JP2024514402A - 発泡ポリオレフィン系接着剤組成物を有する多層フィルム - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 靭性および光学特性が向上した多層フィルムを提供する。多層フィルムは、基層と、外層と、基層と外層との間の結合層とを含む。多層フィルムは追加層をさらに含むことができる。このような多層フィルムの製造方法も提供される。本発明による多層フィルムは、耐破裂性および高透明度が望ましい包装用途に特に有用である。【選択図】なし
Description
本願は、特許協力条約に基づいて提出され、2020年7月17日に出願された米国仮出願第63/053,425号の優先権を主張し、その全ての内容は参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、発泡性接着剤組成物を他の2つの層の間の結合層として含む多層フィルム構造に関する。発泡接着剤結合層を含む多層フィルムは、従来の結合層を有する多層フィルム構造と比較して改善された靭性および光学特性を示す。本発明は、発泡接着剤組成物を含む結合層を有する多層フィルム構造の製造方法にも関する。
結合層接着剤は、特にインフレーションおよびキャストフィルム、押出コーティング、ブローン、シート押出、ワイヤおよびケーブル、パイプ、およびその他の工業用途に、ポリオレフィンを多層共押出構造の異なる基材に接着するために使用される。特に、接着剤は、プラスチック、木材、ガラス、紙、複合材料、金属基材、および非相溶性ポリマーを接着するのに有用である。結合層接着剤は、ラミネート、共押出、押出コーティング、および他のプロセスに使用することができる。
結合層接着剤は、一般に、ポリオレフィン系樹脂とグラフト化ポリオレフィンとからなり、および/またはポリオレフィン系樹脂を含有しており、ポリオレフィン系樹脂は、主成分であっても、主成分でなくてもよい。グラフト化ポリオレフィンは、ポリオレフィンと不飽和モノマーとを、ラジカル開始剤の存在下または非存在下、高温で反応させることにより製造される。市販の結合層接着剤には、無水物変性ポリオレフィンを含む、LyondellBasellから入手可能な製品であるPlexar(商標)樹脂が含まれる。
多層フィルムおよびシートは、食品包装用途やバルク材料の包装に広く使用されている。樹脂層の数と配置、および使用される樹脂の種類は、使用する用途に応じて異なる。ポリエチレン樹脂は、食品との接触およびシール特性を目的とした層の1つとして使用されることがよくある。酸素バリア層としては、エチレン-ビニルアルコール(EVOH)コポリマーやポリアミド(ナイロン)が広く用いられている。構造の既存の性能層に厚みを加えたり、より高価なポリマーを使用したりすることなく、改良された結合層を用いて多層フィルム構造の靱性および透明度を改善することが望ましい。しかし、多層フィルムやシートで異なる樹脂層を接着することは常に困難でした。
良好な接着性、高透明度および改善された靭性を有する多層構成を製造するために使用するのに適した改善された結合層接着剤組成物が必要とされている。価値のある手法は、高価な添加剤との性能トレードオフを回避することになる。理想的には、改良された結合層接着剤は、経済的な出発材料、一般的に使用される装置、および使い慣れた技術を使用して製造できる。
オレフィン系ポリマーと官能化ポリオレフィンとを溶融してブレンドして形成されるポリオレフィン系接着剤組成物、および多層構成における結合層としての接着剤組成物の使用が、米国特許公開第2017/0335149号に開示されている。マレイン酸無水物でグラフトされた直鎖状低密度ポリエチレンを含む接着剤、および多層構成における結合層としてのこのような接着剤の使用は、米国特許第10,053,574号に開示されている。
しかしながら、ポリエチレン、プロピレンポリマー、スチレンポリマー、および/または極性ポリマー(例えば、EVOHまたはナイロン)の層を含む多層構成は、機械的および/または光学的特性を維持または改善しながら、構造中で異なる層を接着することができる共通の結合層を有することが依然として必要である。
一般に、本開示は、基層と、外層と、基層と外層との間に配置された結合層とを含む多層構成に関する。結合層は、発泡ポリオレフィン系接着剤組成物を含む。ポリオレフィン系接着剤組成物は、本明細書に定義するように、以下のステップを適用して発泡させる。
いくつかの実施形態では、押出機に、ポリオレフィン系接着剤組成物と、該ポリオレフィン系接着剤組成物に可溶なガスとを添加する。溶融ポリオレフィン系接着剤組成物と溶解ガスとの混合物を形成するのに十分な圧力および温度の条件下で、押出機内でポリオレフィン系接着剤組成物とガスとを混合する。次いで、押出機に取り付けられたダイを介して、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物と溶解ガスとの混合物を押出機から排出する。ガスセルまたは気泡の分散相を含む溶融ポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックスを生成するのに十分な量の混合物の圧力を、ダイからの材料の排出によって低下させる。
溶解ガスを含む溶融ポリオレフィン系接着剤組成物は、基層および外層を形成する溶融材料を別の押出機によって供給されるダイから排出するのと同時に、または排出の直前に排出される。任意に、2つの外層の一方は、ポリマーではなく、非ポリマー基材であってもよい。ダイ排出は、複数のダイから各層を共押出しして多層フィルムを形成するように配置されており、基層と外層との間に結合層が設けられ、かつ、が同一面積で接着されている。多層押出物の冷却速度は、結合層マトリックス内でより高いエンタルピー状態を誘発するように制御され、これにより、マトリックスが凝固する前に結合層内のガスセルまたは気泡の少なくとも一部が崩壊する。押出物の冷却を制御することにより、気泡を崩壊させることができる。この制御された冷却は、結合層マトリックスのより高い最終エンタルピー状態に示されるように、内部応力を緩和することを可能にする。
いくつかの実施形態では、押出機へのガスの添加は、化学発泡剤の熱分解によって行われる。他の実施形態では、物理発泡剤を使用し、ガスが外部供給源から押出機に注入される。化学および物理発泡剤を単独で使用することも、より均一な気泡の分布を促進するために核剤と併用することもできる。
1つ以上の実施形態は、第2外層と、第2外層と基層との間に配置された第2結合層とを含む多層フィルムを含み、第2結合層は発泡ポリオレフィン系接着剤組成物を含む。他の実施形態は、追加層の様々な組み合わせを含み、いくつかは追加の外層のみを有し、いくつかは追加の外層および結合層を有する。結合層は、互いに類似しない、または互換性のない他の2つの層間の接続として最も高い価値を持つ。
本開示はまた、多層構成を形成するためのプロセスを提供する。多層構成の各層を形成するポリマー組成物は、ポリマー組成物を押出機などにより溶融状態で加熱および混合することによって調製される。各層のポリマー組成物は、単一のポリマーまたは異なるポリマーのブレンドであってもよく、いずれの場合にも1つ以上の添加剤を任意に含んでいてもよい。押出バレルおよびスクリューは、調製中のポリマー溶融物の均一かつ一貫した温度を促進するだけでなく、個々の成分および/または添加剤の完全な混合を確実にする。
押出機において、結合層のポリマー組成物は、溶解ガスを含むポリオレフィン系接着剤組成物を含む。いくつかの実施形態では、溶解ガスは、ポリオレフィン系接着剤組成物に化学発泡剤を添加することによって形成される。押出機内に保持される圧力および温度の条件は、化学発泡剤の熱分解を引き起こすのに十分であり、この熱分解から生じるガスが溶融ポリオレフィン系接着剤組成物に溶解し続けるのに十分なように維持される。他の実施形態では、溶解ガスは、例えば別の供給源から押出機バレルに注入することなどにより、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物にガスを直接添加することにより形成される。押出機内の圧力および温度条件は、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物全体への添加ガスの混合および分配を促進し、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物中に溶解したガスを維持するのに十分なように維持される。
多層フィルムの各層を形成するポリマー組成物を共押出して、少なくとも基層と、第1外層と、基層と第1外層との間に配置され、これらに同一面積で接着された結合層とを含むポリマー組成物の多層溶融物を形成する。共押出中、結合層に関しては、押出機からダイを介して結合層ポリマー組成物を排出する際に、溶解ガスを含む溶融ポリオレフィン系接着剤組成物を減圧することにより、結合層のポリマー組成物が発泡する。この発泡は、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物中の溶解ガスが溶液から出てきて、溶融ポリマーマトリックス中にガスセルの分散相を形成することによって生じる。
共押出後に形成された多層溶融物は、制御された速度で冷却され、結合層内のガスセルの少なくとも一部の崩壊を誘発して凝固する。いくつかの実施形態では、冷却速度は、ガスセルのほとんどまたは実質的にすべての崩壊を許容するように制御される。ガスセルの所望の崩壊量、ひいては所望の冷却速度は、凝固前の多層溶融物および/または最終多層フィルムの不透明度または透明度を観察することによって決定することができる。
前述は、以下の本発明の詳細な説明がよりよく理解できるように、本発明の特徴および技術的利点をかなり広範に概説した。以下、本発明の請求項の主題を構成する本発明の追加の特徴および利点について説明する。開示された概念および特定の実施形態は、本発明の同じ目的を実行するための他の膜構造および/またはプロセスを修正または設計するための基礎として容易に利用できることが当業者には理解されるべきである。当業者はまた、このような均等な構造が、特許請求の範囲に記載された本発明の精神および範囲から逸脱しないことを認識する。本発明の新規な特徴は、その構造および製造方法、並びに他の目的および利点を含むことが、以下の説明からよりよく理解される。
以下の請求項に係る主題の例示的な実施形態が、これから開示される。明確にするために、実際に実装されているいくつかの特徴は、本明細書に記載されていないことがある。そのような実際の実施形態の開発においては、実装によって異なるシステム関連およびビジネス関連の制約に準拠するなど、開発者の特定の目標を達成するために、実装に固有の多くの決定がなされなければならないことが理解されるべきである。さらに、そのような開発作業は、たとえ複雑で時間がかかるものであっても、本開示から利益を得る当業者にとっては通常の作業であることを理解されたい。
