KR20240032740A - 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름 - Google Patents
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Abstract
[과제] 본 발명은, 2축 배향 PET 필름에 필적하는 150℃에서의 저열수축률을 갖고, 또한 강성이 뛰어나며, 라미네이트 강도도 뛰어난 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 제공하는 것이다.
[해결 수단] 적어도 기재층 A 및 표면층 B를 포함하는, 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물으로 이루어지는 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름으로서, 하기 1)∼7)의 요건을 만족하는 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름.
1) 필름 전체의 두께에 대한 기재층 A의 두께의 비율이 70％ 이상, 98％ 이하이다.
2) 기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 97.0 이상, 99.9％ 이하이다.
3) 표면층 B를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 80.0 이상, 96.5％ 이하이다.
4) 필름의 길이 방향의 F5가 35MPa 이상이다.
5) 필름의 폭 방향의 F5가 95MPa 이상이다.
6) 필름의 길이 방향의 150℃ 열수축률이 6.0％ 이하이다.
7) 필름의 폭 방향의 150℃ 열수축률이 5.0％ 이하이다.
[해결 수단] 적어도 기재층 A 및 표면층 B를 포함하는, 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 수지 조성물으로 이루어지는 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름으로서, 하기 1)∼7)의 요건을 만족하는 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름.
1) 필름 전체의 두께에 대한 기재층 A의 두께의 비율이 70％ 이상, 98％ 이하이다.
2) 기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 97.0 이상, 99.9％ 이하이다.
3) 표면층 B를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 80.0 이상, 96.5％ 이하이다.
4) 필름의 길이 방향의 F5가 35MPa 이상이다.
5) 필름의 폭 방향의 F5가 95MPa 이상이다.
6) 필름의 길이 방향의 150℃ 열수축률이 6.0％ 이하이다.
7) 필름의 폭 방향의 150℃ 열수축률이 5.0％ 이하이다.
Description
본 발명은 내열성과 강성이 뛰어난 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 관한 것이다.
2축 배향 폴리프로필렌 필름은, 방습성이 뛰어나다는 특징을 갖고, 게다가 필요한 내열성, 강성을 갖기 때문에, 포장 용도나 공업 용도로 이용되고, 사용되는 용도가 점점 넓어져 오고 있다.
게다가 최근에는, 포장 재료의 환경으로의 영향의 배려(리사이클의 용이성)로부터, 재료가 단일 수지로 구성되는 모노머티리얼 포장재(包材)의 실현이 기대되고 있다. 거기서, 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 기재(基材) 필름으로 하고, 무(無)연신 폴리프로필렌 필름을 실런트 필름으로서 사용한 폴리프로필렌 단체(單體) 포장재의 실현이 기대되고 있다.
2축 배향 폴리프로필렌 필름의 내열성과 강성을 높이기 위해서, 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 제조 공정에 있어서, 폭 방향 연신 후에, 추가로 길이 방향으로 연신을 행하는 방법(특허문헌 1 등 참조.)이나, 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 제조 공정에 있어서, 폭 방향으로 연신한 후, 폭 방향의 연신 온도 이하로 필름을 이완하면서 1단계의 열처리를 행하고, 2단계로 1단계 온도∼폭 방향 연신 온도로 열처리를 행하는 방법(예를 들면, 특허문헌 2 등 참조.)이 제안되어 있다.
그러나, 특허문헌 1 및 특허문헌 2에 기재된 필름에서는 히트 시일 후에 시일부에 주름이 발생하기 쉬워, 2축 배향 PET 필름의 모든 용도를 대체하는 것은 곤란했다.
또한 2축 배향 PET 필름에 필적하는 150℃에서의 내열성을 갖는 연신 폴리프로필렌 필름이 제안되어 있지만(예를 들면, 특허문헌 3, 특허문헌 4 등 참조.), 라미네이트 강도에 대해서 추가적인 개선이 기대되고 있다.
본 발명의 과제는, 상술한 문제점을 해결하는 것에 있다. 즉, 내열성과 강성이 뛰어난 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 관한 것이다. 상세하게는, 2축 배향 PET 필름에 필적하는 150℃에서의 내열성을 갖고, 또한 강성이 뛰어나며, 게다가 라미네이트 강도도 뛰어난 2축 배향 폴리프로필렌 필름에 관한 것이다.
본 발명은, 이러한 목적을 달성하기 위해 예의 검토한 결과, 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 적층 구성과 각 층의 원료 조성, 및 필름 특성을 제어함으로써 내열성과 강성이 뛰어나고, 게다가 라미네이트 강도도 뛰어난 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있었다.
즉 본 발명에 관한 2축 배향 폴리프로필렌 필름은 이하의 구성으로 이루어진다.
[1]
적어도 기재층 A 및 표면층 B를 포함하는, 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름으로서, 하기 1)∼7)의 요건을 만족하는 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름.
1) 필름 전체의 두께에 대한 기재층 A의 두께의 비율이 70％ 이상, 98％ 이하이다.
2) 기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 97.0 이상, 99.9％ 이하이다.
3) 표면층 B를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 80.0 이상, 96.5％ 이하이다.
4) 필름의 길이 방향의 F5가 35MPa 이상이다.
5) 필름의 폭 방향의 F5가 95MPa 이상이다.
6) 필름의 길이 방향의 150℃ 열수축률이 6.0％ 이하이다.
7) 필름의 폭 방향의 150℃ 열수축률이 5.0％ 이하이다.
[2]
상기 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 표면층 B측으로부터 측정한 면 배향 계수가 0.0134 이하인 [1]에 기재한 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름.
[3]
상기 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 표면층 B의 필름 표면의 젖음 장력이 38mN/m 이상인 [1] 또는 [2]에 기재한 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름.
[4]
상기 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 헤이즈가 5.0％ 이하인 [1]∼[3] 중 어느 하나에 기재한 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름.
[5]
상기 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름 전체의 두께가 5㎛ 이상, 60㎛ 이하인 [1]∼[4] 중 어느 하나에 기재한 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름.
[6]
[1]∼[5] 중 어느 하나에 기재한 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름과 무연신 폴리프로필렌 필름을 포함하는 적층체.
[7]
상기 적층체의 90°(T자) 박리했을 때의 박리 강도로 나타나는 라미네이트 강도가, 상기 적층체의 길이 방향 및 폭 방향 모두 1.9N/15mm 이상, 10N/15mm 이하인 [6]에 기재한 적층체.
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름은, 150℃에서 2축 배향 PET 필름에 필적하는 저열수축률을 갖고, 강성이 뛰어나며, 또한 라미네이트 강도가 뛰어나므로, 폴리프로필렌계 수지로 이루어지는 실런트 필름과 조합함으로써, 모노머티리얼 포장재로서 적합하게 이용할 수 있다.
이하, 더욱 상세하게 본 발명에 관한 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름에 대해서 설명한다.
본 발명에 관한 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름은, 적어도 기재층 A 및 표면층 B를 포함하는, 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름이다. 기재층 A 및 표면층 B는 폴리프로필렌 수지 조성물로 이루어지고, 폴리프로필렌 수지 조성물은 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 것이다. 또한, 「주성분」이란, 폴리프로필렌 수지가 폴리프로필렌 수지 조성물 중에 차지하는 비율이 90 질량％ 이상인 것을 의미하고, 보다 바람직하게는 93 질량％ 이상, 더욱 바람직하게는 95 질량％ 이상, 특히 바람직하게는 97 질량％ 이상이다.
이하, 기재층 A 및 표면층 B에 대해서 설명한다.
〔기재층 A〕
(기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 입체 규칙성)
본 발명에 있어서의 기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 입체 규칙성의 지표인 메소 펜타드 분율([mmmm]％)은, 97.0％ 이상, 99.9％ 이하이고, 97.5％ 이상, 99.7％ 이하이면 바람직하며, 98.0％ 이상, 99.5％ 이하이면 보다 바람직하고, 98.5％ 이상, 99.3％ 이하이면 더욱 바람직하다. 기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 그 혼합물의 메소 펜타드 분율에 대해서도 상기와 마찬가지의 범위인 것이 바람직하다.
본 발명에 있어서의 기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 97.0％ 이상이면, 폴리프로필렌 수지의 결정성이 높아져, 필름에 있어서의 결정의 융점, 결정화도, 결정 배향도가 향상되고, 강성과 고온에서의 내열성이 얻어지기 쉽다. 99.9％ 이하이면 필름의 제조에 있어서 파단이 적어지는 점이나, 폴리프로필렌 수지의 제조 코스트를 억제하기 쉬워지는 점에서 바람직하다. 메소 펜타드 분율은 핵자기 공명법(소위 NMR법)으로 측정된다.
폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율을 상술의 범위 내로 하기 위해서는, 얻어진 폴리프로필렌 수지 파우더를 n-헵탄 등의 용매로 세정하는 방법이나, 촉매 및/또는 조(助)촉매의 선정, 폴리프로필렌 수지 조성물의 성분의 선정을 적절히 행하는 방법 등이 바람직하게 채용된다.
(기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지)
본 발명에 있어서의 기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지는, 폴리프로필렌 단독 중합체나, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체를 이용할 수 있다. 실질적으로 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀을 포함하지 않는 프로필렌 단독 중합체가 바람직하고, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀 성분을 포함하는 경우라도, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀 성분량은 1 몰％ 이하인 것이 바람직하다. 성분량의 상한은, 보다 바람직하게는 0.5 몰％이고, 더욱 바람직하게는 0.3 몰％이며, 특히 바람직하게는 0.1 몰％이고, 가장 바람직하게는 0％이다. 상기 범위이면 강성과 내열성이 향상되기 쉽다. 이와 같은 공중합체를 구성하는 탄소수 4 이상의 α-올레핀 성분으로서, 예를 들면, 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸펜텐-1, 3-메틸부텐-1, 1-헥센, 4-메틸펜텐-1, 5-에틸헥센-1, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-에이코센 등을 들 수 있다. 폴리프로필렌 수지는 상이한 2종 이상의 폴리프로필렌 단독 중합체나, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체. 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다.
