JP2019530594A - コーティングされたフィルムおよびそれから形成される物品 - Google Patents

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Abstract

本発明は、コーティングされたフィルムおよびそのようなフィルムから形成された包装を提供する。一態様では、コーティングされたフィルムは、（ａ）対向する前表面を有する多層ポリマーフィルムであって、第１の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有し、かつ第２の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに８０ｎｍ未満の二乗平均平方根表面粗さを有する、多層ポリマーフィルムと、（ｂ）ポリウレタンを含む、第１の前表面の少なくとも一部の上のコーティングと、を含み、ここで、フィルムは、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、またはポリアミドのうちの少なくとも１つを含み、かつコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６／１５に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において少なくとも２％のＺｅｂｅｄｅｅ透明度を有する。

Description

本発明は、包装などの物品において使用することができるコーティングされたフィルムに関する。そのようなコーティングされたフィルムは、透明窓が所望される包装において特に有用であり得る。
何年もの間、食品、液体、パーソナルケア、および他の製品を保護するために作られた多くの種類の可撓性包装が、典型的にはポリエステル、ポリプロピレン、およびポリエチレンなどのいくつかの材料を組み合わせたフィルム構造で製造されてきた。そのような層から積層体を作製するために接着剤がしばしば使用される。
多くの可撓性包装は、包装によって収容される製品を呈示し、かつ／または潜在的な消費者の注意を引くために、１つ以上の透明窓を含む。ポリエチレンなどの一般的な包装材料の透明度は、結晶度などの特性に依存する。一般的に、透明度の改善は、剛性の低下を招き、それがダウンゲージの機会を低減し得る。
したがって、他の利点も提供しながら、所望の場所で改善された透明性を提供する包装に使用するための新しいフィルムおよび関連材料を有することが望ましいであろう。
本開示は、ポリマー系フィルムと、透明性などの望ましい特性を有利に提供するポリウレタンコーティングとを有利に組み合わせたコーティングされたフィルムを提供する。いくつかの実施形態において、本開示は、改善された透明性を有するポリエチレン系可撓性包装を提供する。いくつかの実施形態において、本開示は、１つ以上の透明窓を組み込んだポリエチレン系可撓性包装を提供する。いくつかの実施形態において、本開示は、適合性材料の使用に起因して、容易にリサイクル可能であるフィルムおよび包装を提供する。
一実施形態において、本発明は、（ａ）対向する前表面を有する多層ポリマーフィルムであって、第１の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有し、かつ第２の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに８０ｎｍ未満の二乗平均平方根表面粗さを有する、多層ポリマーフィルムと、（ｂ）ポリウレタンを含む、第１の前表面の少なくとも一部の上のコーティングと、を含むコーティングされたフィルムを提供し、ここで、フィルムは、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、またはポリアミドのうちの少なくとも１つを含み、かつコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６／１５に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において少なくとも２％のＺｅｂｅｄｅｅ透明度を有する。
別の実施形態において、本発明は、（ａ）対向する前表面を有する多層ポリエチレンフィルムであって、第１の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有する、多層ポリエチレンフィルムと、（ｂ）ポリウレタンを含む、第１の前表面の少なくとも一部の上のコーティングと、を含むコーティングされたフィルムを提供し、ここで、コーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において２０％未満の全ヘイズを有する。
本発明の実施形態は、本明細書において開示されるコーティングされたフィルムから形成される物品（例えば、可撓性包装、パウチ、立式パウチ、袋など）も提供する。
これらおよび他の実施形態は、発明を実施するための形態でより詳述される。
フィルムへのコーティングの適用を示す。
矛盾する記述があるか、文脈から示唆されるか、または当該技術分野で慣習的でない限り、全ての部分およびパーセントは、重量に基づくものであり、全ての温度は、℃であり、全ての試験方法は、本開示の出願日現在のものである。
本明細書で使用される場合、「組成物」という用語は、組成物を含む材料の混合物、ならびに組成物の材料から形成された反応生成物および分解生成物を指す。
「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語、およびその派生語は、同じものが本明細書に開示されているか否かにかかわらず、任意の追加の成分、ステップ、または手順の存在を除外することを意図するものではない。いかなる疑いも避けるために、「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語を使用して特許請求される全ての組成物は、矛盾する記述がない限り、ポリマー性かまたは別様かにかかわらず、いずれの追加の添加剤、補助剤、または化合物を含み得る。対照的に、「本質的に〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｅｓｓｅｎｔｉａｌｌｙ ｏｆ）」という用語は、操作性に必須ではないものを除いて、あらゆる後続の記載の範囲から、任意の他の成分、ステップ、または手順を除外する。「〜からなる（ｃｏｎｓｉｓｔｉｎｇ ｏｆ）」という用語は、具体的に規定または列挙されていない任意の成分、ステップ、または手順を除外する。
「ポリマー」は、同じ種類かまたは異なる種類にかかわらず、モノマーを重合させることによって調製されたポリマー化合物を意味する。したがって、ポリマーという一般的な用語は、ホモポリマーという用語（微量の不純物がポリマー構造に組み込まれ得るという理解の下に、１種類のみのモノマーから調製されたポリマーを指すために用いられる）、および本明細書において以下に定義されるインターポリマーという用語を包含する。微量の不純物（例えば、触媒残渣）が、ポリマー中および／またはポリマー内に組み込まれ得る。ポリマーは、単一ポリマー、ポリマーブレンド、またはポリマー混合物であり得る。
本明細書で使用される場合、「インターポリマー」という用語は、少なくとも２つの異なる種類のモノマーの重合によって調製されたポリマーを指す。したがって、インターポリマーという一般的な用語は、コポリマー（２つの異なる種類のモノマーから調製されたポリマーを指すために用いられる）、および３つ以上の異なる種類のモノマーから調製されたポリマーを含む。
本明細書で使用される場合、「オレフィン系ポリマー」または「ポリオレフィン」という用語は、重合形態で、（ポリマーの重量に基づいて）過半量のオレフィンモノマー、例えば、エチレンまたはプロピレンを含み、任意に１つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
「ポリプロピレン」は、５０重量％を超えるプロピレンモノマーから誘導された単位を含むポリマーを意味するものとする。これは、ポリプロピレンホモポリマーまたはコポリマー（２つ以上のコモノマーから誘導された単位を意味する）を含む。当該技術分野において既知のポリプロピレンの一般的な形態としては、ホモポリマーポリプロピレン（ｈＰＰ）、ランダムコポリマーポリプロピレン（ｒｃＰＰ）、耐衝撃性コポリマーポリプロピレン（ｈＰＰ＋少なくとも１つのエラストマー性耐衝撃性改良剤）（ＩＣＰＰ）または高耐衝撃性ポリプロピレン（ＨＩＰＰ）、高溶融強度ポリプロピレン（ＨＭＳ−ＰＰ）、イソタクチックポリプロピレン（ｉＰＰ）、シンジオタクチックポリプロピレン（ｓＰＰ）、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
本明細書で使用される場合、「エチレン／α−オレフィンインターポリマー」という用語は、重合形態で、（インターポリマーの重量に基づいて）過半量のエチレンモノマー、およびα−オレフィンを含むインターポリマーを指す。
本明細書で使用される場合、「エチレン／α−オレフィンコポリマー」という用語は、重合形態で、２種類のみのモノマーとして、（コポリマーの重量に基づいて）過半量のエチレンモノマー、およびα−オレフィンを含むコポリマーを指す。
