TW201328877A - 聚乳酸系樹脂片及成形品 - Google Patents

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Abstract

本發明欲提供一種耐熱性、抗靜電性、透明性、耐黏結性優良,特別適合於施行印刷加工的成形品用途之聚乳酸系樹脂片。一種聚乳酸系樹脂片,其薄片的積層結構係具有層A及層B,其中該層A係由含有聚乳酸之組成物(A)所構成;而該層B係由含有丙烯酸類、離子系界面活性劑、及非離子系界面活性劑之組成物(B)所構成;其特徵在於:該層B係薄片的至少一側之最表層,且在組成物(B)整體的100質量%,丙烯酸類含量為50質量%以上99.5質量%以下,離子系界面活性劑及非離子系界面活性劑的質量比,為2≦離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑≦25。

Description

聚乳酸系樹脂片及成形品
本發明係有關於一種耐熱性、抗靜電性、透明性、耐黏結性優良,特適合於施行印刷加工的成形品用途之聚乳酸系樹脂片。
近年來,因大氣中的二氧化碳氣體濃度增加所致之地球溫暖化問題,係正成為世界的問題。在各產業領域均積極地進行可削減二氧化碳氣體往大氣中的排出量之技術。在塑膠製品的領域,先前從源自泛用的石油原料所製造的塑膠,以往在使用後係進行焚燒等而以二氧化碳氣體的方式被排放至大氣中。近年來,原本源自大氣中的碳源(二氧化碳氣體)之源自植物原料的塑膠係受到注目。尤其是透明性優良、即便在成本方面亦比較的有利的聚乳酸,朝向其實用化的研究開發正積極地進行中。
在生物分解性塑膠之中,因為聚乳酸的玻璃轉移點係比較高而為約57℃且係硬質的原材料,作為聚對酞酸乙二酯(PET)和聚苯乙烯(PS)的代替材料而正受到注目,而且正在進行開發適合於透明資料冊(clear file)等的雜貨用途和食品用成形容器之薄片。
但是,聚乳酸係與通常的高分子化合物同樣地,因摩擦等而容易帶電,因此,塵埃和塵土黏附而損害其外觀,或是使用作為加工片時,有因帶電致使薄片之間產生黏結而損害加工性之情形。
一般而言,就對薄片賦予抗靜電性之方法而言,以往係使用在薄片的表面塗布抗靜電劑之方法;或在擠出步驟使薄片直接摻合抗靜電劑之法。
專利文獻1係揭示一種在聚乳酸塗布陰離子系界面活性劑及特定非離子系界面活性劑之技術。
專利文獻2係揭示一種在聚乳酸含有導電劑之技術。
專利文獻3係揭示一種在聚乳酸含有陰離子系界面活性劑之技術。
專利文獻4係揭示一種在聚乳酸含有離子系界面活性劑及非離子系界面活性劑之技術。
又,於先前原料源自石油、例如相較於聚對酞酸乙二酯,聚乳酸的玻璃轉移點係較低約20℃,使用聚乳酸代替現行的各用途時,有耐熱性不足之問題。
因此,就對聚乳酸系樹脂片賦予耐熱性之方法而言,以往係使用在聚乳酸混合或複合聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂等的方法。
專利文獻5係揭示一種技術,其係藉由使聚乳酸與特定範圍的分子量之聚甲基丙烯酸甲酯進行摻合,且設法使其只能夠觀測到具有摻合前之2種樹脂的玻璃轉移點的中間值之1個玻璃轉移點,來賦予耐熱性。
專利文獻6係揭示一種積層薄片的技術,其係就相對於薄片整體的厚度而言,以0.05以上的比例之厚度積層含有50質量%以上的聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂之層。
[先前技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本特開2002-12687號公報
[專利文獻2]日本特開2002-114895號公報
[專利文獻3]日本特開平10-17757號公報
[專利文獻4]日本特開2004-67801號公報
[專利文獻5]日本特開2005-171204號公報
[專利文獻6]日本特開2008-221504號公報
在專利文獻1所記載的技術,係容易產生薄膜的膠黏(tackiness)和薄膜之間的黏結,又,因為油墨密著性差,而有塗布型無法使用作為印刷用途等之問題。又,沒有關於耐熱性之記載。
在專利文獻2所記載的技術,有無法確保聚乳酸的特點之高透明性之情形。又,沒有關於耐熱性之記載。
在專利文獻3所記載的技術,係以促進聚乳酸的分解速度作為目標者,無法確保抗靜電性。又,沒有關於耐熱性之記載。
在專利文獻4所記載的技術,雖然具有抗靜電性,但是耐黏結性效果不充分,又,經過因熱成形等的熱經歷之後的抗靜電效果係不充分。又,沒有關於耐熱性之記載。
在專利文獻5所記載的技術,係沒有關於組成物的抗靜電性之記載,組成物係採用薄片的形體時,有因靜電所致之塵土的黏附、在薄片之間產生黏結等的問題。又,即便添加了眾所周知的抗靜電劑時,亦有透明性無法 維持等的問題。
在專利文獻6所記載的技術,係沒有關於薄片的抗靜電性之記載、有因靜電所致之塵土的黏附、在薄片之間產生黏結等的問題。又,即便添加了眾所周知的抗靜電劑時,亦有透明性無法維持等的問題。
如以上,先前技術係尚未達成耐熱性、抗靜電性、透明性、耐黏結性優良而能夠適合於特別是施行印刷加工的成形品用途之聚乳酸系樹脂片。
因此,本發明係鑑此種先前技術的背景,欲提供一種耐熱性、抗靜電性、透明性、耐黏結性優良,特別適合於成形品用途之聚乳酸系樹脂片。
為了解決上述課題,本發明係採用如以下的手段。
1)一種聚乳酸系樹脂片,其薄片的積層結構係具有層A及層B,其中該層A係由含有聚乳酸之組成物(A)所構成;而該層B係由含有聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、離子系界面活性劑、及非離子系界面活性劑之組成物(B)所構成;其特徵在於:該層B係薄片的至少一側之最表層,且在組成物(B)整體的100質量%,聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量為50質量%以上99.5質量%以下,組成物(B)中的離子系界面活性劑及非離子系界面活性劑的質量比,為2≦離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑≦25。
2)如前述1)之聚乳酸系樹脂片,其中前述離子系界面活性劑係具有磺酸基(sulfo group)。
3)如前述1)或2)之聚乳酸系樹脂片,其中前述非離子 系界面活性劑係選自下述化合物群組之至少一者,化合物群組:脂肪族烷醇醯胺、聚甘油脂肪酸酯、高級醇(i)、烷基酚(ii)、脂肪酸酯(iii)、脂肪族胺(iv)、脂肪族醯胺(v)、聚丙二醇(vi)、山梨糖醇酐脂肪酸酯(vii)、前述(i)~(vii)的環氧乙烷加成物。
4)如前述1)至3)項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中在前述組成物(B)整體的100質量%,離子系界面活性劑及非離子系界面活性劑的合計含量為1質量%以上5質量%以下。
5)如前述1)至4)項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中霧度為10%以下。
6)如前述1)至5)項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中濕潤張力為40mN/m以上。
7)如前述1)至6)項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中在前述組成物(B)整體的100質量%,含有2質量%以上20質量%以下之耐衝撃性改良劑。
8)如前述1)至7)項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中在前述組成物(A)所含有的聚乳酸係立體錯合聚乳酸(stereocomplex polylactic acid)。
9)一種成形品,其係由如前述1)至8)項中任一項之聚乳酸系樹脂片所構成。
