JP2020500742A - 多層フィルム - Google Patents

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Abstract

本開示の実施形態は、第1の層の総重量に基づいて、50〜90重量パーセントのポリオレフィン系エラストマーと、10〜50重量パーセントのポリスチレンと、から形成された第1の層と、第2の層の総重量に基づいて、70〜100重量パーセントのポリオレフィン系エラストマーと、0〜30重量パーセントのポリスチレンと、から形成された第2の層と、第3の層の総重量に基づいて、50〜90重量パーセントのポリオレフィン系エラストマーと、10〜50重量パーセントのポリスチレンと、から形成された第3の層と、を含む多層フィルムに関し、第1の層は、第2の層に隣接し、第2の層は、第3の層に隣接する。

Description

本開示の実施形態は、多層フィルムを形成するために利用することができる多層フィルム方法に関する。
フィルムは、とりわけ、おむつ、トレーニングパンツ、成人用失禁製品、および衛生用製品などのパーソナルケア物品を含む多くの用途に利用することができる。当業界では、1つ以上の望ましい特性を有する多層フィルムを形成するために利用することができる新規かつ改良されたフィルムおよび/または方法の開発に引き続き焦点が当てられている。
第1の層の総重量に基づいて、50〜90重量パーセントのポリオレフィン系エラストマーと、10〜50重量パーセントのポリスチレンと、から形成された第1の層と、第2の層の総重量に基づいて、70〜100重量パーセントのポリオレフィン系エラストマーと、0〜30重量パーセントのポリスチレンと、から形成された第2の層と、第3の層の総重量に基づいて、50〜90重量パーセントのポリオレフィン系エラストマーと、10〜50重量パーセントのポリスチレンと、から形成された第3の層と、を含む本開示の多層フィルムであって、第1の層が第2の層に隣接し、第2の層が、第3の層に隣接する、多層フィルム。
本開示の上記概要は、開示された各実施形態または本開示の全ての実施形態を説明することを意図するものではない。以下の説明は、例示的な実施形態をより具体的に例示するものである。本出願全体にわたるいくつかの場所では、指針が、例のリストを通じて提供され、これらの例は、種々の組み合わせで使用することができる。各例において、列挙されたリストは、代表的なグループとしてのみ機能し、排他的なリストとして解釈されるべきではない。
1つ以上の望ましい特性を有する多層フィルム、および多層フィルムを形成するために利用することができる方法が、本明細書に開示されている。上述のように、本明細書に開示されている多層フィルムは、1つ以上の望ましい特性を有する。例えば、多層フィルムは、他のフィルムと比較して、改良されたブロッキングを有することができる。
ブロッキングは、フィルムの2つの接触部分、例えばシート間の接着である。理論に束縛されることを望むものではないが、ブロッキングは、フィルムの2つの接触部分間のファンデルワールス力および/またはフィルム表面に向かって移動するフィルムの比較的低分子量の成分の存在により起こり得る。多くの用途にとって、ブロッキングが2つの接触部分間の摩擦を増大させる可能性があるので、ブロッキングは、望ましくないフィルム特性であり得る。
いくつかの以前のフィルムは、ブロッキングを低減するために、ブロッキング防止添加剤および/またはスリップ剤を利用していた。しかしながら、これらのブロッキング防止添加剤および/またはスリップ剤は、フィルムのバルクの中に沈殿する可能性があり、したがってそれらの有効性が低下する。付加的に、これらのブロッキング防止添加剤および/またはスリップ剤を利用すると、とりわけ5%伸び時の力などの力の減少、または剥離力の減少など、1つ以上の望ましくない特性が生じる可能性がある。
多層フィルムが、本明細書に開示されている。本開示の実施形態は、多層フィルムが、コア層を含むことを規定する。コア層は、第1のスキン層と第2のスキン層とに隣接していてもよい。例えば、コア層は、例えば接触させて、第1のスキン層と第2のスキン層との間に形成することができる。言い換えれば、多層フィルムは、A層がスキン層に対応し、B層がコア層に対応するABA構造であってもよい。A層は、同じ組成を含んでもよい。しかしながら、1つ以上の実施形態は、A層が組成的に同じではない、すなわちAが、Aとは異なる組成を有し得ることを規定する。
コア層は、コア層の総重量に基づいて、70〜100重量パーセント(重量%)のポリオレフィン系エラストマーを含むことができる。70重量%〜100重量%の全ての個々の値と下位範囲が含まれ、例えば、コア層は、コア層の総重量に基づいて70、72.5、75、77.5、または80重量%の下限〜100、99.5、99、97、または95重量%の上限のポリオレフィン系エラストマーを含むことができる。
コア層は、コア層の総重量に基づいて、0〜30重量%のポリスチレンを含むことができる。0重量%〜30重量%の全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、コア層は、コア層の総重量に基づいて、0、0.5、1、3、または5重量%の下限〜30、27.5、25、22.5、または20重量%の上限のポリスチレンを含むことができる。
コア層は、多層フィルム層の総重量に基づいて、70〜90重量%の多層フィルムを含むことができる。70重量%〜90重量%までの全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、コア層は、多層フィルムの総重量に基づいて、70、71、72、73、74、または75重量%の下限〜90、89、88、87、86、または85重量%の上限であり得る。
コア層は、15ミクロン〜60ミクロンの厚さを有することができる。15ミクロン〜60ミクロンまでの全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、コア層は、15、17.5、20、22.5、または25ミクロンの下限〜60、57.5、55、52.5、または50ミクロンの上限であり得る。
