JP2019177488A - Package for food container - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、耐熱性や断熱性が要求される、例えばホット飲料容器(コーヒー、茶、スープ)、低温食品(アイスクリーム、チョコバー及びシリアルバー、ヨーグルト)即席麺容器(ラーメン・うどん・焼きそば)、電子レンジ対応容器、ボイル対応容器などに利用可能な生分解性を有する食品容器用包装体に関する。より詳しくは、生分解性樹脂層を水蒸気発泡させた断熱性を有し、表面意匠性、断熱性、剛性、生産性に優れた熱可塑性生分解樹脂シートからなる成形体に関する。 The present invention requires heat resistance and heat insulation, for example, hot beverage containers (coffee, tea, soup), low-temperature foods (ice cream, chocolate bar, cereal bar, yogurt) instant noodle containers (ramen, udon, yakisoba) The present invention also relates to a food container package having biodegradability that can be used for a container for a microwave oven, a container for a boil. More specifically, the present invention relates to a molded article made of a thermoplastic biodegradable resin sheet having a heat insulating property obtained by steam-foaming a biodegradable resin layer and having excellent surface design properties, heat insulating properties, rigidity, and productivity.
従来、食品用、農業用、工業用など各種産業用容器類には、数多くのプラスチックが利用されている。このうち、使い捨てされる容器類として、例えば食品包装材があげられる。一般的なプラスチック容器類の使用量は年々増加しており、廃棄される量も増加してきている。廃棄物量を減らすために、再利用する動きが活発になってきている。しかしながら、リユース方式の再利用では、内容物の付着などの汚れを除去するためにコストがかかり、マテリアルリサイクル方式での再利用では、使用されている材料毎の分別が非常に困難であり、さらに異なる分子量の樹脂、異なった添加物が混合されることにより、リサイクルされる以前の商品と異なった商品への利用が余儀なくされる場合がある。 Conventionally, many plastics are used for various industrial containers such as food, agriculture and industrial use. Among these, examples of disposable containers include food packaging materials. The amount of general plastic containers used is increasing year by year, and the amount discarded is also increasing. In order to reduce the amount of waste, there is an active movement to reuse. However, reuse of the reuse method is costly to remove dirt such as adhesion of contents, and the reuse of the material recycling method is very difficult to separate for each used material. By mixing resins having different molecular weights and different additives, there are cases where it is unavoidable to use products different from those before recycling.
該プラスチックフィルムを構成するプラスチックとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート等がある。しかしながら、これらプラスチックフィルムは石油由来の原料から生産されるため、化石資源の枯渇問題や、焼却時に発生する二酸化炭素による地球温暖化の問題を有している。また、殆どのプラスチックは、環境中での耐久性があるため、廃棄した場合にその形状が保たれ、環境汚染や、埋立地の不足等の廃棄物問題が深刻となっている。 Examples of the plastic constituting the plastic film include polyethylene, polypropylene, polystyrene, polyvinyl chloride, and polyethylene terephthalate. However, since these plastic films are produced from petroleum-derived raw materials, they have the problem of depletion of fossil resources and the problem of global warming due to carbon dioxide generated during incineration. Also, most plastics are durable in the environment, so that their shape is maintained when discarded, and waste problems such as environmental pollution and lack of landfill are becoming serious.
これらのことから、容器類は、廃棄の段階で解決すべき課題を有しており、内容物とともに土中埋設や好機条件化での分解促進など、様々な生分解性容器の検討がなされている。 For these reasons, containers have problems to be solved at the stage of disposal, and various biodegradable containers have been studied, such as embedding in the soil with the contents and promoting decomposition under favorable conditions. Yes.
単純な生分解性を有さない発泡紙カップとしては、加熱処理によって低密度ポリエチレンを発泡させることによって製造される断熱性発泡紙カップなどの断熱性発泡紙製容器において、発泡時に印刷インキにより発泡断熱層の厚さが部分的に異なる紙製容器を製造する方法がある。(特許文献1) As a foamed paper cup that does not have simple biodegradability, a heat-insulating foamed paper layer such as a heat-insulated foamed paper cup manufactured by foaming low-density polyethylene by heat treatment, and a foamed heat-insulating layer with printing ink at the time of foaming There is a method of manufacturing a paper container having partially different thicknesses. (Patent Document 1)
また、近年、植物由来の原料や植物から製造される樹脂、生分解性樹脂が使用されるようになってきている。植物由来の樹脂原料についての研究は数多くなされており、植物由来樹脂原料の代表例としては、紙、ポリ乳酸、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、ポリカプロラクトン、ポリブチレンテレフタレートアジペート、ポリブチレンテレフタレートサクシネートといった脂肪族ポリエステル又は芳香脂肪族ポリエステルが挙げられ、生分解性と断熱性付与のため断熱空気層を有する複合容器の技術がある(特許文献2)。 In recent years, plant-derived raw materials, resins produced from plants, and biodegradable resins have been used. Many researches have been made on plant-derived resin raw materials. Typical examples of plant-derived resin raw materials include paper, polylactic acid, polybutylene succinate, polybutylene succinate adipate, polycaprolactone, polybutylene terephthalate adipate, polybutylene. Aliphatic polyesters or araliphatic polyesters such as terephthalate succinate can be mentioned, and there is a technique of a composite container having a heat insulating air layer for imparting biodegradability and heat insulation (Patent Document 2).
一方で、2重容器などは材料が重複し、製造工程が複雑化するなどの問題がある。また、即席麺などの食品容器は、内容物を加熱調理する必要があり誰でも扱える簡便性(ユニバーサルデザイン)、剛性、耐油性、耐熱性、断熱性を備えている必要がある On the other hand, the double container has a problem that the material is duplicated and the manufacturing process is complicated. In addition, food containers such as instant noodles need to be cooked and the contents must be easy to handle (universal design), rigid, oil resistant, heat resistant, and heat insulating.
本発明は、従来技術に見られる前記課題に対し、耐熱・断熱性を有する生分解性樹脂を用いた発泡層を有する。すなわち、使用時には耐熱性を含めた実用的な性能を確保した製品を与え、使用後には生分解させることにより解決を図る技術を提供することである。 This invention has a foaming layer using the biodegradable resin which has heat resistance and heat insulation with respect to the said subject seen in a prior art. That is, it is to provide a technology that ensures a practical performance including heat resistance during use and provides a technique for solving the problem by biodegradation after use.
本発明者等は前記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、ポリエステル系生分解樹脂を構成成分として含む接着性・成型性に富むポリブチレンアジピン酸テレフタレートを主体としたグラフト共重合体又はそのブレンド樹脂を利用することにより、即席麺の使用に耐えうる実用的な性能を確保し、かつ自然環境下で微生物の働きや加水分解などにより水や無機化合物に分解される容器が得られることを見出し、本発明を完成させた。 As a result of intensive studies to solve the above-mentioned problems, the present inventors have found that a graft copolymer mainly composed of polybutylene adipic acid terephthalate, which contains a polyester-based biodegradable resin as a constituent component and is rich in adhesiveness and moldability, or the like. By using blended resin, it is possible to ensure a practical performance that can withstand the use of instant noodles and to obtain a container that can be decomposed into water and inorganic compounds by the action of microorganisms and hydrolysis under natural environment. The headline and the present invention were completed.
本発明により、生分解性に優れ、即席麺容器として実用的な性能を有する容器を得ることができる。 According to the present invention, a container having excellent biodegradability and practical performance as an instant noodle container can be obtained.
