JP2018502743A - 自己再生可能なバリア包装 - Google Patents

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Abstract

ａ）ｉ）エチレンホモポリマー、エチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される６０重量パーセントから９４重量パーセントの第１の成分、ｉｉ）０重量パーセントから３５重量パーセントの官能性ポリマー成分、ならびにｉｉｉ）２００，０００ｃＰ以下の溶融粘度（１７７℃）及び０．８５５ｇ／ｃｃから０．９４ｇ／ｃｃの密度を有する無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーを含む１重量パーセントから３５重量パーセントの相溶化剤成分、を含むポリオレフィン成分を含む少なくとも１つの層と、ｂ）５０ｄｇ／分未満のメルトインデックスを有する無水マレイン酸グラフトポリマーを含む少なくとも１つの結合層であって、該相溶化剤成分を含有しない、結合層と、ｃ）極性ポリマーを含む少なくとも１つの極性層とを備える多層構造体が開示される。【選択図】なし

Description

関連出願の参照
本出願は、２０１４年１２月３１日に出願された、欧州出願第１４３８２５８９．１号の利益を主張するものであり、その全体が本明細書に参照として組み込まれる。
本発明は多層構造体及びその再生に関する。
毎年、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）またはポリアミド（ＰＡ）などの典型的な官能性バリアポリマーをより一般的なポリオレフィン（ＰＯ）廃液へさらなる再生のため分散することが困難なことから、かなりの量の可撓性包装バリアフィルムが、埋め立てまたは焼却により処分されている。
典型的に、可撓性フィルム変換工程作業者及び再生業者は、材料を適合工程へ送ることにより産業廃棄物となったものから利益を得る、つまり再生相溶化剤は、材料をさらにペレットに変換し、その再利用を可能にするために廃液へ加えられる。しかし、使用後のバリアフィルム構造体が回収され一般的なＰＯ廃液と混合されるとき、相溶化剤を使用するタイミング及び必要とされる量を知ることはとても困難である。
全ＰＯフィルム構造体は、その構造体内の原料の族のみを使用し、つまり相溶化剤ステップを回避することにより廃棄物の再生を促進することができる、しかしながら、ガスバリアが要求されるとき包装は妥協して処理されることになる。そのため、フィルム構造体内のガスバリア材料との混合を可能とする一方で、２次工程の必要がない再生を可能にする解決策が望まれる。
本発明は、再生工程における分離した流れとしての相溶化剤成分添加と比較されたとき、相溶化の改善を可能とする。
本発明の広義の実施形態において、ａ）ｉ）エチレンホモポリマー、エチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される６０重量パーセントから９４重量パーセントの第１の成分、ｉｉ）０重量パーセントから３５重量パーセントの官能性ポリマー成分、ならびにｉｉｉ）２００，０００ｃＰ以下の溶融粘度（１７７℃）及び０．８５５ｇ／ｃｃから０．９４ｇ／ｃｃの密度を有する無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーを含む１重量パーセントから３５重量パーセントの相溶化剤成分、を含むポリオレフィン成分を含む少なくとも１つの層と、ｂ）５０ｄｇ／分未満のメルトインデックスを有する無水マレイン酸グラフトポリマーを含む少なくとも１つの結合層であって、相溶化剤成分を含有しない、結合層と、ｃ）極性ポリマーを含む少なくとも１つの極性層と、を備え、これらからなり、またはこれらから本質的になる多層構造体が開示される。
本発明の別の実施形態において、ａ）上述の多層構造体を薄片に変換することと、ｂ）任意に薄片をペレットに変換することと、ｃ）薄片またはペレットから再生構造体を形成することとを含み、かつ相溶化剤成分の使用を含まない、再生構造体の製造方法が開示される。
３層構造体実施形態を示す。 ５層構造体の実施形態を示す。 ５層構造体の実施形態を示す。 ７層構造体の実施形態を示す。 ７層構造体の実施形態を示す。 ９層構造体の実施形態を示す。 ９層構造体の実施形態を示す。 ９層構造体の実施形態を示す。
本発明の広義の実施形態において、ａ）ｉ）エチレンホモポリマー、エチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される６０重量パーセントから９４重量パーセントの第１の成分、ｉｉ）０重量パーセントから３５重量パーセントの官能性ポリマー成分、ならびにｉｉｉ）２００，０００ｃＰ以下の溶融粘度（１７７℃）及び０．８５５ｇ／ｃｃから０．９４ｇ／ｃｃの密度を有する無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーを含む１重量パーセントから３５重量パーセントの相溶化剤成分、を含むポリオレフィン成分を含む少なくとも１つの層と、ｂ）５０ｄｇ／分未満のメルトインデックスを有する無水マレイン酸グラフトポリマーを含む少なくとも１つの結合層と、結合層は相溶化剤成分を含有せず、及びｃ）極性ポリマーを含む少なくとも１つの極性層と、を備える多層構造体が開示される。
