JP2005186492A - 熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム及びその用途 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】DSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が110〜140℃及び融解開始温度(Ts)と融解終了温度(Te)との差(Te−Ts)が45℃未満のプロピレン・α―オレフィン共重合体(A)から得られる熱融着層の片面に、結晶化核剤(B)を含むプロピレン系重合体(C)組成物から得られる中間層を介してプロピレン・α―オレフィン共重合体(A)から得られるラミネート層が積層されてなることを特徴とする熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムに関する。
【選択図】なし
Description
本発明に係わるプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)は、DSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が110〜140℃、好ましくは115〜130℃、融解開始温度(Ts)と融解終了温度(Te)との差(Te−Ts)が45℃未満、好ましくは30〜40℃の範囲にあり、好ましくは融解開始温度(Ts)とピーク温度(Tp)との差(Tp−Ts)が35℃未満、より好ましくは25〜34℃の範囲にある。プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)のα―オレフィンの含有量は上記熱融解特性を有する限りとくに制限はされないが、通常はα―オレフィンの含有量は1.0〜20重量%、より好ましくは1.5〜15重量%の範囲にある。α―オレフィンとしては、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル・1−ペンテン、1−オクテン等が例示できる。これらの中では、エチレン及び/又は1−ブテンとのランダム共重合体が好ましい。又、MFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルムとすることができる限り特に限定はされないが、通常0.5〜20g/10分、好ましくは2〜10g/10分の範囲にある。本発明に係わるプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)は通常、分子量分布(重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比で表される)が2〜3の範囲にある。
本発明に係わるプロピレン・α―オレフィン共重合体(A)は、熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの、熱融着層の原料及びラミネート層の原料となる。
本発明に係わるプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)の上記ピーク温度(Tp)、融解開始温度(Ts)及び融解終了温度(Te)は以下の方法で測定した。プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)約5mgを秤量し、セイコ−電子工業株式会社製の示差走査熱量計(タイプDSC220モジュ−ル)を用いて、昇温速度;10℃/分で200℃まで昇温し、200℃で5分間保持した後、降温速度;100℃/分で0℃まで冷却し、再度、昇温速度;10℃/分で0℃〜200℃まで昇温したときの融解曲線を測定し、かかる融解曲線から、ASTM D3419の方法に習い、融解曲線からピ−ク温度(Tp)、融解開始温度(Ts)、融解終了温度(Te)を求めた。尚、本発明では、ASTM D3419に記載の(Tpm1)を(Tp)、(Teim)を(Ts)及び(Tefm)を(Te)とした。
本発明に係わる結晶化核剤(B)は、プロピレン系重合体の結晶化速度を高めるものであれば特に限定はされず、種々公知の結晶化核剤(単に核剤ともいう)であり、具体的には、高密度ポリエチレン、ジベンジリデンソルビト−ル、ビスソルビト−ル、トリベンジリデンソルビト−ル、クロル置換ジベンジリデンソルビト−ル、メチル置換ジベンジリデンソルビト−ル、ヒドロキシ−ジ−アルミニウム、ビスソルビシ−ル、リン酸ビスナトリウムメチレンビスアシッドホスフェ−トナトリウム塩、アジピン酸、安息香酸等を例示できる。
結晶化核剤(B)のプロピレン系重合体(C)への添加量は、通常0.01〜2重量%、好ましくは0.1〜1重量%の範囲であり、かかる結晶化核剤を含むプロピレン系重合体(C)組成物を熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの中間層とすることにより、易カット性が優れた熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムが得られる。
本発明に係わるプロピレン系重合体(C)は、プロピレンの単独重合体またはプロピレンと10重量%以下、好ましくは5重量%以下のα−オレフィンとの共重合体、あるいは単独重合体と共重合体との組成物である。α−オレフィンは、プロピレン以外の通常炭素数2〜10のα−オレフィンであって、例えば、エチレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1―ペンテン、3―メチル―1―ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1―へキセン、1―オクテン等を挙げることができる。これらα−オレフィンの中でも、フィルムにした場合の剛性や易カット性の面からプロピレン単独重合体が好ましい。
かかるプロピレン系重合体(C)は、フィルムとして成形できる限り、特に限定はされないが、MFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)が、通常0.1〜100g/10分、好ましくは1〜50g/10分の範囲にある。
中でも、熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの熱融着層及びラミネ−ト層を構成するプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)にはシリカ、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、種々公知のブロッキング防止剤を0.01〜1重量%添加しておくと、更に耐ブロッキング性が改良されたフィルムが得られるので好ましい。これらの中でも、シリカ、ポリメタクリル酸メチルが耐ブロッキング性、透明性の面から特に好ましい。
