又は架橋ポリマーを含有する樹脂組成物は、清潔さが重視され、電子線による滅菌が行われる器具の製造や用途に好適に用いられる。
かかる器具や用途として、コンポスト袋以外の用途、例えば、使い捨て食器や医療用部材、農園芸用部材、林業用部材や漁業用部材、これらの部材を用いた資材が例示される。
[3. Uses of the Article of the Present Invention]
The article or crosslinked polymer of the present invention has excellent storage modulus and heat resistance. In addition, the article or crosslinked polymer of the present invention can be suitably sterilized using electron beams. Therefore, the resin composition containing the article or crosslinked polymer of the present invention is suitable for use in the manufacture or application of instruments in which cleanliness is important and sterilization by electron beams is performed.
Examples of such implements and uses include uses other than compost bags, such as disposable tableware, medical parts, agricultural and horticultural parts, forestry parts, and fishing parts, and materials using these parts.

本発明の物品を用いて使い捨て食器や医療用部材、農園芸用部材、林業用部材や漁業用部材、これらの部材を用いた資材を製造する方法は限定されず、本技術分野における通常の方法を用いてよい。例えば、本発明の物品がフィルムである場合には、該フィルムに、用途に応じた層を積層させて材料を得て、該材料を所望の形状に加工して上記各資材を製造してよい。 The method of manufacturing disposable tableware, medical parts, agricultural and horticultural parts, forestry parts, and fishing parts using the article of the present invention, and materials using these parts, is not limited, and a method that is common in this technical field may be used. For example, when the article of the present invention is a film, the film may be laminated with layers according to the application to obtain a material, and the material may be processed into the desired shape to manufacture each of the above-mentioned materials.

次に、本発明を実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの例によってなんら限定されるものではない。
なお、本実施例1~13及び比較例1~10において使用した材料は下記の通りである。
The present invention will now be described in more detail with reference to examples, but the present invention is not limited to these examples in any way.
The materials used in Examples 1 to 13 and Comparative Examples 1 to 10 are as follows.

(A)樹脂
・PHA-1
PHBV:ENMAT Y1000P(商品名、TiaAn Biologic Materials製)
・PHA-2
PHB:ENMAT Y3000P(商品名、TiaAn Biologic Materials製)
・PHA-3
PHBH:3-ヒドロキシブタン酸-3-ヒドロキシヘキサン酸重合物
非特許文献(Biomacromolecules 2002,3,208-213)を参考に、Cupriavidus necator NCIMB11599を用いて5L容ジャーファーメンターで培養した。培養後、菌体をクロロホルムに溶解し、ろ過して菌体を除いた後、メタノール中で再沈殿して回収、真空乾燥したものを用いた。
・PBS:BioPBS FZ91PM(商品名、三菱ケミカル(株)製)
(A) Resin/PHA-1
PHBV: ENMAT Y1000P (product name, manufactured by TiaAn Biologic Materials)
・PHA-2
PHB: ENMAT Y3000P (product name, manufactured by TiaAn Biologic Materials)
・PHA-3
PHBH: 3-hydroxybutanoic acid-3-hydroxyhexanoic acid polymer With reference to Biomacromolecules 2002, 3, 208-213, Cupriavidus necator NCIMB11599 was cultured in a 5 L jar fermenter. After the culture, the cells were dissolved in chloroform, filtered to remove the cells, and then reprecipitated in methanol, recovered, and vacuum dried for use.
PBS: BioPBS FZ91PM (product name, manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation)

(B)架橋性モノマー
・架橋―1:トリアリルイソシアヌレート:TAIC(商品名、日本化成(株)製)
・架橋―2:ウレタンアクリレート:ビームセット550B(商品名、荒川化学(株)製)
・架橋―3:ロジンアクリレート :ビームセット101(商品名、荒川化学(株)製)
(B) Crosslinkable Monomer Crosslink-1: Triallyl isocyanurate: TAIC (product name, manufactured by Nippon Kasei Chemical Co., Ltd.)
Crosslinking-2: Urethane acrylate: Beamset 550B (product name, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.)
Crosslinking-3: Rosin acrylate: Beamset 101 (product name, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.)

