(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
フィルムの流れ方向の溶断シール強度が２５〜４１Ｎ／１５ｍｍ、残留伸度が下記式（１）及び（２）を満たし、且つフィルムの流れ方向の引張弾性率が１２００〜１６２０Ｎ／ｍｍ２であることを特徴とする二軸延伸ポリプロピレンフィルム。
１８２≧Ｓ≧２．３×１０６／ｄ３    （ｄ≧２５）          （１）
１８２≧Ｓ≧１５０                （ｄ＜２５）          （２）
（但し、Ｓは残留伸度（％）、ｄはフィルム厚（μｍ）である。）
【請求項２】
メルトインデックスが０．１〜１０ｇ／１０分、１３Ｃ−核磁気共鳴吸収法によるアイソタクチックペンタッド分率のｍｍｍｍが０．８５〜０．９５の結晶性プロピレン重合体よりなるシートを、フィルム流れ方向に延伸温度１４０〜１６０℃の範囲で２〜５倍及び該フィルム流れ方向に対して直角の方向に８〜１２倍の延伸倍率で延伸することを特徴とする請求項１記載の二軸延伸ポリプロピレンフィルムの製造方法。
【請求項３】
請求項１記載のフィルムを溶断シールすることによって得られる包装袋。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、溶断シール強度に優れ、またシール部の破断までの伸びが大きいため、重量物を包装しても破袋しにくく、一般包装用フィルム、繊維包装用フィルムとして好適に使用できる二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供するものである。
【０００２】
【従来の技術】
二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、透明性、表面光沢、及び剛性に優れ、包装用素材として広く用いられている。包装用袋を作製する方法の一つに溶断シールという方法がある。この方法は加熱した溶断刃で２枚のフィルムを切断すると同時に接着する方法であるが、二軸延伸ポリプロピレンフィルム（ＯＰＰ）は無延伸のポリプロピレンフィルム（ＣＰＰ）に比べ、配向が大きく、フィルム融点も高いため、一般に残留伸度が小さく、耐破袋性に劣る。
【０００３】
これらを改良するため、ポリプロピレンを主体とした基材層の表面に低融点の樹脂、たとえば直鎖状低密度ポリエチレン、オレフィン系共重合体樹脂（エチレン含有量３％以上のエチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレン−ブテン共重合体等）をフィルム全厚さの３０％〜６０％の厚みで積層する方法が提案されている（特開平１−１９５０４３号公報、特開平３−２９７６４３号公報、特開平４−３５３４４５号公報）。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＣＰＰフィルムを用いた場合や、上記の積層フィルムを用いた場合は、溶断シール強度、耐破袋性は向上するが、ＯＰＰフィルムの特徴である透明性が低下し、表面光沢、及び剛性も低下してしまう。
【０００５】
また、溶断シール強度及び残留伸度を大きくする他の方法として、製膜時にフィルムの流れ方向（以下ＭＤ方向とも略す）の延伸倍率を小さくする方法がある。しかし、通常の高結晶性ポリプロピレンを用いた場合、ＭＤ方向の延伸倍率を４倍以下にすると延伸ムラが発生し、フィルム外観を低下させてしまう。
【０００６】
本発明の目的は、優れた透明性、及び表面光沢、剛性という特長を損なうことなく、溶断シールした場合に耐破袋性に優れるため、一般包装用フィルム、繊維包装用フィルムとして好適に使用できる二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記問題点を解決するため鋭意研究を重ねた結果、特定のメルトインデックス及び組成をもつ結晶性プロピレン重合体を、特定の条件で加工することにより、満足できる性能を有する二軸延伸ポリプロピレンフィルムが得られることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、フィルムの流れ方向の溶断シール強度が２５〜４１Ｎ／１５ｍｍ、残留伸度が下記式（１）及び（２）を満たし、且つフィルムの流れ方向の引張弾性率が１２００〜１６２０Ｎ／ｍｍ２であることを特徴とする二軸延伸ポリプロピレンフィルムを提供するものである。
【０００９】
１８２≧Ｓ≧２．３×１０６／ｄ３    （ｄ≧２５）          （１）
１８２≧Ｓ≧１５０                （ｄ＜２５）          （２）
