(57)【要約】【課題】本発明は、消費者が開封するまで気密性を保つことができ、開封後の繰り返しの開閉においても優れた弾力性、気密性を有し、かつ廃棄後も地球環境に優しいパッキング材を提供せんとするものである。【解決手段】本発明のパッキング材は、生分解性樹脂発泡体からなり、該発泡体の２５％圧縮応力が１０〜１００００ｋＰａの範囲であり、かつ２５％圧縮永久歪みが２０％以下であることを特徴とするものである【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性樹脂発泡体からなり、該発泡体の２５％圧縮応力が１０〜１００００ｋＰａの範囲であり、かつ２５％圧縮永久歪みが２０％以下であることを特徴とするパッキング材。
【請求項２】
該発泡体の発泡倍率が１．５〜２０倍の範囲であり、かつ厚みが０．２〜５ｍｍの範囲であることを特徴とする請求項１記載のパッキング材。
【請求項３】
該生分解性樹脂発泡体が、架橋してなるものであることを特徴とする請求項１または２記載のパッキング材。
【請求項４】
該生分解性樹脂が、脂肪族ポリエステル、生分解性セルロースエステル、ポリペプチド、ポリビニルアルコール、澱粉、セルロース、キチン・キトサン質および天然直鎖状ポリエステル系樹脂から選ばれた少なくとも一種であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のパッキング材。
【請求項５】
該生分解性樹脂発泡体の少なくとも片面に、紙および／または生分解性樹脂フィルムが積層されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のパッキング材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、廃棄後も地球環境に優しく、かつ、機密性に優れた素材からなる、例えば食品、化粧品等の容器の蓋に好適に用いられるパッキング材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば食品、化粧品等の容器の蓋には、内容物の変色、変質などを防ぐために気密性を向上させるパッキング材が使われている。パッキング材としては、古くはコルク材が弾力性、気密性に優れることから使用されてきたが、大量かつ安価に供給することが困難であるため、近年は、紙、樹脂や樹脂発泡体などが使われるようになってきた。特に樹脂発泡体として低密度ポリエチレンの発泡体が弾力性、気密性に優れるために好適に用いられてきた。
【０００３】
しかし、樹脂や樹脂発泡体は、土中に埋没しても半永久的に残存し、焼却処分を行う場合においても、燃焼熱が非常に高いため大量に処分した場合は焼却炉を傷めてしまうという問題点を抱えていた。特に、樹脂を架橋させた架橋発泡体の場合は、リサイクルすることも事実上不可能であるという欠点があった。このため、地球環境を汚染し、自然の景観を損なう場合も少なくなかった。また、紙を用いた場合は自然環境に優しいが、紙では弾力性に劣り、製造段階で紙と容器を接着することで消費者が開封する瞬間までは気密性が保たれるが、開封後には容器と蓋との間に隙間ができるため、気密性が問題となった。
【０００４】
近年、環境に優しいプラスチックとして生分解性樹脂の開発が進み、市場に出回りつつある。この生分解性樹脂の発泡体を用いてパッキング材とすることが考えられる。しかし、現在市場にある生分解性樹脂発泡体は、パッキング材として必要な繰り返しの開閉に耐えうる弾力性、気密性を必ずしも満足するものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、消費者が開封するまで気密性を保つことができ、開封後の繰り返しの開閉においても優れた弾力性、気密性を有し、かつ廃棄後も地球環境に優しいパッキング材を提供せんとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、かかる課題を解決するために、次のような手段を採用するものである。すなわち、本発明のパッキング材は、生分解性樹脂発泡体からなり、該発泡体の２５％圧縮応力が１０〜１００００ｋＰａの範囲であり、かつ２５％圧縮永久歪みが２０％以下であることを特徴とするものである
