JP2024040032A - 複合シート及びその製造方法並びに延伸フィルム - Google Patents
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Abstract
【課題】延伸フィルムを製造するために好適に使用することができ、とりわけ、延伸時のテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷を抑制することを可能とする複合シート及びその製造方法を提供する。【解決手段】本発明は、延伸フィルムを製造するための複合シートであって、第1シートと、第2シートとを備え、前記第2シートは、前記第1シートのMD方向に沿った両側端部に接合されており、前記第1シートは、樹脂aを含む樹脂シートaの少なくとも片面にヒートシール層が積層された積層シートであり、前記第2シートは、樹脂bを含む樹脂シートbであり、前記樹脂bの融点は前記樹脂aの融点以上であり、かつ、前記樹脂bの融点が140℃以上である。【選択図】なし
Description
本発明は、複合シート及びその製造方法並びに延伸フィルムに関する。
二軸延伸フィルム等の延伸フィルムは、耐湿性、耐水性及び耐油性等の諸性能に優れると共に、良好な機械強度を有することから、食品や薬品等の包装フィルム、ディスプレイ等の保護フィルムなど、種々の用途に広く適用されており、利用価値の高い機能性材料である。
延伸フィルムは、例えば、樹脂を押し出してキャストシートを作製した後に、このキャストシートを加熱して逐次二軸延伸することで製造することが一般的である。キャストシートを延伸するには、シートを加温してからテンター幅方向の両端部をテンタークリップにて把持し、テンタークリップの間を広げる。これにより、シートが延伸されて目的のフィルムが製造される。
例えば、特許文献1には、マルチダイから複数の樹脂を積層して押出す際に、マルチダイの側板からも異なる樹脂を押出すことにより、シートのテンター幅方向両端部に新たな樹脂層を設ける技術が開示されている。これにより、マルチマニホールドダイによるサイドエンカプセレーションを可能とし、また、積層フィルムの端部(耳)の樹脂を安価な樹脂にすることでコストの低減を実現している。
特許文献2では、シートのテンター幅方向両端部に新たな樹脂層を設けると共に、シート両端部の延伸応力値を、同一延伸倍率におけるシート中央部のフィルム延伸応力値よりも大きくする技術を開示している。これにより、シート中央部の均一延伸を試みている。
また、特許文献3は、シートのテンター幅方向両端部に新たな樹脂層を設け、シート中央部の厚さに対して最薄部を0.75倍以上、最厚部を1~2倍、スリット幅を8倍以下にする技術を開示している。斯かる技術により、シート中央部が均一に延伸できるものとされている。
延伸フィルムの製造において、上記のようにキャストシートをテンタークリップで把持する際、テンタークリップが有する熱により、シートがテンタークリップに粘着して汚染する問題が生じ得る。中でも両面ヒートシールフィルムの場合は、シートがテンタークリップに粘着しやすく、これにより、汚染する問題が特に生じやすいものであった。
この点、例えば、キャストフィルムの側端部に他の樹脂層からなる把持部を設け、この把持部を把持して延伸し、最後の把持部を切断する方法が考えられる。しかしながら、延伸する際に把持部が破断することがあり、あるいは、把持部を形成する樹脂がテンタークリップに付着する等の問題があった。
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、延伸フィルムを製造するために好適に使用することができ、とりわけ、延伸時のテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷を抑制することを可能とする複合シート及びその製造方法を提供することを目的とする。また、本発明は、延伸時のテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷が起こりにくい延伸フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねた結果、特定の第1シートと、第2シートとを備え、第2シートを第1シートの両側端部に接合させることで上記目的を達成できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、例えば、以下の項に記載の主題を包含する。
項1
延伸フィルムを製造するための複合シートであって、
第1シートと、第2シートとを備え、
前記第2シートは、前記第1シートのMD方向に沿った両側端部に接合されており、
前記第1シートは、樹脂aを含む樹脂シートaの少なくとも片面にヒートシール層が積層された積層シートであり、
前記第2シートは、樹脂bを含む樹脂シートbであり、
前記樹脂bの融点は前記樹脂aの融点以上であり、かつ、前記樹脂bの融点が140℃以上である、複合シート。
項2
前記樹脂シートa及び前記樹脂シートbはいずれも、ポリプロピレンを主成分とする、項1に記載の複合シート。
項3
前記樹脂シートaは、植物由来の樹脂を30質量%以下含有する、項2に記載の複合シート。
項4
前記植物由来の樹脂はポリ乳酸である、項3に記載の複合シート。
項5
項1~4のいずれか1項に記載の複合シートの製造方法であって、
溶融状態の第1シートの両側端部に、溶融状態の第2シートを接合させる工程を備える、複合シートの製造方法。
項6
前記第2シート厚さを、前記第1シート厚さの0.7倍以上に調節する、項5に記載の複合シートの製造方法。
項7
項1~4のいずれか1項に記載の複合シートを用いて延伸フィルムを製造する方法であって、
複合シートを溶融状態のまま押出した後に冷却する工程と、
冷却された複合シートの第2シート部分を把持して延伸させることで延伸フィルム前駆体を得る工程と、
前記延伸フィルム前駆体の第2シート部分を除去することで延伸フィルムを得る工程と
を備える、延伸フィルムの製造方法。
項1
延伸フィルムを製造するための複合シートであって、
第1シートと、第2シートとを備え、
前記第2シートは、前記第1シートのMD方向に沿った両側端部に接合されており、
前記第1シートは、樹脂aを含む樹脂シートaの少なくとも片面にヒートシール層が積層された積層シートであり、
前記第2シートは、樹脂bを含む樹脂シートbであり、
前記樹脂bの融点は前記樹脂aの融点以上であり、かつ、前記樹脂bの融点が140℃以上である、複合シート。
項2
前記樹脂シートa及び前記樹脂シートbはいずれも、ポリプロピレンを主成分とする、項1に記載の複合シート。
項3
前記樹脂シートaは、植物由来の樹脂を30質量%以下含有する、項2に記載の複合シート。
項4
前記植物由来の樹脂はポリ乳酸である、項3に記載の複合シート。
項5
項1~4のいずれか1項に記載の複合シートの製造方法であって、
溶融状態の第1シートの両側端部に、溶融状態の第2シートを接合させる工程を備える、複合シートの製造方法。
項6
前記第2シート厚さを、前記第1シート厚さの0.7倍以上に調節する、項5に記載の複合シートの製造方法。
項7
項1~4のいずれか1項に記載の複合シートを用いて延伸フィルムを製造する方法であって、
複合シートを溶融状態のまま押出した後に冷却する工程と、
冷却された複合シートの第2シート部分を把持して延伸させることで延伸フィルム前駆体を得る工程と、
前記延伸フィルム前駆体の第2シート部分を除去することで延伸フィルムを得る工程と
を備える、延伸フィルムの製造方法。
本発明の複合シートは、延伸フィルムを製造するために好適に使用することができ、とりわけ、延伸時のテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷を抑制することを可能とする。
また、本発明の延伸フィルムの製造方法によれば、延伸時のテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷が起こりにくい。
