生分解性チャック袋におけるチャック用部品の製造方法。
【課題】チャック部の開閉が容易で、繰り返しチャック部の開閉を行ってもチャック強度が低下しにくい嵌合性にすぐれた生分解性チャック袋の製造方法を提供すること。
【解決手段】脂肪族ポリエステルを主成分とするフィルムで形成された袋の口部に袋を開閉するためのチャック部を有し、そのチャック部が、互いに嵌合可能な凸部材及び凹部材からなるチャック用部品からなる生分解性チャック袋におけるチャック用部品を製造する方法であって、曲げ弾性率が１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａである脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶融し、チャック用部品形成用の開口部を有するダイから押出して凸部材及び凹部材からなるチャック用部品をそれぞれ形成させた後、速度４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却することからなる生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
【解決手段】脂肪族ポリエステルを主成分とするフィルムで形成された袋の口部に袋を開閉するためのチャック部を有し、そのチャック部が、互いに嵌合可能な凸部材及び凹部材からなるチャック用部品からなる生分解性チャック袋におけるチャック用部品を製造する方法であって、曲げ弾性率が１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａである脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶融し、チャック用部品形成用の開口部を有するダイから押出して凸部材及び凹部材からなるチャック用部品をそれぞれ形成させた後、速度４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却することからなる生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性樹脂をチャックに用いた生分解性チャック袋に於いて、寸法精度の高いチャック用部品を効率的に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
袋の口部分に繰り返し開閉操作が可能なチャック部（ジッパーとも呼ばれる、本明細書では、以下、チャック部、と記載する）を設けた包装袋が食品、衣料品、医薬品、雑貨やその他多くの包装分野で利用されている。これらチャック部を設けた包装袋（チャック袋）は、チャック部に、凸部材及び凹部材からなるチャック用部品が設けられており、凸部材と凹部材を嵌合することにより繰り返し開閉操作が可能となっている。これらのチャック袋に用いられる材質としてポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂が広く用いられている。
ポリオレフィン樹脂を用いたチャック袋は、使用後にごみとして廃棄され、焼却又は埋め立てられるが、燃焼時の発熱量が多い、長期にわたり分解しないので埋立地が不足するという問題がある。近年、環境問題に関する関心の高まりから、燃焼熱量が低く、埋め立て後に早期に分解する生分解性の樹脂を用いたチャック袋の研究がなされてきている。
【０００３】
特許文献１には、ポリ乳酸系重合体と脂肪族ポリエステルからなるフイルムに脂肪族ポリエステルからなるチャックを設けた生分解性チャック付袋が記載されている。この生分解性チャック付袋は透明であり、繰り返しチャックの開閉を行ってもチャックが袋からはがれることが無いと記載されている。一方で、チャック袋の機能として重要な点は、チャック部の開閉が容易で、かつチャック部を閉じると内容物がこぼれないことである。このため、チャック用部品の凸部材と凹部材の製造には厳密な寸法精度が要求される。凸部材に対して凹部材の開口が小さいと開閉に過大な力を要し、場合によってはチャック部が嵌合しない場合がある。反対に凸部材に対して凹部材の開口が大きいと開閉は容易であるが、繰り返し開閉を行うとチャック部の強度が低下し、内容物を入れた状態で袋を傾けると内容物の力でチャック部が開き内容物がこぼれる場合がある。
ポリオレフィン製のチャック部の場合は、寸法精度の高いチャック用部品の製造が比較的容易に出来るが、生分解性樹脂を用いると寸法精度の高いチャック用部品が出来ない、あるいは出来たとしても５００ｍから２０００ｍにわたって連続的に寸法精度の高いチャック用部品を安定して生産することが困難となることがあった。
【特許文献１】特開平１０−１４６９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、生分解性樹脂をチャック部に用いた生分解性チャック付袋において、寸法精度の高いチャック用部品の製造方法を提供すること、すなわち、チャック部の開閉が容易で、繰り返しチャック部の開閉を行ってもチャック部の強度が大きく低下しない耐久性にすぐれた生分解性チャック付袋を安定的に製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、生分解性樹脂をチャック部に用いた生分解性チャック袋において、チャック部の製造時におけるチャック用部品の固化時に、チャック用部品の形状安定性が低下する現象が発生することが、チャック用部品の寸法精度の低下原因であることを突き止め、特定の樹脂組成物を押出機で溶融し、凸部材、凹部材を形成するための開口部を有するダイから押出した後、冷却速度４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却することにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
（１）脂肪族ポリエステルを主成分とするフィルムで形成された袋の口部に袋を開閉するためのチャック部を有し、そのチャック部が、互いに嵌合可能な凸部材及び凹部材からなるチャック用部品からなる生分解性チャック袋におけるチャック用部品を製造する方法であって、曲げ弾性率が１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａである脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶融し、チャック用部品形成用の開口部を有するダイから押出して凸部材及び凹部材からなるチャック用部品をそれぞれ形成させた後、速度４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却することからなる生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
（２）袋を形成しているフイルム及びチャック部の主成分である脂肪族ポリエステルがポリ乳酸系樹脂であることを特徴とする（１）の生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、寸法精度が高く、チャック強度の高い、チャック袋のチャック用部品を製造することができる。そのため、チャック部の開閉が容易で、繰り返しチャック部の開閉を行ってもチャック強度が大きく低下しない耐久性にすぐれたチャック部が設けられたチャック袋が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明について、好ましい実施態様を中心に、詳細に説明する。
本発明の生分解性チャック袋は、少なくとも生分解性フイルムと生分解性チャック部からなる。チャック部には、凸部材、凹部材からなるチャック用部品以外に、開封口をつまみやすくするリードや、チャックの開閉を容易にするための開閉装置（スライダー）等があってもよい。
本発明に基づいて、生分解性チャック袋を製造する場合、例えば、袋を構成する生分解性フイルムと生分解性チャック用部品を同時にダイから押し出し、その際、凸部材と凹部材からなるチャック用部品が互いに嵌合するように位置関係を調整し、フイルム上にチャック用部品を融着させる方法、生分解性フイルムと生分解性チャック用部品を個別に製造してから、凸部材と凹部材からなるチャック用部品が互いに嵌合するように位置関係を調整して、フイルム上にチャック用部品を接着させる方法等が用いられる。後者の方法では、フイルムに印刷を施してからチャックを接着することが可能なため、意匠性のあるチャック袋を得られるという点で好ましい。
【０００８】
以下、フイルムとチャック部を個別に製造して接着する方法を説明する。
本発明の生分解性チャック袋を構成するフイルムは、単層フイルムであっても多層フイルムであってもよいが、チャック袋に必要な柔軟性とシール強度を満足しやすい点から多層フイルムが好ましい。
