JPS5849169B2

JPS5849169B2 - 金属粉充填熱可塑性樹脂フイルムまたはシ−トおよびその製造法

Info

Publication number: JPS5849169B2
Application number: JP11603576A
Authority: JP
Inventors: 泰高橋; 満男河野
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1976-09-29
Filing date: 1976-09-29
Publication date: 1983-11-02
Also published as: JPS5341371A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は、金属粉を高濃度に含有する熱可塑性樹脂フィ
ルムまたはシートおよびその製造法に関するものである
。

さらに、詳細に云えば本発明は１０〜５０重量％の高濃
度でアルミニウム粉のごとき金属粉を含有せしめてガス
バリアー性を改良した熱可塑性樹脂フイルムまたはシー
トおよびその製造法に関する０近年、食品包装分野において食品保存等の問題により酸
素ガスバリアー性および遮光性のすぐれたフイルムへの
要求が高まりつつある。

一般に結晶性樹脂フイルムは延伸、または圧延すること
により酸素ガスバリアー性が向上することが知られてい
るが、未延伸物、または未圧延物に比較して酸素ガス透
過係数を３０％以下に低下せしめることは困難で酸素ガ
スバリアー性を充分満足させるものではなかった。

したがって、他の酸素ガスバリアー性の良好な素材を貼
り合せることによって酸素ガスバリアー性の向上を行っ
ているのが現状である。

さらに酸素ガスバリアー性と遮光性を兼ねそなえたフイ
ルムとなると技術的にもむずかしく高価格なものとなり
がちであった。

従来、酸素ガスバリアー性と遮光性を兼ねそなえたフイ
ルムとしてはフイルムにアルミニウム箔のごとき金属箔
を積層するものが知られているが、金属箔層と熱可塑性
樹脂フイルム層との接着性に問題があり、両層間の剥離
が生じやすくて製造工程も煩雑なものであるという欠点
を有していた。

また、熱可塑性樹脂フイルムに金属蒸着膜を被覆するこ
とによって上述の目的を達成しようとする試みもあるが
、やはり該フィルムと金属蒸着膜との間の接着性に問題
があり、かつ生産コストが高いため、汎用的な用途に用
いられることはなかった。

本発明者等は高充填金属粉配合によるフイルムのガスバ
リアー性、主として酸素ガスバリアー性の改良を目的と
して研究をつづけてきた。

従来、一般に使用されている金属粉含有熱可塑性樹脂フ
イルムは金属粉の含有率が０，１〜１．０％の程度にす
ぎず、そのねらいも装飾用、遮光用等が主でガスバリア
ー性の向上を目的としたものではなかった。

ガスバリアー性を有効な程度にまで、すなわち、ベース
熱可塑性樹脂フイルムの未延伸、未圧延物に比較して酸
素ガス透過係数を３０％以下に低下せしめるためには、
１０〜５０重量％の高濃度の金属粉を含有させることが
必要であるが、金属粉は比較的粒子が粗末で均一な配合
分散が困難であり、また、配合し得たものもその抗張力
および伸びは共に同一熱可塑性樹脂フイルムの未配合の
ものに対して３０〜５０％に低下し耐久力が小さく使用
に耐えなかった。

当業界においては、充填物を配合した場合のフイルムの
抗張力は未配合、未延伸、未圧延物に比較して低下を示
さないこと、望ましくはより向上していることが要求さ
れている。

本発明者等は、かかる点について従来法の欠点を改良す
べく鋭意研究を行った結果、アルミニウム粉のごとき金
属粉を高濃度に充填したガスバリアー性および遮光性が
すぐれ、なおかつ抗張力においてもすぐれたフイルムま
たはシート、およびその製造法を見出し本発明に到達し
た。

すなわち、本発明は、金属粉を１０〜５０重量％含有し
、かつ該金属粉がフイルムまたはシート崩と平行に配向
した金属粉充填熱可塑性樹脂フイルムまたはシートであ
って、同じ熱可塑性樹脂の金属粉未配合かつ無配向のフ
イルムまたはシートに比較して酸素ガス透過係数が３０
％以下であり、かつ引張破断強度がより大きい金属粉充
填熱可塑性樹脂フイルムまたはシートであって、さらに
、熱可塑性樹脂に金属粉を１０〜５０重量％混合し、混
練溶融してシートを或形した後、該熱可塑性樹脂のガラ
ス転移温度（Ｔｇ）以上、融点以下で圧延比（圧延前の
シートの厚み／圧延後のシートの厚み）５以上で圧延し
てなるガスバリアー性のすぐれた金属粉充填熱可塑性樹
脂フイルムまたはシートの製造法に関するものである。

本発明の効果は金属粉の含有率を重量％で１０〜５０％
にし、さらに圧延比を５以上にしてはじめて得られるも
のである。

本発明によれば、酸素ガスバリアー性の不良な素材、た
とえば高密度ポリエチレン樹脂を熱可塑性樹脂フイルム
ベースとして用いた場合に本発明の効果が顕著にみられ
ることから、高密度ポリエチレン樹脂フイルムベースの
場合を例として以下に説明を行う。

