JP2008001859A

JP2008001859A - 樹脂組成物及びこれを用いた商品収納トレー

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Publication number: JP2008001859A
Application number: JP2006175072A
Authority: JP
Inventors: Shigenobu Harano; 成伸原納; Mina Komoto; 未那幸本; Masaharu Igota; 正治伊吾田; Takeshi Ikegami; 武池上; Makoto Uchida; 誠内田; Hideki Tamano; 秀樹玉野
Original assignee: L PACKAGE KK; Ajinomoto Co Inc
Current assignee: L PACKAGE KK; Ajinomoto Co Inc
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-01-10

Abstract

【課題】ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）を主体とする生分解性樹脂組成物、該樹脂組成物からなる成形体用樹脂シート、及び該シートが真空圧空又は真空成形して製造されている生分解性の商品収納トレーを提供する。
【解決手段】樹脂成分として融点８５℃〜１１５℃のポリブチレンサクシネートとポリ乳酸とが均一溶融混練して調製され、全樹脂中のポリ乳酸の含有割合が０．０１質量％以上、１０質量％未満であることを特徴とする生分解性のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物。該樹脂組成物が溶融押出されてなる成形体用樹脂シート。該樹脂シートが樹脂フィルムと積層されてなる成形体用樹脂積層シート。該樹脂シート又は樹脂積層シートが真空圧空又は真空成型機により成形されてなる生分解性の商品収納トレー。
【選択図】なし

Description

本発明は、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）を主体とする生分解性樹脂組成物、該樹脂組成物からなる成形用シート材料、及び該シート材料を成形して製造されている生分解性の商品収納トレーに関する。

自然環境の中で生分解可能なプラスチック材料として脂肪族ポリエステルに対する関心が高まってきており、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）、ポリエチレンサクシネート（ＰＥＳ）、ポリカプロラクトン（ＰＣＬ）などの樹脂から製造されているフィルムやシートを製造する技術開発が盛んになってきている。

上記のような各種脂肪族エステルホモポリマーは各単独では物性バランスが悪く、利用分野が極めて限られている。そのような物性バランスの悪さを解決することを目的として、異なる脂肪族エステルモノマーのコポリマーを形成する試みがなされており、脂肪族エステルの生分解性であるという特性を維持しつつ、包材用のフィルムやシート体等に要求される各種特性を備えた脂肪族エステルモノマーのコポリマー類を調製する方法も提案されている（特許文献１、特許文献２等）。

また、脂肪族ポリエステル樹脂の中で、生分解性のポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）は、融点が８５℃〜１１５℃程度と低く、ホットタック性、ヒートシール性、柔軟性に優れていて、衝撃吸収性のよい包材を形成できる可能性を有しているが、単独のフィルムやシート体としては強度が不十分であること等が災いして成形体用原料としての用途開発はあまり進んでいない。

そのような中で、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）にポリ乳酸をブレンドして加工性の良好な樹脂組成物とすることが提案されている（特許文献３）。
ポリ乳酸は、融点が高く耐熱性に優れ、印刷適性がよいという特性を有するが、反面、硬く脆いものであることから、包材原料としてはあまり利用されていない。特許文献３によれば、ポリ乳酸とポリブチレンサクシネートを１０／９０〜９０／１０の重量割合で含有する樹脂組成物は、成形時に優れた加工性を有するものである。

しかし、上記ポリ乳酸とポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）を１０／９０〜９０／１０の質量割合で含有する樹脂組成物は、それによる成形品の耐衝撃性が不十分であり、包装用の箱体内に各種商品を隔離した状態で収納するために緩衝機能を有する仕切り材として使用されている複数の収納室を有する包装用トレー等の製造原料としては未だ満足できる物性を備えていない。
特開２００４−２３７４７３号公報特許第２９９７７５６号公報特開２００５−１７９５７８号公報

上記特許文献３に記載されているポリ乳酸（ＰＬＡ）とポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）を１０／９０〜９０／１０の質量割合で含有する樹脂組成物は両原料ポリマー単独の場合に比べて成形性に優れているが、ガラス容器入り商品の包装箱のように、流通過程で包装箱に加わる衝撃から保護する必要のある商品を隔離して収納するための仕切り板と衝撃吸収性緩衝材とを兼備していることが要求される成形体である包装用トレーのような成形体の製造原料樹脂組成物としては満足できる物性を備えていない。

