JP2001526981A - Ｈｄｐｅ多層包装用フィルム - Google Patents

Ｈｄｐｅ多層包装用フィルム

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JP2001526981A JP2000526355A JP2000526355A JP2001526981A JP 2001526981 A JP2001526981 A JP 2001526981A JP 2000526355 A JP2000526355 A JP 2000526355A JP 2000526355 A JP2000526355 A JP 2000526355A JP 2001526981 A JP2001526981 A JP 2001526981A
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Abstract

(57)【要約】 本発明は、（i）高密度ポリエチレンから成るコアー支持体、及び（ii）前記コアー支持体の少なくとも一方の表面上のシンジオタクチックポリプロピレンから成る追加の層、を有する二軸延伸された多層フィルム構造体に関する。所望により、本発明のフィルムは、追加の層の外側表面上に少なくとも１つのヒートシール可能な層を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 本発明は、二軸方向に延伸された多層フィルムに関し、そして特に高密度エチ
レンから成るコアー支持体（core substrate）を有する多層フィルムに関する。
【０００２】 ポリマーフィルムは、多くの産業用用途において広く使用されている。１つの
特に重要な用途は食品包装産業である。食品包装産業において使用されるフィル
ムは、適切な食品の封入に必要なバリヤー特性を提供するように選択される。そ
のようなバリヤー特性は、水蒸気バリヤー特性、酸素及び気体バリヤー特性、並
びに風味及び芳香バリヤー特性を含む。
【０００３】 高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）は、食品包装産業において使用されるフィル
ムの製造において一般的に使用されるポリマーである。多層フィルムの場合、高
密度ポリエチレンは、ベース又はコアー層（base or core layer）において一般
的に使用される。改善されたバリヤーシーラント及び／又はその他の特性を提供
するために、しばしば、バリヤーコーティング、ヒートシール可能な層、及び／
又はその他の機能性を有する層がＨＤＰＥ層の表面上に適用される。例えば、Ki
rkらの米国特許第５，５００，２８３号は、ポリ塩化ビニリデンポリマー、アク
リル酸ポリマー、又はポリビニルアルコールポリマーのような従来的なコーティ
ングで被覆されたＨＤＰＥのコアー層を使用して製造された二軸延伸されたフィ
ルムを開示している。
【０００４】 Balloniらの米国特許第５，３４６，７６３号は、一方の面において無水マレ イン酸改質ポリエチレンの表皮層を有し、他方の面においてヒートシール可能な
又は印刷可能な表皮層を有するＨＤＰＥのコアー層から成る多層フィルム構造体
に関する。
【０００５】 O’Brienの米国特許第５，３０２，４４２号は、少なくとも一方の面上におい
てヒートシール可能な層を有する熱可塑性プラスチックフィルムを使用して製造
されたフィルム構造体に関する。この熱可塑性プラスチックフィルムはＨＤＰＥ
のブレンドでよく、そしてヒートシール可能な層はエチレン、プロピレン、およ
びブテンのターポリマーのブレンドである。
【０００６】 DiPotoの米国特許第５，５５８，９３０号は、少なくとも１つのバリヤーフィ
ルムであって、そのうえに少なくともシーラント層を有するフィルムから成る多
層フィルムを開示している。バリヤーフィルムはＨＤＰＥポリマーでよく、シー
ラント層は従来的なヒートシール可能な熱可塑性プラスチック材料、例えば、エ
チレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンメチルアクリレートコポリマー、エチレ
ンのコポリマー、その他である。
【０００７】 包装において使用されるＨＤＰＥフィルムは非常に薄く、比較的低い引張り強
さを有する。幾つかのフィルムは、幾分脆い又は「裂け易い（splitty）」と表 現されるだろう。これらは、製造中において及び包装機械及び装置上での使用中
において、破断する傾向を有する。上述の特許中におけるＨＤＰＥ層へのコーテ
ィング又はヒートシール可能な層の付加は、延伸中又はその後の使用中に裂けな
い改善された引張り特性を有する二軸延伸されたフィルムを製造するものではな
い。この破断する傾向は、フィルムの機械適性及び加工性を抑制し、そのため製
造コストの上昇及び／又は劣った品質のフィルムをもたらす。
【０００８】 本発明は従来技術の欠点を克服し、ＨＤＰＥフィルムの引張り特性、並びに二
軸延伸されたＨＤＰＥフィルムを製造するための製造能力を改善する。
【０００９】 本発明は、（I）高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から成るコアー支持体、及 び（ii）前記コアー支持体の少なくとも一方の面上のシンジオタクチックポリプ
ロピレンから成る追加の層、を有する二軸延伸された多層フィルム構造体に関す
る。
【００１０】 １つの好ましい態様において、本発明のフィルムは、１つ又は２つの追加のシ
ンジオタクチックポリプロピレン層から成る外側層の上に少なくとも１つのヒー
トシール可能な層を含む。ヒートシール可能な層は、エチレン酢酸ビニルコポリ
マー、エチレンメチルアクリレートコポリマー、ブテンのエチレンとのコポリマ
ー、ヘキセンのエチレンとのコポリマー、オクテンのエチレンとのコポリマー、
エチレンアクリル酸コポリマー、エチレンメタクリル酸コポリマー、ヘキセン−
ブテンコポリマー、イオノマー（ionomers）、酸改質エチレン酢酸ビニルコポリ
マー、無水物改質エチレン酢酸ビニルコポリマー、中密度ポリエチレン、低密度
ポリエチレン、及びそれらの混合物のような、本技術分野において公知の従来的
なポリマーシーラント材料のいずれかから成ることができる。
【００１１】 コアー層、追加のシンジオタクチックポリプロピレン層（１以上）、及びヒー
トシール可能な層は、所望により、従来的添加剤を含むことができる。添加剤の
例は、粘着防止剤、静電防止剤、防曇剤、及びスリップ剤を含むが、これらに限
定されるものではない。
【００１２】 本発明の結果として、改善された引張り特性を示す多層フィルムが有利にも提
供される。
【００１３】 本発明のフィルムは、低減された透湿度（ＷＶＴＲ）並びにその他の改善され
たバリヤー性及び永久折り目（dead-fold）を示す。
【００１４】 本発明のフィルムは熱安定性であり、劣化を経ることなく高温で有利に加工す
ることができる。
【００１５】 本発明のフィルムは、また、高度の加工性も示し、より品質のよいフィルム及
び低減された製造コスト、及び良好な機械適性をもたらす。
【００１６】 本発明は、（i）高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から成るコアー支持体、及 び（ii）前記コアー支持体の少なくとも一方の面上のシンジオタクチックポリプ
ロピレンから成る少なくとも１つの表皮層、を有する二軸延伸された多層フィル
ム構造体である。
【００１７】 本発明のコアー支持体は、ＨＤＰＥから成る比較的薄い層である。ＨＤＰＥコ
アー支持体の厚さは、５ミクロン（０．２ミル）〜２５４ミクロン（１０ミル）
であり、好ましくは１２．７ミクロン（０．５ミル）〜７６．２ミクロン（３ミ
ル）であり、そしてより好ましくは１７．８ミクロン（０．７ミル）〜６３．５
ミクロン（２．５ミル）である。
【００１８】 ＨＤＰＥコアー支持体は、フィルムの全体の厚さが２５．４ミクロン（１ミル
）（０．００１インチ）未満まで低減されたときでさえ、低減された透湿度、改