又、熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの熱融着層及びラミネ−ト層を構成するプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)には、炭化水素系、脂肪酸系、高級アルコ−ル系、脂肪族アミド系、金属石鹸系、エステル系等、種々公知の滑剤を0.01〜1重量%添加しておくと、更にスリップ性が改良されたフィルムが得られるので好ましい。これらの中でも即効性のあるエルカ酸アミドと遅効性のビスオレイン酸アミドあるいはベヘニン酸アミド等の併用系にするとフィルム成形直後とその後の裁断加工時、更には印刷、ラミネ−ト、製袋加工時等の作業性をバランス良く改善することができる。
本発明に係わるプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)は種々公知の方法、例えば、典型的には固体状チタン触媒成分と有機金属化合物触媒成分から形成される触媒、あるいはこれら両成分および電子供与体から形成される触媒を用いて製造することができる。
有機金属化合物触媒成分としては、有機アルミニウム化合物が好適であり、具体的には、トリアルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライド、アルキルアルミニウムセスキハライド、アルキルアルミニウムジハライドなどが挙げられる。これらの化合物のうち、好適な有機金属化合物触媒成分は、使用する上記チタン触媒成分の種類によって異なる。
電子供与体は、窒素、リン、イオウ、酸素、ケイ素、ホウ素などを含む有機化合物であり、好適な具体例としては、これらの元素を有する有機エステル、有機エーテルなどを挙げることができる。
担体付触媒成分を用いた重合体の製造方法に関しては、たとえば特開昭50−108385号、特開昭50−126590号、特開昭51−20297号、特開昭51−28189号、特開昭52−151691号などの各公報に開示されている。
前記メタロセン系遷移金属化合物としては、例えば特開平5−209014号、特開平6−100579号、特開平1−301704号、特開平3−193796号、特開平5−148284号、特開2000−20431号等に記載された化合物などがあげられる。
前記メタロセン系遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物は、例えば特表平1−501950号、特開平3−207704号、特開2002−20431号等に記載された化合物などがあげられる。シングルサイト触媒を担持させる前記無機物としては、シリカゲル、ゼオライト、珪藻土等があげられる。
重合方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、気相重合等があげられる。これらの重合はバッチ法であっても連続法であっても良い。重合条件は通常、重合温度;−100〜+250℃、重合時間;5分〜10時間、反応圧力;常圧〜300Kg/cm2(ゲージ圧)である。
本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムは、前記プロピレン・α―オレフィン共重合体(A)から得られる熱融着層の片面に、結晶化核剤(B)を含むプロピレン系重合体(C)組成物から得られる中間層を介して前記プロピレン・α―オレフィン共重合体(A)から得られるラミネート層が積層されてなる。
熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの厚さは用途により種々決定されるが、通常熱融着層の厚さが1〜80μm、好ましくは2〜50μm、中間層の厚さが8〜498μm、好ましくは16〜96μm、ラミネート層の厚さが1〜80μm、好ましくは2〜50μmの範囲にあり、積層フィルム全体の厚さが、10〜500μm、好ましくは20〜100μmの範囲にある。
本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムは、プロピレン・α―オレフィン共重合体(A)を熱融着層及びラミネート層とし、中間層として結晶化核剤(B)を含むプロピレン系重合体(C)組成物とすることにより、高速、低圧下における低温ヒートシール性に優れ、且つ耐ブロッキング性、包装材料に好適なスリップ性、透明性、易カット性等を付与できる。
なお、ラミネート層に用いるプロピレン・α―オレフィン共重合体(A)は、熱融着層に用いるプロピレン・α―オレフィン共重合体(A)と同じ範疇の樹脂であるが、熱融着層に用いるプロピレン・α―オレフィン共重合体(A)と同一であっても、異なってもよい。
本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムは、印刷性あるいは他のフィルムとの接着性、滑り性等を改良するために、ラミネート層の表面を、たとえば、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、アンダーコート処理等で表面活性化処理を行っておいてもよい。
又、用途によっては熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムのラミネート層に後述の基材層を貼り合せて種々の用途に用いることもできる。
本発明に係わる基材層は、熱可塑性樹脂からなるシート状またはフィルム状のもの、紙、アルミニウム箔等からなる。熱可塑性樹脂としては、種々公知の熱可塑性樹脂、例えば、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチル・1−ペンテン、ポリブテン等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド(ナイロン−6、ナイロン−66、ポリメタキシレンアジパミド等)、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体もしくはその鹸化物、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アイオノマー、あるいはこれらの混合物等を例示することができる。これらのうちでは、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等、延伸性、透明性が良好な熱可塑性樹脂が好ましい。又、かかる熱可塑性樹脂フィルムからなる基材は、無延伸フィルムであっても、延伸フィルムであっても良いし、1種或いは2種以上の共押し出し品、押出しラミ品、ドライラミ品等の積層体であっても良い。
