DE69837745T2

DE69837745T2 - Biaxial orientierter, metallisierbarer Polypropylenfilm, ein demgemäss metallisierter Film und einen solchen Film verwendendes Laminat

Info

Publication number: DE69837745T2
Application number: DE1998637745
Authority: DE
Inventors: Itsuo Otsu-shi Nagai; Shigeru Yasu-gun TANAKA
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1998-12-24
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2018-12-25
Also published as: EP0925912B1; CN1108923C; TW431968B; ID21595A; DE69837745D1; EP0925912A3; KR19990063428A; CN1223198A; US6190760B1; CA2256981A1; EP0925912A2

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine zu metallisierende, biaxial gereckte Polypropylenfolie, eine metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie und ein unter Verwendung derselben hergestelltes Laminat.
Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung eine zu metallisierende, biaxial gereckte Polypropylenfolie, die eine ausgezeichnete Folienformbarkeit, eine hohe Steifigkeit und eine ausgezeichnete Haftfähigkeit an einem metallischen Film und nach der Metallisierung wahrscheinlich einen ausgezeichneten metallischen Glanz aufweist, sowie eine metallisierte biaxial orientierte Polypropylenfolie, die ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften und eine ausgezeichnete Hitzebeständigkeit und Steifigkeit aufweist, wodurch sie auch nach der Verarbeitung, wie z.B. nach dem Laminieren, ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften aufweist. Die vorliegende Erfindung betrifft auch ein Verpackungslaminat, das eine solche Folie verwendet. Außerdem betrifft sie eine metallisierte biaxial orientierte Polypropylenfolie, die eine ausgezeichnete Haftfähigkeit zwischen dem dünnen Metallfilm und dem Basismaterial aufweist und somit frei von dem Nachteil der so genannten "Abnahme" ist, wobei der dünne Metallfilm, der beispielsweise als Rolle gewunden ist, auf die Seite aufgetragen ist, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, wenngleich die Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, eine ausgezeichnete Haftfähigkeit und Heißversiegelbarkeit aufweist.
Biaxial orientierte Polypropylen-(BOPP-)Folien werden weitgehend als Verpackungsfolien eingesetzt, da sie ausgezeichnete Feuchtigkeitsbarriereeigenschaften, Festigkeit, Klarheit und Oberflächenglanz aufweisen, und es ist auch eine weit verbreitete Praxis, sie mit einem Metall, wie z.B. Aluminium, zu metallisieren, um ihr Aussehen durch den Metallglanz zu verbessern, wenn sie ausgestellt werden, die Gasbarriereeigenschaften zu verbessern und die Schädigung der verpackten Produkte durch von außen eindringendes Licht, wie z.B. ultraviolettes Licht, zu verhindern.
Da die Oberfläche einer BOPP-Folie jedoch inaktiv ist, ist es eine allgemeine Praxis, die Oberfläche durch eine Behandlung, wie z.B. eine Koronaentladungsbehandlung oder eine Flammenbehandlung, zu aktivieren, um die Haftung zwischen dem Metallfilm und der Basismaterialfolie zum Zeitpunkt der Metallisierung zu verbessern.
Zur Verbesserung der Wirkung der Koronaentladungsbehandlung offenbart US-A-4297187 eine Koronaentladungsbehandlung in einem Gasgemisch, das aus Stickstoff und Kohlendioxid besteht. Bei dem Koronaentladungsbehandlungsverfahren kann jedoch eine höhere Behandlungsintensität die Oberfläche in größerem Ausmaß aktivieren und die Haftfestigkeit zwischen dem Metallfilm und der Oberflächenschicht der Basismaterialfolie verbessern, wobei jedoch bekannt ist, dass das Basismaterial gleichzeitig geschädigt wird und deshalb die Wahrscheinlichkeit besteht, dass die Oberflächenschicht der Basismaterialfolie von der Innenseite der Basismaterialfolie abgetrennt wird. Deshalb besteht eine Grenze in Bezug auf die Wirkung der Verbesserung der Haftfestigkeit. Außerdem ist auch bekannt, dass es bei einer zu starken Steigerung der Behandlungsintensität wahrscheinlich zu einem Blockieren kommt.
US-A-4345005 offenbart eine metallisierte BOPP-Folie, die durch die Bildung einer Ethylen-Propylen-Copolymer-Harzschicht, die etwa 2 bis 4% Ethylen umfasst, auf zumindest einer Seite einer Basisschicht aus isotaktischem Polypropylenharz durch Coextrusion, die Behandlung der Harzschicht durch Koronabehandlung und das Metallisieren derselben erhalten wird.
Außerdem offenbart US-A-4357383 eine metallisierte Mehrschichtverpackungsfolie, in der eine Metallschicht auf einer statistischen Copolymerschicht aus Ethylen und 0,25 bis 15 Gew.-% eines α-Olefins mit 3 bis 6 Kohlenstoffatomen ausgebildet ist, wobei die Copolymerschicht auf einer Basisschicht ausgebildet ist. Ähnlich wie eine durch ein Metalloxid zu metallisierende, biaxial gereckte, konjugierte Polypropylenfolie offenbart JP-A-09-094929 eine Folie, bei der die Kristallschmelzwärme des auf der Oberflächenschicht ausgebildeten, zu metallisierenden Polyolefinharzes 30 bis 85 J/g beträgt, und schlägt Polypropylencopolymere, syndiotaktisches Polypropylenharz, Ethylen-α-Olefin-Copolymere, Gemische aus beliebigen dieser Harze und iso taktisches Homopolypropylen- oder Propylencopolymer als Harze vor, die diese Bedingung erfüllen.
US-Patent 5.665.469 offenbart eine metallisierbare Mehrschichtfolie, bei der die Außenschicht zur Vakuumverdampfung ein Ethylen/Octen-Copolymer und ein heißversiegelbares Propylen/Ethylen-Copolymer umfasst.
US-Patent 5.364.704 offenbart eine nicht siegelfähige, matte, trübe, biaxial gereckte Mehrschichtfolie, die eine Basisschicht aus Propylenpolymer und eine Außenschicht aus HDPE und einem Propylenpolymer umfasst.
EP-A-0545812 betrifft biaxial gereckte Mehrschichtfolien, insbesondere für Kondensatoren. Beispielfolien umfassen eine erste Schicht aus Polypropylen und eine zweite Schicht, die ein Gemisch aus 50% statistischem Ethylen-Propylen-Copolymer und 50% HDPE umfasst.
EP-A-0734854 offenbart eine Laminatfolie auf Polyolefinbasis, in der die Schicht, die der Entladung unterzogen werden soll, ein Additiv umfasst, das aus Petroleumharzen und Terpenharzen ausgewählt ist.
Außerdem offenbaren JP-A-06-067285 und JP-A-06-126281 Folien, bei denen die zu metallisierende Oberflächenschicht aus syndiotaktischem Polypropylen oder einem Harzgemisch aus syndiotaktischem Polypropylen und isotaktischem Polypropylen besteht.
Bei diesen Oberflächenschicht-Harzen kann, wenn ein Copolymerharz als Oberflächenschicht auflaminiert wird, das Haftvermögen zwischen dem Metallfilm und dem Oberflächenschicht-Harz verbessert werden. Da ein Copolymerharz jedoch im Allgemeinen einen niedrigen Schmelzpunkt aufweist, klebt es beispielsweise zum Zeitpunkt der Filmbildung an Längsreckwalzen, wodurch die Folienbildung deutlich eingeschränkt wird, und der geringere Glanz aufgrund der Klebestellen stellt ebenfalls ein Problem dar. Außerdem besteht aufgrund des geringen Schmelzpunktes die Wahrscheinlichkeit, dass die Hitze der Metallkondensation und die Strahlungshitze der Verdampfungsquelle, wenn die Folie metallisiert wird, den Metallfilm weißen, was ein Problem darstellt, da es schwierig ist, den gewünschten metallischen Glanz zu erhalten. Auf ähnliche Weise ist bekannt, dass, wenn die Oberflächenschicht aus syndiotaktischem Polypropylen besteht, die Schmelztemperatur, wie in JP-A-07-089022 angemerkt, abnimmt, wodurch wie bei Copolymerharzen ein Problem in Bezug auf die Hitzebeständigkeit entsteht.
US-A-4419410 offenbart ein Verfahren, bei dem eine gereckte Polypropylenfolie mit einem Polypropylen mit relativ geringer Stereoregularität auf ein hoch stereoreguläres Polypropylen auflaminiert wird, um die Bildung eines organischen Gleitmittels und eines Antistatikums zu fördern. Wie in US-A-4345005 und JP-A-08-018404 beschrieben, ist jedoch bekannt, dass insbesondere das organische Gleitmittel, das als eines dieser Additive zugesetzt wird, das Haftvermögen des Metallfilms beeinträchtigt, und das Verfahren kann für eine zu metallisierende BOPP-Folie nicht eingesetzt werden.
US-A-4888237 offenbart eine Folie, die durch die Anwendung einer Flammenbehandlung auf eine Oberflächenschicht, wobei die Oberflächenschicht zumindest 50 Gew.-% eines isotaktischen Homopolymers mit nicht mehr als 10 Gew.-% in Xylol löslichem Gehalt umfasst, und das Metallisieren der Oberflächenschicht erhalten wird. Das isotaktische Homopolymer ist ein herkömmliches Propylenhomopolymer mit einer Isotaktizität von im Wesentlichen nicht mehr als 6%, und es ist angegeben, dass im Fall eines Propylenhomopolymers mit einer Isotaktizität von 6% bis 15% dieses vorzugsweise in einer Menge von bis zu 50% vorhanden ist. Es wird angemerkt, dass die Verwendung eines solchen Polymers in Kombination mit einer Flammenbehandlung das Haftvermögen deutlich verbessert.
Es wird jedoch auch angemerkt, dass eine Koronaentladungsbehandlung keine Wirkung zur Verbesserung des Haftvermögens zeigt, und es gibt kein Oberflächenharz, das durch eine einfache Koronaentladungsbehandlung in Bezug auf sein Haftvermögen verbessert werden kann.
Wichtige Eigenschaften einer metallisierten BOPP-Folie unter Einsatz eines Basismaterials umfassen bei ihrer Verwendung als Verpackungsmaterial Gasbarriereeigenschaften zur Verhinderung der Schädigung des verpackten Produkts, die sonst durch Sauerstoff und Wasserdampf verursacht wird. Das kann durch die Metallisierung zur Senkung der Sauerstofftransmissionsrate und Wasserdampftransmissionsrate erreicht werden. Da die Gasbarriereeigenschaften die Lagerfähigkeit von Lebensmitteln als eines der wichtigsten verpackten Produkte stark beeinflussen, besteht Bedarf an einer metallisierten BOPP-Folie mit verbesserten Gasbarriereeigenschaften.
