WO2023008400A1 - 積層体、包装材、及び梱包体 - Google Patents

積層体、包装材、及び梱包体 Download PDF

Info

Publication number
WO2023008400A1
WO2023008400A1 PCT/JP2022/028693 JP2022028693W WO2023008400A1 WO 2023008400 A1 WO2023008400 A1 WO 2023008400A1 JP 2022028693 W JP2022028693 W JP 2022028693W WO 2023008400 A1 WO2023008400 A1 WO 2023008400A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
layer
inorganic oxide
oxide layer
less
laminate
Prior art date
Application number
PCT/JP2022/028693
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
青野春樹
今西康之
大倉正寿
Original Assignee
東レ株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 東レ株式会社 filed Critical 東レ株式会社
Publication of WO2023008400A1 publication Critical patent/WO2023008400A1/ja

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D65/00Wrappers or flexible covers; Packaging materials of special type or form
    • B65D65/38Packaging materials of special type or form
    • B65D65/40Applications of laminates for particular packaging purposes

Definitions

  • the present invention relates to a laminate, a packaging material, and a package having a polypropylene resin film and an inorganic oxide layer, which are particularly suitable for packaging applications.
  • Polypropylene film is excellent in transparency, mechanical properties, electrical properties, etc., so it is used in various applications such as packaging, tape, cable wrapping, and electrical insulation such as capacitors.
  • packaging applications a laminate film in which a thin film of aluminum (hereinafter sometimes referred to as "Al") is vapor-deposited on a polypropylene film is widely used (for example, Patent Document 1).
  • Al a thin film of aluminum
  • Patent Document 1 a laminate film in which a thin film of aluminum (hereinafter sometimes referred to as "Al”) is vapor-deposited on a polypropylene film.
  • Al aluminum
  • Patent Document 1 since the film obtained by Al vapor deposition is opaque, it is not suitable for applications requiring visibility of contents.
  • there has been an active movement to recycle packaging plastics but there is also the problem that films containing an Al deposition layer are not sufficiently recyclable.
  • Patent Document 2 an undercoat layer based on a polyester-based polyurethane resin is provided on a polypropylene film, and a transparent deposition layer of AlOx or SiOx is provided thereon to improve adhesion.
  • Laminated polypropylene films reinforced with Further, Patent Document 3 describes a laminated polypropylene film in which AlOx and SiOx are dual-deposited on a polypropylene film substrate.
  • JP 2007-105893 A Japanese Patent Application Laid-Open No. 2021-020391 WO2017/221781
  • the laminated polypropylene film of Patent Document 2 lacks heat resistance at high temperatures, and there is a problem that the water vapor barrier property is likely to be impaired in post-processing steps in a high-temperature environment.
  • the laminated polypropylene film of Patent Document 3 also has a problem of insufficient water vapor barrier properties because the polypropylene film base material is insufficient in heat resistance and tends to shrink at high temperatures.
  • the laminated polypropylene film of Patent Document 3 in the case of dual vapor deposition of AlOx and SiOx, the vapor deposition layer becomes thick, and cracks and delamination are likely to occur. That is, the laminated polypropylene films of Patent Documents 2 and 3 have the problem that they are difficult to apply to applications that require processing and use in a high-temperature environment, but are required to reduce the effects of moisture. .
  • an object of the present invention is to provide a laminate that can be suitably used for applications that require processing and use in a high-temperature environment and that require reduction in the effects of moisture.
  • the present invention provides a laminate having a polypropylene resin film and an inorganic oxide layer, wherein the water vapor permeability is less than 3.0 g/m 2 /day, and the inorganic oxide layer has a peeling force of 0.7 N. /15 mm or more, and SF 145 when the stress at 121 ° C. in the direction of the main orientation axis measured by thermomechanical analysis (TMA) is SF 121 ° C. and the stress at 145 ° C. in the direction of the main orientation axis is SF 145 ° C. °C -SF 121 °C ⁇ 2.50 MPa is satisfied.
  • TMA thermomechanical analysis
  • both excellent water vapor barrier properties and adhesion of the inorganic oxide layer are achieved, and applications requiring reduction of the effects of moisture while requiring processing and use in a high-temperature environment, such as packaging materials.
  • a laminate suitable for use can be provided.
  • the laminate of the present invention has a polypropylene resin film and an inorganic oxide layer, has a water vapor permeability of less than 3.0 g/m 2 /day, and the inorganic oxide layer has a peeling force of 0.7 N/15 mm.
  • TMA thermomechanical analysis
  • the laminate of the present invention has a polypropylene resin film and an inorganic oxide layer.
  • the polypropylene-based resin film contains 80% by mass or more and 100% by mass or less of the polypropylene-based resin when the total component is 100% by mass, and the content of the polypropylene-based resin in the surface layer 1 ⁇ m portion is , refers to a sheet-like molded article having a content of 80% by mass or more and 100% by mass or less on all sides.
  • a film consisting of a single layer or multiple layers containing 80% by mass or more and 100% by mass or less of a polypropylene resin, and at least one surface layer of such a film A thickness mainly composed of a component other than a polypropylene resin Examples thereof include films having a layer of 200 nm or less (hereinafter sometimes referred to as an anchor layer).
  • the thickness of the layer is preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, and even more preferably 20 nm or less. This is because the laminated structure is simplified and the content of components other than the polypropylene-based resin in the entire laminated body is reduced, thereby improving the production cost and recyclability of the laminated body.
  • the polypropylene-based resin refers to a resin in which 90 mol% or more and 100 mol% or less is a propylene unit when the total structural units constituting the resin are 100 mol%, and the same applies to resins of other systems. can do.
  • the polypropylene (PP)-based resin so-called bio-PP derived from biomass and so-called recycled PP produced by chemical recycling or material recycling are also suitably used.
  • the inorganic oxide layer includes one or more elements selected from groups 2 to 14 of the periodic table (excluding carbon) and oxygen, and all elements detected by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is 100 atomic %, the carbon element is 15 atomic % or less.
  • This inorganic oxide layer mainly plays a role of enhancing the vapor barrier property of the laminate. Containing one or more elements selected from groups 2 to 14 of the periodic table (excluding carbon) from among aluminum, magnesium, titanium, tin, indium, and silicon from the viewpoint of processing costs and gas barrier properties. is preferred, more preferably at least one selected from aluminum and silicon, and even more preferably one type of aluminum.
  • the proportion of oxygen element in the inorganic oxide layer measured by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) is preferably 1 atomic % or more and 80 atomic % or less.
  • the inorganic oxide layer can be laminated using a known method such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, or a plasma vapor deposition method. , preferably a deposited layer formed by a vacuum deposition method.
  • the thickness of the inorganic oxide layer is preferably 2 nm or more and 30 nm or less, more preferably 2 nm or more and 20 nm or less, even more preferably 2 nm or more and 15 nm or less, and particularly preferably 2 nm or more and less than 10 nm. .
  • the thickness of the inorganic oxide layer is measured by cross-sectional observation with a transmission electron microscope (TEM), and the detailed measurement method will be described later.
  • the laminate of the present invention has a water vapor transmission rate of less than 3.0 g/m 2 /day from the viewpoint of application to applications that require the property of reducing the effects of moisture.
  • the water vapor transmission rate is preferably 2.0 g/m 2 /day or less, more preferably 1.5 g/m 2 /day or less, and even more preferably 1.0 g/m 2 /day or less.
  • the lower limit of the water vapor transmission rate is not particularly limited, but the water vapor transmission rate is substantially 0.01 g/m 2 /day or more.
  • the water vapor transmission rate can be measured under conditions of a temperature of 40° C. and a humidity of 90% RH according to the B method of JIS K 7129 (2008), and the detailed measurement method will be described later.
  • the method for making the water vapor transmission rate less than 3.0 g/m 2 /day or within the above preferred range is not particularly limited.
  • a method of applying heat relaxation treatment in the longitudinal stretching process when forming the polypropylene resin film constituting the laminate, and a molecular weight distribution Mz / Mw of the polypropylene resin composition of 1.5 or more and 4.5 or less method etc. can be used.
  • a polypropylene resin film is laminated as described later, and when all the components constituting the C layer are 100% by mass, the C layer contains 3% by mass or more and 20% by mass or less of petroleum resin. etc. are also mentioned. Note that none of these methods are essential requirements, and they can be combined as appropriate.
  • the laminate of the present invention has a peel strength of the inorganic oxide layer of 0.7 N/15 mm or more.
  • the peel strength of the inorganic oxide layer is the peel strength between the polypropylene resin film and the inorganic oxide layer, and the polypropylene film is laminated with an adhesive on the side on which the inorganic oxide layer is laminated, and this is peeled off. can be measured by A detailed measurement method will be described later.
  • the lower limit of the peeling force of the inorganic oxide layer is preferably 0.8 N/15 mm, more preferably 1.0 N/15 mm, still more preferably 1.2 N/15 mm, and particularly preferably 1.5 N/15 mm.
  • the upper limit is not particularly limited, but is substantially about 10.0 N/15 mm.
  • the method for adjusting the peeling force of the inorganic oxide layer to 0.7 N / 15 mm or more or the above preferable range is not particularly limited, but for example, the surface layer of the polypropylene resin film on the side in contact with the inorganic oxide layer
  • the melting point of the resin composition of (Layer A described later) has a lower limit of 150°C, preferably 152°C, more preferably 154°C, and an upper limit of 167°C, preferably 164°C, more preferably 163°C. There is a method of adjusting the range.
  • the melting enthalpy ⁇ Hm of the surface layer (Layer A described later) has a lower limit of 70 J/g, preferably 75 J/g, more preferably 80 J/g, and an upper limit of 110 J/g, preferably 105 J/g, more preferably is adjusted to a range of 100 J/g.
  • the polypropylene resin film has 30 atomic% or more carbon atoms, 40 atomic% or less oxygen atoms, and metal atoms detected by analyzing the surface on which the inorganic oxide layer is provided by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). A method of setting it to 25 atomic % or less is also possible.
  • Still another method is to apply oxygen, nitrogen, hydrogen, argon, carbon dioxide gas, silane gas, or these gases to the surface of the polypropylene resin film on which the inorganic oxide layer is to be laminated, in the air, or oxygen, nitrogen, hydrogen, argon, carbon dioxide gas, silane gas, or the like.
  • a method of performing corona discharge treatment in the atmosphere gas of the mixture a method of performing plasma treatment and a method of performing ion beam treatment can also be used.
  • corona discharge treatment is effectively performed in an atmosphere gas with an oxygen concentration of 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and an atmosphere gas with an oxygen concentration of 1% or less.
  • it is particularly effective to adopt nitrogen gas, carbon dioxide gas, or a mixture thereof. It is also effective to combine the above-described corona discharge treatment in atmospheric gas, plasma treatment, and ion beam treatment. By performing such a treatment, it is possible to efficiently introduce a hydrophilic functional group while suppressing the generation of low-molecular-weight substances due to polypropylene molecular chain scission on the surface of the polypropylene resin film, and the formation of the inorganic oxide layer. It becomes easy to control the peel force to 0.7 N/15 mm or more.
  • anchor layer a layer having a thickness of 200 nm or less, which is mainly composed of a component other than the polypropylene resin or the inorganic oxide, is provided on the surface of the polypropylene resin film that is in contact with the inorganic oxide layer.
  • the laminate of the present invention has a stress measured by thermomechanical analysis (TMA) at 121 °C in the direction of the main orientation axis as SF121°C, and a stress at 145 °C in the direction of the main orientation axis as SF145°C. , SF 145° C. ⁇ SF 121° C. ⁇ 2.50 MPa.
  • the main orientation axis direction of the laminate is the maximum load until breakage when a rectangular sample of 50 mm in length (measurement direction) x 10 mm in width is pulled in the measurement direction at a tensile speed of 300 mm / min at room temperature.
  • the laminate of the present invention is subjected to post-processing including high-temperature treatment such as heat sealing, the laminate is deformed by heat and formed into an inorganic oxide layer. It is possible to suppress the generation of defects such as pinholes and cracks. As a result, the laminate can maintain excellent water vapor barrier properties.
  • Satisfying SF 145° C. ⁇ SF 121° C. ⁇ 2.50 MPa means that the shrinkage stress in the high temperature region of 121° C. or higher is small.
  • the shrinkage stress becomes even smaller in the temperature range from below 121° C. to room temperature, and the dimensional change over time becomes extremely small. Therefore, when the laminate of the present invention is stored as a roll for a long period of time, the dimensional stability is improved, and the deformation of the roll, for example, the generation of wrinkles (tight winding) can be suppressed.
  • the roll itself can be used. Reduction in quality due to occurrence of wrinkles (tight winding) and thickness unevenness in the width direction is reduced. As a result, it is possible to reduce the number of parts that are forced to be discarded as defective products due to misalignment of printing caused by such deterioration in quality, and to increase the yield of the final product.
  • the deterioration of the quality of the laminate can be evaluated by the dimensional stability during long-term storage in a rolled state, and the evaluation method will be described later.
  • the upper limit of SF 145° C. -SF 121° C. is preferably 2.00 MPa, more preferably 1.80 MPa, still more preferably 1.70 MPa, and particularly preferably 1.50 MPa. Note that the lower the SF 145° C. ⁇ SF 121° C., the better, and the lower limit is not particularly limited, but is substantially about 0.05 MPa.
  • thermomechanical analyzer is not particularly limited as long as it is capable of measurement, and can be appropriately selected.
  • TMA/SS6000 manufactured by Seiko Instruments Inc.
  • Seiko Instruments Inc. can be used.
  • the method for controlling the SF 145° C. -SF 121° C. of the laminate to be 2.50 MPa or less or the above preferable range is not particularly limited, for example, a polypropylene resin film forming the laminate is formed.
  • a method of adjusting the conditions of the tenter apparatus More specifically, the lower limit of the tenter heat treatment temperature is 140°C, more preferably 150°C, more preferably 155°C, particularly preferably 161°C, and the upper limit is 167°C, more preferably 166°C, more preferably 165°C.
  • the lower limit of the relaxation rate is 2%, more preferably 5%, more preferably 7%, particularly preferably 9%, and the upper limit is 20%, more preferably 18%, more preferably 17%, especially A method of setting the content to 15% is preferable. If the heat treatment temperature of the tenter is 168° C. or higher, the molecular chains that are strongly oriented in the main orientation axis direction are loosened, and it may become difficult to control SF 145° C. -SF 121° C. to 2.50 MPa or less.
  • the polypropylene resin composition constituting the polypropylene resin film a method of setting the molecular weight distribution Mz / Mw to 1.5 or more and 4.5 or less, or a differential distribution when the logarithmic molecular weight Log (M) is 6.5 A method of setting the value to 1.0% or more and 10% or less is also possible.
  • a polypropylene-based resin film has a composite structure as described later, and when all the components constituting the C layer are 100% by mass, the C layer contains 3% by mass or more and 20% by mass or less of petroleum resin. etc. are also mentioned. Note that none of these methods are essential requirements, and they can be combined as appropriate.
  • the laminate of the present invention preferably has a tan ⁇ in the main orientation axis direction at 145° C. of 0.25 or less. Tan ⁇ is also called loss tangent, correlates with the degree of mobility of the molecular chains of the resin constituting the laminate, and generally increases as the temperature rises in the region of 100° C. or higher.
  • the tan ⁇ in the main orientation axis direction at 145°C is an index that correlates with the degree of mobility of molecular chains in the film around 145°C.
  • TMA thermal mechanical analysis
  • Tan ⁇ can be obtained from a viscoelasticity-temperature curve from -100° C. to 180° C. after cooling to ⁇ 100° C. The details of the method of measurement will be described later.
  • the method of making the tan ⁇ in the main orientation axis direction of the laminate at 145° C. 0.25 or less is not particularly limited, but the molecular weight distribution Mz/Mw of the resin composition constituting the polypropylene film is reduced.
  • method, a method of applying heat relaxation treatment after uniaxial stretching, a method of increasing the heat treatment temperature of the tenter, and a method of increasing the relaxation rate of the tenter in the film forming process of the polypropylene resin film By using these methods alone or in combination, tan ⁇ can be reduced.
  • the inorganic oxide layer is preferably in direct contact with the surface of the polypropylene resin film.
  • "directly in contact with” refers to a mode in which no other layer having a thickness of more than 200 nm exists between the polypropylene-based resin film and the inorganic oxide layer.
  • components that are highly compatible with polypropylene resins such as polyethylene resins and petroleum resins, have little or no effect on recyclability, while compatibility with polypropylene resins
  • Ingredients with low solubility such as ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyvinylidene chloride, nylon, urethane-based resins, acrylic-based resins, etc., which can be suitably used in the anchor layer, are converted into gels during the recycling process. foreign matter, reducing recyclability.
  • the layer structure of the laminate can be confirmed by observing the cross section of the sample with a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • the vicinity of the surface layer of the polypropylene resin film is modified such as by introducing functional groups or reducing the molecular weight by surface treatment such as corona treatment, plasma treatment, or ion beam treatment, which will be described later, the modification A region shall not be considered as a separate layer from the unmodified portion.
  • a method of laminating by coating or the like and then laminating an inorganic oxide layer thereon by vapor deposition or the like can be used.
  • the surface St value of the inorganic oxide layer is preferably 700 nm or less.
  • the St value refers to the maximum cross-sectional height St value measured by three-dimensional non-contact surface profile measurement, and the details of the measuring method will be described later. That the St value of the surface of the inorganic oxide layer is 700 nm or less means that the surface has no coarse protrusions and the like and is sufficiently smooth. Therefore, by adopting such a mode, the thickness of the inorganic oxide layer becomes uniform, and defects such as pinholes and cracks in the inorganic oxide layer are reduced, so that the laminate has good steam barrier properties. can do.
  • the upper limit of the St value is preferably 600 nm, more preferably 500 nm.
  • the lower limit of the St value is 100 nm from the viewpoint of forming unevenness to the extent that the layered product has appropriate slipperiness and improving transportability.
  • the method for controlling the St value of the surface of the inorganic oxide layer to 700 nm or less or the preferred range is not particularly limited. More preferably, the temperature of the casting drum is 240°C or less, the temperature of the casting drum is 30°C or less, the stretching ratio in the longitudinal direction is 4.5 times or more, the heat treatment temperature of the tenter is 167°C or less, more preferably 166°C. ° C. or less, more preferably 165 ° C.
  • the surface layer on the side in contact with the inorganic oxide layer causes coarse protrusions, and the average particle size exceeds 300 nm (preferably 200 nm or more) alumina, silica, crosslinked silicone , Inorganic or organic particles such as crosslinked polymethyl methacrylate are 1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 0.3% by mass or more, particularly preferably 100% by mass or more of the total resin of the layer Examples include not containing 0.2% by mass or more, and performing relaxation treatment after longitudinal stretching.
  • the St value of the surface of the inorganic oxide layer can be controlled to 700 nm or less or the above preferable range.
  • These methods can be used in combination as appropriate, and it is not essential to combine all the methods. It is particularly effective not to contain 1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 0.3% by mass or more, and particularly preferably 0.2% by mass or more based on 100% by mass of the total resin of the layer. is.
  • the surface Sku value of the inorganic oxide layer is preferably 300 or less.
  • Sku means Sku (degree of kurtosis) measured by three-dimensional non-contact surface profile measurement. That the Sku value of the surface of the inorganic oxide layer is 300 or less means that the surface has no coarse protrusions and the like and is sufficiently smooth. Therefore, the thickness of the inorganic oxide layer becomes uniform, and defects such as pinholes and cracks in the inorganic oxide layer are reduced, so that the vapor barrier property of the laminate can be improved.
  • the upper limit of the Sku value is preferably 100, more preferably 10.
  • the lower limit of the Sku value is 1.0 from the viewpoint of forming unevenness to the extent that appropriate slipperiness is imparted to the laminate and improving transportability.
  • the method for controlling the Sku value of the surface of the inorganic oxide layer to 300 or less or the above preferable range is not particularly limited, and the St value of the surface of the inorganic oxide layer is controlled to 700 nm or less or the above preferable range.
  • a method similar to the control method can be used, but among them, the surface layer on the side in contact with the inorganic oxide layer has an average particle size of more than 300 nm (preferably 200 nm or more) alumina, silica, crosslinked silicone , Inorganic or organic particles such as crosslinked polymethyl methacrylate are 1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 0.3% by mass or more, particularly preferably 100% by mass or more of the total resin of the layer A method of not containing 0.2% by mass or more and a method of setting the temperature of the die to 260° C.
  • the method of applying heat relaxation treatment after uniaxial stretching is also effective because it can improve the stretching uniformity when stretching in the width direction and smoothen the sharply pointed portions of the film surface. It should be noted that it is not essential to combine all of these methods, but it is possible to use them in combination as appropriate.
  • the Sku value and St value can be measured by a known three-dimensional non-contact surface shape measuring instrument (for example, a scanning white interference microscope manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.) and its attached analysis system. Measurement conditions and analysis conditions are shown in Examples.
  • F5(x)/F5(y) is 1.3, where F5(x) is the F5 value in the direction of the main orientation axis and F5(y) is the F5 value in the direction orthogonal to the main orientation axis. It is preferable that it is more than or equal to 5.0 or less.
  • F5(x) means that a rectangular sample (10 mm in the direction orthogonal to the main orientation axis (short side) ⁇ 150 mm in the direction of the main orientation axis (long side)) is pulled at a tensile speed of 300 mm/min in a room temperature environment, It is the value obtained by dividing the load applied when the elongation reaches 5% by the cross-sectional area of the sample before the test (film thickness x 10 mm) (unit: MPa). The same is true for F5(y), except that the measurement direction is changed.
  • F5(x)/F5(y) By setting F5(x)/F5(y) to 1.3 or more and 5.0 or less, the balance of rigidity in the longitudinal direction and the width direction of the laminate is improved, and the inorganic material may deteriorate due to the transportation process, handling, etc. after production. Since cracks are less likely to occur in the oxide layer, it becomes easier to maintain good water vapor barrier properties of the laminate. From the above viewpoint, the range of F5(x)/F5(y) is more preferably 1.7 or more and 4.0 or less, still more preferably 1.9 or more and 3.5 or less, and particularly preferably 2.1. 3.5 or less.
  • the method for setting F5(x)/F5(y) to 1.3 or more and 5.0 or less is not particularly limited, for example, the molecular weight distribution Mz/Mw of the polypropylene-based resin composition is set to 1.5 or more and 4.5 or less.
  • the draw ratio in the longitudinal direction is set to 4.5 to 8.0 times, preferably 4.5 to 6.0 times
  • the draw ratio in the width direction is set to 8.0 times.
  • a method of setting the ratio to 0 times or more and 16 times or less, preferably 9.0 times or more and 12 times or less, and making sure that the two are not equal can be mentioned.
  • the laminate of the present invention preferably has an oxygen permeability of 60 cc/m 2 /day or less.
  • the oxygen permeability is more preferably 40 cc/m 2 /day or less, further preferably 20 cc/m 2 /day or less, particularly preferably 1 cc/m 2 /day or less, and 0.5 cc/m 2 /day or less. is most preferred.
  • the lower limit is not particularly limited, it is substantially about 0.01 cc/m 2 /day.
  • the oxygen permeability can be measured by the isobaric method according to JIS K 7126-2 (2006), and detailed conditions and the like are shown in Examples.
  • the method for setting the oxygen permeability to 20 cc/m 2 /day or less or the above preferred range is not particularly limited, an example thereof includes a method of laminating a top coat layer having oxygen barrier properties, which will be described later. . In addition to this, a method of making tan ⁇ at 145° C.
  • the laminate of the present invention preferably has a thickness of 8 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less from the viewpoint of making it suitable for packaging applications.
  • the thickness By setting the thickness to 8 ⁇ m or more, it is possible to impart rigidity to the laminate and to make it difficult to break against sagging and tension during bag making and transportation.
  • the lower limit of the thickness is more preferably 10 ⁇ m, and still more preferably 12 ⁇ m.
  • the upper limit of the thickness is more preferably 50 ⁇ m, still more preferably 40 ⁇ m, and particularly preferably 30 ⁇ m.
  • the thickness of the laminate is measured by a contact micrometer in an atmosphere of 23°C and 65% RH, and the arithmetic mean value of all the obtained measured values is obtained. can be determined by
  • the method for making the thickness of the laminate 8 ⁇ m or more and 60 ⁇ m or less or the above preferable range is not particularly limited.
  • a method of adjusting the amount, a method of adjusting the rotation speed of the cast drum when the molten sheet is cooled and solidified, a method of adjusting the lip gap of the die for discharging the molten sheet, a method of adjusting the draw ratio in the longitudinal direction, a method of adjusting the width A method of adjusting the draw ratio in the direction or the like can be used. More specifically, the thickness can be reduced by reducing the discharge rate, increasing the rotational speed of the cast drum, reducing the lip gap of the die, and increasing the draw ratio in the longitudinal direction and the width direction. .
  • the content of the polypropylene-based resin in the whole is preferably 90% by mass or more, more preferably 95% by mass or more, further preferably 97% by mass or more, and 98% by mass. % by mass or more is more preferable.
  • the laminate can be regarded as a material substantially composed of a single material, that is, a monomaterial material, and good recyclability can be achieved. From the above point of view and from the point of view of feasibility, the upper limit of the polypropylene-based resin content in the entire laminate is 100% by mass.
