JP2024506261A - コーティングされたフィルム - Google Patents

Abstract

改善された光学特性及び増大されたリサイクル特性を有するコーティングされたフィルムであって、（ａ）リサイクル可能なポリオレフィンの少なくとも１つのフィルム層と、（ｂ）リサイクル可能なポリオレフィンの少なくとも１つのフィルム層の片側の表面の少なくとも一部分上に配置される少なくとも１つのリサイクル可能なコーティング層と、の組み合わせを、少なくとも１つのコーティング層が、６０°での増加光沢、低減された曇り度、清澄度の増加、及びリサイクル特性を有するコーティングされたフィルムを提供するように含む、コーティングされたフィルム。

Description

本発明は、コーティングされたフィルムに関し、より詳細には、本発明は、（ａ）ポリエチレンベースフィルム基材であって、ポリエチレンベースフィルム基材の片側に（ｂ）少なくとも１つのポリオレフィン分散コーティングがコーティングされた、ポリエチレンベースフィルム基材を含む、リサイクル可能なコーティングされたフィルムに関する。有益なリサイクル特性を有するコーティングされたフィルムは、可撓性包装などの物品を製造するために使用することができる。

食品、液体、パーソナルケア及び他の製品を保護するために作製された多くのタイプのパッケージは、２プライＰＥＴ／／ＰＥラミネート及び３プライＰＥＴ／／ナイロン／／ＰＥラミネートなどの多層積層構造で構成されてきた。多くのパッケージは、パッケージによって収容される製品を呈示し、かつ／又はそのパッケージに対して潜在的な消費者の注意を引くために、１つ以上の透明窓を含む。パッケージの窓（複数可）は、消費者が窓（複数可）を通してパッケージの内容物を明確に識別することができるように、可能な限り透明かつ清澄であることが望ましい。ポリエチレン（polyethylene、ＰＥ）などの一般的なパッケージ材料の透明度及び清澄度は、例えば、材料の結晶特性などのパッケージ材料（例えば、ＰＥ）の特性を改変することによって改善（増加）され得る。しかしながら、パッケージ材料の透明度及び清澄度の改善は、典型的には、剛性などのパッケージ材料のいくつかの機械的特性の低下をもたらす。

更に、既知の２成分ポリウレタン系コーティング組成物は、ＰＥフィルムの光沢及び透明特性を改善するためにＰＥフィルムと共に使用されてきた。しかしながら、パッケージ材料におけるポリウレタン系コーティング組成物の使用は、（１）リサイクル材料におけるゲル形成に起因するＰＥのリサイクル性の問題、及び（２）形成されたフィルムの機械的特性の著しい低下を引き起こし得る。例えば、既知のリサイクルされたコーティングＰＥフィルムと混合されたＰＥフィルムの透明度及び清澄度は、ニート（未コーティング）ＰＥフィルムの透明度及び清澄度と比較して悪影響を受ける可能性がある。

高光沢及び低曇り度などの良好な光学特性を有し、容易なリサイクル特性を有する、パッケージに使用するための新しいフィルム及び関連材料を提供することが望ましい。

米国特許出願公開第ＵＳ２０１６０１７７０７３Ａ１号及びＷＯ２０００００９５９４Ａ１は、ポリエチレンの組成を変えることによってポリエチレンフィルムを作製する方法を開示している。ＷＯ２００５／０２６２７５、Ｕ．Ｓ．２００５／０１００７５、ＷＯ２００５／０８５３３１、ＥＰ２２４７４４５Ｂ１、ＥＰ３０３７４７２Ｂ１及びＥＰ３１５５０５２Ｂ１は、ポリオレフィン分散組成物及びそのような組成物の用途を開示している。しかしながら、上記参考文献はいずれも、ポリエチレンベースフィルムの光学特性（例えば、光沢及び曇り度）を改善する方法を開示していない。

ＷＯ２０１８０６４１２３Ａ１は、コーティングされたフィルム及びそのようなフィルムから形成されるパッケージを提供する。一態様では、コーティングされたフィルムは、（ａ）対向する第１及び第２の前表面を有する多層ポリマーフィルムと、（ｂ）ポリマーフィルムの第１の前表面の少なくとも一部分上のコーティングされたフィルム層と、を含む。ポリマーフィルムである成分（ａ）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、又はポリアミドのうちの少なくとも１つである。フィルムの第１の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに少なくとも８０ｎｍの二乗平均平方根表面粗さを有し、フィルムの第２の前表面は、原子間力顕微鏡を用いた画像分析を使用して測定したときに８０ｎｍ未満（＜）の二乗平均平方根表面粗さを有する。第１の前表面の少なくとも一部分上のコーティングされたフィルム層である成分（ｂ）は、ポリウレタンコーティングであり、コーティングされたフィルム層は、第１の前表面のコーティングされた部分においてＡＳＴＭ Ｄ１７４６／１５に従って測定されるとき、少なくとも２パーセント（％）のＺｅｂｅｄｅｅ清澄度を有する。ＷＯ２０１８０６４１２３Ａ１はまた、ポリウレタントップコーティングを有する高光沢及び高透明度ポリエチレンフィルムの作製方法を開示している。しかしながら、ＷＯ２０１８０６４１２３Ａ１は、光沢強化コーティングとしての水性オレフィンコポリマー分散液の使用を教示していない。

本発明は、（ａ）ポリエチレンベースフィルム基材であって、ポリエチレンベースフィルム基材の片側に（ｂ）少なくとも１つのポリオレフィン分散コーティングがコーティングされた、ポリエチレンベースフィルム基材を含むリサイクル可能なコーティングされたフィルムに関する。機械的リサイクル特性に加えて、本発明のコーティングされたフィルムは、有利なことに、高光沢及び高透明度（すなわち、低曇り度）特性を示す。

