JPH1142752A - ガス遮断性に優れた生分解性積層フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 一般包装用資材として有効な透明性とガス遮
断性に優れた生分解性フィルムを提供すること。 【解決手段】 主たる繰り返し単位が一般式−Ｏ−ＣＨ
Ｒ−ＣＯ−（ＲはＨ又は炭素数ｌ〜３のアルキル基を示
す。）である脂肪族ポリエステルを主成分とする樹脂層
の少なくとも一方の面に酸化物の蒸着層が積層されてお
り、以下の（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴と
する。 （ｌ）ヘーズ値≦５％ （２）透湿度≦２０ｇ／ｍ²・２４ｈｒ（４０℃／９０
％ＲＨ） （３）酸素透過度≦１００ｃｃ／ｍ²・２４ｈｒ・ａｔ
ｍ（２５℃／５０％ＲＨ）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガス遮断性に優れ
た生分解性積層フィルム、特に、生鮮食品、加工食品、
医薬品、医療機器、電子部品等の包装用フィルムにおい
て重要な要求特性である透明性とガス遮断性に優れた生
分解性積層フィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、食品をはじめ各種商品を包装する
フィルムには、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエ
チレンテレフタレートナイロン６等に代表されるポリオ
レフィン、芳香族ポリエステル、ポリアミド等の各種プ
ラスチックが使用されている。これらの包装材用フィル
ムは、使用後回収し、焼却廃棄されるか或いは土中に埋
めるかのいずれかの手段により処理されることになって
いる。しかし、その回収には多大の労力を要する故に、
現実には回収しきれずに放置され、環境公害等の様々な
問題を引き起こしていることは周知の通りである。ま
た、焼却する場合には、火力が強すぎて炉の損傷が激し
いうえに大量の燃料を必要としコスト高となる。一方、
土中に埋める場合は、廃棄物が生分解性を有しておら
ず、土中に半永久的に残存してしまうという問題点があ
った。このような状況から、良好な生分解性を有する各
種包装用フィルムを求める動きが高まっている。

【０００３】そこで、上記のポリエチレン等に生分解性
を付与すべく、例えば澱粉等の生分解性を有する成分を
ブレンドすることが種々検討されている。更には、光分
解性を付与する方法、或いは、光分解性を付与したポリ
エチレンと澱粉の生分解性を有する成分をブレンドする
方法等が検討され、上述の問題の解決策として注目され
ている。然しながらこれらの方法では、澱粉成分は生分
解性を有するので土中で微生物によって分解されるが、
澱粉以外のポリマー部分は分解されず、結局は上記問題
の根本的解決策とはならない。

【０００４】これらのことから、近年の環境保護に関す
る社会的な認識の高まりと共に、プラスチック加工品全
般に対し、自然環境のなかに廃棄されたとき、経時的に
分解・消失し自然環境に悪影響を及ぼさないプラスチッ
ク製品が求められていた。

【０００５】上記問題の解決策として、ポリマー自身が
生分解性を有する各種生分解性高分子素材が検討されて
いる。中でもポリ乳酸は従来より、加水分解性ポリマー
として広く知られており、医薬用の成型品として（特公
昭４１−２７３４号公報、特公昭６３−６８１５５号公
報等）、また、医薬用途以外の使い捨て用途の生分解性
汎用材料の基本原料として応用が種々検討されている。