以下、本発明を実施するための好適な形態について説明する。本実施形態にかかる容器は紙を主体とする基材層と、基材層の少なくとも片面に、加熱により発泡する脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂を含有する樹脂組成物からなる発泡層と、を備える。また、ここでは、容器の樹脂部が、ポリブチレンアジピン酸テレフタレートからなるグラフト共重合体又はそのブレンドを50重量%以上含む生分解性樹脂発泡断熱層から成る、高温内容物を断熱するための生分解性容器を例に説明する。 Hereinafter, preferred embodiments for carrying out the present invention will be described. The container according to the present embodiment has a base layer mainly composed of paper, a foam layer made of a resin composition containing an aliphatic aromatic copolymer polyester resin that foams by heating on at least one side of the base layer, Is provided. Here, the resin part of the container is composed of a biodegradable resin foam heat insulating layer containing 50% by weight or more of a graft copolymer made of polybutylene adipate terephthalate or a blend thereof. A decomposable container will be described as an example.
[脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂]
本実施形態で用いられる樹脂組成物は、脂肪族ジオールと芳香族ジカルボン酸を主成分とする脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂を含む。この場合の脂肪族ジオール単位の含量は、芳香族ジカルボン酸単位と脂肪族オキシカルボン酸単位の全量を基準(100モル%)として、単量体成分の割合が90モル%以上、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上であることをいう。
[Aliphatic aromatic copolyester resin]
The resin composition used in the present embodiment includes an aliphatic aromatic copolymer polyester resin mainly composed of an aliphatic diol and an aromatic dicarboxylic acid. In this case, the content of the aliphatic diol unit is 90 mol% or more, preferably 95 mol based on the total amount of the aromatic dicarboxylic acid unit and the aliphatic oxycarboxylic acid unit (100 mol%). % Or more, more preferably 98 mol% or more.
脂肪族ポリエステル系樹脂の原料となる脂肪族オキシカルボン酸の具体例としては、乳酸、グリコール酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、2−ヒドロキシカプロン酸、6−ヒドロキシカプロン酸、2−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、2−ヒドロキシイソカプロン酸等、又はこれらの低級アルキルエステル若しくは分子内エステルが挙げられる。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体又はラセミ体のいずれでもよく、形態としては固体、液体又は水溶液のいずれであってもよい。これらの中で特に好ましいものは、乳酸又はグリコール酸が挙げられる。 Specific examples of the aliphatic oxycarboxylic acid used as a raw material for the aliphatic polyester resin include lactic acid, glycolic acid, 2-hydroxy-n-butyric acid, 2-hydroxycaproic acid, 6-hydroxycaproic acid, and 2-hydroxy-3. , 3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, 2-hydroxyisocaproic acid and the like, or lower alkyl esters or intramolecular esters thereof. When optical isomers are present in these, any of D-form, L-form and racemic form may be used, and the form may be any of solid, liquid or aqueous solution. Among these, lactic acid or glycolic acid is particularly preferable.
脂肪族ジオールの具体例としては、炭素数2〜10個の脂肪族ジオール成分が好ましく、炭素数4〜6個の脂肪族ジオール成分が特に好ましい。具体的には、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール等が挙げられ、中でも1,4−ブタンジオールが特に好ましい。 As specific examples of the aliphatic diol, an aliphatic diol component having 2 to 10 carbon atoms is preferable, and an aliphatic diol component having 4 to 6 carbon atoms is particularly preferable. Specific examples include ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,4-butanediol, 1,4-cyclohexanedimethanol, and 1,4-butanediol is particularly preferable.
芳香族ジカルボン酸の具体例としては、特に限定されないが、例えばテレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等が挙げられ、中でも、テレフタル酸、イソフタル酸が好ましく、テレフタル酸が特に好ましい。また、芳香環の一部がスルホン酸塩で置換されている芳香族ジカルボン酸も挙げられる。 Specific examples of the aromatic dicarboxylic acid are not particularly limited, and examples thereof include terephthalic acid, isophthalic acid, naphthalenedicarboxylic acid, and the like. Among them, terephthalic acid and isophthalic acid are preferable, and terephthalic acid is particularly preferable. Further, aromatic dicarboxylic acids in which a part of the aromatic ring is substituted with a sulfonate are also included.
脂肪族ジカルボン酸成分、脂肪族ジオール成分及び芳香族ジカルボン酸成分は、それぞれ2種類以上を用いることもできる。また、その性質を損なわない範囲で脂肪族オキシカルボン酸単位が少量含有されていてもよい Two or more kinds of the aliphatic dicarboxylic acid component, the aliphatic diol component, and the aromatic dicarboxylic acid component can be used. Further, a small amount of an aliphatic oxycarboxylic acid unit may be contained within a range not impairing its properties.
本発明の樹脂組成物における、脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂の含有量は、樹脂組成物全体を基準(100%)として、質量割合で、通常30%以上、好ましくは40%以上、より好ましくは50%以上であり、含有量の上限は、通常99%以下、好ましくは90%以下、より好ましくは85%以下である。脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂の含有量が多すぎると、引張り伸び等の機械物性が低下し、生分解速度が遅くなったりして、各種包装材料として使用するためには好ましくない。一方、脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂の含有量が少なすぎると成形性が悪化し、機械物性強度不足となり好ましくない。 The content of the aliphatic aromatic copolymer polyester resin in the resin composition of the present invention is usually 30% or more, preferably 40% or more, in mass ratio, based on the whole resin composition (100%). Preferably it is 50% or more, and the upper limit of the content is usually 99% or less, preferably 90% or less, more preferably 85% or less. If the content of the aliphatic aromatic copolyester resin is too large, mechanical properties such as tensile elongation decrease and the biodegradation rate becomes slow, which is not preferable for use as various packaging materials. On the other hand, if the content of the aliphatic aromatic copolymer polyester resin is too small, the moldability deteriorates and the mechanical property strength becomes insufficient, which is not preferable.
記載されたポリエステルの合成は、二段階の反応カスケードにおいて行われる。まず最初に、前記ジカルボン酸誘導体は前記ジオールと、エステル交換触媒の存在でプレポリエステルに変換される。このプレポリエステルは、一般的に50〜100mL/g、好ましくは60〜80mL/gの粘度数(VZ)を有する。触媒として、通常、亜鉛触媒、アルミニウム触媒及び特にチタン触媒が使用される。テトラ(イソプロピル)オルトチタン酸塩及び特にテトラブチルオルトチタン酸塩(TBOT)のようなチタン触媒は、文献においてしばしば使用されるスズ触媒、アンチモン触媒、コバルト触媒及び鉛触媒、例えばスズジオクタノアートに比べて、生成物中に残留している残存量の触媒又は触媒の副次生成物がより有毒ではないという利点を有する。この事情は、生分解性ポリエステルの場合に特に重要である、それというのも、これらのポリエステルはコンポスト化を通じて環境中へ直接到達しうるからである。 The synthesis of the described polyesters takes place in a two-stage reaction cascade. First, the dicarboxylic acid derivative is converted to a prepolyester in the presence of the diol and a transesterification catalyst. The prepolyester generally has a viscosity number (VZ) of 50 to 100 mL / g, preferably 60 to 80 mL / g. As catalysts, zinc catalysts, aluminum catalysts and in particular titanium catalysts are usually used. Titanium catalysts such as tetra (isopropyl) orthotitanate and especially tetrabutylorthotitanate (TBOT) are tin catalysts, antimony catalysts, cobalt catalysts and lead catalysts often used in the literature, such as tin dioctanoate. In comparison, the remaining amount of catalyst or catalyst by-product remaining in the product has the advantage that it is less toxic. This situation is particularly important in the case of biodegradable polyesters, since these polyesters can reach the environment directly through composting.
