(57)【要約】  【課題】  優れた生分解性を有すると共に優れた耐候性、機械強度も有する生分解性成形体を提供すること。  【解決手段】  脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対しポリカプロラクトン１乃至２００重量部を配合し、さらに、無機物（例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、シリカ等）および／または顔料（カーボンブラック等）を配合したポリエステル樹脂組成物からなる生分解性成形体であり、使用後回収不可能な用途に用いても自然環境下で分解し、環境公害等の問題を引き起こすことがないため、種々の用途に広く使用できる。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対しポリカプロラクトン１乃至２００重量部を配合し、さらに、無機物および／または顔料を配合したポリエステル樹脂組成物からなる生分解性成形体。
【請求項２】
脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対しポリカプロラクトン１乃至２００重量部を配合したポリエステル樹脂組成物を２０重量％以上含有する請求項１に記載の生分解性成形体。
【請求項３】
無機物が炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、シリカから選ばれる少なくとも１種である請求項１に記載の生分解性成形体。
【請求項４】
顔料がカーボンブラックである請求項１に記載の生分解性成形体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、脂肪族ポリエステル樹脂とポリカプロラクトンとの樹脂組成物に無機物および／または顔料を配合したポリエステル樹脂組成物からなる生分解性に優れる成形体であって、機械強度特性、耐候性に優れる生分解性成形体に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、ボトル、トレイ、ポット等の日用品の成形材料として、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート等に代表される芳香族ポリエステルやポリアミド等の汎用プラスチック材料が大量に使われ、消費されている。
【０００３】
これらはリサイクルされる物もあるが、一般に回収された後、焼却処理や土中埋設処理等の処理を受ける。しかし回収に多大な労力や費用を要するため、あるいは回収が困難であるため、回収されずに放置される場合がある。特に上記のポリエチレン等のポリマーには全くといってよいほど生分解性が無く、放置された状態で半永久的に残存し、環境保全の点で問題が生じる。
また回収した成形体を焼却処理する場合には、高カロリーの燃焼熱が発生し、あるいは腐食性のガスの発生を伴い焼却炉を損傷するおそれもある。
さらに、土中埋設処理を行った場合、成形体が難分解性であれば土中に半永久的に残留することになる。
【０００４】
近年、このようなポリエチレン等の難分解性あるいは不分解性の樹脂に生分解性を付与すべく、例えば澱粉などの生分解性を有する成分をポリエチレン樹脂等に混和する方法が検討されている。また、ポリエチレン樹脂等に光分解性を付与する方法、あるいは光分解性を付与したポリエチレン樹脂等と澱粉等の生分解性を有する成分とを混和する方法なども検討されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、澱粉等の生分解性を有する成分を混和する方法は、成形体の機械強度が低下し、場合によっては成形体の形状が保持できない。しかも、混和された澱粉はそれ自体分解性を有するが、その分解過程において澱粉以外のポリマー部分の分解を誘引せず、結局は成形体はバラバラにはなるが、単に細かく切断されるにすぎず本質的な問題の解決とはならない。
これは光分解性の付与についても同様のことがいえ、光によって重合度の低下を引き起こすが生分解性を有するわけではなく、さらに光が当たらない環境下では意味がない。
【０００６】
一方、このような本質的に生分解性でない樹脂に代わり、それ自体が生分解性を有する樹脂が第二世代の生分解性樹脂として開発され、これに該当するものに化学合成で得られる脂肪族ポリエステル樹脂がある。
【０００７】
しかし脂肪族ポリエステル樹脂は、重縮合で高分子化する場合、製造工程の後半で高温高減圧の厳しい条件下で反応が行われる。このため元来熱安定性のよくないポリエステル樹脂の解重合が生じ、高分子量化にするのは困難である。従って得られた成形体の機械強度特性が不十分となり、広い用途展開を期待するに足る強度の確保が困難となる。
かかる場合、比較的低分子量の脂肪族ポリエステルの両末端水酸基に、ジイソシアネートを反応させ、ウレタン結合を介して高分子量化する方法がある。高分子量化により高い機械強度特性を確保し得るが、その一方、得られた成形体等の分解が遅くなる場合がある。
