JP7167486B2 - ポリプロピレン系積層フィルム - Google Patents
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Description
その一つに、フィッシュアイと呼ばれる外観欠点が極力無く、かつ、高いヘイズ値で粗面化された表面形状を有するマット調フィルムがある。この高ヘイズなポリプロピレン系フィルムを得る方法の例として、特定のポリプロピレン系樹脂組成物、所謂プロピレン系ブロック共重合体を用いる方法が提案されている。
しかし、共重合体成分は滑剤の様な低分子量成分を吸着し易い。したがって、成形体表面にブリードすることで滑り性を発現させる滑剤を配合して、十分な滑り性を有するプロピレン系ブロック共重合体を含むフィルムを得るためには、相当量の滑剤を配合する必要がある(例えば、特許文献1を参照。)が、多量の滑剤配合は、温度や経時によるブリード量の制御が困難となるため好ましくない。
そこで、プロピレン系ブロック共重合体に対して、滑剤よりもブリードし易い帯電防止剤を配合する方法(例えば、特許文献2を参照。)や、滑剤と帯電防止剤を併用して配合する方法(例えば、特許文献3を参照。)が提案されているが、必要となる帯電防止剤又は滑剤と帯電防止剤の総量は非常に多く、多量の滑剤配合と同様の欠点を有する。
また、滑剤を配合することなくフィルムに滑り性を付与する方法として、例えば、粗面化された加熱ロールにフィルムを接触させてフィルム表面に凹凸を転写させる方法(例えば、特許文献4参照。)が提案されているが、特定の表面形状を有した再加熱ロールが必要となり投資コストの発生が避けられないばかりか、滑り性の付与効果は十分とはいえず、適用可能なフィルムの用途は限定的である。
本発明は、各々特定の範囲で設定されたポリプロピレン樹脂(a)と、高密度ポリエチレン樹脂(b)と、高密度ポリエチレン樹脂(c)と、低密度ポリエチレン樹脂(d)とを配合してなるポリオレフィン樹脂組成物(X)と、ポリプロピレン樹脂(Y)を配合してなるポリプロピレン系樹脂組成物を主成分とする層を少なくとも片表面に有する積層フィルムであって、この層に特定量の滑剤が配合されていることを主要な特徴とするものである。
すなわち、本発明の第1の発明によれば、少なくとも片表面にマット層を有する積層フィルムであって、マット層が、ポリオレフィン樹脂組成物(X)とポリプロピレン樹脂(Y)を、(X)/(Y)=15~53/85~47(重量比;ただし、(X)+(Y)=100)の割合で配合してなるポリプロピレン系樹脂組成物を主成分とし、マット層への滑剤配合量がポリオレフィン樹脂組成物(X)及びポリプロピレン樹脂(Y)の合計100重量部に対して、0.01~0.3重量部の割合であり、かつ前記ポリプロピレン系樹脂組成物がプロピレン系ブロック共重合体を含まないことを特徴とするポリプロピレン系積層フィルムが提供される。
[ポリオレフィン樹脂組成物(X)]
下記(a)~(d)の各成分を配合してなり、各々の配合割合が(a)/(b)/(c)/(d)=35~65/15~25/15~25/5~15(重量比;ただし、(b)≧(c)>(d)、かつ、(a)+(b)+(c)+(d)=100)であるポリオレフィン樹脂(X)。
・ポリプロピレン樹脂(a):融点が115~170℃であり、メルトフローレート(MFR)(230℃、2.16kg荷重)が2.0~20.0g/10分。
・高密度ポリエチレン樹脂(b):密度が0.935~0.970g/cm3であり、メルトフローレート(MFR)(190℃、2.16kg荷重)が0.1~1.0g/10分。
・高密度ポリエチレン樹脂(c):密度が0.935~0.970g/cm3であり、メルトフローレート(MFR)(190℃、2.16kg荷重)が0.01g/10分以上0.1g/10分未満。
・低密度ポリエチレン樹脂(d):密度が0.910g/cm3以上0.935g/cm3未満であり、メルトフローレート(MFR)(190℃、2.16kg荷重)が0.05~0.5g/10分。
1.ポリプロピレン樹脂(a)
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)に配合されるポリプロピレン樹脂(a)は、プロピレン単独重合体又はα-オレフィン含有量が2重量%未満のプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体であり、好ましくはプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体である。プロピレンとの共重合成分であるα-オレフィンは1種又は2種以上の組み合わせでもよい。α-オレフィンは、好ましくはエチレン又は炭素数4~20のα-オレフィン、より好ましくはエチレン又は炭素数4~10のα-オレフィン、さらに好ましくはエチレン又は1-ブテンである。具体的には、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ヘキセン等を挙げることができる。さらには、プロピレン単独重合体及びプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体のこれら重合体の2種以上のブレンド物を用いることもできる。ブレンド物は、別々に製造したこれら重合体を溶融混練して得られる溶融ブレンド物、又は後述の多段重合法により製造した多段重合体として得られる重合ブレンド物のいずれでもよい。
ポリプロピレン樹脂(a)の融点は、115~170℃であることが必要であり、さらには120~165℃であることが好ましい。
融点が115℃以上であれば、得られたポリオレフィン樹脂組成物(X)の融点が低下しすぎることはなく、十分に耐熱性を有したフィルムを得ることができる。また、融点が170℃以下であれば、ポリプロピレン樹脂(Y)とのブレンド使用時において、ポリオレフィン樹脂組成物(X)が未溶融物となることを抑制することができる、