  • the layer structure of the polypropylene resin film constituting the laminate of the present invention is a layer containing 80% by mass or more and 100% by mass or less of polypropylene resin in all components constituting the layer (hereinafter, sometimes referred to as a polypropylene resin layer .) can be configured to have one or a plurality of configurations.
  • the layer structure of the polypropylene-based resin film will be specifically described below.
  • the layer closest to the inorganic oxide layer of the polypropylene resin layer (the layer when there is one polypropylene resin layer) is the A layer, and the layer farthest from the A layer (in the case of a two-layer structure, it is not the A layer Layer) is defined as B layer, and if there is a polypropylene resin layer located between A layer and B layer, these layers are defined in alphabetical order as C layer and D layer in descending order from A layer.
  • the A layer and the B layer may have the same composition.
  • a layer (anchor layer) other than a polypropylene-based resin layer can be provided as necessary for the purpose of improving adhesion to the inorganic oxide layer, etc., but the thickness thereof is It is 200 nm or less, preferably 100 nm or less, more preferably 50 nm or less, still more preferably 20 nm or less.
  • the laminate of the present invention can be improved in recyclability.
  • a preferred layer configuration of the laminate of the present invention is inorganic oxide layer/polypropylene resin film or top coat layer (described later)/inorganic oxide layer/polypropylene resin film.
  • the polypropylene-based resin film includes an anchor layer having a thickness of 200 nm or less are also acceptable.
  • Specific examples include inorganic oxide layer/A layer, inorganic oxide layer/A layer/B layer, and inorganic oxide layer.
  • the A layer is composed mainly of a polypropylene-based resin, and has an average particle size of more than 300 nm (preferably 200 nm or more) that causes coarse protrusions.
  • Inorganic or Organic particles are not contained in 1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 0.3% by mass or more, and particularly preferably 0.2% by mass or more based on 100% by mass of the total resin of the layer A. is preferred. By setting it as such a composition, it becomes easy to control the surface roughness (St value and Sku value) of a laminated body small.
  • the B layer preferably contains a small amount of a thermoplastic resin that is incompatible with the polypropylene resin.
  • the "thermoplastic resin that is incompatible with polypropylene resin” may be simply referred to as “incompatible resin”.
  • vapor deposition processing and bag making processing require moderate transportability, so conventionally, alumina, silica, crosslinked silicone, crosslinked polymethyl methacrylate with an average particle size of 200 nm or more has been applied to the film surface layer (e.g., A layer or B layer).
  • a method of adding an inorganic or organic particle such as a film or an organic lubricant to form irregularities on the film surface to impart lubricity has been adopted.
  • the protrusions formed by such particles are hard, and when transporting the laminate produced from the polypropylene resin film as a take-up roll product, the opposing inorganic oxide layers are scraped, resulting in pinholes. It causes defects such as cracks. Therefore, the use of such particles tends to impair the vapor barrier properties of the laminate.
  • the organic particles are easily transferred to the opposing surface layer (e.g., layer A) when the polypropylene resin film is transported as a wound roll product, and when the inorganic oxide layer is laminated on the polypropylene resin film, the inorganic It reduces the exfoliation force of the oxide layer.
  • the surface of the B layer can be provided with soft surface unevenness using the domain structure. Therefore, both the vapor barrier property of the laminate and the peeling force of the inorganic oxide layer can be improved without impairing the appropriate slipperiness.
  • the incompatible resin for example, a polymethylpentene-based resin or the like can be preferably used.
  • the B layer contains a polypropylene resin and an incompatible resin
  • the ⁇ -crystal system spherulite size of the cast film (unstretched polypropylene film) is made minute, or all or part of the polypropylene resin component is added to the mesophase.
  • interfacial peeling between the incompatible resin domain and the polypropylene-based resin due to stretching can be suppressed.
  • surface protrusions can be formed without whitening the polypropylene film, and uneven deposition due to wrinkles in deposition processing and conveyance wrinkles during bag making are less likely to occur, making it possible to obtain good processability.
  • the content of the incompatible resin in layer B is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less in 100% by mass of the entire layer. It is more preferably 0.5% by mass or more and 6.0% by mass or less, still more preferably 1% by mass or more and 4% by mass or less, and particularly preferably 1.0% by mass or more and 2.0% by mass or less.
  • content of the incompatible resin is 0.1% by mass or more, surface protrusions are efficiently formed on the surface of the B layer, so that the surface of the B layer has good lubricity, and can be used in vapor deposition processing and bag making processing. Reduces the occurrence of wrinkles.
  • the content of the incompatible resin in the B layer is 10% by mass or less, excessive domain formation in the B layer is suppressed, and the transparency due to excessive generation of voids generated at the interface between the resins during stretching. decrease is reduced.
  • a mode in which not only the B layer but also the A layer contains an incompatible resin is preferably adopted.
  • the surface of the A layer can be provided with fine and soft surface unevenness using the domain structure. Therefore, it is possible to impart appropriate lubricity without using particles or lubricants, and the laminate after laminating the inorganic oxide layer has good handling properties without impairing the water vapor barrier properties and oxygen barrier properties.
  • the layer A contains an incompatible resin
  • the content thereof is preferably 0.1% by mass or more and 10% by mass or less in 100% by mass of the entire layer. It is more preferably 0.5% by mass or more and 6.0% by mass or less, and still more preferably 1% by mass or more and 4% by mass or less.
  • the B layer can also serve as a heat seal layer.
  • Heat sealing is the state (or the process) in which films are melted and crimped to each other through heat treatment when the contents are filled and packaged to take the form of a bag. It is the property of the film side that is melted and crimped.
  • the heat seal layer is a layer containing more than 50% by mass and 100% by mass or less, more preferably 70% by mass or more and 100% by mass or less of a polypropylene resin having a melting point of less than 150 ° C. in 100% by mass of the entire layer. say. By adopting such a mode, it becomes easy to take the form of a bag by heating.
  • the B layer plays a role as a heat-sealing layer, it preferably contains a polypropylene-based resin with a low crystallinity and a low melting point from the viewpoint of imparting low-temperature and high-speed heat-sealing properties, specifically ethylene-propylene. Random copolymers, ethylene-propylene-butene random copolymers, propylene-butene random copolymers and the like can be preferably used.
  • the B layer may also contain elastomers such as ethylene-propylene, ethylene-butene and propylene-butene.
  • the melting point of the B layer is preferably 100° C. or higher and lower than 150° C., more preferably 110° C. or higher, from the viewpoint of imparting low-temperature and high-speed sealing properties. It is 148° C. or lower, more preferably 120° C. or higher and 145° C. or lower.
  • the melting point of the B layer can be read as the lowest peak temperature among endothermic peaks due to melting when the B layer of the laminate is analyzed by differential scanning calorimetry (DSC).
  • the layer B it is important for the layer B to contain a resin that is incompatible with the polypropylene resin from the viewpoint of imparting appropriate lubricity without adding particles or lubricants, but this impairs the object of the present invention.
  • Various additives such as antioxidants, heat stabilizers, chlorine scavengers, antistatic agents, fillers, viscosity modifiers, anti-coloring agents, etc.
  • the method of laminating the B layer is not particularly limited, but examples include a feed block method and a multi-manifold method by melt co-extrusion during film formation, as well as extrusion lamination and dry lamination. From the viewpoint of production efficiency and cost, a lamination method by melt co-extrusion is preferred.
  • the thickness of the layer B of the polypropylene film is not particularly limited, but the lower limit is preferably 0.5%, more preferably 1% with respect to 100% of the total thickness of the polypropylene film.
  • the upper limit is preferably 80%, more preferably 60%, still more preferably 40%, and particularly preferably 10%.
  • the layer C may contain only the polypropylene-based resin as a constituent component, but may also contain a resin other than the polypropylene-based resin.
  • resins other than polypropylene resins include cyclic olefin polymers (COP), cyclic olefin copolymers (COC), ⁇ -olefin elastomers, and petroleum resins, among which petroleum resins are particularly preferred.
  • the petroleum resin refers to a petroleum resin having no polar group consisting of a hydroxyl group, a carboxyl group, a halogen group, a sulfone group, or a modified product thereof, and specifically includes petroleum-based unsaturated hydrocarbons. It is a resin whose main raw material is a cyclopentadiene-based or higher olefin-based hydrocarbon.
  • the layer C contains a petroleum resin
  • the uniform stretchability during film formation of the polypropylene resin film is enhanced, so that the stretching temperature in the longitudinal direction can be lowered, specifically, 120 ° C. or less. . Therefore, the degree of orientation and heat resistance can be increased while reducing the surface roughness of the polypropylene-based resin film, so that the laminate of the present invention can easily have good steam barrier properties.
  • the petroleum resin has the effect of reducing the free volume of the amorphous portion of the polypropylene-based resin and making it difficult for water vapor to diffuse. In this respect as well, the vapor barrier properties of the laminate can be improved.
  • the content when petroleum resin is added to the C layer is preferably 3% by mass or more and 20% by mass or less when all constituent components are 100% by mass, and 3% by mass or more and 18% by mass. %, more preferably 4% by mass or more and 17% by mass or less, and particularly preferably 5% by mass or more and 16% by mass or less.
  • the softening point of the petroleum resin is preferably 90°C or higher and 150°C or lower, more preferably 100°C or higher and 130°C or lower. By setting it as this range, it becomes easy to raise the uniform stretchability at the time of film-forming of a polypropylene-type resin film.
  • the laminate of the present invention has both excellent water vapor barrier properties and adhesion of the inorganic oxide layer, and also has high heat resistance, so it can be suitably used as a packaging material.
  • Objects to be packaged with the laminate of the present invention are not particularly limited, but include objects that are easily degraded by steam, such as foods, medicines, cosmetics, and fresh flowers.
  • the polypropylene-based resin composition (hereinafter sometimes simply referred to as the resin composition) of the entire polypropylene-based resin film that constitutes the laminate of the present invention will be described below.
  • the upper limit of the molecular weight distribution Mz/Mw of the polypropylene-based resin component constituting the resin composition is preferably 4.5, more preferably 4.0, and even more preferably 3.5.
  • the lower limit of Mz/Mw is substantially about 1.5.
  • Mz/Mw is 4.5 or less, the amount of high-molecular-weight components that relax when the polypropylene-based resin film is heated makes it easier to control the tan ⁇ of the laminate to 0.25 or less at 145°C.
  • a method of adjusting the hydrogen gas concentration during polymerization of the raw material polypropylene resin, selection of the catalyst and / or co-catalyst, selection of the composition appropriately, a method of performing peroxide treatment, a method of blending a plurality of polypropylene resin raw materials in an appropriate ratio, and the like are preferably employed.
  • the resin composition has a differential distribution value of 1.0% or more and 10% or less when the logarithmic molecular weight Log (M) is 6.5 in the molecular weight distribution curve measured by gel permeation chromatography. preferable.
  • the upper limit is more preferably 8.0% or less, even more preferably 6.0% or less.
  • the differential distribution value is 1.0% or more when the logarithmic molecular weight Log (M) is 6.5, the high molecular weight component that becomes the tie molecule is sufficient when stretching the polypropylene resin film, and uniform stretching is performed. sexuality increases.
  • the differential distribution value is 10% or less, so that the laminate produced from the polypropylene resin film has a molecular chain that relaxes when heated. It does not become excessive, and an increase in heat shrinkage stress in a high temperature range exceeding 121° C. is suppressed.
  • melt flow rate (MFR) of the polypropylene resin component constituting the resin composition is manufactured to be in the range of 2.0 g/10 minutes or more and 20 g/10 minutes or less (230 ° C., 21.18 N load). It is preferable from the viewpoint of film properties and film strength.
  • the lower limit of MFR is more preferably 2.5 g/10 minutes, still more preferably 3.0 g/10 minutes.
  • the upper limit is more preferably 10 g/10 minutes.
  • a method of controlling the average molecular weight and molecular weight distribution of the raw material polypropylene-based resin is adopted.
  • a method of adjusting the hydrogen gas concentration during polymerization a method of appropriately selecting a catalyst and/or co-catalyst, and a method of controlling the molecular weight and molecular weight distribution of the polypropylene resin, and a peroxide treatment. is preferably employed. Reducing the high molecular weight component increases the MFR.
  • the surface layer of the polypropylene-based resin film on the side in contact with the inorganic oxide layer does not substantially contain particles.
  • the inorganic oxide layer is formed by a vapor deposition method such as vapor deposition, but if the surface of the film to be formed is rough, pinholes and cracks will occur in the inorganic oxide layer, resulting in a loss of barrier properties. cause a decrease in Therefore, in order to keep the surface in contact with the inorganic oxide layer smooth, it is preferable that the particles are substantially free. It is preferable not to contain particles because the variation in barrier properties caused by the presence or absence of particles is also suppressed.
  • substantially free of particles means that inorganic or organic particles such as alumina, silica, crosslinked silicone, and crosslinked polymethacrylic acid with an average particle diameter exceeding 300 nm (preferably 200 nm or more) are added to 100% of the entire resin of the A layer. It means not containing 1% by mass or more, more preferably 0.5% by mass or more, still more preferably 0.3% by mass or more, and particularly preferably 0.2% by mass or more.
  • the surface of the polypropylene resin film provided with the inorganic oxide layer has 30 atomic% or more of carbon atoms and 40 atomic% or less of oxygen atoms detected by analysis by X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), and a metal Atoms are preferably 25 atomic % or less.
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • the surface of the inorganic oxide layer that was in contact with the polypropylene resin film (hereinafter sometimes referred to as the ⁇ surface) has an interface with the inorganic oxide layer.
  • the state of the surface of the polypropylene-based resin film can be known by analyzing the ⁇ -plane in the depth direction with XPS.
  • the surface ( ⁇ surface) of the inorganic oxide layer on which the peel force was measured, which was in contact with the polypropylene resin film was depth-analyzed by XPS using the conditions described in the Examples.
  • the carbon content is set to the position where it is half the maximum value.
  • the surface layer on the side in contact with the inorganic oxide layer has very few polar groups because the main component is the polypropylene-based resin.
  • the inorganic oxide is directly laminated on such a surface, the interaction between the inorganic oxide layer and the polypropylene resin film is small, and the peeling force of the inorganic oxide layer is small.
  • One of the methods for increasing the peel strength is to modify the surface of the polypropylene resin film that is in contact with the inorganic oxide layer to introduce functional groups to increase the polarity. At this time, if excessive energy is applied, it deteriorates and becomes prone to cohesive failure. Therefore, in order to increase the peel strength, it is important to appropriately adjust the amount of functional groups introduced to the surface of the polypropylene-based resin film. When the polypropylene-based resin film has an anchor layer on its surface, the amount of functional groups may be appropriately adjusted without surface modification.
  • the carbon atoms detected by XPS analysis of the ⁇ plane are preferably 30 atomic % or more, more preferably 40 atomic % or more, and still more preferably 45 atomic % or more.
  • Oxygen atoms are preferably 40 atomic % or less, more preferably 35 atomic % or less.
  • Metal atoms are preferably 25 atomic % or less, more preferably 20 atomic % or less.
  • Carbon atoms of 30 atomic% or more, oxygen atoms of 40 atomic% or less, and metal atoms of 25 atomic% or less mean that the surface layer of the polypropylene resin film is inhibited from cohesive failure due to excessive modification, It is effective in increasing the peel strength of the inorganic oxide layer.
  • the upper limit of the amount of carbon atoms is substantially 95 atomic %
  • the lower limit of the amount of oxygen atoms is substantially 3 atomic %
  • the lower limit of the amount of metal atoms is substantially 1 atomic %.
  • the laminate of the present invention may have a topcoat layer on the inorganic oxide layer.
  • the topcoat layer is a layer containing an organic compound or an organic-inorganic mixture laminated on the surface of the inorganic oxide layer opposite to the polypropylene-based resin film. That is.
  • a preferred example of the topcoat layer containing an organic-inorganic mixture is a mixture of an alkoxide containing a metal or silicon atom and/or a polycondensate thereof and a water-soluble polymer.
  • An alkoxide containing a metal or silicon atom used in the topcoat is represented by the general formula “M(OR) n ”.
  • n is a natural number
  • M is a metal atom (eg, Ti, Al, etc.) or silicon atom (Si)
  • R is an alkyl group (preferably a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms).
  • alkoxides containing metal or silicon atoms such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and tetrabutoxysilane, can be suitably used. , or a mixture of two or more.
  • Alkoxides containing metal or silicon atoms may be hydrolyzed or polycondensed to form a network.
  • Examples of the water-soluble polymer used for the top coat include vinyl alcohol resins, polyvinylpyrrolidone, starch, and cellulose resins, among which vinyl alcohol resins, which have excellent gas barrier properties, are preferred.
  • Vinyl alcohol resins include polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, modified polyvinyl alcohol, and the like, and these resins may be used alone or in combination of two or more.
  • Vinyl alcohol-based resins are generally obtained by saponifying polyvinyl acetate, copolymers thereof, and the like. However, a higher degree of saponification is preferred.
  • the SiO 2 equivalent mass ratio is the number of moles of silicon atoms contained in the metal alkoxide converted to SiO 2 mass, and is expressed as water-soluble polymer / metal or alkoxide containing silicon atoms (mass ratio). be done.
  • the thickness of the topcoat layer is preferably 200 nm or more and 600 nm or less, more preferably 350 nm or more and 500 nm or less.
  • the thickness of the topcoat layer is 200 nm or more, pinholes and cracks in the inorganic oxide layer can be sufficiently filled, and an excellent oxygen barrier function is exhibited.
  • the thickness of the topcoat layer is 600 nm or less, it is possible to reduce cracks due to thickness and deterioration of oxygen barrier properties due to insufficient curing.
  • the method for producing the laminate of the present invention will be described below with specific examples, but the laminate of the present invention is not limited to the production method.
  • a method for manufacturing the polypropylene resin film that constitutes the laminate of the present invention will be described.
  • a polypropylene resin film first, a melted polypropylene resin or polypropylene resin composition is melt-extruded onto a support to form an unstretched polypropylene film.
  • this unstretched polypropylene film is stretched in the longitudinal direction, then in the width direction, and biaxially stretched successively.
  • heat treatment and relaxation treatment are performed to produce a biaxially oriented polypropylene film.
  • the polypropylene resin film constituting the laminate of the present invention and the method for producing the same are not necessarily interpreted as being limited thereto.
  • the raw material polypropylene resin (single or mixture) is extruded at an extrusion temperature of 220 ° C. to 280 ° C., preferably 230 ° C. to 270 ° C. Single screw extrusion.
  • the melt is extruded from the machine and passed through a filter to remove foreign matter.
  • this molten resin is extruded through a slit-shaped die at a temperature of 200°C to 260°C, more preferably 210°C to 240°C.
  • the polypropylene-based resin film has a laminated structure of two or more layers
  • the polypropylene-based resin (single or mixed) as the raw material for each layer is extruded at an extrusion temperature of 220 ° C. to 280 ° C., preferably 230 ° C. to 270 ° C. After melt extrusion from separate single-screw extruders set at ° C.
  • these molten resins are formed into the desired layer configuration (for example, in the case of three layers, the unstretched A layer Assuming that the a layer, the unstretched B layer is the b layer, and the unstretched C layer is the c layer, the layers are joined by a feed block or the like so as to form a layer/c layer/b layer). Subsequently, it is extruded through a slit-shaped die at a temperature of 200°C to 260°C, more preferably 210°C to 240°C.
  • polypropylene-based resins such as ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyvinylidene chloride and nylon.
  • the structure of the polypropylene resin film does not relax even at high temperatures by sufficiently melting the resin during melt extrusion and reducing the shearing of the molecular chains caused by the rotation of the screw. It becomes easier to control tan ⁇ at 145° C. in the main orientation axis direction to 0.25 or less.
  • the spherulite size in the unstretched film in the casting process can be reduced, and the surface roughness of the polypropylene resin film after stretching, Furthermore, it becomes easy to control the surface roughness (St value and Sku value) of the laminate to be small.
  • the temperature before the filtration filter to a high temperature, after passing through the filtration filter to a lower temperature than before the filtration filter, and to set the nozzle temperature immediately before ejection to a further low temperature so that multi-stage cooling can be achieved.
  • the molten resin sheet extruded from the slit-shaped die is cooled and solidified on a casting drum (cooling drum) whose surface temperature is controlled between 10°C and 40°C to obtain an unstretched polypropylene film.
  • a method of adhering the molten resin sheet to the casting drum any of the electrostatic application method, the adhesion method using the surface tension of water, the air knife method, the press roll method, the underwater casting method, the air chamber method, etc. is used.
  • a plurality of methods may be combined, but the air knife method is preferable because it can improve the flatness of the film and control the surface roughness.
  • the surface temperature of the casting drum is preferably 10 ° C. to 30 ° C., more preferably 10 ° C. to 30 ° C., from the viewpoint of smoothing the surface of the obtained polypropylene film and improving the thickness uniformity and adhesion of the inorganic oxide layer formed by vapor deposition or the like. 10°C to 27°C, most preferably 10°C to 25°C.
  • a mesophase is an intermediate phase between crystalline and amorphous, and is a phase that is specifically generated when solidified at a very high cooling rate from a molten state. It is generally known that when a polypropylene resin is cooled and solidified, it crystallizes and grows into spherulites. It is thought that a difference in stretching stress occurs between crystals and amorphous grains in between, and local stretching unevenness occurs, leading to thickness unevenness and structural unevenness. On the other hand, since the mesophase does not take a spherulite form, it does not cause stretching spots.
  • the stretching uniformity is improved, and the thickness of the film can be more uniformly controlled, and the surface roughness can be uniformly controlled to be smaller.
  • the temperature during stretching in the longitudinal direction can be made lower than that of the unstretched propylene film having spherulites.
  • the unstretched polypropylene film is biaxially stretched and biaxially oriented.
  • an unstretched polypropylene film is preheated by passing it through rolls maintained at a lower limit of preferably 70°C, more preferably 80°C, and an upper limit of preferably 140°C, more preferably 130°C, more preferably 120°C.
  • the unstretched polypropylene film is kept in a temperature range with a lower limit of preferably 70° C., more preferably 80° C., and an upper limit of preferably 140° C., more preferably 130° C., and still more preferably 120° C., and stretched 2.0° C. in the longitudinal direction.
  • the obtained film is passed between rolls kept at a lower limit of preferably 50° C., more preferably 60° C., and an upper limit of preferably 90° C., more preferably 80° C.
  • the film is longitudinally heat relaxation treatment. That is, the lower limit is preferably 70°C, more preferably 80°C, and the upper limit is preferably 140°C, more preferably 130°C.
  • the upper limit is preferably 15%, more preferably 13%, still more preferably 12%, particularly preferably is 10%, and then cooled to room temperature to obtain a uniaxially oriented film.
  • the biaxially stretched polypropylene resin film can easily have a structure with less molecular chain distortion that causes heat absorption in both the longitudinal direction and the width direction, and tan ⁇ at 145 ° C. in the direction of the main orientation axis. is easily controlled to 0.25 or less.
  • the inorganic oxide layer is provided on the polypropylene resin film by vapor deposition or the like, the occurrence of defects such as pinholes and cracks in the inorganic oxide layer is suppressed, and the vapor barrier property of the laminate is improved. be able to.
  • the method includes applying a coating composition using an aqueous solvent to the uniaxially oriented film, followed by A method of drying and heat-treating in the process, that is, an in-line coating method is preferably adopted.
  • both ends in the width direction of the uniaxially oriented film are held with clips and guided to a tenter, and the film is stretched in the width direction (lateral stretching) while both ends in the width direction of the film are held by the clips.
  • the temperature at that time is 155 to 175°C, preferably 162 to 172°C.
  • the draw ratio in the width direction is preferably 8.0 to 20.0 times, more preferably 8.5 to 16.0 times, still more preferably 9.0 to 12.0 times. It is below. By setting the draw ratio in the width direction to 8.0 times or more, it is possible to impart high orientation in the width direction while maintaining a high orientation state in the longitudinal direction, and increase in-plane molecular chain tension.
  • the structural stability of the film against heat during vapor deposition can be enhanced, and by forming a uniform vapor-deposited film, good water vapor barrier properties and oxygen barrier properties can be achieved.
  • the draw ratio in the width direction is set to 20.0 times or less, it is possible to prevent the film from tearing during film formation and improve the productivity.
  • the area draw ratio is a value obtained by multiplying the draw ratio in the longitudinal direction by the draw ratio in the width direction.
  • the lower limit of the area draw ratio is more preferably 45 times, still more preferably 50 times.
  • heat treatment and relaxation treatment after lateral stretching. Specifically, it is preferable to perform heat treatment at a temperature of 140° C. or more and 167° C. or less while giving a relaxation of 2% or more and 20% or less in the width direction while both ends in the width direction are tightly held by clips of a tenter.
  • the heat treatment temperature is more preferably 150° C. or higher, even more preferably 155° C. or higher, and particularly preferably 161° C. or higher. By setting the heat treatment temperature to 140 ° C.
