JPH06218878A - ヒートシール性を有する生分解性フィルム又はシート - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【構 成】 セルロース繊維及びキトサンよりなる基材
フィルム又はシート、または、セルロース繊維、キトサ
ン及び微生物分解性を有する熱可塑性合成樹脂よりなる
基材フィルム又はシートの少なくとも片面に、微生物分
解性を有する熱可塑性合成樹脂の皮膜が形成されたヒー
トシール性を有する生分解性フィルム又はシート。 【効 果】 天然素材の優れた微生物分解性を有し，し
かも包装用資材等の用途において有用なヒートシール性
をも有する。また基材フィルム又はシートに微生物分解
性を有する熱可塑性合成樹脂を配合した場合には、ヒー
トシール強度が高い。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、包装用資材等の用途に
おいて有用な性能であるヒートシール性を有すると共
に、微生物による分解性に優れたフィルム、シートに関
するものである。

【０００２】

【従来の技術及びその問題点】従来、ポリオレフィン、
ポリ塩化ビニル、ポリスチレン等の熱可塑性樹脂から成
るフィルム、シート或は発泡成形品等は、その特性を活
かして包装用資材、農業用資材、産業用資材等の様々な
用途に使用されている。しかし、これらの熱可塑性樹脂
からなるフィルム、シートは化学的に安定であるため、
ひとたび自然界に放棄された場合、分解せずにいつまで
も残り、それらの廃棄処理をめぐる問題は近年一種の社
会問題となっている。

【０００３】このような情勢に鑑み、近年種々の分解性
プラスチックが開発されている。例えば、ポリオレフィ
ンにコーンスターチ等の澱粉質を添加し、微生物分解性
を付与したもの、微生物が生産するポリヒドロキシブチ
レート及びその誘導体からなるもの、或はポリマー分子
鎖中にカルボニル基を導入した光分解性プラスチック等
が報告されている。

【０００４】本発明者等は、先に天然素材であるセルロ
ース繊維とキトサンを複合化させることにより新規な微
生物分解性の複合材料が得られることを見出し、開示を
行った（特開平２−６６８９号、特開平２−１２７４８
６号）。この天然素材よりなる複合材料は微生物分解速
度が速い点、又分解生成物が環境に対して無害である点
等、他の分解性プラスチックに比べ優れた特長を有して
いる。しかし、その原料の持つ特性上、汎用プラスチッ
クのようなヒートシール性を有しておらず、フィルムを
接合したり、製袋する場合に、糊付け等の煩雑な工程を
必要とする。

【０００５】一方、ポリ−ε−カプロラクトンのような
脂肪族ポリエステル、ポリエチレングリコール、ポリビ
ニルアルコール、ポリエステル系ポリウレタン、ポリア
ミノ酸等の熱可塑性合成樹脂は、ヒートシール性を有
し、しかも微生物によって分解を受けることが知られて
いる（高分子加工３６巻１号、１８〜２６Ｐ：酒井、高
分子論文集４５巻４号相川ら等）。しかし、これらの熱
可塑性合成樹脂の微生物分解速度は、比較的遅く、包装
用資材等の用途において十分な強度を保てる厚みに成形
した場合、完全に分解するには長期間が必要である。こ
のような状況の中、微生物分解速度が速く、更に、包装
用資材として有用であるヒートシール性を有する資材が
求められている。

【０００６】

【発明が解決しようとする問題点】本発明は、微生物分
解速度が速く、良好なヒートシール性を有する新規な生
分解性フィルム又はシートを提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、セルロース繊
維及びキトサンよりなる基材フィルム又はシート、また
は、セルロース繊維、キトサン及び微生物分解性を有す
る熱可塑性合成樹脂よりなる基材フィルム又はシートの
少なくとも片面に、微生物分解性を有する熱可塑性合成
樹脂の皮膜が形成されていることを特徴とする良好な微
生物分解性とヒートシール性を有するフィルム又はシー
トに関するものである。

