JP2016515655A - エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2013年3月28日に出願された米国特許仮出願第61/806,103号の利益を主張するものである。
該エチレン/α−オレフィンインターポリマー組成物は、(a)100%以下、例えば、少なくとも80%、または少なくとも90%のエチレンに由来する単位と、(b)20重量%未満、例えば、15重量%未満、または10重量%未満の1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位と、を含む。用語「エチレン/α−オレフィンインターポリマー組成物」は、50モル%を上回る重合エチレンモノマー(重合可能なモノマーの総量に基づいて)を含有するポリマーを言及し、任意で、少なくとも1つのコモノマーを含有し得る。
本発明による該エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物は、フィルムに形成されることができ、様々な包装用途、例えば、食品包装用途に使用される。本発明のエチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物は、例えば、吹込みフィルムプロセスを介してフィルムに形成され得る。1つの実施形態では、該エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物は、吹込みフィルムプロセスを介して単層フィルムに形成される。別の実施形態では、エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物は、多層吹込みフィルム構造に形成され得る。別の実施形態では、該エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物は、1つ以上の基板に関連する単層または多層吹込みフィルム構造に形成され得る。本発明によって調製される吹込みフィルムは、様々な包装用途、例えば、切りたての農産物及びスナック等の食品包装用途に使用され得る。本発明による該吹込みフィルムは、1.25ミル〜4ミルの範囲の厚さを有する。本発明による該吹込みフィルムは、23℃及び0%の相対湿度で測定された、600〜800、例えば、650〜750、例えば、約700ccミル/100平方インチ−日−気圧の範囲の酸素透過率を有する。本発明による該吹込みフィルムは、38℃、100%の相対湿度で、1.1〜1.4、例えば、約1.2gmミル/100平方インチ−日の範囲の水蒸気透過率を有する。
比較例は、0.9155g/cm3の密度と、1.47g/10分のメルトインデックスI2と、を有するエチレン−オクテンインターポリマーであり、The Dow Chemical CompanyからELITE(商標)5500Gの商品名で市販されている。
本発明の組成物1は、表1〜4に報告される条件に従って以下のプロセスによって調製する。
本発明の組成物1及び比較組成物1を、それらの特性に対して試験し、結果を表5〜12に報告する。表5は、メルトインデックス及び密度データを含む。表6は、示差走査熱量測定(DSC)データを要約する。表7ならびに8は、190℃で測定された動的機械的分光(DMS)データを要約する。表9は、190℃で測定された溶融強度データを含む。表10は、ゲル浸透クロマトグラフィーデータを要約する。表11は、結晶化溶出分別(CEF)データを要約する。
本発明の組成物1及び比較組成物1を、以下のプロセスに従って、それぞれ、本発明のフィルム1及び比較フィルム1に形成した。単分子層吹込みフィルムを、ポリエチレン「Davis標準バリアIIねじ」で「8インチ金型」上で作製した。空気環による外部冷却及び内部バブル冷却を使用した。各吹込みフィルムを生産するために使用される一般的な吹込みフィルムパラメータを、表13に報告する。ポリマーは、金型を通して押し出されるため、温度は、増加する順番で、パレットホッパー(バレル1)に最も近い温度である。
本発明の組成物1及び比較組成物1を、以下のプロセスに従って、それぞれ、本発明のフィルム1及び比較フィルム1に形成した。サンプルを、制御した速度で、及び最大速度で作製した。制御された速度は、250lb/時であり、それは、10.0lb/時/インチの金型の円周の生産率と同等であった。最大生産試験のために使用された金型の直径は、例として、制御した速度に対して、金型の円周の「lb/時」と「lb/時/インチ」との間の変換が、以下の方程式で示されるように、8インチの金型であった。同様に、そのような方程式は、「lb/時/インチ」の金型の円周を判定するための以下の方程式に最大速度を代入することによって、最大速度等の他の速度に対して使用することができる。
Lb/時/インチの金型の円周=(250Lb/時)/(8*π)=10
試験方法は、以下を含む。
密度測定のためのサンプルをASTM D4703−10に従って調製した。
