JP2003522053A - Ｐｂｔとポリカーボネートを用いてキャビテーション化した不透明なポリマーフィルム - Google Patents

Ｐｂｔとポリカーボネートを用いてキャビテーション化した不透明なポリマーフィルム

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Abstract

(57)【要約】 不透明なポリマーフィルムを製造する方法であって、該方法が、 (ａ)ポリマーマトリックスと少なくとも一つのキャビテーション化剤を含む基材層を押出しすること、(ｂ)前記基材層の少なくとも片面上に少なくとも一つの追加層を共押出しすること、(ｃ)共押出した多層フィルムを冷却すること、次いで(ｄ)前記フィルムを少なくとも機械方向（ＭＤ）に延伸することを含み、前記キャビテーション化剤がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）及びポリカーボネートを含む、前記方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 発明の分野 本発明は不透明なポリマーフィルムに関する。とくに、ポリブチレンテレフタ
レート（ＰＢＴ）とポリカーボネートを含むキャビテーション化剤を用いて調製
された、延伸した不透明なポリマーフィルムに関する。
【０００２】 発明の背景 たとえば、配向したアイソタクティックポリプロピレン（ＯＰＰ）のポリオレ
フィンコア層を有する不透明なポリマーフィルムは、食品やその他のものの包装
に広く使われている。何故ならば、この種のフィルムには、水分、空気、不快な
臭いなどを透過させない望ましい特性、並びに優れた機械的特性があるからであ
る。
【０００３】 これらの不透明なポリマーフィルムを製造中、キャビテーション化剤が使用さ
れ得る。キャビテーション化剤としてポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）が
使用される場合は、押出プレートアウトが問題になる。とくに、ＰＢＴは劣化し
、フィルム製造装置に蓄積し、沈積物を形成するので、これが、さらに、ダイの
中の溶融ポリマーの流れのパターンに影響する。不透明なポリマーフィルムの製
造にＰＢＴキャビテーション化剤を使用することは、Ｐａｒｋらの米国特許第４
，６３２，８６９号に記載されている。
【０００４】 発明の概要 (ａ)ポリマーマトリックスと少なくとも一つのキャビテーション化剤を含む基
材層、及び (ｂ)少なくとも一つの追加層 を含む不透明なポリマーフィルムであって、キャビテーション化剤がポリブチレ
ンテレフタレート（ＰＢＴ）及びポリカーボネートを含む、該フィルムが提供さ
れる。
【０００５】 (ａ)ポリマーマトリックスと少なくとも一つのキャビテーション化剤を含む基
材層を押出しすること、 (ｂ)基材層の少なくとも片面上に少なくとも一つの追加層を共押出しすること
、 (ｃ)共押出しした多層フィルムを冷却すること、次いで (ｄ)フィルムを少なくとも機械方向（ＭＤ）に延伸すること を含む不透明なポリマーフィルムを製造する方法であって、キャビテーション化
剤はポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）及びポリカーボネートを含む、該方
法が提供される。
【０００６】 このフィルムの利点には、(１)製造中の押出プレートアウトの低減、(２)均一
な不透明性、および(３)フィルムの折り目により生じるひずみへの抵抗性がある
。
【０００７】 発明の詳細な説明 この不透明なポリマーフィルムの基材層は、ポリマーマトリックスを含み、こ
のマトリックスは当該分野でこのような目的に以前から使われているポリマーか
ら選択することができる。多くの場合、この種のポリマーは、たとえば、融点が
約１５０℃以上で約１６７℃未満のポリオレフィンである。好ましくは、基材層
のポリオレフィンは比較的高い結晶性を有する。基材層ポリマーとしてとくに望
ましいポリオレフィンは、たとえば、約８９〜約９８％（ｍｅｓｏ ｐｅｎｔａ
ｄｓを用いた１３Ｃ ＮＭＲ分光法により測定した）の結晶性、約１５５〜約１