本発明の生分解性チャック袋の本体を構成するフイルムには、脂肪族ポリエステルを５０質量％以上含む樹脂が用いられる。脂肪族ポリエステルの例としては、ポリ乳酸系樹脂、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸の縮重合物が挙げられる。ポリ乳酸系樹脂の例としては、ポリ乳酸、乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体等が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸の例としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。
【０００９】
本発明に用いられる脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸の縮重合物には、分子中に生分解性に実質的な影響を与えない範囲でウレタン結合、アミド結合、エーテル結合等が導入されていてもよい。脂肪族ジオールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が上げられる。脂肪族ジカルボン酸の例としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、ジグリコール酸等が挙げられる。
【００１０】
本発明の生分解性チャック袋を構成するフイルムには、生分解性を阻害しない範囲でその他の樹脂を用いてもよい。その他の樹脂として、例えば、脂肪族−芳香族ポリエステルをフイルム構成樹脂に対して５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下用いることにより、フイルム、袋の耐衝撃性が向上するので好ましい。その他にも、例えば、天然高分子、セルロースエステル、エチレン−ビニルアルコール共重合体等が挙げられる。
さらに本発明の生分解性チャック袋を構成するフイルムに可塑剤、滑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤等の添加剤を用いてもよい。
好適な可塑剤の例として脂肪族系アルコール、脂環族系アルコール、これらの多価アルコール、およびこれらの縮重合物；これらから選ばれる少なくとも１種のアルコール成分と、脂肪族脂肪酸、脂肪族多価カルボン酸、芳香族多価カルボン酸から選ばれる少なくとも１種の酸成分とのエステル；天然脂肪酸エステル；脂肪族ヒドロキシカルボン酸とアルコール及び／または脂肪族脂肪酸とのエステル、及びこれらエステル類の変性物；ポリオキシエチレンアルキルエーテル及びそのエステル；脂肪族ポリエステルのオリゴマー、環状２量体及び単量体、その他にミネラルオイル、流動パラフィン、飽和炭化水素化合物よりなる低重合物等が挙げられる。これらの可塑剤は、１種又は１種以上の混合物を用いてもよい。可塑剤の添加量は、フイルムを構成する樹脂１００質量部に対して０．５〜３０質量部の範囲が好ましい。
【００１１】
好適な滑剤の例としては、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ベントナイト、マイカ、黒鉛、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、硫酸バリウム、ホウ酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等が挙げられる。滑剤の添加量は、フイルムを構成する樹脂１００質量部に対して０．０５〜３質量部の範囲で調整される。
紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤等の添加剤は、公知のポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフイルムに用いられる物と同等の物が好適である。
フイルムは公知の方法により製造することができる。例えば、脂肪族ポリエステル、添加剤等の原材料を押出機中で溶融混練した後、Ｔダイ、Ｉダイ、丸ダイ等から押出したフイルムをキャストロールや水、圧空により冷却固化して未延伸フイルムを得る。その後、ロール法、テンター法、チューブラー法等の延伸手段で延伸した延伸フイルムとしてもかまわない。フイルム厚みは、チャック袋に適正な厚みである１５μｍ〜１００μｍが好ましく、より好ましくは、２０μｍ〜７０μｍである。
【００１２】
本発明の生分解性チャック袋を構成するチャック部には、脂肪族ポリエステルが５０％以上用いられる。チャック部に用いられる樹脂組成とフイルムに用いられる樹脂組成は同じでも異なっていてもよい。フイルムとチャック部を接着する際にヒートシール等の熱接着が一般的に用いられるので、フイルムを構成する樹脂組成とチャック部を構成する樹脂組成の５０％以上が同一の樹脂組成であると高い接着性が得られるので好ましい。
チャックに求められる柔軟性を満足するために、チャック部に設けられるチャック用部品を構成する樹脂組成物の曲げ弾性率は１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａでなければならない。更に１５０〜３００ＭＰａの範囲であるとチャックを繰り返し開閉した際のチャック強度の低下が小さくなるのでより好ましい。曲げ弾性率が１５０ＭＰａより低いとチャック強度が不足し、袋を傾けると内容物がこぼれることがある。曲げ弾性率が４００ＭＰａより高いと袋を開くために大きな力を必要とし、袋を開く際にチャック用部品が袋から剥離することがある。チャック用部品に用いられる生分解性樹脂に可塑剤を適量添加することによりチャック用部品を構成する樹脂の曲げ弾性率を１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａにすることができる。可塑剤は、本発明の生分解性チャック袋を構成するフイルムに用いられる可塑剤の例で挙げたものを用いることができる。可塑剤の添加量は、チャック用部品を構成する樹脂１００質量部に対して、一般には、０．５〜３０質量部の範囲で調整される。
【００１３】
チャック用部品を構成する樹脂組成物の７０℃における貯蔵弾性率（Ｇ´）の好ましい範囲は１０４〜１０９Ｐａ、より好ましくは１０５〜１０７Ｐａである。７０℃における貯蔵弾性率が１０４Ｐａより低いと、チャック用部品を押出した後の冷却時の固化が遅く、後述するチャック用部品の形状安定性が低下しやすい場合がある。７０℃における貯蔵弾性率が１０９Ｐａより高いと、チャック部製造時の押出機の負荷が高くなるため生産レートを高めることが出来ない場合がある。
本発明の生分解性チャック袋を構成するチャック部に結晶化核剤を用いてもよい。結晶化核剤を用いるとチャック用部品を押出した後の冷却時の固化が早くなり、７０℃における貯蔵弾性率を高くすることが可能になる。好適な結晶化核剤の例としては、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ベントナイト、マイカ、黒鉛、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、硫酸バリウム、ホウ酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等が挙げられる。結晶化核剤の添加量は、チャック部を構成する樹脂１００質量部に対して、一般には、０．０５〜１０質量部の範囲で調整される。
【００１４】
次に、チャック部の製造方法を説明する。チャック部には、図１に示すように、袋本体を構成するフィルム１３上に凹部材１２及び凸部材１１からなるチャック用部品が設けられ、必要に応じてリードやスライダー等が設けられる。チャック用部品の製造は、チャック用部品を構成する樹脂組成物を押出機中で溶融混練した後、凹部材、凸部材形成用の開口部を有するダイから押出する。凹部材、凸部材形状には、図２に示すように、フィルム１３上にチャック基部１４を設けることにより、チャック用部品と袋本体との接着が容易になるので好ましい。
チャック部にリードを設ける場合は、リードを構成する樹脂組成物をチャック用部品と同じ組成とし、チャック用部品と同時にリード形成用の開口部を有するダイから押出し、リードとするのが好ましい。
【００１５】
スライダーを設ける場合は、前記の生分解性チャック袋を構成するフイルムに好適な脂肪族ポリエステルの例として挙げた樹脂をスライダーの形状に射出成形し、チャック袋を製袋する際にスライダーとチャック用部品とを一体にした後にチャック袋を製袋する。
チャック用部品とフイルム（リードを設ける場合は、チャック用部品及びリードとフイルム）を接着する方法として、押出したチャック用部品の樹脂が固化する前にフイルムに熱接着する方法と、図３に示すチャック基部を大きくしたチャック付テープ１５，１６を押出し、冷却固化した後、後工程でフイルムとチャック付テープを接着する方法等が挙げられる。
【００１６】
