JPS63149149A - 熱接着性2軸配向ポリプロピレンフイルム - Google Patents

熱接着性2軸配向ポリプロピレンフイルム

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JPS63149149A
JPS63149149A JP61296584A JP29658486A JPS63149149A JP S63149149 A JPS63149149 A JP S63149149A JP 61296584 A JP61296584 A JP 61296584A JP 29658486 A JP29658486 A JP 29658486A JP S63149149 A JPS63149149 A JP S63149149A
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達也 伊藤
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、セルロースを主成分とする紙と熱圧着して使
用される熱接着性2軸配向ポリプロピレンフイルム(以
下PP’−BOと略称する)の改良に関するものであり
、更に溶剤や鉱油、油脂類に接触したり、浸漬されても
、紙との接着力の低下が小さく、耐溶剤性、耐油性に優
れた熱接着性2軸配向ポリプロピレンフイルムに関する
ものである。
[従来の技術] 従来より、PP−BOと紙とを熱接着層を介して積層一
体化する技術が知られている(特開昭56−24161
、特開昭57−146653等)。
しかしながら、最近になって該技術の上述の様な広い用
途展開の結果、該積層体に対する要求品質は高まり、こ
の結果、熱接着性PP−BOの特性の改良の必要がでて
ぎた。
[発明が解決しようとする問題点] すなわち、紙とPP−BOとの積層体が有機溶剤や鉱油
、油脂類等に接触あるいは浸漬されて使用される場合、
次の様な問題点があった。
■ PP−BOが膨潤して、積層体にしわ、カールが発
生したり、あるいは、これらが著しい場合には、紙との
接着界面で剥離が生じる。
■ 有機溶剤や鉱油、油脂類により熱接着層か部分溶解
して接着力が低下する。
本発明は6、以上の問題点を解決し、紙との熱接着性が
良好でかつ、耐溶剤性、耐油性に優れた熱接着性2軸配
向ポリプロピレンフイルムを提供せんとするものである
[問題点を解決するための手段] 本発明は上記問題点解決のために、次の構成をとること
を特徴とする。すなわち、 アイソタクチックインデックスが93%以上、極限粘度
が1.4〜2.0dl/(1、平均屈折率が1゜509
以上である2軸配向ポリプロピレンの少なくとも片面に
熱接着層として、融解ピーク温度が100〜150℃、
アイソタクチックインデックスが60〜92%であるプ
ロピレン共重合体が0゜5〜6μm積層されてなる複合
フィルムであって、該フィルムの120℃及び140℃
の熱収縮率が0〜5%であることを特徴とする熱接着性
2軸配向ポリプロピレンフイルムであることを特徴とす
る。
本発明に用いられるポリプロピレン(以下PPと略称す
る)とは、プロピレン単量体を95モル%以上、好まし
くは98モル%以上含有する重合体であって、また、他
の樹脂、例えば、ポリエチレン、結晶性ポリスチレン等
のα−オレフィンがブレンドされていても良いが、耐溶
剤性を良好とする上で、ブレンド率は5重量%以下とし
ておくことが好ましい。
次に本発明熱接着性PP−BOのPP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、93%以
上であることが必要であり、好ましくは96%以上、さ
らに好ましくは98%以上であることが好ましい。II
が上述の範囲に満たない場合、フィルム製造条件をいか
に変更しても、フィルムの平均屈折率(以下6と略称す
る)が充分にあがらず、耐油性、耐溶剤性の改善が認め
られず、従来のフィルムと特性が変わらなくなってしま
う。
また、該PP層の極限粘度(以下[η]と略称する〉は
、1.4〜2.0dl/CIであることが必要であり、
好ましくは、1.6〜1.9dl/gでおる。
[η]が上述の範囲に満たない場合、フィルムが脆く、
また襞間し易くなり使用に耐えない。また、[η]上述
の範囲を越える場合、膨潤率が大きく、溶剤コーティン