(기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 융해 온도)
기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 DSC로 측정되는 융해 온도(Tm)(이하, TmA라고 약기한다)의 하한은 바람직하게는 160℃이고, 보다 바람직하게는 161℃이며, 더욱 바람직하게는 162℃이고, 더욱더 바람직하게는 163℃이다. TmA가 160℃ 이상이면 강성과 고온에서의 내열성이 얻어지기 쉽다.
TmA의 상한은, 바람직하게는 180℃이고, 보다 바람직하게는 178℃이다. TmA가 180℃ 이하이면, 폴리프로필렌 수지의 제조의 점에서 코스트업을 억제하기 쉽다.
기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 그 혼합물의 TmA에 대해서도 상기와 마찬가지의 범위인 것이 바람직하다.
Tm이란, 약 5mg의 샘플을 알루미늄 팬에 채워 넣고 시차 주사 열량계(DSC)에 세트하여, 질소 분위기하에서, 주사 속도 10℃/분으로 230℃로 승온하여 230℃에서 5분간 융해하고, 주사 속도 －10℃/분으로 30℃까지 강온(降溫)한 후, 5분간 홀딩하고, 주사 속도 10℃/분으로 승온했을 때에 관찰되는, 융해에 수반되는 흡열 피크의 주된 피크 온도이다. 복수의 피크가 관찰되는 경우, 저온측의 피크 온도를 Tm으로 한다.
(기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 결정화 온도)
기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 DSC로 측정되는 결정화 온도(Tc: 이하, Tc라고 약기하는 경우가 있다)의 하한은 105℃이고, 바람직하게는 108℃이며, 보다 바람직하게는 110℃이고, 더욱 바람직하게는 114℃이다. Tc가 105℃ 이상이면, 결정화가 진행되기 쉬워, 강성과 고온에서의 내열성이 얻어지기 쉽다.
Tc의 상한은, 바람직하게는 135℃이고, 보다 바람직하게는 133℃이며, 더욱 바람직하게는 132℃이고, 더욱더 바람직하게는 130℃이며, 특히 바람직하게는 128℃이고, 가장 바람직하게는 127℃이다. Tc가 135℃ 이하이면 폴리프로필렌 제조의 점에서 코스트업을 억제할 수 있고, 제막 시의 파단도 억제하기 쉽다.
기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 그 혼합물의 결정화 온도에 대해서도 상기와 마찬가지의 범위인 것이 바람직하다.
Tc란, 약 5mg의 샘플을 알루미늄 팬에 채워 넣고 DSC에 세트하여, 질소 분위기하에서, 주사 속도 10℃/분으로 230℃로 승온하여 230℃에서 5분간 융해하고, 주사 속도 －10℃/분으로 30℃까지 강온했을 때에 관찰되는 발열 피크의 주된 피크 온도이다. 복수의 피크가 관찰되는 경우, 저온측의 피크 온도를 Tc로 한다.
전술의 폴리프로필렌 수지에 결정핵제를 배합함으로써, 결정화 온도를 보다 올릴 수도 있다.
(기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 멜트 플로우 레이트)
기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 멜트 플로우 레이트(MFR: 이하, MFR이라고 약기하는 경우가 있다)는, JISK7210(1995)의 조건 M(230℃, 2.16kgf)에 준거하여 측정한 경우에 있어서, 6.0g/10분 이상, 10g/10분 이하인 것이 바람직하고, 6.2g/10분 이상, 9.0g/10분 이하이면 보다 바람직하며, 6.3g/10분 이상, 8.5g/10분 이하이면 더욱 바람직하고, 6.4g/10분 이상, 8.0g/10분 이하이면 특히 바람직하며, 6.5g/10분 이상, 7.5g/10분 이하이면 가장 바람직하다.
또, 기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 혼합물의 MFR은 6.0g/10분 이상, 10g/10분 이하인 것이 바람직하고, 6.2g/10분 이상, 9.0g/10분 이하이면 보다 바람직하며, 6.3g/10분 이상, 8.5g/10분 이하이면 더욱 바람직하고, 6.4g/10분 이상, 8.0g/10분 이하이면 특히 바람직하며, 6.5g/10분 이상, 7.5g/10분 이하이면 가장 바람직하다.
폴리프로필렌 수지의 MFR이 6.0g/10분 이상이면, 열수축이 낮은 2축 배향 폴리프로필렌 필름이 얻어지기 쉽다. 또, 폴리프로필렌 수지의 MFR이 10g/10분 이하이면, 제막성을 좋게 하기 쉽다.
기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 각각의 폴리프로필렌 수지의 MFR은 2.5g/10분 이상, 30g/10분 이하인 것이 바람직하고, 3.5g/10분 이상, 25g/10분 이하이면 보다 바람직하며, 4.5g/10분 이상, 22g/10분 이하이면 더욱 바람직하고, 5.5g/10분 이상, 20g/10분 이하이면 특히 바람직하며, 6.0g/10분 이상, 20g/10분 이하이면 가장 바람직하다.
폴리프로필렌 수지의 MFR을 상기의 범위 내로 하기 위해서는, 폴리프로필렌 수지의 평균 분자량이나 분자량 분포를 제어하는 방법 등이 바람직하게 채용된다.
(기재층 A에 이용되는 대전 방지제)
기재층 A를 구성하는 프로필렌 수지 조성물에는, 디에탄올아민 지방산 에스테르 화합물, 아민 화합물, 글리세린 모노지방산 에스테르 화합물 등의 대전 방지제를 함유시킬 수 있다. 이들을 특정 비율로 병용함으로써, 초기의 대전 방지성이 충분한 동시에, 뛰어난 대전 방지성이 장기에 걸쳐 지속되고, 게다가 고온에 노출되어도 초기의 투명성의 저하가 거의 없어, 끈적임이 없는 2축 배향 폴리프로필렌 필름이 얻어진다.
기재층 A에 함유된 대전 방지제는 브리드에 의해 표면층 B의 필름 표면으로 이동하여, 존재할 수 있다.
(기재층 A에 이용되는 그 외 첨가제)
또, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위이면, 기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지 조성물에는 대전 방지제 외에도 품질 향상을 위한 각종 첨가제, 예를 들면, 생산성의 향상을 위해 미세 입자 등의 안티 블로킹제, 왁스, 금속 비누 등의 윤활제, 가소제, 가공 조제(助劑)나 폴리프로필렌계 필름에 통상 첨가되는 공지의 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제 등을 배합하는 것도 가능하다.
무기질의 미세 입자로는, 이산화규소, 탄산칼슘, 이산화티탄, 탈크, 카올린, 운모, 제올라이트 등을 들 수 있고, 이들의 형상은, 구상, 타원상, 원추상, 부정형으로 종류를 따지지 않으며, 그 입자 지름도 필름의 용도, 사용법에 따라 원하는 것을 사용 배합할 수 있다.
또, 유기질의 미세 입자로는, 아크릴계 수지, 아크릴산 메틸계 수지, 스티렌-부타디엔계 수지 등을 가교한 가교체 입자를 사용할 수 있고, 형상, 크기에 관해서는 무기질 미세 입자와 마찬가지로 다양한 것을 사용하는 것이 가능하다. 또, 이들 무기질 또는 유기질의 미세 입자 표면에 각종의 표면 처리를 실시하는 것도 가능하고, 또, 이들은 단독으로 사용할 수 있는 것 외에, 2종 이상을 병용하는 것도 가능하다.
〔표면층 B〕
(표면층 B를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 입체 규칙성)
표면층 B를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 입체 규칙성의 지표인 메소 펜타드 분율([mmmm]％)은, 80.0％ 이상, 96.5％ 이하이고, 85.0％ 이상, 96.5％ 이하인 것이 바람직하며, 90.0％ 이상, 96.5％ 이하인 것이 보다 바람직하다.
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 그 혼합물의 입체 규칙성에 대해서도 상기와 마찬가지의 범위인 것이 바람직하다.
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 각각의 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율은 80.0％ 이상, 98.0％ 이하인 것이 바람직하다.
표면층 B를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 96.5％ 이하이면, 실런트 필름을 적층한 적층체의 라미네이트 강도를 높게 하기 쉽다. 또, 표면층 B를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 80.0％ 이상이면, 필름의 강성과 내열성이 얻어지기 쉽다. 메소 펜타드 분율은 핵자기 공명법(소위 NMR법)으로 측정된다.
(표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지)
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지는, 폴리프로필렌 단독 중합체나, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체를 이용할 수 있다. 실질적으로 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀을 포함하지 않는 프로필렌 단독 중합체가 바람직하고, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀 성분을 포함하는 경우라도, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀 성분량의 상한은, 1 몰％ 이하인 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 0.5 몰％이고, 더욱 바람직하게는 0.3 몰％이고, 특히 바람직하게는 0.1 몰％이며, 가장 바람직하게는 0％이다.
상기 범위이면 강성과 내열성이 향상되기 쉽다. 이와 같은 공중합체를 구성하는 탄소수 4 이상의 α-올레핀 성분으로서, 예를 들면, 1-부텐, 1-펜텐, 3-메틸펜텐-1, 3-메틸부텐-1, 1-헥센, 4-메틸펜텐-1, 5-에틸헥센-1, 1-옥텐, 1-데센, 1-도데센, 1-테트라데센, 1-헥사데센, 1-헵타데센, 1-옥타데센, 1-에이코센 등을 들 수 있다. 폴리프로필렌 수지는 상이한 2종 이상의 폴리프로필렌 단독 중합체나, 에틸렌 및/또는 탄소수 4 이상의 α-올레핀과의 공중합체, 및 이들의 혼합물을 이용할 수 있다.
(표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 융해 온도)
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 DSC로 측정되는 융해 온도(Tm)(이하, TmB라고 약기한다)의 하한은 바람직하게는 152℃이고, 보다 바람직하게는 154℃이며, 더욱 바람직하게는 156℃이고, 더욱더 바람직하게는 158℃이다. TmB가 154℃ 이상이면 강성과 고온에서의 내열성이 얻어지기 쉽다.
