JPS623949A - 酸素障壁配向フイルム - Google Patents

酸素障壁配向フイルム

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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】 発明−の突針一 本発明は包装用の配向した熱ｎ（塑性フィルムに関し、
特に高い酸素障壁特性を有する共押出しされた多層の配
向したフィルムに関する。
発明−へ背型− 熱可塑性フイルム、特にポリオレフィン材料のフィルム
、は時に食品を含む各種の物品の包装に関連して使用さ
れ、これらは環境からの保護、魅力的な外観、及び貯蔵
及び流通サイクルの間の酷葎に討する抵抗性を必要とす
る。又包装後流通段階及び最終の販売の時点で包装され
た製品を検査するために適当な光学的特性が望ましい。
高度の光沢、高度の透明性及び低いくもり（ｈａｚｅ）
特性のような光学的特性は審美的で魅力ある包装材料及
び包装製品に寄与して製品の消費者へのアピールを高め
る。包装フィルムを通しての酸素の透過を減少せしめそ
れによって酸素に敏感な食品の如き製品の腐蝕を防止し
比つ寿命を延ばすために低い気体透過性を与える目的で
各種のポリマー材料が使用されている。
又しばしば、包装フィルムが収縮特性、即ち熱にさらさ
れた時フィルムが収縮するか、又は拘束されている時包
装フィルムに収縮テンションが生ずるような特性、を有
することが望ましい。この特性は製造中にフィルムを配
向せしめることによってフィルムに付与される。典型的
には、製造されたフィルムを長さ方向（マシン方向）、
横方向のい＝４− ずれか、又は両方向に延伸して、引続く加熱の際にフィ
ルムに種々の程度に所定の収縮度を付与−する。このよ
うに延伸した後、フィルムを急速に冷却して得られるフ
ィルムに潜在的収縮性を与える。
収縮フィルムの一つの利点は包装された製品のすきまの
ない、なめらがな外観であり、その結果美しい包装を提
供すると共に包装製品を環境の一便から保護する。各種
の食品及び非食用製品を収縮フィルムで包装することが
でき、又そのように包装されている。
又時には、包装フィルムを配向せし尻、しかる後フィル
ムをその配向温度近傍の温度にすることによってフィル
ムを熱硬化することが望ましい。
これは、収縮性は実質的に小さいが、改良されたモジュ
ラス及び光学的特性を含む配向の利点を保有しているフ
ィルムを作る。
エチレンビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨ）は酸
素障壁材料としで知られており、従来多層包装フィルム
に関連して使用されている。ホルンスタイン（Ｂ　ｏｒ
ｎｓｔｅｉｎ）等に付与された米国特許第４，０６４，
２９６号は加水分解されたエチレン酢酸ビニル（ＨＥＶ
Ａ）とたとえばエチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ
）の外側層との共押出しによって形成したフィルムを開
示している。
又興味あることに、７アレル（Ｆ”　ａｒｒｅｌ　ｌ　
Ｌ？’に付与された米国特許第４，４６３，４４３号が
、リン酸二水素ナトリウム及び塩化カルシウムのような
乾燥剤又は脱水剤を含むＥ　Ｖ　Ｏ１１の多層ポリマー
捕造中での使用をホしている。ＥＶ　ＯＨは良好な障壁
材料であるが、水分に敏感であり、相Ｎ湿度が高いとそ
の障壁特性が大きく損なわれる。
又興味あることに、ニューサム（Ｎ　ｅｗｓｏｕａｅ　
）に付与された米国特許第４，４５７，９６０号はＩ・
；＼／　（’）Ｆｌ及びＦ二Ｖ　ＯＨブレンドの多Ｎフ
ィルム中での使用を開示している。このフィルムは収縮
性フィルムとして作られ、そして溶融押出しすることが
できる。
又興味あるのはオーヤ（Ｏｈｙａ）等に付与された米国
