JPH08507102A - 蓋ストック製造のためのポリオレフィンブレンド - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ポリブチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び少なくとも１種の無機フィラーを含む、良好に分散したポリマーブレンドから製造される剥離可能なシールを本明細書に開示する。この剥離可能なシールは、凝集破壊中の糸を引く粘着質物質の形成を回避又は最小にすることを含めた良好な性質を有する。このシールは好ましくは押出し被覆方法によって製造される。

Description

【発明の詳細な説明】 蓋ストック製造のためのポリオレフィンブレンド 技術分野 本発明は一般にパッケージ用途に用いる剥離可能なシールに関する。さらに詳 しくは、本発明はポリブチレン及び他のポリオレフィン系物質から製造される、 好ましい性質を有する剥離可能なシールに関する。背景技術 剥離可能なシールは当該技術分野において周知である。これらの剥離可能なシ ールにはポリブチレンに非相容性（incompatible）ポリマーをブレンドし、この ブレンドをシール層として用いることによって製造されるシールが含まれる。剥 離中に、ブレンド成分の非相容性（incompatibility）のために凝集破壊が生ず る。ブレンド後に、ポリマー対は通常完全には相容性でないことが知られている 。これらは、２つの異なる若しくは非混和性層が残留するか、又は分子レベルに おいてポリマーの部分的な混合が生ずるか、又は単一の熱力学的に安定な相が形 成されるかのいずれであるかに依存して、定性的に非相容性、半相容性、又は相 容性であると見なされる。大抵の場合に、実際の混和性は滅多に得られないが、 ポリマーブレンドが所定の目的を達するならば充分である。 剥離可能なシールの製造に用いるブレンド成分の非相容性のために、制御され た破壊がシーラント層内で一般に生ずる。この破壊は主として、シート層とヒー トシールされた基体との界面における接着力に比べて、異なる物質の弱い分子間 力によって誘導される。この破壊は典型的に凝集破壊と呼ばれ、一般に明白で均 一な分離を生ずる。 しかし、凝集破壊が時には剥離面に糸を引く粘液質物質（stringy materials ）の残渣を残す場合がある。糸を引く粘液質の付着物はポリマー成分の不適当な 混合／ブレンドによって又は、剥離作用中にシーリング力と競合する予形成（pr efabricated）フィルムの引張り特性によって通常生ずる。その発生原因に拘わ らず、糸を引く粘着質物質の存在はシールされた製品の末端使用者にとって、特 に衛生面、外観上及び健康上の理由から好ましくない。 食品、医用デバイス及び薬剤を含めた硬質パッケージ用途における剥離可能な シールの広範囲で、増大しつつある使用を考慮すると、混和可能である若しくは 実質的に混和可能であるポリマーブレンドを発見して、用いること及び／又は凝 集破壊の結果としての糸を引く粘液質物質の付着物の形成を避けることが好まし い。発明の開示 開封が容易な（easy-opening）、剥離可能なシールを提供することが本発明の 一般的な目的である。 凝集破壊中の糸を引く粘液質付着物の無形成又は最小の形成を含めた、望まし い性質を有する、開封が容易な、剥離可能なシールを提供することも本発明の目 的である。 したがって、ポリブチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び無 機フィラーを含むブレンドから製造される剥離可能なシールを今回提供する。個 々のポリマーはブレンド中に５〜７０重量％の範囲内の量で、好ましくは１０〜 ３５重量％の量で存在する。このブレンドは、ポリマー溶融物として、適当な基 体上に直接塗布されることができる。発明の最良の実施形式 ポリブチレンにしばしば他のポリマー物質をブレンドして、開封が容易なパッ ケージ用途向けの部分的に混和可能なブレンドが形成される。このようなブレン ドから典型的にはフィルムが形成される。このようなフィルムはそれ自体上にシ ールされるか、又は他のプラスチック容器上にシールされて、容器の封止結合性 （sealing integrity）を形成する。