「接着接触」という用語および同様の用語は、１つの層の１つの前表面および別の層の１つの前表面が接触してお互いに結合することで、一方の層が、他方の層から両方の層の層間表面（すなわち、接触している前表面）を損傷することなく、除去することができないことを意味する。
「ブレンド」、「ポリマーブレンド」などの用語は、２つ以上のポリマーの組成物を意味する。そのようなブレンドは、混和性であっても、そうでなくてもよい。そのようなブレンドは、相分離していても、していなくてもよい。そのようなブレンドは、透過電子分光法、光散乱、Ｘ線散乱、および当該技術分野で既知の任意の他の方法から決定される、１つ以上のドメイン構成を含んでも、含んでいなくてもよい。ブレンドは、積層ではないが、積層の１つ以上の層はブレンドを含有し得る。
「ポリエチレン」または「エチレン系ポリマー」は、５０重量％を超えるエチレンモノマーから誘導された単位を含むポリマーを意味するものとする。これは、ポリエチレンホモポリマーまたはコポリマー（２つ以上のコモノマーから誘導された単位を意味する）を含む。当該技術分野で既知のポリエチレンの一般的な形態としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が挙げられるが、これらに限定されない。これらのポリエチレン材料は、当該技術分野において一般に知られているが、以下の説明は、これらの異なるポリエチレン樹脂のうちのいくつかの違いを理解するのに役立つ場合がある。
「ＬＤＰＥ」という用語はまた、「高圧エチレンポリマー」、または「高分岐ポリエチレン」とも称され得、ポリマーが、過酸化物（例えば、参照により本明細書に組み込まれる、ＵＳ４，５９９，３９２を参照されたい）などの、フリーラジカル開始剤を使用して、１４，５００ｐｓｉ（１００ＭＰａ）を上回る圧力で、オートクレーブまたは管状反応器中で、部分的または完全に、ホモ重合または共重合されることを意味するように定義される。ＬＤＰＥ樹脂は、典型的には、０．９１６〜０．９３５ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する。
「ＬＬＤＰＥ」という用語は、伝統的なチーグラー・ナッタ触媒系、ならびにビス−メタロセン触媒（時折「ｍ−ＬＬＤＰＥ」と称される）および束縛構造触媒を含むが、これらに限定されない単一部位触媒を使用して作製された両樹脂を含み、線状、実質的に線状、または不均質なポリエチレンコポリマーまたはホモポリマーを含む。ＬＬＤＰＥは、ＬＤＰＥほど長くない鎖分岐を含有し、米国特許第５，２７２，２３６号、米国特許第５，２７８，２７２号、米国特許第５，５８２，９２３号、および米国特許第５，７３３，１５５号でさらに定義される実質的に線状のエチレンポリマー、米国特許第３，６４５，９９２号などの均質分岐線状エチレンポリマー組成物、米国特許第４，０７６，６９８号に開示されているプロセスに従って調製されたものなどの不均質分岐エチレンポリマー、ならびに／またはそれらのブレンド（ＵＳ３，９１４，３４２もしくはＵＳ５，８５４，０４５に開示されるものなど）を含む。ＬＬＤＰＥは、当該技術分野で既知の任意の種類の反応器または反応器構成を使用して、気相、液相、もしくはスラリー重合、またはそれらの任意の組み合わせを介して作製され得る。
「ＭＤＰＥ」という用語は、０．９２６〜０．９３５ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンを指す。「ＭＤＰＥ」は、典型的には、クロムもしくはチーグラー・ナッタ触媒を使用して、またはビスメタロセン触媒および束縛構造触媒を含むが、これらに限定されない単一部位触媒を使用して作製され、典型的には、２．５を超える分子量分布（「ＭＷＤ」）を有する。
「ＨＤＰＥ」という用語は、一般に、チーグラー・ナッタ触媒、クロム触媒、またはビスメタロセン触媒および束縛構造触媒を含むが、これらに限定されない単一部位触媒を用いて調製される、約０．９３５ｇ／ｃｍ３を超える密度を有するポリエチレンを指す。
「ＵＬＤＰＥ」という用語は、一般に、チーグラー・ナッタ触媒、クロム触媒、またはビスメタロセン触媒および束縛構造触媒を含むが、これらに限定されない単一部位触媒を用いて調製される、０．８８０〜０．９１２ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンを指す。
一実施形態において、本発明は、（ａ）対向する前表面を有する多層ポリマーフィルムであって、第１の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有し、かつ第２の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに８０ｎｍ未満の二乗平均平方根表面粗さを有する、多層ポリマーフィルムと、（ｂ）ポリウレタンを含む、第１の前表面の少なくとも一部の上のコーティングと、を含むコーティングされたフィルムに関し、ここで、フィルムは、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、またはポリアミドのうちの少なくとも１つを含み、かつコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６／１５に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において少なくとも２％のＺｅｂｅｄｅｅ透明度を有する。いくつかの実施形態において、コーティングされたフィルムの第２の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに４０ｎｍ以下の二乗平均平方根表面粗さを有する。
別の実施形態において、本発明は、（ａ）対向する前表面を有する多層ポリエチレンフィルムであって、第１の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有する、多層ポリエチレンフィルムと、（ｂ）ポリウレタンを含む、第１の前表面の少なくとも一部の上のコーティングと、を含むコーティングされたフィルムに関し、ここで、コーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において２０％未満の全ヘイズを有する。いくつかの実施形態において、コーティングされたフィルムの第２の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに４０ｎｍ以下の二乗平均平方根表面粗さを有する。
二乗平均平方根粗さの測定に関する情報は、その用語が本明細書で使用されているように、以下の試験方法の節で提供される。
いくつかの実施形態において、第１の前表面を形成するフィルムの層は、１．０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有する高密度ポリエチレンを含む。
いくつかの実施形態において、ポリウレタンは、（ａ）ヒドロキシル末端ポリオールまたはウレタン、および（ｂ）イソシアネート官能性プレポリマーから形成される。いくつかのそのような実施形態において、イソシアネート官能性プレポリマーは、芳香族イソシアネートを含む。いくつかのそのような実施形態において、イソシアネート官能性プレポリマーは、脂肪族イソシアネートを含む。いくつかの実施形態において、ヒドロキシル末端ウレタンは、ヒドロキシル末端ポリエーテル系ウレタン、ヒドロキシル末端ポリエステル系ウレタン、およびヒドロキシル末端ポリエステル−ポリエーテル系ウレタンのうちの少なくとも１つを含む。本発明の様々な実施形態において、コーティング中に使用され得るポリウレタンに関する追加の詳細が、本明細書において提供される。
コーティングされたフィルムに使用される多層フィルムは、いくつかの実施形態において非着色である。
いくつかの実施形態において、フィルムの第１の前表面上のコーティングの量は、０．１〜７．０ｇ／ｍ２である。
いくつかの実施形態において、コーティングは、第１の前表面の表面積に基づいて第１の前表面の５０％未満の上にあり、コーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７に従って測定したときに、コーティングが存在しない第１の前表面の領域において２８光沢単位未満の光沢を示す。
本発明の実施形態は、本明細書において記載されるコーティングされたフィルムのいずれかから形成された物品も提供する。そのようないくつかの実施形態において、コーティングされたフィルムは、２０〜２５０ミクロンの厚さを有する。そのような物品の例としては、可撓性包装、パウチ、立式パウチ、袋、既成包装、または既成パウチが挙げられる。いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、形成、充填、およびシーリングプロセスにおいて使用され、包装、パウチ、または他の物品を作製することができる。
多層ポリマーフィルム
コーティングされたフィルムは、対向する前表面を有する多層ポリマーフィルムを備える。第１の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有する。第２の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに８０ｎｍ未満の二乗平均平方根表面を有する。
