溶断シール用フィルム。
【課題】本発明は、溶断シール袋作成時の、柔軟性とヒートシール性、製袋機加工性を高めたフィルムを提供せんとするものである。
【解決手段】 主としてポリ乳酸系樹脂からなるポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗がＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０mm以下であり、かつ、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であり、さらにヘーズが１％を越え１０％以下であることを特徴とする、溶断シール用フィルム。
【解決手段】 主としてポリ乳酸系樹脂からなるポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗がＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０mm以下であり、かつ、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であり、さらにヘーズが１％を越え１０％以下であることを特徴とする、溶断シール用フィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明で包装用フィルムとして好適な柔軟性とヒートシール性を有する生分解性フィルムに関するものであり、更に詳しくは、フィルムを溶かしてシールをしつつ、袋の大きさにカットする溶断シールに適する溶断シール用フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりにより、地球温暖化の原因となる炭酸ガス排出量の抑制活動が様々な分野で取り組まれている。特に、石油を原料とするプラスチック製品は廃棄処理の際、多くの炭酸ガスが発生するという問題点がある。
【０００３】
このよう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種々の植物由来原料を用いた生分解性プラスチックが求められるようになっている。
【０００４】
汎用の石油由来原料から製造されたプラスチックの代表例としてはポリエチレンなどのポリオレフィンが挙げられる。たとえばポリエチレンは通常インフレーション法により袋
状に製膜され、製袋機で溶断シールされ、各種包装用フィルムなどに大量に用いられている。近年、このような溶断シール用フィルムにポリ乳酸を適用しようとする試みが多数なされている。
【０００５】
例えば、特許文献１のようにポリ乳酸系重合体と他の脂肪族ポリエステルとを一定割合で含有してなるフィルムが開示されている、しかしながら本技術では、他の脂肪族ポリエステルの含有量が比較的高いためか、包装材料用途としては透明性が不十分であった。
【０００６】
特許文献２には、ポリ乳酸系樹脂とガラス転移温度Ｔｇが１０℃以下であるポリ乳酸系
樹脂以外の生分解性ポリエステルとの混合物からなるフィルムが開示されている。しかしながら実施例記載の技術に準じて追試したものの、ヒートシールの強度が十分ではなかった。
【０００７】
特許文献３には、ポリ（ブチレンサクシネート・アジペート）を含有してなる層を有する生分解性積層フィルムが開示されているが、２台以上の押出機が必要であり設備費、設置面積が大きくなり経済性に劣る方法であった。
【０００８】
以上のように柔軟性とヒートシール性に優れ、さらには比較的安価な設備で製造可能な経済性に優れた溶断シールに適するフィルムに関して種々の検討がなされてきたが、未だに達成されていなかった。
【特許文献１】特開平１１−２２２５２８号公報
【特許文献２】特開２００３−２９２６４２号公報
【特許文献３】特開２００６−１９８９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、透明で包装用フィルムとして好適な柔軟性とヒートシール性を有する生分解性フィルムに関するものであり、更に詳しくは、フィルムを溶かしてシールをしつつ、袋の大きさにカットする溶断シールに適す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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達したものである。
【００１１】
すなわち、本発明は以下のいずれかである。
１） 主としてポリ乳酸系樹脂からなるポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗が、ＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０mm以下であり、かつ、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であり、さらにヘーズが１％を越え１０％以下であることを特徴とする、溶断シール用フィルム。
２） ホットタック測定時の剥離長さが１２０℃で２ｍｍ以下であることを特徴とする、前記１）に記載の溶断シール用フィルム。
３） ３次元表面粗さ測定機で測定した平均表面粗さＳＲａが、フィルムの両面ともに０．０３〜０．１１μmである前記１）または２）に記載の溶断シール用フィルム。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、ポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗および衝撃強さを低く抑えることにより、フィルムが破断、切断し易くなることを利用している。また、原因がはっきりしないが、端裂抵抗および衝撃強さを低くすることにより、ヒートシール性が向上し、その結果としてフィルムを溶かしてシールしつつ、切断する溶断シールに適するようになったと推定している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、ポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗がＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０mm以下であり、かつ、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であり、さらにヘーズが１％を越え１０％以下であることを特徴とする、溶断シール用フィルムである。本発明について、以下に具体的に説明する。
