JP2016521784A5

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Publication number: JP2016521784A5
Application number: JP2016518607A
Authority: JP
Filing date: 2014-06-06
Publication date: 2018-06-28
Anticipated expiration: 2034-06-06

Description

望ましい領域が形成できる限り、ナノ包含添加剤の特定の状態または形態は重要でない。例えば、一部の実施形態では、ナノ包含添加剤は、室温（例えば、２５°Ｃ）で液体または半固体の形態でありうる。このような液体は、マトリクス中に容易に分散されて、準安定分散を形成し、その後クエンチされて、混合物の温度を低下させることによって領域サイズを保存できる。液体または半固体材料などの動粘度は、４０°Ｃで決定される時、典型的には約０．７〜約２００センチストーク（「ｃｓ」）、一部の実施形態では約１〜１００ｃｓ、および一部の実施形態では約１．５〜約８０ｃｓである。適切な液体または半固体には、例えば、シリコーン、シリコーン−ポリエステル共重合体、脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、アルキレングリコール（例えば、エチエングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリブチレングリコールなど）、アルカンジオール（例えば、１，３−プロパンジオール、２，２−ジメチル−１，３−プロパンジオール、１，３−ブタンジオール、１，４−ブタンジオール、１，５−ペンタンジオール、１，６−ヘキサンジオール、２，２，４−トリメチル−１，６ヘキサンジオール、１，３−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、２，２，４，４，−テトラメチル−１，３−シクロブタンジオールなど）、アミンオキシド（例えば、オクチルジメチルアミン・オキシド）、脂肪酸エステル、脂肪酸アミド（例えば、オレアミド、エルカミド、ステアラミド、エチレンビス（ステアラミド）など）、鉱物、および植物油などを含みうる。一つの特に適切な液体または半固体は、ＢＡＳＦＣｏｒｐの商標ＰＬＵＲＩＯＬ（登録商標）ＷＩで市販されているものなどのポリエーテルポリオールである。

高分子ナノ包含添加剤の別の例は、極性および非極性成分を含む官能性ポリオレフィンである。例えば、極性成分は一つ以上の官能基によって提供され、非極性成分はオレフィンによって提供されうる。ナノ包含添加剤のオレフィン成分は、概して、上述のようなオレフィンモノマーから由来する任意の直鎖または分岐α−オレフィンモノマー、オリゴマー、またはポリマー（共重合体を含む）から形成されうる。ナノ包含添加剤の官能基は、分子に極性成分を提供し、ポリオレフィンマトリクスポリマーと適合しない任意の基、分子セグメントおよび／またはブロックでありうる。ポリオレフィンと適合しない分子セグメントおよび／またはブロックの例には、アクリレート、スチレン、ポリエステル、ポリアミドなどが含まれうる。官能基は、イオン性質を持ち、荷電金属イオンを含みうる。特に適切な官能基は、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、マレイミド、マレイン酸ヒドラジド、無水マレイン酸とジアミンの反応生成物、メチルナド酸無水物、ジクロロマレイン酸無水物、マレイン酸アミドなどである。無水マレイン酸修飾ポリオレフィンは、本発明の使用に特に適している。このような修飾ポリオレフィンは、ポリマー骨格材料に無水マレイン酸をグラフトすることによって一般的に形成される。このようなマレイン酸化ポリオレフィンは、Ｅ．Ｉ．ｄｕＰｏｎｔｄｅＮｅｍｏｕｒｓａｎｄＣｏｍｐａｎｙからＦｕｓａｂｏｎｄ（登録商標）という名前で市販されており、Ｐシリーズ（化学修飾ポリプロピレン）、Ｅシリーズ（化学修飾ポリエチレン）、Ｃシリーズ（化学修飾エチレン酢酸ビニル）、Ａシリーズ（化学修飾エチレンアクリレート共重合体またはターポリマー）、またはＮシリーズ（化学修飾エチレン−プロピレン、エチレン−プロピレンジエンモノマー（「ＥＰＤＭ」）またはエチレン−オクテン）などがある。代替的に、マレイン酸化ポリオレフィンは、Ｐｏｌｙｂｏｎｄ（登録商標）という名称でＣｈｅｍｔｕｒａＣｏｒｐ．から、ＥａｓｔｍａｎＧシリーズという名称でＥａｓｔｍａｎＣｈｅｍｉｃａｌＣｏｍｐａｎｙから、およびＯｒｅｖａｃ（登録商標）という商標でＡｒｋｅｍａからも市販されている。

