JPH10510226A - 金属化複合フィルム構造物およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 少なくとも一方の面に、ｐＨ５．０以上で少なくとも９５％まで加水分解されたビニルアルコールホモポリマーまたはコポリマーの被覆を有する、延伸ポリプロピレン基体層を含み、該被覆はその上に金属層を有する、金属化フィルム組み合わせ物。ｐＨが高いＰＶＯＨ加水分解条件では、高い金属接着性および優れた水分および酸素遮断性の金属化生成物となる。

Description

【発明の詳細な説明】 金属化複合フィルム構造物およびその製造方法 本発明は、金属化表面を有する多層フィルム構造物に関する。 アルミニウム、銀、クロム等のような金属をプラスチックフィルムへ結合する ことによって、多くの場合、そのようなフィルムが金属箔の代わりに用いられる ようになった。フィルムの柔軟性は、強力な金属−プラスチック結合の形成に必 要であり、そのような結合をもたらすための多くの解決法が開発されてきた。 本発明は、酸素および水蒸気の透過度が少ない金属化フィルムおよびその製造 方法を提供するものである。 本発明の金属化フィルム組み合わせ物は、少なくとも一方の面にｐＨ５．０以 上、例えばｐＨ５．５〜６．５で少なくとも８６％まで加水分解されたビニルア ルコールホモポリマーまたはコポリマーの被覆を有する、未変性形では酸素およ び水分を透過しうる延伸プロピレン基体層を含み；該被覆はその上に金属層を有 する。 本発明はさらに、 （ａ） ポリプロピレン基体フィルムを与えること； （ｂ） 基体フィルムに、ｐＨ５．０以上で少なくとも８６％まで加水分解さ れたビニルアルコールホモポリマーまたはコポリマーから本質的になる酸素遮断 被覆を施すこと；並びに （ｃ） 工程（ｂ）で形成されたビニルアルコールホモポリマーまたはコポリ マー表面を金属化すること を含む、金属化フィルム組み合わせ物の製造方法に関する。 酸素遮断被覆を延伸フィルムに施す前に、表面の湿潤性を改善するために基体 表面をコロナ放電処理し、そしてポリエチレンイミン（ＰＥＩ）プライマーを施 すのが好ましい。 本発明の多層フィルム構造物は、ポリオレフィン、一般にはポリプロピレンの 基体を含む。特に好ましいのは、少なくとも８０重量％のアイソタクチックポリ プロピレンを含有するアイソタクチックポリプロピレンである。好ましい基体層 は、融点が１６１〜１６９℃（３２１〜３３６°Ｆ）のホモポリマープロピレン である。ここに記載の市販物質はＥｘｘｏｎ ４２５２またはＦｉｎａ ３３７ ８である。プロピレンと、別のα−オレフィン、好ましくはエチレンとのコポリ マーも用いうる。好ましいポリプロピレンマトリックス材料は次の特性を有する ：密度０．９１ｇ／ｃｃ；融点１６０℃以上；メルトフロー比（ＭＦＲ）２〜４ 。 ポリオレフィン基体は、無水マレイン酸変性ポリプロピレンによって変性する ことができる。無水マレイン酸変性ポリプロピレンスキン層は、例えば米国特許 第３，４３３，７７７号および第４，１９８，３２７号に記載のようなどのよう な方法によって製造してもよい。簡単なその製造方法は米国特許第５，１５３， ０７４号に記載されている。無水マレイン酸変性ポリプロピレンは、これと基体 ポリオレフィンとを溶融ブレンドすることによって基体へ相互ブレンドしても、 あるいはこれを基体ポリマーと共に同時押し出ししてもよい。市販の無水マレイ ン酸変性ポリプロピレンまたはプロピレンコポリマーは次の物理的特性を有する ；密度０．９０（ＡＳＴＭ Ｄ１５０５）；ビカー軟化点１４３℃（ＡＳＴＭ Ｄ１５２５）；ショアー硬度６７℃（ＡＳＴＭ Ｄ２２４０）；融点１６０℃（ ＡＳＴＭ Ｄ２１１７）。無水マレイン酸変性ポリプロピレンは、基体をＰＶＯ Ｈへさらに密着させる結合層として働く。無水マレイン酸変性ポリプロピレンは 、様々な販売元から市販されている。例えば、ミツイ社からは”ＡＤＭＥＲ”， デュポン社からは”ＢＹＮＥＬ”、そしてカンタム社からは”ＰＬＥＸＡＲ”の 登録商標名で販売されている。 基体または変性基体は、ＰＶＯＨを施す前に、少なくとも縦方向（ＭＤ）に４ 〜７倍延伸し、そしてコロナ処理することができ；次に、ウェブをＴＤ方向に４ 〜１０倍延伸する。あるいは、ポリプロピレン基体を、ＰＶＯＨを施す前に、２ 軸延伸（ＭＤ：４〜７倍、ＴＤ：５〜１２倍）してもよい。 ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）の層を基体または変性基体の表面に施す。 基体を無水マレイン酸変性ポリプロピレンと共に同時押し出しする場合、ＰＶＯ Ｈの基体への密着を最適なものにするために、ＰＶＯＨを変性表面に施すのが好 ましい。 ＰＶＯＨは、効果的な方法によって薄層状に施すことができる。層の厚さは２ .５４×１０^-5〜５．１×１０^-5ｃｍ（０．０１〜０．２０ミル）である。注目 すべき次の３つの工程がある：１）縦方向延伸工程と横断方向延伸工程との間で インライン被覆することによりＰＶＯＨを施す（これには結合層を用いる必要が ある）こと；２）ＰＶＯＨを、結合層を有するＭＤおよびＴＤ延伸フィルムへ施 し、ＰＶＯＨはリバースダイレクトグラビア被覆によって施すこと；並びに３） 結合層は使用しないが、リバースダイレクトグラビア被覆によりＰＶＯＨを施す 前に、ＰＥＩに基づくプライマーを施すこと。 押し出し被覆および貼り合わせの場合、ＰＶＯＨを施す前に、基体の結合面を コロナまたは火炎処理するのが好ましい。 ヒートシール可能なフィルムを、ＰＶＯＨとは反対側の基体へ施すことができ る。これはヒートシール可能なポリマー、コポリマーまたトリマー、例えばエチ レン−プロピレン−ブテンを、基体へ同時押し出しすることによって行うことが できる。 スキン層に用いられるＰＶＯＨのグレードが本発明では重要である。一般に、 ＰＶＯＨは少なくとも８６％、好ましくは少なくとも９９％まで部分加水分解さ れている。加水分解はｐＨ５以上、好ましくは少なくともｐＨ５．５で行われる 。ヒドロキシル含有率が８６％以上、好ましくは少なくとも９８％のＰＶＯＨを 用いることができる。ここで使用するのに適した市販のＰＶＯＨ製品には、デュ ポン社のＥｌｖａｎｏｌ ７１−３０およびエアープロダクツ・アンド・ケミカ ルス社のＡｉｒｖｏｌ １２５がある。 次に、得られたフィルム複合物のＰＶＯＨスキンを、この上に金属を蒸着する ことによって金属化する。当業界で公知のどのような一般的な金属化法も用いる ことができる。考えられる一般的な金属は、アルミニウム、銅、クロム、マグネ シウム、ニッケル、亜鉛、スズ、銀、金、チタン、珪素、ビスマス等、あるいは これらの金属を含有する化合物またはこれらの組み合わせである。最も一般的に 用いられるアルミニウム被覆は、最適密度約１．５〜３．５を生じる厚さのもの である。この最適密度を満たすのに必要なアルミニウム被覆の厚さは、一般に約 ５０〜１０００オングストロームである。ＰＶＯＨ表面は金属に十分に密着する 。 ここに記載のように、多層フィルムに１００％ＰＶＯＨを用いると非常に有利で ある。１００％ＰＶＯＨを用いるので、フィルムはＰＶＯＨコポリマーまたはブ レンドで製造されたこれまでのフィルムよりも酸素遮断性が優れている。我々は また、ＰＶＯＨによってもたらされる表面特性により、金属密着性、インク印刷 性および貼り合わせ性が確実に優れたものになることも見いだした。ＰＶＯＨの 表面張力は高い。火炎またはコロナ処理をしないと、ポリプロピレンの表面張力 が２９ダイン／ｃｍであるのと比べて、表面張力は約６０ダイン／ｃｍである。 金属被覆は複合フィルムへ、スパッタリング、真空蒸着または電気メッキのよ うなどのような公知の方法によっても施すことができる。真空蒸着が好ましい方 法である。最もひんぱんに用いられる被覆金属はアルミニウムであるが、金、銀 、クロムおよび銅のような他の金属も考えられる。 ここで用いうるヒートシール可能な層は、エチレンプロピレン（ＥＰ）コポリ マーまたはエチレンプロピレンブテン−１（ＥＰＢ）ターポリマー（これらは同 時押し出しの際に施すことができる）、またはアクリルタイプの被覆である。ヒ ートシール可能な層はＰＶＯＨスキン層とは反対の側に一般に配置される。エチ レン対プロピレン対ブテン−１の比率は、０〜１５％エチレン、７０〜１００％ プロピレンおよび０〜１５％ブテン−１である；例えば、２％エチレン、９４％ プロピレンおよび４％ブテン−１である。 低密度ポリエチレンのような接着剤によって金属化フィルムへ接着される印刷 可能な表面は、ポリオレフィンホモポリマー、コポリマーまたはターポリマー、 ポリカーボネート、ポリエステル等のようなどのようなポリマーでもよい。印刷 可能な表面は、表面自由エネルギーが３４ダイン／ｃｍ以上である特性を有する ものである。 