グ時に紙とフィルムとの積層体にカール、しわの発生が
著しい。
また、該PP層の平均屈折率(以下りと略称する)は、
適正な製造条件を選ぶことにより、1゜509以上とす
ることが必要であり、好ましくは1.510以上として
おくことが好ましい。石が1.509未満、好ましくは
1.510未満であるとフィルムと紙との積層体を溶媒
あるいは鉱油等に浸漬した際の形状変化が大きく、接着
部が剥離したり、また溶媒乾燥後まで大きな変形が残留
し、実用上問題を生じる。
以上の現象は、次のような考え方で説明されると思われ
る。
すなわち、平均屈折率の高いPPフィルムの場合、PP
の結晶形態の中でも規則度の高い結晶が形成されている
と考えられる。この結果、トルエン等のPPのツルビリ
ティ−パラメータ(以下Spと略称する)に近い値を持
ち、分子がフィルムに含浸することにより膨潤等を生じ
易い液体に対し、含浸性を低く抑えることができる。す
なわち、本発明は、トルエンに限らず、SpがPPに近
い伯の液体に対し適用可能である。このような液体とし
ては、例えば、キシレン、鉱物油等が挙げられる。
また、該PP層の面配向係数が10〜18×1Q−3、
好ましくは11〜16X10−3の範囲であると、機械
特性、耐油性共に良好となるので好ましい。
さらに、該PP層には、目的に応じて造核剤、帯電防止
剤等の添加剤を添加しても良いことはもちろんである。
次に、本発明フィルムの熱接着層について説明する。
該接着層を形成するプロピレン共重合体とは、プロピレ
ン単量体を40モル%以上含有するポリマーである。具
体的には、プロピレンとα−オレフィンとのランダムあ
るいはブロック共重合体あるいはブレンド体であって、
これらの中でも、エチレンプロピレンランダム(あるい
はブロック)共重合体(前者をrEPC,後者をbFP
Cと略称する)あるいはrFPCとポリブテン−1のブ
レンド体か本発明に好ましい。また、必要に応じ、無水
マレイン酸、メタアクリル酸等を0.1〜10モル%グ
ラフトしてやるとさらに紙との接着性か良好となるので
好ましい。
次に該接着層の融解ピーク温度(以下Tmと略称する〉
は100〜150℃であることが必要であり、好ましく
は、110〜145°Cであることが好ましい。Tmが
上述の範囲に満たない場合、溶剤浸漬で容易に溶解し接
着部が剥離しやすくなるので好ましくない。また、丁m
が上述の範囲を越える場合には、熱圧着時に高温が必要
となり、この結果フィルムの収縮が大きくなり、熱接着
ができなくなる。 また該接着層のIIは、60〜92
%であることが必要であり、好ましくは70〜85%で
ある。IIが上述の範囲に満たない場合、溶剤浸漬時に
容易に溶解して接着部が剥離してしまう。また、IIが
上述の範囲を越える場合には、熱接着に必要な熱容量が
大きくなるために、接着速度が上がらず製造コストが増
大したり、また、結晶化速度が大きくなるために、充分
なアンカー効果が得られず接着力が低下する。
また、該接着層の[η]は特に限定しないが、1.0〜
19dl/c+、更には1.2〜1.7dl/gである
と接着性が良好となり、かつ、耐溶剤性が良好となるの
で好ましい。
ざらに、該接着層の厚みは、0.5〜6μmであること
が必要であり、好ましくは1〜4μmである。接着層の
厚みが上述の範囲に満たない場合、接着条件をいかに検
討しても接着力が充分でなく使用に耐えない。また、上
述の範囲を越える場合には、接着力は良好となるものの
、該接着層がベースPP層に比較して膨潤し易いために
、溶剤浸漬時の変形が大きく、シワ、カール等の発生が
著しくなる。また、本観点から、接着@層の厚みは、ト
ータル厚みの20%を越えないとざらに好ましい。
また、該接着層の面配向係数は、O〜10X1o−3で
おると溶融に必要なエネルギーが小さくなり、熱接着特
性が良好となるので好ましい。
また、該接着層表面には、コロナ放電処理、低温プラズ
マ処理等により、ヌレ張力を38 dyne/cm以上
、好ましくは40dyne/cm以上としておくと接着
力が良好となるので好ましい。また、該表面処理の安定
性指数は、0.8以上であると溶剤浸漬後の接着強度が
低下しにくいので好ましい。
更に、表面処理により形成される極性基としては、特に
溶剤浸漬後の接着強度を良好とする上でアミノ型及び/
又はイミノ型窒素原子が炭素原子数比(以下、N/Cと
