特開2015-214611(P2015-214611A)IP Force 特許公報掲載プロジェクト 2015.5.11 β版

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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】特開2015-214611(P2015-214611A)
(43)【公開日】2015年12月3日
(54)【発明の名称】ポリ乳酸系樹脂を含むフィルム
(51)【国際特許分類】
   C08J 5/18 20060101AFI20151106BHJP
   C08L 67/04 20060101ALI20151106BHJP
   C08L 101/00 20060101ALI20151106BHJP
   C08K 3/00 20060101ALI20151106BHJP
   C08L 71/02 20060101ALI20151106BHJP
   C08J 9/00 20060101ALI20151106BHJP
   B32B 27/36 20060101ALI20151106BHJP
   C08L 101/16 20060101ALN20151106BHJP
【FI】
   C08J5/18CFD
   C08L67/04
   C08L101/00
   C08K3/00
   C08L71/02
   C08J9/00 A
   B32B27/36
   C08L101/16
【審査請求】未請求
【請求項の数】6
【出願形態】OL
【全頁数】14
(21)【出願番号】特願2014-96587(P2014-96587)
(22)【出願日】2014年5月8日
(71)【出願人】
【識別番号】000003159
【氏名又は名称】東レ株式会社
(72)【発明者】
【氏名】新崎 盛昭
(72)【発明者】
【氏名】田端 久敬
【テーマコード(参考)】
4F071
4F074
4F100
4J002
4J200
【Fターム(参考)】
4F071AA43
4F071AA44
4F071AB18
4F071AB21
4F071AB26
4F071AC10
4F071AE04
4F071AE17
4F071AF09
4F071AF44
4F071AH01
4F071AH04
4F071BA01
4F071BB06
4F071BC01
4F074AA66
4F074AA68
4F074AC20
4F074AC26
4F074AC28
4F074AC32
4F074AD11
4F074AG01
4F074AG02
4F074CA01
4F074DA02
4F074DA33
4F074DA46
4F074DA53
4F100AA08
4F100AA12
4F100AK01A
4F100AK01B
4F100AK41
4F100AK41A
4F100AK41B
4F100BA02
4F100BA10B
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4F100CA04B
4F100CA23A
4F100JB16A
4F100JB16B
4F100JJ01A
4F100JL02
4J002CF03X
4J002CF18W
4J002CH02Y
4J002DA026
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4J002DE146
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4J002DF016
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4J002DJ007
4J002DJ017
4J002DJ037
4J002DJ047
4J002DJ057
4J002FD016
4J002FD017
4J002FD02Y
4J002GA01
4J002GB01
4J002GG02
4J200AA06
4J200BA14
4J200BA20
4J200CA01
4J200DA01
4J200DA17
4J200DA21
4J200EA22
(57)【要約】      (修正有)
【課題】インフレ―ション法での製膜安定性に優れ、延伸による多孔フィルムの製造において生産性に優れるポリエステル系フィルムの提供。
【解決手段】ポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、熱伝導性充填剤、及び非熱伝導性充填剤を含むフィルムであって、好ましくは、前記熱伝導性充填剤はグラファイト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、及び炭化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも1つであるフィルム。A層とB層を有するフィルムであって、前記A層は、熱伝導性充填剤を含み、前記B層は、少なくとも一方の表層に位置して、非熱伝導性充填剤を含むフィルム。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、熱伝導性充填剤、及び非熱伝導性充填剤を含むことを特徴とするフィルム。
