JPWO2012063914A1 - ポリオレフィン複合フィルム - Google Patents

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Abstract

本発明の課題は、低温ヒートシール性、ヒートシール強度、透明性に優れたポリオレフィン複合フィルムを提供するものであり、本発明は、少なくとも、表面層[i]//中間層[iii]//コア層[ii]を有するポリオレフィン複合フィルムであって、表面層[i]が、特定のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、及び/または、特定の1−ブテン・α−オレフィン共重合体(E)を0〜50重量%、融点が120〜170℃のプロピレン系重合体(B)50〜100重量%からなり〔但し、表面層における(A)、(E)及び(B)の合計を100重量部とする。〕、コア層[ii]が、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)70〜100重量%、及び、特定のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)0〜30重量%からなり〔但し、コア層にける(C)及び(A)の合計を100重量部とする。〕、中間層[iii]が、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)50〜95重量%、融点が120〜170℃のプロピレン系重合体(B)、特定のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、及び/または、特定の1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)が50〜5重量%、〔但し、中間層における(C)、(B)、(A)及び(E)の合計を100重量%とする〕とからなるプロピレン系樹脂組成物、からなることを特徴とするポリオレフィン複合フィルムに関する。

Description

本発明はポリオレフィン複合フィルムに関し、低温ヒートシール性、ヒートシール強度、透明性に優れたポリオレフィン複合フィルムに関する。
従来から包装用途などに使用されるヒートシール性のポリオレフィン複合フィルムとして、結晶性ポリプロピレンの表面層に低融点のポリオレフィン系樹脂を積層した複合フィルムが知られている。
具体的には、例えば、二軸延伸ポリプロピレンフィルムの片面に融点が150℃以上のプロピレン系重合体:1〜50重量%、融点が100℃以上150℃未満のプロピレン共重合体:10〜90重量%、及び融点が40℃以上100℃未満のプロピレンあるいは1−ブテン共重合体:1〜80重量%からなるポリプロピレン樹脂組成物を熱融着層として積層してなる延伸フィルム(特許文献1:国際公開WO2007/015415号パンフレット)、プロピレン重合体を主体とした二軸延伸フィルムの両面に、融点が120〜140℃のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体、融点が80〜120℃未満のプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体、及び融点が40〜100℃のブテン−1・α−オレフィンランダム共重合体とのプロピレン系重合体組成物からなる被覆層が積層されてなるオーバーラップ包装フィルム(特許文献2:特開2003−170554号公報)などの、融点が異なる二種以上のプロピレン系共重合体を含む組成物を表面層(ヒートシール層)に用いる方法が提案されている。
また、上記二層フィルムの他に、基材層である二軸延伸ポリプロピレンフィルムと融点が異なる二種以上のプロピレン系共重合体を含む組成物からなる表面層との間に、プロピレン単独重合体とプロピレン・α−オレフィン共重合体との組成物からなる中間層を有してなるヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フィルム(特許文献3:特開2005−104151号公報、特許文献4:特開2005−305998号公報)、あるいは、基材層として、プロピレン単独重合体とプロピレン・α−オレフィン共重合体との組成物を用い、中間層としてプロピレン単独重合体とプロピレン・α−オレフィン共重合体との組成物、表面層(熱融着層)として融点が150℃以下のプロピレン・α−オレフィン共重合体、あるいはその組成物を用いる方法(特許文献5:特開2006−305884号公報、特許文献6:特開2006−327183号公報)など、三層フィルムとする方法が提案されている。
しかしながら、中間層として、特許文献3あるいは特許文献4に具体的に提案されているヒートシール性積層ポリプロピレン系樹脂フィルムはヒートシール性に劣る。
国際公開WO2007/015415号パンフレット 特開2003−170554号公報 特開2005−104151号公報 特開2005−305998号公報 特開2006−305884号公報 特開2006−327183号公報
しかしながら、特許文献1〜6に提案されているような複合フィルムでは、比較的低温領域におけるヒートシール強度が不十分であり、その包装フィルムとしての用途が制限されている状況にある。
本発明は低温ヒートシール性、ヒートシール強度、透明性に優れたポリオレフィン複合フィルムを提供するものである。
すなわち、本発明は、
少なくとも1層の表面層[i]と、コア層[ii]、及び表面層[i]とコア層[ii]の両方に直接接する中間層[iii]を有するポリオレフィン複合フィルムであって、
表面層[i]は、
プロピレンから導かれる単位を50〜97モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を3〜50モル%含有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、
及び/または、
1−ブテンから導かれる単位を50〜95モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(1−ブテンを除く)から導かれる単位を50〜5モル%含有し、α―オレフィン(1−ブテンを除く)から導かれる単位を50〜5モル%含有する1−ブテン・α−オレフィン共重合体(E)が、
0〜50重量%、
であると共に、
プロピレンから導かれる単位を50〜100モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を0〜50モル%含有し、融点が120〜170℃のプロピレン系重合体(B)50〜100重量%
からなり、
〔但し、表面層における(A)、(E)及び(B)の合計を100重量部とする。〕
コア層[ii]は、
プロピレンから導かれる単位を97〜100モル%含有し、炭素数が2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)を0〜3モル%含有し、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)70〜100重量%、
