JP2933625B2 - 封止可能なフィルム - Google Patents

封止可能なフィルム

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JP2933625B2 JP62503336A JP50333687A JP2933625B2 JP 2933625 B2 JP2933625 B2 JP 2933625B2 JP 62503336 A JP62503336 A JP 62503336A JP 50333687 A JP50333687 A JP 50333687A JP 2933625 B2 JP2933625 B2 JP 2933625B2
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Description

【発明の詳細な説明】 本発明はポリプロピレンを主成分とし、熱の適用によ
って封止できるフィルムに関する。 様々なポリプロピレンフィルムが、例えば英国特許第
2,028,168A、欧州特許第135,178号および独国特許第3,2
47,988号に記載されており、ここで該フィルムのコアま
たは基質はポリプロピレンである。種々の添加物、例え
ばいくつかのモジュラス改良剤、いくつかの帯電防止性
媒体、シロキサン類および顔料が添加できる。 しかしながら、これら文献のいずれも、以前知られて
いたポリオレフィンフィルムと比較して大幅に改善され
た封止強度を有するフィルムを得ることができることを
教示していない。我々は、封止層に唯一種の成分のみを
有する従来公知のフィルムよりも改善された封止強度特
性を示す、唯一つの成分のみを必要とする封止層をもつ
フィルム、即ち封止強度が同一の封止温度でより改善さ
れているか、あるいは同一の封止強度がより低い温度で
得ることのできるフィルムを工夫した。 本発明によれば、フィルム、特に封止可能なフィルム
は70〜97重量％、好ましくは70〜90重量％のポリオレフ
ィンおよび３〜30、好ましくは10〜30重量％の該ポリオ
レフィンよりも低分子量の樹脂を含む基層を含有し、該
層は少なくともその表面の一方に、該基層の重量基準で
１〜20重量％のフィルム層を有し、該層は80〜99重量％
のプロピレンと１〜20重量％のエチレンとのランダムコ
ポリマーを含む。 これらのフィルムは包装工業において使用でき、かつ
かかるフィルムに対して要求される、例えば十分に高い
モジュラスおよび優れた透明度などの厳しい基準を満た
すことができる。更に、これらは良好な遮断特性、即ち
水蒸気、ガス、特に酸素に対する低い透過率を有する。
これらフィルムはまた優れた封止強度特性をも有し、か
つ熱封止包装において特に有用であるが、セロファンが
伝統的に利用されている他の包装分野、例えばねじり
（ひねり）包装などにおいて有用である。 基層はポリオレフィンと低分子量樹脂とで構成され
る。このポリオレフィンは、好ましくは一分子当たり２
〜８、好ましくは２〜４の炭素原子を含むモノ−α−オ
レフィンのポリマーである。従って、該ポリマーは以下
のオレフィンの一種のホモポリマーであり得る。即ち、
エチレン、プロピレン、ブデン−１、および４−メチル
ペンテン−１あるいはヘキセン。もしくはこれらオレフ
ィンの２種またはそれ以上のモノマーのコポリマーであ
ってもよい。該フィルムの基層に特に適した物質は、ポ
リプロピレン、特にプロピレンの高分子量で立体規則性
の支配的な結晶性ポリマーである。また、プロピレン
と、20重量％までの他のオレフィン、例えばエチレンと
のコポリマーも使用できる。特に好ましいポリオレフィ
ンは、ASTM D1505に従って23℃で測定した密度が0.86
〜0.92g/ccであり、かつASTM D1238に従って測定した
（230℃にて2.16kg）メルトフローインデックスが１〜1
5g/10分であるアイソタクチックポリプロピレンであ
る。これは、触媒として、例えばAlCl3およびTiCl4を用
いてチーグラー重合法で作製できる。 該基本ポリマーの他の成分は低分子量樹脂、好ましく
は水素化樹脂である。この樹脂は、該ポリオレフィンの
分子量よりも小さな分子量をもち、通常は5,000以下好
ましくは1,000以下、例えば500〜1,000である。この樹
脂は天然もしくは合成樹脂であり得、かつASTM E28に
従って測定した軟化点120〜180℃、例えば、120〜150
℃、より好ましくは100〜140℃、特に120℃〜140℃をも
つことができる。 後に水素添加できる適当な樹脂は炭化水素樹脂、ケト
ン樹脂、ポリアミド樹脂、コロホニー、クマロン樹脂、
テルペン樹脂、塩素化脂肪族または芳香族炭化水素樹脂
