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聚乳酸類拉伸膜的制作方法

文檔序號:3670956閱讀:180來源:國知局

專利名稱::聚乳酸類拉伸膜的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明涉及具有生物降解性,并且透明性、耐熱性優(yōu)異的聚乳酸類拉伸膜。
背景技術(shù)
:出于使塑料膜的廢棄處理容易進行的目的,具有生物降解性的膜受到關(guān)注,并開發(fā)了各種膜。該生物降解性膜在土壤中或水中受到水解和生物降解,緩慢進行膜的崩解和降解,最后由微生物的作用轉(zhuǎn)化為無害的分解物。作為這樣的膜,己知有由芳香族類聚酯樹脂或聚乳酸、聚丁二酸丁二醇酯等脂肪族類聚酯樹脂、聚乙烯醇、醋酸纖維素、淀粉等成形得到的膜。由該生物降解性樹脂之一的聚乳酸構(gòu)成的雙軸拉伸膜,由于透明性優(yōu)異而開始作為包裝用膜使用,但是以其原樣使用的話,耐熱性差。另一方面,作為改善聚乳酸的耐熱性的方法,提出了摻合聚-L-乳酸(PLLA)和聚-D-乳酸(PDLA)、使立體絡(luò)合物形成的多種方法(例如,日本特開平9—25400號公報、日本特幵2000—17164號公報、Macromoleculs,20,904(1987))。但是,即使將簡單地熔融混煉PLLA和PDLA而得到的組合物成形為膜,也不容易形成立體絡(luò)合物,而且,所形成的膜雖然耐熱性得到改善,但是很脆,因而難以作為包裝用膜等使用。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于,幵發(fā)一種具有生物降解性、并且透明性、耐熱性優(yōu)異的聚乳酸類拉伸膜。本發(fā)明提供一種聚乳酸類拉伸膜,其特征在于,由包含聚-L-乳酸和聚-D-乳酸的聚乳酸類組合物構(gòu)成,在DSC測定中,在150200°C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰1)與在20524(TC范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰2)的峰比(峰l/峰2)為0,2以下。發(fā)明的效果相對于以往的聚乳酸雙軸拉伸膜的可能使用溫度到140°C,本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜能夠使用到180°C,而且不損害生物降解性,透明性也優(yōu)異。圖1是表示實施例1的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖2是表示實施例1的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖3是表示實施例1的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖4是表示比較例1的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖5是表示比較例1的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖6是表示比較例1的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖7是表示由實施例1的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖8是表示由實施例1的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖9是表示由比較例1的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖IO是表示由比較例1的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖11是表示實施例1的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖12是表示比較例1的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖13是表示實施例2的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖14是表示實施例2的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖15是表示實施例2的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖16是表示由實施例2的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖17是表示由實施例2的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖18是表示實施例3的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。5圖19是表示實施例3的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖20是表示實施例3的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖21是表示由實施例3的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖22是表示由實施例3的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖23是表示實施例4的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖24是表示實施例4的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖25是表示實施例4的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖26是表示由實施例4的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖27是表示由實施例4的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖28是表示實施例5的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖29是表示實施例5的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖30是表示實施例5的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖31是表示由實施例5的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖32是表示由實施例5的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖33是表示實施例6的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖34是表示實施例6的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖35是表示實施例6的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖36是表示由實施例6的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖37是表示由實施例6的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖38是表示比較例2的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖39是表示比較例2的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖40是表示比較例2的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖41是表示由比較例2的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖42是表示由比較例2的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖43是表示比較例3的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖44是表示比較例3的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖45是表示比較例3的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖46是表示由比較例3的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖47是表示由比較例3的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖48是表示比較例4的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖49是表示比較例4的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖50是表示比較例4的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖51是表示由比較例4的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖52是表示由比較例4的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖53是表示比較例5的拉伸膜第1次升溫的DSC測定圖的圖。圖54是表示比較例5的拉伸膜第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖55是表示比較例5的拉伸膜第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖56是表示由比較例5的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第1次降溫的DSC測定圖的圖。圖57是表示由比較例5的聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材(未拉伸)第2次升溫的DSC測定圖的圖。圖58是表示實施例2的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖59是表示實施例3的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖60是表示實施例4的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖61是表示實施例5的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖62是表示實施例6的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖63是表示比較例2的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖64是表示比較例3的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。7圖65是表示比較例4的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。圖66是表示比較例5的拉伸膜的廣角X射線衍射測定結(jié)果的圖。具體實施方式聚-L-乳酸作為本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物的成分之一的聚-L-乳酸(PLLA),是以L-乳酸為主要構(gòu)成成分、優(yōu)選包含95摩爾%以上的聚合物。L-乳酸的含量小于95摩爾%的聚合物,拉伸其與后述的聚-D-乳酸(PDLA)熔融混煉而得到的聚乳酸類組合物,擔(dān)心所得到的拉伸膜的耐熱性差。