JP6500699B2 - 延伸フィルム - Google Patents
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- Laminated Bodies (AREA)
Description
〔1〕1000MPa以上の引張弾性率を有する少なくとも1種のポリプロピレン系樹脂Aを含有する樹脂組成物Aから形成されたA層と、400MPa以下の引張弾性率を有する少なくとも1種の軟質樹脂Bを含有する樹脂組成物Bから形成されたB層とを少なくとも備える積層フィルムであって、MD方向の伸度及びTD方向の伸度がいずれも150〜850%である、成形性に優れた延伸フィルム。
〔2〕TMA法により120℃で測定されるMD方向の加熱伸び率及びTD方向の加熱伸び率はいずれも−2〜8%以下である、前記〔1〕に記載の延伸フィルム。
〔3〕MD方向の伸度に対するTD方向の伸度の比は0.3〜3.0である、前記〔1〕又は〔2〕に記載の延伸フィルム。
〔4〕MD方向の引張弾性率及びTD方向の引張弾性率はいずれも1.5GPa以下である、前記〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の延伸フィルム。
〔5〕前記B層の厚みは、延伸フィルム全体の厚みに対して20〜80%である、前記〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の延伸フィルム。
〔6〕前記ポリプロピレン系樹脂Aはホモポリプロピレン、又は、プロピレンとエチレンとのコポリマーを含む、前記〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の延伸フィルム。
〔7〕前記ポリプロピレン系樹脂AのMFRは1〜8g/10分である、前記〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の延伸フィルム。
〔8〕前記軟質樹脂BのMFRは1〜400g/10分である、前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の延伸フィルム。
〔9〕前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の延伸フィルム、又は、前記〔1〕〜〔8〕のいずれかに記載の延伸フィルムと少なくとも1種の基材とを含むフィルムから形成された、成形体。
また、本発明の一態様において、本発明の延伸フィルムは加熱時の伸びが小さい。そのため、特に熱成形時におけるドローダウンによる成形性の低下を抑制することができ、印刷工程がある場合には印刷によるたるみやしわ等の発生を抑制することができる。
本発明の延伸フィルムの長手方向(以下において、「MD方向」とも称する)の伸度及び幅方向(以下において、「TD方向」とも称する)の伸度は、いずれも150〜850%である。MD方向の伸度及びTD方向の伸度は、いずれもが上記の範囲内にあれば、互いに同一であっても異なっていてもよい。上記伸度が150%より低いと、十分な追従性及び/又は貼付性を得ることができない。上記伸度が850%より高いと、配向が不足するためか熱成形時におけるドローダウンによる成形性の低下を抑制できない。本発明の延伸フィルムのMD方向の伸度及びTD方向の伸度は、十分な追従性及び貼付性を得る観点から、好ましくは180%以上であり、より好ましくは210%以上であり、さらに好ましくは230%以上であり、特に好ましくは260%以上である。本発明の延伸フィルムのMD方向の伸度及びTD方向の伸度は、ドローダウンによる成形性の低下を抑制しやすい観点から、好ましくは840%以下であり、より好ましくは830%以下であり、さらに好ましくは820%以下、特に好ましくは800%以下である。
