JPH09272188A - シクロオレフィンポリマー含有ポリオレフィンフィルムとその製法およびその用途 - Google Patents
シクロオレフィンポリマー含有ポリオレフィンフィルムとその製法およびその用途Info
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Abstract
ポリマー(COP)を含有する層を少なくとも1層有す
るポリオレフィンフィルムに関し、前記シクロオレフィ
ンポリマーは無定形で200から100,000の範囲
にある平均分子量Mwを有し、シクロオレフィンのこの
平均分子量Mwは前記ポリオレフィンの平均分子量Mw
の多くとも50%であり、また該シクロオレフィンポリ
マーはホモポリマーかまたはコモノマーを多くとも20
重量%含むコポリマーである。 【効果】すぐれたバリヤ性をもち、強度と透明性の大き
な、包装フィルムに好適なポリオレフインフィルムが得
られる。
Description
よびシクロオレフィンポリマー(COP)を含有する層
を少なくとも1層有するポリオレフィンフィルムに関す
る。本発明は、さらに、そのポリオレフィンフィルムの
製造法および該フィルムの用途に関する。
に用いられ、用途によっては、最適の使用特性を得るた
めに変性しなければならない。前記の望ましい使用特性
は、たとえば大きな機械強度、良好な光学特性、すぐれ
たバリヤ作用または良好なツイスト性である。
フィルムの弾性率の改善可能な方法を述べている。フィ
ルム組成物の加工処理ならびに変性法は公知である。文
献の中には加工処理と組成とを同時に改良するやり方を
述べているものもある。
段階延伸)の使用または縦方向の二次延伸と組み合わせ
たバブル法(bubble process)の採用がある。これら延伸
法を記載した文献はEP−B−0 116 457およ
びGP−A−1,231,861である。
よび/または成核剤を加えて二軸延伸フィルムの機械的
強度を高めることも公知である。これらの例はUS−A
−3,937,762、EP−A−0 406 642
およびUS−A−4,921,749に示されている。
たとえば、EP−A−0 079 520には縦方向の
二次延伸と樹脂添加の組合せが述べてあり、二軸延伸フ
ィルムの機械的性質をさらに改善する結果を得ている。
めることとフィルム製造において問題をひき起こすこと
である。縦方向の二次延伸は製造過程中、たとえばフィ
ルムの引き裂きによる故障を極めて生じやすい。高濃度
の樹脂も同様にフィルム製造に問題を生じる。とくに、
可塑化押出機スクリューおよび縦方向の延伸ロールに短
時間で付着物が生成する。フィルム中の樹脂、とくに脂
肪中の樹脂は移行値を高め、かつ高温ではブロッキング
傾向を増す。記述濃度の成核剤の添加は、フィルムに
「フィッシュアイ」または「気泡」のような光学的欠陥
をもたらし、これらは極めて望ましくない。さらに、こ
のようなフィルムからの再生材料は、凝集傾向があるた
めにフィルム製造工程には再使用することができない。
性は、ポリプロピレンの過酸化分解(peroxide degrada
tion)および成核剤の採用によって改善させることがで
きる。この点に関する文献はEP-A-0 477 797およびEP-A-
0 406 642である。過酸化分解は、とくに長分子鎖が分
解されるので、ポリマーの分子量分布を狭くする。しか
し、過酸化分解は欠点をも伴う。ある条件のもとでは、
物質の伸張性が損なわれる場合がある。さらに、オリゴ
マー含量の増大は、好ましくない味/臭を帯びるフィル
ム生成の可能性を伴う。
軸延伸フィルムのバリヤ作用は、PVDCまたはアクリ
レート類で被覆することによって著しく改善される。さ
らに、バリヤ性の改善は、プロピレンホモポリマーに炭
化水素樹脂を添加することによっても得られる。このこ
とはEP−A−0 468 333およびEP−A−0
247 898に述べられている。該フィルムの被覆
は、通常オフラインで行われる。これは製造コストを高
め、さらに被覆フィルムはもはや再生させることができ
ない。
成は、多くの文献、たとえばGP−A−1,231,8
61、DE−A−35 35 472およびEP−A−
0317 276に記載されている。一般に、プロピレ
ンホモポリマーに低分子量炭化水素樹脂を添加し、特定
のプロセスパラメータを使用する。
年、炭化水素樹脂に加えて環状オレフィンのコポリマー
または開環ポリマーが使用されている。
98は、(A)40ないし98重量%の結晶性ポリオレ
フィン、(B)2ないし60重量%の、(B−1)、
