JPH09501893A - 自己規制しうるヒートシール性を有する多層フィルム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、一般的には、（１）かなり広い範囲のシール温度を有し、（２）非常に高いヒートシール温度でさえも容易に開くシールを提供する多層包装構造体に関する。もっと具体的には、本発明のフィルムは、ポリエステルのような支持フィルムと、ホモポリマー若しくはコポリマーのインタフェース層、およびヒートシール外層を有する多層構造体であるのが好ましい。

Description

【発明の詳細な説明】 自己規制しうるヒートシール性を有する多層フィルム 技術分野 本発明は、一般的には、１．比較的広いヒートシール温度をもち、および２． 非常に高いヒートシール温度においても容易に封を開くことができるシールを提 供する多層包装用構造体に関する。もっと具体的には、本発明のフィルムは、１ ．ポリエステルのような支持フィルム、２．（オレフィン共重合体を含む）オレ フィンポリマーのような（ホモポリマーまたはコポリマー）オレフィンインタフ ェース層、および３．ヒートシール外層、を有する多層構造体であるのが好適で ある。 背景技術 ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）で被覆されたポリエステルフィルムは公知で あり、ヒートシール可能な包装用フィルムとしてしばしば用いられている。しか し、ハロゲン化フィルムおよび塗膜は次第に環境批判を受けるようになっており 、また、増大しつつある政府の規制下に置かれる様になってきた。 この問題を解決するための方法の１つは、ＰＶＤＣヒートシール塗膜を他のヒ ートシール組成物に取り替えることである。しかしながら、多くのヒートシール 組成物には問題がある。例えば、コポリエステルは、一般的に、比較的狭いヒー トシール範囲を有する。すなわち、１．この範囲以下では包装された製品は漏れ やすかった。および、２．この範囲以上では、包装されたフィルムを開けること が困難であった。 本発明は上記問題点に対する革新的な解決等である。 発明の開示概要 本発明は、 １．ヒートシール層、 ２．非アクリル・インタフェース層、および ３．支持層 を備えた、新規かつ改良された多層フィルムを指向するものである。いったんヒ ートシール温度が加えられると、フィルムの剥離強度はインタフェース層によっ て有効に制限される。従って、フィルムは広い範囲のヒートシールの応用に用い ることができ、そして得られたヒートシールは製品を保護するのに有効であるが 、しかし消費者が包みを開けようとしたときに開けることができないほど強くは ない。 発明を実施するための最良の形態支持層 支持層は、インタフェース層およびヒートシール層を、これら２層の意図され た機能を妨げることなく担持できればいかなる材料でもよい。好ましい支持層は ポリエステルを含んでいるものであり、更に好ましくは二軸延伸のポリ（エチレ ンテレフタレート）（延伸ＰＥＴ）を含んでいるものである。 本発明の有用なポリエステルフィルムは種々の熱可塑性ポリエステル樹脂から 製造することができる。熱可塑性ポリエステル樹脂としては例えば、 １．ポリエチレンテレフタレート ２．ポリテトラメチレンテレフタレート ３．ポリエチレン ２，６−ナフタレート ４．ポリ−１，４−シクロヘキシレンテレフタル酸ジメチル ５．および同様のもの が挙げられる。ポリエステル共重合体もまた用いてもよく、例えば、 １．ポリエチレンテレフタレート／イソフタレート ２．ポリエチレンテレフタレート／アジペート ３．ポリエチレンテレフタレート／セバケート ４．ポリエチレンテレフタレート／スルホイソフタレート ５．ポリエチレンテレフタレート／アゼレート ６．および同様のもの が挙げられる。二軸延伸ポリエチレンテレフタレートのホモポリエステルが好ま しい。 本発明のポリエステルフィルムはキャストフィルム法またはインフレートフィ ルム法のような押し出し法によって製造される。キャストフィルム法では、まず ポリエステル樹脂を溶融状態になるまで加熱し、ついで非晶質のシートの形成で 広いスロットダイを通して押し出す。