JP2022542657A - 少なくとも５つの層を含む多層フィルムおよびその生成方法 - Google Patents

少なくとも５つの層を含む多層フィルムおよびその生成方法 Download PDF

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Abstract

本開示の実施形態は、多層フィルムを対象とする。多層フィルムの実施形態は、第１のポリオレフィンを含む第１の層、第２のポリオレフィンを含む第２の層、第３のポリオレフィンを含む第３の層、第４のポリオレフィンを含む第４の層、および第５のポリオレフィンを含む第５の層を含み得る。第２の層は、第１の層と第３の層との間に配置することができ、第３の層は、第２の層と第４の層との間に配置することができ、第４の層は、第３の層と第５の層との間に配置することができる。第１のポリオレフィン、第２のポリオレフィン、第３のポリオレフィン、および第４のポリオレフィンのうちの２つ以上は、同一であっても異なっていてもよい。第３のポリオレフィンは、０．９２４ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度および０．２５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有するポリエチレン組成物であり得る。【選択図】図１

Description

関連出願の相互参照
本出願は、２０１９年８月６日に出願された米国仮特許出願第６２／８８３，４７５号、および２０１９年８月６日に出願された米国仮特許出願第６２／８８３，４６７号の優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
本明細書に記載の実施形態は、一般に、多層フィルム、より具体的には、ポリエチレンを含む多層フィルムに関する。
持続可能性の改善は、ポリエチレンを含む多層フィルムの製造業者にとって継続的な目標である。したがって、インフレーションまたはキャストフィルムを含み得る単層および多層ポリマーフィルムが、材料費の削減を可能にし得るダウンゲージ（すなわち、より薄いフィルム厚を使用すること）に伴い靭性を示すことは有益である。しかしながら、薄い厚さで十分な靭性を有するポリマーフィルムを得ることは、多くの場合困難である。
ダウンゲージを推進する業界の１つに、頑丈な輸送用サック（ＨＤＳＳ）市場が含まれる。頑丈な輸送用サックには、１０キログラムを超える物品を運ぶように設計された大きな袋が含まれ得る。頑丈な輸送用サックで運ばれる物品のいくつかの例としては、化学樹脂ペレット、顔料、砂糖、肥料、砂、米、中間製品などが挙げられる。しかしながら、ＨＤＳＳ用途で使用される従来の３層フィルムは、一般に、多層フィルムの厚さを減少したときに、靭性と耐クリープ性との適切なバランスを実現することができない。したがって、顧客および業界の要件を満たす、耐ダート／袋落下性、耐穿刺性、耐引裂性、および耐クリープ性などの物理的特性を示す多層フィルムに対する必要性が存在する。いくつかの実施形態では、これらの多層フィルムは、減少した厚さにおいても依然として顧客および業界の要件を満たす物理的特性を維持し得る。
本開示の実施形態は、剛性および乱用特性（すなわち、ダート、穿刺エネルギー、引裂）のバランスを提供する少なくとも５つの層を含む多層フィルムを提供することによって、それらの必要性を満たす。そのような多層フィルムは、靭性と耐クリープ性との改善されたバランスを示すポリエチレン組成物をコア層に含み得る。さらに、コア層にポリエチレン組成物を含む多層体の全体厚さを減らすとき、この多層フィルムは、従来の多層フィルムと比較して、靭性と耐クリープ性との改善されたバランスを依然として示し得る。
本開示の少なくとも１つの実施形態によれば、多層フィルムは、第１のポリオレフィンを含む第１の層、第２のポリオレフィンを含む第２の層、第３のポリオレフィンを含む第３の層、第４のポリオレフィンを含む第４の層、および第５のポリオレフィンを含む第５の層を含み得る。第１のポリオレフィン、第２のポリオレフィン、第３のポリオレフィン、および第４のポリオレフィンのうちの２つ以上は、組成が同一であっても異なっていてもよい。第２の層は、第１の層と第３の層との間に配置することができる。第３の層は、第２の層と第４の層との間に配置することができる。第４の層は、第３の層と第５の層との間に配置することができる。第３のポリオレフィンは、（ａ）改善されたコモノマー組成分布（ｉＣＣＤ）分析法による溶出プロファイルにおいて４５℃～８７℃の温度範囲に単一のピークを有する第１のポリエチレン画分であって、第１のポリエチレン画分面積が、４５℃～８７℃における第１のポリエチレン画分の単一のピーク下の溶出プロファイル内の面積である、第１のポリエチレン画分と、（ｂ）ｉＣＣＤ分析法による溶出プロファイルにおいて９５℃～１２０℃の温度範囲に単一のピークを有する第２のポリエチレン画分であって、第２のポリエチレン画分面積が、９５℃～１２０℃における第２のポリエチレン画分の単一のピーク下の溶出プロファイル内の面積である、第２のポリエチレン画分と、を含む、ポリエチレン組成物であり得、このポリエチレン組成物は、０．９２４ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度および０．２５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し、第１のポリエチレン画分面積は、溶出プロファイルの総面積の少なくとも４０％を構成し、第１のポリエチレン画分面積対第２のポリエチレン画分面積の比は、０．７５～２．５であり、ピーク高さの５０パーセントでの第２のポリエチレン画分の単一のピークの幅は、５．０℃未満である。
本開示の少なくとも１つの別の実施形態によれば、多層フィルムは、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度を有する線状低密度ポリエチレンを含む第１の層、ＡＳＴＭ ７４２に従って測定したときに、０．９４０ｇ／ｃｍ３を超える密度を有するポリエチレンを含む第２の層、第３のポリオレフィンを含む第３の層、ＡＳＴＭ ７４２に従って測定したときに、０．９４０ｇ／ｃｍ３を超える密度を有する第４の層、および０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度を有する線状低密度ポリエチレンを含む第５の層を含み得る。第１のポリオレフィン、第２のポリオレフィン、第３のポリオレフィン、および第４のポリオレフィンのうちの２つ以上は、組成が同一であっても異なっていてもよい。第２の層は、第１の層と第３の層との間に配置することができる。第３の層は、第２の層と第４の層との間に配置することができる。第４の層は、第３の層と第５の層との間に配置することができる。第３のポリオレフィンは、（ａ）改善されたコモノマー組成分布（ｉＣＣＤ）分析法による溶出プロファイルにおいて４５℃～８７℃の温度範囲に単一のピークを有する第１のポリエチレン画分であって、第１のポリエチレン画分面積が、４５℃～８７℃における第１のポリエチレン画分の単一のピーク下の溶出プロファイル内の面積である、第１のポリエチレン画分と、（ｂ）ｉＣＣＤ分析法による溶出プロファイルにおいて９５℃～１２０℃の温度範囲に単一のピークを有し、第２のポリエチレン画分面積が、９５℃～１２０℃における第２のポリエチレン画分の単一のピーク下の溶出プロファイル内の面積である第２のポリエチレン画分とを含む、ポリエチレン組成物であり得、このポリエチレン組成物は、０．９２４ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度および０．２５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し、第１のポリエチレン画分面積は、溶出プロファイルの総面積の少なくとも４０％を構成し、第１のポリエチレン画分面積対第２のポリエチレン画分面積の比は、０．７５～２．５であり、ピーク高さの５０パーセントでの第２のポリエチレン画分の単一のピークの幅は、５．０℃未満である。
したがって、本開示の実施形態は、減少した厚さで剛性および乱用特性（例えば、ダート、穿刺エネルギー、引裂）のバランスを提供する多層フィルムを提供し得る。
これらおよび他の実施形態は、添付の図面と併せて以下の発明を実施するための形態においてより詳細に説明される。
本開示の特定の実施形態の以下の詳細な説明は、以下の図面と併せて読むと最もよく理解することができ、これらの図面では、同様の構造体が同様の参照番号で示される。
ここに記載される１つ以上の実施形態による、ｉＣＣＤ溶出プロファイルを概略的に示す。 ここに記載される１つ以上の実施形態による、実施例１のポリエチレン組成物のｉＣＣＤ溶出プロファイルをグラフで示す。 ここに記載される１つ以上の実施形態による、ポリエチレンを生成するのに有用な反応器システムを概略的に示す。 本明細書に記載される１つ以上の実施形態による、ポリエチレンを生成するのに有用な別の反応器システムを概略的に示す。
ここで、本出願の特定の実施形態について説明する。これらの実施形態は、本開示が詳細かつ完全であり、当業者に特許請求された主題の範囲を完全に伝えるように提供される。
相反する記載がなく、文脈から暗示されておらず、または当該技術分野において慣例的でない限り、全ての部および百分率は、重量に基づくものであり、全ての温度は摂氏度（℃）であり、全ての試験方法は、本開示の出願日の時点で最新である。
「ポリマー」という用語は、同じ種類または異なる種類にかかわらず、モノマーを重合することによって調製されるポリマー化合物を指す。このため、ポリマーという総称は、通常、１種類のみのモノマーから調製されたポリマーを指す「ホモポリマー」という用語、ならびに２種類以上の異なるモノマーから調製されたポリマーを指す「コポリマー」を包含する。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るポリマーを指す。したがって、総称であるインターポリマーは、コポリマー、およびターポリマーなどの、３種類以上の異なるモノマーから調製されたポリマーを含む。
本明細書に記載されるように、「ポリエチレン」または「エチレン系ポリマー」は、過半量（＞５０ｍｏｌ％）のエチレンモノマーに由来する単位を含むポリマーを指す。これは、ポリエチレンホモポリマーまたはコポリマー（単位が２つ以上のコモノマーに由来することを意味する）を含む。当該技術分野において既知であるポリエチレンの一般的な形態には、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）、極低密度ポリエチレン（ＶＬＤＰＥ）、線状および実質的に線状の低密度樹脂の両方を含むシングルサイト触媒線状低密度ポリエチレン（ｍ－ＬＬＤＰＥ）、エチレン系プラストマー（ＰＯＰ）およびエチレン系エラストマー（ＰＯＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、ならびに高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が含まれる。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既知であるが、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間の差異を理解する上で役立ち得る。
本明細書で使用される場合、「組成物」という用語は、組成物を構成する材料の混合物、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。
本明細書で使用される場合、「ポリプロピレン」または「プロピレン系ポリマー」という用語は、重合形態で５０モル％超のプロピレンモノマーに由来する単位を構成するポリマーを指す。これには、プロピレンホモポリマー、ランダムコポリマーポリプロピレン、インパクトコポリマーポリプロピレン、プロピレン／α－オレフィンコポリマー、およびプロピレン／α－オレフィンコポリマーが含まれる。
「ＬＤＰＥ」という用語は、「高圧エチレンポリマー」または「高度に分岐したポリエチレン」とも称されることがあり、ポリマーが、過酸化物などのフリーラジカル開始剤を使用することによって、１４，５００ｐｓｉ（１００ＭＰａ）を超える圧力で、オートクレーブまたは管状反応器において、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（例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，５９９，３９２号を参照されたい）。ＬＤＰＥ樹脂は、典型的には、０．９１６～０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する。
「ＬＬＤＰＥ」という用語には、チーグラー・ナッタ触媒系を使用して作製された樹脂、ならびにビスメタロセン触媒（「ｍ－ＬＬＤＰＥ」と称されることもある）、ホスフィンイミン、および拘束幾何触媒を含むが、これらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製された樹脂、ならびにビス（ビフェニルフェノキシ）触媒（多価アリールオキシエーテル触媒とも称される）を含むが、これに限定されないポストメタロセン分子触媒を使用して作製された樹脂が含まれる。ＬＬＤＰＥは、線状の、実質的に線状の、または不均一なエチレン系コポリマーまたはホモポリマーを含む。ＬＬＤＰＥは、ＬＤＰＥよりも少ない長鎖分岐を含有し、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号においてさらに定義される、実質的に線状のエチレンポリマー、米国特許第３，６４５，９９２号におけるものなどの、均一分岐線状エチレンポリマー組成物、米国特許第４，０７６，６９８号に開示されるプロセスに従って調製されるものなどの不均一分岐エチレンポリマー、ならびにそれらのブレンド（米国特許第３，９１４，３４２号および米国特許第５，８５４，０４５号に開示されるものなど）を含む。ＬＬＤＰＥ樹脂は、当該技術分野で知られている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、またはこれらの任意の組み合わせによって作製され得る。
「ＭＤＰＥ」という用語は、０．９２４～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンを指す。「ＭＤＰＥ」は、典型的には、クロムまたはチーグラー・ナッタ触媒を使用して、または置換モノ－またはビス－シクロペンタジエニル触媒（典型的にはメタロセンと称される）、束縛幾何触媒、ホスフィニミン（ｐｈｏｓｐｈｉｎｉｍｉｎｅ）触媒、および多価アリールオキシエーテル触媒（典型的にはビスフェニルフェノキシと称される）を含むが、これらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製される。
「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、または置換モノ－もしくはビス－シクロペンタジエニル触媒（典型的にはメタロセンと称される）、束縛幾何触媒、ホスフィミニン触媒、および多価アリールオキシエーテル触媒（典型的にはビスフェニルフェノキシと称される）を含むが、これらに限定されないシングルサイト触媒を用いて調製される、約０．９３５ｇ／ｃｍ３超～最大約０．９８０ｇ／ｃｍ３の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、または置換モノ－もしくはビス－シクロペンタジエニル触媒（典型的にはメタロセンと称される）、束縛構造触媒、ホスフィミニン触媒、および多価アリールオキシエーテル触媒（典型的にはビスフェニルフェノキシと称される）を含むが、これらに限定されないシングルサイト触媒を用いて調製される、０．８５５ｇ／ｃｍ３～０．９１２ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンを指す。ＵＬＤＰＥには、ポリエチレン（エチレン系）プラストマーおよびポリエチレン（エチレン系）エラストマーが含まれるが、これらに限定されない。ポリエチレン（エチレン系）エラストマープラストマーは、一般に０．８５５ｇ／ｃｍ３～０．９１２ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
「ブレンド」、「ポリマーブレンド」、および同様の用語は、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知られている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有しても、そうでなくてもよい。ブレンドは、積層体ではないが、積層体の１つ以上の層がブレンドを含有してもよい。そのようなブレンドは、乾式ブレンドとして、その場で（例えば、反応器内で）形成されたものとして、溶融ブレンドとして、または当業者に既知の他の技術を使用して調製され得る。
「多層構造体」または「多層フィルム」とは、２つ以上の層を有するあらゆる構造体を意味する。例えば、多層構造体（例えば、フィルム）は、５つ以上の層を有し得る。多層構造体は、文字で指定された層を有するものとして説明され得る。例えば、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅとして指定された５層構造体は、コア層Ｃ、および２つの外層ＡおよびＥ、ならびに２つの内層ＢおよびＤを有し得る。いくつかの実施形態では、本開示の多層フィルムが、最大１１、１３、１５、またはそれ以上の層を含み得る。
「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「有する（ｈａｖｉｎｇ）」という用語、およびそれらの派生語は、任意の追加の構成要素、工程、または手順の存在を、それらが具体的に開示されているか否かにかかわらず、除外することを意図するものではない。いかなる疑念も避けるために、「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」という用語の使用を通して特許請求される全ての組成物は、別段矛盾する記述がない限り、ポリマー性かまたは別のものであるかにかかわらず、いかなる追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含んでもよい。対照的に、「から本質的になる」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、任意の以降の記述の範囲から任意の他の構成要素、工程、または手順を除外する。「からなる」という用語は、具体的に規定または列記されていないいずれの構成要素、工程、または手順も除外する。
多層フィルム
ここで、本明細書に記載の多層フィルムの実施形態を参照する。ここに記載される多層フィルムの実施形態は、少なくとも５つの層を含み得る。
本開示の多層フィルムは、少なくとも５つの層、さらには１３層もの層を含み得る。多層フィルムの層の数は、例えば、多層フィルムの各層の組成、多層フィルムの所望の特性、多層フィルムの所望の最終用途、多層フィルムの製造プロセスなどを含む多数の因子に依存し得る。多層フィルムは、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅとして指定された５層構造体であり得、第１の層は、Ａとして指定され得、第２の層は、Ｂとして指定され得、第３の層は、Ｃとして指定され得、第４の層は、Ｄとして指定され得、第５の層は、Ｅとして指定され得る。いくつかの実施形態において、第３の層は、「コア層」と称され得る。いくつかの実施形態では、第１の層および第５の層のうちの一方または両方は、「スキン層」または「外層」と称され得る。いくつかの実施形態では、第２の層および第４の層のうちの一方または両方は、「内層」と称され得る。実施形態では、第２の層は、第１の層と第３の層との間に配置され得る。第３の層は、第２の層と第４の層との間に配置され得る。第４の層は、第３の層と第５の層との間に配置され得る。さらなる実施形態では、第１の層および第５の層が、多層フィルムの最外層であり得る。本明細書で使用される場合、多層フィルムの最外層は、最外層が周囲の空気と直接接触するように、最外層上に堆積された別の層があってはならないことを意味すると理解され得る。
実施形態では、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層、または第５の層のうちの１つ以上が、互いに直接接触していてもよい。本明細書で使用される場合、「直接接触」とは、互いに直接接触している２つの層の間に任意の他の層が配置されてはならないことを意味する。さらなる実施形態では、第１の層が、第２の層と直接接触し得る。いくつかの実施形態では、第２の層が、第１の層および第３の層のうちの一方または両方と直接接触し得る。いくつかの実施形態では、第３の層が、第４の層および第２の層のうちの一方または両方と直接接触し得る。実施形態では、第４の層が、第５の層と直接接触し得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のタイ層が、第１の層および第２の層、第２の層および第３の層、第３の層および第４の層、または第４の層および第５の層のうちの１つ以上の間に配設され得る。
本開示でより詳しく後述するように、多層フィルムは、第１のポリオレフィンを含む第１の層、第２のポリオレフィンを含む第２の層、第３のポリオレフィンを含む第３の層、第４のポリオレフィンを含む第４の層、および第５のポリオレフィンを含む第５の層を含み得る。第１のポリオレフィン、第２のポリオレフィン、第３のポリオレフィン、第４のポリオレフィン、および第５のポリオレフィンのうちの２つ以上は、組成が同一であっても異なっていてもよい。前述のいずれの層も、当業者に既知の１つ以上の添加剤、例えば、可塑剤、粘度安定剤を含む安定剤、加水分解安定剤、一次および二次酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、染料、顔料、または他の着色剤、無機充填剤、難燃剤、潤滑剤、ガラス繊維およびフレークなどの強化剤、合成（例えば、アラミド）繊維またはパルプ、フォーミング剤または発泡剤、加工助剤、スリップ添加剤、シリカまたはタルクなどの粘着防止剤、剥離剤、粘着付与樹脂、またはそれらの２つ以上の組み合わせなどをさらに含んでもよいと理解されたい。炭酸カルシウムなどの無機充填剤およびその類似体も、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層、第５の層、およびそれらの組み合わせのうちの１つ以上に組み込むことができる。いくつかの実施形態では、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層、第５の層、および組み合わせがそれぞれ、このような追加の添加剤を最大５重量パーセント含み得る。０重量％～５重量％の全ての個々の値およびサブレンジが本明細書に含まれ、開示されており、例えば、第１の層、第２の層、第３の層、第４の層、または第５の層における添加剤の総量は、それぞれの層の総重量に基づいて、０．５重量％～５重量％、０．５重量％～４重量％、０．５重量％～３重量％、０．５重量％～２重量％、０．５重量％～１重量％、１重量％～５重量％、１重量％～４重量％、１重量％～３重量％、１重量％～２重量％、２重量％～５重量％、２重量％～４重量％、２重量％～３重量％、３重量％～５重量％、３重量％～４重量％、または４重量％～５重量％であり得る。添加剤の組み込みは、例えば、乾式ブレンド、様々な構成成分の混合物の押出し、従来のマスターバッチ技術などの任意の既知のプロセスによって行うことができる。