(B−2)、(B−3)および(B−4)よりなる群中
の少なくとも1種の生成物である環状オレフィン樹脂、
ならびに(C)0ないし30重量%のヒドロ脂環式石油
樹脂を含む二軸延伸ポリオレフィン系フィルムを述べて
いる。(B−1)はエチレン分が52ないし90モル%
のエチレン−環状オレフィンランダムコポリマーであ
る。(B−2)は複分解重合により調製し、二重結合を
含有する(繰り返し単位当たり少なくとも1個の二重結
合)開環ポリマーである。(B−3)は(B−2)の水
素化物である。(B−4)は(B−1)、(B−2)ま
たは(B−3)のグラフト変性物である。
点がある。すなわち、(B−1)の場合には、高エチレ
ン分が剛性、光学特性およびバリヤ性を損なう。(B−
2)の場合には、二重結合が融成物の低い加工安定度を
もたらし、ポリマーが架橋しやすく、したがってゲル化
しやすい。(B−3)および(B−4)の場合には、補
足的加工工程が用いられ、製品をさらに高価なものにす
る。
オレフィン樹脂とのこのような混合物が均質の混合物に
ならないということである。結晶性ポリオレフィンは環
状オレフィン樹脂(海)の中に島構造物を形成し、この
ことはフィルムの性状、とくに光学特性およびバリヤ作
用が不十分であることを意味する。
な強度値ならびに水蒸気および酸素の透過に対するすぐ
れたバリヤ作用を特徴とし、さらにツイスト包装に適切
なものとすることができるポリオレフィンフィルムを提
供することにあった。フィルムは、さらに、強い光沢と
すぐれた透明性をもつ必要がある。同時に、包装フィル
ムとしての使用に関して必要な他のフィルム特性を損な
ってはならない。フィルムは低摩擦で、移行性が小さ
く、低ブロッキング性で、かつ良好な耐スクラッチ性で
なければならない。製造機械に対する技術的変更、頻繁
なフィルムの引き裂きによる故障およびBOPPフィル
ムの大きな残留収縮のような縦方向二次延伸法の欠点も
同様に避けなければならない。
一般的なポリオレフィンフィルムによって達せられ、こ
の場合に、シクロオレフィンポリマーは無定形で、20
0から100,000の範囲の平均分子量Mwを有し、
かつシクロオレフィンポリマーのこの平均分子量Mw
は、ポリオレフィンの平均分子量Mwの多くとも50%
であり、さらにシクロオレフィンポリマーはホモポリマ
ーまたはポリマーの重量に対して多くとも20重量%の
コモノマーを含有するコポリマーである。
一層の態様は後記のCOP含有層としての構造を有す
る。多層の態様は少なくとも二層を有し、かつ常にCO
P含有層と少なくとも1個の別の層を含み、COP含有
層は多層フィルムの基層、中間層または外層を形成する
ことができる。好ましい態様では、COP含有層は、少
なくとも1個の外層、好ましくは両面に外層を有するフ
ィルムの基層を形成し、所望ならば、中間層を、片面ま
たは両面に存在させることができる。さらに好ましい態
様では、COP含有層が多層フィルムの中間層を形成す
る。COP含有中間層に関する別の態様は5層構造を有
し、両面にCOP含有中間層を有する。別の態様では、
COP含有層は、基層または中間層の片面または両面に
外層を形成することができる。本発明のためには、基層
はフィルムの厚さ全体の50から100%、好ましくは
70から90%を構成する層である。外層はフィルムの
最外層を形成する層である。
様は透明フィルムまたは不透明フィルムであることがで
きる。本発明のためには、不透明フィルムという用語は
ASTM−D1003−77により測定した光透過率が
95%未満、好ましくは75%未満であるフィルムを意
味するものとする。不透明な態様はCOP含有層に加え
て顔料および/または空胞含有層を含む。このような不
透明層を有するフィルムは従来技術から公知である(た
とえばドイツ特許出願 P 43 01 897.1)。
ィン、好ましくはプロピレンポリマー、ならびにCOP
および、所望ならば、それぞれ有効な量の他の添加物を
含有する。一般に、この層は、層の重量に対して、少な
くとも50重量%、好ましくは60ないし99重量%、
とくには70ないし98重量%のポリオレフィンを含有
する。ポリオレフィンは炭素原子が2ないし10個のオ
レフィンからつくったポリマー、好ましくはエチレンお
よび/またはプロピレンポリマーである。適切なポリオ
レフィンは概して150,000から400,000の
平均分子量Mwを有する。
ないし100重量%、好ましくは95ないし100重量
%、とくには98ないし100重量%のプロピレン単位
を含有し、概して130℃以上、好ましくは140ない
し170℃の融点を有し、さらに230℃および21.
6Nの力において(DIN 53 735)、通常 0.5g/10分
ないし10g/10分、好ましくは1.5g/10分ないし6g/10分の
メルトフローインデックスを有する。n−ヘプタン可溶
分が 1ないし15重量%のイソタクチックプロピレンホ
モポリマー、エチレン分が10重量%以下のエチレンとプ
ロピレンとのコポリマー、αーオレフィン分が10重量%
以下のプロピレンとC4〜C8−αーオレフィンとのコポ
リマー、ならびにエチレン分が10重量%以下でブチレン
分が15重量%以下のプロピレン、エチレンおよびブチレ
ンのターポリマーが好ましいプロピレンポリマーであ
る。連鎖イソタクチック指數(chain isotacticity ind
ex)が85ないし98%、好ましくは90ないし98%のイソタ
クチックプロピレンホモポリマーがとりわけ好ましい。
前記重量百分率はそれぞれのポリマーに対する値であ
る。
00,000の範囲、好ましくは180,000から350,000の範囲の
平均分子量Mw(重量平均)を有する。好ましいプロピ
レンポリマーの分子量分布は広範囲にわたることができ
る。Mw/Mnは通常 2ないし15、好ましくは2ないし
6、特に3ないし5である。好ましい狭い分子量分布は、
たとえばポリマーの過酸化分解によって得ることができ
る。
たはコポリマーおよび/またはターポリマーと他のポリ
オレフィンとの混合物も適切である。該混合物は、混合
物に対して、少なくとも50重量%、とくには少なくとも
75重量%のプロピレンポリマーを含有する。ポリマー混
合物中の適切な他のポリオレフィンは、たとえばポリエ
チレン、とくには HDPE,LDPEおよびLLDPEであり、該ポ
リオレフィンの比率は、ポリマー混合物に対して50ない
し5重量%、好ましくは10ないし40重量%の範囲にあ
る。
単一層の態様の場合にはフィルムが、層の重量、または
単一層態様の場合にはフィルムの重量に対して、50重量
%未満、好ましくは1ないし40重量%、とくには2ないし
30重量%の量のシクロオレフィンポリマー(COP)を
含有する。
マーが容易にオレフィンポリマー、好ましくはポリプロ
ピレンと相溶して、それと均質混合物を形成することが
極めて重要である。良好な相溶性は、適当なシクロオレ
フィンポリマーを選ぶ場合に2つの基準を考慮に入れる
ことによって達せられる。第1に、COPの平均分子量
Mwがある範囲内になければならず、第2に、COPの
MwがオレフィンポリマーのMwに対してある比率でな
ければならない。
リマーは200から100,000、好ましくは200から20,000、
とくには 500から10,000の範囲の平均分子量Mw(重量
平均)を有する。シクロオレフィンポリマーの、ポリマ
ーマトリックス、すなわち、とりわけポリプロピレンと
のとくに良好な相溶性または混和性は 500ないし5,000
の好ましいMwを有する低分子量シクロオレフィンポリ
マ−を用いると得られる。
ポリマーのMwが、層中のさらに主要な成分をなすポリ
オレフィンまたはプロピレンポリマーのMwよりも著し
く小さいことを確かめる必要がある。シクロオレフィン
ポリマーのMwはポリオレフィンまたはプロピレンポリ
マーのMwの 0.05ないし50%でなければならない。C
OPのMwは、ポリオレフィンまたはポリプロピレンの
Mwの好ましくは 0.1ないし30%、とくには 0.1ないし
20%である。百分率のデータはポリオレフィンの高いM
wに対する値である。
ン、とくにはポリプロピレンとの混合物は、もしも前記
のMwを有するCOPを選び、かつ両成分の平均分子量
が前記のように互いに適合すれば均質となる。この組成
のフィルムは従来技術のCOP含有フィルムに比して著
しく優れた光学特性を示す。フィルムの外観はさらに均
質となる。ヘーズは減少する。不相溶性による光学的欠
陥は生じない。
質的に無定形、すなわち 5重量%未満、好ましくは 0な
いし3重量%、とくには 1ないし2重量%の結晶化度を有
することが認められた。さらに、適切なCOPは、概し
て 0から300℃の範囲、好ましくは 20から200℃の範囲
にあるそのガラス転移温度Tgによって特徴づけること
ができる。
ロオレフィンポリマーをフィルムの中に用いるのがとく
に有利であることが見出された。Mw/Mnの比は好ま
しくは1ないし5で、とくには1.5ないし4である。本発明
のこの態様によるフィルムは移行値がとくに小さく、抽
出分も少なく、またフィルムの粘着傾向がとりわけ少な
い。
ただ1種のシクロオレフィンよりなるホモポリマー、ま
たはシクロオレフィンと、シクロオレフィンンポリマー
の重量に対して、コモノマー分が多くとも 20重量%の
コモノマーとより成るコポリマーである。シクロオレフ
ィンはシクロアルケン、ビシクロアルケン、トリシクロ
アルケンまたはテトラシクロアルケンのようなモノまた
はポリ不飽和多環式環状系である。該環状系はモノ置換
または多置換させることができる。下記式I、II、I
II、IV、VまたはVI(式中、R1、R2、R3、
R4、R5、R6、R7およびR8は同一かまたは異なり、
水素原子、C6−C20−アリール基もしくはC1−C20−
アルキル基もしくはハロゲン原子、または式VIIの単
環式オレフィン(式中、nは2から10までの数))のシ
クロオレフィンが好ましい。
ロオレフィンからつくるものが好ましい。とくに好まし
いシクロオレフィンホモポリマーはポリノルボルネン、
ポリジメチルオクタヒドロナフタレン、ポリシクロペン
テンおよびポリ(5-メチル)ノルボルネンである。シク
ロオレフィンポリマーは枝分かれさせることもできる。
この種の生成物はくし構造または星構造を有することが
できる。
のコモノマーと共重合させることもできる。該シクロオ
レフィンコポリマー(COC)は、COCの重量に対し
て、最大20重量%、好ましくは1-15重量%、とくには 1
-8重量%のコモノマーを含有する。好ましいコモノマー
は、炭素原子が2ないし6個のオレフィン、とくにはエチ
レンおよびブチレンである。
を使って調製することができる。調製法は、たとえば D
D-A-109 225,EP-A-0 407 870 および EP-A-0 485 893
に記載されており、それら明細書は参考資料として本明
細書に収録してある。調製中の分子量の調節は水素を用
いて行うのが好都合のことがある。適切な分子量は、ま
た目標とされる触媒および反応条件の選択によっても達
成することができる。この点に関する詳細は前記明細書
に示されている。
ムの基層、中間層またはヒートシール可能もしくは不能
の外層であることができ、以後「他」層と呼ぶ少なくと
も1種の別の透明または不透明な層を含む。
て、通常75ないし100重量%,とくには90ないし99.5重
量%の、炭素原子が2ないし10個のオレフィンポリマ
ー、および所望の場合には、それぞれ有効量の添加剤を
含有する。
ピレンホモポリマー、または、エチレンとプロピレンと
のコポリマーもしくはエチレンと1-ブチレンとのコポリ
マーもしくはプロピレンと1-ブチレンとのコポリマー、
または、エチレンとプロピレンと1-ブチレンとのターポ
リマー、または、前記ホモポリマー、コポリマーおよび
ターポリマーの2種以上の混合物、または、必要に応じ
て前記ホモポリマー、コポリマーおよびターポリマーの
1種以上を混合した前記ホモポリマー、コポリマーおよ
びターポリマーの2種以上のブレンドであり、プロピレ
ンホモポリマーまたはそれぞれ、コポリマーの総重量に
対して、エチレン分が 1ないし10重量%、好ましくは2.
0ないし8重量%のエチレン−プロピレンランダムコポリ
マー、もしくは、ブチレン分が2ないし25重量%、好ま
しくは4ないし20重量%のプロピレン−1-ブチレンラン
ダムコポリマー、または、それぞれ、ターポリマーの総
重量に対して、エチレン分が1ないし10重量%、好まし
くは2ないし6重量%、かつ1-ブチレン分が2ないし20重
量%のエチレン−プロピレン−1−ブチレンランダムタ
ーポリマー、または、それぞれ、ポリマーブレンドの総
重量に対して、エチレン分が0.1ないし7重量%、プロピ
レン分が50ないし90重量%,かつ1-ブチレン分が10ない
し40重量%のエチレン−プロピレン−1−ブチレンター
ポリマーとプロピレン−1−ブチレンコポリマーとのブ
レンドがとくに好ましい。
は98ないし100重量%のプロピレン単位を含有し、通常1
40℃以上、好ましくは150ないし170℃の融点を有し、n-
ヘプタン可溶分がイソタクチックホモポリプロピレンに
対して6重量%以下のイソタクチックホモポリプロピレ
ンが好ましい。ホモポリマーは概して1.5g/10分ないし2
0g/10分、好ましくは2.0g/10分ないし15/10分のメルトフ
ローインデックスを有する。前記重量百分率はポリマー
に対するものである。
ーポリマーは概して1.5ないし30g/10分、好ましくは3な
いし15g/10分のメルトフローインデックスを有する。融
点は概して120から140℃の範囲にある。コポリマーとタ
ーポリマーとの前記ブレンドは通常5ないし9g/10分のメ
ルトフローインデックスおよび120ないし150℃の融点を
有する。前記のメルトフローインデックスはすべて230
℃において21.6Nの力により測定する(DIN 53 735)。
コポリマーおよび/またはターポリマーの他層はフィル
ムのヒートシール可能な態様の外層を形成する。
または他層に用いられるプロピレンポリマーは、有機過
酸化物の添加によって、部分的に分解する。ポリマーの
分解度の尺度は、出発ポリマーに対して、ポリプロピレ
ンのDIN 53 735によるメルトフローインデックスの相対
的変化を示すいわゆる分解ファクターAである。
メルトフローインデックス MFI2=過酸化分解したプロピレンポリマーのメルト
フローインデックス プロピレンポリマーの分解ファクターAは3ないし15、
好ましくは6ないし10の範囲にある。とくに好ましい有機
過酸化物はジアルキルペルオキシドで、アルキル基と言
う用語は最大6個の炭素原子を有する通常の飽和直鎖状
又は分枝状低級アルキル基を意味するものとする。2,5-
ジメチル−2,5-ジ(t-ブチルペルオキシ)ヘキサンまたは
ジーt-ブチルペルオキシドがとくに好ましい。
でき、意図する用途によって異なる。新規フィルムの、
好ましい態様は、全膜厚が4ないし200μm、好ましくは1
0ないし100μm、とくには20ないし80μmである。存在
する中間層の厚さは通常、それぞれ相互に無関係に0.5
ないし15μm、好ましくは1ないし10μm、とくには2ない
し8μmである。前記の値はそれぞれ中間層に対するも
のである。外層の厚さは他層とは別個に選ばれ、0.1な
いし10μm、とくには0.2ないし5μm、好ましくは0.3な
いし2μmの範囲にあるのが好ましく、さらに両面に適
用される外層は同一または異なる厚さや組成を有するこ
とができる。基層の厚さは、フィルムの全膜厚と適用さ
れる外層および中間層の厚さとの差によって相対的に示
され、したがって全膜厚と同様に広範囲にわたることが
できる。
る性質を改良するために、単一層フィルムのみならず多
層フィルムのCOP含有層および/または他層、すなわ
ち基層、中間層および/または外層は、それぞれ有効量
の添加物を含むことができる。好ましい添加物はポリマ
ーと相溶する低分子量炭化水素樹脂および/または好ま
しくは帯電防止剤および/または粘着防止剤および/ま
たは潤滑剤および/または安定剤および/または中和剤
である。下記に重量パーセントで示す量はすべて、それ
ぞれ添加物を加えることができる層に対するものであ
る。
ばフィルムの剛性、光学特性、水蒸気透過率(WVP))を
さらに改善するために加えることができる。COP層に
炭化水素樹脂を添加することは、この層が基層を形成す
るのであれば、とりわけ有効であることが判明した。相
溶性がある炭化水素樹脂は、分子量Mwが概して300か
ら8,000、好ましくは400から5,000、とくには500から2,
000の範囲にある低分子量ポリマーである。該樹脂の比
率は、層の重量に対して1から30重量%、好ましくは2か
ら30重量%の範囲にある。該樹脂の軟化点は60ないし18
0℃(ASTM E-28に相当するDIN 1995-U4により測定)、
好ましくは100℃以上ないし160℃である。多数の低分子
量樹脂の中で、とくに石油樹脂、スチレン樹脂、シクロ
ペンタジエン樹脂およびテルペン樹脂の形をした炭化水
素樹脂が好ましい(これらの樹脂はUllmanns Encyklopa
die der techn. Chemie [Ullumann's Encyclopedia of
Industrial Chemistry],4th Edition,Volume 12,pages
525-555に記載されている)。適切な石油樹脂は、たと
えば参考資料としてとくに本明細書に収録してあるEP-A
-0 180 087 のような多くの文献に記載されている。
カンスルホネート、ポリエーテル変性、すなわちエトキ
シル化および/またはプロポキシル化ポリジオルガノシ
ロキサン(ポリジアルキルシロキサン、ポリアルキルフ
ェニルシロキサン等)および/またはω−ヒドロキシ−
(C1−C4)−アルキル基で置換され、10ないし20個の
炭素原子の脂肪族基を含有する実質的に直鎖状の飽和脂
肪族第三級アミンであり、アルキル基中に10ないし20
個、好ましくは12ないし18個の炭素原子を有するN,N−ビ
ス−(2-ヒドロキシエチル)アルキルアミンがとりわけ
適切である。帯電防止剤の有効量は0.05から0.3重量%
の範囲にある。
適切な粘着防止剤は二酸化ケイ素、炭酸カルシウム、ケ
イ酸マグネシウム、ケイ酸アルミニウム、リン酸カルシ
ウム等のような無機添加剤および/またはポリアミド、
ポリエステル、ポリカーボネート等のような不相溶の有
機ポリマーで、ベンゾグアナミン−ホルムアルデヒドポ
リマー、二酸化ケイ素および炭酸カルシウムが好まし
い。粘着防止剤の有効量は0.1から2重量%、好ましくは
0.1から0.5重量%の範囲にある。EP-A-0 236 945および
DE-A-38 01 535 に示されているように平均粒径が1ない
し6μm,とくには2ないし5μmで球形の粒子がとりわ
け適切である。
ステル、ワックス、金属石鹸およびポリジメチルシロキ
サンである。潤滑剤の有効量は0.1から3重量%の範囲に
ある。基層および/または外層への0.15から0.25重量%
の範囲の高級脂肪酸アミドの添加がとくに適当である。
とりわけ適切な脂肪酸アミドはエルクアミドである。ポ
リジメチルシロキサンの添加は0.3から2.0重量%の範囲
が好ましく、とくに粘度が10,000から1,000,000mm2/sの
ポリジメチルシロキサンが好ましい。
や他のαーオレフィンポリマー用の通常の安定剤化合物
である。安定剤の添加量は0.05ないし2重量%である。
フェノール系安定剤、アルカリ金属/アルカリ土金属ス
テアレートおよび/またはアルカリ金属/アルカリ土金
属カーボネートがとくに適切である。フェノール系安定
剤は0.1ないし0.6重量%、とくには0.15ないし0.3重量
%の量で、かつ500g/モルを上回るモル質量を有するも
のが好ましい。ペンタエリトリチルテトラキス[3-(3,5
-ジーt-ブチルー4-ヒドロキシフェニル)プロピオネー
ト]または1,3,5-トリメチルー2,4,6-トリス(3,5-ジ-t-
ブチル-4-ヒドロキシベンジル)ベンゼンがとくに有効で
ある。
article size)が 0.7μm,絶対粒度(abusolute part
icle size)が 10μm未満で、比表面積が少なくとも40m
2/gのカルシウムステアレートおよび/またはカルシウム
カーボネートが好ましい。一般に、中和剤は0.02ないし0.
1重量%の量を添加する。
フィルムの製造法に関する。この方法において、ポリマ
ーまたはポリマー混合物を押出機内で圧縮加温し、フィ
ルムまたはフィルムの個々の層に対応する融成物をつぎ
にフラットフィルムダイから押出または同時押出を行
い、得られたフィルムを一個以上のロールで引き取り、
固化させ、要すれば延伸し、さらにヒートセットし、か
つ所望ならば処理しようとする表面にコロナまたはフレ
ーム処理を行う。
引き取りロールを加熱・冷却回路によって10ないし100
℃、好ましくは20ないし70℃の温度に保てば、とりわけ
好ましいことが判明した。
縦方向および横方向に延伸させるのが好ましく、これは
分子鎖の二軸延伸をもたらす。二軸延伸は同時又は逐次
に行うことができ、延伸をまず縦方向(機械方向)に行
い、次に横方向(機械方向に対して直角方向)に行う逐
次二軸延伸がとくに好ましい。縦方向の延伸は4:1ない
し9:1,好ましくは5.5:1ないし8.5::1の比が望ましく、
横方向の延伸は6:1ないし11:1の比が好ましい。縦方向
の延伸は目標とする延伸比に従い、異なる速度で回転す
る2個のロールを用いて行うのが便利であり、横方向の
延伸は適当な幅出し機を用いて行う。
囲にわたることができ、層の特定の組成およびフィルム
の所望の性質によって異なる。一般に縦方向の延伸は80
ないし150℃、好ましくは100ないし150℃で行い、横方
向の延伸は120ないし170℃、150ないし160℃で行う。
0ないし160℃、好ましくは110ないし130℃の温度に保た
れている間、すなわち約0.1ないし10秒の間にヒートセ
ット(熱処理)を行う。フィルムは、さらに通常のよう
に巻取装置で巻取る。
方法で片面又は両面のコロナまたはフレーム処理を行う
のが好ましい。この処理強度は通常の範囲にあり、好ま
しくは37ないし50mN/m,とくには39ないし45mN/mであ
る。極性炎(polarized flame)を用いるフレーム処理の
場合には(US-A-4,622,237 参照)、バーナー(負極)
と冷却ロールとの間に直流電圧を印加する。印加電圧の
レベルは500から3,000V、好ましくは1,500から2,000V
の範囲である。印加電圧によってイオン化原子は加速さ
れ、大きな運動エネルギーを有してポリマー表面にぶつ
かる。ポリマー分子内の化学結合が容易に破壊されて急
速に遊離基が生成する。この場合に、ポリマーの熱負荷
は標準のフレーム処理の場合よりはるかに小さく、した
がって処理面のヒートシール性が無処理面のヒートシー
ル性よりもはるかに良好なフィルムを得ることができ
る。
電極として役立つ2個の導体要素の間に通し、電極間に
はスプレー(spray)すなわちコロナ放電を起こすことが
できるような高圧、通常は交流電圧(約 1,000Vおよび
10,000Hz)を印加する。スプレ−すなわちコロナ放電
によって、フィルム表面の上方の空気がイオン化され
て、フィルム表面の分子と反応し、実質的に無極性のポ
リマーマトリックス中に極性介在物を生成する。
ィンの粒子または粉末とシクロオレフィンポリマーまた
はCOPマスタ−バッチとプレミックスした後、プレミ
ックスを押出機に供給することによって、フィルム中に
純粒子または粒状化濃縮物(マスターバッチ)として含
まれる。該成分は、押出機内でさらに混合され、加工温
度に加温される。新規方法にとっては、押出温度がシク
ロオレフィンポリマーのガラス転移温度Tgを上回るこ
とが極めて重要である。押出温度は、シクロオレフィン
ポリマーのTgよりも、通常、少なくとも5℃、好まし
くは10ないし180℃、とくには15ないし150℃高い温度で
ある。
とする。縦方向のフィルムの弾性率は2,200 N/mm2より
も大、好ましくは 2,400 N/mm2よりも大で、横方向のフ
ィルムの弾性率は 4,000 N/mm2よりも大、好ましくは 4,
200 N/mm2よりも大である。驚くべきことに、新規フィル
ム は厚さが20μm 未満であっても、新式高速包装機械
で加工できるほどの剛性がある。従って、このフィルム
は、包装材料の品質を損なわずに包装材料中のプラスチ
ック分をさらに減らすことができる。フィルムは、とく
に水蒸気および酸素に対する著しく優れたバリヤ性が特
徴である。
に説明する。 実施例1 対称構造を有し全膜厚が20μmの透明三層フィルムを同
時押出に続いて、縦および横方向の段階的延伸を行って
製造した。外層はそれぞれ厚さが0.6μmであった。基層
A(=COP含有層): 商品名がEltex PHP 405 (Mw=250,000)の Solvay製イソタクチックポリプロピレ ン 94.85重量% ガラス転移温度が 184℃で平均分子量Mwが 3,000のノルボルネンホモポリマー 5.0重量% N,N-ビスエトキシアルキルアミン 0.15重量% ノルボルネンホモポリマーのMwは Eltex PHP 405 の
Mwの1.2%である。 外層B: C2分が4.5重量%のエチレンープロピレンランダムコポリマー 98.77重量% 平均粒度が2μmの粘着防止剤としてのSiO2 0.33重量% 粘度が30,000 mm2/sのポリジメチルシロキサン 0.90重量% 個々の加工工程における製造条件は下記の通りであっ
た。 実施例2 実施例1と比較して、ノルボルネンホモポリマーの濃度
だけを基層中5重量%から10重量%に変えた。相対的に
基層はポリプロピレンを89.85重量%だけ含有した。 実施例3 実施例1と比較して、ノルボルネンホモポリマーの濃度
を基層中5重量%から25重量%に変えた。相対的に基層は
ポリプロピレンを74.85重量%だけ含有した。ところで
個々の加工工程における製造条件は次の通りであった。 押出: 温度 層A: 260℃ 層B: 260℃ 引取ロールの温度: 30℃ 縦方向延伸: 温度: 130℃ 縦延伸比: 6.5 横方向延伸: 温度: 155℃ 横延伸比: 8.0 ヒートセット: 温度: 140℃ 収束: 15% フィルムはすぐれたツイスト性を有する。 比較例1 実施例1と比較して、ノルボルネンホモポリマーの濃度
を基層中5重量%から0重量%に変えた。相対的に基層は
ポリプロピレンを89.85重量%含有し、ノルボルネンポ
リマーを含有しなかった。 比較例2 実施例1と比較して、エチレン分が60モル%のエチレン
−環状オレフィンランダムコポリマーを使用した((B
−1)、JP-A-5(=1993)-262 898)。オレフィンコポリマー
の濃度は変えなかった。相対的に基層は、依然としてポ
リプロピレンを84.85重量%含有した。オレフィンコポ
リマーはプロピレンホモポリマーと均質混合物を形成せ
ず、したがってとりわけフィルムの光学特性が損なわれ
た。 比較例3 実施例3と比較して、ノルボルネンホモポリマーの濃度
だけを基層中25重量%から0重量%に変えた。フィルム
は良好なツイスト性を失った。
性質を添付表に示す。
ために下記測定法を採用した。 (メルトフローインデックス)メルトフロ−インデック
スはDIN 53 735 により、230℃および21.6 Nの荷重で測
定した。 (融点)DSCにて20℃/分の加熱速度により測定し溶融
曲線の極大値を取った。 (光沢)DIN 67 530 により光沢を求めた。フィルム表
面の光学特性として反射値を測定した。標準とする AST
M-D523-78 およびISO 2813 に従い入射角を60°または8
5°に設定した。光線は設定した入射角で平らな試験面
に当たり、それによって反射または散乱する。光電受器
に当たった光線は比例電気量として表示される。測定値
は無次元であり、入射角とともに示す必要がある。 (結晶化度)X線法を用いて結晶化度を測定した。補正
した回折X線の強度を無定形相部分および結晶相部分に
比例するように設定した。 (ガラス転移温度)DSC(示差走査熱量測定)により試料
を分析した。加熱速度は20K/分であった。試料中の以前
の熱履歴を解消するために、試料をDSC測定器内でまずガ
ラス転移温度Tgよりも高温に加熱してから、急冷した後
再加熱した(二次加熱)。ガラス転移温度は二次加熱の
サーモグラムからステップハイトの1/2として求めた。 (ビカー軟化温度)ISO 306、DIN 53 460 によりビカー
軟化温度VST/B/120 を測定した。 (水蒸気および酸素透過率)水蒸気透過率はDIN 53 122
Part2により測定する。酸素のバリヤ作用は環境湿度53
%において、DIN 53 380 Part3 のドラフトで測定する。 (ヘーズ)フィルムのヘーズはASTM-D 1003-52 により
測定した。 (表面張力)表面張力はインキ法により求めた(DIN 53
364)。 (印刷適性)コロナ処理フィルムに、製造14日後(短期
評価)および製造6カ月後(長期評価)に印刷を行った。
インキの付着性は接着テープ試験によって評価した。接
着テープによってインキがほとんど剥離しなければ、イ
ンキの付着性は適度と評価し、インキが多量に剥離すれ
ばインキの付着性は不良と評価した。 (高温下の粘着挙動の測定)高温下の粘着挙動を測定す
るために、片面にフェルトを接着させた、寸法が72mm×4
1mm×13mmの2枚の木製ブロックを、測定するフィルムの
中に包んでヒートシールする。200gの重りを木製ブロッ
クの上に置き、フェルトパッドを互いに向かい合わせ
て、この構造物を70℃に予熱した加熱オーブンに入れて
約2時間放置する。次ぎにこの構造物を30分間室温で冷
却し、重りを取り除いて、機械装置を用いて下部ブロッ
クから上部ブロックを引き離す。評価は4回の個々の測定
について行い、それから引き剥がし力(N 単位で測定)
の最大値を求める。個々の測定値がいずれも5 N よりも
大きくなければこの規格を満足する。 (分子量測定)説明、表およびクレーム中に示した平均
分子量Mw(重量平均)は重量平均分子量を指す。平均
分子量Mwを求めるために、3検出器ゲル浸透クロマト
グラフィー(0.1重量%溶液、135℃、溶剤:オルトジク
ロロベンゼン、PE 標準)を使用する。検出は種々の波
長におけるUV吸収分光分析ならびに画分の屈折率およ
び光散乱力によって行う。較正は既知分子量の標準化合
物を用いて行う。標準物質のUV吸収と試料の吸収との
比較から分子量の決定が可能になる(DIN 55 672Part1) (引裂強度および破断点伸び)引裂強度および破断点伸
びはDIN 53 455 により測定する。 (弾性率)弾性率は DIN 53 457 または ASTM 882 によ
り測定する。 (残留伸び)幅15mmのフィルムストリップをフィルムか
ら機械方向に直角に切り取り、引張試験機にクランプし
て、クランプ長さを200mmとした。試料は次ぎに毎分20m
mで伸張させた(10%/分に相当する)。伸びが10%,
すなわち試料が220mmの長さになった後、試料を自動的
に同じ速度で弛緩させた。応力/歪み線図から残留伸び
を求めると図1のように閉鎖形状を示す。残留伸びは次
式から計算される。
フィンポリマーとの混和性を評価する。このためにフィ
ルムから表面に直角に厚さ約10μmのピースを切り取
る。透過光のもとで、この薄片(ミクロトーム)の光学
顕微鏡写真を調製する(図2)。図2aに示すような組
織が明瞭であれば、均質混合物が存在する。対照的に、
図2bに示すようなであれば、均質混合物は存在しない
(海・島構造)。ミクロトームの薄片は便宜上無延伸フ
ィルムについて行う。
プを引張試験機にかけて測定した応力/歪み線図を示す
グラフである。
真である。図2aは均質混合物の存在を示す顕微鏡写真
であり、図2bは、海島構造を示す顕微鏡写真である。
Claims (19)
- 【請求項1】 それぞれ、その層の重量に対して、少な
くとも50重量%のポリオレフィンおよび50重量%未
満のシクロオレフィンポリマー(COP)を含有する層
を少なくとも1層有するポリオレフィンフィルムにおい
て、そのシクロオレフィンポリマーが無定形で、200
から100,000の範囲の平均分子量Mwを有し、か
つシクロオレフィンポリマーのこの平均分子量Mwはポ
リオレフィンの平均分子量Mwの多くとも50%であ
り、さらにそのシクロオレフィンポリマーがホモポリマ
ーまたは多くとも20重量%のコモノマーを含有するコ
ポリマーであるポリオレフィンフィルム。 - 【請求項2】 そのCOP含有層が、それぞれその層の
重量に対して、60ないし99重量%のポリオレフィ
ン、好ましくはプロピレンポリマー、および1ないし4
0重量%のシクロオレフィンポリマーを含有する請求項
1に記載のポリオレフィンフィルム。 - 【請求項3】 そのポリオレフィン、好ましくはプロピ
レンポリマーが150,000ないし400,000の
平均分子量Mwを有する請求項1または2に記載のポリ
オレフィンフィルム。 - 【請求項4】 そのポリオレフィン、好ましくはプロピ
レンポリマーは、Mw/Mnが2から15の範囲、好ま
しくは2から6の範囲にある分子量分布を有する請求項
1ないし3のいずれか1つの項に記載のポリオレフィン
フィルム。 - 【請求項5】 そのシクロオレフィンポリマーの平均分
子量Mwが200ないし20,000で、ポリオレフィ
ンの平均分子量Mwの多くとも50%である請求項1な
いし4のいずれか1つの項に記載のポリオレフィンフィ
ルム。 - 【請求項6】 そのシクロオレフィンポリマーは、Mw
/Mnが1から5の範囲にある分子量分布を有する請求
項1ないし5のいずれか1つの項に記載のポリオレフィ
ンフィルム。 - 【請求項7】 そのシクロオレフィンポリマーがポリノ
ルボルネン、ポリジメチルオクタヒドロナフタレン、ポ
リシクロペンテンまたはポリ(5-メチル)ノルボルネ
ンである請求項1ないし6のいずれか1つの項に記載の
ポリオレフィンフィルム。 - 【請求項8】 そのフィルムがさらに透明な層を含有
し、かつそのフィルムがASTM−D 1003−52
により測定して3.0未満のヘーズを有する請求項1な
いし7のいずれか1つの項に記載のポリオレフィンフィ
ルム。 - 【請求項9】 その透明な層が75ないし100重量%
のα-オレフィンポリマーを含有する請求項8に記載の
ポリオレフィンフィルム。 - 【請求項10】 そのフィルムがさらに不透明な層を含
有し、かつそのフィルムの光透明度がASTM−D 1
003−77により測定して95%未満である請求項1
ないし9のいずれか1つの項に記載のポリオレフィンフ
ィルム。 - 【請求項11】 その不透明な層が、それぞれ層の重量
に対して、1ないし25重量%,好ましくは1ないし1
0重量%の空胞誘導充填剤および/または顔料を含有す
る請求項10に記載のポリオレフィンフィルム。 - 【請求項12】 そのCOP含有層が、そのフィルムの
基層、中間層または外層を形成する請求項1ないし11
のいずれか1つの項に記載のポリオレフィンフィルム。 - 【請求項13】 その透明または不透明層が、そのフィ
ルムの基層、中間層または外層を形成する請求項1ない
し11のいずれか1つの項に記載のポリオレフィンフィ
ルム。 - 【請求項14】 基層、中間層および/または外層中の
そのポリプロピレンを過酸化分解させた請求項1ないし
13のいずれか1つの項に記載のポリオレフィンフィル
ム。 - 【請求項15】 そのフィルムが単層構造を有してCO
P含有層よりなる請求項1ないし7のいずれか1つ項に
記載のポリオレフィンフィルム。 - 【請求項16】 そのフィルムが少なくとも一軸延伸、
好ましくは二軸延伸される請求項1ないし15のいずれ
か1つの項に記載のポリオレフィンフィルム。 - 【請求項17】 50重量%未満のシクロオレフィンポ
リマーを含有するポリオレフィンフィルムの製造法にお
いて、そのフィルムを形成するポリマーおよび/または
ポリマー混合物を押出機内で圧縮加温し、つぎに融成物
をフラットフィルムダイから押出し、得られたフィルム
を1個以上のロールで引き取り、必要ならば延伸し、さ
らにヒートセットおよび表面処理を行い、なお押出温度
が無定形シクロオレフィンポリマーのガラス転移温度を
上回るポリオレフィンフィルムの製造法。 - 【請求項18】 包装フィルム、ツイスト包装フィル
ム、バリヤフィルムまたは積層もしくは印刷用としての
請求項1ないし16のいずれか1つの項に記載のフィル
ムの用途。 - 【請求項19】 請求項1ないし16のいずれか1つの
項に記載のフィルムを含有する包装材料。
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