特許第４，４９５．２４９号であり、これはエチレン及
び酢酸ビニルのけん化コポリマーの中心層と、エチレン
及び酢酸ビニルのコポリマーとプロピレン及びエチレン
又は線状低密度ポリエチレンのコポリマーとの混合物か
らなる２つの外側層を有する多層フィルムを開示してい
る。
又興味あるのはローゼンクール（Ｒｏｓｅｎ　ｔｈａ　
Ｉ　）等に付与された米国特許蛤４．，４００．４２８
号であり、これは加水分解されたエチレン酢酸ビニルコ
ポリマーの気体障壁層及び基板フィルムに隣接した層、
及びたとえば変成プロピレン／エチレンコポリマーであ
ってよい熱シール可能な外側層を含む多層構造を有する
少なくとも一つの表面に重ね合わされた二軸配向ポリプ
ロピにン基板フィルム（Ｂ　ＯＰ　Ｐ　）を有する複合
フィルムを開示している。
変成ポリオレフィンの接着促進Ｉ−はα、β−モノ不飽
和ジカルボン酸のグラフＦ単位を含むポリプロピレンを
含むことができる。
スーパー（Ｓｕｐｅｒ）等に付与−された米国特許第４
゜５０１．７９°７号はポリプロピレンの皓一層、無水
物変成ポリプロピレンの第２Ｎ及びエチレンビニルアル
コールの第三層を含む不平衡配向多層７フー イルムを開示している。
本発明の目的は、広い範囲の水分条件にわたって良好な
酸素障壁特性を有する共押出しされた熱可塑性多層フィ
ルムを提供することである。
本発明の今一つの目的は、良好な透明度を有する美的外
観、及びその他の望ましい光学的特性を備えた燕ｔＪ（
塑性多層フィルムを提供することである。
本発明の他の目的は、優れた靭性及び耐摩滅性を有する
薄い熱可塑性多層フィルムを提供することである。
本発明の更に他の目的は、全体で共押出しし注つ配向し
て良好な収縮特性と広い範囲の水分条件にわたる良好な
＃壁材性を備えたフィルムを４えることがでトる共押出
しされた熱可塑性多層フィルムを提供することである。
本発明の更に別の目的は配向されているが実質的に収縮
しない共押出しされた熱可塑性フィルムを提供すること
である。
発−叫、！！Ｌ慨豪− ８一 本発明ハ、エチレンビニルアルコールコポリマーからな
る中心層、接着剤からなる中心層の両側の２つの中間ｍ
、Ａび０％〜１００％のエチレンプロピレンコポリマー
及び１００％〜０％のポリプロピレンのブレンドからな
る中心層とは反対側の中間層の夫々の百にに配置された
２つの外側層からなる共押出しされた熱可塑性多層配向
フィルムに関する。
本発明は又、エチレンビニルアルコールコポリマーの内
側層をエチレンプロピレンコポリマーとポリプロピレン
のブレンドからなる２つの外側層の間で共押出しして多
ｌ−フィルムを形成し、この多層フィルムを延伸してそ
れを配向せしめる１、程を含む共押出しされた熱ｒ＋ｆ
塑性多ＮＪ　フィルムを製造する方法に関する。
定−我。
ｒｒｐｆｉｌ１層１及び同様の用語はここでは両側が他
の層によって囲まれた多層フィルム中の層を定義するた
めに用いられる。
「配向」及び同様の用語はここではラッキング（ｒａｃ
ｋｉＢ）又は吹付はバブル法（ｂｌｏｗｎ　　ｂｕｂｂ
ｌｅ　　ｐｒ。
ｅｅｓ３）の如き方法によって分子が整列されているポ
リマー材料を定義するために用いられる。
ここで用いられる［エチレンビニルアルコールコポリマ
ー１及び同様の用語はけん化された又は加水分解された
エチレン酢酸ビニルコポリマーを含む。
ここで用いられる［ラッキングＩは共押出しされ且つ再
加熱された多層フィルムを張り枠又は吹付はバブル法に
よって延伸するための周知の方法である。
好−よ−レ買態一様−Ｏ説明− 第１図に本発明の共押出しされた多層配向フィルムの好
ましい態様の概略断面が示されている。
フィルム構造はＡ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ａの一般構造を有する
多／１１フィルムであり、ここでＡは外側層であり、Ｂ
は中間接着剤層であり、そしてＣは障壁材料からなる中
