JP2562974B2 - 積層フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

積層フィルムおよびその製造方法

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【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、ポリエチレン系樹脂をアンカーコート剤な
しに強固に未延伸プロピレンフィルムに積層した、滑り
性、耐ブロッキング性が良好な包装用フィルムとして好
適な積層フィルムおよびその製造方法に関するものであ
る。
[従来の技術] 結晶性ポリプロピレンの未延伸フィルム(以下CPPフ
ィルムと言う。)は機械的性質、化学的性質、水蒸気バ
リヤ性等に優れているため広く包装用途に利用されてい
る。
近年、ポリプロピレン未延伸フィルムのコストダウ
ン、脱溶剤臭、衝撃力向上あるいは低温ヒートシール性
を目的として、ポリエチレン(以下PEと言う。)を積層
することが行なわれている。しかしながら、CPPフィル
ムに対するPEフィルムの接着性が極めて悪いため、接着
性を向上させる目的で各種ポリマーをアンカーコーティ
ングすることが試みられていた。しかし、これら従来の
アンカーコーティングした後の塗膜は粘着性を有してお
り、したがってCPPフィルム上にコーティングした後ロ
ールに巻取られる工程において、ブロッキングを起して
エクストルージョンラミネートする際などに巻き戻しを
困難にするものであった。またCPPフィルムにコーティ
ングした後巻取ることなく直ちにエクストルージョンラ
ミネートする工程をとると、ロールと該フィルムとの粘
着によってラミネートすることが困難となる欠点があっ
た。さらにアンカーコーティングは有機溶剤を使用する
ため、溶剤がバインダー中に残存しやすい欠点を有する
ことからコーティング速度を上げることができず、更に
乾燥後もなお有機溶剤臭が残り食品包装等の規制の厳し
い用途等には使用できないのが実情であった。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、上記欠点を解消せしめ、溶剤を使用
したアンカーコーティングをすることなく、経済的にか
つ実質的に経日変化のない安定した接着力を有する、CP
Pフィルムと未延伸PE系フィルムの積層体を提供せんと
するものである。
[課題を解決するための手段] 本発明は、 (1) 結晶性ポリプロピレンに不飽和脂肪酸アミド
(A)0.005〜0.13重量%と平均粒子径2〜10μmの無
機滑剤(B)0.01〜0.4重量%が混合されており、
(A)と(B)の混合比(A)/(B)が1.25〜0.40で
ある未延伸ポリプロピレンフィルムにおいて、該ポリプ
ロピレンフィルムの少なくとも片面の窒素原子/炭素原
子の原子構成比が0.005〜0.1を満足する面上にポリエチ
レン系樹脂が積層されていることを特徴とする積層フィ
ルム。
(2) 結晶性ポリプロピレンに不飽和脂肪酸アミド
(A)0.005〜0.13重量%と平均粒子径2〜10μmの無
機滑剤(B)0.01〜0.4重量%を混合し、(A)と
(B)の混合比(A)/(B)が1.25〜0.40の未延伸ポ
リプロピレンフィルムとした後、該ポリプロピレンフィ
ルムの少なくとも片面を窒素ガス雰囲気下でコロナ放電
処理した後、該処理面上に270〜330℃にて溶融したポリ
エチレン系樹脂を加圧積層してなることを特徴とする上
記(1)項記載の積層フィルムの製造方法である。
本発明における結晶性ポリプロピレン樹脂とは、通常
使用されているポリプロピレンホモポリマー、エチレン
あるいはブテン−1等に代表されるプロピレン以外のα
−オレフィンとプロピレンの共重合ポリマーおよびエチ
レン、ブテン−1で代表されるα−オレフィンの単独重
合体や共重合体をポリプロピレンに対して50%を超えな
