JPH01249439A - ヒートシール可能な多層フィルムとその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は優れたヒートシール性と表面性質を有する広
い範囲でヒートシールできる延伸ポリプロピレン（ＯＰ
Ｐ）フィルムの製造とその製法ニ関する。

ある種の包装、例えばクツキー等の食品の包装では、二
層あるいは二層以上のポリマーからなる多層フィルムで
、その中の一層が効果的なヒート、シール層になってい
る物を使うのが普通である。

包装の工程でそのような多層フィルムは垂直型と水平型
の充填機及びシールマシンの中で管の形に作られる。ヒ
ートシール層の縁の領域は互に面と面が接触するようＫ
して、−緒にヒートシールされる。その後で包装機械が
自動的にヒートシールし、袋の底に水平の切れ目を入れ
る。製品を管の開口端の中に計量分配すると、次に管に
第二の水平シールを施し、これと同時に管を切断すると
、両端でヒートシールされ、末端シールと直角に継ぎ目
に沿ってヒートシールされた管の中に包装された製品が
出来上る。食品あるいは他の製品を包装袋に計量分配し
ている間、袋の中にはまだ空気が残っているので、この
空気が出来上りだ包装品をその後で出荷する途中で製品
を保護し、クツションの役目を果す。

米国特許第４，２１４．０３９号の中に記述されていル
包装用の多層フィルムは、ヒートシールできる塩化ビニ
リデンポリマーを持ったポリエチレンフィルム基体から
なるフィルム構造を開示している。ポリプロピレンフィ
ルムと塩化ビニリデンポリマーの中間には下塗り層があ
り、これがポリプロピレンとヒートシール可能な塩化ビ
ニリデンポリマー間の結合力を高めている。この包装は
比較的少量の製品に有効である。比較的大量の包装のた
めには、そのシール強度を高める必要がある。

米国特許第４，５６４，５５８号は、ポリオレフィンフ
ィルムの基体、エチレン、プロピレンとブテンのターポ
リマーの一層、該ターポリマー層の上に下塗り層と該下
塗り層の上にヒートシールのできる層とからなる、より
高い強度のヒートシール可能な延伸多層フィルム構造体
を指向している。

包装産業は広い範囲でヒートシールできるフィルムを必
要とする、より高い生産性へ向けて動いてきた。同じく
必要とされた分野の用途はラミネーションと印刷工程用
の優れたフィルム表面である。従ってこの発明は、優れ
た表面特性とバリヤー性を持った広い範囲でヒートシー
ルできるフィルムに関する。

本発明によれば優れた表面性とバリヤー性を持つ延伸さ
れたポリプロピレンフィルムが提供される。フィルムは
、　（Ｉ）ポリオレフィンフィルムからなる基体と、■
低い軟化点、高いシール強度と高い熱粘着力を有する低
温溶融性の樹脂から実質的になる（Ｉ）の少な（とも−
面上のヒートシールできる層及びｌ高温で安定な樹脂か
ら選ばれた（Ｉ）の少なくとも一面上の高い表面活性の
層とからなる。

従って本発明は三層の同時押出したペースフィルムとそ
の製法を中心に展開する。

本発明のヒートシール可能な多層フィルム構造体の製法
は、ポリオレフィンフィルムからなる基体を、エチレン
ープロピレンマタハエチレンープロピレンープデン等の
夫々コポリマー又はターポリマーから実質的になる一つ
の層と、ポリアミド。

ポリエステル、ポリカーボネート等から選ばれた高温で
安定なポリマー群のヒートシール可能な一つの層と同時
押出しすることからなる。

各層を夫々Ａ層、Ｂ層、６層と記すことができるだろう
。Ｂが基体あるいは中核層であり、ＡとＣは外層または
表皮（スキン）層である。キーポイントとなる必要条件
は、Ａ層が低い軟化点、高いシール強度と高い熱粘着力
を持つこと、Ｂ層は低コストで優れた用途と機能性を持
つこと、そして６層はフィルムに高い熱安定性のみなら
ず、ラミネーションや印刷作業に高度に適した化学的性
質を作る好ましい表面性を賦与する高温で安定なポリマ
ー群を含むことである。

