JP2024508427A - ポリマーブレンドを含む非通気性フィルム及びそれを作製する方法 - Google Patents
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Abstract
特定のポリマーブレンドを含む非通気性フィルム、及びそのようなフィルムの作製方法が提供される。フィルムは、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／α－オレフィンインターポリマーと、線状低密度ポリエチレンと、無機充填剤とを含む。フィルムを製造する方法は、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー、線状低密度ポリエチレン、並びに無機充填剤を押出してフィルムを形成することと、当該フィルムを延伸することと、を含む。本明細書に開示される実施形態によるフィルムは、低いＷＶＴＲ値及び改善された弾性率を示すことができると同時に、かなりの量の無機充填剤を低ゲージで組み込むこともできる。
Description
本開示の実施形態は、概して、フィルムに関し、より具体的には、特定のポリマーブレンドを含む非通気性フィルムに関する。
序論
非通気性フィルムは、乳幼児用おむつ、成人用失禁製品、手術衣、並びに他の衛生及び医療用途を含む多種多様な用途で使用される。例えば、おむつのバックシートフィルムは、フィルムの微孔性形態又は水蒸気透過率（「ＷＶＴＲ」）に応じて通気性フィルム又は非通気性フィルムとして分類され得る。典型的には、孔を形成し、通気性をもたらし、コストを低減するために多量（３０重量％超）の無機充填剤（例えば、ＣａＣＯ３）をポリマーに組み込むことによって、通気性フィルムが作製される。非通気性フィルムは、コストを低減するためにＣａＣＯ３等の充填剤を含んでいてもよいが、ＣａＣＯ３等の充填剤は孔を形成し、通気性をもたらし、機械的特性を損なわせることがあるので、多量（３０重量％超）の充填剤は含まない。代わりに、非通気性フィルムは、典型的には、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、及び低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）のブレンドから形成され、まとめると、ＨＤＰＥは剛性を提供し、ＬＬＤＰＥは靭性を提供し、ＬＤＰＥは加工性を提供する。
非通気性フィルムは、乳幼児用おむつ、成人用失禁製品、手術衣、並びに他の衛生及び医療用途を含む多種多様な用途で使用される。例えば、おむつのバックシートフィルムは、フィルムの微孔性形態又は水蒸気透過率（「ＷＶＴＲ」）に応じて通気性フィルム又は非通気性フィルムとして分類され得る。典型的には、孔を形成し、通気性をもたらし、コストを低減するために多量（３０重量％超）の無機充填剤（例えば、ＣａＣＯ３）をポリマーに組み込むことによって、通気性フィルムが作製される。非通気性フィルムは、コストを低減するためにＣａＣＯ３等の充填剤を含んでいてもよいが、ＣａＣＯ３等の充填剤は孔を形成し、通気性をもたらし、機械的特性を損なわせることがあるので、多量（３０重量％超）の充填剤は含まない。代わりに、非通気性フィルムは、典型的には、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、線状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、及び低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）のブレンドから形成され、まとめると、ＨＤＰＥは剛性を提供し、ＬＬＤＰＥは靭性を提供し、ＬＤＰＥは加工性を提供する。
したがって、無機充填剤を含み、弾性率及び引張特性等の機械的特性の改善又は維持を示す、費用効率の高い非通気性フィルム処方が依然として必要とされている。
本開示の実施形態は、より多量（４０～７０重量％）の無機充填剤を含み、低ＷＶＴＲ（１，１００ｇ／ｍ２＊日未満）を有することができるフィルムを提供することによって、前述の必要性を満たす。本発明のフィルムは、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、線状低密度ポリエチレンとを含む。いかなる理論にも束縛されるものではないが、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、線状低密度ポリエチレン及び無機充填剤と組み合わせるとキャビテーションを防止するので、機械的特性を維持又は改善しながら通気性を低減又は除去する。本明細書に開示される実施形態によるフィルムは、低いＷＶＴＲ値及び改善された弾性率を示すことができると同時に、かなりの量の無機充填剤を低ゲージで組み込むこともできる。
フィルムが本明細書に開示される。フィルムは、（ａ）１～１５重量％の、１００℃未満の融点を有する無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、（ｂ）２０～５９重量％の、０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度及び０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する線状低密度ポリエチレンと、（ｃ）４０～７０重量％の、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、アルミナ、マイカ、タルク、シリカ、粘土、ガラス球、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、ゼオライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される無機充填剤と、を含み、重量％は、フィルムの総重量に基づき、フィルムは、１，１００ｇ／ｍ２＊日未満の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）及び少なくとも２：１の延伸比を有する。
