JPH03262641A - 延伸可能なプライマーを有するヒートシール可能な包装用フィルム - 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】 本発明は配向多層フィルム構造物に関し、より詳細には
、本発明は、すぐれた透明性を与え、ヒートシール可能
な上塗り塗料と基質との付着を改善するだけでなく上塗
りフィルムのヒートシール強度をも高めるプライマー組
成物で被覆された配向フィルム、たとえばポリプロピレ
ンフィルムに関する。

配向熱可塑性フィルムたとえばポリプロピレンフィルム
用のヒートシール可能な塗料としてアクリル酸ポリマー
および塩化ビニリデンポリマー（該用語は塩化ビニリデ
ンコポリマーおよびポリ塩化ビニリゾ〉′を含む）が用
いられている７黙可塑性フイルム基質をこれらのヒート
シール可能な塗料で被覆する場合には、塗料層とフィル
ム基質との付着が十分であることを確約ることが特に重
要である。多くの包装作業においては、堅く密閉したパ
ッケージを形成させるように、被覆フィルムをそれ自体
または他のフィルムと密封状態に保つことが必要である
。基質フィルムに対する塗料の付着が不十分であると、
応力を受けた場合にパッケージが尚早に開くことがある
。

一般に、アクリル酸ポリマー塗料および塩化ビニリデン
ポリマー塗料はポリプロピレンフィルム表面がコロナ放
電、火炎または酸化薬品による処理のような前処理操作
を受けた場合でさえも、該フィルム表面には十分に付着
しない、従って、ヒートシール可能な上塗り塗料を適用
する前にポリプロピレン基質フィルムの表面に薄い中間
のプライマー層を適用するのが必要であることが知られ
ているう 先行技術に開示されているアクリル酸ポリマー塗料およ
び塩化ビニリデンポリマー塗料に用いられる典型的なプ
ライマーにはアクリル酸ポリマー塗料用ポリエチレンイ
ミン水溶液および塩化ビニリデンポリマー塗料用エポキ
シ樹脂水性分散液がある。エポキシプライマーは高価で
製造しにくいだけでなく、−旦つくるとその保存寿命は
極めて限られる。他方、ポリエチレンイミンプライマー
はその前駆物質のエチレンイミンが公知の発がん物質で
あるために入手し難くなっている。その上、ポリエチレ
ンイミンは変色する傾向があり、フィルムの外観に影響
を与える。さらに、すべての熟硬化性アライマーは、そ
の適用が、最終的に配向されているフィルムに限られる
が、これはプライマーの硬化がフィルムの著しい延伸を
不可能にするからである。

従って、本発明は、基質層の配向前、縦方向の配向と横
方向の配向との間、または二軸配向後に適用できるよう
に適用時に大きなたわみ性を付与するプライマー塗料を
提供しようとするものである。本発明は、またすぐれた
透明性を有し、ヒートシール可能な上塗り塗料とフィル
ム表面との付着を改善し、かつ被覆フィルムのヒートシ
ール強度を高めるプライマーを提供しようとするもので
ある。

本発明によれば、 （ａ）ポリオレフィンフィルムよりなる基質層、（ｂ）
基質層の少なくとも１つの表面を被覆し、０°ないし５
０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するプライマー塗料
、 （ｃ）少なくとも１つのプライマー被覆面に適用される
ヒートシール可能なアクリル酸ポリマー塗料または塩化
ビニリデンポリマー塗料よりなる配向、好ましくは二軸
配向されたヒートシール可能な多層フィルム構造物が提
供される。

本発明は、また本明細書に定められるような多層フィル
ム構造物の調製法よりなり、該方法が、ポリオレフィン
フィルムよりなる基質層を備え、該基質層を縦方向に配
向させ、基質層の少なくとも１つの表面にプライマー塗
料を適用し、該プライマーは０°ないし５０℃の流動転
移点（Ｔｇ）を有し、さらにフィルム構造物を横方向に
配向させることを含むような多層フィルム構造物の調製
法をも提供する。

