TWI448506B - 脂肪族聚酯系片及由它形成之成形體 - Google Patents

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Masahiro Kimura
Tian Xia
Zheng Xu
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Description

脂肪族聚酯系片及由它形成之成形體
本發明係有關於一種具備耐熱性、耐衝擊性、透明性及成形性優良的脂肪族聚酯系片及其成形體。
近年來,由於環境意識的提高,起因於塑膠製品的廢棄所引起的土壤污染問題,或是焚燒所引起的二氧化碳增加之地球暖化問題受到注目。針對前者的對策,有研究開發各種的生物分解樹脂,針對後者的對策,有研究開發一種樹脂,該樹脂係由來自即便焚燒亦不會增加大氣中新的二氧化碳負荷的植物之原料所構成。對於使用於各種商品展示包裝用等之保形器具類、或食品盤子、飲料杯等的容器類,亦開發使用各種生物分解樹脂、由來自植物原料所構成的樹脂而成者。其中,特別是脂肪族聚酯之聚乳酸,作為生物分解、來自植物的塑膠時,因為玻璃轉移點為較高之約60℃且透明等的緣故,係具有將來性的原料而最受到注目。
但是,聚乳酸與先前來自石油的原料、例如聚對酞酸乙二酯比較時,會有玻璃轉移點為較低之約20℃,使用於目前的各種用途時,會有耐熱性不足之問題。
解決該問題之手段,有提案揭示一種使聚乳酸結晶化來改良耐熱性之技術。
例如專利文獻1記載一種技術,係在將含有透明核劑之聚乳酸組成物成形時或成形後,進行熱處理,來提高結晶性之技術。因為本技術係藉由在成形時的成形模具熱處 理、或是成形後的熱處理,使其結晶化來賦予耐熱性,所以薄片本身的耐熱性不足。
專利文獻2記載一種技術,係藉由熱處理成形前的薄片,又使其拉伸配向,來賦予成形時的加熱模具脫模性之技術。但是,本技術之薄片及成形品的透明性非常不足。
又,專利文獻3係藉由混合結晶性的聚乳酸與非晶性的聚乳酸,來賦予拉伸薄片熱成形性之技術。但是,因為本技術含有50%以上之非晶性的聚乳酸,無法賦予充分的耐熱性。
專利文獻4提案揭示一種耐折強度大的聚乳酸系片,係在內層含有聚乳酸及乳酸系聚酯,且在外層含有透明核劑之所謂聚乳酸2種3層的薄片構成。但是,在此所揭示的技術,會有因成形時的熱處理致使透明性變差之問題點。
專利文獻5提案揭示一種技術,係使聚乳酸樹脂的D體含量亦即結晶性具有差異之由2層所構成的積層片熱結晶化,來使其兼具成形性及耐熱性,但是在本技術內容之透明性非常不足。
專利文獻1:特開平9-278991號公報
專利文獻2:特開2003-245971號公報
專利文獻3:特開2004-204128號公報
專利文獻4:特開2005-119062號公報
專利文獻5:特開2005-125765號公報
鑒於如此的背景,本發明的目的係提供一種耐熱性、 耐衝擊性、透明性及成形性優良的脂肪族聚酯系片及其成形體。
為了解決上述課題,本發明的脂肪族聚酯系片係採用以下的手段。(1)一種脂肪族聚酯系片,係至少具有由脂肪族聚酯所構成的層A,該層A的結晶化度X A 為3~60%,該層A含有結晶核劑及與結晶核劑具有氫鍵性之化合物,且薄片整體的霧度為10%以下。(2)前述(1)所記載之脂肪族聚酯系片,其中前述由脂肪族聚酯所構成的層A,係含有選自由脂肪族羧酸醯胺、及N-取代尿素所組成群組之至少1種作為結晶核劑,及選自由脂肪族醇類、山梨糖醇系化合物、胺基酸及多肽(poly peptide)所組成群組之至少1種作為與結晶核劑具有氫鍵性之化合物。(3)前述(1)所記載之脂肪族聚酯系片,其特徵為前述脂肪族聚酯係聚乳酸。(4)前述(1)所記載之脂肪族聚酯系片,其特徵為至少具有層B的結晶化度X B 係滿足以下的關係式之由脂肪族聚酯所構成的層B,X A >X B 。(5)前述(3)所記載之脂肪族聚酯系片,其特徵為前述聚乳酸係由聚L-乳酸及聚D-乳酸的混合物所構成。(6)前述(4)所記載之脂肪族聚酯系片,其中前述層A及層B的脂肪族聚酯係聚乳酸,且構成前述層A之聚L-乳酸中的D-乳酸單位的含有比率Da(莫耳%),及構成前述層B之聚L-乳酸中的D-乳酸單位的含有比率Db(莫耳%)係滿足以下的關係式,Da<Db。(7)前述(1)所記載之脂肪族聚酯系片,其中至少薄片面內的一個方向在70℃伸長100%時的應力F100 為1~10MPa。(8)前述(5)所記載之脂肪 族聚酯系片,其特徵為在薄片中所含有的乳酸低聚物成分量為0.3質量%以下。(9)前述(1)所記載之脂肪族聚酯系片,其特徵為前述層A的結晶大小為500奈米以下。(10)前述(4)所記載之脂肪族聚酯系片,其中前述層B的結晶大小為500奈米以下。(11)一種成形體,其係由前述(1)所記載之脂肪族聚酯系片所構成。
本發明的脂肪族聚酯系片之耐熱性、耐衝擊性、成形性、透明性良好,且藉由使用脂肪族聚酯系片能夠得到耐熱性、耐衝擊性、透明性優良的成形體。本發明的脂肪族聚酯系片能夠適合使用於各種泡殼包裝(blister pack)等之保形器具類、或必須具有耐熱性或透明性之食品盤子、飲料杯等的容器類,必須具有耐熱性之飲料自動販賣的展示用瓶、罐等成形體用途,又,亦能夠適合使用於表面材、層壓材等工業材料用途、載帶等的電子組件搬運用途等。
本發明者等對於前述課題、亦即耐熱性、耐衝擊性、透明性、成形性優良之脂肪族聚酯系片、及其成形體,專心研討的結果,追究明白藉由含有結晶核劑及與結晶核劑具有氫鍵性之化合物,並將結晶化度及薄片全體的霧度控制在特定範圍時,能夠一舉將如此的課題解決。
本發明的脂肪族聚酯系片係至少具有由脂肪族聚酯所構成的層A,該層A的結晶化度X A 為3~60%,該層A係含有結晶核劑及與結晶核劑具有氫鍵性之化合物,且薄片全體的霧度為10%以下係重要的。又,本發明的脂肪族聚 酯系片若至少具有上述層A時,可以是只有由層A所構成的單層片,亦可以是具有其他層之2層或3層的積層片,沒有特別限定。
由脂肪族聚酯所構成的層A之結晶化度X A 的較佳範圍為4~50%,更佳範圍為5~40%。由脂肪族聚酯所構成的層A的結晶化度X A 小於3%時,會有耐熱性不充分的情形。又,結晶化度X A 大於60%時,會有成形性變差之情形。
又,本發明的脂肪族聚酯系片之薄片全體的霧度為10%以下係重要的,薄片全體的霧度以8%以下為佳。薄片全體的霧度以5%以下為較佳,以3%以下為更佳。薄片全體的霧度大於10%以上時,會有耐熱性、耐衝擊性、透明性及成形性變差之情形。又,薄片全體的霧度的下限沒有特別限制,以較小為佳,但是因為目前的技術時小於0.1%係有困難的,認為0.1%左右為下限,又,0.5%以上、10%以下時,本發明的脂肪族聚酯系片具有充分的特性。又,在本發明所謂霧度係換算為厚度0.4毫米的薄片時之霧度值,係藉由H0.4 (%)=H×0.4/d(H0.4 :換算為0.4毫米厚度時之霧度值(%)、H:薄片試樣的霧度實測值(%)、d:霧度測定部的薄片試樣厚度(毫米))所定義的式所得到的換算霧度值。在本發明,該換算霧度值為10%以下係重要的(如上述之本發明所稱的霧度,只要沒有特別記載,係意指依據上述式換算為厚度0.4毫米的薄片時之換算霧度值)。
將薄片全體的霧度抑制在10%以下,係為了顯現本發明的課題之耐熱性、耐衝擊性、成形性及透明性的全部,以下(1)~(4)點非常重要的。
(1)耐熱性:具有相同結晶化度之薄片時,薄片全體的霧度較低者能夠形成更微細的結晶,此時,能夠形成高密度且均勻結晶化的樹脂,對提高薄片的耐熱性係非常有利的。
(2)耐衝擊性:通常對塑膠施加大力量時會產生破裂,力量會集中於裂縫(crack)的前端,更施加力量時,裂縫的前端產生延伸而破壞擴大。但是,將薄片全體的霧度抑制在10%以下時,在薄片中之微細結晶係分散的,當破裂進行時,塑膠中的微細結晶碰撞,而使破裂的進行往周圍分散。如此進行時,因為一個大的破裂會變成數根較小的破裂,破裂早晚會停止,結果對於耐衝擊性係有利的。
(3)成形性:雖然結晶化的薄片之成形性變差,但是將薄片全體的霧度抑制在10%以下,微細結晶分散時成形必要的非晶部分亦會均勻地分散在薄片中,而能夠維持成形性。
(4)透明性:使薄片全體的霧度為較小之10%以下時,透明性亦良好。
如此進行,本發明的脂肪族聚酯系片藉由將由脂肪族聚酯所構成的層A的結晶化度X A 抑制在3~60%的最佳範圍,來充分地提高脂肪族聚酯系片的耐熱性,且使薄片全體的霧度為10%以下,本發明能夠兼具脂肪族聚酯系片的耐熱性、耐衝擊性、透明性及成形性之全部。
