JP2010513102A - 層状フィルム、それから作製されたパッケージおよびその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】なし
Description
本出願は、2006年12月21日出願のスペイン特許出願番号200603242に関する利益を請求するものである。これをすべて参照により本明細書に組み込む。
A)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスより少なくとも2倍大きいMD引張、2%割線モジュラス、または
B)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスの多くとも1/5より小さいMD引張、2%割線モジュラス
のうちの1つを有し;そして
前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)のMD引張、2%割線モジュラスを、ISO527−3−95に従って、前記内層の組成物、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)から形成される単層フィルムで測定し;そして
前記表皮層のMD引張、2%割線モジュラスを、前記表皮層の組成物から形成された単層フィルムを用いて、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記内層、または前記内層の少なくとも1つのポリマー成分が以下の特性、すなわち:
C)2g/10分以下のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)、または
D)5g/10分以下のメルトフローレート、MFR(230℃/2.16kg)
のうちの1つを有するフィルムを提供する。
a)それぞれの層に適したポリマーまたはポリマーブレンドを選択するステップと;
b)前記ポリマーまたはブレンドから多層フィルムを形成するステップであって、前記多層フィルムが少なくとも3層を含むステップと
を含み;そして
少なくとも1層が前記フィルムの全厚さの20%以下の厚さを有する内層であり、前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)が以下の特性、すなわち:
A)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスより少なくとも2倍大きいMD引張、2%割線モジュラス、または
B)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスの多くとも1/5より小さいMD引張、2%割線モジュラス
のうちの1つを有し;そして
前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)のMD引張、2%割線モジュラスを、前記内層の組成物、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)から形成された単層フィルムを用いて、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記表皮層のMD引張、2%割線モジュラスを、前記表皮層の組成物から形成された単層フィルムを用いて、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記内層、または前記内層の少なくとも1つのポリマー成分が以下の特性、すなわち:
C)2g/10分以下のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)、または
D)5g/10分以下のメルトフローレート、MFR(230℃/2.16kg)
のうちの1つを有する方法も提供する。
本発明は、異なるモジュラス、すなわち、表皮層より低いモジュラスもしくは表皮層より高いモジュラスを有する材料から作製された1つの薄い内層、または、より高いかもしくはより低いモジュラスの材料を含むブレンドから作製された内層を含む多層フィルムを対象とする。コアは、フィルムの全厚さの20%以下、好ましくは15%以下、より好ましくは10%以下である。
A)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスより少なくとも2倍大きい、好ましくは少なくとも3倍大きい、より好ましくは4倍大きいMD引張、2%割線モジュラス、または
B)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスの多くとも1/5、好ましくは多くとも1/6、より好ましくは多くとも1/7より小さいMD引張、2%割線モジュラス
の1つを有する。
A)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスより少なくとも2倍大きいMD引張、2%割線モジュラス、または
B)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスの多くとも1/5より小さいMD引張、2%割線モジュラス
のうちの1つを有し;そして
前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)のMD引張、2%割線モジュラスを、前記内層の組成物、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)から形成される単層フィルムで、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記表皮層のMD引張、2%割線モジュラスを、前記表皮層の組成物から形成された単層フィルムを用いて、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記内層、または前記内層の少なくとも1つのポリマー成分が以下の特性、すなわち:
C)2g/10分以下のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)、または
D)5g/10分以下のメルトフローレート、MFR(230℃/2.16kg)
のうちの1つを有するフィルムを提供する。
a)それぞれの層に適したポリマーまたはポリマーブレンドを選択するステップと;
b)前記ポリマーまたはブレンドから多層フィルムを形成するステップであって、前記多層フィルムが少なくとも3層を含むステップと
を含み;そして
少なくとも1層が前記フィルムの全厚さの20%以下の厚さを有する内層であり、前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)が以下の特性、すなわち:
A)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスより少なくとも2倍大きいMD引張、2%割線モジュラス、または
B)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスの多くとも1/5より小さいMD引張、2%割線モジュラス
のうちの1つを有し;そして
前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)のMD引張、2%割線モジュラスを、前記内層の組成物、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)から形成された単層フィルムを用いて、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記表皮層のMD引張、2%割線モジュラスを、前記表皮層の組成物から形成された単層フィルムを用いて、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記内層、または前記内層の少なくとも1つのポリマー成分が以下の特性、すなわち:
C)2g/10分以下のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)、または
D)5g/10分以下のメルトフローレート、MFR(230℃/2.16kg)
のうちの1つを有する方法も提供する。
内層および表皮層は様々な熱可塑性ポリマーから作製することができる。代表的なポリマーには、これらに限定されないが、スチレンブロックコポリマー;ゴム類、ポリエチレン、ポリプロピレンおよびポリブテンなどのポリオレフィン;エチレンビニルアセテート(EVA)コポリマー;エチレンアクリル酸コポリマー(EAA);エチレンアクリレートコポリマー(EMA、EEA、EBA);ポリブチレン;ポリブタジエン;ナイロン;ポリカーボネート;ポリエステル;ポリエチレンオキシド;ポリプロピレンオキシド;エチレン−プロピレンゴムおよびエチレン−プロピレン−ジエンモノマーゴムなどのエチレン−プロピレンインターポリマー;塩素化ポリエチレン;熱可塑性硬化物;エチレンエチルアクリレートポリマー(EEA);エチレンスチレンインターポリマー(ESI);ポリウレタン;ならびにシラン−グラフト改変オレフィンポリマーまたは無水マレイン酸グラフト改変オレフィンポリマーなどの官能基改変したポリオレフィン;およびこれらのポリマーの2つ以上の組合せなどの天然または合成の樹脂が含まれる。フィルムは、少なくとも1つのエチレンベースのポリマーおよび/または少なくとも1つのプロピレンベースのポリマーを含むことが好ましい。
内層または表皮層で用いるためのエチレンベースのポリマーには、単独のポリマー成分として、または主要(ポリマーの合計重量に対して>50重量%)ポリマー成分としてのエチレンホモポリマーまたはインターポリマーが含まれる。そうしたポリマーには、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、超低密度ポリエチレン(ULDPE)、非常に低密度のポリエチレン(VLDPE)、均一に分枝した線状エチレンポリマー、均一に分枝した実質的に線状のエチレンポリマーおよび不均一に分枝した線状エチレンポリマーが含まれる。もしあれば、フィルム組成物中のこれらのポリマーの1つまたは複数の量は、所望の特性、他の成分およびポリエチレンの種類によって変わることになる。
内層または表皮層で使用するのに適したプロピレンベースのポリマーには、プロピレンホモポリマー、プロピレンインターポリマー、ならびに1〜20重量%のエチレンまたは4〜20個の炭素原子のα−オレフィンコモノマーを含むことができるポリプロピレンの反応器コポリマー(RCPP)が含まれる。ポリプロピレンホモポリマーは、アイソタクチックであっても、シンジオタクチックであってもまたアタクチックポリプロピレンであってもよい。プロピレンインターポリマーは、ランダムもしくはブロックコポリマーであっても、またプロピレンベースのターポリマーであってもよい。