本発明の多層フィルムは、様々な厚さを有することができる。多層フィルムの厚さは、例えば、多層フィルムの層の数、多層フィルムの層の組成、多層フィルムの所望の特性、フィルムの所望の最終用途、多層フィルムの製造プロセスなどを含む多数の因子に依存し得る。実施形態では、多層フィルムは、１５マイクロメートル（μｍまたはミクロン）～２５０μｍの厚さを有し得る。他の実施形態では、多層フィルムは、１５μｍ～２００μｍ、１５μｍ～１５００μｍ、１５μｍ～１００μｍ、１５μｍ～７５μｍ、１５μｍ～５０μｍ、１５μｍ～２５μｍ、２５μｍ～１１５μｍ、２５μｍ～１００μｍ、２５μｍ～７５μｍ、２５μｍ～５０μｍ、５０μｍ～１１５μｍ、５０μｍ～１００μｍ、５０μｍ～７５μｍ、７５μｍ～１１５μｍ、７５μｍ～１００μｍ、または１００μｍ～１１５μｍの全体厚さを有し得る。
本開示の多層フィルムは、例えば、多層フィルムの層の数、多層フィルムの層の組成、多層フィルムの所望の特性、フィルムの所望の最終用途、多層フィルムの製造プロセスなどを含む多数の因子に依存する全体密度を有し得る。実施形態では、多層フィルムは、１立方センチメートル当たり少なくとも０．９２５グラム（ｇ／ｃｍ３）の全体密度を有し得る。他の実施形態では、多層フィルムの全体密度は、０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３、０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９３５ｇ／ｃｍ３、０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３、０．９３０ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３、０．９３０ｇ／ｃｍ３～０．９３５ｇ／ｃｍ３、または０．９３５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３であり得る。
本開示の多層フィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７０９方法Ａに従って測定したときに、比較的良好なダート強度を有し得る。実施形態では、多層フィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７０９方法Ａに従って測定したときに、少なくとも７００グラムのダート落下衝撃を有し得る。他の実施形態では、多層フィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７０９方法Ａに従って測定したときに、７００グラム～２０００グラム、７００グラム～１５００グラム、７００グラム～１０００グラム、１０００グラム～２０００グラム、１０００グラム～１５００グラム、または１５００グラム～２０００グラムのダート落下衝撃を有し得る。
本開示の多層フィルムは、１．７ｋｇ、１５時間、および５０℃でＡＳＴＭ ２９９０に従って測定したときに、５０％未満の交差方向の引張クリープを有し得る。他の実施形態では、多層フィルムは、１．７ｋｇ、１５時間、および５０℃でＡＳＴＭ ２９９０に従って測定したときに、４０％未満または３０％未満の引張クリープを有し得る。
本開示の多層フィルムは、本開示で後述する試験方法に従って測定したときに、３０ｉｎ－ｌｂｆを超える破断時の穿刺エネルギーを有し得る。他の実施形態では、多層フィルムは、本開示で後述する試験方法に従って測定したときに、４０ｉｎ－ｌｂｆまたは５０ｉｎ－ｌｂｆを超える破断時の穿刺エネルギーを有し得る。
本開示の多層フィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定したときに、少なくとも５０，０００ｐｓｉの機械方向の平均割線係数を有し得る。他の実施形態では、多層フィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定したときに、少なくとも５５，０００ｐｓｉまたは６０，０００ｐｓｉの機械方向の平均割線係数を有し得る。本開示の多層フィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定したときに、少なくとも５５，０００ｐｓｉの交差方向の平均割線係数を有し得る。他の実施形態では、多層フィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定したときに、少なくとも６０，０００ｐｓｉまたは７０，０００ｐｓｉの交差方向の平均割線係数を有し得る。
第１の層
前述のように、本開示の多層フィルムは、第１の層を含み得る。５層構造体、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅとして指定された多層フィルムにおいて、第１の層は、Ａとして指定され得る。いくつかの実施形態では、第１の層は、「スキン層」と呼ばれ得る。さらなる実施形態では、第１の層は、多層フィルムの最外層の１つであり得る。さらなる実施形態では、第１の層が、第２の層と直接接触し得る。
本開示の多層フィルムの第１の層は、様々な厚さを有することができる。第１の層の厚さは、例えば、第１の層の組成、多層フィルムの所望の全体的特性、多層フィルムの所望の最終用途、多層フィルムの製造プロセスなどを含む多数の因子に依存し得る。実施形態では、第１の層は、０．５マイクロメートル（μｍまたはミクロン）～５０μｍの厚さを有し得る。他の実施形態では、第１の層は、０．５μｍ～２５μｍ、０．５μｍ～１０μｍ、０．５μｍ～５μｍ、０．５μｍ～１．０μｍ、１．０μｍ～５０μｍ、１．０μｍ～２５μｍ、１．０μｍ～１０μｍ、１．０μｍ～５μｍ、５μｍ～５０μｍ、５μｍ～２５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～５０μｍ、１０μｍ～２５μｍ、または２５μｍ～５０μｍの厚さを有し得る。
多層フィルムの第１の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～４０重量％を構成し得る。いくつかの実施形態では、第１の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～３０重量％、５重量％～２０重量％、５重量％～１０重量％、１０重量％～４０重量％、１０重量％～３０重量％、１０重量％～２０重量％、２０重量％～４０重量％、２０重量％～３０重量％、または３０重量％～４０重量％を構成し得る。
様々な実施形態において、第１の層は、延伸、加工性などを助ける特性を多層フィルムに与える１つ以上の材料を含み得る。実施形態では、第１の層は、第１のポリオレフィンを含み得る。いくつかの実施形態では、第１のポリオレフィンは、第５のポリオレフィンと同一であり得、第５のポリオレフィンは、第５の層に含まれ得る。
１つ以上の実施形態では、第１の層は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定したときに、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３の密度を有する線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を含み得る。別の実施形態では、線状低密度ポリエチレンの密度は、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９２０ｇ／ｃｍ３、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９１５ｇ／ｃｍ３、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９１０ｇ／ｃｍ３、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９２０ｇ／ｃｍ３、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９１５ｇ／ｃｍ３、０．９１５ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３、０．９１５ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３、０．９１５ｇ／ｃｍ３～０．９２０ｇ／ｃｍ３、０．９２０ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３、０．９２０ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３、０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３であり得る。
１つ以上の実施形態では、第１の層の線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに、１０分当たり０．２グラム（ｇ／１０分）～２．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。線状低密度ポリエチレンのメルトインデックス（Ｉ２）が、０．２ｇ／１０分～１．５ｇ／１０分、０．２ｇ／１０分～１．０ｇ／１０分、０．２ｇ／１０分～０．５ｇ／１０分、０．５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分、０．５ｇ／１０分～１．５ｇ／１０分、０．５ｇ／１０分～１．０ｇ／１０分、１．０ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分、１．０ｇ／１０分～１．５ｇ／１０分、または１．５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分であり得ることも企図される。
実施形態によれば、第１の層の線状低密度ポリエチレンは、重量平均分子量対数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）として表される、３．５～５．５の範囲の分子量分布を有し得る。追加の実施形態では、第１の層の線状低密度ポリエチレンは、３．５～４．５または４．５～５．５の範囲の分子量分布を有し得る。
１つ以上の追加の実施形態によれば、第１の層の線状低密度ポリエチレンは、本明細書に記載の試験方法に従って測定したときに、１．２～３．０のゼロ剪断粘度比を有し得る。他の実施形態では、第１の層の線状低密度ポリエチレンは、１．２～２．５、１．２～２．０、２．０～３．０、２．０～２．５、または２．５～３．０のゼロ剪断粘度比を有し得る。
線状低密度ポリエチレンの生成について、様々な方法論が企図されている。例えば、線状低密度ポリエチレン樹脂は、チーグラー・ナッタ触媒系、ビスメタロセン触媒および束縛幾何触媒を含むがこれらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製された樹脂、ポストメタロセン分子触媒を使用して作製された樹脂を使用して作製され得る。線状低密度ポリエチレン樹脂には、線状の、実質的に線状の、または不均一な、ポリエチレンコポリマーまたはホモポリマーが含まれ得る。線状低密度ポリエチレン樹脂には、ＬＤＰＥよりも少ない長鎖分岐が含有され、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ポリエチレンと、米国特許第３，６４５，９９２号におけるものなどの均一分岐線状エチレンポリマー組成物と、米国特許第４，０７６，６９８号に開示されるプロセスに従って調製されたものなどの不均一分岐エチレンポリマーと、それらのブレンド（米国特許第３，９１４，３４２号または米国特許第５，８５４，０４５号に開示されるものなど）と、が含まれる。線状低密度ポリエチレン樹脂は、当該技術分野において既知である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によって作製することができる。
１つ以上の実施形態では、第１の層が、第１の層の総重量に基づいて、５０重量％超の線状低密度ポリエチレンを構成する。いくつかの実施形態では、第１の層は、第１の層の総重量に基づいて、約５０重量％～約１００重量％、約５０重量％～約８０重量％、約５０重量％～約６０重量％、約６０重量％～約１００重量％、約６０重量％～約８０重量％、または約８０重量％～約１００重量％のＬＬＤＰＥを含む。
任意選択で、いくつかの実施形態では、第１の層は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を含み得る。１つ以上の実施形態では、第１の層の低密度ポリエチレンは、２．１６ｋｇの負荷および１９０℃の温度でＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに、０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／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、第１の層の低密度ポリエチレンは、０．１ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。実施形態では、第１の層の低密度ポリエチレンは、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定したときに、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９３５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。別の実施形態では、第１の層の低密度ポリエチレンは、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
１つ以上の実施形態では、第１の層が、第１の層の総重量に基づいて、５０重量％未満の低密度ポリエチレンを構成する。いくつかの実施形態では、第１の層は、第１の層の総重量に基づいて、約０重量％～約５０重量％、約０重量％～約４０重量％、約０重量％～約２０重量％、約２０重量％～約５０重量％、約２０重量％～約４０重量％、または約４０重量％～約５０重量％の低密度ポリエチレンを含む。
第２の層
前述のように、本開示の多層フィルムは、第２の層を含み得る。５層構造体、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅとして指定された多層フィルムにおいて、第２の層は、Ｂとして指定され得る。いくつかの実施形態では、第２の層は、「内層」と呼ばれ得る。さらなる実施形態では、第２の層は、第１の層および第３の層のうちの一方または両方と直接接触し得る。
本開示の多層フィルムの第２の層は、様々な厚さを有することができる。第２の層の厚さは、例えば、第２の層の組成、多層フィルムの所望の全体的特性、多層フィルムの所望の最終用途、多層フィルムの製造プロセスなどを含む多数の因子に依存し得る。実施形態では、第２の層は、０．５マイクロメートル（μｍまたはミクロン）～５０μｍの厚さを有し得る。他の実施形態では、第２の層は、０．５μｍ～２５μｍ、０．５μｍ～１０μｍ、０．５μｍ～５μｍ、０．５μｍ～１．０μｍ、１．０μｍ～５０μｍ、１．０μｍ～２５μｍ、１．０μｍ～１０μｍ、１．０μｍ～５μｍ、５μｍ～５０μｍ、５μｍ～２５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～５０μｍ、１０μｍ～２５μｍ、または２５μｍ～５０μｍの厚さを有し得る。
本明細書で開示される多層フィルムの第２の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～４０重量％を構成し得る。いくつかの実施形態では、第２の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～３０重量％、５重量％～２０重量％、５重量％～１０重量％、１０重量％～４０重量％、１０重量％～３０重量％、１０重量％～２０重量％、２０重量％～４０重量％、２０重量％～３０重量％、または３０重量％～４０重量％を構成し得る。
様々な実施形態において、第２の層は、多層フィルムの剛性を強化する特性を与える１つ以上の材料を含み得る。実施形態では、第２の層は、第２のポリオレフィンを含み得る。いくつかの実施形態では、第２のポリオレフィンは、第４のポリオレフィンと同一であり得、第４のポリオレフィンは、第４の層に含まれ得る。
１つ以上の実施形態では、第２のポリオレフィンは、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定したときに、０．９３５ｇ／ｃｍ３～最大０．９８０ｇ／ｃｍ３の密度を有する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含み得る。別の実施形態では、高密度ポリエチレンの密度は、０．９３５ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３、０．９３５ｇ／ｃｍ３～０．９６０ｇ／ｃｍ３、０．９３５ｇ／ｃｍ３～０．９５０ｇ／ｃｍ３、０．９３５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９８０ｇ／ｃｍ３、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９６０ｇ／ｃｍ３、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９５０ｇ／ｃｍ３、０．９５０ｇ／ｃｍ３～０．９８０ｇ／ｃｍ３、０．９５０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３、０．９５０ｇ／ｃｍ３～０．９６０ｇ／ｃｍ３、０．９６０ｇ／ｃｍ３～０．９８０ｇ／ｃｍ３、０．９６０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３、０．９７０ｇ／ｃｍ３～０．９８０ｇ／ｃｍ３であり得る。
１つ以上の実施形態では、第２のポリオレフィンは、２．１６ｋｇの負荷および１９０℃の温度でＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに、１０分当たり０．１グラム（ｇ／１０分）～１０．０ｇ／１０分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み得る。高密度ポリエチレンのメルトインデックス（Ｉ２）が、０．１ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、０．１ｇ／１０分～１．０ｇ／１０分、１．０ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分、１．０ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または５．０ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分であり得ることも企図される。
高密度ポリエチレンの生成について、様々な方法論が企図されている。例えば、高密度ポリエチレン樹脂は、チーグラー・ナッタ触媒系、クロム触媒、またはビスメタロセン触媒および束縛幾何触媒を含むがこれらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製され得る。
１つ以上の実施形態では、第２の層が、第２の層の総重量に基づいて、５０重量％超の高密度ポリエチレンを構成する。いくつかの実施形態では、第２の層は、第２の層の総重量に基づいて、約５０重量％～約１００重量％、約５０重量％～約８０重量％、約５０重量％～約６０重量％、約６０重量％～約１００重量％、約６０重量％～約８０重量％、または約８０重量％～約１００重量％の高密度ポリエチレンを含む。
任意選択で、いくつかの実施形態では、第２の層は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を含み得る。１つ以上の実施形態では、低密度ポリエチレンは、２．１６ｋｇの負荷および１９０℃の温度でＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに、０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。追加の実施形態では、低密度ポリエチレンは、０．１ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。実施形態では、低密度ポリエチレンは、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定したときに、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９３５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。別の実施形態では、低密度ポリエチレンは、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
１つ以上の実施形態では、第２の層が、第２の層の総重量に基づいて、５０重量％未満の低密度ポリエチレンを構成する。いくつかの実施形態では、第２の層は、第２の層の総重量に基づいて、約０重量％～約５０重量％、約０重量％～約４０重量％、約０重量％～約２０重量％、約２０重量％～約５０重量％、約２０重量％～約４０重量％、または約４０重量％～約５０重量％の低密度ポリエチレンを含む。
第３の層
前述のように、本開示の多層フィルムは、第３の層を含み得る。５層構造体、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅとして指定された多層フィルムにおいて、第３の層は、Ｃとして指定され得る。いくつかの実施形態では、第３の層は、「コア層」と呼ばれ得る。さらなる実施形態では、第３の層は、第２の層および第４の層のうちの一方または両方と直接接触し得る。
本開示の多層フィルムの第３の層は、様々な厚さを有することができる。第３の層の厚さは、例えば、第３の層の組成、多層フィルムの所望の全体的特性、多層フィルムの所望の最終用途、多層フィルムの製造プロセスなどを含む多数の因子に依存し得る。実施形態では、第３の層は、０．５マイクロメートル（μｍまたはミクロン）～５０μｍの厚さを有し得る。他の実施形態では、第３の層は、０．５μｍ～２５μｍ、０．５μｍ～１０μｍ、０．５μｍ～５μｍ、０．５μｍ～１．０μｍ、１．０μｍ～５０μｍ、１．０μｍ～２５μｍ、１．０μｍ～１０μｍ、１．０μｍ～５μｍ、５μｍ～５０μｍ、５μｍ～２５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～５０μｍ、１０μｍ～２５μｍ、または２５μｍ～５０μｍの厚さを有し得る。
