JP2015531324A - 多層化ポリオレフィン系フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
A層は上部顔面および下部顔面を有し、ポリオレフィン、好ましくはポリプロピレンを含み;
B層は上部顔面および下部顔面を有し:
i)エチレンポリマーの重量で90mol%以上の重合エチレンを含むエチレンポリマー(EP);
ii)アルファ−オレフィン系結晶性ポリマー(CAOP);ならびに
iii)(a)エチレンポリマーブロックの重量で90mol%以上の重合エチレンを含むエチレンポリマーブロック、および(b)結晶性アルファ−オレフィンブロック(CAOB)を含むブロックコポリマー;を含む、
a)結晶性ブロック複合体(CBC)成分;
b)ポリオレフィンエラストマー;均一に分岐したエチレン/アルファ−オレフィンコポリマー;
c)無水マレイン酸をグラフト化したポリエチレン(MAH−g−PE)または無水マレイン酸をグラフト化したポリプロピレン(MAH−g−PP);ならびに、任意に、
d)ポリプロピレンまたはポリエチレン;
を含み;
C層はポリアミド(PA)またはエチレンビニルアルコール(EVOH)を含み、上部顔面および下部顔面を有し、C層の上部顔面はB層の下部顔面と接着接触する;
多層構造体を提供する。
wPP=ポリマー中のPPの重量分率
wPE=ポリマー中のPEの重量分率
wt%C3PP=PP成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
wt%C3PE=PE成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
である。
wPP=ポリマー全体に存在するPPの重量分率
wt%C3PP=PP成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
wt%C3PE=PE成分またはブロック中のプロピレンの重量パーセント
である。
wPP単離=HTLCにより単離されたPPの重量分率
wPE−分画=ジブロックおよび非結合PEを含有する、HTLCにより分離されたPEの重量分率
wt%C3PP=PP中のプロピレンの重量%;これは、PPブロック中および非結合PP中に存在するプロピレンと同量でもある
wt%C3PE−分画=HTLCにより分離されたPE分画中のプロピレンの重量%
wt%C3全体=ポリマー全体におけるプロピレンの全重量%
wt%C3PE−分画=HTLCにより分離されたPE分画におけるプロピレンの重量%(式4)
wt%C3PP=PP成分またはブロックにおけるプロピレンの重量%(前述で規定)
wt%C3PE=PE成分またはブロックにおけるプロピレンの重量%(前述で規定)
wPP−ジブロック=HTLCによりPE分画と共に分離されたジブロックにおけるPPの重量分率
である。
wPP−ジブロック=HTLCによってPE分画と共に分離されたジブロックにおけるPPの重量分率(式6)
wPP=ポリマー中のPPの重量分率
wPE−分画=ジブロックおよび非結合PEを含有する、HTLCにより分離されたPEの重量分率(式5)
である。
WDB最大値=1−WPP単離 式8
WDB最小値=WPP−WPP単離 式9
WDB最小値<CBCI≦WDB最大値
示差走査熱量測定法を使用して、特に、結晶性ブロックおよびブロック複合体の融解熱を測定する。示差走査熱量測定法は、RCS冷却アクセサリーおよびオートサンプラーを備えたTA Instruments Q1000 DSCにおいて実施する。50ml/分の窒素パージガス流を使用する。試料を薄いフィルムに加圧し、約190℃においてプレス中で融解させ、次いで室温(25℃)まで空気冷却する。次に約3−10mgの物質を切断し、正確に秤量し、軽量アルミニウムパン(約50mg)に入れ、その後これを圧着して閉じる。試料の熱挙動を、以下の温度プロファイルを用いて調査する。試料を190℃に急速に加熱し、以前の熱履歴を除去するため等温で3分間維持する。次に試料を10℃/分の冷却速度で−90℃まで冷却し、−90℃で3分間維持する。次に試料を、10℃/分の加熱速度で190℃に加熱する。冷却曲線および第2加熱曲線を記録する。CBCおよび特定のBC樹脂の融解熱の測定では、当業者に公知で日常的に行われているように、計算用ベースラインを融解の開始前の平坦な初期部分(通常、これらのタイプの物質では、約−10〜約20℃までの範囲にある)から第2加熱曲線の融解の終了に伸ばして描く。
