(57)【要約】【課題】  食品、医療、電子材料などのクリーンな包装材、容器等が要求される分野において好適に使用される臭気および添加物や劣化物の溶出や移行性の少ないヒートシール性に優れたポリプロピレン系フィルムおよびその製造方法。【解決手段】  被接触物に移行する添加剤が含まれていないプロピレンを主構成成分とするポリプロピレン系樹脂よりなるヒートシール性フィルムであり、フィルムの幅方向の厚み斑が、幅１０００ｍｍにおいて１０％以内であり、かつ最大直径が０．１ｍｍ以上のフィッシュアイが１０個以下／０．１ｍ2であることを特徴とするヒートシール性ポリプロピレン系フィルム。また、Ｔダイ法で製膜するに際して、Ｔスロット型ダイを用い、かつ溶融押出し工程で溶融された樹脂を濾過精度が１００μｍ以下であるフィルターで濾過することを特徴とするヒートシール性ポリプロピレン系フィルムの製造方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
被接触物に移行する添加剤が含まれていないプロピレンを主構成成分とするポリプロピレン系樹脂よりなるヒートシール性フィルムであり、フィルムの幅方向の厚み斑が、幅１０００ｍｍにおいて１０％以内であり、かつ最大直径が０．１ｍｍ以上のフィッシュアイが１０個以下／０．１ｍ2であることを特徴とするヒートシール性ポリプロピレン系フィルム。
【請求項２】
シール開始温度が８０〜１９０℃であることを特徴とする請求項１に記載のヒートシール性ポリプロピレン系フィルム。
【請求項３】
Ｔダイ法で製膜するに際して、Ｔスロット型ダイを用い、かつ溶融押出し工程で溶融された樹脂を濾過精度が１００μｍ以下であるフィルターで濾過することを特徴とする請求項１または２に記載のヒートシール性ポリプロピレン系フィルムの製造方法。
【請求項４】
濾過を２段で行うことを特徴とする請求項３に記載のヒートシール性ポリプロピレン系フィルムの製造方法。
【請求項５】
Ｔスロット型ダイより押し出されたフィルムを冷却ロールに密着させるに際して、エアーノズル法、エアーチャンバー法あるいはエアーナイフ法および真空チャンバー法を同時に作用してなることを特徴とする請求項３または４に記載のヒートシール性ポリプロピレン系フィルムの製造方法。
【請求項６】
Ｔスロット型ダイ出口の樹脂温度が１５０〜２００℃であることを特徴とする請求項３〜５のいずれかに記載のヒートシール性ポリプロピレン系フィルムの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、食品、医療、電子材料などのクリーンな包装材、容器等が要求される分野において好適に使用される臭気および添加物や劣化物の溶出や移行性の少ないヒートシール性ポリプロピレン系フィルムに関し、特にフィッシュアイが少なく、かつ厚み斑の小さいヒートシール性ポリプロピレン系フィルムおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ポリプロピレン系フィルムは低温ヒートシール性、引裂強度、耐衝撃性、透明性および耐熱性等に優れており、食品、医療、電子材料などの包装材や容器として広い分野において使用されている。近年、社会の成熟に伴い、上記の分野においても、臭気および添加剤や劣化物の溶出や移行性に関して、市場要求が極めて高度化してきており、該特性を改良した、いわゆるクリーンな素材が強く待たれている。ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂はポリエステル樹脂等に比べ熱安定性等の安定性が劣り、これらを改善する目的で酸化防止剤等の各種安定剤が配合されている。該安定剤は目的とした効果を発現する点では有用であるが、該安定剤自体あるいはその劣化物が臭気や包装対象物の汚染原因になっており、これらの安定剤を配合しない樹脂を原料とした成型体が求められている。
【０００３】
上記市場要求に答えるものとして、例えば、牛乳、乳製品等の包装材料である紙容器や包装資材には、乳等省令告示５２号等に適合する包装資材として、高圧法低密度ポリエチレンなどが用いられている。しかしながら、高圧法低密度ポリエチレンは、耐熱性、引裂強度、耐衝撃性、腰の強さ等が劣っているという問題を有している。また、これらの特性を満足することのできるポリプロピレン系樹脂よりなるクリーンな成型体の開発が嘱望されていた。最近、マスキング用途などにおいても電子材料分野などでクリーンな成形体が要望されている。ところが、ポリプロピレン系樹脂は前記高圧法低密度ポリエチレンに比して成型温度が高いために、樹脂の劣化を防止するための酸化防止剤を添加する必要があり、また、触媒残渣として塩素等のハロゲン元素が存在するために、ステアリン酸カルシウム、ハイドロタルサイト、水酸化カルシウム等のハロゲン吸収剤（酸中和剤）等を添加する必要があるので、臭気や汚染物等の移行性において問題があった。
【０００４】
特定のパラメーターを最適化し、添加剤が配合されてなく、かつ前記ハロゲン化物量が低減され該添加剤が実質に被接触物に移行しない線状低密度ポリエチレン樹脂および該樹脂を原料としたクリーン成型体が開示されている（例えば、特許文献１〜４参照）
【特許文献１】特開２００１−３４２３０６号公報
【特許文献２】特開２００２−５２６６９号公報
【特許文献３】特開２００３−６４１９１号公報
【特許文献４】特開２００３−３４１２４９号公報
【０００５】
