JPS5942614B2 - 積層二軸延伸ポリプロピレンフイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、ヒートシール性および透明性が改善された積
層二軸延伸ポリプロピレンフィルムの製゛造方法に関す
る。

二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、引張強さ、剛性率
、表面硬度、衝撃強度、耐寒性等の機械的特性や、光沢
、透明性等の光学的特性、あるいは無毒性、無臭性など
の食品衛生性に優れているために食品包装分野に広く使
用されている。

しかし反面、二軸延伸ポリプロピレンフィルム単体では
ヒートシール性が極めて悪く、ヒートシールを行うと熱
収縮が起こりシール強度および美観が損われる等の欠点
がある。

これを改良するために、二軸延伸ポリプロピレンフィル
ム基体上に易ヒートシール性物質を被覆することが行わ
れている。

被覆の方法としては、古くは塗布後乾燥する方法、接着
剤を用いて易ヒートシール性樹脂のフィルムを基体フィ
ルムに接着する方法がある。しかし最近は、無延伸ある
いは一軸延伸した基体ポリプロピレンフィルムに易ヒー
トシール性樹脂を積層した後、一軸又は二軸延伸する方
法が生産性が高いこと、製造原価が低いこと等のために
注目されている。

このような方法において、易ヒートシール性樹脂として
エテレンー酢酸ビニル共重合体、ポリエチレン等を用い
た場合は、基体二軸延伸ポリプロピレンフィルムの特徴
である透明性、腰の強さ、表面硬さを損わしめる欠点が
ある。

そのためプロピレンを少（とも７５重量％含むエチレン
−プロピレン共重合体、好ましくはプロピレン９９．５
〜９５重量％およびエチレン０．５〜５重量％よりなる
エチレン−プロピレン共重合体を使用することが提案さ
れている（特公昭４６一３１４７８号）。

この方法においては上述の欠点は改善されるが、実用上
必要なヒートシール強度を得るためのヒートシール温度
、一般にヒートシール開始温度と言われるが、このヒー
トシール開始温度が比較的高いという欠点が引続いて残
る。ヒートシール開始温度を低下させるためには、エチ
レン−プロピレン共重合体中のエチレン含量を増せばよ
いが、反面フイルムの透明性が低下し、また耐プロツキ
ング性、耐スクラツチ性が低下するという、他の欠点が
生じてくる。以上の好ましくない諸性質を改善させる、
即ちヒートシール開始温度を低下させ、耐スクラツチ性
および耐プロツキング性を改善させるために、エチレン
−プロピレン共重合体のうちでも特定の共重合体である
エチレン含量１．０〜６．０重量％でランダム性指数１
．０以下の結晶性エチレン−プロピレンランダム共重合
体を用いることが特公昭？一１４３４３号に提案されて
いる。

この特公昭４９−１４３４３号に示されたものは、従前
のものに比して耐スクラツチ性および耐プロツキング性
が改良され、ヒートシール開始温度も低下しているので
改善はみられるが、ヒートシール開始温度は低ければ低
い程製袋作業の高速化がはかれるため、更に改善が望ま
れる。

当業界においては、ヒートシール開始温度を１度でも低
下させるべく、昼夜研究がなされているといつても過言
ではない。斯様な背景を踏えて、本発明者等はエチレン
−プロピレンランダム共重合体を積層した二軸延伸ポリ
プロピレンフイルムのヒートシール性を更に改善すべく
研究を続けた結果、易ヒートシール樹脂であるエテレン
ープロピＬノンランダム共重合体を溶融している状態か
ら急冷することにより、ヒートシール開始温度が更に低
下するばかりか、透明性も改良されることを見い出し本
発明を完成するに至つた。

