WO2003037966A1

WO2003037966A1 - Films de resine a base d'acide polylactique oriente biaxialement

Info

Publication number: WO2003037966A1
Application number: PCT/JP2002/011211
Authority: WO
Inventors: Masayuki Sukigara; Mitsuyoshi Itada; Hisao Koike; Michihiro Yatsuzuka; Yoshiaki Hamada
Original assignee: Asahi Kasei Life & Living Corporation
Priority date: 2001-11-01
Filing date: 2002-10-29
Publication date: 2003-05-08
Also published as: EP1449867A4; JPWO2003037966A1; US7175917B2; EP1449867A1; CA2465335A1; CN1578804A; AU2002344595B2; CA2465335C; KR20050040851A; CN1305940C; DE60223712D1; KR100584054B1; EP1449867B1; JP4198058B2; US20050008815A1; DE60223712T2

Description

明細書ポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム技術分野

本発明は、主としてポリ乳酸系樹脂からなる生分解性二軸延伸フィルムに関するものである。更に詳しくは、本発明は、コーティング適性、高速カット性に優れる、袋、包装用フィルム、及び各種窓貼り用生分解性フィルムに関するものである。背景技術

合成高分子ィ匕合物はその優れた特性からプラスチックとして広範囲に使用されるようになったが、その使用量の増加と共に廃棄物量も増大しており、この廃棄プラスチックをどの様に処理するかが大きな社会問題になっている。焼却すると発熱量が大きいため焼却炉を傷めやすい事や、有害物質を生成するおそれがあること等の問題点があり、埋め立てても腐らないためいつまでも環境中に残留するという問題点もある。更に、分別 '回収、再生のコストを考えるとリサイクルだけでは完全な問題解決は困難である。

この様な環境問題の高まりの中で、環境への負荷を低減して、社会を持続可能なものにするために、廃棄後に自然環境下で分解する生分解性プラスチックが求められるようになっている。

これまでに知られている生分解性プラスチックとしては、澱粉系、微生物によつて生産された脂肪族ポリエステル系樹脂、化学合成による脂肪族ポリエステル系樹脂、及びそれらの化学構造を一部変性したタイプの樹脂、生分解性の脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂などが知られている。

これらの生分解性ブラスチックの中で、ポリ乳酸系樹脂は他の生分解性プラスチックに比べて、透明性、剛性、加工性に優れ、特にその延伸フィルムは、腰が強く、透明性に優れる点から、袋などの各種包装用フィルム、窓付き容器の窓貼り用フィルム、封筒窓貼り用フィルム、その他、セロファン代替用フィルムとしても適している。

—方、樹脂フィルムの用途においては、加工機の進歩によって、加工速度の高速化が進んでいる。封筒へのフィルムの窓貼りを例にあげると、従来は 400〜 600枚/分の処理速度で封筒の窓貼りを行っていたものが、窓貼り機の進歩によって、最近では 800〜1000枚 Z分、更には 1000枚 Z分以上と高速化が進み、フィルムの走行速度もより高速になり、高速カット性の優れたフィルムが求められているのが現状である。加えて加工速度の高速ィ匕に対応した機械適性や加工性などを与えるために帯電防止剤、滑り剤、及びブロッキング防止剤などをフィルム表面へコーティングして使用する用途も多レ、。例えば充填される物が紛体、顆粒、薄い書類、フィルム、糸状物など比較的軽量で静電気の影響を受け易い物を充填する袋、包装用フィルム、各種窓貼り用フィルム、特に封筒窓用フイルムにおいては上記のようなコーティングは必須である。それ故に高速力ット性に加えてコーティング適性も求められている。そして、この様な要求を満たす生分解性のフィルム、特に透明性と機械的物性で優れるポリ乳酸系樹脂フィルムはいまだ得られていない。

特開 2001— 122989号公報には、結晶性ポリ乳酸からなる動的粘弾性の温度依存性に関する試験方法における 120°Cでの貯蔵弾性率 E' が 1 00〜 23 OMP aである二軸延伸ポリ乳酸系重合体フィルムがタツキング性に優れ折り畳包装に適することが開示されている力このフィルムではコーティング適性、及び高速カット性を満足させることはできない。また、特開 2000— 1 989 1 3号公報には、ポリ乳酸と結晶性脂肪族ポリエステルからなる易引裂性ポリ乳酸系二軸延伸フィルムが開示されているが、このフィルムは曇りが大きく用途が限定されるという問題がある。また、特開 2001— 6441 3号公報には、ポリ乳酸とポリエチレンテレフタレート及び Z又はポリエチレンイソフタレートからなる易引裂性ポリ乳酸系二軸延伸フィルムが開示されている。このフィルムは共に引裂直線性、手切れ性には優れるが、完全な生分解フィルムではなく、用途が限定される他、コーティング適性及び高速カット性は十分ではない。また、特開 2001— 354789—号公報には生分解性を有し、帯電防止性、滑り性及びプロッキング防止性ともバランスし、紙との接着性にも優れるポリ乳酸系樹月旨フィルムが開示されている。しかし、当該フィルムでは高速カット性は達成することができない。

本発明は、帯電防止剤、滑り剤及びプロッキング防止剤などのコーティング適性と高速カット性とに優れる、袋、包装用フィルム、及び各種窓貼り用フィルムに適するフィルム、特に封筒窓用フィルムとして適する生分解性ポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムを提供することを目的とするものである。発明の開示

本発明者等は、前記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、ポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムの物性は、結晶性ポリ乳酸と非晶性ポリ乳酸とのプレンド組成、 MD方向、 TD方向の延伸時の温度、延伸倍率、及び熱処理条件等が複雑に影響する中で、これらを統合して反映する物性として J I S K7198 (A 法）に基づく動的粘弾性の温度依存性に関する試験方法における 80°Cでの貯蔵弾性率 E' 、 80°Cの熱収縮率及ぴフィルムの幅方向（TD方向）の引裂強度を特定の範囲内にすることでコーティング適性と高速カット性に優れる、袋、包装用フィルム、及ぴ各種窓貼り用フィルムに適するフィルム、特に封筒窓用フィルムとして適するポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムが得られる事を見出し、本発明を完成した。