多層フィルムの第３の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～４０重量％を構成し得る。いくつかの実施形態では、第３の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～３０重量％、５重量％～２０重量％、５重量％～１０重量％、１０重量％～４０重量％、１０重量％～３０重量％、１０重量％～２０重量％、２０重量％～４０重量％、２０重量％～３０重量％、または３０重量％～４０重量％を構成し得る。
様々な実施形態において、第３の層は、靭性および引裂強度の良好なバランスを提供する特性を多層フィルムに与える１つ以上の材料を含み得る。実施形態では、第３の層は、第３のポリオレフィンを含み得る。実施形態では、第３のポリオレフィンは、本開示でより詳しく後述するように、ポリエチレン組成物であり得る。
１つ以上の実施形態では、第３の層が、第３の層の総重量に基づいて、５０重量％超のポリエチレン組成物を構成する。いくつかの実施形態では、第３の層は、第３の層の総重量に基づいて、約５０重量％～約１００重量％、約５０重量％～約８０重量％、約５０重量％～約６０重量％、約６０重量％～約１００重量％、約６０重量％～約８０重量％、または約８０重量％～約１００重量％のポリエチレン組成物を含む。
任意選択で、いくつかの実施形態では、第３の層は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を含み得る。１つ以上の実施形態では、低密度ポリエチレンは、２．１６ｋｇの負荷および１９０℃の温度でＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに、０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／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、低密度ポリエチレンは、０．１ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。実施形態では、低密度ポリエチレンは、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定したときに、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９３５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。別の実施形態では、低密度ポリエチレンは、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
１つ以上の実施形態では、第３の層が、第３の層の総重量に基づいて、５０重量％未満の低密度ポリエチレンを構成する。いくつかの実施形態では、第１の層は、第３の層の総重量に基づいて、約０重量％～約５０重量％、約０重量％～約４０重量％、約０重量％～約２０重量％、約２０重量％～約５０重量％、約２０重量％～約４０重量％、または約４０重量％～約５０重量％の低密度ポリエチレンを含む。
第４の層
前述のように、本開示の多層フィルムは、第４の層を含み得る。５層構造体、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅとして指定された多層フィルムにおいて、第４の層は、Ｄとして指定され得る。いくつかの実施形態では、第４の層は、「内層」と呼ばれ得る。さらなる実施形態では、第４の層は、第３の層および第５の層のうちの一方または両方と直接接触し得る。
本開示の多層フィルムの第４の層は、様々な厚さを有することができる。第４の層の厚さは、例えば、第４の層の組成、多層フィルムの所望の全体的特性、多層フィルムの所望の最終用途、多層フィルムの製造プロセスなどを含む多数の因子に依存し得る。実施形態では、第４の層は、０．５マイクロメートル（μｍまたはミクロン）～５０μｍの厚さを有し得る。他の実施形態では、第４の層は、０．５μｍ～２５μｍ、０．５μｍ～１０μｍ、０．５μｍ～５μｍ、０．５μｍ～１．０μｍ、１．０μｍ～５０μｍ、１．０μｍ～２５μｍ、１．０μｍ～１０μｍ、１．０μｍ～５μｍ、５μｍ～５０μｍ、５μｍ～２５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～５０μｍ、１０μｍ～２５μｍ、または２５μｍ～５０μｍの厚さを有し得る。
多層フィルムの第４の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～４０重量％を構成し得る。いくつかの実施形態では、第４の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～３０重量％、５重量％～２０重量％、５重量％～１０重量％、１０重量％～４０重量％、１０重量％～３０重量％、１０重量％～２０重量％、２０重量％～４０重量％、２０重量％～３０重量％、または３０重量％～４０重量％を構成し得る。
様々な実施形態において、第４の層は、多層フィルムの剛性を強化する特性を与える１つ以上の材料を含み得る。実施形態では、第４の層は、第４のポリオレフィンを含み得る。いくつかの実施形態では、第４のポリオレフィンは、第２のポリオレフィンと同一であり得、第２のポリオレフィンは、第２の層に含まれ得る。
１つ以上の実施形態では、第４のポリオレフィンは、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定したときに、０．９３５ｇ／ｃｍ３～最大０．９８０ｇ／ｃｍ３の密度を有する高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を含み得る。別の実施形態では、高密度ポリエチレンの密度は、０．９３５ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３、０．９３５ｇ／ｃｍ３～０．９６０ｇ／ｃｍ３、０．９３５ｇ／ｃｍ３～０．９５０ｇ／ｃｍ３、０．９３５ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９８０ｇ／ｃｍ３、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９６０ｇ／ｃｍ３、０．９４０ｇ／ｃｍ３～０．９５０ｇ／ｃｍ３、０．９５０ｇ／ｃｍ３～０．９８０ｇ／ｃｍ３、０．９５０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３、０．９５０ｇ／ｃｍ３～０．９６０ｇ／ｃｍ３、０．９６０ｇ／ｃｍ３～０．９８０ｇ／ｃｍ３、０．９６０ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３、または０．９７０ｇ／ｃｍ３～０．９８０ｇ／ｃｍ３であり得る。
１つ以上の実施形態では、第４のポリオレフィンは、２．１６ｋｇの負荷および１９０℃の温度でＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに、１０分当たり０．１グラム（ｇ／１０分）～１０．０ｇ／１０分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み得る。線状低密度ポリエチレンのメルトインデックス（Ｉ２）が、０．１ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、０．１ｇ／１０分～１．０ｇ／１０分、１．０ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分、１．０ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または５．０ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分であり得ることも企図される。
高密度ポリエチレンの生成について、様々な方法論が企図されている。例えば、高密度ポリエチレン樹脂は、チーグラー・ナッタ触媒系、クロム触媒、またはビスメタロセン触媒および束縛幾何触媒を含むがこれらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製され得る。
１つ以上の実施形態では、第４の層が、第４の層の総重量に基づいて、５０重量％超の高密度ポリエチレンを構成する。いくつかの実施形態では、第４の層は、第４の層の総重量に基づいて、約５０重量％～約１００重量％、約５０重量％～約８０重量％、約５０重量％～約６０重量％、約６０重量％～約１００重量％、約６０重量％～約８０重量％、または約８０重量％～約１００重量％の高密度ポリエチレンを含む。
任意選択で、いくつかの実施形態では、第４の層は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を含み得る。１つ以上の実施形態では、低密度ポリエチレンは、２．１６ｋｇの負荷および１９０℃の温度でＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに、０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。追加の実施形態では、低密度ポリエチレンは、０．１ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。実施形態では、低密度ポリエチレンは、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定したときに、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９３５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。別の実施形態では、低密度ポリエチレンは、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
１つ以上の実施形態では、第４の層が、第１の層の総重量に基づいて、５０重量％未満の低密度ポリエチレンを構成する。いくつかの実施形態では、第４の層は、第４の層の総重量に基づいて、約０重量％～約５０重量％、約０重量％～約４０重量％、約０重量％～約２０重量％、約２０重量％～約５０重量％、約２０重量％～約４０重量％、または約４０重量％～約５０重量％の低密度ポリエチレンを含む。
第５の層
前述のように、本開示の多層フィルムは、第５の層を含み得る。５層構造体、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄ／Ｅとして指定された多層フィルムにおいて、第５の層は、Ｅとして指定され得る。いくつかの実施形態では、第５の層は、「スキン層」と呼ばれ得る。さらなる実施形態では、第５の層は、多層フィルムの最外層の１つであり得る。さらなる実施形態では、第５の層が、第４の層と直接接触し得る。
本開示の多層フィルムの第５の層は、様々な厚さを有することができる。第５の層の厚さは、例えば、第５の層の組成、多層フィルムの所望の全体的特性、多層フィルムの所望の最終用途、多層フィルムの製造プロセスなどを含む多数の因子に依存し得る。実施形態では、第５の層は、０．５マイクロメートル（μｍまたはミクロン）～５０μｍの厚さを有し得る。他の実施形態では、第５の層は、０．５μｍ～２５μｍ、０．５μｍ～１０μｍ、０．５μｍ～５μｍ、０．５μｍ～１．０μｍ、１．０μｍ～５０μｍ、１．０μｍ～２５μｍ、１．０μｍ～１０μｍ、１．０μｍ～５μｍ、５μｍ～５０μｍ、５μｍ～２５μｍ、５μｍ～１０μｍ、１０μｍ～５０μｍ、１０μｍ～２５μｍ、または２５μｍ～５０μｍの厚さを有し得る。
多層フィルムの第５の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～４０重量％を構成し得る。いくつかの実施形態では、第５の層は、多層フィルムの総重量の５重量％～３０重量％、５重量％～２０重量％、５重量％～１０重量％、１０重量％～４０重量％、１０重量％～３０重量％、１０重量％～２０重量％、２０重量％～４０重量％、２０重量％～３０重量％、または３０重量％～４０重量％を構成し得る。
様々な実施形態において、第５の層は、延伸、加工性などを助ける特性を多層フィルムに与える１つ以上の材料を含み得る。実施形態では、第５の層は、第５のポリオレフィンを含み得る。いくつかの実施形態では、第５のポリオレフィンは、第１のポリオレフィンと同一であり得、第１のポリオレフィンは、第１の層に含まれ得る。
１つ以上の実施形態では、第５の層は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定したときに、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３の密度を有する線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を含み得る。別の実施形態では、第５の層の線状低密度ポリエチレンの密度は、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９２０ｇ／ｃｍ３、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９１５ｇ／ｃｍ３、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９１０ｇ／ｃｍ３、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９２０ｇ／ｃｍ３、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９１５ｇ／ｃｍ３、０．９１５ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３、０．９１５ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３、０．９１５ｇ／ｃｍ３～０．９２０ｇ／ｃｍ３、０．９２０ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３、０．９２０ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３、０．９２５ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３であり得る。
１つ以上の実施形態では、第５の層の線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに、１０分当たり０．２グラム（ｇ／１０分）～２．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。第５の層の線状低密度ポリエチレンのメルトインデックス（Ｉ２）が、０．２ｇ／１０分～１．５ｇ／１０分、０．２ｇ／１０分～１．０ｇ／１０分、０．２ｇ／１０分～０．５ｇ／１０分、０．５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分、０．５ｇ／１０分～１．５ｇ／１０分、０．５ｇ／１０分～１．０ｇ／１０分、１．０ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分、１．０ｇ／１０分～１．５ｇ／１０分、または１．５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分であり得ることも企図される。
実施形態によれば、第５の層の線状低密度ポリエチレンは、重量平均分子量対数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）として表される、３．５～５．５の範囲の分子量分布を有し得る。追加の実施形態では、線状低密度ポリエチレンは、３．５～４．５または４．５～５．５の範囲の分子量分布を有し得る。
実施形態によれば、第５の層の線状低密度ポリエチレンは、０．９を超える分子量コモノマー分布指数（ＭＷＣＤＩ）値を有し得る。他の実施形態では、線状低密度ポリエチレンは、０．９～１０、１．０～１０、１．０～８．０、１．０～６．０、１．０～４．０、１．０～２．０、２．０～１０、２．０～８．０、２．０～６．０、２．０～４．０、４．０～１０、４．０～８．０、４．０～６．０、６．０～１０、６．０～８．０、または８．０～１０のＭＷＣＤＩ値を有し得る。
第５の層の線状低密度ポリエチレンは、以下の等式を満たすメルトインデックス比（Ｉ１０／Ｉ２）を有し得る：Ｉ１０／Ｉ２≧７．０－１．２×ｌｏｇ（Ｉ２）。さらに別の実施形態では、第５の層の線状低密度ポリエチレンは、７．０以上、７．１以上、７．２以上、７．３以上のメルトインデックス比Ｉ１０／Ｉ２を有し得る。一実施形態では、第５の層の線状低密度ポリエチレンは、９．２以下、９．０以下、８．８以下、または場合によっては８．５以下のメルトインデックス比Ｉ１０／Ｉ２を有し得る。
１つ以上の追加の実施形態によれば、第５の層の線状低密度ポリエチレンは、本明細書に記載の試験方法に従って測定したときに、１．２～３．０のゼロ剪断粘度比を有し得る。他の実施形態では、線状低密度ポリエチレンは、１．２～２．５、１．２～２．０、２．０～３．０、２．０～２．５、または２．５～３．０のゼロ剪断粘度比を有し得る。
線状低密度ポリエチレンの生成について、様々な方法論が企図されている。例えば、線状低密度ポリエチレン樹脂は、チーグラー・ナッタ触媒系、ビスメタロセン触媒および束縛幾何触媒を含むがこれらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製された樹脂、ポストメタロセン分子触媒を使用して作製された樹脂を使用して作製され得る。線状低密度ポリエチレン樹脂には、線状の、実質的に線状の、または不均一な、ポリエチレンコポリマーまたはホモポリマーが含まれ得る。線状低密度ポリエチレン樹脂には、ＬＤＰＥよりも少ない長鎖分岐が含有され、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ポリエチレンと、米国特許第３，６４５，９９２号におけるものなどの均一分岐線状エチレンポリマー組成物と、米国特許第４，０７６，６９８号に開示されるプロセスに従って調製されたものなどの不均一分岐エチレンポリマーと、それらのブレンド（米国特許第３，９１４，３４２号または米国特許第５，８５４，０４５号に開示されるものなど）と、が含まれる。線状低密度ポリエチレン樹脂は、当該技術分野において既知である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によって作製することができる。
１つ以上の実施形態では、第５の層が、第５の層の総重量に基づいて、５０重量％超の線状低密度ポリエチレンを構成する。いくつかの実施形態では、第５の層は、第５の層の総重量に基づいて、約５０重量％～約１００重量％、約５０重量％～約８０重量％、約５０重量％～約６０重量％、約６０重量％～約１００重量％、約６０重量％～約８０重量％、または約８０重量％～約１００重量％のＬＬＤＰＥを含む。
任意選択で、いくつかの実施形態では、第５の層は、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）を含み得る。１つ以上の実施形態では、低密度ポリエチレンは、２．１６ｋｇの負荷および１９０℃の温度でＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定したときに、０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／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、低密度ポリエチレンは、０．１ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、または０．５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。実施形態では、低密度ポリエチレンは、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定したときに、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９３５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。別の実施形態では、低密度ポリエチレンは、０．９１６ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。
１つ以上の実施形態では、第５の層が、第５の層の総重量に基づいて、５０重量％未満の低密度ポリエチレンを構成する。いくつかの実施形態では、第５の層は、第５の層の総重量に基づいて、約０重量％～約５０重量％、約０重量％～約４０重量％、約０重量％～約２０重量％、約２０重量％～約５０重量％、約２０重量％～約４０重量％、または約４０重量％～約５０重量％の低密度ポリエチレンを含む。
追加の層
前述のように、いくつかの実施形態では、多層フィルムは、１つ以上の追加の層を含んでもよい。いくつかの実施形態では、本開示の多層フィルムは、最大１１、１３、１５、またはそれ以上の層を含み得る。
１つ以上の追加の層は、延伸、加工性、剛性などを助ける特性を多層フィルムに与える１つ以上の材料を含み得る。実施形態では、１つ以上の追加の層は、１つ以上のポリオレフィンを含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上のポリオレフィンを含むは、０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９７０ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンを１つ以上含み得る。いくつかの実施形態では、１つ以上の追加の層の１つ以上のポリエチレンは、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＭＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ポリエチレン組成物、および組み合わせを含み得る。
いくつかの実施形態では、多層フィルムは、層間の接着を容易にするために、任意選択で結合層を含み得る。いくつかのそのような実施形態では、結合層は、マレイン酸無水物グラフト化ポリエチレンまたは結合層として有用であることが知られている他の官能化樹脂を含み得る。マレイン酸無水物グラフト化ポリエチレンの好適な市販品の例は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）のＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＴＹ１０５７であり、当業者に知られている他のものも使用することができる。
いくつかの実施形態では、多層フィルムは、任意選択でバリアを含み得る。適切なバリア層は、エチレンビニルアルコールコポリマー、環状オレフィンコポリマー、ポリ酢酸ビニル、またはこれらのポリマーのうちの１つ以上と、ポリエチレン、ポリビニルアルコール、もしくはポリアミドとのブレンドを含む層から選択され得る。
