JPH0237941B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

ヒートシール法による柔軟なフイルムパツケー
ジの製造において、種々のフイルム材料による同
じパツケージにおいて永久的及び剥離可能なシー
ルを再現性をもつて行なうことができる十分に広
いヒートシール温度範囲を示すヒートシール組成
物に対する要求は久しく続いている。かかるパツ
ケージにおける永久的シールは好ましくはパツケ
ージングフイルムを引裂くことによつてシール破
損（seal failure）が起こる程強いことが好まし
く、そして剥離可能なシールはパツケージの内容
物を保持するのに十分強いが適度の力によるパツ
ケージ壁の分離を可能とするように十分に弱いこ
とが好ましい。剥離可能なシールの破断
（rupture）はヒートシール組成物自体の凝集破損
（cohesine failure）であることが好ましく、そ
してこの破損はヒートシール組成物のばらばらの
砕片（loose debris）を伴なわずクリーンである
ことが好ましい。剥離可能なシールと永久的なシ
ールの形成間の温度範囲は、広いことが重要であ
る。何故ならば、広い温度範囲の場合には、高度
に鋭敏な温度制御装置をヒートシール装置に内蔵
する必要なく剥離可能な及び永久的シールを行な
うために単一のヒートシール装置を使用すること
ができるからである。 1980年２月12日に発行された米国特許第
4188441号は剥離可能なヒートシールを形成する
ための高密度ポリエチレンフイルムと有用な重合
体のブレンドを開示している。上記特許のブレン
ドは、エチレン酢酸ビニル又はアクリル酸エステ
ル２成分共重合体及びナトリウム中和アイオノマ
ーであることを開示している。開示された目的は
剥離可能なシールのみをつくることであり、永久
的シールは望ましくないとして回避されている。 マクドナルド（McDonald）の出願に対して
1972年12月26日に発行された米国特許第3707393
号は、アイオノマーと特定の例においてターポリ
マーの組合わせのヒートシール用途を開示してい
る。材料の組合わせは単に物理的混合物であり、
両重合体の部分的中和を伴なうブレンドではな
い。 イワミ（Iwami）等の出願に対して1974年１月
29日に発行された米国特許第3789035号は、１つ
の重合体材料のカルボン酸基は他の重合体材料の
中和されたカルボン酸基との反応接触（reaction
contact）により中和することができる方法を開
示する。上記特許はそのように中和された重合体
の分離も開示する。 フレツシヤ−（Freshour）等の出願に対して
1970年２月17日に発行された米国特許第3496061
号は少なくとも１つのシールが400g／インチよ
り大きい剥離強度を示すように少なくとも２つの
異なつた材料を使用して製造されたヒートシール
されたパツケージを開示している。 チツクナー（Ticknor）の出願に対して1980年
２月19日発行された米国特許第4189519号は１つ
の必要な化合物がアイソタクチツクポリブチレン
であるヒートシール組成物として作用する重合体
材料のブレンドを開示する。 本発明は種々の支持体材料に対する制御された
強度のヒートシールを達成するのに広い有効温度
範囲を示すヒートシール組成物を包含する。該組
成物は約20〜80重量部のターポリマー及び20−80
重量部のアイオノマーを含む部分的に中和された
アイオノマーとターポリマーのブレンドである。
両重合体は単量体成分として不飽和モノカルボン
酸を含有する。ブレンド中の全カルボン酸は５〜
40％中和されている。 本発明のヒートシール組成物は種々の強度のヒ
ートシールを形成するための広い温度範囲を示
す。この発明の組成物は永久的な側部又は底部シ
ール及び剥離可能な頂部シールを有するフイル
ム、箔又は紙パツケージの製造を可能とする。 ヒートシール組成物はフイルム、箔及び紙から
パツケージを形成するのに長く使用されてきた。
包装材料支持体は一側をヒートシール組成物で通
常被覆され、次いで被覆された側が面同志で合わ
せられ、合わせられた材料は意図されるシーム区
域で加熱されてヒートシール組成物を溶融しそし
てパツケージシームを生じる。 本発明に従えば、単量体成分としてエチレン、
アルカン酸ビニル又は不飽和アルキルエステル及
び部分的に中和された不飽和カルボン酸を有する
ターポリマー、及び単量体成分としてエチレン及
び部分的に中和された不飽和カルボン酸を有する
アイオノマーを含有して成る重合体材料の実質的
に均質なブレンドがヒートシール組成物として提
供される。 上記ターポリマーは約65〜95重量％のエチレ
ン、約４〜30重量％のアルカン酸ビニル又は不飽
和アルキルエステル及び約0.5〜20重量％の不飽
和カルボン酸を有する。アルカン酸ビニル又は不
飽和アルキルエステル単量体成分はターポリマー
中に存在して、フイルム、箔及び紙支持体への接
着力を増加させるための成分を与え、又組成物に
対して増加した柔軟性を与え、そして有効なヒー
トシール温度範囲を広くする。不飽和アルキルエ
ステルは、アルキル基が１個乃至４個の炭素原子
を有するアルキルアクリレート及びアルキルメタ
クリレートを含む。例としてメチルアクリレー
ト、エチルアクリレート、メチルメタクリレー
ト、エチルメタクリレート、イソブチルアクリレ
ート等が挙げられる。アルカン酸ビニルにはアル
カン酸ビニルのアルカン酸部分が１個乃至４個の
炭素原子を有する酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、酪酸ビニル等が包含される。紙及び箔支持体