各スキン層は、それぞれのスキン層の総重量に基づいて、各々それぞれ50重量%〜90重量%のポリオレフィン系エラストマーを含むことができる。50重量%〜90重量%の全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、スキン層は、スキン層の総重量に基づいて50、52.5、55、57.5、または60重量%の下限〜90、89.5、89、87、または85重量%の上限のポリオレフィン系エラストマーを含むことができる。
各スキン層は、それぞれのスキン層の総重量に基づいて、各々それぞれ10重量%〜50重量%のポリスチレンを含むことができる。10重量%〜50重量%の全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、スキン層は、スキン層の総重量に基づいて10、10.5、11、13、または15重量%の下限〜50、47.5、45、42.5、または40重量%の上限のポリスチレンを含むことができる。
述べたように、各スキン層は、それぞれのスキン層の総重量に基づいて、各々それぞれ50重量%〜90重量%のポリオレフィン系エラストマーおよび10重量%〜50重量%のポリスチレンを含むことができる。本開示の実施形態は、ポリオレフィン系エラストマーによって形成されたマトリックス内に分散ポリスチレン相を形成することができることを規定する。したがって、押出し中、ポリスチレンドメインは、非常に細長くなり、ポリオレフィン系エラストマーによって形成されたマトリックス内に非常に高い表面対体積比のポリスチレンを提供するのを助けることができる。多層フィルムの表面上のポリスチレンドメインは、ブロッキングを減らすのを助けることができる。加えて、ポリスチレンドメインは、表面粗さを増大させることができ、これもブロッキングを減らすのを助けることができる。さらに、非常に細長いポリスチレンドメインは、多層フィルムの機械方向において改良された硬化を提供することができ、これは、多くの用途、例えばオフラインで積層された弾性フィルムにとって望ましい可能性がある。
有利には、本明細書に開示されるスキン層は、他のフィルムと比較して、フィルム表面のしわの減少および/またはマイクロテクスチャーの減少を提供することができる。
各スキン層は、各々それぞれ多層フィルム層の総重量に基づいて、多層フィルムの5〜15重量%であり得る。5重量%〜15重量%までの全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、スキン層は、多層フィルムの総重量に基づいて、5、5.5、6、6.5、7、または7.5重量%の下限〜15、14.5、14、13.5、13または12.5重量%の上限であり得る。
スキン層は、1ミクロン〜10ミクロンの厚さを、各々それぞれ有することができる。1ミクロン〜10ミクロンまでの全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、スキン層は、1、1.5、1.75、2、または2.5ミクロンの下限〜10、9.5、9、8.5、または8ミクロンの上限であり得る。
多層フィルムは、17ミクロン〜80ミクロンの厚さを有することができる。17ミクロン〜80ミクロンまでの全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、多層フィルムは、17、20.5、24、26.5、または30ミクロンの下限〜80、76.5、73、69.5、または66ミクロンの上限であり得る。
上述のように、コア層およびスキン層は、各々それぞれポリオレフィン系エラストマーを含むことができる。
本明細書で使用されるとき、「ポリオレフィン系」は、オレフィン系ポリマーを指す。本明細書中で使用されるとき、「アルケン」と称され得る「オレフィン」は、炭素および水素を含み、そして少なくとも1つの二重結合を有する直鎖状、分岐状、または環状の化合物を指す。本明細書で使用される場合で、ポリマーまたはコポリマー、例えばポリオレフィン系エラストマーが、オレフィンを含む、例えばそれから形成されると言及されるとき、そのようなポリマーまたはコポリマー中に存在するオレフィンはオレフィンの重合形態である。例えば、ポリオレフィン系エラストマーが75重量%〜85重量%のエチレン含有量を有すると言及されるとき、ポリオレフィン系エラストマー中のポリマー単位は、重合反応においてエチレンから誘導され、誘導単位は、ポリオレフィン系エラストマーの総重量に基づいて、75重量%〜85重量%で存在すると理解される。
本明細書で使用されるとき、「ポリマー」は、1つ以上の異なるモノマー、例えばホモポリマー、コポリマー、ターポリマーなどから誘導される2つ以上の同じまたは異なるポリマー単位を有する。「ホモポリマー」は、同じポリマー単位を有するポリマーである。「コポリマー」は、互いに異なる2つ以上のポリマー単位を有するポリマーである。「ターポリマー」は、互いに異なる3つのポリマー単位を有するポリマーである。「インターポリマー」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。一般用語「インターポリマー」は、一般に2つの異なるモノマーから調製されたポリマーを指す用語「コポリマー」、ならびに一般に3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用語「ターポリマー」を含む。ポリマー単位に言及する際、「異なる」とは、ポリマー単位が、互いに少なくとも1個の原子だけ異なるか、または異性体的に異なることを示す。したがって、本明細書で使用されるコポリマーの定義は、ターポリマーなどを含む。
本明細書で使用されるとき、「エラストマー」は、伸張された後に、実質的にその元の形状を回復する材料を指す。例えば、伸張力を加えると、エラストマーは、横断機械方向などの少なくとも1つの方向に伸張可能であり、伸張力を解放すると、収縮し/おおよそその元の寸法に戻る。例えば、伸張材料は、その弛緩した未伸張長さより少なくとも50パーセント大きい伸張長さを有し、そして伸張力を解放すると、その伸張長さの少なくとも50パーセント以内に回復するであろう。仮定的な例は、少なくとも1.50インチまで伸張可能であり、そして伸張力を解放すると、1.25インチ以下の長さに回復する材料の1インチサンプルであろう。
