JPH0625832A - 金属化ポリプロピレンフィルムとその製法 - Google Patents

金属化ポリプロピレンフィルムとその製法

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JPH0625832A
JPH0625832A JP3291419A JP29141991A JPH0625832A JP H0625832 A JPH0625832 A JP H0625832A JP 3291419 A JP3291419 A JP 3291419A JP 29141991 A JP29141991 A JP 29141991A JP H0625832 A JPH0625832 A JP H0625832A
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film
acidic
terpolymer
plastic film
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Henry Theisen
ヘンリー、セイセン
Kevin Nelson
ケビン、ネルソン
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Curwood Inc
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KAAUTSUDO Inc
Curwood Inc
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Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 押出積層技術で、金属亀裂とひび割れに影響
されることなく加工可能なフィルム、当該フィルムを製
造する方法の提供。 【構成】 ａ）ポリプロピレンを酸性ターポリマーと混
合し、 ｂ）前記混合物からフィルムを製造し、 ｃ）金属の薄層を前記フィルムの上に沈積することを含
む金属化ポリプロピレンフィルムを製造する方法および
フィルムであり、酸性ターポリマーはエステルモノマ
ー、酸性モノマーとエチレンからなるものである。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】金属化ポリプロピレンフィルムは
包装上の多くの分野に用いられる。その利点は水蒸気の
透過性が低く、光輝く外観、低密度および低コストにあ
る。しかし主な欠陥は、従来技術のフィルムに典型的に
見られる金属対ポリマーの結合が比較的低いことであ
る。
【０００２】
【従来の技術と解決すべき課題】製造技術とポリマー特
性上の要求は、金属化ポリプロピレンフィルムの製造に
とっては既知であるが、種々な修正が、接着性の不足を
克服するための試みに用いられた。これらの変更はポリ
プロピレン表面の変化をもたらした。これらの修正に関
するいくつかの例には、接着促進ポリマーとの共押出
し、コロナ放電またはプラズマ処理、配向直前、配向中
または配向プロセス後の、非常に薄い接着促進溶液、分
散液または乳化液の塗布、および酸、溶媒またはその他
の反応性薬剤によるフィルム表面の化学的エッチングが
含まれる。
【０００３】現在入手できる２軸配向ポリプロピレンフ
ィルムは、変性されたホモポリマーフィルムによって与
えられる以上に、金属接着に対するいくつかの改善を与
えるが、多くの欠陥がもたらされる。主に、これらのフ
ィルムの製造のための方法は、より複雑性が増し、コス
トが増大する。また、現在の方法は、次々に変更する操
作によりフィルムの使用法における適合性を制限する。
とくに、押出し技術による２以上のフィルムをうまく積
層する能力は、金属化層の亀裂またはひびへの傾向によ
り妥協を要する。押出し積層プロセスの間のひびは、劣
悪な外観と不足な物性をもたらす広範な問題である。未
修正の金属化フィルムは積層プロセスの間、ひび割れの
現象を生じないが、フィルムに対する金属の接着が不十
分であることが知られている。
【０００４】金属のひびは基のフィルム層と金属接着層
