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ポリプロピレン延伸多層フィルム
説明

ポリプロピレン延伸多層フィルム

【課題】剛性とヒートシール強度のバランスに優れるポリプロピレン延伸多層フィルムを得ること。
【解決手段】融点が164℃以上であるプロピレン重合体(成分(A))10〜90重量%と、融点が150℃以上163℃以下であるプロピレン/1−ブテン共重合体(成分(B))90〜10重量%とからなる樹脂組成物(成分(C))(ただし、成分(A)と成分(B)との合計の重量を100重量%とする。)を含有する基材層の少なくとも片面に、融点が140℃以下であるプロピレン/1−ブテン共重合体(成分(D))を含有する層が積層されたシートを延伸して得られるポリプロピレン延伸多層フィルムであって、成分(C)を含有する基材層の厚みに対する、成分(D)を含有する層の厚みの比(成分(D)を含有する層の厚み/成分(C)を含有する層の厚み)が0.15〜0.45であることを特徴とするポリプロピレン延伸多層フィルム。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、剛性とヒートシール強度のバランスに優れるポリプロピレン延伸多層フィルムに関するものである。
【背景技術】
【0002】
ポリプロピレン延伸フィルムは、透明性や剛性等に優れることから、各種の包装材料として、広く用いられている。このようなポリプロピレン延伸フィルムとして、例えば、高融点のポリプロピレン基材層に低融点の樹脂を共押出法で積層した後、延伸する方法によって得られたフィルム、ポリプロピレン延伸フィルムにポリエチレン系樹脂フィルムまたはポリプロピレン系樹脂フィルムをラミネートする方法によって得られたフィルム等は、ヒートシール性が付与されたフィルムであることが知られている。
共押出により積層して延伸する方法によって得られたフィルムでは、一般に、ヒートシール強度が弱いため、重量物の包装に向いていないという問題があり、またラミネートにより積層する方法によって得られたフィルムでは、有機溶剤等を使用するラミネート工程が必要であるため、地球環境に与える負荷が大きく、経済的にも好ましくない。
そこで、共押出によりヒートシール層を積層して延伸したポリプロピレン系フィルムにおいて、ヒートシール強度を改善する方法が検討されており、例えば、特許文献1には、結晶性ポリプロピレンからなる基材層の少なくとも一方の表面に150℃以下の樹脂層を4μm以上積層した積層フィルムが記載されており、特許文献2には、基材層にプロピレン単独重合体とプロピレン/エチレン共重合体のブレンド物を用いる多層フィルムが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開平7−329260号公報
【特許文献2】特開2003−170555号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のフィルムでは、剛性とヒートシール強度の両方が十分とは、必ずしも言えず、剛性とヒートシール強度のさらなる改良が求められていた。
本発明の目的は、剛性とヒートシール強度のバランスに優れるポリプロピレン延伸多層フィルムを得ることである。
【課題を解決するための手段】
【0005】
上記の課題を解決するために、本発明者等は、鋭意検討した結果、本発明が、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成させるに至った。
すなわち、本発明は、融点が164℃以上であるプロピレン重合体(成分(A))10〜90重量%と、融点が150℃以上163℃以下であるプロピレン/1−ブテン共重合体(成分(B))90〜10重量%とからなる樹脂組成物(成分(C))(ただし、成分(A)と成分(B)との合計の重量を100重量%とする。)を含有する基材層の少なくとも片面に、融点が140℃以下であるプロピレン/1−ブテン共重合体(成分(D))を含有する層が積層されたシートを延伸して得られるポリプロピレン延伸多層フィルムであって、成分(C)を含有する基材層の厚みに対する、成分(D)を含有する層の厚みの比(成分(D)を含有する層の厚み/成分(C)を含有する層の厚み)が0.15〜0.45であることを特徴とするポリプロピレン延伸多層フィルムにかかるものである。
【発明の効果】
【0006】
本発明によれば、剛性とヒートシール強度のバランスに優れるポリプロピレン延伸多層フィルムが得られる。
【発明を実施するための形態】
【0007】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
