(57)【要約】【課題】生分解性を有し、且つ耐熱性に優れるポリ乳酸組成物層と紙との積層体を開発することを目的とする。【解決手段】紙の少なくとも片面に、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸を含むポリ乳酸系組成物からなり、ＤＳＣ測定における１５０〜２００℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク１）と２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク２）とのピーク比（ピーク１／ピーク２）が０．２以下であるポリ乳酸系延伸フィルムが積層されてなることを特徴とするポリ乳酸系積層体に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙の少なくとも片面に、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸を含むポリ乳酸系組成物からなり、ＤＳＣ測定における１５０〜２００℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク１）と２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク２）とのピーク比（ピーク１／ピーク２）が０．２以下であるポリ乳酸系延伸フィルムが積層されてなることを特徴とするポリ乳酸系積層体。
【請求項２】
ポリ乳酸系延伸フィルムが、２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの吸熱量が４０Ｊ／ｇ以上である請求項１に記載のポリ乳酸系積層体。
【請求項３】
ポリ乳酸系延伸フィルムが、ＤＳＣ測定における吸熱ピーク測定後に、降温した際の発熱量が４０Ｊ／ｇ以上である請求項１に記載のポリ乳酸系積層体。
【請求項４】
ポリ乳酸系延伸フィルムが、広角Ｘ線測定における２θが１２度、２１度および２４度近辺のピーク面積の総和（ＳＳＣ）が全体の面積に対して２０％以上であり、かつ２θが１７度および１９度近辺のピーク面積の総和（ＳＰＬ）が全体の面積に対して５％以下である請求項１〜３のいずれかに記載のポリ乳酸系積層体。
【請求項５】
ポリ乳酸系延伸フィルムが、ＤＳＣ測定において、２５０℃で１０分間経過後に降温した際の発熱量が２０Ｊ／ｇ以上のポリ乳酸系組成物を延伸してなる請求項１〜４のいずれかに記載のポリ乳酸系積層体。
【請求項６】
ポリ乳酸系延伸フィルムが、ＤＳＣ測定において、第２回昇温時における１５０〜２００℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク１０）と２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク２０）とのピーク比（ピーク１０／ピーク２０）が０．５以下のポリ乳酸系組成物を延伸してなる請求項１〜４のいずれかに記載のポリ乳酸系積層体。
【請求項７】
ポリ乳酸系延伸フィルムが、ＤＳＣ測定において、第２回昇温時における２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの吸熱量が３５Ｊ／ｇ以上のポリ乳酸系組成物を延伸してなる請求項１〜４のいずれかに記載のポリ乳酸系積層体。
【請求項８】
ポリ乳酸系組成物が、ポリ−Ｌ−乳酸７５〜２５重量部及びポリ−Ｄ−乳酸２５〜７５重量部（ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸の合計で１００重量部）から調製されてなる請求項１〜７のいずれかに記載のポリ乳酸系積層体。
【請求項９】
ポリ乳酸系延伸フィルムが、少なくとも一方向に２倍以上延伸されてなる延伸フィルムからなる層である請求項１〜４のいずれかに記載のポリ乳酸系積層体。
【請求項１０】
ポリ乳酸系延伸フィルムが、縦方向に２倍以上及び横方向に２倍以上延伸されてなる延伸フィルムである請求項１〜４のいずれかに記載のポリ乳酸系積層体。
【請求項１１】
ポリ乳酸系延伸フィルムが、１４０〜２２０℃で１秒以上熱処理してなる請求項１０または１０に記載のポリ乳酸積層体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生分解性を有し、且つ耐熱性に優れるポリ乳酸組成物層と紙との積層体に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙は本質的に耐水性がないので、牛乳パックや紙コップなどの水分と接触する包装素材や成形素材の分野では紙の表面に、熱可塑性樹脂でラミネートされたポリラミネート紙やポリラミネートされた板紙が使用されている。現在使用されている熱可塑性樹脂はポリエチレン等の汎用樹脂が殆どである。これらの紙積層体は、使用後回収され焼却あるいはリサイクルされている。しかしながら、リサイクルするには積層されたポリエチレンと紙とを剥離する必要があることからその回収には多大な労力を要するのが実情である。また、回収されずに放棄された紙コップ等が路上等に放置されたり、海洋投棄されたりして環境破壊を含めた様々な問題を引き起している。即ち、紙は分解されるがポリエチレン等の熱可塑性樹脂は全くと言ってよい程生分解性が無く、放置された状態で半永久的に残存し、それゆえに様々な問題が発生している。
