JP3590149B2 - 二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物およびそれを用いた二軸延伸フィルム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物に関する。詳しくは、透明性・アンチブロッキング性・滑り性・光沢および耐スクラッチ性等の物性バランスが良好な二軸延伸フィルムを与えることのできるポリプロピレン組成物およびそれを用いた二軸延伸フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
ポリプロピレンは優れた延伸特性を有することから均一な薄いフィルムとすることが可能であり、そのフィルムは優れた外観・機械的性質・包装特性を生かして様々な分野に広く利用されている。ところがこれらのフィルムは表面が平滑であるためフィルムどうしの密着が起こりやすく、フィルムの巻き取り時や製袋時にフィルムが密着したり、切断したりして作業性を低下させる原因となっている。これらはブロッキング性と呼ばれており、ブロッキング性を改良するために耐ブロッキング剤としてゼオライトやシリカなどの無機粒子を成形時に添加する方法が特公昭４２−２４５２３号、特公昭４９−４１０９９号、特公昭５２−１６１３４号公報などに記載されている。
【０００３】
しかし上記方法では耐ブロッキング剤を添加することによりフィルム延伸時に無機粒子を核とするボイドが発生し、フィルムの透明性や表面光沢が悪化する。さらに、フィルムの表面突起の形状ならびに硬度に由来するフィルムどうしの擦れ合いによる表面傷つき性、すなわち耐スクラッチ性が不良になるなどの問題があった。このような問題を解決するために、最近では高分子微粒子を添加する方法（特開昭６１−１８１８３７号、特開平０４−１８９８３７号、特開平０４−２２０４３６号公報）が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら高分子微粒子を含有したポリプロピレンフィルムにおいても、高硬度の微粒子により耐スクラッチ性が充分でないとか、粗大粒子によりフィルム中に大きなボイドが形成される場合に、結果的にフィルムの透明性および光沢が悪化することがあった。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは上記問題を解決して、透明性・アンチブロッキング性・滑り性・光沢および耐スクラッチ性等の物性バランスが良好な二軸延伸フィルムを与えることのできるポリプロピレン組成物について鋭意探索したところ、特定の高分子微粒子を組み合わせることによって達成できることを見出し、本発明を完成した。
【０００６】
即ち本発明は、２．１６ｋｇ荷重、２３０℃で測定したメルトフローインデックスが０．５〜５０ｇ／１０分である結晶性プロピレン系重合体１００重量部に、平均粒径が０．１〜５．０μｍで粒径８．０μｍ以上の粗大粒子がなく、かつアセトン抽出で測定したゲル分率が０．８０〜０．９５である高分子微粒子を０．０１〜０．８重量部含有することを特徴とする二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物である。また本発明は、前記のポリプロピレン組成物を二軸延伸成形してなるポリプロピレン二軸延伸フィルムである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明において、ベースとなる結晶性プロピレン系重合体としては、２．１６ｋｇ荷重、２３０℃で測定したメルトフローインデックスが０．５〜５０ｇ／１０分で、好ましくは１〜１０ｇ／１０分であり、工業的にオレフィンを重合する方法で得られるもの、あるいは市場で広く入手できるものが支障なく使用でき、プロピレン単独重合体、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体、プロピレン／エチレンランダムコポリマー、プロピレン／エチレンブロックコポリマー、プロピレン／エチレン／１−ブテンランダムコポリマーなどが例示できる。
【０００８】