三層同時押出しされた複合フィルムは、チルロール／水
浴急冷装置上に流延され、加熱したマシン方向延伸ロー
ル上でマシン方向に延伸するために再加熱される。比較
的柔軟なヒートシール層がマシン方向延伸ロール上でく
っつきやマーキングを起さないように冷却と加熱を行い
、別のマシン方向延伸（ＭＤＯ）ロールをフィルムのＡ
層と６層に夫々接触させる。マシン方向（ＭＤ）に延伸
されたウェブは次に横方向（ＴＤ）に延伸され、必要と
あれば処理を行なってワインダーに巻取られる。

本発明のフィルム構造で基体あるいは中核層にしようと
考えているポリオレフィンには、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリブテンとそれらのコポリマー及びそれら
のブレンドが含まれる。特に好ましいのは、アイソタク
シ−が９０以上のアイソタクチックホモポリマーである
。ポリプロピレンは溶融流量が１．５〜８ｇ／１０分間
のものが好ましい。

上述した如（、スキン層あるいはＡ層は低温溶融性の樹
脂からなる。好ましいのはエチレン／プロピレンのラン
ダムポリマー、エチレン／プロヒレン／グテンのターポ
リマー及び任意の適当な比率で混ぜたそれらのブレンド
である。

ここで用いようとしているエチレン／プロピレンランダ
ムポリマーは各モノマーを同時重合させることによって
便利に作られる。エチレンとプロピレンのランダムポリ
マーの効果的な生成は、出来上ったコポリマーの中でエ
チレンの比率が２．５〜８重量％、好ましくは６〜６重
量％となるに十分な量でエチレンをプロピレンと同時に
存在させることにより達成される。このシステムの特徴
はポリマーの分子鎖に沿って各モノマー単位がランダム
に並ぶことである。これは各モノマーを連続して順次重
合させることによって作られるエチレン／プロピレンの
ブロック共重合体とは対照的である。ブロック共重合体
を作る時のモノマーの添加は、先行段階で用いられたモ
ノマーが少な（とも実質的に消費され、それによって、
該先行段階から残留するモノマーの濃度が十分に低くて
、可溶性のランダムポリマーが過剰な割合で生成される
のを防止できるのが確かめられる迄は順次重合の一つの
段階に用いる七ツマ−を添加しないようにコントロール
される。ターポリマー〔エチレン−プロピレン−ブテン
（好ましくはプテン−１）〕は、当該技術に知られた任
意の便宜的方法、例えばチーグラー・ナツタ触媒法を用
い、一般にエチレン含量０．５〜８重量％、好ましくは
ろ〜６重量％とブテン含量０．５〜６重量％、好ましく
は１．５〜４．５重量％になるようにして作ることがで
きろ。

ターポリマーの２６０℃（４４６″Ｆ）に於ける溶融流
量は６〜１５、好ましくは５〜１０である。

６層は一般に重縮合によって作られるポリアミ・ド、ポ
リエチレンテレフタレート（ＰＥＴ　）及びポリカーボ
ネートからなる高い表面活性と高温での安定性を持つポ
リマーグループから構成される。

ＰＥＴはエチレングリコールとエチレンテレフタール酸
との間の縮合反応の生成物である。ポリカーボネートは
、脂肪族と脂環族のジオールをジエチルカーボネートと
エステル交換させることによりて作られるだろう。しか
しながら、ボリマーグループは当該技術に知られたいか
なる便宜的な方法によっても作ることができる。特にこ
れらのグループは表面張力が高いのでコロナ放電による
前処理なしに、塗被、印刷、ラミネート又は金属被覆さ
せることができる。これらの付加的な利点は本発明をフ
レキシブル包装の用途により向いたものとする。

本発明の多層構造体を作るには、Ａ層が三層の合計厚み
の６〜２０チ、Ｂ層が合計厚みの６０〜９０％、０層が
合計厚みの７〜２０チの夫々の厚みとなるようにポリプ
ロピレン（Ｂ層）とＡ層、０層を同時押出しする。この
中で高温で安定なポリマー群の中のあるものは、ポリオ
レフィンフィルムを前もって既知の前処理、例えばコロ
ナ放電処理、火焔処理あるいは酸化薬品処理に掛けた時
でもポリオレフィンのフィルム表面に余り良く接着しな
いことが見出された。両方の面が溶融状態で密に接触し
た状態での同時押出の場合においてさえ、境界面を通る
溶融拡散が強い結合力を得るのに十分ではない。ポリプ
ロピレンと高温で安定な層との間にある種の添加物ある
いは接着剤樹脂を用いると意外にも高い水準の接着が得
られることも見出された。その結果、そのような層は予
想外に高い靭性な以って、隣接層に接着する。従って、
任意ではあるがフィルム構造に適当な添加物または接着
性物質を含ませることができる。更にダイの外でウェブ
な組合せる場合に、０層とＢ層の間の選ばれた下塗り中
間層が意外にも高いレベルの接着を与えることが発見さ
れた。