に対しては酢酸ビニル10〜30重量％が好ましく、
重合体フイルム支持体に対してはイソブチルアク
リレート５〜25重量％が好ましい。アルカン酸ビ
ニル又は不飽和エステル成分が余りにも少な過ぎ
るターポリマーは一般に不十分な接着力及び狭い
ヒートシール温度範囲を示すが、その成分が過剰
であるとヒートシール組成物の粘着性
（tackiness）が過剰になる。 ターポリマーは追加の成分が本発明の実施に必
要なこれらの３種の成分の機能を妨害しない限り
において３種より多くの単量体成分を有すること
ができる。 カルボン酸単量体成分はターポリマー中に存在
してアイオノマー中の酸成分と同様な成分を与え
る。ブレンド重合体の各々におけるカルボン酸成
分の存在によつて重合体間の共調性
（cooperation）が実現されると考えられる。その
機構は完全には理解されていないけれども、ブレ
ンド重合体の各々におけるカルボン酸成分の存在
は、先ず第一に剥離可能なヒートシールを形成す
ることができる温度範囲を広げることによつて、
第二に、共通のカルボン酸成分のない類似した材
料のブレンドにより得ることができる最大ヒート
シール強度を実質的に増加させることにより証明
される重合体間の或る程度の相容性を生ぜしめる
と考えられる。 望ましいカルボン酸にはアクリル酸及びメタク
リル酸が包含される。これらの成分はターポリマ
ー成分の0.5〜20重量％の量で使用することがで
き、そしていずれかの酸0.8〜15重量％が好まし
い。余りにも低い酸含有率においては、上記した
相容化効果は失なわれ、そして余りにも高い酸含
有率においては、ターポリマーは望ましくない高
い弾性率を示す。 カルボン酸成分を含みそして本発明の実施にお
いて使用するのに適したターポリマーは米国特許
第3264272号に記載されている。 アイオノマーは約75〜99重量％のエチレン及び
約１〜25重量％の不飽和カルボン酸を有する。本
発明に使用するため、アイオノマーは好ましくは
３〜20重量％の不飽和カルボン酸を有するべきで
ある。アイオノマー中の約５％乃至約75％のカル
ボン酸基は亜鉛金属イオンにより中和されるべき
である。 本発明の実施において使用するのに好適なアイ
オノマーは米国特許第3355319号に記載されてい
る。 述べた如く、ターポリマー中のアクリル酸又は
メタクリル酸及びアイオノマー中のアクリル酸又
はメタクリル酸とアルカン酸ビニル又はアルキル
アクリレートもしくはメタクリレートの組合わせ
は改良された接着性、改良された重合体相容性及
び広くなつたヒートシール温度範囲の釣合いをも
たらす。その釣合いの十分な利益を得るために、
アクリル酸又はメタクリル酸成分とアルカン酸ビ
ニル又は不飽和アルキルエステルの合わせた重量
百分率がアイオノマー中の不飽和酸の重量百分率
より少なくとも８％（eight percentage points）
大きいターポリマー材料を与えることが必要であ
ることが見出された。これらの利益は大部分ブレ
ンドの軟化又は溶融温度の改変に関するので、成
分比要件は20重量％以上80重量％以下の各材料が
ブレンド中に存在しなければならないという全体
の要件内で使用されるターポリマー及びアイオノ
マーの量には実質的に無関係であると考えられ
る。 ヒートシール組成物の種々の成分を組合わせて
材料の分子混合物（molecular mixture）を形成
する。その組合わせは材料をブレンドする普通の
方法の何れによつても行なうことができる。たと
えば該材料の溶液を混合し、その後に溶媒を除去
することができ、該材料は押出機中で溶融ブレン
デイングによる如き溶融形態で一緒に混合するこ
とができ、又は該材料は、たとえば二本ロール機
（two−roll mill）又はバンバリブレンダにより
相互に混練することができる。ブレンデイングの
主要な要件は得られるブレンドが実質的に均質で
なければならないこと及びブレンデイングがター
ポリマー及びアイオノマーのカルボン酸基間の中
和の均等化（equalizing）を許容するように十分
に緊密である材料混合を生じなければならないと
いうことである。押出しブレンデイングは適切で
あり、そして本発明のブレンドを製造するのに好
ましいことが見出された。 該ブレンドにおいては、ターポリマーは部分的
に中和されているカルボン酸基を含有すること、
従つてターポリマーはアイオノマーとして同定さ
れ得ることが理解される。事実、本発明のブレン
ドは２つのアイオノマーから又は３成分アイオノ
マー及び中和されていない共重合体から又は所望
によりかかる成分の適当な組合わせから製造する
こともできる。更に、該ブレンドは中和されてい
ない共重合体及びターポリマーを溶融ブレンド
し、次いでブレンドした混合物を中和することに
よつて製造することができる。かかる中和を行な
うための適当な方法は米国特許第3404134号及び
第3969434号に開示されている。カルボン酸基に
関する限り、仕上げられたブレンドは必要な程度
に中和された各重合体成分中のカルボン酸基を含
まなければならいことのみが必要である。 本発明の利益はブレンド中のすべてのカルボン
酸基の中和度が５％乃至40％である場合に見出さ
れることが見出された。ターポリマー及びアイオ
ノマー材料は、ブレンドされていない、中和され
た材料の中和度がブレンデイング基間中に中和さ
れていない材料で平均される場合には得られる全
体の中和が必要な範囲にあるように選ばれる。 本発明のヒートシール組成物は、ヒートシール
組成物が普通使用される方法で使用することがで
