JP2002520437A - 予め下塗りしたポリオレフィンフィルムを被覆する方法 - Google Patents
予め下塗りしたポリオレフィンフィルムを被覆する方法Info
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Abstract
Description
ー基板を水分抵抗性バリヤー被覆組成物で被覆することは公知である。例えば、
米国特許No.3,282,729を参照すると、この特許は、熱可塑性ポリマ
ー基板に高温でポリ(ビニルアルコール)(PVOH)およびトリメチロールフ
ェノールの水溶液を塗布することを開示している。また、例えば、米国特許No
.5,073,419は、厚さ約0.1−約3ミルのPVOH被覆を有する線形
低密度ポリエチレンフィルムを含むフィルム複合体に関する。米国特許No.5
,487,940は、酸素バリヤーと水分バリヤーとを含む金属化された高分子
フィルム構造体に関する。酸素バリヤーは、架橋されたPVOHを含み、水分バ
リヤーは、好ましくは、金属化された延伸ポリプロピレンまたはポリエチレンで
ある。
の1つは、水溶性のPVOHであり、他方が水感応性の低いポリマーラテックス
である少なくとも2つの不相溶性のポリマーからなる水性組成物で被覆された二
軸延伸ポリエステル中空体に関する。
板を含む構造体に関する。基板と有機ポリマー層との間には、接着促進層が存在
する。接着層の1つの成分は、ポリ(ビニルフェノール)であり、ポリ(ヒドロ
キシスチレン)としても公知である。
れた表面がPVOHのスキン層を備えた表面を有するポリマー基板を含む金属化
されたフィルム組成物に関する。PVOHスキン層は、溶液被覆法によって塗布
される。スキン層は、その上に直に金属層を有する。
有するポリマー基板を含み;その改質された表面がPVOHのスキン層を備えた
金属化されたフィルム組成物に関する。PVOHスキン層は、押出法によって塗
布される。スキン層は、その上に直に金属層を有する。
ムは、包装された食品の包装保存寿命について市場における需要を満たしていな
い。さらに、これら製品の多く(例えば、アルミニウムで被覆されたフィルム)
は、マイクロウエーブ安全性(microwave-safe)でなかったり、容易に廃棄できな
かったり(ポリ(ビニリデンクロライド)で被覆されたフィルム)、かくして、
環境的な問題を満たしていない。
良されたさらなる組成物および方法の必要性が存在する。 発明の概要 1つの態様において、本発明は、アクリル性下塗りポリオレフィン基板、好ま
しくは、フィルムに対してバリヤー被覆を付与するための方法を提供する。本方
法は、市販入手可能な予め下塗りされたポリプロピレンフィルムに、乾燥された
下塗り層を覆う乾燥無機バリヤー層を形成する水性バリヤー被覆溶液を塗布する
工程を含む。
ポリオレフィンフィルムを提供する。 本発明のその他の態様および利点は、その好ましい実施態様についての以下の
詳細な説明においてさらに記載する。
の市販入手可能なアクリル性の予め下塗りしたポリオレフィン基板への湿潤;お
よび、生ずる無機バリヤー層の予め下塗りしたポリオレフィン基板への接着を促
進することによりバリヤー性能を改良する方法を提供する。乾燥した無機バリヤ
ー層の接着の改良は、蒸気バリヤー性能の改良において現れる。
ムの例としては、(a)アクリル性被覆で2つの側を被覆された2つの側をシー
ル可能な延伸されたポリプロピレン(OPP)フィルムであるBICOR AB;(b)
ポリプロピレンコアの両側にアクリル性の被覆を有し、さらに、コアと被覆層と
の間に2つの接着促進層を有する2つの側をシール可能なOPPフィルムである
PROCOR AB-X;(c)ポリプロピレンコアの1つの側のアクリル性被覆と、他の
側の接着促進層によりコアから分離されたシール可能なポリ(ビニリデンクロラ
イド)(PVdC)とを有する2つの側をシール可能なOPPフィルムであるBI
COR 150,170 ASB-X;(d)両側に接着促進層を有するポリプロピレンコアを有
