(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪族ポリエステル１００重量部に対し、ポリグリセリン酢酸エステル５〜５０重量部を含む脂肪族ポリエステル組成物。
【請求項２】
脂肪族ポリエステル１００重量部に対し、ポリグリセリン酢酸エステルと、下記一般式（１）で表される化合物とを５〜５０重量部含む脂肪族ポリエステル組成物。
【化１】
0003748832.tif 000009
（式中、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３の少なくとも１つは炭素数８〜２２のアシル基であり、残りがアセチル基または水素原子である。）
【請求項３】
一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３の少なくとも１つが炭素数８〜１８のアシル基であり、残りがアセチル基である請求項２に記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【請求項４】
一般式（１）で表される化合物が、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノラウレート、及びグリセリンジアセトモノオレートから選ばれた少なくとも１種である請求項２に記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【請求項５】
ポリグリセリン酢酸エステルを構成するポリグリセリンの重合度が２〜４である請求項１〜４のいずれかに記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【請求項６】
ポリグリセリン酢酸エステルのアセチル化率が５０〜１００％である請求項１〜５のいずれかに記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【請求項７】
ポリグリセリン酢酸エステルが、ジグリセリンジアセテート、ジグリセリントリアセテート、及びジグリセリンテトラアセテートから選ばれた少なくとも１種または２種以上の混合物である請求項１〜６のいずれかに記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかに記載の脂肪族ポリエステルがポリ乳酸である脂肪族ポリエステル組成物。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれかに記載の脂肪族ポリエステル組成物をフィルム、シート又は袋等に成形してなる可撓性成形物。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は生分解性プラスチックに関するものであり、詳しくは、ポリ乳酸を主成分とする脂肪族ポリエステルに特定構造の可塑剤を配合してなる、生分解性脂肪族ポリエステル組成物及び可撓性成形物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ポリエチレン、ポリスチレン、ポリプロピレン或いはポリ塩化ビニル等のプラスチック製品は、食品包装、建築材料或いは家電製品などの様々な広い分野で利用され、日常生活で不可欠な物となっている。
【０００３】
しかしながら、それらプラスチック製品は耐久性という特徴を有する反面において、それが利用の使命を終え廃棄物になった場合には、その良好な耐久性がために自然界での分解性に劣り、生物系に影響を及ぼすなど、環境破壊の原因となるマイナスの反面を持っている。
【０００４】
プラスチックの持つそのような欠点を克服するために注目を集めているのが生分解性プラスチックである。生分解性プラスチックは環境中に生息する微生物が産出する酵素の働きによりごく短時間に低分子化合物に分解され、最終的には水や二酸化炭素などの無機物に分解される。
【０００５】
近年の環境問題への問題意識の昂まりによってプラスチック製品のリサイクルが法規化され、リサイクル、リユースと共に環境中で容易に分解される所謂生分解性プラスチックが注目され、官民共にその研究・開発に力を注いでいる。その用途としては特に環境中で使用される農業用資材（例えば、根菜類育成用ハウスに用いるシートないしフィルムなど。）や回収が困難である食品包装分野に用いられる資材（例えば、食品包装フィルムないしシート又は袋など。）、その他の包装用資材（例えば、衣料、日用雑貨包装用シートないしフィルム又は袋など。）などでの利用が期待されている。
【０００６】
それら生分解性プラスチックは大きく分けて微生物産出系、天然物利用系或いは化学合成系があるが、現在実用化され始めている生分解性プラスチックとしては脂肪族ポリエステル系、変性ポリビニルアルコール、或いはでんぷん変性体などに大別される。
【０００７】
脂肪族ポリエステルとしてはポリブチレンサクシネートやポリヒドロキシブチレートなどがあり、半合成系重合体としてポリ乳酸がある。
【０００８】
ポリ乳酸はポリエチレンと同等の引張強度、ポリエチレンテレフタレートと同等の透明性を有する結晶性熱可塑性高分子であり、医薬用の縫合糸などに用いられ、安全性は高く、また、燃焼した場合も燃焼カロリーがポリエチレン、ポリプロピレンなどの約１／３と小さく、焼却炉を痛めることが少なく、有害なガスの発生もない。また、そのような利点のために近年になって製造法や応用用途などの研究開発が盛んになり、今後、用途の多角化とそれに伴う生産量の増加が期待される。
