JP6431050B2 - シール可能なポリプロピレンフィルム - Google Patents
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Description
本発明による多層フィルムのベース層は実質的には、ポリオレフィン、好ましくはプロピレンポリマー、および必要に応じてさらなる通常の添加剤をそれぞれ有効な量で、ならびに必要に応じて顔料を含有している。一般的にベース層は、それぞれベース層の重量に対して少なくとも50重量%、好ましくは60〜99重量%、とりわけ70〜98重量%でポリオレフィンを含有している。
本発明による多層フィルムは、ベース層とシール可能な上張層Iとの間に施された少なくとも1つの第1の軟質の中間層Iを含んでいる。本発明によればこの軟質の中間層Iは、ベース層のポリオレフィンより軟らかいポリオレフィンから形成されている。軟質ポリオレフィンの選択には様々な基準を考慮することができ、例えばポリオレフィンの融点Tm、軟化点、DSC測定の第2の加熱曲線の特徴、および/もしくは融解範囲の幅、または結晶化度を、またはショア硬度も考慮することができる。軟質の中間層Iは、1種または複数の軟質ポリマーから形成することができる。好ましいのは、軟質ポリマーを他の非軟質ポリマー、つまり後で記載する軟質ポリマーの基準を満たしていないポリマーとも混合することである。複数の軟質ポリオレフィンを含有するかまたは軟質ポリオレフィンと非軟質ポリオレフィンを含有するこのような混合物を、以下ではまとめて「混合物」という。
本発明によれば、上述の軟質の中間層Iの上にシール可能な第1の上張層Iが施されている。シール可能な上張層Iは一般的に、シール可能なオレフィン系ポリマーまたはそれらからの混合物を少なくとも80重量%、好ましくは90〜<100重量%含有している。適切なポリオレフィンは、例えばポリエチレン、プロピレンコポリマー、および/またはプロピレンターポリマーである。
フィルムは、軟質の中間層I/シール可能な上張層Iとは反対の面で、金属被覆のために設けられたさらなる第2の上張層IIを有している。この上張層IIは、透明なもしくは着色されたベース層に直接的に施すことができ、またはフィルムは第2の上張層IIとベース層の間に第2の中間層IIを有している。
さらなる本発明による一実施形態では、フィルムが、金属被覆可能な第2の上張層IIとベース層との間に施された第2の中間層IIを有している。
メルトフローインデックスは、DIN EN ISO 1133−1に基づいて測定した。
水蒸気透過性は、DIN53122、第2分冊に基づいて決定する。酸素バリア作用の決定は、規格原案DIN53380、第3分冊に基づいて湿度50%で行う。
コポリマーのエチレン含有率は、13C−NMR分光法によって決定する。測定は、Bruker社の核共鳴分光計Avance360によって実施した。特徴づけるべきコポリマーをテトラクロロエタン中に溶解し、こうして10%混合物をつくる。参照基準としてオクタメチルテトラシロキサン(OTMS)を加えた。核共鳴スペクトルは120℃で測定した。スペクトルの評価は、J.C. Randall Polymer Sequence Distribution (Academic Press, New York, 1977)(非特許文献2)に記載されているように行った。
ポリオレフィンの上記のパラメータは、それぞれのポリマーまたはそれぞれのポリマー混合物のDSC曲線から確定される。DSC測定では、ポリマーまたはポリマー混合物に、単位時間ごとに規定の加熱率で熱量を供給し、温度に対する熱流を表示し、つまりエンタルピーの変化をベースラインから逸脱する熱流推移として測定する。ベースライン(BL)とは、曲線のうち、相転移が生じておらず、したがって上昇していない(直線状の)部分または始点のことである。これに当てはまるのは、供給した熱量と温度の間の直線状の関係である。融解過程が生じる範囲では、熱流が必要な融解エネルギーの分だけ上昇し、DSC曲線が上昇してベースラインから逸脱する。曲線は、ほとんどの晶子が融解する範囲で極大を通過し、すべての晶子が融解すると再びベースラインに下がる。
表面処理したフィルムを、その生産から14日後(短期判断)またはその生産から6ヶ月後(長期判断)に金属被覆した。金属付着性は接着テープテストによって判断した。接着テープで色または金属を剥離できなかった場合は、付着性を非常に良好と判断し、色または金属が明らかに剥離した場合には悪いと判断した。
