JP4471193B2 - 熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム及びその用途 - Google Patents
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Description
更には、本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムはラミネート層上に直接ポリエチレンを押出しラミネ−トでき、且つ耐ブロッキング性、包装材料に好適なスリップ性、透明性等を有し、ヒートシ−ルされた部分が奇麗な見栄えのする包装体が得られる。
本発明に係わるプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)は、DSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が110〜140℃、好ましくは115〜130℃、融解開始温度(Ts)と融解終了温度(Te)との差(Te−Ts)が45℃未満、好ましくは30〜40℃の範囲にあり、好ましくは融解開始温度(Ts)とピーク温度(Tp)との差(Tp−Ts)が35℃未満、より好ましくは25〜34℃の範囲にある。プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)のα―オレフィンの含有量は上記熱融解特性を有する限りとくに制限はされないが、通常はα―オレフィンの含有量は1.0〜20重量%、より好ましくは1.5〜15重量%の範囲にある。α―オレフィンとしては、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル・1−ペンテン、1−オクテン等が例示できる。これらの中では、エチレン及び/又は1−ブテンとのランダム共重合体が好ましい。又、MFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルムとすることができる限り特に限定はされないが、通常0.5〜20g/10分、好ましくは2〜10g/10分の範囲にある。本発明に係わるプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)は通常、分子量分布(重量平均分子量Mwと数平均分子量Mnとの比で表される)が1.5〜3の範囲にある。
本発明に係わるプロピレン・α―オレフィン共重合体(A)は、後述の1−ブテン・α―オレフィン共重合体(C)とともに熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの熱融着層の原料となる。
本発明に係わる1−ブテン・α―オレフィン共重合体(B)は、1−ブテン含有量が60〜99モル%、好ましくは65〜96モル%、DSCに基づく融点(Tm)が50〜130℃、好ましくは60〜125℃、より好ましくは70〜90℃、好ましくは135℃のデカリン溶媒中で測定した極限粘度[η]が0.5〜6dl/g、より好ましくは1〜5dl/g、好ましくはX線回折法によって測定した結晶化度が5〜60%、より好ましくは10〜58%の範囲にある1−ブテンとプロピレン、エチレン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン等の炭素数が2〜10のα−オレフィンとのランダム共重合体、好ましくは1−ブテン・プロピレンランダム共重合体である。又、1−ブテン・α―オレフィン共重合体(B)のMFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g 温度190℃)は、通常、0.2〜20g/10分、より好ましくは1〜20g/10分の範囲にある。
本発明に係わる1−ブテン・α―オレフィン共重合体(B)は、前述のプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)とともに熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの熱融着層の原料となる。
本発明に係わる1−ブテン・α―オレフィン共重合体(B)の融点(Tm)は、上記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)の融解曲線の測定方法と同様の方法で行った。但し、ASTM D3419に記載の(Tpm1)を(Tm)とした。
本発明に係わるプロピレン重合体(D)は、プロピレンの単独重合体、またはプロピレンと10重量%以下、好ましくは5重量%以下のα−オレフィンとの共重合体、あるいは単独重合体と共重合体との組成物である。α−オレフィンは、プロピレン以外の通常炭素数2〜10のα−オレフィンであって、例えば、エチレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、1―ペンテン、3―メチル―1―ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1―へキセン、1―オクテン等を挙げることができる。これらα−オレフィンの中でも、剛性、耐熱性等の面からプロピレン単独重合体が好ましい。かかるプロピレン重合体(D)は、フィルムとして成形できる限り、特に限定はされないが、MFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)が、通常0.1〜100g/10分、好ましくは1〜50g/10分の範囲にある。
本発明に係わるプロピレン重合体(D)には、前記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)を混合してもよいし、また本発明に係わるプロピレン重合体(D)は前記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)と同一範疇のものであってもよい。