i)80mol%以上、好ましくは85mol%以上、より好ましくは90mol%以上、最も好ましくは93mol%以上の重合エチレンを含むエチレンポリマー;
ii)アルファ−オレフィン系結晶性ポリマー(CAOP)、ならびに
iii)(a)80mol%以上、好ましくは85mol%以上、より好ましくは90mol%以上、最も好ましくは93mol%以上の重合エチレンを含むエチレンポリマーブロック(EB)および(b)結晶性アルファ−オレフィンブロック(CAOB)を含むブロックコポリマー、
を含むブロック複合体である。
レトルト処理は、Contexxor糸蒸機において実施する。フィルムを縦方向で200×15mmに切り、一定のシーリング棒で、150℃で1秒間シールする。4個のシールを作製し、袋を空に保つ。空の袋をスチーマー内で、122℃で40分間滅菌する。
接着力試験では、フィルムを横方向で、150℃で1秒間シールする。15mm幅×100mm長の細片を、シール領域から切り出す。縦方向に沿って接着力を測定する。シールを注意深く開封することにより、剥離を開始する。試料を、125mm/分で、室温INSTRON 5564 Dynomometerで剥離する。5個以上の試料を試験し、ピーク負荷の平均を報告する。
フィルムヘイズを、ISO14782標準法に基づき測定する。レトルト処理前およびレトルト処理後の両方で、接着力およびヘイズを測定する。
ヒートシール強度試験は、ASTM標準試験方法F88、柔軟性バリア材料のシール強度用STMに基づく。シールを含有する材料の試験細片を分離するのに必要な力を測定する。試料破損も確認する。試料は15mm幅の打抜細片である。試験結果は、ヒートシールを引き離すのに必要な力、またはヒートシールがはがれる前にフィルムが破損する場合はフィルムが破損するのに必要な力の測定である。
試料調製では、約5ミクロン厚の光学断面を、FCSクライオ−セクショニングチャンバを備えたLeica UCTミクロトームで、ダイアモンドナイフを使用して−120℃で回収した。1滴のDow Corning E−200シリコン油を有する顕微鏡スライドガラスに断面を移し、分析前にカバーガラスで覆った。微分干渉コントラストイルミネーション下の透過明視野光を使用し、Carl Zeiss AxioImager Z1m化合物顕微鏡を使用して光学断面を調べ、HRcデジタルカメラを使用して画像を取得した。
一般
長鎖トリアルキルアミン(Armeen(商標)M2HT、Akzo−Nobel,Inc.から入手可能)、HClおよびLi[B(C6F5)4]の反応により調製し、実質的に米国特許第5,919,983号の実施例2において開示されている、触媒−1([[rel−2’,2’’’−[(1R,2R)−1,2−シクロヘキサンジイルビス(メチレンオキシ−κO)]ビス[3−(9H−カルバゾール−9−イル)−5−メチル[1,1’−ビフェニル]−2−オラト−κO]](2−)]ジメチル−ハフニウム)および共触媒−1、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレートのメチルジ(C14−18アルキル)アンモニウム塩の混合物は、Boulder Scientificから購入し、さらなる精製なしで使用する。
結合層調合物の複合化
結合層調合物用のブレンドを、30mmTSE(Leistritz製機器)を使用して複合化する。押出機は5個の加熱区域、供給区域、および3mmストランドダイを有する。コアに水を流すことにより供給区域を冷却し、残りの区域1〜5およびダイは電熱し、空冷により、ブレンドする物質に依存した特定の温度に制御する。以下の温度設定を押出工程において使用する。区域1〜5は、130℃、186℃、190℃、190℃、および190℃に加熱し、ダイを190℃に加熱する。押出機の運転ユニットを150rpmで作動させる。複合化用の調合を表5に示す。