多層フィルムの第１の層は、第１の前表面の表面粗さを提供し、第２の層は、多層フィルムを提供して、第２の前表面の表面粗さを提供する。
第１の前表面の表面粗さは、いくつかの実施形態による、ある特定のコーティングでコーティングされたときにフィルムの少なくとも一部に透明性を提供することを容易にする。第１の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有する。いくつかの実施形態において、第１の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに、最大３５０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有する。様々なポリマーを使用して、少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有する第１の前表面を提供する第１の層を形成することができる。例えば、様々な実施形態において、第１の層は、そのような層が特定の表面粗さを有する限り、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、またはポリアミドから形成することができる。第１の層がポリプロピレンから形成されるいくつかの実施形態において、フィルムは、二軸配向艶消しポリプロピレンフィルムであり得る。第１の層がポリエチレンテレフタレートから形成されるいくつかの実施形態において、フィルムは、艶消しポリエチレンテレフタレートフィルムであり得る。
ポリエチレンから形成された第１の層は、本発明のいくつかの実施形態において使用される多層フィルムに特に適している。いくつかの実施形態において、第１の層は、１．０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有する高密度ポリエチレンを含む。高密度ポリエチレンは、従来の高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、高密度および高分子量ポリエチレン（ＨＤＰＥ−ＨＭＷ）、または高密度および超高分子量ポリエチレン（ＨＤＰＥ−ＵＨＭＷ）であり得る。
高密度ポリエチレンは、少なくとも０．９３５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。さらに、様々な実施形態において、高密度ポリエチレンは、０．９３５ｇ／ｃｍ３〜０．９７５ｇ／ｃｍ３、または０．９３５ｇ／ｃｍ３〜０．９６５ｇ／ｃｍ３、または０．９３５ｇ／ｃｍ３〜０．９６０ｇ／ｃｍ３、または０．９３５ｇ／ｃｍ３〜０．９５５ｇ／ｃｍ３の密度を含み得る。
上述のように、高密度ポリエチレンはまた、１９０℃および２．１６ｋｇ荷重でＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに１．０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。いくつかの実施形態において、高密度ポリエチレンは、０．５ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。いくつかの実施形態において、高密度ポリエチレンは、０．１ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。さらなる実施形態において、高密度ポリエチレンは、０．００１ｇ／１０分〜１．０ｇ／１０分、または０．００１ｇ／１０分〜０．５ｇ／１０分、または０．００１ｇ／１０分〜０．１ｇ／１０分、または０．０１ｇ／１０分〜０．５ｇ／１０分、または０．０１ｇ／１０分〜０．１ｇ／１０分のＩ２値を有し得る。ＵＨＭＷ−ＨＤＰＥが使用される場合などのいくつかの実施形態において、メルトインデックス（Ｉ２）は、０．０８ｇ／１０分以下の低い値であり得る。
例えば、高分子量高密度ポリエチレン（ＨＭＷ−ＨＤＰＥ）であるＤＯＷ（商標）ＤＧＤＣ−２１００ ＮＴ７、ＵＮＩＶＡＬ（商標）ＤＭＤＡ−６２００ ＮＴ７、ＵＮＩＶＡＬ（商標）ＤＭＤＡ−６４００ ＮＴ７、ＣＯＮＴＩＮＵＵＭ（商標）ＤＧＤＡ−２４９０ ＮＴ、ＣＯＮＴＩＮＵＵＭ（商標）ＤＧＤＤ−２４８０ ＮＴ、ＤＯＷＬＥＸ（商標）２０５０Ｂ、中密度ポリエチレンとも称されるが、０．９３９ｇ／ｃｍ３の密度を有するＤＯＷ（商標）ＭＤＰＥ ＮＧ６９９５、０．９６２ｇ／ｃｍ３の密度を有する強化ポリエチレンであるＥＬＩＴＥ（商標）５９６０ＧおよびＥＬＩＴＥ（商標）５９６０Ｇ１を含む、多数の市販の高密度ポリエチレンを第１の層に使用することができる。これらの樹脂の各々は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。第１の層に使用され得る市販の高分子量高密度ポリエチレンの別の例は、ＢｒａｓｋｅｍのＢＦ４８１０高密度ポリエチレンである。
いくつかの実施形態において、高密度ポリエチレンは、第１の層中の唯一のポリエチレンである。他の実施形態において、１つ以上の追加のポリエチレンは、第１の層にポリエチレンのブレンドを提供するために含まれ得る。第１の層がポリエチレンのブレンドを含む実施形態において、第１の層は、５０重量％を超える高密度ポリエチレン、または５５重量％を超える高密度ポリエチレン、または６０重量％を超える高密度ポリエチレン、または６５重量％を超える高密度ポリエチレンを含み得る。いくつかの実施形態において、第１の層は、約５１重量％〜約９０重量％の高密度ポリエチレン、または約５５重量％〜約８０重量％の高密度ポリエチレン、または約６５重量％〜約７５重量％の高密度ポリエチレンを含み得る。
参照を容易にするために、ポリエチレンのブレンドが第１の層に使用されるとき、高密度ポリエチレンは、「第１のポリエチレン」と称され、追加のポリエチレンは、「第２のポリエチレン」、「第３のポリエチレン」などと称される。様々なポリエチレンは、１．０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有する高密度ポリエチレンと組み合わされて、少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有する第１の層（および、多層フィルム）の前表面を提供し得る。
第２のポリエチレンは、例えば、第２の高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、および超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、またはそれらの混合物を含む１つ以上の他のポリエチレンを含み得る。例示的な一実施形態において、第２のポリエチレンは、ＬＬＤＰＥを含む。
第２のポリエチレンは、１９０℃および２．１６ｋｇ荷重でＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに２０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。さらなる実施形態において、第２のポリエチレンは、０．５ｇ／１０分〜２０ｇ／１０分、または０．７５ｇ／１０分〜１０ｇ／１０分、または０．７５ｇ／１０分〜５ｇ／１０分、または０．７５ｇ／１０分〜２ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。
いくつかの実施形態において、第２のポリエチレンは、０．５〜１．５ｇ／１０分のメルトインデックスを有する線状低密度ポリエチレンである。そのような線状低密度ポリエチレンの例としては、ＤＯＷＬＥＸ（商標）２６４５ＧおよびＤＯＷＬＥＸ（商標）２０４５．０１Ｇが挙げられ、これらの各々は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。
さらに、様々な量の第２のポリエチレンが、第１の層中のポリエチレンブレンド内で企図される。限定されることなく例として、第１の層中のポリエチレンブレンドは、５０重量％未満の第２のポリエチレン、または４５重量％未満の第２のポリエチレン、または４０重量％未満の第２のポリエチレン、または３５重量％未満の第２のポリエチレンを含み得る。さらに、第１の層中のポリエチレンブレンドは、１０重量％〜４９重量％の第２ポリエチレン、または２０重量％〜４０重量％の第２ポリエチレン、または２５重量％〜約重量％の第２ポリエチレンを含み得る。
多層フィルムの第１の層において、第１の層は、少なくとも約８０重量％のポリエチレン、または少なくとも約９０重量％のポリエチレンを含み得る。言い換えれば、高密度ポリエチレン、第２のポリエチレン、および任意の追加のポリエチレンの総重量パーセントは、第１の層の少なくとも約８０重量％、または第１の層の少なくとも約９０重量％、または第１の層の少なくとも９５重量％、または第１の層の少なくとも９９重量％で存在し得る。
ここで多層フィルムの第２の前表面を見ると、多層フィルムの第２の層が第２の前表面を提供する。いくつかの実施形態において、第２の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに８０ｎｍ未満の二乗平均平方根表面粗さを有する。いくつかの実施形態において、第２の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに４０ｎｍ以下の二乗平均平方根表面粗さを有する。