前者の製造方法は、一定速度でフイルムを送りながら前述の方法でフイルム上に一定量の溶融したチャック用部品を構成する樹脂組成物を押出し、（この時チャック用部品と同時にリードが押出されてもよい）樹脂組成物が固化する前にフイルムに熱接着する。次に溶融状態の樹脂組成物が固化するように水等で冷却されチャック付フイルムを得る。その後、必要により乾燥し、巻取り機でロール状にチャック付フイルムを巻き取る。得られたチャック付フイルムは、ヒートシール、溶断シール等の機能を備えた製袋機を用いて製袋され生分解性チャック袋が得られる。製袋機はポリオレフィン製チャック袋の製造に用いられるものと同等の製袋機が使用可能である。
【００１７】
後者の製造方法は、凸部材１１及び凹部材１２からなるチャック用部品を押出す際に、大きなチャック基部１５を備えた、図３に示すチャック付テープ１６，１７の形状に樹脂組成物を押出し、水等により冷却する。次にチャック付テープを、必要に応じて乾燥した後、巻取り機で巻き取る。その後フイルムとチャック付テープ１５，１６をそれぞれヒートシール等の手段で接着する。接着剤を用いた接着方法でもより。フイルムとチャック付テープは、接着工程とチャック袋の製袋工程を同一の装置で行えるヒートシール、溶断シール等の機能を備えた製袋機を用いて接着、製袋され生分解性チャック袋が得られる。
押出された直後のチャック用部品は溶融状態であるため、冷却固化するまでに変形が起こりやすい。特に、凹部材、凸部材を形成する異形のダイから押出された樹脂組成物は、図４に示すように、凸部材１７、凹部材１８が倒れ、形状安定性が低下する場合がある。生分解性樹脂からなるチャック用部品の寸法精度の低下はこの形状安定性の低下が主原因である。これらの形状安定性が低下した凹部材、凸部材を嵌合しようとすると、まったく嵌合出来ない場合、嵌合できるが、チャック強度が強すぎ、チャック部を開くのに過大な力を要する場合、チャック強度が弱く、繰り返しチャック部を開閉すとチャック強度が大きく低下する場合がある。
【００１８】
５００ｍから２０００ｍの長さのチャック用部品を連続して製造する際には、チャック用部品の寸法精度の高さが要求されるが、５００ｍから２０００ｍ長さのチャック用部品の一部にでも形状安定性が低下したチャック用部品が含まれると著しく生産性が低下する。生分解性を有する脂肪族ポリエステル樹脂は、ポリオレフィン樹脂と比較して溶融状態から固化するまでに時間を要する特徴があり、冷却に時間を要するほど形状安定性が低下する問題が顕著に現れやすいことを本発明者等は発見した。
この問題を解決するため、本発明のチャック用部品を構成する樹脂組成物は、凹部材、凸部材を形成するための開口部を持つダイから押出された後４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却する必要がある。より好ましくは、４５℃／秒〜６０℃／秒である。冷却速度が４０℃／秒より小さい場合は、形状安定性が低下し、６０℃／秒より大きい場合は形状安定性の面では問題ないが、冷却設備が過大なものとなり、経済的ではない。冷却速度を４０℃／秒以下とするためには、ダイから押出された樹脂組成物を低温の流体又は低温の金属ロールで冷却することが好ましい。好ましい流体は水である。水等の流体による冷却と金属ロールによる冷却を併用すると冷却速度を速める効果があるのでより好ましい。
【００１９】
具体的な冷却手段としては、ダイから押出された樹脂組成物を、水をためた冷却槽を通過させる方法、ダイから押出された樹脂組成物に水を噴射する方法、ダイから押出された樹脂組成物を回転する金属ロールに接して冷却する方法等が挙げられる。ダイから押出された樹脂組成物は、０．５秒以内、より好ましくは、０．３秒以内に水等の冷却媒体や、冷却用金属ロール等に接するのが好ましい。水等の冷却媒体温度、金属ロールの表面温度は、４０℃以下が好ましく、より好ましくは２５℃以下である。
本発明のチャック用部品を構成する樹脂組成物の冷却速度は、次式により計算で求められる。
（Ｔ１−Ｔ２）／３ 単位：℃／秒
ここで、Ｔ１はダイから押出された直後の樹脂組成物の表面温度 単位：℃
Ｔ２は、ダイから押出され、３秒経過した後の樹脂組成物の表面温度 単位：℃
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもんではない。
本発明に用いられる測定法は以下のとおりである。
（１）曲げ弾性率
ＪＩＳＫ７１７１に準拠する。
チャック袋よりチャック用部品を剥離し、１９０℃の熱プレスで２０ＭＰａ×２分プレス成形し、成形後直ちに２０℃の水中で急冷し、２ｍｍ厚みのシートを成形する。得られたシートから幅１０ｍｍ×長さ４０ｍｍ、に試験片を切り出し、ＪＩＳＫ７１７１の測定法に準じて曲げ弾性率を測定する（試験速度１０ｍｍ／ｍｉｎ）。
【００２１】
（２）貯蔵弾性率
ＪＩＳＫ７２４４-１０に準拠する。
曲げ弾性率の測定に用いた２ｍｍ厚さのシートを測定用の試料に用いた。測定は、レオメトリックス社（現ＴＡインスツルメント社）製レオメーター（ＡＲＥＳ）を使用する。測定には、直径８ｍｍパラレルプレートを用い、周波数は１．０ｒａｄ／ｓｅｃとし、測定開始温度を融点以上（実施例樹脂の場合は１８０℃）、測定終了温度を５０℃とした。歪は、０．０１％で行う。
（３）樹脂組成物の表面温度
樹脂組成物の表面温度測定には、非接触型の放射温度計（堀場製作所製：ＩＴ−５５０Ｓ）を用いる。なお、測定個所は、凹部材を形成するための開口部を有するダイから押出された直後の樹脂組成物（凹部材チャック用部品）の表面温度（Ｔ１）及び押出から３秒経過した後の樹脂組成物（凹部材チャック用部品）の表面温度（Ｔ２）を測定する。
【００２２】
（４）チャック強度
チャック袋より、凹部材、凸部材のチャック用部品が長辺方向と垂直方向に含まれるように１５ｍｍ×１００ｍｍの大きさに２枚重ねの試験片を切り出す（試験片の上部から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材のチャック用部品が位置する）。次に、試験片を、チャック用部品下部の７０ｍｍ部分のフイルム２枚を凹部材、凸部材が嵌合した状態で、引っ張り試験機（島津製作所製オートグラフＡＧ−ＩＳ）のつかみ具にそれぞれセットし、ＪＩＳＫ７１２７に準じて引張応力の最大値を測定する（つかみ具間距離１００ｍｍ、引張試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎ）５回の測定で得られた値を平均しチャック強度とする。
【００２３】
（５）チャック用部品の寸法精度
フイルム長さ換算で５００ｍ以上のチャック袋を製造し、フイルム長さで５０ｍ間隔に相当する個所から１０箇所でチャック袋をサンプリングする。（４）の方法でチャック強度を測定し、１０点のチャック強度の標準偏差を求め、以下の基準により判定する。
○：準偏差が ３未満
△：標準偏差が ３以上、５未満
×：標準偏差が ５以上
【００２４】
（６）チャック袋の耐久性
（５）で測定した１０点のチャック袋の内、チャック強度が平均値に近い５点のチャック袋について、開閉操作を１００回繰り返す。その後、再びチャック強度を測定し、チャック強度の変化率を５点についてそれぞれ次式により計算する。５点のチャック強度の変化率を平均した平均値について以下の基準により判定する。
チャック強度の変化率＝（初期チャック強度−１００回開閉後のチャック強度）／初期チャック強度×１００ （％）
◎チャック強度の変化率が５％未満
○チャック強度の変化率が５％以上１０％未満
△チャック強度の変化率が１０％以上
【００２５】
［実施例１］
フイルム（Ａ）
スクリュー径が４０ｍｍの２軸押出機でポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）を溶融し、樹脂１００重量部に対して可塑剤ＤＡＣＧ（理研ビタミン社製、ＰＬ−０１９（商品名））を２０重量部の割合で押出機中に注入ポンプを用いて圧入、混合して樹脂組成物とした。その後樹脂組成物を３４０ｍｍ×１．０ｍｍのスリットを有するＴダイから押出し、２０℃に温調したキャストロールで冷却しその後巻取り機で巻取り、幅３０ｃｍ長さ５００ｍ厚み５０μｍの未延伸のフイルムを得た。
チャック（Ｂ）
スクリュー径が２０ｍｍの単軸押出機でポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）（昭和高分子社製、ビオノーレ（登録商標）＃１００１）及びＰＢＳ樹脂１００重量部に対して可塑剤ＤＡＣＧ（理研ビタミン社製ＰＬ−０１９）を１．５重量部及び、ＰＢＳ樹脂１００重量部に対して結晶化核剤タルク（松村産業社製、ハイフィラー（登録商標）＃５０００ＰＪ）３重量部の割合であらかじめ混合した樹脂組成物を溶融混練した後、凹部材、凸部材形状の開口部を有するダイから押出した。この時の樹脂の表面温度は、１７０℃であった。
【００２６】
続いて、ロール状に巻かれたフイルム（Ａ）を繰り出し機から連続して繰り出したフイルム上にフイルム両端から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材それぞれのチャック（押出された樹脂組成物）を熱接着し、２０℃に温度調整した金属ロールおよび水温２０℃の水噴射により冷却した後、付着した水分を除去し、巻取り機で１５ｍ／分の一定速度で巻き取った。ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は０．３秒であった。この時の樹脂組成物（チャックＢ）の冷却速度は、４５℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムから５０ｍ間隔で幅３０ｃｍ長さ２０ｃｍの大きさに１０枚切り出し、フイルムを半折して凹部材と凸部材を嵌合した後、チャックと垂直部分を２箇所１１０℃、４秒ヒートシールすることで、チャック袋を得た。