【００１４】
本発明の溶断シール用フィルムを構成するポリ乳酸系フィルムは、主としてポリ乳酸系樹脂からなる（ポリ乳酸系フィルムの全成分１００質量％に対して５０質量％以上１００質量％以下がポリ乳酸系樹脂）。本発明の溶断シール用フィルムに好適なポリ乳酸系フィルムは、好ましくはポリ乳酸系フィルムの全成分１００質量％に対してポリ乳酸系樹脂が６０質量％以上１００質量％以下であり、さらに好ましくは７０質量％以上１００質量％以下である。
【００１５】
本発明に用いるポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は、適度な製膜、延伸適性および実用的な機械特性を満足させるため、５万〜５０万であることが好ましく、より好ましくは１０万〜２５万である。なお、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。
【００１６】
本発明に用いられるポリ乳酸系樹脂とは、Ｌ−乳酸および／またはＤ−乳酸を原料として得ることができる構造を主たる構成成分とするポリマーであるが、乳酸以外の他の共重合成分を含んでいてもよい。
【００１７】
かかる他の単量体としては、エチレングリコール、プ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。ポリ乳酸系樹脂における、上記他の共重合成分の共重合量は、相溶性であり、フィルムにした時の透明性を損なわない範囲であることが好ましく、ポリ乳酸系樹脂の全単量体成分１００モル％に対し、０〜３０モル％であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の溶断シール用フィルムに用いるポリ乳酸系樹脂フィルムは、ポリ乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルおよび／または脂肪族芳香族ポリエステルを５質量％以上３０質量％以下含むことが好ましい。ポリ乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルおよび／または脂肪族芳香族ポリエステルを含むことにより、溶断シール用フィルムとした際に十分なヒートシール性を得ることができるために好ましい。
【００１９】
ポリ乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルおよび／または脂肪族芳香族ポリエステルとしては、例えば、ポリグリコール酸、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート・３−ヒドロキシバリレート）、ポリカプロラクトン、あるいはエチレングリコール、１，４−ブタンジオールなどの脂肪族ジオールとコハク酸、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸よりなる脂肪族ポリエステル、さらにはポリ（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）などの脂肪族ポリエステルと芳香族ポリエステルの共重合体などが挙げられる。特にヒートシール性の効果が大きいものとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート系樹脂が好ましく用いられる。
【００２０】
本発明の溶断シール用フィルムに使用されるポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗は、ＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０ｍｍ以下であることが重要である。ＭＤ、ＴＤの少なくとも一方の端裂抵抗が１００Ｎ／２０ｍｍを越えると溶断シール性が悪くなり、不良品が多く出る。より好ましくは８０Ｎ／２０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは７０Ｎ／２０ｍｍ以下である。また、端裂抵抗の下限は、ＭＴ、ＴＤともに２０Ｎ／２０ｍｍであり、端裂抵抗がこれより小さいと、フィルムが破れやすくなり実用に適さない。
【００２１】
なお、ＭＤとはフィルムの長手方向（巻取り方向）であり、ＴＤとは長手方向と直角の
方向を意味する。
【００２２】
端裂抵抗に加えて、本発明のポリ乳酸系フィルムは、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であることが重要である。ＭＤ、ＴＤの少なくとも一方のシャルピー衝撃強さが０．０６０ＭＪ／ｍ2を越えると、フィルムの柔軟性がなくなり、手触り感が悪く、触った時に金属音を発するようになり、溶断シール用フィルムに適さなくなる。シャルピー衝撃強さは、より好ましくは０．０５８ＭＪ／ｍ2以下である。下限はＭＤ、ＴＤともに０．０３０ＭＪ／ｍ2である。ＭＴ、ＴＤの少なくとも一方のシャルピー衝撃強さが０．０３０ＭＪ／ｍ2未満だと、溶断シール用フィルムが破れやすくなる。
【００２３】
本発明の溶断シール用フィルムにおいて、端裂抵抗をＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０ｍｍ以下として、さらにシャルピー衝撃強さをＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下に制御するための方法としては、特に限定されないが、インフレーション法で製膜されたポリ乳酸系フィルムであることが好ましい。インフレーション法で製膜されたフィルムは、ブロー比を調整することにより、配向が各方向に均一化され、溶断シールして袋を作成する時に、強度的にバランスのよいフィルムをつくることができる。溶断シール用フィルムとして好適なポリ乳酸系フィルムを製造するためには、好ましいブロー比は１．５以上３．０以下であり、より好ましくは１．５以上２．５以下である。ここでブロー比とは、ブロー比＝（最終的に得られたチューブ状フィルムを切り開きフラット状にした時のフィルムの全幅）÷（外側ダイリップ周長と内側ダイリップ周長との平均値）から求めることができる。