善された永久折り目、及びその他の特性を示す。ＨＤＰＥポリマーの高い密度は
、フィルムにおける改善された剛性を提供する。ＨＤＰＥポリマーコアー支持体
を有するフィルムは、とりわけ、垂直形態充填及びシール（ＶＦＦＳ）装置、水
平形態充填及びシール（ＨＦＦＳ）装置、及び高速水平スラッグ包装装置（high
speed horizontal slug wrapping equipment）を含む、広範囲の包装装置中に おいて使用することができる。
【００１９】 これらの包装機械は、典型的には、フィルムが、機械の中を進みながら、動き
だしたり止まったりするときに、フィルムが急速な加速の期間と急速な減速の期
間を経て移動する、機械的なサイクルを含む。このフィルムの増加したＭＤ伸び
値は、このフィルムが従来のフィルムよりも急速な動作及び破断に対してより良
好に抵抗することを可能にする。
【００２０】 本発明のＨＤＰＥは、チーグラー−ナッタ型触媒又はフィリップス（Phillips
）型触媒、並びにメタロセン触媒を使用して製造されたポリマーを含む。本発明
のＨＤＰＥは、ＭＩ又はＨＬＭＩ（メルトインデックス又は高荷重メルトインデ
ックス）によって示される、広範囲の分子量において入手可能な半結晶性ポリマ
ーである。
【００２１】 本発明のＨＤＰＥコアー支持体は、単一のＨＤＰＥ樹脂のみから成ることがで
き、或いは、Luの米国特許第４，８７０，１２２号（これの開示は本明細書中に
全て組み入れられている）に開示されているようなＨＤＰＥ樹脂の混合物から成
ることができる。ＨＤＰＥ樹脂のブレンドを使用して製造されたフィルムは、フ
ィルムの裂け易さを低減させることにおいてある程度の利点を示したが、裂け易
さは、垂直形態充填及びシール（ＶＦＦＳ）機械上での包装中にフィルムが横断
方法（ＴＤ）に破断する傾向として明白に現れる。ＨＤＰＥポリマーのブレンド
は、２種以上のポリマーを含むことができ、それらのポリマーの全てが０．９５
ｇ／ｃｍ３以上の密度を有するのが好ましい。
【００２２】 ＨＤＰＥポリマーの密度は、ＡＳＴＭによって定義して、０．９４〜０．９７
ｇ／ｃｍ３の範囲内、好ましくは０．９５〜０．９６５ｇ／ｃｍ３の範囲内であ
る。
【００２３】 本発明のＨＤＰＥポリマーの融点は、示差走査熱量計（ＤＳＣ）で測定して、
１２０〜１５０℃の範囲内であり、好ましくは１２５〜１３５℃の範囲内である
。
【００２４】 本発明のＨＤＰＥポリマーは、０．１より大から１０．０ｇ／ｃｍ３、好まし
くは０．２〜５．０ｇ／ｃｍ３、そして最も好ましくは０．６〜２．０ｇ／ｃｍ ３ のメルトインデックスを有する。
【００２５】 本発明のＨＤＰＥポリマーは、とりわけ、Phillips Chemical CompanyからのM
arlex TR-130として、Lyondell Petrochemicals, Co.からのM6211として、及びD
ow Chemical CompanyからのDow XU 6151.302として、商業的に入手可能でもある
。
【００２６】 本発明のＨＤＰＥコアー支持体は、その表面の少なくとも一方の上においてシ
ンジオタクチックポリプロピレンから成る追加の層を有する。追加の層は、コア
ー支持体の表面上に本技術分野で公知の方法で付けることができる。追加のシン
ジオタクチックポリプロピレン層は、コアー支持体と共に同時押出しできるのが
好ましい。２つの追加の層を、同時に、コアー支持体の両方の面上に同時押出し
することもできる。シンジオタクチックポリプロピレン層のコアー支持体層への
付加は、得られるフィルムの引張り特性を改善する。これは次にフィルムの加工
性を改善し、高い生産速度及び包装機械上での高い速度を可能にする。
【００２７】 シンジオタクチックポリプロピレンは、それらの鎖のミクロ構造及びそれらの
結晶化特性のために、アイソタクチックポリプロピレンの特性とは全く異なる特
性を有することが判明した。本発明のシンジオタクチックポリプロピレンは、ポ
リマー主鎖の交互に変化する側に存在する側鎖のメチル基を高い割合で有する。