ポリプロピレン樹脂(a)の230℃、2.16kg荷重でのMFR(a)は、2.0~20.0g/10分であることが必要であり、さらには5.0~15.0g/10分であることが好ましい。
MFR(a)が2.0g/10分以上であれば、得られたポリオレフィン樹脂組成物(X)の粘度が低下しすぎることはなく、造粒又はフィルム成形における押出し負荷を低減することが可能となり、優れた生産性を確保することができる。また、MFR(a)が20.0g/10分以下であれば、配合する(b)、(c)、(d)の各樹脂との溶融時の粘度差が大きくなりすぎることはなく、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)に配合される高密度ポリエチレン樹脂(b)は、エチレン単独重合体又はエチレン-α-オレフィン共重合体である。主成分であるエチレンとの共重合成分(副成分)であるα-オレフィンは1種又は2種以上の組み合わせでもよい。α-オレフィンは、好ましくは炭素数3~20のα-オレフィン、より好ましくは炭素数3~10のα-オレフィン、さらに好ましくはプロピレン又は1-ブテンである。具体的には、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ヘキセン等を挙げることができる。さらには、エチレン単独重合体及びエチレン-α-オレフィン共重合体のこれら重合体の2種以上のブレンド物を用いることもできる。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)に配合される高密度ポリエチレン樹脂(b)の密度(b)は、0.935~0.970g/cm3であることが必要であり、さらには0.940~0.965g/cm3であることが好ましい。
密度(b)が0.935g/cm3以上であれば、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に十分な高ヘイズ発現効果を付与することができる。また、密度(b)が0.970g/cm3以下であれば、配合する(a)、(c)、(d)の各樹脂との密度差が大きくなりすぎることはなく、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。
なお、密度(b)は、主としてエチレンと共重合する炭素数3~20のα-オレフィンとの量比等で調整できる。ここで、密度は、JIS K7112:1999によるD法(密度こうばい管)で測定する値である。
高密度ポリエチレン樹脂(b)の190℃、2.16kg荷重でのMFR(b)は、0.1~1.0g/10分であることが必要であり、さらには0.2~0.8g/10分であることが好ましい。
MFR(b)が0.1g/10分以上であれば、配合する(a)、(c)、(d)の各樹脂との溶融時の粘度差が大きくなりすぎることはなく、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。また、MFR(b)が1.0g/10分以下であれば、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に十分な粗面化の発現効果を付与することができる。
なお、これら高密度ポリエチレン樹脂(b)の入手方法は、市販の樹脂を利用できる。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)に配合される高密度ポリエチレン樹脂(c)は、エチレン単独重合体又はエチレン-α-オレフィン共重合体である。主成分であるエチレンとの共重合成分(副成分)であるα-オレフィンは1種又は2種以上の組み合わせでもよい。α-オレフィンは、好ましくは炭素数3~20のα-オレフィン、より好ましくは炭素数3~10のα-オレフィン、さらに好ましくはプロピレン又は1-ブテンである。具体的には、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ヘキセン等を挙げることができる。さらには、エチレン単独重合体及びエチレン-α-オレフィン共重合体のこれら重合体の2種以上のブレンド物を用いることもできる。
(1)高密度ポリエチレン樹脂(c)の密度
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)に配合される高密度ポリエチレン樹脂(c)の密度(c)は、0.935~0.970g/cm3であることが必要であり、さらには0.940~0.965g/cm3であることが好ましい。
密度(c)が0.935g/cm3以上であれば、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に十分な高ヘイズ発現効果を付与することができる。また、密度(c)が0.970g/cm3以下であれば、配合する(a)、(b)、(d)の各樹脂との密度差が大きくなりすぎることはなく、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。
なお、密度(c)は、主としてエチレンと共重合する炭素数3~20のα-オレフィンとの量比等で調整できる。ここで、密度は、JIS K7112:1999によるD法(密度こうばい管)で測定する値である。
高密度ポリエチレン樹脂(c)の190℃、2.16kg荷重でのMFR(c)は、0.01g/10分以上0.1g/10分未満であることが必要であり、さらには0.02~0.09g/10分であることが好ましい。