ここで使用される語句は、当業者がこれらの語句について理解したのと一致する意味を有するものとして理解され、解釈されるべきである。用語または語句の特別な定義、すなわち、当業者が理解する一般的および慣習的な意味とは異なる定義は、用語または語句を本明細書で一貫して使用することによって暗示されることを意図していない。ある程度、用語または語句は、特別な意味、すなわち、当業者が理解する最も広い意味以外の意味を有することが意図されており、このような特別なまたは明確な定義は、用語または語句の特別なまたは明確な定義を提供するための明細書の定義方法において明確に記述される。
例えば、以下の説明は、本開示で使用されるいくつかの特定の用語の定義の非網羅的なリストを含む(他の用語は、本明細書の別の場所で定義され、または明確にすることができる)。これらの定義は、ここで使用される用語の意味を明確にすることを目的としている。これらの用語は通常の意味と一致する方法で使用されていると考えられている、それでも明確にするためにここで定義を指定する。
定義
定義
本明細書で使用される「バリア層」とは、多層フィルムに用いられる層であって、多層構成に他の所望の性能に加えて、ガス不透過性を付与する層を意味する。
本明細書で使用される「多層フィルム」とは、少なくともバリア層、構造層および結合層を含む共押出構造を意味する。
本明細書で使用される「非極性コモノマー」とは、炭素と水素のみを含むモノマー単位をいう。
本明細書で使用される「非極性ポリマー」とは、非極性モノマー由来の単位からなるポリマーまたはコポリマーを意味する。
本明細書で使用される「極性モノマー」とは、永久電気双極子を含むポリマーを生じさせる、塩素、フッ素、酸素、窒素、または硫黄などの電気陰性度の高い原子を含むモノマーを意味する。
本明細書で使用される「極性ポリマー」とは、極性モノマー由来の単位を含むポリマーまたはコポリマーを意味する。
本明細書で使用される「ポリオレフィン系接着剤組成物」とは、単独または他のポリマーと組み合わせて官能化ポリマーを含む任意の組成物を意味し、ここで、ポリオレフィン系接着剤組成物の1つの層(または「結合層」)は、ポリマー共押出層の場合、第1ポリマー層と第2ポリマー層とが互いに接着するよりも、第1ポリマー層と第2ポリマー層とに良好に接着する。ポリオレフィン系接着剤組成物の例は、米国特許公開第2017/0198103号および第2017/0335149号、ならびに米国特許公開第7,687,575、7,871,709、8,598,264、8,673,451、8,685,539、9,499,723、9,650,548、9,662,864、9,676,971、9,803,074、10,053,574、10,150,894、10,240,072および10,266,727に開示されており、これらの特許の内容はすべて引用によって全体としてここに組み込まれている。上記のように、一方または両方のポリマー層が非ポリマー層に置換されている場合にも、結合層は接着性を向上させることができる。
本明細書で使用される「構造層」とは、多層構成に所望の機械的特性および/または耐湿性を付与するために多層フィルムに使用される層を意味する。
多層フィルム
多層フィルム
肉やチーズ用のラップ、スナック食品、ベーキングミックス、ドッグフードなどの生鮮品の大型バルク包装には、酸素や水分の透過を防ぐために多層構成が必要である。EVOHとナイロンは、透明度が高く、耐屈曲亀裂性に優れ、酸素、窒素、二酸化炭素などのガスに対するいくつかの最適なバリア特性を有しているため、食品、医薬品、化粧品、およびその他の傷みやすいものやデリケートなものの包装に特に適しており、賞味期限を延長することができる。他の多くの一般的なフィルムと比較して、EVOHやナイロンなどの極性ポリマーは優れたバリア特性を持っている。ただし、EVOHやナイロンなどの多くの極性ポリマーの優れたガスバリア特性は、湿気にさらされると低下する。
ポリエチレンやポリプロピレンなどの非極性ポリマーは、優れた耐湿性に優れている。このため、コストと性能の両方を最適化するために、HDPE、PP、PETなどの極性ポリマー層と非極性ポリマー層は、優れた耐湿性を有し、多層共押出フィルムにしばしば組み合わせて使用される。しかし、極性ポリマーと非極性ポリマーは互いに十分に接着できないため、異なるポリマー層間の結合層として接着剤組成物を用いる必要がある。
多層構成の結合層として好適に用いられる接着剤組成物は、極性ポリマーおよび非極性ポリマーの両方に対して良好な接着性を有する。極性ポリマーの例としては、アクリロニトリルブタジエンスチレン、エチレン酢酸ビニル、EVOH、エチレン酢酸nブチル、エチレンメチルアクリレートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、ナイロン、ポリカーボネート、およびポリメチルメタクリレートが挙げられるが、これらに限定されない。非極性ポリマーの例としては、一般に、ポリエチレンホモポリマー、エチレン-α-オレフィンコポリマー、ポリプロピレンホモポリマー、プロピレン-α-オレフィンコポリマー、およびポリオレフィンが挙げられるが、これらに限定されない。
いくつかの実施形態では、多層構成は、
(A)第1ポリオレフィン層と、
(B)第1極性ポリマー層と、
(C)ポリオレフィン層と極性ポリマー層との間の少なくとも1層の結合層と、を含む。
(A)第1ポリオレフィン層と、
(B)第1極性ポリマー層と、
(C)ポリオレフィン層と極性ポリマー層との間の少なくとも1層の結合層と、を含む。
多層構成を形成するための一般的なプロセスには、層を共押出して多層構成を形成することが含まれる。多層構成は、フィルムまたはシートの形態であってもよく、さらに熱成形または配向されてもよく、当業者に周知の従来の方法および押出装置を使用して製造することができ、ポリマー溶融物の層は、複数のポリマーを導入することによって結合される。ポリマー溶融物は結合ブロック/マニホールドまたはダイに流入し、その後、溶融物流れが一緒に流れるように誘導され(まだブロック/マニホールドまたはダイ内にあり)、単一の流れとして一緒にダイから出る。代替的に、複数のポリマー溶融物流れをダイ内に導入し、ダイを出た直後に組み合わせてもよい。
外層
外層
いくつかの実施形態では、1つ以上の外層は、典型的な非極性ポリマーまたはコポリマーの構造層である。いくつかの実施形態では、構造層は、他の構造層に隣接して共押出されてもよく、隣接する層は、同じ材料または異なる材料であってもよい。いくつかの実施形態では、構造層は、低密度ポリエチレン(LDPE)と直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)のブレンドのような2つ以上のポリオレフィンのブレンドであるが、これらに限定されない。
構造層のための好適なポリエチレンは、エチレンホモポリマーと、エチレン由来の単位と、C3-C8α-オレフィン由来の1つ以上の単位とのコポリマーまたはそれらの混合物とを含む。好ましくは、1種以上のC3-C8α-オレフィンコモノマー由来の単位はエチレン系コポリマーの全重量に対して15重量%まで存在する。エチレンのホモポリマーおよびコポリマーは、ジエグラーナッタまたはメタロセン触媒のようなシングルサイト触媒を用いて製造されてもよい。エチレンのホモポリマーおよびコポリマーは、気相法、高圧法、スラリー法または溶液法を用いて製造されてもよい。エチレンホモポリマーおよびエチレン-C3-C8 α-オレフィンコポリマーは、極低密度ポリエチレン(VLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)および高密度ポリエチレン(HDPE)を含む。VLDPEは、ASTMD-1505「カラム法」により測定される密度が0.860~0.910g/cm3である。低密度ポリエチレンおよびLLDPEは、密度が0.910~0.930g/cm3の範囲にあるものとして定義される。MDPEは、0.930~0.945g/cm3の密度を有するものとして定義される。HDPEは、少なくとも0.945g/cm3、好ましくは0.945~0.969g/cm3の密度を有するものとして定義される。エチレンのホモポリマーおよびコポリマーは、190℃/2.16kgの条件下で測定したASTMD1238のメルトインデックス(MIs)が0.01~400dg/min、好ましくは0.1~200dg/min、より好ましくは1~100dg/minであることが好ましい。
構造層のための好適なポリプロピレンは、プロピレンホモポリマーと、プロピレン由来の単位と、エチレンおよびC4-C10α-オレフィン由来の単位のうちの1つ以上とからなるコポリマーまたはそれらの混合物とを含む。好ましくは、エチレンおよびC4-C10 α-オレフィンコモノマー由来の1種以上の単位は、プロピレンコポリマーの全重量に対して、35重量%である。プロピレンのホモポリマーおよびコポリマーは、ジエグラーナッタまたはメタロセン触媒のようなシングルサイト触媒を用いて製造されてもよい。プロピレンのホモポリマーおよびコポリマーは、気相法、スラリー法または溶液法を用いて製造されてもよい。プロピレンポリマーは、コポリマーである場合、コモノマーとしてのエチレン由来単位のコポリマーの全重量に対して、2~6重量%含有することが好ましい。
構造層は、2種以上のポリエチレン、2種以上のポリプロピレン、または1種以上のポリエチレンと1種以上のポリプロピレンとのブレンドから形成することもできる。
いくつかの実施形態では、外層の好ましい組成物は、上述したLLDPE、上述したLDPE、またはこれらの組合せである。
基層
基層
いくつかの実施形態では、多層構成は、基層として少なくとも1つのバリア層を含む。バリア層は、EVOH、ナイロン、例えばナイロン6、ナイロン6,6、ナイロン12、ナイロン6,12、ナイロン6,66、およびそれらのブレンド、ならびにEVOHとナイロンの共押出構造、例えばEVOH/ナイロンおよびナイロン/EVOH/ナイロンを含んでもよい。バリア層はさらに、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)およびポリ塩化トリフルオロエチレン(PCTFE)を含む。好ましくは、バリア層は、EVOH、ナイロン、またはそれらの共押出構造から選択される。バリア層はEVOHであることがより好ましい。
結合層
結合層
