(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリプロピレン系樹脂９７．５〜９０重量％とビニル芳香族系エラストマー２．５〜１０重量％よりなる中間層の両面にポリプロピレン系樹脂単独またはこれとビニル芳香族系エラストマーとの混合物からなる表面層が積層されてなるプロピレン系樹脂フィルムであって、ポリプロピレン系樹脂は、プロピレン、エチレン、及びブテンの三元ランダム共重合体、プロピレンとエチレンの二元ランダム共重合体、プロピレンとブテンの二元ランダム共重合体から選ばれる１種もしくは２種以上の混合物からなるとともに、そのクロス分別法による９０℃以下での溶出量が、該樹脂の全重量に対して４０〜７０重量％であることを特徴とするプロピレン系樹脂フィルム。
【請求項２】
ビニル芳香族系エラストマーが、水添スチレン−ブタジエンランダム共重合体または水添スチレン−イソプレンブロック共重合体である請求項１に記載のプロピレン系樹脂フィルム。
【請求項３】
各層を構成する樹脂をＴダイより共押出した後、表面温度が４０℃以下の冷却ロールで冷却することにより成膜することを特徴とする請求項１または２に記載のプロピレン系樹脂フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、繊維、衣料、パン、麺、トイレットペーパー等の各種包装用フィルム等として適したプロピレン系樹脂フィルム及びその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
繊維、衣料、パン、麺、トイレットペーパー等の各種包装用フィルムとしては、従来より、可塑剤の添加された軟質塩化ビニル等が用いられていたが、これらのフィルムは有害な塩素を含むため、衛生上、及び公害上の問題があり、これらのフィルムと同等あるいはそれ以上の透明感及び光沢感があり、柔軟で風合いのよい他の材料が模索されている。
【０００３】
このような材料として、オレフィン系フィルムが検討されている。包装用フィルムとして適した柔軟性を付与する方法としては、コポリマーからなるオレフィン系フィルムを用いる方法や、ブレンドポリマーからなるオレフィン系フィルムを用いる方法が考えられる。しかしながら、コポリマーの場合、共重合段階において、α−オレフィンの含有量を多くすることが難しく、得られるフィルムは過度の柔軟性を有するものとなる。またブレンドポリマーの場合、両方の樹脂を所定の配合割合で均一に混合することが技術上極めて難しく、所望する機械的強度特性を具備したものが得られないという問題点があった。
【０００４】
また、より柔軟なＥＰＲ（エチレン−プロピレンラバー）を用いる場合には、少量の添加により柔軟化することが可能であるが、樹脂への分散性が悪く、単軸押出設備では均一なフィルムを得ることが難しかった。
【０００５】
特開平７−２９０６４９号公報では、ランダムポリプロピレンよりなる外層、全体の５０〜９０％の厚さを占める水添ジエン系共重合体を１０〜５０重量％含有するランダムポリプロピレンよりなる中間層、及びランダムポリプロピレンよりなる内層を順に積層することにより得られる霞度５％未満（３０μｍ換算）のオレフィン系フィルムが提案されている。
【０００６】
しかしながら、このような水添ジエン系共重合体の配合においても、汎用のポリプロピレンとの配合では、最低でも１０重量部以上配合しなければ十分な柔軟性が得られず、かつ材料配合により均一な分散性の問題で光学的な物性低下をまねいたり、大量配合による水添ジエン系共重合体の低分子物のブリードによる品質劣化を生じたりするという問題があった。また、一般に水添ジエン系共重合体は高価なものが多く、実用化されていないのが現状である。
【０００７】
また、水添ジエン系共重合体を配合したランダムポリプロピレン樹脂は、シール強度が不十分であるという問題を有している。
本発明の目的は、このような従来の問題点を解消し、十分なシール強度を有し、かつ包装用フィルム等として適した触感及び透明性を有するプロピレン系樹脂フィルム及びその製造方法を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、ポリプロピレン系樹脂９７．５〜９０重量％とビニル芳香族系エラストマー２．５〜１０重量％よりなる中間層の両面にポリプロピレン系樹脂単独またはこれとビニル芳香族系エラストマーとの混合物からなる表面層が積層されてなるプロピレン系樹脂フィルムであり、ポリプロピレン系樹脂のクロス分別法による９０℃以下での溶出量が、該樹脂の全重量に対して４０〜７０重量％であることを特徴とするプロピレン系樹脂フィルムである。
