KR20230066366A - 배리어-향상된 중합체 필름 구조물, 제조 방법, 및 이의 물품 - Google Patents

배리어-향상된 중합체 필름 구조물, 제조 방법, 및 이의 물품 Download PDF

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KR20230066366A
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하리 파바타레디
지미 에이. 샤
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슈페리어 플라스틱스 익스트루션 코. 인크. 디비에이 임팩트 플라스틱스
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Abstract

본 발명은 대체적으로 패키징 용기와 같은 형상화된 용기로의 열성형을 위한 폴리에틸렌 또는 에틸렌/α-올레핀 공중합체에 기반한 공압출된 - 강성(rigid) 또는 가요성(flexible) - 다층 필름 또는 시트에 관한 것이다. 특히, 강성 필름은 개선된 배리어(barrier) 특성, 인성 및 스냅성(snapability)을 갖는다. 특히, 본 발명의 필름은 폴리프로필렌 층의 하나 이상의 스택을 포함한다. 일 실시 형태에서, 스택 내의 폴리프로필렌 층은 임의의 2개의 인접 층이 상이한 마이크로구조들 - 이들은 2개의 층 사이의 계면 또는 중간상에 가능하게는 상이한 마이크로구조 및/또는 결정도를 제공함 - 을 갖도록 제공된다. 전체 폴리프로필렌 스택 구조물은 산소의 이동을 방해하는 것을 돕고, 이에 의해, 향상된 산소-배리어 특성을 갖는 적층물 또는 구조물, 예를 들어 강성 필름 또는 시트를 제공한다. 본 발명은 또한 이러한 필름으로부터 용기와 같은 형상화된 물품을 제조하는 방법, 및 이러한 충전 및 비충전된 - 강성 또는 가요성 - 형상화된 물품에 관한 것이다.

Description

배리어-향상된 중합체 필름 구조물, 제조 방법, 및 이의 물품
관련 출원의 상호 참조
본 출원은 2020년 8월 14일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/065,662호, 2021년 4월 12일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/173,784호, 및 2021년 5월 5일자로 출원된 미국 가특허 출원 제63/184,650호의 이익을 주장하며, 이들의 전체 내용은 임의의 그리고 모든 목적을 위해 본 명세서에 포함된다.
기술분야
본 발명은 패키징 적용예에 관한 것이다. 이는 대체적으로 패키징 용기와 같은 형상화된 용기로의 열성형을 위한 폴리에틸렌 또는 에틸렌/α-올레핀 공중합체에 기반한 공압출된 - 강성(rigid) 또는 가요성(flexible) - 다층 필름 또는 시트에 관한 것이다. 특히, 필름은 개선된 배리어(barrier) 특성, 인성 및 스냅성(snapability)을 갖는다. 특히, 본 발명의 필름은 폴리프로필렌 층의 하나 이상의 스택을 포함한다. 일 실시 형태에서, 스택 내의 폴리프로필렌 층은 임의의 2개의 인접 층이 상이한 마이크로구조들 - 이들은 2개의 층 사이의 계면 또는 중간상에 가능하게는 상이한 마이크로구조 및/또는 결정도를 제공함 - 을 갖도록 제공된다. 전체 폴리프로필렌 스택 구조물은 산소의 이동을 방해하는 것을 돕고, 이에 의해, 향상된 산소-배리어 특성을 갖는 적층물 또는 구조물, 예를 들어 강성 필름 또는 시트를 제공한다. 본 발명은 또한 이러한 필름으로부터 용기와 같은 형상화된 물품을 제조하는 방법, 및 이러한 충전 및 비충전된 - 강성 또는 가요성 - 형상화된 물품에 관한 것이다.
패키징은 많은 아이템의 보존 및 수송, 소비자 또는 산업을 위한 중요한 구성요소이다. 식품 및 음료 제품, 가정용 화학제품, 화장품, 소비자 용품, 의료 용품, 및 산업 용품은 패키징이 제품을 보존하고 전달하는 데 중요한 역할을 하는 영역의 예이다. 역사적으로, 세라믹, 금속, 및 유리가 저장 및 전달을 위해 사용되었다. 그러나, 현대 생활과 연관된 이동성은 용기 설계에서 더 나은 유연성 및 패키징과 수송에 관련된 비용 감소에 대한 요구를 불러일으켰다. 중합체 재료 및 연관 가공 기술의 개발은 기존의 재료를 중합체 해법으로 대체할 기회를 도입함으로써 이러한 요구를 충족시켰다. 그러나, 현재의 많은 해법은 지속가능성에 부정적인 영향을 미치는 제한된 재활용 가치를 갖는다. 본 발명은 재활용성 및 지속가능성의 문제를 해결한다.
강성 중합체 용기 공간에서, 용기는 필름의 롤이 권취해제되어 용기로 열성형되는 형성-충전-밀봉(form-fill-seal, FFS)과 같은 장비를 사용하여 제조된다. 이러한 강성 용기는 특히 하기 산업에서 사용된다: (1) 식품; (2) 의료; (3) 화장품; (4) 자동차; 및 (5) 전자장치. 이러한 용기를 제조하기 위한 강성 플라스틱 시트는 폴리스티렌(PS), 고충격 폴리스티렌(HIPS), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리락트산(PLA), 폴리프로필렌(PP), 등으로부터 제조된다.
폴리프로필렌은 폴리에틸렌 다음으로 세계에서 두 번째로 가장 양이 많은 원자재 열가소성 재료이다. 대체적으로, 폴리에틸렌은 다양한 식품, 의료, 원자재, 및 자동차 적용예에서 패키징 적용예에 바람직하다. 폴리프로필렌이 높은 내열성, 광학적 투명성, 가요성, 저온 충격 특성, 및 전반적인 구조적 강성을 나타내지만, 이는 이러한 적용예에 바람직한 재료는 아니다. 특히, 산소 및 수분 이동에 대한 배리어가 요구되는 경우인 배리어 적용예에서, 폴리스티렌이 바람직하다.
산소 전달 및 수분 전달을 억제하는 관점에서의 배리어 특성은 상품의 부패를 피하기 위한, 그리고, 특히 처음부터 정해져서 제한된, 식품 및 음료 영역에서의 저장 수명(shelf-life)의 연장을 위한 이러한 강성 플라스틱 시트에서 요망된다. 현재 이용가능한 배리어 재료는 에틸렌-비닐 알코올(EVOH) 또는 폴리아미드(PA, PA6, PA66)와 같은 고비용 및 고밀도 배리어 필름을 포함하고, 이는 이어서, 적층으로서 또는 다층 공압출 공정으로, 폴리스티렌 및 폴리프로필렌과 같은 전통적인 기재(substrate) 재료와 함께 사용된다.
일반적으로, 수증기 및 소정 가스, 예컨대 산소 및/또는 이산화탄소에 대한 배리어로서 역할을 하는 중합체 재료가 사용되어 패키징 재료로서 역할을 하는 형상화된 중합체 물품을 형성할 수 있다. 예를 들어, 배리어 특성에 대한 이러한 효과는 중합체 재료 및 생성된 형상화된 중합체 물품이 그 내에 저장된 제품의 저장 수명을 연장시키는 것을 허용할 수 있다.
수증기 및 가스에 대한 배리어 특성은 사용되는 특정 중합체 재료에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 일부 중합체 재료가 수증기에 대해 양호한 배리어 재료 그리고 가스에 대해 불량한 배리어 재료로서 효율적으로 역할을 하는 한편, 다른 중합체 재료는 수증기에 대해 불량한 배리어 재료 그리고 가스에 대해 양호한 배리어 재료로서 역할을 하는 것으로 발견되었다. 소정 예에서, 수증기 및 이러한 가스 둘 모두에 대해 유효한 배리어로서 역할을 할 수 있는 중합체 재료를 제공하기 위한 기술 또는 처리가 사용될 수 있다. 그러나, 이러한 처리는 패키징 재료의 미적 특성(예를 들어, 투명도)에 영향을 미칠 수 있으며, 특히 재료가 상대적으로 더 큰 두께를 가질 때, 이러한 재료의 기계적 특성에 악영향을 미칠 수 있다.
배리어 특성, 기계적 특성 및 광학 특성은 제외하고, 소정 중합체 재료가 또한 소정 형성 또는 성형 공정에 따라 형상화된 중합체 물품을 형성하는 데 효과적이지 않을 수 있다. 마지막으로, 일부 현재 중합체 재료의 재활용은 배리어 성능을 생성하는 데 사용되는 소정 기술 또는 처리에 의해 복잡해질 수 있어서, 바람직하지 않고 비효율적인 폐기물 스트림을 야기할 수 있다.
다른 원하는 특성은 강성 필름을 제조하기 위한 중합체의 가공성이다. 예를 들어, 폴리스티렌은 높은 기계적 강도, 더 낮은 수축률, 및 넓은 가공 윈도우를 갖는 비정질 열가소성 중합체이다. 이는, 사출 성형 또는 압출/열성형/형성-충전-밀봉 가공에 의한 경우, 그의 가공 용이성 때문에 원자재 제품 및 패키징 적용예를 위한 표준 재료로서 간주된다.
비교하면, 폴리프로필렌은 양호한 기계적 특성, 높은 내열성 및 내화학성을 갖지만 좁은 가공 윈도우로 훨씬 더 높은 수축률을 갖는 반결정질 열가소성 중합체이다. 따라서, 압출, 열성형 및 형성-충전-밀봉 가공 기술을 사용하는 적용예를 위해, 폴리스티렌은 폴리프로필렌에 비해 명확한 이점을 제공한다. 또한, 폴리프로필렌은 더 높은 수축률과는 별개로, 보조 가열 및 냉각을 필요로 한다.
폴리프로필렌 층의 스택을 포함하는 본 발명의 강성 필름은 더 낮은 비용으로 개선된 특성을 갖고, 전술된 분야에 있는 패키징 용기에 대한 성능 기준을 희생시키는 것 없이 용기 패키징을 위한 상기 중합체 시트의 대체를 제공한다. 폴리프로필렌을 포함하는 것에도 불구하고, 본 발명의 강성 필름은 폴리스티렌과 유사한 공정 및 더 낮은 수축률을 갖는다.
실제로, 본 발명의 강성 필름은 전통적인 폴리프로필렌 및 폴리스티렌과 비견되는 산소 투과율 및 습증기 투과율의 측면에서 높은 성능을 제공한다. 따라서, 이는, 예를 들어, 강성-용기 적용예에서, 연장된 저장 수명을 위해 저비용 배리어를 선택하는 것이다. 이러한 강성 필름은 또한 비견되는 인성 및 스냅성을 입증한다. 요약하면, 이러한 필름은 (i) 감소된 수축을 제외하고는, 전통적인 폴리프로필렌 또는 폴리스티렌을 위해 설계된 기존 장비에서 가공할 수 있는 순응성(amenability), 및 (ii) 기존의 적층, 인쇄, 열성형, 및 형성-충전-밀봉 공정과의 호환성을 나타낸다. 마지막으로, 그러한 바람직한 특성 및 가공성에도 불구하고, 본 발명의 강성 필름은 전통적인 고밀도 열가소성 물질에 비해 높은 재활용 능력을 갖는 더 가벼운 재료를 제공하여, 이후에서의 지속가능성을 향상시킨다.
그 결과, 수증기 및 소정 가스에 대한 유효한 배리어로서 역할을 하는 개선된 미적 특성을 가지면서 또한 여러 용도 또는 수명 주기를 통해 지속가능한 원하는 물리적 특성을 나타내는 형상화된 중합체 물품을 제공할 필요가 있다. 예시적인 실시 형태의 설명이 강성 시트에 초점이 맞춰져 있지만, 본 발명은 가요성 시트 및 반강성 시트에 동일하게 적용된다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 적어도 하나의 2층 스택 A-B1 또는 A-B2를 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 2층 스택의 제1 층은 A이고 2층 스택의 제2 층은 B1 또는 B2이고,
A는 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층이고,
B1은 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층이고,
B2는 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층이고;
여기서, 상기 2층 스택 내의 상기 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접한다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 하기 층들의 세트로부터의 하나의 층, 또는 하기 층들의 세트로부터의 하나 초과의 층을 추가로 포함하는, 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것이다:
(A) 주로 폴리올레핀을 포함하는 적어도 하나의 층;
(B) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 적어도 하나의 층;
(C) 주로 IMPEDE®를 포함하는 적어도 하나의 층;
(D) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 적어도 하나의 층;
(E) 주로 폴리에틸렌 중합체 또는 혼성중합체를 포함하는 적어도 하나의 층;
(F) EVOH를 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
(G) 주로 나일론을 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
(H) 주로 폴리에스테르를 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
(I) 적어도 하나의 결합(tie) 층; 및
(J) 상기 층들의 조합.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기에서 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 공압출된 다층 중합체 필름은,
(I) 폴리에틸렌을 포함하는 외부 층;
(II) EVOH를 포함하는 코어 층; 및
(III) 폴리에틸렌을 포함하는 내부 층을 포함하고;
여기서, 상기 3개 층 중 적어도 하나는 2층 스택을 포함한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 상기에 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 외부 층 및 내부 층은 2층 스택을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기에서 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 공압출된 다층 중합체 필름은 하기 순서로 3개의 층, 즉
(I) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 제1 층;
(II) 제2 층 - 제2 층은,
(a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
(b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함함 -; 및
(III) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 제3 층을 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 공압출된 다층 중합체 필름은,
(I) 하나 이상의 층을 포함하는 외부 층 스택 -
(A) 선택적으로, 상기 외부 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
(B) 선택적으로 상기 외부 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
(i) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
(ii)
(a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
(b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접함 -;
(II) 하나 이상의 층을 포함하는 코어 층 스택 -
(C) 선택적으로, 상기 코어 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
(D) 선택적으로 상기 코어 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
(iii) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
(iv)
(a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
(b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접하고;
(E) 선택적으로, 상기 코어 층 스택의 적어도 하나의 층은 EVOH를 포함함 -; 및
(III) 하나 이상의 층을 포함하는 내부 층 스택 -
(F) 선택적으로, 상기 내부 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
(G) 선택적으로 상기 내부 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
(v) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
(vi)
(a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
(b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접함 - 을 포함하고;
여기서, 상기 폴리에틸렌 혼성중합체는,
(a) 선택적으로 0.894 내지 0.908 g/㎤ 범위의 밀도; 0.2 내지 1 dg/분 범위의 용융 지수를 갖는 제1 에틸렌/α-올레핀 공중합체 분획; 및
(b) 선택적으로, 약 0.910 내지 0.924 g/㎤ 범위의 밀도, 0.5 내지 2 g/10분 범위의 용융 지수, 약 1.15 내지 2.5 범위의 제로 전단 점도 비(zero shear viscosity ratio, ZSVR); 2.0 내지 4.0 범위에 있는 수 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비(Mw/Mn)로 표현된 분자량 분포를 갖는 제2 에틸렌/α-올레핀 공중합체 분획을 포함한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 2개의 층 내지 100개의 층 범위로부터 선택된 다수의 층을 포함하는, 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것이다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 상기 공압출된 다층 중합체 필름의 중량%에 대한 상기 EVOH 공중합체의 중량%는 약 0.1% 내지 약 10% 범위에 있다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 상기 EVOH 공중합체 내의 에틸렌의 몰%는 약 10% 내지 약 55% 범위에 있다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 공압출된 다층 중합체 필름은 30℃ 이상의 DTUL 및 500 MPa 이상의 굴곡 시컨트 모듈러스(flexural secant modulus)를 나타낸다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 필름의 두께는 약 5 μm 내지 약 1600 μm의 범위에 있다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 제2 층 B1 내의 탄화수소 수지는 지방족 탄화수소 수지, 지방족/방향족 탄화수소 수지, 방향족 탄화수소 수지, 폴리테르펜 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 에스테르, 로진산, 또는 이들의 혼합물을 포함한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 제2 층 B1 내의 탄화수소 수지는 부분적으로 수소화되거나 완전히 수소화된다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 제2 층 B1 내의 탄화수소 수지는 폴리사이클로펜타다이엔을 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 제2 층 B1 내의 탄화수소 수지는 약 400 g/mol 내지 약 5,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 갖는다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 탄화수소 수지는 고리 및 볼(ball) 연화점이 110℃ 이상인 방향족 C9 수소화 수지를 포함한다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 수증기 투과율이 3.0 ㎤/m2/일 이하이고/이거나, 산소 투과율이 60 ㎤/100 in2/일 이하인 것을 특징으로 하는, 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것이다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 제2 층 B1은 소듐 벤조에이트, 활석, 글리세롤 알콕사이드 염, 환형 카르복실산 염, 이환형(bicyclic) 카르복실산 염, 글리세롤레이트, 포스핀, 포스페이트, 다이올, 헥사하이드로프탈산 염, 아미드, 및 당 알코올로부터 선택되는 핵화제를 추가로 포함한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 상기 핵화제는,
만니톨 또는 만니톨계 화합물; 소르비톨 또는 소르비톨계 화합물; 노니톨 또는 노니톨계 화합물, 1,2,3-트라이데옥시-4,6:5,7-비스-0-((4-프로필페닐)메틸렌) 노니톨;
2,4,8,10-테트라(tert-부틸)-6-하이드록시-12H-다이벤조[d,g][1,3,2]다이옥사포스포신 6-옥사이드; 2,4,8,10-테트라(tert-부틸)-6-하이드록시-12H-다이벤조[d,g][1,3,2]다이옥사포스포신 6-옥사이드의 염; 2,4,8,10-테트라(tert-부틸)-6-하이드록시-12H-다이벤조[d,g][1,3,2]다이옥사포스포신 6-옥사이드의 나트륨 염;
하이드록시-비스[2,2'-메틸렌비스[4,6-다이(tert-부틸)페닐]포스페이트; 2,2'-메틸렌비스(4,6-다이-tert-부틸페닐)포스페이트; 이의 염; 이의 나트륨 염; 이의 알루미늄 염; 이의 리튬 염;
(1R)-1-[(4R,4aR,8aS)-2,6-비스(3,4-다이메틸페닐)-4,4a,8,8a-테트라하이드로-[1,- 3]다이옥시노[5,4-d][1,3]다이옥신-4-일]에탄-1,2-다이올; 1-[8-프로필-2,6-비스(4-프로필페닐)-4,4a,8,8a-테트라하이드로-[1,3]다이옥시노[5,4- -d][1,3]다이옥신-4-일]에탄-1,2-다이올;
N-[3,5-비스(2,2-다이메틸프로파노일아미노)페닐]-2,2-다이메틸프로판아미드); 아연 옥타데세노에이트를 갖는 (1S,2R)-사이클로헥산-1,2-다이카르복실레이트의 염; 아연 옥타데세노에이트를 갖는 (1S,2R)-사이클로헥산-1,2-다이카르복실레이트의 칼슘 염; 13-도코센아미드를 갖는 시스-엔도-바이사이클로[2,2,1]헵탄-2,3-다이카르복실산 이나트륨 염; 비정질 이산화규소;
바이사이클로헵탄 다이카르복실산; 바이사이클로 [2.2.1] 헵탄 다이카르복실레이트;
사이클로헥산다이카르복실산; 사이클로헥산다이카르복실산의 칼슘 염; 사이클로헥산다이카르복실산, 사이클로헥산다이카르복실산의 칼슘 염, 및 아연 스테아레이트의 블렌드; 및
이의 둘 이상의 핵화제의 혼합물로부터 선택된다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름을 포함하는 형상화된 중합체 물품에 관한 것이다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 형상화된 중합체 물품에 관한 것으로서, 형상화된 중합체 물품은 열성형 형상화된 중합체 물품이다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 식품을 패키징하기 위한 용기인, 상기 언급된 바와 같은 형성화된 중합체 물품에 관한 것이다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 용기에 관한 것으로서, 공압출된 다층 중합체 필름은 하기 층들의 세트로부터의 하나의 층, 또는 하기 층들의 세트로부터의 하나 초과의 층을 추가로 포함한다:
(A) 주로 폴리올레핀을 포함하는 적어도 하나의 층;
(B) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 적어도 하나의 층;
(C) 주로 IMPEDE®를 포함하는 적어도 하나의 층;
(D) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 적어도 하나의 층;
(E) 주로 폴리에틸렌 중합체 또는 혼성중합체를 포함하는 적어도 하나의 층;
(F) EVOH를 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
(G) 주로 나일론을 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
(H) 주로 폴리에스테르를 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
(I) 적어도 하나의 결합 층; 및
(J) 상기 층들의 조합.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 용기에 관한 것으로서, 상기 공압출된 다층 중합체 필름은,
(I) 폴리에틸렌을 포함하는 외부 층;
(II) EVOH를 포함하는 코어 층; 및
(III) 폴리에틸렌을 포함하는 내부 층을 포함하고;
여기서, 상기 3개 층 중 적어도 하나는 상기 2층 스택을 포함한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 용기에 관한 것으로서, 상기 외부 층 및 상기 내부 층은 2층 스택을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 용기에 관한 것으로서, 공압출된 다층 중합체 필름은 하기 순서로 3개의 층, 즉
(I) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 제1 층;
(II) 제2 층 - 제2 층은,
(a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
(b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함함 -; 및
(III) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 제3 층을 포함한다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 용기에 관한 것으로서, 공압출된 다층 중합체 필름은,
(I) 하나 이상의 층을 포함하는 외부 층 스택 -
(A) 선택적으로, 상기 외부 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
(B) 선택적으로 상기 외부 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
(i) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
(ii)
(a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
(b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접함 -;
(II) 하나 이상의 층을 포함하는 코어 층 스택 -
(C) 선택적으로, 상기 코어 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
(D) 선택적으로 상기 코어 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
(iii) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
(iv)
(a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
(b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접하고;
(E) 선택적으로, 상기 코어 층 스택의 적어도 하나의 층은 EVOH를 포함함 -; 및
(III) 하나 이상의 층을 포함하는 내부 층 스택 -
(F) 선택적으로, 상기 내부 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
(G) 선택적으로 상기 내부 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
(v) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
(vi)
(a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
(b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접함 - 을 포함하고;
여기서, 상기 폴리에틸렌 혼성중합체는,
(a) 선택적으로 0.894 내지 0.908 g/㎤ 범위의 밀도; 0.2 내지 1 dg/분 범위의 용융 지수를 갖는 제1 에틸렌/α-올레핀 공중합체 분획; 및
(b) 선택적으로, 약 0.910 내지 0.924 g/㎤ 범위의 밀도, 0.5 내지 2 g/10분 범위의 용융 지수, 약 1.15 내지 2.5 범위의 제로 전단 점도 비(zero shear viscosity ratio, ZSVR); 2.0 내지 4.0 범위에 있는 수 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비(Mw/Mn)로 표현된 분자량 분포를 갖는 제2 에틸렌/α-올레핀 공중합체 분획을 포함한다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 용기에 관한 것으로서, 공압출된 다층 중합체 필름은 2개의 층 내지 100개의 층 범위로부터 선택된 다수의 층을 포함한다.
다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 용기에 관한 것으로서, 상기 공압출된 다층 중합체 필름의 중량%에 대한 상기 EVOH 공중합체의 중량%는 약 0.1% 내지 약 10% 범위에 있다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 용기에 관한 것으로서, 상기 EVOH 공중합체 내의 에틸렌의 몰%는 약 10% 내지 약 55% 범위에 있다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 바와 같은 공압출된 다층 중합체 필름을 제조하기 위한 방법에 관한 것으로서, 상기 방법은,
(I) 층 A1을 제공하는 단계, 및
(II) B1 또는 B2를 포함하는 층을 제공하는 단계를 포함하고;
여기서, 상기 A1 및 상기 B1 또는 A1 및 B2는 공압출된 다층 중합체 필름의 배리어 특성의 개선을 제공하기 위해 중간상이 두 층 사이에서 특성의 불연속성을 제공하도록 인접한 경계에서 계면 또는 중간상을 형성하는, 방법.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 언급된 방법에 의해 제조된 강성의 공압출된 다층 중합체 필름으로부터 제조된 식품을 패키징하기 위한 용기에 관한 것이다.
또 다른 실시 형태에서, 본 발명은 상기 기재된 바와 같은 형상화된 물품에 관한 것으로서, 형상화된 중합체 물품은 열성형 형상화된 중합체 물품이다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 공압출된 다층 중합체 필름을 포함하는 적층 구조물에 관한 것으로서,
중합체 필름은 적어도 하나의 2층 스택 A-B1 또는 A-B2를 포함하고;
여기서 2층 스택의 제1 층은 A이고 2층 스택의 제2 층은 B1 또는 B2이고;
여기서 A는 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층이고;
여기서 B1은 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층이고;
여기서 B2는 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층이고;
여기서, 상기 2층 스택 내의 상기 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접하고;
여기서, 적층 구조물 두께는 5 μm 내지 1600 μm의 범위에 있다.
도 1은 본 발명의 강성 필름의 다층 실시 형태를 도시한다.
도 2는 폴리프로필렌 펠릿 샘플의 시차 주사 열량 측정 프로파일을 도시한다.
도 3은 폴리프로필렌 시트 샘플의 시차 주사 열량 측정 프로파일을 도시한다.
도 4는 본 발명의 롤-스톡(roll-stock) 또는 강성 시트로 제조된 컵을 도시한다.
도 5는 또한 본 발명의 롤-스톡 또는 강성 시트로 제조된 컵을 도시한다.
하나 이상의 예가 도면에 도시되어 있는 실시 형태에 대해 이제 상세히 언급할 것이다. 각각의 예는 본 개시내용을 제한하는 것이 아닌 실시 형태의 설명 방식으로 제공된다. 실제로, 본 개시내용의 범주 또는 사상을 벗어나지 않으면서 실시 형태에 대한 다양한 수정 및 변경이 이루어질 수 있다는 것은 당업자에게 명백할 것이다. 예를 들어, 일 실시 형태의 일부로서 예시되거나 설명된 특징부는 또 다른 실시 형태를 산출하기 위해 다른 실시 형태와 함께 사용될 수 있다. 따라서, 본 개시내용의 태양은 이러한 수정 및 변경을 포함하는 것으로 의도된다.
I. 정의 및 용어
본 특허 출원에서 표현된 모든 백분율은 달리 표현되지 않는 한 조성물의 총 중량의 중량에 의한 것이다.
본 특허 출원에서 표현된 모든 비는 달리 표현되지 않는 한 중량:중량 기준이다.
오직 범위 내의 각각의 그리고 모든 값을 나열하고 설명하는 것을 단지 피하기 위해 범위는 약식으로 사용된다. 범위 내의 임의의 적절한 값은 상한 값, 하한 값, 또는 그 범위의 종점으로서 선택될 수 있다.
