JP2969657B2 - ポリプロピレン複合フィルム及び金属蒸着ポリプロピレン複合フィルム - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は包装材料に適したポリプロピレン複合フィル
ムに関するものである。詳しくは、接着性、特に金属蒸
着膜、印刷インキ、ポリエチレン押出ラミネートフィル
ムなどとの接着性に優れ、また熱を加えられたときの光
沢性などが損なわれないというすぐれた表面特性を有
し、蒸着などの加工適性に優れたポリプロピレン複合フ
ィルムに関するものである。

［従来の技術］ 従来からポリプロピレンフィルムは透明性、機械的強
度、耐熱性にすぐれているため包装材料などに広く使用
されている。

しかしながらポリプロピレンは、ポリエチレンテレフ
タレートなどと異なり、金属蒸着性、他の樹脂との接着
性、印刷性などの二次加工性が十分でない。これらの問
題点を解決するため、種々の方法が提案されている。一
般的に、ポリプロピレンフィルムの表面に種々の表面処
理、例えばコロナ放電処理を施こす方法、あるいは、ポ
リプロピレンフィルムのステアリン酸アマイド等の添加
剤の添加量を少なくし添加剤のブリードアウトを防ぐ方
法、エチレン−α−オレフィン共重合体をブレンドする
方法（特開昭63−291929号）、あるいは、エチレン−α
−オレフィン共重合体などの低融点ポリマーを積層する
方法（特開昭63−290743号）などが提案されている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、これらの従来技術には経時変化により
接着性が変化しやすかったり、あるいは蒸着加工、ポリ
エチレン押出ラミネート加工などの熱により、表面の光
沢性を損ないやすかったり、また従来の低融点ポリマー
の複合フィルムではフィルム同士の滑性が損なわれやす
いなどの欠点を有している。

本発明は、上記欠点を解決し、金属蒸着膜、印刷イン
キ等との接着性に優れ、透明性、滑性良好なポリプロピ
レン複合フィルム、及び金属蒸着後の蒸着面の光沢度が
良好で、しかも加熱によっても光沢度の低下の少ない金
属蒸着ポリプロピレン複合フィルムを提供することを目
的とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明者らは、上記目的を達成するために鋭意研究し
た結果、ポリプロピレンフィルム（Ａ層）の少なくとも
片面に、融点130℃〜145℃で実質的に滑剤を添加しない
ポリプロピレン共重合体フィルム（Ｂ層）が積層された
複合フィルムであって、Ｂ層の厚みが0.02〜0.2μｍ、
かつ、Ｂ層表面の濡れ指数が38dyne/cm以上であること
を特徴とするポリプロピレン複合フィルム、および少な
くとも一方の該ポリプロピレン共重合体フィルム（Ｂ
層）表面に金属蒸着層（Ｃ層）を設けてなることを特徴
とする金属蒸着ポリプロピレン複合フィルムとしたもの
である。

本発明のＡ層に用いられるポリプロピレンは、結晶性
ポリプロピレンであり、プロピレンの単独重合体、ある
いはエチレン、ブテン−１などのα−オレフィンを３モ
ル％以下、好ましくは２モル％以下含んだ共重合体も含
まれる。この共重合体としては、ランダム共重合体ある
いは、ブレンド物であっても良い。またポリプロピレン
の密度は、0.890〜0.905g/cm³、メルトフローインデッ
クス（MI）は0.2〜50g/10分、さらには0.5〜20g/10分で
あることが好ましい。

本発明のＡ層のポリプロピレンフィルムは、上記のポ
リプロピレン樹脂をシート化して該シートを通常の手段
により延伸し、一軸、あるいは二軸に配向したフィルム
である。本発明のフィルムは、公知な添加剤、たとえ
ば、酸化防止剤、安定剤、ステアリン酸カルシウム、脂
肪酸アミド、エルカ酸アミド等の滑剤、帯電防止剤など
の有機添加剤、シリカ、ゼオライト、サイロイド、ハイ
ドロタルサイト、シリコン粒子などの粒子状滑剤などが
目的に応じて、添加されても良い。