略称する)で0.01〜0゜07結合されていることが
好ましい。
もちろん、該接着層には、すべり性、耐ブロッキング性
を良好とする上で、無機、有機のすべり剤、アンプブロ
ッキング剤等を目的に反しない範囲で添加してもよい。
次に、本発明接着性PP−BOの120℃及び140℃
における熱収縮率は0〜5%であることか必要であり、
好ましくは0.5〜4%である。
ここで熱収縮率とは、フィルムの屈折率の最も大きい方
向の熱収縮率をいうものとする。熱収縮率が上述の範囲
に満たない場合、溶剤浸漬時に、紙との積層体のフィル
ム部分が著しく伸長するために、カールが大きくなり、
接着部が剥離し易くなる。また、逆に、熱収縮率が上述
の範囲を越える場合には、熱圧着時に収縮が大きくなり
接着力が低下してしまう。
また、本発明ポリプロピレンフィルムの構成は、PP−
BO層/熱接着層、または、熱接着層/PP−BO層/
熟接看層でおる。
次に、本発明フィルムの製造方法の一例について述べる
ベース層としてポリプロピレンペレッ1〜と、熱接着層
としてプロピレン共重合体とをそれぞれ別の押出機より
溶融押出し、口金内で積層し一体化シート状に押出しキ
ャスティングドラム上で冷却固化する。次に該シートは
120〜160℃で3〜7倍に縦方向に延伸した後、直
ちに冷却ロールで冷却し、引続き、ステンターに導き1
40〜170℃で5〜15倍に横方向に延伸し、さらに
、140〜170℃で2〜15%幅方向にリラックスし
ながら熱処理しフィルムを得る。この結果、少なくとも
片面に熱接着層を0.5〜6μm有し、熱収縮率が0〜
5%である2軸配向ポリプロピレンフイルムを得る。特
に熱収縮率をコントロールする上で、熱処理におけるリ
ラックス率、温度の選択は重要である。
また、本発明フィルムを得る方法としては、上述の方法
に限らず、例えばPPとプロピレン共重合体とをチュー
ブ状に押出し冷却固化し、該チューブを110〜160
℃に予熱しエアー圧で同時2軸延伸する方法でも良い。
以上のようにして得られるポリプロピレンフィルムの厚
みは、通常10〜150μmである。
特性の測定方法並びに効果の評価方法 本発明の特性値の測定方法並びに効果の評価方法は次の
通りである。
〈1)極限粘度([η]) 試料0.1gを135℃のテトラリン100m1に完全
溶解させ、この溶液を粘度計で135℃の恒温層中で比
粘度Sを測定し、次式に従い求める。
[η]−□ 0.1x (1+0.22xS) (2)アイソタクチックインデックス(II)試料を1
30℃で2時間真空乾燥する。これから重量W(ng)
の試料をとり、ソックスレー抽出器に入れ、沸[1!i
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、
130℃で6時間真空乾燥し、その後、重量W’  (
mc]>を測定し次式で求める。
II(%)=W’ /Wx100 〈3)平均屈折率(n> アツベの屈折率計を用いて、フィルム長手方向の屈折率
(NX)、幅方向の屈折率(NV )及び厚さ方向の屈
折率(NZ )を測定し、n−(Nx +Ny 十Nz
 )/3 より求められる。尚、光源はナトリウムD線を用いて、
マウント液はサリヂル酸メチルを用いる。
測定温度は25℃とする。
(4)面配向係数(△n) アツベの屈折率計を用い、先と同様にしてNX、NV 
、NZを測定し次式で求める。
△n−(Nx +Ny )/2−Nz (5)  融解ピーク温度(Tm) 試料5n+c+を走査型熱量計DSC−II型(Per
k i nE1mer社製)にセットし、窒素気流下で
昇温速度20℃/分にて室温より測定し、融解に伴う吸
熱ピーク温度を融解ピーク温度Tm (℃)とする。
このとき、融解ピークが複数個観測される場合には、そ
れらのピーク温度のピーク面積の平均値をTmとする。
(6)熱収縮率(Ts> フィルムより、長さ200mm、幅’lQmmのサンプ
ルを切り取る。この際、サンプリング方向は、屈折率の
最も大きい方向が、サンプルの長手となるようにする。
該サンプルを30の荷重下で所定の温度にて、熱風循環
オーブン中で15分間放置した後、室温で長さaを測定
し、次式で計算する。
f−200 TS(%) = −X 100 なお、この時オーブンの温度は120℃,140℃の2
点について測定する。
(7)  表面ヌレ張力(γ) JIS  K6768ポリエヂレン及びポリプロピレン