フィルムを製造する方法も本明細書に開示される。方法は、１～１５重量％の、１００℃未満の融点を有する無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、２０～５９重量％の、０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度及び０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する線状低密度ポリエチレンと、４０～７０重量％の、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、アルミナ、マイカ、タルク、シリカ、粘土、ガラス球、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、ゼオライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される無機充填剤と、を提供することであって、重量％はフィルムの総重量に基づく、ことと、当該無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー、当該線状低密度ポリエチレン、並びに当該無機充填剤を押出成形して当該フィルムを形成することと、当該フィルムを少なくとも２：１の延伸比まで延伸することと、を含む。
これら及び他の実施形態は、「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。
開示されるフィルムの態様は、以下でより詳細に記載される。フィルムは、例えば、乳幼児用おむつ、成人用失禁製品、手術衣、並びに他の衛生及び医療用途を含む多種多様な用途を有し得る。しかしながら、本開示は、異なる形態で具現化されてもよく、本開示に記載される実施形態に限定されると解釈されるべきではない。むしろ、これらの実施形態は、この開示が、徹底的かつ完全なものとなり、本主題の範囲を当業者に十分に伝えるものとなるように提供される。
本明細書で使用される場合、「ポリマー」という用語は、同じ種類又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たポリマー化合物を意味する。したがって、ポリマーという総称は、（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、及びコポリマー又はインターポリマーという用語を包含する。微量の不純物（例えば、触媒残渣）は、ポリマー中及び／又はポリマー内に組み込まれ得る。ポリマーは、単一のポリマー、ポリマーブレンド、又は重合中にその場で形成されるポリマーの混合物を含むポリマー混合物であり得る。
本明細書で使用する場合、「ポリエチレン」という用語は、エチレンモノマーに由来している過半量（＞５０ｍｏｌ％）の単位を含むポリマーを意味する。
本明細書で使用する場合、「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。
本明細書で使用する場合、「エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー」という用語は、重合形態で、過半量のエチレンモノマー（インターポリマーの重量に基づいて）と、少なくとも１つのアルファ－オレフィンモノマーとを含むインターポリマーを指す。
本明細書で使用する場合、「無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー」という用語は、共有結合によって連結された少なくとも１つの無水物基及び／又は少なくとも１つの酸基（例えば、無水物の加水分解によって形成される－ＣＯＯＨ）を含むエチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーを指す。無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーの例は、無水マレイン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーである。
「含む（comprising）」、「含む（including）」、「有する（having）」という用語及びそれらの派生語は、あらゆる追加の成分、工程、又は手順の存在を、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、ポリマー性か又は別のものであるかにかかわらず、任意の追加の添加剤、アジュバント、又は化合物を含み得る。対照的に、「から本質的になる（consisting essentially of）」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、あらゆる以降の記述の範囲から任意の他の成分、工程、又は手順を除外する。「からなる（consisting of）」という用語は、具体的に描写又は列記されていないあらゆる成分、工程、又は手順を除外する。
本明細書に開示されるフィルムは、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、線状低密度ポリエチレンと、無機充填剤とを含む。