ポリエチレン組成物
（Ａ）ポリエチレンの組成および特性評価
１つ以上の実施形態では、ポリエチレン組成物は、０．９２４ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。例えば、本開示のポリエチレン組成物の実施形態は、０．９２４ｇ／ｃｍ３～０．９３１ｇ／ｃｍ３、０．９２４ｇ／ｃｍ３～０．９２８ｇ／ｃｍ３、０．９２７ｇ／ｃｍ３～０．９３１ｇ／ｃｍ３、または０．９２９ｇ／ｃｍ３～０．９３３ｇ／ｃｍ３の密度を有し得る。追加の実施形態によれば、ポリエチレン組成物は、０．９２４～０．９２８、０．９２８ｇ／ｃｍ３～０．９３２ｇ／ｃｍ３、０．９３２ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３、またはこれらの範囲の任意の組み合わせの密度を有し得る。
１つ以上の実施形態では、ポリエチレン組成物は、０．２５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分、例えば、０．５ｇ／１０分～１．２ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。例えば、１つ以上の実施形態では、ポリエチレン組成物は、０．２５ｇ／１０分～０．５ｇ／１０分、０．５ｇ／１０分～０．７ｇ／１０分、０．７ｇ／１０分～０．９ｇ／１０分、０．５９ｇ／１０分～１．１ｇ／１０分、１．１ｇ／１０分～１．３ｇ／１０分、１．３ｇ／１０分～１．５ｇ／１０分、１．５ｇ／１０分～１．７ｇ／１０分、１．７ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分、またはこれらの範囲の任意の組み合わせのメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。追加の実施形態によれば、ポリエチレン組成物は、０．６５ｇ／１０分～１．０５ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。
実施形態によれば、ポリエチレン組成物は、重量平均分子量対数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）として表される、２．５～８．０の範囲の分子量分布を有し得る。例えば、ポリエチレン組成物は、２．５～３．０、３．０～３．５、３．５～４．０、４．０～４．５、４．５～５．０、５．０～５．５、５．５～６．０、６．０～６．５、６．５～７．０、７．０～７．５、７．５～８．０、またはこれらの範囲の任意の組み合わせの分子量分布を有し得る。追加の実施形態では、ポリエチレン組成物は、３．０～５．０の分子量分布を有し得る。ここに記載されるように、分子量分布は、本明細書に記載のゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）技術に従って計算することができる。
１つ以上の追加の実施形態によれば、ポリエチレン組成物は、３．０未満のゼロ剪断粘度比を有し得る。例えば、ポリエチレン組成物は、２．９未満、２．８未満、２．７未満、２．６未満、２．５未満、２．４未満、２．３未満、２．２未満、２．１未満、２．０未満、１．９未満、１．８未満、１．７未満、１．６未満、１．５未満、１．４未満、１．３未満、１．２未満、または場合によっては１．１未満のゼロ剪断粘度比を有し得る。１つ以上の実施形態では、ポリエチレン組成物は、少なくとも１．０のゼロ剪断粘度比を有し得る。
本明細書に記載されるように、ポリエチレン「画分」とは、ポリエチレン組成物の組成全体の一部を指す。本開示の実施形態は、少なくとも「第１のポリエチレン画分」および「第２のポリエチレン画分」を含む。ポリエチレン組成物に含まれる様々な画分は、溶出プロファイルにおけるその温度範囲によって、改善されたコモノマー組成分布（ｉＣＣＤ）分析法を介して定量化できる。特に明記されていない限り、本明細書で言及されているいずれの溶出プロファイルも、ｉＣＣＤを介して観察されたものである。そのような画分の例は、本明細書により提供される実施例を考慮してよりよく理解されるであろう。一般に、第１の画分は、第１の画分の温度範囲に単一のピークを含み得、第２の画分は、第２の画分の温度範囲に単一のピークを含み得る。本明細書に記載のポリエチレン組成物は、「マルチモーダル」と呼ぶことができ、これは、それらのポリエチレン組成物が、その溶出プロファイルに少なくとも２つのピークを含むことを意味する。いくつかの実施形態は、「二峰性」であり得、これは、２つの主要なピークが存在することを意味する。
既述のｉＣＣＤ分布を参照すると、図１は、累積重量分率曲線２００とともにサンプルｉＣＣＤ分布１００を概略的に示している。図１は、一般に、本明細書で詳細に論じられている第１の画分、第２の画分、半ピーク幅など、ここに記載されているポリエチレン組成物のｉＣＣＤプロファイルのいくつかの特徴を示す。したがって、図１は、本明細書で提供されるｉＣＣＤプロファイルに関連する開示に関して参照として使用することができる。具体的には、第１の画分１０２および第２の画分１０６が示されている。第１の画分１０２はピーク１０４を有し、第２の画分１０６はピーク１０８を有する。各画分は、半ピーク幅１１０および１１２を有する。図１のプロファイルは、実験または観察から得られたものではなく、代わりに、ｉＣＣＤ溶出プロファイルの特定の特徴を説明するという情報提供の目的で提供されていることを理解されたい。
１つ以上の実施形態では、第１のポリエチレン画分は、ｉＣＣＤを介した溶出プロファイルにおいて、４５℃～８７℃の温度範囲に単一のピークを有し得る。本明細書で使用される場合、「単一のピーク」は、特定の画分が単一のピークのみを含むｉＣＣＤを指す。すなわち、いくつかの実施形態では、第１および第２のポリエチレン画分のｉＣＣＤは、上向きの傾斜領域とそれに続く下向きの傾斜領域のみを含んで単一のピークを形成する。１つ以上の実施形態では、第１のポリエチレン画分の単一のピークは、６０℃～８５℃、例えば、７０℃～８５℃の温度範囲にあり得る。理論に拘束されるものではないが、ここに開示される、重合に二重反応器設計が使用される、少なくともいくつかのポリエチレン組成物の実施形態では、高密度結晶ドメインと低密度アモルファスドメインとの組み合わせが存在し得ると考えられている。衝撃強度は、主に、アモルファス領域または隣接するラメラを接続するタイ濃度によって制御される。密度が０．９１０ｇ／ｃｍ３未満の場合、相対的なタイチェーン濃度は、比較的大きいと推定される。ここに開示されている組成物中の第１のポリマー画分のピークは、６０℃～８５℃の温度範囲にあり得、これは、より高いタイチェーン濃度を提供して靭性の改善などの機能的利益をもたらし得る。
第１または第２のポリエチレン画分のピークは、ある確定した温度境界でのそれぞれのポリエチレン画分の極小値によって形成されてはならないことを理解されたい。つまり、ピークは、ポリエチレン画分のしきい値温度によって形成されたピークではなく、その範囲全体のコンテキストの中でのピークでなければならない。例えば、単一のピークとそれに続く単一の谷がポリエチレン画分に存在する場合（上向きの傾斜とそれに続く下向きの傾斜とそれに続く上向きの傾斜）、そのようなポリエチレン画分には単一のピークのみが存在することになる。
１つ以上の実施形態では、第２のポリエチレン画分は、ｉＣＣＤを介した溶出プロファイルにおいて、９５℃～１２０℃の温度範囲に単一のピークを有し得る。９５℃～１２０℃という第２のポリエチレン画分の温度範囲は、９５℃～１２０℃の低分子量かつ高密度な成分により、ポリエチレンが、これらの２つの画分の比率によって説明した場合に、より低密度の画分を維持しつつ、より高い全体密度を達成することが可能になるため、望ましい可能性がある。
１つ以上の実施形態では、ピーク高さの５０パーセントでの第２のポリエチレン画分の単一のピークの幅は、５．０℃未満、４℃未満、または場合によっては３℃未満であり得る。一般に、ピーク高さの５０パーセントでの低い温度範囲は、「より鋭い」ピークに対応する。特定の理論に拘束されるものではないが、「より鋭い」または「より狭い」ピークは、分子触媒によって生じる特性であり、高密度画分での最小限のコモノマーの取り込みを示し、２つの画分の間でより大きな密度のスプリットを可能にすると考えられている。
１つ以上の実施形態では、ポリエチレン組成物は、ｉＣＣＤを介した溶出プロファイルにおいて８０℃～９０℃の温度範囲で極小値を有し得る。この極小値は、第１のポリエチレン画分および第２のポリエチレン画分のピークの間に存在し得る。
本明細書に記載の実施形態では、第１のポリエチレン画分面積は、第１のポリエチレン画分の単一のピーク下の、４５℃～８７℃における溶出プロファイル内の面積である。同様に、第２のポリエチレン画分面積は、第２のポリエチレン画分の単一のピーク下の、９５℃～１２０℃における溶出プロファイル内の面積である。第１のポリエチレン画分面積および第２のポリエチレン画分は、それぞれ、一般に、ポリエチレン組成物中の各ポリマー画分の総相対質量に対応し得る。一般に、ｉＣＣＤプロファイル内のポリエチレン画分面積は、指定された開始温度と終了温度との間でｉＣＣＤプロファイルを積分することによって決定できる。
１つ以上の実施形態によれば、第２のポリエチレン画分の単一のピークと第１のポリエチレン画分の単一のピークとの差は、少なくとも１０℃であり得る。例えば、第２のポリエチレン画分の単一のピークと第１のポリエチレン画分の単一のピークとの差は、少なくとも１２℃、１４℃、１６℃、１８℃、または場合によっては少なくとも２０℃であり得る。
１つ以上の実施形態では、第１のポリエチレン画分面積は、溶出プロファイルの総面積の少なくとも４０％を構成する（例えば、溶出プロファイルの総面積の少なくとも４２％、少なくとも４４％、少なくとも４６％、少なくとも４８％、少なくとも５０％、少なくとも５２％、または場合によっては少なくとも５４％）。例えば、第１のポリエチレン画分面積は、溶出プロファイルの総面積の４０％～６５％、例えば、４２％～５８％、４３％～４５％、４５％～４７％、５３％～５５％、または５５％～５７％を構成し得る。
１つ以上の実施形態によれば、第２のポリエチレン画分面積は、溶出プロファイルの総面積の少なくとも２５％を構成する（例えば、溶出プロファイルの総面積の少なくとも３０％、少なくとも３５％、または場合によっては少なくとも４０％）。例えば、第１のポリエチレン画分面積は、溶出プロファイルの総面積の２０％～５０％、２７％～３１％、または４１％～４８％を構成し得る。
いくつかの実施形態によれば、第１のポリエチレン画分面積対第２のポリエチレン画分面積の比は、０．７５～２．５であり得る（例えば、０．７５～１．０、１．０～１．２５、１．２５～１．５、１．５～１．７５、１．７５～２．０、２．０～２．２５、２．２５～２．５、またはこれらの範囲の任意の組み合わせ）。
１つ以上の実施形態では、ポリエチレン組成物は、エチレンとＣ３～Ｃ１２アルケンなどのコモノマーとの重合から形成される。想定されるコモノマーには、１－オクテンおよび１－ヘキセンなどのＣ６～Ｃ９アルケンが含まれる。１つ以上の実施形態では、コモノマーは１－オクテンである。
１つ以上の実施形態では、第２のポリエチレン画分の単一のピークと第１のポリエチレン画分の単一のピークとの差は、少なくとも１０℃、少なくとも１２．５℃、少なくとも１５℃、少なくとも１７．５℃、または場合によっては少なくとも２０℃である。
１つ以上の実施形態では、第１のポリエチレン画分は、０．０１～０．１８ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。例えば、１つ以上の実施形態によれば、第１のポリエチレン画分は、０．０１ｇ／１０分～０．０３ｇ／１０分、０．０３ｇ／１０分～０．０５ｇ／１０分、０．０５ｇ／１０分～０．０７ｇ／１０分、０．０７ｇ／１０分～０．０９ｇ／１０分、０．０９ｇ／１０分～０．１１ｇ／１０分、０．１１ｇ／１０分～０．１３ｇ／１０分、０．１３ｇ／１０分～０．１５ｇ／１０分、０．１５ｇ／１０分～０．１８ｇ／１０分、またはこれらの範囲の任意の組み合わせのメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。
１つ以上の実施形態では、第２のポリエチレン画分は、１～１０，０００ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。例えば、１つ以上の実施形態では、第２のポリエチレン画分は、１０ｇ／１０分～１，０００ｇ／１０分、２０ｇ／１０分～８００ｇ／１０分、１ｇ／１０分～１００ｇ／１０分、１００ｇ／１０分～１，０００ｇ／１０分、１，０００ｇ／１０分～１０，０００ｇ／１０分、またはこれらの範囲の任意の組み合わせのメルトインデックス（Ｉ２）を有し得る。
１つの以上の実施形態では、第２のポリエチレン画分の重量平均分子量は、１２０，０００ｇ／ｍｏｌ以下、例えば２０，０００ｇ／ｍｏｌ～１２０，０００ｇ／ｍｏｌ、または４０，０００ｇ／ｍｏｌ～６５，０００ｇ／ｍｏｌであり得る。追加の実施形態では、第２のポリエチレン画分の重量平均分子量は、２０，０００ｇ／ｍｏｌ～４０，０００ｇ／ｍｏｌ、４０，０００ｇ／ｍｏｌ～６０，０００ｇ／ｍｏｌ、６０，０００ｇ／ｍｏｌ～８０，０００ｇ／ｍｏｌ、８０，０００ｇ／ｍｏｌ～１００，０００ｇ／ｍｏｌ、１００，０００ｇ／ｍｏｌ～１２０，０００ｇ／ｍｏｌ、またはこれらの範囲の任意の組み合わせであり得る。ポリエチレン画分の分子量は、以下に記載するように、ＧＰＣの結果に基づいて計算することができる。
本明細書に記載のポリエチレン組成物は、単層インフレーションフィルムに形成されたときに、比較的良好なダート強度を有し得る。１つ以上の実施形態によれば、ポリエチレン組成物から形成され、２ミルの厚さを有する単層インフレーションフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７０９方法Ａに従って測定されたときに、少なくとも１０００グラムのダート落下衝撃を有する。追加の実施形態では、ポリエチレン組成物から形成され、２ミルの厚さを有する単層インフレーションフィルムは、ＡＳＴＭ Ｄ１７０９方法Ａに従って測定されたときに、少なくとも１１００グラム、少なくとも１２００グラム、少なくとも１３００グラム、少なくとも１４００グラム、少なくとも１５００グラム、少なくとも１６００グラム、少なくとも１７００グラム、少なくとも１８００グラム、少なくとも１９００グラム、または場合によっては少なくとも２０００グラムのダート落下衝撃を有する。
追加の実施形態によれば、ポリエチレン組成物は、５以下、例えば４以下、３以下、２以下、または場合によっては１以下のＤｏｗレオロジー指数を有し得る。
１つ以上の実施形態では、ここに開示されているポリエチレン組成物は、１つ以上の添加剤などの追加の成分をさらに含み得る。そのような添加剤としては、帯電防止剤、カラーエンハンサ、染料、潤滑剤、ＴｉＯ２またはＣａＣＯ３などの充填剤、乳白剤、核剤、加工助剤、顔料、一次酸化防止剤、二次酸化防止剤、ＵＶ安定剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤、粘着付与剤、難燃剤、抗菌剤、臭気低減剤、抗真菌剤、およびそ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。ポリエチレン組成物は、そのような添加剤を含むポリエチレン組成物の重量に基づいて、合わせて約０．１～約１０重量パーセントのそのような添加剤を含有し得る。
（Ｂ）重合
本明細書に記載のポリエチレン組成物を生成するためには、任意の従来の重合プロセスを用いてよい。そのような従来の重合プロセスとしては、１つ以上の従来の反応器、例えばループ反応器、等温反応器、撹拌槽反応器、同時式の、連続式のバッチ反応器、および／またはそれらの任意の組み合わせを使用する、スラリー重合プロセス、溶液重合プロセスが挙げられるが、これらに限定されない。ポリエチレン組成物は、例えば、１つ以上のループ反応器、等温反応器、およびそれらの組み合わせを使用する、溶液相重合プロセスによって生成され得る。
一般に、溶液相重合プロセスは、１１５～２５０℃の範囲の温度（例えば、１１５～２１０℃）、および３００～１，０００ｐｓｉの範囲の圧力（例えば、４００～８００ｐｓｉ）で、１つ以上の等温ループ反応器または１つ以上の断熱反応器などの１つ以上のよく撹拌された反応器中で行われ得る。いくつかの実施形態では、二重反応器において、第１の反応器の温度は、１１５～１９０℃の範囲（例えば、１６０～１８０℃）であり、第２の反応器の温度は、１５０～２５０℃の範囲（例えば、１８０～２２０℃）である。他の実施形態では、単一反応器において、反応器の温度は、１１５～２５０℃の範囲（例えば、１１５～２２５℃）である。
溶液相重合プロセスにおける滞留時間は、２～３０分の範囲（例えば、５～２５分）であり得る。エチレン、溶媒、水素、１つ以上の触媒系、任意選択で１つ以上の共触媒、および任意選択で１つ以上のコモノマーが、１つ以上の反応器に連続的に供給される。例示的な溶媒には、イソパラフィンが含まれるが、これに限定されない。例えば、そのような溶媒は、ＥｘｘｏｎＭｏｂｉｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．、Ｈｏｕｓｔｏｎ，ＴｅｘａｓからＩＳＯＰＡＲ Ｅの名称で市販されている。次いで、ポリエチレン組成物と溶媒との得られた混合物は、反応器から取り出され、ポリエチレン組成物が単離される。溶媒は、典型的には、溶媒回収ユニット、例えば熱交換器および気液分離器ドラムを介して回収され、次いで重合系に再循環される。
いくつかの実施形態では、ポリエチレン組成物は、二重反応器系、例えば、二重ループ反応器系において、エチレンが１つ以上の触媒系の存在下で重合される溶液重合によって生成することができる。いくつかの実施形態では、エチレンのみが重合される。さらに、１つ以上の共触媒が存在してもよい。別の実施形態において、ポリエチレン組成物は、単一反応器系、例えば、単一ループ反応器系において、エチレンが２つの触媒系の存在下で重合される溶液重合によって生成することができる。いくつかの実施形態では、エチレンのみが重合される。
（Ｃ）触媒系
本明細書に記載されるポリエチレン組成物を生成するために、１つ以上の実施形態で使用することができる触媒系の特定の実施形態をここで説明する。本開示の触媒系は、異なる形態で実施されてもよく、本開示に記載される特定の実施形態に限定されると解釈されるべきではないことを理解されたい。むしろ、実施形態は、本開示が、徹底的かつ完全となり、また主題の範囲を当業者に完全に伝えるように、提供される。
「独立して選択される」という用語は、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５などのＲ基が、同一であっても異なっていてもよいこと（例えば、Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３、Ｒ４、およびＲ５が、全て置換アルキルであるか、またはＲ１およびＲ２が、置換アルキルであり、Ｒ３が、アリールであってもよい、など）を示すために本明細書で使用される。単数形の使用には、複数形の使用が含まれ、またその逆も同様である（例えば、ヘキサン溶媒は複数のヘキサンを含む）。命名されたＲ基は、一般に、当該技術分野においてその名称を有するＲ基に対応すると認識されている構造を有するであろう。これらの定義は、当業者に既知の定義を補足し、例示することを意図したものであり、排除するものではない。
「プロ触媒」という用語は、活性化剤と組み合わせたときに、触媒活性を有する化合物を指す。「活性化剤」という用語は、プロ触媒を触媒的に活性化された触媒に変換するようにプロ触媒と化学的に反応する化合物を指す。本明細書で使用されるとき、「共触媒」および「活性化剤」という用語は交換可能な用語である。
特定の炭素原子を含有する化学基を説明するために使用される場合、「（Ｃｘ～Ｃｙ）」の形態を有する括弧付きの表現は、化学基の非置換形態がｘおよびｙを含むｘ個の炭素原子からｙ個の炭素原子を有することを意味する。例えば、（Ｃ１～Ｃ４０）アルキルは、その非置換形態において１～４０個の炭素原子を有するアルキル基である。いくつかの実施形態および一般構造において、特定の化学基は、ＲＳなどの１つ以上の置換基によって置換してもよい。括弧付きの「（Ｃｘ～Ｃｙ）」を使用して定義される、化学基のＲＳ置換バージョンは、任意の基ＲＳの同一性に応じてｙ個超の炭素原子を含有し得る。例えば、「ＲＳがフェニル（－Ｃ６Ｈ５）である厳密に１つの基ＲＳで置換された（Ｃ１～Ｃ４０）アルキル」は、７～４６個の炭素原子を含有し得る。したがって、一般に、括弧付きの「（Ｃｘ～Ｃｙ）」を使用して定義される化学基が１つ以上の炭素原子を含有する置換基ＲＳによって置換されるとき、化学基の炭素原子の最小および最大合計数は、ｘおよびｙの両方に、炭素原子を含有する全ての置換基ＲＳに由来する炭素原子を合わせた和を加えることによって決定される。
「置換」という用語は、対応する非置換化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した少なくとも１つの水素原子（－Ｈ）が置換基（例えば、ＲＳ）によって置き換えられることを意味する。「過置換」という用語は、対応する非置換化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した全ての水素原子（Ｈ）が置換基（例えばＲＳ）によって置き換えられることを意味する。「多置換」という用語は、対応する非置換化合物または官能基の炭素原子またはヘテロ原子に結合した少なくとも２個の、ただし、全てよりは少ない水素原子が置換基によって置き換えられることを意味する。
「－Ｈ」という用語は、別の原子に共有結合している水素または水素ラジカルを意味する。「水素」および「－Ｈ」は、交換可能であり、明記されていない限り、同一のことを意味する。
「（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル」という用語は、１～４０個の炭素原子の炭化水素ラジカルを意味し、「（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビレン」という用語は、１～４０個の炭素原子の炭化水素ジラジカルを意味し、各炭化水素ラジカルおよび各炭化水素ジラジカルは、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式（単環式および多環式、二環式を含む縮合および非縮合多環式、３個以上の炭素原子を含む）または非環式であり、非置換であるか、もしくは１つ以上のＲＳによって置換されている。
本開示において、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビルは、非置換もしくは置換の（Ｃ１～Ｃ４０）アルキル、（Ｃ３～Ｃ４０）シクロアルキル、（Ｃ３～Ｃ２０）シクロアルキル－（Ｃ１～Ｃ２０）アルキレン、（Ｃ６～Ｃ４０）アリール、または（Ｃ６～Ｃ２０）アリール－（Ｃ１～Ｃ２０）アルキレンであり得る。いくつかの実施形態において、上記の（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル基の各々は、最大２０個の炭素原子を有し（すなわち、（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル）、他の実施形態では、最大１２個の炭素原子を有する。