きる。それはたとえばシート、ストリツプ又はウ
エブの形態の自己支持構造体（self−supporting
structure）として使用することができる。それ
は溶液又はエマルジヨンとして支持体包装材料に
被覆することができ、支持体包装フイルム材料と
同時押出しすることができ、そして接着剤を使用
して支持体材料にラミネートすることができる。 本発明のヒートシール組成物は種々の支持体包
装材料に関して使用することができる。先に述べ
た如く、ターポリマー及びアイオノマーの単量体
成分は特に支持体包装材料へのヒートシール組成
物の接着性を増加させるように特に選ぶことがで
きる。更に、高密度ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリエステル、ポリアミド等が支持体包装材
料として使用されるべき場合には、ヒートシール
組成物のカルボン酸基を中和するために１より大
きい原子価を有する金属イオンを使用することが
重要であることが見出された。亜鉛は好ましい金
属イオンであり、このような場合に最も普通に使
用される。何故ならば亜鉛は必要とされる広いヒ
ートシール温度範囲を与えることが見出されたか
らである。 柔軟パツケージに対する剥離可能なヒートシー
ルを形成する際に、シールの破断がヒートシール
組成物内で起こることは通常望ましくそしてしば
しば必要とされる。故に、ヒートシール組成物は
ヒートシール組成物層が剥離可能なヒートシール
が形成されるときそれ自体に接着するよりも強く
支持体材料に接着するべきことは重要である。永
久的又は融着したヒートシールが形成される場合
には、ヒートシール組成物は相互に融着されるべ
きこと及び支持体材料の引裂きがヒートシールの
破断の前に起こる程強く支持体材料に接着すべき
こと、及びいずれにせよ、シールは融着したヒー
トシール組成物の分離によつては破断しないこと
が望ましい。中和用金属イオンとして亜鉛の使用
及びターポリマー中の適当なアルカン酸ビニル又
は不飽和エステル特に酢酸ビニル又はイソブチル
アクリレートの使用は種々の支持体包装材料に関
して最大融着ヒートシール強度を得ることにおい
て重要であると考えられる。 本発明のヒートシール組成物の１つの重要な特
徴は低強度の剥離可能なヒートシールを達成する
のに必要なその温度乃至合わせられた材料からの
ヒートシール組成物が完全に相互に融着した最大
強度の永久的ヒートシールに必要なその温度まで
及ぶ広いヒートシール温度範囲である。 本発明のヒートシール組成物を使用して形成さ
れたヒートシールに対する広い温度範囲はヒート
シール組成物の自己支持フイルム（self−supp−
orted films）を製造し、次いで一連の温度でこ
れらのフイルムに関して一連のヒートシールを形
成する標準化されたヒートシール試験により証明
することができる。そのように形成されたヒート
シールは剥離強度に関して試験され、そして
118g／cm（300g／インチ）、275g／cm（700g／イ
ンチ）の剥離強度及び引裂きシール（tear seal）
を生じる温度を記録する。引裂きシールは所定の
支持体材料に関して得ることができる最大シール
を示す。何故ならばそのシール強度は実際には支
持体材料の引裂き強度又は融着したヒートシール
組成物の凝集強度（cohesine strength）を表わ
すからである。ヒートシール組成物のフイルムを
使用して剥離強度試験を遂行する場合に、引裂き
シールは組成物が十分に溶融する温度で起こる。
ヒートシールがなされた温度を決定する際に、ヒ
ートシールジヨー又はバー温度よりはむしろヒー
トシール組成物層間の界面の温度を決定すること
は重要である。ヒートシーリング装置における検
定誤差又は熱移動の変動によりシールジヨー温度
は予言できない量だけ実際の界面温度より高く又
は低くすることができる。 本発明の目的に対して、少なくとも７℃、好ま
しくは８℃より多い温度範囲が剥離シールゾーン
（peel seal zone）（118〜275g／cm）に対して許
容されることが決定された。引裂きシールゾーン
（引裂きに対して275g／cm）に対して少なくとも
８℃、好ましくは10℃より多い温度範囲を有する
ことは必要ではないとしても望ましいことが見出
された。 充填剤、染料、酸化防止剤、非付着剤、
（antistick agent）等の如き常用の添加物を本発
明のヒートシール組成物に加えることができる。
その際の唯一の要件は添加剤の存在が組成物の性
能に不利に影響しないということである。シリカ
及び置換脂肪アミドの如きスリツプ剤は通常の量
で加えることができる添加剤の例である。添加剤
はブレンデイング期間中ヒートシール組成物に便
利に且つ慣用的に加えられ、そして通常は全組成
物の５重量％を越える量では存在しない。 以下の本発明の実施例においては、ヒートシー
ル組成物の成分材料は先ず第一に下記表に示され
た量で粒状形態にある材料を混合し、次いで溶融
ブレンドし、そして28ミリメートル ウエルナー
アンドプフライデラー二軸スクリユー押出機
（Werner＆Pfleiderer twin−screw extru−der）
の如き押出機中で混合物を液化させる
（devolatilize）ことによつて相互にブレンドし
た。押出されたブレンドをペレツトにし、そして
試験用フイルムを製造するために、ペレツトを
2.5cm（1.0インチ）ダイを備えた1.9cm（0.75イン
チ）ブラベンダ押出機によりブロー成形されたフ
イルムに転化する。フイルムは一般にブローアツ
プ比2.5を有する0.05mm（２ミリ）厚さであり、