本発明は、さらに二軸配向されたヒートシール可能な多
層フィルム構造物中にプライマーとして０°ないし５０
℃のＴｇを有する熟可塑性コポリマーの使用をも提供す
る。

該フィル１１は、フィルム基質へのヒートシール可能な
上塗り塗料のすぐれた付着力のみならずすぐれたヒート
シール強度を含む優秀な性状を示す。

本発明の多層フィルム構造物の基質層の製造に用いるた
めに考えられるポリオレフィン類にはポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブテンおよびそれらのコポリマーま
たは混合物がある。特に好ましいのは少なくと６８０Ｊ
ｉ量％のイソタクチックポリプロピレンを含むイソタク
チックポリプロピレンである。これらのポリプロピレン
は４４６″Ｆで１ないし２５ｇ／１０分、好ましくは２
ないし８ｇ／１０分のメルトフローインデックスを有す
ることができる。該物質の結晶融点は３２１ないし３２
６″Ｆである。

該平均分子量は２５，０００ないしｉｏｏ、ｏｏｏであ
る。比重は０９０ないし０．９１である。

エチレンのホモポリマー、コポリマー（ターポリマーを
含む）またはこれらの混合物よりなる任意の層を基質層
（ａ）の少なくとも１つの表面とプライマー被覆（ｂ）
との間に介在させることができる。

本発明での使用が考えられるコポリマーは好ましくは生
成コポリマー中に０５ないし１０重量％のエチレンを含
むエチレンとプロピレンのランダムコポリマーが適当で
ある。

本発明での使用が考えられるターポリマーは低立体規則
性のポリマーが適当である。該ターポリマーは４４６丁
で２ないし１０グラム／１０分、好ましくは４ないし６
グラム／１０分のメルトフローインデックスを有するこ
とができる。結晶融点は２５０丁未満ないし２７１’Ｆ
　を若干上回る温度である。該ターポリマーは多量のプ
ロピレンを含み、がっエチレンおよび１−ブテンのよう
なコモノマー類が相対的に略０．３・１ないしｌ：１モ
ル％が存在することかできる。

好ましい基質層は融点が３２１’ｌ’ないし３３６″Ｆ
Ｑホモポリプロピレンである。この種の市販物質はＦ　
Ｉ　ＮＡ　Ｗ８２８である。任意の層として、好ましい
ターポリマー類、たとえばエチレン−プロピレン−ブテ
ンターボリフ−類は、それぞれ２６６’Ｆおよび２５５
°Ｆの融点を有している。該物質はＣｈｉｓｓ。

ＸＦ７５００およびＣｈｉｓｓｏ　Ｘ　Ｆ　７７００と
して市販されている。これらのターポリマー類はエチレ
ンを１ないし７重量％、１−ブテンを１ないし７重量％
含んでいる。

本発明の多層構造物を調製する場合には、基質層と任意
の層とを、任意の層が両層の全体の厚さの２ないし２５
％になるように同時押出する。ある目的の場合には、第
２の層を、ポリプロピレンコア層両面に、両層が三層の
総厚さの４ないし５０％になるように（適用する〉こと
ができる。同時押出フィルムを調製する場合に、ある量
のスクラップ押出物を基質ホモポリマーポリプロピレン
または他のポリオレフィン中に戻すのが有利かつ便利で
あることが判明している。このように、ホモポリマーボ
リプロピレシまたは他のポリオレフィンはその中にＯな
いし３０％の再生材料を混ぜ合わせることができる。

ヒートシール可能な層、たとえば塩化ビニリデンポリマ
ーのヒートシール可能な層は、ポリオレフィンフィルム
表面が周知の前処理操作、たとえばコロナ放電、火炎ま
たは酸化薬剤による処理を受けた場合であっても、ポリ
オレフィンフィルム表面、特にポリプロピレンフィルム
表面に十分には付着しない。同様のことは、本発明で意
図するヒートシール可能な層を基質層表面に付着させる
場合にも真実であることが判明した。しかし、基質層と
ヒートシール可能な上塗り塗料の間にプライマー塗料を
使用すると予測できないほど高水準の付着力の得られる
ことが見出された。その上、本発明のプライマーは透明
性にすぐれ、上塗り塗料のヒートシール強さを向上させ
る。

