JP2019529165A - 多層フィルムならびにそれを含む積層体および物品 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の二軸配向多層フィルムは、シーラント層である第1の層(A層)を含む。
本発明の二軸配向多層ポリエチレンフィルムは、上部表面および下部表面を有する第2の層(B層)を含み、B層の上部表面は、シーラント層(A層)の下部表面に接着接触している。
本発明の二軸配向多層フィルムのいくつかの実施形態は、上記の層以外の層を含むことができる。3つ以上の層を含むこのような実施形態では、A層の上部表面は、依然としてフィルムの上部表面であるだろう。言い換えると、いずれの追加の層も、B層の下部表面、または別の中間層に接着接触しているであろう。
前述の層のいずれかはさらに、当業者に既知の1つ以上の添加剤、例えば、酸化防止剤、紫外線安定剤、熱安定剤、スリップ剤、粘着防止剤、帯電防止剤、顔料または着色剤、加工助剤、架橋触媒、難燃剤、充填剤および発泡剤などを含むことができると理解すべきである。
多層フィルムは、本明細書の教示に基づいて、当業者に既知の技法を使用して形成することができる。例えば、共押出され得る層の場合、このような層は、本明細書の教示に基づいて、当業者に既知の技法を使用して、吹込フィルムまたはキャストフィルムとして共押出され得る。特に、本明細書にて開示された異なるフィルム層の組成物に基づいて、吹込フィルム製造ラインおよびキャストフィルム製造ラインは、本明細書の教示に基づいて、当業者に既知の技法を使用して、単一の押出ステップで本発明の多層フィルムを共押出するように構成することができる。
本発明のいくつかの実施形態はまた、積層体に関する。いくつかのそのような実施形態では、積層体は、本明細書にて開示された実施形態のいずれかによる二軸配向多層ポリエチレンフィルムに積層された第1のフィルムを含む。第1のフィルムは、様々な実施形態では、例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、またはポリアミドであり得る。
本発明の実施形態は、本明細書において記載されるようなフィルムを組み込んだ二軸配向多層ポリエチレンフィルムまたは積層体のいずれかから形成される物品も提供する。そのような物品の例としては、包装、可撓性包装、およびパウチが挙げられ得る。いくつかの実施形態では、本発明の包装は、液体、粉末、食品、または他の品目を含み得る。本発明の物品および包装は、本明細書中の教示を考慮して当業者に既知の技術を使用して、本明細書にて開示された多層フィルムまたは積層体から形成することができる。
以下の実施例は、第1のエチレン系ポリマー組成物(第1のPE組成物)および以下のように調製された第2のエチレン系ポリマー組成物(第2のPE)を利用する。
表3に示す構造を有する2層フィルム(A/B)をキャストフィルムラインを用いて製造する。キャストフィルムラインは3つの押出機を備えているが、スキン層押出機の1つ(L/D=25)およびコア層押出機(L/D=30)は、単一のB層を効果的に提供するために同じ材料を使用する。他のスキン層押出機(L/D=25)は、シーラント層成分を使用してA層を提供する。フィルムは、呼称厚さ1000ミクロンを有し、12インチ幅のフラットダイを備えたDr.Collinキャストフィルムラインで製造される。ダイギャップは、45ミル、出力速度は、約8kg/時である。溶融温度は、244℃であり、ダイ温度は、260℃に設定されている。
表5に示す構造を有する2層フィルム(A/B)をキャストフィルムラインを用いて製造する。キャストフィルムラインは3つの押出機を備えているが、スキン層押出機の1つ(L/D=25)およびコア層押出機(L/D=30)は、単一のB層を効果的に提供するために同じ材料を使用する。他のスキン層押出機(L/D=25)は、シーラント層成分を使用してA層を提供する。フィルムは、呼称厚さ1000ミクロンを有し、12インチ幅のフラットダイを備えたDr.Collinキャストフィルムラインで製造される。ダイギャップは、45ミル、出力速度は、約8kg/時である。溶融温度は、244℃であり、ダイ温度は、260℃に設定されている。
本明細書に他に指示がない限り、以下の分析方法は、本発明の態様を記載する際に使用される。
密度について測定される試料を、ASTM D4703に従って調製する。測定は、ASTM D792、方法Bを使用して、1時間以内の試料加圧で行われる。
メルトインデックス(I2)は、ASTM D1238、条件190℃/2.16kgに従って測定され、10分毎に溶出されるグラムで報告される。メルトフローレート(I10)は、ASTM D1238、条件190℃/10kgに従って測定され、10分毎に溶出されるグラムで報告される。