本発明によるポリエステルは、通例、5000〜100000g/molの範囲内、特に10000〜75000g/molの範囲内、好ましくは15000〜38000g/molの範囲内の数平均分子量(Mn)、30000〜300000g/mol、好ましくは60000〜200000g/molの質量平均分子量(Mw)及び1〜6、好ましくは2〜4のMw/Mn比を有する。粘度数は、50〜450g/mL、好ましくは80〜250g/mLである(o−ジクロロ−ベンゼン/フェノール(質量比50/50)中で測定)。融点は、85〜150℃の範囲内、好ましくは95〜140℃の範囲内である。 The polyesters according to the invention typically have a number average molecular weight (Mn) in the range of 5000-100000 g / mol, in particular in the range of 10000-75000 g / mol, preferably in the range of 15000-38000 g / mol, 30000-300000 g / mol. Preferably having a mass average molecular weight (Mw) of 60000-200000 g / mol and a Mw / Mn ratio of 1-6, preferably 2-4. The viscosity number is 50 to 450 g / mL, preferably 80 to 250 g / mL (measured in o-dichloro-benzene / phenol (mass ratio 50/50)). The melting point is in the range of 85 to 150 ° C, preferably in the range of 95 to 140 ° C.
本発明の樹脂組成物に用いられる脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂のメルトフローレート(MFR)は、JIS K7210に準拠して190℃、2.16kg荷重で測定した場合、通常0.5g/10分以上、好ましくは1.0g/10分以上、さらに好ましくは、2.0g/10分以上である。またMFRの上限は、通常50g/10分以下、好ましくは20g/10分以下、さらに好ましくは6.0g/10分以下である。MFRが2.0g/10分より小さいと成形時の流動性が悪く好ましくない。またMFRが6.0g/10分より大きいとフィルムや成形品の機械物性が低下する。 The melt flow rate (MFR) of the aliphatic aromatic copolymer polyester resin used in the resin composition of the present invention is usually 0.5 g / in when measured at 190 ° C. and a load of 2.16 kg in accordance with JIS K7210. It is 10 minutes or more, preferably 1.0 g / 10 minutes or more, and more preferably 2.0 g / 10 minutes or more. Moreover, the upper limit of MFR is 50 g / 10min or less normally, Preferably it is 20 g / 10min or less, More preferably, it is 6.0 g / 10min or less. If the MFR is less than 2.0 g / 10 min, the fluidity during molding is poor, which is not preferable. On the other hand, if the MFR is larger than 6.0 g / 10 min, the mechanical properties of the film or the molded product are lowered.
1,4−ブタンジオール テレフタル酸、アジピン酸からなるポリブチレンテレフタレートアジペート全質量を基準として、多官能性のイソシアナート、イソシアヌラート、オキサゾリン、無水マレイン酸のような無水カルボン酸、エポキシド(特にエポキシド含有ポリ(メタ)アクリラート)及び/又は少なくとも三官能性のアルコール又は少なくとも三官能性のカルボン酸からなる群から選択される、鎖延長剤及び/又は架橋剤は、0〜10質量%、好ましくは0.01〜5質量%を含有する。 1,4-butanediol Polybutylene terephthalate consisting of terephthalic acid and adipic acid, based on the total mass of polybutylene terephthalate adipate, polyfunctional isocyanates, isocyanurates, oxazolines, carboxylic anhydrides such as maleic anhydride, epoxides (especially epoxides) Chain extender and / or crosslinker selected from the group consisting of (poly (meth) acrylates) and / or at least trifunctional alcohols or at least trifunctional carboxylic acids, preferably 0 to 10% by weight, preferably Contains 0.01 to 5 mass%.
脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂の合成方法としては、脂肪族ポリエステルと芳香族脂肪族ポリエステルの末端同士をジイソシアネート、多官能カルボジイミドなどで結合させる方法あるいはエステル交換反応により適度にエステル交換を行うことによるマルチブロック共重合体を製造する方法などが挙げられる。反応は溶液反応、溶融反応、混練時に反応させる方法などが挙げられる。 As a method for synthesizing an aliphatic aromatic copolymer polyester resin, a method in which aliphatic polyester and aromatic aliphatic polyester are bonded to each other with diisocyanate, polyfunctional carbodiimide, or the like, or transesterification is appropriately performed by transesterification. And a method for producing a multi-block copolymer by the above method. Examples of the reaction include solution reaction, melting reaction, and a method of reacting at the time of kneading.
通例、重合体主鎖からの側鎖を付与(グラフト化)するために、多官能性のイソシアナート、イソシアヌラート、オキサゾリン、エポキシド、無水カルボン酸、少なくとも三官能性のアルコール又は少なくとも三官能性のカルボン酸からなる群から選択される、架橋剤及び/又は鎖延長剤は、脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂の全質量を基準として、0.01〜2質量%、好ましくは0.2〜1.5質量%及び特に好ましくは0.35〜1質量%、使用される。鎖延長剤として、多官能性の及び特に二官能性のイソシアナート、イソシアヌラート、オキサゾリン、無水カルボン酸又はエポキシドが考慮に値する。 Typically, multifunctional isocyanates, isocyanurates, oxazolines, epoxides, carboxylic anhydrides, at least trifunctional alcohols or at least trifunctional to impart (graft) side chains from the polymer backbone The crosslinking agent and / or chain extender selected from the group consisting of carboxylic acids is 0.01-2% by mass, preferably 0.2%, based on the total mass of the aliphatic aromatic copolyester resin. -1.5% by weight and particularly preferably 0.35-1% by weight. As chain extenders, multifunctional and in particular bifunctional isocyanates, isocyanurates, oxazolines, carboxylic anhydrides or epoxides are worth considering.
鎖延長剤並びに少なくとも3個の官能基を有するアルコール又はカルボン酸誘導体は、架橋剤とも解されることができる。特に好ましい化合物は、3〜6個の官能基を有する。例示的に、次のものを挙げることができる:酒石酸、クエン酸、リンゴ酸;トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン;ペンタエリトリトール;ポリエーテルトリオール及びグリセリン、トリメシン酸、トリメリト酸、トリメリト酸無水物、ピロメリト酸及びピロメリト酸二無水物。好ましいのは、トリメチロールプロパン、ペンタエリトリトール及び特にグリセリンのようなポリオールである。これらを用いて、低密度ポリエチレンのようなグラフト化された分子構造からなる構造粘性を有する生分解性ポリエステルが合成されることができる。これらの溶融物の流動学的挙動は改善され、荷下での粘度はより低くなる。 Chain extenders as well as alcohol or carboxylic acid derivatives having at least three functional groups can also be understood as crosslinkers. Particularly preferred compounds have 3 to 6 functional groups. Illustrative examples include: tartaric acid, citric acid, malic acid; trimethylolpropane, trimethylolethane; pentaerythritol; polyethertriol and glycerin, trimesic acid, trimellitic acid, trimellitic anhydride, pyromellitic. Acid and pyromellitic dianhydride. Preference is given to polyols such as trimethylolpropane, pentaerythritol and in particular glycerol. Using these, a biodegradable polyester having a structural viscosity composed of a grafted molecular structure such as low-density polyethylene can be synthesized. The rheological behavior of these melts is improved and the viscosity under load is lower.
