JP2014227472A - マット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の課題は、ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造時に原料であるポリ乳酸の分子量の低下を極力抑えてなり、且つ耐熱性を有するマット調のステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法を開発することである。
【解決手段】本発明は、結晶化させてなるポリL−乳酸:10〜90質量%と結晶化させてなるポリD−乳酸:90〜10質量%〔但し、ポリL−乳酸とポリD−乳酸との合計量を100質量%とする。〕の混合物を、結晶化させてなるポリL−乳酸の重量平均分子量(Mw−L)と結晶化させてなるポリD−乳酸の重量平均分子量(Mw−D)を加重平均して得られる重量平均分子量(Mw−DL)の保持率が75%以上となるように、160〜250℃の温度で溶融、押出し、冷却して、少なくとも一部が結晶化したシートを得た後、当該シートを、60〜90℃の温度で、少なくとも一方向に2倍以上延伸して延伸フィルムとした後、当該延伸フィルムを拘束下で、170〜210℃の温度で1秒以上熱処理して、広角X線回折による回折ピークが12°付近、21°付近及び24°付近に生じさせることを特徴とするステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法に係る。
【選択図】なし
【解決手段】本発明は、結晶化させてなるポリL−乳酸:10〜90質量%と結晶化させてなるポリD−乳酸:90〜10質量%〔但し、ポリL−乳酸とポリD−乳酸との合計量を100質量%とする。〕の混合物を、結晶化させてなるポリL−乳酸の重量平均分子量(Mw−L)と結晶化させてなるポリD−乳酸の重量平均分子量(Mw−D)を加重平均して得られる重量平均分子量(Mw−DL)の保持率が75%以上となるように、160〜250℃の温度で溶融、押出し、冷却して、少なくとも一部が結晶化したシートを得た後、当該シートを、60〜90℃の温度で、少なくとも一方向に2倍以上延伸して延伸フィルムとした後、当該延伸フィルムを拘束下で、170〜210℃の温度で1秒以上熱処理して、広角X線回折による回折ピークが12°付近、21°付近及び24°付近に生じさせることを特徴とするステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法に係る。
【選択図】なし
Description
本発明は、分子量の低下が少ないマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法に係る。
プラスチックフィルムの廃棄処理を容易にする目的で生分解性のあるフィルムが注目され、種々のフィルムが開発されている。その生分解性フィルムは、土壌中や水中で加水分解や生分解を受け、徐々にフィルムの崩壊や分解が進み、最後には微生物の作用で無害な分解物へと変化するものである。そのようなフィルムとして、芳香族系ポリエステル樹脂やポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族系ポリエステル樹脂、ポリビニルアルコール、酢酸セルロース、デンプン等から成形したフィルムが知られている。
かかる生分解性樹脂の一つであるポリ乳酸からなる二軸延伸フィルムは、透明性が優れることから包装用フィルムとして使用され始めているが、そのままでは耐熱性に劣る。
一方、ポリ乳酸の耐熱性を改良する方法として、ポリ−L−乳酸(PLLA)とポリ−D−乳酸(PDLA)とをブレンドしてステレオコンプレックスを形成させる方法が多数提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2)。
又、マット調フィルムを得る方法としては、炭酸カルシウムや酸化チタン等の無機微粒子を添加する方法が広く知られているが、無機微粒子は二次凝集し易いので、取り扱いに注意が必要である。
本発明は、ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造時に原料であるポリ乳酸の分子量の低下を極力抑えてなり、且つ耐熱性を有するマット調のステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法を開発することを目的とする。