そして190−210℃の溶融温度でキヤストした。 フイルムを試験のため2.5cm（１インチ）巾に
切断し、そして試料の対を相互にヒートシールし
て2.5cm（１インチ）剥離長さを与える。シール
は２つの加熱式ジヨー2.5cm（１インチ）巾を有
する装置でなされ、そしてこのヒートシールは約
275キロパスカル（ｋ Pascals）（40psi）のクラ
ンピング圧で約３秒間なされた。界面シール温度
はシールされるフイルム試料間に熱電対を置きそ
してこれらの試料に対してシール装置をそれから
検定することによつて決定された。 剥離強度は12.7cm／分（５インチ／分）の速度
で引張試験装置において23℃及び50％相対湿度で
シールされた試料を引張ることにより決定され
た。剥離強度は界面シール温度の関数として評価
され、そして剥離シールゾーン及び引裂きシール
ゾーンはそれから決定された。これらの決定は下
記表に記録されている。 Heat-sealing compositions that exhibit a sufficiently wide heat-sealing temperature range to reproducibly produce permanent and peelable seals in the same package with different film materials in the production of flexible film packages by heat-sealing processes. The demand for this has been going on for a long time. The permanent seal in such a package is preferably strong enough that seal failure occurs by tearing the packaging film, and the peelable seal is strong enough to retain the contents of the package. is preferably sufficiently weak to allow separation of the package walls by moderate force. The rupture of the peelable seal is preferably a cohesine failure of the heat seal composition itself, and the failure is clean and free of loose debris of the heat seal composition. It is preferable that there be. It is important that the temperature range between forming the peelable seal and the permanent seal is wide. This is because, for wide temperature ranges, a single heat-sealing device can be used to create peelable and permanent seals without the need to incorporate highly sensitive temperature control devices into the heat-sealing device. Because it can be done. U.S. Patent No. issued February 12, 1980
No. 4,188,441 discloses blends of high density polyethylene films and useful polymers to form peelable heat seals. The blends in the above patents are disclosed to be ethylene vinyl acetate or acrylic ester binary copolymers and sodium neutralized ionomers. The disclosed objective is to create only peelable seals; permanent seals are avoided as undesirable. Regarding McDonald's application
U.S. Patent No. 3707393 issued December 26, 1972
No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, No. 1, 2003, 2003, discloses heat sealing applications of combinations of ionomers and, in certain instances, terpolymers. A combination of materials is simply a physical mixture;
It is not a blend with partial neutralization of both polymers. January 1974 for the application of Iwami et al.