しかしながら、これらの方法はインフレーション法や押出しラミ法で製膜されておりフィルムの厚み斑が大きい。また、フィッシュアイが多く、これらの点で市場の要求を満たしていない。例えば、ポリマー編集委員会著、ポリマー辞典、大成社、平成１２年、増刷６版、Ｐ３３７等に、フィッシュアイについての定義が書かれている。フィッシュアイとは、フィルムまたはシート状の製品中に生じる小さな球状の塊をいう。魚の眼のような透明性をもつものが多いことからこのような名前が付けられた。成形材料の混練不足から来る未溶融の塊り、原料の一部がゲル化したための塊り、成形中の材料の部分的劣化による塊り、異物を核としたものなどいろいろなものがある。ここでいうフィッシュアイとは、異物を核にしたものは除外する。異物とは、例えは、セルロース、塵、金属片、樹脂の炭化物、種類の異なるプラスチック、糸くず、紙切れ等がある。一方、厚み斑の小さい製品が得られるＴダイ法による製膜は、上記のインフレーション法での製膜温度である１６０〜２００℃に対して２１０〜２７０℃で押出す必要があり、添加剤が入っていない原料樹脂を用いた場合は、樹脂の安定性が劣るためゲル化が起こり、フィッシュアイが多発する。また、劣化による臭気が強く市場要求を満たすことができない。インフレーション法ではバルーン形成の安定化のために高い押出し粘度が必要であり一般に低温で押出し成型がなされるのでクリーン成型体を得る点では有利であるがフィルムの厚み斑が大きくなるという課題を有している。一方、Ｔダイ法では低温での高溶融粘度押出しをすると流動斑が出やすくなり厚み斑が大きくなることに繋がるので高温で押出し成型が行われている。そのために、上記の市場要求に答えられていない。
【０００６】
また、上記の公知技術はいずれもがポリエチレン系樹脂に関するものであり高耐熱性が要求される分野へは適用が難しかった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は従来技術の課題を背景としてなされたものであり、食品、医療、電子材料などのクリーンな包装材、容器等が要求される分野において好適に使用される臭気および添加物や劣化物の溶出や移行性の少ないヒートシール性に優れたヒートシール性ポリプロピレン系フィルムに関し、特にフィッシュアイが少なく、厚み斑の小さいヒートシール性ポリプロピレン系フィルムおよびその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに至った。すなわち、本発明は、被接触物に移行する添加剤が含まれていないプロピレンを主構成成分とするポリプロピレン系樹脂よりなるヒートシール性フィルムであり、フィルムの幅方向の厚み斑が、幅１０００ｍｍにおいて１０％以内であり、かつ最大直径が０．１ｍｍ以上のフィッシュアイが１０個以下／０．１ｍ2であることを特徴とするヒートシール性ポリプロピレン系フィルムである。また、本発明は、Ｔダイ法で製膜するに際して、Ｔスロット型ダイを用い、かつ溶融押出し工程で溶融された樹脂を濾過精度が１００μｍ以下であるフィルターで濾過することを特徴とするヒートシール性ポリプロピレン系フィルムの製造方法である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明のヒートシール性ポリプロピレン系フィルムは、低温シール性、耐衝撃性および耐熱性等のポリプロピレン系フィルムの特性を有したうえに、酸化防止剤等の被接触物に移行する添加剤が含まれてない樹脂を原料としており、該酸化防止剤等の添加剤やその劣化物による臭気、溶出および移行等が少なく被接触物の汚染が抑制されており、かつフィルムの厚み精度が良く、さらにフィッシュアイの混入が少ないので、食品、医療、電子材料などのクリーンな包装材、容器等が要求される分野において好適に使用することができる。また、本発明の製造方法により、上記の高品質なヒートシール性ポリプロピレン系フィルムを安定して、かつ経済的に製造することができるという利点がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いられるポリプロピレン系樹脂は、ポリプロピレン構造を主構成成分としたものであれば限定はなく、ホモポリマー、共重合ポリマーおよびそれらの混合物のいずれであっても構わない。また、共重合ポリマーは、ランダム、ブロックおよびグラフトのいずれでも構わない。共重合ポリマーの場合の共重合成分も限定はなくエチレン、ブテン、ヘプテン、ヘキセン、オクテンおよびメチルペンテン等の低級α―オレフィン、ブタジエン、イソプレン等のジエン類等が挙げられる。共重合ポリマーの場合は該成分との二元系であっても、三元系以上の多元系であっても構わない。また、立体規則性に関しても限定はなくアイソタクチック、シンジオタクチック、アタクッチクのいずれでも構わない。市場の要求特性に合わせて適宜選択すれば良い。密度は８７０〜９１２ｋｇ／ｍ3が好ましい。さらには、密度は、８８０〜９０５ｋｇ／ｍ3が好ましい。密度が８７０ｋｇ／ｍ3未満では剛性、耐熱性および耐ブロッキング性が低下するので好ましくない。逆に、密度が９１２ｋｇ／ｍ3超えた場合は低温ヒートシール性が悪化するので好ましくない。また、メルトマスフローレート（以下、ＭＦＲと記す）は、１〜１００ｇ／１０分（２３０℃）の範囲内のものを用いるのが好ましい。２〜５０ｇ／１０分（２３０℃）の範囲のものがより好ましく、さらに好ましくは、２〜２０ｇ／１０分（２３０℃）の範囲内である。ＭＦＲが１ｇ／１０分（２３０℃）未満では、フィルム成型において、溶融粘度が高くなり、押出し機のモーターにかかる負荷が大きくなると共に、フィルムの厚み精度が低下するので好ましくない。逆に、１００ｇ／１０分（２３０℃）を超えと溶融粘度が低くなり過ぎ製膜が困難になる上、得られたフィルムの力学特性が悪化するので好ましくない。
【００１１】
ポリプロピレン系樹脂の製造方法は特に制限されるものでなく、例えば、チグラー・ナッタ系触媒やシクロペンタジエニル金属化合物等のいわゆるメタロセン系触媒や非メタロセン系錯体などの錯体系触媒を用いた、溶液重合法、スラリー重合法、塊状重合法、気相重合法などの方法で製造されたものが挙げられる。
【００１２】
本発明においては、上記のポリプロピレン系樹脂は被接触物に移行する添加剤が含まれていないものであることが重要である。すなわち、酸化防止剤、滑剤、中和剤、帯電防止剤、加工性改良剤、紫外線吸収剤、防曇剤等の比較的低分子量の有機物よりなる移行性の添加剤を配合されていないもの、もしくは、該添加剤が配合されたとしても、該配合された添加剤が実質的に内容物等の被接触物に移行し臭気や味覚に対して悪影響を及ぼさない量である必要がある。