このような状況から、本質的に生分解性を有し、かつ機械強度特性と耐候性とを有し、かつ優れた生分解性を有する成形体の要求が高まっている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、脂肪族ポリエステル樹脂からなる組成物について鋭意研究を重ねた結果、ポリカプロラクトン、および無機物および／または顔料を所定量配合した樹脂組成物からなる成形体が、従来の用途に何等問題なく代替し得る機械強度特性や耐候性を有し、かつ、ポリカプロラクトンの配合が脂肪族ポリエステル樹脂の生分解を誘引することにより、高い生分解性を示す成形体となることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００９】
すなわち本発明は、脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対しポリカプロラクトン１乃至２００重量部を配合し、さらに、無機物および／または顔料を配合したポリエステル樹脂組成物からなる生分解性形体を提供するものである。また、脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対しポリカプロラクトン１乃至２００重量部を配合したポリエステル樹脂組成物を２０重量％以上含有する上記発明１に記載の生分解性成形体を提供するものである。
さらに、本発明は、無機物が炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、シリカから選ばれる少なくとも１種である上記発明１に記載の生分解性成形体を提供するものである。さらにまた、本発明は、顔料がカーボンブラックである上記発明１に記載の生分解性成形体を提供するものである。以下、本発明を詳細に説明する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の生分解性成形体は、優れた生分解性を有すると共に優れた耐候性、機械強度も有している。生分解性を有しているので、使用後回収不可能な用途に用いても自然環境下で分解し、環境公害等の問題を引き起こすことがない。このため、種々の生分解性成形体の用途に広く応用することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明で使用するポリエステル樹脂組成物は、脂肪族ポリエステル樹脂とポリカプロラクトンとの樹脂組成物に無機物および／または顔料を配合した組成物からなる。
脂肪族ポリエステル樹脂としては、コハク酸と１，４−ブタンジオールとから得られるポリエステル樹脂、コハク酸とエチレングリコールとから得られるポリエステル樹脂、シュウ酸とネオペンチルグリコールとから得られるポリエステル樹脂、シュウ酸と１，４−ブタンジオールとから得られるポリエステル樹脂、シュウ酸とエチレングリコールから得られるポリエステル樹脂等が例示できるが、融点が高く、好ましいのはコハク酸と１，４−ブタンジオールとから得られるポリエステル樹脂である。
【００１２】
脂肪族ポリエステル樹脂の好ましい数平均分子量は、３０，０００乃至１，０００，０００の範囲、より好ましくは５０，０００乃至２００，０００の範囲である。平均分子量が３０，０００以下では機械特性が不足し、１，０００，０００以上では生分解性成形体の製造工程で溶融粘度が高すぎ、押し出しが困難になる等の問題を生ずる場合がある。
【００１３】
本発明で使用するポリカプロラクトンは、アルコール等の活性水素を有する化合物を開始剤とし、ε−カプロラクトンを常法の開環重合で得たものを使用することができる。前記開始剤の官能数は特に制限はなく、２官能や３官能のものが好ましく使用できる。
ポリカプロラクトンの数平均分子量は、好ましくは１，０００乃至２００，０００の範囲、特に好ましくは５，０００乃至１００，０００の範囲である。
尚、２００，０００よりも大きい数平均分子量のポリカプロラクトンも本発明において問題なく使用することができるが、このような非常に分子量の高いポリカプロラクトンを得ることは一般に困難で現実的ではない。
また、使用するポリカプロラクトンは、ε−カプロラクトンの単重合体以外に、バレロラクトンやグリコリド、ラクチド等のコモノマーを使用した共重合体も使用可能である。
【００１４】
本発明で使用するポリエステル樹脂組成物は、脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対しポリカプロラクトン１乃至２００重量部を混合したものであることが好ましく、より好ましくは脂肪族ポリエステル樹脂１００重量部に対しポリカプロラクトン４乃至５５重量部を混合したものであり、さらに、必須成分として無機物および／または顔料が混合される。この範囲で混合することにより生分解性に優れ、かつ機械強度特性および耐候性に優れる生分解性成形体を得ることができる。
【００１５】
