(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエステル系生分解性プラスティックを乳化剤で乳化してなる生分解性ポリエステル水系化物であって、
ポリエステル系生分解性プラスティック中のカルボン酸がｐＨ緩衝機能を有するヒドロキシカルボン酸アルカリ金属塩で中和されたことを特徴とする、生分解性ポリエステル水系化物。
【請求項２】
前記乳化剤が非イオン性界面活性剤を２０〜１００重量％含有してなるものであることを特徴とする、請求項１に記載の生分解性ポリエステル水系化物。
【請求項３】
前記非イオン性界面活性剤の分子量が３０００以下であることを特徴とする、請求項２に記載の生分解性ポリエステル水系化物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性ポリエステル水系化物に関し、特に、貯蔵安定性に優れた生分解性ポリエステル水系化物に関する。
【０００２】
【従来の技術】
廃棄時に環境に悪影響を与えないように地中で微生物等により分解されるようになされた生分解性プラスティックとしてはポリエステル系のものが従来より用いられているが、一般的なポリエステル系生分解性プラスティックは主として射出成型加工用途に供されており、通常は、末端に遊離のカルボン酸を有する、未反応モノマー、オリゴマー、及びポリマーの混合物として存在する。
【０００３】
このようなポリエステル系生分解性プラスティックをエマルジョン化して、例えば樹脂フィルムや塗膜を得る技術は数多く知られており、例えば、特開平２−２２７４３８号公報にはポリカルボン酸塩系の分散剤を用いたエマルジョンが示され、特開２００１−１１２９４号公報には高分子分散剤を用いて分散したものが示され、さらに特開平１０−１０１９１１号公報には主としてアニオン性乳化剤からなる乳化剤を使用したものが示されている。
【０００４】
しかしながら、これらの従来技術で得られるエマルジョンはｐＨが低く、経時的に加水分解をおこすおそれがあって、長期貯蔵が困難であるという問題があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、水系化後の加水分解を抑制し、長期貯蔵を可能にした生分解性ポリエステル水系化物を提供しようとするものであり、また、より高品質の樹脂フィルムや塗膜が得られる水系化物を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
請求項１の生分解性ポリエステル水系化物は、上記の課題を解決するために、ポリエステル系生分解性プラスティックを乳化剤で乳化してなる生分解性ポリエステル水系化物であって、ポリエステル系生分解性プラスティック中のカルボン酸がｐＨ緩衝機能を有するヒドロキシカルボン酸アルカリ金属塩で中和されたものとする。
【０００７】
乳化剤は非イオン性界面活性剤を２０〜１００重量％含有するものであることが好ましい（請求項２）。また、非イオン性界面活性剤は分子量が３０００以下であることが好ましい（請求項３）。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明で用いるポリエステル系生分解性プラスティックは、従来から用いられている生分解性ポリエステル系高分子化合物であって、残留（未反応）モノマー及び／又はオリゴマーを含んでいてもよく、これらのモノマー、オリゴマー、又はポリマーの末端にカルボキシル基を有するものである。
【０００９】
具体例としては、乳酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、リンゴ酸、グリコール酸等のヒドロキシアルカン酸、又はε−カプロラクトンの単独重合物、あるいはこれらの共重合物が挙げられる。
【００１０】
また、コハク酸とエチレングリコール及び／又はブチレングリコールの末端カルボン酸共重合物や、これらの残留モノマーや末端カルボン酸オリゴマー化物を含んだ、コハク酸とエチレングリコール及び／又はブチレングリコールの末端アルコール共重合物も使用可能である。
【００１１】