次の実施例で示すように、被覆として施す前に配合されるＰＶＯＨ溶液のｐＨ 範囲は、金属化フィルム複合物の接着性並びに酸素遮断性（ＴＯ₂）および水蒸 気透過度（ＷＶＴＲ）のような遮断性に重要な影響を及ぼす。十分な金属接着性 （５０ｇ以上、好ましくは２００ｇ以上）を有する金属化複合物を得るには、よ り高いｐＨ範囲が重要であることを見いだした。そのようなｐＨ範囲は、例えば ０．０４０ｇ／１００ｉｎ²／２４時間以下のような高いＷＶＴＲの金属化フィ ルムをさらに提供することができる。 これらの実施例では金属化は一般的な真空蒸着によって行うが、これはまた一 般的な蒸着によって行うこともできる。実施例１〜９ 固形分５％の水性被覆分散液を、当業者に周知のグラビアコーターに入れた。 水性被覆は乾燥重量で８０部のＥｌｖａｎｏｌ ７１−３０ ＰＶＯＨ、１５ｐ ｈｒのＰａｒｅｚ ６１３部分メチル化メラミンホルムアルデヒド、および５ｐ ｈｒの硫酸からなる。水性被覆分散液は、９つの全ての実施例では、表に示すよ うにｐＨ４．５〜５で、９９％まで加水分解した。 ２０００ｐｐｍのエルクアミドスリップ剤を含有するポリプロピレンホモポリ マーＥｘｘｏｎ ４２５２およびエチレン−プロピレン−ブテン−１ターポリマ ースキン樹脂を、９７／３の重量比で、２５０℃にてフラットシートダイに通し て同時押し出しし、冷却ドラムに流し込み、３０℃で急冷した。フィルムの片側 のターポリマースキンはヒートシール層となった。厚さが０．１０ｃｍ（４０ミ ル）の同時押し出しシートを１４０℃に再加熱し、ＭＤに５倍およびＴＤに８倍 延伸した。次に、表面湿潤性を改善するためにホモポリマー側をコロナ放電処理 した。２．５×１０^-3（１．０ミル）の２軸延伸フィルムの片側をコロナ放電処 理した。次に、水性被覆をリバースダイレクトグラビア被覆によって、コロナ処 理したホモポリマーに施した。フィルムは１２１℃で乾燥した。 非金属化および金属化生成物両方に対する酸素遮断性（ＴＯ₂）（非金属化生 成物に対しては０％および７５％の相対湿度、金属化生成物に対しては７５％の 相対湿度における）並びに−１．６７℃（２９°Ｆ）および相対湿度８０％にお ける水蒸気透過度（ＷＶＴＲ）を測定した。結果は以下の表に示す。ＷＶＴＲは Ｍｏｃｏｎ Ｐｅｒｍａｔｒａｎ（ＡＳＴＭ Ｆ３７２）により、酸素遮断性は Ｍｏｃｏｎ Ｏｘｔｒａｎ（ＡＳＴＭ Ｄ ３９８５）により、そして接着性は テープ試験により測定した。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 少なくとも一方の面に、ｐＨ５．０以上で少なくとも９５％まで加水分解 されたビニルアルコールホモポリマーまたはコポリマーの被覆を有する、延伸ポ リプロピレン基体層を含み、該被覆はその上に金属層を有する、金属化フィルム 組み合わせ物。 ２． 上記ｐＨが少なくとも５．５である、請求項１に記載の組み合わせ物。 ３． ビニルアルコールホモポリマーまたはコポリマーが少なくとも９９％まで 加水分解されている、請求項１に記載の組み合わせ物。 ４． ポリプロピレン基体の片側にヒートシール可能な層を有する、請求項１に 記載の組み合わせ物。 ５． ヒートシール可能な層が、エチレンおよびプロピレンのコポリマー、エチ レン、プロピレンおよびブテン−１のターポリマー、並びにアクリルタイプの被 覆よりなる群から選択される、請求項４に記載の組み合わせ物。 ６． ポリプロピレン基体の他方の側が無水マレイン酸グラフトポリプロピレン ホモポリマーまたはコポリマーによって変性されている、請求項１に記載の組み 合わせ物。 ７． ５０ｇ以上の金属接着性を有し、金属がアルミニウムである、請求項１に 記載の組み合わせ物。 ８． ２９℃（８５°Ｆ）、相対湿度８０％で少なくとも０．０４０ｇ／１００ ｉｎ²／２４時間のＷＶＴＲを有する、請求項２に記載の組み合わせ物。 ９． 上記ｐＨが５．５〜６．５である、請求項１に記載の組み合わせ物。 １０． （ａ） ポリプロピレン基体フィルムを与えること； （ｂ） ｐＨ５．０以上で少なくとも９５％まで加水分解されたビニル アルコールホモポリマーまたはコポリマーから本質的になる酸素遮断被覆を施す こと；並びに （ｃ） 工程（ｂ）で形成されたビニルアルコールホモポリマーまたは コポリマー表面を金属化すること を含む、金属化フィルム組み合わせ物の製造方法。