及び、
プロピレンから導かれる単位を50〜97モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を3〜50モル%含有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)0〜30重量%からなり、
〔但し、コア層にける(C)及び(A)の合計を100重量部とする。〕
中間層[iii]は、
プロピレンから導かれる単位を97〜100モル%含有し、炭素数が2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)を0〜3モル%含有し、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)50〜95重量%、
と共に
プロピレンから導かれる単位を50〜100モル%含有し、炭素数2〜10のα―オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を0〜50モル%含有し、融点が120〜170℃のプロピレン系重合体(B)、
プロピレンから導かれる単位を50〜97モル%含有し、炭素数2〜10のα―オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を3〜50モル%含有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、
及び/または、
1−ブテンから導かれる単位を50〜95モル%含有し、α―オレフィン(1−ブテンを除く)から導かれる単位を50〜5モル%含有する1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)が、
50〜5重量%、
〔但し、中間層における(C)、(B)、(A)及び(E)の合計を100重量%とする〕
とからなるプロピレン系樹脂組成物
からなることを特徴とするポリオレフィン複合フィルムに関する。
また、本発明における「他の態様」の場合のポリオレフィン複合フィルムは、
少なくとも1層の表面層[i]と、コア層[ii]及び表面層[i]とコア層[ii]の両方に直接接する中間層[iii]からなり、
表面層[i]は、
プロピレンから導かれる単位を50〜97モル%含有し、炭素数2〜10のα―オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を3〜50モル%含有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)15〜100重量%、
及び、
プロピレンから導かれる単位を50〜100モル%含有し、炭素数2〜10のα―オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を0〜50モル%含有し、融点が120〜170℃のプロピレン系重合体(B)0〜85重量%からなり、
コア層[ii]は、
プロピレンから導かれる単位を97〜100モル%含有し、炭素数が2〜10のα―オレフィン(プロピレンを除く)を0〜3モル%含有し、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)70〜100重量%、
及び、
プロピレンから導かれる単位を50モル%以上97モル%未満含有し、炭素数2〜10のα―オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を50モル%以下であり3モル%を越えて含有し、示差走査熱量計(DSC)で測定される融点が140℃未満または融点が観測されないプロピレン系重合体(D)0〜30重量%からなり、
中間層[iii]は、
プロピレンから導かれる単位を97〜100モル%含有し、炭素数が2〜10のα―オレフィン(プロピレンを除く)を0〜3モル%含有し、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)50〜95重量%、
と共に
プロピレンから導かれる単位を50モル%以上97モル%未満含有し、炭素数2〜10のα―オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を50モル%以下であり3モル%を越えて含有し、示差走査熱量計(DSC)で測定される融点が140℃未満または融点が観測されないプロピレン系重合体(D)
及び/または、
1−ブテンから導かれる単位を50〜95モル%含有し、α―オレフィン(1−ブテンを除く)から導かれる単位を50〜5モル%含有する1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)、
が50〜5重量%
〔但し、(C)、(D)及び、(E)の合計を100重量%とする。〕
とからなるプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とするポリオレフィン複合フィルムに関する。
以上は、本発明における「他の態様」の場合のポリオレフィン複合フィルムを説明したものである。
なお、本発明の好ましい態様においては、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)の融点が110℃以下または融点が観測されないことである。また、本発明の好ましい態様においては、プロピレン系重合体(B)の融点が120から140℃であり、1−ブテン・α―オレフィン共重合体(E)の融点が60から110℃であることである。
さらに、本発明の好ましい態様は、
プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)が、
(1)135℃、デカリン中で測定される極限粘度が0.1〜5dl/gであり、
(2)ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求められる分子量分布(Mw/Mn)が1.5以上3以下であり、
(3)共重合モノマー連鎖分布のランダム性を示すパラメータB値が0.9〜1.5であるプロピレン・1-ブテンランダム共重合体であることを特徴とするポリオレフィン複合フィルムである。
また、本発明の他の好ましい態様は、ポリオレフィン複合フィルムが、未延伸であることを特徴とするものである。
また、本発明の他の好ましい態様は、ポリオレフィン複合フィルムが、二軸延伸されていることを特徴とするものである。
また、本発明の他の好ましい態様は、ポリオレフィン複合フィルムの全体の厚さにおける表面層の全体の厚さの割合が、2〜10%であることを特徴とするものである。
また、本発明の他の好ましい態様は、ポリオレフィン複合フィルムの全体の厚さにおける中間層の全体の厚さの割合が、2〜10%であることを特徴とするものである。
また、本発明の他の好ましい態様は、ポリオレフィン複合フィルムが、表面層/中間層/コア層/中間層/表面層の順からなる5層の構造を有することを特徴とするものである。
また、本発明の他の好ましい態様は、ポリオレフィン複合フィルムの全体の厚さが10〜35ミクロンメータ(μm)であることを特徴とするものである。
