JP2021046471A - フィルム、および、フィルムの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
近年、食品包装用分野で用いられているフィルム、例えば、レトルト食品包装体に用いられるフィルムには、透明性、耐衝撃性、ヒートシール強度を兼ね備え、熱処理後の外観の良好なフィルムが求められている。
しかしながら、上記の特許文献1に記載のフィルムでは、耐破袋性について改善の余地がある。
プロピレン重合体は、プロピレンに由来する構造単位を50質量%以上含み、好ましくは70質量%〜98質量%含み、より好ましくは85重量%〜95重量%含む。
エチレン重合体は、エチレンに由来する構造単位を50質量%以上含み、好ましくは60質量%〜98質量%含む。
また、本発明に係るフィルムは、プロピレン重合体およびエチレン重合体の合計含有量100質量%に対して、エチレン重合体を5質量%〜50質量%含み、好ましくは5質量%〜30質量%含む。
プロピレン系共重合体としては、例えば、プロピレンに由来する構成単位を、好ましくは50質量%以上含み、より好ましくは70質量%〜98質量%含むものが挙げられる。プロピレン系共重合体に含まれるプロピレン以外の構成単位としては、例えば、エチレンおよび炭素原子数4〜12のα−オレフィンからなる群から選ばれる一種以上に由来する構成単位が挙げられる。
プロピレン系ランダム共重合体としては、例えば、プロピレンとエチレンとのランダム共重合体(以下、プロピレン−エチレンランダム共重合体とも記す)、プロピレンとα−オレフィンとのランダム共重合体(以下、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体とも記す)、および、プロピレンとエチレンとα−オレフィンとの三元共重合体(以下、プロピレン−エチレン−α−オレフィン三元共重合体とも記す)等が挙げられる。
具体的には、プロピレンブロック共重合体は、成分Aおよび成分Bの合計含有量100質量%に対して、成分Aを、好ましくは50質量%〜90質量%含み、より好ましくは70質量%〜85質量%含む。
また、プロピレンブロック共重合体は、成分Aおよび成分Bの合計含有量100質量%に対して、成分Bを、好ましくは10質量%〜50質量%含み、より好ましくは15質量%〜30質量%含む。
チーグラー・ナッタ型触媒としては、例えば、チタン含有固体状遷移金属成分と有機金属成分とを組み合わせた触媒が挙げられる。メタロセン触媒としては、例えば、シクロペンタジエニル骨格を少なくとも1つ有する周期表第4族〜第6族の遷移金属化合物と助触媒成分とを組み合わせた触媒が挙げられる。
プロピレンブロック共重合体の重合方法としては、気相重合法を採用することが好ましい。気相重合法では、前記成分Aを重合する第一工程が行われ、次いで、得らえた成分Aの存在下で、前記成分Bを重合する第二工程が行われる。
成分Aおよび成分Bにおけるエチレンに由来する構造単位の含有量の調整方法としては、エチレンを重合時の各工程で適切な量を加える方法等が挙げられる。
プロピレンブロック共重合体における成分Aおよび成分Bの割合は、例えば、プロピレンブロック共重合体の製造時の重合時間、重合槽の大きさ、重合槽中の重合体の保持量、重合温度、重合圧力などにより制御することができる。
プロピレン重合体の分子量分布を上記の範囲とする方法としては、例えば、触媒種や触媒量を調整する方法、重合条件を調整する方法、過酸化物などの分解剤を使用する方法、多段重合や2種以上の重合体をブレンドすることにより異なる分子量の重合体を混合する方法等が挙げられる。なお、分子量分布とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」と記載することがある。)により測定される重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn)に対する比(Mw/Mn)である。
エチレン系共重合体は、エチレンに由来する構成単位を、好ましくは50質量%以上含み、より好ましくは60質量%〜98質量%含む。