し、1つの側をアクリル性被覆で、他の側をシール可能なPVdC被覆で被覆さ
れた2つの側をシール可能なOPPフィルムであるBICOR 110 ASB-X;(e)ポ
リプロピレンコアの1つの側のアクリル性被覆と、シール可能なPVdC被覆と
を有する2つの側をシール可能なOPPフィルムであるBICOR 318 ASB;(f)
ポリプロピレンコアの1つの側の“処理された層”と、他の側の接着促進層によ
ってコアから分離されたシール可能なPVdC被覆とを有する1つの側をシール
可能なPVdC被覆OPPフィルムであるBICOR 70 PXS;(g)1つの側にアク
リル性被覆を、他の側に“高バリヤー”PVdC被覆を有し、各々の被覆が、接
着促進層によってポリプロピレンコアから分離されている2つの側をシール可能
なOPPフィルムであるBICOR AXT;および、(h)ポリプロピレンコアの1つ
の側のシーラント層と、他の側の高バリヤーPVdC被覆とを有する1つの側を
シール可能なOPPであるBICOR 70 HBS-2が挙げられる。
々の水性無機被覆組成物、例えば、以下に記載するもので有用である。
剤、例えば、イソプロパノール(これに限定されるものではない。)溶液から塗
布される被覆を意味する。
する。“気体(gas)”という用語は、酸素、窒素、二酸化炭素およびその他を含
む。“アロマ(aroma)”としては、芳香性を有する物質、例えば、メントールお
よびその他が挙げられる。簡単なため、本明細書で使用する“蒸気バリヤー(vap
or barrier)”という用語は、気体およびアロマならびに慣用的に定義された蒸
気に対するバリヤーを意味すると解釈することができる。
分散液および懸濁液を含むと解釈される。“コロイド状の分散液または懸濁液(c
olloidal dispersion or suspension)”とは、粒子の液体への分散液または懸濁
液を意味し、その粒子は、沈降しない分子スケールより大きな寸法である。概し
て、本発明の懸濁液または分散液中の粒子の寸法は、約10−約50,000Å
である。本明細書で使用する“被覆溶液(coating solution)とは、沈降しない溶
解または懸濁された固体を含有する液体を意味し、前記固体を基板に塗布するた
めに使用される。
えば、ナトリウムポリシリケート、カリウムポリシリケートまたはリチウムポリ
シリケートあるいはこれらの混合物を含有する。適したポリシリケート塗料は、
当分野公知のもののうちから容易に選択することができる。
属ポリシリケートの混合物を含有することができる。好ましい実施態様において
、バリヤー被覆溶液は、式:(Li2O)x(K2O)1-x(SiO2)y〔式中、Li2Oのモル分率は
xであり;SiO2対M2Oのモル比はyであり;M2Oは、(Li2O)x(K2O)1-xである。〕
によって表されるリチウムおよびカリウムのコポリシリケートを含有する。適当
には、xは、0−0.5の間であり、yは、4.6より大で、約10以下の値を
有する。あるいは、xは、0.5−約1未満であり、yは、1−約10の範囲で
ある。さほど好ましくないが、xが1未満である時、yは、1−10の範囲であ
ってもよい。例えば、WO97/44379(1997年11月27日)参照。
ートの重量パーセンテージが1%−99%の範囲となるようなアルカリ金属ポリ
シリケート(またはそれらの混合物)の固体マトリックス中に分散された選択さ
れる積層シリケート(例えば、W.R.Graceの離層されたバーミキュライトMicroLi
te製品)を含有する。WO97/47694(1997年12月18日)参照。
なおその他の無機塗料は、WO97/47695(1997年12月18日)お
よびWO97/47678(1997年12月18日)に記載されている。これ
らの塗料の選択は、本出願について制限がない。
は、以下の実施例においてさらに詳しく記載する。 III. 方法の実施 有益なことに、本発明の方法の実施において、予め下塗りしたフィルムは、続
いて塗布される被覆溶液の基板への良好な湿潤および乾燥された無機バリヤー層