本発明のポリプロピレン延伸多層フィルムは、融点が164℃以上であるプロピレン重合体(以下、「成分(A)」と記載することがある。)10〜90重量%と、融点が150℃以上163℃以下であるプロピレン/1−ブテン共重合体(以下、「成分(B)」と記載することがある。)90〜10重量%とからなる樹脂組成物(以下、「成分(C)」と記載することがある。)(ただし、成分(A)と成分(B)との合計の重量を100重量%とする。)を含有する基材層の少なくとも片面に、融点が140℃以下であるプロピレン/1−ブテン共重合体(以下、「成分(D)」と記載することがある。)を含有する層(以下、「表層」と記載することがある。)が積層されたシートを延伸して得られ、成分(C)を含有する基材層の厚みに対する、成分(D)を含有する層の厚みの比(成分(D)を含有する層の厚み/成分(C)を含有する層の厚み)が0.15〜0.45である、ポリプロピレン延伸多層フィルムである。
【0008】
基材層に用いるプロピレン重合体(成分(A))は、その融点が164℃以上であり、プロピレン重合体の融点が164℃未満であると製品の剛性を損なう場合がある。
プロピレン重合体としては、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレンと、エチレンおよび/または炭素数4〜12のα−オレフィンとの共重合体等が挙げられる。炭素数4〜12のα−オレフィンとしては、例えば、1−ブテン、4−メチルペンテン−1、1−オクテン、1−ヘキセン等が挙げられ、好ましくは、1−ブテンである。炭素数4〜12のα−オレフィンは、1種単独でも、2種以上が混合されていてもよい。
プロピレン重合体が、プロピレンと、エチレンおよび/または炭素数4〜12のα−オレフィンとの共重合体である場合、該共重合体に含まれるプロピレンに由来する構造単位の含有量としては、通常、90重量%以上であり、好ましくは、95重量%であり、より好ましくは、97重量%である(ただし、該共重合体の全重量を100重量%とする。)。
プロピレン重合体として、好ましくは、プロピレン単独重合体である。
【0009】
成分(A)のMFRは、樹脂の押出特性や延伸性に優れる観点から、好ましくは、0.1〜100g/10分であり、より好ましくは、1〜20g/10分であり、さらに好ましくは、1〜10g/10分である。MFRはJIS K7210に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgfで測定した値である。
【0010】
成分(A)の20℃キシレン可溶部量(CXS、単位:重量%)は、剛性や耐ブロッキング性に優れる観点から、好ましくは、3重量%以下であり、より好ましくは、2重量%以下、さらに好ましくは1重量%以下である。
【0011】
基材層に用いるプロピレン/1−ブテン重合体(成分(B))は、その融点が150℃以上163℃以下であり、好ましくは、155℃以上162℃以下であり、さらに好ましくは、156℃以上162℃以下である。融点が150℃未満の場合には、剛性を損なう事があり、163℃を超える場合には、十分なヒートシール強度が得られない場合がある。
【0012】
成分(B)に含まれる1−ブテンに由来する構造単位の含有量としては、通常、0.1重量%以上10重量%以下であり、好ましくは、1重量%以上7重量%以下であり、より好ましくは、1重量%以上4重量%以下である。(ただし、該共重合体の全重量を100重量%とする。)
【0013】
成分(B)のMFRは、樹脂の押出特性や延伸性に優れる観点から、好ましくは、0.1〜100g/10分であり、より好ましくは、1〜20g/10分であり、さらに好ましくは、1〜10g/10分である。MFRはJIS K7210に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgfで測定した値である。
【0014】
成分(B)の20℃キシレン可溶部量(CXS、単位:重量%)は、剛性や耐ブロッキング性の観点から、好ましくは、3重量%以下であり、より好ましくは、2重量%以下であり、さらに好ましくは1重量%以下である。
【0015】
成分(A)と成分(B)の融点差としては、十分な剛性と十分なヒートシール強度が得られる観点から、好ましくは、3℃以上であり、より好ましくは、4℃以上である。
【0016】
基材層に用いる樹脂組成物(成分(C))は、成分(A)10〜90重量%と、成分(B)90〜10重量%とからなる(ただし、成分(A)と成分(B)との合計の重量を100重量%とする。)。成分(C)に含まれる成分(A)と成分(B)との含有量として、好ましくは、成分(A)が10〜70重量%であり、成分(B)が30〜90重量%であり、より好ましくは、成分(A)が10〜50重量%であり、成分(B)が50〜90重量%である。
【0017】
成分(A)のMFRは、得られるフィルムの剛性に優れる観点から、成分(B)のMFRより高いことが望ましい。