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明は、前記課題、つまり消費者が開封するまで気密性を保つことができ、開封後の繰り返しの開閉においても優れた弾力性、気密性を有し、かつ廃棄後も地球環境に優しいパッキング材について、鋭意検討し、該パッキング材を特定な生分解性樹脂の発泡体で、しかも、特定な物理特性を有するもので構成してみたところ、かかる課題を一挙に解決することを究明したものである。
【０００８】
本発明で使用する生分解性樹脂としては、特には限定されないが、例えば、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリ−β−プロピオラクトン、ポリ−β−ブチロラクトン、ポリ−γ−ブチロラクトン、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリリンゴ酸等の脂肪族ポリエステル、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート・アジペート等のジオールとジカルボン酸を重縮合してなる脂肪族ポリエステル、ポリブチレンサクシネート・カーボネート、ポリブチレンサクシネート・テレフタレート、ポリブチレンアジペート・テレフタレート等のジオールとジカルボン酸およびその誘導体を重縮合してなる脂肪族ポリエステル、酢酸セルロース、セルロースブチレート、セルロースプロピオネート、硝酸セルロース、硫酸セルロース、セルロースアセテートブチレート、硝酸酢酸セルロース等の生分解性セルロースエステル、ポリビニルアルコール等の化学合成により得られる生分解性樹脂を使用することができる。
【０００９】
また、微生物を利用した生分解性樹脂として、ポリ（３−ヒドロキシアルカノエート）等のポリエステル、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ポリロイシン等のポリペプチドも使用することができる。また、天然に存在する生分解性樹脂としては、例えば、澱粉として、トウモロコシ澱粉、コムギ澱粉、コメ澱粉などの生澱粉、酢酸エステル化澱粉、メチルエーテル化澱粉、アミロース等の加工澱粉等、セルロース、カラギーナン、キチン・キトサン質、ポリヒドロキシブチレート・バリレート等の天然直鎖状ポリエステル系樹脂等を使用することができる。また、これらの生分解性樹脂は、それらを構成する成分同士の共重合体であっても、生分解性を示す樹脂であれば使用することができる。
【００１０】
かかる生分解性樹脂は、単独で用いてもよいし、２種類以上併用してもよい。かかる生分解性樹脂として本発明に好ましく使用されるものは、ポリ乳酸、ジオールとジカルボン酸およびその誘導体を重縮合してなる脂肪族ポリエステル、生分解性セルロースエステル、ポリペプチド、ポリビニルアルコール、澱粉、セルロース、キチン・キトサン質および天然直鎖状ポリエステル系樹脂から選ばれる少なくとも一種のものである。
【００１１】
樹脂組成物中の全樹脂成分に対する生分解性樹脂の割合は、特に限定されないが、５０重量％以上であるのが好ましい。生分解性樹脂量が増えれば、分解速度が速くなり、また、分解後の崩形性が向上するからである。５０重量％未満の少ないものであると、このような効果が得られにくくなる。
【００１２】
生分解性樹脂以外の樹脂成分としては特に制限は無く、例えば、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレンゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリブテン等を添加することができる。
【００１３】
本発明のパッキング材で用いる生分解性樹脂発泡体は、２５％圧縮応力が１０〜１００００ｋＰａ、好ましくは２０〜５０００ｋＰａの範囲であるものであることが重要である。すなわち、２５％圧縮応力が１０ｋＰａより低いと、内容物の接触により、気密性が損なわれる可能性がある。また、１００００ｋＰａより高いと、柔軟性に劣り、蓋を閉めたときの気密性を高めるのに強い力が必要となり、作業性が悪くなる傾向が出てくる。