実施形態では、フィルムは、１～１５重量パーセント（「重量％」）の無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーを含み、重量％は、フィルムの総重量に基づく。１～１５重量％の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、含まれる。例えば、フィルムは、１～１５重量％、５～１５重量％、又は８～１２重量％の無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーを含み得、重量％はフィルムの総重量に基づく。
実施形態では、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１００℃未満の融点を有し、融点は、ＩＳＯ ３１４６に従って測定することができる。１００℃未満の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、含まれる。例えば、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、１００℃未満、９５℃未満、９０℃未満、８５℃未満、８０℃未満、７５℃未満、７０℃未満、若しくは６５℃未満の融点を有し得るか；又は５５℃～９５℃、５５℃～８５℃、５５℃～７５℃、５５℃～６５℃、６０℃～９０℃、６０℃～８０℃、若しくは６０℃～７０℃の範囲の融点を有し得、融点はＩＳＯ ３１４６に従って測定することができる。
実施形態では、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、０．９１０グラム／立方センチメートル（ｇ／ｃｍ３又はｇ／ｃｃ）未満の密度を有する。０．９１０ｇ／ｃｃ未満の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、含まれる。例えば、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、０．９１０ｇ／ｃｃ未満、０．９００ｇ／ｃｃ未満、０．８９０ｇ／ｃｃ未満、０．８８０ｇ／ｃｃ未満、若しくは０．８７０ｇ／ｃｃ未満の密度を有し得るか；又は０．８６０～０．９１０ｇ／ｃｃ、０．８６０～０．９００ｇ／ｃｃ、０．８６０～０．８９０ｇ／ｃｃ、０．８６０～０．８８０ｇ／ｃｃ、若しくは０．８６５～０．８７５ｇ／ｃｃの範囲の密度を有し得る。
実施形態では、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、０．１～２．０重量％の無水物又は酸含有量を有し、無水物又は酸含有量の重量％は、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーの総重量に基づく。０．１～２．０重量％の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、含まれる。例えば、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、０．１～２．０重量％、０．３～２．０重量％、０．５～２．０重量％、０．７～２．０重量％、又は１．０～２．０重量％の無水物又は酸含量を有し得、無水物又は酸含量の重量％は、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーの総重量に基づく。
実施形態では、無水物及び／又はカルボン酸官能基は、エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーにグラフトされる。
実施形態では、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、無水マレイン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーである。例えば、実施形態では、フィルムは、１～１５重量％の、１００℃未満の融点を有する無水マレイン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーを含み、重量％はフィルムの総重量に基づく。
本発明の実施形態で使用するのに好適な無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーの例としては、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販されているＢＹＮＥＬ（商標）４６Ｅ１０６０を含む、商標名ＢＹＮＥＬ（商標）の特定の無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーが挙げられる。
本明細書に開示されるフィルムは、線状低密度ポリエチレンを含む。実施形態では、フィルムは、２０～５９重量％の線状低密度ポリエチレンを含み、重量％はフィルムの総重量に基づく。２０～５９重量％の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、組み込まれる。例えば、フィルムは、２０～５９重量％、２０～５０重量％、２０～４５重量％、３０～５９重量％、３０～５０重量％、３０～４５重量％、３５～５９重量％、３５～５０重量％、又は３５～４５重量％の線状低密度ポリエチレンを含み得、重量％はフィルムの総重量に基づく。
実施形態では、線状低密度ポリエチレンは、０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、組み込まれる。例えば、線状低密度ポリエチレンは、０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３、０．９０５ｇ／ｃｍ３～０．９３５ｇ／ｃｍ３、０．９１０ｇ／ｃｍ３～０．９３０ｇ／ｃｍ３、又は０．９１５ｇ／ｃｍ３～０．９２５ｇ／ｃｍ３の密度を有し得、密度は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定することができる。
