JP2008248163A - Polylactic acid film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、平坦性、厚み均一性及び表面性が良好なポリ乳酸フィルム及び生産性のよい製造方法に関する。さらに詳しくは成膜性改良剤を含むポリ乳酸フィルム及び静電密着法による該フィルムの効率的な製造方法を包含する。 The present invention relates to a polylactic acid film having good flatness, thickness uniformity and surface property, and a production method having good productivity. More specifically, it includes a polylactic acid film containing a film-formability improving agent and an efficient method for producing the film by an electrostatic adhesion method.
ポリ乳酸を含む脂肪族ポリエステルあるいは芳香族ポリエステルフィルムは、溶融ポリマーをフィルム状に押し出し、次いで回転冷却ドラム(以下冷却ドラムと略称することがある。)上で冷却して固体状の未延伸フィルムにキャスティングし、この未延伸フィルムを必要に応じて1軸方向または2軸方向に延伸して一軸延伸フィルムあるいは二軸延伸フィルムとする方法が採られる。 The aliphatic polyester or aromatic polyester film containing polylactic acid extrudes a molten polymer into a film shape, and then cools it on a rotating cooling drum (hereinafter sometimes referred to as a cooling drum) to form a solid unstretched film. A method of casting and stretching the unstretched film in a uniaxial direction or a biaxial direction as necessary to obtain a uniaxially stretched film or a biaxially stretched film is employed.
冷却ドラム上で冷却する際に、冷却が不均一になるとフィルムの凹凸、厚み斑が発生するなどの不都合が発生する場合がある。これを防ぐため溶融フィルムと冷却ドラムとを均一に密着させる必要がある。 When cooling on the cooling drum, if the cooling is not uniform, inconveniences such as film irregularities and uneven thickness may occur. In order to prevent this, it is necessary to make the molten film and the cooling drum adhere uniformly.
芳香族ポリエステルフィルムにおいては、溶融フィルムを冷却ドラムに均一に密着させる方法として、ダイと冷却ドラムの間にワイヤー状の電極を設け溶融フィルムに静電荷を主にグロー放電およびコロナ放電により印加してキャスティングする方法(以下静電キャスト法と称することがある。)(特許文献1)がよく知られている。 In the aromatic polyester film, as a method for uniformly adhering the molten film to the cooling drum, a wire-like electrode is provided between the die and the cooling drum, and an electrostatic charge is applied to the molten film mainly by glow discharge and corona discharge. A casting method (hereinafter sometimes referred to as an electrostatic casting method) (Patent Document 1) is well known.
しかし静電キャスト法によっても体積固有抵抗値、溶融粘度の高いポリ乳酸などのポリマーでは、冷却ドラムとフィルムとの静電密着性が低下し、冷却ドラムとフィルムの間に空気を巻き込んでフィルム表面に泡状の欠陥、凹凸の発生及び厚み均一性が低下する問題は十分に解決されていない。 However, even with electrostatic casting, polymers such as polylactic acid with a high volume resistivity and high melt viscosity decrease the electrostatic adhesion between the cooling drum and the film, and air is entrained between the cooling drum and the film so that the film surface However, the problems of foam defects, unevenness and thickness uniformity are not sufficiently solved.
とりわけフィルム生産性の向上のため冷却ドラムの周速を高めると静電キャスト法の密着効果が低下し、冷却ドラムと溶融フィルムの間に空気を巻き込んで前述のフィルム表面に泡状の欠陥などを発生しやすくなる問題が顕著となる。 In particular, when the peripheral speed of the cooling drum is increased to improve film productivity, the adhesion effect of the electrostatic casting method is reduced, and air is trapped between the cooling drum and the molten film to cause bubble defects on the film surface. Problems that are likely to occur become significant.
芳香族ポリエステルフィルムでは、静電密着性低下の問題を克服し製膜速度を向上させて高能率で、平坦で厚みの均一な表面欠陥の少ないフィルムを製造するため、成膜性改良剤として酢酸リチウムをはじめとするアルカリ金属、アルカリ土類金属化合物などのイオン性化合物を0.005〜5重量%含有させ、静電密着性の向上法が提案され所望の効果が得られている(特許文献2)。 In aromatic polyester films, acetic acid is used as a film-formability improver to overcome the problem of reduced electrostatic adhesion and improve the film-forming speed to produce a high-efficiency, flat and uniform film with few surface defects. An ionic compound such as lithium and other alkali metals and alkaline earth metal compounds is contained in an amount of 0.005 to 5% by weight, and a method for improving electrostatic adhesion has been proposed and a desired effect has been obtained (Patent Document) 2).
しかしポリ乳酸においてはアルカリ金属、アルカリ土類金属化合物を含有させると溶融時、ポリ乳酸の解重合が促進されポリマーが分解する重大な欠陥を有しているため、ポリ乳酸フィルムにこれらの剤を適用することは不可能と判断される。 However, in polylactic acid, when an alkali metal or alkaline earth metal compound is contained, depolymerization of polylactic acid is accelerated at the time of melting, and there is a serious defect that the polymer decomposes. Therefore, these agents are added to the polylactic acid film. It is judged impossible to apply.
表面性良好で、厚み均一性の高いポリ乳酸フィルムの効果的な製造方法はいまだ提案されなく、表面性良好で、厚み均一性の高いポリ乳酸フィルムの出現がまたれている。
具体的にはアルカリ金属、アルカリ土類金属の添加に替わる静電密着性改良策の提案が切望されている。
An effective method for producing a polylactic acid film having good surface properties and high thickness uniformity has not yet been proposed, and the appearance of polylactic acid films having good surface properties and high thickness uniformity has been struggling.
Specifically, there is an urgent need for proposals for improving electrostatic adhesion that replaces the addition of alkali metals and alkaline earth metals.
本発明の目的は、平坦性、厚み均一性が良好で表面欠陥の改良されたポリ乳酸フィルを提供することにある。本発明の他の目的は平坦性、厚みの均一性が良好で表面欠陥の改良されたポリ乳酸フィルムの効率的な製造方法を提供することにある。 An object of the present invention is to provide a polylactic acid fill having good flatness and thickness uniformity and improved surface defects. Another object of the present invention is to provide an efficient method for producing a polylactic acid film having good flatness and thickness uniformity and improved surface defects.
本発明者らは上記従来技術に鑑み鋭意検討を重ねた結果本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies in view of the above-described conventional techniques, the present inventors have completed the present invention.
即ち本発明の目的は、
1.成膜性改良剤を0.001〜5wt%ふくみ下記要件を満たすポリ乳酸フィルム。
(1)表面性:幅5cm長さ50cmの試料において目視で観察できるピン状欠陥が1個以下。
(2)厚み斑:試料長50cm(長手方向)の厚みを連続厚み計(電子マイクロメーター)で測定したときの厚み変動値△Rμmが平均厚みRμmの7%以内。
2.成膜性改良剤がスルホン酸四級ホスホニウム塩である1に記載のポリ乳酸フィルム。
3.スルホン酸四級ホスホニウム塩が式(I)または(II)で表される化合物(以下特定ホスホニウム塩と略称することがある。)よりなる群から選ばれる少なくとも1種である1または2のいずれかに記載のポリ乳酸フィルム。
5.フィルム状溶融ポリ乳酸と冷却ドラムとの接点近傍にもうけられた電極との間に静電密着を起こす程度の電圧を印加することを特徴とする4に記載のポリ乳酸フィルムの製造方法。
6.電極がワイヤー状またはナイフ状である4または5に記載のポリ乳酸フィルムの製造方法。
7.高温空気流を該電極及びその近傍に吹き付け、電極上部に排気ノズルを設け強制排気する4から6のいずれかに記載のポリ乳酸フィルムの製造方法。
8.ポリ乳酸がポリL‐乳酸またはポリD‐乳酸を主成分とする4から7のいずれかに記載のポリ乳酸フィルムの製造方法。
9.一軸または二軸延伸してなり、さらにその後、示差走査熱量計(DSC)測定による190℃以下の融点をTmhとするときに融点(Tmh−50)から(Tmh−5)℃で熱処理する8に記載のポリ乳酸フィルムの製造方法。
10.D‐乳酸単位を主成分とし、D‐乳酸以外の共重合単位を0〜10モル%含有する結晶性ポリ乳酸(B)と、L‐乳酸単位を主成分としL‐乳酸以外の共重合単位を0〜10モル%含有する結晶性ポリ乳酸(C)とを重量比(B/C)=10/90〜90/10で溶融熱処理してなるポリ乳酸(A)よりなり、ステレオ化度(S)が80%から100%である1から3のいずれかに記載のポリ乳酸フィルム。
11.一軸または二軸延伸してなり、さらにその後、示差走査熱量計(DSC)測定による190℃以上の融点をTmscとするとき、(Tmcs−50)から(Tmcs−5)℃で熱処理する10に記載のポリ乳酸フィルムの製造方法。
That is, the object of the present invention is to
1. A polylactic acid film satisfying the following requirements.
(1) Surface property: 1 or less pin-like defects that can be visually observed in a sample having a width of 5 cm and a length of 50 cm.
(2) Thickness variation: The thickness variation value ΔRμm when the thickness of the sample is 50 cm (longitudinal direction) is measured with a continuous thickness meter (electronic micrometer) is within 7% of the average thickness Rμm.
2. 2. The polylactic acid film according to 1, wherein the film formability improver is a sulfonic acid quaternary phosphonium salt.
3. Either 1 or 2, wherein the sulfonic acid quaternary phosphonium salt is at least one selected from the group consisting of compounds represented by formula (I) or (II) (hereinafter sometimes abbreviated as specific phosphonium salts). The polylactic acid film described in 1.
5. 5. The method for producing a polylactic acid film according to 4, wherein a voltage that causes electrostatic adhesion is applied between the film-like molten polylactic acid and an electrode provided in the vicinity of the contact point between the cooling drum and the film.
6). 6. The method for producing a polylactic acid film according to 4 or 5, wherein the electrode has a wire shape or a knife shape.
7). The method for producing a polylactic acid film according to any one of 4 to 6, wherein a high-temperature air stream is blown to the electrode and the vicinity thereof, and an exhaust nozzle is provided above the electrode to forcibly exhaust.
8). 8. The method for producing a polylactic acid film according to any one of 4 to 7, wherein the polylactic acid is composed mainly of poly L-lactic acid or poly D-lactic acid.
9. It is uniaxially or biaxially stretched, and then heat-treated at a melting point (Tmh-50) to (Tmh-5) ° C. 8 when the melting point of 190 ° C. or less is Tmh as measured by differential scanning calorimetry (DSC). The manufacturing method of the polylactic acid film of description.
10. Crystalline polylactic acid (B) containing a D-lactic acid unit as a main component and a copolymer unit other than D-lactic acid in an amount of 0 to 10 mol%, and a copolymer unit other than L-lactic acid as a main component Of polylactic acid (A) obtained by subjecting a crystalline polylactic acid (C) containing 0 to 10 mol% to a melt heat treatment at a weight ratio (B / C) = 10/90 to 90/10, The polylactic acid film according to any one of 1 to 3, wherein S) is 80% to 100%.
11. 10. The heat treatment is carried out at 10 ° C. from (Tmcs-50) to (Tmcs-5) when the melting point of 190 ° C. or higher measured by differential scanning calorimetry (DSC) is defined as Tmsc. Of producing a polylactic acid film.
本発明のポリ乳酸フィルムは平坦性、表面欠陥、厚みむらが少ないポリ乳酸フィルムであり、さらに本発明のポリ乳酸フィルムは高い効率をもって工業的に製造することができる。 The polylactic acid film of the present invention is a polylactic acid film with little flatness, surface defects, and thickness unevenness, and the polylactic acid film of the present invention can be industrially produced with high efficiency.
以下に本発明について詳細な説明をする。
本発明のポリ乳酸フルムは、成膜性改良剤を0.001〜5wt%ふくみ下記要件を満たすポリ乳酸フィルムである。
(1)表面性:幅5cm長さ50cmの試料において目視で観察できるピン状欠陥が1個以下。
(2)厚み斑:試料長50cm(長手方向)の厚みを連続厚み計(電子マイクロメーター)で測定したときの厚み変動値△Rμmが平均厚みRμmの7%以内。
表面性、厚み斑の制御はフィルム用途においては必須の条件であり、かかる表面性、厚み均一性を有することによりポリ乳酸フィルムは広い用途への展開が可能になる。
The present invention is described in detail below.
The polylactic acid film of the present invention is a polylactic acid film containing 0.001 to 5 wt% of a film formability improver and satisfying the following requirements.
(1) Surface property: 1 or less pin-like defects that can be visually observed in a sample having a width of 5 cm and a length of 50 cm.
(2) Thickness variation: The thickness variation value ΔRμm when the thickness of the sample is 50 cm (longitudinal direction) is measured with a continuous thickness meter (electronic micrometer) is within 7% of the average thickness Rμm.
Control of surface properties and thickness spots is an indispensable condition for film applications. By having such surface properties and thickness uniformity, polylactic acid films can be developed for a wide range of applications.
さらに好ましくは
(1)表面性:幅5cm長さ3mの試料において目視で観察できるピン状欠陥が1個以下。
(2)厚み斑:試料長3m(長手方向)の厚みを連続厚み計(電子マイクロメーター)で測定したときの厚み変動値△Rμmが平均厚みRμmの7%以内。
の範囲である。
More preferably (1) Surface property: 1 or less pin-like defects that can be visually observed in a sample having a width of 5 cm and a length of 3 m.
(2) Thickness variation: The thickness variation value ΔRμm when the thickness of a sample length of 3 m (longitudinal direction) is measured with a continuous thickness meter (electronic micrometer) is within 7% of the average thickness Rμm.