PLLA的分子量,只要與后述的聚-D-乳酸混合得到的聚乳酸類組合物具有作為膜等層的形成性,則不受特別限定,通常,重均分子量(Mw)在6千300萬、優(yōu)選在6千200萬范圍的聚-L-乳酸是適合的。重均分子量小于6千的PLLA,擔(dān)心所得到的拉伸膜的強度差,另一方面,大于300萬的PLLA,擔(dān)心熔化粘度大而膜加工性差。聚-D-乳酸作為本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物層的成分之一的聚-D-乳酸(PDLA),是以D-乳酸為主要構(gòu)成成分、優(yōu)選包含95摩爾%以上的聚合物。D-乳酸含量小于95摩爾X的聚合物,拉伸其與上述聚-L-乳酸烙融混煉而得到的聚乳酸類組合物,擔(dān)心所得到的拉伸膜的耐熱性差。PDLA的分子量,只要與上述的PLLA混合得到的聚乳酸類組合物具有作為膜的形成性,則不受特別限定,通常,重均分子量(Mw)在6千300萬、優(yōu)選在6千200萬范圍的聚-D-乳酸是適合的。重均分子量小于6千的PDLA,擔(dān)心所得到的拉伸膜的強度差,另一方面,大于300萬的PDLA,擔(dān)心熔化粘度大而膜加工性差。在本發(fā)明中,在PLLA和PDLA中,在不損害本發(fā)明目的的范圍內(nèi),也可以使少量其它共聚成分,例如多元羧酸或其酯、多元醇、羥基羧酸、內(nèi)酯類等共聚。作為多元羧酸,具體而言,例如,可以列舉琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、辛二酸、癸垸二羧酸、十二垸二羧酸、癸二酸、二羥乙酸、酮庚乙酸、丙二酸及甲基丙二酸等脂肪族二羧酸、以及對苯二甲酸、間苯二甲酸及2,6-萘二羧酸等芳香族二羧酸等。作為多元羧酸酯,具體而言,例如,可以列舉琥珀酸二甲酯、琥珀酸二乙酯、戊二酸二甲酯、戊二酸二乙酯、己二酸二甲酯、己二酸二乙酯、庚二酸二甲酯、庚二酸二乙酯、壬二酸二甲酯、辛二酸二甲酯、辛二酸二乙酯、癸二酸二甲酯、癸二酸二乙酯、癸垸二羧酸二甲酯、十二垸二羧酸二甲酯、二羥乙酸二甲酯、酮庚乙酸二甲酯、丙二酸二甲酯和甲基丙二酸二甲酯等脂肪族二羧酸二酯、以及對苯二甲酸二甲酯和間苯二甲酸二甲酯等芳香族二羧酸二酯。作為多元醇,具體而言,例如,可以列舉乙二醇、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,3-丁二醇、2-甲基丙二醇、1,4-丁二醇、季戊二醇、戊二醇、己二醇、辛二醇、癸二醇、十二垸二醇、1,4-環(huán)己二醇、1,4-環(huán)己烷二甲醇、一縮二乙二醇、一縮二丙二醇、三甘醇、四甘醇、五甘醇和分子量1000以下的聚乙二醇等。作為羥基羧酸,具體而言,例如,可以列舉羥基乙酸、2-甲基乳酸、3-羥基丁酸、4-羥基丁酸、2-羥基正丁酸、2-羥基-3,3-二甲基丁酸、2-羥基-2-甲基丁酸、2-羥基-3-甲基丁酸、羥基庚酸、羥基異己酸和羥基己酸等。作為內(nèi)酯類,具體而言,例如,可以列舉P-丙內(nèi)酯、P-丁內(nèi)酯、Y-丁內(nèi)酯、P或Y-戊內(nèi)酯、S-戊內(nèi)酯、5-己內(nèi)酯、s-己內(nèi)酯、4-甲基己內(nèi)酯、3,5,5-三甲基己內(nèi)酯、3,3,5-三甲基己內(nèi)酯等各種甲基化己內(nèi)酯;卩-甲基-S-戊內(nèi)酯、庚內(nèi)酯、十二烷內(nèi)酯等羥基羧酸的環(huán)狀1倍體酯;乙交酯、L-丙交酯、D-乙交酯等上述羥基羧酸的環(huán)狀2倍體酯等。另外,在本發(fā)明涉及的PLLA和PDLA中,如果D-乳酸和L-乳酸在上述范圍以下,則也可以分別少量含有。聚乳酸類拉伸膜本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜的特征在于,由包含上述聚-L-乳酸和聚-D-乳酸的聚乳酸類組合物構(gòu)成,在DSC測定中,在15020(TC范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰1)與在205240'C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰2)的峰比(峰1/峰2)為0.2以下,優(yōu)選為O.l。本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜,在上述特性以外,還具有以下特性在205240'C范圍的吸熱峰的吸熱量(AHm)為40J/g以上,更優(yōu)選為50J/g以上,在DSC測定中的吸熱峰測定后,降溫時的發(fā)熱量(AHc)為40J/g以上,更優(yōu)選為50J/g以上。本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜,在上述特性以外,還具有以下特性在廣角X射線測定中,20為12度、21度和24度附近的峰面積總和(Ssc)相對于全部面積為20%以上,優(yōu)選為25%以上,并且,2e為17度和19度附近的峰面積總和(SpL)相對于全部面積為5%以下,優(yōu)選為3%以下。在該廣角X射線測定中,26為17度和19度附近的峰是基于PLLA和PDLA的結(jié)晶的峰(PpL),12度、21度和24度附近的峰是基于PLLA和PDLA的共同結(jié)晶的所謂立體絡(luò)合物結(jié)晶的峰(Psc)。在本發(fā)明中的由廣角X射線得到的衍射峰(26),是使用X射線衍射裝置(株式會社Rigaku生產(chǎn),自動X射線衍射裝置RINT-2200或RINT-2500)測定并檢出的衍射峰角度(度)。以記錄紙的基線(強度Ocps)和X射線衍射強度曲線包圍的衍射角(20)為1030度的總面積(全部面積)為100%,基于結(jié)晶的各個衍射峰面積,對于(SpL),從記錄紙切出17度和19度附近的衍射峰(20)的各面積,對于(Ssc),從記錄紙切出切出12度、21度和24度附近的衍射峰(29)的各面積,由測定其重量而算出。另外,起因于非結(jié)晶部分的廣大部分為(非結(jié)晶部分)。另外,在測定(SpL)、(Ssc)時,將伴隨非結(jié)晶部分的衍射曲線(背景)作為基線,測定其上面的部分。