又、基材層の片面あるいは両面を、本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムのラミネート層との接着性を改良するために、例えば、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、アンダーコート処理、プライマーコート処理、フレーム処理等の表面活性化処理を行っておいてもよい。基材層の厚さは、通常5〜1000μm、好ましくは9〜100μmの範囲にある。
(1)ヒートシール強度(N/15mm)
ヒートシール強度を測定する前に、予め積層フィルムを38℃オ−ブン中で15時間エ−ジングした後放冷した。フィルムの熱融着層面を重ね合せ、所定の温度で、幅5mmのシールバーにより、0.2MPaの圧力で1秒間、フィルムの流れ方向に対して直角方向にヒートシールした後放冷した。これから15mm幅の試験片を切り取りクロスヘッド速度500mm/分でヒートシール部を剥離し、その強度をヒートシール強度とした。
(2)ブロッキング性
ブロッキング性を測定する前に、積層フィルムを38℃のオ−ブン中で15時間エ−ジングした後放冷した。フィルムから20mm×100mm幅の短冊状の試験片を切り取り、熱融着性面を重ね合せたものを5個ずつ作製し、試験片の中央付近で十字方向に直角に市販のプレパラ−トではさむ。試験片とプレパラ−トが重なった5.2cm2の面積部分に4kgの荷重を掛け、所定の温度条件で2日間エ−ジングした後、放冷する。その後熱融着層面を重ね合せたものをクロスヘッド速度300mm/分で剪断剥離を行い、最大強度をブロッキング力とした。ブロッキング力をn=5で評価し、平均値をブロッキング力(N/5.2cm2)とした。
(3)易カット性
易引裂性強度を測定する前に、予め積層フィルムを38℃オ−ブン中で15時間エ−ジングした後放冷した。フィルムから幅方向(MD)65mm×流れ方向(TD)50mm幅の短冊状の試験片を5枚切り取る。株式会社東洋精機製作所製の軽荷重引裂試験機を用い、フルスケ−ル1.96N条件で引裂強度をn=5で評価、平均値を引裂強度力(N)とし、易カット性を評価した。
(1) プロピレン・エチレンランダム共重合体(1)(PER)
エチレン含有量:3.1重量%、Ts:94.0℃、Tp:126.6℃、Te:131.4℃、Te−Ts:37.4℃、Tp−Ts:32.6℃、Mw/Mn:2.7及びMFR:7g/10分。
(2) プロピレン・エチレン・1−ブテンランダム共重合体(PEBR)
エチレン含有量:2.2重量%、1−ブテン含有量:2.0重量%、Ts:95.4℃、Tp:139.3℃、Te:150.3℃、Te−Ts:54.9℃、Tp−Ts:43.9℃、Mw/Mn:3.9及びMFR:7g/10分。
(3)プロピレン単独重合体(PP)
Tm:160℃、MFR:7g/10分。
熱融着層としてPER、中間層としてPP、及びラミネート層としてPERを夫々用意して別個の押出機に供給し、Tダイ法によって熱融着層/中間層/ラミネ−ト層からなる三層共押出積層フィルムを得た。フィルムの総厚は30μmで、各層の厚みは熱融着層:中間層:ラミネート層=3.0μm:24.0μm:3.0μmであった。尚、中間層を構成するPPには、結晶化核剤としてビスソルビト−ル(新日本理化社製 商品名:ゲルオ−ルMD)を5000ppm添加した。
得られた三層共押出積層フィルムの物性等を前記記載の方法で評価した。結果を表1に示す。
実施例1の熱融着層及びとラミネ−ト層に用いたPERに代えて、PEBRを用いる以外は実施例1と同様に行い、三層共押出積層フィルムを得た。
得られた三層共押出積層フィルムの物性等の評価結果を表1に示す。
又、本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムは更に、低温ヒ−トシ−ル性に優れ、且つ耐ブロッキング性、包装材料に好適なスリップ性、透明性等の特徴を活かして、上記以外の用途として、飴、せんべい、チョコレ−ト菓子、チョコレ−ト等のお菓子類、珍味等の嗜好品、ハム、ソーセージ、畜肉等の蓄肉加工品、靴下、下着等の衣類、文具及び通販用雑誌類日用雑貨品等の包装材料(規格袋、自働包装用)にも好適である。
Claims (5)
- DSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が110〜140℃及び融解開始温度(Ts)と融解終了温度(Te)との差(Te−Ts)が45℃未満のプロピレン・α―オレフィン共重合体(A)から得られる熱融着層の片面に、結晶化核剤(B)を含むプロピレン系重合体(C)組成物から得られる中間層を介して前記プロピレン・α―オレフィン共重合体(A)から得られるラミネート層が積層されてなることを特徴とする熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム。
- プロピレン系重合体(C)が、プロピレン単独重合体であり、結晶化核剤(B)を0.01〜2重量%含んでなる請求項1記載の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム。
- 熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムが包装用である請求項1若しくは2に記載の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム。
- 熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムが食品包装用である請求項3記載の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム。
- 熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムがパン・ケ−キ類若しくは米飯類の包装用である請求項4記載の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム。
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