心層である。好ましくは中心層１０はエチレンビニルア
ルコールコポリマーである。
中間層１２及び１４は好ましくはカルボン酸もしくは酸
無水物変成ポリオレフィンであり、より好ましくはポリ
プロピレンに基づくカルボン酸無水物変成ポリオレフィ
ンである。外側層１６及び１８は好ましくはエチレンプ
ロピレンコポリマー（ＥＰＣ）及びポリプロピレン（Ｐ
Ｐ）のブレンドである。これらのブレンド層は０〜・１
０１１％のＥｌ）　Ｃと１００〜０％のＰＰを含むこと
ができるが、好ましくはこのブレンド層は約９６〜約８
５％のＥＰＣと約１５〜４％のＰ　Ｐを含み、更に好ま
しくはこのブレンド層は約９２％のＥ　１）　Ｃと約８
％のＰＰを含む。
実施例１ エチレンプロピレンコポリマー（ノルケム（Ｎｏｒｃｈ
ｅｍ）Ｐ　Ｉ”　３３０３　Ｇ　Ｋ　）をポリプロピレ
ン（ハイモント（１−１ｉｍｏｎｔ）Ｐ　ｌ’）　０６
’　４　）とブレンド【７た。ポリプロピレンを約４重
量％のシリカを含む抗ブロツキング剤、約５重量％のア
ミドワックス、及び約１％の潤滑剤と予めブレンドした
。アミドワックス及び潤滑剤は滑剤として当業者に周知
である。
エチレンプロピレンコポリマーは約５　ｍ　量％のエチ
レンを含み、これを約９２重量％Ｅ　Ｉ）　Ｃ及び８重
量％ＰＰのブレンド比でプロピレンとブレンドした。（
ＰＰ形は前述の添加剤を含む。）円形の共押出しダイは
５層の収縮フィルムを製造するために３個の押出し磯で
供給した。一つの押出機はＥＰＣとポリプロピレンのブ
レンドを溶融物として押出しダイに供給して外ＩＪ’ｌ
を形成するために用いられた。今一つの押出し磯は三菱
から入手できるポリプロピレンに基づく無水物変成接着
剤（モデイツク（Ｍｏｄｉｃ）Ｐ　３１０　ＩＩ）を押
出しダイに供給して多Ｎフィルム中の中間層としての接
着剤を提供した。第三の押出し磯は溶融いたＥＶＯＨ（
ＥＶＡＩ、−Ｉ、１０２．ＥＶＡＩ、ＣＡから）を押出
しダイに供給した。この特定のＥｖＯ■］は約３８％の
エチレン含量を有する。この５層のテープの合計の厚さ
は約１４ミル（０，３５１１ＩＩ１１）であった。
押出されたテープを急速に室温まで冷却し、そしてピン
チロールによってつぶした（ｃｏｌ　１ａｐｓｅｄ）。
次いでテープを１０５℃〜１１５℃の範囲の配向１２一 温度に加熱した。当業者に周知のパルプ技法を用いて、
内側空気圧でテープを長さ方向（マシン方向）及び横方
向の両方向に延伸されていない寸法　　　゛の約３．５
倍まで延伸して得られるフィルムに２軸配向を与えるバ
ブルを形成した。次いでフィルムの配向状態を維持する
ためにバブルを冷却空気によって急冷した。最後に、バ
ブルをつぶしそして膨張したフィルムを巻取りロール１
ユに集めた。
配向後、フィルムの全壁厚は約１ミル（０，０２５ＩＩ
ＩＩ１１）であり、構造体の７０％はエチレンプロピレ
ンコポリマーとポリプロピレンのブレンドであり、構造
体の２０％は無水物変成接着剤層であり、そして構造体
の残り１０％は中心障壁層であった。
望ましい程度のフィルムデージ即ち厚さを得るために、
そして包装用途に依存して最終フィルムの望ましい量の
収縮テンション、自由収縮及びその他の収縮特性を制御
するために、延伸の度合を変更できることは当業者に明
らかであろう。好ましい延伸即ちラッキング比はマシン
及び横方向の両方向で約３．０〜４．０である。
本例において、フィルムはｔｔｚ方向で１４．４５０ｐ
ｓｉ及び横方向で１１，９６０ｐｓｉの破損引張り強さ
くＡＳＴＭ　　ｒ’）８８２−８１．７３°Ｆ（２３°
Ｃ）において）を示した。フィルムは長さノｊ向で１４
６．０００、横方向で１５６．００　（１のモジュラＸ
（ＡＳ’ｒＭ　　ｒ）８８２−８１．７３°Ｆ”（２３
℃）において）を示した。
このフィルムは、２００°Ｆ（９３℃）において阪さ方
向で１７％（横方向で２３％）から３００下（１４９℃
