JP2007504314A - エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを含むフィルム及び医療用途または衛生用途におけるその使用 - Google Patents

Abstract

本発明は、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーと熱可塑性エラストマーとよりなる組成物を含むフィルムに関する。熱可塑性エラストマーは、例えば、スチレン系またはポリオレフィン系の熱可塑性エラストマーである。好ましくは、熱可塑性エラストマーは、ポリオレフィンとゴムとを含むポリオレフィン系熱可塑性エラストマーであり、ゴムは、硬化剤を用いることにより動的加硫される。エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーは、約０．８８〜約０．９１ｇ／ｃｍ^３の密度を有し、エチレン９０〜６５重量部と３〜８個の炭素原子を有するアルファ−オレフィン１０〜３５重量部とを含む。フィルムは、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマー３５〜８０重量部と動的加硫熱可塑性エラストマー６５〜２０重量部とを含む。ここで、該重量部は、１００重量部のエチレン／アルファ−オレフィンコポリマー及び熱可塑性エラストマーを基準にする。本発明はさらに、おむつ、包帯、手袋、外科用ドレープ、病院用リネン、おむつ用ウエストバンド、サイドパネル複合材、及びサイドタブにおけるフィルムの使用に関する。

Description

本発明は、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを含むフィルムに関する。本発明はまた、ソフトタッチ用途、医療用途、または衛生用途におけるエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを含むフィルムの使用に関する。

エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを含むフィルムは、米国特許第５４６４９０５号明細書から公知である。米国特許第５４６４９０５号明細書には、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマー製のフィルムを高速で成形する場合、バブルのゆれやちぎれを伴うことなく高速成形を行うために、高溶融張力を有するエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを使用しなければならないと記載されている。さらに、２以下の分子量分布（ＭＷＤ）を有するエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを選択した場合、良好な透明性は達成されるが加工性はそれほど効率的でないことが知られている。一方、３以上のＭＷＤを有するエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを選択した場合、フィルムは、より良好に加工可能であるが、それほど透過性はよくないであろう。先行技術では、実際に、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを含むフィルムを良好な性能で達成することが困難であることがわかる。

本発明の目的は、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを含むフィルムを改良された性能で提供することである。

この目的は、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーと、ゴムとポリオレフィンとを含む動的加硫熱可塑性エラストマーと、よりなる組成物（ここで、ポリオレフィンとエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーとの重量比は０．６以下である）を含むフィルムにより達成される。

驚くべきことに、この組成物を含むフィルムは改良された弾性挙動を示すことが判明した。フィルムは、低減された延伸後永久変形及びより良好な応力歪み性を示す。

本発明に係るフィルムのさらなる利点は、非常に平滑な絹様表面を示すので、フィルムが医療用途または衛生用途にきわめて好適であるという点である。本発明に係るフィルムのさらなる利点は、くしゃくしゃにした後、より少ない皺を示すという点である。

本発明に係るフィルム中のエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーとは、例えば、約２０，０００ｇ／ｍｏｌ超の分子量（ＭＷ）で約０．９３ｇ／ｃｍ^３未満の密度を有するクラスのエチレン系コポリマーを意味する。エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーは、好ましくは、約０．８６〜約０．９２ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。より好ましくは、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーは、約０．８８〜約０．９１ｇ／ｃｍ^３の密度を有する。

本発明に係るエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーは、例えば、エチレン９５〜６７重量部と３〜８個の炭素原子を有するアルファ−オレフィン５〜３７重量部とを含む。好ましくは、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーは、エチレン９２〜６５重量部と３〜８個の炭素原子を有するアルファ−オレフィン８〜３５重量部とを含む。より好ましくは、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーは、エチレン９０〜６５重量部と３〜８個の炭素原子を有するアルファ−オレフィン１０〜３５重量部とを含む。３〜８個の炭素原子を有するアルファ−オレフィンの例は、プロペン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、及び１−オクテンである。好ましくは、１−ブテンまたは１−オクテンがアルファ−オレフィンとして使用される。市販のコポリマーは、例えば、イグザクト（ＥＸＡＣＴ）^ＴＭまたはエンゲージ（ＥＮＧＡＧＥ）^ＴＭである。

エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーの例としては、エチレン／１−ブテン、エチレン／１−ペンテン、エチレン／１−ヘキセン、エチレン／１−オクテン、及びエチレン／２−ノルボルネンが挙げられる。エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーは、例えば１．５〜３、好ましくは１．８〜３．０、より好ましくは１．９〜２．８の狭い分子量分布を有しうる。狭い分子量分布は、例えばメタロセン触媒などのシングルサイト触媒が使用される重合系を用いて達成可能である。

本発明に係るエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーは、例えば、１２０℃未満のピーク融解温度を有する。より好ましくは、約５５〜１００℃である。

本発明に係るフィルム中の熱可塑性エラストマーは、動的加硫されてゴムとポリオレフィンとを含む。

ポリオレフィンの例は、エチレンもしくはプロピレンのホモポリマー、エチレンとプロピレンとのコポリマー、エチレンと４〜２０個の炭素原子を有するアルファ−オレフィンコモノマーとのコポリマー、またはプロピレンと４〜２０個の炭素原子を有するアルファ−オレフィンコモノマーとのコポリマーである。コポリマーの場合、該コポリマー中のプロピレンの含量は、好ましくは、少なくとも７５重量％である。ポリオレフィンのホモポリマー及びコポリマーは、チーグラー・ナッタ触媒、メタロセン触媒、または他のシングルサイト触媒を用いて調製可能である。好ましくは、ポリプロピレン、ポリエチレン、またはそれらの混合物が、ポリオレフィンとして使用される。より好ましくは、ポリプロピレンがポリオレフィンとして使用される。ポリプロピレンは、線状であっても分枝状であってもよい。好ましくは、線状ポリプロピレンが使用される。ポリプロピレンのメルトフローインデックス（ＭＦＩ）は、好ましくは０．１〜５０であり；より好ましくは０．３〜２０である（ＩＳＯ規格１１３３（２３０℃；２．１６ｋｇ荷重）に準拠）。

ポリオレフィンの量は、例えば、熱可塑性エラストマーの全重量を基準にして１５重量％未満である。好ましくは、ポリオレフィンの量は、熱可塑性エラストマーの全重量を基準にして１〜１２重量％、より好ましくは５〜９重量％である。

本発明に係るポリオレフィン系熱可塑性エラストマーに好適なゴムの例は、エチレン−プロピレンコポリマー（これ以降ではＥＰＭと記す）、エチレン−プロピレン−ジエンターポリマー（これ以降ではＥＰＤＭと記す）、スチレンブタジエンゴム、ニトリルブタジエンゴム、イソブテン−イソプレンゴム、スチレン−エチレン／スチレン−ブタジエンブロックコポリマー、ブチルゴム、イソブチレン−ｐ−メチルスチレンコポリマーもしくは臭素化イソブチレン−ｐ−メチルスチレンコポリマー、天然ゴム、またはこれらのブレンドである。

好ましくは、ＥＰＤＭまたはＥＰＭがゴムとして使用される。最も好ましくは、ＥＰＤＭがゴムとして使用される。ＥＰＤＭは、好ましくは、エチレンモノマー単位５０〜７０重量部と、アルファ−オレフィンに由来するモノマー単位４８〜３０重量部と、非共役ジエンに由来するモノマー単位２〜１２重量部と、を含有する。アルファ−オレフィンとしては、好ましくは、プロピレンが使用される。非共役ジエンとしては、好ましくは、ジシクロペンタジエン（ＤＣＰＤ）、５−エチリデン−２−ノルボルネン（ＥＮＢ）、またはビニルノルボルネン（ＶＮＢ）が使用される。

ゴムは、例えば、硫黄、硫黄化合物類、金属酸化物類、マレイミド類、フェノール樹脂類、またはペルオキシド類のような硬化剤の存在下で動的加硫される。これらの硬化剤は、最新技術から公知であり、例えば、米国特許第５１００９４７号明細書に記載されている。硬化剤としてシロキサン化合物類を使用することも可能である。その例は、ヒドロシランまたはビニルアルコキシシランである。本発明に係るフィルム中のゴムは、好ましくは、硬化剤としてペルオキシド類を用いて加硫される。好適なペルオキシド類の例は、例えば、ジクミルペルオキシド、ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシド、２，５−ジメチル−（２，５−ジ−ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）ヘキサン、１，３−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピル）ベンゼン、１，１−ビス（ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシ）−２，３，５−トリメチルシクロヘキサン、ベンゾイルペルオキシド、２，４−ジクロロベンゾイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシベンゾエート、ｔｅｒｔ−ブチルペルオキシイソプロピルカーボネート、ジアセチルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、ｔｅｒｔ−ブチルクミルペルオキシドの有機ペルオキシド類である。

