JP2001040111A

JP2001040111A - 強力化二軸配向ポリプロピレンフィルム

Info

Publication number: JP2001040111A
Application number: JP11210984A
Authority: JP
Inventors: Itsuo Nagai; 逸夫永井; Shigeru Tanaka; 茂田中
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1999-07-26
Filing date: 1999-07-26
Publication date: 2001-02-13

Abstract

(57)【要約】【課題】長手方向の引張弾性率が高く、熱収縮率の低
い二軸配向ポリプロピレンフィルムで、かつ面配向係数
も高いことで従来の二軸配向ポリプロピレンフィルムよ
りも高い水蒸気バリア性能を有する二軸配向ポリプロピ
レンフィルムを提供する。【解決手段】メソペンタッド分率が９８〜９９．５％
のホモポリプロピレンを主たる成分とし、長手方向の屈
折率が１．５１２〜１．５３０の範囲にある強力化二軸
配向ポリプロピレンフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、包装用途、工業用
途など広範な用途に好適な強力化二軸配向ポリプロピレ
ンフィルムに関するものである。

【０００２】

【従来の技術】廃棄物や資源の削減という社会的要請に
基づき、特に包装用途では材料の薄膜化への期待が大き
くなっている。現在例えば包装用で厚さ２０μｍ程度の
二軸配向ポリプロピレンフィルムが用いられているのに
対し、１８μｍで同等の性能や加工適性が得られるので
あれば１割のゴミおよび資源の削減に繋がるからであ
る。この要求に対し、まず二軸配向ポリプロピレンフィ
ルムを強力化し、加工工程での張力に対する伸びを抑え
る必要がある。さらに、一般的に強力化することで熱収
縮率が上昇するが、これを現行の二軸配向ポリプロピレ
ンフィルム並に抑える必要がある。

【０００３】二軸配向ポリプロピレンフィルムを長手方
向に再延伸して、長手方向に強いフィルムを作る方法
は、特公昭４１−２１７９０号公報、特公昭４５−３７
８７９号公報および特公昭４９−１８６２８号公報など
によって公知である。これら長手方向に強いフィルムの
幅方向の弱さを解消する目的で、特開昭５６−５１３２
９号公報には、特定の溶融結晶化温度を有するポリプロ
ピレンシートを二軸延伸し、幅方向の屈折率と長手方向
の屈折率を特定の範囲の値とし、長手方向に再延伸する
方法が開示されている。しかしこの方法によっても長手
方向の引張弾性率は未だ不十分であり、熱収縮率は従来
の二軸延伸ポリプロピレンフィルムに比べ高いものであ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】そこで本発明の課題
は、上記した２つ相反する特性、即ち長手方向の引張弾
性率が高く、熱収縮率の低い二軸配向ポリプロピレンフ
ィルムを提供することにあり、かつ面配向係数も高いこ
とで従来の二軸配向ポリプロピレンフィルムよりも高い
水蒸気バリア性能を有する二軸配向ポリプロピレンフィ
ルムを提供することにある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る強力化二軸配向ポリプロピレンフィル
ムは、メソペンタッド分率が９８〜９９．５％のホモポ
リプロピレンを主たる成分とし、長手方向の屈折率が
１．５１２〜１．５３０の範囲にあることを特徴とする
ものからなる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下に、本発明について、望まし
い実施の形態とともに詳細に説明する。本発明でいうホ
モポリプロピレン（以下、ＰＰと略称する場合があ
る。）とは、メソペンタッド分率が９８〜９９．５％の
ものである。メソペンタッド分率は、従来の規則性の指
標であるアイソタクチック度（アイソタクチック指数、
アイソタクチックインデックスという表現も用いられ
る。）とは異なり、アイソタクチックの立体構造の割合
を直接反映する指標である。メソペンタッド分率が上記
範囲未満であると、熱収縮率が大きくなり、上記範囲を
超えると製膜性が著しく悪化する。より好ましくは９
８．３〜９９．３％の範囲である。