  • the structural stability of the polypropylene resin film against heat is improved, and when the inorganic oxide layer is formed by vapor deposition or the like to form a laminate, inorganic oxidation It is possible to suppress the phenomenon (heat loss phenomenon) in which defects such as pinholes and cracks occur in the material layer. As a result, the laminate can have good water vapor barrier properties and oxygen barrier properties.
  • the heat treatment temperature is more preferably 166° C. or lower, and further preferably 165° C. or lower. By setting the heat treatment temperature to 167° C. or less or within the preferred range described above, the planarity of the polypropylene-based resin film can be improved, and the St value and Sku value of the laminate can be reduced.
  • the lower limit of the relaxation rate is preferably 2%, more preferably 5%, even more preferably 7%, and 9%. is particularly preferred.
  • the upper limit is preferably 20%, more preferably 18%, even more preferably 17%, and particularly preferably 15%.
  • TMA thermomechanical analysis
  • the relaxation rate is 20% or less, the slackness of the film inside the tenter is suppressed. be done.
  • both ends in the width direction are still tightly held by the clips, they are guided to the outside of the tenter through a cooling process of 100 to 145°C, and the clips on both ends in the width direction are released.
  • a cooling step strain in the film that could not be completely removed by the heat treatment is removed, and heat shrinkage at high temperatures is suppressed, so that the laminate of the present invention has better water vapor barrier properties. be able to.
  • In-line surface modification treatment includes, for example, corona discharge treatment, plasma treatment, ion beam treatment, etc. in the air or in an atmospheric gas of oxygen, nitrogen, hydrogen, argon, carbon dioxide, silane gas, or a mixture thereof. is mentioned.
  • corona discharge treatment is effectively performed in an atmosphere gas with an oxygen concentration of 10% or less, preferably 5% or less, more preferably 1% or less, and an atmosphere gas with an oxygen concentration of 1% or less.
  • an atmosphere gas with an oxygen concentration of 10% or less As a specific embodiment of , it is particularly effective to adopt nitrogen gas, carbon dioxide gas, or a mixture thereof.
  • By performing the treatment in such an atmosphere it is possible to efficiently introduce hydrophilic functional groups while suppressing the formation of low-molecular-weight substances due to molecular chain scission of polypropylene on the film surface, so that the inorganic oxide layer It becomes easy to increase the peeling force of.
  • the film thus obtained can be wound into a roll to obtain the polypropylene resin film that constitutes the laminate of the present invention.
  • the anchor layer may be provided on the surface layer separately by off-line coating after winding the film into a roll.
  • the polypropylene-based resin film referred to here is a polypropylene-based resin film obtained by removing the in-line surface modification treatment from the above-described process, even if it is a polypropylene-based resin film obtained by the above-described method. may That is, in the former case, the surface modification treatment is performed twice, and in the latter case, the surface modification treatment is performed once.
  • the inorganic oxide layer of the present invention can be produced by a vapor deposition method.
  • Known methods such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, and plasma vapor deposition (CVD) can be used for forming the inorganic oxide layer.
  • CVD plasma vapor deposition
  • EB electron beam
  • inorganic oxidation is performed by adjusting the amount of inorganic substance evaporated by the above method and then introducing oxygen into the evaporative gas to control the amount of oxygen and the film quality.
  • a method of obtaining a monolayer can be mentioned.
  • the gas to be introduced contains oxygen, it may contain other gas such as an inert gas for film quality control.
  • the inorganic oxide layer is formed by introducing a gas containing oxygen, it is preferable to introduce oxygen directly above the evaporation source.
  • the oxygen gas introduction pipe is on a straight line connecting the evaporation source and the center of the main drum.
  • the main roll for vapor deposition is preferably cooled to prevent heat loss of the film, and the temperature is preferably 20° C. or less, more preferably 0° C. or less.
  • Off-line surface modification treatment includes, for example, corona treatment, plasma treatment, ion beam treatment, etc. under a specific gas atmosphere.
  • the surface modification treatment of the polypropylene resin film can be performed under atmospheric pressure or in a vacuum atmosphere. Redeposition of low-molecular-weight components generated by the surface modification treatment can be suppressed.
  • nH2n+2 where n is an integer of 1 to 4
  • the gas used for the surface modification treatment can be appropriately selected according to the ease of discharge, the energy of the obtained active species, and the type of functional group to be introduced. It preferably contains argon or nitrogen, which is easy to
  • Ion beam treatment is a method of treating a film surface by extracting charged particles from plasma generated by an electrode and irradiating the film surface with the charged particles. Ion beam treatment is preferable in that the adjustment range of voltage and current, which will be described later, is wide, and in that appropriate conditions can be selected according to the substrate. In the present invention, it is preferable to use an anode layer type ion source having a linearly elongated electrode structure, in order to perform uniform processing particularly in the film width direction.
  • the anode layer type ion source has a circumferential or racetrack-shaped gap on its front surface, and has a magnet for forming a magnetic field in the slit gap and an anode capable of applying a high voltage. After forming a magnetic field in the gap width direction, a positive voltage is applied to the gap (cathode) to the anode placed behind the opening, and the plasma is strengthened by the Hall motion of electrons caused by the magnetic field in the gap. It is an ion source that accelerates ions while doing so. If the electrodes are linearly elongated and arranged so that the longitudinal direction is perpendicular to the transport direction of the film, the entire film can be treated uniformly, which is preferable.
  • the degree of vacuum in the chamber for ion beam treatment of the polypropylene resin film is preferably 1 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa or more and 5 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa or less.
  • the pressure By setting the pressure to 1 ⁇ 10 ⁇ 5 Pa or more, a stable discharge can be obtained, and by setting the pressure to 5 ⁇ 10 ⁇ 2 Pa or less, diffusion of the ion beam can be prevented and a sufficient treatment effect can be obtained.
  • Argon, nitrogen, helium, neon, oxygen, carbon dioxide gas, hydrogen, ammonia, hydrocarbon (C n H 2n+2 , where n is an integer of 1 to 4), etc. can be used singly or in combination as the gas used for the treatment.
  • argon, nitrogen, helium, oxygen, and carbon dioxide are preferable because they are stable and easy to obtain, and nitrogen, oxygen, and carbon dioxide are more preferable because they are easy to impart functional groups that contribute to adhesion and have a wide stable discharge region. preferable.
  • Ion beam treatment can adjust the treatment intensity with the voltage and current during discharge.
  • the input voltage for the ion beam treatment is preferably 0.5 kV or more and 3.0 kV or less, more preferably 0.7 kV or more and 2.5 kV or less.
  • the discharge is stabilized, and when it is 3.0 kV or less, damage to the film surface due to excessive treatment strength can be reduced.
  • the current value of the ion beam treatment indicates the amount of active species in the treatment atmosphere, and if the current value is large, the number of particles that trigger the initiation of reaction increases. In other words, adjusting the current value means adjusting the amount of the reaction starting point.
  • the current value per treatment area of the ion beam treatment is preferably 30 mA ⁇ sec/m 2 or more and 1500 mA ⁇ sec/m 2 or less, more preferably 50 mA ⁇ sec/m 2 or more and 600 mA ⁇ sec/m 2 or less.
  • the current value per treated area is the value obtained by dividing the current value during treatment by the electrode width and the transport speed of the film.
  • the current value When the current value is large, that is, when the number of active species is large, many active species act on the molecular chain and reactions are initiated at many points.
  • the current value By setting the current value to 30 mA ⁇ sec/m 2 or more , the number of functional groups that contribute to adhesion can be increased. It is possible to suppress the weakening of the surface layer due to damage.
  • a top coat layer After laminating the inorganic oxide layer on the polypropylene resin film layer, a top coat layer can be further formed.
  • Methods (systems) for coating the topcoat layer on the inorganic oxide layer include direct gravure, reverse gravure, micro gravure, rod coating, bar coating, die coating, spray coating, and the like. Known methods can be used without limitation.
  • the topcoat layer contains an organic-inorganic mixture
  • the polycondensation reaction of the metal alkoxide contained in the layer proceeds with heat, forming a strong film and improving barrier properties. Therefore, in order to further advance the reaction of the organic-inorganic mixture layer, the obtained laminate can be further heat-treated.
  • Water vapor transmission rate For the laminate of the present invention, according to the B method of JIS K 7129-2 (2019), a water vapor transmission rate measuring device "PERMATRAN-W" (registered trademark) 3/31 manufactured by MOCON/Modern Controls. was set so that water vapor permeated from the non-laminated surface of the inorganic oxide of the laminate, and the measurement was performed under the conditions of a temperature of 40° C. and a humidity of 90% RH. The measurement was performed twice for each of the two test pieces, and the average value of the obtained four measured values was calculated as the water vapor transmission rate of the sample (unit: g/m 2 /day).
  • PERMATRAN-W registered trademark
  • Oxygen transmission rate The laminate of the present invention was measured using an oxygen transmission rate measuring device "OXTRAN" (registered trademark) 2/20 manufactured by MOCON/Modern Controls in accordance with the isobaric method of JIS K 7126-2 (2006).
  • the oxygen permeability was measured under the conditions of a temperature of 23° C. and a humidity of 90% RH. The measurement was performed twice for each of the two test pieces, and the average value of the obtained four measured values was calculated as the oxygen permeability of the sample (unit: cc/m 2 /day).
  • this laminate After aging this laminate at 40° C. for 48 hours, it was cut to a width of 15 mm to obtain a sample, and the peel strength was measured using the following apparatus and conditions.
  • the sample was attached to a SUS plate with a thickness of (1.5) mm with a double-sided tape (Double-sided tape No. 532 manufactured by Nitto Denko Co., Ltd., tape thickness 0.08 mm) on the vapor deposition substrate side, and fixed with an air chuck.
  • the bonded polypropylene film was fixed with the other air chuck, and the polypropylene film side was pulled for measurement.
  • the surface layer of the polypropylene resin film may adhere to the surface of the inorganic oxide layer. Treated as layer peel force.
  • Measuring device Tensilon universal material testing machine RTG-1210 manufactured by A&D Co., Ltd. Load cell: 50N Peeling angle: 180° Peeling speed: 50mm/min Measurement environment: room temperature 23°C, humidity 50%.
  • the thickness at any 10 locations is 23 Measurement was performed using a contact electronic micrometer (K-312A type) manufactured by Anritsu Corporation in an atmosphere of 65% RH. The arithmetic average value of the thicknesses at the 10 locations was taken as the thickness (unit: ⁇ m) of the laminate. The thickness accuracy (unit: ⁇ m) obtained by this measurement method is to the first decimal place, and the thickness of the inorganic oxide layer was separately measured by the method (5).
  • Thickness of Inorganic Oxide Layer The thickness of the inorganic oxide layer constituting the laminate of the present invention was measured by cross-sectional observation with a transmission electron microscope (TEM).
  • TEM transmission electron microscope
  • a sample for cross-sectional observation is subjected to the FIB method using a microsampling system (FB-2000A manufactured by Hitachi, Ltd.) (specifically, "Polymer Surface Processing” (written by Akira Iwamori) pp. 118-119. based on the method of).
  • FB-2000A microsampling system
  • FB-2000A microsampling system
  • H-9000UHRII manufactured by Hitachi, Ltd.
  • the arithmetic mean value of them was taken as the thickness (unit: nm) of the inorganic oxide layer.
  • each rectangular sample is set in a tensile tester ("Tensilon" (registered trademark) UCT-100 manufactured by Orientec) with an initial chuck distance of 20 mm so that the long side direction is the tensile direction, and the room temperature atmosphere.
  • a tensile test was conducted at a tensile speed of 300 mm/min.
  • the maximum load until the sample broke was read, and the value divided by the cross-sectional area (film thickness x width) of the sample before the test was calculated as the stress at the maximum point strength.
  • the same measurement is performed 5 times for each sample, and the average value of the stress at the maximum point strength is obtained. is the direction orthogonal to the main orientation axis of the laminate.
  • thermomechanical analysis (TMA)> The laminate was cut into a rectangular sample having a width of 4 mm and a length of 50 mm with the long side along the "main orientation axis direction" determined as described above, and the sample was sandwiched between metal chucks so as to have a sample length of 20 mm. After that, it was set in the following thermomechanical analysis apparatus, and the thermal shrinkage stress curve in the direction of the main orientation axis was determined for the laminate whose sample length was kept constant under the following temperature conditions and load conditions.
  • SF 145°C Heat shrinkage stress (MPa) at 145°C in the main orientation axis direction of the laminate
  • SF 121°C Thermal shrinkage stress (MPa) at 121°C in the main orientation axis direction of the laminate.
  • the main orientation axis direction of the laminate determined in (6) is the measurement direction, and a test piece (width 5 mm ⁇ length 20 mm) cut out with the measurement direction as the long side is attached to the chuck part of the device in an atmosphere of 23 ° C., -100 C. and measured tan .delta. from -100.degree. C. to 180.degree.
  • a viscoelasticity-temperature curve was drawn by a dynamic viscoelasticity method, and tan ⁇ at each temperature was calculated.
  • the measuring apparatus and conditions are as follows.
  • St value and Sku value of the surface of the inorganic oxide layer were measured using a scanning white interference microscope VS1540 manufactured by Hitachi High-Tech Science Co., Ltd., which is a three-dimensional non-contact surface shape measuring instrument. I used it.
  • the undulation component is removed from the photographed screen by polynomial 4th order approximation surface correction, then processed with a median (3 ⁇ 3) filter, and interpolation processing (obtaining height data is possible). A process of compensating for pixels that could not be obtained with height data calculated from surrounding pixels) was performed.
  • the measurement conditions were as follows. Manufacturer: Hitachi High-Tech Science Co., Ltd.
  • Device name Scanning white interference microscope VS1540 ⁇ Measurement conditions: Objective lens 10x Lens barrel 1x Zoom lens 1x Wavelength filter 530nm white ⁇ Measurement mode: Wave ⁇ Measurement software: VS-Measure Version 10.0.4.0 ⁇ Analysis software: VS-Viewer Version 10.0.3.0 - Measurement area: 0.561 x 0.561 mm 2 .
  • ⁇ Apparatus Agilent's high temperature GPC apparatus PL-GPC220 ⁇ Detector: Agilent differential refractive index detector (RI detector) ⁇ Column: Agilent PL1110-6200 (20 ⁇ m MIXED-A) ⁇ 2 ⁇ Flow rate: 1.0 mL / min ⁇ Column temperature: 140°C ⁇ Injection volume: 0.300 mL ⁇ Sample concentration: 1 mg/mL ⁇ Standard sample: monodisperse polystyrene manufactured by Tosoh, dibenzyl manufactured by Tokyo Kasei.
  • RI detector Agilent differential refractive index detector
  • the raw material resin composition used for the surface layer (A layer) of the polypropylene resin film constituting the laminate of the present invention (when multiple raw materials are mixed, a resin composition in which they are mixed in a predetermined ratio material), or the inorganic oxide layer, or the inorganic oxide layer and the topcoat layer are peeled off from the laminate to obtain a polypropylene resin film, and the polypropylene resin composition of the surface layer (A layer) is cut. was used. Using a differential scanning calorimeter (EXSTAR DSC6220 manufactured by Seiko Instruments Inc.), a 3 mg sample was heated from 30° C.
  • EXSTAR DSC6220 manufactured by Seiko Instruments Inc.
  • the temperature was lowered to 30° C. at 20° C./min. Further, after holding at 30° C. for 5 minutes, the temperature was raised again from 30° C. to 260° C. at 20° C./min.
  • the peak temperature of the endothermic curve obtained during this reheating was taken as the melting point of the resin composition of the surface layer. When multiple peak temperatures were observed, the highest temperature was taken as the melting point of the surface layer resin composition. Further, the melting enthalpy ⁇ Hm (J/g) was read from the endothermic peak in the temperature range of 100° C. or higher and 180° C. or lower on the same curve.
  • Composition of the surface of the polypropylene resin film provided with the inorganic oxide layer (3) is as follows. Depth analysis was performed by XPS using the apparatus and conditions described in 1. to obtain a profile of the element ratio with respect to the depth. In the obtained profile, the atomic ratio was determined by taking the position where the carbon content was 1/2 of the maximum value as the surface of the polypropylene-based resin film provided with the inorganic oxide layer.
  • the inorganic oxide layer or the inorganic oxide layer and the topcoat layer were peeled off and removed from the laminate by the method shown in (3). Subsequently, the portion on the side of the polypropylene-based resin film that remained was finely chopped, and a sample with a total weight of 1 g was collected. The obtained sample was placed in a petri dish on a hot plate heated to 260° C., melted for 10 minutes, thoroughly stirred, taken out, and cooled to room temperature.
  • the cooled sample was sandwiched between two metal plates, placed in a press heated to 240° C., preheated for 1 minute, and then pressed at a pressure of 60 kgf/cm 2 to obtain a thin film sheet with a thickness of 100 ⁇ m.
  • the appearance of the obtained thin film sheet was visually confirmed, and the recyclability was determined according to the following criteria (A was accepted).
  • the laminate of the present invention was wound into a roll with a width of 300 mm, and the appearance of the roll after storage for 7 days in an environment of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% RH was visually observed. It was confirmed and evaluated according to the following criteria.
  • A5 Homopolypropylene resin (melting point: 167°C
  • Petroleum resin 1 T-REZ HA125 (manufactured by JXTG Energy Co., Ltd., softening point 125 ° C.)
  • Petroleum resin 2 Tg 80 ° C., bromine number 3 cg / g
  • polydicyclopentadiene CM1 C1 (70 parts by mass) with a hydrogenation rate of 99%
  • petroleum resin 1 (30 parts by mass), antioxidant (0.1 parts by mass) was kneaded and extruded with an extruder set at 240°C, the strand was cooled with water and then chipped.
  • P1 Silica particles with an average particle size of 400 nm
  • P2 Silica particles with an average particle size of 300 nm
  • P3 Crosslinked particles of a polymethacrylic acid-based polymer with an average particle size of 2 ⁇ m.
  • Example 1 A mixture of A1 and A2 in a mass ratio of 70:30 was used as the polypropylene-based resin raw material for the A layer. Moreover, as a raw material for layer B (heat seal layer), a mixture of B1 and BM1 was used in a mass ratio of 80:20. Furthermore, as a raw material for the C layer, a mixture of C1, C2 and CM1 was used in a mass ratio of 50:25:25. The raw material for each layer is supplied to separate single-screw extruders, extruder (A), extruder (B), and extruder (C), and melt extrusion is performed at 260 ° C. Foreign matter is removed with a sintered filter with a cut of 80 ⁇ m.
  • the unstretched polypropylene film was preheated step by step to 105°C by a group of rolls, passed as it was between rolls provided with a difference in peripheral speed, and stretched 5.0 times in the longitudinal direction. Subsequently, the stretched film is passed between rolls kept at 70° C. and cooled, then passed again between rolls kept at 90° C., and relaxed by 5.0% using the roll peripheral speed difference. After the treatment, the film was cooled to room temperature to obtain a uniaxially oriented film.
  • the obtained uniaxially oriented film is guided to a tenter, and stretched 10.5 times in the width direction at 170 ° C. while holding both ends in the width direction of the film with clips, and then at 165 ° C. while giving 10% relaxation in the width direction. was heat treated. After that, the film was guided to the outside of the tenter through a cooling process at 140° C. while the clips continued to tightly hold both ends in the width direction, and the clips at both ends in the width direction of the film were released. Then, on the film surface (casting drum contact surface side) at a treatment intensity of 25 W min / m 2 , under a mixed gas atmosphere (oxygen concentration: 0.8% by volume) in which carbon dioxide gas and nitrogen gas are mixed at a volume ratio of 15:85. ), and the obtained biaxially oriented polypropylene film was wound up as a roll.
  • a mixed gas atmosphere oxygen concentration: 0.8% by volume
  • the above biaxially oriented polypropylene film was subjected to ion beam treatment, and subsequent to treatment, an aluminum oxide layer was provided by electron beam evaporation.
  • Ion beam treatment is performed using a linear anode layer type ion source in an oxygen atmosphere at 2.5 ⁇ 10 ⁇ 3 Pa, an anode voltage of 2.5 kV, and a current value of 63 mA ⁇ sec/m 2 per treatment area. and surface treated.
  • the formation of the inorganic oxide layer was carried out by using aluminum as a vapor deposition material and adjusting the input power and current while blowing in oxygen gas from the gas introduction tube to obtain an aluminum oxide layer with a thickness of 7 nm.
  • a topcoat layer was laminated as follows.
  • the topcoat layer was formed by applying a coating liquid prepared by the following procedure to a thickness of 350 nm by the method described below.
  • a tetraethoxysilane solution was obtained by dropping 13.3 g of a 0.02N hydrochloric acid aqueous solution into a mixed solution of 8.4 g of tetraethoxysilane and 3.3 g of methanol while stirring. Further, 5.0 g of 0.06N hydrochloric acid aqueous solution was added dropwise to a mixed solution of 8.0 g of Ethyl Silicate 48 (manufactured by Colcoat Co., Ltd.) and 12.0 g of methanol while stirring to obtain an ethyl silicate solution.
  • the tetraethoxysilane solution and the ethylsilicate solution were mixed so that the solid content weight in terms of SiO2 was 60/40 to obtain an inorganic component solution.
  • the polyvinyl alcohol solution and the inorganic component solution are mixed and stirred so that the solid content of PVA and the solid content weight ratio of the inorganic component solution converted to SiO 2 is 65/35, and diluted with water to obtain a solid content of 12. % coating liquid was obtained.
  • the resulting coating liquid was applied onto the inorganic compound layer and dried at 110° C. to obtain a laminate.
  • the properties of the obtained laminate are shown in Table 1-1.
  • Example 2 A laminate was obtained in the same manner as in Example 1, except that the topcoat layer was not laminated and the temperature of the casting drum was set to 18°C. The properties of the obtained laminate are shown in Table 1-1.
  • Examples 3 to 6, 9, 10 A laminate was obtained in the same manner as in Example 2, except that the raw material of the polypropylene-based resin film and the film-forming conditions were changed as shown in Table 1. The properties of the obtained laminate are shown in Table 1-1.
  • Example 7 The raw materials and film forming conditions for the polypropylene resin film were changed as shown in Table 1, and corona discharge treatment and ion beam treatment were not performed before laminating the aluminum oxide layer, and instead the surface of the A layer was underlined by the following procedure.
  • a laminate was obtained in the same manner as in Example 2, except that a coat layer was laminated. The properties of the obtained laminate are shown in Table 1-1.
  • ⁇ Lamination of undercoat layer> After coating the A layer of the biaxially oriented polypropylene film wound as a roll with the following mixed coating agent with an offline gravure coater, it is dried with hot air at 110 ° C. for 30 seconds, and an undercoat layer with a thickness of 700 nm is laminated. bottom.
  • ⁇ Mixed paint> For 100 parts by mass of "Hydran” (registered trademark) AP-201 (manufactured by DIC Corporation, solid content concentration 23% by mass), which is a polyester urethane-based water-dispersible resin, a melamine compound "Amidia” (registered trademark) is added as a cross-linking agent. ) 6 parts by mass of APM (manufactured by DIC Corporation) was added, and 1 part by weight of "Catalyst” PTS (manufactured by DIC Corporation), which is a water-soluble acidic compound as a cross-linking catalyst, was added. Subsequently, pure water was added to adjust the total solid content concentration to 10% by mass to obtain a mixed coating agent.
  • APM manufactured by DIC Corporation
  • Catalyst PTS manufactured by DIC Corporation
  • Example 8 A4 was used as a polypropylene-based resin raw material. This raw material is supplied to a single screw extruder set at 260 ° C and melted, and after removing foreign substances with a sintered filter with an 80 ⁇ m cut, it is passed through a pipe set at 260 ° C and a T-shaped slit set at 260 ° C. It was discharged from the die. Thereafter, the ejected melted sheet was brought into close contact with an air knife on a casting drum maintained at 32° C. and solidified by cooling to obtain an unstretched sheet. A laminate was obtained in the same manner as in Example 2, except that the film forming conditions were changed as shown in Table 1. The properties of the obtained laminate are shown in Table 1-1.
  • A5 was used as a polypropylene-based resin raw material. This raw material was melt extruded at 250°C, foreign matter was removed with a sintered filter cut to 80 ⁇ m, passed through a pipe set at 250°C, and discharged from a T-shaped slit die set at 250°C. After that, the ejected molten sheet was brought into close contact with an air knife on a casting drum maintained at 30° C. and solidified by cooling to obtain an unstretched polypropylene film.
  • the unstretched polypropylene film is preheated step by step to 135° C. in a plurality of roll groups, passed as it is between rolls provided with a peripheral speed difference, and stretched 4.5 times in the longitudinal direction to obtain a uniaxially oriented film.
  • the obtained uniaxially oriented film is guided to a tenter, and stretched 8.2 times in the width direction at 160 ° C. while holding both ends in the width direction of the film with clips, and then giving 6.7% relaxation in the width direction.
  • Heat treatment was performed at 168°C. After that, the film was guided to the outside of the tenter, and the clips at both ends in the width direction of the film were released. Then, the film surface (the casting drum contact side) was subjected to corona discharge treatment in the air at a treatment intensity of 25 W ⁇ min/m 2 , and the obtained biaxially oriented polypropylene film was wound up as a roll.
  • the above polypropylene was deposited by an electron beam vapor deposition method.
  • Al 2 O 3 and SiO 2 were simultaneously deposited on the resin film to form an Al 2 O 3 —SiO 2 thin film layer.
  • a circular crucible with a diameter of 40 mm was divided into two by a carbon plate, and granular Al 2 O 3 and granular SiO 2 were put into each without being mixed.
  • Al 2 O 3 and SiO 2 were heated by irradiating them with electron beams in a time division manner, and Al 2 O 3 and SiO 2 were heated and vaporized on the surface of the polypropylene resin film. was mixed with and vapor-deposited.
  • the emission current of the electron gun was 205 mA
  • the acceleration voltage was 6 kV
  • power equivalent to 160 mA ⁇ 6 kV was applied to the aluminum oxide and silicon oxide equivalent to 45 mA ⁇ 6 kV.
  • the vacuum pressure during vapor deposition was set to 1.1 ⁇ 10 -4 Pa, and the temperature of the roll supporting the film was set to 23°C.
  • the thickness of the thin film layer was changed to 20 nm by vapor deposition to obtain a laminate. The properties of the obtained laminate are shown in Table 1-2.
  • Mated gas in the table means under a mixed gas atmosphere (oxygen concentration: 0.8% by volume) in which carbon dioxide gas and nitrogen gas are mixed at a volume ratio of 15:85.
  • the laminate of the present invention has both excellent water vapor barrier properties and adhesion of the inorganic oxide layer, and also has high heat resistance, it is used in applications where properties that reduce the effects of moisture are required, particularly for food packaging materials. It can be suitably used for