ペルオキシドの量は、熱可塑性エラストマーの全重量を基準にして、好ましくは０．０２〜５重量％、より好ましくは０．０５〜２重量％である。ペルオキシド加硫熱可塑性エラストマーから作製されたフィルムは、良好な透明性を示す。

ゴムの加硫度は、ゲル含量により表しうる。ゲル含量は、ゴム用有機溶媒中に浸漬された試料のうちの非可溶性ゴムの量とゴムの全量との比（重量基準）である。ゲル含量を測定するための方法については、米国特許第５１００９４７号明細書に記載されている。本明細書では、試料は、室温でゴム用有機溶媒中に４８時間浸漬される。浸漬前の試料及びその残留物の両方の重量を測定した後、熱可塑性エラストマー組成物中のすべての成分の相対量に関する情報に基づいて、非可溶性エラストマー及び全エラストマーの量を計算しうる。本発明に係る動的加硫ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー中のゴムは、少なくとも部分的に加硫されて、例えば、６０〜１００％のゲル含量を有する。

好ましくは、ゴムは、７０％超のゲル含量になるように加硫される。より好ましくは、９０％超のゲル含量になるように加硫される。さらにより好ましくは、ゴムは、少なくとも９５％のゲル含量になるように加硫される。最も好ましくは、ゴムは、約１００％のゲル含量になるように加硫される。

動的加硫熱可塑性エラストマーは、ポリオレフィンと、ゴムと、場合により、当業者により慣用される添加剤と、の溶融混合及び混練により、調製可能である。溶融混合及び混練は、ロールミル、バンバリー（Ｂａｎｂｕｒｙ）ミキサー、ブラベンダー（Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ）ミキサー、連続式混合機（例えば、一軸スクリュー押出機、二軸スクリュー押出機など）のような従来の混合装置で行うことが可能である。好ましくは、溶融混合は、二軸スクリュー押出機で行われる。ポリオレフィンとゴムと場合により添加剤とが適切に分散された後、動的加硫を開始させるために加硫剤が添加される。本発明に係るフィルム中の動的加硫熱可塑性エラストマーはまた、ポリオレフィンとゴムと場合により添加剤とを一工程で溶融混合することにより、調製することも可能である。一工程とは、ポリオレフィンとゴムと硬化剤と場合により他の添加剤とをフィーダーにより連続式混合機に同時に供給することを意味する。オイルは、例えば、加硫前、加硫時、または加硫後に添加可能である。しかしながら、オイルはまた、加硫前に部分的にかつ加硫後に部分的に添加することも可能である。好ましくは、オイルは、加硫後に添加される。動的加硫熱可塑性エラストマーは、例えば、５５ショアＡ未満の硬度を有する。好ましくは、５０ショアＡ未満の硬度である。より好ましくは、４５ショアＡ未満の硬度である。

エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーと動的加硫熱可塑性エラストマーとを含む組成物は、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーと熱可塑性エラストマーとよりなるマスターバッチの溶融混合及び混練により、調製可能である。組成物はまた、動的加硫熱可塑性エラストマーを調製して、加硫前、加硫時、または加硫後にエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーを添加することにより、調製することも可能である。

本発明に係るフィルム中の熱可塑性エラストマーは、場合により、慣用的添加剤を含有する。そのような添加剤の例は、補強性及び非補強性の充填剤、可塑剤、酸化防止剤、安定剤、オイル、帯電防止剤、ワックス、発泡剤、顔料、難燃剤、ならびに他の公知の薬剤であり、ラバーワールド誌ブルーブック（Ｒｕｂｂｅｒ Ｗｏｒｌｄ Ｍａｇａｚｉｎｅ Ｂｌｕｅ Ｂｏｏｋ）及びゲヒター（Ｇａｅｃｈｔｅｒ）ら編、プラスチック添加剤便覧（Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅｓ Ｈａｎｄｂｏｏｋ）（ハンザー（Ｈａｎｓｅｒ）刊、１９９０年）に記載されている。好適な充填剤の例は、炭酸カルシウム、クレー、シリカ、タルク、二酸化チタン、及びカーボンである。