【０００９】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、中間層及び表面層に含まれるビニル芳香族系エラストマーが、水添スチレン−ブタジエンランダム共重合体または水添スチレン−イソプレンブロック共重合体であることを特徴としている。
【００１０】
請求項３に記載の発明は、各層を構成する樹脂をＴダイより共押出した後、表面温度が４０℃以下の冷却ロールで冷却することにより成膜することを特徴とする製造方法である。
【００１１】
以下、請求項１〜３の記載の各発明に共通する構成については、「本発明」として説明する。
ポリプロピレン系樹脂
本発明において、中間層及び表面層に用いられるポリプロピレン系樹脂は、クロス分別法による９０℃以下の溶出量が、該樹脂の全重量に対して４０〜７０重量％、好ましくは５０〜６５重量％である。ポリプロピレン系樹脂の９０℃以下での溶出量が４０重量％未満であると、ビニル芳香族系エラストマーを配合した中間層との相溶性が不十分となり、透明性が低下するおそれがある。また、９０℃以下での溶出量が、７０重量％を超えると、低温での融解成分が多くなり、べたつきの原因となる。なお、クロス分別法について後に詳細に説明する。
【００１２】
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂の代表例としては、プロピレン、エチレン、及びブテンの三元ランダム共重合体、プロピレンとエチレンの二元ランダム共重合体、プロピレンとブテンの二元ランダム共重合体などが挙げられる。一般的には、三元ランダム共重合体のクロス分別法による９０℃以下の溶出量は、二元ランダム共重合体よりも高い。従って、両者を混合することによって、目的に応じた溶出量となるようにコントロールすることができる。
【００１３】
本発明で用いるポリプロピレン系樹脂のＭＦＲ（２３０℃）は、０．３〜２０ｇ／１０分であることが好ましく、さらに好ましくは２〜１０ｇ／１０分である。ＭＦＲが０．３ｇ／１０分未満であると、流動性が低すぎて、生産効率が低下する場合がある。また、２０ｇ／１０分より大きくなると、金型から出た溶融樹脂がドローダウンしてしまい、安定した製造が困難となる場合がある。
【００１４】
以下に、本発明で採用しているクロス分別法について詳細に説明する。
クロス分別法
まず、ポリプロピレン系樹脂を、１４０℃、あるいはポリプロピレン系樹脂が完全に溶解する温度のｏ−ジクロロベンゼンに溶解し、ついで、一定速度で冷却し、予め用意した不活性担体の表面に、結晶性の高い順及び分子量の大きい順に薄いポリマー層を生成させる。次に、温度を連続的または段階的に昇温し、順次溶出した成分の濃度を検出し、組成分布（結晶性分布）を測定する。これを、温度上昇溶離分別（Temperature Rising Elution Fractionation; TREF）という。同時に、順次溶出した成分を、高温ＧＰＣ（Size Exclusion Chromatograph; SEC ）により分析して、分子量と分子量分布を測定する。本発明では、上述した温度上昇溶離分別部分と高温ＧＰＣ部分の両者をシステムとして備えているクロス分別クロマトグラフ装置（三菱油化社製、ＣＦＣ−Ｔ１５０Ａ型）を使用してデータを測定した。
【００１５】
ビニル芳香族系エラストマー
本発明において、中間層には、ビニル芳香族系エラストマーとポリプロピレン系樹脂との混合樹脂が用いられる。中間層におけるビニル芳香族系エラストマーの含有量は、２．５〜１０重量％である。ビニル芳香族系エラストマーの含有量が２．５重量％未満であると、フィルムの風合いが不十分になる傾向にある。逆に、含有量が１０重量％を超えると、フィルムの柔軟性が増して風合いは改善されるが、フィルムの降伏強度が小さくなりすぎて、強度的に弱くなり、しわの発生が起こりやすくなる。従って、ビニル芳香族系エラストマー添加による風合いの改善効果が得られなくなり、コスト的にも高くなる。
【００１６】
また、本発明においては、表面層を構成する樹脂としてポリプロピレン系樹脂と、ビニル芳香族系エラストマーとの混合物を用いてもよい。この場合、ビニル芳香族系エラストマーの混合割合としては、１０重量％以下が好ましい。ビニル芳香族系エラストマーの混合割合がこれより多くなると、柔軟性が大きくなり過ぎて降伏強度が小さくなり、強度が弱くなってしわの発生の原因となる。
【００１７】
本発明においては、表面層にビニル芳香族系エラストマーを含有させることにより、フィルムの光沢を向上させることができる。
本発明において用いる上記ビニル芳香族系エラストマーとしては、ビニル芳香族化合物重合体ブロックをＡ、共役ジエン重合体ブロックをＢとすると、Ａ−（Ｂ−Ａ）m または（Ａ−Ｂ）n （ただし、ｍ及びｎは１以上の整数）で表されるエラストマーが好ましく、さらに好ましくはＡ−Ｂ−Ａ型、あるいはＡ−Ｂ型であるブロック、もしくはランダム共重合体、あるいはこれらの水添物である。