由脂肪族聚酯所構成的之上述層A的結晶大小係以500奈米以下為佳,以300奈米以下為較佳,以100奈米以下為更佳,以50奈米以下為又更佳。就改良耐熱性、耐 衝擊性、透明性及成形性而言,由脂肪族聚酯所構成的層A的結晶大小以500奈米以下為佳。又,由脂肪族聚酯所構成的層A的結晶大小的下限沒有特別限制,以較小為佳,但是因為目前的技術時小於5奈米係有困難的,認為5奈米左右為下限。
就改良成形性而言,本發明的脂肪族聚酯系片以至少具有前述層A、及由滿足X A >X B 的結晶化度X B 之脂肪族聚酯所構成的層B為佳。
X AX B 之關係係以X A >2X B 為較佳,以X A >3X B 為更佳,以X A >5X B 為特佳。就成形性的改善效果大幅度地增加而言,X AX B 的關係以滿足X A >X B 為佳。
由脂肪族聚酯所構成的層B的結晶化度X B 之較佳範圍為0~30%。主要就耐熱性及成形性而言,由脂肪族聚酯所構成的層B的結晶化度X B 為0~30%的範圍為佳,以1~25%為較佳範圍,以2~20%為更佳範圍。
又,關於由脂肪族聚酯所構成的層B,該層B亦以含有結晶核劑、及與結晶核劑具有氫鍵性之化合物為較佳態樣。
前述由脂肪族聚酯所構成的層B的結晶大小以500奈米以下為佳,以300奈米以下為較佳,以100奈米以下為更佳,以50奈米以下為又更佳。就改良耐熱性、耐衝擊性、透明性及成形性而言,由脂肪族聚酯所構成的層B的結晶大小以500奈米以下為佳。又,由脂肪族聚酯所構成的層B的結晶大小的下限沒有特別限制,以較小為佳,但是因為目前的技術時小於5奈米係有困難的,認為5奈米左右 為下限。
本發明的脂肪族聚酯系片具有層B時,相對於薄片全體的厚度(層A與層B的合計厚度)之層B的比率(使層B具有2層以上時,係層B的合計比率),為了有效地發揮兩層的效果,以40~98%為佳。相對於薄片全體的厚度(層A與層B的合計厚度)之層B的比率(使層B具有2層以上時,係層B的合計比率)滿足40~98%時,就容易兼顧耐熱性及成形性而言,乃是較佳。。相對於薄片全體的厚度(層A與層B的合計厚度)之層B的比率(使層B具有2層以上時,係層B的合計比率)以50~95%為較佳,以60~90%為更佳。
本發明的脂肪族聚酯系片具有層B時,其積層構成可以是層A與層B之2層構成,亦可以是層A/層B/層A、或是層B/層A/層B的3層構成,亦可以是其以上的多層構成。又,亦可以含有層A及層B以外的其他層。層A及層B以外的其他層係例如他層/層A/層B/層A、層A/他層/層B/他層/層A等,在本發明的脂肪族聚酯系片,內層或表層等的配置位置沒有特別限定。含有層A或層B以外的其他層時,在薄片全體之層A與層B的合計厚度的比率以薄片全體之40~99.9%為佳。含有其他層時,主要是就能夠維持薄片全體的耐熱性而言,層A與層B的合計厚度的比率以薄片全體之40~99.9%為佳。層A與層B的合計厚度的比率以薄片全體之50~99.5%為較佳,以薄片全體之60~99%為更佳
此等之中,本發明的脂肪族聚酯系片係以在層B的兩側配置層A而成之含有層A/層B/層A的至少3層之積層 結構,在本發明的脂肪族聚酯系片為最佳。將結晶性相對較高的層A配置於表層,係因為能夠改良薄片在加熱成形時與模具的滑性。
採用在層A的兩側配置層B之含有層B/層A/層B的3層積層結構時,藉由將結晶性相對較低的層B配置於表層,具有能改良表面的光澤、或是降低起因於表面粗糙的表面霧度之優點。另一方面,從將本發明的脂肪族聚酯系片加熱成形時之加熱成形時與模具的滑性、耐熱性而言,以含有層A/層B/層A之3層的積層結構為佳。
本發明的脂肪族聚酯系片全體的厚度沒有特別限定,以50~2000微米為佳,以100~1500微米為較佳,以200~1000微米為更佳。就防止成形時的薄片破裂、維持成形體的強度而言,薄片厚度以50微米以上為佳。又,就防止成形時長時間加熱所引起的成形性、透明性變差而言,薄片厚度以2000微米以下為佳。
本發明所使用脂肪族聚酯有脂肪族二羧酸與脂肪族二醇之縮聚物、及脂肪族羥基羧酸的縮聚物等,單體結構或聚合法等沒有特別限制。
具體上,本發明所使用脂肪族聚酯能夠使用聚癸二酸丁二酯、聚琥珀酸丁二酯、聚(琥珀酸/己二酸丁二酯)(Polybutylene Succinate/Adipate)、聚癸二酸丙二酯、聚琥珀酸丙二酯、聚(琥珀酸/己二酸丙二酯)(Polypropylene Succinate/Adipate)、聚乳酸及聚乙醇酸等。此等之中,從來自植物的原料在環境方面、透明性及耐熱性優良之性能面而言,以含有聚乳酸作為脂肪族聚酯為佳。因此,本發 明的脂肪族聚酯系片之層A及/或層B的脂肪族系聚酯係以聚乳酸為佳。
又,層A的脂肪族聚酯的含量係以層A的總重量100重量%的50~100重量%為佳。層A的脂肪族聚酯的含量為層A的總重量的50~100重量%時,就耐熱性、耐衝擊性及成形性良好而言,乃是較佳。在層A的總重量之脂肪族聚酯的含量以60~99.5重量%為較佳,以80~99重量%為更佳。又,脂肪族聚酯系片具有層B時,關於層B,亦同樣地,在層B的總重量100重量%中脂肪族聚酯以50~100重量%為佳。層B的總重量中脂肪族聚酯的含量為50~100重量%時,就耐熱性、耐衝擊性、成形性良好而言,乃是較佳。層B的總重量中脂肪族聚酯的含量以60~99.5重量%為較佳,以80~99重量%為更佳。
作為構成本發明的層A或層B之脂肪族聚酯所使用的聚乳酸係以L-乳酸及/或D-乳酸單位作為主要構成成分之聚合物。
在本發明所稱之聚L-乳酸係在聚乳酸聚合物中的L-乳酸單位的含有比率大於50莫耳%、100莫耳%以下者,從結晶性方面而言,L-乳酸單位的含有比率以80莫耳%以上、100莫耳%以下為佳,以95莫耳%以上、100莫耳%以下為較佳,以98莫耳%以上、100莫耳%以下為更佳。
另一方面,在本發明所稱聚D-乳酸係指在聚乳酸聚合物中的D-乳酸單位的含有比率大於50莫耳%、100莫耳%以下者,從結晶性方面而言,D-乳酸單位的含有比率以80莫耳%以上、100莫耳%以下為佳,以95莫耳%以上、100 莫耳%以下為較佳,以98莫耳%以上、100莫耳%以下為更佳。
聚L-乳酸係依照該聚L-乳酸中的D-乳酸單位的含有比率,樹脂本身的結晶性產生變化。亦即,聚L-乳酸中的D-乳酸單位的含有比率增加時,聚L-乳酸的結晶性變低而接近非晶,相反地,聚L-乳酸中的D-乳酸單位的含有比率減少時,聚L-乳酸的結晶性變高。同樣地,聚D-乳酸係依照該聚D-乳酸中的L-乳酸單位的含有比率,樹脂本身的結晶性產生變化。亦即,聚D-乳酸中的L-乳酸單位的含有比率增加時,聚D-乳酸的結晶性變低而接近非晶,相反地,聚D-乳酸中的L-乳酸單位的含有比率減少時,聚D-乳酸的結晶性變高。
構成本發明的層A或層B之脂肪族聚酯所使用的聚乳酸亦可以含有乳酸以外的其他單體單位。其他單體可舉出乙二醇、丙二醇、丁二醇、庚二醇、己二醇、辛二醇、壬二醇、癸二醇、1,4-環己烷二甲醇、新戊二醇、甘油、新戊四醇、雙酚A、聚乙二醇、聚丙二醇及聚伸丁二醇等甘醇化合物、草酸、己二酸、癸二酸、壬二酸、十二烷二酮酸、丙二酸、戊二酸、環己烷二羧酸、對酞酸、異酞酸、酞酸、萘二羧酸、雙(對羧基苯基)甲烷、蒽二羧酸、4,4’-二苯基醚二羧酸、5-鈉磺酸基異酞酸、5-四丁基鏻異酞酸等的二羧酸、羥基乙酸、羥基丙酸、羥基丁酸、羥基戊酸、羥基己酸、羥基苯甲酸等的羥基羧酸、己內酯、戊內酯、丙內酯、十一碳烷酸內酯及1,5-氧化環己烷-2-酮等的內酯類。構成層A或層B之脂脂肪族聚酯係聚乳酸系樹脂時, 相對於聚乳酸樹脂的單體單位全體,上述其他單體單位的共聚合量以0~30莫耳%為佳,以0~10莫耳%為更佳。
為了滿足適當的製膜性、拉伸適合性及實用的機械特性,構成本發明的層A或層B之脂肪族聚酯所使用的聚乳酸的重量平均分子量以5萬~50萬為佳,以10萬~25萬為更佳。在此所稱重量平均分子量係指藉由凝膠滲透色譜儀(GPC)並使用氯仿溶劑來進行測定,並藉由聚甲基丙烯酸甲酯換算法計算得到的分子量。