단어의 단수 형태는 문맥상 명백하게 달리 지시하지 않는 한 그의 복수를 포함하고, 그 반대도 마찬가지이다. 따라서, 단수("a", "an", "the")의 언급은 대체적으로 이들이 수식하는 각각의 용어의 복수를 포함한다. 예를 들어, "방법"에 대한 언급은 복수의 "방법들"을 포함한다. 유사하게, 용어 "포함하다", "포함한다", 및 "포함하는"은 청구범위에서의 전환어로서 사용되는지 여부에 관계없이, 배타적이라기보다는 오히려 포괄적으로 해석되어야 한다. 마찬가지로, 용어 "구비하다", "구비하는" 및 "또는"은 이러한 구성이 문맥에서 명확하게 금지되지 않는 한 포괄적인 것으로 해석되어야 한다. 유사하게, 용어 "예"는, 특히 항목들의 목록이 뒤따르는 경우, 단지 대표적이며 예시적이지, 배타적이거나 종합적인 것으로 간주되어서는 안 된다.
용어 "포함하는", "구비하는", "갖는" 및 이들의 파생어는, 동일한 것이 구체적으로 개시되어 있든 아니든, 임의의 추가 구성요소, 단계, 또는 절차의 존재를 배제하도록 의도되지 않는다. 의심의 여지를 피하기 위해, 용어 "포함하는"의 사용을 통해 청구된 모든 조성물은, 달리 반대로 언급되지 않는 한, 중합체이든 아니든 관계없이, 임의의 추가 첨가제, 보조제 또는 화합물을 포함할 수 있다. 대조적으로, 용어 "본질적으로 ~로 이루어진"은, 작동성에 필수적이지 않은 것들을 제외한, 임의의 다른 구성요소, 단계, 또는 절차를 임의의 후속 인용의 범주로부터 배제한다. 용어 "~로 이루어진"은 구체적으로 기술되거나 열거되지 않은 임의의 구성요소, 단계, 또는 절차를 배제한다.
본 특허 출원에 개시된 방법, 조성물, 및 다른 진보물은, 당업자가 이해할 수 있는 바와 같이, 이들이 다양할 수 있기 때문에, 본 출원에 기재된 특정 방법, 프로토콜, 및 시약에 제한되지 않는다. 또한, 본 출원에 사용된 용어는 특정 실시 형태만을 설명하며, 개시되거나 청구된 것의 범주를 제한하는 것으로 해석되어서는 안 된다.
달리 정의되지 않는 한, 본 출원에서 사용되는 모든 기술적 그리고 과학적 용어, 업계의 용어, 및 두문자어는 본 발명의 기술 분야(들)에서, 또는 용어가 사용되는 분야(들)에서 당업자들 중 한 명에 의해 통상적으로 이해되는 의미를 갖는다. 본 특허 출원에 기재된 것과 유사하거나 동등한 임의의 조성물, 방법, 제조 물품, 또는 다른 수단이나 재료가 본 발명의 실시에 사용될 수 있지만, 특정 조성물, 방법, 제조 물품, 또는 다른 수단이나 재료는 오로지 예시를 위해서만 기재된다.
본 특허 출원에서 인용되거나 지칭되는 모든 특허, 특허 출원, 공보, 기술적 그리고/또는 학문적 문헌, 및 다른 참고 문헌은 법률에 의해 허용되는 정도를 참조하여 그 전체가 포함된다. 이들 참고 문헌의 논의는 단지 이들 참고 문헌에서 펴낸 주장을 요약하기 위해 의도된다. 임의의 이러한 특허, 특허 출원, 공보 또는 참고 문헌, 또는 이의 임의의 부분이 관련된, 실질적인, 또는 종래의 기술인 것으로 인정되지 않는다. 관련된, 실질적인, 또는 종래의 기술로서 이러한 특허, 특허 출원, 공보, 및 다른 참고 문헌의 임의의 주장의 정확도 및 적절성을 제기하는 권리는 구체적으로 확보된다.
용어 "조성물"은, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 조성물을 포함하는 재료들의 혼합물뿐만 아니라 조성물의 재료로부터 형성된 반응 생성물 및 분해 생성물을 포함한다.
용어 "중합체"는, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 동일한 유형이든 상이한 유형이든 그러한 유형의 단량체를 중합하여 제조된 중합체 화합물을 지칭한다. 따라서, 일반 용어 중합체는 이후 정의된 바와 같은 용어 단일중합체(미량의 불순물이 중합체 구조에 혼입될 수 있다는 것의 이해와 함께, 오로지 한 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는 데 채택됨), 공중합체 및 혼성중합체를 포괄한다.
용어 "혼성중합체"는, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 적어도 2개의 상이한 유형의 단량체의 중합에 의해 제조된 중합체를 지칭한다. 따라서, 일반 용어 혼성중합체는 공중합체(2개의 상이한 유형의 단량체로부터 제조된 중합체를 지칭하는 데 사용됨), 및 2개 초과의 상이한 유형들의 단량체로부터 제조된 중합체를 포함한다.
용어 "에틸렌계 중합체"는, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 중합된 형태로, (중합체의 중량을 기준으로) 대부분의 양의 에틸렌 단량체를 포함하고, 선택적으로 하나 이상의 공단량체를 포함할 수 있는 중합체를 지칭한다.
용어 "에틸렌/α-올레핀 혼성중합체"는, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 중합된 형태로, (혼성중합체의 중량을 기준으로) 대부분의 양의 에틸렌 단량체, 및 하나 이상의 추가 α-올레핀 단량체를 포함하는 혼성중합체를 지칭한다. 용어 "에틸렌/α-올레핀 혼성중합체"는 에틸렌/α-올레핀 공중합체뿐만 아니라, 삼원공중합체 및 다수의 단량체로부터 유도된 다른 중합체를 포함한다.
용어 "에틸렌/α-올레핀 공중합체"는, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 오로지 2개의 단량체 유형으로서 (공중합체의 중량을 기준으로) 대부분의 양의 에틸렌 단량체 및 α-올레핀을 중합된 형태로 포함하는 공중합체를 지칭한다.
용어 "EVOH"는, 본 명세서에 사용된 바와 같이, 에틸렌 및 비닐 알코올의 반복 단위를 포함하는 중합체를 지칭한다. 당업계에 대체적으로 공지된 바와 같이, 에틸렌 대 비닐 알코올의 중량비는 배리어 특성을 정의한다. 이러한 중합체 및 이의 제조 방법은 대체적으로 당업계에 공지되어 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, "밀도"는 ASTM D 792에 의해 결정되고, "용융 지수"는 ASTM D 1238에 의해 결정된다. 중합체의 "융점"은 ASTM Procedure D3417-83(rev. 88)에 기재된 바와 같이 시차 주사 열량 측정법(DSC)을 수행할 때 피크 용융점으로서 측정된다.
II. 중합체 필름 구조물
대체적으로, 본 발명은 공압출된 폴리프로필렌("PP") 층의 적어도 하나의 스택을 포함하는 중합체 필름 구조물에 관한 것이다. 중합체 필름 구조물은 본 명세서에서 그리고 당업계에서 설명되는 바와 같이 하나 이상의 다른 층을 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 대체적으로, 본 발명은 폴리프로필렌("PP") 층의 적어도 하나의 스택을 포함하는 강성 필름 또는 강성 시트에 관한 것이다. 이러한 강성 필름은, 특히, 향상된 배리어 특성, 강성, 인성, 및/또는 스냅성을 특징으로 한다. 다른 실시 형태에서, 대체적으로, 본 발명은 폴리프로필렌("PP") 층의 적어도 하나의 스택을 포함하는 가요성 필름 또는 가요성 시트에 관한 것이다. 이러한 가요성 필름은, 특히, 향상된 배리어 특성, 강성 및 인성을 특징으로 한다.
다른 실시 형태에서, 대체적으로, 본 발명은 공압출 또는 적층될 수 있는 폴리프로필렌("PP") 층의 적어도 하나의 스택을 포함하는 강성 필름 또는 강성 시트에 관한 것이다. 다른 실시 형태에서, 대체적으로, 본 발명은 공압출 또는 적층될 수 있는 폴리프로필렌("PP") 층의 적어도 하나의 스택을 포함하는 가요성 필름 또는 가요성 시트에 관한 것이다.
폴리프로필렌 스택은, 강성이든 또는 가요성이든, 다른 필름 구조물과 공압출될 수 있거나, 다른 필름 구조물과 적층될 수 있다. 이러한 폴리프로필렌 스택을 포함하는 적층 구조물에서, 폴리프로필렌 스택은 공압출되거나 적층될 수 있는 점을 유의해야 한다.
적층은, 예를 들어, 열 적층, 압출 적층, 접착 적층(용매 및 무용매), 또는 인쇄 또는 성형 또는 형상화일 수 있다.
"주로 일정 성분을 포함하는 층"은 층이 주로 그 성분을 포함함을 의미한다. 명확하게 하기 위해, "주로"는 층이 상기 성분의 약 40 중량% 초과를 포함하는 것을 의미한다. 예를 들어, 층이 주로 폴리프로필렌을 포함하는 경우, 이는 층 내의 PP의 중량%가 약 40% 초과하는 것을 의미한다.
폴리프로필렌 층의 스택("폴리프로필렌 스택" 또는 "PP-스택")은, 본 명세서에 기재된 바와 같은, 주로 폴리프로필렌을 각각 포함하는 적어도 2개의 층을 의미하고, 적어도 하나의 다른 층은 주로 통상적인 폴리프로필렌을 포함한다.
일 실시 형태에서, 폴리프로필렌 층의 이러한 스택은 주로 폴리프로필렌을 각각 포함하는 적어도 2개의 층을 포함하며, 여기서 적어도 하나의 층은 본 명세서에 기재된 바와 같이 주로 Impede® 폴리프로필렌을 포함하고, 적어도 하나의 다른 층은 주로 통상적인 폴리프로필렌을 포함한다.
더 구체적으로, 일 실시 형태에서, 본 발명은 적어도 하나의 2층 스택 A-B1 또는 A-B2를 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름에 관한 것으로서, 2층 스택의 제1 층은 A이고 2층 스택의 제2 층은 B1 또는 B2이고, 여기서 A는 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층이고; B1은 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층이고, B2는 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층이고; 여기서, 상기 2층 스택 내의 상기 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접한다.
일 실시 형태에서, 단지 하나의 2층 PP-스택을 포함하는 중합체 필름 구조물은 스택 내에 산재된 임의의 다른 비-PP 층을 포함하지 않는다. 따라서, 예를 들어, A-B 스택에서, 제3 비-PP 층, 예를 들어 C가 A와 B 사이에 산재될 가능성은 없다. 그러나, A1-B-A2 스택에서, A1-B 및 B-A2 중 적어도 한 쌍은 이들 사이에 배치된 추가 층 C를 갖지 않는다. 다시 말하면, 본 실시 형태에서, 하나 이상의 A-B 층은 산재된 C 층을 갖지 않을 것이다. 유사하게, A1-B1-A2-B2-A3-A4의 스택에서, A1 및 B1, B1 및 A2, A2 및 B2, B2 및 A3, 또는 A3 및 A4 중 적어도 한 쌍 사이에 층 C가 산재되지 않을 가능성이 존재한다. 달리 말하면, 이러한 스택에서, A1은 B1과 평면 접촉하고; B1은 A1 및 A2와 평면 접촉하고; A2는 B1 및 B2와 평면 접촉하는 등등이다. 본 실시 형태에서, A는 폴리프로필렌을 나타내고, B는 Impede® 폴리프로필렌, 또는 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층을 나타내며, 여기서 A1, A2 등은 상이한 등급의 폴리프로필렌 또는 2개 이상 등급의 폴리프로필렌의 블렌드이고; B1, B2 등은 상이한 등급의 Impede® 폴리프로필렌, 또는 2개 이상 등급의 Impede®의 블렌드 또는 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층 또는 이의 상이한 등급의 혼합물 또는 Impede®와의 이의 혼합물이다.
일 실시 형태에서, PP-스택은 스택 내에 산재된 임의의 다른 비-PP 층을 포함하지 않는다. 따라서, 예를 들어, A-B 스택에서, 제3 비-PP 층, 예를 들어 C가 A와 B 사이에 산재될 가능성은 없다. 유사하게, A1-B-A2 스택에서, A1과 B, 또는 B와 A2 사이에 배치된 추가 층 C의 가능성은 없다. 유사하게, A1-B1-A2-B2-A3-A4의 스택에서, A1과 B1, B1과 A2, A2와 B2, B2와 A3, 또는 A3과 A4 사이에 층 C가 산재될 가능성은 없다. 달리 말하면, 이러한 스택에서, A1은 B1과 평면 접촉하고; B1은 A1 및 A2와 평면 접촉하고; A2는 B1 및 B2와 평면 접촉하는 등등이다. 본 실시 형태에서, A는 폴리프로필렌을 나타내고, B는 Impede® 폴리프로필렌, 또는 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층을 나타내며, 여기서 A1, A2 등은 상이한 등급의 폴리프로필렌 또는 2개 이상 등급의 폴리프로필렌의 블렌드이고; B1, B2 등은 상이한 등급의 Impede® 폴리프로필렌, 2개 이상 등급의 Impede®의 블렌드, 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층, 이의 상이한 등급의 혼합물, 또는 Impede®와의 이의 혼합물이다.
일 실시 형태에서, 폴리프로필렌 스택 내의 층들의 수는 2 내지 20의 범위에 있다. 달리 말하면, PP-스택은 하기의 층들의 수들 중 임의의 하나를 가질 수 있다: 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 및 20. 일 실시 형태에서, PP-스택 내의 층들의 수는 본 명세서에서의 임의의 2개의 수들에 의해 한정되는 범위 내의 임의의 수에 의해 선택된다.
본 발명은 또한, 하나 이상의 폴리프로필렌 스택을 포함하는 강성의 공압출된 필름을 예상한다.
일 실시 형태에서, 적어도 하나의 PP-스택을 포함하는 본 발명의 강성의 공압출된 필름은 층들이 대칭으로 또는 비대칭으로 공압출되도록 다른 층을 추가로 포함한다.
일 실시 형태에서, 적어도 하나의 PP-스택을 포함하는 본 발명의 강성의 공압출된 필름은 하기 층들 중 하나 이상을 추가로 포함한다:
(1) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 적어도 하나의 층;
(2) 주로 IMPEDE®를 포함하는 적어도 하나의 층 또는 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층;
(3) 적어도 하나의 결합 층;
(4) 주로 폴리에틸렌 중합체 또는 혼성중합체를 포함하는 적어도 하나의 층;
(5) 주로 EVOH를 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
(6) 주로 나일론을 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
(7) 주로 폴리에스테르를 포함하는 적어도 하나의 배리어 층; 및
(8) 상기 층들의 조합.
일 실시 형태에서, 본 발명은 약 60 중량% 이하의 적어도 하나의 다른 폴리올레핀 중합체 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 중합체 재료를 포함하는 배리어 층으로서 작용하는 PP 스택을 포함하는 중합체 필름 구조물에 관한 것이다. 본 발명자들은 이러한 중합체 필름 구조물이 적합한 수증기 및 산소 투과 특성뿐만 아니라 적합한 투명성을 또한 나타내면서 소정 기계적 특성에서 예상치 못한 개선을 나타낼 수 있다는 것을 발견하였다. 본 명세서에 기재된 바와 같은 특성의 이러한 예상치 못한 조합은, 연장된 저장 수명, 높은 벽 강성 및/또는 우수한 투명성을 요구하는 것과 같은 특정 패키징 적용예를 위한 이러한 중합체 필름 구조물 및 생성된 형상화된 중합체 물품의 용도를 가능하게 할 수 있다. 분명히, PP 스택이 본 발명의 중합체 필름 구조물에 반드시 포함되는 한편, 하나 이상의 다른 배리어 층, 예를 들어 EVOH 층은 또한 하기 기재된 바와 같이 본 발명의 범주 내에서 구상된다.
II.A . 하중 하의 변형 온도
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료는 더 높은 온도에서 개선된 성능을 입증할 수 있다. 예를 들어, 하중 하의 변형 온도(deflection temperature under load, DTUL)로 표시되는 바와 같이, 특정 하중 하에서 변형이 발생하는 온도는 상대적으로 높을 수 있다. 이와 관련하여, DTUL은 30℃ 이상, 예컨대 40℃ 이상, 예컨대 45℃ 이상, 예컨대 50℃ 이상, 예컨대 60℃ 이상, 예컨대 70℃ 이상, 예컨대 80℃ 이상, 예컨대 90℃ 이상, 예컨대 100℃ 이상, 예컨대 110℃ 이상, 예컨대 125℃ 이상일 수 있다. DTUL은 130℃ 이하, 예컨대 120℃ 이하, 예컨대 110℃ 이하, 예컨대 100℃ 이하, 예컨대 90℃ 이하, 예컨대 80℃ 이하, 예컨대 75℃ 이하일 수 있다. 상기 언급된 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 기재, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료에 적용할 수 있다.
DTUL은 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 ℃로서 표현된다:
30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90,95, 100, 105, 110, 115, 120, 125, 및 130.
상기 언급된 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료에 적용할 수 있다.
II.B . 인장 모듈러스
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료는 또한 대체적으로 강성의 표시인 비교적 높은 인장 모듈러스를 나타낼 수 있다. 이와 관련하여, 인장 모듈러스는 500 MPa 이상, 예컨대 600 MPa 이상, 예컨대 700 MPa 이상, 예컨대 750 MPa 이상, 예컨대 800 MPa 이상, 예컨대 900 MPa 이상, 예컨대 1,000 MPa 이상, 예컨대 1,250 MPa 이상, 예컨대 1,500 MPa 이상, 예컨대 2,000 MPa 이상, 예컨대 2,250 MPa 이상, 예컨대 2,500 MPa 이상, 예컨대 2,750 MPa 이상, 예컨대 3,000 MPa 이상, 예컨대 3,250 MPa 이상, 예컨대 3,500 MPa 이상, 예컨대 4,000 MPa 이상일 수 있다. 인장 모듈러스는 5,000 MPa 이하, 예컨대 4,500 MPa 이하, 예컨대 4,000 MPa 이하, 예컨대 3,750 MPa 이하, 예컨대 3,500 MPa 이하, 예컨대 3,000 MPa 이하, 예컨대 2,500 MPa 이하, 예컨대 2,000 MPa 이하, 예컨대 1,500 MPa 이하, 예컨대 1,000 MPa 이하일 수 있다. 또한, 인장 모듈러스는 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 MPa로서 표현된다:
500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700, 1750, 1800, 1850, 900, 1950, 2000, 2050, 2100, 2150, 2200, 2250, 2300, 2350, 2400, 2450, 2500, 2550, 2600, 2650, 2700, 2750, 2800, 2850, 2900, 2950, 3000, 3050, 3100, 3150, 3200, 3250, 3300, 3350, 3400, 3450, 3500, 3550, 3600, 3650, 3700, 3750, 3800, 3850, 3900, 3950, 4000, 4050, 4100, 4150, 4200, 4250, 4300, 4350, 4400, 4450, 4500, 4550, 4600, 4650, 4700, 4750, 4800, 4850, 4900, 4950, 및 5000.
상기 언급된 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료에 적용할 수 있다.
II.C . 항복 인장 강도
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료는 비교적 높은 항복 인장 강도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 항복 인장 강도는 20 MPa 이상, 예컨대 25 MPa 이상, 예컨대 30 MPa 이상, 예컨대 35 MPa 이상, 예컨대 40 MPa 이상, 예컨대 45 MPa 이상일 수 있다. 항복 인장 강도는 200 MPa 이하, 예컨대 150 MPa 이하, 예컨대 100 MPa 이하, 예컨대 90 MPa 이하, 예컨대 80 MPa 이하, 예컨대 70 MPa 이하, 예컨대 60 MPa 이하, 예컨대 50 MPa 이하, 예컨대 45 MPa 이하일 수 있다. 항복 인장 강도는 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 MPa로서 표현된다:
20, 30, 40, 50, 60, 70, 80, 90, 100, 110, 120, 130, 140, 150, 160, 170, 180, 190, 및 200.
상기 언급된 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료에 적용할 수 있다.
II.D . 항복 연신율
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료는 소정의 항복 연신율%를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 항복 연신율%는 10% 이하, 예컨대 8% 이하, 예컨대 6% 이하, 예컨대 5% 이하, 예컨대 4% 이하, 예컨대 3% 이하, 예컨대 2.5% 이하, 예컨대 2% 이하, 예컨대 1.5% 이하일 수 있다. 항복 연신율%는 0.01% 이상, 예컨대 0.05% 이상, 예컨대 0.1% 이상, 예컨대 0.3% 이상, 예컨대 0.5% 이상, 예컨대 0.8% 이상, 예컨대 1% 이상, 예컨대 1.3% 이상, 예컨대 1.5% 이상, 예컨대 1.8% 이상, 예컨대 2% 이상, 예컨대 2.2% 이상, 예컨대 2.4% 이상일 수 있다. 항복 연신율%는 또한 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 %이다:
0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.09, 0.1, 0.3. 0.5, 0.7, 0.9, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4, 3.6, 3.8, 4.0, 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 5.0, 5.2, 5.4, 5.6, 5.8, 6.0, 6.2, 6.4, 6.6, 6.8, 7.0, 7.2, 7.4, 7.6, 7.8, 8.0, 8.2, 8.4, 8.6, 8.8, 9.0, 9.2, 9.4, 9.6, 9.8, 및 10.0.
상기 언급된 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료에 적용할 수 있다.
II.E . 굴곡 특성
인장 특성에 더하여, 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료는 또한 원하는 굴곡 특성을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 굴곡 탄젠트 모듈러스는 500 MPa 이상, 예컨대 800 MPa 이상, 예컨대 1,000 MPa 이상, 예컨대 1,250 MPa 이상, 예컨대 1,500 MPa 이상, 예컨대 2,000 MPa 이상, 예컨대 2,250 MPa 이상, 예컨대 2,500 MPa 이상, 예컨대 2,750 MPa 이상, 예컨대 3,000 MPa 이상, 예컨대 3,250 MPa 이상, 예컨대 3,500 MPa 이상, 예컨대 4,000 MPa 이상일 수 있다. 굴곡 탄젠트 모듈러스는 5,000 MPa 이하, 예컨대 4,500 MPa 이하, 예컨대 4,000 MPa 이하, 예컨대 3,750 MPa 이하, 예컨대 3,500 MPa 이하, 예컨대 3,000 MPa 이하, 예컨대 2,500 MPa 이하, 예컨대 2,000 MPa 이하, 예컨대 1,500 MPa 이하, 예컨대 1,000 MPa 이하일 수 있다. 굴곡 탄젠트 모듈러스는 또한 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 MPa로서 표현된다:
500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700, 1750, 1800, 1850, 900, 1950, 2000, 2050, 2100, 2150, 2200, 2250, 2300, 2350, 2400, 2450, 2500, 2550, 2600, 2650, 2700, 2750, 2800, 2850, 2900, 2950, 3000, 3050, 3100, 3150, 3200, 3250, 3300, 3350, 3400, 3450, 3500, 3550, 3600, 3650, 3700, 3750, 3800, 3850, 3900, 3950, 4000, 4050, 4100, 4150, 4200, 4250, 4300, 4350, 4400, 4450, 4500, 4550, 4600, 4650, 4700, 4750, 4800, 4850, 4900, 4950, 및 5000.
상기 언급된 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료에 적용할 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료는 소정 굴곡 시컨트 모듈러스를 가질 수 있다. 굴곡 시컨트 모듈러스는 500 MPa 이상, 예컨대 800 MPa 이상, 예컨대 1,000 MPa 이상, 예컨대 1,250 MPa 이상, 예컨대 1,500 MPa 이상, 예컨대 2,000 MPa 이상, 예컨대 2,250 MPa 이상, 예컨대 2,500 MPa 이상, 예컨대 2,750 MPa 이상, 예컨대 3,000 MPa 이상, 예컨대 3,250 MPa 이상, 예컨대 3,500 MPa 이상, 예컨대 4,000 MPa 이상일 수 있다. 굴곡 시컨트 모듈러스는 5,000 MPa 이하, 예컨대 4,500 MPa 이하, 예컨대 4,000 MPa 이하, 예컨대 3,750 MPa 이하, 예컨대 3,500 MPa 이하, 예컨대 3,000 MPa 이하, 예컨대 2,500 MPa 이하, 예컨대 2,000 MPa 이하, 예컨대 1,500 MPa 이하, 예컨대 1,000 MPa 이하일 수 있다. 굴곡 시컨트 모듈러스는 또한 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 MPa로서 표현된다:
500, 550, 600, 650, 700, 750, 800, 850, 900, 950, 1000, 1050, 1100, 1150, 1200, 1250, 1300, 1350, 1400, 1450, 1500, 1550, 1600, 1650, 1700, 1750, 1800, 1850, 900, 1950, 2000, 2050, 2100, 2150, 2200, 2250, 2300, 2350, 2400, 2450, 2500, 2550, 2600, 2650, 2700, 2750, 2800, 2850, 2900, 2950, 3000, 3050, 3100, 3150, 3200, 3250, 3300, 3350, 3400, 3450, 3500, 3550, 3600, 3650, 3700, 3750, 3800, 3850, 3900, 3950, 4000, 4050, 4100, 4150, 4200, 4250, 4300, 4350, 4400, 4450, 4500, 4550, 4600, 4650, 4700, 4750, 4800, 4850, 4900, 4950, 및 5000.
상기 언급된 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료에 적용할 수 있다.
II.F . 충격 강도
본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료는 소정 충격 강도를 나타낼 수 있다. 예를 들어, 노치 아이조드(Notched Izod), 예를 들어, 노치 아이조드 충격 강도는 0.1 J/m 이상, 예컨대 0.5 J/m 이상, 예컨대 1 J/m 이상, 예컨대 2 J/m 이상, 예컨대 5 J/m 이상, 예컨대 8 J/m 이상, 예컨대 10 J/m 이상일 수 있다. 노치 아이조드 충격 강도는 또한 50 J/m 이하, 예컨대 40 J/m 이하, 예컨대 30 J/m 이하, 예컨대 25 J/m 이하, 예컨대 20 J/m 이하, 예컨대 18 J/m 이하, 예컨대 15 J/m 이하, 예컨대 13 J/m 이하, 예컨대 10 J/m 이하일 수 있다. 23℃에서의 충격 강도는 또한 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 J/m로서 표현된다:
0.1, 0.2, 0.5, 0.7, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 및 50.
또한, 가드너(Gardner) 충격 강도는 0.01 J 이상, 예컨대 0.1 J 이상, 예컨대 0.2 J 이상, 예컨대 0.3 J 이상, 예컨대 0.5 J 이상, 예컨대 0.7 J 이상, 예컨대 0.8 J 이상, 예컨대 1 J 이상일 수 있다. 23℃에서의 가드너 충격 강도는 또한 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 J/m로서 표현된다:
0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.09, 0.1, 0.3. 0.5, 0.7, 0.9, 1.0, 1.2, 1.4, 1.6, 1.8, 2.0, 2.2, 2.4, 2.6, 2.8, 3.0, 3.2, 3.4, 3.6, 3.8, 4.0, 4.2, 4.4, 4.6, 4.8, 5.0, 5.2, 5.4, 5.6, 5.8, 6.0, 6.2, 6.4, 6.6, 6.8, 7.0, 7.2, 7.4, 7.6, 7.8, 8.0, 8.2, 8.4, 8.6, 8.8, 9.0, 9.2, 9.4, 9.6, 9.8, 및 10.0.
