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公開番号2024127799
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-20
出願番号2024027175
出願日2024-02-27
発明の名称ポリヒドロキシアルカン酸フィルム、包装体、農林水産業資材、生分解方法、農林水産素材
出願人東レ株式会社
代理人
主分類C08J 5/18 20060101AFI20240912BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】本発明は、生分解性を必要とし加工工程ならびに蒸着工程の搬送張力でも破断もしくは変形することなくバリア性に優れ、包装用途や農林水産用途に好適に用いることができるポリヒドロキシアルカン酸フィルムを提供することを課題とする。
【解決手段】主配向軸方向の破断強度をS1(MPa)、主配向軸方向と直交する方向の破断強度をS2(MPa)とした際に、S1、およびS2が式(1)、および式(2)を満たす、ポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
30MPa≦S1≦280MPa・・・式(1)
30MPa≦S2≦280MPa・・・式(2)
【選択図】なし
特許請求の範囲【請求項１】
主配向軸方向の破断強度をＳ１（ＭＰａ）、主配向軸方向と直交する方向の破断強度をＳ２（ＭＰａ）とした際に、Ｓ１、およびＳ２が式（１）、および式（２）を満たす、ポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
３０ＭＰａ≦Ｓ１≦２８０ＭＰａ・・・式（１）
３０ＭＰａ≦Ｓ２≦２８０ＭＰａ・・・式（２）
続きを表示（約 970 文字）【請求項２】
熱機械分析装置（ＴＭＡ）で求められる熱収縮曲線において、フィルムの主配向軸方向の収縮開始温度Ｔ１（℃）、主配向軸方向と直交する方向の収縮開始温度Ｔ２（℃）がいずれも４０℃以上１５０℃以下である、請求項１に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
【請求項３】
主配向軸方向の波長１５５０ｎｍにおける屈折率をＮ１、主配向軸方向と直交する方向の波長１５５０ｎｍにおける屈折率をＮ２とした際に、Ｎ１、Ｎ２が式（３）を満たす、請求項１または２に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
２．０×１０
－４
≦｜Ｎ１－Ｎ２｜≦１．３×１０
－２
・・・式（３）
【請求項４】
１２０℃１５分間の加熱処理によって求められるフィルムの主配向軸方向の熱収縮率Ｈ１（％）、主配向軸方向と直交する方向の熱収縮率Ｈ２（％）がいずれも０％以上２０％以下である、請求項１または２に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
【請求項５】
主配向軸方向の破断伸度をＬ１（％）、主配向軸方向と直交する方向の破断伸度をＬ２（％）とした際に、Ｌ１、Ｌ２がいずれも１０％以上３５０％以下である、請求項１または２に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
【請求項６】
ＣｕＫα線を用いた厚み方向の広角Ｘ線回折において、回折角２θが１９°以上２１°以下の範囲の配向度０．５０以上のピークのうち最も強度の高いピークをＰＢとした際に、ＰＢの半値幅から求めた結晶子サイズが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である、請求項１または２に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
【請求項７】
少なくとも片面にさらに機能層を有する請求項１または２に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
【請求項８】
包装用途に用いられる、請求項１または２に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
【請求項９】
請求項１または２のポリヒドロキシアルカン酸フィルムを含む包装体。
【請求項１０】
農林水産業用途に用いられる、請求項１または２に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
（【請求項１１】以降は省略されています）
発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリヒドロキシアルカン酸フィルム、包装体、農林水産業資材、生分解方法、農林水産素材に関する。
続きを表示（約 3,400 文字）【背景技術】
【０００２】
地球温暖化の抑制の観点から、世界各国でカーボンニュートラルの目標達成に向けた様々な取り組みが進められており、中でもプラスチック製品は製造や廃棄時に多くのＣＯ
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を排出することから使用量、廃棄量の削減が求められている。包装用プラスチックは各種プラスチック製品の中でも特に使用量が多く、さらにその多くが使い捨てとなることから、フィルムをはじめとした包装用プラスチックの使用量、廃棄量の削減やリサイクル、植物由来材料への置き換えが求められている。
【０００３】
また、近年では海洋に流入するプラスチックの環境汚染問題も注目されている。例えば、魚類、海鳥、海洋哺乳動物が海洋に漂流したプラスチック製品を誤って摂取し死亡する被害や、波や紫外線で微細化されたマイクロプラスチックが海洋中の食物連鎖で生体濃縮され、魚類などを摂食する人体への影響が指摘されている。これらの課題は、適切な方法で廃棄されなかった包装用プラスチック、ならびに農業用途で使用されるプラスチック資材が河川を経由して海洋に流入したり、漁業、養殖業で用いられた後に投棄されたプラスチック資材が海を漂流したりすることによって引き起こされるといわれている。そのため、包装用プラスチックや農林水産業資材用プラスチックが適切に廃棄されなかった場合に備え、プラスチックの生分解性機能付与も求められている。
【０００４】
この様なプラスチックによる海洋汚染に対し、生分解性プラスチックの使用が期待されるが、国連環境計画が２０１５年に取り纏めた報告書では、ポリ乳酸などのコンポストで生分解可能なプラスチックは、温度が低い実海洋中では短期間での分解が期待できないために、海洋汚染の対策にはなりえないと指摘されている。この様な中、生分解性プラスチックの中でも、脂肪族ポリエステル樹脂が高い生分解性を有する点から、特にポリヒドロキシアルカン酸樹脂製のフィルムが注目され、包装材料用などへ適用検討がなされている。
