JP2005022300A

JP2005022300A - 二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム及び用途

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Publication number: JP2005022300A
Application number: JP2003191626A
Authority: JP
Inventors: Keiji Honda; 啓志本多
Original assignee: Tohcello Co Ltd
Current assignee: Tohcello Co Ltd
Priority date: 2003-07-04
Filing date: 2003-07-04
Publication date: 2005-01-27
Anticipated expiration: 2023-07-04
Also published as: JP4039570B2

Abstract

【課題】本発明は、隠蔽性、表面光沢に優れ、かつ内部に微細な空孔を有する二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを開発することを目的とする。
【解決手段】プロピレン重合体（Ａ）７０〜９５重量％、高級脂肪酸で表面処理された平均粒子径が１〜５μｍの炭酸カルシウム（Ｂ）３〜１５重量％及び酸化チタン（Ｃ）２〜１５重量％からなるプロピレン重合体組成物から得られる二軸延伸フィルム基材層の両面に、プロピレン重合体（Ａ）から得られる被覆層が積層されてなることを特徴とする二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムに関する。
【選択図】なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、隠蔽性、表面光沢、に優れ、かつ内部に微細な空孔を有するラベル用をはじめ包装用フィルム等に好適な二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム及びその用途に関する。
【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。又、ＯＰＰフイルムの隠蔽性を改良するとともに、表面光沢性を付与する方法として、芯材となるポリプロピレンにナイロン等の有機質材料あるいはガラスビード等の無機質材料等の非相溶性材料を添加し、表面層は無添加のポリプロピレン層とした二軸延伸フィルム（特許文献１）、炭酸カルシウム等の無機微細粉末を含有する二軸延伸フィルム基材の少なくとも片面に、表面光沢度が８０％以上の表面層を有する二軸延伸フィルム（特許文献２）等、多々提案されている。
しかしながら、かかる無機充填材を単に添加しただけでは、隠蔽性が不十分で、又、延伸条件によっては厚薄むらが発生し、良好なフィルムが得られない場合がある。
【０００３】
【特許文献１】
特公平３−２４３３４号公報（特許請求の範囲、第１０欄、実施例１）
【特許文献２】
特開２０００−１２７３０３号公報（請求項１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は、隠蔽性、表面光沢に優れ、かつ内部に微細な空孔を有する二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを開発す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、プロピレン重合体（Ａ）７０〜９５重量％、高級脂肪酸で表面処理された平均粒子径が１〜５μｍの炭酸カルシウム（Ｂ）３〜１５重量％及び酸化チタン（Ｃ）２〜１５重量％からなるプロピレン重合体組成物から得られる二軸延伸フィルム基材層の両面に、プロピレン重合体（Ａ）から得られる被覆層が積層されてなることを特徴とする二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムである。
【０００６】
【発明の具体的説明】
プロピレン重合体（Ａ）
本発明に係るプロピレン重合体（Ａ）は、一般にポリプロピレンの名称で製造・販売されているポリオレフィン樹脂で、通常、密度が０．８９０〜０．９３０ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３８荷重２１６０ｇ、温度２３０℃）が０．５〜６０ｇ／１０分、好ましくは０．５〜１０ｇ／１０分、更に好ましくは１〜５ｇ／１０分ののプロピレンの単独重合体若しくはプロピレンと他の少量例えば、５モル％以下のα−オレフィン、例えばエチレン、ブテン、ヘキセン−１等とのランダム重合体である。又、これらプロピレン重合体（Ａ）は１種あるいは２種以上の組成物、例えば分子量が異なるプロピレンの単独重合体の組成物、プロピレン単独重合体とプロピレン・α―オレフィンランダム共重合体との組成物であってもよい。これらの中でも、プロピレンの単独重合体、若しくは１モル％以下のランダム共重合体でアイソタクテシティの高い重合体が高剛性を有する二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムが得られるので好ましい。