本発明のプライマー組成物はそのガラス転移温度（Ｔｇ
）を特徴とすることができる。

プライマーのＴｇは０°ないし５０゛Ｃ１好ましくは１
０°ないし４０℃、さらに好ましくは１５°なす）シ３
０℃にすべきであることが判明した。塗料を十分に付着
させるけれとも、低過ぎるＴｇは粘着しやすくなり、プ
ロ・ソキングを生じる。高すぎるＴｇは付着が低下し、
プライマーがもろくなる。

プライマーは実質的に、たとえばアクリル、スチレン−
アクリル、またはビニルアクリルコポリマーのインター
ポリマーよりなる樹脂である。

該インターポリマーは（ｉ）少なくとも１つの高Ｔｇモ
ノマー、（ｉｉ）少なくとも１つの低Ｔｇモノマー；お
よび、任意に、少量の極性の官能性モノマー、たとえば
カルボン酸基および／または水酸基含有モノマーのコポ
リマーである。高Ｔｇモノマーと低Ｔｇモノマーは一体
となって好ましい中間的なＴｇの化合物を生じる。

ポリマーのガラス転移温度（Ｔ　ｇ）は次式によって計
算することができる。

１　　　　　　　　Ｗ、　　　　　　Ｗ２　　　　　　
　Ｗｎ式中、Ｗｌ−モノマー１の重量分率 Ｗ２＝モノマー２の重量分率 モノマー。まで Ｗ　ｎ　＝モノマー。の重量分率 Ｔｇ（Ｋ）モ／７□＝ホモポリマー〇の理論的Ｔ　ｇ（
’Ｃ）　＋　２７３℃ 本明細書でいう「高Ｔｇモノマー」とはＴｇが０℃を上
回り、好ましくは５０℃を上回り、インターポリマー中
にあって、そのＴｇ値を高めようとするモノマーを意味
し；本明細書でいう「低ＴｇモノマーＪとはＴｇが５０
℃を下回り、好ましくは０℃を下回り、インターポリマ
ー中にあって、そのＴｇ値を下げようとするモノマーを
意味する。

使用することができる高Ｔｇモノマーの例にはスチレン
（Ｔｇ＝３７３６Ｋ）、エチルメタクリレート、メチル
メタクリレート、アクリロニトリル等がある。

使用することができる低Ｔｇモノマーの例には、たとえ
ば、メチルアクリレート、エチルアクリレート（Ｔｇ＝
２５１°Ｋ）またはブチルアクリレート類のような低級
アルキルアクリレート類がある。

使用することができるカルボン酸基を含む七ツマ−の例
には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル
酸、イタコン酸、クロトン・酸またはそれらの混合物が
ある。水酸基を含有するモノマーの例にはヒドロキシル
エチルアクリレート、ヒドロキシルエチルメタクリレー
ト、ヒドロキシルプロピルアクリレート、ヒドロキシル
プロピルメタクリレートまたはそれらの混合物がある。

インターポリマーは、０ないし１０重量％、好ましくは
１ないし５重量％のα、β不飽和カルボン酸またはその
混合物、および９０ないし１００重量％、好ましくは９
５ないし９５重量％のＴ８が約Ｏ°ないし約５０°のポ
リマーを１威するような割合て混合される高Ｔｇモノマ
ーと低Ｔｇモノマーの総合体を含むことができる。

一般に、本発明の実施に用いられる未被覆基質フィルム
は厚さが通常０．２ミルから最高５ミル、好ましくは０
．５ないし１．５ミルである。

本発明のプライマーは配向操作前またはその間に適用す
ることができる熱可塑性プライマーである。

プライマーは水性エマルションとしてフィルムに適用す
るのが好ましい。プライマーはインラインで、フィルム
製造中３工程中の１つの工程、すなわちフィルム配合前
、ＭＤ配向操作とＴＤ配向操作との間、または配向後に
適用することができる。ＭＤ配向とＴＤ配合との間の適
用が好ましい。