本発明は、少くとも片面にエチレン含量１．０〜７．０
重量％のエチレン−プロピレンランダム共重合体が積層
された二軸延伸ポリプロピレンフイルムの当該エチレン
−プロピレンランダム共重合体面を、該ランダム共重合
体の融点以上且つポリプロピレンフイルムの融点以下の
範囲内の任意の温度から７０℃／秒以上の冷却速度でも
つて、７０℃以下の温度まで急冷することを特徴とする
積層二軸延伸ポリプロピレンフイルムの製造方法である
。

尚、本発明において融点とは、示差走査熱量計による測
定において１『Ｃ／分の昇温速度における吸熱の終了温
度をいう。

また、冷却速度は、平均の冷却速度である。本発明にお
いては、先ず基材である二軸延伸ポリプロピレンフイル
ムが熱変形しない温度で、積層易ヒートシール性樹脂で
あるエチレン−プロピレンランダム共重合体の融点以上
で溶融状態にし、これを７０℃／秒以上の冷却速度で７
０℃以下に冷却することにより、ヒートシール開始温度
の低下および透明性の改善がみられる。

そしてこれらの効果は、長時間経過後も変わることはな
い。前掲特公昭４９−１４３４３号において、易ヒート
シール性樹脂であるエチレン−プロピレンランダム共重
合体の結晶融点以上で熱処理または延伸することが示さ
れているが、その後の冷却については特に記載されてお
らず、空気中での放冷が採用されているにすぎない。し
かし、空気中での放冷ではヒートシール開始温度の低下
はみられないばかりか、透明性も改良されない。易ヒー
トシール樹脂を溶融状態から７『Ｃ／秒以上、好ましく
は１５『Ｃ／秒以上の冷却速度で７０℃以下、好ましく
は５０℃以下に冷却することによりヒートシール性およ
び透明性に改善がみられることは本発明者等によりはじ
めて見い出されたものである。後述の比較例からも明ら
かなように易ヒートシール樹脂を融点以上に加熱しない
場合、冷却速度が７０゛Ｃ／秒未満の場合および７０℃
以下の温度まで冷却されない場合、いずれの場合もヒー
トシール開始温度の低下および透明性の改善はみられな
い。以上述べた如く、本発明においてはエチレンプロピ
レンランダム共重合体は冷却に入る前に溶融状態にあれ
ばよいのであつて、その溶融状態は延伸時であつても、
また、二軸延伸後基材ポリプロピレンフイルムの延伸に
よる残留応力の発生を解消するための熱処理工程時であ
つてもよい。

本発明において二軸延伸ポリプロピレンフイルム基材上
のエテレンープロピレンランダム共重合体を溶融させる
加熱方法は特に限定されず、熱空気加熱、赤外線加熱、
高周波加熱、加熱ロール等を用いるのが一般的である。
また、冷却方法も特に限定されず、冷却ロールを用いる
方法、エアーナイフを用いる方法等が一般に採用される
。

冷却ロール、エアー等の冷却体の温度は７０℃以下、好
ましくは５０℃以下に保つておけばよい。本発明の対象
となる、少くとも片面にエチレン含量１．０〜７０重量
％のエテレンープロピレンランダム共重合体を積層した
二軸延伸ポリプロピレンフイルムとしては、一般に次の
ような方法で得られたものが好ましく用いられる。

１基材となる一軸延伸ポリプロピレンフイルムの少くと
も片面にエチレン含量１．０〜７．０重量％のエチレン
−プロピレンランダム共重合体を積層し、次いで二軸目
の延伸を行う。

２ポリプロピレンおよびエチレン含量１．０〜７．０重
量％のエチレン−プロピレンランダム共重合体を加熱溶
融状態で積層し、同時または遂次二軸延伸を行う。

３基材となるポリプロピレンフイルムおよびエチレン含
量１．０〜７。

０重量％のエチレン−プロピレンランダム共重合体フイ
ルムを重ね合わせ、回時または遂次二軸延伸を行う。

本発明において、基材となるポリプロピレンフイルムは
、プロピレン単独重合体、プロピレンと共重合可能な単
量体例えばエチレン、プテン一１等との共重合体、ある
いはポリプロピレンとポリエチレン、ポリブテン−１等
とのプレンド物からなるフイルムの総称である。

