JP2017534485A - 多層構造体 - Google Patents
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Abstract
本発明は、(a)任意選択的に少なくとも1つの表面が表面処理され、少なくとも32dynの範囲の表面エネルギーを有する、基材と、(b)前記基材の前記少なくとも1つの表面の少なくとも一部に対する1つ以上の水分散液の塗布に由来するシール層と、を備え、前記1つ以上の水分散液は、(a)エチレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、プロピレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィンからなる群から選択される1つ以上のベースポリマー、(b)1つ以上の安定化剤、(c)中和剤の存在下、及び(d)水の溶融混錬物を含む、多層構造体を提供する。【選択図】なし
Description
本発明は、多層構造体、より具体的には包装デバイスに関する。
種々の種類の熱可塑性樹脂の水分散液が、当該技術分野で既知である。可燃性、作業環境、取扱利便性等を考慮すると、分散媒として水を使用して調製される水分散液は、分散媒に有機溶媒を使用して調製される分散液よりもはるかに有利であるため、水分散液は、様々な分野で使用されてきた。例えば、紙、繊維、木材、金属、またはプラスチック成型品等の基材に水分散液を被覆して乾燥させた場合、形成される樹脂コーティングは、基材に耐水性、耐油性、耐化学性、耐腐食性、及びヒートシール性を提供する。
分散液から作製されるコーティングの具体的な用途の1つは、包装及び貯蔵容器の用途である。有用であるためには、低いシール開始温度、高いホットタック強度、幅広いホットシール温度範囲、良好な層間接着性、及び高い軟化点等の性能特性の均衡がとれていることが望ましい。
均衡のとれたシーラント特性が商業的に重要であることは十分に理解されている。すなわち、低いシール開始温度は、密封速度の向上及びエネルギー利用の削減のために重要である。幅広いシール温度範囲は、パッケージ完全性、密封機器の柔軟性、及び低いパッケージ漏れ率を保証するために重要である。
良好な層間接着性は、良好なパッケージ完全性だけではなく、パッケージまたは容器の良好な美観のためにも重要である。高い軟化点または軟化温度は、商品が高い温度で包装される場合、例えば、ホットフィル用途等の場合に所望される。従来、均衡のとれたシーラント特性を達成しようとする場合、ある特定の樹脂特性を強化するには他の重要な特性に関してはある程度の犠牲を払うことが必要であった。
脆弱なシーラントは、異なるシール温度で非常に異なるヒートシール強度挙動を示す、どちらかと言うと独特なクラスのシーラントである。具体的には、これらは通常、低温では比較的低い強度(剥離性)のシール強度、また高温ではより高いシール強度を有する2つのシールプラトー挙動によって特徴付けられる。この特徴は、包装自体の種々の領域において選択的なシール強度でパッケージを密封することを可能にする。その一例は、パッケージのシールは依然として無傷な状態のまま、圧力を加えることによってシールを破壊することにより混合することができる2つの構成要素を隔てている低強度のシールであろう。
さらに、種々の用途の開封しやすいパッケージが市場で知られている。それは概して消費者に利便性をもたらすが、それらの追加費用が悪影響を及ぼす場合もある。
包装デバイスは大きく発達してきたが、改善された特性を有する脆弱なシーラントを有する包装デバイスの必要性が依然として存在する。
本発明は、(a)任意選択的に少なくとも1つの表面が表面処理され、少なくとも32dynの範囲の表面エネルギーを有する、基材と、(b)前記基材の前記少なくとも1つの表面に対する1つ以上の水分散液の塗布に由来するシール層と、を備え、前記1つ以上の水分散液は、(a)エチレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、プロピレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィンからなる群から選択される1つ以上のベースポリマー、(b)1つ以上の安定化剤、(c)中和剤の存在下、及び(d)水の溶融混錬物を含む、多層構造体を提供する。
本発明を例示する目的で、図面中には代表的な形態を示すが、本発明は、図示される正確な配置及び手段に限定されるものではないことを理解されたい。
本発明は、(a)任意選択的に少なくとも1つの表面が表面処理され、少なくとも32dynの範囲の表面エネルギーを有する、基材と、(b)前記基材の前記少なくとも1つの表面に対する1つ以上の水分散液の塗布に由来するシール層と、を備え、前記1つ以上の水分散液は、(a)エチレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、プロピレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィンからなる群から選択される1つ以上のベースポリマー、(b)1つ以上の安定化剤、(c)中和剤の存在下、及び(d)水の溶融混錬物を含む、多層構造体を提供する。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、以下の特徴のうちの1つ以上によって特徴付けられるシール層を備える:(a)60〜100℃のシール温度で0.6N/15mm以上のヒートシール強度を有する、(b)110〜140℃のシール温度で3N/15mm以上のヒートシール強度を有する。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、8〜11の範囲のpHを有する分散液を含む。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、0.5〜5μmの範囲の平均粒子径を有する分散液を含む。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、40〜70重量パーセントの水を含む分散液を含む。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、0.5〜10μmの範囲の厚さを有するシール層を備える。
ベースポリマー
1つ以上の水分散液は、水分散液の固形含量の総重量に基づいて、20〜70重量パーセントの1つ以上のベースポリマーを含む。20〜70重量パーセントの全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示される;例えば、重量パーセントは、20、25、30、または35重量パーセントの下限から40、50、55、60、65、70、または75重量パーセントの上限までであってもよい。水分散液は、少なくとも1つ以上のベースポリマーを含む。ベースポリマーは、熱可塑性ポリマーである。一実施形態において、ベースポリマーは、エチレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、プロピレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される。
1つ以上の水分散液は、水分散液の固形含量の総重量に基づいて、20〜70重量パーセントの1つ以上のベースポリマーを含む。20〜70重量パーセントの全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示される;例えば、重量パーセントは、20、25、30、または35重量パーセントの下限から40、50、55、60、65、70、または75重量パーセントの上限までであってもよい。水分散液は、少なくとも1つ以上のベースポリマーを含む。ベースポリマーは、熱可塑性ポリマーである。一実施形態において、ベースポリマーは、エチレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、プロピレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される。
