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JP2013001024A - 延伸フィルム - Google Patents

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JP2013001024A JP2011136005A JP2011136005A JP2013001024A JP 2013001024 A JP2013001024 A JP 2013001024A JP 2011136005 A JP2011136005 A JP 2011136005A JP 2011136005 A JP2011136005 A JP 2011136005A JP 2013001024 A JP2013001024 A JP 2013001024A
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JP2011136005A
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Masayuki Hirota
真之 廣田
Gohei Yamamura
剛平 山村
Jun Sakamoto
純 坂本
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Toray Industries Inc
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Toray Industries Inc
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Abstract

【課題】 本発明は、製膜時の延伸性、および物性としてガスバリア性、静音性、耐ピンホール性、低熱収性に優れ、かつフィルム全体としての層間の接着強度およびコストメリットが大きい延伸フィルムに関するものである。
【解決手段】 本発明は、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層を有し、それらの少なくとも一方には接着性樹脂が含まれており、少なくとも一方向に延伸された延伸フィルムである。
【選択図】なし

Description

本発明は、製膜時の延伸性、および物性としてガスバリア性、静音性、耐ピンホール性、耐薬品性、低熱収性に優れ、かつフィルム全体としての層間の接着強度およびコストメリットが大きい延伸フィルムに関するものである。
ポリアミド系樹脂は高い結晶性および融点を有するため、耐熱性の成形物として利用されている。また、フィルム用途としては、ガスバリア性、耐ピンホール性、耐薬品性、静音性を有するため、例えば食品包装用のフィルムに好適である。しかしながら、ポリアミド系樹脂の多くは石油由来の材料であるため、その利用は石油資源の枯渇および二酸化炭素排出の観点から問題となっている。そのため、それらを植物・生物由来の材料によって代替することが求められている。
植物由来の代替材料候補としては、乳酸単量体を主成分とするポリエステル樹脂組成物、すなわちポリ乳酸系樹脂が代表的である。ポリ乳酸系樹脂は、とうもろこしなどのバイオマスを原料として、微生物を利用した発酵法により、モノマーである乳酸を安価に製造できること、また、融点がおよそ170℃という高い値であり、溶融成形可能であることから、化石原料系樹脂の代替として有望である。しかしながら、ポリ乳酸系樹脂は、耐熱性、柔軟性、ガスバリア性、静音性の不足などから、ポリアミド系樹脂が好適に用いられる食品包装用フィルムとして用いるには問題が多い。
これらの欠点を改良するため、ポリアミド系樹脂を主成分とする層とポリ乳酸系樹脂を主成分とする層を含有する多層フィルムを形成し、それによってポリアミド系樹脂の優れた物性を生かしながら、フィルム全体としての植物・生物由来度を上昇させることが考案されている。この場合、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層との接着強度は小さいため、接着性樹脂からなる層をそれらの間に設けることによって対応が図られている。
特許文献1では、容易に開封及び最封することのできる多層フィルムの一形態として、ポリ乳酸系樹脂を内層とし、接着性樹脂層を介して、外層をポリアミド系樹脂層とする構成が開示されている。
特許文献2では、収縮チューブを主用途とする、ポリ乳酸系樹脂を含む多層フィルムの一形態として、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層との間に接着性樹脂層を有する構成が開示されている。
特許文献3では、フィルムの腰、光沢・透明性に優れ、かつ深絞り成形性にも優れた深絞り成形用フィルムの一形態として、外層のポリ乳酸系樹脂層と内層のヒートシール層との間に、ポリアミド系樹脂からなる層を有する構成が開示されている。
特開2006−213053号公報 特表2009−535236号公報 特開2008−55902号公報
上記特許文献に代表される既往の研究では、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層との接着性を発現させるため、両者の間に接着性樹脂層が存在する構成となっている。そして、そのような構成の多層フィルムを製膜するための方法として、あらかじめポリ乳酸系樹脂フィルムとポリアミド系樹脂フィルムを個別に製膜した上で、接着性樹脂を介することによって両者を接着し一体化させることが行われている。しかしながら、この場合には製膜と接着のプロセスを必要とするため、結果として得られるフィルムが高コストとなる。さらに、この方法では積層フィルムを一体として延伸することができないため、一体延伸による各樹脂フィルムの欠点解消(例えば、ポリ乳酸系樹脂フィルムについて熱収縮率の低減、ポリアミド系樹脂フィルムについて延伸性の改善)を行うことはできない。
また、別の方法として、このような構成の多層フィルムを一段階のプロセスにて製膜するため、接着性樹脂専用の押出機を用意し、フィードブロック等の形状を特別に設計して実行するものがある。しかしながら、上記方法と同様に、接着性樹脂層の存在しない積層フィルムを製膜するものに比較すると、フィルム製造に必要な手間およびコストは大きく上昇してしまう。また、フィルムの積層比や積層数の変化への対応、各成分の溶融粘度および延伸性の調整が困難となる等の課題がある。
本発明はかかる従来の課題を解決し、それによってポリ乳酸系樹脂フィルムおよびポリアミド系フィルム単体で有する様々な欠点の改善を図るものである。
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を提案する。すなわち、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とを有し、該ポリ乳酸系樹脂層及び/又はポリアミド系樹脂層は、接着性樹脂を含むことを特徴とする、延伸フィルムである。
本発明は、製膜時の延伸性、および物性としてガスバリア性、静音性、耐ピンホール性、耐薬品性、低熱収縮率性に優れ、かつフィルム全体としてのコストメリットが大きい積層構成の延伸フィルムに関するものである。そして、接着性樹脂を層の構成成分中に含有させることにより、層間の接着強度を簡便に発現させることが可能である。本発明のフィルムは、一般工業用や包装材料用フィルムなどとして好適に用いることができる。
