JPS61120744A - ヒ−トシ−ル性多層ポリプロピレンフイルム構造体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、広範囲の温度にわたりフィルム対フィルムの
摩擦係数が低い多層ヒート・ンール性ポリプロピレンフ
ィルム構造体に関する。

ポリプロピレンフィルムは優れた包装材料であるが、フ
ィルム対フィルムの摩擦係数が高く自動包装装置におけ
る利用を困難にしている。さらに、ポリプロピレンフィ
ルムを用いてたばこ容器なども　　　　　　の容器を包
装しそして包装フィルムをヒートシールして容器を保護
するとき、隣接ヒートシール域がシール後すぐに接触す
るとフィルムとフィルムが粘着する傾向がある。現在の
機械は１分間当り３００ＺいＬ４００個の包装を行ない
、これは１分間当り約４９ｒｒＬ（１６０フイート）の
フィルムに相当するので、これら両者の問題点はたばこ
自動包装機械において特有の困難性を示す。この速度は
、フィルムのヒート／−ル後であってもフィルムの摩擦
係数が低いことをかなり決定的なものにしている。

ポリプロピレンフィルムの表面摩擦特性を改良する種々
の試みがなされている。例えば、米国特許第３，１７６
，０２１号は少量の脂肪酸アミドをポリプロピレンフィ
ルムに含ませることを開示している。しかし、この特許
により教示される利点を得るためには種々の制限が見ら
れる。こうして、フィルムは溶融体から形成され、約２
０４ないし２８８℃（４００？−５５０下）の間の温度
で押出はれなければならない。加えて、アミドは０．１
ないし４重量％のポリエチレンとともにポリプロピレン
の０．００５ないし２重量％含まれなければならない。

これらの条件および制限下で得られるポリプロピレンフ
ィルムは静摩擦係数が０．６以下であり、これは現在の
高速包装機械の運転に必要な最大値０８２５よりもかな
り高い。さらに、フィルムをヒートシールを行うのに用
いる高温に一度ざらすと、摩擦係数はかなり増加するこ
とがわかっている。

米国特許第３．３９９，１５６号はシリコーン油と微細
分割シリカの組合せをポリプロピレンフィルムに含ませ
ると摩擦係数が０．４５ないし０．４６であってパン包
装機械での使用に適したフィルムが得られることを開示
している。

ポリプロピレンの高結晶性はフィルム形’ＦｆＭｔＤＣ
の種ポリマー表面への添加剤の自由移動をある程度妨害
することが見出されている。この問題は米国特許第４，
４１９，４１０号に教示されており、この特許は比較的
低立体規則性のポリプロピレンのスキン層と比較的高立
体規則性のポリプロピレンのコア層との同時押出しを教
示している。コア層に脂肪酸のアミドなどの表面改質剤
を加えることにより、アミドが比較的低立体規則性のポ
リマーの表面に現われてフィルムの摩擦係数を低下させ
ることが見出されている。

Ｃれらの教示にもかかわらず、米国特許第４．４１９．
４１１号まではほとんどの包装操作に適した多層ポリプ
ロピレンフィルムを作成する技法をかなり進展させるこ
とが残されていた。この特許は、微細分割シリカ、シリ
コーン油および炭素原子数的８ないし約２４の水不溶性
モノカルボン酸のアミドからなる表面改質剤を表面に有
する多層ポリプロピレンフィルム構造体を教示している
。

このフィルムの一般的優秀性にもかかわらず、高速たば
こ容器包装機に用いると、容器が接触するフィルム表面
、特にヒートシールが行なわれた領域で互いに粘着する
傾向があることがわかった。

本発明の目的は広い温度範囲にわたり摩擦係数が極端に
低い多層ポリプロピレンフィルム構造体を提供すること
である。

従って本発明は、 （（Ｌｌ　　比較的高立体規則性のポリプロピレンとベ
ース層の０．０５ないし０．２重量％の長鎖脂肪族第三
アミンとからなるペース層；および（ｂ）　　比較的低
立体規則性のポリオレフィンからなり、（α）層の少な
くとも一方の表面上にあるヒートシール性スキン性スキ
ン層； の同時押出層からなる配向多層フィルム構造体であって
、 前記スキン層は微細分割クリ力とシリコーン油との組合
せ物を含み、そしてこのスキン層の厚さは０．８ミクロ
ン以下であり、そしてこのスキン層の表面にはベース層
（α）から移動した前記アミンの少なくとも幾らかがあ
る、フィルム構造体である。

