JP3794034B2

JP3794034B2 - 積層ヒートシールフィルム

Info

Publication number: JP3794034B2
Application number: JP05298395A
Authority: JP
Inventors: 裕三杉田; 浩二平田; 毅中川
Original assignee: Prime Polymer Co Ltd
Current assignee: Prime Polymer Co Ltd
Priority date: 1995-03-13
Filing date: 1995-03-13
Publication date: 2006-07-05
Anticipated expiration: 2021-07-05
Also published as: JPH08244182A

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、積層ヒートシールフィルム、詳しくは可剥性の良好な積層ヒートシールフィルムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
物品をフィルムで包装して密封する際、フィルムの包装片同士をヒートシールすることが行われている。その際、フィルムとして、ポリプロピレン、ポリエチレンのようなポリオレフィン系の熱可塑性樹脂からなるヒートシール層を基材樹脂層の表面に積層したものを使用することが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、こうしたヒートシールによる包装では、かかるヒートシールされた包装片同士の結合部が、包装体の開封時に手で容易に開封できる程度の適度な強度を有することが要求される。
【０００４】
また、この包装体の開封時に該結合部が良好な可剥性を有することが要求される。即ち、前記ポリオレフィン系の熱可塑性樹脂からなるヒートシール層を有する積層フィルムでは、通常、この結合部を引き剥そうとすると、糸引きや毛羽立ちが生じ易いのと同時に、溶着する包装片同士の界面やヒートシール層の内部でスムーズな剥離が生じず、結合部は元の包装片同士に再び分離することなく、該結合部の途中で包装片のいずれか一方の厚み方向に基層が引き裂かれてしまう。こうした現象は、開封時の物品に対する外観不良につながり、その物品の商品価値を低下させる。また、この引き裂かれ部分が起点となって、開封の途中で、フィルムが大きく破断し、内容物が落下する等の危険性もあった。
【０００５】
こうしたことから、上記欠点を解消し、可剥性、ヒートシール性、開封性に優れたヒートシールフィルムを開発することが望まれていた。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねてきた。その結果、特定の組成のブロック共重合体を使用することにより、上記課題が解決できることを見い出し、本発明を完成するに至った。
【０００７】

