説明

積層フイルム

【目的】 柔軟性と機械的強度のバランスのよいポリプロピレン系のフィルムの提供。
【構成】 (A)プロピレン成分含有率が50重量%以上の非晶質ポリオレフィンを20〜100重量%と結晶性ポリプロピレンを80〜0重量%含有してなる樹脂組成物からなる層及び(B)結晶性ポリプロピレンからなる層とが少なくも3層に積層されるフィルムで、且つ、両外面層が前記(B)層により構成されてなる積層フィルム。

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は少なくとも3層からなる積層フィルムに関する。更に詳しくは、軟質塩化ビニルフィルムやビニロンフィルムに匹敵し得る軟質ポリプロピレン系フィルムとして、柔軟性と機械的強度を兼ね備えた透明性、ヘイズ、グロスの良好な積層フィルムに関する。
【0002】
【従来の技術】近年、軟質フィルムとしては可塑剤を含む軟質塩化ビニルフィルムが多く用いられてきた。しかし、軟質塩化ビニル樹脂には、可塑剤やモノマーのブリードアウトによる毒性や転移の問題、また焼却時の塩化水素の発生による酸性雨の問題等の社会的要因を抱えた状態にある。
【0003】一方、上記軟質塩化ビニルフィルムに匹敵する軟質フィルムとしては、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・エチルアクリレート共重合体、アイオノマー、線状低密度ポリエチレン、極低密度ポリエチレン、エチレン・プロピレン共重合体等エチレンを主体とするものがある。しかし、これらのエチレンを主体とする軟質フィルムは、透明性、ヘイズ、グロス等の点で軟質塩化ビニルフィルムに劣る上、柔軟性と機械的強度、特に耐衝撃強度とのバランスに欠ける欠点がある。
【0004】また、繊維包装用に多く用いられているビニロンフィルムは、柔軟性の風合いには優れるものの、オレフィン系材料とは異なり極端にコスト高となり、問題がある。一方、結晶性ポリプロピレン系フィルムでは、プロピレンとエチレン及び/またはα−オレフィンとをランダムに共重合することにより融点を低下させたプロピレン系ランダム共重合体を用いることで、透明性、ヘイズを維持しつつ、柔軟性をもたせるということで行われている。しかし、現在の技術では、結晶性ポリプロピレン樹脂で軟質塩化ビニルフィルムに匹敵する柔軟性をもたせることは難しい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記したような状況に鑑み、軟質塩化ビニルフィルム以外の軟質フィルム、特に透明性、ヘイズ、グロスが良好であり、柔軟性と機械的強度、特に耐衝撃強度に富むフィルムの提供を目的とする。また、本発明は上記のような特徴から、各種用途、例えば、食品包装、繊維包装等の包装用フィルム、輸液バッグフィルム等のメディカル用途、金属保護フィルム、粘着テープの基材、土木・建築分野における建材用フィルム等に好適に用いられるフィルムの提供を目的とする。発明者らは、上記目的のため鋭意研究を重ねた結果、特定組成を有する非晶質ポリオレフィン、または該非晶質ポリオレフィンと結晶性ポリプロピレンを所定の比率で配合してなる層と、結晶性ポリプロピレンからなる層とから構成される積層フィルムで、結晶性ポリプロピレン層がフィルムの最外層を構成するフィルムが、上記目的に適合することを見出し、本発明を完成した。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、(A)プロピレン成分含有率が50重量%以上の非晶質のポリオレフィンを20〜100重量%と結晶性ポリプロピレンを80〜0重量%含有してなる樹脂組成物からなる層及び(B)結晶性ポリプロピレンからなる層とが少なくも3層に積層されるフィルムで、且つ、両外面層が前記(B)層により構成されてなる積層フィルムが提供される。
【0007】
【作用】本発明の積層フィルムは、上記のように構成され、プロピレンを含有する非晶質ポリマーと結晶性ポリプロピレンとを共押出し積層複合化することにより、透明性、ヘイズ、グロスに優れ、且つ、ポリプロピレンの本来的な機械的強度を保持しつつ、柔軟性に富んだフィルムとなる。
