JP2017529265A - ポリオレフィン系伸縮性フィルム構造、積層体、及びその方法 - Google Patents
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Abstract
Description
コア層は、第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーを含む。「エチレン−α−オレフィンブロックコポリマー」または「OBC」という用語は、エチレン/α−オレフィンマルチブロックコポリマーを意味し、エチレン及び1つ以上の共重合可能なα−オレフィンコモノマーを重合された形態において含み、化学的若しくは物理的特性において異なる2つ以上の重合されたモノマー単位の複数のブロックまたはセグメントを特徴とする。「インターポリマー」及び「コポリマー」という用語は、本明細書において同義的に使用される。コポリマーにおける「エチレン」または「コモノマー」の量に言及するとき、これは、その重合された単位を意味するということが理解される。本明細書に記載される実施形態において使用されるエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーは、以下の式によって表すことができる。
(AB)n
AAA−AA−BBB−BB
(A)1.7〜3.5のMw/Mn、セ氏温度での少なくとも1つの融点、Tm、及びグラム/立方センチメートルでの密度、d、Tm及びdの数値は、以下の関係:
Tm>−2002.9+4538.5(d)−2422.2(d)2に対応する、ならびに/または
(B)1.7〜3.5のMw/Mn、かつJ/gでの融解熱、ΔH、及び最も高いDSCピークと最も高い結晶分析分別(「CRYSTAF」)ピークとの間の温度差として定義されるセ氏温度でのデルタ量、ΔTを特徴とし、ΔT及びΔHの数値は、以下の関係を有する。
ゼロ超及び最大130J/gまでのΔHに関してΔT>−0.1299ΔH+62.81、及び
130J/g超のΔHに関してΔT≧48℃、
CRYSTAFピークは、累積ポリマーの少なくとも5パーセントを使用して判定され、ポリマーの5パーセント未満が識別可能なCRYSTAFピークを有する場合、CRYSTAF温度は、30℃である、ならびに/または
(C)第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーの圧縮成形フィルムで測定される、300パーセントの歪み及び1サイクルにおける、パーセントでの弾性回復、Re、かつグラム/立方センチメートルでの密度、dを有し、Re及びdの数値は、第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーが、架橋相を実質的に含まないとき、以下の関係を満たす。
Re>1481−1629(d)、ならびに/または
(D)TREFを使用して分画されるとき、40℃〜130℃で溶出する分子分率を有し、分画が、量(−0.2013)T+20.07以上、若しくは量(−0.2013)T+21.07以上のモルコモノマー含有量を有することを特徴とし、Tは、℃で測定される、TREF分画のピーク溶出温度の数値である、ならびに/または
(E)25℃での貯蔵弾性率、G’(25℃)、及び100℃での貯蔵弾性率、G’(100℃)を有し、G’(25℃)対G’(100℃)の比は、1:1〜9:1の範囲内である。
(F)TREFを使用して分画されるとき、40℃〜130℃で溶出する分子分率であって、分画が、少なくとも0.5及び最大1のブロック指数と、1.3超の分子量分布、Mw/Mnとを有することを特徴とする、ならびに/または
(G)ゼロ超及び最大1.0の平均ブロック指数と、1.3超の分子量分布、Mw/Mn。エチレン−α−オレフィンブロックコポリマーは、特性(A)〜(G)のうちの1つ、いくつか、全て、または任意の組み合わせを有し得ることが理解される。ブロック指数は、その目的上、参照によって本明細書に組み込まれる米国特許第7,608,668号に詳細に記載されるように判定することができる。特性(A)〜(G)を判定するための分析方法は、例えば、米国特許第7,608,668号、段落31、26行〜段落35、44行に開示されており、これは、その目的上、参照によって本明細書に組み込まれる。
本明細書の実施形態において、第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマー及び粘着防止剤を独立して含む、少なくとも1つの外側層。第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーは、本明細書に既に記載したように、エチレン−α−オレフィンブロックコポリマーであり得る。いくつかの実施形態において、第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーは、エチレン/オクテンブロックコポリマーであり、エチレン含有量は、全ポリマーの80mol.%超であり、オクテン含有量は、全ポリマーの10〜15mol.%、または15〜20mol.%である。本明細書のいくつかの実施形態において、第1のエチレンα−オレフィンブロックコポリマーは、第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーとは異なる。
