JP2016522765A - 低い封止温度及び向上した熱縫合を有する多層フィルム構造におけるブテン−1コポリマータイ層 - Google Patents
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Abstract
Description
A)下記のa)及びb)(重量%)を含む結晶質プロピレンコポリマー組成物で実質的に構成されたスキン(外部、封止)層。
a)エチレン1〜5重量%を含有する、プロピレンとエチレンとのコポリマー20〜60重量%、及び
b)エチレン含量が1〜5重量%であり、C4−C8アルファ−オレフィン含量が6〜15重量%である、プロピレンとエチレン及びC4−C8アルファ−オレフィンとのコポリマー40〜80重量%
組成物内のエチレンの総含量は1〜5重量%であり、組成物内のC4−C8アルファ−オレフィンの総含量は2.4〜12重量%である。
B)下記を有するブテン−1ポリマーで実質的に構成されたタイ層。
−80重量%以上、好ましくは84重量%以上の、ブテン−1由来単位の含量、
−75MPa以下、好ましくは40MPa以下、より好ましくは10MPaないし30MPaの屈曲弾性率(MEF)、
C)メルトフローレートが2g/10min超過、好ましくは5g/10min超過、より好ましくは5g/10minないし10g/10minであり、室温(約25℃)においてキシレンで不溶性である画分の含量が95重量%以上である、ポリプロピレンホモポリマーで実質的に構成されたコア層。
−約126℃ないし147℃の融点、
−90℃ないし114℃の封止開始温度(下記の定義と同様)、及び
−50℃、n−ヘキサンで可溶性である画分5.5重量%未満、好ましくは3.5〜4.5重量%。
−100.000超過、より好ましくは200.000超過、さらに好ましくは300.000超過である分子量(Mw)、
−0.895g/cm3以下、より好ましくは0.865g/cm3ないし0.895g/cm3である密度、
−190℃、2.16kgで0.3g/10minないし10g/10min、特に0.3g/10minないし5g/10minであるMFR。
(b1)下記を有する、ブテン−1ホモポリマー、又はブテン−1と少なくとも1つの他のアルファ−オレフィン、好ましくはコモノマーとしてプロピレンのコポリマー。
−アイソタクチックペンタッド(mmmm)形態のブテン−1単位の含量が25%ないし55%、
−135℃でテトララインから測定された固有粘度[η]が1〜3dL/g、
−0℃でのキシレン不溶性画分の含量が60重量%未満、好ましくは3〜60重量%、及び好ましくは
−Tm(II)100℃以上、
(b2)下記の特性を有する、ブテン−1/エチレンコポリマー又はブテン−1/エチレン/プロピレンターポリマー。
−GPCによって測定される分子量(Mw/Mn)の分布が3未満、
−本願の下記に記述されたDSC方法によって測定されるDSCで検出可能な融点(TmII)がなく、好ましくは
−135℃でテトラヒドロナフタレン(THN)から測定された固有粘度(I.V.)>1.2dL/g、より好ましくは
−イソタクティックペンタド(mmmm)>90%。
−立体硬直性メタロセン化合物、
−アルミノキサン、又はアルキルメタロセン陽イオンを形成することができる化合物、及び選択的に、
−有機アルミニウム化合物。
ブテン−1コポリマーb2を得るためにこれらの触媒システムを用いる上記触媒システム及び重合工程の例は、WO2004/099269で確認することができる。他の例として、ブテン−1コポリマー(b2)でも適したものはWO2009/000637に記述されたような工程及び条件によって得ることができるより高いコモノマー含量を有するものである。
C2 732cm−1
C4 765cm−1
ダイアド分布を下記の関係式を用いて13C NMRスペクトルから計算する。
PP=100I1/Σ
PB=100I2/Σ
BB=100(I3−I19)/Σ