本発明は、結晶化させてなるポリL−乳酸:10〜90質量%と結晶化させてなるポリD−乳酸:90〜10質量%〔但し、ポリL−乳酸とポリD−乳酸との合計量を100質量%とする。〕の混合物を、結晶化させてなるポリL−乳酸の重量平均分子量(Mw−L)と結晶化させてなるポリD−乳酸の重量平均分子量(Mw−D)を加重平均して得られる重量平均分子量(Mw−DL)の保持率が75%以上となるように、160〜250℃の温度で溶融、押出し、冷却して、少なくとも一部が結晶化したシートを得た後、当該シートを、60〜90℃の温度で、少なくとも一方向に2倍以上延伸して延伸フィルムとした後、当該延伸フィルムを拘束下で、170〜210℃の温度で1秒以上熱処理して、広角X線回折による回折ピークが12°付近、21°付近及び24°付近に生じさせることを特徴とするステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法、及び、結晶化させてなるポリL−乳酸:10〜90質量%と結晶化させてなるポリD−乳酸:90〜10質量%〔但し、ポリL−乳酸とポリD−乳酸との合計量を100質量%とする。〕の混合物を、単軸押出機を備えたシート成形機を用いて、160〜250℃の温度、0.6kWh/kg以下の比エネルギーで溶融、押出し、冷却して、少なくとも一部が結晶化したシートを得た後、当該シートを、60〜90℃の温度で、少なくとも一方向に2倍以上延伸して延伸フィルムとした後、当該延伸フィルムを拘束下で、170〜210℃の温度で1秒以上熱処理して、広角X線回折による回折ピークが12°付近、21°付近及び24°付近に生じさせることを特徴とするステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法に係る。
本発明の製造方法によれば、マット調のステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムを簡便かつ低コストで製造することができる。即ち、本発明の製造方法によれば炭酸カルシウムや酸化チタン等の無機微粒子を添加せずに耐熱性が優れ、マット調の外観を有するステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸マットフィルムを得ることができる。
<ポリ−L−乳酸>
本発明に係わるポリ乳酸系組成物の1成分であるポリ−L−乳酸(以下、「PLLA」呼称する場合がある。)は、L−乳酸を主たる構成成分、好ましくは95モル%以上を含む重合体である。本発明に係るポリ−L−乳酸(PLLA)は、種々公知の方法、例えば、70℃〜160℃、好ましくは90℃〜120℃の範囲で結晶化させてなる。非晶のPLLAを使用した場合は押出機からホッパーに伝わってくる熱によりPLLA同士、あるいはPLLAと後述のポリ−D−乳酸(PDLA)とが融着する虞がある。L−乳酸の含有量が95モル%未満の重合体は、後述のポリ−D−乳酸(PDLA)と溶融混練して得られるポリ乳酸系組成物を延伸して得られる延伸フィルムの耐熱性が劣る虞がある。
本発明に係わるポリ乳酸系組成物の1成分であるポリ−L−乳酸(以下、「PLLA」呼称する場合がある。)は、L−乳酸を主たる構成成分、好ましくは95モル%以上を含む重合体である。本発明に係るポリ−L−乳酸(PLLA)は、種々公知の方法、例えば、70℃〜160℃、好ましくは90℃〜120℃の範囲で結晶化させてなる。非晶のPLLAを使用した場合は押出機からホッパーに伝わってくる熱によりPLLA同士、あるいはPLLAと後述のポリ−D−乳酸(PDLA)とが融着する虞がある。L−乳酸の含有量が95モル%未満の重合体は、後述のポリ−D−乳酸(PDLA)と溶融混練して得られるポリ乳酸系組成物を延伸して得られる延伸フィルムの耐熱性が劣る虞がある。
PLLAの分子量は後述のポリ−D−乳酸と混合したポリ乳酸系組成物がフィルムなどの層として形成性を有する限り、特に限定はされないが、通常、重量平均分子量(Mw)は6,000〜3,000,000、好ましくは6,000〜2,000,000の範囲にあるポリ−L乳酸が好適である。重量平均分子量が6,000未満のものは得られる延伸フィルムの強度が劣る虞がある。一方、3,000,000を越えるものは溶融粘度が大きくフィルム加工性が劣る虞がある。
<ポリ−D−乳酸>
本発明に係わるポリ乳酸系組成物層の1成分であるポリ−D−乳酸(以下、「PDLA」と呼称する場合がある。)は、D−乳酸を主たる構成成分、好ましくは95モル%以上を含む重合体である。本発明に係るポリ−D−乳酸(PDLA)は、種々公知の方法、例えば、70℃〜160℃、好ましくは90℃〜120℃の範囲で結晶化させてなる。非晶のPDLAを使用した場合は押出機からホッパーに伝わってくる熱によりPDLA同士あるいはPDLAと前記PLLAが融着する虞がある。D−乳酸の含有量が95モル%未満の重合体は、前述のポリ−L−乳酸と溶融混練して得られるポリ乳酸系組成物を延伸して得られる延伸フィルムの耐熱性が劣る虞がある。