【００２４】
溶断シール用フィルムに使用されるポリ乳酸系フィルムを、インフレーション法以外の方法によって製膜した場合、フィルムの腰の強さ不足、設備費のコストアップの問題が生じることがあり、そのため溶断シール用フィルムに使用されるポリ乳酸系フィルムは、インフレーション法で製膜することが好ましい。
【００２５】
本発明の溶断シール用フィルムとして好適なポリ乳酸系フィルムの厚みは、特に限定されないが、５〜１００μmの範囲であり、より好ましくは１０〜５０μmの範囲である。
【００２６】
また、本発明の溶断シール用フィルムのヘーズは、１％を越え１０％以下であることが重要である。この範囲より大きいと、包装材料用途として透明性が不十分であり、実用化に際し好ましくない。またこの範囲より小さいと、フィルムに傷がつきやすく溶断シール用フィルムにした時に外観が悪くなってしまう。なお、更に好ましいヘーズの範囲は、４％を越え９％以下である。
【００２７】
ヘーズを１％を越え１０％以下の範囲に保つためには、無機粒子や有機粒子を必要に応じて添加することで制御可能である。無機粒子としては、シリカ等の酸化ケイ素、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の各種炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の各種硫酸塩、カオリン、タルク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等の各種リン酸塩、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の各種酸化物、フッ化リチウム等の各種塩等からなる微粒子を使用する事ができる。また、有機粒子としては、シュウ酸カルシウムや、カルシウム、バリウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム等のテレフタル酸塩などからなる微粒子が使用できる。架橋高分子粒子としては、ジビニルベンゼン、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸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が挙げられる。その他、ポリテトラフルオロエチレン、ベンゾグアナミン樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性フェノール樹脂などの有機微粒子が使用できる。
【００２８】
無機粒子、有機粒子ともその平均粒径は、特に限定されないが、０．１〜２０μmが好ましく、より好ましくは、２〜８μmの粒子を添加すると、ヘーズを上記範囲（１％を超え１０％以下）に制御する際において効果的である。またヘーズを上記範囲（１％を超え１０％以下）に制御する際は、無機粒子、有機粒子とも、溶断シール用フィルムと屈折率が近いものを用いることが好ましい。
【００２９】
本発明の溶断シール用フィルムは、ホットタック測定時の剥離長さが１２０℃で２ｍｍ以下であることが好ましい。この値より大きいと、溶断シール加工時にシール部のズレが生じ不良品が多発する。より好ましくは１．０ｍｍ以下である。また、ホットタック測定時の剥離長さは、値が小さい程好ましく、下限は０ｍｍであることが好ましい。
【００３０】
ホットタック測定時の剥離長さを１２０℃で２ｍｍ以下にするためには、高温での熱処理を行わないことが好ましい。特に１２０℃以上でオーブンあるいはロールによる熱処理を行うと、ホットタックの剥離長さが大きくなる傾向がある。
【００３１】
本発明の溶断シール用フィルムの溶断シール性向上を実現するためには、溶断シール用フィルムの平均表面粗さＳＲａは０．０３〜０．１１μmであることが好ましい。この範囲より小さいとフィルムにしわが発生したり、蛇行を起こしやすくなる。この範囲より大きいとフィルムが巻きズレを発生しやすくなり溶断シールの障害となることがある。更に好ましくは、０．０４〜０．０９μmである。
【００３２】
なお溶断シール用フィルムの平均表面粗さＳＲａを調整する際は、その両面の平均表面粗さＳＲａを制御することが重要である。
【００３３】
平均表面粗さＳＲａを０．０３〜０．１１μmに保つためには、無機粒子や有機粒子の
添加量を調整することで制御可能である。平均粒径が０．１〜２０μmの粒子を、溶断シール用フィルムの全成分１００質量％において０．２〜０．８質量％添加することが好ましい。
【実施例】
【００３４】
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。
【００３５】
［測定及び評価方法］
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。
（１）端裂抵抗
ＪＩＳ−Ｃ−２３１８（１９７５年）に準じてテンシロン引っ張り試験機でＭＤ，ＴＤについて測定した。サンプルを、引張り試験機にセットしたＶ字型治具に通して、速度２００ｍｍ／分で引っ張り、サンプルが裂けた時の強さ（Ｎ／２０ｍｍ）を求めた。測定回数は各々の方向について５回で、平均値を用いた。
（２）シャルピー衝撃強さ
ＪＩＳ−Ｋ−７１１１（１９８４年）に準じてＭＤ及びＴＤについて測定した。ハンマの衝撃刃の刃縁部分は、刃先半径２±０．２mmでテーパ面の角度は３０±１°である。測定回数は各々の方向について１０回で、平均値を用いた。
（３）ホットタック
サンプルに熱板への粘着防止用として２０μmＯＰＰをドライラミして使用した。２枚の測定したいフィルムサンプルの測定面を重ね合わせて、温度１２０℃で、シール圧力４Ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧力）、シール時間１秒でヒートシールし、直後に５０g／１５mm幅の荷重がかかるようにし、剥離長さ(mm)を測定した。測定回数は２回で、平均値を用いた。
