JP5197088B2

JP5197088B2 - ポリプロピレン製延伸フィルム

Info

Publication number: JP5197088B2
Application number: JP2008082660A
Authority: JP
Inventors: 岡本隆夫; 辻村真任
Original assignee: Mitsui Chemicals Tohcello Inc
Current assignee: Mitsui Chemicals Tohcello Inc
Priority date: 2008-03-27
Filing date: 2008-03-27
Publication date: 2013-05-15
Anticipated expiration: 2028-03-27
Also published as: JP2009235228A

Description

本発明は、特定のポリプロピレン組成物からなる二軸延伸フィルム等のポリプロピレン製延伸フィルムに関する。

二軸延伸ポリプロピレンフィルム等の延伸フィルムは、その優れた透明性、機械的強度、防湿性、剛性等を活かして包装材料をはじめ種々の用途に広く用いられている。また、ポリプロピレン二軸延伸フィルムの強度、透明度をさらに改良して更に広い用途への利用が期待される。

本発明は、ポリプロピレン二軸延伸フィルム等の延伸フィルムの機械的強度の向上および耐熱性の向上を目的とするものであり、特定の関係にある２成分のポリプロピレンを含む組成物からなる二軸延伸フィルムを用いることにこの目的を達成することができることを見いだしたものである。

本発明はペンタッド分率の値が９２％以上のポリプロピレンから選ばれる２種類のポリプロピレン成分を含み、両者のポリプロピレン成分のペンタッド分率の値の差が１％〜６％であるポリプロピレン組成物からなることを特徴とする少なくとも一方向に延伸された延伸フィルムに関する。
また、本発明は、ペンタッド分率の値が９２％から９８．５％のポリプロピレン成分（ａ）とペンタッド分率の値が９３％から９９．５％のポリプロピレン成分（ｂ）を含み、ポリプロピレン成分（ａ）とポリプロピレン成分（ｂ）のペンタッド分率の差が１％〜６％であるポリプロピレン組成物であることを特徴とする少なくとも一方向に延伸された延伸フィルムに関する。
さらに本発明の少なくとも一方向に延伸された延伸フィルムは、ポリプロピレン成分（ａ）が３０〜７０質量％およびポリプロピレン（ｂ）が７０〜３０質量％（（ａ）と（ｂ）の合計で１００質量％とする。）を含むポリプロピレン組成物からなることが好適である。
本発明によれば、引張弾性率がタテ方向２．５〜６ＧＰａであり、ヨコ方向４．８〜７ＧＰａである二軸延伸フィルムが提供される。

本発明によれば、従来の二軸延伸ポリプロピレンフィルム等の延伸フィルムに比べ強度、耐熱性に優れた二軸延伸フィルム等の延伸フィルムを得ることができる。

ポリプロピレン
少なくとも一方向に延伸された延伸フィルムのポリプロピレンは、特定の２成分を含むことを特徴としている。
これらのポリプロピレンの成分は、従来公知のポリプロピレンから選択して用いることができる。また、並列あるは直列の多段重合によってこれらの成分を調製しポリプロピレン組成物を調製することも行われる。
これらポリプロピレンの成分は、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する重合体であり、通常、密度が０．８９０〜０．９３０ｇ／ｃｍ^３、ＭＦＲ（ＡＳＴＭＤ１２３８荷重２１６０ｇ、温度２３０℃）が０．００１〜６０ｇ／１０分、好ましくは０．５〜１０ｇ／１０分、更に好ましくは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質量％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。
本発明の延伸フィルムは、ペンタッド分率の値が９２％以上のポリプロピレンから選ばれる２成分のポリプロピレンを含み、それら両者のポリプロピレン成分のペンタッド分率の値の差は１％〜６％、１％〜５％、中でも好ましくは１％〜４％、更に好ましくは２％〜４％のものが用いられる。

