JP4419436B2 - 多層二軸延伸ポリプロピレンフィルム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムに関する。詳しくは、透明性及び剛性に優れ、半永久的な帯電防止性を有する多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】
二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、透明性、光沢等の光学的特性、引張強度、剛性等の機械的特性、防湿性等が優れているため、食品包装用途、繊維包装用途等の広範囲な用途に使用されている。
しかし、二軸延伸ポリプロピレンフィルムは静電気を帯び易く、フィルム表面への埃の付着や印刷時のインク着肉不良が起こり易いという問題がある。静電気の発生を防止する方法としては、フィルムの原料となるポリプロピレン樹脂に界面活性剤等の帯電防止剤を配合する方法が従来から知られている。
【0003】
しかし、このような帯電防止剤は、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの製膜時に、発煙やロール汚れをもたらすことがある。製膜時の発煙やロール汚れを防止する方法として、帯電防止剤を含有するポリプロピレンフィルムの少なくとも片面に、実質的に帯電防止剤を含有しないポリプロピレンフィルムを積層した多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムが知られている(例えば、特許文献1参照)。しかし、このような多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、帯電防止剤がフィルム表面に移行するまでの間、効果が発現しないという問題を有している。
更に、帯電防止剤がフィルム表面に移行することによって、帯電防止効果を発現させることから、フィルム同士の摩擦等により界面活性剤が喪失すると、帯電防止効果が低下したり、喪失したりするため、帯電防止効果が持続しないという問題も有している。
【0004】
【特許文献1】
特開平5−104688号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、透明性、剛性及び帯電防止性のバランスに優れ、半永久的な帯電防止性を有する多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記の課題を解決するため鋭意研究した。その結果、基材層とその少なくとも片面に積層された表層とからなる多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、基材層は特定のポリプロピレン樹脂(A)からなり、表層は特定のポリプロピレン樹脂(B)に高分子帯電防止剤を5〜20重量%添加した組成物からなり、表層の厚さが1層について基材層の厚さの1〜20%である所定厚さの多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムが前記課題を解決することを知り、その知見に基づいて本発明を完成させるに至った。
【0007】
本発明は以下によって構成される。
(1)基材層とその少なくとも片面に積層された表層とからなる多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、基材層が下記ポリプロピレン樹脂(A)からなり、表層が下記ポリプロピレン樹脂(B)に高分子帯電防止剤を表層の重量基準で5〜20重量%を添加した組成物からなり、全体の厚さが150μm以下であり、表層の厚さが1層について基材層の厚さの1〜20%であることを特徴とする多層二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
ポリプロピレン樹脂(A):
MFRが2〜5g/10分であるプロピレン単独重合体、及び/またはDSCの融解ピークから求めた融点Tmが157℃以上であるプロピレン系ランダム共重合体。
ポリプロピレン樹脂(B):
MFRが3〜20g/10分であり、DSCの融解ピークから求めた融点Tmがポリプロピレン樹脂(A)のそれよりも10〜20℃低いプロピレン系ランダム共重合体。
【0008】
(2)ポリプロピレン樹脂(B)は、MFRが5〜15g/10分であることを特徴とする前記(1)項記載の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
(3)高分子帯電防止剤が、ポリエーテル−ブロック−コポリアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリアルキレングリコール部分を含む熱可塑性ポリウレタンから選ばれた1種以上であることを特徴とする前記(1)または(2)項記載の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
