JPH1034846A - ポリオレフィン系無延伸フィルムおよびそれを用いた蒸着無延伸フィルム - Google Patents
ポリオレフィン系無延伸フィルムおよびそれを用いた蒸着無延伸フィルムInfo
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- JPH1034846A JPH1034846A JP19115596A JP19115596A JPH1034846A JP H1034846 A JPH1034846 A JP H1034846A JP 19115596 A JP19115596 A JP 19115596A JP 19115596 A JP19115596 A JP 19115596A JP H1034846 A JPH1034846 A JP H1034846A
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Abstract
ポリプロピレン樹脂層(A層)と、A層樹脂とポリオレ
フィン系共重合樹脂との混合樹脂層(B層)が積層され
た無延伸フィルムであり、B層の融解熱量が30〜10
0J/gであり、該無延伸フィルムの長手方向のヤング
率が0.8GPa以上であり、120℃15分加熱後の
寸法変化率が2%以下であることを特徴とするポリオレ
フィン系無延伸フィルム。 【効果】本発明のポリオレフィン系無延伸フィルムおよ
びそれを用いた蒸着無延伸フィルムにより、ヒートシー
ル性に優れ、かつ高いガスバリア性能を有し、蒸着、ス
リットおよびラミネートなどの二次加工性にも優れ、各
種ガスバリア包装用として好適なフィルムを提供する。
Description
無延伸フィルムおよびそれを用いた蒸着無延伸フィルム
に関するものである。更に詳しくは、剛性が高く、熱寸
法安定性に優れ、ヒートシール性に優れたポリオレフィ
ン系無延伸フィルムであり、さらにその表面に蒸着無機
薄膜が積層された、ガスバリア性能に優れ、耐加工性に
優れた蒸着無延伸フィルムに関するものである。
は、製膜性、透明性、成型性および防湿性に優れている
ことから、広く包装用途に用いられてきている。この中
でもポリオレフィン系無延伸フィルムはヒートシール性
に優れることから、二軸配向ポリプロピレンフィルムあ
るいはポリエチレンテレフタレートフィルムなどの耐熱
基材とラミネートされ、包装材料のヒートシール層とし
て用いられている。
上させる目的で、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)コー
ト層や、アルミニウム(Al)蒸着層が積層された耐熱
基材が包装材料の構成の一部として使用されているのが
一般的である。より具体的には、耐熱基材/PVDC/
接着層/無延伸ポリプロピレンフィルムや、耐熱基材/
印刷層/接着層/PVDCまたはAl/耐熱基材/接着
層/無延伸ポリプロピレンフィルムなどの構成が知られ
ている。しかしPVDCは廃棄焼却時に塩素系ガスが発
生するために環境への悪影響が指摘されている。また、
アルミニウム蒸着層を設けた耐熱基材を使用する構成に
おいては、上述のごとくアルミニウム蒸着層の外側に印
刷層を設けるために構成が複雑になり、コスト高になる
問題があった。
的として無延伸ポリプロピレンフィルムに金属蒸着を施
して、PVDCコートまたはアルミニウム蒸着した耐熱
フィルムを省く構成が検討されている。しかし、従来の
無延伸ポリプロピレンフィルムはヤング率が低く伸びや
すいことと、熱寸法安定性が悪いことから蒸着加工後の
ラミネート時に蒸着層にクラックが入り、さらにヒート
シール法にて製袋加工した時に、ヒートシール部のアル
ミニウム蒸着層に細かいクラックが生じて、外観やガス
バリア性能が悪化するという問題があった。この欠点を
改良する目的で、特公平5−55299号公報、特公平
8−18404号公報で、積層フィルムのヒートシール
層よりも融点が高い樹脂層にアルミニウムを蒸着して、
ヒートシール時に蒸着層にクラックが発生するのを改良
したアルミニウム蒸着フィルムがある。しかしこれらの
フィルムは、包装材料としての最も重要な特性であるガ
スバリア性能についての考慮が払われておらず、二次加
工後のガスバリア性能が不十分であった。
の状態を確認するための透明性が要求されることが多く
なってきた。このための透明ガスバリアフィルムとし
て、酸化ケイ素や酸化アルミニウムをフィルム上に形成
したものが特公昭53−12953号公報、特開昭62
−179935号公報により知られている。しかしこれ
らの技術は無延伸ポリプロピレンフィルムを対象に、透
明で、二次加工性に優れ、高度なガスバリア性能を付与
できるものではなかった。
では成しえなかった、各種加工時の熱や張力に対する変
形を抑えたポリオレフィン系無延伸フィルムを提供する
ことを目的とし、さらにはこのポリオレフィン系無延伸
