JP7273564B2 - ポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、ポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法に関し、特に縦一軸延伸フィルムにおいて直線状の引裂き性能を備えつつヒートシール温度を抑えることのできる縦一軸延伸フィルムを製造する方法に関する。

現在、物品の包装用袋にあっては、自動包装機によりフィルムと包装される内容物が同時に供給され、充填、包装、ヒートシールによる封止が連続して行われる。このような包装用袋に要求される性能は、自動包装の加工時や流通時において破れず、内容物が安定して保存されることである。該包装用袋において、封止部分のヒートシール強度が低いと加工時や流通時に封止部分の破れが生ずるおそれがあり、特には、内容物がシャンプー等の重量物や、レトルト食品のような包装後に加熱加工されるような物である場合には、より強固なヒートシール強度が要求される。

包装用袋に強度が求められる一方で、近年では包装用袋の易開封性が求められている。特に引裂き開封される包装用袋であって、まっすぐ引裂いて容易に開封が可能な機能性を有する包装用袋が要求されている。例えば、強度の高い包装用袋に用いられるフィルムとしてよく使用される二軸延伸フィルムと無延伸シーラントフィルムをラミネートした積層体は、比較的低温でのヒートシールが可能であり引裂き強度が低いものの、引裂き方向性が定まらない。

このような引裂性への対処として、一軸延伸により製膜したフィルムが提唱されている（特許文献１、２等参照。）。特許文献１は、各種オレフィン系樹脂のヒートシール層にこれよりも高融点のプロピレン系樹脂のフィルムが積層され、縦一軸延伸されてなる縦方向引裂性積層フィルムである。特許文献２は、各種オレフィン系樹脂のヒートシール層にこれよりも高融点のプロピレン系樹脂のフィルムが積層され、横一軸延伸されてなる横方向引裂性積層フィルムである。

特許文献１、２等に例示のフィルムによると、フィルム方向の引裂性においては一定の効果を発揮する。しかしながら、延伸による配向により、十分なヒートシール強度が得られる温度（ヒートシール温度）は上昇する。ヒートシール温度が上昇することによって、ヒートシールによる封止時に包装用フィルムの熱変形が生ずるおそれがある。このように、既存の延伸フィルムにおいてはヒートシール温度の上昇を抑えることが求められていた。

また、延伸倍率を低下させることでフィルムのヒートシール温度の上昇を抑えたフィルムが提唱されている（特許文献３参照。）。しかしながら、ヒートシール温度の上昇を抑えることができたとしても、延伸倍率を低下させることによって延伸ムラが生じフィルム厚さの均一性が低下してしまう問題があった。

このような経緯から、内容物の安定した保存とともに、引裂きによる易開封性及びヒートシール温度の低下についてもより改善を図ったシーラントフィルムが求められていた。

特許第２５１８２３３号公報 特公平８－１８４１６号公報 特許第８２１１６４号公報

本発明は、上記状況に鑑み提案されたものであり、ポリプロピレン系樹脂を主原料とし、一軸延伸により引裂方向性を備えたシーラントフィルムにおいて、フィルム自体の引裂性の良さを保持しつつ、フィルム厚さが均一であり強度に優れ、かつヒートシール温度の上昇を抑制したポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムを製造する新たな方法を提供する。

すなわち、第１の発明は、原料の溶融樹脂を押出装置から吐出させてロール間延伸を通じて縦方向に一軸延伸して形成される縦一軸延伸フィルムの製造方法であって、前記原料は、プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレンを除くα－オレフィンとの重合によるランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれかのアイソタクチックポリプロピレンであるポリプロピレン系樹脂を７０重量％以上含み、前記ポリプロピレン系樹脂のＪＩＳ Ｋ ７２１０－１（２０１４）に準拠して測定されたメルトフローレート（ＭＦＲ）が１～１０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物であり、溶融押出しされた前記原料を冷却ロールにて冷却しつつシート状に成形してＩＲ法により測定された結晶化度を５５％以下に調整し、次いでロールの速度差をもって縦方向に延伸倍率が１．２～３．５倍に一軸延伸して延伸フィルムを形成して、ＪＩＳ Ｋ ７１３０（１９９９）に準拠して測定されたフィルム厚さにおける最大厚さと最小厚さの差が平均厚さの２０％以内であるフィルムを得ることを特徴とするポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法に係る。