（４）平均表面粗さ（ＳＲa）
小坂研究所製の触針式３次元粗さ計ＥＴ４０００ＡＫを用い、以下の条件で両方の面を測定した。
【００３６】
測定力：１００Ｎ、Ｘピッチ：１．００μm、Ｙピッチ：５μm、Ｚ測定倍率：20000
Ｘ送り速さ：０．１ｍｍ／ｓｅｃ、低域カット：０．２５mm、高域カット：Ｒ＋Ｗ
レベリング：未処理
（５）ヘーズ
ＪＩＳ−Ｋ−７１０５（１９８１年）に準じて測定した。測定回数は５回とし、その平均値を用いた。
（６）柔軟性
手触り性で判定した。フィルムを手で２枚に折り、擦り合わせるようにして手触り感で柔軟性を評価した。
○ ：柔らかく包み込まれる感触がする。
△ ：少しシャリ感がある。
× ：シャリシャリ感があり、かたい。触った時に金属音がする。
（７）ヒートシール強さ
ＭＤ方向を長辺として幅１５mmの短冊状のサンプルを準備した。テスター産業製ヒートシールテスター（ＴＰ−７０１Ｓ）を用い、熱板温度１２０℃、面圧１ｋｇｆ／ｃｍ２、シール時間１秒でサンプルを作成し、剥離速度２００mm／分でＭＤに剥離し、ヒートシール強さＨｓ（Ｎ／15mm）を求めた。
（８）溶断シール製袋機適性
トタニ技研工業（株）製の溶断シール製袋機ＨＫ−４０Ｖを用いて、製袋を行った。幅６００mmのフィルムロールを用いて、間口１４８mm×長さ３００mmのサイドシール袋を最適条件で１０００枚作製した。シワやカールの発生を除いた合格品の枚数から、下記の基準で判定を行った。
○ ：９０１〜１０００枚合格
△ ：７０１〜９００枚合格
× ：７００枚以下合格
［使用したポリ乳酸系樹脂］
重量平均分子量＝２２０，０００、Ｄ体含有量＝５．０％、融点＝１５０℃
［使用した脂肪族ポリエステル樹脂］
ポリブチレンサクシネート・アジペート系樹脂（三菱化学社製“ＧＳＰｌａ”）
［使用した無機粒子］
炭酸カルシウム、平均粒径＝４μm
（実施例１〜３）
ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルと無機粒子を表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法（ブロー比２．０）で製膜し、厚み２５μmのポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００３７】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。
【００３８】
実施結果を表１に示すように、柔軟性、ヒートシール強さ、溶断シール製袋機適性とも良好な結果を示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
（実施例４）
ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルと無機粒子を表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法（ブロー比３．０）で製膜
し厚み２５μmのポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製し、オフラインで１２０℃
のオーブンを用いて５秒間熱処理を行った。
【００４１】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。
【００４２】
実施結果を表１に示すように、ホットタックが２．５mmになり溶断シール製袋機適性は、少し劣ったものであった。
（実施例５）
無機粒子の量を減らして、表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法（ブロー比２．０）で製膜し厚み２５μmのポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００４３】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。
【００４４】
実施結果を表１に示すように、平均表面粗さは上面０．０２、下面０．０１μmになり、溶断シール製袋機適性は、少し劣ったものであった。
（比較例１〜３）
ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルと無機粒子を表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法で、フ゛ロー比を３．５に調整
しながら安定させ実施例と同様に、ポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００４５】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。実施結果を表１に示すように、ヒートシール強さ、溶断シール製袋機適性は、実施例に比べて劣ったものであった。
（比較例４）
ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルと無機粒子を表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法で、フ゛ロー比１．８５に調整
しながら安定させ実施例と同様に、ポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００４６】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。実施結果を表１に示すように、柔軟性、ヒートシール強さ、溶断シール製袋機適性は、実施例に比べて劣ったものであった。
（比較例５）
比較例４と同じ組成のチップを用い、溶融押出した。Ｔダイを用いて逐次二軸延伸法で
縦方向に８０℃で３．０倍、横方向に８０℃で３．４倍延伸し、１４０℃で熱処理を行い、
フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００４７】
このフィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価し、実施結果を表１に示した。柔軟性、ヒートシール強さ、溶断シール製袋機適性は、
