JPH06505766A - ポリエチレン組成物の低温押出被覆方法 - Google Patents
ポリエチレン組成物の低温押出被覆方法Info
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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】
低温高速押出被覆方法及びそれに有用な感熱添加剤を含有するポリエチレン組成
物本発明は押出被覆方法に関する。−面に於いて、本発明は押出被覆に有用なポ
リエチレン組成物に関する。他の面に於いて、本発明は、押出方法を著しく低い
押出被覆温度で行うときでも、押し出された材料が基体(又は下地)に対して優
れた接着性を示す高速押出被覆に関する。他の面に於いて、本発明は高い含有量
の吸湿性添加剤を含む被覆物に関する。本発明の更に他の面は、感熱性である添
加剤を含む被覆に関する。
発明の背景
ポリオレフィン又はポリオレフィンのブレンドの被覆を、紙又はアルミニウム箔
のような基体上に押し出して押出被覆された基体を形成することは、当該技術分
野に於いてよく知られている。種々のポリエチレン及びポリエチレンのブレンド
が押出被覆組成物として広く使用されてきた。しかしながら、これらのポリエチ
レンベースの被覆は、基体に対する良好な接着性をもたらすために高温で押出被
覆しなくてはならず、そのために幾つかの欠点を有している。
高温押出被覆方法は、温度感受性である基体については有用ではない。高温押出
被覆方法はまた温度感受性である添加剤を含む被覆を適用するときに実際的では
ない。高温押出被覆方法の温度は非常に僅か下げることができるが、良好な接着
性を維持するために被覆速度も著しく低下させなくてはならない。しかしながら
、高い被覆速度は押出被覆装置の経済的に魅力のある運転を可能にするので重要
である。
従って、印画紙を含む種々の基体に適用したときに実質的に均一な押出被覆を作
り、押出被覆方法のために通常使用されている温度よりも低い温度で適度な被覆
速度で運転する方法を使用しながら、基体に対して接着し得る感熱添加剤を含む
ポリエチレンベースの押出被覆材料が望まれている。
発明の記述
本発明に従えば、定義されたポリエチレン成分、特定量の定義された粘着付与樹
脂及び特定含有量の感熱添加剤からなる新規な組成物が提供される。本発明の組
成物は、約550°F(約290°C)より低い押出被覆温度で行う押出被覆方
法により種々の基体に適用することができる。本発明の押出被覆方法は、1分間
当たり約300m(約1,000フイート)より高い被覆速度で約0.0075
mmmのように薄い厚さを有する実質的に均一な被覆を適用することができる。
図面の簡単な説明
図1は、粘着付与剤を含有するポリエチレンの示差走査熱量計(I)SC)曲線
である。
図2a〜2dは、幾つかの先行技術のポリエチレン押出被覆組成物についてのD
SC曲線である。
図3は、純ポリエチレン粘着付与剤ブレンドの厚さ対良好な接着性のために必要
な粘着付与剤の最小レベルの関係を示す。
発明の詳細な説明
本発明に従えば、基体に対する良好な接着性を有する低温押出被覆可能な組成物
が提供される。本発明の組成物は、(a)190°Cで約10〜loodg/分
の範囲内のメルトインデックスを有し、十分広い分子量分布を有し、そうして得
られた組成物が350〜550’F(約175〜290°C)の範囲内の温度で
押出被覆することができるポリエチレン成分又はポリエチレン成分ブレンド、(
b)(a)及び(b)の合計の重量基準で約0.5〜15重量%の範囲内の、約
90〜150°Cの範囲内の環球軟化点(RBSP)を有する炭化水素粘着付与
樹脂、並びに
(c)(1)相対的に高い含有量の、十分な量の相対的に高い押出温度で不満足
な欠陥を生じる揮発物を含む添加剤及び(2)通常の押出被覆温度で又はそれよ
りも低い温度で分解又は揮発する添加剤から選択された、少なくとも1種の感熱
添加剤からなる。
本発明の特別の態様に従えば、約0.0075mmのように薄い厚さを有するポ
リエチレン型フィルムでの基体の低温押出被覆方法であって、約550 OF
(290”C)より低い温度で1分間当たり少なくとも約300m(約1.00
0フイート)の基体の被覆速度でさえもこの厚さで良好な接着性で実質的に均一
に被覆することができる押出被覆方法が提供される。本発明の方法は、上記の組
成物を基体の少なくとも一方の面に、約350〜550°F(約175〜290
℃)の範囲内の温度で押出被覆することにより適用することからなる。この押出
被覆温度は約400〜525°F(約205〜275℃)の範囲内であることが
好ましい。ある種の適用に於いては、この押出被覆温度は約350〜480°F
(約175〜250°C)の範囲内であることが好ましい。しかしながら、樹脂
被覆を目的とする印画紙にとっては、この温度範囲は約450〜525°F(約
230〜275℃)であることが好ましい。
本発明の更に他の態様に従えば、それに接着された、(A) 190℃で約10
〜loodg/分の範囲内のメルトインデックスを有し、十分広い分子量分布を
有し、そうして得られた組成物が350〜550°F(約175〜290℃)の
範囲内の温度で押出被覆することができるポリエチレン成分、
(B)ポリエチレン成分及び粘着付与剤の合計の重量基準で約0.5〜15重量
%の範囲内で存在する、約90〜150℃の範囲内のRBSPを有する炭化水素
粘着付与樹脂(粘着付与剤)、並びに(C)(1)相対的に高い含有量の、相対