その量としての基準としては、下記で説明する臭い評価において、［臭い評価］値が１２０以下となることである。この場合１００以下が好ましく、特に８０以下が好ましい。
［臭い評価］
測定環境は、２３℃の環境下で行なう。ポータブル型臭いセンサーとして、熱線型半導体式ガスセンサー（キーエンス製：ＮＳ７２０、ＮＳ７１０）を使用する。機器調整終了後、測定するサンプルが入ったフラスコにセンサー部を入れ２分後の値を読み取る。
評価用サンプルは、流れ方向にカットしたＡ４サイズのフィルムを流れ方向に１６分割し短冊状にする４００ｍｌのフラスコに入れ口部をアルミ箔で蓋をして、６０℃×３０分オーブン（根来製作所製循環式熱風乾燥機、形式：１０２．Ｓ．０１）で加温した後、２３℃×５０％ＲＨ×２時間放置後、計測する。
例えば、酸化防止剤としては、２，６−ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、テトラキス［メチレン−３−（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］メタン、ｎ−オクタデシル−３−（４’−ヒドロキシ−３，５’−ジ−ｔ−ブチルフェニル）プロピオネートで代表されるフェノール系安定剤、ビス（２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル）ペンタエリスリトールジホスファイト等で代表されるホスファイト系安定剤等である。滑剤としては、高級脂肪酸アミド、高級脂肪酸エステルに代表される高級脂肪酸誘導体が挙げられる。
触媒残渣の中和剤としては、例えば、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩及びハイドロタルサイト、水酸化カルシウム等が挙げられる。
帯電防止剤としては、炭素数８〜２２の脂肪酸のグリセリンエステルやソルビタン酸エステル、ポリエチレングリコールエステル等に代表される親水性化合物が挙げられる。
加工性改良剤として、ステアリン酸カルシウム等の脂肪酸金属塩等の高級脂肪酸金属塩が挙げられる。
紫外線吸収剤としては、２−ヒドロキシベンゾフェノン系、２−ヒドロキシフェニルベンゾトリアゾール、サリシレート系、シアノアクリレート系に代表される有機系の紫外線吸収剤が挙げられる。
防曇剤としては、グリセリン脂肪酸エステル系、ソルビタン脂肪酸エステル系、ポリオキシエチレン脂肪アルコールエーテル系、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル系、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル系に代表される親水性化合物が挙げられる。
従って、外部に溶出してしまうような添加剤、例えば、内容物が液体の場合は、該液体に溶出されてしまうような添加剤、臭気が移行してしまう添加剤、あるいは時間とともにフィルム表面に偏在するような添加剤が樹脂中に含まれていないことにより、例えば食品の包装材や容器として用いた場合は、臭いや味覚の変化が少なく衛生的であり、また、医療や電子材料の包装材や容器として使用した場合は内容物を汚染しないクリーンフィルムが得られる。
【００１３】
ポリオレフィン系樹脂の中で、ポリプロピレン系樹脂はプロピレン骨格が３級水素を含んでいるために、耐酸化安定性が良くなく、上記の酸化防止剤の配合は必須であった。しかし、近年、ポリプロピレン系樹脂の重合触媒技術の著しい進展により、樹脂中の残存触媒量の極めて少なくすることが
可能になってきており、このことにより従来技術で得られた樹脂に比べ耐酸化安定性が飛躍的に向上し上記の酸化防止剤を添加しなくても良いことが可能となってきた。
【００１４】
本発明においては、実質的に被接触物に移行しない添加剤は本発明のクリーンフィルムの特性を本質的に阻害しない範囲で添加しても構わない。例えば、無機フィラーや有機、無機および無機／有機のハイブリッドポリマーよりなるフィラー等が例示される。無機フィラーとしては、シリカ、炭酸カルシウム、タルク、クレー、カオリン、アルミナ、水酸化アルミニウム、マグネシア、水酸化マグネシウム、硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、硫酸バリウム、珪酸アルミニウム、珪酸カルシウム、珪酸ナトリウム、珪酸カリウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、酸化カルシウム、酸化チタン、酸化亜鉛、マイカ、ガラスフレーク、ゼオライト、珪藻土、パーライト、フライアッシュ、ガラスビーズ等が挙げられる。有機ポリマーよりなるフィラーとしては、ポリメチルメタクリレート架橋樹脂、ポリエステル架橋樹脂、フェノール樹脂、その他の合成樹脂の粉末及び微小ビーズ等よりなるものが挙げられる。無機ポリマーよりなるフィラーとしてはシリコーン樹脂よりなるものが、また、有機／無機ハイブリッド系ポリマーよりなるフィラーとしてはシリコーンと有機ポリマーとの複合樹脂よりなるもの等が挙げられる。
【００１５】
上記のフィラーの配合によりフィルムの滑り性を向上させ得られたフィルムのロールとしての巻き特性や得られたフィルムを使用する際の加工性を向上させることができる。
【００１６】
また、本発明においては、超低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、高圧法のポリエチレン、超高分子量ポリエチレン、オレフィン系エラストマー等よりなる樹脂を本願発明の趣旨を逸脱しない範囲である１０質量％以下を配合してブロッキング防止、滑り性付与、耐衝撃性あるいはヒートシール特性の改善をすることも好ましい実施態様として推奨される。当然であるが、該改質用樹脂も上記のポリプロピレン系樹脂と同様に被接触物に移行する添加剤が含まれていないものを用いるのが好ましい実施態様である。