いずれも劣ったものであった。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、透明で包装用フィルムとして好適な柔軟性とヒートシール性を有する生分解性フィルムに関するものであり、更に詳しくは、フィルムを溶かしてシールをしつつ、袋の大きさにカットする溶断シールに適する溶断シール用フィルムに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、環境意識の高まりにより、地球温暖化の原因となる炭酸ガス排出量の抑制活動が様々な分野で取り組まれている。特に、石油を原料とするプラスチック製品は廃棄処理の際、多くの炭酸ガスが発生するという問題点がある。
【０００３】
このよう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種々の植物由来原料を用いた生分解性プラスチックが求められるようになっている。
【０００４】
汎用の石油由来原料から製造されたプラスチックの代表例としてはポリエチレンなどのポリオレフィンが挙げられる。たとえばポリエチレンは通常インフレーション法により袋
状に製膜され、製袋機で溶断シールされ、各種包装用フィルムなどに大量に用いられている。近年、このような溶断シール用フィルムにポリ乳酸を適用しようとする試みが多数なされている。
【０００５】
例えば、特許文献１のようにポリ乳酸系重合体と他の脂肪族ポリエステルとを一定割合で含有してなるフィルムが開示されている、しかしながら本技術では、他の脂肪族ポリエステルの含有量が比較的高いためか、包装材料用途としては透明性が不十分であった。
【０００６】
特許文献２には、ポリ乳酸系樹脂とガラス転移温度Ｔｇが１０℃以下であるポリ乳酸系
樹脂以外の生分解性ポリエステルとの混合物からなるフィルムが開示されている。しかしながら実施例記載の技術に準じて追試したものの、ヒートシールの強度が十分ではなかった。
【０００７】
特許文献３には、ポリ（ブチレンサクシネート・アジペート）を含有してなる層を有する生分解性積層フィルムが開示されているが、２台以上の押出機が必要であり設備費、設置面積が大きくなり経済性に劣る方法であった。
【０００８】
以上のように柔軟性とヒートシール性に優れ、さらには比較的安価な設備で製造可能な経済性に優れた溶断シールに適するフィルムに関して種々の検討がなされてきたが、未だに達成されていなかった。
【特許文献１】特開平１１−２２２５２８号公報
【特許文献２】特開２００３−２９２６４２号公報
【特許文献３】特開２００６−１９８９３１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明は、透明で包装用フィルムとして好適な柔軟性とヒートシール性を有する生分解性フィルムに関するものであり、更に詳しくは、フィルムを溶かしてシールをしつつ、袋の大きさにカットする溶断シールに適す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】
【００１０】
本発明は、上記課題を解決するために、鋭意検討を重ねた結果、本発明に到達したものである。
【００１１】
すなわち、本発明は以下のいずれかである。
１） 主としてポリ乳酸系樹脂からなるポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗が、ＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０mm以下であり、かつ、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であり、さらにヘーズが１％を越え１０％以下であることを特徴とする、溶断シール用フィルム。
２） ホットタック測定時の剥離長さが１２０℃で２ｍｍ以下であることを特徴とする、前記１）に記載の溶断シール用フィルム。
３） ３次元表面粗さ測定機で測定した平均表面粗さＳＲａが、フィルムの両面ともに０．０３〜０．１１μmである前記１）または２）に記載の溶断シール用フィルム。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、ポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗および衝撃強さを低く抑えることにより、フィルムが破断、切断し易くなることを利用している。また、原因がはっきりしないが、端裂抵抗および衝撃強さを低くすることにより、ヒートシール性が向上し、その結果としてフィルムを溶かしてシールしつつ、切断する溶断シールに適するようになったと推定している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明は、ポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗がＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０mm以下であり、かつ、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であり、さらにヘーズが１％を越え１０％以下であることを特徴とする、溶断シール用フィルムである。本発明について、以下に具体的に説明する。
【００１４】
本発明の溶断シール用フィルムを構成するポリ乳酸系フィルムは、主としてポリ乳酸系樹脂からなる（ポリ乳酸系フィルムの全成分１００質量％に対して５０質量％以上１００質量％以下がポリ乳酸系樹脂）。本発明の溶断シール用フィルムに好適なポリ乳酸系フィルムは、好ましくはポリ乳酸系フィルムの全成分１００質量％に対してポリ乳酸系樹脂が６０質量％以上１００質量％以下であり、さらに好ましくは７０質量％以上１００質量％以下である。
【００１５】
本発明に用いるポリ乳酸系樹脂の重量平均分子量は、適度な製膜、延伸適性および実用的な機械特性を満足させるため、５万〜５０万であることが好ましく、より好ましくは１０万〜２５万である。なお、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。
【００１６】