【０００６】なかでもポリ乳酸系ポリマーを用いた二軸
延伸フィルムは、汎用フィルムと同等の優れた機械的牲
質を有することから、一般包装材をはじめ幅広い用途に
応用が期待されている。しかしながら、食品包装材料と
して用いる場合、このフィルムの重大な欠点は、比較的
高いガス透過性を有し、このような材料で包装した食品
の貯蔵寿命を短くする事である。そこで、特表平８−５
０５８２５号公報には、その解決策としてアルミニウム
等の金属をその表面に蒸着膜として積層する事が開示さ
れているが、この方法で得られたフィルムは食品包装用
途で特に必要な特性として求められている透明性の失墜
になり適用される用途が制限され、本質的な解に至って
いないのが現状である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
生分解性フィルム乃至生分解性積層フィルムの有する問
題点を解決し、一般包装用資材として有効な透明性とガ
ス遮断性に優れた生分解性フィルムを提供することを目
的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明のガス遮断性に優れた生分解性積層フィルム
は、主たる繰り返し単位が一般式−Ｏ−ＣＨＲ−ＣＯ−
（ＲはＨ又は炭素数ｌ〜３のアルキル基を示す。）であ
る脂肪族ポリエステルを主成分とする樹脂層の少なくと
も一方の面に酸化物の蒸着層が積層されており、以下の
（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴とする。 （１）ヘーズ値≦５％ （２）透湿度≦２０ｇ／ｍ²・２４ｈｒ（４０℃／９０
％ＲＨ） （３）酸素透過度≦１００ｃｃ／ｍ²・２４ｈｒ・ａｔ
ｍ（２５℃／５０％ＲＨ）

【０００９】上記の構成からなる本発明のガス遮断性に
優れた生分解性積層フィルムは、一般包装用資材として
有効な程度に優れた透明性とガス遮断性を有すると共
に、優れた生分解性を有する。

【００１０】本発明の好適な実施態様としては、脂肪族
ポリエステルを主成分とする樹脂層の厚さが１０〜２５
０μｍであり、酸化物の蒸着層の厚さが１０〜５０００
Åであることができる。

【００１１】また、本発明の好適な実施態様としては、
脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸であることができる。

【００１２】さらにまた、本発明の好適な実施態様とし
ては、酸化物が酸化ケイ素及び／又は酸化アルミニウム
であることができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明のガス遮断性に優れ
た生分解性積層フィルムの実施の形態を説明する。

【００１４】本発明において用いる、主たる繰り返し単
位が一般式−Ｏ−ＣＨＲ−ＣＯ−（ＲはＨ又は炭素数ｌ
〜３のアルキル基を示す。）である脂肪族ポリエステル
は、例えばポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ（２−オ
キシ酪酸）等を挙げることができるが、これらに限定さ
れるものではない。また、これら単独重合体の他、混合
物、共重合体を使用することもできる。脂肪族ポリエス
テルの構成炭素原子中に不斉炭素を有する物は、Ｌ−
体、ＤＬ−体、Ｄ−体といった光学異性体が存在する
が、それらのいずれでも良く、また、それら異性体の混
合物でも良い。本発明の生分解性積層フィルムの素材と
なる上述した脂肪族ポリエステルは、対応するα−オキ
シ酸の脱水環状エステル化合物の開環重合等公知の方法
で製造される。

【００１５】上記の生分解性脂肪族ポリエステルの分子
量は、粘度平均分子量が通常５０００〜５０万である。
粘度平均分子量が５０００未満であると、得られた生分
解性積層フィルムの物性が劣り、且つ、生分解速度が速
すぎる傾向があり本発明の目的を達成するのに好ましく
ない。また、生分解性積層フィルム製造時の製膜機から
の押出性、２軸延伸機での延伸性を十分確保するために
は粘度平均分子量は１万以上であることが好ましい。一
方、粘度平均分子量が５０万を越えた高粘度重合体にな
ると溶融押出しが困難になるという問題がある。これら
のことから、特に好ましい粘度平均分子量の範囲は５万
〜３０万である。