ポリオレフィン成分層
ポリオレフィン層は、エチレンホモポリマー（例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより販売されるＤＭＤＡ−８００７ＮＴ７）、エチレンコポリマー（例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより販売されるＤＯＷＬＥＸ２０４５Ｇ）、ポリプロピレンホモポリマー（例えば、Ｂｒａｓｋｅｍより販売されるＨ１１０−０２Ｎ）、ポリプロピレンコポリマー（例えば、Ｂｒａｓｋｅｍより販売されるＤＳ６Ｄ８１）、及びこれらの組み合わせからなるグループから選択される第１の成分を含む。
第１の成分は６０重量パーセントから９４重量パーセントの範囲でポリオレフィン層内に存在する。６０重量パーセントと９４重量パーセントとの間のいずれか及び全ての範囲が、本明細書に含まれ及び本明細書に開示され、例えば、第１の成分は６５重量パーセントから９０重量パーセント、７０重量パーセントから８７重量パーセント、または７５重量パーセントから８２重量パーセントの範囲で存在し得る。
ポリオレフィン成分も、官能性ポリマー成分を含有できる。使用され得るポリマーの例は、無水マレイン酸官能化ポリオレフィン（例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより販売されるＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＴＹ１３５３）、アクリレートエチレンコポリマー（例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙより販売されるＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＥＡ１０１）、エチレン酢酸ビニル（例えば、ＤｕＰｏｎｔより販売されるＥＬＶＡＸ４５０）、及びこれらの混合物を含むが、これに制限されるものではない。
一実施形態において、ポリオレフィン成分は、５重量パーセントから３０重量パーセントのシーラントポリマー及び７０重量パーセントから９５重量パーセントのエチレンホモポリマーまたはエチレンアルファ−オレフィンコポリマーの配合物を含む。
官能性ポリマー成分は、０重量パーセントから３５重量パーセントの範囲でポリオレフィン層に存在し得る。０重量パーセントと３５重量パーセントとの間のいずれか及び全ての範囲が、本明細書に含まれ及び本明細書に開示され、例えば、官能性ポリマー成分は２重量パーセントから１６重量パーセント、４重量パーセントから１２重量パーセント、または６重量パーセントから１１重量パーセントの範囲で存在し得る。
相溶化剤−無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマー
ポリオレフィン成分は、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーである相溶化剤成分をさらに含む。
本明細書に使用される用語「インターポリマー」は、少なくとも２種類の異なるモノマーの重合により調製されるポリマーを指す。したがって総称のインターポリマーはコポリマー（２種類の異なるモノマーから調製されるポリマーを指すために用いられる）、及び異なる３種類以上のモノマーから調製されるポリマーを含む。
本明細書に使用される用語「エチレン／α−オレフィンインターポリマー」は、重合された形の、エチレンモノマーの大部分（インターポリマーの重量に基づく）、及び少なくとも１つのα−オレフィンを含むインターポリマーを指す。
本明細書に使用される用語「無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマー」は、少なくとも１つの無水物基及び／または共有結合によりつながる少なくとも１つの酸基（例えば、無水物の加水分解により形成される−ＣＯＯＨ）を含むエチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーを指す。
相溶化剤は１重量パーセントから３５重量パーセントの範囲でポリオレフィン層に存在する。１重量パーセントから３５重量パーセントのいずれか及び全ての範囲が、本明細書に含まれ及び本明細書に開示され、例えば相溶化剤は、５重量パーセントから３０重量パーセント、１０重量パーセントから２５重量パーセント、または１５重量パーセントから２２重量パーセントの範囲でポリオレフィン層に存在し得る。
無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／α−オレフィンインターポリマーを形成するために使用されるベースポリマーは、エチレン／α−オレフィンインターポリマーである。様々な実施形態において、アルファオレフィンは、Ｃ３−Ｃ２０アルファ（α）−オレフィンである。Ｃ３−Ｃ２０との間のいずれか及び全ての範囲が、本明細書に含まれ及び本明細書に開示され、例えば、α−オレフィンはＣ３−Ｃ１０α−オレフィンである。本発明に使用され得るα−オレフィンの例はプロピレン、１−ブテン、１−ペンテン、１−ヘキセン、１−ヘプテン及び１−オクテン、及びより好ましくはプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン及び１−オクテンを含むが、これに制限されるものではない。