TmB의 상한은, 바람직하게는 170℃이고, 보다 바람직하게는 169℃이며, 더욱 바람직하게는 168℃이고, 더욱더 바람직하게는 167℃이며, 특히 바람직하게는 166℃이다. TmB가 170℃ 이하이면, 폴리프로필렌 수지의 제조의 점에서 코스트업을 억제할 수 있고, 제막 시의 파단도 억제하기 쉽다. 또, 라미네이트 강도도 커지기 쉽다.
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 그 혼합물의 TmB에 대해서도 상기와 마찬가지의 범위인 것이 바람직하다.
Tm이란, 약 5mg의 샘플을 알루미늄 팬에 채워 넣고 시차 주사 열량계(DSC)에 세트하여, 질소 분위기하에서, 주사 속도 10℃/분으로 230℃로 승온하여 230℃에서 5분간 융해하고, 주사 속도 －10℃/분으로 30℃까지 강온한 후, 5분간 홀딩하고, 주사 속도 10℃/분으로 승온했을 때에 관찰되는, 융해에 수반되는 흡열 피크의 주된 피크 온도이다. 복수의 피크가 관찰되는 경우, 저온측의 피크 온도를 Tm으로 한다.
(표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 결정화 온도)
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 DSC로 측정되는 결정화 온도(Tc)의 하한은 95℃이고, 바람직하게는 100℃이며, 보다 바람직하게는 105℃이다. Tc가 95℃ 이상이면, 결정화가 진행되기 쉬워, 강성과 고온에서의 내열성이 얻어지기 쉽다.
Tc의 상한은, 바람직하게는 115℃이고, 보다 바람직하게는 113℃이다. Tc가 115℃ 이하이면 표면층 B의 결정 배향화가 억제되어 라미네이트 강도가 커지기 쉽다.
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 그 혼합물의 Tc에 대해서도 상기와 마찬가지의 범위인 것이 바람직하다.
Tc란, 약 5mg의 샘플을 알루미늄 팬에 채워 넣고 DSC에 세트하여, 질소 분위기하에서, 주사 속도 10℃/분으로 230℃로 승온하여 230℃에서 5분간 융해하고, 주사 속도 －10℃/분으로 30℃까지 강온했을 때에 관찰되는 발열 피크의 주된 피크 온도이다. 복수의 피크가 관찰되는 경우, 저온측의 피크 온도를 Tc로 한다.
(표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 멜트 플로우 레이트)
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 멜트 플로우 레이트(MFR)는, JISK7210(1995)의 조건 M(230℃, 2.16kgf)에 준거하여 측정한 경우에 있어서, 2.8g/10분 이상, 5.0g/10분 이하인 것이 바람직하고, 3.0g/10분 이상, 5.0g/10분 이하이면 보다 바람직하며, 3.0g/10분 이상, 4.5g/10분 이하이면 더욱 바람직하고, 3.0g/10분 이상, 4.0g/10분 이하이면 더욱더 바람직하다.
또, 표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 폴리프로필렌 수지의 혼합물의 MFR은 2.8g/10분 이상, 5.0g/10분 이하인 것이 바람직하고, 3.0g/10분 이상, 5.0g/10분 이하이면 보다 바람직하며, 3.0g/10분 이상, 5.0g/10분이면 더욱 바람직하고, 3.0g/10분 이상, 4.0g/10분 이하이면 더욱더 바람직하다.
폴리프로필렌 수지의 MFR이 2.8g/10분 이상이면, 열수축이 낮은 2축 배향 폴리프로필렌 필름이 얻어지기 쉽다. 또, 폴리프로필렌 수지의 MFR이 5.0g/10분 이하이면, 제막성이 좋아지기 쉽고, 또한 필름 제막 시에 결점이 발생되기 어렵다.
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지가 복수의 폴리프로필렌 수지의 혼합물인 경우, 각각의 폴리프로필렌 수지의 MFR은 2.0g/10분 이상, 5.0g/10분 이하인 것이 바람직하고, 2.2g/10분 이상, 5.0g/10분 이하이면 보다 바람직하며, 2.3g/10분 이상, 4.5g/10분 이하이면 더욱 바람직하다.
표면층 B에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 MFR은, 적층 필름의 두께의 균일성의 관점에서는, 기재층 A에 이용되는 폴리프로필렌 수지의 MFR에 가까운 쪽이 바람직하다.
(표면층 B에 이용되는 첨가제)
본 발명의 효과를 해치지 않는 범위이면, 표면층 B를 구성하는 폴리프로필렌 수지 조성물에는 미끄러짐성이나 대전 방지성 등의 품질 향상을 위한 각종 첨가제, 예를 들면, 생산성의 향상을 위해 미세 입자 등의 안티 블로킹제, 왁스, 금속 비누 등의 윤활제, 가소제, 가공 조제나 폴리프로필렌계 필름에 통상 첨가되는 공지의 열 안정제, 산화 방지제, 자외선 흡수제, 무기질이나 유기질의 미세 입자 등을 배합하는 것도 가능하다.
무기질의 미세 입자로는, 이산화규소, 탄산칼슘, 이산화티탄, 탈크, 카올린, 운모, 제올라이트 등을 들 수 있고, 이들의 형상은, 구상, 타원상, 원추상, 부정형으로 종류를 따지지 않으며, 그 입자 지름도 필름의 용도, 사용법에 따라 원하는 것을 사용 배합할 수 있다.
또, 유기질의 미세 입자로는, 아크릴, 아크릴산 메틸, 스티렌-부타디엔 등의 가교체 입자를 사용할 수 있고, 형상, 크기에 관해서는 무기질 미세 입자와 마찬가지로 다양한 것을 사용하는 것이 가능하다. 또, 이들 무기질 또는 유기질의 미세 입자 표면에 각종의 표면 처리를 실시하는 것도 가능하고, 또, 이들은 단독으로 사용할 수 있는 것 외에, 2종 이상을 병용하는 것도 가능하다.
(기재층 A 및 표면층 B에 이용되는 방담제(防曇劑))
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름에는, 다가 알코올의 지방산 에스테르류, 고급 지방산의 아민류, 고급 지방산의 아마이드류, 고급 지방산의 아민이나 아마이드의 에틸렌 옥사이드 부가물 등의 방담제를 필름 중에서의 존재량을 0.2∼5 질량％의 범위로 첨가함으로써, 야채, 과실, 화초 등의 선도 유지가 요구되는 청과물 등의 포장에 적합한 것으로 할 수 있다. 방담제는 기재층 A 및 표면층 B 중 어느 쪽에도 첨가할 수 있다. 기재층 A에 함유된 방담제는 브리드에 의해 표면층 B의 필름 표면으로 이동하여, 방담성을 발현할 수 있다.
〔기재층 A 및 표면층 B의 두께 구성〕
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 전층 두께는, 그 용도나 사용 방법에 따라 다르지만, 필름 강도, 자원 절약의 관점에서, 하한은 5㎛가 바람직하고, 6㎛가 보다 바람직하며, 8㎛가 더욱 바람직하고, 10㎛가 특히 바람직하다. 상한은, 60㎛가 바람직하고, 40㎛가 보다 바람직하며, 35㎛가 더욱 바람직하고, 25㎛가 특히 바람직하며, 19㎛가 가장 바람직하다. 필름의 전층 두께가 이 범위이면, 강도를 확보하면서, 보다 얇은 필름 두께로 함으로써 자원 절약에 기여할 수 있다. 필름의 전층 두께는 용도에 따라 60㎛보다 큰 쪽이 바람직한 경우도 있고, 필름의 전층 두께가 200㎛까지이면 일반적으로 사용할 수 있다.
기재층 A의 두께의 하한은, 그 용도나 사용 방법에 따라 다르지만, 필름의 강성이나 수증기 배리어성의 점에서, 5㎛가 바람직하다. 기재층 A의 두께의 상한은, 투명성이나 환경에의 영향의 점에 있어서, 50㎛가 바람직하고, 35㎛가 보다 바람직하며, 20㎛ 이하가 더욱 바람직하고, 18㎛가 특히 바람직하다. 기재층 A의 두께는 용도에 따라 50㎛보다 큰 쪽이 바람직한 경우도 있고, 200㎛까지이면 일반적으로 사용할 수 있다.
표면층 B의 두께의 하한은, 그 용도나 사용 방법에 따라 다르지만, 필름의 라미네이트 강도나 대전 방지성의 점에서, 0.3㎛가 바람직하고, 0.5㎛가 보다 바람직하며, 0.8㎛ 이상이 더욱 바람직하다.
표면층 B의 두께의 상한은, 그 용도나 사용 방법에 따라 다르지만, 필름의 강성이나 고온에서의 내열성의 점에서 4㎛가 바람직하고, 2㎛가 보다 바람직하다. 또, 표면층 B의 두께가 크면 면 배향 계수를 작게 하기 쉽다.
필름 전체의 두께에 대한 기재층 A의 두께의 비율의 하한은, 강성과 고온에서의 내열성의 관점에서 70％이고, 75％가 보다 바람직하며, 80％가 더욱 바람직하고, 85％가 특히 바람직하다.
필름 전체의 두께에 대한 기재층 A의 두께의 비율의 상한은, 상기 표면층 B의 기능을 유지하기 위해서 98％ 이하가 바람직하고, 95％ 이하가 보다 바람직하며, 92％ 이하가 더욱 바람직하다.
필름 전체의 두께에 대한 표면층 B의 두께의 비율의 하한은, 필름의 라미네이트 강도나 대전 방지성의 관점에서 2％가 바람직하고, 3％가 보다 바람직하며, 5％가 더욱 바람직하고, 8％ 이상이 보다 바람직하다.
필름 전체의 두께에 대한 기재층 B의 두께의 비율의 상한은, 강성과 고온에서의 내열성의 관점에서 30％ 이하가 바람직하고, 23％가 보다 바람직하며, 20％ 이하가 더욱 바람직하고, 15％ 이하가 특히 바람직하다.