Bekannte metallisierte Polypropylenfolien, die unter Einsatz von Polypropylenfilmen mit einem auflaminierten Harz mit niedrigem Schmelzpunkt erhalten werden, weisen das Problem auf, dass, wenn die metallisierte Seite und ein anderes Material (wie z.B. eine bedruckte BOPP-Folie oder eine biaxial gereckte Polyesterfolie) miteinander zur Lamination beispielsweise unter Einsatz von extrudiertem Polyethylen verklebt werden, das Harz mit dem geringen Schmelzpunkt dazu führt, dass der Metallfilm seinen Metallglanz verliert, oder die Gasbarriereeigenschaften stark beeinträchtigt.
Die metallisierten BOPP-Folien werden beispielsweise auf folgende Weise eingesetzt. Die Folie wird für die Kaltsiegelbeutelherstellung auf der Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, mit einem Haftmittel an den Stellen beschichtet, die versiegelt werden sollen. Ein weiteres Verfahren besteht darin, dass Polyethylen oder Polypropylen für die Bindung schmelzextrudiert werden, oder eine Gießpolypropylenfolie wird unter Einsatz eines Haftmittels verklebt, wobei die Klebeschicht zur Heißsiegelbeutelherstellung eingesetzt wird. In diesen Fällen ist das Haftvermögen der Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, von Bedeutung, und für das Haftvermögen ist die Benetzungsspannung auf der gegenüberliegenden Seite vorzugsweise hoch. Wenn die Benetzungsspannung jedoch zu hoch ist, wird der dünne Metallfilm auf die Haftrückseite übertragen, wenn die metallisierte Folie zu einer Rolle aufgerollt wird, und dieses Phänomen, das als "Abnahme" bezeichnet wird, ist in Hinblick auf das Aussehen nicht von Vorteil und senkt die Gasbarriereeigenschaften deutlich. Deshalb entspricht es der Praxis, eine Ethylen-Propylen-Blockcopolymerschicht oder eine Schicht, die auf der Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, zur starken Aufrauung der Oberfläche anorganische Teilchen umfasst, als Mittel für das Senken der Abnahme aufzulaminieren. Auch diese Verfahren sind jedoch insofern problematisch, als dass das Problem der Abnahme weiterhin besteht, wenn die Benetzungsspannung der Rückseite zu hoch ist.
Außerdem entspricht es als weitere alternative Anwendung einer metallisierten BOPP-Folie der Praxis, ein Polyolefinharz auf die Seite aufzulaminieren, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, um die Heißsiegelbarkeit sicherzustellen. Jedoch kann durch eine metallisierte BOPP-Folie, bei der eine Harzschicht bekannter Filme mit niedrigem Schmelzpunkt verwendet wird, das Problem der Abnahme, bei dem die dünne Metallschicht auf die heißsiegelbare Schicht auf der Rückseite übertragen wird, nicht überwunden werden.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich mit dem Problem, eine zu metallisierende BOPP-Folie bereitzustellen, die eine ausgezeichnete BOPP-Steifigkeit beibehält und die beiden widersprüchlichen Eigenschaften erfüllt, die bei den oben genannten, herkömmlichen metallisierten BOPP-Folien nicht gelöst werden konnten, nämlich eine stärkeres Haftvermögen zwischen dem Metallfilm und dem Basismaterial der BOPP-Folie und ein ausgezeichneter Glanz der metallisierten Folie.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich auch mit dem Problem, eine bisher nicht verfügbare metallisierte BOPP-Folie bereitzustellen, die ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften und ausgezeichnete Steifigkeit und Hitzebeständigkeit aufweist und somit auch nach dem Laminieren ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich zusätzlich mit dem Problem, eine bisher nicht verfügbare metallisierte BOPP-Folie bereitzustellen, die ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften und eine ausgezeichnete Haftung zwischen dem dünnen Metallfilm und dem Basismaterial aufweist und somit frei von dem als "Abnahme" bekannten Problem ist, bei dem beispielsweise beim Aufrollen der Folie der dünne Me tallfilm auf die Seite übertragen wird, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, auch wenn die Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, ein ausgezeichnetes Haftvermögen und eine ausgezeichnete Heißsiegelbarkeit aufweist.
Die Erfinder haben festgestellt, dass, auch wenn die geringe Kristallschmelzwärme des Oberflächenschicht-Harzes bei bekannten Folien zum Haftvermögen beiträgt, die geringe Hitzebeständigkeit verschiedene Nachteile verursacht, insofern, als dass das Abnahme-Phänomen in der Folge des Verhältnisses zwischen dem Haftvermögen zwischen dem dünnen Metallfilm und dem Basismaterial und dem Haftvermögen der Rückseite auftritt, d.h. in der Folge des Verhältnisses zwischen der Benetzungsspannung der Rückseite und den Eigenschaften des heißsiegelbaren Harzes; anders ausgedrückt, wenn die Haftung zwischen dem dünnen Metallfilm und dem Basismaterial und die Haftung der Rückseite und die Eigenschaften des heißsiegelbaren Harzes, also wenn die Haftung zwischen dem dünnen Metallfilm und dem Basismaterial minderwertig ist, kommt es in Abhängigkeit von den Eigenschaften der Rückseite leicht zur Abnahme.
Dementsprechend stellt die vorliegende Erfindung in einem ersten Aspekt eine zu metallisierende, biaxial gereckte Polypropylenfolie bereit, wobei die Folie eine Oberflächenschicht aus einem Polypropylenharz umfasst, das zumindest auf eine Seite einer Basisschicht aus isotaktischem Polypropylen auflaminiert ist; wobei das Polypropylenharz für die Oberflächenschicht kein Polyethylenhomopolymer umfasst und das Oberflächenschicht-Harz einen endothermen Hauptpeak durch Kristallschmelzen im Bereich von 155 bis 163°C und eine Kristallschmelzwärme von 20 bis 90 J/g aufweist und die Benetzungsspannung der Oberflächenschicht 33 bis 55 mN/m beträgt.
In einem zweiten Aspekt stellt die vorliegende Erfindung eine metallisierte BOPP-Folie bereit, die Folgendes umfasst: eine Oberflächenschicht aus Polypropylenharz, die kein Polyethylenhomopolymer umfasst, wobei das Oberflächenschichtharz einen endothermen Hauptpeak durch Kristallschmelzen im Bereich von 155 bis 163°C und eine Kristallschmelzwärme von 20 bis 90 J/g aufweist und auf zumindest eine Seite einer Basisschicht aus einem isotaktischen Polypropylen auflaminiert ist; einen dün nen Metallfilm mit einer optischen Dichte von 1,6 oder mehr, der auf die Oberflächenschicht auflaminiert ist; wobei die Haftfestigkeit zwischen der Oberflächenschicht und dem dünnen Metallfilm vorzugsweise 40 g/cm oder mehr beträgt.
Ausführungsformen dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung stellen auch eine metallisierte BOPP-Folie bereit, bei der die Benetzungsspannung der Seite der Folie, die der Seite gegenüberliegt, auf die der dünne Metallfilm auflaminiert ist, vorzugsweise 37 mN/m oder mehr beträgt.
Ausführungsformen dieses Aspekts der vorliegenden Erfindung stellen auch eine metallisierte BOPP-Folie bereit, bei der ein Polyolefinharz mit einer Schmelztemperatur von 140°C oder weniger auf die Seite der Folie auflaminiert ist, die der Seite gegenüberliegt, auf die der dünne Metallfilm auflaminiert ist.
Außerdem stellt die vorliegende Erfindung zahlreiche Laminate bereit, die diese metallisierten BOPP-Folien einsetzen.
Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun detailliert beschrieben.
Das Harz, das zur Bildung der Basisschicht der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, ist ein kristallines, isotaktisches Polypropylenharz.
Vorzugsweise beträgt der Mesopentad-Anteil des isotaktischen Polypropylenharzes 88% oder mehr. Der Mesopentad-Anteil bezieht sich auf den Anteil an isotaktischen Strukturen an der gesamten Struktur und wird mittels ¹³C-NMR gemessen. Wenn der Mesopentad-Anteil weniger als 88% beträgt, nimmt die Steifigkeit des BOPP ab, und die Laminierbarkeit wird mangelhaft. Ein noch bevorzugterer Mesopentad-Anteil beträgt 90% oder mehr.
Außerdem beträgt die Isotaktizität des isotaktischen Polypropylenharzes, das als Basisschicht eingesetzt wird, vorzugsweise 85% oder mehr. Die Isotaktizität bezieht sich auf das Gewichtsverhältnis des nichtgelösten Anteils, wenn das Polypropylen mit siedendem n-Heptan extrahiert wird, zur Gesamtmenge vor der Extraktion. Wenn die Isotaktizität weniger als 85% beträgt, wird die durch ein Lösungsmittel, wie z.B. Xylol oder n-Hexan, gelöste Menge zu groß, und die Folie ist möglicherweise nicht länger als Verpackungsfolie geeignet. Die Isotaktizität des isotaktischen Polypropylenharzes, das als Basisschicht eingesetzt wird, beträgt noch bevorzugter 88% oder mehr. Und noch bevorzugter 90% oder mehr. Außerdem beträgt der Schmelzflussindex (MFI) des Polypropylenharzes in Hinblick auf ein verbessertes Filmbildungsvermögen vorzugsweise 1 bis 10 g/10 min. Noch bevorzugter ist der Bereich von 2,5 bis 6 g/10 min.
Als Harz für die Basisschicht ist isotaktisches Polypropylenharz allein zu bevorzugen. In Abhängigkeit von dem Zweck kann ein Polypropylencopolymer-Harz auf die Basisschicht auflaminiert werden, und wenn das Copolymerharz zur erneuten Verwendung in der Basisschicht wiederverwendet wird, kann das Copolymerharz auch vorhanden sein, wenn die erwünschten Eigenschaften einer Folie der vorliegenden Erfindung dadurch nicht übermäßig beeinträchtigt werden. Die Menge des vorhandenen Copolymerharzes beträgt vorzugsweise 10% oder weniger für eine Propylenfolie, die eine ausgezeichnete Steifigkeit und Wärmebeständgkeit aufweist.
Das Oberflächenschicht-Harz, das zumindest auf eine Seite einer Basisschicht auflaminiert wird, ist ein Polypropylenharz mit einem endothermen Hauptpeak durch Kristallschmelzen von 155 bis 163°C und einer Kristallschmelzwärme von 20 bis 90 J/g.
Ein wichtiger Punkt der vorliegenden Erfindung ist, dass die endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen des Polypropylenharzes, das als Oberflächenschicht eingesetzt wird, relativ hoch ist, und es ist wichtig, dass der endotherme Hauptpeak durch Kristallschmelzen des Polypropylenharzes, das als Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, 155 bis 163°C beträgt.
In der vorliegenden Erfindung bezieht sich der Hauptpeak auf einen einzigen Peak, wenn nur ein endothermer Peak beobachtet wird, oder einen Peak mit einer Fläche, die nicht weniger als 2/3 der Gesamtfläche aller Peaks entspricht, wenn mehrere endotherme Peaks beobachtet werden.