フィルムのヌレ試験方法に従う。
(8)  表面処理の安定性指数(S)フィルムのヌレ
張力を測定し、これをγaとする。次に、室温にてり[
10小ルムに15分間浸漬し、これを室温に15分間真
空乾燥した後のヌレ張ツノをγbとする。また、フィル
ムを熱接着層の融点で、15分間熱風オーブン中で熱処
理した後のヌレ張力をγCとする。この時、安定性指数
Sは、 γb−γC γa−γC で求める。
(9)  アミノ型及び/又はイミノ型窒素の炭素原子
数比(N/C) 本発明で言うアミノ型及びイミノ型窒素原子はポリプロ
ピレンポリマー鎖の炭素に直接接合しており、ESCA
法により測定する。
ESCA法とは、軟X線によって励起された光電子のエ
ネルギー分析によって、物質表面の原子種及び化学状態
を測定する方法であって、特に炭化水素系高分子物質で
は、軟X線の透過特性から、表層から100人以内の情
報である。
アミン型及びイミノ型窒素原子は、ESCA法により、
該原子1SvL道のエネルギースペクトルが397.0
〜402.5eVに特徴づけられるものをいう。但し、
この時にポリプロピレンにお(プる炭素のピークのメイ
ンピークを285.OeVとする。
N/Cは、該窒素原子のピークの積分強度と該炭素原子
のピークの積分強度の比により計算される。
 15一 本発明においては、島津X線光電子分光ESCA 75
0ヲ用い、励起X線はMQ  KCl、2線ににり測定
した。
<10)  トルエン中での変形度 フィルムより10100X100のサンプルを切り取り
、50℃のトルエンに1時間浸漬後、120℃で4時間
真空乾燥を行なう。
この時、フィルムの変形度を次のようにして定義する。
ランクA:はとんど変形のないか、もしくは、若干のカ
ールは生じるが平面性は良 好であるもの。
ランクB:フィルムに凹凸は生じるが、浸漬前の形状は
ほぼ保っているもの。この ランクでは、条件さえ選べば使用可 能である。
ランクC:収縮、凹凸等の変形が著しいもの。
このランクでは使用に耐えない。
(11)紙との貼り合せ 熱接着性フィルムとクラ71〜紙とを金属ロールと紙ロ
ール間に送り込み熱圧着した。貼り合せ条件は以下の通
りである。
金属ロール温度:190℃ 貼す合セ圧力 :60kq/cm 貼り合せ速度 :5m/分 (財)積層体の浸漬デス1〜 紙とPPフィルムの積層体は、以下の条件にて浸漬デス
1〜を行なった。
条件 :トルエン中       50℃6時間 なお、浸漬中サンプルには荷重はかけず、また浸漬後は
、エヂルアルコールで充分に洗浄し、乾燥空気中に1日
放置した後、評価を行なった。
(13)積層体の紙〜フィルム間の接着強度積層体より
、幅20mmのサンプルを切り取り、紙とフィルム間の
接着強度をJIS  K6854−73記載のたわみ性
材料同志の180度剥離試験の方法に準じて測定し、こ
れを接着強度とする。
なお、剥離速度は100mm/分で行ない、接着強度は
CI/Cmで表わす。
04)積層体の耐溶剤性 積層体を浸漬テストして、次の判断基準によりランクを
付ける。
ランク1:浸漬前後で全く外観上変化のないもの。
ランク2:若干カール、シワを生じるものの使用上問題
ないもの。
ランク3:カール、シワが著しく使用できないもの。
ランク4:積層体の接着部分が剥離したもの。
[実施例] 本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例1 ポリプロピレンとして、Tl−97%、[η]−1,9
dl/gのペレット、プロピレン共重合体としてI I
=73%、[77]−1,6dl/CI、Tm−141
°Cのエチレンプロピレンランダム共重合体(r E 
PC)を用意し、2台の押出機を用い、前者を260℃
,後者を240℃にて溶融押出し、口金内で積層一体化
し、PP/r″FPCのシートを押出キャスティングド
ラム上で冷却固化した。
引続き該シートを150℃にて4.5倍の延伸倍率で長
手方向(MD)に延伸し、直ちに冷却ロールにて冷却し
た。さらに、該フィルムをステンターに送り込み、幅方
向(TD)に160℃で9倍に延伸し、5%のリラック
スを許しながら165°Cで5秒間熱処理した。
このようにして得られた2軸配向フイルムは厚さ30μ
mであり、諸特性は以下に示すようなものである。
ベース層[η]  :1.8dl/(]n   :1.
