(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
生分解性脂肪族ポリエステル樹脂 100重量部と表面処理された充填剤10〜 150重量部とからなる生分解性粘着テープの表面に、生分解性粘着剤が塗布されてなることを特徴とする生分解性粘着テープであって、上記の表面処理された充填剤が、澱粉をアセチレングリコールおよびその誘導体から選択される少なくとも１種で表面処理したものである生分解性粘着テープ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生分解性粘着テープ、特には柔軟性と可撓性に優れると共に低コストで物性のバランスのとれた生分解性粘着テープに係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
農園芸の用途において苗木を支柱に固定したり、蔓を支柱に絡ませたりする場合、古くは棕櫚縄や麻紐などが使用されてきたが、これらの材料の入手が困難になってきたことから、最近はこれらに代わるものとして延伸ポリプロピレンなどのプラスチック製の紐、針金、針金入りのプラスチック製の紐などが用いられるようになってきた。しかし、プラスチック製品や針金は腐らないため、そのままにしておくと、塵埃となって地表を汚したり足の裏に突き刺さったりするおそれがあり、使用後の回収の手間が大変であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
したがって、本発明の目的は、使用後、そのまま放置しておいても、自然に分解してしまう、安価な生分解性粘着テープを提供しようとするものである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の生分解性粘着テープは、生分解性脂肪族ポリエステル樹脂 100重量部と表面処理された充填剤10〜 150重量部とからなる生分解性粘着テープの表面に、生分解性粘着剤が塗布されていることを特徴とするもので、表面処理された充填剤には、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウムおよび水酸化マグネシウムから選択される少なくとも１種を、チタネートカップリング剤、アルミニウムカップリング剤、アセチレングリコールおよびその誘導体から選択される少なくとも１種で表面処理したもの；シリカ、セラミックスバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズおよび製紙ヘドロを焼却して得られるシリカを主成分とする焼却灰から選択される少なくとも１種を、エポキシ系シランカップリング剤で表面処理したもの；澱粉をアセチレングリコールおよびその誘導体から選択される少なくとも１種で表面処理したもの；などが好適に使用され、また生分解性粘着剤には、イソブチレンなどの天然ゴムを基材とする天然ロジン、テルペンまたはポリカプロラクトンの高水酸基化物が使用される。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳細に説明すると、本発明の生分解性粘着テープで用いられる生分解性脂肪族ポリエステル樹脂は生分解性を有するものであればよく、具体的には、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、セバシン酸、フマル酸、マレイン酸、ドデカン酸、リンゴ酸、酒石酸、クエン酸などで例示される多価カルボン酸及びこれらの無水物などと、エチレングリコール、プロピレングリコール、ブタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、グリセリン、トリメチロールプロパンなどの多価アルコールとの縮重合物、乳酸の環状二量体であるラクチドやε−カプロラクトンなどの環状エステルの開環重合物（ポリカプロラクトン）、乳酸やヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸のようなヒドロキシ酸の縮重合物などが例示され、１種単独または２種以上の組み合わせで使用される。
【０００６】
充填剤には無機充填剤と有機充填剤とがあり、無機充填剤としては炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、シリカ、セラミックスバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズおよび上記製紙ヘドロの焼却灰などが挙げられ、有機充填剤としてはコムギ、トウモロコシなどの穀物、バレイショ、サツマイモ、タピオカなどの芋類などの澱粉が挙げられる。これらの平均粒径は 0.1〜 100μm のものがよく、また上記充填剤は１種単独または２種以上の組み合わせで使用され、組み合わせることで互いの特性を補完することができる。