ポリオレフィン系エラストマーは、オレフィン系エラストマーである。ポリオレフィン系エラストマーは、例えば、エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー、またはプロピレン/アルファ−オレフィンコポリマーのようなオレフィンブロックコポリマーであり得る。
ポリオレフィン系エラストマーの例としては、ポリエチレンのエラストマーコポリマーであるオレフィンブロックコポリマー、例えば、ポリエチレン系のポリオレフィン系エラストマーが挙げられる。ポリエチレン系のポリオレフィン系エラストマーは、とりわけ、INFUSE(商標)の商品名で入手可能である。
ポリオレフィン系エラストマーの他の例としては、ポリプロピレン系のポリオレフィン系エラストマーと称され得る、ポリプロピレンのコポリマーが挙げられる。ポリプロピレン系のポリオレフィン系エラストマーは、とりわけ、VERSIFY(商標)、NOTIO(商標)、およびVISTAMAXX(商標)の商品名で入手可能である。
用語「エチレン/アルファオレフィンインターポリマー」は、エチレンと、3個以上の炭素原子を有するアルファ−オレフィンとを、含むポリマーを指す。エチレンは、エチレン/アルファオレフィンインターポリマーの大部分のモル分率、すなわち、エチレンは、少なくとも約50モルパーセント、少なくとも約60モルパーセント、少なくとも約70モルパーセント、少なくとも約80モルパーセント、または少なくとも約90モルパーセントのエチレン/アルファオレフィンインターポリマーを含み得、エチレン/アルファオレフィンインターポリマーの残りは、少なくとも1つの他のコモノマー、例えば3個以上の炭素原子を有するアルファ−オレフィンを含む。
用語「プロピレン/アルファオレフィンインターポリマー」は、プロピレンと、3個以上の炭素原子を有するアルファ−オレフィンとを含むポリマーを指す。プロピレン/アルファ−オレフィンコポリマーは、プロピレン由来の単位および1つ以上のアルファ−オレフィンコモノマー由来のポリマー単位を含む。そのようなコモノマーの例には、C、およびC〜C10アルファ−オレフィン、例えば、C、C、CおよびCアルファ−オレフィンが含まれる。プロピレン/アルファ−オレフィンコポリマーは、1つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導された単位を1〜40重量%含むことができる。1〜40重量%の全ての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、1つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導される単位の重量%は、プロピレン/アルファ−オレフィンコポリマーの総重量に基づいて、下限1、3、4、5、7、または9重量%の下限〜40、35、30、27、20、15、12、または9重量%の上限であり得る。例えば、プロピレン/アルファ−オレフィンコポリマーは、1〜35重量%の1つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導された単位、1〜30重量%の1つ以上のアルファ−オレフィンコモノマーから誘導された単位、3〜27重量%の1つ以上のα−オレフィンコモノマーから誘導された単位、3〜20重量%の1つ以上のα−オレフィンコモノマーから誘導された単位、もしくは、3〜15重量%の1つ以上のα−オレフィンコモノマーから誘導される単位を含み得る。いくつかの実施形態では、プロピレン/アルファ−オレフィンコポリマーは、(A)プロピレンから誘導される単位を、少なくとも50、60〜100未満、80〜99、および85〜99重量%、および(B)エチレンおよび/またはC−C10アルファ−オレフィンの少なくとも1つから誘導される単位を、ゼロを超え〜50、ゼロを超え〜40、1〜20、5〜20、および7〜20重量%、含むとして特徴付けられ得る。
ポリオレフィン系エラストマーは、エチレンおよび/またはプロピレンと、化学的または物理的性質が異なる2つ以上の重合モノマー単位の複数のブロックまたはセグメントに特徴付けられる、重合形態の1つ以上の共重合性α−オレフィンコモノマーとを含むことができる。すなわち、ポリオレフィン系エラストマーは、ブロックインターポリマー、または「オレフィンブロックコポリマー」である。ポリオレフィン系エラストマーは、マルチブロックインターポリマーであり得る。1つ以上の実施形態では、マルチブロックインターポリマーは、以下の式:(AB)、で表すことができ、式中、nは、少なくとも1、好ましくは1を超える整数、例えば2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100、またはそれ以上であり、「A」は、ハードブロックまたはセグメントを表し、「B」は、ソフトブロックまたはセグメントを表す。好ましくは、AおよびBは、実質的に分岐状または実質的に星形の様式とは対照的に、実質的に線状の様式で連結される。1つ以上の実施態様において、AブロックとBブロックは、ポリマー鎖に沿ってランダムに分布している。言い換えれば、ブロックコポリマーは通常、以下のような構造を有さない:AAA−AA−BBB−BB。1つ以上の実施態様において、ブロックコポリマーは、異なるコモノマー(複数可)を含む第3の種類のブロックを有さない。1つ以上の実施態様において、ブロックAとブロックBの各々は、ブロック内に実質的にランダムに分布したモノマーまたはコモノマーを有する。換言すれば、ブロックAもブロックBも、ブロックの残りの部分とは実質的に異なる組成を有する先端部分のような異なる組成の2つ以上の部分セグメント(またはサブブロック)を含まない。