エチレン系共重合体に含まれるエチレン以外の構成単位としては、例えば、炭素原子数4〜12のα−オレフィン、および、プロピレンからなる群から選ばれる1種以上に由来する構成単位が挙げられる。
エチレン−α−オレフィン共重合体は、エチレンに由来する構成単位を、好ましくは65質量%〜98質量%含み、より好ましくは75質量%〜95質量%含む。
またエチレン−α−オレフィン共重合体は、炭素原子数4〜12のα−オレフィンに由来する構成単位を、好ましくは2質量%〜35質量%含み、より好ましくは5質量%〜25質量%含む。
MLTX’Q−T・・・(1)
なお、エチレン重合体のメルトフローレートは、JIS K 7210に従って、温度190℃、荷重21.18Nで測定されるものである。
エチレン重合体の分子量分布を1以上4未満とする方法としては、例えば、メタロセン触媒を用いて、エチレンとα−オレフィンとを共重合する方法が挙げられる。なお、分子量分布とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(以下、「GPC」と記載することがある。)により測定される重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn)に対する比(Mw/Mn)である。
前記溶融混練工程では、溶融した状態の樹脂組成物を、スクリュー1aの回転によって溶融混練しつつ搬送空間R1内を押出開口部1b側へ向かって搬送する。
押出工程は、スクリュー1aの回転数が80rpm以上の条件で行い、好ましくは80rpm〜120rpmの条件で行う。スクリュー1aの回転数が上記の範囲である条件で押出工程を行うことで、耐破袋性に優れた包装袋を形成することができるフィルムを得ることができる。
押出工程における出口圧力としては、好ましくは10Mpa〜35Mpa、より好ましくは15Mpa〜30Mpaである。なお、出口圧力とは、押出開口部1b付近における溶融樹脂にかかる圧力である。出口圧力の測定方法としては、押出開口部1b付近に圧力計を設置して測定する方法などが挙げられる。
第一工程として、チーグラー・ナッタ型触媒を用いて、気相重合法により、プロピレンを重合した。次いで、第二工程として、得られたプロピレンの単独重合体の存在下で、気相重合法により、プロピレンとエチレンとを共重合し、プロピレン重合体を得た。得られたプロピレン重合体は、プロピレン単独重合体(成分A)の含有量が77質量%であり、エチレン−プロピレン共重合体(成分B)の含有量が23質量%であった。また、成分Bにおけるエチレンに由来する構造単位の含有量が30質量%であった。
得られたプロピレン重合体100質量部に対して、水酸化カルシウム0.005質量%、スミライザーGP(2,4,8,10−テトラ−t−ブチル−6−[3−(3−メチル−4−ヒドロキシ−5−t−ブチルフェニル)プロポキシ]ジベンゾ[d,f][1,3,2]ジオキサホスフェピン、住友化学株式会社製)0.075質量%、スミライザーGS(2,4―ジ−t−アミル−6−[1−(3,5−ジ−t−アミル−2−ヒドロキシフェニル)エチル]フェニルアクリレート、住友化学株式会社製)0.03質量%、および、メルトフローレート調整剤(2,5−ジメチル−2,5ジ(ターシャリ−ブチルパーオキシ)ヘキサン)適量をプロピレン重合体と共にヘンシェルミキサーで混合した後、溶融押出を行ってペレット状のプロピレン重合体(PP1)を得た。得られたペレット状のプロピレン重合体(PP1)は、230℃で測定したメルトフローレートが3g/10分であった。
EB=(ET−EA×PA)/PB・・・(2)
エチレン重合体(PE1)として、エチレン−ブテン−1共重合体(スミカセン FS240、住友化学株式会社製)を用いた。エチレン重合体(PE1)は、190℃で測定したメルトフローレートが2.0g/10分であり、密度が922kg/m3であった。
エチレン重合体(PE2)として、エチレン−ブテン−1共重合体(タフマー A4085s、三井化学株式会社製)を用いた。エチレン重合体(PE2)は、190℃で測定したメルトフローレートが3.6g/10分であり、密度が885kg/m3であった。