「（Ｃ１～Ｃ４０）アルキル」および「（Ｃ１～Ｃ１８）アルキル」という用語は、それぞれ、１～４０個の炭素原子または１～１８個の炭素原子の、非置換であるか、または１つ以上のＲＳによって置換されている、飽和直鎖または分岐炭化水素ラジカルを意味する。非置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキルの例は、非置換（Ｃ１～Ｃ２０）アルキル、非置換（Ｃ１～Ｃ１０）アルキル、非置換（Ｃ１～Ｃ５）アルキル、メチル、エチル、１－プロピル、２－プロピル、１－ブチル、２－ブチル、２－メチルプロピル、１，１－ジメチルエチル、１－ペンチル、１－ヘキシル、１－ヘプチル、１－ノニル、および１－デシルである。置換（Ｃ１～Ｃ４０）アルキルの例は、置換（Ｃ１～Ｃ２０）アルキル、置換（Ｃ１～Ｃ１０）アルキル、トリフルオロメチル、および［Ｃ４５］アルキルである。「［Ｃ４５］アルキル」（角括弧付き）という用語は、置換基を含めてラジカル中に最大４５個の炭素原子が存在することを意味し、例えば、それぞれ、（Ｃ１～Ｃ５）アルキルである１つのＲＳによって置換された（Ｃ２７～Ｃ４０）アルキルである。各（Ｃ１～Ｃ５）アルキルは、メチル、トリフルオロメチル、エチル、１－プロピル、１－メチルエチル、または１，１－ジメチルエチルであり得る。
「（Ｃ６～Ｃ４０）アリール」という用語は、６～４０個の炭素原子の非置換であるか、または置換されている（１つ以上のＲＳによって）単環式、二環式、または三環式の芳香族炭化水素ラジカルを意味し、そのうちの少なくとも６～１４個の炭素原子は芳香環炭素原子であり、単環式、二環式または三環式ラジカルは、それぞれ１個、２個または３個の環を含み、１個の環は芳香族であり、２個または３個の環は、独立して縮合または非縮合であり、２個または３個の環のうちの少なくとも１つは芳香族である。非置換（Ｃ６～Ｃ４０）アリールの例は、非置換（Ｃ６～Ｃ２０）アリール、非置換（Ｃ６～Ｃ１８）アリール、２－（Ｃ１～Ｃ５）アルキル－フェニル、２，４－ビス（Ｃ１～Ｃ５）アルキル－フェニル、フェニル、フルオレニル、テトラヒドロフルオレニル、インダセニル、ヘキサヒドロインダセニル、インデニル、ジヒドロインデニル、ナフチル、テトラヒドロナフチル、およびフェナントレンである。置換（Ｃ６～Ｃ４０）アリールの例は、置換（Ｃ１～Ｃ２０）アリール、置換（Ｃ６～Ｃ１８）アリール、２，４－ビス［（Ｃ２０）アルキル］－フェニル、ポリフルオロフェニル、ペンタフルオロフェニル、およびフルオレン－９－オン－１－イルである。
「（Ｃ３～Ｃ４０）シクロアルキル」という用語は、非置換であるか、または１つ以上のＲＳで置換されている、３～４０個の炭素原子の飽和環式炭化水素ラジカルを意味する。他のシクロアルキル基（例えば（Ｃｘ～Ｃｙ）シクロアルキル）は、ｘ～ｙ個の炭素原子を有し、かつ非置換であるか、または１つ以上のＲＳで置換されているものであるかのいずれかとして、同様の様式で定義される。非置換（Ｃ３～Ｃ４０）シクロアルキルの例は、非置換（Ｃ３～Ｃ２０）シクロアルキル、非置換（Ｃ３～Ｃ１０）シクロアルキル、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、シクロノニル、およびシクロデシルである。置換（Ｃ３～Ｃ４０）シクロアルキルの例は、置換（Ｃ３～Ｃ２０）シクロアルキル、置換（Ｃ３～Ｃ１０）シクロアルキル、シクロペンタノン－２－イル、および１－フルオロシクロヘキシルである。
（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビレンの例としては、非置換または置換の（Ｃ６～Ｃ４０）アリーレン、（Ｃ３～Ｃ４０）シクロアルキレン、および（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン（例えば（Ｃ１～Ｃ２０）アルキレン）が挙げられる。いくつかの実施形態において、ジラジカルは、同じ炭素原子上にあるか（例えば、－ＣＨ２－）であるか、または隣接する炭素原子上にあるか（すなわち、１，２－ジラジカル）、または１個、２個、または２個より多くの介在する炭素原子によって離間されている（例えば、それぞれ、１，３－ジラジカル、１，４－ジラジカル等）。一部のジラジカルには、α，ω－ジラジカルが含まれる。α，ω－ジラジカルは、ラジカル炭素間に最大の炭素骨格間隔を有するジラジカルである。（Ｃ２～Ｃ２０）アルキレンα，ω－ジラジカルのいくつかの例としては、エタン－１，２－ジイル（すなわち－ＣＨ２ＣＨ２－）、プロパン－１，３－ジイル（すなわち－ＣＨ２ＣＨ２ＣＨ２－）、２－メチルプロパン－１，３－ジイル（すなわち－ＣＨ２ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２－）が挙げられる。（Ｃ６～Ｃ５０）アリーレンα，ω－ジラジカルのいくつかの例としては、フェニル－１，４－ジイル、ナフタレン－２，６－ジイル、またはナフタレン－３，７－ジイルが挙げられる。
「（Ｃ１～Ｃ４０）アルキレン」という用語は、非置換であるか、または１つ以上のＲＳで置換されている１～４０個の炭素原子の飽和直鎖または分岐鎖のジラジカル（すなわち、ラジカルが環原子上にない）を意味する。非置換（Ｃ１～Ｃ５０）アルキレンの例は、非置換（Ｃ１～Ｃ２０）アルキレンであり、非置換－ＣＨ２ＣＨ２－、－（ＣＨ２）３－、－（ＣＨ２）４－、－（ＣＨ２）５－、－（ＣＨ２）６－、－（ＣＨ２）７－、－（ＣＨ２）８－、－ＣＨ２Ｃ＊ＨＣＨ３、および－（ＣＨ２）４Ｃ＊（Ｈ）ＣＨ３を含み、「Ｃ＊」は、二級もしくは三級アルキルラジカルを形成するために水素原子が除去された炭素原子を表す。置換（Ｃ１～Ｃ５０）アルキレンの例は、置換（Ｃ１～Ｃ２０）アルキレン、－ＣＦ２－、－Ｃ（Ｏ）－、および－（ＣＨ２）１４Ｃ（ＣＨ３）２（ＣＨ２）５－（すなわち、６，６－ジメチル置換ノルマル－１，２０－エイコシレン）である。前述のように、２つのＲＳは一緒にして（Ｃ１～Ｃ１８）アルキレンを形成することができるため、置換（Ｃ１～Ｃ５０）アルキレンの例には、１，２－ビス（メチレン）シクロペンタン、１，２－ビス（メチレン）シクロヘキサン、２，３－ビス（メチレン）－７，７－ジメチル－ビシクロ［２．２．１］ヘプタン、および２，３－ビス（メチレン）ビシクロ［２．２．２］オクタンも含まれ得る。
「（Ｃ３～Ｃ４０）シクロアルキレン」という用語は、非置換であるか、または１つ以上のＲＳで置換されている、３～４０個の炭素原子の環式ジラジカル（すなわち、ラジカルが環原子上にある）を意味する。
「ヘテロ原子」という用語は、水素または炭素以外の原子を指す。ヘテロ原子の例としては、Ｏ、Ｓ、Ｓ（Ｏ）、Ｓ（Ｏ）２、Ｓｉ（ＲＣ）２、Ｐ（ＲＰ）、Ｎ（ＲＮ）、－Ｎ＝Ｃ（ＲＣ）２、－Ｇｅ（ＲＣ）２－、または－Ｓｉ（ＲＣ）－が挙げられ、各ＲＣ、各ＲＮ、および各ＲＰは、非置換（Ｃ１～Ｃ１８）ヒドロカルビルまたは－Ｈである。「ヘテロ炭化水素」という用語は、１個以上の炭素原子がヘテロ原子で置換されている分子または分子骨格を指す。「（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロヒドロカルビル」という用語は、１～４０個の炭素原子のヘテロ炭化水素ラジカルを意味し、「（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロヒドロカルビレン」という用語は、１～４０個の炭素原子のヘテロ炭化水素ジラジカルを意味し、各ヘテロ炭化水素が１個以上のヘテロ原子を有する。ヘテロヒドロカルビルのラジカルは、炭素原子またはヘテロ原子上に存在し、ヘテロヒドロカルビルのジラジカルは、（１）１個または２個の炭素原子、（２）１個または２個のヘテロ原子、または（３）１つの炭素原子および１つのヘテロ原子上に存在し得る。各（Ｃ１－Ｃ５０）ヘテロヒドロカルビルおよび（Ｃ１－Ｃ５０）ヘテロヒドロカルビレンは、非置換または置換（１つ以上のＲＳによって）、芳香族または非芳香族、飽和または不飽和、直鎖または分岐鎖、環式（単環式および多環式、縮合多環式および非縮合多環式を含む）または非環式であってもよい。
（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロヒドロカルビルは、非置換もしくは置換（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロアルキル、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル－Ｏ－、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル－Ｓ－、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル－Ｓ（Ｏ）－、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル－Ｓ（Ｏ）２－、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル－Ｓｉ（ＲＣ）２－、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル－Ｎ（ＲＮ）－、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル－Ｐ（ＲＰ）－、（Ｃ２～Ｃ４０）ヘテロシクロアルキル、（Ｃ２～Ｃ１９）ヘテロシクロアルキル－（Ｃ１～Ｃ２０）アルキレン、（Ｃ３～Ｃ２０）シクロアルキル－（Ｃ１～Ｃ１９）ヘテロアルキレン、（Ｃ２～Ｃ１９）ヘテロシクロアルキル－（Ｃ１～Ｃ２０）ヘテロアルキレン、（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロアリール、（Ｃ１～Ｃ１９）ヘテロアリール－（Ｃ１～Ｃ２０）アルキレン、（Ｃ６～Ｃ２０）アリール－（Ｃ１～Ｃ１９）ヘテロアルキレン、または（Ｃ１～Ｃ１９）ヘテロアリール－（Ｃ１～Ｃ２０）ヘテロアルキレンであってもよい。
「（Ｃ４～Ｃ４０）ヘテロアリール」という用語は、合計４～４０個の炭素原子および１～１０個のヘテロ原子の非置換または置換（１つ以上のＲＳによる）単環式、二環式、または三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルを意味し、単環式、二環式、または三環式ラジカルは、それぞれ１個、２個、または３個の環を含み、２個または３個の環は、独立して縮合または非縮合であり、２個または３個の環のうちの少なくとも１つは、ヘテロ芳香族である。他のヘテロアリール基（例えば、（Ｃ４～Ｃ１２）ヘテロアリールなど、（Ｃｘ～Ｃｙ）ヘテロアリール全般）は、ｘ～ｙ個の炭素原子（４～１２個の炭素原子など）を有し、かつ非置換であるか、または１つもしくは２つ以上のＲＳによって置換されているものとして、同様の様式で定義される。単環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、５員環または６員環である。５員環は、５マイナスｈ個の炭素原子を有し、ｈは、ヘテロ原子数であり、１、２、または３であり得、各ヘテロ原子は、Ｏ、Ｓ、Ｎ、またはＰであり得る。５員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、ピロール－１－イル、ピロール－２－イル、フラン－３－イル、チオフェン－２－イル、ピラゾール－１－イル、イソキサゾール－２－イル、イソチアゾール－５－イル、イミダゾール－２－イル、オキサゾール－４－イル、チアゾール－２－イル、１，２，４－トリアゾール－１－イル、１，３，４－オキサジアゾール－２－イル、１，３，４－チアジアゾール－２－イル、テトラゾール－１－イル、テトラゾール－２－イル、およびテトラゾール－５－イルが挙げられる。６員環は、６マイナスｈ個の炭素原子を有し、ｈは、ヘテロ原子数であり、１または２であり得、ヘテロ原子は、ＮまたはＰであり得る。６員環ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例は、ピリジン－２－イル、ピリミジン－２－イル、およびピラジン－２－イルである。二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは、縮合５，６－または６，６－環系であり得る。縮合５，６－環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、インドール－１－イル、およびベンズイミダゾール－１－イルが挙げられる。縮合６，６－環系二環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルの例としては、キノリン－２－イル、およびイソキノリン－１－イルが挙げられる。三環式ヘテロ芳香族炭化水素ラジカルは縮合５，６，５－、５，６，６－、６，５，６－、または６，６，６－環系であり得る。縮合５，６，５－環系の例は、１，７－ジヒドロピロロ［３，２－ｆ］インドール－１－イルである。縮合５，６，６－環系の例は、１Ｈ－ベンゾ［ｆ］インドール－１－イルである。縮合６，５，６－環系の例は、９Ｈ－カルバゾール－９－イルである。縮合６，５，６－環系の例は、９Ｈ－カルバゾール－９－イルである。縮合６，６，６－環系の例としては、アクリジン－９－イルである。
前述のヘテロアルキルは、（Ｃ１～Ｃ５０）の炭素原子またはそれより少ない炭素原子および１個以上のヘテロ原子を含有する飽和直鎖または分岐鎖ラジカルであってもよい。同様に、ヘテロアルキレンは、１～５０個の炭素原子および１つもしくは２つ以上のヘテロ原子を含む飽和直鎖または分岐鎖ジラジカルであってもよい。上に定義されたようなヘテロ原子は、Ｓｉ（ＲＣ）３、Ｇｅ（ＲＣ）３、Ｓｉ（ＲＣ）２、Ｇｅ（ＲＣ）２、Ｐ（ＲＰ）２、Ｐ（ＲＰ）、Ｎ（ＲＮ）２、Ｎ（ＲＮ）、Ｎ、Ｏ、ＯＲＣ、Ｓ、ＳＲＣ、Ｓ（Ｏ）、およびＳ（Ｏ）２を含んでもよく、ヘテロアルキル基およびヘテロアルキレン基の各々は、非置換であるか、または１つ以上のＲＳによって置換される。
非置換（Ｃ２～Ｃ４０）ヘテロシクロアルキルの例としては、非置換（Ｃ２～Ｃ２０）ヘテロシクロアルキル、非置換（Ｃ２～Ｃ１０）ヘテロシクロアルキル、アジリジン－１－イル、オキセタン－２－イル、テトラヒドロフラン－３－イル、ピロリジン－１－イル、テトラヒドロチオフェン－Ｓ，Ｓ－ジオキシド－２－イル、モルホリン－４－イル、１，４－ジオキサン－２－イル、ヘキサヒドロアゼピン－４－イル、３－オキサ－シクロオクチル、５－チオ－シクロノニル、および２－アザ－シクロデシルが挙げられる。
「ハロゲン原子」または「ハロゲン」という用語は、フッ素原子（Ｆ）、塩素原子（Ｃｌ）、臭素原子（Ｂｒ）、またはヨウ素原子（Ｉ）のラジカルを意味する。「ハロゲン化物」という用語は、フッ化物（Ｆ－）、塩化物（Ｃｌ－）、臭化物（Ｂｒ－）、またはヨウ化物（Ｉ－）といったハロゲン原子のアニオン形態を意味する。
「飽和」という用語は、炭素－炭素二重結合、炭素－炭素三重結合、ならびに（ヘテロ原子含有基における）炭素－窒素、炭素－リン、および炭素－ケイ素二重結合を欠くことを意味する。飽和化学基が１つ以上の置換基ＲＳで置換されている場合、１つ以上の二重および／または三重結合は、任意選択で、置換基ＲＳ中に存在してもしなくてもよい。「不飽和」という用語は、１つ以上の炭素－炭素二重結合、炭素－炭素三重結合、ならびに（ヘテロ原子含有基における）炭素－窒素、炭素－リン、および炭素－ケイ素二重結合を含有すること、ただし、存在するとしたら置換基ＲＳ中に存在し得るか、または存在するとしたら（ヘテロ）芳香族環中に存在し得るような任意の二重結合は含まないことを意味する。
いくつかの実施形態によれば、ポリエチレン組成物を生成するための触媒系は、下式（Ｉ）による金属－配位子錯体を含む。
Figure 2022542657000002
式（Ｉ）では、Ｍは、チタン、ジルコニウム、またはハフニウムから選択される金属であり、金属が、＋２、＋３、または＋４の形式酸化状態にあり、ｎは、０、１、または２であり、ｎが１であるとき、Ｘは、単座配位子または二座配位子であり、ｎが２であるとき、各Ｘは、単座配位子であり、かつ同一であるかまたは異なり、金属－配位子錯体は、全体として電荷的に中性であり、各Ｚは、独立して－Ｏ－、－Ｓ－、－Ｎ（ＲＮ）－、または－Ｐ（ＲＰ）－から選択され、Ｌは、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビレンまたは（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロヒドロカルビレンであり、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビレンが、式（Ｉ）の２つのＺ基を連結する１炭素原子～１０炭素原子のリンカー骨格（これにＬが結合している）を含む部分を有するか、または（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロヒドロカルビレンが、式（Ｉ）の２つのＺ基を連結する１原子～１０原子のリンカー骨格を含む部分を有し、（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロヒドロカルビレンの１原子～１０原子のリンカー骨格の１～１０個の原子の各々が、独立して炭素原子またはヘテロ原子であり、各ヘテロ原子が、独立してＯ、Ｓ、Ｓ（Ｏ）、Ｓ（Ｏ）２、Ｓｉ（ＲＣ）２、Ｇｅ（ＲＣ）２、Ｐ（ＲＣ）、またはＮ（ＲＣ）であり、各ＲＣが、独立して（Ｃ１～Ｃ３０）ヒドロカルビルまたは（Ｃ１～Ｃ３０）ヘテロヒドロカルビルであり、Ｒ１およびＲ８が、独立して－Ｈ、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル、（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロヒドロカルビル、－Ｓｉ（ＲＣ）３、－Ｇｅ（ＲＣ）３、－Ｐ（ＲＰ）２、－Ｎ（ＲＮ）２、－ＯＲＣ、－ＳＲＣ、－ＮＯ２、－ＣＮ、－ＣＦ３、ＲＣＳ（Ｏ）－、ＲＣＳ（Ｏ）２－、（ＲＣ）２Ｃ＝Ｎ－、ＲＣＣ（Ｏ）Ｏ－、ＲＣＯＣ（Ｏ）－、ＲＣＣ（Ｏ）Ｎ（ＲＮ）－、（ＲＮ）２ＮＣ（Ｏ）－、ハロゲン、および以下の式（ＩＩ）、下式（ＩＩＩ）、または式（ＩＶ）を有するラジカルからなる群から選択される。
Figure 2022542657000003
式（ＩＩ）、（ＩＩＩ）、および（ＩＶ）において、Ｒ３１～３５、Ｒ４１～４８、またはＲ５１～５９の各々は独立して、（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル、（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロヒドロカルビル、－Ｓｉ（ＲＣ）３、－Ｇｅ（ＲＣ）３、－Ｐ（ＲＰ）２、－Ｎ（ＲＮ）２、－Ｎ＝ＣＨＲＣ、－ＯＲＣ、－ＳＲＣ、－ＮＯ２、－ＣＮ、－ＣＦ３、ＲＣＳ（Ｏ）－、ＲＣＳ（Ｏ）２－、（ＲＣ）２Ｃ＝Ｎ－、ＲＣＣ（Ｏ）Ｏ－、ＲＣＯＣ（Ｏ）－、ＲＣＣ（Ｏ）Ｎ（ＲＮ）－、（ＲＮ）２ＮＣ（Ｏ）－、ハロゲン、または－Ｈから選択され、ただし、Ｒ１またはＲ８のうちの少なくとも一方が式（ＩＩ）、式（ＩＩＩ）、または式（ＩＶ）を有するラジカルであることを条件とする。
式（Ｉ）において、Ｒ２～４、Ｒ５～７、およびＲ９～１６の各々は、独立して（Ｃ１～Ｃ４０）ヒドロカルビル、（Ｃ１～Ｃ４０）ヘテロヒドロカルビル、－Ｓｉ（ＲＣ）３、－Ｇｅ（ＲＣ）３、－Ｐ（ＲＰ）２、－Ｎ（ＲＮ）２、－Ｎ＝ＣＨＲＣ、－ＯＲＣ、－ＳＲＣ、－ＮＯ２、－ＣＮ、－ＣＦ３、ＲＣＳ（Ｏ）－、ＲＣＳ（Ｏ）２－、（ＲＣ）２Ｃ＝Ｎ－、ＲＣＣ（Ｏ）Ｏ－、ＲＣＯＣ（Ｏ）－、ＲＣＣ（Ｏ）Ｎ（ＲＮ）－、（ＲＣ）２ＮＣ（Ｏ）－、ハロゲン、および－Ｈから選択される。
いくつかの実施形態において、ポリエチレン組成物は、第１の反応器において式（Ｉ）による第１の触媒および第２の反応器において式（Ｉ）による異なる触媒を使用して形成される。
二重ループ反応器が使用される例示的な一実施形態において、第１のループで使用されるプロ触媒は、ジルコニウム、［［２，２’’’－［［ビス［１－メチルエチル）ゲルミレン］ビス（メチレンオキシ－κＯ）］ビス［３”，５，５”－トリス（１，１－ジメチルエチル）－５’－オクチル［１，１’：３’，１”－テルフェニル］－２’－オラト－κＯ］］（２－）］ジメチル－であり、化学式Ｃ８６Ｈ１２８Ｆ２ＧｅＯ４Ｚｒおよび以下の構造（Ｖ）を有する。
Figure 2022542657000004
このような実施形態において、第２のループで使用されるプロ触媒は、ジルコニウム、［［２，２’’’－［１，３－プロパンジイルビス（オキシ－κＯ）］ビス［３－［２，７－ビス（１，１－ジメチルエチル）－９Ｈ－カルバゾール－９－イル］］－５’－（ジメチルオクチルシリル）－３’－メチル－５－（１，１，３，３－テトラメチルブチル）［１，１］－ビフェニル］－２－オラト－κＯ］］（２－）］ジメチルであり、化学式Ｃ１０７Ｈ１５４Ｎ２Ｏ４Ｓｉ２Ｚｒおよび次の構造（ＶＩ）を有する。
Figure 2022542657000005
（Ｄ）共触媒成分
式（Ｉ）の金属－配位子錯体を含む触媒系は、オレフィン重合反応の金属系触媒を活性化するための当該技術分野で既知の任意の技術によって触媒的に活性化され得る。例えば、式（Ｉ）の金属－配位子錯体を含む系は、錯体を活性化共触媒と接触させるか、または錯体を活性化共触媒と組み合わせることによって、触媒的に活性化され得る。本発明に使用するのに好適な活性化共触媒としては、アルキルアルミニウム、ポリマーまたはオリゴマーアルモキサン（アルミノキサンとしても知られる）、中性ルイス酸、および非ポリマー性、非配位性、イオン形成性化合物（酸化条件下でのそのような化合物の使用を含む）が挙げられる。好適な活性化技術は、バルク電気分解である。前述の活性化共触媒および技法のうちの１つ以上の組み合わせもまた企図される。「アルキルアルミニウム」という用語は、モノアルキルアルミニウムジヒドリドもしくはモノアルキルアルミニウムジハライド、ジアルキルアルミニムウヒドリドもしくはジアルキルアルミニウムハライド、またはトリアルキルアルミニウムを意味する。ポリマーまたはオリゴマーアルモキサンの例としては、メチルアルモキサン、トリイソブチルアルミニウム修飾メチルアルモキサン、およびイソブチルアルモキサンが挙げられる。
