JP2001500440A - 気密的にシールできるフィルムおよび製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、高速包装装置において製造される包装品に気密シールを与えるための改善された複合構造を有する多層フィルムである。本発明の多層フィルムの構造には、主基体およびシーラント層が含まれる。シーラント層には、今度は、シール中のコンプライアンスの主要機能を有する中間層、および完成シールに接着力を与える主要機能を有するシール層の２つの成分が含まれる。本発明の結果、高強度気密シールが、多層フィルムに有効かつ能率的に与えられ、気密シールが、フィルムのいくつかの層を破壊することなく、可剥能力をもって与えられる。

Description

【発明の詳細な説明】 気密的にシールできるフィルムおよび製造方法 本発明は、多層フィルムを用いる包装技術、特に多層フィルムの包装品に気密 シールを与える新しい複合多層フィルムに関する。 ある場合において、湿分および酸素を除外するが光の通過を可能とするプラス チックフィルムが調製される。別の場合において、光がフィルムバリヤーを通過 するのを防ぐことも重要である。遮断性は、熱および火炎処理、静電放電、化学 処理、ハロゲン処理、紫外線、これらの組み合わせなどの処理により、改良およ び／または増強される。 包装用多層プラスチックフィルムを設計する第一の関心事は、フィルムが高速 成形／充填／密封機械装置で加工されることを確実にすることである。成形／充 填／密封包装装置は、バルクフィルムロールから連続フィルムをほどき、ついで そこからパウチを形成し、パウチを充填し、最後にパウチを密封することにより 作動する。かくて、フィルムは、平らな配向から重ねた状態への機械の折り重ね に耐え、高速包装装置の一部であるシール機能に付されるに十分な可撓性を有し ていなければならない。遮断性のための最適多層フィルムを選ぶ際、高速巻き戻 しおよび折り重ねが第一の関心事である。しかし、包装工程の第二の大変重要な 面は、パウチに生成品を充填した後、それを有効に密封する能力である。 今日、水平成形／充填／密封（“ＨＦＦＳ”）および垂直成形／充填／密封（ “ＶＦＦＳ”）装置には、種々の段階の包装工程および高速でのシール機能が含 まれる。ＨＦＦＳ装置では、各パウチは、多層フィルムを半分に折り、ついで折 られたウェブの長さにそって垂直のシールを与え、垂直のシールにより形成され たシールにそってパウチを分離することにより成形される。（任意に、パウチの 底もシールできる。）成形されたパウチが充填されたら、パウチの口をシールす る。 同様に、ＶＦＦＳ装置では、連続ウェブがチューブの周りに形成され、ウェブ はただちに、ラップシールもしくはフィンシールのような縦シールジョーにより 結合される。ラップシールを、図１および１ａに模式的に示す。フィンシールを 、 図２および２ａに模式的に示す。 第二のシール機能は、トップおよび底封止部の組み合わせ（間にバッグカット 装置を有する）からなるＶＦＦＳ形で存在する。トップ封止部は、バッグ形成チ ューブからつるされている空のバッグの底をシールし、底封止部は充填されたバ ッグの口をシールする。 高速成形／充填／密封装置で高遮断性多層フィルムを加工した結果として、“ トンネル”として知られる構造現象が形成される。トンネルは、ＨＦＦＳ装置に 形成されるパウチの底およびＶＦＦＳ装置に形成されるパウチの側面など、フィ ルムが折り重ねられたときに起こるフィルムの重なり部分で形成される。トンネ ルはまた、フィンシール区域におけるフィルムウェブの集合点でも形成される。 トンネル３４、３６および３７の例を、図３に示す。 したがって、気密シールを有する高遮断性多層フィルムを供給するために、い くつかの要因を考慮しなければならない。密封能力をできるかぎり低い温度で供 給することが、とりわけ、配向中の立体規則性、フィルムの収縮がほとんどない かまったくないこと、フィルムおよび／または化学添加剤特性の保留、および高 精度密封能力を保留するために重要である。さらに、フィルムは、高速機械装置 に容易に使用される表面特性を有していなければならない。例えば、摩擦係数は 、フィルムが高容量のフィルムロールから容易に巻き戻され、包装機械装置を通 過できるようなものでなければならない。望ましくない粘着もしくは摩擦特性は 、バッグの欠陥および高速加工の中断を生じかねない。さらに、加工中に形成さ れたシールは、良好なシール強度を有していなければならない。 さらに、“ｚ方向”裂けがなく、消費者が容易に開けられるシールを供給する ことが望ましい。ｚ方向裂けは、フィルムをシール部分で引っ張ったときに、多 層フィルムの団結性崩壊を起こすものである。図８にｚ方向裂けを示す。ｚ方向 裂けは、シールが形成されているラインで単に分離するだけではない。代わりに 、分離はその層にそって裂け、単にお互いから分離しているのではないフィルム の層にまで延長する。ｚ方向裂けの結果、そのような包装品を再び閉じて中身の 鮮度を維持することは難しい。ｚ方向裂けが排除できると、包装品は容易に再び 折り畳むことができ、いったん開けた包装品の折り目を押さえるクリップなどの 機 械的手段によりシールされる。