（但し、Ｓは残留伸度（％）、ｄはフィルム厚（μｍ）である。）
また、本発明は上記二軸延伸ポリプロピレンフィルムを得るための好適な製造方法として、メルトインデックスが０．１〜１０ｇ／１０分、１３Ｃ−核磁気共鳴吸収法によるアイソタクチックペンタッド分率のｍｍｍｍ（以下ペンタッド分率とも略す）が０．８５〜０．９５の結晶性プロピレン重合体よりなるシートを、ＭＤ方向に延伸温度１４０〜１６０℃の範囲で２〜５倍及び該ＭＤ方向に対して直角の方向（以下、ＴＤ方向とも略す）に８〜１２倍の延伸倍率で延伸することを特徴とする上記二軸延伸ポリプロピレンフィルムの製造方法をも提供するものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、フィルムの流れ方向の溶断シール強度が２５〜４１Ｎ／１５ｍｍ、残留伸度が下記式（１）及び（２）を満たし、且つフィルムの流れ方向の引張弾性率が１２００〜１６２０Ｎ／ｍｍ２であることを特徴とするものである。
【００１１】
１８２≧Ｓ≧２．３×１０６／ｄ３    （ｄ≧２５）          （１）
１８２≧Ｓ≧１５０                （ｄ＜２５）          （２）
（但し、Ｓは残留伸度（％）、ｄはフィルム厚（μｍ）である。）
ここでフィルムの流れ方向の溶断シール強度とは、先端角度５０度の溶断刃を用い、シール温度４００℃、溶断刃の速度７５ｍｍ／秒で、フィルムの流れ方向に対して直角となるように該溶断刃を当てて溶断シールした場合のシール部の引張破断強度である。
【００１２】
また、上記残留伸度は、フィルムの流れ方向にフィルムを引っ張ったとき、引張破断するまでのフィルムの伸び率をいう。そして、本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、該残留伸度が、上記フィルムの厚みに対して一定の範囲にある。例えば、厚さが２５μｍのフィルムの場合、かかる残留伸度は１４７％以上であり、後記の実施例等より理解されるように他の条件と共に作用し、溶断シールにより耐破袋性の優れた袋状物を得ることが可能である。
【００１３】
前記したように、高い溶断シール強度、残留伸度及び引張弾性率を有し、しかも、二軸延伸ポリプロピレンの優れた特性である高い剛性を有する二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、本発明によって初めて提案されたものである。
【００１４】
本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、かかる特性を有することにより包装用フィルムとして好適に使用される。即ち、溶断シール強度が２５Ｎ／１５ｍｍ以上の強度を有することにより、溶断シールした包装袋に重量物を入れた場合でもシール部が重量による負荷に耐えることができ、破袋を効果的に防止できる。上記溶断シール強度は、破袋を効果的に防止するためには、特に３０Ｎ／１５ｍｍ以上のものを選択して使用することが好ましい。
【００１５】
また、残留伸度が式（１）及び（２）を満たす伸びを有することにより、内容物を包装袋中に急激に投入した場合でも、衝撃を吸収し、破袋を効果的に防止できる。
【００１６】
更に、本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、上記のようにフィルムの流れ方向（ＭＤ方向）の引張弾性率が１２００Ｎ／ｍｍ２以上という剛性を備えているため、包装袋用フィルムとして使用した場合、包装機械適性が良好である。また、包装後の皺の発生を効果的に防止できるため、内容物の透視性にも優れ、極めて理想的な包装材料となり得る。
【００１７】
上記の引張弾性率は特に１３００Ｎ／ｍｍ２以上のものを選択して使用することが好ましい。
【００１８】
本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは単層であってもよく、複層であっても良い。複層とする代表的な態様を例示すれば、基材層は後記の結晶性ポリプロピレンを用い、表層には該結晶性ポリプロピレンにアンチブロッキング剤や帯電防止剤等の表面性能を改質する添加剤を混合した樹脂より成る層を形成する態様、基材層は後記の結晶性ポリプロピレンを用い、表層にはヒートシール性の優れた樹脂よりなる層、例えば、ポリエチレン、プロピレン−エチレン共重合体、エチレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−１−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ブタジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、及びこれらのポリオレフィンを主成分とするブレンド物等よりなる層を本発明の二軸延伸ポリオレフィンフィルムの特性を発揮し得る範囲内の厚みで積層する態様が挙げられる。