実施形態では、線状低密度ポリエチレンは、０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、組み込まれる。例えば、線状低密度ポリエチレンは、０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分、０．５ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分、１．０ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分、０．１ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、０．５ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分、又は１．０ｇ／１０分～５．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し得、メルトインデックス（Ｉ２）は、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って測定することができる。
本発明の実施形態で使用するのに好適な線状低密度ポリエチレンの例としては、例えば、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販されているＤＯＷＬＥＸ（商標）２１１１ ＧＣポリエチレン樹脂を含む、商標名ＤＯＷＬＥＸ（商標）の特定の線状低密度ポリエチレンが挙げられる。
本明細書に開示されるフィルムは、無機充填剤も含む。無機充填剤は、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、アルミナ、マイカ、タルク、シリカ、粘土、ガラス球、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、ゼオライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される。実施形態では、フィルムは、４０～７０重量％の、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、アルミナ、マイカ、タルク、シリカ、粘土、ガラス球、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、ゼオライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される有機充填剤を含む。４０～７０重量％の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、組み込まれる。例えば、フィルムは、４０～７０重量％、４０～６０重量％、４０～５５重量％、４５～７０重量％、４５～６０重量％、又は４５～５５重量％の無機充填剤を含み得、重量％はフィルムの総重量に基づく。
実施形態では、無機充填剤は、５ミクロン（マイクロメートル（μｍ）とも呼ばれる）未満の中央粒径（Ｄ５０）を有する。５ミクロン未満の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、含まれる。例えば、無機充填剤は、４ミクロン未満、３ミクロン未満、２ミクロン未満、若しくは１ミクロン未満の中央粒径（Ｄ５０）を有し得るか、又は０．１～４ミクロン、０．１～３ミクロン、０．１～２ミクロン、若しくは０．１～１ミクロンの範囲であり得る。
実施形態では、フィルムの無機充填剤は、炭酸カルシウムである。
本明細書に開示されるフィルムは、酸化防止剤（例えば、ＢＡＳＦによって供給されるＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）１０１０又はＩＲＧＡＮＯＸ（登録商標）１０７６等のヒンダードフェノール）、ホスファイト（例えば、同じくＢＡＳＦによって供給されるＩＲＧＡＦＯＳ（登録商標）１６８）、加工助剤、ＵＶ光安定剤、熱安定剤、顔料、着色剤、静電気防止添加剤、難燃剤、スリップ剤、ブロッキング防止添加剤、殺生物剤、抗菌剤、及び清澄化剤／核形成剤（例えば、ＨＹＰＥＲＦＯＲＭ（商標）ＨＰＮ－２０Ｅ、ＭＩＬＬＡＤ（商標）３９８８、ＭＩＬＬＡＤ（商標）ＮＸ ８０００、Ｍｉｌｌｉｋｅｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌから入手可能）等の添加剤を組み込んでもよい。添加剤は、それらの所望の目的を達成するために当該技術分野において典型的に使用されるレベルでフィルムに含めることができる。幾つかの例では、フィルムの総重量に基づいて０～１０重量％、フィルムの総重量に基づいて０～５重量％、フィルムの総重量に基づいて０．００１～５重量％、フィルムの総重量に基づいて０．００１～３重量％、フィルムの総重量に基づいて０．０５～３重量％、又はフィルムの総重量に基づいて０．０５～２重量％の範囲の量の１つ以上の添加剤が含まれる。