【０００３】
紙の生分解性を損なうことなく、紙に耐水性を付与する方法として、紙の表面にポリ乳酸等の生分解性を有する脂肪族ポリエステルを積層する方法が種々提案されている（例えば、特許文献１；特開平６−２５５０３９号公報、特許文献２；特開平４−３３４４４８号公報、特許文献３；特開平８−２５２８９５号公報）。
【０００４】
しかしながら、かかるポリ乳酸等の生分解性ポリエステルは耐熱性が不足することから用途が限られ、耐熱性を有する積層体の開発が望まれている。
【特許文献１】特開平６−２５５０３９号公報
【特許文献２】特開平４−３３４４４８号公報
【特許文献３】特開平８−２５２８９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、生分解性を有し、且つ耐熱性に優れるポリ乳酸組成物層と紙との積層体を開発することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、紙の少なくとも片面に、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸を含むポリ乳酸系組成物からなり、ＤＳＣ測定における１５０〜２００℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク１）と２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク２）とのピーク比（ピーク１／ピーク２）が０．２以下であるポリ乳酸系延伸フィルムが積層されてなることを特徴とするポリ乳酸系積層体を提供するものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明のポリ乳酸系積層体は、ＴＭＡ測定による０．２５ＭＰａ荷重での５％収縮温度が１７０℃と、従来のポリ乳酸の溶融温度を越えても熱変形が小さく、しかも生分解性を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
＜紙＞
本発明のポリ乳酸系積層体を構成する成分の一つである紙は、パルプを原料として得られる所謂紙であり、種々公知の紙、例えば、印刷用紙Ａ等の上質印刷紙、セミ上質紙、グラビア用紙等の中級印刷紙などの非塗工印刷用紙；コート紙、アート紙などの塗工印刷用紙；クラフト紙などの未晒包装紙；純白ロール紙などの晒包装紙；食品容器原紙などの加工原紙などの紙；段ボール原紙、白板紙などの板紙など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。本発明に係わる紙は必要に応じて印刷を施してもよい。また貼り合わせる面はシリカ等微細な無機物を塗布することによる表面平滑処理を行ってもよい。
＜ポリ−Ｌ−乳酸＞
本発明のポリ乳酸系積層体を構成する他の成分であるポリ乳酸系組成物の１成分であるポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ）は、Ｌ−乳酸を主たる構成成分、好ましくは９５モル％以上を含む重合体である。Ｌ−乳酸の含有量が９５モル％未満の重合体は、後述のポリ−Ｄ−乳酸（ＰＤＬＡ）と溶融混練して得られるポリ乳酸系組成物からなる層あるいは当該層を延伸して得られる延伸フィルムの耐熱性が劣る虞がある。
【０００９】
ＰＬＬＡの分子量は後述のポリ−Ｄ−乳酸と混合したポリ乳酸系組成物がフィルムなどの層として形成性を有する限り、特に限定はされないが、通常、重量平均分子量（Ｍｗ）は６千〜３００万、好ましくは６千〜２００万の範囲にあるポリ−Ｌ乳酸が好適である。重量平均分子量が６千未満のものは得られる延伸フィルムの強度が劣る虞がある。一方、３００万を越えるものは溶融粘度が大きくフィルム加工性が劣る虞がある。
＜ポリ−Ｄ−乳酸＞  
本発明のポリ乳酸系積層体を構成する他の成分であるポリ乳酸系組成物の１成分であるポリ−Ｄ−乳酸（ＰＤＬＡ）は、Ｄ−乳酸を主たる構成成分、好ましくは９５モル％以上を含む重合体である。Ｄ−乳酸の含有量が９５モル％未満の重合体は、前述のポリ−Ｌ−乳酸と溶融混練して得られるポリ乳酸系組成物からなる層あるいは当該層を延伸して得られる延伸フィルムの耐熱性が劣る虞がある。
【００１０】
ＰＤＬＡの分子量は前述のＰＬＬＡと混合したポリ乳酸系組成物がフィルムなどの層として形成性を有する限り、特に限定はされないが、通常、重量平均分子量（Ｍｗ）は６千〜３００万、好ましくは６千〜２００万の範囲にあるポリ−Ｄ乳酸が好適である。重量平均分子量が６千未満のものは得られる延伸フィルムの強度が劣る虞がある。一方、３００万を越えるものは溶融粘度が大きくフィルム加工性が劣る虞がある。