(C)ロジンエステル誘導体
・KM-1500(商品名、荒川化学(株)製)
・KR-50M (商品名、荒川化学(株)製)
(C) Rosin ester derivative: KM-1500 (product name, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.)
・KR-50M (product name, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.)

[実施例1~13、比較例1~10]
<材料と方法>
下記表1~2に示すように各種材料を配合、混練し、樹脂組成物(架橋性樹脂組成物でありえる)を得た。なお、該組成物は、各種材料を配合し、樹脂混錬機(商品名、東洋精機製作所(株)ラボプラストミル3S150)を用いて得た。なお、表中の「部」の表記は重量部を表す。
これらの組成物につき、150~180℃、30秒、20MPaの条件で、100(±1)mm×100(±0.1)mm×厚さ0.15(±0.1)mmにプレス加工し、電子線を照射する前の物品前駆体(架橋性樹脂組成物でありえる)を作製した。物品前駆体に、電子線照射装置にて加速電圧を250kVで10~200kGyの吸収線量にて電子線を照射し、フィルムを得た(図1)。
各例の物品の試料について、下記諸特性を、それぞれについて記載の方法及び指標により評価した。
結果は下記表1~2に示す。また、各例の物品の試料を得る際に用いられた電子線照射条件の吸収線量も下記表1~2に示した。
[Examples 1 to 13, Comparative Examples 1 to 10]
Materials and Methods
Various materials were blended and kneaded as shown in Tables 1 and 2 below to obtain a resin composition (which may be a crosslinkable resin composition). The composition was obtained by blending various materials and using a resin kneader (product name: Labo Plastomill 3S150, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.). The "parts" in the tables indicate parts by weight.
These compositions were pressed at 150-180°C, 30 seconds, and 20 MPa to produce article precursors (which may be crosslinkable resin compositions) of 100 (±1) mm x 100 (±0.1) mm x 0.15 (±0.1) mm thick before electron beam irradiation. The article precursors were irradiated with electron beams in an electron beam irradiation device at an accelerating voltage of 250 kV and an absorbed dose of 10-200 kGy to obtain films (Figure 1).
For the sample of each example article, the following characteristics were evaluated according to the methods and indices described for each.
The results are shown in the following Tables 1 and 2. The absorbed dose of the electron beam irradiation conditions used in obtaining the sample of each example article is also shown in the following Tables 1 and 2.

(評価1)
・貯蔵弾性率
物品の試料を、RSA3(商品名、TA INSTRUMNTS製)により、測定温度25~200℃、昇温速度5℃/分、測定周波数1Hzで、Strain0.1%の条件にて測定した。200℃での貯蔵弾性率を下記表1~2に示す。
(Rating 1)
Storage modulus The sample of the article was measured using RSA3 (trade name, manufactured by TA INSTRUMENTS) under the conditions of a measurement temperature of 25 to 200° C., a temperature rise rate of 5° C./min, a measurement frequency of 1 Hz, and a strain of 0.1%. The storage modulus at 200° C. is shown in Tables 1 and 2 below.