本發(fā)明中的聚乳酸類拉伸膜的熱熔化特性,作為DSC(示差掃描量熱計),使用TAInstruments公司生產(chǎn)的QIOO,精密稱量約5mg試樣,根據(jù)JISK7121和JISK7122,在氮氣流入量50ml/分鐘的條件下,以10°C/分鐘的加熱速度從O'C升溫到250'C,得到升溫時的DSC曲線,從得到的DSC曲線求出拉伸膜的融點(Tm)、在205240。C范圍的吸熱峰的吸熱量(AHm)、在150200。C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰i)與在205240'C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰2)的峰比(峰1/峰2),并且,在25(TC維持10分鐘后,以IO'C/分鐘的冷卻速度降溫到O'C使之結(jié)晶,得到降溫時的DSC曲線,10從得到的DSC曲線求出拉伸膜在結(jié)晶時的發(fā)熱量(AHc)。另外,峰高是根據(jù)由連接6575""C附近的基線和240250。C附近的基線而得到的基線求出的高度。本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜的厚度通常在550(Hrni的范圍,優(yōu)選在10100pim的范圍。本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜,根據(jù)需要,為了提高與其它層或印刷層的附著力,也可以施加底涂、電暈處理、等離子體處理和火焰處理等。根據(jù)用途,本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜也可以疊層其它基材。作為其它基材,例如,可以列舉由聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯和聚甲基戊烯等聚烯烴、聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚碳酸酯等聚酯、尼龍、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚偏氯乙烯、聚乙烯醇、乙烯一乙烯醇共聚物、聚甲基丙烯酸甲酯、乙烯一醋酸乙烯共聚物、聚乳酸、脂肪族聚酯等生物降解性聚酯等熱塑性樹脂構(gòu)成的膜、片材、杯、淺盤狀物、或其發(fā)泡體,或者玻璃、金屬、鋁箔、紙等。由熱塑性樹脂構(gòu)成的膜,既可以是沒有拉伸的,也可以是單軸或雙軸拉伸膜。當(dāng)然,基材可以是l層,液可以是2層以上。聚乳酸類組合物為了得到本發(fā)明的具有上述特性的聚乳酸類拉伸膜,作為包含聚-L-乳酸和聚-D-乳酸的聚乳酸類組合物,優(yōu)選準備并拉伸具有以下熱熔化特性的聚乳酸類組合物。本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物希望具有以下熱特性在DSC測定中,在使聚乳酸類組合物在25(TC熔化IO分鐘后降溫時(第1次降溫時)的發(fā)熱量(AHc)優(yōu)選為20J/g以上。本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物,還希望具有以下熱特性在該DSC的第2次升溫時的測定(在250'C經(jīng)過10分鐘后以IO'C/分鐘進行降溫,從0。C再次以10°C/分鐘升溫)中得到的DSC曲線中,在15020(TC范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰10)與在20524(TC范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰20)的峰比(峰10/峰20)優(yōu)選為0.5以下、更優(yōu)選為0.3以下、特別優(yōu)選為0.2以下。認為這是由于該組合物選擇性地形成立體絡(luò)合物結(jié)晶的緣故。ii峰比(峰10/峰20)如果大于0.5,結(jié)晶后,PLLA、PDLA的單體結(jié)晶的形成量大,擔(dān)心聚-L-乳酸和聚-D-乳酸不能被充分混煉。峰比(峰10/峰20)大于0.5的組合物,由于結(jié)晶后的a晶體(PLLA或PDLA的單體結(jié)晶)的形成量大,所以,即使拉伸,也擔(dān)心耐熱性差。另外,本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物,在DSC的第2次升溫時的205240'C的吸熱峰的吸熱量(AHm)優(yōu)選為35J/g以上。本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物的熱熔化特性,采用與求出上述聚乳酸類拉伸膜熱熔化特性的方法同樣的方法,作為DSC(示差掃描量熱計),使用TAInstruments公司生產(chǎn)的QIOO,精密稱量約5mg試樣,根據(jù)JISK7121和JISK7122求出。另外,聚乳酸類組合物的熱熔化特性,是求出降溫時和第2次升溫時的特性。本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物,優(yōu)選由2575重量份、更優(yōu)選3565重量份、特別優(yōu)選4555重量份、其中優(yōu)選4753重量份的上述PLLA、和優(yōu)選7525重量份、更優(yōu)選6535重量份、特別優(yōu)選5545重量份、其中優(yōu)選5347重量份的上述PDLA(PLLA+PDLA二100重量份)構(gòu)成,即調(diào)制。本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物,希望聚-L-乳酸和聚-D-乳酸的重均分子量都在6千300萬的范圍內(nèi),并且,通過由聚-L-乳酸或聚-D-乳酸的任意一種的重均分子量為3萬200萬的聚-L-乳酸和聚-D-乳酸混煉而調(diào)制。另外,本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物,例如,能夠在230260°C以雙螺桿擠出機、雙螺桿混煉機、班伯里混煉機、混料擠出機(Plastomill)等熔融混煉這些PLLA和PDLA而得到。PLLA量在上述范圍以外的組合物,即使以上述方法混煉,拉伸所得到的組合物而形成的膜也包含a結(jié)晶的結(jié)晶體,擔(dān)心耐熱性變得不充分。