二官能性の鎖延長剤として、次の化合物が適している:芳香族ジイソシアナートは、とりわけ、トルイレン−2,4−ジイソシアナート、トルイレン−2,6−ジイソシアナート、2,2′−ジフェニルメタンジイソシアナート、2,4′−ジフェニルメタンジイソシアナート、4,4′−ジフェニルメタン−ジイソシアナート、ナフチレン−1,5−ジイソシアナート又はキシリレン−ジイソシアナートであると理解される。それらの中では、2,2′−、2,4′−並びに4,4′−ジフェニルメタンジイソシアナートが特に好ましい。一般的に、後者のジイソシアナートは混合物として使用される。副次的な量で、例えば全質量を基準として5質量%までで、前記ジイソシアナートは、ウレチオン基も、例えばイソシアナート基をキャップするために、含有することができる。 The following compounds are suitable as difunctional chain extenders: Aromatic diisocyanates are, inter alia, toluylene-2,4-diisocyanate, toluylene-2,6-diisocyanate, 2,2 ′. -Diphenylmethane diisocyanate, 2,4'-diphenylmethane diisocyanate, 4,4'-diphenylmethane diisocyanate, naphthylene-1,5-diisocyanate or xylylene-diisocyanate. Among them, 2,2'-, 2,4'- and 4,4'-diphenylmethane diisocyanate are particularly preferred. In general, the latter diisocyanates are used as a mixture. In a secondary amount, for example up to 5% by weight, based on the total weight, the diisocyanate can also contain urethion groups, for example to cap the isocyanate groups.
本実施形態における脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂としては、ポリブチレンアジピン酸テレフタレートまたは架橋剤及び/又は鎖延長剤を合成時に添加したポリブチレンアジピン酸テレフタレートグラフト重合体とこれらの生分解性樹脂とのブレンドを用いることが特に好ましい。 Examples of the aliphatic aromatic copolymer polyester resin in the present embodiment include polybutylene adipate terephthalate or a polybutylene adipate terephthalate graft polymer added with a crosslinking agent and / or a chain extender during synthesis, and biodegradable resins thereof. It is particularly preferred to use a blend with
[有機添加剤]
本発明の樹脂組成物には必要に応じて有機添加剤を樹脂組成物全体に対して5%以下の質量割合で添加してもよい。有機添加剤の具体例としては、カルボジイミド化合物、ジイソシアネート化合物、オキサゾリン化合物、エポキシ化合物、酸無水物、澱粉、変性澱粉、α化澱粉、米粉、パルプ、キチン・キトサン質、椰子殻粉末、木粉、竹粉末、樹皮粉末、天然繊維、ケナフや藁等の粉末等などが挙げられる。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して使用してもよい。
[Organic additives]
You may add an organic additive to the resin composition of this invention in the mass ratio of 5% or less with respect to the whole resin composition as needed. Specific examples of organic additives include carbodiimide compounds, diisocyanate compounds, oxazoline compounds, epoxy compounds, acid anhydrides, starch, modified starch, pregelatinized starch, rice flour, pulp, chitin / chitosan, coconut shell powder, wood flour, Bamboo powder, bark powder, natural fiber, powders such as kenaf and persimmon etc. are mentioned. These may be used alone or in combination of two or more.
有機添加剤の添加量は、樹脂組成物全体に対し質量割合で通常0.001%以上であり、好ましくは0.01%以上、より好ましくは0.05%以上である。添加量の上限は通常5%以下であり、添加量が0.001%より少ないと期待する効果が得られない。また添加量が5%を超えると、樹脂組成物の成形性が悪くなり、また樹脂組成物成形品の機械物性、耐熱性も低下するため好ましくない。 The addition amount of the organic additive is usually 0.001% or more, preferably 0.01% or more, more preferably 0.05% or more, by mass ratio with respect to the entire resin composition. The upper limit of the addition amount is usually 5% or less, and the expected effect cannot be obtained if the addition amount is less than 0.001%. On the other hand, if the addition amount exceeds 5%, the moldability of the resin composition is deteriorated, and the mechanical properties and heat resistance of the resin composition molded article are also unfavorable.
[その他の添加剤]
本発明の熱可塑性樹脂には、帯電防止効果を調整する目的で、高分子量の帯電防止剤、カーボンブラック、導電性付与剤、高級アルコール等を加えてもよい。さらに、必要に応じて、相溶化剤、目ヤニ防止剤、着色剤、分散剤、離型剤、安定化剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤、熱安定化剤等)、難燃剤、滑剤、アンチブロッキング剤、充填剤等を添加してもよい。添加量は、樹脂組成物全体を基準(100%)として、生分解性を害さない程度で質量割合で、通常5%以下、好ましくは3%以下、より好ましくは1%以下である。
[Other additives]
For the purpose of adjusting the antistatic effect, a high molecular weight antistatic agent, carbon black, a conductivity imparting agent, a higher alcohol, or the like may be added to the thermoplastic resin of the present invention. Furthermore, if necessary, compatibilizers, anti-smudge agents, colorants, dispersants, mold release agents, stabilizers (antioxidants, UV absorbers, heat stabilizers, etc.), flame retardants, lubricants, You may add an antiblocking agent, a filler, etc. The addition amount is generally 5% or less, preferably 3% or less, and more preferably 1% or less in terms of mass ratio to the extent that the biodegradability is not impaired, based on the entire resin composition (100%).
[積層体]
本実施形態にかかる積層体は、少なくとも片面に生分解性と水蒸気発泡性を有する層を備える。通例、2〜7層及び好ましくは2〜3層が紙のコートにおいて使用される。多層コートは、中間層を設けることで、溶接特性、バリア性及び前記層のための厚紙への前記コートの付着を個々に最適化するという可能性を提供する。
[Laminate]
The laminate according to the present embodiment includes a layer having biodegradability and water vapor foamability on at least one side. Typically, 2-7 layers and preferably 2-3 layers are used in the paper coat. Multi-layer coatings offer the possibility of individually optimizing the welding properties, barrier properties and adhesion of the coat to the cardboard for the layers by providing an intermediate layer.
中間層は通例、より剛性を高めるための支持層又はバリア層とも呼ばれうる。薄いフィルムでの紙のコートにおいて、中間層は完全に割愛されることもできる。
最内層としては、厚紙への接触層であり食品容器であれば食品接触層である。この内層は通例、軟らかくなければならず、かつ厚紙もしくは紙上に良好に付着しなければならない。これは好ましくは、ポリ乳酸などの生分解樹脂からなる。
The intermediate layer is usually also called a support layer or a barrier layer for increasing rigidity. In the coating of paper with a thin film, the intermediate layer can also be omitted completely.
The innermost layer is a contact layer to cardboard, and if it is a food container, it is a food contact layer. This inner layer typically must be soft and must adhere well to cardboard or paper. This preferably consists of a biodegradable resin such as polylactic acid.
紙の平均の坪量は、ここでは通例、10〜500g/m2及び好ましくは30〜400g/m2、さらに好ましくは50〜350g/m2である。また、後工程で紙が保持する水分を利用して、水蒸気による発泡を行うため、紙の水分は紙基材に対して通例、2〜20重量部及び好ましくは3〜15重量部、さらに好ましくは5〜9重量部である、 The average basis weight of the paper is here typically 10 to 500 g / m 2 and preferably 30 to 400 g / m 2 , more preferably 50 to 350 g / m 2 . Also, since water is used for foaming by water vapor in the subsequent process, the water content of the paper is usually 2 to 20 parts by weight, preferably 3 to 15 parts by weight, more preferably, to the paper base material. Is 5-9 parts by weight,
生分解性樹脂層の膜厚は、ここでは通例10〜100μm及び好ましくは15〜80μm、さらに好ましくは30〜70μmである。
生分解性樹脂シート全体の厚みは、0.1〜3.0mm、好ましくは0.2〜2.0mm、さらに好ましくは0.3〜1.2mmである。
The film thickness of the biodegradable resin layer is usually 10 to 100 μm, preferably 15 to 80 μm, and more preferably 30 to 70 μm.