ポリオレフィン系エラストマーは、様々な量の「ハード」および「ソフト」セグメントを含むことができる。「ハード」セグメントとは、エチレンがポリマーの重量に基づいて、約95重量%を超える量、好ましくは約98重量%を超える量で存在する重合単位のブロックをいう。言い換えれば、ハードセグメント中のコモノマー含有量、すなわちエチレン以外のモノマーの含有量は、ポリマーの重量に基づいて、約5重量%未満、好ましくは約2重量%未満である。1つ以上の実施態様において、ハードセグメントは、全てのまたは実質的に全てのエチレンを含む。一方、「ソフト」セグメントは、コモノマー含有量、すなわちエチレン以外のモノマーの含有量が、ポリマーの重量に基づいて約5重量%を超える、好ましくは約8重量%を超える、約10重量%を超える、または約15重量%を超える重合単位のブロックを指す。本開示の実施形態は、ソフトセグメント中のコモノマー含有量が、約20重量%を超え、約25重量%を超え、約30重量%を超え、約35重量%を超え、約40重量%を超え、約45重量%を超え、約50重量%を超え、または約60重量%を超え得ることを提供する。
ソフトセグメントは、ポリオレフィン系エラストマー中に、ポリオレフィン系エラストマーの総重量の約1重量%〜約99重量%存在することが多い。例えば、ソフトセグメントはしばしばポリオレフィン系エラストマー中に、ポリオレフィン系エラストマーの総重量の約5重量%〜約95重量%、約10重量%〜約90重量%、約15重量%〜約85重量%、約20重量%〜約80重量%、約25重量%〜約75重量%、約30重量%〜約70重量%、約35重量%〜約65重量%、約40重量%〜約60重量%、または約45重量%〜約55重量%で存在し得る。逆に、ハードセグメントは、同様の範囲で存在することができる。ソフトセグメントの重量百分率およびハードセグメントの重量パーセント百分率は、DSCまたはNMRから得られたデータに基づいて計算することができる。そのような方法および計算は、米国特許出願公開第2006/0199930A1号に開示されている。
ポリオレフィン系エラストマーを形成するために利用することができるオレフィンモノマーおよび/またはコモノマーの例には、エチレン、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ドデセン1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、1−オクタデセン、1−エイコセン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、4,6−ジメチル−1−ヘプテン、4−ビニルシクロヘキセン、ビニルシクロヘキサン、ノルボルナジエン、エチリデンノルボルネン、シクロペンテン、シクロヘキセン、ジシクロペンタジエン、シクロオクテン、1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、1,4−ヘキサジエン、1,5−ヘキサジエン、1,7−オクタジエン、1,9−デカジエン、を含むがこれらに限定されないC−C40ジエン、他のC−C40アルファ−オレフィンなどが含まれるこれらに限定されない。ポリオレフィン系エラストマーのコモノマー含有量は、核磁気共鳴(「NMR」)分光法に基づく技術などの任意の好適な技術を使用して、例えば、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第7,498,282号に記載の13C NMR分析によって測定することができる。プロピレン/アルファ−オレフィンコポリマーは、米国特許第6,960,635号および第6,525,157号にさらに記載されており、これらは参照により本明細書に組み込まれる。
ポリオレフィン系エラストマーは、ASTM D−1238(230℃/2.16Kg)に従って測定して、0.1〜50g/10分の範囲のメルトフローレートを有することができる。0.1〜50g/10分の個々の値および下位範囲は、全て本明細書に含まれ、本明細書に開示され、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〜50g/10分、45g/10分、40g/10分、35g/10分、30g/10分、25g/10分、20g/10分、18g/10分、15g/10分、10g/10分、8g/10分、または5g/10分の上限であり得る。いくつかの実施形態において、ポリオレフィン系エラストマーは、0.1〜30g/10分、0.1〜25g/10分、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得る。
いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系エラストマーは、重量平均分子量を数平均分子量で割った値(Mw/Mn)として定義される分子量分布(MWD)が、3.5以下、代替では3.0以下、または別の代替では、1.8〜3.0であり得る。他の実施形態では、ポリオレフィン系エラストマーは、約1〜約40、約1〜約15、または約1.8〜約5のMWDを有することができる。いくつかの実施形態では、プロピレン系エラストマーは、二峰性分子量分布を示してもよい。分子量(MnおよびMw)およびMWDを判定するための技術は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第4,540,753号(Cozewith、JuおよびVer Strate)、ならびに参照により本明細書に組み込まれる、Macromolecules、1988、Vol.21、p.3360〜3371(Ver Strateら)に記載されている。
いくつかの実施形態において、ポリオレフィン系エラストマーは、少なくとも0.5重量パーセント(少なくとも0.75ジュール/グラムの融解熱)〜40重量パーセント(76ジュール/グラム未満の融解熱で)の範囲の結晶化度を有し得る。0.5重量パーセント(少なくとも0.75ジュール/グラムの融解熱)〜40重量パーセント(76ジュール/グラム未満の融解熱)の全ての個々の値および下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示され、例えば、結晶度は、0.5重量パーセント(少なくとも0.75ジュール/グラムの融解熱)、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〜40重量パーセント(76ジュール/グラム未満の融解熱)、35重量パーセント(67ジュール/グラム未満の融解熱)、30重量パーセント(50ジュール/グラム未満の融解熱)、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)であり得る。