本明細書に開示されるフィルムは、非通気性フィルムである。本明細書で使用する場合、「非通気性」という用語は、１，１００ｇ／ｍ２＊日未満の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）を有するフィルムを指す。本発明のフィルムは、より低いＷＶＴＲ値（１，１００ｇ／ｍ２＊日未満）を維持しながら、無機充填剤をより多量（４０～７０重量％の無機充填剤）にすることができる。より高レベルの充填剤は、典型的には、フィルムにおいてより大きなキャビテーション及びより高いＷＶＴＲ値をもたらすので、この結果は予想外である。いかなる理論にも束縛されるものではないが、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、線状低密度ポリエチレン及び無機充填剤と組み合わせてキャビテーションを防止するので、機械的特性を維持又は改善しながらＷＶＴＲを低減する。無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、無機充填剤及び線状低密度ポリエチレンと相互作用して、キャビテーションを防止し、孔の形成及びＷＶＴＲを減少させることができると考えられる。
本明細書に開示されるフィルムは、１，１００ｇ／ｍ２＊日未満の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）を有する。１，１００ｇ／ｍ２＊日未満の全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に開示され、組み込まれる。例えば、フィルムは、１，１００ｇ／ｍ２＊日未満、１，０００ｇ／ｍ２＊日未満、９００ｇ／ｍ２＊日未満、８００ｇ／ｍ２＊日未満、７００ｇ／ｍ２＊日未満、６００ｇ／ｍ２＊日未満、若しくは５００ｇ／ｍ２＊日未満のＷＶＴＲを有し得るか；又はフィルムは、４００～１，１００ｇ／ｍ２＊日、４００～１，０００ｇ／ｍ２＊日、４００～８００ｇ／ｍ２＊日、４００～６００ｇ／ｍ２＊日、５００～１，１００ｇ／ｍ２＊日、又は５００～８００ｇ／ｍ２＊日の範囲のＷＶＴＲを有し得、ＷＶＴＲは、ＡＳＴＭ Ｅ３９８に従って測定することができる。
フィルムの秤量は特に限定されないが、幾つかの実施形態では、５～５０ｇｓｍであってよい。フィルムの坪量は、フィルムの所望の特性、フィルムの最終用途、フィルムを製造するために利用可能な装置、用途によって許容されるコスト、及び他の要因を含む多数の要因に依存し得る。５～５０ｇｓｍの全ての個々の値及び部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、幾つかの実施形態では、フィルムは、５～５０ｇｓｍ、５～４０ｇｓｍ、５～３０ｇｓｍ、５～２０ｇｓｍ、１０～５０ｇｓｍ、１０～４０ｇｓｍ、１０～３０ｇｓｍ、又は１０～２０ｇｓｍの坪量を有する。
本明細書に開示されるフィルムは、少なくとも２：１の延伸比を有する。フィルムの延伸によってＷＶＴＲを増加させることができるが、延伸は、フィルムの弾性率及び引張特性等の機械的特性を向上又は改善することができ、フィルムのダウンゲージングを可能にすることができる。本明細書に開示される実施形態による本発明のフィルムは、ＷＶＴＲを低レベル（１，１００ｇ／ｍ２＊日未満）で維持しながら、かつ弾性率又は引張特性等の機械的特性を維持又は改善しながら、無機充填剤をより高レベルにすることができる。実施形態では、フィルムは、少なくとも２：１、少なくとも３：１、少なくとも４：１、若しくは少なくとも５：１の延伸比を有するか、又は２：１～６：１、あるいは３：１～６：１の範囲の延伸比を有する。
１，１００ｇ／ｍ２＊日未満のＷＶＴＲ及び少なくとも２：１の延伸比を有することに加えて、本明細書に開示される実施形態によるフィルムは、２．０００Ｎ／１５ｍｍ（フィルム幅）超（あるいは、２．５００Ｎ／１５ｍｍ（フィルム幅）超、又は３．０００Ｎ／１５ｍｍ（フィルム幅）超、又は３．５００Ｎ／１５ｍｍ（フィルム幅）超、又は４．０００Ｎ／１５ｍｍ（フィルム幅）超）の機械方向における５％歪みでの力を有し得、機械方向における５％歪みでの力は、以下に記載する試験方法に従って測定することができる。
本明細書に開示される実施形態によるフィルムは、その機械方向（ＭＤ）における５％歪みでの力、延伸比、無機充填剤の重量％、及びＷＶＴＲに関して定義することができる。例えば、以下の式を使用してフィルムを特徴付けることができる：
実施形態では、フィルムは、０．００６０以上、あるいは０．００８０以上、あるいは０．０１００以上のＸＮＢＢを有し、ＸＮＢＢは、上記の式に記載のとおり定義される。
本明細書に開示される実施形態によるフィルムはまた、共押出された、又は積層体として、追加の層を含んでもよいことが企図される。これらの層は、追加の機能性を提供するように、例えば、層に格別な強度、不織布等の別の基材への接着、及び／又は感触若しくは外観等の審美的特性を提供するように選択してよい。
本発明の幾つかの実施形態は、本発明の１つ以上のフィルムを含む、積層体に関する。例えば、本発明のフィルムは、フィルム／不織布積層体に使用することができる。このような積層体に使用される典型的な不織布は、スパンレイドウェブ、エアレイドウェブ、カードウェブ、又はこれらの複合材であり得る。本発明のフィルムとの積層体に使用するための典型的な不織複合材としては、スパンボンドの３つのビーム（例えば、Ｓ／Ｓ／Ｓ）、スパンボンド／メルトブローン／スパンボンド複合材（例えば、Ｓ／Ｍ／Ｓ）等が挙げられる。フィルムを不織布に接合させるための一般的な方法としては、例えば、結合ホットメルト接着剤積層、超音波接合、及びカレンダー又はニップロールを通した熱接合が挙げられる。実施形態では、本発明のフィルムを含む積層体は、不織布又は第２のフィルムと接着接触している。
本発明はまた、本明細書に開示される本発明のフィルムのうちの少なくとも１つを含む、物品に関する。本発明のフィルムを含む物品は、液体不透過性層として使い捨ての衛生及び医療製品に使用することができる。このようなフィルムを含む物品の例としては、おむつ、トレーニングパンツ、女性用衛生製品、成人用失禁製品、医療用ドレープ、医療用ガウン、手術着等が挙げられる。フィルムは、本明細書の教示に基づいて当業者に公知の技術を使用して、このような物品に組み込むことができる。