Brugger社のシール機HSG/ETを用い、異なる温度で、2つの加熱されたシールジョーにより、シール圧10N/cm2およびシール時間0.5sでフィルムの上張層Iをそれ自体に対してシールすることにより、シールされた試料(シール合わせ目20mm×100mm)を製造する。シールされた試料から15mm幅の試験片を切断する。T−シール合わせ目強度、つまり試験片の分離に必要な力を、引張試験機により、引離し速度200mm/minで決定し、その際、シール合わせ目の平面と引張方向を直角にする。少なくとも0.5N/15mmのシール合わせ目強度が達成される温度がシール開始温度SITである。
Brugger社のシール機HSG/ETを用い、2つの加熱されたシールジョーにより、130℃の温度で、シール圧10N/cm2およびシール時間0.5sで、フィルムの上張層Iをそれ自体に対してシールすることにより、シールされた試料(シール合わせ目20mm×100mm)を製造する。シールされた試料から15mm幅の試験片を切断する。T−シール合わせ目強度、つまり最大の、試験片の分離に必要な力を、引張試験機により、引離し速度200mm/minで決定し、その際、シール合わせ目の平面と引張方向を直角にする。この試験で記録される曲線の極大が、最大のシール合わせ目強度である。
光透過性は、ASTM D 1003に倣って測定する。
密度は、DIN EN ISO 1183−1、方法Aに基づいて決定する。
表面張力は、DIN ISO 8296に基づいてインク法によって決定した。
汚染なしの四方パウチの製造
2枚のフィルム層を160×150mmのサイズで裁断し、それぞれフィルム層のシール面(上張層I)を重ね合わせる。四方すべてをBrugger社のホットシール機により、温度140℃、押圧力52N/cm2、および接触時間2sでシールする。
2枚のフィルム層を160×150mmのサイズで切断し、シール面(上張層I)に市販の小麦粉を振りかける。圧縮空気で過剰な小麦粉を吹き飛ばす。こうして粉塵で汚染されたシール面(上張層I)を重ね合わせる。四方すべてをBrugger社のホットシール機により、温度140℃、押圧力52N/cm2、および接触時間2sでシールする。
パウチの破裂試験および密着性試験は以下に記載する方法によって実施する。このために、試験すべきすべてのパウチの中心をSkye−Tester(例えばMocon社のSkye 2500SL)の試験ヘッドで突き通す。20mmの高さに調節した膨張制限器が、パウチが過度におよび風船のように膨らみ得ることを阻止する。
すべての試験すべきパウチを、Skye−Testerで、圧力上昇10mbar/sで、破裂するまで膨らませる。パウチが達する最高内圧を破裂圧力(最大正圧)として記録する。この試験を少なくとも10個のパウチに実施する。
前出の破裂試験に基づいて確定された破裂圧力の約50〜60%の事前圧力へとパウチを膨らませる。この事前圧力に達した後、30s間にわたって圧力損失を測定して記録する。この試験も少なくとも10個のパウチに実施する。幾つかの比較例では、パウチがこの密着性試験の際に使い物にならなくなる。これは、30s経過する前に既に正圧が存在しなくなっており、Skye−Testerが自動的に切れたことを意味する。
共押出成形方法に基づき、240〜270℃の押出成形温度で、幅広スリットノズルから5層のプレフィルムを押出成形した。このプレフィルムを、まずは冷却ロール上で搬出して冷却した。続いてプレフィルムを長手方向および短手方向に配向し、最後に固定した。第2の上張層IIの表面を、表面張力を上昇させるためコロナによって前処理した。この5層のフィルムは、層構造:第1の上張層I/第1の中間層I/ベース層/第2の中間層II/第2の上張層IIを有していた。フィルムの個々の層は以下の組成であった。
ブチレン部分が25重量%(コポリマーに対し)で、融点が75℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが7.0g/10minのプロピレン・ブチレンコポリマー約30重量%
融点が135℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが5.5g/10minのエチレン・プロピレン・ブチレンターポリマー約60重量%
ポリメチルメタクリラート(PMMA)0.13重量%
n−ヘプタン可溶性部分が約4重量%(100%PPに対し)で、融点が163℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが3.3g/10minのプロピレンホモポリマー(PP)約50重量%、ならびに