A層は、少なくとも1種のポリプロピレン系樹脂Aを含有する樹脂組成物Aから形成された層である。ポリプロピレン系樹脂Aの引張弾性率は、ドローダウンによる成形性低下を抑制する観点から、1000MPa以上であり、好ましくは1050MPa以上であり、より好ましくは1100MPa以上であり、さらに好ましくは1150MPa以上である。ポリプロピレン系樹脂Aの引張弾性率は、フィルムを作製するときに延伸性を良好にする観点から、好ましくは1700MPa以下であり、より好ましくは1600MPa以下であり、さらに好ましくは1500MPa以下である。
ポリプロピレン系樹脂Aの引張弾性率は、ポリプロピレン系樹脂Aから形成したプレスシートを測定試料として測定することができる。プレスシートを形成する際の条件の詳細は実施例に示す通りである。プレスシートの引張弾性率は、上記プレスシートを測定試料として用い、JIS K−7127(1999)に準拠して、引張試験機(例えばミネベア株式会社製 万能引張試験機 テクノグラフTGI−1kN)を用いて、23℃、チャック間距離100mm、試験速度200mm/分の条件で測定を行う。
なお、プロピレンの単独重合体(ホモポリマー)およびブロックコポリマーはいずれも、A層を構成するポリプロピレン系樹脂Aとして同等に用いることができ、フィルムの外観・表面粗さ等に応じて好ましい種類および好ましい混合割合で用いることができる。
B層は、少なくとも1種の軟質樹脂Bを含有する樹脂組成物Bから形成された層である。軟質樹脂Bの引張弾性率は、十分な追従性及び貼付性を得る観点から、400MPa以下であり、好ましくは350MPa以下であり、より好ましくは320MPa以下であり、さらに好ましくは300MPa以下である。軟質樹脂Bの引張弾性率は、ドローダウンによる成形性低下を抑制しやすい観点から、好ましくは5MPa以上であり、より好ましくは7MPa以上であり、さらに好ましくは10MPa以上である。
軟質樹脂Bの引張弾性率は、軟質樹脂Bから形成したプレスシートを測定試料として測定することができる。プレスシートを形成する際の条件の詳細は実施例に示す通りであり、引張弾性率の測定方法は上記に述べた通りである。
また、軟質樹脂Bの市販品の例として、例えば日本ポリプロ株式会社製「ウェルネクス(登録商標)RFG4VM」、プライムポリマー株式会社製「エボリュー(登録商標)SP2320及びSP2510」等も挙げられる。
樹脂組成物A又は樹脂組成物Bをるつぼに入れ、マッフル炉にて750℃で1時間加熱し、るつぼ内の残存物の質量を測定する。そして、るつぼに投入した樹脂組成物A又は樹脂組成物Bの質量に対する、るつぼ内の残存物の質量の割合を算出し、これを灰分の含有量とする。
このような他の樹脂の配合量は、樹脂組成物Aに含まれるポリプロピレン系樹脂A又は樹脂組成物Bに含まれる軟質樹脂Bの総量に基づいて、10質量%以下であることが好ましく、5質量%以下であることがより好ましい。
ただし、本発明の延伸フィルムを形成するための樹脂組成物は、核剤を含有しないことが好ましい。樹脂組成物が核剤を含有しない場合、熱成形時の追従性が向上したり、延伸性が向上するため好ましい。
異なる種類の酸化防止剤を用いる場合、押出成形機内での劣化抑制を目的とする1次剤としては、例えば2,6−ジ−tert−ブチル−p−クレゾール(一般名称:BHT)を、樹脂組成物中に1000〜3000ppm程度添加することが好ましい。この目的で配合された酸化防止剤は、押出成形機内での成形工程でほとんどが消費され、延伸ポリプロピレンフィルム中にはほとんど残存しない。そのため、一般的には残存量は100ppmより少なくなり、酸化防止剤による成形体の内容物や被着体の汚染がほとんどない点で好ましい。