ホットタックテスター(モデル4000、J&B Corp.)を引っ張らずに「シールのみ」モードで使用する。ヒートシール強度測定を行うために、二軸配向フィルムをフィルムの機械方向に沿って25mm幅のストリップに切断した。各試験片は、100mmの長さを有していた。シールパラメータは、試料片の幅=25mm、シール時間=0.5秒、シール圧=0.275MPaである。2つの試験片上のシーラント層は、結合面を提供するために互いに対向している。次に、シールされた試料片を制御された環境(23±2℃、55±5相対湿度)下で24時間エージングする。その後、引っ張り速度500mm/分で引っ張り機(タイプ5943、INSTRON Corp.)でシール強度を試験する。最大荷重は、シール強度として記録される。各データポイントは、5つの平行な試料片の平均結果である。ヒートシール開始温度は、フィルムが10N/25mmのヒートシール強度を示す最低温度である。
引張り強度は、ASTM D882に従って測定する。
破断点伸びは、ASTM D882に従って測定する。
2%割線モジュラスは、ASTM D882に従って測定する。
コモノマー分布分析は、IR−4検出器(PolymerChar、スペイン)および2角度光散乱検出器モデル2040(Precision Detectors、現在はAgilent Technologies)を備えた、結晶化溶出分画(CEF)(PolymerChar、スペイン)(Monrabal et al,Macromol.Symp.257,71−79(2007))を用いて実施する。IR−4またはIR−5検出器が使用される。IR−4検出器またはIR−5検出器を検出器オーブン内に入れる直前に、50×4.6mmの10または20ミクロンガードカラム(PolymerLab、現在のAgilent Technologies)を取り付ける。Sigma−Aldrichから、オルト−ジクロロベンゼン(ODCB、99%無水グレード)および2,5−ジ−tert−ブチル−4−メチルフェノール(「BHT」、カタログ番号B1378−500G、バッチ番号098K0686)が得られる。EMD Chemicalsから、シリカゲル40(粒径0.2〜0.5mm、カタログ番号10181−3)も得られる。使用前に、シリカゲルを160℃の真空オーブンで約2時間乾燥する。800mgのBHTおよび5gのシリカゲルを、2リットルのODCBに加える。ODCBは、シリカゲルを充填した1つまたは複数のカラムを通過させることによっても、乾燥させることができる。乾燥ODCBは、「ODCB」と称される。このODBCは、使用前に乾燥窒素(N2)を1時間散布される。乾燥窒素は、窒素をCaCO3および5Åモレキュラーシーブに<90psigで通過させることによって得られるものである。得られる窒素は、約−73℃の露点を有するはずである。試料調製は、160℃で2時間振とうさせながら、オートサンプラを4mg/mLで用いて(特記しない限り)行う。注入量は300μLである。CEFの温度プロファイルは、3℃/分で110℃〜30℃での結晶化、30℃で5分間の熱平衡(2分間に設定された可溶性画分溶出時間を含む)、3℃/分で30℃〜140℃での溶出、である。結晶化中の流速は、0.052mL/分である。冷却工程中の流速は、0.052mL/分である。溶出中の流速は、0.50mL/分である。データは、1データポイント/秒で収集される。CEFカラムは、米国特許第8,372,931号に従って、1/8インチのステンレス管を用いて、125μm±6%(MO−SCI専門品)のガラスビーズで充填される。カラム外径(OD)は、1/8インチである。この方法を再現するのに必要な重要なパラメータには、カラム内径(ID)およびカラム長(L)が含まれる。IDとLの選択は、直径125μmのガラスビーズを充填する場合、液体内部容積が2.1〜2.3mLになるようにする必要がある。Lが152cmの場合、IDは0.206cmである必要があり、壁の厚さは0.056cmである必要がある。ガラスビーズの直径が125μmであり、かつ液体内部容積が2.1〜2.3mLである限り、LとIDについて異なる値を使用することができる。カラム温度較正は、ODCB中のNIST標準参照物質、線状ポリエチレン1475a(1.0mg/mL)およびエイコサン(2mg/mL)の混合物を用いて行う。CEF温度較正は、(1)測定されたエイコサンのピーク溶出温度から30.00℃を差し引いた値の間の温度オフセットとして定義される、遅延容積を計算することと、(2)溶出温度の温度オフセットをCEF生温度データから差し引くこと。この温度オフセットは、溶出温度、溶出流速等の実験条件の関数であることに注意する、(3)NIST直鎖ポリエチレン1475aが101.0℃でピーク温度を有し、Eicosaneが30.0℃のピーク温度を有するように、30.00℃〜140.00℃の範囲にわたる溶出温度を変換する直線較正線を作成することと、(4)30℃で等温的に測定した可溶性画分について、溶出温度は、3℃/分の溶出加熱速度を使用することによって直線的に外挿されることと、の4つの工程からなる。報告された溶出ピーク温度を、観察されたコモノマー含有量較正曲線が、以前に米国特許第8,372,931号で報告されたものと合致するように得る。