上記結晶性プロピレン系重合体は通常アイソタクチック構造を持つものであるが、シンジオタクチックな構造を持つものも使用することができる。
【０００９】
また最終的にメルトフローインデックスが上記の範囲に入るように、ラジカル発生剤（減成剤）を用いた減成を行ってもよい。このときに用いるラジカル発生剤としては過酸化物類が好ましい。減成剤の添加量としては、結晶性プロピレン系重合体１００重量部に対し０．０００１〜１．０重量部程度である。
【００１０】
本発明において用いられる高分子微粒子は、ビニル基を２つ以上含有するラジカル重合可能な化合物と、スチレン、メタクリレート化合物およびアクリロニトリルのうち少なくとも１種以上の成分とからなる共重合体であり、例えば、スチレン／ヒドロキシプロピルメタクリレート／ジビニルベンゼン共重合体、スチレン／メチルメタクリレート／ジビニルベンゼン共重合体、スチレン／アクリロニトリル／ジビニルベンゼン共重合体、塩化ビニリデン／アクリロニトリル／ジビニルベンゼン共重合体、スチレン／ジビニルベンゼン共重合体、スチレン／トリメチロールプロパンアクリレート共重合体などが挙げられ、その他にフェノール樹脂、アルキッド樹脂、エポキシ樹脂、メラミン樹脂、シリコーン樹脂などが挙げられ、これらの２種以上を混合して用いることもできる。
【００１１】
このような高分子微粒子としては乳化重合・分散重合・懸濁重合・析出重合などの方法で合成されたものを使用することができるが、市販の高分子微粒子でも上記の条件を満足するものであれば問題なく使用することができる。
【００１２】
本発明において、これら上記重合体である高分子微粒子は粒径がそろっていることが好ましく、平均粒径は０．１〜５．０μｍであることが必要であり、さらに粒径が８．０μｍ以上の粗大粒子があってはならない。平均粒径が０．１μｍより小さい場合には充分なアンチブロッキング性・滑り性が得られず、５．０μｍより大きい場合には透明性・光沢が悪化してしまうので好ましくない。また、平均粒径が０．１〜５．０μｍであっても粒径８．０μｍ以上の粗大粒子があると、大きなボイドが発生し透明性および光沢に大きな影響を及ぼすので好ましくない。
【００１３】
また、本発明において重要なのは、アセトン抽出によって測定した高分子微粒子のゲル分率が０．８０〜０．９５であるという点である。抽出はソックスレー法で２４時間行い、抽出前の重量に対する抽出残分の重量の分率をゲル分率とする。ゲル分率が０．９５より高い高分子微粒子を使用すると粒子の硬度が極端に高くなり、延伸製膜時の変形が小さいことが原因となり、フィルムの透明性・光沢および耐スクラッチ性が悪化してしまうので好ましくない。また、ゲル分率が０．８０より低い高分子微粒子を使用すると粒子が柔らかすぎて、充分なアンチブロッキング性が期待できなくなる。さらにゲル分率の低下は耐熱性を悪化させる原因となり、ポリマーの成形加工時に高分子微粒子が熱分解を起こしやすくなるので好ましくない。
【００１４】
従来から、高分子微粒子を用いた場合のフィルムの物性は、フィルムの延伸を行わなければ把握することができなかったが、これに対し本発明では、ゲル分率を測定することがフィルム物性の予想に有効であることを見出した。
【００１５】
本発明における高分子微粒子の使用量としては、結晶性プロピレン系重合体１００重量部に対し０．０１〜０．８重量部であり、好ましくは０．０５〜０．５重量部、より好ましくは０．０８〜０．２重量部であることが必要である。０．０１重量部よりも少ないと充分なアンチブロッキング性・滑り性が得られず、０．８重量部を超えて用いると透明性・光沢が悪化するので好ましくない。
【００１６】
本発明における二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物は、上述の結晶性プロピレン系重合体に当該高分子微粒子を、必要に応じて酸化防止剤、帯電防止剤、滑剤、紫外線吸収剤、着色剤、塩酸補足剤などの、通常プロピレン系重合体に添加される添加剤を添加し、例えばヘンシェルミキサーで混合した後２１０〜３００℃の範囲で溶融押し出ししてペレット状（或いは原反シート）で得ることができる。
【００１７】