ｚ方向裂けは、包装品をシールするために用いら れた接着剤特性が、フィルムウェブの層の１つもしくはそれ以上の団結性を崩壊 するのに要する引張強度よりも大きい引張強度を生じたときに起こる。包装品が 容易に再び閉じられ、空気の通過から守られるように、開けている間シールにそ って分離する包装品を製造することが望ましい。 本発明は包装技術者に、折り畳み位置およびフィンシール区域のセンターラッ プなどフィルムの重なり部分で形成される“トンネル”を排除することにより全 包装バリヤーを改善する能力を提供する。本発明の結果、包装に使用される多層 フィルムが、高価なシーラントもしくは高速包装機械に困難を生じる厚いシーラ ント層を必要とすることなく、すぐれた密封能力とともに提供される。さらに、 本発明は、外層にシリコーンを充填する必要、もしくは包装装置の通過を容易に するための多層フィルム構造の積層を排除する。本発明はまた、一貫性のない包 装機械の性能を排除する。本発明はまた、高速度加工と両立しないこともある超 接着剤に頼ることなく、密封強度を有意義に増加させる。上述の利点の他に、本 発明はまた、シールされたフィルムの分離の際のｚ方向裂けを排除することによ り，本発明による包装を改善した。かくて、可剥性気密シールが提供できる。 図１は、縦成形／充填／密封装置に形成されラップシールで結合された軟質多 層フィルム包装品の概略提示であり； 図１ａは、シールのラップ位置が図解のために拡大された、図１に示される包 装品の線ａ−ａにそった概略断面図であり； 図２は、フィンシールクロジャーを含むＶＦＦＳ装置に形成された包装品の概 略提示であり； 図２ａは、フィンシールが図解のために拡大された、線ａ−ａにそった図２に 示される包装品の断面図であり； 図３は、図２の底辺にそって形成され、線３−３から与えられる図から示され るシールの特大概略図であり； 図４は、シールが本発明により調製されたフィルムから作られた図３に示され る図の概略図であり； 図５は、本発明により調製された多層フィルムの拡大断面図であり； 図６も、本発明により成形された好ましいフィルムの断面図の概略提示であり ； 図７も、本発明により成形された好ましいフィルムの断面図の別の概略提示で あり； 図８は、ｚ方向裂けを示す多層フィルムの概略提示であり； 図９は、シールジョーの歯の形および寸法を示すシールジョーの一部の断面図 である。 本発明は、包装品に気密シールを形成する多層フィルム、および高速度包装機 械において気密的にシールできる多層フィルムのシール特性を改善する方法であ る。多層フィルムから形成された包装品に気密シールを提供するために、包装に 使用されるバリヤーフィルムの性質、すなわち、その弾性率もしくは剛性、厚さ 、シール条件の下に課された温度および圧力に対する困難などに適応するシール 媒体を与えるよう、注意しなければならない。ここで用いられる“気密シール” とは、気密遮断性を提供する可剥性および非可剥性シールの両方を意味し、すな わち、空気などの気体を通過させない。 本出願に用いられる“多層フィルム”とは、最終的なフィルム製品を形成する 物質の１つ以上の層を有するフィルムを意味する。例えば、延伸ポリプロピレン （ＯＰＰ）が、追加的遮断性を与えるために、包装用途にはすぐれていることは 周知であるが、延伸ポリプロピレンにポリマーおよび／または他の添加物の追加 層をオーバーレイすることも周知である。そのようなフィルムは、２つ以上の層 を同時押出するか、もしくは一連のそれに続く層を押し出しするか、あるいはコ ーティング、積層、あるいはこれらの組み合わせにより調製できる。本発明の多 層フィルムには、包装に使用される全ウェブ構造が含まれる。 本発明の包装品に気密シールを形成するための多層フィルムは、２つの成分、 （ａ）主フィルム基体、および（ｂ）前記主フィルム基体に隣接して結合するシ ーラント層を含んでなり；前記シーラント層は、（ｉ）前記主フィルム基体に結 合し、シール条件の下で十分な流動性を有してシール中にシールジョーの間で変 形し全未充填スペースに応じる中間層、および（ｉｉ）前記中間層に結合してシ ール条件の下でシールを供給するシール層を含んでなり；さらに（ｃ）前記中間 層が前記シーラント層の組成とは異なる組成を有し、前記シーラント層が前記主 フィルム基体のフィルム厚さに対して十分な厚さを有してシール中に形成される トンネルを排除し、それにより気密シールがシール中に形成されるような前記主 要フィルムおよび前記シーラント層の複合構造を含んでなる。 本発明者は、主フィルム基体が、それぞれが主に要求されるシール機能の１つ を成就するように設計された２つの別々の成分を有するシーラント層とともに供 給されると、高速度フィルム包装に通常関連する気密シールの欠陥を、有効かつ 能率的に排除できることを発見した。特に、“シーラント層”は、主フィルム基 体に供給される。シーラント層は２つの成分、中間層およびシール層を有する。 “中間層”は主に、シール機能の間、高速包装装置のシールジョーの表面の間の 容積全体で“応じること（コンプライアンス）”の要求に応える。一方、“シー ル層”は主に、シール条件の下で高性能の接着を提供する要求に応える。