本発明に係るプロピレン重合体（Ａ）は、本発明の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの二軸延伸フィルム基材層及び被覆層の原料となる。
【０００７】
本発明に係るプロピレン重合体（Ａ）を、本発明の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの基材層あるいは被覆層に用いる際には、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、スリップ剤、核剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、防曇剤、顔料、染料等の通常ポリオレフィンに用いる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おいてもよい。
耐熱安定剤（酸化防止剤）としては、例えば、３，５―ジーｔ−ブチルー４−ヒドロキシトルエン、テトラキス［メチレン（３，５―ジーｔ―ブチルー４―ヒドロキシ）ヒドロシンナメート］メタン、ｎ−オクタデシルー３−（４’―ヒドロキシー３，５−ジーｔ―ブチルフェニル）プロピオネート、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）等のフェノール系酸化防止剤、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−オクトキシベンゾフェノン、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン等のベンゾフェノン系酸化防止剤、２（２’−ヒドロキシ−５−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、置換ベンゾトリアゾール等のベンゾトリアゾール系酸化防止剤、２−エチルヘキシル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、フェニルサルチレート、４−ｔ−ブチルフェニルサリチレート等が挙げられる。
【０００８】
帯電防止剤としては、例えば、アルキルアミンおよびその誘導体、高級アルコール、高級脂肪酸のグリセリンエステル類、ピリジン誘導体、硫酸化油、石鹸類、オレフィンの硫酸エステル塩類、アルキル硫酸エステル類、脂肪酸エチルスルフォン酸塩、アルキルスルフォン酸塩、アルキルナフタレンスルフォン酸塩、アルキルベンゼンスルフォン酸塩、ナフタレンスルフォン酸塩、琥珀酸エステルスルフォン酸塩、リン酸エステル塩、多価アルコールの部分的脂肪酸エステル、脂肪アルコールのエチレンオキサイド付加物、脂肪酸のエチレンオキサイド付加物、脂肪アミノまたは脂肪酸アミドのエチレンオキサイド付加物、アルキルフェノールのエチレンオキサイド付加物、アルキルナフトールのエチレンオキサイド付加物、多価アルコールの部分的脂肪酸エステルのエチレンオキサイド付加物、ポリエチレングリコール等が挙げられる。
滑剤としては、例えば、ステアリン酸、ステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、高級アルコール、流動パラフィン等が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、例えば、エチレン−２−シアノ−３，３’−ジフェニルアクリレート、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）５−クロロベンゾトリアゾール、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２、２’−ジヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４オクトキシベンゾフェノン等が挙げられる。
【０００９】
また、プロピレン重合体（Ａ）を、二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの被覆層に用いる場合には、ブロッキング防止剤を０．０１〜３．０重量％、好ましくは０．０５〜１．０重量％を添加しておくと、ブロッキング防止性を有する二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムとすることができる。ブロッキング防止剤の量が０．０１重量％未満では、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムのブロッキング防止効果が充分でなく、一方、３．０重量％を越えると、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの表面が白化するとともに、表面の光沢が損なわれる傾向にある。かかるブロッキング防止剤としては、種々公知のもの、例えば、シリカ、タルク、雲母、ゼオライトや更には金属アルコキシドを焼成して得た金属酸化物等の無機化合物粒子、ポリメタクリル酸メチル、メラミンホルマリン樹脂、メラミン尿素樹脂、ポリエステル樹脂等の有機化合物粒子等を用い得る。これらの中でも、シリカ、ポリメタクリル酸メチルがアンチブロッキング性の面から特に好ましい。
【００１０】
炭酸カルシウム（Ｂ）
