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発明の名称 ポリオレフィン系樹脂延伸フィルム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−131306(P2001−131306A)
公開日 平成13年5月15日(2001.5.15)
出願番号 特願平11−310968
出願日 平成11年11月1日(1999.11.1)
代理人
発明者 小池 豊 / 吉野 正行
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 耐熱樹脂として以下の(1)式を満たすポリオレフィン系樹脂を含有し、以下(2)式を満たす層を含有することを特徴とするポリオレフィン系樹脂延伸フィルム。
15g/10分≦MFR≦120g/10分 (1)
3%≦Xch≦50% (2)
(但しXchとは後述する示差走査熱量法(DSC)で測定された結晶化度の内、上記耐熱樹脂を最も多量に含有する層中の耐熱樹脂に基づく結晶化度。)
【請求項2】 上記フィルムが以下(3)式を満たす請求項1記載のポリオレフィン系樹脂延伸フィルム。
0.8%≦Xc≦13% (3)
(但しXcとは後述する示差走査熱量法(DSC)で測定されたフィルム全体の結晶化度の内、上記の耐熱樹脂に基づく結晶化度。)
【請求項3】 上記ポリオレフィン系樹脂がポリプロピレン系樹脂である請求項1又は請求項2記載のポリオレフィン系樹脂延伸フィルム。
【請求項4】 上記ポリプロピレン系樹脂の沸騰n−ヘプタン抽出量が10〜90重量%である請求項1〜3のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂延伸フィルム。
【請求項5】 上記ポリプロピレン系樹脂の13C−NMRにより求められたアイソタクティックペンタッド分率(fmmmm)が10〜90モル%である請求項1〜4のいずれかに記載のポリオレフィン系樹脂延伸フィルム。
【請求項6】 サーキュラーダイより溶融押出し、押し出された積層体を液状冷媒により急冷固化してチュ−ブ状原反を製造し、2対のニップロール間でチューブ状原反の内部に気体を入れ、延伸開始温度を上記耐熱樹脂のガラス転移点〜融点の温度範囲内にして面積倍率2〜36倍にチューブラー延伸して得られる請求項1〜5のいずれかのポリオレフィン系樹脂延伸フィルムの製造方法。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はストレッチ包装等の各種包装用途に好適に用いられるポリオレフィン系樹脂延伸フィルムに関し、特に突上型や直線型等の自動包装機によるストレッチ包装に適したポリオレフィン系樹脂延伸フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】ストレッチ包装用フィルムに対する要求特性としては、ハンド包装や自動機械包装(以下、単に機械包装と記す)における包装適性と、フィルムの透明性、防曇性、押込回復性等のディスプレー効果などが挙げられる。このうち包装適性に関する重要なフィルム物性としては、ストレッチ性すなわち適度な破断伸びと適度な伸び応力、及び熱シール性すなわち熱シール温度範囲が広く、均一かつ十分にシールされることが挙げられる。また、機械包装においてはフィルムを適性長さに刃を用いカットするためのカット性やフィルムの搬送性も挙げられる。これらの要求特性を満足するポリオレフィン系フィルムとしていくつかの提案がなされてきた。
【0003】例えば特公平2−52624号公報によると融点が100℃以下のポリエチレン系樹脂からなる両表面層とビカット軟化点が60℃以下のエラストマーを含む混合樹脂からなる延伸補助層及び高融点且つ高強度樹脂である結晶性ポリプロピレン系樹脂等の耐熱コア層の少なくとも4層からなるストレッチフィルムが公知である。これらのフィルムは包装用フィルムとしての品質、例えばストレッチ性、押込回復性、熱シール性を兼備し、ストレッチ包装分野に利用されてきた。
【0004】更に特開平9−174774号公報には上記フィルムの特に突上型包装機での包装性を改良したフィルムとして縦方向の100%伸び荷重が250〜550g/cm幅で、横方向の100%伸び荷重が50〜200g/cm幅であり、さらに、耐熱層であるコア層に特定の結晶性ポリブテン−1系樹脂と融点が163℃のポリプロピレン系樹脂とのブレンド組成物からなるフィルム(以下これを従来のフィルムと記す。)が開示されている。これら従来技術で耐熱樹脂と使用されているポリプロピレン系樹脂はMFRが10g/10分以下のものである。
【0005】しかしながら、この従来のフィルムは包装機、特に突上型包装機においてはフィルムがフィルムガイドベルトにちぎりとられ、こより状の屑となり、包装機内部に溜まり、包装機械の異常停止の原因となったり、フィルムの破れに伴う包装物のリパック率の上昇といった問題が生じることがあった。ここで、突上型包装機の包装の工程の一例を説明する。
【0006】(ア)フィルムの両端をフィルムガイドベルトに挟み込みフィルムロールから縦方向(以下、MDと記す)に繰り出す。
(イ)その後、フィルム長さが一定長になったところでフィルムにカット刃が突き上げるようにしてフィルムの繰り出し方向に対し直角方向(以下、TDと記す)にミシン目を入れ、フィルムをMDに引っ張ることによりミシン目をTDに伝播させてカットする。
(ウ)さらにベルトによりフィルムが被包装物突き上げ部まで搬送される。
(エ)被包装物(トレー)がフィルムに対し突き上げながらフィルムをストレッチ状態にすることによりトレーの上面の皺を取り除きつつ、トレーの下部にフィルムを折込み、(オ)最後に熱板上にトレーの底面を押し付けることによって、熱シールを行い包装工程を終了する。
【0007】ここで重要なのはフィルムの引裂伝播強度が弱いと(イ)の工程でフィルムにミシン目を入れる際、フィルムのMDにもノッチが入る。その時、(エ)の工程でフィルムをストレッチした際、MDのノッチが起点となってノッチが伝播してフィルムがちぎりとられフィルム屑が発生し、ベルトに屑が残った状態になってしまう。一方、フィルムの引裂伝播強度が強すぎる場合には、(イ)の工程でミシン目が入らなかったり、入ったとしても、TDに引裂伝播せず完全にカットできないままフィルムが搬送されてしまうこともある。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、ストレッチ包装、特に突上型包装機械によるストレッチ包装性に優れるフィルムを提供することにあり、より具体的には、従来のフィルムの特徴である熱シール性やストレッチ性を維持または更に向上した状態で、フィルムのカット性やフィルムストレッチ時の耐破れ性の向上すなわちフィルムのちぎれ屑の発生抑制に優れたフィルムを提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は耐熱樹脂として以下の(1)式を満たすポリオレフィン系樹脂を含有し、以下(2)式を満たす層を含有することを特徴とするポリオレフィン系樹脂延伸フィルム。
15g/10分≦MFR≦120g/10分 (1)
3%≦Xch≦50% (2)
(但しXchとは後述する示唆走査熱量計(以下DSCと称することもある)法で測定された結晶化度の内、上記耐熱樹脂を最も多量に含有する層内における耐熱樹脂中の結晶化度。)
【0010】また、本発明の製造方法はサーキュラーダイより溶融押出しし、押し出された積層体を液状冷媒により急冷固化してチュ−ブ状原反を製造し、2対のニップロール間でチューブ状原反の内部に気体を入れ、延伸開始温度を上記耐熱樹脂のガラス転移点〜融点の温度範囲内にして面積倍率2〜36倍にチューブラー延伸して得られるポリオレフィン系樹脂延伸フィルムの製造方法である。以下、本発明を詳細に説明する。
