JP3685861B2

JP3685861B2 - 積層フィルム

Info

Publication number: JP3685861B2
Application number: JP09559796A
Authority: JP
Inventors: 裕三杉田; 好正河村; 浩二平田
Original assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Current assignee: Idemitsu Kosan Co Ltd
Priority date: 1996-04-17
Filing date: 1996-04-17
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2016-04-17
Also published as: JPH09277467A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層フィルム、詳しくはヒートシールフィルムとして好適な積層フィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
物品をフィルムで包装して密封する際、フィルムの包装片同士をヒートシールすることが行われている。その際、フィルムとして、ポリプロピレン、ポリエチレンのようなポリオレフィン系の熱可塑性樹脂からなるヒートシール層を基材樹脂層の表面に積層したものを使用することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうしたヒートシールによる包装では、ヒートシールされた包装片同士の結合部が、包装体の開封時に手で容易に開封できる程度の良好な強度を有することが要求される。
【０００４】
また、この包装体の開封時に結合部が良好な可剥性を有することが要求される。そのためにはフィルムは、すべり性に優れる他、次のような開封時の問題が生じ難いものであることが必要である。即ち、前記ポリオレフィン系の熱可塑性樹脂からなるヒートシール層を有する積層フィルムでは、通常、この結合部を引き剥そうとすると、糸引きや毛羽立ちが生じ易い。そして、溶着する包装片同士の界面やヒートシール層の内部でスムーズな剥離が生じず、結合部は元の包装片同士に再び分離することなく、該結合部の途中で包装片のいずれか一方の厚み方向に基層が引き裂かれてしまう。こうした現象は、開封時の物品に対する外観不良につながり、その物品の商品価値を低下させる。また、この引き裂かれ部分が起点となって、開封の途中で、フィルムが大きく破断し、内容物が落下する等の危険性も生じる。
【０００５】
こうしたことから、上記欠点を解消し、可剥性、すべり性等のヒートシール性状に優れたヒートシールフィルムを開発することが望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねてきた。その結果、特定の組成のポリプロピレン系樹脂組成物からなる中間層と、特定の密度のポリエチレンおよび／または特定の組成のプロピレン系ランダム共重合体からなる外表面層とを使用することで、上記課題が解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】
即ち、本発明は、基材フィルムの少なくとも一方の表面に、
Ａ）ａ）エチレンに基づく単量体単位を１〜１５モル％、プロピレンに基づく単量体単位を９９〜８５モル％含むエチレン−プロピレンランダム共重合体１００重量部
ｂ）プロピレンに基づく単量体単位を４０〜８０モル％、他のα−オレフィンに基づく単量体単位を６０〜２０モル％含むプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体４０〜３００重量部
よりなる中間層が積層されてなり、さらに、該中間層の表面に、
Ｂ）密度が０．９１〜０．９５であるポリエチレン、および／またはプロピレンに基づく単量体単位を８８〜９９モル％含むプロピレン系ランダム共重合体からなる外表面層が積層されてなる積層フィルムである。
【０００８】
本発明の積層フィルムは、上記特定のエチレン−プロピレンランダム共重合体と特定のプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体とからなるポリプロピレン系樹脂組成物で構成されてなる中間層の存在により、ヒートシールした際の可剥性に優れるものとなる。ここで、該中間層の原料に使用するエチレン−プロピレンランダム共重合体は、エチレンに基づく単量体単位を１〜１５モル％、好ましくは２〜１０モル％、プロピレンに基づく単量体単位を９９〜８５モル％、好ましくは９８〜９０モル％含有するものである。エチレンに基づく単量体単位が１モル％より少ない場合は、低温ヒートシール性が低下するために好ましくない。エチレン含量が１５モル％より多い場合は、得られる積層フィルムの粘着性が高くなるために好ましくない。メルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）は、製膜性を勘案すると、０．１〜５０ｇ／１０分、好ましくは０．５〜３０ｇ／１０分が好適である。また、示差走査熱分析（ＤＳＣ）における主ピークは、ヒートシール開始温度や粘着性を勘案すると１２０〜１５０℃、好ましくは１２５〜１４５℃の範囲にあることが良好である。