すなわち、本発明は下記のとおりである。

( 1 ) ポリ乳酸系樹脂を 50重量％以上含有する樹脂からなり、 J I S K7 1 98 (A法）に基づく動的粘弾性の温度依存性に関する試験方法における 80 °Cでのフィルムの長手方向（MD方向）と幅方向（TD方向）の少なくとも一方の貯蔵弾十生率 E' カ 1 OMP a〜300 OMP aの範囲内であり、 80°C、 10 秒加熱時の熱収縮率が 10%以下であり、且つ J I S K7128 (B法）で測定したフィルムの幅方向（TD方向）の引裂強度が 10〜20 OmNである、ポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム。

(2) 上記動的粘弾性の温度依存性に関する試験方法における 80°Cでのフィルムの長手方向（MD方向）と幅方向（TD方向）の少なくとも一方向の貯蔵弹性率 E' が 50〜100 OMP aの範囲内である、（1) に記載のポリ乳酸系榭脂二軸延伸フィルム。

( 3 ) 上記動的粘弾性の温度依存性に関する試験方法における 80 °Cでのフィルムの長手方向（MD方向）と幅方向（TD方向）の少なくとも一方向の貯蔵弾性率 E，力 10〜30 OMP aの範囲内であり、且つ J I S K71 22に従い示差走査熱量計（D S C) で 0 °Cから 200 °Cまで昇温して測定した時に 100 °C以上に存在する結晶融解ピークの融解熱量 ΔΗηιが 15〜 30 J Z gの範囲である、（1) 又は（2) に記載のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム。

(4) ポリ乳酸系樹脂が、光学純度が 85 %以上の結晶性ポリ乳酸 95〜 60 重量部と光学純度が 80 %以下の非晶' (·生ポリ乳酸 5〜 40重量部と力、らなる混合物である、（1) 又は（2) に記載のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム。

(5) (1) 又は（2) に記載のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムからなる封

(6) 少なくともフィルムの幅方向（TD方向）に 4倍以上に延伸され、その後にガラス転移温度（Tg) 以上、融点（Tm) 以下の温度で熱処理された、 (1) 又は（2) に記載のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム。

( 7 ) 光学純度が 85 %以上の結晶性ポリ乳酸 95〜 60重量部と光学純度が 80 %以下の非晶性ポリ乳酸 5〜 40重量部と力らなる混合物を 50重量％以上含有する樹脂からなるフィルムを少なくとも幅方向（TD方向）に 4倍以上に延伸し、その後にガラス転移温度（Tg) 以上、融点（Tm) 以下の温度で熱処理することを含むポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムの製造方法。発明を実施するための最良の形態

本発明について、以下に具体的に説明する。

本発明のフィルムは、 50重量％以上がポリ乳酸系榭脂からなる。好ましくは 70重量％以上、さらに好ましくは 85重量％以上、さらに特に好ましくは 10 0重量％以上がポリ乳酸系樹脂からなる。ポリ乳酸系樹脂が 50重量％未満になると、 PL Aの持つ弾性率、および透明性が低下する傾向にある。該ポリ乳酸系樹月旨とは、乳酸単量体単位を 85重量％以上含有する重合体であって、ポリ乳酸、又は乳酸と他のヒドロキシカルボン酸、脂肪族環状エステル、ジカルボン酸、ジオール類との共重合体、又は乳酸単量体単位を 8 5重量％以上含有するこれら重合体の組成物である。

乳酸には光学異性体として、 L一乳酸と D—乳酸が存在し、それらが重合してできるポリ乳酸には、 D—乳酸単位が約 1 0 %以下で L一乳酸単位が約 9 0 %以上、又は L—乳酸単位が約 1 0 %以下で D—乳酸単位が約 9 0 %以上であるポリ乳酸で、光学純度が約 8 0 %以上の結晶性ポリ乳酸と、 D—乳酸単位が 1 0 %— 9 0 %で L一乳酸単位が 9 0 %— 1 0 %であるポリ乳酸で、光学純度が約 8 0 % 以下の非晶性ポリ乳酸とが包含される。

本発明で用いるポリ乳酸系樹脂は、光学純度が 8 5 %以上の結晶性ポリ乳酸 1 0 0 - 6 0重量部と光学純度が 8 0 %以下の非晶性ポリ乳酸 0〜 4 0重量部とからなる混合物であるポリ乳酸系樹脂が好ましい。特に好ましくは、光学純度が 8 5 %以上の結晶性ポリ乳酸 9 5 - 6 0重量部と光学純度が 8 0 %以下の非晶性ポリ乳酸 5〜 4 0重量部とからなる混合物であるポリ乳酸系樹脂である。この範囲であると、熱処理後の延伸フィルムの熱収縮率を低く抑えながら、且つ熱融着性に優れるフィルムが得られやすいので有利である。光学純度が 8 5 %以上の結晶性ポリ乳酸が 6 0重量部未満になると熱収縮性が増加する傾向にある。

乳酸との共重合成分として用いられる単量体として、ヒドロキシカルボン酸としては、グリコール酸、 3—ヒドロキシ酪酸、 4ーヒドロキシ酪酸、 3—ヒドロキシ吉草酸、 4—ヒドロキシ吉草酸、 6—ヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。また、脂肪族環状エステルとしては、グリコリド、ラタチド、一プロビオラタトン、 γ _プチ口ラタトン、 δ—バレロラタトン、 _f 一力プロラタトン及ぴこれらにメチル基などの種々の基が置換したラタトン類が挙げられる。また、ジカルボン酸としては、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ァゼライン酸、セパシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸等、多価アルコールとしてはビスフエノール /エチレンォキサイド付加反応物などの芳香族多価アルコール、エチレングリコ一ノレ、プロピレングリコール、ブタンジオール、へキサンジォーノレ、オクタンジオール、グリセリン、ソルビタン、トリメチロールプロパン、ネ才ペンチノレグリコールなどの脂肪族多価アルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ボリプロピレンダリコーノレなどのエーテルグリコール等が挙げられる。