である。炭化水素樹脂の例はコークス炉ガス、分解ナフ
サ、ガス油およびテルペン油のポリマーである。 特に好ましい水素添加樹脂は水添石油樹脂である。こ
れらは、通常熱重合された蒸気分解石油蒸留画分、特に
20〜280℃の範囲の沸点をもつ画分の重合物の接触水添
により調製される。これらの画分は通常分子内に１また
はそれ以上の不飽和環をもつ化合物、例えばシクロジエ
ン類、シクロアルケン類およびインデン類である。ま
た、不飽和炭化水素の触媒重合により得られた樹脂を水
添することも可能である。 水素添加する前に、重合された樹脂は通常飽和炭化水
素溶媒、例えばヘプタン中に溶解する。使用する水添触
媒はニッケル、還元ニッケルまたは塩化モリブデンであ
り得る。水添は、200〜330℃、好ましくは210〜230℃の
温度にて、20〜120気圧、より好ましくは30〜90気圧の
下で、５〜７時間行われる一段階で実施できる。触媒を
炉別した後、溶媒を蒸留により除き、再循環のために回
収する。高品位の水添炭化水素樹脂の高い歩留りを与え
る改良水添法は欧州特許第0082726号（出願番号第82306
853.1）に記載され、特許請求されている。 基層中のポリオレフィン対低分子量樹脂の割合は70〜
97、好ましくは70〜90重量％のポリオレフィンおよび３
〜30、好ましくは10〜30重量％の低分子量樹脂である。
より好ましくは、この相対的量は、夫々75〜85重量％お
よび15〜20重量％、例えば約80重量％および20重量％で
ある。 このフィルムの基層またはコアは、表面の一方、好ま
しくは両方に、１〜20重量％、好ましくは１〜10重量％
および特に約５重量％（基層の重量基準で各表面に対し
て）のコポリマーを有し、該コポリマーは、80重量％〜
98重量％未満のプロピレンおよび２重量％を越え20重量
％以下のエチレンからなり、このようなコポリマーはし
ばしばランダムコポリマーと呼ばれる。このフィルム層
を構成する該コポリマーは好ましくは、94重量％以上98
重量％未満のプロピレンと２重量％を越え６重量％以下
のエチレンを含み、このコポリマーは熱封止性を付与す
るのに特に有用である。 このプロピレンとエチレンとのランダムコポリマー
は、通常、ASTM D1505により23℃で測定した密度0.86
〜0.92g/ccおよびASTM D1238（230℃および2.16kgなる
条件）により測定したメルトフローインデックス２〜15
g/10分をもつアイソタクチックプロピレン−エチレンコ
ポリマーである。これは、チーグラー触媒、例えばAlCl
3およびTiCl4を用いる周知の重合法によって作製でき
る。 本発明のフィルム、即ち多層フィルムは、該基層およ
び表面層の諸成分（必要ならば帯電防止媒質、ブロッキ
ング剤およびスリップ助剤などの他の成分を含むことが
できる）を公知の方法、好ましくは同時押出技術により
結合することにより有利に形成される。 本発明の多層フィルムは延伸されていなくともあるい
は一軸延伸されていてもよいが、好ましくはフィルム面
内で互いに直交する２つの方向に延伸して２軸延伸し
て、該フィルムに強度を付与することもできる。平坦な
フィルムの延伸はテンター法で実施でき、また延伸管状
フィルムは、環状ダイから多層管形状にあるポリマー材
料を同時押出しし、押出された管（成形管）を冷却し、
該管をいわゆる「バブル（bubble）法」によって再加熱
し、膨張させて、横方向の延伸を与え、かつ同時に該管
を縦方向に伸ばして、該フィルムを長さ方向に延伸する
ことにより有利に得られる。このフィルムは次いで、好
ましくは「ヒートセット」される。即ち、該フィルムの
寸法安定性が、これを加熱することにより改良され、一
方熱収縮に対しては制限される。該加熱はフィルムを形
成する該ポリマーのガラス転移点以上かつその融点以下
の温度で行われる。 これらのフィルムは意図する用途に応じてその厚さを
変えることができる。しかし、通常は２〜150μの厚さ
のフィルムが適当である。包装用のフィルムは通常10〜
60μの厚さのものである。各外層の厚さは通常0.05〜2.
5μである。 実施例 実施例において、異る組成の同時押出しフィルムが作
製され、その封止適性、剛性、光学特性並びに遮断特性
につき比較した。 これらのフィルムは、該フィルムの面内で相互に直交
する２つの方向に延伸することにより２軸延伸されて、
強度が付与されたテンター法を利用して、機械方向に50
0％および横方向に900％の延伸を与えた。各２軸延伸さ
れたフィルムは２つの厚さ１μの封止層をもち、しかも
全厚さは約22μであった。 比較用の第１のフィルムは、ASTM D1505により23℃
で測った密度約0.90g/ccおよびASTM D1238（230℃、2.
