JP2020534186A

JP2020534186A - バリア接着剤層を有する積層フィルム構造

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Publication number: JP2020534186A
Application number: JP2020516407A
Authority: JP
Inventors: シャー、ヴィラジ; セハノビシュ、カルヤン; エイ．マリーネ、アミラ; ドーヴェル、ブライアン; シン、ハープリード; エイ．ブラウン、ハーレー
Original assignee: ダウグローバルテクノロジーズエルエルシー
Priority date: 2017-09-22
Filing date: 2018-07-17
Publication date: 2020-11-26
Also published as: EP3684611B1; US11607864B2; RU2020112159A; WO2019060026A1; CN111107990A; EP3684611A1; MX2020002955A; AR113044A1; US20200254723A1; RU2020112159A3; TW201914816A; BR112020005376A2

Abstract

ガスおよび防湿性を有する接着剤層を含む積層フィルム構造が開示されている。開示された積層フィルム構造は、接着剤組成物と一緒に結合されたフィルムを含み、接着剤組成物は、バリア特性を有し、例えば、酸素および／または水蒸気透過率を制御する。開示された積層フィルム構造は、ポリマーおよび／または金属化ポリマーから作製されたフィルムを含み、それにより、同様のバリア特性を依然として達成しながら、標準接着剤の代わりにバリア接着剤を使用することによりフィルム層の重量、厚さ、および／または数を減少させる。所望のバリア性能を有する積層構造を形成するための方法も開示され、本方法は、積層構造の所望のバリア性能を決定することと、バリア接着剤を選択することと、少なくとも第１のフィルム層および第２のフィルム層を含む２つ以上のフィルム層を選択することと、第１のフィルム層の表面上にバリア接着剤を塗布することと、第２のフィルム層の表面を第１のフィルム層の表面上に塗布されたバリア接着剤と接触させ、それにより所望のバリア性能を有する積層構造を形成することと、を含む。【選択図】なし

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１７年９月２２日に提出された米国仮出願第６２／５６１，９５０号の利益を主張する。

本開示は、バリア特性を有する接着剤層を含む積層フィルム構造に関する。特に、開示された積層フィルム構造は、接着剤層によって一緒に結合されたフィルムを含み、接着剤層は、ガスおよび／または防湿性を有し、例えば、酸素および／または水蒸気透過率を制御する。開示された積層フィルム構造は、ポリマーおよび／または金属化ポリマーから作製されたフィルムを含み、それにより、同様のバリア特性を依然として達成しながら、標準接着剤組成物の代わりにバリア接着剤組成物を使用することにより、フィルム層の重量、厚さ、および／または数を減少させる。本開示はさらに、バリア接着剤層を有する積層構造を形成する方法に関し、この方法は、同様のバリア特性を依然として達成しながら、既存の積層構造に対して、積層構造中のフィルム層の重量、厚さ、および／または数の減少を可能にする。

ポリマー材料、特にポリマー材料を含むフィルムは、包装目的で広く使用されている。これらのポリマー材料は、食品および医薬品産業だけでなく、産業および消費者用途でも広範囲に応用されている。これらおよび他の用途では、包装された製品を酸素（および／または他のガス）ならびに水分にさらすことは、非常に望ましくない場合がある。これは、特に、そのようなガスおよび／または水分にさらされると、包装された製品が経時的に劣化する場合である。残念ながら、多くのポリマーフィルムは、本質的にガスおよび／または水分に対して比較的透過性である。調査されたバリア特性を高めるための１つの手法は、ポリマー材料の複数の層を使用し、層を接着剤で一緒に結合して積層体を形成することである。場合によっては、ポリマー材料層および／または接着剤は、それらのバリア特性のために選択される。

近年、食品の長期保存には、多層フィルムの高レベルの機能性が求められており、酸化を抑制するために外部酸素の侵入を防ぐガスバリア特性、二酸化炭素バリア特性、および様々な臭気成分に対するバリア特性が現在求められている。多層フィルムにバリア機能を付与する場合、内層（シーラント側）として典型的に使用されるポリオレフィンフィルムは、ガスバリア特性が乏しく、これらのフィルムにコーティングまたは蒸着によってバリア機能を付与することは困難である。その結果、外層に使用される様々なフィルム（ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル樹脂（以下「ＰＥＴ」と略す）、ポリアミド樹脂、および延伸ポリオレフィン樹脂を含む）に多くの場合、バリア機能が付与される。