例えば図１を参照すると、キャストフィルム形成方法の一つの実施形態が示されている。この実施形態では、原料（非表示）が、ホッパー４０から押出機８０に供給され、次に鋳造ロール９０上に鋳造されて単一層の前駆体フィルム１０ａが形成される。多層フィルムを製造する場合、複数の層は鋳造ロール９０上に一緒に共押出しされる。鋳造ロール９０は随意に、エンボス要素とともに提供されて、フィルムにパターンを与える。一般的に、鋳造ロール９０は、形成される際に、約１０〜６０°Ｃなど、シート１０ａが固体化し冷却するのに十分な温度に保たれる。望ましい場合、真空ボックスを、鋳造ロール９０に隣接して位置付けて、前駆体フィルム１０ａをロール９０の表面の近くに保つのに役立てうる。さらに、エアナイフまたは静電ピナーは、前駆体フィルム１０ａがスピニングロールの周りを動く時にそれを鋳造ロール９０の表面に押し当てるのを助けうる。エアナイフは、空気の流れを非常に高い流速で集中させてフィルムの縁を固定する、当技術では知られている装置である。

９１．５重量％のポリプロピレン（ＴｏｔａｌＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓＭ−３６６１）、７．５重量％のポリ乳酸（ＮａｔｕｒｅｗｏｒｋｓＩｎｇｅｏ６２５１Ｄ）、および１．０重量％のポリエポキシド修飾剤（ＡｒｋｅｍａＬｏｔａｄｅｒＡＸ８９００）を含む材料の混合物が形成された。この混合物は次に、二軸スクリュー押出機によって２２０°Ｃで溶融混合され、均一なポリマー混合物が形成された。溶融ポリマー混合物は多繊維金型を通して押し出され、水で冷却されて、ＧａｌａＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（バージニア州、イーグルロック）から市販されているものなどの水中ペレット化システムでペレットに切断された。その後、合成されたペレットはキャストフィルム金型付きの単軸スクリュー押出機（長さ対直径の比が２４：１）に供給された。材料は２２０°Ｃの温度で溶融され、フィルム金型を通して、２５°Ｃの温度で鋳造ロール上に押し出された。溶融延伸力が溶融フィルムに加えられ、厚さを約１７７〜２０３マイクロメートルに減少させた。

７８重量％のポリプロピレン（ＴｏｔａｌＰｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌｓＭ−３６６１）、１５重量％のポリ乳酸（ＮａｔｕｒｅｗｏｒｋｓＩｎｇｅｏ６２５１Ｄ）、および７．０重量％のポリエポキシド修飾剤（ＡｒｋｅｍａＬｏｔａｄｅｒＡＸ８９００）を含む材料の混合物が形成された。この混合物は次に、二軸スクリュー押出機によって２２０°Ｃで溶融混合され、均一なポリマー混合物が形成された。溶融ポリマー混合物は多繊維金型を通して押し出され、水で冷却されて、ＧａｌａＩｎｄｕｓｔｒｉｅｓ（バージニア州、イーグルロック）から市販されているものなどの水中ペレット化システムでペレットに切断された。その後、合成されたペレットはキャストフィルム金型付きの単軸スクリュー押出機（長さ対直径の比が２４：１）に供給された。材料は２２０°Ｃの温度で溶融され、フィルム金型を通して、２５°Ｃの温度で鋳造ロール上に押し出された。溶融延伸力が溶融フィルムに加えられ、厚さを約４８〜５５マイクロメートルに減少させた。