Range.
本発明の特定製膜性改良剤はポリ乳酸の溶融キャスティングによる製膜性改良剤であり、より具体的には、溶融キャスティング時のキャスティングフィルムの冷却ロールへの密着性を向上させる製膜性改良剤である。 The specific film-formability improver of the present invention is a film-formability improver by melt casting of polylactic acid, and more specifically, film-formability improvement that improves the adhesion of the casting film to the cooling roll during melt casting. It is an agent.
静電密着法における製膜性改良剤をポリD‐乳酸、ポリL‐乳酸またはポリD‐乳酸成分及びポリL‐乳酸成分を溶融、熱処理してなるポリ乳酸(A)組成物に適用することにより上記表面性、厚み均一性を実現してなるポリD‐乳酸、ポリL‐乳酸またはポリD‐乳酸成分及びポリL‐乳酸成分を溶融、熱処理してなるポリ乳酸(A)組成物からなるフィルムを好適に実現することができる。 Applying the film-formability improver in the electrostatic adhesion method to poly (D-lactic acid), poly (L-lactic acid) or poly (D-lactic acid component) and poly (L-lactic acid component) melted and heat-treated polylactic acid (A) composition A polylactic acid (A) composition obtained by melting and heat-treating poly-D-lactic acid, poly-L-lactic acid, or poly-D-lactic acid component and poly-L-lactic acid component with the above surface properties and thickness uniformity. A film can be suitably realized.
本発明における静電密着法における製膜性改良剤はスルホン酸四級ホスホニウム塩が好適に選択される。
ポリエチレンテレフタレートを始めとする芳香族ポリエステルフィルにおいては前述した如く各種の剤が提案されているがポリ乳酸フィルムにおいては、原料ポリマーの溶融時の不安定性より製膜性改良剤としてはスルホン酸四級ホスホニウム塩がとりわけ好適に適用される。
The film forming property improving agent in the electrostatic adhesion method in the present invention is preferably selected from sulfonic acid quaternary phosphonium salts.
As described above, various agents have been proposed for aromatic polyester fills such as polyethylene terephthalate. However, polylactic acid films have sulfonic acid quaternary as a film-formability improver due to the instability at the time of melting of the starting polymer. Phosphonium salts are particularly preferably applied.
本発明の製膜性改良剤の適用量はポリ乳酸に基づき0.001〜1wt%を含有することが必須である。
この割合が0.001wt%より少ないとポリ乳酸フィルムと冷却ドラムとの密着が不十分なものとなり本発明の目的を達成することができない。
The application amount of the film-forming property improving agent of the present invention is essential to contain 0.001 to 1 wt% based on polylactic acid.
If this ratio is less than 0.001 wt%, the adhesion between the polylactic acid film and the cooling drum becomes insufficient, and the object of the present invention cannot be achieved.
またこの割合が1wt%を超えるとポリ乳酸中でのスルホン酸四級ホスホニウム塩の分散性が悪くなり、フィルムにフィッシュアイが発生したり、或いは溶融製膜する際にスルホン酸四級ホスホニウム塩の熱分解やポリ乳酸の熱分解が顕著になりフィルムの着色が著しくなることがあるからである。
スルホン酸四級ホスホニウム塩の含有量は好ましくは0.003〜0.5wt%であり、より好ましくは0.005〜0.1wt%である。
Moreover, when this ratio exceeds 1 wt%, the dispersibility of the sulfonic acid quaternary phosphonium salt in the polylactic acid is deteriorated, and fish eyes are generated in the film, or when the sulfonic acid quaternary phosphonium salt is melt-cast, This is because thermal decomposition and thermal decomposition of polylactic acid become prominent and coloring of the film may become remarkable.
The content of the sulfonic acid quaternary phosphonium salt is preferably 0.003 to 0.5 wt%, more preferably 0.005 to 0.1 wt%.
ポリ乳酸に対し、スルホン酸四級ホスホニウム塩をかかる量比で適用することによりポリ乳酸の溶融時の体積固有抵抗値が低減するためポリ乳酸フィルムへの静電荷印加が十分なものとなり、該フィルムと冷却ドラムとの密着性が良好なものとなると判断される。 By applying a sulfonic acid quaternary phosphonium salt in such a quantitative ratio to polylactic acid, the volume resistivity at the time of melting of polylactic acid is reduced, so that the application of an electrostatic charge to the polylactic acid film is sufficient, and the film It is judged that the adhesion between the cooling drum and the cooling drum is good.
スルホン酸四級ホスホニウム塩を含有するポリ乳酸フルムの溶融状態における体積固有抵抗値は0.5×109Ω.cm以下であることが好ましい。体積固有抵抗値がこの範囲にあるとキャスティングの際フィルムへの静電印加が強くなりフィルムと冷却ドラムの密着性が一層良好なものとなる。
これにより、フィルムの平坦性、厚み均一性が良好となりまたピン状欠陥などの表面欠陥もなく、色相も良好なものとなる。
The volume specific resistance value in the molten state of polylactic acid fluoride containing a sulfonic acid quaternary phosphonium salt is 0.5 × 10 9 Ω. It is preferable that it is cm or less. When the volume resistivity is in this range, electrostatic application to the film is strong during casting, and the adhesion between the film and the cooling drum is further improved.
As a result, the flatness and thickness uniformity of the film become good, there are no surface defects such as pin-like defects, and the hue is also good.
スルホン酸四級ホスホニウム塩としては例えば式(I)であらわされる化合物及び式(II)であらわされる化合物が好ましく使用できる。 As the sulfonic acid quaternary phosphonium salt, for example, a compound represented by the formula (I) and a compound represented by the formula (II) can be preferably used.
式(I)中X1、X2は同一または異なっていてもよい水素原子またはエステル形成性官能基である。エステル形成性官能基としては、例えばカルボキシル基、アルコキシカルボニル基、水酸基などを挙げることができる。ただし、X1,X2は同時に水素原子であることはない。 In formula (I), X 1 and X 2 are the same or different hydrogen atoms or ester-forming functional groups. Examples of the ester-forming functional group include a carboxyl group, an alkoxycarbonyl group, and a hydroxyl group. However, X 1 and X 2 are not simultaneously hydrogen atoms.
式(I)、(II)中R1からR8は同一または異なっていてもよい炭素数1から18の一価の炭化水素基であり炭素数1から18のアルキル基、炭素数7から12のアラルキル基、炭素数6から12のアリール基を表す。 In formulas (I) and (II), R 1 to R 8 are monovalent hydrocarbon groups having 1 to 18 carbon atoms which may be the same or different, and are alkyl groups having 1 to 18 carbon atoms, and 7 to 12 carbon atoms. And an aryl group having 6 to 12 carbon atoms.
炭素数1から18のアルキル基は直鎖状であっても分岐状であってもよい。具体的にはメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、iso−ブチル基、sec−ブチル基、t−ブチル基、n−ペンチル基、n−ヘキシル基、n−オクチル基、n−ノニル基、n−デシル基、n−ウンデシル基、n−ドデシル基、n−ペンタデシル基、n−オクタデシル基などを挙げることができる。 The alkyl group having 1 to 18 carbon atoms may be linear or branched. Specifically, methyl group, ethyl group, n-propyl group, iso-propyl group, n-butyl group, iso-butyl group, sec-butyl group, t-butyl group, n-pentyl group, n-hexyl group, Examples thereof include an n-octyl group, an n-nonyl group, an n-decyl group, an n-undecyl group, an n-dodecyl group, an n-pentadecyl group, and an n-octadecyl group.
炭素数7から12のアラルキル基は例えばベンジル基、2−メチルベンジル基、4−メチルベンジル基、2,4−ジメチルベンジル基、4−エチルベンジル基等を挙げることができる。 Examples of the aralkyl group having 7 to 12 carbon atoms include benzyl group, 2-methylbenzyl group, 4-methylbenzyl group, 2,4-dimethylbenzyl group, 4-ethylbenzyl group and the like.
炭素数6から12のアリール基は例えば、フェニル基、トリル基、キシリル基、2−メチルフェニル基、4−メチルフェニル基、2,4−ジメチルフェニル基、ナフチル基、ビフェニル基などをあげることができる。 Examples of the aryl group having 6 to 12 carbon atoms include phenyl group, tolyl group, xylyl group, 2-methylphenyl group, 4-methylphenyl group, 2,4-dimethylphenyl group, naphthyl group, and biphenyl group. it can.
m,nは1または2である。A1は(n+2)価、すなわち3価または4価の炭素数2〜18の脂肪族基又は芳香族基である。A1の具体例としては以下に記載する式(I)の化合物の具体例から明らかとなろう。 m and n are 1 or 2. A 1 is an (n + 2) -valent, that is, a trivalent or tetravalent aliphatic group or aromatic group having 2 to 18 carbon atoms. Specific examples of A 1 will be clear from the specific examples of the compound of the formula (I) described below.
式(II)で表される4級ホスホニウムカチオンの具体例としては、例えばテトラメチルホスホニウム、テトラエチルホスホニウム、テチラブチルホスホニウム、トリメエチルメチルホスホニウム、トリブチルメチルホスホニウム、トリブチルエチルホスホニウム、トリオクチルメチルホスホニウム、トリメチルブチルホスホニウム、トリメチルオクチルホスホニウム、トリメチルラウリルホスホニウム、トリメチルステアリルホスホニウム、トリエチルブチルホスホニウム、トリエチルオクチルホスホニウム、トリブチルオクチルホスホニウム、等の脂肪族ホスホニウム;トリエトリフェニルメチルホスホニウム、トリフェニルエチルホスホニウム、トリフェニルベンジルホスホニウム、トリブチルベンジルホスホニウム、テトラフェニルホスホニウム等の芳香族ホスホニウム等を挙げることができる。 Specific examples of the quaternary phosphonium cation represented by the formula (II) include, for example, tetramethylphosphonium, tetraethylphosphonium, tetrabutylphosphonium, trimethylethylphosphonium, tributylmethylphosphonium, tributylethylphosphonium, trioctylmethylphosphonium, trimethylbutyl. Aliphatic phosphoniums such as phosphonium, trimethyloctylphosphonium, trimethyllaurylphosphonium, trimethylstearylphosphonium, triethylbutylphosphonium, triethyloctylphosphonium, tributyloctylphosphonium; trietriphenylmethylphosphonium, triphenylethylphosphonium, triphenylbenzylphosphonium, tributylbenzyl Phosphonium, tetraphenyl And aromatic phosphonium such as Suhoniumu.
さらに、テトラヒドロキシメチルホスホニウム、トリス(2−シアノエチル)メチルホスホニウム、トリス(2−シアノエチル)エチルホスホニウム、トリス(2−シアノエチル)ベンジルホスホニウム、トリス(3−ヒドロキシプロピル)メチルホスホニウム、トリス(3−ヒドロキシプロピル)ベンジルホスホニウム、トリメチル(2−ヒドロキシエチル)ホスホニウム、トリブチル(2−ヒドロキシエチル)ホスホニウム等の置換基を有するホスホニウムカチオンも使用することができる。 Furthermore, tetrahydroxymethylphosphonium, tris (2-cyanoethyl) methylphosphonium, tris (2-cyanoethyl) ethylphosphonium, tris (2-cyanoethyl) benzylphosphonium, tris (3-hydroxypropyl) methylphosphonium, tris (3-hydroxypropyl) ) Phosphonium cations having substituents such as benzylphosphonium, trimethyl (2-hydroxyethyl) phosphonium, tributyl (2-hydroxyethyl) phosphonium can also be used.
式(I)で示されるスルホン酸四級ホスホニウム塩としては、例えば3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸エチルトリブチルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ベンジルトリブチルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸フェニルトリブチルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ベンジルテトラフェニルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸エチルトリフェニルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ブチルトリフェニルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ベンジルトリフェニルホスホニウム塩、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸エチルトリブチルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ベンジルトリブチルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸フェニルトリブチルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸エチルトリフェニルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ブチルトリフェニルホスホニウム塩、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸ベンジルトリフェニルホスホニウム塩、3−カルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、3−カルボキシベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩、3−カルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、3−カルボメトキシベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩、3,5−ビス(2−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、3,5−ビス(2−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩、3−(2−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、3−(2−ヒドロキシエトキシカルボニル)ベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩、4−ヒドロキシエトキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、ビスフェノールA−3,3’−ビス(スルホン酸テトラブチルホスホニウム塩)、2,6−ジカルボキシナフタレンー4−スルホン酸テトラブチルホスホニウム塩、α―テトラブチルホスホニウムスルホコハク酸などを挙げることができる。 As the sulfonic acid quaternary phosphonium salt represented by the formula (I), for example, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid tetrabutylphosphonium salt, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid ethyltributylphosphonium salt, 3,5-dicarboxylic acid salt, Carboxybenzenesulfonic acid benzyltributylphosphonium salt, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid phenyltributylphosphonium salt, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid benzyltetraphenylphosphonium salt, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid ethyltriphenyl Phosphonium salt, butyl triphenylphosphonium salt of 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid, benzyltriphenylphosphonium salt of 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid, 3,5-dicarbomethoxybenze Sulfonic acid tetrabutylphosphonium salt, 3,5-dicarbomethoxybenzenesulfonic acid ethyltributylphosphonium salt, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid benzyltributylphosphonium salt, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid phenyltributylphosphonium salt, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid tetraphenylphosphonium salt, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid ethyltriphenylphosphonium salt, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid butyltriphenylphosphonium salt, 3,5-dicarboxyl Benzenesulfonic acid benzyltriphenylphosphonium salt, 3-carboxybenzenesulfonic acid tetrabutylphosphonium salt, 3-carboxybenzenesulfonic acid tetraphenylphosphonium salt, -Carbomethoxybenzenesulfonic acid tetrabutylphosphonium salt, 3-carbomethoxybenzenesulfonic acid tetraphenylphosphonium salt, 3,5-bis (2-hydroxyethoxycarbonyl) benzenesulfonic acid tetrabutylphosphonium salt, 3,5-bis (2 -Hydroxyethoxycarbonyl) benzenesulfonic acid tetraphenylphosphonium salt, 3- (2-hydroxyethoxycarbonyl) benzenesulfonic acid tetrabutylphosphonium salt, 3- (2-hydroxyethoxycarbonyl) benzenesulfonic acid tetraphenylphosphonium salt, 4-hydroxy Ethoxybenzenesulfonic acid tetrabutylphosphonium salt, bisphenol A-3,3′-bis (tetrabutylphosphonium sulfonic acid salt), 2,6-dicarboxynaphthalene Examples thereof include 4-sulfonic acid tetrabutylphosphonium salt and α-tetrabutylphosphonium sulfosuccinic acid.