Die Obergrenze der endothermen Peaktemperatur durch Kristallschmelzen wird als charakteristischer Wert spezifiziert, der für Polypropylen typisch ist, die Untergrenze der Peaktemperatur durch Kristallschmelzen beeinflusst jedoch stark die Filmbildungsfähigkeit der zu metallisierenden BOPP-Folie sowie die Hitzebeständigkeit zum Zeitpunkt der Metallisierung. Wenn die Peaktemperatur durch Kristallschmelzen zu gering ist, kann es wie bei herkömmlichen Folien zum Kleben an den Walzen zum Zeitpunkt der Filmbildung und der Abnahme des Metallglanzes nach der Metallisierung kommen. Außerdem beeinflusst die geringe Peaktemperatur auch stark die Hitzebeständigkeit der metallisierten BOPP-Folie, und die Hitzebeständigkeit zum Zeitpunkt des Laminierens kann auch gesenkt werden. Vorzugsweise beträgt der endotherme Hauptpeak durch Kristallschmelzen des Polypropylenharzes, das als Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, 157 bis 162°C. Noch bevorzugter ist der Bereich von 158 bis 162 °C. Wenn ein Nebenpeak bei weniger als 155°C beobachtet wird, liegt dieser Peak vorzugsweise bei 140°C oder höher.
Außerdem liegen für eine verbesserte BOPP-Folienbildung, Hitzebeständigkeit zum Zeitpunkt der Metallisierung und Hitzebeständigkeit beim Laminieren der metallisierten BOPP-Folie alle endothermen Peaks durch Kristallschmelzen des Polypropylenharzes, das als Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, vorzugsweise im Bereich von 155 bis 163°C.
Die Kristallschmelzwärme des als Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung eingesetzten Polypropylenharzes muss 20 bis 90 J/g betragen. Während herkömmliches isotaktisches Polypropylenharz eine Kristallschmelzwärme von 100 J/g oder mehr aufweist, ist die Kristallschmelzwärme des als Oberflächenschicht-Harz der vorliegenden Erfindung eingesetzten Polypropylenharzes typischerweise gering. Wenn die Kristallschmelzwärme zu hoch ist, verursacht das ein mangelhaftes Haftvermögen an dem Metallfilm. Wenn die Kristallschmelzwärme zu gering ist, ist die Hitzebeständigkeit zum Zeitpunkt der Metallisierung mangelhaft. Vorzugsweise beträgt die Kristallschmelzwärme des als Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung eingesetzten Polypropylenharzes 30 bis 85 J/g. Noch bevorzugter ist der Bereich von 40 bis 85 J/g.
Um den endothermen Hauptpeak durch Kristallschmelzen und die Kristallschmelzwärme des als Oberflächenschicht eingesetzten Polypropylenharzes in den Bereichen der vorliegenden Erfindung zu halten, ist die Auswahl des Harzes von Bedeutung. Wenn, wie in bekannten Folien, ein Polypropylencopolymer-Harz allein eingesetzt wird, beispielsweise ein statistisches Ethylen-Propylen-Copolymer, nimmt die Kristallschmelzwärme mit dem Gehalt an copolymerisiertem Ethylen ab. Da die Schmelztemperatur jedoch gleichzeitig deutlich sinkt, ist es schwierig, den Bereich der vorliegenden Erfindung zu erfüllen. In Abhängigkeit von den Polymerisationsbedingungen kann der Bereich der vorliegenden Erfindung jedoch erfüllt werden, und die vorliegende Erfindung schließt die Verwendung eines Polypropylencopolymer-Harzes allein nicht aus.
In der vorliegenden Erfindung besteht ein geeignetes Schicht-Harz hauptsächlich (d.h. zumindest zu 50%) aus isotaktischem Polypropylenharz mit einem Mesopentad-Anteil von 60 bis 88%. Beispielsweise können von einem Harz, das durch das Mischen eines Polypropylen-Copolymerharzes mit einem endothermen Peak durch Kristallschmelzen, der im Bereich von 140 bis 160°C gehalten wird, mit isotaktischem Polypropylenharz mit einem Mesopentad-Anteil von 60 bis 88% erhalten wird, vorzugsweise bis zu 1/3 in Bezug auf das Gewicht eingesetzt werden. Außerdem handelt es sich bei einem Oberflächenschicht-Harz in der vorliegenden Erfindung vorzugsweise um ein Gemisch, das aus einem isotaktischen Polypropylenharz mit einem Mesopentad-Anteil von 60 bis 88% und einem Polypropylencopoylmer-Harz mit einem endothermen Peak durch Kristallschmelzen in einem Bereich von 155 bis 163°C besteht. Ein besonders bevorzugtes Harz ist isotaktisches Polypropylen mit einem Mesopentad-Anteil von 60 bis 88% allein.
Wenn der Mesopentad-Anteil weniger als 60% beträgt, kann der Oberflächenglanz nicht erhalten werden, wahrscheinlich da der Kautschukanteil des Harzes ansteigt, und es kann zur Weißung der Folie kommen, da die Hitzebeständigkeit der Folie zum Zeitpunkt der Metallisierung mangelhaft ist. Wenn der Mesopentad-Anteil mehr als 88 % beträgt, kann das Haftvermögen an dem Metallfilm mangelhaft sein. Noch bevorzugter beträgt der Mesopentad-Anteil des isotaktischen Polypropylens, das als Oberflächenschicht-Harz der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, 65 bis 85%. Besonders bevorzugt ist der Bereich von 68 bis 83%. Der gewünschte Mesopentad-Anteil kann erzielt werden, indem das isotaktische Polypropylen mit dem gewünschten Mesopentad-Anteil der vorliegenden Erfindung ausgewählt wird oder zwei oder mehrere Arten isotaktisches Polypropylenharz mit verschiedenem Mesopentad-Anteil gemischt werden.
Vorzugsweise beträgt das Molekulargewichtverteilungsverhältnis Mw/Mn des isotaktischen Polypropylens für ein verbessertes Filmbildungsvermögen und eine verbesserte Lösungsmittelbeständigkeit 2 bis 6. Noch bevorzugter ist der Bereich von 2,3 bis 5, und besonders bevorzugt ist der Bereich von 2,4 bis 4.
Vorzugsweise beträgt der MFI des Polypropylenharzes, das als Oberflächenschicht-Harz der vorliegenden Erfindung eingesetzt wird, damit ein besseres Auflaminieren auf die Basisschicht möglich ist, 1 bis 20 g/10 min.
Vorzugsweise beträgt die Dicke der Oberflächenschicht der vorliegenden Erfindung 0,25 μm oder mehr und nicht mehr als die Hälfte der Dicke der Basisschicht. Wenn die Dicke der Oberflächenschicht weniger als 0,25 μm beträgt, ist es schwierig, aufgrund von Filmbrüchen etc. eine einheitliche Lamination zu erzielen, und die Wirkung zur Verbesserung des Haftvermögens kann geschmälert werden. Wenn die Dicke zu groß ist, wird der Beitrag der Oberflächenschicht zu den mechanischen Eigenschaften so groß, dass der Youngsche Elastizitätsmodul gesenkt wird, und es besteht die Wahrscheinlichkeit, dass die zu metallisierende BOPP-Folie durch Zugspannung gedehnt wird und eine mangelhafte Laminationsfähigkeit aufweist. Vorzugsweise beträgt der Youngsche Elastizitätsmodul der zu metallisierenden BOPP-Folie der vor liegenden Erfindung in Laufrichtung (LR) 1,3 GPa oder mehr. Noch bevorzugter sind 1,5 GPa oder mehr.
Vorzugsweise wird für ein verbessertes Haftvermögen an dem Metallfilm kein organisches Gleitmittel, wie z.B. ein Fettsäureamid, zu dem Oberflächenschicht-Harz der vorliegenden Erfindung zugesetzt, aber es ist möglich, eine geringe Menge organischer vernetzter Teilchen oder anorganischer Teilchen zuzusetzen, um Gleitvermögen zu verleihen und die Verarbeitbarkeit und die Aufrollbarkeit zu verbessern. Die organischen vernetzten Teilchen umfassen z.B. vernetzte Siliconteilchen oder vernetzten Polymethylmethacrylatteilchen, und die anorganischen Teilchen umfassen z.B. Zeolith-, Calciumcarbonat-, Siliciumoxid- oder Calciumphosphatteilchen.
Die Oberflächenrauigkeit der Oberflächenschicht der zu metallisierenden BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell eingeschränkt, jedoch beträgt die Mittelachsen-Oberflächenrauigkeit (Ra) vorzugsweise 0,03 bis 0,3 μm. Noch bevorzugter ist der Bereich von 0,05 bis 0,2 μm. Wenn Ra zu gering ist, ist das Gleitvermögen mangelhaft, und die Aufrollbarkeit kann mangelhaft sein. Wenn Ra zu groß ist, kann der Glanz nach der Metallisierung mangelhaft sein.
Für einen schönen metallischen Glanz nach der Metallisierung beträgt der Oberflächenglanz der zu metallisierenden BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung vorzugsweise 135% oder mehr. Noch bevorzugter 138% oder mehr.
Für ein stärkeres Haftvermögen an dem Metallfilm werden vorzugsweise zumindest ein oder mehrere Harze, die aus Petroleumharzen, die im Wesentlichen frei von polaren Gruppen sind, und aus Terpenharzen, die im Wesentlichen frei von polaren Gruppen sind, ausgewählt sind, in einer Menge von bis zu 20 Gewichtsteilen pro 100 Gewichtsteile des Oberflächenschicht-Harzes zugesetzt. Wenn die Menge des zugesetzten Harzes mehr als 20 Gewichtsteile beträgt, wird das Gleitvermögen gesenkt, und Probleme, wie z.B. Blockieren, können auftreten.
Ein Petroleumharz, das im Wesentlichen frei von polaren Gruppen ist, bezieht sich auf ein Petroleumharz, das im Wesentlichen frei von polaren Gruppen, wie z.B. Hydroxylgruppen (-OH), Carboxylgruppen (-COOH), Sulfonatgruppen (-SO₃Y, worin Y für H oder Na steht), und deren modifizierten Gruppen ist, d.h. ein Harz, das direkt hauptsächlich aus einem ungesättigten Petroleumkohlenwasserstoff, wie z.B. Cyclopentadien oder einem höheren Olefinkohlenwasserstoff, hergestellt wird.
Wenn ein solches Harz zu dem Oberflächenschicht-Harz in einer Folie der vorliegenden Erfindung zugesetzt wird, beträgt die Glastemperatur des zugesetzten Harzes, die durch Differential-Scanning-Kalorimetrie bestimmt wird, vorzugsweise 50°C oder mehr, um die Hitzebeständigkeit des Oberflächenschicht-Harzes aufrechtzuhalten. Noch bevorzugter beträgt sie 76°C oder mehr. Außerdem ist ein hydriertes Petroleumharz mit einer Hydrierungsrate von 80% oder mehr, vorzugsweise 95% oder mehr, das durch das Hinzufügen von Wasserstoff zu einem beliebigen der genannten Petroleumharze erhalten wird, besonders zu bevorzugen. Außerdem ist das Petroleumharz für eine verbesserte Kompatibilität mit dem Polypropylenharz in der Oberflächenschicht vorzugsweise amorph (ein Zustand, in dem Kristallschmelzen im Wesentlichen nicht beobachtet wird, wenn das Petroleumharz unter Einsatz einer Differential-Scanning-Kalorimetrie gemessen wird), und das zahlenmittlere Molekulargewicht des Harzes beträgt vorzugsweise 1000 oder weniger.