【0009】
【発明の実施の形態】
本発明の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、基材層とその少なくとも片面に積層された表層とからなり、両層はポリプロピレン樹脂からなり、表層を構成する樹脂には高分子帯電防止剤が添加される。
基材層に用いられるポリプロピレン樹脂(A)は、プロピレン単独重合体、DSCの融解ピークから求めた融点Tmが155℃以上のプロピレン系ランダム共重合体、及びこれらの重合体の混合物から選ばれる。
プロピレン単独重合体とは、プロピレン単位のみの重合体であり、プロピレン系ランダム共重合体とは、プロピレン単位とエチレン及び炭素数4〜10個を有するα−オレフィンから選択された少なくとも1種のコモノマー単位とのプロピレン単位を主成分とするランダム共重合体である。尚、主成分とは最も多い成分を意味する。
【0010】
炭素数4〜10個を有するα−オレフィンとしては、例えば、1−ブテン、2−メチル−1−プロペン、1−ペンテン、2−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1−ヘキセン、2−エチル−1−ブテン、2,3−ジメチル−1−ブテン、2−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、3,3−ジメチル−1−ブテン、1−ヘプテン、メチル−1−ヘキセン、ジメチル−1−ペンテン、エチル−1−ペンテン、トリメチル−1−ブテン、1−オクテン等が挙げられ、好ましくは1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンであり、より好ましくは、1−ブテン、1−ヘキセンである。
【0011】
プロピレン系ランダム共重合体としては、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−α−オレフィンランダム共重合体等が挙げられる。
プロピレン−α−オレフィンランダム共重合体としては、プロピレン−1−ブテンランダム共重合体、プロピレン−1−ヘキセンランダム共重合体等が挙げられ、プロピレン−エチレン−α−オレフィンランダム共重合体としては、プロピレン−エチレン−1−ブテンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−1−ヘキセンランダム共重合体等が挙げられる。プロピレン系ランダム共重合体として好ましくは、プロピレン−エチレンランダム共重合体、プロピレン−1−ブテンランダム共重合体、プロピレン−エチレン−1−ブテンランダム共重合体である。
ポリプロピレン樹脂(A)がプロピレン系ランダム共重合体である場合、剛性、熱収縮性等のバランスの観点から、融点Tmが155℃以上、好ましくは157℃以上である。
【0012】
ポリプロピレン樹脂(A)のMFRは、1〜7g/10分であり、好ましくは、2〜5g/10分である。MFRがこの範囲内であれば、押出加工時の流動性も、ニ軸延伸時の延伸性も十分である。
ポリプロピレン樹脂(A)の製造方法は、特に制限されるものではないが、チーグラーナッタ触媒を用いる方法またはメタロセン触媒を用いる方法が挙げられる。
【0013】
表層に用いられるポリプロピレン樹脂(B)は、プロピレン系ランダム共重合体である。プロピレン系ランダム共重合体を構成するオレフィン単位やその組成割合等は、前述したポリプロピレン樹脂(A)に用いられるプロピレン系ランダム共重合体と同じものが挙げられる。
ポリプロピレン樹脂(B)に用いられるプロピレン系ランダム共重合体は、DSCの融解ピークから求めた融点が、ポリプロピレン樹脂(A)のDSCの融解ピークから求めた融点よりも5〜25℃低温であり、好ましくは、10〜20℃低温である。ポリプロピレン樹脂(A)とポリプロピレン樹脂(B)のDSCの融解ピークから求めた融点の差が上記の範囲内であれば、高分子帯電防止剤の導電性回路が切断されて帯電防止性能が不十分になることもなく、高分子帯電防止剤の延伸も十分で、優れた帯電防止性能が得られる。
【0014】
ポリプロピレン樹脂(B)のプロピレン系ランダム共重合体のMFRは、3〜20g/10分であり、好ましくは、5〜15g/10分である。MFRがこの範囲内であれば、添加された高分子帯電防止剤の導電性回路が切断されて帯電防止性能が不十分になることがなく、添加された高分子帯電防止剤の延伸が不十分で帯電防止性能が不十分になることもない。
ポリプロピレン樹脂(B)の製造方法は、特に制限されるものではなく、ポリプロピレン樹脂(A)と同様の方法が挙げられる。
【0015】
