JP7395568B2 - コーティングされた熱収縮性フィルム - Google Patents
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Description
「ポリマー」という用語は、同一または異なるタイプのモノマーにかかわらず、モノマーを重合することにより調製される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、1つのタイプのモノマーのみから調製されるポリマーを指すために通常用いられる用語「ホモポリマー」、および2つ以上の異なるモノマーから調製されるポリマーを指す「コポリマー」を包含する。
本明細書で別途指示されない限り、本発明の態様を説明する際に、以下の分析法を使用する:
メルトインデックス(I2)を、ASTM D-1238に従い190℃、2.16kgで測定する。値は、g/10分で報告される。
密度測定のための試料は、ASTM D4703に従って調製される。測定は、ASTM D792、方法Bに従って、1時間の試料プレスの間に行われる。
示差走査熱量測定(DSC)を使用して、広範囲の温度にわたるポリマーの溶融および結晶化挙動を測定することができる。例えば、RCS(冷蔵冷却システム)およびオートサンプラーを備えたTA Instruments Q1000DSCを使用して、この分析を実行する。試験中、50ml/分の窒素パージガス流量を使用する。ペレット状の各試料を約150℃で溶融圧縮して薄いフィルムにし、次いで、溶融した試料を、室温(約25℃)まで空冷する。5~10mg、直径6mmの試験片を冷却したポリマーから抽出し、秤量し、軽量アルミニウムパン(約50mg)内に置き、圧着して閉じる。次いで、その熱的特性を決定するために分析を行う。
フィルムダート落下試験は、自由落下ダートによる衝撃の特定の条件下で、プラスチックフィルムを破壊させるエネルギーを測定する。試験結果は、試験される試験片の50%の破損をもたらすことになる、規定の高さから落ちる飛翔体の重量として表されるエネルギーである。
フィルムMD(縦方向)およびCD(横方向)2%割線弾性係数を、ASTM D882に従って、20インチ/分のクロスヘッド速度で決定した。試験片の幅は1インチであり、初期グリップの間隔は4インチである。報告された2%割線弾性係数値は、5つの測定値の平均であった。
縦方向(MD)および横方向(CD)の両方のエルメンドルフ引裂試験は、ASTM D1922、種類B-一定半径に従って行われた。
穿刺抵抗は、TestXpertIIソフトウェアを備えたZWICKモデルZ010で測定される。試験片のサイズは「6インチ×6インチ」であり、平均穿刺値を決定するために、少なくとも5回の測定が行われる。丸型試験片ホルダーと共に、1000ニュートンのロードセルを使用する。試験片は、直径4インチの円形試験片である。穿刺抵抗手順は、本明細書に記載のプローブに対する修正を伴って、ASTM D5748-95規格に従う。穿刺プローブは、直径1/2インチのボール型研磨ステンレススチールプローブである。ゲージ長は存在せず、プローブは、試験片に可能な限り接近しているが接触はしていない。プローブが試験片に接触するまでプローブを上げることによって、プローブを設定する。次いで、プローブが試験片に接触しなくなるまで、プローブを徐々に下げる。次いで、クロスヘッドをゼロに設定する。最大移動距離を考慮すると、この距離はおよそ0.10インチであろう。使用されるクロスヘッド速度は、250mm/分である。厚さを、試験片の中央で測定する。フィルムの厚さ、クロスヘッドの移動距離、およびピーク荷重を使用して、ソフトウェアによる穿刺を判定する。穿刺プローブを、各試験片後に洗浄する。穿刺エネルギーは、荷重/伸び曲線の曲線下面積である(ジュール単位)。
MD(縦方向)およびCD(横方向)ヤング率、または弾性率は、ASTM D882に従って決定される割線弾性係数と同じ装置で取得する。試験片の幅は、1インチであり、初期グリップの間隔は、20インチ/分のクロスヘッド速度で4インチである。報告されるヤング率の値は、5回の測定の平均であった。ヤング率は、応力-ひずみ図の直線部分の傾きである。
プラスチックフィルムおよびシートの拘束されていない線形熱収縮は、ASTM D 2732-70に基づくダウ内部法に従って測定する。直径50mmの5個の試験片を準備し、試験前に、23±2℃および50±5%の相対湿度で40時間調整する。試験は、HANATEK Mod2010で実施する。試験温度150℃に達して安定すると、銅ディスクにシリコンオイルを数滴添加する。オイルが広がり、所定の温度で安定すると、試料をホットプレートに20秒間、できるだけ平らに注意深く置く。次に、試料をキャリアディスクから取り外し、冷却エリアに配置し、収縮率が読み取れるように、中央に置く。