상기 언급된 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료에 적용할 수 있다.
II.G . 용융 유량
본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 재료는 소정 용융 유량을 가질 수 있다. 예를 들어, 용융 유량은 1 g/10분 이상, 예컨대 2 g/10분 이상, 예컨대 2.2 g/10분 이상, 예컨대 2.5 g/10분 이상, 예컨대 3 g/10분 이상, 예컨대 3.5 g/10분 이상, 예컨대 4 g/10분 이상, 예컨대 4.5 g/10분 이상, 예컨대 5 g/10분 이상, 예컨대 10 g/10분 이상, 예컨대 15 g/10분 이상, 예컨대 20 g/10분 이상, 예컨대 30 g/10분 이상일 수 있다. 용융 유량은 100 g/10분 이하, 예컨대 80 g/10분 이하, 예컨대 60 g/10분 이하, 예컨대 50 g/10분 이하, 예컨대 40 g/10분 이하, 예컨대 30 g/10분 이하, 예컨대 20 g/10분 이하, 예컨대 15 g/10분 이하, 예컨대 11 g/10분 이하, 예컨대 10 g/10분 이하, 예컨대 9 g/10분 이하, 예컨대 8 g/10분 이하, 예컨대 7.5 g/10분 이하, 예컨대 7 g/10분 이하, 예컨대 6.5 g/10분 이하, 예컨대 6 g/10분 이하일 수 있다. 용융 유량은 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 g/10분으로서 표현된다:
1, 1.2, 1.5, 2, 2.2, 2.5, 3, 3.2, 3.5, 4, 4.2, 4.5, 5, 5.5, 6, 6.5, 7, 7.5, 8, 8.5, 9, 9.5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 60, 65, 70, 75, 80, 85, 90, 95, 및 100.
II.H . 헤이즈 및 투명도
중합체 필름 구조물, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료의 광학 특성, 특히 투명도 및/또는 헤이즈가 또한 다양한 적용예에 있어서 중요하다. 예를 들어, 낮은 헤이즈를 갖는 것이 바람직할 수 있다. 소정 첨가제를 갖고 비교적 더 두꺼운 경우에도, 헤이즈%는 60 이하, 예컨대 50 이하, 예컨대 40 이하, 예컨대 30 이하, 예컨대 20 이하, 예컨대 18 이하, 예컨대 16 이하, 예컨대 14 이하, 예컨대 12 이하, 예컨대 10 이하, 예컨대 8 이하, 예컨대 6 이하, 예컨대 5 이하, 예컨대 4 이하일 수 있다. 헤이즈%는 0 이상, 예컨대 1 이상, 예컨대 2 이상, 예컨대 3 이상, 예컨대 4 이상, 예컨대 5 이상, 예컨대 10 이상, 예컨대 25 이상일 수 있다. 또한, 투명도%는 90 이상, 예컨대 95 이상, 예컨대 96 이상, 예컨대 97 이상, 예컨대 98 이상, 예컨대 99 이상일 수 있다.
소정 첨가제를 갖고 비교적 더 두꺼운 경우에도, 헤이즈%는 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다:
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22,23 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 및 60.
또한, 투명도%는 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다:
90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 및 100.
상기 언급된 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물, 배리어 층, 및/또는 중합체 재료에 적용할 수 있다. 또한, 이러한 특성은 본 명세서에 개시된 바와 같이 단일 두께 값에서 또는 두께 범위 내에서 실현될 수 있다. 예를 들어, 헤이즈% 또는 투명도%는 특정 두께(예를 들어, 25 mil 및/또는 50 mil)로 형성될 때의 중합체 재료에 대한 것일 수 있다. 헤이즈% 또는 투명도%는 ASTM D1003에 따라 결정될 수 있다.
II.I . 투과 특성
바람직한 기계적 특성 및 광학 특성에 더하여, 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료는, 또한, 비교적 낮은 투과 특성을 나타낼 수 있다. 이러한 투과 특성은 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료가 다양한 패키징 적용예에 이용되게 할 수 있다. 이와 관련하여, 중합체 필름 구조물 및/또는 배리어 층 및/또는 중합체 재료는 비교적 낮은 수증기 투과율 및/또는 산소 투과율을 나타낼 수 있다. 예를 들어, 수증기 투과율은 5 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 4 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 3 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 2 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 1 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 0.5 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 0.1 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 0.08 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 0.06 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 0.05 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 0.03 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 0.01 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 0.005 ㎤/m2/일 이하, 예컨대 0.001 ㎤/m2/일 이하일 수 있다. 수증기 투과율은 0 ㎤/m2/일 초과, 예컨대 0.001 ㎤/m2/일 이상, 예컨대 0.005 ㎤/m2/일 이상, 예컨대 0.01 ㎤/m2/일 이상, 예컨대 0.05 ㎤/m2/일 이상, 예컨대 0.1 ㎤/m2/일 이상일 수 있다. 수증기 투과율은 또한 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 ㎤/m2/일이다:
0, 0.0005, 0.001, 0.005, 0.01, 0.02, 0.03, 0.04, 0.05, 0.06, 0.07, 0.08, 0.09, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 0.6, 0.7, 0.8, 0.9, 1, 2, 3, 4, 및 5.
또한, 산소 투과율은 60 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 50 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 40 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 30 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 25 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 20 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 15 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 10 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 5 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 4 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 3 ㎤/100 in2/일 이하, 예컨대 2.5 ㎤/100 in2/일 이하일 수 있다. 산소 투과율은 0 ㎤/100 in2/일 초과, 예컨대 0.5 ㎤/100 in2/일 이상, 예컨대 1 ㎤/100 in2/일 이상, 예컨대 3 ㎤/100 in2/일 이상, 예컨대 5 ㎤/100 in2/일 이상, 예컨대 8 ㎤/100 in2/일 이상, 예컨대 10 ㎤/100 in2/일 이상일 수 있다. 산소 투과율은 특정 두께(예를 들어, 8 mil, 10 mil, 및/또는 18 mil)로 형성될 때의 중합체 재료에 대한 것일 수 있다. 또한, 산소 투과율은 하기의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 형성된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 ㎤/100 in2/일이다:
0, 0.1, 0.2, 0.3, 0.4, 0.5, 1, 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4, 4.5, 5, 10, 15, 20, 25, 30, 35, 40, 45, 50, 55, 및 60.
산소 투과율은 특정 두께(예를 들어, 8 mil, 10 mil, 및/또는 18 mil)로 형성될 때의 중합체 재료에 대한 것일 수 있다.
II.J . 중합체 필름 구조물의 두께
예를 들어, 중합체 필름 구조물은 200 μm 초과, 예컨대 210 μm 이상, 예컨대 220 μm 이상, 예컨대 240 μm 이상, 예컨대 250 μm 이상, 예컨대 300 μm 이상, 예컨대 350 μm 이상, 예컨대 400 μm 이상, 예컨대 500 μm 이상, 예컨대 700 μm 이상, 예컨대 900 μm 이상, 예컨대 1 mm 이상, 예컨대 2 mm 이상, 예컨대 3 mm 이상, 예컨대 5 mm 이상의 두께를 가질 수 있다. 중합체 필름 구조물은 1.25 cm 이하, 예컨대 1 cm 이하, 예컨대 8 mm 이하, 예컨대 5 mm 이하, 예컨대 3 mm 이하, 예컨대 2 mm 이하, 예컨대 1.5 mm 이하, 예컨대 1.3 mm 이하, 예컨대 1 mm 이하, 예컨대 900 μm 이하, 예컨대 800 μm 이하, 예컨대 700 μm 이하, 예컨대 600 μm 이하, 예컨대 500 μm 이하, 예컨대 400 μm 이하, 예컨대 350 μm 이하, 예컨대 300 μm 이하, 예컨대 280 μm 이하, 예컨대 270 μm 이하의 두께를 가질 수 있다.
달리 말하면, 중합체 필름 구조물 두께는 하기의 임의의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 μm이다:
5, 10, 20, 30, 50, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500, 525, 550, 575, 600, 625, 650, 675, 700, 725, 750, 775, 800, 825, 850, 875, 900, 925, 950, 975, 1000, 1025, 1050, 1100, 1125, 1150, 1175, 1200, 1225, 1250, 1275, 1300, 1325, 1350, 1375, 1400, 1425, 1450, 1475, 1500, 1525, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000, 11000, 12000 및 13000.
상기 언급된 특성은 배리어 층에 적용할 수 있다. 또한, 중합체 필름 구조물이 본 명세서에 정의된 바와 같은 배리어 층을 단순히 포함하는 단층 중합체 필름 구조물인 경우, 전술된 두께가 또한 배리어 층에 적용될 수 있다.
일 실시 형태에서, 본 발명은 또한 상기 중합체 필름 구조물로부터 제조된 적층 구조물에 관한 것이다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 본 발명은 적어도 하나의 폴리프로필렌 스택을 포함하는 본 명세서에 기재된 공압출된 구조물을 포함하는 적층 구조물에 관한 것이다. 이러한 적층은 압출 적층, 및/또는 열 적층, 및/또는 접착 적층(용매 및 무용매)을 포함한다. 다시 말하면, 폴리프로필렌-스택은 공압출되지만, PP-스택을 포함하는 적층 구조물은 공압출된 다른 층(비-PP-스택 층)의 일부 또는 전부, 및/또는 열적으로 적층된 다른 층의 일부 또는 전부, 및/또는 접착 적층된 다른 층(용매 및 무용매)의 일부 또는 전부, 및/또는 인쇄, 형성/형상화와 같은 상이한 방식으로 제조된 다른 층의 전부를 가질 수 있다. 더 두꺼운 적층 구조물은 이러한 적층으로부터 구성될 수 있다. 적층 구조물의 두께는 하기의 임의의 수일 수 있거나, 하기의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있으며, 단위는 μm이다:
5, 10, 20, 30, 50, 50, 75, 100, 125, 150, 175, 200, 225, 250, 275, 300, 325, 350, 375, 400, 425, 450, 475, 500, 525, 550, 575, 600, 625, 650, 675, 700, 725, 750, 775, 800, 825, 850, 875, 900, 925, 950, 975, 1000, 1025, 1050, 1100, 1125, 1150, 1175, 1200, 1225, 1250, 1275, 1300, 1325, 1350, 1375, 1400, 1425, 1450, 1475, 1500, 1525, 1600, 1700, 1800, 1900, 2000, 2500, 3000, 3500, 4000, 4500, 5000, 6000, 7000, 8000, 9000, 10000, 11000, 12000 및 13000.
일 실시 형태에서, 이러한 적층 구조물은 10 μm 내지 1525 μm(0.5 mil 내지 60 mil)의 두께 범위의 강성 시트이다.
본 발명은 또한, 적층 외에, 인쇄, 형성, 및 형상화와 같은 다른 형성 기술을 사용하여 중합체 필름 구조물을 제조하는 단계를 포함한다.
본 발명은 또한 상기 개시된 바와 같이 중합체 필름 구조물을 구상하는데, 필름 구조물은 가요성, 반강성 또는 강성이다. 본 발명의 범주 내에서 구상되는 바와 같이, 강성은 대체적으로 중합체 필름 구조물의 두께와 상관관계가 있지만, 반드시 그러한 것은 아니다.
일 실시 형태에서, 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층에서, 층 내의 다른 성분은 폴리올레핀, 탄화수소 수지, 및 선택적으로, 첨가제를 포함한다. 폴리프로필렌, 폴리올레핀, 탄화수소, 및 다른 재료가 본 명세서에 기재되어 있다. 본 명세서에서의 중합체 필름 구조물의 PP 스택 또는 스택들의 외부의 층들은 본 명세서에서 그리고 당업계에서 설명되는 다른 재료들을 포함한다. 다른 층은 주로 PP가 아니다.
III. 중합체 필름 구조물을 위한 재료
III.A . 폴리프로필렌
PP의 일반 재료 특성은 하기에 열거되어 있다:
Figure pct00001
밀도 0.88 내지 0.93 g/㎤
Figure pct00002
용융 지수 0.30 내지 10 g/10분
Figure pct00003
취성 온도 <-20℃
Figure pct00004
최대 지속된 사용 온도: 82℃ (180°F)
Figure pct00005
열 변형 온도: 115℃ (240°F)
본 발명에서, 필름 내에서 PP-스택에서든 아니든 간에 공압출된 층 내의 폴리프로필렌(PP)은 단일중합체 폴리프로필렌, 폴리프로필렌의 균질한 공중합체, 폴리프로필렌의 불균질한 공중합체, 폴리프로필렌 공중합체와 폴리프로필렌 단일중합체의 블렌드이다. PP 함량은 강성 필름 내에서 PP-스택에서든 아니든 간에 폴리프로필렌 층의 약 40 내지 약 100 중량부의 범위이다. 달리 말하면, 폴리프로필렌 층에서, PP 함량은 폴리프로필렌 층의 중량% 단위의 하기 수들 중 임의의 하나이다:
40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 및 100.
PP 함량은 또한 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다.
일 실시 형태에서, 필름의 높은 충격 강도 형태를 제조하기 위해, 사용된 폴리프로필렌 또는 폴리프로필렌(들)의 블렌드의 등급은 PP의 아이조드 충격 강도가 ASTM(American Society for Testing and Materials) 표준 D256에 따른 노치 인치당 9 ft-lbf 초과가 되도록 하는 것이다.
더 바람직하게는, 특히 적합한 폴리프로필렌은 아이조드 충격 강도(ASTM D 257, 23℃)가 노치 인치당 8 내지 80 ft-lbf이고, 용융 흐름 지수(ASTM D 1238, 2.16 ㎏, 23℃)가 약 0.3 내지 약 5.5 dg/분(또는 g/10분)인 블로운(blown) 필름 등급, 고충격 공중합체일 수 있다. 아이조드 충격 강도 범위는 또한 노치 인치당 8, 9, 10, ..., 78, 79 및 80 ft-lbf로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정될 수 있다. 유사하게, 용융 흐름 지수 범위는 또한 약 0.3, 약 0.35, 약 0.4, 약 0.45, ..., 약 5.40, 약 5.45, 및 약 5.50 dg/분으로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정될 수 있다. 바람직한 실시 형태에서, 상기 적어도 하나의 폴리프로필렌은 약 0.45 내지 약 0.75 dg/분 범위의 용융 지수를 갖는다.
본 발명에 사용된 폴리프로필렌은 또한 지글러-나타(Zeigler-Natta) 또는 단일 부위 촉매, 또는 이들 촉매의 조합을 사용하여 중합된다.
아이소택틱 폴리프로필렌 단일중합체("단일 PP")는 160 내지 165℃ 범위에서 단일 세정 DSC 용융 피크를 갖는, 단일 단계 반응에서 통상 중합된 균질한 중합체이다.
균질한 폴리프로필렌은 또한 단일 상으로 이루어지고, 단일중합체의 온도보다 낮은 온도에서 발생하는 단일 세정 DSC 용융 피크를 갖는다. 균질한 혼성중합체의 용융 에너지는 또한 단일중합체의 용융 에너지보다 다소 낮다.
불균질한 폴리프로필렌은 2단계 반응으로 형성된다. 제1 단계에서, 아이소택틱 폴리프로필렌 단일중합체 또는 균질한 폴리프로필렌의 결정질 네트워크가 형성된다. 제2 단계에서, 대부분 비정질 고무 상이 결정질 네트워크 내에서 형성된다. 제2 단계 반응에서 형성된 중합체의 일부는 통상 공단량체 내에서 충분히 풍부하여, 제3 상을 형성하도록 결정화될 수 있다. 공단량체가 에틸렌인 경우, 제3 상은 통상 120 내지 125℃ 범위에서 DSC 용융 피크를 갖는다.
III.B . IMPEDE® 폴리프로필렌
IMPEDE® 폴리프로필렌은 하기 특성을 갖는 폴리프로필렌 단일중합체를 의미한다. 이것은 8128 Up River Road, Corpus Christi, TX 78410에 소재한 Flint Hills Resources로부터 입수된다. 이것은 더 높은 강성, 개선된 배리어(O2 및 H2O) 및 높은 투명도를 제공하는 Impede 향상 기술로 명백해진다.
[표 1]
Figure pct00006
[표 2]
Figure pct00007
III.C. 폴리올레핀
본 발명의 중합체 필름 구조물은 적어도 하나의 폴리올레핀을 포함하는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 심지어 PP 스택 층 - 폴리프로필렌을 주로 포함함 - 도 적어도 하나의 다른 폴리올레핀을 추가로 포함할 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 α-올레핀 단량체와 같은 올레핀 단량체로부터 형성될 수 있다. 이와 관련하여, 단량체는 폴리올레핀 중합체가 에틸렌 중합체를 포함하도록 에틸렌일 수 있다. 또한, 단량체는 폴리올레핀 중합체가 프로필렌 중합체를 포함하도록 프로필렌일 수 있다. 하나의 특정 실시 형태에서, 폴리올레핀 중합체는 프로필렌 중합체를 포함한다.
대체적으로, 폴리올레핀 중합체는 단일중합체 또는 공중합체일 수 있다. 일 실시 형태에서, 폴리올레핀 중합체는 단일중합체를 포함한다. 예를 들어, 폴리올레핀 중합체가 프로필렌 중합체를 포함하는 경우, 이러한 중합체는 프로필렌 단일중합체일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 폴리올레핀 중합체는 공중합체를 포함한다. 예를 들어, 폴리올레핀 중합체가 프로필렌 중합체를 포함하는 경우, 이러한 중합체는 프로필렌 공중합체일 수 있다. 따라서, 일 실시 형태에서, 프로필렌 중합체는 프로필렌 단일중합체일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 프로필렌 중합체는 프로필렌 공중합체일 수 있다. 특히, 프로필렌 공중합체는 프로필렌 탄성중합체일 수 있다.
유사하게, 폴리올레핀 중합체가 단일중합체를 포함하고 폴리올레핀 중합체가 에틸렌 중합체를 포함하는 경우, 이러한 중합체는 에틸렌 단일중합체일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 폴리올레핀 중합체가 공중합체를 포함하고 폴리올레핀 중합체가 에틸렌 중합체를 포함하는 경우, 이러한 중합체는 에틸렌 공중합체일 수 있다. 따라서, 일 실시 형태에서, 에틸렌 중합체는 에틸렌 단일중합체일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 에틸렌 중합체는 에틸렌 공중합체일 수 있다. 특히, 에틸렌 공중합체는 에틸렌 탄성중합체일 수 있다.
공중합체로서 존재하는 경우, 공중합체는 적어도 하나의 α-올레핀(즉, 에틸렌 공중합체의 경우 에틸렌 이외의 것 또는 프로필렌 공중합체의 경우 프로필렌 이외의 것)을 포함하는 적어도 하나의 공단량체를 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 공단량체는 에틸렌(프로필렌 공중합체의 경우), 프로필렌(에틸렌 공중합체의 경우), C4-C20 α-올레핀, 또는 이들의 조합을 포함할 수 있다. 예를 들어, 공단량체가 C4-C20 α-올레핀을 포함하는 경우, 공단량체는 특정 실시 형태에서 C4-C12 α-올레핀, 예컨대 C4-C10 α-올레핀, 예컨대 C4-C8 α-올레핀일 수 있다. 여하튼, α-올레핀의 구체적인 예는 에틸렌, 부텐(예를 들어, 1-부텐, 3-메틸-1-부텐, 3,3-다이메틸-1-부텐), 펜텐(예를 들어, 4-메틸-1-펜텐, 3-메틸-1-펜텐), 헥센(예를 들어, 1-헥센, 3,5,5-트라이메틸-1-헥센), 헵텐, 옥텐(예를 들어, 1-옥텐, 2-옥텐), 노넨(예를 들어, 5-메틸-1-노넨), 데센, 도데센, 및 스티렌을 포함하지만, 이들로 제한되지 않는다.
특정 실시 형태에서, 공단량체는 에틸렌(프로필렌 공중합체의 경우), 프로필렌(에틸렌 공중합체의 경우), 1-부텐, 1-헥센, 또는 1-옥텐 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 공단량체는 적어도 에틸렌(프로필렌 공중합체의 경우) 또는 프로필렌(에틸렌 공중합체의 경우)을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 공단량체는 적어도 에틸렌 및 1-부텐, 1-헥센, 또는 1-옥텐 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
또한, 적합한 α-올레핀은 선형 또는 분지형(예를 들어, 하나 이상의 C1-C3 알킬 분지 또는 아릴 기)일 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, α-올레핀은 선형일 수 있다. 다른 실시 형태에서, α-올레핀은 분지형일 수 있다. 이와 관련하여, α-올레핀은. 예컨대 하나 이상의 메틸, 다이메틸, 트라이메틸, 에틸 또는 프로필 치환기로 치환될 수 있다. 그러나, α-올레핀은 또한 비치환될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
상기 언급된 α-올레핀 공단량체에 더하여, 공중합체는 선택적으로 다른 공단량체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 공단량체는 방향족 기 함유 공단량체, 비방향족 환형 기 함유 공단량체, 및/또는 다이올레핀 공단량체를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 공단량체는 4 이상, 예컨대 5 이상, 예컨대 8 이상, 예컨대 10 이상, 예컨대 15 이상의 탄소 원자 내지 30 이하, 예컨대 25 이하, 예컨대 20 이하, 예컨대 15 이하, 예컨대 10 이하의 탄소 원자를 함유할 수 있다.
일 실시 형태에서, 공단량체는 다이엔을 포함할 수 있다. 다이엔은 직쇄 비환형 올레핀, 분지쇄 비환형 올레핀, 단일 고리 지환족 올레핀, 다중 고리 지환족 융합 또는 가교된 고리 올레핀, 사이클로알케닐-치환된 알켄, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 다이엔은 부타다이엔, 펜타다이엔, 헥사다이엔(예를 들어, 1,4-헥사다이엔, 5-메틸-1,4-헥사다이엔, 1,4-사이클로헥사다이엔), 헵타다이엔(예를 들어, 1,6-헵타다이엔), 옥타다이엔(예를 들어, 1,6-옥타다이엔, 1,7-옥타다이엔, 3,7-다이메틸-1,6-옥타다이엔, 3,7-다이메틸-1,7-옥타다이엔, 1,5-사이클로옥타다이엔), 노나다이엔(예를 들어, 1,8-노나다이엔), 데카다이엔(예를 들어, 1,9-데카다이엔), 운데카다이엔(예를 들어, 1,10-운데카다이엔), 도데카다이엔(예를 들어, 1,11-도데카다이엔, 1,7-사이클로도데카다이엔), 트라이데카다이엔(예를 들어, 1,12-트라이데카다이엔), 테트라데카다이엔(예를 들어, 1,13-테트라데카다이엔), 펜타데카다이엔, 헥사데카다이엔, 헵타데카다이엔, 옥타데카다이엔, 노나데카다이엔, 아이코사다이엔, 헤네아이코사다이엔, 도코사다이엔, 트라이코사다이엔, 테트라코사다이엔, 펜타코사다이엔, 헥사코사다이엔, 헵타코사다이엔, 옥타코사다이엔, 노나코사다이엔, 트라이아콘타다이엔, 테트라하이드로인덴, 노르보르나다이엔, 메틸-테트라하이드로인덴, 다이사이클로펜타다이엔, 바이사이클로-(2.2.1)-헵타-2,5-다이엔, 알케닐 노르보르넨, 알킬리덴 노르보르넨(예를 들어, 에틸리덴 노르보르넨), 사이클로알케닐 노르보르넨, 사이클로알킬렌 노르보르넨(예를 들어, 5-메틸렌-2-노르보르넨, 5-에틸리덴-2-노르보르넨, 5-프로페닐-2-노르보르넨, 5-아이소프로필리덴-2-노르보르넨, 5-(4-사이클로펜테닐)-2-노르보르넨, 5-사이클로헥실리덴-2-노르보르넨, 5-비닐-2-노르보르넨), 비닐 사이클로헥센, 알릴 사이클로헥센, 비닐 사이클로옥텐, 4-비닐 사이클로헥센, 알릴 사이클로데센, 비닐 사이클로도데센, 및 테트라사이클로(A-11,12)-5,8-도데센을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
다이엔은 또한 폴리부타다이엔, 예컨대 저분자량 부타다이엔을 포함할 수 있다. 예를 들어, 폴리부타다이엔은 약 2,000 g/mol 이하, 예컨대 약 1,500 g/mol 이하, 예컨대 약 1,000 g/mol 이하의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 다이엔은 환형 다이엔, 예컨대 사이클로펜타다이엔, 비닐 노르보르넨, 노르보르나다이엔, 에틸리덴 노르보르넨, 다이비닐벤젠, 다이사이클로펜타다이엔 또는 다양한 고리 위치에서 치환기를 갖거나 갖지 않는 고차 고리 함유 다이올레핀을 포함할 수 있다.
사용되는 공단량체(들)들 유형에 관계없이, 1차 단량체(즉, 에틸렌 또는 프로필렌)는 공중합체의 약 50 몰% 이상, 예컨대 약 60 몰% 이상, 예컨대 약 65 몰% 이상, 예컨대 약 70 몰% 이상, 예컨대 약 75 몰% 이상, 예컨대 약 80 몰% 이상, 예컨대 약 85 몰% 이상, 예컨대 약 90 몰% 이상, 예컨대 약 93 몰% 이상을 구성할 수 있다. 1차 단량체(즉, 에틸렌 또는 프로필렌)는 공중합체의 100 몰% 미만, 예컨대 약 99.5 몰% 이하, 예컨대 약 99 몰% 이하, 예컨대 약 98 몰% 이하, 예컨대 약 97 몰% 이하, 예컨대 약 95 몰% 이하를 구성할 수 있다. 따라서, 1차 단량체(즉, 에틸렌 또는 프로필렌)는 공중합체의 약 50 중량% 이상, 예컨대 약 60 중량% 이상, 예컨대 약 65 중량% 이상, 예컨대 약 70 중량% 이상, 예컨대 약 75 중량% 이상, 예컨대 약 80 중량% 이상, 예컨대 약 85 중량% 이상, 예컨대 약 90 중량% 이상, 예컨대 약 93 중량% 이상을 구성할 수 있다. 1차 단량체(즉, 에틸렌 또는 프로필렌)는 공중합체의 100 중량% 미만, 예컨대 약 99.5 중량% 이하, 예컨대 약 99 중량% 이하, 예컨대 약 98 중량% 이하, 예컨대 약 97 중량% 이하, 예컨대 약 95 중량% 이하를 구성할 수 있다.