熱可塑性材料の例として、限定されないが、典型的には、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリ−3−メチル−1−ブテン、ポリ−3−メチル−1−ペンテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−1−ブテンコポリマー、及びプロピレン−1−ブテンコポリマーによって代表される、1つ以上のα−オレフィン、例えば、エチレン、プロピレン、1−ブテン、3−メチル−1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、3−メチル−1−ペンテン、1−ヘプタン、1−ヘキサン、1−オクテン、1−デセン、及び1−ドデセンのホモポリマー及びコポリマー(エラストマーを含む);典型的には、エチレン−ブタジエンコポリマー及びエチレン−エチリデンノルボルネンコポリマーによって代表される、α−オレフィンと共役または非共役ジエンとのコポリマー(エラストマーを含む);ならびにエチレン−プロピレン−ブタジエンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジシクロペンタンジエンコポリマー、エチレン−プロピレン−1,5−ヘキサジエンコポリマー、及びエチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネンコポリマーによって代表される、ポリオレフィン、例えば、2つ以上のα−オレフィンと共役または非共役ジエンとのコポリマー(エラストマーを含む);エチレン−ビニル化合物コポリマー、例えば、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、エチレン−塩化ビニルコポリマー、エチレンアクリル酸またはエチレン−(メタ)アクリル酸コポリマー、及びエチレン−(メタ)アクリレートコポリマー;スチレンコポリマー(エラストマーを含む)、例えば、ポリスチレン、ABS、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、α−メチルスチレン−スチレンコポリマー、スチレンビニルアルコール、スチレンアクリレート、例えば、スチレンメチルアクリレート、スチレンブチルアクリレート、スチレンブチルメタクリレート、ならびにスチレンブタジエン及び架橋スチレンポリマー;ならびにスチレンブロックコポリマー(エラストマーを含む)、例えば、スチレン−ブタジエンコポリマー及びその水和物、ならびにスチレン−イソプレン−スチレントリブロックコポリマー;ポリビニル化合物、例えば、塩化ポリビニル、塩化ポリビニリデン、塩化ビニル−塩化ビニリデンコポリマー、ポリメチルアクリレート、及びポリメチルメタクリレート;ポリアミド、例えば、ナイロン6、ナイロン6,6、及びナイロン12;熱可塑性ポリエステル、例えば、ポリエチレンテレフタレート及びポリブチレンテレフタレート;ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシド等;ならびにポリ−ジシクロペンタンジエンポリマー及び関連ポリマー(コポリマー、ターポリマー)を含むガラス質炭化水素系樹脂;飽和モノ−オレフィン、例えば、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、及び酪酸ビニル等;ビニルエステル、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、n−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、2−エチルヘキシルアクリレート、ドデシルアクリレート、n−オクチルアクリレート、フェニルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、及びブチルメタクリレート等を含むモノカルボン酸のエステル;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル、アクリルアミド、それらの混合物;開環メタセシス重合及び交差メタセシス重合等によって生成される樹脂が挙げられる。これらの樹脂は、単独で、または2つ以上の組み合わせで使用され得る。
選択された実施形態において、ベースポリマーは、例えば、エチレン−αオレフィンコポリマー、プロピレン−αオレフィンコポリマー、及びオレフィンブロックコポリマーからなる群から選択される1つ以上のポリオレフィンを含んでもよい。具体的には、選択された実施形態において、ベースポリマーは、1つ以上の非極性ポリオレフィンを含んでもよい。一実施形態において、1つ以上のベースポリマーは、エチレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、プロピレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される。
特定の実施形態において、ポリオレフィン、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、それらのコポリマー、それらのブレンド、及びエチレン−プロピレン−ジエンターポリマーが使用されてもよい。いくつかの実施形態において、代表的なオレフィンポリマーは、例えば、米国特許第3,645,992号に記載されるような均質なポリマー、米国特許第4,076,698号に記載されるような高密度ポリエチレン(HDPE)、不均一に分岐した直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、不均一に分岐した直鎖状超低密度ポリエチレン(ULDPE)、均一に分岐した直鎖状エチレン/α−オレフィンコポリマー、例えば、米国特許第5,272,236号及び同第5,278,272号(その開示は、参照により本明細書に組み込まれる)に開示されるプロセスによって調製することができる均一に分岐した実質的に直鎖状のエチレン/α−オレフィンポリマー、ならびに高圧フリーラジカル重合エチレンポリマー及びコポリマー、例えば、低密度ポリエチレン(LDPE)またはエチレン酢酸ビニルポリマー(EVA)を含む。
他の特定の実施形態において、ベースポリマーは、例えば、エチレン酢酸ビニル(EVA)系ポリマーであってもよい。他の実施形態において、ベースポリマーは、例えば、エチレン−メチルアクリレート(EMA)系ポリマーであってもよい。他の特定の実施形態において、エチレン−αオレインコポリマーは、例えば、エチレン−ブテン、エチレン−ヘキサン、またはエチレン−オクテンコポリマーまたはインターポリマーであってもよい。他の特定の実施形態において、プロピレン−αオレインコポリマーは、例えば、プロピレン−エチレンまたはプロピレン−エチレン−ブテンコポリマーまたはインターポリマーであってもよい。
特定の他の実施形態において、ベースポリマーは、例えば、半結晶性ポリマーであってもよく、また110℃未満の融点を有してもよい。別の実施形態において、融点は、25〜100℃であってもよい。別の実施形態において、融点は、40〜85℃であってもよい。
ある特定の実施形態において、ベースポリマーは、実質的にアイソタクチックなプロピレン配列を有すると特徴付けられるプロピレン/α−オレフィンコポリマーである。「実質的にアイソタクチックなプロピレン配列」は、その配列が、約0.85より大きい、代替として約0.90より大きい、別の代替として0.92より大きい、また別の代替として約0.93より大きい、13C NMRによって測定されるアイソタクチックなトリアド(mm)を有することを意味する。アイソタクチックなトリアドは、当該技術分野で周知であり、例えば、米国特許第5,504,172号及び国際公開第00/01745号に記載されており、これらは、アイソタクチックな配列を13C NMRスペクトルによって決定されるコポリマー分子鎖におけるトリアド単位の観点から言及している。
プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、ASTM D−1238(230℃/2.16Kg)に従って測定される0.1〜25g/10分の範囲のメルトフローレートを有してもよい。0.1〜25g/10分の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示される;例えば、メルトフローレートは、0.1g/10分、0.2g/10分、0.5g/10分、2g/10分、4g/10分、5g/10分、10g/10分、または15g/10分の下限から25g/10分、20g/10分、18g/10分、15g/10分、10g/10分、8g/10分、または5g/10分の上限までであってもよい。例えば、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、0.1〜20g/10分、または0.1〜18g/10分、または0.1〜15g/10分、または0.1〜12g/10分、または0.1〜10g/10分、または0.1〜5g/10分の範囲のメルトフローレートを有してもよい。
プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、少なくとも1重量パーセント(少なくとも2ジュール/グラムの融解熱)〜30重量パーセント(50ジュール/グラム未満の融解熱)の範囲の結晶化度を有する。1重量パーセント(少なくとも2ジュール/グラム)〜30重量パーセント(50ジュール/グラム未満の融解熱)の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示される;例えば、結晶化度は、1重量パーセント(少なくとも2ジュール/グラムの融解熱)、2.5パーセント(少なくとも4ジュール/グラムの融解熱)、または3パーセント(少なくとも5ジュール/グラムの融解熱)の下限から30重量パーセント(50ジュール/グラム未満の融解熱)、24重量パーセント(40ジュール/グラム未満の融解熱)、15重量パーセント(24.8ジュール/グラム未満の融解熱)、または7重量パーセント(11ジュール/グラム未満の融解熱)の上限までであってもよい。例えば、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、少なくとも1重量パーセント(少なくとも2ジュール/グラムの融解熱)〜24重量パーセント(40ジュール/グラムの融解熱未満の融解熱)の範囲の結晶化度を有してもよいか、または代替として、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、少なくとも1重量パーセント(少なくとも2ジュール/グラムの融解熱)〜15重量パーセント(24.8ジュール/グラム未満の融解熱)の範囲の結晶化度を有してもよいか、または代替として、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、少なくとも1重量パーセント(少なくとも2ジュール/グラムの融解熱)〜7重量パーセント(11ジュール/グラム未満の融解熱)の範囲の結晶化度を有してもよいか、または代替として、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、少なくとも1重量パーセント(少なくとも2ジュール/グラムの融解熱)〜5重量パーセント(8.3ジュール/グラム未満の融解熱)の結晶化度を有してもよい。結晶化度は、示差走査熱量測定(DSC)法によって測定される。プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、プロピレンに由来する単位、及び1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来するポリマー単位を含む。プロピレン/α−オレフィンコポリマーを製造するために用いられる例示的なコモノマーは、C2、及びC4〜C10αオレフィン、例えば、C2、C4、C6及びC8α−オレフィンである。
プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、1〜40重量パーセントの1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位を含む。1〜40重量パーセントの全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示される;例えば、1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位の重量パーセントは、1、3、4、5、7、または9重量パーセントの下限から40、35、30、27、20、15、12、または9重量パーセントの上限までであってもよい。例えば、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、1〜35重量パーセントの1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位を含み、または代替として、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、1〜30重量パーセントの1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位を含み、または代替として、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、3〜27重量パーセントの1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位を含み、または代替として、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、3〜20重量パーセントの1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位を含み、または代替として、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、3〜15重量パーセントの1つ以上のα−オレフィンコモノマーに由来する単位を含む。
プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、重量平均分子量を数平均分子量で除したもの(Mw/Mn)として定義される分子量分布(MWD)3.5以下、代替として3.0以下、または別の代替として1.8〜3.0を有する。
そのようなプロピレン/α−オレフィンコポリマーは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第6,960,635号及び同第6,525,157号にさらに詳しく記載されている。そのようなプロピレン/α−オレフィンコポリマーは、The Dow Chemical CompanyからVERSIFY(商標)の商品名で、またはExxonMobil Chemical CompanyからVISTAMAXX(商標)の商品名で市販されている。
一実施形態において、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、(A)60〜100未満重量パーセント、好ましくは80〜99重量パーセント、好ましくは85〜99重量パーセントのプロピレンに由来する単位、ならびに(B)ゼロ超〜40重量パーセント、好ましくは1〜20重量パーセント、より好ましくは4〜16重量パーセント、さらにより好ましくは4〜15重量パーセントのエチレン及び/またはC4−10α−オレフィンのうちの少なくとも一方に由来する単位を含み、かつ、平均して少なくとも0.001個、好ましくは平均して少なくとも0.005個、より好ましくは平均して少なくとも長鎖分岐0.01個/総炭素1000個を含有するとしてさらに特徴付けられ、この場合、本明細書で使用される長鎖分岐という用語は、短鎖分岐より少なくとも1個炭素が多い鎖長を指し、本明細書で使用される短鎖分岐は、コモノマーにおける炭素の数より2個炭素が少ない鎖長を指す。例えば、プロピレン/1−オクテンインターポリマーは、少なくとも7炭素長の長鎖分岐を有する骨格を有するが、これらの骨格はまた、わずか6炭素長の短鎖分岐も有する。長鎖分岐の最大数は、典型的には、長鎖分岐3個/総炭素1000個を越えない。そのようなプロピレン/α−オレフィンコポリマーは、米国仮特許出願第60/988,999号及び国際特許出願第PCT/US08/082599号(各々、参照により本明細書に組み込まれる)にさらに詳しく記載されている。
特定の他の実施形態において、ベースポリマー、例えば、プロピレン/α−オレフィンコポリマーは、例えば、半結晶性ポリマーであってもよく、また110℃未満の融点を有してもよい。好ましい実施形態において、融点は、25〜100℃であってもよい。より好ましい実施形態において、融点は、40〜85℃であってもよい。
他の選択された実施形態において、オレフィンブロックコポリマー、例えば、エチレンマルチブロックコポリマー、例えば、国際公開第2005/090427号及び米国特許出願公開第2006/0199930号(そのようなオレフィンブロックコポリマーについて記載している程度まで参照により本明細書に組み込まれる)に記載されているものが、ベースポリマーとして使用されてもよい。そのようなオレフィンブロックコポリマーは、以下のエチレン/α−オレフィンインターポリマーであってもよい:
(a)約1.7〜約3.5のMw/Mn、少なくとも1つの融点Tm(摂氏)、及び密度d(グラム/立方センチメートル)を有し、Tm及びdの数値は、以下の関係に対応する:
Tm>−2002.9+4538.5(d)−2422.2(d)2、または
(b)約1.7〜約3.5のMw/Mnを有し、融解熱ΔH(J/g)、及び最も高いDSCピークと最も高いCRYSTAFピークとの温度差として定義されるデルタ量ΔT(摂氏)によって特徴付けられ、ΔT及びΔHの数値は以下の関係を有し、
ΔHがゼロ超〜最大130J/gの場合、ΔT>−0.1299(ΔH)+62.81
ΔHが130J/g超の場合、ΔT≧48℃
CRYSTAFピークは累積ポリマーの少なくとも5パーセントを用いて決定され、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の温度は30℃である、または
(c)エチレン/α−オレフィンインターポリマーの圧縮成形フィルムを用いて測定される300パーセントの歪み及び1サイクルでの弾性回復率Re(パーセント)によって、及び密度d(グラム/立方センチメートル)を有することによって特徴付けられ、エチレン/α−オレフィンインターポリマーが実質的に架橋相を含まない場合、Re及びdの数値は以下の関係を満たす:
Re>1481−1629(d)、または
(d)TREFを用いて分画したときに40℃〜130℃で溶出する分子画分を有し、その画分は、同じ温度間で溶出する比較対照のランダムエチレンインターポリマー画分よりも少なくとも5パーセント高いモルコモノマー含量を有し、前記比較対照のランダムエチレンインターポリマーは、同じコモノマー(複数可)を有し、かつエチレン/α−オレフィンインターポリマーの10パーセント以内のメルトインデックス、密度、及びモルコモノマー含量(全ポリマーに基づく)を有することを特徴とする、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、約1:1〜約9:1の範囲である。
(a)約1.7〜約3.5のMw/Mn、少なくとも1つの融点Tm(摂氏)、及び密度d(グラム/立方センチメートル)を有し、Tm及びdの数値は、以下の関係に対応する:
Tm>−2002.9+4538.5(d)−2422.2(d)2、または
(b)約1.7〜約3.5のMw/Mnを有し、融解熱ΔH(J/g)、及び最も高いDSCピークと最も高いCRYSTAFピークとの温度差として定義されるデルタ量ΔT(摂氏)によって特徴付けられ、ΔT及びΔHの数値は以下の関係を有し、
ΔHがゼロ超〜最大130J/gの場合、ΔT>−0.1299(ΔH)+62.81
ΔHが130J/g超の場合、ΔT≧48℃
CRYSTAFピークは累積ポリマーの少なくとも5パーセントを用いて決定され、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の温度は30℃である、または
(c)エチレン/α−オレフィンインターポリマーの圧縮成形フィルムを用いて測定される300パーセントの歪み及び1サイクルでの弾性回復率Re(パーセント)によって、及び密度d(グラム/立方センチメートル)を有することによって特徴付けられ、エチレン/α−オレフィンインターポリマーが実質的に架橋相を含まない場合、Re及びdの数値は以下の関係を満たす:
Re>1481−1629(d)、または
(d)TREFを用いて分画したときに40℃〜130℃で溶出する分子画分を有し、その画分は、同じ温度間で溶出する比較対照のランダムエチレンインターポリマー画分よりも少なくとも5パーセント高いモルコモノマー含量を有し、前記比較対照のランダムエチレンインターポリマーは、同じコモノマー(複数可)を有し、かつエチレン/α−オレフィンインターポリマーの10パーセント以内のメルトインデックス、密度、及びモルコモノマー含量(全ポリマーに基づく)を有することを特徴とする、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、約1:1〜約9:1の範囲である。
そのようなオレフィンブロックコポリマー、例えば、エチレン/α−オレフィンインターポリマーはまた、以下であってもよい:
(a)TREFを用いて分画したときに40℃〜130℃で溶出する分子画分を有し、その画分は、少なくとも0.5〜最大約1のブロックインデックス、及び約1.3超の分子量分布Mw/Mnを有することを特徴とする、または
(b)ゼロ超〜最大約1.0のブロックインデックス、及び約1.3超の分子量分布Mw/Mnを有する。
(a)TREFを用いて分画したときに40℃〜130℃で溶出する分子画分を有し、その画分は、少なくとも0.5〜最大約1のブロックインデックス、及び約1.3超の分子量分布Mw/Mnを有することを特徴とする、または
(b)ゼロ超〜最大約1.0のブロックインデックス、及び約1.3超の分子量分布Mw/Mnを有する。
特定の実施形態において、ベースポリマーは、例えば、コモノマーまたはグラフトモノマーのいずれかとして極性基を有する極性ポリマーを含んでもよい。例示的な実施形態において、ベースポリマーは、例えば、コモノマーまたはグラフトモノマーのいずれかとして極性基を有する1つ以上の極性ポリオレフィンを含んでもよい。例示的な極性ポリオレフィンとして、限定されないが、エチレン−アクリル酸(EAA)及びエチレン−メタクリル酸コポリマー、例えば、The Dow Chemical Companyから市販されているPRIMACOR(商標)の商品名で入手可能なもの、E.I.DuPont de Nemoursから市販されているNUCREL(商標)、及びExxonMobil Chemical Companyから市販され、米国特許第4,599,392号、同第4,988,781号、及び同第5,938,437号(各々、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に記載されているESCOR(商標)が挙げられる。他の例示的なベースポリマーとして、限定されないが、エチレンエチルアクリレート(EEA)コポリマー、エチレンメチルメタクリレート(EMMA)、及びエチレンブチルアクリレート(EBA)が挙げられる。
一実施形態において、ベースポリマーは、例えば、エチレン−アクリル酸(EAA)コポリマー、エチレン−メタクリル酸コポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される極性ポリオレフィンを含んでもよく、安定化剤は、例えば、エチレン−アクリル酸(EAA)コポリマー、エチレン−メタクリル酸コポリマー、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される極性ポリオレフィンを含んでもよいが、但し、ベースポリマーは、例えば、ASTM D−974に従って測定される、安定化剤よりも低い酸価を有してもよい。
安定化剤
本発明による分散液は、安定な分散液の形成を促進するために、本明細書において分散剤とも称される1つ以上の安定化剤をさらに含んでもよい。安定化剤は、好ましくは外部安定化剤であってもよい。本発明の分散液は、分散液の固形含量の総重量に基づいて、1〜45重量パーセントの1つ以上の安定化剤を含む。1〜45重量パーセントの全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示される;例えば、重量パーセントは、1、3、5、10重量パーセントの下限から15、25、35、または45重量パーセントの上限までであってもよい。例えば、分散液は、分散液の固形含量の総重量に基づいて、1〜15重量パーセント、または代替として1〜25重量パーセント、または代替として1〜35重量パーセント、または代替として1〜45重量パーセントの1つ以上の安定化剤を含んでもよい。選択された実施形態において、安定化剤は、界面活性剤、ポリマー、またはそれらの混合物であってもよい。特定の実施形態において、安定化剤は、コモノマーまたはグラフトモノマーのいずれかとして極性基を有する極性ポリマーであってもよい。例示的な実施形態において、安定化剤は、コモノマーまたはグラフトモノマーのいずれかとして極性基を有する1つ以上の極性ポリオレフィンを含む。例示的なポリマー安定化剤として、限定されないが、エチレン−アクリル酸(EAA)及びエチレン−メタクリル酸コポリマー、例えば、The Dow Chemical Companyから市販されているPRIMACOR(商標)の商品名で入手可能なもの、E.I.DuPont de Nemoursから市販されているNUCREL(商標)、及びExxonMobil Chemical Companyから市販され、米国特許第4,599,392号、同第4,988,781号、及び同第5,938,437号(各々、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に記載されているESCOR(商標)が挙げられる。他の例示的なポリマー安定化剤として、限定されないが、エチレンエチルアクリレート(EEA)コポリマー、エチレンメチルメタクリレート(EMMA)、及びエチレンブチルアクリレート(EBA)が挙げられる。他のエチレン−カルボン酸コポリマーもまた使用され得る。