６５℃の融点、および約０.５〜約１５ｇ／１０分のメルトインデックス（ＡＳ
ＴＭ Ｄ１２３８法により測定した）を有するアイソタクティックポリプロピレ
ンホモポリマーである。
【０００８】 その他基材層に適したポリマーマトリックス物質には、シンジオタクテイック
ポリプロピレン、エチレンープロピレンコポリマー、エチレンープロピレンーブチ
レンターポリマー、ブチレンーエチレンコポリマー、官能基グラフトコポリマー
、ポリマーのブレンド、などがあるが、これらに限定されない。
【０００９】 分散相の形をした少なくとも一つのキャビテーション化剤が、フィルムの押出
し、延伸前に基材層ポリマーマトリックス物質に添加されている。このような分
散相は、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）及びポリカーボネートの粒子を
含む。この分散した相には、任意に、少なくとも一つの追加キャビテーション化
剤も含まれている。
【００１０】 ポリブチレンテレフタレートは、粘度の低い半結晶ポリマーで、上で述べたよ
うに、押出中にプレートアウトする傾向がある。このプレートアウトは、押出機
のスクリュウを抜き出し、そして、たとえば、４８時間の運転後金属表面に蓄積
したポリブチレンテレフタレートを調べることにより確認することができる。
【００１１】 ポリカーボネートは、非晶質な、粘度の高いポリマーである。ポリカーボネー
トはポリブチレンテレフタレートと一部相溶する。マトリックス・ポリマーの内
部でポリカーボネートはポリブチレンテレフタレートをトラップし、それにより
プレートアウトを回避または低減すると考えられている。したがって、このプロ
セスはＰＢＴがポリカーボネートなしで使われる前述の米国特許第４,６３２,８
６９号のプロセスを改良している。
【００１２】 ポリマーマトリックス内部におけるポリカーボネートとポリブチレンテレフタ
レートの混合物は、キャビテーション化層の全重量の４〜２０重量％であり得る
。ポリブチレンテレフタレート対ポリカーボネートの重量比は１：１〜４：１で
ある。
【００１３】 任意の追加のキャビテーション化剤は、融点が、基材層のポリマーマトリック
ス物質の融点より高い物質がよい。任意の追加のキャビテーション化剤は、基材
層のポリマーマトリックス物質と相溶しないものでもある。任意の追加のキャビ
テーション化剤は、米国特許第４，３７７，６１６号に記載されているものでも
よい。なお、この特許で開示されていることは、引用によりこの明細書に組み込
まれている。したがって、任意の追加のキャビテーション化剤は、たとえば、Ｐ
ＢＴ以外のポリエステル、ナイロン（たとえば、ナイロンー６）、アクリル樹脂
、またはエチレンーノルボレンコポリマーなどのポリマー、またはガラス、炭酸
カルシウム、金属、またはセラミック、またはそれらの混合物などの無機物質か
ら選択されたものでよい。
【００１４】 分散相のキャビテーション化剤の粒子サイズは、たとえば、約０.１〜約５ミ
クロン、より好ましくは約０.２〜約２ミクロンである。分散相は基材層におい
て、基材層の全重量に基づいて約２０重量％まで、例えば、約４〜約２０重量％
にすることができる。
【００１５】 分散相含有の基材層の構造的完全性を保持するために、分散相なしでの基材層
ポリマーマトリックス物質の薄層を、分散相含有基材層ポリマーマトリックス物
質の片面又は両面上に共押出することができる。この場合、分散相含有ポリマー
層と分散相を含有しないポリマー層の合計は、フィルムの基材層全体と考えられ
る。このようなポリマー基質が、一軸または二軸配向を受ける場合は、分配され
た分散相部分の周りのキャビティーの形態は、不透明な外観を有するフィルムを
与える。
【００１６】 このフィルムの基材層は、製品特性および包装機器における優れた性能にとっ
て望ましいバリア、剛性などのバルク特性を与えるのに十分な厚さがある。好ま
しくは、厚さは、フィルム全体構造の厚さに基づいて約５０〜約１００％の範囲
にある。
【００１７】 本発明の追加の層は、当該分野で公知の共押出可能な二軸配向性膜形成樹脂で