サンプルを374°F(190℃)で、5分間、10,000psi(68MPa)で加圧した。温度を374°F(190℃)で5分間維持し、その後、圧力を3分間、30,000psi(207MPa)まで増加した。この後、70°F(21℃)で、30,000psi(207MPa)で、1分間保持した。測定は、ASTM D792−08、方法Bを使用して、1時間以内のサンプルの加圧で行った。
メルトインデックス(I2)は、ASTM D1238−10、条件190℃/2.16kg、方法Aに従って測定し、10分あたりの溶出したグラムで報告した。
サンプルを高温GPC機器(モデルPL220、Polymer Laboratories,Inc.、現在Agilent)で分析した。従来のGPC測定を使用して、ポリマーの重量平均分子量(Mw)ならびに数平均分子量(Mn)を判定し、分子量分布、MWD、またはMw/Mnを判定した。z平均分子量、Mzも判定した。方法は、流体力学的容積の概念に基づく周知の万能較正方法を使用し、較正は、140℃のシステム温度で操作する3つの10μm混合Bカラム(Polymer Laboratories,Inc.、現在Agilent)と共に、狭いポリスチレン(PS)基準を使用して行った。ポリエチレンサンプルは、サンプルを160℃のTCB中で4時間ゆっくりと撹拌することによって、1,2,4−トリクロロベンゼン溶媒の2mg/mlの濃度で調製した。流量は、1.0mL/分であり、注入サイズは、200マイクロリットルであった。クロマトグラフ溶媒及びサンプル調製溶媒は、200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有した。両方の溶媒源は、窒素でまき散らした。ポリスチレン基準の分子量は、文献(T.Williams and I.M.Ward,Polym.Letters,6,621−624(1968))で議論される通り、0.4316の修正係数を使用してポリエチレン等価分子量に変換した。三次多項式を使用して、それぞれの基準のポリエチレン等価分子量を観察された溶出量に合わせた。
コモノマー分布分析は、結晶化溶出分別(CEF)(スペインのPolymerChar)で行った(B Monrabal et al,Macromol.Symp.257,71−79(2007)。600ppmの抗酸化ブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を有するオルトジクロロベンゼン(ODCB)を、溶媒として使用する。サンプル調製は、4mg/mlでの振動下で、2時間、160℃のオートサンプラーで行う(別途指定されない限り)。注入量は、300μlである。CEFの温度プロファイルは、110℃〜30℃での3℃/分の結晶化、5分間、30℃での熱平衡、30℃〜140℃での3℃/分の溶出である。結晶化の間の流量は、0.052ml/分である。結晶化の間の流量は、0.50ml/分である。データは、1データ点/秒で収集する。CEFカラムは、1/8インチのステンレス管で、125μm±6%のガラスビーズ(MO−SCI Specialty Products)で、Dow Chemical Companyによって充填される。ガラスビーズは、Dow Chemical Companyからの要求で、MO−SCI Specialtyによって酸洗いされる。カラム体積は、2.06mlである。カラム温度較正は、ODCB中のNIST標準参照材料線状ポリエチレン1475a(1.0mg/ml)とEicosane(2mg/ml)との混合物を使用することによって行う。温度は、NIST線状ポリエチレン1475aが、101.0℃のピーク温度を有し、Eicosaneが、30.0℃のピーク温度を有するように、溶出加熱速度を調整することによって較正する。CEFカラム分離は、NIST線状ポリエチレン1475a(1.0mg/ml)とヘキサコタン(Fluka、purum、≧97.0%、1mg/ml)との混合物で計算する。ヘキサコタンならびにNISTポリエチレン1475aのベースライン分離が得られる。ヘキサコタン(35.0〜67.0℃)の面積対NIST1475aの面積67.0〜110.0℃は、半々であり、35.0℃以下の可溶性画分の量は、<1.8重量%である。CEFカラム分離は、以下の方程式で定義される。
溶融強度測定を、Gottfert Rheotester2000毛管レオメータに取り付けられたGottfert Rheotens71.97(Goettfert Inc.Rok Hill、SC)上で実行した。融解サンプル(約25〜30グラム)を、30mmの長さの平らな入口角(180度)、2.0mmの直径、ならびに15のアスペクト比(長さ/直径)を備えるGottfert Rheotester2000毛管レオメータで供給した。190℃で10分間サンプルを平衡化した後、0.265mm/秒の一定ピストン速度でピストンを作動させた。標準試験温度は、190℃であった。サンプルを、2.4mm/秒2の加速度で、金型の下100mmに配置される1組の加速ニップへ一軸的に引き出した。張力をニップロールの巻き取り速度の機能として記録した。らせん構造が破壊する前に、溶融強度をプラトー力(cN)として記録した。以下の条件を、溶融強度測定で使用した。プランジャー速度=0.265mm/秒、車輪加速度=2.4mm/秒2、キャピラリー直径=2.0mm、キャピラリー長さ=30mm、及びバレル直径=12mm。
