JP2000198171A - 積層体 - Google Patents
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Abstract
を示し、また熱履歴を受けた後でも高い接着力を保持す
る、プロピレン系重合体とエチレン・α−オレフィン共
重合体との積層体を提供すること。 【解決手段】 プロピレン系重合体を含む層
(A)、密度が0.880〜0.925(g/cm3)
であり、炭素数5〜20のα−オレフィンをコモノマー
とするエチレン・α−オレフィン共重合体を含む層
(B)、および必要に応じてエチレン系重合体を含む層
(C)とを共押出成形して、(A)/(B)または
(A)/(B)/(C)なる構成とした積層体。この積
層体は、シート、フィルム、ボトル、チューブ等の形状
に成形して使用することができる。
Description
製造された積層体に関し、より詳細には高温下での接着
力あるいは高温履歴後の接着力に優れたポリオレフィン
系の多層フィルム、シート、ボトル、チューブ等の積層
体に関する。
体が従来より求められているが、その積層体を共押出成
形法で製造するには困難な面がある。その理由は、ポリ
プロピレンもポリエチレンも類似の化学構造をとってい
ながらも、この両者は全く異なった結晶構造をとるため
に、両層間の接着力が低いことである。
れまではポリエチレン層を形成する樹脂成分として、そ
の密度が0.910(g/cm3)以下の低密度ポリエ
チレンやエチレン・α−オレフィン共重合体、あるいは
低結晶性のエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)が
使用されてきた。しかしながらこれらの樹脂は低結晶性
であるので、高温雰囲気中に置かれるとすぐに接着力が
低下してしまう。特に熱履歴がかかる分野で使われる製
品では、常温では強固に接着していたかのように一見み
えても、一旦温度を上げたのち常温に戻して接着力を測
定すると、接着力の大幅な低下が認められる。
温雰囲気下でも高い接着力を示し、また熱履歴を受けた
後にも高い接着力を保持する、プロピレン系重合体とエ
チレン系重合体との積層体の提供を目的とする。
ピレン系重合体を含む層(A)と、密度が0.880〜
0.925(g/cm3)の範囲にあり、炭素数5〜20
のα−オレフィンをコモノマーとするエチレン・α−オ
レフィン共重合体を含む層(B)とを共押出成形してな
る積層体に関する。また本発明では、前記のエチレン・
α−オレフィン共重合体が、メタロセン触媒を使用して
製造した重合体であることが望ましく、さらにエチレン
系重合体を配合して使用してもよい。
(A) 本発明に使用するプロピレン系重合体は、プロピレンを
主成分とする重合体であって、必要に応じてエチレン、
1−ブテン、1−ヘキセン等のα−オレフィンを10モ
ル%以下の量で共重合させた重合体である。この重合体
は、一般にチーグラー・ナッタタイプまたはメタロセン
タイプの触媒を使用して、プロピレンを単独重合または
前記α−オレフィンと共重合させることによって製造す
ることができ、プロピレンホモポリマー、あるいはプロ
ピレンと他のα−オレフィンとのランダム共重合体また
はブロック共重合体のいずれであってもよい。
層体の使用目的に応じて、エチレン・プロピレン共重合
体、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体、エチレン
・1−ブテン共重合体、プロピレン・エチレン共重合体
等のエラストマー的な性状を有する成分がブレンドされ
ていてもよい。
を含む層はエチレン・α−オレフィン共重合体を含む層
と共に共押出成形されるが、フィルムないしシートを成
形するか、ボトル等を成形するかによって、層を形成す
る樹脂の最適メルトフローレート(MFR)は異なる。
しかし、一般的にはASTM D−1238に準拠し、
230℃、2.16kg荷重下で測定したMFR値が
0.1〜100(g/10分)の範囲にあることが、共
押出成形を行う上で望ましい。
層(B) 本発明に使用するエチレン・α−オレフィン共重合体
は、α−オレフィンとして炭素数5〜20、好ましくは
6〜12、より好ましくは6〜10のα−オレフィンを
コモノマーとしてエチレンと共重合させた重合体であ
る。
セン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘプテン、1−
オクテン、1−デセンのような長い側鎖を有するα−オ
レフィンである。本発明では、α−オレフィンが長い側
鎖を有することが重要であって、その長い側鎖がプロピ
レン系重合体との絡み合いを増し、高温下での高い接着
力維持、あるいは熱履歴後の高い接着力保持に寄与して
いるものと考えている。
は、80〜98、好ましくは85〜96モル%、α−オ
レフィン単位の含量は、2〜20、好ましくは4〜15
モル%である。エチレン単位およびα−オレフィン単位
含量が、前記の範囲内にあれば、さらに他のα−オレフ
ィンが少量共重合されていてもかまわない。
合体は、チーグラータイプの触媒系に属するバナジウム
触媒やチタン触媒を使用して、あるいはメタロセンタイ
プの触媒系を使用して、エチレンと前述したα−オレフ
ィンとを共重合させることによって製造することができ
る。特に、後述する諸物性を満たした共重合体を容易に
製造する上で、メタロセン系触媒の使用が望ましく、そ
の例として、ジルコニウム等の金属イオンにシクロペン
タジエニル環構造を有する化合物を配位させた触媒系を
挙げることができる。
の密度範囲が0.880〜0.925、より好適には0.