本発明における延伸フィルムは、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とを有し、該ポリ乳酸系樹脂層及び/又はポリアミド系樹脂層は、接着性樹脂を含むことを特徴とする。
本発明における延伸フィルムの層数は、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とを少なくとも有しさえすればいくつであっても問題なく、また、その構成、つまり各層の積層順序もどのようであっても構わない。また、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とは異なる樹脂層が存在しても構わない。しかしながら、層数を増やすことは製膜時の押出機およびフィードブロック等の構成が複雑となるため、手間およびコストの面から判断すると、その層数は2から7が好ましく、より好ましくは2から5であり、さらに好ましくは2から3である。
本発明の延伸フィルムにおいて、ポリ乳酸系樹脂層を最外層の少なくとも一方とする構成は、該ポリ乳酸系樹脂層中のポリ乳酸系樹脂として後述する非晶性ポリ乳酸系樹脂を含む場合に、ヒートシール性が発現するために好ましい形態である。ここでヒートシール性とは、内容物を充填・包装し袋としての形態を取るための性質であり、加熱により接着層が溶融、圧着されることで接着される。本発明の延伸フィルムにおいて、最外層の少なくとも一方がポリ乳酸系樹脂層であり、該ポリ乳酸系樹脂層中のポリ乳酸系樹脂が非晶性のポリ乳酸系樹脂を含む場合には、該最外層がヒートシール性を有することとなり、押出ラミネートでヒートシール層を設けたり、ドライラミネートでヒートシール層を設けたりする態様と比べて、工程を簡略化、薄肉化できることから、コストダウンや環境負荷低減の観点より好ましい。
ヒートシール性の発現を目的として、最外層の少なくとも一方がポリ乳酸系樹脂層であり、該ポリ乳酸系樹脂層中のポリ乳酸系樹脂が非晶性のポリ乳酸系樹脂を含む場合、該ポリ乳酸系樹脂層中のポリ乳酸系樹脂100質量%において、非晶性のポリ乳酸系樹脂が30質量%以上100質量%以下であることが好ましく、より好ましくは50質量%以上100質量%、さらに好ましくは80質量%以上100質量%である。
また、本発明の延伸フィルムが、ポリアミド系樹脂層を両方の最外層とする構成は、本発明の延伸フィルムを二軸延伸フィルムとする場合に、ポリ乳酸系樹脂層が表層に存在する場合と比較して、ロール延伸時のロールへの粘着が抑制されるために製膜性が良好となること、熱固定温度を上昇させることが可能となるため、得られるフィルムの熱収縮率を低減させることが可能となるという点から好ましい形態である。
本発明の延伸フィルムにおいて、ポリアミド系樹脂層中のポリアミド系樹脂として後述する植物由来のポリアミド系樹脂を用いない場合は、ポリ乳酸系樹脂の含有率が高いほど、フィルム全体としての植物由来度が向上するため好ましい。これに対して、植物由来のポリアミド系樹脂を使用する場合には、そのような好ましさは存在しない。しかしながら、植物由来のポリアミド系樹脂がポリ乳酸系樹脂に比較して高価な場合には、コストメリットの観点から、同様にポリ乳酸系樹脂層の含有率が高いほど好ましい。
本発明の延伸フィルムにおけるポリ乳酸系樹脂層とは、層の全成分においてポリ乳酸系樹脂が質量的に最も多く含まれる層を意味する(層において、ポリ乳酸系樹脂が主成分であることを意味する)。そしてポリ乳酸系樹脂層では、ポリ乳酸系樹脂以外の成分(これを副成分という)は、ポリ乳酸系樹脂層中にポリ乳酸系樹脂の含有割合を超えない範囲で含有することが可能である。ポリ乳酸系樹脂層は、安定製膜の観点から、好ましくは該層の全成分100質量%において、ポリ乳酸系樹脂が70質量%以上100質量%以下、ポリ乳酸系樹脂以外の成分(各種添加剤など)は0質量%以上30質量%以下である。
また、ポリ乳酸系樹脂とは、乳酸を主たる構成単位(単量体成分)として重合された重合体を指す。なお、乳酸が主たる構成単位であるとは、重合体の構成単位の合計を100モル%としたとき、乳酸単位が50モル%以上100モル%以下であることを言う。なお、押出特性の観点から、重合体の構成単位の合計を100モル%としたとき、乳酸単位が60モル%以上100モル%以下が好ましく、80モル%以上100モル%以下がさらに好ましい。
ポリ乳酸系樹脂は、乳酸以外の成分(共重合成分)を構成単位として含んでいてもよく、乳酸以外の成分としては、エチレングリコール、ブロピレングリコール、ブタンジオール、ヘプタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、ノナンジオ−ル、デカンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノ−ル、ネオペンチルグリコール、グリセリン、ペンタエリスリトール、ビスフェノ−ルA、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールおよびポリテトラメチレングリコールなどのグリコール化合物、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、アゼライン酸、ドデカンジオン酸、マロン酸、グルタル酸、シクロヘキサンジカルボン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビス(p−カルボキシフェニル)メタン、アントラセンジカルボン酸、4,4’−ジフェニルエーテルジカルボン酸、5−ナトリウムスルホイソフタル酸、5−テトラブチルホスホニウムイソフタル酸などのジカルボン酸、グリコール酸、ヒドロキシプロピオン酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸、カプロラクトン、バレロラクトン、プロピオラクトン、ウンデカラクトン、1,5−オキセパン−2−オンなどのラクトン類を挙げることができる。
本発明において、耐熱性が要求される用途に関しては、ポリ乳酸系樹脂として、乳酸単位の光学純度が高いポリ乳酸系樹脂を用いることが好ましい。すなわち、1つのポリ乳酸系樹脂層において、ポリ乳酸系樹脂中の総乳酸単位100モル%のうち、L体乳酸単位が80モル%以上100モル%以下含まれるか、またはD体乳酸単位が80モル%以上100モル%以下含まれることが好ましく、L体乳酸単位が90モル%以上100モル%以下含まれるか、またはD体乳酸単位が90モル%以上100モル%以下含まれることがさらに好ましく、L体乳酸単位が95モル%以上100モル%以下含まれるか、またはD体乳酸単位が95モル%以上100モル%以下含まれることが特に好ましく、L体乳酸単位が98モル%以上100モル%以下含まれるか、またはD体乳酸単位が98モル%以上100モル%以下含まれることが最も好ましい。
