JP2000507645A - 均衡の取れたシーラント特性と向上した引張り応力を示すポリオレフィン組成物およびそれの方法 - Google Patents

均衡の取れたシーラント特性と向上した引張り応力を示すポリオレフィン組成物およびそれの方法

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Abstract

(57)【要約】 本発明は少なくとも2種類のエチレンポリマー成分材料を含んで成るシーラントフィルム組成物に関する。本発明の1つの面は、特別な分子量特性を示すポリマー組成物と2番目のエチレンポリマーを含めてそれらで構成させたシーラント層とポリプロピレン層を含んでいて均衡の取れたシーラント特性を示す多層構造物に関する。本発明の好適な態様は、シール開始温度が低いこととフィルムの引張り応力が向上していることの優れた均衡を示すことを特徴とする中密度ポリオレフィン含有フィルムおよび組成物に関する。このフィルムおよび組成物に低い密度を有する少なくとも1種の均一分枝エチレンポリマーと高い密度を有する少なくとも1種の不均一もしくは均一分枝エチレンポリマーを含めてそれらで構成させる。本発明は、特に、包装寸法安定性が良好でシール時間が迅速であることが要求される用途、例えばクックイン包装、ホットフィル包装、流動性材料用パウチ、圧縮充填包装、収縮フィルム包装およびバリヤー収縮フィルム包装ばかりでなく2軸配向ポリプロピレン(BOPP)フィルム構造物で用いるに有用である。

Description

【発明の詳細な説明】 均衡の取れたシーラント特性と向上した引張り応力を示すポリオレフィン組 成物およびそれの方法 本発明は少なくとも2種類のエチレンポリマー成分を含んで成るシーラント( sealant)フィルム組成物に関する。本発明の1つの面は、シーラント層 [このシーラント層は特別な分子量特性を示すポリマー組成物と2番目のエチレ ンポリマーを含んでいてそれらで構成されている(comprises and is made from)]とポリプロピレン層を含んでいて均衡の取れた シーラント特性を示す多層構造物に関する。本発明の好適な態様は、シール開始 温度(sealinitiation temperature)が低いことと フィルムの引張り応力(modulus)が向上していることの優れた均衡を示 すことを特徴とする中密度ポリオレフィン含有(polyolefinic)フ ィルムおよび組成物に関する。このフィルムおよび組成物に低い密度を有する少 なくとも1種の均一分枝エチレンポリマー(homogeneously br anched ethylene polymer)と高い密度を有する少なく とも1種の不均一もしくは均一分枝エチレンポリマーを含めてそれらで構成させ る。 食品包装および食品貯蔵容器用途でエチレンポリマー類が長年に渡って利用さ れてはきたが、加工業者および包装業者はフィルム、コーティング、積層または 共押出し加工の形態で所望の特性均衡を示すポリオレフィン組成物を入手するこ とができなかった。例えば、包装および貯蔵用途でシーラント層として用いるに 最適なエチレンポリマー組成物は数多くの鍵となる性能特性、例えば低いヒート シール(heat sea l)およびホットタック(hot tack)開始温度、高いホットタック強度 、幅広いホットタック密封ウインド(hot tack sealing wi ndow)、良好な層間接着性、高い軟化点および低いヘキサン抽出レベル(h exane extractables levels)を示すものであろう。 シーラント特性の均衡が取れていることが商業的に重要であることは充分に理 解されてはいるが現在のところ満たされていない。即ち、密封速度を向上させか つエネルギー使用量を少なくしようとする場合にはヒートシールおよびホットタ ック開始温度を低くすることが重要である。パッケージの一体性、密封装置の柔 軟性および低いパッケージ漏れ率を保証するには高いホットタック強度でホット タック密封ウインド[即ち、Dupontスプリング方法を用いて測定した時の ホットタック強度が約46g/cmに等しいか或はそれ以上であるか、或は機械 的ホットタック試験器、例えばTop Wave Sealing装置などを用 いて測定した時のホットタック強度が約3.31ニュートン/15mm(5.6 N/インチ)に等しいか或はそれ以上である場合のシール温度範囲]が幅広いこ とが重要である。また、パッケージの一体性が良好であるばかりでなくパッケー ジまたは容器の美観が良好であるには層間接着性が良好であることも重要である 。品物を高温で包装する用途、例えばホットフィル(hot−fill)用途な どでは軟化点または軟化温度が高いことが望まれる。食品に接触する用途ではヘ キサン抽出量が低いことが要求される。 均衡の取れたシーラント特性を達成しようと試みる時、伝統的には、1つの特 別な樹脂特性を向上させようとすると別の重要な特性に関して ある程度の犠牲が要求される。例えば、エチレンとアルファーオレフィンから作 られたポリマー類に関して低いヒートシールおよびホットタック開始温度を達成 しようとする場合、それは典型的に該樹脂のコモノマー含有量を高くすることで 達成される。逆に、ビーカー(Vicat)軟化点を高くしかつn−ヘキサン抽 出レベルを低くしよとする場合、それは典型的に該樹脂のコモノマー含有量を低 くすることで達成される。従って、樹脂をシール開始に関して改良しようとする と、典型的に、それに比例してビーカー軟化温度が低くなりかつそれに比例して 抽出レベルが高くなってしまう。 数種の重要な包装用および貯蔵用多層構造物にはポリプロピレン層、特に2軸 配向ポリプロピレン(BOPP)ホモポリマーベースもしくはコア(base or core)層が含まれている。BOPP構造物では、典型的に、BOPP ベース層への良好な層間接着性を確保する目的でポリプロピレンコポリマー類お よびターポリマー類がシーラント材料(および/または接着層)として利用され ている。実際、ポリプロピレンコポリマー類およびターポリマー類はBOPPベ ース層に対して良好な層間接着性を示すばかりでなく良好なホットタック強度性 能を与えるが、このようなコポリマー類およびターポリマー類は決まって望まし くなく高いヒートシールおよびホットタック開始温度を示す。 包装用および貯蔵用の多層構造物ではまた他のポリオレフィン材料もシーラン ト材料として用いられてきた。しかしながら、一般に、公知のポリオレフィンシ ーラント材料は所望の全体的特性均衡および/または加工業者および包装業者が 望む加工柔軟性を与えない。 加うるに、通常のポリオレフィン組成物では鍵となる重要な特性(即 ち低いヒートシール開始温度と中程度から高いフィルム引張り応力)は互いに排 他的であることから、積層または圧縮充填用途でシーラント層として用いるに最 適なポリオレフィン樹脂組成物を入手することは不可能であった。即ち、所望の 低いシール開始温度特性を示す組成物は決まって比較的低いフィルム引張り応力 を示す。逆に、所望の中程度から高いフィルム引張り応力を示す組成物は決まっ て過度に高いシール開始温度を示すことを特徴とする。 シール開始温度が低くてフィルム引張り応力が中程度であるか或は高い(向上 している)ことがいくつかの理由で鍵となる性能特性であると考えている。包装 加工、充填および/または密封操作で良好なフィルム機械加工性を保証するには フィルムの引張り応力(フィルムの剛性)を向上させる必要がある。例えば、機 械加工性が良好なフィルムは、切断具、例えばナィフおよびブレードなどがいく らか鈍くなった時でも均一かつ効率良く切断可能であり、それによって、廃棄物 および/または工具取り替え要求の度合が低くなる。圧縮充填用途で良好な寸法 安定性を確保し、それによってフィルム構造物、プラスチック管などを直立させ ることができる(それによって包装すべき品物の充填効率が助長される)ことを 確保する目的で、また、フィルムの引張り応力が中程度から高いことが要求され る。 より高い包装速度を確保するには低いシール開始温度が要求される。即ち、生 産率を最大限にしようとする場合、強いシールをもたらし得る温度が低ければ低 いほど単位時間当たりの包装単位(packaging units)数を多く することができる。シール開始温度が低ければ低いほど、また、密封装置の温度 をあまり正確に管理しなくてもよく なるばかりでなくシールエネルギーの消費量が少なくなる。 シーラント材料として用いる目的で多様なポリオレフィン組成物が開示された と同時に申し立てによると共押出し加工または積層フィルム構造物から成る組み 合わせは満足されるものであるとされてはいるが、公知の組成物(特に単層フィ ルム構造物として用いた時の)は一般に鍵となる性能特性の最適な均衡(引張り 応力が中程度から高いと共にシール開始温度が低いことを包含)を示さない。例 えば、TAFMER(商標)樹脂(Mitsui Petrochemical が供給)は比較的低いシール開始温度を示すシーラントを与えることが知られて いる。しかしながら、TAFMER(商標)樹脂は、それを単一成分のシーラン ト材料として用いるか或はポリマーブレンド成分材料として用いた時でも所望の 全体的性能均衡を与えないことが知られている。また、TAFMER(商標)樹 脂はフィルム引張り応力が中程度から高いと言った性能特性を与えないことも知 られている。別の欠点として、TAFMER(商標)樹脂はまた比較的高価であ り、商業的供給量が継続して制限されている。 不均一分枝エチレンポリマー類、例えば線状低密度ポリエチレン(LLDPE )および超低密度ポリエチレン(ULDPE)などはTAFMER(商標)樹脂 に比較して容易に入手可能である。しかしながら、不均一分枝エチレンポリマー 類は、シーラント材料として最適に用いるに所望の全体的特性均衡を与えず、そ れらは特にBOPP構造物における使用には適さない。例えば、不均一分枝線状 低密度ポリエチレン(LLDPE)(そしてこのようなポリマー類からそのまま 作られたシーラント層)はポリプロピレン層への層間接着性に関して特に不充分 である。 その上、不均一分枝エチレンポリマー類は中程度から低いシール開始温度を示し かつ中程度から低いフィルム引張り応力を示す傾向があり、このように、良好な フィルム機械加工性が要求される高速包装作業には最適には適さない。 また、均一分枝エチレンポリマー類、例えばザ・ダウケミカル社(The D ow Chemical Company)が供給しているAFFINITY( 商標)樹脂をシーラント材料として用いる目的で利用することも可能である。均 一分枝エチレンポリマー材料は一般に向上した密封開始性能を示すが、それは決 まって比較的低いフィルム引張り応力を示す。 Shibata他の米国特許第4,429,079号にエチレン/アルファ− オレフィンコポリマーブレンド組成物が開示されており、上記組成物は、(A) エチレンと炭素原子数が5から10のアルファーオレフィンからエチレン含有量 が94から99.5モル%になるように作られていて0.1から20g/10分 のメルトインデックス(melt index)、0.910から0.940g /ccの密度、40から70%の結晶度(X線による)および115から130 ℃の融点を示すランダムコポリマーが95−40重量パーセントで(B)エチレ ンと炭素原子数が3から10のアルファーオレフィンからエチレン含有量が85 から95モル%になるように作られていて0.1から50g/10分のメルトイ ンデックス、0.870から0.900g/ccの密度、5から40%の結晶度 (X線による)および40から100℃の融点を示すランダムコポリマーが5か ら60重量パーセントの混合物を含んで成る。上記(A)成分ポリマーはチタン 触媒系を用いて製造されたポリマーで あると述べられておりそして(B)成分ポリマーはバナジウム触媒を用いて製造 されたポリマーであると述べられている。上記触媒系は両方とも線状のエチレン アルファ−オレフィンポリマーをもたらすチーグラーナッタ型触媒であるとして 知られる。即ち、上記ポリマーは長鎖分枝を全く伴わない線状の分子バックボー ンを持つであろう。更に、上記(A)成分ポリマーはまた不均一分枝短鎖分布( heterogeneously branched short chain distribution)を示すと予測される一方(B)成分ポリマーは均 一分枝短鎖分布を示すと予測される。申し立てによるとShibata他の組成 物から加工されたフィルムは良好な低温ヒートシール性(heat seala bility)、ヒートシール強度、耐ピンホール性、透明性および衝撃強度を 示す。しかしながら、Shibata他は高い極限(ultimate)ホット タック強度(即ち、≧3.31N/mmの値)を示すフィルムも中程度から高い 引張り応力を示すフィルムも開示していない。その上、Shibata他が示し た実施例に開示されているデータを解析すると上記フィルムが示すヒートシール 特性は足し算的でブレンドした成分ポリマーの密度に関して直線的に変化するこ とが分かる。 Naito他の米国特許第4,981,760号には0.900から0.93 0g/ccの密度および0.1から100g/10分のメルトフロー率を示すポ リエチレン混合物が開示されており、この混合物は、(I)エチレンと炭素原子 数が4から10のα−オレフィンからα−オレフィン含有量が2.0から10モ ル%で密度が0.895から0.915g/ccになるように作られたエチレン −α−オレフィンランダムコポリマー[示差走査熱量計を用い、上記コポリマー が完全に溶融した後 にそれを徐々に冷却するようにプログラムして測定した時の温度サーモグラム( thermogram)は、75から100℃の範囲に吸熱ピークを示し、全吸 熱に対する上記ピークの所の吸熱の比率は少なくとも0.8である]を60から 99重量部と(II)少なくとも0.945g/ccの密度を有する高密度ポリ エチレン[示差走査熱量計を用い、上記高密度ポリエチレンが完全に溶融した後 にそれを冷却するようにプログラムして測定した時の温度サーモグラムは、12 5℃またはそれ以上の所に吸熱ピークを示す]を1から40重量部含んでいて、 上記(I)と(II)の総量は100重量部である。上記成分ポリマー(I)は バナジウム触媒を用いて製造されたポリマーであると述べられており、そして申 し立てによると、上記フィルムは向上したヒートシール性とホットタック性を示 す。Naito他は、0.945g/cc未満の密度を有する成分ポリマー(I I)を含んで成る加工フィルムは開示していない。また、Naito他が記述し たフィルムでは、低い方の密度を有する成分ポリマー(I)の濃度をかなり高く (即ち、≧85部)するとヒートシールまたはホットタック開始温度は低くなる が、このようにすると結果としてビーカー軟化点が低くなるばかりでなくフィル ム引張り応力が比較的低くなると予測される。 Hodgson他の米国特許第5,206,075号にヒートシール性(he at sealable)多層フィルムが開示されており、このフィルムは、ベ ース層とこのベース層の片側または両側の上に位置するヒートシール性層を含ん で成る。Hodgsonは、上記ベース層として、(a)0.915g/ccを 越える密度を有するオレフィンポリマーと(b)エチレンとC3−C20アルファ −モノオレフィンから作ら れていて約0.88から約0.915g/ccの密度、約0.5から約7.5d g/分のメルトインデックス、約3.5以内の分子量分布および約70パーセン トを越える組成分布幅指数(composition distributio n breadth index)を示すコポリマーのブレンド物を開示してい る。Hodgsonは、ヒートシール性層として、上記ベース層に関する(b) で定義した如きコポリマーを含んで成る層を開示している。Hodgsonは、 上記ベース層(a)で用いた如きブレンド物を適切な密封層として用いることは 開示しておらず、上記ベース層の成分(a)に好適なオレフィンポリマーはプロ ピレンと約1−10モルパーセントのエチレンから作られたコポリマーである。 このように、上記開示には、有用なヒートシール性多層フィルムにはベース層と 同様なオレフィン化学を有するシーラント層を必ず含めることが教示されている ことから、その開示されたシーラント材料の有用性は制限される。 Shibata他、Naito他およびHodgson他が開示した材料ばか りでなく他の公知シーラント材料は1つの点または別の点で不充分である。その ような材料は均衡の取れたシーラント特性を与えず、この均衡の取れたシーラン ト特性にはシール開始温度が低いこととフィルムの引張り応力が向上しているこ とが含まれる。そのような材料は特にBOPP構造物でシーラント材料として用 いるに充分には適合していない。