JP2015151493A

JP2015151493A - ウェルダー加工用フィルム

Info

Publication number: JP2015151493A
Application number: JP2014027901A
Authority: JP
Inventors: 鶴原　幸治; Koji Tsuruhara; 幸治鶴原
Original assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Current assignee: Mitsubishi Plastics Inc
Priority date: 2014-02-17
Filing date: 2014-02-17
Publication date: 2015-08-24

Abstract

【解決課題】
ＰＶＣ原料を使用することなく、高周波ウェルダー加工性が良好であり、かつ耐熱性と寸法安定性に優れたウェルダー加工用フィルムを提供すること。
【解決手段】
ポリプロピレン系樹脂（Ａ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を含有するフィルムであって、前記ポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、プロピレンと、エチレン及び／または炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体であり、かつ前記フィルムの融解熱量は、４０Ｊ／ｇ以下であることを特徴とするウェルダー加工用フィルム。
【選択図】なし

Description

本発明は、高周波ウェルダー加工用に適したフィルムに関し、より詳しくは、オレフィン系樹脂を使用した場合にも耐熱性を有し、寸法安定性にも優れた高周波ウェルダー加工用フィルムに関する。

従来、玩具、文房具、雨具、袋物、雑貨類等の製造をはじめ、日用品の包装などに、高周波ウェルダー加工を利用したものが広く使用されている。高周波ウェルダー加工は、一般に、熱可塑性樹脂のフィルムを溶着溶断、あるいは型押しする技術であって、熱可塑性樹脂に高周波エネルギーを与え、樹脂の分子を運動させて得た熱を利用するものであり、従来は、ポリ塩化ビニル（以下、ＰＶＣと略称する場合もある）系のフィルムを用いたものが多く使用されている。

この高周波ウェルダー加工は、上述のように分子自体に高周波エネルギーを加えるものであり、分子の構造により高周波ウェルダー適性が左右される。すなわち、樹脂を構成する分子が極性を有することが必要であり、この極性の強さにより、溶着溶断、あるいは型押しが可能か否かが左右されるのである。

従来、高周波ウェルダー加工に供されるフィルムの多くがＰＶＣ系フィルムである理由は、ＰＶＣ樹脂は、透明性、柔軟性、耐熱性、寸法安定性、表面強度、光沢性、印刷適性などに優れ、高周波ウェルダー加工適性に優れているためである。

高周波ウェルダー加工による溶着の具体的な方法は、溶着しようとする素材同士の溶着部分に、電極の一方となる所望の形状の刃を当てるとともに反対側にもう一方の電極となる平板を配置し、この刃と平板間に高周波数（通常、１０^７〜１０^８Ｈｚ）の電圧を印加する。すると、樹脂の分子が運動し、発熱し、刃と平板間の部分が溶着するのである。そして、刃の形状および刃を当てる圧力を加減し、溶着した部分の端部を薄く成形することにより、該部分を切断または溶断可能とするものである。この方法によれば、仕切りシートの如き平らな製品はもちろん、歯磨きセットを収納するためのケースの如き、立体的な形状の製品も、容易に製造できる。また、型押しは、型押しすべき素材を上記と同様にして刃（型）と平板間に配置し、同様に高周波電圧を印加するものである。

しかしながら、近年においては、環境汚染問題が重要視されており、ＰＶＣを素材とする製品を廃棄、焼却する際に塩素ガスが発生する等のおそれがあるため、塩素を含むＰＶＣの使用は、あらゆる分野で問題視されている。

このようなことから、近年では高周波ウェルダー加工を行う樹脂として、オレフィン系樹脂を使用した技術が用いられている。

たとえば、特開平８−４８８２４号公報（特許文献１）、特開２００１−１４６５２４号公報（特許文献２）には、ポリオレフィン系樹脂に、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メチルメタクリレート共重合体、エチレン−エチルアクリルレート共重合体またはエチレン−エチルアクリルレート共重合体−無水マレイン酸共重合体などを含有させることにより、ＰＶＣと同等の柔軟性を保持しつつ、高周波ウェルダー加工性を向上させた技術が開示されている。