【００１９】
本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは用途に応じ、１０〜６０μの厚さものが選択される。また、積層フィルムにおいては、表層の樹脂が後記の結晶性ポリプロピレン以外の場合は、フィルムの剛性や透明性が低下しやすいため、該表層の厚みは通常フィルム全厚みの３０％未満の厚み、特に１５％以下の厚みとすることが好ましい。
【００２０】
本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムの製造方法は特に制限されないが、メルトインデックスが０．１〜１０ｇ／１０分、１３Ｃ−核磁気共鳴吸収法によるアイソタクチックペンタッド分率のｍｍｍｍが０．８５〜０．９５の結晶性プロピレン重合体よりなるシートを、ＭＤに２〜５倍及びＴＤに８〜１２倍の延伸倍率で延伸することにより得ることが可能である。
【００２１】
ここで言うアイソタクチックペンタッド分率とは、Ａ．ＺａｍｂｅｌｌｉらによってＭａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ，１３，２６７（１９８０）に発表された１３Ｃ−核磁気共鳴スペクトルのピークの帰属に基づいて定量されたプロピレンユニット５個が連続して等しい立体配置をとる分率である。
【００２２】
本発明で用いる結晶性ポリプロピレンは、プロピレン以外のα−オレフィン含有率が１モル％以下の結晶性ポリプロピレンであり、具体的には、ホモポリプロピレンまたはプロピレン以外のα−オレフィン含有率が１モル％以下、好ましくは０．５モル％以下のプロピレン−α−オレフィン共重合体、またはこれらの混合物である。
【００２３】
上記のα−オレフィンとしては、たとえば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−ノネン、１−デセン、４−メチル−１−ペンテン等を挙げることができる。これらのα−オレフィン含有率が１モル％より大きいと得られる二軸延伸ポリプロピレンフィルムの熱収縮率が大きくなりすぎ、また、剛性や耐熱性も不足するため、本発明のポリプロピレンフィルムは得られない。
【００２４】
本発明で用いる結晶性ポリプロピレンは、結晶性の指針であるペンタッド分率がＯ．８５〜０．９５、特に０．８８〜０．９３のものが好適に使用される。ペンタッド分率が０．８５より小さいとフィルムの剛性が不足し、また、０．９５より大きいと残留伸度が小さくなるため、本発明のポリプロピレンフィルムは得られない。
【００２５】
また、本発明で用いる結晶性ポリプロピレンのメルトインデックス（以下ＭＩと略す）は０．１〜１０ｇ／１０分である。即ち、ＭＩが０．１ｇ／１０分より小さいと製膜時の機械負荷が大きくなり、また、１０ｇ／１０分より大きいと、フィルムの溶断シール強度が低下するので本発明には適していない。
【００２６】
また、ＭＩを０．１〜１ｇ／１０分とした場合には特に溶断シール強度が高くなる。
【００２７】
本発明で用いる結晶性ポリプロピレンには必要に応じて帯電防止剤、滑剤、アンチブロッキング剤等を添加することができる。また、性能を低下させない範囲で、他の樹脂を添加することもできる。他の樹脂としては、上記α−オレフィンの単独重合体、上記α−オレフィン同士の共重合体、石油樹脂等を挙げることができる。
【００２８】
本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、上記の結晶性ポリプロピレンの粉体またはペレットをシート状等に溶融押出し、さらに二軸に延伸することによって製造できる。また、積層されたフィルムの場合には、各層を構成する樹脂を共押出してその後二軸に延伸するか、または一層の樹脂を溶融押出して一軸延伸し、その上に他層の樹脂を溶融押出して上記一軸延伸の方向とほぼ直角方向に延伸する方法等が採用される。
【００２９】
延伸倍率は、ＭＤ方向に２〜５倍、該ＭＤ方向に対して直角となるＴＤ方向に８〜１２倍に延伸するのが好適である。上記の延伸倍率がＭＤ方向に２倍、ＴＤ方向に８倍より小さい場合、得られる二軸延伸ポリプロピレンフィルムの剛性が小さくなり、また、延伸倍率がＭＤ方向に５倍、ＴＤ方向にで１２倍より大きいと溶断シール強度及び残留伸度が小さくなる。また、ＭＤ方向の延伸倍率を３〜４倍とした場合には、特に残留伸度が大きくなり、耐破袋性に優れたフィルムが得られる。