このように、ポリプロピレンに対する層間接着 性が良好で、ヒートシールおよびホットタック開始温度が低く、ホットタック強 度が高くかつ高ホットタック密封ウインドが幅広いことを特徴とするポリマー組 成物が求められている。また、積層、共押出し加工および圧縮充填包装 用途における使用で示すヒートシール開始温度が低くかつフィルムの引張り応力 が中程度から高いフィルムおよびフィルム組成物も個別に求められている。また 、n−ヘキサン抽出レベルが低い、即ち15重量パーセント未満、好適には10 重量パーセント未満、より好適には6重量パーセント未満、最も好適には3重量 パーセント未満であり、このように食品に直接接触する用途で用いるに有用であ ると思われるポリマーシーラント組成物も求められている。 我々は、本発明の1つの面として、ポリマー組成物で構成させた新規な多層構 造物を見い出し、この組成物に少なくとも2種類のエチレンポリマー成分を含め てそれらで構成させ、ここでは、1番目のエチレンポリマー成分を最適な高い分 子量と均一な短鎖分枝もしくは組成分布を示すとして特徴づける。このポリマー 組成物は包装用および貯蔵用多層構造物で用いるに適した均衡の取れた特性を示 す改良シーラント層を与えるものである。このような均衡の取れたシーラント特 性には、ポリプロピレンに対する層間接着性が良好なこと、ヒートシールおよび ホットタック開始温度が低いこと、高ホットタック密封ウインドが幅広いこと、 そしてポリマー密度が一定の場合に比較的高い軟化温度を示すこと(例えば、機 械方向の配向をもたらすローラーへの粘着を防止するか或は機械加工性を良好に する目的で)が含まれる。このような改良シーラントは、特に、ポリプロピレン 層、特に2軸配向ポリプロピレン(BOPP)フィルム層を含む多層構造物で用 いるに有用である。 我々は、また、本発明の別の面として、少なくとも2種類のエチレンポリマー 組成物を含めてそれらで構成させたフィルムおよびフィルム組成物も見い出し、 ここでは、1番目のエチレンポリマー成分を密度が0. 89グラム/立方センチメートル(g/cc)未満であるとして特徴づけそして 2番目のエチレンポリマー成分を密度が0.94g/ccから0.97g/cc の範囲であるとして特徴づける。この新しく見い出したフィルム組成物は多層包 装用途、例えば積層、共押出し加工およびコーティングで用いるに適した中程度 から高いフィルム引張り応力(即ち向上した引張り応力)を示す改良シーラント フィルムを与える。このようにシーラントと引張り特性の間の均衡が取れている ことから、また、いろいろな用途、例えば圧縮充填用途などで単層フィルムとし ての使用が可能になり、この場合、密封速度をより高くすることができるばかり でなくフィルム機械加工性および寸法安定性を良好にすることが可能になる。 本発明の幅広い面はシーラントフィルム組成物であり、この組成物に、 均一に分枝していて実質的に線状であるエチレンポリマー(homogen eously branched substantially linear ethylene polymer)または均一分枝線状エチレンポリマーで ある少なくとも1種の1番目のエチレンポリマー[この1番目のエチレンポリマ ーを、 i. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測定し た時に0.001g/10分から2g/10分の範囲のI2メルトインデックス を示し、 ii. ASTM D−792に従って測定した時に0.85から0. 92g/ccの範囲の密度を示し、 iii. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に3.5未満の分 子量分布Mw/Mnを示し、 iv. 昇温溶出分離を用いて測定した時に50パーセントを越える短 鎖分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づける]を該組成物の全重量を基準にして5から95重量パーセント 、 均一分枝エチレンポリマーまたは不均一分枝線状エチレンポリマーである少 なくとも1種の2番目のエチレンポリマー[この2番目のエチレンポリマーを0 .97g/cc未満の密度を有するとして特徴づける]を該組成物の全重量を基 準にして5から95重量パーセント、 含めてそれらで構成させ、ここでは、この組成物を、ASTM D−792に従 って測定した時に0.89g/ccから0.95g/ccの組成密度を示すとし て特徴づけ、そしてここでは、上記少なくとも1種の1番目のポリマーが示すI2 メルトインデックスの方を上記少なくとも1種の2番目のポリマーが示すI2メ ルトインデックスよりも低くする。 本発明の2番目の面はポリプロピレン層とシーラント層[このシーラント層は 均衡の取れた特性(このような特性にはポリプロピレンに対して優れた層間接着 性を示すことが含まれる)を示す]を含む多層構造物であり、ここでは、上記シ ーラント層に、 (A)i. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測 定した時に0.14g/10分よりも大きくて0.67g/10分より小さい範 囲のI2メルトインデックスを示し、 ii. ASTM D−792に従って測定した時に0.85から 0.92g/ccの範囲の密度を示し、 iii. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kg および条件190℃/10kgで測定した時のI10/I2メル トフロー比が6から12の範囲であり iv. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に3.5未満の 分子量分布Mw/Mnを示し、 v. 示差走査熱量測定(DSC)で−30から150℃の範囲に 単一の溶融ピークを示し、かつ vi. 昇温溶出分離で測定した時に50パーセントを越える短鎖 分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づけられるところの、均一に分枝していて実質的に線状であるエチレ ンポリマーまたは均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1種の1番目 のエチレンポリマーを該シーラント層の全重量を基準にして5から95重量パー セント、 (B)0.89g/ccから0.965g/ccの範囲の密度を有すると して特徴づけられるところの、均一分枝エチレンポリマーまたは不均一分枝線状 エチレンポリマーである少なくとも1種の2番目のエチレンポリマーを該シーラ ント層の全重量を基準にして5から95重量パーセント、 含めてそれらで構成させ、ここでは、上記シーラント層を、ASTM D−79 2に従って測定した時に0.89g/ccから0.93g/ccの組成密度を示 しかつASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測定した時に1 g/10分から5g/10分の範囲のI2メルトインデックスを示として特徴づ け、そしてここでは、上記少なくとも1種の1番目のポリマー(A)の分子量の 方を上記少なくとも1種の2番目のポリマー(B)の分子量よりも高くする。 本発明の3番目の面は向上した引張り応力と組成密度を有するフィル ムもしくはフィルム層であり、ここでは、このフィルムもしくはフィルム層に、 (C)i. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測 定した時に0.001g/10分から2g/10分の範囲のI2メルトインデッ クスを示し、 ii. ASTM D−792に従って測定した時に0.89g/ cc未満の密度を示し、 iii. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に3.5未満 の分子量分布Mw/Mnを示し、 iv. 昇温溶出分離を用いて測定した時に50パーセントを越え る短鎖分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づけられるところの、均一に分枝していて実質的に線状であるエチレ ンポリマーまたは均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1種の1番目 のエチレンポリマーを該フィルムもしくはフィルム層の全重量を基準にして20 から60重量パーセント、 (D)ASTM D−792に従って測定した時に0.94g/ccから 0.97g/ccの範囲の密度を有するとして特徴づけられるところの、均一分 枝エチレンポリマーまたは不均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1 種の2番目のエチレンポリマーを該フィルムもしくはフィルム層の全重量を基準 にして40から80重量パーセント、含めてそれらで構成させるが、ここでは、 上記少なくとも1種の1番目のエチレンポリマー成分(C)が示すI2メルトイ ンデックスを上記少なくとも1種の2番目のエチレンポリマー成分(D)が示す I2メルト インデックスに等しいか或はそれよりも低くし、そしてここでは、上記フィルム もしくはフィルム層を、ASTM D−792に従って測定した時に0.915 g/ccから0.95g/ccの範囲の組成密度を示すとして特徴づける。 本発明の4番目の面はフィルム層を少なくとも1層含んでいて向上した引張り 応力を示すシーラントフィルムを製造する方法であり、ここでは、この方法に、 (C)i. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測 定した時に0.001g/10分から2g/10分の範囲のI2メルトインデッ クスを示し、 ii. ASTM D−792に従って測定した時に0.89g/ cc未満の密度を示し、 iii. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に35未満の 分子量分布Mw/Mnを示し、 iv. 昇温溶出分離を用いて測定した時に50パーセントを越え る短鎖分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づけられるところの、実質的に線状であるエチレンポリマーまたは均 一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1種の1番目のエチレンポリマー を該フィルムの全重量を基準にして20から60重量パーセント、および (D)ASTM D−792に従って測定した時に0.94g/ccから 0.97g/ccの範囲の密度を有するとして特徴づけられるところの、均一分 枝エチレンポリマーまたは不均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1 種の2番目のエチレンポリマーを該フィルム の全重量を基準にして40から80重量パーセント、 含めたか或はそれらで構成させたポリマー組成物を準備し、 該ポリマー組成物の押出し加工を行ってフィルム層を少なくとも1層含む フィルムを生じさせ、そして 該フィルム層を少なくとも1層含むフィルムを集める、 段階を含め、 ここでは、上記少なくとも1種の1番目のエチレンポリマー成分(C)が 示すI2メルトインデックスを上記少なくとも1種の2番目のエチレンポリマー 成分(D)が示すI2メルトインデックスに等しいか或はそれよりも低くし、そ して 上記フィルムを、ASTM D−792に従って測定した時に0.915 g/ccから0.95g/ccの範囲の組成密度を示すとして特徴づける。 本発明の5番目の面は向上したフィルム引張り応力を与えるヒートシール性組 成物であり、ここでは、この組成物に、 (C)i. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測 定した時に0.001g/10分から2g/10分の範囲のI2メルトインデッ クスを示し、 ii. ASTM D−792に従って測定した時に0.89g/ cc未満の密度を示し、 iii. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に3.5未満 の分子量分布Mw/Mnを示し、 iv. 昇温溶出分離を用いて測定した時に50パーセントを越え る短鎖分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づけられるところの、実質的に線状であるエチレンポリマーまたは均 一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1種の1番目のエチレンポリマー を該組成物の全重量を基準にして20から60重量パーセント、 (D)ASTM D−792に従って測定した時に0.94g/ccから 0.97g/ccの範囲の密度を有するとして特徴づけられるところの、均一分 枝エチレンポリマーまたは不均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1 種の2番目のエチレンポリマーを該組成物の全重量を基準にして40から80重 量パーセント、 含めてそれらで構成させるが、ここでは、上記少なくとも1種の1番目のエチレ ンポリマー成分(C)が示すI2メルトインデックスを上記少なくとも1種の2 番目のエチレンポリマー成分(D)が示すI2メルトインデックスに等しいか或 はそれよりも低くし、そしてここでは、上記組成物を、ASTM D−792に 従って測定した時に0.915g/ccから0.95g/ccの範囲の組成密度 を示すとして特徴づける。 不均一分枝エチレンポリマーから作られたシーラント層はそれらが個別に示す 軟化温度よりも実質的に高いシール開始温度を示すとして特徴づけられるが、本 発明の改良シーラント層は、驚くべきことに、それが示すヒートシール開始温度 に比較して比較的高いビーカー軟化温度を示すとして特徴づけられる。即ち、最 低限の密封強度が1.8ニュートン/15mmであるとすると、上記シーラント 層は、それらが示すビーカー軟化温度に等しいか或はそれよりも少なくとも4. 5℃低い、より驚くべきことに、特別な態様では、それらが示すビーカー軟化温 度に等しいか或はそれよりも少なくとも6℃低い範囲のフィルムヒートシール開 始温度を示す。 通常のシーラントフィルムはそれらが示す個々の密度(および/またはそれら が示す個々のフィルム引張り応力)で比較的高いシール開始温度を示すとして特 徴づけられるが、本発明の改良シーラントフィルムもしくはフィルム層は、本発 明の別の驚くべき結果として、フィルム引張り応力または密度が一定の時に比較 的低いシール開始温度を示すとして特徴づけられる。即ち、本発明のフィルムは 、通常のフィルムに比較して、シール開始温度が同じ時に比較的高い引張り応力 を達成するか或はフィルム密度または引張り応力が同じ時に比較的低いシール開 始温度を達成する。本発明を用いた場合の性能結果は足し算的でない、即ち予測 される如き重量分率貢献度(weight fraction contrib ution)を基にしていないことから、比較的低いシール開始温度と中程度か ら高いフィルム引張り応力の間で通常行われている性能妥協が全く存在しない。 本発明を不必要に制限するものでないが、本発明は、包装、貯蔵、展示および 保護目的のフィルム組成物、シーラントフィルム、シーラントフィルム層、コー ティング、熱成形品または成形品を提供するものである。そのような使用には、 これらに限定するものでないが、クックインバッグ(cook−in bags )、流動性材料用パウチ(pouches)、バリヤー(barrier)収縮 フィルムおよび非バリヤー収縮フィルム、びんのキャップ、蓋原料(liddi ng stock)および包装用フィルムシーラント層が含まれる。 上記および他の態様を本明細書の以下により詳細に記述する。 図1は、実施例1の分析昇温溶出分離(Analytical Te mperature Rising Elution Fractionati on)(ATREF)曲線応答である。 図2は、実施例1のデコンポリュートした(Deconvoluted)ゲル 浸透クロマトグラフィー(GPC)曲線応答である。 図3は、1番目のエチレンポリマー成分(A)のホットタック強度(ニュート ン/15mm)をI2メルトインデックス(グラム/10分)の関数としてプロ ットしたプロットである。 図4は、多様な本発明のフィルム実施例および比較フィルム実施例のヒートシ ール開始温度を均一分枝エチレンポリマー成分(C)の重量パーセントの関数と してプロットしたプロットである。 