JP7132253B2 - 高透明性を有する温室フィルムにおいて使用するための配合物 - Google Patents

高透明性を有する温室フィルムにおいて使用するための配合物 Download PDF

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Description

本明細書に説明される実施形態は、概して、ポリオレフィンフィルムにおいて使用するための配合物に関し、特に温室ポリオレフィンフィルムにおいて使用するための配合物に関する。
温室フィルムは、環境条件、特に温度および湿度を調節し、ひいてはより高い成長率および収量での植物の成長を可能にするために広く使用されている。フィルムの透明度は、特に午前中の時間に室内の温度を上昇させるのに十分な日光を温室内に入れるために、特に寒い地域において重要である。これにより、温室内の温度が、より低い温度においては植物の損傷を回避するのに十分なものとなり、また適切な温度および湿度においては植物の成長率および収量を増加させるのに十分なものとなることが可能になる。
液滴は、「密閉体」の内部の大気と外部の大気との間の温度差ならびにその界面での局所的な冷却により発生し得る現象である。温室内の大気は、土壌または植物から蒸発する水蒸気で飽和され、水蒸気が冷たい温室フィルムの内面上に滴状に凝縮して水の液滴を引き起こす。フィルム上の水滴は、不規則な反射により入射日光を大幅に減少させ、植物上に落下する液滴は物理的損傷を引き起こし得る。
液滴を避けるために、液滴防止剤を使用して、温室フィルムの内面を本質的に親水性にすることができる。水は親水性であるため、凝縮された蒸気は次いで拡散して排出され、温室への日光の透過を確保して、植物への物理的損傷を低減させ得る。フィルム中の液滴防止剤が2重量%を超える、フィルム中のより高レベルの液滴防止剤が望ましい場合がある。しかしながら、フィルムを作製する際の加工性の問題(例えば、フィルム層の厚さを制御することができない)、および/またはフィルムの特性に対する潜在的な悪影響(例えば、曇り度、透明度、機械的特性)といった形で、より高い充填レベルの達成における困難に直面している。
したがって、加工性の問題またはフィルムの特性に対する悪影響なしに、より高い液滴防止剤充填レベルを可能にする、ポリオレフィン温室フィルムにおいて使用するための配合物が必要である。
本明細書の実施形態では、マスターバッチ配合物が開示される。マスターバッチ配合物は、40~82.5重量%のポリオレフィン樹脂と、30m2/g~750m2/gの比表面積を有する、0.5~10重量%の親水性ヒュームドシリカと、17重量%以上の落滴防止剤とを含む。
また、本明細書の実施形態では、1つ以上の層を含む温室または農業用フィルムも開示され、これらの層のうちの少なくとも1つはマスターバッチ配合物を含む。マスターバッチ配合物は、40~82.5重量%のポリオレフィン樹脂と、30m/g~750m/gの比表面積を有する、0.5~10重量%の親水性ヒュームドシリカと、17重量%以上の落滴防止剤とを含む。
実施形態のさらなる特徴および利点は、後に続く発明を実施するための形態において論述され、その一部はその説明から当業者に容易に明らかになるか、発明を実施するための形態とそれに続く特許請求の範囲、ならびに添付の図面を含む、本明細書に説明される実施形態を実践することによって、認識されるであろう。
前述および以下の説明の両方が様々な実施形態を説明し、特許請求された主題の性質および特徴を理解するための概要または枠組みを提供することを意図していることを理解されたい。添付の図面は、様々な実施形態のさらなる理解を提供するために含まれ、かつ本明細書に組み込まれてその一部を構成する。図面は、本明細書に説明される様々な実施形態を例示し、説明と共に、特許請求される主題の原則および操作を説明するのに役立つ。
加速落滴防止試験装置の側面図を絵で示す。 本明細書に示されるまたは説明される1つ以上の実施形態に従い作製された本発明のフィルム対比較フィルムの、層の厚さ比の経時的な変化の比較をグラフで示す。
ここで、高濃度の落滴防止剤を有する配合物およびそのような配合物を組み込むフィルムの実施形態を、詳細に参照する。本明細書に説明される配合物は、温室フィルム、例えば、単層または多層温室フィルムにおける使用に好適である。しかしながら、これは、本明細書に開示された実施形態の例示的な実装形態に過ぎないことに留意されたい。実施形態は、上述したものと同様の問題の影響を受けやすい他の技術にも適用可能である。例えば、本明細書に説明される配合物は、頑丈な輸送袋、ライナー、袋、スタンディングパウチ、洗剤パウチ、小袋、食品包装フィルムなどのような、他の可撓性包装用途において使用され得、これらのすべては、本実施形態の範囲内である。本明細書に説明される配合物は、マスターバッチ配合物であり、ポリオレフィン樹脂、親水性ヒュームドシリカ、および落滴防止剤を含み、これらは以下にさらに詳述される。
マスターバッチ配合物
マスターバッチ配合物は、40~82.5重量%のポリオレフィン樹脂と、30m/g~750m/gの比表面積を有する、0.5~10重量%の親水性ヒュームドシリカと、17重量%以上の落滴防止剤とを含む。40~82.5重量%のポリオレフィン樹脂、0.5~10重量%の親水性ヒュームドシリカ、および17重量%以上の落滴防止剤の、すべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれる。例えば、マスターバッチ配合物は、下限が40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%、70重量%、または75重量%~上限が82.5重量%、80重量%、75重量%、70重量%、65重量%、60重量%、55重量%、または50重量%のポリオレフィン樹脂、下限が0.5重量%、1.0重量%、1.5重量%、2.0重量%、2.5重量%、5.0重量%、または7.5重量%~上限が10重量%、7.5重量%、5.0重量%、3.0重量%、または2.5重量%の親水性ヒュームドシリカ、および下限が17重量%、20重量%、22.5重量%、25重量%、または30重量%~上限が50重量%、45重量%、40重量%、35重量%、30重量%、または25重量%の落滴防止剤を含み得る。いくつかの実施形態では、マスターバッチ配合物は、40~82.5重量%、50~82.5重量%、65~82.5重量%、または70~82.5重量%のポリオレフィン樹脂、0.5~10重量%、0.5~7.5重量%、0.5~5.0重量%、または1.0~5.0重量%の親水性ヒュームドシリカ、および17~50重量%、20~50重量%、20~40重量%、20~35重量%、または21~25重量%の落滴防止剤を含む。