【０００７】本発明の強力化二軸配向ポリプロピレンフ
ィルムは、上記ポリプロピレンを主たる成分とする。経
済性の観点から他のフィルムの回収原料を混入すること
が多く行われており、上記ポリプロピレン以外にメソペ
ンタッド分率の低いポリプロピレンや共重合ポリプロピ
レンが添加されることになるが、この場合、上記ポリプ
ロピレンが８０ｗｔ％以上であることが強力化、低熱収
のために好ましい。

【０００８】本発明におけるポリプロピレンのアイソタ
クチック度は９５〜９９．５％の範囲にあることが好ま
しく、さらに好ましくは９５〜９９％、最も好ましくは
９６〜９８．５％の範囲である。アイソタクチック度が
上記範囲未満であるとやはり熱収縮率が大きくなる場合
があり、上記範囲を超えると製膜性が悪くなる場合があ
る。

【０００９】また、本発明におけるポリプロピレンのメ
ルトインデックスは１．５〜６ｇ／１０分、好ましくは
２．５〜５ｇ／１０分の範囲のものである。メルトイン
デックスが上記範囲より小さいと、熱収縮率が大きくな
る場合があり、逆に上記範囲より大きい場合は製膜性が
悪化する場合がある。

【００１０】本発明の強力化二軸配向ポリプロピレンフ
ィルムの長手方向の屈折率は、１．５１２〜１．５３０
の範囲にある必要がある。長手方向の屈折率が上記範囲
より小さいと強力化が不十分である。上記範囲を超える
と、熱収縮率が増大したりボイドなどの生成により引張
弾性率が低下したり、水蒸気バリア性能が悪化したりす
る場合がある。より好ましくは１．５１５〜１．５２５
の範囲である。

【００１１】次に本発明フィルムの密度は０．９０５〜
０．９１５ｇ／ｃｍ³が好ましく、さらに好ましくは
０．９０７〜０．９１２ｇ／ｃｍ³の範囲である。密度
が上記範囲より小さい場合は、強力化が困難であり、上
記範囲より大きい場合は、フィルム製膜性が悪化する場
合がある。

【００１２】また、本発明の強力化二軸配向ポリプロピ
レンフィルムの１２０℃での長手方向の熱収縮率は、３
％以下であることが好ましい。熱収縮率が３％を超える
と、包装用途などで加工時に熱収縮が発生し、ラミネー
ションや印刷などの工程で種々のトラブルを誘起する場
合がある。より好ましくは２．５％以下である。

【００１３】本発明の強力化二軸配向ポリプロピレンフ
ィルムの長手方向の引張弾性率は３ＧＰａ以上であるこ
とが好ましい。３ＧＰａ未満であると薄膜化を行った際
のフィルムの腰が不十分であったり、加工時の張力に対
する伸びが大きくなるなどにより好ましくない。より好
ましくは３．５ＧＰａ以上である。

【００１４】次に本発明の強力化二軸配向ポリプロピレ
ンフィルムの面配向係数は、０．０１３５〜０．０１５
５の範囲にあることが好ましい。面配向係数が上記範囲
より小さいと、水蒸気バリア性能が悪化する場合があ
り、上記範囲を超えるとボイドなどの発生により水蒸気
バリア性能が悪化したり引張弾性率が低下する場合があ
る。より好ましくは、０．０１３８〜０．０１５の範囲
である。

【００１５】本発明のフィルムの水蒸気透過率は、２０
μｍ厚みに換算して６ｇ／ｍ²ｄａｙ以下が好ましい。
６ｇ／ｍ²ｄａｙを超えた場合、薄膜化を行った際に水
蒸気バリア性能が不十分となる場合がある。

【００１６】本発明のフィルムは、必要に応じヒートシ
ール性や、滑り性や耐ブロッキング性付与のためのラミ
ネート層を少なくとも一方の表層に設けることができる
が、本発明の目的のためにはこれらラミネート層の合計
厚みは、全体のフィルム厚みの１／５以下であることが
好ましい。