【０００７】
これらの内、炭酸カルシウムについては、平均粒径が 0.1〜６μm のものであれば重質、軽質、コロイド質のいずれでもよいが、脂肪酸などによる表面処理はなされていないほうが好ましい。また粒径の大小による比表面積の差異は成形時の粘度、物性に影響が出るので、粒径の小さな炭酸カルシウムは粒径の大きな炭酸カルシウムよりも添加量を少なくするのが望ましい。水酸化カルシウム、クレー、タルク、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムまたはシリカについても、炭酸カルシウムと同様の粒径、表面処理のものが用いられる。
【０００８】
セラミックスバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズまたは上記製紙ヘドロの焼却灰については、平均粒径は１〜 100μm 程度、特には40〜50μm であればよい。これら球状の充填剤は充填時の粘度上昇が小さく、特にセラミックスバルーン、ガラスバルーンは中空のため比重が小さく、この添加によって生分解性樹脂の比重も小さくなるのでコスト面で有利となる。また真球のセラミックスバルーン、ガラスバルーンを使用すると、添加した生分解性樹脂中で方向性が現れないため、成形の際に方向性のない製品の得られる利点がある。
【０００９】
澱粉は、コムギ、トウモロコシなどの穀物の澱粉、バレイショ、サツマイモ、タピオカなどの芋類の澱粉など、材料の種類によって種々の形状をとり、アミロース及びアミロペクチンの含量、その重合度も異なり、粒径も種々であるが、平均粒径は１〜 100μm 程度、特には10〜25μm のものであればいずれの澱粉でもよい。澱粉には滑性があり、樹脂との混合物に滑剤を添加せずに成形時の滑性を付与できるので、配合の手間、コストの点で有利となる。
【００１０】
これらの充填剤の表面処理剤は、セラミックスバルーン、ガラスバルーン、ガラスビーズ、シリカおよび上記製紙ヘドロの焼却灰ではエポキシ系シランカップリング剤（表１）がよく、これら以外の無機充填剤ではチタネート系カップリング剤（表２）、アルミニウムカップリング剤（表３）あるいはアセチレングリコール及びこの誘導体（表４）が適当である。これらの内、エポキシ系シランカップリング剤とチタネート系カップリング剤は、無機の充填剤に対して、各カップリング剤の無機の部分が配向し、有機の部分が樹脂中に向かう形を取る。すなわち、無機物を有機物で包んだ構造となり、均一分散が可能となり、樹脂との相互作用により、物性低下を最小に止めることができるので好ましい。
【００１１】
【表１】
0003938609.tif 000002
【００１２】
【表２】
0003938609.tif 000003
【００１３】
【表３】
0003938609.tif 000004
【００１４】
【表４】
0003938609.tif 000005
【００１５】
一方、澱粉の表面処理剤にはアセチレングリコールまたはその誘導体が好ましい。アセチレングリコールは、強力な界面活性剤で、澱粉中のＯＨ基に配向し有機の部分が樹脂に向かう形となるため、樹脂中への均一分散および相互作用が生じることにより物性低下が小さくなると考えられる。澱粉などの有機の粉末を樹脂中に均一に分散させるのは、通常の表面処理剤には期待できないものであり、アセチレングリコールの大きな効果である。
【００１６】
これらの充填剤の表面処理の方法については、湿式法（加水分解による方法）、乾式法、ミキシングロール上でのインテグラルブレンドなど、いずれの方法で処理しても差しつかえなく、この表面処理剤の添加量は 0.5〜５PHR の範囲で十分である。これが0.5PHR未満では表面処理剤としての効果があまり期待できず、また５PHR を超えると高価になって経済性に劣るものとなる。
【００１７】
表面処理された充填剤は、前記生分解性脂肪族ポリエステル樹脂 100重量部に対し、10〜 150重量部の範囲内で必要な特性に応じて添加されるもので、10重量部未満では充填剤の添加による粘度調整、流動性、接着性、強度などに及ぼす効果が少なくなってしまい、 150重量部を超えると粘度が上がり過ぎて成形性、物性の低下が著しく実用性がなくなってしまう。
【００１８】
表面処理された充填剤が添加された生分解性脂肪族ポリエステル樹脂は、通常使用時に光劣化を起こしてはならないもののため、例えば、紫外線吸収剤、酸化防止剤などを添加してもよく、また着色のための顔料や柔軟性を付与するための可塑剤などを添加してもよい。
【００１９】
更に、生分解性脂肪族ポリエステル樹脂は通常発熱量がポリエチレンなどの約 1/2であるが、表面処理された充填剤が添加された上記生分解性脂肪族ポリエステル樹脂では、発熱量が更に少なくポリエチレンなどの 1/3〜 1/4となり、焼却炉での焼却処理も全く問題なく、更に澱粉などを添加して埋設した場合には、微生物による分解が更に促進されるという副次効果も期待できる。