ポリオレフィン樹脂
ポリオレフィン樹脂は、低密度ポリエチレン(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、エチレン酢酸ビニル(EVA)、およびそれらのブレンドからなる群から選択され得る。LDPEは、過酸化物などのフリーラジカル開始剤を使用して、14,500psi(100MPa)を超える圧力で、当該技術分野で既知の任意の種類の反応器または反応器構成を使用して、オートクレーブおよび/もしくは管状反応器、またはそれらの任意の組み合わせにおいて、部分的もしくは完全に単独重合または共重合される分岐ポリマーを含み得る(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)。いくつかの実施形態では、LDPEは、その開示が本明細書に組み込まれるPCT特許公開第WO2005/023912号に説明されているように、高レベルの長鎖分岐を付与するように設計された単相条件下でのオートクレーブプロセスにおいて作製され得る。好適なLDPEの例には、エチレンホモポリマー、および、例えば、酢酸ビニル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、アクリル酸、メタクリル酸、一酸化炭素、またはそれらの組み合わせを用いて共重合されたエチレンを含む高圧コポリマーが含まれ得るが、これらに限定されない。エチレンはまた、アルファ-オレフィンコモノマー、例えば、プロピレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、およびそれらの混合物などの、少なくとも1つのC3~C20アルファ-オレフィンと共重合され得る。例示的なLDPE樹脂には、LDPE 722、LDPE 150E、LDPE 310E、LDPE 450E、LDPE 132I樹脂、LDPE 621I樹脂、LDPE 622I樹脂、またはAGILITY(商標)1000、および2001樹脂などの、The Dow Chemical Companyにより販売されている樹脂、EF412、EF602、EF403、またはEF601などの、Westlake Chemical Corporation(Houston、TX)により販売されている樹脂、PETROTHENE(商標)M2520、またはNA940などの、LyondellBasell Industries(Houston、TX)により販売されている樹脂、ならびに、LDPE LD 051.LQ、またはNEXXSTAR(商標)LDPE-00328などの、The ExxonMobil Chemical Company(Houston、TX)により販売されている樹脂が含まれ得るが、これらに限定されない。他の例示的なLDPE樹脂は、参照により本明細書に組み込まれるWO2014/051682およびWO2011/019563に説明されている。
低密度ポリエチレンは、0.910g/cc~0.935g/ccの密度を有し得る。すべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、低密度ポリエチレンは、0.910g/cc~0.930g/cc、0.910g/cc~0.925g/cc、または0.912g/cc~0.925g/ccの密度を有し得る。他の実施形態では、低密度ポリエチレンは、0.915g/cc~0.935g/cc、0.915g/cc~0.930g/cc、または0.915g/cc~0.925g/ccの密度を有し得る。
低密度ポリエチレンは、0.1g/10分~25g/10分のメルトインデックス、すなわちI2を有し得る。すべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、低密度ポリエチレンは、1~20g/10分、1~15g/10分、2~15g/10分、または2g/10分~10g/10分のメルトインデックスを有し得る。
直鎖状低密度ポリエチレンは、均一分岐もしくは不均一分岐、および/または単峰性もしくは多峰性(例えば、二峰性)のポリエチレンであり得る。本明細書において使用される場合、「単峰性」という用語は、数平均分子量(Mn)に対する重量平均分子量(MW)である、GPC曲線における分子量分布(MWD)を指し、実質的に多成分ポリマーを示さない(すなわち、GPC曲線においてハンプ、ショルダー、もしくはテールが存在しない、または実質的に認識されない)ことを指す。換言すれば、分離度は、ゼロ、または実質的にゼロに近い。本明細書において使用される場合、「多峰性」という用語は、2つ以上の成分ポリマーを示すGPC曲線におけるMWDを指し、1つの成分ポリマーが他の成分ポリマーのMWDに対してハンプ、ショルダー、またはテールとして存在する場合さえある。直鎖状低密度ポリエチレンは、エチレンホモポリマー、エチレンおよび少なくとも1つのコモノマーのインターポリマー、ならびにそれらのブレンドを含む。好適なコモノマーの例には、アルファ-オレフィンが含まれ得る。好適なアルファ-オレフィンには、3~20個の炭素原子を含有するもの(C3~C20)が含まれ得る。例えば、アルファ-オレフィンは、C4~C20アルファ-オレフィン、C4~C12アルファ-オレフィン、C3~C10アルファ-オレフィン、C3~C8アルファ-オレフィン、C4~C8アルファ-オレフィン、またはC6~C8アルファ-オレフィンであり得る。いくつかの実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、エチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであり、アルファ-オレフィンは、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、4-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-オクテン、1-ノネン、および1-デセンからなる群から選択される。