The total thickness of the biodegradable resin sheet is 0.1 to 3.0 mm, preferably 0.2 to 2.0 mm, and more preferably 0.3 to 1.2 mm.
本実施形態にかかる積層体では、多層中に1層の発泡断熱層ともう1層の水分を含む原紙で構成される。本実施形態にかかる積層体は、共押出法、ヒートラミネーションやドライラミネーション等の方法により調製でき、必ずしも接着剤を必要としない。なお、食品衛生法に適さない樹脂層は、食品に直接触れないようにする。 The laminate according to the present embodiment is composed of a base paper containing one foamed heat insulating layer and another layer of moisture in a multilayer. The laminated body concerning this embodiment can be prepared by methods, such as a co-extrusion method, heat lamination, and dry lamination, and does not necessarily require an adhesive agent. In addition, the resin layer that is not suitable for the food hygiene law should not touch food directly.
本発明の生分解性ラミネート基材の製造方法は、特に制限されず、前記樹脂組成物のペレットを、通常の押出し成形機に供給し、溶融混練してダイ(フラット状、T字状(Tダイ)、円筒状(サーキュラダイ)等]から押出してシート状に成形できる。この時のシート構成は、単層または2種2層か2種3層が望ましい。最表層となる生分解発泡層は生分解性樹脂を含み、その他の層(例えば中間層)には生分解性樹脂と無機物添加剤やバリア層とを含むように配合させても良い。
ラミネート基材は、通常、押し出し方向にドロー(引き取り)を作用させた未延伸塗工である。なお、塗工面は、通常、冷却ロール(チルロール)で冷却され、巻き取ることができる。溶融温度は、150〜250℃、好ましくは200〜240℃程度である。
The method for producing the biodegradable laminate substrate of the present invention is not particularly limited, and the resin composition pellets are supplied to an ordinary extruder, melt-kneaded, and die (flat, T-shaped (T Die), cylindrical shape (circular die), etc.] can be extruded into a sheet shape, and the sheet structure at this time is preferably a single layer, two types, two layers, or two types, three layers. May contain a biodegradable resin, and other layers (for example, an intermediate layer) may be blended so as to contain a biodegradable resin, an inorganic additive, and a barrier layer.
The laminate substrate is usually an unstretched coating in which a draw (drawing) is applied in the extrusion direction. The coated surface is usually cooled with a cooling roll (chill roll) and can be wound up. The melting temperature is about 150 to 250 ° C, preferably about 200 to 240 ° C.
後工程でカップ成型したときの胴部外面発泡層の融点と、胴部内面層の融点とが近い場合には、発泡させる際の温度制御が困難である。従って、胴部外面発泡
の融点と、胴部内面層の融点の差は5℃以上が好ましく、10℃以上であることがさらに好ましい。
When the melting point of the body part outer surface foamed layer and the melting point of the body part inner surface layer are close to each other when cup molding is performed in a subsequent process, it is difficult to control the temperature when foaming. Therefore, the difference between the melting point of the barrel outer surface foaming and the melting point of the barrel inner surface layer is preferably 5 ° C. or higher, and more preferably 10 ° C. or higher.
胴部外面発泡層についてより詳細に説明する。外面発泡層の膜厚は、25〜80μmであることが好ましい。この範囲であれば、胴部外面発泡層(発泡後)の膜厚が300μm以上となり易いため、充分な断熱性を実現できる。
胴部内面層の膜厚は、30μm以上が好ましい。30μm以上であれば、内面層の表面が溶融するのみで留まり、紙の一部が露出する恐れを低減できる。
底部内面層についてより詳細に説明する。底部内面層の膜厚は、通常20〜80μmである。胴部と異なり、底部は外面を発泡させる工程が無い。したがって、底部内面層には、接着性のある樹脂を利用できる。
The trunk portion outer surface foamed layer will be described in more detail. The thickness of the outer foam layer is preferably 25 to 80 μm. If it is this range, since the film thickness of a trunk | drum outer surface foaming layer (after foaming) will become 300 micrometers or more easily, sufficient heat insulation is realizable.
The thickness of the inner surface layer of the trunk portion is preferably 30 μm or more. When the thickness is 30 μm or more, the surface of the inner surface layer is merely melted, and the risk that a part of the paper is exposed can be reduced.
The bottom inner layer will be described in more detail. The film thickness of the bottom inner surface layer is usually 20 to 80 μm. Unlike the trunk, the bottom does not have a process of foaming the outer surface. Therefore, an adhesive resin can be used for the bottom inner surface layer.
また、ラミネート品は食品に接触しない面においてフレキソ・オフセット・グラビアなどの既存の印刷方式を用いて、生分解性を悪化させない程度で印刷しても良い。 In addition, the laminate product may be printed to the extent that the biodegradability is not deteriorated by using an existing printing method such as flexo, offset, and gravure on the surface that does not come into contact with food.
[二次加工成形品]
本実施形態にかかる積層体は、型抜き後、折り曲げ加工、圧空成形、マッチモールド成形、熱板成形等の慣用の熱成形などで二次成形することができる。二次成形品としては、例えば、包装用材料、食品用容器、薬品用容器、トレー、エンボステープ又はキャリアテープ等が挙げられる。
また、シートや二次成形品の表面は、表面処理(例えば、コロナ放電やグロー放電等の放電処理、酸処理、焔処理等)を行ってもよい。
さらに、樹脂組成物成形体に、化学的機能、電気的機能、磁気的機能、力学的機能、摩擦/磨耗/潤滑機能、光学的機能、熱的機能、生体適合性等の表面機能等の付与を目的として、適宜二次加工を施すことも可能である。二次加工の例としては、エンボス加工、塗装、接着、印刷、メタライジング(めっき等)、機械加工、表面処理(帯電防止処理、コロナ放電処理、プラズマ処理、フォトクロミズム処理、物理蒸着、化学蒸着、コーティング等)等が挙げられる。
本実施形態においては、成型後、ラミネート内部に存在する水分をオーブン加熱し、水蒸気として、体積膨張させることで発泡特性のある樹脂を膨らまし、発泡断熱層を形成することができる。このときの発泡率(発泡後の発泡断熱層/発泡前の発泡断熱層の膜厚)は、発泡樹脂層の厚みや種類、又は発泡温度等の条件によって変化するが、通常400〜3000%である
[Secondary processed molded products]
The laminated body according to this embodiment can be subjected to secondary molding by die-cutting, conventional thermoforming such as bending, pressure forming, match mold forming, hot plate forming, or the like. Examples of secondary molded products include packaging materials, food containers, chemical containers, trays, embossed tapes, carrier tapes, and the like.
Further, the surface of the sheet or the secondary molded product may be subjected to surface treatment (for example, discharge treatment such as corona discharge or glow discharge, acid treatment, wrinkle treatment, etc.).
Furthermore, imparting chemical functions, electrical functions, magnetic functions, mechanical functions, friction / abrasion / lubricating functions, optical functions, thermal functions, biocompatibility and other surface functions to the resin composition molded body For the purpose, secondary processing can be appropriately performed. Examples of secondary processing include embossing, painting, adhesion, printing, metalizing (plating, etc.), machining, surface treatment (antistatic treatment, corona discharge treatment, plasma treatment, photochromism treatment, physical vapor deposition, chemical vapor deposition, Coating) and the like.