本発明に係わるポリ乳酸系組成物層の1成分であるポリ−D−乳酸(以下、「PDLA」と呼称する場合がある。)は、D−乳酸を主たる構成成分、好ましくは95モル%以上を含む重合体である。本発明に係るポリ−D−乳酸(PDLA)は、種々公知の方法、例えば、70℃〜160℃、好ましくは90℃〜120℃の範囲で結晶化させてなる。非晶のPDLAを使用した場合は押出機からホッパーに伝わってくる熱によりPDLA同士あるいはPDLAと前記PLLAが融着する虞がある。D−乳酸の含有量が95モル%未満の重合体は、前述のポリ−L−乳酸と溶融混練して得られるポリ乳酸系組成物を延伸して得られる延伸フィルムの耐熱性が劣る虞がある。
PDLAの分子量は前述のPLLAと混合したポリ乳酸系組成物がフィルムとして形成性を有する限り、特に限定はされないが、通常、重量平均分子量(Mw)は6,000〜3,000,000、好ましくは6,000〜2,000,000の範囲にあるポリ−D乳酸が好適である。重量平均分子量が6,000未満のものは得られる延伸フィルムの強度が劣る虞がある。一方、3,000,000を越えるものは溶融粘度が大きくフィルム加工性が劣る虞がある。
本発明においてPLLA及びPDLAには、本発明の目的を損なわない範囲で、少量の他の共重合成分、例えば、多価カルボン酸若しくはそのエステル、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン類等を共重合させておいてもよい。多価カルボン酸としては、具体的には、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、スベリン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、セバシン酸、ジグリコール酸、ケトピメリン酸、マロン酸及びメチルマロン酸等の脂肪族ジカルボン酸並びにテレフタル酸、イソフタル酸及び2,6−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
多価カルボン酸エステルとしては、具体的には、例えば、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、グルタル酸ジメチル、グルタル酸ジエチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、ピメリン酸ジメチル、アゼライン酸ジメチル、スベリン酸ジメチル、スベリン酸ジエチル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、デカンジカルボン酸ジメチル、ドデカンジカルボン酸ジメチル、ジグリコール酸ジメチル、ケトピメリン酸ジメチル、マロン酸ジメチル及びメチルマロン酸ジメチル等の脂肪族ジカルボン酸ジエステル並びにテレフタル酸ジメチル及びイソフタル酸ジメチル等の芳香族ジカルボン酸ジエステルが挙げられる。
多価アルコールとしては、具体的には、例えば、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、1,3−ブタンジオール、2−メチル−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタメチレングリコール、へキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール及び分子量1000以下のポリエチレングリコール等が挙げられる。
ヒドロキシカルボン酸としては、具体的には、例えば、グリコール酸、2−メチル乳酸、3−ヒドロキシ酪酸、4−ヒドロキシ酪酸、2−ヒドロキシ−n−酪酸、2−ヒドロキシ−3,3−ジメチル酪酸、2−ヒドロキシ−2−メチル酪酸、2−ヒドロキシ−3−メチル酪酸、ヒドロキシピバリン酸、ヒドロキシイソカプロン酸及びヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。ラクトン類としては、具体的には、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、β又はγ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、4−メチルカプロラクトン、3,5,5−トリメチルカプロラクトン、3,3,5−トリメチルカプロラクトン等の各種メチル化カプロラクトン;β−メチル−δ−バレロラクトン、エナントラクトン、ラウロラクトン等のヒドロキシカルボン酸の環状1量体エステル;グリコリド、L−ラクチド、D−ラクチド等の上記ヒドロキシカルボン酸の環状2量体エステル等が挙げられる。
また、本発明に係わるPLLA及びPDLAには、それぞれD−乳酸若しくはL−乳酸を前記範囲以下であれば少量含まれていてもよい。
<マット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法>
本発明のマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法は、原料であるPLLA及びPDLAの分子量の低下をできるだけ防いで、耐熱性に優れるマット調のステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法である。
