JPH10237189A - ポリプロピレン系一軸延伸フィルム - Google Patents
ポリプロピレン系一軸延伸フィルムInfo
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Abstract
引き裂き時に繊維状物の発生が少ないポリプロピレン系
一軸延伸フィルムを提供することを課題とする。 【解決手段】 結晶性ポリプロピレン40〜95重量%
とプロピレン−α−オレフィン共重合体60〜5重量%
とからなり、前記共重合体が前記結晶性ポリプロピレン
中に粒子として分散しているポリプロピレン系樹脂材料
を含むフィルム成形材料を一軸延伸し、前記共重合体粒
子のMD方向の断面における平均分散長径(L)とフィ
ルム厚み方向の平均分散粒子径(D)とのアスペクト比
(L/D)が100以上で、且つ前記平均分散粒子径が
0.10μm以下となるようにする。
Description
樹脂材料を含むフィルム成形材料により形成される一軸
延伸フィルムに関し、詳しくは、透明性を損なうことな
く横方向における引張伸びが向上したポリプロピレン系
一軸延伸フイルムに関する。
フィルム製造時のフィルムの流れ方向、すなわち機械方
向である縦方向(MD方向)において引き裂け易い性質
を有し、その方向においては直線的なカット性(ストレ
ートカット性)に優れているために、菓子等の壊れやす
いものの個包装やおにぎりの個包装など、主に食品の包
装分野において広く利用されている。
フィルムは、MD方向のストレートカット性に優れる反
面、MD方向に直行する横方向(TD方向)の伸びが小
さく、TD方向への力が働くと裂けやすいという欠点が
あり、そのため重量のある内容物の場合にはフィルムが
破袋する恐れがあった。また、従来のポリプロピレン系
一軸延伸フィルムは、MD方向に引き裂く場合、フィル
ムを引き裂いた面で細かい繊維状物が発生し、食品等に
混入する恐れがあった。
なうことなくTD方向の引張伸びが改善され、且つ引き
裂いたときの繊維状物の発生が少ないポリプロピレン系
一軸延伸フィルムを提供することを課題とする。
を解決するため鋭意研究を行った結果、結晶性ポリプロ
ピレン中にプロピレン−α−オレフィン共重合体が粒子
として分散した一軸延伸フィルムにおいて、その共重合
体粒子がMD方向の断面を観察した場合に一定の分散形
態を有するようにフィルム形態を制御することにより、
透明性を損なうことなく、MD方向のストレ−トカット
性及びTD方向の引張伸びを向上させうることを見出
し、本発明を完成した。
ン40〜95重量%と、プロピレン−α−オレフィン共
重合体60〜5重量%とからなり、前記共重合体が前記
結晶性ポリプロピレン中に粒子として分散しているポリ
プロピレン系樹脂材料を含むフィルム成形材料により形
成される一軸延伸フィルムにおいて、前記共重合体粒子
のMD方向の断面における平均分散長径(L)とフィル
ム厚み方向の平均分散粒子径(D)とのアスペクト比
(L/D)が100以上であり、且つ前記平均分散粒子
径が0.10μm以下であることを特徴とするポリプロ
ピレン系一軸延伸フイルムを提供する。
0〜95重量%と、プロピレン−α−オレフィン共重合
体60〜5重量%とからなり、結晶性ポリプロピレン及
びプロピレン−α−オレフィン共重合体のMFRの比
(結晶性ポリプロピレンのMFR/プロピレン−α−オ
レフィン共重合体のMFR)が10以下であるポリプロ
ピレン系樹脂材料を含むフィルム成形材料により形成さ
れ、MD方向の延伸倍率が3〜12倍となるように一軸
延伸されたポリプロピレン系一軸延伸フィルムを提供す
る。
子が結晶性ポリプロピレンのマトリックス中に一定以上
のアスペクト比で細長く分散したものであり、このよう
な分散形態を有するポリオレフィン系樹脂材料からなる
延伸フィルムは本発明においてはじめて見い出されたも
のである。本発明によれば、かかる形態上の特性を備え