Ein Terpenharz, das im Wesentlichen frei von polaren Gruppen ist, bezieht sich auf ein Terpenharz, das im Wesentlichen frei von polaren Gruppen, wie z.B. Hydroxylgruppen (-OH), Aldehydgruppen (-CHO), Ketongruppen (-COOH), Halogengruppen, Sulfonatgruppen (-SO₃Y, worin Y für H oder Na steht), und deren modifizierten Gruppen ist, d.h. ein Kohlenwasserstoff mit einer Zusammensetzung von (C₅H₈)_n oder eine davon abgeleitete modifizierte Verbindung. In der obigen Formel steht n für etwa 2 bis 20. Terpenharze werden auch als Terpenoide bezeichnet. Typische Verbindungen umfassen Pinen, Dipenten, Caren, Myrcen, Ocimen, Limonen, Terpinolen, Terpinen, Sabinen, Tricyclen, Bisabolen, Zingiberen, Santalen, Camphoren, Miren und Totaren. Es ist wünschenswert, dass die Hydrierungsrate des Terpenharzes 80 % oder mehr, vorzugsweise 90% oder mehr, beträgt. Hydriertes β-Pinen und hydriertes Dipenten sind besonders zu bevorzugen.
Die zu metallisierende BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung kann behandelt werden, um die Oberflächenschicht zu aktivieren. Die Oberflächenaktivierungsbehandlung kann durch die bekannte Koronaentladungsbehandlung oder die Flammenbehandlung erfolgen. Die Koronaentladungsbehandlung ist jedoch zu bevorzugen, da es sich um ein einfaches Verfahren handelt. Die Koronaentladungsbehandlung kann unter Luft, Stickstoffgas oder einem Gasgemisch aus Kohlendioxidgas und Stickstoffgas etc. erfolgen. Von diesen ist die Behandlung unter einem Gasgemisch aus Kohlendioxidgas und Stickstoffgas zu bevorzugen, da eine bessere Haftfestigkeit an dem dünnen Metallfilm bei geringer Behandlungsintensität (Strom) erzielt werden kann.
Nach Beendigung der Oberflächenaktivierungsbehandlung liegt die Benetzungsspannung der Oberflächenschicht vorzugsweise im Bereich von 33 bis 55 mN/m. Noch bevorzugter ist der Bereich von 35 bis 50 mN/m. Wenn die Benetzungsspannung gering ist, ist das Haftvermögen an dem Metallfilm mangelhaft. Wenn die Benetzungsspannung zu groß ist, wird das Basismaterial nahe der Oberfläche beschädigt, wodurch die Wahrscheinlichkeit entsteht, dass die Oberflächenschicht abgetrennt wird, wodurch die Haftfestigkeit gesenkt wird.
Die zu metallisierende BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung weist ein Oberflächenschicht-Harz auf, das zumindest auf einer Seite der Basisschicht auflaminiert ist. Das Basisschicht-Harz, auf dessen eine Seite die Oberflächenschicht auflaminiert ist, kann nach Bedarf eine dritte Schicht auf der anderen Seite auflaminiert haben.
Als Harz der dritten Schicht wird beispielsweise ein Polypropylencopolymer auflaminiert, um Heißsiegelbarkeit zu verleihen. Um Gleitvermögen zu verleihen, wird vorzugsweise ein Polypropylenharz auflaminiert, das organische vernetzte Teilchen oder anorganische Teilchen umfasst, oder ein Ethylen-Propylen-Blockcopolymer oder ein Gemisch aus einem Ethylen-Propylen-Blockcopolymer und einem hochdichten Polyethylen. Die dritte Schicht auf der anderen Seite kann nach Bedarf z.B. durch eine Koronaentladungsbehandlung aktiviert werden.
Die zu metallisierende BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung kann durch Coextrusion eines Polypropylenharzes mit einem endothermen Peak durch Kristallschmelzen im Bereich von 155 bis 163°C und einer Kristallschmelzwärme von 20 bis 90 J/g, das dazu gedacht ist, eine Oberflächenschicht zu bilden, und eines isotaktischen Polypropylens, das dazu gedacht ist, eine Basisschicht zu bilden, wobei die Oberflächenschicht auf zumindest eine Seite der Basisschicht auflaminiert wird, das Abkühlen des Laminats zur Verfestigung, das biaxiale Recken des Laminats und die Behandlung der Oberflächenschicht zur Aktivierung hergestellt werden.
Coextrusion bezieht sich auf ein Verfahren, das die Zufuhr der für die Basis- und Oberflächenschicht gedachten Harze und nach Bedarf des als Schicht auf der anderen Seite gedachten Harzes in jeweils verschiedene Extruder, das Schmelzen der Harze, das Zuführen der Harze zu Filtervorrichtungen nach Bedarf und deren Verbindung in einem Nippel oder einer Düse und die Extrusion des Laminats von der Düse umfasst. Die Düse kann eine Spaltdüse oder eine Runddüse sein. Bei einer Spaltdüse wird die Laminatfolie um eine Kühltrommel gewunden, um gekühlt und verfestigt zu werden, und wird danach oder gleichzeitig biaxial verstreckt. Bei einer Runddüse wird die Laminatfolie durch einen Luftstrom gekühlt und gleichzeitig biaxial verstreckt. Der gereckte Film wird behandelt, um die Oberfläche zu aktivieren, um die zu metallisierende BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Die metallisierte BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung, die durch das Auflaminieren eines Metallfilms auf die zu metallisierende BOPP-Folie erhalten wird, wird untenstehend beschrieben.
Die metallisierte BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung wird durch das Auflaminieren eines dünnen Metallfilms mit einer optischen Dichte von 1,6 oder mehr auf die Oberflächenschicht erhalten.
Die optische Dichte ist ein Wert, der anhand der optischen Durchlässigkeit des metallisierten Films durch -log (optische Durchlässigkeit) berechnet wird, und wenn die optische Dichte höher ist, ist die Metallfilmdicke größer. In der vorliegenden Erfindung ist eine optische Dichte von 1,6 oder mehr erforderlich, damit gute Gasbarriereeigenschaften aufgewiesen werden. Noch bevorzugter beträgt sie 1,8 oder mehr. Die Obergrenze der optischen Dichte kann in Abhängigkeit von dem Zweck bestimmt werden, aber für eine bessere Wirtschaftlichkeit und Produktivität ist weniger als 2,8 bevorzugter.
Die Haftfestigkeit (wie nachstehend gemessen und beschrieben) zwischen der Oberflächenschicht und dem dünnen Metallfilm beträgt vorzugsweise 40 g/cm oder mehr. Wenn die Haftfestigkeit weniger als 50 g/cm beträgt, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass der dünne Metallfilm während der Verarbeitung abgelöst wird, und wenn der Metallfilm als Verpackungsmaterial eingesetzt wird, besteht außerdem die Wahrscheinlichkeit, dass der dünne Metallfilm von dem Basismaterial abgetrennt wird, wodurch die Anwendbarkeit eingeschränkt wird. Vorzugsweise beträgt die Haftfestigkeit zwischen der Oberflächenschicht und dem dünnen Metallfilm 60 g/cm oder mehr. Noch bevorzugter beträgt sie 80 g/cm oder mehr.
In Bezug auf die Gasbarriereeigenschaften der metallisierten BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung beträgt die Sauerstoffdurchlässigkeitsrate in 24 h vorzugsweise 31 cm³/m² (2 cm³/100 Zoll² in 24 h) oder weniger. Noch bevorzugter beträgt sie 15,5 cm³/m² in 24 h oder weniger. Vorzugsweise beträgt die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate 0,2 g/m² in 24 h oder weniger. Noch bevorzugter beträgt sie 0,1 g/m² in 24 h oder weniger.
Vorzugsweise sollte man auch in der Lage sein, diese Gasbarriereeigenschaften der metallisierten BOPP-Folie nach dem Laminieren, wie z.B. Extrusionslaminieren, aufrechtzuerhalten. Vorzugsweise beträgt die Sauerstoffdurchlässigkeitsrate 31 cm³/m² in 24 h oder weniger und die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate 0,2 g/m² in 24 h oder weniger.
In einer metallisierten BOPP-Folie, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, beträgt die Benetzungsspannung der Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, vorzugsweise 37 mN/m oder mehr. Wenn die Benetzungsspannung weniger als 37 mN/m beträgt, ist das Haftvermögen an dem Haftmittel unzureichend. Noch bevorzugter beträgt sie 38 mN/m oder mehr. Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass es nicht zu Abnahme kommt, auch wenn die Rückseite eine so hohe Benetzungsspannung aufweist. Um die Abnahme weiter zu senken, beträgt die mittlere Mittelachsen-Rauigkeit (Ra) der Rückseite vorzugsweise 0,2 μm oder mehr.
In einer spezifischen Ausführungsform der metallisierten BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung wird ein Polyolefinharz mit einer Kristallschmelztemperatur von 140°C oder weniger auf die Seite auflaminiert, die der metallisierten Seite gegenüberliegt. Wenn die Kristallschmelztemperatur mehr als 140°C beträgt, wird die Heißsiegelbarkeit unzureichend. Es ist ein Merkmal der vorliegenden Erfindung, dass es, auch wenn ein Harz mit einer so niedrigen Kristallschmelztemperatur auf die Rückseite auflaminiert wird, nicht zu Abnahme kommt.
Eine metallisierte BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung, die eine ausgezeichnete Haftung an dem Metallfilm und einen ausgezeichneten Metallglanz aufweist, kann durch das Metallisieren der zu metallisierenden BOPP-Folie durch ein Metall, wie z.B. Aluminium, Silber, Chrom oder Zink, erhalten werden. Die Metallisierung durch Aluminium ist in Hinblick auf Wirtschaftlichkeit, gesundheitliche Aspekte und Gasbarriereeigenschaften vor allem zu bevorzugen.
Vorzugsweise beträgt der Oberflächenglanz nach der Metallisierung um 700% mehr als ein 60-°C-Glanzwert. Noch bevorzugter beträgt er 750% oder mehr.
Eine metallisierte BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung mit dem oben beschriebenen Aufbau kann vorzugsweise als Teil verschiedener Verpackungslaminate eingesetzt werden.
Untenstehend werden Zusammensetzungen von Laminaten beschrieben, die eine metallisierte BOPP-Folie, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt, nutzen.
Eine metallisierte BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung kann eine bedruckte BOPP-Folie aufweisen, die auf ihre metallisierte Seite unter Einsatz eines Haftmittels aufgeklebt ist, und kann auf der siegelfähigen Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, in den Abschnitten, die ein Versiegeln erfordern, mit einem Kaltsiegelmittel beschichtet sein. Anstelle der bedruckten BOPP-Folie kann alternativ dazu bedrucktes Papier eingesetzt werden.
