JP2009138085A - ポリ乳酸系フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】
本発明は、柔軟性、耐衝撃性、寸法安定性に優れ、かつ耐ブロッキング性、耐ブリード性に優れた、特にインフレーション製膜法において良好な品位の得られるポリ乳酸系樹脂フィルムを提供せんとするものである。
【解決手段】
ポリ乳酸系樹脂を30%重量以上95重量%以下、可塑剤を5重量%以上30重量%以下含む組成物からなり、巻長さ方向および幅方向(巻長さ方向と垂直な方向)の伸度がいずれも200%以上700%以下、厚さが10μm以上120μm以下であるフィルムであって、幅方向の平均厚さ:Taに対する厚さの誤差:ΔTrが±10%以内であり、65℃、30分間で処理した時の熱収縮率:Sm(巻長さ方向)、St(幅方向)がそれぞれ以下の条件を満たすことを特徴とするポリ乳酸系樹脂フィルム。
St≦Sm
0≦Sm≦5(%)
−1≦St≦2(%)
【選択図】なし
Description
ポリ乳酸系樹脂を30%重量以上95重量%以下、可塑剤を5重量%以上30重量%以下含む組成物からなり、
巻長さ方向および幅方向(巻長さ方向と垂直な方向)の伸度がいずれも200%以上700%以下、厚さが10μm以上120μm以下であるフィルムであって、
幅方向の平均厚さTaに対する厚さの誤差ΔTrが±10%以内であり、65℃、30分間で処理した時の熱収縮率Sm(巻長さ方向)、St(幅方向)がそれぞれ以下の条件を満たすことを特徴とする、ポリ乳酸系樹脂フィルム。
St≦Sm
0≦Sm≦5(%)
−1≦St≦2(%)
また、上記ポリ乳酸系樹脂フィルムの好ましい態様は、(1)フィルムを構成する組成物が、ポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステルおよび/または脂肪族芳香族ポリエステルを5重量%以上45重量%以下含むこと、(2)フィルムを構成する組成物が、ポリブチレンサクシネート系樹脂を5重量%以上45重量%以下含むこと、(3)フィルムを構成する組成物が、有機滑剤を0.1重量%以上5重量%以下含むこと、(4)フィルムを構成する組成物に含まれる可塑剤が、常温で固体状であること、(5)フィルムを構成する組成物に含まれる可塑剤が、可塑化成分としてポリエーテル系セグメントおよび/またはポリエステル系セグメントを含有し、かつ一分子中に数平均分子量が1,200以上10,0000以下のポリ乳酸セグメントを一つ以上有するブロック共重合体であることを特徴とするものである。
St≦Sm
0≦Sm≦5(%)
−1≦St≦2(%)
Sm>5(%)および/またはSt>2(%)の場合、いずれも巻き取った後のフィルムが経時で徐々に収縮してしまい、いわゆる巻締りにより巻姿が悪化する。さらには巻き硬度が高くなりすぎてしまい、ブロッキングが発生して巻出しが不安定になってしまう。また、Sm<0(%)の場合は、巻き取った後のフィルムが経時で巻き長さ方向に弛んでしまい、巻姿が悪化し特にフィルムの平面性が失われてしまう。さらにSt<−1(%)の場合は特にフィルム端部の巻姿が悪化、平面性が失われ、巻出しも不安定になってしまう。なおここで、SmおよびStが0未満のマイナスの値をとる場合は、フィルムが伸長することを意味する。
用することができる。
本発明におけるポリ乳酸系樹脂は、例えば、次のような方法で得ることができる。原料としては、L−乳酸またはD−乳酸の乳酸成分を主体とし、前述した乳酸成分以外のヒドロキシカルボン酸を併用することができる。またヒドロキシカルボン酸の環状エステル中間体、例えば、ラクチド、グリコリド等を原料として使用することもできる。更にジカルボン酸類やグリコール類等も使用することができる。
[測定及び評価方法]
実施例中に示す測定や評価は次に示すような条件で行った。
フィルムサンプルの幅方向に沿って、一方の端部からもう一方の端部まで5cm間隔で各位置の厚さを測定した。測定はJIS B7503に従いダイヤルゲージにより行い、各測定値の平均厚さ:Ta(μm)を求めた。また、次式に従ってTaに対する厚さの誤差:ΔTr(%)を算出した。
ΔTrの最大値(%)={(厚みの最大値)−Ta}/Ta×100
ΔTrの最小値(%)={(厚みの最小値)−Ta}/Ta×100
(2)引張弾性率(MPa)、伸度(%)
試験方向を長手方向として150mm(長手方向)×10mm(幅方向)に切り出し、温度23℃、湿度65%RHの雰囲気下において測定を行った。テンシロン万能試験機UTC−100型(オリエンテック社製)を用い、チャック間初期長50mm、引張速度300mm/分条件で引張試験を行い、応力−歪み曲線の最初の直線部分を用いて、直線上の2点間の応力の差を同じ2点間の歪みの差で除し、計5回の試験について平均値を求め、これを巻長さ方向の引張弾性率とした。また、応力−歪み曲線より試料の破断した際の歪みを読みとり、計5回の試験について平均値を求め、これを巻長さ方向の伸度とした。