本発明に係る炭酸カルシウム（Ｂ）は、その粒子表面が高級脂肪酸、好ましくは炭素原子数１０〜２８の高級脂肪酸で表面処理された平均粒子径が１〜５μｍ、好ましくは１．５〜４μｍの範囲にある炭酸カルシウムである。かかる高級脂肪酸でその粒子表面が処理されていることにより、炭酸カルシウムの２次凝集による異物、フィッシュアイ等の発生を防止することができ、良好な外観を呈する二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムが得られる。
高級脂肪酸としては、具体的には、デカン酸、ウンデカン酸、ラウリン酸、トリデシル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラキン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、セロチン酸、ヘプタコサン酸等の飽和高級脂肪酸［ＣＨ_３（ＣＨ_２）ｎＣＯＯＨ、ｎ＝８〜２６］；オレイン酸（ｃｉｓ）、エライジン酸（ｔｒａｎｓ）、セトレイン酸、エルカ酸（ｃｉｓ）、ブラシジン酸（ｔｒａｎｓ）、リノール酸、リノレン酸、アラキドン酸等の不飽和高級脂肪酸などが挙げられる。これら中でも、飽和高級脂肪酸、特にステアリン酸が好ましい。
本発明に係る炭酸カルシウム（Ｂ）は、好ましくは、最大粒子径が、１０μｍ以下、より好ましくは９μｍ以下である。
なお、粒子径は、超遠心式自動粒度分布測定装置（型式ＣＡＰＡ−７００、堀場製作所製）を用い遠心沈降による光透過測定方式にて測定した。
又、本発明に係る炭酸カルシウム（Ｂ）は、好ましくは粒径が５μｍ以下の炭酸カルシウム粒子が、炭酸カルシウム全体の８０重量％以上、好ましくは８５重量％以上占める粒度分布を有する。このような粒度分布と平均粒径とを有する炭酸カルシウムを用いると、炭酸カルシウム粒子によるボイドの大きさが均一となるため、むらのない白色度が優れるフィルムが得られる。
本発明に係る炭酸カルシウム（Ｂ）は、均一でかつ白色度に優れたフィルムを得るために、炭酸カルシウム（Ｂ）の水分が、０．５重量％以下であることがより好ましい。かかる水分は、ＪＩＳＫ５１０１に準じて測定した。さらには、白色度は、９０％以上の炭酸カルシウムがより好ましい。
【００１１】
酸化チタン（Ｃ）
本発明に係る酸化チタン（Ｃ）は、平均粒子径が０．１〜０．５μｍ、好ましくは０．２〜０．３μｍの範囲にある。酸化チタンは、チタンホワイトとも呼ばれており、ルチル型とアナターゼ型があるが、ルチル型が、隠蔽力が大きいので好ましい。又、本発明の係る酸化チタン（Ｃ）は、その表面が、アルミナ処理されていることが好ましい。さらには、白色度が９５％以上のものが好ましい。酸化チタンの表面を処理したものを使用することにより、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの外観が改良される。
なお、酸化チタンの粒子径は、光散乱法により測定した。
【００１２】
プロピレン重合体組成物
本発明に係るプロピレン重合体組成物は、前記プロピレン重合体（Ａ）７０〜９５重量％、好ましくは７０〜９０重量％、炭酸カルシウム（Ｂ）３〜１５重量％、好ましくは５〜１５重量％及び酸化チタン（Ｃ）２〜１５重量％、好ましくは５〜１５重量％からなる組成物である。
炭酸カルシウム（Ｂ）の量が３重量％未満では、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの隠蔽性が劣る虞があり、一方、１５重量％を越えると、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの外観が損なわれる虞がある。
酸化チタン（Ｃ）の量が２重量％未満では、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの隠蔽性が劣る虞があり、一方、１５重量％を越えると、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの外観が損なわれる虞がある。
【００１３】
二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム
本発明の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムは、前記プロピレン重合体組成物から得られる二軸延伸フィルム基材層の両面に、プロピレン重合体（Ａ）から得られる被覆層が積層されてなる。
本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの厚さは用途により種々決められるものであり特に限定はされないが、通常、基材層１０〜１００μｍ、好ましくは１５〜５０μｍの範囲、被覆層が夫々０．５〜１５μｍ、好ましくは１〜１０μｍの範囲にある。なお、両表面の被覆層の厚さは同じであっても、異なってもよい。
本発明の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムは必要に応じて片面あるいは両面をコロナ処理、火炎処理等の表面処理をしてもよい。