第２の発明は、前記原料の溶融押出時において、前記樹脂組成物のうちから選択される異なる複数の前記原料を層状に溶融押出することを特徴とする請求項１に記載のポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法に係る。

第３の発明は、ポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムであるシーラント層と、１ないし複数層の基材フィルムとを備えた積層体であって、前記シーラント層は、プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレンを除くα－オレフィンとの重合によるランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれかのアイソタクチックポリプロピレンであるポリプロピレン系樹脂を７０重量％以上含み、前記ポリプロピレン系樹脂のＪＩＳ Ｋ ７２１０－１（２０１４）に準拠して測定されたメルトフローレート（ＭＦＲ）が１～１０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物を原料とし、ＩＲ法により測定された結晶化度が５５％以下であり、縦方向の延伸倍率が１．２～３．５倍であり、ＪＩＳ Ｋ ７１３０（１９９９）に準拠して測定されたフィルム厚さにおける最大厚さと最小厚さの差が平均厚さの２０％以内であることを特徴とする積層体に係る。

第４の発明は、前記シーラント層が、前記樹脂組成物のうちから選択される異なる複数の前記原料を組み合わせて層状とされている請求項３に記載の積層体に係る。

第１の発明に係るポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法によると、原料の溶融樹脂を押出装置から吐出させてロール間延伸を通じて縦方向に一軸延伸して形成される縦一軸延伸フィルムの製造方法であって、前記原料は、プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレンを除くα－オレフィンとの重合によるランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれかのアイソタクチックポリプロピレンであるポリプロピレン系樹脂を７０重量％以上含み、前記ポリプロピレン系樹脂のＪＩＳ Ｋ ７２１０－１（２０１４）に準拠して測定されたメルトフローレート（ＭＦＲ）が１～１０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物であり、溶融押出しされた前記原料を冷却ロールにて冷却しつつシート状に成形してＩＲ法により測定された結晶化度を５５％以下に調整し、次いでロールの速度差をもって縦方向に延伸倍率が１．２～３．５倍に一軸延伸して延伸フィルムを形成して、ＪＩＳ Ｋ ７１３０（１９９９）に準拠して測定されたフィルム厚さにおける最大厚さと最小厚さの差が平均厚さの２０％以内であるフィルムを得るため、フィルム自体の引裂性の良さを保持しつつ、フィルム厚さが均一であり強度に優れ内容物を安定して保存することができるとともに、ヒートシール温度の上昇を抑制したフィルムを得ることができる。

第２の発明に係るポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法によると、前記原料の溶融押出時において、前記樹脂組成物のうちから選択される異なる複数の前記原料を層状に溶融押出するため、内容物を安定して保存することができるとともに、フィルムの引裂性の良さを保持しつつ、ヒートシール温度の上昇を抑制したフィルムを得ることができる。

第３の発明に係る積層体によると、ポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムであるシーラント層と、１ないし複数層の基材フィルムとを備えた積層体であって、前記シーラント層は、プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレンを除くα－オレフィンとの重合によるランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれかのアイソタクチックポリプロピレンであるポリプロピレン系樹脂を７０重量％以上含み、前記ポリプロピレン系樹脂のＪＩＳ Ｋ ７２１０－１（２０１４）に準拠して測定されたメルトフローレート（ＭＦＲ）が１～１０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物を原料とし、ＩＲ法により測定された結晶化度が５５％以下であり、縦方向の延伸倍率が１．２～３．５倍であり、ＪＩＳ Ｋ ７１３０（１９９９）に準拠して測定されたフィルム厚さにおける最大厚さと最小厚さの差が平均厚さの２０％以内であるため、延伸基材フィルム由来の機能性をさらに備えることができる。

第４の発明に係る積層体によると、第３の発明において、前記シーラント層が、前記樹脂組成物のうちから選択される異なる複数の前記原料を組み合わせて層状とされているため、製造されるフィルムの機能性を向上させることができる。

積層体の断面模式図である。 直進引裂試験を表す模式図である。

本発明の縦一軸延伸フィルムの製造に際し、原料であるアイソタクチックポリプロピレンの溶融樹脂はＴダイ等の押出装置から吐出されるとともにロール間延伸を通じて製膜される。従って、本発明により製造されるフィルムは、一方方向の引き裂きの良さを考慮した実質的に縦方向の一軸延伸フィルムである。