本発明に用いられるポリ乳酸系樹脂とは、Ｌ−乳酸および／またはＤ−乳酸を原料として得ることができる構造を主たる構成成分とするポリマーであるが、乳酸以外の他の共重合成分を含んでいてもよい。
【００１７】
かかる他の単量体としては、エチレングリコール、プ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。ポリ乳酸系樹脂における、上記他の共重合成分の共重合量は、相溶性であり、フィルムにした時の透明性を損なわない範囲であることが好ましく、ポリ乳酸系樹脂の全単量体成分１００モル％に対し、０〜３０モル％であることが好ましい。
【００１８】
また、本発明の溶断シール用フィルムに用いるポリ乳酸系樹脂フィルムは、ポリ乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルおよび／または脂肪族芳香族ポリエステルを５質量％以上３０質量％以下含むことが好ましい。ポリ乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルおよび／または脂肪族芳香族ポリエステルを含むことにより、溶断シール用フィルムとした際に十分なヒートシール性を得ることができるために好ましい。
【００１９】
ポリ乳酸系樹脂以外の脂肪族ポリエステルおよび／または脂肪族芳香族ポリエステルとしては、例えば、ポリグリコール酸、ポリ（３−ヒドロキシブチレート）、ポリ（３−ヒドロキシブチレート・３−ヒドロキシバリレート）、ポリカプロラクトン、あるいはエチレングリコール、１，４−ブタンジオールなどの脂肪族ジオールとコハク酸、アジピン酸などの脂肪族ジカルボン酸よりなる脂肪族ポリエステル、さらにはポリ（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）などの脂肪族ポリエステルと芳香族ポリエステルの共重合体などが挙げられる。特にヒートシール性の効果が大きいものとして、ポリブチレンサクシネート・アジペート系樹脂が好ましく用いられる。
【００２０】
本発明の溶断シール用フィルムに使用されるポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗は、ＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０ｍｍ以下であることが重要である。ＭＤ、ＴＤの少なくとも一方の端裂抵抗が１００Ｎ／２０ｍｍを越えると溶断シール性が悪くなり、不良品が多く出る。より好ましくは８０Ｎ／２０ｍｍ以下であり、さらに好ましくは７０Ｎ／２０ｍｍ以下である。また、端裂抵抗の下限は、ＭＴ、ＴＤともに２０Ｎ／２０ｍｍであり、端裂抵抗がこれより小さいと、フィルムが破れやすくなり実用に適さない。
【００２１】
なお、ＭＤとはフィルムの長手方向（巻取り方向）であり、ＴＤとは長手方向と直角の
方向を意味する。
【００２２】
端裂抵抗に加えて、本発明のポリ乳酸系フィルムは、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であることが重要である。ＭＤ、ＴＤの少なくとも一方のシャルピー衝撃強さが０．０６０ＭＪ／ｍ2を越えると、フィルムの柔軟性がなくなり、手触り感が悪く、触った時に金属音を発するようになり、溶断シール用フィルムに適さなくなる。シャルピー衝撃強さは、より好ましくは０．０５８ＭＪ／ｍ2以下である。下限はＭＤ、ＴＤともに０．０３０ＭＪ／ｍ2である。ＭＴ、ＴＤの少なくとも一方のシャルピー衝撃強さが０．０３０ＭＪ／ｍ2未満だと、溶断シール用フィルムが破れやすくなる。
【００２３】
本発明の溶断シール用フィルムにおいて、端裂抵抗をＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０ｍｍ以下として、さらにシャルピー衝撃強さをＭＤ、ＴＤともに０．０６０ＭＪ／ｍ2以下に制御するための方法としては、特に限定されないが、インフレーション法で製膜されたポリ乳酸系フィルムであることが好ましい。インフレーション法で製膜されたフィルムは、ブロー比を調整することにより、配向が各方向に均一化され、溶断シールして袋を作成する時に、強度的にバランスのよいフィルムをつくることができる。溶断シール用フィルムとして好適なポリ乳酸系フィルムを製造するためには、好ましいブロー比は１．５以上３．０以下であり、より好ましくは１．５以上２．５以下である。ここでブロー比とは、ブロー比＝（最終的に得られたチューブ状フィルムを切り開きフラット状にした時のフィルムの全幅）÷（外側ダイリップ周長と内側ダイリップ周長との平均値）から求めることができる。
【００２４】
溶断シール用フィルムに使用されるポリ乳酸系フィルムを、インフレーション法以外の方法によって製膜した場合、フィルムの腰の強さ不足、設備費のコストアップの問題が生じることがあり、そのため溶断シール用フィルムに使用されるポリ乳酸系フィルムは、インフレーション法で製膜することが好ましい。
【００２５】
本発明の溶断シール用フィルムとして好適なポリ乳酸系フィルムの厚みは、特に限定されないが、５〜１００μmの範囲であり、より好ましくは１０〜５０μmの範囲である。
【００２６】
また、本発明の溶断シール用フィルムのヘーズは、１％を越え１０％以下であることが重要である。この範囲より大きいと、包装材料用途として透明性が不十分であり、実用化に際し好ましくない。またこの範囲より小さいと、フィルムに傷がつきやすく溶断シール用フィルムにした時に外観が悪くなってしまう。なお、更に好ましいヘーズの範囲は、４％を越え９％以下である。
【００２７】
ヘーズを１％を越え１０％以下の範囲に保つためには、無機粒子や有機粒子を必要に応じて添加することで制御可能である。無機粒子としては、シリカ等の酸化ケイ素、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム等の各種炭酸塩、硫酸カルシウム、硫酸バリウム等の各種硫酸塩、カオリン、タルク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等の各種リン酸塩、酸化アルミニウム、酸化チタン、酸化ジルコニウム等の各種酸化物、フッ化リチウム等の各種塩等からなる微粒子を使用する事ができる。また、有機粒子としては、シュウ酸カルシウムや、カルシウム、バリウム、亜鉛、マンガン、マグネシウム等のテレフタル酸塩などからなる微粒子が使用できる。架橋高分子粒子としては、ジビニルベンゼン、スチレン、アクリル酸、メタクリル酸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が挙げられる。その他、ポリテトラフルオロエチレン、ベンゾグアナミン樹脂、熱硬化性エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、熱硬化性フェノール樹脂などの有機微粒子が使用できる。