以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本明細書中において、「含有」及び「含む」なる表現については、「含有」、「含む」、「実質的にからなる」及び「のみからなる」という概念を含む。
1.複合シート
本発明の複合シートは、延伸フィルムを製造するための複合シートであって、第1シートと、第2シートとを備え、前記第2シートは、前記第1シートのMD方向に沿った両側端部に接合されており、前記第1シートは、樹脂aを含む樹脂シートaの少なくとも片面にヒートシール層が積層された積層シートであり、前記第2シートは、樹脂bを含む樹脂シートbであり、前記樹脂bの融点は前記樹脂aの融点以上であり、かつ、前記樹脂bの融点が140℃以上である。
本発明の複合シートは、延伸フィルムを製造するための複合シートであって、第1シートと、第2シートとを備え、前記第2シートは、前記第1シートのMD方向に沿った両側端部に接合されており、前記第1シートは、樹脂aを含む樹脂シートaの少なくとも片面にヒートシール層が積層された積層シートであり、前記第2シートは、樹脂bを含む樹脂シートbであり、前記樹脂bの融点は前記樹脂aの融点以上であり、かつ、前記樹脂bの融点が140℃以上である。
斯かる複合シートは、逐次二軸延伸フィルムを製造するために好適に使用することができ、とりわけ、逐次二軸延伸時のテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷を抑制することを可能とする。本発明の複合シートでは、延伸時に第2シートを把持して延伸処理を行うことができ、これにより、複合シートを延伸処理するときに、第2シートを把持して延伸できることで、第1シートに対するテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷が抑制され、所望の延伸倍率を有する延伸フィルムが得られやすい。
図1は、本発明の複合シートの実施形態の一例を示すものであって、複合シートの断面を模式的に示している。
図1に示す複合シートAは、第1シート1と、第2シート2とを備える。第2シート2は、第1シート1の両側端部に接合されている。具体的に、第2シート2は、第1シート1のMD方向に沿った両側端部に接合される。また、図1に示す複合シートAでは、第1シート1は、樹脂シート1a(前記樹脂シートaと同義)の両面にヒートシール層1bが積層された積層シートである。以下、複合シートAは、第1シート1と、第2シート2とを詳述する。
(第1シート)
第1シートは、樹脂シートa(図1の樹脂シート1a)を有する。樹脂シートaは、第1シートのいわばコア層としての役割を果たす層である。
第1シートは、樹脂シートa(図1の樹脂シート1a)を有する。樹脂シートaは、第1シートのいわばコア層としての役割を果たす層である。
樹脂シートaは、樹脂aを含む材料で形成される。樹脂aは、例えば、結晶性熱可塑性樹脂を挙げることができる。斯かる結晶性熱可塑性樹脂として、結晶性ポリオレフィン系樹脂、バイオマスプラスチック等の種々の樹脂を挙げることができ、中でも、樹脂aは、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックの2種を少なくとも含む混合物であることが好ましい。
なお、本明細書において、結晶性熱可塑性樹脂とは、示差走査熱量計(例えば、パーキン・エルマー社製入力補償型DSC、DiamondDSC)を用いて、窒素流下、-40℃から300℃まで20℃/分の速度で昇温し、300℃で5分間保持し、20℃/分で-40℃まで冷却し、-40℃で5分間保持した後、再び20℃/分で300℃まで昇温した際のDSC曲線に、明確な溶融ピークが現れる熱可塑性樹脂をいう。一方、非晶性熱可塑性樹脂とは、DSCを用いた上記測定において明確な溶融ピークが現れない熱可塑性樹脂をいう。
結晶性ポリオレフィン系樹脂としては、例えば、オレフィンを重合してなるポリマーを挙げることができ、好ましくは炭素数2~20、より好ましくは炭素数2~10、さらに好ましくは炭素数3~6のオレフィンを重合してなるポリマーを挙げることができる。具体的には、結晶性ポリオレフィン系樹脂として、結晶性であるポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリ(1-ブテン)樹脂、ポリイソブテン樹脂、ポリ(1-ペンテン)樹脂、ポリ(4-メチルペンテン-1)樹脂が挙げられる。結晶性ポリオレフィン系樹脂は、前記バイオマスプラスチックと混ざりやすい(相溶しやすい)という点で、結晶性ポリプロピレン系樹脂であることが好ましい。結晶性ポリオレフィン系樹脂は、1種単独又は2種以上の混合物とすることができる。
結晶性ポリプロピレン系樹脂は、プロピレンの単独重合体、及び、プロピレンとエチレンとの共重合体からなる群から選ばれた少なくとも1種がさらに好ましい。結晶性ポリオレフィン系樹脂が結晶性プロピレン単独重合体である場合は、複合シートから得られるフィルムの機械強度及び耐熱性が向上しやすく、結晶性ポリオレフィン系樹脂が結晶性プロピレン-エチレン共重合体である場合、低温での折り割れ性が良化し、かつ、表面光沢度を低くしやすい。特に好ましい結晶性ポリプロピレン系樹脂は、プロピレンとエチレンとの共重合体である。
結晶性ポリオレフィン系樹脂が結晶性プロピレン単独重合体と結晶性プロピレン-エチレン共重合体の2成分を含む場合、耐熱性と低温での折り割れ性が共に優れたフィルムが得られやすい。結晶性プロピレン単独重合体と結晶性プロピレン-エチレン共重合体の好ましい質量比率は、結晶性プロピレン単独重合体(P1):結晶性プロピレン-エチレン共重合体(P2)=70:30~99:1であり、より好ましい質量比率はP1:P2=75:25~98:2であり、さらに好ましい質量比率はP1:P2=78:22~97:3である。
結晶性プロピレン単独重合体としては、結晶性のアイソタクチックポリプロピレン樹脂が好ましい。斯かる結晶性のアイソタクチックポリプロピレン樹脂は、高温核磁気共鳴(NMR)測定によって求められる立体規則性度であるメソペンタッド分率([mmmm])が92%~98%であることが好ましく、93%~97%であることがさらに好ましい。メソペンタッド分率[mmmm]が92%以上であると、高い立体規則性成分により、樹脂の結晶性が向上し、高い熱安定性、機械強度が得られやすい。一方、メソペンタッド分率[mmmm]を98%以下とすることで、延伸性が良好となりやすい。
上記メソペンタッド分率([mmmm])を測定するための使用できる高温NMR装置は特に制限はなく、例えば、ポリオレフィン類の立体規則性度が測定可能な一般に市販されている高温型核磁気共鳴(NMR)装置を使用することができ、例として、日本電子株式会社製高温型フーリエ変換核磁気共鳴装置(高温FT-NMR)JNM-ECP500を挙げることができる。観測核は13C(125MHz)であり、測定温度は135℃、溶媒にはオルト-ジクロロベンゼン(ODCB:ODCBと重水素化ODCBの混合溶媒(体積混合比=4/1))が用いられる。高温NMRによる方法は、公知の方法、例えば、「日本分析化学・高分子分析研究懇談会編、新版高分子分析ハンドブック、紀伊国屋書店、1995年、610頁」に記載の方法により行うことができる。測定モードは、シングルパルスプロトンブロードバンドデカップリング、パルス幅9.1μsec(45°パルス)、パルス間隔5.5sec、積算回数4500回、シフト基準はCH3(mmmm)=21.7ppmとされる。
立体規則性度を表すペンタッド分率は、同方向並びの連子「メソ(m)」と異方向の並びの連子「ラセモ(r)」の5連子(ペンタッド)の組み合わせ(mmmmやmrrm等)に由来する各シグナルの強度積分値より百分率で算出される。mmmmやmrrm等に由来する各シグナルの帰属に関し、例えば「T.Hayashi et al.,Polymer,29巻,138頁(1988)」等のスペクトルの記載が参照される。上記メソペンタッド分率([mmmm])は、ポリプロピレン樹脂の重合条件や触媒の種類、触媒量等の重合条件を、適宜調整することによってコントロールすることができる。