アイソタクチックポリプロピレンは、側鎖のメチル基が主にポリマー主鎖の同じ
側に現れている長い鎖のセグメントを有する。
【００２８】 本発明のシンジオタクチックポリプロピレンは、本技術分野で公知の任意の方
法によって製造することができ、そして商業的に入手可能である。一般的に、こ
れらのシンジオタクチックポリオレフィンは、典型的には、Eckemanらの米国特 許第５，３４０，９１７号（これの開示は本明細書中に完全に組み入れられてい
る）に記載されているような活性化されたシクロペンタジエニル遷移金属触媒を
使用して製造される。これらの触媒は通常２つの部分から成り、第１の部分は、
置換された又は未置換のシクロペンタジエニル遷移金属錯体、置換された又は未
置換のインデニル遷移金属錯体、又は置換された又は未置換のフルオレニル遷移
金属錯体、又はその他の同様な機能の種であり、そして第２の成分は、現在、ア
ルモキサン、好ましくはメチルアルモキサン、又は非配位性アニオンである。本
発明において使用するためのシンジオタクチックポリプロピレンは、しかしなが
ら、特定の触媒錯体及び／又は活性剤に限定されるものではない。
【００２９】 本発明のシンジオタクチックポリプロピレンは、高いシンジオタクチシティー
を有するポリプロピレンである。１３Ｃ−ＮＭＲによって測定した、シンジオタ
クチックポリプロピレンのシンジオタクチックペンタド（syndiotactic pentad ）分率は、０．５５〜０．９８であり、好ましくは０．７０〜０．９８であり、
そして最も好ましくは０．７５〜０．９０である。
【００３０】 本発明のシンジオタクチックポリプロピレンの融点は、１００〜１７０℃であ
り、好ましくは１１０〜１６０℃であり、より好ましくは１２０〜１５０℃であ
る。
【００３１】 シンジオタクチックポリプロピレンのメルトフローは、０．５〜１５ｇ／１０
分であり、好ましくは１．５〜１０ｇ／１０分であり、最も好ましくは１．５〜
５ｇ／１０分である。
【００３２】 本発明に適するシンジオタクチックポリプロピレンは、プロピレンと共重合さ
れた少量のエチレンを含むことができる。エチレン含有率は０．１〜１０％でよ
く、好ましくは０．１〜１％であり、そして最も好ましくは０．１〜０．３％で
ある。
【００３３】 適するシンジオタクチックポリプロピレンの例は、Fina Oil & Chemical Comp
anyからのEOD 95-02であるが、これに限定されるものではない。
【００３４】 本発明のシンジオタクチックポリプロピレン層は、０．２５ミクロン（０．０
１ミル）〜６．４ミクロン（０．２５ミル）の範囲内、好ましくは０．５ミクロ
ン（０．０２ミル）〜２ミクロン（０．０８ミル）の範囲内、そしてより好まし
くは０．５ミクロン（０．０２ミル）〜１．３ミクロン（０．０５ミル）の範囲
内の厚さを有する。
【００３５】 本発明のフィルムは、所望により、追加のシンジオタクチックポリプロピレン
層（１以上）の外側表面の上に、少なくとも１つのヒートシール可能な層を含む
。ヒートシール可能な層は、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンメチルア
クリレートコポリマー、ブテンのエチレンとのコポリマー、ヘキセンのエチレン
とのコポリマー、オクテンのエチレンとのコポリマー、エチレンアクリル酸コポ
リマー、エチレンメタクリル酸コポリマー、ヘキセン−ブテンコポリマー、イオ
ノマー、酸改質エチレン酢酸ビニルコポリマー、無水物改質エチレン酢酸ビニル
コポリマー、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、及びそれらの混合物の
ような、本技術分野において公知の従来的なポリマー材料のいずれかから成るこ
とができる。
【００３６】 ヒートシール可能な層は、本技術分野において公知の方法によって、追加のシ
ンジオタクチックポリプロピレン層（１以上）の外側表面に付けることができる