ることにより、MD方向のストレートカット性が良好で
繊維状物の発生がなく、またTD方向の引張伸びにも優
れ、且つ高い透明性が保持された延伸フィルムが得られ
る。かかる形態上の特性を有する延伸フィルムであれば
その製法は特に限定されるものではないが、結晶性ポリ
プロピレン及びプロピレン−α−オレフィン共重合体の
MFRの比が10以下であるポリプロピレン系樹脂材料
からなり一定条件で延伸されたポリプロピレン系一軸延
伸フィルムは、上記特性を備えることができる。
ムとして有用であり、特に食品包装用及び重袋包装用フ
ィルムとして好適である。
する。 (1)本発明のポリプロピレン系樹脂材料 本発明の一軸延伸フィルムを形成するフィルム成形材料
は、結晶性ポリプロピレンと、プロピレン−α−オレフ
ィン共重合体とからなり、前記共重合体が前記結晶性ポ
リプロピレン中に粒子として(前記結晶性ポリプロピレ
ンのマトリックス中に前記共重合体がドメインとして)
分散しているポリプロピレン系樹脂材料を含む。
ピレン重合単位からなる結晶性の重合体であり、好まし
くはプロピレン重合単位が全体の90重量%以上である
ポリプロピレンである。具体的には、プロピレンの単独
重合体であってもよく、またプロピレン重合単位90重
量%以上とα−オレフィン10重量%未満とのランダム
又はブロック共重合体であってもよい。共重合体の場
合、α−オレフィンとしては、エチレン、1−ブテン、
1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセ
ン、1−ドデセン、4−メチル−1−ペンテン、3−メ
チル−1−ペンテン等を挙げることができる。このう
ち、プロピレン単独重合体又はプロピレン重合単位の含
量が90重量%以上のプロピレン−エチレン共重合体を
用いるのが、製造コストの点から好ましい。
−レ−ト(以下、「MFR」と略す)は製膜の安定性か
ら0.1〜50g/10分の範囲のものが好ましい。
ピレンとプロピレン以外のα−オレフィンとのランダム
共重合体である。プロピレン重合単位の含量は、共重合
体全体に対し重量基準で20〜80重量%の範囲にある
ことが好ましく、より好ましくは20〜75重量%、更
に好ましくは20〜70重量%である。プロピレン重合
単位の含量が80%を超えると、結晶性ポリプロピレン
のマトリックス中に目的とする前記共重合体粒子(以
下、「共重合体ドメイン」ともいう)の分散形態が得ら
れず、本発明の目的とするTD方向の引張伸びの向上効
果等が発揮されない場合がある。一方、20重量%未満
では、共重合ドメインが形成しにくく、目的とする性能
が得られない場合がある。
は、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセ
ン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、4−メ
チル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン等が挙
げられる。このうちα−オレフィンとしてエチレンを用
いたプロピレン−エチレン共重合体が、製造コストの点
から好ましく用いられる。
合体のMFRは特に限定されないが、0.1〜20g/
10分の範囲のものが好ましい。より好ましくは、結晶
性ポリプロピレンとのMFRの比(結晶性ポリプロピレ
ンのMFR/プロピレン−α−オレフィン共重合体のM
FR:以下、「MFR比」という)が10以下、さらに
好ましくは0.1〜5の範囲となるようにプロピレン−
α−オレフィン共重合体のMFRを選択するのが好まし
い。
ピレンの含量は、該ポリプロピレン系樹脂材料全量に対
し40〜95重量%、好ましくは50〜95重量%であ
り、プロピレン−α−オレフィン共重合体の含量は60
〜5重量%、好ましくは50〜5重量%である。前記共
重合体の割合が5重量%未満ではTD方向の引張伸びが
十分に得られず、60%を超えるとフイルムの剛性の低