2次剤としては公知の酸化防止剤が使用可能だが、例えば、フェノール系、ヒンダードアミン系、ホスファイト系、ラクトン系、トコフェロール系の熱安定剤及び酸化防止剤が挙げられる。具体的には、ジブチルヒドロキシトルエン、ペンタエリスリトールテトラキス[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]、1,3,5−トリメチル−2,4,6−トリス(3,5−ジ−t−ブチル−4ヒドロキシ)ベンゼン、トリス(2,4−ジ−t−ブチルフェニル)ホスファイト等が挙げられる。より具体的には、BASFジャパン株式会社製の酸化防止剤である、Irganox(登録商標)1010、Irganox(登録商標)1330、Irgafos(登録商標)168が挙げられる。
中でも、フェノール系酸化防止剤系から選択された少なくとも1種あるいはそれらの組み合わせ、フェノール系とホスファイト系との組み合わせ、フェノール系とラクトン系との組み合わせ、フェノール系とホスファイト系とラクトン系との組み合わせが、フィルムを長期使用した際の経時的な劣化を抑制する効果を付与できるため好ましい。
また2次剤としてリン系酸化防止剤を使用してもよい。リン系酸化防止剤として、例えば、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスファイト(商品名:イルガフォス168)、ビス(2,4-ジ-t-ブチル-6-メチルフェニル)エチルホスファイト(商品名:イルガフォス38)などが挙げられる。
2次剤としての該酸化防止剤の含有量は、樹脂組成物Aに含まれるポリプロピレン系樹脂A又は樹脂組成物Bに含まれる軟質樹脂Bの総量に基づいて、300ppm以上2500ppm以下が好ましく、500ppm以上1500ppm以下がより好ましい。300ppm以上とすることでフィルムを長期使用した際の経時的な劣化を抑制する効果を付与しやすく、2500ppm以下とすることで、成形体の内容物や被着体の酸化防止剤による汚染を防止しやすい。
合流は、Tダイよりも前の管内で行う方法、Tダイの樹脂導入部に設けられた積層ユニットにより行う方法(フィードブロック法)、Tダイ内で拡幅後に樹脂を積層する方法(マニホールド積層法)等の公知の方法で行える。これらの中では、マニホールド積層法が積層厚み精度の点で優れているが、経済性等も考慮して、これらの中から適宜選択できる。
フィルムの等方性を高めやすい観点から、延伸を、逐次二軸延伸、同時二軸延伸、インフレーション成形、チューブラー延伸により行うことが好ましく、同時二軸延伸、インフレーション成形、チューブラー延伸により行うことがより好ましい。なお、インフレーション成形は、後述するようにチューブ内部に気体を封入して形成させたバブルにより樹脂組成物を延伸させる成型方法であることから、本明細書において、インフレーション成形により得たフィルムも延伸フィルムに包含される。
合流は、環状ダイよりも前の管内で行う方法、環状ダイの樹脂導入部に設けられた積層ユニットにより行う方法等の公知の方法で行える。
(株)東洋精機製作所製ミニテストプレスを用いて下記手順にてプレスシートを作成した。樹脂ペレットを5gと厚さ200μmのスペーサーを金属箔に挟み、200℃にて2分間予熱して樹脂ペレットを溶かした。次いでプレス圧2MPaにて2分間プレスした後、溶融樹脂シート及びスペーサーを金属箔ごと、20℃に設定したもう一台のミニテストプレスに挟み、プレス圧2MPaにて1分間プレスした。得られたシートを金属箔及びスペーサーから取り外し、引張弾性率測定に供した。
作成したプレスシートを試料として、JIS K−7127(1999)に準拠し、サンプル形状は試験片タイプ2に準拠したもの(サンプル幅15mm、サンプル長さ190mm)を用い、引張試験機(ミネベア株式会社製 万能引張試験機 テクノグラフTGI−1kN)を用いて、23℃、試験速度200mm/分、チャック間距離100mmの条件にて、引張弾性率を測定した。
