JP2015528405A - イソシアネートモノマー移行に対するフィルムバリヤ - Google Patents
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Abstract
Description
本願は、2012年8月31日に出願された米国特許仮出願第61/695,654号および同第61/695,679号の優先権を主張する。
A1.ヒドロキシル(OH)官能化エチレン系ポリマーおよび/またはアミン官能化エチレン系ポリマーの少なくとも1つを含む組成物A1から形成される第1フィルム層A1;ならびに
B.少なくとも1つのイソシアネートを含む組成物Bから形成される第2フィルム層B
を含む多層フィルムを提供する。
A2.無水物官能化エチレン系ポリマーを含む組成物A2から形成される第1フィルム層A2;および
B.少なくとも1つのイソシアネートを含む組成物Bから形成される第2フィルム層B
を含む多層フィルムも提供する。
柔軟性食品パッケージは、概して接着剤によって合わせてラミネートされた複数のフィルム層からなる。外層は多くの場合、ポリエチレンテレフタレート(PET)を含むフィルムのような反転印刷されたフィルムである。パッケージ構造は、アルミニウム、金属化フィルム、または食品に空気および水分が出入りするのを防止する他のフィルムから作製されるバリヤ層も含んでよい。最内層は通常、ポリオレフィン、例えばポリエチレン、パッケージの端部をヒートシールする働きをするシーラントフィルムである。ポリウレタン接着剤は通常、様々なフィルム層を合わせてラミネートするために使用される。
本発明は少なくとも2つの層A1およびB:
A1.ヒドロキシル(OH)官能化エチレン系ポリマーおよび/またはアミン官能化エチレン系ポリマーの少なくとも1つを含む組成物A1から形成される第1フィルム層A1;ならびに
B.少なくとも1つのイソシアネートを含む組成物Bから形成される第2フィルム層B
を含む多層フィルムを提供する。
A2.無水物官能化エチレン系ポリマーを含む組成物A2から形成される第1フィルム層A2;および
B.少なくとも1つのイソシアネートを含む組成物Bから形成される第2フィルム層B
を含む多層フィルムも提供する。
好適なポリオレフィンポリマーの例としては、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、均一に分枝した線状エチレン/.アルファ.−オレフィンインターポリマーまたは均一に分枝した実質的に線状のエチレン/.アルファ.−オレフィンインターポリマー、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
PRR=RR+[3.82−インターポリマームーニー粘度(125℃でのML1+4)]×0.3(式1)
によって算出され;PRR測定は米国特許第6,680,361号で記載されている。
組成物Aは、ヒドロキシル官能化エチレン系ポリマー、第2アミン官能化ポリマーおよび無水物官能化エチレン系ポリマーまたはそれらの組み合わせを含む。官能化エチレン系ポリマーは、無水物、ヒドロキシルおよび/または第2アミン官能基でグラフトされた上述のエチレン系ポリマーであり得るか、またはエチレン由来の単位とヒドロキシルおよび/またはアミン官能基を含むコモノマーとを含むコポリマーであり得る。
1つの実施形態において、本発明の組成物は少なくとも1つの添加剤を含む。好適な添加剤としては、限定されるものではないが、フィラー、抗酸化剤、UV安定剤、発泡剤、難燃剤、着色剤または顔料、ブロッキング防止剤、スリップ剤、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