シート状の押し出し物を急速に冷却して、 「急冷」して、良く磨かれた回転式のキャステイングドラムのまわりに部分的に 接触させながら走行させることによってポリエステルのキャストシートを形成す る。 あるいはまた、押し出し物を慣例のインフレートフィルム法で吹き込み成形す ることができる。しかしながら、方法の如何を問わず、ポリエステルシートを約 ８０℃から１６０℃、好ましくは約９０℃から１００℃の範囲の温度で加熱しな がら、フィルム走行の方向（縦方向）および／または縦方向に対して垂直な方向 （横方向）に一軸延伸または二軸延伸（好ましくは二軸延伸）することが好まし い。延伸の程度はもとのキャストシートの単位寸法の３．０倍から５．０倍の範 囲とすることができ、更にはもとのキャストシートの寸法の３．２倍から４．２ 倍であることが好ましい。インタフェース層 インタフェース層はオレフィンホモポリマー組成物またはオレフィンコポリマ ー組成物から導出することが好ましい。そのような好ましい組成物には酸共重合 体（特にエチレン／アクリル酸とエチレン／メタクリル酸、および全体的にまた は部分的にナトリウムまたは亜鉛のような陰イオンで中和された酸共重合体 （「アイオノマー」とも言われる））、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状 低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）のポ リビニルエステルおよびポリビニルエステルのカルボン酸誘導体が含まれる。最 も好ましいポリビニルエステルは、エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）、ポリ ビニルアセテート（ＰＶＡ）およびそれらの共重合体である。 適したＥＶＡポリマーは、ＥＶＡ含有量が約５〜５０重量％の範囲のＥＶＡを 含むものである。酢酸ビニルの含有量が増えると、透明性が改良され、低温柔軟 性、耐応力亀裂性および衝撃強さの全てが一般的に増大するが、他方ではそれに 伴ってバリヤー特性だけでなく軟化温度およびシール温度が一般的に減少する。 約５０重量％以上の酢酸ビニルが混入されると、その材料は一般には完全に非晶 質である。 本発明のＥＶＡは柔軟性、（低温でさえも）強靭性、接着性および耐応力亀裂 性があるために有効である。本発明によれば、このような同様の特質を有する他 の組成物は、特定の最終用途次第で適切なものとなりうる。 ＥＶＡはエチレンと酢酸ビニルとを共重合させることによって得られる。（過 酸化物または過酸エステルのいずれかによって開始される）このラジカル重合は 慣例の撹拌式オートクレーブまたは高圧チューブラー反応器の中で、非常にしば しば行われる。 アセテートの側鎖はＥＶＡ樹脂に対して極性を与える。極性が増加すると、粘 着性も一般的に増加し、同様に、種々の支持体ないし下地の接着性および通常の 溶媒に対する溶解性が増大する。ＥＶＡの分子量が大きくなればなるほど、溶融 粘度、ヒートシールの強度、強靭性、柔軟性、耐応力亀裂性および熱間粘着性が 増大する。本発明のＥＶＡのメルトインデックスは約２ｄｇ／分から５００ｄｇ ／分の範囲であることが好ましい。分子量は、重合中のプロピレンまたはイソブ チレンのような連鎖移動剤の添加によって調整できる。 アセトキシ結合は破壊されやすく、および酢酸は約４５０゜Ｆ（２３２℃）以 上の温度で形成されるので、本発明のＥＶＡは比較的低温で処理される必要があ る。支持層＋インタフェース層 インタフェース層は慣例の塗布技術によって支持層に設けられることが好まし い。ポリエステルフィルム表面に塗布する前に、最終生成物から要求される特別 な応用および性能に依存して慣例の方法でそのフィルムを表面処理してもよい。 電気コロナ放電は、フィルム表面の品質を高めるために、特に粘着性および印 刷性を高めるためにポリエステルフィルム上に普通に施される慣例の表面処理で ある。電気コロナ放電法および電気コロナ放電装置については米国特許第３，０ ５７，７９２号および同第４，２３９，９７３号に記載されている。 