この方法の１つの欠点は、フィルムが例え ば引張り特性のような機械的結合性を有し、これが剥離中の糸を引く粘着性付着 物の形成に寄与することである。 大きな相容性を有する、充分に分散したポリマーブレンドが凝集破壊中の糸を 引く粘着質付着物の形成を回避するか又は最小にすることが予想される。ポリブ チレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び無機フィラーを含む本発 明のブレンドと、このブレンドを適当な基体上に塗布する方法とは、凝集破壊中 の糸を引く粘着質付着物の形成の問題を解決するための新規で、有用な手段であ る。このブレンドの成分と本発明の方法とは、本明細書の以下の部分においてさ らに詳しく開示する。 本発明のブレンドのポリ（１−ブテン）成分は半結晶質（semicrystalline） １−ブテンポリマーである。このポリマーは、適当には、実質的に１−ブテン部 分のみを含むホモポリマーであるか、又は１−ブテンに由来する単位から成る主 要割合と、例えばエチレン、プロピレン、１−ヘキセン、４−メチル−１−ペン テン、１−オクテン、１−テトラデセン若しくはこれらの混合物を含む、炭素数 １４までの第２α−オレフィンに由来する単位から成る少ない割合とを有するコ ポリマーである。ポリ（１−ブテン）ブレンド成分が約３０モル％までのこのよ うな第２α−オレフィンを含むことが実用的である。ポリ（１−ブテン）がコポ リマーである場合には、第２α−オレフィンの割合は約０．１モル％〜約２０モ ル％の範囲である。 Ｘ線回析方法によって測定される半結晶質ポリ（１−ブテン）の結晶化度は約 １０％〜約６０％、好ましくは約３５％〜約６０％である。示差走査熱量計によ って測定されるポリ（１−ブテン）の結晶温度は典型的に約３０℃〜約９０℃で あり、毛管粘度測定装置によってデカリン中、１３５℃において測定される、ポ リマーの極限粘度数は約０．８ｄｌ／ｇ〜約８ｄｌ／ｇであるが、より頻繁には 約１ ｄｌ／ｇ〜約６ｄｌ／ｇである。ポリ（１−ブテン）は１〜４０ｇ／１０ 分、好ましくは３〜２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有する。このような ポリ（１−ブテン）ポリマーは、ホモポリマー及びコポリマーの両方とも、商業 的に入手可能であり、Ｓｈｅｌｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（テキサ ス州，ヒューストン）から得ることができる。 実質的に線状構造を有する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）は、極端な高圧に おけるエチレンのラジカル重合、還元遷移金属触媒を用いる又は担体付き金属酸 化物触媒による立体規則性重合を含めた、幾つかの方法で製造することができる 。ＨＤＰＥは最も一般的にはスラリー方法又は気相方法のいずれかによって製造 される。 高密度ポリエチレンは、典型的には、主鎖中の炭素原子２０個につき１つ未満 の側鎖を含む高結晶質ポリマーである。融点は１３０℃より高く、低密度ポリエ チレンの融点よりも約２０〜２５℃高い、密度は０．９４〜０．９７ｇ／ｃｃの 範囲内である。本発明に用いる高密度ポリエチレンの典型的な例はカンタム ペ トロセン（Quantum petrothene）ＬＳ６１８０−００であり、これは２２メルト インデックスと、０．９６２ｇ／ｃｃの密度とを有する。 分枝ポリエチレンと線状ポリエチレンとの性質の相違の大部分は後者のポリマ ーの結晶化度がより高いことに帰することができる。線状ポリエチレン（又はＨ ＤＰＥ）は分枝物質よりも硬質であり、より高い結晶融点と、より大きい引張り 強度と硬度を有する。 本発明の実施に有用である低密度ポリエチレンは、エチレンの高圧フリーラジ カル重合によって得られる熱可塑性樹脂である。通常の低密度ポリエチレンは２ 方法（チューブラ（tubular）方法又はオートクレーブ方法）の１つによって製 造される。両方法において、高純度エチレンと開始剤とを高圧及び高温において 反応器中に導入する。開始剤は酸素又は有機過酸化物のいずれかでよい。 他のポリエチレン製造方法において得られる線状構造とは異なり、通常０．８ ９から０．９４ｇ／ｃｃ未満までの密度を有する低密度ポリエチレンは高圧方法 から得られる分枝構造を有する。