第２の前表面が８０ｎｍ未満、または４０ｎｍ未満の二乗平均平方根表面粗さを有するとき、第１の前表面をある特定のコーティングでコーティングするときに透明性および関連する光学特性の改善が達成されると考えられる。
様々なポリマーを使用して、８０ｎｍ未満または４０ｎｍ未満の二乗平均平方根表面粗さを有する第２の前表面を提供する第２の層を形成することができる。第１の層がポリエチレンから形成される場合、第２の層もポリエチレンから形成されることが望ましい場合がある。いくつかの実施形態において、第２の層はシーラント層である。当業者に既知の任意の数のポリエチレンを選択して、第２の前表面の所望の表面粗さを提供することができる。いくつかの実施形態において、低密度ポリエチレン（例えば、０．９２２ｇ／ｃｍ３の密度および２ｇ／１０分のＩ２を有するＬＤＰＥ、または０．９２４ｇ／ｃｍ３の密度および２ｇ／１０分のＩ２を有するＬＤＰＥ）のみを含む第２の層は、目標二乗平均平方根表面粗さを提供し得る。いくつかの実施形態において、線状低密度ポリエチレン（例えば、０．９２０ｇ／ｃｍ３の密度および１ｇ／１０分のＩ２を有するＬＬＤＰＥ）のみを含む第２の層は、目標二乗平均平方根表面粗さを提供し得る。いくつかの実施形態において、第２の層中の線状低密度ポリエチレンと低密度ポリエチレンとのブレンドは、目標二乗平均平方根表面粗さを提供し得る。例えば、いくつかの実施形態において、第２の層は、０．９２０ｇ／ｃｍ３の密度および１ｇ／１０分のＩ２を有する８０％の線状低密度ポリエチレンと、０．９２２ｇ／ｃｍ３の密度および２ｇ／１０分のＩ２を有する２０％の低密度ポリエチレンとのブレンドを含み得る。いくつかの実施形態において、第２の層中のポリオレフィンプラストマー（例えば、０．９０９ｇ／ｃｍ３の密度および１ｇ／１０分のＩ２を有するポリオレフィンプラストマー）は、目標二乗平均平方根表面粗さを提供し得る。
いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムに使用され得る多層フィルムは、３つ以上の層を備え得る。いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムに使用され得る多層フィルムは、最大７つの層を備え得る。フィルム中の層の数は、例えば、多層フィルムの所望の厚さ、多層フィルムの所望の特性、多層フィルムの目的とする用途、および他の要因を含む多くの要因に依存し得る。
同様に、多層フィルムを利用する物品または用途に基づいて様々な層構造が企図される。例えば、多層フィルムは、複数の層を含み得、ここで、他の層は、上述のような第２の層と同じ組成を有する。この実施形態において、複数のポリエチレン層は同じであり得るか、またはそれぞれの層間の組成および重量比が異なり得ると企図される。
他の実施形態において、多層フィルムは、ハイブリッド構造を有し得、ここで、コア層または内側層（すなわち、非外側層）のうちの１つ以上は、上述の第１の層または第２の層と同じ組成を有さない。例えば、１つ以上の内側層またはコア層は、ポリオレフィン、ポリアミド、エチレンビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリル酸、エチレン無水マレイン酸、またはそれらの組み合わせを含み得る。例示的な実施形態において、多層フィルムは、１つ以上のポリオレフィンを含む１つの内側層、および第２のポリオレフィン、ポリアミド、エチレンビニルアルコール、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリル酸、エチレン無水マレイン酸、またはそれらの組み合わせを含む第２の内側層を含み得る。用途に応じて、接着剤、結合層、バリア層、印刷物などの他の構成要素が内層（例えば、コア層または内側層）に関して企図されるか、他の構成要素が使用され得る。
さらに、本発明の単層フィルムまたは多層フィルムは、他の基材にも積層または接着されて、可撓性包装に必要な異なる特徴を提供し得る。限定されることなく例として、本発明の単層フィルムまたは多層フィルムは、シーリングのために別のポリエチレンフィルムに積層され得る。さらに、本発明の単層フィルムまたは多層フィルムは、ポリアミドまたはエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）と共押出しされて、バリアフィルムを生成し得る。
いくつかの実施形態において、フィルムの少なくとも一部は、印刷されていなくてもよい。いくつかの実施形態において、多層フィルム全体は、印刷されていなくてもよい。そのような実施形態において、フィルムの印刷されていない部分は、コーティングでコーティングされたときに透明性を提供し得る。どの印刷部分も、色または他の包装情報に使用され得る。いくつかの実施形態において、印刷部分の中に非印刷部分を含めることによって、例えば、包装内に透明窓を提供し得る。
前述の層のいずれも、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、顔料または着色剤、加工助剤、架橋触媒、難燃剤、充填剤、および発泡剤などの当業者に既知の１つ以上の添加剤をさらに含み得ることを理解されたい。
多層フィルムは、例えば、所望の用途または当業者に既知の他の要因に応じて様々な厚さを有し得る。一実施形態において、多層フィルムは、１５〜３００ミクロンの厚さを有する。
本明細書に記載される多層フィルムは、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、吹込フィルムまたはキャストフィルムとして共押出しされ得る。特に、本明細書に開示される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、単一の押出しステップで本発明の多層フィルムを共押出しするように構成され得る。本発明の実施形態において使用されるフィルムは、一般に、当該技術分野で既知である吹込フィルム法またはキャストフィルム法で形成されることが好ましいが、積層などの他の方法も使用され得る。
ポリウレタンコーティング
本発明は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有する多層フィルムの前表面（上記で考察される第１の層の外側前表面）上にポリウレタン系コーティングを提供する。
「ポリウレタン系コーティング」という用語は、硬化時に、コーティングが主にポリウレタンを含むが、いくつかの実施形態において、コーティングが未反応反応物（例えば、ポリオール、イソシアネートなど）、ならびに他の添加剤も含み得ることを示すために使用される。
いくつかの実施形態において、ポリウレタンは、（ａ）ヒドロキシル末端ポリオールまたはウレタン、および（ｂ）イソシアネート官能性プレポリマーから形成される。いくつかの実施形態において、イソシアネート官能性プレポリマーは、芳香族イソシアネートを含む。本発明のいくつかの実施形態において使用され得る芳香族イソシアネートの例としては、トルエンジイソシアネート（ＴＤＩ）のいずれかもしくは全ての異性体および／またはメチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）のいずれかもしくは全ての異性体が挙げられる。いくつかの実施形態において、イソシアネート官能性プレポリマーは、脂肪族イソシアネートを含む。本発明のいくつかの実施形態において使用され得る脂肪族イソシアネートの例としては、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）のいずれかもしくは全ての異性体、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）のいずれかもしくは全ての異性体、キシリレンジイソシアネート（ＸＤＩ）のいずれかもしくは全ての異性体、水素化キシリレンジイソシアネート（Ｈ６ＸＤＩ）のいずれかもしくは全ての異性体、およびメタ−テトラメチルキシリレンジイソシアネート（ＴＭＸＤＩ）のいずれかもしくは全ての異性体が挙げられる。いくつかの実施形態において、ヒドロキシル末端ウレタンは、ヒドロキシル末端ポリエーテル系ウレタン、ヒドロキシル末端ポリエステル系ウレタン、およびヒドロキシル末端ポリエステル−ポリエーテル系ウレタンのうちの少なくとも１つを含む。
ポリウレタンは、２つの別々の成分を所定の混合比で一緒に混合し、次いで２つの成分間の反応で硬化することによって形成され得る。いくつかの実施形態において、２つの反応成分は、測定および混合を容易にするために、１：１の混合比（ヒドロキシル末端ポリオールまたはウレタン対イソシアネート官能性プレポリマーの比）を提供するように調製され得る。いくつかの実施形態において、そのような混合比は、１：０．２〜１：２の範囲にあり得る。いくつかの実施形態において、そのような混合比では、イソシアネートインデックスは、〜１：１から〜３：３の範囲内である。いくつかの実施形態において、ポリウレタンは、周囲の水分または湿気と反応して、その硬化を完了させる一成分型イソシアネート末端プレポリマーであり得る。