上述のように、本明細書のいくつかの実施形態において、本フィルムは、任意の内側層を含んでもよい。内側層は、本明細書に既に記載したように、エチレン−α−オレフィンブロックコポリマーであり得る、第3のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーを含み得る。いくつかの実施形態において、第2のエチレンα−オレフィンブロックコポリマーは、第3のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーとは異なる。他の実施形態において、第1のエチレンα−オレフィンブロックコポリマーは、第3のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーとは異なる。更なる実施形態において、第1及び第2のエチレンα−オレフィンブロックコポリマーは、第3のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーとは異なる。
本フィルムは、1つ以上の層に添加され得る非ポリマー添加剤を更に含み得る。例示的な添加剤としては、加工油、流動性改善剤、防火剤、酸化防止剤、可塑剤、顔料、加硫剤または硬化剤、加硫促進剤または硬化促進剤、硬化遅延剤、加工助剤、UV安定剤、帯電防止剤、顔料、難燃剤、粘着付与樹脂などを挙げることができる。これらの化合物は、充填剤及び/または強化材料を含み得る。特性を改良するために用いられ得る他の添加剤としては、着色剤が挙げられる。潤滑剤、造核剤、強化剤、充填剤(顆粒状、繊維状、または粉末様を含む)もまた、用いられ得る。上に提供される例示的な一覧は、本発明とともに用いられ得る添加剤の様々な種類及び型を完全に網羅するものではない。
別段述べられない限り、以下の試験方法が使用される。全ての試験方法は、本開示の出願日時点で最新である。
試料は、ASTM D1928に従って調製する。測定は、ASTM D792、Method Bを使用して行う。
メルトインデックス、またはI2は、190℃、2.16kgで、ASTM D1238に従って判定する。
引張標本(ASTM D638に従って調製)を、圧縮成形したフィルムからダイカットした。標本幅は、4.8mmとして採る。ゲージ長さは、22.25mmとして採る。破断歪み及び応力は、周囲条件下で、100Nロードセル及び空気圧グリップを具備するINSTRON(商標)5565機器を用いて測定した。標本を、試料が欠陥するまで、500%/分(または約111.25mm/分)の一定速度で延伸させた。5つの標本を、それぞれの調製したフィルムに関して測定して、破断歪み及び破断応力の平均及び標準偏差を判定した。
TA DSC Q1000の基線較正は、ソフトウェアの較正ウィザードを使用することによって実行した。最初に、アルミニウムDSCパンにいかなる試料も伴わずに、−80℃から280℃にセルを加熱することによって、基線を得た。その後、ウィザードの指示に従って、サファイア標準物を使用した。次いで、約1〜2mgの新鮮なインジウム試料を、試料を180℃まで加熱し、10℃/分の冷却速度で試料を120℃まで冷却し、続いて、試料を120℃で1分間等温維持し、続いて、10℃/分の加熱速度で試料を120℃から180℃まで加熱することによって、分析した。インジウム試料の融解熱及び溶融の開始を判定し、溶融の開始について156.6℃から0.5℃以内、融解熱について28.71J/gから0.5J/g以内であることを確認した。次いで、脱イオン水を、DSCパン中、10℃/分の冷却速度で小滴の新鮮な試料を25℃から−30℃まで冷却することによって、分析した。試料を、30℃で2分間等温維持し、10℃/分の加熱速度で30℃まで加熱した。溶融の開始を判定し、0℃から0.5℃以内であることを確認した。次いで、ポリマーの試料を、177°Fの温度で薄フィルムに押し付けた。約5〜8mgの試料を量り分け、DSCパン中に置いた。パン上に蓋を圧着し、閉鎖雰囲気を確実にした。試料パンをDSCセル中に置き、次いで、約100℃/分の高速度でポリマー溶融温度を超える約30℃の温度まで加熱した。試料をこの温度で5分間維持した。次いで、試料を10℃/分の速度で−40℃まで冷却して、冷却曲線を生成し、その温度で5分間等温維持した。結果的に、溶融が完了するまで、10℃/分の速度で試料を加熱して、第2の加熱曲線を生成した。DSC溶融ピークは、−30℃と第2の加熱曲線に対する溶融の終了との間に描画される線状基線に関して、熱流量(W/g)における最大値として測定される。融解熱は、線状基線を使用して、−30℃と溶融の終了との間の溶融曲線下の領域として測定される。以下の等式を使用して、ポリエチレン樹脂の結晶化度%を計算することができる。