【００１７】
また、滑り性向上やブロッキング性防止性等を付与する目的でフィルム表面にエンボス加工を施す等の手段を取り入れることも好ましい実施態様である。
【００１８】
上記のポリプロピレン系樹脂は無添加グレードとして市販されている樹脂および樹脂配合物を用いても良いし、本発明の効果をより大きく発現できるように特別に設計したものを用いても構わない。
【００１９】
本発明のヒートシール性ポリプロピレン系フィルムは、最大直径が０．１ｍｍ以上のフィッシュアイが１０個以下／０．１ｍ2であることが重要である。８個以下／０．１ｍ2が好ましく、６個以下／０．１ｍ2がより好ましい。該フィッシュアイが１０個以下／０．１ｍ2を超えた場合は、例えば、該フィルムで包装した場合に該フィッシュアイが肉眼で見えるので包装体の商品イメージを低下させるので好ましくない。該フィッシュアイに関しては、近年、消費者の安全指向の強まり共に市場要求が厳しくなってきている。例えば、紙パックの内層材として用いられた場合のように消費者に通常状態では目に触れないものであっても、回収のために紙パックが切り引きさかれることにより消費者の目に触れて、安全性に対する不安を呼び起こす等の現象も出始めている。また、透明包装袋として使用した場合は、内容物の色や形態によりフィッシュアイが異物として目立つことがある。これらの市場要求により厳しい管理が必要となってきている。
【００２０】
また、近年、ヒートシール性フィルムについてもそのフィルムの厚み斑に関する市場要求の厳しさが増してきている。フィルムの厚み斑が大きくなるとフィルムをロール状にして保存した場合に起こる巻き締まり現象により発生する張力が厚み斑によりフィルムの幅方向に変動が発生しフィルムの部分たるみ等の変形が発生する。そのため、厚み斑の大きなフィルムの場合は、例えば、ラミネート素材として使用した場合はラミネート加工時にたるみ等の変形により皺の発生や空気の巻き込みが起こり加工操業性が低下し、かつ得られる製品の皺、透明斑等の外観不良やラミネート強度変動等に繋がる可能性がある。
【００２１】
本発明においては、フィルムの幅方向の厚み斑が、幅１０００ｍｍにおいて１０％以内にすることが重要である。８％以内がより好ましく、６％以内がさらに好ましい。１０％を超えた場合は、フィルムをロール状にして保存した場合に起こる巻き締まり現象により発生する張力が厚み斑によりフィルムの幅方向に変動が発生しフィルムの部分たるみ等の変形が発生する。そのため、厚み斑の大きなフィルムの場合は、例えば、ラミネート素材として使用した場合はラミネート加工時にたるみ等の変形により皺の発生や空気の巻き込みが起こり加工操業性が低下し、かつ得られる製品の皺、透明斑等の外観不良やラミネート強度変動等に繋がる可能性があるので好ましくない。近年、ヒートシール性フィルムについてもそのフィルムの厚み斑に関する市場要求の厳しさが増してきており重要な特性である。
なお、本発明における上記厚み斑は、フィルム幅４００ｍｍ以上で、フィルム長１０００ｍ以上のロールにおいて満たされるのが好ましい。幅が４００ｍｍに満たないフィルムロールは、工業的に一部では利用されている場合もあるが、多くの場合利用価値の低いものであり、又、長さ１０００ｍに満たないフィルムロールは本発明の効果が発現しにくくなる。本発明でのフィルムロールの幅は４００ｍｍ以上がより好ましく、６００ｍｍ以上がさらに好ましい。又、フィルムロールの長さは１０００ｍ以上がより好ましく２０００ｍ以上がさらに好ましい。フィルムロールの幅及び巻長の上限は特に制限されるものではないが、取扱いのしやすさから一般的には幅２０００ｍｍ以下、巻長はフィルム厚み１５０μｍの場合に２０００ｍ以下程度である。又、本発明における巻取りコアとは、フィルムロールの巻芯となる３インチ、６インチ、８インチ等の紙管、プラスチックコア、金属製コアのことをさす。
【００２２】
本発明は、請求項３に記載のごとくＴダイ法で製膜する必要がある。前述のごとく従来Ｔダイ法の製膜は２００℃以上の温度で押出し成型されてきた。しかし、本発明では酸化防止剤等の安定剤を含まないポリプロピレン系樹脂を原料とする必要があり、従来公知の温度で押出し成型した場合はポリプロピレン系樹脂の熱劣化が起こりゲル生成が増大し、フィッシュアイ量を上記範囲にすることが困難になるので対策が必要となる。この課題を解決する手段は限定されないが、請求項６に記載のごとくダイス出口の樹脂温度が１５０〜２００℃で押出し成型することが好ましい実施態様である。１５５〜１９５℃がより好ましく、１６０〜１９０℃がさらに好ましい。１５０℃未満では原料樹脂の溶融粘度が高くなりすぎ流動特性が悪化し得られるフィルムの厚み斑が増加するので好ましくない。逆に、２００℃を超えた場合はゲル生成が増大するので好ましくない。なお、本発明におけるダイス出口の樹脂温度は精度が±５℃以内の赤外線式温度計を用いて測定したものである。該赤外線式温度計としてはチノー社製ポリエチレンフィルム用ＩＲ−ＣＡＭ型が例示される。
【００２３】
上記の押出し温度で成型するための達成手段として原料のポリプロピレン系樹脂のＭＦＲを高くする方法が挙げられるが、得られるフィルムの機械特性が満足されなくなるので好ましくない。従って、ＭＦＲは、１〜１００ｇ／１０分（２３０℃）、好ましくは２〜５０ｇ／１０分（２３０℃）、さらに好ましくは５〜２０ｇ／１０分（２３０℃）である。該ＭＦＲのポリプロピレン系樹脂を用いて、上記、１５０〜２００℃押出し温度で成型すれは、フィッシュアイの生成は低減出来るが、フィルムの厚み斑を幅１０００ｍｍにおいて１０％以内にすることが困難となる。従って、得られるフィルムの特性を本発明の範囲にするためには、上記の押出し温度で押出しても厚み斑が大きくならないための改善が必須となる。そためには製膜機、特にダイスの構造や製膜条件の最適化が必要である。該方策について言及する。
