JP2004114543A - 二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面に、変性プロピレン重合体(A)層を介してアクリル系紫外線吸収樹脂(B)層が積層されてなることを特徴とする二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム及びポリプロピレンと変性プロピレン重合体(A)とを共押出し成形してシートを得た後、変性プロピレン重合体(A)層上にアクリル系紫外線吸収樹脂(B)を被覆して、延伸することを特徴とする二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの製造方法に関する。
【選択図】なし。
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、二軸延伸ポリプロピレンフィルム層とアクリル系紫外線吸収樹脂層との接着性、特に高湿度下で処理した後の接着強度に優れ、且つ紫外線遮断性を有する包装用材料として好適な二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
二軸延伸ポリプロピレンフィルム(以下OPPフィルムと呼ぶことがある)は、その優れた透明性、機械的強度、剛性等を活かして包装材料をはじめ広い分野で使用されている。中でも、食品、化粧品、医薬品等の包装材料として用いる場合は、被包装物の劣化を防ぐために、OPPフィルムに酸素透過度や水蒸気透過度を少なくするためのガスバリヤー層、あるいは紫外線を遮断する層等を積層して多層化して用いられている。かかる紫外線遮断層の一つとしてアクリル系紫外線吸収樹脂層を積層することが提案されている。そして、OPPフィルムはそれ自体極性基を有しないことから、単にOPPフィルムとアクリル系紫外線吸収樹脂層とを積層しても接着性に劣ることから、例えば、紫外線吸収型アクリル系樹脂に熱接着性樹脂を混合したものを積層すること(特開平9−300541号公報)、紫外線吸収型アクリル系樹脂にカチオン系ポリマーを混合したものを積層すること(特開平7−214732号公報)等が提案されている。又、紫外線吸収型アクリル系樹脂を用いる例ではないが、ポリオレフィン層とアクリル樹脂層との接着性を改良する方法として、接着層としてエチレン─アクリル酸エステル共重合体と不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン等との組成物を用いること(特開平6−255048号公報)が提案されている。
【0003】
しかしながら、何れの方法も、OPPフィルムと紫外線吸収型アクリル系樹脂層との接着強度を改良するために、紫外線吸収型アクリル系樹脂に不飽和カルボン酸変性ポリオレフィン等の接着性改質材を混合しており、紫外線吸収型アクリル系樹脂本来の紫外線遮断性を十分発揮できない場合がある。又、OPPフィルムと紫外線吸収型アクリル系樹脂層との間の接着性を改良するには、予めにOPPフィルムの表面にウレタン樹脂等でアンカーコートをしておく必要があるし、得られるOPPフィルムと紫外線吸収型アクリル系樹脂層との間の接着強度も、高湿度下で処理した後に低下する虞がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、アンカーコート等の前処理を必要とすることなく、二軸延伸ポリプロピレンフィルム層とアクリル系紫外線吸収樹脂層との接着性、特に高湿度下で処理した後にも優れた二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムを得ることを目的とした。
【0005】
【課題を解決するための手段】
【発明の概要】
本発明は、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面に、変性プロピレン重合体(A)層を介してアクリル系紫外線吸収樹脂(B)層が積層されてなることを特徴とする二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム、好ましくは、アクリル系紫外線吸収樹脂(B)層が、変性プロピレン重合体(A)層上に積層された後、変性プロピレン重合体(A)層と共に延伸してなる二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムを提供することにある。
【0006】
本発明の他の態様は、ポリプロピレンと変性プロピレン重合体(A)とを共押出し成形してシートを得た後、変性プロピレン重合体(A)層上にアクリル系紫外線吸収樹脂(B)を被覆して、延伸することを特徴とする二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの製造方法を提供することにある。
【0007】
【発明の具体的な説明】
二軸延伸ポリプロピレンフィルム
本発明に係わる二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、一般に製造・販売されている公知のフィルムであり、プロピレンの単独重合体、若しくはプロピレンと少量、通常5モル%以下のエチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル・1−ペンテン、1−オクテン等のα―オレフィンとの共重合体を逐次あるいは同時にニ軸延伸して得られるフィルムである。