基材ポリプロピレンフイルムに易ヒートシール層として
積層されるエチレン−プロピレンランダム共重合体は、
エチレン含量が１．０〜７．０重量％好ましくは１．５
〜５．０重量％のものである。

エチレン含量が１．０重量％未満ではヒートシール性が
十分でなく、７．０重量％を越えると透明性、耐スクラ
ツチ性および耐プロツキング性が低下するので好ましく
ない。またエチレン−プロピレンランダム共重合体とし
てメルトフローインデツクス（以下ＭＦＩＲと略す）が
１２以下のものを用いればヒートシール性および透明性
が更に改善される。

なお、？ＩＲは２６０℃における２１６０ｆ１荷重下で
のメルトフローインデツクス（ＭＦＩ）と同温度、３２
５９荷重下でのＭＦＩとの比で表わされるものであり、
理論上６．６５以下の値はとり得ない。一般に市販のポ
リプロピレンのＭＦＩＲは１３〜１６の範囲にあるもの
が多い。ＭＦＩＲが１２以下のエチレン−プロピレンラ
ンダム共重合体を製造する方法は限定される為のではな
いが、代表的な方法として、例えばエチレン−プロピレ
ンランダム共重合体を空気等の酸素含有ガスの存在下に
溶融混練して酸化熱分解し変性する方法があげられる。

より具体的には押出機または混練機を用いて、材料の投
入口またはベント部において空気を吹込む。空気濃度の
調整は押出機ホツパ一部に窒素ガスと共に所定の濃度に
なるように空気を吹込む方法が簡単であるので好ましく
採用される。また前記空気による酸化分解以外に、有機
過酸化物等の分解助剤を添加する方法、熱分解法、機械
的分子切断等があり必要に応じて適用できる。以下実施
例により本発明を説明するが、本発明はそれらの実施例
に限定されるものではない。

尚、実施例中の次の項目については以下の方法で測定、
計算した。１）ヘイズ ＪＩＳＫ−６７１４に従い、株式会社東洋精機製作所製
ヘイズメータ一で測定した。

２）ヒートシール開始温度 東洋テスターエ業株式会社製熱板ヒートシーーラ一を用
い、１ｋｇ／Ｃｄの圧力で１秒間圧着して得たヒートシ
ール部分寸法が幅５鰭、長さ？Ｍｍの試料を、剥離速度
１００ｍ１／分、剥離角度１８０試でＴ一型剥離を行い
、２００ｇ／ｃ−ｍの剥離強度を示すときの温度をヒー
トシール開始温度とした。

従つてこの値が低いほど低温ヒートシール性が良好であ
ることを示す。３）冷却速度 イ）エアーナイフによる冷却 一般に平面に沿つて流速ｕ〔ｍ／時〕の流体のある長さ
ｌまでの平均熱伝達率ｈは次式で表わされる０１ｒ ここで ｋ：流体の熱伝導率〔Ｋｃｄ／ｍ・時・℃〕ｖ：流体の
動粘性係数〔Ｒｒｌ！／時〕Ｐｒ：流体のプラントル数 次に表面温度ｔ１のフイルムを雰囲気ｔｆにさらした場
合、τ時間後に表面温度がｔ８となつたとき、無次元温
度比θ−と〔＝ゾはＬ？▲Ｋ α＝？：フイルムの温度伝播率 ー−− − ′１ 従つてｔ・からｔ １ Ｓ までの冷却速度は 実施例 １ ＭＦＩ＝１．Ｏ９／１０分のポリプロピレン単独重合体
を２９０℃に設定したＴ−ダィを装着した押出機に投入
し、厚さ２ｍｍのシートを得た。