(층 구성)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리올레핀 필름의 층 구성은, 표면층 B/기재층 A, 표면층 B/기재층 A/표면층 B를 들 수 있다. 기재층 A와 표면층 B는 직접 접하고 있는 것이 바람직하지만, 기재층 A와 표면층 B와의 사이에는 중간층을 설치해도 되고, 중간층의 원료 조성은, 기재층 A와 표면층 B의 층간에서 박리가 일어나기 어렵게 하기 위해, 기재층과 표면층의 중간이 되는 것과 같은 원료 조성으로 하는 것이 바람직하다.
〔2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 제막 방법〕
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름은, 상술한 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물로 이루어지는 미연신 시트를 제작하고, 2축 연신함으로써 얻어진다. 2축 연신의 방법으로는, 인플레이션 동시 2축 연신법, 텐터 동시 2축 연신법, 텐터 축차 2축 연신법 중 어느 것을 채용해도 되지만, 제막 안정성, 두께 균일성의 관점에서 텐터 축차 2축 연신법을 채용하는 것이 바람직하다. 특히 길이 방향으로 연신 후, 폭 방향으로 연신하는 것이 바람직하지만, 폭 방향으로 연신 후, 길이 방향으로 연신하는 방법이어도 된다.
다음으로 본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 제조 방법을 설명하지만, 반드시 이것으로 한정되는 것은 아니다.
이하에는, 표면층 B/기재층 A/표면층 B의 예에 대해서, 텐터 축차 2축 연신법을 채용한 경우에 대해서 기술한다.
우선, 표면층 B/기재층 A/표면층 B의 구성으로 이루어지는 용융 폴리프로필렌 수지 조성물 다층 시트를 T 다이로부터 압출한다.
그 방법으로서, 예를 들면, 2대 이상의 압출기를 이용하여 상이한 유로로부터 송출된 폴리프로필렌 수지를 다층 피드 블록이나 스태틱 믹서, 다층 멀티매니폴드 다이 등을 이용하여 다층으로 적층하면서, 공압출(共押出)하는 방법 등을 사용할 수 있다.
또, 1대의 압출기만을 이용하여, 압출기에서부터 T형 다이까지의 멜트 라인에 상술의 다층화 장치를 도입하는 것도 가능하다.
또, 배압의 안정화 및 두께 변동의 억제의 관점에서 폴리머 유로에 기어 펌프를 설치하는 방법이 바람직하다.
T 다이로부터 시트상(狀)으로 공압출한 용융 시트는, 금속제 냉각 롤 상에 접지시켜 냉각 고화한다. 고화를 촉진할 목적으로, 냉각 롤로 냉각한 시트를 수조에 침지하는 등 하여, 더욱 냉각하는 것이 바람직하다.
이어서, 시트를 가열한 2쌍의 연신 롤로, 후방의 연신 롤의 회전 속도를 크게 함으로써 시트를 길이 방향으로 연신하여, 1축 연신 필름을 얻는다.
계속해서, 1축 연신 필름을 예열 후, 텐터식 연신기에서 필름 단부를 파지(把持)하면서, 특정의 온도에서 폭 방향로 연신을 행하여, 2축 연신 필름을 얻는다.
폭 방향 연신 공정이 종료된 후, 2축 연신 필름을 특정의 온도에서 열처리를 행한다. 열처리 공정에 있어서는, 폭 방향으로 필름을 이완해도 된다.
이렇게 해서 얻어진 2축 배향 폴리프로필렌 필름에, 필요에 따라서, 예를 들면 적어도 편면에 코로나 방전 처리를 실시한 후, 와인더로 권취(卷取)함으로써 필름 롤을 얻을 수 있다.
이하 각각의 공정에 대해서 더욱 상세하게 설명한다.
(압출 공정)
우선, 폴리프로필렌 수지를 주성분으로 하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 단축 또는 2축의 압출기로 200℃ 이상, 300℃ 이하에 범위에서 가열 용융시키고, T 다이로부터 나온 시트상의 용융 폴리프로필렌 수지 조성물을 금속제의 냉각 롤에 접촉시켜 냉각 고화시킨다. 얻어진 미연신 시트는 추가로 수조에 투입하는 것이 바람직하다.
냉각 롤, 또는 냉각 롤과 수조의 온도는, 결정화를 억제할 수 있는 온도인 것이 바람직하고, 필름의 투명성을 올리고 싶은 경우는, 50℃ 이하의 냉각 롤로 냉각 고화하는 것이 바람직하다. 냉각 온도를 50℃ 이하로 하면 미연신 시트의 투명성이 높아지기 쉽고, 바람직하게는 40℃ 이하이다. 축차 2축 연신 후의 결정 배향도를 증대시키려면 냉각 온도를 30℃ 이상으로 하는 것도 바람직하다.
미연신 시트의 두께는 3500㎛ 이하로 하는 것이 냉각 효율에 있어서 바람직하고, 3000㎛ 이하로 하는 것이 더욱 바람직하며, 축차 2축 연신 후의 필름 두께에 따라, 적절히 조정할 수 있다. 미연신 시트의 두께는 폴리프로필렌 수지 조성물의 압출 속도 및 T 다이의 립 폭 등으로 제어할 수 있다.
(길이 방향 연신 공정)
길이 방향 연신 배율의 하한은 바람직하게는 3배이고, 보다 바람직하게는 3.5배이며, 특히 바람직하게는 3.8배이다. 상기 범위이면 강도를 높이기 쉽고, 두께 불균일도 적어진다.
길이 방향 연신 배율의 상한은 바람직하게는 4.3배이고, 보다 바람직하게는 4.2배이며, 특히 바람직하게는 4.1배이다. 상기 범위이면, 폭 방향 연신 공정에서의 연신성이 양호하고, 생산성이 향상된다.
본 발명에 있어서는, 입체 규칙성이 높은 폴리프로필렌 수지를 원료로서 이용하여 길이 방향 연신 배율을 낮춰, 길이 방향의 배향도를 억제함으로써, 내열성과 제막성을 양립한 필름의 제막이 가능해진다.
그 이유로서, 다음과 같이 추정하고 있다. 길이 방향 연신 배율을 낮춤으로써, 길이 방향 연신 필름 중의 폴리프로필렌 분자쇄의 배향도가 억제되는 것에 의해, 폴리프로필렌 분자쇄의 운동성이 억제되기 어려워지고, 다음 공정인 폭 방향 연신 공정에서 고배율으로 연신하는 것, 및 추가로 다음 공정인 열처리 공정에서 높은 온도로 열처리를 충분한 시간 행함으로써, 최종적으로 결정화도가 높은 구조를 갖는 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름이 얻어진다. 그 결과, 영률이나 5％ 신장 시의 응력, 특히 5％ 신장 시 응력이 높은 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름을 얻을 수 있다.
종래, 내열성(열수축성)과 강성 중 어느 쪽이 향상되면, 다른 쪽의 특성이 저하되는 경향이 되지만, 본 발명에서는 이러한 양립이 가능하다.
길이 방향 연신 온도의 하한은, 바람직하게는 기재층 A의 융점(이하, TmA라고 약기한다)에 대해, TmA－40℃이고, 보다 바람직하게는 TmA－37℃이며, 더욱 바람직하게는 TmA－35℃이다. 상기 범위이면 열수축률을 작게 하기 쉬워, 계속해서 행해지는 폭 방향 연신이 용이해지고, 두께 불균일도 적어진다. 길이 방향 연신 온도의 상한은 바람직하게는 TmA－7℃이고, 보다 바람직하게는 TmA－10℃이며, 더욱 바람직하게는 TmA－12℃이다. 상기 범위이면 연신 롤에 수지가 융착되어 연신하기 어려워지거나, 표면의 거칠기가 커짐으로써 필름 품위가 저하되는 일도 적다.
또한, 길이 방향 연신은 3쌍 이상의 연신 롤을 사용하여, 2단계 이상의 다단계로 나누어 연신해도 된다.
(폭 방향 연신을 위한 예열 공정)
폭 방향 연신 공정 전에, 길이 방향 연신 후의 1축 연신 필름을 TmA＋5℃ 이상, TmA＋20℃ 이하의 범위에서 가열하여, 폴리프로필렌 수지 조성물을 연화시킬 필요가 있다. 이상으로 함으로써, 1축 연신 필름의 연화가 진행되어, 폭 방향의 연신이 용이해진다. TmA＋20℃ 이하로 함으로써, 폭 방향 연신 시의 배향이 진행되어, 강성이 발현되기 쉬워진다. 보다 바람직하게는 TmA＋8℃ 이상, TmA＋15℃ 이하이다. 여기에서, 예열 공정에서의 최고 온도를 예열 온도로 한다.
(폭 방향 연신 공정)
폭 방향 연신 공정에 있어서는, TmA－8℃ 이상, 예열 온도 이하의 온도에서 연신하는 것이 바람직하다. 이때, 폭 방향 연신의 개시 시는 예열 온도에 도달한 시점이어도 되고, 예열 온도에 도달한 후에 온도를 강하시켜 예열 온도보다도 낮은 온도에 도달한 시점이어도 된다.
폭 방향 연신 공정에 있어서의 온도의 하한은, 보다 바람직하게는 TmA－5℃이다. 폭 방향 연신 온도가 이 범위이면, 얻어지는 2축 배향 필름의 열수축률을 저감시키기 쉽다.
폭 방향 연신 공정에 있어서의 온도의 상한은, 바람직하게는 TmA＋10℃이고, 더욱 바람직하게는 TmA＋7℃이며, 특히 바람직하게는 TmA＋5℃이다. 폭 방향 연신 온도가 이 범위이면, 연신 불균일이 생기기 어렵다.
폭 방향 연신 공정에 있어서의 최종 폭 방향 연신 배율의 하한은, 바람직하게는 9배이고, 보다 바람직하게는 9.5배이며, 더욱 바람직하게는 10배이다. 9배 이상이면 강성을 높이기 쉽고, 두께 불균일도 적어지기 쉽다. 폭 방향 연신 배율의 상한은, 바람직하게는 20배이고, 보다 바람직하게는 15배이며, 더욱 바람직하게는 11배이다. 20배 이하이면 열수축률을 작게 하기 쉽고, 연신 시에 파단되기 어렵다.