本発明において、表層の組成物に用いられる高分子帯電防止剤は、そのMFR(JIS K 7210に準拠し、230℃、荷重21.18Nで測定。)が100g/10分以下、好ましくは5〜50g/10分で、帯電防止性能を有し、溶融加工できるものであれば、特に制限されるものではない。かかる高分子帯電防止剤としては、例えば、高濃度のポリエーテルブロックを含む種々の高分子物質が挙げられる。これらはイオン導電性ポリマーと呼ばれ、ポリエーテルに沿ったイオン導電により、108〜1013Ωの表面抵抗率を生じる。このようなイオン導電性ポリマーの例としては、ポリエーテル−ブロック−コポリアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリアルキレングリコール部分を含む熱可塑性ポリウレタン等が挙げられる。これらは単独使用でも、2種以上の併用でもよい。
表層の組成物においては、ポリプロピレン樹脂(B)に高分子帯電防止剤が表層の重量基準で5〜20重量%添加される。高分子帯電防止剤の添加量がこの範囲内であれば、帯電防止性能が十分で、製造コストの増加も少ない。
【0016】
本発明において、表層の組成物に高分子帯電防止剤を配合する方法は、特に制限されるものではなく、表層に用いられるポリプロピレン樹脂(B)に高分子帯電防止剤を均一に分散させることができる公知の方法が挙げられる。例えば、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー(商品名)、タンブラーミキサー等で混合し、その混合物を押出機で溶融混練する方法が挙げられる。また、ポリプロピレン樹脂(B)には、高分子帯電防止剤を配合する際に、必要に応じて、公知の酸化防止剤、中和剤、滑剤、アンチブロッキング剤、改質用樹脂等を、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で適宜配合することができる。
また、基材層に用いられるポリプロピレン樹脂(A)に対しても、必要に応じて、公知の酸化防止剤、中和剤、滑剤、アンチブロッキング剤、改質用樹脂等を、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で適宜配合することができる。
【0017】
本発明の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムの製膜、延伸加工方法には、特に制限はなく、例えば、逐次二軸延伸方式、同時二軸延伸方式、チューブラー二軸延伸方式等が挙げられる。
本発明の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムの多層化方法には、特に制限はないが、通常、共通ダイ(多層ダイ)を用いて基材層と表層を共押出する方法が用いられるが、逐次二軸延伸方法では、縦延伸後の一軸延伸フィルムに、表層の組成物を積層してもよい。
【0018】
本発明の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムの厚さには、特に制限はないが、通常150μm以下であり、好ましくは10〜100μmであり、より好ましくは15〜80μmである。
本発明の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムの表層の厚さは1層について、基材層の厚さの1〜20%である。表層の厚さがこの範囲内であれば、得られる多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムの帯電防止性能が十分であり、透明性の低下もない。
【0019】
本発明の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムには、必要に応じて、印刷等の加飾処理を施すことができる。また、片面にのみ表層を形成する場合は、表層のない面に、他のフィルムを積層して機能化を図ることも可能である。
本発明の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、透明性、剛性及び帯電防止性のバランスに優れ、半永久的な帯電防止性を有するため、食品包装用途、繊維包装用途等の広範囲な用途に使用することができる。
【0020】
【実施例】
以下、実施例及び比較例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
実施例及び比較例において、フィルムまたはその構成成分についての諸物性は、以下の評価方法に従って測定した。
【0021】
[1]MFR(単位:g/10分)
JIS K 7210に準拠して、230℃、荷重21.18Nで測定した。
[2]融点(Tm、単位:℃)
示差走査型熱量計(パーキンエルマー社製DSC−7)を用い、樹脂を230℃で3分間熱処理後、降温速度30℃/分で−20℃まで冷却して−20℃において5分間保温し、更に20℃から230℃まで昇温速度20℃/分で加熱した際の融解ピーク温度を融点として求めた。
[3]表面抵抗率(単位:Ω)
恒温恒湿室(23℃、湿度50%)で表面固有抵抗計(ULTRA HIGHRESISTANCE METER R8340A(商品名)、アドバンテスト社製)により、表面抵抗率を測定した。測定は、フィルムを製膜後恒温恒湿室に3日間放置した後、1試料につき3回測定し、その平均値を求めた。