Auf die metallisierte Seite einer metallisierten BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung kann eine bedruckte BOPP-Folie oder bedrucktes Papier unter Einsatz eines Haftmittels oder eines schmelzextrudierten Polyethylenharzes aufgeklebt sein, und auf die Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, kann schmelzextrudiertes Polypropylen oder Polyethylen auflaminiert sein. Das schmelzextrudierte Polypropylen oder Polyethylen ist als heißsiegelbare Schicht geeignet.
Auf die metallisierte Seite einer metallisierten BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung kann eine bedruckte BOPP-Folie unter Einsatz eines Polyethylenharzes aufgeklebt sein, und auf der anderen Seite kann die BOPP-Folie eine heißsiegelbare Schicht zum Heißsiegeln aufweisen. In diesem Fall kann, wenn eine heißsiegelbare Schicht auch auf der bedruckten BOPP-Folie auf der Seite ausgebildet wird, die der geklebten Seite gegenüberliegt, ein Laminat gebildet werden, das auf beiden Seiten heißsiegelbar ist.
Druckmaterial kann direkt auf die metallisierte Seite einer metallisierten BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung aufgedruckt werden, und nach Bedarf kann die metallisierte BOPP-Folie weiters mit einem transparenten Material bedruckt werden, um den Druck zu schützen, und sie kann auf der anderen Seite eine heißsiegelbare Schicht zum Heißsiegeln aufweisen.
Druckmaterial kann direkt auf die metallisierte Seite einer metallisierten BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung aufgedruckt werden, und nach Bedarf kann die metallisierte BOPP-Folie weiters mit einem transparenten Material bedruckt werden, um den Druck zu schützen, und sie kann auf der Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, schmelzextrudiertes Polypropylen oder Polyethylen aufweisen, das laminiert werden kann.
Das schmelzextrudierte Polypropylen oder Polyethylen kann als heißsiegelbare Schicht eingesetzt werden.
Auf die metallisierte Seite einer metallisierten BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung kann eine bedruckte BOPP-Folie unter Einsatz eines schmelzextrudierten Polyethylenharzes aufgeklebt sein, und auf die Seite, die der metallisierten Seite gegenüberliegt, kann eine gegossene Polypropylenfolie unter Einsatz eines Haftmittels aufgeklebt sein. Die gegossene Polypropylenfolie kann als heißsiegelbare Schicht eingesetzt werden.
Beispiele und Verfahren zur Herstellung der zu metallisierenden BOPP-Folie sowie metallisierte BOPP-Folien, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen, sind untenstehend beschrieben.
Isotaktisches Polypropylenharz, das die Basisschicht bilden soll, ein Polypropylenharz, das die Oberflächenschicht bilden soll, und ein drittes Harz, das die Rückseitenschicht bilden soll, wobei diese jeweils der vorliegenden Erfindung entsprechen, werden verschiedenen Extrudern zugeführt, bei Temperaturen von 230 bis 290°C geschmolzen, durch Filteranordnungen geleitet und in einem Nippel oder einer Düse zusammengeführt, und das Laminat wird aus einer Spaltdüse mit der jeweils beabsichtigten Laminierdicke extrudiert und um eine Metalltrommel gewunden, um abzukühlen und sich zu einer Bahn zu verfestigen, um eine gegossene Laminatfolie herzustellen. In diesem Fall beträgt die Temperatur der Kühltrommel vorzugsweise 30 bis 60°C, um den Film zu kristallisieren. Die gegossene Laminatfolie wird biaxial verstreckt, um biaxial gereckt zu sein.
Bei dem Verstreckungsverfahren kann es sich entweder um sequenzielles biaxiales Verstrecken oder gleichzeitiges biaxiales Verstrecken handeln. Bei sequenziellem biaxialem Verstrecken wird die gegossene Folie vorzugsweise auf eine Temperatur von 115 bis 145°C erhitzt, in Laufrichtung auf das 4- bis 7fache verstreckt, abgekühlt, in einen Spannrahmenofen eingeführt, in Querrichtung bei 140 bis 170°C auf das 7- bis 11fache verstreckt, unter Entspannung bei 155 bis 170°C thermofixiert und abgekühlt. Außerdem wird sie vorzugsweise unter Luft, Stickstoff oder einer Mischatmosphäre aus Kohlendioxidgas und Stickstoff mittels Koronaentladung behandelt und zur Herstellung der zu metallisierenden BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung aufgerollt. Die Folie kann in eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Metallisierung eingeführt werden, wo ein Metall, z.B. Aluminium, auf der Oberflächenseite abgeschieden wird, um die metallisierte BOPP-Folie der vorliegenden Erfindung herzustellen.
Die vorliegende Erfindung kann eine zu metallisierende BOPP-Folie bereitstellen, die zu einer metallisierten Folie mit ausgezeichnetem Glanz metallisiert werden kann, während das Haftvermögen zwischen dem Metallfilm und dem Basismaterial der BOPP-Folie verbessert wird, und kann auch eine metallisierte BOPP-Folie bereitstellen, die ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften und ausgezeichnete Steifigkeit und Hitzebeständigkeit aufweist und somit auch ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften nach dem Laminieren aufweist.
(Verfahren zur Bestimmung der Eigenschaftswerte)
Die Eigenschaftswerte der Folien, die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung darstellen, wurden gemäß den folgenden Verfahren bestimmt.
(1) Isotaktizität (%)
Ein Harz wurde mit n-Heptan mit 60°C oder weniger 2 h lang extrahiert, um die Additive des Polypropylens zu entfernen. Dann wurde der Rückstand in Vakuum 2 h lang bei 130°C getrocknet. Eine Probe mit dem Gewicht W (mg) wurde entnommen und mit siedendem n-Heptan in einem Soxhlet-Extraktionsapparat 12 h lang extrahiert. Die Probe wurde herausgenommen, ausreichend mit Aceton gewaschen, in Vakuum 6 h lang bei 130°C getrocknet und auf Raumtemperatur abkühlen gelassen. Das Gewicht W' (mg) wurde gemessen, und die Isotaktizität wurde anhand folgender Formel erhalten: Isotaktizität = (W'/W) × 100 (%)
(2) Schmelzflussindex (MFI: g/10 min)
Gemessen gemäß ASTM D 1238 bei 230°C und 2,16 kg.
(3) Endotherme Peaktemperatur (°C) durch Kristallschmelzen und Kristallschmelzwärme (J/g)
5 mg eines in einem Aluminiumtiegel versiegelten Oberflächenschicht-Harzes wurden in eine Thermoanalysevorrichtung Modell RDC220 von Seiko Instruments gegeben und mit einer Rate von 20°C/min erhitzt, um die endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen zu erhalten. Anhand der Fläche des endothermen Peaks wurde die Kristallschmelzwärme unter Einsatz des Programms, das Teil des Thermoanalysesystems SSC5200 von demselben Hersteller ist, berechnet. Wenn das Harz ein Gemisch ist und eine Vielzahl an endothermen Peaks aufweist, wurde die Summe der entsprechenden Kristallschmelzwärmen als Kristallschmelzwärme angenommen.
(4) Mesopentad-Anteil (mmmm) (%)
Ein Basismaterial-Harz oder ein Oberflächenschicht-Harz wurden in o-Dichlorbenzol-D6 gelöst, und ¹³C-NMR wurde bei einer Resonanzfrequenz von 67,93 MHz unter Einsatz von JNM-GX270 von Nihon Denshi K.K. (JEOL) gemessen. Die Zuordnung des erhaltenen Spektrums und die Berechnung des Mesopentad-Anteils basierten auf dem Verfahren von T. Hayashi et al. (Polymer 29, 138–143 (1988)). Für von Me thylgruppen abgeleitete Spektren wurden die jeweiligen Peaks mit mmmmmm-Peaks als 21,855 ppm zugeordnet, und die Peakfläche wurde erhalten, wobei sie als Prozentsatz der von Methylgruppen stammenden Gesamtpeakfläche ausgedrückt wurde. Die Messbedingungen sahen im Detail wie folgt aus:
Messkonzentration: 15–20 Gew.-%
Messlösungsmittel: o-Dichlorbenzol (90 Gew.-%)/Benzol-D6 (10 Gew.-%)
Messtemperatur: 120–130°C
Resonanzfrequenz: 67,93 MHz
Impulsdauer: 10 μs (45°-Impuls)
Pulswiederholungszeit: 7,091 s
Datenpunkte: 32 K
Integrationszeiten: 8168
Messmodus: Rauschentkopplung
(5) Benetzungsspannung (mN/m)
Erhalten gemäß dem Verfahren nach JIS K 6732.
(6) Youngscher Elastizitätsmodul (GPa)
Erhalten gemäß ASTM D 882-64T.
(7) Oberflächenglanz der Folie (%)
Erhalten als 60-°C-Spiegelglanz gemäß dem Verfahren nach JIS Z 8714 unter Einsatz des digitalen Glanzmessers UGV-5D mit variablem Winkel von Suga Shikenki.
(8) Oberflächenglanz der metallisierten Folie (%)
Eine zu metallisierende BOPP-Folie wurde in eine kontinuierliche Vakuummetallisierungsvorrichtung gegeben, und Aluminium wurde aus einer Elektronenstrahlheizver dampfungsquelle verdampft, um Aluminium mit einer optischen Dichte (-log(optische Durchlässigkeit)) in einem Bereich von 1,3 bis 1,4 abzuscheiden, während die Folie kontinuierlich vorbeilaufen gelassen wurde. Der Oberflächenglanz der metallisierten BOPP-Folie wurde basierend auf JIS Z 8741 erhalten.
(9) Haftfestigkeit (g/cm)
Eine 20 μm dicke BOPP-Folie ("Trayfan"S645 von Toray Industries, Inc.) wurde unter Einsatz eines Haftmittels auf Polyurethanbasis auf die metallisierte Seite einer metallisierten BOPP-Folie aufgeklebt, und das Laminat wurde 48 h lang bei 40°C stehen gelassen. Das Haftmittel war folgendes:
Takerak A310 (Haftmittel: Takeda Chemical Industries Ltd.);
Takenat A10 (Härtungsmittel: Takeda Chemical Industries Ltd.)
Ethylacetat
in einem Verhältnis von 10:1:40. Die verwendete Menge betrug 3 g/m². Die Haftfestigkeit wurde gemessen, indem das 15 mm breite Laminat mit einer Ablösungsrate von 10 cm/min bei 90°C unter Einsatz von Tensilon von Toyo Baldwin abgelöst wurde. Die Ablösungen traten zwischen dem metallisierten Film und dem Basisfilm auf.
(10) Optische Dichte
Gemessen unter Einsatz eines optischen Densitometers (TR927) von Macbeth.
(11) Sauerstoffdurchlässigkeitsrate (cm³/m² in 24 h)
Gemessen bei 73°F (22,8°C) und 0% RH unter Einsatz eines Messinstruments für die Sauerstoffdurchlässigkeitsrate, Oxtran 2/20 von Modern Controls Inc.
(12) Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (g/m² in 24 h)
Gemessen bei 100°F (37,8°C) und 100% RH unter Einsatz eines Messinstruments für die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate, Permatran W3/30 von Modern Controls Inc.