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

ポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層を有する積層体であって、水蒸気透過率が3.0g/m2/day未満であり、前記無機酸化物層の剥離力が0.7N/15mm以上であり、熱機械分析(TMA)により測定される主配向軸方向の121℃における応力をSF121℃、主配向軸方向の145℃における応力をSF145℃としたときに、SF145℃-SF121℃≦2.50MPaを満たすことを特徴とする、積層体。 高温環境下での加工や使用が必要でありながら、湿気の影響を軽減することが求められる用途に好適に使用できる積層体を提供する。

Description

積層体、包装材、及び梱包体
 本発明は、特に包装用途に適して用いられる、ポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層を有する積層体、包装材、及び梱包体に関する。
 ポリプロピレンフィルムは、透明性、機械特性、電気特性等に優れるため、包装用途、テープ用途、ケーブルラッピングやコンデンサをはじめとする電気絶縁用途等の様々な用途に用いられている。この中でも包装用途においては、ポリプロピレンフィルムの上にアルミニウム(以降、「Al」と称することがある。)の薄膜を蒸着した積層フィルムが広く用いられている(例えば、特許文献1)。しかしながら、Al蒸着によって得られるフィルムは不透明なものとなるため、内容物の視認性が要求される用途には適さない。また、近年は包装用プラスチックをリサイクルする動きが活発化しているが、Al蒸着層を含むフィルムは、リサイクル性が十分ではないという問題もある。
 前述のような事情から、従来のAlの蒸着層を酸化アルミニウム(以降、AlOxと称することがある。)や酸化ケイ素(以降、SiOxと略すことがある。)等の透明蒸着層で置き換える動きがある。これらの透明蒸着層を用いた場合、包装材の透明性及びリサイクル性を向上させることができる。
 具体的には、例えば特許文献2には、ポリプロピレンフィルムの上に、ポリエステル系ポルウレタン樹脂をベースとしたアンダーコート層を設け、その上にAlOxもしくはSiOxの透明蒸着層を設けることにより、密着性を強化した積層ポリプロピレンフィルムが記載されている。また、特許文献3には、ポリプロピレンフィルム基材の上に、AlOxとSiOxの二元蒸着が施された積層ポリプロピレンフィルムが記載されている。
特開2007-105893号公報 特開2021-020391号公報 国際公開第2017/221781号
 しかしながら、特許文献2の積層ポリプロピレンフィルムは高温における耐熱性が不足しており、高温環境下での後加工工程において水蒸気バリア性が損なわれやすいという問題がある。また、特許文献3の積層ポリプロピレンフィルムも、ポリプロピレンフィルム基材の耐熱性が不足しており、高温下で収縮しやすいため、水蒸気バリア性が十分ではないという問題がある。また、特許文献3の積層ポリプロピレンフィルムにおいては、AlOxとSiOxの二元蒸着の場合は蒸着層が厚くなり、クラックや層間剥離が生じやすい点も問題となる。すなわち、特許文献2や3の積層ポリプロピレンフィルムには、高温環境下での加工や使用が必要でありながら、湿気の影響を軽減することが求められる用途へ適用が困難であるという課題があった。
 そこで本発明は、高温環境下での加工や使用が必要でありながら、湿気の影響を軽減することが求められる用途に好適に用いることができる積層体を提供することを課題とする。
 本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意検討を重ね、以下の本発明に至った。すなわち本発明は、ポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層を有する積層体であって、水蒸気透過率が3.0g/m/day未満であり、前記無機酸化物層の剥離力が0.7N/15mm以上であり、熱機械分析(TMA)により測定される主配向軸方向の121℃における応力をSF121℃、主配向軸方向の145℃における応力をSF145℃としたときに、SF145℃-SF121℃≦2.50MPaを満たすことを特徴とする、積層体である。
 本発明により、優れた水蒸気バリア性と無機酸化物層の密着性を両立し、高温環境下での加工や使用が必要でありながら、湿気の影響を軽減することが求められる用途、例えば包装材料用に好適な積層体を提供することができる。
 以下、本発明の積層体について詳細に説明する。本発明の積層体は、ポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層を有し、水蒸気透過率が3.0g/m/day未満であり、前記無機酸化物層の剥離力が0.7N/15mm以上であり、熱機械分析(TMA)により測定される主配向軸方向の121℃における応力をSF121℃、主配向軸方向の145℃における応力をSF145℃としたときに、SF145℃-SF121℃≦2.50MPaを満たすことを特徴とする。
 まず、本発明の積層体は、ポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層を有する。本発明において、ポリプロピレン系樹脂フィルムとは、全構成成分を100質量%としたときに、ポリプロピレン系樹脂を80質量%以上100質量%以下含み、かつ、表層1μm部分のポリプロピレン系樹脂の含有量が、いずれの面においても80質量%以上100質量%以下である、シート状の成形体をいう。具体例としては、ポリプロピレン系樹脂を80質量%以上100質量%以下含む単層若しくは複数層からなるフィルムや、このようなフィルムの少なくとも一方の表層にポリプロピレン系樹脂以外の成分を主成分とする厚み200nm以下の層(以下、アンカー層と呼ぶことがある)を有するフィルムが挙げられる。後者の例においては、当該層の厚みが100nm以下であることが好ましく、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。これは、積層構成が簡明になることや、積層体全体に占めるポリプロピレン系樹脂以外の成分の含有率が小さくなることで、積層体の製造コストやリサイクル性が向上するためである。また、ポリプロピレン系樹脂とは、樹脂を構成する全構成単位を100mol%としたときに、その90mol%以上100mol%以下がプロピレン単位である樹脂をいい、以下他の系統の樹脂についても同様に解釈することができる。なお、ポリプロピレン(PP)系樹脂としては、バイオマス由来のいわゆるバイオPPや、ケミカルリサイクル又はマテリアルリサイクルにより製造されるいわゆるリサイクルPPも好適に用いられる。
 また、無機酸化物層とは、周期表の2族から14族(ただし炭素を除く)より選ばれる1種以上の元素と酸素を含み、X線光電子分光法(XPS)により検出される元素全体を100atomic%としたときに、炭素元素が15atomic%以下である層である。この無機酸化物層は、主に積層体の水蒸気バリア性を高める役割を担う。周期表の2族から14族(ただし炭素を除く)より選ばれる元素の中でも加工コストやガスバリア性の観点から、アルミニウム、マグネシウム、チタン、スズ、インジウム、及びケイ素より選ばれる1種以上を含むことが好ましく、アルミニウム、ケイ素より選ばれる1種以上を含むことがより好ましく、アルミニウム1種を含むことがさらに好ましい。また、X線光電子分光法(XPS)により測定される無機酸化物層中の酸素元素の割合は、1atomic%以上80atomic%以下であることが好ましい。無機酸化物層は、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマ気相成長法などの公知の方法を用いて積層することができるが、特に、生産性よく高速で成膜できる点から、真空蒸着法で成膜した蒸着層であることが好ましい。
 無機酸化物層の厚みは、2nm以上30nm以下であることが好ましく、2nm以上20nm以下であることがより好ましく、2nm以上15nm以下であることがさらに好ましく、2nm以上10nm未満であることが特に好ましい。無機酸化物層の厚みを2nm以上とすることで、無機酸化物層中のピンホール等の欠陥を減らし、積層体の水蒸気バリア性を良好なものとすることができる。また、厚みを30nm以下とすることで、柔軟でクラックの起こりにくい無機酸化物層にするとともに、無機酸化物層を十分に酸化させて良質な膜とすることができ、積層体の水蒸気バリア性を良好なものとすることができる。なお、無機酸化物層の厚みは、透過型電子顕微鏡(TEM)による断面観察で測定されるものであり、その詳細な測定方法は後述する。
 本発明の積層体は、湿気の影響を軽減する特性が求められる用途への適用の観点から、水蒸気透過率が3.0g/m/day未満であることが重要である。水蒸気透過率を3.0g/m/day未満とすることで、例えば、積層体を包装材料用に用いる際に、内容物が吸湿して劣化するのを軽減することができる。上記観点から水蒸気透過率は、好ましくは2.0g/m/day以下、より好ましくは1.5g/m/day以下、さらに好ましくは1.0g/m/day以下である。また、水蒸気透過率は小さければ小さいほど好ましく下限は特に限定されないが、実質的には水蒸気透過率は0.01g/m/day以上となる。なお、水蒸気透過率は、JIS K 7129(2008)のB法に従い、温度40℃、湿度90%RHの条件で測定することができ、その詳細な測定方法は後述する。
 水蒸気透過率を3.0g/m/day未満又は上記の好ましい範囲とする方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、積層体の主配向軸方向の145℃におけるtanδを0.25以下にする方法、無機酸化物層の厚みを2nm以上30nm以下とする方法、無機酸化物層の表面のSt値を700nm以下にする方法、無機酸化物層の表面のSku値を300以下にする方法、積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜時に、縦延伸工程で加熱弛緩処理を施す方法、ポリプロピレン系樹脂組成物の分子量分布Mz/Mwを1.5以上4.5以下とする方法等を用いることができる。また、ポリプロピレン系樹脂フィルムを後述のように積層構成として、C層を構成する全成分を100質量%としたときに、C層が石油樹脂を3質量%以上20質量%以下含む態様とする方法等も挙げられる。なお、これらの方法はいずれも必須要件というわけではなく、また適宜組み合わせることもできる。
 また、本発明の積層体は、無機酸化物層の剥離力が0.7N/15mm以上であることが重要である。無機酸化物層の剥離力は、ポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層の剥離強度のことであり、無機酸化物層を積層した側の面に接着剤でポリプロピレンフィルムをラミネートし、これを剥離することにより測定することができる。詳細な測定方法は後述する。無機酸化物層の剥離力を0.7N/15mm以上とすることで、製袋加工時や搬送時にポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層が自然剥離し、水蒸気バリア性が低下するのを防ぐことができる。そのため、本発明の積層体を包装材料用途に用いる際の信頼性が向上する。上記観点から無機酸化物層の剥離力の下限は、好ましくは0.8N/15mm、より好ましくは1.0N/15mm、さらに好ましくは1.2N/15mm、特に好ましくは1.5N/15mmである。無機酸化物層の剥離力は大きいほど好ましいため、その上限は特に限定されるものではないが、実質的に10.0N/15mm程度である。
 無機酸化物層の剥離力を0.7N/15mm以上又は上記の好ましい範囲とする方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリプロピレン系樹脂フィルムの無機酸化物層と接する側の表層(後述のA層)の樹脂組成物の融点を、下限が150℃、好ましくは152℃、より好ましくは154℃であり、かつ上限が167℃、好ましくは164℃、より好ましくは163℃である範囲に調整する方法が挙げられる。また、表層(後述のA層)の融解エンタルピーΔHmを、下限が70J/g、好ましくは75J/g、より好ましくは80J/gであり、上限が110J/g、好ましくは105J/g、より好ましくは100J/gである範囲に調整する方法も挙げられる。また、前記ポリプロピレン系樹脂フィルムの、無機酸化物層を設ける表面のX線光電子分光法(XPS)で分析して検出される炭素原子が30atomic%以上、酸素原子が40atomic%以下、かつ金属原子が25atomic%以下とする方法も挙げられる。さらに別の方法としては、積層体を製造する際、ポリプロピレン系樹脂フィルムの無機酸化物層を積層する側の表面に、大気中、もしくは酸素、窒素、水素、アルゴン、炭酸ガス、シランガスあるいはこれらの混合物の雰囲気ガス中でコロナ放電処理を行う方法の他、プラズマ処理を行う方法、イオンビーム処理を行う方法も挙げられる。特に、コロナ放電処理に関しては、酸素濃度が10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは1%以下の雰囲気ガス中で行うことが効果的であり、酸素濃度が1%以下である雰囲気ガスの具体的な態様としては、特に窒素ガス、炭酸ガスあるいはこれらの混合物を採択することが効果的である。また、前述した雰囲気ガス中でのコロナ放電処理と、プラズマ処理、イオンビーム処理を組み合わせる方法も効果的である。かかる処理を行うことで、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面においてポリプロピレン分子鎖切断に伴う低分子量物の生成を抑制しつつ、効率的に親水性の官能基を導入することができ、無機酸化物層の剥離力を0.7N/15mm以上に制御することが容易になる。それ以外の方法としては、ポリプロピレン系樹脂フィルムの無機酸化物層と接する側の表面に、ポリプロピレン系樹脂あるいは無機酸化物以外の成分を主成分とする厚み200nm以下の層(アンカー層)を設ける方法も挙げられる。なお、これらの方法をすべて組み合わせることは必須ではないが、適宜組み合わせて用いてもよく、表層の樹脂組成物の融点と融解エンタルピーΔHmを上記範囲とした上で、前述した雰囲気ガス中でのコロナ処理(さらにイオンビーム処理)を行うことが特に効果的である。
 また、本発明の積層体は、熱機械分析(TMA)により測定される主配向軸方向の121℃における応力をSF121℃、主配向軸方向の145℃における応力をSF145℃としたときに、SF145℃-SF121℃≦2.50MPaを満たすことが重要である。積層体の主配向軸方向とは、長さ50mm(測定方向)×幅10mmの矩形状サンプルを、室温下で引張速度を300mm/分として測定方向に引っ張ったときの、破断するまでの最大荷重より求めた最大点強度の応力が最も大きくなる方向をいい、その決定方法の詳細は後述する。SF145℃-SF121℃≦2.50MPaを満たすことで、本発明の積層体にヒートシール等の高温処理を含む後加工を施す際に、積層体が熱によって変形し、無機酸化物層にピンホールやクラックといった欠陥が生成するのを抑制できる。その結果、積層体は優れた水蒸気バリア性を維持することが可能となる。
 SF145℃-SF121℃≦2.50MPaを満たすことは、121℃以上の高温領域における収縮応力が小さいことを意味する。121℃以上の高温領域での収縮応力が小さい場合、121℃未満から室温に至るまでの温度領域においては収縮応力がより一層小さくなり、経時での寸法変化が極めて小さくなる。そのため、本発明の積層体をロールとして長期保管する際の寸法安定性が良好になり、ロールの変形、例えばシワの発生(巻き締まり)を抑制することができる。
 このような特性を具備することにより、積層体を長期保管した後に印刷やラミネート、製袋加工等の後加工を施して食品包装用の袋等の最終製品にしようとする際に、ロール自体のシワ(巻き締まり)や幅方向の厚みムラの発生による品位の低下が軽減される。その結果、このような品位低下に起因する印刷のずれ等より不良品として破棄を強いられる部位を減らし、最終製品の収率を高くすることができる。なお、積層体の品位の低下は、ロール状態での長期保管時の寸法安定性により評価することが可能であり、その評価方法は後述する。上記観点からSF145℃-SF121℃の上限は、好ましくは2.00MPa、より好ましくは1.80MPa、さらに好ましくは1.70MPa、特に好ましくは1.50MPaである。なお、SF145℃-SF121℃は小さいほど好ましく、下限は特に限定されないが、実質的には0.05MPa程度である。
 SF145℃やSF121℃は、実施例に示す温度条件、荷重条件で熱機械分析を行い、得られた熱収縮応力曲線より読み取ることができる。熱機械分析装置は、測定が可能なものであれば特に制限されず適宜選択することができ、例えば、TMA/SS6000(セイコーインスツルメント(株)製)等を用いることができる。
 積層体のSF145℃-SF121℃を2.50MPa以下もしくは上記の好ましい範囲に制御する方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜時にテンター装置の条件を調整する方法が挙げられる。より具体的には、テンターの熱処理温度の下限を140℃、より好ましくは150℃、さらに好ましくは155℃、特に好ましくは161℃とし、上限を167℃、より好ましくは166℃、さらに好ましくは165℃とする方法、弛緩率の下限を2%、より好ましくは5%、さらに好ましくは7%、特に好ましくは9%とし、上限を20%、より好ましくは18%、さらに好ましくは17%、特に好ましくは15%とする方法等が挙げられる。テンターの熱処理温度を168℃以上にすると、主配向軸方向に強く配向していた分子鎖が緩み、SF145℃-SF121℃を2.50MPa以下に制御することが困難になる場合がある。また、ポリプロピレン系樹脂フィルムを構成するポリプロピレン系樹脂組成物について、分子量分布Mz/Mwを1.5以上4.5以下とする方法や、対数分子量Log(M)が6.5のときの微分分布値を1.0%以上10%以下とする方法も挙げられる。さらに、ポリプロピレン系樹脂フィルムを後述のように複合構成として、C層を構成する全成分を100質量%としたときに、C層が石油樹脂を3質量%以上20質量%以下含む態様とする方法等も挙げられる。なお、これらの方法はいずれも必須要件というわけではなく、また適宜組み合わせることもできる。
 本発明の積層体は、145℃での主配向軸方向のtanδが0.25以下であることが好ましい。tanδは損失正接とも呼ばれ、積層体を構成する樹脂の分子鎖の運動性の程度と相関し、一般的に100℃以上の領域では高温になるほど増加する。145℃での主配向軸方向のtanδは、145℃付近でのフィルム中の分子鎖の運動性の程度と相関する指標である。この値を小さくすること、言い換えれば高温での分子鎖の運動を抑制することで、積層体の高温下での熱収縮応力を抑制し、積層体の熱機械分析(TMA)により測定される主配向軸方向の121℃における応力をSF121℃、主配向軸方向の145℃における応力をSF145℃としたときに、SF145℃-SF121℃≦2.50MPaを満たすことが容易になる。上記観点から145℃での主配向軸方向のtanδは、好ましくは0.23以下、より好ましくは0.21以下、さらに好ましくは0.19以下である。なお、145℃での主配向軸方向のtanδは小さいほど好ましく、下限は特に限定されないが、実質的には0.01程度である。tanδは、-100℃まで低温冷却し、昇温開始後-100℃から180℃に到達するまでの粘弾性-温度曲線より求めることができ、その測定方法の詳細は後述する。
 積層体の145℃での主配向軸方向のtanδを0.25以下とする方法は、特に限定されるものではないが、ポリプロピレン系フィルムを構成する樹脂組成物の分子量分布Mz/Mwを小さくする方法や、ポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜工程において、一軸延伸後に加熱弛緩処理を施す方法、テンターの熱処理温度を高くする方法、テンターのリラックス率を高くする方法等が挙げられる。これらの方法を単独で又は適宜組み合わせて用いることで、tanδを小さくすることができる。
 本発明の積層体は、無機酸化物層が、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面に直接接していることが好ましい。本発明において「直接接している」とは、ポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層の間に厚みが200nmより大きい他の層が存在しない態様をいう。このような態様とすることにより、積層体の製造コストやリサイクル性が向上する。ポリプロピレン系樹脂と無機酸化物層の間にアンカー層を設ける場合も、その厚みは200nm以下である必要があり、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。なお、リサイクル性の評価方法は後述するが、通常、ポリプロピレン系樹脂との相溶性が高い成分、例えばポリエチレン樹脂や石油樹脂等はリサイクル性への影響がない若しくは小さい一方、ポリプロピレン系樹脂との相溶性が低い成分、例えばアンカー層に好適に用いることができるエチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、ウレタン系樹脂、アクリル系樹脂等の樹脂はリサイクル工程中でゲル化物等の異物を生じ、リサイクル性を低下させる場合がある。
 積層体の層構成は、サンプル断面の透過型電子顕微鏡(TEM)観察により確認することができる。なお、後述するコロナ処理やプラズマ処理、イオンビーム処理といった表面処理により、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表層付近について、官能基の導入、分子量の低下等の改質が施された場合においては、該改質領域を改質されていない部分と別の層とは見なさないものとする。
 積層体を、無機酸化物層が、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面に直接接している態様とする方法としては、例えば、ポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜後、コート層等を積層する工程を経ずに、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面に蒸着等により無機酸化物層を積層する方法や、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面に、ポリプロピレン系樹脂以外の成分を主成分とする厚み200nm以下の層(アンカー層)をコーティング等によって積層し、その上に蒸着等により無機酸化物層を積層する方法等が挙げられる。
 また、本発明の積層体は、無機酸化物層の表面のSt値が700nm以下であることが好ましい。ここでSt値とは、三次元非接触表面形状計測により測定した最大断面高さSt値をいい、測定方法の詳細については後述する。無機酸化物層の表面のSt値が700nm以下であることは、当該表面が粗大突起等を有さず、十分に平滑なものであることを意味する。従って、このような態様とすることで、無機酸化物層の厚みが均一となり、無機酸化物層中にピンホールやクラック等の欠陥が少なくなるため、積層体の水蒸気バリア性を良好なものとすることができる。上記観点からSt値の上限は好ましくは600nm、より好ましくは500nmである。また、St値の下限値は、積層体に適度な滑り性を付与する程度に凹凸を形成し、搬送性を良好にする観点から100nmとなる。
 無機酸化物層の表面のSt値を700nm以下又は上記の好ましい範囲に制御する方法としては、特に限定されるものではないが、ポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜時に、口金の温度を260℃以下、より好ましくは240℃以下とする方法、キャスティングドラムの温度を30℃以下とする方法、長手方向の延伸倍率を4.5倍以上とする方法、テンターの熱処理温度を167℃以下、より好ましくは166℃以下、さらに好ましくは165℃以下とする方法、無機酸化物層と接する側の表層が粗大突起の原因となる平均粒径が300nmを超える(好ましくは200nm以上である)アルミナ、シリカ、架橋シリコーン、架橋ポリメタクリル酸メチルといった無機又は有機粒子を当該層の樹脂全体100質量%に対し1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上含有しないこと、縦延伸後の弛緩処理を行うこと等が挙げられる。より具体的には、口金の温度を下げること、キャスティングドラムの温度を下げること、長手方向の延伸倍率を上げること、テンターの熱処理温度を下げること、無機酸化物層を形成する層が上記粒子を含有しないこと等により、無機酸化物層の表面のSt値を700nm以下又は上記の好ましい範囲に制御することができる。なお、これらの方法は適宜組み合わせて用いることが可能であり、全ての方法を組み合わせることは必須ではないが、口金の温度を下げること、及び無機酸化物層と接する側の表層が上記粒子を当該層の樹脂全体100質量%に対し1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上含有しないことが特に効果的である。
 本発明の積層体は、無機酸化物層の表面のSku値が300以下であることが好ましい。ここでSkuとは、三次元非接触表面形状計測により測定したSku(尖り度)をいう。無機酸化物層の表面のSku値が300以下であることは、当該面が粗大突起等を有さず、十分に平滑なものであることを意味する。従って、無機酸化物層の厚みが均一となり、無機酸化物層中にピンホールやクラック等の欠陥が少なくなるため、積層体の水蒸気バリア性を良好なものとすることができる。上記観点からSku値の上限は好ましくは100、より好ましくは10である。また、Sku値の下限値は、積層体に適度な滑り性を付与する程度に凹凸を形成し、搬送性を良好にする観点から1.0となる。