US Pat.
Discloses a method that can neutralize by contact). The patent also discloses the separation of the polymer so neutralized. For applications such as Freshhour, etc.
U.S. Patent No. 3496061 issued February 17, 1970
No. 5,193,901 discloses a heat-sealed package manufactured using at least two different materials such that at least one seal exhibits a peel strength greater than 400 g/in. U.S. Pat. No. 4,189,519, issued February 19, 1980 to Ticknor, discloses a blend of polymeric materials that act as a heat seal composition in which one necessary compound is isotactic polybutylene. Disclose. The present invention encompasses heat sealing compositions that exhibit a wide effective temperature range for achieving controlled strength heat sealing to a variety of substrate materials. The composition comprises about 20-80 parts by weight of the terpolymer and 20-80 parts by weight of the terpolymer.
A partially neutralized ionomer and terpolymer blend containing parts by weight of ionomer.
Both polymers contain unsaturated monocarboxylic acids as monomer components. Total carboxylic acids in the blend range from 5 to
40% neutralized. The heat seal compositions of the present invention exhibit a wide temperature range for forming heat seals of varying strengths. The compositions of this invention enable the production of film, foil or paper packages with permanent side or bottom seals and peelable top seals. Heat seal compositions have long been used to form packages from films, foils and papers.
The packaging material support is typically coated on one side with a heat-sealing composition, the coated sides are then brought together face-to-face, and the joined material is heated in the intended seam area to melt the heat-sealing composition and Creates package seams. According to the present invention, ethylene as a monomer component,
terpolymers with vinyl alkanoates or unsaturated alkyl esters and partially neutralized unsaturated carboxylic acids, and ionomers with ethylene and partially neutralized unsaturated carboxylic acids as monomer components. A substantially homogeneous blend of polymeric materials is provided as a heat seal composition. The terpolymer has about 65-95% by weight ethylene, about 4-30% by weight vinyl alkanoate or unsaturated alkyl ester, and about 0.5-20% by weight unsaturated carboxylic acid. The vinyl alkanoate or unsaturated alkyl ester monomer component is present in the terpolymer to provide a component for increased adhesion to film, foil and paper supports and also to provide increased flexibility to the composition. properties and widens the effective heat-sealing temperature range. Unsaturated alkyl esters include alkyl acrylates and alkyl methacrylates in which the alkyl group has 1 to 4 carbon atoms. Examples include methyl acrylate, ethyl acrylate, methyl methacrylate, ethyl methacrylate, isobutyl acrylate, and the like. Vinyl alkanoates include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, etc. in which the alkanoic acid moiety of the vinyl alkanoate has 1 to 4 carbon atoms. For paper and foil supports 10-30% by weight of vinyl acetate is preferred;
For polymeric film supports, 5 to 25% by weight of isobutyl acrylate is preferred. Terpolymers with too little of a vinyl alkanoate or unsaturated ester component generally exhibit poor adhesion and a narrow heat-sealing temperature range, whereas an excess of that component reduces the tackiness of the heat-sealing composition. become excessive. Terpolymers can have more than three monomer components so long as the additional components do not interfere with the function of these three components necessary to practice the invention. A carboxylic acid monomer component is present in the terpolymer to provide a component similar to the acid component in the ionomer. It is believed that the presence of the carboxylic acid component in each of the blend polymers provides cooperation between the polymers. Although the mechanism is not completely understood, the presence of the carboxylic acid component in each of the blended polymers primarily increases the temperature range over which a peelable heat seal can be formed.
