JPH047994B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

［産業上の利用分野］ 本発明は、セルロースを主成分とする紙と熱圧
着して使用される熱接着性２軸配向ポリプロピレ
ンフイルム（以下PP−BOと略称する）の改良に
関するものであり、更に溶剤や鉱油、油脂類に接
触したり、浸漬されても、紙との接着力の低下が
小さく、耐溶剤性、耐油性に優れた熱接着性２軸
配向ポリプロピレンフイルムに関するものであ
る。 ［従来の技術］ 従来より、PP−BOと紙とを熱接着層を介して
積層一体化する技術が知られている（特開昭56−
24161、特開昭57−146653等）。 しかしながら、最近になつて該技術の上述の様
な広い用途展開の結果、該積層体に対する要求品
質は高まり、この結果、熱接着性PP−BOの特性
の改良の必要がでてきた。 ［発明が解決しようとする問題点］ すなわち、紙とPP−BOとの積層体が有機溶剤
や鉱油、油脂類等に接触あるいは浸漬されて使用
される場合、次の様な問題点があつた。 PP−BOが膨潤して、積層体にしわ、カール
が発生したり、あるいは、これらが著しい場合
には、紙との接着界面で剥離が生じる。 有機溶剤や鉱油、油脂類により熱接着層が部
分溶解して接着力が低下する。 本発明は、以上の問題点を解決し、紙との熱接
着性が良好でかつ、耐溶剤性、耐油性に優れた熱
接着性２軸配向ポリプロピレンフイルムを提供せ
んとするものである。 ［問題点を解決するための手段］ 本発明は上記問題点解決のために、次の構成を
とることを特徴とする。すなわち、 アイソタクチツクインデツクスが93％以上、極
限粘度が1.4〜2.0dl／ｇ、平均屈折率が1.509以上
である２軸配向ポリプロピレンの少なくとも片面
に熱接着層として、融解ピーク温度が100〜150
℃、アイソタクチツクインデツクスが60〜92％で
あるプロピレン共重合体が0.5〜6μm積層されて
なる複合フイルムであつて、該フイルムの120℃
及び140℃の熱収縮率が０〜５％であることを特
徴とする熱接着性２軸配向ポリプロピレンフイル
ムであることを特徴とする。 本発明に用いられるポリプロピレン（以下PP
と略称する）とは、プロピレン単量体を95モル％
以上、好ましくは98モル％以上含有する重合体で
あつて、また、他の樹脂、例えば、ポリエチレ
ン、結晶性ポリスチレン等のα−オルフインがブ
レンドされていても良いが、耐溶剤性を良好とす
る上で、ブレンド率は５重量％以下としておくこ
とが好ましい。 次に本発明熱接着性PP−BOのPP層のアイソ
タクチツクインデツクス（以下IIと略称する）
は、93％以上であることが必要であり、好ましく
は96％以上、さらに好ましくは98％以上であるこ
とが好ましい。IIが上述の範囲に満たない場合、
フイルム製造条件をいかに変更しても、フイルム
の平均屈折率（以下と略称する）が充分にあが
らず、耐油性、耐溶剤性の改善が認められず、従
来のフイルムと特性が変わらなくなつてしまう。 また、該PP層の極限粘度（以下［η］と略称
する）は、1.4〜2.0dl／ｇであることが必要であ
り、好ましくは、1.6〜1.9dl／ｇである。［η］が
上述の範囲に満たない場合、フイルムが脆く、ま
た劈開し易くなり使用に耐えない。また、［η］
上述の範囲を越える場合、膨潤率が大きく、溶剤
コーテイング時に紙とフイルムとの積層体にカー
ル、しわの発生が著しい。 また、該PP層の平均屈折率（以下と略称す
る）は、適正な製造条件を選ぶことにより、
1.509以上とすることが必要であり、好ましくは
1.510以上としておくことが好ましい。が1.509
未満、好ましくは1.510未満であるとフイルムと
紙との積層体を溶媒あるいは鉱油等に浸漬した際
の形状変化が大きく、接着部が剥離したり、また