ポリマー分子量は、Rayleigh−Gans−Debys近似(A.M.Striegel and W.W.Yau,Modern Size−Exclusion Liquid Chromatography,2nd Edition,Page 242 and Page 263,2009)に従って、形状因子を1および全てのビリアル係数がゼロに等しいと仮定することにより、LS(90度角度での光散乱、Precision Detectors)および濃度検出器(IR−4またはIR−5 Polymer Char)から直接決定することができる。ベースラインは、LS(90度)とIR−4(測定チャンネル)またはIR−5(測定チャンネル)クロマトグラムから差し引かれる。光散乱検出器は、IR−4またはIR−5検出器の直後に接続される。樹脂全体に対して、25.5〜118℃の範囲の溶出温度(温度較正は上記で指定)で全てのクロマトグラムを積分するように積分ウィンドウが設定される。高密度画分は、CEFにおいて95.0℃より高い溶出温度を有する画分として定義される。MWHDF>95およびIHDF>95の測定には、以下の手順が含まれる。
PolymerChar Inc(スペイン、バレンシア)からの赤外線濃度検出器(IR−5)からなる高温ゲル浸透クロマトグラフィーシステム(GPC IR)が、分子量(MW)および分子量分布(MWD)の決定に使用された。担体溶媒は、1,2,4−トリクロロベンゼン(TCB)であった。オートサンプラーコンパートメントは、160℃で稼働され、カラムコンパートメントは、150℃で稼働された。使用したカラムは、4つのPolymer Laboratories Mixed A LS、20ミクロンカラムであった。クロマトグラフィー溶媒(TCB)および試料調製溶媒は、250ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)および窒素を散布した同じ溶媒源からであった。試料は、TCB中で2mg/mLの濃度で調製された。ポリエチレン試料は、160℃で2時間穏やかに振とうされた。注入量が200μLであり、流速が1.0mL/分であった。
Mポリエチレン=A(Mポリスチレン)B
ここで、Bは、1.0の値を有し、実験的に決定されたAの値は、約0.431519である。ポリスチレン標準物。
Claims (10)
- 上部表面および下部表面を有し、かつ第1のエチレン系ポリマー組成物を含むシーラント層であるA層であって、前記第1のエチレン系ポリマー組成物は、少なくとも0.900g/cm3の密度、20〜60kg/molのIHDF>95、および130kg/molよりも大きいMWHDF>95を有し、A層は、A層の重量を基準にして、少なくとも50重量パーセントの前記第1のエチレン系ポリマー組成物を含む、A層と、
上部表面および下部表面を有するB層であって、1つ以上の追加のポリエチレンを含む、B層と、を備え、
前記B層の上部表面は、前記A層の下部表面に接着接触しており、前記第1のエチレン系ポリマー組成物の前記密度は、前記B層の密度よりも少なくとも0.002g/cm3小さい、二軸配向多層ポリエチレンフィルム。 - 前記第1のエチレン系ポリマー組成物は、結晶化溶出分別(CEF)によって測定されたコモノマー分布において、可溶性画分を除いて少なくとも2つの局所ピークを示す、請求項1に記載のフィルム。
- 前記A層は、超低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、ポリオレフィンエラストマー、エチレン酢酸ビニル、エチレン酢酸エチル、およびそれらの組み合わせのうちの少なくとも1つをさらに含む、請求項1または2に記載のフィルム。
- 前記A層は、少なくとも1ミクロンの厚さを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載のフィルム。
- 前記B層は、
0.925g/cm3よりも大きい密度および2g/10分よりも小さいI2を有する、20〜50重量%の第1の直鎖状低密度ポリエチレンポリマーと、
0.925g/cm3よりも小さい密度および2g/10分よりも大きいI2を有する、80〜50重量%の第2の直鎖状低密度ポリエチレンポリマーと、を含む、第2のエチレン系ポリマー組成物を含み、
前記第1のポリエチレン組成物は、0.5〜10g/10分のI2および0.910〜0.940g/cm3の密度を有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルム。 - 前記フィルムは、125℃以下のヒートシール開始温度を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載のフィルム。
- 前記フィルムは、105℃以下のヒートシール開始温度を有する、請求項1〜6のいずれか一項に記載のフィルム。
- 請求項1〜7のいずれか一項に記載のフィルムを含む物品。
- ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、またはポリアミドを含む第1のフィルムと、
請求項1〜7のいずれか一項に記載の二軸配向多層ポリエチレンフィルムと、を含み、
前記第1のフィルムは、前記多層ポリエチレンフィルムに積層されている、積層体。 - 請求項9に記載の積層体を含む物品。
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