エチルアクリレート含有量の重量%は、ASTM D3594に従って測定する。
フィルムは、周囲条件下で、100Nロードセル及び空気圧グリップを具備するINSTRON(商標)5565機器を用いて、断面方向において測定した。4つの1インチ×5インチの標本を、ブローフィルムからダイカットし、各試料を、1インチのゲージ長さを有する引張試験機の顎部に置いた。標本の厚さは、以下の表8に明記する。標本は、50mm/分の速度で、0.05Nのプレフォースロード(pre−force load)を達成するように、最初に延伸させた。次いで、標本を250mm/分の一定速度で、200%の適用される歪みまで伸長させ、次いで、200%の歪みで30秒間保持した。次いで、標本を同じ速度(250mm/分)で0%の歪みまでアンロードし、次いで、60秒間保持した。次いで、標本を、同じ速度(250mm/分)で200%の適用される歪みまで再延伸させ、30秒間保持し、同じ速度(250mm/分)で0%の歪みまでアンロードし戻し、こうして、2つのロード及びアンロードサイクルを完了させた。3つの標本を、200%の最大の適用される歪みで、各フィルムに関して試験した。永久歪みは、応力が0.1Nであった第2のロードサイクルにおいて、適用される歪みとして判定した。
フィルムは、周囲条件下で、100Nロードセル及び空気圧グリップを具備するINSTRON(商標)5565機器を用いて、断面方向において測定した。4つの1インチ×5インチの標本を、ブローフィルムからダイカットし、各試料を、1インチのゲージ長さを有する引張試験機の顎部に置いた。標本の厚さは、以下の表8に明記する。標本は、50mm/分の速度で、0.05Nのプレフォースロード(pre−force load)を達成するように、最初に延伸させた。次いで、標本を250mm/分の一定速度で、200%の適用される歪みまで伸長させ、次いで、200%の歪みで30秒間保持した。次いで、標本を同じ速度(250mm/分)で0%の歪みまでアンロードし、次いで、60秒間保持した。次いで、標本を、同じ速度(250mm/分)で200%の適用される歪みまで再延伸させ、30秒間保持し、同じ速度(250mm/分)で0%の歪みまでアンロードし戻し、こうして、2つのロード及びアンロードサイクルを完了させた。少なくとも3回の試みを、それぞれの最大の適用される歪みに関して試験した。50%の歪みレベルでの伸展力を、第1及び第2のロードサイクルについて記録した。50%の歪みレベルでの収縮力を、第1及び第2のアンロードサイクルについて記録した。3つの標本を、200%の最大の適用される歪みで、各フィルムに関して試験した。50%の歪みレベルでの伸展応力及び収縮応力を、第1及び第2のロード及びアンロードサイクルについて記録した。
総ヘイズは、ASTM D1003、Procedure Aに基づいて、BYK Gardner Haze−gardを使用して、フィルム上で測定する。
本発明のフィルムは、延伸修飾される(すなわち、本フィルムは、第1の延伸を受ける)。比較フィルムは、本発明のフィルムと同一であるが、延伸修飾されていない(すなわち、第1の延伸を受けなかった)。比較及び本発明のフィルムに対するフィルム番号は、表6に開示される複層フィルム配合物に対応する。第1の延伸の延伸比は、以下の表7に概説されるが、比較フィルムは、第1の延伸を受けない。表7A及び7Bのデータは、破断歪み及び破断応力は、比較フィルムと比較して、延伸修飾された本発明のフィルムに対して悪影響を受けないことを例解する。また、表7Aには、様々な延伸比(1.9、3.6、及び5.7)での応力−歪みデータが、表7Bには、4.96の延伸比での応力−歪みデータが示される。
ヒステリシス試験結果を、表8A及び8Bに以下に示す。永久歪み(PS)の変化%は、以下のように判定する。
ヘイズ結果が表9に以下に示され、フィルムが第1の延伸を受ける際のヘイズの減少を示す。
Claims (16)
- 延伸修飾されたエラストマー複層フィルムであって、
第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーを含むコア層であって、前記第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーが、少なくとも50mol.%のエチレンを含み、0.5g/10分〜5g/10分のメルトインデックス(I2)を有し、0.850g/cc〜0.890g/ccの密度を有する、コア層と、