。ヒートシール可能な層はコアー支持体及び追加の層（１以上）と共に同時押出
しできるのが好ましい。２つのヒートシール可能な層を、同時に、複数の追加の
層の両方の外側面上に同時押出しすることもできる。ヒートシール可能な層は、
追加の層（１以上）の外側面上にコーティングすることができる。
【００３７】 ヒートシール可能な層の追加のシンジオタクチックポリプロピレン層（１以上
）の外側表面への付加は、得られるフィルムの水バリヤー特性及びその他のバリ
ヤー特性をさらに改善することができる。包装装置中のフィルムのより良好な機
械適性を提供するために、外側表面層にスリップ剤パッケージを配合することも
できる。
【００３８】 本発明のヒートシール可能な層は、０．１３ミクロン（０．００５ミル）〜３
．８ミクロン（０．１５ミル）の範囲内、好ましくは０．２５ミクロン（０．０
１ミル）〜２ミクロン（０．０８ミル）の範囲内、そしてより好ましくは０．２
５ミクロン（０．０１ミル）〜１．３ミクロン（０．０５ミル）の範囲内の厚さ
を有する。
【００３９】 得られるフィルムの特定の特性をさらに改善するために、粘着防止剤、静電防
止剤、又はスリップ剤のような添加剤の有効量を。ベース層、追加のシンジオタ
クチックポリプロピレン層（１以上）、又はコーティング層（１以上）中にブレ
ンドすることができる。
【００４０】 適する粘着防止剤は、シリカ、タルク、クレー、アルミニウム珪酸ナトリウム
、及び従来的有機及び無機粘着防止剤を含む。
【００４１】 適する静電防止剤は、アルカンスルホン酸アルカリ及び本質的に直鎖の飽和脂
肪族第三アミンを含む。
【００４２】 適するスリップ剤は、脂肪族酸アミド、脂肪族酸エステル、ワックス、金属石
鹸、及びポリジメチルシロキサンを含む。
【００４３】 本発明のフィルムは、樹脂を同時押出しするための商業的に入手可能な装置を
使用して製造することができる。上述したように、ＨＤＰＥコアー支持体は、そ
の表面の少なくとも一方の上においてシンジオタクチックポリプロピレンの追加
の層と同時押出しすることができる。複数のポリマーは溶融状態にされ、従来的
押出し機から平らなシートダイを通して同時押出しされ、複数の溶融物流れは、
ダイに入る前のアダプターにおいてか又はダイから押出される前に適当な内部チ
ャンネル（internal channels）中において結合される。ダイのオリフィスを出 た後、多層フィルム構造体は急冷される。本発明のフィルムはその後二軸延伸さ
れる。延伸後、フィルムの端はトリミングすることができ、フィルムは心上に巻
くことができる。
【００４４】 本発明の得られるフィルムは二軸延伸される。得られるフィルムは、縦方向（
ＭＤ）において１．１倍〜６倍、好ましくは１．２倍〜２倍、そして横断方向（
ＴＤ）において２倍〜１２倍に、延伸される。
【００４５】 本発明の得られるフィルムは、７．６ミクロン（０．３ミル）〜２５４ミクロ
ン（１０ミル）の範囲内、好ましくは１２．７ミクロン（０．５ミル）〜７６．
２ミクロン（３ミル）の範囲内、そしてより好ましくは１７．８ミクロン（０．
７ミル）〜６３．５ミクロン（２．５ミル）の範囲内の厚さを有する。好ましい
得られるフィルムは二軸延伸される。
【００４６】 以下の実施例は本発明をさらに説明する。
【００４７】 以下の実施例１は、従来技術のフィルムの特性を説明する比較例である。実施
例２は、本発明のフィルムによって示される改善されたそして予想されなかった
特性を示す。
【００４８】 実施例１ 比較例 １．１のメルトインデックス及び０．９６の密度を有するＨＤＰＥ樹脂（M621
1）をテキサス州ヒューストンのLyondell Petrochemical Co.から得た。これを ２７．９ミクロン（１．１ミル）の厚さを有するフィルムに製造した。このフィ
ルムを、ＭＤに１．２倍及びＴＤに９倍延伸した。ＷＶＴＲ及び酸素バリヤー性
を測定して、以下に示す。
【００４９】
【表１】
【００５０】 実施例２ 本発明のフィルム ２９．２ミクロン（１．１５ミル）の厚さを有するサンプル２の三層二軸延伸