本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物的耐熱性優(yōu)異,認為這是由于該組合物形成有立體絡(luò)合物結(jié)構(gòu),立體絡(luò)合物結(jié)構(gòu)由等量的PLLA和PDLA構(gòu)成的緣故。為了得到本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物,熔融混煉PLLA和PDLA時的溫度優(yōu)選為23026(TC,更優(yōu)選為235255'C。熔融混煉溫度如果低于230'C,則擔(dān)心立體絡(luò)合物結(jié)構(gòu)物以未熔融的狀態(tài)存在,而如果高于260'C,則擔(dān)心聚乳酸分解。另外,調(diào)制本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物時,希望充分熔融混煉PLLA和PDLA。熔融混煉時間根據(jù)所使用的熔融混煉機而定,通??梢詾镮O分鐘以上。本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物,由于立體絡(luò)合物的結(jié)晶快,而且立體絡(luò)合物能夠結(jié)晶的區(qū)域也大,因此認為難以生成PLLA或PDLA的單獨結(jié)晶(a晶體)。如上所述,本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物,在利用DSC在250。C經(jīng)過10分鐘后降溫時的測定(1(TC/分鐘)中,由結(jié)晶產(chǎn)生的峰(發(fā)熱量AHc)如果在20J/g以上,則迅速引起聚乳酸類組合物的結(jié)晶。另外,由結(jié)晶產(chǎn)生的發(fā)熱量如果低于20J/g,則結(jié)晶速度就小,擔(dān)心上述混煉不充分。本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物的重均分子量不受特別限制。但是,本發(fā)明涉及的聚乳酸類組合物優(yōu)選重均分子量在1萬150萬的范圍,更希望重均分子量在5萬50萬的范圍。如果重均分子量超出上述范圍的高分子側(cè),則擔(dān)心形成立體絡(luò)合物不充分而得不到耐熱性,而如果超出低分子側(cè),則擔(dān)心得到的聚乳酸類組合物層的強度不足。聚乳酸類拉伸膜的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
:本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜,將使用包含上述聚-L-乳酸和聚-D-乳酸的聚乳酸類組合物擠出成形而得到的膜或片材,優(yōu)選在一個方向2倍以上、更優(yōu)選212倍、更加優(yōu)選36倍拉伸,由此能夠得到耐熱性、透明性優(yōu)異的拉伸膜。只要能夠拉伸,則拉伸倍率的上限就沒有特別限定,但通常如果大于12倍,膜就會斷裂,而擔(dān)心不能穩(wěn)定拉伸。另外,將擠出成形得到的膜或片材,優(yōu)選在縱向拉伸2倍以上和在橫向拉伸2倍以上、更優(yōu)選在縱向拉伸27倍和在橫向拉伸27倍、更加優(yōu)選在縱向拉伸2.55倍和在橫向拉伸2.55倍,由此能夠得到耐熱性、透明性優(yōu)異的拉伸膜(雙軸拉伸膜)。只要以能夠拉伸,則拉伸倍率的上限就沒有特別限定,但通常如果大于7倍,膜就會斷裂,而擔(dān)心不能穩(wěn)定拉伸。本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜,在拉伸后,如果優(yōu)選在140220°C、更優(yōu)選在15020(TC進行優(yōu)選1秒以上、更優(yōu)選360秒的熱處理,則耐熱性就進一步改善。實施例接著,列舉實施例對本發(fā)明進行更具體的說明,但只要不超越其要旨,本發(fā)明就不被這些實施例所制約。在實施例、比較例和參考例中使用的聚乳酸如下。(甲)聚誦L-乳酸(PLLA陽1)D體量1.9%、Mw:22.2萬(g/摩爾)、Tm:163°C(乙)聚-L-乳酸(PURAC社生產(chǎn)PLLA-2)D體量0.0%、Mw:39.5萬(g/摩爾)、Tm:184°C特性粘度(Inherentviscosity)(氯仿、25°C、O.lg/dl):3.10(dl/g)(丙)聚-L-乳酸(PURAC社生產(chǎn)PLLA-3)D體量0.0%、Mw:143萬(g/摩爾)、Tm:186°C特性粘度(氯仿、25°C、O.lg/dl):7.11(dl/g)(丁)聚-D-乳酸(PURAC社生產(chǎn)PDLA-1)D體量100.0%、Mw:29.8萬(g/摩爾)、Tm:176°C特性粘度(氯仿、25°C、0.1g/dl):2.46(dl/g)(戊)聚-D-乳酸(PURAC社生產(chǎn)PDLA-2)D體量100.0%、Mw:135萬(g/摩爾)、Tm:180°C特性粘度(氯仿、25°C、0.1g/dl):7.04(dl/g)本發(fā)明中的測定方法如下。(l一l)重均分子量(Mw)(甲)(戊)的聚-L-乳酸和聚-D-乳酸采用以下方法測定。在20g試樣中加入10mlGPC洗脫液,靜置一晚后,以手慢慢攪拌。以雙親和性0.45|_im-PTFE過濾膜(ADVANTECDISMIC-25HP045AN)過濾該溶液,制成GPC試樣溶液。測定裝置ShodexGPCSYSTEM-21分析裝置數(shù)據(jù)分析程序SIC480數(shù)據(jù)站I114檢測器示差折射檢測器(RI)柱ShodexGPCK-G+K畫806L+K-806L柱溫40°C洗脫液氯仿流速1.0ml/分鐘注入量200|aL分子量校正單分散聚苯乙烯(l一2)重均分子量(Mw)熔融混煉聚-L-乳酸和聚-D-乳酸而得到的聚乳酸類組合物采用以下方法測定。在流動相中溶解20mg試樣(濃度0.5%),以0.45pim的親水性PTFE過濾膜(Millex-LH:日本Millipore)過濾,制成GPC試樣溶液。柱PLHFIPgel(300X7.5匪)2根(Polymerlaboratories)柱溫40°C流動相HFIP+5mMTFANa流量1.0ml/分鐘注入量50pL測定裝置510高壓泵、U6K注水裝置、410示差折射計(日本W(wǎng)aters)分子量校正單分散PMMA(EasiCalPM-hPolymerlaboratories)(2)DSC測定采用上述記載的方法測定。