あればいかなる樹脂でもよい。この種の物質には、シンジオタクテイックポリプ
ロピレン、低密度ポリエチレン(ＬＤＰＥ)、線状低密度ポリエチレン(ＬＬＤＰ
Ｅ)、中密度ポリエチレン(ＭＤＰＥ)、高密度ポリエチレン(ＨＤＰＥ)、エチレ
ンープロピレンコポリマー、ブチレンープロピレンコポリマー、エチレンーブチレ
ンコポリマー、エチレンープロピレンーブチレンターポリマー、エチレンービニル
アセテートコポリマー、エチレンービニルアルコールコポリマー、ナイロン、官
能基を用いてグラフトしたポリマー、これらの適切なブレンド、および当業者に
公知のその他のものがあるが、これらに限定されるわけではない。各追加層の厚
さは、約０．００５〜約０．１５ｍｉｌの範囲が好ましく、好ましくは約０．０
２〜約０．１０ｍｉｌである。
【００１８】 基材層の各面に一つ以上の追加層を共押出することができる。すなわち、一つ
以上の層を基材層の表面に追加することができる。このような多層構造を有する
フィルムは”ＡＢＣＤＥ”構造を有するものとして簡略した形で表示することが
できる。この場合、”Ｃ”は基材層を表し、”Ｂ”は基材層に隣接した追加層を
表し、そして”Ａ”は層”Ｂ”の外表面に塗布されたもう一つの追加層またはス
キン層を表している。このようなフィルム構造では、追加層”Ｂ”は”結合層”
または”中間層”と呼ばれる。層”Ａ”と”Ｂ”は同じでも、異なっていてもよ
い。同様に、”Ｄ”と”Ｅ”は基材層のその他のサイドにおける追加層を表し、
且つこれらは同じでも、異なっていてもよい。層”Ｂ”と”Ｄ”は同じでも、異
なっていてもよく、且つ層”Ａ”と”Ｅ”は同じでも、異なっていてもよい。さ
らに、５層以上含む、たとえば、７、９、またはそれ以上の層を含む構造も考え
られる。
【００１９】 本発明の多層フィルムの特定の特性を末端での使用向けに改良又は高めるため
に、一つ以上の層が適切な添加剤を有効量含むことができる。好適な添加剤には
、アンチブロッキング剤、静電防止剤、摩擦係数（ＣＯＦ）変性剤、加工助剤、
着色剤、透明剤、および当業者には公知のその他の添加剤があるが、これらに限
定されない。
【００２０】 また、本発明の多層フィルムの露出層の一つ以上は、フィルムが印刷インク、
接着剤および/またはコーティング剤を受容できるように表面処理することがで
きる。表面処理は、コロナ放電処理や火炎処理などの当該分野で周知の方法で行
うことができる。
【００２１】 任意に、フィルムの最外層の露出表面の片方又は両方に塗料（ｃｏａｔｉｎｇ
）を塗布することができる。コーティング物質を塗布する前に、フィルムは表面
処理するか、プライマー層で下塗りする。適切と考えられるコーティングには、
引用によりこの明細書に組み込まれている米国特許第３，７５３，７６９号と第
４，８６５，９０８号に記載されているアクリルコーティングがある。適切なコ
ーティングには、さらに、米国特許第４，２１４，０３９号、第４，４４７，４
９４号、第４，９６１，９９２号、第５，０１９，４４７号及び第５，０５７，
１７７号に記載されているＰＶＤＣコーティングがある。なお、これらの特許は
すべて引用によりこの明細書に組み込まれている。ＶＩＮＯＬ３２５などのビニ
ルーアルコールポリマーもコーティング組成物として使用することができる。
【００２２】 適切なプライマー物質は、ポリ（エチレンイミン）、エポキシプライマーなど
である。
【００２３】 フィルムの外側表面は、上で述べたように、表面エネルギーを増加させ、した
がって、塗膜が剥れたり、すなわち、フィルムから剥がれる可能性を低減して、
塗膜層がフィルムに強く接着することを保証するのが好ましい。この処理は、た
とえば、フィルム塩素化、すなわち、フィルム表面を水性塩素、すなわち、クロ
ム酸、熱空気などの酸化剤を用いた処理、またはスチーム処理などを用いて行う
ことができる。これらの技術のいずれかが、フィルム表面の前処理に用いられる
が、とくに望ましい処理方法は、一定間隔を置いた電極対間にフィルムを通しな
がらフィルム表面を高電圧のコロナ放電にさらすことを含む、所謂コロナ処理法
である。フィルム表面のコロナ処理の後、次いでその表面にコーティング組成物
が塗布される。