的に高い押出温度で不満足な欠陥を生じるのに十分な量の揮発物を含む添加剤及
び(2)通常の押出被覆温度で又はそれよりも低い温度で分解又は揮発する添加
剤から選択された、少なくとも1種の感熱添加剤からなるポリエチレン組成物を
接着した基体からなる製造物品が提供される。
上に定義したポリエチレン成分のメルトインデックスは、それが得られた組成物
を、成るレベルの粘着付与剤と組み合わせて、必要な温度、厚さ及び速度で基体
に良好な接着性で押出被覆することができるようなものでなくてはならない。ポ
リエチレン組成物は種々のレベルの粘着付与剤と組み合わせてこれらの性質を有
していなくてはならないが、得られる組成物はそのように限定されず、必ずしも
粘着付与剤の全ての濃度でこれらの性質に合致しなくてはならないことはない。
特に、良好な接着性を維持するために必要な0.5〜15重量%の範囲内の粘着
付与剤の量は、一定押出社出量速度で押出速度に比例し、被覆厚さ及び押出温度
に反比例する。即ち、押出速度が増加すると粘着付与剤の量を増加させることが
必要であり、被覆厚さ又は押出温度が低下すると粘着付与剤の量を増加させるこ
とが必要であろう。
本発明の実施に有用なポリエチレン組成物は約lO〜1100d (デシグラム
)7分の範囲内の190℃でのメルトインデックスを有する材料である。好まし
くは、ポリエチレン成分は約15〜80dg/分の範囲内のメルトインデックス
を育する材料であり、約20〜70の範囲内のメルトインデックスを有する材料
か最も好ましい。
また、本発明の実施に使用されるポリエチレン成分は、190°Cでの約15〜
125dg/分の範囲内のメルトインデックスを有する最終組成物を与えるよう
に選択することができる。好ましいポリエチレン材料は、約30〜90dg/分
の範囲内のメルトインデックスを育する最終組成物を与えるものであり、30〜
80dg/分の範囲内のメルトインデックスを有する最終組成物が最も好ましい
。
本発明の実施に有用なポリエチレン材料は、密度が変化するポリエチレンのブレ
ンドのように典型的には約0.915g/cc〜0.96 g /ccの範囲内
の密度を育している。約0.915 g / cc〜0.945 g / cc
の範囲内の密度を有するポリエチレンが現在好ましい材料である。
本発明の実施に使用されるポリエチレン材料は十分に広い分子量分布を有し、そ
うして得られる組成物が約350〜550°F(約175〜290℃)の範囲内
の温度で押出被覆することができることが望ましい。当業者は、非常に狭い分子
量分布の材料が望ましい押出被覆適用のために適当でなく、一方、非常に広い分
子量分布までの中間のものを有する材料が望ましい押出被覆適用のために一層適
していることを認めている。典型的に、本発明の実施に使用される材料は、少な
くとも約7の多分散度指数、即ち重量平均分子量(Mw)の数平均分子量(Mn
)に対する比を有するであろう。
本発明の実施に使用されるポリエチレン材料が、示差走査熱量計(DSC)で測
定して、少なくとも約95℃の最低融点開始温度(minimummeltin
g point onset temperature)を有することも望まし
い。このような溶融特性を有する材料は押出被覆適用のために優れた加工特性を
与える。
感熱添加剤を含まない例示的組成物のDSC曲線を図1に示す。このDSC曲線
を得るのに使用した組成物は、約32dg/分のメルトインデックス及び約0.
915g/ccの密度を有する材料である。この材料は、約20dg/分のメル
トインデックスを有する低密度ポリエチレン90重量%をNIREZ (商標)
1135粘着付与樹脂lO重量%とブレンドすることにより製造した。この図
から、この試料は約105°Cの実際の融点で、96.1°Cの開始融点(図示
するように外挿により決定)を有することが分かる。
比較のために、幾つかの先行技術の市販のポリエチレン押出被覆組成物について
のDSC曲線を図2a〜2dに示す。図2aに、BYNELCXAについてのD
SC曲線を示す。BYNEL CXA (商標)はデュポン社から入手でき、高
い酸性官能性と組み合わせて温度安定性エステルを含むエチレンターポリマーと
して特徴付けられる。図2bに、ADMER507(商標)についてのDSC曲
線を示す。ADMER507は三井石油化学−から入手でき、エチレン−ビニル
アルコール型ポリオレフィンへの接着のための「ポリオレフィンブレンド」とし
て特徴付けられる。デュポン社から入手できる5URLYN 8255 (商標
)を図20に示す。ダウ社から入手できるPRIMACOR3440(商標)を
図2dに示す。この材料はエチレン−アクリル酸コポリマーである。これらの先
行技術の材料の夫々は、本発明のポリエチレン粘着付与剤組成物ブレンドの立上
り融点(onset melting point)よりも実質的に低い立上り
融点を有していることが分かる。
本発明の実施に有用なポリエチレン材料は、比較的高純度のエチレンを攪拌した
反応器中で約i、 ooo気圧より高い圧力及び約200°Cより高い温度で、
例えば、ジー第三級ブチルパーオキシドのような過酸化物触媒を使用して重合さ
せることにより製造できる。メタン、エタン、二酸化炭素等のような不活性の物
質を含むより低い純度のエチレンを、エチレン供給物中に含有させてその純度を
調節することができる。適当な低密度ポリエチレンの製造についての更に一般的
な詳細なことの刊行物は、Renfrew及びMorgan著の教科書poly