シール 条件にはシーラント層に課される高温高圧が含まれることを頭に入れると、中間 層およびシール層は共に、シール機能の両方、すなわち、コンプライアンスおよ び接着、に関与している。しかし、中間層の主要機能はコンプライアンスを与え ることで、一方シール層の主な責任は接着力を提供することである。かくて、中 間層の組成は、シール層の組成とは異なる。 シーラント層は、中間層が主フィルム基体に隣接して直接結合し、一方シール 層がオーバーレイし、シーラント層の一番外側の層となるように、主フィルム基 体に供給される。 本発明の本文における“応じること（コンプライアンス）”とは、容易かつ非 弾性的に変形して、シールジョーのシール表面の間の全スペースに適合する能力 を意味する。シールジョーは、約１２０℃〜約１９０℃の温度から作動でき、通 常１２０ｐｓｉ〜約１８０ｐｓｉ（約８２７．４ｋＰａ〜約１２４１．１ｋＰａ ）の圧力でフィルム包装材料に当てられる。 シールジョーは平坦であるか、あるいは多くの場合、歯を有して提供される。 図９に、歯９４を有するシールジョー９０の一部が、概略的に斜視図で示されて いる。ジョー９０は、歯幅Ｗを有する歯をもって形成されている。補足ジョーが 、歯のピークがジョーの谷９３と噛み合うようにして、ジョー９０と結合して使 用 される。ジョーの表面が２つの多層フィルムのシール位置を囲み、それによりフ ィルムを締めつける。気密シールを形成するために、表面の間の容積は、シール の間完全に充填されていなければならない。中間層にコンプライアンス能力がな ければならない、標準的なシール条件が存在する。 中間層は、空隙を残さずにコンプライアンスを受けるために十分な物質を有し ていなければならない。中間層は、物質の連続体がシールジョーの表面の間のス ペース全体に供給されるに十分に厚くなければならない。中間層の流動性は、シ ール中出される温度および圧力の存在下、容易に変形されるが、シール表面の間 のスペース全体に中断された塊がない状態を維持する粘度を物質が有するような ものでなければならない。 ポリエチレンおよびそのコポリマーおよびターポリマーが、中間層での使用に 企図される。線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）が、中間層用のすぐれた成 分であることが発見された。線状低密度ポリエチレンは安価で、中間層に関する 適切なコンプライアンス要件を有する。中間層に使用される線状低密度ポリエチ レンは、単独で、あるいはエチレンとプロピレンとのランダムコポリマーもしく はエチレン−プロピレン−ブチレン（ＥＰＢ）のランダムターポリマーなどの他 の成分と組み合わせて使用できる。中間層はまた、非晶質ポリアミド（例、ナイ ロン）、イオノマーおよびこれらの混合物からなる群より選ばれる成分を有する こともできる。 シーラント層のシール層は、今度は、接着力を提供する主要責任を有する。か くて、シール層成分は、良好な接着シール強度、すなわち、シールの十分な引張 強度を提供する能力に基づいて、選ぶべきである。シール層の主要機能は接着力 のそれだから、シール層の厚さは中間層の厚さよりも薄い。ポリエチレンホモポ リマー、コポリマーおよびターポリマー、非晶質ポリアミド（例、ナイロン）、 イオノマーおよびこれらの混合物が有用であることが発見された。具体的な成分 には、エチレン−プロピレンランダムコポリマー、エチレン−プロピレン−ブテ ンランダムターポリマー、メタロセン触媒により調製されるメタロセンプラスト マーとして言及されるエチレン−ブテンポリマーが含まれる。これらはシール層 の主要成分となり得る。 シーラント層がシール中に２つの機能を同時に成就できるようにするために、 本発明は、シーラント層および主フィルム基体との間に関係を設立する“複合構 造”を含んでいなければならない。“複合構造”という語は、ここではシーラン ト層の厚さの主フィルム基体の厚さに対する関係を言うのに用いられる。基本的 には、シーラント層の厚さは、コンプライアンスおよびシール層の全非中断表面 対表面接触を確実なものとするために、主フィルム基体の厚さに対して十分でな ければならない。 一般に、折り畳むか折り返すかして重ねられるフィルムは、“トンネル”を形 成する。“トンネル”は、シール後でもフィルムの折り目もしくは曲げに残る通 路である。トンネルはまた、フィンシール区域で多層フィルムの集合点でも生じ る（図３のトンネル３７を参照）。多層フィルムが薄いほど、曲げで形成される トンネルは小さい。多層フィルムが厚いほど、曲げおよび集合点で形成されるト ンネルの寸法は大きい。かくて、多層フィルムの厚さが増加するにつれ、シーラ ント層の厚さも増加して、コンプライアンスおよび表面対表面の偶発事を保証し なければならない。 多層フィルムの最小厚さは、下記の数学的関係式におけるＳ₀を解くことによ り見つけられる： 式中、 Ｓ₀（ｃｍ）は、前記シーラント層の厚さであり、 ｔ（ｃｍ）は、複合構造の全厚さであり、 Ｇ’（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²（ｍＮ／ｍ²））は、前記シーラント層の貯蔵剪断弾 性率であり、 （Ｇ’は温度および速度依存） Ｔ（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²（ｍＮ／ｍ²））は、シールジョーに加えられた圧縮応 力であり、 Ｌ（ｃｍ）は、ジョーのシール長さであり、 Ｗは、シールの歯幅である。 