JP2006076576A

JP2006076576A - ひねり包装用フィルム

Info

Publication number: JP2006076576A
Application number: JP2004259611A
Authority: JP
Inventors: Madoka Inagaki; まどか稲垣; Keisuke Murai; 計介村井
Original assignee: Unitika Ltd
Current assignee: Unitika Ltd
Priority date: 2004-09-07
Filing date: 2004-09-07
Publication date: 2006-03-23

Abstract

【課題】飴との剥離性に優れ、生分解性を有したひねり包装用フィルムを提供する。
【解決手段】主成分がポリ乳酸系重合体からなる二軸延伸フィルムであって、低分子量ポリマーを０．０１〜１．０質量％含有することを特徴とするひねり包装用フィルム。低分子量ポリマーがポリオレフィンであることを特徴とする上記ひねり包装用フィルム。低分子量ポリマーの数平均分子量が１０００〜８０００であり、その融点が６０〜１４０℃であることを特徴とする上記ひねり包装用フィルム。ポリ乳酸系重合体が脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを１〜１０質量％含有することを特徴とする上記ひねり包装用フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、生分解性を有したひねり包装用フィルムに関するものである。

従来より、ひねり包装用分野では、デッドホールド性に優れたセロハンが使用されている。しかし、セロハンは湿度に弱い点や製造時の環境等に問題があった。

この問題を解決するために、例えば、ブチレンテレフタレートを主たる構成単位となる樹脂からなる、防湿性及びデッドホールド性に優れたひねり包装用フィルムが開示されている（特許文献１）。しかし、近年の環境問題の高まりから、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリオレフィン等のプラスチックの代替として、水分や微生物などにより分解可能であり、コンポスト中での堆肥化処理が可能であるポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン、ポリブチレンテレフタレートアジペート等の生分解性を有する樹脂が要求されてきている。これらの中でも、特に、ポリ乳酸は、各種でんぷんや糖類などを発酵して得られる乳酸を重合した植物由来の原料で、最終的には再び炭酸ガスと水になり、地球的規模で環境リサイクルされる理想的なポリマーとして、各種用途に利用され始めている。中でも、デッドホールド性に優れている点から、ひねり包装用フィルムとして採用されている事例がある。

しかし、ポリ乳酸は水蒸気透過性が高く、湿気を嫌う製品や水分を多く含む製品等を包装する際には、吸湿や放湿が問題となる。特に、糖分の高い飴などを包装する際には、飴が水分を吸収してべたつき、飴とフィルムとの剥離が困難になるという問題があった。

一方、この問題を解決するために、生分解性を有する脂肪族ポリエステルからなるフィルムにポリオレフィンワックスを含有させ、フィルムの透湿性を低下させる技術が開示されている（特許文献２）。しかし、この方法で得られる低透湿性フィルムは、非生分解性組成物であるポリオレフィンワックスを２０重量％以上含有するため、十分な生分解性が得られないという問題があった。
特開２００４−１８０２３号公報特開平０９−１９４７０６号公報

本発明は、上記問題点を解決し、飴との剥離性に優れ、生分解性を有したひねり包装用フィルムを提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決するために鋭意検討を重ねた結果、主成分がポリ乳酸系重合体からなるフィルムに低分子量ポリマーを含有させることにより上記課題を解決することを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明の要旨は下記の通りである。
（１）主成分がポリ乳酸系重合体からなる二軸延伸フィルムであって、低分子量ポリマーを０．０１〜１．０質量％含有することを特徴とするひねり包装用フィルム。
（２）低分子量ポリマーがポリオレフィンであることを特徴とする（１）記載のひねり包装用フィルム。
（３）低分子量ポリマーの数平均分子量が１０００〜８０００であり、その融点が６０〜１４０℃であることを特徴とする（１）または（２）記載のひねり包装用フィルム。
（４）ポリ乳酸系重合体が脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを１〜１０質量％含有することを特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載のひねり包装用フィルム。

ポリ乳酸系重合体に低分子量ポリマーを混合することにより、ポリ乳酸系フィルムに優れた剥離性を付与し、飴のひねり包装の際に、好適に使用できる。特に低分子量ポリマーとしてポリオレフィンを用いた場合に効果的である。