フィルム上に蒸着によりアルミニウム薄膜や金属酸化物
などの無機薄膜を形成した、ガスバリア性能に優れ、二
次加工性(スリット、ラミネート、製袋)に優れた蒸着
無延伸フィルムを提供することを目的とする。
に鋭意検討した結果、特定のヒートシール性樹脂層の上
に、立体規則性の極めて高い結晶性ポリプロピレン樹脂
を表層に積層することで、無延伸フィルム全体の特性を
向上させ、さらにはこの上に無機薄膜を蒸着した蒸着無
延伸フィルムの特性も大幅に改善できることを見出し、
本発明に至った。すなわち本発明の構成は、メソペンタ
ッド分率が98%以上の結晶性ポリプロピレン樹脂層
(A層)と、A層樹脂とポリオレフィン系共重合樹脂と
の混合樹脂層(B層)が積層された無延伸フィルムであ
り、B層の融解熱量が30〜100J/gであり、該無
延伸フィルムの長手方向のヤング率が0.8GPa以上
であり、120℃15分加熱後の寸法変化率が2%以下
であることを特徴とするポリオレフィン系無延伸フィル
ムまたは、メソペンタッド分率が98%以上の結晶性ポ
リプロピレン樹脂層(A層)と、A層樹脂とポリオレフ
ィン系共重合樹脂との混合樹脂層(B層)と、ポリオレ
フィン系共重合樹脂からなる層(C層)がA/B/Cの
順に積層されてなる無延伸フィルムであり、C層の融解
熱量が30〜100J/gであり、該無延伸フィルムの
長手方向のヤング率が0.8GPa以上であり、120
℃15分加熱後の寸法変化率が2%以下であることを特
徴とするポリオレフィン系無延伸フィルムであり、これ
らA層の表面に無機薄膜が蒸着積層された蒸着無延伸フ
ィルムである。
無延伸フィルムの積層構成は、メソペンタッド分率が9
8%以上の結晶性ポリプロピレン樹脂層(A層)と、A
層樹脂とポリオレフィン系共重合樹脂との混合樹脂層
(B層)が積層されたもの、あるいはメソペンタッド分
率が98%以上の結晶性ポリプロピレン樹脂層(A層)
と、A層樹とポリオレフィン系共重合樹脂との混合樹脂
層(B層)と、ポリオレフィン系樹脂からなる層(C
層)がA/B/Cの順に積層されてなるものである。前
述の構成ではB層が、後述の構成ではB層+C層がヒー
トシール層としての機能を果たす。
ィルムの厚みは、包装用ヒートシール性フィルムとして
好適な10〜75μmが採用できる。10μm以下では
ヒートシール強度が十分でなく、75μmを超える場合
はヒートシール時に熱の伝達が不十分になりヒートシー
ル性が悪くなる。
層(A層)のメソペンタッド分率とは、ポリプロピレン
の立体規則性を反映するものである。一般のポリプロピ
レンはアイソタクチックの構造をとっており、ポリプロ
ピレンの隣接している2繰り返し単位の構造が、立体化
学的にメソ(meso)と呼ばれる構造をしている。そ
してこのポリプロピレンを13C−NMRで測定すること
により、このアイソタクチックな立体規則性を評価する
ことができる。一般的には、ポリプロピレン分子鎖にお
ける5個の繰り返し単位の立体配座(ペンタッド、pe
ntad)で表し、上記のメソ構造が並んだメソペンタ
ッド分率(以下mmmmと略称する)で表現されてい
る。なおmmmmは、T.HAYASHIらの報告[P
OLYMER、Vol.29、138〜143(198
8)]に記載の方法で、13C−NMRから求めることが
できる。本発明の結晶性ポリプロピレン樹脂層(A層)
のメソペンタッド分率は、98%以上である必要があ
り、好ましくは98.5%以上でありさらに好ましくは
99%以上である。A層のメソペンタッド分率が98%
未満では、フィルムの二次加工時の抗張力および熱寸法
安定性に劣るために、スリット加工、ラミネート加工時
に皺が入る等の問題が生じる。また無機薄膜の蒸着積層
後のガスバリア性能に劣り、抗張力に劣るために加工後
のガスバリア性能がさらに悪化するという問題を生じ
る。
性ポリプロピレン樹脂層(A層)のアイソタクチックイ
ンデックス(以下IIと略称する)は好ましくは96%
以上、さらに好ましくは98%以上であり、より好まし
くは99%以上である。またメルトフローインデックス
(以下MFIと略称する)は1〜15g/10分の範囲
にあることが望ましい。このようなポリプロピレン樹脂
を用いることにより、無延伸フィルムの結晶化度が高く
なり、ヤング率が高くなって力学特性や熱寸法安定性が
向上して蒸着後の二次加工性が向上する。
み(A層厚み+B層厚みあるいはA層厚み+B層厚み+
C層厚み)の半分未満であることが好ましく、さらに好
ましくは2μm以上、全体の厚みの1/3未満である。
A層の厚みが1μm未満では本発明のヤング率や熱寸法
安定性を達成することが困難になり、この結果抗張力や
熱寸法安定性が不十分であり、無機薄膜の蒸着積層後の
ガスバリア性能に劣り、抗張力に劣るために加工後のガ
スバリア性能がさらに悪化する。A層の厚みが全体の厚
みの半分以上である場合には、フィルム全体の剛性が高