好適なオイルの例は、パラフィン系オイル、ナフテン系オイル、石油留分から得られるアロマ系オイルである。パラフィン系オイルとしては、例えば、サンパー（Ｓｕｎｐａｒ）^ＴＭオイルを使用することが可能である。また、芳香族化合物の濃度が好ましくは４重量％未満でありかつ極性化合物の濃度が０．３重量％未満である高水素化オイルを使用することも可能である。そのようなオイルの例は、米国のペンズオイル（Ｐｅｎｎｚｏｉｌ）により供給されるペンズウルトラ（ＰｅｎｎｚＵｌｔｒａ）^ＴＭ１１９９である。場合により添加可能な他の添加剤は、例えば、金属酸化物、金属水酸化物、金属炭酸塩、またはヒドロタルサイトなどのルイス塩基である。

添加剤は、場合により、熱可塑性エラストマーの調製中に添加可能である。添加される添加剤の量は、当業者に公知である。好ましくは、添加剤の量は、フィルムの性質を損なわないように選択される。

本発明に係るフィルムは、例えば、インフレートフィルムなどのインフレートフィルム法またはキャストフィルム法のような従来の方法により、加工可能である。

フィルムとしては、例えば、共押出しによりまたはラミネーションによりまたは押出しコーティングにより形成された単層構成または多層構成のインフレートフィルムまたはキャストフィルムが挙げられる。エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーと熱可塑性エラストマーとよりなる組成物は、好ましくは、溶融状態でフラットダイに通して押し出してから冷却させてシートまたはキャストフィルムに形成される。他の選択肢として、組成物は、溶融状態で環状ダイに通して押し出してからブロー成形しそして冷却させてチューブラフィルムに形成される。チューブラフィルムを軸方向にスリットしてから開いてフラットフィルムを形成することが可能である。本発明に係るフィルムは、非配向、一軸配向、または二軸配向でありうる。

本発明に係るフィルムは、単層フィルムまたは多層フィルムでありうる。多層フィルムは、本発明に係る組成物から形成された１層以上の層を含みうる。本発明に係るフィルムは、通常、２０〜５００マイクロメートルの範囲内の厚さを有する。好ましくは、フィルムは、３５〜２００マイクロメートルの範囲内の厚さを有する。

多層フィルムは、当技術分野で周知の方法により形成可能である。すべての層がポリマーである場合、ポリマーを同時押出フィードブロック・ダイアセンブリーに通して共押し出し、組成は異なるが固着一体化された２層以上の層を有するフィルムを得ることが可能である。ポリマーがダイから出るときに基材材料を高温溶融ポリマーに接触させる押出しコーティングにより、多層フィルムを形成することも可能である。

先に記載したように調製された２つ以上の単層フィルムを組み合わせることにより、多層フィルムを形成することも可能である。そのように形成されたフィルムの層は、接着剤によりまたは熱及び圧力を加えることにより、固着一体化させることが可能である。

本発明に係るフィルムは、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマー３０〜９０重量部と熱可塑性エラストマー７０〜１０重量部とを含みうる。ここで、該重量部は、１００重量部のエチレン／アルファ−オレフィンコポリマー及び熱可塑性エラストマーを基準にする。好ましくは、フィルムは、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマー４０〜８５重量部と熱可塑性エラストマー６０〜１５重量部とを含む。ここで、該重量部は、１００重量部のエチレン／アルファ−オレフィンコポリマー及び熱可塑性エラストマーを基準にする。さらにより好ましくは、フィルムは、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマー５０〜８０重量部と熱可塑性エラストマー５０〜２０重量部とを含む。ここで、該重量部は、１００重量部のエチレン／アルファ−オレフィンコポリマー及び熱可塑性エラストマーを基準にする。

本発明の好ましい実施形態は、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーと、ゴムとポリプロピレンとを含む動的加硫熱可塑性エラストマーと、よりなる組成物（ここで、ポリプロピレンとエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーとの重量比は０．６以下である）を含むフィルムである。さらに好ましいのは、エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーと、ゴムとポリプロピレンとを含む動的加硫熱可塑性エラストマーと（ここで、ポリプロピレンとエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーとの重量比は０．５以下である）を含むフィルムである。組成物は、非常に良好な性質、例えば、引裂強度、良好なシール性、優れた透明性、及び低減された延伸後永久変形を有するフィルムを提供することが判明した。