他の実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、エチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであり、アルファ-オレフィンは、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンからなる群から選択される。さらなる実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、エチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであり、アルファ-オレフィンは、1-ヘキセンおよび1-オクテンからなる群から選択される。さらに別の実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、エチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであり、アルファ-オレフィンは、1-オクテンである。さらに別の実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、実質的に直鎖状のエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであり、アルファ-オレフィンは、1-オクテンである。いくつかの実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、エチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであり、アルファ-オレフィンは、1-ブテンである。
いくつかの実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、50重量%超のエチレンに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーである。50重量%超のすべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、直鎖状低密度ポリエチレンは、少なくとも60重量%、少なくとも70重量%、少なくとも80重量%、少なくとも90重量%、少なくとも92重量%、少なくとも95重量%、少なくとも重量97%、少なくとも98重量%、少なくとも99重量%、少なくとも99.5重量%、50重量%超~99重量%、50重量%超~97重量%、50重量%超~94重量%、50重量%超~90重量%、70重量%~99.5重量%、70重量%~99重量%、70重量%~97重量%、70重量%~94重量%、80重量%~99.5重量%、80重量%~99重量%、80重量%~97重量%、80重量%~94重量%、80重量%~90重量%、85重量%~99.5重量%、85重量%~99重量%、85重量%~97重量%、88重量%~99.9重量%、88重量%~99.7重量%、88重量%~99.5重量%、88重量%~99重量%、88重量%~98重量%、88重量%~97重量%、88重量%~95重量%、88重量%~94重量%、90重量%~99.9重量%、90重量%~99.5重量%、90重量%~99重量%、90重量%~97重量%、90重量%~95重量%、93重量%~99.9重量%、93重量%~99.5重量%、93重量%~99重量%、または93重量%~97重量%のエチレンに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーである。直鎖状低密度ポリエチレンは、30重量%以下の1つ以上のアルファ-オレフィンコモノマーに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーである。30重量%未満のすべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、直鎖状低密度ポリエチレンは、25重量%未満、20重量%未満、18重量%未満、15重量%未満、12重量%未満、10重量%未満、8重量%未満、5重量%未満、4重量%未満、3重量%未満、0.2~15重量%、0.2~12重量%、0.2~10重量%、0.2~8重量%、0.2~5重量%、0.2~3重量%、0.2~2重量%、0.5~12重量%、0.5~10重量%、0.5~8重量%、0.5~5重量%、0.5~3重量%、0.5~2.5重量%、1~10重量%、1~8重量%、1~5重量%、1~3重量%、2~10重量%、2~8重量%、2~5重量%、3.5~12重量%、3.5~10重量%、3.5~8重量%、3.5~7重量%、または4~12重量%、4~10重量%、4~8重量%、または4~7重量%の1つ以上のアルファ-オレフィンコモノマーに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーである。コモノマー含有量は、核磁気共鳴(「NMR」)分光法に基づく技術などの任意の好適な技術を使用して、および例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,498,282号に説明されている13C NMR分析により測定され得る。