In this embodiment, after molding, the moisture present in the laminate is oven-heated and expanded as a water vapor to expand the resin having foaming characteristics, thereby forming a foam heat insulating layer. The foaming ratio at this time (foaming heat insulation layer after foaming / foaming heat insulation layer before foaming) varies depending on the thickness and type of the foamed resin layer, or the foaming temperature, but is usually 400 to 3000%. is there
本発明に係る成形体は、耐熱性、剛性、衝撃特性に優れ、例えば即席麺・即席食品容器・飲料に適する。 The molded body according to the present invention is excellent in heat resistance, rigidity, and impact properties, and is suitable for instant noodles, instant food containers and beverages, for example.
以下、実施例により本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらにより限定されるものではない。なお、実施例における各評価項目の評価方法、及び用いた各成分の内容は以下の通りである。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention further in detail, this invention is not limited by these. In addition, the evaluation method of each evaluation item in an Example, and the content of each used component are as follows.
[メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)]
JIS K7210に基づき、メルトインデクサーを用いて190℃、荷重2.16kgにて測定した。単位はg/10分である。
[Melt flow rate (MFR, unit: g / 10 min)]
Based on JIS K7210, it measured at 190 degreeC and the load 2.16kg using the melt indexer. The unit is g / 10 minutes.
[密度]
密度は、JIS K6922−1に準拠して測定した。具体的には、温度190℃、荷重2.16kgの条件下で、JIS K7210の規定に従って、標準メルトインデクサーで押出し、押出したストランドをメルトインデクサーから切り取った後、空冷で放置した。その後サンプル管にストランドを入れ窒素置換したのちに120℃のオイルバス中で1時間アニールを行い、サンプル管ごと恒温実験室雰囲気下で1時間放冷して試験片の密度をISO1183に従って密度勾配管法にて24時間以内に測定した。密度の単位はkg/m3である。
[density]
The density was measured according to JIS K6922-1. Specifically, it was extruded with a standard melt indexer in accordance with JIS K7210 under conditions of a temperature of 190 ° C. and a load of 2.16 kg, and the extruded strand was cut out from the melt indexer and allowed to stand with air cooling. After inserting a strand into the sample tube and substituting with nitrogen, annealing is performed in an oil bath at 120 ° C. for 1 hour, and the sample tube is allowed to cool in a constant temperature laboratory atmosphere for 1 hour. The density of the test piece is a density gradient tube according to ISO 1183 The measurement was made within 24 hours by the method. The unit of density is kg / m3.
[弾性率、引張破断伸びの測定方法]
テンシロン万能試験機(オリエンテック社製「UCT−10T」)を用いて、ISO 527に準拠した引張試験により測定した。
引張弾性率は、荷重−変形曲線の始めの直線部分を用いて次式により計算する。
E=Δσ/Δε
E:引張弾性率(MPa)
Δσ:直線上の2点間の応力の差(MPa)
Δε:同じ2点間の変形の差(%)
[Measurement method of elastic modulus and tensile elongation at break]
It measured by the tension test based on ISO527 using the tensilon universal testing machine (Orientec Co., Ltd. "UCT-10T").
The tensile elastic modulus is calculated by the following equation using the first linear portion of the load-deformation curve.
E = Δσ / Δε
E: Tensile modulus (MPa)
Δσ: Stress difference between two points on the straight line (MPa)
Δε: Difference in deformation between the same two points (%)
[融点]
融点の測定は、示差走査熱量計(セイコー(株)製、製品名:DSC220
)を用いた。約10mgのサンプルを精秤し、流量40mL/分の窒素気流下で加熱溶融させた後、10℃/分の速度で冷却後、引き続き10℃/分の速度で昇温する際の融解ピークトップ温度を融点とした。
[Melting point]
The melting point was measured by a differential scanning calorimeter (manufactured by Seiko Co., Ltd., product name: DSC220).
) Was used. About 10 mg of sample is precisely weighed, heated and melted in a nitrogen stream at a flow rate of 40 mL / min, cooled at a rate of 10 ° C./min, and then the melting peak top when the temperature is continuously raised at a rate of 10 ° C./min The temperature was taken as the melting point.
[生分解性]
本発明の意味で、"生分解性の"という特徴は、物質又は物質混合物については、この物質又は物質混合物が、ISO14855−2に相応して少なくとも90%の生分解度百分率を有する場合に、満たされている。 一般的に、生分解性は、前記サンプルが、適切かつ検出可能な期間内に崩壊することに結びつく。前記分解は、酵素的に、加水分解的に、酸化的に及び/又は電磁放射線、例えば紫外線の作用により行われうるものであり、かつ大部分が、細菌、酵母、菌類及び藻類のような微生物の作用により引き起こされうる。生分解性は、例えば、サンプルをコンポストと混合し、かつ特定の時間にわたって貯蔵することによって定量されることができる。例えば、ISO14855−2によれば、CO2を含まない空気をコンポスト化中の熟成されたコンポストに送り、かつこのコンポストを、定義された温度プログラムにかける。この場合に、生分解性は、前記試料の正味CO2放出量(試料なしのコンポストによるCO2放出の差し引いた後の)対前記試料の最大CO2放出量(前記試料の炭素含量から計算)の比を通して、生分解度百分率として定義される。生分解性ポリエステル(混合物)は、通例、コンポスト化の数日後に既に、菌類成長、クラック形成及びホール形成のような明らかな分解現象を示す。
生分解性を測定する他の方法は、例えばASTM D 5338またはDIN EN 13432に記載されている。
[Biodegradability]
In the sense of the present invention, the characteristic “biodegradable” is for a substance or substance mixture if the substance or substance mixture has a percentage of biodegradability of at least 90% corresponding to ISO 14855-2. be satisfied. In general, biodegradability leads to the sample disintegrating within an adequate and detectable period. Said degradation can be carried out enzymatically, hydrolytically, oxidatively and / or by the action of electromagnetic radiation, for example ultraviolet radiation, and for the most part microorganisms such as bacteria, yeast, fungi and algae It can be caused by the action of Biodegradability can be quantified, for example, by mixing the sample with compost and storing for a specific time. For example, according to ISO 14855-2, CO 2 free air is sent to the aged compost being composted and this compost is subjected to a defined temperature program. In this case, biodegradability is defined as the net CO 2 release of the sample (after subtracting the CO 2 release from compost without the sample) versus the maximum CO 2 release of the sample (calculated from the carbon content of the sample). Is defined as the percentage of biodegradability. Biodegradable polyesters (mixtures) typically show obvious degradation phenomena such as fungal growth, crack formation and hole formation already several days after composting.
Other methods for measuring biodegradability are described, for example, in ASTM D 5338 or DIN EN 13432.
生分解性を有するか有さないかを、次のように評価した。生分解性サンプル及び比較のために製造された混合物から、190℃でプレスすることにより、30μmの厚さを有するフィルムをそれぞれ製造した。これらのフィルムを、2×5cmのエッジ長さを有する正方形片にそれぞれ裁断した。これらのフィルム片の質量をそれぞれ測定し、かつ100質量部として定義した。4週の期間に亘って、前記フィルム片を、乾燥器中で湿ったコンポスト土の充填されたプラスチック容器中で58℃に加熱した。試験後、前記フィルム片の残っている質量をそれぞれ測定し、90質量%の減少の有無で判断した。 Whether it was biodegradable or not was evaluated as follows. Each film having a thickness of 30 μm was produced from the biodegradable sample and the mixture produced for comparison by pressing at 190 ° C. These films were each cut into square pieces having an edge length of 2 × 5 cm. The masses of these film pieces were measured and defined as 100 parts by mass. Over a period of 4 weeks, the film pieces were heated to 58 ° C. in a plastic container filled with moist compost soil in a dryer. After the test, the remaining mass of the film piece was measured, and judged by the presence or absence of a decrease of 90% by mass.
