JP7807897B2 - Stretched film manufacturing method - Google Patents
Stretched film manufacturing methodInfo
- Publication number
- JP7807897B2 JP7807897B2 JP2021186514A JP2021186514A JP7807897B2 JP 7807897 B2 JP7807897 B2 JP 7807897B2 JP 2021186514 A JP2021186514 A JP 2021186514A JP 2021186514 A JP2021186514 A JP 2021186514A JP 7807897 B2 JP7807897 B2 JP 7807897B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- hydroxybutyrate
- poly
- iii
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Manufacture Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
- Extrusion Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Shaping By String And By Release Of Stress In Plastics And The Like (AREA)
Description
本発明は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む延伸フィルムの製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing a stretched film containing a poly(3-hydroxybutyrate)-based resin.
近年、欧州を中心に生ゴミの分別回収やコンポスト処理が進められており、生ゴミと共にコンポスト処理できるプラスチック製品が望まれている。 In recent years, the separate collection and composting of food waste has become more common, particularly in Europe, and there is a demand for plastic products that can be composted along with food waste.
一方で、廃棄プラスチックが引き起こす環境問題がクローズアップされ、特に海洋投棄や河川などを経由して海に流入したプラスチックが、地球規模で多量に海洋を漂流していることが判ってきた。この様なプラスチックは長期間にわたって形状を保つため、海洋生物を拘束、捕獲する、いわゆるゴーストフィッシングや、海洋生物が摂取した場合は消化器内に留まり摂食障害を引き起こすなど、生態系への影響が指摘されている。 On the other hand, environmental problems caused by discarded plastics have been brought into the spotlight, and it has become clear that large amounts of plastic, particularly plastic that has been dumped in the ocean or has entered the sea via rivers, are drifting in the oceans on a global scale. Because such plastics retain their shape for long periods of time, they have been pointed out to have an impact on the ecosystem, such as trapping and capturing marine life (a practice known as ghost fishing), and, if ingested by marine life, becoming trapped in their digestive tracts and causing feeding disorders.
更には、プラスチックが紫外線などで崩壊・微粒化したマイクロプラスチックが、海水中の有害な化合物を吸着し、これを海生生物が摂取することで有害物が食物連鎖に取り込まれる問題も指摘されている。 Furthermore, it has been pointed out that microplastics, which are plastics that break down and atomize due to ultraviolet rays and other factors, absorb harmful compounds in seawater, and when these are ingested by marine organisms, harmful substances are introduced into the food chain.
この様なプラスチックによる海洋汚染に対し、生分解性プラスチックの使用が期待されるが、国連環境計画が2015年に取り纏めた報告書では、ポリ乳酸などのコンポストで生分解可能なプラスチックは、温度が低い実海洋中では短期間での分解が期待できないために、海洋汚染の対策にはなりえないと指摘されている。 The use of biodegradable plastics is expected to be a solution to this type of marine pollution caused by plastics, but a report compiled by the United Nations Environment Programme in 2015 pointed out that plastics that can be biodegraded through compost, such as polylactic acid, cannot be expected to decompose in the short term in the cold ocean temperatures, and therefore cannot be used to combat marine pollution.
この様な中、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂は海水中でも生分解が進行しうる材料であるため、上記課題を解決する素材として注目されている。 In this context, poly(3-hydroxybutyrate) resins are attracting attention as a material that can resolve the above issues, as they are capable of biodegrading even in seawater.
ところで、薄くて高強度のフィルムを製造する技術として、フィルムを延伸する方法が知られている。例えばポリプロピレン等の汎用樹脂から延伸フィルムを製造するには、溶融樹脂をキャストロールで冷却固化させて原反を形成した後、該原反を延伸可能な温度まで予熱してから延伸することで、延伸フィルムを連続的に生産性良く、製造することができる。 A method of stretching film is known as a technique for producing thin, high-strength films. For example, to produce stretched film from a general-purpose resin such as polypropylene, the molten resin is cooled and solidified using a cast roll to form a raw sheet, which is then preheated to a temperature at which it can be stretched and then stretched, allowing for continuous, highly productive production of stretched film.
しかし、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂はその特性上、延伸が困難な材料であることが知られている。
特許文献1では、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含むフィルムの延伸を実現するために、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を主成分とする熱可塑性樹脂を溶融してフィルム状に成形し、一定時間をかけて結晶化させた後、二本のロールに挟み込んでロール圧延することにより一次延伸し、さらに前記圧延時の温度より高い温度で二次延伸することにより、延伸フィルムを製造する方法が記載されている。
However, poly(3-hydroxybutyrate) resins are known to be difficult to stretch due to their properties.
Patent Document 1 describes a method for producing a stretched film by melting a thermoplastic resin containing a poly(3-hydroxybutyrate)-based resin as a main component, forming it into a film, crystallizing it over a certain period of time, sandwiching it between two rolls and rolling it to perform a primary stretching, and then performing a secondary stretching at a temperature higher than the temperature during the rolling.
特許文献2では、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を原料とする溶融フィルムを、該樹脂のガラス転移温度+10℃以下に急冷、固化して非晶質のフィルムを作製した後、該非晶質フィルムを、前記ガラス転移温度+20℃以下の温度(具体的には3℃)で冷延伸し、更に、25~160℃の温度(具体的には100℃で2時間)で緊張熱処理することで、延伸フィルムを製造する方法が記載されている。 Patent Document 2 describes a method for producing a stretched film by rapidly cooling a molten film made from a poly(3-hydroxybutyrate) resin to a temperature below the glass transition temperature of the resin + 10°C and solidifying it to produce an amorphous film, then cold-stretching the amorphous film at a temperature below the glass transition temperature + 20°C (specifically, 3°C), and further subjecting it to a tension heat treatment at a temperature of 25 to 160°C (specifically, at 100°C for 2 hours).
特許文献1に記載された方法によると、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を主成分とする延伸フィルムを製造でき、高延伸倍率を達成できるものの、延伸を行う前に、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を結晶化させるアニール工程を実施することが必須となる。このアニール工程には12時間といった長時間を要することが記載されており、フィルムを連続的なプロセスで製造することができず、生産性に劣るという問題がある。
更に、特許文献1に記載された方法では、高い延伸倍率を達成するために、ロール圧延による一次延伸と、高温での二次延伸という二段階の延伸工程が必要であり、生産プロセスが煩雑になるという問題もある。
According to the method described in Patent Document 1, a stretched film containing a poly(3-hydroxybutyrate)-based resin as a main component can be produced and a high stretching ratio can be achieved, but an annealing step for crystallizing the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin must be carried out before stretching. It is described that this annealing step takes a long time, such as 12 hours, and therefore the film cannot be produced in a continuous process, resulting in poor productivity.
Furthermore, the method described in Patent Document 1 requires two-stage stretching steps, namely, primary stretching by roll rolling and secondary stretching at a high temperature, in order to achieve a high stretch ratio, which also poses a problem of making the production process complicated.
また、特許文献2に記載された方法によっても、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を主成分とする延伸フィルムにおいて高延伸倍率を達成できる。しかし、該文献でも、延伸フィルムを連続的なプロセスで製造することは記載も示唆もされておらず、生産性についてまったく考慮されていない。延伸後の緊張熱処理についても2時間といった長時間を要することが記載されている。 The method described in Patent Document 2 also allows for high stretching ratios to be achieved in stretched films primarily composed of poly(3-hydroxybutyrate) resin. However, this document does not describe or suggest the continuous production of stretched films, and does not take productivity into consideration at all. It also describes that tension heat treatment after stretching requires a long time, on the order of two hours.
一方、ポリプロピレン等の汎用樹脂から延伸フィルムを連続的に製造する技術をそのままポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂に転用すると、延伸が困難となり、延伸倍率を高めることができなかった。 On the other hand, when the technology for continuously producing stretched film from general-purpose resins such as polypropylene was directly applied to poly(3-hydroxybutyrate)-based resins, stretching became difficult and it was not possible to increase the stretch ratio.
本発明は、上記現状に鑑み、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む延伸フィルムを、高い延伸倍率にて、連続的なプロセスで生産性良く製造する方法を提供することを目的とする。 In light of the above-mentioned current situation, the present invention aims to provide a method for producing a stretched film containing a poly(3-hydroxybutyrate)-based resin at a high stretch ratio in a continuous process with high productivity.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、溶融樹脂をキャストロールで冷却固化させてから延伸する技術において、キャストロールからフィルムを剥離する工程及び剥離したフィルムを延伸する工程でのフィルム温度をそれぞれ特定範囲に収まるように制御することで、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む延伸フィルムを、連続的なプロセスで生産性良く製造でき、しかも、高い延伸倍率を実現可能であることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of extensive research to solve the above-mentioned problems, the inventors discovered that in a technology in which molten resin is cooled and solidified using a casting roll before being stretched, by controlling the film temperature in the process of peeling the film from the casting roll and the process of stretching the peeled film to fall within specific ranges, stretched films containing poly(3-hydroxybutyrate) resins can be produced in a continuous process with good productivity and at high stretch ratios, leading to the completion of the present invention.
即ち、本発明は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む延伸フィルムを製造する方法であって、下記工程(i)~(iii-a)を含む、製造方法。
(i) 前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含むフィルム原料を溶融し、キャストロール上に押出してフィルム状に成形する工程
(ii) 工程(i)で成形されたフィルムの温度が0~50℃の範囲内にある条件下で、該フィルムを前記キャストロールから剥離する工程
(iii-a) 工程(ii)で得られたフィルムの温度が10~65℃の範囲内にある条件下で、該フィルムをMD方向に延伸する工程
前記製造方法は、さらに、下記工程(iii-b)を含むことができる。
(iii-b) 工程(iii-a)で得られたフィルムの温度が10~70℃の範囲内にある条件下で、該フィルムをTD方向に延伸する工程
前記製造方法は、さらに、下記工程(iv)を含むことができる。
(iv) 工程(iii-a)又は(iii-b)で得られたフィルムの温度が、工程(iii-a)又は(iii-b)時のフィルムの温度より10℃以上高い温度であって、かつ60℃以上になるように、該フィルムを加熱する工程
好ましくは、工程(i)で成形されたフィルムの温度が、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂のガラス転移温度+10℃を超える温度である。
好ましくは、工程(iii-a)及び/又は(iii-b)における延伸倍率が、2~8倍である。
好ましくは、工程(i)から最終工程までを、フィルムを連続的に搬送しつつ実施する。
好ましくは、工程(iii-a)におけるMD方向の延伸は、前記フィルムを搬送する複数のロール間でロールの回転速度に差をつけることで実施する。
好ましくは、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)を含む。
That is, the present invention provides a method for producing a stretched film containing a poly(3-hydroxybutyrate)-based resin, the method comprising the following steps (i) to (iii-a):
(i) A step of melting a film raw material containing the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin and extruding it onto a cast roll to form a film; (ii) A step of peeling the film from the cast roll under conditions in which the temperature of the film formed in step (i) is in the range of 0 to 50°C; (iii-a) A step of stretching the film in the MD direction under conditions in which the temperature of the film obtained in step (ii) is in the range of 10 to 65°C. The production method can further include the following step (iii-b).
(iii-b) A step of stretching the film obtained in the step (iii-a) in the TD direction under conditions in which the temperature of the film is in the range of 10 to 70°C. The production method can further include the following step (iv).
(iv) a step of heating the film obtained in step (iii-a) or (iii-b) so that the temperature of the film is at least 10°C higher than the temperature of the film in step (iii-a) or (iii-b) and is 60°C or higher. Preferably, the temperature of the film formed in step (i) is a temperature that exceeds the glass transition temperature of the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin + 10°C.
Preferably, the stretching ratio in the steps (iii-a) and/or (iii-b) is 2 to 8 times.
Preferably, steps (i) through the final step are carried out while the film is being transported continuously.
Preferably, the stretching in the MD direction in the step (iii-a) is carried out by varying the rotation speed of the rolls that transport the film.
Preferably, the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin includes poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate).
本発明によれば、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む延伸フィルムを、高い延伸倍率にて、連続的なプロセスで生産性良く製造する方法を提供することができる。
本発明によると、MD方向に延伸された一軸延伸フィルム、又は、MD方向とTD方法それぞれに延伸された二軸延伸フィルムを製造することができ、それぞれの方向で、高い延伸倍率を実現することが可能である。
According to the present invention, it is possible to provide a method for producing a stretched film containing a poly(3-hydroxybutyrate) resin at a high stretch ratio in a continuous process with good productivity.