それ故、本発明は、ポリプロピレン製の商品収納トレーに代わる新しいトレー用素材として生分解性のポリブチレンサクシネートに着目し、十分な耐衝撃性と、環境にやさしい廃棄物とすることができる生分解性を有している成形体となるポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートを提供することを目的とするものである。

また、本発明は、上記ポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物が溶融押出して形成されている成形体用樹脂シートと、該生分解性の樹脂シートが成形加工され製造されている耐衝撃性に優れた商品収納トレーを提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するための本発明は、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）に特定割合でポリ乳酸（ＰＬＡ）を配合し、溶融混練して調製されているポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物に関する発明であり、さらに、該ポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物を溶融押出してなる成形体用樹脂シート、該樹脂シートと樹脂フィルムから形成されている成形体用樹脂積層シートと、該樹脂積層シートを成形して製造されている耐衝撃性の商品収納トレーに関する発明であり、以下の各発明を包含する

（１）樹脂成分として融点８５℃〜１１５℃のポリブチレンサクシネートとポリ乳酸とが均一溶融混練して調製され、全樹脂中のポリ乳酸の含有割合が０．０１質量％以上、１０質量％未満であることを特徴とする生分解性のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物。

（２）樹脂成分として融点８５℃〜１１５℃のポリブチレンサクシネートとポリ乳酸とが均一溶融混練して調製され、全樹脂中のポリ乳酸の含有割合が０．０１質量％以上、１０質量％未満であることを特徴とする生分解性生形体用のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物。

（３）前記全樹脂中のポリ乳酸の含有割合が０．０１質量％〜８質量％である（１）又は（２）に記載のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物。

（４）前記ポリ乳酸は、Ｌ−乳酸由来のモノマー又はＤ−乳酸由来のモノマーの一方の含有率（光学純度）が７０質量％以上の結晶性ポリ乳酸である（１）〜（３）のいずれかに記載のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物。

（５）前記（１）〜（４）のいずれかに記載のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物を溶融押出してなる成形体用樹脂シート。

（６）前記（５）記載の成形体用樹脂シートと樹脂フィルムとが押圧ラミネートされてなる成形体用樹脂積層シート。

（７）前記樹脂フィルムは、ポリ乳酸、ポリオレフィン、ポリエステル、エチレンービニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリブチレンサクシネート及びポリ酢酸ビニルから選ばれる少なくとも１種の樹脂フィルムである（６）記載の成形体用樹脂積層シート。

（８）前記（５）〜（７）のいずれかに記載の成形体用樹脂シートが真空圧空又は真空成型機により成形されてなる商品収納トレー。

（９）商品収納用の凹部が複数形成されている（８）の商品収納トレー。

本発明によれば、従来、利用分野が極めて限られていた生分解性の脂肪族ポリエステル、特にポリブチレンサクシネートについて、同じ生分解性の脂肪族ポリエステルであるポリ乳酸と組み合わせてポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートを調製し、かつ、該樹脂からなる成形体用樹脂シートを成形することによって、生分解性で環境にやさしい廃棄物として処理することができる、耐衝撃性を備えた商品収納トレーが提供される。

本発明のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートに用いるポリブチレンサクシネートは、融点が８５℃〜１１５℃である。ポリブチレンサクシネートの原料は石油由来のものであっても、植物由来の天然物であってもよい。ポリブチレンサクシネートの平均分子量は５，０００〜１，０００，０００、好ましくは１０，０００〜５００，０００である。

本発明のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートに使用されるポリ乳酸は、その原料である乳酸モノマーが光学異性体（Ｄ体、Ｌ体）の混合物であるためモノマーの異性体純度によってポリ乳酸の結晶性に大きな差がある。本発明においてポリブチレンサクシネートに配合されるポリ乳酸としては、モノマーの光学異性体純度が如何なるものであってもよいが、Ｌ−乳酸由来のモノマー又はＤ−乳酸由来のモノマーの一方の含有率（光学純度）が７０％以上、好ましくは８０％以上である結晶性ポリ乳酸が使用される。

