JP2003119302A - 易引裂性フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 機械的強力や耐熱性に優れ、しかも、少なく
ともＭＤ方向の引裂直線性に優れるとともに、良好な手
切れ性を有する易引裂性フィルムを提供する。 【解決手段】 ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重
合ポリエステルとを含み二軸延伸処理されてなるフィル
ムである。ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重合ポ
リエステルとの配合割合が、（ポリ乳酸系重合体）／
（脂肪族−芳香族共重合ポリエステル）＝９５／５〜６
０／４０（質量％）の範囲である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、生分解性を有し、
機械的強力、耐熱性、フィルムの少なくともＭＤ方向の
引裂直線性、手切れ性に優れ、食品や医薬品などの包装
材料として好適に使用できる易引裂性フィルムに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】食品、医薬品、日用品等の包装材料とし
て使用されるフィルムは、近年の環境保全に関する社会
的要求の高まりに伴い、生分解性ポリマーにて形成され
ることが望まれている。中でも自然界に広く存在し、動
植物や人畜に対して無害なポリ乳酸は、十分な耐熱性を
有するとともに比較的安価な熱可塑性樹脂であるため、
実用性に優れた生分解性ポリマーとして期待されてい
る。

【０００３】また、食品や医薬品等の包装材料に使用さ
れるフィルムは、包装された内容物をその使用時に容易
に取り出せるように、開封が容易であることが要求され
る。例えば食品の包装袋などでは、フィルムをシールし
て作成した袋体の一部にノッチを設け、このノッチをき
っかけとして袋体を引き裂いて内容物を取り出すよう構
成している。しかし、ノッチをきっかけにして袋体を引
き裂こうとしても、フィルムをうまく引き裂けない場合
には過剰の力が必要となり、また、直線的に引き裂けな
い場合には、内容物が飛散したり、クッキーなどの柔ら
かい菓子類の場合には内容物が破損することがある。ま
た、内容物が液体の場合には、内容物の飛散により衣服
を汚したりすることがある。そのため、包装材料として
使用されるフィルムには、フィルムを手で直線的に引き
裂くことができる「引裂直線性」と、また、フィルムを
手で容易に引き裂くことができる、いわゆる「手切れ
性」を有することが要求される。

【０００４】そこで本発明者らは、特開２０００−１９
８９１３号公報において、ポリ乳酸系重合体と結晶性脂
肪族ポリエステルとからなる二軸延伸フィルムを提案し
ている。このフィルムは、生分解性を有し、かつ柔軟性
や機械的特性に優れたものであり、さらに引裂直線性や
手切れ性をも有するものであるが、この引裂直線性およ
び手切れ性は未だ十分であるとはいえず、さらなる引裂
直線性および手切れ性の向上が求められている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点を
解決し、生分解性を有し、機械的強力や耐熱性に優れ、
しかも、少なくともＭＤ方向の引裂直線性に優れるとと
もに、良好な手切れ性を有する易引裂性フィルムを提供
するものである。

【０００６】

【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、本発明に至った
ものである。すなわち本発明は、ポリ乳酸系重合体と脂
肪族−芳香族共重合ポリエステルとが特定の割合で配合
された樹脂組成物を二軸延伸処理されてなることを特徴
とする生分解性を有する易引裂性フィルムを要旨とする
ものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。本発明における易引裂性フィルムとは、少なくと
もＭＤ方向の引裂直線性に優れるとともに、良好な手切
れ性を有するフィルムを言う。このような特性を有する
フィルムとするためには、ポリ乳酸系重合体と脂肪族−
芳香族共重合ポリエステルとを含み二軸延伸処理が施さ
れてなるとともに、ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族
共重合ポリエステルとが特定の割合で配合される必要が
ある。それぞれ結晶性の異なるポリ乳酸系重合体と脂肪
族−芳香族共重合ポリエステルとを特定の割合で配合し
て二軸延伸処理を施すことで、ポリ乳酸系重合体中に脂
肪族−芳香族共重合ポリエステルが相分離した形態で島
状に微細に分散するようになる。その結果、得られたフ
ィルムは、少なくともＭＤ方向は引裂直線性に優れたも
のとなり、しかも良好な手切れ性を有する易引裂性フィ
ルムとなる。また、ポリ乳酸系重合体を主成分とするこ
とで、機械的強力と耐熱性に優れたフィルムが得られ
る。なお、ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重合ポ
リエステルとには、適度な相容性も必要である。