(13) Sauerstoffdurchlässigkeitsrate (cm³/m² in 24 h) und Wasserdampfdurchlässigkeitsrate (g/m² in 24 h) nach dem Extrusionslaminieren
Eine 20 μm dicke, biaxial gereckte Polypropylenfolie ("Torayfan" 2535 von Toray Industries, Inc.) und die metallisierte Seite einer metallisierten BOPP-Folie wurden miteinander unter Einsatz eines extrudierten Polyethylens mit geringer Dichte zum Laminieren verklebt. Die Polyethylenharz-Düsentemperatur betrug 320°C und die Dicke der Polyethylenharzschicht 20 μm. Die Sauerstoffdurchlässigkeitsrate und die Wasserdampfdurchlässigkeitsrate der erhaltenen BOPP-Folie/Polyethylenschicht/metallisierten Folie wurden wie oben beschrieben gemessen.
(14) Abnahme
Eine metallisierte BOPP-Folie wurde visuell untersucht, um die Anzahl an feinen Fehlstellen des dünnen Metallfilms pro Fläche von 1 Zoll × 1 Zoll zu zählen, und anhand der folgenden Kriterien bewertet. In der vorliegenden Erfindung ist eine mit O oder Δ bewertete Folie annehmbar.
O: 0 bis 1 Stk.
Δ: 1 bis 5 Stk.
x: 5 oder mehr Stk.
Beispiel 1
Isotaktisches Polypropylen (Isotaktizität: 96%, MFI: 2,5 g/10 min, Mesopentad-Anteil: 92%) als Basisschicht-Harz der vorliegenden Erfindung, ein Gemisch aus 80 Gew.-% isotaktischem Polypropylen (Isotaktizität: 86%, MFI: 2,8 g/10 min, Mesopentad-Anteil: 74%, endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen: 161°C, Kristallschmelzwärme: 77 J/g) und 20 Gew.-% eines statistischen Ethylen-Propylen-Copolymers mit 4,8 Gew.-% copolymerisiertem Ethylengehalt (endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen: 146°C, Kristallschmelzwärme: 63 J/g) als Oberflächenschicht-Harz und ein Ethylen-Propylen-Buten-Copolymer (Ethylengehalt: 1,5 Gew.-%, Butengehalt: 15 Gew.-%, Kristallschmelztemperatur: 133°C), das 0,15 Gew.-% vernetzte Siliconteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 3 μm als Gleitmittel umfasste (die mittlere Teilchengröße wurde durch die Messung der Hauptachsen von 100 beobachteten Teilchen unter Einsatz eines Rasterelektronenmikroskops des Feldemissionstyps (FE-REM) und deren Mittlung bestimmt), als heißsiegelbares Harz auf der Seite, die der Oberflächenschicht gegenüberliegt, wurden jeweils verschiedenen Extrudern zugeführt, bei 270°C schmelzextrudiert, durch eine Filtervorrichtung geschleust und zur Bildung der Oberflächenschicht/Basisschicht/heißsiegelbaren Schicht in einem Nippel zusammengeführt, und das Laminat wurde aus einer Spaltdüse extrudiert und um eine auf 40°C erhitzte Metalltrommel gerollt, um zu einer Bahn geformt zu werden.
Die Bahn wurde auf 135°C erhitzt, in Laufrichtung auf das 5fache verstreckt, abgekühlt, in einen Spannrahmenofen eingeführt, in Querrichtung auf das 9fache verstreckt, mit einer Entspannungsrate von 10% bei 165°C in Querrichtung thermofixiert und abgekühlt. Außerdem wurde eine Koronaentladungsbehandlung mit einer Intensität von 15 W·min/m² durchgeführt, und die Folie wurde aufgerollt. Die Dicke der Folie bestand aus Oberflächenschicht/Basisschicht/heißsiegelbarer Schicht: 1 μm/19 μm/2 μm. Die Benetzungsspannung der Oberflächenschicht betrug 37 mN/m. Die endotherme Hauptpeaktemperatur durch Kristallschmelzen des Oberflächenschicht-Harzes betrug 161°C und die Kristallschmelzwärme 76 J/g.
Beispiele 2, 3 und 4
Folien wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet und bewertet, nur dass verschiedene isotaktische Polypropylenpolymere mit einem Mesopentad-Anteil, einer endothermen Peaktemperatur durch Kristallschmelzen und einer Kristallschmelzwärme, die in Tabelle 1 angeführt sind, als Oberflächenschicht-Harz eingesetzt wurden.
Beispiele 5 und 6
Wie Beispiel 2, nur dass isotaktische Polypropylenpolymere mit einem in Tabelle 1 angeführten Mesopentad-Anteil als Oberflächenschicht-Harz eingesetzt wurden.
Beispiele 7 und 8
In Beispiel 7 wurde eine Folie unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 gebildet, nur dass die abschließende Koronaentladungsbehandlung bei 5 W·min/m² erfolgte, und in Beispiel 8 wurde eine Folie unter denselben Bedingungen hergestellt, nur dass die Behandlung in einer Atmosphäre aus Kohlendioxidgas (20 Vol.-%) und Stickstoffgas (80 Vol.-%) bei 50 W·min/m² erfolgte. Die jeweiligen Benetzungsspannungen betrugen 34 mN/m bzw. 52 mN/m.
Beispiele 9 und 10
In Beispiel 9 wurde eine Folie unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 hergestellt, nur dass das Laminat aus Oberflächenschicht/Basisschicht/heißsiegelbarer Schicht: 0,5 μm/19,5 μm/2 μm bestand, und in Beispiel 10 wurde eine Folie unter denselben Bedingungen gebildet, nur dass das Laminat aus Oberflächenschicht/Basisschicht/heißsiegelbarer Schicht: 2 μm/18 μm/2 μm bestand.
Beispiel 11
Eine Folie wurde wie in Beispiel 1 beschrieben gebildet, nur dass ein Gemisch eingesetzt wurde, das durch die Zugabe von 10 Gewichtsteilen eines Petroleumharzes (Excorez 5320HC von Tonex) zu 100 Gewichtsteilen des in Beispiel 2 verwendeten isotaktischen Polypropylenharzes erhalten wurde.
Beispiele 12 und 13
In Beispiel 12 wurde eine Folie unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 2 gebildet, nur dass das Laminat aus Oberflächenschicht/Basisschicht/heißsiegelbarer Schicht: 0,2 μm/19,8 μm/2 μm bestand, und in Beispiel 13 wurde eine Folie unter denselben Bedingungen gebildet, nur dass das Laminat aus Oberflächenschicht/Basisschicht/heißsiegelbarer Schicht: 7 μm/13 μm/2 μm bestand.
Beispiel 14
Eine Folie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, nur dass ein Harzgemisch als Oberflächenschicht-Harz eingesetzt wurde, das aus 80 Gew.-% des in Beispiel 2 verwendeten isotaktischen Polypropylens und 20 Gew.-% eines statistischen Ethylen-Propylen-Copolymers mit 1,3 Gew.-% copolymerisiertem Ethylengehalt (endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen: 159°C, Kristallschmelzwärme: 101 J/g) bestand. Das Harzgemisch wies eine endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen von 160°C und eine Kristallschmelzwärme von 82 J/g auf.
Beispiel 15
Eine Folie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, nur dass ein Harzgemisch als Oberflächenschicht-Harz eingesetzt wurde, das aus 80 Gew.-% des in Beispiel 2 verwendeten isotaktischen Polypropylens und 20 Gew.-% syndio taktischem Polypropylen (endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen: 132°C, Kristallschmelzwärme: 42 J/g) bestand. Das Harzgemisch wies eine endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen von 161°C und eine Kristallschmelzwärme von 70 J/g auf.
Die Zusammensetzungen der obenstehenden Beispiele sind in Tabelle 1 angeführt, und die Eigenschaften dieser Folien und metallisierten Folien sind in Tabelle 2 angeführt.
Wie in Tabelle 2 dargestellt, weisen zu metallisierende BOPP-Folien der vorliegenden Erfindung typischerweise einen hohen Youngschen Elastizitätsmodul, einen hohen Folienoberflächenglanz, einen ausgezeichneten Metallglanz nach der Metallisierung und ausgezeichnete Haftfestigkeit auf. Wie anhand Beispiel 6 zu erkennen ist, neigt der Youngsche Elastizitätsmodul dazu, niedrig zu sein, wenn der Mesopentad-Anteil des als Basisschicht eingesetzten, isotaktischen Polypropylens gering ist. Wie aus Beispiel 11 hervorgeht, kann das Haftvermögen weiter vorteilhaft verbessert werden, wenn ein Petroleumharz zu dem Oberflächenschicht-Harz zugesetzt wird. Wie anhand Beispiel 12 ersichtlich ist, besteht die Wahrscheinlichkeit, dass Glanz und Haftfestigkeit aufgrund von Folienbrüchen zurückgehen, wenn die Dicke der Oberflächenschicht gering ist. Wie aus Beispiel 13 hervorgeht, neigt der Youngsche Elastizitätsmodul dazu, zu sinken, wenn die Dicke der Oberflächenschicht zu groß ist.
Vergleichsbeispiel 1
Eine Folie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, nur dass ein Gemisch als Oberflächenschicht-Harz eingesetzt wurde, das aus 30 Gew.-% des in Beispiel 1 verwendeten isotaktischen Polypropylens und 70 Gew.-% eines statistischen Ethylen-Propylen-Copolymers mit 4,8 Gew.-% copolymerisiertem Ethylengehalt bestand. Die endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen betrug 146°C, und die Kristallschmelzwärme betrug 74 J/g.
Vergleichsbeispiele 2 und 3
In Vergleichsbeispiel 2, wurde eine Folie unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 gebildet, nur dass ein isotaktisches Polypropylen mit 92% Mesopentad-Anteil, 162°C Schmelztemperatur und 118 J/g Kristallschmelzwärme für die Oberflächenschicht eingesetzt wurde, und in Vergleichsbeispiel 3 wurde eine Folie unter denselben Bedingungen hergestellt, nur dass die Werte für das isotaktische Polypropylen 58%, 154°C und 18 J/g betrugen.
Vergleichsbeispiele 4, 5 und 6
Folien wurden unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, nur dass jeweils verschiedene statistische Ethylen-Propylen-Copolymere, die in Tabelle 3 angeführt sind, für die Oberflächenschicht eingesetzt wurden.
Vergleichsbeispiel 7
Eine Folie wurde unter Einsatz eines Gemischs aus 20 Gew.-% des in Beispiel 15 verwendeten isotaktischen Polypropylens und 80 Gew.-% als Oberflächenschicht-Harz eingesetztem syndiotaktischem Polypropylen gebildet.
Das Oberflächenschicht-Harz wies eine Hauptpeaktemperatur durch Kristallschmelzen von 132°C und eine Kristallschmelzwärme von 49 J/g auf.