融点が135℃で、軟化点が103℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが5.5g/10minのエチレン・プロピレン・ブチレンターポリマー約50重量%
n−ヘプタン可溶性部分が約4重量%(100%PPに対し)で、融点が163℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが3.3g/10minのプロピレンホモポリマー(PP)約100重量%
ブチレン部分が5重量%(コポリマーに対し)で、融点が140℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが5.5g/10minのプロピレン・ブチレンコポリマー99.7重量%
平均粒子径が約4μmのブロッキング防止剤0.3重量%(Sylobloc45)
押出成形: 押出成形温度約250〜270℃
冷却ロール: 温度30℃
長手方向延伸: T=125℃
長手方向延伸倍率: 5倍
短手方向延伸: T=165℃
短手方向延伸倍率: 9倍
固定: T=143℃
フィルムを例1に基づいて製造した。例1とは異なり、下記の組成の第2の中間層を挿入した。
n−ヘプタン可溶性部分が約4重量%(100%PPに対し)で、融点が163℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが3.3g/10minのプロピレンホモポリマー(PP)約100重量%
フィルムを例1に基づいて製造した。例1とは異なり、第1の中間層Iの組成を変えた。ここでは第1の中間層Iは下記の組成であった。
n−ヘプタン可溶性部分が約4重量%(100%PPに対し)で、融点が163℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが3.3g/10minのプロピレンホモポリマー(PP)約50重量%、ならびに
ブチレン部分が25重量%(コポリマーに対し)で、融点が75℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスの軟化点が7.0g/10minのプロピレン・ブチレンコポリマー約50重量%
フィルムを例2に基づいて製造した。例2とは異なり、ベース層にTiO2顔料を添加した。ここではベース層は下記の組成であった。
マスターバッチP87286、供給元:Schulman GmbH社、Huettenstrasse 211,D−54578 Kerpenを介したTiO23.0重量%
フィルムを例1に基づいて製造した。例1とは異なり、中間層Iの組成を以下のように変えた。
融点が125℃で、軟化点が114℃で、190℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが0.15g/10minのポリエチレン(MDPE;密度0.924g/cm3)約30重量%
フィルムを例1に基づいて製造した。例1とは異なり、ベース層にCaCO3およびTiO2を添加した。ここではベース層は下記の組成であった。
(登録商標)Omyalite 90TタイプのCaCO34.0重量%、マスターバッチの供給元:Multibase社、Z.I.du Giers,F−38380 Saint−Laurent−du−Pont,フランス
マスターバッチP87286を介したTiO23.0重量%、供給元:Schulman GmbH社、Huettenstrasse 211,D−54578 Kerpen。
フィルムを例1に基づいて製造した。例1とは異なり、軟質の第1の中間層Iを省き、すなわちベース層、第1および第2の上張層から成る3層だけのフィルムを製造した。
フィルムを比較例2に基づいて製造した。比較例1とは異なり、上張層Iのために下記の混合物を使用した。
融点が135℃で、230℃および負荷2.16kgでのメルトフローインデックスが5.5g/10minのエチレン・プロピレン・ブチレンターポリマー約50重量%
ポリメチルメタクリラート(PMMA)0.13重量%
フィルムを例1に基づいて製造した。例1とは異なり、中間層IIにCaCO3およびTiO2を添加した。ここでは中間層は下記の組成であった。
(登録商標)Omyalite 90TタイプのCaCO34.0重量%、マスターバッチの供給元:Multibase社、Z.I.du Giers,F−38380 Saint−Laurent−du−Pont,フランス
マスターバッチP87286を介したTiO23.0重量%、供給元:Schulman GmbH社、Huettenstrasse 211,D−54578 Kerpen。
1.