複合構造の厚さｔは、最終的なフィルム生成品の全部の層が添加された後に見つ かる厚さである。かくて、初期のフィルムウェブが、全多層フィルムを含まない １つもしくはそれ以上の追加層と組み合わせてシーラント層の同時押出により成 形されると、複合構造の全厚さｔは、追加層が押出、積層、コーティングその他 により添加されるまで計算できない。 ほとんどの場合、シーラント層は、複合構造の厚さの約１５％〜約７０％の厚 さを有し、好ましくは多くの態様では、複合構造の厚さの約２０％〜約６０％で ある。 シーラント層に焦点を当てると、中間層の厚さは、シーラント層の厚さの約１ ０％〜約９０％で、好ましくは、シーラント層の厚さの約４０％〜約８０％であ る。 図面を参照して、本発明は、ラップシールおよびフィンシール包装品に関連し て説明される。図１は、多層フィルムをラップシールで閉じて形成した包装品１ ０の概略提示である。多層フィルムウェブ１４が閉じられ、オーバーラップ１３ でウェブ縁１１および１２を結合することにより包装品が形成される。図１ａは 縁１１および１２の重なりの関係を示す図１の線ａ−ａからの概略断面図である 包装品も、トップシール１５およびボトムシール１６によりどちらかの端でシー ルされて、概略的に示される。このタイプの包装品は、ＶＦＦＳ装置に形成され トンネルが、シール１５および１６の端１６’および１７’に形成される。 同様に、図２および２ａは、フィンシール２５の形成によりＶＦＦＳ装置に形 成される包装品を示す。フィンシール２５は、ウェブ縁２１および２２を合わせ て、結合された端を曲げ２３で包装品に向けて曲げることにより形成される。包 装品も、トップおよびボトムで端シール２６および２７を有して示される。 シール中に形成されるトンネルの現象をはっきりと示すために、図２に示され るフィンシール包装品の特大端面図であり、線３−３にそってとられた図３を参 照する。この端面図から、フィンシール３５は、縁３１および３２を結合して、 その結合部分を曲げ３３で曲げることにより形成されているように見える。端が シールされると、フィルムの厚さ寸法および剛性が、包装品の各縁でトンネル３ ４および３６を創造し、一方別のトンネル３７がフィンシール区域における多層 フィルムの集合点で形成される。 本発明による包装品の調製は、通常連続高速包装システムの包装品の端をシー ルすることに関連するトンネルを排除する。図４に、本発明により調製された包 装品を、図３に示すそれと類似の図で概略的に示す。特に、多層フィルム４１お よび４２の縁は結合され、曲げ４３で折り返されてシールフィンを形成する。普 通フィンシール包装品の端をシールする結果形成されるトンネルが、排除されて いる。かくて、側の曲げ４４および４６で見つかるシールの端で見つかるトンネ ルは、完全に閉じられている。同様に、フィンシールを形成するための多層フィ ルムの集合点４７は、図３の集合点で示されるトンネルの排除を示す。 図５を参照して、もっとも基本的な態様において本発明により調製されたフィ ルムの構造的関係を、概略的に示す。複合構造５２が、厚さｔを有して示される 。複合構造は、ｉ）中間層５３の作動によるコンプライアンス、およびｉｉ）シ ール層５５によるシールの両方を確実なものとするに十分な、シーラント層５４ と主フィルム基体層５６との関係を含む。主フィルム基体は単に、少なくとも１ つの層５８、可能性として追加層５７を有するように示される。もっとも簡単な 明示において、全複合構造５２は、例えば、全主フィルム基体５６を作り上げる 延伸ポリプロピレンを含むことができる。任意に、追加の高密度ポリエチレン（ ＨＤＰＥ）を層５７として供給できる。中間層５３はまた、例えば、線状低密度 ポリエチレンなどの単一成分にもなり得るし、シール層５５を、単独成分として エチレン−プロピレン−ブテンＥＰＢランダムターポリマーから構成することも できる。 本発明の主フィルム基体は、包装品の中身を保持するために簡単な、もしくは 高められた遮断性を提供するために、包装技術界で使用される単層もしくは多層 のフィルムとなり得る。例えば、基体は、延伸ポリプロピレン、ポリプロピレン 、エチレン−プロピレンコポリマー、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド 、ポリアクリロニトリルコポリマー、ポリビニリデンクロリド、フルオロポリマ ー、エチルビニルアルコールコポリマー、およびこれらの混合物からなる群より 選ば れる１つもしくはそれ以上の層を含むことができる。その他の層は、バリヤー樹 脂、タイ樹脂、蒸着フィルム、セラミック蒸着フィルム（例、ＳｉＯ₄）、プラ ズマ化学蒸着フィルム、および金属、プラズマ化学蒸気である。例えば、主フィ ルム基体は、延伸ポリプロピレンを含むことができ、また高密度ポリエチレンの ような追加層を、延伸ポリプロピレンと同時押出することもできる。追加の水分 、酸素および光遮断性を供給する層も、主フィルム基体に含むことができる。 