一軸延伸フィルムに対しては、コロナ放電処理およびその後に続く塗布がイン ラインの製造工程中の引っ張り延伸の前または後に行われるのがよい。もしコロ ナ処理と塗布が引っ張り延伸の前に行われるときは、塗布溶媒を駆動させるため 、引っ張り延伸する前にフィルムを加熱することが必要である。 いかなる周知の塗布技術を用いてもインタフェース層でポリエステルシートを 塗布することができる。例えば、ロール塗布、スプレイ塗布、グラビア塗布、ス ロット塗布または押し出し塗布でフィルムに塗布してもよく、好ましくはグラビ ア塗布またはロール塗布がよい。次の予熱、延伸、およびヒートセットエ程の間 にフィルムに加えられた熱は、一般に塗布溶媒を蒸発させるのに充分である。 ついで、塗布済みの延伸フィルムにフィルムを結晶化するのに必要な時間だけ 熱処理を施してもよい。結晶化することにより、ポリエステルフィルムの寸法安 定性が増し、かつ引っ張り特性が良くなる。延伸ポリエチレンテレフタレートフ ィルムは１９０℃から２４０℃の範囲の温度で、好ましくは２１５℃から２３５ ℃の範囲の温度でヒートセットすることができる。ついで、塗布済みの結晶化さ れた延伸ポリエステルフィルムは通常はロールに巻きとられる。 このオンラインプロセスの替わりに、（フィルムの製造が完了した後に）オフ ラインでフィルムに塗布することができる。オフライン操作は、中間フィルムを 入手後特定の顧客のために処理する加工業者のように副次的な設備で行うことが できる。 ２層は同時押し出しすることもできる。好ましい同時押し出し法には、チュー ブラインフレートフィルムプロセスおよびフラットダイ、チルロールキャステイ ングプロセスが含まれる。このような両プロセスは双方とも周知の、慣例の同時 押し出し法である。ヒートシール塗膜 好ましいヒートシール塗布はコポリエステルである。本発明の好ましいコポリ エステル成分は少なくとも以下に示す成分から導かれるものである。すなわち、 （Ｉ）約１０〜６０モル％のテレフタール酸（以下、モノマーＡと言う） （II）約１０〜６０モル％のエチレングリコール（以下、モノマーＢと言う） および （III）約５〜６０モル％の、第二二酸(secondary di-acid)（以下、モノマー Ｃと言う）および／または第二ジオール(secondary diol)（以下、モノマーＤと 言う）を有する第３のモノマー、である。 ここで、 １．最終的なコポリエステル組成物の極限粘度は約０．５〜１．０の範囲であ ることが好ましく、更には０．５８〜０．８の範囲であることが好ましい。 ２．最終的な組成物のガラス転移温度は約１００℃未満であることが好ましく 、更には約８０℃未満であることが好ましく、最も好ましいのは約７５℃未満で ある。 例えばモノマーＣの具体例には以下のものが含まれる。 １．琥珀酸 ２．アジピン酸 ３．アゼライン酸 ４．セバシン酸 ５．１，１０−デカンジカルボン酸 ６．フタル酸 ７．イソフタル酸 ８．ドデカンジオイック酸(dodecandioic acid) ９．メトキシポリアルキレングリコール １０．ネオペンチルグリコール １１．プロピレングリコール １２．１，４−ブタンジオール １３．トリメチレングリコール １４．プロピレングリコール １５．テトラメチレングリコール １６．ヘキサメチレングリコール １７．ジエチレングリコール １８．および同様のもの このようなコモノマーはアゼライン酸およびイソフタール酸を含むことが好まし い。支持層＋インタフェース＋ヒートシール層 ヒートシール層は、インタフェース層を支持層に被着するための塗布方法と同 様の溶液塗布方法でインタフェース層に被着することが好ましい。このような溶 液塗布方法は周知であり、いかなる慣例の方法も用いることができる。 実施例１ 支持層：０．５ミル厚の二軸延伸ポリエチレンテレフタレート（以下、支持層と 言う） １．インタフェース層 ：モートンインターナショナル社(Morton Internat ional）から商標「ADCOTEX 17」)の下で販売されているＥＶＡポリマー（以下、 「インタフェース材料１」と言う）、および ２．