【００１７】本発明フィルムの製造方法は特に限定され
ないが、逐次二軸延伸では通常の逐次二軸延伸を行った
後、さらに長手方向に延伸する方式や、長手方向に２段
で延伸を行った後、幅方向に延伸する方式が強力化のた
めに好ましい。また同時二軸延伸法も強力化のために望
ましい。さらに同時二軸延伸を行った後、長手方向に再
延伸することや、最初長手方向の延伸を行った後、同時
二軸延伸を行うことなども強力化のために好ましい。こ
こでは同時二軸延伸による方法の一例を述べる。

【００１８】本発明のメソペンタッド分率のポリプロピ
レン樹脂を準備し、押出機に供給して２３０〜２９０℃
の温度で融解させ、濾過フィルターを経た後、スリット
状口金から押し出し、金属ドラムに巻き付けてシート状
に冷却固化せしめ未延伸フィルムとする。この場合、冷
却用ドラムの温度は２０〜６０℃とし、フィルムを結晶
化させることが好ましいが、キャストドラム温度が高す
ぎると結晶化が進行しすぎ延伸性が悪くなるため注意が
必要である。

【００１９】この未延伸フィルムをたとえばパンタグラ
フ方式の同時二軸延伸機で二軸延伸し、二軸配向せしめ
る。未延伸フィルムを１１５〜１５０℃の温度に加熱
し、１４５℃〜１６３℃の温度で長手方向延伸倍率７〜
１２倍、幅方向に３〜６倍の延伸倍率で同時に延伸し、
必要に応じさらに長手方向に１．２〜２．４倍に再延伸
した後、１５０〜１６５℃でそれぞれの方向に５〜２０
％の範囲の弛緩を与えながら熱処理し、その後冷却す
る。

【００２０】本発明の強力化二軸配向ポリプロピレンフ
ィルムは、引張弾性率が高く、フィルムを薄膜化しても
十分な腰を有することから包装用、工業用等に好ましく
用いることができる。また、熱収縮率が低く、水蒸気バ
リア性能に優れることも特長である。

【００２１】［特性値の測定法］本発明で用いられてい
る用語および測定法を以下にまとめて説明する。（１）メソペンタッド分率ＰＰ樹脂をｏ−ジクロロベンゼン−Ｄ６に溶解させ、Ｊ
ＥＯＬ製ＪＮＭ−ＧＸ２７０装置を用い、共鳴周波数６
７．９３ＭＨｚで¹³Ｃ−ＮＭＲを測定した。得られたス
ペクトルの帰属、およびメソペンタッド分率の計算につ
いては、Ｔ．Ｈａｙａｓｈｉらが行った方法（Ｐｏｌｙ
ｍｅｒ、２９、１３８〜１４３（１９８８））に基づ
き、メチル基由来のスペクトルについて、ｍｍｍｍｍｍ
ピークを２１．８５５ｐｐｍとして各ピークの帰属を行
い、ピーク面積を求めてメチル基由来全ピーク面積に対
する比率を百分率で表示した。詳細な測定条件は以下の
とおりである。測定濃度：１５〜２０ｗｔ％測定溶媒：ｏ−ジクロロベンゼン（９０wt％）／ベンゼ
ン−Ｄ６（１０wt％）測定温度：１２０〜１３０℃ 共鳴周波数：６７．９３ＭＨｚパルス幅：１０μ秒（４５°パルス）パルス繰り返し時間：７．０９１秒データ点：３２Ｋ積算回数：８１６８測定モード：ノイズデカップリング

【００２２】（２）アイソタクチック度樹脂を６０℃以下の温度のｎ−ヘプタンで２時間抽出
し、ポリプロピレンへの添加物を除去する。その後１３
０℃で２時間真空乾燥する。これから重量Ｗ（ｍｇ）の
試料を取り、ソックスレー抽出器に入れ沸騰ｎ−ヘプタ
ンで１２時間抽出する。次に、この試料を取り出し、ア
セトンで十分洗浄した後、１３０℃で６時間真空乾燥
し、その後常温まで冷却し、重量Ｗ’（ｍｇ）を測定
し、次式で求めた。アイソタクチック度＝（Ｗ’／Ｗ）×１００（％）。