を含み、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）が１〜４であるプロピレン系ブロック共重合体よりなる樹脂層が、少なくとも一方のフィルム表面に積層されてなる積層ヒートシールフィルムである。
【０００８】
本発明で使用するプロピレン系ブロック共重合体は、ａ）ポリプロピレン成分、またはプロピレンに基づく単量体単位を９０モル％より多く含むプロピレン系ランダム共重合体成分と、ｂ）エチレンに基づく単量体単位を１０〜４０モル％、プロピレンに基づく単量体単位を９０〜６０モル％含むプロピレン−エチレンランダム共重合体成分とを含んでいる。ここで、上記ａ）ポリプロピレン成分、またはプロピレン系ランダム共重合体成分とｂ）プロピレン−エチレンランダム共重合体成分の成分割合は、前者が１〜７０重量％好適には３〜６０重量％、後者が３０〜９９重量％好適には４０〜９７重量％である。このａ）ポリプロピレン成分、またはプロピレン系ランダム共重合体成分が１重量％よりも少ないと、得られるヒートシールフィルムの機械的強度が低下し、また、７０重量％を越えると、得られるヒートシールフィルムの可剥性、ヒートシール性、透明性が低下するために好ましくない。
【０００９】
ａ）のプロピレン系ランダム共重合体成分における、プロピレンに基づく単量体単位以外の単量体単位としては、プロピレンと共重合可能な他の公知の単量体に基づく単位が制限なく採用できる。好適には、エチレンおよび炭素数が４〜１２のα−オレフィンに基づく単量体単位が挙げられ、これらは１種または２種以上を組み合わせて採用しても良い。特に、エチレンおよび炭素数４〜８のα−オレフィンに基づく単量体単位が好ましい。このプロピレンに基づく単量体単位以外の単量体単位の含有割合は、１０モル％未満であることが必要である。該含有割合が１０モル％以上であり、プロピレンに基づく単量体単位の含有割合が９０モル％以下の場合、得られるフィルムの粘着性が強くなり、取扱いが困難になる。また、かかるプロピレンに基づく単量体単位以外の単量体単位の含有割合は、好ましくは２モル％以上であるのが良好である。
【００１０】
ｂ）のプロピレン−エチレンランダム共重合体成分において、エチレンに基づく単量体単位及びプロピレンに基づく単量体単位のそれぞれの含有割合は、エチレンに基づく単量体単位１０〜４０モル％、好ましくは１５〜３５モル％であり、プロピレンに基づく単量体単位９０〜６０モル％、好ましくは８５〜６５モル％である。エチレンに基づく単量体単位の含有割合が１０モル％未満であり、プロピレンに基づく単量体単位の含有割合が９０モル％を越える場合、得られるヒートシールフィルムの可剥性が充分でなくなり好ましくない。一方、エチレンに基づく単量体単位の含有割合が４０モル％を越え、プロピレンに基づく単量体単位の含有割合が６０モル％未満である場合、得られるヒートシールフィルムの粘着性が強くなり、取扱いが困難になるため好ましくない。
【００１１】
なお、このプロピレン−エチレンランダム共重合体成分には、本発明に関するプロピレン系ブロック共重合体の物性を阻害しない限り、他のα−オレフィンが少量、例えば５モル％以下の範囲で共重合されて含まれていてもよい。他のα−オレフィンとしては、特に制限されないが、炭素数が４〜１２のα−オレフィンの１種または２種以上が挙げられ、炭素数４〜８のα−オレフィンが好ましい。
【００１２】
また、本発明のプロピレン系ブロック共重合体は、上記ａ）ポリプロピレン成分、またはプロピレン系ランダム共重合体成分及びｂ）プロピレン−エチレンランダム共重合体成分の他に、好ましくは１０重量％以下の範囲で、他のα−オレフィンの重合体成分が含有されていても良い。このα−オレフィンとしては、前記したものが制限なく使用される。好適には、ポリブテン成分が良好である。
【００１３】
本発明で使用するプロピレン系ブロック共重合体は、通常、ａ）ポリプロピレン成分、またはプロピレン系ランダム共重合体成分及びｂ）プロピレン−エチレンランダム共重合体成分が一分子鎖中に配列したいわゆるブロック共重合体の分子鎖と、ａ）ポリプロピレン成分、またはプロピレン系ランダム共重合体成分及びｂ）プロピレン−エチレンランダム共重合体成分のそれぞれ単独よりなる分子鎖とが機械的な混合では達成できない程度にミクロに混合しているものと考えられる。
【００１４】
本発明において、上記のプロピレン系ブロック共重合体は、分子量分布が特定の値に狭くなっていることが必要である。具体的には、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー（以下「ＧＰＣ」と略す）で測定した重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）が１〜４、好適には１．２〜３．５、さらに好適には１．５〜３の範囲にある。この範囲において、得られるヒートシールフィルムは、可剥性に優れたものとなり、また、フィルムのべたつき等がない性状の好ましいものとなる。
【００１５】
さらに、このプロピレン系ブロック共重合体は、通常、重量平均分子量（Ｍｗ）が１０万以上、より一般的には１５万以上のものを用いるのが一般的である。メルトフローレート（以下ＭＦＲと略す）は、製膜性を勘案すると、０．５〜１５ｇ／１０分、好ましくは１．０〜１１ｇ／１０分が好適である。また、示差走査熱分析（ＤＳＣ）における主ピークは、ヒートシール開始温度やフィルム成形時のロールへの貼り付き性を勘案すると１２０〜１５５℃、好ましくは１２５〜１５０℃の範囲にあることが良好である。
【００１６】
本発明において、こうしたプロピレン系ブロック共重合体は、上記性状を有するものであれば、公知の如何なる方法によって重合したものを用いても良い。また、重合したプロピレン系ブロック共重合体を有機過酸化物で分解させて得たものであっても良い。
【００１７】
なお、このプロピレン系ブロック共重合体は、さらに必要に応じて帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤等の公知の添加材を配合させて用いても良い。また、本発明に関する物性を阻害しない程度、他の樹脂を混合することができる。混合する樹脂としては特に制限されないが、例えばプロピレン、エチレン、ブテン等のオレフィンの単独重合体または共重合体、或いはこれらの２種以上の混合物が好適である。添加量は特に制限されないが、５０重量％以下、さらには４０重量％以下が好ましい。
【００１８】
次に、本発明の積層ヒートシールフィルムにおいて、以上のプロピレン系ブロック共重合体よりなる樹脂層が、少なくとも一方の表面に積層される基層は、如何なるものであっても良いが、好適には成形性を勘案すると、ＤＳＣにおける主ピークが１２０〜２５０℃、さらに好適には１３０〜１７０℃の樹脂層からなるのが好ましい。一般にはポリオレフィンからなる樹脂層であるのが好適であり、具体的には、エチレン、プロピレン、ブテン、メチルペンテン等のオレフィンの単独重合体、または共重合体が挙げられ、これらの中でポリプロピレンが特に好適である。これらの基層として使用されうる樹脂は、単独で使用してもよく、２種以上を混合して使用してもよい。
【００１９】
基層に用いるポリプロピレンとしては、プロピレンの単独重合体、プロピレンの９０モル％以上とプロピレン以外のα−オレフィン、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、４−メチル−１−ペンテン等の１種以上の１０モル％以下とのランダム共重合体、またはブロック共重合体を一般に使用することができる。ＭＦＲは、製膜性を勘案すれば０．５〜１５ｇ／１０分の範囲であることが好適である。
【００２０】
こうした基層に使用する樹脂には、必要に応じて帯電防止剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、酸化防止剤、光安定剤、結晶核剤等の公知の添加剤を配合させても良い。
【００２１】
本発明において、積層ヒートシールフィルムの厚みは特に制限されるものではないが、通常は、１０〜２５０μｍ好適には１５〜１２０μｍであるのが好ましい。また、このうち前記プロピレン系ブロック共重合体からなる表面層の厚みは、一般には０．１〜１０μｍの範囲から適宜選択される。
【００２２】
積層ヒートシールフィルムに成形する方法は、特に制限されるものではなく如何なる方法によっても良い。一般には、プロピレン系ブロック共重合体の粉体またはペレットを、単独または場合によってはその他の樹脂の粉体またはペレットと十分に混合した後、基層の樹脂成分と共押出して、温度制御チルロール上で急冷し無延伸で製膜するか、さらにその後一軸または二軸に延伸するか、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。縦一軸延伸の一例として、一般には最前部の低速度で回転するロールと最後部の高速度で回転するロール間にフィルムを通し、両ロールの回転数比によって延伸される。一方横一軸延伸の一例として、好ましくはテンター方式で行うと良い。また、以上に示した方法で縦横逐次二軸延伸、同時二軸延伸等も可能である。延伸倍率は、面積倍率で５〜６０倍、さらには３０〜５０倍が好適である。
【００２３】
以上はフラット状の場合であるが、これ以外にもチューブ状原反をインフレ方式により縦一軸、横一軸、同時二軸延伸等を行うことも可能である。この場合、原反を例えば８０〜１５０℃に加熱し、チューブ状フィルム内に加圧空気を送り込み、無延伸で製膜したり、または縦もしくは横方向に一軸延伸、または縦横方向に同時二軸延伸すればよい。
【００２４】
なお、本発明で使用する前記プロピレン系ブロック共重合体は、任意の割合でポリプロピレンと相溶可能であり、またポリエチレンとの相溶性も良好である。従って、本発明の積層ヒートシールフィルムにおいて、上記成形時の表面層部分の不適合品は、かかるポリプロピレンやポリエチレンを基層や表面層の素材として使用している場合には、該基層や表面層の素材として再生還元できるし、また、他のポリプロピレン系あるいはポリエチレン系成形体の用途に再生利用することもできる。さらに、基層の素材樹脂がポリプロピレンやポリエチレンであるものの場合、積層フィルムの不適合品は、溶融混練することで、この表面層のプロピレン系ブロック共重合体と基層のポリプロピレンやポリエチレンを均一に混合でき、同様に再生利用し易い。
【００２５】
【発明の効果】
本発明の積層ヒートシールフィルムは、ヒートシールして密封信頼性の優れた構造を形成するだけでなく、可剥性、易開封性に優れたヒートシールフィルムを提供する。特に、融着された結合部を引き剥す際に、両フィルムがその界面や表面層部分で剥離せず、いずれか一方の基層が引き裂かれて分離することが抑制される。また、この積層ヒートシールフィルムにおいて、前記プロピレン系ブロック共重合体からなる表面層は、透明性も良好であり、そのため基層の素材樹脂としてポリプロピレン等の透明性の良好なものを使用した場合、その透明性も優れたヒートシールフィルムが得られる。
【００２６】
【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。
【００２７】
実施例及び比較例において表面層として使用したプロピレン系ブロック共重合体は、表１に示すものである。
【００２８】
【表１】