エチレン重合体(PE3)として、エチレン単独重合体(G1900、京葉ポリエチレン株式会社製)を用いた。エチレン重合体(PE3)は、190℃で測定したメルトフローレートが17g/10分であり、密度が956kg/m3であった。
図1に示す製造装置10において、押出機101を3台とし、各押出機101をフィードブロック102に接続した製造装置を用い、実施例および比較例のフィルムを作製した。押出機101としては、三菱重工株式会社製の製品名:UBD(2台)および製品名:UBF(1台)を使用した。
プロピレン重合体(PP1)80質量%とエチレン重合体(PE1)20質量%とをペレットブレンドした樹脂組成物を濾過精度40μmの金属フィルターを使用した3台の押出機101に供給した。そして、各押出機101のスクリュー1aの回転数を100回転/分として樹脂組成物の溶融混練を行いつつ溶融混練された樹脂組成物を押出た。そして、各押出機101から押し出された樹脂組成物を、フィードブロック102を介してTダイ(ダイ幅1250mm、リップ開度0.8mm)に供給し、ダイ温度240℃で溶融押出して成膜した。成膜された樹脂組成物を70m/分で回転する冷却温度40℃のチルロール104で冷却固化し、厚さ70μmのフィルムを得た。
プロピレン重合体(PP1)80質量%とエチレン重合体(PE2)20質量%とをペレットブレンドした樹脂組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法でフィルムを得た。
プロピレン重合体(PP1)80質量%とエチレン重合体(PE3)20質量%とをペレットブレンドした樹脂組成物を用いたこと以外は、実施例1と同様の方法でフィルムを得た。
スクリュー1aの回転数を50回転/分とし、チルロール104の回転数を37m/分とした以外は、実施例3と同様の方法でフィルムを得た。
スクリュー1aの回転数を20回転/分とし、チルロール104の回転数を21m/分としたこと以外は、実施例3と同様の方法でフィルムを得た。
各実施例および各比較例のフィルムのそれぞれと、アルミ箔(厚み7μm)と、ポリエチレンテレフタラートフィルム(厚み12μm)とを、この記載の順でドライラミネート法により積層し、複合フィルムを得た。そして、得られたフィルムが内側となるように、スタンディングパウチ製袋機(西部機械株式会社製)で、15cm×18cmの三方袋を作成した。また、得られた三方袋に水160gを充填して密封し、水入り包装袋を作製した。
各実施例および各比較例のフィルムから、MD方向が長手となるように50mm×10mmの矩形状の試験片を採取した。
そして、ロードセルおよび突き刺し棒を備える測定装置(RSA−G2、TA Instruments社製)と、サンプルホルダー(スパン30mmの曲げ用治具)とを用いて試験を行った。具体的には、試験片が略水平になるように、試験片の四隅をサンプルホルダーに固定した。次に、試験片を−40℃±2℃になるように冷却した状態で、−40℃±2℃に冷却した突き刺し棒の先端部(材質:ステンレス鋼)を試験片の中央部に略垂直に押し当てて、該先端部を4mm/秒の速度で垂直方向に移動させることにより、試験片が破断するまでの荷重をロードセルで測定した。
なお、突き刺し棒の先端部は、直円錐状に形成されており、該直円錐の底面の半径が1mmであり、該直円錐の底面からの高さが3mmである。また、突き刺し棒の先端部は、直円錐の頂点部が円弧状に形成されており、該頂点部の半径が350μmである。
水入り包装袋を、5℃で24時間、状態調整した後、225mmの高さから水入り包装袋の上に1kgの重りを繰返し落下させ、水入り包装袋が破袋するのに要する重りの落下回数を測定した。測定は、各実施例および各比較例のフィルムのそれぞれについてn=1〜10で(つまり、10袋ずつ)行った。そして、n=1〜10の水入り包装袋のそれぞれが破袋するのに要する重りの落下回数をX1〜X10とし、以下の(3)式によって落袋強度を算出した。落袋強度の数値については、下記表1に示す。