ベース層と、第1の中間層Iと、前記中間層Iの上に施された第1のシール可能な上張層Iとから成る少なくとも3つの層を有する2軸配向の多層ポリプロピレンフィルムにおいて、第1の中間層Iが軟質の中間層であり、かつフィルムのすべての層が実質的に空胞を含有しないことを特徴とする2軸配向の多層ポリプロピレンフィルム。
2.
フィルムの密度が、フィルムの計算上の密度に比べて最大5%低いことを特徴とする上記1に記載のフィルム。
3.
透明であり、かつ0.86〜0.92g/cm3の範囲の密度を有することを特徴とする上記1または2に記載のフィルム。
4.
フィルムが、顔料、好ましくはTiO2を含有しており、かつフィルムの密度が0.91〜0.95g/cm3の範囲であることを特徴とする上記1または2に記載のフィルム。5.
第1の軟質の中間層Iが、少なくとも1種の軟質ポリマーを含有するかまたは軟質ポリマーを含有するポリマー混合物から形成されており、その際、DSC測定では前記ポリマーまたは混合物の第2の加熱曲線が20〜70℃の温度範囲で、第2の加熱曲線がベースラインから逸脱するように上昇し始めることを特徴とする上記1〜4のいずれか一つに記載のフィルム。
6.
第1の軟質の中間層Iが、少なくとも1種の軟質ポリマーを含有するかまたは軟質ポリマーを含有するポリマー混合物から形成されており、その際、DSC測定では前記ポリマーまたは混合物の第2の加熱曲線が軟化点(B)を有することを特徴とする上記1〜5のいずれか一つに記載のフィルム。
7.
軟化点(B)が80〜120℃の範囲であることを特徴とする上記6に記載のフィルム。8.
第1の軟質の中間層Iが、少なくとも1種の軟質ポリマーを含有するかまたは軟質ポリマーを含有するポリマー混合物から形成されており、その際、軟質ポリマーまたはポリマー混合物の融点(C)が70〜≦150℃の範囲であることを特徴とする上記1〜7のいずれか一つに記載のフィルム。
9.
第1の軟質の中間層Iが、少なくとも1種の軟質ポリマーを含有するかまたは軟質ポリマーを含有するポリマー混合物から形成されており、その際、軟質ポリマーまたは混合物の融点(C)が70〜≦150℃の範囲であり、かつ軟化点(B)より少なくとも60、好ましくは10〜50℃高いことを特徴とする上記1〜8のいずれか一つに記載のフィルム。
10.
フィルムのベース層が、非軟質ポリオレフィンまたは混合物から形成されており、その際、
(a)DSC測定では1種/複数のこの非軟質ポリマーもしくは混合物の第2の加熱曲線が110〜140℃の温度範囲で、第2の加熱曲線がベースラインから逸脱するように上昇し始め、かつ/または
(b)DSC測定では1種/複数の前記非軟質ポリマーもしくは混合物の第2の加熱曲線が軟化点(B)を有さず、
(c)中間層Iの軟質ポリマーまたは混合物の融点(C)が、ベース層の非軟質ポリオレフィンまたは非軟質の混合物の融点(Y)より15〜60℃低い
ことを特徴とする上記1〜9のいずれか一つに記載のフィルム。
11.
中間層の軟質ポリマーが、ポリエチレン、プロピレンコポリマー、プロピレンターポリマー、エラストマー、異相性の混合ポリマー、および/またはアイソタクティシティーが<95%のプロピレンホモポリマーであることを特徴とする上記1〜10のいずれか一つに記載のフィルム。
12.
シール可能な上張層Iのシール開始温度が≦115℃であることを特徴とする上記1〜11のいずれか一つに記載のフィルム。
13.
第1の上張層Iの表面では、コロナ、プラズマ、または火炎によって前処理されていないことを特徴とする上記12に記載のフィルム。
14.
フィルムが、反対の面に第2の上張層IIを有しており、かつ第2の上張層IIの表面が金属被覆されていることを特徴とする上記1〜13のいずれか一つに記載のフィルム。
15.
金属被覆されるべき表面が、金属被覆の直前にプラズマによって処理され、かつ金属層の光学密度が少なくとも2.5であることを特徴とする上記14に記載のフィルム。
16.