890〜0.915(g/cm3)に調整されているこ
とが望ましい。エチレン・α−オレフィン共重合体がこ
の密度範囲内にあると、前記したα−オレフィンの長い
側鎖と相乗効果を発揮して、プロピレン系重合体を含む
層(A)との2層の積層体を製造した時に、両樹脂間の
相溶性が高まり、高温下でも高い接着力を示すと共に、
熱履歴を受けた後でも高い接着力の保持を続けることが
できると思われる。
は、X線回折法で測定した結晶化度が10〜60%、好
ましくは20〜40%であることが望ましい。共重合体
の結晶化度が、前記の範囲にあると優れた接着強度およ
び耐熱接着性を示す。
合体は、その分子量分布が比較的狭いことが望ましい。
低分子量重合体を多く含む領域を多量に有していると、
このエチレン・α−オレフィン共重合体はべたつき感を
示し、高温時に、あるいは長期使用時にそれら成分がブ
リードアウトしてくるので好ましくない。従って、分子
量分布が次に示す範囲にあると、高い接着強度を示すと
共に、優れた耐衝撃性も示す。
量分布は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー
(GPC)によって測定した重量平均分子量(Mw)と
数平均分子量(Mn)との比(Mw/Mn)によって表
される。本発明に係わるエチレン・α−オレフィン共重
合体の好ましい分子量分布は、Mw/Mnで表現して、
3.5以下、好ましくは1〜2.8である。なお、GP
C測定は、ミリポア社製GPC−150Cを用い、分離
カラム(長さ600mm、直径72mm)にTSK G
NH HTを用い、移動層にはo−ジクロロベンゼンを
使用し、単分散ポリスチレンを標準物質として使用し
た。
は、押出成形性の観点から、次に記す物性を有している
ことが望ましい。すなわち、溶融重合体の190℃にお
けるずり応力が2.4×106 (dyne/cm2) に
到達する時のずり速度で示される流動性インデックス
(FI (1/秒))と、ASTM D−1238に準
拠し、190℃、2.16kg荷重下で測定したメルト
フローレート(MFR(g/10分))との関係が、 FI > 75×MFR 好ましくは FI > 80×MFRであることが
望ましい。
変えながら共重合体をキャピラリーから押出し、その時
の応力を測定することによって求められる。条件として
は、毛細管式流れ特性試験機(東洋精機製作所製)に共
重合体ペレットを入れ、樹脂温度190℃、ずり応力範
囲5×104 〜3×106(dyne/cm2) 程度で
ある。
張力(MT(g))と、前記のメルトフローレートとの
関係が、 MT > 2.2×MFR-0.84 好ましくは 5.5×MFR-0.65 >MT >
2.2×MFR-0.84より好ましくは 5.5×MFR
-0.65 >MT > 2.5×MFR-0.84であることが望
ましい。
で延伸した時の応力測定によって求められる。その時の
条件としては、共重合体ペレットをMT測定機(東洋精
機製作所製)へと入れ、樹脂温度190℃、押出速度1
5mm/分、巻取り速度10〜20m/分、ノズル径
2.09mmφ、ノズル長8mmである。前記の二つの
関係式を満たしたエチレン・α−オレフィン共重合体
は、メタロセン触媒を用いることによって製造すること
ができる。
含む層には、本発明の目的から逸脱しない範囲内で、エ
チレン・α−オレフィン共重合体に他の重合体を少量配
合してブレンド体とした後、使用することができる。配
合に適した重合体としては、例えば、低密度ないし高密
度のポリエチレン、低結晶性エチレン系共重合体を挙げ
ることができる。後者の例としては、エチレン・プロピ
レン共重合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体等が挙げられる。そして、通常
は、前記の重合体が、40重量%以下、好ましくは30
重量%以下の範囲で配合される。
およびエチレン・α−オレフィン共重合体を含む層
(B)とを共押出成形し、(A)/(B)なる構成とし
た積層体である。
脂を別々の押出機に供給して加熱溶融し、フィードブロ
ックまたはダイスの中でそれらの溶融樹脂を合流させ、
ダイリップから2層構造体の形で押出して製造する。積
層体が、フィルムないしシートの場合には、冷却しつつ