MFR(c)が0.01g/10分以上であれば、配合する(a)、(b)、(d)の各樹脂との溶融時の粘度差が大きくなりすぎることはなく、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。また、MFR(c)が0.1g/10分未満であれば、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に十分な粗面化の発現効果を付与することができる。
なお、これら高密度ポリエチレン樹脂(c)の入手方法は、市販の樹脂を利用できる。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)に配合される低密度ポリエチレン樹脂(d)は、高圧法のエチレン単独重合体又はエチレン-α-オレフィン共重合体である。主成分であるエチレンとの共重合成分(副成分)であるα-オレフィンは1種又は2種以上の組み合わせでもよい。α-オレフィンは、好ましくは炭素数3~20のα-オレフィン、より好ましくは炭素数3~10のα-オレフィン、さらに好ましくはプロピレン又は1-ブテンである。具体的には、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ヘキセン等を挙げることができる。さらには、エチレン単独重合体及びエチレン-α-オレフィン共重合体のこれら重合体の2種以上のブレンド物を用いることもできる。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)に配合される低密度ポリエチレン樹脂(d)の密度(d)は、0.910g/cm3以上0.935g/cm3未満であることが必要であり、さらには0.915~0.930g/cm3であることが好ましい。
密度(d)が0.910g/cm3以上であれば、高密度ポリエチレン樹脂(b)及び(c)との密度差が大きくなりすぎることがなく、また、密度(d)が0.935g/cm3未満であれば、ポリプロピレン樹脂(a)との密度差が大きくなりすぎることがないため、配合する(a)、(b)、(c)の各樹脂との密度差を緩和し、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。
なお、密度(d)は、主としてエチレンと共重合する炭素数3~20のα-オレフィンとの量比等で調整できる。ここで、密度は、JIS K7112:1999によるD法(密度こうばい管)で測定する値である。
低密度ポリエチレン樹脂(d)の190℃、2.16kg荷重でのMFR(d)は、0.05~0.5g/10分であることが必要であり、さらには0.06~0.45g/10分であることが好ましい。
MFR(d)が0.05g/10分以上であれば、配合する(a)、(b)、(c)の各樹脂との溶融時の粘度差が大きくなりすぎることはなく、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。また、MFR(d)が0.5g/10分以下であれば、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に十分な粗面化の発現効果を付与することができる。
なお、これら低密度ポリエチレン樹脂(d)の入手方法は、市販の樹脂を利用できる。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)は、ポリプロピレン樹脂(a)、高密度ポリエチレン樹脂(b)、高密度ポリエチレン樹脂(c)、低密度ポリエチレン樹脂(d)の各成分を配合してなり、各々の配合割合が(a)/(b)/(c)/(d)=35~65/15~25/15~25/5~15(重量比;ただし、(b)≧(c)>(d)、かつ、(a)+(b)+(c)+(d)=100)であることが必要であり、さらには、41~59/17~23/17~23/7~13であることが好ましい。
ポリプロピレン樹脂(a)の配合割合を35重量%以上とすることで、成形品の十分な耐熱性や強度を有し、さらには、ポリオレフィン樹脂組成物(X)とポリプロピレン樹脂(Y)とのブレンド時において、ポリオレフィン樹脂組成物(X)のポリプロピレン樹脂(Y)に対する相溶性を確保することができる。また、ポリプロピレン樹脂(a)の配合割合を65重量%以下とすることで、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に十分な粗面化の発現効果を付与することができる。
高密度ポリエチレン樹脂(b)の配合割合を15重量%以上とすることで、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に十分な粗面化の発現効果を付与することができる。また、高密度ポリエチレン樹脂(b)の配合割合を25重量%以下とすることで、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。
高密度ポリエチレン樹脂(c)の配合割合を15重量%以上とすることで、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に十分な粗面化の発現効果を付与することができる。また、高密度ポリエチレン樹脂(c)の配合割合を25重量%以下とすることで、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。
低密度ポリエチレン樹脂(d)の配合割合を5重量%以上とすることで、ポリオレフィン樹脂組成物(X)を含む成形品において、均一に粗面化された表面を得ることができる。また、低密度ポリエチレン樹脂(d)の配合割合を15重量%以下とすることで、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に十分な粗面化発現効果を付与することができる。