好ましい実施形態では、本明細書に開示された多層フィルム中の発泡結合層は、同一の基層および外層と未発泡の同一材料の結合層との共押出に比べて、基層(例えば極性ポリマーバリア層)と異なる構造層(例えばポリオレフィン層)の外層との間の接着性を改善する。本明細書に開示された発泡結合層は、結合層が発泡していない同等のフィルムと比較して、靭性および/または光学的特性を含む多層構成の1つ以上の特性を改善することによって、新規かつ有用な特性の組み合わせをさらに提供する。発泡結合層を有する多層フィルムの靭性向上は、ダーツドロップ衝撃の高い値(ASTMD-1709)を示した。より高透明度(ASTMD-1746)および/またはより低いヘイズ(ASTMD-1003)により、発泡結合層を有する多層フィルムの光学特性の向上が示される。
発泡結合層は、ポリオレフィン系接着剤組成物を出発材料とする。結合層の発泡は、ポリオレフィン系接着剤組成物とガスとを押出機内に添加し、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物と溶解ガスとの混合物を形成するのに十分な圧力および温度条件を押出機内で適用することにより達成される。混合物が押出機からダイを通って排出されるとき、混合物の圧力が低下すると、溶液からガスが出てきて、溶融したポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックスが、ガスセルまたは気泡の分散相を有するようになる。
押出機ダイからのポリオレフィン系接着剤組成物の溶融物の排出は、特定のエネルギー入力(シャフト加工または押出機への熱の付加)による組成物への熱量増加も阻止する。多くのポリマー発泡プロセスでは、ポリマー溶融物を室温で固体に冷却した後、最終製品にガスセルまたは気泡の分散相を保持することが目的とされる。対照的に、本明細書の発泡ポリオレフィン系接着剤組成物中のガスセルまたは気泡は、硬化前に部分的にまたは実質的に完全に崩壊し、これにより、ポリオレフィン系接着剤組成物の溶融物が室温またはそれ以下の温度で外部冷却装置により固体に冷却されたときに、押出物がより均一かつより十分にアニールされる。
押出物の冷却速度を制御して、より速い速度で冷却された押出物のエンタルピー状態よりも高いエンタルピー状態を結合層マトリックス中に誘発することにより、所望のガスセルの分散相の崩壊が得られる。いかなる理論にも束縛されるものではないが、より高いエンタルピーは、ポリマー鎖のより完全な緩和によって達成され、その結果、発泡ポリオレフィン系接着剤組成物のより高いレベルの結晶化度または固化がもたらされると考えられる。
発泡剤
発泡剤
いくつかの実施形態では、押出機へのガス添加は、押出機内でポリオレフィン系接着剤組成物に化学発泡剤を添加することによって達成される。化学発泡剤は、ポリオレフィン系接着剤組成物と発泡剤との造粒混合物を製造するために、ポリオレフィン系接着剤組成物と別個の押出プロセスで混合することにより、押出機に添加されてもよい。この別個の押出プロセスは、発泡剤の熱分解温度より低い温度で実行される。この造粒混合物は、発泡結合層を製造するための押出機に供給され、押出機スクリューとバレルとの混合作用により、発泡剤の分解を引き起こすのに十分な圧力および温度条件にさらされ、結果としてガスを発生させ、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物と溶解ガスとの混合物を生成し、ここで、ガスは、発泡剤の分解により発生したガスである。発泡剤は単独で使用することも、より均一な気泡の分布を促進するために核剤と併用することもできる。
適切な化学発泡剤には、アゾ発泡剤、ニトロソ発泡剤、アジド発泡剤、重炭酸塩発泡剤、およびそれらの組み合わせが含まれる。アゾ発泡剤の例としては、アゾジカルバミド、アゾジカルバミド、アゾジイソブチロニトリル、アゾジシクロヘキシルニトリル、アゾシクロヘキシルニトリル、アゾジアミノベンゼン、アゾジカルバミド、アゾジカルボン酸バリウム、ジアゼンジカルボニック、ジアゾジカルバミド、ジアゾアミノベンゼンなどが挙げられる。ニトロソ発泡剤としては、例えば、トリニトロソトリメチレントリアミン、N,N'-ジメチル-N,N'-ジニトロソ-テレフタルアミド、N,N'-ジニトロソ-ペンタメチレン-テトラミンなどが挙げられる。アジド発泡剤としては、例えば、4,4’-オキシビス(ベンゼンスルホニルヒドラジド)、p-トルエンスルホニルヒドラジド、ベンゼンスルホニルヒドラジド、トルエンスルホニルヒドラジド、ジフェニルスルホニル-3,3’-ジスルホニルヒドラジド、アジ化カルシウム、4,4’-ジフェニルジスルホニルアジド、p-トルエンスルホニルアジド、p-トルエンスルホニルアセトンヒドラゾン、4,4’-オキシベンゼンスルホニルアジドなどが挙げられる。重炭酸塩としては、例えば、重炭酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸アンモニウム、炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、亜硝酸アンモニウムなどが挙げられる。いくつかの実施形態では、ニトロソ発泡剤および/またはアゾ発泡剤が好ましい。化学発泡剤は、一種を単独で使用してもよく、二種以上を組み合わせて使用してもよい。
いくつかの実施形態では、化学発泡の代わりに物理発泡が使用される。物理的発泡では、押出機バレル内のポリマー溶融物にガスが直接注入される。溶融物に高圧ガスを注入するための追加の設備が必要である。MuCell(商標)プロセスのような物理的発泡では、プロセス温度に関係なく、正確な量のガスが押出バレルに直接注入される。このため、物理的発泡はあらゆるプロセス温度に適用され、市場に出回っている様々な化学発泡剤の反応温度は160~200℃である。
化学的発泡プロセスで生成されるガス、または物理的発泡プロセスで使用されるガスは、典型的には窒素、二酸化炭素、またはそれらの混合物である。しかしながら、ポリマー溶融物中で適切な溶解度を有する任意のガスを使用することができる。
核剤
核剤
発泡剤と組み合わせて使用される場合、核剤とは、ポリマー溶融物内での気泡形成のための核形成部位または位置、この場合は結合層を提供する物質であり、通常は小粒子を意味する。核剤は、発泡ポリマーのセル構造を強化するために使用される。いくつかの核剤は、そのような化合物が核剤として作用し、少なくとも部分的に分解してガス状成分を生成することによって発泡に関与するという点で「活性」である。
本発明に適した核剤の例としては、無機核剤および有機核剤が挙げられる。無機核剤としては、タルカム、二酸化チタンや酸化マグネシウムなどの金属酸化物、アルカリ土類金属のリン酸塩、炭酸塩や硫酸塩、粘土およびナノ粘土、炭素およびナノカーボン、適切な粒径を有する顔料、またはそれらの混合物が挙げられる。有機核剤としては、ポリオレフィン系接着剤組成物よりも高い溶融温度を有するポリマー、テレフタル酸、モノカルボン酸またはポリカルボン酸、およびそれらの塩、例えば、4-tert-ブチル安息香酸、アジピン酸、ジフェニル酢酸、コハク酸ナトリウム、安息香酸ナトリウム、またはそれらの混合物が挙げられるが、他の核剤も使用できる。
添加される核剤の量は、選択された核剤の性状に応じて変化し得る。核剤は、通常、熱可塑性ポリマーの量に対して0.05~15.0重量%、より好ましくは、0.5~10.0重量%、最も好ましくは、0.5~8重量%、特に好ましくは、2.0重量%と8.0重量%の間の量で存在する。
ポリオレフィン系接着剤組成物
ポリオレフィン系接着剤組成物
いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系接着剤組成物は、ポリオレフィンと官能化オレフィン系ポリマーとを溶融ブレンドすることによって形成される。1つ以上の実施形態では、ポリオレフィンは、造粒前に官能化オレフィン系ポリマーと接触する。1つ以上の他の実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーは、造粒前にポリオレフィンと接触する。
他の実施形態では、ポリオレフィンと官能化オレフィン系ポリマーとのブレンドを考慮することなく、2つの成分を組み合わせるプロセスは、接着促進添加剤の存在下でポリオレフィンポリマーと官能化オレフィン系ポリマーとを溶融ブレンドすることをさらに含む。
いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系接着剤組成物は、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、6重量%~11重量%、または12重量%~17重量%の範囲の官能化オレフィン系ポリマーを含む。
いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系接着剤組成物の好ましい組成物は、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、少なくとも0.945g/cm3、好ましくは0.945~0.969g/cm3の密度を有するHDPEとのブレンドを含み、HDPEはマレイン酸無水物(HDPE-g-MAH)で官能化されている。いくつかの好ましい実施形態では、HDPE-g-MAHは、LLDPEとHDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6 wt.%~11重量%の範囲で存在する。
他の実施形態では、ポリオレフィン系接着剤組成物の好ましい組成物は、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、密度0.910~0.930g/cm3の他のLLDPEとのブレンドを含み、LLDPEは、マレイン酸無水物(LLDPE-g-MAH)で官能化されている。いくつかの好ましい実施形態では、LLDPE-g-MAHは、LLDPEとLLDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6重量%~11重量%の範囲で存在する。
ポリオレフィン系接着剤組成物のポリオレフィン成分
ポリオレフィン系接着剤組成物のポリオレフィン成分
ポリオレフィン系接着剤組成物のポリオレフィン成分の組成物は、単一のエチレン系ポリマー、単一のプロピレン系ポリマー、2種以上のエチレン系ポリマーのブレンド、2種以上のプロピレン系ポリマーのブレンド、または少なくとも1種のエチレン系ポリマーと少なくとも1種のプロピレン系ポリマーのブレンドを含んでもよい。好適なエチレン系ポリマーおよびプロピレン系ポリマーを以下に記載する。エチレン系ポリマー、プロピレン系ポリマーおよびそれらの組み合わせから選択される1種以上のポリオレフィン組成物のポリマーは、オレフィン系ポリマーを官能化するオレフィン系ポリマー成分の組成物用ポリマーと同一でも異なっていてもよい。