(評価2)
・分子量
混合物(樹脂組成物)又は電子線照射後の試料の分子量はポリスチレン標準を用いたサイズ排除クロマトグラフィー(GPC ゲルろ過クロマトグラフィー)により測定した。測定には、東ソー株式会社製EcoSEC HLC―8320GPC(商品名)を使用した。ガードカラムはTSKgel guardcolumn SuperHZ―H(商品名)を、カラムはTSKgel Super HZM―H(商品名)2本を直列につないで用いた。移動相にはクロロホルム(0.6mL/min)を用い、カラム温度は40℃とした。サンプル濃度は約0.5 mg/mLとし、サンプル注入量は10μLとした。検量線の作成には、ポリスチレン標準を用いた。結果を下記表1~2に示す。
(Rating 2)
Molecular weight The molecular weight of the mixture (resin composition) or the sample after electron beam irradiation was measured by size exclusion chromatography (GPC gel filtration chromatography) using polystyrene standards. For the measurement, EcoSEC HLC-8320GPC (trade name) manufactured by Tosoh Corporation was used. The guard column was TSKgel guardcolumn SuperHZ-H (trade name), and the column was TSKgel Super HZM-H (trade name) in series. Chloroform (0.6 mL/min) was used as the mobile phase, and the column temperature was 40°C. The sample concentration was about 0.5 mg/mL, and the sample injection amount was 10 μL. A polystyrene standard was used to create the calibration curve. The results are shown in Tables 1-2 below.

(評価3)
・重量減少率
試験片(秤量値をA(g))をクロロホルムで4時間還流した。完了後、試験片を取り出し、50℃で24時間乾燥させ質量を測定した(秤量値をB(g))。重量減少率(%)を下記の式にて求めた。

重量減少率(%)=100×(A-B)/A

結果を下記表1~2に示す。
(Rating 3)
Weight loss rate: A test piece (weighing value: A(g)) was refluxed in chloroform for 4 hours. After completion, the test piece was taken out, dried at 50°C for 24 hours, and the mass was measured (weighing value: B(g)). The weight loss rate (%) was calculated using the following formula.

Weight reduction rate (%) = 100 x (AB)/A

The results are shown in Tables 1 and 2 below.

(評価4)
・寸法安定性
サンプルを100mm角にカットし、200℃タルクバス中で10分間浸漬後、常温(25℃)まで放置して冷却より加熱前後で変形するか否かを外観より判断した。結果を下記表1~2に示す。
〇:外観変化なし
×:外観変化あり
(Rating 4)
Dimensional stability: A sample was cut into a 100 mm square, immersed in a 200°C talc bath for 10 minutes, and then left to cool to room temperature (25°C). The appearance was checked to see whether the sample had changed shape before and after heating. The results are shown in Tables 1 and 2.
〇: No change in appearance ×: Change in appearance

<結果>
上記各実施例及び比較例についての結果から明らかなとおり、本発明のポリヒドロキシアルカン酸と所定の架橋性モノマーを含む架橋性樹脂組成物により、物品前駆体を経て、物品における200℃での貯蔵弾性率(E´)を1.0×105Pa以上の範囲とすることができた。すなわち、架橋性樹脂組成物の組成を上記の組成とすることにより、物品とした場合に優れた耐熱変形性を発揮させえる架橋ポリマー含有樹脂組成物とすることができた。
また、該架橋ポリマー含有樹脂組成物においては、電子線照射後の分子量はいずれも500万以上であり、かつ重量減少率は10%以下であり(表1)、対応する比較例(表2)と比較して、分子量低下は明らかに抑制されていた。このことから、該物品は電子線照射による滅菌作業に耐えられ、また、該架橋ポリマー含有樹脂組成物は、電子線照射による滅菌作業にも耐えられる、かかる樹脂組成物を作製するための材料でありえることが示唆された。
以上から、本発明の樹脂組成物は、食器や医療用部材等の滅菌性と耐熱性が求められる用途に特に有用であるといえる。




<Results>
As is clear from the results of the above-mentioned Examples and Comparative Examples, the crosslinkable resin composition containing the polyhydroxyalkanoic acid of the present invention and a specific crosslinkable monomer can be used to produce an article having a storage modulus (E') at 200°C of 1.0 x 105 Pa or more in the article precursor. In other words, by using the above-mentioned composition for the crosslinkable resin composition, a crosslinked polymer-containing resin composition can be obtained that exhibits excellent heat distortion resistance when made into an article.
In addition, the molecular weight of each of the crosslinked polymer-containing resin compositions after electron beam irradiation was 5 million or more, and the weight loss rate was 10% or less (Table 1), and the molecular weight reduction was clearly suppressed compared to the corresponding comparative example (Table 2). This suggests that the article can withstand sterilization by electron beam irradiation, and that the crosslinked polymer-containing resin composition can be a material for producing such a resin composition that can also withstand sterilization by electron beam irradiation.
From the above, it can be said that the resin composition of the present invention is particularly useful for applications requiring sterilization and heat resistance, such as tableware and medical parts.