プロピレンホモポリマーもしくはコポリマー、特に、延伸ポリプロピレンから 作られる基体を含む高遮断性フィルムが提供され、それは無水マレイン酸改質プ ロピレンホモポリマーもしくはコポリマーを含む表面を有する。少なくとも１つ の表面は、エチレンビニルアルコールコポリマーのスキン層を有する。 エチレンビニルアルコールを用いる主フィルム基体層（例、図５の層５６）に ついては、企図されるフィルムは、Ｍｉｇｌｉｏｒｉｎｉ等による米国特許第５ ，１５３，０７４号；Ｄｕｎｃａｎによる米国特許第４，７０４，９５４号およ び４，８５２，７５２号；Ｋｎｏｔｔ，ＩＩによる米国特許第４，３４７，３３ ７号；Ｃｈｕ等による米国特許第５，１９２，６２０号；Ｔｏｋｏｈ等による米 国特許第５，２２１，５６６号；および日本公開第１［１９８９］−２６７０３ ２号に記載される種類のものである。 図６は、シーラント層６２および主フィルム基体６６を含む複合構造を示す。 シーラント層６２は、日本のチッソ化学により商品名チッソ７７０１の下で市販 されるエチレン−プロピレン−ブテンランダムコポリマーの５ゲージ（１．２７ ミクロン）層であるシール層６１を含む。中間層６３は、Ｅｘｘｏｎにより市販 される線状低密度ポリエチレンＬＬ３００１、およびターポリマーであるチッソ ７７０１ターポリマーの、７０：３０のＬＬＤＰＥ対ＥＰＢコポリマー比での組 み合わせを含む２０ゲージ（５ミクロン）層である。 主フィルム基体６６は、Ｆｉｎａ Ｏｉｌ Ｃｏｍｐａｎｙ製のポリプロピレ ンホモポリマーＦｉｎａ３３７１として供給される、６２ゲージ（１５．９ミク ロン）厚さの延伸ポリプロピレン層６５を含む高遮断性フィルムである。延伸ポ リプロピレンに直接隣接して、“タイ（結束）”樹脂層６７が供給される。タイ 層の主要成分は、商品名Ａｄｍｅｒ ＱＦ５００Ａの下に三井により提供される 無水グラフトポリプロピレンである。無水グラフトポリプロピレンは、１０分間 につき３．５グラムのメルトフロー、および０．９０の密度を有する。融点Ｔ_m は１６０℃である。タイ樹脂層は１０ゲージ（２．５４ミクロン）である。 最後に、遮断層６８が、３ゲージ（０．８ミクロン）の厚さで供給される。本 態様において、追加の遮断層は、４８％のエチレンを含むエチレン−ビニルアル コールコポリマーである。この層の主要成分は、メルトインデックス１４．０、 密度１．１２、および溶融温度１５８℃を有するエチレン−ビニルアルコールコ ポリマーで、商品名ＥＣ−Ｇ１５６でＥｖａｌによって市販されている。 他のバリヤー樹脂は、ポリビニルアルコール、ポリビニリデンクロリド、ナイ ロン、液晶ポリマー、およびフルオロポリマーを含むことができる。 シーラント層は、全複合材料の厚さの２５％である。中間層は、今度は、シー ラント層の厚さの８０％である。 本発明に使用できる高遮断性フィルムの他の例は、図６をもう一度参照して説 明する。本態様において、シール層６１は、前実施例と同じ物質および同じゲー ジのものである。中間層６３は同じ組成を有するが、２０ゲージ（５ミクロン） 層というより３５ゲージ（８．９ミクロン）層である。延伸ポリプロピレン層６ ５は前実施例と同じ組成を有するが、６２ゲージ（１５．７ミクロン）というよ り４７ゲージ（１２ミクロン）である。タイ層６７および追加遮断層６８は、前 実施例と同じ組成および寸法を有する。この第二の好ましい態様において、シー ラント層の厚さの複合厚さに対する関係は４０％である。中間層は、シーラント 層の厚さの８７．５％を形成する。 本発明の他の態様は、蒸着高遮断性フィルムの使用を含む。この態様は、図７ を参照して説明される。シーラント層７１は、シール層７１および中間層７３を 含む。シール層および中間層は、前実施例で述べたものと同じ特性を有し、同じ 比率で存在し、同じ寸法を有することができる。 蒸着高遮断性主フィルム基体は、ポリプロピレンホモポリマーのコアー７５、 ついでタイ層７７、別の遮断層７８、および金属層７９を含むことができ、それ らは前高遮断例で述べたものと同じかあるいは類似する物質であり得るし、また 同じ寸法を有することができる。金属層７９は、層７８のようなエチレン−ビニ ルアルコールコポリマーに容易に接着するアルミニウムでもよく、このことは先 の高遮断態様で述べた。 複合構造７０は２つの前実施例で述べたものと同じ構造の厚さ関係を有する。 金属接着は、それがＥＶＯＨ層に接着してその一部となるので、実質的に追加の 厚みとならない。本構造をもつこの蒸着高遮断性フィルムを用いて成就された光 学濃度は、２．３である。 現実の例であるここに記載の実施例において、シーラント層５４が、シール層 ５５および中間層５３より構成される図５を参照する。主フィルム基体５６は、 １つの層５８および追加層５７を含むことができる。 実施例１ Ｆｉｎａ Ｏｉｌ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ製のポリプロピレンホモポリマー Ｆｉｎａ３３７１を用いて調製した延伸ポリプロピレン層５８を有する主フィル ム基体５６を含む多層フィルムを、本発明により調製した。ＯＯＰ層は、４５ゲ ージ（１１．４ミクロン）の厚さを有する。その真下に、層５７を、Ｏｘｙｃｈ ｅｍ製の高密度ポリエチレンＭ６２１１用いて、３ゲージ（０．