フィルムを同時押出しによって製造した。２つの外側層は、シンジオタクチック
ポリプロピレン（Fina Oil & Chemical Co.からのEOD 95-02）の表皮層であった
。コアー支持体層は、テキサス州ヒューストンのLyondell Petrochemical Co.か
ら得られた、１．１のメルトインデックス及び０．９６の密度を有するＨＤＰＥ
樹脂（M6211）であった。
【００５１】 ＡＢＡ押出し物を急冷し、再加熱し、そして縦方向において１．２倍に延伸し
た。続いて、ＭＤに延伸されたベースシートを横断方向において９倍に延伸した
。
【００５２】
【表２】
【００５３】 上に示されているように、本発明のフィルムは、従来のフィルムよりも良好な
引張り特性、特に、破断前のＭＤ伸び、並びにより良好な水及び酸素バリヤー性
を示す。
【００５４】 これまで、本発明の好ましい態様であると現在考えられるものを記載してきた
が、当業者は、そのような本発明の精神からはなれることなく、様々な変更及び
改良を本発明に行ない得ることに気づくだろう。従って、本発明の範囲内に入る
全てのそのような変更及び改良は、請求の範囲に含まれることが意図されている
。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 4F100 AK05A AK06D AK07B AK07C AK07K AK62D AK65D AK66D AK68D AK70D AL07D AT00A BA03 BA04 BA06 BA07 BA10B CA17A CA17B CA17C CA17D CA17H CA19A CA19B CA19C CA19D CA19H CA22A CA22B CA22C CA22D CA22H EJ38 GB23 JK14 JL02 JL05 JL12D

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 （i）２つの表面を有するコアー支持体であって、高密度ポ リエチレンを含む支持体、及び （ii）前記コアー支持体の少なくとも一方の表面上の追加の層であって、シン
    ジオタクチックポリプロピレンを含む追加の層、 を含む、二軸延伸された多層フィルム構造体。
  2. 【請求項２】 前記支持体層が、粘着防止剤、静電防止剤、及びスリップ剤
    から成る群から選択される添加剤をさらに含む、請求項１の二軸延伸された多層
    フィルム。
  3. 【請求項３】 前記追加のシンジオタクチックポリプロピレン層が、粘着防
    止剤、静電防止剤、及びスリップ剤から成る群から選択される添加剤をさらに含
    む、請求項１の二軸延伸された多層フィルム。
  4. 【請求項４】 前記コアー支持体上の前記追加の層の外側表面上に少なくと
    も１つのヒートシール可能な層をさらに含む、請求項１の二軸延伸された多層フ
    ィルム。
  5. 【請求項５】 前記ヒートシール可能な層が、エチレン酢酸ビニルコポリマ
    ー、エチレンメチルアクリレートコポリマー、ポリエチレンのブテンコポリマー
    、ポリエチレンのヘキセンコポリマー、ポリエチレンのオクテンコポリマー、エ
    チレンアクリル酸コポリマー、エチレンメタクリル酸コポリマー、ヘキセン−ブ
    テンコポリマー、イオノマー、酸改質エチレン酢酸ビニルコポリマー、無水物改
    質エチレン酢酸ビニルコポリマー、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、
    及びそれらの混合物から成る群から選択されるポリマー材料を含む、請求項４の
    二軸延伸された多層フィルム。
  6. 【請求項６】 前記ヒートシール可能な層が、粘着防止剤、静電防止剤、及
    びスリップ剤から成る群から選択される添加剤をさらに含む、請求項４の二軸延
    伸された多層フィルム。
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