組成物Bは少なくとも1つのイソシアネートを含む。1つの実施形態において、組成物Bは少なくとも1つのイソシアネートを含む熱硬化性ポリウレタンを含む。本発明のポリウレタンは、本来熱硬化性であることを除いてその配合に関して制限はない。米国特許出願第2010/0143651A1号は、少なくとも1つのアミン、ヒドロキシル、イミド無水物またはカルボン酸官能化ポリマーとのポリオレフィブレンドがポリオレフィンと熱可塑性ポリウレタン(TPU)との間の接着性を改善することを教唆する。熱可塑性ポリウレタンは実質的に2官能性成分、例えば、有機ジイソシアネートおよび活性水素含有基において実質的に2官能性である成分から調製される。しかしながら、場合によって2より高い官能価を有する少量の成分を用いてもよい。さらに、ほぼ化学量論当量(stoichiometric equivalent)のイソシアネートおよびヒドロキシル基を使用してTPUを作成する(Encyclopedia of Polymer Science and Engineering, Wiley, 1988, Vol. 13, p. 275−276;)。反応性化学作用(reactive chemistry)はTPUが作成される際に起こる。したがって、それらは未反応イソシアネートをほとんどまたは全く含まない。TPUは室温で固体であるが、加熱すると柔軟かつ加工可能になる。それらを粉砕し、射出成形(Kolycheck E. G.;米国特許第3,493,634号)または加熱により軟質フィルムとしてキャストしてもよい。(Agger, R. T.; Taylor J. R., and Cosby A. H.米国特許第5,068,143号)。
本発明の多層フィルムは上述のように少なくとも2つの層を含む。1つの実施形態において、多層フィルムは少なくとも3つの層:接着剤層Bによって基体層Cに結合されたフィルム層A1またはA2を含む。
特に記載があるか、文脈から暗示されるか、または当該技術分野で慣例的である場合を除いて、全ての部およびパーセンテージは重量基準であり、全ての試験方法は本願の出願日現在で最新のものである。米国特許実務のために、任意の引用される特許、特許出願または刊行物の内容は、特に合成技術、定義(本願で具体的に提供される定義と矛盾しない程度まで)、および当該技術分野での一般常識の開示に関して、それらの全体が参照により組み込まれる。(またはその等価な米国版はしたがって参照により組み込まれる)。
密度
ポリマー密度をASTM D−792にしたがって測定する。
エチレン系ポリマーのメルトインデックス(I2)をASTM D−1238、条件190℃/2.16kgにしたがって測定する。エチレン系ポリマーのメルトインデックス(I5)をASTM D−1238、条件190℃/5.0kgにしたがって測定する。エチレン系ポリマーのメルトインデックス(I10)をASTM D−1238、条件190℃/10.0kgにしたがって測定する。エチレン系ポリマーの高負荷メルトインデックス(I21)をASTM D−1238、条件190℃/21.0kgにしたがって測定する。
I.材料
以下の樹脂およびフィルムを実施例で使用した。
ELITE 5400GおよびOH−g−EOおよび/またはEVOH)をあるブレンド比で乾式ブレンドすることによって、PEフィルム(2層フィルム)用の組成物Aを作製した。下記フィルムサンプルを、小インフレーションフィルムラインを使用するインフレーションフィルム押出によって調製した。ラインは約0.033”ダイギャップを有する直径2”のインフレーションフィルムダイを備える。
PU接着剤ラミネーション層構造およびラミネーション条件を後述する。
模擬食品中の第1芳香族アミン(PAA)、たとえばMDA(メチレンジフェニルジアミン)およびTDA(トルエンジアミン/メチルフェニレンジアミン)のレベルを、PAAの濃度を比色分析によって測定することができるようにPAAをジアゾ化することによって分析した。試験溶液中に存在する芳香族アミンを塩化物溶液中でジアゾ化し、続いてN−(1−ナフチル)−エチレンジアミン二塩酸塩とカップリングさせて、すみれ色溶液を得た。固定相抽出カラムで色の濃縮を行う。PAAの量を550nmの波長で測光的に決定する。PAAの濃度は、「アニリン塩酸塩当量」として知られ、パウチの内面(シーラント層)4dm2の面積あたり100ml(または50ml)の模擬食品あたりのアニリン塩酸塩のマイクログラム数として報告する。