の間で、押出し積層方法によって導入される熱および応
力によってもたらされる差別的な伸長の結果であると信
じられる。多くの入手可能なフィルムについて、到達出
来る終局の金属結合とフィルムのひび抵抗との間に相互
交換が行なわれる。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、金属化ポリプ
ロピレンフィルムならび、フィルムに適用されるかも知
れぬ次々に変更される操作法の多様性と妥協することな
く、フィルム対金属の結合を顕著に改善するフィルムを
製造する方法とを提供する。特に、このタイプのフィル
ムは押出し積層技術で、金属亀裂とひび割れに影響され
ることなく加工することが出来る。
【０００６】結合の改善はポリプロピレンを酸性ターポ
リマーとブレンドする本発明によって達せられる。均一
なブレンドは、ポリプロピレン／酸性ターポリマーブレ
ンドが金属化される表面を含む限り、単一な層として加
工されるか、多層の一つとして共重合される。酸性ター
ポリマー組成と添加レベルの広い範囲は、フィルム表面
に沈積される金属の接着性を有効に高めることが証明さ
れる。
【０００７】［好ましい実施態様の詳細な記述］本発明
は金属化ポリプロピレンフィルムならびに、ポリプロピ
レン（ランダムとブロック共重合体を含む）と酸性ター
ポリマーとをブレンドすることを含むフィルムを作る方
法とを包含する。好ましい実施態様の酸性ターポリマー
は、エステルモノマー、酸性モノマーおよびエチレンか
ら成る。いくつかの有機化合物が酸性ターポリマーのエ
ステルモノマー成分として有効なことが証明された。こ
れらの化合物には以下の物が含まれる。メチルアクリレ
ート、アルキル基が１〜８の炭素を包含するアルキルメ
タクリレートおよびアルキル基が１〜８の炭素を包含す
るアルキルハイドロジエンマレエート。
【０００８】いくつかの有機化合物が、酸性ターポリマ
ーの酸性モノマー成分として有効なことも証明された。
これらには、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸お
よび無水マレイン酸が含まれる。
【０００９】エステルモノマー、酸性モノマーおよびエ
チレンのいくつかの比率が、金属化された２軸配向ポリ
プロピレンフィルムに最終的に用いられる酸性ターポリ
マーに満足に使用されることが証明された。これらの組
成は約１〜４０ｗｔ．％のエステルモノマー、０５〜１
０ｗｔ．％の酸性モノマー、および残部エチレンであ
る。好まし範囲は１〜１０ｗｔ．％のエステルモノマ
ー、０５〜３ｗｔ．％の酸性モノマー、および残部エチ
レンである。
【００１０】成功裡に使用された酸性ターポリマーはＥ
ｓｃｏｒ酸性ターポリマーという表示でエクソン化学会
社から市販されている。好ましい酸性ターポリマーは表
示ＬＤＸー２４４の下に販売され、等級ＸＶー３５．４
０として確認されている。このターポリマーは、Ｅｘｘ
ｏｎ Ｅｓｃｏｒｅｎｅ ４２０２と言う標識の下に販
売されているポリプロピレンとブレンドされるときに、
特別に有効であると決定され、出来るフィルムはＧｌｏ
ｕｃｅｓｔｅｒブロー法配向装置で製造される。 酸性
ターポリマーは本明細書で論じられた比率でポリプロピ
レンとブレンドし、所望の、改善された接着性を本発明
のポリプロピレンフィルムに与えることが出来る。ポリ
プロピレンの酸性ターポリマーに対する重量比率または
割合は９９．５／０．５〜０／１００で用いられる。勧
められないが、ポリプロピレンを除くことも可能であ
る。ポリプロピレンの酸性ターポリマーに対する好まし
い比率は９５／５〜７５／２５で、９０／１０〜８０／
２０の範囲で最高の結果が達せられる。
【００１１】ポリプロピレン／酸性ターポリマーのブレ
ンドは、直径で約１／８インチの大きさの酸性ターポリ
マーペレットと所望の比率でポリプロピレン樹脂ペレッ
トと機械的にブレンドすることによって達成できる。こ
のブレンドは好ましくは２軸配向フィルムライン上の押
出機に供給される。代わりに、混練として知られる方
法、即ち、二つの樹脂を所望の比率で押出機に供給し、