依照本發明,能夠提供一種耐熱性、抗靜電性、透明性、耐黏結性優良,特別是適合於施行印刷加工的成形品用途之聚乳酸系樹脂片。又,使用本發明的聚乳酸 系樹脂片而成之成形品係耐熱性、抗靜電性優良,能夠適合使用作為以食品容器、透明資料冊、透明箱等為代表之經印刷加工的成形品。
[實施發明之形態]
以下,說明本發明的聚乳酸系樹脂片。又,在本說明書,所謂「薄片」係指二維構造物,例如使用於包含薄膜、板等之意思。
本發明的聚乳酸系樹脂片,具有層A及層B之積層結構係重要的,其中該層A係由含有聚乳酸之組成物(A)所構成;而該層B係由含有聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、離子系界面活性劑、及非離子系界面活性劑之組成物(B)所構成。
例如,只有由含有聚乳酸、聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、離子系界面活性劑、及非離子系界面活性劑之組成物所構成之單層薄片時,為了使其發揮充分的耐熱性,必須含有大量的聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂,而無法維持高植物度。相反地,欲維持高植物度時,聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量係被限制,而無法使其發揮充分的耐熱性。
又,從生產性、耐熱性的觀點而言,由組成物(B)所構成之層B係薄片的至少一側之最表層為重要的。又,以在薄片的兩側之最表層,配置有層B之積層薄片為較佳態樣,從抑制薄片的卷曲的觀點而言,以依照層B/層A/層B的順序直接積層而成之三層結構為特佳態樣。
而且,組成物(B)係只有由聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂及離子系界面活性劑、或只有由聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂及非離子系界面活性劑所構成時,因為必須含有大量的界面活性劑用以使其發揮抗靜電效果,而有使薄片的透明性低落之問題。因此,構成層B之組成物(B)係含有聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、離子系界面活性劑、及非離子系界面活性劑為重要的。
又,所謂薄片具有抗靜電性,係意味著積層有由組成物(B)所構成的層B之側的表面的表面比電阻值為1×1012Ω/□以下之狀態。
本發明的聚乳酸系樹脂片,係藉由在薄片的至少一側之最表層具有含有由聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、離子系界面活性劑、及非離子系界面活性劑之組成物(B)所構成的層,界面活性劑的含量係使用比較少量就結束,能夠在維持薄片的透明性之狀態下,使其發揮抗靜電效果。
本發明的聚乳酸系樹脂片係在組成物(B)整體的100質量%,聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量為50質量%以上99.5質量%以下為重要的。
在組成物(B)整體的100質量%,聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量小於50質量%時,薄片的耐熱性低落。另一方面,在組成物(B)整體的100質量%,聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量大於99.5質量%時,界面活性劑的含量太少而無法發揮充分的抗靜電效果。
從能夠維持高耐熱性的觀點,在組成物(B)整體的100質量%,聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量係以80質量 %以上99.5質量%以下為佳。又,就維持聚乳酸系樹脂片的生產性和高植物度之觀點,在組成物(B)整體的100質量%,亦可以使聚乳酸含有10質量%以上且小於40質量%等,且將聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量設為50質量%以上75質量%以下。如此,本發明的聚乳酸系樹脂片係能夠對於多方面範圍的用途,按照各自要求之耐熱性的強度及植物度而將組成物(B)中的聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量適當地調整在50質量%以上99.5質量%以下的範圍。又,使組成物(B)含有聚乳酸時,例如能夠使用如後述的同元聚乳酸、立體錯合聚乳酸、及共聚合聚乳酸等,但是沒有特別限定。
本發明的聚乳酸系樹脂片,其組成物(B)中之離子系界面活性劑及非離子系界面活性劑的質量比,為2≦離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑≦25係重要的。
先前,為了賦予高抗靜電性,雖然具有使聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂含有大量的各種界面活性劑之技術,但是維持透明性等的原本聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂所具有的良好特性係困難的。本發明的發明者等針對該課題進行專心研究的結果,發現藉由以特定比例添加上述的特定界面活性劑,相較於先前技術,能夠藉由添加以總量計少很多的量之界面活性劑而賦予高抗靜電效果,而完成了本發明。亦即,如上述,藉由在組成物(B)中之離子系界面活性劑與非離子系界面活性劑的質量比,為2≦離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑≦25的範圍,併用相對大量的離子系界面活性劑及相對少量的非離子系界 面活性劑,能夠對由組成物(B)所構成之層B賦予高抗靜電效果。關於本發明的效果顯現之原理係尚不清楚,但是能夠如以下推定。
原本在聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂所添加、混合的各種界面活性劑,或是隨後進一步熔融成形之後,與經時之同時會移動且滲出至成形品的表面,同時發揮抗靜電效果者。又,一般而言,比較將離子系界面活性劑與非離子系界面活性劑的單體各自添加在聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的情況時,前者係使用比較少量而容易發揮抗靜電賦予效果,在另一方面,霧度係容易提高。推定本發明係藉由併用相對大量的離子系界面活性劑及相對少量的非離子系界面活性劑,相較於只有以單體添加離子系界面活性劑之情況,係飛躍地促進離子系界面活性劑往表面移動及滲出,即便比較併用之添加有非離子系界面活性劑的量之界面活性劑添加總量,亦能夠以大幅度較少的添加量而得到高抗靜電效果。
從上述的觀點而言,組成物(B)中之離子系界面活性劑與非離子系界面活性劑的質量比,當離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑為小於2的情況,為了使其發揮抗靜電效果,必須大量地含有離子系界面活性劑而損害透明性。另一方面,當離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑為大於25的情況,基於與上述同樣的理由而損害透明性。
特別是相較於離子系界面活性劑,非離子系界面活性劑的質量比例係較多的情況,亦即,離子系界面活性 劑/非離子系界面活性劑為小於1的情況,為了使其發揮抗靜電效果,必須增加離子系界面活性劑及非離子系界面活性劑的含量,有透明性變差、或是引起薄片成形時的熔融黏度低落且成形不良之情況。又,因為非離子系界面活性劑係不耐熱經歷,成為薄片時,由於蒙受熱經歷,有因薄片之間黏著而引起黏結之情況。