本発明のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートにおけるポリ乳酸の含有割合の数値範囲は重要であり、ポリブチレンサクシネートとポリ乳酸の全樹脂量の０．０１質量％以上、１０質量％未満である。ポリ乳酸の配合率が０．０１質量％未満では、ポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート製のシートから成形して製造される複数室を有するトレーの耐衝撃強度が不足し、商品をトレーに収納する作業中や包装体を運搬中に加わる衝撃によりトレーが破損することがしばしば発生する。また、配合率が１０質量％以上の場合も、同様にトレーの破損が多く発生するので好ましくない。配合率は０．０１質量％〜８質量％が好ましく、より好ましくは０．０５質量％〜６質量％であり、最も好ましくは０．１５質量％〜０．２質量％である。

ポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートは、溶融押出法により成形可能なシート体に加工される。シート体の厚さは、商品収納用の凹部を所望の形状と数に形成できる厚さであれば特に制限はない。一般的には１００μｍ〜３０００μｍの範囲である。
本発明のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートは樹脂フィルムと押出ラミネートすることによってさらに成形性に優れた成形体用積層樹脂シートとすることができる。樹脂フィルムとしては、ポリ乳酸、ポリオレフィン、ポリエステル、エチレンービニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリブチレンサクシネート及びポリ酢酸ビニルから選ばれる少なくとも１種の樹脂フィルムが好ましく、５．０μｍ〜１００μｍの厚さの樹脂フィルムが使用される。

本発明のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートと樹脂フィルムとを押出ラミネートする場合、樹脂フィルムは、使用目的に応じて任意の印刷層が形成されているものであってもよい。
また、ポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートをラミネートする側の樹脂フィルム面には、樹脂フィルムとポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートとの接着強度を向上させるために、通常使用されている接着剤からなるアンカーコート層を配置することができる。アンカーコート層用の接着剤としては、ウレタン系、イミン系、ブタジエン系、チタネート系等の接着剤が挙げられる。

本発明のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物には、必要に応じて、成形体用樹脂シートの成形性を損なわない範囲で、通常のプラスチック成形体に使用される可塑剤、酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、帯電防止剤、滑剤、難燃剤、着色剤、顔料、離型剤、香料等の各種添加剤を含有させることができる。

溶融押出ラミネート装置としては、通常、ポリエチレン等の熱可塑性合成樹脂の溶融押出ラミネート用に使用される溶融押出ラミネート装置が使用可能である。このような溶融押出しラミネート装置は、フィルム体の繰出部から繰出され、必要により設けられるアンカーコート部を経てラミネート部に供給されるフィルム体供給系統と、オートローダーを備えたホッパーから供給されるポリブチレンサクシネートに前記配合割合でポリ乳酸を添加し、原料樹脂混合物を溶融混練しつつ押し出す押出系統と、押出された成形体用樹脂シートと樹脂フィルムとを押圧ラミネートする冷却ロール系統とを有している。ポリブチレンサクシネートに混合されるポリ乳酸は、溶融押出ラミネート用のポリ乳酸フィルムを数十μｍ〜数ｍｍに粉砕機により粉砕したものを使用することができる。

以下、具体的な製造例を挙げて本発明を詳細に説明するが、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。

製造例１（加圧成形体用シートの製造）
溶融押出機〔東芝機械（株）製〕のオートローダーを備えたホッパーから融点１１０℃のポリブチレンサクシネート〔三菱化学（株）製「ＧＳ−Ｐｌａ」〕と、別途粉砕機により数十μｍ〜数ｍｍに粉砕したポリ乳酸フィルム〔ユニチカ（株）製「テラマック」１５μｍ〕とを混合し、スクリュー部の温度１８５℃、ダイス部の温度１８５℃で溶融押出して製造した成形体用樹脂シートに、押出口に搬送されてくるポリ乳酸フィルム〔ユニチカ（株）製「テラマック」１５μｍ〕を５３５μｍ厚でラミネートし、冷却ロールで押圧して５５０μｍ厚の成形体用積層樹脂シートを製造した。
ポリ乳酸の添加量と押出速度を変えながら、表１に示す成形体用積層樹脂シートを含む１０種類のラミネートシートを製造した。

製造例２（トレーの製造）
製造例１で製造された１０種類のラミネートシートを使用し、真空成型機〔(株)浅野研究所製〕により図１に示す形状及びサイズの複数収納室を有する商品収納トレーを製造した。