(열처리 공정)
2축 연신한 필름은 열처리를 행한다. 열처리 온도의 하한은 바람직하게는 TmA＋8℃이고, 특히 바람직하게는 TmA＋10℃이다. TmA＋5℃ 이상이면 비결정부(非晶部)의 배향을 완화시키기 쉽고, 열수축률을 작게 하기 쉬운 동시에 라미네이트 강도를 높이기 쉽다.
열처리 온도의 상한은 바람직하게는 TmA＋20℃이고, 보다 바람직하게는 TmA＋15℃이며, 특히 바람직하게는 TmA＋12℃이다. TmA＋20℃ 이하로 함으로써, 2축 연신 공정에서 생성한 배향이 높은 결정은 융해하기 어려워, 얻어진 필름의 강성을 향상시키기 쉽다.
또, 필름 표면의 거칠기가 너무 커지지 않아, 필름이 백화되기 어렵다.
또, 열수축률을 더욱 작게 하기 위해서, 열처리 시에 폭 방향으로 필름을 이완(완화)시킬 수 있다. 이완율의 상한은 15％이고, 보다 바람직하게는 10％이며, 더욱 바람직하게는 8％이다. 상기를 초과하면, 두께 불균일이 커지는 경우가 있다. 이완율의 하한은 바람직하게는 0％이고, 보다 바람직하게는 2％이며, 폭 방향의 이완은 행한 쪽이 열수축률을 작게 하기 쉽다.
얻어진 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 표면층 B의 필름 표면에 코로나 처리를 행하는 것이 바람직하다. 이때의 와트 밀도는 바람직하게는 11W/㎡·min이고, 보다 바람직하게는 12W/㎡·min이며, 더욱 바람직하게는 13W/㎡·min이다.
〔필름 특성〕
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름은, 하기 특성에 특징이 있다.
또한, 본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름에 있어서의 「길이 방향」이란, 필름 제조 공정에 있어서의 흐름 방향에 대응하는 방향이고, 「폭 방향」이란, 상기의 필름 제조 공정에 있어서의 흐름 방향과 직교하는 방향이다. 이하, 「길이 방향」을 「MD 방향」, 「폭 방향」을 「TD 방향」이라고 약기하는 경우가 있다.
(5％ 신장 시 응력)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 길이 방향의 5％ 신장 시의 응력(F5, 이하, 5％ 신장 시의 응력을 F5라고 약기한다)의 하한은 35MPa이고, 바람직하게는 36MPa이며, 보다 바람직하게는 38MPa이고, 더욱 바람직하게는 40MPa이며, 더욱더 바람직하게는 42MPa이다. 35MPa 이상에서는, 강성이 높기 때문에 포장 봉지(包裝袋)로 했을 때의 봉지 형상을 유지하기 쉽고, 인쇄 등 가공 시에 필름의 변형이 일어나기 어렵기 때문에 인쇄 잉크를 전사할 때의 인쇄 피치 어긋남이 생기기 어려워진다.
필름의 길이 방향의 F5의 상한은, 바람직하게는 70MPa이고, 보다 바람직하게는 65MPa이며, 더욱 바람직하게는 62MPa이고, 특히 바람직하게는 61MPa이며, 가장 바람직하게는 60MPa이다. 70MPa 이하에서는 현실적인 제조가 용이하다.
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 폭 방향의 F5의 하한은, 95MPa이고, 바람직하게는 100MPa이며, 보다 바람직하게는 105MPa이고, 더욱 바람직하게는 110MPa이다. 95MPa 이상에서는, 강성이 높기 때문에 포장 봉지로 했을 때의 봉지 형상을 유지하기 쉽고, 인쇄 등 가공 시에 필름의 변형이 일어나기 어렵기 때문에 인쇄 잉크를 전사할 때의 인쇄 피치 어긋남이 생기기 어려워진다.
폭 방향의 F5의 상한은, 바람직하게는 200MPa이고, 보다 바람직하게는 190MPa이며, 더욱 바람직하게는 180MPa이다. 200MPa 이하이면, 현실적인 제조가 용이하다. 또, 필름의 길이 방향과 폭 방향의 물성의 밸런스가 좋아지기 쉽다.
F5는 연신 배율이나 이완율, 제막 시의 온도 조건을 조정함으로써 범위 내로 할 수 있다.
(150℃ 열수축률)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 150℃에서의 길이 방향의 열수축률의 상한은 6.0％이고, 바람직하게는 5.0％이며, 보다 바람직하게는 4.8％이고, 특히 바람직하게는 4.6％ 이하이다.
150℃에서의 폭 방향의 열수축률의 상한은 5.0％이고, 바람직하게는 4.5％이며, 보다 바람직하게는 4.0％이고, 더욱 바람직하게는 3.5％이며, 더욱더 바람직하게는 3.0％이고, 특히 바람직하게는 2.7이며, 가장 바람직하게는 2.1％이고, 특히 가장 바람직하게는 1.7％이다.
150℃에서의 열수축률이 길이 방향에서 6.0％ 이하, 또한, 폭 방향에서 5.0％ 이하이면, 히트 시일 시에 시일부의 주름이 생기기 어렵다.
(영률)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 길이 방향의 영률의 하한은 바람직하게는 1.6GPa이고, 보다 바람직하게는 1.7GPa이며, 더욱 바람직하게는 1.8GPa이고, 특히 바람직하게는 1.9GPa이며, 가장 바람직하게는 2.0GPa이다. 1.6GPa 이상에서는, 강성이 높기 때문에 포장 봉지로 했을 때의 봉지 형상을 유지하기 쉽고, 인쇄 등 가공 시에 필름의 변형이 일어나기 어렵기 때문에 인쇄 잉크를 전사할 때의 인쇄 피치 어긋남이 생기기 어려워진다.
필름의 길이 방향의 영률의 상한은, 바람직하게는 3.0GPa이고, 보다 바람직하게는 2.9GPa이며, 더욱 바람직하게는 2.8GPa이고, 특히 바람직하게는 2.7GPa이며, 가장 바람직하게는 2.6GPa이다. 3.0GPa 이하에서는 현실적인 제조가 용이하다.
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 폭 방향의 영률의 하한은 바람직하게는 3.5GPa이고, 보다 바람직하게는 3.6GPa이며, 더욱 바람직하게는 3.7GPa이고, 특히 바람직하게는 3.8GPa이다. 3.6GPa 이상에서는, 강성이 높기 때문에 포장 봉지로 했을 때의 봉지 형상을 유지하기 쉽고, 인쇄 등 가공 시에 필름의 변형이 일어나기 어렵기 때문에 인쇄 잉크를 전사할 때의 인쇄 피치 어긋남이 생기기 어려워진다.
폭 방향의 영률의 상한은, 바람직하게는 5.0GPa이고, 보다 바람직하게는 4.9GPa이며, 더욱 바람직하게는 4.8GPa이고, 더욱더 바람직하게는 4.5MPa 이하이다. 5.0GPa 이하이면, 현실적인 제조가 용이하다. 또, 필름의 길이 방향과 폭 방향의 물성의 밸런스가 좋아지기 쉽다.
영률은 연신 배율이나 이완율, 제막 시의 온도 조건을 조정함으로써 범위 내로 할 수 있다.
(인장 파단 강도)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 길이 방향의 인장 파단 강도의 하한은, 바람직하게는 90MPa이고, 보다 바람직하게는 95MPa이며, 더욱 바람직하게는 100MPa이고, 더욱더 바람직하게는 110MPa이다. 90MPa 이상이면 포장 봉지의 내구성이 뛰어나기 쉽다. 길이 방향의 인장 파단 강도는 높을수록 내구성 등의 점에서 바람직하지만, 제조상의 현실적인 값으로서, 상한은 300MPa이다.
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 폭 방향의 인장 파단 강도의 하한은, 바람직하게는 240MPa이고, 보다 바람직하게는 260MPa이며, 더욱 바람직하게는 280MPa이고, 더욱더 바람직하게는 300MPa이고, 특히 바람직하게는 340MPa이다. 240MPa 이상이면 포장 봉지의 내구성이 뛰어나기 쉽다. 폭 방향의 인장 파단 강도는 높을수록 내구성 등의 점에서 바람직하지만, 제조상의 현실적인 값으로서, 상한은 500MPa이다.
인장 파단 강도는 연신 배율이나 이완율, 제막 시의 온도 조건을 조정함으로써 범위 내로 할 수 있다.
(인장 파단 신도)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 길이 방향의 인장 파단 신도의 하한은, 바람직하게는 200％이고, 보다 바람직하게는 220％이며, 더욱 바람직하게는 240％이고, 더욱더 바람직하게는 250％ 이상이고, 특히 바람직하게는 280％ 이상이고, 가장 바람직하게는 300％ 이상이다. 200％ 이상이면 필름의 파단이나 포장 봉지의 파대(破袋)가 줄어들기 쉽다. 길이 방향의 인장 파단 신도의 상한은, 현실적인 값으로서 바람직하게는 350％이며, 보다 바람직하게는 340％이다.
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 폭 방향의 인장 파단 신도의 하한은, 바람직하게는 25％이고, 보다 바람직하게는 30％이며, 더욱 바람직하게는 35％이고, 더욱더 바람직하게는 40％이며, 특히 바람직하게는 50％이다. 25％ 이상이면, 필름의 파단이나 포장 봉지의 파대가 줄어들기 쉽다. 폭 방향의 인장 파단 신도의 상한은, 현실적인 값으로서 바람직하게는 70％이고, 보다 바람직하게는 65％이며, 더욱 바람직하게는 60％이다.
인장 파단 신도는 연신 배율이나 이완율, 제막 시의 온도 조건을 조정함으로써 범위 내로 할 수 있다.