本発明による分散液は、安定な分散液の形成を促進するために、本明細書において分散剤とも称される1つ以上の安定化剤をさらに含んでもよい。安定化剤は、好ましくは外部安定化剤であってもよい。本発明の分散液は、分散液の固形含量の総重量に基づいて、1〜45重量パーセントの1つ以上の安定化剤を含む。1〜45重量パーセントの全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示される;例えば、重量パーセントは、1、3、5、10重量パーセントの下限から15、25、35、または45重量パーセントの上限までであってもよい。例えば、分散液は、分散液の固形含量の総重量に基づいて、1〜15重量パーセント、または代替として1〜25重量パーセント、または代替として1〜35重量パーセント、または代替として1〜45重量パーセントの1つ以上の安定化剤を含んでもよい。選択された実施形態において、安定化剤は、界面活性剤、ポリマー、またはそれらの混合物であってもよい。特定の実施形態において、安定化剤は、コモノマーまたはグラフトモノマーのいずれかとして極性基を有する極性ポリマーであってもよい。例示的な実施形態において、安定化剤は、コモノマーまたはグラフトモノマーのいずれかとして極性基を有する1つ以上の極性ポリオレフィンを含む。例示的なポリマー安定化剤として、限定されないが、エチレン−アクリル酸(EAA)及びエチレン−メタクリル酸コポリマー、例えば、The Dow Chemical Companyから市販されているPRIMACOR(商標)の商品名で入手可能なもの、E.I.DuPont de Nemoursから市販されているNUCREL(商標)、及びExxonMobil Chemical Companyから市販され、米国特許第4,599,392号、同第4,988,781号、及び同第5,938,437号(各々、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる)に記載されているESCOR(商標)が挙げられる。他の例示的なポリマー安定化剤として、限定されないが、エチレンエチルアクリレート(EEA)コポリマー、エチレンメチルメタクリレート(EMMA)、及びエチレンブチルアクリレート(EBA)が挙げられる。他のエチレン−カルボン酸コポリマーもまた使用され得る。
使用され得る他の安定化剤は、限定されないが、12〜60個の炭素原子を有する長鎖脂肪酸、脂肪酸塩、または脂肪酸アルキルエステルを含む。他の実施形態において、長鎖脂肪酸または脂肪酸塩は、12〜40個の炭素原子を有してもよい。
安定化剤は、中和剤で部分的にまたは完全に中和されてもよい。特定の実施形態において、安定化剤、例えば、長鎖脂肪酸またはEAAの中和は、モル換算で25〜200パーセントであってもよく、または代替として、モル換算で50〜110パーセントであってもよい。例えば、EAAの場合、中和剤は、例えば、水酸化アンモニウムまたは水酸化カリウム等の塩基であってもよい。他の中和剤は、例えば、水酸化リチウムまたは水酸化ナトリウムを含むことができる。別の代替として、中和剤は、例えば炭酸塩であってもよい。別の代替として、中和剤は、例えば、任意のアミン、例えばモノエタノールアミン、または2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール(AMP)であってもよい。本明細書に開示される実施形態において有用なアミンは、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、及びTRIS AMINO(各々、Angusから入手可能)、NEUTROL TE(BASFから入手可能)、ならびにトリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、及びN,N−ジメチルエタノールアミン(各々、The Dow Chemical Company、Midland,MIから入手可能)を含んでもよい。他の有用なアミンは、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、モノエチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、モノ−n−プロピルアミン、ジメチル−nプロピルアミン、N−メタノールアミン、N−アミノエチルエタノールアミン、N−メチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、N,N−ジメチルプロパノールアミン、2−アミノ−2−メチル−1−プロパノール、トリス(ヒドロキシメチル)−アミノメタン、N,N,N’N’−テトラキス(2−ヒドロキシルプロピル)エチレンジアミン、1.2−ジアミノプロパンを含んでもよい。いくつかの実施形態において、アミンの混合物またはアミンと界面活性剤との混合物が用いられてもよい。いくつかの実施形態において、アミンは、ジメチルエタノールアミンである。
本発明の実施において有用であり得るさらなる安定化剤は、限定されないが、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、または非イオン性界面活性剤を含む。アニオン性界面活性剤の例として、限定されないが、スルホン酸塩、カルボン酸塩、及びリン酸塩が挙げられる。カチオン性界面活性剤の例として、限定されないが、四級アミンが挙げられる。非イオン性界面活性剤の例として、限定されないが、エチレンオキシドを含有するブロックコポリマー及びシリコーン界面活性剤が挙げられる。本発明の実施において有用な安定化剤は、外部界面活性剤または内部界面活性剤のいずれかであり得る。外部界面活性剤は、分散液の調製中に化学反応を起こしてベースポリマーの中に入らない界面活性剤である。本明細書において有用な外部界面活性剤の例として、限定されないが、ドデシルベンゼンスルホン酸の塩及びラウリルスルホン酸塩が挙げられる。内部界面活性剤は、分散液の調製中に化学反応を起こしてベースポリマーの中に入る界面活性剤である。本明細書において有用な内部界面活性剤の例として、2,2−ジメチロールプロピオン酸及びその塩が挙げられる。本発明の実施において有用であり得るさらなる界面活性剤は、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、またはそれらの組み合わせを含む。
流体媒質
分散液は、流体媒質をさらに含む。流体媒質は、任意の媒質であり得、例えば、流体媒質は水であってもよい。本発明の分散液は、分散液の総重量に基づいて流体媒質の25〜85重量パーセントの流体媒質を含む。具体的な実施形態において、含水量は、分散液の総重量に基づいて、流体媒質の35〜75、または代替として35〜70、または代替として45〜60重量パーセントの範囲であってもよい。
分散液は、流体媒質をさらに含む。流体媒質は、任意の媒質であり得、例えば、流体媒質は水であってもよい。本発明の分散液は、分散液の総重量に基づいて流体媒質の25〜85重量パーセントの流体媒質を含む。具体的な実施形態において、含水量は、分散液の総重量に基づいて、流体媒質の35〜75、または代替として35〜70、または代替として45〜60重量パーセントの範囲であってもよい。
分散液の形成
本発明による分散液は、当業者に認識される任意の数の方法によって形成され得る。一実施形態において、1つ以上のベースポリマー、1つ以上の安定化剤は、分散液を形成するために、水、及び中和剤、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、または2つの組み合わせとともに押出機内で溶融混錬される。いくつかの実施形態において、分散液は、最初に、約1〜約3重量%の水を含有するように希釈され、続いて、約25重量%超の水を含むように希釈される。