就能夠將薄片全體的霧度抑制為較小而言,構成本發明的層A或層B之脂肪族聚酯所使用的聚乳酸以由聚L-乳酸與聚D-乳酸的混合物所構成為佳。使聚L-乳酸與聚D-乳酸的混合物結晶化時,係形成與只有由通常的L-乳酸或D-乳酸所形成的結晶(α結晶)不同晶系的立體複合結晶(SC結晶)。藉由使在同一系內存在α結晶及SC結晶之2種類的晶系,藉由一方晶系的結晶成長來阻礙另一方晶系的結晶,能夠使結晶更微細化。亦即,藉由該方法,能夠將將薄片全體的霧度抑制為較小。在實際的薄片中形成各結晶之方法將在後面說明,可同時形成α結晶及SC結晶,亦可先形成一方後,再形成另一方。先形成SC結晶之方法係適合使用在噴嘴至鑄塑部分降溫結晶化。這是利用SC結晶係從比較高溫的狀態開始降溫結晶化。
構成層A或層B之脂肪族聚酯係使用聚乳酸時,相對於各層之聚乳酸全體,聚L-乳酸與聚D-乳酸之各自的調配比率沒有特別限制,就上述目的而言,以1~99%為佳,5~95%為較佳,以10~90%為更佳。相對於各層之聚乳酸全體,聚 L-乳酸與聚D-乳酸之各自的調配比率係滿足1~99%的範圍時,因為上述結晶的微細化效果容易顯現,乃是較佳。
又,為了更效率良好地形成SC結晶,在各層之聚L-乳酸的重量平均分子量(以下,稱為Mw(L))與聚D-乳酸的重量平均分子量(以下,稱為Mw(D))的比Mw(L)/Mw(D)或Mw(D)/Mw(L)以2~40為較佳,以3~20為更佳,以4~10為特佳。這是藉由賦予聚L-乳酸與聚D-乳酸的分子鏈長度差異,互相能夠容易接近而能夠有效率地形成SC的緣故。在各層之Mw(L)與Mw(D)的比Mw(L)/Mw(D)或Mw(D)/Mw(L)為2以上時,能夠效率良好地形成SC結晶,乃是較佳。又,從能夠維持構成層之樹脂的強度而言,在各層之Mw(L)與Mw(D)的比Mw(L)/Mw(D)或Mw(D)/Mw(L)以40以下為佳。
在本發明的脂肪族聚酯系片,相對於構成前述層A之聚L-乳酸中的單體單位全體之D-乳酸單位的含有比率Da(莫耳%)、與相對於構成前述層B之聚L-乳酸中的單體單位全體之D-乳酸單位的含有比率Db(莫耳%)的關係為Da<Db,因為能夠使層A及層B各自期待之結晶化效果容易顯現,乃是較佳。亦即,藉由使Da與Db係Da<Db的關係,能夠將層A與層B的結晶化度的關係控制為X A >X B ,結果容易兼具耐熱性與成形性。
又,此時層A或層B若具有聚L-乳酸時即可,沒有特別限制,層A或層B係只有由聚L-乳酸構成、或是聚L-乳酸與聚D-乳酸的混合物,只要能夠滿足Da<Db(相對於聚L-乳酸中的單體單位全體,若將D-乳酸單位的含量比率 控制在層A與層B之間時),係較佳的實施態樣。亦即,例如能夠舉出層A為聚L-乳酸與聚D-乳酸的混合物,層B為聚L-乳酸,且滿足Da<Db的情況;及層A、層B都是聚L-乳酸與聚D-乳酸的混合物,且滿足Da<Db的情況等。
相對於聚L-乳酸中的單體單元全體,聚D-乳酸單位的含有比率在層A以在Da=0.2~4莫耳%的範圍為佳,以在Da=0.3~3莫耳%的範圍較佳,以在Da=0.5~2莫耳%的範圍更佳。相對於聚L-乳酸中的單體單位全體,D-乳酸單位的含有比率在層B以Db=1~15莫耳%為佳,以Db=1.2~10莫耳%為較佳,以Db=1.5~5莫耳%為更佳。在各層使用2種類以上的聚L-乳酸時,係使用在各自的聚L-乳酸中的D-乳酸單位含有比率,乘以對應之聚L-乳酸的比率(質量%)而求取得到的平均值。
又,在本發明的脂肪族聚酯系片,相對於各層的總質量,亦可以在各層含有0~80質量%之脂肪族聚酯以外的樹脂。脂肪族聚酯以外的樹脂可舉出例如聚縮醛、聚乙烯、聚丙烯、聚醯胺、聚(甲基)丙烯酸酯、聚苯硫、聚醚醚酮、聚酯、聚碸、聚二苯醚、聚醯亞胺、聚醚醯亞胺等的熱塑性樹脂、酚樹脂、三聚氰胺樹脂、聚酯樹脂、矽樹脂、環氧樹脂等的熱固性樹脂、乙烯/甲基丙烯酸環氧丙酯共聚物、聚酯彈性體、聚醯胺彈性體、乙烯/丙烯三元共聚物、乙烯/丁烯-1共聚物等的軟質熱塑性樹脂。此等之中,就與脂肪族聚酯、特別是與聚乳酸的相溶性良好、混合後的樹脂組成物的玻璃轉移溫度提高、高溫剛性能提高而言,以聚(甲基)丙烯酸為佳。聚(甲基)丙烯酸酯係指選自丙烯酸酯 及甲基丙烯酸酯之至少1種單體作為構成單位者,亦可共聚合2種以上的單體而使用。構成聚(甲基)丙烯酸酯所使用的丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯能夠使用例如丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸氰基乙酯、丙烯酸氰基丁酯等的丙烯酸酯、及甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸環己酯及甲基丙烯酸2-羥基乙酯等的甲基丙烯酸酯。此等之中,為了賦予樹脂組成物更高的高溫剛性及成形性,以使用聚甲基丙烯酸甲酯為佳。
又,從賦予耐衝擊性及提升成形性的觀點,相對於該層的總質量,選自層A及層B之至少1層以含有0.1~40質量%之玻璃轉移溫度為60℃以下的樹脂L作為脂肪族聚酯以外的樹脂為佳。含有量以0.2~30質量%為更佳,以0.5~20質量%為特佳。相對於該層的總質量,含有0.1質量%以上之玻璃轉移溫度為60℃以下的樹脂L時,就提高耐衝擊性的改良效果而言,乃是較佳。又,就能夠維持透明性及耐熱性而言,以40質量%以下為佳。又,就賦予耐衝擊性及提升成形性的觀點,以至少在層B含有樹脂L為佳。
主要從維持耐熱性的觀點及與脂肪族聚酯系樹脂的相溶性之觀點,該樹脂L的重量平均分子量以2,000~200,000為佳,以5,000~100,000為更佳,以10,000~80,000為特佳。又,在此,所謂重量平均分子量係指藉由凝膠滲透色譜儀(GPC)並使用氯仿溶劑進行測定,且依照聚甲基丙烯酸甲酯換算法所計算得到的分子量。
樹脂L以使用聚酯或聚伸烷基醚和聚乳酸的嵌段共聚物、聚酯及橡膠等為佳。
樹脂L係使用聚酯時,相對於含有該樹脂L(聚酯)之層的總質量,以含有0.1~10質量%為佳。含量以0.2~5質量%為更佳,以0.5~3質量%為特佳。
適合使用作為樹脂L之聚酯係以使用聚對酞酸丁二酯、聚對酞酸丙二酯、聚癸二酸丁二酯、聚琥珀酸丁二酯、聚(琥珀酸/對酞酸丁二酯)、聚(己二酸/對酞酸丁二酯)、聚(琥珀酸/己二酸丁二酯)、聚癸二酸丙二酯、聚琥珀酸丙二酯、聚(琥珀酸/對酞酸丙二酯)、聚(己二酸/對酞酸丙二酯)、聚(琥珀酸/己二酸丙二酯)等的芳香族及/或脂肪族聚酯為佳。此等之中,特別是聚(己二酸/對酞酸丁二酯)及聚(琥珀酸/己二酸丁二酯)係具有賦予耐衝擊性的效果。
樹脂L係使用聚酯或聚伸烷基醚和聚乳酸的嵌段共聚物、或橡膠時,相對於含有該樹脂L(聚酯或聚伸烷基醚和聚乳酸的嵌段共聚物、或橡膠)之層的總質量,以含有5~40質量%為佳,含量以7~30質量%為更佳,以10~20質量%為特佳。
又,樹脂L之聚酯或聚伸烷基醚和聚乳酸的嵌段共聚物係由聚酯部分或聚伸烷基醚部分和聚乳酸部分所構成之嵌段共聚物。在該嵌段共聚物之乳酸成分的含量以該嵌段共聚物100質量%中之大於0質量%、60質量%以下為佳。在該嵌段共聚物,乳酸成分係滿足該嵌段共聚物100質量%中之大於0質量%、60質量%以下的範圍時,就使提高物性的效果變高而言,乃是較佳。而且,本發明的脂肪族聚酯系片之使用該嵌段共聚物之層的脂肪族聚酯係聚乳酸時,以在該嵌段共聚物一分子中具有一個以上之分子量為 1,500以上的聚乳酸部分為特佳。此時,該嵌段共聚物的聚乳酸部分藉由被收容在由基料的脂肪族聚酯之聚乳酸所形成的結晶中,能產生抑止嵌段共聚物的聚乳酸部分連接於基料的作用,而抑制該嵌段共聚物的滲出(bleed out)。
樹脂L之嵌段共聚物所使用的聚酯部分能適合使用聚對酞酸丁二酯、聚對酞酸丙二酯、聚癸二酸丁二酯、聚琥珀酸丁二酯、聚(琥珀酸/對酞酸丁二酯)、聚(己二酸/對酞酸丁二酯)、聚(己二酸/琥珀酸丁二酯)、聚癸二酸丙二酯、聚琥珀酸丙二酯、聚(琥珀酸/對酞酸丙二酯)、聚(己二酸/對酞酸丙二酯)及聚(己二酸/琥珀酸丙二酯)等。
上述聚伸烷基醚部分能適合使用聚乙二醇、聚丙二醇、聚伸丁二醇、聚乙二醇-聚丙二醇共聚物等。
又,樹脂L之上述橡膠以含有矽成分、丙烯酸成分、苯乙烯成分、腈成分、共軛雙鍵成分、胺基甲酸酯成分或乙烯丙烯成分等之聚合物為佳,以芯-殼型的多層結構聚合物為更佳。
本發明的脂肪族聚酯系片之前述層A含有結晶核劑係重要的。脂肪族聚酯系片更具有層B時,不只是層A而且層B具有結晶核劑亦是較佳態樣。此種結晶核劑的任務係抑制形成各層之脂肪族聚酯的結晶過大成長來使結晶微細化,且提高結晶化速度。具有此種任務之結晶核劑能夠使用脂肪族羧酸醯胺、N-取代尿素、脂肪族羧酸鹽、脂肪族醇、脂肪族羧酸酯、脂肪族/芳香族羧酸醯肼、山梨糖醇系化合物、三聚氰胺系化合物、苯基磺酸金屬鹽、胺基酸及多肽等。其中,以使用選自脂肪族羧酸醯胺、山梨糖醇系 化合物、胺基酸及多肽之化合物為佳。