本発明においては、これらのポリエステル系生分解性プラスティック中のカルボン酸をアルカリ性物質で中和して、ポリエステル水系化物のｐＨを好ましくは約３.５〜７の範囲とする。すなわち本発明でいう中和とは、カルボン酸にアルカリ性物質を反応させて系を中和点に至らせる場合のみならず、中和点に近付ける場合をも含むものであり、また、中和点に至った場合でもｐＨは７になるとは限らないが、そのような場合も本発明の範囲に含まれるものとする。
【００１２】
中和に使用するアルカリ性物質としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、アンモニア水、トリエチルアミン、トリエタノールアミン等の一般的なアルカリ性物質のほか、リン酸水素二ナトリウムやアミノ糖類を使用することができる。アミノ糖類の例としては、カルボキシメチルセルロースのアミン変性物、２−アミノ−β−Ｄ−グルコピラノシド等の変性糖・多糖類が挙げられ、中でも安全性の点から、Ｄ−グルコサミン、Ｄ−ガラクトサミン、キトサンなどの生体由来のバイオマスアミンが好ましい。しかしながら、長期にわたる貯蔵安定性を高めるためには、ｐＨ緩衝機能を有し、エマルジョンのｐＨを３.５〜７の範囲で安定して保持できるヒドロキシカルボン酸塩が特に好適に用いられる。その例としては、グリコール酸、乳酸、リンゴ酸、クエン酸、酒石酸などの酸をナトリウム等のアルカリ金属で中和したものが挙げられ、中でも乳酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、酒石酸ナトリウムは食品添加物として使用されるほど安全性が高く、エマルジョンの用途を広げることができる。
【００１３】
本発明で用いる乳化剤は、非イオン性界面活性剤を２０〜１００重量％含有することが好ましく、５０〜１００重量％含有することがより好ましい。このように非イオン性界面活性剤を特定量以上含有する乳化剤を用いることにより、イオン性界面活性剤によるｐＨへの影響を抑制することができ、さらに上記のようにｐＨ緩衝機能をもつヒドロキシカルボン酸アルカリ金属塩等をアルカリ性物質として用いてｐＨ調整することにより、弱酸性又は中性下で長期にわたる貯蔵安定性を得ることが可能となる。
【００１４】
また、非イオン性界面活性剤は低分子量であることが好ましく、分子量（Ｍｗ）は３０００以下が好ましく、１５００以下がより好ましい。従来技術においては、界面活性剤が経時的に塗膜表面にブリードアウトすることによる不具合の発生等の問題があったが、低分子量の乳化剤を用いることにより、エマルジョン乾燥時に大部分が表面に移行し、これを一度の水洗いで除去することができるので、ほとんど不純物を含まない、耐水性に優れた樹脂フィルムや塗膜を得ることが可能となる。
【００１５】
非イオン性界面活性剤の例としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル類、ポリオキシエチレンアルキルアミンエーテル、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル等が挙げられる。中でも、ポリオキシエチレンラウリルエーテルやポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル等が好ましい。
【００１６】
本発明で用いる乳化剤においては、上記非イオン性界面活性剤以外に、アニオン性、カチオン性、あるいは両性の各種イオン性界面活性剤を用いることもできる。
【００１７】
アニオン性界面活性剤の例としては、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、スルホコハク酸塩、Ｎ−アシルアミノ酸塩、カルボン酸塩、スルホン酸塩、リン酸エステル等が挙げられる。また、カチオン性界面活性剤の例としてはアルキルアンモニウム塩、両性界面活性剤の例としてはアルキル（アミド）ベタイン、アルキルジメチルアミンオキシド等が挙げられる。
【００１８】
上記乳化剤の使用量は、通常は、ポリエステル系生分解性プラスティック１００重量部に対して０．２〜２０重量部（但し、固形分換算）である。
【００１９】