【0008】以下、本発明について詳細に説明する。本発明の(A)層に用いられる非晶質のポリオレフィン(以下、非晶質ポリオレフィンとする。)は、プロピレン成分含有率が50重量%以上である非晶性のオレフィンポリマーであればよい。例えば、非晶性のポリプロピレンやプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体を用いることができる。非晶質ポリオレフィンのプロピレン成分含有量が50重量%未満の場合は、(B)層の結晶性ポリプロピレンとの相溶性が低下するので好ましくない。
【0009】上記非晶質ポリオレフィンとは、沸騰n−ヘプタン不溶分、即ち、沸騰n−ヘプタンによるソックスレー抽出不溶分が70重量%以下、好ましくは60重量%以下のものである。沸騰n−ヘプタン不溶分が70重量%より大きいと、非晶質部分の比率が少なくなり得られるフィルムに目的とする充分な柔軟性を付与することができない。また、上記した(A)層の非晶質ポリオレフィンは、好ましくは数平均分子量が1,000〜200,000、好ましくは1,500〜100,000である。数平均分子量が200,000を超えるとフィルム成形が難しく、1,000未満では機械的強度が低下する。本発明において、上記非晶質ポリオレフィンは、1種または2種以上を組合わせて用いることができる。
【0010】上記非晶性ポリプロピレンとして、結晶性ポリプロピレン製造時に副生するアタクチックポリプロピレンを用いてもよいし、原料から生産して用いてもよい。また、プロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体は、所定のプロピレン成分を含有するように原料から目的生産して用いることができる。また、目的生産する場合、例えば、塩化マグネシウムに担持したチタン担持型触媒とトリエチルアルミニウムを用いて水素の存在下/または水素の不存在下で、原料モノマーを重合して得ることができる。原料供給の安定性及び品質の安定性の観点から、目的生産された所定の非晶質ポリオレフィンを使用するのが好ましい。また、該当する好適な市販品があれば、適宜市販品を選択して用いることができる。
【0011】本発明の(A)層の非晶質ポリオレフィンとして、具体的には、上記プロピレン成分含有量等所定の特性を有するポリプロピレン、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・ブテン−1共重合体、プロピレン・ブテン−1・エチレン−3元共重合体、プロピレン・ヘキセン−1・オクテン−1−3元共重合体、プロピレン・ヘキセン−1・4−メチルペンテン−1−3元共重合体等のプロピレン成分が主成分である非晶性ポリオレフィンが挙げられる。非晶質ポリオレフィンが、プロピレン・エチレン共重合体の場合には、エチレン成分含有量が0〜30重量%、好ましくは1〜20重量%のものが望ましい。エチレン成分含有量が、30重量%より大きくなると、得られるフィルムが柔らかくなりすぎる。
【0012】本発明の(A)層の非晶質ポリオレフィンがプロピレン・ブテン−1共重合体の場合には、ブテン−1成分含有量が50重量%以下、好ましくは1〜45重量%、更に好ましくは5〜44重量%のものが望ましい。プロピレン・ブテン−1共重合体は引張伸び、反撥弾性率、凝集力が大きいことから(A)層の非晶質ポリオレフィンとして好適に用いられる。具体的には、例えば、アメリカのレキセン(Rexene)社のレクスタック(REXTAC)等の市販品を用いることができる。
【0013】本発明の(A)層に用いられる結晶性ポリプロピレンは、押出成形、射出成形、ブロー成形用等として通常市販されているポリプロピレンを包含し、沸騰n−ヘプタン不溶性のアイソタクチックポリプロピレンをいう。この場合、プロピレン単独重合体でもよく、また、立体規則性を有するアイソタクチックポリプロピレンと他のα−オレフィンとの共重合体であってもよい。上記結晶性ポリプロピレンは、市販品を用いてもよいし、また製造して用いてもよい。結晶性ポリプロピレンの製造は、特に制限されるものでなく、従来の結晶性ポリプロピレンの製造方法の中から適宜選択して適用することができる。