溶媒乾燥後まで大きな変形が残留し、実用上問題
を生じる。 以上の現象は、次のような考え方で説明される
と思われる。 すなわち、平近屈折率の高いPPフイルムの場
合、PPの結晶形態の中でも規則度の高い結晶が
形成されていると考えられる。この結果、トルエ
ン等のPPのソルビリテイーパラメータ（以下Sp
と略称する）に近い値を持ち、分子がフイルムに
含浸することにより膨潤等を生じ易い液体に対
し、含浸性を低く抑えることができる。すなわ
ち、本発明は、トルエンに限らず、SpがPPに近
い他の液体に対し適用可能である。このような液
体としては、例えば、キシレン、鉱物油等が挙げ
られる。 また、該PP層の面配向係数が10〜18×10^-3、
好ましくは11〜16×10^-3の範囲であると、機械特
性、耐油性共に良好となるので好ましい。 さらに、該PP層には、目的に応じて造刻剤、
帯電防止剤等の添加剤を添加しても良いことはも
ちろんである。 次に、本発明フイルムの熱接着層について説明
する。 該接着層を形成するプロピレン共重合体とは、
プロピレン単量体を40モル％以上含有するポリマ
ーである。具体的には、プロピレンとα−オレフ
インとのランダムあるいはブロツク共重合体ある
いはブレンド体であつて、これらの中でも、エチ
レンプロピレンランダム（あるいはブロツク）共
重合体（前者をrEPC、後者をbEPCと略称する）
あるいはrEPCとポリブテン−１のブレンド体が
本発明に好ましい。また、必要に応じ、無水マレ
イン酸、メタアクリル酸等を0.1〜10モル％グラ
フトしてやるとさらに紙との接着性が良好となる
ので好ましい。 次に該接着層の融解ピーク温度（以下Tmと略
称する）は100〜150℃であることが必要であり、
好ましくは、110〜145℃であることが好ましい。
Tmが上述の範囲に満たない場合、溶剤浸漬で容
易に溶解し接着部が剥離しやすくなるので好まし
くない。また、Tmが上述の範囲を越える場合に
は、熱圧着時に高温が必要となり、この結果フイ
ルムの収縮が大きくなり、熱接着ができなくな
る。また該接着層のIIは、60〜92％であることが
必要であり、好ましくは70〜85％である。IIが上
述の範囲に満たない場合、溶剤浸漬時に容易に溶
解して接着部が剥離してしまう。また、IIが上述
の範囲を越える場合には、熱接着に必要な熱容量
が大きくなるために、接着速度が上がらず製造コ
ストが増大したり、また、結晶化速度が大きくな
るために、充分なアンカー効果が得られず接着力
が低下する。 また、該接着層の［η］は特に限定しないが、
1.0〜1.9dl／ｇ、更には1.2〜1.7dl／ｇであると接
着性が良好となり、かつ、耐溶剤性が良好となる
ので好ましい。 さらに、該接着層の厚みは、0.5〜6μmである
ことが必要であり、好ましくは１〜4μmである。
接着層の厚みが上述の範囲に満たない場合、接着
条件をいかに検討しても接着力が充分でなく使用
に耐えない。また、上述の範囲を越える場合に
は、接着力は良好となるものの、該接着層がベー
スPP層に比較して膨潤し易いために、溶剤浸漬
時の変形が大きく、シワ、カール等の発生が著し
くなる。また、本観点から、接着着層の厚みは、
トータル厚みの20％を越えないとさらに好まし
い。 また、該接着層の面配向係数は、０〜10×10^-3
であると溶融に必要なエネルギーが小さくなり、
熱接着特性が良好となるので好ましい。 また、該接着層表面には、コロナ放電処理、低
温プラズマ処理等により、ヌレ張力を38dyne／
cm以上、好ましくは40dyne／cm以上としておく
と接着力が良好となるので好ましい。また、該表
面処理の安定性指数は、0.8以上であると溶剤浸
漬後の接着強度が低下しにくいので好ましい。 更に、表面処理により形成される極性基として
は、特に溶剤浸漬後の接着強度を良好とする上で
アミノ型及び／又はイミノ型窒素原子が炭素原子