しかし、これらのポリオレフィン系樹脂にエチレン系共重合体を含有させ得られたフィルムは、高周波ウェルダー適性に優れ、諸物性も比較的良好であるものの、耐熱性と寸法安定性という点では満足できるものではなかった。

特開平８−４８８２４号公報特開２００１−１４６５２４号公報

本発明は、このような問題に鑑み、ＰＶＣ原料を使用することなく、高周波ウェルダー加工性が良好であり、かつ耐熱性と寸法安定性に優れたウェルダー加工用フィルムを提供することを目的とする。

即ち、本発明は、
［１］ポリプロピレン系樹脂（Ａ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を含有するフィルムであって、前記ポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、プロピレンと、エチレン及び／または炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体であり、かつ前記フィルムの融解熱量は、４０Ｊ／ｇ以下であることを特徴とするウェルダー加工用フィルム。
［２］前記ポリプロピレン系樹脂（Ａ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の質量比が、（Ａ）：（Ｂ）＝３０〜９０：７０〜１０であることを特徴とする［１］に記載のウェルダー加工用フィルム。
［３］難燃剤を含有することを特徴とする［１］または［２］に記載のウェルダー加工用フィルム。
［４］前記難燃剤は、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体であることを特徴とする［３］に記載のウェルダー加工用フィルム。
［５］厚みが５０〜３００μｍであることを特徴とする［１］〜［４］のいずれか１項に記載のウェルダー加工用フィルム。
を、提供するものである。

本発明は、オレフィン系樹脂を使用した場合にも、耐熱性と寸法安定性に優れた高周波ウェルダー加工用のフィルムを提供することができ、更には透明性と難燃性を付与することも可能な高周波ウェルダー加工用のフィルムを提供する。

以下、本発明の詳細を説明する。

本発明のウェルダー加工用フィルムは、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を含有し、前記プロピレン系樹脂（Ａ）は、プロピレンと、エチレン及び／または炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体であり、かつ前記フィルムの融解熱量は４０Ｊ／ｇ以下であることが重要である。
ポリプロピレン系樹脂のプロピレンと、エチレン及び／または炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体とし、かつフィルムの融解熱量を４０Ｊ／ｇ以下とすることで、フィルムの耐熱性と寸法安定性を持った高周波ウェルダー加工が可能なフィルムを得ることができる。理論に拘束されることを意図するものではないが、融解熱量が大きい樹脂においては、ウェルダー加工時に必要な高周波電圧のエネルギーを大きくする必要があるが、高周波電圧のエネルギーを大きくすると、樹脂の溶融度合を調整することが難しくなるため、ウェルダー加工した際、フィルム溶着部の外観を良好とすることが難しくなる。融解熱量を４０Ｊ／ｇ以下とすることで、より低い高周波電圧のエネルギーで樹脂を発熱させることができるため、フィルムを溶着させるためのエネルギーを低くすることができる。一方、低いエネルギーでフィルムの溶着が可能となるため、ウェルダー加工後の外観を良好に保つことができる。

本発明のウェルダー加工用フィルムは、ポリプロピレン系樹脂（Ａ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の質量比を、（Ａ）：（Ｂ）＝３０〜９０：７０〜１０とすることが好ましく、（Ａ）：（Ｂ）＝３５〜８５：６５〜１５とすることがより好ましい。ポリプロピレン系樹脂（Ａ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の質量比を上記とすることで、高周波電圧を印加したときの溶着部の樹脂が適度に溶融され、フィルムの溶着性能を十分確保しつつ外観性に優れるものが可能となる。

＜ポリプロピレン系樹脂（Ａ）＞
本発明のポリプロピレン系樹脂は、プロピレンと、エチレン及び／または他のα−オレフィンとの共重合体を使用することが好ましい。前記プロピレンの共重合体としてはプロピレンと、エチレン及び／または他のα−オレフィンとのランダム共重合体（ランダムポリプロピレン）、またはブロック共重合体（ブロックポリプロピレン）、ゴム成分を含むブロック共重合体あるいはグラフト共重合体等が挙げられる。前記プロピレンと共重合可能な他のα−オレフィンとしては、炭素原子数が４〜１２のものが好ましく、例えば、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、４−メチル−１−ペンテン、１−デセン等が挙げられ、その１種または２種以上の混合物が用いられる。通常、α−オレフィンの混合割合はプロピレンに対して１〜１０重量％程度である。
なかでも、ランダム共重合体（ランダムポリプロピレン）を好ましく使用することができる。