ポリオレフィン系接着剤のポリオレフィン成分として使用される好適なポリエチレンは、エチレンホモポリマーと、エチレン由来の単位と、C3-C8α-オレフィン由来の1種以上の単位とのコポリマーまたはそれらの混合物とを含む。好ましくは、1種以上のC3-C8 α-オレフィンコモノマー由来の単位は、エチレンコポリマーの全重量に対して15重量%まで存在する。エチレンのホモポリマーおよびコポリマーは、ジエグラーナッタまたはメタロセン触媒のようなサイングルサイト触媒を用いて製造されてもよい。エチレンのホモポリマーおよびコポリマーは、気相法、高圧法、スラリー法または溶液法を用いて製造されてもよい。エチレンホモポリマーおよびエチレン-C3-C8α-オレフィンコポリマーは、極低密度ポリエチレン(VLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)および高密度ポリエチレン(HDPE)を含む。VLDPEは、ASTMD-1505「カラム法」により測定された密度が0.860~0.910g/cm3である。低密度ポリエチレンおよびLLDPEは、密度が0.910~0.930g/cm3の範囲にある。MDPEは、0.930~0.945g/cm3の密度を有するものとして定義される。HDPEは、少なくとも0.945g/cm3、好ましくは0.945~0.969g/cm3の密度を有するものとして定義される。エチレンのホモポリマーおよびコポリマーは、190℃/2.16kgの条件下で測定したASTMD1238のメルトインデックス(MIs)が0.01~400dg/min、好ましくは0.1~200dg/min、より好ましくは1~100dg/minであることが好ましい。
ポリオレフィン系接着剤のポリオレフィン成分として好適なポリプロピレンは、プロピレンホモポリマーと、プロピレン由来の単位と、エチレンおよびC4-C10α-オレフィン由来の単位のうちの1つ以上とからなるコポリマーまたはそれらの混合物とを含む。好ましくは、エチレンおよびC4-C10 α-オレフィンコモノマー由来の1種以上の単位は、プロピレン系コポリマーの全重量に対して、35重量%まで存在する。プロピレンのホモポリマーおよびコポリマーは、ジエグラーナッタ触媒またはメタロセン触媒などのシングルサイト触媒を用いて製造されてもよい。プロピレンのホモポリマーおよびコポリマーは、気相法、スラリー法または溶液法を用いて製造されてもよい。プロピレンポリマーは、コポリマーである場合、コモノマーとしてのエチレン由来単位のコポリマーの全重量に対して、2~6重量%含有することが好ましい。
ポリオレフィン系接着剤組成物のポリオレフィン成分の好ましい組成物は、上記のようにポリエチレンである態様もある。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン系接着剤組成物のポリオレフィン成分の好ましい組成は、密度が0.910~0.930g/cm3の範囲にあるLLDPEである。
ポリオレフィン系接着剤組成物の官能化オレフィン系ポリマー成分
ポリオレフィン系接着剤組成物の官能化オレフィン系ポリマー成分
官能化オレフィン系ポリマーは、通常、官能性モノマーをオレフィン系ポリマーの主鎖(すなわち、主鎖)にグラフトすることにより形成される。オレフィン系ポリマーの組成物は、エチレン系ポリマー単独、プロピレン系ポリマー単独、エチレン系ポリマー2種以上のブレンド、プロピレン系ポリマー2種以上のブレンド、またはエチレン系ポリマー1種以上とプロピレン系ポリマー1種以上のブレンドを含んでもよい。好適なエチレン系ポリマーおよびプロピレン系ポリマーを以下に記載する。エチレン系ポリマー、プロピレン系ポリマーおよびそれらの組み合わせから選択される1種以上のポリマーは、ポリオレフィンポリマーの組み合わせと同一であっても異なっていてもよい。
官能性モノマーは、当業者に公知の方法でオレフィン系ポリマーにグラフトされてもよいグラフトは、例えば、反応押出法により形成されてもよい。反応性押出プロセスは、一般に、押出機内または溶液プロセスにおいて、オレフィン系ポリマーを官能性モノマーと接触させて官能化オレフィン系ポリマーを形成することを含む。
反応性押出プロセスは、当技術分野に知られている任意の押出プロセスを含んでもよい。例えば、原料(例えば、オレフィン系ポリマーおよび官能性モノマー)は、目的のグラフト含有量を有する官能化オレフィン系ポリマーを形成するのに十分な濃度で二軸押出機に供給されてもよい。官能化オレフィン系ポリマーを形成するための反応は、例えば、二軸押出機において、連続的な混合および混練下で起こり得る。したがって、官能化オレフィン系ポリマーは、一般に、機能性モノマーのランダムに分布した分岐を有する第1のオレフィン系ポリマーの直鎖状主鎖を含み、その結果、主鎖/主鎖とは構造的に異なる側鎖が生じる。
1つ以上の実施形態では、オレフィン系ポリマーは、開始剤の存在下で官能性モノマーと接触する。開始剤は、限定されないが、有機過酸化物などの当業者に知られているものから選択することができるしかしながら、本明細書で前述したように、グラフトは、開始剤の不在下でも高温および高剪断下で起こり得る。
官能化オレフィン系ポリマーは、官能化オレフィン系ポリマーの全重量に対して、例えば0.001~100重量%、0.01~15重量%、0.01~5重量%、0.1~3重量%の範囲の官能性モノマーを含んでもよい。
1つ以上の実施形態では、官能化ポリオレフィンは、例えば、0.2重量%~20重量%、0.5重量%~10重量%、または1重量%~5重量%の範囲のグラフト収率を示し得る。グラフト率は、フーリエ変換赤外スペクトル(FTIR)によって決定されてもよい。
いくつかの実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーの好ましい組成物は、少なくとも0.945g/cm3、好ましくは0.945~0.969g/cm3の密度を有するHDPEであり、上述のように、HDPEは、マレイン酸無水物で官能化されている。
他の実施形態では、官能化オレフィン系ポリマーの好ましい組成物は、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEであり、上記のように、LLDPEは、マレイン酸無水物で官能化されている。
官能化オレフィン系ポリマーの官能性モノマー成分
官能化オレフィン系ポリマーの官能性モノマー成分
官能性モノマーは、カルボン酸およびカルボン酸誘導体、例えば、アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、メサコン酸、マレイン酸無水物、4-メチルシクロヘキサ-4-エン-1,2-ジカルボン酸または酸無水物、ビシクロ(2,2,2)オクト-5-エン-2,3-ジカルボン酸または酸無水物、ビシクロ(2,2,1)ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸または酸無水物、テトラヒドロフタル酸または酸無水物、メチルビシクロ(2,2,1)ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸または酸無水物、x-メチルノルボルン-5-エン-2,3ジカルボン酸および無水物、ノルボルン-5-エン-2,3,ジカルボン酸および無水物、マレオピマル酸、1,2,3,4,5,8,9,10-オクタヒドロナフタレン-2,3-ジカルボン酸および無水物、2-オキサ-1,3-ジケトスピロ(4,4)ノナ-7-エン、ナジック酸無水物および無水物、メチルナジック酸無水物、ヒミン酸無水物、メチルヒミン酸無水物およびその組み合わせ、およびそれらの組み合わせを含む。代替的に、官能性モノマーは、マレイン酸ジアルキル、フマル酸ジアルキル、イタコン酸ジアルキル、メソコン酸ジアルキル、シトラコン酸ジアルキル、クロトン酸アルキル、およびそれらの組み合わせのような酸および酸無水物誘導体を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、好ましい官能性モノマーはマレイン酸無水物である。
官能化オレフィン系ポリマーのオレフィン系ポリマー成分
官能化オレフィン系ポリマーのオレフィン系ポリマー成分
官能化オレフィン系ポリマーのオレフィン系ポリマー成分の組成は、単一エチレン系ポリマー、単一プロピレン系ポリマー、2種以上のエチレン系ポリマーのブレンド、2種以上のプロピレン系ポリマーのブレンド、または少なくとも1種のエチレン系ポリマーと少なくとも1種のプロピレン系ポリマーのブレンドを含んでもよい。好適なエチレン系ポリマーおよびプロピレン系ポリマーを以下に記載する。
官能化α-オレフィン系ポリマーのα-オレフィン系ポリマー成分として好適なポリエチレンは、エチレンホモポリマーと、エチレン由来の単位と、C3-C8α-オレフィン由来の1種以上の単位とのコポリマーまたはそれらの混合物とを含む。好ましくは、1種以上のC3-C8 α-オレフィンコモノマー由来の単位は、エチレン系コポリマーの全重量に対して、15重量%まで存在する。エチレンのホモポリマーおよびコポリマーは、ジエグラーナッタまたはメタロセン触媒のようなシングルサイト触媒を用いて製造されてもよい。エチレンのホモポリマーおよびコポリマーは、気相法、高圧法、スラリー法または溶液法を用いて製造されてもよい。エチレンのホモポリマーおよびエチレン-C3-C8 α-オレフィンコポリマーは、極低密度ポリエチレン(VLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)および高密度ポリエチレン(HDPE)を含む。VLDPEは、ASTMD-1505「カラム法」により測定された密度が0.860~0.910g/cm3である。低密度ポリエチレンおよびLLDPEは、密度が0.910~0.930g/cm3の範囲にある。MDPEは、0.930~0.945g/cm3の密度を有するものとして定義される。HDPEは、少なくとも0.945g/cm3、好ましくは0.945~0.969g/cm3の密度を有するものとして定義される。エチレンのホモポリマーおよびコポリマーは、190℃/2.16kgで測定したASTMD1238のメルトインデックス(MIs)が0.01~400dg/min、好ましくは0.1~200dg/min、より好ましくは1~100dg/minであることが好ましい。
官能化α-オレフィン系ポリマーのα-オレフィン系ポリマー成分として好適なポリプロピレンは、プロピレンホモポリマーと、プロピレン由来の単位と、エチレンおよびC4-C10α-オレフィン由来の1つ以上の単位とからなるコポリマーまたはそれらの混合物とを含む。好ましくは、エチレンおよびC4-C10 α-オレフィンコモノマー由来の1種以上の単位は、プロピレンコポリマーの全重量に対して、35重量%まで存在する。プロピレンのホモポリマーおよびコポリマーは、ジーグラー・ナッタ触媒またはメタロセン触媒などのシングルサイト触媒を用いて製造されてもよい。プロピレンのホモポリマーおよびコポリマーは、気相法、スラリー法または溶液法を用いて製造されてもよい。プロピレンポリマーは、コポリマーである場合、モノマーとしてのエチレン由来単位のコポリマーの全重量に対して、2~6重量%含有することが好ましい。