本発明はさらに、ソフトタッチ用途、衛生用途、または医療用途における、例えば、おむつ、包帯、手袋、外科用ドレープ、病院用リネン、おむつ用ウエストバンド、サイドパネル複合材、サイドタブ、グリップ、ボタン、自動車部品、歯ブラシの柄、靴底、スキン材、玩具、ワインのコルク栓、ガスケット、家具成形品などにおける、本発明に係るフィルムの使用に関する。

以下の実施例及び比較実験により本発明について説明するが、これらに限定されるものではない。

延伸ラップフィルムの弾性回復及び永久変形を決定する際、ＡＳＴＭ Ｄ５４５９試験を以下の条件下で使用した。
荷重適用サイクル時：１００％
待ち時間：６０秒
荷重除去時の回復時間：１８０秒
サイクル速度：１２７ｍｍ／分

実施例Ｉ
３０ショアＡの硬度を有する動的加硫熱可塑性エラストマー（サーリンク６１３５ＥＦ（ＳＡＲＬＩＮＫ ６１３５ ＥＦ））をエチレン／ブチレンコポリマー（イグザクト８２０１（ＥＸＡＣＴ ８２０１））と６０：４０の重量比でブレンドした。ブレンドをブロー成形により６０ミクロンの厚さを有する弾性フィルムに加工した。Ｘ方向及びＹ方向にフィルムを１００％延伸した後、３００秒間の保圧時間後の永久変形を測定した。また、延伸に要した引張り歪みを測定した。結果を表１に示す。

実施例ＩＩ
３０ショアＡの硬度を有する動的加硫熱可塑性エラストマー（サーリンク６１３５ＥＦ（ＳＡＲＬＩＮＫ ６１３５ ＥＦ））をエチレン／ブチレンコポリマー（イグザクト８２０１（ＥＸＡＣＴ ８２０１））と８０：２０の重量比でブレンドした。ブレンドをブロー成形により６０ミクロンの厚さを有する弾性フィルムに加工した。Ｘ方向及びＹ方向にフィルムを１００％延伸した後、３００秒間の保圧時間後の永久変形を測定した。また、延伸に要した引張り歪みを測定した。結果を表１に示す。

比較実験Ａ
エチレン−ブチレンコポリマーのイグザクト８２０１（ＥＸＡＣＴ ８２０１）をブロー成形により６０ミクロンの厚さを有する弾性フィルムに加工した。Ｘ方向及びＹ方向にフィルムを１００％延伸した後、３００秒間の保圧時間後の永久変形を測定した。また、延伸に要した引張り歪みを測定した。結果を表１に示す。

上記の表からわかるように、動的加硫熱可塑性エラストマーの添加により、Ｘ方向及びＹ方向の永久変形が、それぞれ、比較実験Ａと比べて１００％（実施例１）及び５０％（実施例２）改良される。さらに、動的加硫熱可塑性エラストマーを含むフィルムの延伸に要した力は、著しく小さい。実施例１及び２で作製されたフィルムは、フィルムを数回にわたり一緒にくしゃくしゃにした後でさえも、優れた絹様感触の平滑外観を示す。

Claims (9)

1. エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーと、ゴムとポリオレフィンとを含む動的加硫熱可塑性エラストマーと、よりなる組成物（ここで、ポリオレフィンとエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーとの重量比は０．６以下である）を含むフィルム。
2. ポリオレフィンとエチレン／アルファ−オレフィンコポリマーとの前記重量比が０．５以下である、請求項１に記載のフィルム。
3. 前記動的加硫熱可塑性エラストマーが５５ショアＡ未満の硬度を有する、請求項１〜２のいずれか１項に記載の組成物を含むフィルム。
4. 前記ポリオレフィンがポリプロピレンである、請求項１〜３のいずれか１項に記載の組成物を含むフィルム。
5. 前記ポリプロピレン重量％である、請求項４に記載の組成物を含むフィルム。
6. 前記エチレン／アルファ−オレフィンコポリマー３５〜８０重量部と前記動的加硫熱可塑性エラストマー６５〜２０重量部とを含む、請求項１または２に記載のフィルム。
7. 前記エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーが約０．８６〜約０．９２ｇ／ｃｍ^３の密度を有する、請求項１〜６のいずれか１項に記載のフィルム。
8. ソフトタッチ用途、コンシューマー用途、医療用途、及び衛生用途における、請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルムの使用。
9. おむつ、包帯、手袋、外科用ドレープ、病院用リネン、おむつ用ウエストバンド、サイドパネル複合材、またはサイドタブにおける、請求項１〜７のいずれか１項に記載のフィルムの使用。