本発明による分散液は、当業者に認識される任意の数の方法によって形成され得る。一実施形態において、1つ以上のベースポリマー、1つ以上の安定化剤は、分散液を形成するために、水、及び中和剤、例えば、アンモニア、水酸化カリウム、または2つの組み合わせとともに押出機内で溶融混錬される。いくつかの実施形態において、分散液は、最初に、約1〜約3重量%の水を含有するように希釈され、続いて、約25重量%超の水を含むように希釈される。
当該技術分野で既知の任意の溶融混錬手段が使用され得る。いくつかの実施形態において、混錬器、BANBURY(登録商標)ミキサー、単軸押出機、または多軸押出機、例えば、二軸押出機が使用される。本発明に従って分散液を生成するためのプロセスは、特に限定されない。例えば、押出機、特定の実施形態において、例えば、二軸押出機が、背圧レギュレータ、溶融ポンプ、またはギアポンプに連結される。一実施形態において、本発明に従って分散液を生成するためのプロセスは、加圧制御器(pressurized control vessel)を用いない。例示的な実施形態はまた、基材貯留槽及び初期水貯留槽も提供し、それらは各々ポンプを含む。所望の量の基材及び初期水が、それぞれ、基材貯留槽及び初期水貯留槽から提供される。任意の好適なポンプが使用されてもよいが、いくつかの実施形態において、例えば、240バールの圧力で約150cc/分の流量を提供するポンプが、基材及び初期水を押出機に提供するために使用される。他の実施形態において、液体注入ポンプが、200バールで300cc/分、または133バールで600cc/分の流量を提供する。いくつかの実施形態において、基材及び初期水は、予熱器において予熱される。
ペレット、粉末、またはフレークの形態である1つ以上のベースポリマーが、フィーダーから押出機の入口に供給され、そこで樹脂が溶融または配合される。いくつかの実施形態において、分散剤は、樹脂を介してまたは樹脂とともに1つ以上のベースポリマーに加えられ、他の実施形態において、分散剤は、別個に二軸押出機に提供される。次いで、樹脂溶融物は、押出機の混合及び搬送ゾーンから乳化ゾーンに送達され、そこで水貯留槽及び基材貯留槽から初期量の水及び基材が入口を通して加えられる。いくつかの実施形態において、分散剤は、付加的または排他的に水流に加えられてもよい。いくつかの実施形態において、水貯留槽から水入口を介して、押出機の希釈及び冷却ゾーンにさらなる希釈水が加えられてもよい。典型的には、分散液は、冷却ゾーンにおいて少なくとも30重量パーセントに希釈される。さらに、希釈された混合物は、所望の希釈レベルに達するまで任意の回数希釈され得る。いくつかの実施形態において、水は、二軸押出機には加えられないが、むしろ、溶融物が押出機から出た後に、樹脂溶融物を含有する流れに加えられる。このようにして、押出機内で漸増する蒸気圧が除去され、ローターステーターミキサー等の二次混合デバイス内で分散液が形成される。
最終使用用途
本発明の分散液は、例えば、異なるコーティング用途において、例えば、そのような分散液に由来する基材及びシール層を備える多層構造体等の包装用途において使用されてもよい。そのような基材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、それらの組み合わせ等のポリマー材料を含む。そのような基材は、例えば、積層構造の一軸延伸フィルムまたは二軸延伸フィルム等のフィルムであり得る。そのような多層構造体は、例えば、10〜170ミクロンの範囲の任意の厚さを有することができる。10〜100ミクロンの全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示される;例えば、厚さは、10、20、30、40、50、60、70、80、100、120、140、または160ミクロンの下限から15、25、35、45、55、65、75、85、95、100、110、130、150、または170ミクロンの上限までであってもよい。例えば、多層構造体の厚さは、10〜170ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは10〜50ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは100〜170ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは20〜80ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは30〜70ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは40〜60ミクロンであってもよい。
本発明の分散液は、例えば、異なるコーティング用途において、例えば、そのような分散液に由来する基材及びシール層を備える多層構造体等の包装用途において使用されてもよい。そのような基材は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、それらの組み合わせ等のポリマー材料を含む。そのような基材は、例えば、積層構造の一軸延伸フィルムまたは二軸延伸フィルム等のフィルムであり得る。そのような多層構造体は、例えば、10〜170ミクロンの範囲の任意の厚さを有することができる。10〜100ミクロンの全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、本明細書に開示される;例えば、厚さは、10、20、30、40、50、60、70、80、100、120、140、または160ミクロンの下限から15、25、35、45、55、65、75、85、95、100、110、130、150、または170ミクロンの上限までであってもよい。例えば、多層構造体の厚さは、10〜170ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは10〜50ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは100〜170ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは20〜80ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは30〜70ミクロンであってもよく、または代替として多層構造体の厚さは40〜60ミクロンであってもよい。
本発明の分散液から作製されるパッケージは、液体、例えば、飲料、微粒子、そのようなペレット及び/または固体、例えば、食品を包装するために使用されてもよい。
一実施形態において、本発明は、(a)任意選択的に少なくとも1つの表面が表面処理され、少なくとも32dynの範囲の表面エネルギーを有する、基材と、(b)前記基材の前記少なくとも1つの表面に対する1つ以上の水分散液の塗布に由来するシール層と、を備え、前記1つ以上の水分散液は、(a)エチレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、プロピレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィンからなる群から選択される1つ以上のベースポリマー、(b)1つ以上の安定化剤、(c)中和剤の存在下、及び(d)水の溶融混錬物を含む、多層構造体を提供する。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、以下の特徴のうちの1つ以上によって特徴付けられるシール層を備える:(a)60〜100℃のシール温度で0.6N/15mm以上のヒートシール強度を有する、(b)110〜140℃のシール温度で3N/15mm以上のヒートシール強度を有する。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、8〜11の範囲のpHを有する分散液を含む。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、0.5〜5μmの範囲の平均粒子径を有する分散液を含む。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、40〜70重量パーセントの水を含む分散液を含む。
