JPS5917951B2 - 多層フイルム - Google Patents

多層フイルム

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JPS5917951B2
JPS5917951B2 JP54169125A JP16912579A JPS5917951B2 JP S5917951 B2 JPS5917951 B2 JP S5917951B2 JP 54169125 A JP54169125 A JP 54169125A JP 16912579 A JP16912579 A JP 16912579A JP S5917951 B2 JPS5917951 B2 JP S5917951B2
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、多層フイルムに関する。
この発明の多層フイルムは、分子中の炭素数が2ないし
6であるアルフアオレフインの単独重合体又は共重合体
の基質層と、沿の基質の少くとも一方の表面上に形成し
た表面層とからなり、そして、前記表面層は、(a)プ
ロピレンと分子中の炭素数が4ないし10であるアルフ
アオレフインとの共重合体であつ゛Cそのプロピレン含
量がないし95重量70であるものと、(b)分子中の
炭素数が4ないし10であるアルフアオレフインの単独
重合体かまたはそのようなオレフインと分子中の炭素数
が2ないし10であるアルフアオレフインとの共重合体
である第二の重合体であつてその分子中の炭素数が2な
いし10であるアルフアオレフインの含量がOないし1
0重量ZOであるものとのブレンドからなり、そしてそ
の第二の重合体が組成物の25ないし90重量?を構成
する組成物から形成されたことを特徴とする。
適切な基質材料は,エチレン,プロピレン,ブテン−1
,4−メチルベンゼン−1及びヘキサン−lのようなア
ルフアオレフインの単独重合体及び共重合体である。
高密度ポリエチレン即ち密度0.9499/Crit以
上好ましくは0.999/d以下であるポリエチレンは
、適切な基質材料であるが,包装用の場合はプロピレン
の単独重合体又はプロツク共重合体(たとえば分子中の
炭素数が2叉は4ないし6である他の共重合可能なアル
フアオレフインを共重合体の15重量70以下含むもの
)が好ましい。その他のアルフアオレフイン含量は共重
合体の0.25ないし15重量70か適切であり0.5
ないし10重量?が好ましい。プロピレンと共重合させ
てこの発明の組成物のプロピレン共重合体成分〔成分(
a)〕を形成するのに適切な単量体は、ベンゼン−1,
ヘキサン−1.ヘプテン一1及びデセン一1である。
これらのうちブテン−1が特に適切な共単量体であるこ
とが分つた。この発明の組成物の第2の重合体成分〔成
分(b)〕を形成するのに適切なC4ないしClOアル
フアオレフインとしてはベンゼン−1.ヘキサン−1、
ヘペテン一1及びデセン一1があるが,ブテン−1が好
ましい。
この第2の重合体成分は単独重合体でも共重合体でもよ
い。たとえば、C2ないしClOアルフアオレフインの
群から選んだ共単量体を070の比率で用いるか又はそ
の共単量体がC4ないしClOアルフアオレフインから
選んだものと同一である場合には、組成物の第2成分は
単独重合体となるであろう。この第2成分が共重合体で
ある時.C2ないしClOアルフアオレフインの含量は
共重合体の0,25ないし10重量?であるのが適切で
あり0.5ないし6重量?であるのが好ましい。成分(
a)のプロピレン共重合体中のアルフアオレフイン単量
体含量は共重合体の重量の5重量?よりも少くてはいけ
ない。なぜなら、この下限値よりも低いと共重合体の軟
化点が高すぎてフイルムを形成しにくく、しかも得られ
るフイルムは、熱封温度下限値即ち満足できる強度の熱
封が得られる最低熱封温度が高すぎるからである。同様
に、プロピレン共重合体の結晶構造を不当にこわさない
為には、他のアルフアオレフイン単量体含量を共重合体
の20重量70以下のレベルに維持しなければならない
。プロピレン/ブテン−1共重合体の場合には共重合体
の約10ないし20重量?のブテン−1含量が特に適切
であることが分つた。ポリプロピレン基質に適用する場
合には,ブテンー1含量が10ないし15重量?特に1
1.5ないし13,5重量?である共重合体を用いるの
が特に好ましい。満足できる熱封強度を示す熱封性フイ
ルムをうる為には、第2のアルフアオレフイン重合体〔
成分(b)〕の含量を組成物の25ないし90重量70
好ましくは組成物の30ないし80重量?とすべきであ
る。
だが、満足できる光学的特性、たとえば広角曇り及び光
沢に関し満足できる特性を示すフイルムをうる為には、
特に第2の重合体成分かブテン−1の単独重合体又は共
重合である場合、第2の重合体の含量は組成物の35な
いし65重量%とするのが好ましい。ブテン−1単独重
合体又は共重合体の含量を組成物の40ないし50重量
?とすると望ましい熱封特性を達成できる。プロピレン
共重合体、即ちフイルム形成性組成物に配合前の粒子状
の成分(a)は,ASTM/Dl238−65T(条件
N)によつて測定したメルトフローインデツクスが10
ないし4009/10分であるのがよく、10ないし2
001/10分か好ましく、そして60ないし80f1
/10分であるのか特に好ましい。それ故、適切な共重
合体は,重量平均分子量が約350,000ないし約1
20,000好ましくは約350,000ないし約14
0,000である。第2<7)重合体,即ちフイルム形
成性組成物に配合前の粒子伏の成分(b)は6前記の方
法で測定したメルトフローインデツクスが509/10
分よりも小であるのが適切であり.組成物から形成した
フイルムが満足できる熱封性を持つようにける為には5