(3)透明性使用日本電色工業(yè)社生產(chǎn)的霧度計300A測定膜的霧度(HZ)和平行光光線透過率(PT)。(4)表面粗糙度使用株式會社小坂研究所生產(chǎn)的三維表面粗糙度測定器SE-30K測定膜表面的中心面平均粗糙度(SRa)。(5)拉伸試驗在MD方向和TD方向分別從膜采取條狀試片(長度50mm、15寬度15mm),使用拉伸試驗機(ORIENTEC社生產(chǎn)的Tensilon萬能試驗機RTC-1225),以夾頭間距離20mm或100mm、十字頭速度300mm/分鐘(但楊氏模量的測定以5mm/分鐘測定)進行拉伸試驗,求出拉伸強度(MPa)、伸長(%)和楊氏模量(MPa)。其中,比較例1的夾頭間距離為100mm,但實施例26、比較例26的夾頭間距離為20mm。(6)耐熱性使用熱分析裝置(SeikoInstruments株式會社生產(chǎn),熱-應(yīng)用-變形測定裝置TMA/SS120),從膜切出寬4mm的試片,以夾頭間距離5mm在試片上外加負荷0.25MPa,從100'C(開始溫度)以5'C/分鐘升溫,測定在各溫度下的試片變形(伸長或收縮)。(7)廣角X射線測定①實施例1、比較例1測定裝置X射線衍射裝置(株式會社Rigaku生產(chǎn),自動X射線衍射裝置RINT-2200)反射法X射線耙CuK-a輸出40kVX40mA旋轉(zhuǎn)角4.0度/分鐘步長0.02度掃描范圍1030度②實施例26、比較例25測定裝置X射線衍射裝置(株式會社Rigaku生產(chǎn),自動X射線衍射裝置RINT-2500)透過法X射線靶CuK-a輸出50kVX300mA旋轉(zhuǎn)角2.0度/分鐘步長0.01度掃描范圍530度(8)透濕度(水蒸汽透過度)根據(jù)JISZ0208求出。采取膜,制作表面積約100cmS的袋,裝入適量氯化鈣后密封。將其在40。C、90%RH(相對濕度)的氣氛中放置3日,根據(jù)重量增加求出透濕度(水蒸汽透過度)。(9)透氧度基于JISK7126,在20'C、濕度OXRH(相對濕度)的條件下,使用透氧測定器(MOCON社生產(chǎn),OXTRAN2/21ML)測定。實施例1以50:50(重量份)的比例計量PLLA-1:PDLA-2,使用雙螺桿混煉擠出機,以熔融溫度25(TC、混煉時間l分鐘熔融混煉,得到聚乳酸類組合物后,以T模頭片材成形機得到厚度約300nm的由聚乳酸類組合物構(gòu)成的片材。本雙螺桿混煉擠出機具有40kg/h的能力,該擠出量需要10秒左右。這樣則混煉不充分,因此通過將擠出量降低到7kg/h,將混煉時間上升到1分鐘。以上述記載的方法測定該聚乳酸類組合物的熱熔化特性。接著,采用Bruckner公司生產(chǎn)的雙軸拉伸機,在縱向以拉伸溫度65'C拉伸3倍,在橫向以拉伸溫度7(TC拉伸3倍,在拉幅機內(nèi)以180。C進行約40秒的熱定型,得到聚乳酸類拉伸膜。以上述記載的方法測定所得到的聚乳酸類拉伸膜的物性。在表1中表示測定結(jié)果,在圖1和圖2中表示熱熔化特性。比較例1代替在實施例1中使用的PLLA-1和PDLA-1,而單獨使用PLLA-1,雙軸拉伸膜的熱定型以150'C進行約40秒,除此以外,與實施例l同樣進行,得到PLLA-1的片材和雙軸拉伸膜。在表1中表示測定結(jié)果,在圖3和圖4中表示熱熔化特性。<table>tableseeoriginaldocumentpage18</column></row><table>由表1可知,實施例1中得到的由聚乳酸類組合物構(gòu)成的雙軸拉伸膜,在熱熔化特性中,在15020(TC范圍的吸熱峰(吸熱量)為少許,在205240'C范圍的吸熱峰大,吸熱量(AHm)也多達66.1J/g,降溫時的發(fā)熱量(AHc)也是49.7J/g。另外,作為雙軸拉伸膜原料的聚乳酸類組合物(片材)的熱熔化特性,第1次降溫時的發(fā)熱量(△Hc)是20.3J/g,在第2次升溫時,在150200。C范圍看不到吸熱峰,在20524(TC范圍的吸熱峰的吸熱量(AHm)是51.0J/g。而且,實施例1得到的由聚乳酸類組合物構(gòu)成的雙軸拉伸膜的透明性、耐熱性優(yōu)異,透濕度和透氧度也低,具有遮蔽性能,在廣角X射線測定中的12度、21度、24度附近的峰面積(Ssc)相對于全部面積為50.9%和20%以上,而且,29在17度、19度附近的峰面積(S化)相對于全部面積為0.0%和5%以下。因此可知,結(jié)晶的部分成為立體絡(luò)合物結(jié)構(gòu)物,且其比例大。與此相對,由比較例1得到的PLLA-1構(gòu)成的雙軸拉伸膜,僅在15020(TC范圍有吸熱峰,而在205240'C范圍沒有吸熱峰,降溫時的發(fā)熱量(AHc)是0.4J/g,少于實施例1得到的由聚乳酸類組合物構(gòu)成的雙軸拉伸膜。另外,作為雙軸拉伸膜原料的PLLA-1(片材)的熱熔化特性,第l次降溫時的發(fā)熱量(AHc)是0,在第2次升溫時,在205240。C范圍看不到吸熱峰,僅在150200。C范圍有吸熱峰,其吸熱量(AHm)是32.1J/g。而且,比較例1得到的由PLLA-1構(gòu)成的雙軸拉伸膜的透明性雖然優(yōu)異,但耐熱性、遮蔽性能差,并且,在廣角X射線測定中的衍射峰在12度、21度、24度附近的峰面積(Ssc)相對于全部面積為0.0%,而且,26在17度、19度附近的峰面積(Spt)相對于全部面積為57.3%。因此可知,結(jié)晶的部分不含立體絡(luò)合物結(jié)構(gòu)物。實施例2〈由聚乳酸類組合物構(gòu)成的壓片的制造〉以50:50(重量份)的比例計量PLLA-1:PDLA-280g,使用東洋精機生產(chǎn)的實驗室混料擠出機(LaboPlastomill)C型(雙螺桿混煉機),在250'C、120rpm的條件下熔融混煉20分鐘,得到聚乳酸類組合物。接著,加壓成形該聚乳酸類組合物,得到厚度50(Him的由聚乳19酸類組合物構(gòu)成的壓片。〈雙軸拉伸膜的制造〉使用縮放儀式間歇雙軸拉伸裝置(Bruckner公司生產(chǎn)),將上述壓片以75'C熱空氣預(yù)熱60秒后,以2.1m/分鐘的速度在縱橫方向拉伸3.0倍(同時雙軸拉伸),得到厚度約50Kim的雙軸拉伸膜。