特定の実施形態
特定の実施形態
いくつかの実施形態では、多層フィルムは、
(A)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPE、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLDPE、またはそれらの組み合わせを含む1つ以上の外層と、
(B)EVOHを含む1つ以上の基層と、
(C)それぞれ1つの基材と1つの外層の間に配置され、それぞれ0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、少なくとも0.945g/cm3、好ましくは0.945~0.969g/cm3の密度を有するHDPEとのブレンドを含み、HDPEはマレイン酸無水物(HDPE-g-MAH)で官能化され、HDPE-g-MAHは、LLDPEとHDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6重量%~11重量%存在する、層と、を含む。
(A)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPE、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLDPE、またはそれらの組み合わせを含む1つ以上の外層と、
(B)EVOHを含む1つ以上の基層と、
(C)それぞれ1つの基材と1つの外層の間に配置され、それぞれ0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、少なくとも0.945g/cm3、好ましくは0.945~0.969g/cm3の密度を有するHDPEとのブレンドを含み、HDPEはマレイン酸無水物(HDPE-g-MAH)で官能化され、HDPE-g-MAHは、LLDPEとHDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6重量%~11重量%存在する、層と、を含む。
他の実施形態では、多層フィルムは、
(A)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPE、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLDPE、またはそれらの組み合わせを主成分とする1つ以上の外層または基層と、
(B)EVOHを主成分とする1つ以上の基層と、
(C)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、少なくとも0.945g/cm3、好ましくは0.945~0.969g/cm3で官能化されたマレイン酸無水物(HDPE-g-MAH)とのブレンドから実質的に構成された1つ以上の結合層であって、前記LLDPEと前記HDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6重量%~11重量%存在する、層と、を含む。
(A)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPE、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLDPE、またはそれらの組み合わせを主成分とする1つ以上の外層または基層と、
(B)EVOHを主成分とする1つ以上の基層と、
(C)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、少なくとも0.945g/cm3、好ましくは0.945~0.969g/cm3で官能化されたマレイン酸無水物(HDPE-g-MAH)とのブレンドから実質的に構成された1つ以上の結合層であって、前記LLDPEと前記HDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6重量%~11重量%存在する、層と、を含む。
他の実施形態では、多層フィルムは、
(A)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPE、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLDPE、またはそれらの組み合わせを含む1つ以上の外層と、
(B)EVOHを含む1つ以上の基層と、
(C)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、マレイン酸無水物(LLDPE-g-MAH)で官能化された0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有する他のLLDPEとのブレンドを含み、LLDPE-g-MAHは、LLDPEとLLDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6重量%~11重量%存在する、層と、を含む。
(A)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPE、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLDPE、またはそれらの組み合わせを含む1つ以上の外層と、
(B)EVOHを含む1つ以上の基層と、
(C)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、マレイン酸無水物(LLDPE-g-MAH)で官能化された0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有する他のLLDPEとのブレンドを含み、LLDPE-g-MAHは、LLDPEとLLDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6重量%~11重量%存在する、層と、を含む。
他の実施形態では、多層フィルムは、
(A)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPE、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLDPE、またはそれらの組み合わせを主成分とする1つ以上の外層または基層と、
(B)EVOHを主成分とする1つ以上の基層と、
(C)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、マレイン酸無水物(LLDPE-g-MAH)で官能化された0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有する他のLLDPEとの分れ度から実質的に構成され、LLDPE-g-MAHは、LLDPEとLLDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6重量%~11重量%存在する、層と、を含む。
添加剤
(A)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPE、0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLDPE、またはそれらの組み合わせを主成分とする1つ以上の外層または基層と、
(B)EVOHを主成分とする1つ以上の基層と、
(C)0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有するLLDPEと、マレイン酸無水物(LLDPE-g-MAH)で官能化された0.910~0.930g/cm3の範囲の密度を有する他のLLDPEとの分れ度から実質的に構成され、LLDPE-g-MAHは、LLDPEとLLDPE-g-MAHとのブレンド中に、ポリオレフィン系接着剤組成物の全重量に対して、0.5重量%~30重量%、1重量%~20重量%、2重量%~15重量%、5重量%~15重量%、または6重量%~11重量%存在する、層と、を含む。
添加剤
多層フィルムの結合層組成物および/または他の層は、安定剤、紫外線吸収剤、金属不活性化剤、硫黄増強剤、過酸化物捕捉剤、塩基性共安定剤、酸捕捉剤、核剤、清澄剤、従来の充填剤、分散剤、可塑剤、潤滑剤、乳化剤、顔料、流動制御剤、蛍光増白剤、難燃剤、帯電防止剤、発泡剤、およびそれらの混合物のような添加剤をさらに含んでもよい。いくつかの実施形態では、結合層組成物は、結合層組成物の全重量に対して、一次添加剤を0.001~2重量%含んでもよい。いくつかの例では、一次添加剤は抗酸化剤である。いくつかの実施形態では、結合層組成物は、結合層組成物の全重量に対して、二次添加剤を0.001~2重量%含んでもよい。いくつかの例では、二次添加剤は抗酸化剤である。特定の実施形態では、一次添加剤および/または二次添加剤は、加工安定剤および/または立体障害フェノール系一次酸化防止剤であってもよい。特定の実施形態では、結合層組成物は、結合層組成物の全重量に対して、立体障害フェノール系酸化防止剤を0.1重量%含んでもよい。立体障害フェノール系酸化防止剤は、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)]メタンであってもよい。特定の実施形態では、結合層組成物は、結合層組成物の全重量に対して、加水分解的に安定な亜リン酸塩加工安定剤を0.1重量%含む。加水分解的に安定な亜リン酸塩加工安定剤は、トリス(2,4-ジtert-ブチルフェニル)亜リン酸塩であってもよい。
多層フィルムの形成
多層フィルムの形成
押出プロセスを使用して多層フィルムを製造する方法も本明細書で提供される。
いくつかの実施形態では、本明細書における多層構成は、少なくとも3つのポリマー層の共押出しによって製造された構造を含み、中間層は本明細書に記載された発泡結合層である。少なくとも3層のポリマー層を有する多層フィルムは、インフレーションフィルムプロセスまたはキャストフィルムプロセスを使用して製造することができる。
他の実施形態では、本明細書中の多層構成は、少なくとも1つの非ポリマー層と2つのポリマー層との共押出コーティングによって製造された構造を含み、ここで、本明細書中に記載された発泡結合層は、非ポリマー層と他のポリマー層との間に配置される。非重合性基材は、金属箔および紙を含むが、これらに限定されない。
他の実施形態では、本明細書における多層構成は、少なくとも2つの非ポリマー層の押出ラミネートによって形成された構造を含み、ここで、本明細書中に記載された発泡結合層は、2つの非ポリマー層の間に配置されている。非重合性基材は、金属箔および紙を含むが、これらに限定されない。
ブローンフィルムプロセス
ブローンフィルムプロセス