場合によっては、フィルム層自体にバリア機能が付与される。これらの外層フィルムにバリア機能を付与するためにコーティングが使用される場合、広く使用されているバリアコーティング材料の一例は、優れた酸素バリア特性および水蒸気バリア特性を示す塩化ビニリデンである。しかしながら、廃棄中に材料が焼却される際のダイオキシンの生成を含む、塩化ビニリデンの使用と関連する問題がある。さらに、ポリビニルアルコール樹脂およびエチレン−ポリビニルアルコールコポリマーもバリアコーティング材料として使用されているが、これらの材料は、低湿度下では良好な酸素バリア特性を示すが、高湿度下では酸素バリア特性が乏しく、ピンホール形成に対して脆弱であり、それによりバリア性能を悪化させ、劣った耐沸騰性および耐レトルト性を示す。一方、ガスバリア層として提供されるアルミニウムなどの金属の蒸着層を有するフィルムは、不透明であり、これは内部の内容物を見ることができず、電子レンジで使用することもできないことを意味する。さらに、ガスバリア層として提供されるシリカまたはアルミナなどの金属酸化物の蒸着層を有するフィルムは、高価であり、可撓性に乏しく、ひび割れおよびピンホールによるガスバリア特性における大きな変動をもたらす。

さらに、バリア機能を積層構造に追加するための既存の解決策は、一般に、構造の複雑さを増すこと（例えば、特定のバリア機能を備えた層を増やす）および／またはフィルム層の厚さを増やすことにより、積層構造の重量を増加して、良好なバリア機能を提供することを伴う。層の数または層の厚さのいずれかで、これらの構造の複雑さが増すと、製造コストが増加する。

したがって、ポリマーおよび／または金属化ポリマーから作製されたフィルム層を含む積層フィルム構造を有し、それにより同様のバリア特性を依然として達成しながら、フィルム層の重量、厚さ、および／または数が既存の積層構造と比較して減少することが望ましくなる。

バリア接着剤層を有する積層フィルム構造が本明細書に開示されている。開示された積層フィルム構造は、例えば、可撓性包装用途での使用に適している。開示された積層フィルム構造は、バリア接着剤層によって一緒に結合されたポリマーおよび／または金属化ポリマーフィルム層を含み、それにより、フィルム層の重量、厚さ、および／または数は、積層フィルム構造中のバリア接着剤層の包含により減少、交換、または除去される。いくつかの実施形態では、開示された積層フィルム構造は、リサイクル可能である。開示された積層フィルム構造は、標準接着剤を使用して現行の積層フィルム構造と同等以上の所望のバリア特性、例えばガスおよび／または水分透過率の制御、を達成することができる。しかしながら、開示された積層フィルム構造は、現行の構造を製造するのに必要なコストおよび／またはプロセスステップの数を減らすという点で有益である。

いくつかの実施形態では、積層フィルム構造は、フィルム層およびフィルム層の表面上に配置されたバリア接着剤層を含む。いくつかの実施形態では、フィルム層は、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、ポリアミド、ポリスチレン、エチレンビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、シクロオレフィンコポリマー、ポリ塩化ビニル、ポリモノクロロトリフルオロエチレン、ポリビニルアルコール、シトレンブタジエンなどからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、バリア接着剤層は、溶媒ベースの接着剤、水ベースの接着剤、および／または無溶媒接着剤を含むことができる。いくつかの実施形態では、開示された積層フィルム構造は、フィルム層およびフィルム層の表面上に配置されたバリア接着剤層を含み、積層フィルム構造は、ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５に従って測定された２０ｃｃＯ_２／ｍ^２／日以下の酸素透過率を有する。いくつかの実施形態では、開示された積層フィルム構造は、フィルム層およびフィルム層の表面上に配置されたバリア接着剤層を含み、積層フィルム構造は、ＡＳＴＭ法Ｆ１２４９に従って測定された５ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日以下の水蒸気透過率を有する。