高密度ポリエチレン樹脂を熱可塑性樹脂フイルムベース
としたとき、従来、公知の溶融押出成膜法であるインフ
レーション成膜あるいはＴダイ成膜では酸素ガス透過係
数は３００ＸＩＱ−１２ｃｃ．ｃｒｆＬ／ｃｒＩｔ．ｓ
ｅｃ．ｃｒｒＬＨｇ程度であり、その引張破断強度は約
３００ｋｇ／Ｃｒ７Ｌである。

ところが、驚くべきことに、本発明によれば、高密度ポ
リエチレン樹脂を熱可塑性樹脂フイルムベースとしたと
き、酸素ガス透過係数で９０Ｘ１０−１２ｃｃ，ｃｒｒ
Ｌ／ｆｆｌ．ｓｅｃ，Ｃ１ｒＬＨｇ以下、引張破断強度
３００ｋｇ／ｃｙａ以上のものを得ることが可能
である。

以下、表１に基づいて説明する。

金属粉の含有率が１０重量％未満であると、未配合、未
圧延物に比較して、その酸素ガス透過係数を３０％以下
に減ずることはできない。

また、たとえ１０〜５０重量％の金属粉含有物でも、圧
延比５以上としなければ、酸素ガスバリアー性が不充分
であり、たとえ酸素ガスバリアー性が充分なレベルに到
達し得たとしても、強度面で、未配合かつ未圧延物のレ
ベルを保持することができない。

さらに、５０重量％を越える量の金属粉含有物はモ延比
５倍にしてももはや強度所で充分なレベルを保持するこ
とができず、酸素ガスバリアー性においても、金属粉と
樹脂素材との界面の親和力の低下によると考えられる原
因によって、満足できるフイルムは得られない。

はなはだしい場合は或膜が困難であり、また或膜物を圧
延する際に膜切れが生じ製造上も問題の生ずることがあ
る。

また、興味深いことは、圧延比と酸素ガス透過係数との
間に第１図のごときＬ字形の関係があることである。

この第１図から明らかなように、圧延比が大きくなるに
したがって酸素ガス透過係数の著しい減少がみられ、圧
延比５を境としてほとんど減少がみられなくなる。

このように、圧延比を上げることによって急激に酸素ガ
ス透過係数の減少が起こる理由は、圧延による樹脂の配
向結晶化による酸素ガスバリアー性の向上と共に微細金
属粉片の圧延方向への配列化による最密充填効果が起こ
るものと考えられる。

微細金属粉片の圧延配向化の現象は第３図、第４図に示
す顕微鏡写真によってさらによく理解できよう。

第３図はアルミニウム粉末（粒子径２５μ）を１０重量
％配合してなる。

熱可塑性樹脂フイルムの未圧延物を引取方向に切断した
厚み方向の断面（ｘｚ断筋）（第２図参照）の顕微鏡写
真である。

第４図は第３図と同様のフイルムをさらに圧延比５で圧
延してなる圧延物を圧延方向に切断した厚み方向の断面
写真（ｘ−ｚ断面）である。

圧延物は未圧延物に比較して、アルミニウム片の配向現
象が著しく、かつ、均一に微細アルミニウム片が分散し
ている様子が観察される。

本発明の熱可塑性樹脂としては、ポリオレフイン樹脂、
ポリエステル樹脂、ポリスチロール系樹脂、塩化ビニル
樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド樹脂、ポリカーボネ
ート樹脂等が挙げられる。

本発明に用いる金属粉は金属のビーズまたは箔を機械的
に粉砕して得たもので、金属の種類としではアルミニウ
ム、銅、鉛、亜鉛、マグネシウム、スズ、金、銀等を用
いることができる。

金属粉末の大きさは、直径０．５〜２０００μが適し、
特に１０〜２００μが最適である。

形状としては鱗片状あるいは粒状、いずれでも用いるこ
とができるが鱗片状のものの方が圧延による金属粉片の
配向効果をより多くもたらすために好ましい。

また、本発明に用いる成膜方法は熱可塑性樹脂に対して
金属粉を重量％で１０〜５０％混入し、溶融してＴダイ
、あるいはカレンダーロール等によりシート状に或形し
た後、圧延ロールにて該シートのガラス転移点（Ｔｇ
）以上、融点以下で圧延比（圧延前のシートの厚み／圧
延後のシートの厚み）５以上に一軸あるいは二軸方向に
圧延することを要件とする。

また、圧延回数は一回圧延に限ることなく、複数回の圧
延作業を行って所望の圧延比を得るようにしてもよい。

本発明によって得られた金属粉充填熱可塑性樹脂フイル
ムまたはシートは酸素あるいは光によって腐敗をうけや
すい食品の包装体としてばかりでなく、酸化によって錆
の生じやすい金属の保護体としても用いることもできる
。