【請求項2】
A層とB層を有するフィルムであって、
前記A層は、熱伝導性充填剤を含み、
前記B層は、少なくとも一方の表層に位置して、非熱伝導性充填剤を含むことを特徴とする、請求項1に記載のフィルム。
【請求項3】
A層が非熱伝導性充填剤を含むことを特徴とする、請求項2に記載のフィルム。
【請求項4】
前記B層は、両方の表層に位置することを特徴とする、請求項2または3に記載のフィルム。
【請求項5】
前記熱伝導性充填剤が、グラファイト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、及び炭化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも1つであることを特徴とする、請求項1から4のいずれかに記載のフィルム。
【請求項6】
空孔率が1〜80%であることを特徴とする、請求項1から5のいずれかに記載のフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、柔軟性、透湿性に優れたフィルムに関する。
【背景技術】
【0002】
近年、環境意識の高まりのもと、プラスチック製品の廃棄による土壌汚染問題、また、焼却による二酸化炭素増大に起因する地球温暖化問題が注目されている。この対策として、植物由来原料であり生分解性を有する樹脂として、例えばポリ乳酸が注目されており、従来ポリエチレンなどが使用されてきた透湿フィルムの分野でも種々の検討がなされている。例えば、特許文献1には、ポリ乳酸樹脂、可塑剤、充填剤を含むフィルムをインフレーション法により作成した後、1軸延伸して得られる多孔性フィルムが開示されている。また、特許文献2には、同様の組成のフィルムをTダイキャスト法により作成した後、1軸延伸して得られる多孔性フィルムが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2009−144105号公報
【特許文献2】特開2007−119537号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
前述の特許文献1の技術においてはポリ乳酸に柔軟性を付与するため可塑剤を添加した組成にてインフレーション法を行っている。しかしながら、可塑剤によるポリ乳酸の粘度低下のため、インフレーション法での製膜安定性に劣るという問題があった。
【0005】
また特許文献1および2の技術においては延伸ロール間での1軸延伸による微多孔化を行っている。かかる製造方法において、生産性を上げるためにはライン速度を上げる必要があるが、樹脂組成物よりなるフィルムは一般的に熱伝導速度が小さいためライン速度を上げすぎると、フィルムが十分に温まらず所望の温度での延伸ができないという問題があった。
【0006】
そこで本発明は、かかる従来技術の背景に鑑み、製膜性に優れるフィルムを提供せんとするものである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本発明は、ポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、熱伝導性充填剤、及び非熱伝導性充填剤を含むことを特徴とするフィルムである。
【発明の効果】
【0008】
本発明によれば、製膜性に優れたフィルムが提供される。さらに本発明のフィルムを用いることにより主に透湿性、柔軟性、を必要とする用途において高品質のフィルム提供することができる。本発明のフィルムは具体的には、マルチフィルムなどの農業用材料、薫蒸シートなどの林業用材料、紙おむつ、ナプキン、ライナーなどの衛生材料、レジ袋、ゴミ袋、食品用、工業製品用などの各種包装材料、などに好ましく用いることができる。
【発明を実施するための形態】
【0009】
本発明のフィルムは、ポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、熱伝導性充填剤、及び非熱伝導性充填剤を含むことが重要である。
【0010】
(ポリ乳酸系樹脂)
本発明のフィルムの全成分100質量%中のポリ乳酸系樹脂の含有量は特に限定されないが、環境負荷への対応の観点から、10〜60質量%であることが好ましく、15〜50質量%であることがより好ましく、20〜40質量%であることがさらに好ましい。
【0011】