数比（以下、Ｎ／Ｃと略称する）で0.01〜0.07結
合されていることが好ましい。 もちろん、該接着層には、すべり性、耐ブロツ
キング性を良好とする上で、無機、有機のすべり
剤、アンチブロツキング剤等を目的に反しない範
囲で添加してもよい。 次に、本発明接着性PP−BOの120℃及び140℃
における熱収縮率は０〜５％であることが必要で
あり、好ましくは0.5〜４％である。ここで熱収
縮率とは、フイルムの屈折率の最も大きい方向の
熱収縮率をいうものとする。熱収縮率が上述の範
囲に満たない場合、溶剤浸漬時に、紙との積層体
のフイルム部分が著しく伸長するために、カール
が大きくなり、接着部が剥離し易くなる。また、
逆に、熱収縮率が上述の範囲を越える場合には、
熱圧着時に収縮が大きくなり接着力が低下してし
まう。 また、本発明ポリプロピレンフイルムの構成
は、PP−BO層／熱接着層、または、熱接着層／
PP−BO層／熱接着層である。 次に、本発明フイルムの製造方法の一例につい
て述べる。 ベース層としてポリプロピレンペレツトと、熱
接着層としてプロピレン共重合体とをそれぞれ別
の押出機より溶融押出し、口金内で積層し一体化
シート状に押出しキヤステイングドラム上で冷却
固化する。次に該シートは120〜160℃で３〜７倍
に縦方向に延伸した後、直ちに冷却ロールで冷却
し、引続き、ステンターに導き140〜170℃で５〜
15倍に横方向に延伸し、さらに、140〜170℃で２
〜15％幅方向にリラツクスしながら熱処理しフイ
ルムを得る。この結果、少なくとも片面に熱接着
層を0.5〜6μm有し、熱収縮率が０〜５％である
２軸配向ポリプロピレンフイルムを得る。特に熱
収縮率をコントロールする上で、熱処理における
リラツクス率、温度の選択は重要である。 また、本発明フイルムを得る方法としては、上
述の方法に限らず、例えばPPとプロピレン共重
合体とをチユーブ状に押出し冷却固化し、該チユ
ーブを110〜160℃に予熱しエアー圧で同時２軸延
伸する方法でも良い。 以上のようにして得られるポリプロピレンフイ
ルムの厚みは、通常10〜150μmである。 特性の測定方法並びに効果の評価方法 本発明の特性値の測定方法並びに効果の評価方
法は次の通りである。 (1) 極限粘度（［η］） 試料0.1ｇを135℃のテトラリン100mlに完全溶
解させ、この溶液を粘度計で135℃の恒温層中で
比粘度Ｓを測定し、次式に従い求める。 ［η］＝Ｓ／0.1×（１＋0.22×Ｓ） (2) アイソタクチツクインデツクス（II） 試料を130℃で２時間真空乾燥する。これから
重量Ｗ（mg）の試料をとり、ソツクスレー抽出器
に入れ、沸騰ｎ−ヘプタンで12時間抽出する。次
に、この試料を取り出しアセトンで十分洗浄した
後、130℃で６時間真空乾燥し、その後、重量
W′（mg）を測定し次式で求める。 II（％）＝W′／Ｗ×100 (3) 平均屈折率（） アツベの屈折率計を用いて、フイルム長手方向
の屈折率（Nx）、幅方向の屈折率（Ny）及び厚
さ方向の屈折率（Nz）を測定し、 ＝（Nx＋Ny＋Nz）／３ より求められる。尚、光源はナトリウムＤ線を用
いて、マウント液はサリチル酸メチルを用いる。
測定温度は25℃とする。 (4) 面配向係数（△ｎ） アツベの屈折率計を用い、先と同様にしてNx、
Ny、Nzを測定し次式で求める。 △ｎ＝（Nx＋Ny）／２−Nz (5) 融解ピーク温度（Tm） 試料５mgを走査型熱量計DSC−型（perkin
Elmer社製）にセツトし、窒素気流下で昇温速度
20℃／分にて室温より測定し、融解に伴う吸熱ピ
ーク温度を融解ピーク温度Tm（℃）とする。こ
のとき、融解ピークが複数個観測される場合に
は、それらのピーク温度のピーク面積の平均値を
Tmとする。 (6) 熱収縮率（Ts） フイルムより、長さ200mm、幅10mmのサンプル