【００２９】
また、以下の実施例及び比較例において用いた測定方法は次の方法により実施した。
【００３０】
（１）数平均分子量（Ｍｎ）、重量平均分子量（Ｍｗ）
ＧＰＣ（ゲルパーミエーションクロマトグラフィー）法により測定した。ウォーターズ社製ＧＰＣ−１５０ＣによりＯ−ジクロルベンゼンを溶媒とし、１３５℃で行った。用いたカラムは、東ソー製ＴＳＫｇｅｌＧＭＨ６−ＨＴ、ゲルサイズ１０〜１５μｍである。較正曲線は標準試料として重量平均分子量が９５０、２９００、１万、５万、４９．８万、２７０万、６７５万のポリスチレンを用いて作成した。
【００３１】
（２）プロピレン−エチレンランダム共重合体成分におけるエチレンに基づく単量体単位及びプロピレンに基づく単量体単位のそれぞれ割合の測定
¹³Ｃ−ＮＭＲスペクトルのチャートを用いて算出した。即ち、プロピレン−エチレンランダム共重合体成分におけるエチレンに基づく単量体単位及びプロピレンに基づく単量体単位のそれぞれの割合は、まず、ポリマー（Ｐｏｌｙｍｅｒ）第２９巻（１９８８年）１８４８頁に記載された方法により、ピークの帰属を決定し、次にマクロモレキュールズ（Ｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ）第１０巻（１９７７年）７７３頁に記載された方法により、エチレンに基づく単量体単位及びプロピレンに基づく単量体単位のそれぞれの割合を算出した。
【００３２】
次いで，プロピレンに基づいて単量体単位中のメチル炭素に起因するピークと、ポリブテン成分中のメチル炭素に起因するピークとの積分強度比からポリブテン成分の重量と割合を算出した。
【００３３】
（３）メルトフローレート（ＭＦＲ）
ＪＩＳＫ７２１０に準じて測定した。
【００３４】
（４）ＤＳＣによる主ピークの測定
約５〜６ｍｇの試料を評量後、アルミパンに封入し、示差熱量計にて２０ｍｌ／ｍｉｎの窒素気流中で室温から２３５℃または２７０℃まで昇温し、これらの温度で１０分間保持し、次いで１０℃／ｍｉｎで室温まで冷却する。この後、昇温速度１０℃／ｍｉｎで得られる融解曲線により、主ピークの温度を測定した。
【００３５】
（５）透明性
ＪＩＳ−Ｋ６７１４に準じ、フィルムのヘイズ値を測定した。
【００３６】
（６）ヒートシール性
積層ヒートシールフィルムのヒートシール面同士を、５×２００ｍｍのヒートシールバーを用い、各設定温度（１２５、１３５、１４５℃）においてヒートシール圧力１ｋｇ／ｃｍ²、ヒートシール時間１．０秒の条件でシールした試料から、１５ｍｍ幅のサンプルを切り取り、引張試験機を用いて引張速度１００ｍｍ／分で測定した。結果は５サンプルの平均値とした。
【００３７】
（７）可剥性
ヒートシール性を各設定温度（１２５、１３５、１４５℃）において１０サンプルずつ測定した合計３０サンプルのうち、結合部が両フィルムの界面や表面層部分で剥離せず、いずれか一方のフィルムの基層が引き裂かれて分離しているものの数により判定した。判定基準は以下のとうりである。
【００３８】
【表２】