フィルム上のヒートシール測定は、ASTM F-88(技法A)に従って市販の引張試験機で実施する。ヒートシール試験は、可撓性バリア材料のシールの強度(シール強度)のゲージである。これは、シールを含有する材料の試験ストリップを分離するのに必要な力を測定することによって行い、試験片の破損のモードを特定する。シール強度は、開封力とパッケージの完全性に関連する。切断する前に、フィルムをASTM D-618(手順A)に従って23℃(+2℃)および50%(+5%)のR.H.(相対湿度)で最低40時間調整する。次に、シートを、3層の共押出積層フィルムから縦方向に約11インチの長さおよび約8.5インチの幅に切断する。シートを、シーリング圧力または滞留力0.138N/mm2(20psi)、ならびに0.3秒および0.5秒の滞留時間の条件下で一定の温度範囲で、Brugger HSG-Cシーラー上で縦方向にヒートシールする。ヒートシール力は、1平方インチあたりのグラム力(grf/in2)で報告される。
エチレン系ポリマー熱収縮性単層フィルムは、比較フィルム1としてインフレートフィルム押出により製造した。比較フィルム1は、市販されているエチレン系ポリマー熱収縮性フィルムに現在利用されている標準配合に従って調製した。調合物は、表2として提供される個々の樹脂の特性と共に、表1として以下に提供される。比較フィルム1は、3.0のブローアップ比(B.U.R.)、80mmのダイ直径、1.8mmのダイギャップを備えたCollin Blown Filmラインで製造し、40ダインのコロナ処理を施した。さらに、比較フィルム1は、219℃の溶融温度、235℃のダイ温度、59rpmのRPM、22.42kg/時の出力、258バールの圧力、および377mmのレイフラットの処理条件で調製した。また、190℃/210℃/220℃/235℃/235℃/235℃/235℃の温度プロファイルを使用してフィルムを調製した。
比較フィルム1と本発明のフィルム2との比較試験は、一次パッケージに対する収縮性フィルムの粘着性を評価するために完了した。具体的には、比較フィルム1および本発明のフィルム2の各々を使用して、6つの異なる種類の一次パッケージを束ねた。各種類の一次パッケージの説明を表4に示す。一次パッケージを比較フィルム1および本発明のフィルム2の各々に個別に束ね、2m/分および180℃で稼働するSmipack BP収縮トンネルに通した。2m/分および180℃での通過は、パッケージングラインの収縮トンネルで使用される典型的な温度範囲内である。
2つのエチレン系ポリマー熱収縮性多層フィルムをインフレーションフィルム押出により製造した。調製された各多層フィルムの調合物を表8として以下に示し、個々の樹脂の特性を表9として示す。同じポリマー調合物を含む第1の層および第2の層と、第2のポリマー調合物を含む内層とを有する比較フィルム3と指定される第1の多層フィルムを調製した。同じポリマー調合物を含む第1の層および第2の層と、第2のポリマー調合物を含む内層とを有する比較フィルム4と指定される第2の多層フィルムも調製した。比較フィルム3および比較フィルム4は、3.0のブローアップ比(B.U.R.)、80mmのダイ直径、1.8mmのダイギャップ、230℃のダイ温度、377mmのレイフラットを備えたCollin Blown Filmラインで製造し、40ダインのコロナで処理した。層Aは、219℃の溶融温度、63rpmのRPM、4.95kg/時の出力、251バールの圧力、190℃/210℃/220℃/230℃/230℃/230℃の温度プロファイルの処理条件で調製した。層Bは、215℃の溶融温度、80rpmのRPM、9.9kg/時の出力、224バールの圧力、190℃/210℃/220℃/230℃/230℃/230℃の温度プロファイルの処理条件で調製した。層Cは、214℃の溶融温度、70rpmのRPM、5.21kg/時の出力、347バールの圧力、および190℃/210℃/220℃/230℃/230℃/230℃の温度プロファイルの処理条件で調製した。
下にあるパッケージとの接着特性の比較を確立するために、多層フィルム(フィルム5~20)をコーティングされていない多層フィルム(比較フィルム3)にヒートシールして、内部のユニット化されたパックを包むこのような外部フィルムの接触および収縮トンネルを通過することをシミュレートした。結果を表11~表14に示す。自由収縮もテストし、結果を表15に示す。
以下に、本願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] (a)多層フィルムであって、