【0011】先ず、本発明が従来技術に対して包装時のフィルムのちぎれ屑発生の抑制に優れていることを、本発明のフィルムと従来のフィルムとを突上型包装機による機械包装を行った場合の違いについて詳細に説明する。一般に延伸フィルムにおいては延伸という工程によりフィルムに適当な配向が形成され、その結果フィルムに適度な伸び荷重と引裂伝播強度が付与される。また、所望の延伸フィルムを安定して得るためには、ダイから押し出して以後、延伸終了時点までの間、フィルムには適度な配向張力を有している必要がある。
【0012】本発明においては、この配向に関して高融点樹脂である耐熱樹脂のMFRと結晶化度に着目し、延伸との関わりに鋭意検討した結果、包装時のフィルムのちぎれ屑の発生を抑制しつつ、カット性と両立する範囲があることをつきとめるに至ったものである。特に耐熱樹脂を含有する層の内、ある一定範囲量以上の最も耐熱樹脂を多量に含有する層(耐熱層またはH層と記す)が物性に大きな影響を与える。
【0013】包装機械の種類、被包装物の形状や包装条件にも大きく左右されるが、一般にフィルムのちぎれ屑の発生の抑制とカット性を両立させるフィルムの引裂伝播強度は縦方向、横方向共に10〜200g、好ましくは20〜150g、最も好ましくは30〜100gである。引裂伝播強度は縦方向が15g未満、横方向が10g未満であるとちぎれ屑量が多くなり、一方、引裂伝播強度が横方向が200gを越えるとカット性が不良となる傾向にあり、いずれも包装に支障をきたすレベルとなる。
【0014】本発明においては、この引裂伝播強度を適当範囲とするために、耐熱樹脂のMFR(JISK7210に準拠して、温度が230℃で、荷重が2.16Kgの条件)が15〜120g/10分であることが必要である。この点について実施例と比較例を用いて説明する。本発明のフィルムの一例(実施例1,実験No.1に対応)は、耐熱樹脂をMFR=30g/10分のポリプロピレン系樹脂としたものであるがちぎれ屑発生抑制やカット性のための指標を示す引裂伝播強度が縦方向/横方向で示すと30/20gであった。
【0015】本発明のフィルム(実施例1の実験No.1)で包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が0gであった。またカット面も綺麗であった。さらに本発明のフィルムの一例(実施例2,実験No.3に対応)は、耐熱樹脂をMFR=20g/10分のポリプロピレン系樹脂としたものであるが引裂伝播強度が20/15gであった。この本発明のフィルム(実施例2の実験No.3)で包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が1g以下であった。またカット面も綺麗であった。
【0016】また、本発明のフィルムの一例(実施例2,実験No.4に対応)は、耐熱樹脂をMFR=120g/10分のポリプロピレン系樹脂としたものであるが引裂伝播強度が105/50gであった。この本発明のフィルム(実施例2の実験No.4)で包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が0gであった。但し、製膜安定性とカット性はあまり良くなく、許容できる下限であった。
【0017】これに対し従来のフィルム(比較例2の実験No.5に対応)は耐熱樹脂としてMFR=10g/10分のポリプロピレン系樹脂としたものであるが、引裂伝播強度が10/8gであり、同様な包装作業を行うと、3gの屑が発生した。またこれにより包装中に機械が停止することも4回発生した。さらにフィルム破れによりリパックする必要性の生じた被包装物も15個発生した。
【0018】また、比較対照のフィルム(比較例2の実験No.6に対応)は耐熱樹脂としてMFR=150g/10分としたものであるが樹脂の配向張力が不足し、延伸フィルムを得るのが困難であった。以上のことから耐熱樹脂のMFRが15〜120g/10分であることが必要であることが分かる。すなわち、MFRが15g/10分より小さい場合、得られた延伸フィルムは配向が掛かり過ぎて、結果としてフィルムは引裂伝播強度が小さくなる。同時に破断伸びが小さいストレッチ性に劣ったフィルムになる傾向にある。MFRが120g/10分より大きい場合、樹脂の配向張力が殆ど掛からなくなり、原反の引き取りや延伸が困難となる。また、機械のカット性も悪くなる。
【0019】また、MFRは一般には20〜100g/10分、好ましくは25〜80g/10分、最も好ましくは30〜70g/10分である。次に本発明のフィルムは、DSC法で測定された結晶化度の内、耐熱樹脂を含む層のうち、層内における耐熱樹脂に基づく結晶化度をXchとしたときに3%≦Xch≦50%となる耐熱層を含有することが必要なことを実施例と比較例を用いて説明する。
【0020】本発明のフィルムの一例(実施例1,実験No.1に対応)は、Xchを8.9%としたものは引裂伝播強度が30/20gであったのに対し、Xch=5%とした本発明のフィルムの一例(実施例3の実験No.10に対応)は引裂伝播強度が110/70gであった。この本発明のフィルム(実施例3の実験No.10)で包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が0gであった。但し、製膜安定性とカット性はあまり良くなく、特に製膜安定性は許容できる下限であった。
【0021】更にXch=2%とした比較対照フィルム(比較例3の実験No.12に対応)は比較例2の実験No.6と同様に樹脂の配向張力が不足し、延伸フィルムを得るのが困難であった。一方、Xch=30.2%とした本発明のフィルム(実施例3の実験No.7に対応)は引裂伝播強度が20/15gであった。この本発明のフィルム(実施例3の実験No.7)で包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が1g以下であった。またカット面も綺麗であった。
【0022】更にXch=51.8%とした比較対照フィルム(比較例3の実験No.11に対応)は比較例1の実験No.2と同様に引裂伝播強度が6/5gであり、同様な包装作業を行うと、3gの屑が発生した。また包装中に機械が停止することも4回発生した。さらにフィルム破れによりリパックする必要性の生じた被包装物も15個発生した。以上のことから耐熱層内の耐熱樹脂に由来する結晶化度のXchは3〜50%であることが必要であることが分かる。すなわち、Xchが3%より小さい場合、樹脂の配向張力が殆ど掛からなくなり、原反の引き取りや延伸が困難となる。また、機械のカット性も悪くなる。Xchが50%より大きい場合、得られた延伸フィルムは配向が掛かり過ぎて、結果としてフィルムは引裂伝播強度が小さくなる。更に破断伸びが小さいストレッチ性に劣ったフィルムになる傾向にある。
【0023】また、Xchは一般には4〜30%、好ましくは5〜20%、最も好ましくは7〜15%である。また、本発明のフィルムのフィルム全体の結晶化度の内、上記の耐熱樹脂に基づく結晶化度をXcと定義したとき、0.8%≦Xc≦13%とすることが好ましい。Xcが0.8%より小さい場合、樹脂の配向張力が殆ど掛からなくなり、原反の引き取りや延伸が困難となる傾向にある。また、機械のカット性も悪くなる。Xcが13%より大きい場合、得られた延伸フィルムは配向が掛かり過ぎて、結果としてフィルムは引裂伝播強度が小さくなり、且つ破断伸びが小さいストレッチ性に劣ったフィルムになる傾向にある。Xcは一般には1〜6%、好ましくは1.5〜4.5%、最も好ましくは2.0〜4.0%である。
【0024】以上のことから本発明のフィルムが従来のフィルムに比べて包装時のフィルムのちぎれ屑発生の抑制に優れ、カット性も両立していることが分かる。なお、本発明のフィルムをストレッチフィルムとして使用するにおいては、必ずしもフィルムの熱収縮作用を積極的に発現させる必要はないが、本発明のフィルムは延伸されて得られる故に「耐熱樹脂の融点−10℃」にフィルムを加熱することにより、少なくとも一方向に5%以上の熱収縮率を持たせることができるのが特徴である。