[架橋ポリマーの製造]
さらなる架橋ポリマーの製造を、架橋性モノマーの添加量及び電子線の強度を変化させて行った。

<材料と方法>
以下の材料を用いた:
(A)樹脂
PHBV:ENMAT Y1000P(商品名、TiaAn Biologic Materials製)、分子量31万
(B)架橋性モノマー
トリアリルイソシアヌレート:TAIC(商品名、日本化成(株)製)
PHBV100重量部に対して0、1、2、4、又は8重量部
(C)ロジンエステル誘導体
KM-1500(商品名、荒川化学(株)製)
[Preparation of Crosslinked Polymer]
Further crosslinked polymers were prepared by varying the amount of crosslinking monomer added and the intensity of the electron beam.

Materials and Methods
The following materials were used:
(A) Resin PHBV: ENMAT Y1000P (trade name, manufactured by TiaAn Biologic Materials), molecular weight 310,000 (B) Crosslinkable monomer triallyl isocyanurate: TAIC (trade name, manufactured by Nippon Kasei Co., Ltd.)
(C) Rosin ester derivative KM-1500 (trade name, manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.)

所定の材料を配合した後、樹脂混錬機(東洋精機製作所(株)ラボプラストミル3S150)を用いて混練し、樹脂組成物(架橋性樹脂組成物でありえる)を得た。
得られた上記組成物につき、150~180℃、30秒、20MPaの条件で、100(±1)mm×100(±0.1)mm×厚さ0.15(±0.1)mmにプレス加工し、電子線を照射する前の物品前駆体(架橋性樹脂組成物でありえる)を作製した。 物品前駆体に、電子線照射装置にて加速電圧を250kVで、0、2、10、20、50、100、又は200kGyの吸収線量にて電子線を照射し、調製物を得た。
得られた調製物の分子量を、上記「(評価2)」の項において述べた方法と同じ方法により測定した。
After mixing the predetermined materials, the mixture was kneaded using a resin kneader (Labo Plastomill 3S150, manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.) to obtain a resin composition (which may be a crosslinkable resin composition).
The obtained composition was pressed to a size of 100 (±1) mm × 100 (±0.1) mm × thickness of 0.15 (±0.1) mm under conditions of 150 to 180°C, 30 seconds, and 20 MPa to prepare an article precursor (which may be a crosslinkable resin composition) before irradiation with electron beams. The article precursor was irradiated with electron beams using an electron beam irradiation device at an acceleration voltage of 250 kV and an absorbed dose of 0, 2, 10, 20, 50, 100, or 200 kGy to obtain a preparation.
The molecular weight of the obtained preparation was measured by the same method as described in the above section "(Evaluation 2)".

<結果>
表3に示す通りであった。
架橋性モノマーを用いないと、電子線の照射によりPHBVは分解し、分子量が低下した。
架橋性モノマーを用いることによりPHBVは架橋され、より分子量が大きい生成物が生成した。分子量は、10kGyまでは電子線の照射量の増大に伴い増加することが確認された。なお、分子量が45万を超えると生成物が溶媒に不溶となり、分子量は測定不能になった。しかしながら、分子量は500万を超えたと推察された(図2)。
これらの結果から、本発明の方法によりポリヒドロキシアルカン酸の架橋ポリマーが得られること、及び該架橋ポリマーにおける架橋の度合いを架橋性モノマーの量及び電子線の照射強度によりコントロールできることが明らかになった。また、架橋性モノマーの量を増大し、電子線の照射強度を高めることにより、より分子量の大きい架橋ポリマーが得られることも明らかになった。