ないし40f!/10分特に10ないし251/10分
であるのが好ましい。
この明細書では6前記成分(a)のプロピレン共重合体
をランダム共重合体として記載するが、この共重合は正
確な統計的意味でランダムではないと思われる。
即ち、これらの共重合体の製造にあたつては重合反応時
間の少くとも実質的部分に亘りそれぞれの共単量体を同
時に重合反応器に供給するのが普通であるが,プロピレ
ンか又は他のアルフアオレフイン単量体かのいずれかが
重合しつつある重合体中の同種の単量体単位にすぐに結
合するのが容易であるはずであり,その結果重合体鎖中
には同種の単量体単位の短いセグメントが選択的に生成
する傾向があるからである。この発明で用いる共重合体
の製造は「立体特異性」触媒の存在下で行うのが好都合
である。
立体特異性触媒とは6他の単量体を存在させない同様な
条件下でプロピレンを重合きせて7070以上が沸騰へ
ブタンに不溶なポリプロピレンにする触媒をいう。これ
をなしうる触媒は遷移金属化合物と有機金属活性化剤と
から成る。これらの触媒は周知であつて、たとえば、ケ
イロード及びマーク著TILinearandSter
eOregL]1aRadditiOnPOIy一Me
rs”(1959年インターサイエンス社発行)参照さ
れたい。この型の特に有用な化合物はアルミニウムアル
キル化合物で活性化した酸化チタン化合物である。四塩
化チタンをアルミニウムアルキル化合物で又はアルミニ
ウム金属で還元して得た三塩化チタンを活性剤としての
アルミニウムアルキルハロゲン化物と併用するのが好ま
しい。特に有用なかつ立体特異性の高い触媒は.四塩化
チタンを不活性炭化水素希釈剤中−20℃ないし+10
℃の温度でアルミニウムアルキルセスキクロリドで、好
ましくは炭素水素に溶かした四塩化チタンにセスキクロ
リドを徐々に加えることにより還元して得られる。この
ようにして得た三塩化チタンを回収し.場合によつては
40ないし150℃で−回又はそれ以上洗浄及び/又は
加熱し、そして活性化剤としてのジエチアルミニウムク
ロリドのようなアルミニウムジアルキルクロリドの存在
下で触媒として使用する。触媒成分は炭化水素希釈剤中
の溶液又は分散液として重合ゾーンに導入できる。
重合は普通20ないし75℃の温度で、不活性炭化水素
、プロピレン自体、叉はプロピレンと不活性炭化水素と
の混合物のような希釈剤の存在下で行う。広範囲の重合
圧を使用できるが,反応槽中のプロピレンとその他のア
ルフアオレフインとの分圧の比をコントロールし必要な
組成の共重合が生成するようにしなければならない。
空気や水は用いる触媒を抑制するから重合はこれらのも
のが実質的に存在しない条件下で行う。だが、水素のよ
うな連鎖移動剤を存在させて共重合体の分子量をコント
ロールしてもよい。重合が完結したら、たとえばイソプ
ロパノールのようなアルコールを加えることにより反応
を停止し、しかるべき試薬たとえば水もしくは追量のイ
ツプロパノール又はアセチルアセトンと低級アルコール
との混合物で洗うことにより触媒残渣を除去する。これ
らの共重合体の製造は、英国特許第 1084953号に記載されたブテン−1リツチのプロ
ピレン共重合体の製法に準じた技法により実施できる。
この発明で用いるプロピレン共重合体は実質的に結晶質
であつて6後で定義をする結晶化度が35ないし65%
であるのがよい。
プロピン/プテン一1共重合体の場合にはその結晶化度
は40ないし6070好ましくは45ないし5570で
あるべきである。この明細書でいう共重合体の結晶化度
はナツタ,コラデイニ及びセサリがRend,acca
dnaz.Lincei誌(1957)22巻11に記
載の技法に準じて測定できる。
即ち後記のごとく熱サイクルに付した共重合体試料のX
線回折走査を、Cu−Kの線及びパルス高さ弁別で送波
作動するフイリツプスPWlOlO回折計を用いてうる
。得られた結晶回折スペクトル上ブラックの角θが4ら
と16晶との間に真直ぐなバツクグラウンド基線をかき
入れる。そしてこの結晶スペクトル上に10070無定
形プロピレン試料の回折スペクトルを重ね合せ,θが7
.75試のところにある結晶スペクトルの最小値に無定
形スペクトルがくるようにする。この点における最小値
はプロピレンのアルフア結晶変態即ち単斜晶系変態以外
の結晶変態がないことを示すものである。θの前記特定
範囲内における結晶スペクトルと無定形スペクトルとの
間の合計面積を結晶散乱の強度0とし、無定形スペクト
ルと基線之の間の面積を無定形散乱(4)の強度とする
。結晶化度は100C/(C+A)で算出し,補正はし
ない。結晶化度測定前における共重合体試料の熱履歴が
重要である。
前記定義内において一定の結果をうる為には次のように
して試料を準備する。即.ちはじめに得た共重合体粉末
を210℃でプレスして薄い板となしその板を適度の速
さで冷却する。その板から供試片(10η)を切りとり
、これを標準アルミニウムパン(6.35m7n径)内
に入れ、そのパンを厚い黄銅の蓋でシールした黄銅プロ
ツク内の凹所に入れ(シールしたプロツクはその蓋と共
に寸法がほぼ15×100X12077!W!である)
そしてそのシールしたプロツクを160℃の温度に維持
した約51容のオイルバス中に浸漬して加熱する。黄銅
プロツクをバスに入れるとバスの温度か下がるから,バ
スをゆつくり加熱し、黄銅プロツク内においた熱電対で
記録される温度が160℃になるようにする。
この最後の加熱には約15分をかけるが、所望の160
℃という温度には漸近的に近づけるべきであるから15
0℃から1600Cへの増加には約10分間をかける。
ついでただちに冷却を開始し冷却速度は試料が室温にな
るまで毎時6をの一定割合とする。冷却した試料は粉砕
し、X線検基用の直径が2itmである肉薄PANT.
