JP2006124662A - 二軸延伸ポリ乳酸フィルムおよびそれからなる成形体、基板 - Google Patents
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Abstract
【課題】
透明性、成形性、耐衝撃性、耐熱性に優れた二軸延伸ポリ乳酸フィルム、および、それを用いて得られる容器を提供する。
【解決手段】
ポリ乳酸を含有するフィルムであって、フィルム中に粒子を含有し、前記粒子がポリ乳酸樹脂100質量部に対して0.01〜10質量部の範囲であり、平均粒子径が0.01〜10μmであり、かつ、面配向度fnが12×10−3〜20×10−3であることを特徴とする二軸延伸ポリ乳酸フィルム。
【選択図】なし
Description
(1)面配向度fn
アッベ屈折計によってフィルム長手方向、幅方向、厚み方向の屈折率(それぞれNx、Ny、Nz)を測定し、次式で算出した。
fn=(Nx+Ny)/2−Nz 。
フィルム中に含まれる粒子の平均粒径を求める際には、次の方法を用いた。フィルムから樹脂をプラズマ低温灰化処理法で除去し、粒子を露出させる。ここで、処理条件は、樹脂が灰化するが粒子がダメージを受けない条件を選択する。これを走査型顕微鏡で粒子数5,000〜10,000個を観察し、粒子画像を画像処理装置で処理し、円相当径から平均粒子径を数平均で求めた。粒子が内部粒子の場合、フィルム断面を切断し、厚さ0.1〜1μm程度の超薄切片を作製し、透過型電子顕微鏡を用いて倍率5,000〜20,000程度で写真を撮影(10枚:25cm×25cm)し、内部粒子の数平均粒子径を円相当径より計算した。また、粒子が凝集している場合はその凝集体の粒径(二次粒子径)を数平均算出の値として用いた。
フィルムサンプルを塩化メチレンに溶解し、1g/20mlに濃度調整した後、アセトン60mlを追加し、さらに超音波撹拌しながらシクロヘキサン320mlを滴下していきポリ乳酸系重合体を主体とする成分を沈殿させ、これを分離、ろ過して、試料液を作製した。この試料液をガスクロマトグラフ5890型(AgilentTechnologies社製、検出器:FIDタイプ)を用い、カラム:DB−17MS型(J&W社製)、カラム温度:50〜320℃、25℃/分、キャリアーガス:Heの条件にて分析を行い、あらかじめ濃度を変更したラクチド単体の試料液を用いて検量線を作成し、これによりラクチド量を求めた。
恒温槽を備えたオリエンテック社製TENSILON UCT−100を用いて、120℃における応力−歪み測定を行った。サンプルは、測定方向に長さ200mm、幅10mmの短冊状に切り出し、JIS K−7127に規定された方法にしたがって測定を行い、120℃におけるフィルム長手方向及び幅方向の100%伸長時の応力を求めた。
スガ試験機(株)製全自動直読ヘーズコンピュータHGM−2DPを用いてフィルムヘイズHを測定し、下式により100μmに換算した値H100から、以下の基準にて判定した。
H100(%)=H×100/d
(H:ヘイズの実測値、d:測定部のフィルム厚み(μm))
○:H100が5%未満、
△:H100が5%以上10%未満、
×:H100が10%以上。
直径300mmに打ち抜いたフィルムを、フィルム温度が120℃となるようにして、径150mm、深さ12mmの円筒カップ状となるように絞り加工を行った。得られたカップの側面10点と底面10点の厚みを測定し、最も薄い部分の厚みの、成形前の厚みに対する割合(%)について、以下の基準で評価した。
○:90%以上
△:80%以上90%未満
×:80%未満、もしくはフィルムが破断。
幅2mm×50mm長に切り出したフィルムを試験サンプルとし、東洋精機製作所製シャルピー衝撃試験機(容量:10kg・cm、ハンマー重量:1.019kg、ハンマーの空持ち上げ角度:127度、軸心より重心までの距離:6.12cm)を用い、試験温度23℃で、MDおよびTD方向についてサンプルを変更してそれぞれ10回測定を行い平均値を求めた。
○:1MJ/m2以上
△:0.5MJ/m2以上1MJ/m2未満
×:0.5MJ/m2未満。
絞り比0.7のカップ状の金型(金型温度:50℃)を用い、180℃のヒーターでフィルム温度が120℃となるように昇温した後、真空圧空成形を行って得られた容器に、70℃のお湯を注ぎ、目視で熱変形の度合いを以下の基準で評価した。
○:ほとんど変形が見られない
△:熱変形するが、自立しお湯がこぼれない
×:熱変形が大きく、自立できずお湯がこぼれる。
D−乳酸の含有量が2モル%、重量平均分子量が約16万のポリ乳酸に対し、公知の二軸押出機を用いて平均粒子径が約1.4μmの粒状シリカ(富士シリシア化学(株)製のサイリシア310P)を添加量が3重量%となるように200℃で混練し、マスターペレットとした。
D−乳酸の含有量が2モル%、重量平均分子量が約16万のポリ乳酸に対し、公知の二軸押出機を用いて平均粒子径が約0.05μmの微粒二酸化チタン(富士チタン工業(株)製のTAF−110)を添加量が3重量%となるように200℃で混練し、マスターペレットとした。
D−乳酸の含有量が2モル%、重量平均分子量が約16万のポリ乳酸に対し、公知の二軸押出機を用いて平均粒子径が約6μmの粒状シリカ(富士シリシア化学(株)製のサイリシア770)を添加量が3重量%となるように200℃で混練し、マスターペレットとした。
