JPH03286859A - 三層積層フィルム - Google Patents

三層積層フィルム

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JPH03286859A
JPH03286859A JP2089541A JP8954190A JPH03286859A JP H03286859 A JPH03286859 A JP H03286859A JP 2089541 A JP2089541 A JP 2089541A JP 8954190 A JP8954190 A JP 8954190A JP H03286859 A JPH03286859 A JP H03286859A
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heat
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film
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Kenichi Kawakami
河上　憲市
Katsuhiro Tsuchiya
勝洋 土屋
Katsuya Ogawa
勝也 小川
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Original Assignee
Toray Industries Inc
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は三層積層フィルムに関する。さらに詳しくは、
減圧下での密封性が良好なヒートシール性フィルムに関
する。
「従来の技術１ 従来のヒートシール性か良好な積層フィルムは、ポリプ
ロピレンからなる二軸配向フィルム（Ａ）を基材とする
場き、ヒートシール層（Ｃ）を片側のみに積層して（Ａ
）／　（Ｃ）とするか、両側ともに積層して（Ｃ）／　
（Ａ）／　（Ｃ）とするか、もしくは相異なるヒートシ
ール層（Ｃ）、（Ｃ′）を基材の両側に積層して（Ｃ）
／　（Ａ）　　／（Ｃ”）とするか、いずれにしても基
材とヒートシール層が相接している（特開昭５３−１．
２８６８５号公報、特公昭５９−２６４７０号公報）。
〔発明か解決しようとする課題〕
従来のヒートシール性か良好な積層フィルムは、山越え
などの高度の上空にさらされるなど、大気圧が常圧から
減圧下になると、基材層（Ａ）とヒートシール層（Ｃ）
又は（Ｃ′）のと相接する界面で襞開か起こり、破袋し
やすい欠点があった。
本発明はかかる課題を解決し、減圧下でも破袋しにくい
密封性の良好なヒートシール性三層積層フィルムを提供
することを目的とする。
〔課題を解決するための手段〕
本発明の三層積層フィルムは、結晶性ポリプロピレンよ
りなる二軸配向フィルム基材層（Ａ）、クッション層（
Ｂ）およびヒートシール層（Ｃ）の三層が（Ａ）／　（
Ｂ）／　（Ｃ）の順に積層され、かつ各層の面配向度が
次式を満足することを特徴とする。
２．０≦ＰＡ≦１５．０ ０≦ＰＣ≦３．５ ２．０≦ＰＣ≦４．０ 但し、ＰＡ　：基材層（Ａ）の面配向度Ｐ、：クッショ
ン層（Ｂ）の面配向度 ＰＣ：ヒートシール層（Ｃ）の面配向度本発明における
結晶性ポリプロピレンからなる二軸配向フィルム基材層
（Ａ）とは、ポリプロピレンのホモポリマー（ｒＰＰＪ
と略す。）が好ましいが、他のα−オレフィンとの共重
合体であってもよい。このポリプロピレンは、基材層と
しての剛性や延伸性の点で、融点は１５５℃以上、極限
粘度［η］は１．５〜２．５ｄｌ／ｇが好ましい。この