AKガラス管に入れる。すでに述べたようにこの発明で
用いるプロピレン共重合体はこれを組成物中に配合前に
前記の方法でしらべると結晶化度が35ないし65%で
ある。
比較の為に典型的な市販のプロピレン単独重合体を前記
の方法でしらべるとその結晶化度は70%のオーダーで
ある。市販のプロピレン単独重合体はこれをゆつくりた
とえばl時間あたり約6℃の速さでその融点から核剤を
加えることなく冷却するとアルフア型即ち単斜晶系に結
晶するのが普通である。
ある極限条件下たとえば過度の高圧の適用下ではかなり
の比本のガンマ一型即ち三斜晶系変態が通常のアルフア
型即ち単斜晶系変態と共に生成することか観察された。
だが生成物をたとえば冷間延伸によりあるいは溶融物か
らの延伸により配向するとそのガンマ一変態はアルフア
型に変わり6配向したポリプロピレンの結晶質分はほと
んど全部がアルフア型即ち単斜晶系の結晶変態から成る
ものとなる。この発明の多層フイルムの基質層に用いる
のが好ましいものは、この種の結晶質分がほとんどアル
フア型即ち単斜晶系変態であるプロピレン単独重合体で
ある。プロピレンと小比率のたとえば共重合体の20重
量70以下のエチレン,ブテン−1またはより高級のモ
ノオレフインとのランダム共重合体は.これを溶融物か
らゆつくり冷却するとアルフア型と共に比較的高比率の
ガンマ一型結晶変態が生成することが観察された。
たとえばブテン−1含量が共重合体の約4ないし20重
量70に亘るいろんなプロピレン/ブテン−1共重合体
は上に定義をした結晶化度が60ないし40%で、共重
合体の結晶質分はアルフア型とベーター型変態との混合
物から本質的になつていたが、ガンマ一型変態が結晶質
分合計の約20ないし5070を占めるものであつた。
だが、ベーター型即ち六方晶系の変態は痕跡も観察され
なかつた。この発明に従つて形成した配向した多層フイ
ルムであつて前記のようなプロピレン/ブテン−1共重
合体の層を一層又はそれ以上持つものをX線回折でしら
べたところ,ガンマ型結晶変態は痕跡も認められなかつ
た。
これはガンマ一型がアルフア型変態にかわつてしまい,
しらべた共重合体層の結晶質分全体がアルフア型になつ
ていたことを示すものである。この発明の多層フイルム
の表面層の形成に用いる組成物をつくるには、適当な量
のプロピレン共重合体成分(a)と第2のアルフアオレ
フイン重合体成分(b)とをたとえば混転ブレンダ一中
でドライブレンドすることにより行うのが好都合である
だが,均質なブレンドを製造するには溶融ブレンド技法
を用いるのが好ましく、そのようなブレンドからのフイ
ルムは改良された光学的特性を有する。基質上への熱封
可能な組成物の層の適用は複合フイルム製造に常用され
ている任意の積層又は被覆技法により行なえる。かくし
て基質材料及び組成物のシートをあらかじめ形成してお
き、それらを好ましくは接着剤を用いてたとえばしかる
べき温度に維持した加圧ローラー間に積層物の各成分を
一緒に通過させることにより積層できる。別法としては
6組成物をトルエン60,m又はp−キシレン、モノク
ロルベンゼン,シクロヘキサン又はトリクロルエチレン
のようなしかるべき好ましくは加熱した液伏媒体中の溶
液又は分散液として基質に適用することもできる。その
液状媒体は後で回収し循環して再使用できる。だが好ま
しくは溶融又は押し出し被覆技法により組成物を基質に
適用する。この場合はあらかじめ形成した基質の表面上
に組成物の溶融層を直接押し出すか、又は基質及び組成
物層の重合体成分を同時に押し出して各成分層がなお溶
融している間にそれらの成分層を接触させる。あらかじ
め形成した基質に組成物を適用する場合には、組成物の
適用後基質を配合することにより基質に対する適用した
層の接着力を改善できる。
基質に対する熱封可能な組成物層の接着力はまた所望な
ら、組成物層の適用前に基質に中間的なアンカー被覆を
適用することにより改善できる。しかるべきアンカー被
覆材料としてはエチレン酢酸ビニル共重合体又はエチレ
ンアクリル酸(メタクリル酸)アルキル共重合体がある
。だが,既述のごとく同時押し出し技法を用いるのが好
ましく、二層又はそれ以上の溶融重合体層を同時押し出
してなお溶融伏態にある間にそれらを接触させるなら6
中間的なアンカー被覆の使用は不必要である。
同時押し出しは、ダイ内で複合フイルムの個々の層を構
成する溶融重合体成分が層の境界において融合して単一
の複合ウエツブを形成しそしてその複合ウエツブが共通
のダイオリフイスから押し出されるように設計したマル
チチヤンネルダイから行うのがよい。それ故この明細書
中で基質層上に「適用し」、「設け」又はその他の方法
で沈積させるというのは、基質層とその基質層の一方又