【０００９】
しかしながら、ポリ乳酸にはそのような長所を有する反面、その成形品は硬く、柔らかさが要求される分野、特にフィルムや包装資材などには使用が制限されていた。硬さを改善し、柔らかさを付与するには可塑剤の添加が一つの方法であるが、可塑剤として作用するには、
（１）可塑化される重合体又は樹脂との相溶性に優れていること、
（２）可塑化効率がよいこと、
（３）加工後の揮発、移行或いは染み出しによる性能の低下がないこと、
のような条件を備える必要がある。
【００１０】
ポリ乳酸及びポリ乳酸を主成分とする樹脂の可塑剤としては、トリアセチン（島津評論、Ｖｏｌ．５４、Ｎｏ．１５５（１９９７．３）：特開平６−１８４１４７号公報：同７−１７７８２６号公報）、脂肪族ジカルボン酸及び／又は鎖状分子ジオールのエステル或いはそれらを主成分とする脂肪族ポリエステル（特開平８−１９９０５３号公報：同８−２４５８６６号公報）、トリアセチン、トリブチン又はブチルフタリルブチルグリコレート（特開平９−２９６１０３号公報）、炭素数１〜１０のアルキル基を有するグリセリン誘導体（特開平１１−３２３１１３号公報）或いは炭素数６〜１８のアシル基を有するジアセチルモノアシルグリセロール（特開２０００−３０２９５６号公報）などが開示されているがいずれも性能や物性において一長一短があり、十分満足できるものとは言えない。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、脂肪族ポリエステル、中でも特にポリ乳酸に柔軟性を付与するための可塑剤、及びそれを用いた脂肪族ポリエステル組成物、該組成物をフィルム、シート及び袋等に成形してなる可撓性成形物を提供することを課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、脂肪族ポリエステルに特定の化合物を可塑剤として配合することにより上記課題が達成されることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【００１３】
前記課題を解決する本発明は下記の構成を有する。
１．脂肪族ポリエステル１００重量部に対し、ポリグリセリン酢酸エステル５〜５０重量部を含む脂肪族ポリエステル組成物。
【００１４】
２．脂肪族ポリエステル１００重量部に対し、ポリグリセリン酢酸エステルと、下記一般式（１）で表される化合物とを５〜５０重量部含む脂肪族ポリエステル組成物。
【００１５】
【化２】
0003748832.tif 000002
【００１６】
（式中、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３の少なくとも１つは炭素数８〜２２のアシル基であり、残りがアセチル基または水素原子である。）
【００１７】
３．一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３の少なくとも１つが炭素数８〜１８のアシル基であり、残りがアセチル基である前記２に記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【００１８】
４．一般式（１）で表される化合物が、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノラウレート、及びグリセリンジアセトモノオレートから選ばれた少なくとも１種である前記２に記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【００１９】
５．ポリグリセリン酢酸エステルを構成するポリグリセリンの重合度が２〜４である前記１〜４のいずれかに記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【００２０】
６．ポリグリセリン酢酸エステルのアセチル化率が５０〜１００％である前記１〜５のいずれかに記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【００２１】
７．ポリグリセリン酢酸エステルが、ジグリセリンジアセテート、ジグリセリントリアセテート、及びジグリセリンテトラアセテートから選ばれた少なくとも１種または２種以上の混合物である前記１〜６のいずれかに記載の脂肪族ポリエステル組成物。
【００２２】
８．前記１〜７のいずれかに記載の脂肪族ポリエステルがポリ乳酸である脂肪族ポリエステル組成物。
【００２３】
９．前記１〜８のいずれかに記載の脂肪族ポリエステル組成物をフィルム、シート又は袋等に成形してなる可撓性成形物。
【００２４】
【発明の実施の形態】
本発明についてさらに詳しく説明する。
【００２５】
本発明におけるポリエステルはポリ乳酸を主たる対象とするものである。使用されるポリ乳酸樹脂はその重合度或いは品質を問わない。又、ポリ乳酸のホモポリマーのみならず、グリコール酸、ε−カプロラクトン、トリメチレンカーボネート或いはポリエチレングリコールなどの共重合体を併用してもよい。又、ポリ乳酸樹脂の物性を損なわない範囲において、酢酸セルロース、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリヒドロキシブチレートとバリレートとの共重合体、キチン、キトサン或いはでん粉など、他の生分解性高分子を配合しても構わない。