同時に溶融して、新しいブレンド樹脂ペレットが酸性タ
ーポリマーとポリプロピレンの組成物である新しい樹脂
ブレンドペレットに押し出す方法が採用される。ブレン
ドによるこれらの方法のいずれもが、金属との接着を増
強するという最終フィルムの特性に関しては同様に作用
する。
【００１２】出来たフィルムの２軸配向が好まれる。フ
ィルムを２軸配向する方法は、プラスチックフィルムの
製造者によって共通な知識であり、また広く用いられて
いる。２軸配向はフィルム結晶構造の２方向における配
向を意味する。これらの２方向は機械方向と横方向とに
関する。フィルムを２軸配向する二つの最も普通な方法
はフラットダイ テンタリングフレーム方法（Ｆｌａｔ
Ｄｉｅ−Ｔｅｎｔｅｒｉｎｇ Ｆｒａｍｅ Ｐｒｏｃｅ
ｓｓ）とダブルバブル方法（Ｄｏｕｂｌｅ Ｂｕｂｂｌ
ｅ Ｐｒｏｃｅｓｓ）である。双方の方法も通常配向フ
ィルムをヒートセットすることを含む。
【００１３】フラットダイ テンタリングフレーム方法
はフラットダイに１以上の押出機でポリプロピレン／酸
性ターポリマーブレンドを供給して２軸配向フィルムを
製造する。溶融プラスチックシートが冷却ドラムに押出
しで固化される。この固化されたシートが次に、冷却ド
ラムよりも高いラインスピードで動いている一連のロー
ラーによって機械方向に伸長される。伸長されたシート
またはウエブはその後、機械のテンター部分で横方向に
配向される。このテンター部分はウエブの２端を把握し
てウエブの幅の寸法を制御する。次に、ウエブは、伸長
されるように加熱されているオーブンを通過する。ウエ
ブに付いているクランプは、開いているレール上を動
き、従ってフィルムを幅方向に制御されたやり方で伸長
する。このとき、フィルムは通常ヒートセットされる。
最終フィルム層を問題とせず金属の接着での所望の改善
を達成するために、外部層は酸性ターポリマーを含んで
おらねばならない。２軸配向フィルムは、次に、ロール
状に巻かれる。
【００１４】機械方向の配向および横方向の配向の順序
は、フィルムの金属接着特性にどんな変化も来たさず
に、逆にも出来、別な機械で行うことも出来る。
【００１５】ダブルバブル方法は押出機またはチューブ
ダイに供給する押出機から成る。各押出機は最終フィル
ム構造の１種以上の層となる材料を供給する。それ故、
本発明に関しては、押出機の一つがポリプロピレン／酸
性ターポリマーブレンドをダイに供給することになる。
金属接着において所望の改善を達するため、フィルム層
の最終の数に拘らず、外側の層は酸性ターポリマーを含
むことが必要となる。
【００１６】溶融プラスチックはチューブ形でダイを出
て、次に、例えば水または空気中で急冷して固化され
る。この固化されたチューブは次に２軸配向押出機の先
端で引っ張られて、そこで再熱され軟化される。この軟
化されたチューブは次に空気で膨脹され、円筒形のバブ
ルに吹かれる。バブルの底は、バブルの先端に供給して
いるチューブよりも非常に高い速度で、機械を通過して
引っ張られ、それに因って、機械方向にフィルムを配向
させる。チューブを加熱してバブルを吹く方法は、横方
向にフィルムの配向を起こす。
【００１７】バブルは次に底部で押し付けられるか挾ま
れて、空気をバブル中に溜めてバブルを膨脹させる殻を
作る。バブルの底部の挟み込みにより、一つのウエブが
出来、次に端部で切り開かれ、最終フィルムの二つの別
々なシートが出来、別々なローラー上に巻き取られる。
夫々のロール幅はバブル周の半分である。
【００１８】フィルムを２軸配向させるために使用され
ているかどうかに拘らず、また、フィルムが本発明につ
いて配向されているかどうかに拘らず、その方法の注目
すべき重要なことは酸性ポリプロピレン／ターポリマー
ブレンド層がフィルムの外層となることである。フィル
ムは、一層だけから成っているか、または、酸性ターポ
リマーが外部層に含まれており、他の層に挾まれていな
いか、または埋没していない限り、多層から成る。
【００１９】好ましくは、このフィルムは次にコロナ放
電、既知の静電表面処理で処理され、その金属被覆層の
受容性および、接着性を更に改善する。しかし、表面処