いくつかの実施形態では、本発明は、上記コーティングされたフィルムを製造するためのプロセスを含む。

いくつかの実施形態では、本発明は、ペレット、単層フィルム、多層フィルム、単層ラミネート、多層ラミネート、包装材料、成形物などの上記コーティングされたフィルムから作製された第１の物品を含む。

いくつかの実施形態では、本発明は、上記第１の物品のうちのいずれか１つに由来するリサイクル材料から作製された後続の第２の物品を含む。

有利なことに、高光沢及び低曇り度のコーティングされたフィルムを組み込んで作製された第１の物品は、包装産業用の現在のリサイクル性ガイドラインに従ってリサイクルプロセスに供することができる。例えば、本発明のコーティング分散液を利用して、リサイクル可能なコーティング層を有するリサイクル可能なポリエチレンフィルム（例えば、全ポリエチレン（ＰＥ）高密度ポリエチレン（high density polyethylene、ＨＤＰＥ）フィルム）を含むコーティングされたポリマーフィルム構造を形成することにより、第１の物品と実質的に同じ特性及び性能を有する新しい第２の物品を作製するために再加工することができる有益なフィルム構造が提供される。

水系オレフィン系コーティングを有するフィルム物品に関して、本明細書における「リサイクル可能」又は「リサイクル性」は、機械的リサイクル可能又はリサイクル性を意味し、水系オレフィン系コーティングを有するフィルム物品が機械的に再加工可能であり、所望の性能及び所望の特性を有する別の後続のリサイクル物品を生成することを意味する。

本明細書において、フィルム基材に関して「高光沢」とは、８６単位を超える光沢レベルを有することを意味する。

フィルム基材に関して、「低曇り度」、「高清澄度」は、本明細書において、コーティングされたフィルム基材が、コーティングされていないフィルム基材よりも少なくとも３０％低い総曇り度を有することを意味する。

広範な実施形態では、本発明は、店頭でリサイクルすることができる包装材料を製造するためのリサイクル可能なコーティングされたフィルム構造を含む。リサイクル可能なコーティングされたフィルムは、コーティング層でコーティングされた少なくとも１つのヒートシール可能かつリサイクル可能なポリオレフィンフィルム層基材を含み、コーティング層は、ポリオレフィンフィルム層の片側の表面の少なくとも一部分に配置される。

本発明の１つ以上の実施形態によれば、ポリオレフィンフィルム層である成分（ａ）は、例えば、エチレン系ポリマーを含むポリオレフィンフィルムを含み、コーティング層である成分（ｂ）は、例えば、高光沢、低曇り度、及び高清澄度などの改善された光学特性を有すると同時に、十分なリサイクル特性を有するコーティング層を含む。また、リサイクル可能なコーティング層は、ポリオレフィン層と相溶性であることが有利である。

一般に、リサイクル可能なポリマーフィルム層は、外側（又は外部若しくは上部）表面及び内側（又は内部若しくは底部）表面を有し、コーティング層は、外側（又は外部若しくは上部）表面及び内側（又は内部若しくは底部）表面を有する。コーティング層の内部表面の少なくとも一部分は、ポリオレフィンフィルム層の外部表面の少なくとも一部分と接触している。好ましい実施形態では、コーティング層の外側表面は、コーティングされたフィルム構造全体（すなわち、ポリオレフィン層＋コーティング層）の外側表面を形成する。例えば、一般的な実施形態では、本発明のコーティングされたフィルムは、（ａ）ポリエチレン（ＰＥ）フィルムなどの少なくとも１つのポリオレフィンフィルム層と、（ｂ）ポリオレフィンフィルムに結合された高光沢及び低曇り度コーティング層と、を含む。所望であれば、１つ以上の他の任意選択的なフィルム層基材を上記フィルム構造に加えて、多層フィルム構造を製造することができる。

１つ以上の実施形態では、本発明のコーティングされたフィルム構造を作製するために使用されるポリオレフィンフィルムウェブ又は層である成分（ａ）は、オレフィン系ポリマーから作製される。本明細書で使用される場合、「オレフィン系ポリマー」、「オレフィンポリマー」、及び「ポリオレフィン」という用語は、重合形態で（ポリマーの重量に基づいて）過半量のオレフィンモノマー、例えば、エチレン又はプロピレンを含み、かつ任意選択的に１つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。「ポリマー」という用語は、同一又は異なる種類に限らず、モノマーを重合することによって調製されたポリマー化合物を指す。したがって、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ために用いられる「ホモポリマー」という用語、並びに２つ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。ポリオレフィンフィルム層は、１つのポリオレフィンポリマーから作製されたフィルム層、又は２つ以上の異なるポリオレフィンポリマーのブレンドから作製されたフィルム層を含んでもよい。

１つ以上の好ましい実施形態では、ポリオレフィンフィルムは、エチレン系ポリマーを含み得る。本明細書に記載されるように、「ポリエチレン」又は「エチレン系ポリマー」は、５０モル％超（＞）のエチレンモノマー由来単位を含むポリマーを意味するものとする。これには、前述のエチレン系ホモポリマー又はコポリマーが含まれる。当該技術分野で既知の一般的な形態のポリエチレンとしては、限定されないが、低密度ポリエチレン（low density polyethylene、ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（linear low density polyethylene、ＬＬＤＰＥ）、極低密度ポリエチレン（ultra low density polyethylene、ＵＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（very low density polyethylene、ＶＬＤＰＥ）、直鎖状低密度樹脂及び実質的に直鎖状の低密度樹脂の両方を含む、シングルサイト触媒による直鎖状低密度ポリエチレン（ｍ－ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（medium density polyethylene、ＭＤＰＥ）、並びに高密度ポリエチレン（high density polyethylene、ＨＤＰＥ）が挙げられる。例えば、ポリオレフィン層は、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、ＭＤＯ ＰＥ、ＢＯＰＥ、及びこれらの混合物などの１つ以上のポリオレフィン層を含むことができる。