【０００８】本発明のフィルムを構成するポリ乳酸系重
合体と脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとの配合割合
は、質量比で、（ポリ乳酸系重合体）／（脂肪族−芳香
族共重合ポリエステル）＝９５／５〜６０／４０（質量
％）の範囲である必要がある。ポリ乳酸系重合体の配合
割合が９５質量％を超えると、フィルムの引裂直線性お
よび手切れ性が低下する傾向にある。また、ポリ乳酸系
重合体の配合割合が６０質量％未満であると、機械的強
力や耐熱性などが低下する傾向にあり、また、ブロッキ
ングが発生しやすくなって操業性が低下する。従って、
ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重合ポリエステル
との配合割合は、質量比で（ポリ乳酸系重合体）／（脂
肪族−芳香族共重合ポリエステル）＝９０／１０〜７０
／３０（質量％）であることがより好ましく、（ポリ乳
酸系重合体）／（脂肪族−芳香族共重合ポリエステル）
＝８０／２０〜７０／３０（質量％）であることがさら
に好ましい。

【０００９】また、本発明における脂肪族−芳香族共重
合ポリエステルは、その結晶融解熱量が４０Ｊ／ｇ以下
であることが好ましい。結晶融解熱量は、結晶性の指標
となるものであり、脂肪族−芳香族共重合ポリエステル
が結晶融解熱量を有するとは、ポリマーが結晶性を有
し、さらに融点及び結晶融解ピークを有するということ
である。このように結晶融解熱量が４０Ｊ／ｇ以下であ
る脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを用いると、引裂
直線性と手切れ性の一層の向上が図れる。従って、引裂
直線性や手切れ性を考慮すると、脂肪族−芳香族共重合
ポリエステルの結晶融解熱量は２５Ｊ／ｇ以下であるこ
とがより好ましい。

【００１０】本発明におけるポリ乳酸系重合体として
は、主成分としてポリ乳酸または乳酸成分を有するもの
であればよく、ポリ乳酸、乳酸またはラクチドと他のヒ
ドロキシカルボン酸、ジカルボン酸、ジオール、環状ラ
クトンとの共重合体あるいはブレンド体が挙げられる。
これらには、生分解性に影響を与えない範囲で、ウレタ
ン結合、アミド結合、エーテル結合などを導入すること
ができる。ポリ乳酸系重合体の数平均分子量は５〜３０
万であることが好ましく、より好ましくは８〜１５万で
ある。数平均分子量が５万より小さいとフィルムの機械
的強度が不十分となり、また、フィルム製造時の延伸、
巻取工程中での切断が起こりやすくなり操業性の低下を
招く。一方、数平均分子量が３０万を超えると加熱溶融
時の流動性が乏しくなって製膜性が低下する。

【００１１】ポリ乳酸系重合体を合成するための重合法
としては、縮合重合法および開環重合法等のいずれの方
法であっても採用でき、また、分子量を増大させるため
に少量の鎖延長剤、例えばジイソシアネート化合物、ジ
エポキシ化合物、酸無水物等を添加してもよい。

【００１２】本発明における脂肪族−芳香族共重合ポリ
エステルとしては、脂肪族成分及び芳香族成分を有する
ものであればよく、例えば、乳酸、グリコール酸、ヒド
ロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシカル
ボン酸類、カプロラクトン、ブチロラクトン、ラクチ
ド、グリコリド等の環状ラクトン類、エチレングリコー
ル、ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビ
ス―ヒドロキシメチルベンゼン、トルエンジオール等の
ジオール類、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバ
シン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカ
ルボン酸等のジカルボン酸類、環状酸無水物類、オキシ
ラン類を成分とし、脂肪族成分と芳香族成分を有する共
重合体等が挙げられ、中でも、脂肪族成分としてコハク
酸やアジピン酸、エチレングリコールや１，４−ブタン
ジオールを、芳香族成分としてテレフタル酸やイソフタ
ル酸を有する共重合ポリエステルであることが好まし
い。また、これらには、生分解性に影響を与えない範囲
で、ウレタン結合、アミド結合、エーテル結合等を導入
することができる。

【００１３】また、本発明の易引裂性フィルムには、そ
の特性を損なわない範囲において、用途に応じて顔料、
酸化防止剤、可塑剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、滑
剤、結晶核剤などを添加またはコートすることができ
る。

【００１４】また、本発明のフィルムには、印刷性、ラ
ミネート性、コーティング適正等を向上させるために表
面処理を施しても良い。表面処理の方法としては、コロ
ナ放電処理、プラズマ放電処理、酸処理などが挙げられ
る。