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂組成物に配合されるポリプロピレン樹脂(Y)は、本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)と共に配合して用いることのできるポリプロピレン樹脂であり、プロピレン単独重合体又はα-オレフィン含有量が2重量%未満のプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体であり、好ましくはプロピレン単独重合体である。プロピレンとの共重合成分であるα-オレフィンは1種又は2種以上の組み合わせでもよい。α-オレフィンは、好ましくはエチレン又は炭素数4~20のα-オレフィン、より好ましくはエチレン又は炭素数4~10のα-オレフィン、さらに好ましくはエチレン又は1-ブテンである。具体的には、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ペンテン、2-メチル-1-ヘキセン等を挙げることができる。さらには、プロピレン単独重合体及びプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体のこれら重合体の2種以上のブレンド物を用いることもできる。ブレンド物は、別々に製造したこれら重合体を溶融混練して得られる溶融ブレンド物、又は後述の多段重合法により製造した多段重合体として得られる重合ブレンド物のいずれでもよい。
また、ポリプロピレン樹脂(Y)は、ポリオレフィン樹脂組成物(X)中のポリプロピレン樹脂(a)と同一組成でもよく、又は、異なる組成でもよいが、プロピレン単独重合体が特に好ましい。
ポリプロピレン樹脂(Y)の融点は、特に制限はないが、115~170℃であることが好ましく、さらには120~165℃であることが好ましい。
融点が115℃以上であれば、十分な耐熱性や剛性を有したフィルムを得ることができる。また、融点が170℃以下であれば、フィルム押出し成形時の溶融温度を過度に高くする必要がないため、樹脂劣化物の発生を抑制することが可能となり、優れた品質安定性を確保することができる。
ポリプロピレン樹脂(Y)の230℃、2.16kg荷重でのMFR(Y)は、特に制限はないが、フィルムの押出し成形に適した範囲として、2.0~20.0g/10分であることが好ましく、さらには5.0~15.0g/10分であることが好ましい。
MFR(Y)が2.0g/10分以上であれば、フィルム成形における押出し負荷を低減することが可能となり、優れた生産性を確保することができる。また、MFR(Y)が20.0g/10分以下であれば、配合するポリオレフィン樹脂組成物(X)との溶融時の粘度差が大きくなりすぎることはなく、フィッシュアイの原因であるポリマーゲルの発生を抑制することができる。
本発明のポリプロピレン系積層フィルムにおいてマット層の主成分であるポリプロピレン系樹脂組成物は、前記(X)、(Y)の各成分を、特定の割合で配合してなることを特徴とする。具体的には、ポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂組成物(X)と、ポリプロピレン樹脂(Y)を配合してなり、各々の配合割合が(X)/(Y)=15~53/85~47(重量比;ただし、(X)+(Y)=100)であることが必要であり、さらには、20~48/80~52であることが好ましい。また、ポリプロピレン系樹脂組成物に配合される前記(X)中のポリプロピレン樹脂(a)、及び前記(Y)の各成分は、プロピレン単独重合体又はα-オレフィン含有量が2重量%未満のプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体であり、ポリプロピレン系樹脂組成物として、後述のプロピレン系ブロック共重合体を含まないことが最も好ましい態様である。
ポリオレフィン樹脂組成物(X)の配合割合を15重量%以上とすることで、高いヘイズ値で、かつ、高い表面粗度のフィルムを得ることができる。また、ポリオレフィン樹脂組成物(X)の配合割合を53重量%以下とすることで、十分な耐衝撃性を有したフィルムを得ることができる。
本発明のポリプロピレン系積層フィルムのマット層に配合される滑剤としては、滑剤の機能を有するものであれば、特に制限がないが、例えば、ステアリン酸、パルミチン酸等の脂肪酸、脂肪酸アミド等を挙げることができ、脂肪酸アミド系の滑剤が好ましい。脂肪酸アミド系滑剤としては、モノアミド類、置換アミド類、ビスアミド類等が挙げられ、1種又は2種以上組み合わせて使用することができる。
モノアミド類の具体例としては、飽和脂肪酸モノアミドとして、ラウリン酸アミド、パルミチン酸アミド、ステアリン酸アミド、ベヘン酸アミド、ヒドロキシステアリン酸アミド等を挙げることができる。また、不飽和脂肪酸モノアミドとして、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、リシノール酸アミド等を挙げることができる。特にオレイン酸アミド、エルカ酸アミド、ベヘン酸アミドが好適に使用される。
置換アミド類の具体例としては、N-ステアリルステアリン酸アミド、N-オレイルオレイン酸アミド、N-ステアリルオレイン酸アミド、N-オレイルステアリン酸アミド、N-ステアリルエルカ酸アミド、N-オレイルパルミチン酸アミド等を挙げることができる。