本発明に係るプロピレン重合体(D)は、熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの中間層の原料となる。
本発明に係るエチレン・α−オレフィンランダム共重合体(E)は、炭素数3以上、好ましくは4〜10のα−オレフィンとのランダム共重合体で、好ましくは密度が0.865〜0.910g/cm3、更に好ましくは0.875〜0.900g/cm3、好ましくはエチレン含有量が70〜95モル%、更に好ましくは80〜93モル%、好ましくはX線による結晶化度が5〜40%、更に好ましくは7〜30%、好ましくはGPCで測定した分子量分布(Mw/Mn)が3以下、更に好ましくは2.5以下であり、好ましくはDSCによる昇温速度10℃/分での吸熱曲線から求めた融点が40〜100℃、更に好ましくは60〜90℃であり、メルトフローレート(190℃)が好ましくは0.01〜20g/10分、更には0.1〜5g/10分の範囲にある。
本発明に係るエチレン・α−オレフィンランダム共重合体(E)は、熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムのラミネート層の原料となる。
本発明に係わるプロピレン共重合体組成物(C)は、前記プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)と1−ブテン・α―オレフィン共重合体(B)とから得られ得る組成物であり、好ましくはプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)が25〜55重量%、更に好ましくは35〜45重量%の範囲、1−ブテン・α―オレフィン共重合体(B)が75〜45重量%、更に好ましくは65〜55重量%の範囲にある。プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)が25重量%未満では、熱融着性プロピレン系重合体フィルムを得る際に、製膜時にベタツキが発生し、その結果、得られるフィルムの滑性が劣り、巻き取り時のシワが発生する虞がある。又、得られる熱融着性プロピレン系重合体フィルムの剛性、滑性、耐ブロッキング性が劣る虞もある。一方、55重量%を越えると得られる熱融着性プロピレン系重合体フィルムの低温ヒートシール性が改良されず、ヒートシール強度も劣る虞がある。本発明に係わるプロピレン共重合体組成物(C)は組成物を構成する成分として上記特性を有するプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)を用いることにより、低温ヒートシール性の改良材である1−ブテン・α―オレフィン共重合体(B)の量を減らすことが可能であり、その結果、フィルム成形時の製膜性が改良され、又得られる熱融着性プロピレン系重合体フィルムの耐ブロッキング性、密封性が改良される。プロピレン共重合体組成物(C)のMFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルム成形が可能な限り特に限定はされないが、通常0.1〜50g/10分、好ましくは0.5〜30g/10分の範囲にある。
中でも、熱融着層を構成するプロピレン共重合体組成物(C)にはシリカ、タルク、雲母、ゼオライトや更には金属アルコキシドを焼成して得た金属酸化物等の無機化合物粒子、ポリメタクリル酸メチル、メラミンホルマリン樹脂、メラミン尿素樹脂、ポリエステル樹脂等の有機化合物粒子等、種々公知のブロッキング防止剤を0.01〜1重量%添加しておくと、更に耐ブロッキング防止性が改良されたフィルムが得られるので好ましい。これらの中でも、シリカ、ポリメタクリル酸メチルがアンチブロッキング性、透明性の面から特に好ましい。
更に、熱融着層を構成するプロピレン共重合体組成物(C)には、高密度ポリエチレン、ジベンジリデンソルビト−ル、クロル置換ジベンジリデンソルビト−ル、メチル置換ジベンジリデンソルビト−ル、ヒドロキシ−ジ−アルミニウム、ビスソルビシ−ル、リン酸ビスナトリウムメチレンビスアシッドホスフェ−トナトリウム塩等、種々公知の結晶化核剤を0.01〜1.0重量%添加しておくと、製膜時のロ−ル跡の発生を抑えたり、直後でのスリップ性・ブロッキング性が改良されたフィルムが得られるので好ましい。これらの中でも比較的添加しやすく臭い等も問題ないポリエチレン結晶化核剤を利用すると製膜加工時直後の品質と加工適性をバランス良く改善することができる。
ラミネート層を構成するエチレン・α−オレフィンランダム共重合体(E)にも種々公知のブロッキング防止剤を0.01〜1重量%添加しておくと、更に耐ブロッキング防止性が改良されたフィルムが得られるので好ましい。又、種々公知のスリップ剤を0.01〜1重量%添加しておくと、更にスリップ性が改良されたフィルムが得られるので好ましい。
本発明に係わるプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)及びプロピレン重合体(D)は種々公知の方法、例えば、典型的には固体状チタン触媒成分と有機金属化合物触媒成分から形成される触媒、あるいはこれら両成分および電子供与体から形成される触媒を用いて製造することができる。
固体状チタン触媒成分としては、各種方法で製造された三塩化チタンまたは三塩化チタン組成物、あるいはマグネシウム、ハロゲン、電子供与体、好ましくは芳香族カルボン酸エステルまたはアルキル基含有エーテルおよびチタンを必須成分とする、比表面積が好適には100m2/g以上の担体付チタン触媒成分が挙げられる。特に後者の担体付触媒成分を用いて製造された重合体が好適である。
電子供与体は、窒素、リン、イオウ、酸素、ケイ素、ホウ素などを含む有機化合物であり、好適な具体例としては、これらの元素を有する有機エステル、有機エーテルなどを挙げることができる。
担体付触媒成分を用いた重合体の製造方法に関しては、たとえば特開昭50−108385号、特開昭50−126590号、特開昭51−20297号、特開昭51−28189号、特開昭52−151691号などの各公報に開示されている。