分枝（branching）は通常の低密度ポリエチレ ンに透明性、可撓性及び加工の容易さといった、その独特な性質を与える。 ０．９４ｇ／ｃｃ以下の密度と２〜１５のメルトインデックスとを有する、任 意の低密度ポリエチレンを組成物（formulation）に用いることができる。組成 物に用いる低密度ポリエチレンの典型的な例はシェブロン ポリーエト（Chevro n Poly-eth）１０１９であり、これは１４．５メルトインデックスと、０．９２ ｇ／ｃｃの密度とを有する。 あらゆる無機フィラーが本発明の実施に有用であり、ブレンド中に１〜１０重 量％の量で存在する。好ましい無機フィラーは約０．５〜７ミクロン、好ましく は２ミクロン未満の粒度を有するタルクである。タルクなる名称は広範囲な天然 産物を含む。合衆国鉱山局（United States Bureau of Mines）は、報告のため に、タルク、ソープストーン及び葉蝋石（pyrophyllite）を１つのグループと見 なす。無機タルクは水和ケイ酸マグネシウムである。組成はタルクが採掘される 地域に依存して変化する。商業的に入手可能なタルクはしばしば、方解石、ドロ マイト、その他の無機成分を含む。タルクのこれらの種々な汚染物の存在及び相 対的な量 も、タルクが採掘される地域を示唆する。 タルク製品をそれから製造することができる、幾つかの形態の鉱石が存在する 。プラスチック用途に用いられる商業的等級のタルクは薄い小片から成る微粉状 製品である。この特定形のタルクの板状性質のために、このタルクは補強用フィ ラーであると考えられ、このことがこのタルクを他の特定の無機フィラーから特 徴づけている。 板状タルク入りプラスチック（plastics filled with a platy talc）は、周 囲温度と高温との両方において、高い剛性と耐クリープ性を有する。しかし、こ れらの強化された性質を最大にするために、適当な溶融配合方法を用いてタルク をポリマーに混入することが重要である。微細なタルク粒子の適当な配合は、タ ルク粒子を溶融ポリマーによって完全に濡らし、高度に分散させて、均質な複合 体を生じるために特定の溶融配合作用の全て：スミアリング（smearing）、折り 畳み（folding）、延伸（stretching）、ワイピング（wiping）、圧縮及び剪断 を必要とする。 ポリマーコンパウンド（compound）にタルクを加える目的はウェブからの蓋ス トックの打ち抜き（die-cutting）を改良し、剥離中の糸引き（stringing）を除 くことである。組成物に用いるタルクの典型的な例は、Ｐｆｉｚｅｒ社の鉱物、 顔料及び金属部門から入手可能なマイクロタフ（Microtuff）Ｆタルクである。 幾つかの通常の溶融ポリマー加工方法によって、ヒートシール層を製造するこ とができる。ブローフィルム（blow film）方法とキャストフィルム（cast film ）方法とが若干の例である。これらの方法では、例えば引張り強度及び弾性率の ような、ある一定の機械的結合性を有するプラスチックフィルムが製造された。 しばしば、用いる加工方法の性質のために、装置方向のフィルム特性が横断方向 のこれらの特性よりも高度である。これらのフィルムの高度で、アンバランスな （unbalanced）機械的性質は凝集破壊を受けやすい、剥離可能なフィルム用に不 適切と見なされる。この理由は、剥離中にフィルムの引張り特性がシール層間の 接着力に競合して、明白な凝集剥離（cohesive peeling）の代わりに、フィルム の糸引きが生じて、製品を許容されないものにするからである。 押出し被覆（extrusion coating）では、スロットダイから押し出された溶融 ポ リマー混合物の連続カーテンを例えば紙、ボード、フィルム又はホイルのような 、適当な基体の移動ウェブに塗布する。ゴムロールとチルロールとのニップ間の 薄い間隙が溶融ポリマーを広げ、圧搾して、基体の表面上に薄い塗膜を形成する 。 下記の非限定的な実施例によって、本発明をさらに説明する。実施例 ２０重量％のシェル ポリブチレンＰＢ０３００、５０重量％のカンタムペト ロセンＬＤＰＥ ＮＡ２０５−０００（３ＭＩ、密度０．