512 ラミ層厚み   =2μm 熱収縮率120℃二0.5% 1)40℃:3.0% 次に本フィルムとクラフト紙とを貼り合せトータル厚み
60μmの積層体を製造し評価した結果、以下のように
なった。尚、フィルムには、窒素雰囲気中でコロナ放電
処理を行ない、表面ヌレ張力を40 dyne/cmと
した。またこのとき、表面処理の安定性指数5=1= 
0.N/C=0.03であった。
接着強度 浸漬前 200 q/cm 浸漬後 195g/cm 耐溶剤性     ランク1 以上のように、浸漬後でのクラフト紙との接着強度は十
分に強く、また、外見上も変化がなく極めて良好な品質
を示していることがわかる。
比較例1 実施例1においてフィルムベース層のポリプロピレンと
して、II=97%、[ηコー2.361/gのペレッ
トを用いた以外は同様にして厚さ30μmのフィルムを
製造し、実施例1と同様にして評価した結果をまとめて
第1表に示す。
第1表から明らかなように、nが小さいために積層体に
シワが発生し、耐溶剤性はランク3となり使用に耐えな
い。また、熱収縮率が大きいために熱接着時に接着境界
面にひずみが残留しており、接着強度も浸漬前で100
q/cmと小さい。
以上のように、実施例1、比較例1の比較から明らかな
ように、本発明の構成をとることにより、紙との接着性
、耐溶剤性共に優れたフィルムが得られる。
実施例2 ポリプロピレンとしてI l−98(%)、[η]=2
.0dl/aのペレット、プロピレン共重合体としてI
 I=89 (%)、[η]=1.7dl/aのエチレ
ンプロピレンブロック共重合体[bEPC](Tmは、
130℃と148°Cのダブルピークであり、その面積
平均をとり138°C)を用い、実施例1と同様な製膜
方法によりPP/bEPCからなる厚み60μmの2軸
配向フイルムを得た。
本フィルムには、窒素雰囲気中でコロナ放電処理を行な
いヌレ張力を436yne/cmとした。安定性指数S
=0.7、N/C=0.04であった。
評価結果を第1表にまとめて示すが、耐溶剤性はランク
1と良好である。また接着強度については、表面処理の
安定性指数が0.7と小さいために、浸漬後の接着強度
が浸漬前に比して大きく低下するものの100q/cm
以上あり優れている。
比較例2 プロピレン共重合体として、I I=50%、Tm=1
20’cのエチレンプロピレンブテンランダムコポリマ
ー[EPBC]を使用した以外は、実施例2と同様に製
膜し、PP/EPBCからなる60μmの2軸配向フイ
ルムを得た。
本フィルムの評価結果を第1表にまとめて示すが、熱接
着層のJIが50%と低いために、浸漬により容易に熱
接着層が溶解し、浸漬前は強固な接着力を示していても
、浸漬により著しく接着強度が低下し、積層体は剥離し
てしまい使用に耐えない。
実施例3 ポリプロピレンとして、I I=98%、[η]−1,
85dl/aのペレット、プロピレン共重合体としてT
m=145℃、I I=76%のEPCを用い、実施例
1と同様に製膜し、厚み40μmのフィルムを得た。
本フィルムを用い、クラフト紙と熱圧着し70μmの積
層体を得た。なお、このときフィルムにはコロナ放電処
理等の表面処理は行なわなかった。
以上のようにして得られた、フィルムおよび積層体の評
価結果を第1表にまとめて示す。積層体の接着力は表面
処理をしていないために、浸漬前で150g/cmと小
さいものの浸漬後で100g/cm以上あり十分な強度
を示した。また、耐溶剤性もランク1と優れていた。比
較例3 FPC層みを0.4μmとした以外は、実施例3と同様
にフィルムを製膜し評価を行なった。