【0014】また、結晶性ポリプロピレンとの共重合に用いられるα−オレフィンとしては、炭素数2〜8のα−オレフィン、例えば、エチレン、ブテン−1、ペンテン−1、ヘキセン−1、ヘプテン−1、オクテン−1等が好ましい。これらの中でも、特に、エチレンまたはブテン−1が好適である。
【0015】本発明において、上記結晶性ポリプロピレンとして、好ましくは、プロピレン単独重合体、エチレン成分を30重量%以下、好ましくは1〜25重量%含有するプロピレン・エチレンのランダム共重合体またはブロック共重合体、ブテン−1を20重量%以下含有するプロピレン・ブテン−1の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。これらの中、本発明の樹脂組成物のフィルムやシート等の用途からエチレンまたはブテン−1とプロピレンとの共重合体が、特に好ましい。上記(A)層の結晶性ポリプロピレンは、1種または2種以上を組合わせて用いることができる。
【0016】更にまた、本発明における(A)層の非晶質ポリオレフィン及び/または結晶性ポリプロピレンは、変性したものを使用することができる。上記非晶質ポリオレフィンまたは結晶性ポリプロピレンを、例えば、アクリル酸、メタアクリル酸、エタアクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸等の不飽和カルボン酸及び/またはそれらのエステル、酸無水物、金属塩等のその誘導体を用いて変性して用いることができる。これら変性物のうち、無水マレイン酸、無水イタコン酸により変性されたものが好適に用いられ、より好適には無水マレイン酸により変性されたものが用いられる。
【0017】本発明において、(A)層の非晶質ポリオレフィンと結晶性ポリプロピレンとが配合された樹脂組成物の調製方法は、特に制限されるものでなく、従来のポリプロピレン組成物の製法で慣用されている方法、例えば、ニーダー、バンバリーミキサー、ロール等の混練機、一軸または二軸押出機等を用いて加熱溶融混練して行うことができる。また、本発明においては、上記(A)層を構成する樹脂組成物に所望に応じて各種添加剤、充填材、例えば、耐熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、帯電防止剤、滑剤、核剤、難燃剤、顔料または染料、炭酸カルシウム、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、水酸化マグネシウム、マイカ、タルク、クレー等を添加することができる。更にまた、その他の熱可塑性樹脂、熱可塑性エラストマー、ゴム類等を、必要に応じて配合することができ、また、これらを架橋配合させることもできる。
【0018】本発明の(A)層の樹脂組成物は、上記非晶質ポリオレフィン単独、または上記非晶質ポリオレフィンと結晶性ポリプロピレンとからなり、非晶質ポリオレフィンを20〜100重量%、好ましくは25〜100重量%となるように配合して得ることができる。非晶質ポリオレフィンが20重量%未満では、十分な柔軟性を得ることができない。
【0019】本発明の(B)層に用いられる結晶性ポリプロピレンは、上記の(A)層に用いられる結晶性ポリプロピレンと同一のものであってもよく、特に、軟質フィルムの特徴を出すためには、融点が150℃以下のプロピレン系ランダム共重合体を用いるのが好ましい。
【0020】本発明の積層フィルムは、上記した(A)層及び(B)層を、通常、交互に積層して構成され、積層する(A)層及び(B)層の積層数は特に制限されないが、少なくとも3層から構成され、最外層、即ち、両外面を形成する層が上記(B)層で構成されるようにする。例えば、(B)/(A)/(B)や、(B)/(A)/(B)/(A)/(B)のような積層組合わせで積層フィルムを構成することができる。本発明において、(A)層はフィルム全体に柔軟性を付与することに寄与するが、使用する非晶質ポリオレフィンは表面粘着性が強く、特に低分子量であると表面粘着性が著しい。一方、(B)層はフィルムの柔軟性への寄与は乏しいが、表面粘着性は殆どない。従って、上記したように(B)層を本発明の積層フィルムの両面の最外層を構成するようにし、(A)層は内側層を構成するようにして表面粘着性がなく柔軟なフィルムとすることができる。また、本発明の積層フィルムは、(A)層及び(B)層の中間に他の熱可塑性樹脂層、例えば、ガスバリヤーを付与するためナイロン、エバール等を積層挿入してもよい。