【００１８】
上記ビニル芳香族化合物としては、スチレン、ｔ−ブチルスチレン、α−メチルスチレン、ｐ−メチルスチレン等が挙げられ、特に、スチレン、α−メチルスチレンが好ましい。
【００１９】
共役ジエンとしては、１，３−ブタジエン、イソプレン、２，３−ジメチル−１，３−ブタジエン、１，３−ペンタジエン、２−メチル−１，３−ペンタジエン、１，３−ヘキサジエン、４，５−ジエチル−１，３−オクタジエン、３−ブチル−１，３−オクタジエン、クロロプレン等が挙げられ、１，３−ブタジエン、イソプレンが特に好ましい。
【００２０】
特に好ましいビニル芳香族系エラストマーとしては、請求項２に記載の発明において用いる水添スチレン−ブタジエンランダム共重合体及び水添スチレン−イソプレンブロック共重合体が挙げられる。
【００２１】
ビニル芳香族系エラストマーにおいて、ビニル芳香族化合物ユニットの含有量は５〜４０重量％であることが好ましく、さらに好ましくは１０〜３０重量％である。ビニル芳香族化合物ユニットの含有量が少なすぎると、耐熱性が不十分になるとともに、ビニル芳香族化合物ユニットによるプロピレンの球晶の生成を抑制する効果が少なくなり、不透明になる傾向にある。またビニル芳香族化合物ユニットの含有量が多すぎると、エラストマー性が低下し、風合いが低下するとともに、均一な分散性が得られにくく、透明性も低下する傾向にある。
【００２２】
本発明において、中間層の厚みは、特に限定されるものではないが、フィルム全体の厚みの５０〜９０％が好ましい。中間層の厚みをこのような範囲とすることにより、フィルムの風合いを改善することができる。
【００２３】
フィルムの製造方法
本発明のプロピレン系樹脂フィルムは、単軸押出機、二軸押出機、バンバリミキサ、混練ロール、ブラベンダ、ニーダー等の混練機を用いて、１７０〜２５０℃、好ましくは１９０〜２３０℃で加熱溶融して混練し、多層押出することにより得られる。特に、請求項３に記載の発明に従い、Ｔダイ法により成膜し、表面温度が４０℃以下の冷却ロールで冷却することにより成膜することが好ましい。これにより、表面を平滑にし、結晶の生成を抑制し、透明で光沢のあるフィルムを得ることができる。
【００２４】
Ｔダイ法で成膜する際、フィルムの冷却を高度に行うことにより、より透明性を向上することができるが、高速化に連れて、高度の冷却が必要になる。そこで、成膜を水冷インフレーション法により行い、水による急激な冷却を行うことにより、Ｔダイ法より高度な透明性を得ることもできる。水冷インフレーション法は、一般的に使用されている設備でよく、３０℃以下の水で冷却することにより十分な効果を得ることができる。従って、より高度な透明性を有するフィルムを得るためには、このような下向き水冷インフレーション成形も有効な製造方法である。
【００２５】
その他の添加剤
本発明のプロピレン系樹脂フィルムには、さらにその改質を目的として、透明性を劣化させない範囲で、少量のタルク、炭酸カルシウム等の無機充填剤、ガラス繊維、カーボン繊維等のような強化材、熱安定剤、酸化防止剤、光安定剤、難燃剤、可塑剤、帯電防止剤、離型剤、発泡剤、滑剤、抗ブロッキング剤など添加することができる。
【００２６】
作用
請求項１及び請求項２に記載の発明によれば、見栄え、風合いの良いビニロンフィルムや軟質塩化ビニルに匹敵した、優れた外観品質及び触感を有し、さらにシール強度に優れたフィルムとすることができる。
【００２７】
請求項３に記載の発明によれば、結晶の成長を抑制し、より透明で光沢のあるフィルムを得ることができる。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下の実施例及び比較例においては、図１に示すような一方の表面層である外層１（厚さ９μｍ）、中間層２（厚さ２７μｍ）、及び他方の表面層である内層３（厚さ９μｍ）の３層からなるフィルムを、３層共押出Ｔダイ法にて成形し、２０℃の冷却ロールで冷却して、全体の厚さが４５μｍとなるようにフィルムを作製した。外層、中間層、及び内層に用いたポリプロピレン系樹脂としては、以下のポリプロピレン系樹脂Ａ〜Ｄを用いた。
【００２９】
ポリプロピレン系樹脂Ａ
ポリプロピレン系樹脂材料Ａとして、プロピレン・エチレン・ブテンの三元ランダム共重合体で、クロス分別法による９０℃以下の溶出量が７６．６重量％、ＭＦＲが４ｇ／１０分のものと、プロピレン・エチレンの二元ランダム共重合体で、クロス分別法による９０℃以下の溶出量が２９．９重量％、ＭＦＲが２ｇ／１０分のものを混合比５０：５０で混合した。得られたポリプロピレン系樹脂のクロス分別法による９０℃以下の溶出量は５２．９重量％であった。