図5は、多様な本発明のフィルム実施例および比較フィルム実施例のヒートシ ール開始温度を組成密度の関数としてプロットしたプロットである。 図6は、多様な本発明のフィルム実施例および比較フィルム実施例のヒートシ ール開始温度をフィルム引張り応力の関数としてプロットしたプロットである。 図7は、多様な本発明のフィルムおよび比較フィルムの引張り応力を組成密度 の関数としてプロットしたプロットである。 本明細書で用いる如き用語「組成密度」は、単一成分であるポリマーまたは1 番目のエチレンポリマーと2番目のエチレンポリマーから成るポリマー組成物を ASTM D−792に従って測定した時の密度を意味する。用語「組成密度」 は、溶融密度(melt density)測定から区別されるように、ペレッ ト、フィルムまたは成形品の固体状態密度測定を指す。 本明細書で用いる如き用語「ポリマー組成物」は成分(A)と成分(B)の組 み合わせまたは成分(C)と成分(D)の組み合わせを指す。本発明のフィルム および組成物に成分Aと成分Bとして定義する如きおよび/またはその組み合わ せ自身が示す特性、例えば組成密度などで定義する如きポリマー組成物を含めて それで構成させる。 本明細書で用いる如き用語「ポリマー」は、種類が同じか或は異なるかに拘ら ずモノマー類の重合で生じる高分子量化合物を指す。このように一般的用語「ポ リマー」は用語「ホモポリマー」、「コポリマー」、「ターポリマー」ばかりで なく「インターポリマー」を包含する。 本明細書で用いる如き用語「インターポリマー」は少なくとも2種類の異なる モノマー類の重合で生じるポリマー類を指す。従って、一般的用語「インターポ リマー」は用語「コポリマー」(これは通常2種類の異なるモノマー類から作ら れたポリマー類を指す目的で用いられる)ばかりでなく用語「ターポリマー」( これは通常3種類の異なるモノマー類から作られたポリマー類を指す目的で用い られる)も包含する。 本発明で用いる1番目のエチレンポリマー成分、即ち成分(A)または成分( C)は、幅広い意味で、均一触媒系、例えばメタロセン(metallocen e)触媒系、バナジウム触媒系または拘束幾何(constrained ge ometry)触媒系などを用いて製造されたエチレンポリマーである。この1 番目のエチレンポリマーを特に少なくとも1種の均一に分枝していて実質的に線 状であるエチレンポリマーまたは少なくとも1種の均一分枝線状エチレンポリマ ーにする。2番目の成分であるポリマーを少なくとも1種の不均一分枝エチレン ポリマーにするか或は別法として少なくとも1種の均一分枝エチレンポリマー( 即 ち、均一触媒系を用いて製造されたエチレンポリマー)にする。しかしながら、 好適には、1番目のエチレンポリマー成分(A)または(C)を少なくとも1種 の実質的に線状であるエチレンインターポリマーにしそして2番目のエチレンポ リマー成分(B)または(D)を少なくとも1種の不均一分枝線状エチレンイン ターポリマーにする。より好適には、1番目と2番目のエチレンインターポリマ ーの両方を連続溶液重合方法、特に低圧連続溶液重合方法を用いて製造する。 実質的に線状であるエチレンインターポリマー類はLai他が米国特許第5, 272,236号および5,278,272号(これらの開示は引用することに よって本明細書に組み入れられる)に記述しているように向上した溶融押出し加 工性とユニークな流動特性を有することから一般に実質的に線状であるエチレン インターポリマー類が1番目のエチレンポリマー成分(A)または(C)として 好適である。2番目のエチレンポリマー成分[即ち成分(B)および(D)]と しては不均一分枝エチレンインターポリマー類が好適である。 ポリオレフィンポリマー類の分子量を便利にはASTM D−1238、条件 190℃/2.16kg[以前は「条件E」として知られておりかつまたI2と しても知られる]に従うメルトインデックス測定値を用いて示す。メルトインデ ックスはポリマーの分子量に反比例する。このように、メルトインデックスは分 子量が高くなればなるほど低くなるが、この関係は直線的でない。 均衡の取れたシーラント特性(ポリプロピレンへの層間接着性が優れているこ とを包含)を示すシーラント層を与える本発明の面では、1番目のエチレンポリ マー成分(A)が示すI2メルトインデックスを0. 14g/10分より大きいから0.67g/10分未満、好適には0.15g/ 10分に等しいか或はそれ以上から0.65g/10分に等しいか或はそれ以下 、より好適には0.16g/10分に等しいか或はそれ以上から0.6g/10 分に等しいか或はそれ以下、最も好適には0.16g/10分に等しいか或はそ れ以上から0.5g/10分に等しいか或はそれ以下の範囲にする。 成分(A)および成分(B)をI2メルトインデックスで独立して特徴づける 。「独立して特徴づける」は、成分(A)のI2メルトインデックスと成分(B )のI2メルトインデックスが必ずしも同じである必要はないことを意味する。 2番目のエチレンポリマー成分(B)が示すI2メルトインデックスを0.01 g/10分に等しいか或はそれ以上から500g/10分に等しいか或はそれ以 下、好適には0.1g/10分に等しいか或はそれ以上から50g/10分に等 しいか或はそれ以下、より好適には1g/10分に等しいか或はそれ以上から2 0g/10分に等しいか或はそれ以下、最も好適には1g/10分に等しいか或 はそれ以上から10g/10分に等しいか或はそれ以下の範囲にしてもよい。 成分(A)と(B)を基とするポリマー組成物全体が示すメルトインデックス を好適には1から5g/10分、より好適には2から4g/10分の範囲にする 。 実質的に線状であるエチレンインターポリマー類およびホモポリマー類の分子 量の特徴づけで用いるに有用な他の測定は、より高い荷重(weights)を 用いたメルトインデックス測定を包含し、例えば一般的例でASTM D−12 38、条件190℃/10kg[以前には「条件N」として知られていてまたI10 としても知られる)を包含する。低 荷重のメルトインデックス測定値に対する高荷重のメルトインデックス測定値の 比率がメルトフロー比として知られており、測定I10メルトインデックス値と測 定I2メルトインデックス値のメルトフロー比を便利にI10/I2として表示する 。本発明のフィルムの製造で用いる実質的に線状であるエチレンポリマー類の場 合のメルトフロー比は長鎖分枝の度合を示す、即ちポリマーに含まれる長鎖分枝 の数はI10/I2メルトフロー比が高ければ高いほど多い。I10/I2比がより高 いことは、長鎖分枝の数がより多いことを示すことに加えて、外延的(exte nsional)粘度がより高いことも示している。 我々は、シーラント特性を均衡させようとする場合には一般に分子量が高く、 長鎖分枝の度合が高くそして/または外延的粘度が高い方が好適であるが、この ようなポリマー特性の各々に関して最適な範囲が存在し、特に1番目のエチレン ポリマー成分(A)の分子量に関して最適な範囲が存在することを見い出した。 この1番目のエチレンポリマー成分(A)に最適な分子量範囲に関してはこの上 で特定のI2メルトインデックス範囲を用いて限定したが、本発明で1番目のエ チレンポリマー成分(A)として用いる実質的に線状であるエチレンポリマーの 場合の最適な長鎖分枝の範囲はこれをI10/I2メルトフロー比で限定するなら ば6よりも大きいから約12未満、特に7よりも大きいから10未満の範囲であ ると考えている。この指定メルトインデックス範囲に合致しかつまた上記I10/ I2範囲にも合致する態様が本発明の特に好適な態様である。 1番目のエチレンポリマー成分(A)が本ポリマー組成物を構成する量をこの ポリマー組成物の全重量を基準にして一般に5から95重量パ ーセント、好適には15から75重量パーセント、より好適には30から5重量 パーセントにする。 1番目のエチレンポリマー成分(A)の密度を0.85から0.92g/cc 、好適には0.87から0.915g/cc、より好適には約0.885から0 .905g/ccの範囲にする(ASTM D−792に従って測定して)。2 番目のエチレンポリマー成分(B)の密度を0.90から0.96g/cc、好 適には0.91から0.95g/cc、より好適には0.92から0.93g/ ccの範囲にする(ASTM D−792に従って測定して)。加うるに、少な くとも1種の1番目のエチレンポリマー成分(A)の密度を少なくとも1種の2 番目のエチレンポリマー成分(B)の密度よりも低くするのが好適である。 成分(A)と成分(B)を基にしたポリマー組成物全体の密度を好適には0. 90から0.92g/ccの範囲、より好適には0.905から0.925g/ ccの範囲、最も好適には0.91から0.92g/ccの範囲にする(AST M D−792に従って測定して)。 均衡の取れた特性と向上した引張り応力を示すシーラント層を与える本発明の 面では、1番目のエチレンポリマー成分(C)が示すI2メルトインデックスを 0.001から2g/10分、好適には0.01g/10分から1.5g/10 分、より好適には0.01g/10分から1.2g/10分、最も好適には0. 05g/10分から1g/10分の範囲にする。2番目のエチレンポリマー成分 (D)が示すI2メルトインデックスを0.01g/10分から30g/10分 、好適には0.5g/10分から20g/10分、より好適には1g/10分か ら10g/10分、最も好適には約1g/10分から5g/10分の範囲にする 。 成分(C)と(D)を基とするポリマー組成物全体が示すメルトインデックス を、好適には0.1から50g/10分の範囲、より好適には0.5から20g /10分、最も好適には0.7から6g/10分の範囲にする。 我々は、均衡の取れた特性と向上した引張り応力を示すシーラント層を与える 本発明の面で押出し加工性を最大限にするには実質的に線状であるエチレンポリ マーが示すI10/I2比を高くすべきでありそしてホットタック性能を最大限に するにはそれを低くすべきであることを見い出した。このように、良好な押出し 加工性と良好なホットタック性能の間の良好な均衡を確保することが望まれる場 合には特に1番目のエチレンポリマー成分(C)が示すI10/I2比を注意深く 最適にすべきである。 フィルムまたは組成物が含む(またはそれを構成する)少なくとも1種の1番 目のエチレンポリマー成分(C)の量をフィルム、フィルム層または組成物の全 重量を基準にして一般に20から60重量パーセント、好適には20から55重 量パーセント、より好適には25から45重量パーセント、最も好適には約25 から45重量パーセントにする。逆に、フィルムまたは組成物が含む(またはそ れを構成する)少なくとも1種の2番目のエチレンポリマー成分(C)の量をフ ィルム、フィルム層または組成物の全重量を基準にして一般に40から80重量 パーセント、好適には45から80重量パーセント、より好適には55から75 重量パーセント、最も好適には60から75重量パーセントにする。 1番目のエチレンポリマー成分(C)の密度を0.89g/cc未満、好適に は0.85から0.89g/cc(ASTM D−792に従って測定して)の 範囲にする。2番目のエチレンポリマー成分(D)の密 度を0.94から0.97g/cc、好適には0.94から0.96g/cc、 より好適には0.945から0.955g/cc(ASTMD−792に従って 測定して)の範囲にする。 成分(C)と成分(D)を基にしたポリマー組成物全体の密度を好適には0. 92から0.95g/ccの範囲、より好適には0.925から0.945g/ ccの範囲、最も好適には0.925から0.94g/ccの範囲にする(AS TM D−792に従って測定して)。 2番目のエチレンポリマー成分(B)として用いるに適切なエチレンポリマー 類は、エチレンのホモポリマーおよびインターポリマーであり、それらには、実 質的に線状であるエチレンポリマー類、均一分枝線状エチレンポリマー類、不均 一分枝線状エチレンポリマー類[即ち線状低密度ポリエチレン(LLDPE)、 中密度ポリエチレン(MDPE)および高密度ポリエチレン(HDPE)、例え ばチーグラー・ナッタ触媒系を用いて製造されたポリエチレンなど]そしてそれ らの組み合わせまたは混合物が含まれる。 実質的に線状であるエチレンポリマー類はザ・ダウケミカル社およびDupo nt Dow ElastomersがそれぞれAFFINITY(商標)およ びENGAGE(商標)樹脂の商標で販売しているポリマー類である。均一分枝 線状エチレンポリマー類は、Mitsui Chemical Corpora tionがTAFMER(商標)の商標で販売しているポリマー類およびExx on Chemical CorporationがEXACT(商標)および EXCEED(商標)樹脂の商標で販売しているポリマー類である。適切な不均 一分枝線状エチレンポリマー類は、ザ・ダウケミカル社がDOWLEX(商標) の商標で販売しているポリマー類である。適切な中密度ポリエチレン樹脂および 高密度ポリエチレン樹脂(エチレンのインターポリマーまたはホモポリマーとし て)は数多くの樹脂製造業者から入手可能であり、そのような樹脂製造業者には ザ・ダウケミカル社およびPhillips Chemical Corpor ation[MARLEX(商標)樹脂の商標]が含まれる。 本明細書では、用語「均一分枝線状エチレンポリマー」を、コモノマーが所定 ポリマー分子内でランダムに分布していてポリマー分子の実質的に全部が同じエ チレン対コモノマーモル比を有する線状エチレンインターポリマーを言及する時 の通常の意味で用いる。この用語は、短鎖分枝分布指数(short chai n branching distribution index)(SCBD I)または組成分布分枝指数(composition distributi on branching index)(CDBI)が比較的高いことを特徴 とするエチレンインターポリマーを指す。即ち、このようなインターポリマーが 示すSCDBIは、50パーセントに等しいか或はそれ以上、好適には70パー セントに等しいか或はそれ以上、より好適には90パーセントに等しいか或はそ れ以上である。しかしながら、この均一分枝エチレンポリマーは、好適には、昇 温溶出分離技術を用いて測定した時に高密度(結晶性)ポリマー画分を本質的に 測定可能量で含まないとして更に特徴づけられる。 SCDBIを、全コモノマーモル含有量中央値の50パーセント以内に入るコ モノマー含有量を有するポリマー分子の重量パーセントとして定義し、これを、 Bernoullian分布で予測されるモノマー分 布に対する該インターポリマー中のモノマー分布の比較で表す。インターポリマ ーのSCBDIは、昇温溶出分離技術(本明細書では「TREF」と省略)[例 えばWild他著「Journal of Polymer Science, Poly.Phys.Ed」、20巻、441頁(1982)、または米国特許 第4,798,081号、5,008,204号、またはL.D.Cady著「 The Role of Comonomer Type and Distr ibution in LLDPE Product Performance 」、SPE Regional Techinical Conference 、Quaker Square Hilton、Akron、オハイオ州、10 月1−2日、107−119頁(1985)(これらの開示は全部引用すること によって本明細書に組み入れられる)などに記述されている如き]から容易に計 算可能である。しかしながら、好適なTREF技術はSCDBIの計算にパージ (purge)量を含めない技術である。より好適には、インターポリマーのモ ノマー分布およびSCDBIの測定を、米国特許第5,292,845号に記述 されておりかつJ.C.RandallがRev.Macromol.Chem .Phys.、C29の201−317頁に記述している技術に従う13C NM R分析を用いて行う。 用語「均一分枝線状エチレンポリマー」は、均一(即ち狭い)短鎖分枝分布を 示すことを指すことに加えて、また、このインターポリマーが長鎖分枝を持たな いことも意味する。即ち、このようなエチレンインターポリマーには長鎖分枝が 存在しておらず、用語「線状」の通常の意味で線状のポリマーバックボーンを持 つ。しかしながら、用語「均一分枝 線状エチレンポリマー」は、長鎖分枝を数多く有することが本分野の技術者に知 られている高圧分枝ポリエチレンを指さない。均一分枝線状エチレンポリマー類 は、均一な(狭い)短鎖分枝分布を与える(即ち均一な分枝を与える)重合方法 (例えばElstonが米国特許第3,645,992号に記述している如き) を用いて製造可能である。