【００１１】
本発明においてＰＬＬＡ及びＰＤＬＡには、本発明の目的を損なわない範囲で、少量の他の共重合成分、例えば、多価カルボン酸若しくはそのエステル、多価アルコール、ヒドロキシカルボン酸、ラクトン類等を共重合させておいてもよい。
多価カルボン酸としては、具体的には、例えば、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、スベリン酸、デカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、セバシン酸、ジグリコール酸、ケトピメリン酸、マロン酸及びメチルマロン酸等の脂肪族ジカルボン酸並びにテレフタル酸、イソフタル酸及び２，６−ナフタレンジカルボン酸等の芳香族ジカルボン酸等が挙げられる。
多価カルボン酸エステルとしては、具体的には、例えば、コハク酸ジメチル、コハク酸ジエチル、グルタル酸ジメチル、グルタル酸ジエチル、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジエチル、ピメリン酸ジメチル、アゼライン酸ジメチル、スベリン酸ジメチル、スベリン酸ジエチル、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジエチル、デカンジカルボン酸ジメチル、ドデカンジカルボン酸ジメチル、ジグリコール酸ジメチル、ケトピメリン酸ジメチル、マロン酸ジメチル及びメチルマロン酸ジメチル等の脂肪族ジカルボン酸ジエステル並びにテレフタル酸ジメチル及びイソフタル酸ジメチル等の芳香族ジカルボン酸ジエステルが挙げられる。
多価アルコールとしては、具体的には、例えば、エチレングリコール、１，３−プロパンジオール、１，２−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、２−メチル−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタメチレングリコール、へキサメチレングリコール、オクタメチレングリコール、デカメチレングリコール、ドデカメチレングリコール、１，４−シクロヘキサンジオール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ペンタエチレングリコール及び分子量１０００以下のポリエチレングリコール等が挙げられる。
ヒドロキシカルボン酸としては、具体的には、例えば、グリコール酸、２−メチル乳酸、３−ヒドロキシ酪酸、４−ヒドロキシ酪酸、２−ヒドロキシ−ｎ−酪酸、２−ヒドロキシ−３，３−ジメチル酪酸、２−ヒドロキシ−２−メチル酪酸、２−ヒドロキシ−３−メチル酪酸、ヒドロキシピバリン酸、ヒドロキシイソカプロン酸及びヒドロキシカプロン酸等が挙げられる。
ラクトン類としては、具体的には、例えば、β−プロピオラクトン、β−ブチロラクトン、γ−ブチロラクトン、β又はγ−バレロラクトン、δ−バレロラクトン、δ−カプロラクトン、ε−カプロラクトン、４−メチルカプロラクトン、３，５，５−トリメチルカプロラクトン、３，３，５−トリメチルカプロラクトン等の各種メチル化カプロラクトン；β−メチル−δ−バレロラクトン、エナントラクトン、ラウロラクトン等のヒドロキシカルボン酸の環状１量体エステル；グリコリド、Ｌ−ラクチド、Ｄ−ラクチド等の上記ヒドロキシカルボン酸の環状２量体エステル等が挙げられる。
また、本発明に係わるＰＬＬＡ及びＰＤＬＡには、それぞれＤ−乳酸若しくはＬ−乳酸を前記範囲以下であれば少量含まれていてもよい。
【００１２】
＜ポリ乳酸系延伸フィルム＞
本発明のポリ乳酸積層体を構成する他の成分であるポリ乳酸系延伸フィルムは、前記ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸を含むポリ乳酸系組成物からなり、ＤＳＣ測定における１５０〜２００℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク１）と２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク２）とのピーク比（ピーク１／ピーク２）が０．２以下、好ましくは０．１以下であることを特徴とするポリ乳酸系延伸フィルムである。
【００１３】
本発明に係わるポリ乳酸系延伸フィルムは、前記特性に加え、２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの吸熱量（ΔＨｍ）が４０Ｊ／ｇ以上、より好ましくは５０Ｊ／ｇ以上であり、ＤＳＣ測定における吸熱ピーク測定後に、降温した際の発熱量（ΔＨｃ）が４０Ｊ／ｇ以上、より好ましくは５０Ｊ／ｇ以上の特性を有する。
【００１４】