式(II)中のホスホニウムカチオンの具体例としては式(I)につき前述したものと同じものを挙げることができる。 Specific examples of the phosphonium cation in the formula (II) include the same as those described above for the formula (I).
式(II)で表されるスルホン酸四級ホスホニウム塩のうち、m=1の化合物のスルホネートとしては、例えばブチルスルホネート、オクチルスルホネート、ラウリルスルホネート、ミリスチルスルホネート、ヘキサデシルスルホネート、2−エチルヘキシルスルホネートなどの脂肪族スルホネート類及びこれらの混合物、p−トシレート、ブチルフェニルスルホネート、ドデシルフェニルスルホネート、オクタデシルフェニルホスホネート、ジブチルフェニルホスホネートなどの置換フェニルスルホネート類、ナフチルスルホネート、ジイソプロピルナフチルスルホネート、ジブチルナフチルスルホネートなどの置換或いは無置換のナフチルスルホネート類を挙げることができる。 Among the sulfonic acid quaternary phosphonium salts represented by the formula (II), as the sulfonate of the compound of m = 1, for example, butyl sulfonate, octyl sulfonate, lauryl sulfonate, myristyl sulfonate, hexadecyl sulfonate, 2-ethylhexyl sulfonate, etc. Substituted phenyl sulfonates such as aliphatic sulfonates and mixtures thereof, p-tosylate, butyl phenyl sulfonate, dodecyl phenyl sulfonate, octadecyl phenyl phosphonate, dibutyl phenyl phosphonate, naphthyl sulfonate, diisopropyl naphthyl sulfonate, dibutyl naphthyl sulfonate, etc. Mention may be made of substituted naphthyl sulfonates.
m=2の化合物のスルホネートとしては例えば1,1−エタンジスルホネート、1,2−エタンジスルホネート、フェノール−2,4−ジスルホネート、フェノール−2,5−ジスルホネート、1,2−ジヒドロキシベンゼン−3,5−ジスルホネート、1,4−ジヒドロキシベンゼン−3,5−ジスルホネート、1,4−ベンゼンジスルホネート、2,5−ジメチル−1,3−ベンゼンジスルホネート、4−メチル−1,3−ベンゼンジスルホネート、5−メチル−1,3−ベンゼンジスルホネート、5−メトキシカルボニル−1,3−ベンゼンジスルホネート、1,8−ジヒドロキシアントラキノン−2,7−ジスルホネート、1,5−ジヒドロキシアントラキノン−2,6−ジスルホネート、1,5−ジメトキシアントラキノン−2,6−ジスルホネートなどを挙げることができる。 Examples of the sulfonate of the compound of m = 2 include 1,1-ethanedisulfonate, 1,2-ethanedisulfonate, phenol-2,4-disulfonate, phenol-2,5-disulfonate, and 1,2-dihydroxybenzene. 3,5-disulfonate, 1,4-dihydroxybenzene-3,5-disulfonate, 1,4-benzenedisulfonate, 2,5-dimethyl-1,3-benzenedisulfonate, 4-methyl-1, 3-benzenedisulfonate, 5-methyl-1,3-benzenedisulfonate, 5-methoxycarbonyl-1,3-benzenedisulfonate, 1,8-dihydroxyanthraquinone-2,7-disulfonate, 1,5-dihydroxy Anthraquinone-2,6-disulfonate, 1,5-dimethoxyanthraquinone-2, - disulfonate, and the like.
かかるスルホン酸四級ホスホニウムのうち前記式(I)で示したスルホン酸四級ホスホニウム塩を前述した量比で使用することによりポリ乳酸フィルムと冷却ドラムとの密着性が良好となり好ましい。
特に3,5−カルボキシベンゼン−4−スルホン酸テトラブチルホスホネートが好ましい。
Of these quaternary phosphonium sulfonates, the sulfonic acid quaternary phosphonium salt represented by the formula (I) is preferably used in the above-mentioned quantitative ratio, so that the adhesion between the polylactic acid film and the cooling drum is improved.
In particular, 3,5-carboxybenzene-4-sulfonic acid tetrabutylphosphonate is preferable.
尚、スルホン酸四級ホスホニウム塩は1種のみで使用することもできるが、フィルムの耐熱性、潤滑性、透明性など所望の目的を達成するため、2種以上併用することも好ましい使用法である。 In addition, although sulfonic acid quaternary phosphonium salt can also be used only by 1 type, in order to achieve desired objectives, such as heat resistance of a film, lubricity, and transparency, it is also a preferable usage method to use together 2 or more types. is there.
本発明のポリ乳酸にスルホン酸四級ホスホニウム塩及びその他の添加剤を適用するには、ポリ乳酸重合開始より製膜前の間の段階で剤を配合することができる。
重合開始から終了までの間、樹脂が溶融状態を保った間に剤を添加する場合、通常の剤投入法を使用することで剤含有ポリ乳酸を製造することができる。
In order to apply the sulfonic acid quaternary phosphonium salt and other additives to the polylactic acid of the present invention, the agent can be blended at a stage between the start of polylactic acid polymerization and before film formation.
When the agent is added while the resin is in a molten state from the start to the end of the polymerization, the agent-containing polylactic acid can be produced by using a normal agent charging method.
また剤をポリ乳酸を溶融融合後、一度ペレットなどの固体状態のものに添加するには、従来公知の各種方法を好適に使用することができる。たとえば、ポリ乳酸と燐酸エステル金属塩をタンブラー、V型ブレンンダー、スーパーミキサー、ナウタミキサー、バンバリーミキサー、混練ロール、1軸または2軸の押出機等で混合する方法が適宜用いられる。 In order to add the agent once to a solid state such as pellets after melt fusion of polylactic acid, various conventionally known methods can be suitably used. For example, a method of mixing polylactic acid and a phosphoric acid ester metal salt with a tumbler, V-type blender, super mixer, nauta mixer, Banbury mixer, kneading roll, uniaxial or biaxial extruder or the like is appropriately used.
こうして得られるスルホン酸四級ホスホニウム塩などを含有ポリ乳酸は、溶融混合し、そのまま、または計量ポンプなどを経由して製膜装置に移送、製膜することもできるし又は溶融押出し、一旦ペレット状にしてから製膜装置に供給する方法も可能である。 Polylactic acid containing a sulfonic acid quaternary phosphonium salt and the like thus obtained can be melt-mixed and transferred to a film forming apparatus as it is or via a metering pump, etc. Then, a method of supplying to the film forming apparatus is also possible.
ペレットの形状は、ペレットを各種成形方法で成形するに好適な形状を有するもの、具体的にはペレット長は1から7mm、長径3から5mm、短径1から4mmのものが好ましい。またかかるペレット形状は、ばらつきの少ないものが好ましい。 The shape of the pellet is preferably one having a shape suitable for forming the pellet by various molding methods, specifically, the pellet length is 1 to 7 mm, the major axis is 3 to 5 mm, and the minor axis is 1 to 4 mm. In addition, the pellet shape is preferably one with little variation.
さらに本発明フィルムにおいては、フィルム巻取り、走行性を改良する目的でポリ乳酸中、潤滑剤を適用することが好ましい。
この潤滑剤は常温で固体であってもまた液体であってもよく、融点或いは軟化点が200℃以下のものが好ましい。潤滑剤の具体例としては下記のものを挙げることができ、これらは2種以上を併用してもよい。
Furthermore, in the film of the present invention, it is preferable to apply a lubricant in polylactic acid for the purpose of improving film winding and running properties.
This lubricant may be solid or liquid at room temperature, and preferably has a melting point or softening point of 200 ° C. or lower. Specific examples of the lubricant include the following, and two or more of these may be used in combination.
脂肪族炭化水素:流動パラフィン、マイクロクリスタリンワックス、天然パラフィン、合成パラフィン、ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス等、
高級脂肪酸またはその金属塩:ステアリン酸、ステアリン酸カルシウム、ヒドロキシステアリン酸、硬化油、モンタン酸ナトリウム等、
脂肪酸アミド:ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド、ベヘン酸アミド、メチレンビスステリルアミド等、
脂肪酸エステル:n−ブチルステアレート、メチルヒドロキシステアレート、ミリシルセロチネート、高級アルコール脂肪酸エステル、エステル系ワックス等、
脂肪酸ケトン:ケトンワックス等、
脂肪族高級アルコール:ラウリルアルコール、ステアリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルアルコール等、
多価アルコール脂肪酸エステルまたは部分エステル:グリセリン脂肪酸エステル、ヒドロキシステアリン酸トリグリセリド、ソルビタン脂肪酸エステル等、
非イオン系界面活性剤:ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアミド、ポリオキシエチレン脂肪酸エステル等、
シリコン油:直鎖状メチルシリコン油、メチルフェニルシリコン油、変性シリコン油等、
フッ素系界面活性剤:フルオロアルキルカルボン酸、パーフルオロアルキルカルボン酸、モノパーフルオロアルキルエチル燐酸エステル、パーフルオロアルキルスルホン酸塩等。
Aliphatic hydrocarbons: liquid paraffin, microcrystalline wax, natural paraffin, synthetic paraffin, polyethylene wax, polypropylene wax, etc.
Higher fatty acids or metal salts thereof: stearic acid, calcium stearate, hydroxystearic acid, hydrogenated oil, sodium montanate, etc.
Fatty acid amide: stearic acid amide, oleic acid amide, erucic acid amide, ricinoleic acid amide, behenic acid amide, methylene bissteryl amide, etc.
Fatty acid ester: n-butyl stearate, methyl hydroxy stearate, myricyl cellotinate, higher alcohol fatty acid ester, ester wax, etc.
Fatty acid ketone: ketone wax, etc.
Aliphatic higher alcohols: lauryl alcohol, stearyl alcohol, myristyl alcohol, cetyl alcohol, etc.
Polyhydric alcohol fatty acid ester or partial ester: glycerin fatty acid ester, hydroxystearic acid triglyceride, sorbitan fatty acid ester, etc.
Nonionic surfactant: polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene phenyl ether, polyoxyethylene alkylamide, polyoxyethylene fatty acid ester, etc.
Silicone oil: linear methyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, modified silicone oil, etc.
Fluorine-based surfactant: fluoroalkyl carboxylic acid, perfluoroalkyl carboxylic acid, monoperfluoroalkyl ethyl phosphate ester, perfluoroalkyl sulfonate, and the like.
これらの潤滑剤は1種類で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。潤滑剤はポリ乳酸中、0.001〜1wt%、さらに好ましくは0.005〜0.5wt%の範囲で適用される。 These lubricants may be used alone or in combination of two or more. The lubricant is applied in the range of 0.001 to 1 wt%, more preferably 0.005 to 0.5 wt% in polylactic acid.
本発明フィルムにおいてはフィルム巻取り、走行性を改良する目的でポリ乳酸中、滑剤を適用することができる。
かかる滑剤としては、例えば乾式法で製造されたシリカ、湿式法で製造されたシリカ、ゼオライト、炭酸カルシウム、燐酸カルシウム、カオリン、カオリナイト、クレイ、タルク、酸化チタン、アルミナ、ジルコニア、水酸化アルミニウム、酸化カルシウム、グラファイト、カーボンブラック、酸化亜鉛、炭化珪素、酸化スズ等の無機粒子;架橋アクリル樹脂粒子、架橋ポリスチレン樹脂粒子、メラミン樹脂粒子、架橋シリコーン樹脂粒子等の有機微粒子を好ましく挙げることができる。
In the film of the present invention, a lubricant can be applied in polylactic acid for the purpose of improving film winding and running properties.
Examples of such lubricants include silica produced by a dry method, silica produced by a wet method, zeolite, calcium carbonate, calcium phosphate, kaolin, kaolinite, clay, talc, titanium oxide, alumina, zirconia, aluminum hydroxide, Preferable examples include inorganic particles such as calcium oxide, graphite, carbon black, zinc oxide, silicon carbide, and tin oxide; and organic fine particles such as crosslinked acrylic resin particles, crosslinked polystyrene resin particles, melamine resin particles, and crosslinked silicone resin particles.
滑剤としては平均粒径が0.001〜5.0μmの微粒子が好ましく、1種類で使用することもできるし2種類以上併用することも可能である。
これらはポリ乳酸にたいし、0.01〜0.5wt%の範囲で配合することができる。
またこれらの剤以外に酸化防止剤、帯電防止剤、着色剤、顔料、蛍光蒼白剤、可塑剤、架橋剤、紫外線吸収剤その他の樹脂等を必要に応じて添加することができる。
As the lubricant, fine particles having an average particle diameter of 0.001 to 5.0 μm are preferable, and one kind can be used, or two or more kinds can be used in combination.