Elstonは、彼の重合方法で、可溶なバナジウム 触媒系を用いて上記ポリマー類を製造しているが、しかしながら、その他、例え ばMitsui Chemical CorporationおよびExxon Chemical Corporationはいわゆるシングルサイト(si ngle site)触媒系を用いて同様な均一構造を持つポリマー類を製造し ている。均一分枝線状エチレンポリマー類の製造は、ハフニウム、ジルコニウム およびバナジウム触媒系を用いた溶液、スラリーまたは気相方法で実施可能であ る。Ewen他の米国特許第4,937,299号にメタロセン触媒を用いた製 造方法が記述されている。 用語「不均一分枝線状エチレンポリマー」を、本明細書では、短鎖分枝分布指 数が比較的低い線状エチレンインターポリマーを言及する時の通常の意味で用い る。即ち、このようなインターポリマーが示す短鎖分枝分布は比較的幅広い。不 均一分枝線状エチレンポリマー類が示すSCDBIは50パーセント未満、より 典型的には30パーセント未満である。 不均一分枝エチレンポリマー類は線状ポリエチレン技術の実施者によく知られ ている。不均一分枝エチレンポリマー類の製造は、例えばAnderson他が 米国特許第4,076,698号に記述している如きチーグラー・ナッタ型配位 金属触媒存在下の通常の溶液、スラリーまた は気相重合方法(高圧または低圧)を用いて行われる。このような通常のチーグ ラー・ナッタ型線状ポリエチレンは「均一には分枝」しておらず、長鎖分枝を全 く持たず、このように用語「線状」の通常の意味で線状ポリマーバックボーンを 持つ。 そのような均一分枝線状エチレンポリマーおよび不均一分枝エチレンポリマー は典型的にエチレン/α−オレフィンインターポリマー類であり、ここで、この α−オレフィンは少なくとも1種のC3−C20α−オレフィン(例えばプロピレ ン、1−ブテン、1−ペンテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1 −オクテンなど)であり、好適にはこの少なくとも1種のC3−C20α−オレフ ィンは1−オクテンである。このエチレン/α−オレフィンインターポリマーは 、最も好適には、エチレンとC3−C20α−オレフィンから作られたコポリマー 、特にエチレン/C4−C6α−オレフィンから作られたコポリマー、最も特別に はエチレン/1−オクテンコポリマーである。 本明細書で用いる如き用語「実質的に線状であるエチレンポリマー」は、狭い 短鎖分枝分布を示しかつ長鎖分枝を含むばかりでなくコモノマーが均一に組み込 まれたことに起因する短鎖分枝も示す均一分枝エチレンポリマー類(インターポ リマー類およびホモポリマー類)を指す。長鎖分枝はポリマーのバックボーンと 同じ構造を有していて短鎖分枝よりも長い。実質的に線状であるα−オレフィン ポリマー類は、炭素1000個当たり0.01から3個の長鎖分枝を有する。本 発明で用いるに好適な実質的に線状であるポリマー類は、炭素1000個当たり 0.01個の長鎖分枝から炭素1000個当たり1個の長鎖分枝、より好適には 炭素1000個当たり0.05個の長鎖分枝から炭素1000個当たり 1個の長鎖分枝を持つ。 本明細書では長鎖分枝を鎖長が少なくとも炭素7個分であるとして定義し、そ れより長い鎖長を13C核磁気共鳴分光法で区別するのは不可能である。長鎖分枝 の長さはそれが結合しているポリマーバックボーンの長さとほぼ同じ長さであり 得る。長鎖分枝は、明らかに、コモノマー組み込みの結果として生じる短鎖分枝 の長さよりも長い。 13C核磁気共鳴(NMR)分光法を用いてエチレンホモポリマーに長鎖分枝が 存在することを測定することができ、そしてRandallが記述した方法(R ev.Macromol.Chem.Phys.、C29、V.2&3、285 −297頁)を用いてそれを量化する。 実際的事項として、現在の13C核磁気共鳴分光法を用いて炭素原子数が6を越 える長鎖分枝の長さを測定するのは不可能である。しかしながら、エチレンポリ マー類(エチレン/1−オクテンインターポリマー類を包含)に存在する長鎖分 枝の測定で用いるに有用なことが知られている他の技術が存在する。そのような 2つの方法は、低角レーザー光散乱検出器に連結させたゲル浸透クロマトグラフ ィー(GPC−LALLS)および示差粘度測定検出器に連結させたゲル浸透ク ロマトグラフィー(GPC−DV)である。このような技術を長鎖分枝検出で用 いることと、それの基礎となる理論は、文献に詳細に示されている。例えばZi mm,G.H.およびStockmayer,W.H.、J.Chem.Phy s.、17、1301(1949)、そしてRudin,A.、Modern Methods of Polymer Characterization、 John Wiley & Sons、New York(1991)、103 −112頁を参照のこと。 A.Willem deGrootおよびP.Steve Chum(両者と もザ・ダウケミカル社)は、1994年10月4日にセントルイス、ミズリー州 で開催された「Federation of Analytical Chem istry and Spectroscopy Society(FACSS )」会議で、実質的に線状であるエチレンインターポリマー類に存在する長鎖分 枝の定量を行おうとする場合にGPC−DVが有効な技術であることを示すデー タを提示した。特に、deGrootおよびChumは、Zimm−Stock mayer式を用いて実質的に線状であるエチレンホモポリマーサンプルを測定 した時の長鎖分枝レベルと13C NMRを用いてそれを測定した時の長鎖分枝レ ベルとが良好な相互関係を示すことを見い出した。 更に、deGrootおよびChumは、ポリエチレンサンプルが溶液中で示 す流体力学的体積はオクテンが存在していても変化しないことと、このように、 そのサンプル中に存在するオクテンのモルパーセントを知ることでオクテン短鎖 分枝に起因する分子量上昇を説明することができることを見い出した。deGr ootおよびChumは、1−オクテン短鎖分枝に起因する分子量上昇に対する 貢献度を解く(deconvoluting)ことで、実質的に線状であるエチ レン/オクテンコポリマー類に存在する長鎖分枝レベルの定量でGPC−DVを 用いることができることも示した。 deGrootおよびChumは、また、GPC−DVで測定した時のLog (GPC重量平均分子量)の関数としてプロットしたLog(I2、メルトイン デックス)によって、実質的に線状であるエチレンポリマー類の長鎖分枝面(長 鎖分枝の度合でなく)は高度に分枝している高 圧低密度ポリエチレン(LDPE)のそれに匹敵するがチーグラー型触媒、例え ばチタン錯体などおよび通常の均一触媒、例えばハフニウムおよびバナジウム錯 体などを用いて製造されたエチレンポリマー類とは明らかに異なることが例証さ れたことも示した。 本発明で用いる実質的に線状であるエチレンポリマー類は、米国特許第5,2 72,236号、1991年10月15日付けで提出した連続番号07/776 ,130、そして米国特許第5,278,272号、1992年9月2日付けで 提出した連続番号07/939,281号に詳細に定義されているユニークな種 類の化合物である。 実質的に線状であるエチレンポリマー類とこの上に記述しかつ例えばElst onが米国特許第3,645,992号に記述した均一分枝線状エチレンポリマ ー類として通常知られる種類のポリマー類とは有意に異なる。重要な区別として 、実質的に線状であるエチレンポリマー類は、均一分枝線状エチレンポリマー類 の場合のようには用語「線状」の通常の意味で線状ポリマーバックボーンを持た ない。実質的に線状であるエチレンインターポリマー類は均一に分枝しているポ リマー類である、即ち実質的に線状であるエチレンポリマー類が示すSCBDI は50パーセントに等しいか或はそれ以上、好適には70パーセントに等しいか 或はそれ以上、より好適には90パーセントに等しいかそれ以上である点で、実 質的に線状であるエチレンポリマー類は、また、不均一に分枝している伝統的な チーグラー重合線状エチレンインターポリマー類として通常知られる種類のポリ マー類[例えばAnderson他が米国特許第4,076,698号に開示し た技術を用いて製造された例えば超低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレ ンまたは高密度ポリエチレン] とも有意に異なる。実質的に線状であるエチレンポリマー類は昇温溶出分離技術 を用いて測定した時に高密度、即ち結晶性ポリマー画分を測定可能量で本質的に 含まないとして特徴づけられる点で、実質的に線状であるエチレンポリマー類は また不均一分枝エチレンポリマー類の種類とも異なる。 実質的に線状であるエチレンポリマー類はまた高圧フリーラジカル開始高分枝 低密度エチレンホモポリマーおよびエチレンインターポリマー類として知られる 種類のポリマー類、例えばエチレン−アクリル酸(EAA)コポリマー類および エチレン−酢酸ビニル(EVA)コポリマー類などとも有意に異なる。即ち実質 的に線状であるエチレンポリマー類は、高圧フリーラジカル開始エチレンポリマ ーに相当する度合では長鎖分枝を持たず、かつこれはフリーラジカルを発生する パーオキサイド触媒系ではなくシングルサイト(single site)触媒 系を用いて製造される。 実質的に線状であるエチレンポリマー類の製造では、メタロセンシングルサイ ト重合触媒(例えばCanichが米国特許第5,026,798号に記述して いるか或はCanichが米国特許第5,055,438号に記述している如き オレフィン重合用モノシクロ−ペンタジエニル遷移金属触媒)または拘束幾何( constrained geometry)触媒(例えばStevens他が 米国特許第5,064,802号に記述している如き)が、製造系およびメタロ セン触媒系を米国特許第5,272,236号および米国特許第5,278,2 72号に記述されている方法に一致させて用いる限り使用可能である。このよう な重合方法はまたPCT/US92/08812(1992年10月1 5日付けで提出)にも記述されている。しかしながら、好適には、適切な拘束幾 何触媒、特に1990年7月3日付けで提出した米国出願連続番号545,40 3、米国特許第5,132,380、5,064,802、5,153,157 、5,470,993、5,453,410、5,374,696、5,532 ,394、5,494,874、5,189,192号に開示されている如き拘 束幾何触媒を用いて、実質的に線状であるエチレンポリマー類の製造を行う。 本明細書で用いるに適切な共触媒には、これらに限定するものでないが、例え ばポリマー状またはオリゴマー状のアルミノキサン類、特にメチルアルミノキサ ンまたは修飾メチルアルミノキサン(例えば米国特許第5,041,584、4 ,544,762、5,015,749、および/または5,041,585号 に記述されている如く製造)ばかりでなく不活性で適合性を示して配位しないイ オン形成化合物が含まれる。好適な共触媒は不活性で配位しないホウ素化合物で ある。 本発明で用いる実質的に線状であるエチレンポリマー類の製造に適した重合条 件は、好適には、連続溶液重合方法に有効な条件であるが、本発明の出願をそれ に限定するものでない。また、連続スラリー重合方法および気相重合方法も適切 な触媒および重合条件を用いることを条件として使用可能である。本発明で用い るに有用な実質的に線状であるポリマー類の重合では、この上で述べたシングル サイトおよび拘束幾何触媒を用いることができるが、しかしながら、実質的に線 状であるエチレンポリマー類の場合の重合方法では実際に実質的に線状であるエ チレンポリマーが生じるような操作を用いるべきである。即ち、同じ触媒を用い たとしても必ずしも全ての重合条件で実質的に線状であるエチレンポリ マーが本質的に生じるとは限らない。例えば、実質的に線状であるエチレンポリ マー類の製造で用いるに有用な重合方法の1つの態様では、バッチ式方法とは対 照的に連続方法を用いる。 本発明で用いる実質的に線状であるエチレンポリマーは、幅広い意味で、 (a)≧5.63のメルトフロー比I10/I2を示し、 (b)ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に式: (Mw/Mn)≦(I10/I2)−4.63 で定義される如き分子量分布Mw/Mnを示し、 (c)該実質的に線状であるエチレンポリマーの場合の表面メルトフラ クチャー(surface melt fracture)が起こり始める時の 臨界せん断速度が線状エチレンポリマーの場合の表面メルトフラクチャーが起こ り始める時の臨界せん断速度より少なくとも50パーセント大きいような気体押 出しレオロジー(gas extrusion rheology)を示し[こ こで、該実質的に線状であるエチレンポリマーと該線状エチレンポリマーは同じ コモノマーもしくはコモノマー類を含んで成り、該線状エチレンポリマーは該実 質的に線状であるエチレンポリマーの10パーセント以内のI2、Mw/Mnおよ び密度を示し、そしてここで、該実質的に線状であるエチレンポリマーと該線状 エチレンポリマーの個々の臨界せん断速度は気体押出しレオメーター(rheo meter)を用いて同じ溶融温度で測定された臨界せん断速度である]、 (d)示差走査熱量測定(DSC)で−30から150℃の範囲に単一 の溶融ピークを示し、かつ (e)約50パーセントを越える短鎖分枝分布指数を示す、 として特徴づけられる。 本発明で用いるに好適な均一分枝エチレンポリマー(特に少なくとも1種の1 番目のエチレンポリマーとして用いる如き)は均一分枝インターポリマー類であ り(即ちホモポリマーではなく)、適切なTREF技術で測定した時に「高密度 」、即ち結晶性ポリマー画分を測定可能量で本質的に含まない。好適な均一分枝 エチレンインターポリマー類は、狭い短鎖分布(即ち高いSCBD指数)を示す 実質的に線状であるエチレンポリマーである。実質的に線状であるエチレンイン ターポリマー類は、炭素1000個当たりのメチル数が2に等しいか或はそれ以 下の分枝度を示すポリマー画分を含まない。即ち、均一なポリマー画分(uni form polymer fractions)から成るとして特徴づけられ る実質的に線状であるエチレンインターポリマー類は高密度、即ち結晶性ポリマ ー画分を含まず、本明細書では、短鎖分枝を全く持たないか或は炭素1000個 当たりのメチル数が2に等しいか或はそれ以下の短鎖分枝度を示すとして特徴づ けられるポリマー画分は「高密度」、即ち「結晶性」であると見なす。しかしな がら、0.94g/ccから0.97g/ccの範囲の密度を有するとして指定 する2番目のエチレンポリマー成分として均一分枝エチレンポリマーを用いそし てこのポリマーがホモポリマーであるか或はコモノマー含有量が非常に低い場合 、勿論、このようなポリマーは、上記方法を用いて「高密度」、即ち「結晶性」 ポリマー画分を含むとして特徴づけ可能である。 本発明で用いる実質的に線状であるエチレンインターポリマー類は、エチレン のホモポリマーおよびエチレンと少なくとも1種のC3−C20α −オレフィンおよび/またはC4−C18ジオレフィンから作られたインターポリ マーである。特にエチレンと炭素原子数がC3−C20のα−オレフィンから作ら れたコポリマー類が好適である。本明細書では、この上で考察したように、コポ リマーまたはターポリマーなどを示す目的で用語「インターポリマー」を用い、 エチレンまたはプロピレンを他の少なくとも1種のコモノマーと一緒に重合させ るとインターポリマーが生じる。 エチレンとの重合で用いるに適切な不飽和コモノマー類には、例えばエチレン 系不飽和モノマー類、共役もしくは非共役ジエン類、ポリエン類などが含まれる 。そのようなコモノマー類の例には、C3−C20α−オレフィン類、例えばプロ ピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン 、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−ドデセンなどが含まれる。好 適なコモノマー類には、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル− 1−ペンテンおよび1−オクテンが含まれ、1−オクテンが特に好適である。他 の適切なモノマー類には、スチレン、ハロ置換もしくはアルキル置換スチレン類 、テトラフルオロエチレン、ビニルベンゾシクロブタン、1,4−ヘキサジェン 、1,7−オクタジエンおよびシクロアルケン類、例えばシクロペンテン、シク ロヘキセンおよびシクロオクテンなどが含まれる。 