本発明の多層フィルム構造体において、ベース層は配向
した高結晶性または高立体規則性ポリプロピレンフィル
ムであって、好ましくは以下の特性を有する２２３０℃
（４４６下）における溶融流量が約１ないし約２５、好
ましくは２ないし４の範囲、結晶融点が１６１ないし１
６３℃（３２１へ　　　−３２５下）、数平均分子量が
２５，０００ないし１００．０００、および密度が０．
９０ないし０．９１である。

ベース層には、例えば一般式Ｒ，Ｎの長鎖脂肪族第三ア
ミ／であって、Ｒ基のうちの１つが脂肪酸残基またはそ
のＣＩ２　ＲＩ＆アルキル等価物であるものが含まれて
いる。このような化合物の例はＮ。

Ｎ−ビス（２−ヒドロキシエチル）獣脂アミンであり、
獣脂基はｃ、４ＣＩ＆アルキル基の混合物を含むと思わ
れる。長鎖アルキル基は例えばココナツ油、脂肪酸など
から混合物として得られるものであってもよい。低分子
量ヒトａキ７アルキル基はヒドロキシエチル、ヒドロキ
シプロピルおヨヒヒドロキシブチルであることができる
。

アミンをポリプロピレン樹脂と乾燥混合し次いで溶融混
合できる。別法として、アミ／を、マスターバッチとし
て少量のポリプロピレンに入れてアミンとポリプロピレ
ンの高濃度混合物を形成してもよい。これを、さらにポ
リプロピレンの添刀口により適当な割合に希釈してもよ
い。これらアミンの幾つかは既知帯電防止剤であるが、
本発明においては最終フィルム構造体の摩擦係数を低下
させそして包装紙対包装紙の粘着を抑制するために用い
られるのである。アミンをベース層樹脂に刀ａえるとと
もに、ごの樹脂をスキンポリマーと同時押出しするとき
、アミンの幾らかはスキン層の中へと入って移動する。

こうして、この機構により、アミンはスキン層の表面に
て、シリカまたはシロキサンと組み合わさって多層フィ
ルムの摩擦係数および抗粘着性に有利に影響を及ぼすよ
うに役立つのである。

多層フィルムのスキン材料として使用できる比較的低立
体規則性ポリオレフィンポリマーは例工ばエチレントプ
ロピレンのランダムコホリマーおよびエチレン−プロピ
レン−ブテン−１のターポリマーヲ含む。このターポリ
マーは好ましくは３ないし６重量％のエチレンと４ない
し５重量％のブテン−１を含む。しかしながら、特に好
ましいスキン層は２ないし７重量％、ざらに好ましくは
３ないし５重量％のエチレンを含み、２３０℃（４４６
″Ｆ）における溶融流量が２ないし１５、好ましくは３
ないし８であり、結晶融点が１２５ないし１５０℃（２
５７Ｚいし３０２下）であり、数平均分子量が２５，０
００Ｚいし１００，０００（７）範囲であり、そして０
．８９ないし０．９０の密度のエチレン−プロピレンコ
ポリマーである。これらのコポリマーは優れたヒートシ
ール性、湿分遮断性、剛性、高強度、良好な光学的性質
を有するが、ポリプロピレン層に固有の優れた物理的性
質はもっていない。さらに、その優れたヒートシール性
の利点を取り入れるために、スキン層を改質して特にヒ
ート７−ル温度に暴露された後にその摩擦係数および非
粘着性を改良しなければならない。

本発明は、三種類の表面改質剤、すなわちシリカ、シリ
コーン油およびアミン、の組合せがこの輸送とスキン層
表面への移動により、スキン層の厚さが０．８ミクロン
以下であるならば、フィルム構造体の摩擦係数および抗
粘着性の予想外め改良を生じるという知見に基づいてい
る。これらの改良はフィルムが高速機械に用いられてお
よびフィルムがヒートシールを受けるときでも保持され
る。