本発明により製造されるフィルムの原料は、ポリプロピレン系樹脂が主に用いられる。特に、アイソタクチックポリプロピレンであって、プロピレンの単独重合体、プロピレンとα－オレフィン（プロピレンを除く）とのランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれかを７０重量％以上を含む組成樹脂である。

また、原料であるポリプロピレン系樹脂のＭＦＲ（メルト・フロー・レート）の値は、１ないし１０ｇ／１０ｍｉｎの範囲である。ＭＦＲの値が１ｇ／１０ｍｉｎを下回る場合、ヒートシール時の樹脂の流動性は十分とは言えず、ヒートシール部位の密封性は十分とはいえない。また、ＭＦＲの値が１０ｇ／１０ｍｉｎを上回る場合、製膜等の生産時に流動過剰となることから製膜等に支障を来たすことになる。そこで、好適なＭＦＲの値は１ないし１０ｇ／１０ｍｉｎの範囲となる。

Ｔダイ等の押出装置から吐出されたポリプロピレン系樹脂は、冷却ロールにより冷却されつつシート状に成形されシート状物となる。このとき、シート状物の結晶化度は５５％以下に調整される。結晶化度はＩＲ法により測定される。結晶化度が５５％よりも大きくなると、延伸成形後のフィルムの厚みにムラが生じやすくなったり、ヒートシール温度が上昇してしまう等の不具合が生ずるおそれがあるためである。結晶化度はＴダイ等から吐出される際の樹脂の温度や冷却ロールの設定温度等により調整することが可能である。さらには、冷却ロール以外にも、エアナイフ、エアチャンバー、タッチロール、フレックスロールないしは金属ベルト等による冷却を行うことで、より冷却効果を高めることができる。

また、原料がＴダイ等から吐出される時には、前出のポリプロピレン系樹脂のうち異なる複数のポリプロピレン系樹脂を層状として吐出されることもできる。各ポリプロピレン系樹脂の組合せは適宜である。この際の原料のＭＦＲの値や、シート状物とした後の結晶化度は前述の通りである。例えば、プロピレン単独重合体及びプロピレンとエチレンのランダム共重合体を層状に組み合わせたフィルムは、基材層とシーラント層とに融点差があるため、耐熱性を有し、かつ低温でのヒートシール性に優れる。このように、異なるポリプロピレン系樹脂を組み合わせて層状とすることによって、製造されるフィルムの機能性を向上させることができる。

ロール間延伸の倍率は１．２ないし３．５倍の低延伸倍率である。延伸倍率が１．２倍を下回る場合、一軸延伸由来の真っ直ぐな引き裂き（直進引裂性、直進カット性）が生じにくくなる。また、延伸倍率が３．５倍を上回る場合、ヒートシール温度が上昇しすぎて外観不良を生じたり、密封性が得られないおそれがある。特に本発明により製造されたフィルムを用いた包装用袋の内容物は食品や薬品等の重量物を想定している点を考慮してロール間延伸の倍率は１．２ないし３．５倍の低延伸倍率とした。

また、延伸前にシートを加熱する予熱工程，延伸工程，延伸後の残留歪を取り除くヒートセット工程は、全て加熱ロール上で行われ、ロール温度は押出されたシートの融点より１０～８０℃低い温度に調整される。ロール温度をシートの融点付近まで上げた場合はロールへの貼り付きや巻付きによるシートの切断が生じやすく、融点より８０℃以上下げた場合は延伸にトルクがかかり過ぎて同様にシートの切断が生じやすくなる。

先に述べたように、シート状物の結晶化度は５５％以下に調整される。ポリプロピレン系樹脂は結晶性プラスチックであって、結晶部分と非結晶部分との両方を有する。ポリプロピレン系樹脂のような結晶性高分子は、ネック延伸となるため延伸倍率が小さいフィルムでは厚さムラが大きくなる傾向がある。そのため、結晶部分の割合を少なくすることによって、低延伸倍率のフィルムであっても厚さムラを小さくすることができる。