気体押出しレオメーター(GER)を用いてメルトフラクチャー(melt fracture)に関する臨界せん断速度および臨界せん断応力の測定を行う ばかりでなく他の流動特性、例えば「流動学的プロセシング・インデックス(p rocessing index)」(PI)などの測定も実施する。この気体 押出しレオメーターは、「Polym er Engineering Science」、17巻、No.11、77 0頁(1977)の中でM.Shida、R.N.ShroffおよびL.V. Cancioが記述していると共に、Van Nostrand Reinho ld Co.が出版しているJohn Dealy著「Rheometers for Molten Plastics」、(1982)の97−99頁に記 述されている。GER実験を、入り口角度が約180°で直径が0.0754m mでL/Dが20:1のダイスを用いて250から5500psig(1.7か ら37.9MPa)の範囲の窒素圧力下約190℃の温度で実施する。本明細書 に記述する実質的に線状であるエチレンポリマー類の場合のPIは、GERを用 いて約2.15x106ダイン/cm2の見掛けせん断応力で測定した時の材料の 見掛け粘度(kポイズで表す)である。本発明で用いる実質的に線状であるエチ レンポリマーは、約0.01kポイズから約50kポイズの範囲、好適には約1 5kポイズ以下の範囲のPIを示すエチレンポリマー類である。本明細書で用い る実質的に線状であるエチレンポリマー類が示すPIは、各々がこの実質的に線 状であるエチレンインターポリマーの10パーセント以内にあるI2、Mw/Mn および密度を示す線状エチレンインターポリマー(通常のチーグラー重合インタ ーポリマー、またはElstonが米国特許第3,645,992号に記述した 如き線状均一分枝インターポリマー)が示すPIの約70パーセントに等しいか 或はそれ以下である。 見掛けせん断速度に対する見掛けせん断応力のプロットを用いてメルトフラク チャー現象を識別してエチレンポリマー類の臨界せん断速度および臨界せん断応 力を量化する。Ramamurthy「Journa l of Rheology」、30(2)、337−357、1986に従い 、特定の臨界流量を越えた時に観察される押出された物の不規則さは、幅広い意 味で2つの主要な型に分類分け可能である、即ち表面メルトフラクチャーとグロ スメルトフラクチャーに分類分け可能である。 表面メルトフラクチャーは、明らかに安定した流れ条件下で起こり、そしてそ の詳細な範囲は、フィルムの鏡面光沢損失から、よりひどい「鮫肌」形態に至る 。本明細書では、この上に記述したGERを用いて測定を行った時に押出された 物の光沢が失われ始める時(押出された物の表面粗さが40x倍率でのみ検出可 能になる時)として表面メルトフラクチャーが起こり始める時(OSMF)を特 徴づける。実質的に線状であるエチレンインターポリマー類の表面メルトフラク チャーが起こり始める時の臨界せん断速度は、本質的に同じI2とMw/Mnを示 す線状エチレンインターポリマーの表面メルトフラクチャーが起こり始める時の 臨界せん断速度より、少なくとも50パーセント大きい。 グロスメルトフラクチャーは、不安定な押出し加工流れ条件下で起こり、そし てその詳細な範囲は規則正しい歪み(粗い部分と滑らかな部分が交互に現れるこ と、螺旋状など)から不規則な歪みに至る。商業的受け入れおよび最適なシーラ ント特性に関しては、表面の欠陥は存在していたとしても最小限でなければなら ない。本発明で用いる実質的に線状であるエチレンインターポリマー類、即ち密 度が約0.91g/cc未満のインターポリマー類の場合のグロスメルトフラク チャーが起こり始める時の臨界せん断応力は4x106ダイン/cm2より大きい 。本明細書では、GERで押出された押出物が示す表面粗さおよび構造の変化を 基準にした表面メルトフラクチャーが起こり始める時(OSMF)およ びグロスメルトフラクチャーが起こり始める時(OGMF)の臨界せん断速度を 用いることにする。この実質的に線状であるエチレンポリマーを、本発明では、 好適には、それが示す臨界せん断応力ではなく臨界せん断速度で特徴づけられる ものとする。 好適な均一分枝エチレンポリマー類は、全ての実質的に線状であるエチレンポ リマー類と同様に、単一のポリマー成分材料から成っていてDSCで単一の溶融 ピークを示すとして更に特徴づけられる。この単一溶融ピークの測定を、インジ ウムおよび脱イオン水で標準化した示差走査熱量測定装置を用いて行う。この方 法は、サンプルのサイズを5−7mgにし、「第一加熱」で140℃にして4分 間保持し、10℃/分の冷却速度で−30℃に冷却して3分間保持し、そして「 第二加熱」で加熱を約10℃/分で180℃に至るまで行うことを伴う。単一の 溶融ピークを温度に対する「第二加熱」熱流曲線から取る。ポリマーの全融解熱 を上記曲線下の面積から計算する。 密度が約0.875g/ccから約0.91g/ccの実質的に線状であるエ チレンインターポリマー類の場合の単一溶融ピークは、装置の感度に応じて、低 融点側に「ショルダー」または「ハンプ」を示す可能性があり、これが該ポリマ ーの全融解熱を構成する度合は約12パーセント未満、典型的には約9パーセン ト未満、より典型的には約6パーセント未満である。他の均一分枝ポリマー類、 例えばEXACT樹脂の場合にそのようなアーティファクト(artifact )を観察することができ、これは単一溶融ピークのスロープがアーティファクト の溶融領域を通る時に単調に変化することを基にして見分けられる。そのような アーティファクトは、単一溶融ピークの融点の34℃以内、典型的には 27℃以内、より典型的には20℃以内に存在する。アーティファクトに起因す る融解熱は、温度に対する熱流曲線下のそれに関連した面積を特定的に積分する ことで個別に測定可能である。 エチレンポリマー類の分子量分布を、示差屈折器と混合多孔度カラムが3本備 わっているWaters 150C高温クロマトグラフィー装置を用いたゲル浸 透クロマトグラフィー(GPC)で測定する。上記カラムはPolymer L aboratoriesが供給しているカラムであり、それらは、通常、孔サイ ズが103、104、105および106Åになるように充填されている。溶媒は1 ,2,4−トリクロロベンゼンであり、これを用いてサンプルが約0.3重量パ ーセント入っている溶液を注入用として調製する。流量を約1.0ミリリットル /分にし、装置操作温度を約140℃にし、そして注入量を約100ミクロリッ トルにする。 狭い分子量分布のポリスチレン標準(Polymer Laboratori es製)を溶出体積と協力させて用いてポリマーバックボーンに関する分子量測 定値を引き出す。下記の方程式: Mポリエチレン=a*(Mポリスチレン)b を引き出すに適切な、ポリエチレンとポリスチレンに関するMark−Houw ink係数[WilliamsおよびWardが「Journal of Po lymer Science」、Polymer Letters、6巻、62 1頁、1968の中で記述している如き]を用いて、ポリエチレンの相当する分 子量を決定する。上記方程式においてa=0.4316およびb=1.0である 。重量平均分子量Mwを、下記の式:Mi=(Σwi(Mi j))j[式中、wiは、 GPCカラムから 溶出して来る画分iに入っている分子の重量分率であり、これは分子量Miを伴 い、そしてMwを計算する時はj=1でありそしてMnを計算する時にはj=−1 である]に従う通常様式で計算する。 本発明で用いる均一に分枝していて実質的に線状であるエチレンポリマー類お よび均一分枝線状エチレンポリマー類の場合のMw/Mnは一般に3.5未満、好 適には3.0未満、より好適には2.5未満、特に1.5から2.5の範囲、最 も特別には1.8から2.3の範囲である。 実質的に線状であるエチレンポリマー類は比較的狭い分子量分布を示す(即ち Mw/Mn比は典型的に3.5未満である)にも拘らず優れた加工性を有すること が知られている。驚くべきことに、実質的に線状であるエチレンポリマー類の場 合には、均一および不均一分枝線状エチレンポリマー類とは異なり、それの分子 量分布Mw/Mnから本質的に独立させてそれのメルトフロー比(I10/I2)を 変えることができる。従って、特に良好な押出し加工性が望まれている時に本発 明で用いる好適なエチレンポリマーは、実質的に線状であるエチレンポリマー、 特に実質的に線状であるエチレンインターポリマーである。 本発明の特に好ましいフィルム、フィルム層又は組成物はさらに、混合物の合 計重量に基づいて15パーセント未満、好ましくは10パーセント未満、より好 ましくは6パーセント未満、最も好ましくは3パーセント未満という配合ヘキサ ン抽出量(compositional hexane extractive level)を有するとして特徴付けられるであろう。 本発明のさらに別の特に好ましいフィルム、フィルム層又は組成物は少なくと も75℃、好ましくは少なくとも85℃そしてより好ましくは 少なくとも90℃というビカー軟化点を有するとしてさらに特徴付けられるであ ろう。 優れた熱強度(heat strength)が望まれている他の好ましい実 施態様において、本発明のシーラント層は広義には、1.8ニュートン/15m mの最小シール強度において、層のビカー軟化温度と等しいか又はそれより少な くとも4.5℃低い範囲内の(in the range from equa l to or at least 4.5℃ lower)シール開始温度、 より好ましくは、特定の実施態様において、層のビカー軟化温度と等しいか又は それより少なくとも6℃低い範囲内そして最も好ましくは層のビカー軟化温度よ り少なくとも10℃低いフィルムヒートシール開始温度を有するとして特徴付け られる。 本発明の他の側面は単層もしくは多層フィルム構造の二次加工のための方法あ るいは本発明のポリマー組成物をフィルム、フィルム層、コーティング、熱成形 品もしくは成形品の形態に二次加工するための方法である。該方法は積層及び同 時押出法又はそれらの組み合わせを含むことができるかあるいは単独のポリマー 組成物もしくは混合物の使用を含むことができそして又特定的にインフレートフ ィルム、キャストフィルム、押出コーティング、射出成形、吹込成形、熱成形、 異形押出、引抜成形、圧縮成形、回転成形又は射出吹込成形操作あるいはそれら の組み合わせあるいはシーラント材料の二次加工のための同様の方法を含むこと ができる。 本発明のポリマー組成物もしくは混合物は、個々のポリマー成分を一緒にドラ イブレンドし、続いてミキサー中で成分ポリマーを溶融混合す ることあるいはポリマー成分をミキサー(例えばBanburyミキサー、Ha akeミキサー、Brabender密閉式ミキサー又は配合押出機及び重合法 の直下流で用いられるサイドアーム押出機を含む一軸もしくは二軸スクリュー押 出機)中で直接一緒に混合することによる方法を含むいずれの簡便な方法によっ ても生成させることができる。 本発明のポリマー組成物もしくは混合物(ならびに少なくとも1種の第1エチ レンポリマー又は少なくとも1種の第2エチレンポリマー)は、少なくとも1つ の反応器においてシングルサイト触媒作用(catalysis)、好ましくは シングルサイト幾何束縛触媒及び少なくとも1つの他の反応器においてシングル サイト触媒作用、好ましくはシングルサイト幾何束縛触媒又はチーグラー−ナッ タ型触媒を用いるエチレンの重合を介してその場生成させることができる。その 場重合のために、反応器を逐次的に又は平行して運転することができる。代表的 その場重合法はPCT特許出願94/01052に開示されており、その開示は 引用することによりその記載事項が本明細書の内容となる。 本発明のポリマー組成物(ならびに少なくとも1種の第1エチレンポリマー又 は少なくとも1種の第2エチレンポリマー)は、不均一エチレンポリマーを特定 のポリマー画分に分別することによって成分(A)、(B)、(C)及び/又は 成分(D)を不均一に分枝したエチレンポリマーから単離し(あるいは均一エチ レンポリマーをポリマー画分に分別することによって成分(A)又は(C)を均 一に分枝したエチレンポリマーから単離し)、成分(A)、(B)、(C)又は (D)に関して規定される制限を満たすのに適した画分を選択し、選択された画 分を適した量で少なくとも1種の第1エチレンポリマー成分(A)もしくは(C ) 又は少なくとも1種の第2エチレンポリマー成分(B)もしくは(D)と混合す ることによっても生成させることができる。この方法は明らかに上記のその場重 合又はブレンダー/押出機混合法のように経済的ではないが、それでもなお本発 明のポリマー組成物もしくは混合物ならびに少なくとも1種の第1エチレンポリ マー及び少なくとも1種の第2エチレンポリマーを得るために用いることができ る。 しかしながらポリマー混合物、少なくとも1種の第1エチレンポリマー又は少 なくとも1種の第2エチレンポリマーがどのように製造されるかにかかわらず、 組成物又は成分ポリマーは、不均一分枝及び均一分枝(すなわちSCBDI)に 言及している上記の定義に基づいてならびに画分分析(fractional analysis)又は製造法ではなくて特定の全体的組成分析(例えばATR EF結果)に基づいて、均一に分枝したエチレンポリマー又は別の場合不均一に 分枝したポリマーと考えられるであろう。 酸化防上剤(例えばCiba Geigyにより供給されるIRGANOXTM 1010又はIRGANOXTM 1076などのヒンダードフェノール)、ホ スファイト(例えばやはりCiba Geigyにより供給されるIRGAFO STM 168)、粘着剤(cling additives)(例えばPIB) 、SANDOSTAB PEPQTM(Sandozにより供給)、顔料、着色剤 、充填剤、帯電防止剤、加工助剤などの添加剤も本発明のポリマー混合物あるい はそれから成形されるフィルム中に含まれることができる。一般に必要ではない が、本発明のポリマー混合物から形成されるフィルム、コーティング及び成形品 は、未処理及び処理二酸化ケイ素、タルク、炭酸カルシウム及びクレー ならびに第1級、第2級及び置換脂肪酸アミド、剥離剤、シリコーンコーティン グなどを含むがこれらに限られない抗粘着性、離型性及び摩擦係数(coeff icient of friction characteristics)を 向上させるための添加剤も含むことができる。さらに別の添加剤、例えば単独の 又はエチレン−アクリル酸(EAA)コポリマーもしくは他の機能性ポリマーと 組み合わされた第4級アンモニウム化合物も本発明のポリマー混合物から形成さ れるフィルム、コーティング及び成形品の帯電防止性を向上させるために加える ことができ、それは例えば電子的に敏感な製品の強力包装におけるこれらのポリ マー混合物の使用を可能にする。 本発明のフィルム、フィルム層又は組成物はさらにリサイクルされた材料及び スクラップ材料ならびに希釈ポリマーを、均衡のとれたシーラント性及びモジュ ラス性が保持される程度まで含むことができる。代表的希釈材料には例えばエラ ストマー、ゴム及び無水物改質ポリエチレン(例えばポリブチレン及び無水マレ イン酸グラフトLLDPE及びHDPE)ならびに高圧法ポリエチレン、例えば 低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン/アクリル酸(EAA)共重合体、 エチレン/酢酸ビニル(EVA)共重合体及びエチレン/メタクリレート(EM A)共重合体ならびにそれらの組み合わせが含まれる。 本発明のフィルム、フィルム層又は組成物は多様な用途において有用性を見い だすことができる。適した用途は例えば単層包装フィルム;収縮フィルム及び遮 断収縮用途(barrier shrink applications)のた めの例えば2軸延伸ポリプロピレン又は2軸延伸エチレンポリマーなどの他の材 料を含む多層包装構造;成形/充填 /シール装置を介して形成される包装;剥離可能なシール包装構造;クック−イ ン食品包装(cook−in food packages);圧縮充填包装; ヒートシール可能な引っ張り巻き(stretch wrap)包装フィルム、 例えば生鮮品(fresh produce)包装及び生鮮赤肉小売包装;ライ ナー及びバッグ、例えばシリアル用ライナー、食料品/ショッピングバッグ、強 力輸送袋及びごみカンライナー(袋)、ガスケット及びふた素材(liddin g stock)を含むと思われるがこれらに限られない。 単層及び多層の2軸的に延伸されたフィルム構造は、その向上した強度、透明 度、光沢、剛性、遮断及び/又は収縮性のために用いられる。