【００１６】また、上記生分解性脂肪族ポリエステルに
は、公知の添加剤を必要に応じて含有させることができ
る。例えば、滑剤、ブロッキング防止剤、熱安定剤、酸
化防止剤、帯電防止剤、耐光剤、耐衝撃性改良剤などを
含有させてもよい。例えば、必要に応じて帯電防止性等
を考慮して、ラウリルホスフェートカリウム塩等のアニ
オン系界面活性剤、四級アンモニウム塩等のカチオン系
界面活性剤、脂肪族高級アルコールや高級脂肪酸のエチ
レンオキサイド付加物等のノニオン系界面活性剤、ポリ
エチレングリコール、ポリエチレングリコール・ポリプ
ロピレングリコールブロック共重合体等のポリアルキレ
ングリコール類、ジメチルポリシロキサン、ポリエーテ
ル変性シリコーンオイル、高級アルコキシ変性シリコー
ンオイル等のシリコーンオイル類を一種または二種以上
含有させることができる。さらに、本発明において用い
る生分解性脂肪族ポリエステルには、ポリアミノ酸等の
ポリマー、タルク、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、
塩化カルシウム等の無機物、澱粉、タンパク質、食品添
加物等を一種又は二種以上適宜混合することができ、機
械特性、生分解特性等を種々変化させることができる。
但し、本発明の生分解性脂肪族ポリエステルフィルム
は、酸化物の蒸着層が蒸着された後、透明で内容物が見
える必要があるので、蒸着層が蒸着される前においても
高い透明性を有するように添加物の種類を考慮する必要
がある。

【００１７】本発明を構成する脂肪族ポリエステルを主
成分とする樹脂層である生分解性脂肪族ポリエステルフ
ィルムは公知の方法で製膜、延伸して得ることができ、
二軸延伸後に熱固定されたフィルムであることが好まし
い。例えば、本発明で用いる生分解性脂肪族ポリエステ
ルフィルムを押出成形法により製造する場合は、公知の
Ｔ−ダイ法、インフレーション法等が適用でき、これら
の方法により未延伸フィルムを得ることができる。押出
し温度は、用いる生分解性脂肪族ポリエステルの融解温
度（Ｔｍ）〜Ｔｍ＋７０℃の範囲、より好ましくは、Ｔ
ｍ＋２０〜Ｔｍ＋５０℃の範囲である。押出し温度が低
すぎると押出し安定性が得難く、また、過負荷に陥りや
すい。また逆に、高すぎると生分解性脂肪族ポリエステ
ルの分解が激しくなるので好ましくない。本発明を構成
する生分解性脂肪族ポリエステルフィルムを製造するの
に用いる押出機のダイは、環状又は線状のスリットを有
するものを用いることができる。また、ダイの温度は押
出温度範囲と同じ程度である。Ｔ−ダイで押出す際のド
ロー比（Ｔダイリップ間隔／フィルム厚みの比）は、５
〜１３０が好ましい。

【００１８】生分解性脂肪族ポリエステルからなる未延
伸フィルムの二軸延伸は、一軸目の延伸と二軸目の延伸
を逐次に行っても、同時に行っても良い。延伸温度は、
用いる脂肪族ポリエステルのＴｇ（ガラス転移点）〜Ｔ
ｇ＋５０℃の範囲が好ましい。さらに好ましくはＴｇ＋
１０〜Ｔｇ＋４０℃の範囲である。延伸温度がＴｇより
低いと延伸が困難であり、Ｔｇ＋５０℃を越えると厚み
均一性や得られたフィルムの機械的強度が低下し好まし
くない。

【００１９】縦、横の延伸はそれぞれ１段階でも多段階
に分けて行っても良いが、それぞれの延伸方向に最終的
には少なくとも３倍以上、更に好ましくは、３．５倍以
上、また縦・横面積倍率で９倍以上、更に好ましくは１
２倍以上延伸することが厚みの均一性や機械的性質の点
から一般的な条件である。縦、横延伸比がそれぞれ３倍
以下、また面積倍率で９倍以下では、厚み均一性の良い
フィルムは得るのが困難になり、また、機械的強度等の
物性の向上も乏しい。脂肪族ポリエステルを主成分とす
る樹脂層の厚さは通常１０〜２５０μｍ程度であり、好
ましくは１２〜２５０μ程度である。