本発明の多層包装材料を作る為に考えられるシステムに
は選ばれた基体層に順次または同時に二層を適用する方
法も含まれる。例えば基体層がポリプロピレンの時は、
ポリプロピレンフィルムの一面または両面にポリプロピ
レンの表面から外に向う順に、順次下記の層を添加した
。ターポリマーの同時押出し層、ターポリマーと表面ヒ
ートシール層との間に結合力を生み出すための適当な下
塗剤物質の層とヒートシール層それ自身。

下塗剤物質の例としては、モノアルデヒドをアクリルア
ミド又はメタクリルアミドの中間ポリマー及び他に少な
くとも一種の不飽和上ツマ−と縮合させて作った下塗剤
を開示している英国特許第１．１３４，８７６号の中で
定義されたような物ニアミノアルデヒドをアクリルアミ
ド又はメタクリルアミドと縮合させ、次にＣ１〜Ｃ６ア
ルカノールの存在下に該縮合物を少なくとも一種の他の
不飽和モノマーと共重合させて得られた物質を開示して
いる米国特許第１．１７４，３２８号の中で定義されて
いるような物が含まれる。このタイプの下塗り塗工用樹
脂の好ましい物は最高９０重量係までのスチレン、最高
８０重重量型でのアルキルアクリレート、最高１５重量
係までのメタクリル酸及び５〜２５重量俤のアクリルア
ミドを含む共重合体で、共重合体中の各アミド基に対し
て０．２〜３当量のホルムアルデヒドを含むｎ−ブタノ
ール中のホルムアルデヒド溶液と縮合させたものからな
る。このタイプの他の下塗り樹脂は、６８．５部のスチ
レン、４４部のエチルアクリレート、２．５倍のメタク
リル酸及びｎ、−ブタノール中で５．２部のホルムアル
デヒドと縮合させたアクリルアミド１５部を含むコポリ
マー樹脂の５０チ固形分溶液である。

本発明を代表する以下の実施例によるフィルムはポリプ
ロピレンの中核層とその両面上に限定されたスキン層の
ブレンドを有する。しかしながら、スキン層がただ一つ
のフィルム構造体も、二種以上のスキン層を持つフィル
ム構造体も作れることを理解すべきである。

比較的高い立体規則性を持ったポリプロピレンのホモポ
リマー（融点１６５℃、溶融流、量４．５）ヲ溶融し、
エチレン−プロピレン−プテン−１ターポリマー（融点
１２６℃、溶融流量６）と共に同時押出し、三層同時押
出構造体を作った。同時押出した三層構造の複合体は次
に水中で急冷し、再加熱し、マシン方向に５倍、横方向
に９倍に２軸延伸した。その後、スキン層の一面を通常
の方法でコロナ処理した。得られた構造体の合計厚みは
０．０３ｍｍ（１，２５Ｘ　１０−３吋）で中核層（Ａ
ＢＡ構造）をカプセル化している各スキン層の厚みは０
．００１５龍（０，０６Ｘ１０−３吋）であった。

ヒー用・シール性、水性インキに対する受容性と接着性
を示すデータが下記の表に要約されている。

初期シール活性化温度からフィルムの変形までの間で測
ったヒートシール範囲は約１６℃（６０下）で良好であ
る。水性インキと接着剤に対する浸潤性も良い。しかし
ながら、接着強度は十分堂ない。

実施例２ 第三の層（ｃ）を中核ω）層に用いたのと同じポリプロ
ピレンのホモポリマーから構成した外は、実質上、実施
例１の手順を繰返した。ヒートシール層囚の厚みは、全
厚み０．０５ｎｍ（１，２５Ｘ　１０り吋）の中、約０
．００１５朋（０，０６Ｘ１０−３吋）であった（ＡＢ
Ｂ構造）。