また、本発明のポリプロピレン系樹脂は、示差走査熱量計により測定された融解ピーク温度が１５０℃以下であることが好ましく、１４５℃以下であることがより好ましく、１４０℃以下であることが更に好ましい。融解ピーク温度を上記とすることで、融解温度が低く、更に融解熱量が適正な量なので、ウェルダー加工性により好適に使用することができる。
このようなポリプロピレン系樹脂としては、たとえば、日本ポリプロ社製のノバテックＰＰ、プライムポリマー社製のプライムポリプロ等があげられる。

＜スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）＞
本発明に使用するスチレン系熱可塑性エラストマーは、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−イソプレン・ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＩＢＳ）、スチレン−エチレン・ブテン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−エチレン・エチレン・プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＥＰＳ）、及び部分水添スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＢＳ）からなる群から選ばれる一種のスチレン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
このようなスチレン系熱可塑性エラストマーとしては、三菱化学者製のラバロン、旭化成ケミカルズ社製のタフテック、クラレ社製のハイブラー、セプトン等があげられる。

＜難燃剤＞
本発明に使用する難燃材は、有機系難燃剤の臭素化合物系、リン化合物系、塩素化合物系や無機系難燃剤のアンチモン化合物系、金属水酸化物系など公知の難燃剤が適宜用いられる。
本発明においては、非無機系難燃剤を使用することが好ましい。非無機系の難燃剤としては、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体、臭素化合物系、リン化合物系などがあげられ、なかでもＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体が特に好ましい。ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体を使用することにより透明性に優れたフィルムとすることができる。
ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体の難燃剤としては、ＢＡＳＦ社製のＦｌａｍｅｓｔａｂＮＯＲ１１６があげられる。

本発明のウェルダー加工用フィルムは、透明性の評価においてヘイズが２０以下であることが好ましく、１５以下であることがより好ましく、１０以下であることが更に好ましい。フィルムのヘイズを２０以下とすることで、実用的に好ましい透明性を有することができる。また、ヘイズの下限値は特に限定することはないが、透明性がより必要な用途においては、０に近いほど好ましい。
なお、ヘイズの測定は、ＪＩＳＫ７１０５に準じて行った。

上述のＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体を難燃剤として含有することにより、本発明のウェルダー加工用フィルムは、ポリオレフィン系樹脂を使用した場合においても、耐熱性と寸法安定性に優れ、更に難燃性を持ち、かつ透明性を有したウェルダー加工用フィルムとすることができる。

＜帯電防止剤＞
本発明で使用することができる帯電防止剤は、特に限定されないが、フィルム表面へブリードアウトしにくいものが好ましいことから、重合体型帯電防止剤が好ましく、具体的には、ポリエーテルエステル系重合体型帯電防止剤、エチレンオキシド−エピクロルヒドリン系重合体型帯電防止剤等のノニオン系重合体型帯電防止剤、ポリスチレンスルホン酸系重合体型帯電防止剤等のアニオン系重合体型帯電防止剤、ポリアクリルエステル系重合体型帯電防止剤等のカチオン系重合体型帯電防止剤、ポリエーテル−ポリプロピレン系ブロックコポリマー型帯電防止剤等のポリオレフィンと親水性ポリマーのブロックポリマーからなる帯電防止剤などが挙げられる。

なかでも、ポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするポリマー型帯電防止剤は、ポリオレフィン（ａ）のブロックと、体積固有抵抗値が１０^−５〜１０^−１１Ω・ｃｍの親水性ポリマー（ｂ）のブロックとが、繰り返し交互に結合した構造を有することを特徴とするポリエーテル−ポリオレフィンブロック共重合体を構成成分とするものが好ましい。

このようなポリマー型帯電防止剤は、一般的には、高濃度のポリエーテルブロックを含む種々の高分子物質であり、ポリエーテルに沿ったイオン導電により、１０^−８〜１０^−１３Ω／ｃｍ^２の表面固有抵抗を生じる。このようなイオン導電性のポリマー型帯電防止剤のイオン種としては、ナトリウム、リチウム、カリウムなどがある。