마찬가지로, α-올레핀과 같은 공단량체는 공중합체의 약 0.1 몰% 이상, 예컨대 약 0.3 몰% 이상, 예컨대 약 0.5 몰% 이상, 예컨대 약 1 몰% 이상, 예컨대 약 2 몰% 이상, 예컨대 약 3 몰% 이상, 예컨대 약 5 몰% 이상을 구성할 수 있다. 공단량체는 공중합체의 50 몰% 미만, 예컨대 약 40 몰% 이하, 예컨대 약 35 몰% 이하, 예컨대 약 30 몰% 이하, 예컨대 약 20 몰% 이하, 예컨대 약 15 몰% 이하, 예컨대 약 10 몰% 이하, 예컨대 약 7 몰% 이하를 구성할 수 있다. 따라서, 공단량체는 공중합체의 약 0.1 중량% 이상, 예컨대 약 0.3 중량% 이상, 예컨대 약 0.5 중량% 이상, 예컨대 약 1 중량% 이상, 예컨대 약 2 중량% 이상, 예컨대 약 3 중량% 이상, 예컨대 약 5 중량% 이상을 구성할 수 있다. 공단량체는 공중합체의 50 중량% 미만, 예컨대 약 40 중량% 이하, 예컨대 약 30 중량% 이하, 예컨대 약 25 중량% 이하, 예컨대 약 20 중량% 이하, 예컨대 약 15 중량% 이하, 예컨대 약 10 중량% 이하, 예컨대 약 8 중량% 이하, 예컨대 약 7 중량% 이하를 구성할 수 있다. 상기 언급된 백분율은 공중합체에 이용되는 단일 유형의 공단량체에 또는 조합으로 공단량체 모두에 적용할 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
제3 공단량체(예를 들어, 에틸렌을 포함하지 않는 것)가 존재하는 실시 형태에서, 이러한 제3 공단량체는 공중합체의 중량을 기준으로 약 10 중량% 이하, 예컨대 약 5 중량% 이하, 예컨대 약 4 중량% 이하, 예컨대 약 3 중량% 이하, 예컨대 약 2 중량% 이하의 양으로 존재할 수 있다.
하나의 특정 실시 형태에서, 폴리올레핀 중합체는 폴리올레핀 공중합체 탄성중합체일 수 있다. 예를 들어, 프로필렌 공중합체는 프로필렌 공중합체 탄성중합체일 수 있다. 당업계에서 대체적으로 이해되는 바와 같이, 탄성중합체는 ASTM D1566-19의 특성을 만족시킬 수 있다. 일 실시 형태에서, 탄성중합체는 에틸렌, 및 프로필렌, 부텐, 헥센 및 옥텐 중 적어도 하나의 공단량체를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 탄성중합체는 프로필렌, 및 에틸렌, 부텐, 헥센 및 옥텐 중 적어도 하나의 공단량체를 포함할 수 있다. 하나의 특정 실시 형태에서, 탄성중합체는 프로필렌 및 에틸렌을 포함한다. 예를 들어, 탄성중합체는 어떠한 추가적인 공단량체도 포함하지 않을 수 있다. 그러나, 일 실시 형태에서, 탄성중합체는 프로필렌, 에틸렌, 및 부텐, 헥센 및 옥텐 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 탄성중합체는 프로필렌-에틸렌-부텐, 프로필렌-에틸렌-헥센, 프로필렌-에틸렌-옥텐, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 일 실시 형태에서, 탄성중합체는 프로필렌-에틸렌-부텐을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 탄성중합체는 프로필렌-에틸렌-헥센을 포함할 수 있다. 추가 실시 형태에서, 탄성중합체는 프로필렌-에틸렌-옥텐을 포함할 수 있다.
대체적으로, 폴리올레핀 공중합체는 임의의 단량체 배열을 가질 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀 공중합체는 랜덤 공중합체일 수 있다. 대안적으로, 다른 실시 형태에서, 폴리올레핀 공중합체는 블록 공중합체일 수 있다. 추가 실시 형태에서, 폴리올레핀 공중합체는 헤테로상 공중합체일 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 그것이 본 명세서 적용예에 이용되게 할 수 있는 소정 분자 구조를 가질 수 있다. 이와 관련하여, 폴리올레핀 중합체는 소정 정도의 입체규칙성을 가질 수 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 폴리올레핀 중합체는 아이소택틱 폴리올레핀 중합체일 수 있다. 특히, 폴리올레핀 단일중합체는 아이소택틱 폴리올레핀 단일중합체일 수 있다. 이와 관련하여, 폴리올레핀 중합체는 .sup.13C-NMR에 의한 분석에 따라 결정될 때 적어도 50%, 예컨대 적어도 60%, 예컨대 적어도 70%, 예컨대 적어도 80%, 예컨대 적어도 85%, 예컨대 적어도 90%의 아이소택틱성을 가질 수 있다.
그러나, 폴리올레핀 중합체는 어택틱 또는 신디오택틱 분자 구조를 대안적으로 가질 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 폴리올레핀 중합체는 어택틱 폴리올레핀 중합체일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 폴리올레핀 중합체는 신디오택틱 폴리올레핀 중합체일 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀 중합체는 .sup.13C-NMR에 의한 분석에 따라 결정될 때 적어도 50%, 예컨대 적어도 60%, 예컨대 적어도 70%, 예컨대 적어도 80%, 예컨대 적어도 85%, 예컨대 적어도 90%의 신디오택틱성을 가질 수 있다.
대체적으로, 폴리올레핀 단일중합체는 더 큰 아이소택틱성 또는 신디오택틱성 및 대체적으로 더 낮은 어택틱성을 가질 수 있다. 예를 들어, 신디오택틱 폴리올레핀 단일중합체는 적어도 80%, 예컨대 적어도 85%, 예컨대 적어도 90%의 신디오택틱성을 가질 수 있다. 유사하게, 아이소택틱 폴리올레핀 단일중합체는 적어도 80%, 예컨대 적어도 85%, 예컨대 적어도 90%의 아이소택틱성을 가질 수 있다. 따라서, 이러한 폴리올레핀 단일중합체는 20% 미만, 예컨대 15% 미만, 예컨대 10% 미만, 예컨대 5% 미만의 어택틱성을 가질 수 있다.
이와 관련하여, 폴리올레핀 중합체는 소정 결정도를 가질 수 있다. 예를 들어, 결정도는 적어도 약 1%, 예컨대 적어도 약 2%, 예컨대 적어도 약 5%, 예컨대 적어도 약 10%, 예컨대 적어도 약 15%, 예컨대 적어도 약 20%, 예컨대 적어도 약 25%, 예컨대 적어도 약 30%, 예컨대 적어도 약 40%, 예컨대 적어도 약 50%, 예컨대 적어도 약 60%, 예컨대 적어도 약 70%, 예컨대 적어도 약 80%, 예컨대 적어도 약 90%, 예컨대 적어도 약 95%, 예컨대 적어도 약 98%, 예컨대 적어도 약 99%일 수 있다. 결정도는 대체적으로 100% 미만이다. 예를 들어, 결정도는 100% 미만, 예컨대 약 99% 이하, 예컨대 약 98% 이하, 예컨대 약 95% 이하, 예컨대 약 90% 이하, 예컨대 약 80% 이하, 예컨대 약 70% 이하, 예컨대 약 60% 이하, 예컨대 약 50% 이하, 예컨대 약 40% 이하, 예컨대 약 30% 이하, 예컨대 약 20% 이하일 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀 단일중합체는 대체적으로 폴리올레핀 공중합체 탄성중합체보다 높은 결정도를 가질 수 있다.
결정도는 자일렌 가용성 함량을 기준으로 결정될 수 있다. 예를 들어, 더 높은 결정도는 더 낮은 자일렌 가용성 함량을 야기할 것이다. 이와 관련하여, 자일렌 가용성 중량%는 50% 이하, 예컨대 40% 이하, 예컨대 30% 이하, 예컨대 20% 이하, 예컨대 15% 이하, 예컨대 10% 이하, 예컨대 5% 이하, 예컨대 4% 이하, 예컨대 3% 이하, 예컨대 2% 이하, 예컨대 1% 이하일 수 있다. 제한되고자 함이 없이, 자일렌 가용성 함량은 폴리올레핀 중합체의 비정질 부분의 척도를 제공한다. 자일렌 가용성 함량은 ASTM D5492-17에 따라 결정될 수 있다.
대체적으로, 폴리올레핀 중합체의 결정도는 중합체의 결정화 온도뿐만 아니라 용융 온도에 영향을 미칠 수 있다. 이와 관련하여, 폴리올레핀 중합체의 용융 온도 및 결정화 온도는 비교적 낮을 수 있다. 예를 들어, 용융 온도는 약 70℃ 이상, 예컨대 약 85℃ 이상, 예컨대 약 100℃ 이상, 예컨대 약 110℃ 이상, 예컨대 약 120℃ 이상, 예컨대 약 130℃ 이상, 예컨대 약 140℃ 이상, 예컨대 약 150℃ 이상, 예컨대 약 160℃ 이상, 예컨대 약 165℃ 이상일 수 있다. 용융 온도는 약 170℃ 이하, 예컨대 약 160℃ 이하, 예컨대 약 150℃ 이하, 예컨대 약 125℃ 이하, 예컨대 약 115℃ 이하, 예컨대 약 100℃ 이하일 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀 단일중합체는 대체적으로 폴리올레핀 공중합체 탄성중합체보다 높은 용융 온도를 가질 수 있다.
폴리올레핀 중합체의 결정화 온도는 약 70℃ 이상, 예컨대 약 80℃ 이상, 예컨대 약 90℃ 이상, 예컨대 약 95℃ 이상, 예컨대 약 100℃ 이상, 예컨대 약 105℃ 이상, 예컨대 약 110℃ 이상, 예컨대 약 115℃ 이상, 예컨대 약 120℃ 이상, 예컨대 약 125℃ 이상일 수 있다. 결정화 온도는 약 140℃ 이하, 예컨대 약 130℃ 이하, 예컨대 약 120℃ 이하, 예컨대 약 110℃ 이하, 예컨대 약 100℃ 이하일 수 있다.
폴리올레핀 중합체의 유리 전이 온도는 약 125℃ 이하, 예컨대 약 115℃ 이하, 예컨대 약 105℃ 이하, 예컨대 약 100℃ 이하, 예컨대 약 90℃ 이하, 예컨대 약 80℃ 이하, 예컨대 약 70℃ 이하, 예컨대 약 50℃ 이하, 예컨대 약 40℃ 이하, 예컨대 약 30℃ 이하, 예컨대 약 20℃ 이하, 예컨대 약 10℃ 이하, 예컨대 약 0℃ 이하일 수 있다. 유리 전이 온도는 약 -50℃ 이상, 예컨대 약 -40℃ 이상, 예컨대 약 -30℃ 이상, 예컨대 약 -20℃ 이상, 예컨대 약 -10℃ 이상, 예컨대 약 0℃ 이상, 예컨대 약 20℃ 이상, 예컨대 약 40℃ 이상, 예컨대 약 50℃ 이상일 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 또한, 그것이 특정 적용예에 이용되게 할 수 있는 소정 특성을 가질 수 있다. 이와 관련하여, 폴리올레핀 중합체는 특정 중량 평균 분자량(Mw)을 가질 수 있다. 예를 들어, Mw는 약 2,500 g/mol 이상, 예컨대 약 5,000 g/mol 이상, 예컨대 약 8,000 g/mol 이상, 예컨대 약 10,000 g/mol 이상, 예컨대 약 12,000 g/mol 이상, 예컨대 약 20,000 g/mol 이상, 예컨대 약 25,000 g/mol 이상, 예컨대 약 50,000 g/mol 이상, 예컨대 약 80,000 g/mol 이상, 예컨대 약 90,000 g/mol 이상, 예컨대 약 100,000 g/mol 이상, 예컨대 약 200,000 g/mol 이상, 예컨대 약 300,000 g/mol 이상일 수 있다. Mw는 약 1,000,000 g/mol 이하, 예컨대 약 800,000 g/mol 이하, 예컨대 약 600,000 g/mol 이하, 예컨대 약 500,000 g/mol 이하, 예컨대 약 400,000 g/mol 이하, 예컨대 약 300,000 g/mol 이하, 예컨대 약 250,000 g/mol 이하, 예컨대 약 200,000 g/mol 이하, 예컨대 약 150,000 g/mol 이하, 예컨대 약 100,000 g/mol 이하, 예컨대 약 50,000 g/mol 이하일 수 있다. Mw는 당업계에 공지된 기술, 예컨대 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 결정될 수 있다.
유사하게, 폴리올레핀 중합체는 또한 특정 수 평균 분자량(Mn)을 가질 수 있다. 예를 들어, Mn은 약 2,500 g/mol 이상, 예컨대 약 5,000 g/mol 이상, 예컨대 약 8,000 g/mol 이상, 예컨대 약 10,000 g/mol 이상, 예컨대 약 12,000 g/mol 이상, 예컨대 약 20,000 g/mol 이상, 예컨대 약 25,000 g/mol 이상, 예컨대 약 50,000 g/mol 이상, 예컨대 약 80,000 g/mol 이상, 예컨대 약 90,000 g/mol 이상, 예컨대 약 100,000 g/mol 이상, 예컨대 약 200,000 g/mol 이상, 예컨대 약 300,000 g/mol 이상일 수 있다. Mn은 약 1,000,000 g/mol 이하, 예컨대 약 800,000 g/mol 이하, 예컨대 약 600,000 g/mol 이하, 예컨대 약 500,000 g/mol 이하, 예컨대 약 400,000 g/mol 이하, 예컨대 약 300,000 g/mol 이하, 예컨대 약 250,000 g/mol 이하, 예컨대 약 200,000 g/mol 이하, 예컨대 약 150,000 g/mol 이하, 예컨대 약 100,000 g/mol 이하, 예컨대 약 50,000 g/mol 이하일 수 있다. Mn은 당업계에 공지된 기술, 예컨대 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 결정될 수 있다.
이와 관련하여, 폴리올레핀 중합체는 특정 다분산 지수(polydispersity index)(Mw/Mn)를 가질 수 있다. 예를 들어, 다분산 지수는 1 초과, 예컨대 약 2 이상, 예컨대 약 2.3 이상, 예컨대 약 2.5 이상, 예컨대 약 3 이상, 예컨대 약 3.5 이상, 예컨대 약 4 이상일 수 있다. 다분산 지수는 약 9 이하, 예컨대 약 8 이하, 예컨대 약 7 이하, 예컨대 약 5 이하, 예컨대 약 4.5 이하, 예컨대 약 4 이하, 예컨대 약 3.5 이하, 예컨대 약 3 이하, 예컨대 약 2.5 이하일 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 특정 비중을 가질 수 있다. 예를 들어, 비중은 약 0.8 g/㎤ 이상, 예컨대 약 0.83 g/㎤ 이상, 예컨대 약 0.85 g/㎤ 이상, 예컨대 약 0.86 g/㎤ 이상, 예컨대 약 0.87 g/㎤ 이상, 예컨대 약 0.88 g/㎤ 이상, 예컨대 약 0.9 g/㎤ 이상일 수 있다. 비중은 1 g/㎤ 미만, 예컨대 약 0.95 g/㎤ 이하, 예컨대 약 0.93 g/㎤ 이하, 예컨대 약 0.92 g/㎤ 이하, 예컨대 약 0.91 g/㎤ 이하, 예컨대 약 0.9 g/㎤ 이하, 예컨대 약 0.89 g/㎤ 이하, 예컨대 약 0.88 g/㎤ 이하일 수 있다. 비중은 ASTM D792-20에 따라 결정될 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 특정 용융 유량을 가질 수 있다. 예를 들어, 용융 유량은 약 0.1 g/10분 이상, 예컨대 약 0.2 g/10분 이상, 예컨대 약 0.3 g/10분 이상, 예컨대 약 0.4 g/10 이상, 예컨대 약 0.5 g/10분 이상, 예컨대 약 1 g/10분 이상, 예컨대 약 1.5 g/10분 이상, 예컨대 약 2 g/10분 이상, 예컨대 약 5 g/10분 이상, 예컨대 약 10 g/10분 이상, 예컨대 약 20 g/10분 이상, 예컨대 약 25 g/10분 이상일 수 있다. 용융 유량은 약 500 g/10분 이하, 예컨대 약 200 g/10분 이하, 예컨대 약 100 g/10분 이하, 예컨대 약 50 g/10분 이하, 예컨대 약 40 g/10분 이하, 예컨대 약 20 g/10분 이하, 예컨대 약 10 g/10분 이하, 예컨대 약 5 g/10분 이하, 예컨대 약 4 g/10분 이하, 예컨대 약 3 g/10분 이하, 예컨대 약 2 g/10분 이하, 예컨대 약 1.5 g/10분 이하, 예컨대 약 1 g/10분 이하, 예컨대 약 0.8 g/10분 이하, 예컨대 약 0.6 g/10분 이하, 예컨대 약 0.5 g/10분 이하, 예컨대 약 0.45 g/10분 이하, 예컨대 약 0.4 g/10분 이하, 예컨대 약 0.35 g/10분 이하, 예컨대 약 0.3 g/10분 이하일 수 있다. 용융 유량은 230℃의 온도에서 10분 후에 2.16 ㎏의 하중을 받을 때 ASTM D1238-13에 따라 결정될 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 또한 특정 융해열을 가질 수 있다. 예를 들어, 융해열은 약 40 J/g 이상, 예컨대 약 50 J/g 이상, 예컨대 약 60 J/g 이상, 예컨대 약 70 J/g 이상, 예컨대 약 75 J/g 이상, 예컨대 약 80 J/g 이상, 예컨대 약 90 J/g 이상, 예컨대 약 100 J/g 이상, 예컨대 약 125 J/g 이상, 예컨대 약 150 J/g 이상, 예컨대 약 200 J/g 이상일 수 있다. 융해열은 약 300 J/g 이하, 예컨대 약 250 J/g 이하, 예컨대 약 200 J/g 이하, 예컨대 약 150 J/g 이하, 예컨대 약 125 J/g 이하, 예컨대 약 100 J/g 이하, 예컨대 약 80 J/g 이하, 예컨대 약 75 J/g 이하, 예컨대 약 70 J/g 이하, 예컨대 약 65 J/g 이하, 예컨대 약 60 J/g 이하, 예컨대 약 50 J/g 이하일 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀 단일중합체가 비교적 더 높은 융해열을 가질 수 있는 한편, 폴리올레핀 공중합체 탄성중합체는 비교적 더 낮은 융해열을 가질 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 또한 특정 결정도를 가질 수 있다. 예를 들어, 결정도는 50% 이상, 예컨대 60% 이상, 예컨대 70% 이상, 예컨대 80% 이상, 예컨대 90% 이상일 수 있다. 대체적으로, 백분율은 중합체 총 중량당 결정화된 영역의 중량을 정의하는 데 사용되고, 시차 주사 열량계, x-선 회절계(XRD) 등과 같은 당업계의 수단을 사용하여 결정될 수 있다. 또한, 폴리올레핀 중합체는 95% 이상, 예컨대 96% 이상, 예컨대 97% 이상의 아이소택틱성을 가질 수 있다. 또한, 폴리올레핀 중합체는 5% 이하, 예컨대 4% 이하, 예컨대 3% 이하의 어택틱 분획을 가질 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 또한 특정 굴곡 모듈러스를 가질 수 있다. 예를 들어, 기계 방향으로의 굴곡 모듈러스는약 50 MPa 이상, 예컨대 약 100 MPa 이상, 예컨대 약 200 MPa 이상, 예컨대 약 300 MPa 이상, 예컨대 약 400 MPa 이상, 예컨대 약 500 MPa 이상, 예컨대 약 1,000 MPa 이상, 예컨대 약 1,300 MPa 이상, 예컨대 약 1,500 MPa 이상, 예컨대 약 2,000 MPa 이상일 수 있다. 기계 방향으로의 굴곡 모듈러스는 약 4,000 MPa 이하, 예컨대 약 3,000 MPa 이하, 예컨대 약 2,500 MPa 이하, 예컨대 약 2,300 MPa 이하, 예컨대 약 2,100 MPa 이하, 예컨대 약 2,000 MPa 이하, 예컨대 약 1,900 MPa 이하, 예컨대 약 1,800 MPa 이하, 예컨대 약 1,500 MPa 이하, 예컨대 약 1,300 MPa 이하, 예컨대 약 1,000 MPa 이하, 예컨대 약 800 MPa 이하일 수 있다. 굴곡 모듈러스는 ASTM D790-17 및 1.3 mm/분에 따라 결정될 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 또한 특정 하중 하의 변형 온도(DTUL)를 가질 수 있다. 예를 들어, DTUL은 약 40℃ 이상, 예컨대 약 45℃ 이상, 예컨대 약 50℃ 이상, 예컨대 약 60℃ 이상, 예컨대 약 70℃ 이상, 예컨대 약 80℃ 이상일 수 있다. DTUL은 약 130℃ 이하, 예컨대 약 120℃ 이하, 예컨대 약 110℃ 이하, 예컨대 약 100℃ 이하, 예컨대 약 90℃ 이하, 예컨대 약 80℃ 이하, 예컨대 약 75℃ 이하일 수 있다. DTUL은 66 psi에서 ASTM D648-18에 따라 결정될 수 있다.
폴리올레핀 중합체는 또한 특정 파단 연신율을 가질 수 있다. 예를 들어, 파단 연신율은 약 1,000% 이하, 예컨대 약 800% 이하, 예컨대 약 600% 이하, 예컨대 약 500% 이하, 예컨대 약 400% 이하, 예컨대 약 300% 이하, 예컨대 약 250% 이하, 예컨대 약 200% 이하, 예컨대 약 150% 이하, 예컨대 약 100% 이하, 예컨대 약 50% 이하일 수 있다. 파단 연신율은 약 0.5% 이상, 예컨대 약 1% 이상, 예컨대 약 2% 이상, 예컨대 약 5% 이상, 예컨대 약 10% 이상, 예컨대 약 25% 이상, 예컨대 약 50% 이상, 예컨대 약 100% 이상, 예컨대 약 250% 이상, 예컨대 약 500% 이상, 예컨대 약 750% 이상일 수 있다. 예를 들어, 파단 연신율은 폴리올레핀 공중합체, 예컨대 폴리올레핀 공중합체 탄성중합체의 경우, 폴리올레핀 단일중합체보다 비교적 더 높을 수 있다. 파단 연신율은 ASTM D638-14에 따라 결정될 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 폴리올레핀 중합체는 당업계에 대체적으로 공지된 임의의 기술을 사용하여 합성될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, 중합체는 당업계에 대체적으로 공지된 바와 같은 촉매, 활성화제, 시약을 이용하는 임의의 공지된 공정을 사용하여 합성될 수 있다. 이와 관련하여, 폴리올레핀 중합체를 제조 또는 중합하기 위한 방법은 본 발명에 의해 제한되지 않는다.
III.D . 폴리에틸렌
본 발명의 강성의 공압출된 중합체 필름은 폴리에틸렌(PE) 또는 폴리에틸렌의 혼성중합체를 포함하는 하나 이상의 층을 포함할 수 있다. 강성 공압출 필름에 적합한 임의의 폴리에틸렌 또는 이의 혼성중합체가 사용될 수 있다. 예를 들어, PE 중합체 재료는 MDPE, HDPE, LLDPE, LDPE 또는 이들의 블렌드일 수 있다.
일 실시 형태에서, 폴리에틸렌 포함 층은 약 10 내지 100 중량%의 바람직한 에틸렌/α-올레핀 혼성중합체를 포함할 수 있고, 약 0.910 내지 0.914 g/㎤ 범위의 밀도 및 약 0.7 내지 1.0 dg/분의 용융 지수를 갖는 에틸렌/옥텐-1 공중합체인 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE), 또는 약 0.917 내지 0.925 g/㎤ 범위의 밀도 및 약 0.7 내지 1.0 dg/분의 용융 지수를 갖는 에틸렌/옥텐-1 공중합체인 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 최대 90 중량%의 중합체를 함유할 수 있다.
일 실시 형태에서, 폴리에틸렌 층은 약 0.911 내지 0.913 g/㎤ 범위의 밀도 및 약 0.8 내지 0.9 dg/분의 용융 지수를 갖는 초저밀도 폴리에틸렌(ULDPE)의 약 75 내지 90 중량%; 및 약 0.918 내지 0.922 g/㎤ 범위의 밀도 및 약 0.8 내지 0.9 dg/분의 용융 지수를 갖는 에틸렌/옥텐-1 공중합체인 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 10 내지 25 중량%를 포함한다.
다른 실시 형태에서, PE 층은 에틸렌-α-올레핀 공중합체를 포함한다. 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 상기 PE 층의 약 0 내지 약 15 중량부의 범위 내에 있다. 공중합체는 단일-부위 중합 촉매를 사용하는 중합 공정에서 제조된 적어도 하나의 C4-C10 α-올레핀과 에틸렌의 초저밀도 공중합체인데, 이때 밀도는 약 0.859 내지 약 0.905 g/㎤의 범위에 있고 용융 지수는 약 0.4 내지 약 1.1 dg/분의 범위에 있다. 밀도는 하기의 임의의 수에 의해, 또는 하기로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(범위의 종점을 포함)로서 한정될 수 있다: 약 0.859, 약 0.860, 약 0.861, ..., 약 0.903, 약 0.904, 및 약 0.905 g/㎤. 유사하게, 용융 지수는 하기의 임의의 수에 의해, 또는 하기로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(범위의 종점을 포함)로서 한정될 수 있다: 약 0.4, 약 0.45, 약 0.5, ..., 약 0.95, 약 1.05 및 약 1.1 dg/분.
다른 실시 형태에서, 에틸렌-α-올레핀 공중합체는 약 0 내지 15 중량부의 범위에 있고, 단일-부위 또는 지글러-나타 중합 촉매를 사용하는 중합 공정에서 제조될 수 있으며, 여기서 상기 공중합체는 약 0.909 내지 약 0.935 g/㎤ 범위의 밀도 및 약 0.5 내지 약 1.5 dg/분 범위의 용융 지수를 갖는다. 다른 실시 형태에서, 에틸렌-α-올레핀 공중합체의 중량%는 하기 임의의 수에 의해, 또는 하기로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(범위의 종점을 포함)로서 한정될 수 있다: 약 0.0, 0.5, 약 1.0, 약 1.5, 약 2.0, 약 2.5, 약 3.0, 약 3.5, 약 4.0. 약 4.5, 약 5.0, 약 5.5, 약 6.0, 약 6.5, 약 7.0, 약 7.5, 약 8.0, 약 8.5, 약 9.0, 약 9.5, 약 10.0, 약 10.5, 약 11.0, 약 11.5, 약 12.0, 약 12.5, 약 13.0, 약 13.5, 약 14.0, 약 14.5 및 약 15.0 중량부. 밀도는 하기의 임의의 수에 의해, 또는 하기로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(범위의 종점을 포함)로서 한정될 수 있다: 약 0.909, 약 0.910, 약 0.911, ..., 약 0.933, 약 0.934, 및 약 0.935 g/㎤. 유사하게, 용융 지수 범위는 약 0.5, 약 0.55, 약 0.60, ..., 약 1.40, 약 1.45, 및 약 1.50-dg/분으로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정될 수 있다.