【0021】本発明において、積層フィルムを構成する各層の厚さは、特に限定されるものでなく、任意に選択することができる。通常は、各層を約2〜1000μmの範囲に形成する。また、(A)層と(B)層との厚みの比率も、特に限定されるものでない。好ましくは、上記のように(A)層はフィルムの柔軟性に寄与し、(B)層は表面粘着性防止機能を果たすため、フィルムを構成する各(A)層の厚さを総合計した(A)層の総計厚みが、積層フィルム厚さの約20〜99%、更に好ましくは30〜95%となるように構成する。
【0022】本発明の積層フィルムの製法は、特に制限されるものでない。例えば、共押出積層法、ラミネーション法、ドライラミネーション法等を用いることができる。これらの内、溶融接着する共押出積層法が好ましい。具体的には、例えば、積層数に見合う押出機を用いて溶融押出し、Tダイ法またはインフレーション法等の公知の方法で溶融状態で積層した後、冷却ロール、水冷または空冷で冷却する方法を用いて、積層フィルムとすることができる。冷却ロールを用いる場合は、エアナイフまたはエアチャンバーを併用して急冷することが好ましい。また、インフレーション法では、水冷により急冷することが好ましい。
【0023】本発明の積層フィルムは、印刷性、ラミネート、粘着剤塗布性を向上させるために表面処理を行うことができる。表面処理の方法としては、コロナ放電処理、プラズマ処理、火炎処理、酸処理等が挙げられ、本発明においてはいずれの方法をも用いることができる。連続処理が可能であり、フィルムの製造過程の巻取り工程前に容易に実施可能であることから、プラズマ処理、火炎処理及びコロナ放電処理が好ましく、これらの中でも簡便さの点からコロナ放電処理が最も好ましい。
【0024】本発明の積層フィルムは、上記のように積層、冷却、固化された後、必要に応じ上記のような処理をした後、巻き取られて次工程、例えば、印刷、ラミネート、粘着剤塗布、ヒートシール等の二次加工工程を経て目的とする用途に使用することができる。本発明の積層フィルムは、それ自体でも各種用途に適用可能で有用であるが、更にポリエステル、ナイロン、延伸ポリプロピレンフィルム等とラミネートして、その機械的強度、ガスバリヤー性、印刷性能等の機能を向上させることもできる。
【0025】
【実施例】以下、本発明を実施例により詳細に説明する。但し、本発明は下記実施例により制限されるものでない。なお、本発明の下記実施例において、各検査項目の測定は下記の方法により行った。
【0026】〔引張特性〕引張試験を、JIS−Z1702に準じて行い、(1)引張降伏強さ(kg/cm2 )、(2)引張破壊強さ(kg/cm2 )、(3)引張伸び(%)、(4)引張弾性率(kg/cm2 )の4項目で評価した。
〔ヘイズ:Haze(%)〕ASTM D1003に準じて行った。
〔グロス:Gloss (%)〕ASTM D2457に準じて行った。
〔エルメンドルフ引裂強度(kg/cm)〕JIS−P8116に準じて行った。
〔ダートインパクト(g/26in)〕ASTM D1709に準じて行った。
【0027】実施例1〜4〔(A)層樹脂組成物の調製〕(A)層を構成する樹脂組成物として、密度0.86g/cm3 、プロピレン含有量65重量%、ブテン−1含有量35重量%、溶融粘度10000cps(190℃)の非晶質ポリオレフィン(レキセン社製、商品名APAO RT2780)と、密度0.90g/cm3 、メルトフローレイト(MFR)(230℃)=1.0g/10分の結晶性ポリプロピレン(宇部興産(株)製、商品名B301H)とを、50/50の重量比で混合し、温度200℃で30分間溶融混練して調製した樹脂組成物を用いた。
