(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性を有する基材の片面又は両面に、押し出し加工適性の異なる二種の樹脂をブレンドした生分解性ブレンド樹脂を押し出しコーティングにより積層した積層体からなり、更に、上記の生分解性ブレンド樹脂が、３ーヒドロキシブチレートと３ーヒドロキシバリレートとの共重合体とジカルボン酸とグリコールを重縮合して成る脂肪族ポリエステルとをブレンドした樹脂からなることを特徴とする生分解性を有する積層体。
【請求項２】
生分解性を有する基材が、セルロースを主成分とする紙、板紙、セロハン、セルロースエステル基材、ポリビニルアルコール基材、ポリアミノ酸基材、ポリグリコール酸基材、もしくは、プルラン基材、又は、これらの基材にアルミまたはシリカの無機物を蒸着した基材からなることを特徴とする上記の請求項１に記載の生分解性を有する積層体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄物処理が容易で、環境保護に役立つ生分解性に優れた基材又は包装材料を提供するもので、例えば、テレホンカード、ショッピングカード、キャッシュカード、施設利用カード等に代表されるいわゆる使い捨てのプリペイドカード等の基材、又は、一般に、品物を包むための包装紙等の材料として使用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、テレホンカード、ショッピングカード、キャッシュカード、施設利用カード等のプリペイドカードは、一般にプラスチック製の使い捨てカードであって、使用後はそのまま破棄される。
そして、これらの破棄されたプリペイドカードは、ゴミとして焼却又は埋め立て処理される。
また、包装材料として使用された包装袋又は包装容器も使用後は、一部再利用されるものもあるが、大部分はゴミとして焼却又は埋め立て処理される。
プラスチックは焼却処理する場合は発熱カロリーが高すぎて焼却炉を傷めたりする問題がある。
【０００３】
焼却処理せずに埋め立て処分する場合でも、プラスチックは他の廃棄物に比べて単位重量当たりの容積比が高い上、何時までも腐敗しないで残るため、埋め立て後の地盤を弱くし、埋め立て地の跡地利用を困難にする等の問題がある。
また、使用後放置された場合、地上に散乱して、周辺の環境を損なう場合があり、環境保護の点でも大きな問題となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
これらの問題を解決する目的で、紙に生分解性樹脂をラミネートしたプリペイドカードが提案されているが、生分解性に優れたポリー３ーヒドロキシアルカノエート、或いは３ー又は４ーヒドロキシアルカノエートの共重合体、又はこれらの混合物（以下これらのポリマー、共重合体、及び混合物を含めて３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂とする）は、押し出し加工時にチルロールへのブロッキングの問題があり、加工適性に欠ける欠点がった。
【０００５】
そのため、３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂を押し出し加工により紙とラミネートする場合、ポリエチレン等のポリオレフィン樹脂をもう一層共押出しして積層体を作製後、ポリオレフィン樹脂を剥離して、生分解性を有する積層体を作製する方法をとっていた。
しかし、このポリオレフィン樹脂のフィルムは、積層体を作製後は、再利用することなく破棄されるだけとなるので、廃棄物処理の点では大きな問題であった。
【０００６】
以上のような観点から、使用後は埋め立て処理されたり、そのまま放置しても、自然環境の中で、微生物によって分解され、生態系の循環サイクルに還元されるプリペイドカード基材又は包装材料の開発が大きな課題となっている。
また、ゴミの減量化を図るために、生分解性樹脂を押し出し加工する際に、加工適性のよいラミネート方法が望まれていた。
【０００７】