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系エラストマーは、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/グラム未満の融解熱)の範囲の結晶化度を有し得え、または代替では、ポリオレフィン系エラストマーは、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得、または、代替では、ポリオレフィン系エラストマーは、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得、もしくは、代替では、ポリオレフィン系エラストマーは、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)の範囲の結晶化度を有し得る。結晶化度は、示差走査熱量測定(DSC)法によって測定することができる。
いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系エラストマーは、重量平均分子量を数平均分子量で割った値(Mw/Mn)として定義される分子量分布(MWD)が、3.5以下、代替では3.0以下、または別の代替では、1.8〜3.0であり得る。他の実施形態では、ポリオレフィン系エラストマーは、約1〜約40、約1〜約15、または約1.8〜約5のMWDを有することができる。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系エラストマーは、二峰性分子量分布を示してもよい。分子量(MnおよびMw)およびMWDを判定するための技術は、参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第4,540,753号(Cozewith、JuおよびVer Strate)、ならびに参照により本明細書に組み込まれる、Macromolecules、1988、Vol.21、p.3360〜3371(Ver Strateら)に記載されている。
一実施形態では、ポリオレフィン系エラストマーは、平均で少なくとも0.001、少なくとも0.005、または少なくとも0.01の長鎖分岐/1000個の総炭素を含み得、ここで、ポリオレフィン系エラストマーに関して本明細書で使用されるとき、長鎖分岐という用語は、短鎖分岐よりも少なくとも1個の炭素が多い鎖長を指し、本明細書で使用されるとき、短鎖分岐は、コモノマー中の炭素数よりも2個少ない鎖長を指す。例えば、プロピレン/1−オクテンインターポリマーは、長さが少なくとも7個の炭素の長鎖分岐を有する主鎖を有するが、これらの主鎖は、長さがわずか6個の炭素の短鎖分岐も有する。長鎖分岐の最大数は、典型的には3個の長鎖分岐/1000個の総炭素を超えない。そのようなプロピレン系エラストマーは、米国特許仮出願第60/988,999号および国際特許出願第PCT/US08/082599号にさらに詳細に記載されており、これらの各々は、参照により本明細書に組み込まれる。
ポリオレフィン系エラストマーは、既知の重合プロセスを利用して形成することができる。既知の重合プロセスは、とりわけ、PCT出願第PCT/US2005/008916号、PCT出願第PCT/US2005/008915号、およびPCT出願第PCT/US2005/008917号に記載され、これらの全ては、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
一例として、そのような公知の重合プロセスの1つは、付加重合条件下でエチレンおよび/またはプロピレンおよび場合によりエチレン以外の1つ以上の付加重合性モノマーを触媒と接触させることを含む。触媒の例としては、とりわけ、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−イソプロピルフェニル)(α−ナフタレン−2−ジイル(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジメチル、[N−(2,6−ジ(1−メチルエチル)フェニル)アミド)(2−メチルフェニル)(1,2−フェニレン−(6−ピリジン−2−ジイル)メタン)]ハフニウムジメチル、ビス[N、N”’−(2,4,6−トリ(メチルフェニル)アミド)エチレンジアミン]ハフニウムジベンジル、ビス((2−オキソイル−3−(ジベンゾ−1H−ピロール−1−イル)−5−(メチル)フェニル)−2−フェノキシメチル)シクロヘキサン−1,2−ジイルジルコニウム(IV)ジベンジル、1,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチルフェニレン)(1−(N−(1−メチルエチル)イミノ)メチル)(2−オキソイル)ジルコニウムジベンジル、1,2−ビス−(3,5−ジ−t−ブチルフェニレン)(1−N−(2−メチルシクロヘキシル)−イミノ)メチル)(2−オキソイル)ジルコニウムジベンジル、(t−ブチルアミド)ジメチル(3−N−ピロリル−1,2,3,3a、7a−η−インデン−1−イル)シラチタンチタンジメチル、(t−ブチルアミド)ジ(4−メチルフェニル)(2−メチル)−1,2,3,3a、7a−η−インデン−1−イル)シラチタンジメチル、(t−ブチルアミド)ジ(4−メチルフェニル)(2−メチル−1,2,3,3a、8a−η−s−インダセン−1−イル)シラチタンジメチル、ビス(ジメチルジシロキサン)(インデン−1−イル)ジルコニウムジクロリド、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