JIS K−7210(1999)に準じて、株式会社東洋精機製作所社製メルトインデクサーを用いて測定した。測定条件は、測定温度230℃、荷重21.18Nとした。
(3)引張弾性率及び伸度
JIS K−7127(1999)に準拠し、サンプル形状は試験片タイプ2に準拠したもの(サンプル幅15mm、サンプル長さ190mm)を用い、引張試験機(ミネベア株式会社製 万能引張試験機 テクノグラフTGI−1kN)を用いて、23℃、試験速度200mm/分、チャック間距離100mmの条件にて、MD方向及びTD方向について、引張弾性率及び破断時の伸度を測定した。MD方向の引張弾性率及び伸度を測定する際は、MD方向の長さ190mm、TD方向の幅15mmで切り出した試験片を用い、TD方向の引張弾性率及び伸度を測定する際は、TD方向の長さ190mm、MD方向の幅15mmで切り出した試験片を用いて測定を行った。
加熱伸び率はTMA法により、JIS K7197に準じて行った。測定は熱機械的分析装置(セイコーインスツルメンツ株式会社製「SS−6000」)を用いて行った。フィルムから測定方向に30mm、測定方向と直交方向に幅4mmとなるように短冊を切り出してサンプルとした。チャック間距離を15mmとし、室温から設定昇温速度10℃/分、一定荷重0.015kgf/mm2での寸法変化を測定し、炉内温度が120℃に到達したときの寸法変化率を加熱伸び率の値とした。
JIS−C2330に準拠し、厚み測定器(シチズンセイミツ株式会社製「MEI−11」)を用いて測定した。
(6)B層の厚み比率
フィルムの一部をサンプリングし、これをエポキシ樹脂にて包埋し、ミクロトームにて切削して、フィルムの縦断面を露出させ、該縦断面を顕微鏡にて観察し、写真を撮影し、スケールにて計測した。延伸フィルム全体の厚みに対する計測したB層の厚みの比率を算出した。
表面粗さは、中心線平均粗さ(Ra)について、三次元表面粗さ計(例えば東京精密社製「サーフコム1400D−3DF−12型」)を用い、JIS−B0601:2001に定められている方法に準拠して測定を行った。
実施各例及び比較各例において得たフィルムを、210×297mmの大きさに切り取り、開口部が160mm×250mmの大きさの枠に水平に固定し、この固定されたフィルムを上部から近赤外ヒーターでフィルム温度が130℃になるまで加熱する。その際のフィルムの垂れの程度を下記基準にて評価した。
◎:加熱初期にフィルムは垂れるが、その垂下量は小さく、すぐに元の形状を保持する。
○:加熱初期にフィルムは垂れ、その垂下量は大きいが、元の形状を保持し、実用上問題ない。
×:加熱初期にフィルムが垂れ、その後元の形状に戻らず破れる。
成型性の評価には、NGF成型機(布施真空株式会社製)を使用した。
各実施例及び各比較例において得たフィルムを、210×297mmの大きさに切り取り、NGF成型機内の開口部が160mm×250mmの大きさの枠に水平に固定した。縦90mm、横60mm、深さ30.5mmの容器をNGF成型機内のフィルムより下部にセットした。フィルムの温度が110℃になるまで加熱した後、上記フィルムを上記容器に積層させることによって成形体を得た。成形体の外観を下記基準にて判断した。
◎:容器にフィルムが追従し、偏肉は殆ど見られず外観が良好。
○:容器にフィルムが追従し、一部薄肉部が見られるが、外観は概ね良好。
×:容器にフィルムが追従していない部分が多くあり、フィルムの破れが発生しており、外観不良。
××:加熱時にフィルムがドローダウンしてしまい、成型体が得られない。
ポリプロピレン系樹脂A1として、ポリプロピレンホモポリマー(株式会社プライムポリマー製「プライムポリプロ(登録商標)F−300SP」、MFR=3g/10分、融点161℃、引張弾性率1200MPa)を用い、軟質樹脂B1として、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(三井化学株式会社製「タフマー(登録商標)PN2060」、MFR=6g/10分、引張弾性率22MPa)を用いた。