【００３０】
ポリプロピレン系樹脂Ｂ
ポリプロピレン系樹脂材料Ｂとして、上記樹脂Ａと同じ三元ランダム共重合体と二元ランダム共重合体を用い、その混合比を８０：２０とした。なお、ポリこのプロピレン系樹脂のクロス分別法による９０℃以下の溶出量は６７．１重量％であった。
【００３１】
ポリプロピレン系樹脂Ｃ
ポリプロピレン系樹脂材料Ｃとして、プロピレン・エチレンの二元ランダム共重合体で、クロス分別法による９０℃以下の溶出量が２９．２重量％、ＭＦＲが２ｇ／１０分のものを単独で用いた。
【００３２】
ポリプロピレン系樹脂Ｄ
ポリプロピレン系樹脂材料Ｄとして、プロピレン・エチレン・ブテンの三元ランダム共重合体で、クロス分別法による９０℃以下の溶出量が７６．６重量％、ＭＦＲが４ｇ／１０分のものを単独で用いた。
【００３３】
実施例１〜４及び比較例１〜４
上記フィルムの外層及び内層を形成する樹脂として、表２に示すポリプロピレン系樹脂（ＰＰ）を単独で用い、中間層を形成する樹脂として、表２に示すビニル芳香族系エラストマーを表２に示す割合でポリプロピレン系樹脂（ＰＰ）に含有させた樹脂を用いて、上記フィルムを作製した。使用したビニル芳香族系エラストマーは、表１に示すエラストマーである。
【００３４】
【表１】
0003688430.tif 000002
【００３５】
表１において、「ＨＳＢＲ」は、水添スチレン−ブタジエンランダム共重合体であり、「ＳＥＰＳ」はスチレン−エチレンプロピレン−スチレンブロック共重合体であり、「ＳＩＰＳ」は水添スチレン−イソプレン−スチレンブロック共重合体である。
得られた実施例１〜４及び比較例１〜４のフィルムについて、ヘイズ、弾性率、触感、及びシール強度を以下のようにして測定した。測定結果を表２に示す。
【００３６】
ヘイズ
ＪＩＳ  Ｋ  ７１０５に準じて測定した。
弾性率
ＪＩＳ  Ｋ  ７１３３に準じて測定した。
【００３７】
触感評価
以下の基準で、得られたフィルムの風合いとしわの発生しやすさを触感として評価した。
４：柔らかく良好でしわの発生が少ない
３：柔らかく良好だが、しわの発生が起こりやすい
２：やや硬い
１：硬く、しゃりしゃり感が残る
【００３８】
シール強度
得られたフィルム２枚を、内層が対向するように重ね合わせ、インパルス溶断シール機を用いて、圧力４ｋｇ／ｃｍ2 、圧締時間２秒、インパルス時間１秒の条件で、シールした後、これをシール方向に対して垂直に幅１５ｍｍで裁断し、試験片とした。この試験片を用い、ＡＳＴＭ  Ｄ８８２に準じて、試験片の非シール端部同士を引っ張って、Ｔ型剥離強度を測定し、シール強度とした。
【００３９】
【表２】
0003688430.tif 000003
【００４０】
表２に示すように、本発明に従う実施例１〜４のフィルムは、透明性に優れ、かつ包装用フィルム等として適した触感及びシール強度を有している。
【００４１】
実施例５〜８及び比較例５〜８
表３に示すポリプロピレン系樹脂（ＰＰ）及びエラストマーを用いて、外層、中間層、及び内層の３層からなるフィルムを、上記実施例１〜４と同様にして作製した。ただし、実施例５〜８及び比較例５〜８においては、外層及び内層に、表３に示す中間層に用いたエラストマーと同じエラストマーを３重量％含有させた。
【００４２】
得られたフィルムについて、ヘイズ、弾性率、触感、及びシール強度を、上記実施例と同様にして評価し、グロスを以下のようにして評価した。結果を表３に示した。
【００４３】
グロス
ＪＩＳ  Ｋ  ７１０５に準じて測定した。
【００４４】
【表３】
0003688430.tif 000004
【００４５】
表３に示す結果から明らかなように、本発明に従う実施例５〜８は、包装用フィルム等として適した高い透明性及び光沢を有しており、さらには、包装用フィルム等として適した触感及びシール強度を有している。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１に記載の発明及び請求項２に記載の発明によれば、見栄え、風合いの良いビニルフィルムや軟質塩化ビニルに匹敵する、優れた外観品質及び触感を有し、かつ良好なシール強度を有するフィルムとすることができる。
【００４７】
請求項３に記載の発明によれば、結晶の成長を抑制し、より透明で光沢のあるフィルムを得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のプロピレン系樹脂フィルムの実施例を示す断面図。
【符号の説明】
１…外層
２…中間層
３…内層
【図１】
0003688430.tif 000005