theneの11〜17頁並びにThomassonSMcKetta及びPo
nder著のPetroleum Refiner(1956年)の191頁の
記事である。
本発明のポリエチレン組成物は、ポリエチレンコポリマー及びプロピレンホモポ
リマー又はコポリマーのような他のポリオレフィンを少量含むポリエチレンブレ
ンドであってもよい。この他のポリマーオレフィンの少量は、一般的に約40重
量%よりも少なく、好ましくは約20重量%よりも少なく、約10重量%よりも
少ないことが最も好ましい。
本発明の組成物で有用である粘着付与樹脂は、約90−150℃のRBSPを有
し、米国特許第3.701.760号に開示されている方法により製造されるD
AC−8炭化水素樹脂並びに他の炭化水素樹脂類、合成及び天然ポリテルペン類
、ロジンエステル類等のような炭化水素樹脂であってよい。好ましい粘着付与樹
脂は、そのより良い色特性のために合成粘着付与樹脂である。無色の粘着付与樹
脂(water whitetackifying resins)は特に印画
紙用に一層好ましい。
適当な炭化水素粘着付与樹脂の一つは、130°Cの軟化点を有し、Eastm
an Chemical Products、Inc、からEastman R
e5in H−130(商標)として市販されている炭化水素樹脂である。適当
な炭化水素粘着付与樹脂である市販の樹脂の他の例には、Goodyear T
ire andRubber Co、により販売されているWINGTACK
95 (商標)、5w1ftAdhesives CompanyのRe1ch
hold Divisionにより販売されている5TA−TAG (商標)及
び5UPER5TA−TAC(商標)並びに(EastmanChemical
Products、 Inc、から販売されている)C6炭化水素の水素化ポ
リマーであるEASTOTAC(商標)が含まれる。他の炭化水素粘着付与樹脂
は、主としてオレフィン類及びジオレフィン類からなり、例えば、イソプレンの
製造から得られる残留副生モノマーを含むモノマーの重合によって製造すること
ができる。これらの炭化水素粘着付与樹脂は、典型的に約90〜150°CのR
BSP、約θ〜2の酸価及び約1より小さい鹸化価を示す。好ましい炭化水素粘
着付与樹脂はより高い官能性を示す。また適当な粘着付与剤は、好ましい粘着付
与剤であるPICCOTEX 120 (商標) (Hercules Che
micalから入手できる)、即ちα−メチルスチレンとビニルトルエンとのコ
ポリマーのようなビニル芳香族モノマーのポリマーである。この材料は約120
℃のRBSPを有している。
追加の適当な樹脂は、ロジンエステル樹脂並びにアローオシメン、カレン、異性
化したピネン、ピネン、ジペンテン、テルピネン、テルピノレン、リモネン、テ
ルペンチン、テルペンカット又は留分及び種々の他のテルペン類を含む、脂環式
、単環及び二環モノテルペン及びそれらの混合物のようなテルペン炭化水素の重
合及び/又は共重合により得られる、二量体を含むポリマー樹脂状材料並びに高
分子ポリマーのようなテルペンポリマーである。他の有用な樹脂エステルは、A
r1zona Chemicalから入手できるZonester (商標)製
品群のような、約7〜16の酸価及び約100〜110°CのRBSPを有する
ロジンのペンタエリトリトールエステルである。一つのこのような樹脂は、 1
00℃のRBSP及び約11の酸価を有するトール油ロジンのペンタエリトリト
ールエステルである。最も好ましい粘着付与剤は、最も好ましい粘着付与剤であ
る5w1ft Adhesives CompanyのRe1chholdDi
visionから入手できる125〜140℃のRBSPを有するNrREZ
1135を含むβ−ピネン類から重合したN[REZ (商標)ポリテルペンの
ようなポリテルペン類である。
本発明の組成物に使用される粘着付与樹脂の量は、広範囲に変わり、典型的にポ
リエチレン成分及び粘着付与樹脂の合計重量基準で約0.5〜15重量%の範囲
内に入る。粘着付与樹脂の好ましい量は約1〜IO重量%の範囲内に入る。粘着
付与剤のこれらのレベルで粘着付与剤の量当たりの最大接着力が得られるので、
これらの量が好ましい。即ち、所定の厚さでより低いレベルの粘着付与剤で、低
下した接着力が観察され、一方より高いレベルの粘着付与剤で少し増大した利点
が得られる。
好ましい粘着付与剤は無色であるが、これは使用のために、特に写真目的のため
に粘着付与剤を不十分にする時間で変色し劣化するであろう。それでこれらの粘
着付与剤を、ヒンダードフェノール系酸化防止剤のような安定剤で安定化するこ
とが重要である。ヒンダードフェノール系酸化防止剤の例には、rRGANOX
1076、IRGANOXlolo等のようなブチル化ヒドロキシトルエン(
BIT)及びその誘導体が含まれ、IRGANOX 1010が最も好ましい。
IRGANOX (商標)安定剤はCiba−Geigyから入手できる。組成
物に使用される安定剤の量は、組成物中に存在する粘着付与剤の量に直接比例す
る。この安定剤の量は一般にポリエチレン及び粘着付与剤の合計基準で約O21
〜0,3重量%の範囲内である。安定剤のこの量は約0.1〜0.2重量%であ
ることが好ましい。
本発明で使用することができる感熱添加剤には、(1)相対的に高い含有量の、
相対的に高い押出温度で適用される押出被覆に於いて不満足な不完全性を作るこ
とができる十分な量の揮発物を含む添加剤及び(2)600°F (315℃)