９２４）と、２５％の カンタム ペトロセンＨＤＰＥ ＬＳ６１８０−００と、５％のファイザーマイ クロタフＦタルクとを３０分間、一緒に混合し、タンブルして（tumbled）から 、二軸スクリュー押出機に溶融配合のために供給した。押出機の温度プロフィル は２００℃〜２３０℃の範囲にセットした。得られたブレンドは０．９２５ｇ／ ｃｃの密度と１０ＭＩとを有し、１ミクロン未満のサイズのポリブチレン粒子と タルク粒子とがポリエチレン混合物マトリックス中に均一に分散していた。 このポリマーブレンドを同時押出し被覆プロセスを用いて蓋ストックウェブの 製造に用いた、このプロセスではダウ プリマコール（Dow Primacore）３４４ ０、エチレン−アクリル酸コポリマーを結合層（tie layer）として用いて、ポ リマーブレンドを予め選択した被覆基体（coating substrate）上に結合させた 。用いる被覆基体は、アルミニウムホイル、紙及び、例えばポリエステルのよう な、耐熱性ポリマーフィルムを含む。同時押出し被覆温度は３００℃〜３２０℃ の範囲であり、被覆厚さは各被覆層について約１０〜１５ミクロンであった。 次に、同時押出しウェブを打ち抜いて、蓋ストックを形成し、これを用いて、 ポリプロピレン又はポリエチレン容器をヒートシールした。次に、パッケージの 封止を完成するために、この蓋ストックをポリプロピレン又はポリエチレンから 製造されたカップ、トレー及び容器のフランジ部分にヒートシールした。シール 済み容器の幾つかを手で剥離することによって、シール済み容器が手で剥離可能 であることを保証するために検査した。この剥離は容器からの蓋ストックの糸引 きのない凝集破壊を生じた。この蓋ストックの剥離強度は、シーリング条件に依 存して、約４５０〜１２００ｇ／１５ｍｍであると測定された。 本発明を説明のために詳細に述べたが、これによって本発明が限定されると解 釈すべきではなく、本発明は本発明の要旨及び範囲に含まれる全ての変化及び変 更を含むように意図される。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ポリブチレン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン及び少なくと も１種の無機フィラーを含むポリマーブレンドから製造される剥離可能なシール 。 ２．前記ポリマーブレンドがポリブチレン、高密度ポリエチレン及び低密度 ポリエチレンを各々約５〜７０重量％と、前記無機フィラーを約１〜１０重量％ とを含む請求項１記載の剥離可能なシール。 ３．前記ポリブチレンが１〜４０ｇ／１０分のメルトインデックスを有する 請求項１記載の剥離可能なシール。 ４．前記高密度ポリエチレンが０．９４〜０．９７ｇ／ｃｃの密度を有する 請求項１記載の剥離可能なシール。 ５．前記低密度ポリエチレンが０．８９から０．９４ｇ／ｃｃまでの密度を 有する請求項１記載の剥離可能なシール。 ６．前記無機フィラーがタルクである請求項１記載の剥離可能なシール。 ７．前記タルクが約０．５〜７ミクロンの粒度を有する請求項６記載の剥離 可能なシール。 ８．ポリブチレン、高密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレンの各々約１ ０〜３５重量％と、無機フィラー約１〜１０重量％とを含むポリマーブレンドか ら製造される剥離可能なシール。 ９．前記ポリブチレンが３〜２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有する 請求項８記載の剥離可能なシール。 １０．前記高密度ポリエチレンが０．９６２ｇ／ｃｃの密度を有する請求項 ８記載の剥離可能なシール。 １１．前記低密度ポリエチレンが０．９２ｇ／ｃｃの密度を有する請求項８ 記載の剥離可能なシール。 １２．前記無機フィラーが２ミクロン未満の粒度を有する請求項８記載の剥 離可能なシール。 １３．前記無機フィラーがタルクである請求項１記載の剥離可能なシール。 １４．押出し被覆方法によって製造される請求項１記載の剥離可能なシール 。 １５．請求項１記載の剥離可能なシールを含む製品。 １６．シール層が請求項１記載の剥離可能なシールによって製造されるパッ ケージ容器。 １７．その凝集破壊が糸を引く粘着質物質を実質的に含まないことを特徴と する請求項１５記載の容器。