 無機酸化物層の表面のSku値を300以下又は上記の好ましい範囲に制御する方法としては、特に限定されるものではなく、無機酸化物層の表面のSt値を700nm以下又は上記の好ましい範囲に制御する方法と同様の方法を用いることができるが、その中でも特に、無機酸化物層と接する側の表層が、平均粒径が300nmを超える(好ましくは200nm以上である)アルミナ、シリカ、架橋シリコーン、架橋ポリメタクリル酸メチルといった無機又は有機粒子を当該層の樹脂全体100質量%に対し1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上含有しない方法、口金の温度を260℃以下、より好ましくは240℃以下とする方法が効果的である。また、一軸延伸後に加熱弛緩処理を施す方法も、幅方向に延伸する際の延伸均一性を高めることができ、フィルム表面の急峻な尖り部分をなだらかにできるため効果的である。なお、これらの方法を全て組み合わせることは必須ではないが、適宜組み合わせて用いることが可能である。
 Sku値及びSt値は、公知の三次元非接触表面形状の測定器(例えば、(株)日立ハイテクサイエンスの走査型白色干渉顕微鏡)及び、その付属の解析システムにより測定することができ、詳細な測定条件や解析条件は実施例に示す。
 本発明の積層体は、主配向軸方向のF5値をF5(x)、主配向軸直交方向のF5値をF5(y)とした際、F5(x)/F5(y)が1.3以上5.0以下であることが好ましい。F5(x)とは、長方形のサンプル(主配向軸直交方向(短辺)10mm×主配向軸方向(長辺)150mm)のサンプルを、室温の環境下で引張速度を300mm/分として引っ張り、伸び5%となった時にかかっていた荷重を、試験前の試料の断面積(フィルム厚み×10mm)で除した値をいう(単位:MPa)。F5(y)も測定方向を変えた以外は同様とする。
 F5(x)/F5(y)を1.3以上5.0以下とすることで、積層体の長手方向と幅方向の剛性のバランスが良好になり、製造後の搬送工程やハンドリング等によって無機酸化物層にクラックが入りにくくなるため、積層体の良好な水蒸気バリア性を保つことが容易になる。上記観点から、F5(x)/F5(y)の範囲はより好ましくは1.7以上4.0以下であり、さらに好ましくは1.9以上3.5以下であり、特に好ましくは2.1以上3.5以下である。
 F5(x)/F5(y)を1.3以上5.0以下とする方法は特に限定されないが、例えば、ポリプロピレン系樹脂組成物の分子量分布Mz/Mwを1.5以上4.5以下とする方法、ポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜時に長手方向の延伸倍率を4.5倍以上8.0倍以下、好ましくは4.5倍以上6.0倍以下とし、幅方向の延伸倍率を8.0倍以上16倍以下、好ましくは9.0倍以上12倍以下とした上で、かつ両者が等しくならないようにする方法が挙げられる。
 また、本発明の積層体は、酸素透過率が60cc/m/day以下であることが好ましい。かかる範囲とすることで、積層体を例えば食品包装用に用いる際、内容物が酸化劣化を受けるのを抑制し、その寿命をより長くすることが可能となる。上記観点から、酸素透過率は40cc/m/day以下がより好ましく、20cc/m/day以下がさらに好ましく、1cc/m/day以下が特に好ましく、0.5cc/m/day以下が最も好ましい。酸素透過率の数値は小さければ小さいほど好ましく、その下限は特に限定されないが、実質的には0.01cc/m/day程度である。なお、酸素透過率はJIS K 7126-2(2006)の等圧法により測定することができ、その詳細な条件等は実施例に示す。
 酸素透過率を20cc/m/day以下又は上記の好ましい範囲とする方法としては、特に限定されるものではないが、例えば、後述する酸素バリア性を有するトップコート層を積層する方法が挙げられる。また、これに積層体の主配向軸方向の145℃におけるtanδを0.25以下にする方法、無機酸化物層の表面のSt値を700nm以下にする方法、無機酸化物層の表面のSku値を300以下にする方法、積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜時に、縦延伸工程で加熱弛緩処理を施す方法、ポリプロピレン系樹脂組成物の分子量分布Mz/Mwを1.5以上4.5以下とする方法等を適宜組み合わせて用いることも可能である。
 本発明の積層体は、包装用途に好適なものとする観点から、厚みが8μm以上60μm以下であることが好ましい。厚みを8μm以上とすることで、積層体に剛性を持たせ、製袋加工時や搬送時のたるみ、張力に対して破れにくくすることができる。上記観点から厚みの下限は、10μmがより好ましく、12μmがさらに好ましい。一方、厚みを60μm以下とすることで、ハンドリング性を良好にできる他、製造コストを抑えることもできる。上記観点から厚みの上限値は、50μmがより好ましく、40μmがさらに好ましく、30μmが特に好ましい。なお、積層体の厚みは、積層体の任意の10箇所の厚みを、23℃65%RHの雰囲気下で接触式のマイクロメータで測定し、得られた全測定値の算術平均値を求めることにより決定することができる。
 積層体の厚みを8μm以上60μm以下又は上記の好ましい範囲とする方法は、特に制限されず、例えば、積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜時に、ポリプロピレン系樹脂組成物の溶融押出の吐出量を調整する方法や、溶融シートの冷却固化の際にキャストドラムの回転速度を調整する方法、溶融シートを吐出する口金のリップ間隙を調整する方法、長手方向の延伸倍率を調整する方法、幅方向の延伸倍率を調整する方法等を用いることができる。より具体的には、吐出量を下げること、キャストドラムの回転速度を上げること、口金のリップ間隙を小さくすること、長手方向や幅方向の延伸倍率を上げることで、厚みを小さくすることができる。
 本発明の積層体は、全体に占めるポリプロピレン系樹脂の含有量が90質量%以上であることが好ましく、95質量%以上であることがより好ましく、97質量%以上であることがさらに好ましく、98質量%以上であることがさらに好ましい。かかる範囲とすることで、積層体が実質的に単一の素材で構成されている材料、すなわちモノマテリアル材料であると見なすことができ、リサイクル性を良好なものとすることができる。上記観点及び実現可能性の観点から、積層体全体に占めるポリプロピレン系樹脂の含有量の上限は100質量%となる。
 本発明の積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムの層構成は、層を構成する全成分中にポリプロピレン系樹脂を80質量%以上100質量%以下含む層(以下、ポリプロピレン系樹脂層ということがある。)を一つ有する構成とすることも、複数有する構成とすることもできる。以下、ポリプロピレン系樹脂フィルムの層構成について具体的に説明する。ここで、ポリプロピレン系樹脂層のうち無機酸化物層に最も近い層(ポリプロピレン系樹脂層が一つの場合は当該層)をA層、A層から最も遠い層(2層構成の場合はA層でない層)をB層とし、A層とB層の間に位置するポリプロピレン系樹脂層がある場合は、これらの層をA層に近いものから順にC層、D層とアルファベット順に定義する。このとき、ポリプロピレン系樹脂層を3つ以上有する場合、A層とB層は同一組成とすることも可能である。
 また、A層の表面には、無機酸化物層との密着性を高めること等を目的として、必要に応じてポリプロピレン系樹脂層以外の層(アンカー層)を設けることもできるが、その厚みは200nm以下であり、好ましくは100nm以下、より好ましくは50nm以下、さらに好ましくは20nm以下である。かかる構成とすることで、本発明の積層体のリサイクル性を良好なものとすることができる。
 本発明の積層体の好ましい層構成は、無機酸化物層/ポリプロピレン系樹脂フィルム、あるいはトップコート層(後述)/無機酸化物層/ポリプロピレン系樹脂フィルムである。(なお、ポリプロピレン系樹脂フィルムが厚み200nm以下のアンカー層を含む態様も許容される。)具体例としては、無機酸化物層/A層、無機酸化物層/A層/B層、無機酸化物層/A層/C層/B層、トップコート層/無機酸化物層/A層、トップコート層/無機酸化物層/A層/B層、トップコート層/無機酸化物層/A層/C層/B層等の態様が挙げられる。以下、ポリプロピレン系樹脂フィルムを構成とする各層の好ましい態様について説明する。
 A層は、ポリプロピレン系樹脂を主成分とし、かつ、粗大突起の原因となる平均粒径が300nmを超える(好ましくは200nm以上である)アルミナ、シリカ、架橋シリコーン、架橋ポリメタクリル酸メチルといった無機又は有機粒子をA層の樹脂全体100質量%に対し、1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上含有しないことが好ましい。かかる組成とすることで、積層体の表面粗さ(St値やSku値)を小さく制御しやすくなる。
 B層は、ポリプロピレン系樹脂とは非相溶である熱可塑性樹脂を少量含むことが好ましい。以下、「ポリプロピレン系樹脂とは非相溶である熱可塑性樹脂」について、単に「非相溶樹脂」ということがある。一般に、蒸着加工や製袋加工においては適度な搬送性が求められるため、従来はフィルム表層(例えばA層やB層)に平均粒径200nm以上のアルミナ、シリカ、架橋シリコーン、架橋ポリメタクリル酸メチルといった無機又は有機粒子や、有機滑剤を添加するなどしてフィルム表面に凹凸を形成し、易滑性を付与する方法が採択されてきた。しかしながら、このような粒子により形成される突起は硬質であり、ポリプロピレン系樹脂フィルムから製造される積層体を巻き取りロール状の製品として移送する際、相対する無機酸化物層に削れ、ピンホール、クラック等の欠陥を生じる原因となる。そのため、このような粒子を用いると積層体の水蒸気バリア性が損なわれやすい。また、有機粒子はポリプロピレン系樹脂フィルムを巻き取りロール状の製品として移送する際に相対する表層(例えばA層)に転写されやすく、ポリプロピレン系樹脂フィルムに無機酸化物層を積層した際に、無機酸化物層の剥離力を低下させる。B層が非相溶樹脂を少量含むことで、B層表面に、そのドメイン構造を利用した軟質な表面凹凸を付与することができる。そのため、適度な滑り性を損なわずに、積層体の水蒸気バリア性、無機酸化物層の剥離力をいずれも良好なものとすることができる。
 非相溶樹脂としては、例えば、ポリメチルペンテン系樹脂等を好ましく用いることができる。B層がポリプロピレン系樹脂と非相溶樹脂とを含むと、キャストフィルム(未延伸ポリプロピレンフィルム)のα晶系球晶サイズを微小にすること、またはポリプロピレン系樹脂成分の全てあるいは一部をメゾ相として形成することで、延伸に伴う非相溶樹脂ドメインとポリプロピレン系樹脂との界面剥離を抑制することができる。界面剥離を抑えることでポリプロピレンフィルムを白化させずに表面突起を形成でき、蒸着加工のシワによる蒸着ムラや製袋加工時の搬送シワが生じにくく良好な加工適性を得ることができる。
 B層中の非相溶樹脂の含有量は、層全体100質量%中、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。より好ましくは0.5質量%以上6.0質量%以下、さらに好ましくは1質量%以上4質量%以下、特に好ましくは1.0質量%以上2.0質量%以下である。非相溶樹脂の含有量が0.1質量%以上であることにより、B層表面に効率よく表面突起が形成されるため、B層表面の滑り性が良好となり、蒸着加工や製袋加工におけるシワの発生が軽減される。一方で、B層における非相溶樹脂の含有量が10質量%以下であることにより、B層内における過剰なドメイン形成が抑えられ、延伸時に樹脂同士の界面で生じるボイドの過剰発生による透明性低下が軽減される。
 なお、B層だけでなく、前述のA層も非相溶樹脂を含有する態様も好ましく採択される。かかる態様とすることで、A層の表面に、そのドメイン構造を利用した微細、かつ軟質な表面凹凸を付与することができる。そのため、粒子や滑剤を用いることなく適度な滑り性を付与することができ、無機酸化物層を積層した後の積層体について、水蒸気バリア性や酸素バリア性を損なうことなく、ハンドリング性を良好なものとすることができる。A層が非相溶樹脂を含有する場合の含有量は、層全体100質量%中、0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。より好ましくは0.5質量%以上6.0質量%以下、さらに好ましくは1質量%以上4質量%以下である。
 また、B層にはヒートシール層としての役割を担わせることもできる。ヒートシールとは、内容物を充填・包装し袋としての形態をとるにあたり、加熱処理を通じてフィルム同士が溶融して圧着した状態(若しくはその工程)のことであり、ヒートシール性とは、加熱により溶融・圧着するフィルム側の性質のことである。また、ヒートシール層とは、層全体100質量%中に、融点が150℃未満のポリプロピレン系樹脂を50質量%より多く100質量%以下、より好ましくは70質量%以上100質量%以下含む層をいう。このような態様とすることで、加熱により袋としての形態をとることが容易となる。
 B層にヒートシール層としての役割を担わせる場合は、低温・高速ヒートシール性を付与する観点から、低結晶性の融点の低いポリプロピレン系樹脂を含むことが好ましく、具体的にはエチレン-プロピレンランダム共重合体、エチレン-プロピレン-ブテンランダム共重合体、プロピレン-ブテンランダム共重合体等を好ましく用いることができる。また、B層はエチレン-プロピレン、エチレン-ブテン、プロピレン-ブテン等のエラストマーを含んでいてもよい。
 また、B層にヒートシール層としての役割を担わせる場合、B層の融点は、低温・高速シール性を付与する観点から100℃以上150℃未満であることが好ましく、より好ましくは110℃以上148℃以下、さらに好ましくは120℃以上145℃以下である。なお、B層の融点は、積層体のB層を示差走査熱量分析(DSC)で分析した際の融解による吸熱ピークのうち、最も低温側のピーク温度として読み取ることができる。なお、B層は、ポリプロピレン系樹脂とは非相溶である樹脂を含むことが粒子や滑材を添加せずに適度な滑り性を付与する観点から重要であるが、本発明の目的を損なわない範囲で種々の添加剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、塩素捕捉剤、帯電防止剤、充填剤、粘度調整剤、着色防止剤等を含むこともできる。
 B層を積層する方法は特に限定されないが、製膜時の溶融共押出によるフィードブロック方式やマルチマニホールド方式の他、押出ラミネートやドライラミネート等が挙げられる。生産効率及びコストの観点からは、溶融共押出による積層方法が好ましい。ポリプロピレンフィルムのB層の厚みは特に制限されるものではないが、ポリプロピレンフィルム全体厚み100%に対して、下限は0.5%が好ましく、より好ましくは1%である。他方、上限は80%が好ましく、より好ましくは60%、さらに好ましくは40%、特に好ましくは10%である。
 ポリプロピレン系樹脂フィルムがC層を有する場合、C層はポリプロピレン系樹脂のみを構成成分としていてもよいが、ポリプロピレン系樹脂以外の樹脂を含んでいてもよい。ポリプロピレン系樹脂以外の樹脂としては、環状オレフィンポリマー(COP)、環状オレフィンコポリマー(COC)、α-オレフィン系エラストマー、石油樹脂等が挙げられるが、その中では特に、石油樹脂が好ましく採択される。本明細書中において石油樹脂とは、水酸基、カルボキシル基、ハロゲン基、スルホン基またはそれらの変成体等からなる極性基を有さない石油樹脂であり、具体的には石油系不飽和炭化水素を原料とするシクロペンタジエン系、あるいは高級オレフィン系炭化水素を主原料とする樹脂である。
 C層が石油樹脂を含むことで、ポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜時の均一延伸性が高まるため、長手方向の延伸温度を低くすること、具体的には120℃以下とすることが可能になる。そのため、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面粗さを小さくしつつ、配向度や耐熱性を高めることができるため、本発明の積層体の水蒸気バリア性を良好なものとしやすくなる。また、石油樹脂はポリプロピレン系樹脂の非晶部分の自由体積を小さくし、水蒸気を拡散しにくくする効果もあるため、その点においても積層体の水蒸気バリア性を良好なものとすることができる。一方、石油樹脂の添加量が過剰であると、ポリプロピレン系樹脂フィルムの剛性が低下し、蒸着等によって無機酸化物層を形成する際にピンホールやクラックが発生しやすくなり、積層体の水蒸気バリア性が損なわれる場合がある。上記観点から、C層に石油樹脂を添加する場合の含有量は、全構成成分を100質量%としたときに、3質量%以上20質量%以下であることが好ましく、3質量%以上18質量%以下であることがより好ましく、4質量%以上17質量%以下であることがさらに好ましく、5質量%以上16質量%以下であることが特に好ましい。また、石油樹脂の軟化点は、90℃以上150℃以下であることが好ましく、100℃以上130℃以下とすることがより好ましい。かかる範囲とすることで、ポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜時の均一延伸性を高めることが容易となる。
 本発明の積層体は、優れた水蒸気バリア性と無機酸化物層の密着性を両立し、高い耐熱性も有することから、包装材に好適に用いることができる。本発明の積層体の包装対象物は特に制限されないが、水蒸気により変質しやすいもの、例えば食品や医薬品、化粧品、生花等が挙げられる。
 以下、本発明の積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルム全体のポリプロピレン系樹脂組成物(以下、単に樹脂組成物ということがある。)について説明する。
 樹脂組成物を構成するポリプロピレン系樹脂成分の分子量分布Mz/Mwの上限は4.5が好ましく、4.0がより好ましく、3.5がさらに好ましい。Mz/Mwの下限は実質1.5程度である。Mz/Mwが4.5以下である場合、ポリプロピレン系樹脂フィルムに熱をかけた際に緩和する高分子量成分が少ないため、積層体の145℃におけるtanδを0.25以下に制御しやすくなる。樹脂組成物の分子量分布Mz/Mwを上記の値とするためには、原料となるポリプロピレン系樹脂の重合時の水素ガス濃度を調整する方法や、触媒及び/又は助触媒の選定、組成の選定を適宜行う方法、過酸化物処理を施す方法、複数のポリプロピレン系樹脂原料を適切な比率でブレンドする方法等が好ましく採用される。
 また、樹脂組成物は、ゲルパーミエーションクロマトグラフ法で測定した分子量分布曲線において、対数分子量Log(M)が6.5のときの微分分布値が1.0%以上10%以下であることが好ましい。上限は8.0%以下がより好ましく、6.0%以下がさらに好ましい。対数分子量Log(M)が6.5のときの微分分布値が1.0%以上であることにより、ポリプロピレン系樹脂フィルムを延伸する際、タイ分子となる高分子量成分が十分となって均一延伸性が高まる。一方、対数分子量Log(M)が6.5のときの微分分布値が10%以下であることにより、ポリプロピレン系樹脂フィルムから製造される積層体について、熱をかけた際に緩和する分子鎖が過剰とならず、特に121℃を超える高温域における熱収縮応力の上昇が抑えられる。
 また、樹脂組成物を構成するポリプロピレン系樹脂成分のメルトフローレート(MFR)は、2.0g/10分以上、20g/10分以下(230℃、21.18N荷重)の範囲であることが製膜性やフィルム強度の観点から好ましい。MFRの下限は、2.5g/10分がより好ましく、3.0g/10分がさらに好ましい。上限は、10g/10分がより好ましい。樹脂組成物のMFRを上記の値とするためには、原料となるポリプロピレン系樹脂の平均分子量や分子量分布を制御する方法などが採用される。より具体的には、重合時の水素ガス濃度を調整する方法や、触媒および/または助触媒の選定、組成の選定を適宜行い、ポリプロピレン樹脂の分子量や分子量分布を制御する方法、過酸化物処理を施す方法等が好ましく採用される。高分子量成分を低減することでMFRは高くなる。
 本発明において、ポリプロピレン系樹脂フィルムの無機酸化物層と接する側の表層は、粒子を実質的に含まないことが好ましい。無機酸化物層は蒸着をはじめとする気相成膜法で成膜されるが、成膜されるフィルムの表面が荒れていると、無機酸化物層にピンホールやクラックが発生してバリア性が低下する原因となる。したがって、無機酸化物層と接する表面を平滑に保つためには、実質的に粒子を含まないことが好ましい。粒子を含まなければ、粒子存在有無に起因するバリア性のバラツキも抑制されるため好ましい。なお、粒子を実質的に含まない、とは平均粒径が300nmを超える(好ましくは200nm以上である)アルミナ、シリカ、架橋シリコーン、架橋ポリメタクリル酸といった無機または有機粒子をA層の樹脂全体100質量%に対し1質量%以上、より好ましくは0.5質量%以上、さらに好ましくは0.3質量%以上、特に好ましくは0.2質量%以上含有しないことをいう。
 本発明において、ポリプロピレン系樹脂フィルムの無機酸化物層を設けた表面は、X線光電子分光法(XPS)で分析して検出される炭素原子が30atomic%以上、酸素原子が40atomic%以下、かつ金属原子が25atomic%以下であることが好ましい。本発明において剥離力を測定するために無機酸化物層を剥離すると、無機酸化物層のポリプロピレン系樹脂フィルムに接していた面(以下α面ということがある。)には、無機酸化物層界面付近のポリプロピレン系樹脂フィルムが付着するため、α面を深さ方向にXPSで分析することで、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面の状態を知ることができる。ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面は、剥離力を測定した無機酸化物層の、ポリプロピレン系樹脂フィルムに接していた面(α面)を、実施例に記載の条件を用いてXPSで深さ分析して得られる深さと原子比率のプロファイルで、炭素量が最大値の2分の1となる位置とする。ポリプロピレン系樹脂フィルムが表面に前述のアンカー層を有さない場合、その無機酸化物層と接する側の表層は、主成分がポリプロピレン系樹脂であるため、極性基が非常に少ない状態である。そのような表面に無機酸化物を直接積層すると、無機酸化物層とポリプロピレン系樹脂フィルムの相互作用が小さく、無機酸化物層の剥離力は小さくなる。
 剥離力を大きくする方法の一つとして、無機酸化物層と接するポリプロピレン系樹脂フィルムの表面を改質して官能基を導入し、極性を上げる方法が挙げられるが、ポリプロピレン系樹脂は官能基導入の際、過剰にエネルギーを与えられると劣化し凝集破壊しやすくなる。従って剥離力を大きくするためには、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面に導入される官能基量を適切に調整することが重要である。なお、ポリプロピレン系樹脂フィルムが表面にアンカー層を有する場合は、表面改質を行わなくても官能基量を適切に調整できる場合がある。
 α面をXPSで分析して検出される炭素原子は好ましくは30atomic%以上、より好ましくは40atomic%以上、さらに好ましくは45atomic%以上である。酸素原子は好ましくは40atomic%以下、より好ましくは35atomic%以下である。金属原子は好ましくは25atomic%以下、より好ましくは20atomic%以下である。炭素原子が30atomic%以上、酸素原子が40atomic%以下、金属原子が25atomic%以下であることは、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表層について、過剰な改質による凝集破壊が抑制されていることを意味し、無機酸化物層の剥離力を大きくすることに効果的である。なお、炭素原子の量の上限は実質的には95atomic%、酸素原子の下限は実質的には3atomic%、金属原子の下限は実質的には1atomic%である。
 本発明の積層体は、無機酸化物層の上に、トップコート層を有してもよい。トップコート層とは、無機酸化物層のポリプロピレン系樹脂フィルムとは反対側の表面に積層された有機化合物または有機無機混合物を含む層であり、前述の無機酸化物層の要件を満たさない層のことである。積層体がトップコート層を有することで、無機酸化物層のみでは十分に得られにくい、酸素バリア性を向上させる効果が期待できる他、無機酸化物層を保護し、製袋加工時や搬送時の水蒸気バリア性や酸素バリア性の劣化を抑える効果も期待できる。
 有機無機混合物を含むトップコート層の好ましい一例として、例えば金属又はケイ素原子を含むアルコキシドおよび/またはその重縮合物と、水溶性高分子の混合物が挙げられる。トップコートに用いられる金属又はケイ素原子を含むアルコキシドは、一般式「M(OR)」で表される。当該一般式中nは自然数、Mは金属原子(例えば、Ti、Alなど)またはケイ素原子(Si)、Rはアルキル基(特に炭素数1~4の低級アルキル基が好ましい。)を表わす。金属又はケイ素原子を含むアルコキシドは、反応性と安定性、コストの観点から例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシランを好適に用いることができ、これらは単独であっても、2種類以上の混合物であってもよい。金属又はケイ素原子を含むアルコキシドは、ネットワークを形成するために加水分解したり、重縮合したりしていてもよい。