結晶性ポリオレフィン系樹脂の融点は特に限定されず、例えば、130℃~175℃とすることができ、好ましくは132℃~170℃、より好ましくは140℃~166℃、さらに好ましくは145℃~164℃、特に好ましくは150℃~163℃である。これによって、複合シートから得られる延伸フィルムの生産性及び得られる耐熱性が良好となり、加えて、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックが相溶することが容易となり、フィルムの透明性を高めやすい。
結晶性ポリオレフィン系樹脂のガラス転移温度は特に限定されず、例えば、50℃以下とすることができ、-30℃~30℃がより好ましい。本発明では、結晶性ポリオレフィン系樹脂の融点及びガラス転移温度は、示差走査熱量計(例えば、パーキン・エルマー社製入力補償型DSC、DiamondDSC)を用いて測定された値である。
結晶性ポリオレフィン系樹脂のメルトマスフローレートは特に限定されない。樹脂の流動性が適度な範囲となり、また、前記微細分散物の大きさが制御しやすくなって、所望の延伸フィルムが作製しやすいという点で、結晶性ポリオレフィン系樹脂のメルトマスフローレートは好ましくは0.5g/10分~8g/10分、より好ましくは1g/10分~6g/10分である。本明細書でいうメルトマスフローレートは、JIS K-7210(1999)に準拠し、230℃、21.18Nで測定した値をいう。
結晶性ポリオレフィン系樹脂は公知の方法で製造することができる。例えば、結晶性ポリオレフィン系樹脂が結晶性プロピレン単独重合体である場合、チタン、アルミニウム化合物からなるチーグラー触媒系を用い、炭化水素溶媒中プロピレンを重合する方法、液状プロピレン中で重合する方法(バルク重合)、気相で重合する方法等により製造することができる。結晶性プロピレン単独重合体は、市販品等から入手することができ、代表的な市販品としては、例えば、株式会社プライムポリマー製のプライムポリプロ(登録商標)シリーズの単独重合体、日本ポリプロ株式会社製のノバテック(登録商標)シリーズの単独重合体、Borealis社製Daployシリーズ、大韓油化工業株式会社製5014Lシリーズ、住友化学株式会社製の住友ノーブレン(登録商標)シリーズの単独重合体等が挙げられる。
結晶性ポリオレフィン系樹脂が結晶性プロピレン-エチレン共重合体である場合、プロピレンとエチレンとのランダム共重合体、プロピレンとエチレンとのブロック共重合体のいずれであってもよい。結晶性プロピレン-エチレン共重合体におけるエチレン単位の含有割合は、50質量%以下とすることができる。結晶性プロピレン-エチレン共重合体は公知の方法で製造することができ、あるいは市販品等から入手することができる。代表的な市販品としては、例えば、サンアロマー社のエチレン-プロピレン-1-ブテン共重合体、株式会社プライムポリマー社製プライムポリプロ(登録商標)シリーズの共重合体、日本ポリプロ株式会社製のノバテックPP(登録商標)シリーズの共重合体及びウインテック(登録商標)シリーズ、住友化学株式会社製の住友ノーブレン(登録商標)シリーズの共重合体等が挙げられる。
バイオマスプラスチックは、生分解性を有する植物由来の樹脂である限り特にその種類は限定されず、例えば、公知のバイオマスプラスチックを広く挙げることができ生分解性を有する脂肪族系ポリエステル樹脂が代表的である。
生分解性を有する脂肪族系ポリエステル樹脂としては、ポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸(ポリ乳酸を除く)、ポリヒドロキシブチレート、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネート/アジペート、ポリエチレンサクシネート、ポリリンゴ酸、ポリグリコール酸、ポリジオキサノン、ポリ(2-オキセタノン)等の脂肪族ポリエステル樹脂等を挙げることができる。天然高分子としては、デンプン、セルロース、キチン、キトサン、グルテン、ゼラチン、ゼイン、大豆タンパク、コラーゲン、ケラチン等を挙げることができる。
バイオマスプラスチックは、前記結晶性ポリオレフィン系樹脂と均一に混ざりやすく、所望のヘーズを有する延伸フィルムが得られやすいという点で、脂肪族系ポリエステル樹脂が好ましく、中でもポリ乳酸、ポリヒドロキシアルカン酸、並びに、乳酸及びポリヒドロキシアルカン酸を含む混合モノマーの重合体、からなる群より選ばれる1種以上であることがより好ましい。
ポリ乳酸としては、例えば、原料モノマーとして乳酸成分を縮重合させて得られるポリ乳酸等、公知のポリ乳酸を広く使用することができる。なお、ポリ乳酸は、L-乳酸(L体)及びD-乳酸(D体)のいずれかの光学異性体のみ、あるいは、双方を含有することができる。ポリヒドロキシアルカン酸としては、ヒドロキシ酪酸、ヒドロキシ吉草酸、ヒドロキシペンタン酸、ヒドロキシカプロン酸、ヒドロキシヘプタン酸グリコール酸等の少なくとも1種を含むヒドロキシカルボン酸成分の重合体が挙げられる。乳酸とポリヒドロキシアルカン酸とを含む混合モノマーの重合体としては、乳酸モノマーと前記ヒドロキシカルボン酸成分とを縮重合させて得られる重合体が挙げられる。
バイオマスプラスチックの融点は特に限定されず、例えば、110℃~200℃とすることができる。この場合、得られる延伸フィルムの耐熱性が低下しにくく、延伸フィルムの生産性も低下しにくく、また、前記結晶性ポリオレフィン系樹脂と均一に混ざり合う(相溶する)ことが容易になり、透明性が高い所望の延伸フィルムを得ることができる。バイオマスプラスチックの融点は、好ましくは120℃~190℃、より好ましくは130℃~185℃、さらに好ましくは140℃~180℃である。
バイオマスプラスチックのガラス転移温度は特に限定されず、例えば、-40℃~70℃とすることができ、0℃~70℃がより好ましい。バイオマスプラスチックの融点及びガラス転移温度は、示差走査熱量計(例えば、パーキン・エルマー社製入力補償型DSC、DiamondDSC)を用いて測定された値である。
バイオマスプラスチックのメルトマスフローレートは特に限定されない。樹脂の流動性が適度な範囲となり、また、前記微細分散物の大きさが制御しやすくなって、所望の延伸フィルムが作製しやすいという点で、バイオマスプラスチックのメルトマスフローレートは好ましくは0.5g/10分~15g/10分、より好ましくは1g/10分~10g/10分、さらに好ましくは2g/10分~10g/10分である。本明細書でいうメルトマスフローレートは、JIS K-7210(1999)に準拠し、230℃、21.18Nで測定した値をいう。
バイオマスプラスチックの製造方法は特に限定されず、例えば、公知のバイオマスプラスチックを製造する方法を広く採用することができる。また、バイオマスプラスチックは、市販品等からも入手することができる。ポリ乳酸の代表的な市販品としては、例えば、NatureWorks社製「4032D」(融点163℃)、トタルコービオン社製「L175」(融点175℃)、「LX175」(融点155℃)、「LX930」(融点130℃)等が挙げられる。その他の代表的な結晶性熱可塑性樹脂Bの市販品としては、例えば、Tianan Biologic Material社製のポリヒドロキシアルカノエート「ENMAT(登録商標)Y1000P」、三菱ケミカル株式会社製のポリブチレンサクシネート「BioPBS(登録商標)FZ91」、「BioPBS(登録商標)FD82」等が挙げられる。
樹脂aは、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチック以外の樹脂を含むこともできる。例えば、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックの相溶性を高めやすくすべく、樹脂aは、熱可塑性エラストマーを含むこともできる。