本発明のＡ層の少なくとも片面に積層されるＢ層に用
いられるポリプロピレン共重合体樹脂は、プロピレン
と、エチレン、ブテン−１、ヘキセン−１などのα−オ
レフィン２〜10モル％、好ましくは３〜６モル％との共
重合体である。α−オレフィンの共重合比が２モル％未
満ではアルミ蒸着膜などとの接着が不十分であり好まし
くなく、また、10モル％を越えるとポリプロピレン共重
合体フィルム層の耐熱性が劣り、蒸着加工、押出ラミネ
ート加工などの熱による光沢性の低下がおこりやすくな
るので好ましくない。該共重合体の密度は0.86〜0.90g/
cm³、メルトフローインデックスは0.2〜50g/10分が好ま
しい。また、融点は130〜145℃、好ましくは135〜140℃
の範囲にあるのが後述する金属蒸着層に白化（熱負け）
を防止する上で好ましい。特に、本発明の金属蒸着ポリ
プロピレン複合フィルムの蒸着層の上にさらにポリエチ
レンなどを押出ラミネート加工する場合、フィルム表面
温度は130℃程度となるので、蒸着層側のフィルム表面
に押出ラミネート時の温度以下の融点を有するポリマー
をＢ層とするのは好ましくない。この点で、本発明の目
的を効果的にするにはエチレン系の共重合体は好ましく
ない。

本発明のポリプロピレン複合フィルムはＡ層となるポ
リプロピレン樹脂とＢ層となるポリプロピレン共重合体
樹脂を共押出し、得られた複合シートを一軸あるいは二
軸方向に延伸配向し、Ａ層樹脂の融点以下の温度で熱処
理を施こしたフィルムであって、Ｂ層においては分子配
向されたフィルムであっても、または熱処理工程で熱緩
和された低配向フィルムであっても良い。好ましくは、
熱処理工程で熱緩和された低配向フィルムである。

該Ｂ層フィルムは、実質的に滑剤を添加しないことが
必要である。実質的に滑剤を添加しないとは、Ｂ層のポ
リプロピレン共重合体を重合する際に添加される重合触
媒、酸化防止剤、熱安定剤、塩素捕捉剤を除く、すなわ
ちフィルムに滑り性を付与することを目的とした無機粒
子および有機高分子架橋粒子、または脂肪酸、シロキサ
ン等の有機の滑剤を添加しないことをいう。Ｂ層に滑剤
を添加すると金属蒸着膜の光沢性が損なわれ、かつ添加
粒子部の金属蒸着膜が脱落しやすくなる欠点となり好ま
しくない。本発明では、Ｂ層の厚さを本発明で特定する
厚みとすることにより、後述するＡ層のフィルム表面粗
さをコントロールすることによりＢ層面の十分な滑り性
が得られるのである。

また、Ｂ層フィルムを形成するポリプロピレン共重合
体は、120℃のDSC等温結晶化曲線のピークまでの時間が
３〜９分が好ましい。結晶化速度を速くする方法とし
て、造核剤、例えば、安息香酸アルミニウム、ソルビト
ール、γ−キノリドン等を添加する方法、またポリプロ
ピレン等の高結晶化ポリマーをブレンドする方法などを
用いても良い。

本発明のＢ層の厚みは0.02〜0.2μｍ、好ましくは0.0
3〜0.15μｍである。本発明の範囲を越えるとＢ層が耐
熱性が劣り、たとえば、金属蒸着フィルムとした場合、
蒸着熱、あるいは、ポリエチレンの押出ラミネート熱な
どで蒸着膜が白化する、いわゆる熱負けという現象が起
りやすく、またフィルムの滑性が悪くなりやすくなるの
で好ましくない。またこの範囲未満では、Ｂ層フィルム
を均一に積層するのが困難となり、膜切れとなりやすく
なるので好ましくない。

本発明のＢ層のフィルム面の表面粗さRaは、0.02〜0.
08μｍが好ましい。表面粗さが0.08μｍより大きい場合
は金属を蒸着した場合の光沢性が損なわれたりして好ま
しくない。また表面粗さが0.02μｍより小さい場合は、
フィルムの滑性が悪くなりやすく、フィルムの二次加工
がしにくくなるので好ましくない。Ｂ層のフィルム面の
表面粗さは、Ａ層のフィルムに粒子状滑剤の添加、ある
いは結晶化度の変更により、Ａ層のフィルムの表面粗さ
をコントロールすることで変化する方法がフィルムの透
明性、金属蒸着フィルムの美麗さから好ましい。ここで
Ａ層のフィルムに添加する粒子状滑剤は、平均粒径が0.
5〜５μｍのものを、0.01〜0.5重量％が好ましく、Ａ層
のフィルムの表面粗さRaが0.03〜0.10μｍの範囲とする
のが好ましい。