PE=100(I5+I6)/Σ
BE=100(I9+I10)/Σ
EE=100(0.5(I15+I6+I10)+0.25(I14))/Σ
ここで、Σ=I1+I2+I3−I19+I5+I6+I9+I10+0.5(I15+I6+I10)+0.25(I14)。
P(m%)=PP+0.5(PE+PB)
B(m%)=BB+0.5(BE+PB)
E(m%)=EE+0.5(PE+BE)
プロピレンポリマーの場合230℃、2.16kg荷重において、ブテン−1及びエチレンポリマーの場合190℃、2.16kg荷重において、ISO 1133によって確認する。
76mm×13mm×1mmの圧縮成形された標本を引張応力用DMTA機械に固定する。サンプルの緊張及び弛緩の頻度を1Hzで固定する。DMTAは、−100℃から130℃に出発する標本の弾性反応を翻訳する。このような方式で、温度に対する弾性反応のグラフを描くことができる。点弾性物質に対する弾性率は、E=E’+iE”として定義される。DMTAは、2つの成分E’及びE”をこれらの共鳴によって分割し、温度に対するE’及び温度に対するE’/E”=tan(δ)のグラフを描くことができる。
X−線結晶度を、固定された分割でCu−Kα1放射線を用いて、回折角2Θ=5゜と回折角2Θ=35゜間のスペクトルを収集するX−線回折粉末回折計を用いて測定し、ステップは6秒ごとに0.1゜である。
%Cr=100xCa/Ta
示差走査熱量計(DSC)によって確認する。重量が6±1mgであるサンプルを20℃/minの速度で200±1℃に加熱し、窒素ストリームで2分間200±1℃で維持して、以後これを20℃/minの速度で40±2℃に冷却させることで、この温度で2分間維持して、サンプルを結晶質化する。その後、サンプルをまた20℃/minの温度上昇速度で200℃±1まで加熱する。加熱スキャンを記録し、温度記録図を修得して、今後ピークに相応する温度を判読する。融点は、第1加熱進行又は第2加熱進行、又は2つの進行ともに確認することができる。これは好ましくはプロピレンポリマーの場合第2進行で確認される。関連加熱進行の間に記録される最も強い溶融ピークに相応する温度は溶融温度として取られる。
1,2,4−卜リクロロベンゼンでゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によって測定した。全てのサンプルに対する分子量パラメータ
及び分子量分布(例えば、MWD=Mw/Mn)を、4つのPLgel Olexis混合型−ゲルのカラムセット及びIR4赤外線検出器が備えられているWaters GPCV 2000装置を用いて測定した。カラムの寸法は300×7.5mmであり、これらの粒子サイズは13μmであった。用いられた移動相は1−2−4−卜リクロロベンゼン(TCB)であり、これの流速は1.0mL/分で維持した。全ての測定を150℃で行った。溶液濃度は、TCBで0.1g/dLであり、2,6−ジターブチル−p−クレゾール0.1g/Lを添加して分解を防止した。GPC計算のために、包括的な補正曲線をPolymer Laboratories(ピーク分子量は580ないし8500000の範囲)によって供給される10つのポリスチレン(PS)標準サンプルを用いて得た。実験データを挿入し、関連する補正曲線を得るために3次多項適合を用いた。データ獲得及び処理は、Empower(Waters)を用いて行った。マーク−ハウインク関係式を用いて、分子量分布及び関連する平均分子量を確認した。K値はPS及びPBの場合、それぞれKPS=1.21×10−4dL/g及びKPB=1.78×10−4dL/gである一方、マーク−ハウインク指数はPSに対してα=0.706及びPBに対してα=0.725を用いた。
下記のように確認する。
下記のように確認する。
それぞれのサンプル40mgをC2D2Cl40.5mLに溶解させる。