フィルムインパクトテスター(東洋精機社製)により、直径1/2インチの半球状衝撃頭を用い、温度23℃、湿度65%RHの雰囲気下においてインパクト強度の測定を行った。測定は1水準につき5回行い、5回の測定の平均値から求めた。さらに、平均厚さ:Ta×10−3(mm)で割り返し、単位厚み当たりの値として求めた。
試験方向を長手方向として140mm×10mmに切り出し、長手方向に100mm間の評線を入れ、内部を65℃保持したに乾熱式オーブンにより30分間処理した後、その評線間の寸法を計り、次式に従って収縮率を算出した。測定は1水準につき5回行い、5回の測定の平均値から巻長さ方向の熱収縮率Smを求めた。
収縮率(%)={(収縮前の寸法)−(収縮後の寸法)}/(収縮前の寸法)×100
同様の方法によって、幅方向の熱収縮率Stを求めた。
ヘイズメーターHGM−2DP型(スガ試験機社製)を用いてヘイズ値を測定した。測定は1水準につき5回行い、5回の測定の平均値から求めた。
ロールサンプルを温度23℃、湿度65%RHの雰囲気下において3日間保管の後、ロールサンプルの幅方向において、巻径が最大の位置と最小の位置でその大きさを測定し、巻径の最大値と最小値の差の、最小値に対する割合:D(%)を求め、以下の基準で判断した。
◎:D≦1%
○:1%<D≦1.5%
△:1.5%<D≦3%
×:3%<D
(7)巻出し性
ロールサンプルを温度23℃、湿度65%RHの雰囲気下において3日間保管の後、ロールサンプルの紙管に紙管の内径より小さい直径の鉄製軸を通し、鉄製軸の両端をフックにかけてロールを水平に、且つ自由に回転できる状態で掛けおいた状態とし、フィルムを10m/分の速度で巻き出した際の巻出しの様子を目視にて観察し、以下の基準にて判断した。
◎:問題なく滑らかに巻き出すことができる。
○:軽度のシワやブロッキングにより、時々不連続な巻出しとなる。
△:シワやブロッキングにより、断続的に不連続な巻出しとなる。
×:シワやブロッキングにより、巻出し時にフィルムが引張られ変形したり破れる。
ロールサンプルを温度23℃、湿度65%RHの雰囲気下において3日間保管の後、ロールサンプルの紙管に紙管の内径より小さい直径の鉄製軸を通し、鉄製軸の両端をフックにかけてロールを水平に、且つ自由に回転できる状態で掛けおいた状態とし、ロールサンプルからフィルムを水平方向に2m程巻出して目視にて観察し、以下の基準にて判断した。
○:シワ、タルミは認められず、平面性に問題なし。
△:シワ、タルミは若干認められるものの、ロールが自由回転できない状態として固定し、フィルムの巻長さ方向に張力を掛けて1%以下の歪みを加えるとシワやタルミは認められない。
×:上記においてもシワやタルミが認められる。
[使用したポリ乳酸系樹脂]
(ポリ乳酸PL1)
重量平均分子量=200,000、D体含有量=12.0%、融点=無し
水分量=490ppm、
(ポリ乳酸PL2)
重量平均分子量=220,000、D体含有量=1.4%、融点=166℃、
水分量=360ppm、
(ポリ乳酸PL3)
重量平均分子量=220,000、D体含有量=5.0%、融点=150℃、
水分量=360ppm、
なお、上記の重量平均分子量は 日本Warters(株)製、Warters2690を用い、ポリメチルメタクリレートを標準とし、カラム温度40℃、クロロホルム溶媒を用いて測定した。
[使用した可塑剤]
(可塑剤PS1)
クエン酸アセチルトリブチル(森村商事社製、商品名“シトロフレックスA−4”)
(可塑剤PS2)
ポリエチレングリコール(三洋化成工業社製、商品名“PEG−10000”)
(可塑剤PS3)
数平均分子量8,000のポリエチレングリコール62重量部とL−ラクチド38重量部とオクチル酸スズ0.05重量部を混合し、窒素雰囲気下160℃で3時間重合することで、ポリエチレングリコールの両末端に数平均分子量2,500のポリ乳酸セグメントを有する可塑剤S1を得た。可塑剤S1を得た後に、すぐに防湿梱包をおこなって保管した。水分量を測定すると、1650ppmであった。
[使用した脂肪族ポリエステル樹脂、脂肪族芳香族ポリエステル樹脂]
(ポリエステルPA1)
ポリブチレンサクシネート・アジペート系樹脂(昭和高分子社製、商品名“ビオノーレ”#3001)
(ポリエステルPA2)
ポリブチレンサクシネート・アジペート系樹脂(三菱化学社製、商品名“GSPla”AD92W)
(ポリエステルPA3)
ポリブチレンアジペート・テレフタレート樹脂(BASF製、商品名“エコフレックス”)
[使用した有機滑剤]
(滑剤SL1)
ステアリン酸アミド(日本油脂社製、商品名“アルフローS−10”)
[ポリ乳酸系樹脂フィルムの作成]
(実施例1)