【0008】
変性プロピレン重合体(A)
本発明に係わる変性プロピレン重合体(A)は、プロピレンの単独重合体、若しくはプロピレンとエチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル・1−ペンテン、1−オクテン等のα―オレフィンとのプロピレンを主体とした共重合体に極性基を付与して変性したものである。中でも、不飽和カルボン酸もしくはその誘導体でグラフト変性したものが、二軸延伸ポリプロピレンフィルムと後述のアクリル系紫外線吸収樹脂(B)層との接着性の改善効果に優れるので好ましい。
【0009】
不飽和カルボン酸もしくはその誘導体としては、例えばアクリル酸、マレイン酸、フマール酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ナジック酸(エンドシス−ビシクロ[2.2.1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸)等の不飽和カルボン酸;またはその誘導体、例えば酸ハライド、アミド、イミド、無水物、エステル等が挙げられる。かかる誘導体の具体例としては、例えば塩化マレニル、マレイミド、無水マレイン酸、無水シトラコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジメチル、グリシジルマレエート等が挙げられる。これらの中では、不飽和ジカルボン酸またはその酸無水物が好適であり、特にマレイン酸、ナジック酸またはこれらの酸無水物が好ましく用いられる。
【0010】
不飽和カルボン酸もしくはその誘導体でグラフト変性された変性プロピレン重合体は、好ましくは変性前のプロピレン重合体に基づいて0.05〜15重量%、より好ましくは0.1〜10重量%の不飽和カルボン酸もしくはその誘導体でグラフト変性されている。また、変性プロピレン重合体は、好ましくはメルトフローレート(MFR、230℃)0.1〜50g/10分、より好ましくはMFR0.3〜30g/10分を示す。
【0011】
アクリル系紫外線吸収樹脂(B)
本発明に係わるアクリル系紫外線吸収樹脂(B)は、共重合成分として、紫外線吸収機能を有するベンゾトリアゾール基、ベンゾフェノン基等の紫外線吸収基が結合した(メタ)アクリル酸エステル(C)とその他の(メタ)アクリル酸エステル(D)との共重合体である。
(メタ)アクリル酸エステル(C)は、下記一般式(1)で表される化合物である。
CH2=CR1(COOR2) (1)
(R1は、水素原子またはメチル基を示し、R2は紫外線吸収基を含む炭化水素基を示す。)
かかる(メタ)アクリル酸エステル(C)の具体例としては、紫外線吸収基がベンゾトリアゾール基の場合は、例えば、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシメチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−(メタ)アクリロイルオキシプロピルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−3’−tert−ブチル−5’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール、2−[2’−ヒドロキシ−5’−tert−ブチル−3’−(メタ)アクリロイルオキシエチルフェニル]−2H−ベンゾトリアゾール等が挙げられる。
【0012】
また、紫外線吸収基がベンゾフェノン基の場合は、例えば、2−ヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]ブトキシベンゾフェノン、2−ヒドロキシ−4−[2−(メタ)アクリロイルオキシ]エトキシ−4’−(2−ヒドロキシエトキシ)ベンゾフェノン等が挙げられる。
(メタ)アクリル酸エステル(D)は、一般式(2)で表される化合物である。
CH2=CR3(COOR4) (2)
(R3は水素原子またはメチル基を示し、R4は水素原子であるか、または炭素数1〜9の炭化水素基、あるいは官能基を含む炭化水素基、もしくは紫外線安定基を含む炭化水素基を示す。)
(メタ)アクリル酸エステル(D)の具体例としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、イソブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、メチルシクロヘキシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−(メタ)アクリロイルオキシ−2,2,6、6−テトラメチルピペリジン、4−(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6、6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン、1−(メタ)アクリロイル−4−シアノ−4(メタ)アクリロイルアミノ−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン等が挙げられる。かかる(メタ)アクリル酸エステル(D)は、1種または2種以上を用いてもよい。