適合使用作為結晶核劑之脂肪族羧酸醯胺的具體例可舉出如月桂醯胺、棕櫚醯胺、油醯胺、硬脂醯胺、芥醯胺、蘿醯胺、蓖麻醇酸醯胺、羥基硬脂醯胺之脂肪族一羧酸醯胺類、如N-油醯基棕櫚醯胺、N-油醯基油醯胺、N-油醯基硬脂醯胺、N-硬脂醯油醯胺、N-硬脂醯硬脂醯胺、N-硬脂醯芥醯胺、羥甲基硬脂醯胺、羥甲基蘿醯之N-取代脂肪族一羧酸醯胺類、亞甲基雙硬脂醯胺、伸乙基雙月桂醯胺、伸乙基雙正癸醯胺、伸乙基雙油醯胺、伸乙基雙硬脂醯胺、伸乙基雙芥醯胺、伸乙基雙蘿醯胺、伸乙基雙異硬脂醯、伸乙基雙羥基硬脂醯胺、伸丁基雙硬脂醯胺、六亞甲雙油醯胺、六亞甲雙硬脂醯胺、六亞甲雙蘿醯胺、六亞甲雙羥基硬脂醯胺、間苯二甲基雙硬脂醯胺、間苯二甲基雙-12-羥基硬脂醯胺之脂肪族羧酸雙醯胺類、如N,N'-二油醯基癸二醯胺、N,N'-二油醯基己二醯胺、N,N'-二硬脂醯己二醯胺、N,N'-二硬脂醯癸二醯胺之N-取代脂肪族羧酸雙醯胺類。此等之中,以使用選自脂肪族一羧酸醯胺類、N-取代脂肪族一羧酸醯胺類及脂肪族羧酸雙醯胺類之化合物。特別適合使用選自較佳是碳數4~30、更佳是碳數12~30的脂肪族羧酸與氨或碳數1~30的脂肪族/芳香族的一元胺/二元胺的胺之醯胺為佳。以使用選自棕櫚醯胺、硬脂醯胺、芥醯胺、蘿醯胺、蓖麻醇酸醯胺、羥基硬脂醯胺、N-油醯基棕櫚醯胺、N-硬脂醯芥醯胺、伸乙基雙正癸醯胺、伸乙基雙油醯胺、伸乙基雙硬脂醯胺、伸乙基雙月桂醯胺、伸乙基雙芥醯胺、間苯二甲基雙硬脂醯胺及間苯二甲基雙 -12-羥基硬脂醯胺之化合物。
又,適合使用作為結晶核劑之N-取代尿素之具體例,能夠使用N-丁基-N'-硬脂醯尿素、N-丙基-N'-硬脂醯尿素、N-硬脂醯-N'-硬脂醯尿素、N-苯基-N'-硬脂醯尿素、苯二甲基雙硬脂醯尿素、伸苯基雙硬脂醯尿素、六亞甲雙硬脂醯尿素、二苯基甲烷雙硬脂醯尿素及二苯基甲烷雙月桂基尿素等。
又,適合使用作為結晶核劑之脂肪族羧酸鹽的較佳例子,可舉出較佳是碳數4~30、更佳是碳數14~30的脂肪族羧酸鹽的金屬鹽。碳數14~30的脂肪族羧酸的具體例可舉出月桂酸、肉豆蔻酸、棕櫚酸、油酸、硬脂酸、異硬脂酸、蘿酸及二十八酸等。又,金屬的例子可舉出鋰、鈉、鉀、鎂、鈣、鋇、鋁、鋅、銀、銅、鉛、鉈、鈷、鎳及鈹等。以使用硬脂酸的鹽類或二十八酸的鹽類為佳,以使用選自硬脂酸鈉、硬脂酸鉀、硬脂酸鋅及二十八酸鈣之化合物為特佳。
又,適合使用作為結晶核劑之脂肪族醇的較佳例子,可舉出較佳是碳數4~30、更佳是碳數15~30的脂肪族醇。具體上,可舉出十五烷醇、鯨蠟醇、十七烷醇、硬脂醇、十九烷醇、二十烷醇、蠟醇、三十烷醇等的脂肪族一元醇類、1,6-己二醇、1,7-庚二醇、1,8-辛二醇、1,9-壬二醇1,10-癸二醇等脂肪族多元醇類、環戊烷-1,2-二醇、環己烷-1,2-二醇、環己烷-1,4-二醇等環狀醇類。以使用脂肪族一醇類為特佳,以使用硬脂醇為特佳。
又,適合使用作為結晶核劑之脂肪族羧酸酯的較佳例 子,以使用選自碳數4~30、更佳是碳數12~30的脂肪族羧酸與碳數1~30的脂肪族/芳香族的一醇、二醇及三醇的醇之酯為佳。具體例可舉出月桂酸鯨蠟酯、月桂酸苯甲醯甲酯、肉豆蔻酸鯨蠟酯、肉豆蔻酸苯甲醯甲酯、棕櫚酸異丙烷酯、棕櫚酸十二烷酯、棕櫚酸十四烷酯、棕櫚酸十五烷酯、棕櫚酸十八烷酯、棕櫚酸鯨蠟酯、棕櫚酸苯酯、棕櫚酸苯甲醯甲酯、硬脂酸鯨蠟酯、蘿酸乙酯等脂肪族一羧酸酯類、乙二醇一月桂酸酯、乙二醇一棕櫚酸酯、乙二醇一硬脂酸酯等乙二醇的單酯類、乙二醇二月桂酸酯、乙二醇二棕櫚酸酯、乙二醇二硬脂酸酯等乙二醇的二酯類、甘油一月桂酸酯、甘油一肉豆蔻酸酯、甘油一棕櫚酸酯、甘油一硬脂酸酯等甘油的單酯類、甘油二月桂酸酯、甘油二肉豆蔻酸酯、甘油二棕櫚酸酯、甘油二硬脂酸酯等甘油的二酯類、甘油三月桂酸酯、甘油三肉豆蔻酸酯、甘油三棕櫚酸酯、甘油三硬脂酸酯、甘油二油酸一棕櫚酸酯、甘油二硬脂酸一棕櫚酸酯、甘油二硬脂酸油酸酯等甘油的參酯類等。此等之中,以乙二醇的二酯類為佳,以使用乙二醇二硬酸酯為特佳。
又,適合使用作為結晶核劑之脂肪族/芳香族羧酸醯肼的具體例能夠使用癸二酸二苯甲酸醯肼,山梨糖醇系化合物的具體例能夠使用二亞苄基山梨糖醇、雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇、雙(對乙基亞苄基)山梨糖醇、雙(3,4-二甲基亞苄基)山梨糖醇,三聚氰胺系化合物的具體例能夠使用三聚氰胺三聚氰酸酯及三聚氰胺聚磷酸酯(melamine polyphosphate),苯基磺酸金屬鹽的具體例能夠使用苯基磺 酸鋅鹽、苯基磺酸鈣鹽及苯基磺酸鎂鹽等。
又,適合使用作為結晶核劑之胺基酸的具體例能夠使用構成活體所含有蛋白質的主要成分之甘胺酸、丙胺酸、纈胺酸、白胺酸、異白胺酸、絲胺酸、蘇胺酸、半胱胺酸、甲醯胺酸、苯基甘胺酸、色胺酸、脯胺酸、鄰酪胺酸、麩胺酸、天冬胺酸、麩醯胺酸、天冬醯胺酸、離胺酸、精胺酸及組胺酸,多肽的具體例能夠使用柳菩林(Leuprolide)等。
此等結晶核劑在各層可單獨使用,亦可併用2種以上。併用2種以上時,與各自單獨利用時比較,藉由顯現各自的相乘效果,會有更顯著地增加結晶化速度、促進結晶的微細化之情形。
關於層A,相對於層A的總質量,該等結晶核劑的總含量以含有0.1~5質量%為佳,0.3~3質量%為較佳,0.5~2質量%為更佳。就能夠顯現耐熱性及透明性而言,層A的結晶核劑的總含量以層A的總質量的0.1質量%以上為佳。又,就結晶核劑的效果飽和,及防止導致外觀或物性產生變化而言,含量為以5質量%以下為佳。
又,關於層B,相對於層B的總質量,以含有0.05~3質量%為佳,0.08~2質量%為較佳,0.1~1.5質量%為更佳。就能夠顯現耐熱性及透明性而言,層B的結晶核劑的總含量以層B的總質量的0.05質量%以上為佳。又,就能夠維持成形性而言,含量為以3質量%以下為佳。
本發明的脂肪族聚酯系片更含有與前述結晶核劑具有氫鍵性之化合物係重要的。又,脂肪族聚酯系片更含有層 B時,不只是層A而且層B含有結晶核劑及與結晶核劑具有氫鍵性之化合物亦是較佳態樣。前述所例示的結晶核劑多半會自締合,此時,若結晶核劑以凝聚狀態添加於樹脂中時,會有結晶的微細化不良之情形。因此,藉由更混合與結晶核劑具有氫鍵性之化合物,會有該結晶核劑自締合解開,而使結晶核劑更微分散化之情形。此時,結晶的微細化變為更有效。
此添加該與結晶核劑具有氫鍵性之化合物之方法沒有特別限制。與結晶核劑具有氫鍵性之化合物可與脂肪族聚酯或結晶核劑同時熔融或溶液混合,亦可將預先將與結晶核劑熔融或溶液混合而成者添加至脂肪族聚酯。又,製造母顆粒並將其稀釋之方法亦可。此等之中,從解開結晶核劑自締合的觀點,以將與結晶核劑具有氫鍵性之化合物,預先與結晶核劑熔融或溶液混合而成者添加至脂肪族聚酯之方法為佳。
又,判斷該化合物是否與結晶核劑具有氫鍵性,能夠使用NMR解析。例如,能夠從將該化合物與結晶核劑的溶液混合品的1 H-NMR光譜與各自單體時比較所得到的之化學位移,來確認有無氫鍵。例如,使用醯胺化合物作為結晶核劑、使用山梨糖醇系化合物作為與結晶核劑具有氫鍵性之化合物時,溶液混合物與各自的單體比較,藉由醯胺鍵的質子尖峰係低磁場位移,而山梨糖醇的羥基的質子尖峰係高磁場位移,能夠判斷兩者之間有氫鍵。
與結晶核劑具有氫鍵性之化合物的具體例,使用脂肪族羧酸醯胺或N-取代尿素等作為結晶核劑時,能夠使用脂 肪族醇類、山梨糖醇系化合物、胺基酸及多肽等。因此結晶核劑以使用由脂肪族羧酸醯胺及N-取代尿素所組成群組之至少1種,且與結晶核劑具有氫鍵性之化合物以使用由脂肪族醇類、山梨糖醇系化合物、胺基酸及多肽所組成群組之至少1種為特佳。
含有與結晶核劑具有氫鍵性之化合物時,與結晶核劑之量關係沒有特別限制,從有效地解開結晶核劑的自締合之觀點,結晶核劑及與結晶核劑具有氫鍵性之化合物的重量比以1:9~9:1為佳,以1:5~5:1為較佳,以1:2~2:1為更佳。
從上述解開結晶核劑的自締合而使結晶核劑微分散化於樹脂中之觀點,亦可使用將只有將結晶核劑一次溶解在溶劑來使自締合解開而成者添加於樹脂中之方法。