 トップコートに用いられる水溶性高分子は、ビニルアルコール系樹脂や、ポリビニルピロリドン、デンプン、セルロース系樹脂などが挙げられるが、中でもガスバリア性に優れるビニルアルコール系樹脂が好ましい。ビニルアルコール系樹脂には、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、変性ポリビニルアルコール等があり、これらの樹脂は単独で用いても、2種類以上の混合物であってもよい。ビニルアルコール系樹脂は、一般に、ポリ酢酸ビニルやその共重合体などをけん化して得られるものであり、酢酸基の一部をけん化して得られる部分けん化であっても、完全けん化であってもよいが、けん化度が高い方が好ましい。
 トップコート層の、水溶性高分子に対する金属又はケイ素原子を含むアルコキシドの混合比率は、金属又はケイ素原子を含むアルコキシドをSiO換算した質量比率で、水溶性高分子/金属アルコキシド=15/85~85/15が好ましい。なお、SiO換算した質量比率とは、金属アルコキシドに含まれるケイ素原子のモル数からSiO質量に換算したものであり、水溶性高分子/金属又はケイ素原子を含むアルコキシド(質量比)で表される。
 トップコート層の厚みは200nm以上600nm以下が好ましく、350nm以上500nm以下がより好ましい。トップコート層の厚みが200nm以上の場合、無機酸化物層のピンホールやクラックを十分に埋めることができ、優れた酸素バリア機能が発現する。一方、トップコート層の厚みが600nm以下であることにより、厚みによるクラックや、硬化不足による酸素バリア性の低下を軽減できる。
 以下、具体例を挙げて本発明の積層体の製造方法について説明するが、本発明の積層体は当該製造方法によるものに限定されない。
 まず、本発明の積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムの製造方法を示す。ポリプロピレン系樹脂フィルムの製造においては、まず、溶融したポリプロピレン系樹脂もしくはポリプロピレン系樹脂組成物を支持体上に溶融押出して未延伸ポリプロピレンフィルムとする。次いで、この未延伸ポリプロピレンフィルムを長手方向に延伸し、次いで幅方向に延伸して、逐次二軸延伸せしめる。その後、熱処理及び弛緩処理を施して二軸配向ポリプロピレンフィルムを製造する。以下、より具体的に説明するが、本発明の積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルム及びその製造方法は、必ずしもこれに限定して解釈されるものではない。
 まず、ポリプロピレン系樹脂フィルムを単層構成とする場合は、原料となるポリプロピレン系樹脂(単一もしくは混合物)を、押出温度220℃~280℃、好ましくは230℃~270℃に設定した単軸押出機から溶融押出し、濾過フィルターを通過させて異物等を取り除く。続いてこの溶融樹脂200℃~260℃、より好ましくは210℃~240℃の温度でスリット状口金から押し出す。
 一方、ポリプロピレン系樹脂フィルムを2層以上の積層構成とする場合は、各層の原料となるポリプロピレン系樹脂(それぞれ、単一もしくは混合物)を、押出温度220℃~280℃、好ましくは230℃~270℃に設定した別々の単軸押出機から溶融押出し、濾過フィルターを通過させて異物等を取り除いた後、これらの溶融樹脂を、所望の層構成(例えば3層の場合、未延伸のA層をa層、未延伸のB層をb層、未延伸のC層をc層とすると、a層/c層/b層)となるように、フィードブロック等で合流させる。続いて、200℃~260℃、より好ましくは210℃~240℃の温度でスリット状口金から押し出す。なお、2層以上の押出を行う際、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン等のポリプロピレン系樹脂以外の成分は用いないことが好ましい。かかる構成とすることで、リサイクル時のゲル化物等の異物を抑制し、積層体のリサイクル性を良好なものとすることができる。
 単層構成、複合構成いずれの場合においても、溶融押出時は樹脂を十分に溶融させ、スクリュー回転によるせん断による分子鎖の切断を軽減することで、高温でもポリプロピレン系樹脂フィルムの構造が緩和せず主配向軸方向の145℃におけるtanδを0.25以下に制御しやすくなる。一方で、口金からの吐出直前における溶融樹脂の温度を低くすることで、キャスト工程での未延伸フィルム中の球晶サイズを小さくすることができ、延伸後のポリプロピレン系樹脂フィルムの表面粗さ、さらには積層体の表面粗さ(St値やSku値)を小さく制御しやすくなる。そのため、濾過フィルター前は高温、濾過フィルター通過後は濾過フィルター前よりも低温とし、吐出直前の口金温度はさらに低温化した多段式低温化が達成できるような温度設定とすることが好ましい。
 次に、スリット状口金から押し出された溶融樹脂シートを、表面温度が10℃~40℃に制御されたキャスティングドラム(冷却ドラム)上で冷却固化させ、未延伸ポリプロピレンフィルムを得る。溶融樹脂シートのキャスティングドラムへの密着方法としては静電印加法、水の表面張力を利用した密着方法、エアーナイフ法、プレスロール法、水中キャスト法、エアーチャンバー法等のうちいずれの手法を用いてもよく、また複数の方法を組み合わせてもよいが、フィルムの平面性を良好にでき、かつ表面粗さを制御することが可能なエアーナイフ法が好ましい。また、エアーナイフ法を用いる場合、フィルムの振動を生じさせないために製膜下流側にエアーが流れるようにエアーナイフの位置を適宜調整することが好ましい。
 キャスティングドラムの表面温度は、得られるポリプロピレンフィルムの表面を平滑にし、蒸着等により形成する無機酸化物層の厚み均一性及び密着性向上を図る観点から、好ましくは10℃~30℃、より好ましくは10℃~27℃、最も好ましくは10℃~25℃である。かかる温度範囲とすることで、未延伸ポリプロピレンフィルムの特にドラム面側(無機酸化物層を形成する側)の表層部分のメゾ相分率を高め、該未延伸ポリプロピレンフィルムがメゾ相構造を有するようにすることができる。
 メゾ相とは、結晶と非晶の中間相であり、溶融状態から非常に速い冷却速度で固化させた際に特異的に生成する相である。一般的にポリプロピレン系樹脂を冷却固化させると、結晶化して球晶が成長することが知られているが、このように球晶が生じた未延伸ポリプロピレンフィルムを延伸すると、球晶内部や球晶間の結晶と非晶の間などで延伸応力に差が生じ、局所的な延伸斑が発生して厚み斑や構造斑に繋がると考えられる。一方、メゾ相は球晶形態をとらないため、延伸斑を生じさせない。そのため、メゾ相構造が形成されると延伸均一性が高くなり、フィルムとしたときの厚みをより均一に制御し、かつ表面粗さをより小さく均一制御することができる。また、未延伸フィルムが球晶構造を有さない場合、長手方向への延伸(縦延伸)を行う際の温度を、球晶を有する未延伸プロピレンフィルムよりも低くすることができる。
 次に、未延伸ポリプロピレンフィルムを二軸延伸し、二軸配向せしめる。まず、未延伸ポリプロピレンフィルムを下限が好ましくは70℃、より好ましくは80℃、上限が好ましくは140℃、より好ましくは130℃、さらに好ましくは120℃に保たれたロール間に通して予熱する。引き続き該未延伸ポリプロピレンフィルムを、下限が好ましくは70℃、より好ましくは80℃、上限が好ましくは140℃、より好ましくは130℃、さらに好ましくは120℃の温度範囲に保ち、長手方向に2.0倍以上15倍以下、好ましくは4.0倍以上10倍以下、より好ましくは4.5倍以上8.0倍以下、さらに好ましくは4.5倍以上6.0倍以下の延伸倍率で縦延伸する。続いて、得られたフィルムを下限が好ましくは50℃、より好ましくは60℃、上限が好ましくは90℃、より好ましくは80℃に保たれたロール間に通して冷却した後、フィルムに長手方向の加熱弛緩処理を施す。すなわち、下限が好ましくは70℃、より好ましくは80℃、上限が好ましくは140℃、より好ましくは130℃に保たれたロール間に通し、ロール周速差を利用して下限が好ましくは1.0%、より好ましくは2.0%、さらに好ましくは3.0%、特に好ましくは4.0%であり、上限が好ましくは15%、より好ましくは13%、さらに好ましくは12%、特に好ましくは10%である弛緩処理を施した後、室温まで冷却して一軸配向フィルムを得る。かかる弛緩処理を施すことで、縦延伸で長手方向に強く配向した分子鎖を残しつつ、一部の拘束力が弱い分子鎖の歪みを取り除くことができる。その結果、二軸延伸後のポリプロピレン系樹脂フィルムについて、長手方向、幅方向ともに熱収の原因となる分子鎖の歪みが少ない構造とすることが容易になり、主配向軸方向の145℃におけるtanδを0.25以下に制御しやすくなる。その結果、ポリプロピレン系樹脂フィルムに蒸着等によって無機酸化物層を設ける際に無機酸化物層にピンホールやクラック等の欠陥が生じることを抑制し、積層体の水蒸気バリア性を良好なものとすることができる。
 また、本発明のポリプロピレン系樹脂フィルムの無機酸化物層と接する側の表層にアンカー層を設ける場合、その方法としては、前記一軸配向フィルムに水系溶媒を用いた塗料組成物を塗布し、その後の工程で乾燥・熱処理する方法、すなわちインラインコート法が好ましく採択される。かかる方法を用いることで、積層体の製造工程を簡略化し製造コストを低減できるだけでなく、塗布された層をその後フィルム幅方向に延伸するため、最終的に得られるアンカー層の厚みを200nm以下に制御することが容易になり、積層体のリサイクル性を良好なものとしやすくなる。
 次いで一軸配向フィルムの幅方向両端部をクリップで把持してテンターに導き、フィルムの幅方向両端部をクリップで把持したまま幅方向へ延伸(横延伸)する。その際の温度(幅方向の延伸温度)は155~175℃、好ましくは162~172℃である。また、幅方向の延伸倍率は8.0倍以上20.0倍以下とするのが好ましく、より好ましくは8.5倍以上16.0倍以下、さらに好ましくは9.0倍以上12.0倍以下である。幅方向の延伸倍率を8.0倍以上とすることで、長手方向の高い配向状態を保ったまま幅方向にも高い配向を付与し、面内の分子鎖緊張を高めることができる。そのため、特に包装用途として用いる際、蒸着時の熱に対するフィルムの構造安定性を高め、均一な蒸着膜を形成することにより水蒸気バリア性や酸素バリア性を良好なものとすることができる。また、幅方向の延伸倍率を20.0倍以下とすることで、製膜時のフィルム破れを防ぎ、生産性を良好なものとすることができる。
 また、プロピレン系樹脂フィルムの製造においては、面積延伸倍率を40倍以上100倍以下とすることが好ましい。面積延伸倍率は、長手方向の延伸倍率と幅方向の延伸倍率を乗じた値である。面積延伸倍率の下限はより好ましくは45倍、さらに好ましくは50倍である。
 ポリプロピレン系樹脂フィルムの製造においては、横延伸後に熱処理及び弛緩処理を施すことが好ましい。具体的には、テンターのクリップで幅方向両端部を緊張把持したまま幅方向に2%以上20%以下の弛緩を与えつつ、140℃以上167℃以下の温度で熱処理を施すことが好ましい。熱処理温度は、150℃以上であることがより好ましく、155℃以上であることがさらに好ましく、161℃以上であることが特に好ましい。熱処理温度を140℃以上又は上記の好ましい範囲とすることで、ポリプロピレン系樹脂フィルムの熱に対する構造安定性を向上させ、無機酸化物層を蒸着等により形成して積層体とする際に、無機酸化物層にピンホール、クラック等の欠陥が生じる現象(熱負け現象)を抑制することができる。その結果、積層体の水蒸気バリア性や酸素バリア性を良好なものとすることができる。また、熱処理温度は166℃以下であることがより好ましく、165℃以下であることがさらに好ましい。熱処理温度を167℃以下又は前述の好ましい範囲とすることで、ポリプロピレン系樹脂フィルムの平面性を良好なものとし、積層体のSt値やSku値を小さくすることができる。
 弛緩処理においては、フィルムの熱に対する構造安定性を高める観点から、弛緩率の下限を2%とすることが好ましく、5%とすることがより好ましく、7%とすることがさらに好ましく、9%とすることが特に好ましい。また、上限を20%とすることが好ましく、18%とすることがより好ましく、17%とすることがさらに好ましく、15%とすることが特に好ましい。弛緩率が2%以上であることにより、熱機械分析(TMA)により測定される熱収縮率応力についてSF145℃-SF121℃≦2.50MPaとすることが容易となる。一方、弛緩率が20%以下であることにより、テンター内部でのフィルムの弛みが抑えられる結果、製膜後のフィルムにシワが発生しにくくなり、さらに機械特性の低下や蒸着時のムラも軽減される。
 その後、クリップで幅方向両端部を引き続き緊張把持したまま、100~145℃の冷却工程を経てテンターの外側へ導き、幅方向両端部のクリップを解放する。かかる冷却工程を経ることで、熱処理では除去しきれなかったフィルム中の歪みが除去されて高温での熱収縮が抑制されるため、本発明の積層体の水蒸気バリア性をより良好なものとすることができる。
 上記の冷却工程を経た後は、フィルムをテンターの外側へ導いて室温雰囲気下でフィルム幅方向両端部のクリップを解放し、ワインダー工程にてフィルム幅方向両側のエッジ部をスリットする。その後、無機酸化物層を積層する面(通常はキャストドラムと接していた側の表面)に対し、無機酸化物層の剥離力を高くすることを目的として、インラインでの表面改質処理を施すことが好ましい。インラインでの表面改質処理としては、例えば、大気中、もしくは酸素、窒素、水素、アルゴン、炭酸ガス、シランガスあるいはこれらの混合物の雰囲気ガス中でのコロナ放電処理、もしくはプラズマ処理、イオンビーム処理等が挙げられる。特に、コロナ放電処理に関しては、酸素濃度が10%以下、好ましくは5%以下、より好ましくは1%以下の雰囲気ガス中で行うことが効果的であり、酸素濃度が1%以下である雰囲気ガスの具体的な態様としては、特に窒素ガス、炭酸ガスあるいはこれらの混合物を採択することが効果的である。また、前述した雰囲気ガス中でのコロナ放電処理と、プラズマ処理、イオンビーム処理を組み合わせる方法も効果的である。かかる雰囲気中で処理を行うことで、フィルム表面においてポリプロピレンの分子鎖切断に伴う低分子量物の生成を抑制しつつ、効率的に親水性の官能基を導入することができるため、無機酸化物層の剥離力を高くすることが容易になる。
 こうして得られたフィルムをロール状に巻き取って、本発明の積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムを得ることができる。なお、ポリプロピレン系樹脂フィルムに前記アンカー層を設ける構成とする場合、いったんロール状に巻き取り後、別途オフラインコートによって表層にアンカー層を設けることも可能である。但し、前述したように製造コストや層厚みの観点から、アンカー層を設ける方法としてはインラインコート法を採択することがより好ましい。
 続いて、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面に、無機酸化物層を積層して積層体とする方法を説明する。なお、ここでいうポリプロピレン系樹脂フィルムは、前述の方法により得られたポリプロピレン系樹脂フィルムであっても、前述の工程からインラインでの表面改質処理を除いて得られたポリプロピレン系樹脂フィルムであってもよい。すなわち、前者の場合は表面改質処理を2回、後者の場合は1回行うこととなる。
 本発明の無機酸化物層は、気相成膜法で製造することができる。無機酸化物層の成膜には、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマ気相成長法(CVD)などの公知の方法を用いることができるが、特に、生産性よく高速で成膜できる点から、真空蒸着法を用いることが好ましい。真空蒸着法により無機酸化物原料を蒸発させる方法としては、電子線(EB)蒸着法、抵抗加熱法、誘導加熱法などが挙げられるが、それらに限定されるものではない。無機酸化物を得る方法としては、酸化物を直接蒸発させる方法の他、前記方法で無機物の蒸発量を調整した上で、蒸発ガス中に酸素を導入して酸素量や膜質を制御した無機酸化物層を得る方法が挙げられる。導入するガスとしては、酸素を含んでいれば、膜質制御のために他のガスとして不活性ガスなどを含んでいても構わない。例として酸化アルミニウム層を得る場合には、アルミニウムを蒸発させて、酸素を導入する方法が挙げられる。酸素を含むガスを導入して無機酸化物層を形成する場合、蒸発源直上より酸素を導入することが好ましい。蒸発源直上とは蒸発源とメインドラム中心を結んだ直線上に酸素ガス導入管があることをいう。前記位置からメインドラム方向に向かって酸素を拡散させながら導入すると、金属蒸気と酸素が混合しやすく、均一に安定して酸化した膜を得ることができるため、無機酸化物層全域の膜質が良好になりバリア性が向上する。蒸着のメインロールは、フィルムの熱負けを防止するために冷却することが好ましく、その温度は、好ましくは20℃以下、より好ましくは0℃以下である。
 このとき、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面に無機酸化物層を形成する直前に、ポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層の剥離力を向上させるために、前述したポリプロピレン系樹脂フィルムの製膜工程内で行うインラインでの表面改質処理とは別に、更に、オフラインでの表面改質処理を施すことが好ましい。オフラインでの表面改質処理としては、例えば、特定のガス雰囲気下でのコロナ処理、プラズマ処理、イオンビーム処理等が挙げられる。ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面改質処理は、大気圧下でも、真空雰囲気下でも実施することができるが、真空雰囲気で実施すると、フィルム表面に付着していた水分を除去することができ、また、表面改質処理によって生成する低分子量成分が再付着することを抑制できる。さらに、表面改質処理を蒸着直前に実施し、大気開放せずに連続して蒸着を行うことによって表面汚染を抑制し、フィルム表面に生成した活性種が反応することで蒸着層の強い密着を実現できる。表面改質処理におけるガスは、アルゴン、窒素、ヘリウム、ネオン、酸素、炭酸ガス、水素、アンモニア、炭化水素(C2n+2、ただしnは1~4の整数)などを単独または混合して使用できる。表面改質処理に使用するガスは、放電のしやすさや得られる活性種のエネルギー、導入したい官能基の種類によって適宜選定できるが、官能基を導入するために炭酸ガスや酸素ガス、安定放電しやすいアルゴンや窒素を含むことが好ましい。
 本発明において、蒸着前の特に好ましい表面改質処理として、イオンビーム処理が挙げられる。イオンビーム処理とは、電極で発生させたプラズマから荷電粒子を引き出し、フィルム表面に照射することで表面を処理する手法である。イオンビーム処理は、後述する電圧と電流の調整範囲が広い点で、基材に合わせた適切な条件を選定することができる点で好ましい。本発明においては、特にフィルム幅方向に均一に処理するために、電極構造を直線状に長くしたアノードレイヤー型のイオン源を用いることが好ましい。アノードレイヤー型イオン源は、その前面に円周状あるいはレーストラック状の間隙部を備え、その内部にはスリットの間隙に磁界を形成するための磁石と、高電圧を印加できるアノードを備える構成であり、間隙幅方向に磁場を形成した上で、開口部背面に配置されたアノードに、間隙部(カソード)に対して正の電圧を印加し、間隙部磁場による電子のホール運動によりプラズマを強化するとともにイオンを加速するイオン源である。この電極を直線状に長くし、長手方向がフィルムの搬送方向と直角になるように配置すれば、フィルム全体を均一に処理することができ、好ましい。
 ポリプロピレン系樹脂フィルムをイオンビーム処理する際のチャンバーの真空度は、1×10-5Pa以上5×10-2Pa以下が好ましい。1×10-5Pa以上とすることで安定した放電を得ることができ、5×10-2Pa以下とすることでイオンビームの拡散を防止し、十分な処理効果を得ることができる。処理に使用するガスは、アルゴン、窒素、ヘリウム、ネオン、酸素、炭酸ガス、水素、アンモニア、炭化水素(C2n+2、ただしnは1~4の整数)などを単独または混合して使用できるが、安定して入手しやすい点からアルゴン、窒素、ヘリウム、酸素、炭酸ガスが好ましく、密着に寄与する官能基を付与しやすく、安定放電領域が広い点から、窒素、酸素、炭酸ガスがより好ましい。
 イオンビーム処理は、放電中の電圧と電流で処理強度を調整することができる。イオンビーム処理の投入電圧は、0.5kV以上3.0kV以下が好ましく、0.7kV以上2.5kV以下がより好ましい。投入電圧を0.5kV以上とすることで放電が安定し、3.0kV以下とすることで処理強度が過剰となることによるフィルム表面へのダメージを軽減できる。
 イオンビーム処理の電流値は、処理雰囲気における活性種の量を示しており、電流値が多いと反応開始のトリガーとなる粒子数が増えることになる。つまり電流値を調整することは、反応開始点の量を調整することである。イオンビーム処理の処理面積あたりの電流値は30mA・sec/m以上1500mA・sec/m以下が好ましく、50mA・sec/m以上600mA・sec/m以下がより好ましい。処理面積あたりの電流値は、処理中の電流値を、電極幅とフィルムの搬送速度で除した値である。電流値が大きい、すなわち活性種の数が多い場合、分子鎖に数多く活性種が作用し、多くの点で反応が開始される。電流値を30mA・sec/m以上にすることで、密着に寄与する官能基を増やすことができ、1500mA・sec/m以下にすることで、反応が開始する量を制限し、フィルムがダメージを受けて表層が脆弱化することを抑制できる。
 ポリプロピレン系樹脂フィルム層に無機酸化物層を積層した後、さらにトップコート層を形成することができる。トップコート層を無機酸化物層上に塗工する方法(方式)としては、ダイレクトグラビア方式や、リバースグラビア方式、マイクログラビア方式、ロッドコート方式、バーコート方式、ダイコート方式、スプレーコート方式等、特に限定はなく既知の方法を用いることができる。トップコート層が有機無機混合物を含む場合、該層に含まれる金属アルコキシドは、熱によって重縮合反応が進行し、強固な膜となってバリア性を向上させることができる。従って、有機無機混合物層の反応をより進行させるために、得られた積層体をさらに熱処理することもできる。
 以下、実施例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は以下に示す態様に限定されない。なお、各項目の評価は以下の方法により行った。
 [特性値の測定方法、効果の評価方法]
 本発明における特性値の測定方法、並びに効果の評価方法は次の通りである。
 (1)水蒸気透過率
 本発明の積層体について、JIS K 7129-2(2019)のB法に従い、MOCON/Modern Controls社製の水蒸気透過率測定装置“PERMATRAN-W”(登録商標)3/31を用いて、積層体の無機酸化物を積層していない面から水蒸気を透過させるように設定し、温度40℃、湿度90%RHの条件で測定した。測定は2枚の試験片について2回ずつ行い、得られた4つの測定値の平均値を算出し、該サンプルの水蒸気透過率とした(単位:g/m/day)。
 (2)酸素透過率
 本発明の積層体について、JIS K 7126-2(2006)の等圧法に従い、MOCON/Modern Controls社製の酸素透過率測定装置“OXTRAN”(登録商標)2/20を用いて、積層体の無機酸化物を積層していない面から酸素を透過させるように設定し、温度23℃、湿度90%RHの条件で酸素透過率を測定した。測定は2枚の試験片について2回ずつ行い、得られた4つの測定値の平均値を算出し、該サンプルの酸素透過率とした(単位:cc/m/day)。
 (3)無機酸化物層の剥離力
 積層体の、無機酸化物層、あるいは無機酸化物層とトップコート層を積層した側の面に、厚さ20μmのポリプロピレンフィルム(フタムラ化学株式会社製 二軸延伸ポリプロピレンフィルムFOR)をラミネートした。DICグラフィックス株式会社製接着剤ディックドライLX-500(接着剤の主剤)、KW-75(硬化剤)、及び酢酸エチル溶剤を10:1:30(重量比)で室温にて攪拌しながら混合し、バーコーターで積層体の蒸着面に厚さ2μmで塗布し、85℃に設定した熱風オーブンで30秒間乾燥後、上述のポリプロピレンフィルムをラミネートした。このラミネート体を40℃で48時間エージングした後、幅15mmにカットしてサンプルを取得し、以下の装置及び条件で剥離力を測定した。サンプルは、厚さ(1.5)mmのSUS板に、両面テープ(日東電工株式会社製両面テープNo.532 テープ厚0.08mm)で蒸着基材側を貼り合わせてエアチャックで固定し、貼り合わせたポリプロピレンフィルムをもう一方のエアチャックで固定して、ポリプロピレンフィルム側を引っ張って測定した。なお、剥離においては無機酸化物層の表面にポリプロピレン系樹脂フィルムの表層が付着する場合があるが、その場合も無機酸化物層が剥離したものと見なして、得られた測定値を無機酸化物層の剥離力として扱った。
測定装置:株式会社エー・アンド・デイ製テンシロン万能材料試験機RTG-1210
ロードセル:50N
剥離角度:180°
剥離速度:50mm/min
測定環境:室温23℃湿度50%。
 (4)積層体の厚み
 本発明の積層体(ポリプロピレン系樹脂フィルムに無機酸化物層、あるいは無機酸化物層とトップコート層が設けられた積層体)について、任意の10箇所の厚みを、23℃65%RHの雰囲気下で、接触式のアンリツ(株)製電子マイクロメータ(K-312A型)を用いて測定した。その10箇所の厚みの算術平均値を積層体の厚み(単位:μm)とした。なお、本測定法により得られる厚みの精度(単位:μm)は小数第1位までであり、無機酸化物層の厚みは別途、(5)の方法により測定した。
 (5)無機酸化物層の厚み
 本発明の積層体を構成する無機酸化物層の厚みは、透過型電子顕微鏡(TEM)により断面観察を行うことで測定した。断面観察用サンプルをマイクロサンプリングシステム((株)日立製作所製 FB-2000A)を使用してFIB法により(具体的には「高分子表面加工学」(岩森暁著)p.118~119に記載の方法に基づいて)作製した。続いて、透過型電子顕微鏡((株)日立製作所製 H-9000UHRII)により、加速電圧300kVとして、観察用サンプルの断面を観察し、任意の10箇所について無機酸化物層の厚みを確認した。それらの算術平均値を無機酸化物層の厚み(単位:nm)とした。