また、本発明の他の好ましい態様は、ポリオレフィン複合フィルムの縦、又は横の延伸方向の引張弾性率が、1.9〜5.0GPaの範囲に入ることを特徴とするものである。
本発明のポリオレフィン複合フィルムは低温ヒートシール性、ヒートシール強度、透明性に優れ、食品、産業材等の包装フィルムとして広い用途への利用が可能である。
<プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)>
本発明のポリオレフィン複合フィルムの表面層[i]を形成するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)は、プロピレンから導かれる単位を50〜97モル%、好ましくは50〜95モル%含有し、炭素数2から10のα―オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を3〜50モル%、好ましくは5〜50モル%含有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)である(プロピレンから導かれる単位とα−オレフィンから導かれる単位の合計を100モル%とする)。上記α−オレフィンは必要に応じて1種または2種以上を用いてもよい。
本発明に係るプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)は、さらに好ましくはプロピレンから導かれる単位を60モル%以上含有し、また80モル%以下で含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン、中でも、エチレン及び1−ブテンから選ばれるα−オレフィンから導かれる単位を20モル%以上含有し、また40モル%以下で含有しているものである。
本発明に係るプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)は、融点が140℃以下であるか、または、融点が観測されないことが好ましく、さらには融点が110℃以下か、または、融点が観測されないことが好ましい。
融点が140℃を超えるプロピレン・α−オレフィン共重合体を用いた場合は、得られるポリオレフィン複合フィルムは低温ヒートシール性が劣る虞がある。
本発明に係るプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)は、必要に応じて1種または2種以上の重合体を用いてもよい。
本発明に係るプロピレン・α−オレフィン共重合体(A)としては、具体的には、例えば、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・1−ブテン共重合体、プロピレン・エチレン・1−ブテン共重合体が例示される。
本発明に係るプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)としては、
(1)135℃、デカリン中で測定される極限粘度[η]が0.1〜5dl/gであり、
(2)ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求められる分子量分布(Mw/Mn)が1.5以上3以下であり、
(3)共重合モノマー連鎖分布のランダム性を示すパラメータB値が0.9〜1.5、好ましくは1.0〜1.4、
であるプロピレン・1−ブテンランダム共重合体が好適である。
なお、このパラメータB値はコールマン等(B.D.Coleman and T.G.Fox, J. Polym.Sci., Al,3183(1963))により提案されており、以下のように定義される。
B=P12/(2P1 ・P2
ここで、P1 、P2 はそれぞれ第1モノマー、第2モノマー含量分率であり、P12は全二分子中連鎖中の(第1モノマー)−(第2モノマー)連鎖の割合である。
なおこのB値は1のときベルヌーイ統計に従い、B<1のとき共重合体はブロック的であり、B>1のとき交互的であり、B=2のとき交合共重合体であることを示す。
本発明に係るプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)のMFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルムとすることができる限り特に限定はされないが、通常0.5〜20g/10分、好ましくは2〜10g/10分の範囲にある。
<1−ブテン・α―オレフィン共重合体(E)>
本発明のポリオレフィン複合フィルムの表面層[i]、及び中間層[iii]を形成する1−ブテン・α―オレフィン共重合体(E)は、1−ブテンから導かれる単位を50〜95モル%、好ましくは60〜95モル%、特に好ましくは70〜95モル%含有し、かつα―オレフィン(1−ブテンを除く)から導かれる単位を50〜5モル%、好ましくは40〜5モル%、特に好ましくは30〜5モル%含有する1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)である(1−ブテンから導かれる単位とα−オレフィンから導かれる単位の合計を100モル%とする)。上記α−オレフィンは必要に応じて1種または2種以上を用いてもよい。
本発明に係る1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)は、融点が60〜110℃の範囲にあることが好ましい。
融点が110℃を超える1−ブテン・α−オレフィン共重合体を用いた場合は、得られるポリオレフィン複合フィルムは低温ヒートシール性が劣る虞があり、一方、融点が60℃未満の1−ブテン・α−オレフィン共重合体を用いた場合は、得られるポリオレフィン複合フィルムは、表面がべたつくおそれがある。
本発明に係る1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)は、必要に応じて、1種または2種以上の重合体を用いてもよい。
本発明に係る1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)としては、具体的には、例えば、1−ブテン・エチレン共重合体、1−ブテン・プロピレン共重合体、1−ブテン・エチレン・プロピレン共重合体などが例示される。
本発明に係る1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)としては、
(1’’)135℃、デカリン中で測定される極限粘度[η]が0.1〜5dl/gであり、
(2’’)ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求められる分子量分布(Mw/Mn)が2〜6であり、
(3’’)共重合モノマー連鎖分布のランダム性を示すパラメータB値が0.9〜1.5、好ましくは0.9〜1.4、
である1−ブテン・α―オレフィン共重合体が好適である。