本発明に係わるポリ乳酸系延伸フィルムは、前記特性に加え、広角Ｘ線測定における２θが１２度、２１度および２４度近辺のピーク面積の総和（ＳＳＣ）が全体の面積に対して２０％以上、好ましくは２５％以上であり、かつ２θが１７度および１９度近辺のピーク面積の総和（ＳＰＬ）が全体の面積に対して５％以下、好ましくは３％以下の特性を有する。
【００１５】
かかる広角Ｘ線測定における２θが１７度および１９度近辺のピークはＰＬＬＡ及びＰＤＬＡの結晶に基づくピーク（PＰＬ）であり、１２度、２１度および２４度近辺のピークはＰＬＬＡとＰＤＬＡとが共結晶した所謂ステレオコンプレックスの結晶に基づくピーク（PＳＣ）である。
【００１６】
本発明における広角Ｘ線による回折ピーク（２θ）はＸ線回折装置（株式会社リガク製  自動Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ−２２００またはＲＩＮＴ−２５００）を用いて測定して検出される回折ピークの角度（度）である。記録紙の基線（強度；０ｃｐｓ）とＸ線回折強度曲線で囲まれた回折角（２θ）が５〜３０度の総面積（全体の面積）を１００％とし、結晶に基づく各々の回折ピーク面積は、（ＳＰＬ）については１７度および１９度近辺の回折ピーク（２θ）、（ＳＳＣ）については１２度、２１度および２４度近辺の回折ピーク（２θ）各々の面積を記録紙から切り出し、その重量を測定することにより算出した。また非結晶部分に起因するブロードな部分は（非晶部分）とした。尚、（ＳＰＬ）、（ＳＳＣ）を測定する際には非晶部分に伴う回折曲線をベースラインとしてその上の部分を測定した。
【００１７】
本発明におけるポリ乳酸系延伸フィルムの熱融解特性は、ＤＳＣ（示差走査熱量計）として、ティー・エイ・インスツルメント社製  Ｑ１００を用い、試料約５ｍｇを精秤し、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１及びＪＩＳ  Ｋ  ７１２２に準拠し、窒素ガス流入量：５０ｍｌ／分の条件下で、０℃から加熱速度：１０℃／分で２５０℃まで昇温して昇温時のＤＳＣ曲線を得、得られたＤＳＣ曲線から、延伸フィルムの融点（Ｔｍ）、２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの吸熱量（ΔＨｍ）、１５０〜２００℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク１）と２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク２）とのピーク比（ピーク１／ピーク２）を求めるとともに、２５０℃に１０分間維持した後、冷却速度：１０℃／分で０℃まで降温して結晶化させて、降温時のＤＳＣ曲線を得、得られたＤＳＣ曲線から、延伸フィルムの結晶化の際の発熱量（ΔＨｃ）を求めた。
【００１８】
なお、ピーク高さは、６５℃〜７５℃付近のベースラインと２４０℃〜２５０℃付近のベースラインを結ぶことにより得られるベースラインからの高さで求めた。
【００１９】
本発明に係わるポリ乳酸系延伸フィルムの厚さは、通常、５〜５００μｍ、好ましくは１０〜１００μｍの範囲にある。
【００２０】
本発明に係わるポリ乳酸系延伸フィルムは、必要に応じて、紙あるいは他の層あるいは印刷層との密着性を向上させるために、プライマーコート、コロナ処理、プラズマ処理や火炎処理などを施しても良い。特に、紙と貼り合わせる面にコロナ処理する場合は、３８ダイン以上に濡れ調の改質を行うことが望ましく、また必要に応じて帯電防止剤を塗布し表面固有抵抗を１×１０１３Ω以下にすることが望ましい。
＜ポリ乳酸系組成物＞
本発明の上記特性を有するポリ乳酸系延伸フィルムを得るには、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸を含むポリ乳酸系組成物として、以下の熱融解特性を有するポリ乳酸系組成物を用意して、延伸することが好ましい。
【００２１】
本発明に係わるポリ乳酸系組成物は、ＤＳＣ測定において、ポリ乳酸系組成物を２５０℃で１０分融解させた後に降温した際の発熱量（ΔＨｃ）が好ましくは２０Ｊ／ｇ以上である熱特性を有することが望ましい。
さらに、本発明に係わるポリ乳酸系組成物は、そのＤＳＣの第２回昇温時の測定（２５０℃で１０分経た後に１０℃／分で降温を行い、０℃から再度１０℃／分で昇温）において得られたＤＳＣ曲線の１５０〜２００℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク１０）と２０５〜２４０℃の範囲にある吸熱ピークの最大吸熱ピークのピーク高さ（ピーク２０）のピーク比（ピーク１０／ピーク２０）が好ましくは０．５以下、より好ましくは０．３以下、特に好ましくは０．２以下であるという熱特性を有することが望ましい。これは、この組成物がステレオコンプレックス晶を選択的に形成しているためと考えられる。
ピーク比（ピーク１０／ピーク２０）が０．５より大きいと、結晶化後にＰＬＬＡ、ＰＤＬＡ単体結晶の形成量が大きく、ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸とが十分に混練されていない虞がある。