(헤이즈)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 헤이즈의 상한은 바람직하게는 5.0％이고, 보다 바람직하게는 4.5％이며, 더욱 바람직하게는 4.0％이고, 특히 바람직하게는 3.5％이며, 가장 바람직하게는 3.0％이다. 5.0％ 이하이면 투명성이 요구되는 용도에서 사용하기 쉽다. 헤이즈의 하한은, 현실적인 값으로서, 바람직하게는 0.1％이고, 보다 바람직하게는 0.2％이며, 더욱 바람직하게는 0.3％이고, 특히 바람직하게는 0.4％이다. 0.1％ 이상이면 제조하기 쉽다.
헤이즈는, 냉각 롤(CR) 온도 등, 제막 시의 온도 조건을 조정함으로써 범위 내로 할 수 있다.
(젖음 장력(Wetting tension))
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 표면층 B의 필름 표면의 젖음 장력이 38mN/m 이상인 것이 바람직하고, 39mN/m 이상이 보다 바람직하며, 40mN/m 이상이 더욱 바람직하다. 젖음 장력은 38mN/m 이상이면, 인쇄 잉크나 다른 부재 필름과의 라미네이트에 사용하는 접착제와의 밀착성이 향상된다.
젖음 장력을 38mN/m 이상으로 하기 위해서는, 코로나 처리, 화염 처리 등의 물리 화학적인 표면 처리를 행하는 것이 바람직하다. 예를 들면, 코로나 처리로는, 필름을 예열 롤, 처리 롤을 이용하여 가열하고, 공중에서 방전을 행하는 것이 바람직하다. 젖음 장력은 코로나 처리의 강도의 정도와 관계되는데, 젖음 장력은 대전 방지제의 브리드 아웃량과도 관계되기 때문에, 각각을 적합한 범위로 하는 것이 효과적이다.
(면 배향 계수)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 표면층 B측으로부터 측정한 면 배향 계수(ΔP)의 하한은, 바람직하게는 0.0122이고, 보다 바람직하게는 0.0124이며, 더욱 바람직하게는 0.0126이다. 0.0122 이상이면 필름의 두께 불균일이 좋아지기 쉽다. 면 배향 계수(ΔP)의 상한은, 바람직하게는 0.0134이고, 보다 바람직하게는 0.0132이다. 0.0134 이하이면 고온에서의 내열성이 뛰어나기 쉬워, 라미네이트 강도가 커지기 쉽다. 면 배향 계수(ΔP)는 연신 배율이나 이완율, 제막 시의 온도 조건을 조정함으로써 범위 내로 할 수 있다. 또, 면 배향 계수(ΔP)는, (식) [(Nx＋Ny)/2]－Nz를 이용하여 계산했다.
〔필름의 실용 특성〕
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름이 갖는 실용 특성에 대해 설명한다.
(필름 가공)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 인쇄는 용도에 따라, 볼록판(凸版) 인쇄·평판 인쇄·오목판(凹版) 인쇄, 공판(孔版) 인쇄, 전사 인쇄 방식에 의해 행할 수 있다.
또, 저밀도 폴리에틸렌, 선상 저밀도 폴리에틸렌, 에틸렌-초산(酢酸)비닐 공중합체, 폴리프로필렌, 폴리에스테르로 이루어지는 미연신 시트, 1축 배향 필름, 2축 배향 필름을 실런트 필름으로서 첩합(貼合)하여, 히트 시일성을 부여한 라미네이트체로서도 사용할 수 있다. 또한 가스 배리어성이나 내열성을 높이고 싶을 때는 알루미늄박이나 폴리염화 비닐리덴, 나일론, 에틸렌-비닐 알코올 공중합체, 폴리비닐 알코올로 이루어지는 미연신 시트, 1축 연신 필름, 2축 연신 필름을 2축 배향 폴리프로필렌 필름과 실런트 필름의 사이에 중간층으로서 설치할 수 있다. 실런트 필름의 첩합에는, 드라이 라미네이션법 또는 핫 멜트 라미네이션법에 의해 도포한 접착제를 사용할 수 있다.
가스 배리어성을 높이려면, 2축 배향 폴리프로필렌 필름이나 중간층 필름, 또는 실런트 필름에 알루미늄이나 무기 산화물을 증착 가공할 수도 있다. 증착 방법으로는 진공 증착, 스퍼터링, 이온 플레이팅법을 채용할 수 있지만, 특히 실리카, 알루미나, 또는 이들의 혼합물을 진공 증착하는 것이 바람직하다.
(라미네이트 강도)
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름과 실런트 필름의 적층체의 길이 방향 및 폭 방향의 라미네이트 강도의 하한은, 바람직하게는 1.9N/15mm이고, 보다 바람직하게는 2.1N/15mm이며, 더욱 바람직하게는 2.3N/15mm이고, 더욱더 바람직하게는 2.4N/15mm이며, 특히 바람직하게는 2.5N/15mm이고, 가장 바람직하게는 2.6N/15mm이며, 특히 가장 바람직하게는 2.8N/15mm 이상이다. 1.9N/15mm 이상이면 포장 봉지의 파대가 줄어들기 쉽다. 길이 방향의 라미네이트 강도의 상한은, 현실적인 값으로서 바람직하게는 4.0N/15mm이고, 보다 바람직하게는 3.5N/15mm이다.
또한, 여기에서의 라미네이트 강도는, 실시예에 기재한 2축 배향 폴리프로필렌 필름(기재 필름)에, 접착제를 개재하여, 무연신 폴리프로필렌 필름(실런트층)을 첩합시킨 라미네이트 필름(적층체)에 대해서, 기재 필름과 실런트층 사이에서 T자 박리했을 때의 박리 강도이다.
(히트 시일부 외관)
식품을 포장하는 봉지를 형성하기 위해서는, 제대(製袋) 완료의 봉지에 내용물을 충전하고, 필름을 가열, 용융시켜, 필름끼리를 융착하여 밀봉하는 방법이나, 식품을 충전하면서 제대, 밀봉하는 방법이 있다. 통상은, 기재 필름에 폴리에틸렌이나 폴리프로필렌 등으로 이루어지는 실런트 필름을 적층하고, 이 실런트 필름면끼리를 융착시킨다. 가열 방법은 기재 필름측으로부터 가열판으로 압력을 가해 필름을 눌러 시일하는데, 시일 폭은 10mm 정도로 하는 경우가 많다. 이때 기재 필름도 가열되기 때문에, 그때의 수축이 주름을 발생시킨다. 봉지의 내구성에 있어서 주름은 적은 쪽이 좋고, 구매 의욕을 높이기 위해서도 주름은 적은 쪽이 좋다. 시일 온도는 120℃ 정도인 경우도 있지만, 제대 가공 속도를 높이기 위해서는 보다 고온에서의 시일 온도가 요구되고, 그 경우라도 수축이 작은 것이 바람직하다. 봉지의 개구부에 척을 융착하는 경우에는, 더욱 고온에서의 시일이 요구된다.
(인쇄 피치 어긋남)
포장 필름의 구성으로는, 기본적인 구성으로서, 인쇄가 실시된 기재 필름과 실런트 필름의 적층 필름으로 이루어지는 경우가 많다. 인쇄 피치 어긋남은, 인쇄 공정 시에 필름에 텐션이나 열을 가하므로, 필름의 기재가 신축하거나 하기 때문에 발생하는 것으로 생각된다. 인쇄 피치 어긋남에 의한 불량품을 없애는 것은 자원의 유효 활용의 점에서도 중요하며, 구매 의욕을 높이기 위해서도 중요하다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 상세하게 설명한다. 또한, 특성은 이하의 방법에 의해 측정, 평가를 행하였다.
(1) 멜트 플로우 레이트
멜트 플로우 레이트(MFR)는, JISK7210에 준거하여, 온도 230℃, 하중 2.16kgf에서 측정했다.
(2) 메소 펜타드 분율
폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율([mmmm]％)의 측정은, 13C-NMR을 이용하여 행하였다. 메소 펜타드 분율은, Zambelli 등, Macromolecules, 제6권, 925페이지(1973)에 기재된 방법에 따라 산출했다. 13C-NMR 측정은, BRUKER사 제조 AVANCE500을 이용하여, 시료 200mg를 o-디클로로벤젠과 중(重)벤젠의 8:2의 혼합액에 135℃에서 용해하고, 110℃에서 행하였다.
(3) 결정화 온도(Tc), 융해 온도(Tm)
퍼킨 엘머사 제조 DSC8500 시차 주사 열량계를 이용하여, 질소 분위기하에서 열 측정을 행하였다. 폴리프로필렌 수지의 펠릿으로부터 약 5mg을 잘라내어 측정용 알루미늄 팬에 봉입했다. 230℃까지 승온하여 5분간 홀딩한 후, －10℃/분의 속도로 30℃까지 냉각하고, 발열 피크 온도를 결정화 온도(Tc)로 했다. 그대로, 30℃에서 5분간 홀딩하고, 10℃/분으로 230℃까지 승온하여, 주된 흡열 피크 온도를 융해 온도(Tm)로 했다.
(4) 필름 두께
세이코 EM사 제조 밀리트론 1202D를 이용하여, 필름의 두께를 계측했다.
기재층 A와 표면층 B의 두께는, 상기 방법으로 측정한 적층 폴리프로필렌 필름의 합계 두께로부터, 기재층 A의 토출량과 표면층 B의 토출량의 비를 기초로 산출했다.
(5) 헤이즈
닛폰 덴쇼쿠 고교 가부시키가이샤 제조 NDH5000을 이용하여, 23℃에서, JISK7105에 따라 측정했다.
(6) 인장 시험
JISK7127에 준거하여 필름의 길이 방향 및 폭 방향의 인장 강도를 23℃에서 측정했다. 샘플은 15mm×200mm의 사이즈로 잘라내고, 척 폭은 100mm로, 인장 시험기(인스트론 재팬 컴퍼니 리미티드사 제조 듀얼 컬럼 탁상형 시험기 인스트론 5965)에 세트했다. 인장 속도 200mm/분으로 인장 시험을 행하였다. 얻어진 일그러짐-응력 커브로부터, 5％ 신장 시의 응력을 F5로 했다.