在本發明的脂肪族聚酯系片的層A或層B等的各層,亦可含有各種粒子。藉由含有粒子,成形模具與薄片的滑性變佳,能夠降低成形不均或薄片的破斷,又,從模具的脫模性亦變佳。各種粒子的平均粒徑以0.01~10微米為佳,相對於各層的構成成分的總質量,在各層之含量以含有0.01~10質量%為佳。各種粒子的平均粒徑以0.02~5微米為較佳,以0.03~2微米為更佳。相對於各層的構成成分的總質量,在各層之含量以0.02~1質量%為較佳,以0.03~0.5質量%為更佳。平均粒徑為0.01微米以上時,或是在各層之含量係各層的構成成分的總質量的0.01質量%以上時,從成形模具與薄片之滑性的改良效果變大而言,乃是較佳。另一方面,。平均粒徑為10微米以下時,或是在各層 之含量係各層的總質量的10質量%以下時,從能夠維持薄膜的透明性而言,乃是較佳。
粒子的種類係按照目的或用途而適當地選擇,只要不損害本發明效果時,沒有特別限定,可舉出無機粒子、有機粒子、交聯高分子粒子、及在聚合系內生成的內部粒子等。當然,各粒子可各自單獨使用,亦可混合使用。混合而使用時,各自種類的粒子係使平均粒徑在0.01~10微米的範圍內即可,又,全部種類的粒子在各層之總含量,係在該層的0.01~10質量%的範圍內即可。
又,在本發明的脂肪族聚酯系片的層A或層B等的各層,在不損害本發明效果的範圍時,亦可按照必要,適當地調配添加劑、例如難燃劑、熱安定劑、光安定劑、抗氧化劑、防止著色劑、紫外線吸收劑、防靜電劑、可塑劑、黏附性賦予劑、脂肪酸酯及蠟等的有機滑劑或是聚矽氧烷等的消泡劑、顏料、染料等的著色劑。
又,為了防止黏結(blocking)、防靜電、賦予脫模性、改良耐受傷性、藉由表面平滑化來降低表面霧度之目的,亦可在本發明的脂肪族聚酯系片表面設置功能層。該功能層的形成能夠·使用在薄片的製程內進行之連線(in-line)塗布法及在薄片卷取後進行之離線塗布法等。
形成此種功能性層之具體方法能夠單獨或組合應用繞線棒塗布法、刮刀式塗布法、微凹版塗布法、凹版塗布法、逆輥塗布法、氣動刮塗布法、桿塗布法、模頭塗布法、輥舐塗布法、逆輥舐塗布法、浸漬法、簾流塗布法、噴霧塗布法、空氣刮刀塗布法或該等以外的塗布方法。
又,連線塗布法的例子有在未拉伸薄片塗布塗布液之方法,在未拉伸薄片塗布塗布液,並依次或同時進行雙軸拉伸之方法,在經單軸拉伸過的薄片塗布塗布液,並且在與先前的單軸拉伸方向直角的方向進行拉伸之方法,或是在雙軸拉伸薄片塗布該塗布液後,更進行拉伸之方法等。
又,為了改良塗布液對薄片的塗布性及黏附性,可以在塗布前對本發明的脂肪族聚酯系片施行化學處理或放電處理。
在本發明的脂肪族聚酯系片的至少1面,以具有脫模層為佳。如後面說明,這是因為本發明的脂肪族聚酯系片係在成型模具內藉由熱處理來使其結晶化來顯現耐熱性,此時,係改良薄片與模具間的脫模性之緣故。
此種脫模層的原料能夠使用眾所周知者,以使用選自丙烯酸長鏈烷酯、矽樹脂、三聚氰胺樹脂、氟樹脂、纖維素衍生物、脲樹脂、聚烯烴樹脂、石蠟系脫模劑等之1種以上為佳。
又,在脂肪族聚酯系片之至少一面,以具有防靜電層為佳。
此種防靜電層的原料能夠使用眾所周知者,以在主鏈具有4級銨鹽之防靜電劑為佳。又,能夠藉由含有磺酸、磺酸鹽、乙烯基咪唑鎓鹽、氯化二苯胺銨、氯化二甲基銨、烷基醚硫酸酯之至少1種之共聚物,來賦予防靜電性。
就抑制因分解所引起的強度降低,本發明的脂肪族聚酯系片之構成薄片的脂肪族聚酯系樹脂的羧基末端濃度,以0.1~30當量/103 公斤為佳,以0.5~20當量/103 公斤為更 佳,以1~10當量/103 公斤為特佳。脂肪族聚酯系樹脂的羧基末端濃度為30當量/103 公斤以下時,就脂肪族聚酯系片或其成形體在高溫多濕條件下或與熱水接觸的條件下使用時能夠防止因加水分解所引起的強度降低而言,乃是較佳。亦即,使用於容器等用途時,能夠防止該容器變脆致使容易破裂等之問題發生。
使羧基末端濃度為30當量/103 公斤以下之方法,可舉出例如藉由脂肪族聚酯系樹脂在合成時之觸媒或熱履歷來控制之方法;藉由降低脂肪族聚酯系片在擠壓製膜時之熱履歷之方法;及使用反應型化合物來封鎖羧基末端之方法。反應型化合物可舉出例如脂肪族醇或醯胺化合物等縮合反應型化合物、或羧基二醯亞胺化合物、環氧化合物及唑啉化合物等加成反應型化合物,從反應時不容易產生多餘的副產物而言,以加成反應型化合物為佳。
本發明的脂肪族聚酯系片之脂肪族聚酯係聚乳酸時,在薄片中所含有的乳酸低聚物成分量以0質量%以上、0.3質量%以下為佳。以0質量%以上、0.25質量%以下為較佳,以0質量%以上、0.2質量%以下為更佳。在該薄片所含有的乳酸低聚物成分量為0.3質量%以下時,從能夠防止因殘留在該薄片中的乳酸低聚物成分以粉末狀或液狀析出致使處理性及透明性變差而言,又,從能防止因聚乳酸樹脂進行加水分解致使薄片的耐經時性變差而言,乃是較佳。在此所稱乳酸低聚物成分係指在薄片中所存在的乳酸或乳酸的線狀低聚物、環狀低聚物等之中因量最多而具代表性之乳酸的環狀二聚物(丙交酯(lactide)),有LL-丙交酯及DD- 丙交酯、DL(中位)-丙交酯。
本發明的脂肪族聚酯系片在至少薄片面內的一個方向,於70℃之100%拉伸時的應力F100 以1~10MPa為佳,以1.5~9MPa為較佳,以2~8MPa為更佳。就薄片的成形性良好而言,以在70℃之100%拉伸時的應力F100 為10MPa以下為佳。另一方面,就薄片的耐熱性良好而言,以在70℃之100%拉伸時的應力F100 為1MPa以上為佳。
本發明的脂肪族聚酯系片可以是未拉伸薄片,亦可以是拉伸薄片,沒有特別限定,主要從耐經時性的觀點,亦可以是拉伸薄片,此時,以雙軸拉伸薄片為佳。
得到拉伸薄片之方法能夠藉由吹塑法、同時雙軸拉伸法、依次雙軸拉伸法等現有的拉伸薄片製法來進行。由於容易控制兼具成形性及耐熱性之本發明的脂肪族聚酯系片的配向狀態,且製膜速度能夠使用高速,以依次雙軸拉伸法為佳。
接著,以脂肪族聚酯係聚乳酸為例,具體地說明製造本發明的脂肪族聚酯系片之方法。
在本發明的聚乳酸能夠藉由以下的方法得到。原料係使用L-乳酸及/或D-乳酸的乳酸成分,但是亦能夠併用乳酸成分以外羥基羧酸。又,環狀酯中間體亦能夠使用例如丙交酯、乙交酯(glycolide)等作為原料。而且,亦能夠併用二羧酸類或甘醇類等。
聚乳酸能夠藉由直接將上述原料脫水縮合之方法、或是使上述環狀酯中間體進行開環聚合之方法來得到。例如藉由直接脫水縮合來製造,乳酸類或乳酸類與羥基羧酸類 較佳係在有機溶劑、較佳是苯基醚系溶劑的存在下進行共沸脫水縮合,藉由共沸從餾出的溶劑除去水,並使實質上已成為無水狀態的溶劑返回反應系統之方法來進行聚合,能夠得到高分子量的聚合物。又,已知藉由使用辛酸錫等的觸媒,並在減壓下使丙交酯等的環狀酯中間體進行開環聚合,亦能夠到高分子量的聚合物。此時,藉由調整在加熱回流時的水分及低分子化合物的除去條件之方法,在聚合反應結束後使觸媒鈍化來抑制解聚合反應之方法;及熱處理所製造的聚合物之方法等,能夠得到丙交酯量較少的聚合物。
使本發明的脂肪族聚酯系片為需要的結晶化度之方法沒有特別限定,能夠使用在薄片製膜中在噴嘴至鑄塑部分的降溫結晶化;藉由在加熱輥搬運中或拉幅機之升溫結晶化;藉由單軸或雙軸拉伸之配向結晶化;及在薄片製膜後(離線)的再加熱之升溫結晶化等。此等可單獨使用,亦可併用2種以上。
在此,以併用將聚乳酸片在噴嘴至鑄塑部分的降溫結晶化及在加熱輥搬運中的升溫結晶化之情況,及藉由拉幅機式依次雙軸拉伸之來進行配向結晶化之情況為例子,來具體地說明。
將聚L-乳酸樹脂及聚D-乳酸樹脂各自在5托以下的減壓下,以100~120℃乾燥3小時以上,並將A層用的樹脂及B層用的樹脂各自供給至各別獨立的擠壓機,且按照熔融黏度在150~250℃進行熔融混煉。在此,為了在噴嘴至鑄塑部分使其降溫結晶化,係按照樹脂的降溫結晶化溫度 將噴嘴預先冷卻至120~200℃。在模頭或模頭內複合化,並藉由T模頭法從模唇間隔為1~3毫米的狹縫狀噴嘴吐出。對被吐出於金屬製冷卻鑄塑轉筒上的樹脂,使用直徑0.5毫米的線狀電極施加靜電而使其黏附,來得到無配向鑄塑薄片。
為了促進前述降溫結晶化,金屬製冷卻輥的表面溫度以在樹脂的降溫結晶化溫度附近的溫度為佳,通常以0~50℃的範圍為佳,以5~40℃的範圍為較佳,以10~30℃的範圍為更佳。藉由將金屬製冷卻輥的表面溫度設定在該範圍,能夠防止金屬輥與薄片黏著,且亦能夠顯現良好的透明性。
藉由將如此進行所得到的無配向鑄塑薄片搬運至加熱輥上,來使其結晶化成為需要的結晶化度。加熱輥的最高溫度之較佳溫度範圍為60~160℃,以70~150℃為較佳,以80~140℃為更佳。為了防止薄片黏著,加熱輥表面以矽酮或Teflon(特夫綸)(註冊商標)的材質為佳。此時的薄片的最後表面溫度以70~150℃為佳,以80~140℃為較佳,以90~130℃為更佳。接著,搬運至0~50℃的冷卻輥上來降低薄片溫度,得到無拉伸薄片。