い範囲でブレンドしたブレンドポリマーである。CPPフ
ィルムの厚みは特に限られるものではないが15〜150μ
mが好ましい。
本発明で使用する不飽和脂肪酸アミドとは、分子中に
1つ以上の不飽和基を有する脂肪酸アミドで、オレイル
アミド、エルシルアミド等がある。これらの不飽和脂肪
酸アミドのポリプロピレンに対する添加量は0.005〜0.1
3重量%、好ましくは0.007〜0.10重量%である。不飽和
脂肪酸アミドの添加量が0.005重量%未満であると滑り
性、耐ブロッキング性が悪く、0.13重量%を超えるとCP
Pフィルムにポリエチレンと溶融加圧積層した後の接着
力が弱く、かつ滑り性にも問題が出るため実用に供しな
いものとなる。
本発明に使用する無機滑剤は、平均粒子径2〜10μ
m、好ましくは3〜8μmである。2μm未満では滑り
性改良の効果が小さいし、10μmを超えるとCPPフィル
ムの外観が悪くなるばかりでなく、ロ圧上昇に供なう製
膜性が問題となる。また、該滑り剤の混合量は、0.01〜
0.4重量%、好ましくは0.05〜0.3重量%である。0.01重
量%未満では滑剤効果が小さいし、0.4重量%を超える
とCPPフィルムの外観が悪くなる。不飽和脂肪酸アミド
(A)と平均粒子径2〜10μmの無機滑剤(B)の混合
比(A)/(B)は1.25〜0.40、好ましくは1.1〜0.5で
ある。
(A)/(B)の値が1.25を超えると、不飽和脂肪酸
アミドのブリードアウト量が多くなるためか、CPPフィ
ルムに対するPE系フィルムの接着力が低下する。また、
(A)/(B)の値が0.40未満になると、不飽和脂肪酸
アミドのブリードアウト量が少なくなりすぎるためか、
CPPフィルムの滑り性が悪くなる。
すなわち、CPPフィルムとポリエチレン系樹脂の溶融
押出し積層において、CPPフィルムとPE系樹脂フィルム
間の接着力と、CPPフィルムの滑り性を満足するために
は、(A)/(B)は1.25〜0.40の範囲内であることが
必須となる。
本発明において、CPPフィルム層、ポリエチレン系フ
ィルム層のいずれか、または両層に、必要に応じて酸化
防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、帯電防
止剤などの通常添加する添加剤を本発明の特性をそこな
わない範囲で添加してもよい。
本発明のCPPフィルムの少なくとも一方の表面におけ
る窒素原子Nの数と炭素原子Cとの比、すなわちN/Cは
0.005〜0.1、好ましくは0.01〜0.05でなければならな
い。この範囲より小さい場合は積層するポリエチレン系
樹脂との接着力強度が劣り、この範囲を超える場合は、
CPPフィルムの滑りが非常に悪くなるため巻取り工程等
での作業性が劣り、フィルムにシワが発生したり、フィ
ルムのブロッキングが起ったりする。
なお、窒素原子の数と炭素原子の数との比N/Cは次の
方法による値を言う。
国際電気(株)製のESCAスペクトロメーターES200型
を用い、次の条件で測定した。
励起X線:Al Kα線(1486.6eV) X線出力:10KV,200mA 温度:20℃ 運動エネルギー補正:中性炭素(CH2)の運動エネル
ギー値を1202.0eVに合せた。
得られたスペクトルから、C13のピークとN13のピーク
面積比を(窒素原子数/炭素原子数の数)の比、つまり
N/Cの値とした。
ポリエチレン系樹脂とは、通常使用されているホモポ
リエチレン樹脂であり、低密度ポリエチレン、中密度ポ
リエチレンおよび線状低密度ポリエチレンが好ましい。
またポリエチレンの特性を大きく変えない範囲内で、炭
素数が3〜10のαオレフィンを共重合しても、また該α
オレフィンの単独重合体や共重合体をポリエチレンに対
して30%を超えない範囲でブレンドしてもよい。
前記窒素原子/炭素原子の原子構成比を有するCPPフ
ィルム表面上に押出ラミネートする溶融ポリエチレン樹
脂の温度は270〜330℃、好ましくは290〜320℃である。