ポリ乳酸PL1を60重量%、ポリ乳酸PL2を17.6重量%、可塑剤PS3を21.4重量%、滑剤SL1を1.0重量%の混合物をシリンダー温度190℃のスクリュー径44mmの真空ベント付き2軸押出機に供し、真空ベント部を脱気しながら溶融混練し均質化した後にチップ化した組成物1を得た。
ポリ乳酸PL1を69.6重量%、ポリ乳酸PL2を15.9重量%、可塑剤PS2を13.6重量%、滑剤SL1を1.0重量%の混合物をシリンダー温度190℃のスクリュー径44mmの真空ベント付き2軸押出機に供し、真空ベント部を脱気しながら溶融混練し均質化した後にチップ化した組成物2を得た。
(実施例3)
可塑剤PS2に変えて可塑剤PS1を用いた以外は実施例2と同様にして、最終厚みが20μmのフィルムを得た。製膜は12時間破れることなく、安定していた。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(実施例4)
可塑剤PS2に代えて可塑剤PS1を用い、ポリエステルPA1に代えてポリエステルPA3を用いた以外は実施例3と同様にして、最終厚みが20μmのフィルムを得た。製膜は12時間破れることなく、安定していた。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(実施例5)
ポリ乳酸PL1を74.6重量%、ポリ乳酸PL2を16.9重量%、可塑剤PS2を8.6重量%の混合物をシリンダー温度190℃のスクリュー径44mmの真空ベント付き2軸押出機に供し、真空ベント部を脱気しながら溶融混練し均質化した後にチップ化した組成物5を得た。
(実施例6)
ポリ乳酸PL1を68.1重量%、ポリ乳酸PL3を22.4重量%、可塑剤PS2を9.5重量%の混合物をシリンダー温度190℃のスクリュー径44mmの真空ベント付き2軸押出機に供し、真空ベント部を脱気しながら溶融混練し均質化した後にチップ化した組成物6を得た。
(実施例7)
ポリエステルPA1に代えてポリエステルPA2を用いた以外は実施例3と同様にし、ただしニップロールの引き取り速度を5m/分として吐出量を調整することにより最終厚みが100μmのフィルムを得た。製膜は12時間破れることなく、安定していた。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(実施例8)
ポリ乳酸PL1を31.2重量%、ポリ乳酸PL2を11.1重量%、可塑剤PS3を27重量%、ポリエステルPA1を30重量%、滑剤SL1を0.7重量%の混合物をシリンダー温度190℃のスクリュー径44mmの真空ベント付き2軸押出機に供し、真空ベント部を脱気しながら溶融混練し均質化した後、引き続いてギアポンプにて計量し、直径250mm、リップクリアランス1.3mm、温度165℃のスパイラル型環状ダイスより、ブロー比:3.4にてバブル状に上向きに押出し、冷却リングにより空冷し、ダイス上方のニップロールで折りたたみながら20m/分にて引き取り、両端部をエッジカッターにて切断して2枚に切り開き、それぞれワインダーにてフィルムを巻き取った。吐出量の調整により最終厚みが20μmのフィルムを得た。製膜は12時間破れることなく、安定していた。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(実施例9)
ポリ乳酸PL1を57.2重量%、ポリ乳酸PL2を19.8重量%、可塑剤PS3を22.2重量%、滑剤SL1を1.0重量%の混合物をシリンダー温度190℃のスクリュー径44mmの真空ベント付き2軸押出機に供し、真空ベント部を脱気しながら溶融混練し均質化した後にチップ化した組成物9を得た。
(比較例1)
ポリ乳酸PL1を75重量%、ポリ乳酸PL2を22重量%、可塑剤PS3を3重量%の混合物をシリンダー温度190℃のスクリュー径44mmの真空ベント付き2軸押出機に供し、真空ベント部を脱気しながら溶融混練し均質化した後、引き続いてギアポンプにて計量し、直径250mm、リップクリアランス1.3mm、温度165℃のスパイラル型環状ダイスより、ブロー比:3.4にてバブル状に上向きに押出し、冷却リングにより空冷し、ダイス上方のニップロールで折りたたみながら20m/分にて引き取り、両端部をエッジカッターにて切断して2枚に切り開き、それぞれワインダーにてフィルムを巻き取った。吐出量の調整により最終厚みが20μmのフィルムを得た。製膜は12時間破れることなく、安定していた。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(比較例2)