進行拉幅機式依次雙軸拉伸時,係藉由將前述所得到的無配向鑄塑薄片搬運至加熱輥,使其升溫至進行縱向拉伸之溫度。升溫亦可併用紅外線加熱器等輔助性的加熱手段。拉伸溫度之較佳範圍為70~95℃,以75~90℃為更佳、如此進行,使用加熱輥之間的周速差異,將升溫後的無配向薄片在薄片長度方向進1階段或2階段以上之多階段拉 伸。合計的拉伸倍率以1.2~3.5倍為佳,以1.5~3.0倍為更佳。
將如此單軸拉伸後的薄膜一次冷卻後,使用夾子把持薄片的兩端部,並引導至拉幅機,來進行寬度方向拉伸。拉伸溫度以70~95℃為佳,以75~90℃為更佳。拉伸倍率以1.2~3.5倍為佳,以1.5~3.0倍為更佳。防止降低薄片的寬度方向性能差異,以比長度方向的拉伸溫度低1~15℃的溫度來進行寬度方向的拉伸為佳。亦可按照必要更進行再次縱向拉伸及/或橫向拉伸。
接著,將該拉伸薄片邊在緊張下或使寬度方向鬆弛邊進行熱固定。主要是從賦予薄片熱尺寸安定性的觀點,及從降低薄片中所含有之丙交酯之飛散的丙交酯量的觀點,較佳熱處理溫度為100~160℃,以120~150為更佳。熱處理時間以0.2~30秒的範圍為佳。從使寬度方向的熱收縮率降低之觀點,鬆弛率以1~8%為佳,以2~5%為較佳。以在進行熱固定處理之前將薄片冷卻一次為更佳。
而且,必要時可邊在長度及寬度方向施行鬆弛處理,邊將薄片冷卻至室溫而卷取,能夠得到目標脂肪族聚酯系片。
接著,在以下說明本發明的脂肪族聚酯系片所構成的成形體。
在本發明所稱之成形體,係包含薄膜、袋、管、薄片、杯子、瓶子、盤子及絲等,其形狀大小、厚度、圖案設計等沒有特別限制。其中,較佳地可舉出使用於商品展示包裝用之泡殼包裝等之保形器具類、食品盤子、飲料自動販 賣的展示用瓶、便當盒或飲料杯等的容器類、其他各種包裝用的成形體、及表面材等的各種工業材料。
成型方法能夠應用真空成形、真空壓空成形、塞輔助成形、直接成形、無模拉伸成形、塞-圈成形及骨架成形等各種成形法。
從更提高成形體的耐熱性之觀點,以在成形時或成形後進行熱處理為佳。該方法能夠使用在成形時的模具內直接使其結晶化之方法(以下稱為模具內結晶化法),及熱處理該薄片的非晶性成形體之方法。
模具內結晶化法時,模具的設定溫度條件以從脂肪族聚酯系片的玻璃轉移點(Tg)至熔點(Tm)的溫度範圍為佳,以(Tg+5)℃至(Tm-20)℃為較佳,以(Tg+10)℃至(Tm-40)℃為更佳。在此,脂肪族聚酯系片係由不同樹脂種類之複數層所構成時等,脂肪族聚酯系片能夠觀測到複數玻璃轉移點之情形,係使用各自層的玻璃轉移點中之最低值作為Tg,並使用各自層的熔點中最低值作為Tm。設定溫度高於Tm時,會有成型體的透明性受到損害、或形狀變形之情況,而且長時間加熱時會有熔解之情況。相反地,低於Tg的溫度時,結晶化速度明顯變小。熱處理的保持時間雖然亦取決於脂肪族聚酯系片的構成,若係成形體能夠充分結晶化之足夠時間以上時,沒有特別限制。
實施例
以下顯示實施例來更具體地說明本發明,但是本發明未限定於此。
[測定及評價方法]
實施例中所示之測定或評價係依照以下的條件進行。
(1)結晶化度X AX B
將薄片切斷成適當的大小,並固定在鋁製試料保持器(20mm×18mm×0.15mmt),使用以下所示條件進行廣角X射線測定。
使用理學電機(股)公司製RU-200R(旋轉對陰極型)(X射線源:CuKa射線(使用彎曲結晶單色器)、輸出功率:50kV、200mA)作為X射線產生裝置、理學電機(股)公司製2155D型(狹縫:1∘-0.15毫米-1∘-0.45毫米、檢測器:閃爍計數器)作為測角計、理學電機(股)公司製RAD-B型作為計數記錄裝置,並以測定條件[2θ/θ:連續掃描、測定範圍:2θ=5~145∘、階段:0.02∘、掃描速度:2∘/分鐘]進行廣角X射線測定,並依照Ruland法求取結晶化度。
(2)結晶大小 (2a)
在(甲)與長度方向平行且與薄片垂直的方向、(乙)與寬度方向平行且與薄片垂直的方向、及(丙)相對於薄片面之平行的方向,各自依照超薄切片法切斷薄片來製造試樣,並按照必要施加染色,且使用透射型電子顯微鏡(日立製H-7100FA型),在加壓電壓為100kV的條件下觀察,並以倍拍攝照片(在此,若是無法觀察到直徑大於100奈米4萬大小之結晶時、或是結晶未以島成分的方式存在時,係依照以下(2b)所說明的方法來求取結晶大小。
將所得到的照片收存於影像分析器中作為影像,並選擇任意10個(未達到10時係只有存在的範圍)島成分,藉 由進行影像處理,且如以下進行來求取島成分的大小。
求取在(甲)的剖面顯現的島成分在薄片厚度方向的最大長度(1a)及在長度方向的最大長度(1b)、求取在(乙)的剖面顯現的島成分在薄片厚度方向的最大長度(1c)及在寬度方向的最大長度(1d)、求取在(丙)的剖面顯現的島成分在薄片長度方向的最大長度(1e)及在寬度方向的最大長度(1f)。接著,島成分的形狀指數I=(1b的平均值+1e的平均值)/2、形狀指數J=(1d的平均值+1f的平均值)/2、形狀指數K=(1a的平均值+1c的平均值)/2時,結晶大小為(I+J+K)/3。
(2b)
將薄片切斷成適當的大小,並固定在鋁製試料保持器(20mm×l8mm×0.15mmt),使用以下所示測定條件進行廣角X射線測定。
使用理學電機(股)公司製RU-200R(旋轉對陰極型)(X射線源:CuKa射線(使用彎曲結晶單色器)、輸出功率:50kV、200mA)作為X射線產生裝置、理學電機(股)公司製2155D型(狹縫:1∘-0.15毫米-1∘-0.45毫米、檢測器:閃爍計數器)作為測角計、理學電機(股)公司製RAD-B型作為計數記錄裝置,並以測定條件[2θ/θ:連續掃描、測定範圍:20=5~145∘、階段:0.02∘、掃描速度:2∘/分鐘]進行廣角X射線測定,並從繞射尖峰的半值幅度,使用Scherrer式來求取結晶大小。
(3)霧度
使用濁度計(日本電色工業(股)製 NDH5000)來測定薄片的霧度值。測定係每1水準進行5次,並從5次測定的 平均值,以換算成0.4毫米厚度的薄片時的換算值之方式來求取霧度值(%)。換算式係如下所述。
H0.4 (%)=H×0.4/d在此,H0.4 :換算成0.4毫米厚度之霧度值(%)
H:薄片試樣的霧度的實測值(%)
d:霧度測定部的薄片試樣厚度(毫米)
(4)至少薄片面內的一個方向在70℃伸長100%時的應力F100
使用具備恆溫槽之ORIENTEC公司製TENSILON UCT-100,進行測在70℃之應力-應變。試樣係在薄片的長度方向切取200毫米、寬度100毫米的薄長方形狀,並依據JlS K-7127所規定的方法來進行測定,來求取70℃時在薄片長度方向拉伸100%時之應力F100
初期拉伸夾頭間距離為20毫米,拉伸速度為300毫米/分鐘。變更試樣進行20次測定,並使用平均值。
(5)乳酸低聚物成分量(丙交酯量)
將薄片溶解在二氯甲烷中,調整濃度為1克/20毫升後,追加60毫升丙酮,並且邊超音波攪拌邊滴加320毫升環己烷,使以聚乳酸系聚合物為主體之成分沈澱,並將其分離、過濾來製造試料液。使用氣體層析儀5890型(Agilent Technologies公司製、檢測器:FID型)、柱:DB-17MS型(J & W公司製)、柱溫度:50~320℃、25℃/分鐘、載氣:He的條件進行分析該試料液,並使用預先變更濃度而成之丙交酯單位的試料液製作校正曲線,並依照該校正曲線來求 取丙交酯量。
(6)層厚度比
使用Leica Microsystems(股)製金屬顯微鏡LricaDMLM,以倍率100倍、透射光拍攝薄片剖面的照片,並測定各層的厚度。
又,按照必要亦可使薄片加熱結晶化後進行測定,如此能夠容易地觀察薄片的剖面。
(7)成形性
在具備直徑為95毫米、高度7毫米的杯蓋狀鋁製模具(模具溫度50℃)之真空形成機(成光產業(股)製FORMING300x型),安裝寬度210毫米、長度300毫米、厚度0.4毫米之脂肪族聚酯系片的單片試樣,並使用已加熱至350℃之陶瓷加熱器將薄片加熱15秒鐘,且在上述模具真空壓黏10秒鐘而得到成形體。
目視所得到的成形條件,並依據以下基準評價。
○(良):邊緣能夠成形為直角
△(可):邊緣部分少許帶圓狀
×(差):與模具的形狀顯著不同。
(8)耐熱性