ビスアミド類としては、例えば飽和脂肪酸ビスアミド、不飽和脂肪酸ビスアミド、芳香族系ビスアミド等を挙げることができる。ビスアミド類の具体例としては、飽和脂肪酸ビスアミドとして、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスカプリン酸アミド、エチレンビスラウリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスイソステアリン酸アミド、エチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、エチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスステアリン酸アミド、ヘキサメチレンビスベヘン酸アミド、ヘキサメチレンビスヒドロキシステアリン酸アミド、N,N´-ジステアリルアジピン酸アミド、N,N´-ジステアリルセバシン酸アミド等を挙げることができる。不飽和脂肪酸ビスアミドとして、エチレンビスオレイン酸アミド、ヘキサメチレンビスオレイン酸アミド、N,N´-ジオレイルアジピン酸アミド、N,N´-ジオレイルセバシン酸アミド等を挙げることができる。芳香族系ビスアミドとして、m-キシリレンビスステアリン酸アミド、N,N´-ジステアリルイソフタル酸アミド等を挙げることができる。
9.オレフィン系共重合体エラストマー
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)には、低融点化、柔軟性付与、耐衝撃性の向上、又は、ポリプロピレン樹脂(Y)との相溶性向上を目的として、オレフィン系共重合体エラストマーを配合することができる。
オレフィン系共重合体エラストマーにおけるポリマーに係る主たるモノマー(主成分)としては、エチレン、プロピレン、1-ブテンの任意の一種類から選ばれることが好ましく、エチレン又はプロピレンがより好ましい。また、コモノマー(副成分)としては、好ましくはエチレン、プロピレン、炭素数4~10のα-オレフィン及び炭素数4~10のアルカジエンからなる群から選ばれる主たるモノマーと構造を異にする少なくとも一種類であり、コモノマーの含有量は、10重量%以上50重量%未満であることが望ましい。コモノマー含有量が10重量%以上50重量%未満であると、柔軟性が向上するため、耐衝撃性が良好となり、併用効果が顕著となる。
コモノマーとしては、エチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン又は1-オクテンが好ましく、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン又は1-オクテンがより好ましい。
オレフィン系共重合体エラストマーの好ましい代表例としては、エチレン-プロピレン共重合体エラストマー、エチレン-プロピレン-1-ブテン共重合体エラストマー、エチレン-1-ブテン共重合体エラストマー、エチレン-1-ヘキセン共重合体エラストマー、エチレン-1-オクテン共重合体エラストマー、エチレン-プロピレン-ブタジエン共重合体、エチレン-プロピレン-イソプレン共重合体エラストマー、エチレン-エチレン-ブチレン-エチレンブロック共重合体エラストマー、エチレン-プロピレン-ブチレン-エチレンブロック共重合体エラストマー、プロピレン-1-ブテン共重合体エラストマー等が挙げられる。これらオレフィン系共重合体エラストマーの1種又は2種以上のブレンド物を用いることもできる。
オレフィン系共重合体エラストマーの密度は、0.860g/cm3以上0.910g/cm3未満であることが好ましく、より好ましくは0.865~0.905g/cm3の範囲である。密度が0.910g/cm3未満であれば、ポリオレフィン樹脂組成物(X)のポリプロピレン樹脂(Y)に対する相溶性の更なる向上が可能となる。
ここで、密度は、JIS K7112に準拠して測定する値である。
オレフィン系共重合体エラストマーのメルトフローレート(MFR)は、0.5~10g/10分の範囲内にあることが好ましい。オレフィン系共重合体エラストマーのメルトフローレート(MFR)が0.5g/10分以上であると、フィルム成形時の押出特性が良好となり、フィルムの生産性向上に影響を及ぼす可能性が高くなるため、好ましい。また、メルトフローレート(MFR)が10g/10分以下であると、ベタツキやブリードアウトが起こり難くなり、また、耐衝撃性の向上につながるために、好ましい。
ここでのMFRは、JIS K7210:1999の附属書A表1、条件Dに準拠し、加熱温度190℃、2.16kg荷重で測定する値であり、単位はg/10分である。
オレフィン系共重合体エラストマーの配合量は、ポリオレフィン樹脂組成物(X)100重量部に対して3~20重量部の範囲とすることが好ましい。配合量を20重量部以下に抑えることにより、本発明に係るポリオレフィン樹脂組成物(X)が元来有している粗面化発現効果や滑剤配合時の易滑性を損なうことなく、また、3重量部以上では、相溶性向上を始めとした配合の効果(低融点化、柔軟性付与、耐衝撃性の向上)が期待できる。
なお、これらオレフィン系共重合体エラストマーの入手方法は、市販のエラストマーを利用できる。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)又はポリプロピレン系樹脂組成物においては、本発明の効果を損なわない範囲内で、ポリオレフィン樹脂組成物(X)に用いる各種成分とは組成の異なるプロピレン単独重合体、プロピレン-エチレ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などのポリプロピレン樹脂、又はスチレン系エラストマーなどを、適宜配合してもよい。
また、本発明の効果を損なわない範囲内で、酸化防止剤、紫外線吸収剤、中和剤、造核剤、光安定剤、帯電防止剤、アンチブロッキング剤、臭気吸着剤、抗菌剤、顔料、無機質及び有機質の充填剤並びに種々の合成樹脂などの公知の添加剤を必要に応じて随時添加することができる。