前記メタロセン系遷移金属化合物としては、例えば特開平5−209014号、特開平6−100579号、特開平1−301704号、特開平3−193796号、特開平5−148284号、特開2000−20431号等に記載された化合物などがあげられる。
前記メタロセン系遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物は、例えば特表平1−501950号、特開平3−207704号、特開2002−20431号等に記載された化合物などがあげられる。シングルサイト触媒を担持させる前記無機物としては、シリカゲル、ゼオライト、珪藻土等があげられる。
重合方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、気相重合等があげられる。これらの重合はバッチ法であっても連続法であっても良い。重合条件は通常、重合温度;−100〜+250℃、重合時間;5分〜10時間、反応圧力;常圧〜300Kg/cm2(ゲージ圧)である。
本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムは、前記プロピレン共重合体組成物(C)から得られる熱融着層、前記プロピレン重合体(D)から得られる中間層及び前記エチレン・α−オレフィンランダム共重合体(E)から得られるラミネート層からなる。
熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの厚さは用途により種々決定され得るが、通常熱融着層の厚さが1〜80μm、好ましくは2〜50μm、中間層の厚さが8〜498μm、好ましくは16〜496μm、ラミネート層の厚さが1〜80μm、好ましくは2〜50μmの範囲にあり、多層フィルム全体の厚さが、10〜500μm、好ましくは20〜100μmの範囲にある。
本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムは、プロピレン共重合体組成物(C)から得られる熱融着層、プロピレン重合体(D)から得られる中間層及び前記エチレン・α−オレフィンランダム共重合体(E)から得られるラミネート層を有することにより、フィルム成形加工性が改良され、得られる積層フィルムは、低温ヒ−トシ−ル性、耐ブロッキング性、密封性が改良される。また、熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムのラミネート層に、直接ポリエチレンを押出しラミネ−ト加工することもできる。
本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムは、印刷性あるいは他のフィルムとの接着性を改良するために、ラミネート層の表面を、たとえば、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、アンダーコート処理等で表面活性化処理を行っておいてもよい。
本発明に係わる基材層は、熱可塑性樹脂からなるシート状またはフィルム状のもの、紙、アルミニウム箔等からなる。熱可塑性樹脂としては、種々公知の熱可塑性樹脂、例えば、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチル・1−ペンテン、ポリブテン等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド(ナイロン−6、ナイロン−66、ポリメタキシレンアジパミド等)、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体もしくはその鹸化物、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アイオノマー、あるいはこれらの混合物等を例示することができる。これらのうちでは、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド等、延伸性、透明性が良好な熱可塑性樹脂が好ましい。又、かかる熱可塑性樹脂フィルムからなる基材は、無延伸フィルムであっても、延伸フィルムであっても良いし、1種或いは2種以上の共押し出し成形、押出しラミネート、ドライラミネート、サーマルラミネート等で得られる積層体であっても良い。
又、基材層の片面あるいは両面を、本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムのラミネート層との接着性を改良するために、例えば、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、アンダーコート処理等の表面活性化処理を行っておいてもよい。基材層の厚さは、通常5〜1000μm、好ましくは7〜100μmの範囲にある。
(1)ヒートシール強度(N/15mm)
ヒートシール強度を測定する前に、予めフィルムを38℃オ−ブン中で15時間エ−ジングした後放冷した。フィルムの熱融着層面を重ね合せ、シ−ルバ−側に厚さ21μmのセロファンを添えて、所定の温度で、幅5mmのシールバーにより、0.2MPaの圧力で0.3秒間、フィルムの流れ方向に対して直角方向にヒートシールした後放冷した。これから15mm幅の試験片を切り取りクロスヘッド速度500mm/分でヒートシール部を剥離し、その強度をヒートシール強度とした。
(2)密封性
密封性を測定する前に、フィルムを38℃オ−ブン中で15時間エ−ジングした後放冷した。フィルムの熱融着層面を内面にして合掌貼り状態で円筒状にヒートシ−ルをし、一方の端を袋状になるようにヒートシ−ルをした。
ヒートシ−ルの条件は表記載の温度で、幅10mmのシールバーにより、0.2MPaの圧力で0.3秒間、シ−ルバ−側に厚さ21μmのセロファンを添えて、ヒートシールした後放冷した。