いくつかの実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、少なくとも90モルパーセントのエチレンに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーである。少なくとも90モルパーセントからのすべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示されており、例えば、直鎖状低密度ポリエチレンは、少なくとも93モルパーセント、少なくとも95モルパーセント、少なくとも96モルパーセント、少なくとも97モルパーセント、少なくとも98モルパーセント、少なくとも99モルパーセントのエチレンに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであるか、またはあるいは、直鎖状低密度ポリエチレンは、85~99.5モルパーセント、85~99モルパーセント、85~97モルパーセント、85~95モルパーセント、88~99.5モルパーセント、88~99モルパーセント、88~97モルパーセント、88~95モルパーセント、90~99.5モルパーセント、90~99モルパーセント、90~97モルパーセント、90~95モルパーセント、92~99.5モルパーセント、92~99モルパーセント、92~97モルパーセント、95~99.5モルパーセント、95~99モルパーセント、97~99.5モルパーセント、または97~99モルパーセントのエチレンに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーである。直鎖状低密度ポリエチレンは、15モルパーセント未満の1つ以上のアルファ-オレフィンコモノマーに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであり得る。15モルパーセント未満からのすべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、直鎖状低密度ポリエチレンは、12モルパーセント未満、10モルパーセント未満、8モルパーセント未満、7モルパーセント未満、5モルパーセント未満、4モルパーセント未満、または3モルパーセント未満の1つ以上のアルファ-オレフィンコモノマーに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーであるか、またはあるいは、直鎖状低密度ポリエチレンは、0.5~15モルパーセント、0.5~12モルパーセント、0.5~10モルパーセント、0.5~8モルパーセント、0.5~5モルパーセント、0.5~3モルパーセント、1~12モルパーセント、1~10モルパーセント、1~8モルパーセント、1~5モルパーセント、2~12モルパーセント、2~10モルパーセント、2~8モルパーセント、2~5モルパーセント、3~12モルパーセント、3~10モルパーセント、3~7モルパーセントの1つ以上のアルファ-オレフィンコモノマーに由来する単位を含み得るエチレン/アルファ-オレフィンコポリマーである。コモノマー含有量は、核磁気共鳴(「NMR」)分光法に基づく技術などの任意の好適な技術を使用して、および例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,498,282号に説明されている13C NMR分析により測定され得る。
好適な直鎖状低密度ポリエチレンの他の例としては、参照により組み込まれる米国特許第5,272,236号、米国特許第5,278,272号、米国特許第5,582,923号、米国特許第5,733,155号、およびEP2653392においてさらに定義されている、実質的に直鎖状のエチレンポリマー、参照により組み込まれる米国特許第3,645,992号に説明されているもののような、均一分岐直鎖状エチレンポリマー組成物、米国特許第4,076,698号に開示されているプロセスに従い調製されるもののような、不均一分岐鎖エチレンポリマー、ならびに/またはそれらのブレンド(米国特許第3,914,342号もしくは米国特許第5,854,045号に開示されているもの等)が挙げられ、これらのすべては参照により組み込まれる。いくつかの実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、例えば、ELITE(商標)5100Gまたは5400G樹脂、ELITE(商標)AT 6401または6101、ATTANE(商標)4201または4202樹脂、AFFINITY(商標)1840、およびDOWLEX(商標)2020、2045G、2049G、2645G、または2685樹脂を含む、The Dow Chemical Companyより販売されているELITE(商標)、ELITE(商標)AT、ATTANE(商標)、AFFINITY(商標)、FLEXOMER(商標)、またはDOWLEX(商標)樹脂;例えば、EXCEED(商標)1012、1018、または1023JA樹脂、およびENABLE(商標)27-03、27-05、35-05、または20-10樹脂を含む、Exxon Mobil Corporationより販売されているEXCEED(商標)またはENABLE(商標)樹脂;例えば、LLDPE LF1020、またはHIFOR Xtreme(商標)SC74836樹脂を含む、Westlake Chemical Corporationより販売されている直鎖状低密度ポリエチレン樹脂;例えば、PETROTHENE(商標)GA501およびLP540200樹脂、ならびにALATHON(商標)L5005樹脂を含む、LyondellBasell Industriesより販売されている直鎖状低密度ポリエチレン樹脂;例えば、SCLAIR(商標)FP120およびNOVAPOL(商標)TF-Y534を含む、Nova Chemicals Corp.より販売されている直鎖状低密度ポリエチレン樹脂;例えば、mPACT(商標)D139またはD350およびMARLEX(商標)HHM TR-130樹脂を含む、Chevron Phillips Chemical Company,LLCより販売されている直鎖状低密度ポリエチレン樹脂;例えば、BORSTAR(商標)FB 2310樹脂を含む、Borealis AGより販売されている直鎖状低密度ポリエチレン樹脂を含み得る。