一実施形態において、エチレン／α−オレフィンインターポリマーは、均一に分岐された線状のインターポリマー、及びさらにコポリマー、または均質の分岐した実質的に線状のインターポリマー及びさらにコポリマーである。
一実施形態において、エチレン／α−オレフィンインターポリマーは、均一に分岐された線状のインターポリマー、及びさらにコポリマーである。
一実施形態において、エチレン／α−オレフィンインターポリマーは、均一に分岐された実質的に線状のインターポリマーである。
用語「均質の」及び「均一に分岐された」はエチレン／α−オレフィンインターポリマーを参照する際に使用され、つまりα−オレフィンコモノマーは与えられた高分子内にランダムに分布され、高分子はすべて同一のまたは実質的に同一のコモノマー対エチレン比を有する。
均一に分岐された線状のエチレンインターポリマーは、長鎖分岐を欠くが、短鎖分岐を有する、エチレンポリマーであり、インターポリマーへ重合させたコモノマーから由来し、両同一のポリマー鎖、及び異なるポリマー鎖間で、均一に分布される。これらのエチレン／α−オレフィンインターポリマーは、線状のポリマー主鎖、測定不可能な長鎖分岐、及び狭い分子量分布を有する。このクラスのポリマーは、例えば、米国特許第３，６４５，９９２号においてＥｌｓｔｏｎにより開示され、及び、ビス−メタロセン触媒を使用し、このようなポリマーを製造するためのその後の工程は、例えば、それぞれ参照により本明細書に取り込まれる、欧州特許第０ １２９ ３６８号、欧州特許第０ ２６０ ９９９号、米国特許第４，７０１，４３２号、米国特許第４，９３７，３０１号、米国特許第４，９３５，３９７号、米国特許第５，０５５，４３８号、及び国際特許９０／０７５２６号、に示されるように、開発されている。論じるように、均一に分岐された線状のエチレンインターポリマーは、長鎖分岐を欠き、線状の低密度ポリエチレンポリマーまたは線状の高密度ポリエチレンポリマーの場合のみである。均一に分岐された線状のエチレン／α−オレフィンインターポリマーの商業例は、Ｍｉｔｓｕｉ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからのＴＡＦＭＥＲポリマー、及びＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙからのＥＸＡＣＴ及びＥＸＣＥＥＤポリマーを含む。
均一に分岐された実質的に線状のエチレン／α−オレフィンインターポリマーは、それぞれ参照により本明細書に取り込まれる、米国特許第５，２７２，２３６号、５，２７８，２７２号、６，０５４，５４４号、６，３３５，４１０号、及び６，７２３，８１０号で記載される。実質的に線状のエチレン／α−オレフィンインターポリマーは、長鎖分岐を有する。長鎖分岐は、ポリマー主鎖と同一のコモノマー分布を有し、ポリマー主鎖とおよそ同一の長さを有することができる。「実質的に線状」とは、典型的に、平均して、「１０００個の炭素当たり０．０１個の長鎖分岐」から「１０００個の炭素当たり３個の長鎖分岐」で置換されたポリマーを指す。長鎖分岐の長さは、１つのコモノマーをポリマー主鎖へ組み込むことから形成される、短鎖分岐の炭素長よりも長い。
いくつかのポリマーは、１０００個の総炭素当たり０．０１個の長鎖分岐から１０００個の総炭素当たり３個の長鎖分岐、さらに１０００個の総炭素当たり０．０１個の長鎖分岐から１０００個の総炭素当たり２個の長鎖分岐、及びさらに１０００個の総炭素当たり０．０１個の長鎖分岐から１０００個の総炭素当たり１個の長鎖分岐で置換され得る。
実質的に線状のエチレン／α−オレフィンインターポリマーは、均一に分岐されたエチレンポリマーの他にないクラスを形成する。それらは、上記で論じられるような、従来の均一に分岐された線状のエチレン／α−オレフィンインターポリマーの、周知のクラスからは実質的に異なり、及び、さらに、それらは、従来の非均一な「チーグラー・ナッタ触媒重合された」線状のエチレンポリマー（例えば、米国特許第４，０７６，６９８号においてＡｎｄｅｒｓｏｎらにより開示された技術を使用し、作成された、例えば、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、線状の低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）または高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ））と同一のクラスには入らず、また、例えば、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、エチレン−アクリル酸（ＥＡＡ）コポリマー及びエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）コポリマーなどの、高圧で、フリーラジカル開始された、高分岐ポリエチレンと同一のクラスにも入らない。