一実施形態において、本発明の多層構造体は、0.5〜10ミクロン(μm)の範囲の厚さを有するシール層を備える。
本開示は、可撓性容器を提供する。ある実施形態において、可撓性容器は、第1のフィルム及び第2のフィルムを含む。代替として、可撓性容器は、折り畳まれる単一シートから形成することができ、折り目が、第1のフィルムと第2のフィルムとを画定する。第1のフィルム及び第2のフィルムの各々は、本発明の分散液から作製されるシール層を備えてもよい。
ある実施形態において、可撓性容器は、パウチ、サシェ、及び自立型パウチのうちの1つ以上の形態であり、堅固なシールと脆弱なシールの組み合わせである周縁ヒートシールを有してもよい。
別の実施形態において、可撓性容器は、パウチ、サシェ、自立型パウチの形態であり、周縁ヒートシールが、容器内部を画定する。可撓性容器は、周縁ヒートシールの内側であり、かつ第1の区画と第2またはそれ以上の区画とを画定する、脆弱なシールをさらに含む。
可撓性容器による包含に好適な内容物の非限定例として、食用品(飲料、スープ、チーズ、シリアル)、液体、シャンプー、油、ワックス、軟化剤、ローション、保湿剤、薬剤、ペースト、界面活性剤、ゲル、接着剤、懸濁液、溶液、酵素、石鹸、化粧品、塗布剤、流動性微粒子、及びそれらの組み合わせが挙げられる。
可撓性容器は、本明細書に開示される2つ以上の実施形態を含んでもよい。
以下の実施例は、本発明を例示するものであるが、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。以下の実施例は、改善された特性を有する1つ以上のシール層を備える多層構造体を実証する。
配合成分
成分Aは、The Dow Chemical CompanyからAFFINITY(商標)8200の商品名で市販されている、約2g/10分のメルトインデックス(I2)、約0.87g/cm3の密度を有するエチレン−オクテンコポリマーである。
成分Aは、The Dow Chemical CompanyからAFFINITY(商標)8200の商品名で市販されている、約2g/10分のメルトインデックス(I2)、約0.87g/cm3の密度を有するエチレン−オクテンコポリマーである。
成分Bは、The Dow Chemical CompanyからPRIMACOR(商標)5980の商品名で市販されている、約300g/10分のメルトインデックス(I2)、及び約9.6%のアクリル酸含量を有するエチレン−アクリル酸コポリマーである。
成分Cは、The Dow Chemical CompanyからVERSIFY(商標)3200の商品名で市販されている、約8g/10分のメルトインデックス(I2)、約0.876g/cm3の密度を有する、プロピレン−エチレンコポリマーである。
成分Dは、The Dow Chemical CompanyからVERSIFY(商標)4301の商品名で市販されている、約25g/10分のメルトインデックス(I2)、約0.866g/cm3の密度を有するプロピレン−エチレンコポリマーである。
成分Eは、The Dow Chemical Companyから提供された、約109g/10分のメルトインデックス(I2)を有する、ペルオキシドで亀裂を生じさせたプロピレン−エチレンコポリマーである。
成分Fは、The Dow Chemical CompanyからENGAGE(商標)8407の商品名で市販されている、約30g/10分のメルトインデックス(I2)、約0.87g/cm3の密度を有するエチレン−オクテンコポリマーである。
成分Gは、BakerPetroliteからBHX 10075の商品名で市販されている、約100の酸価を有する無水マレイン酸でグラフト化したプロピレン−エチレンコポリマーである。
KOHは、CAS番号1310−58−3を有する水酸化カリウムである。
DMEAは、CAS番号108−01−0を有するジメチルエタノールアミンである。
本発明のポリオレフィン分散液1〜2(IPOD1〜2)
IPOD1〜2は、表1に報告する配合成分に基づいて以下のプロセスに従って調製される。ベースポリマー及び安定化剤を、中和剤(DMEA)及び水の存在下において二軸押出機内で、約150℃で連続的に溶融混練し、追加の水を加えることによりさらに希釈した。IPOD1〜2の特性は以下を含む:Coulter LS230粒度分析器によって測定される約0.5〜1.5ミクロンの範囲の平均体積径、約8.5〜10.5の範囲のpH、及び分散液の重量に基づいて約40〜55パーセントの範囲の固形含量。
IPOD1〜2は、表1に報告する配合成分に基づいて以下のプロセスに従って調製される。ベースポリマー及び安定化剤を、中和剤(DMEA)及び水の存在下において二軸押出機内で、約150℃で連続的に溶融混練し、追加の水を加えることによりさらに希釈した。IPOD1〜2の特性は以下を含む:Coulter LS230粒度分析器によって測定される約0.5〜1.5ミクロンの範囲の平均体積径、約8.5〜10.5の範囲のpH、及び分散液の重量に基づいて約40〜55パーセントの範囲の固形含量。
比較対照のポリオレフィン分散液1〜5(CPOD1〜5)
CPOD1〜5は、表1に報告する配合成分に基づいて以下のプロセスに従って調製される。ベースポリマー及び安定化剤を、中和剤(水酸化カリウム)及び水の存在下において二軸押出機内で、約150℃で連続的に溶融混練し、追加の水を加えることによりさらに希釈した。CPOD1〜5の特性は以下を含む:Coulter LS230粒度分析器によって測定される約0.5〜1.5ミクロンの範囲の平均体積径、約8.5〜10.5の範囲のpH、及び分散液の重量に基づいて約40〜55パーセントの範囲の固形含量。
CPOD1〜5は、表1に報告する配合成分に基づいて以下のプロセスに従って調製される。ベースポリマー及び安定化剤を、中和剤(水酸化カリウム)及び水の存在下において二軸押出機内で、約150℃で連続的に溶融混練し、追加の水を加えることによりさらに希釈した。CPOD1〜5の特性は以下を含む:Coulter LS230粒度分析器によって測定される約0.5〜1.5ミクロンの範囲の平均体積径、約8.5〜10.5の範囲のpH、及び分散液の重量に基づいて約40〜55パーセントの範囲の固形含量。
本発明の試料1〜2及び比較試料1〜5(IS1〜2及びCS1〜5)
各IPOD1〜2及びCPOD1〜5を、バーの標的コーティングが4ミクロンであるバーコーターを用いて、約1ミクロンの厚さを有する二軸延伸ポリプロピレンフィルムのコロナ処理した側に塗布した。標準的な換気炉内で、試料を80℃で4分間乾燥させた。シール強度、ホットタック及び光学特性を測定し、表2に報告する。具体的には、シール強度は、3バールの圧力で1秒の滞留時間、記載される温度でシールする(上開口部及び下開口部の両方)ことによって評価した。
各IPOD1〜2及びCPOD1〜5を、バーの標的コーティングが4ミクロンであるバーコーターを用いて、約1ミクロンの厚さを有する二軸延伸ポリプロピレンフィルムのコロナ処理した側に塗布した。標準的な換気炉内で、試料を80℃で4分間乾燥させた。シール強度、ホットタック及び光学特性を測定し、表2に報告する。具体的には、シール強度は、3バールの圧力で1秒の滞留時間、記載される温度でシールする(上開口部及び下開口部の両方)ことによって評価した。
本発明の試料2A及び比較試料2A(IS A2及びCS 2A)
グラビアシリンダを使用して、Nordmeccanicaの実験規模のラミネータを介してBOPPフィルムのコロナ処理した側にIPOD2を塗布し、続いて、被覆されたフィルムをそれ自体の上に巻き、ほどき、切断し、次いでシールした。48時間後、その特性を測定し、表3に報告した。実験条件、例えば、コーティングロールの圧力、一次ウェブの速度、トンネル乾燥機の設定等を最適化し、コーティングの厚さを1〜2ミクロンの範囲とした。具体的には、水系接着剤の積層化に使用されるものに類似した炉プロファイルを用いて、コーティングロールの圧力は、2.5〜3.5バールに維持し、ウェブ速度は35から50m/分に変動させた。
グラビアシリンダを使用して、Nordmeccanicaの実験規模のラミネータを介してBOPPフィルムのコロナ処理した側にIPOD2を塗布し、続いて、被覆されたフィルムをそれ自体の上に巻き、ほどき、切断し、次いでシールした。48時間後、その特性を測定し、表3に報告した。実験条件、例えば、コーティングロールの圧力、一次ウェブの速度、トンネル乾燥機の設定等を最適化し、コーティングの厚さを1〜2ミクロンの範囲とした。具体的には、水系接着剤の積層化に使用されるものに類似した炉プロファイルを用いて、コーティングロールの圧力は、2.5〜3.5バールに維持し、ウェブ速度は35から50m/分に変動させた。
