JP7273564B2 - ポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法 - Google Patents
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Description
試作例1~25の縦一軸延伸フィルムについて、原料となる樹脂を溶融、混練して共押出Tダイフィルム成形機及びオーブンを用い、実質的に縦方向に一軸延伸して製膜した。試作例1~8の原料は、ポリプロピレン単独の重合体100重量%、試作例9~17はエチレン-プロピレンのブロック共重合体100重量%、試作例18~22はエチレン-プロピレン-ブレンのランダム共重合体100重量%とした。試作例23~25については、原料をポリプロピレン単独の重合体と、エチレン-プロピレンのブロック共重合体とをTダイから層状に供押出してフィルム成形した。各試作例とも、表中の延伸前のシート厚さ(μm)、結晶化度(%)及び延伸倍率とする条件とした。
各試作例を形成する原料樹脂として、以下の原料を使用した。試作例1~8は原料01を使用した。試作例9~17は原料02を使用した。試作例18~22は原料03を使用した。試作例23~25は原料01と原料04を使用した。メルトフローレート(MFR)の測定は、JIS K 7210-1(2014)のA法に準拠する。
(原料01) ホモポリプロピレン(日本ポリプロ株式会社製,商品名「FY6」,MFR:2.5g/10min)
(原料02) エチレン-プロピレンブロック共重合体(日本ポリプロ株式会社製,商品名「BC6CB」,MFR:2.5g/10min)
(原料03) エチレン-プロピレン-ブテンランダム共重合体(日本ポリプロ株式会社製,商品名「FW4BT」,MFR:6.5g/10min)
(原料04) エチレン-プロピレンランダム共重合体(日本ポリプロ株式会社製,商品名「WXK1233」,MFR:7.0g/10min)
原料01を溶融、混練してTダイから240℃で吐出し、30℃の冷却ロールにて厚さ42μmのシート状に成形し結晶化度を51%に調整した。得られたシート状物を試作例1のフィルムとした。
原料01を使用し、Tダイから吐出される際の樹脂の温度を240℃とし、冷却ロールの温度を30℃として厚さ60μmのシート状物を成形し結晶化度を53%に調整した。得られたシート状物を135℃で予熱し、延伸倍率を1.5倍としてロール延伸して試作例2のフィルムを得た。
シート状物の厚さ78μm、結晶化度を54%、延伸倍率を2.0倍とした以外は試作例2と同様として試作例3のフィルムを得た。
シート状物の厚さ97μm、結晶化度を55%、延伸倍率を2.5倍とした以外は試作例2と同様として試作例4のフィルムを得た。
冷却ロールの温度を80℃、シート状物の厚さ101μm、結晶化度を62%、延伸倍率を2.5倍とした以外は試作例2と同様として試作例5のフィルムを得た。
冷却ロールの温度を80℃、シート状物の厚さ137μm、結晶化度を63%、延伸倍率を3.5倍とした以外は試作例2と同様として試作例6のフィルムを得た。
シート状物の厚さ201μm、結晶化度を59%、延伸倍率を5.0倍とした以外は試作例2と同様として試作例7のフィルムを得た。
冷却ロールの温度を80℃、シート状物の厚さ1580μm、結晶化度を68%、延伸倍率を5.0倍とした以外は試作例2と同様としてフィルムを作成し、さらにテンターにて延伸倍率を8.0倍として横方向に延伸し、合計延伸倍率40.0倍の二軸延伸フィルムである試作例8のフィルムを得た。
原料02を使用し、シート状物の厚さ41μm、結晶化度を45%とした以外は試作例1と同様として試作例9のフィルムとした。
原料02を使用し、シート状物の厚さ78μm、結晶化度を45%、延伸倍率を2.0倍とした以外は試作例2と同様として試作例10のフィルムを得た。
原料02を使用し、冷却ロールの温度を80℃、シート状物の厚さ81μm、結晶化度を56%、延伸倍率を2.0倍とした以外は試作例2と同様として試作例11のフィルムを得た。
原料02を使用し、シート状物の厚さ97μm、結晶化度を45%、延伸倍率を2.0倍とした以外は試作例2と同様として試作例12のフィルムを得た。
原料02を使用し、冷却ロールの温度を80℃、シート状物の厚さ102μm、結晶化度を56%、延伸倍率を2.5倍とした以外は試作例2と同様として試作例13のフィルムを得た。
