JP7480151B2 - 積層構造体およびそれを組み込む可撓性パッケージ材料 - Google Patents
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
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-
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Description
「ポリマー」という用語は、同一または異なる種類のモノマーに関わらず、モノマーを重合することにより調製されたポリマー化合物を指す。このため、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、および2種類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。本明細書で使用される場合、「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たポリマーを指す。したがって、インターポリマーという総称は、コポリマーと、ターポリマー等の3種類以上の異なるモノマーから調製されたポリマーとを含む。
1つ以上の実施形態では、一軸配向の第1の多層フィルムは、ヒートシール中に積層体に耐熱性を提供するために、少なくとも1つの層にHDPEを含み得る。1つ以上の実施形態では、一軸配向の第1の多層フィルムは、少なくとも10重量%のHDPE、または少なくとも15重量%のHDPE、または少なくとも20重量%のHDPEを含む。一軸配向の第1の多層フィルムは、95重量%のエチレン系ポリマー、または99重量%のエチレン系ポリマー、または99.9重量%のエチレン系ポリマー、または100重量%のエチレン系ポリマーを含み得る。一軸配向の第1の多層フィルムの高密度ポリエチレンは、少なくとも0.950g/cc、または少なくとも0.950g/cc、または少なくとも0.960g/ccの密度を有し得る。他の実施形態では、高密度ポリエチレンは、0.950~0.975g/cc、または0.955~0.970g/ccの密度を有し得る。さらに、高密度ポリエチレンは、0.5~2g/10分、または0.6~1g/10分のメルトインデックスを有し得る。市販の例としては、The Dow Chemical Company,Midland,MIのELITE(商標)5960Gが挙げられ得る。
二軸配向の第2の多層フィルムが、単層フィルムまたは多層フィルムであり得ることが企図される。例えば、二軸配向の第2の多層フィルムは、例えば、シーラント層、バリア層、結合層、他のポリエチレン層などを含む、用途に応じた多層フィルムに典型的に含まれる他の層をさらに含み得る。1つ以上の実施形態では、二軸配向の第2の多層フィルムは、15~100μm、または15~40μmの厚さを有し得る。二軸配向の第2の多層フィルムは、95重量%のエチレン系ポリマー、または99重量%のエチレン系ポリマー、または99.9重量%のエチレン系ポリマー、または100重量%のエチレン系ポリマーを含み得る。
積層体に使用される接着剤には、様々な接着剤組成物が好適であると考えられる。これらには、ポリウレタン、エポキシ、アクリルなどが含まれ得る。一実施形態では、積層体は、ポリウレタン接着剤を含む接着剤層を含み得る。ポリウレタン接着剤は、無溶剤または溶媒系であり得る。さらに、ポリウレタン接着剤は、二液型配合物であり得る。
理論に制限されることなく、2つのフィルムの組み合わせは、等方性積層体を提供する。本明細書で使用される場合、「等方性」は、積層体が、機械方向の破断点伸び率の30%以内の横断方向の破断点伸び率を有することを意味する。別の言い方をすれば、これは、積層体がMD方向または横断方向で同様の引張結果をもたらすことを意味する。さらなる実施形態では、本積層体は、機械方向の破断点伸び率の25%以内、または20%以内の横断方向の破断点伸び率を有し得る。
上記のように、積層体は、スタンドアップパウチなどの可撓性パッケージ材料に含まれ得る。
試験方法は、以下を含む。
エチレン系ポリマーのメルトインデックス(I2)を、ASTM D-1238に従って、190℃、2.16kgで測定した。値をg/10分で報告し、これは10分あたりに溶出したグラムに対応する。
プロピレン系ポリマーのメルトフローレートを、ASTM D-1238に従って、230℃および2.16kgで測定した。値をg/10分で報告し、これは10分あたりに溶出したグラムに対応する。
密度測定用の試料を、ASTM D4703に従って調製し、グラム/立方センチメートル(g/ccまたはg/cm3)で報告した。測定は、ASTM D792、方法Bを使用して、試料圧縮の1時間以内に行った。
伸び率、破断点伸び、および破断点力を、ASTM D-882法に従って、機械方向(MD)および横断方向(CD)の両方で決定した。使用した機械は、Instron 5965引張試験機であり、500mm/分の引抜速度で動作した。試料幅は、1インチであった。