Second, it creates a degree of compatibility between the polymers, evidenced by a substantial increase in the maximum heat seal strength that can be obtained with blends of similar materials without a common carboxylic acid component. it is conceivable that. Preferred carboxylic acids include acrylic acid and methacrylic acid. These components can be used in amounts of 0.5 to 20% by weight of the terpolymer components, and 0.8 to 15% by weight of either acid is preferred. At too low acid contents, the above-mentioned compatibilizing effect is lost, and at too high acid contents, the terpolymer exhibits an undesirably high modulus. Terpolymers containing carboxylic acid components and suitable for use in the practice of this invention are described in US Pat. No. 3,264,272. The ionomer has about 75-99% by weight ethylene and about 1-25% by weight unsaturated carboxylic acid. For use in the present invention, the ionomer should preferably have from 3 to 20% by weight of unsaturated carboxylic acid. About 5% to about 75% of the carboxylic acid groups in the ionomer should be neutralized by zinc metal ions. Ionomers suitable for use in the practice of this invention are described in US Pat. No. 3,355,319. As mentioned, the combination of acrylic or methacrylic acid in the terpolymer and acrylic or methacrylic acid and vinyl alkanoate or alkyl acrylate or methacrylate in the ionomer provides improved adhesion, improved polymer compatibility and Balances the expanded heat sealing temperature range. In order to obtain a sufficient profit,
The combined weight percentage of the acrylic acid or methacrylic acid component and the vinyl alkanoate or unsaturated alkyl ester is at least eight percentage points greater than the weight percentage of the unsaturated acid in the ionomer.
It has been found necessary to provide large terpolymer materials. Since these benefits are mostly related to softening or modifying the melt temperature of the blend, component ratio requirements are used within the overall requirement that no less than 20% and no more than 80% by weight of each material must be present in the blend. The amounts of terpolymer and ionomer are believed to be virtually independent. The various components of the heat seal composition are combined to form a molecular mixture of materials. The combination can be accomplished by any conventional method of blending materials. For example, solutions of the materials can be mixed and the solvent subsequently removed, the materials can be mixed together in molten form such as by melt blending in an extruder, or the materials can be mixed together, e.g. They can be mixed together in a two-roll mill or in a Banbury blender. The primary requirement for blending is that the resulting blend must be substantially homogeneous and that the blending be sufficiently intimate to allow equalizing neutralization between the carboxylic acid groups of the terpolymer and ionomer. This means that a certain material mixture must be produced. Extrusion blending has been found to be suitable and preferred for producing the blends of the invention. In the blend, the terpolymer contains partially neutralized carboxylic acid groups;
It is therefore understood that terpolymers can be identified as ionomers. In fact, the blends of the present invention can also be prepared from two ionomers or from a three-component ionomer and an unneutralized copolymer or, if desired, from a suitable combination of such components. Additionally, the blend can be made by melt blending unneutralized copolymers and terpolymers and then neutralizing the blended mixture. Suitable methods for carrying out such neutralization are disclosed in US Pat. Nos. 3,404,134 and 3,969,434. As far as carboxylic acid groups are concerned, it is only necessary that the finished blend must contain the carboxylic acid groups in each polymer component neutralized to the required degree. It has been found that the benefits of the present invention are found when the degree of neutralization of all carboxylic acid groups in the blend is between 5% and 40%. Terpolymer and ionomer materials require the total neutralization obtained if the degree of neutralization of the unblended, neutralized material is averaged with the unneutralized material between the blending groups. selected to be within the range. The heat-sealing compositions of the present invention can be used in the manner in which heat-sealing compositions are commonly used. It is a self-supporting structure, for example in the form of a sheet, strip or web.
structure). It can be coated onto the support packaging material as a solution or emulsion, it can be coextruded with the support packaging film material, and it can be laminated to the support material using an adhesive. The heat seal compositions of the present invention can be used with a variety of carrier packaging materials. As mentioned above, the monomer components of the terpolymer and ionomer can be specifically selected to specifically increase the adhesion of the heat seal composition to the support packaging material. Furthermore, if high density polyethylene, polypropylene, polyester, polyamide, etc. are to be used as the support packaging material, metal ions with a valence greater than 1 may be added to neutralize the carboxylic acid groups of the heat seal composition. It was found that it is important to use Zinc is the preferred metal ion and is most commonly used in such cases. Zinc has been found to provide the required wide heat sealing temperature range. In forming a peelable heat seal to a flexible package, it is usually desirable and often necessary for seal rupture to occur within the heat seal composition. It is therefore important that the heat seal composition layer should adhere more strongly to the support material than to itself when the peelable heat seal is formed. If a permanent or fused heat seal is to be formed, the heat seal compositions should be fused together and bonded to the support material so strongly that tearing of the support material will occur before rupture of the heat seal. It is desirable that the seal should be bonded and that, in any event, the seal not fail due to separation of the fused heat seal composition. The use of zinc as the neutralizing metal ion and the use of suitable vinyl alkanoates or unsaturated esters in the terpolymer, especially vinyl acetate or isobutyl acrylate, are important in obtaining maximum fusion heat seal strength for various support packaging materials. It is thought that. One important feature of the heat seal compositions of the present invention is that the temperatures required to achieve a low strength peelable heat seal allow the heat seal compositions from the combined materials to completely fuse together. A wide heat sealing temperature range extending to that temperature required for maximum strength permanent heat sealing. The wide temperature range for heat seals formed using the heat seal compositions of the present invention provides a self-supporting film of the heat seal composition.