本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)は、ポリプロピレン樹脂(a)、高密度ポリエチレン樹脂(b)、高密度ポリエチレン樹脂(c)、低密度ポリエチレン樹脂(d)、及び必要に応じて、上述の[その他成分]の添加剤、その他成分の樹脂、エラストマーなどを、ヘンシェルミキサー(商品名)、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどに投入して混合し均一化した後に、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリミキサーなどの混練機により190~260℃の温度範囲で溶融混練してペレット化する方法によりペレット状のポリオレフィン樹脂組成物(X)として得られることを例示できる。
本発明に用いるポリプロピレン系樹脂組成物は、ポリオレフィン樹脂組成物(X)、ポリプロピレン樹脂(Y)及び滑剤を配合してなる樹脂組成物であり、好ましい製造法の態様として、(1)ポリオレフィン樹脂組成物(X)、ポリプロピレン樹脂(Y)、滑剤、及び必要に応じて、上述の[その他成分]の添加剤、その他成分の樹脂、エラストマーなどを、ヘンシェルミキサー(商品名)、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどに投入して混合し均一化した後に、単軸押出機、多軸押出機、ニーダー、バンバリミキサーなどの混練機により190~260℃の温度範囲で溶融混練してペレット化する方法(溶融ブレンド法)、(2)ペレット状のポリオレフィン樹脂組成物(X)、ペレット状のポリプロピレン樹脂(Y)、滑剤のペレット状マスターバッチ、及び必要に応じて、上述の[その他成分]の添加剤、その他成分の樹脂、エラストマーなどをペレット状の形態にて、ヘンシェルミキサー(商品名)、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどに投入して混合し均一化する方法(ドライブレンド法)、(3)ペレット状のポリオレフィン樹脂組成物(X)、ペレット状のポリプロピレン樹脂(Y)、滑剤のペレット状マスターバッチ、及び必要に応じて、上述の[その他成分]の添加剤、その他成分の樹脂、エラストマーなどをペレット状の形態にて、ヘンシェルミキサー(商品名)、Vブレンダー、リボンブレンダー、タンブラーブレンダーなどに投入して混合し均一化(ドライブレンド法)した後に、フィルム成形機に供給してフィルムとする方法(溶融ブレンド法)、(4)ペレット状のポリオレフィン樹脂組成物(X)、ペレット状のポリプロピレン樹脂(Y)、滑剤のペレット状マスターバッチ、及び必要に応じて、上述の[その他成分]の添加剤、その他成分の樹脂、エラストマーなどをペレット状の形態にて、複数のホッパー又は上流にメインホッパーと下流に少なくとも一つのサイドフィード供給口とを備えたフィルム成形機の前記複数のホッパー又はメインホッパーと少なくとも一つのサイドフィード供給口とにそれぞれ投入した後に、各所定量をフィルム成形機に供給してフィルムとする方法(溶融ブレンド法)、によりそれぞれペレット状又はフィルム状のポリプロピレン系樹脂組成物として得られることを例示できる。
本発明のポリプロピレン系積層フィルムは、公知の溶融押出製膜法によってフィルムとして得られる。
例えば、一般に工業的に行われているTダイキャスト法による未延伸フィルム、キャスト後に熱延伸を行う一軸延伸フィルムや二軸延伸フィルム、又は水や大気雰囲気にて冷却を行うインフレーション法などの製膜方法にてフィルムの製造が可能である。
本発明のポリプロピレン系積層フィルムを製造するにあたって、ポリプロピレン樹脂(a)、高密度ポリエチレン樹脂(b)、高密度ポリエチレン樹脂(c)、低密度ポリエチレン樹脂(d)、及び必要に応じて、上述の[その他成分]の添加剤、その他成分の樹脂、エラストマーなどを混合し均一化した後に混練機により溶融混練してペレット化したペレット状のポリオレフィン樹脂組成物(X)、ポリプロピレン樹脂(Y)及び滑剤を配合してなるペレット状のポリプロピレン系樹脂組成物を、少なくとも片表面にマット層として配するようにフィルム成形機に供給して、ポリプロピレン系樹脂組成物を主成分とするマット層を有する積層フィルムとすることが好ましい。
また、本発明のポリプロピレン系積層フィルムを製造するにあたり、少なくとも片表面に有するマット層以外の層の材料としては、本発明に用いるポリオレフィン樹脂組成物(X)に配合される各種成分とは組成の異なるプロピレン-エチレンブロック共重合体やプロピレン単独重合体、プロピレン-エチレ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、又はスチレン系エラストマーなどを、適宜使用することができる。
次に、本発明の積層フィルムの各層の厚み比率について詳細に説明する。本発明のポリプロピレン系積層フィルムは、少なくとも片表面にマット層を有する。マット層の厚み比率としては、積層フィルムの総厚みに対して5%以上、より好ましくは10%以上、さらに好ましくは10~40%、特に好ましくは15~35%の厚み比率であることが好ましい。マット層の厚み比率がフィルム総厚みに対して5%以上であると、高ヘイズな積層フィルムを得ることが可能となる。
また、積層フィルムの総厚みは、特に限定されないが5~200μmが好ましく、10~100μmがより好ましい。
なお、当該マット層には、滑剤がポリオレフィン樹脂組成物(X)及びポリプロピレン樹脂(Y)の合計100重量部に対して、0.01~0.3重量部の割合で配合されることが必要であり、より好ましくは0.05~0.25重量部の範囲である。本発明に用いるポリプロピレン系樹脂組成物を主成分とするマット層の滑剤配合量が0.01重量部以上であれば、製膜直後から優れたフィルムの滑り性を発現することが可能となる。また、0.3重量部以下とすることで、滑剤の過剰なブリードを抑制することができる。
フィルムの表面には、表面の濡れ適性向上のためにコロナ又はプラズマ等の放電処理、火炎処理、オゾン処理などを行うことも可能である。
[物性の測定方法]
本発明の詳細な説明及び実施例中の各項目の物性測定や分析値などは、下記の方法に従ったものである。
