JP2004345185A

JP2004345185A - ポリオレフィン系発泡フィルム

Info

Publication number: JP2004345185A
Application number: JP2003143947A
Authority: JP
Inventors: Toru Imai; 徹今井; Kenji Kawai; 兼次河井; Sukekazu Oki; 祐和大木
Original assignee: Toyobo Co Ltd
Current assignee: Toyobo Co Ltd
Priority date: 2003-05-21
Filing date: 2003-05-21
Publication date: 2004-12-09

Abstract

【課題】ヒートシール性の向上した２軸延伸ポリオレフィン系発泡フィルムを提供しようとするものである。
【解決手段】発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）の３層から構成された積層ポリオレフィン系発泡フィルムであり、中間層（Ｂ）が実質的に発泡していないことを特徴とするポリオレフィン系発泡フィルム。
特に発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）のそれぞれの層構成がフィルム全体厚みの２０〜７０％、１０〜７０％、５〜３０％であることが好適である。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ヒートシール性を有するポリオレフィン系発泡フィルムに関し、さらに詳しくは高いヒートシール強度と、発泡による低比重化を両立することを特徴とする、各種包装材料構成要素として使用した場合に有用なポリオレフィン系発泡フィルムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、包装材料は、内容物の種類等の目的・用途に応じて隠蔽性、バリア性、美観性などの性質を考慮し、適当な素材・構成が選択される。
【０００３】
そのような包装材料としての重要な特性のひとつとしてヒートシール性が挙げられる。現状有るヒートシール性を有するフィルムとしては、（１）各種延伸フィルム（ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミド等）を基材とし、ヒートシール性を有するシーラントフイルム（無延伸ポリプロピレン、ポリエチレンなど）をラミネートした積層フィルム、（２）シーラント樹脂と、ポリプロピレン等とを共押出しし、延伸することで得る積層フィルムが主流である。
【０００４】
特に、Ａ／Ｂ、Ａ／Ｂ／Ａ、またはＡ／Ｂ／Ｃの２層または３層からなるポリオレフィン系低温シール性フイルムとしているものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
また、包装材料としての重要な特性として隠蔽性も挙げられる。包装用フィルムの隠蔽性付与の方策として（１）印刷、（２）顔料や着色剤等の練り込み、添加、（３）発泡剤添加による延伸時の発泡の利用などが挙げられるが、クッション性、断熱性も合わせて付与出来る方法として発泡剤の添加は主流の一つといえる。
【０００６】
また延伸時の発泡による隠蔽性付与においては、その樹脂を非相溶状態にしておくことでパール調やマット調といった特殊な外観を形成可能なことはすでに公知となっている。このように包装用フィルムの、隠蔽性・クッション性・断熱性・特殊な外観の付与、軽量化を達成する手段として、発泡剤の添加によるフィルムの発泡は有用である。
【０００７】
特に、ポリプロピレンを主成分とする共重合体、無機質フィラ−を含有することを特徴とする真珠様光沢性を有する二軸延伸ポリプロピレン系フイルムがある（例えば、特許文献２参照。）。
【０００８】
上記で述べたように、包装材料として、ヒートシール性付与と発泡剤の添加による特性付与は最も重要な特性の一つであるが、これらを高い水準で両立するフィルムのデザインは難しい。すなわち、ヒートシール層を積層した発泡フィルムにおいては、発泡により発生したボイドのため、非発泡フィルムと比較して層間強度が低く、そのため、ヒートシールした基材を剥離する際、シール層界面ではなく層間における剥離が発生するため、シール強度としては低い値となってしまう。