また、本発明の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムは用途により、ヒートシール性を付与するために、高圧法低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、結晶性あるいは低結晶性のエチレンと炭素数３〜１０のα−オレフィンとのランダム共重合体あるいはプロピレンとエチレンもしくは炭素数４以上のα−オレフィンとのランダム共重合体、ポリブテン、エチレン・酢酸ビニル共重合体等の低融点のポリマーを単独あるいはそれらの組成物を被覆層上に、積層してもよい。また、ガスバリアー性を付与するために、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリアミド、ポリエステル、塩化ビニリデン系重合体等を押出しコーティング等を積層してもよいし、金属あるいはその酸化物、シリカ等を蒸着してもよい。勿論、他の物質との接着性を増すために、延伸フィルムの表面をイミン、ウレタン等の接着剤でアンカー処理してもよいし、無水マレイン酸変性ポリオレフィンを積層してもよい。
【００１４】
本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、種々公知の方法、例えば、基材層となるプロピレン重合体組成物及び被覆層となるプロピレン重合体（Ａ）とを共押出し成形して得た多層シートを、公知の同時二軸延伸法あるいは逐次二軸延伸法等の二軸延伸フィルム製造方法により得られる。二軸延伸の条件は、公知の二軸延伸ポリプロピレンの製造条件、例えば、逐次二軸延伸法では、縦延伸温度１００℃〜１４５℃、延伸倍率を４〜７倍の範囲、横延伸温度を１５０〜１９０℃、延伸倍率を８〜１１倍の範囲にすればよい。
本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、隠蔽性、表面光沢に優れるので、ラベル用基材としても好適である。
【００１５】
【発明の効果】
本発明の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムは、内部に微細な空孔を有するので隠蔽性に優れ、且つ被覆層として表面にプロピレン重合体（Ａ）から得られる被覆層を有するので表面光沢に優れている。
本発明の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムは、かかる特性を活かして、ラベル用途、スナック、アイス等のお菓子包装、包装紙代替え等を始めあらゆる包装用材料に使用できる。
【００１６】
【実施例】
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。
【００１７】
実施例及び比較例における物性値等は、以下の評価方法により求めた。
（評価方法）
１）隠蔽性［％／１枚］：二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの隠蔽性は、ＨａｚｅＭｅｔｅｒ（日本電色工業社製ＮＤＨ−３００Ａ）を使用して、フィルム１枚の光線透過率をＪＩＳＫ７１０５の試験を行うことにより測定した。
２）表面光沢度［％／１枚］：二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの被覆層の表面光沢度をＨａｚｅＭｅｔｅｒ（日本電色工業社製ＶＧＳ−１Ｄ−３００Ａ）を使用して、入射角６０°でＪＩＳＫ７１０５の試験を行うことにより測定した。
３）密度［ｇ／ｃｍ^３］：二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム厚み及び１ｍ^２あたりのフィルム重量を測定することにより算出した。
４）フィルム外観評価：目視判定にて評価した。○：成形した二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの外観に問題がない＝綺麗な外観を有する。×：成形した二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの外観に問題がある＝ブツやむらが多数発生している。
【００１８】
実施例１
＜基材層：プロピレン重合体組成物層＞
プロピレン単独重合体（ＰＰ−１）：融点：１６２℃、ＭＦＲ：２．０ｇ／１０分に耐熱安定剤としてテトラキス［メチレンー３−（３’、５’―ジーｔ―ブチルー４’ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン（日本チバガイキー社製品製品名イルガノックス１０１０）１０００ｐｐｍ及びステアリン酸カルシウム（日本油脂製）１０００ｐｐｍを加えた組成物、プロピレン単独重合体に予め、ステアリン酸でコーティングされた炭酸カルシウム粉末〔平均粒子径；１．９μｍ、最大粒子径；８μｍ以下、粒子径が５μｍ以下の粒子の量；９４重量％、水分量；４００ｐｐｍ以下（カールフィッシャー法、２００℃で測定）〕を混練して得た組成物、及びプロピレン単独重合体に予め、アルミナ処理されたルチル型酸化チタン〔平均粒子径；０．２３μｍ、水分量；４００ｐｐｍ以下（カールフィッシャー法、２００℃で測定）〕を混練した組成物を夫々ドライブレンドして、プロピレン単独重合体を８７重量％、炭酸カルシウムを６重量％及び酸化チタンを７重量％含むプロピレン重合体組成物を用意した。
＜被覆層：プロピレン系重合体層＞
プロピレン単独重合体（ＰＰ−２）：融点；１６２℃、ＭＦＲ；２．４ｇ／１０分に、ポリメチルメタクリレート粒子からなるアンチ・ブロッキング剤を０．１０重量％、耐熱安定剤としてテトラキス［メチレンー３−（３’、５’―ジーｔ―ブチルー４’ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン（日本チバガイキー社製品製品名イルガノックス１０１０）１０００ｐｐｍ及びステアリン酸カルシウム（日本油脂製）１０００ｐｐｍを加えたプロピレン系重合体組成物を用意した。