好ましいブローンフィルムプロセスでは、Aが極性ポリマーを含み、Bが結合層としてのポリオレフィン系接着剤組成物を含み、Cが非極性ポリマーを含む層構成A/B/Cを生成するために、少なくとも3つの層が共押出される。
多層共押出ブローンフィルムプロセスでは、各層のポリマーは、別個の押出機で加熱される。溶融ポリマーが各押出機のバレルの端に到達すると、ポリマーは多層環状ダイを介して共押出される。溶融ポリマーはダイに入り、ダイ中央の穴から空気が注入され、ポリマーは、元の押出直径の何倍もの直径を有する細管に放射状に拡張される。その後、加熱されたフィルムチューブが冷却され、ニップローラーによって上方に引っ張られ、チューブが平らになり、チューブの内側に空気が閉じ込められる。
多層溶融物はダイから出るとすぐに冷却され始める。フィルムが冷却されると、型の上のある高さ、すなわちフロストライン高さ(FLH)で、ポリマーチューブの周囲に目に見える線を形成する、いわゆるフロストラインで凝固する。本明細書に記載のように、1層以上の発泡結合層を有する多層ブローンフィルムの製造中において、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックス中に形成されたガスセルまたは気泡の分散相により、多層溶融物がダイから離れる際に不透明または非常に濁っていることが目視で観察される。分散相中の気泡は形成直後から崩壊し始め、結合層が溶融状態にある限り崩壊し続ける。気泡が結合層内で崩壊すると、多層フィルムは不透明度が低くなるので透明度が高くなる。好ましくは、フロストラインに達する前に、多層溶融物は、同じ条件で結合層が発泡されていない同じ層および層組成の多層溶融物と実質的に同じ透明度に達する。分散気相の崩壊は、複数層の溶融物が凝固するFLHで停止する。したがって、FLHよりも小さい押出機ダイからの距離において、気泡の分散相は、多層溶融物のチューブ内で実質的にまたは完全に崩壊することが望ましい。結合層融液中の気泡分散相の実質的または完全な崩壊は、結合層融液中の気泡分散相が、フロストラインに達する前に発泡していない、すなわち型からの距離がFLHよりも小さい状態で、多層溶融物が可能な限り透明になるかまたはその多層類似物の透明度に近い状態になることを目視で観察することによって示される。
当業者は、FLHの調節に関連する速度、温度および熱伝達に関連するプロセス変数を認識し、押出された多層チューブがフロストラインに到達する前に、発泡結合層内のガスセル崩壊を誘発するために必要な変更を行うことができる。当業者は、ブローンフィルム共押出プロセスにおけるフロストラインの位置が、ブローンフィルムチューブの熱伝達および線速度の関数であることを認識し、さらに、異なる層配置および/または層組成を有する多層フィルムの適切な調整を成功させるために、これらの原理をどのように調整するかを理解する。方向に関しては、ブローンフィルムチューブの線速度が一定または実質的に一定に維持され、熱伝達変数が調整されている場合、多層溶融物の温度を増加させ、注入チューブ内の空気の速度を増加させ、フィルムの厚さを増加させ、および/または注入チューブ内の空気の温度を減少させることによって、押出機ダイからのFLHまたはフロストライン距離を増加させる。方向に関しては、熱伝達変数が一定または実質的に一定に保たれる場合、押出機ダイからのFLHまたはフロストライン距離は、ブローンフィルムチューブの線速度を増加させることによって増加する。一般的に、FLHは、巻き取り速度、押出機の速度、および/またはチューブを膨張させるためにダイに注入される空気の温度を増加させることによって増加させることができきる。巻き取り速度は、ポリマーチューブがダイから上方に引き出される速度である。押出機の速度は、押出機スクリュー駆動の1分あたりの回転数である。好ましくは、当業者は、最終的な多層フィルムの他の所望の膜特性を維持または達成するような方法で、本明細書に記載された発泡結合層を有する多層フィルムを製造するために、これらのプロセス変数の調整をバランスさせるであろう。
好ましい実施形態では、多層フィルムは、熱可塑性ポリマーの多層溶融物を共押出することにより形成されてもよい。これらの層は、少なくとも1つのバリア層、少なくとも1つの構造層、およびバリア層と構造層との間の少なくとも1つの結合層を含む。
多層フィルムを形成するために、ポリオレフィン系接着剤組成物とガスとを押出機に添加し、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物と溶解ガスとの混合物を生成するのに十分な圧力および温度の条件下で混合する。一方、別個の押出機において、第1ポリマーおよび第2ポリマーの一部を、押出を可能にするのに十分な温度に加熱する。次いで、ポリオレフィン系接着剤、第1ポリマーおよび第2ポリマーを共押出して多層溶融物を形成する。その後、多層溶融物の温度を制御された速度で低下させて、ガスセルの少なくとも一部の崩壊を誘発する。
好ましくは、第1ポリマーは極性ポリマーであり、第2ポリマーは非極性ポリマーである。極性ポリマーは、EVOHまたはナイロンであることが好ましい。非極性ポリマーは、エチレン系ポリマー単独、プロピレン系ポリマー単独、エチレン系ポリマー2種以上のブレンド、プロピレン系ポリマー2種以上のブレンドまたはエチレン系ポリマー1種以上とプロピレン系ポリマー1種以上のブレンドであることが好ましい。
いくつかの実施形態では、アゾ発泡剤、ニトロソ発泡剤、アジド発泡剤、重炭酸塩発泡剤、またはそれらの組み合わせのような化学発泡剤の熱分解により、結合層に溶解されるガスを押出機内で発生させることができる。他の実施形態では、ガスは外部供給源から押出機に加えられる。
キャストフィルムプロセス
キャストフィルムプロセス
好ましいキャストフィルムプロセス共押出プロセスでは、少なくとも3層のポリマー層を共押出して、Aが極性ポリマーを含み、Bが結合層としてポリオレフィン系接着剤組成物を含み、Cが非極性ポリマーを含む層構成A/B/Cを生成する。
多層共押出キャストフィルムプロセスプロセスにおいて、各層のポリマーを別々の押出機で加熱する。融ポリマーが各押出機のバレルの端に到達すると、ポリマーは多層フラットダイシステムを通じて共押出されて最終形状になる。ダイを出た多層溶融物は冷却ユニットに入り、水冷冷却ロールで温度を下げてフィルムを凝固させる。
1層以上の発泡結合層を有する多層キャストフィルムの製造中に、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックス中に形成されたガスセルまたは気泡の分散相により、多層溶融物がダイから離れる際に不透明または極めて濁っていることが目視で観察される。
上記のように、ブローンフィルムについては、凝固前に多層溶融物の目視透明度を最大化することが望ましい。当業者は、溶融温度、フィルム生産速度、押出機速度などの運転条件、および/またはダイからコールドロールまでの距離、コールドロールの温度などの従来のキャストフィルム装置に対する有用な変更が、発泡結合層内の分散気泡の所望の最大崩壊をもたらすことを認識するであろう。
共押出コーティング
共押出コーティング
好ましい共押出コーティングプロセスでは、少なくとも2つのポリマー層と1つの非ポリマー基材とを組み合わせて、Aが極性ポリマー、非極性ポリマー、またはそれらの組み合わせを含み、Bが結合層としてのポリオレフィン系接着剤組成物を含み、Cが非ポリマー基材を含む層構成A/B/Cを生成する。
共押出コーティングプロセスでは、押出機は、押出機が溶融した熱可塑性樹脂をフラットダイを通して移動する基材上に押し込む。得られる製品は、永久的にコーティングされた基材である。
上記のように、ブローンフィルムについては、凝固前に多層溶融物の目視透明度を最大化することが望ましい。当業者は、フィルム製造速度および押出機速度のような運転条件、および/または従来の共押出コーティング装置に対する有用な変更、例えばダイから基材までの距離、基材の温度、および/または発泡結合層中に分散した気泡の破壊の期待を最大化するダイと基材との間の多層溶融冷却を制限するための装置を認識するであろう。
押出ラミネート
押出ラミネート
好ましい押出ラミネートプロセスでは、少なくとも1つのポリマー層と2つの非ポリマー基材とを組み合わせて、Aが非ポリマー基材を含み、Bが結合層としてのポリオレフィン系接着剤組成物を含み、Cが非ポリマー基材(例えば、箔/結合層/紙)を含む層構成A/B/Cを生成する。
押出ラミネートプロセスでは、押出機は、溶融した熱可塑性樹脂をフラットダイに押し込み、基板間の接着層として機能させ。得られる製品は、基板の層が永久的に接着されたものになる。
上記のように、ブローンフィルムについては、凝固前に多層溶融物の目視透明度を最大化することが望ましい。当業者は、溶融温度、フィルム生産速度、押出機速度などの運転条件、および/または、ダイから基材までの距離、基材の温度、および/または発泡結合層中に分散した気泡の所望の最大崩壊をもたらすダイと基材との間の多層溶融冷却を制限する手段など、従来の押出ラミネート装置に対する有用な変更を認識するであろう。
以下の実施例は本発明を説明するものである。しかしながら、当業者であれば、本発明の精神および特許請求の範囲内で多数の変形を認識するであろう。本発明のよりよい理解を容易にするために、以下に好ましい実施形態の例を示す。以下の実施形態は、本発明の範囲を限定または定義するものと解釈されるべきではない。
実施例
実施例
以下の実施例は、本発明の好ましい実施形態を示すために含まれる。当業者であれば、以下の実施形態に開示される技術は、発明者が発見した本発明の実施形態でうまく機能している技術を表しており、本発明の実施形態の好ましい形態を構成していると考えることができることを理解する。しかしながら、本開示によれば、当業者は、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、開示された特定の実施形態では多くの変更を行うことができ、依然として同様のまたは同様の結果を得ることができることを理解する。
以下の実施例は、結合層接着剤組成物として有用な組成物を提供する。例示的な結合層接着剤組成物は、EVOHなどの極性ポリマー層を多層構成中の他のポリマー層に結合するために使用することができる。本明細書に開示されたポリオレフィン系接着剤組成物は、構造層(例えば、エチレン系および/またはプロピレン系ホモポリマーと非極性コモノマーとのコポリマーおよび/またはそれらのブレンド)を酸素バリア層(例えば、EVOHまたはナイロン)に接着するか、または共押出バリア構造におけるその組み合わせに特に適している。本発明の発泡接着剤層組成物は、押出機内、押出中および押出後の接着剤層ポリマー組成物の温度を制御することにより検討される。
ここで使われている原材料は、次の表1に示される。