なお、ポリプロピレンのペンタッド分率の値は、エイ・ザンベリー（Ａ．Ｚａｍｂｅｌｌｉ）がＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，６巻，９２５頁（１９７３）に発表した方法に従って、同位体炭素による核磁気共鳴スペクトル（１３Ｃ−ＮＭＲ）の測定により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チック分率である。
アイソタクチックのペンタッド分率は、プロピレンモノマー単位が５個連続してアイソタクチック結合したプロピレン単位の分率である。
但し、ピークの帰属に関しては、Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ、８巻、６８７頁（１９７５）に記載の上記文献の訂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中ｍｍｍｍピークの強度分率をアイソタクチックのペンタッド単位とする。
これらの特定の２成分を含むポリプロピレンとしては、ペンタッド分率の値が９２％から９８．５％のポリプロピレン成分（ａ）とペンタッド分率の値が９３％から９９．５％のポリプロピレン成分（ｂ）を含み、ポリプロピレン成分（ａ）とポリプロピレン成分（ｂ）のペンタッド分率の差が１％〜６％、１％〜５％、中でも好ましくは1％〜４％、更に好ましくは２％〜４％であるポリプロピレン組成物が好適である。
このペンタッド分率の差が小さいと延伸性の改良効果が不十分となり、差が大きくなり過ぎると優れた機械物性を維持できなくなる場合がある。
さらに本発明の延伸フィルムにおけるポリプロピレン成分（ａ）は３０〜７０質量％、中でも4０から６０質量％、およびポリプロピレン成分（ｂ）が７０〜３０質量％、中でも６０〜４０質量％（（ａ）と（ｂ）の合計で１００質量％とする。）であることが好適である。
本発明によれば、引張弾性率がタテ方向２．５〜６ＧＰａ、中でも３〜６ＧＰａであり、ヨコ方向４．８〜７ＧＰａ、中でも５〜７ＧＰａと優れた機械的物性を有する二軸延伸フィルムが提供される。
なお、本発明の延伸フィルムには、上記の二種類のポリプロピレン成分の他に延伸フィルムの優れた機械的物性を損なわない範囲で、他のポリマー、その他の添加剤を配合してもよい。
例えば、さらにアイソタクシティシティの異なるポリプロピレンを併用することも行われるが、その場合は、さらに併用されるポリプロピレン成分はその目的に応じて上記のポリプロピレン成分（ａ）あるいはポリプロピレン成分（ｂ）のいずれかの追加分として加算して、上記の規定の範囲内であればよい。
これらのポリプロピレンの各成分は、ラメラ状その他に配置されていてもよいが、好ましくはギロイド状等のミクロ構造となるように混練されることが望ましい。
本発明の延伸フィルムのポリプロピレン組成物のペンタッド分率は９２％以上、中でも９３％、その中でも９５％以上であることが望ましい。
更に本発明の延伸フィルムには、必要に応じて石油樹脂などの炭化水素樹脂、高メルトテンションのポリプロピレン、核剤等を配合することが行われる。

本発明の延伸フィルムのポリプロピレンには、チーグラー・ナッタ系触媒に限らず、シングルサイト触媒（メタロセン触媒等）を始め種々公知の触媒を用いて重合されたものを用いることができる。
また、ポリプロピレン組成物には、耐熱安定剤、耐候安定剤、紫外線吸収剤、滑剤、スリップ剤、ベンジリデンソルビトール等の核剤、ブロッキング防止剤、帯電防止剤、防曇剤、顔料、染料、無機または有機の充填剤等の通常、ポリオレフィンに用いる各種添加剤を本発明の目的を損なわない範囲で添加しておいてもよい。