用いる・シリカは商業的に入手できる微細分割シリカで
あることができ、好ましくは平均粒径０．５ないし５ミ
クロンの範囲のものである。そしてこれはスキン層の０
．０５ないし０．５重量％、好ましく　ｆｌ　０．１な
いし０．３重量％で含むことができる。

シリコーン油は好ましくはポリジメチルシロキサンであ
って、粘度２−０．　ＯＯＯないし３，０００，０００
、好ましくは２０，０００ないし３０，０００センチス
トークスを好都合に有する。このシロキサンは前記スキ
ン層の０．３ないし０．８重量％で含むことができる。

本発明で用いる任意のかつ好ましい改質剤は、炭素原子
数８ないし２４の水不溶性モノカルボン酸のアミドおよ
びこれらアミドの混合物である。

この群のアミドの特定の例はエルクアミド、オレアミド
、ステアルアミドおよびベヘノアミドである。この添加
剤は高立体規則性ポリプロピレンベース層内にベース層
の３００ないし４００　ｐ７）ｒｎの量でおよび／また
はスキン層内に約２０００　ｐｐｒｎき　　　　　　以
下の量で含まれるのが好ましい。アミドを比較的高立体
規則性ポリプロピレン単独の樹脂先駆体内に分散させ、
次いでアミドがベースあるいはコアーフィルムからコポ
リマーフィルムを通ってその表面へとしみ出ることによ
りアミドスリップ剤を最終フィルムの比較的低立体規則
性コポリマースキン層に与えることができることを理解
すべきである。こうして、外側フィルム樹脂出発材料内
へのアミドの添加は必要ではないが、望ましいであろう
。

上記表面抜性添加剤を用いることにより、そのまたは各
々のスキン層の表面の摩擦係数が約０．２５でありそし
て約１３２（２７０下）以下で０．８以下である多層フ
ィルム構造体を得ることができる。

さらにヒートシール性を助けかつフィルムの光学的性質
を改良するために、スキン層はまた１０重量％以下の天
然または合成のチルにン樹脂、ワックス、または低分子
量（例えば１０，０００）ポリエチレンをも含むことが
できる。

意図する多層構造体の全体厚さは主として高立体規則性
ポリプロピレンベース層からなる。比較的低立体規則性
の同時押出層はベース層の片面または両面に含むことが
できる。スキン層がベース層の両面上にあることが好ま
しくそして各スキン層の厚さが０．８ミクロン以下であ
ることが臨界的である。フィルムの連続性を維持する限
り、スキン層の最小厚さは重要でないが、実際にはスキ
ン層は好ましくは少なくとも０．３ミクロンの厚さを有
する。

本発明の多層フィルムは、樹脂押出し用市販装置を１史
用して製造できる。第三アミンおよび所望によりアミド
スリップ剤を含む比較的高立体規則性のポリプロピレン
ホモポリマーをシリカとジメチルシロキサンとの組合せ
を適当な割合で含む比較的低７体現則性のエチレン−プ
ロピレンランダムコポリマーと同時押出しできる。これ
らポリマーを溶融状態にしそして慣用の押出機からフラ
ットシートグイを通して押出すことができ、溶融流はグ
イから押出される前にアダプターに流入する。

グイオリフィスを出た後、多層フィルム構造体を冷却し
次いで冷却シートを便利には再別熱しそして機械方向（
ＭＤ）に例えば４１いし６倍、そして次いで横方向（Ｔ
Ｄ）に例えば４ないし１０倍延伸する。フィルムの端部
を除きそしてフィルムを芯状に巻いてもよい。フィルム
がアミドスリップ剤を含むならば、こうして形成された
構造体を２７ないし５２℃（８０ないし１２５下）の温
度で約６時間ないし１週間、好ましくは３８ないし５２
℃（１００ないし１２５下）の温度で６ないし７２時間
の間保持することにより、状態調節あるいけ平衡にする
ことが好ましい。このフィルムはその表面に４種類の添
加剤の組合せ、アミン、アミド、シリカ、およびシリコ
ーン油を有する。