は両方の表面上に組成物層とを同時押し出しすることに
より多層フイルム構造を形成することをも意味するもの
である。この発明により形成したフイルムはこれを延伸
して配向するのが好ましい。
配向はフイルムを一つの方向に延伸することにより単軸
的に行つても6又はフイルム面内で互いに直交する二つ
の方向にそれぞれフイルムを延伸することにより二軸的
に行つてもよく、かつその二軸配向はバランスしていて
も又はバランスしていなくても、たとえば好ましい方向
通常は縦方向即ち機械方向においてフイルムの配向度が
他の方向におけるよりも高くてもよい。好都合には、ポ
リオレフイン基質材料と熱封可能な組成物とを複合チユ
ーブの形に同時押し出しし,ついでそのチユーブを急冷
し,再加熱しそして内部ガス圧によりこれを膨張して横
方向の配向を生ぜしめ、かつ押し出し速度よりも大なる
速度でこれを引き取つて縦方向に延伸し配向する。別法
としては、組成物被覆を施こした平らなフイルムを,ス
テンタ一により又は延伸ロールとステンタ一との組み合
せにより、相互に直交する二つの方向のそれぞれに同時
延伸又は順次延伸することにより配向することもできる
。あらかじめ形成した二つのフイルムを結合することに
より、熱封可能な複合フイルムを形成する場合にはその
結合前に基質フイルムのみを配向しておけばよい。フイ
ルムを延伸する度合は6ある程度はフイルムの意図する
最終用途によるが、ポリブロピレンベースの包装フイル
ムの場合には,フイルム番縦横各方向にそのもとの寸法
の3ないし10倍好ましくは7倍延伸することにより満
足できる引張り強度及びその他の特性を発現できること
が分つた。延伸後重合体フイルムは、その重合体のガラ
ス転移温度以上その融点以下のある温度において収縮を
抑止しながらこれを「熱固定」するのが普通である。最
良の熱固定温度は簡単な実験によりこれを容易に決定で
き,ポリプロピレン基質の場合には、「熱固定」は11
5℃ないし160℃の温度で行うのがよい。熱固定は通
常の技法により、たとえばステンタ一系により又はたと
えば英国特許1124886号に記載のような1本又は
それ以上の加熱ローラーから成る系により行うことがで
きる。この発明による複合多層フイルムは,フイルムを
用いるべき最終用途に主としてよるが、広範囲ないろん
な厚さのものに製造できる。
合計の厚さが2.5ないし100ミクロンであるフイル
ムが一般に有用であるが、包装用としては合計の厚さが
約10ないし50ミクロンのフイルムを用いるの゛一か
好ましい。基質層と組成物層との厚さの比は広い範囲内
で変化しうる。
もつとも組成物層の厚さは基質層の厚さの0.270(
好ましくは0.570)よりも小さくはなくかつ50%
よりも大きくはないのがよい。従来は外側層がプロピン
/ブテン−1共重合体層である多層フイルムの場合6望
ましい高熱間シール強度はプロピレン共重合体層の厚さ
を約0.25ないし0.45ミクロンといつた狭い範囲
にした場合に限り達成されることが観測されていた。だ
がプロピレン共重合体と第二のアルフアオレフイン重合
体とのブレンドから成るこの発明の組成物を用いると,
組成物層の厚さを約0.05ミクロンないし0.6ミク
ロン又はそれ以上といつたはるかに広い範囲のものにし
た場合でも満足できる高熱間シール強度を達成できる。
従つて表面層の厚さのコントロールは,それ程重要な問
題ではなくなつている。プロピレン/ブテン−1共重合
体表面層をこの発明による組成物の層でおきかえること
の更に一つの利点は,満足できる「冷間」熱封強度を出
すに必要な表面層の厚さを約0.2ミクロン以上から0
.1ミクロン又はそれ以下に減少できることである。
更に,熱封温度下限値も摂氏で数度減少できる。所望な
ら、基質の両表面上にこの発明による組成物の熱封可能
な層を設けることにより多層フイルムを形成できる。
その二つの組成物層は同一又は異なる厚さであることが
できる。たとえば25ミクロン厚さの基質フイルムに一
方の表面上に0.75ミクロン厚さの組成物層を設け,
他方の表面には0.25ミクロン厚さ又はそれ以下の組
成物層を設けるのが好都合である。別法としては、基質
の一方の表面には被覆を施さないわ又はフイルムの特定
用途に必要な性質により異なる組成の層を施こしてもよ
い。所望なら印刷性を改良する為に、この発明による組
成物の熱封可能な層を持つた多層フイルムの非シール形
成性層を,そのフイルム表面を酸化する化学処理又は物
理処理に付すたとができる。
たとえばその表面を濃硫酸中のクロム酸で,熱硝酸で、
又はオゾンで処理することができる。別法としてはフイ
ルム表面をイオン化放射線又は熱炎に十分な時間さらし
その表面を変形することなく表層酸化を行つてもよい。
処理が簡単で効果があることから好ましい処理は,フイ