本発明のポリプロピレン複合フィルムのＢ層フィルム
の表面の濡れ指数は38dyne/cm以上である。Ｂ層フィル
ム表面の濡れ指数が、38dyne/cm未満の場合は、金属蒸
着膜、印刷インキ膜、あるいは他フィルムとの接着性が
劣るので好ましくない。Ｂ層フィルム表面の濡れ指数
は、該フィルム表面にコロナ放電処理を施こすことで達
成できる。コロナ放電処理時の雰囲気ガスは、空気、窒
素（酸素濃度3vol％以下）、炭酸ガス、窒素／炭酸ガス
の混合系のいずれでも良く、好ましくは窒素／炭酸ガス
（体積比85/15）混合系である。

本発明は共押出成形された複合フィルムである。例え
ば、溶剤で溶解した溶液を塗布したコーティングフィル
ムでは、溶剤などの残留、あるいはコーティング膜の配
向の度合いが不適当であったりして、耐熱性が劣るもの
であって好ましくない。

また、ポリプロピレン複合フィルムにおいて、従来
は、Ｂ層のフィルム厚みが１μｍ未満になると製膜が困
難になると言われている（特開昭63−290743号例示）。
そこで本発明の積層厚みを達成するため積層装置の高精
度化とともに、Ａ層の樹脂のメルトフローインデックス
の0.8〜5.0倍、好ましくは1.0〜3.0倍の範囲のメルトフ
ローインデックスのポリプロピレン共重合体樹脂を積層
する組合せが好ましい。

また、Ｂ層フィルムには、上記のメルトフローインデ
ックスの組合せの範囲で、Ｂ層フィルムの樹脂に20重量
％以下の水添石油樹脂、エチレン共重合体など、たとえ
ば、エチレンエチルアクリレート共重合体等が含まれて
も良い。

本発明のポリプロピレン複合フィルムの厚みは特に制
限されないが、３〜50μｍが好ましい。

本発明のポリプロピレン複合フィルムの製造法の１例
を述べる。ポリプロピレン樹脂とポリプロピレン共重合
体樹脂とを別々の押出機に供給し、200〜320℃の温度で
加熱溶融し、該溶融体を流動管内、あるいは、口金内で
合流せしめて、複合シート状に成形し、20〜60℃の温度
の金属ロールで冷却する。該複合シートを120〜140℃の
加熱ロール群で長さ方向に４〜６倍に延伸し、次いでシ
ートの両端をクリップで把持し、加熱ゾーンに挿入し、
140〜165℃の温度で幅方向に６〜10倍に延伸し、引きつ
づき、140〜165℃の温度で熱固定しつつ、幅方向に５〜
10％弛緩を与え、ついで冷却し、巻取る。得られた二軸
配合ポリプロピレン複合フィルムのポリプロピレン共重
合体フィルム面に20〜80W/m²/分の強さでコロナ放電処
理する。該表面に高真空下で金属を蒸着させて金属蒸着
ポリプロピレンフィルムとしても良いし、あるいは、印
刷、あるいはその上に他の基材フィルムを積層しても良
い。

蒸着する金属は特に限定されるものではないが、アル
ミニウム、亜鉛が通常好ましく用いられる。また蒸着方
法も特に限定されず、電熱加熱溶融蒸着法、イオンビー
ム蒸着法、スパッタリング法、あるいはイオンプレーテ
ィング法など周知の方法を用いることができる。蒸着膜
の厚みは通常100〜5000Åの範囲が好ましく用いられ
る。

本発明では、金属蒸着層（Ｃ層）の表面光沢度が600
以上であることが好ましい。金属蒸着層（Ｃ層）の表面
光沢度はJIS−Ｚ−8741方法２に基づくGS（60゜）で表
わしたものであり、この値が大きい程、光沢性に優れて
いることを意味する。金属蒸着層の表面光沢度が600以
下では光沢性が損なわれるので好ましくない。

金属蒸着層（Ｃ層）の表面光沢度を600以上にするに
はポリプロピレン複合フィルムのＢ層フィルムの表面粗
さを0.08μｍ以下にするのが好ましい。またポリプロピ
レン複合フィルムのＡ層の表面粗さRaを0.1μｍ以下と
なしたフィルムの表面に、粒子状滑剤が0.1重量％以下
としたポリプロピレン共重合体を0.5μｍ以下の厚さに
積層されることが好ましい。

また本発明の金属蒸着ポリプロピレン複合フィルム
は、ポリエチレンの押出ラミネート加工などの熱によっ
て、金属蒸着層の表面光沢度の低下が小さいことが好ま
しく、具体的には、120℃の加熱時の表面光沢度の低下
が30％以下、さらには15％以下であることが望ましい。
金属蒸着層の表面光沢度の低下を30％以下とするには、
本発明のポリプロピレン複合フィルムのＢ層の積層厚み
を0.02〜0.2μｍの範囲とすることが有効である。