本発明において有用な均一に分岐された、実質的に線状のエチレン／α−オレフィンインターポリマーは、比較的狭い分子量分布を有するにも関わらず、優れた加工性を有する。驚くべきことに、ＡＳＴＭ Ｄ １２３８に従う、実質的に線状のエチレンインターポリマーのメルトフロー比（Ｉ１０／Ｉ２）は、広範に、また分子量分布（Ｍｗ／ＭｎまたはＭＷＤ）からは実質的に独立して変化させることができる。この驚くべき性質は、例えば、前述の、ＵＳ３，６４５，９９２におけるＥｌｓｔｏｎによる従来の均一に分岐された線状のエチレンインターポリマー及び、例えば、前述の、ＵＳ４，０７６，６９８においてＡｎｄｅｒｓｏｎらによる、非均一に分岐された、従来の「チーグラー・ナッタ重合された」線状のポリエチレンインターポリマーとは対照的である。実質的に線状のエチレンインターポリマーとは異なり、（均一にまたは非均一に分岐された）線状のエチレンインターポリマーは、分子量分布が増加すると、Ｉ１０／Ｉ２値も増加するといった、レオロジー特性を有する。
長鎖分岐は、１３Ｃ核磁気共鳴（ＮＭＲ）分光法を使用することにより決定され得、またＲａｎｄａｌｌの方法（Ｒｅｖ．Ｍａｃｒｏｍｏｌ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，Ｃ２９（２＆３），１９８９，ｐ．２８５−２９７）を使用して定量化され得、本開示は参照により本明細書に組み込まれる。他の２つの方法は、小角レーザー光散乱検出器と連結されるゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣＬＡＬＬＳ）、及び示差粘度計検出器と連結されるゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ−ＤＶ）である。長鎖分岐を検出するためのこれらの技術の使用、及び根底にある理論は、文献に十分に記載されている。例えば、Ｚｉｍｍ，Ｂ．Ｈ．ａｎｄ Ｓｔｏｃｋｍａｙｅｒ，Ｗ．Ｈ．，Ｊ．Ｃｈｅｍ．Ｐｈｙｓ．，１７，１３０１（１９４９）、及びＲｕｄｉｎ，Ａ．，Ｍｏｄｅｒｎ Ｍｅｔｈｏｄｓ ｏｆ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎ，Ｊｏｈｎ Ｗｉｌｅｙ＆Ｓｏｎｓ，Ｎｅｗ Ｙｏｒｋ（１９９１）ｐｐ．１０３−１１２を参照していただきたい。
「実質的に線状のエチレンポリマー」とは対照的に、「線状のエチレンポリマー」は、測定可能なまたは実証可能な長鎖分岐を欠くポリマーを意味し、つまり、ポリマーは１０００個の炭素当たり平均０．０１個未満の長鎖分岐で置換されている。
エチレン／α−オレフィンコポリマーの例として、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＡＦＦＩＮＩＴＹ ＧＡ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎ Ｐｌａｓｔｏｍｅｒ、及びＣｌａｒｉａｎｔから入手可能なＬＩＣＯＣＥＮＥ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓがある。本発明に適したエチレン／α−オレフィンポリマーの他の例としては、それぞれ参照のために本明細書に完全に組み込まれる、米国特許第６，３３５，４１０号、６，０５４，５４４号、及び６，７２３，８１０号に記載された超低分子量エチレンポリマーを含む。
官能性エチレン／α−オレフィンコポリマーの例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＲＥＴＡＩＮ３０００がある。
様々な実施形態において、無水物及び／またはカルボン酸官能基は、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーの総重量に基づき、０．５重量パーセント以上である。０．５重量パーセント以上のいずれか及び全ての範囲が本明細書に含まれまた本明細書に開示され、例えば無水物及び／またはカルボン酸官能基は、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーの総重量に基づく０．６から１．９重量パーセント、０．８から１．７重量パーセント、または０．９から１．５重量パーセントに対し、０．８重量パーセント以上、０．９重量パーセント以上、１．０重量パーセント以上となり得る。
一実施形態において、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、ポリオレフィンにグラフト化される。
様々な実施形態において、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、３５０°Ｆ（１７７℃）で２０００ｃＰから５０，０００ｃＰの範囲の溶融粘度を有する。２０００ｃＰと５０，０００ｃＰとの間のいずれか及び全ての範囲が、本明細書に含まれまた本明細書に開示され、例えば、溶融粘度は、３５０°Ｆ（１７７℃）で、３０００ｃＰから４０，０００ｃＰ、４０００ｃＰから３０，０００ｃＰ、または５０００ｃＰから２０，０００ｃＰの範囲となり得る。