使用依照(7)的方法所得到的成形體,並目視評價將試樣放入設定為60℃之烘箱2小時後時的變形。
○(良):無變形
△(可):變形小
×(差):變形大。
(9)耐衝擊性
對脂肪族聚酯系片的長度方向、寬度方向,製作各自為20毫米×100毫米的薄長方形試樣各10根。將合計20根的薄長方形試樣以成為長度100毫米的方式慢慢地折彎180℃,依照此時試樣的形狀並依據以下的基準來判斷。
○(良):20根都未破裂(折斷)
△(可):未破裂的試樣為1根以上19根以下
×(差):20根都破裂。
(10)透明性
使用濁度計(日本電色工業(股)製 NDH5000)來測定使用(7)的方法所得到的成形體之圓部分中央的霧度值。測定係每1水準進行5次,並從5次測定的平均值,以換算成0.4毫米厚度時的換算值之方式來求取霧度值(%),依以下基準判斷。換算式係如下所述。
H0.4 (%)=H×0.4/d在此,H04 :換算成0.4毫米厚度之霧度值(%)
H:成形試樣之霧度的實測值(%)
d:霧度測定部的成形試樣厚度(毫米)
◎(優):3%以下
○(良):大於3%、5%以下
△(可):大於5%、10%以下
×(差):大於10%
[脂肪族聚酯樹脂]
實施例所使用的脂肪族聚酯樹脂係如下所示。
P-1: D-乳酸單位含有比率為1莫耳%、換算成PMMA的重量平均分子量時為19萬之聚L-乳酸樹脂。
P-2:D-乳酸單位含有比率為5莫耳%、換算成PMMA的重量平均分子量時為19萬之聚L-乳酸樹脂。
P-3:D-乳酸單位含有比率為12莫耳%、換算成PMMA的重量平均分子量時為19萬之聚L-乳酸樹脂。
P-4:P-1與P-2以質量比50:50混合而成者。
P-5:P-1與P-3以質量比50:50混合而成者。
P-6:P-1與換算成PMMA的重量平均分子量時為1萬之聚D-乳酸樹脂(L-乳酸單位含有比率為1莫耳%)以質量比90:10混合而成者。
P-7:D-乳酸單位含有比率為1.4莫耳%、換算成PMMA的重量平均分子量時為23.7萬之聚L-乳酸樹脂。
P-8:D-乳酸單位含有比率為1.4莫耳%、換算成PMMA的重量平均分子量時為11.8萬之聚L-乳酸樹脂。
P-9:D-乳酸單位含有比率為1.4莫耳%、換算成PMMA的重量平均分子量時為9.8萬之聚L-乳酸樹脂。
〔結晶核劑]
實施例所使用的結晶核劑係如下所示。
Q-1:伸乙基雙月桂醯胺(EBLA)
Q-2:伸乙基雙硬脂醯胺(EBSA)
Q-3:雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇
Q-4:將30克Q-1及30克Q-3添加至200毫升二甲基亞碸(DMSO)中,並將系統內加熱至100℃,且攪拌至溶液成為透明為止。隨後,減壓蒸餾DMSO,並且使用100℃的真空乾燥機乾燥12小時得到溶液混合物Q-4。
又,確認Q-4的1 H-NMR光譜(DMSO溶劑)時,在3.4ppm附近所觀測到之Q-1中的醯胺的質子尖峰與單體比較時為約0.03ppm低磁場位移,又,在4.5ppm附近所觀測到之Q-3中的羥基的質子尖峰與單體比較時為約0.05ppm高磁場位移,由此得知在Q-4,伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇之間形成氫鍵。
Q-5:將30克Q-1及30克Q-3,在氮氣環境下於300℃熔融混合5分鐘,得到熔融混合物Q-5。
又,確認Q-5的1 H-NMR光譜(DMSO溶劑)後,在3.4ppm附近所觀測到之Q-1中的醯胺的質子尖峰與單體比較時為約0.03ppm低磁場位移,又,在4.5ppm附近所觀測到之 Q-3中的羥基的質子尖峰與單體比較時為約0.05ppm高磁場位移。由此得知在Q-5,伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇之間形成氫鍵。
[脂肪族聚酯系片的製造] (實施例1)
將脂肪族聚酯樹脂(P-1)、及伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇的溶液混合物(Q-4)以質量比98:2供給至排放孔式雙軸擠壓機,並從噴嘴溫度設定為200℃之T字型模頭噴嘴擠出,且藉由靜電施加方式使其黏附在30℃的鑄塑轉筒而冷卻固化,來得到無配向鑄塑薄片。
接著,將該無配向鑄塑薄片以接觸時間為10秒鐘的方式搬運至已加熱至120℃的矽酮輥,接著,搬運至30℃的冷卻輥上而使薄片溫度降低,來得到厚度為0.40毫米的無配向薄片。
所得到的薄片的耐熱性、透明性、耐衝擊性良好。
(實施例2~5、參考例1~4)
除了構成薄片之脂肪族聚酯樹脂、結晶核劑係各自變更如表1-1、1-2以外,與實施例1同樣地進行。
(實施例7)
將脂肪族聚酯樹脂(P-6)、及伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇的溶液混合物(Q-4)以質量比98:2供給至排放孔式雙軸擠壓機,以200℃熔融混練後,從已冷卻為180℃之T字型模頭噴嘴擠出,且藉由靜電施加方式使其黏附在30℃的鑄塑轉筒而冷卻固化,來得到無配向鑄塑薄片。
接著,將該無配向鑄塑薄片以接觸時間為10秒鐘的方式搬運至已加熱至120℃的矽酮輥,接著,搬運至30℃的冷卻輥上而使薄片溫度降低,來得到厚度為0.40毫米的無配向薄片。
所得到的薄片的耐熱性、透明性、耐衝擊性良好。
(實施例8)
使用脂肪族聚酯樹脂(P-1)與伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇的溶液混合物(Q-4)以質量比98:2作為層A用的樹脂,使用脂肪族聚酯樹脂(P-2)與伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇的溶液混合物(Q-4)以質量比98:2作為層B用的樹脂,並各自係供給至各別的排放孔式雙軸擠壓機,於200℃熔融混煉後,以層構成為A/B/A的方式複合化,並從T字型模頭噴嘴共擠出,且藉由靜電施加方式使其黏附在30℃的鑄塑轉筒而冷卻固化,來得到無配向鑄塑薄片。
接著,將該無配向鑄塑薄片以接觸時間為10秒鐘的方式搬運至已加熱至120℃的矽酮輥,接著,搬運至30℃的冷卻輥上而使薄片溫度降低,來得到厚度為0.40毫米的無配向薄片。
所得到的薄片的耐熱性、透明性、耐衝擊性良好。
(實施例9)
使用脂肪族聚酯樹脂(P-1)與伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇的溶液混合物(Q-4)以質量比98:2作為層A用的樹脂,使用脂肪族聚酯樹脂(P-2)與伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇的溶液混合 物(Q-4)以質量比98:2作為層B用的樹脂,並各自係供給至各別的排放孔式雙軸擠壓機,於200℃熔融混煉後,以層構成為A/B/A的方式複合化,並從T字型模頭噴嘴共擠出,且藉由靜電施加方式使其黏附在30℃的鑄塑轉筒而冷卻固化,來得到無配向鑄塑薄片。
接著,將該無配向鑄塑薄片以接觸時間為30秒鐘的方式搬運至已加熱至120℃的矽酮輥,接著,搬運至30℃的冷卻輥上而使薄片溫度降低,來得到厚度為0.40毫米的無配向薄片。
所得到的薄片的耐熱性、耐衝擊性良好。
(實施例10)
使用脂肪族聚酯樹脂(P-6)與伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇的溶液混合物(Q-4)以質量比98:2作為層A用的樹脂,使用脂肪族聚酯樹脂(P-2)與伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇的溶液混合物(Q-4)以質量比98:2作為層B用的樹脂,並各自係供給至各別的排放孔式雙軸擠壓機,於·200℃熔融混煉後,以層構成為A/B/A的方式複合化,從已冷卻至180℃的T字型模頭噴嘴共擠出,且藉由靜電施加方式使其黏附在30℃的鑄塑轉筒而冷卻固化,來得到無配向鑄塑薄片。
接著,將該無配向鑄塑薄片以接觸時間為10秒鐘的方式搬運至已加熱至120℃的矽酮輥,接著,搬運至30℃的冷卻輥上而使薄片溫度降低,來得到厚度為0.40毫米的無配向薄片。
所得到的薄片的耐熱性、透明性、耐衝擊性良好。
(實施例11)