本発明でいうポリ乳酸系樹脂とは、L−乳酸ユニットおよび、又はD−乳酸ユニットを主たる構成成分とする重合体である。ここで主たる構成成分とは、重合体100質量%中において乳酸ユニットの質量割合が最大であることを意味する。乳酸ユニットの質量割合は、好ましくは重合体100質量%において、乳酸ユニットが70質量%〜100質量%である。
【0012】
本発明でいうポリL−乳酸とは、ポリ乳酸重合体の全乳酸ユニット100mol%において、L−乳酸ユニットの含有量が50mol%を超え、100mol%以下のものをいう。一方、本発明でいうポリD−乳酸とは、ポリ乳酸重合体の全乳酸ユニット100mol%において、D−乳酸ユニットの含有量が50mol%を超え、100mol%以下のものをいう。
【0013】
ポリ乳酸系樹脂は、結晶性ポリ乳酸系樹脂あるいは非晶性ポリ乳酸系樹脂を単独で又は両方を組み合わせて使用できる。
【0014】

(ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑剤樹脂)
本発明のフィルムは、透湿性を向上させるために、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂を含むことが重要である。ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、ポリアセタール、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(メタ)アクリレート、ポリエステル、ポリウレタン、ポリイソプレン、ポリスルホン、ポリフェニレンオキサイド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、エチレン/グリシジルメタクリレート共重合体、ポリエステルエラストマー、ポリアミドエラストマー、エチレン/グリシジルメタクリレート共重合体、エチレン/プロピレンポリマー、デンプンを含むポリマーなどが使用できる。このなかでもポリ乳酸系樹脂と相溶性がよいことから、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂としてはポリエステルが好ましい。ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂としてポリエステルを用いる場合には、柔軟性、透湿性を向上する観点から脂肪族ポリエステルまたは脂肪族芳香族ポリエステルがとくに好ましい。これら各種のポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用できる。
【0015】
本発明のフィルムの全成分100質量%中のポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂の含有量は、5〜40質量%であることが好ましく、10〜30%であることがさらに好ましい。
【0016】

(可塑剤)
本発明のフィルムは、柔軟性を向上させるために可塑剤を含むことが重要である。可塑剤としては、グリセリン脂肪酸エステル、ショ糖脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、ビス(アルキルジグリコール)アジペート、ポリエチレングリコール等が使用できる。これら各種の可塑剤は、一種を単独で又は二種以上を組み合わせて使用できる。
【0017】
さらに可塑剤の耐ブリードアウト性や、フィルムの耐熱性および耐ブロッキング性の観点から、可塑剤は数平均分子量1,000以上のポリエチレングリコールなど、融点が35℃を超えるものが好ましい。また、ポリ乳酸系樹脂との溶融加工温度を合わせる点で、融点は150℃以下であることが好ましい。
【0018】
同様の観点から、可塑剤はポリエーテルセグメントとポリ乳酸セグメントとを有するブロック共重合体、または、ポリエステルセグメントとポリ乳酸セグメントとを有するブロック共重合体であることがさらに好ましい。
【0019】
本発明のフィルムの全成分100質量%中の可塑剤の含有量は、5〜30質量%であることが好ましく、5〜20質量%であることがさらに好ましい。
【0020】

(充填剤)
本発明のフィルムは、透湿性を向上させるために、充填剤を含むことが好ましい。ここで充填剤とは、諸性質を改善するために基材として加えられる物質、あるいは増量、増容、製品のコスト低減などを目的として添加する不活性物質をいう。
【0021】
そして本発明におけるフィルムは、熱伝導性充填剤と非熱伝導性充填剤を含むことが重要である。熱伝導性充填剤の高い熱伝導効果により、後述するインフレーション製膜法や金属ロール上での延伸製膜工程において本発明のフィルムを安定的に生産することが可能となる。なお、単に充填剤と記すときは、熱伝導性充填剤と非熱伝導性充填剤の総称を意味する。
【0022】