本発明に係る1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)のMFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルムとすることができる限り特に限定はされないが、通常1〜20g/10分、好ましくは5〜15g/10分の範囲にある。
<プロピレン系重合体(B)>
本発明のポリオレフィン複合フィルムの表面層[i]、中間層[ii]を形成するプロピレン系重合体(B)は、プロピレンから導かれる単位を50〜100モル%、好ましくは85〜97モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を0〜50モル%、好ましくは3〜15モル%含有し、その融点が120〜170℃、好ましくは120〜140℃のプロピレン系重合体(B)である(プロピレンから導かれる単位とα―オレフィンから導かれる単位の合計を100モル%とする)。上記α−オレフィンは必要に応じて1種または2種以上を用いてもよい。
本発明に係るプロピレン系重合体(B)は、必要に応じて1種または2種以上の重合体を用いてもよい。
融点が120℃未満のプロピレン系共重合体を用いた場合、それから得られるポリオレフィン複合フィルムは、低温ヒートシール性とシール強度のバランスが不十分となるおそれがある。
本発明に係るプロピレン系重合体(B)としては、具体的には、例えば、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・エチレン・1−ブテン共重合体、プロピレン・1−ブテン共重合体などのブロック共重合体、ランダム共重合体が例示される。
本発明に係るプロピレン系重合体(B)のMFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルムとすることができる限り特に限定はされないが、通常0.5〜20g/10分、好ましくは2〜10g/10分の範囲にある。
<結晶性ポリプロピレン(C)>
本発明のポリオレフィン複合フィルムのコア層[ii]、及び中間層[iii]の成分を形成する結晶性ポリプロピレン(C)は、プロピレンから導かれる単位を97〜100モル%、好ましくは98〜100モル%含有し、炭素数が2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を少なくとも1種類の単位を0〜3モル%、好ましくは0〜2モル%含有し、融点が150〜170℃、好ましくは155〜165℃である結晶性ポリプロピレン(C)である(プロピレンから導かれる単位とα−オレフィンから導かれる単位の合計を100モル%とする)。結晶性ポリプロピレン(C)がα−オレフィンから導かれる単位を含む場合は、必要に応じて1種または2種以上を用いてもよい。
融点が150℃未満のポリプロピレンをコア層[ii]に用いた場合は、得られるポリオレフィン複合フィルムの剛性及び耐熱性が十分とはいえない傾向がある。
本発明に係る結晶性ポリプロピレン(C)は、必要に応じて1種または2種以上の重合体を用いてもよい。
本発明に係る結晶性ポリプロピレン(C)としては、具体的には、例えば、プロピレン単独重合体、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレンとα−オレフィンの共重合体、例えばプロピレン・1−ブテン共重合体、プロピレン・エチレン・1−ブテン共重合体などがあり、プロピレン単独重合体が好適である。
本発明に係る結晶性ポリプロピレン(C)のMFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルムとすることができる限り特に限定はされないが、通常0.5〜20g/10分、好ましくは2〜10g/10分の範囲にある。
<プロピレン系重合体(D)>
本発明の1つの態様として、ポリオレフィン複合フィルムのコア層[ii]、及び中間層[iii]の成分を形成するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)がプロピレン系重合体(D)となる場合がある。
このプロピレン系重合体(D)は、プロピレンから導かれる単位を50モル%以上97モル%未満、好ましくは60モル%以上80モル%未満含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる少なくとも1種類の単位を50モル%以下であり3モル%を越えて、好ましくは40モル%以下であり20モル%を越えて含有し、示差走査熱量計(DSC)で測定される融点が140℃未満または融点が観測されない、好ましくは110℃以下または融点が観測されない重合体である。上記α−オレフィンは必要に応じて1種または2種以上を用いてもよい。
これらのプロピレン系重合体(D)としては、中でも、
(1’)135℃、デカリン中で測定される極限粘度[η]が0.1〜5dl/gであり、
(2’)ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求められる分子量分布(Mw/Mn)が1.5〜4であり、
(3’)共重合モノマー連鎖分布のランダム性を示すパラメータB値が0.7〜1.5であるプロピレン系重合体(D)が好適である。
本発明に係るプロピレン系重合体(D)は、必要に応じて1種または2種以上の重合体を用いてもよい。
融点が140℃以上のプロピレン系重合体を用いた場合は、得られるポリオレフィン複合フィルムは、低温ヒートシール性及び/又はヒートシール強度が劣るおそれがある。
本発明に係るプロピレン系重合体(D)としては、具体的には、例えば、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・1−ブテン共重合体、プロピレン・エチレン・1−ブテン共重合体のブロック共重合体、ランダム共重合体が例示される。
本発明に係るプロピレン系重合体(D)のMFR(メルトフローレート;ASTM D−1238 荷重2160g、温度230℃)はフィルムとすることができる限り特に限定はされないが、通常、0.5〜20g/10分、好ましくは2〜10g/10分の範囲にある。
<ポリオレフィン複合フィルム>
本発明のポリオレフィン複合フィルムは、少なくとも1層の表面層[i]と、コア層[ii]、及び表面層[i]とコア層[ii]の両方に直接接する中間層[iii]を有するポリオレフィン複合フィルムである。
なお、本発明の複合フィルムが、表面層、コア層および中間層からなる3層かならなるような場合においては、「コア層」との用語は単に芯材となる層を意味するものであり、必ずしも表面層と中間層の間にあって中心を構成する意味に用いるものではない。
〈表面層[i]〉
本発明のポリオレフィン複合フィルムの表面層[i]は、前記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、及び/または前記1−ブテン・α−オレフィン共重合体(E)を0〜50重量%、好ましくは0〜30重量%、さらに好ましくは3〜30重量%、並びに前記プロピレン系重合体(B)を50〜100重量%、好ましくは70〜100重量%、さらに好ましくは70〜97重量%含む(但し、表面層における(A)、(E)及び(B)の合計を100重量%とする。)オレフィン系重合体組成物(X)からなる。