ポリプロピレン系樹脂A1のペレットをA層(スキン層)を形成するための単軸押出機Aに、軟質樹脂B1のペレットをB層(コア層)を形成するための単軸押出機Bに、それぞれホッパーから投入して溶融し、これらをマルチマニホールドダイ内部にてA−B−Aの3層構成に積層し、3層の積層体として押出した。単軸押出機Aと単軸押出機Bの押出樹脂量の比率は2:2とした。
押出された積層体を35℃に制御した冷却ドラム上にエアナイフを用い空気圧で押しつけながら、冷却固化させて、900μm厚の無延伸フィルムを得た。
得られた無延伸フィルムに対して、ブルックナー社製バッチ式二軸延伸機「KARO IV」を用いて同時二軸延伸を行った。延伸条件として次の装置設定及び無延伸フィルムの延伸倍率を用い、総厚みが約100μmの延伸フィルムを得た。
装置設定:設定温度として予熱温度165℃、予熱時間2分、延伸温度(縦延伸温度及び横延伸温度)165℃、延伸速度100%/秒
無延伸フィルムの延伸倍率:縦方向に3.3倍、横方向に3.3倍に延伸後、設定温度170℃のオーブン内で、縦方向を3倍、横方向を3倍まで緩和した後、20秒間熱セットした。
無延伸フィルムの延伸倍率を次のように変更したこと以外は実施例1と同様にして、総厚みが36μmの延伸フィルムを得た。
無延伸フィルムの延伸倍率:縦方向に5.5倍、横方向に5.5倍に同時二軸延伸後、設定温度170℃のオーブン内で、縦方向を5倍、横方向を5倍まで緩和した後、20秒間熱セットした。
単軸押出機Aと単軸押出機Bの押出樹脂量の比率を2:3としたこと以外は実施例1と同様にして、総厚みが約100μmの延伸フィルムを得た。
単軸押出機Aと単軸押出機Bの押出樹脂量の比率を3:2としたこと以外は実施例1と同様にして、総厚みが約100μmの延伸フィルムを得た。
ポリプロピレン系樹脂A1のペレットをA層(スキン層)を形成するための単軸押出機Aに、軟質樹脂B1のペレットをB層(コア層)を形成するための単軸押出機Bに、それぞれホッパーから投入して溶融し、これらをマルチマニホールドダイ内部にてA−Bの2層構成に積層し、2層の積層体として押出した。単軸押出機Aと単軸押出機Bの押出樹脂量の比率は1:2とした。押出された積層体を35℃に制御した冷却ドラム上にエアナイフを用い空気圧で押しつけながら、冷却固化させて、900μm厚の無延伸フィルムを得た。得られた無延伸フィルムに対して、実施例1と同様に延伸して、総厚みが約100μmの延伸フィルムを得た。
ポリプロピレン系樹脂A1に代えて、ポリプロピレン系樹脂A2としてポリプロピレンホモポリマー(日本ポリプロ株式会社製「ノバテック(登録商標)FB3HAT」、MFR=7.5g/10分、引張弾性率1700MPa)を使用したこと以外は、実施例1と同様にして、総厚みが約100μmの延伸フィルムを得た。
ポリプロピレン系樹脂A3として、ポリプロピレンランダムコポリマー(日本ポリプロ株式会社製「ウィンテック(登録商標)WFW5T」、MFR=3.5g/10分、引張弾性率1350MPa)を用い、軟質樹脂B2として、ポリエチレン(日本ポリエチレン株式会社製「HARMOREX(登録商標)NF464A」、MFR=50g/10分、引張弾性率290MPa)を用いた。
ポリプロピレン系樹脂A3のペレットをA層(スキン層)を形成するための単軸押出機Aに、軟質樹脂B2のペレットをB層(コア層)を形成するための単軸押出機Bに、それぞれホッパーから投入して溶融し、これらをA−B−Aの3層構成に積層し、3層の積層体として環状多層ダイより押出した。単軸押出機Aと単軸押出機Bの押出樹脂量の比率は2:3とした。
