(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする脂肪族ポリエステル５０〜８０質量％及び（ｂ）充填剤２０〜５０質量％からなる樹脂組成物１００質量部に対して（ｃ）脂肪酸０．５〜１０質量部を含有する、生分解性を有するコンポストバッグ用脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
【請求項２】
（ａ）グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする脂肪族ポリエステル５０〜８０質量％及び（ｂ）充填剤２０〜５０質量％からなる樹脂組成物１００質量部に対して（ｃ）脂肪酸０．５〜１０質量部を含有する、生分解性を有する農業用フィルム用脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
【請求項３】
（ａ）グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする脂肪族ポリエステル５０〜８０質量％及び（ｂ）充填剤２０〜５０質量％からなる樹脂組成物１００質量部に対して、（ｃ）脂肪酸０．５〜１０質量部及び（ｄ）ステアリン酸カルシウム０．３〜５重量部を含有する、生分解性を有するコンポストバッグ用脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
【請求項４】
（ａ）グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする脂肪族ポリエステル５０〜８０質量％及び（ｂ）充填剤２０〜５０質量％からなる樹脂組成物１００質量部に対して、（ｃ）脂肪酸０．５〜１０質量部及び（ｄ）ステアリン酸カルシウム０．３〜５重量部を含有する、生分解性を有する農業用フィルム用脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
【請求項５】
脂肪族ポリエステルは、融点が５０〜１９０℃であり、かつ、重量平均分子量が５００００以上である請求項１または３に記載の脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
【請求項６】
脂肪族ポリエステルは、融点が５０〜１９０℃であり、かつ、重量平均分子量が５００００以上である請求項２または４に記載の脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
【請求項７】
充填剤は、平均粒子径が１μ以下であることを特徴とする請求項１または３に記載の脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
【請求項８】
充填剤は、平均粒子径が１μ以下であることを特徴とする請求項２または４に記載の脂肪族ポリエステル樹脂組成物。
【請求項９】
請求項２または４に記載の脂肪族ポリエステル樹脂組成物を成形して得られる農業用フィルム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、引裂き強度が強く、インパクト強度に優れ、生分解性を有するコンポストバッグや、農業用フィルムおよび包装材料などに好適な脂肪族ポリエステル樹脂組成物及びそのフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
生分解性樹脂は、水中や土中で比較的容易に分解することが知られている。そのため、ゴミ処理問題などの環境保全の面から世界的に注目されている。これらの中でも、脂肪族ポリエステルは、ポリエチレンに近い物性を有することもあって、該樹脂を成形して得られるフィルムは、農業資材、土木資材、植生資材、包装材等のフィルム用途として将来が期待されている（特開平５−２７１３７７号公報、特開平６−１７０９４１号公報など）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記フィルムは、いずれも引裂き強度が充分ではなく実用上問題があった。
本発明は、かかる状況に鑑みてなされたものであり、引裂き強度にすぐれた脂肪族ポリエステル樹脂組成物及びそのフィルムを提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成するに至った。