また、本発明において、耐熱性が要求される用途に関しては、ポリ乳酸系樹脂として、ポリ乳酸ステレオコンプレックスを用いることが好ましい。ポリ乳酸ステレオコンプレックスを形成させる方法としては、例えば以下のものを挙げることができる。すなわち、1つのポリ乳酸系樹脂層において、全乳酸単位100モル%のうちL体乳酸単位が90モル%以上100モル%以下、より効率的なステレオコンプレックスを形成させる観点で、好ましくは95モル%以上、より好ましくは98モル%以上がL体乳酸単位で構成されたポリ−L−乳酸と、全乳酸単位100モル%のうちD体乳酸単位が90モル%以上100モル%以下、より効率的なステレオコンプレックスを形成させる観点で、好ましくは95モル%以上100モル%以下、より好ましくは98モル%以上100モル%以下がD体乳酸単位で構成されたポリ−D−乳酸を含有する方法である。
また、ポリ乳酸ステレオコンプレックスを形成させる別の方法として、1つのポリ乳酸系樹脂層において、ポリ−L−乳酸(ポリ−L−乳酸セグメント)およびポリ−D−乳酸(ポリ−D−乳酸セグメント)からなるブロック共重合体を用いるものも挙げることができる。ポリ乳酸ステレオコンプレックスを容易に形成させることができるという点から、この方法は好ましい。
また、本発明においては、ポリ乳酸ステレオコンプレックスを単独で用いてもよく、ポリ乳酸ステレオコンプレックスとポリ−L−乳酸またはポリ−D−乳酸を併用して用いてもよい。なお、ポリ−L−乳酸および、ポリ−D−乳酸とは全乳酸単位100モル%の50モル%以上がL体乳酸単位、もしくはD体乳酸単位のものを指す。
また、ポリ乳酸系樹脂層にヒートシール性を付与することが必要な場合、該層に非晶性のポリ乳酸系樹脂を含むことが好ましい。なお、非晶性のポリ乳酸系樹脂とは、該樹脂を100℃の加熱下で1時間放置した後に、昇温速度20℃/分の条件で示差走査熱量測定(DSC)をした際に融解ピークを示さないポリ乳酸系樹脂を意味する。非晶性のポリ乳酸系樹脂としては、コストの観点からD体ランダム共重合ポリ−L−乳酸などを好ましく用いることができる。その際のD体共重合比としては、結晶性の低さおよびコストの観点から、D体共重合率が10モル%〜20モル%が好ましく、12モル%〜18モル%がさらに好ましい。
ポリ乳酸系樹脂の製造方法としては、公知の重合方法を用いることができ、乳酸からの直接重合法およびラクチドを介する開環重合法などを用いることができる。
ポリ乳酸系樹脂の分子量や分子量分布は、実質的に押出成形加工が可能であれば、特に制限されるものではないが、重量平均分子量(Mw)としては、通常1万〜50万、好ましくは4万〜30万、さらに好ましくは8万〜25万である。ここでいう重量平均分子量とは、ゲルパーミテーションクロマトグラフィーで測定したポリメチルメタクリレート(PMMA)換算の分子量をいう。重量平均分子量が1万未満では成形体(延伸フィルム)は極めて脆くなり実用に適さない場合がある。重量平均分子量が50万を超えると、溶融粘度が高すぎて押出が困難となる場合が多く、またフィルムの表面荒れを起こす場合がある。
ポリ乳酸系樹脂の融点は、ヒートシール性が必要な場合を除き、耐熱性の観点から好ましくは120℃以上、さらに好ましくは150℃以上である。上限は特に制限されるものではないが通常190℃である。また、融点を示さない、非晶性ポリ乳酸系樹脂を用いることもできるが、延伸フィルムの機械特性の観点より、通常は結晶性ポリ乳酸系樹脂を用いることが好ましい。例外に当たるのが、上記のヒートシール性が求められるときであり、その際には非晶性ポリ乳酸系樹脂が好適に用いられる。
なお、ポリ乳酸系樹脂の融点を測定する方法としては、示差走査型熱量計(DSC)を用いるものが挙げられる。この場合、測定に供する樹脂は、あらかじめ加熱下にて十分に結晶化させることが好ましい。
また、ポリ乳酸系樹脂層中にポリアミド系樹脂を含むことは、結晶性や防湿性の向上、層間の接着強度向上の観点より好ましい。ポリ乳酸系樹脂層が含有するポリアミド系樹脂は、後述するポリアミド系樹脂に好適なものと同様の樹脂を好ましく挙げることができる。
さらに、フィルム製膜の工程上、取り除かれるフィルム端部などを、回収原料として本発明を構成する層のうち質量比においてもっとも主要な層へと再利用すると、フィルムの製造コストダウンが可能となり、好ましい。
ポリ乳酸系樹脂層中にポリアミド系樹脂などの副成分が存在する場合、その相溶性向上のため、ポリ乳酸系樹脂層中にはさらに副成分として相溶化剤を添加することも好ましい。ポリ乳酸系樹脂層に含有される相溶化剤としては、極性基を導入したアクリル系樹脂、極性基を導入したスチレン系樹脂、極性基を導入したポリオレフィン系樹脂、極性基を導入したポリオレフィン系樹脂−ポリスチレン系樹脂のブロック共重合体などを好ましく用いることができる。
ポリ乳酸系樹脂層中の副成分としてポリアミド系樹脂、別の副成分として相溶化剤を用いる場合、耐熱性の観点から、ポリ乳酸系樹脂層を構成する全成分100質量%において、ポリ乳酸系樹脂56質量%以上99質量%以下、ポリアミド系樹脂などの副成分は0.5質量%以上24質量%以下、相溶化剤は0.5質量%以上20質量%以下含有することが好ましい。
本発明の延伸フィルムにおけるポリアミド系樹脂層とは、層の全成分においてポリアミド樹脂が質量的に最も多く含まれる層を意味する(層において、ポリアミド系樹脂が主成分であることを意味する。)。そしてポリアミド系樹脂層中のポリアミド系樹脂以外の成分(これを副成分という)は、ポリアミド系樹脂層中に主成分であるポリアミド系樹脂の含有割合を超えない範囲で含有することが可能である。ポリアミド系樹脂層は、安定製膜の観点から、好ましくは該層の全成分100質量%において、ポリアミド系樹脂が70質量%以上100質量%以下、ポリアミド樹脂以外の成分(各種添加剤など)である副成分は0質量%以上30質量%以下である。
ポリアミド系樹脂については、例えば脂肪族ポリアミド系樹脂として、ポリ(ヘキサメチレンアジパミド)(ポリアミド6,6)、ポリ(ヘキサメチレンセバカミド)(ポリアミド6,10)、ポリ(ヘプタメチレンピメラミド)(ポリアミド7,7)、ポリ(オクタメチレンスベラミド)(ポリアミド8,8)、ポリ(ヘキサメチレンアゼラミド)(ポリアミド6,9)、ポリ(ノナメチレンアゼラミド(ポリアミド9,9)、ポリ(デカメチレンアゼラミド)(ポリアミド10,9)、ポリ(テトラメチレンジアミン−co−シュウ酸)(ポリアミド4,2)、n−ドデカン二酸とヘキサメチレンジアミンとのポリアミド(ポリアミド6,12)、ドデカメチレンジアミンとn−ドデカン二酸とのポリアミド(ポリアミド12,12)、ポリ(4−アミノ酪酸)(ポリアミド4)、ポリ(6−アミノヘキサン酸)(ポリアミド6)、ポリ(7−アミノヘプタン酸)(ポリアミド7)、ポリ(8−アミノオクタン酸)(ポリアミド8)、ポリ(9−アミノノナン酸)(ポリアミド9)、ポリ(10−アミノデカン酸)(ポリアミド10)、ポリ(11−アミノウンデカン酸)(ポリアミド11)、およびポリ(12−アミノドデカン酸)(ポリアミド12)等の単独重合体またはこれら2種以上との共重合体、さらにはこれらの混合物を挙げることができる。また、例えば芳香族ポリアミド系樹脂として、ポリ(テトラメチレンジアミン−co−イソフタル酸)(ポリアミド4,I)、ポリヘキサメチレンイソフタルアミド(ポリアミド6,I)、ポリヘキサメチレンテトラフタルアミド(ポリアミド6,T)、ポリ(2,2,2−トリメチルヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ(m−キシリレンアジパミド)(ポリアミドMXD,6)、ポリ(p−キシリレンアジパミド)、ポリ(ヘキサメチレンテレフタルアミド)、ポリ(ドデカメチレンテレフタルアミド)、ポリアミドMXD,I等の単独重合体またはこれら2種以上との共重合体、さらにはこれらの混合物を挙げることができる。さらには、上記脂肪族ポリアミド系樹脂と芳香族ポリアミド系樹脂の2種以上からなる共重合体、さらにはこれらの混合物を挙げることができる。