According to the present invention, it is possible to produce a uniaxially stretched film stretched in the MD direction, or a biaxially stretched film stretched in both the MD and TD directions, and it is possible to achieve a high stretch ratio in each direction.
以下に、本発明の実施形態について説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。 The following describes an embodiment of the present invention, but the present invention is not limited to the following embodiment.
本実施形態は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含む延伸フィルムの製造方法に関する。
前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂は、微生物から生産され得る脂肪族ポリエステル樹脂であって、3-ヒドロキシブチレートを繰り返し単位とするポリエステル樹脂である。当該ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂は、3-ヒドロキシブチレートのみを繰り返し単位とするポリ(3-ヒドロキシブチレート)であってもよいし、3-ヒドロキシブチレートと他のヒドロキシアルカノエートとの共重合体であってもよい。また、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂は、単独重合体と1種または2種以上の共重合体の混合物、又は、2種以上の共重合体の混合物であってもよい。
The present embodiment relates to a method for producing a stretched film containing a poly(3-hydroxybutyrate)-based resin.
The poly(3-hydroxybutyrate)-based resin is an aliphatic polyester resin that can be produced from a microorganism and has 3-hydroxybutyrate as a repeating unit. The poly(3-hydroxybutyrate)-based resin may be a poly(3-hydroxybutyrate) having only 3-hydroxybutyrate as a repeating unit, or may be a copolymer of 3-hydroxybutyrate and another hydroxyalkanoate. The poly(3-hydroxybutyrate)-based resin may also be a mixture of a homopolymer and one or more copolymers, or a mixture of two or more copolymers.
前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の具体例としては、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-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシオクタノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシオクタデカノエート)等が挙げられる。中でも、工業的に生産が容易であることから、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-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート)、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)が好ましい。 Specific examples of the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin include poly(3-hydroxybutyrate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyoctanoate), and poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyoctadecanoate). Among these, poly(3-hydroxybutyrate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate), poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), and poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate) are preferred due to their ease of industrial production.
更には、繰り返し単位の組成比を変えることで、融点、結晶化度を変化させ、ヤング率、耐熱性などの物性を変化させることができ、ポリプロピレンとポリエチレンとの間の物性を付与することが可能であること、また、工業的に生産が容易であり、物性的に有用なプラスチックであるという観点から、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)が好ましい。特に、180℃以上の加熱下で熱分解しやすい特性を有するポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の中でも、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)は融点を低くすることができ、低温での成形加工が可能となる観点からも好ましい。 Furthermore, by changing the composition ratio of the repeating units, it is possible to change the melting point and degree of crystallinity, thereby changing physical properties such as Young's modulus and heat resistance, and it is possible to impart physical properties between those of polypropylene and polyethylene. Furthermore, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) is preferred from the viewpoints of ease of industrial production and useful physical properties. In particular, among poly(3-hydroxybutyrate)-based resins, which tend to thermally decompose when heated to 180°C or above, poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) is preferred from the viewpoints of its ability to lower the melting point and enable molding and processing at low temperatures.
ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)の市販品としては、株式会社カネカ「カネカ生分解性ポリマーPHBH」(登録商標)などが挙げられる。 Commercially available poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) products include Kaneka Corporation's "Kaneka Biodegradable Polymer PHBH" (registered trademark).
前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシバリレート)は、3-ヒドロキシブチレート成分と3-ヒドロキシバリレート成分の比率によって融点、ヤング率などが変化するが、両成分が共結晶化するため結晶化度は50%以上と高く、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)に比べれば柔軟ではあるが、脆性の改良は不充分である。 The melting point and Young's modulus of the poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) vary depending on the ratio of the 3-hydroxybutyrate and 3-hydroxyvalerate components. However, because the two components co-crystallize, the degree of crystallinity is high at 50% or more, making it more flexible than poly(3-hydroxybutyrate), but its brittleness is not sufficiently improved.
ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が、3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位との共重合体を含む場合、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を構成する全モノマー単位に占める3-ヒドロキシブチレート単位および他のヒドロキシアルカノエート単位の平均含有比率は、延伸フィルムの強度と生産性を両立する観点から、3-ヒドロキシブチレート単位/他のヒドロキシアルカノエート=99/1~80/20(モル%/モル%)が好ましく、97/3~85/15(モル%/モル%)がより好ましい。 When the poly(3-hydroxybutyrate) resin contains a copolymer of 3-hydroxybutyrate units and other hydroxyalkanoate units, the average content ratio of 3-hydroxybutyrate units and other hydroxyalkanoate units to all monomer units constituting the poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably 3-hydroxybutyrate units/other hydroxyalkanoates = 99/1 to 80/20 (mol %/mol %), and more preferably 97/3 to 85/15 (mol %/mol %), from the viewpoint of achieving both strength and productivity of the stretched film.
ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を構成する全モノマー単位に占める各モノマー単位の平均含有比率は、当業者に公知の方法、例えば国際公開2013/147139号の段落[0047]に記載の方法により求めることができる。平均含有比率とは、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を構成する全モノマー単位に占める各モノマー単位のモル比を意味し、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が2種以上のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の混合物である場合、混合物全体に含まれる各モノマー単位のモル比を意味する。 The average content ratio of each monomer unit to all monomer units constituting the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin can be determined by methods known to those skilled in the art, such as the method described in paragraph [0047] of WO 2013/147139. The average content ratio refers to the molar ratio of each monomer unit to all monomer units constituting the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin. When the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin is a mixture of two or more poly(3-hydroxybutyrate)-based resins, the average content ratio refers to the molar ratio of each monomer unit contained in the entire mixture.
ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂は、構成モノマーの種類及び/又は構成モノマーの含有割合が互いに異なる少なくとも2種のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の混合物であってもよい。この場合、少なくとも1種の高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂と、少なくとも1種の低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を組み合わせて使用することができる。 The poly(3-hydroxybutyrate) resin may be a mixture of at least two poly(3-hydroxybutyrate) resins that differ in the type and/or content ratio of the constituent monomers. In this case, at least one highly crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin and at least one low-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin can be used in combination.
一般に、高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂は生産性に優れるが機械強度が乏しい性質を有し、低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂は生産性に劣るが優れた機械特性を有する。両樹脂を併用すると、高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が微細な樹脂結晶粒子を形成し、低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が、該樹脂結晶粒子同士を架橋するタイ分子を形成すると推測される。これらの樹脂を組み合わせて使用することで、延伸フィルムの強度及び生産性が改善され得る。 Generally, highly crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resins have excellent productivity but poor mechanical strength, while low-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resins have poor productivity but excellent mechanical properties. It is believed that when both resins are used in combination, the highly crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin forms fine resin crystal particles, while the low-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin forms tie molecules that crosslink the resin crystal particles. Using these resins in combination can improve the strength and productivity of stretched films.
前記高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂に含まれる3-ヒドロキシブチレート単位の含有割合は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の混合物を構成する全モノマー単位に占める3-ヒドロキシブチレート単位の平均含有割合よりも高いことが好ましい。
高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位を含む場合、該高結晶性の樹脂における他のヒドロキシアルカノエート単位の含有割合は、1~5モル%が好ましく、2~4モル%がより好ましい。
The content of 3-hydroxybutyrate units contained in the highly crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably higher than the average content of 3-hydroxybutyrate units in all monomer units constituting the mixture of poly(3-hydroxybutyrate) resins.
When a highly crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin contains 3-hydroxybutyrate units and other hydroxyalkanoate units, the content of the other hydroxyalkanoate units in the highly crystalline resin is preferably 1 to 5 mol %, more preferably 2 to 4 mol %.
前記高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂としては、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、又は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)が好ましく、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)がより好ましい。 The highly crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) or poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate), with poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) being more preferred.
また、前記低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂に含まれる3-ヒドロキシブチレート単位の含有割合は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の混合物を構成する全モノマー単位に占める3-ヒドロキシブチレート単位の平均含有割合よりも低いことが好ましい。
低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位を含む場合、該低結晶性の樹脂における他のヒドロキシアルカノエート単位の含有割合は、24~99モル%が好ましく、24~50モル%がより好ましく、24~35モル%がさらに好ましく、24~30モル%が特に好ましい。
Furthermore, the content of 3-hydroxybutyrate units in the low-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably lower than the average content of 3-hydroxybutyrate units in all monomer units constituting the mixture of poly(3-hydroxybutyrate) resins.
When a low-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin contains 3-hydroxybutyrate units and other hydroxyalkanoate units, the content of the other hydroxyalkanoate units in the low-crystalline resin is preferably 24 to 99 mol%, more preferably 24 to 50 mol%, even more preferably 24 to 35 mol%, and particularly preferably 24 to 30 mol%.
前記低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂としては、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、又は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)が好ましく、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)がより好ましい。 The low-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) or poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate), with poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) being more preferred.
高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂と低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を併用する場合、両樹脂の合計量に対する各樹脂の使用割合は特に限定されないが、前者が10重量%以上60重量%以下で、後者が40重量%以上90重量%以下であることが好ましく、前者が25重量%以上45重量%以下で、後者が55重量%以上75重量%以下であることがより好ましい。 When a highly crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin and a low crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin are used in combination, there are no particular restrictions on the proportion of each resin relative to the total amount of both resins, but it is preferable that the former be 10% by weight or more and 60% by weight or less, and the latter be 40% by weight or more and 90% by weight or less, and it is even more preferable that the former be 25% by weight or more and 45% by weight or less, and the latter be 55% by weight or more and 75% by weight or less.
一実施形態によると、前記高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂と、前記低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂に加えて、さらに、結晶性が両樹脂の中間にある中結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を組み合わせて使用することができる。 In one embodiment, in addition to the highly crystalline poly(3-hydroxybutyrate)-based resin and the low crystalline poly(3-hydroxybutyrate)-based resin, a medium crystalline poly(3-hydroxybutyrate)-based resin, whose crystallinity is intermediate between the two resins, can be used in combination.
中結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が3-ヒドロキシブチレート単位と他のヒドロキシアルカノエート単位を含む場合、該中結晶性の樹脂における他のヒドロキシアルカノエート単位の含有割合は、6モル%以上24モル%未満であることが好ましく、6モル%以上22モル%以下がより好ましく、6モル%以上20モル%以下がさらに好ましく、6モル%以上18モル%以下が好ましい。 When a medium-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin contains 3-hydroxybutyrate units and other hydroxyalkanoate units, the content of other hydroxyalkanoate units in the medium-crystalline resin is preferably 6 mol% or more and less than 24 mol%, more preferably 6 mol% or more and 22 mol% or less, even more preferably 6 mol% or more and 20 mol% or less, and preferably 6 mol% or more and 18 mol% or less.
前記中結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂としては、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)、又は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-4-ヒドロキシブチレート)が好ましく、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)がより好ましい。 The medium-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) or poly(3-hydroxybutyrate-co-4-hydroxybutyrate), with poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) being more preferred.
前記中結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂をさらに併用する場合、高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂、低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂、及び、中結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の合計に対する中結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の割合は、1重量%以上99重量%以下が好ましく、5重量%以上90重量%以下がより好ましく、8重量%以上85重量%以下がさらに好ましい。 When the medium-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is further used in combination, the proportion of the medium-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin relative to the total of the high-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin, the low-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin, and the medium-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably 1% by weight or more and 99% by weight or less, more preferably 5% by weight or more and 90% by weight or less, and even more preferably 8% by weight or more and 85% by weight or less.
2種以上のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂のブレンド物を得る方法は特に限定されず、微生物産生によりブレンド物を得る方法であってよいし、化学合成によりブレンド物を得る方法であってもよい。また、押出機、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール等を用いて2種以上の樹脂を溶融混練してブレンド物を得てもよいし、2種以上の樹脂を溶媒に溶解して混合・乾燥してブレンド物を得ても良い。 The method for obtaining a blend of two or more poly(3-hydroxybutyrate) resins is not particularly limited, and may be a method of obtaining a blend by microbial production or a method of obtaining a blend by chemical synthesis. Alternatively, a blend may be obtained by melt-kneading two or more resins using an extruder, kneader, Banbury mixer, roll, etc., or by dissolving two or more resins in a solvent, mixing, and drying them.
ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂全体の重量平均分子量は、特に限定されないが、延伸フィルムの強度と生産性を両立する観点から、20万~200万が好ましく、25万~150万がより好ましく、30万~100万が更に好ましい。 The weight-average molecular weight of the entire poly(3-hydroxybutyrate) resin is not particularly limited, but from the viewpoint of achieving both strength and productivity of the stretched film, it is preferably 200,000 to 2,000,000, more preferably 250,000 to 1,500,000, and even more preferably 300,000 to 1,000,000.
また、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が2種以上のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の混合物である場合、該混合物を構成する各ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の重量平均分子量は、特に限定されない。しかし、前述した高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂と低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂とを併用する場合、高結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の重量平均分子量は、延伸フィルムの強度と生産性を両立する観点から、20万~100万が好ましく、22万~80万がより好ましく、25万~60万が更に好ましい。一方、低結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の重量平均分子量は、延伸フィルムの強度と生産性を両立する観点から、20万~250万が好ましく、25万~230万がより好ましく、30万~200万が更に好ましい。また、前述した中結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂をさらに使用する場合、中結晶性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の重量平均分子量は、延伸フィルムの強度と生産性を両立する観点から、20万~250万が好ましく、25万~230万がより好ましく、30万~200万が更に好ましい。 Furthermore, when the poly(3-hydroxybutyrate) resin is a mixture of two or more poly(3-hydroxybutyrate) resins, the weight-average molecular weight of each poly(3-hydroxybutyrate) resin constituting the mixture is not particularly limited. However, when the aforementioned high-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin and low-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin are used in combination, the weight-average molecular weight of the high-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably 200,000 to 1,000,000, more preferably 220,000 to 800,000, and even more preferably 250,000 to 600,000, from the viewpoint of achieving both the strength and productivity of the stretched film. On the other hand, the weight-average molecular weight of the low-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably 200,000 to 2,500,000, more preferably 250,000 to 2,300,000, and even more preferably 300,000 to 2,000,000, from the viewpoint of achieving both the strength and productivity of the stretched film. Furthermore, when the aforementioned medium-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is further used, the weight-average molecular weight of the medium-crystalline poly(3-hydroxybutyrate) resin is preferably 200,000 to 2,500,000, more preferably 250,000 to 2,300,000, and even more preferably 300,000 to 2,000,000, from the viewpoint of achieving both strength and productivity of the stretched film.
なお、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の重量平均分子量は、クロロホルム溶液を用いたゲルパーミエーションクロマトグラフィー(島津製作所社製HPLC GPC system)を用い、ポリスチレン換算により測定することができる。該ゲルパーミエーションクロマトグラフィーにおけるカラムとしては、重量平均分子量を測定するのに適切なカラムを使用すればよい。 The weight-average molecular weight of poly(3-hydroxybutyrate) resins can be measured in polystyrene equivalent terms using gel permeation chromatography (HPLC GPC system manufactured by Shimadzu Corporation) with a chloroform solution. A column suitable for measuring weight-average molecular weights can be used for the gel permeation chromatography.
ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の製造方法は特に限定されず、化学合成による製造方法であってもよいし、微生物による製造方法であってもよい。中でも、微生物による製造方法が好ましい。微生物による製造方法については、公知の方法を適用できる。例えば、3-ヒドロキシブチレートと、その他のヒドロキシアルカノエートとのコポリマー生産菌としては、P3HB3HVおよびP3HB3HH生産菌であるアエロモナス・キヤビエ(Aeromonas caviae)、P3HB4HB生産菌であるアルカリゲネス・ユートロファス(Alcaligenes eutrophus)等が知られている。特に、P3HB3HHに関し、P3HB3HHの生産性を上げるために、P3HA合成酵素群の遺伝子を導入したアルカリゲネス・ユートロファス AC32株(Alcaligenes eutrophus AC32,FERM BP-6038)(T.Fukui,Y.Doi,J.Bateriol.,179,p4821-4830(1997))等がより好ましく、これらの微生物を適切な条件で培養して菌体内にP3HB3HHを蓄積させた微生物菌体が用いられる。また前記以外にも、生産したいポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂に合わせて、各種ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂合成関連遺伝子を導入した遺伝子組み換え微生物を用いても良いし、基質の種類を含む培養条件の最適化をすればよい。 The method for producing poly(3-hydroxybutyrate) resins is not particularly limited, and may be a chemical synthesis method or a microbial production method. Microbial production methods are preferred. Known methods can be applied to microbial production methods. For example, known bacteria that produce copolymers of 3-hydroxybutyrate and other hydroxyalkanoates include Aeromonas caviae, which produces P3HB3HV and P3HB3HH, and Alcaligenes eutrophus, which produces P3HB4HB. In particular, with regard to P3HB3HH, in order to increase the productivity of P3HB3HH, Alcaligenes eutrophus AC32 strain (FERM BP-6038) (T. Fukui, Y. Doi, J. Bateriol., 179, pp. 4821-4830 (1997)) or the like, into which genes encoding P3HA synthases have been introduced, is more preferred, and microbial cells obtained by culturing these microorganisms under appropriate conditions and allowing P3HB3HH to accumulate within the cells can be used. In addition to the above, genetically modified microorganisms into which various poly(3-hydroxybutyrate) resin synthesis-related genes have been introduced may also be used depending on the poly(3-hydroxybutyrate) resin to be produced, or the culture conditions, including the type of substrate, may be optimized.
前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂は、未変性の樹脂であってもよいし、未変性のポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を、過酸化物等の、樹脂と反応する原料(以下、「変性用原料」という)を用いて変性させた樹脂であってもよい。
変性させた樹脂をフィルム原料として用いる場合は、予め樹脂と変性用原料を反応させた原料をフィルムに成形してもよいし、樹脂に変性用原料を混合し、フィルム成形時に反応させてもよい。また、樹脂と変性用原料を反応させる際には、樹脂の全部を変性用原料と反応させてもよいし、樹脂の一部を変性用原料と反応させて変性樹脂を得た後、残りの未変性の樹脂を前記変性樹脂に添加してもよい。
The poly(3-hydroxybutyrate) resin may be an unmodified resin, or may be a resin obtained by modifying an unmodified poly(3-hydroxybutyrate) resin with a raw material that reacts with the resin, such as a peroxide (hereinafter referred to as a "modifying raw material").
When a modified resin is used as a film raw material, the resin may be reacted with the modifying raw material in advance and the resulting raw material may be molded into a film, or the modifying raw material may be mixed with the resin and reacted during film molding. When reacting the resin with the modifying raw material, the entire resin may be reacted with the modifying raw material, or a part of the resin may be reacted with the modifying raw material to obtain a modified resin, and the remaining unmodified resin may then be added to the modified resin.
前記変性用原料としては、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂と反応できる化合物であれば、特に限定されないが、取り扱い性や前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂との反応を制御しやすい点で、有機過酸化物を好ましく用いることができる。 The modifying raw material is not particularly limited as long as it is a compound that can react with the poly(3-hydroxybutyrate) resin. However, organic peroxides are preferred because of their ease of handling and the ease of controlling the reaction with the poly(3-hydroxybutyrate) resin.
前記有機過酸化物としては、例えば、ジイソブチルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエート、ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-sec-ブチルパーオキシジカーボネート、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシネオデカノエート、ビス(4-t-ブチルシクロヘキシル)パーオキシジカーボネート、ビス(2-エチルヘキシル)パーオキシジカーボネート、t-ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシピバレート、ジ(3,5,5-トリメチルヘキサノイル)パ-オキサイド、ジラウロイルパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジコハク酸パーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ビス(2-エチルヘキサノイルパーオキシ)ヘキサン、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、ジ(4-メチルベンゾイル)パーオキサイド、ジベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキシルカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、1,6-ビス(t-ブチルパーオキシカルボニロキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-アミルパーオキシ,3,5,5-トリメチルヘキサノエート、2,2-ビス(4,4-ジ-t-ブチルパーオキシシクロヘキシ)プロパン、2,2-ジ-t-ブチルパーオキシブタン等が挙げられる。中でも、t-ブチルパーオキシ2-エチルヘキシルカーボネート、t-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネートが好ましい。更にこれら有機過酸化物を2種類以上組み合わせたものも使用可能である。 Examples of the organic peroxides include diisobutyl peroxide, cumyl peroxyneodecanoate, di-n-propyl peroxydicarbonate, diisopropyl peroxydicarbonate, di-sec-butyl peroxydicarbonate, 1,1,3,3-tetramethylbutyl peroxyneodecanoate, bis(4-t-butylcyclohexyl) peroxydicarbonate, bis(2-ethylhexyl) peroxydicarbonate, t-hexyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxyneodecanoate, t-butyl peroxyneoheptanoate, t-hexyl peroxypivalate, t-butyl peroxypivalate, di(3,5,5-trimethylhexanoyl) peroxide, dilauroyl peroxide, 1,1,3,3-tetramethylbutylperoxy-2 t-ethylhexanoate, disuccinic acid peroxide, 2,5-dimethyl-2,5-bis(2-ethylhexanoylperoxy)hexane, t-hexylperoxy-2-ethylhexanoate, di(4-methylbenzoyl)peroxide, dibenzoyl peroxide, t-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate, t-butylperoxy isopropyl carbonate, 1,6-bis(t-butylperoxycarbonyloxy)hexane, t-butylperoxy-3,5,5-trimethylhexanoate, t-butylperoxyacetate, t-butylperoxybenzoate, t-amylperoxy, 3,5,5-trimethylhexanoate, 2,2-bis(4,4-di-t-butylperoxycyclohexyl)propane, 2,2-di-t-butylperoxybutane, and the like. Of these, t-butylperoxy 2-ethylhexyl carbonate and t-butylperoxy isopropyl carbonate are preferred. Furthermore, combinations of two or more of these organic peroxides can also be used.
前記有機過酸化物は、固体状や液体状など様々な形態で用いられ、希釈剤等によって希釈された液体状のものであってもよい。中でも、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂と容易に混合し得る形態の有機過酸化物(特に、室温(25℃)で液体状の有機過酸化物)は、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂に、より均一に分散することができ、樹脂組成物中での局所的な変性反応を抑制しやすいため好ましい。 The organic peroxide may be used in various forms, such as solid or liquid, and may be in liquid form diluted with a diluent or the like. Among these, organic peroxides in a form that can be easily mixed with the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin (particularly organic peroxides that are liquid at room temperature (25°C)) are preferred because they can be more uniformly dispersed in the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin and are more likely to suppress localized modification reactions within the resin composition.
(他の樹脂)
前記フィルム原料又は前記延伸フィルムには、発明の効果を損なわない範囲で、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂以外の他の樹脂が含まれていてもよい。そのような他の樹脂としては、例えば、ポリブチレンサクシネートアジペート、ポリブチレンサクシネート、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸などの脂肪族ポリエステル系樹脂や、ポリブチレンアジペートテレフタレート、ポリブチレンセバテートテレフタレート、ポリブチレンアゼレートテレフタレートなどの脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。他の樹脂としては1種のみが含まれていてもよいし、2種以上が含まれていてもよい。
(Other resins)
The film raw material or the stretched film may contain other resins besides poly(3-hydroxybutyrate)-based resins, as long as the effects of the invention are not impaired. Examples of such other resins include aliphatic polyester-based resins such as polybutylene succinate adipate, polybutylene succinate, polycaprolactone, and polylactic acid, and aliphatic aromatic polyester-based resins such as polybutylene adipate terephthalate, polybutylene sebatate terephthalate, and polybutylene azelate terephthalate. Only one type of other resin may be contained, or two or more types may be contained.
前記他の樹脂の含有量は、特に限定されないが、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂100重量部に対して、100重量部以下が好ましく、50重量部以下がより好ましく、30重量部以下がさらに好ましく、10重量部以下がより更に好ましく、5重量部以下が特に好ましい。他の樹脂の含有量の下限は特に限定されず、0重量部以上であって良い。 The content of the other resin is not particularly limited, but is preferably 100 parts by weight or less, more preferably 50 parts by weight or less, even more preferably 30 parts by weight or less, even more preferably 10 parts by weight or less, and particularly preferably 5 parts by weight or less, per 100 parts by weight of the poly(3-hydroxybutyrate) resin. There is no particular lower limit for the content of the other resin, and it may be 0 parts by weight or more.