組成物(B)中之離子系界面活性劑與非離子系界面活性劑的質量比,離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑係以6≦離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑≦18為佳,以6≦離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑≦10為較佳。
又,在本發明之界面活性劑,係在分子鏈中具有親水基及親油基之化合物。
在本發明之離子系界面活性劑,係意味著上述的界面活性劑之中,溶解於純水時具有排放或獲得電荷的親水基之界面活性劑。又,離子系界面活性劑係能夠使用陽離子系的界面活性劑、陰離子系的界面活性劑之任一者,亦能夠將陽離子系的界面活性劑及陰離子系的界面活性劑混合而使用。
陽離子系的界面活性劑係具有在純水中成為陽離子的親水基之界面活性劑,陰離子系的界面活性劑係具有在純水中成為陰離子的親水基之界面活性劑。
在本發明之非離子系界面活性劑,係意味著上述的界面活性劑之中,具有在純水中不排放或不獲得電荷的親水基之界面活性劑。
所謂親水基,係容易溶解於水的官能基,能夠區分為在純水中成為陽離子的親水基、在純水中成為陰離子的親水基、及在純水中不排放或不獲得電荷的親水基。
所謂在純水中成為陽離子的親水基,具體而言係能夠舉出第3級胺基。
所謂在純水中成為陰離子的親水基,具體而言係能夠舉出磺酸基、羧基等。
所謂在純水中不排放或不獲得電荷的親水基,具體而言係能夠舉出羥基、醯胺基等。
所謂親油基,係不容易溶解於水的官能基,具體而言係能夠舉出烷基、烯基、環烷基、芳基等。
就在本發明之聚乳酸系樹脂片的組成物(B)所含有的界面活性劑而言,離子系界面活性劑係具有磺酸基,且非離子系界面活性劑係以選自下述化合物群組之至少1種類為佳,化合物群:脂肪族烷醇醯胺、聚甘油脂肪酸酯、高級醇(i)、烷基酚(ii)、脂肪酸酯(iii)、脂肪族胺(iv)、脂肪族醯胺(v)、聚丙二醇(vi)、山梨糖醇酐脂肪酸酯(vii)、前述(i)~(vii)的環氧乙烷加成物。
就具有磺酸基的離子系界面活性劑而言,以具有烷基、烷芳基、或其他的親油基、以及磺酸基之離子系界面活性劑為佳,其中該磺酸基係在純水中成為陰離子的親水基。而且具有磺酸基之離子系界面活性劑,係以分子量1000以下為佳,以分子量100以上500以下的離子系界面活性劑為特佳。
就具有磺酸基的離子系界面活性劑而言,例如烷基磺酸金屬鹽係適合的。具有磺酸基之離子系界面活性劑係烷基磺酸金屬鹽時,就抗靜電效果方面而言,烷基的碳數係以11~15為佳。又,具有磺酸基之離子系界面活性劑為烷基磺酸金屬鹽時,就金屬鹽而言,係能夠使用鈉鹽、鉀鹽、鋰鹽、鈣鹽、鎂鹽等,較佳是鈉鹽。烷基磺酸金屬鹽係能夠混合1種或2種以上而使用。
說明能夠使用作為本發明的非離子系界面活性劑之化合物群組。
就非離子系界面活性劑而言,適合的脂肪族烷醇醯胺係能夠藉由高級脂肪酸與烷醇醯胺的縮合而合成。高級脂肪酸係沒有特別限定,能夠適合使用碳數為12~20的脂肪酸。就高級脂肪酸而言,具體而言係以硬脂酸為佳。烷醇醯胺係能夠適合使用二乙醇胺、一乙醇胺、異丙醇胺。
就非離子系界面活性劑而言,適合的高級醇(i)、烷基酚(ii)、脂肪酸酯(iii)、脂肪族胺(iv)、脂肪族醯胺(v)所具有的烷基,碳數為8~22係能夠適合使用。
就非離子系界面活性劑而言,適合之上述(i)~(v)的環氧乙烷加成物的環氧乙烷附加莫耳數,雖然亦取決於所鍵結的親油基,通常係選自2~20莫耳。附加莫耳數較多時,調配於樹脂時,能夠觀察到容易阻礙透明性之傾向。
就非離子系界面活性劑而言,適合的聚丙二醇(vi)係能夠使用分子量500~5000的化合物。
就非離子系界面活性劑而言,適合的聚丙二醇(vi)之環氧乙烷加成物,雖然其環氧乙烷附加莫耳數,亦取決於鍵結的親油基,通常係選自2~20莫耳。
就非離子系界面活性劑而言,構成適合的山梨糖醇酐脂肪酸酯(vii)之脂肪酸,係能夠適合使用C12~C18。
就非離子系界面活性劑而言,適合的山梨糖醇酐脂肪酸酯(vii)之環氧乙烷加成物,雖然其環氧乙烷附加莫耳數亦取決於所鍵結的親油基,通常係選自2~20莫耳。
就非離子系界面活性劑而言,適合的聚甘油脂肪酸酯之脂肪酸,係能夠適合使用碳數12~碳數18的化合物。又,甘油係以選自二、四、十的任一者,以四為佳。
就與聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的相溶性良好之觀點,就非離子系界面活性劑而言,特佳是脂肪族胺(iv)的環氧乙烷加成物。
又,上述的離子系界面活性劑及/或非離子系界面活性劑係除以組成物(B)以外,亦可以使構成層A之組成物(A)含有。特是層B之每1層的厚度為小於0.02mm時,有抗靜電性的效果無法持續60天以上的情況。因此,例如層B之每1層的厚度為小於0.02mm,而且從薄片的生產至成形為止的期間係閒置60天以上時等,以使組成物(A)亦含有界面活性劑為佳。就使組成物(A)含有的界面活性劑而言,可以選擇上述的離子系界面活性劑或上述的非離子系界面活性劑的任一者,亦可以使其含有兩者的界面活性劑,但是特別是經過長期間使抗靜電性的效果持續之情況,係以使其含有與在組成物(B)所含有的界面活 性劑相同種類的界面活性劑且與組成物(B)相同含量;或是在不損害透明性的範圍,使其含有比組成物(B)更多的含量為佳。
本發明的聚乳酸系樹脂片,其霧度係以10%以下為佳。霧度為10%以下時,使用此種聚乳酸系樹脂片而成之成形品,係內容物的視認性優良,就商品而言,係能夠適合使用作為外觀良好等具有高圖案設計性之包裝容器或是包裝薄片。霧度大於10%時,透明性不充分,而有不適合於實用化之情況。又,因為霧度小於1%時,在薄片容易產生損傷,使此種積層薄片成為包裝用容器或是包裝薄片時,有外觀變差之情形,霧度係以1%以上為佳。本發明的聚乳酸系樹脂片之更佳霧度,係2%以上8%以下。又,霧度的下限係如前述為1%,但是霧度的下限為4%左右時,使用於包裝用容器和包裝薄片等透明性為必要的用途時,係充分的值。
為了使霧度為10%以下,在本發明之組成物(B)整體的100質量%,以使離子系界面活性劑與非離子系界面活性劑的合計為1質量%以上5質量%以下為佳。該範圍時,係兼具高抗靜電性及低霧度之適合的範圍。從同樣的觀點而言,更佳離子系界面活性劑及非離子系界面活性劑的含量,係在組成物(B)整體的100質量%,使離子系界面活性劑與非離子系界面活性劑的合計為0.5質量%以上2.5質量%以下,特佳為0.5質量%以上1.6質量%以下。
本發明之聚乳酸系樹脂片的整體厚度係沒有特別限制,通常係0.1mm以上2.0mm以下的範圍。本發明的聚乳 酸系樹脂片係被使用作為各種容器用途和泡殼包裝(blister pack)用途時,整體厚度係通常以0.15mm以上0.7mm以下的範圍為適合,又,被使用作為印刷加工物用途時,整體厚度係通常以0.1mm以上0.4mm以下的範圍為適合。
本發明的聚乳酸系樹脂片係為了使其兼耐熱性、抗靜電性、霧度、植物度,由組成物(B)所構成之層B的每1層厚度,係通常以0.01mm以上0.05mm以下為佳。層B的每1層厚度小於0.01mm時,有耐熱性低落的情況,或是難以得到充分的抗靜電性之情況。另一方面,層B的每1層厚度大於0.05mm時,有薄片整體的霧度變高的情況,或是植物度低落之情況。
又,就在聚乳酸系樹脂片整體厚度之各自的層B的厚度之比例(亦即,「層B的每1層厚度」/「聚乳酸系樹脂片整體厚度」)而言,從生產性的觀點,通常以0.5/10~3/10的範圍為佳。
本發明的聚乳酸系樹脂片,其至少一側的表面的濕潤張力係以40mN/m以上為佳。在該範圍時,除了薄片的抗靜電效果以外,使用於食品容器用途之情況,亦容易發揮良好的防霧效果。