Claims

熱可塑性組成物を含むフィルムであって、前記組成物が、ポリオレフィンマトリクスポリマーを含む連続相および個別領域の形態で前記連続相内に分散されているナノ包含添加剤を含有し、約８００ナノメートル以下の平均断面寸法を持つ複数のナノ細孔を含む多孔質ネットワークが、前記組成物中に画定されるポリオレフィン繊維。
前記ナノ細孔が約５〜約７００ナノメートルの平均断面寸法を持つ、および／またはナノ細孔が約１００〜約５０００ナノメートル、の平均軸方向寸法を持つ、請求項１に記載のフィルム。
前記ポリオレフィンマトリクスポリマーが、２１６０グラムの負荷および２３０°ＣでＡＳＴＭＤ１２３８に従って測定された場合、約０．５〜約８０グラム／１０分のメルトフローレートを持つ、請求項１または２に記載のフィルム。
前記ポリオレフィンマトリクスポリマーが、プロピレンホモポリマー、プロピレン／α−オレフィン共重合体、エチレン／α−オレフィン共重合体、またはそれらの組み合わせである、請求項１から３のいずれか一項に記載のフィルム。
前記ポリオレフィンマトリクスポリマーが実質的にイソタクチックポリプロピレンホモポリマーまたは少なくとも約９０重量％のプロピレンを含む共重合体である、請求項１から４のいずれか一項に記載のフィルム。
前記連続相が、前記熱可塑性組成物の約６０重量％〜約９９重量％を構成する、および／または前記ナノ包含添加剤が、前記連続相の重量に基づいて、前記組成物の約０．０５重量％〜約２０重量％を構成する、請求項１から５のいずれか一項に記載のフィルム。
前記ナノ包含添加剤が非極性成分を持つポリマーである、請求項１から６のいずれか一項に記載のフィルム。
前記ポリマーが極性成分をさらに含む、請求項７に記載のフィルム。
前記ポリマーが官能性ポリオレフィンである、請求項８に記載のフィルム。
前記官能性ポリオレフィンがポリエポキシドである、請求項９に記載のフィルム。
前記ナノ包含添加剤が、２１６０グラムの負荷および溶融温度より少なくとも４０°Ｃ高い温度でＡＳＴＭＤ１２３８に従って測定された場合、約０．１〜約１００グラム／１０分のメルトフローレートを持つ、請求項１から１０のいずれか一項に記載のフィルム。
前記ナノ包含添加剤のメルトフローレートに対する前記ポリオレフィンマトリクスポリマーのメルトフローレートの比が約０．２〜約８である、請求項１から１０のいずれか一項に記載のフィルム。
前記ナノ包含添加剤がナノスケール領域の形態であり、前記ナノスケール領域が約１ナノメートル〜約１０００ナノメートルの平均断面寸法を持つ、請求項１から１２のいずれか一項に記載のフィルム。
前記組成物が、前記連続相内に個別領域の形態で分散されたマイクロ包含添加剤をさらに含む、請求項１から１３のいずれか一項に記載のフィルム。
前記マイクロ包含添加剤がポリマーである、請求項１４に記載のフィルム。
前記マイクロ包含添加剤の前記ポリマーがスチレン共重合体、フッ素ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、またはポリエステルである、請求項１５に記載のフィルム。
前記マイクロ包含添加剤のポリマーがポリ乳酸である、請求項１５に記載のフィルム。
前記マイクロ包含添加剤の前記ポリマーが、約０°Ｃ以上のガラス転移温度を持つ、および／または前記マイクロ包含添加剤が、２１６０グラムの負荷および２１０°Ｃの温度で測定された場合、約５〜約２００グラム／１０分のメルトフローレートを持つ、請求項１５に記載のフィルム。
前記ポリオレフィンマトリクスポリマーのメルトフローレートに対する前記マイクロ包含添加剤のメルトフローレートの比が約０．５〜約１０である、および／または前記マイクロ包含添加剤のヤング弾性係数に対する前記ポリオレフィンマトリクスポリマーのヤング弾性係数の比が約１〜約２５０である、請求項１５に記載のフィルム。
前記マイクロ包含添加剤が、約１マイクロメートル〜約４００マイクロメートルの平均軸方向寸法を持つマイクロスケール領域の形態である、請求項１４に記載のフィルム。
前記マイクロ包含添加剤が、前記連続相の重量に基づいて、前記組成物の約１重量％〜約３０重量％を構成する、請求項１４に記載のフィルム。
前記熱可塑性組成物が相間修飾剤をさらに含む、請求項１から２１のいずれか一項に記載のフィルム。
前記多孔質ネットワークがマイクロ細孔をさらに含む、請求項１から２２のいずれか一項に記載のフィルム。
前記多孔質ネットワークが前記組成物の全体にわたって実質的に均一な形態で分配されている、および／または前記ナノ細孔が略平行なカラムに分配されている、請求項１から２３のいずれか一項に記載のフィルム。
前記組成物の合計細孔容量が立方センチメートル当たり約１５％〜約８０％である、および／またはナノ細孔が前記組成物の合計細孔容量の約２０容量％以上を構成する、請求項１から２４のいずれか一項に記載のフィルム。
前記熱可塑性組成物が約０．９０ｇ／ｃｍ^３以下の密度を持つ、請求項１から２５のいずれか一項に記載のフィルム。
前記フィルムが約３００ｇ／ｍ^２／２４時間以上の水蒸気透過速度を持つ、請求項１から２６のいずれか一項に記載のフィルム。
前記フィルムがコア層および少なくとも一つの外層を含む多層フィルムであり、前記コア層、前記外層、または両方が前記熱可塑性組成物を含む、請求項１から２７のいずれか一項に記載のフィルム。
前記フィルムがインフレーションフィルムまたは鋳造フィルムである、請求項１から２８のいずれか一項に記載のフィルム。