プライマー塗料は任意の通常の方法でフィルムに適用す
ることができる。たとえば、プライマー塗装はローラー
塗装、スプレー塗装、または浸漬塗装によって行うこと
ができる。好ましくは、該塗料はポリプロピレンのよう
な熱可塑性フィルムの単一層または同時押出層を押出し
て固化させ、さらにその後ＭＤに配向させるグラビアロ
ール塗装法によって適用される。プライマー塗料組成物
は、その後、すでにＭＤに配向された基質ポリプロピレ
ンフィルム上にロール塗装することができる。被覆フィ
ルムは、次に、たとえばテンター装置を用いてＴＤに配
向させる。また、−軸延伸したフィルムを技術的に公知
のように塗装前にコロナ放電装置にかけることができる
。

プライマー塗料は水溶液として、１ないし４０重景％、
好ましくはうないし２００重量部の固形分濃度で基質フ
ィルムに適用するのが好ましい６望ましい固形量は、フ
ィルム表面１０００平方インチ当り０．０１ないし１グ
ラムという最終乾燥塗膜量を得るような水準である。塗
膜量範囲が約０．０５ないし０．５グラム／１０００平
方インチであるのが好ましい、プライマー被覆フィルム
は次に熱風オーブンに通して水分または溶剤を完全に除
去することができる。

プライマー塗料組成物は主成分のほかに、塗料中に不溶
の粉砕固形物である酸化防止剤、染料、顔料、潤滑剤、
粘着防止剤および／またはスリップ剤、たとえばデン粉
、タルク、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、シリカ、酸化チ
タン、四三酸化第二鉄、ケイ酸塩類、アルミン酸塩類お
よびケイ酸アルミニウム類を含むことができる。

アライノ−被覆フィルム上にヒートシール可能な層が存
在する。ヒートシール可能な層の組成は本発明の実施に
重要なものではない。ヒートシール可能な層はアクリル
酸ポリマーまたは塩化ビニリゾ〉ポリマーであることが
できる。

ヒートシール可能な層は、たとえば米国特許第３．７５
３，７６９号に開示されているターポリマー組成物中の
いずれかより得ることができる。これらの塗料組成物は
フィルム形成成分として、実質的に、（ａ）２ないし１
５重量部、好ましくは２．５ないし６重量部のアクリル
酸、メタクリル酸、およびそれらの混合物よりなる群が
ら選ばれるα、β−モノエチレン性不飽和カルボン酸、
および（ｂ）約８５ないし約９８重量部、好ましくは約
９４ないし約９７．５重量部の中性モノマーエステル類
で、該中性モノマーエステル類はり１）メチルアクリレ
ートまたはエチルアクリレートおよび（２）メチルメタ
クリレートよりなるのが望ましい中性モノマーエステル
類であるインターポリマーよりなる樹脂を含んでいる。

該インターポリマー組成物は、さらに、好ましくは、前
記アルキルアクリレートがメチルアクリレートである場
合とは３０ないし５５重量パーセントのメチルメタクリ
レートを、および前記アルキルアクリレートがエチルア
クリレートである堝きには５２．５ないし６９重量％の
メチルメタクリレートを含むことを特徴とする。該塗料
組成物は、アンモニア性溶液の形を含む種々の方法で本
明細書に記載するフィルムに適用することができる。

同様に有用なものは、全く前記中性モノマーエステル類
からのみ調製される共重合体塗料組成物である。該塗料
組成物はエマルションとしてフィルム積層物に適用する
のが有利である。