【００３０】
また、ＭＤ方向およびＴＤ方向への延伸温度は、製膜機械の特性やフィルム厚さによって異なるが、通常ＭＤで１４０℃〜１６０℃、ＴＤで１６０℃〜１９０℃である。
【００３１】
上記ＭＤ方向への延伸温度が１４０℃より低いと残留伸度が小さくなり、本発明の二軸延伸ポリプロピレンを得ることが困難となり、また、１６０℃より高いとＭＤ方向に延伸したシートがロールに粘着するという問題が生じる。
【００３２】
また、上記結晶性ポリプロピレンのＭＤ方向への配向を抑制する温度条件を採用することにより、さらに溶断シール強度及び残留伸度が大きいフィルムを得ることが可能であり、一般には、ＭＤ方向の延伸温度を高温に設定して行われる。かかる延伸温度は、例えば１５０℃〜１６０℃である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは、上記の説明のように、特定の組成をもつ樹脂を特定条件で延伸加工することにより、溶断シール強度及び残留伸度が大きいため耐破袋性に優れ、また、剛性にも優れるという、従来の二軸延伸ポリプロピレンフィルムでは実現できなかった優れた特性を有する。
【００３４】
また、本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムの製造方法においては、低ペンタッド分率の結晶性ポリプロピレンを原料として用いることにより、溶断部の接着強度を大きくすることができ、結果として残留伸度を大きくすることができる。また、原料自体の伸びも大きく、残留伸度の増大に寄与する。
【００３５】
更に、高ペンタッド分率の結晶性ポリプロピレンでは実現できなかった低倍率でのＭＤ方向への延伸が可能となり、残留伸度の増大に寄与するものと考えられる。
【００３６】
また、結晶性ポリプロピレン中のプロピレン以外のα−オレフィン含有率を１モル％以下とすることにより、フィルムの剛性を高めることができる他、ＭＤの配向を抑制する高い温度条件下に延伸をすることが可能となり、このことによっても残留伸度を大きくすることができる。
【００３７】
残留伸度が大きいことによって溶断シール部に加わるストレスが緩和され、結果として破袋を効果的に防止することができるものと考えられる。
【００３８】
また、以上の条件に加え、結晶性ポリプロピレンのＭＩを小さくすることによって、さらに溶断シール強度を大きくすることができる。この原因は、低ＭＩの結晶性ポリプロピレンほど分子量が大きく、溶断部の溶融による分子の絡みつきが増すものと推定される。
【００３９】
本発明の二軸延伸ポリプロピレンフィルムは上記の様な特性を持つため、重量物を包装しても破袋しにくく、一般包装用フィルム、繊維包装用フィルムとして好適に使用することができる。
【００４０】
【実施例】
以下、本発明を実施例及び比較例を掲げて説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００４１】
以下の実施例において用いた測定方法について説明する。
【００４２】
（１）溶断シール強度及び残留伸度
▲１▼溶断シール
二つ折りにされてＭＤ方向に連続して流れるフィルムを、該流れ方向に対して溶断刃が直角となるように溶断シールを行い両辺に溶断シール部を有し、底辺が折り返しによって構成された溶断シール袋を製造した。溶断シールに使用した溶断シール機は、共栄印刷機械材料株式会社製；ＰＰ５００型であり、溶断シール条件は下記のように設定した。
【００４３】
0003628406.tif 000002
▲２▼溶断シール強度
上記の▲１▼において溶断シールして得られた溶断シール袋の両側から、溶断シール部を中心に各５片ずつ幅１５ｍｍ、長さ１００ｍｍのサンプルを切り出し、サンプルの両端を引張強度測定機（オートグラフ；島津社製）のチャックで固定した。この場合、サンプルの長さ方向のチャック間隙が４０ｍｍになるように調整した。引張速度１００ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、シール部が破断する強度を測定し、平均値を溶断シール強度（Ｎ／１５ｍｍ）とした。
【００４４】
▲３▼残留伸度
フィルムのＭＤ方向において、溶断シール部が破断したときの伸び率を下記式によって算出した。
【００４５】
Ｓ＝（（ｓ−４０）／４０）×１００
Ｓ：残留伸度
ｓ：シール部が破断したときのチャック間隙
（２）メルトインデックス（ＭＩ）
ＪＩＳ−Ｋ７２１０に準じて測定した。