すぎるためと、ヒートシール性を有するB層あるいはB
層+C層の割合が小さいために、製袋時のシール部の重
なり部分でのヒートシールが十分に行えない、いわゆる
トンネリングの現象が生じるため好ましくない。
るポリオレフィン系共重合樹脂とは、ポリプロピレンを
主成分とする重合体であることが、防湿性、ヒートシー
ル性の点で好ましい。その中でも、プロピレンを主成分
とした他のα−オレフィンとのランダム共重合体が耐衝
撃性の点で好ましく使用できる。共重合するα−オレフ
ィンモノマーとしては、エチレン、ブテン−1、ペンテ
ン−1、4−メチルペンテン−1、ヘキセン−1、オク
テン−1等が用いられ、エチレン、ブテン−1が特に好
ましい。α−オレフィンモノマーの共重合量としては3
〜15重量%の範囲がヒートシール力が強くて好まし
く、エチレンモノマーの場合は2〜6重量%、ブテン−
1モノマーの場合は3〜15重量%の範囲が好ましい。
具体的な実施対応としては、エチレン−プロピレン共重
合体(以下EPCと略称する)、エチレン−プロピレン
−ブテン−1共重合体(以下EPBCと略称する)、プ
ロピレン−ブテン−1共重合体(以下BPCと略称す
る)などが用いられる。
レン樹脂からなるA層樹脂と、これらポリオレフィン系
共重合樹脂との混合樹脂からなる。A/Bの構成である
場合、製袋加工時にヒートシール層として用いるため、
融解熱量が30〜100J/gの範囲であることが必要
であり、好ましくは50〜80J/gの範囲が低温ヒー
トシール性とヒートシール強度の観点から好ましい。B
層の融解熱量が30J/g未満では、フィルムの滑り性
が悪く、またブロッキング力が高くなり、長尺に巻き取
ったフィルムを高速で巻き出す時にフィルム破れを起こ
したり、また該A層に蒸着した無機薄膜が該B層に移行
して、ガスバリア性能が悪化する。また100J/gを
超えると、ヒートシールのための時間が長くなり製袋加
工上問題がある。
取ることにより、本発明のフィルムの特性を悪化させる
ことなく、本発明のフィルムを製造する際に発生した屑
を自己回収することができ、コスト低減をはかることが
できる。A層樹脂とポリオレフィン系共重合樹脂の混合
比率は、本発明の融解熱量を満足する範囲で選択できる
が、好ましくはA層樹脂:ポリオレフィン系共重合樹脂
=1:2〜1:20の範囲で用いることができる。B層
積層厚みは、A/Bの構成で、5〜50μmの範囲がヒ
ートシール強度とトンネリング防止のために好ましく、
かつ全体厚みの半分以上が好ましく、より好ましくは2
/3以上である。また、A/B/Cの構成でのB層厚み
は5〜30μの範囲であり、かつ全体厚みの1/4以上
2/3以下が好ましい。
ス(MFI)は1〜20g/10分の範囲が押出製膜性
が良好となり好ましく、より好ましくは3〜10g/1
0分である。
ィルムのC層の融解熱量は、該B層と同じく30〜10
0J/gの範囲にあることが必要である。該C層の厚み
は1〜30μmの範囲がヒートシール強度とトンネリン
グ防止のために好ましく、より好ましくは5〜25μm
の範囲である。
ャストフィルムのことであるが、実際の製膜工程におい
てはフィルムの長手方向または幅方向に若干配向したフ
ィルムとなる場合もある。そこで本発明の無延伸フィル
ムの複屈折率(フィルムの長手方向と幅方向の屈折率の
差)は0.005以下であることが、ヒートシール性と
熱寸法安定性の点で好ましい。
および蒸着無延伸フィルムのA層、B層、C層の全層あ
るいは一部の層に、高結晶性の高密度ポリエチレン(以
下HDPEと略称する)や無機粒子および/または架橋
有機粒子などを添加することにより、結晶核剤の効果を
発現させ、フィルムの結晶化度を高くすることによりヤ
ング率を高くすることができ、また滑剤の効果を発揮し
て、スリットやラミネート加工などの二次加工性を向上
させるので好ましく用いることができる。該HDPEの
添加量は好ましくは15重量%以下、さらに好ましくは
2〜10重量%の範囲である。添加量が15重量%を超
えるとフィルムが白化して透明性が低下することがあ
る。また無機粒子および/または架橋有機粒子を加える
場合、その粒子形状は球状のものが好ましく、粒径は1
〜6μmが好ましい。粒径が1μm未満では滑り性が悪
く、6μmを超えると蒸着層にピンホールができてガス
バリア性が悪化するので好ましくない。添加量は0.5
重量部以下が選択され、好ましくは0.3重量%以下で
ある。添加量が0.5重量部を超えると、フィルム表面
が粗れ過ぎて透明性やヒートシール性が悪化し、また蒸
着層の密着性が悪化してガスバリア性が悪化することが
ある。
ルムおよび蒸着無延伸フィルムのA層、B層、C層の全
層あるいは一部の層に、必要に応じて、上記以外の少量
の造核剤、熱安定剤、酸化防止剤などを添加せしめても
よいが、A層には極力添加を控えた方が、蒸着加工後の
無機薄膜の密着性を向上させるために好ましい。例えば