を切り取る。この際、サンプリング方向は、屈折
率の最も大きい方が、サンプルの長手となるよう
にする。該サンプルを３ｇの荷重下で所定の温度
にて、熱風循環オーブン中で15分間放置した後、
室温で長さｌを測定し、次式で計算する。 Ts（％）＝ｌ−200／200×100 なお、この時オーブンの温度は120℃、140℃に
２点について測定する。 (7) 表面ヌレ張力（γ） JIS K6768ポリエチレン及びポリプロピレンフ
イルムのヌレ試験方法に従う。 (8) 表面処理の安定性指数（Ｓ） フイルムのヌレ張力を測定し、これをγaとす
る。次に、室温にてクロロホルムに15分間浸漬
し、これを室温に15分間真空乾燥した後のヌレ張
力をγbとする。また、フイルムを熱接着層の融
点で、15分間熱風オーブン中で熱処理した後のヌ
レ張力をγcとする。この時、安定性指数Ｓは、 Ｓ＝γb−γc／γa−γc で求める。 (9) アミノ型及び／又はイミノ型窒素の炭素原子
数比（Ｎ／Ｃ） 本発明で言うアミノ型及びイミノ型窒素原子は
ポリプロピレンポリマー鎖の炭素に直接接合して
おり、ESCA法により測定する。 ESCA法とは、軟Ｘ線によつて励起された光電
子のエネルギー分析によつて、物質表面の原子種
及び化学状態を測定する方法であつて、特に炭化
水素系高分子物質では、軟Ｘ線の透過特性から、
表層から100Å以内の情報である。 アミノ型及びイミノ型窒素原子は、ESCA法に
より、該原子1S軌道のエネルギースペクトルが
397.0〜402.5eVに特徴づけられるものをいう。但
し、この時にポリプロピレンにおける炭素のピー
クのメインピークを285.0eVとする。 Ｎ／Ｃは、該窒素原子のピークの積分強度と該
炭素原子のピークの積分強度の比により計算され
る。 本発明においては、島津Ｘ線光電子分光
ESCA750を用い、励起Ｘ線はMg Kα1.2線によ
り測定した。 (10) トルエン中での変形度 フイルムより100×100mmのサンプルを切り取
り、50℃のトルエンに１時間浸漬後、120℃で４
時間真空乾燥を行なう。 この時、フイルムの変形度を次のようにして定
義する。 ランクＡ：ほとんど変形のないか、もしくは、
若干のカールは生じるが平面性は良好であ
るもの。 ランクＢ：フイルムに凹凸は生じるが、浸漬前
の形状はほぼ保つているもの。このランク
では、条件さえ選べば使用可能である。 ランクＣ：収縮、凹凸等の変形が著しいもの。
このランクでは使用に耐えない。 (11) 紙との貼り合せ 熱接着性フイルムとクラフト紙とを金属ロール
と紙ロール間に送り込み熱圧着した。貼り合せ条
件は以下の通りである。 金属ロール温度：190℃ 貼り合せ圧力 ：60Kg／cm 貼り合せ速度 ：５ｍ／分 (12) 積層体の浸漬テスト 紙とPPフイルムの積層体は、以下の条件にて
浸漬テストを行なつた。 条件 ：トルエン中 50℃ ６時間 なお、浸漬中サンプルには荷重はかけず、また
浸漬後は、エチルアルールで充分に洗浄し、乾燥
空気中に１日放置した後、評価を行なつた。 (13) 積層体の紙〜フイルム間の接着強度 積層体より、幅20mmのサンプルを切り取り、紙
とフイルム間の接着強度をJIS K6854−73記載の
たわみ性材料同志の180度剥離試験の方法に準じ
て測定し、これを接着強度とする。なお、剥離速
度は100mm／分で行ない、接着強度はｇ／cmで表
わす。 (14) 積層体の耐溶剤性 積層体を浸漬テストして、次の判断基準により
ランクを付ける。 ランク１：浸漬前後で全く外観上変化のないも
の。 ランク２：若干カール、シワを生じるものの使
用上問題ないもの。 ランク３：カール、シワが著しく使用できない
もの。 ランク４：積層体の接着部分が剥離したもの。 ［実施例］ 本発明を実施例に基づいて説明する。 実施例 １ ポリプロピレンとして、II＝97％、［η］＝