次いで該シートをロール表面温度を１５５℃に設定した
ロール式延伸機で縦方向に５倍延伸した。得た一軸延伸
フイルムに一般に使用されているラミネーターを用いて
、エチレン含量２．５重量％、ＭＦＩ８．０９／１０分
、融点１４９℃のエチレンープロピレンランダム共重合
体を厚さ３０μに積層した。この積層フイルムを空気温
度１５０℃に設定したオーブン式延伸機で横方向に１０
倍延伸し、次に空気温度を１５５゜Ｃに上げ熱処理を行
なつた。この積層フイルムを２５ｃｒｒｌ／秒の速度で
移動させ、オーブンの出口に設置したエアーナイフを用
いて空気温度２０℃、風速２５ｍ／秒のエアーをフイル
ム面 垂直に吹きつけて室温（２『Ｃ）まで冷却してと
り出した。この時の冷却速度は約１５０℃／秒であつた
。得られたフイルムのヒートシール開始温度は１３７℃
、ヘイズは２．２％であつた。実施例 ２空気温度２『
Ｃ、風速８ｍ／秒のエアーナイフを用いる以外は実施例
１と同様に行つた。

この時の冷却速度は約８『Ｃ／秒であつた。得られたフ
イルムのヒートシール開始温度は１３８℃、ヘィズは２
．４％であつた。実施例 ３ エチレンープロピレンランダム共重合体として、エチレ
ン含量３．５重量％、ＭＦＩ＝７。

８９／１０分、融点１４０℃のものを用いること以外は
実施例１と同様に行つた。

得られたフイルムのヒートシール開始温度は１２５℃、
ヘイズは２．３％であつた。実施例 ４ エチレンープロピレンランダム共重合体として、エテレ
ン含量２．５重量％、ＭＦＩ＝４．１９／１０分、融点
１４８℃のものを、空気を吹込みながら押出機ホツパー
に供給し、２２０℃に設定した押出機により混練押出し
てＭＦＩ＝８．２９／１０分ＭＦＩＲ＝１１．３になる
如く変性したものを用いること以外は実施例１と同様に
行つた。

得られたフイルムのヒートシール開始温度は１３４゜Ｃ
，ヘィズは１．８％であつた。実施例 ５ 実施例１においてエアーナイフの代りに、オーブン式延
伸機の出口のところに設置した表面温度２『Ｃの冷却ロ
ールで冷却してとり出した。

この時の冷却速度は約１１０『Ｃ／秒であつた。得られ
たフイルムのヒートシール開始温度は１３５℃ヘイズは
１．９％であつた。実施例 ６ 実施例３においてエアーナイフの代りに実施例５の冷却
ロールを用いること以外は実施例３と同様に行つた。

得られたフイルムのヒートシ―ル開始温度は１２３℃、
ヘイズは２．０％であつた。比較例 １実施例１におい
てエアーナイフを用いないこと以外は実施例１と回様に
行つた。

この時の冷却速度は約３『Ｃ／秒であつた。得られたフ
ィルムのヒートシール開始温度は１４０℃、ヘィズは２
．６％であつた。比較例 ２ 実施例３においてエアーナイフを用いないこと以外は実
施例３と同様に行つた。

得られたフイルムのヒートシール開始畠度は１２８℃、
ヘイズは２．８（ｆ）であつた。比較例 ３ 比較例１において得た積層フイルムを空気温度１４『Ｃ
に設定したオーブンに入れ熱処理を行つた。

この積層フイルムを２５ｃ−Ｒｒｌ／秒の速度で移動さ
せ、オーブンの出口に設置したエアーナイフを用いて空
気温度２０℃、風速２５ｍ／秒のエアーをフイルム面に
垂直に吹きつけて室温（２０℃）まで冷却してとり出し
た。この時の冷却速度は約１４０゜Ｃ／秒であつた。得
られたフイルムのヒートシール開始温度は１３９℃、ヘ
イズは２．６％であつた。実施例 ７ ＭＦＩ＝１．０ｆ！／１０分のポリプロピレン単独重合
体を２９０℃に設定したＴ−ダイを装着した押出機に投
入し、厚さ２ｍｍのシートを得た。