Vergleichsbeispiele 8 und 9
In Vergleichsbeispiel 8 wurde eine Folie wie in Beispiel 2 beschrieben hergestellt, nur dass die abschließende Koronaentladungsbehandlung nicht durchgeführt wurde, und in Vergleichsbeispiel 9 wurde eine Folie auf dieselbe Weise hergestellt, nur dass die Behandlung in einer Atmosphäre aus Kohlendioxidgas (20 Vol.-%) und Stickstoffgas (80 Vol.-%) bei 100 W·min/m² erfolgte. Die Folien wiesen jeweils eine Benetzungsspannung von 32 mN/m bzw. 57 mN/m auf.
Die Zusammensetzungen der jeweiligen Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 3 angeführt, und die Eigenschaften dieser Folien und metallisierten Folien sind in Tabelle 4 angeführt.
Wie in Tabelle 4 dargestellt, weisen die Vergleichsbeispiele zumindest eines der Probleme eines unzureichenden Youngschen Elastizitätsmoduls, eines unzureichenden Oberflächenglanzes oder Metallglanzes oder einer unzureichenden Haftfestigkeit auf.
In den Vergleichsbeispielen 1 und 7 war die endotherme Hauptpeaktemperatur durch Kristallschmelzen niedrig, und die Folienoberfläche war aufgrund der mangelhaften Hitzebeständigkeit aufgeraut, wodurch der Metallglanz nach der Metallisierung beeinträchtigt wurde. In Vergleichsbeispiel 2 war die Haftfestigkeit gering, da die Kristallschmelzwärme zu hoch war. In Vergleichsbeispiel 3 war die Folienoberfläche aufgeraut, da die Kristallschmelzwärme zu gering war, und der Metallglanz nach der Metallisierung war nicht ausreichend.
Wenn ein statistisches Ethylen-Propylen-Copolymer eingesetzt wurde, war es schwierig, das in der vorliegenden Erfindung angestrebte Verhältnis zwischen der Schmelztemperatur und der Kristallschmelzwärme zu erreichen, und die Schmelztemperatur ging im Vergleich mit dem Rückgang der Kristallschmelzwärme deutlich zurück. In diesem Vergleichsbeispiel war es nicht möglich, ein hohes Haftvermögen und einen hohen Oberflächenglanz zu erzielen.
Aus den Vergleichsbeispielen 8 und 9 geht hervor, dass die Oberflächenschichten keine ausreichende Benetzungsspannung aufweisen, um die erwünschte Haftfestigkeit aufzuweisen, und dass, wenn die Benetzungsspannung zu hoch ist, die Haftfestigkeit außerdem wiederum gesenkt wird, möglicherweise aufgrund der Ablösung des Basismaterials der Folie.
Beispiele 16 bis 32
Die zu metallisierenden BOPP-Folien aus den Beispielen 1 bis 15 wurden mit Aluminium bei einer optischen Dichte von 2,1 in Beispielen 16 bis 30 metallisiert. Die zu metallisierende BOPP-Folie aus Beispiel 2 wurde mit Aluminium bei einer optischen Dichte von 1,8 und 2,5 in Beispiel 31 bzw. 32 metallisiert.
Die Zusammensetzungen der metallisierten Folien der obenstehenden Beispiele sind in Tabelle 5 angeführt, und die Eigenschaften der metallisierten Folien und der extrusionslaminierten Folien sind in Tabelle 6 angeführt.
Wie in Tabelle 5 und 6 angeführt, wiesen die metallisierten BOPP-Folien der vorliegenden Erfindung ausgezeichnete Haftfestigkeit, ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften, wie z.B. Sauerstoff- und Wasserdampfbarriereeigenschaften, einen hohen Youngschen Elastizitätsmodul und ausgezeichnete Hitzebeständigkeit des Oberflächenschicht-Harzes auf, wodurch die extrusionslaminierten Folien ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften aufwiesen.
Wie aus Beispiel 21 hervorgeht, neigt der Youngsche Elastizitätsmodul dazu, niedrig zu sein, wenn der Mesopentad-Anteil des als Basisschicht eingesetzten isotaktischen Polypropylens gering ist, und die Gasbarriereeigenschaften nach dem Laminieren können bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigt werden. Wie aus Beispiel 26 hervorgeht, kann das Haftvermögen noch weiter verbessert werden, wenn ein Petroleumharz zu dem Oberflächenschicht-Harz zugesetzt wird. Wie aus Beispiel 12 hervorgeht, kann es zu einem Rückgang der Haftfestigkeit und der Gasbarriereeigenschaften, wahrscheinlich aufgrund von Folienbrüchen, kommen, wenn die Dicke der Oberflächenschicht gering ist. Wie anhand Beispiel 13 zu erkennen ist, neigt der Youngsche Elastizitätsmodul dazu, gering zu sein, wenn die Dicke der Oberflächenschicht zu groß ist, und die Gasbarriereeigenschaften nach dem Laminieren können beeinträchtigt werden. Wie aus Beispiel 31 hervorgeht, werden die Gasbarriereeigenschaften bis zu einem gewissen Grad beeinträchtigt, wenn die optische Dichte gering ist, aber sie reichen in der Praxis immer noch aus, wenn die optische Dichte in dem in der vorliegenden Erfindung angegebenen Bereich liegt. In Beispiel 32, bei dem die optische Dichte hoch war, wies die Folie im Gegensatz dazu hochwertige Gasbarriereeigenschaften auf.
Die Abnahme-Zustände dieser Beispiele wurden beobachtet, und alle Beispiele, außer die Beispiele 22 und 27, die mit Δ bewertet wurden, wurden mit O bewertet.
Vergleichsbeispiele 10 bis 19
Die zu metallisierenden BOPP-Folien aus den Vergleichsbeispielen 1 bis 9 wurden in den Vergleichsbeispielen 10 bis 18 mit Aluminium bei einer optischen Dichte von 2,1 metallisiert, und die zu metallisierende BOPP-Folie aus Beispiel 2 wurde in Vergleichsbeispiel 19 mit Aluminium bei einer optischen Dichte von 1,4 metallisiert.
Die Zusammensetzungen der metallisierten Folien dieser Vergleichsbeispiele sind in Tabelle 7 angeführt, und die Eigenschaften der metallisierten Folien und extrusionslaminierten Folien sind in Tabelle 8 angeführt.
Wie in Tabelle 7 und 8 angeführt, weisen diese Vergleichsbeispiele zumindest eines der Probleme unzureichenden Haftvermögens, unzureichender Gasbarriereeigenschaften oder sehr geringen Gasbarriereeigenschaften nach dem Extrusionslaminieren auf, wenngleich die Gasbarriereeigenschaften nach der Metallisierung ausreichend sind.
Das bedeutet, dass die Gasbarriereeigenschaften in den Vergleichsbeispielen 10 und 16, da die endotherme Hauptpeaktemperatur durch Kristallschmelzen zu gering war, nach dem Laminieren mangelhaft waren. In Vergleichsbeispiel 11 war die Haftfestigkeit gering, da die Kristallschmelzwärme zu hoch war, und die Gasbarriereeigenschaften waren auch unzureichend. In Vergleichsbeispiel 12 wurden die Gasbarriereeigenschaften nach dem Extrusionslaminieren deutlich beeinträchtigt, da die Kristallschmelzwärme zu gering war. Wenn ein Ethylen-Propylen-Copolymer eingesetzt wurde, war es schwierig, das in der vorliegenden Erfindung angestrebte Verhältnis zwischen der endothermen Peaktemperatur durch Kristallschmelzen und der Kristallschmelzwärme zu erreichen, und die endotherme Peaktemperatur durch Kristallschmelzen ging im Vergleich mit dem Rückgang der Kristallschmelzwärme deutlich zurück. Die in diesem Vergleichsbeispiel erzielten Gasbarriereeigenschaften waren unzureichend. Aus Vergleichsbeispiel 17 geht hervor, dass die Gasbarriereeigenschaften mangelhaft sind, wenn die Haftfestigkeit gering ist, und dass, wenn die scheinbare Haftfestigkeit gering ist, die Gasbarriereeigenschaften nach dem Laminie ren äußerst mangelhaft sind, auch wenn die Haftfestigkeit nach dem Metallisieren ausgezeichnet ist.
Die Abnahme-Zustände dieser Vergleichsbeispiele wurden beobachtet, und in den Vergleichsbeispielen 11, 13, 17 und 18 wurde Abnahme verursacht, diese wurden mit x bewertet, Vergleichsbeispiel 16 wurde mit Δ bewertet und die übrigen Vergleichsbeispiele mit O.
Beispiel 33
Eine Folie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, nur dass das in Beispiel 1 verwendete isotaktische Polypropylen (Isotaktizität: 96%, MFI: 2,5 g/10 min, Mesopentad-Anteil: 92%), das 0,15 Gew.-% vernetzte Siliconteilchen mit einer mittleren Teilchengröße von 3 μm als Gleitmittel umfasste (die mittlere Teilchengröße wurde durch die Messung der Hauptachsen von 100 beobachteten Teilchen unter Einsatz eines Rasterelektronenmikroskops des Feldemissionstyps (FE-REM) und deren Mittlung bestimmt), als Basisschicht-Harz der vorliegenden Erfindung eingesetzt wurde. Die Foliendicke bestand aus Oberflächenschicht/Basisschicht: 1 μm/19 μm.
Die erhaltene BOPP-Folie wurde mit Aluminium bei einer Dichte von 2,1 unter Einsatz einer kontinuierlichen Metallisiervorrichtung metallisiert, um eine metallisierte BOPP-Folie zu erhalten. Die Benetzungsspannung der Rückseite betrug 39 mN/m.
Beispiel 34
Eine Folie wurde unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt, nur dass das isotaktische Polypropylen einen Mesopentad-Anteil von 74%, eine endotherme Peaktemperatur durch Kristallsschmelzen von 161°C und eine Kristallschmelzwärme von 77 J/g aufwies, und die Folie wurde zur Bewertung metallisiert.
Beispiel 35
Eine Folie wurde wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, nur dass ein Gemisch eingesetzt wurde, das durch die Zugabe von 10 Gewichtsteilen eines Petroleumharzes (Escorez 5320HC von Tonex) zu 100 Gewichtsteilen des in Beispiel 34 eingesetzten isotaktischen Polypropylenharzes erhalten wurde, und die Folie wurde metallisiert.
Beispiel 36
Ein Laminat aus Oberflächenschicht/Basisschicht/Rückseitenschicht: 1 μm/17 μm/2 μm wurde hergestellt und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 33 metallisiert, nur dass, während dasselbe Basisschicht-Harz und dasselbe Oberflächenschicht-Harz wie in Beispiel 33 eingesetzt wurden, ein Ethylen-Propylen-Blockcopolymer mit 15 Gew.-% copolymerisiertem Ethylengehalt auf die Seite auflaminiert wurde, die der Oberflächenschicht gegenüberliegt. Die Ra der Rückseite betrug 0,25 μm.
Beispiel 37
Eine Folie wurde hergestellt und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 33 metallisiert, nur dass die Koronaentladungsbehandlungsintensität der Rückseite mit 25 W·min/m² festgelegt wurde. Die Benetzungsspannung der Rückseite betrug 45 mN/m.