得られた袋の底の部分に市販の三菱瓦斯化学社製のエ−ジレスチェツカ−液(赤)を入れて、シ−ル部分に浸透する状態で密封性を以下の3段階で評価した。
エ−ジレスチェツカ−液が浸透しないものを○、途中まで浸透するものを△、外部まで浸透するものを×とした。
(3)ブロッキング性
ブロッキング性を測定する前に、フィルムを38℃のオ−ブン中で15時間エ−ジングした後放冷した。フィルムから20mm×100mm幅の短冊状の試験片を切り取り、熱融着性面を重ね合せたものを5個ずつ作製し、試験片の中央付近で十字方向に直角に市販のプレパラ−トではさむ。試験片とプレパラ−トが重なった5.2cm2の面積部分に4kgの荷重を掛け、所定の温度条件で2日間エ−ジングした後、放冷する。その後熱融着層面を重ね合せたものをクロスヘッド速度300mm/分で剪断剥離を行い、最大強度をブロッキング力とした。ブロッキング力をn=5で評価し、平均値をブロッキング力(N/5.2cm2)とした。
(1) プロピレン・エチレンランダム共重合体(PER)
エチレン含有量:3.1重量%、Ts:94.0℃、Tp:126.6℃、Te:131.4℃、Te−Ts:37.4℃、Tp−Ts:32.6℃、Mw/Mn:2.7及びMFR:7g/10分。
(2) プロピレン・エチレン・1−ブテンランダム共重合体(PEBR)
エチレン含有量:2.2重量%、1−ブテン含有量:2.0重量%、Ts:95.4℃、Tp:139.3℃、Te:150.3℃、Te−Ts:54.9℃、Tp−Ts:43.9℃、Mw/Mn:3.9及びMFR:7g/10分。
(3) ブテンー1・プロピレンランダム共重合体(BPR)
ブテン−1含有量:80モル%、Tm:74℃、MFR:4.0g/10分(190℃)。
(4) エチレン・α−オレフィンランダム共重合体(EBR)
エチレン・1−ブテンランダム共重合体、エチレン含有量:80.2重量%、密度:0.886g/cm3、融点:69℃、MFR:4.0g/10分(190℃)。
(7)プロピレン単独重合体(PP)
Tm:160℃、MFR:7.0g/10分(230℃)
熱融着層として、PER:40重量%及びBPR:60重量%とをドライブレンドしたプロピレン系重合体組成物を、中間層として、PP:100重量%と、ラミネート層としてEBR:100重量%を夫々用意して別個の押出機に供給し、Tダイ法によって熱融着層/中間層/ラミネ−ト層からなる三層共押し出しの熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムを得た。フィルムの総厚は30μmで、各層の厚みは熱融着層:中間層:ラミネート層=4.2μm:22.2μm:3.6μmであった。
尚、熱融着層を構成するプロピレン系重合体組成物には、組成物100重量%に対して、滑剤としてエルカ酸アミド;800ppm及びビスオレイン酸アミド;600ppm、アンチブロッキング剤としてシリカ2200ppm、結晶化核剤として高密度ポリエチレン(MFR:5.2g/10分(190℃)、密度:0.968g/cm3(D1505)、融点:134℃(D2117));2600ppmを添加した。
得られた熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの物性等を前記記載の方法で評価した。結果を表1に示す。
実施例1で用いた組成物に代えて、熱融着層として、PEBR:40重量%及びBPR:60重量%とをドライブレンドしたプロピレン系重合体組成物を用いた以外は、実施例1と同様に行い、熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムの評価結果を表1に示す。
本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムは高速、低圧下における低温ヒートシール性に優れており、かかる特徴を活かして、特にチョコレ−トなど溶けやすい食品包装やトイレタリ−用、ベビ−等のおしり拭き用、化粧落とし用、床板・畳み等清掃用等の濡れティシュ包装等、高速下で横ピロ−包装あるいは縦ピロ−包装の自働包装材料として好適である。また、珍味関係などラベルシ−ルと一般的に言われる巾広いシ−ルが有る場合は、商品の見ばえが奇麗にシ−ルできるので好適である。
本発明の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムは上記包装用材料に限らず、一般包装用フィルムとしては勿論のこと、あらゆる食品、日用品雑貨、医薬用、産業材関連の包装材料として好適に用い得る。
Claims (3)
- DSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が110〜140℃及び融解開始温度(Ts)と融解終了温度(Te)との差(Te−Ts)が45℃未満のプロピレン・α―オレフィン共重合体(A)が25〜55重量%及び1−ブテン含有量が60〜99モル%及びDSCに基づく融点(Tm)が50〜130℃の1−ブテン・α―オレフィン共重合体(B)が75〜45重量%とのプロピレン系重合体組成物(C)から得られる熱融着層の片面に、プロピレン重合体(D)から得られる中間層を介して密度が0.865〜0.900g/cm3 及び融点が60〜90℃のエチレン・α−オレフィンランダム共重合体(E)から得られるラミネート層を有してなる熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム。
- 熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムが包装用である請求項1記載の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム。
- 熱融着性プロピレン系重合体積層フィルムが食品包装用である請求項2記載の熱融着性プロピレン系重合体積層フィルム。
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