【0013】
本発明に係わるアクリル系紫外線吸収樹脂(B)における紫外線吸収機能を有するベンゾトリアゾール基、ベンゾフェノン基等の紫外線吸収基が結合した(メタ)アクリル酸エステル(C)の割合は、その他の(メタ)アクリル酸エステル(D)を100重量部とした場合、10〜150重量部の範囲にある。(メタ)アクリル酸エステル(C)の量が10重量部未満では、二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムにした場合に、十分な紫外線防止効果が得られない場合があり、一方、150重量部を越えると塗膜の凝集力が低下したり、透明性が損なわれたりする虞がある。
本発明に係わるアクリル系紫外線吸収樹脂(B)の製造方法としては、特に限定されず従来公知の重合方法を採用することができ、例えば乳化重合、溶液重合、懸濁重合等の方法が挙げられる。
【0014】
本発明に係わるアクリル系紫外線吸収樹脂(B)には、その作用を阻害しない範囲で、必要に応じてアクリル系紫外線吸収樹脂以外の重合体を1種または2種以上含んでいても良い。このようなアクリル系紫外線吸収樹脂以外の重合体としては、特に限定されず、例えば、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、シリコン樹脂等の熱可塑性樹脂及び熱硬化性樹脂が挙げられる。
また、上記アクリル系紫外線吸収樹脂(B)には、1種または2種以上の架橋剤を添加することもできる。架橋剤としては、イソシアネート系等、特に限定されず、添加量はアクリル系紫外線吸収樹脂(B)の作用を阻害しない範囲で、添加することができる。
【0015】
本発明のアクリル系紫外線吸収樹脂(B)は、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの表面に塗布するために、分散体が好ましく、分散媒体としては、コスト、作業環境面から水が好ましい。それら水性分散体の固形分濃度は通常1〜60%重量であり、好ましくは5〜50重量%である。分散体の固形分濃度が1%重量未満では、一定の塗膜厚みを得るために厚塗りが必要となり生産性が低下する虞があり、また濡れ性も低下する虞がある。一方60%重量を越えたものは、粘度が高く塗布ムラが生じる虞がある。
また、水性分散体には必要に応じて滑剤、スリップ剤、アンチ・ブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、顔料、染料、無機また有機の充填剤等の各種添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加してもよい。
【0016】
二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム
本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面に、変性プロピレン重合体(A)層を介してアクリル系紫外線吸収樹脂(B)層が積層されてなる。変性プロピレン重合体(A)層を介することにより、アクリル系紫外線吸収樹脂(B)層を二軸延伸ポリプロピレン層に強く接着することができるが、アクリル系紫外線吸収樹脂(B)層を変性プロピレン重合体(A)層上に積層した後に変性プロピレン重合体(A)層とともに延伸することにより、高湿度下においても接着力が強い二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムとなる。
二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムにおける各層の厚さは、用途に応じて種々決められるが、通常 二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚さが10〜100μm、好ましくは15〜60μm、変性プロピレン重合体(A)層の厚さが0.2〜10μm、好ましくは0.5〜5μm、アクリル系紫外線吸収樹脂(B)層の厚さが0.3μm〜20μm、好ましくは0.5μm〜10μm、さらには0.8μm〜5μmの範囲にある。
本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、通常、370nmの紫外線透過率を30%以下、より好ましくは20%以下、さらに好ましくは10%以下にしておくことが望ましい。370nmの紫外線透過率をかかる範囲にすることにより、食品等の内容物の変質や、印刷物の変色等の紫外線による悪影響を抑制することができる。370nmの紫外線透過率が30%を越えるとこれらの作用が十分ではなくなる虞がある。
【0017】
二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの製造方法