ヒートシール可能な層は、また、これまでフィルム製造
作業で塗料として用いられた公知がっ通常の塩化ビニリ
デンポリマー組成物中の任意のもの、たとえば米国特許
第４，２１４，０３９号および同第４．４４７，４９４
号に記載されている物質のうちのいずれかのものを基剤
とすることができ、適用するフィルム表面に対する塗料
層の付着を高めるためにプライマー層を前もって適用し
ておく。少なくとも５０％、好ましくは７５ないし９２
％の塩化ビニリデン含量を有する市販の塩化ビニリデン
ポリマーラテックスを使用することができる。塩化ビニ
リデンポリマーは、また塩化ビニリデンと５アクリル酸
およびメタクリル酸のようなα、βエチレン性不飽和酸
類；メチルメタクリレート、エチルアクリレートおよび
ブチルアクリレートのような工ないし１８個の炭素原子
を有する前記酸を含むアルキルエステル類を含有する１
つ以上の他のエチレン性不飽和コモノマーとのコポリマ
ーとして与えることもできる。さらに、アクリロニトリ
ルおよびメタクリロニトリルのようなα、βエチレン性
不飽和ニトリル類ならびにスチレンと、塩化ビニルのコ
モノマーのようなモノビニル芳香族化合物を使用するこ
とができる。考えられる特定の塩化ビニリデンポリマー
ラテックスは８２重量％の塩化ビニリデン、１４重量％
のエチルアクリレートおよび４重量％のアクリル酸より
なる。もしくは、約８０重量％の塩化ビニリデン、約１
７重量％のメチルアクリレートおよび約３重量％のメタ
クリル酸よりなるポリマーラテックスも同様に使用する
ことができる。

下記の実施例は本発明を具体的に説明するものである。

ＸＡ１Ｕ− １８℃のＴｇを有するスチレン−アクリルコポリマー水
性エマルションＡ　ｄｅｏｔｅ　８１　Ｊ　Ｈ６４Ａ（
Ｍｏｒｔｏｎ　Ｔｈ１ｏｋｏｌより入手）を脱イオン水
で固形分１０％に希釈した。この希釈したエマルション
を実験規模のフィルム配向機のＭＤ配向機とＴＤ配向機
との間に置いであるグラビア塗装機にかけた。

ポリプロピレン樹脂（Ｆ　ｉｎｎ　Ｗ−４７２）を２５
０℃の平板押出ダイから押出し、冷却ドラム上に流延さ
せて３０℃で急冷した。厚さ約３５ミルを示したシート
を１４０℃に再加熱して、ＭＤに５倍延伸させ、次いで
表面湿潤性を改善するためにコロナ処理を行った。１−
ＭＤに配向されているフィルムウェブをグラＣアコ−タ
ーに通したときに塗料エマルションの塗装を行った。被
覆ウェブを１６０℃の予熱帯で乾燥し、次に１４５℃で
ＴＤに８倍延伸させ、１６０℃で徐冷した。このプライ
マー被覆二軸配向フィルムの乾燥塗膜重量はフィルム１
ｏｏｏ平方インチ当り略０．１グラムであった。

上記のプライマー被覆フィルムをグラビアフィルムコー
ターにかけ、プライマーの表面に７８％塩化ビニリデン
、１９％メチルアクリレート、および３％メタクリル酸
よりなるポリマー組成を有するＰＶＤＣ水性エマルショ
ン塗料からヒートシール可能な層を適用した。該水性塗
料は、ＰＶＤＣ樹脂１００部当り微粉カルナウバろう５
部および微粉タルク０，５部をも含んでいた。塗料を乾
燥して、フィルム１ｏｏｏ平方インチ当り１．７５グラ
ムの塗布量を得た。

寒幾１１４ 実施例１を繰返したが、ただしプライマー被覆フィルム
には、５４％メチルメタクリレート、４２％メチルアク
リレートおよび４％メタクリル酸よりなるポリマー組成
を有する水性アクリル酸塗料を塗装した。アクリル酸塗
料は、またアクリル酸樹脂１０００部当りカルナウバろ
う５部およびタルク０．５部をも含んでいた。アクリル
酸塗料を乾燥して、フィルム１０００平方インチ当り約
０．６グラムの塗布量を得た。

比較例 下記の対照実験は、本発明の明かな利点を示すために、
前記実施例と同一条件で行った。

Ｌ艷肚Ｌ（ 実施例１と同様の方法でＰＶＤＣ被覆フィルムを調製し
たが、ただしプライマー塗料エマルションを基質フィル
ムに適用しなかった。

比１ｕ４ｚＳユ 実施例２と同様の方法でアクリル酸樹脂被覆フィルムを
調製したが、ただしプライマー塗料エマルションは省略
した。

上記諸試料を、典型的なオーバーラツプ機でフィルムを
シールする条件をシミュレートするように考案したヒー
トシール試験であるＥＤＭヒートシール試験で評価した
０本試験法の詳細については米国特許第４，４９５，０
２７号参照のこと。上記の実施例および比較例のヒート
シール強さを第１表で比較する。