ルム表面をコロナ放電による高電圧の電気的応力に付す
ことであるか、かような処理は達成できる熱間及び冷間
熱封強度に悪影響を及ぼす傾向があることが観察された
。所望なら、この発明による組成物の表面層を持つた多
層フイルムの「冷間」熱封強度及び/又は熱間シール強
度は基質層中に、先に製造した多層フイルムから再生し
た基質及び組成物層のスクラツプ重合体をかなりな比率
で配合することにより改良できる。
再生した材料は基質層の25ないし50重量?好ましく
は30ないし45重量?とするのが好都合であるが、こ
れらの値の範囲をはるかにはなれても差し支えない。事
実,基質層全体を再生材料から形成した場合に顕著に改
良されたシール強度が観察されている。この発明の組成
物及びその組成物から形成した一又はそれ以上のフイル
ム層は熱可塑性フイルムの製造に常用されている任意の
添加剤を含んでいてもよい。
かくして染料、顔料、潤滑剤6静電防止剤,酸化防止剤
,粘着防止剤、界面汚性剤6スリツプ助剤、剛化剤、光
沢改良剤、後減成剤及び紫外線安定剤のような添加剤を
使用できる。フイルムは、また英国特許第103433
7号に記載の如く,式(式中x+yは2.ないし5であ
り、そしてRは炭素数が12ないし22で拐一価の脂肪
族基である)の物質一種またはそれ以上をフイルムの0
.1ないし1.0重量?および炭素数が10ないし22
である脂肪酸から誘導した脂肪酸アミドをフイルム重量
の0.01ないし0.5重量70配合することにより.
帯電防止性にするのが好都合である。
この発明の表面層を形成した複合フイルムは、比較的低
い温度たとえば120℃およびそれ以下のオーダーの温
度において熱封可能であつて、強い溶接シールを形成す
る。
加えて、熱封可能な組成物は基質材料にしつかり接合し
、望ましい引つかきおよび擦り傷耐性を有し、かつ熱封
装置のあごへの粘着に対し抵抗性である。あごへの粘着
がないことは、包装工業にとつて極めて重要である。
フイルムをフイルム自体にシールすることにより個々の
包装品を形成するための熱封装置のあごに包装フイルム
が時々粘着するようなことがあれば、フイルムが装置を
均一に通過しないことになり、包装運転を中断しなけれ
ばならないことになる。この問題は、いわゆる竪型の「
フホームアンドフイル」型の包装機の場合特に深刻であ
る。この発明のフイルムは、包装工業特に食品などの可
撓性包装品を形成するのに適切である。
だが、熱封可能なポリオレフインフイルムを必要とする
他の分野にも使用できる。この発明のフイルムの熱間シ
ール強度は、略々巾が25關長さが400鼎の基準化し
たスプリングスチール片を用いて決定する。
スプリングスチール片の基準化は、次のようにして行う
。すなわち、スチール片を略々その中点で折り重ねるよ
うに折り曲げ、長いリムをもつC字型の形にし、その上
方のリム上自由端の近くに置いた重り形の荷重を徐々に
増加していつてスプリングの両自由端が丁度接触しあう
ようにする。用いたスプリングの所要荷重は100yで
あつた。そこでこのスプリングを「100tスプリング
と評価する。巾が25m1で長さが約150mmの多層
フイルム片を評価するには、この発明の組成物から形成
した表面層が接触しあうようにフイルム片を折り曲げ、
フイルム片の両自由端を前記の基準化したスプリング片
の両自由端の外側表面上にそれぞれしかるべき接着剤で
固定する。この際スプリング片は、これを手で圧縮して
、フイルム片の向かいあつた表面がセンチネル(Sen
tinel)熱封機(モデル./F6l2AS)の加熱
した両あご間で一体にシールされる迄は、スプリング片
の両自由端が接触しているように維持する。なお、スプ
リング片の両自由端は、熱封あごの端縁の外側ではある
がその直ぐ近くの位置におく。フイルム片の長軸に平行
な方向のあごの深さyは25關であり、フイルム片の向
かいあつた表面の間には一辺が25鰭の正方形の熱封が
形成されることになる。熱封あごを閉じたら、スチール
片から手による圧縮力を関放する。
熱封形成後熱封あごをその開放位置に引きこめると、ス
チール片の両自由端はそのスプリング作用で開き新らた
に形成された熱封を裂開しようとする。これによりシー
ル部に生じたフイルム片の長さに平行な開裂部の深さx
は、シールの強度の目安となるが、このシール開裂度を
XlOO/y%で表わす。この試験手順をフイルムの他
の試料について反復する。熱間シール強度は、前記の如
く、熱封形成に用いた熱エネルギーの消失前に測定する
ものであるが、これに対しフイルムの「冷間」熱封強度
は、シールを室温に冷却した後シールの潜在的強度が完
全に発現した後に測定する。
「冷間」熱封強度を測定するには、少くとも一つの表面