Beispiel 38
Eine Folie wurde hergestellt und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 35 metallisiert, nur dass die Koronaentladungsbehandlungsintensität der Rückseite mit 25 W·min/m² festgelegt wurde.
Beispiel 39
Eine Folie wurde hergestellt und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 36 metallisiert, nur dass die Koronaentladungsbehandlungsintensität der Rückseite mit 25 W·min/m² festgelegt wurde.
Vergleichsbeispiel 20
Eine Folie wurde hergestellt und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 33 ausgedampft, nur dass das Oberflächenschicht-Harz dasselbe wie das Basismaterial-Harz war.
Vergleichsbeispiel 21
Eine Folie wurde hergestellt und unter denselben Bedingungen wie in Beispiel 1 metallisiert, nur dass die Koronaentladungsbehandlungsintensität der Rückseite mit 10 W·min/m² festgelegt wurde.
Tabelle 9 zeigt die Eigenschaften dieser metallisierten BOPP-Folien.
Wie in Tabelle 9 angeführt, wiesen die metallisierten BOPP-Folien der vorliegenden Erfindung eine hohe Benetzungsspannung auf der Rückseite und ein ausgezeichnetes Haftvermögen, aber dennoch eine leichte Abnahme sowie ein ausgezeichnetes Erscheinungsbild und ausgezeichnete Gasbarriereeigenschaften auf. Zur Steigerung der Benetzungsspannung ist es wirksam, ein Petroleumharz, wie in Beispiel 38, zuzusetzen und, wie in Beispiel 39, die Ra der Rückseite zu steigern.
Wie in Vergleichsbeispiel 20 gezeigt, kommt es zu Abnahme, wenn die Kristallschmelzwärme der Oberflächenschicht hoch ist und die Benetzungsspannung der Rückseite ebenfalls hoch ist, und die Gasbarriereeigenschaften werden auch stark beeinträchtigt. Wie in Vergleichsbeispiel 21 gezeigt, kommt es nicht zu Abnahme, wenn die Benetzungsspannung der Rückseite gering ist, und die Gasbarriereeigenschaften sind auch ausgezeichnet. Die Haftfestigkeit für das Zusammenkleben mit einem anderen Material ist jedoch mangelhaft.
Beispiel 40
Eine 15 μm dicke BOPP-Folie wurde unter Einsatz eines Haftmittels zur Herstellung eines Laminats auf die metallisierte Seite der BOPP-Folie aus Beispiel 34 geklebt. Außerdem wurde ein weiteres Laminat unter Einsatz von Papier anstelle der BOPP-Folie hergestellt. Beide Laminate wiesen eine in der Praxis ausreichende Klebfestigkeit und auch eine ausreichende Klebfestigkeit der Seiten, die der metallisierten Seite gegenüberlagen, in Bezug auf ein Kaltsiegelmittel auf. Sie konnten vorzugsweise als Beutel für hitzeempfindliche Lebensmittel, wie z.B. Schokolade, eingesetzt werden.
Beispiel 41
Eine 15 μm dicke BOPP-Folie wurde unter Einsatz eines bei 320°C schmelzextrudierten Polyethylens zur Herstellung eines Laminats auf die metallisierte Seite der BOPP-Folie aus Beispiel 34 geklebt. Außerdem wurde ein weiteres Laminat unter Einsatz von Papier anstelle der BOPP-Folie hergestellt. Beide Laminate wiesen eine in der Praxis ausreichende Klebfestigkeit und auch eine ausreichende Klebfestigkeit der Seiten, die der metallisierten Seite gegenüberlagen, in Bezug auf ein Kaltsiegelmittel auf.
Beispiel 42
Polyethylen wurde auf die Seite schmelzextrudiert, die der Seite des metallisierten BOPP-Laminats aus Beispiel 41 gegenüberliegt, auf die die BOPP-Folie geklebt war, um ein Laminat herzustellen Die Polyethylenschicht stellte eine ausgezeichnete heißsiegelbare Schicht dar und wies auch eine ausreichende Haftfestigkeit auf. Ein durch Schmelzextrusion von Polypropylen anstelle von Polyethylen erhaltenes Laminat konnte ebenfalls vorzugsweise eingesetzt werden.
Beispiel 43
Eine 15 μm dicke BOPP-Folie wurde unter Einsatz eines bei 320°C schmelzextrudierten Polyethylens zur Herstellung eines Laminats auf die metallisierte Seite der BOPP-Folie aus Beispiel 17 geklebt. Es konnten hervorragende Beutel hergestellt werden, die durch die heißsiegelbare Schicht des metallisierten BOPP-Laminats heißversiegelt werden konnten.
Beispiel 44
Die metallisierte Seite der metallisierten BOPP-Folie aus Beispiel 17 und die Seite, die nicht mit einer heißsiegelbaren Schicht aus einer 15 μm dicken BOPP-Folie mit einer heißsiegelbaren Schicht bereitgestellt war, wurden unter Einsatz von bei 320°C schmelzextrudiertem Polyethylen zur Herstellung eines Laminats aufeinander geklebt. Herausragende Beutel, die auf beiden Seiten heißsiegelbar sind, konnten hergestellt werden.

Claims

Biaxial gereckte Polypropylenfolie, umfassend eine aus einem Polypropylenharz bestehende Oberflächenschicht, die auf zumindest eine Seite einer aus isotaktischem Polypropylen bestehenden Basisschicht auflaminiert ist, worin das Polypropylenharz für die Oberflächenschicht kein Polyethylen-Homopolyer enthält und das Oberflächenschicht-Harz einen endothermen Hauptpeak durch Kristallschmelzen im Bereich von 155 bis 163°C und eine Kristallschmelzwärme von 20 bis 90 J/g aufweist und worin die Benetzungsspannung der Oberflächenschicht 33 bis 55 mN/m beträgt.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach Anspruch 1, worin der oder jeder endotherme Peak durch Kristallschmelzen des Oberflächenschicht-Harzes im Bereich von 155 bis 163°C liegt.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach Anspruch 2, worin der oder jeder endotherme Peak durch Kristallschmelzen des Oberflächenschicht-Harzes im Bereich von 157 bis 162°C liegt.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin das als Oberflächenschicht verwendete Polypropylenharz ein Harz ist, das hauptsächlich aus isotaktischem Polypropylen mit einem Mesopentad-Anteil von 60 bis 88% besteht.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach Anspruch 4, worin das als Oberflächenschicht verwendete Polypropylenharz isotaktisches Polypropylen mit einem Mesopentad-Anteil von 60 bis 88% ist.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, worin das als Oberflächenschicht verwendete Polypropylenharz ein Gemisch ist, das aus isotaktischem Polypropylenharz mit einem Mesopentad-Anteil von 60 bis 88% und Polypropylen-Copolymerharz besteht.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, worin das als Oberflächenschicht verwendete Polypropylenharz nur aus Polypropylen-Copolymer besteht.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der Mesopentad-Anteil des als Basisschicht verwendeten isotaktischen Polypropylens 88% oder mehr beträgt.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin der Mesopentad-Anteil des als Basisschicht verwendeten isotaktischen Polypropylens 90% oder mehr beträgt.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Dicke der Oberflächenschicht 0,25 μm oder mehr und nicht mehr als die Hälfte der Dicke der Basisschicht beträgt.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der vorangegangenen Ansprüche, worin die Oberflächenschicht eine Mittelachsen-Oberflächenrauigkeit (Ra) von 0,03 bis 0,3 μm aufweist.
Biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der vorangegangenen Ansprüche mit einem Oberflächenglanz von 135% oder mehr.
Metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie, umfassend eine aus einem Polypropylenharz bestehende Oberflächenschicht, die kein Polyethylen-Homopolyer enthält und worin das Oberflächenschicht-Harz einen endothermen Hauptpeak durch Kristallschmelzen im Bereich von 155 bis 163°C und eine Kristallschmelzwärme von 20 bis 90 J/g aufweist und welches auf zumindest eine Seite einer aus isotaktischem Polypropylen bestehenden Basisschicht auflaminiert ist; einen dünnen Metallfilm mit einer optischen Dichte von 1,6 oder mehr, der auf die Oberflächenschicht auflaminiert ist; worin die Haftfestigkeit zwischen der Oberflächenschicht und dem dünnen Metallfilm 40 g/cm oder mehr beträgt.
Metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie nach Anspruch 13, worin die Benetzungsspannung jener Seite der Folie, die der Seite gegenüberliegt, auf welcher der dünne Metallfilm auflaminiert ist, 37 mN/m oder mehr beträgt.
Metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie nach Anspruch 13 oder 14, worin ein Polyolefinharz mit einer Kristallschmelztemperatur von 140°C oder weniger auf jener Seite der Folie auflaminiert ist, die der Seite gegenüberliegt, auf welcher der dünne Metallfilm auflaminiert ist.
Metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 13 bis 15, worin der oder jeder endotherme Peak durch Kristallschmelzen des auf die Basisschicht auflaminierten Polypropylenharzes in einem Bereich von 155 bis 163°C liegt.
Metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 13 bis 15, worin das als Oberflächenschicht verwendete Polypropylenharz ein Harz ist, das hauptsächlich aus isotaktischem Polypropylen mit einem Mesopentad-Anteil von 60 bis 88% besteht.
Metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie nach Anspruch 17, worin das als Oberflächenschicht verwendete Polypropylenharz isotaktisches Polypropylen mit einem Mesopentad-Anteil von 60 bis 88% ist.
Metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 13 bis 18, worin der Mesopentad-Anteil des als Basisschicht verwendeten isotaktischen Polypropylens 88% oder mehr beträgt.
Metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 13 bis 19, worin die Dicke der Oberflächenschicht 0,25 μm oder mehr und nicht mehr als die Hälfte der Dicke der Basisschicht beträgt.
Laminat, umfassend eine metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 13 bis 20, auf die mithilfe eines Klebers eine biaxial gereckte Polypropylenfolie oder Papier auf der metallisierten Seite auflaminiert ist.
Laminat, umfassend eine metallisierte biaxial gereckte Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 13 bis 20, auf die mithilfe eines schmelzextrudierten Polyethylenharzes eine biaxial gereckte Polypropylenfolie oder Papier auf der metallisierten Seite auflaminiert ist.
Laminat nach Anspruch 21 oder 22 mit einer durch Schmelzextrusion auf jener Seite des Laminats auflaminierten Polyproyplen- oder Polyethylenschicht, die ihrer metallisierten Seite gegenüberliegt.
Laminat nach Anspruch 22, worin die metallisierte Seite der metallisierten biaxial gereckten Polypropylenfolie nach einem der Ansprüche 13 bis 20 eine mit einem schmelzextrudierten Polyethylenharz auflaminierte zweite biaxial gereckte Polypropylenfolie aufweist.
Laminat nach Anspruch 24 mit einer auf jener Seite der zweiten biaxial gereckten Polypropylenfolie auflaminierten heißsiegelbaren Schicht, die jener der metallisierten biaxial gereckten Polypropylenfolie gegenüberliegt, um ein Laminat bereitzustellen, das auf beiden Seiten heißsiegelbar ist.