なお、ポリアミド系樹脂層中のポリアミド系樹脂としては、脂肪族ポリアミド系樹脂と芳香族ポリアミド系樹脂とを用いることができるが、本発明においては脂肪族ポリアミド系樹脂が好ましい。これは、ポリ乳酸系樹脂との相溶性およびポリ乳酸系樹脂層との接着性が、前者の方が良好であるためである。
また、ポリアミド系樹脂層中のポリアミド系樹脂として、植物由来の材料を原料とした脂肪族ポリアミド系樹脂を使用すると、フィルム全体の植物由来度を高められるため、他の脂肪族ポリアミド系樹脂と比較して特に好ましい。その一例として、ひまし油由来の原料を使用した脂肪族ポリアミド系樹脂であるポリアミド4,10、ポリアミド6,10、ポリアミド10,10、ポリアミド11、グルタミン酸由来のポリアミド4などが挙げられる。特に、ポリアミド10,10、ポリアミド11、ポリアミド4については、その植物由来度が炭素原子基準で100%となるため、ポリ乳酸系樹脂と積層した際の植物由来度が大きくなり、より好ましい。さらに、ポリアミド11については、他のポリアミド系樹脂に比較して、その融点が190℃程度とポリ乳酸系樹脂に近いため、ポリ乳酸系樹脂と一体的に製膜しやすく、耐衝撃性および低吸湿性に優れているため、特に好ましい。
また、ポリアミド系樹脂層において、ポリアミド系樹脂の副成分としてポリ乳酸系樹脂を含むことは、層間の接着強度向上の観点より好ましい。ポリアミド系樹脂層の副成分として使用できるポリ乳酸系樹脂は、上記のポリ乳酸系樹脂に好適なものと同様の樹脂を好ましく挙げることができる。
ポリアミド系樹脂層において、ポリアミド系樹脂にポリ乳酸系樹脂などの副成分が存在する場合、その相溶性向上のため、ポリアミド系樹脂層にはさらに副成分として相溶化剤を添加することも好ましい。ポリアミド系樹脂層に含有される相溶化剤としては、極性基を導入したアクリル系樹脂、極性基を導入したスチレン系樹脂、極性基を導入したポリオレフィン系樹脂、極性基を導入したポリオレフィン系樹脂−ポリスチレン系樹脂のブロック共重合体などを好ましく用いることができる。
ポリアミド系樹脂層において、ポリアミド系樹脂の副成分としてポリ乳酸系樹脂や相溶化剤を用いる場合、耐熱性の観点から、ポリアミド系樹脂層の全成分100質量%において、ポリアミド系樹脂が56質量%以上99質量%以下、ポリ乳酸系樹脂は0.5質量%以上24質量%以下、相溶化剤は0.5質量%以上20質量%以下含有することが好ましい。
本発明において、ポリアミド系樹脂の製造方法は、特に限定されものではなく、公知の方法を用いることができる。
本発明の延伸フィルムは、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とを有し、ポリ乳酸系樹脂層及び/又はポリアミド系樹脂層が接着性樹脂を含むことを重要とする。この際に用いる接着性樹脂としては、隣接する層を十分に接着させるだけの接着強度(好ましくは20g/15mm幅以上400g/15mm幅以下、より好ましくは30g/15mm幅以上400g/15mm幅以下)を発現させるものであれば特に限定されないものの、一例としては、エチレン/酢酸ビニル共重合体、エチレン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体や、極性基を含有するポリオレフィン系樹脂、極性基を含有するアクリル系樹脂、極性基を含有するスチレン系樹脂、極性基を含有するポリオレフィン系樹脂−ポリスチレン系樹脂のブロック共重合体などが挙げられる。
ポリ乳酸系樹脂層及び/又はポリアミド系樹脂層に含有される接着性樹脂の含有量は、接着性樹脂を含有する各々の層中の全成分100質量%において0.5質量%以上30質量%以下が好ましく、1質量%以上20質量%以下であることがより好ましい。接着性樹脂を含有する各々の層中の全成分100質量%における接着性樹脂の含有量が0.5質量%を下回る場合には、層間の接着強度を十分に発現させることにやや劣り、30質量%を超えると押出時の粘度が上がりすぎる懸念がある。
ポリ乳酸系樹脂層及び/又はポリアミド系樹脂層に含有される接着性樹脂は、押出安定性の観点から、熱重量測定で求められる5%熱減量温度が230℃以上であることが好ましく、より好ましくは240℃以上である。
接着性樹脂としてエチレン/酢酸ビニル共重合体を用いる場合、エチレン/酢酸ビニル共重合体の全量を100質量%とした際に、酢酸ビニル成分の含有量が、25質量%以上、かつ55質量%未満であることが好ましい。なお、エチレン/酢酸ビニル共重合体における酢酸ビニル成分を除いた残りの成分は、エチレン成分である。酢酸ビニル成分の含有量は、エチレン/酢酸ビニル共重合体の全量を100質量%とした際に、28質量%〜50質量%の範囲であることがより好ましく、30質量%〜45質量%であることがさらに好ましく、34質量%〜41質量%であることが特に好ましい。
接着性樹脂としてエチレン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体を用いる場合、エチレン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体の全量を100質量%とした際に、(メタ)アクリル酸エステル成分の含有量が30質量%以上であることがより好ましく、30質量%〜50質量%の範囲であることがさらに好ましい。なお、エチレン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体における(メタ)アクリル酸エステル成分を除いた残りの成分は、エチレン成分である。
接着性樹脂は、無水マレイン酸基等の酸無水物基、アミノ基、イミノ基およびグリシジル基から選択される少なくとも1種の官能基を含有する樹脂であることが好ましく、無水マレイン酸基および/またはグリシジル基を含有する樹脂であることがより好ましい。
無水マレイン酸基および/またはグリシジル基を含有する樹脂としては、無水マレイン酸基を含有するモノマー及び/またはグリシジル基を含有するモノマーをブロック共重合したエチレン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体が、ポリ乳酸系樹脂層およびポリアミド系樹脂層への相溶性に優れるため、接着性樹脂として好適に用いることができる。なお、無水マレイン酸基および/またはグリシジル基を含有する樹脂中の官能基(無水マレイン酸基および/またはグリシジル基)の含有率は、該樹脂100質量%において、1質量%〜20質量%が好ましく、より好ましくは2質量%〜10質量%である。無水マレイン酸基および/またはグリシジル基を含有する樹脂100質量%における、無水マレイン酸基および/またはグリシジル基の含有率が1質量%を下回る場合には接着性の低下が著しく、20質量%を超えるものは押出安定性に難があるためである。
無水マレイン酸基を含有するモノマー及び/またはグリシジル基を含有するモノマーをブロック共重合したエチレン/(メタ)アクリル酸エステル共重合体の製品例としてはアルケマ社製“ボンダイン(登録商標)”、“ロタダー(登録商標)”などを挙げることができる。