本発明の無機物および／または顔料を含む生分解性成形体には、必要に応じて他の生分解性樹脂成分を混合することもできる。上記した脂肪族ポリエステル樹脂とポリカプロラクトンからなるポリエステル樹脂組成物と他の生分解性樹脂成分との配合割合は、得られる樹脂組成物（他の生分解性樹脂成分と脂肪族ポリエステル樹脂とポリカプロラクトンからなる上記ポリエステル樹脂組成物との合計は１００重量％）に対しポリエステル樹脂組成物が２０重量％以上であることが好ましく、特に好ましくは３０重量％以上である。
本発明で混合して用いることができる他の生分解性樹脂成分としては、ポリビニルアルコール系の樹脂、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系の樹脂等を例示することができる。
本発明で必須成分として混合して用いる無機物としては、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、タルク、シリカ等を例示することができる。
また、顔料としては、カーボンブラック等を例示することができる。
その他、上記範囲で低分子量ポリカプロラクトンの様なポリエステルを、可塑剤として添加することができ、艶消し剤、酸化防止剤（例えばヒンダードフェノール化合物、ヒンダードアミン化合物、リン系化合物等）、紫外線吸収剤（例えば、ベンゾフェノール化合物、ベンゾトリアゾール化合物、サリシレート化合物等）、また場合によっては架橋性基を有する化合物を含ませることもできる。
【００１６】
本発明で使用するポリエステル樹脂組成物は、脂肪族ポリエステル樹脂とポリカプロラクトンおよび無機物および／または顔料を配合して混練することにより得られ、その混練方法としては、２軸押出機等の常法の混練方法が問題なく使用できる。他の成分を配合する場合にも同様に混練により得ることができる。
【００１７】
本発明の生分解性成形体は、上記ポリエステル樹脂組成物を、その樹脂組成物の溶融温度以上で溶融押し出しし、射出成形、ブロー成形、注型加工、真空成形、カレンダー成形、発泡成形等の各種成型方法により製造することができる。
【００１８】
このような成型方法で得られる生分解性成形体は、その目的により、要求される機械特性は異なるが、その強度は５ＭＰａ以上、伸度は０．５％以上であることが好ましい。伸度が０．５％を下回ると生分解性成形体の物性が劣る場合がある。好ましくは強度１５ＭＰａ以上、伸度１．０％以上である。
【００１９】
本発明の生分解性成形体は、厚さ８００μｍ以下のフィルムおよび繊維を除くものであって、ボトル、トレイ、カップ、苗木用ポット等のポット類、ナイフ、スプーン、フォーク、割り箸、ストロー等の飲食用具、パイプ、芝生の仮止め材、コンテナー、注射器、ドレーンチャンネル等に使用することができるが、これらに限定されるものではない。
【００２０】
［実施例］
以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２１】
＜実施例１＞
コハク酸と１，４−ブタンジオールとの脂肪族ポリエステル樹脂（数平均分子量７０，０００）１００重量部にポリカプロラクトン（ダイセル化学工業社製「ＰＬＡＣＣＥＬ  Ｈ７」）４０重量部を混練し、ポリエステル樹脂組成物を得た。
これを、射出成形機（東芝機械製ＩＳ  １００Ｅ：型締め圧１００トン）にて、樹脂温度２００℃、金型温度３０℃、射出圧力７００ｋｇｆ／ｃｍ2、射出速度６０ｃｍ3／ＳＥＣの射出成形条件で、大きさ１２０×６０ｍｍ、深さ１５ｍｍのトレイを作製した。
得られた成形体を土中に埋設し、３か月経過後の外観観察を行った。
また、成形体片を凍結粉砕してＪＩＳ  Ｋ６９５０（１９９４）の評価を行った。汚泥には都市下水汚泥を使用した。
さらに、得られた成形体を滅菌水中に浸漬し、３か月経過後の外観観察を行った。結果を表−１に示す。
【００２２】
＜実施例２＞
コハク酸と１，４−ブタンジオールとの脂肪族ポリエステル樹脂（数平均分子量７０，０００）１００重量部にポリカプロラクトン（ダイセル化学工業社製「ＰＬＡＣＣＥＬ  Ｈ７」）１５重量部を混練し、ポリエステル樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物から実施例１と同様にしてトレイを作製した。得られたトレイについて実施例１と同様の試験を行った。
【００２３】
＜実施例３＞
コハク酸と１，４−ブタンジオールとの脂肪族ポリエステル樹脂（数平均分子量７０，０００）１００重量部にポリカプロラクトン（ダイセル化学工業社製「ＰＬＡＣＣＥＬ  Ｈ７」）１００重量部を混練し、ポリエステル樹脂組成物を得た。
この樹脂組成物から実施例１と同様にしてトレイを作製した。得られたトレイについて実施例１と同様の試験を行った。
【００２４】
＜比較例１＞
コハク酸と１，４−ブタンジオールとの脂肪族ポリエステル樹脂（数平均分子量７０，０００）を２００℃で溶融押し出し、この樹脂組成物から実施例１と同様にしてトレイを作製した。得られたトレイについて実施例１と同様の試験を行った。
【００２５】
【表１】
2004211099.tif 000002