更に、本明細書に記載されるように、「ＬＤＰＥ」という用語はまた、「高圧エチレンポリマー」又は「高分岐ポリエチレン」とも称される場合があり、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して、１４，５００ｐｓｉ（１００ミリパスカル［ＭＰａ］）を上回る圧力で、オートクレーブ又は管状反応器内で、部分的又は完全にホモ重合又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、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、０．９１６ｇ／ｃｍ～０．９４０ｇ／ｃｍの範囲の密度を有する。

本明細書に記載されるように、「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、並びにビス－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、及び拘束幾何触媒が含まれるが、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；並びにビス（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）が含まれるが、これら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得る。ＬＬＤＰＥは、直鎖状の、実質的に直鎖状の、又は不均一なエチレン系コポリマー又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、同第５，２７８，２７２号、同第５，５８２，９２３号、及び同第５，７３３，１５５号において更に定義される実質的に直鎖状のエチレンポリマー、米国特許第３，６４５，９９２号に記載されているものなどの均質に分岐したエチレンポリマー、米国特許第４，０７６，６９８号に開示されているプロセスに従って調製されたものなどの不均質分岐状エチレンポリマー、及びそれらのブレンド（米国特許第３，９１４，３４２号又は米国特許第５，８５４，０４５号に開示されているものなど）を含む。ＬＬＤＰＥ樹脂は、当該技術分野において既知の任意の種類の反応器又は反応器構成を使用して、気相、溶液相、若しくはスラリー重合、又はそれらの任意の組み合わせを介して作製され得る。ＬＬＤＰＥ樹脂は、当該技術分野で公知の任意の種類の反応器又は反応器構成を使用して、気相、溶液相、若しくはスラリー重合、又はそれらの任意の組み合わせによって作製され得る。

更に、本明細書に記載されるように、「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、又は更にはメタロセン触媒を用いて調製される、約０．９４０ｇ／ｃｍ以上の密度を有するポリエチレンを指す。１つ以上の実施形態では、ポリオレフィンフィルム層は、エチレン系ポリマーを含む外側層を含む多層フィルムであり得る。

いくつかの実施形態では、本発明での使用に好適なポリエチレンポリマーは、商品名ＡＧＩＬＩＴＹ（商標）（例えば、ＡＧＩＬＩＴＹ １０００、ＡＧＩＬＩＴＹ １００１、及びＡＧＩＬＩＴＹ １０２１）、ＩＮＮＡＴＥ（商標）ＳＴ ５０、ＥＬＩＴＥ（商標）５９４０、ＥＬＩＴＥ（商標）５９６０、ＤＯＷ（商標）ＬＤＰＥ ６２１１、及びＤＯＷ（商標）ＬＤＰＥ ７５１１のポリエチレンポリマーなどの市販品であってもよく、これらは全てＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能である。

１つ以上の実施形態では、本発明のコーティングされたフィルム構造を作製するために使用されるポリオレフィンフィルムウェブ又は層である成分（ａ）は、１つ以上のポリオレフィン又はオレフィンポリマーで作製された単一層（単層）を含むことができる。又は、フィルム構造は、１つ以上のポリオレフィン層から作製された多層構造を含むことができる。

他の実施形態では、本発明のポリオレフィンフィルムは、２層以上を含む多層フィルムであってもよい。本明細書に記載されるように、「多層フィルム」は、複数の層を有する任意のフィルムを意味する。例えば、多層フィルムは、２、３、４、５、又はそれ以上の層を有し得る。多層フィルムは、フィルムの記載を支援するために文字で示された層を有するものとして記載され得る。例えば、２つの異なるポリオレフィンフィルム層を有する２層フィルムは、Ａ／Ｂと示すことができ、コア層Ｂ、並びに２つの外部層Ａ及びＣを有する３層フィルムは、Ａ／Ｂ／Ｃと示すことができる。同様に、２つのコア層Ｂ及びＣ、並びに２つの外部層Ａ及びＤを有する構造は、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄとして示すことになる。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンフィルムは、３～１１又は３～７などの３～３５の奇数の層を有する共押し出しフィルムであってもよい。例えば、いくつかの実施形態では、ポリオレフィンフィルム層は、３層のポリエチレンから構成される３層多層フィルムであり得る。

１つの好ましい実施形態では、ポリオレフィンフィルム層は、第２の層に接着される、機械方向又は二軸延伸プロセスのいずれかを使用して作製された延伸単層又は多層ＰＥフィルムを含むことができる。

別の好ましい実施形態では、ポリオレフィンフィルム層は、ＨＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、及びＬＤＰＥの１つ以上の層を含む多層フィルムであり得る。

更に別の好ましい実施形態では、ポリオレフィンフィルム層は、ＰＰフィルム又は二軸配向ＰＰ（biaxially oriented PP、ＢＯＰＰ）フィルム層であり得る。

本発明のポリオレフィンポリマーフィルム層を形成するために使用されるポリオレフィンフィルム層の厚さは、例えば、一実施形態では、１２ミクロン（μｍ）～１２５μｍ、別の実施形態では、２０μｍ～１００μｍ、及び更に別の実施形態では、２５μｍ～５０μｍであり得る。

１つ以上の実施形態では、ポリオレフィンフィルム層は、１ｍｍ以下（≦）、例えば、≦９００μｍ、≦８００μｍ、≦７００μｍ、≦６００μｍ、≦５００μｍ、≦４００μｍ、≦３００μｍ、又は更に≦２００μｍの厚さを有していてもよい。ポリオレフィンフィルム層は、１μｍ以上（≧）、≧５μｍ、≧１０μｍ、≧２０μｍ、≧３０μｍ、≧４０μｍ、又は更に≧５０μｍの厚さを有していてもよい。当業者によって理解されるように、多層フィルムにおいて、異なる層の厚さは、同じであっても異なっていてもよく、層の厚さは、本明細書の開示に基づいて当業者に公知の技術によって選択されてもよい。