【０００８】すなわち、本発明のヒートシール性を有す
る生分解性フィルム又はシートは、微生物分解性の、セ
ルロース繊維及びキトサンよりなる基材フィルム又はシ
ート、または、セルロース繊維、キトサン及び微生物分
解性を有する熱可塑性樹脂よりなる基材フィルム又はシ
ートの少なくとも片面に、微生物分解性を有する熱可塑
性合成樹脂の皮膜を形成させたものであるから、微生物
分解速度が速く、かつヒートシール性にも優れている。
またセルロース繊維、キトサンに更に微生物分解性を有
する熱可塑性合成樹脂を配合した基材フィルム、又はシ
ートを用いた場合は配合された微生物分解性を有する熱
可塑性樹脂の作用により、基材フィルム又はシートと皮
膜との間の密着性が高められ、優れたヒートシール強度
のものとなる。

【０００９】本発明において用いられるセルロース繊維
としては木材、藁、綿、麻、竹、バガス等の植物から得
られるセルロース、ヘミセルロース、リグノセルロー
ス、ペクトセルロースや菌が生産するバクテリアセルロ
ース等からなる繊維が挙げられ、特に微細に叩解した繊
維が好ましく用いられる。

【００１０】本発明において用いられるキトサンは、カ
ニ、エビ等の甲殻類の殻や菌糸体等から得られる含窒素
高分子物質であるキチンを脱アセチル化したものである
が、キトサンの分子量、脱アセチル化度は特に限定する
ものでない。キトサンはそのままでは水に溶けないので
塩酸等の無機酸又は蟻酸、酢酸、乳酸等の有機酸でキト
サン塩にすることにより、水に溶解して用いられる。

【００１１】本発明において用いられる微生物分解性を
有する熱可塑性合成樹脂としては、ポリ−ε−カプロラ
クトン、ポリ乳酸、ポリリンゴ酸等の脂肪族ポリエステ
ル、ポリビニルアルコール、ポリエステル系ポリウレタ
ン、ポリエチレンオキサイド、ポリアミノ酸、微生物が
生産するポリヒドロキシブチレート及びその誘導体等が
挙げられる。性能面、及び経済面からポリ−ε−カプロ
ラクトン、ポリエステル系ポリウレタン、及びポリエチ
レンオキシドが好ましく用いられる。これら合成樹脂は
単独で用いてもよし、複数の合成樹脂を混合して用いて
もよい。ここで、ポリエステル系ポリウレタンとはポリ
エステルポリオールとジイソシアネート化合物を反応し
て得られたポリウレタンを意味するが一部ポリエーテル
ポリオールを併用したものでもさしつかえない。

【００１２】使用原料の配合割合としては、セルロース
繊維１００重量部に対しキトサン２〜１００重量部、更
に微生物分解性を有する熱可塑性合成樹脂を配合する場
合は、該熱可塑性合成樹脂１０〜４００重量部、特に、
キトサン５〜８０重量部、微生物分解性を有する熱可塑
性合成樹脂２０〜３００重量部が好ましい。キトサンが
２重量部未満又は１００重量部を越える場合は湿潤強度
が弱くなり好ましくない。又、微生物分解性を有する熱
可塑性合成樹脂は、ヒートシール性を付与させる熱可塑
性樹合成脂層の皮膜を形成する際に皮膜との間の親和性
を高める上において極めて重要であり、配合割合が１０
重量部未満では基材フィルムと皮膜との密着性が悪く高
いヒートシール強度が得られない。一方、配合割合が４
００重量部を越えると得られるフィルム又はシートの微
生物分解性が遅くなり好ましくない。尚、本発明におい
て用いられるセルロース繊維、キトサン、又は更に微生
物分解性を有する熱可塑性合成樹脂よりなる基材フィル
ム又はシートは、公知の可塑剤、充填剤、着色剤等の添
加剤を含んでいてもさしつかえない。

【００１３】本発明において用いられるセルロース繊維
及びキトサンよりなる基材フィルム又はシート、また
は、セルロース繊維、キトサン及び微生物分解性を有す
る熱可塑性合成樹脂よりなる基材フィルム又はシート
は、セルロース繊維及びキトサン塩水溶液、又はセルロ
ース繊維とキトサン塩水溶液及び微生物分解性を有する
熱可塑性合成樹脂の溶液又は分散液を混合し、公知の方
法で流延、乾燥することにより得られる。尚、微生物分
解性を有する熱可塑性合成樹脂の溶液又は分散液は、該
熱可塑性合成樹脂を水又は水に溶解する溶剤に溶解又は
分散させたものである。