【0018】
表層に用いるプロピレン/1−ブテン共重合体(成分(D))は、単独で使用してもよく、それ以外の共重合体をブレンドして用いてもよい。成分(D)以外の共重合体をブレンドする場合は、プロピレン/エチレン共重合体が好ましい。
表層に成分(D)とプロピレン/エチレン共重合体とのブレンド物を使用する場合には、成分(D)とプロピレン/エチレン共重合体との含有量としては、シール強度や低温ヒートシール性の観点から、好ましくは、成分(D)が40重量%以上100重量%未満であり、プロピレン/エチレン共重合体が0重量%を超え60重量%以下であり、より好ましくは、成分(D)が60重量%以上100重量%未満であり、プロピレン/エチレン共重合体が0重量%を超え40重量%以下である(ただし、成分(D)とプロピレン/エチレン共重合体との合計の重量を100重量%とする)。
【0019】
成分(D)に含まれる1−ブテンに由来する構造単位の含有量としては、十分なシール強度や低温ヒートシール性が得られ、耐ブロッキング性に優れる観点から、好ましくは、5重量%以上40重量%未満であり、より好ましくは、10重量%以上35重量%未満であり、さらに好ましくは、15重量%以上30重量%未満である(ただし、成分(D)の重量を100重量%とする)。上記プロピレン/エチレン共重合体のエチレン含有量として、好ましくは、1重量%以上10重量%未満であり、より好ましくは、2重量%以上7重量%未満である(ただし、プロピレン/エチレン共重合体の重量を100重量%とする。)。
【0020】
成分(D)の融点は140℃以下であり、好ましくは、80℃以上140℃以下であり、より好ましくは、100℃以上135℃以下である。融点が140℃を超えるとヒートシール強度や低温ヒートシール性を損なうことがある。また、プロピレン/エチレン共重合体をブレンドする場合、プロピレン/エチレン共重合体の融点として、好ましくは、150℃以下であり、より好ましくは、120℃以上145℃以下である。
【0021】
成分(D)のMFRは、樹脂の押出特性などに優れる観点から、好ましくは、0.1〜200g/10分であり、より好ましくは、1〜150g/10分であり、さらに好ましくは、1〜20g/10分である。MFRはJIS K7210に準拠し、温度230℃、荷重2.16kgfで測定した値である。
【0022】
成分(D)の20℃キシレン可溶成分量(CXS、単位:重量%)は、フィルムの耐ブロッキング性の観点から、好ましくは25重量%以下であり、より好ましくは20重量%以下、さらに好ましくは15重量%以下である。
【0023】
本発明において、基材層および/または表層には、必要に応じて添加剤が含有されていてもよい。添加剤としては、例えば、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、造核剤、防曇剤、アンチブロッキング剤等が挙げられる。製品の剛性、ヒートシール性を損なわない範囲で適度な量を添加する。
【0024】
本発明で使用される成分(A)、成分(B)および成分(D)の製造方法としては、公知の重合触媒を用いて、公知の重合方法によって製造する方法が挙げられる。
公知の重合触媒としては、例えば、マグネシウム、チタンおよびハロゲンを必須とする固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物と、必要に応じて用いられる電子供与性化合物等の第3成分とからなる触媒系、シクロペンタジエニル環を有する周期表第IV族の遷移金属化合物とアルキルアルミノキサンからなる触媒系、またはシクロペンタジエニル環を有する周期表第IV族の遷移金属化合物とそれと反応してイオン性の錯体を形成する化合物および有機アルミニウム化合物からなる触媒系等が挙げられる。好ましくは、マグネシウム、チタンおよびハロゲンを必須とする固体触媒成分と、有機アルミニウム化合物と、電子供与性化合物からなる触媒系であり、例えば、特開昭61−218606号公報、特開昭61−287904号公報、特開平1−319508号公報、特開平7−216017号公報等に記載されている触媒系である。
【0025】
公知の重合方法としては、例えば、不活性炭化水素溶媒によるスラリー重合法、溶媒重合法、無溶媒による液相重合法、気相重合法等が挙げられ、好ましくは、気相重合法、あるいは、前記の重合法を組み合わせ、それらを連続的に行なう方法、例えば、液相−気相重合法等が挙げられる。
【0026】
本発明のポリプロピレン延伸多層フィルムにおける、成分(C)を含有する基材層の厚みに対する、成分(D)を含有する層の厚みの比(成分(D)を含有する層の厚み/成分(C)を含有する基材層の厚み)は0.15〜0.45であり、ヒートシール強度と剛性に優れる観点から、好ましくは、0.20〜0.40である。