【００２０】本発明を構成する生分解性脂肪族ポリエス
テルフィルムは、製造工程において他の樹脂との共押出
し法やコーティング法によって複層化されてもよい。ま
た、本発明を構成する生分解性脂肪族ポリエステルフィ
ルムは、用途によっては接着性や濡れ性をよくするため
にコロナ放電処理、コーティング処理や火炎処理が行わ
れてもよい。特に酸化物の蒸着層を上記フィルムに積層
する前には、フィルムと酸化物の蒸着層との接着を高め
るために予め上記の処理を行うこともできる。

【００２１】本発明を構成する酸化物の蒸着層は、前記
（１）〜（３）の条件を満たす透明性とガス遮断性を示
す酸化物の蒸着層であればよく、金属の酸化物、非金属
の酸化物が広く用いられるが、特に酸化珪素及び／又は
酸化アルミニウムを主成分とした蒸着層が好適である。
これらの酸化物の蒸着層は使用後に廃棄されても有害物
質が出ないので好適である。

【００２２】酸化物の蒸着層の膜厚は、通常１０〜５０
００Å、より好ましくは５０〜２０００Åの範囲であ
る。膜厚が１０Å未満の場合は充分なガス遮断性が得ら
れ難く、また膜厚を５０００Åを越えて厚くしてもガス
遮断性の向上効果は飽和し、耐屈曲性が悪くなったり製
造コストが上がるため、実用的でない。

【００２３】上記酸化物の蒸着層の形成には、真空蒸着
法、スパッタリング法、イオンプレート法等の物理蒸着
法、あるいはＣＶＤ等の化学蒸着法等が適宜用いられ、
このとき採用される加熱法としては、抵抗加熱、誘導加
熱、電子線加熱等が適宜採用できる。反応ガスとして酸
素、窒素、水素、アルゴン、炭酸ガス、水蒸気等を導入
したり、オゾン添加、イオンアシスト等の手段を用いる
反応性蒸着法を採用してもよく、また、基板にバイアス
を印可したり、基板の加熱、冷却等製膜条件の変更も可
能である。このような蒸着材料や、反応ガス、基板バイ
アス、加熱・冷却条件は、スパッタリング法やＣＤＶ法
を採用する際に於いても同様に変更可能である。酸化物
の蒸着前あるいは蒸着中に、被蒸着基材表面に、コロナ
放電処理、火炎処理、低温プラズマ処理、グロー放電処
理、逆スパッタ処理、祖面化処理等をほどこして酸化物
の密着強度を一層高めることも有効である。

【００２４】本発明の、酸化物の蒸着層が積層された生
分解性脂肪族ポリエステルのフィルムは、無色透明で、
包装した内容物が見える必要があるので、生分解性積層
フィルムのヘーズ（曇価）は５％以下であることが必要
である。なお、本発明の目的を損なわない範囲で、さら
に他の層を形成することは何ら差し支えないことであ
る。

【００２５】

【実施例】以下、実施例、比較例を挙げて本発明の内容
及び効果を具体的に説明するが、本発明は、その要旨を
逸脱しない限り以下の実施例に限定されるものではな
い。なお、以下の実施例、比較例における物性の評価方
法は以下の通りである。

【００２６】（曇価）ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、日本
電色（株）製のヘーズメーターを用い曇価を測定した。

【００２７】（ガス遮断性）酸素透過量は、酸素透過度
測定装置（「ＯＸ−ＴＲＡＮ ｌ０／５０Ａ」）Ｍｏｄ
ｅｒｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ社製）により、湿度０％、温
度２５℃、２日パージで測定した。また、水蒸気透過量
は、水蒸気透過度測定装置（「ＰＥＲＭＡＴＲＡＮ」Ｍ
ｏｄｅｒｎ Ｃｏｎｔｒｏｌｓ社製）により、温度４０
℃、湿度９０％、２日パージで測定した。