前記フィルム原料又は前記延伸フィルムは、発明の効果を阻害しない範囲で、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂と共に使用可能な添加剤を含んでもよい。そのような添加剤としては顔料、染料などの着色剤、活性炭、ゼオライト等の臭気吸収剤、バニリン、デキストリン等の香料、充填材、可塑剤、酸化防止剤、抗酸化剤、耐候性改良剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、滑剤、離型剤、撥水剤、抗菌剤、摺動性改良剤等が挙げられる。添加剤としては1種のみが含まれていてもよいし、2種以上が含まれていてもよい。これら添加剤の含有量は、その使用目的に応じて当業者が適宜設定可能である。
以下、結晶核剤、滑剤、充填材、及び可塑剤について、さらに詳しく説明する。
The film raw material or the stretched film may contain additives that can be used with the poly(3-hydroxybutyrate) resin, as long as they do not impair the effects of the invention. Examples of such additives include colorants such as pigments and dyes, odor absorbers such as activated carbon and zeolite, fragrances such as vanillin and dextrin, fillers, plasticizers, antioxidants, weather resistance improvers, UV absorbers, crystal nucleating agents, lubricants, release agents, water repellents, antibacterial agents, and sliding properties improvers. Only one type of additive may be contained, or two or more types may be contained. The content of these additives can be appropriately determined by those skilled in the art depending on the intended use.
The nucleating agent, lubricant, filler, and plasticizer will be described in more detail below.
(結晶核剤)
前記フィルム原料又は前記延伸フィルムは、結晶核剤も含んでもよい。結晶核剤としては、例えば、ペンタエリスリトール、ガラクチトール、マンニトール等の多価アルコール;オロチン酸、アスパルテーム、シアヌル酸、グリシン、フェニルホスホン酸亜鉛、窒化ホウ素等が挙げられる。中でも、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の結晶化を促進する効果が特に優れている点で、ペンタエリスリトールが好ましい。結晶核剤は、1種を使用してよいし、2種以上使用してもよく、目的に応じて、使用比率を適宜調整することができる。
結晶核剤の使用量は、特に限定されないが、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の総量100重量部に対して、0.1~5重量部が好ましく、0.5~3重量部がより好ましく、0.7~1.5重量部がさらに好ましい。
(Crystal nucleating agent)
The film raw material or the stretched film may also contain a crystal nucleating agent. Examples of crystal nucleating agents include polyhydric alcohols such as pentaerythritol, galactitol, and mannitol; orotic acid, aspartame, cyanuric acid, glycine, zinc phenylphosphonate, and boron nitride. Among these, pentaerythritol is preferred because of its particularly excellent effect of promoting the crystallization of poly(3-hydroxybutyrate)-based resins. One or more crystal nucleating agents may be used, and the ratio of their use can be appropriately adjusted depending on the purpose.
The amount of the nucleating agent used is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 5 parts by weight, more preferably 0.5 to 3 parts by weight, and even more preferably 0.7 to 1.5 parts by weight, per 100 parts by weight of the total amount of the poly(3-hydroxybutyrate) resin.
(滑剤)
前記フィルム原料又は前記延伸フィルムは、滑剤も含んでもよい。滑剤としては、例えば、ベヘン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミド、N-ステアリルベヘン酸アミド、N-ステアリルエルカ酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスオレイン酸アミド、エチレンビスエルカ酸アミド、エチレンビスラウリル酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、p-フェニレンビスステアリン酸アミド、エチレンジアミンとステアリン酸とセバシン酸の重縮合物等が挙げられる。中でも、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂への滑剤効果が特に優れている点で、ベヘン酸アミド又はエルカ酸アミドが好ましい。滑剤は、1種を使用してもよいし、2種以上使用してもよく、目的に応じて、使用比率を適宜調整することができる。
滑剤の使用量は、特に限定されないが、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の総量100重量部に対して、0.01~5重量部が好ましく、0.05~3重量部がより好ましく、0.1~1.5重量部がさらに好ましい。
(lubricant)
The film raw material or the stretched film may also contain a lubricant. Examples of lubricants include behenamide, oleamide, erucamide, stearamide, palmitamide, N-stearylbehenamide, N-stearylerucamide, ethylenebisstearamide, ethylenebisoleamide, ethylenebiserucamide, ethylenebislauricamide, ethylenebiscapricamide, p-phenylenebisstearamide, and polycondensates of ethylenediamine, stearic acid, and sebacic acid. Among these, behenamide or erucamide is preferred because of its particularly excellent lubricating effect on poly(3-hydroxybutyrate)-based resins. One or more lubricants may be used, and the ratio of use can be appropriately adjusted depending on the purpose.
The amount of the lubricant used is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5 parts by weight, more preferably 0.05 to 3 parts by weight, and even more preferably 0.1 to 1.5 parts by weight, relative to 100 parts by weight of the total amount of the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin.
(充填材)
前記フィルム原料又は前記延伸フィルムは、充填材を含有してもよい。充填材を含むことで、より高強度の延伸フィルムとすることができる。前記充填材としては、無機充填材と有機充填材いずれでもあってよく、両者を併用してもよい。無機充填材としては特に限定されないが、例えば、珪酸塩、炭酸塩、硫酸塩、燐酸塩、酸化物、水酸化物、窒化物、カーボンブラック等が挙げられる。無機充填材は1種類のみを使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。
(filling material)
The film raw material or the stretched film may contain a filler. By including a filler, the stretched film can have higher strength. The filler may be either an inorganic filler or an organic filler, or both may be used in combination. The inorganic filler is not particularly limited, but examples include silicates, carbonates, sulfates, phosphates, oxides, hydroxides, nitrides, and carbon black. Only one type of inorganic filler may be used, or two or more types may be used in combination.
前記充填材の含有量は、特に限定されないが、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂100重量部に対して1~100重量部であることが好ましく、3~80重量部であることがより好ましく、5~70重量部であることが更に好ましく、10~60重量部であることがより更に好ましい。しかし、前記フィルム原料又は前記延伸フィルムは、充填材を含有しなくともよい。 The content of the filler is not particularly limited, but is preferably 1 to 100 parts by weight, more preferably 3 to 80 parts by weight, even more preferably 5 to 70 parts by weight, and even more preferably 10 to 60 parts by weight, per 100 parts by weight of poly(3-hydroxybutyrate) resin. However, the film raw material or the stretched film does not have to contain a filler.
(可塑剤)
前記フィルム原料又は前記延伸フィルムは、可塑剤を含んでもよい。可塑剤としては、例えば、グリセリンエステル系化合物、クエン酸エステル系化合物、セバシン酸エステル系化合物、アジピン酸エステル系化合物、ポリエーテルエステル系化合物、安息香酸エステル系化合物、フタル酸エステル系化合物、イソソルバイドエステル系化合物、ポリカプロラクトン系化合物、二塩基酸エステル系化合物等が挙げられる。中でも、ポリ(3-ヒドロキシアルカノエート)系樹脂への可塑化効果が特に優れている点で、グリセリンエステル系化合物、クエン酸エステル系化合物、セバシン酸エステル系化合物、二塩基酸エステル系化合物が好ましい。グリセリンエステル系化合物としては、例えば、グリセリンジアセトモノラウレート等が挙げられる。クエン酸エステル系化合物としては、例えば、アセチルクエン酸トリブチル等が挙げられる。セバシン酸エステル系化合物としては、例えば、セバシン酸ジブチル等が挙げられる。二塩基酸エステル系化合物としては、例えば、ベンジルメチルジエチレングリコールアジペート等が挙げられる。可塑剤は、1種を使用してもよいし、2種以上使用してもよく、目的に応じて、使用比率を適宜調整することができる。
可塑剤の使用量は、特に限定されないが、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の総量100重量部に対して、1~20重量部が好ましく、2~15重量部がより好ましく、3~10重量部がさらに好ましい。しかし、前記フィルム原料又は前記延伸フィルムは、可塑剤を含有しなくともよい。
(Plasticizer)
The film raw material or the stretched film may contain a plasticizer. Examples of plasticizers include glycerin ester compounds, citrate ester compounds, sebacate compounds, adipate compounds, polyether ester compounds, benzoate ester compounds, phthalate ester compounds, isosorbide ester compounds, polycaprolactone compounds, and dibasic acid ester compounds. Among these, glycerin ester compounds, citrate ester compounds, sebacate compounds, and dibasic acid ester compounds are preferred because of their particularly excellent plasticizing effect on poly(3-hydroxyalkanoate) resins. Examples of glycerin ester compounds include glycerin diacetomonolaurate. Examples of citrate ester compounds include acetyl tributyl citrate. Examples of sebacate ester compounds include dibutyl sebacate. Examples of dibasic acid ester compounds include benzyl methyl diethylene glycol adipate. One type of plasticizer may be used, or two or more types may be used, and the ratio of use can be adjusted appropriately depending on the purpose.
The amount of plasticizer used is not particularly limited, but is preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 15 parts by weight, and even more preferably 3 to 10 parts by weight, per 100 parts by weight of the total amount of poly(3-hydroxybutyrate) resin. However, the film raw material or the stretched film does not necessarily need to contain a plasticizer.
次に、本実施形態に係る延伸フィルムの製造方法について説明する。
本実施形態に係る延伸フィルムの製造方法は、少なくとも、以下の工程を含む。
(i) 前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含むフィルム原料を溶融し、キャストロール上に押出してフィルム状に成形する工程
(ii) 工程(i)で成形されたフィルムの温度が0~50℃の範囲内にある条件下で、該フィルムを前記キャストロールから剥離する工程
(iii-a) 工程(ii)で得られたフィルムの温度が10~65℃の範囲内にある条件下で、該フィルムをMD方向に延伸する工程
工程(i)、(ii)及び(iii-a)により、MD方向に延伸された一軸延伸フィルムを得ることができる。
Next, a method for producing a stretched film according to this embodiment will be described.
The method for producing a stretched film according to this embodiment includes at least the following steps.
(i) a step of melting a film raw material containing the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin and extruding it onto a cast roll to form a film; (ii) a step of peeling the film formed in step (i) from the cast roll under conditions in which the temperature of the film is in the range of 0 to 50°C; and (iii-a) a step of stretching the film obtained in step (ii) in the MD direction under conditions in which the temperature of the film is in the range of 10 to 65°C. By steps (i), (ii), and (iii-a), a uniaxially stretched film stretched in the MD direction can be obtained.
前記MD方向は、機械方向、流れ方向、又は長尺方向とも呼ばれる。後述するTD方向は、MD方向に対して垂直の方向であり、垂直方向、又は幅方向とも呼ばれる。 The MD direction is also called the machine direction, flow direction, or longitudinal direction. The TD direction, described below, is the direction perpendicular to the MD direction and is also called the vertical direction or width direction.
前記工程(iii-a)の後、以下の工程(iv)を実施することが好ましい。
(iv) 工程(iii-a)で得られたフィルムの温度が、工程(iii-a)時のフィルムの温度より10℃以上高い温度であって、かつ60℃以上になるように、該フィルムを加熱する工程
工程(i)、(ii)、(iii-a)、及び(iv)により、MD方向に延伸され、且つMD方向で高強度の一軸延伸フィルムを得ることができる。
After the step (iii-a), it is preferable to carry out the following step (iv).
(iv) a step of heating the film obtained in step (iii-a) so that the temperature of the film becomes 10°C or more higher than the temperature of the film in step (iii-a) and becomes 60°C or higher. By steps (i), (ii), (iii-a), and (iv), a uniaxially stretched film that is stretched in the MD direction and has high strength in the MD direction can be obtained.
また、前記工程(iii-a)の後、以下の工程(iii-b)を実施することもできる。
(iii-b) 工程(iii-a)で得られたフィルムの温度が10~70℃の範囲内にある条件下で、該フィルムをTD方向に延伸する工程
工程(i)、(ii)、(iii-a)、及び(iii-b)により、MD方向とTD方向それぞれに延伸された二軸延伸フィルムを得ることができる。
After the step (iii-a), the following step (iii-b) can also be carried out.
(iii-b) A step of stretching the film obtained in step (iii-a) in the TD direction under conditions in which the temperature of the film is in the range of 10 to 70°C. By steps (i), (ii), (iii-a), and (iii-b), a biaxially stretched film stretched in both the MD and TD directions can be obtained.
前記工程(iii-b)の後、以下の工程(iv)を実施することが好ましい。
(iv) 工程(iii-b)で得られたフィルムの温度が、工程(iii-b)時のフィルムの温度より10℃以上高い温度であって、かつ60℃以上になるように、該フィルムを加熱する工程
工程(i)、(ii)、(iii-a)、(iii-b)及び(iv)により、MD方向とTD方向それぞれに延伸され、且つMD方向とTD方向それぞれで高強度の二軸延伸フィルムを得ることができる。
After the step (iii-b), it is preferable to carry out the following step (iv).