本発明のマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法は、原料であるPLLA及びPDLAの分子量の低下をできるだけ防いで、耐熱性に優れるマット調のステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法である。
本発明の一つの方法は、結晶化させてなるポリL−乳酸:10〜90質量%と結晶化させてなるポリD−乳酸:90〜10質量%〔但し、ポリL−乳酸とポリD−乳酸との合計量を100質量%とする。〕の混合物を、結晶化させてなるポリL−乳酸の重量平均分子量(Mw−L)と結晶化させてなるポリD−乳酸の重量平均分子量(Mw−D)を加重平均して得られる重量平均分子量(Mw−DL)の保持率が75%以上となるように、160〜250℃の温度で溶融、押出し、冷却して、少なくとも一部が結晶化したシートを得た後、当該シートを、60〜90℃の温度で、少なくとも一方向に2倍以上延伸して延伸フィルムとした後、当該延伸フィルムを拘束下で、170〜210℃の温度で1秒以上熱処理して、広角X線回折による回折ピークが12°付近、21°付近及び24°付近に生じさせることを特徴とするマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法である。
本発明の他の一つの方法は、結晶化させてなるポリL−乳酸:10〜90質量%と結晶化させてなるポリD−乳酸:90〜10質量%〔但し、ポリL−乳酸とポリD−乳酸との合計量を100質量%とする。〕の混合物を、単軸押出機を備えたシート成形機を用いて、160〜250℃の温度、0.6kWh/kg以下の比エネルギーで溶融、押出し、冷却して、少なくとも一部が結晶化したシートを得た後、当該シートを、60〜90℃の温度で、少なくとも一方向に2倍以上延伸して延伸フィルムとした後、当該延伸フィルムを拘束下で、170〜210℃の温度で1秒以上熱処理して、広角X線回折による回折ピークが12°付近、21°付近及び24°付近に生じさせることを特徴とするマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法である。
本発明の製造方法は、原料として用いるPLLA及びPDLAは結晶化させておくことが必要である。非晶状態のPLLA及び/又はPDLAを原料として用いた場合は、PLLA及び/又はPDLAが押出機の原料ホッパー内でブロッキングを起こす虞があるので好ましくない。
結晶化させてなるPLLAと結晶化させてなるPDLAの配合量は、上記範囲内にある限り、得られるステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムは耐熱性を有する。結晶化させてなるPLLA、又は結晶化させてなるPDLAの配合量が10質量%未満の場合は、得られるマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムにおけるステレオコンプレックスの生成量(結晶量)が少なくなるので、PLLA、又はPDLAを単独で用いて得られるポリ乳酸延伸フィルムの耐熱性と同じ程度になる。
結晶化させてなるPLLAと結晶化させてなるPDLAの配合量が質量比=60/40〜40/60の範囲がよく、55/45の場合が、得られるマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムにおけるステレオコンプレックスの生成量が最大となる。
本発明の製造方法は、延伸に供するシートが少なくとも一部が結晶化したシートであることが必須である。少なくとも一部が結晶化したシート得る方法としては、例えば、溶融、押出し、冷却して得たシートを熱処理、好ましくは150℃以上の温度で、60秒以上熱処理する方法を取り得る。
なお、本発明において、少なくとも一部が結晶化したシートとは、広角X線回折による回折ピークが12°付近、21°付近及び24°付近にステレオコンプレックスの結晶に起因する回折ピーク、あるいは、17°付近にPLLA及び/又はPDLAの結晶に起因する、少なくとも何れかの回折ピークを有するシートであり、シートを構成するPLLA及びPDLAの全てが結晶化してなるシートではない。
また、少なくとも一部が結晶化したシートを得る方法としては、予め、結晶化させてなるPLLAと結晶化させてなるPDLAの混合物に核剤を添加した後、上記方法で溶融、押出し、冷却して直接、少なくとも一部が結晶化したシートとする方法も取り得る。