16kgなる条件）により測定したメルトフローインデック
ス2.8g/10分を有するアイソタクチックポリプロピレン
のコアからなる。該コアの両側には約95.5重量％のプロ
ピレンと4.5重量％のエチレンとのランダムコポリマー
の表面フィルムがあった。これはASTM D1505により23
℃で測った密度約0.90g/ccおよびASTM D1238（230℃、
2.16kgなる条件）により測定したメルトフローインデッ
クス6.5g/10分を有するアイソタクチックコポリマーで
あった。 第２のフィルムは第１のフィルムと同じであるが、コ
アは該第１のフィルムのコアとして用いたアイソタクチ
ックポリプロピレン80重量％と20重量％の水添石油樹脂
とのブレンドである点で異る。この樹脂は、沸点範囲20
〜280℃をもつ蒸気分解石油蒸留画分の熱重合物を接触
水添することにより調製した。この水添法は欧州特許第
0082726号（出願番号82306853.1）に記載のようにして
実施した。得られた樹脂は環球式軟化点125℃によって
特徴付けられる。 添付第１図〜第７図は、封止強度、熱間粘着性、曇り
度、光沢、剛性および遮断性に関し、フィルム１（比較
例）およびフィルム２（本発明）について得られた結果
を示すものである。 これらのテストは以下のようにして行った。 封止強度 これは該フィルムの“冷却（cold）”ヒートシール強
度であり、該シールを周囲温度まで冷却し、かつ該シー
ルの十分な潜在強度が発現された後に測定する。 ヒートシールを行うためには、デザイン＆テストコン
サルト（Design ＆ Test Consult）AB〔ブロマースウェ
ーデン（Bromma−Sweden）〕からのパックフォースクホ
ットタックテスタ（Pack−forsk Hot Tack Tester）モ
デル52−Ｂを用いた。巾15mm、長さ約280mmのストリッ
プを折り返して該装置の加熱されたジョー間で一緒に封
止した。 形成された封止部は約15×5mmの面積を有する。この
封止上の保圧条件は、５バールの圧力および滞留時間0.
5秒にて一定に保った。封止強度を測定するためには、
封止用ジョーを開放する際に、熱間粘着性測定に使用す
る自動剥離作用が動作しないようなモードで該装置を用
いる。その代りに、該封止部は室温まで冷却される。次
いで、該ストリップの未封止端部を引張り試験器のジョ
ーに取付ける。508mm/分の速度で該封止部を破壊するの
に要する力を該引張り試験器で記録し、封止強度をkg/1
5mmなる単位で表す。 熱間粘着性 これは、封止を行った直後で、かつ該ヒートシールを
形成するのに用いた熱エネルギーが散逸する前に測定し
たヒートシールの強度である。この熱間粘着性は同じパ
ックフォースク（Packforsk）装置を用いて行った。ヒ
ートシールを上記のように行い、封止用ジョーの開放直
後に剥離作用を自動的に開始させ、該シールを破壊する
のに要する力を自動的に記録し、該熱間粘着性をkg/15m
m単位で表す。 この剥離操作は、制御された遅延時間（ジョーの開放
時点と剥離操作開始時点との間の時間）にて行い、かつ
制御された剥離速度で行う。全ての熱間粘着性測定に対
し、以下のような一定条件を用いた。即ち、遅延時間＝
0.9秒；剥離速度＝100mm/s。 曇り度および光沢 フィルムのこれら光学特性はガードナーヘイズメータ
（Gardner Hazemeter）を用い、曇り度はASTM D1003に
より，また光沢はASTM D523により測定した。 Ｅ−モジュラス フィルムの剛性の尺度である弾性率はDIN53457によ
り、幅15mmのフィルムサンプルの引張りテストから測定
した。 遮断特性 湿度および酸素遮断特性は、水蒸気透過率（WVTR）お
よび酸素透過率（OTR）を測定することにより決定し
た。WVTRはASTM F372に従って37.4℃で100％相対温度
の下で、モダーン コントロールズ インコーポレーテ
ッド（Modern Controls Incorporated）からのパーメト
ラン（Permetran）W5装置を用いて測定した。OTRはASTM
D3985に従って、27℃にて、これもモダーン コント
ロールズ、インコーポレーテッドからのオキストラン
ツイン（Oxtran Twin）装置を用いて測定した。 第１図から、フィルム２の封止強度（kg/15mm）が100
〜110℃および130℃以上の温度にて、フィルム１よりも
ずっと大きいことを理解できる。110〜130℃の範囲では
フィルム１と同等かそれ以上の封止強度である。 第２図からは、フィルム２の熱間粘着性（kg/15mm）
が、約110℃以上の温度に対し、フィルム１よりも著し
く良好であることを理解できる。 第３図および第４図から、フィルム１と比較してフィ
ルム２はより低い曇り度およびより高い光沢をもつこと
がわかる。 第５図からは、フィルム２の剛性（Ｅ−モジュラスか
ら測定）がフィルム１の剛性よりも著しく高いことが理