1.9dl／ｇのペレツト、プロピレン共重合体とし
てII＝73％、［η］＝1.6dl／ｇ、Tm＝141℃のエ
チレンプロピレンランダム共重合体（rEPC）を
用意し、２台の押出機を用い、前者を260℃、後
者を240℃にて溶融押出し、口金内で積層一体化
し、PP／rEPCのシートを押出キヤステイングド
ラム上で冷却固化した。引続き該シートを150℃
にて4.5倍の延伸倍率で長手方向（MD）に延伸
し、直ちに冷却ロールにて冷却した。さらに、該
フイルムをステンターに送り込み、幅方向
（TD）に160℃で９倍に延伸し、５％のリラツク
スを許しながら165℃で５秒間熱処理した。 このようにして得られた２軸配向フイルムは厚
さ30μmであり、諸特性は以下に示すようなもの
である。 ベース層［η］：1.8dl／ｇ ：1.512 ラミ層厚み：2μm 熱収縮率120℃：05％ 140℃：3.0％ 次に本フイルムとクラフト紙とを貼り合せトー
タル厚み60μの積層体を製造し評価した結果、以
下のようになつた。尚、フイルムには、窒素雰囲
気中でコロナ放電処理を行ない、表面ヌレ張力を
40dyne／cmとした。またこのとき、表面処理の
安定性指数Ｓ＝1.0、Ｎ／Ｃ＝0.03であつた。 接着強度 浸漬前 200ｇ／cm 浸漬後 195ｇ／cm 耐溶剤性 ランク１ 以上のように、浸漬後でのクラフト紙との接着
強度は十分に強く、また、外見上も変化がなく極
めて良好な品質を示していることがわかる。 比較例 １ 実施例１においてフイルムベース層のポリプロ
ピレンとして、II＝97％、［η］＝2.31dl／ｇのペ
レツトを用いた以外は同様にして厚さ30μmのフ
イルムを製造し、実施例１と同様にして評価した
結果をまとめて第１表に示す。 第１表から明らかなように、が小さいために
積層体にシワが発生し、耐溶剤性はランク３とな
り使用に耐えない。また、熱収縮率が大きいため
に熱接着時に接着境界面にひずみが残留してお
り、接着強度も浸漬前で100ｇ／cmと小さい。 以上のように、実施例１、比較例１の比較から
明らかなように、本発明の構成をとることによ
り、紙との接着性、耐溶剤性共に優れたフイルム
が得られる。 実施例 ２ ポリプロピレンとしてII＝98（％）、［η］＝
2.0dl／ｇのペレツト、プロピレン共重合体とし
てII＝89（％）、［η］＝1.7dl／ｇのエチレンプロピ
レンブロツク共重合体［bEPC］（Tmは、130℃
と148℃のダブルピークであり、その面積平均を
とり138℃）を用い、実施例１と同様な製膜方法
によりPP／bEPCからなる厚み60μmの２軸配向
フイルムを得た。 本フイルムには、窒素雰囲気中でコロナ放電処
理を行ないヌレ張力を43dyne／cmとした。安定
指数Ｓ＝0.9、Ｎ／Ｃ＝0.04であつた。評価結果
を第１表にまとめて示すが、接着強度、耐溶剤性
共に優れていた。 比較例 ２ プロピレン共重合体として、II＝50％、Tm＝
120℃のエチレンプロピレンブテンランダムコポ
リマー［EPBC］を使用した以外は、実施例２と
同様に製膜し、PP／EPBCからなる60μmの２軸
配向フイルムを得た。 本フイルムの評価結果を第１表にまとめて示す
が、熱接着層のIIが50％と低いために、浸漬によ
り容易に熱接着層が溶解し、浸漬前は強固な接着
力を示していても、浸漬により著しく接着強度が
低下し、積層体は剥離してしまい使用に耐えな
い。 実施例 ３ ポリプロピレンとして、II＝98％、［η］＝
1.85dl／ｇのペレツト、プロピレン共重合体とし
てTm＝145℃、II＝76％のEPCを用い、実施例１
と同様に製膜し、厚み40μmのフイルムを得た。 本フイルムを用い、クラフト紙と熱圧着し
70μmの積層体を得た。なお、このときフイルム
にはコロナ放電処理等の表面処理は行なわなかつ
た。 以上のようにして得られた、フイルムおよび積