少なくとも一部が結晶化したシートを延伸するには、60〜160℃、好ましくは65〜120℃の温度で、少なくとも一方向に2倍以上、好ましくは3倍以上、さらに好ましくは縦及び横方向に3〜4倍の範囲で延伸する。延伸温度が60℃未満では、安定して延伸できない虞があり、また得られる延伸フィルムは平滑性が劣る虞がある。一方、延伸温度が120℃を超えると、加熱ロールに付着し、フィルム表面が汚れ、靭性が劣る虞がある。また、延伸倍率が2倍未満では、耐熱性に優れた延伸フィルムが得られない虞がある。
延伸フィルムに広角X線回折によるステレオコンプレックスの結晶に起因する回折ピークを12°付近、21°付近及び24°付近に生じさせるには、延伸フィルムを拘束下で、170〜210℃、好ましくは180〜210℃の温度で、1秒以上、好ましくは1〜60秒で熱処理する必要がある。延伸フィルムの熱処理温度が170℃未満では、延伸フィルムに含まれるPLLA及び/又はPDLAが単独で結晶を形成する虞があり、また、熱処理時間が1秒未満の場合は、延伸フィルムに含まれるPLLA及び/又はPDLAが単独で結晶を形成する虞があり、何れも得られる延伸フィルムは耐熱性に劣る。
<マット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルム>
本発明の製造方法で得られるマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムは、通常、ヘイズが20%以上、好ましくは30〜60%の範囲にある。
本発明の製造方法で得られるマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムは、通常、ヘイズが20%以上、好ましくは30〜60%の範囲にある。
本発明の製造方法で得られるマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの厚さは、通常、5〜500μm、好ましくは10〜100μmの範囲にある。
本発明の製造方法で得られるマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムは、必要に応じて、他の層あるいは印刷層との密着性を向上させるために、プライマーコート、コロナ処理、プラズマ処理や火炎処理などを施しても良い。
本発明の製造方法で得られるマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムは、用途に応じて、他の基材を積層させてもよい。他の基材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン及びポリメチルペンテン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート及びポリカーボネート等のポリエステル、ナイロン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリメチルメタクリレート、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリ乳酸、脂肪族ポリエステル等の生分解性ポリエステル等の熱可塑性樹脂からなるフィルム、シート、カップ、トレー状物、あるいはその発泡体、若しくはガラス、金属、アルミニウム箔、紙等が挙げられる。熱可塑性樹脂からなるフィルムは無延伸であっても一軸あるいは二軸延伸フィルムであっても良い。勿論、基材は1層でも2層以上としても良い。
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実施例に制約されるものではない。
本発明の実施例、及び参考例で使用したポリ乳酸を以下に示す。
(1)ポリ−L−乳酸(ネイチャーワークス製:PLLA−1)
D体量:1.9%、Mw:22.2万(g/モル)、Tm:163℃。
(2)ポリ−D−乳酸(東洋紡製:PDLA−1)
D体量:100.0%、Mw:15万(g/モル)、Tm:174℃。
本発明におけるポリ乳酸及びフィルムの物性は以下の方法で測定した。
(1−1)重量平均分子量(Mw)
ポリ−L−乳酸及びポリ−D−乳酸は以下の方法で測定した。
試料20mgにGPC溶離液10mlを加え、一晩静置後、手で緩やかに攪拌した。この溶液を両親媒性0.45μm−PTFEフィルター(ADVANTEC
DISMIC−25HP045AN)でろ過し、GPC試料溶液とした。
測定装置:ShoDeX GPC SYSTEM−21
解析装置:データ解析プログラム:SIC480データステーション2
検出器:示差屈折検出器(RI)
カラム:ShoDeX GPC K−G + K−806L + K−806L
カラム温度:40℃溶離液:クロロホルム流速:1.0ml/分
注入量:200μL分子量校正:単分散ポリスチレン
(1−2)重量平均分子量(Mw)
ポリ−L−乳酸およびポリ−D−乳酸を溶融混練してなるポリ乳酸系組成物の重量平均分子量(Mw)は以下の方法で測定した。
ポリ乳酸組成物からなるシートから試料20mgを採取した後、移動相に溶解し(濃度0.5%)、0.45の親水性PTFEフィルター(MilleX−LH:日本ミリポア)でろ過し、GPC試料溶液とした。