上記の表1を見ると、各実施例の方が各比較例よりも突刺破断荷重および突刺破断変形量が大きいことが認められる。そして、各実施例および各比較例の落袋強度を見ると、各実施例の方が点数が高いことが認められる。つまり、本発明のように、突刺破断荷重および突刺破断変形量が所定の範囲となるように構成されたフィルムを用いることで、耐破袋性に優れた包装袋を形成することができる。また、スクリュー1aの回転が本発明の範囲となる条件でフィルムを製造することで、得られたフィルムを用いて耐破袋性に優れた包装袋を形成することができる。
Claims (9)
- プロピレンに由来する構造単位を50質量%以上含むプロピレン重合体と、エチレンに由来する構造単位を50質量%以上含むエチレン重合体とを含有するフィルムであって、
プロピレン重合体およびエチレン重合体の合計含有量100質量%に対して、プロピレン重合体の含有量が50質量%〜95質量%であり、エチレン重合体の含有量が5質量%〜50質量%であり、
厚さが30μm〜200μmであり、
突刺破断荷重が1800g以上であり、突刺破断変形量が10.5mm以上である、フィルム。 - 前記突刺破断荷重が1900g〜2200gである、請求項1に記載のフィルム。
- 前記突刺破断変形量が11.0mm〜13.0mmである、請求項1または2に記載のフィルム。
- 前記プロピレン重合体は、プロピレンブロック共重合体であり、
該プロピレンブロック共重合体は、
プロピレンに由来する構造単位を95質量%以上含む成分Aと、
プロピレンに由来する構造単位を50質量%〜85質量%、並びに、エチレンおよび炭素原子数4〜12のα−オレフィンからなる群から選ばれる1種以上に由来する構造単位を15質量%〜50質量%含む成分Bとを含有し、
成分Aおよび成分Bの合計含有量100質量%に対して、成分Aの含有量が50質量%〜85質量%であり、成分Bの含有量が15質量%〜50質量%である、
請求項1〜3のいずれか一項に記載のフィルム。 - 前記エチレン重合体は、エチレン−α−オレフィン共重合体であり、
該エチレン−α−オレフィン共重合体は、
エチレンに由来する構造単位を65質量%〜98質量%含むと共に、炭素原子数4〜12のα−オレフィンに由来する構造単位を2質量%〜35質量%含み、
密度が860kg/m3〜930kg/m3である、
請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルム。 - プロピレンに由来する構造単位を50質量%以上含むプロピレン重合体と、エチレンに由来する構造単位を50質量%以上含むエチレン重合体とを含有し、プロピレン重合体およびエチレン重合体の合計含有量100質量%に対して、プロピレン重合体の含有量が50質量%〜95質量%であり、エチレン重合体の含有量が5質量%〜50質量%である組成物を溶融混錬する工程と、
溶融混錬された組成物を、スクリューを備える押出機を用いて、スクリュー回転数80rpm以上の条件で押し出す工程と、
押し出された組成物を厚さが30μm〜200μmに成膜する工程と
を含む、フィルムの製造方法。 - 前記スクリュー回転数が80rpm〜120rpmである、請求項6に記載のフィルムの製造方法。
- 前記スクリューの径が40mm〜200mmである、請求項6または7に記載のフィルムの製造方法。
- プロピレンに由来する構造単位を50質量%以上含むプロピレン重合体と、エチレンに由来する構造単位を50質量%以上含むエチレン重合体とを含有し、プロピレン重合体およびエチレン重合体の合計含有量100質量%に対して、プロピレン重合体の含有量が50質量%〜95質量%であり、エチレン重合体の含有量が5質量%〜50質量%である組成物が溶融混練されたものが、80rpm以上で回転するスクリューを備える押出機を用いて押し出されて成膜され、厚さが30μm〜200μmであるフィルム。
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JP2000119480A (ja) * | 1998-10-15 | 2000-04-25 | Idemitsu Petrochem Co Ltd | ポリプロピレン樹脂組成物及びそのフイルム |
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