다른 실시 형태에서, 에틸렌과 적어도 하나의 C4-C10 α-올레핀의 전술한 저밀도 공중합체, 또는 에틸렌과 적어도 하나의 C4-C10 α-올레핀의 상기 적어도 하나의 초저밀도 공중합체는 에틸렌/부텐-1 공중합체, 에틸렌/헥센-1 공중합체, 에틸렌/옥텐-1 공중합체, 에틸렌/옥텐-1/부텐-1 삼원공중합체 및 에틸렌/헥센-1/부텐-1 삼원공중합체로부터 선택된다.
일 실시 형태에서, 폴리에틸렌은 약 0.910 내지 0.920 g/㎤의 밀도 및 약 0.8 내지 1.2 dg/분의 용융 지수를 갖는 에틸렌/옥텐-1 공중합체의 선형, 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)의 0 내지 100 중량% 또는 바람직하게는 약 30 내지 70 중량%, 또는 더 바람직하게는 30 내지 50 중량%; 및 약 0.918 내지 0.930 g/㎤의 밀도 및 약 0.8 내지 1.2 dg/분의 용융 지수를 갖는 선형 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE), 예컨대, 에틸렌/부텐-1 공중합체, 또는 저밀도 에틸렌/헥센-1 공중합체의 0 내지 100 중량%, 또는 바람직하게는 70 내지 30 중량%, 또는 더 바람직하게는 50 내지 70 중량% 공중합체를 포함하는 중합체 또는 중합체 블렌드이다.
C4-C10 α-올레핀은 또한 환형 대응물을 포함한다.
III.E . 탄화수소 수지
본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물은 2층 PP 스택을 포함하며, 2층 PP 스택의 층들 중 하나는 주로 폴리프로필렌이 아닌, 주로 폴리프로필렌 및 탄화수소 수지를 포함하는 배리어 층이다.
대체적으로, 이러한 탄화수소 수지는 석유 기반 공급원료로부터 제조된 그러한 수지를 포함한다. 예를 들어, 이러한 수지는 석유 크래킹(petroleum cracking)의 분별 부산물로부터 합성될 수 있다. 특히, 이러한 탄화수소 수지는 대체적으로, 테르펜 탄화수소의 중합 및/또는 공중합 - 압력 하의 수소화가 그에 이어질 수 있음 - 에 의해 획득된 더 고급의 중합체뿐만 아니라 석유의 깊은 크래킹으로부터 유래된 혼합된 불포화 단량체의 중합에 의해 획득된 수지성 중합 생성물의 수소화에 의해 생성된 그러한 수지를 포함할 수 있다.
탄화수소 수지는 지방족 탄화수소 수지, 방향족 탄화수소 수지, 지방족/방향족 탄화수소 수지, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 지방족/방향족 탄화수소 수지는 부분적으로 수소화된 방향족 탄화수소 수지일 수 있다. 또한, 지방족 탄화수소 수지에 관하여, 이는 지환족 탄화수소 수지일 수 있다. 탄화수소 수지는 상기에 더하여 또는 대안적으로 폴리테르펜 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 에스테르, 로진산, 그래프트된 수지, 및 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 지방족, 예컨대, 적어도 부분적으로 수소화된 지방족 탄화수소 수지를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 지방족/방향족 탄화수소 수지, 예컨대 적어도 부분적으로 수소화된 지방족 방향족 탄화수소 수지를 포함할 수 있다. 추가 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 방향족 수지, 예컨대 적어도 부분적으로 수소화된 방향족 탄화수소 수지를 포함할 수 있다. 다른 추가 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 지환족 탄화수소 수지, 예컨대 적어도 부분적으로 수소화된 지환족 수지를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 지환족/방향족 탄화수소 수지, 예컨대 적어도 부분적으로 수소화된 지환족/방향족 탄화수소 수지를 포함할 수 있다. 다른 추가 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 폴리테르펜 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 에스테르, 로진산, 그래프트된 수지, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 방향족 수지 또는 비-방향족 수지일 수 있다. 일 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 방향족 수지일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 비-방향족 수지일 수 있다. 예를 들어, 탄화수소 수지는 지방족 수지 또는 지방족/방향족 수지일 수 있다. 여하튼, 탄화수소 수지는 0 중량% 이상, 예컨대 약 1 중량% 이상, 예컨대 약 2 중량% 이상, 예컨대 약 5 중량% 이상, 10 중량% 이상, 예컨대 약 15 중량% 이상의 방향족 함량을 가질 수 있다. 방향족 함량은 100 중량% 미만, 예컨대 약 90 중량% 이하, 예컨대 약 70 중량% 이하, 예컨대 약 60 중량% 이하, 예컨대 약 50 중량% 이하, 예컨대 약 40 중량% 이하, 예컨대 약 20 중량% 이하, 예컨대 약 15 중량% 이하, 예컨대 약 10 중량% 이하, 예컨대 약 5 중량% 이하, 예컨대 약 2 중량% 이하, 예컨대 약 1 중량% 이하, 예컨대 약 0.5 중량% 이하일 수 있다. 일 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 0 중량%의 방향족 함량을 가질 수 있다.
대체적으로, 탄화수소 수지는 다양한 단량체의 중합에 의해 생성되는 탄화수소 수지를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이는 다이엔(예를 들어, 선형 다이엔), 방향족 단량체 및 천연 단량체를 포함할 수 있다. 대체적으로, 이러한 단량체 중 일부는 나프타로부터 유래될 수 있다. 다이엔 단량체는 피페릴렌, 예컨대 1,3-펜타다이엔, 2-메틸-2-부텐 등을 포함할 수 있다. 다이엔 단량체는 또한 사이클로펜타다이엔 및 다이사이클로펜타다이엔을 포함할 수 있다. 또한, 방향족 단량체는 스티렌(이의 유도체를 포함함), 인덴(이의 유도체를 포함함), 및 C9-방향족 나프타 스트림으로부터의 그 밖의 것을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 일 예로서, 스티렌 방향족은 스티렌, 스티렌의 유도체, 및 치환된 스티렌을 포함할 수 있다. 방향족의 특정 예는 스티렌, 알파-메틸스티렌, 베타-메틸스티렌, 인덴, 메틸인덴, 및 비닐 톨루엔을 포함할 수 있다. 천연 단량체는 또한 알파-피넨 또는 베타-카렌과 같은 테르펜과 같은 천연 단량체를 포함할 수 있다. 또한, 이러한 단량체는 단독으로 또는 조합하여 사용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 특히, 방향족 단량체 중 하나 이상 및/또는 천연 단량체 중 하나 이상이 다이엔과 조합하여 사용될 수 있다.
탄화수소 수지는 당업계에 대체적으로 공지된 바와 같은 임의의 기술을 사용하여 중합될 수 있다. 예를 들어, 중합 시, 촉매가 대체적으로 사용될 수 있다. 촉매는 AlCl3 및 BF3를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 중합은 또한 다른 개질제 또는 시약을 이용할 수 있다. 예를 들어, 중합은 탄화수소 수지의 분자량 분포를 제어하기 위해 중량 제어 개질제를 이용할 수 있다. 이는 2-메틸, 2-부텐 등과 같은 모노-올레핀 개질제를 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 이는 또한 최종 수지의 MWD를 제어하는 데 사용될 수 있다.
구매가능한 탄화수소 수지의 구체적인 예는 로진 및 로진 에스테르, 페놀 개질된 스티렌 및 메틸 스티렌 수지, 스티렌화 테르펜 수지, 테르펜-방향족 수지, 테르펜 페놀 수지, 지방족 방향족 수지, 지환족/방향족 수지, C5 지방족 수지, C9 지방족 수지, C9 방향족 수지, C9 지방족/방향족 수지, 산 개질된 C5 수지, C5/C9 수지, 및 산 개질된 C5/C9 수지, 혼합된 방향족/지환족 수지, 수소화 테르펜 방향족 수지, 및 이들의 혼합물을 포함한다. 하나의 특정 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 C9 수지, 예컨대 방향족 C9 수지를 포함할 수 있다.
또한, 이러한 수지 중 일부가 중합될 수 있다는 것을 이해하여야 한다. 예를 들어, C5 단량체계 수지는 적어도 C5 단량체의 중합 생성물일 수 있다. 유사하게 C9 단량체계 수지는 적어도 C9 단량체의 중합 생성물일 수 있다. C5 단량체는, 예를 들어, 1-펜텐, 아이소프렌, 사이클로펜타다이엔, 1,3-펜타다이엔, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. C9 단량체는, 예를 들어, 인덴, 비닐-톨루엔, .알파.-메틸스티렌, .베타.-메틸스티렌, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다.
또한, 탄화수소 수지는 수소화될 수 있다. 예를 들어, 탄화수소 수지는 부분적으로, 실질적으로, 또는 완전히 수소화될 수 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 적어도 부분적으로 수소화될 수 있다. 다른 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 실질적으로 수소화될 수 있다. 추가 실시 형태에서, 탄화수소는 완전히 수소화될 수 있다. 이와 관련하여, 본 명세서에 사용된 바와 같이, "적어도 부분적으로 수소화된"은 수지가 90% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 80% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 70% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 60% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 50% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 40% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 30% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 25% 미만의 올레핀 양성자를 함유할 수 있고, 5% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 10% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 15% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 20% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 25% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 30% 이상의 올레핀 양성자를 함유할 수 있다는 것을 의미한다. 또한, 본 명세서에서 사용된 바와 같이, "실질적으로 수소화된"은 5% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 4% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 3% 미만의 올레핀 양성자, 예컨대 2% 미만의 올레핀 양성자를 함유할 수 있고, 0.1% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 0.5% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 0.8% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 1% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 1.5% 이상의 올레핀 양성자, 예컨대 2% 이상의 올레핀 양성자를 함유할 수 있다는 것을 의미한다.
수소화와 관련하여, 수소화 정도는 50% 이상, 예컨대 60% 이상, 예컨대 70% 이상, 예컨대 80% 이상, 예컨대 85% 이상, 예컨대 90% 이상, 예컨대 95% 이상, 예컨대 96% 이상, 예컨대 97% 이상, 예컨대 98% 이상, 예컨대 99% 이상, 예컨대 100%일 수 있다. 수소화 정도는 100% 이하, 예컨대 99% 이하, 예컨대 98% 이하, 예컨대 95% 이하, 예컨대 90% 이하, 예컨대 85% 이하, 예컨대 80% 이하, 예컨대 75% 이하일 수 있다. 이론에 의해 제한되고자 함이 없이, 수소화 정도는 배리어 특성에 영향을 미칠 수 있다. 예를 들어, 더 높은 수소화 정도는 재료의 배리어 특성 및 생성된 층/필름을 개선할 수 있다.
일 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 하나 이상의 올리고머를 포함할 수 있다. 예를 들어, 이러한 올리고머는 이량체, 삼량체, 사량체, 오량체 및/또는 육량체를 포함할 수 있다. 올리고머는 30℃ 내지 210℃ 범위에서 비등하는 석유 증류물로부터 유래될 수 있고/있거나 수지 중합의 부산물일 수 있다. 올리고머는 약 100 g/mol 이상, 예컨대 약 115 g/mol 이상, 예컨대 약 130 g/mol 이상, 예컨대 약 150 g/mol 이상, 예컨대 약 175 g/mol 이상, 예컨대 약 200 g/mol 이상 내지 약 500 g/mol 이하, 예컨대 약 450 g/mol 이하, 예컨대 약 400 g/mol 이하, 예컨대 약 350 g/mol 이하, 예컨대 약 300 g/mol 이하, 예컨대 약 270 g/mol 이하, 예컨대 약 250 g/mol 이하, 예컨대 약 225 g/mol 이하의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 분자량은 당업계에 공지된 기술, 예컨대 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 결정될 수 있다.
이러한 올리고머는 사이클로펜타다이엔의 올리고머, 치환된 사이클로펜타다이엔의 올리고머, 사이클로펜타다이엔 및 치환된 사이클로펜타다이엔의 올리고머, C4-C6 공액 다이올레핀의 올리고머, C8-C10 방향족 올레핀의 올리고머, 및 이들의 조합을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 또한, 다른 단량체가 또한 존재할 수 있고, C4-C6 모노-올레핀, 테르펜, 및/또는 방향족 단량체를 포함할 수 있다. 또한, 상기에 나타낸 바와 같이, 이러한 올리고머는 적어도 부분적으로 수소화되거나 실질적으로 수소화될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
하나의 특정 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 사이클로펜타다이엔으로부터 유래된 것일 수 있다. 이와 관련하여, 탄화수소 수지는 폴리사이클로펜타다이엔일 수 있다. 예를 들어, 탄화수소 수지는 사이클로펜타다이엔의 중합(예를 들어, 열 중합)에 의해 생성된 것일 수 있다. 예를 들어, 중합은 사이클로펜타다이엔(예를 들어, 비치환된 사이클로펜타다이엔), 치환된 사이클로펜타다이엔, 다이사이클로펜타다이엔, 메틸사이클로펜타다이엔, 또는 이들의 혼합물일 수 있다. 이러한 수지는 또한, 본 명세서에 기재된 바와 같은 지방족 또는 방향족 단량체를 추가로 포함할 수 있다. 이러한 사이클로펜타다이엔은 탄화수소 수지의 50 중량% 이상, 예컨대 약 60 중량% 이상, 예컨대 약 70 중량% 이상, 예컨대 약 80 중량% 이상, 예컨대 약 85 중량% 이상, 예컨대 약 90 중량% 이상, 예컨대 약 93 중량% 이상의 양으로 탄화수소 수지에 존재할 수 있다. 사이클로펜타다이엔은 탄화수소 수지의 100 중량% 미만, 예컨대 약 99.5 중량% 이하, 예컨대 약 99 중량% 이하, 예컨대 약 98 중량% 이하, 예컨대 약 97 중량% 이하, 예컨대 약 95 중량% 이하, 예컨대 약 90 중량% 이하를 구성할 수 있다.
하나의 특정 실시 형태에서, 다이사이클로펜타다이엔은 탄화수소 수지를 형성하는 데 이용되는 다수의 사이클로펜타다이엔을 구성할 수 있다. 이와 관련하여, 다이사이클로펜타다이엔은 탄화수소 수지에 이용되는 사이클로펜타다이엔의 적어도 50 중량%, 예컨대 적어도 60 중량%, 예컨대 적어도 70 중량%, 예컨대 적어도 80 중량%, 예컨대 적어도 85 중량%, 예컨대 적어도 90 중량% 내지 100 중량% 이하, 예컨대 약 99 중량% 이하, 예컨대 약 97 중량% 이하, 예컨대 약 95 중량% 이하, 예컨대 약 90 중량% 이하를 구성할 수 있다. 또한, 상기 언급된 중량%는 또한 탄화수소 수지에 존재하는 다이사이클로펜타다이엔의 총량에 적용할 수 있다.
본 명세서에 나타낸 바와 같이, 탄화수소 수지는 스티렌을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 스티렌 단량체는 탄화수소 수지에서 적어도 1 중량%, 예컨대 적어도 5 중량%, 예컨대 적어도 10 중량% 내지 30 중량% 이하, 예컨대 20 중량% 이하, 예컨대 15 중량% 이하, 예컨대 10 중량% 이하, 예컨대 5 중량% 이하의 양으로 이용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 탄화수소 수지에는 스티렌 단량체가 실질적으로 없을 수 있다. 예를 들어, 이는 1 중량% 미만, 예컨대 0.5 중량% 미만, 예컨대 0.1 중량% 미만, 예컨대 0 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.
또한 본 명세서에 나타낸 바와 같이, 탄화수소 수지는 인덴을 포함할 수 있다. 이와 관련하여, 인덴 단량체는 탄화수소 수지 내에서 적어도 1 중량%, 예컨대 적어도 5 중량%, 예컨대 적어도 10 중량% 내지 30 중량% 이하, 예컨대 20 중량% 이하, 예컨대 15 중량% 이하, 예컨대 10 중량% 이하, 예컨대 5 중량% 이하의 양으로 이용될 수 있다. 일 실시 형태에서, 탄화수소 수지에는 인덴 단량체가 실질적으로 없을 수 있다. 예를 들어, 이는 1 중량% 미만, 예컨대 0.5 중량% 미만, 예컨대 0.1 중량% 미만, 예컨대 0 중량% 의 양으로 존재할 수 있다.
탄화수소 수지는 Brookfield 점도계 및 크기 21 스핀들을 사용하여 160℃의 온도에서 ASTM D3236-15에 따라 결정된 바와 같은 소정 점도를 가질 수 있다. 점도는 약 500 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 700 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 1,000 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 1,500 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 2,000 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 3,000 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 5,000 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 8,000 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 10,000 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 13,000 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 15,000 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 18,000 센티푸아즈 이상, 예컨대 약 20,000 센티푸아즈 이상일 수 있다. 점도는 약 100,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 80,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 60,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 50,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 30,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 25,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 20,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 17,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 15,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 12,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 10,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 7,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 5,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 4,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 3,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 2,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 1,500 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 1,000 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 900 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 800 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 750 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 700 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 650 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 625 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 600 센티푸아즈 이하, 예컨대 약 550 센티푸아즈 이하일 수 있다.
탄화수소 수지는 또한 소정 분자량을 가질 수 있다. 예를 들어, 탄화수소 수지는 약 200 g/mol 이상, 예컨대 약 300 g/mol 이상, 예컨대 약 400 g/mol 이상, 예컨대 약 500 g/mol 이상, 예컨대 약 600 g/mol 이상, 예컨대 약 700 g/mol 이상, 예컨대 약 800 g/mol 이상, 예컨대 약 1,000 g/mol 이상, 예컨대 약 1,200 g/mol 이상, 예컨대 약 1,300 g/mol 이상, 예컨대 약 1,500 g/mol 이상, 예컨대 약 1,700 g/mol 이상의 중량 평균 분자량을 가질 수 있다. 중량 평균 분자량은 약 5,000 g/mol 이하, 예컨대 약 4,000 g/mol 이하, 예컨대 약 3,000 g/mol 이하, 예컨대 약 2,500 g/mol 이하, 예컨대 약 2,300 g/mol 이하, 예컨대 약 2,000 g/mol 이하, 예컨대 약 1,800 g/mol 이하, 예컨대 약 1,600 g/mol 이하, 예컨대 약 1,500 g/mol 이하, 예컨대 약 1,400 g/mol 이하, 예컨대 약 1,200 g/mol 이하, 예컨대 약 1,000 g/mol 이하, 예컨대 약 800 g/mol 이하, 예컨대 약 700 g/mol 이하, 예컨대 약 600 g/mol 이하일 수 있다. 분자량은 당업계에 공지된 기술, 예컨대 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 결정될 수 있다.
유사하게, 탄화수소 수지는 약 200 g/mol 이상, 예컨대 약 300 g/mol 이상, 예컨대 약 400 g/mol 이상, 예컨대 약 500 g/mol 이상, 예컨대 약 600 g/mol 이상, 예컨대 약 700 g/mol 이상, 예컨대 약 800 g/mol 이상, 예컨대 약 1,000 g/mol 이상, 예컨대 약 1,200 g/mol 이상, 예컨대 약 1,300 g/mol 이상, 예컨대 약 1,500 g/mol 이상, 예컨대 약 1,700 g/mol 이상의 수 평균 분자량을 가질 수 있다. 수 평균 분자량은 약 5,000 g/mol 이하, 예컨대 약 4,000 g/mol 이하, 예컨대 약 3,000 g/mol 이하, 예컨대 약 2,500 g/mol 이하, 예컨대 약 2,300 g/mol 이하, 예컨대 약 2,000 g/mol 이하, 예컨대 약 1,800 g/mol 이하, 예컨대 약 1,600 g/mol 이하, 예컨대 약 1,500 g/mol 이하, 예컨대 약 1,400 g/mol 이하, 예컨대 약 1,200 g/mol 이하, 예컨대 약 1,000 g/mol 이하, 예컨대 약 800 g/mol 이하, 예컨대 약 700 g/mol 이하, 예컨대 약 600 g/mol 이하일 수 있다. 이와 관련하여, 탄화수소 수지는 약 1 이상, 예컨대 약 1.2 이상, 예컨대 약 1.5 이상, 예컨대 약 1.6 이상, 예컨대 약 1.7 이상, 예컨대 약 1.8 이상, 예컨대 약 1.9 이상, 예컨대 약 2 이상, 예컨대 약 2.3 이상, 예컨대 약 2.5 이상 내지 약 20 이하, 예컨대 약 10 이하, 예컨대 약 8 이하, 예컨대 약 5 이하, 예컨대 약 4.5 이하, 예컨대 약 4 이하, 예컨대 약 3.5 이하, 예컨대 약 3 이하의 다분산 지수를 가질 수 있다. 분자량은 당업계에 공지된 기술, 예컨대 겔 투과 크로마토그래피를 사용하여 결정될 수 있다.
이와 관련하여, 일 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 저분자량 탄화수소 수지로 간주될 수 있다. 하나의 특정 실시 형태에서, 탄화수소 수지는 고분자량 탄화수소 수지로 간주될 수 있다.
또한, 탄화수소 수지는 특정 유리 전이 온도를 가질 수 있다. 예를 들어, 유리 전이 온도는 약 0℃ 이상, 예컨대 약 20℃ 이상, 예컨대 약 30℃ 이상, 예컨대 약 40℃ 이상, 예컨대 약 50℃ 이상, 예컨대 약 60℃ 이상, 예컨대 약 70℃ 이상, 예컨대 약 80℃ 이상, 예컨대 약 100℃ 이상일 수 있다. 유리 전이 온도는 약 250℃ 이하, 예컨대 약 200℃ 이하, 예컨대 약 180℃ 이하, 예컨대 약 160℃ 이하, 예컨대 약 150℃ 이하, 예컨대 약 130℃ 이하, 예컨대 약 100℃ 이하, 예컨대 약 90℃ 이하, 예컨대 약 80℃ 이하, 예컨대 약 60℃ 이하일 수 있다. 유리 전이 온도는 시차 주사 열량측정법과 같은 당업계에 공지된 기술을 사용하여 결정될 수 있다.
또한, 탄화수소 수지는 특정 인화점을 가질 수 있다. 예를 들어, 인화점 온도는 약 100℃ 이상, 예컨대 약 125℃ 이상, 예컨대 약 150℃ 이상, 예컨대 약 175℃ 이상, 예컨대 약 190℃ 이상, 예컨대 약 200℃ 이상, 예컨대 약 210℃ 이상, 예컨대 약 215℃ 이상, 예컨대 약 220℃ 이상, 예컨대 약 230℃ 이상일 수 있다. 인화점 온도는 약 400℃ 이하, 예컨대 약 350℃ 이하, 예컨대 약 300℃ 이하, 예컨대 약 280℃ 이하, 예컨대 약 260℃ 이하, 예컨대 약 250℃ 이하, 예컨대 약 240℃ 이하, 예컨대 약 230℃ 이하일 수 있다. 인화점 온도는 당업계에 공지된 기술을 사용하여, 예컨대 ASTMD92-90에 따라 결정될 수 있다.
또한, 탄화수소 수지는 10℃/분의 가열 및 냉각 속도로 ASTM E-28 (Revision 1996)에 따라 결정되는 바와 같은 특정 고리 및 볼 연화점을 가질 수 있다. 예를 들어, 연화점은 약 0℃ 이상, 예컨대 약 20℃ 이상, 예컨대 약 40℃ 이상, 예컨대 약 50℃ 이상, 예컨대 약 60℃ 이상, 예컨대 약 80℃ 이상, 예컨대 약 100℃ 이상, 예컨대 약 110℃ 이상, 예컨대 약 115℃ 이상, 예컨대 약 120℃ 이상, 예컨대 약 125℃ 이상일 수 있다. 연화점은 약 250℃ 이하, 예컨대 약 225℃ 이하, 예컨대 약 200℃ 이하, 예컨대 약 180℃ 이하, 예컨대 약 160℃ 이하, 예컨대 약 150℃ 이하, 예컨대 약 140℃ 이하, 예컨대 약 130℃ 이하, 예컨대 약 125℃ 이하, 예컨대 약 120℃ 이하일 수 있다.
더욱이, 탄화수소 수지는 또한, 대체적으로, 동일한 부피의 아닐린과 수지가 혼화성인 최소 온도인 특정 아닐린 점을 가질 수 있다. 이론에 의해 제한되고자 함이 없이, 아닐린 점은 수지의 방향족 탄화수소 함량의 표시를 제공할 수 있다. 예를 들어, 아닐린 점은 약 0℃ 이상, 예컨대 약 20℃ 이상, 예컨대 약 40℃ 이상, 예컨대 약 50℃ 이상, 예컨대 약 60℃ 이상, 예컨대 약 80℃ 이상, 예컨대 약 100℃ 이상, 예컨대 약 107℃ 이상, 예컨대 약 110℃ 이상, 예컨대 약 115℃ 이상, 예컨대 약 120℃ 이상, 예컨대 약 125℃ 이상일 수 있다. 아닐린 점은 약 250℃ 이하, 예컨대 약 225℃ 이하, 예컨대 약 200℃ 이하, 예컨대 약 180℃ 이하, 예컨대 약 160℃ 이하, 예컨대 약 150℃ 이하, 예컨대 약 140℃ 이하, 예컨대 약 130℃ 이하, 예컨대 약 125℃ 이하, 예컨대 약 120℃ 이하일 수 있다. 대체적으로, 동일한 부피의 아닐린과 수지가 연속적으로 교반되고, 둘이 합쳐질 때까지 가열되어 균질한 용액을 제공하고; 이어서, 가열이 중단되고, 두 상이 분리되는 온도가 아닐린 점으로서 기록된다. 아닐린 점은 ASTM D611-12에 따라 결정될 수 있다.
III.F . 에틸렌- 비닐 알코올 공중합체 배리어 층
본 발명의 강성의 공압출된 중합체 필름은 EVOH를 포함하는 하나 이상의 층을 포함할 수 있으며, 이는 또한 배리어 층으로서 기능한다.
에틸렌-비닐 알코올 공중합체 또는 EVOH 공중합체 중 에틸렌 몰%는 약 20 내지 약 55%의 범위 내에 있다. EVOH 중합체 내의 더 낮은 에틸렌 함량은 개선된 배리어 특성에 상응한다. 달리 말하면, EVOH 공중합체 내의 에틸렌 몰%는 하기 세트의 수로부터 선택되는 수이다:
20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 및 55.
일 실시 형태에서, EVOH 층 내의 에틸렌 몰%는 상기 수 중 임의의 2개에 의해 한정된 범위(종점 포함) 내의 수이다.
EVOH는 비누화 또는 가수분해된 에틸렌-비닐 아세테이트 공중합체, 예컨대 적어도 50%의 가수분해도를 갖는 것을 포함할 수 있다. 달리 말하면, 가수분해도는, % 단위로, 하기 수 중 임의의 하나이다:
50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 90, 91, 92, 93, 94, 95, 96, 97, 98, 99, 및 100.
본 명세서에 기재된 바와 같은 둘 이상의 상이한 EVOH 공중합체가 EVOH 층을 위해 사용될 수 있는 것이 또한 고려된다.
바람직하게는, EVOH 층은 0.8 내지 50 마이크로미터 범위 내의 두께를 갖는다.
