(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリ乳酸樹脂と変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂及び／またはエステル化澱粉樹脂からなる生分解性樹脂を基材樹脂とする生分解性合成紙であって、折り畳み時に折り目が残る、折り畳み性に優れた生分解性合成紙。
【請求項２】
ポリ乳酸樹脂に対する変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂またはエステル化澱粉樹脂の割合が、合わせて１０〜８０重量％である、請求項１に記載された生分解性合成紙。
【請求項３】
紙としての密度が０．４５〜１．０２ｇ／ｃｍ３である請求項１又は２に記載された生分解性合成紙。
【請求項４】
ポリ乳酸樹脂と変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂及び／またはエステル化澱粉樹脂からなる生分解性樹脂を押出し発泡して発泡シートを得、次いで、挟圧することを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載された生分解性合成紙の製造方法。
【請求項５】
溶融押し出し機に、ポリ乳酸樹脂と変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂及び／またはエステル化澱粉樹脂からなる生分解性樹脂を基材樹脂として投入し、１５０℃〜２００℃で混練した後、基材樹脂１００重量部当たり０．２〜５０重量部の発泡剤を添加し、ダイ温度１２０℃〜１７０℃でサーキュラーダイから押し出すと共に、引き取りながらカットして生分解性樹脂の発泡シートを得る、請求項４に記載された生分解性合成紙の製造方法。
【請求項６】
挟圧処理シートの厚さを挟圧前の１５〜４０％とする如く挟圧する、請求項４又は５に記載された生分解性合成紙の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、生分解性合成紙に関し、特に、折り畳み性に優れ、紙同様に使用することのできる生分解性合成紙及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来から、紙感覚を有する合成樹脂系合成紙が上市されている。このような合成樹脂系合成紙における紙化技術としては、例えば、無機充填剤を含有する熱可塑性樹脂シートまたはフィルムを適当な温度に加熱した後、一軸延伸または二軸延伸することにより該シートまたはフィルム内部にボイドを形成させたり、熱可塑性樹脂シートの表面に填料分散液を塗布する方法等が知られている。しかしながら、このようにして得られた合成樹脂系合成紙は、折り畳んでもその形状を保持することができず、すぐにもとの形に戻り、折り目が残らないという折り畳み性の悪いものであるため、包装、製本、製函等の用途に適するものではないという欠点があった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、上記の欠点を解決するために鋭意研究を行った結果、所定の生分解性樹脂を基材樹脂とする押し出し発泡シートを挟圧することにより、生分解性と折り畳み性に優れた合成紙を容易に得ることができることを見出し、本発明を完成した。
従って、本発明の目的は、折り畳み性に優れ、通常の紙と同様に使用することのできる生分解性合成紙を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の上記の目的は、ポリ乳酸樹脂と変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂及び／またはエステル化澱粉樹脂からなる生分解性樹脂を基材樹脂とする生分解性合成紙であって、折り畳み性に優れた生分解性合成紙によって達成された。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の内容を詳細に説明する。
本発明においては、生分解性合成紙の基材としてポリ乳酸樹脂、並びに、変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂及び／またはエステル化澱粉樹脂からなる生分解性樹脂を用いることができる。
ポリ乳酸樹脂はＤ−乳酸、Ｌ−乳酸のいずれか、もしくはこれら両成分からなるラクチドを開環縮合してなる重合体、前記Ｄ−又はＬ−乳酸のいずれか、もしくは両成分を直接脱水重縮合して得られる重合体、または前記Ｄ−又はＬ−乳酸のいずれか、もしくは前記両成分と他のヒドロキシカルボン酸（分子量２万以下）とを直接脱水重縮合して得られる共重合体を挙げることができる。
【０００６】