層体の評価結果を第１表にまとめて示す。積層体
の接着力は表面処理をしていないために、浸漬前
で150ｇ／cmと小さいものの浸漬後で100ｇ／cm以
上あり十分な強度を示した。また、耐溶剤性もラ
ンク１と優れていた。 比較例 ３ EPC厚みを0.4μmとした以外は、実施例３と同
様にフイルムを製膜し評価を行なつた。 評価結果を第１表にまとめて示すが、EPC厚
みが0.4μmと薄いために積層体の接着強度が小さ
く、浸漬により容易に剥離してしまつた。 比較例 ４ ポリプロピレンとしてII＝98％、［η］＝1.85
dl／ｇのペレツトを用い、押出機により単層でシ
ート状に押出しキヤステイングドラムで冷却固化
した。該シートを150℃にて５倍にMDに延伸し、
ステンターに入る前でホツトメルトコーターによ
りTm＝145℃、II＝76％のEPCを片面にコートし
た。引続き、ステンターにて延伸温度160℃、倍
率９倍の条件でTDに延伸し、163℃にて４％の
リラツクスを許しながら熱処理した。このように
して得られたフイルムは、厚み45μmであり、ク
ラフト紙と熱圧着し厚さ75μmの積層体を得た。
なおこのときフイルムにはコロナ放電処理等の表
面処理は行なわず、表面ヌレ張力は31dyne／cm
であつた。 評価結果を第１表にまとめて示すが、接着力は
良好なもののトルエン浸漬により、積層体にシワ
が発生しランク３となつた。これは、耐溶剤性が
PPに比して劣るEPC層が8.2μmと厚いためであ
る。

【表】

【表】 実施例 ４ 実施例１のフイルムと30μmのクラフト紙とを
熱圧着し、さらにPPフイルム側にトルエン溶媒
のアクリル系粘着剤を塗布し、15μmの粘着層を
形成し、また、クラフト紙側にはシリコーン離型
層を形成し、離型層／クラフト紙／熱接着層／
PP層／粘着層からなる粘着テープを形成した。
該粘着テープは、平面性が良好であり、PP層と
クラフト紙との接着力も強く、テープカツト時に
剥離することもなかつた。 比較例 ５ 比較例２のフイルムを用い、実施例４と同様に
粘着テープを形成した。こうして得られた粘着テ
ープは平面性が悪く、いたるところに細かいシワ
が観測された。また、クラフト紙との接着性も悪
く、テープカツト時に剥離する部分があつた。 以上のように、本発明熱接着性２軸配向ポリプ
ロピレンフイルムを用いることにより、品質の優
れた粘着テープを製造することができる。 ［発明の効果］ 本発明は、ベースのPP−BO層の平均屈折率を
1.509以上とし、かつ、フイルムの熱収縮率を０
〜５％とすることにより、有機溶剤あるいは油等
に浸漬した場合にフイルムの変形が小さいため
に、紙との積層体を形成した時に後加工時にシ
ワ、カールの発生がないばかりか、接着力も良好
である。また、熱接着層のIIを60〜92％とし、か
つ、厚みを0.5〜6μmとすることにより、接着特
性を低下させることなく、耐溶剤性を良好にする
ことができる。 かくして得られた本発明の熱接着性２軸配向ポ
リプロピレンフイルムは、セルロースを主体とす
る紙と熱圧着し、溶剤あるいは、鉱油等に接触す
る用途、例えば、該積層体に粘着剤を塗布し粘着
テープとして使用するのに好適である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ アイソタクチツクインデツクスが93％以上、
   極限粘度が1.4〜2.0dl／ｇ、平均屈折率が1.509以
   上である２軸配向ポリプロピレンの少なくとも片
   面に熱接着層として、融解ピーク温度が100〜150
   ℃、アイソタクチツクインデツクスが60〜92％で
   あるプロピレン共重合体が0.5〜6μm積層されて
   なる複合フイルムであつて、該フイルムの120℃
   及び140℃の熱収縮率が０〜５％であることを特
   徴とする熱接着性２軸配向ポリプロピレンフイル
   ム。