本発明のポリプロピレン複合フィルムの構成はＡ層/B
層、Ｂ層/A層/B層とすることが好ましく、Ｂ層表面にコ
ロナ放電処理し、該表面に金属蒸着層を設けて金属蒸着
ポリプロピレン複合フィルムとする。該フィルムの構成
として、Ａ層/B層／コロナ放電処理／金属蒸着層、Ｂ層
/A層/B層／コロナ放電処理／金属蒸着層が好ましい。ま
た該フィルムの金属蒸着層面と反対面にコロナ放電処理
を施こすこともでき、コロナ放電処理時の雰囲気ガスが
異なっても良い。

［発明の効果］ 本発明のポリプロピレン複合フィルムは、金属蒸着
膜、印刷インキ、あるいは他フィルムとの接着性が良
く、かつ表面特性を損なうことがない。特に、金属を蒸
着するときの蒸発源の熱や印刷、あるいはポリエチレン
の押出ラミネート工程などの加熱による表面特性の変化
が少なく、フィルムの滑性、透明性にすぐれた特性を有
するものである。特にポリプロピレン共重合体の低融点
物を厚みが0.2μｍを越えて積層された場合は本発明の
効果は発揮しにくいものである。

［実施例］ 以下、本発明を実施例で説明する。なお、本発明の各
例において、特性評価は、下記の測定により実施した。

（１） 蒸着膜の接着性 金属蒸着装置内にフィルムを入れ、10^-4Torr以下に減
圧し、アルミニウムを加熱溶解し、フィルムの接着層面
に金属膜厚さ600Åになるように蒸着し、該蒸着膜側に
幅18mmのセロファン粘着テープ（“セキスイセロテー
プ”）を70mmの長さに貼りつけたのち、手で素早く剥ぎ
とり、粘着テープに付着せず試料フィルム表面に残った
蒸着膜の面積率を求めて、下記のランク付をした。

残存面積率（％） ランク 90〜100 ○ 70〜89 △ 69以下 × （２） フィルム面の濡れ指数 JIS Ｋ−6768の方法で測定した。

（３） 積層厚み フィルムの断面を透過型電子顕微鏡（TEM）で写真観
察し、積層厚みを測定する。TEM条件は下記のとおりで
ある。

装 置：日本電子製JEM−1200EX 観察倍率:100000倍 加速電圧:100kV 切片厚さ：約1000Å （４） メルトフローインデックス（MI） JIS Ｋ−6758ポリプロピレン試験方法のメルトフロ
ーインデックス（230℃、2.16kgf条件）での測定値であ
る。

（５） フィルムの表面粗さ（Ra） JIS Ｂ 061の方法に基づき測定（カットオフ値0.25
mm）した中心線平均粗さである。

（６）融点および等温結晶化曲線のピーク Perkin Elmer社製示差走査熱量計ModelDSC−２型を
用い、5mgの試料を室温から20℃／分の昇温速度で昇温
する際に、結晶の融解に伴う吸熱ピークの頂点を融点と
する。ついで、280℃まで昇温し５分保持した後、同速
で冷却し、120℃で等温結晶化曲線を取る。ピークとは
この曲線の変曲点をいう。なおピークまでの時間とは、
試料が冷却過程で120℃に到達した時点からピークが生
じるまでの時間を指す。

（７） 金属蒸着膜の耐熱性 金属蒸着ポリプロピレンフィルムを120℃に加熱した
ヒートシールバー（片面：平板、片面：シリコンゴム）
で1kg/cm²の圧力で金属蒸着層を加熱バー側にして１秒
間加熱し、加熱前後の光沢度の変化を次の基準で判定し
た。

光沢度の変化率 0〜15％ ○ 16〜30％ △ 31以上（白化） × （３） フィルムヘイズ ASTM Ｄ 1003に準ずる。

実施例１〜４、比較例１〜３ 市販のポリプロピレン（Ａ層）（230℃のメルトフロ
ーインデックス3.0g/10分、アイソタックチック度97.5
％、平均粒径1.0μｍのサイロイド0.05％含有）と、融
点が141℃のエチレン・プロピレンランダム共重合体
（Ｂ層）（エチレン量:4.7％、メルトフローインデック
ス6g/10分、粒子状滑剤の添加なし）の２つの原料を準
備し、別々の押出機に供給し、270℃の温度で溶融し、
該溶融体を流動管内で合流し、Ｔダイに導き、Ａ層/B層
の複合シートに成形し、40℃のドラムで冷却固化する。
該シートを加熱ロール群で130℃の温度に加熱し、長手
方向に5.0倍延伸し、ただちにフィルムを常温に冷却す
る。該延伸フィルムの端部をクリップで把持し、150℃
の加熱オーブンに導き、幅方向に9.9倍延伸し、引き続
き、155℃の温度で幅方向に５％弛緩しつつ熱固定し、
ポリプロピレン複合フィルムを得た。フィルム厚みは20
μｍに調整した。ポリプロピレン共重合体側の押出量を
変更し、ポリプロピレン共重合体の積層フィルム厚みを
表１に示すように変更した。