第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマー、及び2.5〜30重量%の粘着防止剤を独立して含む、少なくとも1つの外側層であって、前記第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーが、少なくとも50mol.%のエチレンを含み、0.5g/10分〜25g/10分のメルトインデックス(I2)を有し、0.850g/cc〜0.890g/ccの密度を有する、外側層と、を含み、
前記第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーの密度が、前記第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーの密度以上である、フィルム。 - 前記第1のエチレンα−オレフィンブロックコポリマーが、前記第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーとは異なる、請求項1に記載のフィルム。
- 前記フィルムが、前記少なくとも1つの外側層中に、及び任意で、前記コア層中にスリップ剤を更に含む、請求項1に記載のフィルム。
- 前記第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーのメルトインデックスが、前記第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーのメルトインデックスとは異なる、請求項1に記載のフィルム。
- 前記フィルムが、延伸修飾されていない同一のフィルムと比較して、永久歪みの低下を呈する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記フィルムが、延伸修飾されていない同一のフィルムの第1のサイクルの収縮力よりも少なくとも25%大きい、第1のサイクルの収縮力を呈する、請求項1に記載のフィルム。
- 前記フィルムが、ブローフィルムまたは流延フィルムである、請求項1に記載のフィルム。
- 請求項1〜7のうちのいずれか1項に記載の延伸修飾されたエラストマー複層フィルムを含む、積層体。
- 前記フィルムの側面に積層された少なくとも1つの基材を更に含む、請求項8に記載の積層体。
- 延伸修飾されたエラストマー複層フィルムを製造するためのプロセスであって、
複層フィルムであって、
第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーを含むコア層であって、前記第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーが、少なくとも50mol.%のエチレンを含み、0.5g/10分〜5g/10分のメルトインデックス(I2)を有し、0.850g/cc〜0.890g/ccの密度を有する、コア層と、
第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマー、及び2.5〜30重量%の粘着防止剤を独立して含む、少なくとも1つの外側層であって、前記第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーが、少なくとも50mol.%のエチレンを含み、0.5g/10分〜25g/10分のメルトインデックス(I2)を有し、0.850g/cc〜0.890g/ccの密度を有する、外側層と、を含み、
前記第1のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーの密度が、前記第2のエチレン−α−オレフィンブロックコポリマーの密度以上である、複層フィルムを提供することと、
少なくとも1.9の延伸比で、少なくとも1つの方向において、前記フィルムの第1の延伸を実行して、延伸修飾された複層フィルムを形成することと、
前記少なくとも1つの方向において、前記延伸修飾された複層フィルムを実質的に弛緩させることと、を含む、プロセス。 - 前記プロセスが、前記延伸修飾された複層フィルムを少なくとも1つの基材に積層して、積層体を形成することを更に含む、請求項10に記載のプロセス。
- 前記基材が、不織物である、請求項11に記載のプロセス。
- 前記基材が、伸縮性不織物である、請求項11に記載のプロセス。
- 前記伸縮性不織物が、ひだ状の形状を有する、請求項13に記載のプロセス。
- 前記積層体が、その第2の延伸前の長さの3.6以下の延伸比まで、少なくとも1つの方向において、第2の延伸を受ける、請求項11に記載のプロセス。
- 前記積層体が、第2の延伸を受けない、請求項11に記載のプロセス。
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