よりも低いがポリエチレンの融点よりも高い温度で分解又は揮発する添加剤が含
まれる。本発明者等は、押出被覆の間に比較的多量の揮発物を含むか又は作る感
熱添加温度で限定された重要点であることを見出した。換言すると、比較的高い
含有量のこれらの添加剤は、通常の押出被覆温度で気孔、し−シンク(laci
ng) 、顔料ライン、湿分ライン、泡などのような不満足な欠陥を作る。本発
明者等は、これらの不満足な欠陥が、添加粒子の上又は中に水和の水を含む水の
ような化合物を吸収又は吸着した微粒子添加剤からの揮発物の放出のためである
ことを見出した。
押出温度を50°F (550°Fに、290°Cに)のように僅かに下げるこ
とにより、これらの揮発物は得られる被覆に望ましくない不完全性を作るような
形に逃げ出さないことが意外にも見出された。比較的高い蒸気圧を有するか又は
容易に逃げ出す揮発物は重要なものではなく、これらの揮発物は加工の際僅かに
早く蒸発するか又は逃げ出し、押出機から後方に吐き出されるので、被覆に欠陥
を作らない。
本発明の方法は、大抵が吸湿性又は親水性添加剤を高い含有量で含む組成物を成
功裡に押出被覆することができる。本発明は、それでその揮発性含有物のために
通常押出被覆することができなかった新しい添加剤を含有することを許容する。
更に、本発明は著しく多い量の現在知られている押出被覆添加剤を含有すること
を許容する。
多量の揮発物を含有する添加剤又は添加剤の組合せの好ましい比較的高い含有量
は、全量基準で約10重量%を超え、更に好ましくは20重量%を超え50重量
%以下である。適当な添加剤の例には、炭酸カルシウム、酸化アルミニウム、二
酸化珪素、珪藻土、タルク、酸化亜鉛、種々のカーボンブラック、アナターゼ型
及びルチル型の二酸化チタン等並びにこれらの混合物が含まれる。最も好ましい
添加剤はカーボンブラック及び二酸化チタンである。しかしながら、6%のよう
に低い濃度でカーボンブラックのようなある種の添加剤は、先行技術の方法によ
って成功裡に押出被覆することができない。
写真への適用の場合に、添加剤の通常の濃度は普通約20%よりも少ない。これ
について、二酸化チタンと酸化亜鉛との組合せは、9〜18%の範囲内の二酸化
チタンと0〜3%の範囲内の酸化亜鉛とで一般に約18%よりも少ない。他の添
加剤は全部で約1%以下であり、これには光学増白剤、安定剤、酸化防止剤及び
着色剤が含まれる。
本発明の方法は、18%よりも多く約50%以下の二酸化チタンの量を許容し、
全量基準で18%よりも多いが50%よりも少ない二酸化チタンと酸化亜鉛との
合計の組合せで3%より多い酸化亜鉛を許容する。
二酸化チタン及び酸化亜鉛をこのように増加させると、不透明度、白色度、明度
及び画像鮮鋭度を改良することかできる。
通常の押出温度(600°F、315℃)で又はそれよりも低くてそれ自体分解
又は揮発する添加剤は、最終被覆物に望ましくない不完全性を起こし得るし、及
び/又はその元の形及び/又は濃度で存在しない。これらの温度で分解又は揮発
する適当な添加剤の例には、フタロシアニン類のような有機着色剤、有機酸化防
止剤、有機帯電防止剤、スリップ剤、光学的増白剤、滑剤等が含まれる。これら
の添加剤の量は好ましくは全量基準で約0.05〜10重量%の範囲内である。
更に好ましくは約0.1〜5重量%であり、約0.1〜3重量%が最も好ましい
。
更に、比較的高い温度で分解する他の適当な添加剤には、好ましくは約10重量
%以下の生物分解性有機ポリマーが含まれる。用語「生物分解性有機ポリマー」
により意図される化合物には、環境中に豊富に存在する微生物の存在下でそれ自
体固有的に直接酵素鎖開裂に感受性であるポリマー物質が含まれる。上記の定義
により意図される代表的な物質には、コーンスターチのようなポリマー炭水化物
が含まれる。
使用するとき、全量基準で約1−1ot量%の範囲内の生物分解性有機ポリマー
の量が典型的である。好ましくは、約4〜6重量%の範囲内の生物分解性有機ポ
リマーが使用されるであろう。
他の添加剤、即ち安定剤、充填材等を本発明の組成物に添加することができる。
このような材料はポリマーブレンドを形成する成分中に存在していてよく、又は
、ポリマーをブレンドして押出被覆組成物を形成するとき添加することができる
。
本発明の組成物には更に、約25〜200ppmの範囲内の遷移金属プロオキシ
ダント(pro−oxidant)が含まれていてもよい。本発明の実施に使用
することが意図される遷移金属化合物は、コバルト、マンガン及び銅のような遷
移金属と十分に高い分子量の有機酸とを、使用されるポリマーブレンド中に可溶
性である塩を得るように組み合わせることによって形成される塩である。
本明細書で使用する、用語「遷移金属」は、イオン種の外殻に8個より多く18
個より少ない電子を育する元素を含むことが意図される。即ち、遷移金属は通常
それらの外殻間で電子遷移が可能である。
そして、その結果である可変性原子価状態はこれらの元素を酸化反応を誘導し得
るようにする。実際に、非常に毒性であるか及び/又は放射性であるこれらの遷
移元素は非常に少ないか又は高価であり、それで通常酸化触媒として工業的な使
用には遭遇しない。その塩及び錯体がこのような応用に存用である一層典型的に
遭遇する遷移金属には、セリウム、亜鉛、銅、銀、ニッケル、コバルト、鉄、マ
ンガン、クロム及びバナジウムが含まれる。これらの元素は、ポリマー溶融物中
の適当なレベルの溶解性を有するような塩の形で使用することができ、この形に