本発明は、３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂に、加工適性のよいジカルボン酸とグリコールを重縮合した脂肪族ポリエステル、又はポリ乳酸をブレンドした樹脂を用いて、押し出し機で、紙基材に押し出しコーティングすることにより、チルロールへのブロッキングを防止し、押し出し加工時の作業能率の向上を図った。
また、上記生分解性ブレンド樹脂を使用することにより、生分解性樹脂をポリオレフィン樹脂と共押出しする必要がなくなり、表面平滑性のよい生分解性を有する積層体を得ることができた。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記問題点を解決するために、プリペイドカード基材及び包装材料となる生分解性を有する積層体の構成を以下のようにした。
生分解性を有する基材の片面又は両面に、押し出し加工適性の異なる二種又は三種の樹脂をブレンドした生分解性ブレンド樹脂を、押し出しコーティングにより積層したことを特徴とする生分解性を有する積層体とした。
【０００９】
また、前記生分解性ブレンド樹脂が、ポリー３ーヒドロキシアルカノエート、或いは３又は４ーヒドロキシアルカノエートの共重合体、又はこれらの混合物と、ジカルボン酸とグリコールを重縮合して成る脂肪族ポリエステル、又は／及び、乳酸を原料としてこれを直接又は二量体の開環重合してなるポリ乳酸を、二種又は三種ブレンドした樹脂である生分解性を有する積層体とした。
【００１０】
更に、前記生分解性を有する基材が、セルロースを主成分とする紙、板紙、セロハン、セルロースエステル、又は、ポリビニルアルコール、ポリアミノ酸、ポリグリコール酸、プルラン、又はこれらの基材にアルミ、シリカ等の無機物を蒸着したものである生分解性を有する積層体とした。
【００１１】
使い捨てプリペイドカードの基材、又は、包装材料としての積層体を上記の構成としたことは以下の理由によるものである。
生分解性のよいポリー３ーヒドロキシアルカノエート、３ーヒドロキシブチレートと３ーヒドロキシバリレートの共重合体、又は３ーヒドロキシブチレートと３ーヒドロキシバリレートと４ーヒドロキシブチレートの共重合体は、押し出し加工時にチルロールにブロッキングして作業性がよくないため、汎用樹脂と同程度の加工適性を有するコハク酸又はアジピン酸とエチレングリコールからなる脂肪族ポリエステルを、３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂にブレンドすることにより、チルロールへのロッキングが防止でき、押し出し加工時の作業性を向上させることができた。
【００１２】
また、ポリ乳酸はそれ自体は、加工温度が２００℃以上であり、加工時に加熱による分解が発生し易く、加工適性のよい樹脂ではないが、３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂にブレンドすることにより、ポリ乳酸の加工温度が低下し、良好な押し出し加工ができるようになる。
更に、比較的生分解性の遅いコハク酸又はアジピン酸とエチレングリコールからなる脂肪族ポリエステルやポリ乳酸も、３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂とブレンドすることにより、生分解性のよい３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂の影響を受けて、単体での生分解性より速くなる。
【００１３】
生分解性を有する積層体は、プリペイドカード基材として使用する場合、成形加工性が良く、且つ、使用に耐え得る剛性が必要である。
生分解性樹脂だけで積層体を作製し、プリペイドカードとしての剛性を得ようとすると、一定の厚さを必要とし、価格の高い生分解性樹脂を使用する場合は非常にコスト高となり、経済的負担が大きい。
そのため、剛性があり且つ生分解性のある紙を中心層にして、紙の片面又は両面に生分解性樹脂層を設けることにより、プリペイドカードとしての剛性を確保し、更に生分解性樹脂層を薄くして、プリペイドカードのコスト低減を図ることができた。