(iv) a step of heating the film obtained in step (iii-b) so that the temperature of the film is at least 10°C higher than the temperature of the film in step (iii-b) and is 60°C or higher. By steps (i), (ii), (iii-a), (iii-b) and (iv), a biaxially stretched film is stretched in both the MD and TD directions, and high strength can be obtained in both the MD and TD directions.
以下、各工程について説明する。
(工程(i))
工程(i)では、まず、前記フィルム原料を溶融する。溶融の方法は特に限定されないが、溶融したフィルム原料をTダイから押出すこと、即ち押出成形法により実施することが好ましい。押出成形法によると、厚みが均一なフィルムを容易に製造することができる。押出成形では、一軸押出機、二軸押出機などを適宜使用することができる。
Each step will be described below.
(Step (i))
In step (i), the film raw material is first melted. The melting method is not particularly limited, but it is preferable to extrude the molten film raw material through a T-die, i.e., to carry out the extrusion molding method. The extrusion molding method makes it easy to produce a film with a uniform thickness. For extrusion molding, a single-screw extruder, a twin-screw extruder, or the like can be used as appropriate.
フィルム原料を溶融させる際の条件は、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が溶融する条件であればよいが、溶融したフィルム原料の温度を、例えば140~210℃程度とすればよい。 The conditions for melting the film raw material may be any conditions that melt the poly(3-hydroxybutyrate) resin, and the temperature of the molten film raw material may be, for example, approximately 140 to 210°C.
次いで、溶融したフィルム原料を、キャストロール上に押出すことにより、フィルム状に成形する。フィルム原料の溶融物は、キャストロールに接触して、キャストロールの表面に沿って移動しつつ、冷却される。これにより、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の一部を結晶化させる。 The molten film raw material is then extruded onto a casting roll to form a film. The molten film raw material comes into contact with the casting roll and is cooled while moving along the surface of the casting roll. This causes a portion of the poly(3-hydroxybutyrate) resin to crystallize.
当該工程は、1本又は複数本のキャストロール上に溶融物を押し出す工程であってもよいし、または、キャストロールにタッチロールを対向させて、キャストロール上に押し出された溶融物をタッチロールで挟み込む工程であってもよい。尚、当該工程は、フィルムに圧力をかけてロール圧延を実施する工程ではない。
また、溶融物をキャストロールへ安定的に接触させるために、エアナイフやエアチャンバーを用いてもよい。キャストロールとの接触面の反対側も効率的に冷却するために、キャストロールを水槽内に設置したり、エアチャンバーを用いてもよい。
This step may be a step of extruding a melt onto one or more casting rolls, or a step of placing a touch roll opposite a casting roll and sandwiching the melt extruded onto the casting roll between the touch rolls. Note that this step is not a step of applying pressure to the film to perform roll rolling.
An air knife or an air chamber may be used to stably bring the melt into contact with the casting roll. To efficiently cool the opposite side of the contact surface with the casting roll, the casting roll may be placed in a water tank or an air chamber may be used.
キャストロールの設定温度は、後述する工程(ii)におけるフィルム温度を制御するために、50℃以下であることが好ましい。より好ましくは45℃以下、さらに好ましくは40℃以下である。 The set temperature of the casting roll is preferably 50°C or less in order to control the film temperature in step (ii) described below. It is more preferably 45°C or less, and even more preferably 40°C or less.
しかし、キャストロールの設定温度が低くなりすぎると、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の固化が十分に進行せず、キャストロールに粘着してしまい剥離しにくくなる傾向がある。そのため、キャストロールの設定温度の下限は0℃以上であることが好ましく、5℃以上がより好ましく、10℃以上がさらに好ましく、12℃以上がより更に好ましく、15℃以上が特に好ましい。また、キャストロールの設定温度の下限は、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂のガラス転移温度(Tg)+10℃を超える温度であってもよく、Tg+12℃以上の温度であってもよく、Tg+14℃以上の温度であってもよい。 However, if the casting roll temperature is set too low, the poly(3-hydroxybutyrate) resin will not solidify sufficiently, and will tend to stick to the casting roll, making it difficult to remove. Therefore, the lower limit of the casting roll temperature is preferably 0°C or higher, more preferably 5°C or higher, even more preferably 10°C or higher, even more preferably 12°C or higher, and particularly preferably 15°C or higher. Furthermore, the lower limit of the casting roll temperature may be a temperature above the glass transition temperature (Tg) of the poly(3-hydroxybutyrate) resin + 10°C, or may be a temperature of Tg + 12°C or higher, or may be a temperature of Tg + 14°C or higher.
(工程(ii))
工程(ii)では、工程(i)で成形されたフィルムの温度が0~50℃の範囲内にある条件下で、該フィルムを前記キャストロールから剥離する。キャストロールを回転させつつ、フィルムを次の延伸工程に向けて搬送することで、フィルムをキャストロールから剥離することができる。
(Step (ii))
In step (ii), the film formed in step (i) is peeled from the casting roll under conditions in which the temperature of the film is within a range of 0 to 50° C. While the casting roll is rotating, the film is transported toward the next stretching step, whereby the film can be peeled from the casting roll.
工程(ii)におけるフィルム温度は、50℃以下となるように制御する。これにより、次の工程(iii-a)でも、フィルムの結晶化度を比較的低く制御することが可能となり、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含むフィルムを、高倍率で延伸することが可能となる。前記フィルム温度は、好ましくは45℃以下であり、より好ましくは40℃以下であり、さらに好ましくは35℃以下である。 The film temperature in step (ii) is controlled to be 50°C or less. This makes it possible to control the crystallinity of the film to a relatively low level in the subsequent step (iii-a), making it possible to stretch the film containing poly(3-hydroxybutyrate) resin at a high ratio. The film temperature is preferably 45°C or less, more preferably 40°C or less, and even more preferably 35°C or less.
また、キャストロールからのフィルム剥離が容易となるよう、工程(ii)におけるフィルム温度の下限は、0℃以上である。5℃以上が好ましく、10℃以上がより好ましく、12℃以上がさらに好ましく、15℃以上が特に好ましい。また、工程(ii)におけるフィルム温度の下限は、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂のガラス転移温度(Tg)+10℃を超える温度であってもよく、Tg+12℃以上の温度であってもよく、Tg+14℃以上の温度であってもよい。 In order to facilitate peeling of the film from the casting roll, the lower limit of the film temperature in step (ii) is 0°C or higher. 5°C or higher is preferred, 10°C or higher is more preferred, 12°C or higher is even more preferred, and 15°C or higher is particularly preferred. In addition, the lower limit of the film temperature in step (ii) may be a temperature exceeding the glass transition temperature (Tg) of the poly(3-hydroxybutyrate) resin + 10°C, or may be a temperature of Tg + 12°C or higher, or may be a temperature of Tg + 14°C or higher.
工程(ii)でのフィルム温度は、主に、工程(i)で溶融したフィルム原料の温度と、上述したキャストロールの設定温度に依存して決定される。その他、キャストルール周囲の雰囲気の温度や、キャストロールとフィルムとの接触時間なども影響する。当業者はこれらのパラメータを考慮してフィルム温度を容易に制御することができる。 The film temperature in step (ii) is determined primarily by the temperature of the film raw material melted in step (i) and the set temperature of the casting roll described above. Other factors that also have an effect include the ambient temperature around the casting roll and the contact time between the casting roll and the film. Those skilled in the art can easily control the film temperature by taking these parameters into account.
(工程(iii-a))
工程(iii-a)では、工程(ii)で得られたフィルムの温度が10~65℃の範囲内にある条件下で、該フィルムをMD方向に延伸する。工程(iii-a)は、工程(ii)から連続的に、1つの製造ライン内で実施することが好ましい。
この工程(iii-a)では、フィルムをMD方向に引き延ばすことで延伸することが好ましい。本願において、フィルムをMD方向に引き延ばすとは、フィルムをMD方向に引っ張ることを指し、2本のロールでフィルムを挟み込むロール圧延など、フィルムの厚み方向に圧力を加えて延伸するものとは区別される。
(Step (iii-a))
In step (iii-a), the film obtained in step (ii) is stretched in the MD direction under conditions in which the temperature of the film is in the range of 10 to 65° C. Step (iii-a) is preferably carried out continuously from step (ii) in one production line.
In this step (iii-a), the film is preferably stretched by stretching in the MD direction. In the present application, stretching the film in the MD direction refers to pulling the film in the MD direction, and is distinguished from stretching by applying pressure in the thickness direction of the film, such as roll rolling in which the film is sandwiched between two rolls.
MD方向での引き延ばしは、特に限定されないが、例えば、ロール縦延伸機を用いて、フィルムを搬送する複数のロール間で、ロールの回転速度に差を付けることによって実施することができる。MD方向の延伸倍率はこの延伸前のロールの回転速度と延伸後のロールの回転速度の比で決定することができる。 Stretching in the MD direction is not particularly limited, but can be carried out, for example, using a roll longitudinal stretching machine by varying the rotation speed of the multiple rolls that transport the film. The stretching ratio in the MD direction can be determined by the ratio of the rotation speed of the rolls before stretching to the rotation speed of the rolls after stretching.
従来、ポリプロピレン等の汎用樹脂から延伸フィルムを製造する際には、溶融樹脂を冷却固化させた後、例えば145℃等の高温に予熱してフィルムの結晶化度を高めてから延伸を行うのが一般的である。一方、本実施形態では、フィルムの結晶化度を比較的低い範囲に制御するため65℃以下の温度で延伸を行う点で、ポリプロピレン等の汎用樹脂からの延伸フィルムの製造とは明確に異なる。 Conventionally, when producing stretched films from general-purpose resins such as polypropylene, the molten resin is cooled and solidified, and then preheated to a high temperature, such as 145°C, to increase the crystallinity of the film before stretching. In contrast, this embodiment is clearly different from the production of stretched films from general-purpose resins such as polypropylene in that the film is stretched at a temperature of 65°C or less in order to control the crystallinity of the film to a relatively low range.
工程(iii-a)におけるフィルム温度は、65℃以下となるように制御する。これにより、該工程中でのポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の結晶化の進行を抑制して、フィルム中に非晶領域が比較的多く含まれることになり、非晶領域中で結晶分子を配向させることができ、高い延伸倍率を実現することができる。更に、次に工程(iii-b)を実施する場合には、当該工程(iii-b)でも、フィルムの結晶化度を比較的低く制御することが可能になり、TD方向においても高倍率での延伸が可能となる。この工程でフィルム温度が65℃を超えると、フィルムが脆くなり、延伸によってフィルムが破断する可能性が高まり、高い延伸倍率の実現が困難となる。前記フィルム温度は、好ましくは55℃以下であり、より好ましくは45℃以下であり、さらに好ましくは35℃以下である。 The film temperature in step (iii-a) is controlled to 65°C or lower. This suppresses the progression of crystallization of the poly(3-hydroxybutyrate) resin during this step, resulting in a relatively large amount of amorphous regions in the film. This allows crystalline molecules to be oriented in the amorphous regions, enabling a high stretch ratio. Furthermore, when step (iii-b) is subsequently performed, the film's crystallinity can be controlled to a relatively low level in step (iii-b) as well, enabling high stretch ratios in the TD direction. If the film temperature exceeds 65°C during this step, the film becomes brittle, increasing the likelihood of the film breaking during stretching and making it difficult to achieve a high stretch ratio. The film temperature is preferably 55°C or lower, more preferably 45°C or lower, and even more preferably 35°C or lower.
また、延伸工程で用いるロール等の器具からのフィルム剥離が容易となるよう、工程(iii-a)におけるフィルム温度の下限は、10℃以上である。好ましくは15℃以上である。 In addition, to facilitate peeling of the film from the rolls and other equipment used in the stretching process, the lower limit of the film temperature in step (iii-a) is 10°C or higher, preferably 15°C or higher.
また、工程(iii-a)におけるフィルム温度は、工程(ii)におけるフィルム温度以上の温度であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the film temperature in step (iii-a) be equal to or higher than the film temperature in step (ii).
工程(iii-a)におけるフィルム温度は、主に、前工程(ii)におけるフィルム温度と、本工程(iii-a)での温度条件や、要する時間等に依存して決定される。当業者はこれらのパラメータを考慮してフィルム温度を容易に制御することができる。 The film temperature in step (iii-a) is determined primarily by the film temperature in the previous step (ii), the temperature conditions in this step (iii-a), the time required, etc. Those skilled in the art can easily control the film temperature by taking these parameters into account.