熱可塑性エラストマーとしては、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックそれぞれの樹脂に対する親和性が良好である2以上のセグメントで形成されるランダム共重合体、ブロック共重合体、及びグラフト共重合体等が好ましい。この場合、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックの相溶性が高まりやすく、フィルムの透明性を高めやすい。具体的な熱可塑性エラストマーとしては、例えば、スチレングラフトポリエチレン、水素添加されたスチレン-ブタジエンブロック共重合体(以下、「SEBS」)、エチレン-グリシジルメタクリレート共重合体とアクリロニトリル-スチレン共重合体のグラフト化合物(以下、「EGMA-g-AS」と略記する)等を挙げることができる。
熱可塑性エラストマーのガラス転移温度は、例えば、-60℃~90℃(好ましくは-60℃~10℃)とすることができる。本発明では、熱可塑性エラストマーCのガラス転移温度は、示差走査熱量計(例えば、パーキン・エルマー社製入力補償型DSC、DiamondDSC)を用いて測定された値である。
熱可塑性エラストマーは、結晶性及び非晶性のいずれでもよいが、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックの相溶性をより高めることができるという点で、非晶性であることが好ましい。つまり、熱可塑性エラストマーは、示差走査熱量計において、融点が検出されないことが好ましい。
代表的な熱可塑性エラストマーとしては、例えば、JSR社製の水添SBR「ダイナロン」、旭化成社製「タフテック」、クラレ社製「セプトン」、日油製「モディパーA1100」、「モディパーA1401」「モディパーA3400」、「モディパーA5400」等を挙げることができる。
樹脂aは、その他、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(1-ブテン)、ポリイソブテン、ポリ(1-ペンテン)、ポリメチルペンテン(例えばポリ(4-メチル-1-ペンテン))等のポリオレフィン系樹脂、又は、それらの共重合体樹脂であって、例えば、エチレン-プロピレン共重合体、プロピレン-ブテン共重合体、エチレン-ブテン共重合体等の、α-オレフィン同士の共重合体等が例示できる。これらのポリオレフィン系樹脂は、例えば、マレイン酸、アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸等の不飽和カルボン酸またはその無水物でグラフト変性されたものでも良い。また、スチレン系樹脂、ビニル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ナイロン系樹脂やそれらの共重合体、例えば、スチレン-ブタジエン共重合体等のビニル単量体-ジエン単量体共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレン共重合体等のビニル単量体-ジエン単量体-ビニル単量体共重合体等が挙げられる。
樹脂aの融点は、後記する樹脂bの融点と同じ又は樹脂bの融点より低いことが好ましい。例えば、樹脂aの融点は140℃以上とすることができ、好ましくは150℃以上、より好ましくは160℃以上であり、また、好ましくは200℃以下、より好ましくは180℃以下、さらに好ましくは170℃以下である。
樹脂aの融点は、パーキン・エルマー社製入力補償型DSC、DiamondDSCを用い、以下の手順より算出できる。樹脂aを5mg量り取り、アルミニウム製のサンプルホルダーに詰め、DSC装置にセットする。窒素流下、-40℃から300℃まで20℃/分の速度で昇温し、300℃で5分間保持し、20℃/分で-40℃まで冷却し、-40℃で5分間保持した。その後再び20℃/分で300℃まで昇温する際のDSC曲線より、融点を求める。JIS-K7121の9.1(1)に定める溶融ピーク(複数の溶融ピークを示す場合は、温度が最大である溶融ピーク)を融点とする。後記する樹脂bも同様の方法で融点を決定することができる。
樹脂aは、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックの全質量に対して、前記結晶性ポリオレフィン系樹脂を30~96質量%含有することができ、50~90質量%であることが好ましい。これにより、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックは相溶性が良好となり、所望のヘーズかつ延伸倍率を有する延伸フィルムを得ることができる。また、結晶性ポリオレフィン系樹脂の含有割合が上記範囲であることで、所望の透明性を有し、機械強度に優れたフィルムが得られやすくなる。要するに樹脂aは、ポリプロピレンを主成分とすることが好ましい。
また、樹脂aは、得られる延伸フィルムの透明性が向上しやすい点で、植物由来の樹脂(すなわち、バイオマスプラスチック)を30質量%以下含有することが好ましく、ポリ乳酸を20質量%以下含有することがより好ましい。樹脂aは、植物由来の樹脂(すなわち、バイオマスプラスチック)を5質量%以上含有することが好ましく、10質量%以上含有することがより好ましい。また、樹脂aは、ポリ乳酸を5質量%以上含有することが好ましく、10質量%以上含有することがより好ましい。
得られる延伸フィルムの透明性が向上しやすい点で、樹脂シートaにおいて、樹脂aの全質量に対する結晶性ポリオレフィン系樹脂の含有割合は95~40質量%であることが好ましく、90~50質量%であることがさらに好ましい。樹脂シートaにおいて、樹脂aの全質量に対するバイオプラスチックの含有割合は4~50質量%であることが好ましく、5~30質量%であることがより好ましく、5~20質量%であることがさらに好ましい。樹脂シートaにおいて、熱可塑性エラストマーの含有割合は、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックの含有割合に応じて適宜設定することができ、例えば、樹脂aの全質量を基準として、熱可塑性エラストマーの含有割合が1~15質量%であることがさらに好ましく、1~10質量%であることが特に好ましい。
樹脂aは、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックのみからなるものであってもよく、結晶性ポリオレフィン系樹脂、バイオマスプラスチック及び熱可塑性エラストマーのみからなるものであってもよい。
樹脂シートaは、例えば、樹脂aのみで形成されたものであることが好ましく、また、本発明の効果が阻害されない程度であれば、樹脂シートaは、樹脂a以外を含んでもよい。
樹脂シートaは、ポリプロピレンを主成分とすることが好ましく、また、樹脂シートaは、植物由来の樹脂を30質量%以下含有することが好ましい。
樹脂シートaは、ポリプロピレンを主成分とすることが好ましく、また、樹脂シートaは、植物由来の樹脂を30質量%以下含有することが好ましい。
第1シートは、樹脂シートaのみの単層であっても良いし、あるいは、樹脂シートaの少なくとも片面に他の層が形成されていてもよい。他の層としては、例えば、ヒートシール層を挙げることができる。本発明において、第1シートは、図1に示す実施形態のように、樹脂シート1a(前記樹脂シートaと同義)の両面にヒートシール層1bが積層された積層シートであってもよい。
ヒートシール層の種類は特に限定されず、例えば、ヒートシール機能を発揮することができる公知のヒートシール層を広く挙げることができる。
ヒートシール層は種々の樹脂で形成することができ、例えば、融点が150℃以下の熱可塑性樹脂を挙げることができる。特に、ヒートシール層に用いる樹脂としては、結晶性プロピレン-α-オレフィンランダム共重合体、α-オレフィンとしてはエチレンまたは炭素数が4~20のα-オレフィン等が挙げられ、エチレン、ブテン-1、ヘキセン-1、オクテン-1等を用いることが好ましく、エチレンもしくはブチレンを用いたコポリマーもしくはターポリマーを用いることがさらに好ましく、プロピレン-エチレン-ブテンランダム共重合体(住友化学工業株式会社製FL6741G)が特に好ましい。ヒートシール層には本発明の効果を損なわない範囲内で、アクリル樹脂系微粒子やシリカ等のブロッキング防止剤が含まれ得る。