ポリウレタン成分は、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、または両方の組み合わせから構成され得る。いくつかの実施形態において、そのようなポリオールは、線状または分岐状であり得る。いくつかの実施形態において、芳香族成分を有するポリエステルを使用して、目的の用途のための耐薬品性または耐熱性などの代替性能特性を付与することができる。いくつかの実施形態において、コーティングは、１００〜４７００ダルトンの分子量を有するポリオールから、かつトリイソプロパノールアミンおよびトリメチロールプロパンなどの分岐を付与する多官能性試薬を使用して形成される。そのような選択された材料は、一緒に反応し、ある特定の非反応性添加剤と組み合わされるとき、本発明のいくつかの実施態様に従ってコーティングされたフィルムに望ましい耐熱性、粘着防止特性、目標摩擦係数、および目標光沢レベルを有利に提供し得る。
コーティングは、例えば、グラビアコーティングおよびフレキソ印刷コーティングを含むがこれらに限定されない、典型的には、コーティングをフィルムに適用する様々な技法を使用してフィルムの外側表面に適用され得る。他の薄いコーティング技法もまた使用され得る。溶媒系および／または水系コーティング、ならびに接着剤を適用するための設備を有する当業者は、フィルムにポリウレタンコーティングを適用するために、それらのプロセスを容易に適合させて、本発明のコーティングされたフィルムを得ることができる。十分な動的粘度を達成するために、適用時の目標固形分は、特定のコーティングに依存するが、いくつかの実施形態において、１５％〜８０％の範囲内であり得る。
いくつかの実施形態において、フィルムに適用されるコーティングの量は、１平方メートルあたり少なくとも１グラムであり得る。本明細書で使用される場合、コーティングの量は、コーティング前と、コーティングの適用後および乾燥後とのフィルムの重量の差を測定することによって決定される。いくつかの実施形態において、フィルムに適用されるコーティングの量は、１平方メートルあたり最大７グラムである。いくつかの実施形態において、フィルムに適用されるコーティングの量は、１平方メートルあたり１〜７グラムである。１平方メートルあたり０．１〜７．０グラムの全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示されるが、例えば、コーティングの量は、１平方メートルあたりの下限値０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、または６．０グラム〜１平方メートルあたりの上限値０．５、１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、または７．０グラムであり得る。例えば、いくつかの実施形態において、コーティングの量は、１平方メートルあたり３〜５グラムであり得る。
いくつかの実施形態において、コーティングは、フィルムの外側表面の一部にのみ適用され得る。これは、光学パターンの様々な組み合わせを有利に提供する。コーティングされたフィルムの異なる領域において異なる光学的パターンまたは特性を提供する能力は、コーティングされたフィルムが包装または他の物品に形成されるときに創造的包装の機会を提供する。例えば、包装の文脈では、消費者または潜在的な購入者が包装の内容物を見ることを可能にするために透明窓を提供することが望ましい場合がある。そのような実施形態において、コーティングは、窓に対応することになるフィルムの部分にのみ適用され得る。
様々な実施形態において、コーティングされたフィルムは、不透明である領域（コーティングされていない領域）および高い透明性を有する１つ以上の領域（コーティングされている領域）を有し得る。別の例として、コーティングされたフィルムは、艶消し（非常に低い光沢）仕上げを有する領域（コーティングされていない領域）および高い光沢を有する１つ以上の領域（コーティングされている領域）を有し得る。
そのような実施形態において、ポリウレタンコーティングは、当業者に既知の技法を使用して、第１の前表面のある特定の領域（複数可）にのみ適用され得る。例えば、多層フィルムの第１の前表面上の艶消し仕上げは、その表面の高い二乗平均平方根表面粗さを提供する樹脂または樹脂のブレンドの使用に起因して、押出成形時に得ることができる。次いで、多層フィルムを反転印刷し、任意に積層され得る。次いで、ポリウレタンコーティングを第１の前表面に位置合わせして適用して、所望される場合、透明窓を提供し得る。
本発明のコーティングされたフィルムの様々な実施形態は、１つ以上の望ましい特性を有し得る。いくつかの実施形態において、コーティングされたフィルムは、ポリウレタンコーティングが多層フィルムに適用されている領域で透明性を改善させることができる。そのような透明性は、Ｚｅｂｅｄｅｅ透明度および／または全ヘイズ値によって示され得る。
いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６／１５に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において少なくとも２％のＺｅｂｅｄｅｅ透明度を有する。いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６／１５に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において少なくとも４％のＺｅｂｅｄｅｅ透明度を有する。
いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において少なくとも６５の透明度を有する。いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において少なくとも８５の透明度を有する。
いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定したときに第１の前表面のコーティングされた部分において２０％未満の全ヘイズを有する。いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定したときに第１の前表面のコーティングされた部分において１５％未満の全ヘイズを有する。いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定したときに第１の前表面のコーティングされた部分において１０％未満の全ヘイズを有する。
いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６／１５に従って測定したときに、第１の前表面のコーティングされた部分において少なくとも２％のＺｅｂｅｄｅｅ透明度およびＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定したときに第１の前表面のコーティングされた部分において２０％未満の全ヘイズを有する。
コーティングが多層フィルムの第１の前表面の表面積に基づいて第１の前表面の５０％未満の上にあるいくつかの実施形態において、コーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７に従って４５°で測定したときに、コーティングが存在しない第１の前表面の領域において２８光沢単位未満の光沢を示す。コーティングが多層フィルムの第１の前表面の表面積に基づいて第１の前表面の５０％未満の上にあるいくつかの実施形態において、コーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７に従って４５°で測定したときに、コーティングが存在しない第１の前表面の領域において１８光沢単位未満の光沢を示す。コーティングが多層フィルムの第１の前表面の表面積に基づいて第１の前表面の５０％未満の上にあるいくつかの実施形態において、コーティングされたフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７に従って４５°で測定したときに、コーティングが存在しない第１の前表面の領域において１３光沢単位未満の光沢を示す。
多層フィルムがポリエチレンフィルムであるいくつかの実施形態において、コーティングされたフィルムは、現在の可撓性ポリエチレン系において有利にリサイクル可能であり得る。
いくつかの実施形態において、本発明のコーティングされたフィルムは、幅広い耐熱性範囲を有する。本発明のいくつかの実施形態によれば、コーティングされたフィルムは、８０℃〜２００℃の温度範囲にわたって耐熱性である。本明細書で使用される場合、耐熱性の範囲の下限温度は、コーティングされたフィルムが、ＡＳＴＭ １９２１−９８に従って測定したときに、少なくとも１ｌｂｆ／ｉｎのヒートシール強度を示す温度である。本明細書で使用される場合、耐熱性の範囲の上限温度は、コーティングされたフィルムの変形に起因して、ヒートシール強度がＡＳＴＭ １９２１−９８に従って測定され得ないような、コーティングされたフィルムが焼けを示す温度である。