III.G . 폴리아미드 및 폴리에스테르 배리어 층
추가 층은 또한 유리하게는, 폴리아미드 또는 나일론의 일반적인 명칭을 갖는 중합체의 군으로부터 선택된 중합체 재료를 포함할 수 있다. 폴리아미드는 예를 들어 PA6 및 PA66을 포함한다. 이러한 중합체 필름은 또한 이축 배향된 폴리아미드를 포함한다.
폴리에스테르 배리어 층은 또한 본 발명의 강성 필름에 포함될 수 있다. 폴리에스테르는, 예를 들어, PET, PBT, 3GT 등을 포함한다. 이러한 중합체 필름은 또한 이축 배향된 폴리에스테르를 포함한다.
폴리아미드 및 폴리에스테르는 단축 또는 이축 배향된 중합체일 수 있다.
III.H . 선택적인 첨가제
중합체 필름 구조물 내의 PP-스택 층 또는 배리어 층 또는 다른 층은 당업계에서 대체적으로 사용되는 임의의 추가 첨가제를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에 정의된 바와 같은 추가 층은 또한 이러한 첨가제를 포함할 수 있다.
이러한 첨가제는 핵화제, 청징제, 슬립 첨가제, 블록킹 방지 첨가제(예를 들어, 실리카), 착색 안료, UV 안정화제, 산화방지제, 광 안정화제, 난연제, 정전기 방지제, 살생물제, 점도 파괴제, 충격 개질제, 가소제, 충전제, 강화제, 윤활제, 이형제, 발포제, 펄제(pearlizer) 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지는 않는다.
일 실시 형태에서, 핵화제가 사용될 수 있다. 대체적으로, 핵화제는 약 1,000 g/mol 이하, 예컨대 약 800 g/mol 이하, 예컨대 약 500 g/mol 이하, 예컨대 약 300 g/mol 이하, 예컨대 약 200 g/mol 이하의 분자량을 가질 수 있다. 대체적으로, 핵화제는 열가소성 재료의 결정화 시간을 감소시키는 데 사용될 수 있다.
핵화제는 소듐 벤조에이트, 활석, 글리세롤 알콕사이드 염, 환형 카르복실산 염, 이환형 카르복실산 염, 글리세롤레이트, 포스핀, 포스페이트, 헥사하이드로프탈산 염, 당 알코올 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
예를 들어, 당 알코올은 만니톨 또는 만니톨계 화합물, 소르비톨 또는 소르비톨계 화합물, 노니톨 또는 노니톨계 화합물, 예컨대 1,2,3-트라이데옥시-4,6:5,7-비스-0-((4-프로필페닐) 메틸렌) 노니톨 등을 포함할 수 있다.
예를 들어, 포스핀은 2,4,8,10-테트라(tert-부틸)-6-하이드록시-12H-다이벤조[d,g][1,3,2]다이옥사포스포신 6-옥사이드의 염, 예컨대 나트륨 염을 포함할 수 있다.
포스페이트는 하이드록시-비스[2,2'-메틸렌비스[4,6-다이(tert-부틸)페닐]포스페이트, 2,2'-메틸렌비스(4,6-다이-tert-부틸페닐)포스페이트, 이의 염, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 염은 알루미늄 염, 리튬 염, 나트륨 염, 또는 이들의 혼합물일 수 있다.
다른 핵화제는 다이올(예를 들어, (1R)-1-[(4R,4aR,8aS)-2,6-비스(3,4-다이메틸페닐)-4,4a,8,8a-테트라하이드로-[1,- 3]다이옥시노[5,4-d][1,3]다이옥신-4-일]에탄-1,2-다이올, 1-[8-프로필-2,6-비스(4-프로필페닐)-4,4a,8,8a-테트라하이드로-[1,3]다이옥시노[5,4- -d][1,3]다이옥신-4-일]에탄-1,2-다이올 등)을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다.
다른 핵화제는 아미드(예를 들어, N-[3,5-비스(2,2-다이메틸프로파노일아미노)페닐]-2,2-다이메틸프로판아미드), 아연 옥타데세노에이트를 갖는 (1S,2R)-사이클로헥산-1,2-다이카르복실레이트의 칼슘 염과 같은 염, 및/또는 13-도코센아미드를 갖는 시스-엔도-바이사이클로[2,2,1]헵탄-2,3-다이카르복실산 이나트륨 염, (Z)- 및 비정질 이산화규소를 포함한다.
하나의 특정 실시 형태에서, 핵화제는 적어도 하나의 이환형 카르복실산 염, 예컨대 바이사이클로헵탄 다이카르복실산, 이나트륨 염, 예컨대 바이사이클로 [2.2.1] 헵탄 다이카르복실레이트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 핵화제는 바이사이클로 [2.2.1] 헵탄 다이카르복실레이트, 이나트륨 염, 13-도코센아미드, 및 비정질 이산화규소의 블렌드를 포함할 수 있다.
다른 실시 형태에서, 핵화제는 사이클로헥산다이카르복실산, 칼슘 염 또는 사이클로헥산다이카르복실산, 칼슘 염, 및 아연 스테아레이트의 블렌드를 포함할 수 있다.
일 실시 형태에서, 층들 중 하나는 핵화제, 슬립 첨가제, 블록킹 방지 첨가제, 또는 이들의 혼합물을 포함할 수 있다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 첨가제는 적어도 핵화제를 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 첨가제는 적어도 슬립 첨가제를 포함할 수 있다. 추가 실시 형태에서, 첨가제는 적어도 블록킹 방지 첨가제를 포함할 수 있다. 다른 추가 실시 형태에서, 첨가제는 핵화제, 슬립 첨가제, 및 블록킹 방지 첨가제 중 적어도 2개의 혼합물을 포함할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 첨가제는 핵화제, 슬립 첨가제, 및 블록킹 방지 첨가제의 혼합물을 포함할 수 있다.
개별 층 및/또는 중합체 필름 기재는 약 20 중량% 이하, 예컨대 약 15 중량% 이하, 예컨대 약 10 중량% 이하, 예컨대 약 8 중량% 이하, 예컨대 약 5 중량% 이하, 예컨대 약 4 중량% 이하, 예컨대 약 3 중량% 이하, 예컨대 약 2 중량% 이하, 예컨대 약 1 중량% 이하, 예컨대 약 0.5 중량% 이하, 예컨대 약 0.3 중량% 이하, 예컨대 약 0.1 중량% 이하, 예컨대 0 중량%의 양으로 이러한 첨가제를 포함할 수 있다. 첨가제는 약 0.001 중량% 이상, 예컨대 약 0.005 중량% 이상, 예컨대 약 0.01 중량% 이상, 예컨대 약 0.05 중량% 이상, 예컨대 약 0.1 중량% 이상, 예컨대 약 0.5 중량% 이상의 양으로 제공될 수 있다. 이와 관련하여, 이러한 첨가제는 일 실시 형태에서 층 내에 존재하지 않을 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
유리하게는, 하기 첨가제가 바람직하다.
사용될 수 있는 슬립제의 범위는 층의 약 200 내지 2000 ppm 또는 0.5 내지 2.5 중량%이다. 바람직한 슬립제는 에루카미드 또는 다른 지방산 아미드, 예컨대 올레아미드이다. 슬립제는 필름의 마찰 계수를 낮추고 필름이 다양한 표면 위에서 용이하게 활주하게 한다.
숙련된 작업자에게 잘 알려진 임의의 필름 블록킹 방지제는 층의 약 1000 내지 5000 ppm 또는 0.5 내지 2.5 중량% 범위로 필름 층에 첨가될 수 있다. 전형적인 블록킹 방지제, 예컨대, 규조토, 합성 실리카 또는 활석은 필름의 내부 및 외부 밀봉제 층에 첨가될 수 있다. 블록킹 방지 재료는 필름이 백(bag) 제조 공정 동안 끌어 당겨져 덮이는 금속 표면과 필름 사이의 마찰 계수를 감소시키는데 특히 유용하다.
바람직하게는 그리고 플루오로-탄성중합체 기반 중합체에 제한되지 않는, 숙련된 작업자에게 잘 알려진 임의의 가공 보조제가 중합체 필름 기재의 외부 및 내부 밀봉 층에 첨가될 수 있다.
본 발명은 또한 패키징된 재료를 함유하는 가요성 용기에 관한 것으로, 상기 용기는 FFS 가공 시 이전에 설명된 다층 필름으로부터 제조될 수 있다. FFS 공정 및 그의 변경예가 미국 특허 제5,538,590호, 미국 특허 제9,327,856호 및 미국 특허 제9,440,757호에 기재되어 있으며, 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다.
용융 지수 범위가 본 명세서에 명시되어 있지만, 중합체는 사용될 수 있는 필름-등급 중합체의 전형적인 용융 지수를 갖는 것으로 이해된다. 본 발명의 다층 필름은 랩 밀봉(lap seal)뿐만 아니라 핀 밀봉(fin seal)을 형성하는 능력을 갖는다. 이는 또한 적층물에서 컬(curl)을 실질적으로 감소시킨다.
IV. 중합체 필름 구조물--배리어 필름 실시 형태
본 발명의 예시적인 실시 형태가 하기에 제공된다:
IV.A .1. 실시 형태 1
본 실시 형태는 A-B 구성인 공압출된 2층 강성 필름을 포함한다. 제1 층 A는 주로 통상적인 폴리프로필렌을 포함한다. 제2 층 B는 주로 Impede® 중합체를 포함한다. 강성 필름은, 인치 단위로 측정될 때, 두께가 약 X 내지 약 Y의 범위이다. 본 실시 형태의 강성 필름은 개선된 배리어 특성 및 개선된 강성을 제공한다.
A-B 중량 함량은 독립적으로 10/90 내지 90/10의 범위이다. 다시 말하면, A 함량은 강성 필름의 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 범위이고, B 함량은 강성 필름의 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 범위이다. 달리 말하면, 강성 필름에서 중량을 기준으로 A 및 B 함량은, 본 발명의 본 실시 형태의 강성 필름의 중량%로, 하기 수로부터 선택된다:
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 및 90.
A 및 B 함량은 또한, 상기 목록으로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다.
IV.A .2. 실시 형태 2
본 실시 형태는 A1-B-A2 구성인 공압출된 3층 강성 필름을 포함한다. 제1 층 A1은 주로 통상적인 폴리프로필렌을 포함한다. 제2 층 B는 Impede® 중합체를 포함한다. 제3 층 A2는 주로 제1 층 A1 내의 통상적인 PP와 동일한 등급 또는 상이한 등급인 통상적인 PP를 포함한다.
강성 필름은, 인치 단위로 측정될 때, 두께가 약 X 내지 약 Y의 범위이다. 본 실시 형태의 강성 필름은 개선된 배리어 특성 및 개선된 강성을 제공한다.
A1-B-A2 중량 함량은 독립적으로 43/14/43 내지 10/80/10의 범위이다. 일 실시 형태에서, A1 함량은 독립적으로 강성 필름의 약 10 중량% 내지 약 76 중량%의 범위이다. 유사하게, A2 함량은 독립적으로 강성 필름의 약 10 중량% 내지 약 76 중량%의 범위이다. B 함량은 독립적으로 강성 필름의 약 14 중량% 내지 약 80 중량%의 범위이다. 달리 말하면, 강성 필름에서 중량을 기준으로 A1 및 A2 함량은, 본 발명의 본 실시 형태의 강성 필름의 중량%로, 하기 수로부터 선택된다:
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 및 76.
A1 및 A2 함량은 또한, 상기 목록으로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다.
유사하게, 강성 필름에서 중량을 기준으로 B 함량은, 본 발명의 본 실시 형태의 강성 필름의 중량%로, 하기 수로부터 선택된다:
14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 및 80.
B 함량은 또한, 상기 목록으로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다.
IV.A .3. 실시 형태 3
본 실시 형태는 1개의 2층 PP 스택을 포함하는 A1-B-T1-C-T2-A2 구성인 공압출된 6층 강성 필름을 포함한다. 제1 층 A1은 주로 통상적인 폴리프로필렌을 포함한다. 제2 층 B는 Impede® PP 중합체를 포함한다. 제3 층 T1은 결합 층이다. 제4 층 C는 주로 EVOH를 포함한다. 제5 층 T2는 결합 층이다. 제6 층 A2는 주로 제1 층 A1 내의 통상적인 PP와 동일한 등급 또는 상이한 등급인 통상적인 폴리프로필렌을 포함한다.
강성 필름은, 인치 단위로 측정될 때, 두께가 약 X 내지 약 Y의 범위이다. 본 실시 형태의 강성 필름은 개선된 배리어 특성 및 개선된 강성을 제공한다.
A1-B 중량 함량은 독립적으로 10/90 내지 90/10의 범위이다. 다시 말하면, A1 함량은 2개의 층 A1 + B의 조합된 중량을 기준으로 약 10% 내지 약 90% 범위이고, B 함량은 2개의 층 A1 + B의 조합된 중량을 기준으로 약 10% 내지 약 90% 범위이다. 달리 말하면, A1 함량 및 B 함량은, 이들의 조합된 중량의 %로서, 하기 수로부터 선택되며, 단위는 이들의 조합된 중량의 중량%이다:
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 및 90.
A1 및 B 함량은 또한, 상기 목록으로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다.
IV.A .4. 실시 형태 4
본 실시 형태는 1개의 2층 PP 스택을 포함하는 A1-B1-T1-C-T2-B2-T3-D 구성인 공압출된 8층 강성 필름을 포함한다. 제1 층 A1은 주로 통상적인 폴리프로필렌을 포함한다. 제2 층 B1은 Impede® PP 중합체를 포함한다. 제3 층 T1은 결합 층이다. 제4 층 C는 주로 EVOH를 포함한다. 제5 층 T2는 결합 층이다. 제6 층 B2는 제2 층 B1 내의 Impede® PP와 동일한 등급 또는 상이한 등급인 Impede® 폴리프로필렌을 주로 포함한다. 제7 층은 결합 층이다. 제8 층은 밀봉제 층이다.
강성 필름은, 인치 단위로 측정될 때, 두께가 약 X 내지 약 Y의 범위이다. 본 실시 형태의 강성 필름은 개선된 배리어 특성 및 개선된 강성을 제공한다.
A1-B1 중량 함량은 독립적으로 10/90 내지 90/10의 범위이다. 다시 말하면, A1 함량은 2개의 층 A1 + B1의 조합된 중량을 기준으로 약 10% 내지 약 90% 범위이고, B1 함량은 2개의 층 A1 + B1의 조합된 중량을 기준으로 약 10% 내지 약 90% 범위이다. 달리 말하면, A1 함량 및 B1 함량은, 이들의 조합된 중량의 %로서, 하기 수로부터 선택되며, 단위는 이들의 조합된 중량의 중량%이다:
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 및 90.
A1 및 B1 함량은 또한, 상기 목록으로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다.
IV.A .5. 실시 형태 5
본 실시 형태는 2개의 2층 PP 스택을 포함하는 A1-B1-B2-A2 구성인 공압출된 4층 강성 필름을 포함한다. 제1 층 A1은 주로 통상적인 폴리프로필렌을 포함한다. 제2 층 B1은 Impede® PP 중합체를 포함한다. 제3 층 B2는 Impede® PP 중합체를 포함한다. 제4 층 A2는 주로 통상적인 PP를 포함한다.
강성 필름은, 인치 단위로 측정될 때, 두께가 약 X 내지 약 Y의 범위이다. 본 실시 형태의 강성 필름은 개선된 배리어 특성 및 개선된 강성을 제공한다.
A-B 중량 함량은 독립적으로 10/90 내지 90/10의 범위이다. 다시 말하면, (A1+A2) 함량은 강성 필름의 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 범위이고, (B1+B2) 함량은 강성 필름의 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 범위이다. 달리 말하면, 강성 필름에서 중량을 기준으로 (A1+A2) 및 (B1+B2) 함량은, 본 발명의 본 실시 형태의 강성 필름의 중량%로, 하기 수로부터 선택된다:
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 및 90.
(A1+A2) 및 (B1+B2) 함량은 또한, 상기 목록으로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다.
IV.A .6. 실시 형태 6
본 실시 형태는 2개의 3층 PP 스택을 포함하는 A1-B1-A2-T1-A3-B2-A4 구성인 공압출된 7층 강성 필름을 포함한다. 제1 층 A1은 주로 통상적인 폴리프로필렌을 포함한다. 제2 층 B1은 Impede® PP 중합체를 포함한다. 제3 층 B2는 주로 통상적인 PP 중합체를 포함한다. 제4 층은 결합 층이다. 제5 층 A3은 주로 통상적인 PP를 포함한다. 제6 층 B1은 Impede® PP 중합체를 포함한다. 제7 층 B2는 주로 통상적인 PP 중합체를 포함한다.
강성 필름은, 인치 단위로 측정될 때, 두께가 약 X 내지 약 Y의 범위이다. 본 실시 형태의 강성 필름은 개선된 배리어 특성 및 개선된 강성을 제공한다.
A-B 중량 함량은 독립적으로 10/90 내지 90/10의 범위이다. 다시 말하면, (A1+A2+A3+A4) 함량은 조합된 A와 B 중합체의 약 10 중량% 내지 약 90 중량%의 범위이고, (B1+B2) 함량은 조합된 A와 B 중합체의 약 10 중량% 내지 약 90 중량% 범위이다. 달리 말하면, A 및 B 중합체의 조합된 중량에서 중량을 기준으로 (A1+A2+A3+A4) 및 (B1+B2) 함량은, A 및 B 중합체의 조합된 중량의 중량%로, 하기 수로부터 선택된다:
10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37,38, 39, 40, 41, 42, 43, 44, 45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66, 67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 74, 75, 76, 77, 78, 79, 80, 81, 82, 83, 84, 85, 86, 87, 88, 89, 및 90.
(A1+A2+A3+A4) 및 (B1+B2) 함량은 또한, 상기 목록으로부터의 임의의 2개의 수에 의해 한정된 범위(이러한 범위의 종점을 포함) 이내에 있을 수 있다.
IV.A .7. 추가 실시 형태
추가 실시 형태는 하기 표 3에 예시적으로 기재된 공압출된 강성 필름들을 포함하고, 이들 중 일부는 도 1에 도식적으로 표시되어 있다. 표 3에 포함된 공압출된 필름의 명명이 표 2에 제공되어 있다.
[표 3]
Figure pct00008
[표 4]
Figure pct00009
필름을 제조하는 하나의 바람직한 방법은 소위 블로운 필름 공정이다. 필름은, 제조 후, 적절한 폭으로 종방향으로 슬릿(slit) 형성된다. 다층 필름의 바람직한 제조 방법은 블로운 필름 공압출 공정을 사용하는 것이지만, 필름의 다른 제조 방법이 사용될 수 있다.
V. 중합체 필름 구조물로부터의 형상화된 물품
본 발명의 중합체 필름 구조물은 형상화된 중합체 물품의 적어도 일부를 형성할 수 있다. 중합체 필름 구조물 및 생성된 형상화된 중합체 물품은 당업계에 공지된 다양한 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 이러한 기술은 열성형, 취입 성형, 사출 성형, 압축 성형, 회전 성형 등을 포함할 수 있지만, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 중합체 필름 구조물 및 생성된 형상화된 중합체 물품은 열성형을 통해 형성되어 열성형 형상화된 중합체 물품을 생성할 수 있다. 다른 실시 형태에서, 중합체 필름 구조물 및 생성된 형상화된 중합체 물품은 취입 성형을 통해 형성되어 취입 성형된 형상화된 중합체 물품을 생성할 수 있다. 추가 실시 형태에서, 중합체 필름 구조물 및 생성된 형상화된 중합체 물품은 사출 성형을 통해 형성되어 사출 성형된 형상화된 중합체 물품을 생성할 수 있다. 다른 추가 실시 형태에서, 중합체 필름 구조물 및 생성된 형상화된 중합체 물품은 압축 성형을 통해 형성되어 압축 성형된 형상화된 중합체 물품을 생성할 수 있다. 그러나, 다른 가공 기술이 또한 본 발명에 따라 이용될 수 있다는 것을 이해하여야 한다.
일 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 바와 같은 중합체 필름 구조물 및 형상화된 중합체 물품은 배리어 층, 예를 들어, PP-스택 층, 및 본 명세서에 정의된 임의의 추가 층이 열성형 공정을 거치게 함으로써 형성될 수 있다. 열성형은 대체적으로 층(들)을 소정 온도로 가열하고, 주형 내에서 층(들)을 형상화한 다음, 형상화된 중합체 물품을 선택적으로 트리밍하여 원하는 물품을 생성하는 것을 수반한다.
특정 형성 기술은 중요하지 않으며, 다양한 종래의 공정들 중 임의의 것이 본 발명에서 사용될 수 있다. 적합한 기술은, 예를 들어, 진공 형성, 플러그 보조 형성, 드레이프(drape) 형성, 프레스 형성 등을 포함할 수 있다. 예를 들어, 층(들)은 중합체(들)가 변형 또는 연신되도록 하기에 충분한 온도로 그를 가열하는 가열 장치(예를 들어, 대류 오븐, 저항 히터, 적외선 히터 등)에 공급될 수 있다. 이러한 온도는 대체적으로 유리 전이 온도 초과, 그러나 용융 온도 이하일 수 있다. 예를 들어, 열성형 온도는 용융 온도보다 약 10℃ 이상, 예컨대 약 20℃ 이상, 예컨대 약 30℃ 이상, 예컨대 약 40℃ 이상, 예컨대 약 45℃ 이상 내지 약 100℃ 이하, 예컨대 약 80℃ 이하, 예컨대 약 60℃ 이하만큼 낮을 수 있다 예를 들어, 층(들)은 약 30℃ 이상, 예컨대 약 40℃ 이상, 예컨대 약 50℃ 이상, 예컨대 약 60℃ 이상 내지 약 200℃ 이하, 예컨대 약 150℃ 이하, 예컨대 약 130℃ 이하, 예컨대 약 120℃ 이하, 예컨대 약 110℃ 이하로부터의 온도로 가열될 수 있다. 이어서, 일단 가열되면, 층(들)은 주형으로 공급되고, 여기서 힘(예를 들어, 흡입력)이 층(들)에 가해져 그것이 주형의 윤곽에 순응하게 한다. 주형 공동은 물품의 형상을 층(들)에 부여하고, 또한, 재료를 용융점보다 유의하게 낮은 온도로 냉각시켜 그것이 적절히 고형화되어 주형으로부터 제거 시 그의 형상이 유지되게 할 수 있다.
일 실시 형태에서, 열성형 공정이 이용될 수 있다. 필름 층은 층이 변형되도록 하기에 충분한 온도로 층을 가열하는 가열 장치에 공급된다. 상기에 나타낸 바와 같이, 다양한 가열 장치 중 임의의 것이 열성형 공정에 이용될 수 있다. 일단 가열되면, 층은 물품으로 성형되는 성형 장치에 공급된다. 상기에 나타낸 바와 같이, 다양한 성형 장치 중 임의의 것이 열성형 공정에 이용될 수 있다. 이어서, 층은 주형의 윤곽에 순응하여 중합체 필름 구조물 및 형상화된 중합체 물품을 생성할 수 있다. 본 명세서에 개시된 바와 같은 단순히 배리어 층으로서 PP-스택인 것을 포함하는 다수의 층 또는 단일 층이 사용될 수 있다. 또한, 열성형 적용예는 또한, 당업계에 대체적으로 공지된 바와 같은 형태, 충전 및 밀봉 적용예를 포함할 수 있다.
다른 실시 형태에서, 형상화된 중합체 물품은 취입 성형된 형상화된 중합체 물품일 수 있다. 취입 성형된 물품은 압출 취입 성형, 사출 취입 성형, 또는 사출 연신 취입 성형 기술을 사용하여 형성될 수 있다. 방법에 상관없이, 취입 성형은 대체적으로 중합체 재료를 중공 주형 공동 내로 제공하고, 공기를 취입함으로써 주형 내에서 재료를 형상화한 다음, 형상화된 중합체 물품을 선택적으로 트리밍하여 원하는 물품을 생성하는 것을 수반한다. 예를 들어, 배리어 층의 상기 언급된 성분(즉, 폴리올레핀 중합체, 탄화수소 수지, 및 선택적인 첨가제)을 포함하는 중합체 재료는 중공 주형 공동 내로 직접 제공될 수 있다. 일단 삽입되면, 주형은 폐쇄되고 패리슨(parison)이 제자리로 고정된다. 이어서, 노즐 또는 핀이 패리슨의 개방 단부 내로 삽입되어 패리슨을 주형의 형상으로 팽창시키는 공기를 도입할 수 있다. 주형 온도는 재료의 용융 온도보다 약 0℃ 이상, 예컨대 약 5℃ 이상, 예컨대 약 10℃ 이상, 예컨대 약 20℃ 이상, 예컨대 약 30℃ 이상, 예컨대 약 40℃ 이상, 예컨대 약 45℃ 이상일 수 있다. 주형 온도는 재료의 용융 온도보다 약 90℃ 이하, 예컨대 약 85℃ 이하, 예컨대 약 80℃ 이하일 수 있다. 일 실시 형태에서, 주형 온도는 0℃ 초과하여 재료의 결정질 온도까지일 수 있다. 소정 실시 형태에서, 예를 들어, 층(들)은 층(들)이 형상을 취했을 때까지 주형 내에서 약 30℃ 내지 약 150℃, 일부 실시 형태에서 약 50℃ 내지 약 130℃, 그리고 일부 실시 형태에서 약 60℃ 내지 약 120℃의 온도로 가열될 수 있다. 주형 공동은 물품의 형상을 층(들)에 부여하고, 또한, 재료를 용융점보다 유의하게 낮은 온도로 냉각시켜 그것이 적절히 고형화되어 주형으로부터 제거 시 그의 형상이 유지되게 할 수 있다. 또한, 냉각 공기가 주형 내로 도입되어 중합체를 고형화할 수 있다. 일단 층(들)이 형상을 취하였으면, 주형은 개방되고 형상화된 중합체 물품이 제거되게 한다. 이어서, 선택적으로, 형상화된 중합체 물품은 필요에 따라 트리밍되어 원하는 물품을 생성한다. 취입 성형 공정, 특히 사출 연신 취입 성형 공정의 일 예는 병을 형성하기 위한 것이다.
본 발명에 따라 이용될 수 있는 다른 가공 기술은 사출 성형이다. 대체적으로, 사출 성형된 물품을 형성하는 것은 중합체 재료의 가소화 또는 가열, 재료의 주형 내로의 주입, 중합체 재료로 주형의 패킹, 물품의 냉각, 및 물품의 탈형/방출을 수반한다.