【００２４】
まず上記達成手段の一つにダイスの形状最適化がある。一般に今日のプラスチック工業で広く使用されているコートハンガーダイはクラムシェルの問題を抱えていた。このクラムシェル現象はダイ本体の中央部に力が多く掛かりダイ端部より大きく変形するというダイの変形のことである。この不均一な変形は粘度の変動や吐出量の変動から絶え間なく樹脂圧が変化する点から厚み斑が発生し易い。また、コートハンガーダイは、圧力調整機構がマニホールドの配置の結果からプレランド部にあり、三角形の形状（コートを掛けるハンガーのような形状）をしている。このプレランドの形状は樹脂の異なる粘度に対して、直線のプレランド部で粘性変化を合わせるのは通常不可能である。その結果、一般にＷパターンと呼ばれダイ出口で早く流れる部分と遅くなる部分が発生し、均一な流れにならない問題があった。それが厚み斑や熱履歴の違いによるフィッシュアイの原因になっていた。一方、近年、上記のコートハンガーダイの課題を克服するための方策としてＴスロット型ダイが注目されている。該Ｔスロット型ダイは、例えば、Ｇａｒｙ  Ｄ．Ｏｌｉｖｅｒ、「最新の共押出技術と市場同行」、コンバーテック、１９９６年１２月、第２４巻、第１２号、Ｐ１４〜１９や小山、「機能性多層フィルムの押出技術」、プラスチックエージ、２００３年、６月、第４９巻、第５９５号、Ｐ９３〜９７等に記載されているように、以下の特徴を有している。
特徴１として、Ｔスリット型ダイのアスペクト比を大きくした直線状のマニホールドになっており、それにより、厚みの均一性を向上させることが出来きる。さらに樹脂が流れる面に力が均一にかかるのでクラムシェルが発生しない。特徴２として、プレランドを２段階にしてその段差部分の形状を曲線状に作ることにより、ダイス全体でバランスの取れた均一の流れになるような設計がなされており、溶融樹脂の各種粘度に対応できるように改良されている。従って、請求項３に記載のごとくＴスロット型ダイを使用することが重要である。
【００２５】
上記のＴスロット型ダイの使用はフィルムの厚み斑の低減対策として有効であるが、本発明においては、押出し温度が低いためダイスリップにおける溶融樹脂のせん断粘度が高くなるので、線状低密度ポリエチレン樹脂に添加された、例えば無機フィラー等の樹脂に溶解しない添加物がダイスリップで流動体の外にはじきだされリップ口の周辺に析出して通常「目やに」と称する汚れを形成しフィルムの厚み斑や異物混入に悪影響を及ぼす。従って、該課題解決のためにダイスのリップ開度を大きくすることが好ましい実施態様となる。
【００２６】
このような高精度のＴスロット型ダイを使う事により、フィードブロックの簡略化が可能となる。従来技術、例えばコートハンガー型ダイでは、ダイスでの厚み調整、品質均一化が不十分だったので、フィードブロックで厚み調整、品質均一化の補助を行う必要があり複雑な形状になっていたが、上記のＴスロット型ダイの場合はダイス内の溶融樹脂の流れが均一化されているので、フィードブロックが簡略化出来る。該簡略化によりデッドスペースが減少できるので、フィッシュアイ生成の低減に効果がでる。
【００２７】
Ｔストット型ダイ周りの空気の流れ方向がフィルムの厚み斑に影響を与えるので最適化することが好ましい実施態様である。該Ｔスロット型ダイから出てくる溶融樹脂シートに対して垂直な空気の流れである風を無くすことが重要である。これは溶融状態で垂直な風を受けると、溶融樹脂シートが振れて、その振れた部分の厚み変化や部分的な冷却斑が発生し厚み斑に繋がる。該対策の一つとしてダイス回りをシート、板、などで囲いを作り、囲いで囲みダイス出口に上記の好ましくない風が当たらないようすることが挙げられる。さらに、積極的にダイス出口の溶融樹脂シートの流れが乱れないような風の流れを作ることも好ましい実施態様である。
【００２８】
Ｔスロット型ダイ周りの温度斑も厚み斑に影響を及ぼすので、できるだけ温度斑を小さくすることも重要である。例えば、前記のダイス周りに囲いをすることは、当該現象の改善にも繋がるので、好ましい実施態様として推奨される。また、湿度を高めた状態でしかも加温した状態にすることは、温度斑が小さくなるので好ましい実施態様である。
【００２９】
Ｔスロット型ダイより押し出された溶融樹脂シートの冷却ロールへの密着方法の改善もフィルム厚み精度向上の重要な要因である。例えば、エアーで冷却ロールに密着させる方法として、エアーノズル法、エアーチャンバー法あるいはエアーナイフ法および真空チャンバー法が広く普及しているが、請求項５に記載のごとく上記３方法を同時に作用させることが好ましい実施態様である。すなわち、溶融樹脂シートの冷却ロールへの密着に際して、エアーノズル法で両端を固定し、エアーチャンバー法あるいはエアーナイフ法により溶融樹脂シートの全幅の冷却ロールへの押さえつけを行い、同時に真空チャンバー法を作用させ溶融樹脂シートと冷却ロールの間への空気の巻き込みを防止することにより厚み斑が低減される。該方法においてもエアーナイフやエアーチャンバーの風を溶融樹脂シートに対して均一に、かつ流れの乱れが発生しないように当てる事および真空チャンバーの吸引力が幅および流れ方向において均一になるように装置構造、取り付け位置、エアーナイフやエアーチャンバーの空気の風量や方向、真空チャンバーの吸引度や吸引方向等を最適化することも大切である。このことにより、溶融樹脂シートの振れを小さくする事ができ、厚み精度向上に繋げられるので有効な手段の一として推奨される。
【００３０】
上記密着方法におけるエアーチャンバー法とエアーナイフ法の選択は該装置を設置する場所の空間容積や真空チャンバーの性能との関係で適宜選択すれば良い。
【００３１】
上記の押出し温度の温度範囲での製膜により、フィッシュアイの生成を抑制することはできるが、本発明においては、ポリプロピレン系樹脂に酸化防止剤の配合がされていないので該押出し温度の最適化のみではフィッシュアイを本発明の範囲内で安定化することは困難である。該フィッシュアイ低減の好ましい達成手段について言及する。
