JP2014527926A - 層状構造及びそれから作製した物品 - Google Patents
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Abstract
Description
本特許出願は、参照により本明細書に組み込まれる2011年9月19日に出願された米国仮出願第61/536,140号の利益を主張する。
A)ポリウレタンを含む組成物Aから形成される、第1層A;
B)以下の化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む組成物Bから形成される、第2層B:
a)少なくとも1つの酸基を含む化合物1
b)少なくとも1つの無水物基を含む化合物2、
c)少なくとも1つの一級アミン基及び/又は少なくとも1つの二級アミン基を含む化合物3、及び
d)これらの組み合わせ;
であって、前記化合物が、それぞれ10,000g/モル未満の分子量又は数平均分子量を有する、層状構造を提供する。
A)ポリウレタンを含む組成物Aから形成される、第1層A;
B)以下の化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む組成物Bから形成される、第2層B:
a)少なくとも1つの酸基を含む化合物1、
b)少なくとも1つの無水物基を含む化合物2、
c)少なくとも1つの一級アミン基及び/又は少なくとも1つの二級アミン基を含む化合物3、及び
d)これらの組み合わせ;
であって、前記化合物が、それぞれ10,000g/モル未満の分子量又は数平均分子量を有する、層状構造を提供する。
a)少なくとも1つの酸基を含有する化合物1、
b)少なくとも1つの無水物基を含有する化合物2、
又はこれらの組み合わせ、からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む。
a)少なくとも1つの酸基を含有する化合物1、からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む。
b)少なくとも1つの無水物基を含有する化合物2、からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む。
c)少なくとも1つの一級アミン基及び/又は少なくとも1つの二級アミン基を含有する化合物3、からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む。
c)少なくとも1つの一級アミン基を含有する化合物3、からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む。
c)少なくとも1つの二級アミン基を含有する化合物3、からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む。
以下:COOH、一級又は二級アミン、芳香族OH、SO3H、無水物、及びこれらの組み合わせ、からなる群から選択される。
組成物Bの化合物は、以下の化合物:
a)少なくとも1つの酸基を含む化合物1
b)少なくとも1つの無水物基を含む化合物2、
c)少なくとも1つの一級アミン基及び/又は少なくとも1つの二級アミン基を含む化合物3、
d)これらの組み合わせ、からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を包含し、
化合物1(少なくとも1つの酸基を含む)としては、限定するものではないが、以下の化合物:(メタ)アクリル酸とアルキル(メタ)アクリレートとのコポリマー、及び(メタ)アクリル酸とα―オレフィン、例えばエチレン又はプロピレンとのコポリマー、が挙げられる。
「官能化オレフィン系ポリマーC」は、以下:(a)例えば、エチレン又はプロピレンから誘導されるモノマー単位のようなオレフィンの、大部分の重量%が重合したオレフィン(重量%は官能化ポリマーの重量を基準とする)、及び(b)それぞれが少なくとも1つの官能基を含有する、少なくとも1つの重合したコモノマー又は反応した官能化剤、を含むポリマーである。
一実施形態において、本発明の組成物は少なくとも1つの添加剤を含む。
好適な添加剤としては、限定するものではないが、充填剤、酸化防止剤、UV安定剤、起泡剤、難燃剤、着色剤又は顔料、粘着防止剤、スリップ剤、及びこれらの組み合わせが挙げられる。
用語「組成物」は、本明細書で使用するとき、その組成物、並びにその組成の材料から生成する反応生成物及び分解生成物を包含する。
ポリマー密度は、ASTM D−792−08に従って測定する。