為了使聚乳酸系樹脂片之至少一側的表面的濕潤張力為40mN/m以上,以將組成物(B)中之離子系界面活性劑與非離子系界面活性劑的質量比設為6≦離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑≦18為佳,特別是為了同時發揮抗靜電性與防霧性的效果,藉由將組成物(B)中之離 子系界面活性劑與非離子系界面活性劑的質量比設為6≦離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑≦10,因為能夠使層B的表面之濕潤張力為40mN/m以上,就結果而言,能夠使至少一側的表面的濕潤張力為40mN/m以上。
本發明的聚乳酸系樹脂片具有由含有聚乳酸的組成物(A)所構成之層A係重要的。組成物(A)係只要含有聚乳酸,其含量就沒有特別限制,但是較佳是在組成物(A)整體的100質量%,聚乳酸為50質量%以上100質量%以下。藉此,因為能夠提高薄片的植物性,乃是較佳。
又,本發明的聚乳酸系樹脂片係使用於例如熱飲料容器的蓋材用途等被要求高耐熱性之用途時,在組成物(A)整體的100質量%,例如,藉由聚乳酸為30質量%以上45質量%以下,在將薄片整體的植物度維持某種程度之同時,而且亦能夠發揮高耐熱性。此時,從透明性和生產性的觀點而言,以在組成物(A)含有如在本發明的組成物(B)所使用的聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂為佳。
作為在本發明所使用之聚乳酸,係以L-乳酸及/或D-乳酸作為主成分,而且在構成聚乳酸之全部的單體成分100莫耳%,源自乳酸的成分佔有70莫耳%以上100莫耳%以下係能夠發揮效果,實質上只有由L-乳酸及/或D-乳酸所構成之同元聚乳酸係能夠適合使用。
又,在本發明所使用的聚乳酸,以具有結晶性為佳。所謂聚乳酸具有結晶性,係指將該聚乳酸在加熱下使其充分地結晶化之後,在適當的溫度範圍進行差示掃描型熱量分析(DSC)測定時,能夠觀測到源自聚乳酸成分之 結晶熔解熱。通常,同元聚乳酸係光學純度越高,熔點和結晶性越高。聚乳酸的熔點和結晶性係受到分子量和聚合時所使用的觸媒之影響,通常,光學純度為98%以上的同元聚乳酸時,熔點為170℃左右且結晶性亦比較高。又,隨著光學純度變低,熔點和結晶性降低,例如光學純度為88%的同元聚乳酸時,熔點係145℃左右,光學純度為75%的同元聚乳酸時,熔點係120℃左右。光學純度為進一步比70%低的同元聚乳酸時,係成為無法顯示明確的熔點之非結晶性。
在本發明所使用的聚乳酸,亦能夠將具有結晶性的同元聚乳酸與非晶性的同元聚乳酸進行混合。此時,非晶性的同元聚乳酸之比例,係在不損害本發明的效果之範圍決定即可,特別是欲賦予比較的高耐熱性時,以在所使用的聚乳酸之中的至少1種含有光學純度為95%以上的聚乳酸為佳。
在本發明之組成物(A)所含有的聚乳酸,係可以是立體錯合聚乳酸。所謂立體錯合聚乳酸,係例如在Macromolecules,vol.20,904(1987)(巨分子,第20卷,第904頁(1987年))所記載,具有聚-L-乳酸單元與聚-D-乳酸單元成為一對的結晶之聚乳酸。因為相對於聚-L-乳酸係具有左卷螺旋構造,光學異構物的聚-D-乳酸係具有右卷螺旋構造,將該等混合時,在二成分之間產生立體特異的結合,相較於形成為聚-L-乳酸或是聚-D-乳酸各自單獨時所形成的結晶構造,係形成更緊密且堅固的結晶構造(立體錯合物;stereocomplex),將該具有結晶構造(立 體錯合物)之聚乳酸稱為立體錯合聚乳酸。立體錯合聚乳酸係藉由形成立體錯合物使得熔點變高,相對於通常的聚-L-乳酸或是聚-D-乳酸的熔點為165~180℃,立體錯合聚乳酸的熔點亦有達到190℃~250℃之情形。在本發明之組成物(A)所含有的聚乳酸使用立體錯合聚乳酸,係例如使用於電爐對應容器用途等被要求高耐熱性之用途時為特佳。
就在本發明能夠使用之立體錯合聚乳酸的製造方法而言,係沒有特別限制,能夠使用眾所周知的方法而製造,例如能夠如在特開2006-036808號公報所例示,將聚-L-乳酸及聚-D-乳酸進行熔融混煉而得到之方法;如在特開2003-238672號公報所例示之將聚-L-乳酸及聚-D-乳酸進行嵌段共聚合而得到的方法等。
在本發明所使用之聚乳酸的質量平均分子量,係通常為至少5萬以上,較佳為8萬~40萬,更佳為10萬~30萬。又,在本發明所謂質量平均分子量,係指藉由凝膠滲透層析法(GPC)且使用在管柱將ShodexGPC HFIP-806M及Shodex GPC HFIP-LG串聯地連接而成者,並且使用氯仿溶劑進行測定且藉由聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)換算法所計算的分子量。
藉由使聚乳酸的質量平均分子量為5萬以上,能夠使含有該聚乳酸之本發明的積層薄片的機械特性成為優良者,而且亦能夠使由本發明的積層薄片所構成之加工品的機械特性成為優良者。
又,在本發明所使用的聚乳酸係除了L-乳酸、D-乳 酸以外,亦可以是與具有酯形成能力的其他單體成分共聚合而成之共聚合聚乳酸。就能夠共聚合的單體成分而言,可舉出乙醇酸、3-羥基酪酸、4-羥基酪酸、4-羥基戊酸、6-羥基己酸等的羥基羧酸類;以及乙二醇、丙二醇、丁二醇、新戊二醇、聚乙二醇、甘油、新戊四醇等在分子內含有複數個羥基之化合物類或彼等的衍生物;及琥珀酸、己二酸、癸二酸、反丁烯二酸、對酞酸、異酞酸、2,6-萘二羧酸、5-磺酸基異酞酸鈉、5-異酞酸磺酸四丁基鏻等在分子內含有複數個羧酸基之化合物類或彼等的衍生物。該等共聚合成分係在構成聚乳酸之全部的單體成分100莫耳%,以含有0莫耳%以上30莫耳%以下為佳。
就聚乳酸的製造方法而言,係沒有特別限定,能夠舉出從乳酸的直接聚合法;經由丙交酯之開環聚合法等。例如直接脫水縮合而製造時,係將乳酸類或乳酸類及羥基羧酸類,較佳是在有機溶劑、特別是苯基醚系溶劑的存在下進行共沸脫水縮合;特佳是藉由將因共沸而餾出的溶劑除去水分而實質上成為無水狀態的溶劑且使其返回反應系統之方法進行聚合來得到高分子量的聚合物。又,就開環聚合法而言,亦已知藉由將羥基羧酸的環狀酯中間體、例如丙交酯、乙交酯等的環狀酯中間體使用辛酸錫等的觸媒且在減壓下進行開環聚合來得到高分子量的聚合物。此時,藉由調整除去在溶劑中之加熱還流時的水分及低分子化合物的條件之方法;在聚合反應結束後使觸媒鈍化且抑制解聚合反應之方法;將所製造 的聚合物進行熱處理之方法等;能夠得到丙交酯量較少的聚合物。
本發明的聚乳酸系樹脂片係特別是在各種工業製品的包裝用途等以具有保管耐久性者為佳的用途,從抑制因聚乳酸的水解致使強度低落且賦予良好的耐久性的觀點言,聚乳酸中的羧基末端濃度係以0當量/103kg以上30當量/103kg以下為佳,較佳為20當量/103kg以下,更佳為10當量/103kg以下。聚乳酸中的羧基末端濃度為30當量/103kg以下時,因為亦成為水解的自觸媒之羧基末端濃度係充分低,雖然亦取決於用途,但是多半的情況係能夠賦予實用上良好的耐久性。
就使聚乳酸中的羧基末端濃度為30當量/103kg以下之方法而言,例如藉由聚乳酸合成時的觸媒、熱經歷來控制之方法;降低薄片製膜時的擠出溫度或使滯留時間短時間化等減低熱經歷之方法;及使用反應型化合物來將羧基末端封鎖之方法等。
使用反應型化合物而將羧基末端封鎖之方法,係以將聚乳酸中之羧基末端的至少一部分封鎖為佳,以將總量封鎖為較佳。就反應型化合物而言,例如可舉出脂肪族醇、醯胺化合物等的縮合反應型化合物、碳二醯亞胺化合物、環氧化合物、唑啉化合物等的加成反應型化合物,但是從在反應時不容易產生多餘的副產物之觀點而言,以加成反應型化合物為佳,尤其是從反應效率的觀點而言,以碳二醯亞胺化合物為佳。
在本發明所使用之聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂係沒有 特別限定,係將選自丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯之至少1種的單體作為構成單元者;將2種以上的單體共聚合而使用亦無妨。就構成聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂之丙烯酸酯及甲基丙烯酸酯而言,例如可舉出丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸氰基乙酯、丙烯酸氰基丁酯等的丙烯酸酯、及甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸環己酯、甲基丙烯酸2-羥基乙酯等的甲基丙烯酸酯,但是為了賦予更高的高溫剛性,就聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂而言,係以使用聚甲基丙烯酸甲酯為佳。