造核剤としては、ソルビトール系造核剤、有機リン酸エ
ステル金属塩系造核剤などが0.5重量%以下、熱安定
剤としては2,6−ジ−第3−ブチル−4−メチルフェ
ノール(BHT)などが0.5重量%以下、酸化防止剤
としてはテトラキス−(メチレン−(3,5−ジ−第3
−ブチル−4−ハイドロオキシ−ハイドロシンナメー
ト))ブタン(チバガイギ(株)製“Irganox”
1010)などを0.1重量%以下で添加してもよい。
ヤング率は0.8GPa以上、好ましくは0.9〜3G
Paの範囲である。長手方向のヤング率が0.8GPa
未満では、フィルムの取扱い性に劣り、蒸着加工をはじ
めとした二次加工時にフィルムにしわが入って、蒸着層
にクラックが入るなどの問題が生じる。また3GPaを
超えるとフィルムが脆くなって耐衝撃性が悪化するので
好ましくない。
5分加熱後の寸法変化率は、2%以下であることが必要
であり、フィルムの加工においては長手方向に張力がか
かるので、特に長手方向の寸法変化率が2%以下である
ことが必要である。寸法変化率が2%を超えると、蒸着
して巻き取ったフィルムが巻き締って蒸着層にクラック
が入ったり、他基材とのラミネートやヒートシールなど
の二次加工時にフィルムが伸縮して蒸着層にクラックが
入って、ガスバリア性能が悪化するので好ましくない。
ルムのA層表面に、コロナ放電処理を施し、フィルム表
面の濡れ張力を35mN/m以上に上げることは、蒸着
無機薄膜の密着性を向上させるため好ましく採用するこ
とができる。この時のコロナ放電処理時の雰囲気ガスと
しては、空気、炭酸ガス、窒素、あるいは窒素/炭酸ガ
スの混合系のいずれでも良く、特に炭酸ガスあるいは窒
素/炭酸ガスの混合ガス(体積比=95/5〜50/5
0)中でコロナ処理をすると、フィルム表面の濡れ張力
が35mN/m以上に上がるので好ましい。
薄膜とアルミニウム、珪素、亜鉛、マグネシウムなどの
金属酸化物を好ましく用いることができ、金属酸化物の
中でも酸化アルミニウム薄膜がガスバリア性能と経済性
の面からより好ましく用いることができる。金属酸化物
はこれらのもの単独でも良く、複数が混合したものでも
よく、金属成分が一部残存したものでもよい。
は通常の真空蒸着を用いることができるが、イオンプレ
ーティングやスパッタリング、プラズマで蒸発物を活性
化する方法なども用いることができる。金属酸化物を積
層する方法は、金属酸化物を直接蒸発により堆積させる
方法や、また酸化雰囲気下での反応性蒸着によるものも
生産性の上からより好ましく採用できる。また化学気相
蒸着法(いわゆるCVD法)も広い意味での蒸着法とし
て用いることができる。酸化雰囲気とは酸素ガス単独あ
るいは酸素ガスを不活性ガスで希釈したものを真空蒸着
機中に必要量導入したものをいう。不活性ガスとはアル
ゴンやヘリウムなどの希ガスならびに窒素ガスおよびこ
れらの混合ガスを指す。反応性蒸着とはこういった酸化
雰囲気下で金属あるいは金属酸化物を蒸発源から蒸発さ
せ、基材フィルム近傍で酸化反応を起こさせ、基材フィ
ルム上に形成する手法である。これらのための蒸発源と
しては、抵抗加熱方式のボート形式や、輻射あるいは高
周波加熱によるルツボ形式や、電子ビーム加熱による方
式などがあるが、特に限定されない。
アルミニウム蒸着無延伸フィルムのガスバリア性能は、
水蒸気透過率が2g/m2 ・日以下、かつ酸素透過率が
20cc/m2 ・日以下であることが好ましく、より好
ましくはそれぞれ1.5g/m2 ・日以下、15cc/
m2 ・日以下である。
超えると、包装材料としての重要な機能である防湿性、
酸素遮断性が不十分となる場合がある。
属酸化物蒸着無延伸フィルムのガスバリア性能は、水蒸
気透過率が2.5g/m2 ・日以下、かつ酸素透過率が
100cc/m2 ・日以下であることが好ましく、より
好ましくはそれぞれ2g/m2 ・日以下、50cc/m
2 ・日以下である。水蒸気透過率、酸素透過率がこれら
の値を超えると、包装材料としての重要な機能である防
湿性、酸素遮断性が不十分となる場合がある。
完全透明であることが最も好ましいが、一般に完全酸化
膜を形成しようとすると、過剰に酸化された部分が形成
される確率が高く、この部分のガスバリア性能が劣り、
全体として高いガスバリア性能を得ることが難しい。こ
のため、多少金属成分が残った不完全酸化膜であっても
よい。本発明の無機薄膜蒸着無延伸フィルムの光線透過
率は好ましくは70%以上であり、さらに好ましくは8
0%以上、より好ましくは85%以上であることが、包
装袋として用いた場合に内容物の品質確認上好ましい。
光線透過率の上限は、原反として用いている本発明のポ
リオレフィン系無延伸フィルムの光線透過率で制限さ
れ、本発明の原反フィルムの光線透過率の上限は92%
であることから、実質的な光線透過率の上限は92%で
ある。
アルミニウム薄膜の場合20〜50nmの厚みが用いら
れ、光学濃度(光線透過率の逆数の対数)で1.5〜3