所望のバリア性能を有する積層構造を形成するための方法も開示されている。いくつかの実施形態では、本方法は、積層構造の所望のバリア性能を決定することと、バリア接着剤を選択することと、少なくとも第１のフィルム層および第２のフィルム層を含む２つ以上のフィルム層を選択することと、第１のフィルム層の表面上にバリア接着剤を塗布することと、第２のフィルム層の表面を第１のフィルム層の表面上に塗布されたバリア接着剤と接触させ、それにより所望のバリア性能を有する積層構造を形成することと、を含む。

開示された積層フィルム構造を含む物品も開示されている。いくつかの実施形態では、開示された物品には、例えば、可撓性包装、ポーチ、スタンドアップポーチ、鞄などが含まれる。

添付の図面を参照する：
現行のＢＯＰＰ／／金属化−ＢＯＰＰ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／ＢＯＰＰ積層フィルム構造の概略図であり、現行のフィルム構造および新しいフィルム構造は、同様のバリア特性を有する。現行のＢＯＰＰ／／金属化−ＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造の概略図であり、現行のフィルム構造および新しいフィルム構造は、同様のバリア特性を有する。現行のＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造の概略図であり、現行のフィルム構造および新しいフィルム構造は、同様のバリア特性を有する。現行のＢＯＰＰ／／ＢＯＰＰ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／ＢＯＰＰ積層フィルム構造の概略図であり、現行のフィルム構造および新しいフィルム構造は、同様のバリア特性を有する。現行のＰＥＴ／／ＰＥ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＰＥＴ／／ＰＥ積層フィルム構造の概略図であり、現行のフィルム構造および新しいフィルム構造は、同様のバリア特性を有する。現行のＰＥＴ／／ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＰＥＴ／／ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥ積層フィルム構造の概略図であり、現行のフィルム構造および新しいフィルム構造は、同様のバリア特性を有する。

いくつかの実施形態では、開示された積層フィルム構造は、ポリマーまたは金属化ポリマーから作製されたフィルム層およびフィルム層の表面上に配置されたバリア接着剤層を含む。いくつかの実施形態では、第１のフィルム層、第２のフィルム層、および第１のフィルム層と第２のフィルム層との中間に配置されたバリア接着剤層を含む積層フィルム構造が開示される。

いくつかの実施形態では、フィルム層は、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、ナイロン、ポリスチレン、およびポリ塩化ビニルからなる群から選択される。いくつかの実施形態では、バリア接着剤層は、溶媒ベースの接着剤、水ベースの接着剤、および／または無溶媒接着剤を含む。

いくつかの実施形態では、積層フィルム構造は、ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５に従って測定された２０ｃｃＯ_２／ｍ^２／日以下の酸素透過率を有する。いくつかの実施形態では、積層フィルム構造は、ＡＳＴＭ法Ｆ１２４９に従って測定された５ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日以下の水蒸気透過率を有する。

いくつかの実施形態では、バリア接着剤は、イソシアネート成分およびイソシアネート反応性成分を含む。いくつかの実施形態では、イソシアネート成分は、単一種のポリイソシアネートを含む。いくつかの実施形態では、ポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネートである。いくつかの実施形態では、ポリイソシアネートは、ポリマーヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩトリマーイソシアヌレート）、メチレンジフェニルジイソシアネート、ジシクロヘキシルメタン４，４’−ジイソシアネート、およびトルエンジイソシアネートから選択される。いくつかの実施形態では、イソシアネート反応性成分は、キャリア溶媒中に実質的に混和性の固体として組み込まれたヒドロキシル末端ポリエステルを含み、ポリエステルは、末端ヒドロキシル基および２〜１０個の炭素原子を有する単一種の線状脂肪族ジオール、ならびに線状ジカルボン酸から形成され、ポリエステルは、３００〜５，０００の数平均分子量を有し、２５℃で固体であり、かつ８０℃以下の融点を有する。いくつかの実施形態では、キャリア溶媒は、酢酸エチル、メチルエチルケトン、ジオキソラン、アセトン、およびそれらの組み合わせから選択される。いくつかの実施形態では、ヒドロキシル末端ポリエステルは、Ｃ_３〜Ｃ_６ジオールとアジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、およびそれらの組み合わせから選択されるジカルボン酸と、から形成される。いくつかの実施形態では、イソシアネート反応性成分は、アクリレート粘度調整剤をさらに含む。いくつかの実施形態では、バリア接着剤中のイソシアネート成分対イソシアネート反応性成分の重量比は、１：１〜２：１である。