７６ミクロン） の厚さで供給した。 中間層５３を、Ｅｘｘｏｎ製の線状低密度ポリエチレンＬＬ３００１、および ＥＰＢターポリマーであるチッソ７５１０を７０：３０の比率で組み合わせて２ ５ゲージ（６．５ミクロン）の厚さで供給した。高密度ポリエチレン、ポリプロ ピレン、および線状低密度／ＥＰＢブレンドを同時押出した。 同時押出物を縦方向に延伸し、ＥＰＢランダムコポリマー、日本のチッソ化学 により提供されるチッソ７７０１のシール層の押出が続いた。この層は、１０〜 ２０ゲージ（２．５〜５．１ミクロン）の寸法で供給された。ついで、全構造を 、二軸延伸を与えるためにオーブン中で横方向に延伸した。 連続試料をシール層の異なる厚さで走行させ、８３（２１．１ミクロン）〜９ ３ゲージ（２３．６ミクロン）の複合厚さを提供した。結果として、複合構造は 、４２．４％〜約４８．４％のシーラント層の主フィルム基体に対する厚さ関係 を提供し、一方中間層は、シーラント層の約６５％〜約７１％の範囲だった。 この試験は、有意に改善されたシール強度で示されるように、高接着力を与え 、 フィンシール包装品が調製され、トンネルの存在なしでシールされた。 実施例２ この実施例は、シール層が、Ｆｉｎａ Ｏｉｌ Ｃｏｍｐａｎａｙにより提供 されるエチレン−プロピレンランダムコポリマーＦｉｎａ Ｚ９４７０ＨＢであ ることを除いて、実施例１に従っている。試料を、１０（２．５４ミクロン）〜 ２０ゲージ（５．１ミクロン）の変化する厚さレベルで、もう一度調製した。実 施例２から調製されたフィルムの複合構造は、実施例１で調製されたものと同じ 厚さ関係の範囲を有していた。 実施例３ この実施例は、シール層が、Ｅｘｘｏｎにより提供されるメタロセンプラスト マーＳＬＰ９０４５で調製されたことを除いて、実施例１に従っている。メタロ センプラストマーは、メタロセン触媒で調製されるエチレン−ブテンコポリマー システムである。実施例３により調製されたフィルムの複合構造は、実施例１お よび２に記載のものと同じ厚さ関係の割合を有していた。 実施例４ この実施例は、商品名Ｅｌｖａｘ３１３０ＳＢの下で市販され、ＤｕＰｏｎｔ により提供されるポリエチレンビニル−アセテートを用いて調製されたシール層 を除いて、実施例１に従っている。複合構造は、前実施例と同じ厚さ関係の範囲 を有していた。 実施例５ 実施例５は実施例１に従っている。しかし、中間層５３は、厳密にＥＰＢラン ダムコポリマーであるチッソ化学により提供されるチッソ７７０１から作られた 。この層は、２５ゲージ（６．４ミクロン）の厚さで提供された。さらに、シー ル層は、ＥＰＢランダムコポリマーというより、Ｅｘｘｏｎにより提供されるＳ ＬＰ９０４５メタロセンプラストマーだった。実施例５で調製されたフィルムの 複合構造は、実施例１〜４に記載のものと同じ厚さ関係の範囲を有していた。 実施例６ この実施例において、フィルム構造物は、シール層組成物が、メタロセンプラ ストマーＳＬＰ９０４５およびＥＰＢランダムコポリマーであるチッソ７７０１ の５０：５０の比率でのブレンドだったことを除いて、実施例５のようにして調 製された。 実施例７ この実施例は、中間層５３が、線状低密度ポリエチレンＬＬ３００１、および Ｆｉｎａ Ｏｉｌ Ｃｏｍｐａｎａｙにより提供されるエチレン−プロピレンラ ンダムコポリマーＦｉｎａ８５７３の７０：３０の比率での組み合わせから調製 されたことを除いて、実施例１に従っている。 実施例８ この実施例は、中間層が、ＬＬＤＰＥであるＬＬ３００１、およびＥｘｘｏｎ により提供されるメタロセンプラストマーＥＸＡＣＴ３０２４の８０：２０の比 率でのブレンドだったことを除いて、実施例７に従っている。 実施例９ 実施例９は、それがポリプロピレンＦｉｎａ３３７１の層だけを４５ゲージ（ １１１．４ミクロン）の厚さで含んでいた点で、前実施例とは異なって調製され た。中間層５３は、２５ゲージ（６．３５ミクロン）の厚さで提供され、線状低 密度ポリエチレンＬＬ３００１だった。１０〜２０ゲージ（２．５〜５ミクロン ）の厚さ範囲の、同じＥＰＢランダムターポリマーチッソ７７０１が使用された 。前実施例とは異なり、この前構造物は共に押し出され、縦方向と横方向の両方 に延伸されて、複合二軸延伸多層フィルムを提供した。複合構造が、約４４％〜 約５０％のシーラント層の主フィルム基体に対する厚さ関係を提供するようなシ ール層のゲージ範囲を用いて、試料を調製した。中間層は、今度は、約５５％〜 約７１％のシーラント層に対する相対的厚さ範囲で存在した。 実施例１０ 実施例１０は、中間層が単一の線状低密度ポリエチレン成分から、７０：３０ の比率でのＬＬＤＰＥであるＬＬ３００１、低密度ポリエチレンＬＤＰＥ、Ｃｈ ｅｖｒｏｎ１０１７の組み合わせに変えられたことを除いて、実施例９と同様に して調製された。 実施例１〜１０から調製されたフィルムは、高密度ポリエチレン側で蒸着する こともできる。かくて、追加金属層は、多層フィルムにのせることができる。 １つもしくはそれ以上のウェブが多層フィルムに積層されて、異なる複合構造 厚さを有する新しい多層フィルムが形成される。そのようなウェブには、限定は されないが、延伸ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ナ イロンなどのポリアミドが含まれ、単層もしくは多層フィルムになり得る。