ヒートシール層は、樹脂シートaに直接貼り合わされて積層されてもよいし、あるいは、樹脂シートa及びヒートシール層の間に、他の層が介在されていてもよい。ヒートシール層が樹脂シートaの両面に形成されている場合、互いのヒートシール層は同一の成分で形成されていてもよいし、あるいは互いの層は異なる成分で形成されていてもよい。
第1シートの厚みは特に限定されず、例えば、公知の延伸フィルムを製造するために使用されるキャストフィルムと同様の厚みにすることができる。
(第2シート)
本発明の複合シートにおいて、第2シートは、樹脂bを含む樹脂シートbである。樹脂bの融点は前記樹脂aの融点よりも高く、かつ、前記樹脂bの融点が140℃以上である。これにより、本発明の複合シートから延伸フィルムを製造する場合に、第2シートを把持して延伸することができ、この延伸時のテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷を抑制することを可能とする。また、樹脂bの融点が140℃以上であることで、第2シートを把持して延伸しても、第2シートのべたつき等も起こりにくい。
本発明の複合シートにおいて、第2シートは、樹脂bを含む樹脂シートbである。樹脂bの融点は前記樹脂aの融点よりも高く、かつ、前記樹脂bの融点が140℃以上である。これにより、本発明の複合シートから延伸フィルムを製造する場合に、第2シートを把持して延伸することができ、この延伸時のテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷を抑制することを可能とする。また、樹脂bの融点が140℃以上であることで、第2シートを把持して延伸しても、第2シートのべたつき等も起こりにくい。
樹脂シートbは、ポリプロピレンを主成分とすることが好ましい。すなわち、樹脂bは、ポリプロピレンを主成分とすることが好ましい。この場合、複合シートの延伸時においてテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷をより抑制しやすくなる。
樹脂bは、樹脂aの融点以上であり、かつ、融点が140℃以上である結晶性ポリオレフィン系樹脂を広く適用することができる。樹脂bは、樹脂aの融点以上であり、かつ、融点が140℃以上である結晶性ポリオレフィン系樹脂のみからなるものであってもよい。
樹脂bは、融点が150℃以上である結晶性ポリオレフィン系樹脂であることが好ましく、融点が155℃以上である結晶性ポリオレフィン系樹脂であることがより好ましく、融点が160℃以上である結晶性ポリオレフィン系樹脂であることがさらに好ましい。樹脂bは、融点が200℃以下である結晶性ポリオレフィン系樹脂であることが好ましく、融点が180℃以下である結晶性ポリオレフィン系樹脂であることがより好ましく、融点が170℃以下である結晶性ポリオレフィン系樹脂であることがさらに好ましい。
樹脂bの融点は樹脂aの融点と同じであってもよく、樹脂bの融点は樹脂aの融点を超えることが好ましい。この場合、第2シートが第1シートよりも硬くなり、延伸時に第2シートが伸びるのを抑制することができる。
樹脂bとしては、サンアロマー株式会社製のポリプロピレンホモポリマーであるPC412A等の他、株式会社プライムポリマー製のプライムポリプロ(登録商標)シリーズのプロプレン単独重合体、日本ポリプロ株式会社製のノバテック(登録商標)シリーズの単独重合体、Borealis社製Daployシリーズ、大韓油化工業株式会社製5014Lシリーズ、住友化学株式会社製の住友ノーブレン(登録商標)シリーズの単独重合体等が挙げられる。
樹脂bは、樹脂aに含まれる結晶性ポリオレフィン系樹脂と同一であってもよい。
樹脂シートbは、樹脂bのみで形成されていてもよく、あるいは、本発明の効果が阻害されない程度であれば、樹脂シートbは、樹脂b以外の樹脂を含むこともできる。樹脂シートbは、樹脂bのみで形成されたものであることが好ましい。樹脂シートbは、ポリプロピレンを主成分とすることが好ましい。
第2シートは、例えば、樹脂シートbの単層で形成される。斯かる第2シートは前述の図1に示されるように、第1シートの両側端部に接合され、とりわけ、第1シートのMD方向に沿った両側端部に接合される。第1シートのMD方向に第2シートを接合させる方法は特に限定されず、公知の方法を広く適用することができ、例えば、後記するように、公知のマルチマニホールドダイを用い、第1シートを押出成形すると共に、この両側端部に第2シートを接合させる方法により、第1シートのMD方向に第2シートを接合させることができる。
第2シートの厚さは、第1シート厚さの0.7倍以上であることが好ましい。この場合、延伸時に第2シートを把持して延伸処理する場合に、第2シート部分は延伸されにくくなり、所望の延伸倍率を有する延伸フィルムが得られやすい。第2シートの厚さは、第1シート厚さの0.8倍以上であることがより好ましく、0.85倍以上であることがさらに好ましく、0.9倍以上であることが特に好ましい。第2シートの厚さは、第1シート厚さの5倍以下であることが好ましく、3倍以下であることがより好ましく、2倍以下であることがさらに好ましく、1.5倍以下であることが特に好ましい。ここでいう第2シートの厚さは、第2シートを作製した後、冷却させてから測定した値を意味する。
第2シートの幅は、第1シートの全幅に対して1~30%程度とすることができ、2~30%程度であることがより好ましい。
従来、逐次二軸延伸フィルムの製造において、テンタークリップが把持するシート部分には、最表層のヒートシール層を堰き止めてポリプロピレン層が露出させた部分を形成し、この部分をテンタークリップで把持させて延伸させていた。しかし、ポリプロピレン層がバイオマスプラスチック等の植物由来原料から製造される樹脂を含む場合、テンタークリップにてポリプロピレン層を把持すると、植物由来原料から合成される樹脂が脱落し、テンタークリップが汚染されるという問題を有していた。この点、本発明の複合シートは、上記のように構成されており、第2シートを把持して延伸できることで、第1シートに対するテンタークリップの汚染及びフィルムの損傷が抑制され、所望の延伸倍率を有する延伸フィルムが得られやすい。
2.複合シートの製造方法
本発明の複合シートの製造方法は特に限定されない。例えば、本発明の複合シートの製造方法は、溶融状態の第1シートの両側端部に、溶融状態の第2シートを接合させる工程を備えることができる。斯かる工程で使用する第1シート及び第2シートは、本発明の複合シートに含まれる第1シート及び第2シートと同じである。
本発明の複合シートの製造方法は特に限定されない。例えば、本発明の複合シートの製造方法は、溶融状態の第1シートの両側端部に、溶融状態の第2シートを接合させる工程を備えることができる。斯かる工程で使用する第1シート及び第2シートは、本発明の複合シートに含まれる第1シート及び第2シートと同じである。
具体的には、樹脂シートa両面にヒートシール層が形成された第1シートを成型すると共に、これとは別に第2シートを、第1シートの幅方向(MD方向)端部に接合させることで、本発明の複合シートを得ることができる。この接合にあたっては、第1シート及び第2シートはいずれも溶融状態とすることができる。
樹脂シートa両面にヒートシール層が形成された第1シートは、例えば、樹脂aと、ヒートシール層を形成するための樹脂とを用いて形成することができる。具体的には、所定の樹脂を用いた共押出法により、樹脂シートa両面にヒートシール層が形成された第1シートを得ることができる。共押出法としては、溶融樹脂を金型手前のフィードブロック内で接触させるダイ前積層法、金型、例えばマルチマニホールドダイの内部の経路で接触させるダイ内積層法、同心円状の複数リップから吐出し接触させるダイ外積層法等が挙げられる。例えばダイ内積層法の場合には、3層マルチマニホールドダイ等の多層ダイを用いることができる。