第ユｊ１ ＥＳＭシ・−ル ｐｓｉ、２秒。

保圧（ｇ／ｉｎ）。

８０ ８５ ００ ００ Ｃ １５ １５ ４５ １５ ５５ ７０ ８５ ２５ Ｃ ２５ ３０ ４０ ６０ （ 外４名 〉

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）ポリオレフィンフィルムよりなる基質層、（
   ｂ）基質層の少なくとも１つの表面を被覆し、０゜ない
   し５０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有するプライマー
   塗料、 （ｃ）少なくとも１つのプライマー塗装面に適用される
   ヒートシール可能なアクリル酸ポリマー塗料または塩化
   ビニリデンポリマー塗料、よりなる配向したヒートシー
   ル可能な多層フィルム構造物。 ２、基質層（ａ）がポリプロピレンよりなる請求項１記
   載のフィルム構造物。 ３、エチレンのホモポリマー、コポリマー（ターポリマ
   ーを含む）またはそれらの混合物をからなる層が基質層
   （ａ）の少なくとも１つの表面とプライマー塗膜（ｂ）
   との間に介在する請求項１または請求項２記載のフィル
   ム構造物。 ４、エチレンコポリマーがエチレンとプロピレンとのラ
   ンダムコポリマーである請求項３記載のフィルム構造物
   。 ５、介在層または各介在層が基質層（ａ）と同時押出さ
   れる請求項３または請求項４記載のフィルム構造物。 ６、プライマーが熱可塑性ポリマーからなる前記請求項
   のいずれか１つの項に記載のフィルム構造物。 ７、プライマーが（ｉ）少なくとも１つの高Ｔｇモノマ
   ーと（ｉｉ）少なくとも１つの低Ｔｇモノマーと任意に
   、（ｉｉｉ）少量の極性官能性モノマーとのコポリマー
   であるインターポリマーからなる前記請求項のいずれか
   １つの項に記載のフィルム構造物。 ８、高Ｔｇモノマーがスチレン、メチルメタクリレート
   、エチルメタクリレートまたはアクリロニトリルである
   請求項７記載のフィルム構造物。 ９、低Ｔｇモノマーが少なくとも１つのアルキルアクリ
   レートよりなる請求項７または請求項８記載のフィルム
   構造物。 １０、アルキルアクリレートがメチルアクリレート、エ
   チルアクリレートまたはブチルアクリレートのうちの少
   なくとも１つよりなる請求項９記載のフィルム構造物。 １１、極性官能性モノマーがカルボン酸基および／また
   は水酸素を含む前記請求項のいずれか１つの項に記載の
   フィルム構造物。 １２、プライマーが１０°ないし４０℃のＴｇを有する
   前記請求項のいずれか１つの項に記載のフィルム構造物
   。 １３、プライマーが１５°ないし３０℃のＴｇを有する
   請求項１２記載のフィルム構造物。 １４、プライマーが水性エマルション状をなす前記請求
   項のいずれか１つの項に記載のフィルム構造物。 １５、ポリオレフィンフィルムよりなる基質層を備え、
   基質層を縦方向に配向させ、基質層の少なくとも１つの
   表面にプライマー塗料を適用し、該プライマーは０°な
   いし５０℃のガラス転移温度（Ｔｇ）を有し、さらにそ
   の後、フィルム構造物を横方向に配向させることよりな
   る請求項１記載の多層フィルム構造物の調製方法。 １６、基質層がプライマー塗料の適用に先だって、コロ
   ナ放電処理を受ける請求項１５記載の方法。 １７、二軸配向されたヒートシール可能な多層フィルム
   構造物中にプライマーとして０°ないし５０℃のＴｇを
   有する熱可塑性コポリマーの使用。