13C NMRスペクトルを低温探針が備えられたBruker AV−600で獲得する(150.91Mhz、90゜パルス、パルス間の15秒遅延)。約512個のトランジェントをそれぞれのスペクトルに対して保管し、mmmmペンタドピーク(27.73ppm)を参照として用いる。
熱縫合強度測定のために、下記の方法が後続される(ASTM F 1921)。
−0.1MPa(14.5psi)の封止圧力、
−0.5秒の滞留時間
下記の物質を層A)、B)及びC)及び付加的な支持層に対するポリマー成分として用いる(コア層Cの自由表面上で上記と共に共同押出されるか圧縮成形されるかカレンダーされたホモポリマーフィルム)。
−WO0674991の実施例1の工程及び手順によって製造した、230℃/2.16kgでMFR5.50g/10min、溶融温度DSCTm132。3℃、封止開始温度105℃、エチレン由来単位の総含量3.2重量%、及びブテン−1由来単位の総含量約6重量%を有するPP−1 low S.I.T.結晶質プロピレンターポリマー混和物。PP−1は、エチレン由来単位3.2重量%を有するプロピレン−エチレンコポリマー35重量%、及びエチレン由来単位3.3重量%及びブテン−1由来単位9.2重量%を有するプロピレンエチレンブテン−1ターポリマー65重量%に製造される。
−PB1は、国際出願WO2006/042815A1で記述された工程によって外部供与体の不在下でチーグラー・ナッタ触媒を用いて製造されたプロピレンとのブテン−1コポリマーである。
Na=データが利用不可能
*第2加熱進行で収集したDSC温度記録図より(サンプルの熱履歴を取り消した後)
**IR分析波長約727cm−1
PP−2は、メルトフローレート(MFR)が8.0g/10min(230℃/2.16Kg)であり、室温(25℃)でキシレンで可溶性画分(SX)の含量が3.8重量%であるポリプロピレンホモポリマーである。
PP−3は、さらにホモポリマー支持層として用いられる(層Cの外部表面上で共同押出されるか圧縮成形される)。PP−3は、メルトフローレート(MFR)が2g/10min(230℃/2.16Kg)であり、室温(25℃)でキシレンで可溶性画分(SX)の含量が4重量%であるポリプロピレンホモポリマーである。
BOPPフィルムを多段階工程を用いて製造した。
まず、厚みが約150μm(50/50/50)である3層(A/B/C)フィルムを3つの押出機Dr.Collin押出機ラインで共同押出して、その後、共同押出されたフィルムを厚みが約1000μmであるホモポリマーフィルムと共に圧縮成形した。プロピレンホモポリマーフィルムをPP−3で製造して、厚い3層複合シート(約1100μm)を作製した(PP−2及びPP−3層は実質的に、圧縮成形後1つの均一なコア/支持層として数えられる)。その後、これら複合シートをBrukner KARO IVフィルム延伸器を用いて回分式工程を通じて一定のサイズで切断し、配向した。Brukner KARO IVフィルム延伸器は、実験室規模延伸装置である。類似の配向条件をそれぞれの物質に用いる。押出、圧縮成形及び延伸条件は下記に提供される。
−Dr.Collin押出機ライン、30mm、30L/D(層A)。
シリンダー#1(セット) 180℃、
シリンダー#2(セット) 190℃、
シリンダー#3(セット) 200℃、
シリンダー#4(セット) 210℃、
アダプダ#1(セット) 220℃、
スクリューの回転数 90rpmないし95rpm
溶融温度 210℃ないし220℃
シリンダー#1(セット) 180℃、
シリンダー#2(セット) 190℃、
シリンダー#3(セット) 200℃、
シリンダー#4(セット) 210℃、
アダプダ#1(セット) 220℃、
スクリューの回転数 90rpmないし95rpm
溶融温度 210℃ないし220℃
シリンダー#1(セット) 190℃、
シリンダー#2(セット) 210℃、
シリンダー#3(セット) 230℃、
シリンダー#4(セット) 230℃、
アダプダ#1(セット) 230℃、