These can be blended in the range of 0.01 to 0.5 wt% with respect to polylactic acid.
In addition to these agents, antioxidants, antistatic agents, colorants, pigments, fluorescent whitening agents, plasticizers, crosslinking agents, ultraviolet absorbers, and other resins can be added as necessary.
本発明のポリ乳酸フィルムは、前記スルホン酸四級ホスホニウム塩及び所望により前述した潤滑剤などを適用し、ポリ乳酸の溶融フィルムを冷却ドラム上に押し出しついで該フィルムを回転する冷却ドラムに密着させ冷却することによって製造される。このときポリ乳酸フルムにはスルホン酸四級ホスホニウム塩が0.001〜1wt%含有されるので、該フルムが冷却する近傍において電極よりフルム溶融面に非接触的に電荷を容易に印加することができ、それによってフィルムを回転する冷却ドラムに密着させることができる。 The polylactic acid film of the present invention is cooled by applying the sulfonic acid quaternary phosphonium salt and, if desired, the above-described lubricant, extruding a molten film of polylactic acid onto a cooling drum, and bringing the film into close contact with a rotating cooling drum. Manufactured by doing. At this time, since polylactic acid flum contains 0.001 to 1 wt% of sulfonic acid quaternary phosphonium salt, it is possible to easily apply a non-contact electric charge from the electrode to the flum melting surface in the vicinity of the cooling of the flum. So that the film can be brought into close contact with the rotating cooling drum.
たとえば、前記スルホン酸四級ホスホニウム塩及び所望により前述した潤滑剤などを含有するポリ乳酸組成物を押出機に供給し、ポリマー融点以上300℃までの温度となるよう溶融し、成形用口金(ダイス)からフィルム状に吐出させ、該フルムに電極より静電荷を印加させながら冷却ドラムにて冷却固化させることにより未延伸フィルムを製造することができる。
該フィルムに静電価を印加する電極はワイヤー状或いはナイフ状の形状のものが好適に使用される。
For example, a polylactic acid composition containing the sulfonic acid quaternary phosphonium salt and, if desired, the above-mentioned lubricant is supplied to an extruder and melted to a temperature not lower than the polymer melting point and not higher than 300 ° C. The film is discharged in the form of a film, and an unstretched film can be produced by cooling and solidifying with a cooling drum while applying an electrostatic charge to the film from the electrode.
The electrode for applying an electrostatic value to the film preferably has a wire shape or a knife shape.
該電極の表面物質が白金であることがこのましい。即ち長時間にわたり製膜を続けるとき、フィルムより昇華する不純物が電極表面に付着したり、電極表面が変質したりして静電気の印加能力が低下する懸念があるが、高温空気流を電極或いはその近傍に噴きつけ電極上部に排気ノズルを設置することにより不純物の付着を防ぐことができる。 It is preferable that the surface material of the electrode is platinum. That is, when film formation is continued for a long time, there is a concern that impurities that sublimate from the film may adhere to the electrode surface or the electrode surface may be deteriorated, reducing the ability to apply static electricity. It is possible to prevent adhesion of impurities by spraying in the vicinity and installing an exhaust nozzle above the electrode.
また白金を電極表面物質とし、放電電極を170〜350℃に保つことにより、上記問題をより効率的に防ぐことができる。
なお、製膜機に供給するポリ乳酸は、溶融時の分解を抑制するため、製膜機供給前乾燥しておくことがこのましい。水分含有量は100ppm以下であることが特に好ましい。
Moreover, the said problem can be prevented more efficiently by using platinum as an electrode surface material and keeping a discharge electrode at 170-350 degreeC.
The polylactic acid supplied to the film forming machine is preferably dried before supplying the film forming machine in order to suppress decomposition at the time of melting. The water content is particularly preferably 100 ppm or less.
前記未延伸フィルムは必要に応じてさらに一軸方向或いは二軸方向に延伸して一軸延伸フィルム或いは二軸延伸フィルムとすることができる。かかる一軸延伸フィルム或いは二軸延伸フィルムを得るには、上記未延伸フィルムを延伸可能な温度、即ちポリ乳酸のガラス転移温度(以下Tgと記すことがある。)から(Tg+80)℃の温度に加熱し、少なくとも一軸方向に延伸する。 The unstretched film can be further stretched in a uniaxial direction or a biaxial direction as necessary to obtain a uniaxially stretched film or a biaxially stretched film. In order to obtain such a uniaxially stretched film or a biaxially stretched film, the unstretched film is heated from a temperature at which the unstretched film can be stretched, that is, a glass transition temperature of polylactic acid (hereinafter sometimes referred to as Tg) to a temperature of (Tg + 80) ° C. And at least uniaxially stretched.
延伸倍率は一軸延伸フィルムで2〜12倍、二軸延伸フィルムでは延伸面積倍率で5から50倍の範囲で選択される。
上記に軸延伸フィルムは、例えば未延伸フィルムを縦方向にまず延伸し、ついで横方向に延伸する縦−横逐次延伸法、縦方向と横方向とを同時に延伸する同時に軸延伸法などにより製造することができる。
A draw ratio is selected in the range of 2 to 12 times for a uniaxially stretched film and 5 to 50 times in terms of a stretched area ratio for a biaxially stretched film.
The axially stretched film is produced by, for example, a longitudinal-lateral sequential stretching method in which an unstretched film is first stretched in the longitudinal direction and then stretched in the transverse direction, and a simultaneous axial stretching method in which the longitudinal direction and the transverse direction are simultaneously stretched. be able to.
この二軸延伸フィルムは、さらに縦方向あるいは横方向の一軸方向に、或いは縦方向及び横方向の二軸方向に再延伸して二軸再延伸フィルムとすることもできる。
上記一軸延伸フィルム或いは二軸延伸フィルムはポリ乳酸がポリD‐乳酸あるいはポリL‐乳酸であるとき,ポリ乳酸の結晶融解温度をTmhとするとき、Tmh以下の温度で熱処理し、室温まで冷却することにより一軸延伸熱処理フィルム、或いは二軸延伸熱処理フルムとすることができる。
This biaxially stretched film can be further restretched in the longitudinal direction or the uniaxial direction of the transverse direction, or in the biaxial direction of the longitudinal direction and the transverse direction to form a biaxially restretched film.
When the polylactic acid is poly D-lactic acid or poly L-lactic acid, the above uniaxially stretched film or biaxially stretched film is heat-treated at a temperature below Tmh and cooled to room temperature when the crystal melting temperature of polylactic acid is Tmh. Thus, a uniaxially stretched heat-treated film or a biaxially stretched heat-treated film can be obtained.
好ましくは、熱処理温度は(Tmh−5)から(Tmh−50)℃とすることにより、フィルムの破断も少なく、熱固定効果も十分たかくなり、寸法安定性の良好なフィルムとすることができる。 Preferably, by setting the heat treatment temperature from (Tmh-5) to (Tmh-50) ° C., the film is hardly broken, the heat setting effect is sufficiently high, and a film having good dimensional stability can be obtained.
またポリ乳酸(A)の一軸延伸フィルム或いは二軸延伸フィルムはポリ乳酸(A)のコンプレックス相結晶融点をTmscとするとき、Tmsc以下の温度で熱処理し、室温まで冷却することにより一軸延伸熱処理フィルム、或いは二軸延伸熱処理フルムとすることができる。 A uniaxially stretched film or a biaxially stretched film of polylactic acid (A) is heat-treated at a temperature below Tmsc and cooled to room temperature when the complex phase crystal melting point of polylactic acid (A) is Tmsc. Alternatively, it can be a biaxially stretched heat treatment film.
好ましくは、熱処理温度は(Tmsc−5)から(Tmsc−50)℃とすることにより、フィルムの破断も少なく、熱固定効果も十分たかくなり、寸法安定性の良好なフィルムとすることができる。 Preferably, by setting the heat treatment temperature from (Tmsc-5) to (Tmsc-50) ° C., the film is hardly broken and the heat setting effect is sufficiently high, and a film having good dimensional stability can be obtained.
かくして得られた一軸延伸フィルム或いは二軸延伸フィルムには、所望により従来公知の方法で、表面活性化処理、たとえばプラズマ処理、アミン処理、コロナ処理を施し、濡れ性、印刷性などを改良することも可能である。 The uniaxially stretched film or biaxially stretched film thus obtained is subjected to surface activation treatment, for example, plasma treatment, amine treatment, corona treatment, and the like, if desired, to improve wettability, printability and the like. Is also possible.
本発明のポリD−乳酸またはポリL‐乳酸は、D‐乳酸またはL‐乳酸を主たるモノマー単位とし、実質的に乳酸単位だけで構成されるポリ乳酸及び他の共重合成分を含有する共重合体などが挙げられるが、実質的に乳酸単位だけで構成されるポリ乳酸であることが好ましい。 The poly-D-lactic acid or poly-L-lactic acid according to the present invention is a copolymer containing poly-lactic acid and other copolymerization components, each of which is composed mainly of lactic acid units. Examples of the compound include polylactic acid, and polylactic acid is preferably substantially composed of only lactic acid units.
このポリD−乳酸、ポリL−乳酸において結晶性、耐熱性などのフィルムの物性の点より、主たるモノマー単位であるD−乳酸単位、L‐乳酸単位は、90〜100モル%、好ましくは95〜100モル%、さらに好ましくは98〜100モル%の範囲が選択される。
即ち、主たる構成成分以外の共重合成分単位は0〜10モル%、好ましくは0〜5モル%、さらに好ましくは0〜2モル%の範囲である。
From the viewpoint of film properties such as crystallinity and heat resistance in this poly-D-lactic acid and poly-L-lactic acid, the main monomer units, D-lactic acid units and L-lactic acid units, are 90 to 100 mol%, preferably 95 A range of -100 mol%, more preferably 98-100 mol% is selected.
That is, the copolymer component unit other than the main constituent components is in the range of 0 to 10 mol%, preferably 0 to 5 mol%, more preferably 0 to 2 mol%.
また、このポリ乳酸は結晶性を有しておりその融点が150℃から190℃であることが好ましく、さらには160℃から190℃以下であることがより好ましい。
結晶融点がこの範囲にあれば、該ポリマーよりなるフィルムの結晶性を高め、耐熱性を高めることができ、また該成分を含むポリ乳酸(A)組成物のステレオコンプレックス相(コンプレックス相と以下記述することがある。)の形成を促進し、結晶性、耐熱性を高めるために好適であるからである。
The polylactic acid has crystallinity, and its melting point is preferably 150 ° C. to 190 ° C., and more preferably 160 ° C. to 190 ° C. or less.
If the crystal melting point is within this range, the crystallinity of the film made of the polymer can be increased and the heat resistance can be increased, and the stereocomplex phase of the polylactic acid (A) composition containing the component (complex phase and the following description). This is because it is suitable for promoting the formation of the crystallinity and heat resistance.
本発明に用いるポリD−乳酸、ポリL‐乳酸は、その重量平均分子量が8万から50万の範囲であることがフィルム成形性、フィルムの機械物性を両立させる観点より好ましく選択され、さらに好ましくは10万から25万、さらに好ましくは14万から25万の範囲が選択される。 The poly D-lactic acid and poly L-lactic acid used in the present invention are preferably selected from the viewpoint of achieving both film formability and mechanical properties of the film, and more preferably having a weight average molecular weight in the range of 80,000 to 500,000. Is selected from the range of 100,000 to 250,000, more preferably 140,000 to 250,000.
共重合できる成分としては、特に限定するものではないが、例えば、グリコール酸、カプロラクトン、ブチロラクトン、プロピオラクトンなどのヒドロキシカルボン酸類、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,2−プロパンジオール、1,4−プロパンジオール、1,5−プロパンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、デカンジオール、ドデカンジオール、炭素数が2から30の脂肪族ジオール類、コハク酸、マレイン酸、アジピン酸、炭素数2から30の脂肪族ジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ヒドロキシ安息香酸、ヒドロキノンなど芳香族ジオール、芳香族ジカルボン酸などから選ばれる1種以上のモノマーを選ぶことが出来る。 The component that can be copolymerized is not particularly limited. For example, hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, caprolactone, butyrolactone, propiolactone, ethylene glycol, 1,3-propanediol, 1,2-propanediol, 1,4-propanediol, 1,5-propanediol, hexanediol, octanediol, decanediol, dodecanediol, aliphatic diols having 2 to 30 carbon atoms, succinic acid, maleic acid, adipic acid, 2 carbon atoms To 30 or more monomers selected from aromatic diols such as aliphatic dicarboxylic acid, terephthalic acid, isophthalic acid, hydroxybenzoic acid, hydroquinone, and aromatic dicarboxylic acid.
本発明に用いるポリD‐乳酸及びまたはポリL‐乳酸を製造する方法は特に限定されるものではなく従来公知の方法が使用できる。
例えばそれぞれの乳酸を直接脱水縮合する方法、それぞれの乳酸を一度脱水環化してラクチドとした後に開環重合する方法で製造することが可能である。これらの製造方法において用いる触媒は、ポリL―乳酸成分やポリD―乳酸成分が所定の特性を有するように重合させることが出来るものであれば、いずれも用いることができるが、オクチル酸スズ、塩化スズ、スズのアルコキシドなどの2価のスズ化合物、酸化スズ、酸化ブチルスズ、酸化エチルスズなど4価のスズ化合物、金属スズ、亜鉛化合物、アルミニウム化合物、カルシウム化合物、ランタニド化合物などを例示することが出来る。
The method for producing poly-D-lactic acid and / or poly-L-lactic acid used in the present invention is not particularly limited, and conventionally known methods can be used.