層の二軸配向は、通常の二軸延伸方法で得られるもので
あり、同時三軸延伸、逐次二軸延伸のいずれでもよいが
、面配向度ＰＡは２．０〜１５．０の範囲、好ましくは
２．５〜１３．０の範囲にある必要がある。
面配向度（ＰＡ、Ｐ、、ＰＣ）は、レーザーラマンマイ
クロスコピーで測られるものであり、吸光度比ｄ　８４
１　／　ｄ　１１９０およびｄ８４１　／ｄ８１０で求
められるものである。また同じレーザーラマンマイクロ
スコピーで測られる面配向度の面内での差、ΔＰＡ　（
ＩＰｔｏ　　ＰＭＤＩ）は、面配向度が上記範囲であれ
ば特に限定されることはなく、０に近い方が縦、横のバ
ランスの良いフィルムであることは周知であるが、逐次
二軸延伸で得られるフィルムの場合は、ΔＰＡは、０〜
１３、好ましくは６〜１２が適例である。もし、ＰＡが
２．０未満、好ましくは２．５未満であると低剛性にな
ってしまい包装加工しにくいし、１５，０、好ましくは
■３．０を越えると印刷インキの付着力が落ちる欠点が
生ずる。
次に本発明において基材層（Ａ）と接して積層されるク
ッション層（Ｂ）とは、面配向度Ｐ８か低いことを特徴
とする層であり、Ｐ、は０以上３゜５以下、好ましくは
３．０以下、さらに好ましくは２．５以下である。クッ
ション層（Ｂ）のＰＢが３．５を越えると、基材層（Ａ
）とヒートシール層（Ｃ）との間のクッション性が悪化
し、減圧下での密封性に劣ってしまう。このクッション
層（Ｂ）のポリマーは、面配向度が上記範囲であれば特
に限定はなく、融点が基材層（Ａ）よりも低い°、たと
えば８０〜１５５℃のα−オレフィンホモ重合体、α−
オレフィン共重合体やエチレン無水マレイン酸共重合体
、エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレンプロピレンラ
バー、エチレン゛アクリル酸系共重合体などであり、ヒ
ートシール層（Ｃ）のポリマーと同じでもよい。
クッション層とは、基材層とヒートシール層にはさまれ
る層のことであり、減圧下で急膨張して袋が破れんとす
るときに、固い基材層（Ａ）とヒートシール層（Ｃ）に
引っつられて、遂には破れてしまわないように、基材層
とヒートシール層にかかる応力を吸収して破れにくくす
るための緩衝の役目を果す、つまりクッション作用を得
る層のことである。このクッション層は基材層（Ａ）と
ヒートシール層（Ｃ）にはさまれていることが必要であ
り、（Ａ）／　（Ｃ）の外層に配されているときは、ク
ッション作用は少なくて、実用上不足である。
本発明におけるヒートシール層（Ｃ）の面配向度ＰＣは
２．０〜４．　Ｏ１好ましくは２．５〜３゜５である必
要がある。ＰＣが２．０未満だとシール時にホットタッ
クしやすく、それが故に加工しにくく、４．０を越える
とヒートシール力に劣る。
ヒートシール層（Ｃ）のポリマー組成は、エチレン共重
合体か好ましく、エチレンプロピレン共重合体、エチレ
ンプロピレンブテン共重合体、エチレンブテン共重合体
、エチレンとアクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル
酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタク
リル酸エチル等との共重合体、エチレンと無水マレイン
酸との共重合体、または前記共重合体成分と無水マレイ
ン酸との三元共重合体、エチレン酢酸ビニル共重合体、
およびそれらの混合物を使用することができる。また、
ポリエチレン、ポリプロピレンの押出ラミネートまたは
その未延伸フィルムの貼合せも好ましい。また、このヒ
ートシール層には、さらに石油樹脂、ワックス等を添加