關於將該等單體聚合或是共聚合之方法係沒有特別限定,能夠使用、塊狀聚合、溶液聚合、懸濁聚合等眾所周知的聚合方法。
就聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂而言,使用聚甲基丙烯酸甲酯時,因為與聚乳酸的相溶性優良,而且在製造積層薄片時,能夠容易將各層的黏度調整為盡可能接近的值且抑制黏度不均而得到品質水準良好的薄片,依據JIS K7210(1999年制定)且於230℃所測定之聚甲基丙烯酸甲酯的流動性,以使用1~20g/10min者為佳,以1.5~15g/10min者為更佳,以2~10g/10min者為特佳。
在本發明所使用的聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂,其質量平均分子量係以2萬~50萬為佳,以10萬~20萬為較佳。質量平均分子量小於2萬時,積層薄片或由其所成形的成形品之強度有低落的情況,質量平均分子量大於50萬時,在積層薄片製膜時有產生黏度不均、或是在成形品的 成形時流動性低落之情況。
本發明的聚乳酸系樹脂片係在不損害本發明的效果之範圍,亦可以按照必要而添加眾所周知的防止氧化劑、紫外線安定劑、防著色劑、消光劑、除臭劑、阻燃劑、耐候劑、抗氧化劑、離子交換劑、結晶核劑、著色顏料等或是作為滑劑之無機微粒子、有機粒子及有機滑劑。又,該等添加劑係可以在組成物(A)及組成物(B)的兩者添加,亦可以只有在其中一者的組成物添加。
就抗氧化劑而言,可例示受阻酚系、受阻胺系等。就著色顏料而言,能夠使用碳黑、氧化鈦、氧化鋅、氧化鐵等的無機顏料、以及花青苷系、苯乙烯系、酞青素、蒽醌系、紫環酮(perinone)系、異吲哚滿酮系、喹啉黃(quinophthalone)系、喹吖酮(quinacridone)系、硫靛藍(thioindigo)系等的有機顏料等。
以提升加工品的易滑性、耐黏結性等作為目的而添加粒子時,例如就無機粒子而言,能夠使用由二氧化矽等的氧化矽;碳酸鈣、碳酸鎂、碳酸鋇等的各種碳酸鹽;硫酸鈣、硫酸鋇等的各種硫酸鹽;高嶺土、滑石粉等的各種複合氧化物;磷酸鋰、磷酸鈣、磷酸鎂等的各種磷酸鹽;氧化鋁、氧化鈦、氧化鋯等的各種氧化物;及氟化鋰等的各種鹽等所構成之微粒子。
又,就有機粒子而言,能夠使用由草酸鈣、鈣、鋇、鋅、錳、鎂等的對酞酸鹽等所構成之微粒子。就交聯高分子粒子而言,可舉出由二乙烯苯、苯乙烯、丙烯酸、甲基丙烯酸之乙烯系單體的單獨或共聚物所構成之微 粒子。此外,亦能夠能夠適合使用聚四氟乙烯、苯并胍胺樹脂、熱硬化環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、熱硬化性脲樹脂、熱硬化性酚樹脂等的有機微粒子。
無機粒子及有機粒子的平均粒徑係沒有特別限定,以0.01~5μm為佳,較佳為0.05~3μm,最佳為0.08~2μm。以提升加工品的易滑性、耐黏結性等對薄片表面賦予功能作為目的時,從透明性、生產性、製造成本的觀點而言,以只有在構成於表層所配置的層之組成物添加為特佳。
為了改良耐衝撃性之目的,亦可以在本發明的聚乳酸系樹脂片之組成物(A)及/或組成物(B)之100質量%的各自組成物整體,含有2質量%以上20質量%以下之耐衝撃性改良劑。特別是因為組成物(B)係大量地含有聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂,多半的情況是耐衝撃性不充分,以在組成物(B)整體的100質量%,含有2質量%以上20質量%以下之耐衝撃性改良劑為特佳。
耐衝撃性改良劑的含量,係較佳是在100質量%之構成層之組成物,佔有2.5質量%以上15質量%以下。雖然耐衝撃性改良劑的含量越多,耐衝撃性的改良效果係提升,但是即便含有大於20質量%,多半的情況係無法得到大幅度提升耐衝撃性之改良效果。
又,在此所稱耐衝撃性改良劑,係意味著具有改善聚乳酸及聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂原本較脆且容易龜裂的脆性特性之效果之添加劑。就發揮如此的效果而言,可舉出如以下構造的添加劑:在混合至聚乳酸及/或聚( 甲基)丙烯酸酯系樹脂時,例如採用聚乳酸及/或聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂當作海且添加劑當作島之海島構造,而且當作島之添加劑係通常以能夠裝進10μm左右直徑的球體內之大小分散而成。又,此時,選擇相較於聚乳酸及/或聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂,彈性模數為較低之所謂軟質添加劑係有效果的。
就此種耐衝撃性改良劑的具體例而言,例如可舉出乙烯-丙烯共聚物、乙烯/丙烯-非共軛二烯共聚物、乙烯-1-丁烯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物及其鹼金屬鹽(所謂離子聚合物)、乙烯-(甲基)丙烯酸環氧丙酯共聚物、乙烯-丙烯酸烷酯共聚物(例如乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物)、酸改性乙烯-丙烯共聚物、二烯橡膠(例如聚丁二烯、聚異戊二烯、聚氯丁二烯)、二烯與乙烯基單體的共聚物(例如苯乙烯-丁二烯無規共聚物、苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯無規共聚物、苯乙烯-異戊二烯嵌段共聚物、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物、使聚丁二烯與苯乙烯接枝共聚合而成者、丁二烯-丙烯腈共聚物)、聚酯-二醇‧二羧酸嵌段共聚物、聚異丁烯、異丁烯與丁二烯或異戊二烯的共聚物、天然橡膠、聚硫橡膠(thiokol)、多硫化橡膠、丙烯酸類橡膠、聚矽氧橡膠、聚胺甲酸酯橡膠、聚醚橡膠、表氯醇橡膠、脂肪族聚酯、聚酯系彈性體及聚醯胺系彈性體等。
而且就耐衝撃性改良劑的具體例而言,能夠舉出各種具有交聯度者;各種的微構造;例如具有順式構造、 反式構造等者;由核層及將其覆蓋之1以上的殼層所構成之多層構造聚合物等。
就適合於組成物(A)之耐衝撃性改良劑而言,係在聚乳酸中具有適合的分散性,就使用少量能夠得到更高的耐衝撃性改良效果之的觀點而言,以聚乳酸以外的脂肪族聚酯、脂肪族芳香族聚酯為佳。
就適合使組成物(A)含有之耐衝撃性改良劑亦即聚乳酸以外的脂肪族聚酯、脂肪族芳香族聚酯而言,係沒有特別限定,具體而言係可舉出聚乙醇酸、聚3-羥基酪酸、聚4-羥基酪酸、聚4-羥基戊酸、聚3-羥基己酸或聚己內酯、聚己二酸乙烯酯、聚琥珀酸乙烯酯、聚琥珀酸丁烯酯、聚琥珀酸丁烯酯‧己二酸酯等。
而且,為了邊維持透明性邊改良耐衝撃性,以將聚乳酸以外的脂肪族聚酯之聚琥珀酸丁酯系樹脂使用作為耐衝撃性改良劑為較佳。更佳耐衝撃性改良劑係耐衝撃性的改良效果大且與聚乳酸的相溶性良好之聚琥珀酸丁烯酯、聚琥珀酸丁烯酯‧己二酸酯。
使用聚琥珀酸丁烯酯作為組成物(A)中的耐衝撃性改良劑時,質量平均分子量係以10萬~30萬為佳。就此種聚琥珀酸丁烯酯而言,例如可舉出“GSPla”FZ71PD(商品名產品號碼;三菱化學)、“BIONOLE”#3003(商品名產品號碼;昭和高分子),例如聚琥珀酸丁烯酯係能夠將1-4丁二醇與琥珀酸進行重縮合而得到。