なお、上記ポリ乳酸には、例えば樹脂族ポリエステルなどの生分解性プラスチック等を配合することができる。ただし、ポリ乳酸系樹脂自体の性質を阻害しないように配合量は 50重量％以下とする必要がある。

ポリ乳酸系樹脂の重合方法としては、縮合重合法、開環重合法などの公知の方法を採用できる。また、ポリイソシァネート、ポリエポキシ化合物、酸無水物、多官能酸塩ィヒ物などの結合剤を使用して分子量を増大する方法を用いることもできる。ポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は好ましくは 20000〜 100000 0の範囲にあり、より好ましくは 30000〜500000の範囲にある。分子量がこの範囲であると、溶融粘度が適当な範囲となるので、通常の加工機械でも機械的物性の安定したフィルムが得られやすレ、。

本発明のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは、 J I S K71 98 (A法）に基づく動的粘弾性の温度依存性に関する試験方法における 80°Cでのフィルムの貯蔵弾性率 E' I MD方向又は TD方向のうち少なくともどちら力一方向について、 1 OMP a〜300 OMP aの範囲内である。好ましくは少なくとも MD 方向の貯蔵弾性率がこの範囲であり、より好ましくは MD方向及び TD方向の両方の貯蔵弾性率がこの範囲である。帯電防止剤、滑り剤及びブロッキング防止剤などのコーティング後の乾燥工程において、フィルムは乾燥用熱風等からの熱により温度が 80°C付近まで上昇するため、 80°Cにおけるフィルムの貯蔵弾性率 E' が 1 OMP a未満であると、この乾燥工程においてフィルムに働く張力によつてフィルムが伸びる等の変形を生じ、良好な卷き姿のフィルムは得難くなる。また、 80 °Cでのフィルムの貝宁蔵弾性率 E ' が 3000 M P aを超えるポリ乳酸系樹脂フィルムは事実上得難い。好ましくは、 80°Cでのフィルムの E，が 50 MP a〜 1 00 OMP aの範囲内であり、特に好ましくは 80。Cでのフィルムの E，が 70〜50 OMP aの範囲内である。加えて、 80 °Cでのフィルムの E ' が 30 OMP a以下のフィルムは熱融着性が優れるフィルムとなるので好ましレ、。また、本発明のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは、 80°C、 10秒加熱時の熱収縮率が MD方向及び TD方向の両方において 1 0%以下である。 80°C、 1 0秒加熱時の熱収縮率が 10 %を超えるフィルムは、帯電防止剤、滑り剤及びブ口ッキング防止剤などのコーティング後の乾燥工程において乾燥用熱風等からの熱により熱収縮を起こし、フィルム表面にシヮを生じ、外観の良好なフィルムが得られ難くなる。 80°C、 10秒加熱時の熱収縮率は、好ましくは 5%以下であり、特に好ましくは 3%以下である。

加えて、本発明のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは、 J I S K 71 28 (B法）で測定したフィルムの幅方向（TD方向）の引裂強度が 10〜200 mNであることが必要である。 TD方向の引裂強度が 20 OmNを超えるフィルムでは高速カット性が劣り、高速の製袋装置、高速の加工機に対応でき難くなり、特に高速の封筒の窓貼り機に対応できなくなる。また、当該引裂強度が 1 OmN 未満ではフィルムのスリット作業時などにフィルム切れが多発するようになる。好ましくは当該引裂強度は 20〜1 5 OmNの範囲であり、特に好ましくは 20 〜 10 OmNの範囲である。

更に、本発明のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは、 J I S K7122に従い示差走查熱量計 (D S C) で 0°Cから 200°Cまで昇温して測定した時に 10 0。C以上に存在する結晶融解ピークの融解熱量 ΔΗπιが 1 5〜30 J/gの範囲であることが好ましく、特に好ましくは 22〜28 jZgの範囲である。この値が 30 J /g以下のフィルムは熱融着性に優れ、また、この値が 15 JZg以上のフィルムは熱収縮を起こし難いので、コーティング後の熱風乾燥時にもフィルムが熱収縮しにくい。

本発明の生分解性フィルムは、濁度計（AS TM D 1003— 95) で測定した曇り度（Ha z e) が 5%未満であることが好ましい。更に好ましくは 3 %未満であり、特に好ましくは 2 %未満である。 H a z e力 S 5 %以上になると、透明性が低下して、袋の内容物が見え難くなること、一般包装用フィルムにおいては被包装物がフィルムを通して鮮明に見えなくなり、美観を損ねて商品価値を低下させる。特に封筒窓用途においては、 Ha z eが 5%以上になると透明性が低下して、バーコ一ドで記録した情報を読み取る際にエラーが起こりやすくなる。本発明のポリ乳酸系樹脂フィルムには、上記の樹脂の他に、他の生分解性樹脂、熱安定剤、酸化防止剤、及び紫外線吸収剤などの公知の添加剤を、本発明の要件と特性を損なわない範囲で配合することが可能である。ただし、曇りを増加させる樹脂を混合する場合は、ポリ乳酸系樹脂に対して 5%までとしなければならない。本発明のフィルム厚みは、好ましくは 5〜1 0 0 / mの範囲であり、より好ましくは 7〜5 0 ju mの範囲である。特に封筒窓用フィルムは、封筒窓貼り機に適合するコシを有することから 2 0〜4 0 μ mの範囲が好ましい。