の良好な接着を促進する。後者の利点は、本方法に従い製造される被覆された物
品の蒸気バリヤー性能の改良において現れる。
に、ポリエチレン、ポリプロピレン、それらのコポリマー;および、シクロオレ
フィン性コポリマー(COC)、例えば、エチレンとノルボルネンとのコポリマ
ー上で使用するのに特に十分に適している〔米国特許No.5,087,677
〕。典型的には、ポリプロピレンフィルムは、カスタマーの要求に応じて、二軸
延伸される。本方法によって被覆される物品としては、高分子フィルム、シート
およびその他の表面が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。本発明
の方法に従い被覆するための特に好ましい物品は、前述のポリマー製のフィルム
である。特に好ましい実施態様において、物品は、Mobil Chemical Companyによ
り、BICORまたはPROCORの名称の下製造されている透明な被覆されたフィルムで
ある。
コロナ処理、フレーム処理、または、化学的酸化およびエッチングすることがで
きる。あるいは、物品は、少なくとも1つの表面または側上に熱シール層(heat
seal layer)を有してもよい。このような加熱シールの例は、エチレン−プロピ
レンコポリマーまたはエチレン−プロピレン−ブチレンターポリマーである。
によって製造されている市販入手可能な下塗りした二軸延伸ポリプロピレン(B
OPP)フィルムである。1つの好ましいフィルムは、アクリルで両側を被覆さ
れているタイプ310 ABである。被覆溶液を塗布する直前の追加のコロナ処
理は、工場でコロナ処理したフィルムについてさえも、バリヤー層の湿潤性、均
一性および接着性を改良することが見出された。
と、選択された水性無機酸化物被覆溶液の慣用的被覆厚さが下塗りしたフィルム
を覆って、すなわち、下塗りなしで使用される典型的な被覆厚さ、例えば、基板
の表面に約100−約500nm塗布される。下塗りは、当分野公知のいずれの
技術によっても塗布することができる。これら技術としては、ロールコーチング
、スプレーコーチングおよび浸漬被覆技術が挙げられるが、これらに限定される
ものではない。慣用的なロールコーチング技術としては、ロッド、ロール、リバ
ースロール、フォワードロール、エアーナイフ、ロール式ナイフ、ブレード、グ
ラビアおよびスロットダイコーチング法が挙げられるが、これらに限定されるも
のではない。被覆方法のこれらタイプについての概説は、テキスト、例えば、Mo
dern Coating and Drying Techniques, (E. Cohen and E. Gutoff, eds; VCH Pu
blishers) New YorkおよびWeb Processing and Converting Technology and Equ
ipment, (D. Satas, ed; Van Norstrand Reinhold) New York (1984)に見ること
ができる。三次元物品は、スフ゜レーコーチンク゛または浸漬コーチンク゛によって被覆することが できる。塗布方法は、本発明について制限がないが、これらおよび当業者周知の他
の方法のうちから選択することができる。
い選択した温度で乾燥させる必要がある。乾燥温度の選択は、乾燥のために所望
される時間に依存する;すなわち、乾燥時間の加速は、高温によって達成される
が、長時間の乾燥が許容可能である場合には、高温を必要としない。しかし、当
業者であれば、オーブン温度および所望どおりの暴露を容易に調整することがで
きるであろう。乾燥されたバリヤー被覆の性能は、25−200℃の範囲にわた
る乾燥温度に影響を受けないことである。本方法の利点は、バリヤー被覆が、ロ
ールコーチングポリプロピレンフィルムの時に必要とされる低温(<100℃)
で乾燥させることができることである。
ィルム、1ミル厚さ)は、典型的には、23℃および50%相対湿度で10cm 3 /〔m2・日・気圧〕未満の酸素透過速度(OTR)を生ずる。好ましい例にお
いては、23℃および50%の相対湿度でOTR約5cm3/〔m2・日・気圧〕