程度のものが蒸着される。また金属酸化物の場合、ガス
バリア性能および可燒性などの点で、好ましくは5〜1
00nm、より好ましくは8〜50nmの範囲を用いる
ことができる。5nm未満では、ガスバリア性能が十分
でなく、膜厚が100nmを超えると蒸着時に金属酸化
物の凝集潜熱により、フィルムの極表面が溶融して白化
する熱負けの発生や、蒸着膜の可燒性が悪くなり、さら
にフィルムの折曲げなどにより、蒸着膜の割れや、剥離
が生じやすくなるので好ましくない。
て一例を挙げて説明するが、本発明がこの例に限定され
るものではないことはもちろんである。
が98%以上のポリプロピレン樹脂を押出機に供給して
260℃の温度で溶融混合させ、B層樹脂として、A層
樹脂とポリオレフィン系共重合樹脂の混合樹脂で融解熱
量が30〜100J/gのものを別の押出機に供給して
260℃の温度で溶融混合させ、それぞれ瀘過フイルタ
ーを経た後、スリット状の二層口金でA層/B層に積層
してシート状に成形し、該シートを50〜90℃に保っ
た金属ドラムに巻き付けて冷却固化せしめ、無延伸フィ
ルムとする。得られた該無延伸フィルムのA層の表面を
空気中または窒素/炭酸ガスの混合ガス雰囲気中でコロ
ナ放電処理を施し、フィルムの濡れ張力を35mN/m
以上にしてロール状に巻取る。その後該無延伸フィルム
を、30℃以上の雰囲気中で10時間以上放置してフィ
ルムを結晶化させるのが好ましい。
置を具備した真空蒸着装置内にセットし、冷却金属ドラ
ムを介して走行させる。この時、アルミニウム金属を加
熱蒸発させながら蒸着を行う。あるいは、蒸発蒸気箇所
に酸素ガスを供給し、アルミニウムを酸化させながら走
行フィルム面に凝集堆積させ、酸化アルミニウム蒸着層
を付設して巻取る。この時のアルミニウムの蒸発量と供
給酸素ガス量の比率を変更することで、酸化アルミニウ
ム蒸着フィルムの光線透過率を変更することができる。
蒸着後、真空蒸着装置内を常圧にもどして巻取ったフィ
ルムをスリットし、30℃以上の温度で1日以上エージ
ングすることがガスバリア性を安定させるためには好ま
しい。
る。
I) 試料を130℃で2時間真空乾燥する。その後室温に戻
し、これから重量W(mg)の試料をとり、ソックスレ
ー抽出器に入れ沸騰n−ヘプタンで12時間抽出する。
次にこの試料を取り出しアセトンで十分洗浄した後、1
30℃で6時間乾燥しその後室温で重量W’(mg)を
測定し次式で求める。
い、13C−NMRを測定する。得られたスペクトルの帰
属およびmmmmの計算については、T.Hayash
iらが行った方法[Polymer,29,138(1
988)]に基づいて行い、百分率で表示した。
するか、または削りとり、上記と同じ方法にて測定し
た。
I) JIS−K−6758のポリプロピレン試験方法(23
0℃、2.16kgf)で測定した値を示した。
TRAN”W3/31を用いて、温度37.8℃、湿度
100%の条件で測定した。単位は、g/m2・日で示
した。
用いて、温度23℃、湿度0%の条件で測定した。単位
は、cc/m2 ・日で示した。
層厚み フィルムの断面を透過型電子顕微鏡(TEM)にて下記
の条件で写真撮影し、積層厚みを測定した。
層厚み=40万倍 加速電子:100kV
光光度計324型を用いて、波長550nmでの透過率
で求めた。
5に従い、マクベス社製の透過濃度計TR927を用い
て、フィルターをVisualとしたときの透過濃度を
測定し、光学濃度とした。
短冊状に切断して、測定長を50mmとして東洋測器
(株)製の引張試験機“テンシロン”に装着し、引張速
度20mm/min、チャート速度500m/minで
立ち上がり曲線をチャート紙に記録させる。チャート紙
の基点から立ち上がり曲線に接線を引いた後、基点より
25mmの点で垂線を引き、接線と垂線の交点を強力と
して読み取る。そして、ヤング率(GPa)を次式によ
り算出した。
長(mm)×チャート速度(mm/min)]÷[引張
速度(mm/min)×25mm×フィルム厚み(m
m)×フィルム幅(mm)]×9.807×10−3
ンプリングし、両端から30mmのところにマークを入
れて、原寸(L0 )を200mmとする。このサンプル
の下端に3gの荷重を付け、120℃に保たれたオーブ
ン中に吊して15分間加熱する。この後サンプルをオー
ブンから取り出し、伸縮したマーク間の長さ(L1 )を
測定する。この寸法変化率(R)は次式により求めた。
)/L0 ]×100 このときフィルムが伸びて、L1 が大きくなったときは
(−)として表示した。
査熱量計)RDC220を用い、サンプル5mgを室温
より20℃/分の昇温速度で昇温する際に、結晶の融解
に伴うピークの面積から求めた。この面積は、昇温する
ことによりベースラインから吸熱側にずれ、さらに昇温
を続けるとベースラインの位置までもどるまでの面積で
あり、融解開始温度位置から終了温度位置までを直線で