該フィルムのＢ層フィルム表面に30W/m²/分の強さ
で、空気中下でコロナ放電処理を施こした。該フィルム
の表面特性を表１に示す。またＢ層のコロナ放電処理面
にアルミニウム金属を蒸着し、厚さ600Åの金属蒸着層
を設けて、金属蒸着ポリプロピレン複合フィルムとし
た。該フィルムの金属蒸着層の特性は表１のとおりであ
る。

比較例４ Ｂ層のプロピレン共重合体として、実施例１のプロピ
レン共重合体に平均粒径1.0μｍのサイロイドを0.15重
量％含有したものを用いて、実施例１の方法と同様にし
て、Ｂ層厚み1.0μｍの複合フィルムを得た。のフィル
ム特性を表１に示した。

実施例５ 市販のポリプロピレン（Ａ層）（230℃のメルトフロ
ーインデックス4.5g/10分、アイソタクチック度97.5
％、平均粒径1.5μｍのゼオライト0.05重量％含有）
と、融点が138℃のエチレン・ブテン−１・プロピレン
ランダム共重合体（Ｂ層）（エチレン量:2.5モル％、ブ
テン−１量:3.5モル％、メルトフローインデックス10g/
10分、粒子状滑剤の添加なし）の２つの原料によって、
実施例１の流動管内の合流部のみを変更し、Ｂ層/A層/B
層の３層積層フィルムを得た。フィルム厚みは20μｍと
し、Ｂ層の厚みは0.06μｍとした。フィルムの両Ｂ層面
に空気中で30W/m²/分の強さのコロナ放電処理を施こし
た。該フィルムの片面にアルミニウム金属を600Åの厚
さに蒸着した。該フィルムの表面特性は表１のとおりで
ある。また金属蒸着した面の反対面に、セロハン用イン
キ（白）を２μｍの厚さにコートし印刷層を設けた。該
印刷層の接着性は、セロハンテープ剥離法の評価で印刷
層の剥離はみられなかった。

比較例５ Ｂ層のプロピレン共重合体として、融点が125℃のエ
チレン・ブテン−１・プロピレンランダム共重合体（エ
チレン量:3.2モル％、ブテン−１量:15モル％、メルト
フローインデックス8g//10分、有機滑剤としてポリジア
ルキルシロキサン:1重量％添加）とした以外は、実施例
１と同様にして金属蒸着ポリプロピレン複合フィルムと
した。該フィルムの金属蒸着層の特性は表１のとおりで
ある。Ｂ層に融点の低いプロピレン共重合体を用いる
と、金属蒸着膜の耐熱性に劣り、また有機滑剤添加によ
り濡れ張力が低下して金属蒸着膜の接着性に劣る。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭60−18344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−69453（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−58734（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−213149（ＪＰ，Ａ) 特開 昭55−145713（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−178133（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B32B 1/00 - 35/00

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリプロピレンフィルム（Ａ層）の少なく
   とも片面に、融点130℃〜145℃で実質的に滑剤を添加し
   ないポリプロピレン共重合体フィルム（Ｂ層）が積層さ
   れた複合フィルムであって、Ｂ層の厚みが0.02〜0.2μ
   ｍ、かつＢ層表面の濡れ指数が38dyne/cm以上であるこ
   とを特徴とするポリプロピレン複合フィルム。
2. 【請求項２】特許請求の範囲第（１）項記載のポリプロ
   ピレン複合フィルムの少なくとも一方のポリプロピレン
   共重合体フィルム（Ｂ層）の表面に、金属蒸着層（Ｃ
   層）を設けてなることを特徴とする金属蒸着ポリプロピ
   レン複合フィルム。
3. 【請求項３】金属蒸着層（Ｃ層）の表面光沢度が600以
   上であって、かつ120℃の加熱時の光沢度低下が30％以
   下であることを特徴とする特許請求の範囲第（２）項記
   載の金属蒸着ポリプロピレン複合フィルム。