未満を達成することができる。この性能は、スピンコーチング実験においてより
もパイロットスケールのリバースグラビア被覆実験においてより再現性よく達成
された。
達成することができる。頂部被覆は、薄い(必ずしもそうではないが、典型的に
は、1−10μm厚さの)被覆または積層フィルムであってもよい。薄い頂部被
覆は、種々の被覆方法:ロールコーチング、スプレーコーチング、浸漬コーチン
グによって塗布することができる。現在、ロールコーチングを使用する時、80
0フィート/分より遅いライン速度を使用することが好ましく、最も望ましくは
、約500フィート/分より遅いライン速度である。ラミネートは、バリヤー被
覆上の溶融押出しラミネーションによるか、または、第2のフィルムの接着剤積
層によって製造することができる。本発明の方法に従い製造される被覆された物
品は、保護頂部被覆層を生ずる時、23℃および50%相対湿度で10cm3/
〔m2・日・気圧〕未満のOTRを達成した。積層は、屈曲に対する保護を生じ
;表面を積層する時、性能は、さほど低下しない。頂部被覆は、さらに、曲げ抵
抗性の改良、すなわち、屈曲後の蒸気バリヤー性能の維持と、水分抵抗性の改良
、すなわち、高い相対湿度での蒸気バリヤー性能の維持を生ずる。
例は、例示するためだけのものであり、本発明の範囲を何ら限定するものではな
い。
がリチウム−カリウムコポリシリケートバリヤー被覆(LiKSil)のOTR
を改良する否かを測定した。我々は、被覆溶液を塗布する前に、市販の下塗りし
たフィルムの下塗りをコロナ処理した。その両側を下塗りしたBicorタイプ31
0ABフィルムを使用し、我々は、ロール(ゲージ310(3.1ミル)Bicor
)の内側に我々のLiKSilを塗布した。下塗り層をコロナ処理すると、我々
のバリヤー層の湿潤性、均一性および接着性が改良された。
であり;Li2Oのモル分率は、xであり;SiO2の合わせたアルカリ金属酸化
物に対するモル比は、それぞれ、0.5および3.64である。〕で表されるリ
チウム−カリウムコポリシリケートの製造のための典型的なプロトコールに従っ
た。使用したリチウムポリシリケートは、3.0%w/wLi2Oおよび24.
5%w/wSiO2を有するInobond Li 2043リチウムポリシリケート溶液(van B
aerle)であった。使用したカリウムポリシリケートは、13.0%w/wK2O
および26.85%w/wSiO2を有するK-4009カリウムシリケート溶液(van
Baerle)であった。連続して攪拌しつつ、Inobond Li 2043溶液53.1gを蒸留
水108.1gで希釈し、続いて、K-4009ポリシリケート38.8gを添加した
。
覆した。我々は、フィルムを乾燥厚さ0.5μのLiKSilに被覆するために
、ロールコーチング法(グラビア)を使用した。
n 2/20機器を使用して、酸素透過速度(OTR)の測定を行った。測定は、各試
料について、23℃および50%相対湿度で行った。
載する。
0フィート/分の速度で10cm3/〔m2・日・気圧〕(CMD)より低いバリ
ヤー性能を観測した。予め下塗りしないフィルムでの典型的な結果は、25−7
0cmdの範囲であり、より高い偏位を有する。
2つのライン速度(500および200)における被覆条件を評価した。リチウ
ム−カリウムコポリシリケート中の合計固体レベルは、以下表2に示すように、
18%または12%であった。
定した。
出したことを示している。 上記参考にした文献は、全て、参考とすることによって本明細書に組込む。本
発明の数多くの変形および変更が上記した明細書に包含されるが、それらは、当
業者にとっては、自明であると期待される。本発明の組成物および方法について
のこのような変形および変更は、特許請求の範囲の請求項に包含されると考える
。
Claims (17)
- 【請求項1】 (a) ポリオレフィン基板; (b) アクリル性下塗り層;および、 (c) 水性被覆溶液から塗布される無機バリヤー層; を含むバリヤー被覆されたポリオレフィン物品。