結び、この面積をコンピュータ処理して求めた。なお複
数の吸熱ピークが観察される場合は、これらの和を結晶
融解熱量とした。
ンR(nm)を測定し、該測定部のフィルム厚みd(n
m)より、次式で求めた。
て試料の両面を重ね合わせて、500gの荷重を載せ、
温度40℃、湿度85%の雰囲気中に24時間放置した
後、引張試験機で剪断剥離に要する力を測定した。この
値が小さいほど耐ブロッキング性は優れており、剥離力
が1.0kg/12cm2 以下のものを○、1.5kg
/12cm2 以上のものを×、その中間のものを△とし
た。
田薬品(株)製ポリウレタン系接着剤(主剤“タケラッ
ク”A−971/硬化剤“タケネート”A−3=9/
1)をコーティングバーを用いて、厚さ約4μm塗工し
て、蒸着無延伸フィルムの蒸着面と貼り合わせた後、4
0℃・2日エージングして硬化させた。その後該張り合
わせたフィルムの蒸着無延伸フィルムの非蒸着面どうし
を重ね合わせて、ヒートシーラの片面加熱法にて、シー
ル温度115℃、シール圧力1kg/cm2 、シール時
間2秒の条件でヒートシールを行った。このヒートシー
ルしたサンプルを幅2cmに切り出して、“テンシロ
ン”を用いて300mm/分の速度でシール面を90度
剥離するときに要した力が、200g/cm以上のもの
を○、100g/cm以下のものを×、その中間のもの
を△として評価した。
気透過率=6.0g/m2 ・日)と、金属酸化物蒸着無
延伸ポリプロピレンフィルムの蒸着面を重ね合わせるよ
うに、30℃に冷却されたニップロール間にとおし、そ
の間に320℃に溶融した低密度ポリエチレン(住友化
学(株)製L−705)を押出して厚さ20μmラミネ
ートして積層体を得る。この積層体の外観と水蒸気透過
率を測定して、積層体に皺がなく水蒸気透過率が1.8
g/m2 ・日未満のものを○、皺が入り、またフィルム
が伸びて水蒸気透過率が2.5g/m2 ・日以上となっ
たものを×とし、その中間を△として評価した。
mm)が99.1%のポリプロピレン樹脂(II=99
%、MFI=5.5g/10分)単体を一軸押出機に供
給して260℃で溶融させた。次にC層の樹脂として、
エチレン−プロピレン−ブテンランダム共重合体(EP
BC)(エチレン共重合量=2.5重量%、ブテン−1
共重合量=4.5重量%)95重量%と、高密度ポリエ
チレン(HDPE)(密度=0.936g/cm3 )5
重量%の樹脂組成に、真球シリカ粒子(粒径=2μm)
を0.1重量部添加混合して、二軸押出機に供給し、2
60℃の温度で溶融混合させた後に3mmφのガット状
に押出て、水槽中にガツトを通して冷却後、チップカッ
ターにて3〜5mmの長さに切断してチップを作成し
た。次に該チップを80℃で5時間乾燥した後に、別の
一軸押出機に供給して260℃で溶融させた。またB層
樹脂として該A層とC層樹脂の混合比率が1:2の混合
樹脂をもう1台別の一軸押出機に供給して260℃で溶
融させた後に、三層成形口金にてA層/B層/C層とな
るように口金内で合流させてシート状に押出して、50
℃の温度に加熱した金属ドラムに巻き付けて冷却し、厚
さ25μmの無延伸積層フィルムを得た。この時のA層
/B層/C層の厚み構成比は5/10/10μmであっ
た。次に得られた該無延伸フィルムを50℃に加熱した
ゴムロールを介して、蒸着を施す該A層表面を窒素/炭
酸ガスの混合ガス(窒素/炭酸ガス=85/15)雰囲
気中で、40W・min/m2 の処理条件でコロナ放電
処理を施し、フィルムの濡れ張力を45mN/mにして
ロール状に巻取った。その時のフィルム温度は30℃で
あり、10時間放置した後に小幅にスリットした。この
ときのフィルム品質を評価して表1に示した。得られた
フィルムは、長手方向のヤング率が0.9GPaと高
く、長手方向の120℃15分加熱後の寸法変化率が−
1.0%と小さくて熱寸法安定性に優れ、またC層の融
解熱量は78J/gであった。次に小幅にスリットした
該フィルムをフィルム走行装置を具備した真空蒸着装置
内にセットし、1.00×10−2 Paの高真空にした
後に、−20℃の冷却金属ドラムを介して走行させた。
この時、アルミニウム金属を加熱蒸発させながら、走行
フィルムの該A層表面に凝集堆積させ、アルミニウムの
無機薄膜層を付設して巻取った。また引き続きアルミニ
ウム金属を加熱蒸発させながら、蒸発蒸気箇所に酸素ガ
スを供給し、アルミニウムを酸化させながら走行フィル
ムの該A層表面に凝集堆積させ、酸化アルミニウムの蒸
着層を付設して巻取った。蒸着後、真空蒸着装置内を常
圧にもどして、巻取った蒸着フィルムを巻き返し、40
℃の温度で2日エージングした後に、蒸着無延伸フィル
ムの品質と二次加工性を評価した結果を表2に示した。
本発明の範囲の蒸着無延伸フィルムは、ガスバリア性能
およびヒートシール性に優れ、また二次加工性にも優れ
たものであった。