得られたチャック袋について、曲げ弾性率、貯蔵弾性率、チャック強度、チャック用部品の寸法精度、チャック袋の耐久性を評価した。結果を表１に示す。
【００２７】
［実施例２］
フイルム（Ａ）
表層（第１、第３層）の樹脂組成としてポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）７０重量％、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）（ＢＡＳＦ社製、Ｅｃｏｆｌｅｘ ＦＢＸ７０１１（商品名））３０重量％とし、内層（第２層）の樹脂組成としてポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）及び、樹脂１００重量部に対して可塑剤ＤＡＣＧ（理研ビタミン社製、ＰＬ−０１９（商品名））を２０重量部とし、３５ｍｍのスクリュー径の２軸押出機２台でそれぞれの樹脂組成物を溶融混練した。
その後、３層Ｔダイ（開口部形状幅３４０ｍｍ厚さ１ｍｍ）から表層／内層／表層の層比が１／４／１になるように調節して樹脂組成物を押出し、２０℃に温調したキャストロールで冷却しその後巻取り機で巻取り、幅３０ｃｍ長さ５００ｍ厚み５０μｍの未延伸のフイルムを得た。
上記フイルム（Ａ）を用いた以外は実施例１と同様の方法でチャック袋を得て、評価を行った。結果を表１に示す。
【００２８】
［実施例３］
実施例２と同様にしてフイルム（Ａ）を得た。
チャック（Ｂ）
スクリュー径が２０ｍｍの単軸押出機でポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）６０重量％、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）（昭和高分子社製、ビオノーレ（登録商標）＃１００１）４０重量％及び混合樹脂１００重量部に対して結晶化核剤タルク（松村産業社製 ハイフィラー （登録商標）＃５０００ＰＪ）３重量部の割合であらかじめ混合した樹脂組成物を溶融混練した後、樹脂１００重量部に対して可塑剤ＤＡＣＧ（理研ビタミン社製、ＰＬ−０１９（商品名））が１２重量部の割合になるように押出機中に注入ポンプを用いて圧入、混合して樹脂組成物とした。
【００２９】
その後、樹脂組成物を凹部材、凸部材形状の開口部を有するダイから押出した。この時の樹脂の表面温度は、１７０℃であった。続いて、ロール状に巻かれたフイルム（Ａ）を繰り出し機から連続して繰り出したフイルム上にフイルム両端から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材それぞれのチャック（押出された樹脂組成物）を熱接着し、２０℃に温度調整した金属ロールおよび水温２０℃の水噴射により冷却した後、付着した水を除去し、巻取り機で１５ｍ／分の一定速度で巻き取った。ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は０．３秒であった。又、この時の樹脂組成物（チャックＢ）の冷却速度は、４５℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムを実施例１と同様の方法でチャック袋を得て評価を行った。結果を表１に示す。
【００３０】
［比較例１］
実施例１と同様にしてフイルム（Ａ）を得た。
チャック（Ｂ）
スクリュー径が２０ｍｍの単軸押出機でポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）（昭和高分子社製、ビオノーレ（登録商標）＃３００１）を溶融混練した後、凹部材、凸部材形状の開口部を有するダイから押出した。この時の樹脂の表面温度は、１７０℃であった。続いて、ロール状に巻かれたフイルム（Ａ）を繰り出し機から連続して繰り出したフイルム上にフイルム両端から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材それぞれのチャック（押出された樹脂組成物）を熱接着し、２０℃に温度調整した金属ロールおよび水温２０℃の水噴射により冷却した後、付着した水を除去し、巻取り機で１０ｍ／分の一定速度で巻き取った。ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は０．６秒であった。この時の樹脂組成物（チャックＢ）の冷却速度は、３７℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムを実施例１と同様の方法でチャック袋を得て評価を行った。結果を表１に示す。
【００３１】
［比較例２］
実施例１と同様にしてフイルム（Ａ）を得た。
チャック（Ｂ）
スクリュー径が２０ｍｍの単軸押出機でポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）６０重量％、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）（昭和高分子社製、ビオノーレ（登録商標）＃１００１）４０重量％の混合樹脂を溶融し、凹部材、凸部材形状の開口部を有するダイから押出した。この時の樹脂の表面温度は、１７０℃であった。
続いて、ロール状に巻かれたフイルム（Ａ）を繰り出し機から連続して繰り出したフイルム上にフイルム両端から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材それぞれのチャック（押出された樹脂組成物）を熱接着し、２０℃に温度調整した金属ロールおよび水温２０℃の水噴射により冷却した後、付着した水を除去し、巻取り機で１５ｍ／分の一定速度で巻き取った。ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は０．３秒であった。この時の樹脂組成物（チャックＢ）の冷却速度は、４５℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムを実施例１と同様の方法でチャック袋を得て評価を行った。結果を表１に示す。
【００３２】
［比較例３］
樹脂組成物を低密度ポリエチレン：ＬＤＰＥ（旭化成ケミカル社製サンテック（登録商標）Ｆ１９２０）１００重量部とした以外は、実施例１と同様にしてフイルム（Ａ）を得た。
チャック（Ｂ）
樹脂組成物を低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）（旭化成ケミカル社製、サンテック（登録商標）Ｍ６５２０．４）６０重量部及びエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）（住友化学社製、エバテート（登録商標）Ｄ１０１２）４０重量部とした以外は比較例１と同様の方法でチャック付フイルムを作成した。この時ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は、０．６秒であった。この時の樹脂組成物(チャックＢ)の冷却速度は、３７℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムを実施例１と同様の方法でチャック袋を得て評価を行った。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、食品、衣料品、医薬品、雑貨やその他多くの包装分野で好適に利用される。又、生分解性を有しているので、コンポスト化、埋め立て処理後に早期に分解するので、環境に対する影響が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の凹部材及び凸部からなるチャック用部品を設けたフイルムの断面図。
【図２】本発明の凸部材及び凹部材、並びにチャック基部からなるチャック用部品を設けたフイルムの断面図。
【図３】本発明の凸部材及び凹部材、並びに大きいチャック基部からなるチャック付テープの断面図。
【図４】形状安定性が低下した凹部材、凸部材からなるチャック用部品を設けたチフイルムの断面図。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性樹脂をチャックに用いた生分解性チャック袋に於いて、寸法精度の高いチャック用部品を効率的に製造する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