(i)30~100重量パーセントの第1のエチレン系ポリマーを含む第1の層であって、前記第1のエチレン系ポリマーが、0.905~0.930g/cm 3 の密度、190℃および2.16kgの荷重でASTM D 1238に従って測定したときに0.1~2.0g/10分のメルトインデックス(I 2 )、および示差走査熱量測定(DSC)を使用して測定したときに126℃未満のピーク融点を有する、第1の層、
(ii)50~100重量パーセントの第2のエチレン系ポリマーを含む第2の層であって、前記第2のエチレン系ポリマーが、0.905~0.970g/cm 3 の密度およびDSCを使用して測定したときに100℃~135℃の範囲のピーク融点を有する、第2の層、ならびに
(iii)前記第1の層と前記第2の層との間の少なくとも1つの内層であって、0.930~0.970g/cm 3 の密度および120℃~135℃の範囲のピーク融点を有する10~50重量パーセントの第3のエチレン系ポリマーを含む、前記内層、を含む多層フィルムと、
(b)前記フィルムの前記第1の層または第2の層の外面上のコーティングであって、
30~90重量%(乾燥重量に基づく)のアクリル樹脂、
0.01~2.0重量%(乾燥重量に基づく)の多価金属架橋剤、および
0.1~6.0重量%(乾燥重量に基づく)の界面活性剤を含む水性アクリル系組成物から形成されているコーティングと、を含む熱収縮性フィルム。
[2] (a)30~60重量パーセントの第4のエチレン系ポリマーを含む単層フィルムであって、前記第4のエチレン系ポリマーが、0.905~0.930g/cm 3 の密度、190℃および2.16kgの荷重でASTM D 1238に従って測定したときに0.1~0.9g/10分のメルトインデックス(I2)、および示差走査熱量測定(DSC)を使用して測定したときに126℃未満のピーク融点を有する、単層フィルムと、
(b)前記単層フィルムの外面上のコーティングであって、
・30~90重量%(乾燥重量に基づく)のアクリル樹脂、
・0.01~2.0重量%(乾燥重量に基づく)の多価金属架橋剤、および
・0.1~6.0重量%(乾燥重量に基づく)の界面活性剤を含む水性アクリル系組成物から形成されているコーティングと、を含む熱収縮性フィルム。
[3] 前記アクリル樹脂が、アクリル酸またはメタクリル酸のC1~C8アルキルエステル、(メタ)アクリロニトリル、およびジカルボン酸のコポリマーである、[1]または[2]に記載のフィルム。
[4] 前記アクリル樹脂が、40~90重量%のアクリル酸またはメタクリル酸のC1~C8アルキルエステル、9~50重量%の(メタ)アクリロニトリル、および1~15重量%のジカルボン酸のコポリマーである、[3]に記載のフィルム。
[5] 前記アクリル酸またはメタクリル酸のC1~C8アルキルエステルがエチル(メタ)アクリレートである、[3]または[4]に記載のフィルム。
[6] 前記ジカルボン酸がα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸である、[3]~[5]に記載のフィルム。
[7] 前記多価金属架橋剤の多価金属が、亜鉛、カドミウム、またはジルコニウムである、[1]~[6]に記載のフィルム。
[8] 前記界面活性剤が、N-アルキルスルホスクシナメート、ジアルキルスルホスクシネート、アルキルサルフェートおよびスルホネート、アルキルポリアルキレンオキシドサルフェート、アルキルアリールポリアルキレンオキシドサルフェート、アルキルアリールスルホネート、アルキルポリアルキレンオキシド、アルキルアリールポリアルキレンオキシド、またはこれらの組み合わせである、[1]~[7]のフィルム。
[9] パッケージ用組立品であって、
複数のパッケージであって、各パッケージが、ポリマー材料を含む一次パッケージ用フィルムによって一緒に束ねられた複数の品物を含み、前記一次パッケージ用フィルムが、前記複数の品物の周りに巻き付けられて、一次パッケージを形成する、複数のパッケージと、
前記複数のパッケージを束ねるために使用される二次パッケージ用フィルムであって、[1]~[8]のいずれかに記載の熱収縮性フィルムを含む、前記二次パッケージ用フィルムと、を含むパッケージ用組立品。
[10] ポリマーで包まれた一次パッケージをユニット化する方法であって、
前記一次パッケージのうちの1つ以上を[1]~[9]のいずれかに記載の熱収縮性フィルムで包み、前記コーティングが前記1つ以上の一次パッケージの近位に配置されるようにすることと、
前記熱収縮性フィルムの寸法を縮小するために熱エネルギーを適用して、前記一次パッケージを前記熱収縮性フィルム内に拘束することと、を含む方法。
Claims (10)
- (a)多層フィルムであって、