＜二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの製造＞
前記、プロピレン系重合体組成物、プロピレン重合体組成物及びプロピレン系重合体組成物を押出量比（１／１０／１）になるよう各々スクリュー押出機を用いて溶融押出しマルチマニホールドタイプＴ−ダイを用いて押出し、冷却ロール上にて急冷し厚さ約１．５ｍｍの多層シートを得た。このシートを１２０℃で加熱しフィルムの流れ方向（縦方向）に５倍延伸した。この５倍延伸したシートを１６０℃で加熱し流れ方向に対して直交する方向（横方向）に１０倍延伸して、基層の厚さ：２５μｍ、両被覆層の厚さ：２．５μｍ（合計厚さ：３０μｍ）の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムを得た。二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの被覆層には、コロナ処理を施した。かかる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの物性等を前記記載の方法で測定した。評価結果を表１に示す。
【００１９】
比較例１
実施例１の基材層で用いたプロピレン重合体組成物に代えて、プロピレン単独重合体を９１．８重量％、炭酸カルシウムを１．２重量％及び酸化チタンを７重量％含むプロピレン重合体組成物を用いる以外は、実施例１と同様に行い二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を表１に示す。
【００２０】
比較例２
実施例１の基材層で用いたプロピレン重合体組成物に代えて、プロピレン単独重合体を９３重量％及び酸化チタンを７重量％含むプロピレン重合体組成物を用いる以外は、実施例１と同様に行い二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を表１に示す。
【００２１】
比較例３
実施例１の基材層で用いたプロピレン重合体組成物に代えて、プロピレン単独重合体を９４重量％及び炭酸カルシウムを６重量％含むプロピレン重合体組成物を用いる以外は、実施例１と同様に行い二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を表１に示す。
【００２２】
比較例４
実施例１の基材層で用いた平均粒子径；１．９μｍの炭酸カルシウムに代えて平均粒子径が０．８μｍの炭酸カルシウムを用いる以外は、実施例１と同様に行い二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を表１に示す。
【００２３】
【表１】

【００２４】
表１から明らかなように、炭酸カルシウムと酸化チタンとを所定量添加した基材層からなる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム（実施例１）は隠蔽性に優れ、且つ表面光沢及びフィルム外観が良好なフィルムであるのに対し、炭酸カルシウムの添加量を少なくしたフィルム（比較例１）あるいは炭酸カルシウム及び酸化チタンの何れかを添加しない場合（比較例２及び比較例３）は何れも隠蔽性に劣り、又、炭酸カルシウムの平均粒子径が小さいもの（比較例４）は、隠蔽性及びフィルム外観が劣り、何れも良好な二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムは得られない。

Claims

プロピレン重合体（Ａ）７０〜９５重量％、高級脂肪酸で表面処理された平均粒子径が１〜５μｍの炭酸カルシウム（Ｂ）３〜１５重量％及び酸化チタン（Ｃ）２〜１５重量％からなるプロピレン重合体組成物から得られる二軸延伸フィルム基材層の両面に、プロピレン重合体（Ａ）から得られる被覆層が積層されてなることを特徴とする二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム。
炭酸カルシウム（Ｂ）が、最大粒子径が１０μｍであり、かつ粒子径が５μｍ以下の粒子が炭酸カルシウム全体の８０重量％以上を占める炭酸カルシウムである請求項１記載の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム。
酸化チタン（Ｃ）が、アルミナで表面処理されてなる請求項１記載の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム。
プロピレン重合体（Ａ）が、プロピレン単独重合体である請求項１記載の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム。
ニ軸延伸フィルム基材層及び被覆層が共押出し成形されてなる請求項１記載の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルム。
請求項１〜５の何れかに記載の二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムからなるラベル用基材。