いくつかの実施形態では、ポリマーまたは金属化ポリマーから作製された別のフィルム層は、その上に配置されたバリア接着剤層を有するフィルム層と接触し、それによって積層フィルム構造を作り出す。積層フィルムは、多層または単層であり得る。本開示の各実施形態では、開示された積層フィルム構造は、同様のバリア特性を依然として達成しながら、現行の積層構造と比較して、フィルム層の重量、厚さ、および／または数を減少させる。標準接着剤の代わりにバリア接着剤層を使用することにより、積層構造を通る酸素および／または水分の透過性が低下する。バリア接着剤の潜在的な用途をよりよく理解するために、性能データを生成するために試験される試料を調製することにより、使用されているバリア接着剤の透過性が評価される。バリア接着剤の透過性は、データから導出され、標準接着剤の代わりにバリア接着剤を使用したダウンゲージにより、潜在的なコスト削減、層削減、構造の簡素化、または持続可能性を活用するために、様々なフィルム構造の設計を可能にするモデルが作り出される。

次いで、バリア接着剤を用いた場合と用いない場合の積層構造性能を予測するために使用されるモデルを作り出す前に、バリア接着剤のバリア性能を最初に定量化する必要がある。モデルをサポートするデータを生成するために、２５〜３５重量％の結晶性ポリエステル樹脂、０．２５％の消泡剤７Ｒ１０（酢酸エチルとのアクリルコポリマー）、および６４．７５重量％のウレタングレード酢酸エチルで構成されるバリア接着剤を使用して、いくつかの試料を調製して試験する。ポリエステルは、脂肪族イソシアネート共反応物で硬化される。

試料は、試料に応じてＬＡＢＯＣＯＭＢＩ（商標）４００ラミネーターまたはＳＵＰＥＲＣＯＭＢＩ（商標）３０００ラミネーターを使用して、以下の表１および表２に示すように、積層体に加工される。バリア接着剤は、グラビアシリンダーを介してフィルム上にコーティングされる。表１および表２では、コーティングされたフィルムは、特定の構造用にリストされた第１のフィルムである。グラビアシリンダーの場合、１５ＢＣＭの１３０クワッドが使用される。接着剤は、約３ｇ／ｍ^２のコーティング重量で塗布される。次いで、ＬＡＢＯＣＯＭＢＩ（商標）４００ラミネーターで実行する場合、フィルムは、第１のゾーンが９０℃、第２のゾーンが１００℃、第３のゾーンが１１０℃に温度設定された３ゾーンオーブンを通過する。次いで、ＳＵＰＥＲＣＯＭＢＩ（商標）３０００ラミネーターで実行する場合、フィルムは、第１のゾーンが８０℃および第２のゾーンが１００℃に温度設定された２ゾーンオーブンを通過する。次いで、コーティングされたフィルムは、温度が９０℃の加熱されたスチールロール下で別のフィルムにニップされ、ニップ圧力は４０ｐｓｉに設定される。積層構造は、１７℃の温度の最終冷却ロールを通る。次いで、積層体を温度制御された部屋に置き、２３℃、相対湿度５０％で７日間硬化させる。

試料積層構造の酸素透過率は、ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５（クーロメトリックセンサーを使用したプラスチックフィルムおよびシートを通る酸素ガス透過率の標準試験方法）で概説されている方法に従って試験される。積層構造の水蒸気透過率は、ＡＳＴＭ法Ｆ１２４９で概説されている方法に従って試験される。