一実施形態において、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、０．８５５ｇ／ｃｍ３から０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。０．８５５ｇ／ｃｍ３から０．９４０ｇ／ｃｍ３のいずれか及び全ての範囲が本明細書に含まれまた本明細書に開示され、例えば、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、０．８６０ｇ／ｃｍ３から０．９００ｇ／ｃｍ３、０．８６０ｇｍ／ｃｍ３から０．８９５ｇｍ／ｃｍ３、０．８６５ｇ／ｃｍ３から０．８９０ｇ／ｃｍ３、または０．８６５ｇ／ｃｍ３から０．８８０ｇ／ｃｍ３の密度を有することができる。
一実施形態において、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、１．１から５．０の分子量分布（ＭＷＤ）（Ｍｗ／Ｍｎ）を有する。１．１から５．０のいずれか及び全ての範囲が本明細書に含まれまた本明細書に開示され、例えば、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、１．３から４．０の、１．５から２．８の、または２．０から２．５の、または２．０から３．０のＭＷＤを有することができる。
一実施形態において、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、２０００ｇ／モルから５０，０００ｇ／モルの範囲で重量平均分子量（Ｍｗ）を有する。２０００ｇ／モルから５０，０００ｇ／モルのいずれか及び全ての範囲が本明細書に含まれまた本明細書に開示され、例えば無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、３０００ｇ／モルから４０，０００ｇ／モルの、または４０００ｇ／モルから３０，０００ｇ／モルの範囲でＭｗを有することができる。
一実施形態において、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、３００ｇ／１０分から１５００ｇ／１０分の範囲で、メルトインデックス（Ｉ２）、または計算されたメルトインデックス（Ｉ２）（２．１６ｋｇ、１９０℃）を有する。３００ｇ／１０分から１５００ｇ／１０分のいずれか及び全ての範囲が本明細書に含まれまた本明細書に開示され、例えば、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、４００ｇ／１０分から１２００ｇ／１０分、または５００ｇ／１０分から１０００ｇ／１０分の範囲でメルトインデックス（Ｉ２）、または計算されたメルトインデックス（Ｉ２）を有することができる。
一実施形態において、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、ＤＳＣによって決定される、２パーセントから４０パーセントの範囲のパーセント結晶化度を有する。２％から４０％のいずれか及び全ての範囲が本明細書に含まれまた本明細書に開示され、例えば、無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーは、５％から３０％、１０％から２５％、または１５％から２０％の範囲でパーセント結晶化度を有することができる。
結合層
無水マレイン酸グラフトポリマー
結合層は、無水マレイン酸（ＭＡＨ）グラフト官能基を有するポリマーを含む。さらなる実施形態において、ＭＡＨグラフトレベルは、ＭＡＨグラフトポリマーの重量に基づき、０．０５重量パーセントから１．２０重量パーセントである。さらなる実施形態において、ＭＡＨグラフトレベルは、ＭＡＨグラフトポリマーの重量に基づき、０．０７重量パーセントから１．００重量パーセントである。さらなる実施形態において、ＭＡＨグラフトレベルは、ＭＡＨグラフトポリマーの重量に基づき、０．１０重量パーセントから０．６０重量パーセントである。
一実施形態において、結合層は、ＭＡＨグラフトエチレン系ポリマーである。さらなる実施形態において、ＭＡＨグラフトエチレン系ポリマーは、０．５ｇから１０ｇ／１０分、または１ｇから６ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。
一実施形態において、官能化ＭＡＨグラフトエチレン系ポリマーは、以下の
無水物、及びそれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの官能基を含み、Ｒは水素またはアルキルであり、Ｒ’は水素またはアルキルである。さらなる実施形態において、各アルキル基は、独立して、メチル、エチル、プロピルまたはブチルである。一実施形態において、官能化エチレン系ポリマーは、官能化エチレンホモポリマーまたは官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーから選択される。さらなる実施形態において、官能化エチレン系ポリマーは、官能化エチレンホモポリマーである。別の実施形態において、官能化エチレン系ポリマーは、官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーであり、さらに官能化エチレン／アルファ−オレフィンコポリマーである。好ましいアルファ−オレフィンはＣ３−Ｃ８アルファ−オレフィン、及びさらにプロピレン、１−ブテン、１−ヘキセン及び１−オクテンを含む。