ヒートシール強度およびヒートシール開始温度を決定するために、試料をJ&B Hot Tack 4000試験機でシールした。試料幅は、1インチであり、シール時間は、0.5秒であり、シール圧力は、0.275N/mm2であった。次いで、シールされた試料を24時間エージングした後、ヒートシール強度をInstron 5965引張試験機で500mm/分の引抜速度で試験した。
以下に記載の実験用積層体には、以下に列挙されるポリマーを使用した。全てのポリマーは、The Dow Chemical Company,Midland,MIによって生産されている。
以下の表2を参照すると、BOPE試料1および2は、Decro製の市販のBOPE製品であり、具体的には、40μmのBOPE試料1ではDL40、50μmのBOPE試料2ではDL50である。DL40およびDL50のBOPEフィルムは、0.925g/ccの密度の密度を有するポリエチレンポリマーを有する。
以下の表3を参照すると、MDOフィルム(MDO試料1)を、6.5の延伸比でブローフィルムMDOライン上に調製した。ダイヘッドの直径は400mm、出力は448kg/時、最終巻き速度は226m/分であった。使用したブローアップ比(BUR)は2.6であった(延伸前のレイフラットは1650mmであった)。一次フィルム厚さ(ブロッキング前)は、64μmであった。二次フィルム厚さ(延伸後)は、25μmであった。(600%延伸)。最後の2つのゾーンの210℃を除いて、ダイ温度は200℃であった。押出温度は、全て200℃に設定した。
積層体プロセスでは、接着剤をMDOフィルムに塗布した後、第2のフィルム(MDO-PEフィルム)をそれに押し付けて、二重積層体を生産した。使用した接着剤は、100/50の重量比で十分混合してから、酢酸エチルを使用して固形分30%の溶液に希釈したMOR-FREE(商標)698A/C79の接着剤であった。次いで、接着剤を、ハンドドローダウンコーター、K Control Coater 101を使用して、1.6g/m2の乾燥コーティング重量で、A4サイズのMDOフィルム上にコーティングした。コーティングされたフィルムを、BOPEフィルムとの積層の前に、80℃のオーブンで40秒間乾燥した。手動ラボ積層を、熱間圧延積層機を使用して、3バールのニップ圧力および65℃のニップ温度で実行した。次いで、MDO//BOPEフィルムの積層フィルムを、45℃で24時間硬化させた。以下の表5は、二重試料の引張特性を含む。
本願は以下の態様にも関する。
(1) 積層体であって、
0.930~0.970g/cm 3 の密度および0.1~10g/10分のメルトインデックス(I 2 )を有するエチレン系ポリマーを含む、一軸配向の第1の多層フィルムであって、前記一軸配向の第1の多層フィルムが、3:1超かつ8:1未満の延伸比で機械方向に配向され、前記一軸配向の第1の多層フィルムが、少なくとも2対1の、横断方向の破断点伸び率の機械方向の破断点伸び率に対する比を有する、一軸配向の第1の多層フィルムと、
前記一軸配向の第1の多層フィルムに接着され、かつ0.900~0.962g/cm 3 の密度を有するエチレン系ポリマーを含む、二軸配向の第2の多層フィルムであって、前記二軸配向の第2の多層フィルムが、その機械方向の延伸比より大きい横断方向の延伸比を有し、前記二軸配向の第2の多層フィルムが、少なくとも2対1の、前記機械方向の破断点伸び率の前記横断方向の破断点伸び率に対する比を有する、二軸配向の第2の多層フィルムと、を含む、積層体。
(2) 前記一軸配向の第1の多層フィルムが、前記機械方向の破断点伸び率よりも少なくとも100%を超える前記横断方向の破断点伸び率を有し、前記二軸配向の第2の多層フィルムが、前記横断方向の破断点伸び率よりも少なくとも100%を超える前記機械方向の破断点伸び率を有する、前記(1)に記載の積層体。
(3) 前記一軸配向の第1の多層フィルムについて、少なくとも3対1の、前記横断方向の破断点伸び率の前記機械方向の破断点伸び率に対する前記比、前記二軸配向の第2の多層フィルムについて、少なくとも3対1の、前記機械方向の破断点伸び率の前記横断方向の破断点伸び率に対する比を有する、前記(1)~(2)のいずれかに記載の積層体。
(4) 前記一軸配向の第1の多層フィルムが、15~30μmの厚さを有し、前記二軸配向の第2の多層フィルムが、15~100μmの厚さを有する、前記(1)~(3)のいずれかに記載の積層体。
(5) 前記一軸配向の第1の多層フィルムが、
少なくとも0.950g/ccの密度、および0.3~5g/10分のメルトインデックス(I 2 )を含む高密度ポリエチレンを有する、少なくとも1つの外層と、
0.900g/cc未満の密度および0.5~5g/10分のメルトインデックスを有するポリオレフィンプラストマーを含む、少なくとも1つの内層と、