粒子の配合部数を表2のように、また、製膜条件を表1のように変更した以外は、実施例1と同様して二軸延伸ポリ乳酸フィルムを得た。得られたフィルムの特性は表2に示した通りであり、成形性などに優れたフィルムであった。
粒子の配合部数を表2のように、また、製膜条件を表1のように変更した以外は、実施例1と同様して二軸延伸ポリ乳酸フィルムを得た。得られたフィルムのシャルピー衝撃強度は1.8MJ/m2で耐衝撃性に優れていたが、表2に示したように面配向度が本発明の範囲の上限を外れており、成形不可能であった。
粒子の配合部数を表2のように、また、製膜条件を表1のように変更した以外は、実施例1と同様して二軸延伸ポリ乳酸フィルムを得た。得られたフィルムのシャルピー衝撃強度は0.2MJ/m2で、また、面配向度が本発明の範囲の下限を外れており、耐衝撃性、耐熱性に劣るフィルムであった。
D−乳酸の含有量が2モル%、重量平均分子量が約16万のポリ乳酸に対し、公知の二軸押出機を用いて平均粒子径が約20μmの粒状シリカ(富士シリシア化学(株)製)を添加量が3重量%となるように200℃で混練し、マスターペレットとした。
D−乳酸の含有量が2モル%、重量平均分子量が約16万のポリ乳酸と、平均粒子径が約1.4μmの粒状シリカ(富士シリシア化学(株)製のサイリシア310P)20質量部をそれぞれ乾燥して十分に水分を除去した後、公知の二軸押出機を用いて200℃で溶融混合し、ストランドにして押出し、冷却しながらペレット状にカットした。このペレットを再度120℃、5時間、5torrの真空下で減圧乾燥し、その後は、製膜条件を表1のように変更した以外は、実施例1と同様して二軸延伸ポリ乳酸フィルムを得た。
粒子の配合部数を表2のように、また、製膜条件を表1のように変更した以外は、実施例1と同様して二軸延伸ポリ乳酸フィルムを得た。得られたフィルムは、粒子含有量が本発明の範囲の下限を外れており、成形性に劣るフィルムであった。
重量平均分子量約20万、D−乳酸含有量1%のポリ乳酸系樹脂を120℃、5時間、5torrの真空下で減圧乾燥した。該原料チップを押出機に供給し、Tダイ口金温度200℃でフィルム状に押し出し、10℃のドラム上にキャストして急冷し、未延伸フィルムを作製した。この未延伸フィルムをロール式延伸機にて長手方向に、温度75℃で2.5倍延伸した。この一軸延伸フィルムをいったん冷却ロール上で冷却した後、両端をクリップで把持してテンター内に導き、幅方向に温度75℃で3.0倍延伸した。続いて定長下、温度145℃で10秒間熱処理後、幅方向に1%の弛緩処理を施し、厚さ250μmの二軸延伸ポリ乳酸フィルムを得た(製膜条件を表1に示す)。
重量平均分子量約10万、D−乳酸含有量1%のポリ乳酸系樹脂を120℃、5時間、5torrの真空下で減圧乾燥した。該原料チップを押出機に供給し、Tダイ口金温度180℃でフィルム状に押し出し、40℃のドラム上にキャストして急冷し、未延伸フィルムを作製した。この未延伸フィルムをロール式延伸機にて長手方向に、温度70℃で2.6倍延伸した。この一軸延伸フィルムをいったん冷却ロール上で冷却した後、両端をクリップで把持してテンター内に導き、幅方向に温度70℃で3.3倍延伸した。続いて定長下、温度100℃で10秒間熱処理後、幅方向に1%の弛緩処理を施し、厚さ120μmの二軸延伸ポリ乳酸フィルムを得た(製膜条件を表1に示す)。
D−乳酸の含有量が5モル%、重量平均分子量が約20万のポリ乳酸と、平均粒径が約2.5μmの粒状シリカ(富士シリシア化学(株)製のサイリシア430)1重量部をそれぞれ乾燥して十分に水分を除去した後、スクリュー径40mmの同方向二軸押出機を用いて200℃で混練し、マスターペレットとした。
Claims (7)
- ポリ乳酸を含有するフィルムであって、フィルム中に粒子を含有し、前記粒子がポリ乳酸樹脂100質量部に対して0.01〜10質量部の範囲であり、平均粒子径が0.01〜10μmであり、かつ、フィルムの面配向度fnが12×10−3〜20×10−3であることを特徴とする二軸延伸ポリ乳酸フィルム。
- フィルム中に含まれる乳酸オリゴマー成分量が0.3重量%以下であることを特徴とする請求項1に記載の二軸延伸ポリ乳酸フィルム。
- フィルムの厚みが70〜500μmであることを特徴とする請求項1または2のいずれかに記載の二軸延伸ポリ乳酸フィルム。
- 120℃におけるフィルム長手方向及び幅方向の100%伸長時の応力が2〜20MPaであることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の二軸延伸ポリ乳酸フィルム。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の二軸延伸ポリ乳酸フィルムを加熱成形して得られることを特徴とする成形体。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の二軸延伸ポリ乳酸フィルムを加熱成形することを特徴とする成形体の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の二軸延伸ポリ乳酸フィルムを表面材として用いることを特徴とする基板。
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