引き取り、必要に応じて延伸工程を加えることもでき
る。積層体が、ボトルの場合には、ダイリップから2層
のパリソンの形で押出し、一対のブロー金型で挟んで、
ブロー成形することによって製造することができる。
つ高光沢でかつ高表面硬度の特性と、ポリエチレン層の
持つ柔軟性と耐低温特性とを兼ね備えた物性を有する積
層体とすることができ、フィルム、シート、ボトル、チ
ューブ、パイプ等の用途に使用することができる。例え
ば、ポリプロピレン層を表面層に持つ積層シートは高温
雰囲気下で使用でき、具体的には従来塩化ビニル樹脂が
使用されていたような表皮材の用途として利用できる。
ン共重合体を含む層(B)は、(A)/(B)なる構成
の積層体にして、それ自体で一つの表面層としての機能
を発揮させる場合であるが、これ以外に(B)層を中心
として(A)層とは反対側の表面に別の層を積層して、
3層構造とすることもできる。この場合には、エチレン
・α−オレフィン共重合体を含む層(B)は、中間接着
層としての機能を果たすことになる。
層(B)を中間接着層として活用する場合には、(A)
/(B)/(C)なる3層構成の積層体となる。ここ
で、(C)層を形成する樹脂の一例としては、エチレン
系重合体またはそれを含む組成物がある。具体的には、
エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・メタクリル
酸共重合体、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体、
アイオノマー樹脂(例えば、商品名サーリン)、実質的
に炭素数5以上のα−オレフィンを共重合していない高
圧法低密度ポリエチレン、密度が0.927(g/cm
3)以上、好ましくは0.930(g/cm3)以上の中
・高密度ポリエチレンを挙げることができる。
プロピレン系重合体を含む層(A)およびエチレン・α
−オレフィン共重合体を含む層(B)と共に積層体を形
成することができる。その共押出法に適した樹脂のメル
トフローレート(MFR)は、(C)層を形成する樹脂
がエチレン系重合体である時には、ASTM D−12
38に準拠し、190℃、2.16kg荷重下で測定し
た値が0.01〜100(g/10分)である。共押出
成形に際しては、前記したと同様の方法が採用できる。
述した長い側鎖を有するα−オレフィンを構成成分と
し、かつ密度が0.880〜0.925(g/cm3)
の範囲にあるので、それを含む層(B)を中間層として
利用した時にも、(A)層および(C)層と十分高い接
着力で積層体を形成することができる。この際、(B)
層の厚さは、(A)または(C)層の厚さの5〜50%
に成形しても、その厚さで十分な接着力が実現できる。
例えば、3層フィルムとする時には、その厚み構成の一
例として、(A)/(B)/(C)=80/20/80
(μm)とすることができる。
光沢ポリプロピレンを外表面に使用したポリプロピレン
層/中間のエチレン・α−オレフィン共重合体を含む層
/内側のポリエチレン層なる構成のボトルは、化粧品ボ
トルとして好適に使用できる。さらに外面ポリプロピレ
ン層/中間のエチレン・α−オレフィン共重合体を含む
層/内面ポリエチレン層なる構成のチューブは、高剛性
でかつ低温ヒートシール性を備えたチューブとして極め
てユニークなものである。なお、前記した本発明に係わ
る2層ないし3層の積層体は、用途に応じて、その外側
に別の樹脂層を設けることもできる。
明するが、本発明はそれら実施例に限定されるものでは
ない。なお、ここで使用する重合体は、次の性状を有し
ている。
レン含量96モル%およびエチレン含量4モル%とから
構成されるプロピレン・エチレンランダム共重合体であ
って、DSCで測定した融点Tmが140℃、ASTM
D−1238に準拠し、230℃および2.16kg
荷重下の条件で測定したMFRが6(g/10分)であ
った。
(B−1):ジルコニウム系メタロセン触媒を用いて重
合し、エチレン含量94モル%および1−ヘキセン含量
6モル%とから構成されるエチレン・1−ヘキセン共重
合体であって、密度が0.905(g/cm3)、AS
TM D−1238に準拠し、190℃および2.16