A/B/C/B/A構造(図4)の5層フィルムをCollins5層キャストラインで押出成形する。全フィルム厚は150μmであり、ここでAはスキン層(40μm)、Bは結合層(10μm)およびCはバリア層(50μm)である。ポリアミド UBE5033Bをバリア層として使用し、Dow PP R7051−10N(10MFR)をスキン層として使用する。ラインは5つの押出成形機を有する。押出成形機1および5をスキン層に使用し、押出成形機2および4を結合層に使用し、押出成形機3をバリア層に使用する。押出成形機温度プロファイルを表6に示す。
結合層調合物の複合化
インフレーションフィルム試験に使用する結合層調合物用ブレンドを、Coperion ZSK26 2軸スクリュー押出成形機で複合化する。スクリューの直径は25.5mmであり、ねじ高さは4.55mmである。50lbs/hrの供給速度および500のスクリューRPMを使用する。バレル高さは100mmであり、全工程セクションを含む15バレルがある。以下の温度設定を押出成形工程において使用する。区域1〜2を140℃に加熱し、他の区域およびダイを190℃に設定する。複合化材料を、2穴ダイを通して16フィート長の冷却した水浴へ押し出した。次にストランドをBerlyn Air Knifeに通し、過剰な水を除去する。ストランドが冷却し、乾燥したらLab Techサイドカットペレット成形機でペレットにする。
A/B/C/B/A構造の5層フィルムをLab Tech5層インフレーションフィルムラインでブローする。押出成形ダイの直径は75mmであり、ダイギャップは2mmである。ブローアップ比(BUR)は2.7であり、折り径は12.7インチである。ニップ速度は13.5ft/分である。全フィルム厚は100μmであり、ここでAはスキン層、Bは結合層、およびCはバリア層である。Dow PP 6D83Kをスキン層として使用する。ポリアミドおよびEVOHの両方をバリア層として使用する。ポリアミドUltramid(商標)C33L01をバリア層として使用する場合、層構造はA/B/C/B/A(30/10/20/10/30μm)である。EVOH EVAL(商標)H171Bをバリア層として使用する場合、層構造はA/B/C/B/A(35/10/10/10/35μm)である。ラインは5つの押出成形機を有する。押出成形機1および5をスキン層に使用し、押出成形機2および4を結合層に使用し、押出成形機3をバリア層に使用する。バリアとしてポリアミドを有する試料での押出成形機温度プロファイルを表9に示す。バリアとしてEVOHを有する試料での押出成形機温度プロファイルを表10に示す。
A/B/C/B/D構造の5層フィルムをAlpine7層インフレーションフィルムラインでブローする。A層はシーラント層、Bは結合層、Cはバリア層、およびDはスキン層である。PP 6D83Kをシーラント層Aとして使用する。ポリアミド(Ultramid(商標)C40LN07)およびEVOH(EVAL(商標)F171B)の両方をバリア層Cとして使用する。PP H110−02Nをスキン層Dとして使用する。押出成形ダイの直径は250mmであり、ダイギャップは2mmである。ダイ排出量は、インチダイ外周あたり11.35lbである。ブローアップ比(BUR)は2.5であり、ドローダウン比は7.86である。全フィルム厚100μmおよび50μmを作製する。100μm厚フィルムではニップ速度は46.5ft/分であり、これに対して50μm厚フィルムではニップ速度は93.0ft/分である。ポリアミドC40LN07をバリア層として使用する場合、層構造はA/B/C/B/D(34/6/20/6/34%)である。EVOH F171Bをバリア層として使用する場合、層構造はA/B/C/B/D(39/6/10/6/39%)である。ラインは7つの押出成形機を有する。押出成形機1および2をシーラント層Aに使用し、押出成形機3および5を結合層Bに使用し、押出成形機5をバリア層Cに使用し、押出成形機6および7をスキン層Dに使用する。バリアとしてポリアミドを有する試料での押出成形機温度プロファイルを表13に示す。バリアとしてEVOHを有する試料での押出成形機温度プロファイルを表14に示す。