【0025】以下、本発明の耐熱層について説明する。本発明において耐熱樹脂として使用するポリオレフィン系樹脂はポリプロピレン系樹脂であることが好ましい。具体的にはプロピレン単独重合体、プロピレン・エチレン・ランダム共重合体またはブロック共重合体、プロピレン・エチレン・αオレフィン(炭素数4〜12)・ランダム共重合体またはブロック共重合体、プロピレン・αオレフィン(炭素数4〜12)・ランダム共重合体またはブロック共重合体が挙げられる。
【0026】本発明において上述のXchを実現するために好適なポリプロピレン系樹脂は、プロピレン・エチレンブロック共重合体(以下、BPPと記す)等のプロピレン・αオレフィンブロック共重合体や、プロピレン単独重合体(以下、HPPと記す)やプロピレン・エチレンランダム共重合体(以下、RPPと記す)やBPP中のアイソタクティックPP成分(以下、iPPと記す)のアイソタクティシティを特定範囲にしたものが好ましい。
【0027】ポリプロピレン系樹脂のiPP成分量の指標となるものとしてポリプロピレン系樹脂の沸騰n−ヘプタン抽出量を挙げることができる。好ましい沸騰n−ヘプタン抽出量は10〜90重量%、更に好ましくは30〜85重量%、最も好ましくは50〜85重量%である。一般に、沸騰n−ヘプタン抽出成分はアイソタクティックPP成分以外の成分(主として非晶成分)を主成分とし、延伸したときにアイソタクティックPP成分のように強く配向しない傾向にあるので、この抽出量を指標にすることにより、本発明の目的を達成するための配向の調整が容易である。沸騰n−ヘプタン抽出成分は低分子量のアイソタクティック成分も含有されるが、これも高分子量のアイソタクティック成分と異なり、延伸したときに高分子量のアイソタクティックPP成分のように強く配向しない傾向にある。
【0028】なお、沸騰n−ヘプタン抽出量は“新版 高分子分析ハンドブック”,p613−614,株式会社 紀伊國屋書店(1995)記載の方法に準じて行った。即ちソックスレー抽出器を用い、約3mgのパウダー状もしくはフィルム状サンプルを円筒濾紙に入れ、約100mlのn−ヘプタンを用いて抽出を8時間行い、抽出量の割合をもとめた。沸騰n−ヘプタン抽出量が10〜90重量%であるポリプロピレン系樹脂の好ましい具体例としては「リアクターTPO」と言われているエチレン・プロピレンコポリマー成分(以下、EPCと記す)含有量が20〜95重量%と多く、且つEPC分散径がサブミクロン以下で小さい、モンテル−JPO社製キャタロイ柔軟グレード、トクヤマ社製P.E.R.、チッソ社製ニューコン、出光石油化学社製出光TPOの内の衝撃タイプ等のBPPに属するものや、ポリプロピレン系樹脂のアイソタクティックインデックス(I.I.)が10〜90%である出光石油化学社製出光TPOの透明タイプ等やハンツマン社製FPOのWL100番台等のHPPに属するもの、ハンツマン社製FPOのWL200番台等のRPPに属するものが挙げられる。
【0029】このうち、EPCとiPPが明瞭な海島構造を持つBPP系リアクターTPOを使用する場合に比べ、HPP系あるいはRPP系リアクターTPOを単独で、あるいはこれらの樹脂にポリブテン−1系樹脂等の他樹脂とブレンドして使用すると光学特性に優れる観点で特に好ましい。上述の沸騰n−ヘプタン抽出量が特定範囲のポリプロピレン系樹脂のうち、さらに好ましいのはアイソタクティックペンタッド分率(以下fmmmmと呼ぶこともある)を10〜90モル%であるHPP系あるいはRPP系の樹脂である。このような樹脂としては例えば特公平7−103173号公報で示されたマグネシウム、4価のチタン、ハロゲン及び芳香族ジカルボン酸ジエステルを必須成分として含有する固体触媒、有機アルミニウム化合物、アルコキシ基含有芳香族化合物を触媒として一段重合で得られるプロピレン重合体、あるいは特許第2912483号公報で示された特定割合で電子供与剤を加えずに共微粉砕されたハロゲン化マグネシウム担持基材、トリハロゲン化アルミニウム、テトラハロゲン化チタンと助触媒としてトリアルキルアルミニウムからなる触媒系により一段重合により得られるプロピレンホモポリマーなどが挙げられている。これらのリアクターにより生成されるプロピレン系樹脂は例えばHPPやRPPとポリプロピレンワックス等のポリオレフィンワックスや低結晶性あるいは非晶性ポリプロピレンとをブレンドした樹脂よりも遙かに両者の分散性が高くなることで光学特性が優れ、また、非晶成分が高分子量で適度な配向張力を持ち、製膜性がはるかに優れるものとなり、樹脂構成の自由度が大幅に広がる点で好ましい。
【0030】具体例としては出光石油化学社製出光TPOの透明タイプやハンツマン社製FPO(WL100番台、WL200番台)であり、これらの重合で得られた樹脂は透過型電子顕微鏡において非晶成分(主としてアタクティックPP成分)の海の中に結晶ラメラ(主としてiPP)が細かく分散して浮いているように観察される。また、これらの樹脂の中で一般的にはfmmmmは20〜75モル%が一般的で、更に好ましいfmmmmは25〜55モル%である。最も好ましいfmmmmは30〜50モル%である。更にこれらの内、耐熱性の観点よりHPPが好ましい。
【0031】アイソタクティックペンタッド分率はA.ZambelliらによってMacromolecules,6,925(1973)に発表された方法に従い、同位体炭素による核磁気共鳴スペクトル(13C−NMR)を使用して測定されるポリプロピレン分子鎖中のペンタッド単位でのアイソタクティック分率である。換言すれば、アイソタクティックペンタッド分率はプロピレンモノマー単位が5個連続してメソ結合したプロピレンモノマー単位の分率である。但し、ピークの帰属に関してはMacromolecules,8,687(1975)に記載の上記文献の改正版に基づいて行った。具体的には、13C−NMRスペクトルのメチル炭素領域の全吸収ピークの強度分率をもってアイソタクティックペンタッド単位を測定する。なお、RPPにおいてはこのメチル炭素領域においてエチレン単位に隣接するプロピレン単位のメチル炭素のピークがそれ以外のメチル炭素ピークと重なる。エチレン単位含有量が約3モル%以内のRPPについてはアイソタクティックペンタッド分率に与える影響が小さいので、そのピークも含めてHPPと同様にRPPのアイソタクティックペンタッド分率を算出する。
【0032】以下に本発明のフィルムにおいて耐熱樹脂としてのプロピレン重合体の好ましい沸騰n−ヘプタン抽出量が10〜90重量%であり、fmmmmが10〜90モル%であることを実施例、比較例を用いて説明する。実施例4の実験No.13〜実験No.15では、ほぼXchを等しく揃えたものであるが、プロピレン単独重合体の沸騰n−ヘプタン抽出量が多く、fmmmmが小さくなるにつれ引裂伝播強度が強くなっているのがわかり、屑の量もそれにつれ少なくなっている。特に実験No.15はMFRが30g/10分と、実験No.13および実験No.14が約60g/10分に比べ小さくなっているにも関わらず、実験No.15の引裂伝播強度は大きく、屑発生量は0gと優秀であった。更に、沸騰n−ヘプタン抽出量が8.5重量%でfmmmm=91モル%である実験No.13はPBとの相溶性がやや劣るため透明性が△の評価となった。