工程(iii-a)でフィルム温度を制御する手段としては特に限定されないが、例えば、所定の温度に調節した気流をフィルムにあてる方式、ロールを所定の温度に設定することでフィルム温度を制御する方式、IRヒーターなど補助加熱手段を用いてフィルムを加熱して所定の温度にフィルム温度を制御する方式、所定の温度に温調したオーブンにフィルムを通過させる方式等が挙げられる。これらを単独で使用してもよいし、複数組み合わせてもよい。 The means for controlling the film temperature in step (iii-a) is not particularly limited, but examples include a method of directing airflow adjusted to a predetermined temperature onto the film, a method of controlling the film temperature by setting a roll to a predetermined temperature, a method of heating the film using auxiliary heating means such as an IR heater to control the film temperature to a predetermined temperature, and a method of passing the film through an oven adjusted to a predetermined temperature. These methods may be used alone or in combination.
工程(iii-a)での延伸倍率は特に限定されないが、2倍以上であることが好ましい。より好ましくは2.5倍以上、さらに好ましくは3倍以上である。本実施形態によると、工程(ii)及び(iii-a)でフィルム温度を制御することによって、このように高い延伸倍率を実現することができる。延伸倍率の上限は特に限定されず、適宜決定すればよいが、例えば、8倍以下であって良い。 The stretching ratio in step (iii-a) is not particularly limited, but is preferably 2 times or more. It is more preferably 2.5 times or more, and even more preferably 3 times or more. According to this embodiment, such a high stretching ratio can be achieved by controlling the film temperature in steps (ii) and (iii-a). The upper limit of the stretching ratio is not particularly limited and may be determined appropriately, but may be, for example, 8 times or less.
(工程(iii-b))
工程(iii-b)では、工程(iii-a)で得られた延伸フィルムの温度が10~70℃の範囲内にある条件下で、該フィルムをTD方向に延伸する。工程(iii-b)は、工程(iii-a)から連続的に、1つの製造ライン内で実施することが好ましい。
この工程(iii-b)では、フィルムをTD方向に引き延ばすことで延伸することが好ましい。上記と同様であるが、フィルムをTD方向に引き延ばすとは、フィルムをTD方向に引っ張ることを指し、2本のロールでフィルムを挟み込むロール圧延など、フィルムの厚み方向に圧力を加えて延伸するものとは区別される。
(Step (iii-b))
In step (iii-b), the stretched film obtained in step (iii-a) is stretched in the TD direction under conditions in which the temperature of the stretched film is in the range of 10 to 70° C. Step (iii-b) is preferably carried out continuously from step (iii-a) in one production line.
In this step (iii-b), the film is preferably stretched by stretching in the TD direction. As described above, stretching the film in the TD direction refers to pulling the film in the TD direction, and is distinguished from stretching by applying pressure in the thickness direction of the film, such as roll rolling in which the film is sandwiched between two rolls.
TD方向での引き延ばしは、特に限定されないが、例えば、クリップ式テンター等の横延伸機を用いてフィルムの幅方向両端をクランプしてTD方向に引っ張ることで実施することができる。TD方向の延伸倍率はこの延伸前にクランプしたフィルムの幅と延伸後のクランプしたフィルムの幅の比で決定することができる。 Stretching in the TD direction is not particularly limited, but can be carried out, for example, by using a transverse stretching machine such as a clip-type tenter to clamp both widthwise ends of the film and pull it in the TD direction. The stretch ratio in the TD direction can be determined by the ratio of the clamped width of the film before stretching to the clamped width of the film after stretching.
工程(iii-b)におけるフィルム温度は、70℃以下となるように制御する。これにより、該工程中でのポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の結晶化の進行を抑制して、フィルム中に非晶領域が比較的多く含まれることになり、非晶領域中で結晶分子を配向させることができ、高い延伸倍率を実現することができる。この工程でフィルム温度が70℃を超えると、フィルムが脆くなり、延伸によってフィルムが破断する可能性が高まり、高い延伸倍率の実現が困難となる。前記フィルム温度は、好ましくは60℃以下であり、より好ましくは50℃以下であり、さらに好ましくは40℃以下であり、特に好ましくは35℃以下である。 The film temperature in step (iii-b) is controlled to be 70°C or lower. This suppresses the progression of crystallization of the poly(3-hydroxybutyrate) resin during this step, resulting in a relatively large amount of amorphous regions in the film. This allows crystalline molecules to be oriented in the amorphous regions, enabling a high stretch ratio to be achieved. If the film temperature exceeds 70°C during this step, the film becomes brittle, increasing the likelihood of the film breaking during stretching and making it difficult to achieve a high stretch ratio. The film temperature is preferably 60°C or lower, more preferably 50°C or lower, even more preferably 40°C or lower, and particularly preferably 35°C or lower.
また、延伸工程で用いるロール等の器具からのフィルム剥離が容易となるよう、工程(iii-b)におけるフィルム温度の下限は、10℃以上である。好ましくは15℃以上であり、より好ましくは20℃以上である。 In addition, to facilitate peeling of the film from the roll or other equipment used in the stretching step, the lower limit of the film temperature in step (iii-b) is 10°C or higher. It is preferably 15°C or higher, and more preferably 20°C or higher.
また、工程(iii-b)におけるフィルム温度は、工程(iii-a)におけるフィルム温度以上の値であることが好ましい。 Furthermore, it is preferable that the film temperature in step (iii-b) be equal to or higher than the film temperature in step (iii-a).
工程(iii-b)におけるフィルム温度は、主に、前工程(iii-a)におけるフィルム温度と、本工程(iii-b)での温度条件や、要する時間に依存して決定される。当業者はこれらのパラメータを考慮してフィルム温度を容易に制御することができる。 The film temperature in step (iii-b) is determined primarily by the film temperature in the previous step (iii-a) and the temperature conditions and time required in step (iii-b). Those skilled in the art can easily control the film temperature by taking these parameters into account.
工程(iii-b)でフィルム温度を制御する手段としては特に限定されないが、工程(iii-a)において上述した方式を適宜採用することができる。これらを単独で使用してもよいし、複数組み合わせてもよい。 The means for controlling the film temperature in step (iii-b) is not particularly limited, but the methods described above in step (iii-a) can be used as appropriate. These methods may be used alone or in combination.
工程(iii-b)での延伸倍率は特に限定されないが、2倍以上であることが好ましい。より好ましくは3倍以上、さらに好ましくは4倍以上である。本実施形態によると、工程(ii)、(iii-a)、及び(iii-b)でフィルム温度を制御することによって、このように高い延伸倍率を実現することができる。延伸倍率の上限は特に限定されず、適宜決定すればよいが、例えば、8倍以下であって良い。 The stretching ratio in step (iii-b) is not particularly limited, but is preferably 2x or greater. It is more preferably 3x or greater, and even more preferably 4x or greater. According to this embodiment, such a high stretching ratio can be achieved by controlling the film temperature in steps (ii), (iii-a), and (iii-b). The upper limit of the stretching ratio is not particularly limited and may be determined appropriately, but may be, for example, 8x or less.
(工程(iv))
工程(iv)では、工程(iii-a)で得られたフィルム又は工程(iii-b)で得られたフィルムの温度が、工程(iii-a)又は(iii-b)時のフィルムの温度より10℃以上高い温度であって、かつ60℃以上になるように、該フィルムを加熱する。工程(iv)は、工程(iii-a)又は(iii-b)から連続的に、1つの製造ライン内で実施することが好ましい。
(Step (iv))
In step (iv), the film obtained in step (iii-a) or step (iii-b) is heated to a temperature that is at least 10° C. higher than the temperature of the film in step (iii-a) or (iii-b) and is at least 60° C. Step (iv) is preferably carried out continuously from step (iii-a) or (iii-b) in one production line.
この工程を実施することで、工程(iii-a)又は工程(iii-b)において比較的低く制御されていたフィルムの結晶化度を高めることができ、結果、延伸フィルムの強度を高めることができる。また、延伸フィルムの物性を安定化させることもできる。 By carrying out this step, the crystallinity of the film, which was controlled to a relatively low level in step (iii-a) or step (iii-b), can be increased, resulting in increased strength of the stretched film. It can also stabilize the physical properties of the stretched film.
前工程で抑制されていたフィルムの結晶化度をこの工程で高める観点から、この工程におけるフィルム温度は、工程(iii-a)又は(iii-b)でのフィルム温度より10℃以上高い温度である。20℃以上高いことが好ましく、30℃以上高いことがより好ましく、40℃以上高いことがさらに好ましく、50℃以上高いことが特に好ましい。 From the perspective of increasing the crystallinity of the film, which was suppressed in the previous step, in this step, the film temperature in this step is at least 10°C higher than the film temperature in step (iii-a) or (iii-b). It is preferably at least 20°C higher, more preferably at least 30°C higher, even more preferably at least 40°C higher, and particularly preferably at least 50°C higher.
加えて、この工程でポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の結晶化を十分に促進する観点から、この工程におけるフィルム温度は、60℃以上である。好ましくは70℃以上であり、より好ましくは80℃以上である。上限は、樹脂の溶融温度以下であればよく、150℃以下であることが好ましく、145℃以下がより好ましく、140℃以下がさらに好ましい。 In addition, from the viewpoint of sufficiently promoting crystallization of the poly(3-hydroxybutyrate) resin in this process, the film temperature in this process is 60°C or higher, preferably 70°C or higher, and more preferably 80°C or higher. The upper limit should be below the melting temperature of the resin, and is preferably 150°C or lower, more preferably 145°C or lower, and even more preferably 140°C or lower.
工程(iv)でフィルム温度を制御する手段としては特に限定されず、工程(iii-a)において上述した方式を適宜採用することができる。上述した方式を単独で使用してもよいし、複数組み合わせてもよい。 The means for controlling the film temperature in step (iv) is not particularly limited, and the methods described above in step (iii-a) can be used as appropriate. The methods described above may be used alone or in combination.
この工程(iv)は、延伸した方向でフィルムに張力をかけながら実施することが好ましい。これによってフィルムの熱収縮を回避することができる。即ち、工程(iii-a)の次に工程(iv)を実施する場合には、MD方向でフィルムに張力をかけながら実施することが好ましい。工程(iii-b)の次に工程(iv)を実施する場合には、MD方向とTD方向それぞれでフィルムに張力をかけながら実施することが好ましい。MD方向に張力をかける場合には、例えば、フィルムを搬送する複数のロールの回転速度をそれぞれ制御すればよい。TD方向に張力をかける場合には、例えば、横延伸機でフィルムの幅方向両端をクランプしてTD方向に引っ張りつつ工程(iv)を実施すればよい。
但し、工程(iv)は実質的にフィルムの延伸を行うものではない。「実質的にフィルムの延伸を行わない」とは、工程(iv)でフィルムを延伸する意図の操作を行わないことを意味する。
This step (iv) is preferably carried out while applying tension to the film in the stretched direction. This makes it possible to avoid thermal shrinkage of the film. That is, when step (iv) is carried out after step (iii-a), it is preferably carried out while applying tension to the film in the MD direction. When step (iv) is carried out after step (iii-b), it is preferably carried out while applying tension to the film in both the MD and TD directions. When tension is applied in the MD direction, for example, the rotation speeds of the multiple rolls that transport the film may be individually controlled. When tension is applied in the TD direction, for example, step (iv) may be carried out while clamping both widthwise ends of the film in a transverse stretching machine and pulling it in the TD direction.
However, the step (iv) does not substantially involve stretching the film. The phrase "the film is not substantially stretched" means that no operation intended to stretch the film is performed in the step (iv).
本実施形態に係る延伸フィルムの製造方法は、フィルム原料の溶融押出から、延伸フィルムの形成までを連続的なプロセスで実施することができる。ここで、連続的なプロセスとは、フィルム状に成形した後、特許文献1に記載のように長時間を要する結晶化工程(具体的には、氷水に入れて急冷した後、40℃で12時間アニールを行う工程)を実施せずに、延伸工程を実施することを指す。 The stretched film manufacturing method according to this embodiment can be carried out in a continuous process, from melt extrusion of the film raw material to the formation of the stretched film. Here, a continuous process refers to carrying out the stretching process after forming the film, without carrying out the crystallization process, which requires a long time as described in Patent Document 1 (specifically, the process of quenching in ice water and then annealing at 40°C for 12 hours).