カラム温度:40℃移動相:HFIP + 5mM TFANa流量:1.0ml/分
検出:RI
注入量:50μL
測定装置:510高圧ポンプ、U6K
注水装置、410示差屈折計(日本ウオーターズ)
分子量校正:単分散PMMA(Easi Cal PM−1:Polymer laboratories)
注入量:200μL分子量校正:単分散ポリスチレン
(2)透明性
日本電色工業社製 ヘイズメーター300Aを用いてフィルムのヘイズ値(HZ)を測定した。
(3)広角X線測定
測定装置:X線回折装置(株式会社リガク製:Ultima4 XRD−DSC4
反射X線ターゲット:Cu
K−アルファ出力:40kV40mA
回転角:80℃/分
ステップ:0.04℃
走査範囲:5〜30℃
本発明の実施例、及び参考例で使用したポリ乳酸を以下に示す。
(1)ポリ−L−乳酸(ネイチャーワークス製:PLLA−1)
D体量:1.9%、Mw:22.2万(g/モル)、Tm:163℃。
(2)ポリ−D−乳酸(東洋紡製:PDLA−1)
D体量:100.0%、Mw:15万(g/モル)、Tm:174℃。
本発明におけるポリ乳酸及びフィルムの物性は以下の方法で測定した。
(1−1)重量平均分子量(Mw)
ポリ−L−乳酸及びポリ−D−乳酸は以下の方法で測定した。
試料20mgにGPC溶離液10mlを加え、一晩静置後、手で緩やかに攪拌した。この溶液を両親媒性0.45μm−PTFEフィルター(ADVANTEC
DISMIC−25HP045AN)でろ過し、GPC試料溶液とした。
測定装置:ShoDeX GPC SYSTEM−21
解析装置:データ解析プログラム:SIC480データステーション2
検出器:示差屈折検出器(RI)
カラム:ShoDeX GPC K−G + K−806L + K−806L
カラム温度:40℃溶離液:クロロホルム流速:1.0ml/分
注入量:200μL分子量校正:単分散ポリスチレン
(1−2)重量平均分子量(Mw)
ポリ−L−乳酸およびポリ−D−乳酸を溶融混練してなるポリ乳酸系組成物の重量平均分子量(Mw)は以下の方法で測定した。
ポリ乳酸組成物からなるシートから試料20mgを採取した後、移動相に溶解し(濃度0.5%)、0.45の親水性PTFEフィルター(MilleX−LH:日本ミリポア)でろ過し、GPC試料溶液とした。
カラム温度:40℃移動相:HFIP + 5mM TFANa流量:1.0ml/分
検出:RI
注入量:50μL
測定装置:510高圧ポンプ、U6K
注水装置、410示差屈折計(日本ウオーターズ)
分子量校正:単分散PMMA(Easi Cal PM−1:Polymer laboratories)
注入量:200μL分子量校正:単分散ポリスチレン
(2)透明性
日本電色工業社製 ヘイズメーター300Aを用いてフィルムのヘイズ値(HZ)を測定した。
(3)広角X線測定
測定装置:X線回折装置(株式会社リガク製:Ultima4 XRD−DSC4
反射X線ターゲット:Cu
K−アルファ出力:40kV40mA
回転角:80℃/分
ステップ:0.04℃
走査範囲:5〜30℃
〔実施例1〕
予め結晶化させてなるPLLA及び予め結晶化させてなるPDLAを50:50(質量比)で計量し、ブルックナー社製の単軸押出機(スクリュ径:60mm、スクリュ長:L/D=27、バリアフライトスクリュー)で、溶融温度240℃、押出回転数50rpmでポリ乳酸組成物をT−ダイシート成形機で、厚さ約300μmのポリ乳酸組成物からなるシートを成形した。次に当該シートをパンダグラフ式バッチ二軸延伸装置(ブルックナー社製)にセットし、150℃のホットエアーで60秒間熱処理した。熱処理して得られたシートは、図1に示すように、12°にステレオコンプレックスの結晶に基く回折ピーク、及び17°にPLLA及び/又はPDLAの結晶に基く回折ピークが認められ、一部が結晶化したシートであった。
次いで、当該シートをパンダグラフ式バッチ二軸延伸装置(ブルックナー社製)にセットし、75℃ホットエアーで60秒予熱した後、2.1m/分の速度で、縦横方向に3.5倍延伸(同時二軸延伸)し、200℃で10秒間ヒートセットを行い、マット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムを得た。
延伸に供したシート及び得られたマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの物性を前記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