袋の口部分に繰り返し開閉操作が可能なチャック部（ジッパーとも呼ばれる、本明細書では、以下、チャック部、と記載する）を設けた包装袋が食品、衣料品、医薬品、雑貨やその他多くの包装分野で利用されている。これらチャック部を設けた包装袋（チャック袋）は、チャック部に、凸部材及び凹部材からなるチャック用部品が設けられており、凸部材と凹部材を嵌合することにより繰り返し開閉操作が可能となっている。これらのチャック袋に用いられる材質としてポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体等のポリオレフィン樹脂が広く用いられている。
ポリオレフィン樹脂を用いたチャック袋は、使用後にごみとして廃棄され、焼却又は埋め立てられるが、燃焼時の発熱量が多い、長期にわたり分解しないので埋立地が不足するという問題がある。近年、環境問題に関する関心の高まりから、燃焼熱量が低く、埋め立て後に早期に分解する生分解性の樹脂を用いたチャック袋の研究がなされてきている。
【０００３】
特許文献１には、ポリ乳酸系重合体と脂肪族ポリエステルからなるフイルムに脂肪族ポリエステルからなるチャックを設けた生分解性チャック付袋が記載されている。この生分解性チャック付袋は透明であり、繰り返しチャックの開閉を行ってもチャックが袋からはがれることが無いと記載されている。一方で、チャック袋の機能として重要な点は、チャック部の開閉が容易で、かつチャック部を閉じると内容物がこぼれないことである。このため、チャック用部品の凸部材と凹部材の製造には厳密な寸法精度が要求される。凸部材に対して凹部材の開口が小さいと開閉に過大な力を要し、場合によってはチャック部が嵌合しない場合がある。反対に凸部材に対して凹部材の開口が大きいと開閉は容易であるが、繰り返し開閉を行うとチャック部の強度が低下し、内容物を入れた状態で袋を傾けると内容物の力でチャック部が開き内容物がこぼれる場合がある。
ポリオレフィン製のチャック部の場合は、寸法精度の高いチャック用部品の製造が比較的容易に出来るが、生分解性樹脂を用いると寸法精度の高いチャック用部品が出来ない、あるいは出来たとしても５００ｍから２０００ｍにわたって連続的に寸法精度の高いチャック用部品を安定して生産することが困難となることがあった。
【特許文献１】特開平１０−１４６９３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、生分解性樹脂をチャック部に用いた生分解性チャック付袋において、寸法精度の高いチャック用部品の製造方法を提供すること、すなわち、チャック部の開閉が容易で、繰り返しチャック部の開閉を行ってもチャック部の強度が大きく低下しない耐久性にすぐれた生分解性チャック付袋を安定的に製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明者等は、生分解性樹脂をチャック部に用いた生分解性チャック袋において、チャック部の製造時におけるチャック用部品の固化時に、チャック用部品の形状安定性が低下する現象が発生することが、チャック用部品の寸法精度の低下原因であることを突き止め、特定の樹脂組成物を押出機で溶融し、凸部材、凹部材を形成するための開口部を有するダイから押出した後、冷却速度４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却することにより、上記課題が解決されることを見出し、本発明をなすに至った。
すなわち、本発明は、下記の通りである。
（１）脂肪族ポリエステルを主成分とするフィルムで形成された袋の口部に袋を開閉するためのチャック部を有し、そのチャック部が、互いに嵌合可能な凸部材及び凹部材からなるチャック用部品からなる生分解性チャック袋におけるチャック用部品を製造する方法であって、曲げ弾性率が１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａである脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶融し、チャック用部品形成用の開口部を有するダイから押出して凸部材及び凹部材からなるチャック用部品をそれぞれ形成させた後、速度４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却することからなる生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
（２）袋を形成しているフイルム及びチャック部の主成分である脂肪族ポリエステルがポリ乳酸系樹脂であることを特徴とする（１）の生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、寸法精度が高く、チャック強度の高い、チャック袋のチャック用部品を製造することができる。そのため、チャック部の開閉が容易で、繰り返しチャック部の開閉を行ってもチャック強度が大きく低下しない耐久性にすぐれたチャック部が設けられたチャック袋が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明について、好ましい実施態様を中心に、詳細に説明する。
本発明の生分解性チャック袋は、少なくとも生分解性フイルムと生分解性チャック部からなる。チャック部には、凸部材、凹部材からなるチャック用部品以外に、開封口をつまみやすくするリードや、チャックの開閉を容易にするための開閉装置（スライダー）等があってもよい。
本発明に基づいて、生分解性チャック袋を製造する場合、例えば、袋を構成する生分解性フイルムと生分解性チャック用部品を同時にダイから押し出し、その際、凸部材と凹部材からなるチャック用部品が互いに嵌合するように位置関係を調整し、フイルム上にチャック用部品を融着させる方法、生分解性フイルムと生分解性チャック用部品を個別に製造してから、凸部材と凹部材からなるチャック用部品が互いに嵌合するように位置関係を調整して、フイルム上にチャック用部品を接着させる方法等が用いられる。後者の方法では、フイルムに印刷を施してからチャックを接着することが可能なため、意匠性のあるチャック袋を得られるという点で好ましい。
【０００８】
以下、フイルムとチャック部を個別に製造して接着する方法を説明する。
本発明の生分解性チャック袋を構成するフイルムは、単層フイルムであっても多層フイルムであってもよいが、チャック袋に必要な柔軟性とシール強度を満足しやすい点から多層フイルムが好ましい。
本発明の生分解性チャック袋の本体を構成するフイルムには、脂肪族ポリエステルを５０質量％以上含む樹脂が用いられる。脂肪族ポリエステルの例としては、ポリ乳酸系樹脂、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸の縮重合物が挙げられる。ポリ乳酸系樹脂の例としては、ポリ乳酸、乳酸と他のヒドロキシカルボン酸との共重合体等が挙げられる。ヒドロキシカルボン酸の例としては、グリコール酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、３−ヒドロキシ吉草酸、４−ヒドロキシ吉草酸、６−ヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。
【０００９】
本発明に用いられる脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸の縮重合物には、分子中に生分解性に実質的な影響を与えない範囲でウレタン結合、アミド結合、エーテル結合等が導入されていてもよい。脂肪族ジオールの例としては、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール等が上げられる。脂肪族ジカルボン酸の例としては、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、スベリン酸、セバシン酸、１，３−シクロペンタンジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸、１，３−シクロヘキサンジカルボン酸、ジグリコール酸等が挙げられる。
【００１０】
本発明の生分解性チャック袋を構成するフイルムには、生分解性を阻害しない範囲でその他の樹脂を用いてもよい。その他の樹脂として、例えば、脂肪族−芳香族ポリエステルをフイルム構成樹脂に対して５０質量％以下、より好ましくは３０質量％以下用いることにより、フイルム、袋の耐衝撃性が向上するので好ましい。その他にも、例えば、天然高分子、セルロースエステル、エチレン−ビニルアルコール共重合体等が挙げられる。
さらに本発明の生分解性チャック袋を構成するフイルムに可塑剤、滑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤等の添加剤を用いてもよい。
好適な可塑剤の例として脂肪族系アルコール、脂環族系アルコール、これらの多価アルコール、およびこれらの縮重合物；これらから選ばれる少なくとも１種のアルコール成分と、脂肪族脂肪酸、脂肪族多価カルボン酸、芳香族多価カルボン酸から選ばれる少なくとも１種の酸成分とのエステル；天然脂肪酸エステル；脂肪族ヒドロキシカルボン酸とアルコール及び／または脂肪族脂肪酸とのエステル、及びこれらエステル類の変性物；ポリオキシエチレンアルキルエーテル及びそのエステル；脂肪族ポリエステルのオリゴマー、環状２量体及び単量体、その他にミネラルオイル、流動パラフィン、飽和炭化水素化合物よりなる低重合物等が挙げられる。これらの可塑剤は、１種又は１種以上の混合物を用いてもよい。可塑剤の添加量は、フイルムを構成する樹脂１００質量部に対して０．５〜３０質量部の範囲が好ましい。