以下、本発明について詳細に説明する。
本発明のフィルムにおいて用いられるポリ乳酸系重合体としては、主成分として、ポリ乳酸または乳酸成分を有するものであればよく、ポリ乳酸、乳酸またはラクチドと他のヒドロキシカルボン酸、ジカルボン酸、ジオール、環状ラクトンとの共重合体、ブレンド体が挙げられる。これらには、生分解性に影響を与えない範囲で、ウレタン結合、アミド結合、エーテル結合等を導入することができる。

ポリ乳酸のＬ−乳酸とＤ−乳酸との割合は、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝１００／０〜９２／８（モル％）であることが好ましい。ポリ乳酸に占めるＤ−乳酸の含有量が８モル％を超えると結晶性が低下し、延伸時の厚み精度が悪化したり、延伸後の熱セットによる配向結晶化が進行せず、機械的強度の不足や熱収縮率のコントロールが困難になるという問題が生じる。また、Ｌ−乳酸を単独で使用してもよいが、Ｄ−乳酸が配合されている方が、結晶性が緩和され、製膜性が良い。従って、本発明においては、Ｌ−乳酸とＤ−乳酸とが、（Ｌ−乳酸）／（Ｄ−乳酸）＝９９／１〜９５／５（モル％）の範囲で配合されていることが、より好ましい。なお、上記の割合で配合されていれば、共重合体であってもブレンド体であってもかまわない。

ポリ乳酸系重合体の数平均分子量は、５万〜３０万の範囲にあることが好ましく、より好ましくは８万〜１５万である。数平均分子量が５万未満であると、得られるフィルムは機械的強度に劣るものとなり、延伸工程や巻き取り工程での切断も頻繁に起こり、操業性の低下を招く。一方、数平均分子量が３０万を超えると、加熱溶融時の流動性が乏しくなって製膜性が低下する。

また、本発明の効果を阻害しない範囲で、ポリ乳酸系重合体以外の樹脂を混合してもよい。例えば、ポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステル、脂肪族−芳香族共重合ポリエステル等が挙げられる。

本発明において、ポリ乳酸系重合体に混合するポリ乳酸以外の脂肪族ポリエステルとしては、例えば、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシカプロン酸類、カプロラクトン、ブチロラクトン、グリコリド等の環状ラクトン類、エチレングリコール、ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビス−ヒドロキシメチルベンゼン、トルエンジオール等のジオール類、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸等の脂肪族ジカルボン酸類、環状酸無水物類、オキシラン類を成分とした脂肪族ポリエステル重合体等が挙げられる。その中でも、ポリカプロラクトン、ポリエチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペートが好適に用いられる。また、生分解に影響を与えない範囲で、ウレタン結合、アミド結合、エーテル結合等を導入することもできる。

本発明において、ポリ乳酸系重合体に混合する脂肪族−芳香族共重合ポリエステルとしては、脂肪族成分及び芳香族成分を有するポリエステルであればよく、例えば、乳酸、グリコール酸、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシカプロン酸等のヒドロキシカプロン酸類、カプロラクトン、ブチロラクトン、ラクチド、グリコリド等の環状ラクトン類、エチレングリコール、ブタンジオール、シクロヘキサンジメタノール、ビス−ヒドロキシメチルベンゼン、トルエンジオール等のジオール類、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸等のジカルボン酸類、環状酸無水物類、オキシラン類を成分とし、脂肪族成分と芳香族成分を有する共重合体等が挙げられる。その中でも、脂肪族成分として１，４−ブタンジオールとアジピン酸、芳香族成分としてテレフタル酸を有する共重合ポリエステルが好ましい。また、生分解に影響を与えない範囲で、ウレタン結合、アミド結合、エーテル結合等を導入することもできる。

脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを含有する場合は、１〜１０質量％の範囲で含有することが好ましく、３〜８質量％がさらに好ましい。含有量が１％未満では柔軟化に効果がなく、１０質量％を超えるとひねり性が低下する。また、理由は定かではないが、含有させることにより剥離性にも効果が得られる。

本発明のフィルムにおいて、ポリ乳酸系重合体に混合する低分子量ポリマーとしては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリエステル、ポリアミド等が挙げられる。その中でも、混合する場合の安定性、相溶性のバランスの点から、ポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィンが好ましい。

本発明のフィルムにおいて、低分子量ポリマーの含有量は、０．０１〜１．０質量％であることが必要であり、含有量が０．０１質量％未満の場合は剥離性が得られず、１．０質量％を超える場合には過剰性能だけでなく押し出し不良となり、さらに多量になると生分解性が劣る。