直鎖状低密度ポリエチレンは、当該技術分野で既知の任意の種類の反応器または反応器構成、例えば、並列、直列、および/またはそれらの任意の組み合わせでの流動床気相反応器、ループ反応器、撹拌槽反応器、バッチ式反応器を使用して、気相、液相、もしくはスラリー重合プロセス、またはそれらの任意の組み合わせにより作製され得る。いくつかの実施形態では、気相またはスラリー相反応器が使用される。好適な直鎖状低密度ポリエチレンは、参照により本明細書に組み込まれるWO2005/111291(A1)の15~17ページおよび20~22ページに説明されているプロセスに従い生成され得る。本明細書に説明される直鎖状低密度ポリエチレンを作製するために使用される触媒には、チーグラー・ナッタ、クロム、メタロセン、拘束幾何、またはシングルサイト触媒が含まれ得る。いくつかの実施形態では、LLDPEは、チーグラー・ナッタ触媒を使用して作製される直鎖状ポリエチレンを指すznLLDPE、チーグラー・ナッタ触媒を使用して作製される直鎖状ポリエチレンを含み得るuLLDPEもしくは「超直鎖状低密度ポリエチレン」、またはメタロセンもしくは拘束幾何触媒ポリエチレンを使用して作製されるLLDPEを指すmLLDPEであり得る。いくつかの実施形態では、単峰性LLDPEは、単段階重合、例えば、スラリー重合、溶液重合、または気相重合を使用して調製され得る。いくつかの実施形態では、単峰性LLDPEは、溶液重合により調製され得る。他の実施形態では、単峰性LLDPEは、スラリー槽内でのスラリー重合により調製され得る。別の実施形態では、単峰性LLDPEは、ループ反応器内で、例えば、単段階ループ重合プロセスにおいて調製され得る。ループ反応器プロセスは、WO2006/045501またはWO2008/104371にさらに説明されている。多峰性(例えば、二峰性)ポリマーは、2つ以上の別個に調製されたポリマー成分の機械的ブレンドにより作製され得るか、または多段階重合プロセスにおいて原位置で調製され得る。機械的ブレンドおよび原位置での調製の両方。いくつかの実施形態では、多峰性LLDPEは、多段階、すなわち2段階以上の重合において、原位置で調製され得るか、または1段階重合において、シングルサイト、マルチサイトもしくはデュアルサイト触媒を含む1つ以上の異なる重合触媒の使用により調製され得る。例えば、多峰性LLDPEは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第8,372,931号に開示されているように、同一触媒、例えば、シングルサイト触媒またはチーグラー・ナッタ触媒を使用して、少なくとも2段階の重合において製造される。したがって、米国特許第4,352,915号(2つのスラリー反応器)、同第5,925,448号(2つの流動床反応器)、および同第6,445,642号(ループ反応器およびそれに続く気相反応器)に開示されているように、例えば2つの溶液反応器、2つのスラリー反応器、2つの気相反応器、またはそれらの任意の組み合わせは、任意の順序で用いられ得る。しかしながら、他の実施形態では、多峰性ポリマー、例えばLLDPEは、参照により本明細書に組み込まれるEP2653392(A1)に開示されているように、ループ反応器内でのスラリー重合、およびそれに続く気相反応器内での気相重合を使用して作製され得る。
本明細書の実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、0.900~0.965g/ccの密度を有する。0.900~0.965g/ccのすべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、0.910~0.935g/cc、0.910~0.930g/cc、0.910~0.927g/cc、または0.910~0.925g/ccの密度を有する。他の実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、0.915~0.940g/cc、0.915~0.935g/cc、0.915~0.930g/cc、0.915~0.927g/cc、または0.915~0.925g/ccの密度を有する。さらなる実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、0.930~0.965g/cc、0.930~0.950g/cc、または0.930~0.940g/ccの密度を有する。本明細書に開示される密度は、ASTM D-792に従い決定される。
本明細書の実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、0.05g/10分~15g/10分のメルトインデックス、すなわちI2を有する。0.05g/10分~15g/10分のすべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、0.05g/10分~10g/10分、0.05g/10分~5g/10分、0.1g/10分~3g/10分、0.1g/10分~2g/10分、0.1g/10分~1.5g/10分、または0.1g/10分~1.2g/10分のメルトインデックスを有する。他の実施形態では、直鎖状低密度ポリエチレンは、0.2g/10分~15g/10分、0.2g/10分~10g/10分、0.2g/10分~5g/10分、0.2g/10分~3g/10分、0.2g/10分~2g/10分、0.2g/10分~1.5g/10分、または0.2g/10分~1.2g/10分のメルトインデックスを有する。メルトインデックス、すなわちI2は、190℃、2.16kgで、ASTM D1238に従い決定される。
エチレン酢酸ビニルは、エチレンおよび酢酸ビニルモノマーの重合により調製されるコポリマーである。コポリマー中のエチレン由来単位は、60~98重量%の量で存在し得る。すべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、コポリマー中のエチレン由来単位は、60~95重量%、60~93重量%、60~91重量%、または65~91重量%の量で存在し得る。コポリマー中の酢酸ビニル単位は、2~40重量%の量で存在し得る。すべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、いくつかの実施形態では、コポリマー中の酢酸ビニル単位は、5~40重量%、7~40重量%、9~40重量%、または9~35重量%の量で存在し得る。好適なEVA樹脂には、DuPont(Wilmington、Delaware)から入手可能なELVAX(商標)EVA樹脂が含まれ得る。EVA樹脂の密度は、0.920g/cc~約0.980g/ccまたは0.925g/cc~0.970g/ccの範囲であり得る。
親水性ヒュームドシリカ