【0033】すなわちペンタッド分率がアイソタクティックな成分が延伸時に強く配向することにより、引裂伝播強度の大きな要因となると思われ、本発明においてはプロピレン系重合体においてアイソタクティック以外の成分が一定量存在することがフィルムの配向度の調整にあたり有意義であることがわかる。iPP成分が少ないほど他樹脂との相溶性は良い傾向にあり、一般にフィルムの透明性も良くなることが分かる。また、この相溶性が引裂強度向上に影響していると考えられる。一方、BPPも使用することができる。一般にBPPは重合用のリアクターを2段以上有する重合設備で製造されるが、1段目の重合時にiPPを重合し、2段目以降の重合時にEPCを重合することにより得られる。BPPのうちEPCの含有量が多い程ポリオレフィン系樹脂との相溶性、多層フィルムの押込回復性や引裂伝播強度及び耐突刺性付与の観点から好ましく、具体的には20重量%以上が好ましい。さらに好ましくは40重量%以上が好ましく、最も好ましく60重量%以上90重量%以下である。
【0034】尚BPPの代わりにiPPとEPCを機械的にブレンドしたものでも良い。BPPよりもiPPとEPCを機械的にブレンドしたものはEPCの分散径が大きい。従って多層フィルムの引裂伝播強度や耐突刺性はBPPよりも優れる傾向にある。一方フィルムの光学特性や突刺強度からは、EPCの分散径は小さい方が好ましい。一般にBPPの方がiPPとEPCを機械的にブレンドしたものに比べEPCの分散径が小さくなる傾向にあるが、BPPのうちEPCの平均分散径が2μm以下のものが好ましく、最も好ましくはEPCの平均分散径が1μm以下である。
【0035】光学特性について言えば、EPCの分散径が大きい程、BPPのみをフィルム化した場合、またはBPPと他の樹脂をブレンドしてフィルム化した場合にフィルム表面が粗れて光を散乱する傾向が大きくなる。従って、これをH層とし両表面層(以下、S層と記す)で覆って多層フィルムとしてもH層の表面粗れ(H層とその外層との界面での粗れ)が多層フィルムの表面を粗して、結果として多層フィルムの透明性や光沢といった光学特性を悪くする。
【0036】また一方、EPCの分散径が小さくなるとBPP中でiPPとEPCとの接触面積が大きくなる為、その界面でBPP全体に掛かる変形を吸収し、突刺強度が向上する傾向にある。好ましいBPPの具体例としてはEPC含有量が多く且つEPC分散径が小さい「リアクターTPO」といわれている、モンテル−JPO社製キャタロイ柔軟グレード、トクヤマ社製P.E.R.、チッソ社製ニューコン、出光石油化学社製出光TPOの内の衝撃タイプ等が挙げられる。
【0037】なお、BPP中のEPCの定量方法は特開平4−314712号公報記載の方法に従うものとする。すなわち95℃における1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)可溶分をEPCとした方法で、具体的には所定量の共重合体と酸化防止剤をTCBに加熱溶解し、この溶液を、海砂を満たし150℃〜160℃の温度に保たれたステンレス製カラムの中に充填した後、室温までカラムの温度を下げて共重合体を十分結晶化させる。このカラムを再度95℃まで昇温した後、室温までカラムを下げて十分結晶化させる。このカラムを再度95℃まで昇温した後、カラムに接続された配管より95℃に温められたTCBを流入してこの温度での可溶分を取り出す。取り出された可溶分を含むTCB溶液にメタノールを追添して可溶分を再沈させた後、ろ過、乾燥して95℃におけるTCB可溶分を得、その割合をBPP中のEPCの割合とした。
【0038】熱シール性の観点より耐熱樹脂は一般には融点が140℃以上のポリプロピレン系樹脂が好ましく、より好ましくは150℃、最も好ましくは155℃以上のポリプロピレン系樹脂である。なお、耐熱樹脂がポリエチレン系樹脂であっても融点が100℃未満の低融点樹脂との組み合わせによって本発明のフィルムを得ることができる。その一例として耐熱樹脂が融点120〜140℃の直鎖状ポリエチレンあるいは高密度ポリエチレンである。但しこのものは少ない熱量で熱シールができる反面、夏場での製品の保存等において脱配向や収縮によるストレッチ性等の物性の変化や製品の形態の変化が生じることもある。
【0039】一方、所望のXchを得るために、H層には上述のポリプロピレン系樹脂などの耐熱樹脂に加え他の樹脂を併用することが好ましい。この際、延伸時の結晶配向が生じにくい樹脂が使用される。また単層フィルムの場合は特に、熱シール性を好ましいものとするために低融点樹脂を使用するとよい。この内、ポリプロピレン系樹脂との相溶性が良く、その結果出来たフィルムの透明性を低下させないという観点より、ポリブテン−1系樹脂(以下、PBと記す)が好ましい例として挙げられる。
【0040】特に上記特性に優れ、更に結晶化速度が遅いといった観点よりPBが特に好ましい。PBとしてはブテン・エチレン共重合体、ブテン−1・プロピレン共重合体、ブテン−1・αオレフィン(炭素数5〜12)共重合体があげられる。その中でも好ましくはブテン−1・エチレン共重合体あるいはブテン−1・プロピレン共重合体であり、さらに好ましくはエチレン含有量が2〜10mol%のブテン−1・エチレン共重合体あるいはプロピレン含有量が10〜30mol%のブテン−1・プロピレン共重合体である。この好ましい樹脂の一例としては三井化学社製タフマーBLが挙げられる。PBの好ましいMI(JISK7210に準拠して、温度が190℃で、荷重が2.16Kgの条件)は1.5g/10分以上で、特に好ましくは3〜6g/10分である。
【0041】ポリプロピレン系樹脂(以下、PPと記す)とPB系との比率は、前者:後者=10:90〜90:10が好ましく、更に好ましくは同75:25〜25:75である。比率がこの範囲にある場合にフィルムは透明性に優れまた、0℃以下の低温域におけるダート衝撃強度に優れる。なお、プロピレン成分含有率が50〜85重量%で沸騰ノルマルヘプタンによるソックスレー抽出不溶分が70重量%以下のポリオレフィンをブレンドしても良い。このもので好ましいのはプロピレン・ブテン−1共重合体で、190℃における溶融粘度が5000〜12000cps程度の低分子量樹脂であり、この具体例としては宇部レキセン社製APAOが挙げられる。
【0042】またフィルムの押込回復性を向上させるために、耐熱樹脂に密度が0.902g/cm3以下のエチレン・αオレフィン共重合体をブレンドしても良い。好ましくは密度が0.880g/cm3以下、さらに好ましくは密度が0.865〜0.875g/cm3のものである。さらに、フィルムの押込回復性を向上させるために、非晶質ポリオレフィンブロックと結晶性ポリオレフィンブロックからなるブロック共重合体もブレンドしても良い。一例としては日本合成ゴム社製DYNARON・ CEBC等が挙げられる。
【0043】また、耐熱樹脂と上述の低融点樹脂の組合せの例としては、動的加硫型熱可塑性エラストマー(TPV)が例示できる。これは、マトリックスとしてPP系樹脂を用い、ドメインとしてのエラストマー成分として密度0.902g/cm3以下のポリエチレン系樹脂やEPCを使用したもので、パーオキサイド系等の架橋剤を用いて両者を溶融混合させながら主にエラストマー成分を架橋させてゴム弾性を向上させ、結果として耐熱性も向上したものである。一例としては、iPPとメタロセン系触媒で重合された密度が0.87g・cm3以下のエチレン・αオレフィン(好ましくは1−ヘキセンまたは1−オクテン)共重合体よりなるTPVが、押込回復性や引裂強度及び耐突刺性等の向上の観点より好適に使用される。
【0044】ここで耐熱樹脂の割合は10〜90体積%であることが好ましい。その内、耐熱樹脂の含有率を50〜10体積%にするとモルフォルジーにおいて耐熱樹脂が島に、その他の樹脂が海の状態になり、引裂強度や耐突刺性は向上する傾向にある。また、それとは逆に耐熱樹脂の含有率を50〜90体積%にすると耐熱樹脂が海に、その他の樹脂が島の状態になり、熱シール性や透明性は向上する傾向にある。