【００２８】
無機粒子、有機粒子ともその平均粒径は、特に限定されないが、０．１〜２０μmが好ましく、より好ましくは、２〜８μmの粒子を添加すると、ヘーズを上記範囲（１％を超え１０％以下）に制御する際において効果的である。またヘーズを上記範囲（１％を超え１０％以下）に制御する際は、無機粒子、有機粒子とも、溶断シール用フィルムと屈折率が近いものを用いることが好ましい。
【００２９】
本発明の溶断シール用フィルムは、ホットタック測定時の剥離長さが１２０℃で２ｍｍ以下であることが好ましい。この値より大きいと、溶断シール加工時にシール部のズレが生じ不良品が多発する。より好ましくは１．０ｍｍ以下である。また、ホットタック測定時の剥離長さは、値が小さい程好ましく、下限は０ｍｍであることが好ましい。
【００３０】
ホットタック測定時の剥離長さを１２０℃で２ｍｍ以下にするためには、高温での熱処理を行わないことが好ましい。特に１２０℃以上でオーブンあるいはロールによる熱処理を行うと、ホットタックの剥離長さが大きくなる傾向がある。
【００３１】
本発明の溶断シール用フィルムの溶断シール性向上を実現するためには、溶断シール用フィルムの平均表面粗さＳＲａは０．０３〜０．１１μmであることが好ましい。この範囲より小さいとフィルムにしわが発生したり、蛇行を起こしやすくなる。この範囲より大きいとフィルムが巻きズレを発生しやすくなり溶断シールの障害となることがある。更に好ましくは、０．０４〜０．０９μmである。
【００３２】
なお溶断シール用フィルムの平均表面粗さＳＲａを調整する際は、その両面の平均表面粗さＳＲａを制御することが重要である。
【００３３】
平均表面粗さＳＲａを０．０３〜０．１１μmに保つためには、無機粒子や有機粒子の
添加量を調整することで制御可能である。平均粒径が０．１〜２０μmの粒子を、溶断シール用フィルムの全成分１００質量％において０．２〜０．８質量％添加することが好ましい。
【実施例】
【００３４】
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。
【００３５】
［測定及び評価方法］
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。
（１）端裂抵抗
ＪＩＳ−Ｃ−２３１８（１９７５年）に準じてテンシロン引っ張り試験機でＭＤ，ＴＤについて測定した。サンプルを、引張り試験機にセットしたＶ字型治具に通して、速度２００ｍｍ／分で引っ張り、サンプルが裂けた時の強さ（Ｎ／２０ｍｍ）を求めた。測定回数は各々の方向について５回で、平均値を用いた。
（２）シャルピー衝撃強さ
ＪＩＳ−Ｋ−７１１１（１９８４年）に準じてＭＤ及びＴＤについて測定した。ハンマの衝撃刃の刃縁部分は、刃先半径２±０．２mmでテーパ面の角度は３０±１°である。測定回数は各々の方向について１０回で、平均値を用いた。
（３）ホットタック
サンプルに熱板への粘着防止用として２０μmＯＰＰをドライラミして使用した。２枚の測定したいフィルムサンプルの測定面を重ね合わせて、温度１２０℃で、シール圧力４Ｋｇ／ｃｍ２（ゲージ圧力）、シール時間１秒でヒートシールし、直後に５０g／１５mm幅の荷重がかかるようにし、剥離長さ(mm)を測定した。測定回数は２回で、平均値を用いた。
（４）平均表面粗さ（ＳＲa）
小坂研究所製の触針式３次元粗さ計ＥＴ４０００ＡＫを用い、以下の条件で両方の面を測定した。
【００３６】
測定力：１００Ｎ、Ｘピッチ：１．００μm、Ｙピッチ：５μm、Ｚ測定倍率：20000
Ｘ送り速さ：０．１ｍｍ／ｓｅｃ、低域カット：０．２５mm、高域カット：Ｒ＋Ｗ
レベリング：未処理
（５）ヘーズ
ＪＩＳ−Ｋ−７１０５（１９８１年）に準じて測定した。測定回数は５回とし、その平均値を用いた。
（６）柔軟性
手触り性で判定した。フィルムを手で２枚に折り、擦り合わせるようにして手触り感で柔軟性を評価した。
○ ：柔らかく包み込まれる感触がする。
△ ：少しシャリ感がある。
× ：シャリシャリ感があり、かたい。触った時に金属音がする。
（７）ヒートシール強さ
ＭＤ方向を長辺として幅１５mmの短冊状のサンプルを準備した。テスター産業製ヒートシールテスター（ＴＰ−７０１Ｓ）を用い、熱板温度１２０℃、面圧１ｋｇｆ／ｃｍ２、シール時間１秒でサンプルを作成し、剥離速度２００mm／分でＭＤに剥離し、ヒートシール強さＨｓ（Ｎ／15mm）を求めた。
（８）溶断シール製袋機適性
トタニ技研工業（株）製の溶断シール製袋機ＨＫ−４０Ｖを用いて、製袋を行った。幅６００mmのフィルムロールを用いて、間口１４８mm×長さ３００mmのサイドシール袋を最適条件で１０００枚作製した。シワやカールの発生を除いた合格品の枚数から、下記の基準で判定を行った。
○ ：９０１〜１０００枚合格
△ ：７０１〜９００枚合格
× ：７００枚以下合格
［使用したポリ乳酸系樹脂］
重量平均分子量＝２２０，０００、Ｄ体含有量＝５．０％、融点＝１５０℃
［使用した脂肪族ポリエステル樹脂］
ポリブチレンサクシネート・アジペート系樹脂（三菱化学社製“ＧＳＰｌａ”）
［使用した無機粒子］
炭酸カルシウム、平均粒径＝４μm
（実施例１〜３）
ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルと無機粒子を表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法（ブロー比２．０）で製膜し、厚み２５μmのポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００３７】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。