ポリエステル系生分解性プラスティックを乳化剤を用いて乳化する具体的な方法は特に限定されず、従来から用いられている一般的な乳化方法を採ることができる。
【００２０】
例えば、ポリエステル系生分解性プラスティックを、これを溶解できる溶媒に溶解して、乳化剤を添加した後、水を徐々に加える方法が用いられる。ここで溶媒としては、例えば、ブタノン等のケトン系溶媒、酢酸エチル等のエステル系溶媒、トルエン等の芳香族系溶媒、ジクロロメタン等の塩素系溶媒等が使用可能である。
【００２１】
あるいは、ポリエステル系生分解性プラスティックを上記のような溶媒に溶解した後、乳化剤水溶液を加えて一気に転相点に到達させ、その後水希釈する方法や、ポリエステル系生分解性プラスティックをその溶融温度まで昇温し、乳化剤を混合後、温水を加えて乳化する方法等も用いることができる。
【００２２】
本発明の生分解性ポリエステル水系化物によれば、例えば、紙や布帛等の繊維製品に、含浸又は塗布することにより、不純物をほとんど含まない、高品質のフィルムやコーティング被膜を形成することができる。より具体的には、例えば高融点を特長とするポリ乳酸のエマルジョンであれば、これを紙に塗布してコーティングを形成することにより、電子レンジ加熱に耐え得る食品容器の素材とすることができる。
【００２３】
【実施例】
以下に本発明の実施例を示すが、本発明はこれによって限定されるものではない。
【００２４】
［実施例１］
ポリ乳酸樹脂（島津製作所（株）；ＬＡＣＴＹ９０３０、以下同様）５０部をトルエン２００部に溶解した溶液にポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル（ＥＯ：２０ｍｏｌ、分子量約１２００）３部とスルホコハク酸ジオクチルナトリウム３部を添加し、ホモディスパーによる攪拌下、水５５部を徐々に添加して乳化体とした後、減圧下でトルエンを除去した。得られた乳化体につき乳酸ナトリウム５０％水溶液３.７部を用いてｐＨ調整を行い、白濁液状の乳化物（固形分約５０％、粒径０.８μｍ、ｐＨ３.８）１１５部を得た。
【００２５】
なお、以下の各実施例及び比較例においても、ポリ乳酸樹脂は本実施例１と同様にトルエンに溶解してから乳化し、乳化後、減圧下トルエンを除去するという工程を採った。
【００２６】
［実施例２］
乳酸ナトリウム５０％水溶液を１０部用いてｐＨ調整を行った以外は、実施例１と同様にして、ポリ乳酸樹脂の白濁液状の乳化物（固形分約５０％、粒径０.８μｍ、ｐＨ５.５）１２２部を得た。
【００２７】
［比較例１］
ポリ乳酸樹脂５０部にポリオキシエチレンラウリルエーテル（ＥＯ：１８ｍｏｌ）５部を添加し、ホモディスパーによる攪拌下、水５５部を徐々に添加して、白濁液状の乳化物（固形分約５０％、粒径１.２μｍ、ｐＨ２.２）１１０部を得た。
【００２８】
［比較例２］
ポリ乳酸樹脂５０部にラウリル硫酸ナトリウム３０％水溶液８.３部を添加し、ホモディスパーによる攪拌下、水４７部を徐々に添加して、白濁液状の乳化物（固形分約５０％、粒径１.９μｍ、ｐＨ３.８）１０５部を得た。
【００２９】
上記実施例及び比較例で得られた乳化物につき、初期状態と、４０℃で１週間、２週間、４週間貯蔵後におけるｐＨを調べ、貯蔵安定性を以下の基準で評価した。結果を表1に示す。
【００３０】
４０℃貯蔵促進試験における貯蔵安定性評価；
◎：ｐＨが４週間安定し、エマルジョン外観で離水が認められなかった
○：ｐＨは変化したが、エマルジョン外観で離水が認められなかった、
又はｐＨは安定していたが、エマルジョン外観で若干の離水が認められた
×：エマルジョン外観で顕著な離水が認められた
【００３１】
【表１】
0003685157.tif 000002
【００３２】
【発明の効果】
本発明によれば、水系化後の加水分解が抑制され、また、そのｐＨ緩衝機能によりｐＨを安定して保持することができ、長期貯蔵安定性が優れた生分解性ポリエステル水系化物が得られる。特に、請求項２のものは、イオン性界面活性剤によるｐＨへの影響が抑制され、貯蔵安定性が高い。
【００３３】
また、請求項３のものによれば、ほとんど不純物を含まない、高品質の樹脂膜を得ることが可能となる。