そして本発明において熱伝導性充填剤とは、充填剤の中でも高い熱伝導係数を有するものを指し、具体的には、グラファイト、銀、銅、金、鉄、チタン、ケイ素、炭化ケイ素、ベリリア、窒化アルミニウム、窒化ホウ素、窒化ケイ素、酸化マグネシウム、アルミナのいずれかと定義される。
【0023】
これらの中でも熱伝導効率、充填剤自体の安定性、入手しやすさから、熱伝導性充填剤としては、グラファイト、窒化アルミニウム、窒化ケイ素、及び炭化ケイ素からなる群より選ばれる少なくとも1つが好ましい。
【0024】
一方で本発明における非熱伝導性充填剤とは、充填剤であって、上記熱伝導性充填剤に該当しないものを意味する。そして本発明における非熱伝導性充填剤の例として、無機系の非熱伝導性充填剤は、例えば炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム等の各種硫酸塩、酸化亜鉛、酸化ケイ素(シリカ)、酸化ジルコニウム、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化鉄、水酸化アルミニウム、珪酸塩鉱物、ヒドロキシアパタイト、マイカ、タルク、カオリン、クレー、モンモリロナイト、ゼオライト等の各種複合酸化物、リン酸リチウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、塩化リチウム、フッ化リチウム等を挙げることができる。また本発明における非熱伝導性充填剤の例として、有機系の非熱伝導性充填剤は、例えばシュウ酸カルシウム等のシュウ酸塩;テレフタル酸カルシウム、テレフタル酸バリウム、テレフタル酸亜鉛、テレフタル酸マンガン、テレフタル酸マグネシウム等のテレフタル酸塩;ジビニルベンゼン、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸等のビニル系モノマーの単独または共重合体からなる微粒子;ポリテトラフルオロエチレン、ベンゾグアナミン樹脂、熱硬化エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性尿素樹脂、熱硬化性フェノール樹脂などの有機微粒子などの有機系の非熱伝導性充填剤を挙げることができる。
【0025】
これらの非熱伝導性充填剤のなかでも、フィルムの透湿性向上や強度、伸度といった機械特性の維持、および低コスト化の観点から、非熱伝導性充填剤としては、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化ケイ素(シリカ)、酸化チタン、マイカ、タルク、カオリン、クレー、モンモリロナイトが好ましい。
【0026】
本発明において、フィルム中の充填剤の含有量、すなわち熱伝導性充填剤と非熱伝導性充填剤の合計の含有量は、フィルム中の全成分100質量%中、10〜70質量%であることが好ましい。フィルム中の充填剤の含有量を10質量%以上とすることで、透湿性に優れたフィルムとなる。また、フィルム中の充填剤の含有量を70質量%以下とすることで、フィルムの加工性に優れたフィルムとなる。フィルム中の充填剤の含有量は、20〜60質量%であることがより好ましく、30〜50質量%であることがさらに好ましい。
【0027】
本発明において充填剤の全成分100質量%、すなわち熱伝導性充填剤と非熱伝導性充填剤の合計の含有量を100質量%とした際に、熱伝導性充填剤の含有割合は0.1〜50質量%が好ましく、1〜40質量%がより好ましく、5〜30質量%が特に好ましい。熱伝導性充填剤の含有割合が、充填全の合計100質量%において、0.1〜50質量%であれば、実用可能なコストで、本発明のフィルムに十分な熱伝導性効果を付与することができ、後述する製膜安定性を高めることができる。
【0028】
充填剤の平均粒径は、特に限定されないが、0.01〜10μmが好ましい。平均粒径が0.01μm以上であることで、充填剤をフィルム中に高充填することが可能となり、その結果、フィルムの多孔化および透湿性向上のポテンシャルが高いフィルムとなる。平均粒径が10μm以下であることで、フィルムの延伸性が良好となり、その結果、フィルムの多孔化および透湿性向上のポテンシャルが高いフィルムとなる。平均粒径は、より好ましくは0.1〜8μm、さらに好ましくは0.5〜5μm、最も好ましくは1〜3μmである。なお、ここでいう平均粒径とは、レーザー回折散乱式の方法で測定される累積分布50%平均粒子径とする。
【0029】
(積層構成)