또, 신장 초기의 직선 부분의 기울기로부터 영률을 구했다. 인장 파단 강도, 인장 파단 신도는, 각각, 샘플이 파단된 시점에서의 강도와 신도로 했다.
(7) 열수축률
JISZ1712에 준거하여 이하의 방법으로 측정했다. 필름을 20mm 폭이고 200mm의 길이로 필름의 길이 방향, 폭 방향으로 각각 커트하고, 150℃의 열풍 오븐 중에 매달아 5분간 가열했다. 가열 후의 길이를 측정하여, 원래의 길이에 대한 수축된 길이의 비율로 열수축률을 구했다.
(8) 굴절률, 면 배향 계수
필름의 표면층 B측으로부터 아타고사 제조 아베 굴절계를 이용하여 파장 589.3nm, 온도 23℃에서 측정했다. 길이 방향, 폭 방향을 따른 굴절률을 각각 Nx, Ny로 하고, 두께 방향의 굴절률을 Nz로 했다. 면 배향 계수는, (식) [(Nx＋Ny)/2]－Nz를 이용하여 계산했다.
표면층 B가 양측에 있는 경우는, 각각의 면 배향 계수의 평균치를 계산하여, 면 배향 계수로 했다.
(9) 젖음 장력
JIS K6768-1999에 준하여, 필름을 23℃, 상대 습도 50％에서 24시간 에이징 후, 하기 순서로 필름의 코로나 처리면을 측정했다.
1) 측정은, 온도 23℃, 상대 습도 50％의 표준 시험실 분위기(JIS K7100 참조)에서 행한다.
2) 시험편을 핸드 코터의 기판 위에 두고, 시험편의 위에 시험용 혼합액을 몇 방울 적하하여 즉시 와이어 바를 당겨 시험용 혼합액을 균일하게 퍼뜨린다. 면봉 또는 브러시를 사용하여 시험용 혼합액을 퍼뜨리는 경우는, 액체는 적어도 6㎠ 이상의 면적에 신속하게 퍼뜨린다. 액체의 양은, 웅덩이를 만들지 않고, 박층(薄層)을 형성하는 정도로 한다. 젖음 장력의 판정은, 시험용 혼합액의 액막을 밝은 곳에서 관찰하고, 3초 후의 액막의 상태로 행한다. 액막 찢어짐을 발생시키지 않고, 3초 이상 도포되었을 때의 상태를 유지하고 있는 것은 젖어 있다고 판정한다. 젖음이 3초 이상 유지되는 경우는, 추가로, 다음으로 표면 장력이 높은 혼합액으로 진행되고, 또 반대로, 3초 이하에서 액막이 찢어지는 경우는, 다음으로 표면 장력이 낮은 혼합액으로 진행된다. 이 조작을 반복하여, 시험편의 표면을 정확하게, 3초 동안 적실 수 있는 혼합액을 선택한다.
3) 와이어 바는, 사용 시마다 메탄올로 세정하여 건조시킨다.
4) 시험편의 표면을 3초 동안 적실 수 있는 혼합액을 선택하는 조작을 적어도 3회 행한다. 이와 같이 하여 선택된 혼합액의 표면 장력을 필름의 젖음 장력으로 한다.
(10) 라미네이트 필름(적층체)의 라미네이트 강도
라미네이트 강도는 이하와 같은 순서에 의해 측정했다.
1) 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름과 실런트 필름과의 적층체(라미네이트 필름)의 제작
연속식의 드라이 라미네이트기를 이용하여 이하와 같이 행하였다. 우선, 얻어진 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 표면층 B의 코로나 처리면에 접착제를 건조 시 도포량이 3.0g/㎡가 되도록 그라비아 코팅한 후, 건조 존으로 유도하여 80℃, 5초로 건조했다. 계속해서 하류측에 설치된 롤 사이에서 실런트 필름과 첩합시켰다(롤 압력: 0.2MPa, 롤 온도: 60℃). 얻어진 라미네이트 필름은 권취한 상태로 40℃, 3일간의 에이징 처리를 행하였다.
또한, 접착제는 주제(主劑)(도요 모튼사 제조, TM569) 28.9 질량％, 경화제(도요 모튼사 제조, CAT10L) 4.00 질량％ 및 초산에틸 67.1 질량％를 혼합하여 얻어진 드라이 라미네이트용 접착제를 사용하고, 실런트 필름은 도요보사 제조 무연신 폴리프로필렌 필름(파일렌(등록상표) CT P1128, 두께 30㎛)을 사용했다.
2) 라미네이트 필름(적층체)의 라미네이트 강도의 측정
상기에서 얻어진 라미네이트 필름(적층체)을 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 길이 방향, 폭 방향 각각에 장변을 갖는 단책상(短冊狀)(길이 200mm, 폭 15mm)으로 잘라내고, 인장 시험기(인스트론 재팬 컴퍼니 리미티드사 제조 듀얼 컬럼 탁상형 시험기 인스트론 5965)를 이용해, 23℃의 환경하 200mm/분의 인장 속도로 90°(T자) 박리했을 때의 박리 강도(N/15mm)를 측정했다. 측정은 길이 방향, 폭 방향 각각 3회 행하고, 그 평균치를 길이 방향 및 폭 방향의 라미네이트 강도로 했다.
(11) 히트 시일부 외관 평가
JIS Z1707에 준거하여 라미네이트 필름(적층체)의 시일 강도를 하기의 방법으로 측정하고, 도달 히트 시일 온도에서 히트 시일했을 때의 시일 부분의 외관을 평가했다.
히트 시일러로 라미네이트 필름(적층체)의 실런트 필름끼리를 히트 시일한다. 이때의 시일 압력은 10N/㎠, 시일 시간은 1초, 온도는 100℃ 내지 250℃에서 실시했다.
히트 시일한 라미네이트 필름(적층체)을 폭 15mm×길이 200mm의 사이즈로 잘라내고, 초기 척간 거리는 100mm로, 인장 시험기(인스트론 재팬 컴퍼니 리미티드사 제조 듀얼 컬럼 탁상형 시험기 인스트론 5965)에 세트하고, 인장 속도 200mm/분으로 T자 박리 강도의 측정을 행하였다. 종축에 온도, 횡축에 히트 시일 강도를 선택한 그래프를 그리고, 히트 시일 강도의 최대치를 도달 시일 강도, 그때의 온도를 도달 히트 시일 온도로 했다. 도달 히트 시일 온도로 히트 시일했을 때의 시일 부분의 외관을, 기재층의 벗겨짐, 주름의 정도로부터 이하의 2단계로 평가했다.
○: 필름의 벗겨짐 및 주름의 발생 없음.
×: 필름의 벗겨짐 또는/및 주름이 발생.
(실시예 1)
[기재층 A]
폴리프로필렌 수지로서, MFR＝7.5g/10분, [mmmm]＝98.9％, Tc＝116℃, Tm＝163℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-1(스미토모 가가쿠(주) 제조, FLX80E4)을 80 질량부와, MFR＝3.0g/10분, [mmmm]＝98.4％, Tc＝116℃, Tm＝163℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-2(스미토모 가가쿠(주) 제조, FS2012)를 20 질량부를 블렌딩했다.
이들의 프로필렌 단독 중합체의 혼합물 100 질량부에, 스테아릴디에탄올아민 모노스테아레이트, 스테아릴디에탄올아민 디스테아레이트, 스테아릴디에탄올아민 혼합물(마츠모토 유시(주) 제조, KYM-4K)을 1.4 질량부 배합하여 혼합 후, 펠리타이저 부착 압출기를 이용하여 용융 혼련, 조립(造粒)하여 폴리프로필렌 조성물의 펠릿을 얻어, 기재층 A용의 폴리프로필렌 수지 조성물로 했다. 이 폴리프로필렌 수지 조성물의 메소 펜타드 분율은 98.8％이고, TmA는 163℃이며, MFR은 6.5g/10분이었다.
[표면층 B]
폴리프로필렌 수지로서, MFR＝2.5g/10분, [mmmm]＝93.8％, Tc＝112℃, Tm＝159℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-3((주)프라임 폴리머 제조, F-300SP)를 58 질량부와, MFR＝4.2g/10분, [mmmm]＝97.3％, Tc＝112℃, Tm＝165℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-4(니혼 폴리프로(주) 제조 FL4)를 42 질량부를 블렌딩한 것을 펠리타이저 부착 압출기를 이용하여 용융 혼련, 조립하여 폴리프로필렌 조성물의 펠릿을 얻어, 표면층 B용의 폴리프로필렌 수지 조성물로 했다. 이 폴리프로필렌 수지 조성물의 메소 펜타드 분율은 95.3％이고, TmB는 161℃이며, MFR은 3.5g/10분이었다.
우선, 기재층 A, 표면층 B의 각각을 구성하는 폴리프로필렌 수지 조성물을 다층 피드블록을 이용하여, 압출기로 250℃에서 가열 용융시키고, 250℃에서 T 다이로부터 용융 폴리프로필렌 수지 조성물을 표면층 B/기재층 A/표면층 B의 구성으로 적층하면서 시트상으로 공압출했다.
용융 시트를 37℃의 냉각 롤에 접촉시키고, 그대로 29℃의 수조에 투입하여 미연신의 시트를 얻었다. 그 후, 미연신의 시트를 140℃에서 2쌍의 롤로 길이 방향으로 4.0배 연신하고, 이어서 양단을 클립으로 끼워, 열풍 오븐 중으로 유도하여, 174℃에서 예열 후, 폭 방향으로 160℃에서 10배 연신하고, 다음으로, 폭 방향으로 175℃에서 7％ 완화시키면서 열처리를 행하였다.
얻어진 2축 배향 폴리프로필렌 필름의 권내측의 표면층 B의 표면에 가스가 덴키사 제조 코로나 처리기를 이용하여, 13W/㎡·min의 조건에서, 코로나 처리를 실시한 후, 와인더로 권취하여 두께 17㎛의 2축 배향 폴리프로필렌 필름을 얻었다. 필름의 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/15/1㎛였다.