得られるフィルムは０．２５またはそれ以下の摩擦係数
を有しそして６０℃（１４０下）以下の温度に保持した
後に緊密巻き付は条件下で密着しない。

幾つかの市販コアポリマー、スキ／ポリマーおよび不相
溶性ポリマーおよびこれらポリマーの融点を以下の表に
示す。

ポリマー物質 ホモポリプロピレン ４５重食％ブテン−１） １量％ブテンー１） ツルベイ　ＫＳ４００（エチレン−プロピレンランダム
コポリマー） 融　　　点 １６１−１６３℃（３２１−３２５下）１４０℃（２７
３？） １３０℃（２６６下） １２１℃（２５０？） １３４℃　　　（２７３下） １３２℃（２７０？） １２４℃（２５５下） 本発明を以下の実施例を参照しつつ記述するが、ここで
フィルムは、１分間当り２００パツク以下のたばこを包
装する能力を有するスカンジアモデル７１またばこ包装
機に一巻のフィルムを与えることにより試験した。機械
内を輸送中に各パックは包装対包装の粘着を起させる３
つのヒートシール領域を通る。パンクの押しつぶしや機
械の停止時間につながる受は入れられない妨害を避ける
ためにフィルムは室温で約０．２ないし０．３の摩擦係
数を維持しなければならない。操作の成功はパック対パ
ックの粘着がほとんどないこと、機械内をパンクが移動
するのに必要な力が適度に低いことおよび全てのシール
面上で少なくとも１１℃（２０下〕、好ましくは１７−
２２℃（３０−４０下）のシール範囲に依存している。

実施例１゜ 比較的高立体規則性のポリプロピレンホモポリマー、す
なわちノバモン）２４３．４，４．であって約１０００
　ｐｐｍのＮ、　Ｎ’−ビス（２−ヒトＯ＃　シｘチル
）獣脂アミンを含むものをノルベイＫ　Ｓ　４０９、す
なわち約３．４ないし４゜０重量％のエチレンを含むエ
チレン−プロピレンコポリマーであって、６０００　ｐ
ｐｍのポリジメチルシロキサンを含み、ｆｌが３０，０
００七ンテストークスであってそして平均粒径約１〜２
ミクロンのもののスキン層と溶融同時押出した。得られ
るフィルムは全体厚さが２１ミクロンでコア層が１９．
８ミクロンおよびスキン層が０．６ミクロンであった。

上記多層フィルムを用い、上記装置を使って１分間当り
約ｌ°７２パックの速度でたばこ容器を包装できた。こ
の包装は、包みと包みの粘着がほとんどなくそして機械
を通して容器が移動するのに必要な力が適度に低く成功
裏に行なわれた。全てのシール面の許容温度範囲は少な
くとも２０℃であった。　　゛実施例２６ ベースホリプロピレンホモポリマーがアミンを全く含ま
ないノバモント２４３．４であったことを除き、実施例
１を繰り返した。上記と同じたばこ包装機を用いると、
このフィルムは約３０％の抗力の増加を示した。

実施例３、 シリカを除いたことを除き実施例１を繰り返した。得ら
れるフィルムを上記たばこ包装機で使用すると、包みと
包みの粘着性および抗力の増加により１分間以内で機械
が動かなくなった。

実施例４゜ ポリ−ジメチル７０キサンを除いたことを除き実施例１
を繰り返した。得られるフィルムを上記機械で用いると
包みと包みの粘着性および抗力の増加により機械が動か
なくなった。

実施例５゜ スキン層の厚さが各々０．９ミクロンであったことを除
き実施例１を繰り返した。

上記機械で用いるとこのフィルムは数秒以内で故障を起
すのに十分な過剰の抗力を示した。

実施例６゜ 、　　　　　　　比較的高立体規則性のアミン含有ポリ
プロピレンホモポリマー、スナわちノバモント２４３．
４　Ａ。

をチン−７５００のスキン層、すなわちエチレン−プロ
ピレン−ブテン−１のターポリマーであって８００　ｐ
ｐｍのエルカミド、粘度３０，０００センチストークス
のジメチルポリシロキサン６０００ｐｐｍおよび平均粒
径約１−２ミクロンのシリカ２０００　ｐｐｍを含むも
のと溶融同時押出した。得られるフィルムは全体厚さ２
１ミクロンでコア層は１９．８ミクロンでありそして各
スキン層は０．５ミクロンであった。上記多層フィルム
を用い、たばこパッケージを上記機械で１分間当り約７
２パツクの速度で包装した。この包装は、包み対包みの
粘着がほとんどなくまた機械を通して包装容器を動かす
のに必要な力が適度に低く成功裏に成し遂げられた。ま
た、少なくとも２０℃のヒート７−ル範囲は全てのシー
ル面において許容できた。