【００２４】 フィルムの露出処理または未処理表面は、上で述べたように、これらおよび/
または別のポリマーフィルムまたはラミネート；アルミニウム箔などの金属箔；
セルロース系ウェブ、たとえば、段ボール板紙、クラフト紙、グラシン紙、カー
トン紙などの種々の紙；不織布、たとえば、スパンボンデッドポリオレフィン繊
維、溶融吹込みミクロ繊維、蒸着層などの基板にコーティング組成物を塗布する
ことができる。塗布には、適切な接着剤、たとえば、低密度ポリエチレン、エチ
レンーメタクリレートコポリマーなどのホットメルト接着剤、ポリビニリデンーク
ロライド・ラテックスなどの水性接着剤を用いることができる。
【００２５】 押出フィルムは機械方向に延伸することができ、コーティング組成物で被覆し
、次いで横断方向に垂直に引き延ばすことができる。さらに、別の実施態様では
、二軸配向を行った後に、コーティングを行うことができる。
【００２６】 コーティング組成物は、乾燥すると、一般に、約０.０１〜約０.２ｍｉｌの厚
さ（１０００平方インチのフィルムあたり約０.２〜約３.５ｇに等しい）の滑ら
かで平坦に分布するような量が沈積するように塗布する必要がある。一般に、コ
ーティングは、被覆フィルム組成物全体の、１〜２５重量％、好ましくは７〜１
５重量％含む。フィルムのコーティングは、引きつづき、熱風、放射熱、または
その他の普通の手段により乾燥される。
【００２７】 この発明のフィルムは、全体の厚みが、約０.２〜約５ｍｉｌｓ、特に約０.４
〜約２.５ｍｉｌｓの範囲にある。層の厚さ関係は、重要である。たとえば、基
材層は、フィルムの厚さ全体の約４０〜約１００％を構成し、中間層はフィルム
の厚さ全体の約０〜約３０％の範囲の厚みを有し、一方、その他外側のスキン層
はフィルムの厚さ全体の約０〜約１０％の範囲であり得る。
【００２８】 多層フィルムは共押出用の商業的に利用できる装置を用いて調製され得る。
【００２９】 本発明の多層フィルム構造のすべての層は、共押出することが好ましい。その
後、フィルムは二軸延伸される。とくに、ポリマーは溶融され平坦なシートダイ
を介して普通の押出機から共押出される。溶融流れはダイから押し出される前、
またはダイの内部でアダプターで合体される。ダイを離れた後、多層ウェブは冷
却され、急冷されたウェブは再加熱されて延伸される。好ましくは、フィルムは
、自身を二軸に引き伸ばして延伸される。このフィルムは、延伸により約１０５
〜約１５０℃の範囲の温度で機械方向（ＭＤ）において約３から約１１倍へ、且
つ約１５０〜約１６５℃の範囲の温度で横断方向において約３から約１２倍へ引
き延ばすことにより延伸させることができる。
【００３０】 ＰＢＴのみでキャビテーション化されたフィルムは、折り目がついたり、折り
畳まれると、ゆがむ傾向がある。とくに、蜂の巣の外観が、このような折り目の
ついたフィルムの表面に現れ得る。しかし、ＰＢＴとポリカーボネートを用いて
キャビテーション化したこの発明のフィルムはフィルムの折り畳みにより生じる
変形を防ぐ能力がある。
【００３１】 実施例 スキン層Ａ、コア層Ｂおよびスキン層Ｃを有する３層の延伸フィルムをつくっ
た。コア層Ｂは、アイソタクティックポリプロピレンをＰＢＴとポリカーボネー
トを、ポリプロピレン８６部とＰＢＴ７部およびポリカーボネート７部の比率で
ペレットをブレンドしてつくった。コア層Ｂのアイソタクティックプロピレンは
、Ｆｉｎａ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから販売されたＰ
Ｐ３３７１であった。コア層Ｂの成分は２８０℃の温度で押し出した。
【００３２】 スキン層ＡとＣは、Ｆｉｎａ Ｏｉｌ ａｎｄ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎ
ｙから販売されたエチレンとプロピレンのコポリマーであるＥＰ８５７３からつ
くった。
【００３３】 これら３つの層は共押出し且つ機械方向（ＭＤ）に５.２倍、横断方向（ＴＤ）
に８倍に引き延ばした。ＭＤ延伸の温度は、９５〜１００℃の範囲にあり、ＴＤ
延伸の温度は、１６０〜１７０℃の範囲にあった。スキン層ＡとＣの厚さは１μ