本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの製造方法は、ポリプロピレンと変性プロピレン重合体(A)とを共押出し成形してシートを得た後、変性プロピレン重合体(A)層上に、アクリル系紫外線吸収樹脂(B)を被覆した後、当該積層シートを延伸する方法、あるいはポリプロピレンと変性プロピレン重合体(A)とを共押出し成形してシートを得た後、当該シートを縦方向に延伸し、変性プロピレン重合体(A)層上にアクリル系紫外線吸収樹脂(B)を被覆した後、横方向に延伸する方法である。
未延伸の積層シートあるいは縦延伸後の変性プロピレン重合体(A)上にアクリル系紫外線吸収樹脂(B)を被覆する方法は、例えば、エアーナイフコーター、ダイレクトグラビアコーター、グラビアオフセット、アークグラビアコーター、グラビアリバースおよびジェットノズル方式等のグラビアコーター、トップフィードリバースコーター、ボトムフィードリバースコーターおよびノズルフィードリバースコーター等のリバースロールコーター、5本ロールコーター、リップコーター、バーコーター、バーリバースコーター、ダイコーター等種々公知の塗工機を用いて、アクリル系紫外線吸収樹脂(B)分散体中の固形分の量で3〜200g/m2、好ましくは5〜100g/m2となるよう塗布した後、50〜140℃の温度で乾燥することにより得られる。アクリル系紫外線吸収樹脂(B)分散体中を塗布する面、すなわち、変性プロピレン重合体(A)はアクリル系紫外線吸収樹脂(B)との濡れ性を改良するために予めコロナ処理等を行っておいてもよい。
二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの延伸温度及び延伸倍率は、通常行われている条件、例えば、同時二軸延伸であれば、延伸温度を150〜190℃、延伸倍率を縦・横各々3〜10倍の範囲で、逐次二軸延伸であれば、縦延伸温度を125〜145℃、延伸倍率を4.5〜6倍の範囲で、アクリル系紫外線吸収樹脂(B)を塗布・乾燥した後の横延伸温度を150〜190℃、延伸倍率を9〜11倍の範囲にして延伸すればよい。
【0018】
【発明の効果】
本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、アクリル系紫外線吸収樹脂層が二軸延伸ポリプロピレン層に強固に接着している。更に、本発明の方法で得られる二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、高湿度下においても二軸延伸ポリプロピレン層とアクリル系紫外線吸収樹脂層との間の接着力が維持される。したがって、本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、二軸延伸ポリプロピレンフィルム本来の特徴である透明性、機械的強度、剛性等の特徴に加え、紫外線防止性を有するので、紫外線により変化を起こす内容物、例えばスナックや菓子類などの油脂食品、化粧品、医薬品、色素の褪色を嫌う食品類及び衣料品等の包装材料として好適に使用することができる。また、ガスバリア性や水蒸気バリア性を備えた層、例えばエチレン・ビニルアルコール共重合体層、ポリビニルアルコール層、酸化アルミニウム蒸着層、酸化珪素蒸着層を備えた層を積層することにより、従来アルミ箔等で遮光を必要とした包装に対しても、中身の認識が可能な包装材料として利用することができる。さらに産業材用としては、ポスター、メニュー表、本やバインダーの表紙、掲示物、案内板等の表面にラミネートして印刷物の変色及び基材の劣化を抑制する保護用フィルムとして使用できる。
【0019】
【実施例】
次に本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はこれら実施例により何等限定されるものではない。
【0020】
実施例1
融点:162℃、MFR:2g/10分のポリプロピレンを基材層とし、その片面に融点:165℃、MFR:3g/10分の無水マレイン酸でグラフト変性した変性ポリプロピレンを共押し出しして得た多層フィルムを縦方向に5倍に延伸した後、変性ポリプロピレン層面に、アクリル系紫外線吸収樹脂及びアンチ・ブロッキング剤(平均粒径1.2μmのポリメチルメタクリレート粒子)0.1重量部を含む紫外線吸収性アクリルポリマーエマルジョン(サイデン化学社製:商品名 サイビノールX−501−510E−1 濃度:40重量%)グラビアロールにて20ccコートした後、乾燥した。ついで160℃の熱風を循環させたテンター内で横方向に10倍に延伸した後、150℃で5秒間熱風固定して二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムを得た。得られた多層フィルムの各層の厚さはポリプロピレンフィルム基材層が20μm、変性ポリプロピレン層が1μm、アクリル系紫外線吸収樹脂層が0.8μmであった。
得られた二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムを以下の方法で評価した。
【0021】
(1)アクリル系紫外線吸収樹脂層の密着性試験(剥離強度)