以下、本発明のポリ乳酸系樹脂を 5 0重量％以上含有する二軸延伸フィルムの製造方法を説明する。まず、単軸又は二軸押出機に原料となる樹脂を供給して溶融混合する。これをそのまま Tダイ、円筒ダイ、 Iダイなどにより押出して、一且、押出した樹脂を急冷して非晶質に近い状態にする。この時の溶融押出温度は、通常 1 0 0〜 2 5 0 °Cの温度範囲が好ましい。また急冷する際は冷却温度が 0〜 6 0 °Cであることが好ましい。その後にロール法、テンター法、チューブラー法などの従来公知の延伸方法にて二軸延伸する。これらの延伸方法のうち、 MD方向と T D方向の延伸倍率を独立して制御でき、本発明の延伸フィルムを得やすい点でテンター法が好ましい。

延伸を行う際の延伸倍率は、フィルム長手方向（MD方向）及びフィルム幅方向（T D方向）にそれぞれに 1 . 5〜1 0倍の範囲で選択される。延伸倍率は延伸配向の付与によるフィルム強度の補強と T D方向のフィルムカット性の観点から、少なくとも T D方向に 4倍以上であることが好ましく、さらに好ましくは M D方向に 2倍以上かつ T D方向に 4倍以上であり、特に好ましくは MD方向に 2 . 0〜4 . 5倍かつ T D方向に 4 . 5〜 7倍の範囲である。さらに特に好ましくは、延伸倍率は MD方向に 2 . 5〜3 . 5倍かつ T D方向に 5 . 2〜 7倍である。また、（T D方向の延伸倍率） / (MD方向の延伸倍率）の値が 2 . 0より大であることが好ましい。 T D方向に 4倍以上延伸することにより、 T D方向の引裂強度を既定範囲内とすることができ、フィルムの高速カット性が向上する。また好ましい延伸温度は 6 5 °C〜9 0 °Cである。 - 本発明のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムを得るためには、二軸延伸後に、原料として使用したポリ乳酸系樹脂のガラス転移温度以上で融点以下の温度範囲内でフィルムを熱処理する。チューブラー法であれば内部に気体を密封して圧力を保持してフィルムを緊張状態にして外部より熱風等で加熱、熱処理する方法、テンタ一法であればクリップで把持した状態で熱処理ゾーンを通過させる方法が通常用いられる。好ましい熱処理方法としては、フィルムの延伸温度以上で融点以下の温度範囲で、処理温度に依存して 1秒以上熱処理する方法であり、特に好ましくは 1 0 0 °C以上融点以下の温度範囲で 2秒以上熱処理する方法である。熱処理温度が低すぎたり、処理時間が短すぎたりすると、 8 0 °Cで 1 0秒加熱時の延伸フィルムの熱収縮率が 1 0 %を超えることがある。熱収縮率を下げる目的で、 T D方向、及び/又は MD方向に張力を緩和させて熱処理することも有効である。ただし、過度に緩和させて熱処理すると、 T D方向の引裂強度が増大し、高速力ット性が悪ィ匕する傾向があるため、優れた高速カツト性を有するフィルムを得るためには T D方向の引裂強度が 2 0 O mN以下になる範囲内で緩和して熱処理することが好ましい。

ポリ乳酸系樹脂フィルムは、ポリオレフイン系樹脂フィルムやポリスチレン系樹脂フィルムに比べて親水性であるが、帯電防止剤、滑り剤及びブロッキング防止剤などを、本宪明のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム表面に均一に塗布するためには、塗布面となるフィルム表面をコ口ナ処理などによりさらに親水化処理することが好ましい。この親水化処理によって塗膜の均一性が向上し、帯電防止性や滑り性が効率的に発揮される。その際の表面張力としては、 4 0 0 // NZ c m 〜 6 0 0 μ N/ c mの範囲となるように親水化処理することが好ましい。

本発明のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは生分解性を有し、且つコーティング適性と高速力ット性に優れるため、帯電防止剤、滑り剤及びプ口ッキング防止剤などをコーティングして使用される袋用フィルム、包装用フィルム、及び各種窓付き容器の窓貼り用フィルムとして有効である。特に封筒窓用フィルムとして適する。なお、袋や包装用フィルムに用いる場合は、機械的強度として引張強度が 2 0 M P a以上、引張伸度は 2 0〜 1 0 0 0 %とすることが好ましい。これらの値は用途に応じて規定される。 · 実施例及び比較例によつて本発明を説明する。

まず、実施例及び比較例で用レ、た評価方法について以下に説明する。

( 1 ) ポリ乳酸重合体の D及び L一乳酸組成、ならびに光学純度

ポリ乳酸重合体の光学純度は、前述の通りポリ乳酸重合体を構成する L一乳酸及び Z又は D—乳酸単量体単位の構成比率から下記式により計算される。

光学純度（％) = I [L] — [D] I ，但し、 [L] + [D] = 1 00

(I [L] 一 [D] Iは [L] 一 [D] の絶対値を表す。）

ポリ乳酸重合体を構成する L一乳酸及ぴ Z又は D—乳酸単量体単位の構成比率は、試料を 1 N_N a OHでアルカリ分解後に 1 N— HC 1で中和して蒸留水で濃度調整した加水分解試科（液）を、光学異性体分離カラムを装着した島津製作所製の高速液体クロマトグラフィー（HP LC ： LC— 10 A— VP) に通し、 — 紫外線 U V 254 n mでの L一乳酸と D—乳酸の検出ピーク面積比（垂線法による面積測定）力、ポリ ¾酸重合体を構成する L—乳酸の重量比率 [L] (単位 %) 、及ぴポリ乳酸重合体を構成する D—乳酸の重量比率 [D] (単位％) を求め、 1重合体当り 3点の算術平均（四捨五入）をもって測定値とした。

(2) ポリ乳酸重合体の重量平均分子量 Mw

東ソー製のゲルパーミエイシヨンクロマトグラフィー装置（GPC ：データ処理部 G PC— 8020、検出器 R 1 -8020) を用いて、以下の測定条件で、標準ポリスチレンを用いてポリスチレン換算して重量平均分子量 Mwを求め、 1 重合体当り 3点の算術平均（四捨五入）をもって測定値とした。