[カップ成型評価]
熱湯3リットルに対してインスタントコーヒー粉末11gを溶かし、成型品の内容量に対して8割程度注入し、15分後にサイドシール部とボトムシール部からの漏れを確認した。
〇:漏れなし
×:漏れあり
[Cup molding evaluation]
11 g of instant coffee powder was dissolved in 3 liters of hot water, and about 80% of the content of the molded product was injected. After 15 minutes, leakage from the side seal part and the bottom seal part was confirmed.
○: No leakage ×: Leakage
[発泡評価]
発泡前後のサンプル断面をフェザー刃で削り、株式会社NIKON社製AZ100M 光学顕微鏡にてラミ層の厚みを確認し、発泡前後の厚さ比により発泡倍率を算出した。
〇:4倍以上発泡
△:部分的に発泡 または 1〜4倍程度発泡
×:発泡しない
[Foaming evaluation]
The sample cross section before and after foaming was shaved with a feather blade, the thickness of the laminar layer was confirmed with an AZ100M optical microscope manufactured by NIKON CORPORATION, and the foaming ratio was calculated from the thickness ratio before and after foaming.
○: 4 or more times foaming △: Partially foaming or 1 to 4 times foaming ×: No foaming
<使用材料とその性質>
[低密度ポリエチレン LDPE]
東ソー社製、製品名:ペトロセン(登録商標)を使用した。該樹脂は、MFR=15.0g/10分、融点103℃であり、密度は917kg/m3であった。
<Materials used and their properties>
[Low density polyethylene LDPE]
Product name: Petrocene (registered trademark) manufactured by Tosoh Corporation was used. The resin had MFR = 15.0 g / 10 min, a melting point of 103 ° C., and a density of 917 kg / m 3.
[ポリブチレンテレフタレート PBT]
東レ社製、製品名:トレコン(登録商標)を使用した。融点235℃であり、密度は1210kg/m3であった。
[Polybutylene terephthalate PBT]
Toray Industries, product name: Toraycon (registered trademark) was used. The melting point was 235 ° C., and the density was 1210 kg / m 3.
[脂肪族ポリエステル ポリ乳酸PLA]
Nature Works社製、製品名:Ingeo(登録商標)を使用した。該樹脂は、MFR=6.0g/10分、融点156℃であり、乳酸98mol%から構成されていた。密度は1240kg/m3であった。
[Aliphatic polyester polylactic acid PLA]
A product name: Ingeo (registered trademark) manufactured by Nature Works was used. The resin had MFR = 6.0 g / 10 min, a melting point of 156 ° C., and was composed of 98 mol% lactic acid. The density was 1240 kg / m3.
[脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂 ポリブチレンアジピン酸テレフタレートPBAT―1Ecoflex]
BASF社製、製品名:Ecoflex(登録商標)を使用した。該樹脂は、MFR=4.5g/10分、融点110℃であり、1H−NMRの結果、テレフタルサン単位の含有量が22モル%、アジピン酸単位の含有量が28モル%、1、4ブタンジオール単位の含有量が50モル%であった。
[Aliphatic Aromatic Copolyester Resin Polybutylene Adipic Acid Terephthalate PBAT-1 Ecoflex]
Product name: Ecoflex (registered trademark) manufactured by BASF Corporation was used. The resin had MFR = 4.5 g / 10 min, melting point 110 ° C., and as a result of 1H-NMR, the content of terephthalsan units was 22 mol%, the content of adipic acid units was 28 mol%, 1, 4 The content of butanediol units was 50 mol%.
[脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂 ポリブチレンアジピン酸テレフタレートPBAT―2グラフト重合]
脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂であるPBATをベースレジンとして、架橋剤及び/又は鎖延長剤を合成時に添加することでグラフト重合化を行い、網目分子構造を有するポリエステルを以下のように合成した。
[Aliphatic Aromatic Copolyester Resin Polybutylene Adipic Acid Terephthalate PBAT-2 Graft Polymerization]
Using PBAT, which is an aliphatic aromatic copolymer polyester resin, as a base resin, a crosslinker and / or chain extender is added during synthesis to perform graft polymerization, and a polyester having a network molecular structure is synthesized as follows. did.
攪拌装置、窒素導入口、加熱装置、温度計及び減圧口を備えた反応容器に、テレフタル酸15モル%、アジピン酸35モル%、1,4―ブタンジオール50モル%となるPBATを配合し、PBAT全質量に対してリンゴ酸0.37重量部ならびに1,6−ヘキサメチレンジイソシアナート酸4.1重量部を添加し、触媒としてチタンテトラブチレート0.01質量部、酢酸マグネシウム4水和物0.074質量部を仕込んだ。容器内容物を攪拌下、容器内に窒素ガスを導入し、減圧置換によって系内を窒素雰囲気下にした。 In a reaction vessel equipped with a stirrer, a nitrogen inlet, a heating device, a thermometer, and a pressure reducing port, PBAT containing 15 mol% terephthalic acid, 35 mol% adipic acid, and 50 mol% 1,4-butanediol was blended, 0.37 parts by weight of malic acid and 4.1 parts by weight of 1,6-hexamethylene diisocyanate are added to the total mass of PBAT, 0.01 parts by weight of titanium tetrabutyrate as a catalyst, and magnesium acetate tetrahydrate 0.074 parts by mass of the product was charged. Nitrogen gas was introduced into the container while stirring the contents of the container, and the system was placed in a nitrogen atmosphere by vacuum replacement.
次に、系内を攪拌しながら185℃に昇温し、この温度で45分反応させた。続いて、1時間30分かけて220℃に昇温した。その後、1時間かけて260℃まで昇温すると同時に、長時間減圧し、加熱減圧状態を保持したまま重合を継続し、所定の粘度になったところで重合を終了し、共重合体を得た。該樹脂は、MFR=4.8g/10分、融点102℃であり、密度は1120kg/m3であった。 Next, the temperature in the system was increased to 185 ° C. while stirring, and the reaction was carried out at this temperature for 45 minutes. Then, it heated up at 220 degreeC over 1 hour 30 minutes. Thereafter, the temperature was raised to 260 ° C. over 1 hour, and at the same time, the pressure was reduced for a long time, and the polymerization was continued while maintaining the heated and reduced pressure state. When the viscosity reached a predetermined level, the polymerization was terminated to obtain a copolymer. The resin had an MFR = 4.8 g / 10 min, a melting point of 102 ° C., and a density of 1120 kg / m 3 .
使用材料とその性質は表1に示す。 The materials used and their properties are shown in Table 1.
<発泡層単層の物性評価>
上記の使用材料にPBAT・PLAブレンド品を加えて物性評価を行った。
<Evaluation of physical properties of single layer of foam layer>
The PBAT / PLA blend product was added to the above materials used for physical property evaluation.
[脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂・ポリ乳酸ブレンド品 ポリブチレンアジピン酸テレフタレートPBAT―1・PLAブレンド]
BASF社製、製品名:エコフレックスを使用した。該樹脂は、MFR=4.5g/10分、融点110℃とNature Works社製、製品名:Ingeoを使用した。該樹脂は、MFR=6.0g/10分、融点156℃を重量比70:30でドライブレンドして、二軸押出機で混練し、混練したペレットを70℃で、窒素下、10時間乾燥を行い封入した。
[Aliphatic Aromatic Copolyester Resin / Polylactic Acid Blend Product Polybutylene Adipic Acid Terephthalate PBAT-1 / PLA Blend]
Product name: Ecoflex manufactured by BASF Corporation was used. The resin used was MFR = 4.5 g / 10 min, melting point 110 ° C., manufactured by Nature Works, product name: Ingeo. The resin was MFR = 6.0 g / 10 min, melting point 156 ° C., dry blended at a weight ratio of 70:30, kneaded with a twin screw extruder, and the kneaded pellets were dried at 70 ° C. under nitrogen for 10 hours. And sealed.