厚さ50μmの線状低密度ポリエチレンフィルム(東セロ社製:商品名 TUX FCD#50)のコロナ処理面に、ポリウレタン系ドライラミネート用接着剤(三井武田ケミカル社製:商品名 タケラックA310:タケネートA3を12:1で混合し、酢酸エチルで希釈した液)を用い2.5g/m2塗布した後、二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムのアクリル系紫外線吸収樹脂とラミネートした。ラミネートした積層フィルムを40℃で24時間エージングした後、二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムとポリエチレンフィルム間を剥離速度300mm/分で剥離させ、その強度を測定した。又、40℃で24時間エージングした積層フィルムを孵卵器中(40℃、90%RH)で24時間放置後、同様に剥離速度300mm/分で剥離強度を測定した。
(2)紫外線吸収性
日本分光工業株式会社製分光光度計Ubest−35型を使用し、二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム1枚の波長320nmの吸収率を測定した。
二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの測定結果を表1に示す。
【0022】
比較例1
実施例1で用いた変性ポリプロピレンに代えて、融点:162℃、MFR:2g/10分のポリプロピレンを用いる以外は、実施例1と同様に行い二軸延伸ポリプロピレン積層フィルムを得た。得られた積層フィルムを実施例1と同様に評価した。測定結果を表1に示す。
【0023】
実施例2
融点:162℃、MFR:2g/10分のポリプロピレンを中間層とし、その片面に融点:165℃、MFR:3g/10分の無水マレイン酸でグラフト変性された変性ポリプロピレンを積層した共押し出し多層フィルムを縦方向に5倍に延伸した後、160℃の熱風を循環させたテンター内で横方向に10倍に延伸した後、150℃で5秒間熱固定し、さらに変性ポリプロピレン積層面にコロナ処理を行って濡れ張力38ダインの二軸延伸ポリプロピレン積層フィルムを得た。このコロナ処理した変性ポリプロピレン層上に、実施例1で使用した紫外線吸収性アクリルポリマーエマルジョン(濃度:20重量%)を4ccコートし乾燥して、二軸延伸ポリプロピレン積層フィルムを得た。得られた積層フィルムの各層の厚さは、ポリプロピレン層が20μm、変性ポリプロピレン層が1μmで、アクリル系紫外線吸収樹脂層が0.8μmであった。得られた積層フィルムを実施例1と同様に評価した。測定結果を表1に示す。
【0024】
【表1】
【0025】
表1から明らかなように、実施例1で得た二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、比較例1で得た二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムに較べ初期の剥離強度が大きく、高湿度下で処理した後の剥離強度の低下もない。実施例2で得た二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは初期の剥離強度は優れるものの、高湿度下で処理した後の剥離強度は低下する。
したがって、二軸延伸ポリプロピレン層に変性プロピレン重合体層を設けることにより、アクリル系紫外線吸収樹脂層との接着強度は改良されるが、二軸延伸ポリプロピレン層と変性プロピレン重合体層とを縦延伸後に変性プロピレン重合体層上にアクリル系紫外線吸収樹脂層を被覆して横延伸することにより、耐高湿度性に優れた二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムが得られる。
Claims (5)
- 二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面に、変性プロピレン重合体(A)層を介してアクリル系紫外線吸収樹脂(B)層が積層されてなることを特徴とする二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- アクリル系紫外線吸収樹脂(B)層が、変性プロピレン重合体(A)層上に積層された後、変性プロピレン重合体(A)層と共に延伸されてなる請求項1記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- アクリル系紫外線吸収樹脂(B)層が、縦方向に延伸した変性プロピレン重合体(B)層上に積層された後、変性プロピレン重合体(A)層と共に横方向に延伸されてなる請求項1記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- ポリプロピレンと変性プロピレン重合体(A)とを共押出し成形してシートを得た後、変性プロピレン重合体(A)層上にアクリル系紫外線吸収樹脂(B)を被覆して、延伸することを特徴とする二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの製造方法。
- ポリプロピレンと変性プロピレン重合体(A)とを共押出し成形してシートを得た後、当該シートを縦方向に延伸し、ついで、変性プロピレン重合体(A)層上にアクリル系紫外線吸収樹脂(B)を被覆した後、横方向に延伸することを特徴とする二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの製造方法。
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