orted films) and then forming a series of heat seals on these films at a range of temperatures. The heat seal so formed was tested for peel strength and
Peel strength and tear seal of 118g/cm (300g/in), 275g/cm (700g/in)
Record the temperature that occurs. Tear seal indicates the maximum seal that can be obtained for a given support material. This is because the seal strength actually represents the tear strength of the support material or the cohesine strength of the fused heat seal composition. When performing peel strength tests using films of heat seal compositions, tear sealing occurs at a temperature where the composition is sufficiently melted.
In determining the temperature at which the heat seal is made, it is important to determine the temperature of the interface between the heat seal composition layers rather than the heat seal jaw or bar temperature. Calibration errors or heat transfer variations in the heat sealing equipment can cause the seal jaw temperature to be higher or lower than the actual interface temperature by an unpredictable amount. For purposes of the present invention, it has been determined that a temperature range of at least 7°C, preferably greater than 8°C, is acceptable for the peel seal zone (118-275 g/cm). It has been found desirable, if not necessary, to have a temperature range of at least 8° C., preferably greater than 10° C., for the tear seal zone (275 g/cm to tear). fillers, dyes, antioxidants, non-stick agents,
Conventional additives such as antistick agents and the like can be added to the heat seal compositions of the present invention.
The only requirement here is that the presence of the additive does not adversely affect the performance of the composition. Slip agents such as silica and substituted fatty amides are examples of additives that can be added in conventional amounts. Additives are conveniently and conventionally added to heat seal compositions during blending and are usually not present in amounts exceeding 5% by weight of the total composition. In the following inventive examples, the component materials of the heat-sealing compositions were prepared by first mixing the materials in particulate form in the amounts shown in the table below, then melt blending, and making a 28 mm Werner & Werner & Pfleiderer twin-screw extruder
The mixtures were blended together by devolatilizing the mixture in an extruder such as the following. The extruded blend is made into pellets and the pellets are processed to produce test films.
Convert to blow molded film in a 1.9 cm (0.75 inch) Brabender extruder with a 2.5 cm (1.0 inch) die. The film is typically 0.05 mm (2 mm) thick with a blow-up ratio of 2.5;
It was then cast at a melting temperature of 190-210°C. The film is cut into 2.5 cm (1 inch) wide pieces for testing, and the sample pairs are heat sealed together to give a 2.5 cm (1 inch) peel length. The seal is made with two heated jaws having a width of 2.5 cm (1 inch), and the heat seal is approximately
A clamping pressure of 275 k Pascals (40 psi) was applied for approximately 3 seconds. Interfacial seal temperatures were determined by placing thermocouples between the film samples being sealed and then calibrating the sealing device against these samples. Peel strength was determined by pulling the sealed samples at 23°C and 50% relative humidity in a tensile testing apparatus at a speed of 12.7 cm/min (5 in/min). Peel strength was evaluated as a function of interfacial seal temperature, and peel and tear seal zones were determined therefrom. These decisions are recorded in the table below.