本発明の実施形態はまた、本明細書において開示されるコーティングされたフィルムのいずれかから形成される物品に関する。いくつかの実施形態において、物品は、可撓性包装である。いくつかの実施形態において、可撓性包装は、本発明による第１のコーティングされたフィルムと、本発明による第２のコーティングされたフィルムとを備える。いくつかの実施形態において、可撓性包装は、本発明による第１のコーティングされたフィルムと、本発明による第２のコーティングされたフィルムと、本発明による第３以上のコーティングされたフィルムとを備える。いくつかの実施形態において、本発明による第１のコーティングされたフィルムは、シール可能側を使用して、フィルムまたはシートまたは成形容器の非熱シール可能側に本発明のコーティングを有していても、有していなくてもよいフィルムまたはシートまたは任意の好適な構造の成形容器にかかわらず、別の熱シール可能表面に熱シーリングされる。あるいは、可撓性包装は、折り畳まれる本発明の単一のコーティングされたフィルムから形成され得る。
いくつかの実施形態において、可撓性包装は、以下の本明細書の開示に基づいて当業者に既知の技法を使用して形成される、パウチ、ピローパウチ、袋、サッシェ、流動ラップ、高重量用輸送袋、または立式パウチのうちの１つ以上の形態である。
可撓性包装を形成するために使用されるコーティングされたフィルムの厚さは、例えば、可撓性包装の寸法、可撓性包装の容量、可撓性包装の内容物、可撓性包装の所望の特性、および他の要素を含むいくつかの要素に応じて、選択され得る。いくつかのそのような実施形態において、本発明の可撓性包装において使用されるコーティングされたフィルムは、１５〜４００ミクロンの厚さを有する。１５〜３００ミクロンの全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、コーティングされたフィルムの厚さは、下限値２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、または１９０ミクロン〜上限値３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、１２０、１３０、１４０、１５０、１６０、１７０、１８０、１９０、２００、２２０、２５０、２８０、または３００ミクロンであり得る。
本発明の可撓性包装によって収容するのに好適な内容物の非限定的な例としては、食料品（飲料、スープ、チーズ、穀類）、液体、シャンプー、油、ワックス、緩和剤、ローション剤、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、塗布薬、流動性微粒子、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
試験方法
本明細書中で別様に示されない限り、以下の分析方法が、本発明の記載態様において使用される。
メルトインデックス：メルトインデックスＩ２（または、Ｉ２）およびＩ１０（または、Ｉ１０）は、１９０℃でＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って、それぞれ、２．１６ｋｇおよび１０ｋｇ荷重で測定される。それらの値は、ｇ／１０分で報告される。「メルトフローレート」は、ポリプロピレン系樹脂および他の樹脂に関して使用され、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（２３０℃、２．１６ｋｇ）に従って判定される。
密度：密度測定のための試料は、ＡＳＴＭ Ｄ４７０３に従って調製される。試料加圧の１時間以内に、ＡＳＴＭ Ｄ７９２、方法Ｂに従って測定される。
光沢は、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７に従って判定される。
透明度は、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６に従って判定される。
Ｚｅｂｅｄｅｅ透明度は、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６／１５に従って判定される。
ヘイズおよび内部ヘイズは、Ｄ１００３に従って測定される。
表面粗さ
本明細書に開示される様々なフィルム表面の表面粗さは、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときの二乗平均平方根表面粗さに基づいて特徴付けられる。本明細書で使用される場合、表面の二乗平均平方根表面粗さは、以下のように原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定される。
機器のパラメータは次の通りである。
１）Ｎａｎｏｓｃｏｐｅ ｖ８．１５操作ソフトウェアを操作するＮａｎｏｓｃｏｐｅ Ｖコントローラを使用するＢｒｕｋｅｒ Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ＩＣＯＮ原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）をタッピングモードで操作する。トラッキング品質の定性的指標として位相検出チャンネルはオンである。
２）面積サイズ、取得時間、および特徴分解能の合理的な組み合わせとして粗さデータを生成するために９０μｍ２の走査サイズを選択する。
３）スキャンレートを０．２５０Ｈｚに設定する。
４）画像は、５１２×５１２ピクセルからなる。
５）噛み合い設定（タッピング率）を０．９０に設定する。
６）目標振幅を１０００ｍＶに設定し、自動的に噛み合わせる。
７）Ｍｉｃｒｏ Ｍａｓｃｈ ＮＳＣ１６（Ａｌ裏面コーティングなし）プローブを全てのスキャンに使用する。カンチレバーは、約１９０ｋＨｚの典型的な共振周波数および約４０Ｎ／ｍの典型的なばね定数を有する。
画像分析パラメータは以下の通りである。
１）９０μｍ２のトポグラフィ画像からの粗データを計算するために、画像計測ＳＰＩＰ ｖ６を使用する。
２）非平面／傾斜面の影響を除去するために、全ての画像は、３次グローバル平面当てはめおよび３の線方向当てはめの平坦化ルーチンを受ける。
３）過度のうねりを除去するために、全ての画像を相対的１／５に設定したＬフィルタでフィルタリングする。これは、ＩＳＯ２５１７８−２規格に従ってＩＳＯ１６６１０ガウスＬフィルタである。
４）必要に応じて画像から異物表面のゴミを排除するために、特徴排除ボックスを使用する。
５）二乗平均平方根粗さ値を試料間の一次粗さ値コンパレーターとして使用する。これは、ＩＳＯ２５１７８−２を参照する３Ｄ振幅パラメータ（シンボルＳｑ）である。
ここで、本発明のいくつかの実施形態を以下の実施例において詳述する。
実施例１
ポリウレタンコーティングのための反応体組成物の調製
以下の実施例は、本発明の実施形態によるポリウレタンコーティングでコーティングされた多層フィルムを含む。これらの実施例において使用されるポリウレタンコーティングは、以下の通りに２つの反応体組成物から調製される。
反応体組成物Ａは、ヒドロキシル末端ウレタンを含み、以下の成分から調製される。
反応体組成物Ａを調製するために、ＴＩＰＡを溶融する。ポリエーテルジオール（４２５の公称分子量）を反応器内に真空装填する。溶融したＴＩＰＡを反応器内に真空装填し、続いてポリエーテルポリオール（ＶＯＲＡＮＯＬ２２０−１１０Ｎ）を装填する。真空ラインを酢酸エチルですすぎ、反応器の内容物を７５ＲＰＭで撹拌する。酢酸エチルを反応器内に真空装填する。冷却ジャケットを介して、反応器の内容物を冷却する。冷却後、ＴＤＩを反応器に装填し、真空ラインを酢酸エチルですすぐ。反応の発熱性のために、反応器の内容物を７５℃の温度に冷却する。４時間撹拌しながら反応器内の温度を７５℃に保つ。次いで、反応器の内容物を６０℃に冷却し、粘度を測定する。粘度が＜２５００ｃＰである場合、反応器の内容物を４０℃に冷却し、０．３９３重量パーセント（元のＴＤＩ仕込み量に基づいて）のＴＤＩを添加し、混合タンク内容物を７５℃に加熱し、１時間７５℃に保つ。粘度が＞２５００ｃＰである場合、消泡剤と残りの酢酸エチルとの混合物を反応器に真空装填する。次いで、内容物を３０分間撹拌する。次いで、反応器を５０℃に冷却し、反応体組成物Ａを使用するために包装する。
反応体組成物Ｂは、イソシアネート官能性プレポリマーを含み、以下の成分から調製される。
反応体組成物Ｂを調製するために、添加剤および潤滑剤を予備混合し、５０℃に保つ。トリメチロールプロパン、続いて酢酸エチルを反応器に装填する。ＴＤＩ、続いてすすぎ液として残りの酢酸エチルを反応器に真空装填する。バッチを７０℃で３時間保つ。次いで、バッチを５５℃に冷却する。バッチの粘度を測定する。粘度が＜３８０ｃＰである場合、トリメチロールプロパンを添加することによって、バッチの粘度を＞３８０ｃＰに調整する。粘度が＞３８０ｃＰである場合、または追加のトリメチロールプロパンを添加した後、反応器を５５℃に冷却する。予備混合した添加剤／潤滑剤を反応器に真空装填する。次いで、シクロヘキサンを反応器に添加し、内容物を４５℃に保ち、内容物が透明になるまで４５分間撹拌する（例えば、添加剤は溶解されていなければならない）。次いで、塩化ベンゾイルを反応器に真空装填し、内容物を１５分間撹拌する。次いで、反応体組成物Ｂを使用するために包装する。