親水性ヒュームドシリカは、四塩化ケイ素(SiCl)が水素炎で反応して、二酸化ケイ素の単一の球状液滴を形成し、衝突および合体を経て成長してより大きな液滴を形成するときに形成される。液滴が冷却して凍結し始めるにつれて、しかし衝突し続けると、液滴は結束するが合体はせず、固体の強凝集体を形成する。強凝集体は、弱凝集体として知られる集合体から衝突し続ける。親水性ヒュームドシリカ粒子の平均一次粒子径は、弱凝集体の径ではなく、単一の冷却された球状液滴の平均粒子径を指す。本明細書の実施形態では、親水性ヒュームドシリカは、5~40nmの平均一次粒子径を有し得る。すべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれるか、または開示される。例えば、いくつかの実施形態では、親水性ヒュームドシリカは、7~40nmの平均一次粒子径を有し得る。平均一次粒子径は、透過型電子顕微鏡(TEM)画像およびZeiss粒子径分析器TGZ-3を使用して決定され得、ENDTERおよびGEBAUERメソッドを使用しておよそ2,000~10,000粒子の粒子径を測定する。試料は、超音波によりイソプロパノール/水混合液中に分散され、TEMグリッドに適用され得る。
本明細書の実施形態では、親水性ヒュームドシリカは、30m/g~750m/gの比表面積を有する。すべての個々の値および部分範囲が、本明細書に含まれるか、または開示される。例えば、いくつかの実施形態では、親水性ヒュームドシリカは、30m/g~450m/gの比表面積を有し得る。
落滴防止剤
落滴防止剤には、ポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンエーテル、グリセロールエステル、ポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールエステルおよび他の多価アルコールエステル、ジエタノールアミンエステル、ジエタノールアルキルアミン、ジエタノールアルキルアミンエステル、ジエタノールアシルアミン、ジエタノールアシルアミンエステル、脂肪酸ジエタノールアミド、N-置換ジエタノールアミン、N-置換ジエタノールアミンエステル、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも1つの非イオン性界面活性剤成分が含まれ得る。もちろん、フィルムに落滴防止特性を提供する他の薬剤が、本明細書に含まれ、開示される。
任意選択の添加剤
1つ以上の任意選択の化学添加剤またはミネラル添加剤がマスターバッチ配合物に添加され得、それらにはUV安定剤、酸化防止剤、防曇剤、防塵剤、IR吸収剤または反射剤、核剤、ナノ複合体、中和剤、顔料濃縮物、スリップ剤、発泡剤、帯電防止剤、特定用途向けの特殊添加剤、およびそれらの2つ以上の組み合わせが含まれ得る。例示的なUV安定剤には、ヒンダードアミン、ホスファイト、ベンゾフェノン、ベンゾトリアゾール、サリチレート、およびジアルキルジチオカルバミン酸ニッケルが含まれ得る。例示的な酸化防止剤には、芳香族アミンおよび置換フェノール化合物、例えば、フェニル-β-ナフチルアミン、ジ-β-ナフチル-p-フェニレンジアミン、ブチル化ヒドロキシアニソール、ジ-tert-ブチル-p-クレゾール、および没食子酸プロピルが含まれ得る。例示的なIR吸収剤または反射剤には、焼成粘土またはハイドロタルサイトが含まれ得る。例示的な中和剤には、炭酸カルシウム、ステアリン酸カルシウム、およびステアリン酸亜鉛が含まれ得る。例示的なスリップ剤には、シリコーン、ステアルアミド、オレアミド、およびエルカミドが含まれ得る。スリップ剤はまた、ポリマー層の層間剥離を促進するために使用され得る。例示的な帯電防止剤には、実質的に直鎖および飽和脂肪族第三級アミン、エトキシ化またはプロポキシ化ポリジオルガノシロキサン、ならびにアルカリ金属アルカンスルホネートが含まれ得る。1つ以上の任意選択の添加剤の各々は、0.05~10重量%の量で配合物中に存在し得る。本明細書のいくつかの実施形態では、配合物は、酸化防止剤、UV安定剤、または防曇剤のうちの1つ以上を含む。本明細書の他の実施形態では、配合物は、酸化防止剤、UV安定剤、または防曇剤のうちの1つ以上の0.05~10重量%を含む。
フィルム
マスターバッチ配合物は、温室または農業用フィルムにおいて使用され得る。温室または農業用フィルムは、1つ以上の層を含み得、層のうちの少なくとも1つは、本明細書に説明されるマスターバッチ配合物を含む。マスターバッチ配合物は、落滴防止剤を層のうちの少なくとも1つにおいて2重量%~5重量%または3重量%~5重量%の量で存在させるのに十分な量で添加され得る。
温室または農業用フィルムには様々な他の成分および量が企図されるが、重要な成分はLDPEおよびLLDPEである。1つ以上の実施形態では、温室または農業用フィルムは、15~50重量%のLDPEを含む。別の実施形態では、温室または農業用フィルムは、50~85重量%または60~85重量%のLLDPEを含み得る。さらなる実施形態では、温室または農業用フィルムは、15~50重量%のLDPEおよび50~85重量%または60~85重量%のLLDPEを含む。本開示の任意選択の実施形態では、エチレンビニルアクリレートは、温室または農業用フィルムの存在下に含まれ得る。しかしながら、本開示の他の実施形態では、コア層、サブスキン層、およびスキン層は、エチレンビニルアクリレートなどのアクリレートポリマーを実質的に含まない場合がある。本明細書において使用される場合、「実質的に」という用語は、0.5重量%未満、または0.1重量%未満のアクリレートポリマーを意味する。本明細書の実施形態では、温室または農業用フィルムは、プロピレン系ポリマーを実質的に含まない場合がある。本明細書において使用される場合、「実質的に」という用語は、0.5重量%未満、または0.1重量%未満のプロピレン系ポリマーを意味する。
温室または農業用フィルムには、様々な厚さが企図される。例えば、温室または農業用フィルムは、50~150μm、または50~100μmの全体の厚さを有し得る。/
本開示による温室または農業用フィルムは、既知の共押出技術を使用して製造することができる。フィルムは、吹込共押出またはキャスト共押出で得ることができる。いくつかの実施形態では、本明細書に説明される温室または農業用フィルムは、吹込共押出を使用して製造される。
試験方法
本用途において使用される試験方法および以下の実施例を、下記に記載する。