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】【table】

【表】 実施例及び表においては、重合体成分材料は下
記の如く同定される。Ｅ／10IBA／10MMAはエ
チレン及び10重量％イソブチルアクリレート及び
10重量％メタクリル酸を有するターポリマーであ
り、Ｅ／28VA／1MAAはエチレン及び28重量％
の酢酸ビニル及び１重量％のメタクリル酸を有す
るターポリマーであり、そしてＥ／XMMAはエ
チレン及び表の“Ｘ”に対して置換えられた数に
より示される重量％のメタクリル酸を有する共重
合体である。 下記する本発明の実施例においては、前記実施
例からのブレンドを高密度ポリエチレンと同時押
出しして、ブレンドの１つのフイルムがヒートシ
ール組成物として支持体包装材料に接着した、支
持体包装材料として高密度ポリエチレンのフイル
ムの柔軟な包装材料を得る。次いで被覆されたポ
リエチレンをブレンドのフイルムを先に試験した
如くしてヒートシール強度に対して試験した。支
持体材料に被覆されたブレンドのかかる包装材料
はヒートシール層を有する被覆された材料の２枚
のシートをヒートシール層を向かい合わせて置
き、次いで制御された温度のヒートシールジヨー
を使用することによつて種々の又は所望の強度に
よりヒートシールを形成することによつてパツケ
ージを製造するのに使用される。TABLES In the Examples and Tables, the polymeric component materials are identified as follows. E/10IBA/10MMA is ethylene and 10% by weight isobutyl acrylate and
Terpolymer with 10% by weight methacrylic acid, E/28VA/1MAA is ethylene and 28% by weight
of vinyl acetate and 1% by weight of methacrylic acid, and E/XMMA is a copolymer of ethylene and 1% by weight of methacrylic acid as indicated by the number substituted for "X" in the table. be. In the examples of the invention described below, the blends from the previous examples were coextruded with high density polyethylene as a support packaging material, with one film of the blend adhered to the support packaging material as a heat seal composition. A flexible packaging material of high density polyethylene film is obtained. The coated polyethylene was then tested for heat seal strength as the films of the blend were previously tested. Such a packaging material of a blend coated on a support material is prepared by placing two sheets of coated material with a heat seal layer facing each other and then using a controlled temperature heat sealing machine. It is used to manufacture packages by forming heat seals, possibly with varying or desired strengths.

【表】【table】

Claims (1)

【特許請求の範囲】 １ ａ 単量体成分として エチレン65−95重量％、 アルカン酸部分が１個乃至４個の炭素原子
を有するアルカン酸ビニル又はアルキル基が
１個乃至４個の炭素原子を有するアルキルア
クリレート及びアルキルメタクリレートから
成る群から選ばれたエステル４〜30重量％お
よび アクリル酸及びメタクリル酸から成る群よ
り選ばれたエチレン系不飽和モノカルボン酸
0.5〜20重量％ を有するターポリマー20〜80重量％と、 ｂ 単量体成分として、 エチレン75〜99重量％および アクリル酸及びメタクリル酸から成る群よ
り選ばれたエチレン系不飽和モノカルボン酸
１〜25重量％ を有するアイオノマー20〜80重量％とを含有して
成り、該ターポリマー中の共重合体及びの重
量百分率の合計がアイオノマー中の共単量体の
重量百分率より少なくとも８％高く、且つブレン
ド中のカルボン酸の５〜40％が亜鉛イオンにより
中和されている重合体材料の実質的に均質なブレ
ンド。 ２ 該ターポリマーの単量体がアルカン酸ビニ
ルであり、該アルカン酸ビニルが酢酸ビニルであ
る特許請求の範囲第１項記載のブレンド。 ３ 該ターポリマーの単量体がアルキルアクリ
レートであり、アルキル基がイソブチルである特
許請求の範囲第１項記載のブレンド。 ４ 該ブレンド材料の自己支持フイルムが少なく
とも７℃の剥離シール（118〜275g／cm）温度範
囲を示す特許請求の範囲第１項記載のブレンド。 ５ 該ブレンド材料の自己支持フイルムが少なく
とも８℃の引裂シール（引裂きに対して275g／
cm）温度範囲を示す特許請求の範囲第４項記載の
ブレンド。[Scope of Claims] 1a Monomer components: 65-95% by weight of ethylene, vinyl alkanoate in which the alkanoic acid moiety has 1 to 4 carbon atoms, or vinyl alkanoate in which the alkanoic acid moiety has 1 to 4 carbon atoms; and an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid selected from the group consisting of acrylic acid and methacrylic acid.
20-80% by weight of a terpolymer having 0.5-20% by weight; b. 75-99% by weight of ethylene and an ethylenically unsaturated monocarboxylic acid selected from the group consisting of acrylic acid and methacrylic acid 1 as monomer components; 20 to 80% by weight of an ionomer having an ionomer of up to 25% by weight, and the sum of the weight percentages of the comonomer in the terpolymer is at least 8% higher than the weight percentage of the comonomer in the ionomer; and a substantially homogeneous blend of polymeric materials in which 5 to 40% of the carboxylic acids in the blend are neutralized by zinc ions. 2. The blend of claim 1, wherein the monomer of the terpolymer is a vinyl alkanoate, and the vinyl alkanoate is vinyl acetate. 3. The blend of claim 1, wherein the monomer of the terpolymer is an alkyl acrylate and the alkyl group is isobutyl. 4. The blend of claim 1, wherein the self-supporting film of the blend material exhibits a peel seal (118-275 g/cm) temperature range of at least 7°C. 5. The self-supporting film of the blended material has a tear seal of at least 8°C (275 g/tear).
cm) Blend according to claim 4 indicating the temperature range.