さらに、該シートをさらに絞り或形を行うことによって
上述の目的に沿った容器として用いることもできる。

また、他のフイルムベースに本発明のフイルムを積層し
て用いることも可能である。

以下に、実施例を示す。

なお、酸素ガス透過係数は、電量計法（ＭＯＣＯＮ社Ｏ
Ｘ−ＴＲＡＮＩＯＯ型、相対湿度０％、温度３０℃）に
より、又、引張破断強度はＡＳＴＭＤ８８２により測
定した。

実施例１〜６（１）アルミニウム粉末練込み用マスターバツチ作或：
リーフイング価８５％、嵩比重０．２３、平均粒子径２
５μのアルミニウム粉末（旭エツカルト社製Ｓｐｅｃｉ
ａｌＬｉｎｉｎｇ１１１１）と高密度ポリエチレン
（旭化或社製サンテックＢ１８０Ｐ１ＭＩＯ．０４、
密度０．９５）をアルミニウム粉末を６０重量％となる
ように混合し、３０ｍ／ｍ２軸押出機にて押出ホットカ
ット方式によってペレタイズした。

このときのシリンダーおよびダイの温度は２００〜２２
０゜Ｃの範囲である。

このようにして得たペレットをマスターバッチとして用
いた。

（２）（１）で得たマスターバッチを用いて、アル
ミニウム粉末の含有率が重量％で表１に示す値になるよ
うに高密度ポリエチレンペレットにて希釈混合し、２５
ｍ７ｍ押出機によってＴダイより押出しＱ．５ｕｒ
ｎのシートを成形した。

かかるシートを圧延ロールにて、温度９００〜１１０℃
で表１に示した圧延比でフイルムを作成し、その酸素ガ
ス透過係数、およぴ引張破断強度を測定したところ、表
１に示すごとく、良好なガスバリアー性を有する強度の
あるフイルムを得ることができた。

比較例１〜１７実施例１〜６と同様の方法で表１に示す条件で作或した
フイルムについて、その酸素ガス透過係数、および、引
張破断強度を測定した値を表１に示した。

実施例７ポリエチレンテレフクレート樹脂（ηｓｐ／ｃ０．７）
にリーフイング価８０％、嵩比重０．２１、平均粒子径
１０μのアルミニウム粉末（旭エツカルト社製Ｆｉｎｅ
ｓｔＬｉｎｉｎｇＵｌｔｒａｌｕｍｉｎ）Ｑ３０重
量％となるように混合して２５ｍ／ｍ押出機にて溶融押
出しシート（厚みＱ．５ｍｍ）を作或し、該シー
トを圧延ロールにて温度１２０゜Ｃで、圧延比５でフイ
ルムを作或した。

該フイルムについてその酸素ガス透過係数および引張破
断強度を測定したところ、それぞれ、０．９Ｘ１
０ ’ ２ＣＣ，ｃＩＩＬ／ｃ１？Ｌ，ｓｅｃ
．ｃｆｒＬＨｇ１１０００ｋｇ／ｃｒＩ！Ｌであった。

同じポリエチレンテレフタレート樹脂からなるアルミニ
ウム粉末未配合かつ無配向のフイルムの酸素ガス透過係
数は、３．５Ｘ１０ ”’ｃｃ．鋼／ｃｙｒｔ
，ＳｅＣ．ＣｒｒＬＨｇであり、引張破断強度は６
００ｋｇ／！一であった。

【図面の簡単な説明】

第１図は高密度ポリエチレン樹脂をベースとした場合の
圧延比と酸素ガス透過係数の関係を示したものである。ここでＡ，Ｂ及びＣは、ＡＩ含有率がそれぞれ１０．２
０及び５０重量％の場合である。第２図は、フイルムの断面を示す模式図である。第３図、第４図の写真は、顕微鏡写真（倍率１３４倍）
であり、第３図はアルミニウム粉１０重量％配合、未圧
延フイルムの引取方向に切断した厚み方向（ｘｚ断面）
の断面写真、第４図はアルミニウム粉末１０重量％配合
圧延フイルムの圧延方向に切断した厚み方向（ｘｚ断而
）の断面写真である。

Claims

【特許請求の範囲】１金属粉を１０〜５０重量％含有し、かつ該金属粉が
フイルムまたはシート面と平行に配向した金属粉充填熱
可塑性樹脂フイルムまたはシートであって、同じ熱可塑
性樹脂の金属粉未配合かつ無配向のフイルムまたはシー
トに比較して、酸素ガス透過係数が３０％以下であり、
かつ引張破断強度がより大きい、金属粉充填熱可塑性樹
脂フィルムまたはシート。２熱可塑性樹脂に金属粉を１０〜５０重量％混合し、
混練溶融してシートを戒形した後、該熱可塑性樹脂のガ
ラス転移温度（Ｔｇ）以上、融点以下で圧延比（圧延前
のシートの厚み／圧延後のシートの厚み）５以上で圧延
してなる金属粉充填熱可塑性樹脂フイルムまたはシート
の製造法。