 (6)SF145℃-SF121℃
 <積層体の主配向軸を定める方法>
 まず、積層体の主配向軸を定める方法を示す。積層体を準備し、任意の方向を長辺として、長さ50mm×幅10mmの矩形に切り出しサンプル<1>とした。この際、矩形のサンプル<1>の長辺が向く方向を0°と定義した。次に、長辺方向が0°方向から右に15°回転した方向となるように、同サイズのサンプル<2>を採取した。以下同様に、矩形のサンプルの長辺方向を15°ずつ回転させ、同様にサンプル<3>~<12>を採取した。次に、各矩形のサンプルを引張試験機(オリエンテック製“テンシロン”(登録商標)UCT-100)に、長辺方向が引張方向となるように初期チャック間距離20mmでセットし、室温の雰囲気下で引張速度を300mm/分として引張試験を行った。このときサンプルが破断するまでの最大荷重を読み取り、試験前の試料の断面積(フィルム厚み×幅)で除した値を最大点強度の応力として算出した。各サンプルについて同様の測定を5回ずつ行って最大点強度の応力の平均値を求め、当該平均値が最大であったサンプルの長辺方向を積層体の主配向軸とし、これに直交する方向を積層体の主配向軸と直交する方向とした。
 <熱機械分析(TMA)による熱収縮応力の測定>
 積層体を、前述のように定めた「主配向軸方向」を長辺として幅4mm、長さ50mmの長方形の試料に切り出し、試長20mmとなるよう金属製チャックに挟み込んだ。その後に下記の熱機械分析装置にセットし、下記温度条件、荷重条件にて試長を一定保持した積層体における主配向軸方向の熱収縮応力曲線を求めた。
(装置)
・装置      :TMA/SS6000(セイコーインスツルメント(株)製)
(温度条件)
・温度範囲    :23~200℃
・昇温速度    :10℃/分
・保持      :10分
・サンプリング時間:10秒/回
・窒素冷却    :なし
(荷重条件)
・制御モード   :L
・待機中上限変位 :0μm
・スタート変位  :0μm
・荷重レート   :0.1μm/分
・保持      :600分
・測定雰囲気   :窒素中
・測定厚み    :上記(4)の積層体厚みを用いた。
 <SF145℃-SF121℃の算出>
 前述の測定方法で得た熱収縮応力曲線から、25℃に最も近い温度における収縮応力値をゼロ点として補正した上で、以下の各数値を読み取り、SF145℃-SF121℃を算出した。
SF145℃:積層体の主配向軸方向の145℃における熱収縮応力(MPa)
SF121℃:積層体の主配向軸方向の121℃における熱収縮応力(MPa)。
 (7)主配向軸方向の145℃におけるtanδ
 (6)で定めた積層体の主配向軸方向を測定方向とし、測定方向を長辺として切り出した試験片(幅5mm×長さ20mm)を23℃雰囲気下で装置チャック部に取付け、-100℃まで低温冷却し、昇温開始後-100℃から180℃に到達するまでのtanδを測定した。動的粘弾性法により粘弾性-温度曲線を描き、各温度でのtanδを算出した。試験はn=3で行い得られた値の平均値を当該測定方向におけるtanδとした。なお、測定装置及び条件は下記の通りである。
・装置     :Rheogel-E4000(UBM製)
・ジオメトリー :引張
・チャック間距離:10mm
・周波数    :10Hz
・歪み     :0.1~0.2%
・温度範囲   :-100~180℃
・昇温速度   :5℃/分
・測定雰囲気  :窒素中。
 (8)無機酸化物層の表面のSt値及びSku値
 St値及びSku値の測定は、三次元非接触表面形状の測定器である、(株)日立ハイテクサイエンスの走査型白色干渉顕微鏡VS1540を使用して行った。また、解析においては付属の解析ソフトにより、撮影画面を多項式4次近似面補正にてうねり成分を除去し、次いでメジアン(3×3)フィルタにて処理後、補間処理(高さデータの取得ができなかった画素に対し周囲の画素より算出した高さデータで補う処理)を行った。測定条件は下記の通りとした。
製造元:株式会社日立ハイテクサイエンス
装置名:走査型白色干渉顕微鏡VS1540
・測定条件:対物レンズ 10×
      鏡筒 1×
      ズームレンズ 1×
      波長フィルタ 530nm white
・測定モード:Wave
・測定ソフトウェア:VS-Measure Version10.0.4.0
・解析ソフトフェア:VS-Viewer Version10.0.3.0
・測定面積:0.561×0.561mm
 (9)F5(x)/F5(y)
 積層体の試長方向((6)で定めた主配向軸方向、及び主配向軸と直交する方向)を長辺方向として切り出した長方形のサンプル(幅(短辺)10mm×長さ(長辺)150mm)をそれぞれ測定試料とした。次にサンプル引張試験機(オリエンテック製“テンシロン”(登録商標)UCT-100)に、初期チャック間距離20mmでセットし、室温の環境下で引張速度を300mm/分としてサンプルの引張試験を行った。この際、試料の中心がチャック間の中央近傍に来るように試料の長辺方向の位置を調整した。またサンプル伸び5%時にかかっていた荷重を読み取り、試験前の試料の断面積(フィルム厚み×幅(10mm))で除した値を、伸度5%時の応力(F5値、単位:MPa)として算出した。測定は各方向につき5回行い、その算術平均値として、主配向軸方向のF5値をF5(x)、主配向軸と直交する方向のF5値をF5(y)とし、F5(x)/F5(y)を算出した。
 (10)ポリプロピレン系樹脂、及びポリプロピレン系樹脂フィルムの対数分子量Log(M)=6.5のときの微分分布値、分子量分布Mz/Mw
 試料として、本発明の積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムに用いられるポリプロピレン系樹脂、あるいは、本発明の積層体から無機酸化物層、あるいは無機酸化物層とトップコート層の部分を剥離し、ポリプロピレン系樹脂フィルムのみとした上で、更にポリプロピレン系樹脂成分のみを抽出したもの(石油樹脂をはじめとする非ポリプロピレン成分を除いたもの)を用いた。前記試料について、1,2,4-トリクロロベンゼンを溶媒とし、165℃で30分間攪拌し、溶解させた。その後、孔径0.5μmの焼結フィルターを用いて加熱濾過し、ろ液中に含まれる試料成分の分子量分布を下記の装置及び条件により測定して、対数分子量Log(M)が6.5のときの微分分布値を読み取った。また、下記の標準試料を用いて作成した分子量の検量線を用い、かつ分子量が5000以下の成分は除いた上で、試料の重量平均分子量Mw、及びZ平均分子量Mzを求め、分子量分布Mz/Mwを算出した。
・装置:Agilent社製高温GPC装置PL-GPC220
・検出器:Agilent社製示差屈折率検出器(RI検出器)
・カラム:Agilent製PL1110-6200(20μm MIXED-A)×2本
・流速:1.0mL/min
・カラム温度:140℃
・注入量:0.300mL
・試料濃度:1mg/mL
・標準試料:東ソー製単分散ポリスチレン、東京化成製ジベンジル。
 (11)ポリプロピレン系樹脂フィルムの表層の樹脂組成物の融点、融解エンタルピーΔHm
 試料として、本発明の積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムの表層(A層)に用いられる原料の樹脂組成物(原料が複数混合されている場合は、それらを所定の割合で混合した樹脂組成物)、もしくは、積層体から無機酸化物層、あるいは無機酸化物層とトップコート層を剥離してポリプロピレン系樹脂フィルムを得て、その表層(A層)のポリプロピレン系樹脂組成物を切削したものを用いた。示差走査熱量計(セイコーインスツル(株)製EXSTAR DSC6220)を用いて、窒素雰囲気中で3mgの試料を30℃から260℃まで、昇温速度20℃/分で昇温した。次いで、260℃で5分間保持した後、20℃/分の条件で30℃まで降温した。さらに、30℃で5分間保持した後、30℃から260℃まで20℃/分の条件で再昇温した。この再昇温時に得られる吸熱カーブのピーク温度を表層の樹脂組成物の融点とした。なお複数のピーク温度が観測できる場合には最も高温の温度を表層の樹脂組成物の融点とした。また、同カーブの温度100℃以上180℃以下の領域における吸熱ピークから融解エンタルピーΔHm(J/g)を読み取った。
 (12)ポリプロピレン系樹脂フィルムの、無機酸化物層に接する層の観察
 ポリプロピレン系樹脂フィルムの、無機酸化物層に接する層の粒子の存在は、積層体をミクロトームで厚み方向に切削し、積層体断面を日本電子株式会社製 ショットキー電界放出形走査電子顕微鏡JSM-7600Fで観察した。断面切削は主配向軸に並行に25点、直交する方向に25点切り出し、各点を20,000倍の倍率で観察し、直径200nm以上の粒子が存在する場合は粒子あり、存在しない場合は粒子なしと判定した。
 (13)ポリプロピレン系樹脂フィルムの無機酸化物層を設けた表面の組成
 (3)項で剥離力を測定した無機酸化物層の、ポリプロピレン系樹脂フィルムに接していた面(α面)を、下記に記載の装置及び条件を用いてXPSで深さ分析し、深さに対する元素比率のプロファイルを得た。得られたプロファイルで、炭素量が最大値の2分の1となる位置をポリプロピレン系樹脂フィルムの無機酸化層を設けた表面として、原子比率を求めた。
・装置:Thermo Fisher Scientific社製 XPS分光装置K-Alpha
・励起X線:monochromatic Al Kα1,2線 (1486.6eV)
・X線径:400μm
・光電子脱出角度:90°(試料表面に対する検出器の傾き)
・イオンエッチング条件:Arガスクラスターイオン(Ar-GCIB)
・イオンエッチング速度:11.3nm/min(ポリプロピレン換算値、J.Vac.Sci.Technol.A 31(2),020605,2013参考)
・データのスムージング:11-point smoothing
・データの横軸補正:C1sメインピーク(CHx、C-C)を284.6eVとした。
 (14)ヒートシール性
 積層体の無機酸化物層とは反対側の表面に東レ(株)製の二軸延伸ポリプロピレンフィルムである「“トレファン”(登録商標)#30-2500H」を重ね合わせ、平板ヒートシーラーを用いて以下の条件でヒートシールし貼合品を作製した。その後、オリエンテック社製“テンシロン”(登録商標)を使用して本発明の積層体と前記二軸延伸ポリプロピレンフィルムの界面についてT字型剥離試験を行い、ヒートシール強度を測定した。なお、剥離試験の貼合品は幅20mm×長さ150mmの短冊状にサンプリングし、300mm/分の引張速度でヒートシール強度を測定した。本測定は3回行い、得られた値の平均値をヒートシール強度(N/25.4mm)とした。ヒートシール強度が2N/25.4mm以上を達成できた場合、ヒートシール性が合格(A)であると判定し、2N/25.4mm未満であれば、ヒートシール性が不合格(C)であると判定した。
<ヒートシール条件>
・プレス圧 :0.4N/mm
・プレス時間:1sec
・ヒーター温度:120℃。
 (15)リサイクル性
 まず、(3)に示す方法により、積層体から無機酸化物層、あるいは無機酸化物層とトップコート層を剥離して除去した。続いて、残ったポリプロピレン系樹脂フィルム側の部分を細かく切り刻み、総重量1gのサンプルを採取した。得られたサンプルを260℃に加熱したホットプレート上のシャーレに入れて10分間溶融させ、十分に攪拌した後に取り出して室温まで冷却した。続いて、冷却したサンプルを2枚の金属板間に挟み込み、240℃に加熱したプレス機に入れて1分間予熱した後に、圧力60kgf/cmでプレスして厚み100μmの薄膜シートを得た。得られた薄膜シートの外観を目視確認し、以下の基準に従ってリサイクル性を判定した(Aを合格とした。)。
 A:薄膜サンプル全体が均一であり、異物が見られなかった
 C:薄膜サンプル中に異物が見られた。
 (16)積層体の長期保管時の寸法安定性
 本発明の積層体を300mm幅のロールとして巻き取り、温度40℃、湿度90%RHの環境下で7日間保管した後のロールの外観を目視確認し、下記の基準に従って評価した。
 A:ロールにシワ(巻き締まり)が見られなかった
 B:ロールに1本以上10本以下のシワ(巻き締まり)が見られた
 C:ロールに11本以上のシワ(巻き締まり)が見られた。
 [各実施例、各比較例のポリプロピレンフィルムの製造に用いた成分]
 各実施例、各比較例の積層体を構成するポリプロピレン系樹脂フィルムの製造には、以下の成分を使用した。
 (A層用ポリプロピレン系樹脂)
A1:エチレン-プロピレン共重合体(エチレン含有量1.0%、融点:158℃、MFR=3.0g/min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:3.9、Mz/Mw:3.4)
A2:ホモポリプロピレン系樹脂(融点:164℃、MFR=4.0g/10min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:3.8、Mz/Mw:3.1)
A3:ホモポリプロピレン系樹脂(融点:166℃、MFR=3.0g/10min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:4.0、Mz/Mw:3.3)
A4:ホモポリプロピレン系樹脂(融点:167℃、MFR=3.5g/min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:8.2、Mz/Mw:4.2)
A5:ホモポリプロピレン系樹脂(融点:166℃、MFR=4.0g/10min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:10.6、Mz/Mw:4.7)
A6:ホモポリプロピレン系樹脂(融点:161℃、MFR:2.3g/10min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:13.2、Mz/Mw:5.5)
A7:高溶融張力ポリプロピレン樹脂(MFR=3.0g/min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:13.0、Mz/Mw:5.3)。
 (A層用マスターバッチ、及びポリプロピレン系樹脂以外の樹脂)
ポリメチルペンテン系樹脂A:三井化学(株)製“TPX”(登録商標)(RT31、融点:235℃、MFR:21g/10min@260℃)
AM1:A1(90質量部)、ポリメチルペンテン系樹脂A(10質量部)、酸化防止剤(0.1質量部)を260℃に設定した押出機で混練押出した後、ストランドを水冷後チップ化することにより作製したマスターバッチ。
 (B層用ポリプロピレン系樹脂)
B1:ホモポリプロピレン系樹脂(融点:164℃、MFR=3.0g/10min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:3.7、Mz/Mw:3.2)
B2:エチレン-プロピレンランダム共重合体(融点:130℃、MFR=3.0g/min)。
 (B層用マスターバッチ、及びポリプロピレン系樹脂以外の樹脂)
ポリメチルペンテン系樹脂B:三井化学(株)製“TPX”(登録商標)(DX845、融点:232℃、MFR:9g/10min@260℃)
BM1:B1(90質量部)、ポリメチルペンテン系樹脂B(10質量部)、酸化防止剤(0.1質量部)を260℃に設定した押出機で混練押出した後、ストランドを水冷後チップ化することにより作製したマスターバッチ。
 (C層用ポリプロピレン系樹脂、及びポリプロピレン系樹脂以外の樹脂)
C1:ホモポリプロピレン系樹脂(融点:167℃、MFR=3.0g/10min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:6.8、Mz/Mw:3.6)
C2:ホモポリプロピレン系樹脂(融点:164℃、MFR=4.0g/10min、Log(M)=6.5のときの微分分布値:1.0、Mz/Mw:2.6)。
 (石油樹脂、及びマスターバッチ)
石油樹脂1:T-REZ HA125(JXTGエネルギー社製、軟化点125℃)
石油樹脂2:Tg80℃、臭素価3cg/g、水添率99%のポリジシクロペンタジエン
CM1:C1(70質量部)、石油樹脂1(30質量部)、酸化防止剤(0.1質量部)を240℃に設定した押出機で混練押出した後、ストランドを水冷後チップ化することにより作製したマスターバッチ。
 (粒子、添加剤等)
P1:平均粒径400nmのシリカ粒子
P2:平均粒径300nmのシリカ粒子
P3:平均粒径2μmのポリメタクリル酸系重合体の架橋粒子。
 (実施例1)
 A層用のポリプロピレン系樹脂原料として、A1、A2を質量比が70:30となるように混合したものを用いた。また、B層(ヒートシール層)用の原料として、B1、BM1を質量比が80:20となるように混合したものを用いた。さらに、C層用の原料として、C1、C2、CM1を質量比が50:25:25となるように混合したものを用いた。各層の原料を別々の単軸押出機である押出機(A)、押出機(B)、押出機(C)にそれぞれ供給して260℃で溶融押出を行い、80μmカットの焼結フィルターで異物を除去した後、250℃に設定した配管を通過させた。その後、フィードブロックを用いてa/c/bの3層積層(未延伸のA層がa層、未延伸のC層がc層、未延伸のB層がb層)で積層比が1/13/1となるよう押出量を調節し、その溶融積層ポリマーを240℃に設定したT型スリットダイより吐出させた。その後、吐出させた溶融シートを20℃に保持されたキャスティングドラム上で、エアーナイフにより密着させて冷却固化し、未延伸シートを得た。
 次に、該未延伸ポリプロピレンフィルムを複数のロール群にて段階的に105℃まで予熱し、そのまま周速差を設けたロール間に通し、長手方向に5.0倍に延伸した。続いて、延伸後のフィルムを70℃に保たれたロール間に通して冷却した後、再度、90℃に保たれたロール間に通し、ロール周速差を利用して5.0%の弛緩処理を施した後、室温まで冷却して一軸配向フィルムを得た。
 さらに、得られた一軸配向フィルムをテンターに導き、フィルム幅方向両端部をクリップで把持したまま170℃で幅方向に10.5倍延伸した後、幅方向に10%の弛緩を与えながら165℃で熱処理を行った。その後、クリップで幅方向両端部を引き続き緊張把持したまま、140℃の冷却工程を経てフィルムをテンターの外側へ導き、フィルム幅方向両端部のクリップを解放した。次いでフィルム表面(キャスティングドラム接触面側)に25W・分/mの処理強度で、炭酸ガスと窒素ガスを15:85の体積比で混合した混合気体雰囲気下(酸素濃度:0.8体積%)でコロナ放電処理を行った上で、得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムをロールとして巻き取った。
 続いて、上記の二軸配向ポリプロピレンフィルムをイオンビーム処理し、処理に連続して電子線蒸着法で酸化アルミニウム層を設けた。イオンビーム処理は、リニア型アノードレイヤータイプのイオン源を用いて、酸素雰囲気下、2.5×10-3Pa、アノード電圧2.5kV、処理面積あたりの電流値63mA・sec/mで動作させて表面処理した。無機酸化物層の形成は、蒸着材料としてアルミニウムを用い、ガス導入管から酸素ガスを吹き込みながら、投入電力、電流を調整して厚さ7nmの酸化アルミニウム層を得た。
 さらに以下のようにトップコート層を積層した。トップコート層は、以下の手順で調製した塗工液を以下に述べる方法で厚さ350nmになるように塗工した。ポリビニルアルコール(以下、PVAと略すこともある。重合度1,700、けん化度98.5%)を、質量比で水/イソプロピルアルコール=97/3の溶媒に投入し、90℃で加熱攪拌して固形分10質量%のポリビニルアルコール溶液を得た。また、テトラエトキシシラン8.4gとメタノール3.3gを混合した溶液に、0.02N塩酸水溶液13.3gを攪拌しながら液滴することでテトラエトキシシラン溶液を得た。さらに、コルコート株式会社製エチルシリケート48を8.0gとメタノール12.0gを混合した溶液に、0.06N塩酸水溶液を5.0g攪拌しながら液滴して、エチルシリケート溶液を得た。テトラエトキシシラン溶液とエチルシリケート溶液を、SiO換算固形分重量が60/40になるように混合し、無機成分溶液を得た。その後、PVAの固形分と、無機成分溶液のSiO換算固形分重量比が65/35になるように、ポリビニルアルコール溶液と、無機成分溶液を混合・攪拌し、水で希釈して固形分12%の塗工液を得た。得られた塗工液を無機化合物層上に塗工し、110℃で乾燥して、積層体を得た。得られた積層体の特性を表1-1に示す。
 (実施例2)
 トップコート層を積層しなかったこと、キャスティングドラムの温度を18℃としたことの他は、実施例1と同様にして積層体を得た。得られた積層体の特性を表1-1に示す。
 (実施例3~6、9、10)
 ポリプロピレン系樹脂フィルムの原料、製膜条件を表1に示す通りに変更した他は、実施例2と同様にして積層体を得た。得られた積層体の特性を表1-1に示す。
 (実施例7)
 ポリプロピレン系樹脂フィルムの原料、製膜条件を表1に示す通りに変更したこと、酸化アルミニウム層を積層する前にコロナ放電処理、イオンビーム処理を行わず、代わりにA層表面に下記手順でアンダーコート層を積層したこと以外は、実施例2と同様にして積層体を得た。得られた積層体の特性を表1-1に示す。
<アンダーコート層の積層>
 ロールとして巻き取った二軸配向ポリプロピレンフィルムのA層に対し、下記の混合塗剤をオフラインのグラビアコーターにて塗布後、110℃×30秒間の熱風乾燥を行い、厚み700nmのアンダーコート層を積層した。
<混合塗剤>
 ポリエステルウレタン系水分散性樹脂である“ハイドラン”(登録商標)AP-201(DIC(株)製、固形分濃度23質量%)100質量部に対し、架橋剤としてメラミン化合物“アミディア”(登録商標)APM(DIC(株)製)を6質量部添加し、さらに架橋触媒として水溶性の酸性化合物である“キャタリスト”PTS(DIC(株)製)を1質量部添加した。続いて純水を添加し、全体の固形分濃度が10質量%となるように調整して、混合塗剤を得た。
 (実施例8)
 ポリプロピレン系樹脂原料として、A4を用いた。本原料を260℃に設定した単軸押出機に供給して溶融させ、80μmカットの焼結フィルターで異物を除去した後、260℃に設定した配管を通過させ、260℃に設定したT型スリットダイより吐出した。その後、吐出させた溶融シートを32℃に保持されたキャスティングドラム上で、エアーナイフにより密着させて冷却固化し、未延伸シートを得た。その他、製膜条件を表1に示す通りに変更した他は、実施例2と同様にして積層体を得た。得られた積層体の特性を表1-1に示す。
 (比較例1)
 ポリプロピレン系樹脂原料として、A5を用いた。本原料を250℃で溶融押出し、80μmカットの焼結フィルターで異物を除去した後、250℃に設定した配管を通過させ、250℃に設定したT型スリットダイより吐出させた。その後、吐出させた溶融シートを30℃に保持されたキャスティングドラム上で、エアーナイフにより密着させて冷却固化し、未延伸ポルプロピレンフィルムを得た。
 次に、該未延伸ポリプロピレンフィルムを複数のロール群にて段階的に135℃まで予熱し、そのまま周速差を設けたロール間に通し、長手方向に4.5倍に延伸して一軸配向フィルムを得た。さらに、得られた一軸配向フィルムをテンターに導き、フィルム幅方向両端部をクリップで把持したまま160℃で幅方向に8.2倍延伸した後、幅方向に6.7%の弛緩を与えながら168℃で熱処理を行った。その後、フィルムをテンターの外側へ導き、フィルム幅方向両端部のクリップを解放した。次いでフィルム表面(キャスティングドラム接触面側)に25W・分/mの処理強度で、大気中でコロナ放電処理を行った上で、得られた二軸配向ポリプロピレンフィルムをロールとして巻き取った。
 続いて、蒸着源として3~5mm程度の大きさの粒子状のAl(純度99.5%)とSiO(純度99.9%)を用い、電子ビーム蒸着法で、上記のポリプロピレン系樹脂フィルム上にAlとSiOを同時に蒸着しAl-SiO系薄膜層の形成を行った。蒸着材料は、直径40mmの円形の坩堝をカーボン板で2つに仕切り、それぞれに粒状のAl、粒状のSiOを混合せずに投入した。加熱源として一台の電子銃を用い、AlとSiOのそれぞれを時分割で電子ビームを照射して加熱し、ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面に加熱気化したAlとSiOとを混合して蒸着させた。その時の電子銃のエミッション電流は205mA、加速電圧は6kV、坩堝に投入された酸化アルミニウムには160mA×6kV相当の、酸化硅素には45mA×6kV相当の電力投入がされた。蒸着時の真空圧は1.1×10-4Paとし、フィルムを支持するロールの温度を23℃とした。薄膜層の厚みは製膜速度を変更することによって20nmとなるように蒸着し、積層体を得た。得られた積層体の特性を表1-2に示す。
 (比較例2)
 A6、A7、石油樹脂2、P3を質量比が92:5:3:0.15となるように混合したものを二軸押出機に供給して270℃でガット状に押出し、20℃の水槽に通して冷却してチップカッターで3mm長にカットした後、100℃で2時間乾燥したチップを得た。本チップを原料として用いたこと、及び製膜条件を表1に示す通りに変更したことの他は、実施例2と同様にして積層体を得た。得られた積層体の特性を表1-2に示す。
 (比較例3、4)
 AlOx蒸着の前の表面処理を大気中でのコロナ放電処理のみとしたこと、及びポリプロピレン系樹脂フィルムの原料、製膜条件を表1に示す通りに変更したことの他は、実施例2と同様にして積層体を得た。得られた積層体の特性を表1-2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表中の「混合ガス中」とは、炭酸ガスと窒素ガスを15:85の体積比で混合した混合気体雰囲気下(酸素濃度:0.8体積%)であることを意味する。
 本発明の積層体は、優れた水蒸気バリア性と無機酸化物層の密着性を両立し、高い耐熱性も有することから、湿気の影響を軽減する特性が求められる用途、特に食品の包装材料用途に好適に用いることができる。
 