カラム：昭和電工製 Shodex K— 805と K一 801の連結力ラム [ 7 · 8 mm径

X 60 c m長]

溶離液：クロロホルム

試料溶液濃度： 0. 2 w t / V o 1 %

試料溶液注入量： 200 μ L

溶媒流速 : 1m l Z分

カラム '検出器温度： 40°C

(3) ガラス転移点（Tg) 、融点（Tm) 及ぴ結晶融解熱量 AHm

J I S-K71 21及び J I S-K7122に準拠して、示差走査熱量計（D S C) で試料を 0°Cから 200°Cまで昇温して、 Tg、 Tm及ぴ 100°C以上に存在する結晶融解ピークの融解熱量 ΔΗπιを測定した。すなわち、標準状態（2 3°C、 65%RH) で状態調節（1週間放置）したサンプルから約 1 Omgを切り出したものを試料とし、パーキンエルマ一（P e r k i n— E l me r) 社製の示差走査熱量計（熱流速型 DSC) 、 DSC— 7型を用いて、窒素ガスを流量 25ml /分で流しながら、 10 °CZ分で 0 °Cから 200 °Cまで昇温し、描かれる DSC曲線から、昇温時の融解（吸熱）ピーク頂点から融点 Tm (°C) を、吸熱ピーク面積から結晶融解熱量 ΔΗπι (単位 jZg) を、昇温時の階段状変化部分曲線と各ベースライン延長線から縦軸方向に等距離にある直線との交点（中間点ガラス転移温度）から T g (単位。 C) を求めることにより、 1試料当り 4点の算術平均（四捨五入）をもって測定値とした。

(4) MD方向、 TD方向の延伸倍率（倍）

MD方向、 TD方向の延伸倍率は、以下の式で求めた。

MD方向延伸倍率 = (MD方向の延伸後のフィルム流れ速度） / (MD方向の延伸前の原シート流れ速度）

TD方向延伸倍率二（TD方向の延伸後のフィルム幅） / (TD方向の延伸前の原シート幅）

ただし、テンター法の場合、フィルム幅は TD方向延伸前後のクリップ間の幅を意味する。

(5) 貯蔵弾性率 E' (MP a)

J I S K7198 (A法）に基づいて測定した。即ち、レオメトリック ·サイエンティフィック ·エフ ·ィー（株）社製 RS A— I Iを用いて、幅 7 mmの試験片を、試験片のっかみ具間の距離を 22 mmとなるように挟んで引張振動法で周波数 1 H z、昇温速度 2 °C /分で 20 °C〜 160 °Cの範囲で測定した。

(6) 熱収縮率（％)

フィルムサンプルから 1辺がフィルムの MD方向に平行になる様に 150mm 角の試験片を切り出し、 1辺が MD方向に平行になる様に 10 Omm角の正方形を描き、ぞの中に更に 1 Omm間隔で MD方向、 T D方向に平行に各 9本の直線を引き、 1 Omm角の升目を描いた試験片を作成し、それを 80°Cに設定した熱風乾燥機中に 10秒間保持してフィルムを自由収縮させた。熱収縮率は、 MD方向、 TD方向に引いた 1 1本の線の寸法より次式を使って求め、 MD方向、 TD 方向の平均値を求めて熱収縮率とした。

熱収縮率（％) (加熱収縮前の線の寸法）一（加熱収縮後の線の寸法） (加熱収縮前の線の寸法） X 100

(7) 曇り度（Ha _Z e、 %)

標準状態（23°C、 65%RH) で状態調節（23°Cで 1週間放置）したフィルムサンプルから試験片として 25 μπι厚み X 5 Omm角の正方形状フィルムに切り出した後、 ASTM D 1003— 95に準拠して、日本電色工業製の濁度計（ヘーズメーター）、 NDH— 1 001 D P型を用いて、曇り度

(Ha z e ：単位％) を標準状態下で測定し、 1種フィルム当たり 6点の算術平均値をもって測定値とした。 -

(8) 引裂強度（mN)

フィルムの MD方向、 TD方向の引裂強度（mN) は、 J I S K 71 28 (B法）に従って測定した。

(9) コーティング適性

コーティング適性を評価するため、表面処理剤として帯電防止性と滑り性を改良するコーティング組成物 (ポリエーテル変性シリコーンとして東芝シリコン (株）製 TSF— 4441を 50重量％と、界面活性剤として、日本油脂（株）製ポリオキシエチレンアルキル (ヤシ油) ァミン、ナイミーン F— 21 5、 50 重量⁰ /₀とからなる組成物）を用いて評価した。まず、塗布するフィルム面を 50 0//NZ cmの表面張力を有するようにコロナ処理した。なお、コロナ処理は、春日電機（株）社製の AG I— 06 OMD型を用いて実施した。次いで、上記の表面処理剤の濃度が 0. 3重量％であるコーティング組成物の水溶液をスプレーコーターでフィルム表面に塗布した後、 90°Cの熱風乾燥機中を通過させ、水分を除去した。塗布量は、スプレーコーターの条件（エアー圧力とライン速度）で調整し 2. 5mgZm²となる様に実施した。コーティング適性の評価として、コーティング及び熱風乾燥後のフィルムのコーティング状況及び熱収縮状況から以下のように評価した。

◎：均一にコーティングされ且つ得られたフィルムに熱収縮等によるシヮ、フイルムの伸ぴ、弛み等の発生は全く見られず良好にコーティングされたフィルム。〇：均一にコーティングされ且つ得られたフィルムに熱収縮等によるシヮ、フイルムの伸ぴ、弛み等の発生は僅かに見られるが、実用上問題ないレベルにコーティングされたフィルム。