熱、光または原材料からの残留触媒などによってもたらされる酸素との反応によって引き起こされる分解から樹脂を保護するために、安定剤および酸化防止剤を樹脂配合品に加えることができる。酸化防止剤は、Hawthorn、N.Y.のCiba−Geigyから市販されており、それらには、ヒンダードフェノール系酸化防止剤であるIrganox(登録商標)565、1010および1076が含まれる。これらは、フリーラジカル捕捉剤として作用する主要な酸化防止剤であり、単独で使用することも、またCiba−Geigyから入手できるIrgafos(登録商標)168のようなホスファイト酸化防止剤などの他の酸化防止剤と合わせて使用することもできる。ホスファイト酸化防止剤は補助的な酸化防止剤と考えられており、通常単独では用いられず、主に過酸化物分解剤として使用される。利用できる他の酸化防止剤には、これらに限定されないが、Stamford、Conn.のCytec Industriesから入手できるCyanox(登録商標)LTDP、およびBaton Rouge、LouisianaのAlbemarle Corp.から入手できるEthanox(登録商標)1330が含まれる。他の多くの酸化防止剤を、それ自体で、または、上記のような他の酸化防止剤と合わせて用いることができる。他の樹脂添加剤には、これらに限定されないが、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、染料、核形成剤、増量剤、スリップ剤、難燃剤、可塑剤、加工助剤、滑剤、安定剤、スモークインヒビター、粘度調節剤およびブロッキング防止剤が含まれる。
A.表皮(外)層
表皮層で使用するための適切なポリマーには、エチレンベースのホモポリマーおよびエチレンベースのインターポリマー、ならびにプロピレンベースのホモポリマーおよびプロピレンベースのインターポリマーが含まれる。そうしたポリマーの例には、これらに限定されないが、DOWLEX(商標)およびELITE(商標)などのエチレンベースのポリマー、ならびにINSPIRE(商標)(すべてThe Dow Chemical Company社品)などのプロピレンベースのポリマーが含まれる。各表皮層は、1つのポリマー、またはULDPEとLLDPE、2つの異なるLLDPEもしくはHDPEとULDPEのようなポリマーブレンドなどの2つ以上のポリマーを含むことができる。
この層に適したポリマーの例には、これらに限定されないが、AFFINITY(商標)およびFLEXOMER(商標)などのポリエチレンベースのポリマー、ならびにVERSIFY(商標)ポリマーなどのポリプロピレンベースのポリマー(すべてThe Dow Chemical Company社から)が含まれる。ポリオレフィンベースの系以外のポリマー系も内層に使用することができる。内層は、1つのポリマー、またはポリマーブレンドなどの2つ以上のポリマーを含むことができる。
この層に適したポリマーの例には、これらに限定されないが、HDPEおよびMDPEなどの高密度および中密度ポリエチレンベースのポリマー;ポリプロピレンホモポリマーおよびプロピレンインターポリマーが含まれる。各内層は、1つのポリマー、またはポリマーブレンドなどの2つ以上のポリマーを含むことができる。
本発明のフィルムは、全フィルム厚さの20%以下、全フィルム厚さの好ましくは15%以下、より好ましくは全フィルム厚さの10%以下の内層を含む。他の実施形態では、内層は、全フィルム厚さの2〜20%、好ましくは全フィルム厚さの5〜20%、より好ましくは全フィルム厚さの8〜20%である。
A)外(表皮)層のMD引張、2%割線モジュラスより、少なくとも2倍大きい、好ましくは少なくとも3倍大きい、より好ましくは少なくとも4倍大きいMD引張、2%割線モジュラス、または
B)外(表皮)層のMD引張、2%割線モジュラスより、多くとも1/5より小さい、好ましくは多くとも1/6より小さい、より好ましくは多くとも1/7より小さいMD引張、2%割線モジュラス
のうちの1つを有する。
本発明のフィルム組成物は、各層を作製するのに適した熱可塑性ポリマーを選択し、各層のフィルムを形成させ、それらの層を接合するか、または1つもしくは複数の層を共押し出しするか注型することによって作製することができる。これらのフィルム層は、フィルム間の界面領域にわたって連続的に接合されることが望ましい。そのフィルムはインフレーションフィルム法(blown film process)で作製するのが望ましい。
本明細書において言及される任意の数値範囲は、1単位の増分で、より低い値からより高い値までのすべての値を含む。ただし、より低い任意の値とより高い任意の値との間の少なくとも2単位は分離されているものとする。例として、例えばブレンド成分の量、軟化、メルトインデックスなどの成分の量または組成的もしくは物理的特性の値が1〜100であると表されている場合、1、2、3等の個々のすべての値、および1〜20、55〜70、197〜100等のすべての下位範囲は、本明細書において明らかに含まれているものとする。1より小さい値については、1単位は、適宜0.0001、0.001、0.01または0.1であるものとする。これらは具体的に意図しようとするものの例に過ぎず、挙げられた最小値と最大値の間の数値の可能なすべての組合せが、本出願において明らかに言及されていると見なされるべきである。本明細書で論じるように、フィルム厚、メルトインデックス、メルトフローレート、重量平均分子量、分子量分布、結晶化度%、密度および他の特性に関連して数値範囲について言及されている。
各試験における具体的な試験パラメーターは使用するポリマーまたはポリマーブレンドによって変わる。以下の試験のいくつかでは、ポリオレフィン樹脂の代表として示される試験パラメーターを示す。試験の特定のパラメーターは本発明の範囲を限定するものではない。当業者は、具体的な一連の試験パラメーターの限界を理解し、また、他の種類のポリマーやブレンドのための適切なパラメーターを判断することができよう。
Mポリエチレン=A×(Mポリスチレン)B
ただし、Mは分子量であり、Aは0.4315の値を有し、Bは1.0に等しい。
%Cryst.=(Hf÷292J/g)×100であり、プロピレンベースのポリマーのための式は:
%Cryst.=(Hf÷165J/g)×100である。「%Cryst.」は結晶化度%を表し、「Hf」はジュール/グラム(J/g)でのポリマーの融解熱を表す。
ヤング率(Young’s modulus)および2%割線モジュラスはISO527−3−95に従って測定した。「タイプ2試験片」のためのフィルムの寸法は長さ150mm×幅15mm(1mm未満のフィルム厚)であった。試験する前に、試験片を23℃の雰囲気下で40時間コンディショニングした。引張試験機(INSTRONモデルNo.5564)上のクランプ(心出しピンを備えた)距離は100mmであり、試験速度は5mm/分であった。横断方向(CD)と縦方向MD(machine direction、装置方向)で各組成物について5つのフィルム試料を試験した。
以下の表3にそれぞれ示すように、表皮中に主にPE E51またはPE D56を含み、および異なるモジュラスおよび/または密度の薄い内層を含む一連の多層インフレーションフィルム構造物を作製し、以下に論じるように、様々な特性について試験した。表皮層および内層に用いたポリマーを、以下の表3〜5に挙げる。典型的には、1つまたは複数の安定剤、および任意選択の他の添加剤をポリマーに加える。
試料を、Collin(タイプ180/400)共同押し出しインフレーションフィルム製造ラインで加工した。3層フィルムを製造するために、製造ラインは3基の押出機(A、C、D)からなるものであったが、5層フィルムの製造には4基の押出機(A、B、C、D)が必要であった。5層フィルムを得るために、溶融流れを分離するための溶融スイッチ装置を押出機Bに設けた。押出機の仕様を表6にまとめる。
全製出量=8kg/h;インフレーション比(blow-up ratio)(BUR)=2.5;ダイギャップ=1.2、フローズライン高さ(froze line height)(FLH)≒100〜150mm、フィルム厚=50μm。
引き裂き抵抗、落下ダートフィルム衝撃強度、2%割線モジュラス、ヤング率、ヘイズおよび光沢を、加工した多層フィルムでそれぞれ測定した。結果を以下の表7に示す。
表9に示すように、光学特性および引き裂き性の改善が得られる内層厚さの範囲を試験するために、一連のフィルムを作製した。
Claims (29)
- 少なくとも3層を含むフィルムであって、少なくとも1層がフィルムの全厚さの20%以下の厚さを有する内層であり、前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)が以下の特性、すなわち:
A)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスより少なくとも2倍大きいMD引張、2%割線モジュラス、または
B)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスの多くとも1/5より小さいMD引張、2%割線モジュラス
のうちの1つを有し;そして
前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)のMD引張、2%割線モジュラスを、ISO527−3−95に従って、前記内層の組成物、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)から形成される単層フィルムで測定し;そして
前記表皮層のMD引張、2%割線モジュラスを、前記表皮層の組成物から形成された単層フィルムを用いて、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記内層、または前記内層の少なくとも1つのポリマー成分が以下の特性、すなわち:
C)2g/10分以下のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)、または
D)5g/10分以下のメルトフローレート、MFR(230℃/2.16kg)
のうちの1つを有するフィルム。 - 前記少なくとも1つの内層が、表皮層のMD引張、2%割線モジュラスより少なくとも2倍大きいMD引張、2%割線モジュラスを有する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層が、表皮層のMD引張、2%割線モジュラスの多くとも1/5より小さいMD引張、2%割線モジュラスを有する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層が、2g/10分以下のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)を有する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層が2g/10分以下のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)を有する、請求項2に記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層が2g/10分以下のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)を有する、請求項3に記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層が、5g/10分以下のメルトフローレート、MFR(230℃/2.16kg)を有する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層が、5g/10分以下のメルトフローレート、MFR(230℃/2.16kg)を有する、請求項2に記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層が、5g/10分以下のメルトフローレート、MFR(230℃/2.16kg)を有する、請求項3に記載のフィルム。