For example, it can be produced by a method in which each lactic acid is directly dehydrated and condensed, or a method in which each lactic acid is once subjected to dehydration cyclization to lactide and then ring-opening polymerization. Any catalyst can be used as the catalyst used in these production methods as long as the poly L-lactic acid component and the poly D-lactic acid component can be polymerized so as to have predetermined characteristics, but tin octylate, Examples include divalent tin compounds such as tin chloride and tin alkoxides, tetravalent tin compounds such as tin oxide, butyltin oxide, and ethyltin oxide, metal tin, zinc compounds, aluminum compounds, calcium compounds, and lanthanide compounds. .
本発明のポリD−乳酸成分及びポリL−乳酸成分とよりなるポリ乳酸(A)組成物はポリL−乳酸及びポリD−乳酸単独成分よりなる低温結晶溶融相(以下ホモ相と略称することがある。))及びステレオコンプレックスポリ乳酸よりなる高温結晶溶融相(以下コンプレックス相と略称することがある。)とよりなり、示差走査熱量計で測定した低温結晶融解熱を△Hm1,高温結晶融解熱を△Hm2とするとき式(3)で表されるステレオ化度が80%以上であるポリ乳酸であることが好ましい。
[数1]
S = △Hm2/(△Hm1+△Hm2) × 100 (3)
かかるポリ乳酸(A)は前述のポリL‐乳酸とポリD‐乳酸を重量比で10/90から90/10の範囲で220から300℃で溶融熱処理することにより得ることができる。
The polylactic acid (A) composition comprising the poly D-lactic acid component and the poly L-lactic acid component of the present invention is a low-temperature crystal melt phase (hereinafter abbreviated as a homo phase) comprising the poly L-lactic acid and the poly D-lactic acid alone. ))) And a high-temperature crystal melting phase (hereinafter sometimes abbreviated as a complex phase) made of stereocomplex polylactic acid, and the low-temperature crystal melting heat measured with a differential scanning calorimeter is ΔHm1, high-temperature crystal melting. When the heat is ΔHm2, it is preferably a polylactic acid having a stereogenicity represented by the formula (3) of 80% or more.
[Equation 1]
S = ΔHm2 / (ΔHm1 + ΔHm2) × 100 (3)
Such polylactic acid (A) can be obtained by subjecting the above-mentioned poly L-lactic acid and poly D-lactic acid to melt heat treatment at 220 to 300 ° C. in the range of 10/90 to 90/10 by weight.
ポリD‐乳酸とポリL‐乳酸の溶融混合比は、ステレオ化度を高くするためには上記重量比は好ましくは30/70から70/30、さらに好ましくは40/60から60/40の範囲が選択され、できるだけ50/50に近いことが好ましい。
溶融熱処理温度はポリ乳酸の溶融時の安定性を考慮すると230〜300℃、さらに好ましくは230〜280℃の範囲が選択される。
あるいは、ポリL‐乳酸セグメントとポリD‐乳酸セグメントが上記量比で結合している、ステレオブロックポリ乳酸も好適に用いることが出来る。
For the mixing ratio of poly-D-lactic acid and poly-L-lactic acid, the above weight ratio is preferably in the range of 30/70 to 70/30, more preferably in the range of 40/60 to 60/40, in order to increase the degree of stereoization. Is selected and is preferably as close to 50/50 as possible.
The melting heat treatment temperature is selected in the range of 230 to 300 ° C., more preferably 230 to 280 ° C., considering the stability at the time of melting polylactic acid.
Alternatively, a stereoblock polylactic acid in which a poly L-lactic acid segment and a poly D-lactic acid segment are bonded at the above-mentioned quantitative ratio can also be suitably used.
ステレオブロックポリ乳酸はポリ−L−乳酸セグメントとポリ−D−乳酸セグメントが分子内で結合してなる、ブロック重合体である。このようなブロック重合体は、たとえば、逐次開環重合によって製造する方法や、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸を重合しておいてあとで鎖交換反応や鎖延長剤で結合する方法、ポリ−L−乳酸とポリ−D−乳酸を重合しておいてブレンド後固相重合して鎖延長する方法、立体選択開環重合触媒を用いてラセミラクチドから製造する方法、など上記の基本的構成を持つ、ブロック共重合体であれば製造方法によらず、用いることができる。しかしながら、逐次開環重合によって得られる高融点のステレオブロック重合体、固相重合法によって得られる重合体を用いることが製造の容易さからより好ましい。
溶融熱処理法は特に限定されるものではないが、溶融混練、さらに好ましくは剪断条件下溶融混練する方法が好ましい。
Stereoblock polylactic acid is a block polymer in which a poly-L-lactic acid segment and a poly-D-lactic acid segment are bonded in the molecule. Such a block polymer is, for example, a method of producing by sequential ring-opening polymerization or a method of polymerizing poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid and then binding them with a chain exchange reaction or a chain extender. The above-mentioned basic methods such as a method of polymerizing poly-L-lactic acid and poly-D-lactic acid, blending and then solid-phase polymerizing to extend the chain, a method of producing from racemic lactide using a stereoselective ring-opening polymerization catalyst, etc. Any block copolymer having a structure can be used regardless of the production method. However, it is more preferable from the viewpoint of ease of production to use a high-melting stereoblock polymer obtained by sequential ring-opening polymerization and a polymer obtained by a solid phase polymerization method.
The melt heat treatment method is not particularly limited, but a melt kneading method, more preferably a melt kneading method under shearing conditions is preferred.
溶融混練に使用される装置は従来公知のバッチ式或いは連続式の溶融混合装置が好適に使用される。たとえば、溶融攪拌槽、一軸、二軸の押し出し機、ニーダー、無軸籠型攪拌槽、住友重機製バイボラック、三菱重工業製N−SCR,日立製作所製めがね翼、格子翼あるいはケニックス式、あるいはズルツァー式SMLXタイプスタチックミキサー具備管型重合槽などを使用できるが、生産性、ポリ乳酸の品質とりわけ色調の点でセルフクリーニング式の重合装置であるフィニッシャー、N−SCR、2軸押し出しルーダーなどが好適に使用される。 As the apparatus used for melt kneading, a conventionally known batch type or continuous type melt mixing apparatus is preferably used. For example, melt-stirred tanks, single- and twin-screw extruders, kneaders, non-shaft vertical stirring tanks, Sumitomo Heavy Industries Viola racks, Mitsubishi Heavy Industries N-SCR, Hitachi glass blades, lattice blades or Kenix type, or Sulzer type SMLX type static mixer equipped pipe type polymerization tank can be used, but finisher, N-SCR, twin screw extrusion ruder, etc. which are self-cleaning type polymerization equipment in terms of productivity, polylactic acid quality, especially color tone are suitable used.
ポリ乳酸(A)はテレオコンプレックス結晶を含有する。ステレオコンプレックス結晶の含有率は、上記ステレオ化度(S)で好ましくは80〜100%、より好ましくは95〜100%である。コンプレックス相の結晶融点は、195〜250℃の範囲、より好ましくは200〜220℃の範囲である。融解エンタルピーは、20J/g以上、好ましくは30J/g以上である。 Polylactic acid (A) contains a teleo complex crystal. The content rate of the stereocomplex crystal is preferably 80 to 100%, more preferably 95 to 100% in terms of the degree of stereogenicity (S). The crystal melting point of the complex phase is in the range of 195 to 250 ° C, more preferably in the range of 200 to 220 ° C. The melting enthalpy is 20 J / g or more, preferably 30 J / g or more.
具体的には、示差走査熱量計(DSC)測定において、昇温過程における融解ピークのうち、195℃以上の融解ピークの割合が90%以上であり、融点が195〜250℃の範囲にあり、融解エンタルピーが20J/g以上であることが好ましい。 Specifically, in the differential scanning calorimeter (DSC) measurement, the ratio of the melting peak at 195 ° C. or higher in the melting peak in the temperature rising process is 90% or higher, and the melting point is in the range of 195 to 250 ° C. It is preferable that the melting enthalpy is 20 J / g or more.
また本発明に用いるポリD‐乳酸成分、D‐乳酸成分は260℃において溶融させた場合の重量平均分子量の低下が20%以下のものが好ましい。高温での分子量低下が激しいと製膜が困難になるばかりでなく、得られたフィルムの物性が低下し、好ましくない。
ポリD‐乳酸成分及びポリL‐乳酸成分は重合時使用された重合触媒を従来公知の方法、例えば、溶媒で洗浄除去するか、触媒活性を不活性化しておくのが好ましい。
The poly D-lactic acid component and D-lactic acid component used in the present invention preferably have a weight average molecular weight decrease of 20% or less when melted at 260 ° C. If the molecular weight is drastically reduced at high temperature, not only film formation becomes difficult, but physical properties of the obtained film are lowered, which is not preferable.
For the poly-D-lactic acid component and the poly-L-lactic acid component, it is preferable to remove the polymerization catalyst used in the polymerization by a conventionally known method, for example, with a solvent, or to deactivate the catalytic activity.
触媒活性を不活性化するには、触媒失活剤と称される重合触媒の重合活性を不活性化させる剤、すなわちイミノ基を有し且つ特定金属系重合触媒に配位し得るキレート配位子の群からなる有機リガンド、リンオキソ酸、リンオキソ酸エステル及び式(4)、式で表される有機リンオキソ酸化合物群、式(5)で表される環状及びウルトラ領域メタ燐酸系化合物を包含するメタ燐酸系化合物から選択される少なくとも1種の剤を重合終了の時点において触媒中の金属元素1当量あたり0.3から20当量配合して触媒活性を失わせておくことも有効な手段である。
X1−P(=O)m(OH)n(OX2)2−n (4)
(式中mは0または1、nは1または2 X1,X2は各々独立に炭素数1から20の置換基を有していても良い炭化水素基をあらわす。)
In order to inactivate the catalyst activity, an agent that deactivates the polymerization activity of the polymerization catalyst, called a catalyst deactivator, that is, a chelate coordination having an imino group and capable of coordinating with a specific metal-based polymerization catalyst Including organic ligands consisting of a group of children, phosphorus oxoacid, phosphorus oxoacid ester and formula (4), organic phosphorus oxoacid compound group represented by formula, cyclic and ultra region metaphosphate compounds represented by formula (5) It is also an effective means to lose the catalytic activity by blending at least one agent selected from metaphosphoric acid compounds at 0.3 to 20 equivalents per equivalent of metal element in the catalyst at the end of the polymerization. .
X 1 -P (= O) m (OH) n (OX 2) 2-n (4)
(In the formula, m is 0 or 1, n is 1 or 2 X 1 , X 2 each independently represents a hydrocarbon group optionally having a substituent having 1 to 20 carbon atoms.)
本発明で用いるポリ乳酸(A)組成物には、ステレオ化度を向上させるために特定の添加物を添加することが好ましい。そのような添加物としては、下記式に示すリン酸エステル金属塩が好ましい例として挙げることができる。 It is preferable to add a specific additive to the polylactic acid (A) composition used in the present invention in order to improve the degree of stereoification. As such an additive, a phosphoric acid ester metal salt represented by the following formula can be given as a preferred example.
これらの金属塩は、ポリ乳酸成分に対して、好ましくは10ppmから2wt%、より好ましくは50ppmから0.5wt%、さらに好ましくは100ppmから0.3wt%用いることが好ましい。少なすぎる場合には、ステレオ化度を向上する効果が小さく、多すぎると樹脂自体を劣化させるので好ましくない。 These metal salts are preferably used in an amount of 10 ppm to 2 wt%, more preferably 50 ppm to 0.5 wt%, and still more preferably 100 ppm to 0.3 wt% with respect to the polylactic acid component. If the amount is too small, the effect of improving the degree of stereoization is small.
本発明の平坦性、厚み均一性が良好でピン状欠陥などの表面欠陥のないポリ乳酸フィルムは、包装用フルム、コンデンサー用フィルム(たとえば肉厚3μm以下のフィルム)、プリンターリボン用フィルム(たとえば肉厚5μm程度のフィルム)、感熱孔版印刷用フィルム、磁気記録フィルム(たとえばQICテープ用:コンピューター記録用フィルム1/4インチテープ)、モングレアフィルム(たとえば肉厚50μm以下のフィルム)などに有用である。 The polylactic acid film having good flatness and thickness uniformity and having no surface defects such as pin-like defects of the present invention includes a packaging film, a film for a capacitor (for example, a film having a thickness of 3 μm or less), a film for a printer ribbon (for example, a meat) Useful for heat sensitive stencil printing film, magnetic recording film (for example, for QIC tape: 1/4 inch tape for computer recording), and Montglare film (for example, film having a thickness of 50 μm or less). .
以下実施例を挙げて本発明をさらに説明するが、本発明はこれによって何等限定を受けるものでは無い。尚例中の「部」は重量部を意味し、ポリ乳酸の分子量は重量平均分子量を意味する。
ポリ乳酸の重量平均分子量、融点、結晶融解ピーク、ステレオ化度、フィルム、ポリマーの体積固有抵抗値、静電キャスト性、フィルム厚み均一性の評価は以下の方法によった。
Hereinafter, the present invention will be further described with reference to examples, but the present invention is not limited thereto. In the examples, “parts” means parts by weight, and the molecular weight of polylactic acid means a weight average molecular weight.
The weight average molecular weight, melting point, crystal melting peak, stereogenicity, film, polymer volume resistivity, electrostatic castability, and film thickness uniformity of polylactic acid were evaluated by the following methods.