予め結晶化させてなるPLLA及び予め結晶化させてなるPDLAを50:50(質量比)で計量し、ブルックナー社製の単軸押出機(スクリュ径:60mm、スクリュ長:L/D=27、バリアフライトスクリュー)で、溶融温度240℃、押出回転数50rpmでポリ乳酸組成物をT−ダイシート成形機で、厚さ約300μmのポリ乳酸組成物からなるシートを成形した。次に当該シートをパンダグラフ式バッチ二軸延伸装置(ブルックナー社製)にセットし、150℃のホットエアーで60秒間熱処理した。熱処理して得られたシートは、図1に示すように、12°にステレオコンプレックスの結晶に基く回折ピーク、及び17°にPLLA及び/又はPDLAの結晶に基く回折ピークが認められ、一部が結晶化したシートであった。
次いで、当該シートをパンダグラフ式バッチ二軸延伸装置(ブルックナー社製)にセットし、75℃ホットエアーで60秒予熱した後、2.1m/分の速度で、縦横方向に3.5倍延伸(同時二軸延伸)し、200℃で10秒間ヒートセットを行い、マット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムを得た。
延伸に供したシート及び得られたマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの物性を前記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
〔実施例2〕
実施例1で得られた熱処理して得られたシートに替えて、厚さ約300μmのポリ乳酸組成物からなるシートを、200℃のホットエアーで60秒間熱処理して得た図2に示すシートを用いる以外は、実施例1と同様に行い、マット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムを得た。延伸に供したシート及び得られたマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの物性を前記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例2で用いた延伸に供したシートは、図2に示すように、12°、21°及び24°にステレオコンプレックスの結晶に基く回折ピークが認められ、一部が結晶化したシートであった。
実施例1で得られた熱処理して得られたシートに替えて、厚さ約300μmのポリ乳酸組成物からなるシートを、200℃のホットエアーで60秒間熱処理して得た図2に示すシートを用いる以外は、実施例1と同様に行い、マット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムを得た。延伸に供したシート及び得られたマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの物性を前記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
実施例2で用いた延伸に供したシートは、図2に示すように、12°、21°及び24°にステレオコンプレックスの結晶に基く回折ピークが認められ、一部が結晶化したシートであった。
〔参考例1〕
実施例1で得られた熱処理して得られたシートに替えて、厚さ約300μmのポリ乳酸組成物からなるシートを、100℃のホットエアーで60秒間熱処理して得た図3に示すシートを用いる以外は、実施例1と同様に行い、二軸延伸フィルムを得た。延伸に供したシート及び得られた二軸延伸フィルムの物性を前記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
参考例1で用いた延伸に供したシートは、図3に示すように、ステレオコンプレックスの結晶、及びPLLA及び/又はPDLAの結晶に基く回折ピークの何れも認められず、非晶のシートであった。
実施例1で得られた熱処理して得られたシートに替えて、厚さ約300μmのポリ乳酸組成物からなるシートを、100℃のホットエアーで60秒間熱処理して得た図3に示すシートを用いる以外は、実施例1と同様に行い、二軸延伸フィルムを得た。延伸に供したシート及び得られた二軸延伸フィルムの物性を前記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
参考例1で用いた延伸に供したシートは、図3に示すように、ステレオコンプレックスの結晶、及びPLLA及び/又はPDLAの結晶に基く回折ピークの何れも認められず、非晶のシートであった。
〔参考例2〕
実施例1で得られた熱処理して得られたシートに替えて、厚さ約300μmのポリ乳酸組成物からなるシートを、熱処理せずに、実施例1に記載の方法で延伸し、二軸延伸フィルムを得た。延伸に供したシート及び得られた二軸延伸フィルムの物性を前記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
参考例2で用いた延伸に供したシートは、図4に示すように、ステレオコンプレックスの結晶、及びPLLA及び/又はPDLAの結晶に基く回折ピークの何れも認められず、非晶のシートであった。