結合層への低レベル無水マレイン酸グラフトポリマーの添加は当該技術において既知である。相溶化を可能にするため結合層へ十分なレベルの無水マレイン酸グラフトポリマーを添加することは、結合層の接着性を縮小できる。
極性層
多層構造体は、また極性ポリマーを含む極性、またはバリア層を備える。
本明細書で使用される、用語「極性ポリマー」は、少なくとも１つのヘテロ原子を含む少なくとも１つのモノマーから形成されるポリマーを指す。ヘテロ原子のいくつかの例は、Ｏ、Ｎ、Ｐ及びＳを含む。
様々な実施形態において、極性ポリマーは、０．１ｇから４０ｇ／１０分、さらに０．２ｇから２０ｇ／１０分、そしてさらに０．５ｇから１０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）（２．１６ｋｇ、１９０℃）を有する。
様々な実施形態において、極性ポリマーは、１．００ｇ／ｃｃから１．３０ｇ／ｃｃの、さらに１．１０ｇ／ｃｃから１．２０ｇ／ｃｃ（１ｃｃ＝１ｃｍ３）の密度を有する。
様々な実施形態において、極性ポリマーは、エチレンビニルアルコール系ポリマー（ＥＶＯＨ）（Ｋｕｒａｒａｙにより販売されるＥｖａｌＨ１７１Ｂなど）またはポリアミド（ＰＡ）（ＤｕＰｏｎｔにより販売されるＮｙｌｏｎ６、Ｎｙｌｏｎ６６、及びＮｙｌｏｎ６／６６など）及びそれらの組み合わせから選択される。
様々な実施形態において、少なくとも１つの極性層は、少なくとも１つのＥＶＯＨの層を含む。
様々な実施形態において、少なくとも１つの極性層は、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／６６、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるナイロンを含む少なくとも１つの層を含む。
様々な実施形態において、極性層は、上述のナイロン化合物のうち少なくとも１つの少なくとも１つの層と少なくとも１つのＥＶＯＨ層とを含む。
様々な実施形態において、極性層は、さらに上述の相溶化剤を最大１５重量パーセント含むことができる。最大１５重量パーセントのいずれか及び全ての範囲が本明細書に含まれまた本明細書に開示され、例えば、極性層は、０．２５重量パーセント、０．５重量パーセント、１重量パーセント、５重量パーセント、６重量パーセント、８重量パーセント、または１０重量パーセントの相溶化剤成分を含むことができる。
当業者にとって、再生相溶化剤成分の結合は、多層構造体の任意の層に添加され得るということは既知である。驚くべきことに、特定の層への添加は、目標とされる塗膜性能の達成が要求される。極性ポリマー層への低レベル無水マレイン酸グラフトポリマーの添加は当該技術において既知である。相溶化を可能にするため極性ポリマー層へ十分なレベルの無水マレイン酸グラフトポリマーを添加することは、極性ポリマーの特性を縮小できる。
図は本発明のいくつかの実施形態を示す。図１は、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含むポリオレフィン層、結合層、及びＥＶＯＨまたはＰＡを含む極性層を有する、３層構造体を示す。
図２ａ及び図２ｂは、それぞれ５層構造体を示す。図２ａにおいて、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含むポリオレフィン層、結合層、ＥＶＯＨまたはＰＡを含む極性層、第２の結合層、及びＥＶＯＨまたはＰＡを含む第２のポリオレフィン層がある。図２ｂはポリエチレンを含むポリオレフィン層、結合層、ＥＶＯＨまたはＰＡを含む極性層、第２の結合層、及びポリエチレンと相溶化剤成分を含むポリオレフィン層を有する５層構造体を示す。
図３ａ及び図３ｂは、７層構造体を示す。図３ａにおいて、ポリエチレンを含むポリオレフィン層、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含むポリオレフィン層、結合層、ＥＶＯＨまたはＰＡを含む極性層、別の結合層、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含むポリオレフィン層、及びポリエチレンを含むポリオレフィン層がある。図３ｂは、ポリエチレン及び相溶化剤を含むポリオレフィン層、結合層、ＰＡを含む極性層、ＥＶＯＨを含む極性層、ＰＡを含む別の極性層、別の結合層、及びポリエチレンと相溶化剤成分を含む別のポリオレフィン層を有する７層構造体を示す。
図４ａ、図４ｂ、及び図４ｃは、９層構造体実施形態を示す。図４ａにおいて、ポリエチレンを含むポリオレフィン層、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含むポリオレフィン層、結合層、ＰＡを含む極性層、ＥＶＯＨを含む極性層、ＰＡを含む第２の極性層、第２の結合層、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含む第２のポリオレフィン層、及びポリエチレンを含む第２のポリオレフィン層がある。図４ｂは、ポリエチレンを含むポリオレフィン層、ポリエチレンを含む第２のポリオレフィン層、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含むポリオレフィン層、結合層、ＥＶＯＨまたはＰＡを含む極性層、第２の結合層、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含む第２のポリオレフィン層、ポリエチレンを含む第３のポリオレフィン層、及びポリエチレンを含む第４のポリオレフィン層を有する９層構造体を示す。図４ｃはポリエチレンを含むポリオレフィン層、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含むポリオレフィン層、ポリエチレンを含む第２のポリオレフィン層、結合層、ＥＶＯＨまたはＰＡを含む極性層、第２の結合層、ポリエチレンを含む第３のポリオレフィン層、ポリエチレン及び相溶化剤成分を含む第２のポリオレフィン層、ポリエチレンを含む第４のポリオレフィン層を有する９層構造体を示す。