してもよい。
本発明の三層積層フィルムは、基材層（Ａ）、クッショ
ン層（Ｂ）、ヒートシール層（Ｃ）が、（Ａ）／　（Ｂ
）／　（Ｃ）の順に積層されている必要がある。この構
成によってはじめて、密封性、減圧破袋防止性のすぐれ
たフィルムが得られるものである。特に層（Ｂ）はクッ
ション層であり、面配向を極力おさえた層ゆえ、基材層
（Ａ）とヒートシール層（Ｃ）でサンドイッチする必要
がある。
また、該三層積層フィルムの両表層、すなわち基材層（
Ａ）とヒートシール層（Ｃ）の中には、脂肪酸アミドや
無機粒子、シリコーン微粒子などを０．０１〜５重量％
の範囲で添加して滑り性や耐ブロッキング性を付与させ
ることか好ましい。
本発明の三層フィルムの各層の厚み構成は、特に限定さ
れるものではないが、基材層（Ａ）については、腰や耐
荷重の点から下限は１０μｍ、面積当りのポリマー量使
用の経済性の点から上限は８０μｍが好ましい。また、
クッション層（Ｂ）の厚みについても特に限定はないが
、す・ソション効果を考慮すると、下限は減圧破袋防止
性の点から１μｍ１上限は剛性の点から５μｍが好まし
い。
また、ヒートシール層（Ｃ）の厚みについても特に限定
はないが、密封性と減圧破袋防止性との点から下限は２
μｍ、剛性の点から上限は２５μｍが好ましい。
本発明の基材層（Ａ）側の表層１．　Ｏｎ　ｍ以内の原
子構成比がＯ／Ｃの比において０．１〜０．３５、Ｎ／
Ｃの比において０．００５〜０．０５の範囲にある時は
、この表層面の印刷性、すなわち印刷インキの付着力が
強いので好ましい。
三層積層フィルムの積層の仕方は、特に限定されるもの
でないが、（Ａ）、／　（Ｂ）を共押出して積層したク
ッション層（Ｂ）の上にヒートシール層（Ｃ）を押出ラ
ミネートもしくはコーティングする方法か、面配向度の
規定範囲を得やすく、また経済性も有利である。勿論、
三層を共押出で一挙に製膜する方法も採り得る態様であ
る。
次に、本発明の三層積層フィルムの製造方法の一例につ
いて説明するが、本発明は以下の方法に限定されるもの
ではない。
第一の製造例としては、まず、基材層（Ａ）を構成すべ
きポリプロピレンを１台の押出機に、クッション層（Ｂ
）を構成すべきポリマーを別の押出機に供給し、ひとつ
の口金に導き、２００〜３ｏｏ’ｃで同時に溶融共押出
して冷却ドラムに巻付けて二層シートとし、次いで、該
二層シートをロール群またはロールを配したオーブンに
導き、■ＯＯ〜１５００Ｃに加熱しつつ、縦方向に３〜
７倍縦延伸し、次いてテンターに導き入れて１５０〜１
９０℃に加熱して、横方向（幅方向）に５〜１５倍横延
伸し、熱処理し、必要に応じて熱弛緩する。こうして得
られた二軸延伸二層フィルムのクッション層（Ｂ）の表
面に、ヒートシール層（Ｃ）を構成すべきポリマーを２
００〜３０００Ｃで溶融押出してラミネートして本発明
の三層積層フィルムとなす。ここで重要なことは、本発
明の特徴である各層の面配向度は、上述の各層の押出温
度と延伸時の加熱温度および延伸倍率の組合せによって
得られる点にある。さらに詳しくは、延伸倍率か同一の
場合でも、押出温度と延伸時の加熱温度は各々、低温た
と面配向度は大きくなり、高温たと面配向度は小さくな
り、そして、押出温度と延伸時の加熱温度か同一の場合
でも、延伸倍率か低倍率たと面配向度は小さくなり、高
倍率だと面配向度は大きくなる。従って、本発明の面配
向度の範囲は、上記の押出温度、延伸時加熱温度、延伸
倍率を組合せて得られるものであり、当然、基材層（Ａ
）、クッション層（Ｂ）、ヒートシール層（Ｃ）として
用いるポリマーおよびその融点によって選定されるので
一概には言えない。次いで得られた三層フィルムの基材