【０００５】
そこで生分解性フィルムとしてポリヒドロキシアルカン酸フィルムとして、一旦結晶化させた樹脂シートを、樹脂の軟化温度以下でかつガラス転移温度以上の温度でロール圧延により一次延伸を行い、その後に二次延伸することで強度の高いフィルムを得る製造方法が提案されている（特許文献１）。また同様にして、ポリヒドロキシアルカン酸樹脂シートを当該シートの融点－２５℃以上融点以下の温度領域で一次延伸として部分融解延伸させ次いで二次延伸することで強度の高いフィルムを得る製造方法が提案されている（特許文献２）。さらにはポリヒドロキシアルカン酸フィルムとしてポリ（３－ヒドロキシブチレート）樹脂をブレンドし得られたシートをロール圧延することなく、フィルム製造工程における流れ方向（ＭＤ方向）及びそれと直交する方向（ＴＤ方向）へそれぞれ、延伸倍率１．１倍以上で、連続的に二軸延伸する製造方法により薄くて強度が高いフィルムを得る製造方法が提案されている（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
特開２００６－１６８１５９号公報
特開２００３－３１１８２５号公報
特開２０２２－６２７５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１および特許文献２に記載のフィルムはいずれも二次延伸することで強度向上しているが、一軸方向への多段延伸であり強度向上が一方向に限定的であるため、延伸方向と直交する方向への強度向上に改良の余地があった。特許文献３に記載のフィルムはポリヒドロキシアルカン酸フィルムを二軸延伸する製造方法であるが製膜時の面積延伸倍率が小さくポリヒドロキシアルカン酸樹脂の分子鎖伸張が不十分であり、更なる強度向上に改良の余地があった。
【０００８】
また、いずれのフィルムも加工時のフィルム搬送張力に対して破れやすく、フィルムが極端に変形し易いため、例えば包装用途や農林水産用途で求められるガスバリア性を付与するために後加工を施す場合においては、金属等を蒸着する工程で蒸着層にクラックが発生してバリア性が損なわれるという課題があった。
【０００９】
そこで本発明は、生分解性を有しながら、例えば包装用途や農林水産用途に用いる際、加工性に優れバリア性も良好なポリヒドロキシアルカン酸フィルムを提供することをその課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討を重ね、以下の本発明に至った。すなわち本発明の好ましい一態様は以下の通りである。
１．主配向軸方向の破断強度をＳ１（ＭＰａ）、主配向軸方向と直交する方向の破断強度をＳ２（ＭＰａ）とした際に、Ｓ１、およびＳ２が式（１）、および式（２）を満たす、ポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
３０ＭＰａ≦Ｓ１≦２８０ＭＰａ・・・式（１）
３０ＭＰａ≦Ｓ２≦２８０ＭＰａ・・・式（２）
２．熱機械分析装置（ＴＭＡ）で求められる熱収縮曲線において、フィルムの主配向軸方向の収縮開始温度Ｔ１（℃）、主配向軸方向と直交する方向の収縮開始温度Ｔ２（℃）がいずれも４０℃以上１５０℃以下である、１．に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
３．主配向軸方向の波長１５５０ｎｍにおける屈折率をＮ１、主配向軸方向と直交する方向の波長１５５０ｎｍにおける屈折率をＮ２とした際に、Ｎ１、Ｎ２が式（３）を満たす、１．または２．に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
２．０×１０
－４
≦｜Ｎ１－Ｎ２｜≦１．３×１０
－２
・・・式（３）
４．１２０℃１５分間の加熱処理によって求められるフィルムの主配向軸方向の熱収縮率Ｈ１（％）、主配向軸方向と直交する方向の熱収縮率Ｈ２（％）がいずれも０％以上２０％以下である、１．～３．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
５．主配向軸方向の破断伸度をＬ１（％）、主配向軸方向と直交する方向の破断伸度をＬ２（％）とした際に、Ｌ１、Ｌ２がいずれも１０％以上３５０％以下である、１．～４．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
６．ＣｕＫα線を用いた厚み方向の広角Ｘ線回折において、回折角２θが１９°以上２１°以下の範囲の配向度０．５０以上のピークのうち最も強度の高いピークをＰＢとした際に、ＰＢの半値幅から求めた結晶子サイズが５ｎｍ以上６０ｎｍ以下である、１．～５．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
７．少なくとも片面にさらに機能層を有する１．～６．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
８．包装用途に用いられる、１．～７．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
９．１．～８．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルムを含む包装体。
１０．農林水産業用途に用いられる、１．～８．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
１１．１．～８．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルムを含む農林水産業資材。
１２．１．～８．に記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルムをコンポスト機材で分解する、生分解方法。
１３．９．に記載の包装体をコンポスト機材で分解する、生分解方法。
１４．１１．に記載の農林水産業資材をコンポスト機材で分解する、生分解方法。
１５．農林水産素材の被覆に用いられるフィルムであって、前記農林水産素材が肥料、飼料、種苗、薬剤から選択される１種以上を含む、１．～８．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルム。
１６．１．～８．のいずれかに記載のポリヒドロキシアルカン酸フィルムによって被覆されたことを特徴とする農林水産素材。
【発明の効果】
（【００１１】以降は省略されています）

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