次いで該シートをロール表面温度を１５５℃に設定した
ロール式延伸機で縦方向に５倍延伸した。得た一軸延伸
フイルムに一般に使用されているラミネーターを用いて
エチレン含量２．５重量％、ＭＦＩ＝８．０９／１０分
、融点１４９℃のエテレンープロピレンランダム共重合
体を厚さ３０μに積層した。この積層フィルムを空気温
度１５０℃に設定したオープン式横延伸機で横方向に１
０倍延伸した。次にこの積層フイルムを２５ｃｒｎ／秒
の速度で移動させ、オーブンの出口に設置したエアーナ
イフを用いて空気温度２０℃、風速２５ｍ／秒のエアー
をフイルム面に垂直に吹きつけて室温（２０℃）まで冷
却してとり出した。この時の冷却速度は約１５『Ｃ／秒
であつた。得られたフイルムのヒートシール開始温度は
１３８℃、ヘイズは２．２％であつた。実施例 ８ エチレン−プロピレンランダム共重合体として、エチレ
ン含量３．５重量％、ＭＦ＝７．８９／１０分、融点１
４０℃のものを用いること以外は実施例７と同様に行つ
た。

得られたフイルムのヒートシール開始温度は１２５℃、
ヘイズは２．２％であつた〜 実施例 ９ エチレン−プロピレンランダム共重合体として、エチレ
ン含量２．５重量％、ＭＦＩ＝４．１９／１０分のもの
を、空気を吹込みながら押出機ホツパ一に供給し、２２
０℃に設定した押出機により混練押出してＭＦＩ＝８．
２９／１０分、ＭＦＩＲ二１１．３になる如く変性した
ものを用いること以外は実施例７と同様に行つた。

得られたフイルムのヒートシート開始温度は１３５℃、
ヘイズは１．９％であつた。実施例 １０ 実施例７においてエアーナイフの代りに、オープン式横
延伸機の出口のところに設置した表面温度２『Ｃの冷却
ロールで冷却してとり出した。

この時の冷却速度は約１１００℃／秒であつた。得られ
たフイルムのヒートシール開始温度は１３６℃、ヘイズ
は２０％であつた。実施例 １１ 実施例８においてエアーナイフの代りに実施例１０の冷
却ロールを用いること以外は実施例２と同様に行なつた
。

得られたフイルムのヒートシール開始温度は１２４℃、
ヘィズは２．１％であつた。比較例 ４実施例７におい
てエアーナイフを用いないこと以外は実施例７と同様に
行つた。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 少くとも片面にエチレン含量１．０〜７．０重量％
   のエチレン−プロピレンダンダム共重合体が積層された
   二軸延伸ポリプロピレンフィルムの当該エチレン−プロ
   ピレンランダム共重合体面を、該ランダム共重合体の融
   点以上且つポリプロピレンフィルムの融点以下の範囲内
   の任意の温度から７０℃／秒以上の冷却速度でもつて、
   ７０℃以下の温度まで急冷することを特徴とする積層二
   軸延伸ポリプロピレンフィルムの製造方法。 ２ エチレン−プロピレンランダム共重合体がメルトフ
   ローインデックス比１２以下のエチレン−プロピレンラ
   ンダム共重合体である特許請求の範囲第１項記載の製造
   方法。 ３ 冷却速度が１５０℃／秒以上である特許請求の範囲
   第１項記載の製造方法。 ４ ５０℃以下の温度まで急冷する特許請求の範囲第１
   項記載の製造方法。 ５ 二軸目の延伸をエチレン−プロピレンランダム共重
   合体の融点以上ポリプロピレンフィルムの融点以下で行
   つた後、７０℃／秒以上の冷却速度でもつて７０℃以下
   の温度まで急冷する特許請求の範囲第１項記載の方法。