【００２６】
本発明で用いる主たる可塑剤は、ポリグリセリン酢酸エステルである。ここでポリグリセリンとしては、グリセリンの平均重合度２〜１２のものが挙げられ、好ましくは２〜６であり、更に好ましくは２〜４である。具体的にはジグリセリン、トリグリセリン、テトラグリセリン、ペンタグリセリン、ヘキサグリセリン等を例示でき、これらは単独もしくは任意の組み合わせの混合物として使用できる。
【００２７】
ポリグリセリン酢酸エステルの製法は特に限定されないが、例えば無水酢酸を用いる方法、酢酸を用いるエステル化反応等が挙げられる。ポリグリセリンの水酸基に対する酢酸のエステル化の度合い（以下「アセチル化率」と略す。）は５０％以上が好ましく、より好ましくは７５〜１００％である。
【００２８】
ポリグリセリン酢酸エステルのアセチル化率は次式により算出される。
【００２９】
【数１】
0003748832.tif 000003
本発明で用いる可塑剤としては、ポリグリセリン酢酸エステルと前記一般式（１）で表されるグリセリン酢酸脂肪酸エステルとを併用することができる。その場合、ポリグリセリン酢酸エステルの割合は、両者の混合物中少なくとも１０重量％以上が好ましい。
【００３０】
ここで用いるグリセリン酢酸脂肪酸エステルのアセチル基はグリセリン１モルに対して平均２モル以下である。炭素数８〜２２のアシル基（以下「Ｃ８〜２２のアシル基」という。）、好ましくはＣ８〜１８のアシル基は、グリセリン１モルに対して平均１モル以上である。又、該化合物と脂肪族ポリエステルとの相溶性から、該化合物の水酸基価は２０以下が好ましい。又、該化合物の形状は、作業性から常温で液体であることが好ましい。
【００３１】
一般式（１）において、Ｒ１、Ｒ２、及びＲ３の少なくとも１つがＣ８〜１８のアシル基であり、残りがアセチル基であるエステルがさらに好ましい。特に好ましい化合物として、グリセリンジアセトモノカプリレート、グリセリンジアセトモノラウレート、及びグリセリンジアセトモノオレートが挙げられ、これらは単独で使用しても、混合して使用しても良い。グリセリンジアセトモノラウレートの市販品としては、リケマールＰＬ‐００４、ＰＬ‐０１２、ＰＬ‐０１４〔理研ビタミン社製、商品名〕、グリセリンジアセトモノオレートの市販品としては、ポエムＧ‐０３８、ポエムＧ‐０４８〔理研ビタミン社製、商品名〕が挙げられる。
【００３２】
これら可塑剤の添加量は、最終製品の結晶化度、柔軟性、耐熱性等に影響を及ぼす。添加量が多過ぎると結晶化度及び耐熱性が低下する。また少なすぎると十分な柔軟性が得られない。このような観点から、可塑剤の添加量は、脂肪族ポリエステル１００重量部に対し、５〜５０重量部であることが好ましい。更に好ましくは１０〜３０重量部である。
【００３３】
本発明に係る脂肪族ポリエステル組成物には、主成分である脂肪族ポリエステル、本発明の可塑剤（ポリグリセリン酢酸エステル単独、又は当該ポリグリセリン酢酸エステルと前記一般式（１）で表される化合物との混合物）の他に、用途に応じて、本発明の目的を損なわない範囲で、アンチブロッキング剤、滑剤、帯電防止剤、防曇剤、紫外線吸収剤、熱安定剤、酸化防止剤、着色防止剤、充填剤、顔料、難燃剤等の添加剤を添加してもよい。
【００３４】
本発明に係る脂肪族ポリエステル組成物は、脂肪族ポリエステルと本発明の可塑剤、場合によっては他の添加剤を高速または低速の攪拌機等を用いて均一に混合した後、十分な混練能力を有する一軸あるいは多軸の押出機を用いて溶融混練する方法等を採用することができる。本発明に係る脂肪族ポリエステル組成物（樹脂組成物）の形状は、ペレツト、棒状、粉末等が好ましい。
【００３５】
以上のようにして得られた脂肪族ポリエステル組成物（樹脂組成物）を、Ｔダイが装着された押出機を用いる溶融押出法によりフィルム状あるいはシート状に成形する。又これとは別に、円形ダイが装着された押出機を用いる溶融押出法、即ち、インフレーション成形法によっても製造することができる。
【００３６】
上記方法により得られた延伸フィルムあるいはシートを所定の寸法に切断してカットシートとして用いてもよいし、また延伸フィルムを袋状に形成して用いてもよい。袋を形成する方法としては、ヒートシール法、高周波法等が挙げられる。
【００３７】
これら延伸フィルムあるいはシートで包装されるものとしては、特に制限はない。通常、食品、医薬品、化粧品、肥料、電化製品、紙製品及びそれらの廃棄物等が挙げられる。好ましくは、野菜類、果実類、魚介類、肉類、穀物類、乾物類、パン類、乳製品類、麺類、菓子類、山菜類、調味料類等の食品類、及びそれらの廃棄物等が挙げられる。
【００３８】
袋として用いる場合の具体例としては、食品袋、ショッピングバッグ、ゴミ袋、コンポストバツグ、土嚢用袋等が挙げられる。カットシートとして用いる場合の具体例としては、食品包装用ラップフィルム、化粧品用ラップフィルム、医薬品用ラップフィルム、外科用塗布薬用ラップフィルム、農業用ラップフィルム、電化製品用ラップフィルム等が挙げられる。その他、園芸施設等の農業用フィルム、粘着テープ用基材フィルム、防水シート等の可撓性成形物として使用することができる
【００３９】
【実施例】
以下、実施例をもって本発明を具体的に説明する。