各使用材料をインフレ成形し、50μmの厚さのフィルムを得て、機械物性を測定した。結果を表2に示す。 Each material used was subjected to inflation molding to obtain a film having a thickness of 50 μm, and the mechanical properties were measured. The results are shown in Table 2.
<積層体基材の製造>
300g/m2 (含水率7.9%)の原紙を用いた。この原紙に表3に示すシート構成配合比率および構成厚さであり、押出機は発泡層塗工と内面層貼り合せ塗工可能なタンデム仕様を用いた。生分解発泡層はスクリュー径65mm、スクリュー長3400mm2軸押出機を用いて単層Tダイ塗工を行った。反対層側はスクリュー径50mm、スクリュー長2650mm2軸押出機を用いて単層Tダイ塗工にてアルミ蒸着セロハンとPLAラミの貼り合せを行った。両機とも押出機シリンダー温度240℃で溶融混練した後、の1500mm幅ダイを用い、ダイ温度230℃で、ダイ圧はギアポンプで一定圧となるよう制御を行い、調整塗工した。TD方向の厚さフレはヒートボルト方式で制御を行い、中心厚さ±8%以内に収まるように調整した。
アルミ蒸着セロハンとPLAラミはセロハン23μmに両面ポリ塩化ビニリデンコートし片面し片面アルミ蒸着したものを30μmのPLAインフレフィルムでドライラミしたものである。
<Manufacture of laminate base material>
A base paper of 300 g / m @ 2 (water content 7.9%) was used. In this base paper, the composition ratio and thickness of the sheet shown in Table 3 were used, and the extruder used was a tandem specification capable of foam layer coating and inner surface layer coating. The biodegradable foam layer was coated with a single layer T die using a twin screw extruder with a screw diameter of 65 mm and a screw length of 3400 mm. On the opposite layer side, aluminum vapor-deposited cellophane and PLA laminate were bonded by single-layer T-die coating using a twin screw extruder with a screw diameter of 50 mm and a screw length of 2650 mm. Both machines were melt-kneaded at an extruder cylinder temperature of 240 ° C., and then used a 1500 mm wide die, and the die pressure was controlled at a constant temperature with a gear pump at a die temperature of 230 ° C., and the coating was adjusted. The thickness flare in the TD direction was controlled by a heat bolt method and adjusted so as to be within ± 8% of the center thickness.
Aluminum vapor-deposited cellophane and PLA laminate are obtained by dry-lamination with a 30-μm PLA inflation film on a double-sided polyvinylidene chloride coating on cellophane 23 μm and single-sided aluminum vapor deposition on one side.
冷却はエアナイフ方式で35℃の冷却ロールにキャストして急冷固化しながらシート状を形成した。引き取り速度は60m/分とし、引き取りシート総厚が0.45mmとなるように調整した。 Cooling was performed using an air knife method and cast on a 35 ° C. cooling roll to form a sheet while rapidly solidifying. The take-up speed was 60 m / min, and the take-up sheet total thickness was adjusted to 0.45 mm.
[成形体の製造]
ラミネートを施された原紙から容器胴部材用ブランクと容器底板部材用ブランクを打ち抜いた。このブランクを常用のカップ成形機で容器に組み立てた。容器のサイズは紙開口部内径96mm、底部内径68mm、高さ107mmであり、この紙製容器胴部の厚さ(紙及びラミネートフィルムの合計厚さ)は0.41mmであった。この紙製容器をコンベアオーブンに入れ、120℃で360秒間加熱した。容器胴部の外周面上にだけ発泡断熱層を有する紙製容器が得られた。各実施例・比較例の評価結果を図3に示す。
[Manufacture of molded products]
A blank for a container trunk member and a blank for a container bottom plate member were punched out from the laminated base paper. This blank was assembled into a container with a conventional cup molding machine. The container had a paper opening inner diameter of 96 mm, a bottom inner diameter of 68 mm, and a height of 107 mm. The thickness of the paper container body (total thickness of paper and laminate film) was 0.41 mm. The paper container was placed in a conveyor oven and heated at 120 ° C. for 360 seconds. A paper container having a foam heat insulating layer only on the outer peripheral surface of the container body was obtained. The evaluation results of each of the examples and comparative examples are shown in FIG.
以上説明したように、本発明によれば、前記の実験例で立証されるように、生分解性樹脂と一定の水分を含む紙のラミネートを成型し、加熱処理することにより、その生分解樹脂が軟化し、紙と生分解樹脂の引力が弱まり、紙中の水分が揮発することにより生分解樹脂層内部から圧力で持ち上げ、その間に断熱層(または空気溜り)が発生する。いずれ冷却した時に、熱可塑性樹脂である生分解性樹脂が固化し、その空隙が維持されることとなる。そのため、全体的な厚みが増大して、優れた断熱性が得られる。
結果として、生分解性樹脂の合成方法やブレンドにより弾性率と伸びを低密度ポリエチレンに近づけることで同様の発泡状態をえることができた。
本発明は、ユーザがカップを把持する全面を生分解性樹脂をラミネートし、紙野水分による加熱水蒸気で発泡させることで、優れた断熱性を有する紙製容器を安価に製造することができるばかりか、本発明の容器は大部分が紙なので石油資源の節約にもなり、また廃棄物の点でも土中埋設が可能である。
As described above, according to the present invention, as proved in the above experimental example, a biodegradable resin and a paper laminate containing a certain amount of water are molded and heat-treated to thereby produce the biodegradable resin. Is softened, the attractive force between the paper and the biodegradable resin is weakened, and the moisture in the paper is volatilized, so that it is lifted from the biodegradable resin layer by pressure, and a heat insulating layer (or air pocket) is generated between them. When it is cooled, the biodegradable resin, which is a thermoplastic resin, is solidified and the voids are maintained. Therefore, the overall thickness is increased, and excellent heat insulation is obtained.
As a result, it was possible to obtain the same foamed state by bringing the elastic modulus and elongation close to those of low-density polyethylene by the synthesis method and blending of the biodegradable resin.
The present invention is not only capable of inexpensively manufacturing a paper container having excellent heat insulation properties by laminating a biodegradable resin on the entire surface where a user grips a cup and foaming with heated water vapor from paper field moisture. Since the container of the present invention is mostly paper, it can save petroleum resources and can be buried in the ground in terms of waste.
Claims (4)
基材層の片面に位置し、加熱により発泡する脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂を含有する樹脂組成物からなる最外層と、
基材層のもう一方の面に積層され、生分解性樹脂を含有する樹脂組成物からなる最内層と、
を備えた積層体で構成される、食品容器用包装体。 A base material layer mainly composed of paper;
An outermost layer made of a resin composition containing an aliphatic aromatic copolymer polyester resin that is located on one side of the base material layer and foams by heating,
An innermost layer made of a resin composition that is laminated on the other surface of the base material layer and contains a biodegradable resin;
A package for food containers, comprising a laminate comprising:
基材層の少なくとも片面に、加熱により発泡する脂肪族芳香族共重合ポリエステル系樹脂を含有する樹脂組成物からなる発泡層と、
を備えた積層体で構成される、食品容器用包装体。 A base material layer mainly composed of paper;
A foam layer comprising a resin composition containing an aliphatic aromatic copolymer polyester resin that foams by heating on at least one surface of the base material layer;
A package for food containers, comprising a laminate comprising:
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