コーティングされたフィルム構造を形成するポリオレフィンフィルムに結合した高光沢及び低曇り度コーティング層である成分（ｂ）は、リサイクル特性を有するコーティング分散組成物から有利に形成される。コーティング分散組成物は、コーティング分散組成物で作製されたリサイクル可能なコーティング層を含むコーティングされたフィルム構造にそのリサイクル特性を付与する。次に、リサイクル可能なコーティング層は、コーティングされたフィルムから製造される物品（例えば包装物品）に、包装物品がリサイクル可能なフィルム構造から作製される場合に許容可能なリサイクル特性を付与する。

１つの広範な実施形態では、本発明において有用なコーティング分散組成物としては、例えば、（Ａ）少なくとも１つのポリマー分散剤（例えば、エチレンアクリル酸コポリマー、エチレンメタクリル酸コポリマー、及びこれらの混合物）と、（Ｂ）少なくとも１つの中和剤と、を含む水系コーティング組成物が挙げられる。

本発明の多くの実施形態によれば、水性分散液は、例えば、水性分散液が８～１１の範囲のｐＨを有するように、中和剤を含むことができる。８～１１の全ての個々の値及び下位範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、水性分散液は、８、８．１、８．２、又は８．３の下限から１１、１０．９、１０．８、又は１０．７の上限までのｐＨを有することができる。例えば、水性分散液は、８～１１、８．１～１０．９、８．２～１０．８、又は８．３～１０．７のｐＨを有することができる。

１つの一般的な実施形態では、本発明において有用な中和剤化合物は、１４０℃未満の沸点を有する。本発明において有用な中和剤の例としては、水酸化物、炭酸塩、炭酸水素塩、アミン、及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。本発明において有用な水酸化物の例としては、水酸化アンモニウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、及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。本発明において有用な炭酸塩の例としては、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウム、及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。本発明において有用なアミンの例としては、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン、アンモニア、モノメチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルエタノールアミン、モノ－ｎ－プロピルアミン、ジメチル－ｎプロピルアミン、Ｎ－メタノールアミン、Ｎ－アミノエチルエタノールアミン、Ｎ－メチルジエタノールアミン、モノイソプロパノールアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルプロパノールアミン、２－アミノ－２－メチル－１－プロパノール、トリス（ヒドロキシメチル）－アミノメタン、Ｎ，Ｎ，Ｎ’Ｎ’－テトラキス（２－ヒドロキシルプロピル）エチレンジアミン、１，２－ジアミノプロパン、２－アミノ－２－ヒドロキシメチル－１，３－プロパンジオール、Ｎ，Ｎ’－エチレンビス［ビス（２－ヒドロキシプロピル）アミン］トルエン－ｐ－スルホネート、又はモルホリン、ピペラジン、ピペリジンなどの環状アミン、及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。

ワックス、酸官能性ワックス、及びそれらの混合物などの他の原料も、分散組成物中に任意選択的に存在してもよい。また、１つの一般的な実施形態ではＭＩが＞１であり、別の実施形態ではＭＩが＞２０であり、１つの一般的な実施形態では溶融温度が＜１２０℃であり、別の実施形態では溶融温度が＜１００℃であるポリオレフィンなどのベース樹脂が、本発明において任意選択的に使用される。本発明において有用なベース樹脂の例としては、ＥＮＧＡＧＥ ８４０１、ＥＮＧＡＧＥ ８４０７、ＥＬＶＡＸ ２２０Ｗ、及びＥＬＶＡＸ １５０Ｗ（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能）、並びにこれらの混合物を含むが、これらに限定されない。

分散剤のＭＩは、一般に、一実施形態では＞６０であり、別の実施形態では＞２５０であり、分散剤のＭＩは、一般に、一実施形態では＜１，５００であり、別の実施形態では＜６００である。分散剤の酸価は、一般に、一実施形態では＞８０であり、別の実施形態では＞１２０であり、分散剤の酸価は、一般に、＜３００である。ベース樹脂の溶融温度（Ｔｍ）は、一般に、一実施形態では＜１２０℃であり、別の実施形態では＜１００℃であり、ベース樹脂のＴｍは、一般に＞４０℃である。ベース樹脂のＭＩは、一般に、一実施形態では＞１であり、別の実施形態では＞２０であり、ベース樹脂のＭＩは一般に＜１，２００である。

いくつかの実施形態では、酸官能性ワックスの例としては、Ｌｉｃｏｃｅｎｅ ４３１（Ｃｌａｒｉａｎｔから入手可能）などの無水マレイン酸変性ワックス、Ｕｎｉｃｉｄ ３５０（Ｎｕｃｒｅａ Ｓｏｌｕｔｉｏｎｓから入手可能）などの酸官能性オレフィン、オレイン酸などの脂肪酸、及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。分散製剤中の酸は、ジメチルエタノールアミン又はアンモニアなどの塩基によって中和され、これは、製剤中に存在する酸の鹸化による水性分散液の形成を可能にする。

本発明のコーティング分散組成物は、その後、生鮮食品、冷凍食品、及び一般的なスナックを包装するためなどの包装製品を製造するために使用されるフィルムを作製するのに有用である。

ポリオレフィン層に適用されるコーティング層のコーティング重量は、１つの一般的な実施形態では０．８グラム／平方メートル（ｇ／ｍ^２又はｇｓｍ）～５ｇｓｍ、別の実施形態では１ｇｓｍ～３．５ｇｓｍ、及び更に別の実施形態では１．２ｇｓｍ～３ｇｓｍの範囲であり得る。０．８ｇｓｍ未満の重量は、外観の問題を引き起こす可能性があり、改善された光沢及び低減された曇り度を提供しない。コーティング層の重量が５ｇｓｍを超えると、乾燥が困難になり得、曇り度が増加する場合がある。