層がこの発明の組成物から形成したものである多層フイ
ルム片2枚を組成物層表面が接触しあうように置き、セ
ンチネル熱封後モデル滝12ASの両あご間で、一方の
あごのみを加熱して、それら2枚のフイルム片の端部を
封合した。
シール強度は、次のようにして測定した。すなわち、封
合したフイルム片を室温に放冷した後そのものから巾が
25mmで長さが略100鼎の片を切りとつた。熱封部
はその片の全巾にわたり、熱封部の面積は略々25X2
5關であつた。その片の封合されていない両端をそれぞ
れダイナモメータ一および掴持面に取付け、その掴持面
に荷重をかけた。封合した片をその封合部において分離
するのに必要な最小荷重をダイナモメータ一で記録し、
これをXy/25鼎(xは荷重のy数)のシール強度と
して表わした。付図を参照してこの発明を説明するに、
第1図は、プロピレン単独重合体の基質フイルム1の一
方の表面上にプロピレン/ブテン−1共重合体とブテン
−1重合体とのブレンドから薄い層2を形成した多層フ
イルムの一部を示す側面図であり、そして第2図は、同
等な基質フイルム1の両面に前記ブレンドの薄層2およ
び3を設けた多層フイルムの側面図である。
この発明を次の具体例によりさらに説明しよう。
例1この例は、多層フイルム上の熱封可能な層にするた
めの組成物の一成分として用いるプロピレンブデン一1
共重合体の製法を例示するものである。
撹拌機付オートクレーブに沸点が150−180゜Cの
乾いた炭化水素稀釈剤2ガロンを装入し、そして脱気お
よび窒素での追い出しにより痕跡の酸素をも除去した。
次にAlEt2Cl(稀釈剤201中の溶液として)2
3.7モルおよびTiCl3(稀釈剤201中のスラ一
りとして)13.2モルを加えた。このTiCl3は、
TiCl4をセスキ塩化エチルアルミニウムで英国特許
第1014944号の完全明細書に記載のようにして還
元することにより調製した。塩化ジエチルアルミニウム
と四塩化チタンとのモル比は0.9であつた。そのオー
トクレーブを60℃に加熱し、0.16モル?の水素を
含むプロピレン213ポンドを10分間にわたつて加え
た。
圧が32psigに落ちたとき(反応器内の不活性ガス
圧は4.6psig)、ブテン451を迅速に導入した
。水素含有プロピレンおよびブデンを一定の比で計量導
入し、106分にわたつてさらに812ポンドのプロピ
レンと1311の液状ブデン一1を加えた。この時点で
、プロピレンのフイード速度を74ポンド/時に落し、
さらに1時間プロピレンのフイードを続け(追量のブテ
ンは装入しないで)、圧を8.0psigに落した。イ
ソプロパノール551を注入し65℃で4時間加熱する
ことにより触媒残渣を除去した。
得られたスラリーを120ガロン宛の水で3回次々に洗
つた後、涙過して大部分の稀釈剤を除去した。残りの稀
釈剤を水蒸気蒸留により除去し、残つた重合体粒子を済
取しそして回転乾燥器中で乾燥した。この反応で、固体
のプロピレン/ブデン一1共重合体約1003ポンドを
得た。
その共重合体のブデン一1含量は12重量?であつた。
得られた乾燥した自由流動性の粉末は、先に定義をした
メルトフローインデツクスが約32f/10分であつた
次にその粉末を、共重合体の重量に基づき0.01重量
?の1,3,5−トリ(3,5−ジ第3級ブチル−4−
ヒドロキシベンジル)2,4,6−トリメチルベンゼン
および0.15重量?のステアリン酸カルシウムを加え
ることにより、安定化し、250℃の温度に維持したバ
レル径が83′1n7nの押出機から押出すことにより
円筒形の粒子にした。得られた粒子のメルトフローイン
デツクス(MFI)は約65q/10分であつた。この
共重合体の、先に定義をした結晶化度は略略50%であ
り、その結晶質分は略々アルフア変態が52%そしてガ
ンマ変態が48%であつた。その共重合体粒子を市販の
(MFIが略々50f/10分であるブデン一1単独重
合体)とドライ混転ブレンドすることにより2通りのフ
イルム形成性組成物を製造した。それらの組成物は、組
成物の25および50重量?のポリブテン−1をそれぞ
れ含有するものであつた。例2ないし8 これらの例は比較例である。
三重チヤンネルの環状ダイから、プロピレン単独重合体
と、例1により製造したブテン−1宕量が12重量?で
あるプロピレン/ブテン−1ランダム共重合体とを同時
押出して、内側および外側表面がプロピレン/ブテン−
1共重合体の層で被覆されたポリプロピレンチユーブを
形成した。
プロピレン単独重合体は、0.1重量?の1,3,5−
トリ(3,5−ジ第3級ブチル−4−ヒドロキシベンジ
ル)2,4,6−トリメチルベンゼンを酸化防止剤とし
て、そして先に製造した同一組成の三重層フイルムから