- 前記内層の厚さが、前記表皮層の厚さより薄い、前記請求項1〜9のいずれかに記載のフィルム。
- 前記表皮層のそれぞれが、前記内層のそれぞれの表面に隣接している、前記請求項1〜10のいずれかに記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層がフィルムの全厚さの10〜20%の厚さを有する、前記請求項1〜11のいずれかに記載のフィルム。
- フィルムの全厚さが50ミクロン以下である、前記請求項1〜12のいずれかに記載のフィルム。
- 3層からなる、前記請求項1〜13のいずれかに記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層が、エチレンビニルアセテート、ポリエチレンテレフタレート、ポリエステル、ポリアミドおよびその組合せからなる群から選択される極性ポリマーを含まない、前記請求項1〜14のいずれかに記載のフィルム。
- 前記少なくとも1つの内層が、プロピレンホモポリマー、プロピレン/α−オレフィンインターポリマー、プロピレン/エチレンインターポリマー、エチレン/α−オレフィンインターポリマー、プロピレンホモポリマーを含むブレンド、プロピレン/α−オレフィンインターポリマーを含むブレンド、プロピレン/エチレンインターポリマーを含むブレンドまたはエチレン/α−オレフィンインターポリマーを含むブレンドを含む組成物から形成される、前記請求項のいずれかに記載のフィルム。
- 前記内層が、エチレン/α−オレフィンインターポリマー、またはエチレン/α−オレフィンインターポリマーを含むブレンドを含む組成物から形成される、請求項16に記載のフィルム。
- 前記エチレン/α−オレフィンインターポリマーが、エチレンおよび1−オクテン、エチレンおよび1−ブテン、エチレンおよび1−ヘキセン、エチレンおよび1−ペンテン、エチレンおよび1−ヘプテン、エチレンおよびプロピレン、エチレンおよび4−メチルペンテン−1またはその混合物からなる群から選択されるモノマーから形成されたインターポリマーである、請求項17に記載のフィルム。
- 前記エチレン/α−オレフィンインターポリマーが、0.2g/10分〜2g/10分のメルトインデックス(I2)を有する、請求項18に記載のフィルム。
- 前記エチレン/α−オレフィンインターポリマーが、0.850〜0.920g/ccの密度を有する、請求項19に記載のフィルム。
- 前記内層が、プロピレンホモポリマー、プロピレン/α−オレフィンインターポリマー、プロピレン/エチレンインターポリマー、プロピレンホモポリマーを含むブレンド、プロピレン/α−オレフィンインターポリマーを含むブレンドまたはプロピレン/エチレンインターポリマーを含むブレンドを含む組成物から形成される、請求項16に記載のフィルム。
- 前記内層が、プロピレン/エチレンインターポリマーまたはプロピレン/エチレンインターポリマーを含むブレンドから形成される、請求項21に記載のフィルム。
- 前記プロピレン/エチレンインターポリマーが、0.01g/10分〜5g/10分のメルトフローレート(MFR)を有する、請求項22に記載のフィルム。
- 前記プロピレン/エチレンインターポリマーが、0.840g/cc〜0.920g/ccの密度を有する、請求項23に記載のフィルム。
- インフレーションフィルムである、前記請求項1〜24のいずれかに記載のフィルム。
- 前記請求項1〜25のいずれかに記載のフィルムから形成された少なくとも1つの成分を含む物品。
- 前記請求項1〜26のいずれかに記載のフィルムから形成された少なくとも1つの成分を含むパッケージ。
- 多層フィルムを形成する方法であって、
a)それぞれの層に適したポリマーまたはポリマーブレンドを選択するステップと;
b)前記ポリマーまたはブレンドから多層フィルムを形成するステップであって、前記多層フィルムが少なくとも3層を含むステップと
を含み;
少なくとも1層が前記フィルムの全厚さの20%以下の厚さを有する内層であり、前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)が以下の特性、すなわち:
A)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスより少なくとも2倍大きいMD引張、2%割線モジュラス、または
B)表皮層のMD引張、2%割線モジュラスの多くとも1/5より小さいMD引張、2%割線モジュラス
のうちの1つを有し;そして
前記内層、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)のMD引張、2%割線モジュラスを、前記内層の組成物、または前記内層を形成させるのに使用するポリマー成分(a)から形成された単層フィルムを用いて、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記表皮層のMD引張、2%割線モジュラスを、前記表皮層の組成物から形成された単層フィルムを用いて、ISO527−3−95に従って測定し;そして
前記内層、または前記内層の少なくとも1つのポリマー成分が以下の特性、すなわち:
C)2g/10分以下のメルトインデックス、I2(190℃/2.16kg)、または
D)5g/10分以下のメルトフローレート、MFR(230℃/2.16kg)
のうちの1つを有する方法。 - 前記多層フィルムが、インフレーションフィルム法を用いて形成される、請求項28に記載の方法。
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