共押出法の他、ラミネート法やヒートシール法によっても樹脂シートa両面にヒートシール層が形成された第1シートを得ることができる。
なお、樹脂シートaは、結晶性ポリオレフィン系樹脂及びバイオマスプラスチックが均一に混ざりやすい点で、同方向回転の2軸スクリュータイプの混錬機を用いてシート化することが好ましい。混練温度は、200℃~300℃の範囲が好ましく、220℃~280℃がより好ましい。
第1シートは溶融押出された後、例えば、25~120℃の温度に設定した少なくとも1個以上の金属ドラム上にエアナイフや他のロール、又は静電気等により密着させるといった公知の方法により、シート状に成形され、樹脂シートは、いわゆる原反シートとして得られる。金属ドラムのより好ましい温度は30~80℃である。
第1シートに第2シートを接合させる方法も特に限定されず、例えば、第2シートを形成するための樹脂bを押出成形して第2シートを形成すると共に、この溶融状態にある第2シートを、溶融状態にある第1シートの両側端部に接触させることで、第1シートに第2シートを接合させることができる。
第1シートに第2シートを接合にあたっては、前記第2シート厚さを、前記第1シート厚さの0.7倍以上に調節することが好ましい。この場合、延伸時に第2シートを把持して延伸処理する場合に、第2シート部分は延伸されにくくなり、所望の延伸倍率を有する延伸フィルムが得られやすい。第2シートの厚さは、第1シート厚さの0.8倍以上に調節することがより好ましく、0.85倍以上であることがさらに好ましく、0.9倍以上であることが特に好ましい。第2シートの厚さは、第1シート厚さの5倍以下に調節することが好ましく、3倍以下であることがより好ましく、2倍以下であることがさらに好ましく、1.5倍以下であることが特に好ましい。
第2シート厚さを、前記第1シート厚さの0.7倍以上に調節する方法は特に限定されず、例えば、第1シート及び第2シートが押し出されるそれぞれのオリフィス出口からの樹脂流量を適宜調整する方法が挙げられるが、これに限定されるわけではない。
3.延伸フィルムの製造方法
本発明の複合シートを用いて、延伸フィルムを製造することができる。具体的には、本発明の延伸フィルムの製造方法は、本発明の複合シートを溶融状態のまま押出した後に冷却する工程1と、冷却された複合シートの第2シート部分を把持して延伸させることで延伸フィルム前駆体を得る工程2と、前記延伸フィルム前駆体の第2シート部分を除去することで延伸フィルムを得る工程3とを備える。
本発明の複合シートを用いて、延伸フィルムを製造することができる。具体的には、本発明の延伸フィルムの製造方法は、本発明の複合シートを溶融状態のまま押出した後に冷却する工程1と、冷却された複合シートの第2シート部分を把持して延伸させることで延伸フィルム前駆体を得る工程2と、前記延伸フィルム前駆体の第2シート部分を除去することで延伸フィルムを得る工程3とを備える。
工程1では、本発明の複合シートを溶融状態のまま押出した後に冷却する。本発明の複合シートを溶融状態のまま押出した後に冷却するとは、例えば、第2シートを第1シートに接合させた後に、冷却することを意味する。冷却方法は特に限定されず、例えば、25~120℃の温度に設定した少なくとも1個以上の金属ドラム上にエアナイフや他のロール、又は静電気等により密着させるといった公知の方法で行うことができる。金属ドラムのより好ましい温度は30~80℃である。
工程2では、冷却された複合シートの第2シート部分を把持して延伸させる。これにより、延伸フィルム前駆体を得られる。延伸方法としては、周速差を設けたロール間で延伸する方法、テンター法、チューブラー法等公知の方法を用いることができる。延伸方向としては、一軸延伸、二軸延伸、斜め方向への二軸延伸等が可能であり、二軸以上の延伸では、逐次延伸及び同時延伸がいずれも適用可能である。これらのうち所望の延伸フィルムが得られ易い点から、テンター法による同時二軸延伸法、テンター法による逐次二軸延伸法、及び周速差を設けたロール間で縦(流れ、MD)延伸した後テンター法にて横(巾、TD)延伸する逐次二軸延伸法が好ましい。以下、逐次二軸延伸法により本発明の延伸フィルムを得る方法を説明するが、これに限定されるものではない。
逐次二軸延伸方法では、使用する樹脂の融点及びガラス転移温度により延伸温度や延伸倍率を調整することが好ましい。まず、複合シートを好ましくは100~180℃、より好ましくは120~170℃の温度に保ち、周速差を設けたロール間に通して、あるいはテンター法にて、縦方向に好ましくは2~10倍、より好ましくは2.5~8倍、さらに好ましくは3~6倍に延伸する。
引き続き、当該延伸フィルムをテンター法にて、好ましくは100~180℃、より好ましくは120~175℃の温度で、横方向に好ましくは2~12倍、より好ましくは2.5~11.5倍、さらに好ましくは3~11倍に延伸した後、緩和、熱セットを施し巻き取る。
巻き取られたフィルムは、好ましくは20~45℃程度の雰囲気中でエージング処理を施した後、所望の製品幅に断裁することができる。こうして延伸性、透明性、機械的強度等に優れた延伸フィルムが得られる。
工程2では、第2シート部分を把持して延伸させることにより、第1シートのヒートシール層がロール、テンタークリップ等に粘着して汚れを発生させる虞がない。
工程3では、前記延伸フィルム前駆体の第2シート部分を除去する。これにより、所望の延伸フィルムを得ることができる。第2シート部分を除去する方法は特に限定されず、例えば、スリット除去、切断機による切断等、公知の方法で第2シート部分を除去することができる。
上記のように得られる延伸フィルムの厚みは特に限定されず、その使用用途に応じて適宜設定することができる。延伸フィルムの厚みは、例えば、10~150μmであることが好ましく、より好ましくは15~100μm、さらに好ましくは20~60μmである。
延伸フィルムは、溶断シール袋用、包装用、食品包装用、薬品包装用、装飾用(ファッション用含む)、ラベル用、テープ用基材、印刷用基材、文具用、家電用、ポスター用紙、感熱紙基材、記録用紙基材、住宅の内装用及び外装用、自動車用、容器等に好適に用いることができる。
延伸フィルムが溶断シールに用いられる場合、延伸フィルムを溶断する方法は特に限定されず、公知の方法を広く採用することができ、例えば、各種の溶断シール袋を得ることができる。前述の延伸フィルムを溶断して形成される溶断シール袋は、高い透明性を有するものであり、また、溶断シール強度も高いものである。従って、本発明の延伸フィルムが溶断シール袋への使用に特に好適である。
延伸フィルムは、延伸フィルムと、基材とを有する積層体として使用されることが好ましい。すなわち、本発明は、当該積層体も包含する。
延伸フィルムと基材とは、これらの間に接着剤層または接着樹脂層を備えて、ドライラミネーション法、溶融押出しラミネーション法といった公知のラミネート加工によって、必要によりコロナ処理等の表面処理を施して、貼合することがきる。
基材としては、例えば、ポリエチレン系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、環状ポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン系樹脂、アクリロニトリル-スチレン共重合体(AS樹脂)、アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体(ABS樹脂)、ポリ塩化ビニル系樹脂、フッ素系樹脂、ポリ(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリエチレンテレフタラートやポリエチレンナフタラート等のポリエステル系樹脂、各種のナイロン等のポリアミド系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリアリールフタレート系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリスルホン系樹脂、ポリフェニレンスルフィド系樹脂、ポリエーテルスルホン系樹脂、ポリウレタン系樹脂、アセタール系樹脂、セルロース系樹脂等の各種樹脂フィルムまたはシート、紙等が挙げられる。これらのなかでも、柔軟性、ヒートシール性の観点から、基材としてポリエチレンフィルム、一軸延伸ポリプロピレン(CPP)を使用することが好ましい。基材にはバイオマスプラスチックが含有されることが好ましい。