良好なヒートシール性が示されている。しかし、水性の
インキと接着剤に対する浸潤性と接着性は包装作業を変
えるには不適格である。

第三の層（ｃ）をＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート
）（融点２４５℃、固有粘度０．７４）とした以外、実
施例２の手順に従った。このＰＥＴはジメチルテレフタ
レートとエヂレングリコールから作られた縮合ポリマー
である。構造体の全厚みじｏ、ｏＯ２３朋（１゜２５Ｘ
１０−３吋）で、第一の層（ヒートシール層Ａ）と第二
のスキン層（ＰＥＴＪｆＩＣ）の厚みは夫々０．００１
５ｎｍ（０，０６Ｘ１０−３吋）と０．００６４門（０
，２５Ｘ１０−３吋）であった（ＡＢＣ構造）。

表に示される如く、フィルムの変形温度は前の実施例の
それらより著しく高い。その結果として、ヒートシール
の範囲は可成り広くなった。このことは包装作業を遥か
知速いスピードで行うのを可能にする。

上記のデータが明らかに示す如く、この発明によるフィ
ルムは優れて広いヒートシール性と表面性を有する。

本発明を好ましい具体例を以て記述してきたが１、当該
技術に熟練した者なら容易に分かるように、この発明の
精神と権利範囲から逸脱″々゛ることなく、いかなる修
飾と変法にも頼ることが可能である。

そのような修飾と変法は付属する特許請求の範囲に含ま
れるものと考えられる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）（ａ）低い軟化点と高い密封強度及び高い熱粘着
   力を有する低温溶融性の樹脂から主としてなる、基体（
   ｂ）の少なくとも一面上のヒートシール可能な層、 （ｂ）ポリオレフィンからなる基体、および（ｃ）（ｂ
   ）の少なくとも一面上にある、高温安定ポリマーから選
   ばれた表面活性層、 からなる広い範囲でヒートシール可能な多層構造体。 （２）該ポリオレフィンがホモポリマーのポリプロピレ
   ンからなる特許請求の範囲第１項記載の構造体。 （３）該低温溶融性の樹脂（ａ）がコポリマー、ターポ
   リマー及びその混合物から選ばれる特許請求の範囲第１
   項記載の構造体。 （４）該樹脂がエチレン／プロピレンランダムコポリマ
   ーとエチレン／プロピレン／プテンターポリマーからな
   る群から選ばれる特許請求の範囲第３項記載の構造体。 （５）高温安定樹脂（ｃ）がポリアミド、ポリエチレン
   テレフタレートまたはポリカーボネートを含むポリマー
   から選ばれる特許請求の範囲第１項記載の構造体。 （６）（ａ）と（ｃ）が（ｂ）と同時押出しされる特許
   請求の範囲第１項記載の構造体。（７）４倍以上の延伸
   を有する特許請求の範囲第１項記載の構造体。 （８）（ａ）がエチレン／プロピレン／プテン−１ター
   ポリマーであり、そして（ｃ）がポリエチレンテレフタ
   レートポリマーである特許請求の範囲第２項記載の構造
   体。 （９）（ａ）が積層されたフィルム構造体の約３から約
   ２０重量％の範囲の厚みを有し、（ｃ）が積層されたフ
   ィルム構造体の約７から約２０重量％の範囲の厚みを有
   する特許請求の範囲第１項記載のフィルム構造体。 （１０）ポリオレフィンフィルムの一面に低い軟化点、
   高い密封強度と高い熱粘着力を有する低温溶融性樹脂か
   らなる一つの層を適用し、該ポリオレフィンの他の面に
   より高温安定ポリマーを適用し、その組合せを延伸−配
   向性の状態に置き、そして少なくとも一方向に延伸する
   ことからなる広い範囲でヒートシール可能な延伸フィル
   ム構造体の製造方法。（１１）低温溶融性の樹脂と高温
   安定ポリマーをポリオレフィン支持体と共に同時押出し
   する特許請求の範囲第９項記載の方法。 （１２）該低温溶融性の、高い密封強度と高い熱粘着力
   を有する樹脂がエチレン−プロピレンランダムコポリマ
   ー又はターポリマーから選ばれ、該高温安定樹脂がポリ
   アミド、ポリエステル又はポリカーボネートポリマーか
   ら選ばれる特許請求の範囲第１０項記載の方法。 （１３）該ポリオレフィンフィルムの一面にエチレン／
   プロピレン／プテン−１ターポリマーを適用し、該ポリ
   オレフィンフィルムの他の面にポリエチレンテレフタレ
   ートポリマーを適用する特許請求の範囲第１２項記載の
   方法。 （１４）該ポリオレフィンがポリプロピレンである特許
   請求の範囲第１０項記載の方法。