【００１５】また、本発明における易引裂性フィルムの
厚みは特に限定されるものではないが、通常は１０〜２
００μｍ程度であり、その用途や要求性能や価格等によ
って適宜設定すればよい。

【００１６】以下に本発明のフィルムの製造方法につい
て、一例を挙げて説明する。まず、ポリ乳酸系重合体と
脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとを所定量だけ配合
して、混合する。混合方法としては、リボンブレンダ
ー、タンブラー等でブレンドするか、押出機を用いてあ
らかじめ加熱溶融混練してもよい。

【００１７】混合物をフィルム化する方法は特に限定さ
れるものではなく、フラットＴダイ法、インフレーショ
ン法、カレンダー法等が挙げられるが、中でもフラット
Ｔダイ法が好ましい。フラットＴダイ法によりフィルム
化する場合には、ポリ乳酸系重合体、脂肪族−芳香族ポ
リエステル、さらには必要に応じて添加剤等を適宜混合
したものを押出機のホッパーに供給し、シリンダー温度
１８０〜２６０℃、Ｔダイ温度２００〜２６０℃に加熱
し、溶融混練して押出し、２０〜４０℃に制御された冷
却ロールにて冷却し、厚さ１００〜５００μｍの未延伸
シートを作成する。

【００１８】得られた未延伸シートには、二軸延伸処理
が施される。二軸延伸の方法は特に限定されるものでは
なく、テンター方式による同時二軸延伸法や、ロールと
テンターによる逐次二軸延伸法などが適用できる。

【００１９】例えば、逐次二軸延伸法により製造する場
合には、まず未延伸シートを駆動ロールの回転速度比に
よってＭＤ方向にロール表面温度５０〜８０℃、延伸倍
率１．５〜５．０倍で延伸し、引き続き連続してＴＤ方
向に延伸温度５０〜９０℃、延伸倍率１．５〜８．０倍
に延伸し、次に温度１００〜１５０℃で熱処理すること
により製造することができる。

【００２０】本発明の易引裂性を有するポリ乳酸系フィ
ルムを製造するためには、ＭＤ方向のＴＤ方向に対する
延伸倍率の比（ＭＤ／ＴＤ）を０．５〜２．０倍とする
ことが好ましい。このような延伸倍率とすることによ
り、フィルムのＭＤ方向とＴＤ方向の両方向の機械的強
度に優れ、さらに加えて良好な手切れ性を有する二軸延
伸フィルムを、安定して製造することができる。ＭＤ方
向のＴＤ方向に対する延伸倍率の比（ＭＤ／ＴＤ）が
０．５未満であると、フィルムのＭＤ方向の配向が不十
分となり、また延伸倍率の比（ＭＤ／ＴＤ）が２．０倍
を超えるとＴＤ方向の配向が不十分となって、上記の性
能が低下する傾向にある。

【００２１】得られた二軸延伸フィルムは、機械的強力
や耐熱性に優れ、フィルムの少なくともＭＤ方向の引裂
直線性や、手切れ性にも優れた生分解性を有する易引裂
性フィルムであるため、食品や医薬品などの包装材料と
して好適に使用できる。

【００２２】

【実施例】次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明
するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるもの
ではない。なお、以下の実施例、比較例における各種物
性値の測定は以下の方法により実施した。 （１）引張強度（ＭＰａ）および引張伸度（％）：ＪＩ
Ｓ Ｋ−７１２７に記載の方法に準じて、試料長１００
ｍｍ、幅１０ｍｍの試料を用いて測定を行った。 （２）引裂直線性：ＭＤ方向の長さ（長辺）１５５ｍ
ｍ、ＴＤ方向の長さ（短辺）４０ｍｍの試料を１０枚作
製し、短辺の中央部に５ｍｍの切り込みを入れて、この
切り込みをきっかけにしてフィルムをＭＤ方向に手で引
き裂いた。そして、引き裂きの終点部における短辺の中
央部からのずれが左右５ｍｍ以内であるものが試料１０
本中８本以上あったものを◎、６〜７本であったものを
○、５本あったものを△、４本以下であったものを×と
した。また、引き裂きの終点部における短辺の中央部か
らのずれが左右１０ｍｍ以内であるものについても同様
に評価した。