本発明において、表面層[i]には、前記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、及び/または前記1−ブテン・α−オレフィン共重合体(E)を配合しない場合も含まれる。しかし、特に好適な態様においては前記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、及び/または前記1−ブテン・α−オレフィン共重合体(E)を含むものであり、中でも好ましくは3〜30重量%含まれるものである。
前記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、及び/または前記1−ブテン・α―オレフィン共重合体(E)が配合されている場合は、それが配合されていな場合に比べると、低温ヒートシール性が優れている。
〈コア層[ii]〉
本発明のポリオレフィン複合フィルムのコア層[ii]は、前記結晶性ポリプロピレン(C)70〜100重量%、及び、プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)を0〜30重量%含む〔但し、(A)及び(C)の合計で100重量%とする。〕プロピレン系重合体組成物(Y)からなる。
コア層[ii]のポリマー成分として、結晶性ポリプロピレン(C)のみを用いる場合は、プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)及び結晶性ポリプロピレン(C)を併用する場合に比べ、ヒートシール強度が強くなる改良効果が大きい。
プロピレン・α−オレフィン共重合体(A)が30重量%を超える組成物を用いた場合は、得られるポリオレフィン複合フィルムは、耐熱性、剛性に劣る虞がある。
〈中間層[iii]〉
本発明のポリオレフィン複合フィルムにおける中間層[iii]は、前記結晶性ポリプロピレン(C)50〜95重量%、好ましくは70〜95重量%、と共に前記プロピレン系重合体(B)、前記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、及び/または、前記1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)が、50〜5重量%、好ましくは30〜5重量%〔但し、中間層における(C)、(B)、(A)及び(E)の合計を100重量%とする〕とからなるプロピレン系樹脂組成物からなる。
なお、この中間層[iii]において、「及び/または」との意味は、上記のプロピレン系重合体(B)、プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、および1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)から選ばれるそれぞれ1成分を用いる場合、2成分を組み合わせて用いる場合、さらには、3成分全部を用いる場合のいずれをも含む表現である。
また、本発明の中間層[iii]として、結晶性ポリプロピレン(C)が50重量%未満の組成物を用いた場合は、得られるポリオレフィン複合フィルムのヒートシール強度が劣るおそれがあり、一方、結晶性ポリプロピレン(C)が95重量%を超える組成物を用いた場合は、得られるポリオレフィン複合フィルムのヒートシール強度が劣るおそれがある。
また、本発明の「他の態様」の場合のポリオレフィン複合フィルムは、以下の通りである。
すなわち、表面層[i]は、前記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)を15〜100重量%及び前記プロピレン系重合体(B)85〜0重量%の割合で使用するものであり、中でもプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)を30〜100重量%及びプロピレン系重合体(B)を70〜0重量%、さらに好ましくはプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)を50〜100重量%及びプロピレン系重合体(B)を50〜0重量%(いずれの場合も上記(A)及び(B)の合計で100重量%とする。)の比率で用いることが望ましい。
このように構成することにより、比較的低温において優れたヒートシール強度を有するポリオレフィン複合フィルムを得ることができる。
また、本発明において、コア層[ii]は、
前記結晶性ポリプロピレン(C)70〜100重量%、及び、前記プロピレン系重合体(D)0〜30重量%からなる。
また、コア層[ii]には、上記の範囲内出る限り、コア層[ii]のリサイクル品、さらには表面層[i]や中間層層[iii]を構成するポリマーのリサイクル品等を含有していてもよい。
コア層[ii]は、前記結晶性ポリプロピレン(C)70〜100重量%、好ましくは80〜100重量%、特に好ましくは85〜100重量%、及び前記プロピレン系重合体(D)0〜30重量%、好ましくは0〜20重量%、特に好ましくは0〜15重量%からなる〔いずれの場合も(C)と(D)の合計で100重量%とする。〕。
本発明において、中間層[iii]は、
前記結晶性ポリプロピレン(C)50〜95重量%と共に、前記プロピレン系重合体(D)、及び/または、前記1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)かなる組成物(イ)50〜5重量%からなる〔(C)と(D)及び、または(E)からなる組成物(イ)との合計で100重量%とする。〕。
中間層[iii]に用いられる結晶性ポリプロピレン(C)は、上記の規定の範囲内であれば、コア層[ii]に用いられる結晶性ポリプロピレン(C)と異なるものでもよいが、同じものでもよい。
中間層[iii]に用いられることのあるプロピレン系重合体(D)は、上記の規定の範囲内、さらには好適な範囲内であれば、コア層[ii]に用いられるプロピレン系重合体(D)と異なるものでもよく、また同じものでもよい。
同様に、中間層[iii]に用いられることのある1−ブテン・α−オレフィン共重合体(E)としては、1−ブテン・エチレン共重合体、1−ブテン・プロピレン共重合体、1−ブテン・エチレン・プロピレン共重合体などが例示される。これらは必要に応じて、1種類または2種類以上を用いることができる。
本発明において、中間層[iii]としては、上記の(C)と共に上記の(D)からなる場合、また、上記の(C)と上記の(E)からなる場合、さらに、上記の(C)と、(D)及び(E)からなる場合がある。これらの場合、(A)が50〜95重量%、(D)及び/または(E)を50〜5重量%からなり、中でも(A)が60〜90重量%、(D)及び、または、40〜10重量%が好適である〔(A)と共に、(D)及び/または(E)の合計で100重量%とする。〕。
中間層を構成する各ポリマーは、上記の範囲内で表面層として規定するポリマーを含むことが望ましいが、必ずしも表面層に用いられるポリマーと同じポリマーを用いる必要はないが、経済上等から同じポリマーを含んでいてもよい。