層（Ａ）表面に、必要に応じて公知の、大気中コロナ放
電や窒素中または／および炭酸ガス中でのコロナ放電処
理を施すことは、インキ付着力付与のために好ましい。
また、他の製法例としては、基材層（Ａ）を構成すべき
ポリプロピレンを１台の押出機に、クッション層（Ｂ）
を構成すべきポリマーを別の押出機に供給し、ひとつの
口金に導き、２００〜３００℃で同時に溶融共押出して
冷却ドラムに巻付けて二層シートとし、次いで、該二層
シートをロール群またはロールを配したオーブンに導き
、１００〜１５０℃に加熱して、縦方向に３〜７倍縦延
伸し、その縦−軸延伸されたシートのクッション層（Ｂ
）表面側に、ヒートシール層（Ｃ）を構成すべきポリマ
ーをさらに別の押出機から２００〜３００℃で溶融押出
してラミネートし、三層シートとなし、これをテンター
に導き入れて１５０〜１９０℃に加熱して横方向（幅方
向）に５〜１５倍横延伸し、熱処理し、必要に応じて熱
弛緩して本発明の三層積層フィルムとなす。ここで重要
なことは、本発明の特徴である各層の面配向度の範囲に
するために、前述の第一の製法例のように、各層の溶融
押出温度、延伸時の加熱温度、延伸倍率の組合せによっ
て得られるものであり、当然、基材層（Ａ）、クッショ
ン層（Ｂ）、ヒートシール層（Ｃ）のポリマーおよびそ
の融点によって選定されるので一部には言えないが、各
温度、倍率と面配向度との相関は、第一の製法例と同じ
傾向を示すものである。次いで得られたこの三層フィル
ムの基材層（Ａ）表面に必要に応じて前述のコロナ放電
処理を施す。
本発明の特性値の測定方法並びに効果の測定方法は次の
通りである。
（１）面配向度 レーザーラマンマイクロスコピーを用い、偏光で励起し
てフィルムの各層に当て、検光子を経てフォトマルで受
光し、光学密度を８１０Ｃｍ−’と８４１ｃｍ−’と８
９０ｃｍ−’で測定し、フィルムを３６０°回転させて
、その光学密度の比、すなわち吸光度比ｄ　ａ４１　／
　ｄ　１１９０およびｄ８４１／ｄａ＋。のうち最大値
を面配向度として求めた。但し、ｄ　１１１１０は８１
０ｃｍ−’における吸光度、ｄａ４＋ハ８４１ｃｒｒｒ
’における吸光度、ｄ８９１）は８９０ｃｍ−’におけ
る吸光度である。
（２）ヒートシール力 熱板ヒートシーラーを用い、シールバーの寸法は長さ３
０ｃｍ、幅１０ｍｍとし、１３５℃、０゜５秒、圧力Ｉ
Ｋｇ／ｃｍ２でヒートシールし、テンシロンにてシール
部が剥離する強さを求めた。
（３）減圧破袋性 これはクッション性の定量法の１つである。フィルムの
ヒートシール面同志を重ねて、１３５℃、０．５秒、ｌ
　、　　Ｑ　Ｋ　ｇ　／　ｃ　ｍ　２圧でヒートシール
する。この時、袋の内寸を７ｃｍＸ１０ｃｍとし、空気
１００ｍ１を袋中に封入し、２５℃にコントロールされ
た減圧試験器に該袋を入れ、−３５０ｍｍＨｇの真空減
圧下にて５分間保持し、１０個中の袋のうち破袋した数
で、次のように判定した。
破袋が０個　　　　　　　◎ 破袋が１〜３個　　　　　○ 破袋が４〜７個　　　　　△ 破袋が８個以上　　　　　× （４）密封性（Ｂｕｂｂｌｅ　　ｔｅｓｔ）これはクッ
ション性の定量法の１っである。上記減圧破袋性テスト
と同様にして作った袋を２５℃の恒温水槽に、水面下１
５ｃｍの所で３分間保持し、気泡発生がゼロであるもの
を◎とし、■分間以上〜３分間未満で気泡発生したもの
を○とし、１分間以内で気泡発生したものを×とした。
以上の（３）、　　（４）の２つとも良い場合か、クッ
ション性かすぐれていると判定できるものである。
（５）剛性（Ｆ−５値） テンシロン法により、応力−歪曲線を採り、５％の歪み