試料積層構造の透過性データから、バリア接着剤自体の透過性を決定できる。固体バリアを通る蒸気の透過率（「ＴＲ」）は、透過性（「Ｐ」）（それが媒体を通して搬送されるときの固体中の蒸気の溶解度および蒸気の拡散）と固体材料の経路長または厚さ（「Ｌ」）との関数として記述することができる。異なる厚さ（Ｌ_１、Ｌ_２など）および透過性（Ｐ_１、Ｐ_２など）の材料を有する多層固体の場合、合計水蒸気透過率ＴＲ_合計は、以下のように説明することができる：

酸素および水蒸気のＴＲ_合計に関する実験データを一連の実験的に製造された積層多層構造で使用して、表１および表２に詳細に示すように、開示および比較の接着剤組成物の厚さの関数として平均透過率を決定する。

分析した試料から、表１および表２に示すように、バリア接着剤は、１．３７ｃｃＯ_２／ｍ^２／日の酸素透過率および１．２０ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日の水蒸気透過率を有することが推定される。この特定のバリア接着剤は、様々な積層構造の性能を予測するために、本明細書で議論するモデルで使用される。しかしながら、酸素透過率および水蒸気透過率を決定した後、本開示に従って他のバリア接着剤を使用することができる。

バリア接着剤の推定酸素透過率および水蒸気透過率を、表３および表４に示す様々なプラスチックフィルムの既知の透過率値と一緒に使用して、図１〜６に模式的に表したものを含む、積層フィルム構造がモデル化される。

例えば、図１は、現行のＢＯＰＰ／／ｍｅｔ−ＢＯＰＰ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／ＢＯＰＰ積層フィルム構造の概略図を示す。現行のＢＯＰＰ／／ｍｅｔ−ＢＯＰＰ積層フィルム構造は、標準接着剤を使用して２０μｍの金属化ＢＯＰＰフィルムに積層された２０μｍのＢＯＰＰフィルムを含み、１４．９ｃｃＯ_２／ｍ^２／日の計算された酸素透過率を有する。バリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／ＢＯＰＰ積層フィルム構造は、バリア接着剤を用いて別の２０μｍのＢＯＰＰフィルムに積層された２０μｍのＢＯＰＰフィルムを含み、１３．６ｃｃＯ_２／ｍ^２／日の計算された酸素透過率を有する。図１および計算された酸素透過率から明らかなように、金属化ＢＯＰＰ層は、同じ酸素バリア性能を依然として達成しながら、積層構造から完全に除去できる。現行のフィルムおよび新しいフィルムは、同じ最終用途（例えば、包装用途）に適している。

図２は、現行のＢＯＰＰ／／ｍｅｔ−ＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造の概略図を示す。現行のＢＯＰＰ／／ｍｅｔ−ＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造は、標準接着剤を用いて２０μｍの金属化ＢＯＰＰフィルムに積層された２０μｍのＢＯＰＰフィルムおよびさらに追加の標準接着剤を使用して金属化ＢＯＰＰフィルムに積層された５０μｍのＰＥフィルムを含む。現行のＢＯＰＰ／／ｍｅｔ−ＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造は、１４．８ｃｃＯ_２／ｍ^２／日の計算された酸素透過率を有する。バリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造は、バリア接着剤を使用して５０μｍのＰＥフィルムに積層された２０μｍのＢＯＰＰフィルムを含み、１３．６ｃｃＯ_２／ｍ^２／日の計算された酸素透過率を有する。図２および計算された酸素透過率から明らかなように、金属化ＢＯＰＰ層は、同じ酸素バリア性能を依然として達成しながら、積層構造から完全に除去できる。現行のフィルムおよび新しいフィルムは、同じ最終用途（例えば、包装用途）に適している。