X ：コーティング後に得られたフィルムには熱収縮等によるシヮ、フィルムの伸ぴ、弛み等が多く発生し、実用に適さないフィルム。

(10) 高速力ット性と封筒窓貼り適性

フィルムの高速カット性と封筒窓貼り適性を評価するため、封筒窓貼り機 (WINKLER+DUNNERBIER社製の HELIOS 202型）にて、 1 35 X 235 mmの封筒（紙製）にある 50 X 9 Ommの窓枠に、カット速度を変えて封筒の窓貼りを行い、封筒窓枠の位置ズレを目視で評価して、位置ズレを起こさずに窓貼りができる、実用可能な上限のカット速度を測定した。その結果から、以下の基準でフィルムの高速力ット性、封筒窓貼り適性を評価した。

◎ ：カツト速度 600枚 Z分を超えてカツトでき且つ位置ズレを生じないで窓貼りできるフィルム。

〇〜◎：カツト速度 500〜600枚/分でカツトでき且つ位置ズレを生じないで窓貼りできるフィルム。

〇：カット速度 400〜 500枚/分でカットでき且つ位置ズレを生じないで窓貼りできるフィルム。

X ：カツト速度 400枚/以上ではカツ卜できないか、カットできても遅れを生じて位置ズレを生じるフィルム。

なお、カツト速度 400枚 Z分以上でカツトでき且つ位置ズレを生じなければ、高速機に適応することができる。

(1 1) 引張強度 (MP a)

フィルムの MD方向、 TD方向の引張強度（MP a) を、 ASTM D 882 に従って測定した。

(12) 引張伸度（％)

フィルムの MD方向、 TD方向の引張伸度（％) を、 ASTM D 882に従つて測定した。

(1 3) 熱融着性

標準状態（23°C65%RH) で状態調節（23°C1週間放置）したフィルムサンプルから試験片として長手方向（MD) に 250mm長 X 25. 4 mm幅 (=1 i n c h幅）の短冊状フィルムを 3点切り出した後、 ASTM— F 1 92 1—98に準拠して Th e 1 1 e r社製のホットタック測定器を用いて、ダイの開放後 100 OmS (= 1秒）までの間に観測されるピーク強度であるホットタック強度（HT強度：単位 N/1 i n c h幅）を以下のシール条件で測定した。上部ダイ形状： 60度 V字型（先端断面 R= 1mmの半丸状 X 5. 25 i n c h長）金属製ダイ

下部ダイ形状：平型（0. 5 i n c h幅 X 5. 25 i n c h長）ゴムライニングダイ

シール面寸法： 1 i n c h X 1 mm

シール温度：（上部ダイ温度） 1 1 0°C、（下部ダイ温度） 25°C

シール時間： 1000 m S

シーノレ圧力： 13 ± 1 MP a 熱融着性は、フィルムが卷物状原反フィルムの状態から包装機械又は製袋機にて連続して包装体ゃバッグ等へとヒートシール加工される場合に、被包装物がシール部より破出したりシール部が部分的に剥離（又は破断）しない連続ヒートシール安定性の観点から、包装機械や製袋機における高速ヒートシール強度に相当するホットタック強度（HT強度：ピーク強度、単位 NZl i n c h W) により、以下のように評価した。

◎：ホットタック強度が 7 N/ 1 i n c h幅以上で、十分な強度があり、被包装体の破出やシール線破れが全くなく、非常に良好である。

〇：ホットタック強度が 5N/1 i n c h幅以上で、実用上問題ないレベルで被包装体の破出やシール線破れがない。

X ：ホットタック強度が 5NZ1 i n c h幅未満でシール部が剥離（破断）し、被包装物が破出する場合がある。以下の実施例 1〜 16及び比較例 1〜 6に用いたポリ乳酸系樹脂は、特表平 4 -504731号公報の実施例 1 B〜 7 Bに従って触媒量、重合条件、モノマー組成などをコントロールして重合し、表 1に示した重量平均分子量、光学純度を持つ結晶性ポリ乳酸（a ) 、 ( b ) 及び非晶性ポリ乳酸（c ) である。ただし、本発明におけるポリ乳酸系樹脂の組成がこれに限定されるものではない。

く実施例；！〜 1 1及び比較例 1〜 6 >

実施例 1〜 1 1及び比較例 1〜 6において、表 1の結晶性ポリ乳酸（ a ) 又は ( b ) 及ぴ非晶性ポリ乳酸（ c ) のペレットを表 2の組成にドライブレンドした後、同方向 2軸押出機を用いて溶融ブレンドし、樹脂温度 2 0 0 °Cの溶融樹脂を Tダイより押出し、 3 5 °Cに温調したキャスティングロールにて急冷し、実質的に非晶質のシートを得た。続いて、得られたシートを 7 5 °Cに加熱して MD方向に表 2に示した延伸倍率にロール延伸し、次いでテンターで延伸温度 8 5 °Cにて表 2に示した延伸倍率に T D方向に延伸した。その後、比較例 2のフィルムを除いて、延伸、把持した状態で表 2に示した熱処理温度に調節した熱処理ゾーンへフィルムを導入して、表 2に示した時間だけ熱処理を行い、その後フィルムを室温まで冷却することで、厚さ 2 5 πιのポリ乳酸系樹脂の二軸延伸フィルムを得た。また、比較例 2では熱処理を実施しないでその後フィルムを室温まで冷却することで、厚さ 2 5 z mのポリ乳酸系樹脂の二軸延伸フィルムを得た。得られた

)物性評価結果を表 2に示した。 '

表 2

実施例 1 実施例 2 実施例 3 実施例 4 実施例 5 実施例 6 実施例 7 実施例 8 実施例 9 実施例 10実施例 11 比較例 1 比較例 2比?例 3比例 4比早例 5比較例 6 ブレンド比率 (重量部）

結晶性ポリ乳酸 (a) 100 100 90 80 80 70 100 100 80

結晶性ポリ乳酸 (b) 100 80 60 50 40 90 50 30 非晶性ポリ乳酸 (c) 0 0 0 10 20 20 20 30 40 50 bU 0 0 10 20 50 70