270℃未満では積層後の接着力が弱く、330℃を超えると
積層が難しい。
また押出ラミネート時には必ずロールで加圧プレスし
なければならない。加圧プレスを行なわないと、CPPフ
ィルムとPEフィルムの層間に気泡を含んでしまったりし
て外観の悪いフィルムとなってしまうのみでなく、CPP
フィルムとPEフィルム間の接着力も安定しない。ロール
プレスの圧力は、線圧で0.5〜1.5kg/cmが好ましい。な
お、用途に応じて本積層フィルムの他方のPEフィルム面
にアンカーコート層を介して二軸延伸ポリプロピレンフ
ィルム、二軸延伸ポリエステルフィルム、あるいは二軸
延伸ナイロンフィルムが積層されてもよい。
次に本発明積層フィルムの製造方法について説明する
が、これに限定されるものではない。
結晶性ポリプロピレンの粉末またはペレットに不飽和
脂肪酸アミドおよび無機滑剤を添加混合した後、押出機
で溶融混合してペレット化する。配合したポリプロピレ
ンペレットをTダイを有する押出機に供給し押出した
後、冷却固化させてCPPフィルムを巻取る。巻取ったフ
ィルムを窒素ガス雰囲気中に置き、フィルム温度20〜10
0℃、好ましくは20〜50℃に保ち、その特定表面に印加
電気エネルギー3000〜6000J/m2、好ましくは4000〜5500
J/m2でコロナ放電処理をし巻取る。このような方法によ
って、N/Cを特定範囲にある表面フィルムとすることが
できる。一方、Tダイを有する押出しラミネート機に上
記の表面処理フィルムをセットし巻出す。押出機ホッパ
ーにポリエチレン系樹脂を供給し、270℃以上の温度で
溶融して巻出したCPPフィルムの処理面上にラミネート
する。ラミネートすると同時にプレスロールにて加圧冷
却後巻取り、積層体を得る。
本発明の積層フィルムは、食品をはじめ種々の内容物
を入れる袋あるいは袋を構成する積層体の一部等包装用
途に好ましく使用することができる。
[発明の効果] 本発明の効果を以下に列挙する。
(1) 結晶性ポリプロピレンフィルムとポリエチレン
系フィルムをアンカーコート剤なしで十分な強度を有す
る積層体としたことにより、溶剤臭のない、衛生性に優
れた積層体が得られる。
(2) アンカーコーティング工程を除去したことによ
り経済的に極めて有利に積層体を得ることができる。
(3) 表面処理効果の持続が長いので、流通段階での
利用価値が高い。
[特性の測定方法・評価基準] (1)接着力 ポリエチレンラミネート面にセロファン粘着テープ
(ニチバン株式会社製)を貼合せ、300mm/minのスピー
ドにて180゜剥離した時の剥離強度(g/15mm幅)で示
し、500g/15mm幅以上を良好範囲とした。
評価はCPPフィルムコロナ放電表面処理直後及び4ケ
月後にPE系樹脂のラミネートを行なった2種類の積層フ
ィルムについて実施した。すなわち、直後とはCPPフィ
ルム表面に表面処理後3日以内にPE系樹脂のラミネート
を行なった積層体であり、4ケ月後とはCPPフィルム表
面処理後4ケ月間室温放置したサンプルにPE系樹脂のラ
ミネートを行なった積層体である。
(2)滑り性 65mm×85mmの2枚のフィルムを重ねて(CPPフィルム
の表面処理面/非処理面)、1kgの荷重を載せ、単位面
積当りの荷重18g/cm2における動摩擦係数で示し、0.08
〜0.30の範囲を良好とした。
(3)ラミネート温度 Tダイ口金から吐出された直後のポリマ温度をミノル
タ(株)・放射型温度計を用いて測定した。
(4)無機滑剤の平均粒子径 堀場製作所CAPA500を用いて遠心沈降法にて測定し
た。
[実施例] 次に本発明の効果を実施例により説明する。
実施例1〜2、比較例1〜6 市販のポリプロピレンペレット(メルトインデックス
2g/10分、アイソタクチック度97.3%)に表1の割合
で、分子内に不飽和基を有する脂肪酸アミド(オレイル
アミド、エルシルアミド)、ステアリルアミドおよび日