前述の考察は、コーティング供給業者によって提供され得、本発明のいくつかの実施形態のためのポリウレタンコーティングを形成するために使用され得る２つの成分（反応体組成物Ａおよび反応体組成物Ｂ）の合成を記載する。後で考察されるように、反応体組成物Ａおよび反応体組成物Ｂをフィルムに適用し、（例えば、フィルムコンバーターによって）反応させて、フィルム上にポリウレタンコーティングを形成することができる。一般に、一部の反応体組成物Ａを一部の反応体組成物Ｂと混合する。これらの組成物を確実に均質にするために一緒に混合し、目標コーティング重量で目標フィルム上に適用する。これらの試料で十分な動的粘度を達成するために、適用時の目標固形分は、約３０％であるべきである。可能性のあるコーティング技法のうちの１つによれば、平滑化バーを用いてまたは用いずに、コーティングを直接または反転グラビアのいずれかでロール適用する。次いで、溶媒を強制乾燥オーブンまたは空気乾燥加熱オーブンによって除去する。反応体組成物Ａと反応体組成物Ｂとのウレタン反応は、溶媒除去時に始まる。１：１の混合比において、理論上のイソシアネートインデックスは、約１．４：１である。実施例３〜５の目的のために、反応体組成物Ａおよび反応体組成物Ｂから形成されたポリウレタンコーティングは、「ポリウレタンコーティング」と称されるものとする。
以下の実施例３〜５に関して、１００グラムのコーティング混合物を以下のように調製する。２７グラムの反応体組成物Ａを、２７グラムの反応体組成物Ｂおよび希釈溶媒として４６グラムの酢酸エチルと混合する。混合物を２分間撹拌して、混合物を均質化する。実施例３〜４の図１に示すように、マイヤーバー５を使用して、コーティング混合物をポリエチレンフィルムに上から下に適用し、実施例５ではポリエチレンフィルムに自動的に適用する。次いで、コーティングを空気加熱して、溶媒を除去する。
実施例２
ポリウレタンコーティングのための追加の反応体組成物の調製
反応体組成物Ｃは、メチレンジフェニルジイソシアネート（ＭＤＩ）プレポリマーを含み、以下の成分から調製される。
反応体組成物Ｃを調製するために、添加剤および潤滑剤を予備混合し、５０℃に保つ。トリメチロールプロパン、続いて酢酸エチルを反応器に装填する。ＭＤＩ、続いてすすぎ液として残りの酢酸エチルを反応器に真空装填する。バッチを７０℃で３時間保つ。次いで、バッチを５５℃に冷却する。バッチの粘度を測定する。粘度が＜３８０ｃＰである場合、トリメチロールプロパンを添加することによって、バッチの粘度を＞３８０ｃＰに調整する。粘度が＞３８０ｃＰである場合、または追加のトリメチロールプロパンを添加した後、反応器を５５℃に冷却する。予備混合添加剤／潤滑剤を反応器に真空装填する。次いで、シクロヘキサンを反応器に添加し、内容物を４５℃に保ち、内容物が透明になるまで４５分間撹拌する（例えば、添加剤は溶解されていなければならない）。次いで、塩化ベンゾイルを反応器に真空装填し、内容物を１５分間撹拌する。次いで、反応体組成物Ｂを使用するために包装する。
反応体組成物Ａ（実施例１から）および反応体組成物Ｃをフィルムに適用し、（例えばフィルムコンバーターによって）反応させて、フィルム上にポリウレタンコーティングを形成することができる。一般に、一部の反応体組成物Ａを一部の反応体組成物Ｃと混合する。これらの組成物を確実に均質にするために一緒に混合し、目標コーティング重量で目標フィルム上に適用する。十分な動的粘度を達成するために、適用時の目標固形分は、約３０％であるべきである。可能性のあるコーティング技法のうちの１つによれば、平滑化バーを用いてまたは用いずに、コーティングを直接または反転グラビアのいずれかでロール適用する。次いで、溶媒を強制乾燥オーブンまたは空気乾燥加熱オーブンによって除去する。反応体組成物Ａと反応体組成物Ｃとのウレタン反応は、溶媒除去時に開始する。１：１の混合比において、理論上のイソシアネートインデックスは、約１．４：１である。これらの実施例の目的のために、反応体組成物Ａおよび反応体組成物Ｃから形成されたポリウレタンコーティングは、ＰＵコーティング２と称されるものとする。
反応体組成物Ｄは、イソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）プレポリマーを含み、以下の成分から調製される。
反応体組成物Ｄを調製するために、添加剤および潤滑剤を予備混合し、５０℃に保つ。トリメチロールプロパン、続いて酢酸エチルを反応器に装填する。ＩＰＤＩ、続いてすすぎ液として残りの酢酸エチルを反応器に真空装填する。バッチを７０℃で４時間保つ。次いで、バッチを５５℃に冷却する。バッチの粘度を測定する。粘度が＜３８０ｃＰである場合、トリメチロールプロパンを添加することによって、バッチの粘度を＞３８０ｃＰに調整する。粘度が＞３８０ｃＰである場合、または追加のトリメチロールプロパンを添加した後、反応器を５５℃に冷却する。予備混合添加剤／潤滑剤を反応器に真空装填する。次いで、シクロヘキサンを反応器に添加し、内容物を４５℃に保ち、内容物が透明になるまで４５分間撹拌する（例えば、添加剤は溶解されていなければならない）。次いで、塩化ベンゾイルを反応器に真空装填し、内容物を１５分間撹拌する。次いで、反応体組成物Ｂを使用するために包装する。
反応体組成物Ａ（実施例１から）および反応体組成物Ｄをフィルムに適用し、（例えば、フィルムコンバーターによって）反応させて、フィルム上にポリウレタンコーティングを形成することができる。一般に、一部の反応体組成物Ａを一部の反応体組成物Ｄと混合する。これらの組成物を確実に均質にするために一緒に混合し、目標コーティング重量で目標フィルム上に適用する。十分な動的粘度を達成するために、適用時の目標固形分は、約３０％であるべきである。可能性のあるコーティング技法のうちの１つによれば、平滑化バーを用いてまたは用いずに、コーティングを直接または反転グラビアのいずれかでロール適用する。次いで、溶媒を強制乾燥オーブンまたは空気乾燥加熱オーブンによって除去する。反応体組成物Ａと反応体組成物Ｄとのウレタン反応は、溶媒除去時に開始する。１：１の混合比において、理論上のイソシアネートインデックスは、約１．４：１である。これらの実施例の目的のために、反応体組成物Ａおよび反応体組成物Ｄから形成されたポリウレタンコーティングは、ＰＵコーティング３と称されるものとする。
実施例３
評価用に３層フィルムを調製する。このフィルムは、以下の組成を有するＡ／Ｂ／Ｃ配置の共押出ポリエチレンフィルムである。
ＨＤＰＥは、ＤＯＷ（商標）ＨＤＰＥ ＤＧＤＣ−２１００ ＮＴ７である。ＬＬＤＰＥ１は、ＤＯＷＬＥＸ（商標）２６８５Ｇである。ＬＬＤＰＥ２は、ＤＯＷＬＥＸ（商標）２０４５．０１Ｇである。ＬＤＰＥは、ＤＯＷ（商標）ＬＤＰＥ５０３Ａである。樹脂の各々は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。フィルムは、５５ミクロンの公称全厚を有する。
共押出しされた３層フィルムは、（上記の表で示されるような）層Ａ／Ａ／Ｂ／Ｂ／Ｂ／Ｃ／Ｃとして表される７層のうちの２層内に同じポリマー供給を使用して実行されたＡｌｐｉｎｅの７層吹込みフィルム上に生成し、「Ａ」層（下）は、気泡の内側にある。５層構造は、「Ｂ」層と「Ｃ」層、および「Ｄ」層と「ｅ」層とを組み合わせることによって達成される。個々の供給ラインは、全て５０ｍｍの３０：１のＬ／Ｄ溝付き供給押出機であり、ここで、各押出機は、４成分ブレンダーから供給された。７つの押出機を組み合わせて、７５ｍｍの７層フラットダイ（１６／１６／２６／２６／１６）への２３ｋｇ／時の供給量を生み出す。ブローアップ比は、２．５：１である。標準のフロストラインの高さは、３０ｃｍである。フィルム厚は、オートプロファイルエアリングシステムおよびＩＢＣを使用して維持される。
比較フィルムＡは、上述のコーティングされていないフィルムである。フィルム試料の最上層（層Ａ）に上述のポリウレタンコーティングを適用することによって、本発明のフィルム１を調製する。本発明のフィルム１の場合、適用されるポリウレタンコーティングの量は、１平方メートルあたり０．２グラムである。
本発明のフィルム１を最初に目視検査によって比較フィルムＡと比較する。本発明のフィルム１のヘイズは、本発明のフィルム１の後ろの物体が比較フィルムＡの後ろに配置されたときよりも色の強度およびコントラストをよりよく維持するように改善される。さらに、本発明のフィルム１は、比較フィルムＡと比較してより細かい部分が、フィルムのおよそ１０ｃｍ後ろに配置された白黒画像から観察されるように改善された透明度を示した。
本発明のフィルム１および比較フィルムＡもレーザー走査型顕微鏡（ＬＳＭ）の下で分析する。画像は、コーティングされていないフィルム（比較フィルムＡ）の第１の前表面（層Ａ）が、多くの山と谷を有する粗い表面を有することを示す。本発明のフィルム１において、ポリウレタンコーティングの適用は、表面を滑らかにする。レーザー走査型顕微鏡から得られたデータによれば、粗さは、１２３１ｎｍ〜１８８．７６ｎｍに低減する。
本発明のフィルム１および比較フィルムＡも原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）の下で分析する。ＡＦＭの結果はまた、本発明のフィルム１の層Ａ上のポリウレタンコーティングが非常に滑らかなトポグラフィを生み出すことを示す。特に、表面層の二乗平均平方根表面粗さがＡＦＭを使用して測定されるとき、二乗平均平方根表面粗さは、１５５．７ｎｍ（比較フィルムＡの層Ａの前表面の場合）から１３．２ｎｍ（本発明のフィルムＡの対応するコーティングされている表面の場合）に減少する。