）において長さ方向で７２％（ｍ方向で６３％）まテ１
７）範囲の自由収縮（ＡＳ’ｒＭ　　Ｉ’）２７３２−
７０）を示し、又２００″Ｔ；″（９３℃）において長
さ方向で３２２　ｐｓｉ（１ｍＢ方向で５０４　ｐｓｉ
）がら３００ゴ；’（１４９℃）において良さ方向で４
１２ｐｓｉ（横方向で４６２ｐｓｉ）まで変化する収縮
テンション（ＡＳＴＭ　　Ｄ２８３８−８１）を示した
。
このフィルムは又優れた光学的特性、即ち７３下（２３
℃）で２．５％のくもり度（ｈａｚｅＨＡ　Ｓ　’ｒＭ
　　Ｄ１００３−６１）、７３°Ｆ（２３℃）で４７゜
８％の透明度（ｃｌａｒｉｔｙ）（Ａ　Ｓ　Ｔ　Ｍ　　
Ｄ　１７４６−７０）及び７３°Ｆ（２３℃）で８６の
光沢（Ｈｌｏｓｓ）（ＡＳ　Ｔ　Ｍ　　Ｄ　２４５７−
７０　）を示した。
又このフィルムは優れた酸素障壁特性によって特徴づけ
られており、７３°Ｆ（２３°Ｃ）、相対湿度０％にお
いで６．’７ＣＣＳＴＰ／（２４時間、平方メートル、
気圧）の酸素透過（ＡＳＴＭ　　Ｄ３９８５−８１）を
示した。
実施例２ 外側ブレンド層の５重量％のエチレンを含むエチレンプ
ロピレンコポリマーがコスデンデイプロ（Ｃｏｓｄｅｎ
　　Ｄｙｐｒｏ）７６５０であり、エチレンビニルアル
コールコポリマーの中心障壁層が全フィルム構造の約１
５％を構成する以外は上述と同じ方法によって第２の多
層収縮フィルムを製造した。
このＷ％２の実施例の物理的性質は実施例１でのべたも
のと実質的に同じであったが、但し第１のフィルムより
も全自由収縮がいくらか高く、くもり度は稍低（（２，
３％）そして透明度はより良好（７２，３％）であった
。
酸素透過は大幅に改善され、２４時間、平方メ一トル、
１気圧、７３°Ｆ（２３℃）及び相対湿度Ｏ％テ３　、
３　ＣＣＳ　Ｔ　Ｐ　’ｔ’　７）　ツタ。
実施例２における物理的性質の測定方法は実施例１の場
合と同じであった。
本発明のフィルムは熱シール可能な外側層を提供し、そ
してフィルムの配向は靭性を与え月つ酸素透過に対する
抵抗性を改善する。
フィルムの一つの重要な特徴はその薄さである。
多層フィルムの厚さは好ましくは０．５〜４ミル（０，
０１３〜１１．１０ｍｍ）であり、より好ましくは０．
５〜２ミル（０，０１３〜０．０５ａｍ）である。１ミ
ルは１０００分の１インチに等しい。本発明の多層フィ
ルムの配向け２ミル（０，０５ｍｍ）より大きい厚さに
対して困難が増大し、そして４ミル（０，１０Ｉ）より
大きい厚さでは非常に困難であるか又は実用的でないこ
とが分った。
特に配向工程の間に強度を増大させるために本発明の多
層収縮フィルムを任意に照射することができる。照射は
当業者に周知な手段によって行なうことができ、そして
望ましい配向の程度又は多１６一 層フィルムの最終用途に応じて変えることができる。
ＥＰＣとＰＰのブレンド比は所望の特性又は多層フィル
ムの最終用途に従って変えることができる。たとえば、
ブレンド中のポリプロピレンが増加するとフィルムの靭
性が増大するが又フィルムのシール温度が高くなる。反
対に、ブレンド中のＥＰＣが増加すると配向フィルムの
収縮温度が低くなるか、又は同じ温度で収縮が増加する
傾向があり、更にフィルムのシール温度が低下する。好
ましいブレンドは約４〜１５％の１）Ｐと約９６〜８５
％のＥＰＣを含む。
本発明の多Ｎフィルムは一軸又は二軸方向に配向してお
り、そして好ましくは収縮フィルムと１７て使用される
。任意に、この配向フィルムをその配向温度近傍の温度
、即ち配向温度よりいくらか低い温度、配向温度又はそ
れよりいくらが烏い温度、に再加熱することによってフ
ィルムを熱硬化することがでトる。この追加の加工段階
は配向フィルムの多くの好ましい物理的性質、たとえば
高いモジュラス及び改善された光学的特性を実質的に維
持する一方、収縮特性が望ましくないような用途におい
て実質的に収縮しないフィルムを提供するという利点を
有する。