多層構造体は、可撓性フィルム、半可撓性フィルム、硬質フィルム、及び半硬質フィルムなどのフィルム用途を含む様々な用途に使用され得るが、これに制限するわけではない。フィルムは、当業者にとって既知の方法により準備され得る。本明細書に開示される多層構造体または自己再生可能なフィルムは、フィルム、シート、または硬質構造体へ変換され得る。
再生方法
様々な実施形態において、本発明はａ）これまでの実施形態の多層構造体を薄片へ変換し、ｂ）任意で薄片をペレットへ変換し、及びｃ）薄片またはペレットから再生構造体を形成することを含み、本ユニット動作中相溶化剤成分の添加を含まない、再生構造体製造方法を開示する。
別の実施形態において、本発明はａ）吹込みフィルム工程または流延フィルム工程から出る縁トリムを直接供給流へ連続的に戻し、ｂ）任意で多層構造体の層を形成するためにトリムを他のポリマーと結合させることを含む再生構造体製造方法を開示する。
再生構造体は、当業者にとって既知の有用な工程を経ることにより薄片及び／またはペレットから形成され得る。これらの工程は、押出工程、吹込みフィルム工程、流延フィルム工程、及びそれらの組み合わせを含むが、これに制限されるものではない。
材料
材料が下記表１に示される。
実施例１〜３及び比較例Ａ〜Ｃ
試料調製及び再生工程
ＥＶＯＨ、結合層、及び外側ポリオレフィン層を含有する対照多層フィルム試料を、ＥＶＯＨ、結合層、ならびにポリオレフィンと再生相溶化剤との配合物である外側ポリオレフィン層を含有する自己再生可能な多層構造体と比較する、表２。両フィルムは、４２．５／５／５／５／４２．５ミクロンの層として分配され、全厚１００ミクロンを有する５層Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｂ／Ａ構造体である。これらの構造体は、Ｃｏｌｌｉｎ共押出吹込みフィルムライン上で製造された。これらの試料は、後に再生工程へ提出されるため、「オリジナルフィルム構造体」として指定され及び図２ａに図示される構造体に対応する。表２は設計された構造体を示す。
本研究におけるＥＶＡＬ Ｆ１７１ＢとＲＥＴＡＩＮ３０００の比は１：１であり、つまりこれらの構造体内のＥＶＯＨ量は５％である一方で、自己再生可能な構造体内の組み込み相溶化剤量は５％であり、これは２つの外側層間が等分されたことを意味する。
オリジナルフィルム構造体は、ドラムに接触するフィルムを切断及び圧縮することにより、供給されたフィルムを約０．５×０．５ｃｍの薄片に縮小するように設計される回転刃で構成される、Ｍａｔｅｕ＆Ｓｏｌｅ粉砕機で粉砕された。
一旦フィルムが薄片に変換されると、それらは、薄片をペレットに変換するためＢｕｓｓ混練混合機で処理された。
単層及び３層フィルム構造体が、２．５ＢＵＲ及び１．８ミリメートル金型ギャップを使用してＣｏｌｌｉｎ共押出吹込みフィルムライン上で製造された。押出工程の前に、ペレットは残留した水分を取り除くために１００℃の研究室オーブンで一晩乾燥された。
製造されたフィルムが表３に示される。
これらの試料の押出状態が、表４に示される。
表５は、Ｂｕｓｓ混合機の動作状態を示す。
再生単層構造体の機械的特性及び光学的特性が、表６に示される。
実施例Ｂ及び発明例２の物性を比較する。ＣＤ及びＭＤ引裂性は改善された。測定された光学的特性、光沢、及び曇り度は、再生相溶化剤が添加される異なる装置での動作ステップを含むことなく発明例２において著しく改善された。
表７はコア層に再生材料を有する３層フィルム構造体の機械的特性及び光学的特性を示す。
再生対照試料（比較例Ａ）を有する３層構造体とコア層内の発明例１の３層構造体を比較すると、機械的特性における改善が、観測され得る。
これらの実施例で使用される他のテスト方法が、表８に一覧で表示される。
実施例４〜７及び比較例Ｄ〜Ｅ
試料調製及び再生工程
表９で示されるように、ＥＶＯＨ、結合層、及び外側ポリオレフィン層を含有する対照多層フィルム試料を、ＥＶＯＨ、結合層、ならびにポリオレフィンと再生相溶化剤との配合物を含む外側ポリオレフィン層を含有する２つの自己再生可能な多層構造体と比較する。
全てのフィルムが、２０／２２．５／５／５／５／２２．５／２０ミクロンの層として分配され、全厚１００ミクロンを有する７層Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｃ／Ｂ／Ａ構造体である。これらの構造体は、Ａｌｐｉｎｅ共押出吹込みフィルムライン上で製造された。これらの構造体は、後に再生工程へ提出されるため、「オリジナルフィルム構造体」として指定される。