低分子量ポリマーの数平均分子量は１０００〜８０００であることが好ましく、特に１０００〜６０００が好ましい。数平均分子量が１０００未満の場合は、分子量が低いためフィルム表面にブリードしやすく析出したり、また、８０００を超える場合には逆にブリードしにくくなるため剥離性が劣る。低分子量ポリマーの融点は、６０〜１４０℃であることが好ましい。より好ましくは９０〜１３０℃である。

低分子量ポリマーとポリ乳酸系重合体とを混合する方法は特に限定されないが、同一の押出機で溶融混合する方法、各々別々の押出機で溶融させた後に混合する方法等が挙げられる。その中でも、事前にマスターチップを作製し、マスターチップで添加する方法が好ましい。

本発明の効果を阻害しない範囲において、フィルムの物性や加工性を調整する目的で、可塑剤、滑剤、無機フィラー、紫外線吸収剤等の添加剤、改質剤、架橋剤あるいは、他の高分子材料等を添加することも可能である。

可塑剤としては、特に限定されないが、本発明で使用する重合体との相溶性に優れたものが好ましく、具体的には、脂肪族多価カルボン酸エステル誘導体、脂肪族多価アルコールエステル誘導体、脂肪族オキシ酸エステル誘導体、脂肪族ポリエーテル誘導体、脂肪族ポリエーテル多価カルボン酸エステル誘導体等から選ばれた単一または複数の混合物が挙げられる。

滑剤としては、特に限定されないが、脂肪族カルボン酸アミドが好ましい。このような脂肪族カルボン酸アミドとしては、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘニン酸アミド等が挙げられる。

無機フィラーとしては、特に限定されないが、シリカ、二酸化チタン、タルク、硫酸バリウム、リン酸カルシウム、炭酸カルシウム、リン酸ソーダ等が好ましい。また、表面処理が施されていてもよく、その中でもシリカが好ましい。

本発明のフィルムを製造する方法は、特に限定されないが、例えば、原料を十分に乾燥し水分を除去した後、組成に適した溶融温度１８０〜２５０℃で、Ｔダイ、Ｉダイ、丸ダイ等から所定の厚みに押出したシート状物または円筒状物を、０〜４０℃の冷却ロールや水、圧空等により冷却、固化させる。なお、原料の樹脂組成物は、混合を十分にするために、予め溶融混練したものを用いてもよい。その後、ロール法、テンター法、チューブラー法等により一軸又は二軸延伸を施してもよい。二軸延伸方法としては、同軸二軸延伸法、逐次二軸延伸法のいずれでもよい。延伸する場合は、延伸温度は５０℃〜１１０℃の範囲で、延伸倍率は縦、横方向、それぞれ１．５〜１０倍の範囲で延伸する。好ましい延伸倍率は、それぞれ２．５倍以上であり、かつ面倍率が８倍以上である。延伸倍率が２．５倍未満であると、十分な機械的強力が得られず、実用性に劣るものとなる。また、延伸倍率の上限は特に限定されるものではないが、８倍を超えるとフィルム破れが発生しやすくなる。また、延伸後、熱風を吹き付ける方法、赤外線を照射する方法、マイクロ波を照射する方法、ヒートロール上に接触させる等により熱処理を施してもよい。均一に精度よく加熱できる点で、熱風を吹き付ける方法が好ましく、７０℃〜１６０℃の範囲で１秒以上の熱処理、またはリラックス率２〜８％の条件下で弛緩熱処理を行ってもよい。印刷性、ラミネート性、コーティング適性等を向上させる目的で、コロナ処理を施してもよい。

次に実施例に基づいて本発明を具体的に説明するが、必ずしもこれに限定されるものではない。なお、本発明における評価方法は以下の通りである。

（１）ひねり性
黒糖からなる飴１粒（直径２４ｍｍ、高さ１４ｍｍ）を１００ｍｍ×１００ｍｍのフィルムの中央部に置き、フィルムで筒状に巻き、フィルム両端を同方向に１．５回転（５４０°）ひねり、そのひねり保持性を評価した。ほとんど完全にひねりを保持しているもの（ひねりの角度が４５０°以上）を○、ひねりの角度が３６０°以上、４５０°未満であるものを△、ひねりの角度が３６０°未満であるものを×とした。