(i)30~100重量パーセントの第1のエチレン系ポリマーを含む第1の層であって、前記第1のエチレン系ポリマーが、0.905~0.930g/cm3の密度、190℃および2.16kgの荷重でASTM D 1238に従って測定したときに0.1~2.0g/10分のメルトインデックス(I2)、および示差走査熱量測定(DSC)を使用して測定したときに126℃未満のピーク融点を有する、第1の層、
(ii)50~100重量パーセントの第2のエチレン系ポリマーを含む第2の層であって、前記第2のエチレン系ポリマーが、0.905~0.970g/cm3の密度およびDSCを使用して測定したときに100℃~135℃の範囲のピーク融点を有する、第2の層、ならびに
(iii)前記第1の層と前記第2の層との間の少なくとも1つの内層であって、0.930~0.970g/cm3の密度および120℃~135℃の範囲のピーク融点を有する10~50重量パーセントの第3のエチレン系ポリマーを含む、前記内層、を含む多層フィルムと、
(b)前記フィルムの前記第1の層または第2の層の外面上のコーティングであって、
30~90重量%(乾燥重量に基づく)のアクリル樹脂、
0.01~2.0重量%(乾燥重量に基づく)の多価金属架橋剤、および
0.1~6.0重量%(乾燥重量に基づく)の界面活性剤を含む水性アクリル系組成物から形成されているコーティングと、を含む熱収縮性フィルム。 - (a)30~60重量パーセントの第4のエチレン系ポリマーを含む単層フィルムであって、前記第4のエチレン系ポリマーが、0.905~0.930g/cm3の密度、190℃および2.16kgの荷重でASTM D 1238に従って測定したときに0.1~0.9g/10分のメルトインデックス(I2)、および示差走査熱量測定(DSC)を使用して測定したときに126℃未満のピーク融点を有する、単層フィルムと、
(b)前記単層フィルムの外面上のコーティングであって、
・30~90重量%(乾燥重量に基づく)のアクリル樹脂、
・0.01~2.0重量%(乾燥重量に基づく)の多価金属架橋剤、および
・0.1~6.0重量%(乾燥重量に基づく)の界面活性剤を含む水性アクリル系組成物から形成されているコーティングと、を含む熱収縮性フィルム。 - 前記アクリル樹脂が、アクリル酸またはメタクリル酸のC1~C8アルキルエステル、(メタ)アクリロニトリル、および不飽和ジカルボン酸のコポリマーである、請求項1または2に記載のフィルム。
- 前記アクリル樹脂が、40~90重量%のアクリル酸またはメタクリル酸のC1~C8アルキルエステル、9~50重量%の(メタ)アクリロニトリル、および1~15重量%の不飽和ジカルボン酸のコポリマーである、請求項3に記載のフィルム。
- 前記アクリル酸またはメタクリル酸のC1~C8アルキルエステルがエチル(メタ)アクリレートである、請求項3または4に記載のフィルム。
- 前記不飽和ジカルボン酸がα,β-エチレン性不飽和ジカルボン酸である、請求項3~5に記載のフィルム。
- 前記多価金属架橋剤の多価金属が、亜鉛、カドミウム、またはジルコニウムである、請求項1~6に記載のフィルム。
- 前記界面活性剤が、N-アルキルスルホスクシナメート、ジアルキルスルホスクシネート、アルキルサルフェートおよびスルホネート、アルキルポリアルキレンオキシドサルフェート、アルキルアリールポリアルキレンオキシドサルフェート、アルキルアリールスルホネート、アルキルポリアルキレンオキシド、アルキルアリールポリアルキレンオキシド、またはこれらの組み合わせである、請求項1~7のフィルム。
- パッケージ用組立品であって、
複数のパッケージであって、各パッケージが、ポリマー材料を含む一次パッケージ用フィルムによって一緒に束ねられた複数の品物を含み、前記一次パッケージ用フィルムが、前記複数の品物の周りに巻き付けられて、一次パッケージを形成する、複数のパッケージと、
前記複数のパッケージを束ねるために使用される二次パッケージ用フィルムであって、請求項1~8のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルムを含む、前記二次パッケージ用フィルムと、を含むパッケージ用組立品。 - ポリマーで包まれた一次パッケージをユニット化する方法であって、
前記一次パッケージのうちの1つ以上を請求項1~9のいずれか一項に記載の熱収縮性フィルムで包み、前記コーティングが前記1つ以上の一次パッケージの近位に配置されるようにすることと、
前記熱収縮性フィルムの寸法を縮小するために熱エネルギーを適用して、前記一次パッケージを前記熱収縮性フィルム内に拘束することと、を含む方法。
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