ここで使用する結合層材料を表2に示す。成分は、結合層ポリマーの全重量に対する重量パーセントとして表示される。結合層組成物TLP1、TLP2およびTLP4は、18mm Leistritz二軸押出機中で、190℃未満の温度、15lb/hrおよび700rpmの速度で配合物を混合することにより調製される。
試験方法
ダーツドロップ(g):ASTM D1709-04(2016)に準拠して計測し、26インチ(F50)のダーツドロップ高さを使用した。
ヘイズ(%):フィルムヘイズ測定は、ASTMD1003に従って行った。
結晶化度、融解熱、結晶化温度はASTMD3418-03に従って示差走査熱量法で測定した。
狭角散乱:フィルムNASはASTM D1746(2015)に従って測定された。
密度はASTM D1505に従って決定された。
MI/MFRはD1238(条件190℃/2.16g)に基づいて決定された。
一般例
一般例
結合層とEVOH層との界面は、多層フィルムにおける衝撃強度を制限することができる。本発明では、発泡結合層を有するブローン多層フィルムを製造するための新しい技術は、異なる層が接着された多層構成の性能の向上を証明する。結合層樹脂には、化学発泡剤がその分解温度よりも低い温度で配合されている。本明細書における多層ポリマー共押出は、実質的に、共押出フィードブロック、一連の層増倍要素、および出口ダイを有する複数の単軸押出機システムから構成される。供給ブロックでは、溶融物流れが平行層に合流する。
3ミルのブローンフィルムの共押出は、Dr.Collin(商標)ブローンフィルムラインを使用して行われた。このラインは、溝付き供給ゾーンを備えた7台の25:1L/D単軸押出機A/B/C/D/E/F/Gで構成されていた。EVOHは基層として押出機Dに供給された。比較された結合層ポリマーと本発明の結合層ポリマーとが同時に押出機C、Eに供給される。外層押出機A、B、F、Gに同一材料を同時に供給して、OLを外層、TLを結合層、BLを基層とするOL/TL/BL/TL/OLの5層構成のフィルムを製造する。各層の相対的な厚さは37/7/12/7/37または40/4/12/4/40であり、各数字は各層の合計多層厚さのパーセンテージを表す。各押出機のスクリュー径(mm)は、25/25/20/20/20/25/25である。環状ダイの直径は60mmで、デュアルリップエアリング冷却システムを使用した。ダイリップギャップは2mmに設定され、ブローアップ比(BUR)は2.5であった。平置きで約23~24cmであった。フロストラインの高さは5.5インチに設定された。
次のすべての実施例では、OL Comp.は、外層の構組成でありBL Comp.は、基層の組成であり、TL comp.は、各実施例の2つの結合層の組み合わせである。TLシリンダー.1,TLシリンダー.2とTLシリンダー.3 温度は、各実施例について測定された押出機バレル長さの第13分の1、第23分の1、および最終の3分の1における接着剤層材料のほぼ平均温度である。TLアダプタおよびTLダイ温度は、各実施例で測定された、アダプタ内の結合層材料および押出機バレル間のダイブロック内の結合層材料のほぼ平均温度である。
実施例1~12
実施例1~12
実施例1~12の試験条件とフィルム性能結果を表3に示す。実施例1~12は、いずれも37/7/12/7/37の層厚構成である。異なる結合層組成による多層フィルムの性能差を証明するために、外層および基層はすべての実施形態では共通である。
実施例1、2、7および8は、いずれも押出機に共通の低い温度プロファイルを有する。実施例3、4、9および10は、いずれも押出機用の共通の中間温度プロファイルを有する。実施例5、6、11、12は、いずれも押出機に共通の高い温度プロファイルを有する。
実施例1、3および5は発泡剤を含まない市販のオレフィン系接着剤組成物の結合層を使用し、実施例2、4および6は製造ラボで調製された同じ組成物を使用する。実施例7、9、11は、1000ppmの発泡剤を含む組成物の結合層を使用し、実施例8、10、12は、2000ppmの同じ発泡剤を含む同じ組成物を使用する。
ダーツドロップ
ダーツドロップ
より低い押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用した実施例7および8では、258gのダーツドロップ結果が証明されたが、比較例1および2では、それぞれ174gおよび162gのダーツドロップ結果が得られた。このことは、発泡結合層を有する2つのフィルムの低い値と、2つの比較例の高い性能とを比較しても、48%の改善を示した。
中範囲押出機温度プロファイルで実施した実施例ではでは、発泡結合層を使用した実施例9および10では、それぞれ300gおよび255gのダーツドロップ結果が証明されたが、比較例3および4では、それぞれ198gおよび159gのダーツドロップ結果が得られた。このことは、発泡結合層を有する2つのフィルムの低い値と、2つの比較例の高い性能とを比較しても、29%の改善を示した。
より高い押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用した実施例11および12は、それぞれ327gおよび309gのダーツドロップ結果を示し、比較例5および6は、それぞれ219gおよび171gのダーツドロップ結果を示した。このことは、発泡結合層を有する2つのフィルムの低い値と、2つの比較例の高い性能とを比較しても、41%の改善を示した。
発泡性結合層を使用したすべての実施例は、従来の結合層を使用したすべての実施例と比較して、3つの押出機の温度プロファイルすべてにおいてダーツドロップ性能が改善された。
透明度
透明度
低い押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用する実施例7および8は、それぞれ34.2%および40.7%の透明度の結果を有し、比較例1および2は、それぞれ25%および33.7%の透明度の結果を有する。このことは、実施例7が実施例1より37%、実施例2より1%優れており、実施例8が実施例1より21%、実施例2より63%優れていることを示した。
中範囲押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用した実施例9および10は、それぞれ53.9%および40.7%の透明度の結果を示し、比較例3および4は、それぞれ26.8%および23.8%の透明度の結果を示した。このことは、発泡結合層を有する2つのフィルムの低い値と、2つの比較例の高い性能とを比較しても、52%の改善を示した。
より高い押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用した実施例11および12は、それぞれ60.5%および55.1%の透明度の結果を示し、比較例5および6は、それぞれ48.2%および26.7%の透明度の結果を示した。このことは、発泡結合層を有する2つのフィルムの低い値と、2つの比較例の高い性能とを比較しても14%の改善を示した。
より低い押出機温度プロファイルを使用する実施例では、フィルムの透明度が改善されるか、または少なくとも維持され、中範囲および高い押出機温度プロファイルを使用するすべての実施例では、透明度の結果は、発泡結合層を使用するすべての実施例の透明度が改善されることを示した。
ヘイズ
ヘイズ
低い押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用した実施例7および8は、それぞれ11.68%および12.52%のヘイズ結果を有し、比較例1および2は、それぞれ12.53%および12.98%のヘイズ結果を有する。このことは、実施例7が実施例1および2と比較してヘイズが低減され、実施例8が実施例1および2と比較してヘイズが低減されるかまたは一致することを示した。
中範囲押出機温度プロファイルを使用した実施例では、発泡結合層を使用した実施例9および10は、それぞれ13.05%および12.83%のヘイズ結果を示し、比較例3および4は、それぞれ14.55%および14.32%のヘイズ結果を示した。実施例9および実施例10の両方は、2つの比較例と比較してヘイズ値が約10%減少したことを示した。
より高い押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用した実施例11および12は、それぞれ13.8%および13.47%のヘイズ結果を示し、比較例5および6は、それぞれ15.73%および15%のヘイズ結果を示した。実施例11および実施例12の両方は、2つの比較例と比較してヘイズ値が10%以上低下していることを示した。
より低い押出機温度プロファイルを使用する発泡結合層を有する多層フィルムの実施例は、ヘイズが低減されたか同等のヘイズを示し、一方、中範囲およびより高い押出機温度プロファイルを使用する多層フィルムの両方は、ヘイズが低減されたヘイズを示した。
示差走査熱量測定法
示差走査熱量測定法
DSC1stピークおよびDSC2ndピークは、外層組成物中の成分の溶融温度を表し、DSC3rdピークは、基層組成物の溶融温度を表す。発泡結合層を有する実施例の高いDSC Δ H値は、多層フィルムの高いエンタルピー状態を示している。比較例に対するこれらの実施例の唯一の変化により、このエンタルピーの高さは、結合層が硬化する前のガスセルの崩壊と一致して、発泡結合層におけるより多くの硬化度または結晶化度を示す。
実施例13~16
実施例13-16の試験条件とフィルム性能結果を表4に示す。実施例13~16は、いずれも40/4/12/4/40の層厚構成である。異なる結合層組成による多層フィルムの性能差を証明するために、外層および基層はすべての実施形態では共通である。
実施例13、14、15および16は、いずれの押出機にも共通の高い温度プロファイルを有する。
実施例13では発泡剤を含まない市販のオレフィン系接着剤組成物の結合層を使用し、実施例14では実験室で調製された同じ組成物を使用し、実施例15および16では、それぞれ1000ppmおよび2000ppmの同じ発泡剤を含む同じ組成物の結合層を使用する。
ダーツドロップ
ダーツドロップ
より高い押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用した実施例15および16では、それぞれ303gおよび312gのダーツドロップ結果が証明され、比較例13および14では、それぞれ213gおよび177gのダーツドロップ結果が得られた。このことは、発泡結合層を有する2つのフィルムの低い値と、2つの比較例の高い性能とを比較した場合でも、42%からの改善を示した。
発泡結合層を用いた2つの実施例は、従来の結合層を有する2つの実施例と比較してダーツドロップ性能が向上した。
透明度
透明度