は典型的に、ステアリン酸塩、オレイン酸塩、ベヘン酸塩、ミリスチン酸塩、エ
ルカ酸塩、リルン酸塩、ナフタン酸塩(naphthanate)又はアセトニ
ルアセテート、8−ヒドロキシキノリン酸塩、金属アミン塩錯体などのような錯
体、並びにこれらの2種又はそれ以上の混合物のような形が含まれる。
使用するときプロオキシダントの好ましい量は、ポリエチレン組成物の全重量基
準で約100〜150ppmの範囲内に入る。
本発明の組成物は、トライブレンドし、次いでコンパウンディング押出機を通す
こと、ミリングロールでコンパウンディングすること又はバンバリーミキサ−で
溶融することなどのような種々の方法で製造することができる。成分をブレンド
するどのような方法も、本発明で有用である。例えば、夫々のポリマーのペレッ
トを機械的にブレンドし、次いでそのブレンドを押出機に入れ、そこで溶融し押
し出す。
上記の利点に加えて、本発明者等は、本発明の低温押出方法により最終被覆製品
のカールの量が減少すること並びに押出被覆方法自体を行うために必要なエネル
ギーの量が減少することを見出した。
本発明の押出被覆材料を基体に適用する方法は当該技術分野でよく知られており
、当該熟練者の技術の範囲内に十分大る。同様に、2種又はそれ以上の基体の押
出/ラミネートのために本発明の押出被覆材料を使用する方法は当該技術分野で
よく知られている。当該技術分野のこれらの技術によって、このような方法に本
発明の組成物を容易に適用することができる。
本発明の実施で使用することが意図される基体には、紙、印画紙、板紙、繊維、
ポリマー材料、金属箔等が含まれる。ポリマー材料には、ポリオレフィン又は官
能的に変性したポリオレフィン、ポリエステル又は官能的に変性したポリエステ
ル、エチレン−ビニルアルコールコポリマー又は官能的に変性したその誘導体、
ポリアミド又は官能的に変性したポリアミド等が含まれ、更に二酸化チタン、硫
酸バリウム及び炭酸カルシウムのような微小気孔形成剤/顔料を含む又は含まな
いエンボスした及び/又は配向したポリマー基体が含まれる。
本発明の組成物は、押出被覆方法により基体に適用する際に、破壊的結合を形成
する。即ち、基体−被覆物結合は、基体から被覆物を分離するために力を掛けた
とき、被覆物又は基体の何れかの破壊を起こすほど十分強い。
本発明をその好ましい態様の下記の実施例によって更に説明するか、これらの実
施例は単に例示の目的のために含まれるものであり、他に特に示さない限り本発
明の範囲を限定することを意図するものではないことはいうまでもない。
実施例
下記の5例は、粘着付与剤の量の押出速度及び被覆厚さに対する関係を示す。下
記の5例に於ける試料は下記の同一条件下で押出被覆した。
押出物温度 =360°F (182°C)ダイ開口 : 0.020インチ
押出排出速度 :lOポンド/時間/ダイ幅インチダイ開口とニップとの距離:
5.25インチラミネーターの最大速度 : 1400fpm押出機バレル、
アダプター及びダイでのヒーターの設定は388°C(198°C)又はそれよ
り低かった。
これらの例は図3のグラフにより一層容易に理解される。このグラフは、下記の
5例の夫々について、厚さに対する、優れた接着性を与えるために必要な粘着付
与剤の最小レベルの関係を示す。
下記の5例は、双曲線関係・
(t)(N)=2
(式中、tはミルで表した粘着付与剤変性ポリエチレンの厚さであり、Nは重量
%で表したポリエチレン中の粘着付与剤(Nirez 1135)のレベルであ
る)
をプロットした。この観察は、ラミネートした紙対紙構造中の2ミルのポリエチ
レン厚さか、優れた接着力を得るために僅かに1重量%の粘着付与剤の最小レベ
ルを必要とすることを予示している。この観察はまた、0.2ミルのより薄いポ
リエチレンラミネートが良好な接着力のためにより高いレベル(10重量%)の
粘着付与剤を必要とすることが予測される。
例1
1重量%の粘着付与剤N1rez 1135 (約135°CのRBSPを有す
る重合したβ−ピネン)を含む70dg/分のメルトインデックスのポリエチレ
ンを、クラフト紙に対して天然クラフト紙をラミネートするために使用した。押
出物温度は360°F(182°C)であった。ダイ吐出速度は10ボンド/時
間/ダイ幅インチであった。ラミネートを均一厚さを与える押出機で1.40O
fpmで引き取った。最終厚さは0.3ミル(0,0075mm )であった。
この厚さ及び速度で材料は良好な接着力を有していなかった。しかしながら、こ
の材料は(少なくとも2ミルの厚さで) 20Ofpmを含むこれ以下のより遅
い被覆速度でクラフト紙の両方の層に繊維引き裂き(破壊的)接着力を与えた。
例2
2重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む70dg/分のメルトインデ
ックスのポリエチレンを、クラフト紙に対して天然クラフト紙をラミネートする
ために使用した。押出物温度は360°F (182°C)であった。ダイ吐出
速度はlOポンド/時間/ダイ幅インチであった。ラミネートを均一厚さを与え
る押出機で1.40Ofpmで引き取った。最終厚さは0.3ミル(0,007
5mm )であった。この厚さ及び速度で材料は良好な接着力を有していなかっ
た。しかしながら、この材料は(少なくともlミルの厚さで) 400fpmを
含むこれ以下のより遅い被覆速度でクラフト紙の両方の層に繊維引き裂き(破壊
的)接着力を与えた。
例3
3重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む70dg/分のメルトインデ