メルトインデックス(I
メルトインデックス(I)を、ASTM D-1238に従い2.16kg、190℃で測定する。値を、10分当たりに溶出したグラムに対応する、g/10分で報告する。
密度
密度測定用の試料を、ASTM D4703に従い調製し、グラム/立方センチメートル(g/ccまたはg/cm)で報告する。測定を、ASTM D792、方法Bを使用して、試料の押圧から1時間以内に行う。
比表面積
異なる無機充填剤の比表面積を、ISO 9277に従い測定する。結果を、m/gで報告する。
粘度
落滴防止剤中に分散された10重量%の無機充填剤の粘度を、D=25mmのETC鋼板を備えたAR2000ex(TA機器)で測定する。角周波数は100rad/秒である。歪みは2%である。結果を、180℃でのPa・sで報告する。
曇り度
曇り度を、ASTM D1003に従い、BYK Gardner Haze-gardメーターを使用して測定する。結果を、%で報告する。
透明度
透明度を、BYK試験方法に従い、BYK Gardner Haze-gardメーターを使用して測定する。結果を、%で報告する。
落滴防止
フィルムの落滴防止性能を、図1に例示するように、中国国家規格GB4455-2006に従い試験する。図1は、熱電対(1)、押圧板(2)、押圧コーン(3)、クレーム(4)、ケージ(5)、水槽(6)、フィルム(7)、およびコントローラ(8)を有する、加速落滴防止試験装置を示す。フィルム7を、水槽6のケージ5上に固定して密閉空間を形成し、押圧コーン3により生成されるフィルム7の15度の傾斜角があるようにする。水槽内の水を60℃に加熱し、水蒸気は凝縮してフィルム7上に薄い水の層を形成することになる。凝縮した水が水槽に戻り、通常、落滴防止剤は徐々に洗い流されることになる。不透明な水滴がフィルムの内面上に形成され、落滴防止性能を示すことになる。
故障の基準を以下のように設定する:不透明な水滴の面積が、総フィルム面積の30%超である。落滴防止サービス時間(日)を、落滴防止性能が損なわれたときに記録する。
実行安定性試験
毎分1つのフィルム試料を収集し、10分で各フィルムの合計10個のフィルム試料を収集する。横方向(TD)の同じ位置で縦方向(MD)に沿って配置された10個のフィルム試料を、顕微鏡による層の厚さ試験のために選択する。
LLDPE層の厚さ比=LLDPE層の厚さ/総フィルム厚さ
以下の実施例は、本開示の特徴を例示するものであり、本開示の範囲を限定することを意図するものではない。表1に、以下の実施例において使用される樹脂を列挙する。表2に、以下の実施例において使用される添加剤を列挙する。
Figure 0007132253000001
Figure 0007132253000002
Figure 0007132253000003
落滴防止剤の溶融粘度に対する異なる無機充填剤の影響を分析した。表3に示されるように、ヒュームドシリカを含む落滴防止剤は、溶融粘度の大幅な改善を示した。落滴防止剤のより高い溶融粘度は、落滴防止剤をマスターバッチおよびフィルム中により良好に分散させるのに役立ち得る。
Figure 0007132253000004
ZSE27二軸スクリュー押出機を使用して、表4の落滴防止マスターバッチを製作する。LY6が溶融したら、ヒュームドシリカおよびLY-6を事前混合する。混合物を機械的撹拌器により300RPMで10分間撹拌する。次いで、混合物を冷却し、小さなペレットに分割する。LDPE 722を主供給口から供給する。ヒュームドシリカ/LY-6混合ペレットを、側部供給口から添加する。スクリュー速度は200RPM、供給速度は12kg/時である。LDPEのバレル温度設定は、180℃である。押出物を水冷後にペレット化する。
Figure 0007132253000005
実行安定性の評価のために、異なる落滴防止マスターバッチを含む2層共押出LLDPE/LDPEフィルムを調製する。LLDPE層配合物を表5に示す。LDPE層は、100重量%のLDPE 2426Hである。LLDPE+マスターバッチは押出機Aを使用し、LDPE層はその他の6台の押出機B、C、D、E、F、Gを使用する。7台の押出機のスクリュー速度は、A/B/C/D/E/F/G=60/20/20/20/20/20rpmである。各押出機(A/B/C/D/E/F/G)の温度は、170/205/205/205/205205/205℃である。ダイ温度を205℃に設定する。ブローアップ比は2である。安定した気泡と圧力を達成した後、フィルム試料を1分ごとに収集する。合計10個の試料を試験用に収集する。異なる落滴防止マスターバッチを備えるLLDPE層の厚さ比(LLDPE層の厚さ/総フィルム厚さ)対時間を図2に示す。本発明の実施例1および2の図2に示される曲線は、比較例1および2の曲線よりも安定した加工性を示す。
Figure 0007132253000006
Figure 0007132253000007
吹込フィルムを、30mmのスクリュー径を有する7層共押出吹込フィルムラインで製作する。ダイ径は120mmである。ダイリップは1.5mmである。押出機の温度を170/205/205/205/205/205/205℃に設定する。ダイ温度を205℃に設定する。層の厚さを、スクリュー速度によって調整する。運搬速度は4.8m/分である。霜線の高さを25~30cmの範囲に制御する。ブローアップ比は2.3である。フィルムの厚さは80μmである。フィルムを光学性能と落滴防止性能について試験し、これを以下の表7および8に示す。
Figure 0007132253000008
表7に示されるように、フィルムの透明性は、より高い落滴防止剤充填においてさえ、より低い曇り度値によって示されるように、本発明の落滴防止マスターバッチを使用することにより改善される。
Figure 0007132253000009
表8に示されるように、本発明の5層フィルムの落滴防止性能は、比較例4のものよりもはるかに長い。
添付の特許請求の範囲に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または特に有利であると確認されているが、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。
本願発明には以下の態様が含まれる。
項1.