【０００９】
【特許文献１】
特開平７−２４９８０号公報
【特許文献２】
特開平５−２７９５０５号
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の様な事情に着目してなされたものであり、その目的は、ヒートシール性の向上した２軸延伸ポリオレフィン系発泡フイルムを提供しようとするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記問題を解決することができた本発明に係る２軸延伸ポリオレフィン系フィルムとは、発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）の３層から構成された積層ポリオレフィン系発泡フィルムであり、中間層（Ｂ）が実質的に発泡していないことを特徴とする、ヒートシール性ポリオレフィン系発泡フィルムである。
【００１２】
さらに好ましくは発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）のそれぞれの層構成がフィルム全体厚みの２０〜７０％、１０〜７０％、５〜３０％であることを特徴とするヒートシール性ポリオレフィン系発泡フィルムである。
【００１３】
上記の様に、本発明に係るヒートシール性ポリオレフィン系発泡フィルムでは、発泡層とシール層の間に中間層を設けることにより、層間強度の向上が起因となるヒートシール性の向上を達成することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のポリオレフィン系発泡フィルムの実施の形態を説明する。
本発明における発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）の３層から構成されたポリオレフィン系発泡フィルムの発泡層（Ａ）に使用されるベースポリマーは、プロピレンを主たるモノマー単位として含むものであり、プロピレンの単独重合体のほか、プロピレンと共重合可能なα―オレフィン、すなわち、エチレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、４−メチルペンテン−１などを共重合せしめた共重合体を使用することができる。該共重合体においてはプロピレンが９０モル％以上の重合体であることが好ましい。また上記ポリプロピレン樹脂はメルトインデックス（ＭＩ、ＪＩＳ−Ｋ−７２１０；２３０℃、２．１６ｋｇ荷重）が０．５〜４０ｇ／１０分、特に１〜１５ｇ／１０分のものが好ましい。また融点は一般的に１２０〜１８０℃、好ましくは１５０〜１７０℃である。
【００１５】
本発明のポリオレフィン系発泡フィルムの発泡層（Ａ）に使用される発泡剤としては、炭酸カルシウム、シリカ等の無機質系フィラー、ポリメチルアクリレート等の有機質系フィラーが好ましい。特に好ましくは炭酸カルシウムである。また、発泡剤の配合量としては１０重量％〜２０重量％が好ましく、特に１５重量％〜２０重量％であることが好ましい。発泡剤が１０重量％未満では良好な発泡が得られず、低比重化が困難となり、２０重量％より多いとボイド率が高すぎ、層間強度が悪化する。
【００１６】
本発明のポリオレフィン系発泡フィルムの発泡層（Ａ）には本発明の効果を損なわない範囲であれば、隠蔽性、滑り性、生産性等を向上させる手段として、無機質あるいは有機質の微細粒子を配合することも可能である。無機質微細粒子としては、二酸化珪素、炭酸カルシウム、二酸化チタン、タルク、カオリン、雲母、ゼオライトなどが挙げられ、これらの形状は、球状、楕円状、円錐状、不定形と種類を問うものではなく、その粒子径もフィルムの用途、使用法により所望のものを使用配合することができる。
【００１７】
有機質の粒子としては、アクリル、アクリル酸メチル、スチレン−ブタジエン、などの架橋体粒子を使用することができ、形状、大きさに関しては無機質微細粒子と同様に様々なものを使用することが可能である。また、これら無機質あるいは有機質の微細粒子表面に各種の表面処理を施すことも可能であり、また、これらは単独で使用し得るほか、２種以上を併用することも可能である。
また、通常ポリオレフィンフイルムに配合される公知の安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、加工助剤、可塑剤も適宜配合できる。
【００１８】