典型 的には、ウェブは外面を形成する。しかし、シーラント層の必要な厚さを計算す るために、目的製品フィルムの厚さを考慮することは重要である。 調製シールの実施例 実施例１１ シールを、１５０℃のシール温度および１分につき６０パッケージの包装速度 で調製した。シールジョーの衝撃数は、１秒につき２．９５９だった。シールジ ョーの圧力は、１５０ｐｓｉ（１０３４ｋＰａ）だった。複合構造の極限積層厚 さｔは、１９５ゲージ（５０ミクロン）だった。シールの歯幅Ｗは、０．１ｃｍ だった。センチメートルで示す包装品のトップもしくはボトムのシール長さの半 分である寸法Ｌは、６．３５ｃｍだった。 複合シーラント層が、中間層としてＬＬ３００１／チッソ７５１０を７０：３ ０で用い、シール層としてチッソ７７０１を用いて供給された。複合シーラント 層のＧ’は、１．３ｘ１０⁵ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²（１．３ｘ１０⁵ｍＮ／ｍ²）だっ た。複合シーラント層厚さを計算すると、気密シールを提供する最小要件として ３４．８５ゲージもしくは０．０００８８５ｃｍ（８．８５ミクロン）だった。 同じ包装条件の下で、Ｇ’が、中間層としてメタロセンＳＬＰ９０４５ポリマ ー、シール層としてチッソ７７０１である場合に０．４４３ｘ１０⁵ｄｙｎｅｓ ／ｃｍ²（ｍＮ／ｍ²）であると、要求される最小厚さは、２４．４ゲージもしく は０．０００６２ｃｍ（６．２ミクロン）と計算された。 実施例１２ この実施例は、１分につき３０パッケージの包装速度、および１秒につき１． ２９のシールジョー衝撃数を用いたことを除いて、実施例１１に従っている。要 求される複合シーラントの厚さは、気密シールを提供するために、２４．９ゲー ジ（もしくは０．０００６３２ｃｍ（６．３ミクロン））と計算された。複合シ ーラント層は、実施例１１と同じだった。この複合シーラント層のＧ’は、０． ４７ｘ１０⁵ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²（０．４７ｘ１０⁵ｍＮ／ｍ²）だった。 実施例１３ この実施例は、温度が１４０℃だったことを除いて、実施例１２に従っている 。積層複合厚さｔは，１９５ゲージだった。シーラントは、ＬＬ３００１および チッソ７５１０を７０：３０の比率で中間層として、チッソ７７０１をシール層 として含み、シーラントのＧ’は、０．６６ｘ１０⁵ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²（０．６ ６ｘ１０⁵ｍＮ／ｍ²）だった。 シーラント層の最小要求厚さは、気密シールを提供するために、２８．０ゲー ジもしくは０．０００７０９ｃｍ（７．１１ミクロン））と計算された。 ヒートシール温度は、シーラント層が半結晶ポリマーを含んでいるなら、シー ラント層のために融解温度Ｔｍよりも高いものとすべきであることに注意された い。シーラントが、ポリエステルフィルムの場合コポリエステルもしくは非晶質 ポリエステルなどの非晶質ポリマーであるなら、もしくはポリアミドフィルムの 場合非晶質ナイロンであるなら、ヒートシール温度は、シーラント層に使用され るポリマーのガラス転移温度Ｔｇよりも高いものとすべきである。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】平成１０年４月３０日（１９９８．４．３０） 【補正内容】 シーラント層がシール中に２つの機能を同時に成就できるようにするために、 本発明は、シーラント層および主フィルム基体との間に関係を設立する“複合構 造”を含んでいなければならない。“複合構造”という語は、ここではシーラン ト層の厚さの主フィルム基体の厚さに対する関係を言うのに用いられる。基本的 には、シーラント層の厚さは、コンプライアンスおよびシール層の全非中断表面 対表面接触を確実なものとするために、主フィルム基体の厚さに対して十分でな ければならない。 一般に、折り畳むか折り返すかして重ねられるフィルムは、“トンネル”を形 成する。“トンネル”は、シール後でもフィルムの折り目もしくは曲げに残る通 路である。トンネルはまた、フィンシール区域で多層フィルムの集合点でも生じ る（図３のトンネル３７を参照）。多層フィルムが薄いほど、曲げで形成される トンネルは小さい。多層フィルムが厚いほど、曲げおよび集合点で形成されるト ンネルの寸法は大きい。かくて、多層フィルムの厚さが増加するにつれ、シーラ ント層の厚さも増加して、コンプライアンスおよび表面対表面の偶発事を保証し なければならない。 多層フィルムの最小厚さは、下記の数学的関係式におけるＳ₀を解くことによ り見つけられる： 式中、 Ｓ₀（ｃｍ）は、前記シーラント層の厚さであり、 ｔ（ｃｍ）は、複合構造の全厚さであり、 Ｇ’（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²（ｍＮ／ｍ²））は、前記シーラント層の貯蔵剪断弾 性率であり、 （Ｇ’は温度および速度依存） Ｔ（ｄｙｎｅｓ／ｃｍ²（ｍＮ／ｍ²））は、シールジョーに加えられた圧縮応 力であり、 Ｌは、ジョーのシール長さの１／２であり、 ５．