原料02を使用し、シート状物の厚さ118μm、結晶化度を45%、延伸倍率を3.0倍とした以外は試作例2と同様として試作例14のフィルムを得た。
原料02を使用し、シート状物の厚さ138μm、結晶化度を45%、延伸倍率を3.5倍とした以外は試作例2と同様として試作例15のフィルムを得た。
原料02を使用し、シート状物の厚さ158μm、結晶化度を47%、延伸倍率を4.0倍とした以外は試作例2と同様として試作例16のフィルムを得た。
原料02を使用し、シート状物の厚さ204μm、結晶化度を46%、延伸倍率を5.0倍とした以外は試作例2と同様として試作例17のフィルムを得た。
原料03を使用し、Tダイから吐出される際の樹脂の温度を230℃とし、シート状物の厚さ42μm、結晶化度を38%とした以外は試作例1と同様として試作例18のフィルムとした。
原料03を使用し、Tダイから吐出される際の樹脂の温度を230℃とし、冷却ロールの温度を30℃として厚さ81μmのシート状物を成形し結晶化度を41%に調整した。得られたシート状物を100℃で予熱し、延伸倍率を2.0倍としてロール延伸して試作例19のフィルムを得た。
シート状物の厚さ102μm、結晶化度を41%、延伸倍率を2.5倍とした以外は試作例19と同様として試作例20のフィルムを得た。
シート状物の厚さ118μm、結晶化度を40%、延伸倍率を3.0倍とした以外は試作例19と同様として試作例21のフィルムを得た。
シート状物の厚さ160μm、結晶化度を40%、延伸倍率を4.0倍とした以外は試作例19と同様として試作例22のフィルムを得た。
原料01及び原料4をTダイから層状に吐出し、シート状物の厚さ40μm、結晶化度を49%とした以外は試作例1と同様として試作例23のフィルムとした。
原料01及び原料4をTダイから層状に吐出し、Tダイから吐出される際の樹脂の温度を240℃とし、冷却ロールの温度を30℃として厚さ80μmのシート状物を成形し、結晶化度を52%に調整した。得られたシート状物を110℃で予熱し、延伸倍率を2.5倍としてロール延伸して試作例24のフィルムを得た。
シート状物の厚さ120μm、結晶化度を52%、延伸倍率を5.0倍とした以外は試作例24と同様として試作例25のフィルムを得た。
各試作例の縦一軸延伸フィルムの製膜に際し、延伸される前におけるシートの厚さ(μm)を計測した。
各試作例の縦一軸延伸フィルムの製膜に際し、冷却ロールにてシート状に形成されたシート状物について結晶化度(%)を求めた。結晶化度は、PerkinElmer社製フーリエ変換赤外分光分析装置Spectrum Twoを使用し、IR法により以下の式(i)(錦田晃一・岩本令吉著,「赤外法による材料分析-基礎と応用-」,講談社サイエンティフィック,1986年8月,第214~215頁)を利用して算出した。式(i)中、A998、A974及びA920はそれぞれ、波数998cm-1、974cm-1及び920cm-1における吸光度を意味する。
各試作例のフィルムを作成する際の延伸倍率である。
各試作例それぞれについて、JIS K 7130(1999)に準拠し、製膜の流れ方向(MD)に沿って20か所の厚さを計測し、平均厚さ(t)を計測した。また、各試作例のフィルムにおける最も薄い箇所の厚さ(最小厚さ)(min)と最も厚い箇所の厚さ(最大厚さ)(max)を計測し、その差(R){(R)=(max)-(min)}を算出した。最大厚さと最小厚さとの厚み差(R)を平均厚さ(t)により除し、百分率とした。
各試作例の縦一軸延伸フィルムについて、JIS Z 1713(2009)に準拠してヒートシール開始温度を測定した。このとき、測定片(幅50mm、長さ250mm)の長手方向をフィルムの延伸方向とした。そして、2枚の試験片のヒートシール層同士を重ね、株式会社東洋精機製作所製,熱傾斜試験機(ヒートシール試験機)を使用し、ヒートシール圧力を0.34MPa、ヒートシール時間を1.0秒とした。このとき、ヒートシーラーの熱板と試験片フィルムの間に融着防止用のPETフィルム(厚さ12μm)を挟んだ。そして、5℃ずつ温度を傾斜(昇温)する条件にてヒートシールした。ヒートシール後、試験片を15mm幅で切り出した。ヒートシールにより融着した試験片を180°に開き、株式会社島津製作所製,引張試験機(EZ-SX)により未シール部分をチャックに挟み、シール部分を剥離した。そして、ヒートシール強度が3Nに到達した時点の温度を求めた。