1つ以上の実施態様は、シャトル剤を利用してポリオレフィン系エラストマーを形成することができることを提供する。シャトル剤の例には、とりわけ,ジエチル亜鉛、ジ(i−ブチル)亜鉛、ジ(n−ヘキシル)亜鉛、トリエチルアルミニウム、トリオクチルアルミニウム、トリエチルガリウム、i−ブチルアルミニウムビス(ジメチル(t−ブチル)シロキサン)、i−ブチルアルミニウムビス(ジ(トリメチルシリル)アミド)、n−オクチルアルミニウムジ(ピリジン−2−メトキシド)、ビス(n−オクタデシル)i−ブチルアルミニウム、i−ブチルアルミニウムビス(ジ(n−ペンチル)アミド)、n−オクチルアルミニウムビス(2,6−ジ−t−ブチルフェノキシド)、n−オクチルアルミニウムジ(エチル(−1−ナフチル)アミド)、エチルアルミニウムビス(t−ブチルジメチルシルオキシド)、エチルアルミニウムジ(ビス(トリメチルシリル)アミド)、エチルアルミニウムビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシチオヘプタンアミド)、n−オクチルアルミニウムビス(2,3,6,7−ジベンゾ−1−アザシクロヘプタンアミド)、n−オクチルアルミニウムビス(ジメチル(t−ブチル)シルオキシド)、エチル亜鉛(2,6−ジフェニルフェノキシド)、エチル亜鉛(t−ブトキシド)、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
上述のように、コア層およびスキン層は、各々それぞれポリスチレンを含むことができる。本明細書で使用される「ポリスチレン」は、スチレン系ポリマーを指す。スチレン系ポリマーの例には、ポリスチレン、ゴム変性ポリスチレン(耐衝撃性ポリスチレン)、スチレン/アクリロニトリルコポリマー(SAN)、ゴム変性SAN(アクリロニトリルブタジエンスチレンまたはアクリロニトリルエチレンスチレン)およびスチレン無水マレイン酸コポリマーが含まれる。
ポリスチレンは、ビニル芳香族モノマーを重合することによって形成することができる。ビニル芳香族モノマーの例には、とりわけ、スチレン、アルキル−またはアリール−環置換スチレン、例えば、パラ−メチルスチレン、パラ−tert−ブチルスチレン、p−フェニルスチレン、およびこれらの組み合わせが含まれる。ジビニル芳香族化合物などの架橋剤を、ポリスチレンの形成に利用することができる。
ポリスチレンは、既知の重合プロセスを利用して形成することができる。例えば、ビニル芳香族単量体は、フリーラジカル重合またはイオン開始重合を含むプロセスによって重合することができる。好適なプロセスの例は、公知のアルキルまたはアリール金属開始剤の使用によるアニオン重合である。好適な開始剤としては、とりわけ、n−ブチルリチウム、n−ペンチルリチウム、および他のアルキルリチウム化合物、ナトリウムナフタレン、およびカリウムナフタレンなどのアルキルリチウム化合物が挙げられる。重合速度は、クラウンエーテルのようなエーテル、第三級アミン、および他の補助剤を含む極性化合物のようなある種の添加剤の添加により緩和および/または加速され得る。
本開示の1つ以上の実施形態は、ポリスチレンが耐衝撃性ポリスチレンであること、すなわち本明細書で論じられるビニル芳香族モノマーが、少なくとも1つのゴムの存在下で重合されることを規定する。好適なゴムとしては、ジエンゴム、ジエンブロックゴム、ブチルゴム、エチレンプロピレンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンモノマー(EPDM)ゴム、エチレンコポリマーゴム、アシレートゴム、ポリイソプレンゴム、ハロゲン含有ゴム、シリコーンゴム、およびこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。ゴム形成モノマーと他の共重合性モノマーとのインターポリマーも好適である。好適なジエンゴムとしては、共役1,3−ジエンのポリマー、例えばブタジエン、イソプレン、ピペリレン、クロロプレン、またはこれらのジエンの2つ以上の混合物が挙げられるが、これらに限定されない。好適なゴムには、共役1,3−ジエンのホモポリマーおよび共役1,3−ジエンと1つ以上の共重合性モノエチレン性不飽和モノマーとのインターポリマーまたはコポリマー、例えばブタジエンまたはイソプレンのホモポリマーまたはコポリマーが含まれるが、1,3−ブタジエンのコポリホモポリマーまたはコポリマーが特に好ましい。そのようなゴムは、これらの1,3−ジエンゴムのいずれかの混合物も含む。他のゴムとしては、1,3−ブタジエンのホモポリマーが挙げられ、1,3−ブタジエンと1つ以上の共重合性モノマー、例えば上記のビニル芳香族モノマーとのコポリマーが挙げられる。1,3−ブタジエンのコポリマーは、1,3−ブタジエンコポリマーの重量に基づいて、少なくとも約30、少なくとも約50、少なくとも約70、または少なくとも約90重量%の1,3−ブタジエン、および最大約70重量%、最大約50重量%、最大約30重量%、または最大約10重量%のビニル芳香族モノマーのランダム、ブロックまたはテーパーブロックゴムであり得る。
耐衝撃性ポリスチレンは、耐衝撃性ポリスチレンの総重量に基づいて、1重量%〜60重量%のゴム含有量を有することができる。1重量%〜60重量%の全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、耐衝撃性ポリスチレンは、耐衝撃性ポリスチレンの総重量に基づいて、1、2、3、4、または5重量%の下限〜60、57.5、55、52.5、または50重量%の上限のゴム含有量を含むことができる。
ゴムは、粒状であってもよく、0.1ミクロン〜10ミクロンの体積平均直径を有していてもよい。0.1ミクロン〜10ミクロンまでの全ての個々の値および下位範囲が含まれ、例えば、ゴムは、0.1、0.5、または1ミクロンの下限から10、9、または8ミクロンの上限までの体積平均直径を有することができる。本明細書で使用されるとき、「体積平均直径」は、ゴム粒子内のビニル芳香族モノマーの全ての咬合を含む、ゴム粒子の直径を指す。これらの粒径は、例えばCoulter LS230などの光散乱ベースの機器、および/または透過型電子顕微鏡画像分析を使用して判定することができる。平均粒径ならびに他のゴム粒子の統計および百分率は、とりわけBeckham Coulter:LS230光散乱装置およびソフトウェアを用いて測定することができる。
コア層および/またはスキン層は、各々それぞれ添加剤を含むことができる。添加剤の例としては、とりわけ、粘度低下ポリマー、可塑剤、粘着付与剤、染料、顔料、酸化防止剤、帯電防止剤、接着助剤、熱安定剤、光安定剤、発泡剤、ガラスバブル、デンプン、金属塩、マイクロファイバー、またはこれらの組み合わせが挙げられる。異なる量の添加剤を、様々な用途に利用することができる。