MD方向延伸倍率（倍） 2.5 3.0 3.0 2.5 3.0 3.5 2.5 .o 3 <d.o .Ό J.U 1 3.0 2 2

TD方向延伸倍率（倍） 6 5.1 4.5 6.2 6.2 5.1 4,5 6.3 5.5 6.0 6.0 3.0 6.0 3.5 2.5 3.8 6.0 熱処理条件温度 (°C) 140 140 140 1 0 140 140 130 130 140 1 0 130 140 なし 140 140 130 130 時間 (秒) 3 3 3 3 3 3 3 3 3 3 5 3 3 3 5 5

80°Cでの貯蔵弾性率 MD方向 360 370 490 210 160 220 150 110 90 60 30 370 70 290 150 40 4 E' (MPa) TD方向 160 150 250 95 80 100 70 60 70 40 30 160 140 130 70 25 7

80 C 10秒での MD方向 0.5 0.5 0.5 0.7 0.7 1.0 1.0 2.5 2.5 4.5 8.0 0.5 >20 0.8 1.0 5.0 13 熱収縮率（％) TD方向 1.0 0.5 0.3 1.2 1.5 1.5 2.5 3.0 3.5 4.5 8.5 0.5 >20 0.5 1.2 6.0 15 結晶融解熱量 Δ Ηηπ (J/g) 31 31 40 28 25 35 25 24 26 25 20 31 30 38 25 25 16 曇り度（％) 0.9 0.8 1 0.7 0.5 0.9 0.5 0.5 0.7 0.6 0.5 0.8 0.7 0.9 0.5 0.6 0.5 引裂強度（mN) TD方向 55 80 190 70 80 140 180 79 81 80 130 280 50 250 300 220 170 コーティング適性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇〇〇 ◎ ◎ ◎ 〇高速カット性 ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ 〇〜◎ 〇 ◎ ◎ ◎ 〇〜◎ ◎ 〇

(封筒窓貼 y加工適性）

表 2から分かるように、実施例 1〜1 1において得られたポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは、コーティング適性と高速カット性、封筒窓貼り適性に優れるフイルムであることが分かる。く実施例 1 2〜 1 6 >

実施例 1 2〜 1 6において、表 1の結晶性ポリ乳酸（ a ) 又は（ b ) 及ぴ非晶性ポリ乳酸（c ) のペレットを表 3の糸且成にドライブレンドした後、同方向 2軸押出機を用いて溶融プレンドし、樹脂温度 2 0 0 °Cの溶融樹脂を Tダイより押出し、 3 5 °Cに温調したキャスティングロールにて急冷し、実質的に非晶質のシートを得た。続いて、得られたシートを 7 5 °Cに加熱して MD方向に表 3に示した延伸倍率にロール延伸し、次いでテンターで延伸温度 8 5 °Cにて表 3に示した延伸倍率に T D方向に延伸した。その後、延伸、把持した状態で表 3に示した熱処理温度に調節した熱処理ゾーンへフィルムを導入して、表 3に示した時間だけ熱処理を行い、その後フィルムを室温まで冷却することで、厚さ 2 0 111のポリ乳酸系樹脂の二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの物性評価結果を表 3に示した。

表 3

表 3から分かるように、実施例 1 2〜16において得られたポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは、コーティング適性と高速カット性、封筒窓貼り適性に優れるフィルムであることが分かる。

以下の実施例 1 7〜27及ぴ比較例 7〜1 0に用いたポリ乳酸系樹脂は、特表平 4— 504731号公報の実施例 1 B〜 7 Bに従って触媒量、重合条件、モノマー組成などをコントロールして重合し、表 4に示した重量平均分子量、光学純度をもつ結晶性ポリ乳酸 (a) 及び非晶性ポリ乳酸（b) である。ただし、本発明におけるポリ乳酸系樹脂の組成がこれに限定されるものではない。

表 4

<実施例 1 7〜25、 27及び比較例7〜9>

実施例 1 7〜 25、 27及び比較例 7〜 9において、表 4の結晶性ポリ乳酸 (a) 及び非晶性ポリ乳酸（b) のペレットを表 5の組成にドライブレンドした後、同方向 2軸押出機を用いて溶融ブレンドし、樹脂温度 2 Q0°Cの溶融樹脂を Tダイより押出し、 35°Cに温調したキャスティングロールにて急冷し、実質的に非晶質のシートを得た。続いて、得られたシートを 75°Cに加熱して MD方向に 2. 5倍ロール延伸、次いでテンターで延伸温度 80°Cにて TD方向に 6倍延伸した。実施例 1 7〜25、 27及び比較例 7では、その後、延伸、把持した状態で表 5に示した熱処理温度に調節した熱処理ゾーンへフィルムを導入して、表 5に示した時間だけ熱処理を行い、その後フィルムを室温まで冷却することで、厚さ 25 μπιのポリ乳酸系樹脂の二軸延伸フィルムを得た。また、比較例 8及び 9では熱処理を実施しないでその後フィルムを室温まで冷却することで、厚さ 2 5 /imのポリ乳酸系樹脂の二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの物性評価結果を表 5に示した。

<実施例 26 >

実施例 26においては、表 4に示したポリ乳酸 (a) 、 (b) を使用して、表 5に示した様に MD方向の延伸倍率を 3倍、 TD方向の延伸倍率を 5. 5倍に変更した点を除いて実施例 1 7〜25及び 27と同様な方法で延伸し、表 5に示した条件で熱処理を行い、その後フィルムを室温まで冷却することで、最終的に厚さ 25 μπιのポリ乳酸系樹脂の二軸延伸フィルムになる様にダイリップ開度を調整してフィルムを得た。得られたフィルムの物性評価結果を表 5に示した。

<比較例 10>

比較例 1 0においては、実施例 27と同じ組成で表 5に示した様に MD方向の延伸倍率を 2. 5倍、 TD方向の延伸倍率を 3倍に変更した点を除いて実施例 2· 7と同様な方法で延伸し、表 5に示した条件で熱処理を行い、その後フィルムを室温まで冷却することで、最終的に厚さ 25 mのポリ乳酸系樹脂の二軸延伸フイルムになる様にダイリップ開度を調整してフィルムを得た。得られたフィルムの物性評価結果を表 5に示した。表 5