【００１１】
好適な滑剤の例としては、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ベントナイト、マイカ、黒鉛、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、硫酸バリウム、ホウ酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等が挙げられる。滑剤の添加量は、フイルムを構成する樹脂１００質量部に対して０．０５〜３質量部の範囲で調整される。
紫外線吸収剤、酸化防止剤、難燃剤等の添加剤は、公知のポリエチレンテレフタレート等のポリエステルフイルムに用いられる物と同等の物が好適である。
フイルムは公知の方法により製造することができる。例えば、脂肪族ポリエステル、添加剤等の原材料を押出機中で溶融混練した後、Ｔダイ、Ｉダイ、丸ダイ等から押出したフイルムをキャストロールや水、圧空により冷却固化して未延伸フイルムを得る。その後、ロール法、テンター法、チューブラー法等の延伸手段で延伸した延伸フイルムとしてもかまわない。フイルム厚みは、チャック袋に適正な厚みである１５μｍ〜１００μｍが好ましく、より好ましくは、２０μｍ〜７０μｍである。
【００１２】
本発明の生分解性チャック袋を構成するチャック部には、脂肪族ポリエステルが５０％以上用いられる。チャック部に用いられる樹脂組成とフイルムに用いられる樹脂組成は同じでも異なっていてもよい。フイルムとチャック部を接着する際にヒートシール等の熱接着が一般的に用いられるので、フイルムを構成する樹脂組成とチャック部を構成する樹脂組成の５０％以上が同一の樹脂組成であると高い接着性が得られるので好ましい。
チャックに求められる柔軟性を満足するために、チャック部に設けられるチャック用部品を構成する樹脂組成物の曲げ弾性率は１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａでなければならない。更に１５０〜３００ＭＰａの範囲であるとチャックを繰り返し開閉した際のチャック強度の低下が小さくなるのでより好ましい。曲げ弾性率が１５０ＭＰａより低いとチャック強度が不足し、袋を傾けると内容物がこぼれることがある。曲げ弾性率が４００ＭＰａより高いと袋を開くために大きな力を必要とし、袋を開く際にチャック用部品が袋から剥離することがある。チャック用部品に用いられる生分解性樹脂に可塑剤を適量添加することによりチャック用部品を構成する樹脂の曲げ弾性率を１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａにすることができる。可塑剤は、本発明の生分解性チャック袋を構成するフイルムに用いられる可塑剤の例で挙げたものを用いることができる。可塑剤の添加量は、チャック用部品を構成する樹脂１００質量部に対して、一般には、０．５〜３０質量部の範囲で調整される。
【００１３】
チャック用部品を構成する樹脂組成物の７０℃における貯蔵弾性率（Ｇ´）の好ましい範囲は１０４〜１０９Ｐａ、より好ましくは１０５〜１０７Ｐａである。７０℃における貯蔵弾性率が１０４Ｐａより低いと、チャック用部品を押出した後の冷却時の固化が遅く、後述するチャック用部品の形状安定性が低下しやすい場合がある。７０℃における貯蔵弾性率が１０９Ｐａより高いと、チャック部製造時の押出機の負荷が高くなるため生産レートを高めることが出来ない場合がある。
本発明の生分解性チャック袋を構成するチャック部に結晶化核剤を用いてもよい。結晶化核剤を用いるとチャック用部品を押出した後の冷却時の固化が早くなり、７０℃における貯蔵弾性率を高くすることが可能になる。好適な結晶化核剤の例としては、タルク、カオリン、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、ベントナイト、マイカ、黒鉛、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム、三酸化アンチモン、硫酸バリウム、ホウ酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウム等が挙げられる。結晶化核剤の添加量は、チャック部を構成する樹脂１００質量部に対して、一般には、０．０５〜１０質量部の範囲で調整される。
【００１４】
次に、チャック部の製造方法を説明する。チャック部には、図１に示すように、袋本体を構成するフィルム１３上に凹部材１２及び凸部材１１からなるチャック用部品が設けられ、必要に応じてリードやスライダー等が設けられる。チャック用部品の製造は、チャック用部品を構成する樹脂組成物を押出機中で溶融混練した後、凹部材、凸部材形成用の開口部を有するダイから押出する。凹部材、凸部材形状には、図２に示すように、フィルム１３上にチャック基部１４を設けることにより、チャック用部品と袋本体との接着が容易になるので好ましい。
チャック部にリードを設ける場合は、リードを構成する樹脂組成物をチャック用部品と同じ組成とし、チャック用部品と同時にリード形成用の開口部を有するダイから押出し、リードとするのが好ましい。
【００１５】
スライダーを設ける場合は、前記の生分解性チャック袋を構成するフイルムに好適な脂肪族ポリエステルの例として挙げた樹脂をスライダーの形状に射出成形し、チャック袋を製袋する際にスライダーとチャック用部品とを一体にした後にチャック袋を製袋する。
チャック用部品とフイルム（リードを設ける場合は、チャック用部品及びリードとフイルム）を接着する方法として、押出したチャック用部品の樹脂が固化する前にフイルムに熱接着する方法と、図３に示すチャック基部を大きくしたチャック付テープ１５，１６を押出し、冷却固化した後、後工程でフイルムとチャック付テープを接着する方法等が挙げられる。
【００１６】
前者の製造方法は、一定速度でフイルムを送りながら前述の方法でフイルム上に一定量の溶融したチャック用部品を構成する樹脂組成物を押出し、（この時チャック用部品と同時にリードが押出されてもよい）樹脂組成物が固化する前にフイルムに熱接着する。次に溶融状態の樹脂組成物が固化するように水等で冷却されチャック付フイルムを得る。その後、必要により乾燥し、巻取り機でロール状にチャック付フイルムを巻き取る。得られたチャック付フイルムは、ヒートシール、溶断シール等の機能を備えた製袋機を用いて製袋され生分解性チャック袋が得られる。製袋機はポリオレフィン製チャック袋の製造に用いられるものと同等の製袋機が使用可能である。
【００１７】
後者の製造方法は、凸部材１１及び凹部材１２からなるチャック用部品を押出す際に、大きなチャック基部１５を備えた、図３に示すチャック付テープ１６，１７の形状に樹脂組成物を押出し、水等により冷却する。次にチャック付テープを、必要に応じて乾燥した後、巻取り機で巻き取る。その後フイルムとチャック付テープ１５，１６をそれぞれヒートシール等の手段で接着する。接着剤を用いた接着方法でもより。フイルムとチャック付テープは、接着工程とチャック袋の製袋工程を同一の装置で行えるヒートシール、溶断シール等の機能を備えた製袋機を用いて接着、製袋され生分解性チャック袋が得られる。
押出された直後のチャック用部品は溶融状態であるため、冷却固化するまでに変形が起こりやすい。特に、凹部材、凸部材を形成する異形のダイから押出された樹脂組成物は、図４に示すように、凸部材１７、凹部材１８が倒れ、形状安定性が低下する場合がある。生分解性樹脂からなるチャック用部品の寸法精度の低下はこの形状安定性の低下が主原因である。これらの形状安定性が低下した凹部材、凸部材を嵌合しようとすると、まったく嵌合出来ない場合、嵌合できるが、チャック強度が強すぎ、チャック部を開くのに過大な力を要する場合、チャック強度が弱く、繰り返しチャック部を開閉すとチャック強度が大きく低下する場合がある。
【００１８】
５００ｍから２０００ｍの長さのチャック用部品を連続して製造する際には、チャック用部品の寸法精度の高さが要求されるが、５００ｍから２０００ｍ長さのチャック用部品の一部にでも形状安定性が低下したチャック用部品が含まれると著しく生産性が低下する。生分解性を有する脂肪族ポリエステル樹脂は、ポリオレフィン樹脂と比較して溶融状態から固化するまでに時間を要する特徴があり、冷却に時間を要するほど形状安定性が低下する問題が顕著に現れやすいことを本発明者等は発見した。