<Results>
The results are shown in Table 3.
When no crosslinking monomer was used, PHBV was decomposed by electron beam irradiation, resulting in a decrease in molecular weight.
By using a crosslinking monomer, PHBV was crosslinked, and a product with a higher molecular weight was produced. It was confirmed that the molecular weight increased with increasing electron beam irradiation dose up to 10 kGy. When the molecular weight exceeded 450,000, the product became insoluble in the solvent and the molecular weight could not be measured. However, it was estimated that the molecular weight exceeded 5 million (Figure 2).
From these results, it was revealed that the method of the present invention can obtain a crosslinked polymer of polyhydroxyalkanoic acid, and the degree of crosslinking in the crosslinked polymer can be controlled by the amount of crosslinking monomer and the irradiation intensity of the electron beam. It was also revealed that a crosslinked polymer with a higher molecular weight can be obtained by increasing the amount of crosslinking monomer and increasing the irradiation intensity of the electron beam.

本発明によれば、従来のエステル系樹脂とは異なる構造を有する脂肪族ポリエステル系樹脂を用いた物品として、ポリヒドロキシアルカン酸を含む、生分解性である架橋ポリマーが提供され、かかる架橋ポリマーを用いることにより、ポリヒドロキシアルカン酸を含む、貯蔵弾性率が高い物品が提供される。したがって本発明は、ポリマーを用いた物品に関連する製造業の発展に寄与するところ大である。
According to the present invention, a biodegradable crosslinked polymer containing polyhydroxyalkanoic acid is provided as an article using an aliphatic polyester resin having a structure different from that of conventional ester resins, and an article containing polyhydroxyalkanoic acid and having a high storage modulus is provided by using the crosslinked polymer. Therefore, the present invention greatly contributes to the development of the manufacturing industry related to articles using polymers.

Claims (10)