示差走査熱量計(DSC)を用い、一旦200℃まで温度を上げて熱履歴を消去した後、10℃/分の降温速度で40℃まで温度を降下させ、再び昇温速度10℃/分にて測定した際の、吸熱ピークトップの温度を融点とした。
(2)MFR(単位:g/10分)
ポリプロピレン樹脂のMFRは、JIS K7210:1999の附属書A表1、条件Mに従い、以下の条件で測定した。
試験温度:230℃ 公称荷重:2.16kg
ダイ形状:直径2.095mm、長さ8.000mm
ポリエチレン樹脂のMFRは、JIS K7210:1999の附属書A表1、条件Dに従い、以下の条件で測定した。
試験温度:190℃ 公称荷重:2.16kg
ダイ形状:直径2.095mm、長さ8.000mm
(3)フィルムのヘイズ(単位:%)
フィルムを23℃、50%RHの雰囲気下にて24時間以上調整した後、JIS K7136に準拠してヘイズ(HAZE)を測定し、これを「全ヘイズ(%)」とした。得られた値が大きいほど不透明であることを意味する。
厚み30μm、MD(フィルム押出成形時の流れ方向)300mm×TD(フィルム押出成形時の流れ方向の垂直方向)200mmの大きさのフィルムを用い、長辺0.2mm以上のフィッシュアイを、目視にてカウントした。フィルム10枚に対して同様の作業を行い、1枚当たりの平均フィッシュアイ個数を求めた上で、面積1m2当たりのフィッシュアイ個数を算出した。
(5)静摩擦係数
2枚のフィルムを23℃、50%RHの雰囲気下にて、JIS K7125に準拠して、マット層同士を向い合せた状態でのフィルム対フィルムの静摩擦係数を測定した。静摩擦係数の値が小さい程、滑り性に優れることを意味する。
ここで、成形直後から、23℃条件下で24時間調整したフィルムの静摩擦係数を、成形1日後における静摩擦係数μs1Dとし、また、成形直後から、40℃条件下で168時間(7日)調整したフィルムの静摩擦係数を、成形7日後における静摩擦係数μs7Dとした。なお、測定した静摩擦係数μs1D、又は、μs7Dの値が0.1未満であった場合は、これを0.1とした。
製袋や印刷、ラミネートなどの加工工程におけるフィルムの取り回しを考慮すると、μs7Dは0.5以下であることが好ましく、0.2以下であることがより好ましい。また、フィルムの品質管理や製袋条件調整などを考慮すると、製膜後からの経時による静摩擦係数の変化が小さい方が好ましく、具体的にはμs1D/μs7Dが5.0以下であることが好ましく、4.0以下であることがより好ましい。
(6)汚染性
成形直後から、40℃条件下で168時間調整したフィルムを用い、直径100mmの金属鏡面ロールに対して抱き角90°でフィルムのマット層側と接触する状態で、長さ50mのフィルムを5m/minの速度にて走行させた。その後、以下の基準に基づいて汚染性の格付けを行った。
○:鏡面ロール上に、フィルムの走行跡が目視確認できない。
×:鏡面ロール上に、フィルムの走行跡が目視確認できる。
鏡面ロール上に、フィルム走行跡が確認できる場合は、マット層からブリードした成分の量が過多の状態であり、フィルム加工時の機械汚染や包装時の内容物汚染の原因と成り得るために好ましくない。
実施例及び比較例に使用した各種樹脂を以下に記す。
[ポリプロピレン樹脂(a)]
日本ポリプロ(株)製、商品名ノバテック(登録商標)PP、プロピレン-エチレン-1-ブテン共重合体、グレード名FX4G
融点126℃、MFR(230℃、2.16kg荷重)=5g/10分
[高密度ポリエチレン樹脂(b)]
日本ポリエチレン(株)製、商品名ノバテック(登録商標)HD、グレード名HB530
密度 0.962g/cm3、MFR(190℃、2.16kg荷重)=0.3g/10分
[高密度ポリエチレン樹脂(c)]
日本ポリエチレン(株)製、商品名ノバテック(登録商標)HD、グレード名HF313
密度 0.950g/cm3、MFR(190℃、2.16kg荷重)=0.05g/10分
[低密度ポリエチレン樹脂(d)]
日本ポリエチレン(株)製、商品名ノバテック(登録商標)LD、グレード名LF128
密度 0.922g/cm3、MFR(190℃、2.16kg荷重)=0.25g/10分
日本ポリプロ(株)製、商品名ノバテック(登録商標)PP、プロピレン単独重合体、グレード名FA3KM
融点163℃、MFR(230℃、2.16kg荷重)=10g/10分
日本ポリプロ(株)製、商品名ノバテック(登録商標)PP、プロピレン-エチレンブロック共重合体、グレード名BC3HF
融点160℃、MFR(230℃、2.16kg荷重)=8.5g/10分
なお、本発明においてプロピレン系ブロック共重合体とは、プロピレン単独重合体又はα-オレフィン含有量が2重量%未満のプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体と、α-オレフィン含有量が2重量%以上のプロピレン-α-オレフィンランダム共重合体とからなり、多段重合法により製造して得られる多段重合体であるプロピレン系共重合体のことをいう。
[ポリオレフィン樹脂組成物(X)のペレット化]
上述のポリプロピレン樹脂(a)、高密度ポリエチレン樹脂(b)、高密度ポリエチレン樹脂(c)、及び低密度ポリエチレン樹脂(d)の各ペレットを、(a)/(b)/(c)/(d)=50/20/20/10(重量比;(a)+(b)+(c)+(d)=100)となるよう配合してタンブラーにてそれぞれ混合し均一化した後に、以下の混練条件に従って二軸押出機により溶融混練し、ポリオレフィン樹脂組成物(X)のペレットを得た。