図３は、現行のＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造の概略図を示す。現行のＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造は、標準接着剤を用いて７０μｍのＰＥフィルムに積層された２０μｍのＢＯＰＰフィルムを含み、２．８０ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日の算出された水蒸気透過率を有する。バリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／／ＰＥ積層フィルム構造は、バリア接着剤を使用して４０μｍのＰＥフィルムに積層された２０μｍのＢＯＰＰフィルムを含み、２．８２ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日の計算された水蒸気透過率を有する。図３および計算された水蒸気透過率から明らかなように、ＰＥフィルムの厚さは、同じ防湿性能を達成しながら大幅に下げることができる。現行のフィルムおよび新しいフィルムは、同じ最終用途（例えば、包装用途）に適している。

図４は、現行のＢＯＰＰ／／ＢＯＰＰ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／／ＢＯＰＰ積層フィルム構造の概略図を示す。現行のＢＯＰＰ／／ＢＯＰＰ積層フィルム構造は、標準接着剤を使用して２０μｍのＢＯＰＰフィルムに積層された２０μｍのＢＯＰＰフィルムを含み、３．１５ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日の算出された水蒸気透過率を有する。バリア接着剤を用いた新しいＢＯＰＰ／／ＢＯＰＰ積層フィルム構造は、バリア接着剤を使用して１５μｍのＢＯＰＰフィルムに積層された１５μｍのＢＯＰＰフィルムを含み、３．１２ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日の算出された水蒸気透過率を有する。図４および計算された水蒸気透過率から明らかなように、ＢＯＰＰフィルムの厚さは、同じ防湿性能を達成しながら大幅に下げることができる。現行のフィルムおよび新しいフィルムは、同じ最終用途（例えば、包装用途）に適している。

図５は、現行のＰＥＴ／／ＰＥ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＰＥＴ／／ＰＥ積層フィルム構造の概略図を示す。現行のＰＥＴ／／ＰＥ積層フィルム構造は、標準接着剤を使用して８０μｍのＰＥフィルムに積層された１２μｍのＰＥＴフィルムを含み、４ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日の算出された水蒸気透過率を有する。バリア接着剤を用いた新しいＰＥＴ／／ＰＥ積層フィルム構造は、バリア接着剤を使用して５０μｍのＰＥフィルムに積層された１２μｍのＰＥＴフィルムを含み、４ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日の計算された水蒸気透過率を有する。図５および計算された水蒸気透過率から明らかなように、ＰＥフィルムの厚さは、同じ防湿性能を達成しながら大幅に下げることができる。現行のフィルムおよび新しいフィルムは、同じ最終用途（例えば、包装用途）に適している。

図６は、現行のＰＥＴ／／ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥ積層フィルム構造およびバリア接着剤を用いた新しいＰＥＴ／／ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥ積層フィルム構造の概略図を示す。現行のＰＥＴ／／ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥ積層フィルム構造は、標準接着剤を使用して６０μｍのＥＶＯＨフィルムに積層された１２μｍのＰＥＴフィルムを含む。現行のＰＥＴ／／ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥ積層フィルム構造は、１．６０ｃｃＯ_２／ｍ^２／日の計算された酸素透過率を有する。バリア接着剤を用いた新たなＰＥＴ／／ＰＥ／ＥＶＯＨ／ＰＥ積層フィルム構造は、バリア接着剤を使用して５０μｍのＥＶＯＨフィルムに積層された１２μｍのＰＥＴフィルムを含み、１．６３ｃｃＯ_２／ｍ^２／日の計算された酸素透過率を有する。図６および計算された酸素透過率から明らかなように、ＥＶＯＨフィルムは、同じ酸素バリア性能を依然として達成しながら、大幅に下げることができる。現行のフィルムおよび新しいフィルムは、同じ最終用途（例えば、包装用途）に適している。

図１〜６の積層フィルム構造ごとに測定または計算された性能ＯＴＲおよびＷＶＴＲは、以下の表５および表６に要約される。下の各図の行の下の第１の行は、測定された特性を表し、各図の行の下の第２の行は、計算された特性を表す。例えば、図１の行を使用することで、２０μのＢＯＰＰ／２０μＭＥＴＢＯＰＰ構造の行は、測定された特性を識別し、２０μのＢＯＰＰ／２０μのＢＯＰＰ構造の行は、計算された特性を表す。