Claims (17)

  1.  ポリプロピレン系樹脂フィルムと無機酸化物層を有する積層体であって、水蒸気透過率が3.0g/m/day未満であり、前記無機酸化物層の剥離力が0.7N/15mm以上であり、熱機械分析(TMA)により測定される主配向軸方向の121℃における応力をSF121℃、主配向軸方向の145℃における応力をSF145℃としたときに、SF145℃-SF121℃≦2.50MPaを満たすことを特徴とする、積層体。
  2. SF145℃-SF121℃≦1.80MPaを満たすことを特徴とする、請求項1に記載の積層体。
  3.  主配向軸方向の145℃におけるtanδが0.25以下である、請求項1または2に記載の積層体。
  4.  前記無機酸化物層が、前記ポリプロピレン系樹脂フィルムの表面に直接接している、請求項1~3のいずれかに記載の積層体。
  5.  前記無機酸化物層の厚みが2nm以上30nm以下である、請求項1~4のいずれかに記載の積層体。
  6.  前記無機酸化物層の厚みが2nm以上10nm未満である、請求項1~4のいずれかに記載の積層体。
  7.  前記無機酸化物層が蒸着層である、請求項1~6のいずれかに記載の積層体。
  8.  前記ポリプロピレン系樹脂フィルムの、無機酸化物層と接する側の表層が粒子を実質的に含まない請求項1~7に記載の積層体。
  9.  前記無機酸化物層の表面のSt値が700nm以下である、請求項1~8のいずれかに記載の積層体。
  10.  前記無機酸化物層の表面のSku値が300以下である、請求項1~9のいずれかに記載の積層体。
  11.  前記無機酸化物層が酸化アルミニウム層である、請求項1~9のいずれかに記載の積層体。
  12.  前記ポリプロピレン系樹脂フィルムの、無機酸化物層を設ける表面のX線光電子分光法(XPS)で分析して検出される炭素原子が30atomic%以上、酸素原子が40atomic%以下、かつ金属原子が25atomic%以下である、請求項1~10のいずれかに記載の積層体。
  13.  主配向軸方向のF5値をF5(x)、主配向軸直交方向のF5値をF5(y)とした際、F5(x)/F5(y)が1.3以上5.0以下である、請求項1~12のいずれかに記載の積層体。
  14.  酸素透過率が60cc/m/day以下である、請求項1~13のいずれかに記載の積層体。
  15.  包装材に用いられる、請求項1~14のいずれかに記載の積層体。
  16.  請求項1~15のいずれかに記載の積層体を有する、包装材。
  17.  請求項16に記載の包装材により内容物が梱包されている、梱包体。
     
PCT/JP2022/028693 2021-07-28 2022-07-26 積層体、包装材、及び梱包体 WO2023008400A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2021123046 2021-07-28
JP2021-123047 2021-07-28
JP2021-123046 2021-07-28
JP2021123047 2021-07-28

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023008400A1 true WO2023008400A1 (ja) 2023-02-02

Family

ID=85086963

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2022/028693 WO2023008400A1 (ja) 2021-07-28 2022-07-26 積層体、包装材、及び梱包体

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023008400A1 (ja)

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10249989A (ja) * 1997-03-18 1998-09-22 Dainippon Printing Co Ltd 透明バリアフィルム、それを使用した積層材および包装用容器
JP2000108262A (ja) * 1998-10-09 2000-04-18 Toray Ind Inc 金属蒸着用ポリプロピレンフィルム及び金属蒸着ポリプロピレンフィルム
JP2001225409A (ja) * 2000-02-16 2001-08-21 Dainippon Printing Co Ltd 透明バリア性フィルムおよびそれを使用した積層材
JP2007105893A (ja) 2005-10-11 2007-04-26 Toray Ind Inc ヒートシール性ポリプロピレンフイルム及びこれからなる金属化ポリプロピレンフイルム
WO2011156053A1 (en) * 2010-06-09 2011-12-15 Exxonmobil Oil Corporation Film composition and method of making the same
WO2017221781A1 (ja) 2016-06-23 2017-12-28 東洋紡株式会社 積層ポリプロピレンフィルム
JP2021020391A (ja) 2019-07-29 2021-02-18 凸版印刷株式会社 積層体及び包装袋
WO2022019192A1 (ja) * 2020-07-21 2022-01-27 東洋紡株式会社 積層フィルム
JP2022035487A (ja) * 2020-08-21 2022-03-04 東レ株式会社 ポリプロピレンフィルム、積層体、包装材、及び梱包体
WO2022138531A1 (ja) * 2020-12-23 2022-06-30 東レ株式会社 ポリプロピレンフィルム、積層体、包装材、及び梱包体

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH10249989A (ja) * 1997-03-18 1998-09-22 Dainippon Printing Co Ltd 透明バリアフィルム、それを使用した積層材および包装用容器
JP2000108262A (ja) * 1998-10-09 2000-04-18 Toray Ind Inc 金属蒸着用ポリプロピレンフィルム及び金属蒸着ポリプロピレンフィルム
JP2001225409A (ja) * 2000-02-16 2001-08-21 Dainippon Printing Co Ltd 透明バリア性フィルムおよびそれを使用した積層材
JP2007105893A (ja) 2005-10-11 2007-04-26 Toray Ind Inc ヒートシール性ポリプロピレンフイルム及びこれからなる金属化ポリプロピレンフイルム
WO2011156053A1 (en) * 2010-06-09 2011-12-15 Exxonmobil Oil Corporation Film composition and method of making the same
WO2017221781A1 (ja) 2016-06-23 2017-12-28 東洋紡株式会社 積層ポリプロピレンフィルム
JP2021020391A (ja) 2019-07-29 2021-02-18 凸版印刷株式会社 積層体及び包装袋
WO2022019192A1 (ja) * 2020-07-21 2022-01-27 東洋紡株式会社 積層フィルム
JP2022035487A (ja) * 2020-08-21 2022-03-04 東レ株式会社 ポリプロピレンフィルム、積層体、包装材、及び梱包体
WO2022138531A1 (ja) * 2020-12-23 2022-06-30 東レ株式会社 ポリプロピレンフィルム、積層体、包装材、及び梱包体

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Kobunshi Hyomen Kakogaku", POLYMER SURFACE PROCESSING, pages 118 - 119

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7173202B2 (ja) ポリプロピレンフィルム、金属膜積層フィルムおよびフィルムコンデンサ並びにそれらの製造方法
JP6422932B2 (ja) 包装材料、真空断熱体、包装材料の製造方法、及び真空断熱体の製造方法
JP2022088433A (ja) 積層ポリプロピレンフィルム
US11260634B2 (en) Laminate and packaging bag comprising same
WO2022138531A1 (ja) ポリプロピレンフィルム、積層体、包装材、及び梱包体
WO2022019192A1 (ja) 積層フィルム
JP2023118131A (ja) ポリプロピレンフィルム、積層体、包装材、梱包体、およびその製造方法
JP2022035487A (ja) ポリプロピレンフィルム、積層体、包装材、及び梱包体
JP7223353B2 (ja) 燃料電池用積層体
EP4006087A1 (en) Biaxially oriented polyester film
JP7243905B2 (ja) 積層体、包装材、及び梱包体
JP7188651B1 (ja) ポリプロピレンフィルム、積層体、包装材、及び梱包体
WO2023008400A1 (ja) 積層体、包装材、及び梱包体
JP2023021016A (ja) 積層体、包装材、及び梱包体
JP7355268B1 (ja) ポリプロピレンフィルム、積層体、包装材、梱包体、およびその製造方法
JP7347699B1 (ja) ポリオレフィン系フィルム、積層体、包装材、及び梱包体
WO2023188599A1 (ja) ポリオレフィン系フィルム、積層体、包装材、及び梱包体
JPWO2019142781A1 (ja) 二軸配向ポリエステルフィルム
WO2023157730A1 (ja) 二軸配向ポリエステルフィルム
JP6826784B2 (ja) 二軸配向ポリエステルフィルム、及び、二軸配向ポリエステルフィルムの製造方法
US20220267564A1 (en) Thermoplastic resin film, and method for producing same
TW202328307A (zh) 聚乙烯薄膜
JP2004160688A (ja) 二軸延伸ポリプロピレンフィルムおよび金属蒸着二軸延伸ポリプロピレンフィルム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 22849461

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 2022849461

Country of ref document: EP

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022849461

Country of ref document: EP

Effective date: 20240228