また、紙を使用することにより、種々の印刷が従来の印刷方式で可能であり、プリペイドカードの商品価値を高めることができる。
【００１４】
また、一般包装紙として使用する場合、包装紙としての加工適性が必要であり、紙を中心層にし、その片面又は両面に生分解性樹脂を積層して使用に耐え得る剛性を付与する必要がある。
上記生分解性を有する積層体は、従来の紙を中心層にしたプラスチックラミネート紙と同様に、袋、カートン、トレイ等に加工することができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の、基材の片面に生分解性ブレンド樹脂層を形成した生分解性を有する積層体の模式断面図であり、図２は基材の両面に生分解性ブレンド樹脂層を形成した生分解性を有する積層体の模式断面図である。
本発明は、紙基材を中心層とし、その片面又は両面に生分解性ブレンド樹脂を積層して生分解性を有する積層体としたもので、その生分解性を有する積層体を用いて、プリペイドカードを作製したり、又は袋、カートン、トレイ等の一般包装用に加工して使用するものである。
【００１６】
本発明の生分解性を有する積層体は、図１及び図２に示すように、紙基材１１の片面又は両面に、３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂に、ジカルボン酸とグリコールからなる脂肪族ポリエステル、又は、ポリ乳酸をブレンドした生分解性ブレンド樹脂１２（以下単に生分解性ブレンド樹脂とする）が積層されたものである。
【００１７】
そして、生分解性ブレンド樹脂は、生分解性樹脂（Ａ）として３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂を用い、これに、生分解性樹脂（Ｂ）としてジカルボン酸とグリコールを重縮合して成る脂肪族ポリエステル樹脂、又は、生分解性樹脂（Ｃ）としてポリ乳酸をブレンドしたものである。
即ち、生分解性ブレンド樹脂としては、上記生分解性樹脂のＡ、Ｂ、Ｃをブレンドして、Ａ＋Ｂ、Ａ＋Ｃ、Ａ＋Ｂ＋Ｃのいずれの組成にしても使用できる。
【００１８】
生分解性樹脂（Ａ）としては、微生物が生成するポリー３ーヒドロキシアルカノエート系のポリエステルが好適である。
微生物により発酵法で生産されるポリエステルとして、ポリー３ーヒドロキシブチレート、３ーヒドロキシブチレートと３ーヒドロキシバリレートのランダム共重合体、３ーヒドロキシブチレートと４ーヒドロキシブチレートのランダム共重合体、３ーヒドロキシブチレートと３ーヒドロキシバリレートと４ーヒドロキシブチレートの３元共重合体等がある。また、これらの混合物が使用される。
例えば、米国モンサント社では、水素細菌にプロピオン酸とグルコースを与えて発酵法で３ーヒドロキシブチレートと３ーヒドロキシバリレートのランダム共重合体を生産し、バイオポールの商品名で販売している。
【００１９】
３ーヒドロキシブチレートと３ーヒドロキシバリレートとの共重合比としては、３ーヒドロキシバリレートの含有量が２〜２０モル％の共重合体が望ましい。
好ましくは、３ーヒドロキシバリレートの含有量が５〜１５モル％の共重合体がよい。
前記３ーヒドロキシブチレートと３ーヒドロキシバリレートの共重合体には、必要に応じて可塑剤、安定剤、無機物等を添加して使用する場合がある。
【００２０】
生分解性樹脂（Ｂ）としては、脂肪族二塩基酸と二価アルコールの縮合重合により合成される各種の脂肪族ポリエステル等が使用される。
例えば、コハク酸、アジピン酸とエチレングリコール、１，４ブタンジオールの縮合重合により得られるポリエチレンサクシネート、ポリエチレンアジペート、ポリテトラメチレンアジペート等の脂肪族ポリエステル等が使用される。
また、３官能又は４官能の多価アルコール、オキシカルボン酸及び多価カルボン酸、若しくはその無水物から合成した脂肪族ポリエステル等も使用することができる。又、これらの混合物も使用される。
生分解性樹脂（Ｃ）としては、ポリ乳酸が使用されるが、ポリグリコール酸等の脂肪族ポリエステルを使用することもできる。
【００２１】