【００３８】
実施結果を表１に示すように、柔軟性、ヒートシール強さ、溶断シール製袋機適性とも良好な結果を示した。
【００３９】
【表１】
【００４０】
（実施例４）
ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルと無機粒子を表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法（ブロー比３．０）で製膜
し厚み２５μmのポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製し、オフラインで１２０℃
のオーブンを用いて５秒間熱処理を行った。
【００４１】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。
【００４２】
実施結果を表１に示すように、ホットタックが２．５mmになり溶断シール製袋機適性は、少し劣ったものであった。
（実施例５）
無機粒子の量を減らして、表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法（ブロー比２．０）で製膜し厚み２５μmのポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００４３】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。
【００４４】
実施結果を表１に示すように、平均表面粗さは上面０．０２、下面０．０１μmになり、溶断シール製袋機適性は、少し劣ったものであった。
（比較例１〜３）
ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルと無機粒子を表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法で、フ゛ロー比を３．５に調整
しながら安定させ実施例と同様に、ポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００４５】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。実施結果を表１に示すように、ヒートシール強さ、溶断シール製袋機適性は、実施例に比べて劣ったものであった。
（比較例４）
ポリ乳酸と脂肪族ポリエステルと無機粒子を表１記載の割合で混合したチップを２２０℃で溶融押出した。リングダイを用いてインフレーション法で、フ゛ロー比１．８５に調整
しながら安定させ実施例と同様に、ポリ乳酸系フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００４６】
このポリ乳酸系フィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価した。実施結果を表１に示すように、柔軟性、ヒートシール強さ、溶断シール製袋機適性は、実施例に比べて劣ったものであった。
（比較例５）
比較例４と同じ組成のチップを用い、溶融押出した。Ｔダイを用いて逐次二軸延伸法で
縦方向に８０℃で３．０倍、横方向に８０℃で３．４倍延伸し、１４０℃で熱処理を行い、
フィルムロール２５００ｍを作製した。
【００４７】
このフィルムロールを溶断シール製袋機にかけ、サイドシール袋を作製し、加工適性を評価し、実施結果を表１に示した。柔軟性、ヒートシール強さ、溶断シール製袋機適性は、
いずれも劣ったものであった。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
主としてポリ乳酸系樹脂からなるポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗が、ＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０mm以下であり、かつ、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに
０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であり、さらにヘーズが１％を越え１０％以下であることを特徴とする、溶断シール用フィルム。
【請求項２】
ホットタック測定時の剥離長さが１２０℃で２ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の溶断シール用フィルム。
【請求項３】
３次元表面粗さ測定機で測定した平均表面粗さＳＲａが、フィルムの両面ともに０．０３〜０．１１μmである請求項１または２に記載の溶断シール用フィルム。
【請求項１】
主としてポリ乳酸系樹脂からなるポリ乳酸系フィルムの端裂抵抗が、ＭＤ、ＴＤともに１００Ｎ／２０mm以下であり、かつ、シャルピー衝撃強さがＭＤ、ＴＤともに
０．０６０ＭＪ／ｍ2以下であり、さらにヘーズが１％を越え１０％以下であることを特徴とする、溶断シール用フィルム。
【請求項２】
ホットタック測定時の剥離長さが１２０℃で２ｍｍ以下であることを特徴とする、請求項１に記載の溶断シール用フィルム。
【請求項３】
３次元表面粗さ測定機で測定した平均表面粗さＳＲａが、フィルムの両面ともに０．０３〜０．１１μmである請求項１または２に記載の溶断シール用フィルム。
【公開番号】特開２０１０−７７２３０（Ｐ２０１０−７７２３０Ａ）
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２４５４２６（Ｐ２００８−２４５４２６）
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年４月８日（２０１０．４．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年９月２５日（２００８．９．２５）
【出願人】（０００００３１５９）東レ株式会社 (7,677)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]