コーティング組成物中に存在する粒子は、１つの一般的な実施形態では、１μｍ未満の粒径であり得る。

１つ以上の実施形態によれば、コーティングされたフィルムのコーティング層は、光沢仕上げ、低減された曇り度、及び高い透明度／清澄度などの望ましい光学特性を有する。本明細書に記載されるように、これらの光学特性は、コーティングされたフィルムの製造中に現在開示されている加工ステップにより達成される。

例えば、１つ以上の実施形態では、コーティングされたフィルムは、６０°で少なくとも８５単位の光沢を有する。本明細書に記載されるように、光沢は、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７規格を利用することにより測定される。追加の実施形態では、６０°光沢は、一実施形態では８５単位～１０５単位、別の実施形態では１０５単位～１２０単位、及び更に別の実施形態では１２０単位～１３５単位であり得る。

本開示から明らかであるように、現在記載されているコーティングされたフィルム及びそれを作製するための方法には多くの利点が存在し得る。特に、フィルム製造業者は、より少ない層を利用する、従来のフィルムと同様の光沢仕上げを有するフィルムを提供することができる。更に、同じ材料（すなわち、ポリオレフィンフィルム及びコーティング層）を利用して、様々な光学仕上げを有するフィルムからすることができる。

いくつかの実施形態では、コーティング層は、有益には、低いか又は低減された曇り度特性を有するフィルム基材を提供する。例えば、コーティングされたフィルムの曇り度は、１つの一般的な実施形態では≦４０％、別の実施形態では≦３０％、及び更に別の実施形態では≦２０％であり得る。

ポリオレフィン層をコーティングし、かつ本発明のリサイクル可能なコーティングされたフィルム構造を形成するために使用されるコーティング層の厚さは、例えば、１つの一般的な実施形態では１μｍ～５μｍであり得る。コーティング層の厚さが５μｍを超えると、乾燥が困難になり得、曇り度が増加する場合がある。

コーティング層がポリオレフィン層上に形成されると、コーティングされたフィルムが製造される。また、上述したように、コーティング層は、コーティングされたフィルムに、高光沢、低曇り度及び高清澄度などの有益な特性を提供する。

他の実施形態では、コーティングされたフィルムは、コーティングされたフィルムから作製された第１の物品をリサイクルし、その後、リサイクル材料からの第２の物品が第１の物品と比較して同じ特性を維持するか、又は第２の物品が第１の物品と比較して５０％以下の性能変化を少なくとも示さないように、第１の物品のリサイクル材料から異なる第２の物品を作製するのに有利なコーティングされたフィルムを作製するのに十分なリサイクル特性を示す。

本発明のコーティングされたフィルム構造は、上記成分層（ａ）及び（ｂ）に加えて、他の任意選択的な基材層である成分（ｃ）を含むことができる。例えば、いくつかの実施形態では、ポリオレフィンフィルム構造は、ポリオレフィン層の上面上に印刷層を含んでもよく、印刷層はコーティング層と接触していてもよく、したがって、印刷層がポリオレフィン層とコーティング層との間に配置される多層フィルム構造を形成する。そのような実施形態では、コーティング組成物は、印刷層上に直接適用され得る。印刷層は、製品の詳細及び他の包装情報を様々な色で示すためのインク層であり得る。印刷層は、一実施形態では≦１５μｍ、別の実施形態では≦１０μｍ、更に別の実施形態では≦５μｍ、及び更に別の実施形態では≦２．５μｍであってもよい。

所望であれば、シーラント層、バリア層、結合層などの特定の機能を有する任意選択的な層を、コーティングされたフィルム構造に加えることができる。

１つの広範な実施形態では、本発明のリサイクル可能なコーティングされたフィルムは、上記のコーティング分散組成物をポリオレフィンフィルム基材の片側の表面上に適用して、ポリオレフィンフィルム基材の表面上にコーティング層を形成することによって製造される。１つ以上の実施形態によれば、本発明のコーティングされたフィルムは、ポリオレフィンフィルム層の外側表面の少なくとも一部分に未硬化コーティング分散組成物を適用するステップと、未硬化コーティング分散組成物を硬化させて、ポリオレフィン層上にコーティング層を形成し、本発明のコーティングされたフィルム構造を得るステップと、を含む一般的なプロセスによって作製され得る。未硬化コーティング組成物の適用は、ポリオレフィン層の外側表面がコーティング層の内側表面と接触するようなものであってもよい。

例えば、１つの一般的な実施形態では、リサイクル可能なフィルム構造を製造するためのプロセスは、（Ｉ）（ａ）ポリオレフィンフィルム基材及び（ｂ）コーティング分散組成物を提供するステップと、（ＩＩ）ポリオレフィン基材の表面の少なくとも一部分にコーティング分散組成物を適用して、コーティング層を形成するステップと、（ＩＩＩ）コーティング分散組成物を硬化させて、ステップ（ＩＩ）のポリオレフィン基材の上面に硬化コーティング層を形成して、コーティングされたフィルムを形成するステップと、を含む。本明細書に記載されるように、ポリオレフィン層基材にコーティング分散組成物を「適用する」ことは、コーティング組成物又は製剤をフィルム基材に適用する技術分野で既知の任意の従来の手段によって、コーティング組成物をポリオレフィン層と接触させることを含み得る。例えば、コーティング組成物は、グラビア印刷、フレキソ印刷、オフセット印刷、マイヤーロッドドローダウンなどの従来のフィルム形成装置及びプロセスを使用して適用することができる。

コーティング分散組成物の硬化は、ポリオレフィンフィルムの溶融温度より低い温度で行われて、フィルムの延伸及び歪みを回避する。一般に、コーティングは、一実施形態では１５℃～４５℃、別の実施形態では２０℃～３５℃の硬化温度で硬化される。