時の応力を求めた。この値から３Ｋｇ／ｍｍ’以上であ
れば、加工時の引張りや外的応力での変形も少なく、剛
性、取り扱いに優れていると判定した。
（６）ホットタック性 東洋テスター工業製のヒートシールテスターを用い、幅
１５ｍｍ、長さ３００ｍｍのフィルムの上部を固定し、
下部に５０ｇの荷重をかけ、シールバーの前にぶら下げ
る。フィルムの一部を２っ折にして、シールバーの間に
挿入し、シール温度１２５℃、シール圧力１Ｋｇ、／ｃ
ｍ’で１秒間圧着する（シール幅２５ｍｍ）。その直後
、荷重が自由落下することにより一定剥離荷重でシール
部が剥離する長さ（ｍｍ）を測定する。５ｍｍ以内は良
好、２０ｍｍ以上は不良と判定した。
（７）原子構成比 島津製作所製のＥＳＣＡ７５０型を用い、フィルムの表
面処理面を、励起Ｘ線：ＭｇＫα１°線にして、光電子
脱出角度９０度、ＣＩＳメインピークの結合エネルギー
値を２８４．６ｅＶに合わせて１ｓ軌道のＥＳＣＡ測定
をし、酸素原子数／炭素原子数（０／Ｃ）　、および窒
素原子数／炭素原子数（Ｎ　、／　Ｃ）を算出した。
（８）印刷インキの付着力 フィルムの基材層（Ａ）表面に、東洋インキ社製のセロ
ファン用印刷インキ“ＣＣ−３丁”白をメータリングパ
ー６番で印刷し、乾燥後ニチバン社製セロファン粘着テ
ープ（登録商標“セロテープ”）で剥離し、インキがフ
ィルムに付着残存していた面積を画像処理して求め、次
のの基準で判定した。
残存面積　　　　　　付着指数 ９５％以上　　　　　　　　　　５ ９０％以上９５％未満　　　　　４ ７５％以上９０％未満　　　　　３ ５０％以上７５％未満　　　　　２ ５０％未満　　　　　　　　　　１ 付着指数が高いほど接着力が良好である。
〔実施例〕
本発明を実施例に基づいて説明する。
実施例１ １台の押出機へ、基材層（Ａ）原料として、ステアリン
酸アミド０．１重量％とシリカ０．１重量％を含むアイ
ソタクチックホモポリプロピレン（アイソタクチシティ
ー、９７％、［η］　：２゜５）を供給し、２５５℃に
溶融し、もう１台の押出機にクッション層（Ｂ）原料と
して、オレイン酸アミド０．３重量％とシリカ０．３重
量％を含むエチレンプロピレンブテン共重合体（ｒＢＰ
ＣＪと略す。エチレン成分°３．５重景％、ブテン成分
：５重社％、融点：１３８°Ｃ）を供給し、２７５℃に
溶融し、加熱溶融させて２５５°Ｃで共押出し、シート
状となし、冷却ドラムに巻きつけて冷却した後、１３５
℃に加熱して長平方向に４．６倍延伸し、−軸延伸二層
フィルムを得た。次いで得られた該二層フィルムのクッ
ション層（Ｂ）表面に、ヒートシール層（Ｃ）原料とし
て、エチレンメタクリル酸メチル無水マレイン酸三元共
重合体（ｒＥＭＭＡＪと略す。融点：１００’Ｃ）を溶
融押出ラミネートし、三層フィルムとなし、１６５℃に
加熱したテンターに導き、横手方向に９倍に延伸し、１
６０°Ｃで幅方向に７．８％熱弛緩し、次いで基材層（
Ａ）表面を窒素と炭酸ガスの混合雰囲気中でコロナ放電
処理し、ＪＩＳ−に−６７６８の表面張力測定法で４３
　ｄ　ｙ　ｎ　ｅ　／　ｃ　ｍとし、最後にワインター
て巻取り、基材層（Ａ）か■８μｍ１クッション層（Ｂ
）が３μｍ１ヒ一トシール層（Ｃ）が４丁１ｍ各厚の三
層積層フィルムを得た。得られたフィルムの評価結果を
第１表に示す。
実施例２ 実施例１において、ヒートシール層（Ｃ）原料としてク
ッション層（Ｂ）原料に用いたＢＰＣを供給した以外は
、実施例１と同様に実施した。得られたフィルムの評価
結果を第１表に示した。
実施例３ 実施例１と同様にして、（Ａ）、／（Ｂ）の−軸延伸フ
ィルムを得、テンターに送り込み、あとは実施例１と同