ックスのポリエチレンを、クラフト紙に対して天然クラフト紙をラミネートする
ために使用した。押出物温度は360 ’ F (182°C)であった。ダイ
吐出速度は10ポンド/時間/ダイ幅インチであった。ラミネートを均一厚さを
与える押出機で1.40Ofpmで引き取った。最終厚さは0.3ミル(0,0
075mm )であった。この厚さ及び速度で材料は良好な接着力を有していな
かった。しかしながら、この材料は(少なくとも0.75ミルの厚さで) 60
0fpmを含むこれ以下のより遅い被覆速度でクラフト紙の両方の層に繊維引き
裂き(破壊的)接着力を与えた。
例4
5重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む32dg/分のメルトインデ
ックスのポリエチレンを、クラフト紙に対して天然クラフト紙をラミネートする
ために使用した。押出物温度は360°F(182°C)であった。ダイ吐出速
度は10ポンド/時間/ダイ幅インチであった。ラミネートを均一厚さを与える
押出機で1.40Ofpmで引き取った。最終厚さは0.3ミル(0,0075
mm )であった。この厚さ及び速度で材料は良好な接着力を育していなかった
。しかしながら、この材料は(少な(とも0,4ミルの厚さで) 1.ooof
pmの被覆速度でクラフト紙の両方の層に繊維引き裂き(破壊的)接着力を与え
た。
例5
1O重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む36dg/分のメルトイン
デックスのポリエチレンを、クラフト紙に対して天然クラフト紙をラミネートす
るために使用した。押出物温度は360°F(182°C)であった。ダイ吐出
速度はlOボンド/時間/ダイ幅インチであった。ラミネートを均一厚さを与え
る押出機で1.40Ofpmで引き取った。最終厚さは0.3ミル(0,007
5mm )であった。この材料は(0,3ミルの厚さで) 1,300fl)m
てクラフト紙の両方の層に繊維引き裂き(破壊的)接着力を与えた。
下記の10例は、約300m 7分を超える押出被覆速度で少なくとも約0.0
075mmの必要最小被覆物厚さを得る際のメルトインデックスの限界を示す。
試料は下記の同一条件下て押出被覆した。
押出物温度 :440°F (227°C)ダイ開口 : 0.020インチ
押出排出速度 =10ボンド/時間/ダイ幅インチダイ開口とニップとの距離:
5.25インチラミネーターの最大速度 : 1400fpO1押出機バレル
、アダプター及びダイでのヒーター固定は460°F(238°C)又はそれよ
り低かった。
例6
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む3.5dg/分のメルトイ
ンデックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。押出物エツジ引
き裂き(extrudate edge tear)により制限されるので、3
25fpm (約100m/分)の最大速度で1.3ミル(0,033mm)の
最小厚さを得ることのみが可能であった。
例7
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む?、 Odg/分のメルト
インデックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。押出物エツジ
引き裂きにより制限されるので、475f pm(145m 7分)の最大速度
で0.9ミル(0,023mm)の最小厚さを得ることのみが可能であった。
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む13dg/分のメルトイン
デックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。押出物エツジ引き
裂きにより制限されるので、875f pm(255m /分)の最大速度で0
.5ミル(0,013mm)の最小厚さを得ることのみが可能であった。
例9
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む20dg/分のメルトイン
デックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。押出物エツジ引き
裂きにより制限されるので、1.05Of pm(320m /分)の最大速度
で0.4ミル(0,010mm)の最小厚さを得ることのみが可能であった。
例10
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む32dg/分のメルトイン
デックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。1.400fpa
+(430m/分)を超える最大速度で0.3ミル(0,0075mm)よりも
小さい最小厚さを得ることのみか可能であった。押出物エツジ引き裂き又はエツ
ジウィービング(edge weabing)は1.40Of pm(430m
/分)の被覆速度で観察されなかった。
例11
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む50dg/分のメルトイン
デックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。1.40Ofpm