以上が本発明の他の態様の場合のポリオレフィン複合フィルムに注目して説明したものである。
本発明のポリオレフィン複合フィルムを形成する前記プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、前記1−ブテン・α−オレフィン共重合体(E)、前記プロピレン系重合体(B)、前記結晶性ポリプロピレン(C)、前記プロピレン系重合体(D)、及び、前記オレフィン系重合体組成物(X)並びに(X’)、前記プロピレン系重合体組成物(Y)、前記オレフィン系重合体組成物(Z)並びに(Z’)には、必要に応じて酸化防止剤、防曇剤、非イオン性帯電防止剤、高分子帯電防止剤等の帯電防止剤、ブロッキング防止剤、滑剤、核剤等を配合しておいてもよい。
本発明のポリオレフィン複合フィルムは、表面層[i]、コア層[ii]、中間層[iii] からなり、中間層[iii]は、表面層[i]とコア層[ii]の両方に直接接するように構成される。本発明のポリオレフィン複合フィルムの具体例としては、たとえば、[i]//[iii]//[ii]からなる三層フィルム、[i]//[iii]//[ii] //[iii] //[i]からなる五層フィルム等を例示できるが、[i]//[iii]//[ii]の構成を有する限り特に限定はされない。
なお、[i]//[iii]//[ii] //[iii] //[i]からなる五層フィルム等における両側の表面層[i]は、必ずしも同じ厚さとする必要はないが、実質的に同じ厚さとすることが望ましい。同様に両側の中間層[iii]も必ずしも同じ厚さとする必要はないが、実質的に同じ厚さとすることが望ましい。
本発明のポリオレフィン複合フィルムの各層の厚さは、用途に応じて、適宜、決め得るが、通常、表面層[i]の厚さは0.5〜10μm、好ましくは1〜5μm、コア層[ii]の厚さは、通常8〜60μm、好ましくは10〜50μm、さらに好ましくは15〜45μm、中間層[iii]の厚さは通常0.5〜10μm、好ましくは1〜5μmの範囲にある。このように、ポリオレフィン複合フィルムの全体の厚さは、通常9〜100μmであり、中でも10〜35μmが好適である。
中間層の厚さが0.5μm未満では、用途によって充分なヒートシール強度が得られないことがある。
また、本発明のポリオレフィン複合フィルムは、コア層[ii]の厚さに対し、それぞれ、表面層[i]の厚さが1〜20%、中でも2〜10%、その中でも3〜8%の範囲にあることが好適であり、中間層[iii]の厚さが1〜20%、中でも2〜10%、その中でも3〜8%の範囲にあることが好適である。なお、これらの規定は、表面層[i]、中間層[iii]が複数ある場合はそれら個々の層の厚さである。
本発明のポリオレフィン複合フィルムはその強度とヒートシール強度のいずれも優れている。
本発明のポリオレフィン複合フィルムは、無延伸フィルムであっても、一軸あるいは二軸延伸された延伸フィルムであってもよい。
本発明のポリオレフィン複合フィルムには、用途に応じて、他の基材を積層しておいてもよい。かかる基材としては、たとえば、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレートに代表されるポリエステルからなるフィルム、ポリカーボネートフィルム、ナイロン6、ナイロン66等からなるポリアミドフィルム、エチレン・ビニルアルコール共重合体フィルム、ポリビニルアルコールフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、及びポリプロピレン等のポリオレフィンからなるフィルム等の熱可塑性樹脂製フィルム、あるいはアルミニューム箔、紙等から構成される。かかる熱可塑性樹脂製フィルムからなる基材は無延伸フィルムであっても一軸あるいは二軸延伸フィルムであっても良い。勿論、基材は一層でも二層以上としても良い。又、熱可塑性樹脂製フィルムはアルミニューム、亜鉛、シリカ等の無機物あるいはその酸化物を蒸着したフィルムであってもよい。
本発明のポリオレフィン複合フィルムは、公知の方法で製造することができる。例えば、積層される層の樹脂組成の種類に相当する数の押出機を用いてTダイ法、インフレーション法で共押出成形により複合フィルムを製造する方法がある。また、共押出した後、少なくとも一方向に延伸して延伸フィルムとすることも行われる。これらの延伸方法には、一軸延伸成形、逐次二軸延伸成形、同時二軸延伸等がある。また、二軸延伸における延伸倍率は、通常縦方向3倍から12倍、横方向3から12倍程度が通常である。
本発明のポリオレフィン複合フィルムが二軸延伸フィルムであれば、ポリオレフィン複合フィルムの強度を保持しながら、優れた低温ヒートシール性能を発揮することができる。例えば、本発明の二軸延伸されたポリオレフィン複合フィルムは、その引張弾性率(MD、TD)が3GPa未満のものだけでなく、引張弾性率(MD、TD)が3GPa以上のものであっても、その優れた強度と共に優れた低温ヒート性を発揮するものである。
従って、本発明のポリオレフィン複合フィルムの縦(MD)、又は横(TD)の延伸方向の引張弾性率は、1.9〜5.0GPa、その中でも1.9〜4.5GPaであることが望ましく、さらに、縦(MD)、横(TD)の両方の延伸方向において上記の範囲にあることが望ましい。
また、本発明のポリオレフィン複合フィルムにおいては、さらにその表面層同士が重なるように複合フィルムを重ね、後記する方法でヒートシールを行った場合の180°剥離強度に係るヒートシール強度(ヒートシールバー上部の温度140℃)が7.5N/15mm以上が好適であり、中でも7.5N/15mm〜75N/15mmが好適であり、その中でも9N/15mm〜75N/15mmの範囲にあるものが特に好適である。
本発明のポリオレフィン複合フィルムは、必要に応じて本発明の目的を損なわない範囲で、表面処理、例えばコロナ処理、プラズマ処理、火炎処理などが行われる。
以下に、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されない。
なお、本実施例の中で示した各物性測定は以下の方法によった。
〔ヒートシール強度〕
測定する対象であるポリオレフィン複合フィルムの表面層同士が重なるように複合フィルムを重ね、重ねた複合フィルムの両面を厚さ50μmのフッ素樹脂シート(フッ素樹脂(デュポン社製 商品名:テフロン(登録商標))からなるシート)で挟んだ試験体を作製した。次いで、ヒートシールテスター(テスター産業株式会社製TB−701B型)のヒートシールバーを幅5mm×長さ300mmに設置し、シールバー下側を70℃に設定し、シールバー上部の温度を変化させ、ヒートシールバー部分に、該試験体(フッ素樹脂シート/複合フィルム/複合フィルム/フッ素樹脂シート)を挟み、0.2MPaの圧力で1.0秒間ヒートシールを行った。フッ素樹脂シートを外し、ヒートシールされた複合フィルム部分を約23℃の室温下で2日間放置した。複合フィルムのヒートシール部分を含むように15mm幅のスリットを入れ、シールされていない部分を引張試験機(「INTESCO社製 IM−20ST」)にチャックした。300mm/分の速度で複合フィルムの180°剥離強度を測定した。上記操作を5回行い、その平均値をヒートシール強度とした。