生分解性ブレンド樹脂として、生分解性樹脂の（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）のブレンド比率は、使用対象によって異なるが、紙基材に押出しラミネートする場合は、チルロールへブロッキングしない程度にブレンドする必要がある。
即ち、生分解性樹脂（Ａ）に対して、生分解性樹脂（Ｂ）又は生分解性樹脂（Ｃ）のブレンド割合を多くすれば、加工適性はよくなるが、生分解性が遅くなるので、生分解性を重視する場合は、生分解性樹脂（Ｂ）又は（Ｃ）の割合を少なくした方がよい。
チルロールへブロッキングしないためには、生分解性樹脂（Ａ）に対して、生分解性樹脂（Ｂ）又は（Ｃ）のブレンド割合は下記の範囲が好ましい。
生分解性樹脂（Ｂ）では、３０重量％以上、生分解性樹脂（Ｃ）では、４０重量％以上、（Ｂ）と（Ｃ）の５０：５０の重量％混合物では、３０重量％以上である。
【００２２】
生分解性を有する積層体に上記ブレンド樹脂を使用することにより、紙基材に、生分解性樹脂を押し出しラミネートするとき、チルロールへのブロッキングを防止することができ、作業上のトラブルも少なくなり、作業能率を向上させることができた。
上記生分解性を有する積層体を製造方法するには、先ず、紙基材と生分解性ブレンド樹脂の接着性をよくするために、紙の表面をコロナ処理、フレーム処理、アンカーコート処理等を行い、その処理面に、生分解性ブレンド樹脂を押出機より押出して紙とラミネートする。
【００２３】
本発明に使用される紙は、カップ原紙又は漂白しない未晒のパルプからなるものが望ましい。特に、プリペイドカード用に使用される場合はカップ原紙が望ましい。
紙には必要に応じて、耐水剤、撥水剤、無機物等を添加してもよい。
また、基材としては、紙に限らず生分解性を有する素材であれば使用でき、下記のような素材をフィルム又はシートに加工して使用することができる。
セルロースを主成分とするセロハン、セルロースエステル、又は、ポリビニルアルコール、ポリアミノ酸、ポリグリコール酸、プルラン、又はこれらの基材にアルミ、シリカ等の無機物を蒸着したものが挙げられる。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明を更に詳細に説明する。
（実施例１）
図１に示すように、基材１１として坪量２１５ｇ／ｍ2 のカップ原紙を用いて、そのカップ原紙の両面に、コロナ処理機にてインライン方式でコロナ処理を行い、このコロナ処理の両面に、押出しコーティングにより、下記の生分解性ブレンド樹脂（Ｉ）を厚さ３０μｍでラミネートして生分解性を有する積層体１を作製した。
生分解性ブレンド樹脂（Ｉ）の組成：
生分解性樹脂（Ａ）３０重量％と生分解性樹脂（Ｂ）７０重量％のブレンド物
生分解性樹脂（Ａ）：３−ヒドロキシブチレートと３−ヒドロキシバリレートの共重合体で３−ヒドロキシバリレートの含有率が８モル％のもの
生分解性樹脂（Ｂ）：エチレングリコールとアジピン酸からなる脂肪族ポリエステル
【００２５】
（実施例２）
実施例１と同様に、基材にコロナ処理を行い、その処理面に、下記の生分解性ブレンド樹脂（II）を押出しコーティングして生分解性を有する積層体１を作製した。
生分解性ブレンド樹脂（II）の厚さは、実施例１と同様に、３０μｍとした。生分解性樹脂（II）の組成：
生分解性樹脂（Ａ）及び（Ｂ）は実施例１と同じ樹脂を用い、生分解性樹脂（Ａ）と（Ｂ）のブレンド割合は５０重量％：５０重量％とした。
【００２６】
（実施例３）
実施例１と同様に、基材にコロナ処理を行い、その処理面に、下記の生分解性ブレンド樹脂（III ）を厚さ３０μｍで押出しコーティングして生分解性を有する積層体１を作製した。
生分解性樹脂（III ）の組成：
生分解性樹脂（Ａ）及び（Ｂ）は実施例１と同じ樹脂を用い、生分解性樹脂（Ａ）と（Ｂ）のブレンド割合は３０重量％：７０重量％とした。
【００２７】
（実施例４）
実施例１と同様に、基材にコロナ処理を行い、その処理面に、下記の生分解性ブレンド樹脂（IV）を厚さ３０μｍで押出しコーティングして生分解性を有する積層体１を作製した。
生分解性樹脂（IV）の組成：
生分解性樹脂（Ａ）６０重量％と生分解性樹脂（Ｃ）４０重量％のブレンド物
