JP2006187939A - 二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】プロピレン系重合体(D)から得られる二軸延伸ポリプロピレンフィルム基材層の少なくとも片面に、DSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が70〜100℃及び融解開始温度(Ts)と融解終了温度(Te)との差(Te−Ts)が70℃未満のプロピレン・α―オレフィンランダム共重合体(A)とDSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が105〜150℃のプロピレン・α―オレフィンランダム共重合体(B)とから得られるプロピレン共重合体組成物(C)からなる熱融着層が積層されてなることを特徴とする二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムに関する。
【選択図】なし
Description
本発明に係わるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)は、DSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が70〜100℃及び融解開始温度(Ts)と融解終了温度(Te)との差(Te−Ts)が70℃未満のプロピレンとα−オレフィンのランダム共重合体である。このプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体は、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン、1−オクテン等の炭素数が2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)との共重合体が好適であり、中でもプロピレン・1−ブテンランダム共重合体が最も好適である。α−オレフィン含有量は、ピーク温度(Tp)が上記範囲にある限り、とくに限定はされないが、通常10〜50重量%の範囲にある。又、MFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルム形成能がある限りとくに限定はされないが、通常0.5〜20g/10分、好ましくは2〜10g/10分の範囲にある。このプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)は、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの低温ヒートシール性の改良効果がある。
本発明に係わるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)は、後述のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)とともに二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの熱融着層の原料となる。
シングルサイト触媒は、活性点が均一(シングルサイト)である触媒であり、例えばメタロセン触媒(いわゆるカミンスキー触媒)、幾何拘束触媒やブルックハート触媒などがあげられる。例えばメタロセン触媒は、メタロセン系遷移金属化合物と、有機アルミニウム化合物および上記メタロセン系遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物からなる群から選ばれる少なくとも一種の化合物とからなる触媒であり、無機物に担持されていてもよい。
前記メタロセン系遷移金属化合物としては、例えば特開平5−209014号公報、特開平6−100579号公報、特開平1−301704号公報、特開平3−193796号公報、特開平5−148284号公報、特開2000−20431号公報等に記載された化合物などがあげられる。
有機アルミニウム化合物としては、アルキルアルミニウム、または鎖状あるいは環状アルミノキサン等があげられる。上記鎖状あるいは環状アルミノキサンは、アルキルアルミニウムと水とを接触させることにより生成される。例えば重合時にアルキルアルミニウムを加えておいて、後で水を添加するか、あるいは錯塩の結晶水または有機、無機化合物の吸着水とアルキルアルミニウムとを反応させることにより得られる。
前記メタロセン系遷移金属化合物と反応してイオン対を形成する化合物は、例えば特開平1−501950号公報、特開平3−207704号公報、特開2002−20431号公報等に記載された化合物などがあげられる。シングルサイト触媒を担持させる前記無機物としては、シリカゲル、ゼオライト、珪藻土等があげられる。
重合方法としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、気相重合等があげられる。これらの重合はバッチ法であっても連続法であっても良い。重合条件は通常、重合温度;−100〜+250℃、重合時間;5分〜10時間、反応圧力;常圧〜300Kg/cm2(ゲージ圧)である。
本発明におけるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)は、DSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が105〜150℃、好ましくは110〜140℃である。プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)のα―オレフィンの含有量は上記熱融解特性を有する限りとくに制限はされないが、通常はα―オレフィンの含有量は1.0〜20重量%、より好ましくは1.5〜15重量%の範囲にある。α―オレフィン(プロピレン以外)としては、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル・1−ペンテン、1−オクテン等が例示できる。これらの中では、エチレン及び/又は1−ブテンが好ましい。又、MFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルム形成能がある限りとくに限定はされないが、通常0.5〜20g/10分、好ましくは2〜10g/10分の範囲にある。