すなわち本発明は、（ａ）グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする脂肪族ポリエステル５０〜８０質量％及び（ｂ）充填剤２０〜５０質量％からなる樹脂組成物１００質量部に対して、（ｃ）脂肪酸０．５〜１０質量部を含有する、生分解性を有するコンポストバッグまたは農業用フィルム用脂肪族ポリエステル樹脂組成物及びそのフィルムを提供するものである。また、本発明は、（ａ）グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする脂肪族ポリエステル５０〜８０質量％及び（ｂ）充填剤２０〜５０質量％からなる樹脂組成物１００質量部に対して、（ｃ）脂肪酸０．５〜１０質量部及び（ｄ）脂肪酸金属塩０．３〜５重量部を含有する、生分解性を有するコンポストバッグまたは農業用フィルム用脂肪族ポリエステル樹脂組成物及びそのフィルムを提供するものである。なお、後者の発明は、前者の発明の効果に、さらに耐熱老化性を付与するものである。
【０００５】
【発明の実施の形態】
本発明に用いる（ａ）脂肪族ポリエステルとしては、微生物により生物合成されるポリエステル、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする、ポリエステルあるいはこれらの共重合体などが挙げられる。
本発明に用いる脂肪族ポリエステルとしては、融点が５０〜１９０℃であり、かつ重量平均分子量が５００００以上であることが良好な成形品を得るうえで好ましい。
【０００６】
脂肪族ポリエステルの具体例としては、微生物による生合成系の「バイオポール」（日本モンサント社製）、ポリ乳酸系の「レイシア」（三井化学社製）及び「ラクティ」（島津製作所製）、ポリカプロラクトン系の「プラクセル」（ダイセル化学社製）、グリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とする系の「ビオノーレ」（昭和高分子社製）などが挙げられる。以上に挙げた樹脂は２種類以上をブレンドして用いてもよい。
【０００７】
これらの中でもグリコールと脂肪族ジカルボン酸を主成分とするポリエステルが好ましい。グリコールとしては、例えば、エチレングリコール、１，４−ブタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、デカメチレングリコール、ネオペンチルグリコール等が挙げられ、これらを併用してもよい。脂肪族ジカルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸並びにこれらの無水物等が挙げられ、これらは併用することもできる。さらに、上記グリコールと脂肪族ジカルボン酸は任意の組み合わせで用いることができる。また、その他成分として、３官能または４官能を有する多価アルコール、オキシカルボン酸または多価カルボン酸を少量添加したものでもよい。
好ましいものの例としては、上記ビオノーレ＃１０００及び＃３０００が挙げられる。
【０００８】
また、本発明における（ｂ）充填剤は、一般に合成樹脂分野において強度や耐久性などの諸性質を改善する目的で添加されている物質である。充填剤の種類としては無機系と有機系があるが目的とするフィルムにより適宜選択して使用できる。
無機系充填剤としては、マグネシウム、カルシウム、バリウム、亜鉛、ジルコニウム、モリブデン、珪素、アンチモン、チタン等の金属の酸化物、その水和物（水酸化物）、硫酸塩、炭酸塩、珪酸塩のごとき化合物、これらの複塩並びにこれらの混合物に大別される。具体例としては、例えば、酸化アルムニウム（アルミナ）、その水和物、水酸化カルシウム、酸化マグネシウム（マグネシア）、水酸化マグネシウム、酸化亜鉛（亜鉛華）、鉛丹及び鉛臼のごとき鉛の酸化物、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ホワイトカーボン、マイカ、タルク、ガラス繊維、ガラス粉末、ガラスビーズ、クレー、珪藻土、シリカ、ワラストナイト、酸化鉄、酸化アンチモン、酸化チタン（チタニア）、リトポン、軽石粉、硫酸アンモニウム（石膏など）、珪酸ジルコニウム、炭酸バリウム、ドロマイト、二硫化モリブデン及び砂鉄などが挙げられる。
【０００９】