（評価方法）
（１）ドローダウン距離（ｍｍ）
真空成型機により前記ラミネートシートからトレーを成形する際に、シートの上下約３０ｃｍ離れた箇所から、シート温度が１３０℃となるように約２０秒間加熱してシートが水平状態から垂れ下がる距離を測定して「ドローダウン距離（ｍｍ）」とした。結果を表１に示す。

（２）落下試験
表１に示す１０種類のラミネートシートを使用し、上記真空成型機による真空成形によって図１に示す形状、サイズに形成された各トレーを縦３５０ｍｍ、横２５０ｍｍ、深さ４０ｍｍの包装用箱体内に収納して箱内の仕切りとして使用し、図２に示すように、トレーの凹部に４５０ｇ食用油入りプラスチックボトル３本、５０ｇ顆粒状風味調味料入り紙箱１箱、５０ｇ顆粒状コンソメ入りプラスチックボトル１本、４５ｇ顆粒状スープだし入りプラスチックボトル１本を詰め合わせた。次いで、商品を収納した状態のまま、４０ｃｍの高さより箱ごと底面から落下させ、その後の箱内のトレーの破損状態を目視観察した。この落下試験を各ラミネートシートから製造したトレー３６個づつについて実施して各ラミネートシート毎に破損率を求めた。結果を表１に示す。

表１の結果から明らかなように、ポリ乳酸を配合していない製造例１のポリブチレンサクシネートを使用しているラミネートシートから製造されているトレーは、落下試験後の破損率が６０％と高く、また、ポリ乳酸の配合率が１０％のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネートを使用しているラミネートシートから製造されているトレーも、落下試験後の破損率が５５％と高く、いずれも実用に耐えないレベルのものである。

これに対して、ポリ乳酸の配合割合が０．０１質量％〜８質量％のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物を使用しているラミネートシートから製造されている商品収納トレーは、落下試験後の破損率が２０％以下であって実用性のあるものであり、特に、ポリ乳酸の配合割合が０．０７質量％〜１．０質量％の範囲の場合は、落下試験後の破損率が１％以下であって優れた耐衝撃性を有していることが分かる。

本発明のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物は、上記実施例の結果から明らかなように、優れた耐衝撃性を有する成形品を製造することができるので、特に重量のある各種商品を紙箱内に一括収納して包装される贈答品用の紙箱内における商品収納トレー用として有用である。

本発明の実施例で製造された商品収納トレーの斜視図である。図１の商品収納トレー内に各種商品をセットし、紙箱内に収納した落下試験体を示す図である。

Claims

樹脂成分として融点８５℃〜１１５℃のポリブチレンサクシネートとポリ乳酸とが均一溶融混練して調製され、全樹脂中のポリ乳酸の含有割合が０．０１質量％以上、１０質量％未満であることを特徴とする生分解性のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物。
樹脂成分として融点８５℃〜１１５℃のポリブチレンサクシネートとポリ乳酸とが均一溶融混練して調製され、全樹脂中のポリ乳酸の含有割合が０．０１質量％以上、１０質量％未満であることを特徴とする生分解性成形体用のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物。
前記全樹脂中のポリ乳酸の含有割合が０．０１質量％〜８質量％である請求項１又は２に記載のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物。
前記ポリ乳酸は、Ｌ−乳酸由来のモノマー又はＤ−乳酸由来のモノマーの一方の含有率（光学純度）が７０質量％以上の結晶性ポリ乳酸である請求項１〜３のいずれかに記載のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート組成物。
前記請求項１〜４のいずれかに記載のポリ乳酸含有ポリブチレンサクシネート樹脂組成物が溶融押出されてなる成形体用樹脂シート。
前記請求項５記載の成形体用樹脂シートと樹脂フィルムとが溶融押圧ラミネートされてなる成形体用積層樹脂シート。
前記他の樹脂フィルムは、ポリ乳酸、ポリオレフィン、ポリエステル、エチレンービニルアルコール共重合体、ポリビニルアルコール、ポリアミド、ポリブチレンサクシネート及びポリ酢酸ビニルから選ばれる少なくとも１種の樹脂フィルムである請求項６記載の成形体用積層樹脂シート。
前記請求項５〜７のいずれかに記載の成形体用樹脂シートが真空圧空又は真空成型機により成形されてなる商品収納トレー。
商品収納用の凹部が複数形成されている請求項８記載の商品収納トレー。