〔融点〕
190℃に設定した油圧式熱プレス成形機を用いて、5分予熱した後2分間加圧し、すぐに20℃に設定した冷却槽で4分間冷却し、3mm厚のプレスシートを作成した。これを試験前に23℃±2℃で10日間保管した後、示差走査熱量計(DSC)により−40℃まで冷却してから昇温速度10℃/分で200℃迄昇温し、発熱・吸熱曲線を求め、最大吸熱ピーク位置の温度を融点とした。
〔ヒートシール開始温度〕
ヒートシール開始温度は、上記の方法で測定したヒートシール強度が2N/15mmになるシールバー上部の温度をヒートシール開始温度(℃)とした。
〔引張弾性率〕
JIS K7127に準じた方法で、フィルムの縦方向(MD)及び横方向(TD)について、それぞれ5回測定し、その平均値を弾性率とした。
実施例及び比較例には、以下の重合体を用いた。
(1)プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)
(1−1)PBR
プロピレン含有量:75モル%、1−ブテン含有量:25モル%、融点:77℃、MFR(230℃):7g/10分、極限粘度[η]:1.8dl/g、Mw/Mn:2.0、及び、B値:1.0のプロピレン・1−ブテンランダム共重合体(PBR)を用いた。
(1−2)PER
プロピレン含有量:69モル%、エチレン含有量:31モル%、融点:96℃、MFR(230℃):8g/10分、極限粘度[η]:1.7dl/g、Mw/Mn:2.7、B値:0.7のプロピレン・エチレンランダム共重合体(PER)を用いた。
(1−3)PBER(なお、プロピレン系重合体(D)でもある。)
1−ブテン含有量:20モル%、エチレン含有量:14モル%、融点は観測されず、極限粘度[η] :1.8dl/g、MFR(230℃):7g/10分、Mw/Mn:2.0、B値:1.0のプロピレン・1−ブテン・エチレンランダム共重合体(PBER)を用いた。
(2)プロピレン系重合体(B)
(2−1)r−PP
エチレン含有量:2.2モル%、1−ブテン含有量:1.5モル%、融点:138℃、及び、MFR(230℃):7g/10分のプロピレン・エチレン・1−ブテンランダム共重合体(r−PP)を用いた。
(2−2)Ter−PP
エチレン含有量:9.5モル%、1−ブテン含有量:3.9モル%、融点:131℃、及びMFR(230℃):6g/10分のプロピレン・エチレン・1−ブテンランダム共重合体(Ter−PP)を用いた。
(3)結晶性ポリプロピレン(C)
(3−1)h−PP
融点:160℃、MFR(230℃):3g/10分のプロピレン単独重合体(h−PP)を用いた。
(4)1−ブテン・α―オレフィン共重合体(E)
(4−1)BER
1−ブテン含有量:95モル%、エチレン含有量:5モル%、融点:100℃、MFR(230℃)9g/10分、極限粘度[η] :1.8dl/g、Mw/Mn:3.4、B値:1.0の1−ブテン・エチレンランダム共重合体(BER)を用いた。
(4−2)BPR
1−ブテン含有量:75モル%、プロピレン含有量:25モル%、融点:77℃、MFR(230℃):9g/10分、極限粘度[η]:1.7dl/g、Mw/Mn:4.9、B値:0.9の1−ブテン・プロピレンランダム共重合体(BPR)を用いた。
[実施例1〜11及び比較例1〜3〕
〔ポリオレフィン複合フィルムの成形〕
上記各重合体を用いて表1に示すように、表面層、コア層及び中間層からなる3種5層の複合フィルム(表面層//中間層//コア層//中間層//表面層)を以下のようにして成形した。
3種5層の構成となるTダイが接続された3台の押出機を用いて、表1に示す表面層、コア層及び中間層に示す割合でポリマーをそれぞれの押出機に供給し、ダイ及び樹脂温度を230℃に、表皮層//中間層//コア層//中間層//表皮層の厚みが、1/1/21/1/1になるように各押出機の押出量を設定し、共押出成形により、厚さ:1000μmの未延伸フィルムを得た。
また、上記未延伸フィルムをバッチ式二軸延伸機を用いて、延伸温度:158℃で縦×横=5倍×8倍に延伸して二軸延伸してポリオレフィン複合フィルムを得た。
このポリオレフィン複合フィルムについて、「ヒートシール強度」及び「ヒートシール開始温度」を測定した。その結果を表1に示す。
ポリオレフィン複合フィルムについて、「ヒートシール強度」及び「ヒートシール開始温度」を測定した。その結果を表1に示す。
Figure 2012063914
本発明のポリオレフィン複合フィルムは、高いヒートシール強度を示している。
本発明のポリオレフィン複合フィルムは、温度140℃で、ヒートシール強度が7.5N/15mm以上と優れた性能を有しており、透明性にも優れており、食品、産業材等の種々の包装材料として広く利用することができる。

Claims (12)

  1. 少なくとも1層の表面層[i]と、コア層[ii]、及び表面層[i]とコア層[ii]の両方に直接接する中間層[iii]を有するポリオレフィン複合フィルムであって、
    表面層[i]は、
    プロピレンから導かれる単位を50〜97モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を3〜50モル%含有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、
    及び/または、
    1−ブテンから導かれる単位を50〜95モル%含有し、炭素数2〜10のα―オレフィン(1−ブテンを除く)から導かれる単位を50〜5モル%含有する1−ブテン・α―オレフィン共重合体(E)が、
    0〜50重量%、
    であると共に、
    プロピレンから導かれる単位を50〜100モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を0〜50モル%含有し、融点が120〜170℃のプロピレン系重合体(B)50〜100重量% からなり、
    〔但し、表面層における(A)、(E)及び(B)の合計を100重量部とする。〕
    コア層[ii]は、
    プロピレンから導かれる単位を97〜100モル%含有し、炭素数が2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)を0〜3モル%含有し、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)70〜100重量%、
    及び、
    プロピレンから導かれる単位を50〜97モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を3〜50モル%含有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)0〜30重量%からなり、
    〔但し、コア層にける(C)及び(A)の合計を100重量部とする。〕
    中間層[iii]は、