理は必要なものではない。フィルムは次に金属化され
る。金属化は好ましくは真空蒸着によって行なわれる。
フィルムは金属蒸気源、好ましくはアルミニウムの上
を、酸性ターポリマーを含む層を金属蒸気源に面して通
過させる。金属蒸気はフィルム上に凝縮し、フィルムの
ポリプロピレン／酸性ターポリマー層の上に金属の薄層
を生ずる。フィルムは水冷熱転移ローラーと接触して冷
やされ、ロールに再度巻き取られる。
【００２０】
【発明の効果】発明の著しい特徴は、金属とポリプロピ
レン／酸性ターポリマーブレンド層との間の驚くべき高
度の接着性に現はれている。フィルムの接着性が改善さ
れていることは、ポリプロピレン／酸性ターポリマーブ
レンドを含むフィルムの接着強度をポリプロピレン／酸
性ターポリマーブレンドを含まないフィルムと比較する
ことによって明らかとなる。酸性ターポリマーブレンド
を含む一つの試験フィルムの接着強度は１３０ｇ／イン
チであった。反対に、ポリプロピレン／酸性ターポリマ
ーブレンドを含まない試験フィルムの接着強度は僅か２
０ｇ／インチであった。この金属化フィルムは、また、
引続く加工の際、普通に予想されるよりも金属化表面の
著しく高い亀裂抵抗を発揮する。例えば、亀裂の量は押
し出し積層時、大きくはない。押し出し積層時、金属化
フィルムは、溶融ポリマー、通常ポリエチレンがポリプ
ロピレン／酸性ターポリマーブレンド層を含む金属化ポ
リプロピレンフィルムの金属化表面上に押し出されるよ
うな基礎フィルムとして使用される。溶融ポリエチレン
は接着剤として金属化フィルムを他の２次的ウエブに接
合させるように作用する。
【００２１】本発明の種々な特徴が、本発明の説明され
た実施態様と関連して特に示され、記述されたが、これ
らの特別な配置は、説明のためのものであり、本発明は
付された特許請求の範囲の範囲内に於いてその全体の説
明を与えるべきものであることは理解されねばならな
い。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｃ０８Ｌ 101/08 ＬＳＺ 7242−4Ｊ // Ｂ２９Ｋ 23:00 Ｂ２９Ｌ 7:00 4Ｆ

Claims (26)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ａ）ポリプロピレンを酸性ターポリマーと混合し、 ｂ）前記混合物からフィルムを製造し、 ｃ）金属の薄層を前記フィルムの上に沈積することを含
    む金属化ポリプロピレンフィルムを製造する方法。
  2. 【請求項２】前記ポリプロピレンがランダム共重合体と
    ブロック共重合体ポリプロピレンの双方を包含する特許
    請求の範囲第１項に記載の方法。
  3. 【請求項３】前記酸性ターポリマーがエステルモノマ
    ー、酸性モノマー、およびエチレンから成る特許請求の
    範囲第１項に記載の方法。
  4. 【請求項４】前記酸性ターポリマーの組成が１〜４０ｗ
    ｔ．％のエステルモノマー、０．５〜１０ｗｔ．％の酸
    性モノマー、および残部エチレンである特許請求の範囲
    第３項に記載の方法。
  5. 【請求項５】前記酸性ターポリマーの組成が１〜１０ｗ
    ｔ．％のエステルモノマー、０．５〜３ｗｔ．％の酸性
    モノマー、および残部エチレンである特許請求の範囲第
    ３項に記載の方法。
  6. 【請求項６】前記エステルモノマーが、メチルアクリレ
    ート、アルキル基が１〜８の炭素を包含するアルキルメ
    タクリレエートおよびアルキル基が１〜８の炭素を包含
    するアルキルハイドロジエンマレエートとからなる群か
    ら選択される特許請求の範囲第３項に記載の方法。
  7. 【請求項７】前記酸性モノマーがアクリル酸、メタクリ
    ル酸、マレイン酸および無水マレイン酸から成る群から
    選択される特許請求の範囲第３項に記載の方法。
  8. 【請求項８】前記ブレンドにおける前記ポリプロピレン
    の、前記酸性ターポリマーに対する重量比率が９９．５
    ／０．５〜０．５／９９．５の範囲内にある特許請求の