１つ以上の実施形態では、未硬化コーティング組成物の適用は、従来の積層機での積層プロセスによって実施され得る。例えば、１つ以上の実施形態によれば、未硬化コーティング組成物は、ポリオレフィンフィルム層が機械方向に平行移動するときに、ポリオレフィンフィルム層上に適用され得る。すなわち、ポリオレフィンフィルム層は、未硬化コーティング組成物が適用されている間、機械方向に搬送され得る。本明細書に記載されるように、機械方向は、フィルムが積層機器などの加工機械の上又は中に流れる方向を指す。未硬化コーティング組成物は、滑らかなロール又はグラビアロールのいずれかを用いてポリオレフィンフィルム層上に堆積され得、これは、少なくとも部分的に、未硬化コーティング組成物の粘度により選択され得る。ポリオレフィンフィルム層は、ロール形態で始まり、巻き出されて機械方向に搬送されてもよく、未硬化コーティング組成物がポリオレフィン層に適用され、次にポリオレフィン層がロールに再び巻き取られる。

本明細書に開示される実施形態によれば、未硬化コーティング組成物の適用後に、未硬化コーティング組成物を硬化させて、ポリオレフィン層の表面上に位置する硬化コーティング組成物層を含むコーティング層を形成することができる。硬化は「受動的」であり得、これは、硬化が、未硬化コーティング組成物を周囲条件で一定時間静止させることにより起こることを意味する。あるいは、硬化は、コーティング組成物において硬化を起こさせる可能性のある高温、放射線、又は他のメカニズムへの曝露により促進され得る。いくつかの実施形態では、硬化は、ポリオレフィンフィルム層及び未硬化コーティング組成物が積層後にロール状である間に起こり得る。一定時間後、未硬化コーティング組成物は固化し、コーティング層を有するコーティングされたフィルムを含むフィルムのロールを形成する。

本発明のコーティングされたフィルムは、良好なリサイクル性の改善された光学特性を示すので、本発明のコーティングされたフィルムは、リサイクル前に、例えば、様々な包装材料及び製品を製造するための包装用途において使用することができる。例えば、コーティングされたフィルムは、食用穀物／豆類のバルク包装、種子の包装、レンズマメ及び穀類の包装、肥料の包装、油料種子の包装、砂糖の包装、塩の包装、医薬品の包装、他の食料品の包装、及びバスソルト、洗剤ポッドなどのパーソナルケア物品に使用することができる。コーティングされたフィルムはまた、お尻拭き製品、女性用衛生製品、シリアルバー、プロテインバー、チーズ及び菓子製品の包装材として使用され得る。リサイクル可能なフィルムについての、物品を包装するために使用される場合の他の有利な機能及び用途は、例えば、厳しい気象条件に対する耐性、高い引張強度、堅牢な落下試験耐性、優れた光学的外観、及び漏出に対する耐性を含む。

本発明の利点の１つは、本発明のコーティングされたフィルムから作製された使用済みの（消費者使用後の（post-consumer））未加工（又は第１の）物品をリサイクルプロセスを通して加工することができることである。リサイクル後、先の未加工の第１の物品からのリサイクル材料を使用して、後続のリサイクルフィルムを作製することができ、次に、後続のリサイクルフィルムを使用して、リサイクルされた（又は第２の）物品を作製することができる。得られた後続のリサイクルフィルムは、先の未加工の第１の物品に非常に近い特性及び性能を有する後続のリサイクルされた第２の物品を製造するために有利に使用することができる。例えば、先の未加工の第１の物品から供給されたリサイクル材料で作製された新しい単層リサイクルフィルム構造は、リサイクル材料を使わずに再加工された対照未加工フィルムと比較して、＜５０％の性能変化を示す特性を有することができる。いくつかの実施形態では、新しい単層フィルム構造は、一実施形態では０％～＜５０％、別の実施形態では０．０１％～＜４０％、及び更に別の実施形態では０．１％～＜３０％の範囲の性能変化を示す特性を有することができる。

いくつかの実施形態では、新しい単層フィルム構造は、一実施形態では＜５０％、別の実施形態では＜２５％、及び更に別の実施形態では＜１０％の性能変化を呈する特性を有することができる。いくつかの実施形態では、新しい単層フィルム構造は、一実施形態では０％～＜５０％、別の実施形態では０．０１％～＜５０％、及び更に別の実施形態では０．１％～＜５０％の範囲の性能変化を示す特性を有することができる。いくつかの実施形態では、新しい単層フィルム構造は、一実施形態では０％～＜２５％、別の実施形態では０．０１％～＜２５％、及び更に別の実施形態では０．１％～＜２５％の範囲の性能変化を示す特性を有することができる。いくつかの実施形態では、新しい単層フィルム構造は、一実施形態では０％～＜１０％、別の実施形態では０．０１％～＜１０％、及び更に別の実施形態では０．１％～＜１０％の範囲の性能変化を示す特性を有することができる。リサイクルフィルム構造及びリサイクルフィルム構造のリサイクル性能は、Ｔｈｅ Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ ｏｆ Ｐｌａｓｔｉｃ Ｒｅｃｙｃｌｅｒｓのリサイクル性ガイドラインを満たす。

以下の本発明の実施例（実施例）及び比較例（比較例）（まとめて「実施例」とする）は、本発明の特徴を更に詳細に説明するために本明細書で提示されるが、特許請求の範囲を限定するものとして明示的にも暗示的にも解釈されることを意図しない。本発明の実施例はアラビア数字によって特定され、比較例はアルファベット文字によって表される。以下の実験で、本明細書に記載の組成物の実施形態の性能を分析した。他に指示がない限り、全ての部及びパーセンテージは、総重量に基づく重量による。