サイズ排除クロマトグラフィーで測定した平均分子量が32万以上であるか、又はクロロホルムを用いて4時間還流させた後の重量減少量率が30%未満であり、
200℃での貯蔵弾性率(E´)が2.00×105Pa以上である、
架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む物品、
ただし、前記ポリヒドロキシアルカン酸は、3-ヒドロキシブチレート、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート)、もしくはポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、又はそれらの共重合体を含む
The average molecular weight as measured by size exclusion chromatography is 320,000 or more, or the weight loss rate after refluxing in chloroform for 4 hours is less than 30%;
The storage modulus (E') at 200°C is 2.00 x 105 Pa or more.
An article comprising a crosslinked polyhydroxyalkanoic acid;
However, the polyhydroxyalkanoic acid includes 3-hydroxybutyrate, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), or poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), or a copolymer thereof .
ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体100重量部に対し、アリル基を含有する架橋性モノマーを0.1~20重量部配合し、該配合物を電離性放射線で照射して、架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む物品を得る工程を含む、架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む物品を製造する方法;
ただし、前記架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む物品は、
サイズ排除クロマトグラフィーで測定した平均分子量が32万以上であるか、又はクロロホルムを用いて4時間還流させた後の重量減少量率が30%未満であり、
200℃での貯蔵弾性率(E´)が2.00×10 5 Pa以上であり、
前記ポリヒドロキシアルカン酸は、3-ヒドロキシブチレート、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート)、もしくはポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、又はそれらの共重合体を含む
A method for producing an article containing a crosslinked polyhydroxyalkanoic acid, comprising the steps of blending 0.1 to 20 parts by weight of a crosslinkable monomer containing an allyl group with 100 parts by weight of a polyhydroxyalkanoic acid or a copolymer of a hydroxyalkanoic acid, and irradiating the blend with ionizing radiation to obtain an article containing a crosslinked polyhydroxyalkanoic acid;
However, the article containing the crosslinked polyhydroxyalkanoic acid is
The average molecular weight as measured by size exclusion chromatography is 320,000 or more, or the weight loss rate after refluxing in chloroform for 4 hours is less than 30%;
The storage modulus (E') at 200°C is 2.00 x 105 Pa or more,
The polyhydroxyalkanoic acid includes 3-hydroxybutyrate, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), or poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), or copolymers thereof .
電離放射線が電子線であり、照射線量が20kGy以上、200kGy以下である、請求項に記載の方法 3. The method according to claim 2 , wherein the ionizing radiation is an electron beam and the exposure dose is 20 kGy or more and 200 kGy or less. 請求項1に記載の物品、もしくは該物品を構成する架橋ポリマー含有樹脂組成物を電子線を用いて滅菌する方法であって、滅菌後の前記ポリヒドロキシアルカン酸を含む架橋ポリマーの平均分子量が、サイズ排除クロマトグラフィーで測定した平均分子量が32万以上であるか、又は滅菌後の前記物品もしくは該物品を構成する架橋ポリマー含有樹脂組成物が、クロロホルムを用いて4時間還流させた後の重量減少量率が30%未満である、方法。 A method for sterilizing the article according to claim 1 or the crosslinked polymer-containing resin composition constituting said article using electron beams, wherein the average molecular weight of the crosslinked polymer containing said polyhydroxyalkanoic acid after sterilization is 320,000 or more as measured by size exclusion chromatography, or the weight loss rate of the article after sterilization or the crosslinked polymer-containing resin composition constituting said article after sterilization is less than 30% after refluxing in chloroform for 4 hours. アリル基を含有する架橋性モノマーにより架橋されているポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体を含む、請求項1に記載の物品を製造するための架橋ポリマー。 A crosslinked polymer for producing the article of claim 1 comprising a polyhydroxyalkanoic acid or copolymer of hydroxyalkanoic acid crosslinked with a crosslinking monomer containing an allyl group. サイズ排除クロマトグラフィーで測定した平均分子量が32万以上である、請求項に記載の架橋ポリマー。 The crosslinked polymer according to claim 5 , having an average molecular weight of 320,000 or more as measured by size exclusion chromatography. ヒドロキシアルカン酸が、3-ヒドロキシブチレート、3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート、3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエートを含む、請求項又はに記載の架橋ポリマー。 The crosslinked polymer of claim 5 or 6 , wherein the hydroxyalkanoic acid comprises 3-hydroxybutyrate, 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate, 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate. ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体及びそれらの混合物からの1種又は2種以上、ならびに1種又は2種以上の架橋性モノマーを含む、請求項のいずれかに記載の架橋ポリマーを製造するための樹脂組成物であって、前記ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体は、ポリ3-ヒドロキシブチレート、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート)、もしくはポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)である、前記樹脂組成物。 A resin composition for producing the crosslinked polymer according to any one of claims 5 to 7 , comprising one or more of polyhydroxyalkanoic acids or copolymers of hydroxyalkanoic acids and mixtures thereof, and one or more crosslinking monomers, wherein the polyhydroxyalkanoic acid or copolymer of hydroxyalkanoic acids is poly 3-hydroxybutyrate, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), or poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate). 請求項に記載の樹脂組成物を電離性放射線で照射して、架橋されたポリヒドロキシアルカン酸を含む架橋ポリマーを得ることを含む、ポリヒドロキシアルカン酸を含む架橋ポリマーを製造する方法。 A method for producing a crosslinked polymer comprising a polyhydroxyalkanoic acid, comprising irradiating the resin composition according to claim 8 with ionizing radiation to obtain a crosslinked polymer comprising a crosslinked polyhydroxyalkanoic acid. ポリヒドロキシアルカン酸又はヒドロキシアルカン酸の共重合体100重量部に対し、アリル基を含有する架橋性モノマーを0.1~20重量部配合することを含む、請求項に記載の製造方法。 The method according to claim 9 , comprising mixing 0.1 to 20 parts by weight of a crosslinkable monomer containing an allyl group with respect to 100 parts by weight of polyhydroxyalkanoic acid or a copolymer of hydroxyalkanoic acid.
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