2軸的に延伸され たフィルム構造は非−食料品及び食料品、例えば肉、ハム、トリ肉(poult ry)、ベーコン、チーズなどの第1カット品及び第1より細かい(subpr imal)カット品のための種々の包装及び保存用途において有用性を見いだす 。本発明のフィルム、フィルム層又は組成物を用いている典型的多層2軸延伸フ ィルム構造は、本発明のシーラントフィルム層、外層(例えば不均一に分枝した 線状低密度もしくは超低密度ポリエチレン)及び本発明のシーラントフィルム層 と外層の間に挟まれた芯層(例えば2軸延伸ポリプロピレンホモポリマー又は塩 化ビニリデンポリマー)を含む2〜7層構造であることができる。 本発明のフィルム、フィルム層又は組成物を含む多層構造は接着促進結束層( tie layers)(例えばThe Dow Chemical Comp anyから入手可能なPRIMACORTMエチレン−アクリル酸(EAA)コポ リマー及び/又はエチレン−酢酸ビニル(E VA)コポリマー)も含むことができる。そのような多層構造はさらに追加の構 造層、例えばThe Dow Chemical Companyから入手可能 なAFFINITYTMポリオレフィンプラストマー、Dupont Dow E lastomersから入手可能なENGAGETMポリオレフィンエラストマー 、The Dow Chemical Companyから入手可能なDOWL EXTM LLDPE、The Dow Chemical Companyから 入手可能なATTANETM ULDPEあるいはこれらのポリマーのいずれかの 互いの又は他のポリマー、例えばEVAコポリマーとのブレンドを含むことがで きる。 一般に本発明のフィルム、フィルム層又は組成物(2軸的に延伸されていても いなくても)を含む多層構造は、これらに限られるわけではないが遮断層、結束 層及び/又は構造層を含むことができる。これらの層のために種々の材料を用い ることができ、そのいくつかは同じ多層構造において1つより多い層として用い られる。これらの材料のいくつかには:箔、ナイロン、エチレン/ビニルアルコ ール(EVOH)コポリマー、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリエチレン テレフタレート(PET)、ポリプロピレン(特定的に延伸ポリプロピレン(O PP)及びさらに特定的には2軸延伸ポリプロピレン)、エチレン/酢酸ビニル (EVA)コポリマー、エチレン/アクリル酸(EAA)コポリマー、エチレン /メタクリル酸(EMAA)コポリマー、ULDPE、LLDPE、HDPE、 MDPE、LMDPE、LDPE、イオノマー、グラフト−改質ポリマー(例え ば無水マレイン酸グラフトポリエチレン)及び紙が含まれる。一般に本発明の多 層構造は2〜約7層あるいは目的用途に必 要であるとみなされるいずれかの数の層もしくは材料もしくはポリマーを含むこ とができる。 上記の通り、本発明のフィルムもしくは組成物は圧縮充填、クック−イン食品 包装及び垂直成形/充填/シール用途に特に適していると思われる。圧縮充填包 装は典型的に、最初にインフレートフィルム法によりプラスチックチューブを二 次加工することを含む。レイフラットフィルムとしてのチューブを次いで充填装 置に連絡させる(communicated)か又は送達し、そこで(連続的操 作において)底のシールを形成し、圧縮可能な製品をチューブ中に装入し、圧縮 して容積を減少させる。製品のチューブ中への装入に続き、トップシールを形成 して包装製品をシーリングする。圧縮充填法により包装することができる製品の 例は、それらに限られるわけではないがおむつ及び競技用ソックスなどの布であ る。 クック−イン包装食品は、予備包装され、次いで調理される食品である。包装 され、調理された食品は消費者に直接、商社(institution)又は小 売業者に消費もしくは販売のために流通する。クック−インのための包装は構造 的に、食品を含有しながらクック−イン時間及び温度条件への暴露に耐えること ができなければならない。クック−イン包装食品は典型的にハム、ターキー、野 菜、加工肉などの包装に用いられる。本発明のシーラント層がヒートシール及び 熱間粘着開始温度性に対して比較的高い軟化点を有する故に、本発明のシーラン ト層を含む多層フィルム構造はクック−イン包装用途に十分に適している。 成形/充填/シール包装は典型的にミルク、ワイン、粉末などの流動性材料の 包装に用いられる。成形/充填/シール包装法においては、プ ラスチックフィルム構造のシートを成形/充填/シール機中に供給し、そこでプ ラスチックフィルムを折りたたみ、内側/外側シール(inside/outs ide seal)を用いてフィルムをシーリングすることによってあるいは内 側/内側シール(inside/inside seal)を用いてプラスチッ クフィルムをフィンシーリングする(fin sealing)ことによってフ ィルムの縦端を合わせてシーリングすることによりシートを連続チューブに成形 する。次にシーリングバー(sealing bar)がチューブを一端で横に シーリングし、パウチの底を形成する。次いで成形されたパウチに流動性材料を 加える。次いでシーリングバーがパウチの上端をシーリングし、プラスチックフ ィルムを焼き切る(burns through)か又は切断装置がフィルムを 切断し、かくして成形された完成パウチをチューブから分離する。成形/充填/ シール装置を用いるパウチの作製法は一般に米国特許第4,503,102及び 4,521,437号に記載されており、本発明のシーラント層の低いヒートシ ール及び熱間粘着開始温度、高い熱間粘着強度ならびに広い熱間粘着シーリング ウィンドウ性(hot tack sealing window chara cteristics)の故に、本発明のシーラント層を含む多層フィルム構造 は成形/充填/シール包装用途に十分に適している。 ヒートシール開始温度はASTM F 88−85に従って決定される。2% 割線モジュラスはASTM D−882に従って決定される。密度はASTM− D−792に従って測定し、立方センチメートル当たりのグラム(g/cc)と して報告する。全体的密度として下記の実施例で報告する測定値は、ポリマー試 料をASTM D−792に従って 周囲温度で24時間アニーリングした後に決定した。 ポリマー成分の密度及び重量パーセントは分析的温度上昇溶離分別(ATRE F)法(Analytical Temperature Rising El ution Fractionation technique)により決定す ることができる。ATREF法に用いられるハードウェア及び手順は以前に例え ばWild et al,Journal of Polymer Scien ce ,Poly.Phys.Ed.,20,41(1982)、Hazlitt ,et al.,米国特許第4,798,081号及びChum et al. ,米国特許第5,089,321号に記載されている。 ATREF分析においては、分析されるべきフィルム又は組成物を適した熱溶 媒(例えばトリクロロベンゼン)に溶解し、不活性担体を含有するカラムにおい て、温度をゆっくり下げることにより結晶化させる。次いで溶離溶媒(トリクロ ロベンゼン)の温度をゆっくり上げることにより結晶化したポリマー試料をカラ ムから溶離させることによってATREFクロマトグラム曲線を作成する。AT REF曲線は多くの場合に短鎖分枝分布(short chain branc hing distribution)(SCBD)とも呼ばれ、それは溶離温 度が下がると共にコモノマー含有率が増加する点でいかに平均してコモノマー( 例えばオクテン)が試料全体に分布しているかをそれが示すからである。 ATREF曲線はフィルム又は組成物のいくつかの重要な構造的特徴を簡単に 明らかにすることができる。例えばThe Dow Chemical Com panyにより供給されるAFFINITYTW樹脂、Dupont Dow E lastomersにより供給されるENG AGETM樹脂、Mitsui Chemical Corporationによ り供給されるTAFMERTM樹脂及びExxon Chemical Corp orationにより供給されるEXACTTM樹脂などの均一に分枝したエチレ ンポリマーは、独特の対称性単一溶離ピーク(又は均一SCBD)を示すことが 知られている。対照的に、通常のチーグラー−ナッタ触媒系により製造されるエ チレンポリマー(例えばThe Dow Chemical Companyに より供給されるDOLWEXTM LLDPE樹脂)は有意に異なる温度で溶離す る広いピークと狭いピークの両方を有する2様式的(bimodal)又は不均 一SCBDを示すことが知られている。 ATREF曲線の形の独特性及びポリマー密度に対応する溶離温度の故に、A TREF分析を用いて特定のポリマーを識別化する(fingerprint) することができる。特に多成分ポリマーを含む組成物の場合、ATREF曲線を 積分することにより各成分の重量分率を簡単に決定することができる。さらに、 組成物がASTM D−792に従う測定から既知である場合にATREF分析 から成分ポリマーの密度を決定することができる。例えば実質的に線状のエチレ ンポリマーの場合、ATREF溶離温度対ポリマー密度のキャリブレーション曲 線は、ポリマー密度が: ρ=0.83494+9.6133x10-4(Tα) により限定されることを示し、ここでTαはポリマーのATREF溶離温度であ る。組成物の全体的組成物密度、ATREF曲線の積分による成分ポリマーの重 量分率及び実質的に線状のエチレンポリマー成分のポリマー密度が与えられ、残 る成分ポリマーの密度を簡単に計算すること ができる。 ポリマー組成物をさらに特徴付けるために、示差粘度計(different ial viscometer)を用いることができる。示差粘度計からの出力 は粘度平均分子量、Mvであり、それは溶離容積の関数としての分子量における 変動を示す。Mv応答はいずれの成分ポリマーがより高い分子量を有するとして 特徴付けられるかあるいは成分ポリマーが実質的に等しい分子量を有するとして 特徴付けられるかどうかを示すことができる。 要するに、フィルム又は組成物のATREF曲線及び組成物密度が与えられる と成分ポリマーの重量分率及びポリマー密度を算出することができる。ATRE F分析及び示差粘度計の組み合わせ(ATREF/DV)は、成分ポリマーの相 対的分子量の指標を与える。従ってAFTREF/DVを用いて本発明のフィル ム又は組成物を識別化することができる。AFREF曲線は本発明の第1及び第 2エチレンポリマーの間の密度差に与えられる少なくとも2つの明確な溶離ピー クを示し、好ましい実施態様は第1エチレンポリマー成分及び第1エチレンポリ マー成分より高い分子量を有する第2エチレンポリマー成分に伴う単一溶離ピー クを示すであろう。 GPCデコンポリューション法を用い、各エチレンポリマー成分のメルトイン デックスを決定することができる。この方法では、GPCデータを上記の通りW aters 150C高温GPCクロマトグラフを用いて作成する。実験的溶離 容積を与えられると、1系列の分子量分布の狭いポリスチレン標準から作成され るキャリブレーション曲線を用いて分子量を簡単に算出することができる。単位 面積を保証するために、デ コンポリューション法を行う前にGPCデータを、重量分率対log(MW)G PC曲線下で標準化しなければならない。 デコンポリューション法のために、均一に分枝したエチレンポリマーはBam ford−Tompa分子量分布、すなわち式[1] に従うと仮定され、ここでwiは分子量Miを有するポリマーの重量分率であり、 Mnは数平均分子量であり、I1(x)は式[2] により定義される次数1の第1の種類の修正ベッセル関数であり、ζは式[3] に示される通り分子量分布を広げる調節可能なパラメーターである。 デコンボリューション法のために、不均一に分枝したエチレンポリマー(すな わちチーグラー−ナッタ触媒系を用いて製造されるポリマー)は対数−正規分布 、式[4] に従うと仮定され、ここでwiは分子量Miを有するポリマーの重量分率であり、 Moはピーク分子量てあり、βは分布の幅を特性化するパラメーターである。β は式[5] β=5.70506−2.52383Log(Mo) +0.30024(Log(Mo))2 [5] に示す通りMoの関数であると仮定された。 GPCデコンポリューション法は4つのパラメーターフィット(parame ter fit)、均一に分枝したエチレンポリマー(典型的に本発明の第1エ チレンポリマー成分)のためのMn及びζ、不均一に分枝したエチレンポリマー (好ましくは本発明の第2成分ポリマー)のためのMoならびに均一に分枝した エチレンポリマーの重量分率の量を含む。Jandel Scientific (v3.03)により供給されるSigmaPlotTM内の非−線状曲線フィッ ティングサブルーチンを用いてこれらのパラメーターを見積もった。均一に分枝 したエチレンポリマー又は第1エチレンポリマー成分の数平均分子量(Mn)、 式[3]、そのI10/I2メルトフロー比及びその密度が与えられると、式[6 ]を用いてそのI2メルトインデックスを簡単に算出することができ、ここでFC PAはエチレンポリマー成分を示す。実施例 以下の実施例を制限ではなくて説明の目的のために提供する。 種々のシーラント材料を調べるための評価において、3層(ABC)同時押出 フィルムをBrucknerキャストテンター−フレームBOPPフィルムラィ ン上で製造した。(B)層は構造の芯もしくは基材であり、滑り剤及び帯電防止 剤パッケージを有するShell KF 6100ホモポリマーポリプロピレン として保たれた(maintain ed)。添加剤パッケージは2.5重量%のAmpacet 400577マス ターバッチを用いることにより与えられ、それは30MFI(230℃において 2.16kgの荷重を用いて)のポリプロピレンホモポリマーキャリヤー樹脂中 の15重量%の帯電防止剤及び滑り剤のブレンドを含有する。Shell KF 6100ホモポリマーポリプロピレン樹脂は230℃で2.16kgの荷重を 用いて測定すると約3のMFIを有した。 (A)及び(C)層は評価を通じて両層のために同じシーラント材料を用いる 可変のシーラント表皮層として製造した。滑り剤及び粘着防止剤を含有する添加 剤マスターバッチをシーラント層に加え、約1250ppmのエルクアミド及び 約1500ppmのSiO2を与えた。実施例1及び比較実施例2〜8はこの評 価において調べた種々のシーラント材料であった。 この評価において、実施例1及び比較実施例6は、PCT特許出願番号94/ 01052に開示されている通り、その場重合及び混合法を用いて製造した。特 定の製造の詳細を下記の通りに示す。 IsoparTM E炭化水素(Exxon Chemical Compan yから入手可能)中に既知の重量の幾何束縛有機金属錯体[((CH345) )−(CH32Si−N−(t−C49)]Ti(CH32を溶解し、9.6x 10-4Mのチタン(Ti)濃度を有する透明な溶液を得ることにより、幾何束縛 触媒を調製した。アクチベーター錯体、トリス(ペルフルオロフェニル)ボラン (3.8x10-3M)の類似の溶液も調製した。既知の重量のメチルアルモキサ ン(Texas AlkylsからMMAOとして入手可能)をn−ヘプタン中 に溶解し て1.06x10-2MのMMAO濃度を有する溶液を得た。これらの溶液を、そ れらが第1重合反応器中に供給される直前に一緒になるようにそして幾何束縛触 媒、アクチベーター錯体及びMMAOが1:3.5:7のモル比であるように独 立してポンプで汲み入れた。 実質的に米国特許第4,612,300号(実施例P)の方法に従って、ある 容積のIsoparTM E炭化水素にIsoparTM E炭化水素中の無水塩化 マグネシウムのスラリ、n−ヘキサン中のEtAlCl2の溶液及びIsopa rTM E炭化水素中のTi(O−iPr)4の溶液を連続的に加え、0.166M のマグネシウム濃度及び40.0:12.5:3.0というMg/Al/Tiの 比率を有するスラリを得ることにより不均一系チーグラー型触媒を調製した。こ のスラリ及びEt3Al(TEA)の希薄溶液のアリコートを第2重合反応器中 への導入の直前に一緒になる2つの流れを用いて独立してポンプで汲み入れ、6 .2:1という最終的TEA:Tiモル比を有する活性触媒を得た。 2−反応器重合系の場合、エチレンは第1反応器中に40ポンド/時(18. 2kg/時)という見積もり速度(scaled rate)で供給された。第 1反応器中への導入の前に、エチレンをIsoparTM E炭化水素(Exxo n Chemical Companyから入手可能)及び1−オクテンを含む 希薄混合物と合わせた。