mであり、コア層Ｂの厚さは２３μmであった。
【００３４】 得られたフィルムは不透明で光透過率は２０％であった。
【手続補正書】特許協力条約第３４条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成１４年３月７日（２００２．３．７）
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】請求項９
【補正方法】変更
【補正の内容】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラーター、ジョン・エイ アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14450、 カナンダイガ、バービー・ホロー・ロード 6130、アール・ディー・ナンバー３ (72)発明者 マウント、エルドリッジ・エム・ザ・サー ド アメリカ合衆国、ニューヨーク州 14450、 フェアポート、カントリー・ダウンズ・サ ークル 88 Ｆターム(参考） 4F100 AA08A AB01A AD00A AG00A AK01A AK01B AK04J AK05B AK06B AK07A AK07B AK25A AK42A AK45A AK46A AK46B AK64B AK65B AK67B AK68B AL04B AT00B BA02 CA30A EH202 EJ372 EJ502 JN02 YY00A 4F210 AA05 AA07 AA09 AA10 AA11 AA21 AA25 AA28 AA29 AB01 AB16 AG01 AG03 QC05 QG01 QG15 QG18

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 不透明なポリマーフィルムであって、 (ａ)ポリマーマトリックスと少なくとも一つのキャビテーション化剤を含む基
    材層；および (ｂ)少なくとも一つの追加層を含み、 前記キャビテーション化剤がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）及びポリ
    カーボネートを含む、前記フィルム。
  2. 【請求項２】 請求項１に記載のフィルムにおいて、さらに、ナイロン、ア
    クリル樹脂、エチレンーノルボレンコポリマー、ガラス、炭酸カルシウム、金属
    、およびセラミックからなる群から選ばれた少なくとも一つの追加のキャビテー
    ション化剤を含む前記フィルム。
  3. 【請求項３】 前記ポリマーマトリックスがポリプロピレンマトリックスで
    ある請求項１に記載のフィルム。
  4. 【請求項４】 不透明なポリマーフィルムを製造する方法であって、該方法
    が、 (ａ)ポリマーマトリックスと少なくとも一つのキャビテーション化剤を含む基
    材層を押出しすること、 (ｂ)前記基材層の少なくとも片面上に少なくとも一つの追加層を共押出しする
    こと、 (ｃ)共押出した多層フィルムを冷却すること、次いで (ｄ)前記フィルムを少なくとも機械方向（ＭＤ）に延伸すること を含み、前記キャビテーション化剤がポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）及
    びポリカーボネートを含む、前記方法。
  5. 【請求項５】 請求項１に記載の方法において、さらに、ナイロン、アクリ
    ル樹脂、エチレンーノルボレンコポリマー、ガラス、炭酸カルシウム、金属、お
    よびセラミックからなる群から選ばれた少なくとも一つの追加のキャビテーショ
    ン化剤を含む前記方法。
  6. 【請求項６】 前記ポリマーマトリックスがポリプロピレンマトリックスで
    ある請求項１に記載の方法。
  7. 【請求項７】 請求項１に記載の方法において、前記キャビテーション化剤
    が、前記基材層の全重量に基づいて約４〜約２０重量％にて存在する前記方法。
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