評価結果を第1表にまとめて示すが、FPC層みが01
4μmと薄いために積層体の接着強度が小さく、浸漬に
より容易に剥離してしまった。
比較例4 ポリプロピレンとしてI I=98%、[η]−1,8
5dQ/Qのペレットを用い、押出機により単層でシー
ト状に押出しキャスティングドラムで冷却固化した。該
シートを150℃にて5倍にMDに延伸し、ステンター
に入る前でホットメルトコーターによりlm=145°
C1I I=76%のFPCを片面にコートした。引続
き、ステンタ一にて延伸温度160℃1倍率9倍の条件
でTDに延伸し、163°Cにて4%のリラックスを許
しながら熱処理した。このようにして得られたフィルム
は、厚み45μmであり、クラフト紙と熱圧着し厚さ7
5μmの積層体を得た。なお、このときフィルムにはコ
ロナ放電処理等の表面処理は行なわず、表面ヌレ張力は
31 dyne/cmであった。
評価結果を第1表にまとめて示すが、接着力は良好なも
ののトルエン浸漬により、積層体にシワが発生しランク
3となった。これは、耐溶剤性がPPに比して劣るFP
C層が6.2μmと厚いためである。
実施例4 実施例1のフィルムと30μmのクラフト紙とを熱圧着
し、ざらにPPフィルム側にトルエン溶媒のアクリル系
粘着剤を塗布し、15μmの粘着層を形成し、また、ク
ラフト紙側にはシリコーン離型層を形成し、離型層/ク
ラフト紙/熱接着層/PP層/粘着層からなる粘着テー
プを形成した。
該粘着テープは、平面性が良好であり、PP層とクラフ
ト紙との接着力も強く、テープカット時に剥離すること
もなかった。
比較例5 比較例2のフィルムを用い、実施例4と同様に粘着テー
プを形成した。こうして得られた粘着テープは平面性が
悪く、いたるところに細かいシワが観測された。また、
クラフト紙との接着性も悪く、テープカット時に剥離す
る部分があった。
以上のように、本発明熱接着性2軸配向ポリプロピレン
フイルムを用いることにより、品質の優れた粘着テープ
を製造することができる。
[発明の効果]  26一 本発明は、ベースのPP層−80層の平均屈折率を1.
509以上とし、かつ、フィルムの熱収縮率を0〜5%
とすることにより、有機溶剤あるいは油等に浸漬した場
合にフィルムの変形が小さいために、紙との積層体を形
成した時に後加工時にシワ、カールの発生がないばかり
か、接着力も良好である。また、熱接着層のIIを60
〜92%とし、かつ、厚みを0.5〜5μmとすること
により、接着特性を低下させることなく、耐溶剤性を良
好にすることができる。
かくして得られた本発明の熱接着性2軸配向ポリプロピ
レンフイルムは、セルロースを主体とする紙と熱圧着し
、溶剤あるいは、鉱油等に接触する用途、例えば、該積
層体に粘着剤を塗布し粘着テープとして使用するのに好
適である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アイソタクチックインデックスが93%以上、極限粘度
    が1.4〜2.0dl/g、平均屈折率が1.509以
    上である2軸配向ポリプロピレンの少なくとも片面に熱
    接着層として、融解ピーク温度が100〜150℃、ア
    イソタクチックインデックスが60〜92%であるプロ
    ピレン共重合体が0.5〜6μm積層されてなる複合フ
    ィルムであつて、該フィルムの120℃及び140℃の
    熱収縮率が0〜5%であることを特徴とする熱接着性2
    軸配向ポリプロピレンフィルム。
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