本発明のフィルムは、A層とB層を有するフィルムであって、前記A層は熱伝導性充填剤を含み、前記B層は、少なくとも一方の表層に位置して、非熱伝導性充填剤を含むことが好ましい。少なくとも一方の表層に位置するB層は、インフレーション法での製膜時に外気による直接的な除熱や、延伸ロールによる延伸時にロールとの直接接触による加熱がスムーズに行われるため、熱伝導性充填剤による効率的な熱伝導を必ずしも必要としない。そのためB層は、少なくとも非熱伝導性充填剤を含むことが好まし。そして熱伝導効率が悪いA層が熱伝導性充填剤を含むことにより、高価な熱伝導性充填剤の使用量を必要最低限に低減させることが可能となり、コスト競争力に優れたフィルムとすることが可能となる。以下、本発明のフィルムであって、A層とB層とを有し、B層は少なくとも一方の表層に位置しているフィルムを、積層フィルムという。
【0030】
本発明のフィルムにおいてA層は、熱伝導性充填剤とともに非熱伝導性充填剤を含むことが好ましい。A層が熱伝導性充填剤と非熱伝導性充填剤を併用することにより、A層に対して熱伝導性に加え透湿性の付与が可能となる。
【0031】
本発明のフィルムは、熱伝導性を付与できる範囲内で熱伝導性充填剤の使用量を必要最低限に抑えるという観点から、B層が、両方の表層に位置する構成となっていることがさらに好ましい。層構成は、例えばB層/A層/B層や、B層/A層/B層/A層/B層の順に積層されていることが好ましい。
【0032】
本発明において、A層中の充填剤の含有量は、A層中の全成分100質量%中、10〜70質量%であることが好ましい。A層中の充填剤の含有量を10質量%以上とすることで、透湿性に優れたフィルムとなる。また、A層中の充填剤の含有量を70質量%以下とすることで、フィルムの加工性に優れたフィルムとなる。A層中の充填剤の含有量は、20〜60質量%であることがより好ましく、30〜50質量%であることがさらに好ましい。
【0033】
本発明においてA層中の充填剤の全成分100質量%、すなわち熱伝導性充填剤と非熱伝導性充填剤の合計の含有量を100質量%とした際に、熱伝導性充填剤の含有割合は0.1〜100質量%が好ましく、1〜60質量%がより好ましく、5〜30質量%が特に好ましい。
【0034】
本発明において、B層中の充填剤の含有量は、B層中の全成分100質量%中、10〜70質量%であることが好ましい。B層中の充填剤の含有量を10質量%以上とすることで、透湿性に優れたフィルムとなる。また、B層中の充填剤の含有量を70質量%以下とすることで、フィルムの加工性に優れたフィルムとなる。B層中の充填剤の含有量は、20〜60質量%であることがより好ましく、30〜50質量%であることがさらに好ましい。
【0035】
さらに、高価である熱伝導性充填剤の使用量をできるだけ低減しつつ、熱伝導性を付与するという観点から、B層は熱伝導性充填剤を含まないか、極少量の熱伝導性充填剤を含むことが好ましく、B層が熱伝導性充填剤を含む場合には、その量はB層の全成分100質量%中に0.1質量%以下であることが好ましい。
【0036】
B層の厚みの割合Xbは、積層フィルム全体の厚み100%に対して、10〜70%であることが好ましい。Xbが10〜70%であれば、実用上で十分な熱伝導性を得ることができる。さらに好ましいXbは20〜50%である。ここでXbは、積層フィルム全体厚さに占めるB層の存在割合を意味する。つまり、B層/A層/B層、と順次3層に積層された積層フィルムの場合であれば、Xb(%)=[2つのB層の合計厚み]/[フィルム全体の厚み]×100、であり、B層/A層/他の層、と順次3層に積層された積層フィルムの場合であれば、Xb(%)=[1つのB層の厚み]/[フィルム全体の厚み]×100、である。
【0037】

(空孔率)
本発明のフィルムは空孔を有し、空孔率が10〜80%であることが好ましい。
【0038】
空孔率が10〜80%であれば、実用レベルの透湿性を付与することができ、実用レベルのフィルム伸度を維持することができる。空孔率は、より好ましくは20〜75%、さらに好ましくは30〜70%である。
【0039】
空孔率を10〜80%とするための達成手段は、ポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、熱伝導性充填剤及び非熱伝導性充填剤を好ましい種類、配合比率で組み合わせ、後述する製膜方法でフィルムを得ることである。後述する延伸方法において、延伸倍率を小さくすれば、空孔率は小さくなるし、延伸倍率を大きくすれば、空孔率は大きくなる。
【0040】
(厚み)
本発明のフィルムは、厚みが5〜200μmであることが好ましい。厚みを5μm以上とすることで、フィルムとした際のコシが強くなり、取り扱い性に優れ、また、ロール巻姿や巻出し性が良好となる。厚みを200μm以下とすることで柔軟性および透湿性に優れるものとなり、また、特にインフレーション製膜法においては、自重によりバブルが安定化する。本発明のフィルムの厚みは、7〜150μmがより好ましく、10〜100μmがさらに好ましく、12〜50μmがさらにより好ましい。
【0041】
(添加剤)
本発明のフィルムは、本発明の効果を損なわない範囲で前述した以外の添加剤を含有してもよい。例えば、酸化防止剤、紫外線安定化剤、着色防止剤、艶消し剤、抗菌剤、消臭剤、耐候剤、帯電防止剤、抗酸化剤、イオン交換剤、粘着性付与剤、消泡剤、着色顔料、染料などが使用できる。