より低い押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用する実施例15および16は、それぞれ58.8%および55.9%の透明度の結果を有し、比較例13および14はそれぞれ43.5%および31.87%の透明度の結果を有する。このことは、発泡結合層を有する2つのフィルムの低い値と、2つの比較例の高い性能とを比較しても、29%の改善を示した。
発泡結合層を用いた2つの実施形態の透明度は、従来の結合層を有する2つの実施例と比較して改善された。
ヘイズ
ヘイズ
低い押出機温度プロファイルで実施した実施例では、発泡結合層を使用した実施例15および16は、それぞれ14.18%および14.6%のヘイズ結果を有し、比較例13および14はそれぞれ15.6%および15.87%の透明度結果を有する。このことは、発泡結合層を有する2種類のフィルムの高い値と、2つの比較例の低いヘイズ値とを比較しても、測定されたヘイズ値が6%低下していることを示した。
発泡結合層を用いた2つの実施例は、従来の結合層を有する2つの実施例と比較して、ヘイズ性能が改善された。
示差走査熱量測定法
示差走査熱量測定法
DSC1stピークおよびDSC2ndピークは、外層組成物中の成分の溶融温度を示し、DSC3rdピークは、基層組成物の溶融温度を示す。発泡結合層を有する例の高いDSC Δ H値は、多層フィルムの高いエンタルピー状態を示している。比較例に対するこれらの実施例の唯一の変化により、このエンタルピーの高さは、結合層が硬化する前のガスセルの崩壊と一致して、発泡結合層におけるより多くの硬化度または結晶化度を示す。
実施例17~19
実施例17~19の試験条件とフィルム性能結果を表5に示す。実施例17~19は、いずれも40/4/12/4/40の層厚構成である。外層、基層および結合層は、発泡剤を含む結合層の押出機ダイにおける温度が、製造される多層フィルムの性能に与える影響を証明するために、すべての実施形態では共通である。実施例17、18、19では、押出機ダイで測定された温度は、それぞれ190℃、221℃、230℃である。
実施例17は、結合層の温度が結合層の顕著な発泡を活性化するのに十分ではないため、比較例である(もしあれば)。結合層を発泡させるのに十分な結合層温度を有する実施例18および19は、比較例17と比較して、改善されたダーツドロップ、より高透明度、および減少されたヘイズを示す。
本発明およびその利点を詳細に説明してきたが、添付の特許請求の範囲によって定義される本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本明細書において様々な変更、置換および修正を行うことができることを理解されたい。さらに、本明細書の範囲は、本明細書に記載されたプロセス、機械、膜構造、層の構成、装置、方法、および/またはステップの特定の実施形態に限定されることを意図していない。当業者であれば、本発明の開示から容易に理解できるように、実質的に機能する、現在存在する、または今後開発されるプロセス、機械、フィルム構造、層の組成、手段、方法、および/またはステップは、本明細書で説明される対応する実施形態と同じ機能または実質的に同じ結果を達成するものを、本発明に従って利用することができる。したがって、特許請求の範囲は、これらのプロセス、機械、膜構造、層の構成、装置、方法、および/またはステップを含むことを意図している。
Claims (20)
- フィルムであって、
a.基層と、
b.第1外層と、
c.前記第1外層と前記基層との間に配置され、第1発泡ポリオレフィン系接着剤組成物を含む第1結合層と、を含む、フィルム。 - 前記第1発泡ポリオレフィン系接着剤組成物は、
a.押出機にポリオレフィン系接着剤組成物とガスを添加し、
b.溶融ポリオレフィン系接着剤組成物と溶解ガスとの混合物を形成するのに十分な圧力および温度の条件下で、前記ポリオレフィン系接着剤組成物と前記ガスとを前記押出機内で混合し、
c.前記押出機に取り付けられたダイから前記混合物を排出して、ガスセルの分散相を含む溶融ポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックスを生成するのに十分な量だけ前記混合物の圧力を低下させ、
d.前記ポリオレフィン系接着剤組成物が凝固する前に、前記ガスセルの少なくとも一部の崩壊を誘発する速度で、前記ガスセルの分散相を含む前記溶融ポリオレフィン系接着剤組成物の前記マトリックスの温度を低下させる、反応の生成物を含む、請求項1に記載のフィルム。 - 前記ガスは、化学発泡剤の熱分解によって前記押出機内で生成される、請求項2に記載のフィルム。
- 前記化学発泡剤は、アゾ発泡剤、ニトロソ発泡剤、アジド発泡剤、重炭酸塩発泡剤またはそれらの組み合わせを含む、請求項3に記載のフィルム。
- 前記ガスは外部供給源から前記押出機に添加される、請求項2に記載のフィルム。
- 前記ガスは窒素、二酸化炭素またはそれらの混合物である、請求項2に記載のフィルム。
- 前記ポリオレフィン系接着剤組成物は、
a.ポリオレフィンと、
b.官能化オレフィン系ポリマーとの混合物の反応生成物を含み、
前記混合物は、前記ポリオレフィンの少なくとも一部と前記官能化オレフィン系ポリマーの少なくとも一部とを溶融するのに十分な温度で加熱され、溶融されブレンドされる、請求項2に記載のフィルム。 - 前記官能化オレフィン系ポリマーは、
a.オレフィン系ポリマーと、
b.官能性モノマーとの混合物の反応生成物を含み、
前記官能性モノマーは、反応押出法または溶液法によって前記オレフィン系ポリマーにグラフト化する、請求項に記載のフィルム。 - 前記オレフィン系ポリマーは、エチレン系ポリマー、プロピレン系ポリマーまたはそれらの組み合わせを含む、請求項8に記載のフィルム。
- 前記官能性モノマーは、カルボン酸、カルボン酸誘導体、酸誘導体、酸無水物誘導体、およびそれらの組み合わせを含む、請求項8に記載のフィルム。
- 前記ポリオレフィンは、エチレン系ポリマー、プロピレン系ポリマーまたはそれらの組み合わせを含む、請求項7に記載のフィルム。
- 前記第1外層は、ポリエチレンホモポリマー、エチレン由来のコポリマーまたは単位、および1つ以上のエチレン不飽和C3-C8非極性コモノマー由来の単位、ポリプロピレンホモポリマー、プロピレン由来のコポリマーまたは単位、およびエチレンおよびエチレン不飽和C4-C10非極性コモノマー由来の1つ以上の単位、またはそれらの組み合わせを含む、請求項1に記載のフィルム。
- 前記基層は、エチレン-ビニル-アルコールコポリマー、ポリアミドまたはそれらの組み合わせを含む、請求項1に記載のフィルム。
- a.第2外層と、
b.前記第2外層と前記基層との間に配置され、第2発泡ポリオレフィン系接着剤組成物を含む第2結合層と、をさらに含む、請求項1に記載のフィルム。 - 前記第1発泡ポリオレフィン系接着剤組成物は、
a.押出機にポリオレフィン系接着剤組成物とガスを添加し、
b.溶融ポリオレフィン系接着剤組成物と溶解ガスとの混合物を形成するのに十分な圧力および温度の条件下で、前記ポリオレフィン系接着剤組成物と前記ガスとを前記押出機内で混合し、
c.前記押出機に取り付けられたダイから前記混合物および前記溶解ガスを排出して、ガスセルを含む前記溶融ポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックスを生成するのに十分な量だけ前記混合物の圧力を低下させ、
d.前記ポリオレフィン系接着剤組成物が凝固する前に、前記ガスセルを含む前記溶融ポリオレフィン系接着剤組成物の前記マトリックスの温度を制御された速度で低下させて、前記ガスセルの少なくとも一部の崩壊を誘発する、反応生成物を含む、請求項14に記載のフィルム。 - 多層フィルムの形成方法であって、
a.ポリオレフィン系接着剤組成物およびガスを押出機に添加し、溶融ポリオレフィン系接着剤組成物と溶解ガスとの混合物を生成するのに十分な圧力および温度の条件下で混合するステップと、
b.第1ポリマー
i)および
ii)第2ポリマーのそれぞれの一部を加熱するステップと、
c.
i)第1ポリマーを含む第1層と、
ii)第2ポリマーを含む第2層と、
iii)前記第1層と前記第2層との間に配置され、結合層が押出機から離れるときに形成されるガスセルの分散相を有する溶融ポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックスを含む結合層とを共押出し、
多層溶融物を形成するステップと、
d.前記ポリオレフィン系接着剤組成物が凝固する前に、前記多層溶融物の温度を制御された速度で低下させて、ガスセルの少なくとも一部の崩壊を誘発するステップと、を含む、方法。 - 前記第1ポリマーは極性ポリマーであり、前記第2ポリマーは非極性ポリマーである、請求項16に記載の方法。
- 前記ガスは、化学発泡剤の熱分解により、または外部供給源から押出機に添加される、請求項16に記載の方法。
- 多層フィルムの形成方法であって、
a.押出中に前記押出機内のポリマーが排出されるダイを有する少なくとも1つの押出機を有する押出装置を提供するステップであって、前記装置の構成要素は、ガスセルの分散相を含む溶融ポリオレフィン系接着剤のマトリックスの押出中に、ダイから排出された後の溶融ポリオレフィン系接着剤の冷却が、前記ポリオレフィン系接着剤が結晶化する前にガスセルの少なくとも一部の崩壊を誘発するのに十分な速度に制限されるように配置されているステップと、
b.前記ポリオレフィン系接着剤組成物と前記ガスとを押出機に添加し、前記溶融ポリオレフィン系接着剤組成物と前記溶解ガスとの混合物を生成するのに十分な圧力および温度の条件下で混合するステップと、
c.前記押出機に取り付けられた前記ダイから混合物を排出して、ガスセルの分散相を含む溶融ポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックスを含む層を生成するのに十分な量だけ前記混合物の圧力を低下させるステップと、
d.
i)第1層と、
ii)第2層と、
iii)ガスセルの分散相を含む溶融ポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックスを含み、前記第1層と前記第2層との間に配置され、前記第1層と前記第2層とに同一面積で接着される層と、を含む、多層構成を形成するステップと、
e.前記ポリオレフィン系接着剤組成物が凝固する前に、前記ガスセルを含む前記溶融ポリオレフィン系接着剤組成物のマトリックスの温度を制御された速度で低下させて、前記ガスセルの少なくとも一部の崩壊を誘発するステップと、を含む、方法。 - 前記第1層および前記第2層の組成物は、それぞれ独立して、ポリマー、紙または金属箔から選択される、請求項19に記載の方法。
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