【0027】
成分(C)を含有する基材層の厚みは、剛性や延伸性に優れる観点から、好ましくは、5μm以上100μm未満であり、より好ましくは、10μm以上70μm未満であり、さらに好ましくは、15μm以上30μm未満である。
【0028】
成分(D)を含有する層の厚みは、ヒートシール強度や剛性に優れる観点から、2μm以上10μm未満が好ましく、3μm以上9μm未満がより好ましく、4μm以上8μm未満がさらに好ましい。
【0029】
基材層および表層の製造方法としては、インフレーション法、Tダイ法、カレンダー法等が挙げられる。多層フィルムの製造方法としては、押出ラミネート法、熱ラミネート法、ドライラミネート法等が挙げられる。
【0030】
本発明のポリプロピレン延伸多層フィルムは、縦方向一軸延伸方式、横方向一軸延伸方式、逐次二軸延伸方式、同時二軸延伸方式あるいはチューブラー二軸延伸方式にて延伸加工される。これらの中で、好ましくは、二軸延伸方式であり、より好ましくは、逐次二軸延伸方式である。
【実施例】
【0031】
以下、実施例および比較例により本発明を更に詳しく説明する。実施例および比較例で用いた物性の測定方法を下記に示した。
【0032】
(1)メルトフローレート(MFR、単位:g/10分)
JIS K7210に従い測定した。
【0033】
(2)コモノマー含量(単位:重量%)
高分子分析ハンドブック(1995年、紀伊国屋書店発行)の616ページ以降に記載されている方法により、赤外分光法で測定を行い求めた。
【0034】
(3)融点(Tm、単位:℃)
示差走査熱量計(パーキンエルマー社製DSC)を用いて、試片約10mgを窒素雰囲気下220℃で5分間保持した後、300℃/分で150℃まで冷却した。150℃で1分間保持した後、50℃/分の降温速度で50℃まで降温した。
その後に50℃で1分保持した後、5℃/分で昇温させて、得られた融解吸熱カーブの最大ピークのピーク温度の小数位以下を四捨五入してTm(融点)とした。ピークが複数あるものは、高温側のピークを採用した。
なお、本測定器を用いて5℃/分の降温速度ならびに昇温速度で測定したインジウム(In)のTmは156.6℃であった。
【0035】
(4)20℃キシレン可溶成分量(CXS、単位:重量%)
10gのポリプロピレンを1000mlの沸騰キシレンに溶解した後、50℃まで徐冷し、次いで氷水に浸し攪拌しながら20℃まで冷却し、20℃で一晩放置した後、析出したポリマーを濾別し、濾液からキシレンを蒸発させ、60℃で減圧乾燥して20℃のキシレンに可溶なポリマーを回収し、回収されたポリマーの重量からCXSを算出した。
【0036】
(5)ヒートシール強度(単位:g/25mm)
フィルムの表面同士を重ね合わせ、所定温度に加熱されたヒートシーラー(テスター産業株式会社製)で2kg/cmの荷重で2秒間圧着してヒートシールを行った。このサンプルを一昼夜23℃、湿度50%の雰囲気下で状態調整した後、23℃、湿度50%の雰囲気下で剥離速度200mm/分、剥離角度90度で剥離した時の剥離抵抗力をヒートシール強度とした。
【0037】
(6)剛性(ヤング率、単位:MPa)
長さ120mm、幅20mmの試験片の長手方向をフィルムの縦方向(MD)に一致させて試験片を採取し、また、長さ120mm、幅20mmの試験片の長手方向をフィルムの横方向(TD)に一致させて試験片を採取し、採取されたそれぞれの試験片について、引張試験機によってチャック間隔60mm、引張速度5mm/分の条件で、S−S曲線をとり、初期弾性率(ヤング率)を測定した。
【0038】
[実施例1]
基材層用にプロピレン単独重合体(A1:MFR=8.0g/10分、融点=165℃、CXS=0.3重量%)40重量%、プロピレン/1−ブテン共重合体(B1:MFR=2.0g/10分、1−ブテン含量=2.0重量%、融点=159℃、CXS=0.4重量%)60重量のブレンド物を使用し、表層用にプロピレン/1−ブテン共重合体(D1:MFR=7.1g/10分、1−ブテン含有量=25重量%、融点=128℃、CXS=9.5重量%)を用い、それぞれ樹脂温度260℃、230℃で各々別の押出機で溶融押出し、一基の共押出Tダイに供給した。このTダイから2種2層構成(チルロール側に表層用樹脂)で押出された樹脂を30℃の冷却ロールで冷却して、厚み約1mmのキャストシートを得た。
得られたキャストシートを2m/分の低速ロールと、10m/分の高速ロールの周速差により120℃で縦方向に5倍に延伸した。引き続いて加熱炉にて予熱温度165℃、延伸温度157℃で横方向に8倍に延伸し、165℃で熱処理を行いながら横方向の幅を13%緩和した。加熱炉から出たフィルムを25℃の冷却ロールで冷却し、巻き取り機で巻き取り、表層(D1からなる層)/基材層厚み(A1とB1の混合物からなる層)=5μm/17.5μmである二軸延伸多層フィルムを作成した。得られたフィルムの物性を表1に示す。得られたフィルムはヒートシール強度および剛性のバランスに優れるフィルムであった。