金属被覆されたフィルムが、金属被覆された面で、第2のboPPフィルムに対してラミネートされることを特徴とする、さらなる2軸配向ポリプロピレンフィルムとのラミネートを製造するための上記1〜15のいずれか一つに記載のフィルムの使用。
17.
ラミネートの第2のboPPフィルムが、空胞含有のベース層を有することを特徴とする上記16に記載の使用。
18.
パウチパックを製造するための上記1〜15のいずれか一つに記載のフィルムの使用。
19.
パウチパックの充填物が粉末状であることを特徴とする上記13または14に記載の使用。
20.
パウチパックの破裂圧力が、少なくとも200mbar、好ましくは220〜1000mbarであることを特徴とする、上記1〜15のいずれか一つに記載のフィルムを含むパウチパック。
21.
パウチパックの平均圧力損失が、15mbar未満、好ましくは1〜10mbarであることを特徴とする、上記1〜15のいずれか一つに記載のフィルムを含むパウチパック。22.
第1のシール可能な上張層Iが、130℃の温度で、10Nの圧力で、0.5sの間、それ自体に対してシールされ、かつこのシール合わせ目の最大のシール合わせ目強度が6N/15mm超であることを特徴とする上記1〜15のいずれか一つに記載のフィルム。
Claims (11)
- ベース層であって、ベース層の重量に対して少なくとも50重量%でポリプロピレンを含有しているベース層、第1の中間層Iと、前記中間層Iの上に施された第1のシール可能な上張層Iとを含む少なくとも3つの層を有する2軸配向の多層ポリプロピレンフィルムにおいて、第1の中間層Iが軟質の中間層であり、かつフィルムのすべての層が実質的に空胞を含有せず、この際、
・第1の中間層Iの厚さが1.0〜12μmであり、および
・第1の中間層Iが、中間層Iの重量に対して60〜100重量%の割合で軟質ポリオレフィンを含有し、および
・第1のシール可能な上張層Iの厚さが0.5〜2.5μmであり、および
・第1のシール可能な上張層Iが≦115℃のシール開始温度を有し、および
・軟質ポリオレフィンが、DSC測定で、20〜70℃以降から上昇する第2の加熱曲線を示し、および
・フィルムの密度が、フィルムの計算上の密度に比べて最大5%低い、
ことを特徴とする2軸配向の多層ポリプロピレンフィルム。 - DSC測定で前記軟質ポリオレフィンの第2の加熱曲線が軟化点(B)を有し、かつこの軟化点(B)が80〜120℃の範囲であることを特徴とする請求項1に記載のフィルム。
- 前記軟質ポリオレフィンの融点(C)が70〜≦150℃の範囲であることを特徴とする請求項1または2に記載のフィルム。
- 前記軟質ポリオレフィンの融点(C)が70〜≦150℃の範囲であり、かつ軟化点(B)より10〜50℃高いことを特徴とする請求項1〜3のいずれか一つに記載のフィルム。
- 前記軟質ポリオレフィンの融点(C)が、ベース層のポリプロピレンの融点(Y)より15〜60℃低いことを特徴とする請求項1〜4のいずれか一つに記載のフィルム。
- 前記軟質ポリオレフィンが、ポリエチレン、プロピレンコポリマー、プロピレンターポリマー、エラストマー、異相性の混合ポリマー、および/またはアイソタクティシティーが<95%のプロピレンホモポリマーであることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一つに記載のフィルム。
- 第1の上張層Iの表面では、コロナ、プラズマ、または火炎によって前処理されていないことを特徴とする請求項6に記載のフィルム。
- フィルムが、反対の面に第2の上張層IIを有しており、かつ第2の上張層IIの表面が金属被覆されていることを特徴とする請求項1〜7のいずれか一つに記載のフィルム。
- パウチパックの破裂圧力が、少なくとも200mbarであることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一つに記載のフィルムを含むパウチパック。
- パウチパックの破裂圧力が、220〜1000mbarであることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一つに記載のフィルムを含むパウチパック。
- パウチパックの平均圧力損失が、15mbar未満であり、この際、圧力損失は30秒間にわたって測定されたものであることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一つに記載のフィルムを含むパウチパック。
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