【００１４】このようにして得られたセルロース繊維及
びキトサンよりなる基材フィルム又はシート、または、
セルロース繊維、キトサン及び微生物分解性を有する熱
可塑性合成樹脂よりなる基材フィルム又はシートの少な
くとも片面に微生物分解性を有する熱可塑性合成樹脂の
皮膜を形成することにより本発明のヒートシール性を有
する生分解性フィルム又はシートが得られるわけであ
る。皮膜の形成方法としては、微生物分解性を有する熱
可塑性合成樹脂を熱により溶融させて、セルロース繊維
及びキトサンよりなる基材フィルム又はシート、また
は、セルロース繊維、キトサン及び微生物分解性を有す
る熱可塑性合成樹脂よりなる基材フィルム又はシートの
上にフィルム状に成形する方法、微生物分解性を有する
熱可塑性合成樹脂を溶剤に溶解させて上記基材フィルム
又はシートに塗布する方法、或は該熱可塑性合成樹脂の
溶液中に前記基材フィルム又はシートを浸漬する方法、
或は、これら合成樹脂を押出成型法または溶液流延法に
より予めフィルム化したものを接着剤を用いて基材フィ
ルムまたはシートに貼合わせるか、接着剤を用いずに熱
融着させる方法等が挙げられ、使用する合成樹脂の特性
に合った方法によって皮膜を形成させることができる。

【００１５】皮膜はセルロース繊維及びキトサンよりな
る基材フィルム又はシート、または、セルロース繊維、
キトサン及び微生物分解性を有する熱可塑性合成樹脂よ
りなる基材フィルム又はシートの片面だけに形成しても
よいし、両面に形成してもよい。又皮膜の厚みは１〜２
０μが好ましい。皮膜の厚みが１μ未満の場合には微生
物分解性の速度に問題はないものの、十分なヒートシー
ル強度が得られず、２０μを越えると良好なヒートシー
ル強度は得られるものの、微生物分解性が遅くなり好ま
しくない。

【００１６】

【実施例】以下、本発明を実施例を用いてより具体的に
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。ここにおいてシール強度は、各フィルムをインパル
スシール機によりヒートシールした後１０ｍｍ幅に切り
出し、３００ｍｍ／分の速度で引っ張破断するまでの最
高強度を測定することにより評価した。また、微生物分
解性は各フィルムを温度２３℃、湿度９５〜１００％の
環境下で土壌中に埋設し３ケ月後のフィルムの状況を観
察することにより評価した。

【００１７】実施例１ キトサン１重量部、水９８重量部、酢酸１重量部を混
合、攪拌しキトサン酢酸塩水溶液を得た。このようにし
て得られたキトサン酢酸塩水溶液２８重量部と微細セル
ロースの水分散体（成分濃度：１重量％）１４０重量部
及び可塑剤としてグリセリン１．０５重量部を混合しキ
トサン・セルロース懸濁液を得た。このキトサン・セル
ロース懸濁液をガラス板上に流延し、７０℃で乾燥し
て、厚み７０μのセルロース繊維及びキトサンよりなる
フィルムを得た。このセルロース繊維及びキトサンより
成るフィルム上にバーコーターを用いてポリ−ε−カプ
ロラクトンの２０重量％酢酸エチル溶液を塗布し、５０
℃で５分間乾燥を行って、３μ、９μ、及び１５μの厚
みを有するポリ−ε−カプロラクトンの皮膜が形成され
たセルロース繊維及びキトサンより成るフィルムを得
た。得られたフィルムのシール強度はポリ−ε−カプロ
ラクトンの皮膜が３μのものが３３ｇ／１０ｍｍ、９μ
のものが１４５ｇ／１０ｍｍ、１５μのものが３０３ｇ
／１０ｍｍであった。また微生物分解性試験ではいずれ
のフィルムも完全に消滅した。

【００１８】実施例２ 実施例１と同様にして得た厚み７０μのセルロース繊維
及びキトサンより成るフィルム上にバーコーターを用い
てポリエステル系ポリウレタンの１０重量％テトラヒド
ロフラン溶液を塗布し、５０℃で５分間乾燥を行って、
厚み９μのポリエステル系ポリウレタンの皮膜が形成さ
れたセルロース繊維及びキトサンより成るフィルムを得
た。得られたフィルムのシール強度は１３０ｇ／１０ｍ
ｍであり、また微生物分解性試験ではフィルムはほぼ完
全に消滅した。