融点135℃、MFR(230℃、2.16kg荷重)=7.0g/10分のプロピレン-エチレンランダム共重合体のパウダー100重量部に対して、テトラキス[メチレン-3-(3´,5´-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン0.05重量部、トリス(2,4-ジ-t―ブチルフェニル)ホスファイト0.05重量部、ステアリン酸カルシウム0.05重量部、滑剤としてエルカ酸アミド5.0重量部を配合し、タンブラーにて混合し均一化した後に、以下の混練条件に従って二軸押出機により溶融混練し、ペレット化した。この得られたペレットを、エルカ酸アミドのマスターバッチ(EA-MB)とした。
得られたポリオレフィン樹脂組成物(X)、上述のポリプロピレン樹脂(Y)、EA-MB及びプロピレン系ブロック共重合体の各ペレットを、表1に示した配合割合でタンブラーにてそれぞれ混合し均一化して得られたペレット状のポリプロピレン系樹脂組成物(マット層用材料)、並びに上述のペレット状のポリプロピレン樹脂(Y)(基材層用材料)を、2層Tダイ成形機の各押出機ホッパーへ投入し、以下のフィルム成形条件に従って2層Tダイ成形機にて未延伸積層フィルムを得た。得られた実施例1~3、比較例1~8の各フィルムについての物性を、前記測定法に準拠し測定した。表1にその評価結果を記載する。
混練機:東芝機械社製35mm径同方向二軸混練機 混練温度:230℃
スクリュー回転数:250rpm フィーダー回転数:50rpm
(フィルム成形)
Tダイ成形機:プラコー社製小型2層Tダイ成形機
押出機:メイン押出機としてスクリュー径35mmφの単軸押出機(基材層)
サテライト押出機としてスクリュー径25mmφの単軸押出機(マット層)
押出温度:240℃
ダイス幅:300mm リップ開度:0.8mm
冷却ロール温度:30℃ 引取速度:18.0~20.0m/分
フィルム厚さ:30μm
表1から明らかなように、本発明によるポリプロピレン系積層フィルムは、高ヘイズで、外観欠点であるフィッシュアイが抑制されており、さらには滑り易く、かつ、経時による滑り性の変化が小さい(実施例1~3)。
一方で、滑剤の配合量が少なすぎると、十分な滑り性を有するフィルムは得られない(比較例1)。また、滑剤の配合量が多すぎると、十分な滑り性は得られるものの、フィルム表面への滑剤ブリード量が過剰となり、フィルム接触面へのブリード物の転写による汚染が避けられない(比較例2)。
また、高ヘイズなフィルム得るためにプロピレン系ブロック共重合体を配合した場合、滑剤は、プロピレン系ブロック共重合体中に存在する非晶成分に取り込まれてしまい、フィルム表面へのブリードが阻害されるため、十分な滑り性を有するフィルムが得られない(比較例3~6)。プロピレン系ブロック共重合体の配合量を相当に少なくすれば、滑剤のブリードによる滑り性向上が見込めるものの、高ヘイズは期待できず、さらには、相当量の滑剤配合にも関わらず、滑り性の発現には経時が必要となる(比較例7)。なお、プロピレン単独重合体であるポリプロピレン樹脂(Y)に滑剤を配合した場合、フィルムは高透明で、表面が平滑なためにフィルムが密着し易く、滑り性を得るには経時による十分な滑剤ブリードが必要となる(比較例8)。
以上の結果より、本発明の各実施例においては、各比較例に比して、ポリプロピレン系積層フィルムの各性能が、バランス良くおしなべて顕著に優れており、本発明の構成の合理性と有意性及び従来技術に対する卓越性を明示しているといえる。
Claims (4)
- 少なくとも片表面にマット層を有する積層フィルムであって、マット層が、ポリオレフィン樹脂組成物(X)とポリプロピレン樹脂(Y)を、(X)/(Y)=15~53/85~47(重量比;ただし、(X)+(Y)=100)の割合で配合してなるポリプロピレン系樹脂組成物を主成分とし、マット層への滑剤配合量がポリオレフィン樹脂組成物(X)及びポリプロピレン樹脂(Y)の合計100重量部に対して、0.01~0.3重量部の割合であり、かつ前記ポリプロピレン系樹脂組成物がプロピレン系ブロック共重合体を含まないことを特徴とするポリプロピレン系積層フィルム。
[ポリオレフィン樹脂組成物(X)]
下記(a)~(d)の各成分を配合してなり、各々の配合割合が(a)/(b)/(c)/(d)=35~65/15~25/15~25/5~15(重量比;ただし、(b)≧(c)>(d)、かつ、(a)+(b)+(c)+(d)=100)であるポリオレフィン樹脂(X)。
・ポリプロピレン樹脂(a):融点が115~170℃であり、メルトフローレート(MFR)(230℃、2.16kg荷重)が2.0~20.0g/10分。
・高密度ポリエチレン樹脂(b):密度が0.935~0.970g/cm3であり、メルトフローレート(MFR)(190℃、2.16kg荷重)が0.1~1.0g/10分。
・高密度ポリエチレン樹脂(c):密度が0.935~0.970g/cm3であり、メルトフローレート(MFR)(190℃、2.16kg荷重)が0.01g/10分以上0.1g/10分未満。
・低密度ポリエチレン樹脂(d):密度が0.910g/cm3以上0.935g/cm3未満であり、メルトフローレート(MFR)(190℃、2.16kg荷重)が0.05~0.5g/10分。 - マット層同士を向い合せた状態でのフィルム対フィルムの、成形1日後における静摩擦係数μs1Dと成形7日後における静摩擦係数μs7Dが、共に0.5未満であり、かつ、μs1Dとμs7Dの比μs1D/μs7Dが5.0以下であることを特徴とする請求項1に記載のポリプロピレン系積層フィルム。
- マット層に配合した滑剤が、少なくとも1種類の脂肪酸アミド系滑剤を含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のポリプロピレン系積層フィルム。
- 厚み30μmにおける全ヘイズが50%以上であることを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載のポリプロピレン系積層フィルム。
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