変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂に使用する変性ポリビニルアルコール用の変性モノマーとしては、グラフト化によりポリビニルアルコールを不溶化する、スチレン、アクリロニトリル、ブタジエン、イソブチレン、メタクリルアミド、エチレン、エチレンイミン、プロピレンイミン、カプロラクタム等のモノマーが使用される。変性ポリビニルアルコールと澱粉とのアロイ化の程度は製品の使用条件によって異なるが、澱粉の比率は変性ポリビニルアルコールに対して１〜３５重量％であることが好ましい。澱粉の比率が１重量％では生分解性が不十分となり、３５重量％を超えると紙としての耐水性が不十分となる。エステル化澱粉樹脂としては、炭素数２〜１８の飽和・不飽和脂肪酸類、芳香族カルボン酸類がエステル化されたエステル基を有するものが好ましく、特にビニルエステル基を含有するエステル化澱粉樹脂が好ましい。
【０００７】
本発明は、上記生分解性樹脂を基材として押し出して発泡シートを製造した後挟圧することにより、生分解性合成紙を製造する。押し出し発泡シートは、前記生分解性樹脂を主成分とする原料に加熱分解型発泡剤を予め混合または含有させたものを押し出し機で溶融、混練した後、または該原料を押し出し機で溶融、混錬しながら揮発性発泡剤を注入した後、押し出し機から大気中に押し出すことにより製造することができる。このときの発泡倍率は１．２〜５０倍であることが好ましい。
【０００８】
加熱分解型発泡剤としては、アゾジカルボンアミド、Ｎ，Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテトラミン、Ｐ−Ｐ−オキシビスベンゼンスルホニルヒドラジン等の有機系発泡剤；炭酸アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、炭酸水素アンモニウム、カルシウムアジド等の無機系発泡剤がある。また、揮発性発泡剤としては水及びプロパン、ブタン、ペンタン、ブタジエン等の低沸点脂肪族炭化水素類等がある。
【０００９】
本発明おいては、生分解性樹脂としてポリ乳酸樹脂と変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂及び／またはエステル化澱粉樹脂の組合せを使用するが、特に、ポリ乳酸樹脂に対する変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂及び／またはエステル化澱粉樹脂の割合が１０〜８０重量％であることが好ましい。１０重量％未満では満足な発泡体を得るのが難しく、硬くて脆いシートになる。また８０重量％を超えると発泡体を得ることができるものの、柔らかすぎて紙感覚からは程遠いシートになる。変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂及び／またはエステル化澱粉樹脂の割合が１０〜８０重量％の範囲内にあると、良好な発泡シートの製造が可能である。
【００１０】
本発明においては、こうして得られた紙感覚を有する発泡シートに折り畳み性を付与するために、得られた押し出し発泡シートをカレンダーロール等の挟圧機に通して押しつぶす。このようにすることによって、発泡シートの厚みも紙と同程度に薄くなり、一層紙感覚に優れたものとなる。このとき、押し出し発泡シートの厚さが挟圧前の１５〜４０％、密度が０．４５〜１．０２ｇ／ｃｍ３となるように、挟圧することが好ましい。
【００１１】
挾圧後の発泡シートの厚さが挟圧前の４０％より厚く、密度が０．４５ｇ／ｃｍ３未満の場合には、挟圧による発泡シート中の気泡の変形が不十分であるために、折り畳んだ時に折り目が残らないか、折り目から切れてしまうなどの欠点が生じる。また、挟圧後発泡シートの厚さが挟圧前の１５％来満で、密度が１．０２ｇ／ｃｍ３を超えると、挟圧による発泡シート中の気泡の変形が大きくなりすぎて壊れるので、発泡シートが透明化したり、折り畳んだ時に簡単に切れたり割れたりするので、紙感覚とは程遠いものになる。
【００１２】
なお、本発明の生分解性合成紙に、塗工紙としてのまたは未塗工紙としての用に応じ、筆記性、印刷性、一層の折り畳み性等の紙感覚を付与する場合には、公知の技術を適用することができる。例えば、シート状にした上記生分解性合成紙の表面に、炭酸カルシウムその他の填料とバインダーの混合液を塗布したり、エンボスロール、溶剤、コロナ放電等によって処理を施すことにより、また、シートの原料中に内部充填剤を添加することにより、通常の紙とほぼ同様な感覚で使用することができる。上記内部充填剤としては、例えば酸化チタン、炭酸カルシウム、タルク、シリカ、水酸化アルミニウム等の無機微粒子や、セルロース、キチンキトサン、澱粉、小麦タンパク等の有機粉状物質を用いることができる。これらの中でも、澱粉や小麦タンパクは生分解性の促進という観点から特に好ましい。
【００１３】
本発明においては、その基材として、生分解性樹脂を用いて押し出し発泡シートを作製した後、該シートを挟圧することにより生分解性合成紙を製造するとともに、この合成紙に折り畳み性等の紙感覚を付与することが可能となった。一方、本発明により製造された生分解性合成紙は、印刷用紙、包装用紙等として一般的な使用条件下で使用した場合であれば、３年程度の期間は、強度、耐水性、耐候性等の面で従来の合成紙と同等の性能を保持することができる。