このようにして得られた二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物を、二軸延伸フィルムに成形する場合、下記に示すような条件に限定はされないが、上述の原反シートを二軸延伸成形しフィルムとする。例えば逐次延伸するには、具体的には、まず２０ｍｍφの下向きＴダイを用い２５０℃で厚さ７５０μｍの原反シートを作成する。こうして得られたシートを１４５℃で１分間予熱した後、１４５℃で変形率２００％／秒で縦方向に５倍、横方向に７倍逐次延伸を行い、厚さ２０μｍのフィルムを得るといった方法が採用できる。
【００１８】
【実施例】
以下に実施例を示し、さらに本発明を説明する。なお、以下の実施例においてフィルム物性の測定は以下の方法により行った。
・ヘイズ：ＡＳＴＭ−Ｄ１００３に準拠した。
・光沢：ＡＳＴＭ−Ｄ５２３−６２Ｔに準拠した。
・滑り性：ＡＳＴＭ−Ｄ１８９４に準拠した。
・アンチブロッキング性：６０ｍｍ×６０ｍｍのサンプル２枚を重ね合わせ、上部に２ｋｇの荷重をのせた状態で４０℃・湿度７０％の雰囲気中に２４時間放置した後に、２枚のフィルムを親指と人差し指でつまみ、指先の力で両者を剥がす際のブロッキングの状態を官能評価した。
・耐スクラッチ性：２枚のフィルムのうち一方のフィルム（６ｃｍ×２０ｃｍ）を下部フィルムとして固定し、その上に他方のフィルムを上部フィルムとして重ねた。上部フィルムには２．１ｋｇの重りを乗せて下部フィルムと２．５ｃｍ×１３ｃｍの面積で接触させ、上部フィルムを水平に移動させることによって５ｃｍ間を往復１０回擦り合わせた。この操作を行う前後のヘイズをＡＳＴＭ−Ｄ１００３に準拠して測定し、前後のヘイズの差（Δヘイズ）を計算した。
【００１９】
実施例１
ベースポリマーとして、２．１６ｋｇ荷重、２３０℃で測定したメルトフローインデックス（以下、ＭＩと記す。）が２．０ｇ／１０分であるプロピレン単独重合体（三井東圧化学（株）社製、ＦＯ）１００重量部に対し、平均粒径が２．０μｍである高分子微粒子（根上工業（株）社製アートパールＦ−４Ｐ）を０．１重量部添加した。この高分子微粒子には粒径が８．０μｍ以上の粗大粒子はなく、アセトン抽出によって測定したゲル分率は０．８８であった。上記混合物に、酸化防止剤としてＢＨＴ０．３重量部、塩酸補足剤としてカルシウムステアレート０．０２重量部を添加し、ヘンシェルミキサーで予備混合した後得られた組成物を樹脂温度が２５０℃となる条件でペレット化した。ペレットのＭＩは２．１ｇ／１０分であった。
【００２０】
次いでこのペレットを用い、２０ｍｍφのＴダイにより、２５０℃で厚さ７５０μｍのシートを作成した。このようにして得られたシートをＴＭロング社製二軸延伸機を用い、１４５℃で１分間予熱した後、１４５℃で変形率２００％／秒で縦方向に５倍、横方向に７倍逐次延伸を行い、厚さ２０μｍのフィルムを得た。
【００２１】
上記の方法で得たフィルムの物性を測定したところ光沢は１４４％、全ヘイズは１．１％、内部ヘイズは０．２％であった。また２３℃における摩擦係数（静摩擦係数／動摩擦係数）は０．４１／０．４１であり、フィルムの滑り性は良好であった。また、フィルムのアンチブロッキング性も良好であった。さらに、耐スクラッチ性はΔヘイズの値で０．１であった。
【００２２】
実施例２
高分子微粒子としてアートパールＦ−４Ｐ ０．１重量部に代えて、アートパールＦ−４Ｐを０．０８重量部とアートパールＦ−５Ｐ（根上工業（株）社製：平均粒径３．０μｍ、粒径が８．０μｍ以上の粗大粒子なし、アセトン抽出によって測定したゲル分率０．８８）を０．０２重量部混合したものを用いた以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。なお、ペレットのＭＩは２．１ｇ／１０分であった。
【００２３】
フィルムの光沢は１４５％、全ヘイズは１．０％、内部ヘイズは０．２％であり、実施例１とほぼ差はなかった。また２３℃における摩擦係数は０．４０／０．４１で、フィルムの滑り性は良好であった。さらに、フィルムのアンチブロッキング性も良好で、Δヘイズの値は０．１であり、耐スクラッチ性も実施例１と差がなかった。
【００２４】
比較例１
