JP2020526418A - 低温多層収縮フィルム、およびその作製方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
エチレン/α−オレフィンインターポリマー組成物は、(a)100重量パーセント以下、例えば、少なくとも70重量パーセント、少なくとも75重量パーセント、少なくとも80重量パーセント、少なくとも85重量パーセント、少なくとも90重量パーセント、または少なくとも92重量パーセントのエチレンから誘導される単位、および(b)30重量パーセント未満、例えば、25重量パーセント未満、20重量パーセント未満、15重量パーセント未満、10重量パーセント未満、または8重量パーセント未満の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む。「エチレン/α−オレフィンインターポリマー組成物」という用語は、50モルパーセント超の重合エチレンモノマー(重合性モノマーの総量に基づいて)を含有し、任意に、少なくとも1つのコモノマーを含有し得るポリマーを指す。コモノマー含有量は、核磁気共鳴(「NMR」)分光法に基づく技術等の任意の好適な技術を使用して、および例えば、本明細書に参照により組み込まれる米国特許第7,498,282号で記載される13C NMR分析により測定され得る。
低密度ポリエチレンは、0.910g/cc〜0.930g/ccの密度を有する。すべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、低密度ポリエチレンは、0.912g/cc〜0.930g/cc、0.915g/cc〜0.930g/cc、0.915g/cc〜0.927g/cc、0.917g/cc〜0.930g/cc、0.917g/cc〜0.927g/cc、または0.919g/cc〜0.925g/ccの密度を有し得る。密度に加えて、低密度ポリエチレンは、0.1g/10分〜10g/10分のメルトインデックス、すなわちI2を有する。すべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、低密度ポリエチレンは、0.1〜7g/10分、0.1〜5g/10分、0.1〜4g/10分、0.1〜3.5g/10分、0.1〜3g/10分、0.1g/10分〜2.5g/10分、0.1g/10分〜2g/10分、0.1g/10分〜1.5g/10分のメルトインデックスを有し得る。他の実施形態では、LDPEは、0.1g/10分〜1.1g/10分のメルトインデックスを有する。さらなる実施形態では、LDPEは、0.1〜0.9g/10分のメルトインデックスを有する。
本明細書に記載の多層収縮フィルムの第1のスキン層、第2のスキン層、および/または少なくとも1つのコア層は、任意のポリマーおよび添加剤をさらに組み込み得る。例示的な任意のポリマーには、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、またはそれらの組み合わせが含まれ得る。いくつかの実施形態では、多層収縮フィルムの第1のスキン層、第2のスキン層、および/または少なくとも1つのコア層は、ポリマー組成物の0.5〜30重量%のMDPEを含み得る。0.5〜30%のすべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、多層収縮フィルムの第1のスキン層、第2のスキン層、および/または少なくとも1つのコア層は、ポリマー組成物の1〜30重量%、1〜20重量%、1〜15重量%、1〜10重量%のMDPEを含み得る。さらなる実施形態では、多層収縮フィルムの第1のスキン層、第2のスキン層、および/または少なくとも1つのコア層は、ポリマー組成物の5〜10重量%のMDPEをさらに含み得る。
特に明記しない限り、以下の試験方法が使用される。
密度は、ASTM D−792に従って測定され得る。
メルトインデックス(I2)は、ASTM D−1238、手順B(条件190℃/2.16kg)に従って測定することができる。メルトインデックス(I10)は、ASTM D−1238、手順B(条件190℃/10.0kg)に従って測定することができる。
ビカット軟化点は、ASTM D−1525に従って測定され得る。
クロマトグラフィーシステムは、内部IR5検出器を備えたPolymerChar GPC−IR(Valencia、Spain)高温GPCクロマトグラフからなっていた。オートサンプラーオーブン区画を摂氏160度に設定し、カラム区画を摂氏150度に設定した。使用したカラムは、3本のAgilent「Mixed B」30cm 10ミクロンの線形混合床カラムおよび10umのプレカラムであった。使用したクロマトグラフィー溶媒は、1,2,4−トリクロロベンゼンであり、200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有していた。溶媒源は、窒素注入された。使用した注入体積は200マイクロリットルであり、流量は1.0ミリリットル/分であった。
Mポリエチレン=A×(Mポリスチレン)B (式1)
式中、Mは分子量であり、Aは0.4315の値を有し、Bは1.0に等しい。
コモノマー分布定数(CDC)は、CEFによってコモノマー分布プロファイルから計算される。CDCは、以下の式に示されるように、コモノマー分布指数を100倍したコモノマー分布形状因子で割ったものとして定義される:
示差走査熱量測定(DSC)を使用して、広範囲の温度にわたるポリマーの溶融および結晶化挙動を測定する。例えば、RCS(冷蔵冷却システム)およびオートサンプラーを備えたTA Instruments Q1000 DSCを使用して、この分析を行う。試験中、50ml/分の窒素パージガスフローを使用する。各試料は、約175℃で薄フィルムに溶融押圧され、次いで、溶融された試料は、室温(約25℃)まで空冷される。フィルム試料は、「0.1〜0.2グラム」の試料を175℃、1,500psiで30秒間押圧して、「0.1〜0.2ミル厚」のフィルムを形成することによって形成される。3〜10mg、6mmの直径の試料は、冷却されたポリマーから抽出され、秤量され、軽量アルミニウムパン(約50mg)内に載置され、圧着閉鎖される。次いで、その熱的特性を決定するために分析を行う。試料の熱挙動は、試料温度に上下の勾配を付けて熱流量対温度プロファイルを作成することにより決定する。その熱履歴を除去するために、まず、試料を180℃まで急速に加熱し、5分間等温保持した。次に、試料を10℃/分の冷却速度で−40℃まで冷却し、−40℃で5分間等温保持した。次いで、試料を10℃/分の加熱速度で150℃まで加熱した(これは「第2の加熱」勾配である)。冷却および第2の加熱曲線を記録する。冷却曲線を、ベースライン終点を結晶化の開始から−20℃まで設定することにより分析する。加熱曲線を、ベースライン終点を−20℃から融解の終了まで設定することにより分析する。決定される値は、ピーク溶解温度(Tm)、ピーク結晶化温度(Tc)、融解熱(Hf)(ジュール/グラム)、および結晶化度%=((Hf)/(292J/g))×100を使用するポリエチレン試料についての算出された結晶化度%である。融解熱(Hf)およびピーク融解温度を、第2の熱曲線から報告する。ピーク結晶化温度を、冷却曲線から決定する。
溶融強度は、長さ30mmおよび直径2.0mmの平らな入射角(180度)を備えたGoettfert Rheotester 2000キャピラリレオメータで溶融供給したGoettfert Rheotens 71.97(Goettfert Inc.;Rock Hill、SC)を使用して190℃で測定され得る。ペレット(20〜30グラムのペレット)をバレル(長さ=300mm、直径=12mm)に供給し、圧縮して10分間溶融させた後、所与のダイ直径で38.2s−1の壁剪断速度に対応する0.265mm/sの一定のピストン速度で押出す。押出物は、ダイ出口の100mm下に位置するRheotensのホイールを通過し、2.4mm/s2の加速速度でホイールにより下方へ引っ張られる。ホイールに加えられた力(cN)をホイールの速度(mm/s)の関数として記録する。溶融強度は、ストランドが破断する前のプラトー力(cN)として報告される。
ゼロ剪断粘度は、190℃で直径25mmの平行板を使用したAR−G2応力制御レオメーター(TA Instruments、New Castle、Del.)で行ったクリープ試験によって得る。取付け器具をゼロにする前に、レオメーターオーブンを少なくとも30分間試験温度に設定する。その試験温度で、圧縮成形された試料ディスクをプレート間に挿入し、5分かけて平衡させる。次いで、上側プレートを所望の試験間隙(1.5mm)より50μm上に下げる。余分な材料をトリミングして除去し、上側プレートを所望の間隙まで下げる。測定は、5L/分の流速での窒素パージ下で行う。デフォルトのクリープ時間は2時間に設定する。
3.26gの原液を10mmのNMR管内の0.133gのポリオレフィンサンプルに添加する。原液は、テトラクロロエタン−d2(TCE)およびペルクロロエチレン(50:50、w:w)と0.001MのCr3+との混合物である。管内の溶液を5分間N2でパージして酸素量を減少させる。蓋をした試料管を室温で一晩放置して、ポリマー試料を膨潤させた。試料を振とうしながら115℃で溶解する。試料は、不飽和の一因となり得る添加剤、例えばエルカミドなどの滑剤を含まない。
二重前飽和実験について、データを指数窓関数、LB=1Hzで処理し、ベースラインを6.6〜4.5ppmに補正した。TCEの残留1Hからの信号を100に設定し、不飽和についての対応する積分(Iビニレン、Iトリ置換、Iビニル、およびIビニリデン)を図1に示す領域に基づいて積分した。
Nビニレン=Iビニレン/2
N三置換=I三置換
Nビニル=Iビニル/2
Nビニリデン=Iビニリデン/2
Nビニレン/1,000,000C=(Nビニレン/NCH2)*1,000,000
N三置換/1,000,000C=(N三置換/NCH2)*1,000,000
Nビニル/1,000,000C=(Nビニル/NCH2)*1,000,000
Nビニリデン/1,000,000C=(Nビニリデン/NCH2)*1,000,000
;lc1prf2_zz
prosol relations=<lcnmr>
#include<Avance.incl>
“d12=20u”
“d11=4u”
1ze
d12pl21:f2
2 30m
d13
d12 pl9:f1
d1cw:f1ph29cw:f2ph29
d11do:f1do:f2
d12 pl1:f1
p1 ph1
go=2ph31
30mmc#0〜2F0(zd)
出口
ph1=0 2 2 0 1 3 3 1
ph29=0
ph31=0 2 2 0 1 3 3 1
降伏引張強さ、ヤング率、2%割線弾性率、極限引張強さ、および極限伸びを含む引張特性は、Instron Universal Testerを使用してASTM D882に従って機械方向および横断方向で決定される。