40~82.5重量%のポリオレフィン樹脂と、
0.5~10重量%の親水性ヒュームドシリカであって、30m/g~750m/gの比表面積を有する、親水性ヒュームドシリカと、
17重量%以上の液滴防止剤と、を含む、マスターバッチ配合物。
項2.
前記ポリオレフィン樹脂が、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、項1に記載の配合物。
項3.
前記親水性ヒュームドシリカが、30m/g~450m/gの比表面積を有する、項1または2に記載の配合物。
項4.
前記液滴防止剤が、ポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンエーテル、グリセロールエステル、ポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールエステルおよび他の多価アルコールエステル、ジエタノールアミンエステル、ジエタノールアルキルアミン、ジエタノールアルキルアミンエステル、ジエタノールアシルアミン、ジエタノールアシルアミンエステル、脂肪酸ジエタノールアミド、N-置換ジエタノールアミンおよびN-置換ジエタノールアミンエステル、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも1つの非イオン性界面活性剤成分を含む、項1~3に記載の配合物。
項5.
前記配合物が、17重量%~50重量%の前記液滴防止剤を含む、項1~4に記載の配合物。
項6.
前記配合物が、酸化防止剤、UV安定剤、または防曇剤のうちの1つ以上を含む、項1~5に記載の配合物。
項7.
前記配合物が、0.05~10重量%の、前記酸化防止剤、UV安定剤、または防曇剤のうちの1つ以上を含む、項6に記載の配合物。
項8.
1つ以上の層を含む温室フィルムであって、前記層のうちの少なくとも1つが、項1~7に記載のマスターバッチ配合物を含む、温室フィルム。
項9.
前記マスターバッチ配合物の前記液滴防止剤が、前記層のうちの少なくとも1つにおいて2重量%~5重量%の量で存在する、項8に記載のフィルム。

Claims (9)

  1. 40~82.5重量%のポリオレフィン樹脂と、
    0.5~10重量%の親水性ヒュームドシリカであって、30m/g~750m/gの比表面積を有する、親水性ヒュームドシリカと、
    17重量%以上の液滴防止剤と、を含む、温室フィルム又は農業用フィルムの作製に使用するマスターバッチ配合物。
  2. 前記ポリオレフィン樹脂が、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン酢酸ビニル、およびそれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の配合物。
  3. 前記親水性ヒュームドシリカが、30m/g~450m/gの比表面積を有する、請求項1または2に記載の配合物。
  4. 前記液滴防止剤が、ポリオキシエチレンエステル、ポリオキシエチレンエーテル、グリセロールエステル、ポリグリセロールエステル、ポリオキシエチレングリセリン脂肪酸エステル、ソルビタンエステル、ポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステル、ペンタエリスリトールエステルおよび他の多価アルコールエステル、ジエタノールアミンエステル、ジエタノールアルキルアミン、ジエタノールアルキルアミンエステル、ジエタノールアシルアミン、ジエタノールアシルアミンエステル、脂肪酸ジエタノールアミド、N-置換ジエタノールアミンおよびN-置換ジエタノールアミンエステル、ならびにそれらの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも1つの非イオン性界面活性剤成分を含む、請求項1~3のいずれか1項に記載の配合物。
  5. 前記配合物が、17重量%~50重量%の前記液滴防止剤を含む、請求項1~4のいずれか1項に記載の配合物。
  6. 前記配合物が、酸化防止剤、UV安定剤、または防曇剤のうちの1つ以上を含む、請求項1~5のいずれか1項に記載の配合物。
  7. 前記配合物が、0.05~10重量%の、前記酸化防止剤、UV安定剤、または防曇剤のうちの1つ以上を含む、請求項6に記載の配合物。
  8. 1つ以上の層を含む温室フィルム又は農業用フィルムであって、前記層のうちの少なくとも1つが、請求項1~7のいずれか1項に記載のマスターバッチ配合物を含む、温室フィルム又は農業用フィルム。
  9. 前記マスターバッチ配合物の前記液滴防止剤が、前記層のうちの少なくとも1つにおいて2重量%~5重量%の量で存在する、請求項8に記載のフィルム。
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