【0045】また、ミネラルオイルやポリオレフィンワックス等を添加してもよい。本発明においては多層構成をとることができる。耐熱樹脂として海島構造を持つBPP等を用いたとき、あるいは耐熱樹脂と他樹脂をブレンドした時は特に光学特性の観点より耐熱樹脂を含む層(H層)を内層とすることが好ましい。このことにより、本発明のフィルムの耐油性向上も期待できる。また、スキン層(以下、S層と記す)として低融点の樹脂を使用することは熱シール性の観点からも好ましい。
【0046】ここで本発明のフィルムのS層を構成するのに好適な樹脂について説明する。S層はフィルムにシール性、光沢、防曇性、滑り性等のフィルムの表面特性を付与することができる。S層は融点が100℃以下のエチレン系共重合体が好ましく使用される。具体的には、例えばエチレン・αオレフィン(C数3〜12)共重合体、又はビニルエステル単量体、脂肪族不飽和モノカルボン酸、該モノカルボン酸・アルキルエステル誘導体から選ばれる単量体とエチレンとの共重合体でエチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アルキルアクリレート共重合体、エチレン・アルキルメタクリレート共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体等が挙げられる。さらに好ましくは、防曇剤との相溶性やフィルムのストレッチ性の点で酢酸ビニル含量が10〜20重量%のエチレン・酢酸ビニル共重合体(以下、EVAと記す)またはメタロセン系触媒やヴァナジウム触媒等により重合された密度が0.865〜0.910g/cm3のエチレン・αオレフィン共重合体の中から選ばれる。
【0047】また溶融押出時のメルトテンションによる樹脂の配向バランスから、上記エチレン系共重合体のMIは一般に0.5〜20g/10分であり、好ましくはMIは2〜12g/10分であり、更に好ましくは2〜8g/10分である。また防曇性を付与するために、防曇剤として界面活性剤を各層に添加することができるが、一般にはノニオン系界面活性剤あるいはHLBが12以上のポリオキシエチレン脂肪酸エステルをS層に対し0.5〜5重量%添加される。具体的にはS層の樹脂にモノグリセリン脂肪酸エステル及び/又はジグリセリン脂肪酸エステルを1〜3重量%及び/又はポリオキシエチレン脂肪酸エステルを0.5〜1.5重量%添加したものが挙げられる。
【0048】また、S層にはミネラルオイルやポリオレフィンワックス等の可塑剤、紫外線吸収剤、銀系抗菌剤、ヒノキチオールやワサビ抽出物及びキトサン等の鮮度保持剤、脂肪酸アミド等の滑剤等の添加剤を添加できる。さらに本発明において、中間層(以下、I層と記す)を設けることができる。中間層には密度0.865〜0.910g/cm3のエチレン・αオレフィン共重合体がフィルムの引裂強度や耐突刺性向上のために好適に使用される。好ましくはメタロセン系等のシングルサイト系触媒で重合されたもので分子量分布(重量平均分子量/数平均分子量)が3以下のものである。この場合、該共重合体の融点は耐熱樹脂の融点よりも好ましくは40℃以上低いもの、最も好ましくは50℃以上低いものである。耐熱樹脂との融点差を広くとることにより熱シール性や製膜性の安定性が増す傾向にある。
【0049】尚、I層のMIは0.5〜15g/10分が一般に使用される。I層にはS層と同様に防曇剤を添加してもよく、一般にノニオン系界面活性剤の防曇剤をI層に対し0.5〜5重量%添加される。具体例としてはモノグリセリン脂肪酸エステル及び/又はジグリセリン脂肪酸エステルをI層の樹脂に1〜3重量%添加したものが挙げられる。また、I層にはミネラルオイルやポリオレフィンワックス等の可塑剤、紫外線吸収剤、ヒノキチオールやワサビ抽出物及びキトサン等の鮮度保持剤等の添加剤を添加しても良い。
【0050】以上の各層の組合せとしては3層ではS/H/S、4層ではS/H/I/S、5層ではS/I/H/I/S,S/H/I/H/S、7層ではS/I/H/I/H/I/S,S/H/I/H/I/H/S等が挙げられる。フィルムのトータルの厚みはフィルムの取り扱い性、ストレッチ性や引裂伝播強度や突刺強度等の点より一般には5μm〜30μm程度であり、好ましくは8〜15μmである。
【0051】S層、H層、I層の厚み比率は、一般にS層は1層につき0〜45%、H層は1層につき10〜100%、I層は1層につき0〜80%である。又S層の絶対厚みは、防曇性及び光学特性より1μm以上であることが好ましい。又高速包装においても十分なシール強度を発現させる為に、S層の厚みは3μm以下であり且つH層の厚みが2μm以上である場合が好ましい。
【0052】なお、フィルムのトリムロスなどのリサイクル樹脂をH層やI層に添加することが出来る。又フィルム表面には滑り性と防曇性の両立のため、フィルム全面に界面活性剤を塗布したり、フィルム全面あるいはフィルム(製品)の端より所定幅(包装機械のフィルム押えベルトに接触する部分)のみシリコーンオイルあるいはそのエマルジョンを塗布(片面につき0.3〜50mg/m3)してもよい。
【0053】次に本発明のフィルムの製造方法について述べる。本発明の延伸フィルムの製造方法は共押出Tダイ〜テンター延伸、ダイレクトインフレーション(以下、DI法と記す)、ダブルバブルインフレーション(以下、DB法と記す)等のいずれの方法でも良いが、その中で好ましい製造方法はDB法である。ここでDB法の好ましい1例について更に詳細に説明するがこれに限定されるものではない。
【0054】樹脂組成物を溶融し、サーキュラーダイにより押出し、冷媒により急冷固化しチューブ状原反としロールで折り畳んで引き取る。この際、チューブ内に防曇性や滑り性等の特性を向上させる目的で界面活性剤、シリコーンオイル等を充填してもよい。必要に応じてこの原反に電子線等のエネルギー線を照射して架橋処理を施してもよい。次に原反にエアーを注入してチューブ状にし2対の差動ニップロール間で原反の延伸開始温度を耐熱樹脂のガラス転移点〜融点の温度範囲内に調温した後、面積倍率2〜36倍にチューブラー延伸し、フィルムを冷却し2対のコンバージングロールで折り畳んだ後ニップロールで引き取り、必要に応じてロールヒートセット装置や熱風オーブン等を用いて熱処理を行い、最後にフィルムを冷却した状態で巻き取ってフィルムを得る。また、熱処理の後にコロナ放電処理等を行ってもよい。なお多層フィルムの場合は最初に各層の樹脂組成物を別々の押出機で溶融し、多層サーキュラーダイで合流積層化して押出する。
【0055】次に本発明においてDB法における好ましい温度条件を説明する。なお、以下に示す温度とは全てフィルムの表面温度である。まず、最初に溶融押出した原反を急冷固化する際は、耐熱樹脂ならびに耐熱樹脂以外の主体樹脂の結晶化ピーク温度以下の温度、通常5〜75℃まで冷却することがフィルムの光学特性および結晶性樹脂の結晶化抑制の為に好ましい。実験No.1ではEVAやVL1の結晶化ピーク温度である73℃以下の温度の30℃に積層体を急冷固化した。
【0056】次に延伸前に原反を耐熱樹脂の結晶化温度あるいは耐熱樹脂以外の主体樹脂の融解温度以上の温度、好ましくは「耐熱樹脂の融点−20℃」以下に再加熱する。通常加熱温度は90〜140℃くらいであり、この温度は延伸開始温度、すなわちバブルのネック部の温度に相当する。実験No.1では120℃に加熱し、縦方向に4.2倍、横方向に3倍に延伸した。ここで、適正配向を与えるための延伸倍率は通常面積倍率で2〜36倍である。また、延伸倍率が2倍未満であると配向不十分やフィルムの部位により配向度が異なる配向斑、あるいはフィルムの厚み斑が大きくなる傾向にあり、延伸倍率が36倍よりも大きいと配向過剰や原反シートが厚くなって、温度コントロールが困難になり、やはりフィルムの配向斑や厚み斑が大きくなる傾向にある。