また本発明の延伸フィルムは、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とが、他の層を介さずに直接積層していると、構成が最もコンパクトになり、さらには両層のうち一方または両方に含まれる接着性樹脂によって層間接着力が上昇するため、好ましい構成である。また、接着性樹脂がポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層の両方に含まれていると、その層間接着力がさらに上昇するため、より好ましい。
ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とが他の層を介さずに直接積層している際に、ポリ乳酸系樹脂層及びポリアミド系樹脂層からなる群より選ばれる1層中の接着性樹脂が、無水マレイン酸基を含有する樹脂であり、前記群より選ばれる他の1層中の接着性樹脂が、グリシジル基を含有する樹脂である場合には、それぞれの層間において無水マレイン酸基とグリシジル基との間に反応が起こるため、接着性向上に効果があり、好ましい形態である。
ポリ乳酸系樹脂層および/またはポリアミド系樹脂層が延伸助剤を含むことは、延伸倍率向上や破れ抑制による生産性の良化や表面平滑性の向上の観点より好ましい。
ポリ乳酸系樹脂層に含有される延伸助剤としては、ポリエステル、ポリエステルとポリ乳酸のブロック共重合体、ポリエーテルとポリ乳酸のブロック共重合体、ポリオレフィンアクリレート、等が好ましく用いられる。
延伸助剤として作用するポリエステルとしては、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンセバケート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート/テレフタレート、ポリブチレンアジペート/テレフタレート、ポリブチレンサクシネート/アジペート、ポリプロピレンセバケート、ポリプロピレンサクシネート、ポリプロピレンサクシネート/テレフタレート、ポリプロピレンアジペート/テレフタレート、ポリプロピレンサクシネート/アジペートなどの芳香族および/または脂肪族ポリエステルを好ましく使用することができる。これらの中でも特に延伸性向上に効果的であるのが、ポリブチレンアジペート/テレフタレートおよびポリブチレンサクシネート/アジペートである。
ポリ乳酸系樹脂との相溶性の観点から、延伸助剤の重量平均分子量は、2,000〜200,000が好ましく、より好ましくは5,000〜150,000、特に好ましくは10,000〜100,000である。なお、ここでいう重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)でクロロホルム溶媒にて測定を行い、ポリメチルメタクリレート換算法により計算した分子量をいう。
また、ポリエステルとポリ乳酸のブロック共重合体とは、ポリエステルセグメントとポリ乳酸セグメントとからなるブロック共重合体であり、ポリエーテルとポリ乳酸のブロック共重合体とは、ポリエーテルセグメントと、ポリ乳酸セグメントとからなるブロック共重合体である。ポリ乳酸セグメントの含有量は、これらブロック共重合体の全量100質量%中の5質量%以上60質量%以下であることが好ましい。ポリエステルとポリ乳酸のブロック共重合体、ポリエーテルとポリ乳酸のブロック共重合体において、ポリ乳酸セグメントの含有量が60質量%を超えると、延伸性向上の効果が低くなることがある。また、ポリ乳酸の含有量が5質量%未満の場合には、耐ブリードアウト性がやや低下する。さらに、ブリードアウト抑制効果を効率的に発揮させるには、ブロック共重合体一分子中に重量平均分子量が1,500以上200,000以下のポリ乳酸セグメントを一つ以上有することが好ましい。該ポリ乳酸セグメントが存在することで、ポリ乳酸系樹脂との相溶性が向上する。
上記ポリエステルとポリ乳酸のブロック共重合体におけるポリエステルセグメントとしては、ポリブチレンテレフタレート、ポリプロピレンテレフタレート、ポリブチレンセバケート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート/テレフタレート、ポリブチレンアジペート/テレフタレート、ポリブチレンアジペート/サクシネート、ポリプロピレンセバケート、ポリプロピレンサクシネート、ポリプロピレンサクシネート/テレフタレート、ポリプロピレンアジペート/テレフタレート、ポリプロピレンアジペート/サクシネートなどを好ましく使用することができる。
上記ポリエーテルとポリ乳酸のブロック共重合体におけるポリエーテルセグメントとしては、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール・ポリプロピレングリコール共重合体などを好ましく使用することができる。
延伸助剤の含有量は、これを含有する層の全成分100質量%に対して0.1〜20質量%含有することが好ましい。含有量は、より好ましくは0.2〜10質量%、特に好ましくは0.5〜5質量%である。
本発明の効果を損なわない範囲において、各層には各種添加剤が含まれていても良い。具体的には、各層には、ブロッキング防止剤、安定剤(酸化防止剤、紫外線吸収剤等)、滑剤(アルキルカルボン酸アミド、ステアリン酸塩など)、帯電防止剤(アルキルスルホン酸塩、アルキル脂肪酸塩、アルキル脂肪酸エステル、など)、染料および顔料を含む着色剤、着色防止剤、艶消し剤、抗菌剤、消臭剤、難燃剤、耐候剤、イオン交換剤、粘着付与剤、消泡剤、結晶核剤などを含有することができる。
ブロッキング防止剤は、フィルム同士のブロッキングを抑制しフィルムのハンドリング性を改善するために、フィルム表面に凹凸を付与する目的で表層の樹脂に添加される粒子であり、凝集シリカ、コロイダルシリカ、アルミノシリケート、架橋PMMA、架橋ポリスチレン、炭酸カルシウムなどの不活性な粒子を用いることができ、特に凝集シリカ、コロイダルシリカ、アルミノシリケートが好ましい。
帯電防止剤としては、公知のカチオン系、アニオン系、両性イオン系、非イオン系を用いることができ、フィルム表面に塗布する手法、樹脂成分に混練する方法いずれも使用することができる。ただし、樹脂成分に混練する場合は、イオン性帯電防止剤を用いるとポリ乳酸系樹脂成分の混練時の分解が起こるため好ましくない場合があり、その場合は非イオン系帯電防止剤が好ましく用いられる。非イオン性帯電防止剤としては、(ポリ)エチレングリコール、(ポリ)プロピレングリコール、グリセリン、ソルビット等の多価アルコールおよび/またはその脂肪酸エステルなどが挙げられる。
本発明の延伸フィルムにおいて、ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とが、他の層を介さずに直接積層されている場合において、隣接するポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層との間の接着強度は、20g/15mm幅以上400g/15mm幅以下であることが好ましく、より好ましくは30g/15mm幅以上400g/15mm幅以下である。接着強度が20g/15mm幅を下回る場合には、製膜時、加工時、および包装材料としての使用時に層間が容易に剥離するため、取り扱いに難がある。
ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とが、他の層を介さずに直接積層されている本発明の延伸フィルムにおいて、隣接するポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層との間の接着強度を20g/15mm幅以上400g/15mm幅以下とするには、ポリ乳酸系樹脂層及び/又はポリアミド系樹脂層に含有される接着性樹脂として、前述の好ましいものを選ぶこと、あるいは接着性樹脂の含有量を好ましい範囲において高くすることが挙げられる。
包装用フィルムとしての実用上、本発明の延伸フィルムの水蒸気バリア性は100g/m・day以下であることが好ましく、80g/m・day以下であることがより好ましい。本発明の延伸フィルムの水蒸気バリア性の下限値については、小さい方が好ましいが、現実的には0.1g/m・day未満とすることは困難であり、また包装用フィルムとしての適用の観点でも0.1g/m・day程度であれば十分なため、下限は0.1g/m・day程度と考えられる。水蒸気バリア性が特に要求される場合には、ポリアミド系樹脂層の厚みを厚くすることによって対応が可能である。
本発明の延伸フィルムの厚みは特に制限されるものではないが、好ましくは1〜500μm、さらに好ましくは3〜100μm、より好ましくは5〜50μmである。各層の厚みは特に制限されるものではないが、内層は全体厚みに対して30%以上であることが好ましく、最外層は内層の厚みを越えないことが好ましい。具体的には、本発明の延伸フィルムの全体厚みに対して、内層は30〜98%が好ましく、最外層はそれぞれ0.5〜30%が好ましい。
本発明の延伸フィルムは少なくとも延伸されていることが重要であるが、好ましくは二軸延伸されている態様である。これは、二軸延伸することによってフィルムが二軸に配向するため、結果としてガスバリア性・強度・層間の接着強度が向上するためである。二軸延伸の方法は特に限定されないが、逐次二軸延伸法、同時二軸延伸法、あるいはこれらを組み合わせた方法が挙げられる。
本発明の延伸フィルムは120℃で15分間熱処理した際の熱収縮率が10%以下であることが望ましい。熱収縮率が10%を超える場合には、印刷・ラミネート・コーティング・製袋・蒸着等の加工工程において発生する熱によりフィルムが大きく収縮し、ハンドリング性に劣る場合がある。熱収縮率値の上限として、より好ましくは5%以下であり、さらに好ましくは熱収3%以下である。熱収縮率を低下させるには、結晶性のポリ乳酸系樹脂層またはポリアミド系樹脂層を最外層とする構成を取ること、および/または製造工程において熱固定温度を制御することによって達成することが好ましい。なお、本発明品の熱収縮率は、特に下限を設けないものの、安定に製造可能となる限界は−2%程度と推察される。なお、最も望ましい値は0%である。
本発明の延伸フィルムは、その破断強度が50MPa以上であることが好ましく、80MPa以上であることがさらに好ましい。破断強度が50MPaを下回る場合には、印刷・ラミネート・コーティング・製袋・蒸着等の加工工程において、破れ等のトラブルが発生する場合がある。破断強度を50MPa以上とするには、本発明のフィルムを二軸延伸し、その延伸工程における延伸温度および倍率、熱固定工程における熱固定温度を制御することにより、フィルムの面配向を制御することによって達成する方法が挙げられる。
本発明の延伸フィルムは、植物および生物由来の材料から作られた樹脂を用いて製造されることが好ましい。これは、石油由来の材料を用いることが石油資源の枯渇および二酸化炭素排出量増大に繋がるためである。延伸フィルム全体のバイオマス度は25%以上が好ましく、50%以上がより好ましく、80%以上がさらに好ましく、90%以上が最も好ましい。バイオマス度を上昇させるためには、バイオマス由来材料であるポリ乳酸系樹脂およびポリアミド11等の一部のポリアミド樹脂を使用し、それらの使用割合を増大させることが好ましい。また、延伸フィルムのコストを低減させながらバイオマス度を上昇させるには、比較的安価であるポリ乳酸系樹脂の使用量を増やすことが特に好ましい。
本発明の延伸フィルムは、印刷性・保香性・内容物保護性の観点から、耐薬品性は高いことが望ましい。耐薬品性を向上させるには、ポリ乳酸系樹脂に比較して耐薬品性の高いポリアミド系樹脂からなる層の積層比を上昇させること、あるいはそれを延伸フィルムの最外層とすることが望ましい。なお、積層比とは、各層の厚みの比を意味する。
以下に、本発明の延伸フィルムを製造する方法について具体的に述べるが、方法はこれのみに限定されるものではない。
各押出機にそれぞれの層をなす樹脂組成物を供給し、別々の経路にてフィルターやギヤポンプを通じて、異物の除去、押出量の均整化を行い、多層積層口金または口金の上部に設置したフィードブロックもしくはマニホールド内にて短管内で各層を構成する樹脂組成物を合流、積層後、口金よりシート状に吐出し、エアナイフまたは静電印加などの方式により、キャスティングドラムに密着させ、冷却固化せしめて未延伸フィルムとする。次いで、該シートをロールに通して予熱し、引き続き周速差を設けたロール間に通し、長手方向に延伸し、ただちに室温に冷却する。引き続き該延伸フィルムをテンターに導いて、延伸し、次いで幅方向に弛緩を与えつつ、熱固定して巻取る。あるいは、長手方向、幅方向を同時に延伸する方法により延伸してもよく、長手方向の延伸、幅方向の延伸を複数回数組み合わせて行う方法等による延伸を行っても良い。
本発明の延伸フィルムの延伸条件は、ポリ乳酸系樹脂に合わせることが好ましい。これは、ポリ乳酸系樹脂の熱分解温度がポリアミド系樹脂に比べて低いこと、および通常はポリアミド系樹脂の逐次二軸延伸が困難でありながら、本発明の構成では、その延伸が可能となるからである。すなわち、長手方向の延伸温度を70〜110℃とすることが好ましく、さらに好ましくは80℃から100℃であり、延伸倍率は2.5〜4.2倍が好ましい。幅方向の延伸温度は70〜110℃とすることが好ましく、より好ましくは80〜100℃であり、延伸倍率は2.5〜4.0倍であることが好ましい。
延伸フィルムのいずれかの層に延伸助剤を用いた場合は、上述した温度、延伸の条件を広げることが可能である。例えば、フィルムの機械特性の観点から、長手方向の延伸温度は60〜100℃であれば好ましく、延伸倍率は3.0〜5.0倍が好ましい。さらに幅方向の延伸温度は70〜100℃であれば好ましく、延伸倍率は2.5〜10.0倍であることが好ましい。
また、延伸後はフィルムの熱収縮率を抑制する点で、熱固定やリラックスの温度は好ましくは120〜180℃、より好ましくは125〜175℃、さらに好ましくは130〜170℃であり、リラックス率は好ましくは2〜15%、より好ましくは3〜10%、さらに好ましくは3〜8%である。その後、冷却する。
また、両方の最外層をポリアミド系樹脂層をとする場合、前述のように延伸時のロール粘着抑制および熱固定温度上昇が可能となるため、この場合には上記の好ましい範囲のうち高温側を採用することができる。これによって、フィルムの熱収縮率を低減させることが可能となる。