実施例 Π 実施例 18 実施例 19 実施例 20 実施例 21 実施例 22実施例 23 実施例 24 実施例 25 実施例 26 実施例 27 比較例 7 比較例 8 比較例 9 比較例 10 ブレンド比率 (重量部）

結晶性ポリ乳酸 (a) 80 75 70 60 50 40 95 90 85 80 100 30 100 80 100 非晶性ポリ乳酸 (b) 20 25 30 40 50 60 5 10 15 20 0 70 0 20 0

MD方向延伸倍率（倍） 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5 3.0 2.5 2.5 2.5 2.5 2.5

TD方向延伸倍率（倍） 6 6 6 6 6 6 6 6 6 5.5 6 6 6 6 3 熱処理条件温度 (°c) 130 130 130 130 120 120 1 0 140 140 140 1 0 120 なしなし 140 時間 (秒） 3 3 3 3 5 5 3 3 3 3 3 5 3

80°Cでの貯蔵弾性率 MD方向 150 130 110 70 40 20 250 210 180 170 350 2 55 40 310

E, (MPa) TD方向 70 65 60 50 25 20 110 95 80 65 150 5 250 160 160

80^oC、 1。秒での MD方向 1.0 1.8 2,5 3.8 4.5 8.0 0.5 0.7 0.8 1.0 0.5 >20 >20 >20 0.5 熱収縮率（％) TD方向 2.5 2.5 3.0 4.5 4.5 8.5 1.0 1.2 1.5 1.2 1.0 11 >20 >20 0.8 結晶融解熱量 Δ ΗΓΠ (J 25 24 23 21 18 16 30 28 26 25 32 12 31 25 31 曇り度 (％) 0.5 0.4 0.4 0.3 0.3 0.4 0.8 0.7 0.6 0.5 0.9 0.4 0.7 0.5 0.8 引裂強度（mN) TD方向 80 80 79 81 75 130 75 79 79 90 79 140 60 65 250 引張強度（MPa) MD方向 95 90 90 80 75 69 100 100 100 ■( 10 110 65 14Ω 10Ω ■J00

TD方向 175 170 160 140 125 120 180 180 180 180 190 100 250 200 120 引張伸度（％) MD方向 190 190 190 200 210 220 190 190 190 180 190 250 200 210 150

(ホットタック強度： NZI inch幅） 9 10 11 13 15 17 5 7 8 9 2 19 2 Θ 2 高速カット性 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎ ◎ ◎ ◎ 〇 ◎ ◎

(封筒窓貼り加工適性）

表 5から分かるように、実施例 1 7〜 2 7において得られたポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは、引張強度が 6 O M P a以上であり、袋として使用できる十分な機械的強度を有していることが分かる。また、同時にこれらのポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは、コーティング適' I"生と高速カツト性に優れるフィルムであることが分かる。産業上の利用可能性

本発明のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムは、ポリ乳酸系樹脂を主体とするフイルムであるので生分解性を有し、また、帯電防止剤、滑り剤及ぴブロッキング防止剤などのコーティング適性と高速力ット性に優れる。従って、袋、包装用フイルム、及び各種窓貼り用フィルムに適するフィルム、特に封筒窓用フィルムとして適するポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムを提供することができる。

Claims

請求の範囲

1. ポリ乳酸系樹脂を 50重量％以上含有する樹脂からなり、 J I S K7 1 98 (Α法）に基づく動的粘弾性の温度依存性に関する試験方法における 80 °Cでのフィルムの長手方向（MD方向）と幅方向（TD方向）の少なくとも一方向の貯蔵弾性率 E，が 1 OMP a〜300 OMP aの範囲内であり、 80°C、 1 0秒加熱時の熱収縮率が 10 %以下であり、且つ J I S K 7128 (B法）で測定したフィルムの幅方向（TD方向）の引裂強度が 10〜20 OmNである、ポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム。

2. 上記動的粘弾性の温度依存性に関する試験方法における 80 °Cでのフィルムの長手方向（MD方向）と幅方向（TD方向）の少なくとも一方向の貯蔵弾性率 E，が 50〜1000MP aの範囲內である、請求項 1に記载のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム。

3. 上記動的粘弾性の温度依存性に関する試験方法における 80 °Cでのフィルムの長手方向（MD方向）と幅方向（TD方向）の少なくとも一方向の貯蔵弾性率 E，力 Si 0〜30 OMP aの範囲内であり、且つ J I S K 7122に従レヽ示差走査熱量計（DS C) で 0°Cから 200°Cまで昇温して測定した時に 100 °C以上に存在する結晶融解ピークの融解熱量 ΔΗπιカ^ 5〜 30 J / gの範囲である、請求項 1又は 2に記載のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム。

4. ポリ乳酸系樹脂が、光学純度が 85 %以上の結晶性ポリ乳酸 95〜 60 重量部と光学純度 80 %以下の非晶性ポリ乳酸 5〜 40重量部とからなる混合物である、請求項 1又は 2に記載のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム。

5. 請求項 1又は 2に記載のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムからなる封筒ヽ。

6. 少なくともフィルムの幅方向（TD方向）に 4倍以上に延伸され、その後にガラス転移温度（Tg) 以上、融点（Tm) 以下の温度で熱処理された、請求項 1又は 2に記載のポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルム。

7. 光学純度が 85 %以上の結晶性ポリ乳酸 95 ~ 60重量部と光学純度が 80 %以下の非晶性ポリ乳酸 5〜 40重量部とカゝらなる混合物を 50重量％以上含有する樹脂からなるフィルムを少なくとも幅方向（TD方向）に 4倍以上に延伸し、その後にガラス転移温度（Tg) 以上、融点（Tm) 以下の温度で熱処理することを含むポリ乳酸系樹脂二軸延伸フィルムの製造方法。