【０００９】
また、上記エチレン−プロピレンランダム共重合体には、本発明の効果を阻害しない範囲で他のα−オレフィンが好適には１２モル％以下、より好適には１０モル％以下の範囲で共重合されて含まれていても良い。他のα−オレフィンとしては、特に制限されないが、炭素数が４〜１２のα−オレフィンの１種または２種以上が挙げられ、特に炭素数４〜８のα−オレフィンが好ましい。
【００１０】
本発明において、こうしたエチレン−プロピレンランダム共重合体は、上記性状を有するものであれば、公知の如何なる方法によって重合したものを用いても良い。
【００１１】
一方、中間層の原料に使用するプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体は、プロピレンに基づく単量体単位を４０〜８０モル％、好ましくは４５〜７５モル％、他のα−オレフィンに基づく単量体単位を６０〜２０モル％、好ましくは５５〜２５モル％含有するものである。プロピレンに基づく単量体単位が４０モル％より少ない場合、および８０モル％より多い場合は、可剥性が低下するために好ましくない。メルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）は、製膜性を勘案すると、０．１〜５０ｇ／１０分、好ましくは０．５〜３０ｇ／１０分が好適である。また、示差走査熱分析（ＤＳＣ）における融解熱は、ヒートシール開始温度を勘案すると７０ｍＪ／ｍｇ以下、好ましくは５０ｍＪ／ｍｇ以下であることが良好である。他のα−オレフィンとしては、炭素数が４〜１２、好ましくは炭素数が４〜８のα−オレフィンが好ましい。重量平均分子量は、可剥性を勘案すると、５０００〜５０万、好ましくは１万〜３０万であることが良好である。
【００１２】
本発明において、こうしたプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体は、上記性状を有するものであれば、公知の如何なる方法によって重合したものを用いても良い。また、重合したプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体を有機過酸化物で分解させて得たものであっても良い。
【００１３】
本発明において、フィルムの中間層を構成する上記エチレン−プロピレンランダム共重合体とプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体との配合割合は、エチレン−プロピレンランダム共重合体１００重量部に対してプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体が４０〜３００重量部、好ましくは５０〜２７０重量部、さらに好ましくは６０〜２５０重量部である。プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体の配合量が４０重量部より少ない場合は、得られる積層フィルムの可剥性が低下し、また、３００重量部より多い場合は、得られる積層フィルムの粘着性が高くなるために好ましくない。
【００１４】
エチレン−プロピレンランダム共重合体とプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体との混合は、如何なる方法により実施しても良いが、通常は各共重合体のペレットをミキサー混合するか、各共重合体のパウダーおよび／またはペレットを加熱溶融状態で混合した後、押出し混練機により実施するのが良好である。
【００１５】
次に、本発明の積層フィルムにおいて、以上のポリプロピレン系樹脂組成物よりなる中間層が、少なくとも一方の表面に積層される基材フィルムは、該ポリプロピレン系樹脂組成物が積層可能なものであれば如何なるものであっても良いが、好適には成形性を勘案すると、ＤＳＣにおける主ピークが１２０〜２５０℃、さらに好適には１３０〜１７０℃の樹脂層からなるのが好ましい。一般にはポリオレフィンからなる樹脂層であるのが好適であり、具体的には、エチレン、プロピレン、ブテン、メチルペンテン等のオレフィンの単独重合体、または共重合体が挙げられ、これらの中でポリプロピレンが特に好適である。これらの基層として使用されうる樹脂は、単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１６】