【００２３】ＴＤ方向の引裂直線性についても、ＴＤ方
向の長さ１５５ｍｍ、ＴＤ方向の長さ４０ｍｍの試料を
１０枚作製し、試料の短辺の中央部に５ｍｍの切り込み
を入れて、上記と同様に評価した。 （３）手切れ性：上記の引裂直線性試験を１０人のモニ
ターにより行い、１０人中６人以上のモニターが容易に
手で引裂けたと判断した場合を○、５人以下である場合
を×で評価した。 （４）結晶融解熱量（Ｊ／ｇ）：パーキンエルマ社製の
示差走査型熱量計ＤＳＣ−７型を用い、試料質量を７ｍ
ｇ、昇温速度を２０℃／分として測定し、得られた融解
吸熱曲線の吸熱ピークの面積を結晶融解熱量（Ｊ／ｇ）
とした。 実施例１ ポリ乳酸（カーギル・ダウ・ポリマー社製、Ｄ体４％）
９５質量％と、結晶融解熱量が１９．５Ｊ／ｇである脂
肪族−芳香族共重合ポリエステル（ＢＡＳＦ社製、エコ
フレックスＦ）５質量％とを用い、溶融温度２２５℃で
Ｔダイから押出し、２５℃のキャストロールに密着させ
て、未延伸シートを得た。得られた未延伸シートを８０
℃のテンター内で縦方向に３倍、横方向に３倍に同時二
軸延伸した後、１２５℃で熱処理し、厚み２５μｍの二
軸延伸フィルムを得た。

【００２４】得られたフィルムの物性などを表１に示
す。

【００２５】

【表１】 実施例２ ポリ乳酸と脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとの配合
割合を表１に示すようにした。そしてそれ以外は実施例
１と同様にして二軸延伸フィルムを得た。

【００２６】得られたフィルムの物性などを表１に示
す。 実施例３ ポリ乳酸としてＤ体含有率が１％であるポリ乳酸（カー
ギル・ダウ・ポリマー社製）を用いた。そしてこのポリ
乳酸８０質量％と脂肪族−芳香族共重合ポリエステル２
０質量％とを配合して、溶融温度を２３０℃とした。そ
してそれ以外は実施例１と同様にして二軸延伸フィルム
を得た。

【００２７】得られたフィルムの物性などを表１に示
す。 実施例４ 実施例３で用いたポリ乳酸８０質量％と、脂肪族−芳香
族共重合ポリエステル２０質量％とを用い、溶融温度２
３０℃でＴダイから押出し、２５℃のキャストロールに
密着させて、未延伸シートを得た。得られた未延伸シー
トを、予熱ロール６０℃で予熱した後、延伸ロール７０
℃で縦方向に３倍延伸し、引き続いて８０℃のテンター
内で横方向に４倍に延伸した後、横方向のリラックス率
を５％として１２５℃で熱処理し、厚み２５μｍの二軸
延伸フィルムを得た。

【００２８】得られたフィルムの物性などを表１に示
す。 実施例５ 実施例３で用いたポリ乳酸７０質量％と、結晶融解熱量
が１８．５Ｊ／ｇである脂肪族−芳香族共重合ポリエス
テル（イーストマン・ケミカル社製、イースターバイオ
ＧＰ コポリエステル）３０質量％とを用いた。そし
てそれ以外は実施例４と同様にして二軸延伸フィルムを
得た。

【００２９】得られたフィルムの物性などを表１に示
す。実施例１〜５は、いずれもポリ乳酸系重合体と脂肪
族−芳香族共重合ポリエステルとが本発明の範囲内で配
合されていたため、少なくともＭＤ方向における引裂直
線性と、手切れ性に優れた易引裂性フィルムが得られ
た。また、脂肪族−芳香族共重合ポリエステルの結晶融
解熱量は、いずれも本発明において特に好ましい範囲で
ある２５Ｊ／ｇ以下であったため、引裂直線性や手切れ
性の良いフィルムが得られた。さらに、ポリ乳酸系重合
体が本発明の割合にて配合されていたため、機械的特性
や耐熱性にも優れたフィルムが得られた。特に、実施例
３〜５は、ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重合ポ
リエステルとの配合割合が特に好適な範囲であったた
め、より一層優れた引裂直線性が得られた。 比較例１ ポリ乳酸（カーギル・ダウ・ポリマー社製、Ｄ体１％）
を用い、溶融温度２３０℃でＴダイから押出し、２５℃
のキャストロールに密着させて、未延伸シートを得た。
得られた未延伸シートを８０℃のテンター内で縦方向に
３倍、横方向に３倍に同時二軸延伸した後、１２５℃で
熱処理し、厚み２５μｍの二軸延伸フィルムを得た。