(430m/分)を超える最大速度で0.3ミル(0,0075mm )よりも
小さい最小厚さを得ることか可能であった。押出物エツジ引き裂き又はエツジウ
ィービングは1.40Of pm(430m /分)の被覆速度で観察されなか
った。
例12
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む80dg/分のメルトイン
デックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。1.400fpm
(430m/分)を超える最大速度で0.3ミル(0,0075mm )よりも
小さい最小厚さを得ることが可能であった。押出物エツジ引き裂き又はエツジウ
ィービングは1.40Ofpm(430m/分)の被覆速度で観察されなかった
。
髭
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む1100d/分のメルトイ
ンデックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。押出物エツジの
大きなウィービングにより制限されるので、350f pm(107m/分)の
最大速度で1.2ミル(0,030mm)の最小厚さを得ることのみが可能であ
った。
仮置
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む130dg/分のメルトイ
ンデックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。押出物エツジの
大きなウィービングにより制限されるので、275fpm (84m/分)の最
大速度で1.5ミル(0,039B)の最小厚さを得ることのみが可能であった
。
髭
10重量%の粘着付与剤N1rez 1135を含む200dg/分のメルトイ
ンデックスのポリエチレンを、上記のようにして押出被覆した。押出物エツジの
大きなウィービングにより制限されるので、20Ofpm (61m/分)の最
大速度で2.1ミル(0,053mm)の最小厚さを得ることのみが可能であっ
た。
下記の例は、通常の押出温度で通常不満足な不完全性を作る揮発物を多量含有す
る添加剤を比較的高い含有量で含む押出被覆組成物に対する本発明の能力を示す
。
度の関数として写真品質紙被覆樹脂組成物の被覆多様性を示す。下記の表1に示
すように吸湿性添加剤のレベルを変えるために、濃度を変えた下記の二つの組成
物をトライブレンドした。
コンセントレート組成物1:
37、57重量% アナターゼ型二酸化チタン9.0% 酸化亜鉛
1.5% ステアリン酸亜鉛
0.15 光学的増白剤
0.2779 1rganox 10760.5 無機青色顔料
0.02% 有機赤色顔料
残りは4 dg/分のメルトインデックス及び0.92 g / ccの密度を
有するポリエチレンである。
コンセントレート組成物2:
10% N1rez 1135
0.1% Irganox 1010
残りは20dg/分のメルトインデックス及び0.916g/ccの密度を育す
るポリエチレンである。
下記の表1の試料を下記の条件下で押出被覆した。
ダイ開口 : 0.020インチ
押出吐出速度 =10ポンド/時間/ダイ幅インチダイ開口とニップとの距離:
約5インチ被覆重量 : 33g/rr?
上記の例は、本発明の方法が、もし適当な押出温度を選択するならば、ある種の
吸湿性添加剤の高い含有量で完全な押出被覆物を作ることができることを示して
いる。
例17
下記の例は、粘着付与剤無しで600°Fで及び粘着付与剤有りで495°Fで
押し出す場合の、粘着付与剤の量の紙とポリエチレンとの間の接着力レベルに対
する関係を示す。これらの被覆物は低密度ポリエチレンを使用して写真グレード
の紙の上に作った。その結果を下記の表2に示す。この例は下記の条件下で押出
被覆した。
押出物温度 : 下記参照
ダイ開口 、0.040インチ
押出吐出速度 =6.3ボンド/時間/ダイ幅インチダイ開口とニップとの距離
: 5.25インチコロナ放電処理(CDT) : 有り
被覆重量 : 48g/イ
600°F (315°C) 0 540495°F (257℃) l 13
0495°F (257°C) 3 300495°F (257°C)6 5
60495°F (257°C) 10 980*この被覆組成物にはまた0、
1重量%の酸化防止剤が含まれており、残りは20dg/分のメルトインデック
ス及び0.916g/ccの密度を有するポリエチレンである。
この例は、低温でのポリエチレンと写真グレード紙との間の接着力が粘着付与剤
の量を増加させることによって改良され、600°F(315°C)で粘着付与
剤無しでの押出被覆により得られる接着力が、成る量の粘着付与剤で495°F
(257°C)での押出により合致させるか又は超えることができることを示
している。
例18
この例は、表3に示されるように、二酸化チタンの量を、下塗被覆物欠陥を作る
ことなく樹脂被覆写真グレード紙の樹脂層中に著しく増加できることを示す。
押出物温度 : 表参照
ダイ開口 二 〇、 040インチ
押出吐出速度 :6.3ボンド/時間/ダイ幅インチダイ開口とニップとの距離
: 5.25インチCDT : 有り
この例は、600°Fで押し出すことができる二酸化チタンの量が被覆物の品質
によって制限されることを示す。しかしながら、この品質制限は粘着付与剤がよ