ポリエチレン/ポリアミド結合層試験を実施して、本発明がポリエチレン/ポリアミドの結合層として使用できるかを試験した。同様のA/B/C/B/A構造の5層フィルムをLab Tech5層インフレーションフィルムラインでブローした。押出成形ダイの直径は75mmであり、ダイギャップは2mmであった。ブローアップ比(BUR)は2.5であり、折り径は11.6インチであった。ニップ速度は14.5ft/分であった。全フィルム厚は100μmであり、ここでAはスキン層、Bは結合層、およびCはバリア層であった。DOWLEX2045Gをスキン層として使用した。ポリアミドUltramid(商標)C33L01をバリア層として使用した。層構造はA/B/C/B/A(30/10/20/10/30μm)であった。ラインは5つの押出成形機を有した。押出成形機1および5をスキン層に使用し、押出成形機2および4を結合層に使用し、押出成形機3をバリア層に使用した。押出成形機温度プロファイルを表17に示す。
熱成形試験を実施して、本発明が熱成形用途で結合層として使用できるかどうかを試験した。A/B/C/D/C/B/E構造の7層フィルムをAlpine7層インフレーションフィルムラインでブローした。A層はシーラント層(RCP 6D83K)、Bは結合層、Cはポリアミド(Ultramid(商標)B3601)、DはEVOH(EVAL(商標)LR171B)およびEはPP H110−02Nである。層構造はA/B/C/D/C/B/E(22.5%/7.5%/12.5%/15.0%/12.5%/7.5%/22.5%)である。フィルム厚は6ミル(152μm)である。全スルーアウトプットは425lb/hrである。押出成形ダイの直径は250mmで、ダイギャップは2mmである。ダイ排出量は、インチダイ外周あたり13.7lbである。ブローアップ比(BUR)は2.5であり、ドローダウン比は5.24である。全フィルム厚6ミル(152.4μm)を作製する。ニップ速度は35.9ft/分である。ラインは7つの押出成形機を有する。押出成形機1をシーラント層Aに使用し、押出成形機2および6を結合層Bに使用し、押出成形機3および5を層Cに使用し、押出成形機4を層Dに使用し、押出成形機7を層Eに使用する。押出成形機温度プロファイルを表19に示す。
Claims (7)
- A層であるポリオレフィン層、B層である結合層、およびC層であるバリア層を含み、各層は、向き合って他の層と接着接触する顔面を有する多層構造体であって、
A層は上部顔面および下部顔面を有し、ポリプロピレンを含み;
B層は上部顔面および下部顔面を有し:
i)90mol%以上の重合エチレンを含むエチレンポリマー(EP);
ii)アルファ−オレフィン系結晶性ポリマー(CAOP);ならびに
iii)(a)90mol%以上の重合エチレンを含むエチレンポリマーブロック、および(b)結晶性アルファ−オレフィンブロック(CAOB)を含むブロックコポリマー;を含む、
a)結晶性ブロックコポリマー複合体(CBC);
b)任意に、ポリオレフィンエラストマー;
c)無水マレイン酸をグラフト化したポリエチレン(MAH−g−PE)または無水マレイン酸をグラフト化したポリプロピレン(MAH−g−PP);ならびに、任意に、
d)ポリプロピレンまたはポリエチレン;
を含み;
C層はポリアミド(PA)またはエチレンビニルアルコール(EVOH)を含み、上部顔面および下部顔面を有し、C層の該上部顔面はB層の前記下部顔面と接着接触する;
多層構造体。 - B層がポリオレフィンエラストマーをさらに含む、請求項1記載の多層構造体。
- B層がポリプロピレンをさらに含む、請求項1記載の多層構造体。
- B層がポリエチレンをさらに含む、請求項1記載の多層構造体。
- B層の全ポリマー重量に基づき、B層の前記結晶性ブロック複合体が20wt%〜90wt%の量で存在する、請求項1記載の多層構造体。
- 前記構造体が25ミクロン〜2.5cmの厚さを有する、請求項1記載の多層構造体。
- 前記構造体がキャストフィルム、インフレーションフィルムまたは熱成形フィルムである、請求項1記載の多層構造体。
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