試験およびモデル化された構造、すなわち、図１〜６に示された構造は、本開示に従って改変または交換できる唯一のフィルム構造およびポリマーではない。バリア接着剤のバリア性能が、ダウンゲージまたは積層構造中の他の材料の交換（他の材料の中でも特にナイロン、配向ポリスチレン、および／または二塩化ポリビニル（「ＰＶＤＣ」）など）に適したものにする。積層フィルム構造の所望のバリア性能を決定し、既知／決定可能な透過性を有するバリア接着剤を選択し、積層フィルム構造で使用されるフィルムの透過性を特定することにより、構造中のフィルムの数および／または構造中のフィルムの厚さを減らしながら、既存のフィルムと同様のバリア性能を達成するフィルム構造を調製することができる。

開示された積層フィルム構造を含む物品も開示されている。いくつかの実施形態では、物品は、可撓性包装およびスタンドアップポーチを含む。

上記の実施形態に加えて、特定の組み合わせの多くの実施形態が本開示の範囲内にあり、そのいくつかを以下に説明する：
実施形態１．可撓性包装での使用に適した積層フィルム構造であって、
フィルム層と、
フィルム層の表面上に配置されたバリア接着剤層と、を含み、
積層フィルム構造が、ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５に従って測定された２０ｃｃＯ_２／ｍ^２／日以下の酸素透過率を有する、積層フィルム構造。
実施形態２．可撓性包装での使用に適した積層フィルム構造であって、
フィルム層と、
フィルム層の表面上に配置されたバリア接着剤層と、を含み、
積層フィルム構造が、ＡＳＴＭ法Ｆ１２４９に従って測定された５ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日以下の水蒸気透過率を有する、積層フィルム構造。
実施形態３．可撓性包装での使用に適した積層フィルム構造であって、
第１のフィルム層と、
第２のフィルム層と、
第１のフィルム層と第２のフィルム層との中間に配置されたバリア接着剤層と、を含み、
積層フィルム構造が、ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５に従って測定された２０ｃｃＯ_２／ｍ^２／日以下の酸素透過率を有する、積層フィルム構造。
実施形態４．可撓性包装での使用に適した積層フィルム構造であって、
第１のフィルム層と、
第２のフィルム層と、
第１のフィルム層と第２のフィルム層との中間に配置されたバリア接着剤層と、を含み、
積層フィルム構造が、ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５に従って測定された２０５ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日以下の酸素透過率を有する、積層フィルム構造。
実施形態５．バリア接着剤層が、溶媒ベースの接着剤を含む、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態６．バリア接着剤層が、水ベースの接着剤を含む、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態７．バリア接着剤層が、無溶媒接着剤を含む、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態８．第１のフィルム層が、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、ナイロン、ポリスチレン、およびポリ塩化ビニルからなる群から選択されるポリマーを含む、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態９．第２のフィルム層が、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、ナイロン、ポリスチレン、およびポリ塩化ビニルからなる群から選択されるポリマーを含む、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１０．第１のフィルム層および第２のフィルム層が、同じポリマーを含む、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１１．積層構造が、金属化フィルム層を含まない、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１２．第１のフィルム層が、２５μｍ以下の厚さを有する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１３．第１のフィルム層が、２０μｍ以下の厚さを有する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１４．第１のフィルム層が、１５μｍ以下の厚さを有する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１５．第２のフィルム層が、２５μｍ以下の厚さを有する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１６．第２のフィルム層が、２０μｍ以下の厚さを有する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１７．第２のフィルム層が、１５μｍ以下の厚さを有する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１８．バリア接着剤層が、
単一種のポリイソシアネートを含むイソシアネート成分と、
キャリア溶媒中に実質的に混和性の固体として組み込まれたヒドロキシル末端ポリエステルを含むイソシアネート反応性成分と、を含む接着剤を含み、ポリエステルが、末端ヒドロキシル基および２〜１０個の炭素原子を有する単一種の線状脂肪族ジオール、ならびに線状ジカルボン酸から形成され、ポリエステルが、３００〜５，０００の数平均分子量を有し、２５℃で固体であり、かつ８０℃以下の融点を有する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造。
実施形態１９．先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の積層フィルム構造を含む物品。
実施形態２０．物品が可撓性包装である、先行するまたは後続の実施形態に記載の物品。
実施形態２１．物品がスタンドアップポーチである、先行するまたは後続の実施形態に記載の物品。
実施形態２２．所望のバリア性能を有する積層構造を形成する方法であって、
積層構造の所望のバリア性能を決定することと、
バリア接着剤を選択することと、
少なくとも第１のフィルム層および第２のフィルム層を含む２つ以上のフィルム層を選択することと、
第１のフィルム層の表面上にバリア接着剤を塗布することと、
第２のフィルム層の表面を第１のフィルム層の表面上に塗布されたバリア接着剤と接触させ、それにより所望のバリア性能を有する積層構造を形成することと、を含む、方法。
実施形態２３．第３のフィルム層を選択し、第３のフィルム層の表面を第１のフィルム層または第２のフィルム層の表面と接触させることをさらに含む、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態２４．積層フィルム構造が、同等の所望のバリア性能を有する既存の積層構造の厚さより薄い厚さを有する、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態２５．所望のバリア性能が、ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５に従って測定された２０ｃｃＯ_２／ｍ^２／日以下の酸素透過率である、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。
実施形態２６．所望のバリア性能が、ＡＳＴＭ法Ｆ１２４９に従って測定された５ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日以下の水蒸気透過率である、先行するまたは後続の実施形態のいずれかに記載の方法。