基材フィルム原料に用いるポリプロピレンとしては、プロピレンの単独重合体、プロピレンの９０モル％以上とエチレンまたは他のα−オレフィン、例えば、、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、４−メチル−１−ペンテン等の１種以上の１０モル％以下とのランダム共重合体、またはブロック共重合体を一般に使用することができる。ＭＦＲは、製膜性を勘案すれば０．５〜２０ｇ／１０分の範囲であることが好適である。
【００１７】
また、基材フィルムは、上記ポリオレフィン系フィルムに、ガスバリヤー性樹脂からなるバリヤー層や回収再使用樹脂からなる回収樹脂層等が積層されてなる複層フィルムであっても良い。
【００１８】
本発明では、以上の積層フィルムにおいて、前記したポリプロピレン系樹脂組成物よりなる中間層の表面に、さらに密度が０．９１〜０．９５であるポリエチレン、および／またはプロピレンに基づく単量体単位を８８〜９９モル％含むプロピレン系ランダム共重合体からなる外表面層が積層されている。この外表面層は、本発明の積層フィルムをヒートシールフィルムとして用いた際には、単独、或いは前記中間層と共に溶融してヒートシール層として作用する。また、この層が外表面に位置することにより、本発明の積層フィルムは、すべり性にも優れている。
【００１９】
ここで、ポリエチレンとしては、フィルムの滑り性、透明性、ヒートシール性等を勘案すると、密度が０．９１〜０．９５であることが必要であり、さらには０．９１５〜０．９４であることがより好ましい。また製膜性等を勘案すると、１９０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が、０．１〜２０ｇ／１０分であることが好ましく、さらには０．５〜１５ｇ／１０分であることがより好ましい。また、かかるポリエチレンは、通常、示差走査熱分析（ＤＳＣ）における主ピークが１１５〜１３０℃であるのが一般的である。
【００２０】
こうしたポリエチレンを具体的に例示すると、エチレンの単独重合体、エチレン−α−オレフィン共重合体、或はこれらの混合物等を用いることができる。特に延伸加工性の面から、エチレン−α−オレフィン共重合体である直鎖状低密度ポリエチレンが好ましい。
【００２１】
ここで、ポリエチレンの密度が０．９１未満の場合、フィルムのすべり性が十分でなくなる。一方、この密度が０．９５を越える場合、フィルムのヒートシール性や透明性が低下する。
【００２２】
一方、プロピレンに基づく単量体単位を８８〜９９モル％含むプロピレン系ランダム共重合体における、プロピレンに基づく単量体単位以外の単量体単位としては、プロピレンと共重合可能な他の公知の単量体に基づく単位が制限なく採用できる。好適には、エチレンおよび炭素数が４〜１２のα−オレフィンに基づく単量体単位が挙げられ、これらは１種または２種以上を組み合わせて採用しても良い。かかるプロピレン系ランダム共重合体としては、具体的にはプロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−エチレン−ブテン三元共重合体、プロピレン−α−オレフィン共重合体、或はこれらの混合物等を用いることができる。
【００２３】
ここで、プロピレン系ランダム共重合体中のプロピレンに基づく単量体単位の含有割合は、８８〜９９モル％、好適には９０〜９８モル％であることが必要である。このプロピレンに基づく単量体単位の含有割合が８８モル％未満の場合、フィルムのすべり性が十分でなくなる。一方、プロピレンに基づく単量体単位の含有割合が９９モル％を越える場合、フィルムのヒートシール性が低下し好ましくない。また、製膜性等を勘案すると、このプロピレン系ランダム共重合体は、２３０℃におけるメルトフローレート（ＭＦＲ）が、０．１〜２０ｇ／１０分であることが好ましく、さらには０．５〜１５ｇ／１０分であることがより好ましい。さらに、このプロピレン系ランダム共重合体は、示差走査熱分析（ＤＳＣ）における主ピークが、１２５〜１５５℃、好ましくは１３０〜１５０℃の範囲にあることが良好である。
【００２４】
なお、本発明の積層フィルムにおいて、基材フィルム、中間層フィルムおよび外表面層フィルムには、必要に応じて帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤、滑剤、滑り性付与およびアンチブロッキング性付与を目的とした界面活性剤等の公知の添加剤を配合させて用いても良い。また、本発明に関する物性を阻害しない程度、それぞれの層には他の樹脂を混合することができる。混合する樹脂としては特に制限されないが、例えばプロピレン、エチレン、ブテン等のオレフィンの単独重合体または共重合体、或いはこれらの２種以上の混合物が好適である。添加量は可剥性を勘案すると、３０重量％以下、さらには２０重量％以下が好ましい。外表面層の場合、他の樹脂としては、ブテン含量が１３〜３０モル％のプロピレン−ブテンランダム共重合体、プロピレン含量が１０〜３０モル％のブテン−プロピレンランダム共重合体、密度が０．８５以上０．９１未満のエチレン−α−オレフィンランダム共重合体等が好ましい。