【００１４】
ここでいう２５％圧縮応力とは、ＪＩＳ　Ｋ−６７６７に従い、以下の方法にて算出した値のことである。
【００１５】
すなわち、発泡体を上下面が平行で周囲を切断したシート状サンプルを積み重ね、その外形寸法が長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２５〜３０ｍｍとなるように積み重ねる。このものの厚みを精密に測定し、所定の試験装置に挟み、圧縮速度１０ｍｍ／ｍｉｎで初めの厚みの２５％を圧縮してその荷重Ｗ（Ｎ）を測定し、以下の式に従い算出する。
【００１６】
σ＝Ｗ／Ａ
ここで、σ：２５％圧縮応力（Ｐａ）、
Ｗ：荷重（Ｎ）、
Ａ：圧縮面積（ｍ２）である。
【００１７】
本発明のパッキング材で用いる生分解性樹脂発泡体は、２５％圧縮永久歪みが２０％以下、好ましは１０％以下であることが必要である。すなわち、２５％圧縮永久歪みが２０％を超えると、開封後、繰り返し開閉する時にパッキング材の歪みにより、容器と蓋との間に隙間ができ、気密性を保てなくなる。
【００１８】
本発明でいう２５％圧縮永久歪みとは、ＪＩＳ　Ｋ−６７６７に従い、以下の方法にて算出した値のことである。
【００１９】
すなわち、発泡体を上下面が平行で周囲を切断したシート状サンプルを積み重ね、その外形寸法が長さ５０ｍｍ、幅５０ｍｍ、厚さ２５ｍｍとなるように積み重ねる。このものの厚みを精密に測定し、所定の試験装置に挟み、試験片の厚さの２５％だけ圧縮固定して、標準状態の場所に連続２２時間放置する。その後、試験片を取り外し、標準状態の場所に２４時間放置した後、前と同じ箇所の厚さを測定し、以下の式に従い算出する。
【００２０】
Ｃ＝（ｔ０−ｔ１）／ｔ０×１００
ここで、Ｃ　：２５％圧縮永久歪み（％）、
ｔ０：試験片の初めの厚さ（ｍｍ）、
ｔ１：試験片の試験後の厚さ（ｍｍ）である。
【００２１】
本発明で用いる生分解性樹脂発泡体を製造する方法の一例としては、例えば、生分解性樹脂に、アゾジカルボンアミド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、ジニトロソペンタメチレンテトラミン、トルエンスルホニルヒドラジド、アゾビスイソブチロニトリル、アゾジカルボン酸バリウム等の熱分解型発泡剤、あるいは重炭酸ナトリウム等の熱分解型発泡剤を配合し、配合物を加熱して発泡剤を分解させることによって発泡させる方法があり、別の方法としては、揮発性有機溶剤を生分解性樹脂に含浸させ、高圧状態で可塑化せしめた後低圧状態に移して発泡させる方法、さらに別の方法としては、空気、窒素、炭酸ガス等の高圧ガスを成型機内で溶融状態の生分解性樹脂に吹き込む方法などを採用することができる。この中で、熱分解型発泡剤を用いる方法が、独立気泡の発泡体を提供し易く、表面良好な発泡体が得られやすい利点がある。
【００２２】
本発明の生分解性樹脂発泡体の発泡倍率としては、好ましくは１．５〜２０倍の範囲であり、さらに好ましくは２．０〜１５倍である。発泡倍率が１．５倍を下回ると、硬くて、柔軟性に欠けるため、気密性に劣る傾向がある。また、発泡倍率が２０倍を上回ると、機械的特性が低下する傾向がある。
【００２３】
本発明の生分解性樹脂発泡体の形態はシート状である。シート状にすることにより、生産性が優れるだけでなく、生分解速度を速くすることができる。発泡体シートの厚みは、０．２〜５ｍｍの範囲であり、好ましくは０．５〜４ｍｍの範囲である。発泡体シートの厚みが０．２ｍｍ未満では、発泡体の緩衝特性が低下し、気密性が損なわれる。また、５ｍｍより厚くなっても、パッキング材としての効果は変わらず、厚みを増す分コストアップ、使用後の廃棄物の増加につながる。尚、該発泡体シートの厚みは、予め厚いシートを作成し、スライス機等を用いて厚み方向に分割して作成しても良い。
【００２４】
本発明で使用する生分解性樹脂発泡体は架橋してなるものでも良い。樹脂に架橋構造を導入することで弾性回復力が向上するため、無架橋発泡体を用いるよりも架橋発泡体を用いる方が繰り返しの開閉においても気密性を向上する効果が生じるため好ましい。
【００２５】