引裂き強さは、ASTM D−1922に従って測定される。
120℃および130℃での収縮は、ASTM D−2732に従って機械方向および横断方向で測定される。
比較フィルム1:3層フィルムは、Reifenhauser、3層、3つの押出機ブローフィルムラインで生成する。フィルム構造を表4に概説する。インフレーションフィルムラインのパラメータを表5Aに示す。
Claims (9)
- 多層収縮フィルムであって、
第1のスキン層の総ポリマー重量に基づいて、25〜60重量%の、0.890g/cc〜0.915g/ccの範囲の密度を有するエチレン/α−オレフィンインターポリマー組成物、0.1〜5g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)、1.8〜3.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)、および95〜200の範囲のコモノマー分布定数(CDC)を含む第1のスキン層と、
少なくとも1つのコア層の総ポリマー重量に基づいて、15〜85重量%の、0.890g/cc〜0.915g/ccの範囲の密度を有するエチレン/α−オレフィンインターポリマー組成物、0.1〜5g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)、1.8〜3.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)、および95〜200の範囲のコモノマー分布定数(CDC)を含む、少なくとも1つのコア層と、
第2のスキン層の総ポリマー重量に基づいて、25〜60重量%の、0.890g/cc〜0.915g/ccの範囲の密度を有するエチレン/α−オレフィンインターポリマー組成物、0.1〜5g/10分の範囲のメルトインデックス(I2)、1.8〜3.5の範囲の分子量分布(Mw/Mn)、および95〜200の範囲のコモノマー分布定数(CDC)を含む第2のスキン層と、
を含み、前記少なくとも1つのコア層が、前記第1のスキン層と前記第2のスキン層との間に配置され、
前記第1のスキン層に存在する前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物の重量%量が、前記コア層に存在する前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物の重量%量とは異なり、前記第2のスキン層に存在する前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物の重量%量が、前記コア層に存在する前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物の重量%量とは異なり、
前記多層収縮フィルムが、前記多層収縮フィルムに存在するポリマーの総重量に基づいて、25重量%〜75重量%の前記エチレン/アルファ−オレフィンインターポリマー組成物を含み、
前記多層収縮フィルムが、前記多層収縮フィルムに存在するポリマーの総重量に基づいて、30〜55重量%の、0.910〜0.930g/ccの密度および0.1〜10g/10分のI2を有する低密度ポリエチレンポリマーをさらに含む、多層収縮フィルム。 - 前記第1のスキン層、前記少なくとも1つのコア層、および前記第2のスキン層に存在する前記エチレン/α−オレフィンインターポリマー組成物が、前記エチレン/α−オレフィンインターポリマー組成物に存在する1000個の炭素原子あたり0.15ビニル未満のビニル不飽和、および2〜20の範囲のゼロ剪断粘度比(ZSVR)を有する、請求項1に記載の多層収縮フィルム。
- 前記第1のスキン層、前記少なくとも1つのコア層、および前記第2のスキン層に存在する前記エチレン/α−オレフィンインターポリマーが、6〜12のI10/I2を有する、請求項1または2に記載の多層収縮フィルム。
- 前記第1のスキン層および前記第2のスキン層が、独立して、前記多層収縮フィルムの全厚の5〜35パーセントである厚さを有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の多層収縮フィルム。
- 前記少なくとも1つのコア層が、前記多層収縮フィルムの全厚の30〜90パーセントである厚さを有する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の多層収縮フィルム。
- 前記フィルムが、20〜100ミクロンの範囲の全厚を有する、請求項1〜5のいずれか一項に記載の多層収縮フィルム。
- 前記フィルムが、ASTM D2732に従って、120℃で4%超のCD収縮を示す、請求項1〜6のいずれか一項に記載の多層収縮フィルム。
- 前記フィルムが、ASTM D2732に従って、120℃で6%超のCD収縮を示す、請求項1〜7のいずれか一項に記載の多層収縮フィルム。
- 前記フィルムが、粘着防止剤、加工助剤、スリップ剤、染料または顔料、および充填剤からなる群から選択される1つ以上の添加剤をさらに含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の多層収縮フィルム。
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