回収した再生重合体(単独重合体プラスプロピレン/ブ
テン−1共重合体)を33重量%含むものであつた。被
覆をもつたそのポリプロピレンチユーブをチユーブ内の
マンドレル土に通すことにより冷却し、かつ外部的には
そのマンドレルの周りの水浴中に通すことにより急冷し
、延伸温度に加熱し、内部ガス圧により膨張し、そして
その膨張ゾーンへのフイード速度よりも大なる速度でそ
の膨張ゾーンから引取り、チユーブをその押圧方向およ
びこれに対し横方向の両方向にその原寸の7倍に延伸し
た。
延伸したチユーブ状フイルムは、これを開いて平らなフ
イルムにし、英国特許第1124886号に記載の型の
粗面ローラー熱固定器上1256Cの温度で熱固定した
。得られたフイルムの各表面上の共重合体層の厚さは0
.11ミクロンであり、基質は厚さが約25ミクロンで
あつた。共重合体の流量を適当に調節してこの操作手順
を数回反復し、基質の各表面上の共重合体層の厚さがそ
れぞれ0.19,0.27,0.36,0,47,0.
54および0.59ミクロンである一連のフイルムを製
造した。
フイルムから剥した各層をX線で調べたところ、基質層
および表面層共、結晶構造は実質的にアルフア型すなわ
ち単斜晶系変態のものであることがわかつた。
各フイルム試料をセンチネル熱封機モデル痛12AS上
で熱封した。
用いたあご温度は130℃、あご圧は15psiそして
あご閉鎖時間は2秒であつた。得られたシールの熱間シ
ール強度を前記のようにして、100fと評定したスチ
ール片スプリングを用い測定した。各フイルム共、あご
圧を15psiあご閉鎖時間を2秒として作動したセン
チネル熱封機モデル滝12AS4:でそれぞれ90℃、
100℃、110℃、および120℃で熱封した4通り
の試料につき、フイルムの「冷間」熱封強度(室温にお
ける)を前記のようなダイナモメータ一技法により測定
した。
結果を次の表に示す。
例9ないし15 各場合共プロピレン/ブテン−1共重合体の代りにプロ
ピレン/ブテン−1共重合体75重量部とポリブデン一
125重量部とのブレンドを用いた以外は、例2ないし
8の手順を反復した。
シール強度測定結果を次の表に示す。前記の結果は、フ
イルムの表面層を形成する組成物中にポリブテン−1を
配合すると、測定可能な冷間強度のシールを得るのに必
要な表面層の厚さは、(共重合体単独の場合の)約0.
27ミクロンから約0.19ミクロンに減ることを示し
ている。
同様に熱間シール強度もポリブテン−1の配合によりよ
くなる(裂開?が低くなる。)例16ないし22 各場合共、プロピレン/ブテン−1共重合体を、50重
量部のプロピレン/ブテン−1共重合体と50重量部の
ポリブテン−1とからなるブレンドした組成物でおきか
えた以外は、例2ないし8の手順を反復した。
シール強度測定結果を次の表に示す。
ポリブテン−1含量を表面層組成物の25重量rから5
0重量rに増加すると、満足できる熱間および冷間強度
を達成できる表面層の厚さの範囲がさらに広くなる。
これらのフイルムはまた光学的特性が優れており、透明
でかつ光沢のあるものであつた。
例23ないし29 これらの例は、各場合共プロピレン/ブテン一1共重合
体の代りにブテン−1単独重合体を用いて例2ないし8
の手順を反偶した比較例である。
シール強度測定結果は次の表に示す。得られた冷間シー
ル強度は、共重合体とブテン一1単独重合体との50:
50ブレンド(例16ないし22)で得たものよりも一
般に小であり、またフイルムの光学的特性も劣つている
例30ないし32 これらは、この発明によらない比較例であり、三重層フ
イルムの基質層中の再生重合体含量の影響を説明するも
のである。
先に製造した三重層フイルム(プロピレン単独重合体基
質層の両面にプロピレン/ブテン−1の88:12共重
合体層をもつもの)を再押出および造粒により再生した
材料を基質形成重合体として用い、例2,5および8の
手順を反復した。
この材料を、三重チヤンネルから、2つのプロピレン/
ブテン−1共重合体(88:12)層の間の芯層として
再押出し、例2,5および8の組成物に対すると同様に
して処理した。それ故芯層は、全部が再生材料からなる
ものであつた。結果を次の表に示す。
例33ないし35 各場合において、再生芯層上の表面層をプロピレン/ブ
テン−1共重合体(88:12)とポリブテン−1との
50:50ブレンドから形成した以外は、例30ないし
32の手順を反復した。
結果を次の表に示す。三重層フイルムの表面層中にポリ
ブテン−1を配合した結果として、熱間および冷間シー
ル強度が例30ないし32のものよりもかなり良くなつ
ている。
さらにこれらのフイルムは、光学的特性も優れていた。
例36ないし39 これらは、この発明によらない比較例であつて、実質的