共反応物質ADCOTE536Bの存在下および非存在下で、市販の接着剤ADCOTE 536Aでラミネートを作製した。第1試験セットの結果を表1に示す。サンプル1〜7は、ポリオール共反応物質536BなしでADCOTE 536A(NCO末端)のみを使用して作製した。目的は、フィルム中の官能基が乾燥雰囲気中で硬化に役立つかどうかを調べることであった。官能性フィルムを有するサンプル3、5および7は、官能性添加剤を含まない対照フィルム1よりも高い初期接着性を示した。ポリエチレンフィルムの第2層中のEVOHの量が50%以上である場合(サンプル2、3、および4)、または共押出された層が100%OH−g−EOである場合(サンプル6)、共押出されたポリエチレンフィルムの2層はT剥離またはヒートシール試験を実施するとバラバラになった。接着剤は、ポリエチレンフィルムの1つの層をアルミホイルに接着させたが、共押出された層は分離した。フィルム2〜4および6について初期段階での低接着力は、接着剤の障害ではなくポリエチレンの共押出された層の分離によるものであった。OH−g−EOのブレンド(サンプル5)は試験の間中まとまっていたが、PEはT剥離試験中にホイルから剥がれるか、またはヒートシール試験中にフィルムが破れた(破損した)。ブレンドOH−EO/ポリエチレン/EVOH(サンプル7)は剥離試験を実施した場合、PE層が若干分離したが、分離はさらに高い値で起こり、ヒートシール接着は保持された(PEフィルムは剥がれるのではなく、むしろ破れた)。OH−g−EO/EVOH/PEブレンドはまとまって共押出された。サンプル番号5(OH−g−EO/PE)層はよくまとまり、比較サンプル番号1よりも良好な初期接着性および迅速な接着力発現をもたらした。
表1のフィルム1、5および7のサンプルを、The Dow Chemical Companyから得られるMOR−FREE 98Aと共反応物質MOR−FREE 79商業的ラミネート用接着剤を使用して前述のようなPET/ホイルフィルムのホイル側にラミネートした。ラミネートをプレート間でプレスし、周囲条件(乾燥窒素下の容器中ではない)で硬化させた。パウチをラミネートから作製し、上述のようにPAA移行について試験した。表2は、官能化フィルム5および7が2、3および7日で検出されるPAAレベルを大幅に減少させたことを示す。
Claims (15)
- 少なくとも2つの層A1およびB:
A1.ヒドロキシル(OH)官能化エチレン系ポリマーおよび/またはアミン官能化エチレン系ポリマーの少なくとも1つを含む組成物A1から形成される第1フィルム層A1、および
B.少なくとも1つのイソシアネートを含む組成物Bから形成される第2フィルム層
を含む多層フィルム。 - 前記層A1が層Bと接触している、請求項1に記載の多層フィルム。
- 組成物A1から形成される前記第1フィルム層A1が少なくとも1つのヒドロキシル(OH)官能化エチレン系ポリマーを含む、請求項1または2のいずれかに記載の多層フィルム。
- 組成物A1から形成される前記第1フィルム層A1が少なくとも1つのヒドロキシル(OH)官能化エチレン系ポリマーと少なくとも1つのアミン官能化エチレン系ポリマーとを含む、請求項1〜3のいずれかに記載の多層フィルム。
- 組成物A1の前記OHおよび/またはアミン官能化エチレン系ポリマーがエチレン/α−オレフィンインターポリマーから形成される、請求項1〜4のいずれかに記載の多層フィルム。
- 組成物A1の前記OHおよび/またはアミン官能化エチレン系ポリマーがイミド基をさらに含む、請求項1〜5のいずれかに記載の多層フィルム。
- 組成物A1がEVOHをさらに含む、請求項1〜6のいずれかに記載の多層フィルム。
- 少なくとも2つの層A2およびB:
A2.無水物官能化エチレン系ポリマーを含む組成物A2から形成される第1フィルム層A2;および
B.少なくとも1つのイソシアネートを含む組成物Bから形成される第2フィルム層B
を含む、多層フィルム。 - 前記層A2が層Bと接触している、請求項8に記載の多層フィルム。
- 組成物A2の前記無水物官能化エチレン系ポリマーがエチレン/α−オレフィンインターポリマーから形成される、請求項8〜9のいずれかに記載の多層フィルム。
- 組成物A2の前記無水物官能化エチレン系ポリマーがイミド基をさらに含む、請求項8〜10のいずれかに記載の多層フィルム。
- 組成物A2がEVOHをさらに含む、請求項8〜11のいずれかに記載の多層フィルム。
- フィルム層Bが2成分ポリウレタン(PU)接着剤を含む、請求項1〜12のいずれかに記載の多層フィルム。
- フィルム層Bと接触するフィルム層Cをさらに含む、請求項1〜13のいずれかに記載の多層フィルム。
- 請求項1〜14のいずれかに記載の多層フィルムを含む物品。
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