【0057】次に延伸後にフィルムを少なくとも耐熱樹脂以外の主体樹脂の結晶化温度以下すなわち通常、75℃以下、好ましくは50℃以下、さらに好ましくは30℃以下に冷却して延伸を終了させ引き取る。実験No.1では延伸終了点で40℃に冷却した後に折り畳んで引き取った。その後熱処理を行う場合には熱処理温度を「室温+10℃」〜S層の主体樹脂の結晶化温度の範囲とするのが好ましい。「室温+10℃」以下の温度では熱処理の目的である配向緩和や寸法安定性の付与が出来ず、又S層の主体樹脂の結晶化温度以下で行わないとフィルムは融着する恐れがある。熱風オーブン等で緩和熱処理を行う場合には熱処理温度を45〜75℃程度にして緩和率を縦方向及び横方向にそれぞれ−10〜30%とするのが一般的である。
【0058】最後にフィルムを巻き取る際の温度はS層の主体樹脂の結晶化温度以下、すなわち通常、45℃以下であり、好ましくは35℃以下、さらに好ましくは30℃以下である。ここで45℃というのは巻取り時にフィルム同士がブロッキングしたり、縦方向に伸びてしまったりするのを防ぐためである。実験No.1では25℃に冷却して巻き取った。このような温度設定、特に原反の再加熱温度と延伸温度を上述のように設定すると、容易に本発明の所望の物性を達成できる上、安定して製膜ができ、得られたフィルムの横方向・縦方向の偏肉も少ない物が得られる利点がある。
【0059】ここで、後述する評価方法における「製膜性の結果」はフィルムの配向性とよく一致した。すなわち、延伸製膜時の延伸バブルの安定性は、Xchは3.0%以上でMFRは120g/10分以下である必要があり、一般にはXchは4.0%以上、Xcは1%以上でMFRが100g/10分以下、好ましくはXchは5.0%以上、Xcは1.5%以上でMFRが80g/10分以下である。最も好ましくはXchは7%以上、Xcは2.0%以上でMFRが70g/10分以下である。
【0060】なお、DB法とDI法を比較すると本発明においてDB法の方がDI法に比べ優れる点が幾つか挙げられる。先ずダイより樹脂を溶融したままの状態でバブルを形成するDI法に比べDB法では溶融押出したチューブ状原反を急冷固化しなおかつ低温雰囲気で延伸するため、ダイより樹脂を溶融したままの状態でバブルを形成するDI法よりもメルトテンションが小さい樹脂を用いることができメリットがある。
【0061】また、DI法に比べフィルムに配向がかかるためにDI法よりも厚み斑の少ないフィルムを安定的に生産することができ、また、DI法では困難である10μm以下の極薄フィルムも安定的に得ることができる。更に一般に融点150℃以上のPP系樹脂は空冷式DI法では透明フィルムを得るのは困難で、水冷式DI法では横倍率を広く取れない傾向にある。ここで前述したHPPあるいはRPPのアイソタクティックペンタッド分率(fmmmm)を10〜90モル%であるものは空冷式DI法でも比較的透明なフィルムを得るのが可能であるが、この場合でもフィルム全体のMFRが約15g/10分以下でないとフィルムのメルトテンションが不足し、DI法は困難となる。
【0062】以上のようにDB法はDI法に比べ樹脂の選択が広くとれ、樹脂の結晶化度や分子量や延伸温度や冷却条件を変えることによりフィルムの配向度を変え、結果としてフィルムの物性を容易に調節することができる点で好ましい。本発明に用いた測定方法及び評価方法は次の通りである。先ずフィルム物性の測定法について示す。
【0063】(1)XchここでいうXchとはフィルムのうち、耐熱層の融解熱量のうちの耐熱樹脂に由来する融解熱量(以下、ΔHhと記す)より算出される、耐熱層における耐熱樹脂由来の結晶化度である。融解熱量の測定は示差走査熱量計(DSC)としてパーキンエルマー社製DSC−7を使用しJIS−K7121に準拠した。詳細には測定用試料を約10mgDSC装置にセットして−10℃で1分保持した後、昇温速度を10℃/分で185℃まで昇温し、1分保持し、降温速度を10℃/分で−10℃まで降温し、1分保持し、再度、昇温速度を10℃/分で185℃まで昇温した際の2回目の昇温時の融解プロファイルより融解熱量を求める。
【0064】耐熱樹脂単独での融解プロファイルより得られる融解熱量がΔHp(J/g)であり、耐熱層の内の耐熱樹脂の重量分率をwh(wt%)とするとΔHh=ΔHp・wh/100ここで耐熱樹脂の理論結晶融解熱量をH(J/g)として次式よりXcを求めた。
Xch(%)=100・ΔHh/H樹脂の理論結晶融解熱量については“化学便覧応用編 改定2版”,p836−841,丸善株式会社(1973)を参考にした。なお、代表的樹脂の理論融解熱量については、ポリプロピレン樹脂=219.9J/g、ポリエチレン樹脂=289.6J/gであり、各ランダム共重合体の場合は共重合体中の最も多いモノマー単位の樹脂の理論融解熱量を用いて計算し、ブロック共重合体については各結晶成分のうち最高融点成分の樹脂の理論融解熱量を用いて計算した。また、融点は2回目の昇温時の融解プロファイルの最も高温に現れる融解ピーク温度とした。
【0065】(2)XcここでいうXcとはフィルム全体の融解熱量のうちの耐熱樹脂に由来する融解熱量(以下、ΔHと記す)より算出される、フィルム全体における耐熱樹脂由来の結晶化度である。Xchと同様にして、耐熱樹脂のフィルム全体に占める重量分率をw(wt%)とするとΔH=ΔHp・w/100Xchと同様にして次式よりXcを求めた。
Xc(%)=100・ΔH/H【0066】(3)引裂伝播強度JIS−K−7128に準じて、東洋精機社製軽荷重引裂強度試験機を用いて、フィルムの縦方向と横方向各々について測定し、これを引裂伝播強度(g)とした。なお通常引裂強度は目盛が20〜60の範囲になる様な測定レンジで測定するが、本発明においては引き裂く速度を一緒にする為に引裂伝播強度が80g以下を示す領域では測定レンジは100gにした。また80〜180gの領域では測定レンジは200gとした。表中には引裂伝播強度を単に引裂強度と記し、(縦方向の引裂伝播強度)/(横方向の引裂伝播強度)で表した。
【0067】次に製膜時における評価項目について説明する。
(4)延伸開始温度延伸ゾーンに温度勾配がある場合、延伸開始点での原反表面温度を延伸開始温度とする。本発明の実施例においては延伸ゾーンにおけるバブルのネック部(横方向の延伸開始点)のフィルム表面温度を赤外放射非接触式温度計にて計測し、これを延伸開始温度(℃)とした。なお放射率は0.90とした。
【0068】(5)製膜性・評価方法評価は、空気を注入してバブルを形成する時に片膨れ等が発生せずに容易にバブルを形成出来、形成したバブルの首が揺れずに安定しているかを目視評価した。
・評価基準 評価尺度 記号 備考 バブルは非常に安定。 ◎ 安定製膜が可能で特に好ましい 首が多少揺れる。 ○ 通常生産が行われるレベル バブルは不安定。 △ ぎりぎり製膜ができるレベル バブルの形成が困難 ×次に包装適性の測定法について示す。
【0069】(6)耐ちぎれ性・評価方法包装機械としてイシダ社製Wmini−zero1を用い、フィルム幅400mmのフィルムを用いて200gの粘土を載せた中央化学社製の発泡トレー(SK−20F:195×155×37(mm)を100個包装した時、ちぎれたフィルム片を集め、その重さ(g,有効数字2桁)を測った。包装条件はポリオレフィンフィルム使用で張り調整:前3,後1,左右7とし、長さは5とした。
・評価基準 評価尺度 記号 備考重さ=0.0 ◎ 特に好ましいもの0.0<重さ≦1.0 ○ 実用上問題無いレベル1.0<重さ≦2.0 △ 破れが気になるが継続使用が可能な レベル2.0<重さ × 商品としての価値無し【0070】(7)カット性・評価方法フジキカイ社製A−18X自動包装機にて300mm、330mm、350mm、380mm、400mm、430mm、450mm、480mm、500mmのフィルム幅のフィルムをそれぞれ繰り出して、2山の標準カット刃でカット刃のホルダーからカット刃先端までの距離(刃先長)を14mmとして、カットできた最大幅W(mm)を測定した。