m)が98.6%のポリプロピレン樹脂(II=99
%、MFI=3.7g/10分)96重量%に、高密度
ポリエチレン(HDPE)(密度=0.936g/cm
3 )を4重量%を添加して一軸押出機に供給して260
℃で溶融させた。次にC層樹脂組成として、エチレン−
プロピレンランダム共重合体(EPC)(エチレン共重
合量=4.6重量%)に、酸化珪素(粒径=4μm)を
0.05重量部添加して二軸押出機に供給し、270℃
の温度で溶融させた後に3mmφのガット状に押出し
て、水槽中にガットを通して冷却後、チップカッタにて
3〜5mmの長さに切断してチップを作成した。次に該
チップを80℃で5時間乾燥した後に、別の一軸押出機
に供給して260℃で溶融させた。またB層樹脂として
該A層とC層樹脂の混合比率が1:5の混合樹脂をもう
1台別の一軸押出機に供給して260℃で溶融させた後
に、三層成形口金にてA層/B層/C層となるように口
金内で合流させてシート状に押出した以外は、実施例1
と同様にして厚み構成5/20/25μmの無延伸積層
フィルムを得た。このときのフィルム品質を評価して表
1に示した。得られたフィルムは、長手方向のヤング率
が高く、120℃15分加熱後の寸法変化率が小さくて
熱寸法安定性に優れ、またC層の融解熱量は80J/g
であった。次に小幅にスリットした該フィルムを実施例
1と同様にして、蒸着無延伸フィルムを得た。得られた
蒸着無延伸フィルムの品質と二次加工性を評価した結果
を表2に示した。本発明の範囲の蒸着無延伸フィルム
は、ガスバリア性能およびヒートシール性に優れ、また
二次加工性にも優れたものであった。
mm)が99.2%のポリプロピレン樹脂(II=99
%、MFI=3.5g/10分)92重量%に、高密度
ポリエチレン(HDPE)(MFI=3.5g/10
分、融点=131℃、密度=0.936g/cm3 )8
重量%を添加して、一軸押出機に供給して270℃で溶
融させ、次にB層樹脂組成として、エチレン−プロピレ
ン−ブテンランダム共重合体(EPBC)(エチレン共
重合量=2.5重量%、ブテン−1共重合量=4.5重
量%)95重量%と、高密度ポリエチレン(HDPE)
(融点=130℃、密度=0.936g/cm3 )5重
量%の樹脂組成に、有機架橋ポリスチレン粒子(粒径=
4μm)を0.05重量部添加混合して、二軸押出機に
供給し、260℃の温度で溶融混合させた後にガット状
に押出て、水槽中にガツトを通して冷却後、チップカッ
タにて3〜5mmの長さに切断してチップを作成した。
次に該チップを60℃で5時間乾燥した樹脂とA層樹脂
との混合比率が、4:1の混合樹脂を別の一軸押出機に
供給して260℃で溶融させ、成形口金にてA層/B層
となるように口金内で合流させてシート状に押出して、
該シートを80℃の温度に加熱した金属ドラムに巻き付
けて冷却して結晶化度を上げ、厚さ25μmの無延伸フ
ィルムを得た。この時のA層/B層の厚み構成比は5/
20μmであった。このときの無延伸フィルムの品質を
評価して表1に示した。得られたフィルムは、長手方向
のヤング率が高く、120℃15分加熱後の寸法変化率
が小さくて熱寸法安定性に優れ、またのB層の融解熱量
は95J/gであった。次に実施例1と同様にして蒸着
無延伸フィルムを得た。得られた蒸着無延伸フィルムの
品質と二次加工性を評価した結果を表2に示した。本発
明の範囲の蒸着無延伸フィルムは、ガスバリア性能およ
びヒートシール性、二次加工性にも優れたものであっ
た。
1)を供給し、またA層の樹脂としてメソペンタッド分
率(mmmm)が96.2%のポリプロピレン樹脂(I
I=94%、MFI=3.2g/10分)を別の押出機
に供給して、実施例3と同様にして厚さ25μmの無延
伸フィルムを得た。このときの無延伸フィルムの品質を
評価して表1に示した。本無延伸フィルムは、長手方向
のヤングが低くて取扱い性に劣り、120℃15分加熱
後の寸法変化率が大きくて熱安定性に劣り、またB層の
融解熱量が融解熱量は25J/gと低いためにフィルム
のブロッキングが大きいものであった。次に実施例1と
同様にして該無延伸フィルムに無機薄膜層を付設して巻
取り、蒸着無延伸フィルムを得た。得られた蒸着無延伸
フィルムの品質と二次加工性を評価した結果を表2に示
した。本蒸着無延伸フィルムは、A層のポリプロピレン
樹脂のメソペンタッド分率(mmmm)が低いために、
蒸着後に巻き取る際やスリット加工およびラミネート加
工をする際に皺が入ったり、蒸着層にクラックが入るな
どして二次加工性に劣り、ガスバリア性能が悪化した。
I=98%、mmmm=98.8%、MFI=3.5g
/10分)とし、比較例3では実施例1のA樹脂をメソ
ペンタッド分率(mmmm)が85.1%のポリプロピ
レンとした以外は、実施例1と同様にして蒸着無延伸フ
ィルムを得た。得られた無延伸フィルムの評価結果を表
1に示し、蒸着無延伸フィルムの品質と二次加工性を評