就組成物(A)及/或組成物(B)中的耐衝撃性改良劑而言。亦可舉出多層構造聚合物作為較佳例子。因為多層 構造聚合物係在聚乳酸及/或聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂中具有適合的分散性且能夠以少量來得到更高的耐衝撃性改良效果。
所謂多層構造聚合物,係由最內層(核層)及將其覆蓋之1以上的層(殼層)所構成,又,互相鄰接之層係具有由異種的聚合物所構成之所謂稱為核殼型的構造之聚合物。構成多層構造聚合物之層的數目係沒有特別限定,2層以上即可,亦可以是3層以上或4層以上。就多層構造聚合物而言,以在內部具有至少1層以上的橡膠層為佳,亦即,以在最外層以外具有1層以上的橡膠層為佳。
所謂橡膠層,係由具有橡膠彈性的聚合物成分所構成之層,橡膠層的種類係沒有特別限定。所謂橡膠彈性,係指因高分子鏈的伸縮而產生的彈性。
又,從能夠邊維持透明性邊改良耐衝撃性的觀點而言,作為耐衝撃性改良劑而含有之多層構造聚合物,係以核殼型的丙烯酸類系聚合物為佳。
更詳細地,在多層構造聚合物之情況,橡膠層係例如可舉出由使丙烯酸類成分、聚矽氧成分、苯乙烯成分、腈基成分、共軛二烯成分、胺甲酸酯成分或乙烯丙烯成分等聚合而成者所構成之橡膠。
就適合使用作為橡膠層之聚合物成分而言,係例如由丙烯酸乙酯單元、丙烯酸丁酯單元等的丙烯酸類成分;二甲基矽氧烷單元、苯甲基矽氧烷單元等的聚矽氧成分;苯乙烯單元、α-甲基苯乙烯單元等的苯乙烯成分;丙烯腈單元、甲基丙烯腈單元等的腈基成分或丁二烯單 元、異戊二烯單元等的共軛二烯成分聚合而成者所構成之橡膠。又,由將該等成分組合2種以上且使其共聚合而成者所構成之橡膠亦佳,例如可舉出(1)由將丙烯酸乙酯單元、丙烯酸丁酯單元等的丙烯酸類成分及二甲基矽氧烷單元、苯甲基矽氧烷單元等的聚矽氧成分共聚合而成之成分所構成之橡膠;(2)由將丙烯酸乙酯單元、丙烯酸丁酯單元等的丙烯酸類成分及苯乙烯單元、α-甲基苯乙烯單元等的苯乙烯成分共聚合而成之成分所構成之橡膠;(3)由將丙烯酸乙酯單元、丙烯酸丁酯單元等的丙烯酸類成分及丁二烯單元、異戊二烯單元等的共軛二烯成分共聚合而成之成分所構成之橡膠;以及(4)由將丙烯酸乙酯單元和丙烯酸丁酯單元等的丙烯酸類成分及二甲基矽氧烷單元、苯甲基矽氧烷單元等的聚矽氧成分及苯乙烯單元、α-甲基苯乙烯單元等的苯乙烯成分共聚合而成之成分所構成之橡膠等。又,除了該等成分以外,將二乙烯苯單元、丙烯酸烯丙酯單元或丁二醇二丙烯酸酯單元等的交聯性成分共聚合且使其交聯而成之橡膠亦能夠適合使用。
又,就多層構造聚合物的較佳例子而言,可舉出由核層及1層殼層所構成之多層構造聚合物;核層係含有將二甲基矽氧烷單元及丙烯酸丁酯單元共聚合而成的成分之橡膠層,而殼層係甲基丙烯酸甲酯聚合物之多層構造聚合物;核層係含有將丁二烯單元與苯乙烯單元共聚合而成的成分之橡膠層,而殼層係甲基丙烯酸甲酯聚合物之多層構造聚合物;或是核層係含有將丙烯酸丁酯單元 聚合而成的成分之橡膠層,而殼層係甲基丙烯酸甲酯聚合物之多層構造聚合物等。又,就橡膠層而言,以含有甲基丙烯酸環氧丙酯單元之聚合物為特佳。
關於聚乳酸及/或聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂及耐衝撃性改良劑的進行熔融混煉方法,係沒有特別限制,能夠使用揑合機、輥磨機、班伯里混煉機、單軸或雙軸擠出機等通常被使用的混合機。尤其是從生產性的觀點而言,以使用單軸或雙軸擠出機為佳。
又,關於其混合順序亦沒有特別限制、例如可舉出將聚乳酸及/或聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂與耐衝撃性改良劑乾式摻合後,提供至進行熔融混煉機之方法;製造將預先聚乳酸及/或聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂與耐衝撃性改良劑進行熔融混煉而成之母料後,將該母料與聚乳酸進行熔融混煉之方法等。又,亦可以按照必要而使用將其他的成分同時進行熔融混煉之方法;預先製造將聚乳酸及/或聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂與其他的添加劑進行熔融混煉而成之母料後,與該母料進行熔融混煉之方法。
本發明的聚乳酸系樹脂片係能夠使用例如T型塑模鑄塑法、吹塑法、壓延機法等的原有的薄膜製造法來得到,但是以使用T型塑模鑄塑法來製造為佳。例如就使用T型塑模鑄塑法來製造的例子而言,可舉出將丸粒於60~110℃乾燥3小時以上等使水分量成為以質量比計為400ppm以下之丸粒,使用該丸粒且使用雙軸擠出機於圓管溫度150℃以上240℃以下的範圍進行熔融混煉,並且於噴嘴溫度150℃以上240℃以下的範圍從T型塑模擠出 之後,使用30~40℃的冷卻輥進行冷卻,而得到厚度從0.1mm至2.0mm左右的薄片。此時,從抑制原料的熱劣化的觀點而言,圓管溫度及噴嘴的溫度範圍係以設為200℃以上220℃以下的範圍為佳。另一方面,使用立體錯合聚乳酸時,因為必須使其立體錯合結晶熔解,此時之圓管溫度及噴嘴的溫度範圍,係以設為立體錯合結晶的熔解溫度以上且小於立體錯合結晶的熔解溫度+20℃的溫度範圍為佳。
又,使用立體錯合聚乳酸時,亦能夠在本發明的聚乳酸系樹脂片之製造步驟施行熱處理,為了提升立體錯合結晶的比例,亦可以設置使用熱風烘箱之熱處理步驟。
本發明的聚乳酸系樹脂片係亦可以為了使塗布適合性提升之目的而施行各種表面處理。就表面處理的方法而言,可舉出電暈放電處理、電漿處理、火焰處理、酸處理等。
就使用本發明的聚乳酸系樹脂片而成之成形品的成形法而言,能夠應用真空成形、真空壓空成形、插塞輔助成形、直接成形、無模拉伸成形、塞-圈成形、骨架成形等的各種成形法。就在各種成形法之薄片預熱方式而言,有間接加熱方式及熱板直接加熱方式,其中間接加熱方式係藉由在從薄片離開的位置所設置的加熱裝置將薄片預熱之方式;而熱板直接加熱方式係藉由熱板接觸薄片而將薄片預熱之方式;本發明的聚乳酸系樹脂片係能夠適合使用於熱板直接加熱方式的真空成形加工、或熱板直接加熱方式的真空壓空成形加工。
亦即,將藉由塗布賦予抗靜電性和防霧性的功能之眾所周知的薄片使用熱板直接加熱方式加熱時,在薄片加熱時塗布層會移動至熱板,而有抗靜電性和防霧性的效果減低之情形。另一方面,使用本發明的聚乳酸系樹脂片時,在熱板直接加熱時之熱板,即便薄片表面的界面活性劑移動至熱板,界面活性劑係再度從薄片內部滲出,在成形品使用時多半的情況是能夠發揮抗靜電效果和防霧效果。
使用本發明的聚乳酸系樹脂片而成之成形品,係能夠適合使用於例如食品用的成形容器、飲料用杯蓋等的容器類、泡殼包裝等的各種容器包裝類、以及將抗靜電性、防霧性設為必要之各種用途。
本發明的聚乳酸系樹脂片及/或成形品係亦可以施行印刷加工等。例如經施行印刷加工之本發明的聚乳酸系樹脂片係能夠適合使用於各種容器、泡殼包裝、卡片、透明資料冊、透明箱等的用途,施行印刷加工前之本發明的聚乳酸系樹脂片為透明時,係能夠使用原有的印刷加工機,而且,從透明但是抗靜電性優良的觀點而言,特別是能夠適合使用於透明箱、桌上型日曆盒、透明資料冊用途等。又,另一方面,本發明的聚乳酸系樹脂片及/或成形品係使用眾所周知的方法著色成為白色等時,能夠適合使用於卡片用途等。又,印刷加工的順序係沒有特別限定,將聚乳酸系樹脂片進行成形加工時,印刷加工可以在成形加工前進行,亦可以在成形加工後進行。
[實施例]
以下,顯示實施例而更具體地說明本發明,但是本發明係完全不被此限定。
[測定及評價方法]
在實施例中所顯示的測定或評價係使用如以下的條件進行。
(1)各層的厚度比
藉由將薄片剖面使用LEICA MICROSYSTEMS(股)製金屬顯微鏡LeicaDMLM且以倍率100倍、透射光拍攝照片,而且測定各層的厚度來求取各層的厚度比。
(2)薄片厚度(mm)
對薄片全寬度,使用測微計量器測定厚度10點且求取厚度的平均值t(mm)作為薄片厚度。
(3)組成物(B)中之聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量(質量%)