本発明のポリオレフィン系発泡フィルムのシール層（Ｃ）に使用されるポリマーとしては、アイソタクチックポリプロピレンよりも低い融点を持つ、ポリプロピレンとα−オレフィン、すなわち、エチレン、ブテン、ペンテン、ヘキセン、４−メチルペンテン−１などを共重合せしめたコポリマー、もしくはターポリマーを用いることが好ましい。これらのコポリマー、ターポリマーは必ずしも１種である必要はなく、用途、目的によって２種類以上を混合しても良い。この場合、用いるコポリマー、ターポリマーの融点がポリプロピレンと同等もしくはそれ以上であると、シール開始温度の上昇、シール強度の減少などが発生し、本発明の目的の一つに挙げられる良好なシール性が達成できなくなる。
【００１９】
本発明のポリオレフィン系発泡フィルムのシール層（Ｃ）に使用されるポリマーとしては、アタクチックポリプロピレン樹脂を用いても良い。この場合も上記コポリマー、ターポリマーと同様に、融点がアイソタクチックポリプロピレンと同等もしくはそれ以上であると、シール開始温度の上昇、シール強度の減少などが発生し、本発明の目的に挙げられる良好なシール性が達成できなくなる。
【００２０】
本発明のポリオレフィン系発泡フィルムの中間層（Ｂ）においては、実質的に発泡していないことが好ましい。中間層が発泡することで、層間強度が低下し、本発明の目的に挙げられる良好なシール性が達成できなくなる。
【００２１】
本発明のポリオレフィン系発泡フィルムの中間層（Ｂ）には本発明の効果を損なわない範囲であれば、隠蔽性、滑り性、生産性等を向上させる手段として、無機質あるいは有機質の微細粒子を配合することも可能である。無機質微細粒子としては、二酸化珪素、二酸化チタン、ゼオライト等が挙げられ、これらの形状は、球状、楕円状、円錐状、不定形と種類を問うものではなく、その粒子径もフィルムの用途、使用法により所望のものを使用配合することができる。
【００２２】
この時のフィルム厚みは、その用途や使用方法によって異なるが、包装フィルムとしてのポリプロピレン系発泡フィルムは一般的に１０〜２００μｍ程度であり、機械的強度やハンドリングの点において、より好ましくは、２０〜１５０μｍ程度である。また、発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）のそれぞれの層厚みが、フィルム全体厚みに対し、２０〜７０％、１０〜７０％、５〜３０％となることが好ましい。この場合、発泡層（Ａ）の厚みが薄い場合、発泡不足となり、低比重化できず、一方、厚みが厚い場合ボイド率が増加し、層間強度の低下を招く。また、中間層（Ｂ）の厚みが薄いと、層間強度が低下し、厚みが厚いと発泡不足となり、低比重化できない。シール層（Ｃ）の厚みが薄い場合、シール強度の低下が起こり、一方、厚みが厚い場合発泡不足となり、低比重化できない。
【００２３】
尚、本発明における樹脂組成にて発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）の３層から構成されたヒートシール性ポリオレフィン系発泡フィルムを製膜する方法は、特に限定低されるものではなく、通常の押し出し機、例えばＴダイ法などで原反を製膜し、適宜、所望の温度、倍率で延伸することができる。例えば、一般的なポリオレフィンの場合の製膜条件となんら変わるものではなく、押し出し温度１５０〜３００℃の温度で溶融押し出しした樹脂組成物を１０〜１００℃の冷却ロールで固化させたシートに延伸を施すことによって得られる。
但し、本発明のフィルムは３種類の樹脂層を積層することが必須であり、その積層方法は、発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）をそれぞれ別々の押し出し機より溶融混錬し、Ｔダイ内で積層した上で押し出すことが好ましい実施態様である。
【００２４】
延伸工程では、面積倍率で８〜５０倍程度、好ましくは１０〜４０倍程度に延伸することができる。また、延伸方法は、１軸延伸、２軸延伸を問うものではなく、２軸延伸の場合も、同時２軸延伸法、逐次２軸延伸法、インフレーション法などで実施することができるが逐次２軸延伸が一般的である。
【００２５】