フィルムの厚さは特には規定されない。一般的なフィルム製品と同様であり、１０ないし１００μｍの厚さである。そして、フィルムの厚さの最大箇所の厚さと最小箇所の厚さとの差は平均厚さの２０％以内である。フィルムの厚さのムラが大きいと、加工性の悪さに加え、ヒートシール強度にバラつきが生ずるおそれがある。このことから、フィルムの厚さムラは、最大厚さと最小厚さの差が平均厚さの２０％以内の範囲とする。

これまでに説明した縦一軸延伸フィルムは単独で包装資材として使用されることに加え、主として他のフィルムと積層（ラミネート）されて各種の包装資材に加工される。図１の概略断面模式図は積層体１１の例である。縦一軸延伸フィルム１０の一側（特には、包装資材の外側）に、他のフィルム２０が積層される。こうして両フィルムの組み合わせとして積層体５が形成される。他のフィルムを縦一軸延伸フィルム１０に積層する方法は限定されず、ドライラミネート、押出しラミネート、またはホットメルトラミネート等の公知の方法が目的に応じて採用される。他のフィルムは特に限定されず、単層ないし複数層を有する基材フィルムでもよく、ガスバリア性能や印刷性能など、必要に応じて任意の機能を有するフィルムが使用されることができる。

［一軸延伸フィルムの作成］
試作例１～２５の縦一軸延伸フィルムについて、原料となる樹脂を溶融、混練して共押出Ｔダイフィルム成形機及びオーブンを用い、実質的に縦方向に一軸延伸して製膜した。試作例１～８の原料は、ポリプロピレン単独の重合体１００重量％、試作例９～１７はエチレン－プロピレンのブロック共重合体１００重量％、試作例１８～２２はエチレン－プロピレン－ブレンのランダム共重合体１００重量％とした。試作例２３～２５については、原料をポリプロピレン単独の重合体と、エチレン－プロピレンのブロック共重合体とをＴダイから層状に供押出してフィルム成形した。各試作例とも、表中の延伸前のシート厚さ（μｍ）、結晶化度（％）及び延伸倍率とする条件とした。

［使用原料］
各試作例を形成する原料樹脂として、以下の原料を使用した。試作例１～８は原料０１を使用した。試作例９～１７は原料０２を使用した。試作例１８～２２は原料０３を使用した。試作例２３～２５は原料０１と原料０４を使用した。メルトフローレート（ＭＦＲ）の測定は、ＪＩＳ Ｋ ７２１０－１（２０１４）のＡ法に準拠する。
（原料０１） ホモポリプロピレン（日本ポリプロ株式会社製，商品名「ＦＹ６」，ＭＦＲ：２．５ｇ／１０ｍｉｎ）
（原料０２） エチレン－プロピレンブロック共重合体（日本ポリプロ株式会社製，商品名「ＢＣ６ＣＢ」，ＭＦＲ：２．５ｇ／１０ｍｉｎ）
（原料０３） エチレン－プロピレン－ブテンランダム共重合体（日本ポリプロ株式会社製，商品名「ＦＷ４ＢＴ」，ＭＦＲ：６．５ｇ／１０ｍｉｎ）
（原料０４） エチレン－プロピレンランダム共重合体（日本ポリプロ株式会社製，商品名「ＷＸＫ１２３３」，ＭＦＲ：７．０ｇ／１０ｍｉｎ）

＜試作例１＞
原料０１を溶融、混練してＴダイから２４０℃で吐出し、３０℃の冷却ロールにて厚さ４２μｍのシート状に成形し結晶化度を５１％に調整した。得られたシート状物を試作例１のフィルムとした。

＜試作例２＞
原料０１を使用し、Ｔダイから吐出される際の樹脂の温度を２４０℃とし、冷却ロールの温度を３０℃として厚さ６０μｍのシート状物を成形し結晶化度を５３％に調整した。得られたシート状物を１３５℃で予熱し、延伸倍率を１．５倍としてロール延伸して試作例２のフィルムを得た。

＜試作例３＞
シート状物の厚さ７８μｍ、結晶化度を５４％、延伸倍率を２．０倍とした以外は試作例２と同様として試作例３のフィルムを得た。

＜試作例４＞
シート状物の厚さ９７μｍ、結晶化度を５５％、延伸倍率を２．５倍とした以外は試作例２と同様として試作例４のフィルムを得た。

＜試作例５＞
冷却ロールの温度を８０℃、シート状物の厚さ１０１μｍ、結晶化度を６２％、延伸倍率を２．５倍とした以外は試作例２と同様として試作例５のフィルムを得た。