本発明の生分解性樹脂発泡体に架橋構造を導入する方法としては特に限定されないが、例えば、電離性放射線を所定線量照射する方法、過酸化物による架橋、シラン架橋などをあげることができる。
【００２６】
これらの中でも電離性放射線により樹脂を架橋させる方法が、発泡体表面を外観美麗に成形できることから好ましく用いることができる。電離性放射線としては、例えば、α線、β線、γ線、電子線等を採用することができる。電離性放射線の照射線量は、好ましくは１０〜５００ｋＧｙ、より好ましくは５０〜３００ｋＧｙである。照射線量が少なすぎると、発泡成形時に気泡を保持するために、十分な溶融粘度が得られず、多すぎると、発泡成形時の溶融張力が高すぎるため、ガス抜けが発生し、表面性の良好な発泡体が得られない。
【００２７】
さらに生分解性樹脂に効率よく架橋構造を導入する方法として、多官能性モノマーを架橋助剤として併用することが採用される。このように架橋助剤を併用すると、少ない線量で効率よく架橋構造を導入することができるため、生産性が向上するという利点がある。
【００２８】
かかる架橋助剤としては、特に限定されず、従来公知の多官能性モノマー、例えば、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート、エチレングリコールジアクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、テトラメチロールメタントリアクリレート、１，９−ノナンジオールジメタクリレート、１，１０−デカンジオールジメタクリレート等のアクリレート系またはメタクリレート系化合物；トリメリット酸トリアリルエステル、ピロメリット酸トリアリルエステル、シュウ酸ジアリル等のカルボン酸のアリルエステル；トリアリルシアヌレート、トリアリルイソシアヌレート等のシアヌール酸またはイソシアヌール酸のアリルエステル；Ｎ−フェニルマレイミド、Ｎ，Ｎ’−ｍ−フェニレンビスマレイミド等のマレイミド系化合物；フタル酸ジプロパギル、マレイン酸ジプロパギル等の２個以上の三重結合を有する化合物；ジビニルベンゼンなどの多官能性モノマーを使用することができ、さらに、取り扱いやすさと汎用性等の点から、１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート等のエステル系の多官能性モノマーが好ましく用いられる。これらの多官能モノマーは、それぞれ単独で用いても、あるいは２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２９】
これらの多官能モノマーの添加量は、少なすぎると良好な架橋発泡体が得られず、多すぎると得られた発泡体の成形性が低下するため、樹脂組成物１００重量部に対して、好ましくは０．５〜１０重量部、より好ましくは１〜６重量部である。
【００３０】
本発明に使用する生分解性樹脂発泡体を構成する樹脂組成物中には、本発明の効果を阻害しない範囲において、各種添加剤成分を添加してもよい。例えば、添加剤として架橋剤、酸化防止剤、滑剤、熱安定剤、顔料、難燃剤、帯電防止剤、核剤、可塑剤、抗菌剤、生分解促進剤、発泡剤分解促進剤、光安定剤、紫外線吸収剤、ブロッキング防止剤、充填剤、防臭剤、増粘剤、発泡助剤、気泡安定剤、金属害防止剤などであり、これらを単独もしくは２種類以上併用して添加することができる。
【００３１】
かかる生分解性樹脂からパッキング材を製造する方法は、特には限定されず、生分解性樹脂発泡体を、気体混入法、常圧発泡法、加圧発泡法、押出発泡法等の従来公知の方法で製造し、該発泡体シートから所定の形状のパッキング材を打ち抜く方法が採用される。必要に応じて、発泡体シートに紙および／または生分解性樹脂フィルムを積層してから、所定の形状のパッキング材を打ち抜くことができる。
【００３２】
かかる生分解性樹脂発泡体と紙および／または生分解性樹脂フィルムを積層する方法としては、特には限定されないが、一対のロールに生分解性樹脂発泡体と紙および／または生分解性樹脂フィルムを連続的に通過させて、圧着もしくは熱圧着する方法が採用される。この時、粘着剤を用いることもできる。
【００３３】