・評価基準 評価尺度 記号 備考450≦W ◎ カット性に優れる 350≦W<450 ○ 以上合格レベル300≦W<350 △ 最低許容レベル W<300 × 商品価値無し【0071】(8)熱シール性・評価方法PP製のトレーにそれぞれ30g、150g及び300gの粘土を載せて、これをフィルムで包んだ。この場合、トレーの底ではフィルムが1枚の部分、2重に重なる部分、3枚に重なる部分、5枚に重なる部分ができる様に包んだ。60℃から10℃刻みの温度に設定しておいた熱板にトレーの底の部分を1秒及び2秒の時間接触させた後、ヒートシールの状態を観察した。5枚重なる部分でも完全にシールされており、また、1枚の部分でも穴が開かないものを合格とした。上述の測定条件を組み合わせると42条件となり、このうち合格した条件の割合を合格率(%)とした。
・評価基準 評価尺度 記号 備考 合格率≧70% ◎ 熱シール性に優れる 70%>合格率≧55% ○ 以上合格レベル 55%>合格率≧40% △ 実用上最低許容レベル 40%>合格率 × 商品価値無し次に包装後の実用適性の測定方法について述べる。
【0072】(9)透明性・評価方法ASTM D1003に準拠してフィルムのHAZE(%)を測定した。
・評価基準 評価尺度 記号 備考 HAZE≦1.2 ◎ 透明性に優れる 1.2<HAZE≦2.5 ○ 通常使用されるレベル 2.5<HAZE≦4.0 △ フィルムの白さが気になるレベル 4.0<HAZE × 実用上不適 【0073】
【発明の実施の形態】以下、実施例及び比較例を用いて本発明を具体的に説明する。まず、本実施例及び比較例で用いた樹脂を以下に示す。なお耐熱樹脂として使用したプロピレン系樹脂については表1にまとめて記す。
・PB:ブテン−1・エチレン共重合体[MI=4.0g/10分、融点98℃(三井化学社製タフマーBL3450)]
・EVA1:エチレン・酢酸ビニル共重合体[酢酸ビニル含量=15重量%、MI=6g/10分、融点92℃、結晶化温度73℃]に防曇剤としてジグリセリンラウレート(理研ビタミン社製リケマールL71D)とモノグリセリンオレート(理研ビタミン社製リケマールOL100)を1:2の組成比で混合したものを2重量%添加したもの。
【0074】・EVA2:EVA1のMIを15g/10分としたものに防曇剤としてジグリセリンラウレート(理研ビタミン社製リケマールL71D)とモノグリセリンオレート(理研ビタミン社製リケマールOL100)を1:2の組成比で混合したものを2重量%添加したもの。
・VL1:エチレン・オクテン−1共重合体[オクテン−1含量:12重量%,密度0.902g/cm3、MI=3.3g/10分、融点=99℃(ダウケミカル社製PL1850)]に防曇剤としてジグリセリンラウレート(理研ビタミン社製リケマールL71D)とモノグリセリンオレート(理研ビタミン社製リケマールOL100)を1:2の組成比で混合したものを1.6重量%添加したもの。
【0075】・VL2:エチレン・オクテン−1共重合体[オクテン−1含量:24重量%,密度0.87g/cm3、MI=1.0g/10分、融点=61℃、結晶化温度42℃(ダウケミカル社製EG8100)]防曇剤としてジグリセリンラウレート(理研ビタミン社製リケマールL71D)とモノグリセリンオレート(理研ビタミン社製リケマールOL100)を1:2の組成比で混合したものを1.6重量%添加したもの。
・HD:高密度ポリエチレン[密度0.962g/cm3、MI=22.0g/10分、融点=133℃、(旭化成工業社製サンテックHD J310)]
【0076】
【実施例1】S層(第1層および第5層)としてEVA1を、H層(第3層)としてTPO1を40重量%とPBを60重量%をブレンドしたものを、I層(第2層および第4層)としてはVL1を、S/I/H/I/S(厚み比=10%/25%/30%/25%/10%)の5層構造にサーキュラー多層ダイ(リップ径:200mm、リップの開度1mm)よりチューブ状に押出した(押出量15Kg/時間)。押出した積層体を20℃の冷水で冷却(フィルム表面温度30℃)して折込み、厚さ140μmの原反を得た。この時、チューブ内に35℃のオレイン酸ナトリウムの8%水溶液を充填することによりチューブ状積層体の内表面に塗布した。オレイン酸ナトリウムは製品ロールにした状態で塗布しなかった面にも転写される。このときのオレイン酸ナトリウムの塗布量はフィルム全重量に対し0.005重量%であった。次いで折り畳んだ原反を延伸機に送り原反内部に空気を注入して、延伸開始点の原反表面温度を120℃に加熱して、縦方向(TUR)に4.2倍、横方向(BUR)に3.0倍にチューブラー延伸し、20℃のエアーで冷却しながらロール式デフレーターで折込み、デフレーターのメインピンチロールに対する速度比が0.99の引取ロールで巻き取った。延伸終了点のフィルム表面温度は40℃、引取ロールで巻き取った際のフィルム表面温度は25℃であった。またフィルム厚みは11μmであった。得られたフィルムについて、本文記載の測定法または評価法により各物性測定および評価を行った。
【0077】
【比較例1】次に実験No.1におけるTPO1をTPO2に替え、従来のフィルムに相当する比較例1実験No.2を実験No.1と同様にして製膜して評価を行った。以上の実施例1実験No.1と比較例1実験No.2のフィルムの評価結果を表3に示す。本発明のフィルム(実施例1の実験No.1)で包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が0gであった。またカット面も綺麗であった。
【0078】これに対し従来のフィルム(比較例1の実験No.2)は同様な包装作業を行うと、4gの屑が発生した。また包装中に機械が停止することも5回発生した。さらにフィルム破れによりリパックする必要性の生じた被包装物も15個発生した。表3から耐熱樹脂のMFRを従来よりも大きくした本発明は従来技術に対してストレッチ性に優れていることが分かる。
【0079】
【実施例2,比較例2】実験No.3、実験No.4(以上実施例)及び実験No.5、実験No.6(以上比較例)として、実験No.1のH層の層構成及び樹脂構成を表4に示すように替えた他は実験No.1と同じ実験を繰り返した。以上の実験No.3〜実験No.6のフィルムの評価結果を表5に示す。
実施例の実験No.3このフィルムで包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が1g以下であった。またカット面も綺麗であった。
【0080】また、実施例の実験No.4のフィルムで包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が0gであった。但し、製膜安定性とカット性はあまり良くなく、許容できる下限であった。これに対し比較例の実験No.5は同様な包装作業を行うと、3gの屑が発生した。また包装中に機械が停止することも4回発生した。さらにフィルム破れによりリパックする必要性の生じた被包装物も15個発生した。
【0081】また、比較例の実験No.6は樹脂の配向張力が不足し、延伸フィルムを得るのが困難であった。以上のことから耐熱樹脂のMFRが15〜120g/10分であることが必要であることが分かる。
【0082】
【実施例3,比較例3】実験No.7〜実験No.10(以上実施例)及び実験No.11、実験No.12(以上比較例)として、実験No.1のH層の層構成、樹脂構成及び延伸開始温度を表6に示すように替えた他は実験No.1と同じ実験を繰り返した。以上の実験No.7〜実験No.12のフィルムの評価結果を表7に示す。実験No.10のフィルムで包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が0であった。但し、製膜安定性とカット性はあまり良くなく、特に製膜安定性は許容できる下限であった。