以下、実施例により本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら実施例の態様に限定されるものではない。
実施例及び比較例で用いた樹脂は、以下の通りである。
(結晶性ポリオレフィン系樹脂)
・樹脂A1-1:PC-412A(サンアロマー株式会社製、ポリプロピレンホモポリマー、融点165℃)
・樹脂A1-2:5C37F(サンアロマー株式会社製、エチレン-プロピレン-1-ブテン共重合体、融点132℃)
・樹脂A1-1:PC-412A(サンアロマー株式会社製、ポリプロピレンホモポリマー、融点165℃)
・樹脂A1-2:5C37F(サンアロマー株式会社製、エチレン-プロピレン-1-ブテン共重合体、融点132℃)
(バイオマスプラスチック)
・樹脂A2-1:LX175(Total Corbion PLA社製、ポリ乳酸、融点155℃)
・樹脂A2-2:LX930(Total Corbion PLA社製、ポリ乳酸、融点130℃)
・樹脂A2-3:FZ71(三菱ケミカル株式会社製、ポリブチレンサクシネート、融点115℃)
・樹脂A2-1:LX175(Total Corbion PLA社製、ポリ乳酸、融点155℃)
・樹脂A2-2:LX930(Total Corbion PLA社製、ポリ乳酸、融点130℃)
・樹脂A2-3:FZ71(三菱ケミカル株式会社製、ポリブチレンサクシネート、融点115℃)
(実施例1)
表1に示す複合シート作製条件に従い、複合シートを製造した。まず、樹脂aとして、樹脂A1-1が90質量%、樹脂A2-1が10質量%の混合物を準備した。この樹脂aを押出機1にて235℃、所定回転数の条件にて押出し、フィードブロックに供給した。一方、ヒートシール層を構成するために樹脂として、樹脂A1-2を準備し、これを押出機2にて235℃、所定回転数の条件にて押出し、上記フィードブロックに供給した。フィードブロック内において、樹脂A1-2の流路を均等に二分割し、樹脂aの流路の両側に挟みこむように配置した。この段階において、各々の樹脂の流路は合流することなく、互いに独立している。樹脂aおよび二分割された樹脂A1-2をマニホールドダイ内で幅方向に広げ、各々溶融樹脂シートの面同士を重ね合わせることでヒートシール層/コア層(樹脂シート)/ヒートシール層から構成される三層構造の溶融シートを形成した(第1シート)。別途、第2シートを構成するための樹脂bとして樹脂A1-1を用い、これを押出機3にて235℃、所定回転数の条件にて押出した。押出した樹脂は、配管で二方向に均等に分岐した後に各々ダイに導入し、単層溶融シートを形成した(第2シート)。溶融した第二のシートを、溶融した第一のシートの幅方向両端部に接合させて、溶融した複合シートを形成させた。溶融した複合シートを出口オリフィスより押出し、70℃のキャストロールに巻き付けることにより冷却して複合シートを得た。複合シートの製造において、第1シート及び第2シートの厚さ、第1シート及び第2シートを得るための樹脂流量(出口オリフィス単位面積あたりの樹脂流量)は表1に示す通りとした。
表1に示す複合シート作製条件に従い、複合シートを製造した。まず、樹脂aとして、樹脂A1-1が90質量%、樹脂A2-1が10質量%の混合物を準備した。この樹脂aを押出機1にて235℃、所定回転数の条件にて押出し、フィードブロックに供給した。一方、ヒートシール層を構成するために樹脂として、樹脂A1-2を準備し、これを押出機2にて235℃、所定回転数の条件にて押出し、上記フィードブロックに供給した。フィードブロック内において、樹脂A1-2の流路を均等に二分割し、樹脂aの流路の両側に挟みこむように配置した。この段階において、各々の樹脂の流路は合流することなく、互いに独立している。樹脂aおよび二分割された樹脂A1-2をマニホールドダイ内で幅方向に広げ、各々溶融樹脂シートの面同士を重ね合わせることでヒートシール層/コア層(樹脂シート)/ヒートシール層から構成される三層構造の溶融シートを形成した(第1シート)。別途、第2シートを構成するための樹脂bとして樹脂A1-1を用い、これを押出機3にて235℃、所定回転数の条件にて押出した。押出した樹脂は、配管で二方向に均等に分岐した後に各々ダイに導入し、単層溶融シートを形成した(第2シート)。溶融した第二のシートを、溶融した第一のシートの幅方向両端部に接合させて、溶融した複合シートを形成させた。溶融した複合シートを出口オリフィスより押出し、70℃のキャストロールに巻き付けることにより冷却して複合シートを得た。複合シートの製造において、第1シート及び第2シートの厚さ、第1シート及び第2シートを得るための樹脂流量(出口オリフィス単位面積あたりの樹脂流量)は表1に示す通りとした。
(実施例2~5)
表1に示すように、第1シート及び第2シートの厚さ、第1シート及び第2シートを得るための樹脂流量(出口オリフィス単位面積あたりの樹脂流量)を変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
表1に示すように、第1シート及び第2シートの厚さ、第1シート及び第2シートを得るための樹脂流量(出口オリフィス単位面積あたりの樹脂流量)を変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
(実施例6)
表1に示すように、樹脂aとして、樹脂A1-2が90質量%、樹脂A2-1が10質量%の混合物に変更すると共に、第1シート及び第2シートの厚さ、第1シート及び第2シートを得るための樹脂流量(出口オリフィス単位面積あたりの樹脂流量)を変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
表1に示すように、樹脂aとして、樹脂A1-2が90質量%、樹脂A2-1が10質量%の混合物に変更すると共に、第1シート及び第2シートの厚さ、第1シート及び第2シートを得るための樹脂流量(出口オリフィス単位面積あたりの樹脂流量)を変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
(実施例7~9)
表1に示すように、樹脂aにおける樹脂A1-1と樹脂A2-1の混合割合を変更し、第1シート及び第2シートの厚さを変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
表1に示すように、樹脂aにおける樹脂A1-1と樹脂A2-1の混合割合を変更し、第1シート及び第2シートの厚さを変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
(実施例10~11)
表1に示すように、樹脂aにおける樹脂A2-1の種類を変更し、第1シート及び第2シートの厚さを変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
表1に示すように、樹脂aにおける樹脂A2-1の種類を変更し、第1シート及び第2シートの厚さを変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
(比較例1)
表1に示すように、ヒートシール層を形成するための樹脂A1-2を樹脂A1-1に変更し、第2シートを構成するための樹脂を樹脂A1-2に変更し、第1シート及び第2シートの厚さを変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