本明細書に記載のフィルムは、多数のプロセスによって作製され得る。例示的なプロセスは、フィルムを吹込又はキャストフィルムにすることを含み得、フィルムは、吹込、キャスト、又は押出コーティングプロセスによって作製され得る。フィルムは、機械方向延伸、横方向延伸、リングローリング延伸、冷延伸、又はこれらの組み合わせによって延伸することができる。
本発明のフィルムを製造する方法も本明細書に開示される。実施形態では、フィルムを製造する方法は、１～１５重量％の、１００℃未満の融点を有する無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、２０～５９重量％の、０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度及び０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する線状低密度ポリエチレンと、４０～７０重量％の、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、アルミナ、マイカ、タルク、シリカ、粘土、ガラス球、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、ゼオライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される無機充填剤と、を提供することであって、重量％はフィルムの総重量に基づく、ことと、当該無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー、当該線状低密度ポリエチレン、並びに当該無機充填剤を押出成形して当該フィルムを形成することと、当該フィルムを少なくとも２：１の延伸比まで延伸することと、を含む。
実施形態では、フィルムを製造する方法は、材料を押出してフィルムにする前に、無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー、線状低密度ポリエチレン、並びに無機充填剤を配合する工程を含む。例えば、実施形態では、フィルムを製造する方法は、１～１５重量％の、１００℃未満の融点を有する無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、２０～５９重量％の、０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度及び０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する線状低密度ポリエチレンと、４０～７０重量％の、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、アルミナ、マイカ、タルク、シリカ、粘土、ガラス球、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、ゼオライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される無機充填剤と、を提供することであって、重量％はフィルムの総重量に基づく、ことと、当該無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー、当該線状低密度ポリエチレン、並びに当該無機充填剤を配合して、マスターバッチ処方物を形成することと、当該マスターバッチ処方物を押出してフィルムを形成することと、当該フィルムを少なくとも２：１の延伸比まで延伸することと、を含む。
試験方法
密度
密度は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定し、グラム／ｃｍ３（ｇ／ｃｃ又はｇ／ｃｍ３）で表す。
密度
密度は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定し、グラム／ｃｍ３（ｇ／ｃｃ又はｇ／ｃｍ３）で表す。
メルトインデックス（Ｉ２）
メルトインデックス（Ｉ２）は、２．１６ｋｇで１９０℃でのＡＳＴＭ Ｄ－１２３８に従って測定する。値を１０分当たりに溶出されたグラムに対応するｇ／１０分で報告する。
メルトインデックス（Ｉ２）は、２．１６ｋｇで１９０℃でのＡＳＴＭ Ｄ－１２３８に従って測定する。値を１０分当たりに溶出されたグラムに対応するｇ／１０分で報告する。
融点
融点は、ＩＳＯ ３１４６に従って測定する。
融点は、ＩＳＯ ３１４６に従って測定する。
水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）
水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）は、ＡＳＴＭ Ｅ３９８に従って測定する。
水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）は、ＡＳＴＭ Ｅ３９８に従って測定する。
ＭＤにおける５％歪みでの力又は絶対引張
機械方向における５％歪みでの力（絶対引張とも呼ばれる）は、ＩＳＯ ５２７－３に従って測定する。５％伸びでの応力値を報告する。サンプルの幅は１５ｍｍであり、その長さは１００ｍｍであり、報告される値はＮ／１５ｍｍ（フィルム幅）である。
機械方向における５％歪みでの力（絶対引張とも呼ばれる）は、ＩＳＯ ５２７－３に従って測定する。５％伸びでの応力値を報告する。サンプルの幅は１５ｍｍであり、その長さは１００ｍｍであり、報告される値はＮ／１５ｍｍ（フィルム幅）である。