ルイス酸活性化剤（共触媒）は本明細書に記載されるように、１～３個の（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル置換基を含有する第１３族金属化合物を含む。一実施形態において、第１３族金属化合物は、トリ（（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル）置換アルミニウムまたはトリ（（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル）－ホウ素化合物である。他の実施形態では、第１３族金属化合物は、トリ（ヒドロカルビル）－置換アルミニウム、トリ（（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル）－ホウ素化合物、トリ（（Ｃ１～Ｃ１０）アルキル）アルミニウム、トリ（（Ｃ６～Ｃ１８）アリール）ホウ素化合物、およびそれらのハロゲン化（過ハロゲン化を含む）誘導体である。さらなる実施形態では、第１３族金属化合物は、トリス（フルオロ置換フェニル）ボラン、トリス（ペンタフルオロフェニル）ボランである。いくつかの実施形態では、活性化共触媒は、トリス（（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビルボレート（例えば、トリチルテトラフルオロボレート）またはトリ（（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル）アンモニウムテトラ（（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル）ボラン（例えば、ビス（オクタデシル）メチルアンモニウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボラン）である。本明細書で使用される場合、「アンモニウム」という用語は、（（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル）４Ｎ＋、（（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル）３Ｎ（Ｈ）＋、（（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビル）２Ｎ（Ｈ）２ ＋、（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビルＮ（Ｈ）３ ＋、またはＮ（Ｈ）４ ＋である窒素カチオンを意味し、各（Ｃ１～Ｃ２０）ヒドロカルビルは、２つ以上存在する場合、同一であっても、異なっていてもよい。
中性ルイス酸活性剤（共触媒）の組み合わせとしては、トリ（（Ｃ１～Ｃ４）アルキル）アルミニウムとハロゲン化トリ（（Ｃ６～Ｃ１８）アリール）ホウ素化合物、とりわけ、トリス（ペンタフルオロフェニル）ボランとの組み合わせを含む混合物が挙げられる。他の実施形態は、そのような中性ルイス酸混合物とポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせ、および単一の中性ルイス酸、特にトリス（ペンタフルオロフェニル）ボランとポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせである。（金属－配位子錯体）：（トリス（ペンタフルオロ－フェニルボラン）：（アルモキサン）［例えば（第４族金属－配位子錯体）：（トリス（ペンタフルオロ－フェニルボラン）：（アルモキサン）］のモル数の比は、１：１：１～１：１０：３０であり、他の実施形態では、１：１：１．５～１：５：１０である。
式（Ｉ）の金属－配位子錯体を含む触媒系を活性化して、１つ以上の共触媒、例えば、カチオン形成性共触媒、強ルイス酸、またはそれらの組み合わせを組み合わせることによって、活性触媒組成物を形成することができる。好適な活性化共触媒としては、ポリマーまたはオリゴマーアルミノキサン、特にメチルアルミノキサン、ならびに不活性、相溶性、非配位性、イオン形成性化合物が挙げられる。例示的な好適な共触媒としては、修飾メチルアルミノキサン（ＭＭＡＯ）、ビス（水素化獣脂アルキル）メチル、テトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（１－）アミン、およびそ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。
いくつかの実施形態において、前述の活性化共触媒のうちの１つ以上は、互いに組み合わせて使用される。特に好ましい組み合わせは、トリ（（Ｃ１～Ｃ４）ヒドロカルビル）アルミニウム、トリ（（Ｃ１～Ｃ４）ヒドロカルビル）ボラン、またはホウ酸アンモニウムとオリゴマーもしくはポリマーアルモキサン化合物との混合物である。式（Ｉ）の１つ以上の金属－配位子錯体の総モル数対１つ以上の活性化共触媒の総モル数の比は、１：１０，０００～１００：１である。いくつかの実施形態では、この比は、少なくとも１：５０００であり、他のいくつかの実施形態では少なくとも１：１０００、および１０：１以下であり、さらにいくつかの他の実施形態では、１：１以下である。アルモキサンを単独で活性化共触媒として使用する場合、好ましくは、用いられるアルモキサンのモル数は、式（Ｉ）の金属－配位子錯体のモル数の少なくとも１００倍である。トリス（ペンタフルオロフェニル）ボランを単独で活性化共触媒として使用する場合、いくつかの他の実施形態では、式（Ｉ）の１つ以上の金属－配位子錯体の総モル数に対して用いられるトリス（ペンタフルオロフェニル）ボランのモル数は、０．５：１～１０：１、１：１～６：１、または１：１～５：１である。残りの活性化共触媒は一般に、式（Ｉ）の１つ以上の金属－配位子錯体の総モル量におおよそ等しいモル量で用いられる。
ここに記載される多層フィルムの生成方法
多層フィルムの生成について、様々な方法論が企図されている。１つ以上の実施形態では、多層フィルムを製造するプロセスは、キャストフィルムの押出しまたはインフレーションフィルムの押出しを含み得る。
いくつかの実施形態では、多層フィルムを製造するプロセスは、インフレーションフィルムバブルを形成することを含み得る。いくつかの実施形態では、インフレーションフィルムバブルは、多層インフレーションフィルムバブルであり得る。この実施形態によれば、さらに、多層インフレーションフィルムバブルは、少なくとも５つの層（本明細書に記載の第１の層、第２の層、第３の層、第４の層、および第５の層による）を含み得、この少なくとも５つの層は互いに付着してもよい。いくつかの実施形態では、第１の層および第５の層の各々は、線状低密度ポリエチレンを含み得、第２の層および第４の層は、高密度ポリエチレンを含み得、第３の層は、本開示で前述したポリエチレン組成物を含み得る。
インフレーションフィルムプロセスの実施形態において、押出ダイからの押出フィルムが、形成され（インフレートされ）、タワーを上方に、ニップ上まで引き上げられ得る。次に、そのフィルムをコアに巻き付けることができる。フィルムをコアに巻き付ける前に、折り畳み装置を使用してフィルムの端を切断して折り畳むことができる。それにより、フィルムの層を分離することが困難になり、これは、輸送用途全般、または頑丈な輸送用サック用途に重要であり得る。
さらなる実施形態では、インフレーションフィルムバブルは、３０対１以上の長さ対直径（「Ｌ／Ｄ」）比を有するインフレーションフィルム押出ラインを介して形成され得る。いくつかの実施形態では、押出ラインは、約１～約５、約１～約３、約２～約５、または約２～約３のブローアップ比を有し得る。いくつかの実施形態では、押出ラインは、内部気泡冷却を有するダイを利用してもよい。いくつかの実施形態では、ダイギャップは、約１ミリメートル（ｍｍ）～約５ｍｍ、約１ｍｍ～約３ｍｍ、約２ｍｍ～約５ｍｍ、または約２ｍｍ～約３ｍｍであり得る。
いくつかの実施形態では、押出ラインは、フィルム厚ゲージスキャナーを利用してもよい。いくつかの実施形態では、押出プロセスの間、多層フィルム厚は、約１５μｍ～１１５μｍに維持され得る。他の実施形態では、多層フィルム厚は、約１５μｍ～１００μｍ、１５μｍ～７５μｍ、１５μｍ～５０μｍ、１５μｍ～２５μｍ、２５μｍ～１１５μｍ、２５μｍ～１００μｍ、２５μｍ～７５μｍ、２５μｍ～５０μｍ、５０μｍ～１１５μｍ、５０μｍ～１００μｍ、５０μｍ～７５μｍ、７５μｍ～１１５μｍ、７５μｍ～１００μｍ、または１００μｍ～１１５μｍに維持され得る。
いくつかの実施形態では、多層インフレーションフィルムバブルの形成ステップは、３５０～５００°Ｆ、または３７５～４７５°Ｆの温度で行われ得る。出力速度は、約５ｌｂ／時／ｉｎ～約２５ｌｂ／時／ｉｎ、約５ｌｂ／時／ｉｎ～約２０ｌｂ／時／ｉｎ、約５ｌｂ／時／ｉｎ～約１５ｌｂ／時／ｉｎ、約５ｌｂ／時／ｉｎ～約１０ｌｂ／時／ｉｎ、約１０ｌｂ／時／ｉｎ～約２５ｌｂ／時／ｉｎ、約１０ｌｂ／時／ｉｎ～約２０ｌｂ／時／ｉｎ、約１０ｌｂ／時／ｉｎ～約１５ｌｂ／時／ｉｎ、約１５ｌｂ／時／ｉｎ～約２５ｌｂ／時／ｉｎ、約１５ｌｂ／時／ｉｎ～約２０ｌｂ／時／ｉｎ、または約２０ｌｂ／時／ｉｎ～約２５ｌｂ／時／ｉｎであり得る。
物品
本開示の実施形態はまた、本開示の多層フィルムから形成されたパッケージなどの物品に関する。このようなパッケージは、本明細書に記載されている本開示の任意の多層フィルムから形成することができる。本開示の多層フィルムは、良好な引裂強度およびダート強度が望まれる物品において特に有用である。
そのような物品の例としては、可撓性パッケージ、パウチ、立式パウチ、および既成パッケージまたはパウチが挙げられる。いくつかの実施形態において、本開示の多層フィルムまたはラミネートは、頑丈な輸送用サックに使用することができる。いくつかの実施形態では、前述の頑丈な輸送用サックの１つ以上を輸送用途で利用することができる。
本明細書で開示されている多層フィルムから物品の実施形態を生成する様々な方法は、当業者によく知られているであろう。
試験方法
試験方法には、以下が含まれる。
メルトインデックス
ポリマー試料のメルトインデックスＩ２（またはＩ２）およびＩ１０（またはＩ１０）は、それぞれ１９０℃ならびに２．１６ｋｇおよび１０ｋｇの負荷で、ＡＳＴＭ Ｄ－１２３８（方法Ｂ）に従って測定された。それらの値はｇ／１０分で報告される。ポリマー試料の画分は、ポリマー組成物のその特定の画分または部分を生成する反応器から生成物ポリマーを収集することによって測定される。例えば、第１のポリエチレン画分は、ポリマー組成物のより低い密度で、より高分子量の成分を生成する反応器から収集することができる。メルトインデックス測定の前に、ポリマー溶液を真空下で乾燥させる。
密度
密度測定用の試料は、ＡＳＴＭ Ｄ４７０３に従って調製した。試料加圧の１時間以内に、ＡＳＴＭ Ｄ７９２、方法Ｂに従って測定した。
ＡＳＴＭ Ｄ１７０９ダート落下
フィルムダート落下試験は、自由落下するダートによる衝撃が、規定条件下においてプラスチックフィルムの破損を引き起こすエネルギーを決定する。試験結果は、試験される試験片の５０％の破損をもたらすことになる、規定の高さから落ちるこの飛翔体の重量として表されるエネルギーである。
フィルムを生成した後、そのフィルムを、ＡＳＴＭ標準に従って２３℃（＋／－２℃）および５０％Ｒ．Ｈ（＋／－５）で少なくとも４０時間馴化させた。標準試験条件は、ＡＳＴＭ標準に従って２３℃（＋／－２℃）および５０％Ｒ．Ｈ（＋／－５）である。
試験結果は、直径１．５インチのダートヘッドおよび２６インチの落下高を使用する方法Ａ、または直径２．０のダートヘッドおよび６０インチの落下高を使用する方法Ｂのいずれかによって報告され得る。試料の厚さを試料の中心で測定し、次いで試料を５インチの内径を有する環状試験片ホルダーで固定する。ダートを、試料の中心より上に装填し、空気圧または電磁気のいずれかのメカニズムによって放出する。
試験は、「ステアケース」法に従って実施される。試料が不合格になった場合、ダートの重量が既知の固定量だけ低減された新たな試料を試験する。試料が不合格にならなかった場合、ダートの重量が既知の量だけ増加された新たな試料を試験する。２０個の試験片が試験された後、不合格の数が決定される。この数が１０である場合、試験を完了する。この数が１０未満である場合、１０回の不合格が記録されるまで試験を継続する。この数が１０より大きい場合、非不合格の総数が１０になるまで試験を継続する。ダート落下強度を、ＡＳＴＭ Ｄ１７０９に従って、タイプＡのダート落下衝撃としてグラムで表して、これらのデータから決定した。分析した全ての試料は、厚さ２ミルであった。
計装化ダート衝撃
計装化ダート衝撃法は、ＡＳＴＭ Ｄ７１９２に従って、プラスチックフィルム試験片上で、Ｉｎｓｔｒｏｎ ＣＥＡＳＴ ９３５０衝撃試験機を使用して測定される。試験は、半球形のヘッドを備えた直径１２．７ｍｍのタップ、ゴム面のグリップを備えた直径７５ｍｍのクランプアセンブリを使用して実施される。機器には、低温または高温で試験するための環境チャンバーが装備されている。典型的な試験片のサイズは１２５ｍｍ×１２５ｍｍである。標準的な試験速度は２００ｍ／分である。フィルム厚は２ミルである。
クリープゼロ剪断粘度測定法
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られる。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。あらゆ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／分の流量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。
定常状態の剪断速度が、ニュートン領域にあるだけの十分な低さを有することを確実にするために、試料の全てに２０Ｐａの一定の低剪断応力を加える。得られた定常状態の剪断速度は、この試験における試料については１０－３～１０－４ｓ－１の範囲内にある。定常状態は、ｌｏｇ（Ｊ（ｔ））対ｌｏｇ（ｔ）（式中、Ｊ（ｔ）はクリープコンプライアンスであり、ｔはクリープ時間である）のプロットの最後の１０％の時間ウィンドウ内の全てのデータについて線形回帰を取ることによって決定される。線形回帰の傾きが０．９７より大きい場合、定常状態に達したとみなし、次いでクリープ試験を停止する。この試験の全ての場合において、傾きは２時間以内に基準を満たす。定常状態の剪断速度は、ε対ｔ（εは歪みである）のプロットの最後の１０％の時間ウィンドウにおける全てのデータポイントの線形回帰の傾きから決定される。ゼロ剪断粘度は、加えられた応力対定常状態の剪断速度の比から決定される。
クリープ試験中に試料が劣化しているかどうかを決定するために、０．１～１００ｒａｄ／秒で同じ試料についてクリープ試験の前後に小振幅振動剪断試験を行う。２つの試験の複素粘度値を比較する。０．１ｒａｄ／秒における粘度値の差が５％より大きい場合、クリープ試験中に試料が劣化したとみなし、結果を廃棄する。
ゲル浸透クロマトグラフィー（ＧＰＣ）
クロマトグラフィーシステムは、内部ＩＲ５赤外線検出器（ＩＲ５）を装備したＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ ＧＰＣ－ＩＲ（Ｖａｌｅｎｃｉａ，Ｓｐａｉｎ）の高温ＧＰＣクロマトグラフで構成された。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。カラムには、４本のＡｇｉｌｅｎｔ「Ｍｉｘｅｄ Ａ」３０ｃｍ ２０ミクロン線形混合床カラムおよび２０ｕｍのプレカラムを使用した。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、これは、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、窒素スパージされた。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。
ＧＰＣカラムセットの較正を、５８０～８，４００，０００の範囲の分子量を有する２１個の狭い分子量分布のポリスチレン標準物質を用いて行い、個々の分子量の間に少なくとも１０倍の間隔を有する６つの「カクテル」混合物中に配列された。標準物質は、Ａｇｉｌｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓから購入した。１，０００，０００以上の分子量については５０ミリリットルの溶媒中の０．０２５グラムで、また１，０００，０００未満の分子量については５０ミリリットルの溶媒中の０．０５グラムでポリスチレン標準物質を調製した。ポリスチレン標準物質を穏やかに撹拌しながら摂氏８０度で３０分間溶解させた。ポリスチレン標準物質のピーク分子量を、式１を使用してポリエチレン分子量に変換した（Ｗｉｌｌｉａｍｓ ａｎｄ Ｗａｒｄ，Ｊ．Ｐｏｌｙｍ．Ｓｃｉ．，Ｐｏｌｙｍ．Ｌｅｔ．，６，６２１（１９６８）に記載の通り）。
Ｍポリエチレン＝Ａ×（Ｍポリスチレン）Ｂ （ＥＱ１）
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。
五次多項式を使用して、それぞれのポリエチレン同等較正点に当てはめた。Ａに対してわずかな調整（約０．３７５～０．４４５）を行い、カラム分解能およびバンド拡張効果を、線状ホモポリマーポリエチレン標準物質が１２０，０００Ｍｗで得られるように補正した。
ＧＰＣカラムセットの総プレート計数を、（５０ミリリットルのＴＣＢ中０．０４ｇで調製し、穏やかに撹拌しながら２０分間溶解した）デカンで行う。プレート計数（式２）および対称性（式３）を、以下の式に従って２００マイクロリットル注入で測定した。
Figure 2022542657000006
 式中、ＲＶはミリリットルでの保持体積であり、ピークの幅はミリリットル単位であり、ピーク最大値はピークの最大高さであり、１／２高さはピーク最大値の１／２の高さである。
Figure 2022542657000007
 式中、ＲＶはミリリットルでの保持体積であり、ピークの幅はミリリットル単位であり、ピーク最大値はピークの最大位置であり、１／１０の高さはピーク最大値の１／１０の高さであり、後部ピークはピーク最大値よりも後の保持体積でのピークテールを指し、前部ピークはピーク最大値よりも早い保持体積でのピーク前部を指す。クロマトグラフィーシステムのプレート計数は、１８，０００超となるべきであり、対称性は、０．９８～１．２２となるべきである。
試料はＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ「Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔ Ｃｏｎｔｒｏｌ」ソフトウェアを用いて半自動様式で調製され、２ｍｇ／ｍｌを試料の目標重量とし、ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ高温オートサンプラーを介して、予め窒素スパージされたセプタキャップ付きバイアルに溶媒（２００ｐｐｍのＢＨＴを含有）を添加した。試料を、「低速」振とうしながら摂氏１６０度で２時間溶解した。
Ｍｎ（ＧＰＣ）、Ｍｗ（ＧＰＣ）、およびＭｚ（ＧＰＣ）の計算は、ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ ＧＰＣＯｎｅ（商標）ソフトウェア、各々の等間隔のデータ回収点（ｉ）におけるベースラインを差し引いたＩＲクロマトグラム、および式１の点（ｉ）における狭い標準較正曲線から得られるポリエチレン等価分子量を使用して、式４～６によるＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ ＧＰＣ－ＩＲクロマトグラフの内部ＩＲ５検出器（測定チャネル）を使用して、ＧＰＣ結果に基づいて行われた。
Figure 2022542657000008
Figure 2022542657000009
Figure 2022542657000010
経時的な偏差を監視するために、ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ ＧＰＣ－ＩＲシステムで制御されたマイクロポンプを介して各試料に流量マーカー（デカン）を導入した。この流量マーカー（ＦＭ）は、試料中のそれぞれのデカンピーク（ＲＶ（ＦＭ試料））のＲＶを、狭い標準較正（ＲＶ（ＦＭ較正済み））内のデカンピークのそれと整合することによって各試料のポンプ流量（流量（見かけ））を直線的に較正するために使用された。こうして、デカンマーカーピークの時間におけるいかなる変化も、実行の全体にわたって流量（流量（有効））における線状シフトに関連すると推測される。流量マーカーピークのＲＶ測定の最高精度を促進するために、最小二乗フィッティングルーチンを使用して、流量マーカー濃度クロマトグラムのピークを二次方程式に適合させる。次に、二次方程式の一次導関数を使用して、真のピーク位置を求める。流量マーカーのピークに基づいてシステムを較正した後、（狭い標準較正に対する）有効流量は式７のように計算される。流量マーカーピークの処理は、ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ ＧＰＣＯｎｅ（商標）ソフトウェアにより行われた。許容される流量補正では、有効流量が、見かけ流量の＋／－０．５％以内であるべきである。
流量（有効）＝流量（見かけ）×（ＲＶ（ＦＭ較正済み）／ＲＶ（ＦＭ試料）） （ＥＱ７）
改善されたコモノマー含有量分析法（ｉＣＣＤ）
改善されたコモノマー含有量分析法（ｉＣＣＤ）は、２０１５年に開発された（ＣｏｎｇおよびＰａｒｒｏｔｔら、ＷＯ２０１７／０４０１２７Ａ１）。ｉＣＣＤ試験を、ＩＲ－５検出器（ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ，Ｓｐａｉｎ）および二角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機器（ＣＥＦ）（ＰｏｌｙｍｅｒＣｈａｒ，Ｓｐａｉｎ）を用いて実施した。検出器オーブン中のＩＲ－５検出器の直前に、５ｃｍまたは１０ｃｍ（長さ）×１／４インチ（ＩＤ）のステンレス鋼に２０～２７ミクロンのガラス（ＭｏＳＣｉ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ，ＵＳＡ）を充填したガードカラムを設置した。オルトジクロロベンゼン（ＯＤＣＢ、９９％無水グレードまたはテクニカルグレード）を使用した。ＥＭＤ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓからシリカゲル４０（粒子径０．２～０．５ｍｍ、カタログ番号１０１８１－３）を入手した（先にＯＤＣＢ溶媒の乾燥に使用することができる）。ＣＥＦ機器に、Ｎ２パージ能力を備えたオートサンプラーを装備する。使用前に、ＯＤＣＢに乾燥窒素（Ｎ２）を１時間散布する。試料調製を、１６０℃で１時間振とうしながら、オートサンプラーを４ｍｇ／ｍＬで用いて（別途指定のない限り）行った。注入量は３００μｌであった。ｉＣＣＤの温度プロファイルは、３℃／分での１０５℃～３０℃への結晶化、３０℃での２分間の熱平衡（可溶性画分溶出時間を２分に設定することを含む）、３℃／分での３０℃～１４０℃への溶出であった。結晶化中の流量は、０．０ｍｌ／分である。溶出中の流量は、０．５０ｍｌ／分である。データは、１つのデータポイント／秒で収集した。
ｉＣＣＤカラムには、１５ｃｍ（長さ）×１／４インチ（ＩＤ）のステンレス管中の金でコーティングされたニッケル粒子（Ｂｒｉｇｈｔ ７ＧＮＭ８－ＮｉＳ、Ｎｉｐｐｏｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｃｏ．）を詰め込んだ。カラムの詰め込みおよび馴化は、参照文献（Ｃｏｎｇ，Ｒ、Ｐａｒｒｏｔｔ，Ａ．、Ｈｏｌｌｉｓ，Ｃ．、Ｃｈｅａｔｈａｍ，Ｍ．ＷＯ２０１７／０４０１２７Ａ１）に従ってスラリー法を用いて行われた。ＴＣＢスラリーの詰め込みを含む最終圧力は、１５０バールであった。