第1重合反応器に関し、1−オクテン:エチレン比(新 しい及びリサイクルされたモノマーを構成する)は0.28:1(モルパーセン ト)であり、希釈剤:エチレン供給比は8.23:1(重量パーセント)であっ た。上記で調製されたような均一幾何束縛触媒及び助触媒を第1重合反応器中に 導入した。触媒、アクチベーター及びMMAOの第1重合反応器中への 見積もり流量は、それぞれ1.64x10-5ポンドTi/時(7.4x10-6k gTi/時)、6.21x10-4ポンドアクチベーター/時(2.82x10-4 kgアクチベーター/時)及び6.57x10-5ポンドMMAO/時(3.0x 10-5kgMMAO/時)であった。重合は70〜160℃の範囲内の反応温度 で行った。 第1重合反応器の反応生成物を第2反応器に移した。第1重合反応器からの流 出流中のエチレン濃度は4パーセント未満であり、米国特許第5,272,23 6号に記載されているような長鎖分枝の存在を示した。 第2重合反応器中にエチレンを120ポンド/時(54.5kg/時)の見積 もり速度でさらに供給した。第2重合反応器中への導入の前に、エチレン及び水 素流をIsoparTM E炭化水素及び1−オクテンを含む希薄混合物と合わせ た。第2重合反応器に関し、1−オクテン:エチレン供給比(新しい及びリサイ クルされたモノマーを構成する)は0.196:1(モルパーセント)であり、 希釈剤:エチレン比は5.91:1(重量パーセント)であり、水素:エチレン 供給比は0.24:1(モルパーセント)であった。 上記で調製したような不均一系チーグラー−ナッタ触媒及び助触媒を第2重合 反応器中に導入した。第2重合反応器における触媒(Ti)及び助触媒(TEA )濃度はそれぞれ2.65x10-3及び1.65x10-3モルであった。第2重 合反応器中への触媒及び助触媒の見積もり流量はそれぞれ4.49x10-4ポン ドTi/時(2.04x10-4kgTi/時)及び9.14x10-3ポンドTE A/時(4.15x10-3kgTEA/時)であった。第2反応器における重合 は150〜220℃の範囲内の反応温度で行った。第1及び第2重合反応器の間 の転化及 び製造割り(conversion and production spli t)は、表1に示す実施例1及び比較実施例6の場合の「第1エチレンポリマー 成分(A)の重量パーセント」の値を与えるようなものであった。すなわち第1 エチレンポリマー成分(A)の重量パーセントは第1及び第2重合反応器の間の 製造割りを示す。 得られるポリマーに標準的触媒奪活剤(kill agent)(1250p pmのステアリン酸カルシウム)ならびに酸化防止剤(200ppmのIRGA NOXTM 1010、すなわちテトラキス[メチレン3−(3,5−ジ−ter t−ブチル−4−ヒドロキシーフェニルプロピオネート)]メタン、Ciba− Geigyから入手可能、及び800ppmのSANDOSTABTM PEPQ 、すなわちテトラキス−(2,4−ジ−tert−ブチル−フェニル)−4,4 ’−ビフェニルホスホナイト、Sandoz Chemicalから入手可能) を加えてポリマーを安定化した。 比較実施例2は230℃で2.16kgの荷重を用いて測定される5のMFI を有し、SolvayによりKS 4005の名称の下に供給されるポリプロピ レンコポリマーであった。比較実施例3は230℃で2.16kgの荷重を用い て測定される5のMFIを有し、SolvayによりKS 300の名称の下に 供給されるポリプロピレンターポリマーであった。比較実施例4はThe Do w Chemical CompanyによりAFFINITYTM PL 18 45の名称の下に供給される実質的に線状のエチレンポリマーであった。比較実 施例5はThe Dow Chemical CompanyによりAFFIN ITYTM PL 1850の名称の下に供給される実質的に線状のエチ レンポリマーであった。比較実施例7はThe Dow Chemical C ompanyによりDOWLEXTM 2035Eの名称の下に供給される不均一 に分枝した線状低密度ポリエチレン樹脂であった。比較実施例8はThe Do w Chemical CompanyによりATTANETM SC4103の 名称の下に供給される不均一に分枝した超低密度ポリエチレン樹脂であった。 種々のシーラント層に関するヒートシール開始温度を、通常のヒートシールテ スター及び張力計を用い、シールを24時間老化させた後に決定し、ここでシー ル開始温度は1.8N/15mmのシール強度に達する温度として理解した。熱 間粘着力が46g/cmを越える(DuPontのスプリング法(spring −method)を用いて)温度範囲を熱間粘着強度ウィンドウとして理解した 。 「十分な層間接着」は本明細書において、同時押出二次加工段階の間又はシー リング及びシール試験の間に剥離の兆候が観察されないこととして定義する。逆 に「劣った層間接着」はシーリングの間の剥離の開始として理解された。 この評価において、層厚さは(A)=1μm(マイクロメートル)、(B)= 18μm及び(C)=1μmであった。層(C)に対応する面は約44ダインの レベルまでコロナ処理された。245〜275℃の溶融温度及び25〜30℃の チルロール温度で材料を押出した。縦方向整列(machine direct ion orientation)(MDO)加熱ローラーの温度は90〜12 5℃であった。縦方向における延伸比は5:1であり、横方向における延伸比は 8:1であった。テンター−フレームオーブン温度は180〜160℃の範囲で あった。 第1エチレンポリマー成分(A)の密度、メルトインデックス及び重量パーセ ント、得られるポリマー組成物の全体的メルトインデックス、組成物密度及びビ カー軟化点ならびに種々の実施例の製造に用いられる触媒系の型ならびに実施例 のヒートシール、熱間粘着及び層間接着性能を表1に示す。 別の評価において、種々のシーラント層材料を通常のキャストフィルム装置上 でPPホモポリマー、Shell KF 6100と一緒に同時押出し、ヒート シール及び熱間粘着性能に関して評価した。 キャスト同時押出ラインに76cmのJohnsonフレックス−リップキャ ストフィルムダイを備えた。それぞれの同時押出フィルム試料の 全体的フィルム厚さは3.0ミル(76.2ミクロン)であった。2層同時押出 フィルム構造は10%のシーラント及び90%のPPホモポリマー、Shell KF 6100から成った。55m/分の目標ライン速度、約277℃の目標 ポリプロピレンホモポリマー溶融温度、265℃の目標シーラント溶融温度及び 12.7センチメートルのエアギャップを用いてフィルムを二次加工した。 比較実施例9のポリマー組成物はThe Dow Chemical Com panyにより供給されるAFFINITYTM PL 1845(上記の比較実 施例4の場合と同じ)であった。AFFINITYTM PL 1845は単一ポ リマー成分の実質的に線状のエチレンポリマーである。実施例11及び12なら びに比較実施例10及び13のポリマー組成物は、実施例1の場合に上記で記載 したその場重合法に従って2つの反応器を用いて製造した。第1エチレンポリマ ー成分(A)のメルトインデックスを上記の通りにGPCデコンボリューション ルーチンにより決定し、第1エチレンポリマー成分(A)の密度及び重量パーセ ントをやはり実施例1に関して上記で記載した通りにATREF法により決定し た。 この評価においては、試料のいずれも同時押出の間又はヒートシーリング操作 及びシール試験の間にポリプロピレン層からのシーラントの剥離の兆候を示さな かった。 この評価では、1ポンド/インチ(2N/15mm)のシール強度が得られる 最低温度としてヒートシール開始温度を定義した。Topwave Hot T ack Tester上で、40psi(0.275MPa)のシールバー圧力 で0.5秒の保圧時間を用いてヒートシール 試験を行った。シールは5℃づつの上昇において、シーラント層を折り重ね、そ れをそれ自身にシーリングすることにより形成する。そのようにして形成される シールを、それが作られてから少なくとも24時間後にInstron張力計を 用いて10インチ/分(250mm/分)のクロスヘッド速度で引っ張る。 やはりこの評価において極限熱間粘着を、調べた通常の範囲内、すなわち60 〜120℃で達成される最大熱間粘着強度として定義した。熱間粘着試験も0. 5秒の保圧時間、0.2秒の遅延時間及び40psi(0.275MPa)のシ ールバー圧力に設定されたTopwave Hot Tack Testerを 用いて行った。熱間粘着シールはシーラント層を折り重ね、それをそれ自身に熱 間粘着シーリングすることにより5℃づつの上昇において形成した。そのように して形成される熱間粘着シールに適用される剥離速度は150mm/秒の速度で あった。0.2秒の遅延の直後にシールを引っ張るようにテスターをプログラミ ングした。 表2は、3.0ミル(0.08mm)のキャストフィルム同時押出物に関して 得られたヒートシール及び熱間粘着データをまとめている: 表2の(及び図3に示される)データは、一定の全体的メルトィンデックスに おいて最高の熱間粘着強度を達成するために最適の第1エチレンポリマー成分( A)の分子量又はメルトインデックスがあることを示している。これらのデータ から、0.14g/10分より高く且つ0.68g/10分未満の範囲内のI2 メルトインデックスを有する第1エチレンポリマー成分(A)が最適化された熱 間粘着強度を与える。比較実施例10及び13は、キャストBOPPフィルムな らびに垂直成形充填及びシール(VFFS)用途、例えばスナック食品包装及び シリアル包装用途のためのシーラント層として用いて成功するためには不十分な 熱間粘着強度を示す。 種々のシーラント材料を調べるための評価において、幾何束縛触媒系を用いて 製造される実質的に線状のエチレン共重合体及びチーグラー−ナッタ触媒系を用 いて製造される不均一に分枝したエチレン共重合体から作られる組成物の溶融ブ レンドを調製した。溶融ブレンドは実施例14、15、17、18、20及び2 1ならびに比較実施例16、19及び22〜25を含んだ。溶融ブレンドは、適 した量の各成分ポリマーを秤量し、混合物をタンブルブレンドし、その後通常の 一軸スクリュー配合押出機を用いて約350°F(177℃)の溶融温度で混合 物を溶融押出することにより調製した。比較実施例26及び27は、PCT特許 出願番号94/01052に記載されているような方法及び手順を用いてその場 重合により製造した。 0.5ミルのPET/1ミルのLDPE 5004/2ミルのシーラント層か ら成る押出積層構造(実施例14、15、17、18、20及び21ならびに比 較実施例16、19及び22〜27)あるいは1ミル (0.025mm)のナイロン 6/1ミル(0.025mm)のPRIMAC OR 1410/1.5ミル(0.038mm)のシーラント層から成る3−層 同時押出インフレートフィルム構造(比較実施例28)につきシーラント層性能 を測定することにより、実施例のヒートシール開始温度を決定した。ヒートシー ル開始温度は1ポンド/インチ(2N/15mm)のシール強度が得られる最低 温度として定義した。Topwave Hot Tack Tester上で、 40psi(0.275MPa)のシールバー圧力で0.5秒の保圧時間を用い てヒートシール試験を行った。シールは5℃づつの上昇において、シーラント層 を折り重ね、それをそれ自身にシーリングすることにより形成する。そのように して形成されるシールを、それが作られてから少なくとも24時間後にInst ron張力計を用いて10インチ/分(250mm/分)のクロスヘッド速度で 引っ張る。研究においては、シーラント層として下記の表3に挙げる実施例を評 価した。ナイロン 6はA1lied−Signal Companyにより供 給された。ポリエステルフィルム、HOSTAPHAN 2DEFはAmeri can Hoechst Corporationにより供給される。PRIM ACOR 1410接着ポリマー及びLDPE 5004樹脂はThe Dow Chemical Companyにより供給される。 同時押出フィルムは2、2.5及び2.5インチ(5.1、6.4及び6.4 cm)の直径を有する3つの押出機が備えられたGloucesterインフレ ートフィルム装置上で二次加工された。ダイは70ミル(1.8mm)のダイギ ャップを以て設定される8インチ(20.3cm)の同時押出ダイであった。す べての同時押出に関し、2:1のブ ローアップ比を保持した。比押出量はダイの1インチにつき1時間当たり6ポン ド(6.9kg/時/cm)であり、溶融温度は400°〜420°F(204 〜216℃)であった。 押出積層構造は、2.5インチ(6.4cm)、30:1 L/D押出機が備 えられたBlack−Clawson押出コーティング装置を用いて二次加工さ れた。押出積層は約550°〜600°F(288°〜316℃)の溶融温度及 び1分当たり約440フィート(134m/分)のコーティング速度で行った。 押出積層を行うために、LDPE 5004樹脂を0.5ミル(0.013mm )のポリエステルフィルム上に押出コーティングし、2−ミル(0.051−m m)のシーラント材料の単層インフレートフィルムを押出ニップローラーにおい てLDPE5004樹脂上にスリップシーティングした(slip−sheet ed)。積層構造をチルロールにより冷却し、続くそのヒートシール開始温度の 決定のために集めた。 実施例に関する2%縦方向(MD)モジュラスを2ミル(0.051mm)の 単層インフレートフィルムについて測定した。物理的試験のための単層フィルム (ならびに上記の押出積層においてスリップシーティングされるシーラント材料 として用いられた2ミル(0.051mm)の単層インフレートフィルム)を、 2.5インチ(6.4cm)直径、24:1 L/D押出機が備えられたGlo ucesterインフレートフィルム装置上で、一条ねじダブルミックス(do uble mix)ポリエチレンスクリュー、70ミル(1.8mm)ダイギャ ップに設定された6インチ(15.2cm)のダイを用いて二次加工した。2ミ ル(0.051mm)のフィルムを二次加工するためにすべての実施例の 場合に2.5:1のブローアップ比を保持し、1インチのダイ当たり1時間につ き6ポンド(6.9kg/時/cm)という比押出量のために溶融温度を450 °F(232℃)に設定した。下記の表3は種々の実施例組成物の性能データな らびにDOWLEX LLDPE樹脂2045(比較実施例28)、DOWLE X LLDPE樹脂2049(比較実施例29)及びDOWLEX LLDPE 樹脂2038(比較実施例30)に関する性能デーテを示す。すべてのDOWL EX樹脂はThe Dow Chemical Companyにより供給され る不均一に分枝したエチレン共重合体である。 表3に示すデータから種々のプロットを作成した。図4は均一に分枝したエチ レンポリマー、成分(C)の重量パーセントの関数としての種々の本発明及び比 較のフィルム実施例のヒートシール開始温度のプロットである。驚くべきことに 、図4は第1エチレンポリマー成分(C)としての約20〜約60重量パーセン トの範囲の実質的に線状のエチレンポリマーの場合に、実施例14、15、17 、18、20及び21が0.89g/ccより高い密度を有する均一に分枝した エチレンポリマーを含む比較フィルム実施例より低いシール開始温度を示すこと を指摘している。実施例のシール開始温度は、フィルムが作られている2成分組 成物の合計重量に基づいて35重量パーセント以上の重量パーセントの場合に、 同等の比較実施例より特に低い。 さらにもっと驚くべきことに、図5は実施例のシール開始温度が同等の組成物 密度において比較実施例のシール開始温度より実質的に低いことを示している。 同様に図6は、同等のフィルムモジュラスにおいて実施例が比較フィルム実施例 より低いシール開始温度を示すことを指摘している。すなわち比較実施例は比較 的高いフィルムモジュラス及び比較的高いシール開始を示し、一方本発明の実施 例はその与えられたフィルムモジュラスの場合に比較的低いシール開始温度を有 する。 最後に図7は、本発明の実施例はその与えられたフィルムモジュラスの場合に 比較的低いシール開始温度を示すが、与えられた組成物密度におけるそのフィル ムモジュラスは驚くべきことに同等の密度における単成分の不均一に分枝したエ チレンポリマーのそれより高いことを示している。従ってまとめると、図4〜7 は本発明の実施例が中からもっと高い密度のエチレンポリマーのフィルムモジュ ラスを保持しながら、より 低い密度のエチレンポリマーに等しいシール開始温度を示すことを指摘している 。従ってこれらのデータは、本発明が、驚くべきことにそして予想に反して、ヒ ートシール性能とフィルムの剛性の間の従来の譲歩を克服することを示している 。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,DE, DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,IT,L U,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ,CF ,CG,CI,CM,GA,GN,ML,MR,NE, SN,TD,TG),AP(GH,KE,LS,MW,S D,SZ,UG,ZW),UA(AM,AZ,BY,KG ,KZ,MD,RU,TJ,TM),AL,AM,AT ,AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,CA, CH,CN,CU,CZ,DE,DK,EE,ES,F I,GB,GE,GH,HU,ID,IL,IS,JP ,KE,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR, LS,LT,LU,LV,MD,MG,MK,MN,M W,MX,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD ,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR, TT,UA,UG,US,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 カレ,ローレンス・テイ アメリカ合衆国テキサス州77566レイクジ ヤクソン・ポーチユラカ121 (72)発明者 チユム,パク―ウイング・スチーブ アメリカ合衆国テキサス州77566レイクジ ヤクソン・ジユニパー126 (72)発明者 デクンダー,スタシ・エイ アメリカ合衆国テキサス州77584パーラン ド・ウエストオーバーデイル3403 (72)発明者 バン・ドウン,ジヨゼフ・ジエイ ベルギー・ビー―2240ツアントホーベン・ パテルダミアーンラーン76 (72)発明者 オズワルド,トーマス・テイ アメリカ合衆国テキサス州77566レイクジ ヤクソン・ハツクルベリー323