実施例で用いられる様々な材料を表Ｉ～ＩＩＩに記載する。

ポリウレタンコーティングの成分Ａを調製するための一般的手順
表ＩＩに記載の原料及びそれらのそれぞれの量を使用して、本発明のポリウレタンコーティングの成分Ａを調製した。

表ＩＩに記載の原料を使用して成分Ａを調製するために、ワックスエステル及びトリメチロールプロパンを反応器に装填し、続いて酢酸エチルを装填した。ＭＤＩを反応器に真空装填し、その後、すすぎ液として残りの酢酸エチルを真空装填した。バッチを７０℃で３時間（ｈｒ）保持した。その後、バッチを５５℃に冷却した。コーン油を反応器に真空装填した。その後、シクロヘキサンを反応器に添加し、内容物を４５℃で保持し、内容物が清澄になるまで４５分間（ｍｉｎ）撹拌した。次いで、塩化ベンゾイルを反応器に真空装填し、内容物を１５分間撹拌した。次いで、得られた反応体成分Ａを後の使用のために包装した。

ポリウレタンコーティングの成分Ｂを調製するための一般的手順
表ＩＩＩに記載の原料及びそれらのそれぞれの量を使用して、本発明のポリウレタンコーティングの成分Ｂを調製した。

反応体成分Ｂを調製するために、ＴＩＰＡを最初に溶融した。Ｖｏｒａｎｏｌ ２２０－２６０を反応器に真空装填した。溶融したＴＩＰＡを反応器に真空装填し、その後、ＶＯＲＡＮＯＬ ２２０－１１０Ｎを真空装填した。真空ラインを酢酸エチルですすぎ、反応器の内容物を毎分７５回転（revolutions per minute、ｒｐｍ）で撹拌した。酢酸エチルを反応器に真空装填した。冷却ジャケットを介して反応器の内容物を冷却した。反応器の内容物を冷却した後、ＴＤＩを反応器に装填し、真空ラインを酢酸エチルですすいだ。反応が発熱性であるため、反応器の内容物を７５℃の温度に冷却した。反応器内の温度を４時間撹拌しながら７５℃に保持した。次いで、反応器の内容物を６０℃に冷却した。反応器の内容物を６０℃に冷却した後、消泡剤と、酢酸酪酸セルロースと、Ｍｏｄａｆｌｏｗと、残りの酢酸エチルとの混合物を反応器に真空装填した。次いで、反応器の内容物を６０℃で６０分間撹拌した。次いで、反応器を５０°Ｃに冷却した。得られた反応体組成物Ｂを後の使用のために包装した。

本発明の実施例１～５：ポリオレフィン分散液
ポリオレフィン分散液を調製するための一般的な手順
（１）上の表Ｉに記載された原材料、（２）表ＩＶに記載される条件、及び（３）以下の一般的手順を使用して、以下の表ＩＶに記載される組成を有する実施例１～５の水性分散液を調製した：
表ＩＶに記載した成分１～３を、表ＩＶに示す供給速度（「ｇ／分」）を使用した制御速度フィーダーを用いて直径２５ｍｍの二軸スクリュー押出機に供給した。成分１～３を押出機に通し、溶融させて液体溶融材料を形成した。

押出機温度プロファイルを、表ＩＶに記載の温度まで上昇させた。水及び揮発性塩基及び／又は中和剤（実施例１～５の全てではジメチルエタノールアミン（ＤＭＥＡ）又は２８重量％水性アンモニア（ＮＨ_４ＯＨ）のいずれかであった）を一緒に混合し、初期の水導入部位での中和のために表ＩＶに記載の速度で押出機に供給した。次に、希釈水を表ＩＶに記載の速度で押出機に供給した。押出機の温度プロファイルを、押出機の端部近くで１００℃未満の温度に戻して冷却した。使用した押出機速度（ｒｐｍ）も表ＩＩに記載する。押出機出口で、背圧調整器を使用して、押出機バレル内の圧力を蒸気形成を減少させるのに好適な圧力に調節した（一般に、例えば、圧力は２ＭＰａ～４ＭＰａであった）。

各水性分散液を押出機から出し、２００マイクロメートル（μｍ）のフィルターで濾過した。得られた濾過水性分散液は、重量パーセント（ｗｔ％）で測定された固形分を有していた。

本発明の実施例６～１９及び比較例Ａ～Ｆ：コーティングされたフィルム
フィルム構造
上の表ＩＶに記載した実施例１～５の分散液でコーティングされるフィルム構造を、表Ｖに記載する。

コーティングされたＰＥ基材試料を調製するための一般的手順
試験用のコーティングされたＰＥ基材試料を、上の表ＩＶに記載される実施例１～５（本明細書ではＰＯＤ１～ＰＯＤ５と示す）の湿潤ポリオレフィンコーティング分散液をハンドコーティングすることによって調製した。ＰＯＤ１～ＰＯＤ５を、上の表Ｖに記載のＰＥ基材（本明細書ではＰＥ１、ＰＥ２及びＰＥ３と示す）の片側の表面上にハンドコーティングした。例えば、コーティングされたフィルムのポリエチレンフィルム基材試料は、ＰＯＤ１などのポリオレフィン分散液を、ＰＥ１（厚さ５０μｍの、ＩＮＮＡＴＥ ＳＴ ５０及びＡＦＦＩＮＩＴＹ ＰＬ１８８０Ｇの２層フィルム構造などのポリエチレン基材上にハンドコーティングすることによって調製される。湿潤コーティング層を、Ｋコントロールコーター＃２ドローダウンバーを使用してハンドコーティングによってＰＥ基材試料に適用する。次いで、得られたコーティング基材試料を７０℃の対流式オーブン中で２分間（ｍｉｎ）乾燥させて、分散液中に存在する水を除去した。コーティング層のコーティング重量は約２．９ｇ／ｍ^２である。実施例６～１９並びに比較例Ｂ、Ｄ及びＦのコーティングされたＰＥフィルム基材試料を表ＶＩ～ＶＩＩＩに記載する。表ＶＩ～ＶＩＩＩはまた、比較例Ａ、Ｃ及びＥのニート（コーティングされていない）ポリエチレンフィルムを記載する。