両発明例におけるＥＶＡＬ Ｆ１７１ＢとＲＥＴＡＩＮ３０００の比は１：１であり、つまりこれらの構造体内のＥＶＯＨ量は５％であった一方で自己再生可能な構造体内の組み込み相溶化剤量は５％であったことを意味する。第１の例において、相溶化剤が、２つのＢ層間で等分され、また第２の実施例において相溶化剤が、４つの外側層（Ａ及びＢ）間で等分された。
オリジナルフィルム構造体は、フィルム薄片を製造するために粉砕され、その後フィルム薄片をペレットに変換するためＢｕｓｓ混練混合機で処理された。
製造されたペレットは、残留した水分を取り除くために１００℃のオーブンで一晩乾燥され、その後単層フィルムがＣｏｌｌｉｎ吹込みフィルムライン上で製造された。製造されたフィルムが、表１０に示される。
再生単層構造体のゲル数データ（ゲルは、フィルム内の不完全度としてみなされる）は、Ｄｏｗ方法ＤＯＷＭ１０１８９８−Ｉ１２Ｈを使用して測定され、また表１１において示される。
比較例Ｅならびに本発明実施例６及び７のゲルデータを比較した。再生フィルム内のゲルレベルは著しく減少し、そのため、再生相溶化剤が添加される異なる装置での動作ステップを含むことなく再生フィルムの性能を増加させた。

Claims (12)

  1. 多層構造体であって、
    ａ）ポリオレフィン成分を含む少なくとも１つの層であって、前記ポリオレフィン成分が、
    ｉ）エチレンホモポリマー、エチレンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、ポリプロピレンコポリマー、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される６０重量パーセントから９４重量パーセントの第１の成分、
    ｉｉ）０重量パーセントから３５重量パーセントの官能性ポリマー成分、ならびに
    ｉｉｉ）２００，０００ｃＰ以下の溶融粘度（１７７℃）及び０．８５５ｇ／ｃｃから０．９４ｇ／ｃｃの密度を有する無水物及び／またはカルボン酸官能化エチレン／アルファ−オレフィンインターポリマーを含む１重量パーセントから３５重量パーセントの相溶化剤成分を含む、少なくとも１つの層と、
    ｂ）５０ｄｇ／分未満のメルトインデックスを有する無水マレイン酸グラフトポリマーを含む少なくとも１つの結合層であって、前記相溶化剤成分を含有しない、結合層と、
    ｃ）極性ポリマーを含む少なくとも１つの極性層と、を備える、多層構造体。
  2. 前記相溶化剤成分の前記極性ポリマーに対する重量比が、０．２〜４．０：１．０の範囲内である、請求項１に記載の多層構造体。
  3. 前記極性層が、ＥＶＯＨ層を含む、請求項１または２に記載の多層構造体。
  4. 前記極性層が、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／６６、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるナイロンを含む層を含む、請求項１〜３のいずれかに記載の多層構造体。
  5. 前記極性層が、少なくとも１つのＥＶＯＨ層と、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６／６６、及びそれらの組み合わせからなる群から選択されるナイロンの少なくとも１つの層とを含む、請求項１に記載の多層構造体。
  6. 前記エチレンホモポリマーまたはエチレンアルファ−オレフィンコポリマーが、ホモポリマーポリエチレン、エチレンアルファ−オレフィンコポリマー、ポリプロピレン、ランダムポリプロピレン、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜５のいずれかに記載の多層構造体。
  7. 前記ポリオレフィン成分が、５重量パーセントから３０重量パーセントのシーラントポリマーと７０重量パーセントから９５重量パーセントの前記エチレンホモポリマーまたはエチレンアルファ−オレフィンコポリマーとの配合物を含む、請求項６に記載の多層構造体。
  8. 前記官能性ポリマー成分が、無水マレイン酸官能化ポリオレフィン、アクリレートエチレンコポリマー、エチレン酢酸ビニル、及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜７のいずれかに記載の多層構造体。
  9. 請求項１に記載の多層構造体から調製される物品。
  10. 再生構造体を製造する方法であって、
    ａ）請求項１に記載の多層構造体を薄片に変換することと、
    ｂ）任意に前記薄片をペレットに変換することと、
    ｃ）前記薄片または前記ペレットから前記再生構造体を形成することと、を含み、
    前記相溶化剤成分の使用を含まない、方法。
  11. 前記薄片及び／またはペレットが、ｉ）吹込みまたは流延フィルム工程から出る縁トリムを直接供給流へ連続的に戻すこと、及びｉｉ）任意で前記トリムを他のポリマーと組み合わせて多層構造体の層を形成することにより、ステップｃ）の前記再生構造体を形成する、請求項１０に記載の方法。
  12. 請求項１０に記載の再生構造体を備える少なくとも１つの層を有するフィルム。

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