이용되는 가공 기술에 따라, 중합체 필름 구조물 및 형상화된 중합체 물품은 단층 또는 다층일 수 있다. 일 실시 형태에서, 중합체 필름 구조물 및 형상화된 중합체 물품은 단층일 수 있다. 다른 실시 형태에서, 중합체 필름 구조물 및 형상화된 중합체 물품은 다층일 수 있다. 예를 들어, 다층 필름 및 물품은 열성형을 사용하여 형성될 수 있다. 대안적으로, 단층 필름 및 물품은 열성형, 취입 성형, 또는 사출 성형을 사용하여 형성될 수 있다. 또한, 상기 가공 기술에 의해, 일부 실시 형태에서, 본 명세서에 개시된 중합체 필름 및 물품은 무배향형일 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 바와 같이 폴리올레핀 중합체 및 탄화수소 수지를 이용함으로써, 생성된 기재 및 배리어 층 및/또는 중합체 재료는 최소한의 주형 수축을 겪을 수 있다. 예를 들어, 주형 수축은 10% 이하, 예컨대 8% 이하, 예컨대 6% 이하, 예컨대 5% 이하, 예컨대 4% 이하, 예컨대 3% 이하, 예컨대 2.5% 이하, 예컨대 2% 이하, 예컨대 1.8% 이하, 예컨대 1.6% 이하, 예컨대 1.5% 이하, 예컨대 1.4% 이하, 예컨대 1.3% 이하, 예컨대 1.2% 이하, 예컨대 1.1% 이하, 예컨대 1% 이하일 수 있다. 주형 수축은 0.01% 이상, 예컨대 0.05% 이상, 예컨대 0.1% 이상, 예컨대 0.3% 이상, 예컨대 0.5% 이상, 예컨대 0.8% 이상, 예컨대 1% 이상, 예컨대 1.1% 이상, 예컨대 1.3% 이상, 예컨대 1.5% 이상일 수 있다. 이러한 주형 수축은 일 실시 형태에서 흐름 방향으로 일어날 수 있다. 다른 실시 형태에서, 이러한 주형 수축은 흐름 교차 방향으로 일어날 수 있다. 추가 실시 형태에서, 이러한 주형 수축은 흐름 방향 및 흐름 교차 방향으로 일어날 수 있다.
본 명세서에 개시된 바와 같은 주형 수축 및 기계적 특성에 의해, 중합체 필름 구조물 및 배리어 층은 폴리스티렌과 같은 다른 중합체를 모방할 수 있으며, 이때 그에 의해 이의 성능 및 속성은 이러한 재료가 매우 다양한 적용예 - 그의 일부는 본 명세서에 제공함 - 에 사용되게 할 수 있다. 특히, 본 명세서에 개시된 바와 같은 재료는 대체적으로, 다른 중합체 특히 폴리스티렌을 모방하는 다른 기계적 특성뿐만 아니라 굴곡 모듈러스를 나타낼 수 있다.
상기에 나타낸 바와 같이, 형상화된 중합체 물품은 200 μm 초과, 예컨대 210 μm 이상, 예컨대 220 μm 이상, 예컨대 240 μm 이상, 예컨대 250 μm 이상, 예컨대 300 μm 이상, 예컨대 500 μm 이상, 예컨대 700 μm 이상, 예컨대 900 μm 이상, 예컨대 1 mm 이상, 예컨대 3 mm 이상, 예컨대 5 mm 이상의 평균 최종 벽 두께를 가질 수 있다. 형상화된 중합체 물품은 1.25 cm 이하, 예컨대 1 cm 이하, 예컨대 8 mm 이하, 예컨대 5 mm 이하, 예컨대 3 mm 이하, 예컨대 2 mm 이하, 예컨대 1 mm 이하, 예컨대 800 μm 이하, 예컨대 500 μm 이하, 예컨대 400 μm 이하, 예컨대 350 μm 이하, 예컨대 300 μm 이하, 예컨대 280 μm 이하, 예컨대 270 μm 이하의 평균 최종 벽 두께를 가질 수 있다. 이러한 평균 두께는 형상화된 중합체 물품의 각각의 벽 두께의 평균을 획득함으로써 획득될 수 있다.
이용되는 기술에 관계없이, 배리어 층을 포함하는 중합체 필름 구조물은 광범위하게 다양한 상이한 3차원 물품을 위해 형상화되거나 이용될 수 있다. 예를 들어, 생성된 물품은 식품, 의료, 또는 일반 소매 산업을 위한 패키징 제품, 예컨대 패키지, 컵, 통(tub), 들통(pail), 항아리(jar), 박스, 용기, 뚜껑, 트레이(예를 들어, 식품용), 블리스터, 클램셸, 병, 파우치, 기기 부품(예를 들어, 냉장고 라이너), 팰릿 등; 자동차 또는 항공기 부품, 예컨대 대시 패널, 도어 패널, 유틸리티 차량 베드 등; 등일 수 있다. 하나의 특정 실시 형태에서, 형상화된 중합체 물품은 식품 패키징 물품과 같은 패키징 물품일 수 있다. 특히, 중합체 필름 구조물 및 배리어 층 내에 이용되는 재료 때문에, 필름 구조물 및 층은 또한, 특히 식품 패키징 물품으로서의 용도를 위해, 미국 식품 의약국 지침 및 준수를 통과할 수 있다.
또한, 본 명세서에 개시된 바와 같이 폴리올레핀 중합체와 함께 이용되는 재료에 의해서도, 배리어 층 및 생성된 중합체 필름 구조물은 또한 재활용가능할 수 있다. 예를 들어, 폴리올레핀 중합체가 폴리프로필렌인 경우, 본 명세서에 개시된 바와 같은 특정 재료의 이용은 여전히 배리어 층 및 생성된 중합체 필름 구조물이 재활용 목적을 위한 등급 5 재료로 코드화되게 할 수 있다.
본 개시내용의 실시 형태가 대체적으로 논의되었지만, 본 개시내용은 하기의 비제한적인 실시예에 의해 추가로 이해될 수 있다.
실험
I. 시험 방법
I.A . 용융 점도
용융 점도는 브룩필드 디지털 점도계(Brookfield Digital Viscometer)(Model DY-III, 버전 3) 및 일회용 알루미늄 샘플 챔버를 사용하여 ASTM D 3236 (350℉)에 따라 측정된다. 사용된 스핀들은, 대체적으로, 10 내지 100,000 센티푸아즈 범위의 점도를 측정하기에 적합한 SC-31 핫멜트 스핀들이다. 샘플을 챔버에 붓고, 이어서, 챔버를 브룩필드 써모셀(Brookfield Thermosel)에 삽입하고 제자리에서 잠근다. 샘플 챔버는 바닥에, 스핀들이 삽입되고 회전할 때 챔버가 회전하게 되지 않는 것을 보장하기 위해 브룩필드 써모셀의 바닥에 맞춰진 노치를 갖는다. 용융된 샘플이 샘플 챔버의 상단 아래로 약 1인치가 될 때까지 샘플(대략 8 내지 10 g의 수지)을 요구되는 온도로 가열한다. 점도계 장치를 강하시키고, 스핀들이 샘플 챔버 내로 잠기게 한다. 점도계 상의 브래킷이 써모셀 상에 정렬될 때까지 계속 강하시킨다. 점도계를 켜고, 점도계의 rpm 출력을 기준으로, 총 토크 용량의 40 내지 60% 범위에서 판독되는 토크를 야기하는 전단 속도에서 작동하도록 설정한다. 약 15분 동안, 또는 값이 안정화될 때까지 - 그 시점에서 최종 판독값을 기록함 - 매분마다 판독한다.
I.B . 용융 지수
에틸렌계 중합체의 용융 지수(I2, 또는 MI)는 ASTM D-1238, 190℃/2.16 ㎏ 조건에 따라 측정된다. I2가 높은 중합체의 경우, 즉, I2가 200 g/mol 이상인 경우, 용융 지수는 바람직하게는 하기와 같이 미국 특허 제6,335,410호; 제6,054,544호; 제6,723,810호에 기재된 바와 같이 브룩필드 점도로부터 계산된다:
I2 (190℃/2.16 ㎏) = 3.6126 [10(log(η)-6.6928)/-1.1363]-9.31851, 여기서 η = 350℉에서의 용융 점도, 단위는 cP임.
I.C . 산소 투과율
산소 투과율(OTR) 시험은 본 발명의 강성 용기를 제조하는데 사용되는 강성 필름에서의 산소 투과의 감소를 결정한다.
OTR은 ASTM D 3985 표준에 따라 23℃ 및 80% 상대 습도에서 결정하였다. Mocon Oxtran 기계의 MOCON 형판을 사용하여 절단 매트 상에서 적합한 크기의 강성 필름 샘플을 절단하였다. 이어서, 절단된 샘플을 Mocon Oxtran 내로 위치시키고, 특정 기계 요건에 따라 일정 위치에 클램핑시켰다. 파라미터 설정은 산업 표준 시험에 기초하였다. 그래프가 안정상태(plateau)를 나타낼 때까지 샘플을 시험하였다. 시험 시간은 그래프 곡선에 따라 8시간 내지 70시간으로 변하였다. 모든 결과는 ㎤/100 in2-일의 단위로 기록하였다.
[표 5]
Figure pct00010
하기 표 6에서는, FFS 기계에서 압출, 열성형, 또는 제조된 실험 샘플 및 대조군 샘플에 대한 OTR 및 수증기 투과율(WVTR 또는 MVTR)에 대한 데이터가 제공된다.
[표 6]
Figure pct00011
상기 데이터로부터, 폴리스티렌 및 일반 폴리프로필렌과 비교하여 배리어 향상이 하기와 같다는 것이 명백하다:
일반 폴리프로필렌과 비교하여 OTR의 80% 개선
폴리스티렌과 비교하여 OTR의 90% 개선
폴리스티렌과 비교하여 MVTR의 100% 개선
일반 폴리프로필렌과 비교하여 MVTR의 80% 개선
I.D . 시차 주사 열량측정법
시차 주사 열량측정법(DSC)은 시간 또는 온도의 함수로서 재료 내외로의 열 흐름을 측정한다. 이것은, 중합체를 용융시키는 데 필요한 열에 기초하여, 중합체 결정도, 비정질 중합체의 유리 전이 온도, 및 결정질 중합체에 대한 용융 온도를 결정한다. DSC는, 예를 들어, 폴리에틸렌(PE) 및 폴리프로필렌(PP)계 샘플에서 결정도를 측정하는 데 사용된다.
2개의 샘플을 DSC에 의해 시험하였다. 제1 샘플은 펠릿 형태의 XPP 수지였다("XPP 펠릿" 샘플). 제2 샘플은 배리어 등급 XPP 폴리프로필렌 ("시트") 샘플의 내부 코어 층과 함께 폴리프로필렌(PP)의 외부 층으로 이루어진 공압출된 다층 시트(A-B-A)로 이루어졌다.
TA Instruments Q200 DSC 기계의 사용에 따라 샘플을 시험하였다. 시험 방법은 ASTM D3418-15+ 표준을 따랐다. 대략 8 mg으로 칭량한 시편을 분석용 알루미늄 DSC 샘플 팬(pan)에서 캡슐화하였다. 초기에, 시편을 25℃에서 평형화시킨 다음, 200℃로 가열하고, 5분 동안 등온으로 유지하였다. 이어서, 샘플을 25℃로 다시 냉각시키고 5분 동안 등온으로 유지하였다. 등온 단계 후, 샘플을 모두 질소 환경에서 그리고 모두 분당 10℃의 속도로 수행된 램프로 200℃까지 재가열하였다.
유리 전이 온도(Tg)는 흡열 단계 전이의 변곡점으로서 측정하였다. 흡열 전이를 통합하여 피크 용융 전이 온도(Tm) 및 엔탈피 융해 열(ΔHf)을 측정하였다. 2개의 가열 사이클을, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이, 함께 중첩시켰다. 제1 가열 사이클에서의 전이로부터의 엔탈피 값 및 100% 결정질 PP에 대한 융해열에 대한 문헌 값을 사용하여 수신된 그대로의 결정도%를 계산하였다. 결과의 요약이 표 7에 제공되어 있다.
엔탈피는 관찰된 융합 열을 이론적인 100% 결정질 샘플의 것으로 정규화함으로써 결정도%(%Cryst.)로서 기록하였다. 문헌 값은 100% 결정도에 대한 것이었다. 결정도%는 하기와 같이, 제1 가열 곡선으로부터 결정된 융해열(Hf)을 PP에 대한 207 J/g의 이론적 융해열로 나누고 이러한 양에 100을 곱하여 계산하였다:
결정도% = (Hf/207 J/g) × 100
XPP 펠릿 샘플은 더 높은 유리 전이, 오로지 하나의 피크만을 갖는 용융 전이, 및 약간 더 높은 수신된 그대로의 결정도%를 나타냈다. XPP 펠릿 샘플에 대한 용융 피크는 약 163℃에서 관찰되었다. 도 2를 참조.
다른 한편으로, 시트 샘플은 이정점(bimodal) 용융 피크, 즉 163℃에서의 용융 온도 및 PP 용융 온도의 낮은 측으로 고려되었을 148℃에서의 2차 저온 피크를 나타냈다. 도 3을 참조.
[표 7]
Figure pct00012
아이소택틱 폴리프로필렌 단일중합체는 30 내지 60% 범위의 높은 결정화도를 갖는다. 여기서, XPP 수지 펠릿은 실제로 단일중합체계였다. 그러나, 시트 샘플은 하기와 동등한 A-B-A 구조로 구성하였다:
랜덤 공중합체 PP/단일중합체 XPP/랜덤 공중합체 PP
XPP 수지 샘플뿐만 아니라 A-B-A 시트 샘플은 약 40%의 유사한 결정도%를 나타냈다. 놀랍게도, 시트 샘플은 2차 저온 피크를 나타냈다. 펠릿 내의 XPP 원료가 분말 형태의 PP 단량체를 사용하여 작은 배치로 제조됨에 따라, 생성된 저온 피크는 이정점 용융 전이, 반응기 또는 압출 단계에서의 고분자량과 저분자량 PP의 블렌드, 또는 랜덤 공중합체 PP 또는 ABA 구조의 스킨 층에 존재하는 구매가능한 이정점 재료를 생성하는 저분자량 에틸렌, 고무 또는 둘 모두의 조합일 수 있다.
I.E . 점수 & 스냅 시험
점수 및 스냅 시험은 3개의 샘플에 대해 수행하였다:
1. 0.040 인치 두께의 PP/XPP/PP 강성 시트;
2. 0.020 인치 두께의 PP/XPP/Tie/EVOH/Tie/PP 플라스틱 시트; 및
3. 0.040 인치 두께의 PP/XPP/Tie/EVOH/Tie/PP 플라스틱 시트.
길이가 10 인치인 플라스틱 시트를 시험에 사용하였다. 일회용 플라스틱 스코어링 나이프(scoring knife)를 사용하여 최대 0.0045 인치의 좁고 얕은 절개부를 절단형성하였다. 플라스틱 시트를 절개부가 위쪽을 향하고 작업 벤치의 에지를 넘어서 작업 벤치 상에 배치하였다. 돌출부는 빠르지만 일관된 이동하는 충격으로 스냅하였다. 절개부는 시트의 두께 전체에 걸쳐 균열 전파를 위한 가이드로서 작용하여, 이를 에지가 직선이고 비교적 깨끗한 2개의 조각으로 분리시켰다. 최종 결과물은 시트 폭을 가로지른 시트 내의 매끄럽고 깨끗한 에지의 절단부였다.
하기 표에서는, 하기 표기가 사용된다:
PP 6025N PP 단일중합체
PP R01C-00 PP 랜덤 공중합체
Impede® MP 1250-TC 배리어 폴리프로필렌
PX 3838 선형, 저밀도 폴리에틸렌(LLDPE)
BX6804B 에틸렌-비닐 알코올 공중합체(EVOH)
[표 8]
Figure pct00013
I.F . 폴리프로필렌 일인용 컵-형성-충전-밀봉 시험
Gabler M60 열성형 기계에서 3개의 샘플을 실행하여 컵 또는 캡슐과 같은 용기를 열성형하여 현재의 일인용 커피 파드(pod)에서 PS를 대체하였다. 1 cc-mil/100in2-일 미만의 OTR을 제공하는 임의의 배리어 필름은 높음 내지 중간 배리어 재료로서 간주된다. 본 실시예는 일인용 커피 파드에 대한 0.040"의 PP/XPP/PP에서의 열성형 시험에 관한 것이다.
(1) XPP 803 폴리프로필렌은 실험 배리어 PP 샘플이다. 이것은 ABA 구조를 포함하는데, A는 PP 랜덤 공중합체이고, B는 IMPEDE® MP 2250-XP1 폴리프로필렌임;
(2) XPP 802 폴리프로필렌은 또한 실험 배리어 샘플이다. 이것은 ABA 구조를 포함하는데, A는 PP 단일중합체이고, B는 IMPEDE® MP 1250 폴리프로필렌임;
(3) XPTPC 폴리프로필렌은 실험 배리어 샘플이다. 이것은 크리머 컵 및 푸딩 컵 둘레에 설계된 4개의 상이한 게이지에서의 코어 층 내에 CPS 606 배리어 첨가제가 있는 PP의 활석 충전된 단일중합체이다.
전반적으로 시험은 가공 및 출력과 관련하여 성공적이었다. 모든 변수들을 비교할 때, XPP 802는 수축, 형성의 용이성, 및 부품의 트리밍과 같은 특성을 포함하는 FFS 공정의 관점에서 이점을 보여주었다. XPP 802는 다른 샘플과 같이 0.020" 또는 0.045" 얇고 두꺼운 게이지 FFS 적용예가 아닌 0.040"로 제조된 것을 주목한다.
이것은 XPP 803 샘플과 관련된 것이기 때문에, 컵은 깨끗한 트리밍으로 양호하게 보였다. 전형적으로 PP 일인용 캡슐이 최소 24시간 냉각/경화 기간을 필요로 하지만, 고온 컵에 천공을 시도했지만 성공하지 못했다. 이것은 XPP 802 샘플과 관련된 것이기 때문에, 컵은 주형 내에서 수축되지 않았다. 이것은 XPTPC 샘플과 관련된 것이기 때문에, 컵은 양호하고, 광물성 충전제로부터 탁해 보였고, 트리밍은 깨끗하였다. 전형적으로 PP 일인용 캡슐이 최소 24시간 냉각/경화 기간을 필요로 하지만, 고온 컵에 천공을 시도했지만 성공하지 못했다. 이들 컵은 시험된 3개의 샘플 중 강성이 가장 높았다.
하나의 실험에서, XPP 802는 부품의 과산화수소 멸균, 형성, 충전, 뚜껑형성(lidding), 및 트리밍을 포함하는, 실제 조건 하에서 10분의 시험 동안 완전히 기능적인 FFS 라인 상에서 얇고 두꺼운 게이지에서 시험된다. 재료와 기계가 어떻게 반응할지를 결정하기 위해 기계 및 횡단 방향 수축이 평가된다.
II. 압출 시험
ABA 공압출 시험을 다양한 게이지 및 폭에서 실행하여, 현재의 생산 열성형 및 형성 충전 밀봉 장비 상에서 용기로의 전환을 위한 배리어-향상된 PP 재료의 성능을 평가하였다. 4개의 등급을 시험에 사용하였다:
(1) XPP 801--랜덤 공중합체계. 이 등급을 사용하여, 표준 푸딩 컵을 이용하여 스코어링(scoring) 및 스냅성을 결정하기 위해 FFS 상에서 실행하기 위해 폴리스티렌(PS) 대체물로서 시트 압출에서의 그의 성능을 평가하였다.
(2) XPP 802--단일중합체계. 이 등급을 사용하여, 어레이 트레이 툴(array tray tool)을 이용하여 성능을 평가하기 위해 타깃 배리어 향상물 및 PS 재료 대체물로서 시트 압출에서의 그의 성능을 평가하였다.
(3) XPP 803--개질된 랜덤 공중합체계. 이 등급을 사용하여, 시트 압출에서의 그의 성능을 평가하고, PS 툴에서 K-컵을 형성하여 성형성을 평가하였다. 배리어 성능 시험은 또한 XPP803 형성 시트에서 수행된다.
(4) PP 23H2A--랜덤 공중합체.
시험은 25/50/25 또는 33/33/33의 구성을 갖는 필름용 생산 규모 공압출기에서 수행하였다. 표준 압출 파라미터를 사용하였지만, PP에 대해 조절하였다.
완성된 시트의 게이지 또는 두께 및 폭을, Mahlo 게이징 단위를 사용하여 온라인 게이지 측정에 의해 측정 테이프 및 보정된 마이크로미터를 사용하여 측정하였다. 수분 함량 시험 결과는 0%의 수분을 나타내었다. 실행의 시작 및 종료 시 각각의 제형에 대해 재료 수축 시험을 수행하였다. 완성된 시트의 경우, 생성하고 24시간 후에 시험을 수행하였다. 결과는 하기 표 9에 제공되어 있다. 최종 중량 층 비는 25/50/25였다.
[표 9]
Figure pct00014
III. 추가 실시예
III.A . 실시예
도 4에 도시된 바와 같이, 컵은 본 개시내용에 기재된 본 발명의 롤-스톡 또는 강성 시트로부터 제조된다. 이러한 롤-스톡은 열성형 & 형성-충전-밀봉 식품 및 의료 패키징을 위한 전통적인 PS 및 PP에 비하여 배리어 및 강성 향상을 제공한다. 이러한 롤-스톡은 다양한 최종 용도 적용예를 위한 무균, 핫-필(Hot-Fill), 레토르트, 기체 치환 패키징(modified atmosphere packaging, MAP), HPP, FFS & FS를 포함하는 공정과 호환가능하다. 이는 열성형 & FFS 식품 패키징에서 PS의 드롭-인 대체물(drop-in replacement)에 대해 제어된 수축 및 향상된 강성을 제공한다. 일 실시 형태에서, 이것은 또한 특수 배리어 재료 또는 코팅을 사용하지 않고 전통적인 PP와 대비하여 90%/90% OTR/MVTR 및 전통적인 PS와 대비하여 100%/150% OTR/MVTR까지의 배리어 개선을 제공한다. 향상된 강성 때문에, 이러한 재료는 다운-게이징 가능성(down-gauging potential)을 제공한다. 일 실시 형태에서, 이러한 롤-스톡은 적어도 하나의 등급의 Impede® 수지를 포함하는 적어도 하나의 층을 포함하는 단일중합체 PP를 포함한다. 일 실시 형태에서, 롤-스톡은 고객 신청에 기초하여 .010" 내지 0.20"의 두께 범위로 압출된다. 일 실시 형태에서, 롤-스톡은 색상이 백색이다. 다른 실시 형태에서, 롤-스톡은 내추럴 색상이다. 일 실시 형태에서, 롤-스톡은 XPP802 재료 등급으로 제조된다.
III.B . 실시예
도 5에 도시된 바와 같이, 컵은 본 개시내용에 기재된 본 발명의 롤-스톡 또는 강성 시트로부터 제조된다. 이러한 롤-스톡은 열성형 & 형성-충전-밀봉 식품 및 의료 패키징을 위한 전통적인 PS 및 PP에 비하여 배리어 및 강성 향상을 제공한다. 이러한 롤-스톡은 다양한 최종 용도 적용예를 위한 무균, 핫-필(Hot-Fill), 레토르트, MAP, HPP, FFS & FS를 포함하는 공정과 호환가능하다. 일 실시 형태에서, 이는 열성형 & FFS 식품 패키징에서 PS의 드롭-인 대체물에 대해 제어된 수축 및 향상된 강성을 제공한다. 일 실시 형태에서, 이것은 또한 전통적인 PP와 대비하여 90%/90% OTR/MVTR 및 전통적인 PS와 대비하여 100%/150% OTR/MVTR까지의 배리어 개선을 제공하고, EVOH 층은 상온 유통(shelf-stable) 식품 패키징에 대한 추가된 OTR 배리어 보호를 제공한다. 일 실시 형태에서, 이러한 롤-스톡은 적어도 하나의 등급의 Impede® 수지를 포함하는 적어도 하나의 층을 포함하는 단일중합체 PP를 포함한다. 일 실시 형태에서, 롤-스톡은 고객 신청에 기초하여 .010" 내지 0.20"의 두께 범위로 압출된다. 일 실시 형태에서, PP 층은 5% LDPE 층 및 2.5% EVOH 층과 함께 Impede® 층(PP의 총 중량%는 92.5%임)을 포함한다. 일 실시 형태에서, 롤-스톡은 색상이 백색이다. 다른 실시 형태에서, 롤-스톡은 내추럴 색상이다. 일 실시 형태에서, PP 층은 백색이다. 다른 실시 형태에서, PP 층은 내추럴 색상이다. 다른 실시 형태에서, 롤-스톡은 XPP 803 재료 등급으로 제조된다.
III.C . 실시예 --열성형 & 형성-충전-밀봉 식품 패키징용 XPP 향상된 배리어 폴리프로필렌
III.C .1. 설계
일 태양에서, XPP는 열성형 및 형성-충전-밀봉 식품 패키징 적용예를 위한 특수 배리어 재료 또는 코팅의 사용 없이 향상된 OTR 및 MVTR 배리어를 제공하는 단일-재료 폴리프로필렌 롤-스톡이다.
일 실시 형태에서, 본 발명의 압출된 강성 플라스틱 롤-스톡은 다양한 식품 패키징 적용예를 위한 열성형 및 FFS 공정에서 사용된다. 그러나, XPP 향상된 배리어 폴리프로필렌 롤-스톡은, 하기를 포함한, 핵심 성능 요건을 달성하기 위해 핵심 성능 기준에 대한 개선을 제공한다:
Proposition 65 지침에 따른 식품 패키징에서 PS의 대체물
개선된 배리어 성능
개선된 지속가능성 및 재활용성
기존 장비 및 공정과의 호환성
형성-충전-밀봉 공정에서의 폴리스티렌의 드롭-인 대체물
일 태양에서, 본 발명의 롤-스톡으로 제조된 패키지는 제품의 생물학적, 화학적 및/또는 물리적 완전성을 성공적으로 보호한다. 폴리올레핀은 자연적으로, 우수한 습증기 투과율(Moisture Vapor Transmission Rate, MVTR)을 갖지만, 상온 유통 및 연장된 저장 수명의 식품 패키징에 필요한 산소 배리어 보호를 달성하기 위해 EVOH와 같은 배리어 재료의 사용을 필요로 한다. 본 발명의 중합체 필름 구조물은 - 그리고 일부 실시 형태에서는, 특수 배리어 재료 또는 코팅을 사용하지 않더라도 - 다른 원자재 열가소성 재료와 비교하여 산소 투과율(OTR) 및 MVTR 둘 모두에 대한 극적인 개선을 산출하여, 하기를 제공한다:
전통적인 폴리프로필렌과 대비하여 OTR/MVTR에 대한 90%/90% 개선
폴리스티렌과 대비하여 OTR/MVTR에 대한 100%/150% 개선
배리어 특성에 대한 이러한 개선은, EVOH 또는 나일론과 같은 전통적으로 기능성인 배리어 재료가 유일한 해법인 패키징 적용예에서 중합체 필름 구조물의 사용을 허용한다. 그 결과, 재료 해법은 단순화되어 더 용이하게 재활용가능하다. 또한, 폴리프로필렌 재료는 폴리스티렌 및 폴리에틸렌 테레프탈레이트보다 높은 열 안정성을 제공하고, 제품 또는 패키징의 완전성을 손상시키지 않으면서 냉장고 및 전자레인지 적용예에서의 사용을 허용한다.