【００３２】
フィッシュアイを低減させるには、溶融樹脂の濾過に用いられるフィルターが重要である。本発明においては、請求項３に記載のごとく溶融押出し工程で溶融された樹脂を濾過精度が１００μｍ以下であるフィルターで濾過することが好ましい実施態様である。ここで、濾過精度とは、ＪＩＳ  Ｂ８３５６：１９７６年で定義された方法に準じて評価された性能である。濾過精度は８０μｍがより好ましく、６０μｍがさらに好ましい。濾過精度が１００μｍを超えた場合はフィッシュアイを形成するゲル状異物の除去及び微小化が悪化するので好ましくない。濾過精度の下限はゲル状異物の除去及び微小化の点より小さければ小さい程好ましいが、小さくなるに比例して濾過圧力損失が大きくなるので濾過面積を大きくする必要が生ずる。従って、下限は３０μｍが好ましい。フィルターは金網フィルターが一般的に多く用いられており、平織り、綾織、平畳織、綾畳織など織りかたの形状の変化、それに使用する線の太さと積層構成により濾過能力や微小化効率が変ってくる。それらの金網フィルターと別に金属焼結フィルターというタイプがあり、粉末焼結したもの、不織布のように金属を織ることなく固めたものの大きく２種類がある。特に不織布のように金属を織ることなく固めたものは、ミクロンオーダーのステンレス鋼繊維を均一に積層焼結したもので、繊維相互の無数の接点が金属同士接合一体化しており、目開き抜け落ち少なく高い濾過精度を有する上、他の金属濾過材より空隙率が大きい影響で、圧力損失が小さく、金網、金属粉末焼結フィルターに比べて、異物保持能力が高いので最近特に多く使われ始めているが、金網フィルターでも織り方、積層法を改良するとそれに同等以上の性能が出るものも有り、排除はしない。選定時ポイントは、特にオレフィンは溶融粘度が高いので圧力損失が低く、濾過能力の高いものを選ぶことが好ましい。該方策の採用はフィッシュアイ低減だけでなく厚み斑低減の抑制効果をも併せて発現できる。厚み斑は、圧力損失が大きい場合に発生し易い。それはフィルターにより押出し機で溶融樹脂を押出した圧力がカットされ、Ｔダイ内の圧力が不足し、Ｔダイ内の溶融樹脂の流れが不安定になり、結果として厚み斑になることがある。先に述べたように圧力損失が低いフィルターを用いる事によりそれを抑制することが可能となる。
【００３３】
上記の濾過は、請求項４に記載のごとく、フィルターを２個以上設けた多段濾過法で行うのがより好ましい実施態様である。該多段濾過法により、濾過や微小化効率が向上し、かつ前記の圧力損失の課題も改善される。該多段濾過法の場合は、同じ濾過精度のフィルターを用いても良いが、溶融樹脂の流れ方向に従って濾過精度の値を低くしていくのがさらに好ましい実施態様である。
【００３４】
本発明で使用する原料のポリプロピレン系樹脂ペレットは、乾燥するときに不活性ガス置換をして、乾燥したものを使用するのが好ましい。不活性ガス置換により脱酸素され押出し機に入り溶融する時の酸化分解が押さえられ、フィッシュアイ低減に繋がる。また、製膜の為の押出し機のホッパーや原料を入れるサイロにも酸素が入らないように不活性ガスで置換し、原料が酸化しない状態にしておくのも好ましい実施態様である。該方法は原料樹脂と共に押出し機への酸素の混入が抑えられる効果もありゲル生成の抑制に繋がる。該方策の採用はゲル生成抑制だけでなく臭気や味覚に影響する分解物の生成を抑制効果をも併せて発現できる。使用する不活性ガスとして、希ガス類元素例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン、ラドンの６元素が挙げられるが、高価であるので実際的ではない。安価で入手が容易な窒素ガスが好ましい。
【００３５】
近年は原料配合物の混練効果を向上する目的で２軸押出し機が用いられることが多くなってきているが、本発明では低温押出しが必要であり２軸押出し機では局部発熱による樹脂の劣化が起こることがあるので、単軸スクリューを用いた押出し機を用いることが好ましい実施態様として推奨される。単軸スクリューの欠点は、スクリュー回転の高速化に伴って、混合・混練不良が発生する上、樹脂温度の過度な上昇のため適正な操業に限界があることである。この問題を解決するためには、例えば、坂上、「ミキシングスクリュの実験的研究［２］Ｉ．単軸スクリュの実験研究（２）」、プラスチックエージ、２００３年４月、第４９巻、第５９３号、Ｐ１４６〜１５７において記載されている３ステージスクリュー構造をとるのが好ましい実施態様である。すなわち、スクリューの中間部にミキシングエレメントを設け、その手前を第１ステージ、ミキシングエレメント部を第２ステージ、その後を第３ステージとする３ステージスクリュー構造をとるのが好ましい。中間部のミキシングエレメントにより混合・混練性能を高めると共に、先端の溝深さを深くして過度の発熱を抑制し、冷却能力を補強し、併せて押出し量をアップを図ることがより好ましい実施態様である。２軸タイプでもスクリュー設計を適切に調整することにより可能であり排除はされない。
【００３６】
回収原料もフィッシュアイ抑制の重要な要素である。多くの場合、製品、切開屑等を再利用して原料に混ぜて使用している。それらを製品、切開屑などを溶融して樹脂ペレットにする方法。圧力により、それら製品、切開屑などを圧力により、ペレット状、板状にする方法。半溶融状態でペレット状にする方法が知られている。溶融し、ペレットにする方法は、熱により溶融しペレットにするので、樹脂内部で架橋反応が起こり、結果として、フィッシュアイが発生し易くなる。圧力によりペレットにする方法は、柔らかいフィルムには不向きで、ペレットにしても元のフィルムの形に戻ろうとする力が強く、時間の経過と共に形が変化していく場合があり、管理が難しい。半溶融状態でペレットにする方法は、そのような時間の経過と共に変化することなく均一であり、フィッシュアイが発生しにくいので好ましい。