(1)重量平均分子量(Mw)及び数平均分子量(Mn):
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレン標準サンプルとの比較で求めた。
GPC測定器は下記を用い、クロロフォルム溶離液を使用、カラム温度40℃、流速1.0ml/minで流し、濃度1mg/ml(1%ヘキサフルオロイソプロパノール含有クロロフォルム)の資料10μlを注入した。
検出器:示差屈折計 (株)島津製作所製 RID−6A
ポンプ:(株)島津製作所製 LC−9A
カラム:(株)東ソーTSKgelG3000HXL,TSKgelG4000HXL,TSKgelG5000HXLとTSKguardcokumnHXL−Lを直列に接続
(1) Weight average molecular weight (Mw) and number average molecular weight (Mn):
It calculated | required by the comparison with the polystyrene standard sample by the gel permeation chromatography (GPC).
The GPC measuring instrument was as follows, using chloroform eluent, flowing at a column temperature of 40 ° C. and a flow rate of 1.0 ml / min, and injecting 10 μl of a sample having a concentration of 1 mg / ml (chloroform containing 1% hexafluoroisopropanol).
Detector: Differential refractometer RID-6A manufactured by Shimadzu Corporation
Pump: LC-9A manufactured by Shimadzu Corporation
Column: Tosoh Corporation TSKgelG3000HXL, TSKgelG4000HXL, TSKgelG5000HXL and TSKguardcocumHXL-L connected in series
(2)結晶融点、結晶融解熱(△Hm)及びステレオ化度(S):
パーキンエルマー(株)製DCS7示差走査熱量計(DSC)により測定した。試料10mgを窒素雰囲気下、1st RUNにて昇温速度20℃/分で、30℃から250℃に昇温し、結晶化温度(Tcc)、結晶化エンタルピー(△Hcc)、結晶融点(Tm),結晶融融解熱を(△Hm)を測定した。
なおステレオ化度(S)はポリ乳酸につき、190℃以下のホモ相結晶融解熱(△Hmh)、190℃以上の高温相結晶融解熱(△Hmsc)より下記式によりもとめた。
[数2]
S = △Hmsc/(△Hmsc+△Hmh) × 100 (3)
また、250℃で5分保持後、降降温速度5℃/分で250℃から30℃に降温し、結晶化エンタルピー(△Hcc)結晶化開始温度(Tcci)、結晶化ピーク温度(Tccp)、結晶化終了温度(Tccf)を測定した。
(2) Crystal melting point, heat of crystal fusion (ΔHm) and degree of stereoification (S):
This was measured by a DCS7 differential scanning calorimeter (DSC) manufactured by PerkinElmer Co., Ltd. A 10 mg sample was heated from 30 ° C. to 250 ° C. at a rate of temperature increase of 20 ° C./min in a 1st RUN under a nitrogen atmosphere, crystallization temperature (Tcc), crystallization enthalpy (ΔHcc), crystal melting point (Tm) The crystal melting and melting heat (ΔHm) was measured.
The degree of stereolation (S) was determined by the following formula for polylactic acid from the homophase crystal melting heat (ΔHmh) of 190 ° C. or lower and the high-temperature crystal melting heat (ΔHmsc) of 190 ° C. or higher.
[Equation 2]
S = ΔHmsc / (ΔHmsc + ΔHmh) × 100 (3)
Further, after holding at 250 ° C. for 5 minutes, the temperature is lowered from 250 ° C. to 30 ° C. at a rate of temperature drop of 5 ° C./min, crystallization enthalpy (ΔHcc) crystallization start temperature (Tcci), crystallization peak temperature (Tccp), The crystallization end temperature (Tccf) was measured.
(3)体積固有抵抗値(Z):
厚さ約150μmのフィルムを直径20cmの円柱状下部電極と直径5.6cm、厚さ0.2cmの上部電極間の150μmの平行間隙で、電極に密着するように挿入し、該電極をフィルムの(融点+30)℃に加熱、100Vの交流電圧を印加、フィルムを通して流れる電流を測定し、下記式により求めた。
なおZは体積固有抵抗値,Eは印加電圧、Iは電流、dは電極間間隙を表す。
[数3]
Z = (E/I) × (S/d) (8)
(3) Volume resistivity (Z):
A film having a thickness of about 150 μm was inserted in close contact with the electrode at a parallel gap of 150 μm between a cylindrical lower electrode having a diameter of 20 cm and an upper electrode having a diameter of 5.6 cm and a thickness of 0.2 cm, and the electrode was inserted into the film. Heating to (melting point +30) ° C., applying an AC voltage of 100 V, measuring the current flowing through the film, and obtaining by the following formula.
Z represents a volume resistivity, E represents an applied voltage, I represents a current, and d represents a gap between electrodes.
[Equation 3]
Z = (E / I) × (S / d) (8)
(4)フィルム表面性、厚み均一性の判定:
表面性;ピン状欠陥の有無を幅5cm長さ50cmの試料を目視判断により、ピン状欠陥が1個以下のものを合格とした。
厚み均一性;試料長50cm(長手方向)の厚みを電子マイクロメーターで測定、厚み変動値(△R)が平均厚みRμmの7%以内のものを合格とした。
(4) Determination of film surface properties and thickness uniformity:
Surface property: The presence or absence of pin-like defects was determined by visual judgment of a sample having a width of 5 cm and a length of 50 cm.
Thickness uniformity: The thickness of a sample length of 50 cm (longitudinal direction) was measured with an electronic micrometer, and the thickness fluctuation value (ΔR) was within 7% of the average thickness R μm.
(5)未延伸フィルム平坦性:
幅1m×長さ2mの厚さ200μmの未延伸フィルム資料を平坦な人工皮革上に広げ、軽く両端をひっぱったとき、フィルムに生じる凹凸の目視判定により厚みむらを判定した。
凹凸がほとんど認められないとき合格(○),凹凸が認められる時不合格(×)と判定した。
(5) Unstretched film flatness:
When an unstretched film material having a width of 1 m and a length of 2 m and a thickness of 200 μm was spread on a flat artificial leather and both ends were lightly pulled, the thickness unevenness was determined by visual judgment of unevenness generated on the film.
When almost unevenness was not recognized, it was determined to be acceptable (◯), and when unevenness was observed, it was determined to be unacceptable (x).
(6)静電キャスト性:
ポリ乳酸を樹脂温度260℃でフィルム状に溶融押し出しする際、口金部のちかくでかつ押し出しフィルムの上部に設置したワイヤー電極により冷却ドラムとの間に7000Vの電圧を印加して厚さ210μmのフィルムをキャスティングする際、ピン状欠陥(pinner bubble)を生ずることなく、平坦性、厚み均一性良好に安定的に製膜できる冷却ドラムの最大速度を求め、冷却ドラムの最大速度により以下の如く判定した。
最大ドラム速度が50m/分以上のとき良好合格(◎)と判断した。最大ドラム速度が20m/分から50m/分の時合格(○)、20m/分に満たないとき工業的生産に不適合、不合格(×)と判断した。
(6) Electrostatic castability:
When polylactic acid is melt-extruded into a film at a resin temperature of 260 ° C., a film having a thickness of 210 μm is applied by applying a voltage of 7000 V between the cooling drum and a wire electrode placed at the top of the extruded film at the top of the extruded film. When casting, the maximum speed of the cooling drum that can stably form a film with good flatness and thickness uniformity without causing pin-shaped defects was determined, and the maximum speed of the cooling drum was determined as follows. .
When the maximum drum speed was 50 m / min or more, it was judged as good (◎). When the maximum drum speed was 20 m / min to 50 m / min, it was judged as acceptable (◯), and when it was less than 20 m / min, it was judged as unfit for industrial production and rejected (x).
(7)溶融安定性(%):
試料を窒素雰囲気下、260℃、10分間保持後の還元粘度の保持率を測定した。ポリ乳酸樹脂成型品を製造するとき、溶融安定性が80%以上であれば通常の射出成型、押し出し成型などの溶融成型が問題なくでき、溶融安定性合格と判断した。
なお、還元粘度(ηsp/c)は試料1.2mgを〔テトラクロロエタン/フェノール=(6/4)wt混合溶媒〕100mlに溶解、35℃でウベローデ粘度管を使用して測定した。
(7) Melt stability (%):
The retention rate of reduced viscosity after holding the sample at 260 ° C. for 10 minutes in a nitrogen atmosphere was measured. When a polylactic acid resin molded product was produced, if the melt stability was 80% or more, ordinary injection molding, extrusion molding, or other melt molding could be performed without any problem, and it was determined that the melt stability was acceptable.
The reduced viscosity (ηsp / c) was measured by dissolving 1.2 mg of a sample in 100 ml of [tetrachloroethane / phenol = (6/4) wt mixed solvent] at 35 ° C. using an Ubbelohde viscosity tube.
[製造例1]ポリL‐乳酸(PLLA‐1)の製造例:
真空配管、及び窒素ガス配管、触媒、ラクチド添加配管、アルコール開始剤添加配管を具備したフルゾーン翼具備縦型攪拌槽(40L)を窒素置換後、光学純度99.8%超のL−ラクチド30Kg,ステアリルアルコール0.69kg(0.023モル/kg−LD)、オクチル酸スズ6.14g(5.05×10−4モル/1kg―LD)を仕込み、窒素圧106.4kPaの雰囲気下、150に昇温した、内容物が溶解した時点で、攪拌を開始、内温をさらに190℃に昇温した。内温が180℃を超え反応が始まってから冷却を開始し、内温を185℃から190℃に保持し2時間反応を継続した。
[Production Example 1] Production example of poly L-lactic acid (PLLA-1):
After substituting a full-zone blade equipped vertical stirring tank (40 L) equipped with vacuum piping, nitrogen gas piping, catalyst, lactide addition piping, alcohol initiator addition piping with nitrogen, 30 kg of L-lactide with an optical purity of more than 99.8%, Stearyl alcohol 0.69 kg (0.023 mol / kg-LD) and tin octylate 6.14 g (5.05 × 10 −4 mol / 1 kg-LD) were charged and the pressure was increased to 150 under an atmosphere of nitrogen pressure 106.4 kPa. When the temperature was raised and the contents were dissolved, stirring was started, and the internal temperature was further raised to 190 ° C. Cooling was started after the internal temperature exceeded 180 ° C. and the reaction started, and the internal temperature was maintained from 185 ° C. to 190 ° C., and the reaction was continued for 2 hours.
ついで内圧を2気圧から5気圧に昇圧し、内容物をマックスブレンド翼具備攪拌槽に送液した。攪拌しつつ、窒素圧106.4kPa、内温200℃から210℃で、2時間反応を行なった後攪拌を停止、内圧を13.3kPaに減圧、20分間ラクチド量の調節をおこなった。その後内圧を窒素圧で2から3気圧に昇圧しプレポリマーをチップカッターに押し出し重量平均分子量6.5万、分子量分散1.5のプレポリマーをペレット化した。 Next, the internal pressure was increased from 2 atmospheres to 5 atmospheres, and the contents were fed to a stirring vessel equipped with a Max Blend blade. While stirring, the reaction was performed at a nitrogen pressure of 106.4 kPa and an internal temperature of 200 ° C. to 210 ° C. for 2 hours, and then the stirring was stopped. The internal pressure was reduced to 13.3 kPa and the amount of lactide was adjusted for 20 minutes. Thereafter, the internal pressure was increased from 2 to 3 atm by nitrogen pressure, and the prepolymer was extruded into a chip cutter to pelletize a prepolymer having a weight average molecular weight of 650,000 and a molecular weight dispersion of 1.5.
該バッチ反応を3回実施した後、容積60Lの第一の無軸籠型攪拌翼具備重合装置にプレポリマーを16kg/hrで送液、触媒、L‐ラクチド16kg/hr、オクチル酸スズ触媒をラクチド類1kgあたり5.05×10−4モル/1kg−LDを送液し200℃から210℃で滞留時間2.5時間重合を行い、第2の無軸籠型攪拌翼具備重合装置に移送、入り口で失活剤のリン酸を触媒1モルあたり1.05モルを添加し、内圧1.33kPa、滞留時間0.5時間ラクチド低減処理をおこなった後定量ポンプでチップカッターに移送しチップ化した。
ラクチド低減処理をしたポリL‐乳酸樹脂は重量平均分子量20.5万、融点(Tm)は168℃、結晶化点(Tc)は122℃、ラクチド含有量0.005wt%であった。
After the batch reaction was carried out three times, the prepolymer was fed at a rate of 16 kg / hr to the first non-axial vertical stirring blade polymerization apparatus having a volume of 60 L, catalyst, L-lactide 16 kg / hr, and tin octylate catalyst. 5.05 × 10 −4 mol / 1 kg-LD per kg of lactide was sent, polymerized at 200 to 210 ° C. for 2.5 hours of residence time, and transferred to the second non-axial vertical stirring blade equipped polymerization apparatus At the entrance, 1.05 mol of phosphoric acid as a deactivator was added per 1 mol of catalyst, and the inside pressure was 1.33 kPa, the residence time was 0.5 hours, and then the lactide was reduced. did.
The polyL-lactic acid resin subjected to the lactide reduction treatment had a weight average molecular weight of 205,000, a melting point (Tm) of 168 ° C., a crystallization point (Tc) of 122 ° C., and a lactide content of 0.005 wt%.
[製造例2]ポリD‐乳酸(PDLA‐1)の製造例:
また同様の合成実験を光学純度99.8%超のD‐ラクチドを使用し、製造例1に準拠して、ポリ乳酸案を製造した。ポリD‐乳酸の重量平均分子量20.1万、融点(Tm)は168℃、結晶化点(Tc)は122℃、ラクチド含有量0.005wt%であった。
[Production Example 2] Production example of poly-D-lactic acid (PDLA-1):
A similar synthetic experiment was carried out using D-lactide having an optical purity of more than 99.8%, and a polylactic acid plan was produced according to Production Example 1. Poly D-lactic acid had a weight average molecular weight of 201,000, a melting point (Tm) of 168 ° C., a crystallization point (Tc) of 122 ° C., and a lactide content of 0.005 wt%.