前記主フィルム基体に対する前記シーラント層の最小厚さが、下記関係式 のＳ₀を解くことにより決定される、請求項１に記載の多層フィルム： 式中、 Ｓ₀は、前記シーラント層の厚さであり、 ｔは、前記複合構造の全厚さであり、 Ｇ’は、前記シーラント層の貯蔵剪断弾性率であり、 （Ｇ’は温度および速度に依存する） Ｔは、シールジョーに加えられた圧縮応力であり、 Ｌは、ジョーのシール長さの１／２であり、 Ｗは、シールの歯幅である。 ６．前記シーラント層が、前記複合構造の厚さの約１５％〜約７０％の厚さを 有する、請求項１に記載の多層フィルム。 ７．前記中間層の厚さが、前記シーラント層の厚さの約１０％〜約９０％であ る、請求項１に記載の多層フィルム。 ８．前記中間層が、ポリエチレンホモポリマー、コポリマーおよびターポリマ ー、低密度ポリエチレン、非晶質ナイロン、イオノマーおよびこれらの混合物か らなる群より選ばれる成分を含んでなる、請求項１に記載の多層フィルム。 ９．前記シール層が、ポリエチレンホモポリマー、コポリマーおよびターポリ マー、非晶質ナイロン、イオノマーおよびこれらの混合物からなる群より選ばれ る成分を含んでなる、請求項１に記載の多層フィルム。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 コング，ダン―チェン アメリカ合衆国ニューヨーク州14450，フ ェアポート，ホワイトブルック・ライズ 17 (72)発明者 セクストン，ドナルド・フランシス アメリカ合衆国ニューヨーク州14450，フ ェアポート，ブラックワッチ・トレイル 108 (72)発明者 スー，ティエン―クウェイ アメリカ合衆国ニューヨーク州14450，フ ェアポート，ヘロン・ウェイ・ノース 40

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．（ａ）主フィルム基体； （ｂ）前記主フィルム基体に隣接して結合するシーラント層、前記シーラ ント層は、 （ｉ）前記主フィルム基体に結合し、シール条件の下で十分な流動性 を有してシール中にシールジョーの間で変形して全未充填スペースに応じる中間 層、および （ｉｉ）前記中間層に結合してシール条件の下でシールを供給するシ ール層を含んでなり；ならびに （ｃ）前記中間層が前記シール層の組成とは異なる組成を有し、前記シー ラント層が前記主フィルム基体のフィルム厚さに対して十分な厚さを有してシー ル中にトンネルが形成されるのを排除するような前記主要フィルムおよび前記シ ーラント層の複合構造 を含んでなる、包装上に気密シールを形成するための多層フィルム。 ２．前記主フィルム基体が高遮断性フィルムである、請求項１に記載の多層フ ィルム。 ３．前記高遮断性フィルムが蒸着されている、請求項２に記載の多層フィルム 。 ４．前記主フィルム基体が、フィルム基体と、紙、延伸ポリプロピレン、ポリ エチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリエチレン、単層および多層フィルム 、およびこれらの組み合わせからなる群より選ばれる外ウェブとを含んでなるラ ミネートである、請求項１に記載の多層フィルム。 ５．前記主フィルム基体に対する前記シーラント層の最小厚さが、下記関係式 のＳ₀を解くことにより決定される、請求項１に記載の多層フィルム： 式中、 Ｓ₀は、前記シーラント層の厚さであり、 ｔは、前記複合構造の全厚さであり、 Ｇ’は、前記シーラント層の貯蔵剪断弾性率であり、 （Ｇ’は温度および速度に依存する） Ｔは、シールジョーに加えられた圧縮応力であり、 Ｌは、ジョーのシール長さであり、 Ｗは、シールの歯幅である。 ６．前記シーラント層が、前記複合構造の厚さの約１５％〜約７０％の厚さを 有する、請求項１に記載の多層フィルム。 ７．前記中間層の厚さが、前記シーラント層の厚さの約１０％〜約９０％であ る、請求項１に記載の多層フィルム。 ８．前記中間層が、ポリエチレンホモポリマー、コポリマーおよびターポリマ ー、低密度ポリエチレン、非晶質ナイロン、イオノマーおよびこれらの混合物か らなる群より選ばれる成分を含んでなる、請求項１に記載の多層フィルム。 ９．前記シール層が、ポリエチレンホモポリマー、コポリマーおよびターポリ マー、非晶質ナイロン、イオノマーおよびこれらの混合物からなる群より選ばれ る成分を含んでなる、請求項１に記載の多層フィルム。 １０．（ａ）前記主フィルム基体にシーラント層を置くこと、ここで前記シー ラント層は、 （ｉ）前記主フィルム基体に結合し、シール条件の下で十分な流動性 を有してシール中にシールジョーの間で変形して全未充填スペースに応じる中間 層、および （ｉｉ）前記中間層に結合してシール条件の下でシールを供給するシ ール層を含んでなり；ならびに （ｂ）前記中間層が前記シール層の組成とは異なる組成を有し、前記シーラント 層が前記主フィルム基体のフィルム厚さに対して十分な厚さを有してシール中に トンネルが形成されるのを排除するような前記主要フィルムに対する前記シーラ ント層の複合構造を与えること を含んでなる方法により製造される、前記請求項のいずれかに記載の多層フィル ム。