少なくとも一方向に延伸されたフィルム
本発明に用いられる少なくとも一方向に延伸された延伸フィルムには、タテ方向に一軸延伸された延伸フィルム、ヨコ方向に一軸延伸された延伸フィルム、逐次二軸延伸された延伸フィルム、同時二軸延伸フィルム等がある。
タテ方向（ＭＤ方向）に一軸延伸された延伸フィルムを成形する方法としては従来から知られている方法を採用することができる。一般には未延伸フィルムのタテ方向だけをロール、テンター等を用いて延伸する方法が採用される。このタテ方向（ＭＤ方向）の延伸倍率は通常２〜６倍であり、一軸延伸フィルムの厚みは通常２０〜８００ミクロン（μｍ）である。
ヨコ方向（ＴＤ方向）に一軸延伸された延伸フィルムを成形する方法としては従来から知られている方法を採用することができる。一般には未延伸フィルムのヨコ方向（ＴＤ方向）だけをテンターを用いて延伸する方法が採用される。このヨコ方向（ＴＤ方向）の延伸倍率は通常１．５倍〜１５倍であり、一軸延伸フィルムの厚みは通常２０〜８００ミクロン（μｍ）である。
また、逐次二軸延伸する成形方法には従来から知られている方法を採用することができる。一般にはタテ方向（ＭＤ方向）の延伸倍率は２〜７倍、ヨコ方向（ＴＤ方向）の延伸倍率は３〜１３倍である。逐次二軸延伸されたフィルムの厚みは通常２０〜５００ミクロン（μｍ）である。
同時二軸延伸されたフィルムは、従来公知の種々の方法で成形することができる。その延伸倍率は、タテ方向（ＭＤ）が通常７〜１２倍、好ましくは８〜１１倍、ヨコ方向（ＴＤ）が通常７〜１２倍、好ましくは８〜１１倍の範囲である。延伸の際のテンター内温度は通常１４０〜２００℃、好ましくは１５０〜１９０℃の範囲である。同時二軸延伸フィルムの厚さは通常３０〜５００ミクロン（μｍ）程度である。
これら延伸成形においては、通常の逐次二軸延伸あるいは同時二軸延伸を行った後、さらに引き続いて、タテ方向に延伸したり、ヨコ方向に延伸することも必要に応じて行われる。また、タテ方向を二段で延伸した後に、ヨコ方向に延伸することも行われる。さらに同時二軸延伸を行った後に、さらにタテ方向に再度延伸したり、予めタテ方向に延伸した後に同時二軸延伸を行うことも行われる。

一般には、同時二軸延伸等の延伸の際のフィルムの中心付近の温度は、１５０℃〜１９０℃の範囲が通常であり、フィルムの両端の部分（テンタークリップで把持される部分）の温度はその温度より約１℃〜約１００℃低い温度にコントロールすることが望ましい
次に実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を越えない限りこれらの実施例に制約されるものではない。

なお、物性値などは、以下の評価方法により求めた。
（１）弾性率（ＭＰａ）
二軸延伸ポリプロピレンフィルムからタテ方向（ＭＤ）及びヨコ方向（ＴＤ）に短冊状フィルム片（長さ：１５０ｍｍ、幅：１５ｍｍ）を切出し、引張り試験機［（株）オリエンテック社製テンシロン万能試験機ＲＴＣ-１２２５］を用い、チャック間距離：１００ｍｍ、クロスヘッドスピード：５ｍｍ／分の条件で引張試験を行い、弾性率（ＭＰａ）を求めた。

実施例１ないし５
逐次二軸延伸ポリプロピレンフィルムの製造
プライムポリマー社製Ｆ３００ＳＶ［密度：９１０Ｋｇ／ｍ３、ＭＦＲ：３．０ｇ／１０分（２３０℃）、ペンタッド分率９８％］５０質量％及びプライムポリマー社製Ｆ１０２Ｗ［密度：９１０Ｋｇ／ｍ３、ＭＦＲ：２ｇ／１０分（２３０℃）、ペンタッド分率９５％］５０質量％を用い、スクリュー押出機で溶融押出し、逐次二軸延伸フィルム成形装置を用い、テンター（予熱温度：１９３℃、延伸温度：１６４℃及び熱セット温度：１７０℃並びに緩和率；タテ方向：４％及びヨコ方向：４％）を用い、タテ方向（ＭＤ）及びヨコ方向に表１に示す倍率で延伸して、厚さ３０ミクロン（μｍ）の逐次二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
結果を表１に示す。