kg荷重下の条件で測定したMFRが4(g/10分)
であった。
(B−2):ジルコニウム系メタロセン触媒を用いて重
合し、エチレン含量97モル%および1−ヘキセン含量
3モル%とから構成されるエチレン・1−ヘキセン共重
合体であって、密度が0.920(g/cm3)、MF
Rが4(g/10分)であった。
(B−3):ジルコニウム系メタロセン触媒を用いて重
合し、エチレン含量93モル%および1−オクテン含量
7モル%とから構成されるエチレン・1−オクテン共重
合体であって、密度が0.895(g/cm3)、AS
TM D−1238に準拠し、190℃および2.16
kg荷重下の条件で測定したMFRが4(g/10分)
であった。
(B−4):バナジウム系触媒を用いて重合し、エチレ
ン含量89モル%および1−ブテン含量11モル%とか
ら構成されるエチレン・1−ブテン共重合体であって、
密度が0.885(g/cm 3)、ASTM D−12
38に準拠し、190℃および2.16kg荷重下の条
件で測定したMFRが3.6(g/10分)であった。
(B−5):チタン系のチーグラータイプの触媒を用い
て重合し、エチレン含量96モル%および1−ブテン含
量4モル%とから構成されるエチレン・1−ブテン共重
合体であって、密度が0.921(g/cm3)、MF
Rが0.6(g/10分)であった。
(B−6):ジルコニウム系メタロセン触媒を用いて重
合し、エチレン含量86モル%および1−オクテン含量
14モル%とから構成されるエチレン・1−オクテン共
重合体であって、密度が0.870(g/cm3)、A
STM D−1238に準拠し、190℃および2.1
6kg荷重下の条件で測定したMFRが4(g/10
分)であった。
密度ポリエチレン(商品名ミラソン12、三井化学(株)
製)であって、密度が0.927(g/cm3)、AS
TMD−1238に準拠し、190℃および2.16k
g荷重下の条件で測定したMFRが3(g/10分)で
あった。
の諸性状を表1にまとめて示した。なお、Mw/Mnは
GPCによって測定した値であり、結晶化度はX線回折
法によって測定した値(%)である。
ン触媒、V−Tは、バナジウム系チーグラー触媒、Ti
−Tは、チタン系チーグラー触媒を示す。エチレンおよ
びα−オレフィン含量は、モル%で示す。α−オレフィ
ンの種類は、その炭素数のオレフィンを示す。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B−1)およびエ
チレン系重合体(C)を用い、3種3層キャストフィル
ム成形機を使用して、次の成形条件で3層フィルムを成
形した。 成形条件:フィルム構成;(A)/(B−1)/(C)=80/20/80μm 押出温度 ;全て220℃ チルロール温度 ;25℃ 成形速度 ;10m/分
で接着力を測定し、またこのフィルムを85℃で1日保
持した後、23℃雰囲気で接着力を測定し、その接着力
の測定結果を表2に示した。接着力測定方法は、T−剥
離法により、剥離速度は300mm/分で実施した。
重合体層として、エチレン・α−オレフィン共重合体
(B−2)80部とエチレン・α−オレフィン共重合体
(B−4)20部を220℃に設定した1軸押出機にて
溶融ブレンドして使用した。溶融ブレンド後の物性は、
密度が0.913(g/cm3)、ASTM D−12
38に準拠し、190℃および2.16kg荷重下の条
件で測定したMFRが3.9(g/10分)であった。
その後、実施例1と同様にして3層フィルムを成形し、
接着力の評価を行い、その結果を表2に記した。
重合体層として、エチレン・α−オレフィン共重合体
(B−3)を用いた以外は実施例1と同様にして3層フ
ィルムを成形し、接着力の評価を表2に記した。
重合体層として、エチレン・α−オレフィン共重合体
(B−1)90部と高密度ポリエチレン(密度が0.9
65(g/cm3)、ASTM D−1238に準拠
し、190℃および2.16kg荷重下の条件で測定し
たMFRが15(g/10分))10部を220℃に設
定した1軸押出機にて溶融ブレンドして使用した。溶融
ブレンド後の物性は、密度が0.911(g/c
m3)、ASTM D−1238に準拠し、190℃お
よび2.16kg荷重下の条件で測定したMFRが4.