実施例７゜ アミンをポリプロピレンベース層から除いたことを除き
実施例６を繰り返した。上記包装機を用いると再びこの
フィルムは約３０％の抗力の増加を示した。

実施例８６ １つの試料においてはシリカをスキン層から除きそして
他の試料においてはシリコーン油を除いたことを除き２
つのフィルム試料について実施例６を繰り返した。得ら
れるフィルムの各々を上記包装機に用いると、包みと包
みの粘着および抗力の増加により１分間以内で機械が停
止した。

実施例９゜ スキ７層の厚さを０．９ミクロンに増加したことを除き
実施例６を繰り返した。得られるフィルムを上記包装機
に用いると、包みと包みの粘着および抗力の増加により
数秒以内で機械が故障した。

実施例ｉｏ。

チン−ＸＦ７５００のかわりにチン−Ｘ　Ｆ７７００を
用いそしてスキン層がｓ　ｏ　ｏ　ｏ　ｐｐｍのポリ−
ジメチルシロキサンを含んでいたことを除き実施例６を
繰り返した。実施例６と同様の成功が得られた。

特許出願人　　モービル・オイル・コ〜ポレーンヨ／（
外５名〕

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）（ａ）比較的高立体規則性のポリプロピレンとベー
   ス層の０．０５ないし０．２重量％の長鎖脂肪族第三ア
   ミンとからなるベース層；お よび （ｂ）比較的低立体規則性のポリオレフィンからなり、
   （ａ）層の少なくとも一方の表面上にあるヒートシール
   性スキン層； の同時押出層からなる配向多層フィルム構造体であつて
   、 前記スキン層は微細分割シリカとシリコーン油との組合
   せ物を含み、そしてこのスキン層の厚さは０．８ミクロ
   ン以下である、フィルム構造体。 ２）前記アミンは一般式Ｒ＿３Ｎで表されるものである
   （式中、Ｒ基の１つはＣ＿１＿２−Ｃ＿１＿８アルキル
   基であり、地のＲ基はヒドロキシＣ＿１−Ｃ＿４アルキ
   ル基である、特許請求の範囲第１項記載の構造体。 ３）前記ポリオレフィンはプロピレンとエチレンとのラ
   ンダムコポリマーであるかまたはプロピレン、エチレン
   およびブテン−１のターポリマーである、特許請求の範
   囲第１項または第２項記載の構造体。 ４）前記プロピレンとエチレンのコポリマーは２ないし
   ８重量％のエチレンを含む、特許請求の範囲第３項記載
   の構造体。 ５）プロピレン、エチレンおよびブテン−１の前記ター
   ポリマーは３ないし６重量％のエチレンと４ないし５重
   量％のブテン−１を含む、特許請求の範囲第３項記載の
   構造体。 ６）前記シリカは平均粒径０．５ないし５ミクロンであ
   つて、このシリカは前記スキン層の０．０５ないし０．
   ５重量％の量で存在する、特許請求の範囲第１項ないし
   第５項の何れかに記載の構造体。 ７）前記シリコーン油は粘度２０，０００ないし３，０
   ００，０００センチストークスのポリ−ジメチルシロキ
   サンであつて、前記スキン層の０．３ないし０．８重量
   ％の量で存在する、特許請求の範囲第１項ないし第６項
   の何れかに記載の構造体。 ８）炭素原子数８ないし２４の水不溶性モノカルボン酸
   のアミドをも含み、このアミドは前記ベース層の先駆樹
   脂中に３００ないし４００ｐｐｍの量でおよび前記スキ
   ン層中に２０００ｐｐｍ以下の量でそれぞれ含まれる、
   特許請求の範囲第１項ないし第７項の何れかに記載の構
   造体。