【００３０】得られたフィルムの物性などを表２に示
す。

【００３１】

【表２】 比較例２ ポリ乳酸の配合割合を本発明の範囲よりも多く９８質量
％とし、脂肪族−芳香族共重合ポリエステルの配合割合
を２質量％として、溶融温度を２３０℃とした。そして
それ以外は実施例１と同様にして二軸延伸フィルムを得
た。

【００３２】得られたフィルムの物性などを表２に示
す。 比較例３ ポリ乳酸の配合割合を本発明の範囲よりも少なく５０質
量％とし、脂肪族−芳香族共重合ポリエステルの配合割
合を５０質量％として、溶融温度を２３０℃とした。そ
してそれ以外は実施例１と同様にして二軸延伸フィルム
を作製しようとしたが、ブロッキングが発生してフィル
ムを作製できなかった。 比較例４ ポリ乳酸（カーギル・ダウ・ポリマー社製、Ｄ体１％）
９０質量％と、結晶融解熱量が４５．６Ｊ／ｇである脂
肪族ポリエステル（昭和高分子社製、＃ビオノーレ３０
０１）１０質量％とを用い、溶融温度２３０℃でＴダイ
から押出し、２５℃のキャストロールに密着させて、未
延伸シートを得た。得られた未延伸シートを８０℃のテ
ンター内で縦方向に３倍、横方向に３倍に同時二軸延伸
した後、１２５℃で熱処理し、厚み２５μｍの二軸延伸
フィルムを得た。

【００３３】得られたフィルムの物性などを表２に示
す。 比較例５ 実施例４と同様に作製した未延伸シートを、予熱ロール
６０℃で予熱した後、延伸ロール７０℃で縦方向に３倍
延伸し、引き続いて８０℃のテンター内で横方向に３．
５倍に延伸した後、横方向のリラックス率を５％として
１２５℃で熱処理し、厚み２５μｍの二軸延伸フィルム
を得た。

【００３４】得られたフィルムの物性などを表２に示
す。比較例１は、脂肪族−芳香族共重合ポリエステルが
配合されていなかったため、引裂直線性や手切れ性に劣
るものとなった。

【００３５】比較例２は、脂肪族−芳香族共重合ポリエ
ステルの配合割合が本発明の範囲よりも少なかったた
め、引裂直線性や手切れ性に劣るものとなった。比較例
３は、脂肪族−芳香族共重合ポリエステルの配合割合が
本発明の範囲よりも多かったため、ブロッキングが発生
して、上記のようにフィルムを作製できなかった。

【００３６】比較例４、５は、脂肪族−芳香族共重合ポ
リエステルの代わりに脂肪族ポリエステルを用いたた
め、手切れ性は良いものであったが、フィルムの引裂方
向が真直ぐとはなりにくく、引裂直線性に劣るものとな
った。

【００３７】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、特定の割
合で配合されたポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重
合ポリエステルとを含み、二軸延伸処理されてなるフィ
ルムとすることで、ポリ乳酸系重合体中に脂肪族−芳香
族共重合ポリエステルが相分離した形態で島状に微細に
分散して、少なくともＭＤ方向の引裂直線性に優れ、手
切れ性の良好なフィルムが得られる。また、ポリ乳酸系
重合体を主成分とすることで、機械的強力や耐熱性に優
れたフィルムとなる。

【００３８】従って、本発明の易引裂性フィルムは、食
品、医薬品等の包装用フィルムとして好適に使用でき
る。また、ゴミとして廃棄された場合でも、土壌中で微
生物により分解されるため、自然環境や野生動物に対す
る環境問題を軽減することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F071 AA43 AA44 AA87 AF14 AF45 AF52 AF53 AH04 BA01 BB06 BB08 BB09 BC01 BC10 4F210 AA24 AE10 AG01 QC05 QC06 QC07 QG01 QG18 4J002 CF032 CF052 CF062 CF072 CF082 CF181 CF182 GB00 GG02

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重
   合ポリエステルとを含み二軸延伸処理されてなるフィル
   ムであって、ポリ乳酸系重合体と脂肪族−芳香族共重合
   ポリエステルとの配合割合が、（ポリ乳酸系重合体）／
   （脂肪族−芳香族共重合ポリエステル）＝９５／５〜６
   ０／４０（質量％）の範囲であることを特徴とする易引
   裂性フィルム。
2. 【請求項２】 脂肪族−芳香族共重合ポリエステルの結
   晶融解熱量が４０Ｊ／ｇ以下であることを特徴とする請
   求項１記載の易引裂性フィルム。