＜試作例６＞
冷却ロールの温度を８０℃、シート状物の厚さ１３７μｍ、結晶化度を６３％、延伸倍率を３．５倍とした以外は試作例２と同様として試作例６のフィルムを得た。

＜試作例７＞
シート状物の厚さ２０１μｍ、結晶化度を５９％、延伸倍率を５．０倍とした以外は試作例２と同様として試作例７のフィルムを得た。

＜試作例８＞
冷却ロールの温度を８０℃、シート状物の厚さ１５８０μｍ、結晶化度を６８％、延伸倍率を５．０倍とした以外は試作例２と同様としてフィルムを作成し、さらにテンターにて延伸倍率を８．０倍として横方向に延伸し、合計延伸倍率４０．０倍の二軸延伸フィルムである試作例８のフィルムを得た。

＜試作例９＞
原料０２を使用し、シート状物の厚さ４１μｍ、結晶化度を４５％とした以外は試作例１と同様として試作例９のフィルムとした。

＜試作例１０＞
原料０２を使用し、シート状物の厚さ７８μｍ、結晶化度を４５％、延伸倍率を２．０倍とした以外は試作例２と同様として試作例１０のフィルムを得た。

＜試作例１１＞
原料０２を使用し、冷却ロールの温度を８０℃、シート状物の厚さ８１μｍ、結晶化度を５６％、延伸倍率を２．０倍とした以外は試作例２と同様として試作例１１のフィルムを得た。

＜試作例１２＞
原料０２を使用し、シート状物の厚さ９７μｍ、結晶化度を４５％、延伸倍率を２．０倍とした以外は試作例２と同様として試作例１２のフィルムを得た。

＜試作例１３＞
原料０２を使用し、冷却ロールの温度を８０℃、シート状物の厚さ１０２μｍ、結晶化度を５６％、延伸倍率を２．５倍とした以外は試作例２と同様として試作例１３のフィルムを得た。

＜試作例１４＞
原料０２を使用し、シート状物の厚さ１１８μｍ、結晶化度を４５％、延伸倍率を３．０倍とした以外は試作例２と同様として試作例１４のフィルムを得た。

＜試作例１５＞
原料０２を使用し、シート状物の厚さ１３８μｍ、結晶化度を４５％、延伸倍率を３．５倍とした以外は試作例２と同様として試作例１５のフィルムを得た。

＜試作例１６＞
原料０２を使用し、シート状物の厚さ１５８μｍ、結晶化度を４７％、延伸倍率を４．０倍とした以外は試作例２と同様として試作例１６のフィルムを得た。

＜試作例１７＞
原料０２を使用し、シート状物の厚さ２０４μｍ、結晶化度を４６％、延伸倍率を５．０倍とした以外は試作例２と同様として試作例１７のフィルムを得た。

＜試作例１８＞
原料０３を使用し、Ｔダイから吐出される際の樹脂の温度を２３０℃とし、シート状物の厚さ４２μｍ、結晶化度を３８％とした以外は試作例１と同様として試作例１８のフィルムとした。

＜試作例１９＞
原料０３を使用し、Ｔダイから吐出される際の樹脂の温度を２３０℃とし、冷却ロールの温度を３０℃として厚さ８１μｍのシート状物を成形し結晶化度を４１％に調整した。得られたシート状物を１００℃で予熱し、延伸倍率を２．０倍としてロール延伸して試作例１９のフィルムを得た。

＜試作例２０＞
シート状物の厚さ１０２μｍ、結晶化度を４１％、延伸倍率を２．５倍とした以外は試作例１９と同様として試作例２０のフィルムを得た。

＜試作例２１＞
シート状物の厚さ１１８μｍ、結晶化度を４０％、延伸倍率を３．０倍とした以外は試作例１９と同様として試作例２１のフィルムを得た。

＜試作例２２＞
シート状物の厚さ１６０μｍ、結晶化度を４０％、延伸倍率を４．０倍とした以外は試作例１９と同様として試作例２２のフィルムを得た。

＜試作例２３＞
原料０１及び原料４をＴダイから層状に吐出し、シート状物の厚さ４０μｍ、結晶化度を４９％とした以外は試作例１と同様として試作例２３のフィルムとした。