【００２５】
本発明において、以上の構成にある積層フィルムの厚みは特に制限されるものではないが、通常は、１０〜２５０μｍ好適には１５〜１２０μｍであるのが好ましい。このうち前記中間層の厚みは、一般には０．１〜１５μｍの範囲から適宜選択され、０．５〜１０μｍであることが好ましい。また、外表面層の厚みは、滑り性、製膜性等を勘案すると、０．１〜１０μｍであることが好ましく、さらには０．５〜５μｍであることがより好ましい。
【００２６】
本発明において、積層フィルムに成形する方法は、特に制限されるものではなく如何なる方法によっても良い。一般には、前記中間層の樹脂成分と外表面層の樹脂成分と基材フィルムの樹脂成分とを、本発明の積層フィルムの層構成になるように共押出しして、温度制御チルロール上で急冷し無延伸で製膜するか、さらにその後一軸または二軸に延伸するか、または一層または複層の樹脂を溶融押出して一軸延伸し、その上に他層の樹脂を溶融押出して上記一軸延伸の方向とほぼ直角方向に延伸する方法等が採用される。縦一軸延伸の一例として、一般には最前部の低速度で回転するロールと最後部の高速度で回転するロール間にフィルムを通し、両ロールの回転数比によって延伸するのが好ましい。一方横一軸延伸の一例として、好ましくはテンター方式で行うと良い。また、以上に示した方法で縦横逐次二軸延伸、同時二軸延伸等も可能である。延伸倍率は、面積倍率で５〜６０倍、さらには３０〜５０倍が好適である。
【００２７】
以上はフラット状の場合であるが、これ以外にもチューブ状原反をインフレ方式により縦一軸、横一軸、同時二軸延伸等を行うことも可能である。この場合、原反を例えば８０〜１５０℃に加熱し、チューブ状フィルム内に加圧空気を送り込み、無延伸で製膜したり、または縦もしくは横方向に一軸延伸、または縦横方向に同時二軸延伸すればよい。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の積層フィルムは、特にヒートシールフィルムに好適であり、ヒートシールして密封信頼性の優れた構造を形成するだけでなく、可剥性、すべり性に優れたヒートシールフィルムを提供する。特に、融着された結合部を引き剥す際に、その中間層部分でスムーズに剥離し、融着された両フィルム片のいずれか一方の厚み方向に基層が引き裂かれて分離することが抑制される。
【００２９】
また、この積層フィルムにおいて、前記中間層及び外表面層は、透明性も良好であり、そのため基層フィルムの素材樹脂としてポリプロピレン等の透明性の良好なものを使用した場合、その透明性も優れた積層フィルムが得られる。
【００３０】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例を掲げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００３１】
なお、実施例及び比較例において使用した樹脂のうち、記号で示したものは以下の樹脂である。
【００３２】

さらに、以下の実施例及び比較例において用いた測定方法は次の方法により実施した。
【００３３】
（１）重量平均分子量（Ｍｗ）
ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）法により測定した。ウォーターズ社製ＧＰＣ−１５０ＣによりＯ−ジクロルベンゼンを溶媒とし、１３５℃で行った。用いたカラムは、東ソー製ＴＳＫｇｅｌＧＭＨ６−ＨＴ、ゲルサイズ１０〜１５μｍである。較正曲線は標準試料として重量平均分子量が９５０、２９００、１万、５万、４９．８万、２７０万、６７５万のポリスチレンを用いて作成した。
【００３４】
（２）共重合組成
¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルを用いて算出した。
【００３５】
（３）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＪＩＳＫ７２１０に準じて測定した。
【００３６】
（４）ＤＳＣによる主ピークの測定
約５〜６ｍｇの試料を評量後、アルミパンに封入し、示差熱量計にて２０ｍｌ／ｍｉｎの窒素気流中で室温から２３５℃または２７０℃まで昇温し、これらの温度で１０分間保持し、次いで１０℃／ｍｉｎで室温まで冷却する。この後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで得られる融解曲線により、主ピークの温度を測定した。