商標「PROXMELT E4020」の下で販売されている、ピアース アンドスチ ーブン社(Pierce & Stevens)によって供給されるＥＶＡ（以下、「インタフェー ス材料２」と言う） ヒートシール層： １．約４５モル％のアゼライン酸と約５５モル％のテレフタール酸とを含む 二酸組成物を有するエチレングリコールの重合物であると考えられている、モー トンインターナショナル社製の「49002Ｐ」（商標）（以下、「コポリエステル Ａ」と言う）、および、 ２．約４５モル％のイソフタール酸と約５５モル％のテレフタール酸とを含 む二酸組成物を有するエチレングリコールの重合物であると考えられている、シ ェル化学社製の「VITEL1200」（商標）（以下、「コポリエステルＢ」と言う） 、 対照フィルム：コポリエステルＡとコポリエステルＢとを重量比５０／５０の割 合で混合したものを支持層１平方メートル当たり約０．５ｇのコポリエステルの 量で支持層の上に溶液塗布した。 試料１：支持層１平方メートル当たり約０．４ｇのインタフェース材料１の量で 、支持層にインタフェース材料を溶液塗布した。その後、コポリエステルが１平 方メートル当たり０．８の量で、対照フィルムに用いられるコポリエステル材料 でインタフェース塗膜を溶液塗布した。 試料２：試料２は、インタフェース材料１の代わりにインタフェース材料２を約 ０．５ｇ（支持層１平方メートル当たり）使い、コポリエステルの仕上塗膜が１ 平方メートル当たり約０．６ｇとなるように塗布された以外は試料１と実質上同 様であった。 各試料におけるそれぞれの層の目標とした塗布重量は０．５ｇ／ｍ²であった 。 装置 塗布装置は１２インチ幅のフィードロール、塗布ロール、および約１０４℃ （２２０°Ｆ）の乾燥塔（向流風乾）を使用した。インタフェース塗布溶液は温 度５０℃で重量％比２３／７７のテトラヒドロフラン／トルエンの溶液中に約７ ．５から約１５重量％の固体を有していた。コポリエステル塗布溶液は、約５０ ℃で約１．５重量％の充填剤、ワックス、安定剤などを含んでいるテトラヒドロ フラン溶液中に約１０重量％から約２０重量％の固体を含んでいた。１１インチ 幅のＰＥＴフィルムを１分間に約５０フィートの速度で塗布用浴(coatingbath） に通して乾燥中の滞留時間は約０．２分間であった。 結果： 多層フィルムのそれぞれは約１００〜２００℃の温度範囲で（塗膜側と塗膜側 を）ヒートシールした。各フィルムに対して３種類のシールされた試料について 再現性チェックとして各状態で試験した。以下にその平均の結果を示す。 典型的な用途のために包みをシールするには約５０ｇ／インチ（１９．７ｇ／ ｃｍ）以上の剥離強度で一般的には充分であり、２５０ｇ／インチ 以上の剥離 強度を有するシールは通常の消費者が引き離すのはかなり困難である。試料１お よび試料２は広いシール温度範囲で優れたヒートシールの性能を示した。対照 フィルムのシール強度値はヒートシール温度の強い関数(function)であり、シー ル強度はより高い温度の範囲にわたっては所望の強度より強かった。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９５年７月１７日 【補正内容】 （原文明細書第１頁） 明 細 書 自己規制しうるヒートシール性を有する多層フィルム 技術分野 本発明は、一般的には、１．比較的広いヒートシール温度をもち、および２． 非常に高いヒートシール温度においても容易に封を開くことができるシールを提 供する多層包装用構造体に関する。もっと具体的には、本発明のフィルムは、１ ．ポリエステルのような支持フィルム、２．（オレフィン共重合体を含む）オレ フィンポリマーのような（ホモポリマーまたはコポリマー）オレフィンインタフ ェース層、および３．ヒートシール外層、を有する多層構造体であるのが好適で ある。 背景技術 ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）で被覆されたポリエステルフィルムは公知で あり、ヒートシール可能な包装用フィルムとしてしばしば用いられている。