Claims

可撓性包装での使用に適した積層フィルム構造であって、
フィルム層と、
前記フィルム層の表面上に配置されたバリア接着剤層と、を含み、
前記積層フィルム構造が、ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５に従って測定された２０ｃｃＯ_２／ｍ^２／日以下の酸素透過率を有する、積層フィルム構造。
前記第１のフィルム層が、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、ナイロン、ポリスチレン、およびポリ塩化ビニルからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１に記載の積層フィルム構造。
前記第２のフィルム層が、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、ナイロン、ポリスチレン、およびポリ塩化ビニルからなる群から選択されるポリマーを含む、請求項１に記載の積層フィルム構造。
前記積層構造が、金属化フィルム層を含まない、請求項１に記載の積層フィルム構造。
前記バリア接着剤層が、
単一種のポリイソシアネートを含むイソシアネート成分と、
キャリア溶媒中に実質的に混和性の固体として組み込まれたヒドロキシル末端ポリエステルを含むイソシアネート反応性成分と、を含む接着剤を含み、前記ポリエステルが、末端ヒドロキシル基および２〜１０個の炭素原子を有する単一種の線状脂肪族ジオール、ならびに線状ジカルボン酸から形成され、前記ポリエステルが、３００〜５，０００の数平均分子量を有し、２５℃で固体であり、かつ８０℃以下の融点を有する、請求項１に記載の積層フィルム構造。
請求項１に記載の積層フィルム構造を含む物品。
所望のバリア性能を有する積層構造を形成する方法であって、
前記積層構造の前記所望のバリア性能を決定することと、
バリア接着剤を選択することと、
少なくとも第１のフィルム層および第２のフィルム層を含む２つ以上のフィルム層を選択することと、
前記第１のフィルム層の表面上に前記バリア接着剤を塗布することと、
前記第２のフィルム層の表面を前記第１のフィルム層の前記表面上に塗布された前記バリア接着剤と接触させ、それにより所望のバリア性能を有する前記積層構造を形成することと、を含む、方法。
前記積層フィルム構造が、同等の所望のバリア性能を有する既存の積層構造の厚さよりも薄い厚さを有する、請求項７に記載の方法。
前記所望のバリア性能が、ＡＳＴＭ法Ｄ３９８５に従って測定された２０ｃｃＯ_２／ｍ^２／日以下の酸素透過率である、請求項７に記載の方法。
前記所望のバリア性能が、ＡＳＴＭ法Ｆ１２４９に従って測定された５ｇｍＨ_２Ｏ／ｍ^２／日以下の水蒸気透過率である、請求項７に記載の方法。