比較例１および２
原料のポリプロピレンとしてプライムポリマー社製Ｆ３００ＳＶのみ（比較例１）あるいは、プライムポリマー社製Ｆ１０２Ｗのみ（比較例２）を用いる以外は実施例１と同様にして行った。
結果を表２に示す。

表１

項目単位実施例１実施例２実施例３実施例４実施例５
延伸
倍率
タテ倍５６７７７．５
ヨコ倍１２１２．６７．６１０７．７

弾性率
タテＧＰａ２．７２．６２．８２．９２．７
ヨコＧＰａ４．８５．３５．２６．０４．９

表２

項目単位比較例１比較例２

延伸
倍率
タテ倍５５
ヨコ倍１２１２

弾性率
タテＧＰａ２．４２．４
ヨコＧＰａ４．８４．２

本発明の延伸フィルムは、上記の表１に示すように高倍率の延伸が可能となり、その結果高弾性率の物性を有する延伸フィルムが得られる。

実施例６ないし８
逐次二軸延伸ポリプロピレンフィルムの製造
プライムポリマー社製Ｆ３００ＳＶ［密度：９１０Ｋｇ／ｍ３、ＭＦＲ：３．０ｇ／１０分（２３０℃）、ペンタッド分率９８％］５０質量％及びプライムポリマー社製Ｆ１１３Ｇ［密度：９１０Ｋｇ／ｍ３、ＭＦＲ：３ｇ／１０分（２３０℃）、ペンタッド分率９２％］５０質量％を用い、スクリュー押出機で溶融押出し、逐次二軸延伸フィルム成形装置を用い、テンター（予熱温度：１８８℃、延伸温度：１６６℃及び熱セット温度：１７０℃並びに緩和率；タテ方向：４％及びヨコ方向：４％）を用い、タテ方向（ＭＤ）及びヨコ方向に表３に示す倍率で延伸して、厚さ３０ミクロン（μｍ）の逐次二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得た。
結果を表３に示す。

比較例３
原料のポリプロピレンとしてプライムポリマー社製Ｆ１１３Ｇのみ（比較例３）を用いる以外は実施例６と同様にして行った。
結果を表３に示す。

表３

項目単位実施例６実施例７実施例８比較例３

延伸倍率
タテ倍５６７６
ヨコ倍１１１１１１１０

弾性率
タテＧＰａ２．７２．７３．３２．３
ヨコＧＰａ５．３５．３６．３５．１

本発明によれば、延伸性に優れたポリプロピレン組成物により機械的物性に優れ、耐熱性に優れた延伸フィルムを得ることができ、包装材料としてばかりでなく、離型フィルム等の種々の産業材用途への利用が可能である。

Claims

ペンタッド分率の値が９２％以上のポリプロピレンから選ばれる２成分のポリプロピレンを含み、両者のポリプロピレン成分のペンタッド分率の値の差が１％〜６％であるポリプロピレン組成物からなることを特徴とする少なくとも一方向に延伸されたフィルム。
ペンタッド分率の値が９２％から９８．５％のポリプロピレン成分（ａ）とペンタッド分率の値が９３％から９９．５％のポリプロピレン成分（ｂ）を含み、ポリプロピレン成分（ａ）とポリプロピレン成分（ｂ）のペンタッド分率の差が１％〜６％であるポリプロピレン組成物であることを特徴とする請求項１に記載の少なくとも一方向に延伸されたフィルム。
ポリプロピレン成分（ａ）が３０〜７０質量％およびポリプロピレン成分（ｂ）が７０〜３０質量％（（ａ）と（ｂ）の合計で１００質量％とする。）を含むポリプロピレン組成物からなることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の少なくとも一方向に延伸されたフィルム。
引張弾性率がタテ方向２．５〜６ＧＰａであり、ヨコ方向４．８〜７ＧＰａであることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の二軸延伸フィルム。