この問題を解決するため、本発明のチャック用部品を構成する樹脂組成物は、凹部材、凸部材を形成するための開口部を持つダイから押出された後４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却する必要がある。より好ましくは、４５℃／秒〜６０℃／秒である。冷却速度が４０℃／秒より小さい場合は、形状安定性が低下し、６０℃／秒より大きい場合は形状安定性の面では問題ないが、冷却設備が過大なものとなり、経済的ではない。冷却速度を４０℃／秒以下とするためには、ダイから押出された樹脂組成物を低温の流体又は低温の金属ロールで冷却することが好ましい。好ましい流体は水である。水等の流体による冷却と金属ロールによる冷却を併用すると冷却速度を速める効果があるのでより好ましい。
【００１９】
具体的な冷却手段としては、ダイから押出された樹脂組成物を、水をためた冷却槽を通過させる方法、ダイから押出された樹脂組成物に水を噴射する方法、ダイから押出された樹脂組成物を回転する金属ロールに接して冷却する方法等が挙げられる。ダイから押出された樹脂組成物は、０．５秒以内、より好ましくは、０．３秒以内に水等の冷却媒体や、冷却用金属ロール等に接するのが好ましい。水等の冷却媒体温度、金属ロールの表面温度は、４０℃以下が好ましく、より好ましくは２５℃以下である。
本発明のチャック用部品を構成する樹脂組成物の冷却速度は、次式により計算で求められる。
（Ｔ１−Ｔ２）／３ 単位：℃／秒
ここで、Ｔ１はダイから押出された直後の樹脂組成物の表面温度 単位：℃
Ｔ２は、ダイから押出され、３秒経過した後の樹脂組成物の表面温度 単位：℃
【実施例】
【００２０】
以下、本発明を実施例に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもんではない。
本発明に用いられる測定法は以下のとおりである。
（１）曲げ弾性率
ＪＩＳＫ７１７１に準拠する。
チャック袋よりチャック用部品を剥離し、１９０℃の熱プレスで２０ＭＰａ×２分プレス成形し、成形後直ちに２０℃の水中で急冷し、２ｍｍ厚みのシートを成形する。得られたシートから幅１０ｍｍ×長さ４０ｍｍ、に試験片を切り出し、ＪＩＳＫ７１７１の測定法に準じて曲げ弾性率を測定する（試験速度１０ｍｍ／ｍｉｎ）。
【００２１】
（２）貯蔵弾性率
ＪＩＳＫ７２４４-１０に準拠する。
曲げ弾性率の測定に用いた２ｍｍ厚さのシートを測定用の試料に用いた。測定は、レオメトリックス社（現ＴＡインスツルメント社）製レオメーター（ＡＲＥＳ）を使用する。測定には、直径８ｍｍパラレルプレートを用い、周波数は１．０ｒａｄ／ｓｅｃとし、測定開始温度を融点以上（実施例樹脂の場合は１８０℃）、測定終了温度を５０℃とした。歪は、０．０１％で行う。
（３）樹脂組成物の表面温度
樹脂組成物の表面温度測定には、非接触型の放射温度計（堀場製作所製：ＩＴ−５５０Ｓ）を用いる。なお、測定個所は、凹部材を形成するための開口部を有するダイから押出された直後の樹脂組成物（凹部材チャック用部品）の表面温度（Ｔ１）及び押出から３秒経過した後の樹脂組成物（凹部材チャック用部品）の表面温度（Ｔ２）を測定する。
【００２２】
（４）チャック強度
チャック袋より、凹部材、凸部材のチャック用部品が長辺方向と垂直方向に含まれるように１５ｍｍ×１００ｍｍの大きさに２枚重ねの試験片を切り出す（試験片の上部から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材のチャック用部品が位置する）。次に、試験片を、チャック用部品下部の７０ｍｍ部分のフイルム２枚を凹部材、凸部材が嵌合した状態で、引っ張り試験機（島津製作所製オートグラフＡＧ−ＩＳ）のつかみ具にそれぞれセットし、ＪＩＳＫ７１２７に準じて引張応力の最大値を測定する（つかみ具間距離１００ｍｍ、引張試験速度５０ｍｍ／ｍｉｎ）５回の測定で得られた値を平均しチャック強度とする。
【００２３】
（５）チャック用部品の寸法精度
フイルム長さ換算で５００ｍ以上のチャック袋を製造し、フイルム長さで５０ｍ間隔に相当する個所から１０箇所でチャック袋をサンプリングする。（４）の方法でチャック強度を測定し、１０点のチャック強度の標準偏差を求め、以下の基準により判定する。
○：準偏差が ３未満
△：標準偏差が ３以上、５未満
×：標準偏差が ５以上
【００２４】
（６）チャック袋の耐久性
（５）で測定した１０点のチャック袋の内、チャック強度が平均値に近い５点のチャック袋について、開閉操作を１００回繰り返す。その後、再びチャック強度を測定し、チャック強度の変化率を５点についてそれぞれ次式により計算する。５点のチャック強度の変化率を平均した平均値について以下の基準により判定する。
チャック強度の変化率＝（初期チャック強度−１００回開閉後のチャック強度）／初期チャック強度×１００ （％）
◎チャック強度の変化率が５％未満
○チャック強度の変化率が５％以上１０％未満
△チャック強度の変化率が１０％以上
【００２５】
［実施例１］
フイルム（Ａ）
スクリュー径が４０ｍｍの２軸押出機でポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）を溶融し、樹脂１００重量部に対して可塑剤ＤＡＣＧ（理研ビタミン社製、ＰＬ−０１９（商品名））を２０重量部の割合で押出機中に注入ポンプを用いて圧入、混合して樹脂組成物とした。その後樹脂組成物を３４０ｍｍ×１．０ｍｍのスリットを有するＴダイから押出し、２０℃に温調したキャストロールで冷却しその後巻取り機で巻取り、幅３０ｃｍ長さ５００ｍ厚み５０μｍの未延伸のフイルムを得た。
チャック（Ｂ）
スクリュー径が２０ｍｍの単軸押出機でポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）（昭和高分子社製、ビオノーレ（登録商標）＃１００１）及びＰＢＳ樹脂１００重量部に対して可塑剤ＤＡＣＧ（理研ビタミン社製ＰＬ−０１９）を１．５重量部及び、ＰＢＳ樹脂１００重量部に対して結晶化核剤タルク（松村産業社製、ハイフィラー（登録商標）＃５０００ＰＪ）３重量部の割合であらかじめ混合した樹脂組成物を溶融混練した後、凹部材、凸部材形状の開口部を有するダイから押出した。この時の樹脂の表面温度は、１７０℃であった。
【００２６】
続いて、ロール状に巻かれたフイルム（Ａ）を繰り出し機から連続して繰り出したフイルム上にフイルム両端から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材それぞれのチャック（押出された樹脂組成物）を熱接着し、２０℃に温度調整した金属ロールおよび水温２０℃の水噴射により冷却した後、付着した水分を除去し、巻取り機で１５ｍ／分の一定速度で巻き取った。ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は０．３秒であった。この時の樹脂組成物（チャックＢ）の冷却速度は、４５℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムから５０ｍ間隔で幅３０ｃｍ長さ２０ｃｍの大きさに１０枚切り出し、フイルムを半折して凹部材と凸部材を嵌合した後、チャックと垂直部分を２箇所１１０℃、４秒ヒートシールすることで、チャック袋を得た。
得られたチャック袋について、曲げ弾性率、貯蔵弾性率、チャック強度、チャック用部品の寸法精度、チャック袋の耐久性を評価した。結果を表１に示す。
【００２７】
［実施例２］
フイルム（Ａ）
表層（第１、第３層）の樹脂組成としてポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）７０重量％、ポリブチレンアジペートテレフタレート（ＰＢＡＴ）（ＢＡＳＦ社製、Ｅｃｏｆｌｅｘ ＦＢＸ７０１１（商品名））３０重量％とし、内層（第２層）の樹脂組成としてポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）及び、樹脂１００重量部に対して可塑剤ＤＡＣＧ（理研ビタミン社製、ＰＬ−０１９（商品名））を２０重量部とし、３５ｍｍのスクリュー径の２軸押出機２台でそれぞれの樹脂組成物を溶融混練した。
その後、３層Ｔダイ（開口部形状幅３４０ｍｍ厚さ１ｍｍ）から表層／内層／表層の層比が１／４／１になるように調節して樹脂組成物を押出し、２０℃に温調したキャストロールで冷却しその後巻取り機で巻取り、幅３０ｃｍ長さ５００ｍ厚み５０μｍの未延伸のフイルムを得た。
上記フイルム（Ａ）を用いた以外は実施例１と同様の方法でチャック袋を得て、評価を行った。結果を表１に示す。
【００２８】
［実施例３］
実施例２と同様にしてフイルム（Ａ）を得た。
チャック（Ｂ）
スクリュー径が２０ｍｍの単軸押出機でポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）６０重量％、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）（昭和高分子社製、ビオノーレ（登録商標）＃１００１）４０重量％及び混合樹脂１００重量部に対して結晶化核剤タルク（松村産業社製 ハイフィラー （登録商標）＃５０００ＰＪ）３重量部の割合であらかじめ混合した樹脂組成物を溶融混練した後、樹脂１００重量部に対して可塑剤ＤＡＣＧ（理研ビタミン社製、ＰＬ−０１９（商品名））が１２重量部の割合になるように押出機中に注入ポンプを用いて圧入、混合して樹脂組成物とした。
