JPH10501196A - フィルム組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 重合体支持体、好ましくはポリプロピレンから製造された金属化多層フィルムは、支持体表面に配置しても、または支持体内に組み込んでもよい無水マレイン酸変性プロピレン重合体によって変性されており、そして金属化しうるポリビニルアルコールのスキン層を有する。

Description

【発明の詳細な説明】 フィルム組成物 本発明は、金属化可能なフィルム組成物に関する。さらに詳しくは、本発明は 、金属化可能なポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）スキン層を有する重合体フィ ルム支持体に関する。本発明はまた、金属化フィルムにも関する。 延伸プラスチックフィルム、特に２軸延伸ポリプロピレンフィルムは製品、特 に食品の包装に広く用いられている。しかしながら、単一非変性重合体フィルム は、包装に必要とされる気体および湿分遮断特性を持っていない。 本発明は、無水マレイン酸変性プロピレン単独重合体または共重合体によって 変性された表面を有する重合体支持体を含み、重合体支持体の該変性表面がポリ ビニルアルコールのスキン層を有する、金属化可能なフィルム組成物に関する。 本発明のフィルム複合体は優れた金属接着性を提供する。これは耐フレーバー スカルピング性であり、インクの転写を妨げる。プライマーなしで、フィルムは 、インクに十分に接着し、インク印刷可能である。フィルムはまた、優れたフレ ーバー／芳香遮断性、積層結合強度および光学的透明度を提供する。 本発明の多層フィルム構造物は、ポリオレフィン、一般にはポリプロピレンの 支持体を含む。好ましいポリプロピレンマトリックス材料は次の特性を有する： 密度 ０．９１ｇ・ｃｃ；融点 １６０℃以上；メルトフロー比 ２〜４。 ポリオレフィン支持体は、無水マレイン酸変性ポリプロピレンによって変性さ れる。無水マレイン酸変性ポリプロピレンスキン層は、例えば、米国特許第３， ４３３，７７７号および第４，１９８，３２７号に記載の方法にようなどのよう な方法によっても製造することができる。その簡単な製造方法は米国特許第５， １５３，０７４号に記載されている。無水マレイン酸変性ポリプロピレンはまた 、これを支持体ポリオレフィンと溶融混合することによって支持体へインターブ レンドしても、あるいは支持体重合体と共に同時押し出ししてもよい。商業的に 入手できる無水マレイン酸変性ポリプロピレンまたはプロピレン共重合体は次の 物理的特性を有する：密度 ０．９０（ＡＳＴＭ Ｄ１５０５）、ビカー軟化点 １４３°（ＡＳＴＭ Ｄ１５２５）；ショア硬度６７°（ＡＳＴＭ ２２４０） ；融点 １６０℃（ＡＳＴＭ Ｄ２１１７）。無水マレイン酸変性ポリプロピレ ンは、支持体とＰＶＯＨとを接着する結束層として作用する。無水マレイン酸変 性ポリプロピレンがないと、支持体はＰＶＯＨと不適合性であるので、無水マレ イン酸変性ポリプロピレンを用いることは重要なことである。無水マレイン酸変 性ポリプロピレンは様々な供給元から商業的に入手でき、例えばミツイからは” ＡＤＭＥＲ”、デュポンからは”ＢＹＮＥＬ”、そしてカンタム（Ｑｕａｎｔｕ ｍ）からは”ＰＬＥＸＡＲ”という商品名で販売されている。通常、押し出し被 覆するのならば、変性された支持体を縦方向に４〜７倍に延伸し、そして次に火 炎処理する。 ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）の層は、変性支持体の表面に施す。支持体 が無水マレイン酸変性ポリプロピレンと共に同時押し出しされる場合、ＰＶＯＨ を変性表面に施すことが重要であり、さもないと、ＰＶＯＨを支持体に接着する のが難しくなる。ＰＶＯＨはどのような有効な方法によって薄層状態で施しても よい。層の厚さは０．０１〜０．２０ミルにしうる。注目される３つの方法は１ ）セレクタープラグまたは数個取金型を使用したＰＶＯＨスキンおよび変性支持 体の同時押し出し；２）縦方向延伸と横方向延伸との間でのＰＶＯＨ層の変性支 持体表面への押し出し被覆；３）縦方向延伸工程と横方向延伸工程との間でのＰ ＶＯＨの薄いフィルムの変性ポリプロピレンシート表面への同時積層（ｃｏ−ｌ ａｍｉｎａｔｉｏｎ）である。通常、ＰＶＯＨ層を支持体へ押し出し被覆すると き、フィルムを横方向へ５〜１２倍延伸し、そして火炎処理する。 