実施例1で得られた熱処理して得られたシートに替えて、厚さ約300μmのポリ乳酸組成物からなるシートを、熱処理せずに、実施例1に記載の方法で延伸し、二軸延伸フィルムを得た。延伸に供したシート及び得られた二軸延伸フィルムの物性を前記記載の方法で測定した。測定結果を表1に示す。
参考例2で用いた延伸に供したシートは、図4に示すように、ステレオコンプレックスの結晶、及びPLLA及び/又はPDLAの結晶に基く回折ピークの何れも認められず、非晶のシートであった。
表1から明らかなように、実施例1,2で得られたマット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムはヘイズ値が高くマット調であり、広角X線測定においてステレオコンプレックス晶帰属のピーク(12度、21度、24度)しか見られない。
一方、参考例1、2で得られた二軸延伸フィルムはヘイズ値が低く透明性である。
一方、参考例1、2で得られた二軸延伸フィルムはヘイズ値が低く透明性である。
本発明の製造方法で得られるマット調のステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムは、原料であるポリ乳酸の分子量の低下を極力抑えられており、しかも、一般的にフィルムの強度低下の要因となる無機化合物などを含まないので、得られるマット調の延伸フィルムは、従来のポリ乳酸二軸延伸フィルムと同様な機械的強度を有している。したがって、通常の包装用フィルムに限らず、高級感を有するフィルムとして、隠蔽性、意匠性などを好む分野の用途にも用いることができる。
Claims (2)
- 結晶化させてなるポリL−乳酸:10〜90質量%と結晶化させてなるポリD−乳酸:90〜10質量%〔但し、ポリL−乳酸とポリD−乳酸との合計量を100質量%とする。〕の混合物を、結晶化させてなるポリL−乳酸の重量平均分子量(Mw−L)と結晶化させてなるポリD−乳酸の重量平均分子量(Mw−D)を加重平均して得られる重量平均分子量(Mw−DL)の保持率が75%以上となるように、160〜250℃の温度で溶融、押出し、冷却して、少なくとも一部が結晶化したシートを得た後、当該シートを、60〜90℃の温度で、少なくとも一方向に2倍以上延伸して延伸フィルムとした後、当該延伸フィルムを拘束下で、170〜210℃の温度で1秒以上熱処理して、広角X線回折による回折ピークが12°付近、21°付近及び24°付近に生じさせることを特徴とするステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法。
- 結晶化させてなるポリL−乳酸:10〜90質量%と結晶化させてなるポリD−乳酸:90〜10質量%〔但し、ポリL−乳酸とポリD−乳酸との合計量を100質量%とする。〕の混合物を、単軸押出機を備えたシート成形機を用いて、160〜250℃の温度、0.6kWh/kg以下の比エネルギーで溶融、押出し、冷却して、少なくとも一部が結晶化したシートを得た後、当該シートを、60〜90℃の温度で、少なくとも一方向に2倍以上延伸して延伸フィルムとした後、当該延伸フィルムを拘束下で、170〜210℃の温度で1秒以上熱処理して、広角X線回折による回折ピークが12°付近、21°付近及び24°付近に生じさせることを特徴とするステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法。
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JP2013108520A JP2014227472A (ja) | 2013-05-23 | 2013-05-23 | マット調ステレオコンプレックス・ポリ乳酸延伸フィルムの製造方法 |
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Cited By (2)
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---|---|---|---|---|
CN107142610A (zh) * | 2017-05-18 | 2017-09-08 | 四川大学 | 一种高性能立构复合聚乳酸静电纺丝纳米纤维膜及其制备方法 |
CN114350128A (zh) * | 2022-01-13 | 2022-04-15 | 中国科学院长春应用化学研究所 | 一种增强增韧的聚乳酸材料及其制备方法 |
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2013
- 2013-05-23 JP JP2013108520A patent/JP2014227472A/ja not_active Withdrawn
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