カラム温度の較正を、ＯＤＣＢ中の参照物質の線状ホモポリマーポリエチレン（コモノマー含有量がゼロ、メルトインデックス（Ｉ２）が１．０、多分散度Ｍｗ／Ｍｎがコンベンショナルゲル浸透クロマトグラフィーで約２．６、１．０ｍｇ／ｍｌ）と、エイコサン（２ｍｇ／ｍｌ）との混合物を使用して行った。ｉＣＣＤ温度較正は、以下の４つの工程からなった。（１）エイコサンの測定されたピーク溶出温度間の温度オフセットから３０．００℃を引いたものとして定義されるディレイボリュームを計算すること、（２）ｉＣＣＤ生温度データから溶出温度の温度オフセットを差し引くこと。この温度オフセットは、溶出温度、溶出流量などの実験条件の関数であることが留意される、（３）線状ホモポリマーポリエチレン参照物が１０１．０℃でピーク温度を有し、エイコサンが３０．０℃のピーク温度を有するように、３０．００℃～１４０．００℃の範囲にわたって溶出温度を変換する線形較正直線を作成すること、（４）３０℃で等温的に測定された可溶性画分については、３０．０℃未満の溶出温度が、参考物（ＣｅｒｋおよびＣｏｎｇら、ＵＳ９，６８８，７９５）に従って、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。
コモノマー含有量対ｉＣＣＤの溶出温度を、１２の参照物質（３５，０００～１２８，０００の範囲のエチレン当量の重量平均分子量を有する、エチレンホモポリマーおよびシングルサイトメタロセン触媒で作製されたエチレン－オクテンランダムコポリマー）を使用することで構築した。これらの参照物質は全て、以前に指定したものと同じ方式で４ｍｇ／ｍＬで分析した。報告された溶出ピーク温度は、線形方程式ｙ＝－６．３５１５ｘ．＋１０１．００に線形に適合され、式中、ｙは、ｉＣＣＤの溶出温度を表し、ｘは、オクテンモル％を表し、Ｒ２は、０．９７８であった。
ポリマーの分子量およびポリマー画分の分子量は、フォームファクターを１および全てのビリアル係数をゼロと仮定することによって、Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｇａｎｓ－Ｄｅｂｙｓ近似（ＳｔｒｉｅｇｅｌおよびＹａｕ、現代のサイズ排除液体クロマトグラム、２４２ページおよび２６３ページ）に従って、ＬＳ検出器（９０度の角度）および濃度検出器（ＩＲ－５）から直接決定された。２３．０～１２０℃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ために積分ウィンドウが設定される。
ｉＣＣＤからの分子量（Ｍｗ）の計算には、次の４つの工程が含まれる。
（１）検出器間オフセットを測定すること。オフセットは、濃度検出器に対するＬＳ検出器間の幾何学的体積オフセットとして定義される。これは、濃度検出器とＬＳクロマトグラムとのポリマーピークの溶出量（ｍＬ）の差として計算される。これが、溶出熱速度および溶出流量を使用することによって、温度オフセットに変換される。線状高密度ポリエチレン（コモノマー含有量がゼロ、メルトインデックス（Ｉ２）が１．０、多分散度Ｍｗ／Ｍｎがコンベンショナルゲル浸透クロマトグラフィーで約２．６）を使用する。上記の通常のｉＣＣＤ法と同じ実験条件が使用されるが、１０℃／分での１４０℃～１３７℃への結晶化、１３７℃での可溶性画分溶出時間としては１分間の熱平衡、７分間の可溶性画分（ＳＦ）時間、３℃／分での１３７℃～１４２℃への溶出といったパラメーターは除く。結晶化中の流量は、０．０ｍＬ／分である。溶出中の流量は、０．８０ｍＬ／分である。試料濃度は、１．０ｍｇ／ｍＬである。
（２）ＬＳクロマトグラムの各ＬＳデータポイントをシフトして、積分前に検出器間オフセットを補正する。
（３）ベースラインを差し引いたＬＳおよび濃度クロマトグラムが、工程（１）の溶出温度範囲全体について積分される。ＭＷ検出器定数は、１００，０００～１４０，０００Ｍｗの範囲の既知のＭＷのＨＤＰＥ試料と、ＬＳおよび濃度積分信号の面積比を使用して計算される。
（４）ポリマーのＭｗは、統合光散乱検出器（９０度の角度）と濃度検出器との比率を使用し、ＭＷ検出器定数を使用して計算される。
半値幅の計算は、最大ピーク高さの半分での前部温度と後部温度との温度差として定義され、最大ピークの半分での前部温度は、３５．０℃から前方に検索され、最大ピークの半分での後部温度は、１１９．０℃から逆方向に検索される。
ゼロ剪断粘度比（ＺＳＶＲ）
ＺＳＶＲは、以下の式（ＥＱ）１０および１１による、等価重量平均分子量（Ｍｗ－ｇｐｃ）における分岐ポリエチレン材料のゼロ剪断粘度（ＺＳＶ）と、線状ポリエチレン材料のＺＳＶとの比として定義される。
Figure 2022542657000011
Figure 2022542657000012
ＺＳＶ値は、上述の方法による１９０℃でのクリープ試験から得る。Ｍｗ－ｇｐｃ値は、コンベンショナルＧＰＣ法（コンベンショナルＧＰＣ法の説明における式５）によって決定される。線状ポリエチレンのＺＳＶとそのＭｗ－ｇｐｃとの相関を、一連の線状ポリエチレン参照物質に基づいて確立した。ＺＳＶ－Ｍｗの関係についての説明は、ＡＮＴＥＣの要旨：Ｋａｒｊａｌａ，Ｔｅｒｅｓａ Ｐ．，Ｓａｍｍｌｅｒ，Ｒｏｂｅｒｔ Ｌ．，Ｍａｎｇｎｕｓ，Ｍａｒｃ Ａ．，Ｈａｚｌｉｔｔ，Ｌｏｎｎｉｅ Ｇ．，Ｊｏｈｎｓｏｎ，Ｍａｒｋ Ｓ．，Ｈａｇｅｎ，Ｃｈａｒｌｅｓ Ｍ．Ｊｒ．，Ｈｕａｎｇ，Ｊｏｅ Ｗ．Ｌ．，Ｒｅｉｃｈｅｋ，Ｋｅｎｎｅｔｈ Ｎ．，“Ｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｌｏｗ ｌｅｖｅｌｓ ｏｆ ｌｏｎｇ－ｃｈａｉｎ ｂｒａｎｃｈｉｎｇ ｉｎ ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ”，Ａｎｎｕａｌ Ｔｅｃｈｎｉｃａｌ Ｃｏｎｆｅｒｅｎｃｅ－Ｓｏｃｉｅｔｙ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃｓ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｓ（２００８），６６ｔｈ ８８７－８９１において見出し得る。
ＭＤ引裂
ＭＤ引裂は、ＡＳＴＭ Ｄ－１９２２に従って測定された。フィルム試験片にわたって引裂を伝播させるのに必要なグラムでの力は、Ｅｌｍｅｎｄｏｒｆ引裂試験機を使用して測定される。重力によって作用して、振り子は円弧を描いて振動し、試験片を予めカットしたスリットから引き裂く。引裂部を十字方向に伝播させる。試料は、試験前の温度で最低４０時間馴化される。
動的レオロジー分析
実質的に線状のエチレンポリマーのレオロジー挙動を特性評価するために、Ｓ ＬａｉおよびＧ．Ｗ．Ｋｎｉｇｈｔ（ＡＮＴＥＣ’９３ Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇｓ，Ｉｎｓｉｔｅ（ＴＭ）Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ（ＩＴＰ）－Ｎｅｗ Ｒｕｌｅｓ ｉｎ ｔｈｅ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ／Ｒｈｅｏｌｏｇｙ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐ ｏｆ Ｅｔｈｙｌｅｎｅ ＆－０１ｅｆｉｎ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｎｅｗ Ｏｒｌｅａｎｓ，Ｌａ．，Ｍａｙ １９９３）が、ポリマーの「長鎖分岐の結果としての正規化された緩和時間」を表す新たなレオロジー測定値、Ｄｏｗレオロジー指数（ＤＲＩ）を紹介した。Ｓ．Ｌａｉら（ＡＮＴＥＣ’９４，Ｄｏｗ Ｒｈｅｏｌｏｇｙ Ｉｎｄｅｘ（ＤＲＩ）ｆｏｒ Ｉｎｓｉｔｅ（ＴＭ）Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｐｏｌｙｏｌｅｆｉｎｓ（ＩＴＰ）：Ｕｎｉｑｕｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｒｅｌａｔｉｏｎｓｈｉｐｓ，ｐｐ．１８１４－１８１５）は、ポリマー骨格に長鎖分岐を組み込んだ、ＩＴＰ（ＤｏｗのＩｎｓｉｔｅ技術ポリオレフィン）として知られるエチレン－オクテンコポリマーのレオロジーが、次の正規化された式によって長鎖分岐（ＬＣＢ）を有さないと報告されている従来の線状均質ポリオレフィンのレオロジーから逸脱する程度としてＤＲＩを定義した。
ＤＲＩ＝［３６５００００Ｘ（τ０／η０）－１］／１０
式中、τ０は、この材料に特徴的な緩和時間であり、この材料のゼロ剪断速度複素粘度である。ＤＲＩは、以下の一般化交差方程式で、米国特許第６，１１４，４８６号に記載されているように、レオロジー曲線の最小二乗適合（動的複素粘度η＊（ω）対適用周波数（ω）、例えば、０．０１～１００ｒａｄ／秒）によって計算される。
η＊（ω）＝η０／［１＋（ω・τ０）ｎ］
式中、ｎは、材料のべき法則指数であり、η＊（ω）およびωは、それぞれ測定された複素粘度および適用周波数データである。
動的レオロジー測定は、ＡＳＴＭ Ｄ４４４０に従って、不活性雰囲気下で、動的モードにある、直径２５ｍｍの平行板を備えた動的レオメーター（例えば、ＴＡ ＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓのＡＲＥＳレオメーター）で実行される。全ての実験において、レオメーターは、１９０℃で少なくとも３０分間熱的に安定した後、適切に安定化され（酸化防止剤によって）、圧縮成形された試料を平行板に挿入する。次に、プレートを、メーター上で記録される正の法線力で閉じて、良好な接触を確保する。１９０℃で約５分経った後、プレートを軽く圧縮し、プレートの周囲の余分なポリマーをトリミングする。熱安定性および法線力がゼロに戻るまで、さらに１０分間放置する。つまり、全ての測定は、試料が１９０℃で約１５分間平衡化された後に実行され、完全な窒素ブランケット下で実行される。
２つのひずみ掃引（ＳＳ）実験を、全周波数（例えば、０．０１～１００ｒａｄ／秒）範囲にわたって、トランスデューサーの下部スケールの１０％よりも大きいトルク信号を生成する線形粘弾性ひずみを決定するために、１９０℃で最初に実行する。第１のＳＳ実験は、０．１ｒａｄ／秒という低い適用周波数で実行される。この試験は、低周波数でのトルクの感度を決定するために使用される。第２のＳＳ実験は、１００ｒａｄ／秒という高い適用周波数で実行される。これは、振動レオロジー測定が試験中にポリマーに構造変化を引き起こさないように、選択された適用ひずみがポリマーの線形粘弾性領域内に十分に収まるようにするためである。さらに、時間掃引（ＴＳ）実験を、選択されたひずみ（ＳＳ実験によって決定される）で、０．１ｒａｄ／秒という低い適用周波数で実行して、試験中の試料の安定性を確認する。
貯蔵（または弾性）係数、損失（または粘性）係数（Ｇ”）、複素係数（Ｇ＊）、複素粘度（η＊）およびｔａｎδ（損失係数と貯蔵係数との比Ｇ’ＶＧ’）の値は、所与の温度（例えば、１９０℃）で、周波数（ω）の関数として得られた。
ＡＳＴＭ Ｄ８８２ ＭＤおよびＣＤ、１％および２％割線係数
フィルムのＭＤ（機械方向）およびＣＤ（交差方向）割線係数をＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って決定した。報告された割線係数値は、５回の測定の平均であった。
穿刺強度
穿刺試験は、標準低速、単一試験速度でのプローブの貫通に対するフィルムの耐性を決定する。穿刺試験方法はＡＳＴＭ Ｄ５７４８に基づいている。フィルム生成後、そのフィルムを、ＡＳＴＭ標準に従って２３℃（＋／－２℃）および５０％Ｒ．Ｈ（＋／－５）で少なくとも４０時間馴化させた。標準試験条件は、ＡＳＴＭ標準に従って２３℃（＋／－２℃）および５０％Ｒ．Ｈ（＋／－５）である。穿刺は引張試験機で測定した。正方形の試験片を、シートから「６インチ×６インチ」のサイズに切断した。その試験片を、「直径４インチ」の円形試験片ホルダーに固定し、穿刺プローブを、固定されたフィルムの中心に、１０インチ／分のクロスヘッド速度で押込んだ。内部試験方法は、１つの修正を加えてＡＳＴＭ Ｄ５７４８に準拠している。この方法は、ＡＳＴＭ Ｄ５７４８の方法とは、使用されたプローブが（Ｄ５７４８において規定されている直径０．７５インチの洋ナシ型プローブではなく）、「０．２５インチ」の支持具上の「直径０．５インチ」の磨製鋼球であったという点において異なった。
試験治具への損傷を防止するために、「７．７インチ」の最大移動長が存在した。ゲージ長は存在せず、試験前、プローブは、試験片に、接触はしないが可能な限り近付けられた。試験片の中央において、単回の厚さ測定を行った。各試験片について、最大力、破断時の力、貫通距離、および破断までのエネルギーを決定した。合計５つの試験片を試験して、平均穿刺値を決定した。穿刺プローブは、各試験片後に「キムワイプ」を使用して洗浄した。
以下の実施例は、本開示の特徴を説明するものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。以下の実験で、本明細書に記載の多層フィルムの実施形態の性能を分析した。
実施例１Ａ：ポリエチレン組成物１～５の調製
発明を実施するための形態のうちの１つ以上に従って説明されるポリエチレン組成物１～５は、以下に記載の方法によって、ならびに以下に記載の触媒および反応器を利用して調製された。
反応環境に導入する前に、全ての原材料（モノマーおよびコモノマー）ならびにプロセス溶媒（狭い沸点範囲の高純度イソパラフィン溶媒、Ｉｓｏｐａｒ－Ｅ）をモレキュラーシーブで精製する。水素は、高純度グレードとして加圧されて供給され、それ以上精製されない。反応器モノマー供給流は、機械的圧縮機を介して反応圧力以上に加圧される。溶媒およびコモノマーの供給は、ポンプを介して反応圧力以上に加圧される。個々の触媒成分は、精製された溶媒で、手動でバッチ希釈され、反応圧力以上に加圧される。全ての反応供給流は、質量流量計を用いて測定し、コンピュータにより自動化された弁制御システムによって独立して制御される。
図３で示したように、２つの反応器システムを直列構成で使用する。各連続溶液重合反応器は、熱を除去する連続撹拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）を再現した、液体が充填された、非断熱の、等温循環ループ反応器からなる。全ての新鮮な溶媒、モノマー、コモノマー、水素、および触媒成分供給物の独立した制御が可能である。各反応器（溶媒、モノマー、コモノマー、および水素）への全新鮮供給流は、供給流を熱交換器に通過させることによって単一溶液相を維持するように温度制御する。各重合反応器への全新鮮供給物は、各注入場所の間でほぼ等しい反応器体積で、２つの場所で反応器に注入する。新鮮供給物は、各注入器が、全新鮮供給物質量流量の半分を受容して制御される。触媒成分は、注入針を通して重合反応器に注入される。主要な触媒成分供給物は、特定の目標で各反応器のモノマー変換を維持するためにコンピュータ制御する。共触媒成分は、主触媒成分に対する、計算された特定のモル比に基づいて供給される。各反応器供給物の注入場所の直後に、供給流が、静的混合要素を有する循環重合反応器の内容物と混合される。各反応器の内容物を反応熱の大部分を除去する役割を果たす熱交換器に通し、冷却剤側の温度が、特定温度での等温反応環境を維持する役割を果たして、連続的に循環させる。各反応器ループの周りの循環は、ポンプによって提供される。
二重直列反応器構成では、第１の重合反応器からの流出物（溶媒、モノマー、コモノマー、水素、触媒成分、ポリマーを含有する）は、第１の反応器ループを出て、第２の反応器ループに添加される。
第２の反応器流出物は、好適な試薬（水）の添加およびそれとの反応により流出液が非活性化される帯域に入る。この同じ反応器出口部位において、ポリマー安定化のために他の添加剤が添加される（オクタデシル３，５－ジ－Ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシヒドロシンナメート、テトラキス（メチレン（３，５－ジ－Ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシヒドロシンナメート））メタン、およびトリス（２，４－ジ－Ｔｅｒｔ－ブチル－フェニル）ホスファイト）などの押出しおよびフィルム製造時の安定化に適した典型的な酸化防止剤）。
触媒の非活性化および添加剤の添加に続いて、反応器流出物は、ポリマーが非ポリマー流から除去される脱揮発系に入る。単離されたポリマー溶融物を、ペレット化して収集する。非ポリマー流は、系から除去されるエチレンの大部分を分離する様々な機器を通過する。溶媒および未反応コモノマーの大部分は、精製系を通過した後、反応器に再循環される。少量の溶媒およびコモノマーを、プロセスからパージする。
実施例を生成するために使用された、表１の値に対応する反応器流供給データフローは、図３で図式的に説明されている。データは、溶媒再循環系の複雑さが考慮され、かつ反応系が貫流フローダイアグラムとしてより簡単に扱えるように提示される。表１Ｂは、表１Ａで参照されている触媒を示す。
Figure 2022542657000013
Figure 2022542657000014
Figure 2022542657000015
実施例１Ｂ：ポリエチレン組成物６の調製
発明を実施するための形態のうちの１つ以上に従って説明されるポリエチレン組成物６および７は、以下に記載の方法によって、ならびに以下に記載の触媒および反応器を利用して調製された。
反応環境に導入する前に、全ての原材料（モノマーおよびコモノマー）ならびにプロセス溶媒（狭い沸点範囲の高純度イソパラフィン溶媒、Ｉｓｏｐａｒ－Ｅ）をモレキュラーシーブで精製する。水素は、高純度グレードとして加圧されて供給され、それ以上精製されない。反応器モノマー供給流は、機械的圧縮機を介して反応圧力以上に加圧される。溶媒およびコモノマーの供給は、ポンプを介して反応圧力以上に加圧される。個々の触媒成分は、精製された溶媒で、手動でバッチ希釈され、反応圧力以上に加圧される。全ての反応供給流は、質量流量計を用いて測定し、コンピュータにより自動化された弁制御系によって独立して制御される。
２つの反応器システムを直列構成で使用する。各連続溶液重合反応器は、熱を除去する連続撹拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）を再現した、液体が充填された、非断熱の、等温循環ループ反応器からなる。全ての新鮮な溶媒、モノマー、コモノマー、水素、および触媒成分供給物の独立した制御が可能である。各反応器（溶媒、モノマー、コモノマー、および水素）への全新鮮供給流は、供給流を熱交換器に通過させることによって単一溶液相を維持するように温度制御する。各重合反応器への全新鮮供給物は、各注入場所の間でほぼ等しい反応器体積で、２つの場所で反応器に注入する。新鮮供給物は、各注入器が、全新鮮供給物質量流量の半分を受容して制御される。触媒成分を、特別に設計された注入ストリンガーを通って重合反応器に注入する。主要な触媒成分供給物は、特定の目標で各反応器のモノマー変換を維持するためにコンピュータ制御する。共触媒成分は、主触媒成分に対する、計算された特定のモル比に基づいて供給される。各反応器供給物の注入場所の直後に、供給流が、静的混合要素を有する循環重合反応器の内容物と混合される。各反応器の内容物を反応熱の大部分を除去する役割を果たす熱交換器に通し、冷却剤側の温度が、特定温度での等温反応環境を維持する役割を果たして、連続的に循環させる。各反応器ループの周りの循環は、ポンプによって提供される。
第１および第２の重合反応器からの流出物流は、いかなる追加の処理の前に組み合わされる。この最終複合反応器流出物は、好適な試薬（水）の添加およびそれとの反応により流出物が非活性化される帯域に入る。この同じ反応器出口部位において、ポリマー安定化のために他の添加剤が添加される（オクタデシル３，５－ジ－Ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシヒドロシンナメート、テトラキス（メチレン（３，５－ジ－Ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシヒドロシンナメート））メタン、およびトリス（２，４－ジ－Ｔｅｒｔ－ブチル－フェニル）ホスファイト）などの押出しおよびインフレーションフィルム製造時の安定化に適した典型的な酸化防止剤）。
触媒の非活性化および添加剤の添加に続いて、反応器流出物は、ポリマーが非ポリマー流から除去される脱揮発系に入る。単離されたポリマー溶融物を、ペレット化して収集する。非ポリマー流は、系から除去されるエチレンの大部分を分離する様々な機器を通過する。溶媒および未反応コモノマーの大部分は、精製系を通過した後、反応器に再循環される。少量の溶媒およびコモノマーを、プロセスからパージする。
実施例を生成するために使用された、表２Ａの値に対応する反応器流供給データフローは、図４で図式的に説明されている。データは、溶媒再循環系の複雑さが考慮され、かつ反応系が貫流フローダイアグラムとしてより簡単に扱えるように提示される。表１Ｂは、実施例１Ａの表２Ａで参照されている触媒を示す。
Figure 2022542657000016
実施例２：比較組成物Ａ～Ｊ
比較組成物Ａ～Ｃは、本明細書において以下に記載される方法によって調製された。比較組成物Ｄ～Ｆは、一般に、ＰＣＴ公開第２０１５／２００７４３号で発明第１組成物を調製するために提供された触媒系およびプロセスを使用して調製される二峰性ポリエチレン組成物である。比較組成物Ｇ～Ｊは、市販のポリエチレン組成物である。表３は、比較組成物Ｇ～Ｊの市販のポリエチレン組成物を示している。
Figure 2022542657000017
比較組成物Ａ～Ｃの調製は、以下のように説明される。反応環境に導入する前に、全ての原材料（モノマーおよびコモノマー）ならびにプロセス溶媒（狭い沸点範囲の高純度イソパラフィン溶媒、Ｉｓｏｐａｒ－Ｅ）をモレキュラーシーブで精製する。水素は、高純度グレードとして加圧されて供給され、それ以上精製されない。反応器モノマー供給流は、機械的圧縮機を介して反応圧力以上に加圧される。溶媒およびコモノマーの供給は、ポンプを介して反応圧力以上に加圧される。個々の触媒成分は、精製された溶媒で、手動でバッチ希釈され、反応圧力以上に加圧される。全ての反応供給流は、質量流量計を用いて測定し、コンピュータにより自動化された弁制御系によって独立して制御される。
２つの反応器系を直列構成で使用する。各連続溶液重合反応器は、熱を除去する連続撹拌タンク反応器（ＣＳＴＲ）を再現した、液体が充填された、非断熱の、等温循環ループ反応器からなる。全ての新鮮な溶媒、モノマー、コモノマー、水素、および触媒成分供給物の独立した制御が可能である。各反応器（溶媒、モノマー、コモノマー、および水素）への全新鮮供給流は、供給流を熱交換器に通過させることによって単一溶液相を維持するように温度制御する。各重合反応器への全新鮮供給物は、各注入場所の間でほぼ等しい反応器体積で、２つの場所で反応器に注入する。新鮮供給物は、各注入器が、全新鮮供給物質量流量の半分を受容して制御される。触媒成分は、注入針を通して重合反応器に注入される。主要な触媒成分供給物は、特定の目標で各反応器のモノマー変換を維持するためにコンピュータ制御する。共触媒成分は、主触媒成分に対する、計算された特定のモル比に基づいて供給される。各反応器供給物の注入場所の直後に、供給流が、静的混合要素を有する循環重合反応器の内容物と混合される。各反応器の内容物を反応熱の大部分を除去する役割を果たす熱交換器に通し、冷却剤側の温度が、特定温度での等温反応環境を維持する役割を果たして、連続的に循環させる。各反応器ループの周りの循環は、ポンプによって提供される。
二重直列反応器構成では、第１の重合反応器からの流出物（溶媒、モノマー、コモノマー、水素、触媒成分、ポリマーを含有する）は、第１の反応器ループを出て、第２の反応器ループに添加される。