    範囲第１項に記載の方法。
  9. 【請求項９】前記ポリプロピレンの前記酸性ターポリマ
    ーに対する重量比率が９５／５〜７５／２５の範囲内に
    ある特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  10. 【請求項１０】前記ポリプロピレンの前記酸性ターポリ
    マーに対する重量比率が９０／１０〜８０／２０の範囲
    内にある特許請求の範囲第１項に記載の方法。
  11. 【請求項１１】前記ブレンドから製造される前記フィル
    ムを２軸配向する工程を追加的に包含する特許請求の範
    囲第１項に記載される方法。
  12. 【請求項１２】前記ブレンドから製造される前記フィル
    ムの外面を静電表面処理しその接着性を改善する工程を
    追加的に包含する特許請求の範囲第１項に記載される方
    法。
  13. 【請求項１３】前記酸性ターポリマーとブレンドされる
    前記ポリプロピレンがホモポリマーポリプロピレンであ
    る特許請求の範囲第１項に記載される方法。
  14. 【請求項１４】ポリプロピレンと酸性ターポリマーとの
    ブレンドを含む、別な材料の被覆のための基材としての
    優れた接着性を有するプラスチックフィルム。
  15. 【請求項１５】金属の薄層が沈積されている特許請求の
    範囲第１４項に記載されるプラスチックフィルム。
  16. 【請求項１６】金属の前記薄層が前記プラスチックフィ
    ルム上に真空蒸着で沈積されている特許請求の範囲第１
    ５項に記載されるプラスチックフィルム。
  17. 【請求項１７】前記酸性ターポリマーがエステルモノマ
    ー、酸性モノマーおよびエチレンから成る特許請求の範
    囲第１４項に記載されるプラスチックフィルム。
  18. 【請求項１８】前記エステルモノマーが、メチルアクリ
    レート、アルキル基が１〜８の炭素を包含するアルキル
    メタクリレートおよびアルキル基が１〜８の炭素を包含
    するアルキルハイドロジエンマレエートからなる群から
    選択される特許請求の範囲第１７項に記載されるプラス
    チックフィルム。
  19. 【請求項１９】前記酸性モノマーがアクリル酸、メタク
    リル酸、マレイン酸および無水マレイン酸から成る群か
    ら選択される特許請求の範囲第１８項に記載されるプラ
    スチックフィルム。
  20. 【請求項２０】前記ポリプロピレンの前記酸性ターポリ
    マーに対する重量比率が９９．５／０．５〜０．５／９
    ９．５の範囲内にある特許請求の範囲第１４項に記載さ
    れるプラスチックフィルム。
  21. 【請求項２１】前記ポリプロピレンの前記酸性ターポリ
    マーに対する重量比率が９５／５〜７５／２５の範囲内
    にある特許請求の範囲第１４項に記載されるプラスチッ
    クフィルム。
  22. 【請求項２２】前記ポリプロピレンの前記酸性ターポリ
    マーに対する重量比率が９０／１０〜８０／２０の範囲
    内にある特許請求の範囲第１４項に記載されるプラスチ
    ックフィルム。
  23. 【請求項２３】前記フィルムが２軸配向される特許請求
    の範囲第１４項に記載されるプラスチックフィルム。
  24. 【請求項２４】前記ポリプロピレンがヒートセットされ
    る特許請求の範囲第１４項に記載されるプラスチックフ
    ィルム。
  25. 【請求項２５】前記フィルムが、静電表面処理されてそ
    の接着性を改善された表面を有する特許請求の範囲第１
    ４項に記載されるプラスチックフィルム。
  26. 【請求項２６】 ａ）酸性ターポリマーを含む１層とポリプロピレンを含
    む１またはそれ以上の層とを有するフィルムを共押出し
    し、 ｂ）金属の薄層を前記フィルムの上に沈積することを含
    む金属化ポリプロピレンフィルムを製造する方法。
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