    プロピレンから導かれる単位を97〜100モル%含有し、炭素数が2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)を0〜3モル%含有し、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)50〜95重量%、
    と共に、
    プロピレンから導かれる単位を50〜100モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を0〜50モル%含有し、融点が120〜170℃のプロピレン系重合体(B)、
    プロピレンから導かれる単位を50〜97モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を3〜50モル%含有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)、
    及び/または、
    1−ブテンから導かれる単位を50〜95モル%含有し、α−オレフィン(1−ブテンを除く)から導かれる単位を50〜5モル%含有する1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)が50〜5重量%、
    〔但し、中間層における(C)、(B)、(A)及び(E)の合計を100重量%とする〕
    とからなるプロピレン系樹脂組成物、
    からなることを特徴とするポリオレフィン複合フィルム。
  2. 少なくとも1層の表面層[i]と、コア層[ii]及び表面層[i]とコア層[ii]の両方に直接接する中間層[iii]からなり、
    表面層[i]は、
    プロピレンから導かれる単位を50〜97モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を3〜50モル%含有するプロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)15〜100重量%、
    及び、
    プロピレンから導かれる単位を50〜100モル%含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を0〜50モル%含有し、融点が120〜170℃のプロピレン系重合体(B)0〜85重量%からなり、
    コア層[ii]は、
    プロピレンから導かれる単位を97〜100モル%含有し、炭素数が2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)を0〜3モル%含有し、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)70〜100重量%、
    及び、
    プロピレンから導かれる単位を50モル%以上97モル%未満含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を50モル%以下であり3モル%を越えて含有し、示差走査熱量計(DSC)で測定される融点が140℃未満または融点が観測されないプロピレン系重合体(D)0〜30重量%からなり、
    中間層[iii]は、
    プロピレンから導かれる単位を97〜100モル%含有し、炭素数が2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)を0〜3モル%含有し、融点が150〜170℃である結晶性ポリプロピレン(C)50〜95重量%、

    プロピレンから導かれる単位を50モル%以上97モル%未満含有し、炭素数2〜10のα−オレフィン(プロピレンを除く)から導かれる単位を50モル%以下であり3モル%を越えて含有し、示差走査熱量計(DSC)で測定される融点が140℃未満または融点が観測されないプロピレン系重合体(D)、
    及び/または、
    1−ブテンから導かれる単位を50〜95モル%含有し、α−オレフィン(1−ブテンを除く)から導かれる単位を50〜5モル%含有する1−ブテン・α−オレフィンランダム共重合体(E)、
    が50〜5重量%、
    〔但し、(C)、(D)及び(E)の合計を100重量%とする。〕
    とからなるプロピレン系樹脂組成物からなることを特徴とするポリオレフィン複合フィルム。
  3. プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)の融点が110℃以下または融点が観測されないことを特徴とする請求項1または請求項2のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
  4. プロピレン系重合体(B)の融点が120から140℃であり、1−ブテン・α−オレフィン共重合体(E)の融点が60から110℃であることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
  5. プロピレン・α−オレフィンランダム共重合体(A)が、
    (1)135℃、デカリン中で測定される極限粘度が0.1〜5dl/gであり、
    (2)ゲルパーミエイションクロマトグラフィー(GPC)により求められる分子量分布(Mw/Mn)が1.5以上3以下であり、
    (3)共重合モノマー連鎖分布のランダム性を示すパラメータB値が0.9〜1.5であるプロピレン・1−ブテンランダム共重合体であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
  6. 未延伸であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
  7. 二軸延伸されていることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
  8. ポリオレフィン複合フィルムの全体の厚さにおける表面層の全体の厚さの割合が、2〜10%であることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
  9. ポリオレフィン複合フィルムの全体の厚さにおける中間層の全体の厚さの割合が、2〜10%であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
  10. ポリオレフィン複合フィルムが、表面層/中間層/コア層/中間層/表面層の順からなる5層の構造を有することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
  11. ポリオレフィン複合フィルムの全体の厚さが10〜35μmであることを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
  12. ポリオレフィン複合フィルムの縦、又は横の延伸方向の引張弾性率が、1.9〜5.0GPaの範囲に入ることを特徴とする請求項1から請求項11のいずれかに記載のポリオレフィン複合フィルム。
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