以下の実施例は、本開示の特徴を例示するものであるが、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。
使用材料
以下で論じられる実施例のフィルムは以下の材料を含む。
以下で論じられる実施例のフィルムは以下の材料を含む。
ＤＯＷＬＥＸ（商標）２１０７ＧＣ、０．９１７ｇ／ｃｍ３の密度及び２．３ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販されているエチレン－オクテンコポリマー。
ＤＯＷＬＥＸ（商標）２１１１ＧＣ、０．９２０ｇ／ｃｍ３の密度及び３．７ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販されている線状低密度ポリエチレン。
ＢＹＮＥＬ（商標）４６Ｅ１０６０、６２．８℃の融点、０．８７ｇ／ｃｍ３の密度、３ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）、及び１．０～２．０重量％の無水マレイン酸含有量を有し、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販されている無水マレイン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー。
ＥＬＶＡＬＯＹ（商標）ＡＣ １８２０、９２℃の融点、０．９４２ｇ／ｃｍ３の密度、８ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）、及び２０重量％のアクリレート含有量を有し、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ）から市販されているエチレン／メチルアクリレートコポリマー。
ＩＮＦＵＳＥ（商標）９５０７、０．８６６ｇ／ｃｍ３の密度及び５．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有し、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｍｉｄｌａｎｄ，ＭＩ，ＵＳＡ）から市販されているオレフィンブロックコポリマー。
ＯｍｙａＦｉｌｍ ７５３、Ｏｍｙａ ＡＧから市販されている炭酸カルシウム（ＣａＣＯ３）。
最終坪量１５ｇｓｍを有するフィルムは、以下の処方及び手順に従って形成される。フィルムの処方は、以下の表１の記載に従い、比較例１～５及び本発明の実施例１と称される。
フィルムを形成するために、比較例２～５及び本発明の実施例１の各々の材料を、Ｂｕｓｓ Ｋｎｅａｄｅｒ配合ライン上で押出してマスターバッチ処方物にする。比較例１は、単一ポリマー処方であるので、マスターバッチ処方物を形成しない。次いで、処方物をＣｏｌｌｉｎ Ｃａｓｔ押出ライン上で加工して単層フィルムにする。フィルムは、１５ｇｓｍの最終フィルム坪量を有する。以下の表２は、フィルム加工パラメータを提供する。
異なる延伸比を有する各実施例の処方物から、フィルムのセットを作製する。比較例１Ａ、２Ａ、及び本発明の実施例１Ａは、「０」の延伸比を有する（すなわち、全く延伸されていない）フィルムである。比較例２Ｂ、３Ｂ、４Ｂ、及び本発明の実施例１Ｂは、各フィルムに固有の最小延伸比（ＭＳＲ）まで機械方向に延伸されている。当業者に公知であるように、フィルムは、フィルムがその全幅にわたって完全に延伸されたＭＳＲを有し、タイガーストライプはない。比較例２ＢのＭＳＲは、３．７：１であり、比較例３ＢのＭＳＲは、３．９：１であり、比較例４ＢのＭＳＲは、３．７：１であり、本発明の実施例１ＢのＭＳＲは、４．２：１である。比較例２Ｃ、３Ｃ、４Ｃ、及び本発明の実施例１Ｃは、５．５：１の延伸比まで機械方向に延伸されている。
機械方向の延伸は、以下の表３における機械方向配向加工パラメータに従って行われる。
各実施例のフィルムのＷＶＴＲを測定する。以下の表４は、結果を提供する。
本発明の実施例１Ｂ及び１Ｃは、同じ又は類似の延伸比で延伸され同量の炭酸カルシウムを有する対応する比較例と比較して、ＷＶＴＲ値がより低いという驚くべき、そして予想外の結果を示す。いかなる理論にも束縛されるものではないが、本発明の実施例１の無水マレイン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーは、充填剤及びポリマーマトリックスと相互作用して、孔形成、ＷＶＴＲ、及び通気性を減少させることができる。
ＭＤにおける５％歪みでの力も測定する。以下の表５は、結果を提供する。
表５に示すように、本発明の実施例１Ｂ及び１Ｃは、同じ又は同様の延伸比及び同量の炭酸カルシウムを有する比較例と比較して、ＭＤにおける５％歪みでの力について比較的高い値を有する。したがって、本発明の実施例は、対応する比較例と比較して、より低いＷＶＴＲ、及び改善された弾性率又はＭＤにおける５％歪みでの力を示す。ＭＤにおける５％歪みでの力が改善されると、静水圧抵抗が増大し得、これは、例えば、包装プロセス中、及び人がおむつ等の物品を身に着けたときに当該物品に捕捉され得る液体の圧力に抵抗するために重要である。本発明のフィルムは、低いＷＶＴＲ値及び改善された弾性率を示すと同時に、かなりの量の無機充填剤を低ゲージで組み込むこともできる。
パラメータＸＮＢＢを使用して、本発明及び本発明の実施例１の有利な結果を示すことができる。ＸＮＢＢは、以下の式に対応する：
比較例及び本発明の実施例についてのＸＮＢＢを計算し、以下の表６に提供する。