ポリ乳酸PL1を24重量%、ポリ乳酸PL2を10重量%、可塑剤PS3を35重量%、ポリエステルPA1を30重量%、滑剤SL1を1.0重量%の混合物をシリンダー温度190℃のスクリュー径44mmの真空ベント付き2軸押出機に供し、真空ベント部を脱気しながら溶融混練し均質化した後、引き続いてギアポンプにて計量し、直径250mm、リップクリアランス1.3mm、温度165℃のスパイラル型環状ダイスより、ブロー比:3.4にてバブル状に上向きに押出し、冷却リングにより空冷し、ダイス上方のニップロールで折りたたみながら20m/分にて引き取り、両端部をエッジカッターにて切断して2枚に切り開き、それぞれワインダーにてフィルムを巻き取った。吐出量の調整により最終厚みが20μmのフィルムを得た。製膜は12時間破れることはなかったが、バブルが不安定でニップロールで折りたたんだ際の折り幅の変動が比較的大きく、またニップ時にシワが入ることがあった。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(比較例3)
実施例1と同様にして、さらに吐出量を調整することにより最終厚みが8μmのフィルムを得た。製膜は12時間で5回破れが発生した。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(比較例4)
実施例1と同様にして、ただしニップロールの引き取り速度を4m/分として吐出量を調整することにより最終厚みが150μmのフィルムを得た。製膜は12時間破れることはなかったが、バブルが不安定でニップロールで折りたたんだ際の折り幅の変動が比較的大きく、またニップ時にシワが入ることがあった。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(比較例5)
実施例1と同様にして、ただしスクリュー径65mm、シリンダー温度200℃の一軸押出機に供給し、温度200℃のスパイラル型環状ダイスより押し出して吐出量を調整することにより最終厚みが20μmのフィルムを得た。製膜は12時間破れることはなかったが、バブルが不安定でニップロールで折りたたんだ際の折り幅の変動が比較的大きかった。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(比較例6)
実施例1と同様にして、ただしニップロールの引き取り速度を35m/分として吐出量を調整することにより最終厚みが20μmのフィルムを得た。製膜は12時間で2回破れが発生した。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(比較例7)
実施例1と同様にして、ただし直径150mmのスパイラル型環状ダイスを用い、ブロー比:4.7にてチューブ状に上向きに押出しニップロールの引き取り速度を15m/分として吐出量を調整することにより最終厚みが20μmのフィルムを得た。製膜は12時間で4回破れが発生した。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
(比較例8)
実施例1と同様にして、ただし、温度145℃のスパイラル型環状ダイスより押し出して吐出量を調整することにより最終厚みが20μmのフィルムを得た。製膜は12時間で4回破れが発生した。得られたフィルムの評価結果を表1に示した。
Claims (6)
- ポリ乳酸系樹脂を30%重量以上95重量%以下、可塑剤を5重量%以上30重量%以下含む組成物からなり、
巻長さ方向および幅方向(巻長さ方向と垂直な方向)の伸度がいずれも200%以上700%以下、厚さが10μm以上120μm以下であるフィルムであって、
幅方向の平均厚さTaに対する厚さの誤差ΔTrが±10%以内であり、65℃、30分間で処理した時の熱収縮率Sm(巻長さ方向)、St(幅方向)がそれぞれ以下の条件を満たすことを特徴とする、ポリ乳酸系樹脂フィルム。
St≦Sm
0≦Sm≦5(%)
−1≦St≦2(%) - 前記組成物が、ポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステルおよび/または脂肪族芳香族ポリエステルを5重量%以上45重量%以下含むことを特徴とする、請求項1記載のポリ乳酸系樹脂フィルム。
- 前記脂肪族ポリエステルおよび/または脂肪族芳香族ポリエステルが、ポリブチレンサクシネート系樹脂であることを特徴とする、請求項2記載のポリ乳酸系樹脂フィルム。
- 前記組成物が、有機滑剤を0.1重量%以上5重量%以下含むことを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のポリ乳酸系樹脂フィルム。
- 前記可塑剤が、常温で固体状であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のポリ乳酸系樹脂フィルム。
- 前記可塑剤が、可塑化成分としてポリエーテル系セグメントおよび/またはポリエステル系セグメントを含有し、かつ一分子中に数平均分子量が1,200以上10,0000以下のポリ乳酸セグメントを一つ以上有するブロック共重合体であることを特徴とする、請求項1〜5のいずれかに記載のポリ乳酸系樹脂フィルム。
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