從製造時的調配量算出聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量。
(4)組成物(B)中之界面活性劑的質量比
從製造時之離子系界面活性劑與非離子系界面活性劑的添加量算出。
(5)組成物(B)中之界面活性劑的含量(質量%)
從製造時的調配量算出界面活性劑的含量。
(6)耐熱性:耐熱溫度(℃)
將寬度320mm、長度460mm的薄片試樣,使用具備有直徑70mm、高度130mm的飲料樣品罐塑模(半圓柱)之 成光產業(股)製小型真空成形機FORMING 300X型,以成形時的薄片溫度為90℃~110℃的範圍之溫度條件進行預熱、成形,並且將所得到的成形體在50℃、55℃、60℃、65℃、70℃、75℃、80℃的各設定溫度之恆溫漕內放置2小時,而且將成形體不變形的上限溫度設作耐熱溫度。
(7)抗靜電性:表面比電阻值(Ω/□)
基於JIS-K6911(1962年制定),使用EDC(股)製電阻率弧箱(resistivity chamber)及數位超高電阻/微少電流計,在溫度23℃、濕度65%的環境下測定聚乳酸系樹脂片的表面比電阻值。測定係每1試樣進行3次且從3次測定的平均值求得。
(8)耐黏結性
將聚乳酸系樹脂片切取A4大小10片,在將薄片10片疊合的狀態下,施加200g/cm2的荷重且在40℃的環境下放置24小時後,從所疊合的薄片束,將薄片每次抓起1片且依照下述的基準進行判定。
○:沒有黏結且每1片能夠容易地抓起。
×:產生黏結且同時有薄片數片黏住。
(9)透明性:霧度值(%)
使霧度測試器HGM-2DP型(SUGA試驗機公司製)測定霧度值。測定係每1試樣進行5次且從5次測定的平均值求得。
(10)濕潤張力(mN/m)
基於JIS-K6768(1999年),在積層有聚乳酸系樹脂片 的層B之側的表面,使用棉棒將各種濕潤張力試驗用混合液(和光純藥工業股份有限公司製)塗布寬度1cm、長度6cm,從塗布2秒後之塗布液的情況,測定薄片的濕潤張力。層B係被積層在兩側的表面時,係測定兩面的濕潤張力且採用濕潤張力較大者的值。
(11)防霧性
使用聚乳酸系樹脂片且使用分批式熱板直接加熱方式的真空成形機,藉由在上下熱板設定溫度:85℃、預熱時間1秒,將陰模(female die)的成形模具接觸薄片且將內部減壓,來成形縱向:約9cm、橫向:約12cm、高度:約2.5cm的容器蓋材。此時,以層B為容器蓋材的內側之方式選擇薄片面。在另外準備之與前述容器蓋材構成一對之容器底材,裝入100ml之25℃的水且使用成形後的蓋材蓋住,觀察在5℃的環境中保管24小時後之蓋材的混濁和水滴的黏附狀況,並且依照以下的基準進行判斷。
○:在表面所黏附的水滴係全部連接而成為膜狀且內部的視認性良好。
△:在一部分有獨立的微細水滴黏附且內部的視認困難。
×:在全面有獨立的微細水滴黏附且無法觀察到底部。
(12)印刷性:油墨密著性
使用紫外線硬化型油墨(T&K TOKA公司製UV STP藍),在聚乳酸系樹脂片的層B面上,使用輥塗布法塗布油墨層約2μm的厚度。隨後,以照射距離9cm、照射強度80W/cm2照射紫外線8秒鐘使其硬化來製造試料。
依據在JIS-K5600(1999年制定)所記載之橫切(cross cut)法,使用膠帶剝離來進行評價聚乳酸系樹脂片與油墨之密著性。首先,使用切割刀在試片以1mm間隔劃下正交之縱橫向各7支平行線而棋盤格狀地製造36個方形格。在該等方形格的上黏貼黏著膠帶(NICHIBAN公司製「CELLO-TAPE(註冊商標)」24mm寬度)且使其均勻地密著之後,將黏著膠帶瞬間剝下且觀察試片之油墨層的剝離狀態,從未剝落而殘留的方形格之比例,依照以下的基準進行評價。
○:90%以上
×:小於90%。
(13)耐衝撃性:衝擊值(N‧m/mm)
藉由薄膜衝擊試驗機(東洋精機製作所製)且使用直徑1/2英吋的半球狀衝撃頭,在溫度23℃、濕度65%RH的環境下進行測定衝擊值。製造100mm×100mm之薄膜試樣,測定係每1試樣進行5次。而且,將每1次的衝擊值重複除以測定試樣厚度而作為平均單位厚度的衝擊值,並且從5次測定的平均值求得。試樣厚度係使用數位式測微計測定。
(14)薄片整體的植物度(質量%)
從製造時調配量算出相對於薄片整體之聚乳酸的含量。
[所使用的聚乳酸] (PLA-1):
聚乳酸(NatureWorks公司製、商品名「NatureWorks 4042D」、L體/D體:96/4)。
(PLA-2):
聚乳酸(NatureWorks公司製、商品名「NatureWorks 4032D」、L體/D體:99/1)。
(PLA-3):
在燒瓶添加48.75g之L-丙交酯(武藏野化學研究所股份有限公司製)及1.25g之D-丙交酯(武藏野化學研究所股份有限公司製),將系統內進行氮取代之後,添加0.05g硬脂醇、作為觸媒之25mg鋅酸錫,並且於190℃進行聚合2小時而得到聚-L-乳酸。另一方面,除了使用1.25g之L-丙交酯(武藏野化學研究所股份有限公司製)及48.75g之D-丙交酯(武藏野化學研究所股份有限公司製)以外係使用與前述的聚-L-乳酸相同製造方法而得到聚-D-乳酸。將所得到的聚-L-乳酸及聚-D-乳酸等質量混合而得到PLA-3。PLA-3係藉由進行熱處理而形成立體錯合結晶。
(PLA-4):
藉由在燒瓶添加50g之L-丙交酯(武藏野化學研究所股份有限公司製),在氮環境下、於120℃使其均勻地溶解之後,使溫度為150℃,添加0.05g鋅酸錫且使其聚合30分鐘而得到聚-L-乳酸。另一方面,除了使用D-丙交酯(武藏野化學研究所股份有限公司製)以外係使用與前述的聚-L-乳酸相同製造方法而得到聚-D-乳酸。藉由使用所得到的聚-L-乳酸及聚-D-乳酸,將各自的聚乳酸各50質量份及0.1質量份鋅酸錫供給至附有排氣孔的雙軸擠出機,在減壓下、於220℃進行熔融混煉(滯留時間2分鐘),且使用股線切刀進行製粒,而得到聚-L-乳酸與聚-D- 乳酸的聚乳酸混合物丸粒。將所得到的聚乳酸混合物丸粒裝入真空乾燥機,並且在13.3Pa的壓力下,於140℃使其反應20小時,而且於180℃使其反應30小時而得到PLA-4。PLA-4係藉由進行熱處理而形成立體錯合結晶。
[所使用的聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂] (PM-1):
聚甲基丙烯酸甲酯(旭化成CHEMICALS(股)製、商品名「DELPET 80NH」)。
(PM-2):
聚甲基丙烯酸甲酯(住友化學(股)製、商品名「SUMIPEX LG21」)。
(PM-3)
聚甲基丙烯酸甲酯(住友化學(股)製、商品名「SUMIPEX HT03Y」,含有40質量%之橡膠成分作為耐衝撃性改良劑)。
[所使用的耐衝撃性改良劑] (SP-1):
聚琥珀酸丁烯酯(三菱化學公司製、商品名「GsPla FZ71PD」)。
(SP-2):
核殼型丙烯酸類系聚合物(Rohm and Hass Japan製、商品名「PARALOID BPM500」(核層;丙烯酸丁酯聚合物、殼層;甲基丙烯酸甲酯聚合物))。
[所使用的離子系界面活性劑] (ISA-1):
烷基磺酸鈉鹽(三洋化成公司製、商品名「CHEMISTAT 3033」)。
(ISA-2):
烷基苯磺酸鋰鹽(竹本油脂公司製、商品名「ELECUT S-417」)。
[所使用的非離子系界面活性劑] (NISA-1):
高級脂肪酸醯胺(竹本油脂公司製、商品名「ELECUT S-154」)。
(NISA-2):
聚甘油脂肪酸酯(理研VITAMIN公司製、商品名「POEM J-40481V」)。
(NISA-3):
脂肪族胺的環氧乙烷加成物(花王公司製、商品名「ELECTROSTOVER TS9B」)。
(NISA-4):
山梨糖醇酐脂肪酸酯(理研VITAMIN公司製、商品名「POEM S-250」)。
(NISA-5):
脂肪酸胺(LION‧AKZO公司製、商品名「ARMIN 2C」)。
(NISA-6):
聚氧乙烯甘油一硬脂酸(理研VITAMIN公司製、商品名「POEM S-105」)。