本実施形態に係る延伸フィルムの製造方法は、前記工程(i)から最終工程までを、フィルムを連続的に搬送しつつ、実施することが好ましい。これにより、工業的に簡易なプロセスにて、生産性良く延伸フィルムを製造することが可能となる。この態様は、製造された延伸フィルムを巻取りロールで巻き取りつつ実施すればよい。尚、前記最終工程とは、工程(iii-a)までを実施する場合は工程(iii-a)を指し、工程(iii-b)までを実施する場合は工程(iii-b)を指し、工程(iv)までを実施する場合は工程(iv)を指す。 In the stretched film manufacturing method according to this embodiment, steps (i) through the final step are preferably carried out while the film is continuously transported. This enables the stretched film to be manufactured with high productivity through an industrially simple process. This mode can be carried out while the manufactured stretched film is wound on a winding roll. Note that the final step refers to step (iii-a) when steps (iii-a) and (iii-b) are carried out, and step (iv) when steps (iii-iv) and (iv) are carried out.
フィルムを連続的に搬送する場合、その搬送速度は特に限定されないが、フィルムの生産性の観点から、延伸開始前の段階で5m/分以上であることが好ましい。また、生産の安定性の観点からは、同じく延伸開始前の段階で50m/分以下であることが好ましい。 When the film is continuously transported, the transport speed is not particularly limited, but from the perspective of film productivity, it is preferable that the transport speed be 5 m/min or more before the start of stretching. Furthermore, from the perspective of production stability, it is preferable that the transport speed be 50 m/min or less before the start of stretching.
図1に、工程(i)から工程(iv)までを、フィルムを連続的に搬送しつつ実施する際の製造ラインの一例を示す。図中の右向きの矢印は、フィルムの搬送方向を示す。
まず、押出機11内で、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含むフィルム原料を溶融させる。押出機の先端に接続したTダイから、溶融したフィルム原料21を、キャストロール12上に押出して、当該ロールの表面上で、フィルム状に成形する(工程(i))。
An example of a production line in which steps (i) to (iv) are carried out while continuously transporting a film is shown in Figure 1. The right-pointing arrow in the figure indicates the transport direction of the film.
First, a film raw material containing a poly(3-hydroxybutyrate) resin is melted in an extruder 11. The melted film raw material 21 is extruded onto a casting roll 12 from a T-die connected to the tip of the extruder, and is formed into a film on the surface of the roll (step (i)).
溶融したフィルム原料は、キャストロール12の表面に沿って移動しつつ、冷却される。この際に、フィルム原料に含まれる樹脂の一部が結晶化する。固化したフィルム22は、フィルムの搬送経路に従って、キャストロール12から剥離される(工程(ii))。 The molten film material is cooled while moving along the surface of the casting roll 12. During this process, some of the resin contained in the film material crystallizes. The solidified film 22 is peeled off from the casting roll 12 along the film transport path (step (ii)).
その後、フィルム22は、フィルムの搬送方向の前方と後方それぞれに配置された延伸ロール13,13’に導かれる。後方のロール13’は、前方のロール13よりも回転速度が大きくなるように設定されている。この速度差によってフィルム22はMD方向に引っ張られることで、MD方向に延伸される(工程(iii-a))。この時、熱媒を用いてロール13の温度を所定値に設定することでMD延伸中のフィルム温度を制御する。 The film 22 is then guided to stretching rolls 13, 13', which are located at the front and rear of the film's transport direction. The rear roll 13' is set to rotate at a faster speed than the front roll 13. This speed difference causes the film 22 to be pulled in the MD direction, resulting in stretching in the MD direction (step (iii-a)). At this time, the temperature of the roll 13 is set to a predetermined value using a heat medium, thereby controlling the film temperature during MD stretching.
MD方向に延伸されたフィルム22は、クリップ式テンターである横延伸機14の中に導かれる。ここでは、フィルムの幅方向両端がクランプされ、TD方向に引っ張られることで、TD方向に延伸される(工程(iii-b)。この時、横延伸機内で、所定温度に調節した気流をフィルムにあてることで、TD延伸中のフィルム温度を制御する。 The film 22 stretched in the MD direction is introduced into the transverse stretching machine 14, which is a clip-type tenter. Here, both widthwise ends of the film are clamped and pulled in the TD direction, thereby stretching it in the TD direction (step (iii-b)). At this time, the film temperature during TD stretching is controlled by applying airflow adjusted to a predetermined temperature to the film inside the transverse stretching machine.
TD方向での所期の延伸倍率を達成した後、フィルムの幅方向両端がクランプされた状態で、横延伸機14内の内部温度が引き上げられる。これによりフィルムが加熱されて、ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂の結晶化を進行させる(工程(iv))。 After achieving the desired stretch ratio in the TD direction, the internal temperature inside the transverse stretching machine 14 is raised while both widthwise ends of the film are clamped. This heats the film and promotes crystallization of the poly(3-hydroxybutyrate) resin (step (iv)).
この後、フィルム22は、巻取りロール15によって巻き取られる。これにより、MD方向とTD方向それぞれに延伸された二軸延伸フィルムを得ることができる。以上のプロセスでは、フィルム原料の押出からフィルム成形及びフィルム延伸を実施してフィルムを巻き取るまでを、フィルムを連続的に搬送しながら実施している。 The film 22 is then taken up by the take-up roll 15. This results in a biaxially stretched film that is stretched in both the MD and TD directions. In the above process, the film is continuously transported from the extrusion of the film raw material to film formation, film stretching, and winding.
製造される延伸フィルムの厚みは、特に限定されず、当業者が適宜設定することができるが、該フィルムの均一な肉厚、外観、強度、軽量性等の観点から、10~200μmであることが好ましく、15~150μmがより好ましく、20~100μmがさらに好ましい。 The thickness of the stretched film produced is not particularly limited and can be set as appropriate by those skilled in the art. However, from the standpoint of the uniform thickness, appearance, strength, lightness, etc. of the film, it is preferably 10 to 200 μm, more preferably 15 to 150 μm, and even more preferably 20 to 100 μm.
前記延伸フィルムには、他の層を積層してもよい。当該他の層としては、樹脂層、無機物層、金属層、金属酸化物層、印刷層が挙げられる。これら他の層は、ラミネート層であってもよいし、コーティング層であってもよいし、蒸着層であってもよい。 The stretched film may have other layers laminated thereon. Examples of such other layers include resin layers, inorganic layers, metal layers, metal oxide layers, and printed layers. These other layers may be laminate layers, coating layers, or vapor-deposited layers.
前記延伸フィルムは、薄くても高強度のため、包装用フィルム、ヒートシール性フィルム、ツイストフィルム等として好適に用いることができる。 The stretched film is thin yet highly strong, making it suitable for use as packaging film, heat-sealable film, twist film, etc.
以下に実施例と比較例を示し、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されるものではない。 The present invention will be explained in more detail below using examples and comparative examples, but the present invention is not limited to these examples in any way.
実施例及び比較例においては、以下の原料を使用した。
(ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂)
A-1:P3HB3HH(平均含有比率3HB/3HH=94/6(モル%/モル%)、重量平均分子量は60万g/mol、ガラス転移温度は6℃)国際公開第2019/142845号の実施例1に記載の方法に準じて製造した。
In the examples and comparative examples, the following raw materials were used.
(Poly(3-hydroxybutyrate)-based resin)
A-1: P3HB3HH (average content ratio 3HB/3HH = 94/6 (mol%/mol%), weight average molecular weight 600,000 g/mol, glass transition temperature 6°C) Produced in accordance with the method described in Example 1 of WO 2019/142845.
(フィルムの厚みの評価)
フィルムのTD方向に沿って10cmおきに10箇所で、ノギスを用いて厚みを測定し、10箇所の厚みの算術平均値を算出してフィルムの厚みとした。
(Evaluation of film thickness)
The thickness was measured at 10 points at 10 cm intervals along the TD direction of the film using a vernier caliper, and the arithmetic mean value of the thicknesses at the 10 points was calculated as the film thickness.
(ガラス転移温度の測定法)
各樹脂のガラス転移温度(Tg)は、JIS K-7121に準じて示差走査熱量測定により決定した。
具体的には、まず、測定対象の樹脂約5mgを精秤し、示差走査熱量計(セイコー電子工業(株)製、SSC5200)にて10℃/分の昇温速度で-20℃から200℃まで昇温を実施し、DSC曲線を得た。次いで、得られたDSC曲線において、ベースラインがガラス転移により階段状に変化している部分において変化前後のベースラインを延長し、この2本の直線から縦軸方向に等距離にある中心線を引き、この中心線とガラス転移による階段状変化部分の曲線が交わる点の温度をガラス転移温度(Tg)とした。
(Method for measuring glass transition temperature)
The glass transition temperature (Tg) of each resin was determined by differential scanning calorimetry in accordance with JIS K-7121.
Specifically, first, about 5 mg of the resin to be measured was precisely weighed, and the temperature was raised from −20° C. to 200° C. at a heating rate of 10° C./min using a differential scanning calorimeter (Seiko Instruments Inc., SSC5200) to obtain a DSC curve. Next, in the obtained DSC curve, the baseline before and after the stepwise change due to the glass transition was extended, and a center line was drawn equidistant from these two straight lines in the vertical direction. The temperature at the point where this center line intersects with the curve of the stepwise change due to the glass transition was determined to be the glass transition temperature (Tg).
(結晶化度の測定法)
キャストロールから剥離した直後のフィルム、MD延伸直後のフィルム、TD延伸直後のフィルム、及び、熱処理直後のフィルムについてそれぞれ結晶化度を測定した。
測定対象のフィルムを速やかに2cm角の大きさにカットし、200~500μmの厚みになるように積層させ、ガラスホルダー上に固定した。
このガラスホルダーを、XRD装置(Rigaku製のRint2500)内の特性X線Cu-Kα光源横のサンプルクリップに固定し、0.02~0.5°/minのスキャンスピードで、5~40°の範囲についてXRD測定を実施した。
この測定から得られた波形について、両端部をゼロ補正した波形の面積(積分強度)を、Ia+Ic(非晶に由来するハローの面積+結晶に由来するピークの面積)と定義した。ここから、(散乱ピーク強度の対称性が維持されるように)非晶部に由来するハローを控除して得られた波形の面積をIcで定義した。結晶化度は式:Ia/(Ia+Ic)×100によって算出した。
(Method for measuring crystallinity)
The crystallinity was measured for each of the film immediately after peeling from the casting roll, immediately after MD stretching, immediately after TD stretching, and immediately after heat treatment.
The film to be measured was quickly cut into a 2 cm square, laminated to a thickness of 200 to 500 μm, and fixed on a glass holder.
This glass holder was fixed to a sample clip next to a characteristic X-ray Cu-Kα light source in an XRD device (Rigaku Rint2500), and XRD measurements were carried out in the range of 5 to 40° at a scan speed of 0.02 to 0.5°/min.
The area (integrated intensity) of the waveform obtained from this measurement, with both ends zero-corrected, was defined as Ia + Ic (area of the halo derived from the amorphous portion + area of the peak derived from the crystal). From this, the area of the waveform obtained by subtracting the halo derived from the amorphous portion (so as to maintain the symmetry of the scattering peak intensity) was defined as Ic. The crystallinity was calculated using the formula: Ia/(Ia + Ic) × 100.
[ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂ペレットP-1の製造]
ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂A-1 100重量部に対して、滑剤としてベヘン酸アミド(日本精化社製:BNT-22H)0.5重量部、結晶核剤としてペンタエリスリトール0.5重量部をドライブレンドした。得られた樹脂材料を、シリンダー温度及びダイ温度を150℃に設定したφ26mmの同方向二軸押出機に投入して押出し、45℃の湯を満たした水槽に通してストランドを固化し、ペレタイザーで裁断することにより、樹脂ペレットP-1を得た。該樹脂ペレットP-1のガラス転移温度は6℃であった。
[Production of poly(3-hydroxybutyrate)-based resin pellets P-1]
100 parts by weight of poly(3-hydroxybutyrate) resin A-1 was dry-blended with 0.5 parts by weight of behenic acid amide (Nippon Fine Chemicals Co., Ltd.: BNT-22H) as a lubricant and 0.5 parts by weight of pentaerythritol as a crystal nucleating agent. The resulting resin material was extruded into a φ26 mm co-rotating twin-screw extruder with cylinder and die temperatures set to 150°C, and the extruded strands were solidified by passing them through a water bath filled with hot water at 45°C. Resin pellets P-1 were obtained by cutting them with a pelletizer. The glass transition temperature of the resin pellets P-1 was 6°C.