【0028】〔積層フィルムの成形〕上記で調製した樹脂組成物を(A)層に、また、密度0.91g/cm3 、メルトフローレイト(MFR)(230℃)=9g/10分、融点138℃の結晶性ポリプロピレン(宇部興産(株)製、商品名RF395)を(B)層に用いた。外層/中間層/内層として(B)/(A)/(B)が表1に示した厚み比となるようにし、3層各々独立した3台の押出機及びこれに連結した3層ダイを用いて、溶融3層共押出した後、エアリング、水冷サイジングリングで急冷してチューブ状フィルムにブローアップ成形し、直ちに巻き取り、それぞれ表1に示した全厚みの3層積層フィルムを得た。得られた各3層積層フィルムの特性を測定した。その結果を表1に示した。
【0029】
【表1】


【0030】実施例5(A)層に用いる樹脂組成物を、非晶質ポリオレフィンと結晶性ポリプロピレンの混合比率を、70/30として調製した以外は、実施例1と同様にして表1に示した全厚みの3層積層フィルムを得た。得られた3層積層フィルムの特性を測定し、その結果を表1に示した。
【0031】実施例6(A)層に用いる樹脂組成物を、非晶質ポリオレフィンと結晶性ポリプロピレンの混合比率を、30/70として調製した以外は、実施例1と同様にして表1に示した全厚みの3層積層フィルムを得た。得られた3層積層フィルムの特性を測定し、その結果を表1に示した。
【0032】比較例1フィルム原料として、密度0.92g/cm3 、メルトインデックス(MI)(230℃)=0.9g/10分の低密度ポリエチレン(LDPE)(宇部興産(株)製、商品名RF019)を用い、押出機、リング状ダイスを備えたインフレーションフィルム成形装置を用いて、チューブ状フィルムを巻き取り、厚み50μmのLDPE単層フィルムを得た。得られたフィルムの特性を測定し、その結果を表1に示した。
【0033】比較例2〜5フィルム原料として、それぞれ、密度0.92g/cm3 、MI(230℃)=0.8g/10分の線状低密度ポリエチレン(LLDPE)(宇部興産(株)製、商品名FB123M)、密度0.91g/cm3 、MI(230℃)=1.5g/10分の超低密度ポリエチレン(VLDPE)(宇部興産(株)製、商品名Z517A)、密度0.93g/cm3 、MI(230℃)=2.0g/10分、酢酸ビニル含量15重量%のエチレン・酢酸ビニル共重合体(EVA)(宇部興産(株)製、商品名V215)、密度0.96g/cm3 、MI(230℃)=0.1g/10分の高密度ポリエチレン(HDPE)(東ソー(株)製、商品名6000)(比較例5)を用いて、比較例1と同様にして、表1に示した厚さの、LLDPE単層フィルム(比較例2)、VLDPE単層フィルム(比較例3)、EVA単層フィルム(比較例4)及びHDPE単層フィルム(比較例5)を得た。得られた各フィルムの特性を測定し、その結果を表1に示した。
【0034】比較例6実施例1で用いた3層積層フィルム成形装置を用い、実施例1で(B)層用樹脂組成物の成分に用いた結晶性ポリプロピレンと同一原料を各押出機から溶融3層共押出した以外は、実施例1と同様にして、60μmのフィルムを得た。得られたフィルムの特性を測定し、その結果を表1に示した。
【0035】上記実施例及び比較例より明らかなように、本発明の(A)層及び(B)層からなる3層積層フィルムは、比較例のフィルムに比し、引張伸びと他の引張特性とのバランスがよく、柔軟性であり機械的強度に優れていることが分かる。また、ヘイズ及びグロスの値から透明性、ヘイズ、グロスも良好であることが分かる。
【0036】
【発明の効果】本発明の積層フィルムは、透明性、ヘイズ、グロスが良好であり、柔軟性と耐衝撃強度等の機械的強度のバランスのよい軟質フィルムであり、環境汚染等で社会的な問題となっている軟質塩化ビニルフィルムに代わり、各種用途に適用することができる。

【特許請求の範囲】
【請求項1】 (A)プロピレン成分含有率が50重量%以上の非晶質のポリオレフィンを20〜100重量%と結晶性ポリプロピレンを80〜0重量%含有してなる樹脂組成物からなる層及び(B)結晶性ポリプロピレンからなる層とが少なくも3層に積層されるフィルムで、且つ、両外面層が前記(B)層により構成されてなる積層フィルム。
【請求項2】 該非晶質のポリオレフィンがプロピレン・ブテン−1共重合体である請求項1記載の積層フィルム。
【請求項3】 前記(B)層を構成する結晶性ポリプロピレンが、融点150℃以下のプロピレン系ランダム共重合体である請求項1または2記載の積層フィルム。