表1に示すように、ヒートシール層を形成するための樹脂A1-2を樹脂A1-1に変更し、第2シートを構成するための樹脂を樹脂A1-2に変更し、第1シート及び第2シートの厚さを変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
(比較例2)
表1に示すように、樹脂aにおける樹脂A1-1を樹脂A1-2に変更し、第2シートを構成するための樹脂を樹脂A1-2に変更し、第1シート及び第2シートの厚さを変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
表1に示すように、樹脂aにおける樹脂A1-1を樹脂A1-2に変更し、第2シートを構成するための樹脂を樹脂A1-2に変更し、第1シート及び第2シートの厚さを変更したこと以外は実施例1と同様の方法で複合シートを得た。
(評価方法)
各評価は以下の方法で行った。
各評価は以下の方法で行った。
[複合シートの厚さ]
複合シートの厚さは、シチズンセイミツ株式会社製紙厚測定器MEI-11を用いて、JIS-C2330に準拠して測定した。
複合シートの厚さは、シチズンセイミツ株式会社製紙厚測定器MEI-11を用いて、JIS-C2330に準拠して測定した。
[樹脂の融点]
樹脂a及び樹脂bの融点はパーキン・エルマー社製入力補償型DSC、DiamondDSCを用い、以下の手順より算出した。樹脂a又は樹脂bを5mg量り取り、アルミニウム製のサンプルホルダーに詰め、DSC装置にセットした。窒素流下、-40℃から300℃まで20℃/分の速度で昇温し、300℃で5分間保持し、20℃/分で-40℃まで冷却し、-40℃で5分間保持した。その後再び20℃/分で300℃まで昇温する際のDSC曲線より、融点を求めた。JIS-K7121の9.1(1)に定める溶融ピーク(複数の溶融ピークを示す場合は温度が最大である溶融ピーク)を融点とした。
樹脂a及び樹脂bの融点はパーキン・エルマー社製入力補償型DSC、DiamondDSCを用い、以下の手順より算出した。樹脂a又は樹脂bを5mg量り取り、アルミニウム製のサンプルホルダーに詰め、DSC装置にセットした。窒素流下、-40℃から300℃まで20℃/分の速度で昇温し、300℃で5分間保持し、20℃/分で-40℃まで冷却し、-40℃で5分間保持した。その後再び20℃/分で300℃まで昇温する際のDSC曲線より、融点を求めた。JIS-K7121の9.1(1)に定める溶融ピーク(複数の溶融ピークを示す場合は温度が最大である溶融ピーク)を融点とした。
[延伸性]
延伸性は、各実施例及び比較例で得た複合シートを用い、縦延伸および横延伸する逐次二軸延伸法を実施すること評価した。縦延伸前の速度は1.4~2.2m/min、縦延伸温度は130℃、縦延伸倍率は4.7倍、横延伸温度は160℃、横延伸倍率は5.0倍とした。この二軸延伸後に得られたフィルムの延伸性を下記判定基準で評価した。
<延伸性の判断基準>
〇:シートが均一に延伸されていて、延伸性に優れていた。
△:シートの一部がわずかに不均一に延伸されていたが、フィルムの実用には問題がなかった。
×:シートが破断した。
延伸性は、各実施例及び比較例で得た複合シートを用い、縦延伸および横延伸する逐次二軸延伸法を実施すること評価した。縦延伸前の速度は1.4~2.2m/min、縦延伸温度は130℃、縦延伸倍率は4.7倍、横延伸温度は160℃、横延伸倍率は5.0倍とした。この二軸延伸後に得られたフィルムの延伸性を下記判定基準で評価した。
<延伸性の判断基準>
〇:シートが均一に延伸されていて、延伸性に優れていた。
△:シートの一部がわずかに不均一に延伸されていたが、フィルムの実用には問題がなかった。
×:シートが破断した。
[クリップ汚れ]
クリップ汚れは、延伸性の評価で行った逐次二軸延伸の後、1万mフィルムを巻き取った際のクリップを冷却した後に、クリップを目視および指先でクリップ表面を触ることにより下記判定基準で評価した。
<クリップ汚れの判断基準>
〇:クリップへの樹脂の付着を確認できなかった。
×:クリップに樹脂が付着していることを確認した。
クリップ汚れは、延伸性の評価で行った逐次二軸延伸の後、1万mフィルムを巻き取った際のクリップを冷却した後に、クリップを目視および指先でクリップ表面を触ることにより下記判定基準で評価した。
<クリップ汚れの判断基準>
〇:クリップへの樹脂の付着を確認できなかった。
×:クリップに樹脂が付着していることを確認した。
[フィルムのヘーズ]
延伸フィルムのヘーズは、日本電色工業株式会社製ヘーズメーターNDH-5000を用いて、JIS-K7361に準拠して測定した。
<ヘーズの判断基準>
〇:延伸フィルムは透明であり、実用上問題ない。
△:延伸フィルムは若干白く濁っているが、実用上問題ない。
×:延伸フィルムが白く濁っていて、実用上問題がある。
延伸フィルムのヘーズは、日本電色工業株式会社製ヘーズメーターNDH-5000を用いて、JIS-K7361に準拠して測定した。
<ヘーズの判断基準>
〇:延伸フィルムは透明であり、実用上問題ない。
△:延伸フィルムは若干白く濁っているが、実用上問題ない。
×:延伸フィルムが白く濁っていて、実用上問題がある。
表1には、各実施例及び比較例で得られた複合シートの作製条件と、評価結果を示している。
表1に示すように、実施例で得られた複合シートは、いずれも延伸性に優れ、クリップ汚れも発生しなかった。またスキン層(ヒートシール層)はヒートシール性を有していた。比較例1では、縦延伸時に第2シートが第1シートよりも軟化したことから、縦延伸時に第2シートが延ばされてしまい、第一のシートを均一に延伸することができず、続く横延伸時にフィルム破断を生じた。比較例2では、縦延伸および横延伸可能であったが、第2シートの樹脂融点が低く、樹脂が軟化したためにクリップ汚れが発生した。
Claims (7)
- 延伸フィルムを製造するための複合シートであって、
第1シートと、第2シートとを備え、
前記第2シートは、前記第1シートのMD方向に沿った両側端部に接合されており、
前記第1シートは、樹脂aを含む樹脂シートaの少なくとも片面にヒートシール層が積層された積層シートであり、
前記第2シートは、樹脂bを含む樹脂シートbであり、
前記樹脂bの融点は前記樹脂aの融点以上であり、かつ、前記樹脂bの融点が140℃以上である、複合シート。 - 前記樹脂シートa及び前記樹脂シートbはいずれも、ポリプロピレンを主成分とする、請求項1に記載の複合シート。
- 前記樹脂シートaは、植物由来の樹脂を30質量%以下含有する、請求項2に記載の複合シート。
- 前記植物由来の樹脂はポリ乳酸である、請求項3に記載の複合シート。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の複合シートの製造方法であって、
溶融状態の第1シートの両側端部に、溶融状態の第2シートを接合させる工程を備える、複合シートの製造方法。 - 前記第2シート厚さを、前記第1シート厚さの0.7倍以上に調節する、請求項5に記載の複合シートの製造方法。
- 請求項1~4のいずれか1項に記載の複合シートを用いて延伸フィルムを製造する方法であって、
複合シートを溶融状態のまま押出した後に冷却する工程と、
冷却された複合シートの第2シート部分を把持して延伸させることで延伸フィルム前駆体を得る工程と、
前記延伸フィルム前駆体の第2シート部分を除去することで延伸フィルムを得る工程と
を備える、延伸フィルムの製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2022144846A JP2024040032A (ja) | 2022-09-12 | 2022-09-12 | 複合シート及びその製造方法並びに延伸フィルム |
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-
2022
- 2022-09-12 JP JP2022144846A patent/JP2024040032A/ja active Pending
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