下が著しく、実用上好ましくない。
に限定されず、いかなる方法によって得ることもでき
る。例えば、各々別個に重合して得られた結晶性ポリプ
ロピレンとプロピレン−α−オレフィン共重合体とを溶
融混練等によって混合することにより取得してもよい。
また、結晶性ポリプロピレンとプロピレン−α−オレフ
ィン共重合体とを多段重合により連続的に重合すること
によって取得してもよい。
ーナッタ触媒を用いて重合したプロピレン−α−オレフ
ィン共重合体や市販のエチレン−プロピレンゴムと結晶
性ポリプロピレンとを溶融混合する方法が例示できる。
また、結晶性ポリプロピレンとプロピレン−α−オレフ
ィン共重合体とを多段重合により連続的に重合する方法
としては、複数の重合器を使用し、例えば1段目でプロ
ピレン単独重合体を製造し、2段目でプロピレン−α−
オレフィン共重合体を製造する方法が例示できる。この
連続重合法は、上記した溶融混合法に比べて製造コスト
が低く、また、結晶性ポリプロピレン中にプロピレン−
α−オレフィン共重合体が均一に分散したポリプロピレ
ン系樹脂材料が得られ、且つ品質(TD方向の引張伸
び、繊維状物の発生防止、良好な透明性)の安定化が図
れる点で好ましい。
特に好ましくは、上記連続重合法により製造し、結晶性
ポリプロピレン及びプロピレン−α−オレフィン共重合
体のMFR比(結晶性ポリプロピレンのMFR/プロピ
レン−α−オレフィン共重合体のMFR)を10以下、
さらに好ましくは0.1〜5の範囲となるように調整し
たものである。MFR比をこの範囲とすることにより、
結晶性ポリプロピレン中にプロピレン−α−オレフィン
共重合体が均一に且つ微細に分散し、これが一軸延伸に
より一定以上のアスペクト比を有する細長い形態となる
ため、MD方向のストレートカット性が良好で、且つ透
明性を損なうことなくTD方向の引張伸びがさらに向上
したポリプロピレン系延伸フィルムが得られる。
ン系樹脂材料は、具体的には特開平6−239918号
公報、特開平8−27238号公報等に記載されている
方法により製造することができる。
ロピレンのMFR及びプロピレン−α−オレフィン共重
合体のMFRを各々測定することにより求められるが、
ポリプロピレン系樹脂材料を多段重合により連続的に製
造した場合(はじめに結晶性ポリプロピレンを重合し、
次いでプロピレン−α−オレフィン共重合体を重合する
場合)は、プロピレン−α−オレフィン共重合体のMF
Rを直接測定できないため、直接測定可能な結晶性ポリ
プロピレンのMFR、得られるポリプロピレン系樹脂材
料のMFR及び該ポリプロピレン系樹脂材料中のプロピ
レン−α−オレフィン共重合体の含有量から、下記式に
より求めることができる。
脂材料を主体とするが、さらに通常のポリオレフィン系
フィルム材料に使用される酸化防止剤、中和剤、耐候
剤、無機充填剤、滑剤、ブロッキング防止剤、帯電防止
剤等の添加剤が配合されていてもよい。
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、2,6−ジ−
t−ブチル−4−メチルフェノール、n−オクタデシル
−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、トリス(3,5−ジ−t
−ブチル−4−ヒドロキシベンジル)イソシアヌレート
等のフェノール系酸化防止剤、又はトリス(2,4−ジ
−t−ブチルフェニル)フォスファイト、トリス(ノニ
ルフェニル)フォスファイト、ジステアリルペンタエリ
スリトールジフォスファイト、テトラキス(2,4−ジ
−t−ブチルフェニル)−4,4’−ビフェニレン−ジ
フォスフォナイト等のリン系酸化防止剤等が例示でき
る。
ウム等の高級脂肪酸塩類が例示でき、無機充填剤及びブ
ロッキング防止剤としては炭酸カルシウム、シリカ、ハ
イドロタルサイト、ゼオライト、ケイ酸アルミニウム、
ケイ酸マグネシウム等が例示でき、滑剤としてはステア