価した結果を表2に示した。比較例2の蒸着無延伸フィ
ルムは、水蒸気透過率は1.2g/m2 ・日で、酸素透
過率が40cc/m2 ・日とガスバリア性能には優れる
が、A層の融解熱量が115J/gと高いためにヒート
シール性に劣り、比較例3では、A層のメソペンタッド
分率(mmmm)が低く、フィルムの長手方向のヤング
率が低く、120℃15分加熱後の寸法変化率が大きく
て熱安定性に劣るために、蒸着して巻取る際や、他基材
とのラミネートに皺が入ったりして、蒸着層にクラック
が入るなどして二次加工性に劣り、ガスバリア性能が悪
化した。
化アルミニウムの蒸着層を付設する際に、アルミニウム
の蒸発量と供給酸素ガス量の比率を変更して、酸化アル
ミニウム蒸着フィルムの光線透過率を55%に変更した
以外は、実施例1と同様にして金属酸化物蒸着無延伸フ
ィルムを得た。得られた無延伸フィルムと金属酸化物蒸
着後のフィルム品質を表1に示した。本金属酸化物蒸着
無延伸フィルムは、ガスバリア性能には優れるが、光線
透過率が低くて黒色で透明性に劣り、透明ガスバリア性
包装用袋として用いた時に、内容物が識別し難く、実用
性に劣ったフィルムであった。
ムおよびそれを用いた蒸着無延伸フィルムは、融解熱量
が特定範囲のヒートシール層の上に、メソペンタッド分
率が高く高立体規則性の結晶性ポリプロピレンを積層
し、その結晶性ポリプロピレン層に特定の無機薄膜を蒸
着積層したことにより、優れたヒートシール性とガスバ
リア性能を発揮し、また蒸着、スリットおよびラミネー
ト加工などの二次加工性に優れ、各種包装用途に適した
無延伸フィルムおよび蒸着無延伸フィルムを提供するこ
とができた。
Claims (7)
- 【請求項1】 メソペンタッド分率が98%以上の結晶
性ポリプロピレン樹脂層(A層)と、A層樹脂とポリオ
レフィン系共重合樹脂との混合樹脂層(B層)が積層さ
れた無延伸フィルムであり、B層の融解熱量が30〜1
00J/gであり、該無延伸フィルムの長手方向のヤン
グ率が0.8GPa以上であり、120℃15分加熱後
の寸法変化率が2%以下であることを特徴とするポリオ
レフィン系無延伸フィルム。 - 【請求項2】 メソペンタッド分率が98%以上の結晶
性ポリプロピレン樹脂層(A層)と、A層樹脂とポリオ
レフィン系共重合樹脂との混合樹脂層(B層)と、ポリ
オレフィン系共重合樹脂からなる層(C層)がA/B/
Cの順に積層されてなる無延伸フィルムであり、C層の
融解熱量が30〜100J/gであり、該無延伸フィル
ムの長手方向のヤング率が0.8GPa以上であり、1
20℃15分加熱後の寸法変化率が2%以下であること
を特徴とするポリオレフィン系無延伸フィルム。 - 【請求項3】 メソペンタッド分率が98%以上の結晶
性ポリプロピレン樹脂層(A層)と、A層樹脂とポリオ
レフィン系共重合樹脂との混合樹脂層(B層)が積層さ
れた無延伸フィルムであり、B層の融解熱量が30〜1
00J/gであり、該無延伸フィルムの長手方向のヤン
グ率が0.8GPa以上であり、120℃15分加熱後
の寸法変化率が2%以下であり、該A層表面に無機薄膜
が蒸着されてなることを特徴とする蒸着無延伸フィル
ム。 - 【請求項4】 メソペンタッド分率が98%以上の結晶
性ポリプロピレン樹脂層(A層)と、A層樹脂とポリオ
レフィン系共重合樹脂との混合樹脂層(B層)と、ポリ
オレフィン系共重合樹脂からなる層(C層)がA/B/
Cの順に積層されてなる無延伸フィルムであり、C層の
融解熱量が30〜100J/gであり、該無延伸フィル
ムの長手方向のヤング率が0.8GPa以上であり、1
20℃15分加熱後の寸法変化率が2%以下であり、該
A層表面に無機薄膜が蒸着されてなることを特徴とする
蒸着無延伸フィルム。 - 【請求項5】 無機薄膜がアルミニウム薄膜であり、蒸
着無延伸フィルムの水蒸気透過率が2g/m2 ・日以
下、酸素透過率が20cc/m2 ・日以下であることを
特徴とする請求項3または請求項4に記載の蒸着無延伸
フィルム。 - 【請求項6】 無機薄膜が金属酸化物薄膜であり、蒸着
無延伸フィルムの光線透過率が70%以上、水蒸気透過
率が2.5g/m2 ・日以下、酸素透過率が100cc
/m2 ・日以下であることを特徴とする請求項3または
請求項4に記載の蒸着無延伸フィルム。 - 【請求項7】 金属酸化物薄膜が酸化アルミニウムを主
体とする薄膜であることを特徴とする請求項6に記載の
蒸着無延伸フィルム。
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1996
- 1996-07-19 JP JP19115596A patent/JP3737858B2/ja not_active Expired - Fee Related
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