接著,將得到的雙軸拉伸膜用夾子固定在框架上,以200。CX15分鐘的條件熱定型(熱處理)后,在室溫下充分冷卻,得到聚乳酸類雙軸拉伸膜。以上述記載的方法測定由得到的聚乳酸類組合物構(gòu)成的壓片和聚乳酸雙軸拉伸膜。在表2中表示測定結(jié)果。實施例3除了使用PLLA-3代替在實施例2中使用的PLLA-1以夕卜,與實施例2同樣進行,得到聚乳酸類組合物和聚乳酸類雙軸拉伸膜。以上述記載的方法測定由得到的聚乳酸類組合物構(gòu)成的壓片和聚乳酸雙軸拉伸膜。在表2中表示測定結(jié)果。實施例4除了使用PLLA-3代替在實施例2中使用的PLLA-1、使用PDLA-1代替在實施例2中使用的PDLA-2以外,與實施例2同樣進行,得到聚乳酸類組合物和聚乳酸類雙軸拉伸膜。以上述記載的方法測定由得到聚乳酸類組合物構(gòu)成的壓片和聚乳酸雙軸拉伸膜。在表2中表示測定結(jié)果。實施例5除了使用PLLA-2代替在實施例2中使用的PLLA-1以夕卜,與實施例2同樣進行,得到聚乳酸類組合物和聚乳酸類雙軸拉伸膜。以上述記載的方法測定由得到的聚乳酸類組合物構(gòu)成的壓片和聚乳酸雙軸拉伸膜。在表2中表示測定結(jié)果。實施例6除了使用PLLA-2代替在實施例2中使用的PLLA-1、使用PDLA-1代替在實施例2中使用的PDLA-2以外,與實施例2同樣進行,得到聚乳酸類組合物和聚乳酸類雙軸拉伸膜。以上述記載的方法測定由得到的聚乳酸類組合物構(gòu)成的壓片和聚乳酸雙軸拉伸膜。在表2中表示測定結(jié)果。比較例2除了使用以實驗室混料擠出機(LaboPlastomill)混煉時間為3分鐘而得到的混煉物代替在實施例2中使用的聚乳酸類組合物以外,與實施例2同樣進行,得到組合物和雙軸拉伸膜。以上述記載的方法測定得到的壓片和雙軸拉伸膜。在表2中表示測定結(jié)果。比較例3除了使用以實驗室混料擠出機(LaboPlastomill)混煉時間為3分鐘而得到的混煉物代替在實施例4中使用的聚乳酸類組合物以外,與實施例2同樣進行,得到組合物和雙軸拉伸膜。以上述記載的方法測定得到的壓片和雙軸拉伸膜。在表2中表示測定結(jié)果。比較例4除了使用以實驗室混料擠出機(LaboPlastomill)混煉時間為3分鐘而得到的混煉物代替在實施例6中使用的聚乳酸類組合物以外,與實施例2同樣進行,得到組合物和雙軸拉伸膜。以上述記載的方法測定得到的壓片和雙軸拉伸膜。在表2中表示測定結(jié)果。<table>tableseeoriginaldocumentpage22</column></row><table>表2_2項目單位比較例2比較例3比較例4比較例5原料1(96)50PLLA—2(%)5050PUA—3(96)50PDLA—1(%〉50PDLA—2(96)5050混煉時間(分)33331.組合物的評價第一次降溫圖一41圖一46圖一51圖一56AHc2.311.917.28.9第二次升溫圖一42圖一47圖一52圖一57(J/g)23.938.320.,14.920.219.523.0第二次升溫的峰髙(W/s)O.244O.881O.6360.3B1O,137O.2200.2440.254峰比(一》1.784.OO2.61,,50分子雖MnMw不能測定不能測定不能測定不能測定分散度(一〉Mp14,0萬14.6萬15.O萬13.9萬2.拉伸膜的評價第一次升溫圖一38圖一43圖一48圖—53AHm150200"t:36.8汰526.219.931.627.726.631.3第一次升溫的峰高15020Cyt0.508O.3250.3530.2580.365O.29B0.271O.353峰比(一)1.391,091.300.73第一次降溫圖一39圖一44圖一49圖一54(J/g)43.927.122.652.6第二次升溫圖一40圖一45圖一50圖一55(J/g)3.919.317.40.0AHm205240t(J々〉43,925.321,048.1第二次升溫的峰高150—180tO.051O.312O.2850.OOO200250t0.525O.2980.2540.508峰比(一)0.0971.0471.1220.000廣角x射線衍射圖一63圖一64圖一65圖一66(1)測定結(jié)果Ssc(rng)9372430PPL(mg)34OO0非結(jié)晶部分(mg)144153164166(2)比例Ssc(%〉5191315PPL(%>18000非結(jié)晶部分(%)778137853.膜物性透明性HZ(%》63.617.211.38.OPT(%)33.675.381.984.8面取向度(1/1000)4.06.04.5____表面粗椅度(SRa)^丁-0.23O.120.110.14拉伸試驗斷裂強度(MPa)72918760斷裂拉伸度22212221楊氏模量(MPa)2402237928712538TMA拉伸度(%)IOOt2.72.71.43.4120"t3.63.62,14.44.54.62.85曙55.76.23-67.26.68.44.28.6200°C20.820-29.122.0220*t熔化熔化熔化熔化23如表2的實施例26所示,本發(fā)明的聚乳酸類拉伸膜在DSC測定中,在150200'C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰(峰l)與在205240'C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰(峰2)的峰比(峰1/峰2)均為0.060.18,均在0.2以下;在205240'C范圍的吸熱峰的吸熱峰的吸熱量均為45.062.4J/g,均在40J/g以上;降溫時的發(fā)熱量均為46.171.4J/g,均在40J/g以上,可知耐熱性優(yōu)異。另外可知,為了得到具有這樣的熱熔化特性的聚乳酸類拉伸膜,優(yōu)選使用聚乳酸類組合物的第1次降溫時的發(fā)熱量多、第2次升溫時在15020(TC范圍的吸熱峰的最大吸熱峰(峰10)與在205240'C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰(峰20)的峰比(峰10/峰20)在0.5以下的聚乳酸類組合物。另外,實施例26在廣角X射線測定中,在12度、21度、24度附近的峰面積(Ssc)相對于全部面積為2432%,為20%以上,并且,20在17度、19度附近的峰面積(SpL)相對于全部面積為0%和5%以下。