リン酸アマイド等の高級脂肪酸アマイド類が例示でき、
帯電防止剤としてはグリセリンモノステアレート等の脂
肪酸エステル類が例示できる。
用目的等により適宜選択することができるが、通常フィ
ルム成形材料全量に対し0.001〜5%程度とするの
が好ましい。
配合する方法は特に限定されず、例えばヘンシェルミキ
サー(商品名)等の高速撹拌機付混合機及びリボンブレ
ンダー並びにタンブラーミキサー等の通常の配合装置に
より配合する方法(ドライブレンド)が例示でき、更に
通常の単軸押出機又は二軸押出機等を用いてペレット化
する方法が例示できる。
料を一軸延伸することにより得られる。延伸方法として
は、公知のTダイキャスト法、水冷インフレーション法
等により未延伸シートを成形した後、例えばロール延伸
法などの公知の延伸法により製造することができる。
伸倍率(縦延伸倍率)は特に制限されないが、3〜12
倍、好ましくは5〜10倍の範囲が例示できる。延伸倍
率がこの範囲内であれば、前記プロピレン−α−オレフ
ィン共重合体ドメインのMD方向の断面における平均分
散長径とフィルム厚み方向の平均分散粒子径とのアスペ
クト比を100以上にすることができ、透明性を損なう
ことなくTD方向の引張伸びが向上したフィルムを得る
ことができる。
は、結晶性ポリプロピレン中に粒子として分散している
プロピレン−α−オレフィン共重合体ドメインのMD方
向の断面におけるフィルム厚み方向の平均分散粒子径が
0.10μm以下、好ましくは0.05μm以下であ
る。該平均分散粒子径が0.10μmより大きいと、T
D方向の引張伸びが低下し、透明性も損なわれる。一
方、平均分散粒子径の下限については特に限定されず、
共重合体ドメインが確認できる範囲であればいかなる小
粒子であってもよいが、好ましくは0.005μmであ
る。
は、前記共重合体ドメインのMD方向の断面における平
均分散長径(L)と前記平均分散粒子径(D)とのアス
ペクト比(L/D)が100以上、好ましくは 300
以上であることを特徴とする。尚、ここでいう平均分散
長径(L)と平均分散粒子径(D)との関係を図1
(a)(b)に模式図として示す。MD方向の断面にお
ける平均分散粒子径(D)は、MD方向に沿ったフィル
ムの断面をMD方向に対し垂直の方向から観察した場合
(MD観察:edge view)の分散粒子のフィルム厚み方
向の粒子径(短径)の平均値である。また、平均分散長
径(L)は、前記MD観察における分散粒子の長径の平
均値である。
長い共重合体ドメインがマトリックス中に均一に分散し
ており、これによりTD方向の引張伸びに優れ、しかも
透明性をも損なわない一軸延伸フィルムが得られる。こ
のアスペクト比が100未満では、TD方向の引張伸び
に劣り透明性も低下するので好ましくない。
れないが、一つの共重合体粒子の長径を共重合体ドメイ
ンのMD方向の粒子径とみれば、700程度が好まし
い。ただし、MD方向への延伸により共重合体粒子同士
がMD方向で融合してつながる場合があり、共重合体ド
メインをこのような複数の共重合体粒子の融合体として
みた場合は、MD方向の粒子径が一つの共重合体粒子の
長径の数倍となることがある。そのときの共重合体ドメ
インのアスペクト比の上限値は、前述の一つの共重合体
粒子のアスペクト比の数倍、具体的には10〜50倍と
なり、アスペクト比としては1000〜5000程度に
まで達する場合がある。
の断面をTD方向に垂直な方向から観察した場合(TD
観察:end view)、共重合体ドメインはMD方向への一
軸延伸の影響により、偏平の形状となることがある。そ
の場合における平均分散長径とフィルム厚み方向の平均
分散粒子径とのアスペクト比は特に限定されるものでは
ないが、80〜600程度が好ましい。TD観察の模式
図を図1(c)に示す。
分散粒子径及びアスペクト比を有する共重合体ドメイン
を含むフィルムが、TD方向の引張伸びに優れ、透明性