アートパールＦ−４Ｐの代わりに日本触媒（株）社製エポスターＭＡ−１００２（平均粒径２．０μｍ、ゲル分率０．９６、粒径が８．０μｍ以上の粗大粒子あり）を用い、それ以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。なお、ペレットのＭＩは２．０ｇ／１０分であった。
【００２５】
フィルムの光沢は１３５％、全ヘイズは１．３％、内部ヘイズは０．４％であり、実施例１と比較して光沢・透明性が悪かった。また２３℃における摩擦係数は０．３６／０．３６で、フィルムの滑り性は良好であり、フィルムのアンチブロッキング性も良好であったが、Δヘイズの値は０．６であり、耐スクラッチ性が不良であった。
【００２６】
比較例２
アートパールＦ−４Ｐの代わりに日本触媒（株）社製エポスターＭＡ−１００４（平均粒径４．０μｍ、ゲル分率０．９６、粒径が８．０μｍ以上の粗大粒子あり）を用い、それ以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。なお、ペレットのＭＩは２．１ｇ／１０分であった。
【００２７】
フィルムの光沢は１２３％、全ヘイズは２．０％、内部ヘイズは０．５％であり、実施例１と比較して透明性が悪かった。また２３℃における摩擦係数は０．３８／０．３８で、フィルムの滑り性は良好であり、フィルムのアンチブロッキング性も良好であったが、Δヘイズの値は０．６であり、耐スクラッチ性が不良であった。
【００２８】
比較例３
アートパールＦ−４Ｐの代わりに日本触媒（株）社製エポスターＭＡ−１００２（平均粒径２．０μｍ、ゲル分率０．９６、粒径が８．０μｍ以上の粗大粒子あり）から粒径が８．０μｍ以上の粗大粒子を取り除いたものを用い、それ以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。なお、ペレットのＭＩは２．１ｇ／１０分であった。
【００２９】
フィルムの光沢は１３６％、全ヘイズは１．３％、内部ヘイズは０．３％であり、実施例１と比較して透明性が悪かった。また２３℃における摩擦係数は０．４０／０．３９で、フィルムの滑り性は良好であり、フィルムのアンチブロッキング性も良好であったが、Δヘイズの値は０．５であり、耐スクラッチ性が不良であった。
【００３０】
比較例４
高分子微粒子として、ゲル分率が０．８８で、粒径が８．０μｍ以上の粗大粒子を微粒子全体の５重量部となるように添加したものを使用し、それ以外は実施例１と同様にしてフィルムを得た。なお、ペレットのＭＩは２．０ｇ／１０分であった。
【００３１】
フィルムの光沢は１３２％、全ヘイズは１．８％、内部ヘイズは０．５％であり、実施例１と比較して透明性が悪かった。また２３℃における摩擦係数は０．３８／０．３８で、フィルムの滑り性は良好であり、フィルムのアンチブロッキング性も良好であったが、Δヘイズの値は０．４であり、耐スクラッチ性が不良であった。
【００３２】
【発明の効果】
本発明の二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物は透明性・アンチブロッキング性・滑り性・光沢および耐スクラッチ性などの物性バランスが良好な二軸延伸フィルムを与えることができ、工業的に極めて価値がある。

Claims (2)

1. ２．１６ｋｇ荷重、２３０℃で測定したメルトフローインデックスが０．５〜５０ｇ／１０分である結晶性プロピレン系重合体１００重量部に、平均粒径が０．１〜５．０μｍで粒径８．０μｍ以上の粗大粒子がなく、かつアセトン抽出で測定したゲル分率が０．８０〜０．９５である高分子微粒子を０．０１〜０．８重量部含有することを特徴とする二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物。（但し、上記「高分子微粒子」が、粒子径が１μｍを超える粗大架橋ポリマー粒子１重量％以下と、粒子径が０．０２〜１μｍの架橋ポリマー粒子９９重量％以上とを有してなる架橋ポリマーの集合体である場合を除く。）
2. 請求項１記載の二軸延伸フィルム用ポリプロピレン組成物を二軸延伸成形してなるポリプロピレン二軸延伸フィルム。