スクリューの回転数 20rpmないし26rpm
溶融温度 175℃ないし236℃
キャストロール表面温度 20℃、
PHI圧縮成形機を用いた。
・上記ホモポリマーPP−3及び加熱封止物質の3層A/B/Cフィルムの重畳されたフィルムをMylarフィルムのシートの間に入れた後、2つの鋼鉄圧盤の間に入れた、
・3トンの圧力、200℃から2分間圧盤サンドイッチをPHIプレスに挟みこむ、
・圧盤サンドイッチをプレスから除去し、3トンの圧力、22℃ないし25℃からさらに2分他のプレスに挿入する、
・圧盤を分離し、サンプルを除去する。
KARO IVフィルム延伸器を用いた。
・サンプルを圧縮成形されたシートから切断する、
・サンプルを160℃でKARO IVフィルム延伸器内にローディングして、30秒間予熱するようにした後、84%/secの速度で6X×6Xで延伸させた、
・サンプルを単位から除去し、冷却するようにする。
フィルムA(参照例)、同一のPP−2ホモポリマーをタイ層ポリマーとして用いる。
フィルムD(比較例3C)、バラ付き相ポリプロピレンソフト組成物HECO1をタイ層として用いる。HECO1は、下記に製造されてMFRが5.2g/10min(230℃/2.16Kg)であるポリマー組成物(反応器混和物)である。
−固有粘度が2.1dl/gであるプロピレン/エチレンコポリマーゴム(bipo)54重量%。
−プロピレンブテン−1コポリマー70重量%、ブテン−1由来単位の量9.5重量%
−プロピレンブテン−1コポリマー30重量%、ブテン−1由来単位の量16.0重量%。
表2から、本発明のタイ層ポリマーは参照例(タイ層の不在をシミュレーションする)及び比較例3C及び4C(タイ層で異なる低SITソフト物質)に関してSIT値の満足するような減少を提供する。
Claims (3)
- 少なくとも下記のA)ないしC)を含む双方向多層構造。
A)下記のa)及びb)(重量%)を含む結晶質プロピレンコポリマー組成物で実質的に構成されたスキン層。
a)エチレン1〜5重量%を含有する、プロピレンとエチレンとのコポリマー20〜60重量%、及び
b)エチレン含量が1〜5重量%であり、C4−C8アルファ−オレフィン含量が6〜15重量%である、プロピレンとエチレン及びC4−C8アルファ−オレフィンとのコポリマー40〜80重量%、
組成物A内のエチレンの総含量は1〜5重量%であり、組成物内のC4−C8アルファ−オレフィンの総含量は2.4〜12重量%である。
B)下記を有するブテン−1ポリマーで実質的に構成されたタイ層。
−80重量%以上の、ブテン−1由来単位の含量、及び
−75MPa以下の屈曲弾性率
C)メルトフローレートが2g/10min超であり、室温でキシレンに不溶性の画分の含量が95重量%以上である、1つ以上のポリプロピレンホモポリマーで実質的に構成されたコア層。 - タイ層のブテン−1ポリマーが下記の(b1)及び(b2)からなる群より選択される、請求項1に記載の双方向多層構造。
(b1)下記を有する、ブテン−1ホモポリマー、又はブテン−1と少なくとも1つの他のアルファ−オレフィン、好ましくはコモノマーとしてプロピレンのコポリマー。
−アイソタクチックペンタッド(mmmm)形態のブテン−1単位の含量が25%ないし55%、
−135℃でテトララインから測定された固有粘度[η]が1〜3dL/g、
−0℃でのキシレン不溶性画分の含量が60重量%以下、及び
(b2)下記の特性を有する、ブテン−1/エチレンコポリマー又はブテン−1/エチレン/プロピレンターポリマー。
−GPCによって測定されるMw/Mnが3以下、
−DSCで検出可能な融点TmIIを有しない。 - 層Cが、コア層、及び/又は同一であるか異なるコア層ホモポリマーで作られ、より厚く圧縮成形されるか共同押出された支持層で構成される、請求項1に記載の双方向多層構造。
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