一方、有機系充填剤としては、セルロース系、澱粉系（可塑化澱粉も含む）等が挙げられる。該有機系充填剤のこのましいものの具体例としてはセルロースパウダー、木紛、古紙紛、籾殻紛、澱粉、可塑化澱粉等が挙げられる。
これらの充填剤の径又は、大きさが５ミクロン以下（さらに好ましくは1ミクロン以下、とりわけ０．５ミクロン以下）のものが好ましい。
本発明においては、脂肪族ポリエステルと充填剤との合計量に占める充填剤の配合割合は２０〜５０質量％であり、好ましくは２２〜４５質量％であり、特に好ましくは２５〜４０質量％である。充填剤の配合割合が２０質量％未満では引裂き強度の改良効果が期待できない。一方、５０質量％を超えると成形安定性にかけるので好ましくない。
【００１０】
さらに、本発明における（ｃ）脂肪酸としては、カルボキシル基１個を有する鎖状のカルボン酸が挙げられ、直鎖状でもよく、側鎖を有するものであってもよい。脂肪酸の具体例としては、例えば、カプロン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘニン酸、パルミトレイン酸、オレイン酸、エイコセン酸、エルシン酸、エライジン酸、トランス１１エイコセン酸、トランス１３ドコセン酸、リノール酸、リノレン酸、リシノール酸、エルカ酸等が挙げられる。以上に挙げた脂肪酸は２種類以上をブレンドして用いてもよい。これらの中でもステアリン酸及びラウリン酸が好ましい。
本発明における脂肪酸の配合量は、脂肪族ポリエステルと充填剤からなる樹脂組成物１００質量部に対して０．５〜１０質量部であり、好ましくは０．５〜５質量部であり、特に好ましくは０．８〜２質量部である。脂肪酸の配合量が０．５質量部未満ではインパクト強度の改良効果が期待できない。一方、１０質量部を超えるとフィルムからブリードするので好ましくない。
【００１１】
さらに、本発明にける（ｄ）脂肪酸金属塩としては、上記脂肪酸の水酸基を金属原子で置換した化合物が上げられる。金属原子としては、周期表の１Ａ、２Ａ及び３Ｂ族の原子が好ましい。好ましい金属原子の例としては、カリウム、カルシウム、マグネシウム、アルミニウム及びバリウムが挙げられる。その他の族の金属、例えば、亜鉛あるいは鉄では、むしろ熱劣化を促進するため好ましくない。特に好ましい例としてはステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム等であり、これらはブレンドして用いてもよい。
脂肪酸金属塩の配合量は、脂肪族ポリエステルと充填剤からなる樹脂組成物１００質量部に対して０．３〜５質量部であり、好ましくは０．３〜２質量部であり、特に好ましくは０．５〜１質量部である。脂肪酸金属塩の配合量が０．３質量部未満では耐熱劣化の改良効果が期待できない。一方、５質量部を超えるとフィルムからブリードするので好ましくない。
【００１２】
本発明のポリエステルフィルムの製造方法としては、例えば上記各成分を溶融混合し、公知の成形方法でフィルム化する方法が挙げられる。フィルムの成形方法としては、水冷または空冷インフレーション成形、Ｔダイ式フィルム押出成形、押出ラミネーション成形等が挙げられる。また、本発明のフィルムとしては、前記フィルムを、更に一軸又は二軸延伸したものであってもよい。
【００１３】
また、本発明のフィルムは、所望により当該技術分野において通常用いられている添加剤、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線防止剤、帯電防止剤、難燃剤、結晶化促進剤を本発明の特性を損なわない範囲で添加してもよい。
具体的には、酸化防止剤としてはｐ−ｔ−ブチルヒドロキシトルエン、ｐ−ｔ−ブチルヒドロキシアニソール等のヒンダードフェノール系酸化防止剤；熱安定剤としてはトリフェニルホスファイト、トリスノリルフェニルホスファイト等；紫外線吸収剤としてはｐ−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシ−２’−カルボキシベンゾフェノン、２，４，５−トリヒドロキシブチロフェノン等；帯電防止剤としてはＮ，Ｎ−ビス（ヒドロキシエチル）アルキルアミン、アルキルアミン、アルキルアリルスルホネート、アルキルスルホネート等；難燃剤としてはヘキサブロモシクロドデカン、トリス−（２，３−ジクロロプロピル）ホスフェート、ペンタブロモフェニルアリルエーテル等；結晶化促進剤としてはタルク、ホロンナイトライト、ポリエチレンテレフタレート、ポリ−トランスシクロヘキサンジメタノールテレフタレート等が挙げられる。