[所使用的其他成分] (S-MB):
二氧化矽粒子(平均粒子徑:3.2μm)及PLA-1的母料(二氧化矽粒子:10質量%、PLA-1:90質量%)。
(TO-MB):
氧化鈦(銳鈦(anatase)型氧化鈦、平均粒子徑:0.2μm)及PLA-1的母料(氧化鈦:25質量%、PLA-1:75質量%)。
[所使用的塗布用界面活性劑] (AS-1):
蔗糖脂肪酸酯水溶液(理研VITAMIN公司製、商品名「RIKEMAL A」)。
[聚乳酸系樹脂片的製造] (實施例1)
將表1所記載的聚乳酸樹脂、聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、耐衝撃性改良劑、離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、及其他成分使用在表1所記載之各質量%的比例,供給至各自獨立之各別的排氣孔式雙軸擠出機,邊將真空排氣孔部脫氣邊進行熔融混煉,並且從將噴嘴溫度設定為210℃之T型塑模噴嘴進行共擠出,而且在互相接觸的方向進行旋轉且吐出至經冷卻至40℃之一對鑄塑轉筒與拋光輥之間,使其在鑄塑轉筒密著且冷卻固化,來製造表1所記載的厚度之未延伸薄片之後,使用捲取機將薄片捲取。將所得到的薄片之評價結果顯示在表1。
(實施例2~10、比較例1~7)
除了將表1所記載之聚乳酸樹脂、聚(甲基)丙烯酸酯 系樹脂、耐衝撃性改良劑、耐衝撃性改良劑、離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、其他成分變更為表1記載之種類、含量以外,係與實施例1同樣地進行而得到聚乳酸系樹脂片。將所得到的薄片之評價結果顯示在表1。
(實施例11~12)
將表1記載之聚乳酸樹脂、聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、耐衝撃性改良劑、耐衝撃性改良劑、離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、其他成分變更為表1記載之種類、含量,並且供給至各自獨立之各別的排氣孔式雙軸擠出機,邊將真空排氣孔部脫氣邊進行熔融混煉,而且從將噴嘴溫度設定為230℃之T型塑模噴嘴進行共擠出,並且在互相接觸的方向進行旋轉且吐出至經冷卻至40℃之一對鑄塑轉筒與拋光輥之間,使其在鑄塑轉筒密著且冷卻固化,隨後,使用熱風烘箱,施行160℃ 20秒的熱處理而得到聚乳酸系樹脂片。將所得到的薄片之評價結果顯示在表1。
(比較例8)
除了將表1記載之聚乳酸樹脂、聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、耐衝撃性改良劑、耐衝撃性改良劑、離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、其他成分變更為表1記載之種類、含量,並且使用1台排氣孔式雙軸擠出機而得到只有由組成物(A)所構成之單層薄片以外,係與實施例1同樣地進行而得到聚乳酸系樹脂片。將所得到的薄片之評價結果顯示在表1。
(比較例9)
除了將表1記載之聚乳酸樹脂、聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、耐衝撃性改良劑、耐衝撃性改良劑、離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、其他成分變更為表1記載之種類、含量,並且使用1台排氣孔式雙軸擠出機而得到只有由組成物(B)所構成之單層薄片以外,係與實施例1同樣地進行而得到聚乳酸系樹脂片。將所得到的薄片之評價結果顯示在表1。
(比較例10)
除了將表1記載之聚乳酸樹脂、聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、耐衝撃性改良劑、耐衝撃性改良劑、離子系界面活性劑、非離子系界面活性劑、其他成分變更為表1記載之種類、含量以外,係與實施例1同樣地進行而得到聚乳酸系樹脂片。接著,每次一側在兩面施行電暈處理,並且使用凹版輥(gravure roll)方式將塗布用界面活性劑AS-1的水性塗布液,每次一側塗布在兩面,而且通過乾燥爐而乾燥,最後以在表1所記載的塗布量之方式形成界面活性劑塗布層之後,使用捲取機將塗布薄片捲取。將所得到的薄片之評價結果顯示在表1。
實施例1~12的聚乳酸系樹脂片,係任一者的水準均是薄片的耐熱性、抗靜電性、油墨密著性、耐黏結性優良。特別是實施例1、2、3、5、6、8、11、12係除了抗靜電性、油墨密著性、耐黏結性優良以外,防霧性亦優良。又,實施例4、10的水準係能夠得到白色的成形體,雖然未確認防霧性,但是耐黏結優良,推測能夠適合使用作為具有切斷薄片的堆疊步驟之用途、例如白色容器用途及卡片用途。雖然實施例9的水準係透明性若干較差,但是具有高植物度及耐熱性,推測能夠適合使用作為例如具有環境負荷減低的附加價值之熱飲料蓋材用途。
另一方面,比較例1、2、5係抗靜電性差,與實施例之間有明顯的差異。又,比較例3、6、7係透明性差,係無法使用作為透明容器之水準,與實施例之間有明顯的差異。而且,比較例4、8係耐熱性差,不是能夠使用作為成形用途之水準,而且在熱處理後產生黏結等的不良。而且,比較例10係油墨密著性差,與實施例之間有明顯的差異。雖然比較例9係具有耐熱性、抗靜電性、油墨密著性、耐黏結性,但是耐熱性變好的幅度卻比不上植物度低落,相較於實施例,係附加價值小。

Claims (9)

  1. 一種聚乳酸系樹脂片,其薄片的積層結構係具有層A及層B,其中該層A係由含有聚乳酸之組成物(A)所構成;而該層B係由含有聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂、離子系界面活性劑、及非離子系界面活性劑之組成物(B)所構成;其特徵在於:該層B係薄片的至少一側之最表層,且在組成物(B)整體的100質量%,聚(甲基)丙烯酸酯系樹脂的含量為50質量%以上99.5質量%以下,組成物(B)中的離子系界面活性劑及非離子系界面活性劑的質量比,為2≦離子系界面活性劑/非離子系界面活性劑≦25。
  2. 如申請專利範圍第1項之聚乳酸系樹脂片,其中該離子系界面活性劑係具有磺酸基。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之聚乳酸系樹脂片,其中該非離子系界面活性劑係選自下述化合物群組之至少一者,化合物群組:脂肪族烷醇醯胺、聚甘油脂肪酸酯、高級醇(i)、烷基酚(ii)、脂肪酸酯(iii)、脂肪族胺(iv)、脂肪族醯胺(v)、聚丙二醇(vi)、山梨糖醇酐脂肪酸酯(vii)、該(i)~(vii)的環氧乙烷加成物。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中在該組成物(B)整體的100質量%,離子系界面活性劑及非離子系界面活性劑的合計含量為1質量%以上5質量%以下。
  5. 如申請專利範圍第1至4項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中霧度為10%以下。
  6. 如申請專利範圍第1至5項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中濕潤張力為40mN/m以上。
  7. 如申請專利範圍第1至6項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中在該組成物(B)整體的100質量%,含有2質量%以上20質量%以下之耐衝撃性改良劑。
  8. 如申請專利範圍第1至7項中任一項之聚乳酸系樹脂片,其中在該組成物(A)所含有的聚乳酸係立體錯合聚乳酸。
  9. 一種成形品,其係由如申請專利範圍第1至8項中任一項之聚乳酸系樹脂片所構成。
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