本発明のフィルム２および３もまた、ポリウレタンコーティングを、本発明のフィルム２に１平方メートルあたり０．５ｇで、本発明のフィルム３に１平方メートルあたり１．０ｇで適用することを除いて、本発明のフィルム１と同じ方法で調製する。次いで、ＬＳＭおよびＡＦＭを使用して、本発明のフィルム２および３のコーティングされた層の表面粗さを測定する。結果は、以下の通りである。
したがって、少量のポリウレタンコーティング（０．２ｇｓｍ）でさえも、フィルムの表面の粗さを著しく低減し得る。
フィルムの全ヘイズ、内部ヘイズ、４５°での光沢度、およびＺｅｂｅｄｅｅ透明度も測定する。結果は、以下の通りである。
ポリウレタンコーティングをフィルムの層Ａの表面に適用したとき、全ヘイズは、４９％から１２％に変化した。コーティング重量をさらに増やしても全ヘイズは改善されなかった。
内部ヘイズデータは、０．２ｇｓｍのポリウレタンコーティングを適用したときに、ポリウレタンコーティングの適用により、表面ヘイズ（全ヘイズと内部ヘイズとの差）が比較フィルムＡの４１％から本発明のフィルム１の４％に低減することを示す。これは、表面ヘイズにおいて１０倍の低減である。
光沢試験の結果は、光沢（４５°）も比較フィルムＡの１２単位から本発明のフィルムの平均７８単位に改善されることを示す。
Ｚｅｂｅｄｅｅ透明度試験から得られた結果はまた、比較フィルムＡの０．４４単位から本発明のフィルムの平均５．４単位への劇的な改善も示す。
実施例４
比較フィルムＢを上記の比較フィルムＡと同じ方法で調製する。比較フィルムＢの最上層（層Ａ）に比較コーティングを適用することによって、比較フィルムＣを調製する。比較コーティングは、低分子量を有し、それが蒸発によって硬化するようにアルコールで希釈されているポリウレタン系の非反応性ポリマーである。比較フィルムＢの最上層に上述のポリウレタンコーティングを適用することによって、本発明のフィルム４を調製する。比較フィルムＣおよび本発明のフィルム４の場合、適用されるコーティングの量は、１平方メートルあたり０．２グラムである。
フィルムの全ヘイズ、内部ヘイズ、４５°での光沢、および透明度を測定する。結果は、以下の通りである。
本発明のフィルム４は、コーティングされていないフィルム（比較フィルムＢ）および比較コーティングでコーティングされたフィルム（比較フィルムＣ）よりも向上した透明度およびより低いヘイズを示す。本発明のフィルム４はより良好な色の複製およびより高い輪郭の画定を提供するため、フィルムの視覚的比較において同様の観察がなされる。
実施例５
評価用に５層フィルムを調製する。このフィルムは、以下の組成を有するＡ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅ配置の共押出ポリエチレンフィルムである。
ＨＤＰＥ２は、高密度ポリエチレンである。ＬＬＤＰＥ２は、ＤＯＷＬＥＸ（商標）２０４５．０１Ｇである。シーラントは、ＳＥＡＬＵＴＩＯＮ（商標）１４０である。ＤＯＷＬＥＸ（商標）２０４５．０１ＧおよびＳＥＡＬＵＴＩＯＮ（商標）１４０は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。フィルムは、３４ミクロンの公称全厚を有する。
共押出しされた５層フィルムは、（上記の表で示されるような）層Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅ／Ｆ／Ｇとして表される７層のうちの２層内に同じポリマー供給を使用して実行されたＡｌｐｉｎｅの７層吹込みフィルム上に生成し、「Ａ」層（下）は、気泡の内側にある。５層構造は、「Ｂ」層と「Ｃ」層、および「Ｄ」層と「Ｅ」層とを組み合わせることによって達成される（Ａ／Ｂ／Ｂ／Ｃ／Ｃ／Ｄ／Ｅ）。個々の供給ラインは、全て５０ｍｍの３０：１のＬ／Ｄ溝付き供給押出機であり、ここで、各押出機は、４成分ブレンダーから供給された。７つの押出機を組み合わせて、７５ｍｍの７層フラットダイ（１６／１６／２６／２６／１６）への２３ｋｇ／時の供給量を生み出す。ブローアップ比は、２．５：１である。標準のフロストラインの高さは、３０ｃｍである。フィルム厚は、オートプロファイルエアリングシステムおよびＩＢＣを使用して維持される。
比較フィルムＤは、上述のコーティングされていないフィルムである。フレキソ印刷機（Ｗｉｎｄｍｏｌｌｅｒ＆Ｈｏｅｌｓｃｈｅｒ ＭＩＲＡＦＬＥＸ １０カラーステーション）を使用して上述のポリウレタンコーティングをフィルム試料の最上層（層Ａ）に自動的に適用することによって、本発明のフィルム５を調製する。本発明のフィルム５の場合、適用されるポリウレタンコーティングの量は、１平方メートルあたり１．７グラムである。
二乗平均平方根表面粗さ（ＡＦＭを使用して測定）、全ヘイズ、および６０°での光沢を測定する。結果は、以下の通りである。
本発明のフィルム５は、コーティングされていないフィルム（比較フィルムＤ）と比較して、全ヘイズの著しい低減および総光沢の改善を示す。本発明のフィルム５はより良好な色の複製およびより高い輪郭の画定を提供するので、フィルムの視覚的比較において同様の観察がなされる。

Claims (13)

  1. コーティングされたフィルムであって、
    （ａ）対向する前表面を有する多層ポリマーフィルムであって、第１の前表面が、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有し、かつ第２の前表面が、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに８０ｎｍ未満の二乗平均平方根表面粗さを有する、多層ポリマーフィルムと、
    （ｂ）ポリウレタンを含む、前記第１の前表面の少なくとも一部の上のコーティングと、を含み、
    前記フィルムが、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、またはポリアミドのうちの少なくとも１つを含み、前記コーティングされたフィルムが、ＡＳＴＭ Ｄ１７４６／１５に従って測定したときに、前記第１の前表面の前記コーティングされた部分において少なくとも２％のＺｅｂｅｄｅｅ透明度を有する、コーティングされたフィルム。
  2. コーティングされたフィルムであって、
    （ａ）対向する前表面を有する多層ポリエチレンフィルムであって、第１の前表面が、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有する、多層ポリマーフィルムと、
    （ｂ）ポリウレタンを含む、前記第１の前表面の少なくとも一部の上のコーティングと、を含み、
    前記コーティングされたフィルムが、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定したときに、前記第１の前表面の前記コーティングされた部分において２０％未満の全ヘイズを有する、コーティングされたフィルム。
  3. 第２の前表面が、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに、４０ｎｍ以下の二乗平均平方根表面粗さを有する、請求項１または請求項２に記載のコーティングされたフィルム。
  4. 前記第１の前表面を形成する前記フィルムの層が、１．０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有する高密度ポリエチレンを含む、請求項１〜３のいずれかに記載のコーティングされたフィルム。
  5. 前記ポリウレタンが、（ａ）ヒドロキシル末端ポリオールまたはウレタン、および（ｂ）イソシアネート官能性プレポリマーから形成される、請求項１〜４のいずれかに記載のコーティングされたフィルム。
  6. 前記イソシアネート官能性プレポリマーが、芳香族イソシアネートを含む、請求項５に記載のコーティングされたフィルム。
  7. 前記イソシアネート官能性プレポリマーが、脂肪族イソシアネートを含む、請求項５に記載のコーティングされたフィルム。
  8. 前記ヒドロキシル末端ウレタンが、ヒドロキシル末端ポリエーテル系ウレタン、ヒドロキシル末端ポリエステル系ウレタン、およびヒドロキシル末端ポリエステル−ポリエーテル系ウレタンのうちの少なくとも１つを含む、請求項５〜７のいずれか１項に記載のコーティングされたフィルム。
  9. 前記多層フィルムが、非着色である、請求項１〜８のいずれかに記載のコーティングされたフィルム。
  10. 前記フィルムの前記第１の前表面上のコーティングの量が、０．１〜７．０ｇ／ｍ２である、請求項１〜９のいずれかに記載のコーティングされたフィルム。
  11. 前記コーティングが、前記第１の前表面の前表面積に基づいて前記第１の前表面の５０％未満の上にあり、前記コーティングされたフィルムが、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７に従って測定したときに、前記コーティングが存在しない前記第１の前表面の領域において２８光沢単位未満の光沢を示す、請求項１〜１０のいずれかに記載のコーティングされたフィルム。
  12. 請求項１〜１１のいずれかに記載のコーティングされたフィルムから形成される、物品。
  13. 前記物品が、包装を含む、請求項１２に記載の物品。

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