（２）飴の状態及び剥離性
上記（１）に記載した方法でひねり包装した飴を恒温恒湿下（２０℃×９０％ＲＨ、または３０℃×７０％ＲＨ）において保管し、７日後と１４日後に取り出し、飴とフィルムとの剥離性を評価した。飴が簡単に剥離するものを○、飴がべたついているが剥離良好なものを△、飴がべたつき剥離困難なものを×とした。

実施例１
ポリ乳酸（カーギル・ダウ・ポリマー社製：ネイチャーワークス、Ｄ体＝１．５％、数平均分子量１０５０００）９９．９質量％と、ポリエチレン（クラリアント社製：リコワックスＰＥ１９０、数平均分子量１５００、融点１２８℃）０．１質量％とを配合した樹脂組成物を、２３０℃で溶融しＴダイより押出し、３５℃のキャストロールに密着急冷させて未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを１００℃で、縦方向３倍×横方向３倍の延伸倍率で同時二軸延伸を行い、リラックス率４％、１３０℃で５秒間熱処理し１５μｍの二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムのひねり性と、ひねり包装した飴の剥離性を表１に示した。

実施例２
ポリ乳酸９９．９質量％と、ポリプロピレン（三洋化成社製：ビスコール４４０−Ｐ、数平均分子量９０００、融点１５３℃）０．１質量％とを配合した樹脂組成物を用いて、実施例１と同様に二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムのひねり性と、ひねり包装した飴の剥離性を表１に示した。

実施例３
ポリ乳酸９９．９５質量％と、ポリプロピレン（三洋化成社製：ビスコール６６０−Ｐ、数平均分子量４０００、融点１４５℃）０．０５質量％とを配合した樹脂組成物を、２３０℃で溶融しＴダイより押出し、３５℃のキャストロールに密着急冷させて未延伸フィルムを得た。この未延伸フィルムを予熱ロール６５℃、延伸ロール７５℃で縦方向に３倍延伸し、テンターで延伸温度８５℃で横方向に４倍延伸し、リラックス率５％として１４０℃で３秒間熱処理し、１５μｍの二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムのひねり性と、ひねり包装した飴の剥離性を表１に示した。

実施例４
ポリ乳酸９３．９質量％と、脂肪族−芳香族共重合ポリエステル（ＢＡＳＦ社製：ＥｃｏｆｌｅｘＦ、数平均分子量７００００）６質量％と、ポリエチレン０．１質量％とを配合した樹脂組成物を用いて、実施例１と同様に二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムのひねり性と、ひねり包装した飴の剥離性を表１に示した。

実施例５
ポリ乳酸を９５．５質量％、脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを４質量％、ポリエチレン（三洋化成社製：サンワックス１３１−Ｐ、数平均分子量１５００、融点１０５℃）を０．５質量％に変更した以外は、実施例４と同様に二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムのひねり性と、ひねり包装した飴の剥離性を表１に示した。

実施例６
ポリ乳酸を７９．９質量％、脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを２０．０質量％、ポリエチレンを０．１質量％に変更した以外は、実施例４と同様に二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムのひねり性と、ひねり包装した飴の剥離性を表１に示した。

比較例１
ポリエチレンを添加せずに実施例１と同様に二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムのひねり性と、ひねり包装した飴の剥離性を表１に示した。

比較例２
ポリ乳酸９５質量％と、ポリエチレン５質量％とを配合した樹脂組成物を用いて実施例１と同様にして二軸延伸フィルムを得ようとしたが、溶融した樹脂組成物をＴダイより押出しすることができず、フィルムを得ることができなかった。

比較例３
市販のポリエチレンテレフタレートフィルム（ユニチカ社製：エンブレット）を用いた場合のひねり性と、ひねり包装した飴の剥離性を表１に示した。

Claims

主成分がポリ乳酸系重合体からなる二軸延伸フィルムであって、低分子量ポリマーを０．０１〜１．０質量％含有することを特徴とするひねり包装用フィルム。
低分子量ポリマーがポリオレフィンであることを特徴とする請求項１記載のひねり包装用フィルム。
低分子量ポリマーの数平均分子量が１０００〜８０００であり、その融点が６０〜１４０℃であることを特徴とする請求項１または２記載のひねり包装用フィルム。
ポリ乳酸系重合体が脂肪族−芳香族共重合ポリエステルを１〜１０質量％含有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のひねり包装用フィルム。