上述の方法により、ヒートシール性ポリオレフィン系発泡フィルムは得られるが、今回発明したヒートシール性ポリオレフィン系発泡フィルムは以下の組成となることが必須である。すなわち、発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）の３層から構成された積層ポリオレフィン系発泡フィルムであり、該中間層（Ｂ）が実質的に発泡していないことを特徴とするものである。
【００２６】
【実施例】
次に本発明の内容および効果を実施例によって説明するが、本発明は、その要旨を逸脱しないかぎり以下の実施例に限定されるものではない。尚、本明細書中における特性値の測定方法は以下の通りである。
【００２７】
（ヒートシール強度）
ＪＩＳＺ１７０７に準拠してシール強度測定実施した。具体的な手順を簡単に以下に記す。ヒートシーラーにて、サンプルのシール層面同士を接着。該接着サンプルを、引張強度試験機（東洋測機社製：商品名テンシロンＵＴＭ）を使用して、Ｔ時剥離強度の測定を行った。この時のシール圧力は１０Ｎ／ｃｍ^２、シール時間は１秒、シール温度は１２０℃、引張速度は２００ｍｍ／分、試験片幅は１５ｍｍ幅である。単位はＮ／１５ｍｍで示す。
【００２８】
（比重）
サンプルを２８０ｍｍ×４００ｍｍのサイズにカットし、化学天秤にて重さを測定する。その後ダイヤルゲージを用いて厚みを測定する。それらの結果を以下の式（１）に当てはめ算出する。
見かけ比重（ｇ／ｃｍ^３）＝重さ（ｇ）／（面積（ｃｍ^２）×厚み（μｍ））（１）
【００２９】
（全光線透過率）
ＪＩＳＫ７１０５に準拠して全光線透過率を測定した。
【００３０】
（実施例１）
一方の押し出し機より発泡層（Ａ）としてポリプロピレン単独重合体（ＭＩ＝２．５ｇ／１０分）６０重量部、炭酸カルシウム含有マスターバッチ（ポリプロピレン５０％、ポリスチレン２５％、炭酸カルシウム２５％）３０重量部、ＨＤＰＥ１０重量部、二酸化チタンマスターバッチ（ポリプロピレン４０％、二酸化チタン６０％）３重量部を混合後、２５０℃の樹脂温度で溶融押し出しし、もう一方の押し出し機により中間層（Ｂ）として、ポリプロピレン５０重量部、プロピレン−エチレン−ブテン共重合体（ＭＩ＝３ｇ／１０分、エチレン成分２％、ブテン成分５％のターポリマー）５０重量部、二酸化チタンマスターバッチ（ポリプロピレン５０％、二酸化チタン５０％）３重量部を２６０℃の樹脂温度にて溶融押し出しし、さらにもう一方の押し出し機よりシール層（Ｃ）として、プロピレン−エチレン−ブテン共重合体（ＭＩ＝３ｇ／１０分、エチレン成分２％、ブテン成分５％のターポリマー）５０重量部、プロピレン−エチレン共重合体（ＭＩ＝８ｇ／１０分、エチレン成分２７％のコポリマー）５０重量部を混合し、２６０℃の樹脂温度で溶融押し出しし、Ｔダイ内にて、発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）、シール層（Ｃ）を積層し、３０℃の冷却ロールにて冷却固化し未延伸シートを得た。引き続き、１３０℃に加熱された金属ロール間で、周速差を利用してタテ方向に４．５倍延伸し、さらにテンター延伸機に導入し、ヨコ方向に９．５倍の延伸を行った上で、フィルムワインダーにより巻き取ってフィルムを得た。最終的なフィルム厚みは、３６μｍである。
【００３１】
本フィルムは、高いシール強度と低比重性を両立するフィルムであった。フィルムの特性値を表１に示す。
【００３２】
（比較例１）
実施例１と同等の発泡層（Ａ）の両面に、実施例１と同等のシール層（Ｃ）を、中間層を設けない、Ｃ／Ａ／Ｃ構成となるポリオレフィン系フィルムを得た。本フィルムはシール強度が層間強度の低下が原因となり、シール強度の劣るフィルムとなった。フィルムの特性値を表２に示す。
【００３３】
【表１】

【００３４】
【表２】

【００３５】
【発明の効果】
本発明のヒートシール性ポリオレフィン系発泡フィルムは、ヒートシール性と低比重化を両立したフィルムであって、各種各様の包装材料の基材として有用に使用できるものである。

Claims

発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）の３層から構成された積層ポリオレフィン系発泡フィルムであり、前記中間層（Ｂ）が実質的に発泡していないことを特徴とするポリオレフィン系発泡フィルム。
請求項１記載のポリオレフィン系発泡フィルムであって、発泡層（Ａ）、中間層（Ｂ）及びシール層（Ｃ）のそれぞれの層構成がフィルム全体厚みの２０〜７０％、１０〜７０％、５〜３０％であることを特徴とするポリオレフィン系発泡フィルム。