生分解性樹脂（Ａ）：３−ヒドロキシブチレートと３−ヒドロキシバリレートの共重合体で３−ヒドロキシバリレートの含有率が８モル％のもの
生分解性樹脂（Ｃ）：ポリ乳酸
【００２８】
（比較例１）
実施例１と同様に、カップ原紙の両面をコロナ処理後、そのカップ原紙の両面に、生分解性樹脂（Ｂ）単体で厚さ３０μｍで押し出しラミネートして、生分解性を有する積層体をを作製した。
【００２９】
（比較例２）
実施例１と同様に、カップ原紙の両面をコロナ処理後、そのカップ原紙の両面に、生分解性樹脂（Ｃ）単体を厚さ３０μｍで押し出しラミネートして、生分解性を有する積層体をを作製した。
【００３０】
実施例１〜４及び比較例１、２で生分解性を有する積層体を作製するときのチルロールへのブロッキング状況及び加工後の生分解性を有する積層体の表面状態を目視により観察した。その結果を表１に示す。
また、実施例１〜４及び比較例１、２で作製した生分解性を有する積層体を土壌に埋設して、１か月及び２か月後の重量変化を測定した。その結果を表２に示す。
【００３１】
表１に示すように、実施例１〜４では、比較例１、２と同様、押出し加工時にチルロールへのブロッキングもなく、また、加工後の製品の表面状態も良好であった。
また、表２に示すように、実施例１〜４で作製した生分解性を有する積層体は、土壌中で２か月後には、重量が３０％以上も減少しており、１年以内には完全に分解されることを示唆している。
これに対して、比較例１、２では、押し出し加工適性は良好であるが、土壌中での分解は２か月後でも重量減少は１０％以下で分解が進んでおらず、完全分解には長期間要することが示唆されている。
【００３２】
従って、本発明による生分解性樹脂（Ａ）と、生分解性樹脂（Ｂ）又は生分解性樹脂（Ｃ）をブレンドすることにより、紙基材に押出しラミネートする場合、押し出し加工適性がよくなり、比較例１、２で示した生分解性樹脂（Ｂ）又は（Ｃ）を単独で使用するときと性能的に同じ製品が得られた。
更に、得られた積層体は、土壌中での分解速度が３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂と比較して大差がなく、生分解性に優れた積層体である。
【００３３】
【表１】
0003720916.tif 000002
【００３４】
【表２】
0003720916.tif 000003
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したように、従来技術において、生分解性を有する積層体を作製する際、生分解性樹脂をポリオレフィン樹脂と共押出しすることによって加工性や表面平滑性を得ていたが、本発明によれば、生分解性のよい３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂に、ジカルボン酸とエチレングリコールからなる脂肪族ポリエステル、又はポリ乳酸をブレンドするこにより、押し出し加工適性がよくなり、紙基材に直接押し出しラミネートがきるようになる。
そのため、従来の生分解性樹脂とポリオレフィン樹脂を共押出しする方法のように、積層体加工後に、ポリオレフィン樹脂を剥離して、不要になったポリオレフィン樹脂を破棄する必要がなくなり、作業能率の向上が図れる。
また、生分解性のよい３ーヒドロキシアルカノエート系樹脂に、ジカルボン酸とグリコールからなる脂肪族ポリエステル、又はポリ乳酸をブレンドしても、土壌中の生分解性には大きな変化はなく、生産性を低下させずに、生分解性に優れた積層体を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の、紙の片面に生分解性ブレンド樹脂層を形成した生分解性を有する積層体の模式断面図である。
【図２】本発明の、紙の両面に生分解性ブレンド樹脂層を形成した生分解性を有する積層体の模式断面図である。
【符号の説明】
１  生分解性を有する積層体
１１  基材
１２  生分解性ブレンド樹脂
【図１】
0003720916.tif 000004
【図２】
0003720916.tif 000005