前記少なくとも1つの内層と前記少なくとも1つの外層との間に配置された少なくとも1つの中間層であって、前記中間層が、0.930g/cc超える密度を有するエチレン系ポリマーを含む、中間層と、を含む、前記(1)~(4)のいずれかに記載の積層体。
(6) 前記二軸配向多層フィルムが、シーラント層を含有する、前記(1)~(5)のいずれかに記載の積層体。
(7) 前記一軸配向の第1の多層フィルムが、少なくとも10重量%のHDPEを含む、前記(1)~(6)のいずれかに記載の積層体。
(8) 前記二軸配向の第2の多層フィルムの前記エチレン系ポリマーが、0.915~0.940g/ccの密度、および0.5~2.0g/10分のメルトインデックスを有する、前記(1)~(7)のいずれかに記載の積層体。
(9) 前記積層体が、ポリウレタン接着剤を含む接着剤層を含む、前記(1)~(8)のいずれかに記載の積層体。
(10) 前記積層体が、前記機械方向の破断点伸び率の40%以内の前記横断方向の破断点伸び率を有する、前記(1)~(9)のいずれかに記載の積層体。
(11) 前記(1)~(10)のいずれかに記載の積層構造体を含む物品であって、可撓性パッケージ材料である、物品。
Claims (11)
- 積層体を製造する方法であって、
前記積層体は、0.930~0.970g/cm3の密度および0.1~10g/10分のメルトインデックス(I2)を有するエチレン系ポリマーを含む、一軸配向の第1の多層フィルムであって、前記一軸配向の第1の多層フィルムが、3:1超かつ8:1未満の延伸比で機械方向に配向され、前記一軸配向の第1の多層フィルムが、少なくとも2対1の、横断方向の破断点伸び率の機械方向の破断点伸び率に対する比を有する、一軸配向の第1の多層フィルムと、
前記一軸配向の第1の多層フィルムに接着され、かつ0.900~0.962g/cm3の密度を有するエチレン系ポリマーを含む、二軸配向の第2の多層フィルムであって、前記二軸配向の第2の多層フィルムが、その機械方向の延伸比より大きい横断方向の延伸比を有し、前記二軸配向の第2の多層フィルムが、少なくとも2対1の、前記機械方向の破断点伸び率の前記横断方向の破断点伸び率に対する比を有し、前記二軸配向の第2の多層フィルムは、2:1~6:1の延伸比で機械方向に、および2:1~9:1の延伸比で横断方向に配向される、二軸配向の第2の多層フィルムと、を含む、方法。 - 前記一軸配向の第1の多層フィルムが、前記機械方向の破断点伸び率よりも少なくとも100%を超える前記横断方向の破断点伸び率を有し、前記二軸配向の第2の多層フィルムが、前記横断方向の破断点伸び率よりも少なくとも100%を超える前記機械方向の破断点伸び率を有する、請求項1に記載の方法。
- 前記一軸配向の第1の多層フィルムについて、少なくとも3対1の、前記横断方向の破断点伸び率の前記機械方向の破断点伸び率に対する前記比、前記二軸配向の第2の多層フィルムについて、少なくとも3対1の、前記機械方向の破断点伸び率の前記横断方向の破断点伸び率に対する比を有する、請求項1~2のいずれかに記載の方法。
- 前記一軸配向の第1の多層フィルムが、15~30μmの厚さを有し、前記二軸配向の第2の多層フィルムが、15~100μmの厚さを有する、請求項1~3のいずれかに記載の方法。
- 前記一軸配向の第1の多層フィルムが、
少なくとも0.950g/ccの密度、および0.3~5g/10分のメルトインデックス(I2)を含む高密度ポリエチレンを有する、少なくとも1つの外層と、
0.900g/cc未満の密度および0.5~5g/10分のメルトインデックスを有するポリオレフィンプラストマーを含む、少なくとも1つの内層と、
前記少なくとも1つの内層と前記少なくとも1つの外層との間に配置された少なくとも1つの中間層であって、前記中間層が、0.930g/cc超える密度を有するエチレン系ポリマーを含む、中間層と、を含む、請求項1~4のいずれかに記載の方法。 - 前記二軸配向多層フィルムが、シーラント層を含有する、請求項1~5のいずれかに記載の方法。
- 前記一軸配向の第1の多層フィルムが、少なくとも10重量%のHDPEを含む、請求項1~6のいずれかに記載の方法。
- 前記二軸配向の第2の多層フィルムの前記エチレン系ポリマーが、0.915~0.940g/ccの密度、および0.5~2.0g/10分のメルトインデックスを有する、請求項1~7のいずれかに記載の方法。
- 前記積層体が、ポリウレタン接着剤を含む接着剤層を含む、請求項1~8のいずれかに記載の方法。
- 前記積層体が、前記機械方向の破断点伸び率の40%以内の前記横断方向の破断点伸び率を有する、請求項1~9のいずれかに記載の方法。
- 請求項1~10のいずれかに記載の積層構造体を含む物品を製造する方法であって、前記物品が可撓性パッケージ材料である、方法。
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