存在する場合、あらゆる相互参照されるか又は関連する特許又は出願、及び本出願が優先権又はその利益を主張するあらゆる特許出願又は特許を含む、本明細書に引用される全ての文献は、明示的に除外されるか、又は別段限定されない限り、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。あらゆる文献の引用は、それが本明細書に開示若しくは特許請求されたあらゆる発明に関する先行技術であること、又はそれ単独で、若しくはあらゆる他の参考文献とのあらゆる組み合わせで、そのような発明を教示、示唆、若しくは開示することを認めるものではない。更に、本文書における任意の用語の意味又は定義が、参照により組み込まれた文書における同じ用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合は、本文書においてその用語に割り当てられた意味又は定義が適用されるものとする。
本発明の特定の実施形態を例示し、説明したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な他の変更及び修正を行い得ることは当業者には明らかであろう。そのため、添付の特許請求の範囲において、本発明の範囲内にあるそのような変更及び修正を全て網羅することが意図されている。
Claims (10)
- フィルムであって、
（ａ）１～１５重量％の、１００℃未満の融点を有する無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、
（ｂ）２０～５９重量％の、０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度及び０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する線状低密度ポリエチレンと、
（ｃ）４０～７０重量％の、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、アルミナ、マイカ、タルク、シリカ、粘土、ガラス球、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、ゼオライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される無機充填剤と、
を含み、
重量％が、前記フィルムの総重量に基づき、
１，１００ｇ／ｍ２＊日未満の水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）及び少なくとも２：１の延伸比を有する、フィルム。 - 前記無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーが、０．１～２．０重量％の無水物又は酸含有量を有し、前記無水物又は酸含有量の重量％が、前記無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーの総重量に基づく、請求項１に記載のフィルム。
- 前記無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーが、無水マレイン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーである、請求項１又は２に記載のフィルム。
- 前記無機充填剤が、炭酸カルシウムである、請求項１～３のいずれか一項に記載のフィルム。
- 前記無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーが、６５℃未満の融点を有する、請求項１～４のいずれか一項に記載のフィルム。
- 前記フィルムが、５～５０グラム／平方メートル（ｇｓｍ）の坪量を有する、請求項１～５のいずれか一項に記載のフィルム。
- 前記フィルムが、２．０００Ｎ／１５ｍｍ（フィルム幅）超の機械方向における５％歪みでの力を有する、請求項１～６のいずれか一項に記載のフィルム。
-
と定義されるＸＮＢＢが、０．００６０以上である、請求項１～７のいずれか一項に記載のフィルム。 - 不織布又は第２のフィルムと接着接触している請求項１～８のいずれか一項に記載のフィルムを含む、積層体。
- フィルムを製造する方法であって、
１～１５重量％の、１００℃未満の融点を有する無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマーと、２０～５９重量％の、０．９００ｇ／ｃｍ３～０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度及び０．１ｇ／１０分～１０．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する線状低密度ポリエチレンと、４０～７０重量％の、炭酸ナトリウム、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、硫酸バリウム、硫酸マグネシウム、硫酸アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、アルミナ、マイカ、タルク、シリカ、粘土、ガラス球、二酸化チタン、水酸化アルミニウム、ゼオライト、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される無機充填剤と、を提供することであって、重量％は前記フィルムの総重量に基づく、ことと、
前記無水物及び／又はカルボン酸官能化エチレン／アルファ－オレフィンインターポリマー、前記線状低密度ポリエチレン、並びに前記無機充填剤を押出して、前記フィルムを形成することと、
前記フィルムを少なくとも２：１の延伸比まで延伸することと、
を含む、方法。
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