【００３９】
実施例１
表２に示す基層及び表面層の樹脂を、２層Ｔダイ押出し機を用いて、２６０℃で加熱溶融下共押出しし、テンター法２軸延伸機により、縦４．５倍、横９倍に延伸した積層フィルムを得た。得られたフィルムの厚み、ヘイズ、ヒートシール性、可剥性を測定し、結果を表３に示した。
【００４０】
実施例２
表２に示す基層及び表面層の樹脂を、２層Ｔダイ押出し機を用いて、２６０℃で加熱溶融下共押出しし、チルロール上で冷却固化し、無延伸２層フィルムを得た。得られたフィルムの厚み、ヘイズ、ヒートシール性、可剥性を測定し、結果を表３に示した。
【００４１】
実施例３
表２に示す基層の樹脂を、Ｔダイ押出し機を用いて、２８０℃で加熱溶融下シート状に押出し、チルロール上で冷却固化した後、加熱ロール延伸機により４．５倍に延伸し、１軸延伸シートを得た。次いで、表２に示す表面層の樹脂を、Ｔダイ押出し機を用いて２８０℃で加熱溶融下、シート状に押出し、前記１軸延伸シートとロール上で貼り合わせて２層シートを得、ひき続き横延伸機で、９倍に延伸した。得られたフィルムの厚み、ヘイズ、ヒートシール性、可剥性を測定し、結果を表３に示した。
【００４２】
実施例４〜７
実施例３において、基層及び表面層の樹脂として表２に示したものを用いたこと以外は、実施例３と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの厚み、ヘイズ、ヒートシール性、可剥性を測定し、結果を表３に示した。
【００４３】
比較例１〜３
実施例３において、基層及び表面層の樹脂として表２に示したものを用いたこと以外は、実施例３と同様にしてフィルムを得た。得られたフィルムの厚み、ヘイズ、ヒートシール性、可剥性を測定し、結果を表３に示した。
【００４４】
【表３】

【００４５】
【表４】

Claims

ａ）ポリプロピレン成分、またはプロピレンに基づく単量体単位を９０モル％より多く含むプロピレン系ランダム共重合体成分
１〜７０重量％、
ｂ）エチレンに基づく単量体単位を１０〜４０モル％、プロピレンに基づく単量体単位を９０〜６０モル％含むプロピレン−エチレンランダム共重合体成分
３０〜９９重量％
を含み、重量平均分子量（Ｍｗ）／数平均分子量（Ｍｎ）が１〜４であるプロピレン系ブロック共重合体よりなる樹脂層が、少なくとも一方のフィルム表面に積層されてなる積層ヒートシールフィルム。