【００２９】
その後、樹脂組成物を凹部材、凸部材形状の開口部を有するダイから押出した。この時の樹脂の表面温度は、１７０℃であった。続いて、ロール状に巻かれたフイルム（Ａ）を繰り出し機から連続して繰り出したフイルム上にフイルム両端から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材それぞれのチャック（押出された樹脂組成物）を熱接着し、２０℃に温度調整した金属ロールおよび水温２０℃の水噴射により冷却した後、付着した水を除去し、巻取り機で１５ｍ／分の一定速度で巻き取った。ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は０．３秒であった。又、この時の樹脂組成物（チャックＢ）の冷却速度は、４５℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムを実施例１と同様の方法でチャック袋を得て評価を行った。結果を表１に示す。
【００３０】
［比較例１］
実施例１と同様にしてフイルム（Ａ）を得た。
チャック（Ｂ）
スクリュー径が２０ｍｍの単軸押出機でポリブチレンサクシネートアジペート（ＰＢＳＡ）（昭和高分子社製、ビオノーレ（登録商標）＃３００１）を溶融混練した後、凹部材、凸部材形状の開口部を有するダイから押出した。この時の樹脂の表面温度は、１７０℃であった。続いて、ロール状に巻かれたフイルム（Ａ）を繰り出し機から連続して繰り出したフイルム上にフイルム両端から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材それぞれのチャック（押出された樹脂組成物）を熱接着し、２０℃に温度調整した金属ロールおよび水温２０℃の水噴射により冷却した後、付着した水を除去し、巻取り機で１０ｍ／分の一定速度で巻き取った。ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は０．６秒であった。この時の樹脂組成物（チャックＢ）の冷却速度は、３７℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムを実施例１と同様の方法でチャック袋を得て評価を行った。結果を表１に示す。
【００３１】
［比較例２］
実施例１と同様にしてフイルム（Ａ）を得た。
チャック（Ｂ）
スクリュー径が２０ｍｍの単軸押出機でポリ乳酸（ＰＬＡ）（ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ社製、ＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ（登録商標）４０３２Ｄ）６０重量％、ポリブチレンサクシネート（ＰＢＳ）（昭和高分子社製、ビオノーレ（登録商標）＃１００１）４０重量％の混合樹脂を溶融し、凹部材、凸部材形状の開口部を有するダイから押出した。この時の樹脂の表面温度は、１７０℃であった。
続いて、ロール状に巻かれたフイルム（Ａ）を繰り出し機から連続して繰り出したフイルム上にフイルム両端から３０ｍｍの位置に凹部材、凸部材それぞれのチャック（押出された樹脂組成物）を熱接着し、２０℃に温度調整した金属ロールおよび水温２０℃の水噴射により冷却した後、付着した水を除去し、巻取り機で１５ｍ／分の一定速度で巻き取った。ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は０．３秒であった。この時の樹脂組成物（チャックＢ）の冷却速度は、４５℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムを実施例１と同様の方法でチャック袋を得て評価を行った。結果を表１に示す。
【００３２】
［比較例３］
樹脂組成物を低密度ポリエチレン：ＬＤＰＥ（旭化成ケミカル社製サンテック（登録商標）Ｆ１９２０）１００重量部とした以外は、実施例１と同様にしてフイルム（Ａ）を得た。
チャック（Ｂ）
樹脂組成物を低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）（旭化成ケミカル社製、サンテック（登録商標）Ｍ６５２０．４）６０重量部及びエチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）（住友化学社製、エバテート（登録商標）Ｄ１０１２）４０重量部とした以外は比較例１と同様の方法でチャック付フイルムを作成した。この時ダイから押出された樹脂組成物が冷却水で冷却されるまでに要した時間は、０．６秒であった。この時の樹脂組成物(チャックＢ)の冷却速度は、３７℃／秒であった。
このようにして得られたチャック付フイルムを実施例１と同様の方法でチャック袋を得て評価を行った。結果を表１に示す。
【００３３】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明は、食品、衣料品、医薬品、雑貨やその他多くの包装分野で好適に利用される。又、生分解性を有しているので、コンポスト化、埋め立て処理後に早期に分解するので、環境に対する影響が少ない。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の凹部材及び凸部からなるチャック用部品を設けたフイルムの断面図。
【図２】本発明の凸部材及び凹部材、並びにチャック基部からなるチャック用部品を設けたフイルムの断面図。
【図３】本発明の凸部材及び凹部材、並びに大きいチャック基部からなるチャック付テープの断面図。
【図４】形状安定性が低下した凹部材、凸部材からなるチャック用部品を設けたチフイルムの断面図。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
脂肪族ポリエステルを主成分とするフィルムで形成された袋の口部に袋を開閉するためのチャック部を有し、そのチャック部が、互いに嵌合可能な凸部材及び凹部材からなるチャック用部品からなる生分解性チャック袋におけるチャック用部品を製造する方法であって、曲げ弾性率が１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａである脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶融し、チャック用部品形成用の開口部を有するダイから押出して凸部材及び凹部材からなるチャック用部品をそれぞれ形成させた後、速度４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却することからなる生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
【請求項２】
袋を形成しているフイルム及びチャック部の主成分である脂肪族ポリエステルがポリ乳酸系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
【請求項１】
脂肪族ポリエステルを主成分とするフィルムで形成された袋の口部に袋を開閉するためのチャック部を有し、そのチャック部が、互いに嵌合可能な凸部材及び凹部材からなるチャック用部品からなる生分解性チャック袋におけるチャック用部品を製造する方法であって、曲げ弾性率が１５０ＭＰａ〜４００ＭＰａである脂肪族ポリエステル樹脂を主成分とする樹脂組成物を溶融し、チャック用部品形成用の開口部を有するダイから押出して凸部材及び凹部材からなるチャック用部品をそれぞれ形成させた後、速度４０℃／秒〜６０℃／秒で冷却することからなる生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
【請求項２】
袋を形成しているフイルム及びチャック部の主成分である脂肪族ポリエステルがポリ乳酸系樹脂であることを特徴とする請求項１記載の生分解チャック袋のチャック用部品を製造する方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００７−１３７４６１（Ｐ２００７−１３７４６１Ａ）
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３３２６７８（Ｐ２００５−３３２６７８）
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（３０３０４６２６６）旭化成ライフ＆リビング株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年６月７日（２００７．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１１月１７日（２００５．１１．１７）
【出願人】（３０３０４６２６６）旭化成ライフ＆リビング株式会社 (64)
【Ｆターム（参考）】
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