【0042】
(製造方法)
次に、本発明のフィルムを製造する方法について具体的に説明するがこれに限定されるものではない。
【0043】
本発明のフィルムを構成する組成物、つまり、ポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、熱伝導性充填剤及び非熱伝導性充填剤に加え、必要に応じてその他の成分を含有する組成物を得るにあたっては、各成分を溶融混練することにより組成物を製造する溶融混練法が好ましい。溶融混練方法については、特に制限はなく、ニーダー、ロールミル、バンバリーミキサー、単軸または二軸押出機等の公知の混合機を用いることができる。中でも生産性の観点から、単軸または二軸押出機の使用が好ましい。
【0044】
溶融混練時の温度は150℃〜240℃の範囲が好ましく、ポリ乳酸系樹脂の劣化を防ぐ意味から、170℃〜210℃の範囲がより好ましい。
【0045】
本発明のフィルムは、例えば上記した方法により得られた組成物を用いて、公知のインフレーション法、チューブラー法、Tダイキャスト法などの既存のフィルムの製造法により得ることができる。本発明はこれらの中でも、特にインフレーション法における製膜安定性改良に優れる。
【0046】
通常、インフレーション法では環状ダイスから吐出した溶融樹脂に乾燥エアーを供給してバブル形状を形成するが、その際にバブルの除熱が遅く溶融樹脂の粘度が低い状態でバブルの引取りを行うと、バブル形状を安定的に保持することができず、フィルムに折れしわが入る、巻取り時に端部が巻きずれる等の問題が発生する。このような問題に対して、本発明のフィルムは、熱伝導性充填剤を含有することで、バブルの除熱をスムーズに行うことができ、結果的に折れしわ、巻きずれのない品位の高いフィルムとすることが可能となる。
【0047】
さらに、透湿性を向上させるために上述の方法で得られたフィルムを一軸又は二軸延伸することで、フィルムに空孔を生じさせ、空孔率を1〜80%とすることが好ましい。
【0048】
本発明はこれらの中でも、特に延伸ロール間での縦延伸方式における製膜安定性改良に優れる。
【0049】
通常、ポリエステルの縦延伸方式では適度に暖められた予熱ロールに接触させながらフィルムを搬送し、該フィルムを構成するポリエステルのガラス転移温度以上に予熱した状態で、ロール間での延伸を行う。しかしながら、プラスチックは一般的に熱伝導性に劣るため、生産速度を過度に上げると、該フィルムが目的とする温度に達しする前に延伸され、所望の物性が得られない、延伸破れが発生するという問題が起こる。
【0050】
このような問題に対して、本発明のフィルムは、熱伝導性充填剤を含有することにより、予熱ロールによるフィルムの加熱をスムーズに行うことができる。その結果、高速生産においても目標物性の発現が容易となる、延伸破れが発生しない、といった製膜安定性を付与することが可能となる。
【0051】
フィルムに成形した後に、印刷性、ラミネート適性、コーティング適性などを向上させる目的で各種の表面処理を施しても良い。表面処理の方法としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、酸処理などが挙げられる。いずれの方法をも用いることができるが、連続処理が可能であり、既存の製膜設備への装置設置が容易な点や処理の簡便さからコロナ放電処理が最も好ましいものとして例示できる。
【0052】
(透湿度)
本発明のフィルムは、透湿度が300g/(m・day)以上であることが好ましい。透湿度がこのような高い値であることで、透湿性を必要とする用途に好ましく用いることが可能となる。本発明でいう透湿度の測定方法は、実施例の(透湿度)の項に記載した通りである。
【0053】
透湿度は、500g/(m・day)以上であることが好ましく、1,000g/(m・day)以上であることがより好ましく、1,500g/(m・day)以上であることが特に好ましい。実用レベルの透湿度と引張破断伸度を維持するには、透湿度は3,500g/(m・day)以下が好ましい。
【実施例】
【0054】
以下に実施例を示して本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれにより何ら制限を受けるものではない。
[測定および評価方法]
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。
【0055】
(1)空孔率(%)
フィルムを30mm×40mmの大きさに切取り試料とした。電子比重計(ミラージュ貿易(株)製SD−120L)を用いて、室温23℃、相対湿度65%の雰囲気にて前記試料の比重を測定した。測定を3回行い、平均値をそのフィルムの比重ρとした。