【0083】更に比較対照フィルム(比較例3の実験No.12)は比較例2の実験No.6と同様に樹脂の配向張力が不足し、延伸フィルムを得るのが困難であった。一方、実施例3の実験No.7のフィルムで包装を行った場合には100パック包装しても屑の発生量が1g以下であった。またカット面も綺麗であった。更に比較例3の実験No.11は比較例1の実験No.2と同様に、3gの屑が発生した。また包装中に機械が停止することも4回発生した。さらにフィルム破れによりリパックする必要性の生じた被包装物も15個発生した。以上のことから耐熱層内の耐熱樹脂に由来する結晶化度のXchは3〜50%であることが必要であることが分かる。
【0084】
【実施例4】実験No.13〜実験No.15として実験No.1のH層の樹脂構成と延伸開始温度を表8に示すように替えた他は実験No.1と同じ実験を繰り返した。以上の実験No.13〜実験No.15のフィルムの評価結果を表9にまとめて示す。
【0085】実験No.13〜実験No.15はほぼXchを等しく揃えたものであるが、プロピレン単独重合体の沸騰n−ヘプタン抽出量が多く、fmmmmが小さくなるにつれ引裂伝播強度が強くなっているのがわかり、屑の量もそれにつれ少なくなっている。特に実験No.15はMFRが30g/10分と、実験No.13および実験No.14が約60g/10分に比べ小さくなっているにも関わらず、実験No.15の引裂伝播強度は大きく、屑発生量は0gと優秀であった。更に、沸騰n−ヘプタン抽出量が8.5重量%でfmmmm=91モル%である実験No.13はPBとの相溶性がやや劣るため透明性が△であった。
【0086】
【実施例5】実験No.16〜実験No.18として実験No.1の表10に示すH層の樹脂構成にして全ての押出機に同一の樹脂を入れ、H層のみの単層フィルムとした他は実験No.1と同じ実験を繰り返した。以上の実験No.16〜実験No.18のフィルムの評価結果を表11にまとめて示す。
【0087】単層フィルムである実験No.16〜実験No.18はH層を内層にした多層フィルムに比べ、熱シール性と透明性において劣ったものとなる。特にプロピレンブロック重合体を使用した実験No.16はEPRが可視光波長領域で分散しているために透明性がかなり劣ったものであった。さらにこれらのものは耐油性があまり無い。さらに製膜時には防曇剤のような滑性効果を持つ添加剤を入れないとフィルムのブロッキングが激しくなり(特にプロピレンブロック重合体を使用した実験No.16)製膜が困難となった。ブロッキングをしない状態でのフィルムの熱シール性は低融点樹脂を主体とする層が無いときよりも熱シール良好温度範囲が狭くなる。
【0088】
【実施例6】実験No.19〜実験No.22として、実験No.1のH層の層構成、樹脂構成及び延伸温度を表12に示すように替えた他は実験No.1と同じ実験を繰り返した。以上の実験No.19〜実験No.22のフィルムの評価結果を表13にまとめて示す。実験No.19はアイソタクティックペンタッド分率の異なるプロピレン系樹脂のブレンドを耐熱樹脂としたものである。実験No.20はプロピレン−ランダム共重合体で沸騰n−ヘプタン抽出量がTPO8並に多く、融点も比較的高いものを耐熱樹脂とし、Xchも揃えたものである。しかし、これは同等のプロピレン単独重合体に比べやや製膜性とカット性に劣るものとなった。実験No.21はエチレン系共重合体として高密度ポリエチレンを耐熱樹脂としたものである。これは熱シール性がプロピレン系樹脂を耐熱樹脂にした物に比べ熱シール性が劣る。また、ポリブテン−1系樹脂との相溶性も劣り透明性がやや劣り、屑も若干発生した。実験No.22は耐熱樹脂とブレンドする低融点樹脂をポリブテン−1系樹脂から超低密度エチレン系エラストマーに変更したものである。これは透明性がやや悪化し、屑も若干多く発生したが、押込回復性は優れていた。
【0089】
【実施例7】次にリサイクル樹脂を全層あたり20重量%H層に添加したことを想定して実験No.23〜実験No.27を表14に示す層構成、樹脂構成、延伸温度に替えた他は実験No.1と同じ実験を繰り返した。一方リサイクル樹脂を全層あたり20重量%I層に添加したことを想定して実験No.28を表15に示す層構成、樹脂構成、延伸温度に替えた他は実験No.1と同じ実験を繰り返した。さらにリサイクル樹脂を全層あたり20重量%H層に添加し、I層にも5重量%添加した実験No.29を表15に示す層構成、樹脂構成、延伸温度に替えた他は実験No.1と同じ実験を繰り返した。以上の実験No.23〜実験No.29のフィルムの評価結果を表16にまとめて示す。
【0090】リサイクル樹脂をH層やI層に添加しても透明性が若干悪化するが、本発明の目的にかなうことが分かる。但しI層に添加した場合、引裂伝播強度がH層添加の場合よりも低下し、それに伴い、屑が若干発生する。また透明性においてもH層添加の時よりもI層に添加した方が悪化する。透明性不良の原因はフィルム表面の微細な荒れであった。耐熱樹脂のポリプロピレン系樹脂に対し、ポリエチレン系樹脂は一般に相溶性が不良で、それに伴い、H層あるいはI層の層界面に微少の凹凸が生じ、それがS層によるマスキング効果をもってしても表面にその凹凸が反映された結果と考えられ、その観点より、リサイクル樹脂は最内層に添加する方が良い。
【0091】I層にリサイクル樹脂を添加した実験No.28において引裂伝播強度が下がっているという事実は、I層に使用した、エチレン・オクテン−1共重合体が引裂伝播強度の向上に影響を与えていることを示唆するものである。但し、I層へのリサイクル樹脂の5%のみ添加した実験No.29においては実験No.23に比べて引裂伝播強度および透明性の低下は若干のものにとどまった。追記することとして、実験No.23と実験No.24を比較するとTPO5よりもTPO8の方が、沸騰n−ヘプタン抽出量が多く、fmmmmも低いため他樹脂との相溶性が優れることより、リサイクルした時の透明性悪化が低く抑えられていることが分かる。
【0092】また、H層に加えI層にもVL2を添加した実験No.25は実験No.23よりも更に若干押込回復性が向上した。S層をEVA2とし、EVAのMIを大きくした実験No.26は同一製膜条件においては実験No.23に比べ更に引裂伝播強度が上昇したが、その引裂伝播強度が大きすぎることによりややカット性が劣るようになった。また製膜性もわずかに不安定になり。作成したフィルムも腰が低下しストレッチ時に更に引張をかけないと包装体のフィルムに皺が残りやすくなる傾向になった。S層をVL2に替えた実験No.27は同一製膜条件においては実験No.23に比べ更に引裂伝播強度が上昇したが、その引裂伝播強度が大きすぎることによりややカット性が劣るようになった。また、防曇性も若干悪化した。
【0093】
【表1】

【0094】
【表2】

【0095】
【表3】

【0096】
【表4】

【0097】
【表5】

【0098】
【表6】

【0099】
【表7】

【0100】
【表8】

【0101】
【表9】

【0102】
【表10】

【0103】
【表11】

【0104】
【表12】

【0105】
【表13】

【0106】
【表14】

【0107】
【表15】

【0108】
【表16】

【0109】
【発明の効果】本発明は上述の構成を持つことにより、従来のフィルムの特徴である熱シール性やストレッチ性を維持または更に向上した状態で、フィルムのカット性やフィルムストレッチ時の耐破れ性の向上すなわちフィルムのちぎれ屑の発生抑制に優れた、特に包装機械によるストレッチ包装性に優れるフィルムを得ることが出来る。尚、本発明のフィルムは包装機械によるストレッチ包装用途に限定されるものではなく、ハンド包装にも好適に利用し得るフィルムである。




 

 


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