ピーク比（ピーク１０／ピーク２０）が０．５より大きい組成物は結晶化後のα晶（ＰＬＬＡあるいはＰＤＬＡの単独結晶）の形成量が大きいため、延伸しても耐熱性に劣る虞がある。
また、本発明に係わるポリ乳酸系組成物は、ＤＳＣの第２回昇温時における２０５〜２４０℃の吸熱ピークの吸熱量（ΔＨｍ）が３５Ｊ／ｇ以上であることが好ましい。
本発明に係わるポリ乳酸系組成物の熱融解特性は、前記ポリ乳酸系延伸フィルムの熱融解特性を求めた方法と同様な方法で、ＤＳＣ（示差走査熱量計）として、ティー・エイ・インスツルメント社製  Ｑ１００を用い、試料約５ｍｇを精秤し、ＪＩＳ  Ｋ  ７１２１及びＪＩＳ  Ｋ  ７１２２に準拠して求めた。なお、ポリ乳酸系組成物の熱融解特性は、降温時と第２回昇温時における特性を求めた。
【００２２】
本発明に係わるポリ乳酸系組成物は、好ましくは前記ＰＬＬＡを２５〜７５重量部、より好ましくは３５〜６５重量部、特に好ましくは４５〜５５重量部、その中でも好ましくは４７〜５３重量部及びＰＤＬＡを好ましくは７５〜２５重量部、より好ましくは６５〜３５重量部、特に好ましくは５５〜４５重量部、その中でも好ましくは５３〜４７重量部（ＰＬＬＡ＋ＰＤＬＡ＝１００重量部）から構成されている、即ち調製されている。
【００２３】
本発明に係わるポリ乳酸系組成物は、ポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸の重量平均分子量が、いずれも６千〜３００万の範囲内であり、かつ、ポリ−Ｌ−乳酸またはポリ−Ｄ−乳酸のいずれか一方の重量平均分子量が３万〜２００万であるポリ−Ｌ−乳酸及びポリ−Ｄ−乳酸から混練により調製することが望ましい。
【００２４】
また、本発明に係わるポリ乳酸系組成物は、例えば、これらＰＬＬＡとＰＤＬＡを、２３０〜２６０℃で二軸押出機、二軸混練機、バンバリーミキサー、プラストミルなどで溶融混練することにより得ることができる。
ＰＬＬＡの量が７５〜２５重量部、特に６５〜３５重量部、その中でも特に５５重量部を超える組成物及び４５重量部未満の組成物は上述の方法で混練しても、得られる組成物を延伸してなるフィルムはα晶の結晶体を含み、耐熱性が不十分となる虞がある。
本発明に係わるポリ乳酸系組成物が耐熱性に優れるのは、当該組成物がステレオコンプレックス構造を形成しており、ステレオコンプレックス構造はＰＬＬＡとＰＤＬＡの等量から構成されるためであると考えられる。
本発明に係わるポリ乳酸系組成物を得るために、ＰＬＬＡとＰＤＬＡを溶融混練するときの温度は、好ましくは２３０〜２６０℃であり、より好ましくは２３５〜２５５℃である。溶融混練する温度が２３０℃より低いとステレオコンプレックス構造物が未溶融で存在する虞があり、２６０℃より高いとポリ乳酸が分解する虞がある。
【００２５】
また、本発明に係わるポリ乳酸系組成物を調製する際に、ＰＬＬＡとＰＤＬＡを十分に溶融混練することが望ましい。溶融混練時間は、用いる溶融混練機にもよるが、通常、５分間以上であればよい。ＰＬＬＡとＰＤＬＡの溶融混練時間をより長くすればするほど、例えば、２０分間以上、あるいは３０分間以上とすることにより、得られるポリ乳酸系組成物は、ＤＳＣの第２回昇温時における２０５〜２４０℃の吸熱ピークの吸熱量（ΔＨｍ）が４５Ｊ／ｇ以上、あるいは５０Ｊ／ｇ以上となり、１５０〜２００℃の範囲にある吸熱ピークの吸熱量は３．５Ｊ／ｇ以下、あるいは０Ｊ／ｇとなり、よりステレオコンプレックスの結晶化が早く、ＰＬＬＡあるいはＰＤＬＡの単独結晶（α晶）が生成し難いポリ乳酸系組成物とすることができる。
【００２６】
本発明に係るポリ乳酸系組成物は、ステレオコンプレックスの結晶化が早く、かつステレオコンプレックス結晶化可能領域も大きいので、ＰＬＬＡあるいはＰＤＬＡの単独結晶（α晶）が生成し難いと考えられる。
【００２７】
前述のように、本発明に係わるポリ乳酸系組成物は、ＤＳＣによる２５０℃で１０分経過後の降温時での測定（１０℃／分）において結晶化によるピーク（発熱量ΔＨｃ）が、２０Ｊ／ｇ以上であるとポリ乳酸系組成物の結晶化が速やかに起こる。
【００２８】
また結晶化による発熱量が２０Ｊ／ｇより小さいと結晶化速度が小さく、上記混練が十分でない虞がある。
【００２９】
本発明に係わるポリ乳酸系組成物の重量平均分子量は特に限定されるものではない。しかしながら、本発明に係わるポリ乳酸系組成物は、重量平均分子量が１万〜１５０万の範囲にあることが好ましく、さらには重量平均分子量が５万〜５０万の範囲にあることが望ましい。重量平均分子量が、上記範囲を高分子側に外れるとステレオコンプレックス化が十分でなく耐熱性が得られない虞があり、また低分子側に外れると得られるポリ乳酸系組成物層の強度が十分でない虞がある。
【００３０】
＜ポリ乳酸系延伸フィルムの製造方法＞