- 【請求項2】 前記ポリオレフィン基板が、ポリエチレン、ポリプロピレン
、シクロオレフィン性コポリマーおよびそれらのコポリマーから選択される、請
求項1に記載の物品。 - 【請求項3】 前記基板が、少なくとも1つの側に熱シール層を含有するフ
ィルムである、請求項2に記載の物品。 - 【請求項4】 前記下塗り層が、無機バリヤー層を塗布する前に、プラズマ
処理、コロナ処理、フレーム処理または化学的エッチング/酸化された、請求項
1に記載の物品。 - 【請求項5】 前記被覆溶液が、ナトリウムポリシリケート、カリウムポリ
シリケート、リチウムポリシリケートまたはこれらの混合物を含む、請求項1に
記載の物品。 - 【請求項6】 前記被覆溶液が、式:(Li2O)x(K2O)1-x(SiO2)y〔式中、(i
)xが1未満の場合には、yは、4.6より大きく、(ii)yが1〜10であ
る場合には、xは0.5より大きい。〕で表されるリチウムとカリウムとのコポ
リシリケートを含む、請求項5に記載の物品。 - 【請求項7】 前記バリヤー層が、アルカリ金属ポリシリケートの固体マト
リックスに分散された積層シリケートを含み、アルカリ金属ポリシリケート中の
積層シリケートの重量分率が0.01−0.99の範囲である、請求項1に記載
の物品。 - 【請求項8】 さらに、保護頂部被覆層を含む、請求項1に記載の物品。
- 【請求項9】 前記基板が、高分子フィルム、高分子シート、および、硬質
もしくは半硬質高分子コンテナからなる群より選択される、請求項1に記載の物
品。 - 【請求項10】 前記基板が、Mobil BICOR AB;Mobil PRCOR AB-X;Mobil
BICOR 150,170 ASB-X;Mobil BICOR 110ASB/X;Mobil BICOR 318ASB;Mobil BIC
OR 70PXS;Mobil BICOR AXTおよびMobil BICOR 70HBS-2からなる群より選択さ
れる、請求項1に記載の物品。 - 【請求項11】 アクリル性下塗り予備被覆ポリオレフィン基板にバリヤー
被覆を付与するための方法であって、 (a) 水性被覆溶液をアクリル性下塗り予備被覆ポリオレフィン基板に塗布
し; (b) 乾燥させて、下塗り層を覆う乾燥無機バリヤー層を形成する; 各工程を含む方法。 - 【請求項12】 さらに、その予め塗布された下塗り層を有する前記基板を
、前記バリヤー被覆溶液の塗布前に、プラズマ処理、コロナ処理、フレーム処理
または化学的エッチングおよび酸化に賦す工程を含む、請求項11に記載の方法
。 - 【請求項13】 前記被覆溶液が、ナトリウムポリシリケート、カリウムポ
リシリケート、リチウムポリシリケートまたはこれらの混合物を含む、請求項1
1に記載の方法。 - 【請求項14】 前記被覆溶液が、式:(Li2O)x(K2O)1-x(SiO2)y〔式中、(
i)xが1未満の場合に、yは、1〜10であり、(ii) xが1である場合
に、yは、4.6より大きい。〕で表されるリチウムとカリウムとのコポリシリ
ケートを含む、請求項13に記載の方法。 - 【請求項15】 前記バリヤー層が、アルカリ金属ポリシリケートの固体マ
トリックスに分散された積層シリケートを含み、アルカリ金属ポリシリケート中
の積層シリケートの重量分率が1%−99%の範囲である、請求項11に記載の
方法。 - 【請求項16】 さらに、前記乾燥させたバリヤー層を覆う保護頂部被覆層
を塗布する工程を含む、請求項11に記載の方法。 - 【請求項17】 前記基板が、Mobil BICOR AB;Mobil PROCOR AB-X;Mobil
BICOR 150,170 ASB-X;Mobil BICOR 110ASB/X;Mobil BICOR 318ASB;Mobil BI
COR 70PXS;Mobil BICOR AXTおよびMobil BICOR 70HBS-2からなる群より選択さ
れる、請求項11に記載の方法。
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