【００２０】
本発明の生分解性粘着テープは、上記の表面処理された充填剤を所定量配合した生分解性脂肪族ポリエステル樹脂を、Ｔダイまたはインフレーションダイを用いた押出し成形によりフィルムまたはシート状にし、さらに延伸させることで強度を増すことができる。また、この材料は吸湿性があり、かつ充填剤によって水分が保持されるので、静電気による帯電がなく表面固有抵抗率が 0.5×1011〜９×1011の範囲となり汚れの付着がないなど、粘着テープ材料として望ましい特性を有する。さらに充填剤の添加は、粘着テープの硬さや柔軟性の調整、ガス透過性の向上などの効果もある。
【００２１】
次に、得られた生分解性粘着テープの片面または両面に生分解性粘着剤が塗布されて本発明の生分解性粘着テープとなる。生分解性粘着剤としては生分解性粘着テープと同様、生分解性であることが必要であり、このために基材としてイソブチレン天然ゴムを使用し、粘着力付与用樹脂として天然ロジン、テルペンまたはポリカプロラクトンの高水酸基化物を用いるのが好ましい。生分解性粘着剤にはまた、軟化剤として可塑剤、液状粘着付与剤など、粘度調整用充填剤として生分解性粘着テープにおいて用いたのと同様の充填剤を用いればよく、更に必要に応じて安定剤、着色剤などを添加することもできる。
【００２２】
生分解性粘着テープへの生分解性粘着剤の塗布は、例えばグラビア、リバースなどのロールコーティングによる通常のコーティング法で行えばよく、その際のコーティング層の厚さは用途によって差異はあるが、通常の粘着テープでの厚さである５〜 100μm とすればよい。生分解性粘着剤に再剥離性を与えておけば粘着剤同士は接着するが、粘着剤以外の他の面とは粘着しないので、植物の蔓の固定などの作業が非常に便利になる。
【００２３】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例に基づいて具体的に説明するが、本発明は実施例の記載に限定されるものではない。
参考例１
脂肪族ポリエステル樹脂：ビオノーレ1001（昭和高分子社製、商品名、1,4-ブタンジオールとコハク酸の縮重合物） 100重量部、チタネートカップリング剤としてのテトライソプロピルビス（ジオクチルホスファイト）チタネート１重量部を添加した平均粒径２μmの重質炭酸カルシウム 120重量部、ステアリン酸２重量部およびアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム：7764（昭島化学工業社製、商品名）３重量部を、 120℃のミキシングロールで樹脂の溶融５分後まで混練し、シート状で取り出した。これを厚さ２mmの型枠に入れ、140℃で５分間プレスして厚さ２mmのシートとした。このシートからＪＩＳに規定されている２号ダンベルで打ち抜き試験用サンプルを作製し、200mm/分の速度で引張り試験を行い、強度、伸び、100％モジュラスを測定し、その結果を表５に示した。
【００２４】
他方、前記シート状物を室温に冷却後、粉砕してペレットを作製し、これをスクリュー径65mmの二軸押出機を用いて、シリンダー温度：80〜 170℃、ダイス温度： 180℃にて、厚さ70μm 、幅 700mmのシートを押出した。この表面に、天然ゴム 100重量部とトール油ロジン75重量部よりなる粘着剤を、リバースロールコーターを用いて30μm の厚さに塗布し、幅20mmにスリットして本発明の生分解性粘着テープを得た。この生分解性粘着テープをJIS Z 0237の「粘着テープ試験法」に準じて粘着剤塗布面同士をゴムローラーを使って貼り合わせた後、300mm/分の速度でのＴ型剥離を行い、粘着力を測定したところ、 350g/20mmの値が得られ、十分な粘着力のあることが分かった。
【００２５】
実施例１
脂肪族ポリエステル樹脂：ビオノーレ1001（前出） 100重量部と、アセチレングリコールの酸化エチレン付加体：サーフィノール440 （日信化学工業社製、商品名）１重量部を添加した平均粒径20μmのコーンスターチ 100重量部（日本製粉社製）とを、 120℃のミキシングロールで樹脂の溶融５分後まで混練した。これをシート状で取り出し、参考例１と同様にして打ち抜き試験用サンプルを作製し、同様の測定を行ったところ、表５に示す結果が得られた。また上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットを作製し、これを用いて参考例１と同じ要領でシートを押出し、その表面に参考例１と同様に粘着剤を塗布して本発明の生分解性粘着テープを得た。この生分解性粘着テープの粘着力を参考例１と同様の方法で測定したところ、330g/20mmの値が得られ、十分な粘着力のあることが分かった。
【００２６】
参考例２