本開示の実施形態は、本明細書に開示されている多層フィルムが、様々なプロセスによって形成され得ることを規定する。例えば、多層フィルムは、インフレートフィルムプロセスまたはキャストフィルムプロセスによって形成することができる。
インフレートフィルムプロセスは、押出し機を利用して多層フィルムの成分を加熱し、溶融し、ダイに運搬することができる。多層フィルムの各層は、対応する流れをダイに導入することができる。一般に、押出し温度は、150℃〜275℃である。多層フィルムの構成要素は、ダイから引き出され、管形状に形成され、そして一対の引き込みローラーまたはニップローラーを通過することができる。次いで、内部圧縮空気を、マンドレルから導入して、管の直径を増大させて所望のサイズの「バブル」を形成させることができる。したがって、インフレートフィルムは、二方向、すなわち軸方向に、バブルの直径を「吹き出す」強制的な空気を用いることによって、およびバブルの長手方向に、機械を通してバブルを引っ張る巻き取り要素の作用によって伸張することができる。溶融物がダイを出るときに溶融物を冷却するために、バブルの周囲に、外気を導入することもできる。フィルム幅は、より多くのまたはより少ない内部空気をバブルに導入することによって変化させることができ、したがってバブルサイズを増減させることができる。ドローダウン速度を制御するために、ドローロールまたはニップロールの速度を増減することによってフィルム厚を制御することができる。ドローロールまたはニップロールを通過した後、バブルは、崩壊する可能性がある。冷却されたフィルムは、次に切断またはシールすることによって、さらに加工して様々な消費者製品を製造することができる。
キャストフィルムプロセスでは、多層フィルムの成分を、回転ロール上に押出すことができ、ここで多層フィルムはロールによって一方の側で急冷される。ローラーの速度は、ドロー比および最終フィルム厚を制御するために使用され得る。次いで、多層フィルムを、他方の側を冷却するために第2のローラーに送ることができる。
本開示の1つ以上の実施形態は、本明細書に開示されている多層フィルムが、とりわけ押出しコーティングプロセスまたは押出しラミネーションプロセスなどの他の多くの用途に利用できることを規定している。押出しコーティングプロセスでは、多層フィルムの成分を移動する基材に塗布して、例えばコート基材を製造することができる。押出しラミネーションプロセスのために、多層フィルムの成分は、一緒に接合されるべき2つ以上の移動基材に塗布され得る。
上述のように、本明細書に開示されている多層フィルムは、他のフィルムと比較して、有利に改良されたブロッキングを有することができる。さらに、多層フィルムは、横断方向および/または機械方向に改良された力、例えば5%の伸びでの力を有利に有することができる。さらに、多層フィルムは、機械加工性パラメータ、改良された機械加工性パラメータを有することが有利であり得、例えば、力の横断方向に対する力の機械方向の比が、例えば、より少ない機械方向の伸びが望ましい場合がある、ラミネーションのような多数の用途に望ましい場合がある。また、多層フィルムは、他のフィルムと比較して改良された剥離力を有利に有し得る。
実施例では、例えば、以下を含む、材料の種々の用語および呼称が使用される。
Granic 421(Granic Group(Tarragona Spain)から市販されている、炭酸カルシウムマスターバッチ(LLDPE中73%CaCO ));POLYBATCH(商標)FSU−105−E(Schulmannから市販されている、スリップおよびブロッキング防止マスターバッチ(スリップ剤として5%エルカミド、ブロッキング防止剤として10%シリカ));STYRON A−TECH(商標)1200(TRINSEOから市販されている、おおよそ8重量パーセントのポリブタジエンゴムを含む耐衝撃性ポリスチレン、密度1.05g/cm(ISO1388)、質量メルトフロー5g/10分(200℃、5kg、ISO1133));ポリオレフィン系エラストマーI(VERSIFY(商標)3300、The Dow Chemical Companyから入手可能なポリプロピレン系のポリオレフィン系エラストマー);ポリオレフィン系エラストマーII(INFUSE(商標)9107、The Dow Chemical Companyから入手可能なポリエチレン系のポリオレフィン系エラストマー)。
実施例1、多層フィルムは、以下のように形成された。ポリオレフィン系エラストマーI、ポリオレフィン系エラストマーII、およびSTYRON A−TECH(登録商標)1200を、25mm押出し機を備えたDr.COLLINキャストフィルムラインに供給し、10%/80%/10%の層比、7kg/時のスループット、10m/分の取得速度、0.88mmのダイギャップ、および約220℃の溶融温度、で運転して、実施例1を得た。実施例1は、ポリオレフィン系エラストマーII(95重量%)およびSTYRON A−TECH(商標)1200(5重量%)から形成されたコア層、ならびに各々が、ポリオレフィン系エラストマーI(70重量%)およびSTYRON A−TECH(商標)1200(30重量%)からそれぞれ形成された2つのスキン層を含んだ。実施例1は、50ミクロンの総厚を有し、コア層は、実施例1の総厚の80%であり、2つのスキン層は、各々それぞれ実施例1の総厚の10%であり、したがって、合わせたスキン層は、実施例1の総厚の20%であった。
比較例Aは、実施例1と同様に形成された。変更点:コア層は、ポリオレフィン系エラストマーII(98重量%)およびPOLYBATCH(商標)FSU−105−E(2重量%)から形成され、2つのスキン層は、それぞれ、ポリオレフィン系エラストマーII(75重量%)、Granic 421(22重量%)、およびPOLYBATCH(商標)FSU−105−E(3重量%)から各々形成された。