本発明に係わるポリ乳酸系延伸フィルムは、前記ポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸を含むポリ乳酸系組成物を用いて、押出成形して得られるフィルムあるいはシートを、好ましくは一方向に２倍以上、より好ましくは２〜１２倍、さらに好ましくは３〜６倍延伸することにより、耐熱性、透明性に優れる延伸フィルムが得られる。延伸倍率の上限は延伸し得る限り、とくに限定はされないが、通常、１２倍を超えるとフィルムが破断したりして、安定して延伸できない虞がある。
【００３１】
また、押出成形して得られるフィルムあるいはシートを、好ましくは縦方向に２倍以上及び横方向に２倍以上、より好ましくは縦方向に２〜７倍及び横方向に２〜７倍、さらに好ましくは縦方向に２．５〜５倍及び横方向に２．５〜５倍延伸することにより、耐熱性、透明性に優れる延伸フィルム（二軸延伸フィルム）が得られる。延伸倍率の上限は延伸し得る限り、とくに限定はされないが、通常、７倍を超えるとフィルムが破断したりして、安定して延伸できない虞がある。
【００３２】
本発明に係わるポリ乳酸系延伸フィルムは、延伸した後、好ましくは１４０〜２２０℃、より好ましくは１５０〜２００℃で、好ましくは１秒以上、より好ましくは３〜６０秒熱処理しておくと、更に耐熱性が改良される。
【００３３】
＜ポリ乳酸系積層体＞
本発明のポリ乳酸系積層体は、前記紙の少なくとも片面に、前記熱的特性を有するポリ−Ｌ−乳酸とポリ−Ｄ−乳酸を含むポリ乳酸系組成物からなるポリ乳酸系延伸フィルムが積層されてなる積層体である。
【００３４】
＜ポリ乳酸系積層体の製造方法＞
本発明のポリ乳酸積層体は、前記紙と予め得られた前記ポリ乳酸系延伸フィルムを積層する（貼り合わせる）ことにより、得られる。
【００３５】
紙とポリ乳酸系延伸フィルムを積層する際には、接着剤ないし粘着剤により紙と貼り合わせることが出来る。
【００３６】
接着剤および粘着剤としては、ビニル系、アクリル系、ポリアミド系、ポリエステル系、ゴム系、ウレタン系などがあり、ごく薄く、少量塗布して貼り合わせることもできる。ラミネート材料からすれば、接着剤ないし粘着剤は少量であるが、これらも生分解性とするのが本来は好ましく、例えば、デンプンなどの炭水化物類、膠、ゼラチン、カゼインなどのたんぱく質類、未加硫天然ゴムなどの天然材料などがある。
本発明のポリ乳酸系積層体の構成は、例えばポリ乳酸系延伸フィルム／紙の２層構成、ポリ乳酸系延伸フィルム／紙／ポリ乳酸系延伸フィルムの３層構成等があるが、特に限定されるものではない。
【００３７】
本発明のポリ乳酸系積層体は、袋、箱、皿、トレー、コップ、蓋材などの包装資材分野に好適に用いることができる。紙を部分的に打ち抜いて「窓」を形成し、それに配向ポリ乳酸系重合体フィルムを貼り合わせて内容物透視用の容器とすることもできる。さらには、カレンダー、ポスター、本の表紙などの美麗な外観を必要とする用途；ラベル、ステッカーなどの表示材料；梱包・包装用テープ；各種製品の製造に使用される工程紙などにも好適である。
本発明のポリ乳酸系積層体は従来のポリ乳酸に比べて耐熱性に優れるため、例えば延伸フィルムとして紙に接着剤によるドライラミを施した後に加熱ロールを通した際の延伸フィルム層収縮による反りが小さく、加工適性が優れている。特に生分解性を有する接着剤は現在のところ水系であるため、従来のポリ乳酸より高い耐熱性を求められており、そのような用途にも応えることが出来る。
また本ポリ乳酸系積層体を容器成形し食品容器として使用する際にも、例えば食品を入れて電子レンジで加温した時のポリ乳酸系延伸フィルムの収縮がほとんど起きないため、油分を含んだ食品等従来のポリ乳酸延伸フィルムでは使用できなかった材料も扱える容器としての使用が可能である。
【実施例】
【００３８】
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実施例に制約されるものではない。
【００３９】
実施例、比較例及び参考例で使用したポリ乳酸は次の通りである。
（イ）ポリ−Ｌ−乳酸（ＰＬＬＡ―１）：
Ｄ体量：１．９％  Ｍｗ：２２万（ｇ／モル）、Ｔｍ：１６２．９℃。
（ロ）ポリ−Ｄ−乳酸（ＰＵＲＡＣ社製：ＰＤＬＡ―１）：
Ｄ体量：１００．０％  Ｍｗ：１３５万（ｇ／モル）、Ｔｍ：１８０℃。
インヘレント粘度（溶媒；クロロホルム、測定温度；２５℃、濃度；０．１ｇ／ｄｌ）：７．０４（ｄｌ／ｇ）
【００４０】
本発明における測定方法は以下のとおりである。
（１）重量平均分子量（Ｍｗ）
試料２０ｍｇに、ＧＰＣ溶離液１０ｍｌを加え、一晩静置後、手で緩やかに攪拌した。この溶液を、両親媒性０．４５μｍ―ＰＴＦＥフィルター（ＡＤＶＡＮＴＥＣ  ＤＩＳＭＩＣ―２５ＨＰ０４５ＡＮ）でろ過し、ＧＰＣ試料溶液とした。
測定装置；Ｓｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  ＳＹＳＴＥＭ−２１
解析装置；データ解析プログラム：ＳＩＣ４８０データステーションＩＩ
検出器；示差屈折検出器（ＲＩ）