＜試作例２４＞
原料０１及び原料４をＴダイから層状に吐出し、Ｔダイから吐出される際の樹脂の温度を２４０℃とし、冷却ロールの温度を３０℃として厚さ８０μｍのシート状物を成形し、結晶化度を５２％に調整した。得られたシート状物を１１０℃で予熱し、延伸倍率を２．５倍としてロール延伸して試作例２４のフィルムを得た。

＜試作例２５＞
シート状物の厚さ１２０μｍ、結晶化度を５２％、延伸倍率を５．０倍とした以外は試作例２４と同様として試作例２５のフィルムを得た。

［シート厚さ］
各試作例の縦一軸延伸フィルムの製膜に際し、延伸される前におけるシートの厚さ（μｍ）を計測した。

［結晶化度］
各試作例の縦一軸延伸フィルムの製膜に際し、冷却ロールにてシート状に形成されたシート状物について結晶化度（％）を求めた。結晶化度は、ＰｅｒｋｉｎＥｌｍｅｒ社製フーリエ変換赤外分光分析装置Ｓｐｅｃｔｒｕｍ Ｔｗｏを使用し、ＩＲ法により以下の式（ｉ）（錦田晃一・岩本令吉著，「赤外法による材料分析－基礎と応用－」，講談社サイエンティフィック，１９８６年８月，第２１４～２１５頁）を利用して算出した。式（ｉ）中、Ａ_９９８、Ａ_９７４及びＡ_９２０はそれぞれ、波数９９８ｃｍ^－１、９７４ｃｍ^－１及び９２０ｃｍ－１における吸光度を意味する。

［延伸倍率］
各試作例のフィルムを作成する際の延伸倍率である。

［フィルム厚さ］
各試作例それぞれについて、ＪＩＳ Ｋ ７１３０（１９９９）に準拠し、製膜の流れ方向（ＭＤ）に沿って２０か所の厚さを計測し、平均厚さ（ｔ）を計測した。また、各試作例のフィルムにおける最も薄い箇所の厚さ（最小厚さ）（ｍｉｎ）と最も厚い箇所の厚さ（最大厚さ）（ｍａｘ）を計測し、その差（Ｒ）｛（Ｒ）＝（ｍａｘ）－（ｍｉｎ）｝を算出した。最大厚さと最小厚さとの厚み差（Ｒ）を平均厚さ（ｔ）により除し、百分率とした。

［ヒートシール温度］
各試作例の縦一軸延伸フィルムについて、ＪＩＳ Ｚ １７１３（２００９）に準拠してヒートシール開始温度を測定した。このとき、測定片（幅５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍ）の長手方向をフィルムの延伸方向とした。そして、２枚の試験片のヒートシール層同士を重ね、株式会社東洋精機製作所製，熱傾斜試験機（ヒートシール試験機）を使用し、ヒートシール圧力を０．３４ＭＰａ、ヒートシール時間を１．０秒とした。このとき、ヒートシーラーの熱板と試験片フィルムの間に融着防止用のＰＥＴフィルム（厚さ１２μｍ）を挟んだ。そして、５℃ずつ温度を傾斜（昇温）する条件にてヒートシールした。ヒートシール後、試験片を１５ｍｍ幅で切り出した。ヒートシールにより融着した試験片を１８０°に開き、株式会社島津製作所製，引張試験機（ＥＺ－ＳＸ）により未シール部分をチャックに挟み、シール部分を剥離した。そして、ヒートシール強度が３Ｎに到達した時点の温度を求めた。

また、試作例２～８については未延伸の試作例１とのヒートシール温度の差（ΔＴ）を求めた。試作例１０～１７については同様に未延伸の試作例９とのヒートシール温度の差を求め、試作例１９～２２については試作例１８とのヒートシール温度の差、試作例２４，２５については試作例２３とのヒートシール温度の差を求めた。ヒートシール温度の差（ΔＴ）が２５℃以下である例を「Ａ」とし、２５℃よりも差が大きい例を「Ｂ」とした。