【００３７】
回収する製品、切開屑についてくる塵、異物、細かなゴミなどの管理も重要あり、これらに塵、異物、細かなゴミなどが付着したまま回収原料にするとそれらが核となり、フィッシュアイが発生する。回収室内の空調管理が重要であるのはもちろんのこと、塵、異物、細かなゴミが付着したものを回収のラインに入れないように工夫する事が重要である。その方法としては、クリーンルーム内での回収作業が好ましい。また、フィルムに付いた塵、異物、細かなゴミを除去するために回収装置入口に静電気除去装置の取り付けを行なうことが好ましい。
【００３８】
本発明においては、請求項２に記載のごとくシール開始温度が８０〜１９０℃であることが好ましい実施態様である。１００〜１８０℃がさらに好ましい。シール開始温度が８０℃未満では耐ブロッキング性が低下し二次加工適性が低下するので好ましくない。一方、１９０℃を超えた場合は低温シール性が悪化し、高速ヒートシール加工におけるシール強度低下に繋がるので好ましくない。
【００３９】
本発明で使用されるフィルム厚みは、５〜３００μｍである。好ましくは、１０〜２００μｍである。
【００４０】
本発明で得られたヒートシール性ポリプロピレン系フィルムは、酸化防止剤等の被接触物に移行する添加剤が含まれていないポリプロピレン系樹脂を原料としており、かつ低温で押出し製膜がなされているので、該添加剤やその劣化物による臭気、溶出および移行等が少なく被接触物の汚染が抑制されているので、食品、医療、電子材料等のクリーンな包装材、容器等が要求される分野において好適に使用することができる。
また、食品用に使用した場合は食品の味覚変化が少ないという効果が発現できる。例えば、臭気に関しては官能評価のみでなく熱線型半導体式ガスセンサーを使用することによりその効果が定量的に評価できる。
【実施例】
【００４１】
次に実施例および比較例を用いて、本発明を具体的に説明する。なお、各実施例で得られたフィルム特性は以下の方法により測定、評価した。
【００４２】
［フィッシュアイの測定方法］
成型されたフィルムを流れ方向（以下、ＭＤ方向と記する）に３３．３ｃｍ×流れ方向に対して横方向（以下、ＴＤ方向と記する）３０ｃｍ、両端２０ｃｍ外して、４ヶ所サンプルとして切り取る。フィルムの下から蛍光灯を照射した板の上に置き、透過光で目視により観察し、０．１ｍｍ以上のフィッシュアイを計測する。計測は切り取ったサンプル３枚の平均値でフィッシュアイ個数を求め、０．１ｍ2当たりの個数に換算する。該サンプルが１枚でも０．１ｍｍ以上のフィッシュアイ個数が８個以上であれば、予備の１枚も計測し、フィルムサンプル４枚の平均値で出し、０．１ｍ2当たりの個数に換算する。次に、カウントしたフィッシュアイを液体窒素中に浸して、硬くした状態で、剃刀で半分に切り、そのフィッシュアイの断面を光学顕微鏡で、５０〜３００倍の倍率で観察することにより、核となる物質が無ければ、例えば、セルロースなどを代表とする異物が無ければ、それは未溶融の塊り、原料の一部がゲル化したための塊り、成形中の材料の部分的劣化による塊り等のゲル起因のフィッシュアイと判定する。核がある場合は、異物起因のフィッシュアイと判定しカウントから除外する。
【００４３】
［シール開始温度］
ポリエチレンテレフタレートフィルム（１２μｍ）の間に、シール面がお互い向き合うようにフィルムを挟み込み０．２ＭＰａ×１秒で熱傾斜型シーラー（東洋精機                    社製）にて、シール面同士シールする。引張試験機（島津製作所製オートグラフ、形式：Ｓ−１００−Ｄ）にて速度２００ｍｍ／分で１５ｍｍ巾での強度（Ｎ／１５ｍｍ）を評価する。ポリエチレンテレフタレートとしては、東洋紡績（株）社製：Ｅ５１００（１２μｍ）を使用する。シール開始温度とは、シール強度が４．９Ｎ（５００ｇ）／１５ｍｍに到達する温度をいう。
【００４４】
［厚み斑評価］
後述する実施例および比較例で得られた長さ１０００ｍ、幅４００ｍｍのフィルムが巻回されたフィルムロールについて、ＪＩＳ  Ｋ７１３０：１９９９年に準じて評価する。一部方法が異なる部分は以下に詳細を説明する。測定する環境は、２３℃×５０％ＲＨ室内で行う。測定は、フィルムの両端５ｃｍづつをカットし、該両端がカットされたサンプルを幅方向に４０等分し測定位置に印を付ける。該印の位置で印の部分を外した場所についてダイヤルゲージにて行う。使用する計測器は、最小読み取り値が０．００１ｍｍとする。精度は、ＪＩＳ  Ｂ７５０３：１９９７年に規定してあるダイヤルゲージと同等以上のものとする。
計測はフィルムロールＭＤ方向に１５ｃｍ、ＴＤ方向に全巾、表層部からしわのない部分から２巻き剥いだ部分と巻き芯部からしわの無い部分から２巻きほど剥いだ部分の２ヶ所で、それぞれ３サンプルを連続で取り、その６サンプルの平均値を求める。
厚み斑は下式で求める。
厚み斑（％）＝（最大厚みー最小厚み）÷６サンプルの平均値×１００
【００４５】
［濾過精度］
ＪＩＳ  Ｂ８３５６：１９７６年に準じて計測する。フィルターメディアを透過した最大グラスビーズ粒径を濾過精度（μｍ）とする。
【００４６】
［ダイス出口の樹脂温度］
本発明におけるダイス出口の樹脂温度は精度が±５℃以内の赤外線式温度計を用いて測定する。Ｔダイの幅方向等分した５箇所をｎ＝３で計測し、その平均値を求める。チノー社製ポリエチレンフィルム用ＩＲ−ＣＡＭ型を使用し、溶融樹脂から１０〜１５ｃｍの位置で計測する。
【００４７】
［臭い評価］
測定環境は、２３℃の環境下で行う。ポータブル型臭いセンサーとして、熱線型半導体式ガスセンサー（キーエンス製：ＮＳ７２０、ＮＳ７１０）を使用する。機器調整終了後、測定するサンプルが入ったフラスコにセンサー部を入れ２分後の値を読み取る。