各試作例の縦一軸延伸フィルムの引裂き性の良さに基づいた易開封性の良否判断に際し、直進引裂試験を行った。直進引裂試験について、図2の模式図を用い説明する。縦一軸延伸フィルム10は、フィルムの製膜時の流れ方向(MD)に300mmの長辺51、幅方向(TD)に100mmの短辺52の長方形状に切り出され試験フィルム50となる。短辺52の中央より試験フィルム50の内側に長辺と平行に100mmの切れ込み30をいれ、切れ込み30の左右5mmには長辺と平行に直線40が引かれる。そして、試験フィルム50の切れ込み30の左右の端31,32を引張速度6m/minで引張して試験フィルム50を引裂いた。該引裂きが2本の直線よりも内側であれば「○」とし、直線よりも外側にはみ出したのであれば「×」とした。
一連の試作例の検証よって、フィルム厚さのムラが少なく縦一軸延伸の製膜を採用してフィルムに引裂方向性を備えたフィルムを作製することができた。そこで、各種の包装資材用途の需要に適する。フィルムの延伸倍率を低延伸倍率とすることにより、フィルムの強度を維持しつつヒートシール温度の上昇を抑制することができたため、製造が容易で経済的である。特に、低延伸倍率の一軸延伸フィルムはフィルム厚さにムラが生じやすい欠点を解消することができた。このため、本発明の製造方法により製造され縦一軸延伸フィルムは強度を維持しつつも引裂方向性を有するため、内容物を確実に保持しつつも易開封性をも備える。
11 積層体
20 他のフィルム
30 切れ込み
40 直線
50 試験フィルム
51 長辺
52 短辺
MD 縦一軸延伸フィルムのフィルム製膜時の流れ方向
TD 縦一軸延伸フィルムのフィルム製膜時の幅方向
Claims (4)
- 原料の溶融樹脂を押出装置から吐出させてロール間延伸を通じて縦方向に一軸延伸して形成される縦一軸延伸フィルムの製造方法であって、
前記原料は、プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレンを除くα-オレフィンとの重合によるランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれかのアイソタクチックポリプロピレンであるポリプロピレン系樹脂を70重量%以上含み、前記ポリプロピレン系樹脂のJIS K 7210-1(2014)に準拠して測定されたメルトフローレート(MFR)が1~10g/10minである樹脂組成物であり、
溶融押出しされた前記原料を冷却ロールにて冷却しつつシート状に成形してIR法により測定された結晶化度を55%以下に調整し、
次いでロールの速度差をもって縦方向に延伸倍率が1.2~3.5倍に一軸延伸して延伸フィルムを形成して、
JIS K 7130(1999)に準拠して測定されたフィルム厚さにおける最大厚さと最小厚さの差が平均厚さの20%以内であるフィルムを得る
ことを特徴とするポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法。 - 前記原料の溶融押出時において、前記樹脂組成物のうちから選択される異なる複数の前記原料を層状に溶融押出す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縦一軸延伸フィルムの製造方法。
- ポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムであるシーラント層と、1ないし複数層の基材フィルムとを備えた積層体であって、
前記シーラント層は、
プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレンを除くα-オレフィンとの重合によるランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれかのアイソタクチックポリプロピレンであるポリプロピレン系樹脂を70重量%以上含み、前記ポリプロピレン系樹脂のJIS K 7210-1(2014)に準拠して測定されたメルトフローレート(MFR)が1~10g/10minである樹脂組成物を原料とし、
IR法により測定された結晶化度が55%以下であり、
縦方向の延伸倍率が1.2~3.5倍であり、
JIS K 7130(1999)に準拠して測定されたフィルム厚さにおける最大厚さと最小厚さの差が平均厚さの20%以内である
ことを特徴とする積層体。 - 前記シーラント層が、前記樹脂組成物のうちから選択される異なる複数の前記原料を組み合わせて層状とされている請求項3に記載の積層体。
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