また、イオン種としてリチウムを主成分として含有するポリマー型帯電防止剤（Ｘ）や、イオン種としてリチウム以外の金属を含有するポリマー型帯電防止剤（Ｙ）などがあり、前記２種類のポリマー型帯電防止剤の少なくともいづれか1つを使用することができる。高い帯電防止性能を得る為には、ポリマー型帯電防止剤（Ｘ）を使用する必要があるが、ポリマー型帯電防止剤（Ｘ）の含有量が多いと製膜性が劣り実用的なフィルムを得ることが困難となるが、ポリマー型帯電防止剤（Ｙ）を併用する事で製膜性を維持したまま高い帯電防止性能を得る事が出来る。

ポリマー型帯電防止剤（Ｙ）のイオン種としては、ナトリウム、カリウム等があげられるが、ナトリウムが好ましい。また、ポリマー型帯電防止剤（Ｘ）はイオン種としてリチウムを主成分として含むが、リチウム以外に、ナトリウムやカリウムを微量成分として含有してもよい。

本発明で使用することができるポリマー型帯電防止剤（Ｘ）の製品例として、三光化学社製のサンコノールＴＢＸ３１０、ＴＢＸ３５ポリマー型帯電防止剤（Ｙ）の製品例として、三洋化成工業社製のペレスタットＶＨ２３０、３０３、３００を挙げることができる。

また、本発明のウェルダー加工用フィルムは、必要に応じて、酸化防止剤、着色剤、充填材、スリップ剤（滑剤）、アンチブロッキング剤、紫外線吸収剤、光安定剤等をその目的・性能を損なわない範囲内で添加することができる。

本発明のウェルダー加工用フィルムは、単層フィルムでもよく多層フィルムであってもよい、たとえば、本発明のフィルムの構成からなる層をＡ層とし、それ以外の構成からなる層をＢ層とすると、ウェルダー加工用フィルムをＡ／Ｂ層、Ａ／Ｂ／Ａ層となるような多層フィルムとすることもできる。
多層とする場合は、各層に要求される性能を付与させるため、上述する各添加剤等を適宜、含有させることができる。

本発明のウェルダー加工用フィルムを成形する方法としては、例えば、Ｔダイ成形法等の押出し成形法、インフレーション成形法及びカレンダー成形法等、一般に知られた公知のフィルム成形法が挙げられる。

また、多層フィルムとする際は、各層を積層する方法として、多層Ｔダイ押出法によって成形と同時に多層フィルムを作製する方法や、予め成形した個々のフィルム（層）をラミネーターで貼り合わせる方法や、フィルム成形と同時に圧着ラミネートする方法を用いることができる。特に、本発明の構成をとることにより、個々のフィルム（層）をラミネーターで貼り合せる方法においても層間剥離性能が優れるウェルダー加工用フィルムを提供することができる。

本発明のウェルダー加工用フィルムの厚みは、好ましくは５０〜３００μｍである。厚みがこの範囲であれば，ウェルダー加工時の作業性に優れ、安定したウェルダー加工性を得ることができる。

以下、実施例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

使用した原料は以下の通りである。
ポリプロピレン系樹脂（Ａ−１）：ノバテックＦＸ３Ｂ（日本ポリプロ社製：ランダムポリプロピレン）
ポリプロピレン系樹脂（Ａ−２）：ノバテックＦＹ６ＨＡ（日本ポリプロ社製：ホモポリプロピレン）
スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）：タフテックＨ１２２１（旭化成ケミカルズ社製：ＳＥＢＳ）
難燃剤（Ｃ）：ＦｌａｍｅｓｔａｂＮＯＲ１１６（ＢＡＳＦ社製：ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体）
帯電防止剤（Ｄ）：ペレクトロンＰＶＬ（三洋化成工業社製）