［引裂方向性］
各試作例の縦一軸延伸フィルムの引裂き性の良さに基づいた易開封性の良否判断に際し、直進引裂試験を行った。直進引裂試験について、図２の模式図を用い説明する。縦一軸延伸フィルム１０は、フィルムの製膜時の流れ方向（ＭＤ）に３００ｍｍの長辺５１、幅方向（ＴＤ）に１００ｍｍの短辺５２の長方形状に切り出され試験フィルム５０となる。短辺５２の中央より試験フィルム５０の内側に長辺と平行に１００ｍｍの切れ込み３０をいれ、切れ込み３０の左右５ｍｍには長辺と平行に直線４０が引かれる。そして、試験フィルム５０の切れ込み３０の左右の端３１，３２を引張速度６ｍ／ｍｉｎで引張して試験フィルム５０を引裂いた。該引裂きが２本の直線よりも内側であれば「○」とし、直線よりも外側にはみ出したのであれば「×」とした。

各試作例の計測結果、評価結果について、表１ないし表６に示す。表の上欄から順に、シート厚さ（μｍ）、結晶化度（％）、延伸倍率、平均厚さｔ（μｍ）、厚み差Ｒ、厚み差の割合（％）、ヒートシール開始温度（℃）、未延伸の試作例とのヒートシール開始温度の差とその評価、引裂方向性の判定を示す。

表１，２に示される試作例１～８は原料にホモポリプロピレンを使用した例である。まず、試作例２～４と試作例５，６を対比検討する。それぞれの試作例は延伸倍率が１．５～３．５倍の範囲の低延伸倍率のフィルムである。試作例２～４はフィルム厚さの評価において、フィルム厚さのムラが小さく、試作例５，６は厚さムラが大きい。これは、それぞれの試作例が延伸前のシート状物であるときの結晶化度の差に起因するものと考えられる。試作例２～４の結晶化度は５３～５５％であるのに対して、試作例５，６はそれぞれ６２％及び６３％である。また、結晶化度が高い試作例７及び８について、延伸倍率を５倍あるいは４０倍の高延伸倍率で延伸すれば厚さムラは小さくなった。

これらのことから、低延伸倍率でフィルムを延伸する場合には、結晶化度を低く設定することでフィルムの厚さムラを抑制することができることがわかった。また、試作例２～４と試作例７，８との対比によれば、延伸倍率を低延伸倍率とするとヒートシール開始温度が低くなり、試作例２～４は低温度域でヒートシールすることができる。なお、試作例５，６については、均一な厚さのフィルムを作成することができなかったためヒートシールの開始温度の測定ができず評価ができず「－（測定不能）」とした。引裂方向性についても同様である。

次に、表３，４に示される試作例９～１７は、原料にエチレン－プロピレンブロック共重合体を使用した例である。試作例１０，１２と試作例１１，１３との対比によれば、先の表１，２に示される結果と同様に、延伸倍率が同じ場合では結晶化度が高い試作例１１，１３はフィルム厚さの評価においてフィルム厚さのムラが大きくなり、結晶化度が低い試作例１０，１２はフィルム厚さのムラが小さくなった。同様に、結晶化度が低い試作例１４，１５はフィルム厚さのムラが小さくなった。試作例１６，１７のように延伸倍率が３．５倍を超える（４．０倍以上とする）と無延伸である試作例１０と比較してヒートシール開始温度が２５℃以上上昇してしまうことがわかった。なお、試作例１１，１３については、均一な厚さのフィルムを作成することができなかったためヒートシールの開始温度の測定ができず評価ができなかったため「－（測定不能）」とした。引裂方向性についても同様である。

表５に示される試作例１８～２２は、原料にエチレン－プロピレン－ブテンランダム共重合体を使用した例である。フィルム原料をエチレン－プロピレン－ブテンランダム共重合体に変更したとしても、先の表１～４に示される結果と同様の結果が示された。これらの結果から、延伸倍率を４．０倍未満、望ましくは３．５倍以下とするとヒートシール開始温度の上昇を抑制することができることがわかった。延伸倍率の下限としては、引裂方向性が担保されれば良いので、１．２倍であると考えられる。また、結晶化度については５６％を超えるとフィルム厚さのムラが顕著になることから、結晶化度の上限は５５％であると考えられる。