押出された積層体を引取速度18m/分、ブロー比1.8で冷却固化及び延伸させて、60μm厚の延伸フィルムを得た。
軟質樹脂B2に代えて、軟質樹脂B3として、ポリエチレン(プライムポリマー株式会社製「エボリュー(登録商標)SP2510」、MFR=31g/10分、引張弾性率260MPa)を用いた以外は、実施例7と同様にして、60μm厚の延伸フィルムを得た。
ポリプロピレン系樹脂A4として、ポリプロピレンランダムコポリマー(日本ポリプロ株式会社製「ウィンテック(登録商標)WFW5T」、MFR=3.5g/10分、引張弾性率1350MPa)70重量部と、ポリプロピレンブロックコポリマー(日本ポリプロ株式会社製「ノバテック(登録商標)PP BC6DRF」、MFR=2.5g/10分、引張弾性率1050MPa)30重量部をドライブレンドした以外は、実施例7と同様にして、60μm厚の延伸フィルムを得た。
ポリプロピレン系樹脂A1を単軸押出機Aと単軸押出機Bの両方に投入したこと以外は実施例1と同様にして、総厚みが100μmの延伸フィルムを得た。
軟質樹脂B1を単軸押出機Aと単軸押出機Bの両方に投入し、押出したが、樹脂が冷却ドラムに貼りつき、成形できなかった。
ポリプロピレン系樹脂A3に代えて、ポリプロピレン系樹脂A4として、ポリプロピレンランダムコポリマー(日本ポリプロ株式会社製「ウィンテック(登録商標)WFX4TA」、MFR=7g/10分、引張弾性率890MPa)を使用したこと以外は実施例7と同様にして、総厚みが約60μmの延伸フィルムを得た。
軟質樹脂B1に代えて、軟質樹脂B4として、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー(プライムポリマー株式会社製「プライムTPO E2910」、MFR=2.8g/10分、引張弾性率430MPa)を使用したこと以外は実施例1と同様にして、総厚みが約100μmの延伸フィルムを得た。
実施例1と同様にして、無延伸フィルムを得た。
Claims (10)
- 1000MPa以上の引張弾性率を有する少なくとも1種のポリプロピレン系樹脂Aを含有する樹脂組成物Aから形成されたA層と、400MPa以下の引張弾性率を有する少なくとも1種の軟質樹脂Bを含有する樹脂組成物Bから形成されたB層とを少なくとも備える積層フィルムであって、MD方向の伸度及びTD方向の伸度がいずれも150〜850%であり、A層/B層/A層の3層構造を少なくとも含む、成形性に優れた延伸フィルム。
- TMA法により120℃で測定されるMD方向の加熱伸び率及びTD方向の加熱伸び率はいずれも−2〜8%以下である、請求項1に記載の延伸フィルム。
- MD方向の伸度に対するTD方向の伸度の比は0.3〜3.0である、請求項1又は2に記載の延伸フィルム。
- MD方向の引張弾性率及びTD方向の引張弾性率はいずれも1.5GPa以下である、請求項1〜3のいずれかに記載の延伸フィルム。
- 前記B層の厚みは、延伸フィルム全体の厚みに対して20〜80%である、請求項1〜4のいずれかに記載の延伸フィルム。
- 前記B層の厚みは15μm以上である、請求項1〜5のいずれかに記載の延伸フィルム。
- 前記ポリプロピレン系樹脂Aはホモポリプロピレン、又は、プロピレンとエチレンとのコポリマーを含む、請求項1〜6のいずれかに記載の延伸フィルム。
- 前記ポリプロピレン系樹脂AのMFRは1〜8g/10分である、請求項1〜7のいずれかに記載の延伸フィルム。
- 前記軟質樹脂BのMFRは1〜400g/10分である、請求項1〜8のいずれかに記載の延伸フィルム。
- 請求項1〜9のいずれかに記載の延伸フィルム、又は、請求項1〜9のいずれかに記載の延伸フィルムと少なくとも1種の基材とを含むフィルムから形成された、成形体。
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