＜実施例１＞
ポリプロピレン系樹脂（Ａ−１）を４０質量部、スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を６０質量部、難燃剤（Ｃ）を１質量部、帯電防止剤（Ｄ）を２５質量部の比率でドライブレンドし、得られた樹脂混合物を東芝機械製単軸押出機（５０ｍｍφ、Ｌ／Ｄ＝３２）に供給し、シリンダー温度を２００℃に設定し、フィードブロック温度を２００℃に設定し、Ｔダイ成形方法を使用し、Ｔダイ幅を５５０ｍｍ、設定温度を２００℃とし、押出した。
押出された溶融樹脂は冷却ロールを供えた巻取り機にて冷却固化し、０．１５ｍｍのフィルムを作製した。

＜実施例２＞
ポリプロピレン系樹脂（Ａ−１）を６０質量部、スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を４０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で０．１５ｍｍのフィルムを作製した。

＜実施例３＞
ポリプロピレン系樹脂（Ａ−１）を７０質量部、スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を３０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で０．１５ｍｍのフィルムを作製した。

＜実施例４＞
ポリプロピレン系樹脂（Ａ−１）を８０質量部、スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を２０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で０．１５ｍｍのフィルムを作製した。

＜実施例５＞
ポリプロピレン系樹脂（Ａ−１）を７０質量部、スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を３０質量部、難燃剤（Ｃ）を０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で０．１５ｍｍのフィルムを作製した。

＜比較例１＞
ポリプロピレン系樹脂（Ａ−１）を１００質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で０．１５ｍｍのフィルムを作製した。

＜比較例２＞
ポリプロピレン系樹脂（Ａ−２）を７０質量部、スチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を３０質量部とした以外は、実施例１と同様の方法で０．１５ｍｍのフィルムを作製した。

[評価方法]
＜融解熱量＞
メトラー・トレド社製の示差走査熱量計（商品名：ＤＳＣ８２３ｅ）を用いて、ＪＩＳＫ７１２２に準じて、得られたフィルム片を室温から２３０℃まで１０℃／分で加熱溶融した時に測定されたサーモグラムから結晶融解熱量（Ｊ／ｇ）を求めた。
その結果を表１に示す。

＜ウェルダー加工性＞
日本高周波社製ウェルダー加工機（品名:ＮＫＣ−３０００Ｓ）を使用し、融着幅を５ｍｍ、融着長さを６０ｍｍの条件で、４．７Ａで５秒間融着加工した後、融着した部分の剥離を確認した。
その結果を表１に示す。
なお、評価は以下の基準で実施した。
○：剥離なし
×：剥離あり

＜透明性＞
東京電色社製ヘイズメーター（品名：ＴＣ−ＩＩＩＤＰ）を使用し、ＪＩＳＫ７１０５に準じて、得られたフィルムから試験片を採取し、ヘイズを測定した。
なお、ヘイズが２０以下を透明性「有」、２０より大きい場合を透明性「無」とした。

＜難燃性＞
消防法防炎物品規格に準拠し、４５°ミクロバーナー法にて評価を行った。評価は、消防法に定められる評価基準（残炎時間３秒以下、残じん時間５秒以下、炭化面積３０ｃｍ２以下）に従い、全てを満足するものを「○」、それ以外は「×」とした。

表１より、本発明のフィルムは、高周波ウェルダー加工性が優れていることが示される。また、表１から、難燃剤としてＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体を含有する本発明のフィルムは、高周波ウェルダー加工性が優れていることに加えて、透明性と難燃性も良好であることが示される。

Claims

ポリプロピレン系樹脂（Ａ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）を含有するフィルムであって、前記ポリプロピレン系樹脂（Ａ）は、プロピレンと、エチレン及び／または炭素数４以上のα−オレフィンとの共重合体であり、かつ前記フィルムの融解熱量は、４０Ｊ／ｇ以下であることを特徴とするウェルダー加工用フィルム。
前記ポリプロピレン系樹脂（Ａ）とスチレン系熱可塑性エラストマー（Ｂ）の質量比が、（Ａ）：（Ｂ）＝３０〜９０：７０〜１０であることを特徴とする請求項１に記載のウェルダー加工用フィルム。
難燃剤を含有することを特徴とする請求項１または２に記載のウェルダー加工用フィルム。
前記難燃剤は、ＮＯＲ型ヒンダードアミン誘導体であることを特徴とする請求項３に記載のウェルダー加工用フィルム。
厚みが５０〜３００μｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のウェルダー加工用フィルム。