패킹/가공 효율성: 본 발명의 중합체 필름 구조물은 폴리프로필렌으로 생성되며, 따라서 PS와 비교하여 12% 밀도 감소를 그리고 PET와 비교하여 30% 밀도 감소를 제공한다. 이러한 밀도 감소는 PS 및 PET와 비교하여 열성형 공정 동안 더 높은 수율(더 많은 부품), 경량 부품, 중량 기준으로 더 적은 고체 폐기물, 및 감소된 재료 사용량을 야기한다.
본 발명의 중합체 필름 구조물을 하기에 의해 입증된 바와 같이 패키지의 라이프 사이클에 유리하다:
III.C .2. 재활용성
일 태양에서, 재료의 복잡한 혼합물로 생성된 다른 배리어 재료 구조물과 비교하여, 본 발명의 중합체 필름 구조물은 폴리프로필렌 재료로 생성되며, 따라서, 폴리프로필렌 수지 ID 코드 #5를 사용하여 재활용될 수 있다. HIPS/PVDC와 같은 비교용 배리어 재료는 수지 ID 코드 #7을 사용하여야 하는데, 이는 다른 적용예에서 재활용 및 재사용을 위한 기회를 제한한다. 또한, 본 발명의 중합체 필름 구조물은 (가교결합 없는) 다른 열가소성 재료와 같이 가공될 수 있으며, 따라서 용이하게 재활용될 수 있다. 본 발명의 중합체 필름 구조물은 구조적 완전성을 잃지 않으면서 폐루프 시스템에서 또는 순환 경제의 일부로서 여러 번 재활용될 수 있다. 따라서, 본 발명의 중합체 필름 구조물은 다수의 열 이력 후에 그의 기계적 특성을 유지하는 다양한 유틸리티 적용예로 다시 재활용될 수 있다.
III.C .3. 재료 감소
일 태양에서, 본 발명의 중합체 필름 구조물의 증가된 강도 및 강성은 폴리스티렌 대체물 계획에 대한 드롭-인 가공을 허용할 뿐만 아니라, 다운-게이지 재료 구조물에 기회를 제시하여, 감소된 재료 사용량, 증가된 수율, 및 경량 부품을 야기한다. 예를 들어, 일 실시 형태에서, 본 발명의 중합체 필름 구조물은, 본 발명의 중합체 필름 구조물의 증가된 강성 속성의 결과로서 형성된 부품에서 비교용 배리어 결과 및 유사한 기능적 및 가공 특성을 갖는 0.0175" 롤-스톡을 사용하여 열성형을 허용한다. 비교하면, 유사한 부품에 사용되는 상업적 구조물은 전형적으로 0.020" 고충격 폴리스티렌(HIPS) 롤-스톡을 사용하여 생성된다. 이러한 실시예는 매년 플라스틱 재료의 사용 시 잠재적인 감소, 무려 수십만 파운드에 이르는 게이지의 12.5% 감소를 나타낸다. 이러한 감소는 폴리프로필렌의 경량 및 저밀도의 결과로서 재료 대체물을 통해 잠재적으로 실현될 수 있는 재료 절약을 초월할 것이다.
III.C .4. 성능
기존 패키징 기계에서의 실행
일 태양에서, 본 발명의 중합체 필름 구조물은, 변경 또는 추가 자본 지출에 대한 필요 없이, 기존 열성형 및 FFS 플랫폼에서의 가공을 허용하면서, 향상된 강성 및 제어된 수축을 제공한다.
III.C .5. 제어된 수축
일 태양에서, 본 발명의 중합체 필름 구조물은 기존의 열성형 및 형성-충전-밀봉 시스템 및 플랫폼에서의 드롭-인 가공을 허용하는 제어된 수축을 제공한다. 이는 재료의 고유한 특징이며, 활석 또는 탄산칼슘과 같은 광물성 충전제의 사용없이 달성되어, 폴리프로필렌 밀도 및 후속 재활용을 위해 분류하는 그의 능력을 유지시킨다.
III.C .6. 증가된 강성
전통적인 폴리스티렌(PS) 재료는 약 300KPsi의 굴곡 모듈러스/강성 수를 제공한다. 비교하면, 본 발명의 일 태양에서, XPP 재료는 30% 초과의 개선된 강성을 제공하여, 전통적인 PP 및 PS와 비교하여 더 강하고 더 강성인 필름을 생성한다. 이러한 강성 및 강도의 증가는 소정 형성-충전-밀봉 다중-팩 적용예에 필요한 PS의 "스냅성" 및 "스코어링성(scorability)"을 유지시킨다. 이러한 핵심 기능은 기능적 속성 및 가공 특성을 희생시키지 않으면서 고충격 폴리스티렌(HIPS) 및 폴리비닐리덴 클로라이드(PVDC)와 같은 전통적으로 재활용불가능 재료를 완전 재활용가능 해법으로 대체하는 능력 및 적용 다양성을 허용한다.
얇은-게이지 롤-스톡인 본 발명의 중합체 필름 구조물은 강성의 열성형 및 형성-충전-밀봉 패키징에서 PS에 대한 드롭-인 재료 대체물 해법으로서 역할을 한다. 본 발명의 중합체 필름 구조물은 기존 장비 및 플랫폼에 대한 유의한 변경 없이 식품 패키징 적용예를 위한 PS의 가공을 위해 설계된 장비에서 성공적으로 제조될 수 있다.
III.C .7. 환경 영향
Proposition 65의 결과로서 건강 및 안전성 문제와 결합된 플라스틱 폐기물 감소 및 더 지속가능한 패키징 해법에 대한 세계적인 수요는 식품 패키징 적용예에서 폴리스티렌(PS) - 형성-충전-밀봉 가공에 선호되는 재료 - 을 대체하는 광범위한 계획을 야기하였다. 일 실시 형태에서, XPP 롤-스톡은 PS로부터 벗어나 식품 패키징의 성공적인 전이를 허용하여, 이를 본 발명의 지속가능하면서 재활용가능하고 Proposition 65를 준수하는 중합체 필름 구조물로 대체한다.
또한, 폴리프로필렌의 저밀도 및 경량 특성은 더욱 지속가능한 패키징을 허용하여, 중량 기준으로 더 적은 고체 폐기물, 중량 기준으로 더 적은 CO2 등가물, 더 적은 연료 소비 및 더 낮은 배출물을 야기한다. 또한, 본 발명의 중합체 필름 구조물의 향상된 강성 속성은 기존 구조물의 다운-게이징을 허용하고, 이는 전체 재료 사용량을 유의하게 감소시킨다. 또한, 본 발명의 중합체 필름 구조물의 고유한 배리어 특성은 구조물의 단순화 및 더 용이한 재활용을 허용한다.
일 태양에서, 본 발명의 중합체 필름 구조물은 광물성 충전제 또는 첨가제를 사용하지 않은 다른 상업적 패키징 재료와 비교하여 고유한 배리어 개선을 제공한다. 배리어 특성에 대한 이러한 개선은 구조물을 최적화할 기회를 제시하고, 일부 경우에, 적용예에 따른 배리어 패키징 구조물에서 전형적으로 발견되는 추가 재료의 사용을 감소 또는 제거할 수 있다.
본 발명의 중합체 필름 구조물은 폴리프로필렌을 포함하며, 따라서 폴리프로필렌 재활용 스트림에서 재활용될 수 있다.
재료의 적용 다양성과 함께 본 발명의 중합체 필름 구조물의 고유한 배리어 특성은 상업적으로 패키징된 식품의 연장된 저장 수명을 허용하며, 따라서 감소된 폐기물의 장기 목표에 기여할 가능성이 있다.
IV. 산소 배리어 특성
하기 표에는 단층 샘플 A(통상적인 PP) 및 단층 B(폴리프로필렌 2층 스택을 포함함)에 대한 나노인덴테이션(nanoindentation) 데이터의 요약이 제공되어 있다. 시험은 2개의 상이한 기하학적 구조 팁, 즉 원추형 구조 팁, "베르코비치(berkovich)" 또는 3면 피라미드(3-sided pyramid) 구조 팁을 사용하여 수행하였다. 일부 더 짧은 시험(5초-하중, 2초-홀드, 및 5초-하중제거)뿐만 아니라 일부 더 긴 시험(20초-하중, 30초-홀드, 20초-하중제거)을 또한, 1 mN의 최대 하중에 대해 각각 수행하였다.
제1 단계에서, 샘플을 자기 시편 디스크에 강력 접착제로 접착시켰다. 이어서, 40개의 인덴테이션(indentation)을 만들고 평균 및 표준 편차를 계산하였다. 하기 표는 상이한 팁 하중 및 시험 지속 시간에서 모듈러스 및 경도에 대한 수를 제공한다. 원추형 팁 인덴테이션은 더 높은 측정된 경도를 나타내었다는 점에 유의해야 한다. 이는 그것이 더 날카로운 베르코비치 팁과 비교할 때 더 낮은 하중에서 더 적은 변형을 야기하기 때문에 예상될 수 있다.
관찰로부터, 다른 곳에서 XPP로 지정된 본 발명의 중합체 필름 구조물은 PP와 비교할 때 그리고 통계적으로 유의한 방식에서 더 높은 표면 모듈러스 및 경도를 보여주었다.
이론에 의해 구애되고자 함이 없이, 통상적인 PP(A) 및 XPP(B)의 결정화 동역학은 유의하게 상이하여, 이러한 재료의 압출 동안 형성된 결정 크기 및 밀도 및 그에 따른 미세구조가 식별가능하게 상이하게 한다. 결과적으로, 이는 하기 데이터로부터 입증된 바와 같이 "나노 규모"에서 상이한 경도 및 모듈러스 측정을 야기한다. 데이터는 또한, 2개의 재료, A 및 B 사이의 모듈러스, 강성 및 굴곡-강도 특성의 재료 차이를 나타내는, PP(A 및 A') 및 XPP(B)로 제조된 시편에 대해 획득된 벌크 인장 및 굴곡 특성을 추가로 입증한다. 예를 들어 샌드위치 구조물 A/B/A'이 상기 재료와 함께 공압출될 때, 결정화 동역학 -- 그리고 따라서 벌크 영역의 마이크로구조물 -- 은 하기에 나타낸 바와 유사한 성능 및 2개의 A/B 및 B/A' 계면/중간상 영역을 가로지르는 특성의 구배를 가질 것이다.
이동 현상 관점 - 그리고 이 경우 벌크 재료 A 및 B 및 샌드위치 구조물 A/B/A를 통하는 산소 투과 - 으로부터의 이동 데이터 및 배리어 데이터는 이러한 중합체 필름 구조물의, 압출 후, 형성된 마이크로구조 및 결정화 동력학을 방향성 있게 따르는 것으로 밝혀졌다.
재료 A는 가장 낮은 배리어를 나타내며, 이는 더 낮은 결정도%, 명확한 더 큰 결정 도메인, 및 더 낮은 결정 밀도로 해석된다.
재료 B는 핵화제 때문일 것 같은 더 높은 배리어를 나타내는데, 이는 빠른 결정 형성, DSC에 의해 입증된 바와 같은 더 높은 결정도%, 및 명확하지 않은 더 높은 결정 밀도 및 랜덤 결정 형성을 가능하게 한다.
일단 재료 A와 B가 조합되고 A/B/A' 구조물로 공압출되면, 상기와 동일한 동력학이 일어나지만, "재료" 차이는 A/B 및 B/A' 계면에서 발생하는 특성들의 불연속성 및/또는 구배(전체적으로, "불연속성")에서 명백하다. 어떠한 이론에 의해서도 구애되고자 함이 없이, 일 유형의 마이크로구조로부터 다른 구별되는 마이크로구조로 가는 불연속성은 이동 현상을 방해하는 것으로 추측된다. 본질적으로, 이러한 불연속성은 산소 분자가 벌크 A 중합체로부터 A/B 계면/중간상으로 그리고 벌크 B 중합체 내로 그리고 이어서 B/A' 중간상 영역 내로 그리고 벌크 A' 중합체 내로 이동하는 더 길고 복잡한 경로를 야기한다. 이는 A/B/A' 구조물이 벌크 B 시편에 비하여 2 내지 3X 더 높은 배리어 성능(산소 배리어)을 갖는 이유를 효과적으로 설명한다.
[표 10]
Figure pct00015

Claims (35)

  1. 적어도 하나의 2층 스택 A-B1 또는 A-B2를 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름으로서, 2층 스택의 제1 층은 A이고 2층 스택의 제2 층은 B1 또는 B2이고,
    A는 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층이고,
    B1은 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층이고,
    B2는 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층이고;
    여기서, 상기 2층 스택 내의 상기 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  2. 제1항에 있어서, 하기 층들의 세트로부터의 하나의 층, 또는 하기 층들의 세트로부터의 하나 초과의 층을 추가로 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름:
    (A) 주로 폴리올레핀을 포함하는 적어도 하나의 층;
    (B) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 적어도 하나의 층;
    (C) 주로 IMPEDE®를 포함하는 적어도 하나의 층;
    (D) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 적어도 하나의 층;
    (E) 주로 폴리에틸렌 중합체 또는 혼성중합체를 포함하는 적어도 하나의 층;
    (F) EVOH를 포함하는 적어도 하나의 배리어(barrier) 층;
    (G) 주로 나일론을 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
    (H) 주로 폴리에스테르를 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
    (I) 적어도 하나의 결합 층; 및
    (J) 상기 층들의 조합.
  3. 제1항에 있어서,
    (I) 폴리에틸렌을 포함하는 외부 층;
    (II) EVOH를 포함하는 코어 층; 및
    (III) 폴리에틸렌을 포함하는 내부 층을 포함하고;
    여기서, 상기 3개 층 중 적어도 하나는 2층 스택을 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  4. 제3항에 있어서, 외부 층 및 내부 층은 2층 스택을 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  5. 제3항에 있어서, 하기 순서로 3개의 층, 즉
    (I) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 제1 층;
    (II) 제2 층 - 제2 층은,
    (a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
    (b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함함 -; 및
    (III) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 제3 층을 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  6. 공압출된 다층 중합체 필름으로서,
    (I) 하나 이상의 층을 포함하는 외부 층 스택 -
    (A) 선택적으로, 상기 외부 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
    (B) 선택적으로 상기 외부 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
    (i) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
    (ii)
    (a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
    (b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
    여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접함 -;
    (II) 하나 이상의 층을 포함하는 코어 층 스택 -
    (C) 선택적으로, 상기 코어 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
    (D) 선택적으로 상기 코어 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
    (iii) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
    (iv)
    (a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
    (b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
    여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접하고;
    (E) 선택적으로, 상기 코어 층 스택의 적어도 하나의 층은 EVOH를 포함함 -; 및
    (III) 하나 이상의 층을 포함하는 내부 층 스택 -
    (F) 선택적으로, 상기 내부 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
    (G) 선택적으로 상기 내부 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
    (v) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
    (vi)
    (a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
    (b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
    여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접함 - 을 포함하고;
    여기서, 상기 폴리에틸렌 혼성중합체는,
    (a) 선택적으로 0.894 내지 0.908 g/㎤ 범위의 밀도; 0.2 내지 1 dg/분 범위의 용융 지수를 갖는 제1 에틸렌/α-올레핀 공중합체 분획; 및
    (b) 선택적으로, 약 0.910 내지 0.924 g/㎤ 범위의 밀도, 0.5 내지 2 g/10분 범위의 용융 지수, 약 1.15 내지 2.5 범위의 제로 전단 점도 비(zero shear viscosity ratio, ZSVR); 2.0 내지 4.0 범위에 있는 수 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비(Mw/Mn)로 표현된 분자량 분포를 갖는 제2 에틸렌/α-올레핀 공중합체 분획을 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  7. 제2항에 있어서, 2개의 층 내지 100개의 층 범위로부터 선택된 다수의 층을 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  8. 제2항에 있어서, 상기 공압출된 다층 중합체 필름의 중량%에 대한 상기 EVOH 공중합체의 중량%는 약 0.1% 내지 약 10% 범위에 있는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  9. 제8항에 있어서, 상기 EVOH 공중합체 내의 에틸렌의 몰%는 약 10% 내지 약 55% 범위에 있는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  10. 제1항에 있어서, 공압출된 다층 중합체 필름은 30℃ 이상의 DTUL 및 500 MPa 이상의 굴곡 시컨트 모듈러스(flexural secant modulus)를 나타내는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  11. 제1항에 있어서, 필름의 두께는 약 5 μm 내지 약 1600 μm의 범위에 있는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  12. 제1항에 있어서, 제2 층 B1 내의 탄화수소 수지는 지방족 탄화수소 수지, 지방족/방향족 탄화수소 수지, 방향족 탄화수소 수지, 폴리테르펜 수지, 테르펜-페놀 수지, 로진 에스테르, 로진산, 또는 이들의 혼합물을 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  13. 제1항에 있어서, 제2 층 B1 내의 탄화수소 수지는 부분적으로 수소화되거나 완전히 수소화된, 공압출된 다층 중합체 필름.
  14. 제1항에 있어서, 제2 층 B1 내의 탄화수소 수지는 폴리사이클로펜타다이엔을 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  15. 제1항에 있어서, 제2 층 B1 내의 탄화수소 수지는 약 400 g/mol 내지 약 5,000 g/mol의 중량 평균 분자량을 갖는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  16. 제1항에 있어서, 탄화수소 수지는 고리 및 볼(ball) 연화점이 110℃ 이상인 방향족 C9 수소화 수지를 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  17. 제1항에 있어서, 수증기 투과율이 3.0 ㎤/m2/일 이하이고/이거나, 산소 투과율이 60 ㎤/100 in2/일 이하인 것을 특징으로 하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  18. 제1항에 있어서, 제2 층 B1은 소듐 벤조에이트, 활석, 글리세롤 알콕사이드 염, 환형 카르복실산 염, 이환형(bicyclic) 카르복실산 염, 글리세롤레이트, 포스핀, 포스페이트, 다이올, 헥사하이드로프탈산 염, 아미드, 및 당 알코올로부터 선택되는 핵화제를 추가로 포함하는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  19. 제10항에 있어서, 상기 핵화제는,
    만니톨 또는 만니톨계 화합물; 소르비톨 또는 소르비톨계 화합물; 노니톨 또는 노니톨계 화합물, 1,2,3-트라이데옥시-4,6:5,7-비스-0-((4-프로필페닐)메틸렌) 노니톨;
    2,4,8,10-테트라(tert-부틸)-6-하이드록시-12H-다이벤조[d,g][1,3,2]다이옥사포스포신 6-옥사이드; 2,4,8,10-테트라(tert-부틸)-6-하이드록시-12H-다이벤조[d,g][1,3,2]다이옥사포스포신 6-옥사이드의 염; 2,4,8,10-테트라(tert-부틸)-6-하이드록시-12H-다이벤조[d,g][1,3,2]다이옥사포스포신 6-옥사이드의 나트륨 염;
    하이드록시-비스[2,2'-메틸렌비스[4,6-다이(tert-부틸)페닐]포스페이트; 2,2'-메틸렌비스(4,6-다이-tert-부틸페닐)포스페이트; 이의 염; 이의 나트륨 염; 이의 알루미늄 염; 이의 리튬 염;
    (1R)-1-[(4R,4aR,8aS)-2,6-비스(3,4-다이메틸페닐)-4,4a,8,8a-테트라하이드로-[1,- 3]다이옥시노[5,4-d][1,3]다이옥신-4-일]에탄-1,2-다이올; 1-[8-프로필-2,6-비스(4-프로필페닐)-4,4a,8,8a-테트라하이드로-[1,3]다이옥시노[5,4- -d][1,3]다이옥신-4-일]에탄-1,2-다이올;
    N-[3,5-비스(2,2-다이메틸프로파노일아미노)페닐]-2,2-다이메틸프로판아미드); 아연 옥타데세노에이트를 갖는 (1S,2R)-사이클로헥산-1,2-다이카르복실레이트의 염; 아연 옥타데세노에이트를 갖는 (1S,2R)-사이클로헥산-1,2-다이카르복실레이트의 칼슘 염; 13-도코센아미드를 갖는 시스-엔도-바이사이클로[2,2,1]헵탄-2,3-다이카르복실산 이나트륨 염; 비정질 이산화규소;
    바이사이클로헵탄 다이카르복실산; 바이사이클로 [2.2.1] 헵탄 다이카르복실레이트;
    사이클로헥산다이카르복실산; 사이클로헥산다이카르복실산의 칼슘 염; 사이클로헥산다이카르복실산, 사이클로헥산다이카르복실산의 칼슘 염, 및 아연 스테아레이트의 블렌드; 및
    이의 둘 이상의 핵화제의 혼합물로부터 선택되는, 공압출된 다층 중합체 필름.
  20. 제1항의 공압출된 다층 중합체 필름을 포함하는 형상화된 중합체 물품.
  21. 제20항에 있어서, 형상화된 중합체 물품은 열성형 형상화된 중합체 물품인, 형상화된 중합체 물품.
  22. 제20항에 있어서, 식품을 패키징하기 위한 용기인, 형상화된 중합체 물품.
  23. 제22항에 있어서, 공압출된 다층 중합체 필름은 하기 층들의 세트로부터의 하나의 층, 또는 하기 층들의 세트로부터의 하나 초과의 층을 추가로 포함하는, 용기:
    (A) 주로 폴리올레핀을 포함하는 적어도 하나의 층;
    (B) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 적어도 하나의 층;
    (C) 주로 IMPEDE®를 포함하는 적어도 하나의 층;
    (D) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 적어도 하나의 층;
    (E) 주로 폴리에틸렌 중합체 또는 혼성중합체를 포함하는 적어도 하나의 층;
    (F) EVOH를 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
    (G) 주로 나일론을 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
    (H) 주로 폴리에스테르를 포함하는 적어도 하나의 배리어 층;
    (I) 적어도 하나의 결합 층; 및
    (J) 상기 층들의 조합.
  24. 제23항에 있어서, 상기 공압출된 다층 중합체 필름은,
    (I) 폴리에틸렌을 포함하는 외부 층;
    (II) EVOH를 포함하는 코어 층; 및
    (III) 폴리에틸렌을 포함하는 내부 층을 포함하고;
    여기서, 상기 3개 층 중 적어도 하나는 상기 2층 스택을 포함하는, 용기.
  25. 제24항에 있어서, 상기 외부 층 및 상기 내부 층은 2층 스택을 포함하는, 용기.
  26. 제24항에 있어서, 공압출된 다층 중합체 필름은 하기 순서로 3개의 층, 즉
    (I) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 제1 층;
    (II) 제2 층 - 제2 층은,
    (a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
    (b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함함 -; 및
    (III) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 제3 층을 포함하는, 용기.
  27. 제24항에 있어서, 공압출된 다층 중합체 필름은,
    (I) 하나 이상의 층을 포함하는 외부 층 스택 -
    (A) 선택적으로, 상기 외부 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
    (B) 선택적으로 상기 외부 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
    (i) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
    (ii)
    (a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
    (b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
    여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접함 -;
    (II) 하나 이상의 층을 포함하는 코어 층 스택 -
    (C) 선택적으로, 상기 코어 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
    (D) 선택적으로 상기 코어 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
    (iii) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
    (iv)
    (a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
    (b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
    여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접하고;
    (E) 선택적으로, 상기 코어 층 스택의 적어도 하나의 층은 EVOH를 포함함 -; 및
    (III) 하나 이상의 층을 포함하는 내부 층 스택 -
    (F) 선택적으로, 상기 내부 층 스택의 적어도 하나의 층은 폴리에틸렌 중합체 또는 폴리에틸렌 혼성중합체를 포함하고;
    (G) 선택적으로 상기 내부 층 스택은 적어도 하나의 2층 스택을 포함하고, 적어도 하나의 2층 스택은,
    (v) 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층; 및
    (vi)
    (a) 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지, 또는
    (b) 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층으로 이루어지고,
    여기서, 상기 2층 스택 내의 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접함 - 을 포함하고;
    여기서, 상기 폴리에틸렌 혼성중합체는,
    (a) 선택적으로 0.894 내지 0.908 g/㎤ 범위의 밀도; 0.2 내지 1 dg/분 범위의 용융 지수를 갖는 제1 에틸렌/α-올레핀 공중합체 분획; 및
    (b) 선택적으로, 약 0.910 내지 0.924 g/㎤ 범위의 밀도, 0.5 내지 2 g/10분 범위의 용융 지수, 약 1.15 내지 2.5 범위의 제로 전단 점도 비(zero shear viscosity ratio, ZSVR); 2.0 내지 4.0 범위에 있는 수 평균 분자량에 대한 중량 평균 분자량의 비(Mw/Mn)로 표현된 분자량 분포를 갖는 제2 에틸렌/α-올레핀 공중합체 분획을 포함하는, 용기.
  28. 제24항에 있어서, 공압출된 다층 중합체 필름은 2개의 층 내지 100개의 층 범위로부터 선택된 다수의 층을 포함하는, 용기.
  29. 제23항에 있어서, 상기 공압출된 다층 중합체 필름의 중량%에 대한 상기 EVOH 공중합체의 중량%는 약 0.1% 내지 약 10% 범위에 있는, 용기.
  30. 제29항에 있어서, 상기 EVOH 공중합체 내의 에틸렌의 몰%는 약 10% 내지 약 55% 범위에 있는, 용기.
  31. 제1항의 공압출된 다층 중합체 필름을 제조하기 위한 방법으로서,
    (I) 층 A1을 제공하는 단계, 및
    (II) B1 또는 B2를 포함하는 층을 제공하는 단계를 포함하고;
    여기서, 상기 A1 및 상기 B1 또는 A1 및 B2는 공압출된 다층 중합체 필름의 배리어 특성의 개선을 제공하기 위해 중간상이 두 층 사이에서 특성의 불연속성을 제공하도록 인접한 경계에서 계면 또는 중간상을 형성하는, 방법.
  32. 제31항의 방법에 의해 제조된 강성의 공압출된 다층 중합체 필름으로부터 제조된 식품을 패키징하기 위한 용기.
  33. 제19항의 공압출된 다층 중합체 필름을 포함하는 형상화된 중합체 물품.
  34. 제33항에 있어서, 형상화된 중합체 물품은 열성형 형상화된 중합체 물품인, 형상화된 중합체 물품.
  35. 공압출된 다층 중합체 필름을 포함하는 적층 구조물로서, 중합체 필름은 적어도 하나의 2층 스택 A-B1 또는 A-B2를 포함하고, 여기서
    2층 스택의 제1 층은 A이고 2층 스택의 제2 층은 B1 또는 B2이고;
    A는 주로 폴리프로필렌을 포함하는 층이고;
    B1은 주로 폴리프로필렌 및 50 중량% 이하의 탄화수소 수지를 포함하는 층이고;
    B2는 주로 IMPEDE® 중합체를 포함하는 층이고;
    상기 2층 스택 내의 상기 2개의 층은 서로 접촉가능하게 인접하고;
    여기서, 적층 구조물 두께는 5 μm 내지 1600 μm의 범위에 있는, 적층 구조물.
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