將脂肪族聚酯樹脂(P-1)、及伸乙基雙月桂醯胺與雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇的溶液混合物(Q-4)以質量比98:2供給至排放孔式雙軸擠壓機,並從噴嘴溫度設定為200℃之T字型模頭噴嘴擠出,且藉由靜電施加方式使其黏附在30℃的鑄塑轉筒而冷卻固化,來得到無配向鑄塑薄片。
接著,將該無配向鑄塑薄片以接觸時間為5秒鐘的方式搬運至已加熱至120℃的矽酮輥,接著,搬運至30℃的冷卻輥上而使薄片溫度降低,來得到厚度為0.48毫米的無配向薄片。使用輥式拉伸機,將該無配向薄片在長度方向於溫度90℃拉伸1.1倍。在冷卻輥上將該單軸拉伸薄片一次冷卻後,使用夾子把持兩端而引導至拉幅機內,在寬度方向以溫度95℃拉伸1.1倍。接著在一定長度下,以溫度140℃熱處理10秒鐘後,在寬度方向施加1%的鬆弛處理,得到厚度0.4毫米的雙軸配向薄片。
所得到的薄片的耐熱性、透明性、耐衝擊性良好。
(實施例12)
除了將構成薄片之脂脂肪族聚酯樹脂、結晶核劑各自如表1-2變更以外,與實施例7同樣地進行。
(參考例5、實施例13)
除了將構成薄片之脂脂肪族聚酯樹脂、結晶核劑各自如表1-3變更以外,與實施例8同樣地進行。
(實施例14)
除了將構成薄片之脂脂肪族聚酯樹脂、結晶核劑各自如表1-3變更以外,與實施例10同樣地進行。
(參考例6)
除了將構成薄片之脂脂肪族聚酯樹脂、結晶核劑各自如表1-3變更以外,與實施例11同樣地進行。
(比較例1)
將脂肪族聚酯樹脂(P-1)供給至排放孔式雙軸擠壓機,並從噴嘴溫度設定為200℃之T字型模頭噴嘴擠出,且藉由靜電施加方式使其黏附在30℃的鑄塑轉筒而冷卻固化,來得到厚度0.40毫米的無配向鑄塑薄片。
所得到薄片的結晶化度未在本發明的範圍內,且薄片的耐熱性不充分。
(比較例2)
將比較例1所得到的薄片放入設定於120℃之熱風烘箱中10分鐘。
所得到薄片全體的霧度未在本發明的範圍內,且薄片的耐熱性、透明性不充分。
(比較例3)
將脂肪族聚酯樹脂(P-1)及伸乙基雙月桂醯胺(Q-1)以質量比99:1供給至排放孔式雙軸擠壓機,並從噴嘴溫度設定為200℃之T字型模頭噴嘴擠出,且藉由靜電施加方式使其黏附在30℃的鑄塑轉筒而冷卻固化,來得到無配向鑄塑薄片。
接著,將該無配向鑄塑薄片以接觸時間為60秒鐘的方式搬運至已加熱至120℃的矽酮輥,接著,搬運至30℃的冷卻輥上而使薄片溫度降低,來得到厚度為0.40毫米的無配向薄片。
所得到薄片的結晶化度薄片全體的霧度未在本發明的範圍內,且薄片的成形性不充分。
(比較例4)
將脂肪族聚酯樹脂(P-1)及伸乙基雙月桂醯胺(Q-1)以質量比99:1供給至排放孔式雙軸擠壓機,並從噴嘴溫度設定為200℃之T字型模頭噴嘴擠出,且藉由靜電施加方式使其黏附在30℃的鑄塑轉筒而冷卻固化,來得到無配向鑄塑薄片。
接著,將該無配向鑄塑薄片以接觸時間為40秒鐘的方式搬運至已加熱至120℃的矽酮輥,接著,搬運至30℃的冷卻輥上而使薄片溫度降低,來得到厚度為0.40毫米的無配向薄片。
所得到薄片的薄片全體的霧度未在本發明的範圍內,且薄片的成形性不充分。
(實施例15)
使用真空乾燥機將脂肪族聚酯樹脂(P-7)於80℃乾燥10小時·將該(P-7)及伸乙基雙月桂醯胺(Q-1)供給至排放孔式雙軸擠壓機,以供料位置的溫度為170℃、擠壓溫度為210℃熔融混合,來得到(P-7)/(Q-1)=95/5重量%的母顆粒。同樣地進行,得到(P-7)/(Q-3)=95/5重量%的母顆粒。
使用真空乾燥機將該等2種類的母顆粒及(P-7)於80℃乾燥10小時,並以成為(P-7)/(Q-1)/(Q-3)=98/1/1重量%的方式供給至單軸擠壓機,以供料位置的溫度為170℃、擠壓溫度為210℃熔融混合,從T字型模頭噴嘴擠出,且藉由輥間將其壓黏而得厚度0.50毫米的無配向薄片。
將所得到的薄片固定在金屬製框架上,並使用附有輸送帶之隧道型烘箱於110℃熱處理10秒鐘,得到熱處理薄片。
(實施例16)
除了使熱處理為110℃、20秒鐘以外,與實施例15同樣地進行。
(實施例17)
除了使熱處理為120℃、10秒鐘以外,與實施例15同樣地進行。
(實施例18)
除了使熱處理為120℃、20秒鐘以外,與實施例15同樣地進行。
(實施例19)
使用真空乾燥機將脂肪族聚酯樹脂(P-7)於80℃乾燥10小時。將該(P-7)、伸乙基雙月桂醯胺(Q-1)、雙(對甲基亞苄基)山梨糖醇(Q-3)以成為(P-7)/(Q-1)/(Q-3)=100/1/1重量份的方式供給至排放孔式雙軸擠壓機,以供料位置的溫度為170℃、擠壓溫度為210℃熔融混合,來得到顆粒。
使用真空乾燥機將該顆粒於80℃乾燥10小時,並以加壓溫度200℃、熔融時間3分鐘、保壓時間30秒,手動加壓來加以薄片化,且以冰水冷卻而得到厚度為0.50毫米的薄片。
將所得到的薄片固定在金屬製框架上,並使用附有輸送帶之隧道型烘箱於120℃熱處理20秒鐘,得到熱處理薄片。
(實施例20)
除了以(P-7)/(Q-1)/(Q-3)=100/1/0.5重量份且使用熱風乾燥機於120℃熱處理60秒以外,與實施例19同樣地進行。
(實施例21)
除了以(P-7)/(Q-1)/(Q-3)=100/0.3/0.1重量份、加壓薄片的厚度為1毫米,且使用熱風乾燥機於120℃熱處理60秒以外,與實施例19同樣地進行。
(實施例22)
除了以(P-8)/(Q-1)/(Q-3)=100/1/1重量份、加壓薄片的厚度0.5毫米,且使用熱風乾燥機於120℃熱處理60秒以外,與實施例19同樣地進行。
(實施例23)
除了以(P-9)/(Q-1)/(Q-3)=100/1/1重量份、加壓薄片的厚度為0.5毫米,且使用熱風乾燥機於120℃熱處理60秒以外,與實施例19同樣地進行。
以上實施例的結果係如表1-1、1-2、1-3、1-4、1-5所示。
產業上之利用可能性
本發明的脂肪族聚酯系片能夠應用於以商品展示包裝用所使用之泡殼包裝等之保形器具類、食品盤子、飲料自動販賣機的展示用瓶、便當盒或飲料杯等的容器類、其他各種包裝用的成形體、及表面材等的各種工業材料為首之廣泛的用途。
本發明的脂肪族聚酯系片能夠應用真空成形、真空壓空成形、塞輔助成形、直接成形、無模拉伸成形、塞-圈成形及骨架成形等各種成形法,且具有高成形性。又,以使用於要求耐熱性及透明性、耐衝擊性之各種保形器具類、容器等的包裝材料為特佳。

Claims (11)

  1. 一種脂肪族聚酯系片,其係至少具有由脂肪族聚酯所構成的層A,該層A的結晶化度X A 為3~60%,該層A含有結晶核劑、以及與結晶核劑具有氫鍵性之化合物,其中含有選自由脂肪族羧酸醯胺、及N-取代尿素所組成群組之至少1種作為該結晶核劑,含有選自由山梨糖醇系化合物、胺基酸及多肽所組成群組之至少1種作為該與結晶核劑具有氫鍵性之化合物,且薄片整體的霧度為10%以下。
  2. 如申請專利範圍第1項之脂肪族聚酯系片,其中利用將與結晶核劑具有氫鍵性之化合物預先與結晶核劑熔融或溶液混合而成者,添加至脂肪族聚酯之方法來製造。
  3. 如申請專利範圍第1項之脂肪族聚酯系片,其中該脂肪族聚酯係聚乳酸。
  4. 如申請專利範圍第1項之脂肪族聚酯系片,其中至少具有層B的結晶化度X B 係滿足以下的關係式之由脂肪族聚酯所構成的層B,X A >X B
  5. 如申請專利範圍第3項之脂肪族聚酯系片,其中該聚乳酸係由聚L-乳酸及聚D-乳酸的混合物所構成。
  6. 如申請專利範圍第4項之脂肪族聚酯系片,其中該層A及層B的脂肪族聚酯係聚乳酸,且構成該層A之聚L-乳酸中的D-乳酸單位的含有比率Da(莫耳%),及構成該層B之聚L-乳酸中的D-乳酸單位的含有比率Db(莫耳%)係滿足以下的關係式,Da<Db。
  7. 如申請專利範圍第1項之脂肪族聚酯系片,其中至少薄片面內的一個方向在70℃伸長100%時的應力F100 為1~10MPa
  8. 如申請專利範圍第5項之脂肪族聚酯系片,其中在薄片中所含有的乳酸低聚物成分量為0.3質量%以下。
  9. 如申請專利範圍第1項之脂肪族聚酯系片,其中該層A的結晶大小為500奈米以下。
  10. 如申請專利範圍第4項之脂肪族聚酯系片,其中該層B的結晶大小為500奈米以下。
  11. 一種成形體,其係由如申請專利範圍第1項之脂肪族聚酯系片所構成。
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