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1. シーラントフィルム組成物であって、 i. ≧5.63のメルトフロー比I10/I2を示し、 ii ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測定し た時に0.001g/10分から2g/10分の範囲のI2メルトインデックス を示し、 iii. ASTM D−792に従って測定した時に0.85から0 .92g/ccの範囲の密度を示し、 iv. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に3.5未満の分子 量分布Mw/Mnを示し、 v. 昇温溶出分離を用いて測定した時に50パーセントを越える短鎖 分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づけられるところの、均一に分枝していて実質的に線状であるエチレ ンポリマーまたは均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1種の1番目 のエチレンポリマーを該組成物の全重量を基準にして5から95重量パーセント 、 0.97g/cc未満の密度を有するとして特徴づけられるところの、 均一分枝エチレンポリマーまたは不均一分枝線状エチレンポリマーである少なく とも1種の2番目のエチレンポリマーを該組成物の全重量を基準にして5から9 5重量パーセント、 含んでいて該少なくとも1種の1番目のポリマーが示すI2メルトインデックス の方が該少なくとも1種の2番目のポリマーが示すI2メルトインデックスより も低いように構成されていてASTM D−792に従って測定した時に0.8 9から0.95g/ccの組成密度を示すと して特徴づけられるシーラントフィルム組成物。 2. ポリプロピレン層とポリプロピレンに対して優れた層間接着性を示すこ とを包含する均衡の取れた特性を示すシーラント層を含む多層構造物であって、 該シーラント層が、 (A)i. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測 定した時に0.14g/10分よりも大きくて0.67g/10分より小さい範 囲のI2メルトインデックスを示し、 ii. ASTM D−792に従って測定した時に0.85から 0.92g/ccの範囲の密度を示し、 iii. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kg および条件190℃/10kgで測定した時のI10/I2メルトフロー比が6か ら12の範囲であり iv. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に3.5未満の 分子量分布Mw/Mnを示し、 v. 示差走査熱量測定(DSC)で−30から150℃の範囲に 単一の溶融ピークを示し、かつ vi. 昇温溶出分離で測定した時に50パーセントを越える短鎖 分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づけられるところの、均一に分枝していて実質的に線状であるエチレ ンポリマーまたは均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1種の1番目 のエチレンポリマーを該シーラント層の全重量を基準にして5から95重量パー セント、 (B)0.89g/ccから0.965g/ccの範囲の密度を有すると して特徴づけられるところの、均一分枝エチレンポリマーまた は不均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1種の2番目のエチレンポ リマーを該シーラント層の全重量を基準にして5から95重量パーセント、 含んでいて該少なくとも1種の1番目のポリマー(A)の分子量の方が該少なく とも1種の2番目のポリマー(B)の分子量よりも高いように構成されていると して特徴づけられ、ここで、該シーラント層がASTM D−792に従って測 定した時に0.89g/ccから0.93g/ccの組成密度を示しかつAST M D−1238 条件190℃/2.16kgで測定した時に1g/10分か ら5g/10分の範囲のI2メルトインデックスを示として特徴づけられる、 多層フィルム構造物。 3. 向上した引張り応力と組成密度を有するフィルムもしくはフィルム層で あって、 (C)i. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測 定した時に0.001g/10分から2g/10分の範囲のI2メルトインデッ クスを示し、 ii. ASTM D−792に従って測定した時に0.89g/ cc未満の密度を示し、 iii. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に3.5未満 の分子量分布Mw/Mnを示し、 iv. 昇温溶出分離を用いて測定した時に50パーセントを越え る短鎖分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づけられるところの、均一に分枝していて実質的に線状であるエチレ ンポリマーまたは均一分枝線状エチレンポリマーである少なく とも1種の1番目のエチレンポリマーを該フィルムもしくはフィルム層の全重量 を基準にして20から60重量パーセント、 (D)ASTM D−792に従って測定した時に0.94g/ccから 0.97g/ccの範囲の密度を有するとして特徴づけられるところの、均一分 枝エチレンポリマーまたは不均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1 種の2番目のエチレンポリマーを該フィルムもしくはフィルム層の全重量を基準 にして40から80重量パーセント、含んでいて該少なくとも1種の1番目のエ チレンポリマー成分(C)が示すI2メルトインデックスが該少なくとも1種の 2番目のエチレンポリマー成分(D)が示すI2メルトインデックスに等しいか 或はそれよりも低いように構成されているとして特徴づけられてASTM D− 792に従って測定した時に0.915g/ccから0.95g/ccの範囲の 組成密度を示すとして特徴づけられるフィルムもしくはフィルム層。 4. フィルム層を少なくとも1層含むとして特徴づけられるところの、向上 した引張り応力を示すシーラントフィルムを製造する方法であって、 (C)i. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測 定した時に0.001g/10分から2g/10分の範囲のI2メルトインデッ クスを示し、 ii. ASTM D−792に従って測定した時に0.89g/ cc未満の密度を示し、 iii. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に3.5未満 の分子量分布Mw/Mnを示し、 iv. 昇温溶出分離を用いて測定した時に50パーセントを越え る短鎖分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づけられるところの、実質的に線状であるエチレンポリマーまたは均 一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1種の1番目のエチレンポリマー が該フィルムの全重量を基準にして20から60重量パーセントと、 (D)ASTM D−792に従って測定した時に0.94g/ccから 0.97g/ccの範囲の密度を有するとして特徴づけられるところの、均一分 枝エチレンポリマーまたは不均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1 種の2番目のエチレンポリマーが該フィルムの全重量を基準にして40から80 重量パーセントで、 該少なくとも1種の1番目のエチレンポリマー成分(C)が示すI2メルトイン デックスが該少なくとも1種の2番目のエチレンポリマー成分(D)が示すI2 メルトインデックスに等しいか或はそれよりも低いようにそれらを含めたか或は それらで構成させたポリマー組成物を準備し、 該ポリマー組成物の押出し加工を行ってフィルム層を少なくとも1層含 むフィルムを生じさせ、そして 該フィルム層を少なくとも1層含むフィルムを集める、 段階を含むとして特徴づけられ、かつ該フィルムがASTM D−792に従っ て測定した時に0.915g/ccから0.95g/ccの範囲の組成密度を示 すとして特徴づけられる、 方法。 5. 向上したフィルム引張り応力を与えるヒートシール性組成物であって、 (C)i. ASTM D−1238 条件190℃/2.16kgで測 定した時に0.001g/10分から2g/10分の範囲のI2メルトインデッ クスを示し、 ii. ASTM D−792に従って測定した時に0.89g/ cc未満の密度を示し、 iii. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に3.5未満 の分子量分布Mw/Mnを示し、 iv. 昇温溶出分離を用いて測定した時に50パーセントを越え る短鎖分枝分布指数(SCBDI)を示す、 として特徴づけられるところの、実質的に線状であるエチレンポリマーまたは均 一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1種の1番目のエチレンポリマー を該組成物の全重量を基準にして20から60重量パーセント、 (D)ASTM D−792に従って測定した時に0.94g/ccから 0.97g/ccの範囲の密度を有するとして特徴づけられるところの、均一分 枝エチレンポリマーまたは不均一分枝線状エチレンポリマーである少なくとも1 種の2番目のエチレンポリマーを該組成物の全重量を基準にして40から80重 量パーセント、 含んでいて該少なくとも1種の1番目のエチレンポリマー成分(C)が示すI2 メルトインデックスが該少なくとも1種の2番目のエチレンポリマー成分(D) が示すI2メルトインデックスに等しいか或はそれよりも低いように構成されて いるとして特徴づけられてASTM D−792に従って測定した時に0.91 5g/ccから0.95g/ccの範囲の組成密度を示すとして特徴づけられる 、 ヒートシール性組成物。 6. 請求の範囲第1−3項いずれか記載の組成物、構造物、フィルムまたは フィルム層であって、該少なくとも1種の1番目のエチレンポリマーが実質的に 線状であるエチレンポリマーであり、この実質的に線状であるエチレンポリマー が、 i. ゲル浸透クロマトグラフィーで測定した時に式: (Mw/Mn)≦(I10/I2)−4.63 で定義される如き分子量分布Mw/Mnを示し、 ii. 該実質的に線状であるエチレンポリマーの場合の表面メルトフ ラクチャーが起こり始める時の臨界せん断速度が線状エチレンポリマーの場合の 表面メルトフラクチャーが起こり始める時の臨界せん断速度より少なくとも50 パーセント大きいような気体押出しレオロジーを示すが、ここで、該実質的に線 状であるエチレンポリマーと該線状エチレンポリマーが同じコモノマーもしくは コモノマー類を含んで成り、該線状エチレンポリマーが該実質的に線状であるエ チレンポリマーの10パーセント以内のI2、Mw/Mnおよび密度を示し、そし てここで、該実質的に線状であるエチレンポリマーと該線状エチレンポリマーの 個々の臨界せん断速度が気体押出しレオメーターを用いて同じ溶融温度で測定さ れた臨界せん断速度である、 として特徴づけられる、 組成物、構造物、フィルムまたはフィルム層。 7. 該実質的に線状であるエチレンポリマーが長鎖分枝を炭素1000個当 たり0.01から3個有する請求の範囲第6項記載の組成物、構造物、フィルム またはフィルム層。 8. 該2番目のエチレンポリマーが不均一分枝線状エチレンポリマーである 請求の範囲第1−3項いずれか記載の組成物、構造物、フィルムまたはフィルム 層。 9. 該1番目のエチレンポリマーまたは該2番目のエチレンポリマーの少な くとも1つが1−プロピレン、1−ブテン、1−イソブチレン、1−ヘキセン、 4−メチル−1−ペンテン、1−ペンテン、1−ヘプタンおよび1−オクテンか ら成る群から選択される少なくとも1種のアルファ−オレフィンとエチレンから 作られたインターポリマーである請求の範囲第1−3項いずれか記載の組成物、 構造物、フィルムまたはフィルム層。 10. 該1番目のエチレンポリマーまたは該2番目のエチレンポリマーの少 なくとも1つがエチレンと1−オクテンから作られたコポリマーである請求の範 囲第1−3項いずれか記載の組成物、構造物、フィルムまたはフィルム層。 11. 該ポリマー組成物または層が溶融押出し加工、乾式ブレンド、少なく とも2基の重合反応槽の逐次的運転および少なくとも2基の重合反応槽の並列運 転から成る群から選択される方法の少なくとも1つを用いて該1番目のエチレン ポリマーと該2番目のエチレンポリマーを一緒に混合することで作られたもので ある請求の範囲第1−3項いずれか記載の組成物、構造物、フィルムまたはフィ ルム層。 12. 該少なくとも2基の重合反応槽が再循環ループ反応槽である請求の範 囲第11項記載の組成物、構造物、フィルムまたはフイルム層。 13. 該構造物がクックインパッケージ、ホットフィルパッケージ、流動性 材料用パウチ、圧縮充填パッケージ、収縮フィルムまたはバリヤ ー収縮フィルムである請求の範囲第2項記載の多層フィルム構造物。 14. 該構造物が2軸配向ポリエチレンフィルム層を含む請求の範囲第2項 記載の多層フィルム構造物。 15. 該構造物が更にバリヤー材料または層も含む請求の範囲第2項記載の 多層フィルム構造物。 16. 該バリヤー材料または層がポリ塩化ビニリデンコポリマー、ポリエス テル、ポリアミド、2軸配向ポリプロピレンまたはアルミニウム箔である請求の 範囲第15項記載の多層フィルム構造物。 17. 該押出し加工をブローンフィルム技術で達成する請求の範囲第4項記 載の方法。 18. 該押出し加工段階が該層と他の少なくとも1つの層を該層を生じさせ るのと同時にか或は該層を生じさせた後に一緒にすることを含む請求の範囲第4 項記載の方法。
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