カラム；Ｓｈｏｄｅｘ  ＧＰＣ  Ｋ−Ｇ  ＋  Ｋ−８０６Ｌ  ＋  Ｋ−８０６Ｌ
カラム温度；４０℃
溶離液；クロロホルム
流速；１．０ｍｌ／分
注入量；２００μＬ
分子量校正；単分散ポリスチレン
（２）ＤＳＣ測定
示差走査熱量計（ＤＳＣ）を用い、前記記載の方法で測定した。
（３）広角Ｘ線測定
測定装置：Ｘ線回折装置（株式会社リガク製  自動Ｘ線回折装置ＲＩＮＴ−２２００）
反射法
Ｘ線ターゲット：Ｃｕ  Ｋ―α
出力：１／４０ｋＶ×４０ｍＡ
回転角：４．０°／分
ステップ：０．０２°
走査範囲：１０〜３０°
（４）透明性
日本電色工業社製  ヘイズメーター３００Ａを用いてフィルムのヘイズ（ＨＺ）及び平行光光線透過率（ＰＴ）を測定した。
（５）表面粗さ
株式会社小坂研究所製三次元表面粗さ測定器ＳＥ−３０Ｋを用いてポリ乳酸系延伸フィルム表面の中心面平均粗さ（ＳＲａ）を測定した。
（６）引張り試験
ポリ乳酸系延伸フィルムからＭＤ方向及びＴＤ方向に、夫々短冊状の試験片（長さ：１５０ｍｍ、幅：１５ｍｍ）を採取して、引張り試験機（オリエンテック社製テンシロン万能試験機ＲＴＣ-１２２５）を使用し、チャック間距離：１００ｍｍ、クロスヘッドスピード：３００ｍｍ／分（但し、ヤング率の測定は５ｍｍ／分で測定）で、引張り試験を行い、引張強さ（ＭＰａ）、伸び（％）及びヤング率（ＭＰａ）を求めた。
（７）透湿度（水蒸気透過度）
ＪＩＳ  Ｚ０２０８  に準拠して求めた。ポリ乳酸系延伸フィルムを採取して、表面積が約１００ｃｍ２の袋を作り、塩化カルシウムを適量入れた後、密封した。これを４０℃、９０％ＲＨ（相対湿度）の雰囲気中に３日間放置し、重量増加から透湿度（水蒸気透過度）を求めた。
（８）酸素透過度
ＪＩＳ  Ｋ７１２６に基づいて２０℃湿度０％ＲＨ（相対湿度）の条件で、酸素透過測定器（ＭＯＣＯＮ社製、ＯＸＴＲＡＮ２／２１  ＭＬ）を使用して測定した。
（９）耐熱性
熱分析装置（セイコーインスツルメンツ株式会社製  熱・応用・歪測定装置  ＴＭＡ／ＳＳ１２０）を用いてフィルムから幅４ｍｍの試験片を切り出し、チャック間５ｍｍで試験片に荷重０．２５ＭＰａを掛け、１００℃（開始温度）から５℃／分で昇温し、各温度における試験片の変形（伸びまたは収縮）を測定した。
参考例１
ＰＬＬＡ―１：ＰＤＬＡ―２を５０：５０（重量部）の比で計量し、二軸混練押出機を用い、溶融温度；２５０℃、混練時間；６分で、溶融混練してポリ乳酸系組成物を得た後、Ｔ−ダイシート成形機で、厚さ約３００μｍのポリ乳酸系組成物からなるシートを得た。かかるポリ乳酸系組成物の熱融解特性を前記記載の方法で測定した。
次に、当該シートをブルックナー社製二軸延伸機で、縦方向に延伸温度；６５℃で３倍に、横方向に延伸温度；７０℃で３倍に延伸し、テンター内で１８０℃で約４０秒間のヒートセットを行い、ポリ乳酸系延伸フィルムを得た。得られたポリ乳酸系延伸フィルムの物性を前記記載の方法で測定した。測定結果を表１に、熱融解特性を図１及び図２に示す。
参考例２
参考例１で用いたＰＬＬＡ―１及びＰＤＬＡ―１に代えて、ＰＬＬＡ―１を単独で用い、二軸延伸フィルムのヒートセットを１５０℃で約４０秒間行う以外は参考例１と同様に行い、ＰＬＬＡ―１のシート及び二軸延伸フィルムを得た。測定結果を表１に、熱融解特性を図３及び図４に示す。
【００４１】
【表１】
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表１から明らかなように、参考例１で得られたポリ乳酸系組成物からなる二軸延伸フィルムは、熱融解特性において、１５０〜２００℃の範囲の吸熱ピーク（吸熱量）は僅かで、２０５〜２４０℃の範囲の吸熱ピークは大きく、吸熱量（ΔＨｍ）も６６．１Ｊ／ｇと多く、降温した際の発熱量（ΔＨｃ）も４９．７Ｊ／ｇある。また、二軸延伸フィルムの素材となるポリ乳酸系組成物（シート）の熱融解特性は、第１回降温時の発熱量（ΔＨｃ）が２０．３Ｊ／ｇと２０Ｊ／ｇ以上である。第２回昇温時には、１５０〜２００℃の範囲には吸熱ピークはみられず、２０５〜２４０℃の範囲の吸熱ピークの吸熱量（ΔＨｍ）は５１．０Ｊ／ｇと３５Ｊ／ｇ以上である。さらに、参考例１で得られたポリ乳酸系組成物からなる二軸延伸フィルムは、透明性、耐熱性に優れ、透湿度及び酸素透過度も低く、バリア性能を有し、広角Ｘ線測定における回折ピークは２θが１２、２１、２４度近辺にのみ有し、２θが１７、１９度近辺には回折ピークは現れなかった。また１７、１９度近辺のピーク面積（ＳＰＬ）が全体の面積に対して０％と５％未満であり、２θが１２、２１、２４度近辺のピーク面積（ＳＳＣ）が全体の面積に対して５１％と２０％以上であった。
【００４２】