【００１４】
【実施例】
以下、発明を実施例によりさらに詳しく説明する。
なお、融点は示差走査熱量計（セイコー電子社製、ＤＳＣ２００）を用いて昇温速度１０℃／分の条件で測定した。ＭＦＲはＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠し、温度１９０℃、荷重２．１６ｋｇｆの条件で測定した。
重量平均分子量（以下「Ｍｗ」という）はゲルクロマトグラフィー（昭和電工社製、Ｓｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  Ｓｙｓｔｅｍ−１１）を用いて下記の条件で測定した。
溶媒：酢酸アンモニウム１５ｍｍｏｌ／ｌ含有するヘキサフルオロイソプロプルアルコール溶液
樹脂濃度：０．１質量％
検量線：ＰＭＭＡ標準サンプル（昭和電工社製、Ｓｈｏｄｅｘ  Ｓｔａｎｄａｒｄ  Ｍ−７５）
生分解性は、昭和電工（株）総合研究所内テニスコート横の地面から約１０ｃｍの深さのところに１０ｃｍ角に裁断したフィルムをナイロンメッシュに挟んで１年間埋設した後、樹脂成分の重量減少量を測定し、その減少割合を次の４段階で評価した。
◎  …  ８０％以上
○  …  ５０〜８０％未満
△  …  １０〜５０％未満
×  …  １０％未満
耐熱劣化性はＪＩＳ  Ｋ７２１０に準拠して、温度１９０℃、荷重２１．１８ＭＰａの条件測定したＭＦＲの滞留時間30分のときの値（ＭＦＲ３０）と通常の滞留時間6分のときの値（ＭＦＲ６）との比（ＭＦＲ３０/ＭＦＲ６）により次の４段階で評価を行った。
◎  …  ＭＦＲ比＜２．０
○  …  ２．０≦ＭＦＲ比＜５．０
△  …  ５．０≦ＭＦＲ比＜１０．０
×  …  ＭＦＲ比≧１０．０
フィルムの引裂き強度はＩＳ  Ｐ８１１６に準拠し、エルメンドルフ引裂き試験機を用いて測定し、インパクト強度はＪＩＳ  Ｐ―８１３４に準拠して測定を行った。
【００１５】
また、脂肪族ポリエステルとして次の３種類を用いた。
・ポリエステルＡ；  ビオノーレ＃１００１（昭和高分子社製、融点；１１３℃、ＭＦＲ；１．４ｇ／１０分、Ｍｗ；２２００００）
・ポリエステルＢ；  ビオノーレ＃３００１（昭和高分子社製、融点；９５℃、ＭＦＲ；１．２ｇ／１０分、Ｍｗ；２４００００）
・ポリエステルＣ；  プラクセルＨ−７（ダイセル化学社製、融点；６０℃、ＭＦＲ；３．５ｇ／１０分、Ｍｗ；１２００００）
充填剤として、タルク（林化成社製ミクロンホワイト＃５０００ＳＡ、平均粒径２ミクロン）、炭酸カルシウム（白石工業社製Ｖｉｇｏｔ１０、平均粒径０．１ミクロン）（以下「タンカルA」という）、（白石工業製ミクロンパウダー、平均粒径１ミクロン）（以下「タンカルB」という）、（白石工業製ホワイトンSB赤、平均粒径３．７ミクロン）（以下「タンカルC」という）、高純度結晶性シリカ（龍森製クリスタライト５X、平均粒径１．３ミクロン）（以下「シリカA」という）及びソフトシリカシリカ（龍森製ＩＭＳＩＬＡ−８、平均粒径２．２ミクロン）（以下「シリカＢ」という）を用いた。
脂肪酸として純正化学製ステアリン酸粉末、試薬一級を用いた。
脂肪酸金属塩としては純正化学製ステアリン酸カルシウム（以下「Ca-St」という）、試薬一級を用いた。
【００１６】
実施例１〜１０、比較例１〜５
表１に種類及び配合量が示されている脂肪族ポリエステル、充填剤及び脂肪酸をスクリュー径３０ｍｍの異方向二軸押出機を用いて溶融混練し、組成物ペレットを得た。得られた各ペレットの耐熱劣化性を評価した。
また、得られたペレットを温度５０℃で２４時間真空乾燥後、吉井鉄工社製インフレーション成形機を用いて厚さ３０ミクロン、折幅４７０ｍｍ（ブローアップ比＝３相当）のフィルムを成形した。得られた各フィルムの引裂き強度、インパクト及び生分解性を評価した。以上の結果を表２に示す。
【００１７】
【表１】
0004594480.tif 000002
【００１８】
【表２】
0004594480.tif 000003
【００１９】
【発明の効果】
本発明の脂肪族ポリエステル樹脂組成物は、特に引裂き強度とインパクトに優れ、かつ生分解性も良好であるので、農業用フィルム、コンポストバッグ、包装材料用フィルムとして、多方面の分野に利用でき有用である。