【００３７】
（５）透明性
ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、フィルムのヘイズ値を測定した。
【００３８】
（６）低温ヒートシール性（ヒートシール開始温度）
積層ヒートシールフィルムのヒートシール面同士を、５×２００ｍｍのヒートシールバーを用い、各設定温度（８０℃から１５５℃まで５℃毎に測定）においてヒートシール圧力１ｋｇ／ｃｍ²、ヒートシール時間１．０秒の条件でシールした試料から、１５ｍｍ幅のサンプルを切り取り、引張試験機を用いて引張速度１００ｍｍ／分で測定した。結果は５サンプルの平均値とした。以上の方法で求めたヒートシール曲線から、ヒートシール強度が２００ｇ／１５ｍｍの温度をヒートシール開始温度とした。
【００３９】
（７）滑り性
フィルム製膜後、４０℃で２日間養生後にＡＳＴＭ−Ｄ−１８９４の動摩擦係数測定法に準拠して測定した。
【００４０】
（８）可剥性
ヒートシール開始温度、さらに該温度より５℃および１０℃高い温度にてヒートシールした各１０サンプルについて、引張試験機を用いて引張速度５００ｍｍ／分でヒートシール部を引き剥がした。合計３０サンプルのうち、結合部が両フィルム片に良好に剥離せず、いずれか一方のフィルム片が剥離の途中の任意の箇所で基層の厚み方向に引き裂かれてしまったものの数を数えた。その数により以下の判定基準で可剥性を評価した。
【００４１】
【表１】

【００４２】
実施例１〜６
表２に示す基材層樹脂を、Ｔダイ押出し機を用いて、２８０℃で加熱溶融下シート状に押出し、チルロール上で冷却固化した後、加熱ロール延伸機により４．５倍に延伸し、１軸延伸シートを得た。次いで、表１に示す中間層及び外表面層の樹脂を、複層Ｔダイ押出し機を用いて２８０℃で加熱溶融下、シート状に押出し、前記１軸延伸シートとロール上で貼り合わせて３層シートを得、ひき続き横延伸機で、９倍に延伸した。得られたフィルムの厚み、ヘイズ、ヒートシール性、可剥性、すべり性を測定し、結果を表３に示した。尚、外表面層原料樹脂中には、原料樹脂１００重量部に対し、平均粒径４ミクロンの球状ポリメチルメタクリレート粒子０．４重量部、エルカ酸アミド０．５重量部を添加した。
【００４３】
実施例７
表２に示す基材層、中間層及び外表面層の樹脂を、３層Ｔダイ押出し機を用いて、２６０℃で加熱溶融下共押出しし、テンター法２軸延伸機により、縦４．５倍、横９倍に延伸した積層フィルムを得た。得られたフィルムの厚み、ヘイズ、ヒートシール性、可剥性、すべり性を測定し、結果を表３に示した。尚、外表面層原料樹脂中には、原料樹脂１００重量部に対し、平均粒径４ミクロンの球状ポリメチルメタクリレート粒子０．４重量部、エルカ酸アミド０．５重量部を添加した。
【００４４】
実施例８
表２に示す基材層、中間層及び外表面層の樹脂を、３層Ｔダイ押出し機を用いて、２６０℃で加熱溶融下共押出しし、チルロール上で冷却固化し、無延伸２層フィルムを得た。得られたフィルムの厚み、ヘイズ、ヒートシール性、可剥性、すべり性を測定し、結果を表３に示した。尚、外表面層原料樹脂中には、原料樹脂１００重量部に対し、平均粒径４ミクロンの球状ポリメチルメタクリレート粒子０．６重量部、エルカ酸アミド０．５重量部を添加した。
【００４５】
比較例１〜５
実施例１において、基材層、中間層及び外表面層の樹脂として表２に示したものを用いたこと以外は、実施例１と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの厚み、ヘイズ、ヒートシール性、可剥性、すべり性を測定し、結果を表３に示した。尚、外表面層原料樹脂中には、原料樹脂１００重量部に対し、平均粒径４ミクロンの球状ポリメチルメタクリレート粒子０．４重量部、エルカ酸アミド０．５重量部を添加した。
【００４６】
【表２】

【００４７】
【表３】

Claims

基材フィルムの少なくとも一方の表面に、
Ａ）ａ）エチレンに基づく単量体単位を１〜１５モル％、プロピレンに基づく単量体単位を９９〜８５モル％含むエチレン−プロピレンランダム共重合体
１００重量部
ｂ）プロピレンに基づく単量体単位を４０〜８０モル％、他のα−オレフィンに基づく単量体単位を６０〜２０モル％含むプロピレン−α−オレフィンランダム共重合体
４０〜３００重量部
よりなる中間層が積層されてなり、さらに、該中間層の表面に、
Ｂ）密度が０．９１〜０．９５ｇ／ｃｍ ^３であるポリエチレン、および／またはプロピレンに基づく単量体単位を８８〜９９モル％含むプロピレン系ランダム共重合体からなる外表面層が積層されてなる積層フィルム。
ａ）エチレン−プロピレンランダム共重合体が、さらに他のα−オレフィンに基づく単量体単位を１２モル％以下含んでなる請求項１記載の積層フィルム。