【0056】
次に、測定したフィルムを280℃、5MPaで熱プレスを行い、その後、25℃の水で急冷して無孔シート状物を作成した。この無孔シート状物の比重を、上記した方法で同様に測定し、平均値を樹脂の比重(d)とした。フィルムの比重(ρ)と樹脂の比重(d)から、以下の式により空孔率を算出した。
空孔率(%)=〔(d−ρ)/d〕×100
(2)透湿性
25℃、90%RHに設定した恒温恒湿装置にて、JIS Z0208(1976)に規定された方法に従って透湿度(g/(m・day))を測定した。
その透湿度の値を用いて、以下の基準にて評価した。
◎:1,000g/(m・day)以上
○:500g/(m・day)以上1,000g/(m・day)未満
△:100g/(m・day)以上500g/(m・day)未満
×:100g/(m・day)未満。
透湿度は◎、○、△が良好であり、その中で◎が最も優れている。
【0057】
(3)質量平均分子量、数平均分子量
ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定した標準ポリメチルメタクリレート換算の値である。GPCの測定は、検出器にWATERS社示差屈折計WATERS410を用い、ポンプにWATERS社MODEL510高速液体クロマトグラフィーを用い、カラムにShodexGPC HFIP−806MとShodexGPC HFIP−LGを直列に接続したものを用いて行った。測定条件は、流速0.5mL/minとし、溶媒にヘキサフルオロイソプロパノールを用い、試料濃度1mg/mLの溶液を0.1mL注入した。
【0058】
(4)層の厚み比
フィルム断面を、ライカマイクロシステムズ(株)製金属顕微鏡LeicaDMLMを用いて、倍率100倍、透過光で写真撮影し、各層の厚みを測定することにより、各層の厚み比を求めた。
【0059】
(5)インフレフィルムの製膜安定性
インフレーション法で未延伸フィルムを製膜する際、バブル状にした際のバブル幅形状の安定性を目視評価し、以下のように判定を行った。
◎:バブル幅の変動が全くない
○:若干のバブル幅の変動が生じる
△:バブル幅の変動が生じる
製膜安定性は◎が最も優れている。
【0060】
(6)延伸フィルムの製膜安定性、延伸フィルムの熱伝導性
フィルム搬送速度15m/minにて未延伸フィルムを延伸ロールに導入し、延伸倍率5.5倍で延伸を行い、30分間のうちに起こった延伸破れの回数をカウントし、回数に応じて、下記の三段階で評価した。
◎:延伸破れの回数 0回
○:延伸破れの回数 1〜2回
△:延伸破れの回数 3〜5回
×:延伸破れの回数 6回以上
製膜安定性は◎が最も優れている。
【0061】
なお、延伸破れが起こった時点から、フィルムのつなぎ合わせを行って延伸を再開するまでの時間は、30分間の評価時間から除外した。また延伸区間を形成する2本のロール間の中央の位置のフィルム温度を非接触式温度計にて計測し、その値を延伸温度とした。延伸区間におけるロールの設定温度と、非接触式温度計にて計測されるフィルム温度の差から以下の基準にて延伸フィルムの熱伝導性を判断した。
◎:設定温度−フィルム温度 5℃未満
○:設定温度−フィルム温度 5℃以上10℃未満
△:設定温度−フィルム温度 10℃以上
熱伝導性は◎が最も優れている。
【0062】
[ポリ乳酸系樹脂(A)]
(A1)
ポリ乳酸樹脂(NatureWorks製、商品名“IngeoTMbiopolymer4060D”)、非晶性ポリL−乳酸樹脂、質量平均分子量=200,000、D−乳酸含有量=12.0mol%、融点=無し
(A2)
ポリ乳酸樹脂(NatureWorks製、商品名“IngeoTMbiopolymer4032D”)、結晶性ポリL−乳酸樹脂、質量平均分子量=200,000、D−乳酸含有量=1.4mol%、融点=166℃
上記の融点は、ポリ乳酸樹脂を100℃の熱風オーブン中で24時間加熱させた後に、セイコーインスツル社製示差走査熱量計RDC220を用い、試料5mgをアルミニウム製受皿にセットし、25℃から昇温速度20℃/分で250℃まで昇温した際の結晶融解ピークのピーク温度として求めた。
【0063】
[ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂(B)]
(B1)
ポリブチレンサクシネート樹脂(三菱化学社製、商品名“GSPla” (登録商標)FZ91PN)
[可塑剤(C)]
(C1)
数平均分子量8,000のポリエチレングリコール62質量部とL−乳酸38質量部とオクチル酸スズ0.05質量部を混合し、撹拌装置付きの反応容器中で、窒素雰囲気下160℃で3時間重合することで、数平均分子量8,000の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L−乳酸セグメントを有するブロック共重合体可塑剤C1を得た。