【００１４】
【発明の効果】
本発明の合成紙は、紙感覚に優れると共に、実用上十分な期間、強度、印刷適性等の面で従来の合成紙と同等の性能を有する上、生分解性であるので環境適応性に優れている。また、本発明の生分解性合成紙の厚さ、表面状態を調整することにより、印刷用紙、封筒、書類入れ、ショッピングバッグ、各種包装紙、カートン等の製函用等に使用することができる。コンポスト化が可能であるため、資源の有効利用の面からも有用である。
【００１５】
【実施例】
以下に、本発明を実施例に基いて更に説明するが、本発明はこれによって限定されるものではない。
実施例１．
ポリ乳酸樹脂（商品名「ラクティー＃５０００」、（株）島津製作所製）１００重量部、澱粉比率３２重量％の変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂（商品名「マタビー」日本合成化学工業（株）製）３０重量部、及びタルク６．５重量部を直径５０ｍｍの２つの押し出し機からなるタンデム押し出し機を用いて１９０℃で混練し、押し出し機のシリンダー途中から混合樹脂１００重量部あたりブタンを２０重量部の割合で圧入し、口径１２０ｍｍ及び０．５ｍｍの間隔を持つサーキュラーダイから、ダイ温度１４０℃で大気中に押し出して発泡シートを製造した。押し出し発泡シートの発泡倍率は７．５倍、密度は０．１５ｇ／ｃｍ３、厚さは０．５ｍｍであった。
【００１６】
次にこの発泡シートをロール間の挟圧が４００ＫＮ／ｍのカレンダーロールに２回通し、密度が０．６５ｇ／ｃｍ３、厚さが０．１２ｍｍの生分解性合成紙を得た。得られた生分解性合成紙の折り畳み性、剛性、印刷適性、生分解性についてテストした結果を表１に示す。なお、表１に示した折り畳み性、剛性、印刷適性、生分解性は以下のようにして評価した。
【００１７】
折り畳み性：３ｃｍ×１０ｃｍの短冊状の試験片を長さ方向の中心線から２つ折りにしたシートの上に、１ｋｇの荷重を１分間かけた。折り畳み性の悪いものは、折り目を中心に経時的に開いて行くので、荷重を取り除いて１０分間常温で放置した後に、折り目を中心に開いた角度を測定し、その角度によって折り畳み性を以下の４レベルに分けた。角度が小さい程折り畳み性が良く、紙感覚に近いことを意味する。
Ａ：４０度未満‥‥‥‥‥‥‥‥‥良好
Ｂ：４０度以上９０度未満‥‥‥‥やや良
Ｃ：９０度以上‥‥‥‥‥‥‥‥‥不適
Ｄ：折畳み目より割れる。‥‥‥‥不適
【００１８】
剛性：ＡＳＴＭｌＤ８８２に準じ、引張り速度５ｍｍ／分で試料を引張った時の、応力―伸長率曲線を求め、この曲線の立ち上がりの勾配から引張り弾性率を求めた。
印刷性：プロセスインキ（商品名「ニューチャンピオン藍」大日本インキ化学（株）製）を用い、ＲＩテスターにて試料表面に印刷した後、セットテスターを用いてインキ定着性を評価した。定着に要した時間が半日から５分の場合は「可」、５分以内の場合は「良」とした。
生分解性：８．６ｃｍ×５．４ｃｍの試験片を８ヶ月間土中に埋めて放置した後、これを掘り出してその状態を観察した。
【００１９】
実施例２．
実施例１で使用した変性ポリビニルアルコールアロイ化澱粉樹脂の代りにエステル化澱粉樹脂（商品名：「コーンポールＦＭ−３」日本コーンスターチ（株）製）を使用したこと以外は、実施例１と全く同様にして発泡シートを製造した。押し出し発泡シートの発泡倍率は６．０倍、密度は０．２１ｇ／ｃｍ３、厚さは０．４ｍｍであった。
次にこの発泡シートを、ロール間の挟圧が４００ＫＮ／ｍのカレンダーロールに２回通し、密度が０．７０ｇ／ｃｍ３、厚さが０．０８ｍｍの生分解性合成紙を得た。得られた生分解性合成紙の折り畳み性、剛性、印刷適性、及び生分解性についてテストした結果を表１に示す。
【００２０】
比較例１．
ポリ乳酸樹脂の代りにポリアルキレンアルカノエート樹脂（商品名「ビオノーレ＃３０００」昭和高分子（株）製）を用いた他は実施例１と全く同様にして、密度が０．５５ｇ／ｃｍ３、厚さが０．１５ｍｍの生分解性合成紙を得た。得られた生分解性合成紙のテスト結果を表１に示す。
【００２１】
比較例２．
押し出し発泡シートをカレンダーロールを通さず挟圧行程を省いた他は、実施例１と同様にして、発泡倍率が８．２倍、密度が０．１１ｇ／ｃｍ３、厚さが０．６ｍｍの発泡シートを得た、得られたシートのテスト結果を表１に示す。
【００２２】
比較例３．
実施例１で使用したポリ乳酸樹脂のみを単独で使用したものは、発泡シートを作ることができなかった。
参考例１．
参考例として、市販のポリプロピレン系合成紙（商品名「ユポＦＰＧ＃１３０」王子油化合成紙製）に対するテスト結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】
0003615489.tif 000002
表１の結果は、本発明の合成紙が紙感覚に優れる上、生分解性にも優れることを実証するものである。