因此可知,結(jié)晶的部分成為立體絡(luò)合物結(jié)構(gòu)物,其比例大。另一方面可知,即使使用與實施例2、4、5、6具有同樣混合比的聚-L-乳酸和聚-D-乳酸,比較例25的拉伸膜,在DSC測定中,在15020(TC范圍的吸熱峰的最大吸熱峰(峰l)與在205240'C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰(峰2)的峰比(峰l/峰2)為0.731.39,大于0.2,耐熱性差。另外,在作為比較例24的拉伸膜原料使用的混煉物(壓片)的第2次升溫時,在15020(TC范圍的吸熱峰的最大吸熱峰(峰10)與在205240。C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰(峰20)的峰比(峰10/峰20)為1.504.00,大于0.5。另外,比較例25在廣角X射線測定中,在12度、21度、24度附近的峰面積(Ssc)相對于全部面積為519%,小于20%,并且,相對于全部面積,20在17度、19度附近的峰面積(SpL),比較例2為18%,大于5%,比較例35為0%。因此可知,結(jié)晶的部分沒有充分成為立體絡(luò)合物結(jié)構(gòu)物,即使有,其比例也小。產(chǎn)業(yè)上的可利用性本發(fā)明的組合物具有特定的熱特性??梢哉J為這是由于容易選擇性且均勻地形成立體絡(luò)合物結(jié)構(gòu)物的緣故。因此,相比于以往的聚乳酸類拉伸膜等成形品,本拉伸膜的耐熱性和韌性優(yōu)異,而且表面平滑性、透明性、熱穩(wěn)定性也優(yōu)異。這是由于在從非結(jié)晶狀態(tài)結(jié)晶時,選擇性地形成立體絡(luò)合物結(jié)構(gòu)物的緣故,另外,如果采用本發(fā)明的組合物,就容易進行結(jié)晶的處理。權(quán)利要求1.一種聚乳酸類拉伸膜,其特征在于由包含聚-L-乳酸和聚-D-乳酸的聚乳酸類組合物構(gòu)成,在DSC測定中,在150~200℃范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰1)與在205~240℃范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰2)的峰比(峰1/峰2)為0.2以下。2.如權(quán)利要求1所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于在205240'C范圍的吸熱峰的吸熱量為40J/g以上。3.如權(quán)利要求1或2所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于在DSC測定中的吸熱峰測定后,降溫時的發(fā)熱量為40J/g以上。4.如權(quán)利要求13中任一項所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于在廣角X射線測定中,29為12度、21度和24度附近的峰面積總和(Ssc)相對于全部面積為20%以上,并且,26為17度和19度附近的峰面積總和(SpL)相對于全部面積為5%以下。5.如權(quán)利要求14中任一項所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于其為將在DSC測定中,在250'C經(jīng)過10分鐘后降溫時的發(fā)熱量為20J/g以上的聚乳酸類組合物拉伸而成的。6.如權(quán)利要求14中任一項所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于其為將在DSC測定中,在第2次升溫時,在15020(TC范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰IO)與在205240'C范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰20)的峰比(峰10/峰20)為0.5以下的聚乳酸類組合物拉伸而成的。7.如權(quán)利要求14中任一項所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于其為將在DSC測定中,在第2次升溫時,在20524(TC范圍的吸熱峰的吸熱量為35J/g以上的聚乳酸類組合物拉伸而成的。8.如權(quán)利要求1所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于聚乳酸類組合物包含7525重量份的聚-L-乳酸和2575重量份的聚-D-乳酸(聚-L-乳酸和聚-D-乳酸合計為100重量份)。9.如權(quán)利要求18中任一項中所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于其為在至少1個方向被拉伸2倍而成的。10.如權(quán)利要求18中任一項所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于其為在縱向被拉伸2倍以上和在橫向被拉伸2倍以上而成的。11.如權(quán)利要求110中任一項所述的聚乳酸類拉伸膜,其特征在于其為在14022(TC熱處理1秒以上而成的。全文摘要本發(fā)明的目的在于提供一種聚乳酸類拉伸膜,該聚乳酸類拉伸膜具有生物降解性,并且透明性、耐熱性優(yōu)異,其特征在于,其主要構(gòu)成是由包含聚-L-乳酸和聚-D-乳酸的聚乳酸類組合物構(gòu)成,在DSC測定中,在150~200℃范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰1)與在205~240℃范圍的吸熱峰的最大吸熱峰的峰高(峰2)的峰比(峰1/峰2)為0.2以下。文檔編號C08J5/18GK101516973SQ20078003441公開日2009年8月26日申請日期2007年7月24日優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日發(fā)明者成田淳一,若木裕之申請人:東賽璐株式會社
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