【0064】
[非熱伝導性充填剤(D)]
(D1)
炭酸カルシウム(丸尾カルシウム社製、商品名“カルテックスR”、平均粒子径:2.8μm、熱伝導率:0.5W/m/K)
[熱伝導性充填剤(E)]
(E1)
熱伝導性充填剤(電気化学工業社製、商品名“デンカ窒化けい素 SN−9S”、平均粒子径:1.1μm、熱伝導率:170W/(m・K))
(E2)
熱伝導性充填剤(昭和電工社製、商品名“低ソーダアルミナAL”、平均粒子径:0.5〜5μm、熱伝導率:30W/(m・K))
[フィルムの作成]
(実施例1)
表記載のポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、難燃剤、充填剤を、表記載の各質量%の割合でシリンダー温度180℃のスクリュー径44mmの真空ベント付二軸押出機に供給し、真空ベント部を脱気しながら溶融混練し、均質化した後にペレット化して組成物を得た。
【0065】
この組成物のペレットを、回転式ドラム型真空乾燥機を用いて、温度80℃で5時間真空乾燥した。
この組成物のペレットを、回転式ドラム型真空乾燥機を用いて、温度80℃で5時間真空乾燥した。
【0066】
この組成物のペレットをインフレーション法により、シリンダー温度180℃で、スクリュー径60mmの単軸押出機に供給し、直径250mm、リップクリアランス1.0mm、温度を155℃に設定した環状ダイスにより、ブロー比2.0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、引き取りしてロール状に巻き取った。引き取り速度の調整により、120μmの未延伸フィルムを得た。フィルムの評価結果を表に示した。
【0067】
(実施例2)
表記載のポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、充填剤、を、A層用およびB層用として、表1記載の各質量%の割合で、実施例1と同様にして、各層用に用いる組成物のペレットを得た。
そして、各層の厚み比で、この組成物のペレットをシリンダー温度180℃で、スクリュー径60mmのそれぞれ独立した単軸押出機に供給し、実施例1と同様にして、A層がバブルの内周側となるようにA層/B層の2層構成を有する80μmの未延伸フィルムを得た。フィルムの評価結果を表に示した。
【0068】
(実施例3)
表記載のポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、充填剤、を、A層用およびB層用として、表1記載の各質量%の割合で、実施例1と同様にして、各層用に用いる組成物のペレットを得た。
そして、各層の厚み比で、この組成物のペレットをシリンダー温度180℃で、スクリュー径60mmのそれぞれ独立した単軸押出機に供給し、実施例1と同様にして、B層/A層/B層の3層構成を有する80μmの未延伸フィルムを得た。フィルムの評価結果を表に示した。
【0069】
(比較例1)
表記載のポリ乳酸系樹脂、ポリ乳酸系樹脂以外の熱可塑性樹脂、可塑剤、充填剤、を用いて、実施例1と同様の方法で未延伸フィルムを採取した。フィルムの評価結果を表に示した。
【0070】
(実施例4)
実施例1において得られた未延伸フィルムを、15m/minのライン速度でロール式延伸機に導入し長手方向に、フィルム温度97℃で5.5倍に延伸し空孔を有するフィルムとした。続いて定長下、加熱ロール上で、フィルム温度90℃で1秒間熱処理後、冷却ロール上で冷却し、厚さ26μmのフィルムを得た。結果は表に記載の通りであった。
【0071】
(実施例5)
実施例1において、熱伝導性充填剤としてE2を用いた以外は、実施例1と同様の方法で未延伸フィルムを作成した。続いて実施例4と同様の方法で延伸を行い、空孔を有するフィルムとした。結果は表に記載の通りであった。
【0072】
(実施例6)
実施例3において得られた未延伸フィルムを、実施例4と同様の方法で延伸を行い、空孔を有するフィルムとした。結果は表に記載の通りであった。
【0073】
(比較例2)
比較例1において得られた未延伸フィルムを用いて、実施例4と同様の方法で延伸を行った。延伸直前のフィルムはライン速度が速すぎるため、加熱が不十分であり、結果は表に記載の通りであった。
【0074】
【表1】
【0075】
【表2】
【産業上の利用可能性】
【0076】
本発明によれば、製膜性に優れたフィルムが提供される。さらに本発明のフィルムを用いることにより主に透湿性、柔軟性、を必要とする用途において高品質のフィルム提供することができる。本発明のフィルムは具体的には、マルチフィルムなどの農業用材料、薫蒸シートなどの林業用材料、紙おむつ、ナプキン、ライナーなどの衛生材料、レジ袋、ゴミ袋、食品用、工業製品用などの各種包装材料、などに好ましく用いることができる。