[製造例3]ポリL‐乳酸(PLLA‐2)の製造例:
製造例1において仕込み時、真球状シリカ(平均粒径0.6μm)0.12Kgを追加添加し以下同様に重合を行い重量平均分子量20.4万、融点(Tm)168℃、結晶化点(Tc)122℃、真球状シリカ含有量0.2wt%、0.ラクチド含有量0.005wt%のポリL−乳酸を得た。
[Production Example 3] Production example of poly L-lactic acid (PLLA-2):
At the time of preparation in Production Example 1, 0.12 kg of spherical silica (average particle size 0.6 μm) was additionally added, and polymerization was carried out in the same manner as described below to obtain a weight average molecular weight of 204,000, melting point (Tm) of 168 ° C., crystallization point ( Tc) 122 ° C., true spherical silica content 0.2 wt%, Poly L-lactic acid having a lactide content of 0.005 wt% was obtained.
[製造例4]ポリD‐乳酸(PDLA−2)の製造例:
製造例2において仕込み時、真球状シリカ(平均粒径0.6μm)0.12Kgを追加添加し以下同様に重合を行い重量平均分子量20.2万、融点(Tm)168℃、結晶化点(Tc)122℃、真球状シリカ含有量0.2wt%、0.ラクチド含有量0.005wt%のポリD‐乳酸を得た。
[Production Example 4] Production example of poly-D-lactic acid (PDLA-2):
At the time of preparation in Production Example 2, 0.12 kg of spherical silica (average particle size 0.6 μm) was additionally added, and polymerization was carried out in the same manner as described below to obtain a weight average molecular weight of 202,000, melting point (Tm) of 168 ° C., crystallization point ( Tc) 122 ° C., true spherical silica content 0.2 wt%, Poly D-lactic acid having a lactide content of 0.005 wt% was obtained.
[実施例1]スルホン酸ホスホニウム塩含有組成物のフィルム化:
製造例1で製造し110℃で5時間乾燥したポリL‐乳酸100重量部あたり、3,5‐ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム0.5重量部をヘンシェルミキサーで混合後、2軸押出機で溶融混練した溶融安定性90%と良好な組成物を260℃で210μmのフィルム状に溶融押し出し、白金コート線状電極を用い静電キャスト法によって鏡面冷却ドラム表面に密着、固化させた。
このとき冷却ドラムの回転速度を徐々に高め、密着不良に起因するフィルムのピン状欠陥平坦性不良、厚み均一性不良などが生じることなく、良好に製造できる最高キャスティング速度は50m/分で静電キャスト性合格◎と判断した。
[Example 1] Film formation of a phosphonium salt-containing composition:
A twin screw extruder after mixing 0.5 parts by weight of tetrabutylphosphonium 3,5-dicarboxybenzenesulfonate with 100 parts by weight of poly L-lactic acid produced in Production Example 1 and dried at 110 ° C. for 5 hours with a Henschel mixer A composition having a melt stability of 90% obtained by melting and kneading in a melt was extruded into a film of 210 μm at 260 ° C., and adhered and solidified to the surface of the mirror-cooled drum by electrostatic casting using a platinum-coated linear electrode.
At this time, the rotational speed of the cooling drum is gradually increased, and the maximum casting speed that can be satisfactorily produced is 50 m / min without causing a pin-like defect flatness defect or thickness uniformity defect due to poor adhesion. It was judged that the castability passed.
該組成物はポリマー温度240℃、キャステリング速度20m/分で1時間にわたり密着性の変動もなく製膜可能であった。
該未延伸フィルムはさらに120℃で、縦方向に3.6倍、横方向に3.9倍延伸、140℃で熱固定を行い厚さ15μmの2軸延伸フィルムとした。該フィルムは表面性、厚み均一性とも合格であった。
The composition was capable of forming a film at a polymer temperature of 240 ° C. and a castering speed of 20 m / min for 1 hour without variation in adhesion.
The unstretched film was further stretched at 120 ° C., 3.6 times in the longitudinal direction, 3.9 times in the transverse direction, and heat-set at 140 ° C. to obtain a biaxially stretched film having a thickness of 15 μm. The film passed both surface properties and thickness uniformity.
[実施例2〜5]
実施例1における3,5‐カルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩の量を表1の値に変更し、実施例2から4ではさらにPLLA‐1をPDLA‐1に変更し、実施例1と同様にして260℃でキャスティングフィルム化静電キャスティング性を評価した。静電キャスティング性、溶融安定性を表1に記載する。
さらに実施例1と同様条件で未延伸フィルム及び延伸フィルムを製造した。これらの実験での未延伸フィルムの平滑性、表面性、厚み均一性、延伸フィルムの表面性、厚み均一性は良好であった。
[Examples 2 to 5]
The amount of 3,5-carboxybenzenesulfonic acid tetrabutylphosphonium salt in Example 1 was changed to the value shown in Table 1, and in Examples 2 to 4, PLLA-1 was further changed to PDLA-1, which was the same as Example 1. Then, cast film forming electrostatic casting property was evaluated at 260 ° C. Table 1 shows electrostatic casting properties and melt stability.
Furthermore, an unstretched film and a stretched film were produced under the same conditions as in Example 1. The smoothness, surface property, thickness uniformity, stretched film surface property, and thickness uniformity of the unstretched film in these experiments were good.
[比較例1〜4]
比較例1においては、実施例1の3,5‐ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウムを適用しない組成物をキャスティング性を評価した。
ピンニングの発生しない最大キャステキング速度は10m/分にすぎなかった。
さらに実施例1と同様条件で未延伸フィルム及び延伸フィルムを製造した。未延伸フィルムの表面性、厚み均一性は不合格であり、平滑性も凹凸が観測され、延伸フィルムにおいても表面性、厚み均一性は不合格であった。
[Comparative Examples 1-4]
In Comparative Example 1, the casting property of the composition of Example 1 to which tetrabutylphosphonium 3,5-dicarboxybenzenesulfonate was not applied was evaluated.
The maximum casting speed without pinning was only 10 m / min.
Furthermore, an unstretched film and a stretched film were produced under the same conditions as in Example 1. The surface property and thickness uniformity of the unstretched film were unacceptable, and unevenness was observed in the smoothness, and the surface property and thickness uniformity were also unacceptable in the stretched film.
比較例2、3においては実施例1の3,5‐ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウムを酢酸ナトリウム、酢酸カリウムに変更してキャスティングを実施した。比較例2,3ではポリ乳酸が分解し、分子量が大幅に低下してキャスティング困難であった。さらにダイより吐出したポリ乳酸は分解のため着色し商品化には向かないものであった。 In Comparative Examples 2 and 3, casting was carried out by changing the tetrabutylphosphonium 3,5-dicarboxybenzenesulfonate of Example 1 to sodium acetate and potassium acetate. In Comparative Examples 2 and 3, polylactic acid was decomposed, the molecular weight was greatly reduced, and casting was difficult. Furthermore, the polylactic acid discharged from the die was colored for decomposition and was not suitable for commercialization.
また比較例4では3,5‐ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウムの量のみを3wt%に変更しフィルム化を実施した。
ポリマーの黄変が見られ、さらに鏡面冷却ロールの汚れが顕著で、フィルム表面に汚れが転写し、表面性不良であった。結果を表1にまとめる。
In Comparative Example 4, a film was formed by changing only the amount of tetrabutylphosphonium 3,5-dicarboxybenzenesulfonate to 3 wt%.
The yellowing of the polymer was observed, the stain on the mirror cooling roll was remarkable, the stain was transferred to the film surface, and the surface property was poor. The results are summarized in Table 1.
[実施例6〜13]スルホン酸四級ホスホニウム塩の種類、量の検討:
実施例1におけるポリ乳酸、スルホン酸四級ホスホニウム塩の種類、量を表2に記載のポリ乳酸、スルホン酸四級ホスホニウム塩、量に変更してキャスティング性を評価した。
これらの実験において静電キャスト性はいずれも合格(◎)であり、該剤の配合による組成物の溶融安定性も90%以上と良好であった。なおPLLA−2、PDLA−2真球シリカ入りポリ乳酸であり製膜性良好であった。
実施例1と同様の条件で未延伸フィルム、延伸フィルムを製造したところ、いずれの実験の延伸フィルムも表面性、厚み均一性は合格であった。
[Examples 6 to 13] Examination of types and amounts of sulfonic acid quaternary phosphonium salts:
Casting properties were evaluated by changing the types and amounts of polylactic acid and sulfonic acid quaternary phosphonium salt in Example 1 to the polylactic acid and sulfonic acid quaternary phosphonium salts and amounts shown in Table 2.
In these experiments, all of the electrostatic castability was acceptable (、), and the melt stability of the composition by blending the agent was as good as 90% or more. In addition, PLLA-2 and PDLA-2 were polylactic acid containing true spherical silica and had good film forming properties.
When an unstretched film and a stretched film were produced under the same conditions as in Example 1, the surface properties and thickness uniformity of all the stretched films in each experiment were acceptable.
[実施例14]製膜性改良剤の重合添加:
(PLLA−1)と同様にして製造したプレポリマーと3,5−ジカルボキシスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩(ポレポリマー100重量部あたり0.1重量部)を容積60Lの第一の無軸籠型攪拌翼具備重合装置に16kg/hrの移送速度で、オクチル酸スズ触媒をラクチド類1kgあたり5.05×10−4モル/1kgL−LDを送液し、200℃から210℃で滞留時間2.5時間重合を行い、第2の無軸籠型攪拌翼具備重合装置に移送、入り口で失活剤のリン酸を触媒1モルあたり1.05モルを添加し、内圧1.33kPa、滞留時間0.5時間ラクチド低減処理をおこなった後定量ポンプでチップカッターに移送しチップ化した。
ラクチド低減処理したポリL‐乳酸は重量平均分子量20万、結晶融点(Tmh)は167℃、ラクチド含有量0.005wt%であった。該組成物を(PLLA‐101)と呼ぶ。
該組成物は260℃での最大キャスティング速度は50m/分でピン状欠陥もなく、厚み均一性、平滑性良好にフィルム化でき、静電キャスト性合格(◎)であった。
実施例1と同様の条件で未延伸フィルム、延伸フィルムを製造したところ、いずれの実験の延伸フィルムも表面性、厚み均一性は合格であった。
Example 14 Polymerization Addition of Film Forming Improvement Agent:
First preaxle type agitation with a volume of 60 L of prepolymer produced in the same manner as (PLLA-1) and 3,5-dicarboxysulfonic acid tetrabutylphosphonium salt (0.1 part by weight per 100 parts by weight of the polymer) At a transfer rate of 16 kg / hr, the octylate catalyst was fed at a transfer rate of 16 kg / hr to 5.05 × 10 −4 mol / 1 kg L-LD per kg of lactide, and a residence time of 2.5 ° C. from 200 ° C. to 210 ° C. Polymerization was carried out for a period of time, transferred to a second non-axial vertical stirring blade equipped polymerization apparatus, and 1.05 mol of deactivating agent phosphoric acid per mol of catalyst was added at the inlet, internal pressure 1.33 kPa, residence time 0. After performing the lactide reduction treatment for 5 hours, it was transferred to a chip cutter with a metering pump to form a chip.
The lactide-reduced poly L-lactic acid had a weight average molecular weight of 200,000, a crystal melting point (Tmh) of 167 ° C., and a lactide content of 0.005 wt%. This composition is referred to as (PLLA-101).
The composition had a maximum casting speed at 260 ° C. of 50 m / min, no pin-like defects, a film with good thickness uniformity and smoothness, and passed electrostatic castability (().
When an unstretched film and a stretched film were produced under the same conditions as in Example 1, the surface properties and thickness uniformity of all the stretched films in each experiment were acceptable.
[実施例15]
実施例14の3,5−ジカルボキシスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩のみをドデシルベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩に替え同様の実験を行った。該組成物を(PLLA−102)と呼ぶ。
ラクチド低減処理したポリL−乳酸樹脂は重量平均分子量20.2万、融点(Tm)は168℃、ラクチド含有量0.005wt%であった。
該組成物は最大キャスティング速度55m/分でピン状欠陥もなく、厚み均一性、平滑性良好にフィルム化でき、静電キャスト性合格(◎)であった。
実施例1と同様の条件で未延伸フィルム、延伸フィルムを製造したところ、いずれの実験の延伸フィルムも表面性、厚み均一性は合格であった。
[Example 15]
A similar experiment was conducted by replacing only the tetrabutylphosphonium salt of 3,5-dicarboxysulfonic acid of Example 14 with a tetrabutylphosphonium salt of dodecylbenzenesulfonic acid. This composition is referred to as (PLLA-102).
The poly L-lactic acid resin subjected to lactide reduction treatment had a weight average molecular weight of 202,000, a melting point (Tm) of 168 ° C., and a lactide content of 0.005 wt%.
The composition had a maximum casting speed of 55 m / min, no pin-like defects, a film with good thickness uniformity and smoothness, and passed electrostatic castability (静電).
When an unstretched film and a stretched film were produced under the same conditions as in Example 1, the surface properties and thickness uniformity of all the stretched films in each experiment were acceptable.