本発明のフィルムはガスバリア層を設けることでより好適に用いることができる。ガスバリア層はコーティング、蒸着、ラミネートなどの手法で設けることができるが、湿度依存がなく、薄膜で優れたバリア性を発現できることから、金属または金属酸化物からなる蒸着層がより好ましい。
蒸着層に用いられる金属または金属酸化物は、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化セリウム、酸化カルシウム、ダイアモンド状炭素膜、あるいはそれらの混合物のいずれかからなる金属または金属酸化物であることが好ましい。特にアルミニウム又はアルミニウムの金属酸化物の蒸着は、経済性、ガスバリア性能に優れていることから、より好ましい。
また、薄膜の蒸着層の作製方法としては、真空蒸着法、EB蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法などの物理的蒸着法、プラズマCVDなど各種化学蒸着法などを用いることができるが、生産性の観点からは真空蒸着法が特に好ましく用いられる。
蒸着層を設ける際には、蒸着層の密着性を向上させるため、あらかじめ被蒸着面にコロナ放電処理などの方法による前処理を施しておくことが好ましい。コロナ処理を施す際の処理強度は5〜50W・min/mが好ましく、より好ましくは10〜45W・min/mである。また、コロナ処理を施す際の雰囲気は大気中だけでなく、窒素中、炭酸ガス/窒素混合気体中などで行うことが蒸着層との密着性向上の観点から好ましい。さらに、ガス処理、プラズマ処理、アルカリ処理、電子線放射処理などの表面処理を必要に応じて施してもよい。
被蒸着面は平滑であればガスバリア性が良好となることから、平滑設計とすることが好ましい。また、上述したブロッキング防止剤や安定剤などの添加物類はフィルム表面にブリードアウトして蒸着欠陥となりバリア性の低下を招くことがあるので、その含有量は適宜調整することが重要である。
また蒸着層は、コーティング層と併用することにより、より高いガスバリア性を得られる。つまり延伸フィルム上に、あらかじめアンカーコート剤をインラインまたは、オフラインで塗布してコーティング層を形成しておけば、コーティング層上に形成する蒸着層が密着性の高い層となり、ガスバリア性向上に有効である。また、蒸着層上にオーバーコート剤を塗布すれば、蒸着層の欠陥を補完しガスバリア性向上につながる。コーティング層としてはポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレン−ビニルアルコール、アクリル、ポリエステル、ポリウレタン、ポリエステル−ポリウレタン系樹脂が好ましく用いられる。なおコーティング層は、その効果を阻害しない範囲において、各種の副成分を含有することができる。またコーティング層の厚みは特に限定されないが、0.01μm〜3μmが好ましい。
金属または金属酸化物からなる蒸着層を有する本発明の延伸フィルムの水蒸気バリア性は2.0g/m・day以下であることが好ましく、1.0g/m・day以下であることがより好ましい。下限値については小さい方が好ましいが、現実的には0.01g/m・day未満とすることは困難であり、また包装用フィルムとしての適用の観点でも0.01g/m・day程度であれば十分なため、下限は0.01g/m・day程度と考えられる。
金属または金属酸化物からなる蒸着層を有する本発明の延伸フィルムの酸素バリア性は40cc/m・day・atm以下であることが好ましく、20cc/m・day・atm以下であることがより好ましい。下限値については小さい方が好ましいが、現実的には0.01cc/m・day未満とすることは困難であり、また包装用フィルムとしての適用の観点でも0.01cc/m・day程度であれば十分なため、下限は0.01cc/m・day程度と考えられる。
本発明の延伸フィルムの用途は特に限定されるものではないが、特に包装材料として好適に用いることができる。そのため本発明の延伸フィルムをその構成中に含む包装体は、その好適な用途である。
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、本発明はこれによって何ら制限を受けることはない。
各物性と特性の測定、評価は以下の手法にて行った。
[延伸製膜性]
逐次二軸延伸による製膜時、300mのフィルムを採取する間、安定製膜できたものを○(良)、目視で面荒れが確認できたものを△(可)、途中、破れが頻発したものを×(不可)として評価した。
[接着強度]
#60の二軸配向ポリプロピレンフィルムの片面にコロナ処理を行い、該面に接着剤(東洋モートン(株)製AD503/cat10/酢酸エチル=20:1:20)を塗布した。続いて、サンプルの片面にコロナ処理を行い、処理面と前述の接着面とを貼り合わせ、40℃48時間エージング処理を行った。該フィルムについて、大英科学精機製作所製引張試験機を用い、下記条件で剥離したときの荷重を測定した。なお、測定数は3回とし、その平均値を評価した。
<剥離条件>
フィルム幅:15mm
剥離速度:200mm/分
剥離確度:90°剥離
[熱収縮率]
フィルムの長手方向について長さ200mm×幅10mmの矩形に切り出し、サンプルとした。150mmの間隔で標線を引き、3gの錘を吊るして、120℃に加熱した熱風オーブン内で15分間熱処理した。処理後の標線間距離を測定し、処理前との変化から熱収縮率を測定した。測定数は5回とし、その平均値を評価した。
[ヒートシール性]
15mm幅のフィルム同士を下記条件でヒートシールした。
<ヒートシール条件>
圧力:2kg/cm 、温度:140℃、時間:1秒、シール幅:10mm
<評価>
HS無:手による剥離が可能
HS有:手による剥離が不可能
[水蒸気バリア性]
温度25℃、湿度90%RHの条件に設定した恒温恒湿装置にて、JIS Z0208(1976)のA法に規定された方法に従って水蒸気バリア性(透湿度:g/(m・day))を測定した。また、測定は2回行い、その平均値を評価した。
〔破断点強度〕
オリエンテック社製TENSILON UCT−100を用いて、温度23℃、湿度65%RHの雰囲気にて測定を行った。フィルムの長手方向について長さ150mm×幅10mmの矩形に切り出し、サンプルとした。JIS−K7127(1999)に規定された方法に従って測定を行った。また、測定は5回行い、その平均値を評価した。
〔バイオマス度〕
樹脂を構成する炭素原子が全て植物由来である原料のバイオマス度を100%、全て石油由来である場合を0%として、それら樹脂固有のバイオマス度と使用する各樹脂の積層比(各層の厚み比)を掛け合わせた値の和をフィルムのバイオマス度とした。
[耐薬品性]
フィルムの一方の表面にクロロホルムを3滴垂らし、10秒間放置した。滴下した部位に穴開きが発生しなかった場合には、該部位にフィルムの反対面からクロロホルムを3滴垂らし、同様に10秒間放置した。一連の処理後における穴開きの有無および厚みの変化を評価した。
<評価>
×:穴開き有り
△:穴開き無し、厚み減少
○:穴開き無し、厚み不変
[原料]
原料は以下のものを用いた。
ポリ乳酸系樹脂(1)(表中の略語は、4032Dとする。)(Natureworks製“4032D”、D体1.4%、融点168℃)
ポリ乳酸系樹脂(2)(表中の略語は、4060Dとする。)(Natureworks製“4060D”、D体12% 非晶性)