【００２３】（３）メルトインデックスＡＳＴＭ−Ｄ−１２３８に準じて、２３０℃、２．１６
ｋｇの条件で測定した。

【００２４】（４）密度ＡＳＴＭ−Ｄ１５０５に規定の方法に従って測定した。

【００２５】（５）面配向係数ｆｎアッベの屈折計を用いて、フィルムの長手方向の屈折率
（Ｎｙ）、幅方向の屈折率（Ｎｘ）、厚み方向の屈折率
（Ｎｚ）を測定した。下記の式で面配向係数ｆｎを求め
た。なお、測定時の光源には、ナトリウムＤ線を用い、
マウント液としては、サリチル酸メチルを用いた。ｆｎ＝（Ｎｘ＋Ｎｙ）／２−Ｎｚ

【００２６】（６）熱収縮率フィルムから、長さ２００ｍｍ、幅１０ｍｍの試料を切
り取る（熱収縮率を測定する方向を長さ方向とする）。
この試料を１２０℃の熱風循環オーブン中に１５分間保
持した後、室温中に取り出し、その長さを測定する。そ
の長さをＬ（ｍｍ）とすれば、熱収縮率は次式で求めら
れる。熱収縮率（％）=１００×（２００-Ｌ）／２００

【００２７】（７）引張弾性率ＪＩＳ−Ｚ１７０２に規定された方法に従って、インス
トロンタイプの引張試験機を用いて、２５℃、６５％Ｒ
Ｈにて測定した。

【００２８】（８）水蒸気バリア性能ＭｏｄｅｒｎＣｏｎｔｒｏｌｓ社製水蒸気透過率測定
装置ＰｅｒｍａｔｒａｎＷ３／３１を用い、４０℃、
１００％ＲＨの条件で水蒸気透過率を測定した。なお、
水蒸気透過率は、フィルムの厚みに逆比例するため、そ
れぞれのサンプルでフィルム厚み２０μｍでの値に換算
した。

【００２９】

【実施例】次に実施例に基づいて、本発明を説明する。実施例１メソペンタッド分率９９．３％（アイソタクチック度：
９８．２％、メルトインデックス：３．５ｇ／１０分）
のポリプロピレン樹脂を押出機に供給し、２５０℃で溶
融押出し、濾過フィルターを経た後、スリット状口金か
ら押し出し、３０℃の金属ドラムに巻き付けてシート状
に成形した。

【００３０】このシートを１４５℃で予熱し、パンタグ
ラフ方式の同時二軸延伸装置で１５８℃の温度で長手方
向に９倍、幅方向に６．５倍に同時に延伸し、１６５℃
の温度で長手方向に５％、幅方向に１０％の弛緩を与え
つつ熱処理して冷却し、１５μｍの二軸延伸ポリプロピ
レンフィルムを得た。

【００３１】実施例２ポリプロピレン樹脂をメソペンタッド分率９８．２％
（アイソタクチック度：９８．５％、メルトインデック
ス：４．１ｇ／１０分）とした以外は実施例１と同様の
条件で作成したフィルムを実施例２とした。

【００３２】実施例３実施例１と同じポリプロピレン樹脂を用い、長手方向延
伸倍率を８倍、幅方向延伸倍率を７倍としたものを実施
例３とした。

【００３３】実施例４実施例１と同じポリプロピレン樹脂を用い、実施例１と
同じ方法で未延伸フィルムを作成した。この未延伸フィ
ルムを逐次二軸延伸に再縦延伸を加え二軸配向ポリプロ
ピレンフィルムを作成した。未延伸フィルムを１３５℃
で予熱し、１３８℃で長手方向に５倍延伸して冷却し、
引き続きテンターに導入して１６０℃で幅方向に９倍延
伸し、さらに１６３℃で１．４倍に長手方向に延伸し、
１６５℃で幅方向に８％の弛緩を加えながら熱処理を行
い、冷却して巻き取ったものを実施例４とした。