樹脂を、空気中で、1500psiの圧力下で5分間350°Fで、「3mmの厚さ×1インチ」の円形プラークへ圧縮成形した。サンプルを、その後、プレス機から取り出し、冷却させるためにカウンター上に配置した。
示差走査熱量測定(DSC)を使用して、広範囲の温度にわたるポリマーの融解ならびに結晶化挙動を測定した。例えば、RCS(冷蔵冷却システム)及びオートサンプラーを備えたTA Instruments Q1000DSCを使用して、この分析を行った。試験の間、50ml/分の窒素パージガスフローを使用した。各サンプルを約175℃で薄フィルムへ融解加圧し、融解サンプルを、その後、室温(約25℃)まで空冷した。フィルムサンプルは、「0.1〜0.2グラム」のサンプルを、175℃で、1,500psiで、30秒加圧することによって形成し、「0.1〜0.2ミルの厚さ」のフィルムを形成した。3〜10mg、6mm直径の試料を、冷却されたポリマーから抽出し、重量を計り、軽アルミニウム皿(ca50mg)に配置し、波形に閉じた。その後、その熱特性を判定するために分析を行った。
以下の物理的特性は、実験項目に記載される通りにフィルム上で測定した。
Claims (8)
- 80重量%超のエチレンに由来する単位と、20重量%以下の1つ以上のアルファオレフィンコモノマーに由来する単位とを含む、吹込みフィルム用途に適するエチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物であって、前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマーは、0.910〜0.918g/cm3の範囲の密度と、0.5〜1.1g/10分の範囲のメルトインデックスI2と、8〜10の範囲のメルトフロー比I10/I2と、3〜6cNの範囲の溶融強度と、CEFによって判定される8〜15%の範囲の最高温度分別と、96〜100℃の範囲のCEFによる最高ピーク温度分別と、2〜5%の範囲のCEFからの最低温度分別と、120〜124℃の範囲の最高温度溶融ピークを有する3つの溶融ピークを有するDSC熱曲線と、40〜50%の範囲の結晶化度と、を有する、前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物。
- 請求項1に記載の前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物を含む、吹込みフィルム。
- 前記吹込みフィルムは、20%未満の範囲の全ヘイズを有することを特徴とし、前記フィルムは、1ミルの厚さを有し、前記ポリオレフィン組成物は、1つ以上のブロッキング防止剤と、1つ以上のスリップ剤と、をさらに含み、前記フィルムは、前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物の必要な特性範囲以外の1つ以上の特性を有する別のエチレン系ポリマーより、少なくとも10%の生産率の増加を有する吹込みフィルムプロセスを介して生産される、請求項2に記載の前記吹込みフィルム。
- 前記別のエチレン系ポリマー組成物は、前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物の必要なメルトインデックス範囲以外のメルトインデックスを有する、請求項3に記載の前記吹込みフィルム。
- 前記吹込みフィルムは、20%未満の範囲の全ヘイズを有することを特徴とし、前記フィルムは、1ミルの厚さを有し、前記フィルムは、前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物の必要な特性範囲以外の1つ以上の特性を有する別のエチレン系ポリマーより、少なくとも10%の生産率の増加を有する吹込みフィルムプロセスを介して生産される、請求項2に記載の前記吹込みフィルム。
- 請求項1に記載の前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物と、1つ以上のLDPEまたは1つ以上のLLDPEと、を含む、組成物。
- 1つ以上の層を含む物品であって、前記層のうちの少なくとも1つは、請求項1に記載の前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物を含む、物品。
- 前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物は、1つ以上のLDPEまたは1つ以上のLLDPEと混合される、請求項7に記載の前記物品。
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