様にして（Ａ）／（Ｂ）の二層積層フィルムを得た。厚
みは、基材層（Ａ）が１８μｍ１クツシヨン層（Ｂ）か
３μｍであった。次いてオフラインにて別の押出機を用
い、ポリプロピレン（昭和電工株式会社製ＬＳ−７１２
）を２８０℃に加熱溶融して２０μｍの厚さてヒートシ
ール１４５　（Ｃ）として溶融押出ラミネートした。
比較例１ 実施例１において、縦延伸倍率を７．５倍、横延伸倍率
を１５．５倍とした以外は、実施例１と同様に実施した
。得られた基材層（Ａ、　）の面配向度ＰＡは、本発明
の上限より大きかった。
比較例２ 実施例１において、縦延伸加熱温度が９５℃、横延伸倍
率が１４倍とした以外は、実施例１と同様に実施した。
得られたクッション層（Ｂ）の面配向度Ｐｇは本発明の
上限より大きかった。
比較例３ 実施例１において、横延伸加熱温度が２００℃とした以
外は、実施例１と同様に実施した。得られたヒートシー
ル層（Ｃ）の面配向度ＰＣは本発明の下限より小さかっ
た。
比較例４ 実施例２において、基材層（Ａ）原料の溶融温度が３１
５℃、縦延伸の加熱が１６０℃、倍率が２．５倍、横延
伸の加熱が２００℃、倍率が４゜５倍とした以外は、実
施例２と同様に実施した。
得られた基材層（Ａ）の面配向度ＰＡは本発明の下限よ
り小さかった。
比較例５ 実施例１において、クッション層（Ｂ）がない意思外は
、実施例■と同様に実施した。
比較例６ ヒートシール層（Ｃ）原料の溶融温度が１９０℃、テン
ターでの加熱温度を１４５℃、横延伸倍率を１０倍とし
た意思外は、実施例１と同様に実施した。その結果、ヒ
ートシール層（Ｃ）の面配向度ＰＣが本発明の上限をこ
えて大きすぎる結果となった。
以上の実施例および比較例の評価結果は第１表にまとめ
て示した。第１表から明らかのように、三層の面配向度
が規制された実施例１、実施例２、実施例３の本発明の
三層積層フィルムは、減圧下での密封性が良好で、破袋
しにくく、かつヒートシールが強く、かつ剛性、ホ・ソ
トタ・ツク性、印刷性も良好であることがわかる。
一方、比較例１は、基材層（Ａ）の面配向度Ｐ８が大き
すぎるため、印刷性が悪かった。また、比較例２は、ク
ッション層（Ｂ）の面配向度Ｐｅが大きすぎるため、減
圧下の破袋性、密封性が悪かった。また、比較例３は、
ヒートシール層（Ｃ）の面配向度Ｐ、が小さすぎるため
、ホットタック性が悪かった。また、比較例４は、基材
層（Ａ）の面配向度ＰＡが小さすぎるため、剛性に劣る
フィルムであった。また、比較例５は、クッション層（
Ｂ）かないため、減圧下の破袋性、密封性が悪かった。
また、比較例６は、ヒートシール層（Ｃ）の面配向度Ｐ
、が大きすぎるため、ヒートシール力か小さいという欠
点があった。
「発明の効果〕 本発明の三層積層フィルムは、各層の面配向度か特定の
範囲にあるため、減圧下耐破袋性、密封性およびヒート
シール性、ホットタック性、剛性、印刷性に優れている
。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）結晶性ポリプロピレンからなる二軸配向フィルム
    基材層（Ａ）、クッション層（Ｂ）およびヒートシール
    層（Ｃ）の三層が（Ａ）／（Ｂ）／（Ｃ）の順に積層さ
    れ、かつ各層の面配向度が次式を満足することを特徴と
    する三層積層フィルム。
  2. ２．０≦Ｐ＿Ａ≦１５．０ ０≦Ｐ＿Ｂ≦３．５ ２．０≦Ｐ＿Ｃ≦４．０ 但し、Ｐ＿Ａ：基材層（Ａ）の面配向度 Ｐ＿Ｂ：クッション層（Ｂ）の面配向度 Ｐ＿Ｃ：ヒートシール層（Ｃ）の面配向度
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