[4]透明性(単位:%)
JIS K 7105に準拠して、フィルム1枚のヘーズを測定した。
【0022】
実施例1
(1−1)基材層に用いたポリプロピレン樹脂(A):
MFRが3g/10分、融点Tmが162℃のプロピレン単独重合体のパウダーに、酸化防止剤Irganox1010(商品名、チバスペシャルティケミカルズ社製)0.1重量%、酸化防止剤Irgfos168(商品名、チバスペシャルティケミカルズ社製)0.1重量%及び中和剤としてステアリン酸カルシウム0.1重量%をヘンシェルミキサー(商品名)で混合した後、押出機で造粒し、ペレット化した。
【0023】
(1−2)表層に用いたポリプロピレン樹脂(B)及び組成物:
MFRが8g/10分、融点Tmが148℃のプロピレン−エチレンランダム共重合体のパウダーに、高分子帯電防止剤Irgastat P18(商品名、ポリアミド/ポリエーテル−ブロック−コポリアミド主成分、MFR=17〜21g/10分(230℃、荷重21.18N)、チバスペシャルティケミカルズ社製)15重量%、酸化防止剤Irganox1010を0.1重量%、酸化防止剤Irgfos168を0.1重量%、及び中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.1重量%加え、ヘンシェルミキサーで混合した後、押出機で造粒し、ペレット化した。
【0024】
(1−3)多層二軸延伸フィルムの製膜:
上記(1−1)で得られた基材層ポリプロピレンペレット及び(1−2)で得られた表層ポリプロピレンペレットをそれぞれ別の押出機で溶融混錬し、樹脂温度250℃で1基の共押出Tダイに供給した。このダイから、表層/基材層の2種2層構成として押出された樹脂を25℃の冷却ロールにて急冷、固化することにより、原反シートを得た。また、原反シートの表層厚さは、基材層の10%となるように調整した。次いで、この原反シートを、予熱後、縦延伸機のロール周速差により延伸温度125℃で縦方向に5倍延伸し、引き続きテンターにて延伸温度162℃で横方向に9倍延伸し、170℃で熱処理を行い、厚さ25μmの多層二軸延伸フィルムを得た。得られたフィルムの物性を表2に示した。
【0025】
実施例2
(2−1)基材層に用いたポリプロピレン樹脂(A):
MFRが3g/10分、融点Tmが158℃のプロピレン−エチレンランダム共重合体のパウダーに、酸化防止剤Irganox1010を0.1重量%、酸化防止剤Irgfos168を0.1重量%、及び中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.1重量%加え、ヘンシェルミキサーで混合した後、押出機で造粒し、ペレット化した。
【0026】
(2−2)表層に用いたポリプロピレン樹脂(B)及び組成物:
MFRが7g/10分、融点Tmが137℃のプロピレン−エチレン−1−ブテンランダム共重合体のパウダーに、高分子帯電防止剤Irgastat P18を15重量%、酸化防止剤Irganox1010を0.1重量%、酸化防止剤Irgfos168を0.1重量%、及び中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.1重量%加え、ヘンシェルミキサーで混合した後、押出機で造粒し、ペレット化した。
【0027】
(2−3)多層二軸延伸フィルムの製膜:
上記(2−1)で得られた基材層ポリプロピレンペレット及び(2−2)で得られた表層ポリプロピレンペレットをそれぞれ別の押出機で溶融混錬し、樹脂温度250℃で1基の共押出Tダイに供給した。その他の加工条件は、実施例1と同様に行った。得られたフィルムの物性を表2に示した。
【0028】
実施例3
(3−1)基材層に用いたポリプロピレン樹脂(A):
実施例2で使用した基材層ポリプロピレンペレットを使用した。
(3−2)表層に用いたポリプロピレン樹脂(B)及び組成物:
実施例1で使用した表層ポリプロピレンペレットを使用した。
(3−3)多層二軸延伸フィルムの製膜:
上記(3−1)で得られた基材層ポリプロピレンペレット及び(3−2)で得られた表層ポリプロピレンペレットをそれぞれ別の押出機で溶融混錬し、樹脂温度250℃で1基の共押出Tダイに供給した。その他の加工条件は、実施例1と同様に行った。得られたフィルムの物性を表2に示した。
【0029】
比較例1
(1−1)基材層に用いたポリプロピレン樹脂(A):
実施例1で使用した基材層ポリプロピレンペレットを使用した。
(1−2)表層に用いたポリプロピレン樹脂(B)及び組成物:
MFRが8g/10分、融点Tmが148℃のプロピレン−エチレンランダム共重合体のパウダーに、高分子帯電防止剤Irgastat P18を30重量%、酸化防止剤Irganox1010を0.1重量%、酸化防止剤Irgfos168を0.1重量%、及び中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.1重量%加え、ヘンシェルミキサーで混合した後、押出機で造粒し、ペレット化した。