そして、表６は原料にホモプロピレン及びエチレン－プロピレンランダム共重合体を層状に重ねて使用した例である。先の使用原料が一種類の試作例と同様の傾向であった。試作例２４と試作例２５とを対比すれば、延伸倍率を５．０倍とした試作例２５のヒートシール開始温度は、延伸倍率が２．５倍とした試作例２４よりも高くなっている。また、試作例２４，２５は結晶化度はそれぞれ５２％であるためフィルム厚さのムラは小さい。

［まとめ］
一連の試作例の検証よって、フィルム厚さのムラが少なく縦一軸延伸の製膜を採用してフィルムに引裂方向性を備えたフィルムを作製することができた。そこで、各種の包装資材用途の需要に適する。フィルムの延伸倍率を低延伸倍率とすることにより、フィルムの強度を維持しつつヒートシール温度の上昇を抑制することができたため、製造が容易で経済的である。特に、低延伸倍率の一軸延伸フィルムはフィルム厚さにムラが生じやすい欠点を解消することができた。このため、本発明の製造方法により製造され縦一軸延伸フィルムは強度を維持しつつも引裂方向性を有するため、内容物を確実に保持しつつも易開封性をも備える。

以上のとおり、本発明の製造方法により製造された縦一軸延伸フィルムは、低延伸倍率であってもフィルム厚さのムラが少なく、強度がありつつ良好な引裂性を備える。さらに、低延伸倍率であることからヒートシール温度の上昇を抑制することができるため、経済的である。

１０ 縦一軸延伸フィルム
１１ 積層体
２０ 他のフィルム
３０ 切れ込み
４０ 直線
５０ 試験フィルム
５１ 長辺
５２ 短辺
ＭＤ 縦一軸延伸フィルムのフィルム製膜時の流れ方向
ＴＤ 縦一軸延伸フィルムのフィルム製膜時の幅方向

Claims (4)

1. 原料の溶融樹脂を押出装置から吐出させてロール間延伸を通じて縦方向に一軸延伸して形成される縦一軸延伸フィルムの製造方法であって、
   前記原料は、プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレンを除くα－オレフィンとの重合によるランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれかのアイソタクチックポリプロピレンであるポリプロピレン系樹脂を７０重量％以上含み、前記ポリプロピレン系樹脂のＪＩＳ Ｋ ７２１０－１（２０１４）に準拠して測定されたメルトフローレート（ＭＦＲ）が１～１０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物であり、
   溶融押出しされた前記原料を冷却ロールにて冷却しつつシート状に成形してＩＲ法により測定された結晶化度を５５％以下に調整し、
   次いでロールの速度差をもって縦方向に延伸倍率が１．２～３．５倍に一軸延伸して延伸フィルムを形成して、
   ＪＩＳ Ｋ ７１３０（１９９９）に準拠して測定されたフィルム厚さにおける最大厚さと最小厚さの差が平均厚さの２０％以内であるフィルムを得る
   ことを特徴とするポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法。
2. 前記原料の溶融押出時において、前記樹脂組成物のうちから選択される異なる複数の前記原料を層状に溶融押出することを特徴とする請求項１に記載のポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムの製造方法。
3. ポリプロピレン系縦一軸延伸フィルムであるシーラント層と、１ないし複数層の基材フィルムとを備えた積層体であって、
   前記シーラント層は、
   プロピレン単独重合体、プロピレンとプロピレンを除くα－オレフィンとの重合によるランダム共重合体又はブロック共重合体のいずれかのアイソタクチックポリプロピレンであるポリプロピレン系樹脂を７０重量％以上含み、前記ポリプロピレン系樹脂のＪＩＳ Ｋ ７２１０－１（２０１４）に準拠して測定されたメルトフローレート（ＭＦＲ）が１～１０ｇ／１０ｍｉｎである樹脂組成物を原料とし、
   ＩＲ法により測定された結晶化度が５５％以下であり、
   縦方向の延伸倍率が１．２～３．５倍であり、
   ＪＩＳ Ｋ ７１３０（１９９９）に準拠して測定されたフィルム厚さにおける最大厚さと最小厚さの差が平均厚さの２０％以内である
   ことを特徴とする積層体。
4. 前記シーラント層が、前記樹脂組成物のうちから選択される異なる複数の前記原料を組み合わせて層状とされている請求項３に記載の積層体。

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