【0039】
[実施例2]
表層(D1からなる層)/基材層厚み(A1とB1の混合物からなる層)=4μm/18.5μmとした以外は実施例1と同様に二軸延伸多層フィルムを作成した。得られたフィルムの物性を表1に示す。得られたフィルムはヒートシール強度および剛性のバランスに優れるフィルムであった。
【0040】
[実施例3]
表層用に実施例1で用いたプロピレン/1−ブテン共重合体(D1)を65重量%、プロピレン/エチレン共重合体(E1:MFR=7.0g/10分、 エチレン含有量=4.6重量%、融点=138℃、CXS=4.0重量%)35重量%のブレンド物を使用した以外は、実施例1と同様の方法で二軸延伸多層フィルムを作成した。得られたフィルムの物性を表1に示す。得られたフィルムはヒートシール強度および剛性のバランスに優れるフィルムであった。
【0041】
[比較例1]
表層(D1からなる層)/基材層厚み(A1とB1の混合物からなる層)=9.0μm/13.5μmとした以外は実施例1と同様に二軸延伸多層フィルムを作成した。得られたフィルムの物性を表1に示す。得られたフィルムは剛性が不十分であり、透明性の劣るフィルムであった。
[比較例2]
表層(D1からなる層)/基材層厚み(A1とB1の混合物からなる層)=4.0μm/28.0μmとした以外は実施例1と同様に二軸延伸多層フィルムを作成した。得られたフィルムの物性を表1に示す。得られたフィルムはヒートシール強度が不十分でなフィルムであった。
【0042】
[比較例3]
表層用に実施例3で用いたプロピレン/エチレン共重合体(E1)を単独で使用した以外は、実施例1と同様の方法で二軸延伸多層フィルムを作成した。得られたフィルムの物性を表1に示す。得られたフィルムはヒートシール強度が不十分なフィルムであった。
【0043】
[比較例4]
基材層用にプロピレン単独重合体(A1)20重量%、プロピレン/エチレン共重合体(E2:MFR=2.2g/10分、エチレン含量=0.7重量%、融点=159℃、CXS=2.7重量%)80重量のブレンド物を使用した以外は実施例1と同様の方法で二軸延伸多層フィルムを得た。得られたフィルムは剛性が不十分なフィルムであった。
【0044】
[比較例5]
基材層用にプロピレン/エチレン共重合体(E2)を単独で使用した以外は実施例1と同様の方法で二軸延伸多層フィルムを得た。得られたフィルムは剛性が不十分なフィルムであった。
【0045】
[比較例6]
基材層用にプロピレン/1−ブテン共重合体(B1)を単独で使用した以外は実施例1と同様の方法で二軸延伸多層フィルムを得た。得られたフィルムは剛性が不十分なフィルムであった。
【0046】
[比較例7]
基材層用にプロピレン単独重合体(A1)を単独で使用した以外は実施例1と同様の方法で二軸延伸多層フィルムを得た。得られたフィルムは剛性、ヒートシール強度が不十分なフィルムであった。
【0047】
【表1】

【産業上の利用可能性】
【0048】
本発明のポリプロピレン延伸多層フィルムは、剛性とヒートシール強度のバランスに優れ、食品包装用フィルム等に利用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
融点が164℃以上であるプロピレン重合体(成分(A))10〜90重量%と、融点が150℃以上163℃以下であるプロピレン/1−ブテン共重合体(成分(B))90〜10重量%とからなる樹脂組成物(成分(C))(ただし、成分(A)と成分(B)との合計の重量を100重量%とする。)を含有する基材層の少なくとも片面に、融点が140℃以下であるプロピレン/1−ブテン共重合体(成分(D))を含有する層が積層されたシートを延伸して得られるポリプロピレン延伸多層フィルムであって、成分(C)を含有する基材層の厚みに対する、成分(D)を含有する層の厚みの比(成分(D)を含有する層の厚み/成分(C)を含有する層の厚み)が0.15〜0.45であることを特徴とするポリプロピレン延伸多層フィルム。
【請求項2】
成分(A)と成分(B)との融点差が3℃以上であることを特徴とする請求項1に記載のポリプロピレン延伸多層フィルム。

【公開番号】特開2011−245826(P2011−245826A)
【公開日】平成23年12月8日(2011.12.8)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−124102(P2010−124102)
【出願日】平成22年5月31日(2010.5.31)
【出願人】(000002093)住友化学株式会社 (8,981)
【Fターム(参考)】