かかる粘着剤としては、例えば、アクリル系粘着剤、ポリウレタン系粘着剤、ポリビニルアルコール系合成粘着剤、主に天然化合物からなる生分解性粘着剤等を使うことができ、これらの中でも、使用後の地球環境に優しい点で生分解性粘着剤が好ましい。
【００３４】
【実施例】
以下、本発明を実施例により、さらに詳細に説明するが本発明はこれに限定されるものではない。
【００３５】
実施例１
生分解性樹脂として、１９０℃でのメルトフローレートが３のポリブチレンサクシネート１００ｋｇ、発泡剤としてアゾジカルボンアミド４ｋｇ、架橋助剤として１，６−ヘキサンジオールジメタクリレート８．０ｋｇを準備し、これらをヘンシェルミキサーに投入し、２００〜４００ｒｐｍの低速回転で約３分混合し、ついで８００〜１０００ｒｐｍの高速回転とし、３分間混合して発泡用樹脂組成物とした。この発泡用樹脂組成物を発泡剤の分解しない温度、具体的には１５０℃に加熱したベント付きの押出し機に導入、Ｔダイから押し出し、厚みが１．０ｍｍの架橋発泡用シートに成型した。このシートに８０ｋＧｙの電子線を加速電圧８００ｋＶで照射し、架橋せしめた後、縦型熱風発泡装置に連続的に導入し、２３０℃で３〜４分加熱発泡して連続シート状の架橋発泡体として巻取った。
【００３６】
このようにして得られた発泡体の厚みは２．０ｍｍ、発泡倍率７倍、２５％圧縮応力２５０ｋＰａ、２５％圧縮永久歪みは２．５％であり、パッキング材として良好であった。また、パッキング材を容器と蓋の間に入れ蓋を密閉するために使った後、蓋から取り外し、土中に埋設したところ半年後には分解変化が観測されていた。
【００３７】
実施例２
実施例１で得られた生分解性樹脂発泡体と、生分解性樹脂フィルムであるポリブチレンサクシネートフィルムとを、１５０℃に加熱した熱ロールとニップロールとの間を連続的に通過させて熱圧着した。このようにして得られたシートから打ち抜いて得られたパッキング材は、弾力性、気密性に優れ良好であった。また、パッキング材を容器と蓋との間に入れ蓋を密閉するために使った後、蓋から取り外し、土中に埋設したところ半年後には分解変化が観測されていた。
【００３８】
実施例３
生分解性樹脂として、１９０℃でのメルトフローレートが１０のポリブチレンサクシネートを１５０℃に設定した押出し機に導入し、押出機の途中より炭酸ガスを約２．０ｗｔ％注入し、リップ幅０．８ｍｍに設定したサーキュラーダイより押し出し、圧力を解放することで発泡体を得た。このようにして得られた発泡体の厚みは２．０ｍｍ、発泡倍率は８倍、２５％圧縮応力２２０ｋＰａ、２５％圧縮永久歪みは６．５％であり、パッキング材として良好であった。また、パッキング材を容器と蓋との間に入れ蓋を密閉するために使った後、蓋から取り外し、土中に埋設したところ半年後には分解変化が観測されていた。
【００３９】
比較例１
生分解性樹脂として、１９０℃でのメルトフローレートが３のポリブチレンサクシネート１００ｋｇを１５０℃に加熱したベント付きの押出し機に導入、Ｔダイから押し出し、厚みが１．０ｍｍのシートに成型した。このようにして得られたシートを打ち抜きパッキング材を作成したところ、発泡していないため弾力性に欠け人の力で気密状態を作るのは困難であった。このパッキング材を使用後、土中に埋設したところ半年後には分解変化が観測されていた。
【００４０】
比較例２
樹脂として、１９０℃でのメルトフローレートが３のポリエチレン１００ｋｇ、発泡剤としてアゾジカルボンアミド２ｋｇを用い、電子線の照射線量を３０ｋＧｙとした以外は、実施例１と同様の方法を用いて発泡体を得た。このようにして得られた発泡体の厚みは２．０ｍｍ、発泡倍率５倍、２５％圧縮応力５０ｋＰａ、２５％圧縮永久歪みは４．５％であり、パッキング材として良好であった。また、パッキング材を容器と蓋との間に入れ蓋を密閉するために使った後、蓋から取り外し、土中に埋設したところ半年後経過後も原型をとどめており分解変化は見られなかった。
【００４１】
【発明の効果】
本発明のパッキング材は、生分解性樹脂発泡体からなり、該発泡体の２５％圧縮応力が１０〜１００００ｋＰａの範囲であり、かつ２５％圧縮永久歪みが２０％以下としたことで、消費者が開封するまで気密性を保つことができ、開封後の繰り返しの開閉においても優れた弾力性、気密性を有し、かつ廃棄後も地球環境に優しいものを得ることができる。