解できる。 第６図および第７図からは、フィルム２の遮断特性が
フィルム１の該特性よりも約２倍程良好であることを知
ることができる。 基層における水添樹脂の比較的少量（20重量％）での
存在により、従来のフィルムと比較して上記の如き良好
な結果が得られることは全く驚くべきことである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 オルソン ステファン ベルティル ベルギー国 ベー 1000 ブリュッセル ブールヴァール ビショッフシァム 39 ベ 13 (72)発明者 ウィルム ウィリアム フラン マリア ジョゼフ ベルギー国 ベー 2850 キールベルゲ ン スパーレンヴェーク 12 (56)参考文献 特開 昭55−91665（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−210647（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−181643（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−210852（ＪＰ，Ａ)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 １．ａ）70〜97重量％のポリオレフィンと、ｂ）３〜30
    重量％の該ポリオレフィンよりも小さな分子量をもち、
    かつASTM E28により測定された軟化点が120〜180℃であ
    る水添樹脂とを含む基層を含み、該層がその少なくとも
    一つの表面に、該基層の重量基準で１〜20重量％のフィ
    ルム層を有し、該フィルム層が80重量％以上98重量％未
    満のプロピレンおよび２重量％を越え20重量％以下のエ
    チレンとのコポリマーからなることを特徴とするフィル
    ム。 ２．該基層が70〜90重量％のポリオレフィンと10〜30重
    量％の上記樹脂を含む請求の範囲第１項記載のフィル
    ム。 ３．上記コポリマーがランダムコポリマーである請求の
    範囲第１項または第２項記載のフィルム。 ４．上記基層中のポリオレフィンが一分子当たり２〜４
    個の炭素原子を含むモノ−α−オレフィンのポリマーで
    ある請求の範囲第１項〜第３項のいずれか１項に記載の
    フィルム。 ５．該モノ−α−オレフィンが、ASTM D1505に従って23
    ℃にて測定した密度0.86〜0.92g/ccおよびASTM D1238
    （230℃、2.16kgなる条件）に従って測定したメルトフ
    ローインデックス１〜15g/10分を有するポリプロピレン
    である請求の範囲第４項記載のフィルム。 ６．上記基層中の水添樹脂が水添石油樹脂である請求の
    範囲第５項記載のフィルム。 ７．該水添樹脂が、水添触媒を用いて、200〜330℃の温
    度にて、熱重合された蒸気分解蒸留画分または触媒重合
    された不飽和炭化水素画分を水添することにより調製さ
    れたものである請求の範囲第６項記載のフィルム。 ８．上記樹脂がASTM E28により測定された軟化点100〜1
    40℃をもつ請求の範囲第１項〜第７項のいずれか１項に
    記載のフィルム。 ９．上記基層が75〜85重量％のポリオレフィンと15〜25
    重量％の樹脂を含むことを特徴とする請求の範囲第１項
    〜第８項のいずれか１項に記載のフィルム。 １０．上記基層が、その各表面上に、該基層の重量基準
    で、上記ランダムコポリマーを含む上記フィルム層１〜
    10重量％を有する請求の範囲第１項〜第９項のいずれか
    １項に記載のフィルム。 １１．上記ランダムコポリマーが94重量％以上98重量％
    未満のプロピレンと２重量％を越え６重量％以下のエチ
    レンを含む請求の範囲第１項〜第10項のいずれか１項に
    記載のフィルム。 １２．上記ランダムコポリマーが、ASTM D1505に従って
    23℃で測定された密度0.86〜0.92g/ccおよびASTM D1238
    （230℃、2.16kgなる条件）に従って測定したメルトフ
    ローインデックス２〜15g/10分をもつアイソタクチック
    プロピレン−エチレンコポリマーである請求の範囲第１
    項〜第11項のいずれか１項に記載のフィルム。 １３．上記フィルムが２軸延伸されていることを特徴と
    する請求の範囲第１項〜第12項のいずれか１項に記載の
    フィルム。 １４．上記フィルムが10〜60μの厚さをもち、かつ各外
    部フィルム層の厚さが0.05〜2.5μの範囲にある請求の
    範囲第１項〜第13項のいずれか１項に記載のフィルム。
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