押し出し被覆および同時積層の場合、ＰＶＯＨを施す前に、支持体の結合表面 をコロナまたは火炎処理するのが好ましい。 ヒートシール可能なフィルムは支持体に、ＰＶＯＨと反対側に施すことができ る。これは、ヒートシール可能な重合体、共重合体またはトリマー、例えばエチ レン−プロピレン−ブテンを支持体上へ同時押し出しすることによって行うこと ができる。 次に、ＰＶＯＨスキンの上に金属を付着させることによって、ＰＶＯＨスキン を金属化する。当業界で公知のどのような一般的な金属化方法を用いてもよい。 考えられる一般的な金属は、アルミニウム、銅、クロム、マグネシウム、ニッケ ル、亜鉛、スズ、銀、金、チタン、珪素、ビスマス、もしくはこれらの金属を含 有する化合物、またはこれらの混合物である。最も一般的に用いられるアルミニ ウム被覆は、光学濃度が１．５〜３．５となる厚さのものであることができる。 この光学濃度を満たすのに要するアルミニウム被覆の厚さは、一般に５０〜１０ ００オングストロームである。ＰＶＯＨ表面は金属に十分に接着する。我々は、 ＰＶＯＨＡを金属化の前に火炎またはコロナ処理によって表面処理すると有利で あることを見いだしたが、これは必ずしも必要ではない。 我々は、溶融処理することができるＰＶＯＨの押し出し可能なグレードが、Ｅ ＰＡ４６１，７７２号に記載のような、ＰＶＯＨを溶液被覆方法によって施すと きに経験する、ブロッキングの問題を回避することを発見した。ＰＶＯＨは溶融 処理されるので、ブロッキングの問題はなく、フィルムをロールに容易に巻取る ことができる。また、押し出し法により、０．０１〜０．２０ミルの範囲の層を 施すことができる。これは、０．０２〜０．０６ミルの範囲の層となるＥＰＡ４ ６１，７７２号または米国特許第５，１９２，６２０号に記載の溶液被覆法では 達成できないことである。市販の押し出し可能なＰＶＯＨはエアー プロダクツ アンド ケミカルズ社製のＶｉｎｅｘ樹脂である。 ここに記載のように多層フィルム中に１００％ＰＶＯＨを用いる利点は大きい 。１００％ＰＶＯＨを用いるので、フィルムは、ＰＶＯＨ共重合体または配合物 で製造されるこれまでのフィルムより酸素遮断性がよい。我々はまた、ＰＶＯＨ によって得られる表面特性によって、優れた金属接着性、インク印刷性および貼 り合わせ性が得られることを見いだした。ＰＶＯＨの表面張力は高い。火炎また はコロナ処理なしでの表面張力は約３７ダイン／ｃｍであり、これに対してポリ プロピレンの表面張力は２９ダイン／ｃｍである。表面処理後のＰＶＯＨの表面 張力は５５ダイン／ｃｍ以上であり得る。さらに、ＰＶＯＨは１７０℃以上の範 囲の極めて高い融点および軟化点を有するので、フィルムは６２０°Ｆで１０ポ ンド／ｒｍのＬＤＰＥを用いる押し出し積層の際に金属破断を示さない。次の表 １にＥＶＯＨ、ＰＶＯＨ／ＥＡＡおよび１００％ＰＶＯＨのスキン層を有する多 層ポリプロピレンフィルムの融点と金属破断との比較を示す： スキン層には、どのようなグレードのＰＶＯＨを用いてもよい。一般に、部分 加水分解グレード（約８８％の加水分解）を用いうる。ヒドロキシル含有率が７ ０％以上のＰＶＯＨも用いることができる。 ここで用いられるかつ同時押し出しの際に用いられるヒートシール可能な層は 、エチレンプロピレン（ＥＰ）共重合体またはエチレン−プロピレン−ブテン− １（ＥＰＢ）三元共重合体であり、これは上記のようにＰＶＯＨスキン層と反対 側に一般に配置される。エチレン対プロピレン対ブテン−１の比率は０〜１５％ エチレン、７０〜１００％プロピレンおよび０〜１５％ブテン−１であり；例え ば、２％エチレン、９４％プロピレンおよび４％ブテン−１である。 低密度ポリエチレンのような接着剤によって金属化フィルムへ接着される印刷 可能な表面は、ポリオレフィン単独重合体、共重合体もしくは三元共重合体、ポ リカーボネートまたはポリエステルのようなどのような重合体でもよい。印刷可 能な表面の特性は、表面自由エネルギーが３４ダイン／ｃｍ以上である。 次の実施例で示すように、ＰＶＯＨは金属化および適切な積層フィルムでの被 覆と組合わさって、他の構造体以上に酸素遮断性、湿分遮断性および芳香遮断性 を改善する。これらの実施例では、金属化を一般的な真空蒸着によって行ってい るが、一般的な蒸着によって行うこともできる。さらに、ポリプロピレンを支持 体として示すが、他のポリオレフィンフィルム、例えばポリエチレン、ポリエス テル、ポリブテン、オレフィン共重合体、ポリアミド、ポリカーボネートおよび ポリアクリロニトリルを用いてもよい。 次の実施例で本発明を説明する。