本発明に係わるプロピレン・α―オレフィンランダム共重合体(B)は、前述のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)とともに二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの熱融着層の原料となる。
また、本発明に係わるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)は、シングルサイト触媒を用いて製造することもでき、本発明の好適な態様の1つである。シングルサイト触媒としては、上記のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)の製造に用いられる触媒を同様に用いることができる。このようなプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)としてプロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・1−ブテン・エチレン3元ランダム共重合体がある。
本発明に係わるプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)の上記ピーク温度(Tp)は、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)と同様の方法で測定した。
本発明に係るプロピレン系重合体(D)は、一般にポリプロピレンの名称で製造・販売されているプロピレンを主体とした重合体で、通常、密度が0.890〜0.930g/cm3、MFR(ASTM D1238 荷重2160g、温度230℃)が0.5〜60g/10分、好ましくは0.5〜10g/10分、とくに好ましくは1〜5g/10分のプロピレンの単独重合体若しくはプロピレンと他の少量例えば、1重量%以下のα−オレフィン、例えばエチレン、ブテン、ヘキセン−1等との共重合体、あるいは単独重合体と共重合体との組成物である。これらの中でも、二軸延伸ポリプロピレンフィルム基材層として、プロピレンの単独重合体、若しくは1重量%以下のランダム共重合体でアイソタクテシティの高い重合体若しくはそれらの組成物が得られる二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの透明性、剛性が優れるとともに、又、表面層に用いた場合はその耐傷性に優れるので好ましい。
本発明に係わるプロピレン共重合体組成物(C)は、前記プロピレン・α―オレフィンランダム共重合体(A)とプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)を含む組成物である。プロピレン共重合体組成物(C)は、プロピレン・α―オレフィンランダム共重合体(A)が好ましくは60〜10重量%、とくに好ましくは50〜20重量%の範囲、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)が好ましくは40〜90重量%、とくに好ましくは50〜80重量%の範囲にあることが望ましい。
プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)が10重量%未満では、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの低温ヒートシール強度が改良されない虞があり、一方、60重量%を超えると得られる二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの耐ブロッキング性、滑性が劣る虞があり、又、二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム製造時に、二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムがロールに付着し成形が困難となる(成形性が劣る)場合がある。
本発明に係わるプロピレン共重合体組成物(C)は熱融着層を構成する成分としてプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)を用いることにより、低温ヒートシール性に優れ、且つ耐ブロッキング性に優れた二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムが得られる。
中でも、ブロッキング防止剤をプロピレン共重合体組成物(C)に対して0.01〜3.0重量%、好ましくは0.05〜1.0重量%を添加しておくと、透明性に優れ、且つ耐ブロッキング性が更に改良された二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムとすることができる。ブロッキング防止剤の量が0.01重量%未満では、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムのブロッキング防止効果が充分でなく、一方、3.0重量%を越えると、得られる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの透明性が劣る傾向にある。かかるブロッキング防止剤としては、種々公知のもの、例えば、シリカ、タルク、雲母、ゼオライトや更には金属アルコキシドを焼成して得た金属酸化物等の無機化合物粒子、ポリメタクリル酸メチル、メラミンホルマリン樹脂、メラミン尿素樹脂、ポリエステル樹脂等の有機化合物粒子等を用い得る。これらの中でも、シリカ、ポリメタクリル酸メチルが耐ブロッキング性、透明性の面からとくに好ましい。
(イ)シングルサイト触媒を用いて重合されたプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)とシングルサイト触媒で重合されたプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)を含むプロピレン共重合体組成物(C)
(ロ)シングルサイト触媒を用いて重合されたプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)とそれ以外の触媒、例えば、チタン成分を含む触媒成分とする担体付触媒を用いて重合されたプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)を含むプロピレン共重合体組成物(C)