【００２８】（衝撃強度）フィルムインパクトテスター
（（株）東洋精機製）を用い、２３℃において測定し
た。

【００２９】（老化性）生分解性の指標のｌつとして、
採取した土中にフィルムを埋め、充分な湿度下で温度３
５℃に６ヶ月保った後、フィルムの外観状態の変化を観
察した。評価ランクは次の通りである。 ○：著しく変化したことが外観から判る ×：外観上変化なし

【００３０】（実施例１）粘度平均分子量２５万のポリ
ーＬ−乳酸を原料とし、口径３０ｍｍのＴダイ付き押出
機を使用して、樹脂温度２１０℃で溶融押出ししてチル
ロールで冷却し、厚さ約３００μｍの未延伸フィルムを
得た後、直ちにロール式延伸機で縦方向に７５℃で３．
２倍延伸し、更にテンター式延伸機で横方向に１００℃
で４倍延伸した。次いで６％緩和させつつ１５０℃で熱
固定した後、コロナ放電処理を行って、厚さ２５μｍの
延伸フィルムを得た。得られたコロナ放電処理済みの２
軸延伸フィルムに電子ビーム加熱型真空蒸着装置を用い
て、二酸化珪素と酸化アルミニウムを蒸着材料として膜
厚２００Å、酸化アルミニウム含有率４０重量％の蒸着
層を積層した。表１にその物性を示す。

【００３１】（実施例２）粘度平均分子量３５万のポリ
ーＤＬ−乳酸を原料とすること以外は、上記実施例１と
同様にして２軸延伸フィルムそして蒸着層の形成された
積層フィルムを作成した。表１にその物性を示す。

【００３２】（実施例３）粘度平均分子量２８万のポリ
グリコール酸を原料とし、２７０℃で溶融押出しし、縦
・横延伸温度をそれぞれ９５℃、１１０℃また熱固定温
度を２００℃に変更すること以外は実施例１記載の方法
で２軸延伸フィルムを得、その後蒸着層の積層されたフ
ィルムを得た。表１に物性を示す。

【００３３】（比較例１）実施例１に記載の原料からな
る２軸延伸フィルムに、アルミニウム１００％からなる
金属蒸着層をもつ積層フィルムを得た。その物性を表１
に示した

【００３４】

【表１】

【００３５】

【発明の効果】本発明のガス遮断性に優れた生分解性積
層フィルムによれば、透明性とガス遮断性を併せ持ちな
がら生分解性に優れており、環境に優しい一般包装用フ
ィルムとして極めて有用である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石原 英昭 滋賀県大津市堅田二丁目１番１号 東洋紡 績株式会社総合研究所内

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 主たる繰り返し単位が一般式−Ｏ−ＣＨ
   Ｒ−ＣＯ−（ＲはＨ又は炭素数ｌ〜３のアルキル基を示
   す。）である脂肪族ポリエステルを主成分とする樹脂層
   の少なくとも一方の面に酸化物の蒸着層が積層されてお
   り、以下の（１）〜（３）の条件を満たすことを特徴と
   するガス遮断性に優れた生分解性積層フィルム。 （ｌ）ヘーズ値≦５％ （２）透湿度≦２０ｇ／ｍ²・２４ｈｒ（４０℃／９０
   ％ＲＨ） （３）酸素透過度≦１００ｃｃ／ｍ²・２４ｈｒ・ａｔ
   ｍ（２５℃／５０％ＲＨ）
2. 【請求項２】 脂肪族ポリエステルを主成分とする樹脂
   層の厚さが１０〜２５０μｍであり、酸化物の蒸着層の
   厚さが１０〜５０００Åであることを特徴とする請求項
   １記載のガス遮断性に優れた生分解性積層フィルム。
3. 【請求項３】 脂肪族ポリエステルが、ポリ乳酸である
   ことを特徴とする請求項１又は２記載のガス遮断性に優
   れた生分解性積層フィルム。
4. 【請求項４】 酸化物が、酸化ケイ素及び／又は酸化ア
   ルミニウムであることを特徴とする請求項１、２又は３
   記載のガス遮断性に優れた生分解性積層フィルム。