第２の反応器流出物は、好適な試薬（水）の添加およびそれとの反応により流出物が非活性化される帯域に入る。この同じ反応器出口部位において、ポリマー安定化のために他の添加剤が添加される（オクタデシル３，５－ジ－Ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシヒドロシンナメート、テトラキス（メチレン（３，５－ジ－Ｔｅｒｔ－ブチル－４－ヒドロキシヒドロシンナメート））メタン、およびトリス（２，４－ジ－Ｔｅｒｔ－ブチル－フェニル）ホスファイト）などの押出しおよびフィルム製造時の安定化に適した典型的な酸化防止剤）。
触媒の非活性化および添加剤の添加に続いて、反応器流出物は、ポリマーが非ポリマー流から除去される脱揮発系に入る。単離されたポリマー溶融物を、ペレット化して収集する。非ポリマー流は、系から除去されるエチレンの大部分を分離する様々な機器を通過する。溶媒および未反応コモノマーの大部分は、精製系を通過した後、反応器に再循環される。少量の溶媒およびコモノマーを、プロセスからパージする。
実施例を生成するために使用された、表４Ａの値に対応する反応器流供給データフローは、図３で図式的に説明されている。データは、溶媒再循環系の複雑さが考慮され、かつ反応系が貫流フローダイアグラムとしてより簡単に扱えるように提示される。表１Ｂは、表４Ａで示されている触媒および共触媒を示す。
Figure 2022542657000018
実施例３：ポリエチレン試料の分析
実施例１Ａおよび１Ｂのポリエチレン組成物１～６、実施例２の比較ポリエチレン組成物Ａ～Ｃ、ならびに実施例２の市販の比較ポリエチレン試料Ｄ～ＪをｉＣＣＤによって分析した。ポリエチレン組成物５のｉＣＣＤデータを図２に示す。全ての試料のｉＣＣＤ試験から生成された追加データを表５Ａおよび５Ｂに示す。具体的には、表５Ａおよび５Ｂには、それぞれの第１および第２ポリエチレン画分の面積（４５～８７℃および９５～１２０℃）を含むｉＣＣＤデータの分析が含まれる。全体密度、ダート強度（方法Ａ）、メルトインデックス、第２のＰＥ画分の重量平均分子量など、各実施例組成物の追加データも提供されている。これらの特性は、各ポリエチレン試料から完全になる単層インフレーションフィルムに基づく。
ダート試験および成形フィルムに基づく他の試験を実施するために、ポリエチレン試料を用いて２ミルのインフレーションフィルムを成形した。具体的には、単層インフレーションフィルムは、ＩＤ ３．５インチの半溝付きバレル、３０／１のＬ／Ｄ比、バリアスクリュー、およびＡｌｐｉｎｅエアリングを備えたＥｇａｎ Ｄａｖｉｓ Ｓｔａｎｄａｒｄ押出機を介して生成される。押出ラインは、内部気泡冷却を備えた８インチのダイを有する。押出ラインは、フィルム厚ゲージスキャナーも有する。フィルムの製造条件は、フィルム厚は２ミル（０．００１ｉｎまたは０．０２５４ｍｍ）に維持、ブローアップ比（ＢＵＲ）は２．５、ダイギャップは７０ミル、フロストライン高さ（ＦＬＨ）は３７インチであった。出力速度は２６０ｌｂｓ／時で一定であった。
Figure 2022542657000019
Figure 2022542657000020
結果は、いずれの比較例組成物も、少なくとも０．９２４ｇ／ｃｍ３の全体密度で同等のダート強度を示さないことを示す。例えば、いくつかの比較例は、高いダート強度を有するが、これらの試料は、はるかに低い密度を有する。高密度比較試料（例えば、０．９２４ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３）は、はるかに低いダート強度（例えば、１０００グラム未満）を示す。
さらに、実施例１のいくつかの組成物は、３．５、４．６、および５．５など、１０未満のＤｏｗレオロジー指数を有していた。
実施例４：比較フィルム４Ａ～４Ｈの調製。
実施例４では、８つの比較多層フィルムが生成された。比較フィルム４Ａ～４Ｈの生成に使用した材料には、ＤＯＷＬＥＸ（商標）２０３８．６８（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、ＤＭＤＡ ６２００（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、ＤＭＤＨ ６４００（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、ＡＧＩＬＩＴＹ（商標）１２００（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、ＥＬＩＴＥ（商標）５９６０（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、上記実施例１Ａのポリエチレン組成物２、アンチブロックマスターバッチ（Ａｍｐａｃｅｔから市販で入手可能、「ＭＢ ＡＢ」）、ポリマー加工助剤マスターバッチ（Ｉｎｇｅｎｉａから市販で入手可能、「ＭＢ ＰＰＡ」）、二酸化チタンマスターバッチ（Ａｍｐａｃｅｔから市販で入手可能、「ＭＢ ＴｉＯ２」）、ならびに２つの二峰性ポリエチレン組成物（メルトインデックス：２．１６ｋｇおよび１９０℃で０．８５ｇ／１０分、密度：０．９１８ｇ／ｃｍ３、「二峰性ＰＥ１」）および（メルトインデックス：２．１６ｋｇおよび１９０℃で０．８５ｇ／１０分、密度：０．９２６ｇ／ｃｍ３、「二峰性ＰＥ２」））が含まれた。二峰性ＰＥ１および二峰性ＰＥ２は、一般に、ＰＣＴ公開第２０１５／２００７４３号で発明第１組成物を調製するために提供された触媒系およびプロセスを使用して調製されるポリエチレン組成物である。
この実施例のための比較多層フィルムの様々な層の組成は、表６～８に詳述されている。表６～８で提供された組成物については、各層のために提供される重量パーセントは、多層フィルムの総重量に基づいており（すなわち、表８では、層３は、比較フィルム４Ｆの総重量に基づいて１０重量％である）、各材料成分のために提供される重量パーセントは、層の総重量に基づいている（すなわち、表８では、二峰性ＰＥ１は、比較フィルム４Ｆの層３の総重量に基づいて９４重量％である）。
Figure 2022542657000021
Figure 2022542657000022
Figure 2022542657000023
表６および７からわかるように、いくつかの比較フィルムは３つの層（比較フィルム４Ａ、４Ｂ、４Ｃ、４Ｄ、および４Ｅ）を有し、いくつかの比較フィルムは５つの層（比較フィルム４Ｆ、４Ｇ、および４Ｈ）を有する。
比較フィルム４Ａおよび４Ｂは、Ａｌｐｉｎｅ７層インフレーションフィルムラインで生成された。押出ダイの直径は２００ミリメートル（ｍｍ）で、ダイギャップは７８．７ミルであった。ブローアップ比（ＢＵＲ）は１．７５で、レイフラット幅は２１．８５インチであった。ニップ速度は６０．４～６５ｆｔ／分であった。総フィルム厚は４．３ミル（１ミル＝／１０００インチ）であった。ラインには、７台の押出機があった。７層多層フィルム（比較フィルム４Ａおよび４Ｂ）については、押出機１および２を外層１に使用し、押出機３、４および５をコア層に使用し、押出機６および７を外層２に使用した。押出機の温度プロファイルは３８０°Ｆで始まり、４５０°Ｆで終了した。ブレンドが特定の層で使用される場合、成分は乾式ブレンドされ、フィーダーに供給された。
比較フィルム４Ｃ、４Ｄ、および４Ｅは、Ａｌｐｉｎｅ７層インフレーションフィルムラインで生成された。押出ダイの直径は２００ミリメートル（ｍｍ）で、ダイギャップは７８．７ミルであった。ブローアップ比（ＢＵＲ）は１．７５で、レイフラット幅は２１．８５インチであった。ニップ速度は６０．４～６５ｆｔ／分であった。総フィルム厚は４．０ミル（１ミル＝／１０００インチ）であった。ラインには、７台の押出機があった。７層多層フィルム（比較フィルム４Ｃ、４Ｄおよび４Ｅ）については、押出機１および２を外層１に使用し、押出機３、４および５をコア層に使用し、押出機６および７を外層２に使用した。押出機の温度プロファイルは３８０°Ｆで始まり、４５０°Ｆで終了した。ブレンドが特定の層で使用される場合、成分は乾式ブレンドされ、フィーダーに供給された。
比較フィルム４Ｆ、４Ｇ、および４Ｈは、Ａｌｐｉｎｅ７層インフレーションフィルムラインで製造された。押出ダイの直径は２００ミリメートル（ｍｍ）で、ダイギャップは７８．７ミルであった。ブローアップ比（ＢＵＲ）は１．７５で、レイフラット幅は２１．８５インチであった。ニップ速度は６０．４～６５ｆｔ／分であった。総フィルム厚は、フィルム４Ｆおよびフィルム４Ｇについては４．３ミルであり、フィルム４Ｈについては４．０ミルであった（１ミル＝／１０００インチ）。ラインには、７台の押出機があった。７層多層フィルム（比較フィルム４Ｆ、４Ｇおよび４Ｈ）については、押出機１を層１に使用し、押出機２および３を層２に使用し、押出機４を層３に使用し、押出機５および６を層４に使用し、押出機７を層５に使用した。押出機の温度プロファイルは３８０°Ｆで始まり、４５０°Ｆで終了した。ブレンドが特定の層で使用される場合、成分は乾式ブレンドされ、フィーダーに供給された。
実施例５：フィルム５Ａ～５Ｅの調製
実施例５では、本明細書で開示された実施形態に従って、５つの多層フィルムが生成される。フィルム５Ａ～５Ｅの生成に使用した材料には、二峰性ＰＥ１、ＤＯＷＬＥＸ（商標）２０３８．６８（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、ＤＭＤＡ ６２００（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、ＤＭＤＨ ６４００（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、ＡＧＩＬＩＴＹ（商標）１２００（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、ＥＬＩＴＥ（商標）５９６０（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販で入手可能）、上記実施例１Ａのポリエチレン組成物２、アンチブロックマスターバッチ（Ａｍｐａｃｅｔから市販で入手可能、「ＭＢ ＡＢ」）、ポリマー加工助剤マスターバッチ（Ｉｎｇｅｎｉａから市販で入手可能、「ＭＢ ＰＰＡ」）および二酸化チタンマスターバッチ（Ａｍｐａｃｅｔから市販で入手可能、「ＭＢ ＴｉＯ２」）が含まれた。この実施例のための比較多層フィルムの様々な層の組成は、表９～１１に詳述されている。表９～１１で提供された組成物については、各層のために提供される重量パーセントは、多層フィルムの総重量に基づいており（すなわち、表９では、層３は、フィルム５Ａの総重量に基づいて３０重量％である）、各材料成分のために提供される重量パーセントは、層の総重量に基づいている（すなわち、表９では、ポリエチレン組成物２は、フィルム５Ａの層３の総重量に基づいて９４重量％である）。
Figure 2022542657000024
Figure 2022542657000025
Figure 2022542657000026
フィルム５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、５Ｄ、および５Ｅは、Ａｌｐｉｎｅ７層インフレーションフィルムラインで生成された。押出ダイの直径は２００ミリメートル（ｍｍ）で、ダイギャップは７８．７ミルであった。ブローアップ比（ＢＵＲ）は１．７５で、レイフラット幅は２１．８５インチであった。ニップ速度は６０．４～６５ｆｔ／分であった。総フィルム厚は４．０ミル（１ミル＝／１０００インチ）であった。ラインには、７台の押出機があった。７層多層フィルム（フィルム５Ａ、５Ｃ、５Ｄおよび５Ｅ）については、押出機１を層１に使用し、押出機２を層２に使用し、押出機３、４および５を層３に使用し、押出機６を層４に使用し、押出機７を層５に使用した。７層多層フィルム（フィルム５Ｂ）については、押出機１を層１に使用し、押出機２および３を層２に使用し、押出機４を層３に使用し、押出機５および６を層４に使用し、押出機７を層５に使用した。押出機の温度プロファイルは３８０°Ｆで始まり、４５０°Ｆで終了した。ブレンドが特定の層で使用される場合、成分は乾式ブレンドされ、フィーダーに供給された。
実施例６：比較フィルム４Ａ～４Ｈおよびフィルム５Ａ～５Ｅの分析。
実施例６において、フィルム５Ａ～５Ｅの特性は、本明細書で開示された試験方法に従って試験され、分析され、比較フィルム４Ａ～４Ｈの特性と比較された。フィルム５Ａ～５Ｅおよび比較フィルム４Ａ～４Ｈの特性は、表１２および１３に詳述されている。
Figure 2022542657000027
表１２で示されるように、フィルム５Ａ～５Ｅは、比較フィルム４Ａ～４Ｈと比較したときに、一般に、改善された（より大きな）ダートおよび穿刺特性を示した。特に、それぞれ１１０μｍの全体厚さを有する５層比較フィルム４Ｅ～４Ｈと比較したときに、それぞれ１０２μｍの全体厚さを有するフィルム５Ａ、５Ｃ、５Ｄ、および５Ｅは、より大きなダートおよび穿刺特性を示した。これらの結果は、同等の全体密度では、本明細書に記載のポリエチレン組成物を含む「ダウンゲージされた」フィルム５Ａ～５Ｅは、１１０μｍの５層比較フィルムよりも改善された特性を示すことを示している。
Figure 2022542657000028
表１３で示されるように、フィルム５Ａ～５Ｅは、比較フィルム４Ａ～４Ｈと比較したときに、一般に、２％での交差方向および機械方向において、改善された（より大きな）平均割線係数を示した。特に、それぞれ１１０μｍの全体厚さを有する５層比較フィルム４Ｅ～４Ｈと比較したときに、それぞれ１０２μｍの全体厚さを有するフィルム５Ａ～５Ｅは、２％での交差方向および機械方向の割線係数において、より大きなまたは同等の結果を示した。これらの結果は、同等の全体密度では、本明細書に記載のポリエチレン組成物を含む「ダウンゲージされた」フィルム５Ａ～５Ｅは、１１０μｍの５層比較フィルムよりも改善された特性を示すことを示している。
したがって、表１２および１３の結果の両方に基づいて、同等の全体密度では、本明細書に記載のポリエチレン組成物を含む「ダウンゲージされた」フィルム５Ａ～５Ｅは、１１０μｍの５層比較フィルムよりも改善された特性を示す。さらに、これらの結果は、フィルム５Ａ～５Ｅが、減少した厚さで、剛性、耐クリープ性、および乱用特性（例えば、ダート、穿刺エネルギー、引裂）のバランスを提供し得ることを示す。
添付の特許請求の範囲で定義される本開示の範囲から逸脱することなく、修正および変更が可能であることは明らかであろう。より具体的には、本開示のいくつかの態様は、本明細書において、好ましいか、または特に有利なものとして特定されているが、本開示は、必ずしもこれらの態様に限定されないことが企図される。

Claims (15)

  1. 多層フィルムであって、
    第１のポリオレフィンを含む第１の層と、
    第２のポリオレフィンを含む第２の層と、
    第３のポリオレフィンを含む第３の層であって、前記第２の層が、前記第１の層と前記第３の層との間に配置されている、第３の層と、
    第４のポリオレフィンを含む第４の層であって、前記第３の層が、前記第２の層と前記第４の層との間に配置されている、第４の層と、
    第５のポリオレフィンを含む第５の層であって、前記第４の層が、前記第３の層と前記第５の層との間に配置されている、第５の層と、を含み、
    前記第１のポリオレフィン、前記第２のポリオレフィン、前記第３のポリオレフィン、前記第４のポリオレフィン、および前記第５のポリオレフィンのうちの２つ以上は、組成が同一であるかまたは異なり、
    前記第３のポリオレフィンが、
    （ａ）改善されたコモノマー組成分布（ｉＣＣＤ）分析法による溶出プロファイルにおいて４５℃～８７℃の温度範囲に単一のピークを有する第１のポリエチレン画分であって、第１のポリエチレン画分面積が、４５℃～８７℃における前記第１のポリエチレン画分の前記単一のピーク下の前記溶出プロファイル内の面積である、第１のポリエチレン画分と、
    （ｂ）前記ｉＣＣＤ分析法による溶出プロファイルにおいて９５℃～１２０℃の温度範囲に単一のピークを有する第２のポリエチレン画分であって、第２のポリエチレン画分面積が、９５℃～１２０℃における前記第２のポリエチレン画分の前記単一のピーク下の前記溶出プロファイル内の面積である、第２のポリエチレン画分と、を含む、ポリエチレン組成物であり、
    前記ポリエチレン組成物が、０．９２４ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度および０．２５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し、前記第１のポリエチレン画分面積が、前記溶出プロファイルの総面積の少なくとも４０％を構成し、前記第１のポリエチレン画分面積対前記第２のポリエチレン画分面積の比が、０．７５～２．５であり、ピーク高さの５０パーセントでの前記第２のポリエチレン画分の前記単一のピークの幅が、５．０℃未満である、多層フィルム。
  2. 前記第１の層、前記第２の層、前記第３の層、前記第４の層、または前記第５の層のうちの１つ以上が互いに直接接触している、請求項１に記載の多層フィルム。
  3. 前記第１の層および前記第５の層が、前記多層フィルムの最外層である、請求項１または２に記載の多層フィルム。
  4. 前記第１の層が、前記第２の層と直接接触しており、
    前記第２の層が、前記第３の層と直接接触しており、
    前記第３の層が、前記第４の層と直接接触しており、かつ
    前記第４の層が、前記第５の層と直接接触している、請求項１～３のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  5. 前記第３の層の前記ポリエチレン組成物が、３．０未満のゼロ剪断粘度比を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  6. 前記第３の層の前記ポリエチレン組成物が、重量平均分子量対数平均分子量の比（Ｍｗ／Ｍｎ）として表される、２．５～８．０の範囲内の分子量分布を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  7. 前記多層フィルムが、１５ミクロン～２５０ミクロンの厚さを有する、請求項１～６のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  8. 前記第２のポリオレフィンまたは前記第４のポリオレフィンのうちの一方または両方が、ＡＳＴＭ ７４２に従って測定したときに、０．９４０ｇ／ｃｍ３を超える密度を有するポリエチレンである、請求項１～７のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  9. 前記第１のポリオレフィンまたは前記第５のポリオレフィンのうちの一方または両方が、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度を有する線状低密度ポリエチレンである、請求項１～８のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  10. 前記多層フィルムが、ＡＳＴＭ Ｄ１７０９方法Ａに従って測定したときに、少なくとも７００グラムのダート落下衝撃を有する、請求項１～９のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  11. 前記多層フィルムが、少なくとも６０，０００ｐｓｉの機械方向の平均割線係数を有し、前記平均割線係数が、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定される、請求項１～１０のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  12. 前記多層フィルムが、少なくとも０．９２５ｇ／ｃｍ３の全体密度を有する、請求項１～１１のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  13. 前記多層フィルムが、１．７ｋｇ、１５時間、および５０℃でＡＳＴＭ Ｄ２９９０に従って測定したときに、５０％未満の交差方向の引張クリープ、請求項１～１２のいずれか一項に記載の多層フィルム。
  14. 多層フィルムであって、
    ０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度を有する線状低密度ポリエチレンを含む第１の層と、
    ＡＳＴＭ ７４２に従って測定したときに、０．９４０ｇ／ｃｍ３を超える密度を有するポリエチレンを含む第２の層と、
    第３のポリオレフィンを含む第３の層であって、前記第２の層が、前記第１の層と前記第３の層との間に配置されている、第３の層と、
    ＡＳＴＭ ７４２に従って測定したときに、０．９４０ｇ／ｃｍ３を超える密度を有するポリエチレンを含む第４の層であって、前記第３の層が、前記第２の層と前記第４の層との間に配置されている、第４の層と、
    ０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度を有する線状低密度ポリエチレンを含む第５の層であって、前記第４の層が、前記第３の層と前記第５の層との間に配置されている、第５の層と、を含み、
    前記第１のポリオレフィン、第２のポリオレフィン、第３のポリオレフィン、および第４のポリオレフィンのうちの２つ以上は、同一または異なるを有し、
    前記第３のポリオレフィンが、
    （ａ）改善されたコモノマー組成分布（ｉＣＣＤ）分析法による溶出プロファイルにおいて４５℃～８７℃の温度範囲に単一のピークを有する第１のポリエチレン画分であって、第１のポリエチレン画分面積が、４５℃～８７℃における前記第１のポリエチレン画分の前記単一のピーク下の前記溶出プロファイル内の面積である、第１のポリエチレン画分と、
    （ｂ）前記ｉＣＣＤ分析法による溶出プロファイルにおいて９５℃～１２０℃の温度範囲に単一のピークを有する第２のポリエチレン画分であって、第２のポリエチレン画分面積が、９５℃～１２０℃における前記第２のポリエチレン画分の前記単一のピーク下の前記溶出プロファイル内の面積である、第２のポリエチレン画分と、を含む、ポリエチレン組成物であり、
    前記ポリエチレン組成物が、０．９２４ｇ／ｃｍ３～０．９３６ｇ／ｃｍ３の密度および０．２５ｇ／１０分～２．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し、前記第１のポリエチレン画分面積が、前記溶出プロファイルの総面積の少なくとも４０％を構成し、前記第１のポリエチレン画分面積対前記第２のポリエチレン画分面積の比が、０．７５～２．５であり、ピーク高さの５０パーセントでの前記第２のポリエチレン画分の前記単一のピークの幅が、５．０℃未満である、多層フィルム。
  15. 前記第１の層および前記第５の層が、前記多層フィルムの最外層であり、
    前記第１の層が、前記第２の層と直接接触しており、
    前記第２の層が、前記第３の層と直接接触しており、
    前記第３の層が、前記第４の層と直接接触しており、かつ
    前記第４の層が、前記第５の層と直接接触している、請求項１４に記載の多層フィルム。

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