をも損なわないことをはじめて見出したものである。よ
って、このような共重合体ドメインの粒子径に関する条
件を満たすものであれば如何なる方法で得られたフィル
ムであってもよいが、具体的には、上記した連続重合法
で製造したポリプロピレン系樹脂材料を延伸することに
より達成できる。
晶性ポリプロピレン及びプロピレン−α−オレフィン共
重合体のMFRの比が10以下であるポリプロピレン系
樹脂材料を用い、延伸倍率3〜12程度となるように一
軸延伸することにより達成できる。
ムの厚みは特に限定されるものではないが、フィルムの
成形性の点で10〜100μmが好ましく、更に好まし
くは15〜70μmである。
ムは、MD方向のストレートカット性が良好で引き裂き
時の繊維状物の発生もなく、且つTD方向の引張伸びに
優れ、透明性も保持されることから、重袋用材料、サン
ドイッチやおにぎりなどの食品包装材料等として好まし
く用いることができる。
フィルムは、その片面又は両面に他の樹脂からなるフィ
ルムを重ねて2層以上の構造を有する多層フィルムとし
て利用することができる。このとき用いる他の樹脂とし
ては特に限定されず、目的に応じて各種の樹脂が使用で
きる。例えば、本発明の一軸延伸フィルム上に低融点の
プロピレン−α−オレフィン共重合体等の熱接着性の樹
脂からなる層を設けることにより、各種包装用材料とし
て使用できる。このような多層フィルムの製造法として
は、フィルムの製造段階でのインラインラミネ−ト法、
共押出法等や、フイルム製造後に積層を行うドライラミ
ネ−ト法等が適用できる。
明するが、本発明はこれらの実施例によって限定される
ものではない。
酸化防止剤としてテトラキス[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]メタンをフィルム成形材料全量に対し
0.1重量%、リン系酸化防止剤としてトリス(2,4
−ジ−t−ブチルフェニル)フォスファイトを0.1重
量%、中和剤としてステアリン酸カルシウムを0.1重
量%配合し、ヘンシェルミキサー(商品名)で混合後、
単軸押出機(口径40mm)を用いて溶融混練してペレ
ット化し、フィルム成形材料を得た。尚、ここで用いた
ポリプロピレン系樹脂材料は、連続重合法により1段目
で結晶性ポリプロピレンを重合し、2段目でプロピレン
−α−オレフィン共重合体(プロピレン−エチレン共重
合体)を重合することによって得たものである。ただ
し、比較例3で用いたポリプロピレン系樹脂材料は、市
販のエチレン−プロピレンゴム(日本合成ゴム(株)
製:プロピレン含量は27重量%)と結晶性ポリプロピ
レンとを溶融混練することにより得たものである。
備した押出機を用いて260℃で溶融押出し、30℃の
冷却ロ−ルで冷却固化して未延伸シ−トとした。このシ
−トを90℃の予熱ロ−ルにて予熱し、100℃のロ−
ル間で縦方向(MD方向)に5倍に延伸し、厚さ30μ
mの一軸延伸フイルムとした。
ィルム中の共重合体ドメインのTD方向における平均分
散径、アスペクト比、透明性(ヘイズ)、ヤング率及び
引張破断伸度を表1に示した。尚、これらの物性値等の
評価方法は以下の通りである。
クト比 一軸延伸フィルムをMD方向及びTD方向に垂直な面で
各々切断し、ルテニウム化合物(RuO4)にて48時間
蒸気染色後、ウルトラミクロト−ムを用いダイヤモンド
ナイフにて、厚さ約100nmの厚みに切削し、超薄切
片を作成した。得られた超薄切片について、透過型電子
顕微鏡(商品名:JEOLEM100CX)を用いて1
万倍及び3万倍の倍率で観察を行い、電子顕微鏡写真を
統計処理することでMD方向の断面における共重合体ド
メインの平均分散長径とフィルム厚み方向の平均分散粒
子径とを各々求め、これらからアスペクト比を算出し
た。
方向の引張破断伸度(引張伸び)を測定し、MD方向の
裂け難さの指標とした。値が大きいほどMD方向に裂け
にくいフィルムであることを示す。