脂肪族ポリエステル樹脂：ビオノーレ1001（前出） 100重量部、高分子量エポキシ系シランカップリング剤：MAC2101 （日本ユニカー社製、商品名）１重量部を添加した平均粒径45μmのガラスバルーン：X-39（旭硝子社製、商品名）60重量部、ステアリン酸を２重量部およびアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム：7764（前出）３重量部を、90℃のミキシングロールで樹脂の溶融５分後まで混練した。これをシート状で取り出し、参考例１と同様にして打ち抜き試験用サンプルを作製し、同様の測定を行ったところ、表５に示す結果が得られた。また上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットを作製し、これを用いて参考例１と同じ要領でシートを押し出した。これに参考例１と同様にして生分解性粘着テープを作り、同様の測定を行ったところ300g/20mmで、十分な粘着力のあることが分かった。
【００２７】
参考例３
脂肪族ポリエステル樹脂：ビオノーレ1001（前出） 100重量部、アルミネートカップリング剤としてのアセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート１重量部を添加した平均粒径２μmの重質炭酸カルシウム 120重量部、ステアリン酸２重量部及びアルキルベンゼンスルホン酸カルシウム：7764（前出）３重量部を120℃のミキシングロールで樹脂の溶融５分後まで混練した。これをシート状で取り出し、参考例１と同様にして打ち抜き試験用サンプルを作製し、同様の測定を行ったところ、表５に示す結果が得られた。また上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットを作製し、これを用いて参考例１と同じ要領でシートを押し出した。これに参考例１と同様にして生分解性粘着テープを作り、同様の測定を行ったところ350g/20mmで、十分な粘着力のあることが分かった。
【００２８】
比較例１
参考例１において、重質炭酸カルシウムをチタネート処理しなかったほかは同様にしてミキシングロールで均一に混練した。これをシート状で取り出し、実施例１と同様にして打ち抜き試験用サンプルを作製し、同様の測定を行ったところ、表５に示す結果が得られた。また上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットを作製し、これを用いて参考例１と同じ要領でシートを押出した。これに実施例１と同様にして粘着剤を塗布しようとしたが、強度不足のためシートがコーティングライン中で切断してしまい、粘着剤を塗布できなかった。
【００２９】
比較例２
実施例１において、コーンスターチをアセチレングリコールで処理しなかったほかは同様にしてミキシングロールで樹脂の溶融５分後まで混練した。これをシート状で取り出し、参考例１と同様にして打ち抜き試験用サンプルを作製し、同様の測定を行ったところ、表５に示す結果が得られた。また上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットを作製し、これを用いて参考例１と同じ要領でシートを押出した後、これに参考例１と同様に粘着剤を塗布しようとしたが、比較例１と同様、強度不足のため、シートがコーティングライン中で切断してしまい、粘着剤を塗布できなかった。
【００３０】
比較例３
参考例２において、ガラスバルーンをエポキシ系シランカップリング剤で処理しなかったほかは同様にしてミキシングロールで樹脂の溶融５分後まで混練した。これをシート状で取り出し、参考例１と同様にして打ち抜き試験用サンプルを作製し、同様の測定を行ったところ、表５に示す結果が得られた。また上記シート状物を室温に冷却後粉砕してペレットを作製し、これを用いて参考例１と同じ要領でシートを押出した。これに参考例１と同様に粘着剤を塗布しようとしたが、比較例１と同様、強度不足のため、シートがコーティングライン中で切断してしまい、粘着剤を塗布できなかった。
【００３１】
【表５】
0003938609.tif 000006
【００３２】
なお、上記実施例１、参考例１〜３で得られた生分解性粘着テープを、それぞれ腐葉土中に埋めて、23℃、55％RHの恒温室中に放置したところ、３か月後には分解はかなり進行していた。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の生分解性粘着テープは、充填剤を多量に添加することが可能で、物性のバランスのとれたものとなる。また充填剤を多量に添加したときでも、物性の低下が少なく、土中に埋めておけば樹脂分の少ない分だけ分解が早く、例えば、水酸化カルシウムや上記製紙ヘドロの焼却灰などのアルカリ性充填剤では、土壌中での加水分解が促進されるので微生物による分解がより早くなる。同様に澱粉質の充填剤を添加したときも微生物による分解がより早くなる。さらに焼却したときの発熱量も従来の生分解性樹脂の１／２程度で、焼却炉を傷めることがないなどの利点を有する。