それに対し、参考例２で得られたＰＬＬＡ―１からなる二軸延伸フィルムは、１５０〜２００℃の範囲の吸熱ピークのみで、２０５〜２４０℃の範囲の吸熱ピークはなく、降温した際の発熱量（ΔＨｃ）は０．４Ｊ／ｇと参考例１で得られたポリ乳酸系組成物からなる二軸延伸フィルムに比べ少ない。また、二軸延伸フィルムの素材となるＰＬＬＡ―１（シート）の熱融解特性は、第１回降温時の発熱量（ΔＨｃ）は０であり、第２回昇温時には、２０５〜２４０℃の範囲には吸熱ピークはみられず、１５０〜２００℃の範囲のピークのみであり、その吸熱量（ΔＨｍ）は３２．１Ｊ／ｇである。さらに、参考例２で得られたＰＬＬＡ―１からなる二軸延伸フィルムは、透明性は優れるものの、耐熱性、バリア性能に劣るとともに、広角Ｘ線測定における回折ピークは２θが１７、１９度近辺にのみ有し、２θが１２、２１、２４度近辺には回折ピークは現れなかった。また１７、１９度近辺のピーク面積（ＳＰＬ）が全体の面積に対して５７％と５％を越えており、２θが１２、２１、２４度近辺のピーク面積（ＳＳＣ）が全体の面積に対して０％と２０％未満であった。
実施例１
参考例１で得られたポリ乳酸系二軸延伸フィルムのコロナ処理面（濡れ調は３９ダイン）、にウレタン系接着剤（武田薬品工業製：タケラックＡ３１０（６０％）＋タケラックＡ３（５％）＋酢酸エチル（３５％））を約７ｇ／ｍ２塗布した後にＡｓｕｋｕｌ社製コピー用紙（マルチペーパー  スーパーエコノミー  Ａ４  厚み約８０μｍ  坪量６７ｇ／ｍ２）をドライラミネートして７０℃のオーブンで２０秒乾燥し、更に４０℃で２４時間のエージングを行い、厚さ１００〜１１０μｍのポリ乳酸系延伸フィルムと紙とを積層したポリ乳酸系積層体を得た。ついで、当該ポリ乳酸系積層体を１２０、１４０、１６０℃に加熱した熱ロールに３ｍ／分の速度で通したところ、いずれの温度で通したポリ乳酸系積層体も収縮がなく、美麗であった。
比較例１
参考例２の二軸延伸フィルムの片面にコロナ処理を行い、実施例１と同様な方法で、厚さ１００〜１１０μｍの二軸延伸フィルムと紙とを積層した積層体を得た。ついで、当該積層体を１２０、１４０、１６０℃に加熱した熱ロールに３ｍ／分の速度で通したところ、１２０及び１４０℃では、延伸フィルムの収縮が大きくカールが生じた。また１６０℃では加熱ロールに延伸フィルムが融着した。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
本発明のポリ乳酸系積層体は、ＴＭＡ測定による０．２５ＭＰａ荷重での５％収縮温度が１７０℃と、従来のポリ乳酸の溶融温度である１３０℃に比べ極めて高く、成形・加工性、製品の耐熱性に優れ、しかも生分解性を有しているので、かかる特性を利用して、袋、箱、皿、トレー、コップ、蓋材などの包装資材分野に好適に用いることができる。さらには、カレンダー、ポスター、本の表紙などの美麗な外観を必要とする用途；ラベル、ステッカーなどの表示材料；梱包・包装用テープ；各種製品の製造に使用される工程紙などにも好適である。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、参考例１の延伸フィルムの第１回昇温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図２】図２は、参考例１の延伸フィルムの第１回降温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図３】図３は、参考例１の延伸フィルムの第２回昇温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図４】図４は、参考例２の延伸フィルムの第１回昇温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図５】図５は、参考例２の延伸フィルムの第１回降温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図６】図６は、参考例２の延伸フィルムの第２回昇温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図７】図７は、参考例１のポリ乳酸系組成物からなるシート（未延伸）の第１回降温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図８】図８は、参考例１のポリ乳酸系組成物からなるシート（未延伸）の第２回昇温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図９】図９は、参考例２のポリ乳酸系組成物からなるシート（未延伸）の第１回降温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図１０】図１０は、参考例２のポリ乳酸系組成物からなるシート（未延伸）の第２回昇温のＤＳＣ測定のチャートを示す図である。
【図１１】図１１は、参考例１の延伸フィルムの広角Ｘ線回折測定結果を示す図である。
【図１２】図１２は、参考例２の延伸フィルムの広角Ｘ線回折測定結果を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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