イズ(単位:%)を測定して透明性の基準とした。値が
小さいほど透明性が良好である。
方向のヤング率を測定し、剛性の基準とした。値が大き
いほど高い剛性を備えたフィルムであることを示す。 (e)MFR JIS−K−7210に準じ、試験温度230℃、試験
荷重21.18Nの条件下で測定した。
の共重合体ドメインのMD方向の断面における平均分散
粒子径及び平均分散長径を求めるのに用いた超薄切片の
電子顕微鏡写真(倍率:7500倍)を図2に示した。
図2はMD方向に垂直な方向から観察したもの(MD観
察)である。尚、図3にTD方向に垂直な方向から観察
した場合(TD観察)の電子顕微鏡写真を示す。図2及
び図3は、それぞれ前記フィルム中のMD方向及びTD
方向における共重合体ドメインの粒子構造を示す写真で
ある。
TD方向の引張伸びが高く、剛性(ヤング率)や透明性
(ヘイズ)にも優れている。また、図2及び図3からわ
かるように、本発明の一軸延伸フィルムでは、共重合体
ドメインが微細に且つ細長く均一に分散した形態を有す
る。これに対し、比較例1ではポリプロピレン系樹脂材
料中のプロピレン−α−オレフィン共重合体の割合が少
なく、十分な引張伸びが得られない。また、比較例2、
3ではプロピレン−α−オレフィン共重合体の平均分散
粒子径が大きすぎアスペクト比が低く、透明性に劣り且
つTD方向の引張伸びも低いフィルムしか得られない。
比較例4では結晶性ポリプロピレンのみからなるポリプ
ロピレン系樹脂材料を用いており、十分な引張伸びを有
するフィルムが得られない。
のストレートカット性が良好で引き裂き時に繊維状物の
発生が少なく、またTD方向の引張伸び及び強度に優
れ、且つ透明性も保持されている。
と平均分散粒子径(D)との関係を示す模式図である。
図1(a)はフィルムの斜視図であり、図1(b)はM
D方向の断面を示すMD観察図であり、図1(c)はT
D方向の断面を示すTD観察図である。
D方向における共重合体ドメインの粒子構造を示す電子
顕微鏡写真(倍率:7500倍)である。
D方向における共重合体ドメインの粒子構造を示す電子
顕微鏡写真(倍率:7500倍)である。
Claims (4)
- 【請求項1】 結晶性ポリプロピレン40〜95重量%
と、プロピレン−α−オレフィン共重合体60〜5重量
%とからなり、前記共重合体が前記結晶性ポリプロピレ
ン中に粒子として分散しているポリプロピレン系樹脂材
料を含むフィルム成形材料により形成される一軸延伸フ
ィルムにおいて、前記共重合体粒子のMD方向の断面に
おける平均分散長径(L)とフィルム厚み方向の平均分
散粒子径(D)とのアスペクト比(L/D)が100以
上であり、且つ前記平均分散粒子径が0.10μm以下
であることを特徴とする、ポリプロピレン系一軸延伸フ
イルム。 - 【請求項2】 前記ポリプロピレン系樹脂材料におい
て、結晶性ポリプロピレン及びプロピレン−α−オレフ
ィン共重合体のMFRの比(結晶性ポリプロピレンのM
FR/プロピレン−α−オレフィン共重合体のMFR)
が10以下である、請求項1記載のポリプロピレン系一
軸延伸フィルム。 - 【請求項3】 結晶性ポリプロピレン40〜95重量%
と、プロピレン−α−オレフィン共重合体60〜5重量
%とからなり、結晶性ポリプロピレン及びプロピレン−
α−オレフィン共重合体のMFRの比(結晶性ポリプロ
ピレンのMFR/プロピレン−α−オレフィン共重合体
のMFR)が10以下であるポリプロピレン系樹脂材料
を含むフィルム成形材料により形成され、MD方向の延
伸倍率が3〜12倍となるように一軸延伸されたポリプ
ロピレン系一軸延伸フィルム。 - 【請求項4】 前記プロピレン−α−オレフィン共重合
体が、20〜80重量%のプロピレン重合単位を含有す
る、請求項1〜3のいずれかに記載のポリプロピレン系
一軸延伸フイルム。
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