コーティングされたＰＥ基材試料を試験するための一般的手順
実施例６～１９並びに比較例Ｂ、Ｄ及びＦのコーティングされたＰＥフィルム基材試料を、光沢及び曇り度を含むそれらの光学特性について試験した。硬化したコーティング基材試料を、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７に基づいて６０^ｏフィルム光沢について試験した。硬化したコーティング基材試料を、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に基づいて総フィルム曇り度について試験した。コーティングされたＰＥフィルム基材試料の試験結果を表ＶＩ～ＶＩＩＩに記載する。表ＶＩ～ＶＩＩＩのデータから、本発明のコーティングされたポリエチレンフィルム試料が、比較のニート（すなわち、コーティングされていない）ポリエチレンフィルム試料と比較して、高光沢及び低曇り度を示したと判断することができる。

添付の特許請求の範囲で定義される本発明の範囲から逸脱することなく、修正及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、本発明のいくつかの態様は、本明細書において、好ましいか、又は特に有利なものとして特定されるが、本発明は、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。

単数形の使用が複数形の可能性も含むことは特許請求の範囲で明らかであろう。例えば、コーティング層への言及は、少なくとも１つのコーティング層への言及も暗黙的に含む。

以下の特許請求の範囲のうちの１つ以上は、「ここで」という用語を移行句として利用することに留意されたい。本発明を定義する目的で、「ｗｈｅｒｅｉｎ」という用語は、構造の一連の特徴の列挙を導入するために使用される制限のない移行句として特許請求の範囲に導入され、より一般的に使用される制限のない「を含む（comprising）」というプリアンブル用語と同様に解釈されるべきであることに留意されたい。

Claims (10)

1. 改善された光学特性及び増大されたリサイクル特性を有するコーティングされたフィルムであって、
   （ａ）リサイクル可能なポリオレフィンの少なくとも１つのフィルム層と、
   （ｂ）少なくとも１つのコーティング層と、の組み合わせを含み、前記コーティングされたフィルムが、ＡＳＴＭＤ２４５７に従って測定される少なくとも８５単位の６０°光沢を有し、前記コーティングされたフィルムが、コーティングされていないフィルムよりも３０パーセント低い、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定される曇り度を有し、前記少なくとも１つのコーティング層が、前記コーティング層を有しないフィルムと比較して、５０パーセント未満の性能変化のリサイクル特性を有し、前記少なくとも１つのコーティング層が、前記リサイクル可能なポリオレフィンの前記少なくとも１つのフィルム層の片側の表面の少なくとも一部分上に配置される、コーティングされたフィルム。
2. 前記少なくとも１つのフィルム層が、ポリエチレンである、請求項１に記載のフィルム。
3. 前記少なくとも１つのコーティング層が、コーティング分散組成物から作製され、前記コーティング分散組成物が、
   （Ａ）少なくとも１つのポリマー分散剤と、
   （Ｂ）１４０℃未満の沸点を有する少なくとも１つの中和剤化合物と、
   （Ｃ）任意選択的に、１より大きいメルトインデックスを有する少なくとも１つのポリオレフィンベース樹脂と、
   （Ｄ）任意選択的に、少なくとも１つのワックス化合物と、を含む、請求項１に記載のフィルム。
4. リサイクル可能なポリオレフィンの前記少なくとも１つのフィルム層が、単層又は多層である、請求項１に記載のフィルム。
5. 請求項１に記載のコーティングされたフィルムから作製された、包装物品。
6. 請求項５に記載のコーティングされたフィルムから作製された、リサイクル物品。
7. 改善された光学特性及びリサイクル特性を有するコーティングされたフィルムを製造するためのプロセスであって、
   （ａ）リサイクル可能なポリオレフィンの少なくとも１つのフィルム層と、
   （ｂ）少なくとも１つのコーティング層とを共に接触させることを含み、前記少なくとも１つのコーティング層が、ＡＳＴＭＤ２４５７に従って測定される少なくとも８５単位の６０°光沢を有し、前記コーティングされたフィルムが、コーティングされていないフィルムよりも３０パーセント低い、ＡＳＴＭ Ｄ１００３に従って測定される曇り度を有し、前記少なくとも１つのコーティング層が、前記コーティング層を有しないフィルムと比較して、５０パーセント未満の性能変化のリサイクル特性を有し、前記少なくとも１つのコーティング層が、前記リサイクル可能なポリオレフィンの前記少なくとも１つのフィルム層の片側の表面の少なくとも一部分上に配置される、プロセス。
8. リサイクルフィルム物品を製造するためのプロセスであって、
   （ｉ）請求項５に記載の消費者使用後の第１の包装物品を提供するステップと、
   （ｉｉ）ステップ（ｉ）からの前記第１の包装物品を、所定のサイズの複数の断片に断片化するステップと、
   （ｉｉｉ）ステップ（ｉｉ）からの前記複数の断片をペレット化して、所定のサイズの複数のペレットを形成するステップと、
   （ｉｖ）ステップ（ｉｉｉ）からの前記ペレットを加工して、異なるリサイクルされた第２のフィルム物品を形成するステップと、を含む、プロセス。
9. 請求項８に記載のプロセスによって製造された、リサイクルフィルム物品。
10. （Ａ）少なくとも１つのポリマー分散剤と、
    （Ｂ）１４０℃未満の沸点を有する少なくとも１つの中和剤化合物と、
    （Ｃ）任意選択的に、１より大きいメルトインデックスを有する少なくとも１つのポリオレフィンベース樹脂と、
    （Ｄ）任意選択的に、少なくとも１つのワックス化合物と、を含む、水系コーティング組成物。