本発明の精神及び範囲を逸脱することなく記述された本
発明に対して変形が当業者によって可能であることはい
うまでもない。
【図面の簡単な説明】
第１図は本発明の多層フィルムの好ましい態様の概略断
面図である。 １０：中心層、１２，１４：中間層 １６．１８：外側層 ＦＩＧ、　１

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １、（ａ）エチレンビニルアルコールコポリマーからな
    る中心層、 （ｂ）中心層の両面上の、接着剤からなる２個の中間層
    、 （ｃ）中間層の中心層とは反対側の夫々の表面上に位置
    し、且つ０〜１００％のエチレンプロピレンコポリマー
    及び１００〜０％のポリプロピレンのブレンドからなる
    ２個の外側層 からなることを特徴とする共押出しされた熱可塑性多層
    配向フィルム。 ２、接着剤がポリプロピレンに基づくカルボン酸又は酸
    無水物変成接着剤である特許請求の範囲第１項記載のフ
    ィルム。 ３、ポリプロピレンが外側層の約４〜１５重量％を構成
    する特許請求の範囲第１項記載のフィルム。 ４、ポリプロピレンが外側層の約８重量％を構成する特
    許請求の範囲第１項記載のフィルム。 ５、フィルムが約３．０〜約４．０のラッキング比でラ
    ッキングすることにより長さ方向及び横方向の両方向に
    配向されている特許請求の範囲第１項記載のフィルム。 ６、フィルムが約３．５のラッキング比でラッキングす
    ることにより長さ方向及び横方向の両方向に配向されて
    いる特許請求の範囲第１項記載のフィルム。 ７、外側層のエチレンプロピレンコポリマーが２〜５重
    量％のエチレンコモノマーを含む特許請求の範囲第１項
    記載のフィルム。 ８、外側層のエチレンプロピレンコポリマーが約４重量
    ％のエチレンコモノマーを含む特許請求の範囲第１項記
    載のフィルム。 ９、外側層のエチレンプロピレンコポリマーが約５重量
    ％のエチレンコモノマーを含む特許請求の範囲第１項記
    載のフィルム。 １０、２００°Ｆ（９３℃）において少なくとも１７％
    の長さ方向及び横方向の自由収縮を有する特許請求の範
    囲第１項記載のフィルム。 １１、全フィルム厚が約０．５〜４ミル（０．０１３〜
    ０．１０ｍｍ）の範囲である特許請求の範囲第１項記載
    のフィルム。 １２、全フィルム厚が約０．５〜２ミル（０．０１３〜
    ０．０５ｍｍ）の範囲である特許請求の範囲第１項記載
    のフィルム。 １３、（ａ）エチレンビニルアルコールコポリマーの中
    心層、接着剤の２個の中間層、並びにエチレンプロピレ
    ンコポリマー及びポリプロピレンのブレンドの２個の外
    側層を共押出しし、 （ｂ）共押出しされた多層フィルムを急速に冷却し、 （ｃ）冷却されたフィルムをつぶし、 （ｄ）つぶしたフィルムを約１０５〜１１５℃の温度に
    加熱し、そして （ｅ）加熱されたフィルムを延伸し且つ配向せしめる 工程を含むことを特徴とする共押出しされた多層配向フ
    ィルムの製造方法。 １４、共押出しされた多層フィルムをほぼ室温まで冷却
    する特許請求の範囲第１３項記載の方法。 １５、加熱されたテープを約３．０〜４．０のラッキン
    グ比で長さ方向及び横方向の両方向に延伸する特許請求
    の範囲第１３項記載の方法。 １６、加熱されたテープを約３．５のラッキング比で長
    さ方向及び横方向の両方向に延伸する特許請求の範囲第
    １３項記載の方法。 １７、配向したフィルムをその配向温度近傍の温度に再
    加熱する工程を更に含む特許請求の範囲第１３項記載の
    方法。
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