표 1에 이용한 폴리프로필렌 수지 원료의 특성, 표 2에 각 층의 원료 조성과 제막 조건, 표 3에 필름 특성을 나타냈다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 히트 시일 시에 미연신 폴리프로필렌 필름과의 라미네이트 필름의 벗겨짐이나 주름이 발생하지 않아, 강성이 높고, 라미네이트 강도가 뛰어난 것이었다.
(실시예 2)
표 2와 같이, 두께 구성, 열처리 시 이완율을 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 행하여 필름 두께 19㎛의 필름을 얻었다. 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/17/1㎛였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 히트 시일 시에 미연신 폴리프로필렌 필름과의 라미네이트 필름의 벗겨짐이나 주름이 발생하지 않아, 강성이 높고, 라미네이트 강도가 뛰어난 것이었다.
(실시예 3)
표 2와 같이, 예열 온도, 폭 방향 연신 온도, 열처리 온도를 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 행하여 필름 두께 19㎛의 필름을 얻었다. 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/17/1㎛였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 히트 시일 시에 미연신 폴리프로필렌 필름과의 라미네이트 필름의 벗겨짐이나 주름이 발생하지 않아, 강성이 높고, 라미네이트 강도가 뛰어난 것이었다.
(실시예 4)
표 2와 같이, 두께 구성, 예열 온도를 변경한 것 이외에는 실시예 3과 마찬가지로 행하여 필름 두께 16㎛의 필름을 얻었다. 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/14/1㎛였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 히트 시일 시에 미연신 폴리프로필렌 필름과의 라미네이트 필름의 벗겨짐이나 주름이 발생하지 않아, 강성이 높고, 라미네이트 강도가 뛰어난 것이었다.
(실시예 5)
표 2와 같이, 두께 구성, 열처리 온도를 변경한 것 이외에는 실시예 4와 마찬가지로 행하여 필름 두께 17㎛의 필름을 얻었다. 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/15/1㎛였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 히트 시일 시에 미연신 폴리프로필렌 필름과의 라미네이트 필름의 벗겨짐이나 주름이 발생하지 않아, 강성이 높고, 라미네이트 강도가 뛰어난 것이었다.
(실시예 6)
표 2와 같이, 필름의 두께를 19㎛, 두께 구성을 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝2/15/2㎛로 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 행하였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 히트 시일 시에 라미네이트 필름의 벗겨짐이나 주름이 발생하지 않아, 강성이 높고, 라미네이트 강도가 뛰어난 것이었다.
(비교예 1)
표 2와 같이, 표면층 B의 원료로서 기재층 A과 동일한 메소 펜타드 분율이 높은 원료를 이용한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 행하여 필름 두께 19㎛의 필름을 얻었다. 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/17/1㎛였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 히트 시일 시에 라미네이트 필름의 벗겨짐이나 주름이 발생하지 않아, 강성은 높지만, 라미네이트 강도가 뒤떨어져 있었다.
(비교예 2)
표 2와 같이, 길이 방향의 연신 배율을 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 행하여 필름 두께 19㎛의 필름을 얻었다. 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/17/1㎛였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 강성이 높고, 라미네이트 강도가 뛰어나지만, 히트 시일 시에 라미네이트 필름의 시일부에 벗겨짐이나 주름이 발생했다.
(비교예 3)
표 2와 같이, 열처리 온도를 변경한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 행하여 필름 두께 19㎛의 필름을 얻었다. 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/17/1㎛였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 강성이 높고, 라미네이트 강도가 뛰어나지만, 히트 시일 시에 라미네이트 필름의 시일부에 벗겨짐이나 주름이 발생했다.
(비교예 4)
표 2와 같이, 길이 방향의 연신 배율과 열처리 온도를 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 행하여 필름 두께 17㎛의 필름을 얻었다. 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/15/1㎛였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 강성이 높고, 라미네이트 강도가 뛰어나지만, 히트 시일 시에 라미네이트 필름의 시일부에 벗겨짐이나 주름이 발생했다.
(비교예 5)
폴리프로필렌 수지로서, MFR＝7.5g/10분, [mmmm]＝98.9％, Tc＝116℃, Tm＝163℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-1(스미토모 가가쿠(주) 제조, FLX80E4)을 50 질량부와, MFR＝3.0g/10분, [mmmm]＝93.8％, Tc＝112℃, Tm＝159℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-3((주)프라임 폴리머 제조, F-300SP)를 50 질량부를 블렌딩했다.
이들의 프로필렌 단독 중합체의 혼합물 100 질량부에, 스테아릴디에탄올아민 모노스테아레이트, 스테아릴디에탄올아민 디스테아레이트, 스테아릴디에탄올아민 혼합물(마츠모토 유시(주) 제조, KYM-4K)을 1.4 질량부 배합하여 혼합 후, 펠리타이저 부착 압출기를 이용하여 용융 혼련, 조립하여 폴리프로필렌 조성물의 펠릿을 얻어, 기재층 A용의 폴리프로필렌 수지 조성물로 했다. 이 폴리프로필렌 수지 조성물의 메소 펜타드 분율은 96.4％이고, TmA는 161℃이며, MFR은 5.3g/10분이었다.
표 2와 같이, 기재층 A에 상기의 폴리프로필렌 수지 조성물을 사용한 것 이외에는 실시예 2와 마찬가지로 행하여 필름 두께 19㎛의 필름을 얻었다. 두께 구성은 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝1/17/1㎛였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 라미네이트 강도가 뛰어나지만, 강성이 낮고, 히트 시일 시에 라미네이트 필름의 시일부에 벗겨짐이나 주름이 발생했다.
(비교예 6)
표 2와 같이, 필름의 두께를 19㎛, 두께 구성을 표면층 B/기재층 A/표면층 B＝3/13/3㎛로 변경한 것 이외에는 실시예 1과 마찬가지로 행하였다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 라미네이트 강도가 뛰어나지만, 강성이 낮고, 히트 시일 시에 라미네이트 필름의 시일부에 벗겨짐이나 주름이 발생했다.
(비교예 7)
폴리프로필렌 수지로서, MFR＝7.5g/10분, [mmmm]＝98.9％, Tc＝116℃, Tm＝163℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-1(스미토모 가가쿠(주) 제조, FLX80E4)을 58 질량부와, MFR＝4.2g/10분, [mmmm]＝97.3％, Tc＝112℃, Tm＝165℃인 프로필렌 단독 중합체 PP-4(니혼 폴리프로(주) 제조 FL4)를 42 질량부를 블렌딩한 것을 펠리타이저 부착 압출기를 이용하여 용융 혼련, 조립하여 폴리프로필렌 조성물의 펠릿을 얻어, 표면층 B용의 폴리프로필렌 수지 조성물로 했다. 이 폴리프로필렌 수지 조성물의 메소 펜타드 분율은 98.2％이고, TmB는 164℃이며, MFR은 6.1g/10분이었다.
표 2와 같이, 표면층 B의 원료로서 상기의 폴리프로필렌 수지 조성물을 사용한 것 이외에는 비교예 1과 마찬가지로 행하여 필름 두께 19㎛의 필름을 얻었다. 표 3에 나타낸 바와 같이, 히트 시일 시에 라미네이트 필름의 시일부에 주름이 발생하지 않아, 강성은 높지만, 라미네이트 강도가 뒤떨어져 있었다.
본 발명의 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름은 내열성과 강성이 뛰어나고, 게다가 라미네이트 강도도 뛰어나기 때문에, 포장 재료에 바람직하게 사용할 수 있다. 또, 2축 배향 PET 필름의 대체로서 널리 사용할 수 있을 뿐만 아니라, 방습성이 매우 뛰어나고, 추가로 폴리프로필렌 수지로 이루어지는 실런트 필름과 조합함으로써, 리사이클성이 뛰어나며, 환경을 배려한 모노머티리얼 포장재로서 적합하게 이용할 수 있다.
또, 포장 재료에 한하지 않고, 콘덴서나 모터 등의 절연 필름, 태양전지의 백시트, 무기 산화물층을 설치한 하이 배리어성 필름이나 ITO 등의 투명 도전 필름의 베이스 필름 등의 보다 고온에서 사용되는 용도나, 세퍼레이트 필름 등의 보다 강성을 필요로 하는 용도에도 적합하다.
또한, 종래 이용하기 어려웠던 코팅제나 잉크, 라미네이트 접착제 등을 이용하여, 고온에서의 코팅이나 인쇄 가공이 가능해지고, 생산의 효율화를 기대할 수 있다.
Claims (7)
- 적어도 기재층 A 및 표면층 B를 포함하는, 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름으로서, 하기 1)∼7)의 요건을 만족하는 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름:
1) 필름 전체의 두께에 대한 기재층 A의 두께의 비율이 70％ 이상, 98％ 이하이다.
2) 기재층 A를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 97.0 이상, 99.9％ 이하이다.
3) 표면층 B를 구성하는 폴리프로필렌 수지의 메소 펜타드 분율이 80.0 이상, 96.5％ 이하이다.
4) 필름의 길이 방향의 F5가 35MPa 이상이다.
5) 필름의 폭 방향의 F5가 95MPa 이상이다.
6) 필름의 길이 방향의 150℃ 열수축률이 6.0％ 이하이다.
7) 필름의 폭 방향의 150℃ 열수축률이 5.0％ 이하이다. - 제 1 항에 있어서,
상기 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 표면층 B측으로부터 측정한 면 배향 계수가 0.0134 이하인 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름. - 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 표면층 B의 필름 표면의 젖음 장력이 38mN/m 이상인 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름. - 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름의 헤이즈가 5.0％ 이하인 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름. - 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름 전체의 두께가 5.3㎛ 이상, 202㎛ 이하인 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름. - 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 기재된 2축 배향 적층 폴리프로필렌 필름과 무(無)연신 폴리프로필렌 필름을 포함하는 적층체.
- 제 6 항에 있어서,
상기 적층체의 90°(T자) 박리했을 때의 박리 강도로 나타나는 라미네이트 강도가, 상기 적층체의 길이 방향 및 폭 방향 모두 1.9N/15mm 이상, 10N/15mm 이하인 적층체.
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