り低い温度で存在するときは存在しない。
本発明は、印画紙の白色度、明るさ、明度及び画像鮮鋭度に於ける潜在的改良を
もたらす。更に、押出被覆物の厚さも、樹脂被覆写真支持体の品質を損なうこと
なく、実質的に減少させることができる。
例19
この例は、吸湿性添加剤濃度及び押出被覆方法に於ける押出物温度の関数として
被覆物品質を示す。下記の表4に示すように吸湿性添加剤のレベルを変えるため
に、濃度を変えた下記の二つの組成物をトライブレンドした。
コンセントレート組成物l:
30% 水1%を含むカーボンブラック残りは12dg/分のメルトインデック
ス及び0.918g/ccの密度を有するポリエチレンである。
10% N1rez 1135
0.1重量% Irganox 1010残りは20dg/分のメルトインデッ
クス及び0.916g/ccの密度を有するポリエチレンである。
表4の下記の試料を下記の条件下で押出被覆した。
押出物温度 二 表参照
ダイ開口 : 0.020インチ
押出吐出速度 =lOボンド/時間時間/ダインインチダイ開口ップとの距離:
約5インチ被覆重量 : 33g/rff
本発明をその好ましい態様を特に参照して詳細に記載したが、その変形及び修正
が本発明の精神及び範囲内で有効であることは言うまでもない。
尻
≦
特表千6−505766 (1G)
寓
≦
流
≦
国際調査報告
+1□1.6−1m−2,アー−Pl’:TハK QF/n2E7R国際調査報
告
フロントベージの続き
FI
Claims (19)
- 1.(a)190℃で10〜100dg/分の範囲内のメルトインデックスを有 し、そして十分広い分子量分布を有し、得られた組成物が175〜290℃の範 囲内の温度で押出被覆することができるポリエチレン成分、 (b)(a)及び(b)の合計の重量基準で0.5〜15重量%の範囲内の、9 0〜150℃の範囲内のRBSPを有する炭化水素粘着付与樹脂、並びに (c)(1)相対的に高い含有量の、十分な量の相対的に高い押出温度で不満足 な欠陥を作る揮発物を含む添加剤及び(2)通常の押出被覆温度で又はそれより も低い温度で分解又は揮発する添加剤から選択された、少なくとも1種の感熱添 加剤を含んでなる、基体に対する良好な接着性を有する低温押出被覆可能な組成 物。
- 2.前記ポリエチレン成分が20〜80dg/分の範囲内のメルトインデックス を有する請求の範囲第1項記載の組成物。
- 3.前記炭化水素粘着付与樹脂が、1〜10重量%の範囲内で存在し、重合した β−ピネン類、C5炭化水素の水素化ポリマー、α−メチルスチレン−ビニルト ルエンコポリマー又はトール油ロジンのペンタエリトリトールエステルから選択 される請求の範囲第1項記載の組成物。
- 4.前記粘着付与樹脂が重合したβ−ピネンである請求の範囲第3項記載の組成 物。
- 5.前記感熱添加剤が粒子の中又は上に吸収又は吸着された化合物を有する微粒 子状添加剤である請求の範囲第1項記載の組成物。
- 6.前記感熱添加剤が吸湿性又は親水性添加剤である請求の範囲第1項記載の組 成物。
- 7.前記感熱添加剤がカーボンブラック及び二酸化チタンから選択される請求の 範囲第6項記載の組成物。
- 8.前記吸湿性又は親水性添加剤が全量基準で10重量%を超える濃度で組成物 中に存在する請求の範囲第6項記載の組成物。
- 9.前記吸湿性又は親水性添加剤が全量基準で20重量%を超え50重量%以下 の濃度で組成物中に存在する請求の範囲第8項記載の組成物。
- 10.前記感熱添加剤が、有機着色剤、有機酸化防止剤、有機帯電防止剤、スリ ップ剤、光学的増白剤及び滑剤から選択される請求の範囲第1項記載の組成物。
- 11.前記感熱添加剤が全量基準で0.05〜10重量%の濃度範囲で存在する 請求の範囲第10項記載の組成物。
- 12.(a)請求の範囲第1項に記載の組成物を、175〜290℃の範囲内の 温度で押出被覆することによって基体の少なくとも一方の表面に適用することを 含んでなる、少なくとも0.0075mmの厚さを有するポリエチレンフィルム での基体の低温押出被覆方法。
- 13.前記基体が紙、印画紙、板紙、繊維、ポリマー材料及び金属箔から選択さ れる請求の範囲第12項記載の方法。
- 14.前記基体が感熱基体である請求の範囲第13項記載の方法。
- 15.請求の範囲第13項記載の方法により製造される物品。
- 16.(A)190℃で10〜100dg/分の範囲内のメルトインデックスを 有し、そして十分広い分子量分布を有し、そうして得られた組成物が175〜2 90℃の範囲内の温度で押出被覆することができるポリエチレン成分、 (B)全組成物の重量基準で0.5〜15重量%の範囲内の、90〜150℃の 範囲内のRBSPを有する炭化水素粘着付与樹脂、並びに(C)(1)相対的に 高い含有量の、十分な量の相対的に高い押出温度で不満足な不完全性を作る揮発 物を含む添加剤及び(2)通常の押出被覆温度で又はそれよりも低い温度で分解 又は揮発する添加剤から選択された、少なくとも1種の感熱添加剤を含んでなる ポリエチレン組成物を有する基体からなる製造物品。
- 17.前記基体が紙、印画紙、板紙、繊維、ポリマー材料及び金属箔から選択さ れる請求の範囲第16項記載の方法。
- 18.前記基体が感熱基体である請求の範囲第17項記載の方法。
- 19.前記物品が改良された不透明度、白色度、明るさ、明度又は画像鮮鋭度の 印画紙である請求の範囲第17項記載の製造物品。
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