本エアロジル(株)製エアロジル、富士ディヴィソン化
学(株)製サイロイドを混合ブレンド後、2軸ペレタイ
ザーにてペレタイズする。Tダイ(スリット間隙1.0m
m)を有する40mmφ押出機に供給し、設定温度280℃に
て、表面温度40℃の冷却ドラム上にキャスト、固化させ
て40μm厚みのCPPフィルムを得た。このフィルムを窒
素雰囲気中に置き、1000〜6000J/m2の電気エネルギー量
でフィルム片面(A面)をコロナ放電処理した。電気エ
ネルギー量の変更により、N/C値が表1のごとく各種異
なるフィルムを作ることができた。
次に上記で得たフィルムを35mmφ押出ラミネータの巻
出機から巻出し、表1の樹脂温度にてポリエチレン樹脂
(“スミカセン"L−705:住友化学株式会社製)を押出ラ
ミネートした。ラミネート直後、プレスロールにてCPP
と溶融PEを冷却ドラム上で加圧、冷却し固化した後、巻
取った。
表1にみるように、実施例1〜2は、表面処理後4ケ
月間室温放置したサンプルを用いてもPEとの接着力はフ
ィルム切れを起す程強固であり、フィルムの滑りも実用
上まったく問題のない物であった。
これに比べ、分子内に二重結合を有しない脂肪酸アミ
ドを添加した比較例1は、ラミネートしたPEとの接着力
が弱く実用に供しない物であった。
また、オレイルアミドおよびエルシルアミドを発明範
囲を超えて多量に混合し、[A]/[B]値が1.5と大
きい比較例2は、ラミネートしたPEとの接着力が弱く実
用に供しない物であった。N/Cの値が発明範囲未満であ
る比較例3もラミネートしたPEとの接着力が弱かった。
不飽和基を含む脂肪酸アミドを発明範囲未満混合し、無
機滑剤の平均粒子径が0.6μmである比較例4は、PEと
の接着力は充分であったが、滑り性が悪く実用に供しな
い物であった。[A]/[B]の値が0.33と小さく、無
機滑剤[B]の平均粒子径が12μmと大きく、押出ラミ
ネート時の樹脂温度が260℃と低い比較例5は、ラミネ
ートしたPEとの接着力が弱いばかりでなく、CPPフィル
ムの滑り性も悪かった。
また、N/C値が0.12と大きく、発明範囲を超えている
比較例6は、CPPフィルムの滑り性が極めて悪かった
し、押出ラミネート時にロールプレスで加圧しない行程
を用いたため、ラミネート時に積層間に気泡を含んだり
して外観の悪い不安定な積層体となるため、接着力のば
らつきの大きな実用に供しない積層体しか得ることがで
きなかった。

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】結晶性ポリプロピレンに不飽和脂肪酸アミ
    ド(A)0.005〜0.13重量%と平均粒子径2〜10μmの
    無機滑剤(B)0.01〜0.4重量%が混合されており、
    (A)と(B)の混合比(A)/(B)が1.25〜0.40で
    ある未延伸ポリプロピレンフィルムにおいて、該ポリプ
    ロピレンフィルムの少なくとも片面の窒素原子/炭素原
    子の原子構成比が0.005〜0.1を満足する面上にポリエチ
    レン系樹脂が積層されていることを特徴とする積層フィ
    ルム。
  2. 【請求項2】結晶性ポリプロピレンに不飽和脂肪酸アミ
    ド(A)0.005〜0.13重量%と平均粒子径2〜10μmの
    無機滑剤(B)0.01〜0.4重量%を混合し、(A)と
    (B)の混合比(A)/(B)が1.25〜0.40の未延伸ポ
    リプロピレンフィルムとした後、該ポリプロピレンフィ
    ルムの少なくとも片面を窒素ガス雰囲気下でコロナ放電
    処理した後、該処理面上に270〜330℃にて溶融したポリ
    エチレン系樹脂を加圧積層してなることを特徴とする請
    求項(1)記載の積層フィルムの製造方法。
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