【００３４】実施例５実施例３と同様に同時二軸延伸したフィルムを、さらに
長手方向に１６５℃で１．３倍で再縦延伸を行い、実施
例１と同じ条件で熱処理したものを実施例５とした。

【００３５】比較例１ポリプロピレン原料をメソペンタッド分率９７．８％
（アイソタクチック度：９８．３％、メルトインデック
ス：２．９ｇ／１０分）とした以外は実施例１と同様の
条件で作成したフィルムを比較例１とした。

【００３６】比較例２実施例１と同じ方法で未延伸フィルムを作成し、逐次二
軸延伸で二軸配向ポリプロピレンフィルムを作成した。
未延伸フィルムを１３５℃で予熱し、１３８℃で長手方
向に５倍延伸して冷却し、引き続きテンターに導入して
１６０℃で幅方向に９倍延伸し、幅方向に１０％の弛緩
を与えながら１６３℃で熱処理し巻き取った。

【００３７】比較例３ＰＰ原料をメソペンタッド分率９９．７％（アイソタク
チック度：９９．３％、メルトインデックス：２．２ｇ
／１０分）を用いた以外は実施例１と同じ条件で作成し
たフィルムを比較例３とした。

【００３８】比較例４実施例１で、長手方向延伸倍率を１２倍、幅方向延伸倍
率を５倍とした以外は同じ条件で作成したフィルムを比
較例４とした。

【００３９】これらフィルムの特性を表１に示す。本発
明の二軸配向ポリプロピレンフィルムは、特定のメソペ
ンタッド分率と長手方向の屈折率を有することから、引
張弾性率が高く、熱収縮率も低くすることができる。ま
た面配向係数も高く、水蒸気バリア性能も優れたものと
することができる。一方、比較例１では、メソペンタッ
ド分率が低く、長手方向屈折率も低いことから引張弾性
率が不十分であり、熱収縮率も高いものとなった。比較
例２では、長手方向の屈折率が低く、引張弾性率が不十
分であった。比較例３では、メソペンタッド分率が高す
ぎるために安定な製膜が困難であり、長手方向屈折率も
高く熱収縮率が大きくなった。比較例４も長手方向屈折
率が高すぎ、熱収縮率が大きく、面配向係数が高い割に
はボイドの影響か水蒸気透過率も不十分であった。

【００４０】

【表１】

【００４１】

【発明の効果】本発明の強力化二軸配向ポリプロピレン
フィルムは、引張弾性率が高く、フィルムを薄膜化して
も十分な腰を有することから包装用、工業用等に好まし
く用いることができる。また、熱収縮率が低く、ガスバ
リア性能（水蒸気バリア性能）に優れることも特長であ
り、やはり薄膜化を行っても十分なガスバリア性能を発
現することができる。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 4F071 AA20 AA89 AF20Y AF31Y AF43Y AH04 BB08 BC01 BC12 4F210 AA11A AA11C AG01 AH54 QA02 QC05 QG01 QG11 QG18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】メソペンタッド分率が９８〜９９．５％
のホモポリプロピレンを主たる成分とし、長手方向の屈
折率が１．５１２〜１．５３０の範囲にあることを特徴
とする強力化二軸配向ポリプロピレンフィルム。
【請求項２】長手方向の引張弾性率が３ＧＰａ以上で
ある請求項１の強力化二軸配向ポリプロピレンフィル
ム。
【請求項３】長手方向の１２０℃の熱収縮率が３％以
下である請求項１または２に記載の強力化二軸配向ポリ
プロピレンフィルム。
【請求項４】面配向係数が０．０１３５〜０．０１５
５の範囲にある請求項１〜３のいずれかに記載の強力化
二軸配向ポリプロピレンフィルム。