ブロッキングは、実施例1および比較例Aの50メートルのロールを利用することによって判定された。それぞれのロールは巻き戻され、関連する力が測定された。実施例1および比較例Aの押出しの1週間後および12週間後に形成されたロールをそれぞれ試験した。ロールの各々は、195mm幅であり、10m/分で巻き戻した。長さ50mm当たりの力(50mm当たりのニュートン(N/50mm)として報告される)を、10、20、30、40、および50メートルのフィルムが巻き戻された後に測定した。結果を表1に報告する。
表1のデータは、実施例1から形成されたフィルムのロールが、比較例Aから形成されたフィルムのロールと比較して、押出し後1週間および押出し後12週間の両方において改良された、すなわち対応する力によって示されるように低いブロッキングを有することを示す。
付加的に、表1のデータは、比較例Aから形成されたフィルムと比較して、実施例1から形成されたフィルムのロールの老化の改良を例示する。押出しの12週間後に形成されたロールに関して示されるように、実施例1から形成されたフィルムのロールは、巻き戻された、すなわちロールの中心により近いので、対応する力は、比較的一定のままであった。対照的に、比較例Aから形成されたフィルムのロールが巻き戻されると、対応する力はロールの中心により顕著に近くなるにつれて増加した。
実施例1および比較例Aについて、5%伸びでの力をISO 527−3に従って引張試験で測定した。引張特性実施例1および比較例Aフィルムは、長さ100mm、試験速度500mm/分の幅15mmのストリップを使用して、ISO 527−3に従ってInstron引張試験機で測定した。結果を、表2に報告する。
表2のデータは、実施例1が、比較例Aと比較して、横断方向および機械方向の両方において5%の伸びで改良された力を有することを示す。付加的に、表2のデータは、実施例1が、比較例Aと比較して改良された機械加工性パラメータ(力機械方向/力横断方向)を有することを示している。この機械加工性パラメータは、機械方向の伸びが少ないほど有利である場合がある、例えばラミネーションなどの多くの用途にとって望ましい可能性がある。
実施例1および比較例Aについて、剥離力を、ISO 11339に従って判定した。実施例1および比較例Aの25mm幅部分を、30mmの握り距離および300mm/分の試験速度で利用した。それぞれの試験材料を調製するために、6グラムのホットメルト接着剤(H.G.Fullerから入手可能なLUNATACK(登録商標)D7 142)を、24グラムのカード型不織布材料(Mondi Ascaniaから入手可能なThermo Strain 24カード型サーモボンド不織布)に塗布し、次いで実施例1または比較例AをNordsonから入手可能なJHT機に接触させた。剥離力は、老化なしに対応して、調製3日後に判定され、そして剥離力は、40℃に維持されたオーブン中で30日間の老化後に判定された。結果を表3に報告する。
表3のデータは、比較例Aと比較して、実施例1が老化試験なしおよび30日老化試験の両方について改良された剥離力を有することを示す。改良された剥離力は、例えば、改良された接着が有利であり得る場合など、多くの用途にとって望ましい可能性がある。

Claims (10)

  1. 多層フィルムであって、
    第1の層であって、前記第1の層の総重量に基づいて、50〜90重量パーセントのポリオレフィン系エラストマーと、10〜50重量パーセントのポリスチレンと、から形成されている、第1の層と、
    第2の層であって、前記第2の層の総重量に基づいて、70〜100重量パーセントの前記ポリオレフィン系エラストマーと、0〜30重量パーセントの前記ポリスチレンと、から形成されている、第2の層と、
    第3の層であって、前記第3の層の総重量に基づいて、50〜90重量パーセントの前記ポリオレフィン系エラストマーと、10〜50重量パーセントの前記ポリスチレンと、から形成されている、第3の層と、を含み、前記第1の層が、前記第2の層に隣接し、前記第2の層が、前記第3の層に隣接している、多層フィルム。
  2. 前記第1の層が、前記多層フィルムの総重量に基づいて、前記多層フィルムの5〜15重量パーセントである、請求項1に記載の多層フィルム。
  3. 前記第2の層が、前記多層フィルムの前記総重量に基づいて、前記多層フィルムの70〜90重量パーセントである、請求項2に記載の多層フィルム。
  4. 前記第3の層が、前記多層フィルムの前記総重量に基づいて、前記多層フィルムの5〜15重量パーセントである、請求項3に記載の多層フィルム。
  5. 前記ポリオレフィン系エラストマーが、オレフィンブロックコポリマーである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の多層フィルム。
  6. 前記ポリスチレンが、耐衝撃性ポリスチレンである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の多層フィルム。
  7. 前記第1の層および前記第3の層の各々が、1ミクロン〜10ミクロンの厚さを有する、請求項1〜6のいずれか1項のいずれかに記載の多層フィルム。
  8. 前記第2の層が、15ミクロン〜60ミクロンの厚さを有する、請求項1〜7のいずれか1項のいずれかに記載の多層フィルム。
  9. 前記多層フィルムが、17ミクロン〜80ミクロンの厚さを有する、請求項1〜8のいずれか1項に記載の多層フィルム。
  10. 多層フィルムを形成する方法であって、
    第1の層であって、前記第1の層の総重量に基づいて、50〜90重量パーセントのポリオレフィン系エラストマーと、10〜50重量パーセントのポリスチレンと、から形成されている、第1の層を形成することと、
    第2の層であって、前記第2の層の総重量に基づいて、70〜100重量パーセントの前記ポリオレフィン系エラストマーと、0〜30重量パーセントの前記ポリスチレンと、から形成されている、第2の層を形成することと、
    第3の層であって、前記第3の層の総重量に基づいて、50〜90重量パーセントの前記ポリオレフィン系エラストマーと、10〜50重量パーセントの前記ポリスチレンと、から形成されている、第3の層を形成することと、を含み、前記第1の層が、前記第2の層に隣接し、前記第2の層が、前記第3の層に隣接している、方法。
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