実施例１ この実施例は比較のためのものである。 結束層として無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンおよび他方の側のヒー トシール層としてエチレン−プロピレン−ブテン三元共重合体を用いて、ポリプ ロピレン単独重合体フィルムを同時押し出しして０．９０ミルのフィルムを製造 した。フィルムは無水マレイン酸グラフト化ポリプロピレンの側をアルミニウム で真空中で２．５の光学濃度に金属化した。次に、フィルムを、１０ポンド／ｒ ｅａｍＬＤＰＥホットメルトを用いて、７５ゲージポリプロピレンフィルムと共 に押し出し積層した。多層フィルムの性質は表２に示す。実施例２ この実施例では、優れた空気および湿分遮断性を有する本発明のフィルムの製 造方法を示す。 ポリプロピレン支持体を、一方の側のエチレン−プロピレン−ブテン三元共重 合体シーラントおよび他方の側の無水マレイン酸グラフトポリプロピレンスキン の結束スキンと共に同時押し出しすることによって、ポリプロピレンフィルムを 製造した。フィルムは縦方向に５倍延伸した。フィルムを結束スキン側で火炎処 理した。ＰＶＯＨを、処理した結束スキン側に押し出し被覆し、フィルムを横断 方向に８倍延伸し、その後ＰＶＯＨ側を再び火炎処理し、ミルロールに巻き取っ た。フィルムのＰＶＯＨ側をアルミニウムで２．５の光学濃度に真空蒸着した。 アルミニウム被覆の厚さは３００〜５００オングストロームであった。フィルム を、１０ポンド／ｒｅａｍ ＬＤＰＥホットメルトを用いて、７５ゲージポリプ ロピレンフィルムと共に押し出し積層した。フィルムの性質は次の表２に示す。 各フィルムを０．９０ミルの厚さに製造した。両実施例とも、結束層（無水マ レイン酸グラフト化ポリプロピレン）は約０．０５ミルであった。 遮断性を、製造した金属化フィルムについて測定した。水蒸気透過度（ｇ／１ ００インチ²／２４時間）を１００°Ｆ、９０％ＲＨで測定した。酸素透過度（ ｇ／１００インチ²／２４時間）は７３°Ｆ、０％ＲＨで測定した。支持体への アルミニウム接着レベルは、スコッチブランド６１０テープでアルミニウム表面 を３回引っ張った後の剥ぎ取られた金属の％を記録することによって測定した。 積層結合（ｇ／ｉｎ）は、ラミネーティング機で１０ポンド／ｒｅａｍの溶融低 密度ポリエチレンを３２５℃の溶融温度で用いて、金属化表面を約０．７５ミル の厚さのポリプロピレンフィルム層に積層することによって測定した。次に、一 般的な引っ張り機で得られたフィルムを引き離して、貼り合わせ結合強度を測定 した。一般的な貼り合わせ結合強度試験機はアルフレッド スター テスターお よびシンテック テンシル テスターである。得られた性質は次の通りである。 表２に示すように、フィルムの酸素遮断および湿分遮断性は優れており、金属 対フィルム接着性はたいていの目的に適している。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｃ０８Ｌ 51/06 7537−4Ｊ Ｃ０８Ｌ 51/06

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．無水マレイン酸変性プロピレン単独重合体または共重合体によって変性さ れた少なくとも１つの表面を有する重合体支持体を含むフィルム組成物であって 、 該重合体支持体の変性表面が、金属化されることができかつポリビニルアルコ ールより本質的になるスキン層を有する、 上記フィルム組成物。 ２．無水マレイン酸変性プロピレン単独重合体または共重合体が離散層である 、請求項１に記載のフィルム組成物。 ３．支持体がプロピレンの延伸単独重合体または共重合体を含んでなる、請求 項１または２に記載のフィルム組成物。 ４．フィルムの片側上にヒートシール層を有する、請求項１〜３のいずれかに 記載のフィルム組成物。 ５．ポリビニルアルコールスキン層が架橋剤を本質的に含まない、請求項１〜 ４のいずれかに記載のフィルム組成物。 ６．ポリビニルアルコールスキン層が押し出し可能なポリビニルアルコールを 含んでなる、請求項１〜５のいずれかに記載のフィルム組成物。 ７．ポリビニルアルコールスキン層が部分的に加水分解されたグレードである 、請求項１１に記載のフィルム組成物。 ８．ポリビニルアルコールより本質的になるスキン層が金属層を直接その上に 有する、請求項１〜７のいずれかに記載の金属化フィルム組成物。 ９．ヒートシール可能な層がスキン層と反対側の支持体上にある、請求項８に 記載の金属化フィルム組成物。