【００１９】実施例３ 実施例１と同様にして得た厚み７０μのセルロース繊維
及びキトサンより成るフィルム上にバーコーターを用い
てポリエチレンオキサイドの１０重量％水溶液を塗布
し、５０℃で５分間乾燥を行って、厚み９μのポリエチ
レンオキサイドの皮膜が形成されたセルロース繊維及び
キトサンより成るフィルムを得た。得られたフィルムの
シール強度は８０ｇ／１０ｍｍであり、また微生物分解
性試験ではフィルムは完全に消滅した。

【００２０】実施例４ 微細セルロース繊維の水分散体（濃度１重量％）とキト
サンの酢酸塩水溶液（濃度１重量％）を、微細セルロー
ス繊維１００重量部に対しキトサン２０重量部になるよ
うに混合してガラス板上に流延し、７０℃で乾燥して厚
み８０μのフィルムを得た。このフィルム上にポリ−ε
−カプロラクトンの２０重量％酢酸エチル溶液をバーコ
ーターを用いて塗布し、５０℃で乾燥して厚み３μのポ
リ−ε−カプロラクトンの皮膜が形成されたフィルムを
得た。得られたフィルムのシール強度は３９ｇ／１０ｍ
ｍであり、微生物分解性試験では完全に消滅した。

【００２１】実施例５ 微細セルロース繊維の水分散体（濃度１重量％）とキト
サンの酢酸塩水溶液（濃度１重量％）及びポリエステル
エーテル系ポリウレタンの水分散体（第一工業製薬 ス
ーパーフレックス３００，濃度３０重量％）を、微細セ
ルロース繊維１００重量部に対しキトサン２０重量部、
ポリエステルエーテル系ポリウレタン１００重量部にな
るように混合してガラス板上に流延し、７０℃で乾燥し
て厚み８０μのフィルムを得た。このフィルム上に実施
例４と同様にして厚み３μのポリ−ε−カプロラクトン
の皮膜が形成されたフィルムを得た。得られたフィルム
のシール強度は１１３５ｇ／１０ｍｍであり、微生物分
解性試験ではフィルムは完全に消滅した。

【００２２】実施例６ 実施例４と同様にして得た厚み８０μのセルロース繊維
とキトサンより成るフィルム上に、ポリエステル系ポリ
ウレタンの１０重量％テトラヒドロフラン溶液をバーコ
ーターを用いて塗布し、５０℃で乾燥して厚み９μのポ
リエステル系ポリウレタンの皮膜が形成されたフィルム
を得た。得られたフィルムのシール強度は１５８ｇ／１
０ｍｍであり、微生物分解性試験ではほとんど消滅し
た。

【００２３】実施例７ 微細セルロース繊維の水分散体（濃度１重量％）とキト
サンの酢酸塩水溶液（濃度１重量％）、及びポリエステ
ルエーテル系ポリウレタンの水分散体（第一工業製薬
スーパーフレックス３００，濃度３０重量％）を微細セ
ルロース繊維１００重量部に対しキトサン２０重量部、
ポリエステルエーテル系ポリウレタン５０部、及び１５
０重量部になるように混合してガラス板上に流延し、７
０℃で乾燥して厚み８０μのポリエステルエーテル系ポ
リウレタン含量の異なる２枚のフィルムを得た。各々の
フィルム上に実施例６と同様にして厚み９μのポリエス
テル系ポリウレタンの皮膜が形成されたフィルムを得
た。得られたフィルムのシール強度は、ポリエステルエ
ーテル系ポリウレタンを５０部使用したものが９０７ｇ
／１０ｍｍであり、１５０部使用したものが１３１３ｇ
／１０ｍｍであった。又、微生物分解性試験ではいずれ
のフィルムもほとんど消滅した。

【００２４】実施例８ 微細セルロース繊維の水分散体（濃度１重量％）、キト
サンの酢酸塩水溶液（濃度１重量％）、ポリエチレンオ
キサイドの１０重量％水溶液、及び可塑剤としてのグリ
セリンを、微細セルロース繊維１００重量部に対してキ
トサンが２０重量部、ポリエチレンオキサイドが１００
重量部、グリセリンが７５重量部になるように混合して
ガラス板上に流延し、７０℃で乾燥して厚み８０μのフ
ィルムを得た。このフィルム上にポリエチレンオキサイ
ドの１０重量％水溶液をバーコーターを用いて塗布し、
５０℃で乾燥して厚み１５μのポリエチレンオキサイド
の皮膜が形成されたフィルムを得た。得られたフィルム
のシール強度は１２２０ｇ／１０ｍｍであり、微生物分
解性試験ではフィルムはほとんど消滅していた。