評価用サンプルは、流れ方向にカットしたＡ４サイズのフィルムを流れ方向に１６分割し短冊状にする４００ｍｌのフラスコに入れ口部をアルミ箔で蓋をして、６０℃×３０分オーブン（根来製作所製循環式熱風乾燥機、形式：１０２．Ｓ．０１）で加温した後、２３℃×５０％ＲＨ×２時間放置後、計測する。
【００４８】
［ＭＦＲ］
ＪＩＳ  Ｋ  ７２１０：１９９９年に準じて、評価条件は、２．１６ｋｇ、２３０℃で原料樹脂の粘度を評価した。
【００４９】
［樹脂密度］
ＪＩＳ  Ｋ  ７１１２：１９９９年に準じて、密度を評価した。
【００５０】
［実施例１］
通常のポリプロピレン系樹脂に添加されている酸化防止剤、中和剤、滑剤、帯電防止剤等の安定剤や滑り性向上等の機能性付与のための添加剤は全く添加されていない樹脂密度８９９ｋｇ／ｍ3およびＭＦＲ８ｇ／１０分（２３０℃）のブロック共重合（ゴム量１２質量％）されたポリプロピレン系樹脂をスクリュー直径２５０ｍｍの３ステージ型単軸押出し機を使用し、幅３０００ｍｍのＴスロット型ダイを用いて、ダイス出口の樹脂温度１８０℃で押出した。ダイスからでてきた溶融樹脂シートを３０℃の冷却ロールで冷却し、厚み３０μｍのポリプロピレン系フィルムを得た。なお、押出し機とダイスとの間に濾過精度１２０μｍと８０μｍのステンレス鋼繊維を均一に積層焼結したタイプのフィルターをこの順序で直列に配置し濾過を行った。原料のポリプロピレン樹脂の乾燥は窒素ガス置換して行った。また、上記押出し機への供給用サイロやホッパーも窒素ガス置換をした。冷却ロールでの冷却に際しては、エアーノズルで冷却ロール上のフィルムの両端を固定し、エアーナイフで溶融樹脂シートの全幅の冷却ロールへの押さえつけを行い、同時に真空チャンバーを作用させ溶融樹脂シートと冷却ロールの間への空気の巻き込みを防止した。また、ダイス周りはシートで囲い、溶融樹脂シートに風が当たらないようした。製膜は１００ｍ／分の速度で実施厚み調整実施後、１０００ｍ以上に亘って連続的に製膜した。得られたフィルムを幅１０００ｍｍ、長さ１０００ｍにスリットして、３インチ紙管に巻き取り、フィルムロールを得た。得られたフィルムの特性値を表１に示す。
【００５１】
［比較例１］
実施例１の方法において、ダイス出口の樹脂温度を２４０℃にする以外は、実施例１と同様の方法で比較例１のポリプロピレン系フィルムを得た。得られたフィルムの特性値を表１に示す。
【００５２】
［比較例２］
実施例１の方法において、ポリプロピレン系樹脂として添加剤を入れた樹脂を使用する以外は、実施例１と同様にして比較例２のポリプロピレン系フィルムを得た。添加剤は、酸化防止剤として、イルガノックス１０１０：１５００ｐｐｍ（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）、イルガフォス１６８：１０００ｐｐｍ、（チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製）、中和剤として、カルシウムステアレートＳ：１０００ｐｐｍ、（日本油脂社製）、滑剤として、アーモスリップＥ：８００ｐｐｍ（ライオン社製）、サイリシア４５０：５０００ｐｐｍ（富士シリシア化学社製）添加した。得られたフィルムの特性値を表１に示す。
【００５３】
［比較例３］
実施例１の方法において、押出し機をシングルステージ型に、フィルター濾過精度を２００μｍ１段濾過に、ダイスをコートハンガー型に、冷却ロールとの密着をエアーナイフのみに、ダイス周りの囲いを無くすように変更する以外は、実施例１と同様にして比較例３のポリプロピレン系フィルムを得た。得られたフィルムの特性値を表１に示す。
【００５４】
［比較例４］
比較例３において、ダイス出口の樹脂温度を２４０℃にする以外は、比較例３と同様にして比較例４の線状低密度ポリエチレンフィルムを得た。得られたフィルムの特性値を表１に示す。
【００５５】
［比較例５］
空冷インフレーション方式、プラコー製押出し機（スクリュー直径５５ｍｍ）、ダイス出口の樹脂温度１９０℃、フィルム幅３００ｍｍ、ブロー比２．７で単層押出しし、フィルム成型した。使用樹脂は、実施例１と同じ密度でＭＦＲ２ｇ／１０分（２３０℃）ものを用いた。
得られたフィルムの特性値を表１に示す。
【００５６】
［実施例２］
実施例１の方法において、ポリプロピレン系樹脂を通常のポリプロピレン系樹脂に添加されている、酸化防止剤、中和剤、滑剤、帯電防止剤等の安定剤や滑り性向上等の機能性付与のための添加剤は全く添加していないエチレンを２モル％共重合したランダム共重合ポリプロピレン樹脂（密度８９５ｋｇ／ｍ3、ＭＦＲ６ｇ／１０分（２３０℃））に、ダイス出口の樹脂温度を１７０℃に、フィルム厚みを５０μｍに変更する以外は、実施例１と同様にして実施例２のポリプロピレン系フィルムを得た。得られたフィルムの特性値を表１に示す。
【００５７】
実施例１および２のフィルムは、フィッシュアイ、臭気、厚み斑が良好であった。
【００５８】
一方、比較例１はフィッシュアイと臭気が劣っていた。比較例２は臭気が劣っていた。フィッシュアイもやや劣っていた。比較例３と５はフィッシュアイと厚み斑が劣っていた。
比較例４はフィッシュアイ、臭気および厚み斑が劣っていた。
【産業上の利用可能性】
【００５９】
本発明のヒートシール性ポリプロピレン系フィルムは、低温シール性、耐衝撃性および耐熱性等のポリプロピレン系フィルムの特性を有したうえに、酸化防止剤等の被接触物に移行する添加剤が含まれてない樹脂を原料としており、該酸化防止剤等の添加剤やその劣化物による臭気、溶出および移行等が少なく被接触物の汚染が抑制されており、かつフィルムの厚み精度が良く、さらにフィッシュアイの混入が少ないので、食品、医療、電子材料などのクリーンな包装材、容器等が要求される分野において好適に使用することができる。また、本発明の製造方法により、上記の高品質なヒートシール性ポリプロピレン系フィルムを安定して、かつ経済的に製造することができるという利点があり、産業界に寄与する事は大である。
【００６０】
【表１】
2005179452.tif 000002