量の再生重合体物質を基質層に含有させたと同時に表面
層の組成を変えたことの影響を説明するものである。
例30および32の手順を反復した。
ただし、(a)基質材料は、プロピレン単独重合体50
重量部と、プロピレン単独重合体を基質としその両面に
プロピレン/ブテン−1(88:12)共重合体層を設
けた三重層フイルムの回収再生物50重量部とのブレン
ドからなるものとし、また(b)そのブレッド基質の両
面上に同時押出した層は、プロピレン単独重合体50重
量部とエチレン約10重量?を含むブテン−1共重合体
50重量部とのブレンドからなるものとした。同時押出
したフイルムの表面層厚さの異なるいろんな試料(12
0℃でシールした)につき測定した平均冷間シール強度
を表に示す。
例40ないし43 各場合において、ブレンドした芯層上の表面層を、プロ
ピレン/ブテン−1共重合体(88:12)とエチレン
含量が約10重量%であるブテン−1/エチレン共重合
体との50:50ブレンドから形成した以外は、例36
ないし39の手順を反復した。
120℃でシールしたフイルム試料からの結果を表に示
す。
表面層のプロピレン単独重合体成分をプロピレン/ブテ
ン−1共重合体におきかえたことによつて得られる冷間
シール強度の改良は、これらの結果を例36ないし39
で得た値と比較してみれば明らかである。
【図面の簡単な説明】
第1図および第2図は、この発明の多層フイルムの側面
図であつて、これらの図中、1は基質層をそして2およ
び3は表面層を示す。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 分子中の炭素数が2ないし6であるアルファオレフ
    ィンの単独重合体又は共重合体の基質層と、その基質の
    少くとも一方の表面上に形成した表面層とから成る多層
    フィルムであつて、前記表面層は、(a)プロピレンと
    分子中の炭素数が4ないし10であるアルファオレフィ
    ンとの共重合体であつてそのプロピレン含量が80ない
    し95重量%であるものと、(b)分子中の炭素数が4
    ないし10であるアルファオレフィンの単独重合体かま
    たはそのようなオレフィンと分子中の炭素数が2ないし
    10であるアルファオレフィンとの共重合体である第二
    の重合体であつてその分子中の炭素数が2ないし10で
    あるアルファオレフィンの含量が0ないし10重量%で
    あるものとのブレンドからなり、そしてその第二の重合
    体が組成物の25ないし90重量%を構成する組成物か
    ら形成されたものであることを特徴とする多層フィルム
    。 2 前記(a)のプロピレン共重合体の結晶質分が単斜
    晶系である特許請求の範囲第1項記載の多層フィルム。 3 前記(a)のプロピレン共重合体のアルファオレフ
    ィン成分がブテン−1である特許請求の範囲第1又は2
    項記載の多層フィルム。 4 ブテン−1含量がプロピレン共重合体の10ないし
    15重量%である特許請求の範囲第3項記載の多層フィ
    ルム。 5 前記(b)の第2のアルファオレフィン重合体が組
    成物の35ないし65重量%をなす特許請求の範囲第1
    ないし4項のいずれかに記載の多層フィルム。 6 前記(b)の第2のアルファオレフィン重合体がポ
    リブテン−1単独重合体である特許請求の範囲第1ない
    し5項のいずれかに記載の多層フィルム。 7 基質層がプロピレンの単独重合体か又はプロピレン
    と共重合体の15重量%以下の分子中の炭素数が2、4
    、5又は6であるアルファオレフィンとの共重合体から
    成る特許請求の範囲第1ないし6項のいずれかに記載の
    多層フィルム。 8 基質層及び表面層の結晶質分が同一結晶形である特
    許請求の範囲第1ないし7項のいずれかに記載の多層フ
    ィルム。 9 基質層とその少くとも一方の表面上に同時押し出し
    した層とから成る二軸配向した多層フィルムであつて、
    その基質層はプロピレンの単独重合体か又はプロピレン
    と共重合体の0.5ないし10重量%のエチレンとの共
    重合体から成りそしてその表面層はプロピレンとブテン
    −1とのランダム共重合体であつてそのブテン−1含量
    が10ないし15重量%であるもの65ないし35重量
    %とブテン−1単独重合体35ないし65重量%とから
    成るブレンドから形成したものであることを特徴とする
    特許請求の範囲第1項記載の多層フィルム。
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