(1−3)多層二軸延伸フィルムの製膜:
上記(1−1)で得られた基材層ポリプロピレンペレット及び(1−2)で得られた表層ポリプロピレンペレットをそれぞれ別の押出機で溶融混錬し、樹脂温度250℃で1基の共押出Tダイに供給した。その他の加工条件は、実施例1と同様に行った。得られたフィルムの物性を表2に示した。
【0030】
比較例2
(2−1)基材層に用いたポリプロピレン樹脂(A):
実施例1で使用した基材層ポリプロピレンペレットを使用した。
(2−2)表層に用いたポリプロピレン樹脂(B)及び組成物:
MFRが4g/10分、融点Tmが162℃のプロピレン単独重合体のパウダーに、高分子帯電防止剤Irgastat P18を15重量%、酸化防止剤Irganox1010を0.1重量%、酸化防止剤Irgfos168を0.1重量%、及び中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.1重量%加え、ヘンシェルミキサーで混合した後、押出機で造粒し、ペレット化した。
(2−3)多層二軸延伸フィルムの製膜:
上記(2−1)で得られた基材層ポリプロピレンペレット及び(2−2)で得られた表層ポリプロピレンペレットをそれぞれ別の押出機で溶融混錬し、樹脂温度250℃で1基の共押出Tダイに供給した。その他の加工条件は、実施例1と同様に行った。得られたフィルムの物性を表2に示した。
【0031】
比較例3
(3−1)基材層に用いたポリプロピレン:
実施例1で使用した基材層ポリプロピレンペレットを使用した。
(3−2)表層に用いたポリプロピレン樹脂(B)及び組成物:
MFRが5g/10分、融点Tmが125℃のプロピレン−エチレン−1−ブテンランダム共重合体のパウダーに、高分子帯電防止剤Irgastat P18を15重量%、酸化防止剤Irganox1010を0.1重量%、酸化防止剤Irgfos168を0.1重量%、及び中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.1重量%加え、ヘンシェルミキサーで混合した後、押出機で造粒し、ペレット化した。
(3−3)多層二軸延伸フィルムの製膜:
上記(3−1)で得られた基材層ポリプロピレンペレット及び(3−2)で得られた表層ポリプロピレンペレットをそれぞれ別の押出機で溶融混錬し、樹脂温度250℃で1基の共押出Tダイに供給した。その他の加工条件は、実施例1と同様に行った。得られたフィルムの物性を表2に示した。
【0032】
【発明の効果】
本発明の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、高分子帯電防止剤を含有する表層用のポリプロピレン樹脂と、基材層用のポリプロピレン樹脂として、DSCの融解ピークから求めた融点(Tm)が、特定の関係を満足するポリプロピレン樹脂を用いて、積層することによって、透明性、剛性及び帯電防止性のバランスに優れ、半永久的な帯電防止効果を有している。
【0033】
【表1】
【0034】
【表2】
Claims (3)
- 基材層とその少なくとも片面に積層された表層とからなる多層二軸延伸ポリプロピレンフィルムであって、基材層が下記ポリプロピレン樹脂(A)からなり、表層が下記ポリプロピレン樹脂(B)に高分子帯電防止剤を表層の重量基準で5〜20重量%を添加した組成物からなり、全体の厚さが150μm以下であり、表層の厚さが1層について基材層の厚さの1〜20%であることを特徴とする多層二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
ポリプロピレン樹脂(A):
メルトフローレート(JIS K 7210に準拠し、230℃、荷重21.18Nで測定。以下、MFRと略す。)が2〜5g/10分であるプロピレン単独重合体、及び/またはDSCの融解ピークから求めた融点Tmが157℃以上であるプロピレン系ランダム共重合体。
ポリプロピレン樹脂(B):
MFRが3〜20g/10分であり、DSCの融解ピークから求めた融点Tmがポリプロピレン樹脂(A)のそれよりも10〜20℃低いプロピレン系ランダム共重合体。 - ポリプロピレン樹脂(B)は、MFRが5〜15g/10分であることを特徴とする請求項1記載の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
- 高分子帯電防止剤が、ポリエーテル−ブロック−コポリアミド、ポリエーテルエステルアミド、ポリアルキレングリコール部分を含む熱可塑性ポリウレタンから選ばれた1種以上であることを特徴とする請求項1または2記載の多層二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
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