【００４６】
（３）ペンタッド分率
日本電子社製のＪＭＸ−ＧＳＸ−２７０（１３Ｃ−核共鳴周波数６７．８ＭＨｚ）を用い、次の条件で測定した。
【００４７】
測定モード：  １Ｈ−完全デカップリング
パルス幅  ：    ７．０マイクロ秒（Ｃ４５度）
パルス繰り返し時間：  ３秒
積算回数  ：  １００００回
溶媒            ：オルトジクロルベンゼン／重ベンゼンの混合溶媒（９０／１０容量％）
試料濃度  ：１２０ｍｇ／２．５ｍｌ溶媒
測定温度  ：１２０℃
この場合、ペンタッド分率は１３Ｃ−核磁気共鳴スペクトルのメチル基領域における分裂ピークの測定により求めた。また、メチル基領域のピークの帰属は、Ａ．Ｚａｍｂｅｌｌｉ  ｅｔ  ａｌ［Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ  １３，２６７（１９８０）］によった。
【００４８】
（４）フィルム剛性
ＪＩＳ−Ｋ７１１３に準じ、以下の方法で引張弾性率を測定した。
【００４９】
フィルムから幅１０ｍｍ、長さ１００ｍｍのサンプルを切り出し、サンプルの両端を引張強度測定機（オートグラフ；島津社製）のチャックで固定した。この場合、サンプルの長さ方向のチャック間隙が２０ｍｍになるように調整した。引張速度２０ｍｍ／ｍｉｎで引張試験を行い、引張応力−歪み曲線を作成した。
【００５０】
引張弾性率は引張応力−歪み曲線の初めの直線部分を用いて、次の式によって計算した。
【００５１】
Ｅｍ＝Δδ／Δε
Ｅｍ：引張弾性率
Δδ：直線上の２点間の、サンプルの元の平均断面積による応力の差
Δε：同じ２点間の歪みの差
（５）透明性
ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、フィルムのヘイズ値を測定した。
【００５２】
（６）耐破袋性
▲１▼の方法に準じて、図１に示す幅（ＭＤ）１４ｃｍ，長さ（ＴＤ）２１ｃｍの溶断シール袋を作製し、これに、同じく図１に示すように３００ｍｌの水を入れた後、開口部を粘着テープで縛ってサンプル袋を作製した。サンプル袋の底面を下にして５０ｃｍの高さからコンクリートの床に落下させた。サンプル袋は３０個作製し、溶断シール部が破れたサンプル数から、次の式によって求めた割合を耐破袋性とした。（溶断シール部以外は破れない。）
Ｒ＝（（３０−Ｂ）／３０）×１００
Ｒ：耐破袋性（％）
Ｂ：溶断シール部が破れたサンプル数
実施例１〜９，比較例１〜７
表１に示したペンタッド分率及びＭＩの結晶性ホモポリプロピレン１００重量部にエルカ酸アミド０．０３重量部、ステアリン酸カルシウム０．０４重量部、粒径１．５μの球状シリカ０．１重量部を加えて溶融混練した。上記樹脂をＴ−ダイより押出し、テンター法二軸延伸機を用いて、表１に示した延伸温度、ＭＤ方向への倍率で延伸し、さらにＴＤ方向に１０倍で延伸して厚さ２５μｍの延伸フィルムを得た。このフィルムについて、溶断シール強度、残留伸度、引張弾性率、ヘイズ及び耐破袋性を測定し、結果を表１に示した。
【００５３】
実施例１０
エチレン含有量０．５モル％の結晶性ポリプロピレンを用い、ＭＤ方向への延伸倍率を４．０倍にした他は実施例２と同様に行った。結果を表１に示した。
【００５４】
実施例１１
実施例２と同様な方法で行い、厚さ５０μｍのフィルムを得た。結果を表１に示した。
【００５５】
【表１】
0003628406.tif 000003
【００５６】
実施例１２〜１５，比較例８，９
表２に示したペンタッド分率及びＭＩの結晶性ホモポリプロピレン１００重量部にエルカ酸アミド０．０３重量部、ステアリン酸カルシウム０．０４重量部を加えてこれを基材層用の樹脂として用いた。一方、エチレン含有量３％のプロピレン−エチレンランダム共重合体１００重量部にエルカ酸アミド０．０３重量部、ステアリン酸カルシウム０．０４重量部、粒径１．５μの球状シリカ０．１重量部を加えたものを表層用の樹脂として用い、これらの樹脂を溶融混練して３層ダイ及びテンター法二軸延伸機を用いて、表２に示した延伸温度、ＭＤ倍率で延伸し、さらにＴＤに１０倍で延伸して２６μｍの基材層の両面に２μｍの表面層が積層されてなる３０μｍの３層積層フィルムを得た。このフィルムについて、溶断シール強度、残留伸度、引張弾性率、ヘイズ及び耐破袋性を測定し、結果を表２に示した。
【００５７】
【表２】
0003628406.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【図１】耐破袋性の試験方法を示す概略図である。
【図１】
0003628406.tif 000005