<実施例1>
幅350mmのTダイを接続したφ40mmの単軸押出機のシリンダー温度及びダイ温度をそれぞれ165℃に設定した。
当該単軸押出機に前記樹脂ペレットP-1を投入し、溶融させて、温度165℃の溶融樹脂を、Tダイにて、フィルム状に押出した。フィルム状の溶融樹脂を、20℃に設定したキャストロール上に押出して成形し、フィルム温度20℃まで冷却後、該フィルムをキャストロールから剥離した。
剥離したフィルムを引き取りロールにて引き取り、連続的に、ロール縦延伸機にて、延伸時のフィルム温度20℃で、縦(MD)方向に延伸倍率が6倍になるように延伸した。この時のフィルム温度は、ロール縦延伸機中のロール温度を同温度(20℃)に調節することで制御した。
続けて、連続的に、クリップ式テンター横延伸機にて、延伸時のフィルム温度25℃で、横(TD)方向に延伸倍率が6倍になるように延伸した。この時のフィルム温度は、横延伸機内で、同温度(25℃)の気流をフィルムにあてることで制御した。
更に続けて、クリップ式テンター横延伸機内で、フィルム温度が90℃となるように熱処理を行った。この時のフィルム温度も、同温度(90℃)の気流をフィルムにあてることで制御した。
以上において、キャストロールから剥離した時のフィルムの結晶化度は35%、MD延伸後のフィルムの結晶化度は49%、TD延伸後のフィルムの結晶化度は52%、熱処理後のフィルムの結晶化度は72%であった。
熱処理を行った後のフィルムの幅方向端部をスリットすることで、幅1000mm、厚み20μmの二軸延伸フィルムを得た。以上のプロセスはフィルムを連続的に搬送しつつ実施した。
得られたフィルムのMD方向の破断強度は63MPa、TD方向の破断強度は122MPaであった。
Example 1
The cylinder temperature and die temperature of a single-screw extruder having a diameter of 40 mm and connected to a T-die having a width of 350 mm were set to 165°C.
The resin pellets P-1 were charged into the single-screw extruder and melted, and the molten resin at a temperature of 165°C was extruded into a film using a T-die. The film-like molten resin was extruded onto a casting roll set at 20°C and molded. After cooling to a film temperature of 20°C, the film was peeled off from the casting roll.
The peeled film was taken up by a take-up roll and continuously stretched in the machine direction (MD) by 6 times in a roll longitudinal stretching machine at a film temperature of 20° C. The film temperature at this time was controlled by adjusting the roll temperature in the roll longitudinal stretching machine to the same temperature (20° C.).
Subsequently, the film was continuously stretched in the transverse (TD) direction by a stretching ratio of 6 times using a clip-type tenter transverse stretching machine, with the film temperature during stretching being 25° C. The film temperature at this time was controlled by applying an air flow of the same temperature (25° C.) to the film inside the transverse stretching machine.
Subsequently, the film was heat-treated in a clip-type tenter transverse stretching machine so that the film temperature reached 90° C. The film temperature at this time was also controlled by applying an air current of the same temperature (90° C.) to the film.
In the above, the crystallinity of the film when peeled from the cast roll was 35%, the crystallinity of the film after MD stretching was 49%, the crystallinity of the film after TD stretching was 52%, and the crystallinity of the film after heat treatment was 72%.
After the heat treatment, the film was slit at its widthwise edge to obtain a biaxially stretched film having a width of 1000 mm and a thickness of 20 μm. The above process was carried out while the film was continuously transported.
The resulting film had a breaking strength of 63 MPa in the MD direction and 122 MPa in the TD direction.
<実施例2>
キャストロールで冷却したフィルム温度、MD延伸時のフィルム温度、及びTD延伸時のフィルム温度をそれぞれ30℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして二軸延伸フィルムを得た。
この実施例において、キャストロールから剥離した時のフィルムの結晶化度は42%、MD延伸後のフィルムの結晶化度は47%、TD延伸後のフィルムの結晶化度は59%、熱処理後のフィルムの結晶化度は67%であった。
得られたフィルムのMD方向の破断強度は60MPa、TD方向の破断強度は116MPaであった。
Example 2
A biaxially stretched film was obtained in the same manner as in Example 1, except that the film temperature after cooling with the cast roll, the film temperature during MD stretching, and the film temperature during TD stretching were each changed to 30°C.
In this example, the crystallinity of the film when peeled from the casting roll was 42%, the crystallinity of the film after MD stretching was 47%, the crystallinity of the film after TD stretching was 59%, and the crystallinity of the film after heat treatment was 67%.
The resulting film had a breaking strength of 60 MPa in the MD direction and a breaking strength of 116 MPa in the TD direction.
<比較例1>
実施例1においてキャストロールで冷却したフィルム温度を55℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして延伸フィルムの製造を試みた。
しかし、MD延伸時にフィルムの破断が発生し、延伸フィルムを製造することができなかった。
この比較例において、キャストロールから剥離した時のフィルムの結晶化度は55%であった。
<Comparative Example 1>
An attempt was made to produce a stretched film in the same manner as in Example 1, except that the temperature of the film cooled by the cast roll in Example 1 was changed to 55°C.
However, the film broke during MD stretching, and it was not possible to produce a stretched film.
In this comparative example, the film had a crystallinity of 55% when peeled from the casting roll.
<比較例2>
実施例1においてMD延伸時のフィルム温度を68℃に変更したこと以外は、実施例1と同様にして延伸フィルムの製造を試みた。
しかし、MD延伸時にフィルムの破断が発生し、延伸フィルムを製造することができなかった。
この比較例において、キャストロールから剥離した時のフィルムの結晶化度は35%、MD延伸後のフィルムの結晶化度は60%であった。
<Comparative Example 2>
An attempt was made to produce a stretched film in the same manner as in Example 1, except that the film temperature during MD stretching was changed to 68°C.
However, the film broke during MD stretching, and it was not possible to produce a stretched film.
In this comparative example, the crystallinity of the film when peeled from the casting roll was 35%, and the crystallinity of the film after MD stretching was 60%.
11 押出機
12 キャストロール
13,13’ 延伸ロール
14 横延伸機
15 巻取りロール
21 溶融したフィルム原料
22 フィルム
11 Extruder 12 Cast rolls 13, 13' Stretching rolls 14 Transverse stretching machine 15 Winding roll 21 Molten film raw material 22 Film
Claims (8)
前記延伸フィルムに含まれる、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂以外の樹脂の含有量は、前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂100重量部に対して0~100重量部であり、
前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂が、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-コ-3-ヒドロキシヘキサノエート)を含む、製造方法。
(i) 前記ポリ(3-ヒドロキシブチレート)系樹脂を含むフィルム原料を溶融し、キャストロール上に押出してフィルム状に成形する工程
(ii) 工程(i)で成形されたフィルムの温度が0~50℃の範囲内にある条件下で、該フィルムを前記キャストロールから剥離する工程
(iii-a) 工程(ii)で得られたフィルムの温度が10~65℃の範囲内にある条件下で、該フィルムをMD方向に延伸する工程 A method for producing a stretched film containing a poly(3-hydroxybutyrate)-based resin, comprising the following steps (i) to (iii-a):
the content of the resin other than the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin in the stretched film is 0 to 100 parts by weight relative to 100 parts by weight of the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin;
The poly(3-hydroxybutyrate)-based resin comprises poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate) .
(i) A step of melting a film raw material containing the poly(3-hydroxybutyrate)-based resin and extruding it onto a cast roll to form a film. (ii) A step of peeling the film from the cast roll under conditions in which the temperature of the film formed in step (i) is in the range of 0 to 50°C. (iii-a) A step of stretching the film in the MD direction under conditions in which the temperature of the film obtained in step (ii) is in the range of 10 to 65°C.
(iii-b) 工程(iii-a)で得られたフィルムの温度が10~70℃の範囲内にある条件下で、該フィルムをTD方向に延伸する工程 The method according to claim 1, further comprising the following step (iii-b):
(iii-b) A step of stretching the film obtained in the step (iii-a) in the TD direction under conditions in which the temperature of the film is in the range of 10 to 70°C.
(iv) 工程(iii-a)又は(iii-b)で得られたフィルムの温度が、工程(iii-a)又は(iii-b)時のフィルムの温度より10℃以上高い温度であって、かつ60℃以上になるように、該フィルムを加熱する工程 The method according to claim 1 or 2, further comprising the following step (iv):
(iv) a step of heating the film obtained in step (iii-a) or (iii-b) so that the temperature of the film is at least 10°C higher than the temperature of the film in step (iii-a) or (iii-b) and is at least 60°C.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021186514A JP7807897B2 (en) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | Stretched film manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021186514A JP7807897B2 (en) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | Stretched film manufacturing method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2023073820A JP2023073820A (en) | 2023-05-26 |
| JP7807897B2 true JP7807897B2 (en) | 2026-01-28 |
Family
ID=86425683
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021186514A Active JP7807897B2 (en) | 2021-11-16 | 2021-11-16 | Stretched film manufacturing method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7807897B2 (en) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2024127801A (en) * | 2023-03-09 | 2024-09-20 | 東レ株式会社 | Aliphatic polyester film and packaging body, agricultural, forestry and fishery materials, biodegradation method, agricultural, forestry and fishery materials |
| WO2024262376A1 (en) | 2023-06-21 | 2024-12-26 | 株式会社カネカ | Film |
| WO2024262378A1 (en) | 2023-06-21 | 2024-12-26 | 株式会社カネカ | Stretched film |
| JPWO2025013664A1 (en) * | 2023-07-13 | 2025-01-16 | ||
| WO2025182626A1 (en) * | 2024-02-26 | 2025-09-04 | 株式会社カネカ | Method for producing stretched film |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000198913A (en) | 1999-01-07 | 2000-07-18 | Unitika Ltd | Easy tear polylactic acid based biaxially stretched film |
| JP2016056304A (en) | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 東レ株式会社 | the film |
| JP2021055084A (en) | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 三菱ケミカル株式会社 | Film |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH10110047A (en) * | 1996-10-04 | 1998-04-28 | Gunze Ltd | Biodegradable oriented film |
-
2021
- 2021-11-16 JP JP2021186514A patent/JP7807897B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000198913A (en) | 1999-01-07 | 2000-07-18 | Unitika Ltd | Easy tear polylactic acid based biaxially stretched film |
| JP2016056304A (en) | 2014-09-11 | 2016-04-21 | 東レ株式会社 | the film |
| JP2021055084A (en) | 2019-09-30 | 2021-04-08 | 三菱ケミカル株式会社 | Film |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2023073820A (en) | 2023-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP7807897B2 (en) | Stretched film manufacturing method | |
| JP2025116158A (en) | Biaxially stretched film manufacturing method | |
| US8110138B2 (en) | Poly(hydroxyalkanoic acid) and thermoformed articles | |
| CN101910287A (en) | Polypropylene resin composition, molded article formed from the resin composition, and method for producing the molded article | |
| US20260021641A1 (en) | Method for producing stretched film | |
| JP2023146094A (en) | Manufacturing method of thermoplastic resin film | |
| US20260022219A1 (en) | Method for producing stretched film | |
| US20250011556A1 (en) | Stretched film and method for producing the same | |
| US20250010539A1 (en) | Method for producing stretched film | |
| US20260109105A1 (en) | Method for producing stretched film | |
| WO2024128150A1 (en) | Resin composition for forming stretched film | |
| WO2024262377A1 (en) | Film | |
| WO2025182626A1 (en) | Method for producing stretched film | |
| JP2025001853A (en) | Stretched Film | |
| WO2025013664A1 (en) | Extruded film | |
| WO2024262378A1 (en) | Stretched film | |
| WO2024262376A1 (en) | Film | |
| JP2025001851A (en) | Stretched Film | |
| JP2025001852A (en) | film | |
| JP7564652B2 (en) | Manufacturing method of molded body | |
| EP4624127A1 (en) | Method for producing pellets comprising polyhydroxyalkanoate, and pellets produced thereby | |
| WO2025070023A1 (en) | Method for producing thermoplastic resin film | |
| CN118922291A (en) | Method for producing stretched film | |
| US20260125556A1 (en) | Stretched film | |
| WO2025079554A1 (en) | Resin composition for film molding, film, and laminate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240911 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20250512 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20250520 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20250718 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250904 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20250909 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821 Effective date: 20250909 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20251223 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20260116 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7807897 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |