JPH10146930A - 柔軟性多層フイルム及びその使用 - Google Patents

柔軟性多層フイルム及びその使用

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JPH10146930A
JPH10146930A JP32059297A JP32059297A JPH10146930A JP H10146930 A JPH10146930 A JP H10146930A JP 32059297 A JP32059297 A JP 32059297A JP 32059297 A JP32059297 A JP 32059297A JP H10146930 A JPH10146930 A JP H10146930A
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film
layer
coupling agent
thermoplastic polyurethane
resins
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JP32059297A
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Ralf Schledjewski
ラルフ・シユレデイーウスキ
Dirk Schultze
デイルク・シユルツエ
Nicole Hargarter
ニコレ・ハルガルター
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Dow Produktions und Vertriebs GmbH and Co oHG
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Wolff Walsrode AG
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 可塑化ＰＶＣより優れた良好な機械的性質と
高められた水蒸気非透過性を有する柔軟性フイルムを提
供する。 【解決手段】 実質的に熱可塑性ポリウレタンから形成
された少なくとも１つの層と、オレフィンをベースとす
るポリマーカップリング剤から形成された少なくとも１
つの更なる層を有し、該カップリング剤は配合成分とし
て無水マレイン酸を含有し、そしてそのビカー軟化温度
はＡＳＴＭ Ｄ １５２５で測定して６０℃より低いこ
とを特徴とする多層フイルム。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、少なくとも２つの層を
有する弾性熱可塑性フイルムであって、熱可塑性ポリウ
レタンの少なくとも１つの層と、低いビカー軟化温度を
有するカップリング剤から形成されている少なくとも１
つの更なる層から成る、弾性熱可塑性フイルムに関す
る。
【０００２】
【従来の技術】ウレタンポリマーとカップリング剤の組
み合わせは、良好な範囲の機械的性質と非常に良好な水
蒸気バリヤー作用を有する柔軟性フイルムを与える。
【０００３】良好な機械的性質を有する柔軟性フイルム
は、例えばウォーターベッド（ｗａｔｅｒ ｂｅｄｓ）
のようなガス媒体又は液体媒体用の柔軟性容器（ｆｌｅ
ｘｉｂｌｅ ｃｏｎｔａｉｎｅｒｓ）の製造に必要であ
る。可塑化ＰＶＣはこのような用途に使用することがで
きることは知られている。ＰＶＣの特定の性質により、
このような場合に比較的大量の材料が使用されなければ
ならない。
【０００４】熱可塑性ポリウレタン（ＴＰＵ）の単層フ
イルム、その製造方法及びその使用は、先行技術、例え
ばヨーロッパ特許出願公開公報第０３０８６８３号（Ｅ
Ｐ０３０８６８３）、第０５２６８５８号（ＥＰ０５２
６８５８）、第０５７１８６号（ＥＰ０５７１８６８）
又は第０６０３６８０号（ＥＰ０６０３６８０）から知
られる。これらの文献に記載された構造は、積層フイル
ム中により高い融点の層（１層又は複数層）として組み
込まれることができるか又は公知のタイプの積層フイル
ムに既に組み込まれていてもよい。ＴＰＵエラストマー
中の艶消し剤（ｆｌａｔｔｉｎｇ ａｇｅｎｔｓ）とし
て実質的に非相容性ポリマーを使用するＴＰＵフイルム
の製造も、例えば、ドイツ特許出願公開公報第４１２６
４９９号（ＤＥ４１２６４９９）に記載されている。
【０００５】天然の起源であろうと合成の起源であろう
と非ワックス性の低分子量樹脂を加えることにより、ホ
モポリマー、コポリマー又はターポリマーの接着特性の
相当な改良を達成することができることが更に知られて
いる。このような樹脂は、例えば、ウルマンズ・エンサ
イクロペディア・デル・テクニッシェン・ヘミー（Ｕｌ
ｍａｎｓ Ｅｎｃｙｋｌｏｐａｅｄｉａ ｄｅｒ ｔｅ
ｃｈｎｉｓｃｈｅｎＣｈｅｍｉｅ），第１２巻、第４
版、フェルラーグ・ヘミー、バインハイム１９７６，５
２５〜５５５頁に記載されている。このような樹脂は、
普通２０００ｇ／モル以下の平均分子量を有する。該樹
脂は、室温で固体である樹脂及び室温で液体である樹脂
の両方とも、通常結晶性ではなく、従ってはっきりした
融点を持たない。しかしながら、低分子量樹脂に包含さ
れると見なされた材料は、ＡＳＴＭ Ｅ−２８又はＤＩ
Ｎ １９９５に従う球及び環法（ｂａｌｌ ａｎｄ ｒ
ｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ）を使用して決定することができ
る軟化温度を有する。これらの樹脂は、溶融粘度を減少
させることができ、従って溶融物均質性（ｍｅｌｔｈｏ
ｍｏｇｅｎｅｉｔｙ）を明瞭により均一ならしめること
がある。低分子量樹脂の添加により生じた流動性の改良
により、既に柔軟性のコポリマー又はターポリマーの外
側層を有するフイルムは、非常に滑らかな表面を有し、
そのため粘着する傾向を該フイルムに与えるという欠点
を有する。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】かくして、高められた
水蒸気非透過性と組み合わさった、可塑化ＰＶＣの機械
的性質より優れた良好な範囲の機械的性質を有する柔軟
性フイルムを提供するという目的が生じた。製造コスト
を最小にするために、単一工程方法で特性の組み合わせ
を達成することを可能とするべきである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記の要件を達成するフ
イルムであって、少なくとも２つの層から成り（図１参
照）、その少なくとも１つの層が熱可塑性ポリウレタン
（１）から成ることを特徴とするフイルムを提供するこ
とが本発明に従って可能となることが証明された。更
に、該フイルムは、オレフインをベースとするポリマー
カップリング剤から形成されている少なくとも１つの更
なる層（２）を含んで成り、該ポリマーカップリング剤
は、１つの配合成分(formulation component)として無
水マレイン酸を含有し、そしてそのビカー軟化温度がＡ
ＳＴＭ Ｄ １５２５により測定して６０℃より低い。
層の配置は、本発明に従う多層フイルムの添付した図１
の配置に相当する。
【０００８】本発明に従えば、層（２）の好ましいカッ
プリング剤は、カップリング剤成分のビカー軟化温度が
ＡＳＴＭ Ｄ１５２５により測定して５０℃より低い温
度にあることを特徴とするカップリング剤である。
【０００９】エチレンと、無水マレイン酸及びα，β−
不飽和アルコール又はカルボン酸のエステルのコポリマ
ーもまた、好ましくはカップリング剤層（２）の製造に
好適である。これらは、特に、エチレンと、アクリル酸
エステル、メタクリル酸エステル又は酢酸ビニルから製
造したコポリマーを含んで成る。
【００１０】特に好ましい態様では、少なくとも、エチ
レン及び無水マレイン酸コモノマーから合成され、フイ
ルム製造に使用されるカップリング物質の全重量中の無
水マレイン酸の割合が６重量％より少ないことを特徴と
するカップリング剤が層（２）に使用される。
【００１１】本発明に従えば、低いビカー軟化温度を達
成するために、配合成分としてクロロホルム抽出可能な
低分子量樹脂を含有するカップリング成分が好ましくは
使用される。
【００１２】好ましいクロロホルム抽出可能な低分子量
樹脂は、非常に良好な中間層接着が達成されるようにカ
ップリング成分の接着特性を改良する樹脂である。該樹
脂の添加は、カップリング剤成分の相挙動も変える。軟
化温度は減少し、従って弾性及び柔軟性が改良される。
【００１３】本発明の目的に好適な低分子量樹脂は、例
えば、アスファルタイト（ａｓｐｈａｌｔｉｔｅｓ）、
バルサム、バインバルサム（ｐｉｎｅ ｂａｌｓａｍ
ｓ）、現世樹脂（ｒｅｃｅｎｔ ｒｅｓｉｎｓ）、化石
樹脂（ｆｏｓｓｉｌｅ ｒｅｓｉｎｓ）、ロジン、ロジ
ン誘導体又はセラック（ｓｈｅｌｌａｃ）のような天然
樹脂の部類、及び／又は、例えば、脂肪族又は芳香族炭
化水素樹脂、部分的に又は完全に水素化された炭化水素
樹脂、変性された炭化水素樹脂、インデン／クマロン樹
脂、フラン樹脂、ケトン樹脂並びにポリアミド樹脂、の
ような合成樹脂の部類を起源とすることができる。低分
子量樹脂は、例えば、商品名エスコレッツ（Ｅｓｃｏｒ
ｅｚ）又はフラール（Ｆｕｒａｌ）の下に販売されてい
る。
【００１４】好ましい樹脂は、球及び環を使用してＡＳ
ＴＭ Ｅ−２８又はＤＩＮ １９９５により測定して、
１００℃より低い軟化点を有する樹脂である。
【００１５】本発明に従う好適なカップリング剤は、マ
レイン酸変性ワックス性エチレンポリマーをベースとす
るものであることができる。このために、エチレンは、
水素の存在下に重合され、次いで酸化されそしてマレイ
ン酸で変性される。このようなワックスは、球及び環を
使用してＡＳＴＭ Ｅ−２８又はＤＩＮ １９９５によ
り測定して１５０℃より低い軟化範囲により特徴付けら
れる。
【００１６】本発明に従う多層フイルムの層（１）は、
少なくとも１種の熱可塑性ポリウレタンエラストマー、
好ましくはその相対的に長い鎖のジオール成分がポリエ
ステル又はポリエーテルでありそしてＤＩＮ ５３５０
５により測定して７５〜９５Ａ、好ましくは８５〜９５
Ａのショアー硬度を有する主として線状の熱可塑性ポリ
ウレタンエラストマーから製造される。
【００１７】好適な熱可塑性ポリウレタンは、例えば、
商標名デスモパン（Ｄｅｓｍｏｐａｎ）、エラストルラ
ン（Ｅｌａｓｔｏｌｌａｎ）、エスタン（Ｅｓｔａｎ
ｅ）、モルサン（Ｍｏｒｔｈａｎｅ）又はテキシン（Ｔ
ｅｘｉｎ）の下に入手可能である。
【００１８】本発明に従うフイルムの好適な態様は、更
に、熱可塑性ポリウレタンから形成された層（１）中
に、 Ｉ． 粘着防止剤、無機又は有機スペーサー ＩＩ． 滑剤又は離型剤 ＩＩＩ．顔料又は充填剤及び ＩＶ． 安定剤 から成る群より選ばれる常用の添加剤を更に含有する。
上記の添加剤Ｉ乃至ＩＶの割合は、全体として好ましく
は０％乃至３０％である。
【００１９】本発明に従うフイルム中に存在することが
できる慣用の添加剤は、Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆ−Ａｄｄ
ｉｔｉｖｅ，Ｃａｒｌ Ｈａｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ，
Ｍｕｎｉｃｈ， ３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ（１９８９）
においてゲヒテル（Ｇａｅｃｈｔｅｒ）及びミュラー
（Ｍｕｅｌｌｅｒ）により記載されている。
【００２０】本発明に従うフイルムの特に好ましい態様
は、カップリング剤（２）を含有する層が、少なくと
も、熱可塑性ポリウレタン（１）から製造された２つの
層の間にあることを特徴とする、少なくとも３つの層
（図２参照）の多層フイルムを含んで成る。
【００２１】本発明に従えば、好ましいフイルムは５０
μｍ乃至６００μｍの全体の厚さを有する。
【００２２】このようなフイルムにおける熱可塑性ポリ
ウレタン層（１）の厚さは、好ましくは２０μｍ乃至４
００μｍであり、そしてカップリング剤層（２）の厚さ
は好ましくは１０μｍ乃至２００μｍである。
【００２３】プラスチックを多層シートに転換するため
の通常の熱成形方法は、本発明に従う多層フイルムの製
造に特に好適である。好ましくはインフレート法（ｆｉ
ｌｍｂｌｏｗｉｎｇ ｐｒｏｃｅｓｓ）を使用して、同
時押出による製造をここに挙げることができる。多層熱
可塑性シートの好適な製造方法のうち、同時押出は、よ
り良好な中間層接着を達成させうるので特に好ましい。
【００２４】本発明に従うフイルムの表面特性は、例え
ば、コロナ処理のような公知の物理的及び化学的方法を
使用して一側又は両側で改変することができる。
【００２５】本発明に従うフイルムは、内容物が液体性
及びガス性の両方であることができる容器の製造に好適
である。このような容器は水を保持するのに特に好適で
ある。容器は、例えば高周波溶接のようなよく知られた
接合方法を使用して製造される。
【００２６】ウオーターベッド又は加熱／冷却パッドの
製造のために本発明に従って該フイルムを使用すること
は、特に好ましい。
【００２７】下記の実施例及び比較実施例に記載のフイ
ルムは、インフレートフイルム同時押出（ｂｌｏｗｍ
ｆｉｌｍ ｃｏｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）により製造され
た。熱可塑性樹脂を可塑化するための好適なスクリュー
配合機（ｓｃｒｅｗ ｃｏｍｐｏｕｎｄｅｒｓ）の構造
は、Ｋｕｎｓｔｓｔｏｆｆｅ，８４（１９９４）１１３
１−１１３８においてボルトベルグ（Ｗｏｒｔｂｅｒ
ｇ）、マールケ（Ｍａｈｌｋｅ）及びエッフェン（Ｅｆ
ｆｅｎ）により、Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ ｏｆ Ｐｏｌｙ
ｍｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｐ
ｕｂｌｉｓｈｅｒｓ， Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ，１９８５に
おいてピアーソン（Ｐｅａｒｓｏｎ）により、Ｐａｐｅ
ｒ，Ｆｉｌｍ ＆ Ｆｏｉｌ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ ６
４（１９９０），ｐｐ．８４−９０においてダビス−ス
タンダード社（ｔｈｅ ｃｏｍｐａｎｙ Ｄａｖｉｓ−
Ｓｔａｎｄａｒｄ）により記載されている。溶融物をフ
イルムに成形するためのダイは、中でも、Ｅｘｔｒｕｓ
ｉｏｎｓ−Ｗｅｒｋｚｅｕｇ，Ｈａｎｓｅｒ Ｖｅｒｌ
ａｇ， Ｍｕｎｉｃｈ，１９９１においてミハエリ（Ｍ
ｉｃｈａｅｌｉ）により説明されている。
【００２８】
【実施例】
実施例１ ２層インフレートフイルムダイを使用して、３６のショ
アーＤ硬度に相当する、ＤＩＮ ５３５０５により測定
して８７のショアーＡ硬度のエーテル−ＴＰＵから層
（１）が形成されているフイルムを製造した。５０μｍ
の厚さのこの層に、添加剤としてスペーサー４％及びワ
ックス１％を加えた。この層に使用したすべての成分を
押出機で一緒に可塑化した。
【００２９】５０μｍの層（２）をカップリング成分か
ら製造した。使用したカップリング成分は、５重量％以
下の無水マレイン酸含有率を有するエチレンと無水マレ
イン酸のコポリマーであった。メルトフローインデック
ス（ＭＦＩ）は、２．１６ｋｇの試験荷重で１９０℃で
ＤＩＮ ５３７３５により測定して３．３〜３．５ｇ／
１０分であった。密度は０．８８ｇ／ｃｍ3であった。
低分子量炭化水素樹脂のクロロホルム抽出可能な配合成
分の存在により、使用したカップリング剤のビカー軟化
温度は、ＡＳＴＭ Ｄ １５２５により測定して４０℃
以下であった。カップリング層を製造するのに使用した
この成分の硬度は、ＤＩＮ ５３５０５により測定して
約６７のショアーＡ硬度であったが、これは約１５のシ
ョアーＤ硬度に相当する。
【００３０】押出装置を１６０℃乃至２００℃の温度で
操作した。２つの溶融物流を１９５℃の操作温度で２層
インフレートフイルムダイにおいて重ね合わせ、そして
１３０ｍｍの直径の環状ダイをとおして吐出させた。空
気を吹きかけることにより、環状溶融ウエブを冷却し、
次いで押し潰し（ｃｏｌｌａｐｓｅ）、分離しそして巻
き取った。
【００３１】実施例２ ３層インフレートフイルムダイを使用して、１００μｍ
のカップリング剤層（２）の各側が熱可塑性ポリウレタ
ンの５０μｍの層（１）で覆われているフイルムを製造
した。カップリング剤層（２）及び熱可塑性ポリウレタ
ン層（１）に使用した原料は、実施例１で選ばれた原料
と同様であった。
【００３２】押出装置を１６０℃乃至２００℃の温度で
操作した。３つの溶融物流を１９５℃の操作温度で３層
インフレートフイルムダイにおいて重ね合わせ、そして
１３０ｍｍの直径の環状ダイをとおして吐出させた。空
気を吹きかけることにより、環状溶融ウエブを冷却し、
次いで押し潰し（ｃｏｌｌａｐｓｅ）、分離しそして巻
き取った。
【００３３】実施例３ 実施例２に記載した構造と同様な３層フイルムを製造し
た。
【００３４】カップリング成分は２．１６ｋｇの試験荷
重で１９０℃でＤＩＮ ５３７３５により測定して、
１．３ｇ／１０分のＭＦＩを有していた。このカップリ
ング成分は、エチレン、酢酸ビニル及び無水マレイン酸
モノマーから合成された。その融点は７０℃であり、Ａ
ＳＴＭ Ｄ １５２５により測定したビカー軟化温度は
５２℃であった。その密度は０．９３ｇ／ｃｍ3であっ
た。
【００３５】比較実施例１ 実施例２に記載の構造と同様な３層フイルムを製造し
た。
【００３６】使用したＴＰＵは実施例１の場合と同じ混
合物であった。
【００３７】１９重量％のコモノマー含有率を有するエ
チレンコポリマーから、カップリング剤層（２）を形成
した。使用したコモノマーは、ブチルアクリレート及び
無水マレイン酸であった。カップリング剤のＭＦＩは、
１９０℃及び２．１６ｋｇの試験荷重でＤＩＮ ５３７
３５により測定して、５．０ｇ／１０分であった。融点
は９５℃であり、ビカー軟化点は、ＡＳＴＭ ＤＩＮ１
５２５により測定して６３℃であり、そして密度は０．
９４ｇ／ｃｍ3であった。
【００３８】実施例及び比較実施例で製造したフイルム
の評価 実施例及び比較実施例で製造した試験片の中間層接着力
及び水蒸気透過性を試験した。中間層接着力をＤＩＮ
５３３５７の方法Ｂにより測定した。中間層接着力は、
幅１５ｍｍの試験ストリップから試験されるべきフイル
ムを９０゜の剥離角度（ｓｅｐａｒａｔｉｏｎ ａｎｇ
ｌｅ）で１０ｍｍの長さにわたり剥離させるのに必要な
最大の力であるとみなされる。この試験での除去の速度
は１００ｍｍ／分である。水蒸気透過性は、２３℃及び
８５％相対湿度でＤＩＮ ５３１２２により決定した。
【００３９】下記の表は、実施例及び比較実施例で製造
したフイルムの特性データを示す。これらのデータは、
比較実施例で与えられたフイルムに対して実施例記載の
本発明に従うフイルムの利点を明らかに示している。
【００４０】本発明に従って６０℃以下である低いビカ
ー軟化温度を有するカップリング剤を使用して実施例で
与えられた本発明に従う多層フイルム構造は、比較実施
例で与えられたやはり多層の構造よりも、中間層接着力
の重要なパラメーターに関して優れていることは、表１
から明らかである。比較実施例に従うフイルムはより高
い軟化温度を有するカップリング剤を使用して製造され
た。
【００４１】表１は、カップリング剤の水蒸気バリヤー
作用は、使用したカップリング剤のビカー軟化温度が５
０℃以下である多層フイルムの特に好ましい態様におけ
るその最も有効であることを更に示す。
【００４２】
【表１】
【００４３】本発明の主なる特徴及び態様は以下のとお
りである。
【００４４】１．実質的に熱可塑性ポリウレタンから形
成された少なくとも１つの層と、オレフィンをベースと
するカップリング剤から形成された少なくとも１つの更
なる層を有し、該カップリング剤は配合成分として無水
マレイン酸を含有し、そしてそのビカー軟化温度はＡＳ
ＴＭ Ｄ １５２５で測定して６０℃より低いことを特
徴とする多層フイルム。
【００４５】２．カップリング剤層が両側で少なくとも
１層の熱可塑性ポリウレタンで覆われていることを特徴
とする、上記１のフイルム。
【００４６】３．カップリング剤成分のビカー軟化範囲
が、ＡＳＴＭ Ｄ １５２５により測定して、５０℃よ
り低い温度であることを特徴とする、上記１又は２のフ
イルム。
【００４７】４．フイルムの製造に使用されるカップリ
ング物質の全重量中の、カップリング物質を合成するた
めに配合成分として使用される無水マレイン酸の割合が
６重量％より少ないことを特徴とする、上記１乃至３の
いずれかのフイルム。
【００４８】５．カップリング剤として使用される材料
が、追加の成分としてクロロホルム抽出可能な低分子量
樹脂を含有することを特徴とする、上記１乃至４のいず
れかのフイルム。
【００４９】 ６．Ｉ． 粘着防止剤、無機又は有機スペーサー ＩＩ． 滑剤又は離型剤 ＩＩＩ．顔料又は充填剤及び ＩＶ． 安定剤 から成る群より選ばれる常用の添加剤を、熱可塑性ポリ
ウレタンから形成された層に添加し、上記添加剤Ｉ〜Ｉ
Ｖの割合が全体として好ましくは０％乃至３０％である
ことを特徴とする、上記１乃至５のいずれかのフイル
ム。
【００５０】７．該フイルムが５０μｍ乃至６００μｍ
の全体の厚さを有し、熱可塑性ポリウレタンの層（１層
又は複数層）の厚さは２０μｍ乃至４００μｍであり、
カップリング剤層の厚さは１０μｍ乃至２００μｍであ
ることを特徴とする、上記１乃至６のいずれかのフイル
ム。
【００５１】８．同時押出方法を使用して製造されたこ
とを特徴とする、上記１乃至７のいずれかのフイルム。
【００５２】９．インフレートフイルム同時押出を使用
して製造されたことを特徴とする、上記８のフイルム。
【００５３】１０．外側層の少なくとも１つは、先行技
術の物理的及び／又は化学的表面処理に付されているこ
とを特徴とする、上記１乃至９のいずれかのフイルム。
【００５４】１１．容器、特にウオーターベッド又は加
熱／冷却パッドの製造に使用されることを特徴とする、
上記１乃至１０のいずれかのフイルム。
【００５５】１２．通常の接合方法によりシールされた
容器に転換されることを特徴とする、上記１１のフイル
ム。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従う少なくとも２つの層から成るフイ
ルム
【図２】本発明に従う少なくとも３つの層から成るフイ
ルム
【符号の説明】
１ 熱可塑性ポリウレタン層 ２ カップリング剤層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ニコレ・ハルガルター アメリカ合衆国バージニア州22903シヤー ロツツビル・ミモザドライブ138

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 実質的に熱可塑性ポリウレタンから形成
    された少なくとも１つの層と、オレフィンをベースとす
    るポリマーカップリング剤から形成された少なくとも１
    つの更なる層を有し、該カップリング剤は配合成分とし
    て無水マレイン酸を含有し、そしてそのビカー軟化温度
    はＡＳＴＭ Ｄ １５２５で測定して６０℃より低いこ
    とを特徴とする多層フイルム。
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