ポリアミド系樹脂(1)(表中の略語は、ポリアミド11とする。)(アルケマ製“リルサン”BECNO TL:ポリアミド11)
ポリアミド系樹脂(2)(表中の略語は、ポリアミド12とする。)(アルケマ製“リルサン”AESN TL:ポリアミド12)
接着性樹脂(1)(表中の略語は、ボンダインとする。)(アルケマ製“ボンダイン“TX8030:エチレン/アクリル酸エステル/無水マレイン酸ターポリマー樹脂)
接着性樹脂(2)(表中の略語は、ロタダーとする。)(アルケマ製“ロタダー”AX8900:エチレン/アクリル酸エステル/グリシジルメタクリレートコポリマー樹脂)
接着性樹脂(3)(表中の略語は、ロトリルとする。)(アルケマ製“ロトリル”20MA08:エチレン/メチルアクリレートコポリマー樹脂)
(実施例1)
ポリ乳酸系樹脂層として、ポリ乳酸系樹脂(1)95質量部および接着性樹脂(1)5質量部を押出機−1に供給して220℃の温度で溶融し、一方、ポリアミド系樹脂層として、ポリアミド系樹脂(1)95質量部および接着性樹脂(1)5質量部を別の押出機−2に供給して240℃の温度で溶融し、二種三層構成としてポリ乳酸系樹脂層/ポリアミド系樹脂層/ポリ乳酸系樹脂層=1:8:1となるよう共押出してシート状に押出成形し、25℃の温度のキャスティングドラムに直径0.5mmのワイヤー状電極を用いて静電印加しながら巻き付けてシート状に冷却固化した。
該シートをロールにて80℃で予熱し、ロールにて85℃で長手方向に3.0倍延伸し、ただちに40℃に冷却した。次に該延伸シートをテンターに導き、85℃の温度に予熱し、引き続き90℃の温度で幅方向に3.0倍延伸し、次いで幅方向に5%の弛緩を与えつつ150℃の温度で熱処理をした後、冷却し巻き取り、延伸フィルムを得た。
(実施例2)
積層構成をポリアミド系樹脂層/ポリ乳酸系樹脂層/ポリアミド系樹脂層=1:8:1とした上で、熱処理温度を165℃とした以外は、実施例1と同様に製膜を行い、延伸フィルムを得た。
(実施例3)
押出機−2へ供給する原料をポリアミド系樹脂(1)95質量部および接着性樹脂(2)5質量部とした以外は、実施例2と同様に製膜を行い、延伸フィルムを得た。
(実施例4)
押出機−2へ供給する原料をポリアミド系樹脂(1)100質量部とした以外は、実施例2と同様に製膜を行い、延伸フィルムを得た。
(実施例5)
押出機−2へ供給する原料をポリアミド系樹脂(1)95質量部および接着性樹脂(3)5質量部とした以外は、実施例2と同様に製膜を行い、延伸フィルムを得た。
(実施例6)
押出機−1へ供給する原料をポリ乳酸系樹脂(1)95質量部および接着性樹脂(3)5質量部、押出機−2へ供給する原料をポリアミド系樹脂(1)95質量部および接着性樹脂(3)5質量部とした以外は、実施例2と同様に製膜を行い、延伸フィルムを得た。
(実施例7)
押出機−2へ供給する原料をポリアミド系樹脂(2)95質量部および接着性樹脂(1)5質量部とした以外は、実施例2と同様に製膜を行い、延伸フィルムを得た。
(実施例8)
押出機−1へ供給する原料をポリ乳酸系樹脂(2)95質量部および接着性樹脂(1)5質量部とした以外は、実施例1と同様に製膜を行い、延伸フィルムを得た。
(比較例1)
押出機−1へ供給する原料をポリ乳酸系樹脂(1)100質量部、押出機−2へ供給する原料をポリアミド系樹脂(1)100質量部とした以外は、実施例2と同様に製膜を行い、延伸フィルムを得た。
(比較例2)
実施例2の条件において、キャスティングドラムに巻き付けて得られたシート状の冷却固化物を、延伸せずにそのまま採取し、未延伸フィルムを得た。
(比較例3)
押出機−1へ供給する原料をポリ乳酸系樹脂(1)100質量部、押出機−2へ供給する原料をポリ乳酸系樹脂(1)100質量部として、構成をポリ乳酸系樹脂の単膜とした上で、縦延伸の予熱温度を70℃、延伸温度を75℃、横延伸の予熱温度を70℃、延伸温度を75℃、熱処理温度を140℃とした以外は、実施例1と同様に製膜を行い、フィルムを得た。
(比較例4)
押出機−1へ供給する原料をポリアミド系樹脂(1)100質量部、押出機−2へ供給する原料をポリアミド系樹脂(1)100質量部として、構成をポリアミド系樹脂の単膜とした以外は、実施例2と同様に製膜を行い、フィルムを得た。
Figure 2013001024
表1に示す通り、本発明のフィルムは延伸製膜性、加工適性、ガスバリア性、耐薬品性、バイオマス度に優れることが分かる。
本発明のフィルムはポリ乳酸系樹脂を含有しながら、現行ポリアミドフィルムの持つ物性を維持しつつ、製膜適性に優れており、包装用フィルムとして好適に用いることができる。ただし、用途はこれに限るものではない。

Claims (9)

  1. ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とを有し、ポリ乳酸系樹脂層及び/又はポリアミド系樹脂層は、接着性樹脂を含むことを特徴とする、延伸フィルム。
  2. 前記ポリ乳酸系樹脂層と前記ポリアミド系樹脂層とが、他の層を介さずに直接積層していることを特徴とする、請求項1に記載の延伸フィルム。
  3. 前記接着性樹脂が、無水マレイン酸基および/またはグリシジル基を含有する樹脂であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の延伸フィルム。
  4. ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とが他の層を介さずに直接積層しており、
    ポリ乳酸系樹脂層及びポリアミド系樹脂層からなる群より選ばれる1層中の接着性樹脂が、無水マレイン酸基を含有する樹脂であり、前記群より選ばれる他の1層中の接着性樹脂が、グリシジル基を含有する樹脂であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の延伸フィルム。
  5. ポリアミド系樹脂が、脂肪族ポリアミド系樹脂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延伸フィルム。
  6. 前記ポリアミド系樹脂が、ポリアミド11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延伸フィルム。
  7. 両方の最外層がポリアミド系樹脂層であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の延伸フィルム。
  8. 最外層の少なくとも一方が、ポリ乳酸系樹脂層であり、該ポリ乳酸系樹脂層中のポリ乳酸系樹脂が、非晶性のポリ乳酸系樹脂を含むことを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載の延伸フィルム。
  9. ポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層とが他の層を介さずに直接積層しており、
    隣接するポリ乳酸系樹脂層とポリアミド系樹脂層との間の接着強度が、20g/15mm幅以上400g/15mm幅以下であることを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載の延伸フィルム。
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