本発明のポリオレフィン分散液3(IPOD3)
IPOD3は、表1に報告する配合成分に基づいて以下のプロセスに従って調製される。ベースポリマー及び安定化剤を、中和剤(水酸化カリウム)及び水の存在下において二軸押出機内で、約150℃で連続的に溶融混練し、追加の水を加えることによりさらに希釈した。IPOD1〜2の特性は以下を含む:Coulter LS230粒度分析器によって測定される約0.5〜1.5ミクロンの平均体積径、約9のpH、及び分散液の重量に基づいて約45パーセントの固形含量。
IPOD3は、表1に報告する配合成分に基づいて以下のプロセスに従って調製される。ベースポリマー及び安定化剤を、中和剤(水酸化カリウム)及び水の存在下において二軸押出機内で、約150℃で連続的に溶融混練し、追加の水を加えることによりさらに希釈した。IPOD1〜2の特性は以下を含む:Coulter LS230粒度分析器によって測定される約0.5〜1.5ミクロンの平均体積径、約9のpH、及び分散液の重量に基づいて約45パーセントの固形含量。
本発明の試料3〜4(IS3〜4)
45ミクロンのPEフィルムに積層された12ミクロンのPETフィルムに基づく積層構造(総厚さ67ミクロン)からなるフィルム試料を、IS3及び4の基材として使用した。ポリエチレン表面を最大42ダイン/cmまでコロナ処理し、IPOD3(IS3は2g/m2、IS4は5g/m2)を、バーコーターを用いて、約1ミクロンの厚さを有するポリエチレン側に塗布した。IS3〜4のヒートシール特性を測定し、図1に報告する。
45ミクロンのPEフィルムに積層された12ミクロンのPETフィルムに基づく積層構造(総厚さ67ミクロン)からなるフィルム試料を、IS3及び4の基材として使用した。ポリエチレン表面を最大42ダイン/cmまでコロナ処理し、IPOD3(IS3は2g/m2、IS4は5g/m2)を、バーコーターを用いて、約1ミクロンの厚さを有するポリエチレン側に塗布した。IS3〜4のヒートシール特性を測定し、図1に報告する。
比較試料6〜7(CS6〜7)
比較試料6は、IS3及び4を調製するために使用したPET/PE積層フィルムであるが、いずれのPODコーティングもコロナ処理も行わず、総厚さは67ミクロンである。
比較試料6は、IS3及び4を調製するために使用したPET/PE積層フィルムであるが、いずれのPODコーティングもコロナ処理も行わず、総厚さは67ミクロンである。
比較試料7は、IS3及び4を調製するために使用したPET/PE積層フィルムであるが、いずれのPODコーティングも行わず、最大42ダイン/cmまでコロナ処理し、総厚さは67ミクロンである。
CS6〜7のヒートシール特性を測定し、図1に報告する。
試験方法
試験方法は、以下を含む:
シール強度は、ASTM F2029−00に従って、3バールの圧力で1秒の滞留時間、記載される温度でシールする(上開口部及び下開口部の両方)ことによって評価した(実践B、ウェブのシール性)。
試験方法は、以下を含む:
シール強度は、ASTM F2029−00に従って、3バールの圧力で1秒の滞留時間、記載される温度でシールする(上開口部及び下開口部の両方)ことによって評価した(実践B、ウェブのシール性)。
密度は、ASTM D−1928に従って測定した。
メルトインデックス(I2)は、エチレン系ポリマーの場合、190℃及び2.16kgでASTM D−1238に従って測定した。
メルトフローレート(MFR)は、プロピレン系ポリマーの場合、重量2.16kg、230℃でASTM D−1238に従って測定した。
曇り度(%)は、ASTM D1003−11に従って測定した。
透明度(%)は、ASTM D1003−11に従った。
ホットタック性の範囲は、ASTM F1921−98に従って測定した。
表面エネルギーは、Lotar Enterprisesから入手可能なARCOTECテストインク及びテストペンを使用して測定する。各チェックの開始点として、中間値、例えば、38mN/m(ダイン/cm)を有するテストインクまたはテストペンが塗布されるべきである。インクの線が、液滴にならずに、少なくとも2秒間材料の表面上で変化しないままである場合、その材料の表面エネルギーは、流体の表面張力と同じか、またはそれよりも高い。この場合、その次に高い値、例えば、40mN/m(ダイン/cm)を有するテストインク/テストペンが、その表面に塗布される。このチェックは、流体の線が2秒以内に別個の液滴になる時点まで、その次に高い表面張力の値を用いて繰り返される。開始時点(38mN/m(ダイン/cm))で既に、流体の線から液滴が形成される場合、より低い値を有するテストインク/テストペンを用いてチェックが続けられる。
本発明は、その主旨及び本質的な属性から逸脱することなく他の形態で具現化されてもよく、したがって、上記明細書よりもむしろ本発明の範囲を示す添付の特許請求の範囲が参照されるべきである。
Claims (12)
- 任意選択的に少なくとも1つの表面が表面処理され、少なくとも32dynの範囲の表面エネルギーを有する、基材と、
前記基材の少なくとも1つの表面の前記少なくとも一部に対する1つ以上の水分散液の塗布に由来するシール層と、を備え、前記1つ以上の水分散液は、(a)エチレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィン、プロピレン及び任意選択的に1つ以上のα−オレフィンからなる群から選択される1つ以上のベースポリマー、(b)1つ以上の安定化剤、(c)中和剤の存在下、及び(d)水の溶融混錬物を含む、多層構造体。 - 前記シール層は、(a)60〜100℃のシール温度で0.6N/15mm以上のヒートシール強度を有する、(b)110〜140℃のシール温度で3N/15mm以上のヒートシール強度を有する、の特徴のうちの1つ以上によって特徴付けられる、請求項1に記載の多層構造体。
- 前記シール層は、(a)ニートな基材よりも低いヒートシール開始温度を有する、(b)ニートな基材よりも低いヒートシール強度を有する、の特徴のうちの1つ以上によって特徴付けられる、請求項1または2のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記分散液は、8〜11の範囲のpHを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記分散液は、0.5〜5μmの範囲の平均粒子径を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記分散液は、40〜70重量パーセントの水を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記シール層は、0.5〜10μmの範囲の厚さを有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記ベースポリマーは、0.860〜0.920g/cm3の範囲の密度及び5〜100g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)を有するエチレンα−オレフィンコポリマーである、請求項1〜7のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記ベースポリマーは、5〜100g/10分の範囲のメルトフローレートからの範囲の密度及び85g/ジュール未満の範囲の融解熱を有するプロピレンα−オレフィンコポリマーである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記構造は包装である、請求項1〜9のいずれか一項に記載の多層構造体。
- 前記包装は、パウチ、サシェ、または自立型パウチの形態である、請求項10に記載の包装。
- 前記包装は、食用品、液体、シャンプー、油、ワックス、軟化剤、ローション、保湿剤、薬剤、ペースト、界面活性剤、ゲル、接着剤、懸濁液、溶液、酵素、石鹸、化粧品、塗布剤、流動性微粒子、及びそれらの組み合わせからなる群から選択される1つ以上の内容物を保持するために使用される、請求項10または11のいずれか一項に記載の包装。
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