【００４０】
〔試験試料〕
［試料１］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率５０％）
［試料２］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率７５％）
［試料３］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
［試料４］トリグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
［試料５］テトラグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
［試料６］ヘキサグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
【００４１】
［試料７］デカグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）
［試料８］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）／グリセリンジアセトモノカプリレート＝１：９
［試料９］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）／グリセリンジアセトモノカプリレート＝１：１
［試料１０］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）／グリセリンジアセトモノカプリレート＝３：１
［試料１１］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）／グリセリンジアセトモノラウレート〔商品名：リケマールＰＬ‐０１２、理研ビタミン社製〕＝１：１
［試料１２］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）／グリセリンジアセトモノオレート〔商品名：ポエムＧ−０３８、理研ビタミン社製〕＝１：１
【００４２】
［試料１３］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）／グリセリンジアセトモノエルシン  ＝１：１
［試料１４］ジグリセリン酢酸エステル（アセチル化率１００％）／グリセリンモノアセトジラウレート  ＝１：１
［試料１５］ジ（２−エチルヘキシル）フタレート［市販品］
［試料１６］ジブチルフタレート［市販品］
［試料１７］アセチルクエン酸トリブチル［市販品］
［試料１８］グリセリントリアセテート［市販品］
【００４３】
〔調製例１〕
ポリ乳酸〔商品名：ポリ乳酸ラクティ＃９０２１（平均分子量１４５，０００）、島津製作所社製〕を、含まれる水分を除くため、１１０℃で４時間加熱した。次に、得られた乾燥ポリ乳酸１００重量部に対して所定量の可塑剤を加え、高速攪拌機を用いて均一に混合した後、２軸の押出機を用いて溶融混練し、２００℃で押し出しペレツトを作製した。
【００４４】
〔試験例１〕引張試験（ＪＩＳ  Ｋ−７１１３準拠）
調製例１で得た各ペレットについて、射出成形機（ＩＳ５５ＥＰＮ、東芝機械社製）を用いて１号試験片を作製し、温度２３℃、相対湿度５０％の条件下に１日保存したものを試験に供した。試験機器はテンシロン万能試験機（ＲＴＣ―１３１０、オリエンテック社製）を使用、つかみ具間距離１２０ｍｍ、試験速度２００ｍｍ／分の条件で、試験した。
【００４５】
〔試験例２〕曲げ試験（ＪＩＳ  Ｋ−７２０３準拠）
調製例１で得た各ペレットについて、射出成形機（ＩＳ５５ＥＰＮ、東芝機械社製）を用いて厚さ６ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ１２ｃｍの試験片を作製し、温度２３℃、相対湿度５０％の条件下に１日保存したものを試験に供した。試験機器はテンシロン万能試験機（ＲＴＣ―１３１０、オリエンテック社製）を使用し、試験速度３ｍｍ／分の条件で、試験した。
【００４６】
〔試験例３〕ブリード性
調製例１で得た各ペレットについて、射出成形機（ＩＳ５５ＥＰＮ、東芝機械社製）を用いて厚さ３ｍｍ、幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍの試験片を作製し、温度５０℃、相対湿度５０％の条件下に１週間保存し、ブリードの程度を観察した。
以上の結果を表１〜５に示す。尚、表中「部」は重量部をあらわす。
【００４７】
【表１】
0003748832.tif 000004
【００４８】
【表２】
0003748832.tif 000005
【００４９】
【表３】
0003748832.tif 000006
【００５０】
【表４】
0003748832.tif 000007
【００５１】
【表５】
0003748832.tif 000008
【００５２】
【発明の効果】
本発明によれば、ポリ乳酸又は乳酸単位を含む脂肪族ポリエステル組成物に柔軟性が付与され、その結果、食品、医薬品、化粧品等の包装用フィルム、農業用フィルム、土建・建築用フィルム等の可撓性成形物として広範囲な資材として好適に使用し得る。とりわけ、都市ゴミの回収に際して、野菜クズ等の生ゴミを本発明の袋に分別回収することにより、焼却処分ではなく堆肥化処理も可能となる。