[実施例16、17]
実施例14,15において、PLLA−1プレポリマーをPDLA−1プレポリマーに変更、同様に重合をおこなった。ラクチド低減処理したポリD‐乳酸の重量平均分子量は各々20.5万、20.3万、融点(Tm)は168℃、ラクチド含有量0.005wt%であった。該組成物をそれぞれ(PDLA−101、PDLA−101)と呼ぶ。
該組成物は最大キャスティング速度55m/分でピン状欠陥もなく、厚み均一性、平滑性良好にフィルム化でき、静電キャスト性合格(◎)であった。
実施例1と同様の条件で未延伸フィルム、延伸フィルムを製造したところ、いずれの実験の延伸フィルムも表面性、厚み均一性は合格であった。
[Examples 16 and 17]
In Examples 14 and 15, the PLLA-1 prepolymer was changed to PDLA-1 prepolymer, and polymerization was performed in the same manner. The weight average molecular weights of the poly D-lactic acid subjected to the lactide reduction treatment were 205,000 and 203,000, the melting point (Tm) was 168 ° C., and the lactide content was 0.005 wt%. The compositions are referred to as (PDLA-101 and PDLA-101), respectively.
The composition had a maximum casting speed of 55 m / min, no pin-like defects, a film with good thickness uniformity and smoothness, and passed electrostatic castability (静電).
When an unstretched film and a stretched film were produced under the same conditions as in Example 1, the surface properties and thickness uniformity of all the stretched films in each experiment were acceptable.
[実施例18]ステレオコンプレックス組成物のフィルム化:
製造例1、2で製造したPLLA‐1及びPDLA−1の重量比1/1の混合物を120℃で5時間乾燥し2軸押出機の第一供給口から、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラフェニルスルホニウム塩(前記混合物100重量部あたり0.05重量部)を2軸押出機の第二供給口より供給し、250℃で溶融混練(該ポリ乳酸(A)組成物をscPLA1と呼ぶ。)、260℃で210μmのフィルム状に溶融押し出し、白金コート線状電極を用い、実施例1と同様にして静電キャスト法によって鏡面冷却ドラム表面に密着、固化させ静電キャスト性を評価した。なお該組成物の溶融安定性は82%であった。
冷却ドラムの回転速度を徐々に高めたところ、密着不良に起因するフィルムのピン状欠陥等が生じない最高キャスティング速度は50m/分であり、静電キャスティング性は合格◎であった。
実施例1と同様に240℃、20m/分の速度で、1時間にわたり密着性の変動もなく製膜可能であった。平滑性、表面性、厚みむらの良好な該未延伸フィルムは、さらに180℃で、縦方向に3.6倍、横方向に3.9倍延伸、190℃で熱固定を行い厚さ15μmの2軸延伸フィルムとした。
得られた延伸フィルムは、ピン状欠陥は見られず、厚み均一性も良好であった。またフィルムの高温相融解ピークは223℃、ステレオ化率は95%であった。結果を表4に記載する。
[Example 18] Film formation of stereocomplex composition:
A mixture of PLLA-1 and PDLA-1 produced in Production Examples 1 and 2 at a weight ratio of 1/1 was dried at 120 ° C. for 5 hours, and 3,5-dicarboxybenzenesulfone was fed from the first feed port of the twin-screw extruder. Acid tetraphenylsulfonium salt (0.05 parts by weight per 100 parts by weight of the mixture) is supplied from the second supply port of the twin screw extruder and melt-kneaded at 250 ° C. (this polylactic acid (A) composition is called scPLA1). ), Melt extruded into a 210 μm film at 260 ° C., and using a platinum-coated linear electrode, in the same manner as in Example 1, was adhered and solidified on the surface of the mirror-cooled drum by the electrostatic casting method to evaluate electrostatic castability. . The melt stability of the composition was 82%.
When the rotational speed of the cooling drum was gradually increased, the maximum casting speed at which no pin-like defects or the like of the film due to poor adhesion occurred was 50 m / min, and the electrostatic casting property was acceptable.
In the same manner as in Example 1, film formation was possible at 240 ° C. and a speed of 20 m / min for 1 hour without variation in adhesion. The unstretched film having good smoothness, surface property, and thickness unevenness is further stretched at 180 ° C, 3.6 times in the longitudinal direction, 3.9 times in the transverse direction, and heat-set at 190 ° C to a thickness of 15 µm. A biaxially stretched film was obtained.
The obtained stretched film had no pin-like defects and good thickness uniformity. The film had a high-temperature phase melting peak of 223 ° C. and a stereoization rate of 95%. The results are listed in Table 4.
[実施例19]
実施例18においてPLLA‐1及びPDLA−1の重量比1/1の混合物100重量部と(株)ADEKA製燐酸エステルアルミニウム塩(アデカスタブNA−71)0.2重量部を120℃で5時間乾燥し2軸押出機の第一供給口から、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラフェニルスルホニウム塩(前記混合物100重量部あたり0.05重量部)とカルボキシル基封止剤のカルボジイミド化合物(前記混合物100重量部あたり0.5重量部)(日清紡(株)製カルボジライトLA−1)を第二供給口より供給、シリンダー温度230℃で溶融混練(該組成物をscPLA2と呼ぶ)、実施例18と同様にして静電キャスト性を評価したところ密着不良に起因するフィルムのピン状欠陥などが生じることなく、良好に製造できる最高キャスティング速度は50m/分であり、静電キャスト性は合格◎であった。また溶融安定性は90%であった。
得られた実施例18と同様の条件で製造した延伸フィルムは、ピン状欠陥は見られず、厚み均一性も良好であった。またフィルムの高温相融解ピークは221℃、ステレオ化率は100%であった。結果を表4に記載する。
[Example 19]
In Example 18, 100 parts by weight of a mixture of PLLA-1 and PDLA-1 having a weight ratio of 1/1 and 0.2 part by weight of ADEKA phosphate aluminum salt (ADEKA STAB NA-71) were dried at 120 ° C. for 5 hours. From the first supply port of the twin-screw extruder, 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid tetraphenylsulfonium salt (0.05 parts by weight per 100 parts by weight of the mixture) and a carbodiimide compound of a carboxyl group blocking agent (the mixture) (0.5 parts by weight per 100 parts by weight) (Nisshinbo Co., Ltd. Carbodilite LA-1) was supplied from the second supply port, melt kneaded at a cylinder temperature of 230 ° C. (this composition is called scPLA2), and Example 18 In the same way, when the electrostatic castability was evaluated, it was manufactured well without causing pin-like defects in the film due to poor adhesion. Maximum casting speed that can is 50m / min, electrostatic casting property was passed ◎. The melt stability was 90%.
The stretched film produced under the same conditions as in Example 18 showed no pin-like defects and good thickness uniformity. The film had a high-temperature phase melting peak of 221 ° C. and a stereoization rate of 100%. The results are listed in Table 4.
[比較例5]
実施例18において、スルホン酸四級ホスホニウム塩を添加しない組成物について静電キャスティング性を評価した。ピン状欠陥などがない平滑性良好なフィルムの最高キャスティング速度は20m/分にすぎず、静電キャスト性不合格×で、生産性が低く工業的実施例においてはコスト的な問題があるものであった。
実施例18と同様の条件で製造した延伸フィルムは、ピン状欠陥が試料中2から3個観測され、厚み均一性ともに不合格であった。またフィルムの高温相融解ピークは224℃、ステレオ化率は91%であった。
[Comparative Example 5]
In Example 18, the electrostatic casting property was evaluated for the composition to which the sulfonic acid quaternary phosphonium salt was not added. The maximum casting speed of a film with good smoothness with no pin-like defects is only 20 m / min, the electrostatic castability is poor, and the productivity is low and there is a cost problem in the industrial examples. there were.
In the stretched film produced under the same conditions as in Example 18, 2 to 3 pin-like defects were observed in the sample, and the thickness uniformity was unacceptable. The film had a high-temperature phase melting peak of 224 ° C. and a stereoization rate of 91%.
[比較例6]
比較例6においては実施例19と同様にして、ただし3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩適用することなくポリ乳酸(A)組成物を製造、静電キャスティング性を評価した。ピン状欠陥などがない平滑性良好なフィルムの最高キャスティング速度は25m/分にすぎず、静電キャスト性不合格×で、生産性が低く工業的実施例においてはコスト的な問題があるものであった。
実施例18と同様の条件で製造した延伸フィルムは、ピン状欠陥が試料中2から3個観測され、厚み均一性ともに不合格であった。またフィルムの高温相融解ピークは224℃、ステレオ化率は100%であった。
[Comparative Example 6]
In Comparative Example 6, a polylactic acid (A) composition was produced in the same manner as in Example 19 except that 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid tetrabutylphosphonium salt was not applied, and electrostatic casting properties were evaluated. The maximum casting speed of a film with good smoothness without pin-like defects is only 25 m / min, and the electrostatic castability is not acceptable x, and the productivity is low and there is a cost problem in the industrial examples. there were.
In the stretched film produced under the same conditions as in Example 18, 2 to 3 pin-like defects were observed in the sample, and the thickness uniformity was unacceptable. The film had a high-temperature phase melting peak of 224 ° C. and a stereoization rate of 100%.
[比較例7]
比較例7においては実施例18と同様にして、ただし3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩を酢酸ナトリウムに替え、ポリ乳酸(A)組成物を製造、静電キャスティング性を評価した。ポリ乳酸が分解し、分子量が大幅に低下しキャステキング困難であった。さらにダイより吐出したポリ乳酸は分解のため着色し商品化には向かないものであった。
[Comparative Example 7]
In Comparative Example 7, as in Example 18, except that 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid tetraphenylphosphonium salt was replaced with sodium acetate to produce a polylactic acid (A) composition, and the electrostatic casting property was evaluated. . Polylactic acid was decomposed, the molecular weight was greatly reduced, and it was difficult to cast. Furthermore, the polylactic acid discharged from the die was colored for decomposition and was not suitable for commercialization.
[比較例8]
比較例8においては実施例19と同様にして、ただし3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラブチルホスホニウム塩を酢酸カリウムに替え、ポリ乳酸(A)組成物を製造、静電キャスティング性を評価した。該組成物はポリ乳酸が分解し、分子量が大幅に低下しキャステキング困難であった。さらにダイより吐出したポリ乳酸は分解のため着色し商品化には向かないものであった。
[Comparative Example 8]
In Comparative Example 8, as in Example 19, except that 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid tetrabutylphosphonium salt was replaced with potassium acetate to produce a polylactic acid (A) composition, and the electrostatic casting property was evaluated. . The composition was difficult to cast due to degradation of polylactic acid and a significant decrease in molecular weight. Furthermore, the polylactic acid discharged from the die was colored for decomposition and was not suitable for commercialization.
[比較例9]
また比較例8においては実施例18と同様にして、ただし3,5−ジカルボキシベンゼンスルホン酸テトラフェニルホスホニウム塩の量のみを3wt%変更しフルム化を実施した。
ポリマーの黄変が見られ、さらに鏡面冷却ロールの汚れが顕著で、フィルム表面に汚れが転写し表面性不良で製品として不合格と判定した。
[Comparative Example 9]
Further, in Comparative Example 8, as in Example 18, except that the amount of 3,5-dicarboxybenzenesulfonic acid tetraphenylphosphonium salt was changed by 3 wt%, and fluorination was carried out.
Yellowing of the polymer was observed, and the mirror surface cooling roll was markedly soiled. The soil was transferred to the film surface, and the product was judged to be rejected due to poor surface properties.
[実施例20〜21]
実施例18と同様にして、ただしスルホン酸四級ホスホニウム塩のみを表4の化合物に変更、ステレオコンプレックス化し静電キャスト性を評価した。
フィルムは、いずれも最大キャスティング速度50m/分で、ピン状欠陥は見られず、平滑性良好で静電キャスト性合格◎であった。さらに延伸フィルムの物性を実施例18と同様にして評価した。それらの結果をまとめて、表4に記載する。
[Examples 20 to 21]
In the same manner as in Example 18, except that the sulfonic acid quaternary phosphonium salt was changed to the compounds shown in Table 4 and stereocomplexed to evaluate the electrostatic castability.
All the films had a maximum casting speed of 50 m / min, no pin-like defects were observed, the smoothness was good, and the electrostatic castability was acceptable. Furthermore, the physical properties of the stretched film were evaluated in the same manner as in Example 18. The results are summarized in Table 4.
本発明のポリ乳酸フィルムは、平坦性良好であり、ピン状欠陥などの表面欠陥もなく厚み均一性の良好なフィルムであり、コンデンサー用フィルム、プリンンター用フィルム、セラミックライナー用フィルムさらに、表面均一性良好なため光学用途にも好適である。
本発明のフィルム製造方法によれば高速で、平坦性良好で、表面性良好なフィルムを安定的にキャストすることができる。
The polylactic acid film of the present invention is a film having good flatness, no surface defects such as pin-like defects, and good thickness uniformity, a film for a capacitor, a film for a printer, a film for a ceramic liner, and a surface uniformity. It is suitable for optical applications because of its good properties.
According to the film manufacturing method of the present invention, a film having high speed, good flatness, and good surface properties can be stably cast.
Claims (11)
(1)表面性:幅5cm長さ50cmの試料において目視で観察できるピン状欠陥が1個以下。
(2)厚み斑:試料長50cm(長手方向)の厚みを連続厚み計(電子マイクロメーター)で測定したときの厚み変動値△Rμmが平均厚みRμmの7%以内。 A polylactic acid film satisfying the following requirements.
(1) Surface property: 1 or less pin-like defects that can be visually observed in a sample having a width of 5 cm and a length of 50 cm.
(2) Thickness variation: The thickness variation value ΔRμm when the thickness of the sample is 50 cm (longitudinal direction) is measured with a continuous thickness meter (electronic micrometer) is within 7% of the average thickness Rμm.
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