(ハ)上記(イ)または(ロ)にさらにブロッキング防止剤を0.01〜3.0重量%を含有する組成物(C)
本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、二軸延伸された前記プロピレン系重合体(D)から得られる基材層の少なくとも片面に前記プロピレン共重合体組成物(C)からなる熱融着層が積層されてなる。又、本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは、二軸延伸された前記プロピレン系重合体(D)から得られる基材層の片面に前記プロピレン共重合体組成物(C)からなる熱融着層が、他の片面にプロピレン系重合体(D)からなる層(被覆層)が積層されてなる二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムであり、好ましくは熱融着層である前記プロピレン共重合体組成物(C)及び/又は被覆層である前記プロピレン系重合体(D)に夫々ブロッキング防止剤を含んでなる二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムである。
かかる構成を有する二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの厚さは用途により種々決められるものであり、とくに限定はされないが、通常、前記プロピレン系重合体(D)か得られる二軸延伸ポリプロピレンフィルム基材層が5〜100μm、好ましくは10〜50μmの範囲、プロピレン共重合体組成物(C)からなる熱融着層が0.5〜15μm、好ましくは1〜10μm及びプロピレン系重合体(D)層からなる被覆層が0.5〜15μm、好ましくは1〜10μmの範囲にある。
本発明の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムは必要に応じて片面(基材層の非熱融着層面あるいは被覆層面)あるいは両面をコロナ処理、火炎処理等の表面処理をしてもよい。
(評価方法)
1)ヒートシール強度(N/15mm)
二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの熱融着層面を重ね合わし、ヒートシールテスター(東洋精機社製)の幅5mmのシールバーを用い、表記載の温度で圧力;0.1MPa、1秒間の条件でヒートシールした後、室温下で放冷した。これを15mm幅に切り出し引張り試験機(東洋精機社製)を用い、引張速度;300mm/分でヒートシール部の剥離強度を測定しヒートシール強度とした。
2)密封性
二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの熱融着層面を内側にして、合掌貼りの状態で封筒状にシールをし、一方の端を袋状の底の部分に市販の三菱瓦斯化学社製のエージレスチェッカー液(赤)を入れて、シール部分にエージレスチェッカー液が浸透する状態を観察し、シール部分に浸透しないものを○、シール部分の途中まで浸透するものを△、シール部分の端まで浸透するものを×とした。
3)ブロッキング力(N/20mm)
二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムを20mm×100mm幅の短冊状の試験片を切り出し、熱融着層面を重ね合わせ、中央付近で250g/cm2の加重をかけ、55℃のオーブン中で24時間放置後、試験片を引張り試験機(東洋精機社製)を用い引張速度;300mm/分で剪断剥離強度を測定しブロッキング力とした。
<基材層>
プロピレン単独重合体(D−1:Tp:162℃、MFR;2.0g/10分)に耐熱安定剤としてテトラキス[メチレン−3−(3‘、5’―ジ−t―ブチル−4‘ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(日本チバガイキー社製品 製品名イルガノックス1010)1000ppm及びステアリン酸カルシウム(日本油脂製)1000ppm、帯電防止剤としてアミン系帯電防止剤およびベタイン系帯電防止剤の混合物5000ppmを加えたプロピレン系重合体組成物を用意した。
<熱融着層>
熱融着層を構成するプロピレン共重合体組成物として、下記のプロピレン・1−ブテンランダム共重合体(A−1):20重量%およびプロピレン・1−ブテン・エチレン3元ランダム共重合体(B−1):80重量%からなるプロピレン共重合体組成物を用意した。
(A)プロピレン・α―オレフィンランダム共重合体
(A−1)プロピレン・1−ブテンランダム共重合体:Ts:36.2℃、Tp:79.0℃、Te:85.8℃、Te−Ts:49.6℃、MFR:7.0g/10分(230℃)
(B)プロピレン・α―オレフィンランダム共重合体
(B−1)プロピレン・1−ブテン・エチレン3元ランダム共重合体:エチレン含有量:2.2重量%、1−ブテン含有量:1.6重量%、Tp:139.4℃、Mw/Mn:3.9、MFR:7g/10分(230℃)
このプロピレン共重合体組成物に、下記の配合剤を配合して熱融着層用のプロピレン共重合体組成物を用意した。
・ブロッキング防止剤:ポリメチルメタクリレート粒子;0.10重量%
・耐熱安定剤:テトラキス[メチレン−3−(3‘、5’―ジ−t―ブチル−4‘ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(日本チバガイキー社製 商品名イルガノックス1010);1000ppm
・ステアリン酸カルシウム(日本油脂製);1000ppm
<被覆層>
被覆層を構成するプロピレン系重合体組成物として、下記の組成からなる組成物を準備した。
(D−2)プロピレン単独重合体;Tp:162℃、MFR:2.4g/10分(230℃)
・アンチブロッキング剤:ポリメチルメタクリレート粒子;0.10重量%
・耐熱安定剤:テトラキス[メチレン−3−(3‘、5’―ジ−t―ブチル−4‘ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタン(日本チバガイキー社製 商品名 イルガノックス1010);1000ppm
・ステアリン酸カルシウム(日本油脂製);1000ppm
<二軸延伸多層フィルムの製造>
前記の熱融着層用のプロピレン共重合体組成物、基材層用のプロピレン系重合体組成物および被覆層を構成するプロピレン系重合体組成物をこの順に押出量比(1/10/1)になるよう各々スクリュー押出機を用いて溶融押出しマルチマニホールドタイプT−ダイを用いて押出し、冷却ロール上にて急冷し厚さ約1.5mmの多層シートを得た。この多層シートを120℃で加熱しフィルムの流れ方向(縦方向)に5倍延伸した。この5倍延伸したシートを160℃で加熱し流れ方向に対して直交する方向(横方向)に10倍延伸して、基材層の厚さ:25μm、熱融着層の厚さ:2.5μm及び被覆層の厚さ:2.5μm(合計厚さ:30μm)の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムを得た。二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの被覆層には、コロナ処理を施した。かかる二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムの物性等を前記記載の方法で測定した。
評価結果を表1に示す。
実施例1の熱融着層に用いたプロピレン・1−ブテンランダム共重合体(A−1)に代えて、下記のプロピレン・1−ブテンランダム共重合体(A−2)を用いる以外は実施例1と同様に行い二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を表1に示す。
(A−2)プロピレン・1−ブテンランダム共重合体;Ts:47.0℃、Tp:86.9℃、Te:98.2℃、Te−Ts:57.2℃、MFR:7g/10分(230℃)
実施例1の熱融着層に用いたプロピレン・1−ブテン・エチレン3元ランダム共重合体(B−1)に代えて、下記のプロピレン・エチレンランダム共重合体(B−2)を用いる以外は実施例1と同様に行い二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を表1に示す。
(B−2)プロピレン・エチレンランダム共重合体;エチレン含量:3.1重量%、Tp:126.6℃、Mw/Mn:2.7、MFR:7g/10分(230℃)
実施例2の熱融着層に用いたプロピレン・1−ブテン・エチレン3元ランダム共重合体(B−1)に代えて、実施例3で用いたプロピレン・エチレンランダム共重合体(B−2)を用いる以外は実施例2と同様に行い二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を表1に示す。
実施例1の熱融着層に用いたプロピレン・1−ブテンランダム共重合体(A−1)に代えて、プロピレン・1−ブテンランダム共重合体(E)を用いる以外は実施例1と同様に行い二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を表1に示す。
(E)プロピレン・1−ブテンランダム共重合体;Ts:48.5℃、Tp:110.6℃、Te:145.9℃、Te−Ts:97.4℃、MFR:6g/10分(230℃)
実施例3の熱融着層に用いたプロピレン・1−ブテンランダム共重合体(A−1)に代えて、比較例1に用いたプロピレン・1−ブテンランダム共重合体(E)を用いる以外は実施例3と同様に行い二軸延伸多層ポリプロピレンフィルムを得た。
評価結果を表1に示す。
Claims (9)
- プロピレン系重合体(D)から得られる二軸延伸ポリプロピレンフィルム基材層の少なくとも片面に、DSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が70〜100℃及び融解開始温度(Ts)と融解終了温度(Te)との差(Te−Ts)が70℃未満のプロピレン・α―オレフィンランダム共重合体(A)及びDSCに基づく結晶融解曲線から求められたピーク温度(Tp)が105〜150℃のプロピレン・α―オレフィンランダム共重合体(B)を含むプロピレン共重合体組成物(C)からなる熱融着層が積層されてなることを特徴とする二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- プロピレン共重合体組成物(C)が、プロピレン・α―オレフィンランダム共重合体(A)を60〜10重量%及びプロピレン・α―オレフィンランダム共重合体(B)を40〜90重量%を含むことを特徴とする請求項1記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)のα―オレフィン含有量が10〜50重量%である請求項1又は2に記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)のα−オレフィンが1−ブテンである請求項1〜3の何れか1項に記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(B)のα−オレフィンがエチレン及び/又は1−ブテンである請求項1〜4のいずれか1項に記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- プロピレン共重合体組成物(C)がブロッキング防止剤を含んでなる請求項1〜5のいずれか1項に記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- 二軸延伸ポリプロピレン多層フィルムの他の片面にプロピレン系重合体(D)層が積層されてなる請求項1〜6のいずれか1項に記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- プロピレン系重合体(D)がブロッキング防止剤を含んでなる請求項7記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
- 共押出し成形して得られるプロピレン共重合体組成物(C)からなる熱融着層と基材層とからなる多層シートを二軸延伸することにより得られる請求項1〜8のいずれか1項に記載の二軸延伸ポリプロピレン多層フィルム。
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