5(g/10分)であった。その後、実施例1と同様に
して3層フィルムを成形し、接着力の評価を行い、その
結果を表2に記した。
重合体層として、エチレン・α−オレフィン共重合体
(B−4)を用いた以外は実施例1と同様にして3層フ
ィルムを成形し、接着力の評価を表2に記した。
重合体層として、エチレン・α−オレフィン共重合体
(B−5)を用いた以外は実施例1と同様にして3層フ
ィルムを成形し、接着力の評価を表2に記した。
重合体層として、エチレン・α−オレフィン共重合体
(B−6)を用いた以外は実施例1と同様にして3層フ
ィルムを成形し、接着力の評価を表2に記した。
重合体層として、プロピレン系重合体(A)を用いた以
外は実施例1と同様にして3層フィルムを成形し、接着
力の評価を表2に記した。
エチレン・α−オレフィン共重合体(B-1)を用い、2
種2層キャストフィルム成形機を使用して、次の成形条
件で2層フィルムを成形した。 成形条件:フィルム構成;(A)/(B−1)=80/80(μm) 押出温度 ;すべて220℃ チルロール温度;25℃ 成形速度 ;10m/分
下での接着力、さらにフィルムを85℃で1日保持した
後、23℃雰囲気下で測定した接着力を表3に示した。
接着力測定方法は、T−剥離法により、剥離速度は30
0mm/分で行った。
重合体層として、エチレン・α−オレフィン共重合体
(B−3)を用いた以外は実施例5と同様に行い、2種
2層フィルムを成形し、接着力を測定してその結果を表
3に示した。
重合体層として、エチレン・α−オレフィン共重合体
(B−4)を用いた以外は実施例5と同様に行い、2種
2層フィルムを成形し、接着力を測定してその結果を表
3に示した。
重合体層として、エチレン・α−オレフィン共重合体
(B−5)を用いた以外は実施例5と同様に行い、2種
2層フィルムを成形し、接着力を測定してその結果を表
3に示した。
重合体(B−7)として、ジルコニウム系メタロセン触
媒を用いて重合し、エチレン含量97モル%および1−
ヘキセン含量3モル%とから構成されるエチレン・1−
ヘキセン共重合体を使用した。この共重合体の密度は
0.916(g/cm3)、MFRは0.24(g/1
0分)、Mw/Mnは2.4、および結晶化度は35%
であった。またこの共重合体の流動性インデックスFI
は21(1/秒)、溶融張力MTは7.7(g)であっ
て、75×MFR=18、 2.2×MFR-0.84=
7.29であった。
ン・α−オレフィン共重合体(B−7)とを用い、実施
例5と同様にして2層フィルムを成形した。その後接着
力試験を行い、次の結果を得た。 接着力 23℃での強度・・・・・・・・・1900gf/15mm 70℃での強度・・・・・・・・・ 900gf/15mm 85℃で1日保持後の強度・・・・2300gf/15mm
フィンをコモノマーとしたエチレン・α−オレフィン共
重合体を使用し、かつその密度範囲を0.880〜0.
925(g/cm3)にしたので、それを含む層とプロ
ピレン系重合体を含む層との積層体は、高温雰囲気下で
も高い接着力を示し、かつ熱履歴を受けた後でも高い接
着力を保持している。
含む層を中心としてその外側にプロピレン系重合体を含
む層およびエチレン系重合体等の樹脂を含む層を別々に
配置した積層体とすることもでき、高温下でも高い層間
接着強度を有している。これら積層体は、フィルム、シ
ート、ボトル、チューブ、パイプ等の用途に使用するこ
とができる。
Claims (3)
- 【請求項1】 プロピレン系重合体を含む層(A)と、
密度が0.880〜0.925(g/cm3)の範囲にあ
り、炭素数5〜20のα−オレフィンをコモノマーとし
たエチレン・α−オレフィン共重合体を含む層(B)と
を共押出成形してなることを特徴とする積層体。 - 【請求項2】 前記のエチレン・α−オレフィン共重合
体が、メタロセン系触媒を用いて共重合され得るエチレ
ン・α−オレフィン共重合体であることを特徴とする請
求項1記載の積層体。 - 【請求項3】 前記のエチレン・α−オレフィン共重合
体を含む層(B)が、前記のエチレン・α−オレフィン
共重合体とエチレン系重合体とからなることを特徴とす
る請求項1または2記載の積層体。
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JP11098307A JP2000198171A (ja) | 1998-10-28 | 1999-04-06 | 積層体 |
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---|---|---|---|
JP10-307016 | 1998-10-28 | ||
JP30701698 | 1998-10-28 | ||
JP11098307A JP2000198171A (ja) | 1998-10-28 | 1999-04-06 | 積層体 |
Publications (1)
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---|---|
JP2000198171A true JP2000198171A (ja) | 2000-07-18 |
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JP11098307A Pending JP2000198171A (ja) | 1998-10-28 | 1999-04-06 | 積層体 |
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JP (1) | JP2000198171A (ja) |
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