しか し、ハロゲン化フィルムおよび塗膜は次第に環境批判を受けるようになっており 、また、増大しつつある政府の規制下に置かれる様になってきた。 この問題を解決するための方法の１つは、ＰＶＤＣヒートシール塗膜を他のヒ ートシール組成物に取り替えることである。しかしながら、多くのヒートシール 組成物には問題がある。例えば、コポリエステルは、一般的に、比較的狭いヒー トシール範囲を有する。すなわち、１．この範囲以下では包装された製品は漏れ やすかった。および、２．この範囲以上では、包装されたフィルムを開けること が困難であった。 本発明は上記問題点に対する革新的な解決等である。 米国特許第４，５２１，４６７号は、本発明に対し、超音波シール可能で可剥 性のシールを指向し、および複雑な包装デザインを教示する。この引例は、ヒー トシール境界面に沿って破断点を必要とする複雑な包装デザインを教示する。こ れら破断点は包装製品を引き剥がして開けるための出発点と終着点を与えるもの である。インタフェース層はヒートシール層の融点以上の融点をもち、かつ一般 的に、この引例において教示されるインタフェース層はシール動作中は溶融しな い。 ＥＰＯ出願第85 305 074.8号は、柔軟性のある多層包装フィルムおよびこのよ うなフィルムから作られた包装を指向する。この引例は本発明にとって重要であ る、革新的なコポリエステルヒートシール材料を教示せず、しかも本発明の重要 な延伸ポリエステル支持層の材料についても教示していない。この引例は慣例の ヒートシール処理を指向しているが、比較的短い滞留時間で非常に高いヒートシ ール温度に対して適合できる本発明の包装構造については認識してない。 発明の開示概要 本発明は、 １．ヒートシール層、 ２．インタフェース層、および ３．支持層 を備えた、新規かつ改良された多層フィルムを指向するものである。 請求の範囲 １．ａ）ポリエチレンテレフタレートコポリエステルを含むヒートシール層であ って、０．５から１．０の範囲における極限粘度を有し、および１００℃未満の ガラス転移温度を有するヒートシール層と、 ｂ）エチレン酢酸ビニル、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、中和 されたまたは中和されていないエチレン／アクリル酸コポリマー、中和されたま たは中和されていないエチレン／メタクリルコポリマーまたはポリビニルアセテ ートを含むインタフェース層と、 ｃ）延伸ポリエチレンテレフタレート支持層と を備え、前記インタフェース層により前記支持層を前記ヒートシール層に接着し たことを特徴とする多層フィルム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．ａ）ヒートシール層、 ｂ）オレフィンポリマーまたはコポリマーのインタフェース層、および ｃ）支持層 を備え、 (i)インタフェース層と (ii)支持層またはヒートシール層 との間の結合強度は互いにヒートシールされた２つのヒートシール層の 間の結合強度より強いことを特徴とする多層フィルム。 ２．前記フィルムをヒートシール温度以上で加熱する際に、得られたフィルム全 体のヒートシールが広いヒートシール温度範囲にわたって２５０ｇ／インチ未満 の剥離強度を示すことを特徴とする請求項１に記載の多層フィルム。 ３．前記支持層が延伸ポリエチレンテレフタレートを含むことを特徴とする請求 項２に記載の多層フィルム。 ４．前記インタフェース層がビニルエステルまたはビニルエステルから誘導され る酸から得られたことを特徴とする請求項３に記載の多層フィルム。 ５．前記インタフェース層がエチレン酢酸ビニルを含むことを特徴とする請求項 ３に記載の多層フィルム。 ６．前記ヒートシール層がテレフタール酸とエチレングリコールおよびテレフタ ール酸とエチレングリコール以外の１または２以上の二酸またはジオールから得 られることを特徴とする請求項４に記載の多層フィルム。 ７．前記ヒートシール層がポリエステルまたはコポリエステルの混合物であるこ とを特徴とする請求項４に記載の多層フィルム。