【００２５】比較例１ 微細セルロース繊維の水分散体（濃度１重量％）とキト
サンの酢酸塩水溶液（濃度１重量％）を微細セルロース
繊維１００重量部に対しキトサン２０重量部になるよう
に混合してガラス板上に流延し、７０℃で乾燥して厚
み、８０μのフィルムを得た。又、前記原料混合物に更
に可塑剤としてグリセリン７５重量部を混合し、同様に
して７０μのフィルムを得た。得られたそれぞれのフィ
ルムは微生物分解性試験では完全に消滅したが、シール
性は全く有していなかった。

【００２６】比較例２ ポリ−ε−カプロラクトンの２０重量％酢酸エチル溶液
をガラス板上に流延し、５０℃で乾燥して厚み８０μの
ポリ−ε−カプロラクトンのフィルムを得た。得られた
フィルムのシール強度は１２８６ｇ／１０ｍｍであった
が、微生物分解性試験ではフィルムは僅かに分解が始ま
っている程度であった。

【００２７】比較例３ ポリエステル系ポリウレタンの１０重量％テトラヒドロ
フラン溶液をガラス板上に流延し、５０℃で乾燥して厚
み８０μのポリエステル系ポリウレタンのフィルムを得
た。得られたフィルムのシール強度は１２１１ｇ／１０
ｍｍであったが、微生物分解性試験ではフィルムはほと
んど分解されなかった。

【００２８】

【発明の効果】本発明のヒートシール性を有する生分解
性フィルムまたはシートは、天然素材であるセルロース
繊維及びキトサンよりなる基材フィルム又はシート、あ
るいは天然素材であるセルロース繊維、キトサン及び微
生物分解性を有する熱可塑性合成樹脂よりなる基材フィ
ルム又はシートの上に、微生物分解性を有する熱可塑性
合成樹脂の薄い皮膜を形成したものであるから、天然素
材の優れた微生物分解性を有し、しかも包装用資材等の
用途において有用なヒートシール性が付与されるという
優れた効果がある。そして、基材フィルム又はシートに
微生物分解性を有する熱可塑性合成樹脂を配合したもの
を用いた場合は、該熱可塑性合成樹脂の作用により、基
材フィルム又はシートと皮膜との間の密着性が高めら
れ、高いヒートシール強度が得られるという効果をも発
揮するものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 細川 純 香川県高松市花の宮町２丁目３番３号 工 業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者 吉原 一年 香川県高松市花の宮町２丁目３番３号 工 業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者 久保 隆昌 香川県高松市花の宮町２丁目３番３号 工 業技術院四国工業技術試験所内 (72)発明者 丸山 覚志 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内 (72)発明者 金岡 邦夫 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内 (72)発明者 上田 彰彦 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内 (72)発明者 立石 健二 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内 (72)発明者 近藤 和夫 香川県丸亀市中津町1515番地 大倉工業株 式会社研究所内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 セルロース繊維及びキトサンよりなる基
   材フィルム又はシートの少なくとも片面に、微生物分解
   性を有する熱可塑性合成樹脂の皮膜が形成されているこ
   とを特徴とするヒートシール性を有する生分解性フィル
   ム又はシート。
2. 【請求項２】 セルロース繊維、キトサン及び微生物分
   解性を有する熱可塑性合成樹脂よりなる基材フィルム又
   はシートの少なくとも片面に、上記微生物分解性を有す
   る熱可塑性合成樹脂の皮膜が形成されていることを特徴
   とするヒートシール性を有する生分解性フィルム又はシ
   ート。
3. 【請求項３】 微生物分解性を有する熱可塑性合成樹脂
   が、ポリ−ε−カプロラクトン、ポリエステル系ポリウ
   レタン及びポリエチレンオキサイドから選ばれることを
   特徴とする請求項１又は２記載のヒートシール性を有す
   る生分解性フィルム又はシート。