エチレン系ポリマーのメルト・インデックス(I2)は、ASTM D−1238−10に従って、190℃/2.16kgの条件で測定する。エチレン系ポリマーのメルト・インデックス(I5)は、ASTM D−1238−10に従って、190℃/5.0kgの条件で測定する。エチレン系ポリマーのメルト・インデックス(I10)は、ASTM D−1238−10に従って、190℃/10.0kgの条件で測定する。エチレン系ポリマーの高負荷メルト・インデックス(I21)は、ASTM D−1238−10に従って、190℃/21.0kgの条件で測定する。プロピレン系ポリマーについては、メルトフローレート(MFR)を、ASTM D−1238−10に従って、230℃/2.16kgの条件で測定する。
従来のGPC測定を用いて、本明細書に記載のようなポリマー及び官能性ポリマー(化合物)の重量平均(Mw)及び数平均(Mn)分子量を測定すること、及びMWD(=Mw/Mn)を求めることができる。試料を高温GPC装置(Polymer Laboratories,Inc.型式PL220)で分析した。
Mポリエチレン=a*(Mポリスチレン)b。
本研究のフィルム構造に使用したポリマーの一部を表1に示す。1つ以上の安定剤、粘着防止剤、及び/又はスリップ剤を、通常は各ポリマーにppm濃度で添加する。
AMPACET 10063=粘着防止剤、Ampacetより。
混練材料の調製方法
フィルム製造用に混練した化合物を表4に示す。
3層フィルム構造を表5A及び5Bに示す。すべてのパーセンテージは、フィルム層の形成に使用した組成物の重量を基準とした重量%である。各フィルム層の形成に使用した成分を、押出し前に乾式混合した。フィルム製造プロセスを以下に論じる。
フィルムは、3層ALPINE共押出インフレーションフィルムラインで製造した。
ラインに、2台の50mm押出機(長さ30D)及び1台の65mmコア押出機(同じく長さ30D)を設置した。ラインに、タンデム型巻取機、及びコロナ処理装置を設置した。ダイ直径は200mmで、典型的なダイギャップは1.5mmであった。押出機及びダイの加熱温度を表6に示す。個々の押出機条件(層厚、rpm、モーター負荷、溶融温度及び圧力)を表7に示す。押出機は、総吐出量80kg/時で運転し、巻取速度17.7m/分で、50ミクロンの総厚を得た。フィルムを40ダイン/cmにコロナ処理した。
ポリウレタン接着剤(PU1;下記参照)を、ポリイソシアネート成分をポリオール成分と組み合わせることによって調製した。ポリイソシアネート成分をポリオール成分と組み合わせて直ちに、接着剤ブレンドを(周囲温度にて)Nordmeccanicaパイロットラミネータのラミネーショングラビアローラーに供給した。続いて、混合した接着剤を、「インライン」コロナ処理した一次ウェブ(PET)上に、3〜4g/m2、又は1〜1.2lbs/リームの塗布量で塗布した。コーティングされたウェブをラミネータの乾燥部分で乾燥して、残留溶剤含有量が10mg/m2未満になるまで溶剤を蒸発した。次に、接着剤をコーティングした一次ウェブを二次ウェブ(Al)と接合してプレ積層フィルムを形成し、その後このプレ積層フィルムを60℃でつまみ取り、Nordmeccanicaパイロットラミネータの仕上げロール上に巻き取った。このプレ積層体を、最終硬化のため45℃で7日間保持した。
上記のプレ積層体を、多層フィルム構造(表5A及び5B参照)上に、ポリウレタン接着剤(PU2)を用いて積層し、積層体を形成した。上述のように、一次基材は「PET−Alu」プレ積層体であり、二次基材は表5A及び5Bに記載の多層フィルムであった。
積層体を室温で表9及び表10に示す期間保管した後、完成した積層体のロールから幅「15mm」のストリップを2本切り取り、各ストリップの接着データをインストロン引張試験機で、「100mm/分」の分離速度を用いて測定した。
破壊モードの略称:
KoK:接着剤の凝集破壊、
KPE:PE上の接着剤、
KPE/Alu:PE及びAlu上の接着剤、
ta:接着剤が粘着性を残す、
l.ta:接着剤がわずかに粘着性を残す、及び
str:フィルムが延伸。
一級芳香族アミン(PAA)、例えば、MDA(メチレンジフェニルジアミン)及びTDA(トルエンジアミン/メチルフェニレンジアミン)の食品模擬物質中の濃度をPAAのジアゾ化によって分析し、その結果PAAの濃度を比色分析で測定した。試験溶液中に存在する芳香族アミンを塩化物溶液中でジアゾ化した後、N−(1−ナフチル)−エチレンジアミンジヒドロクロリドでカップリングして、紫色の溶液を得た。固相抽出カラムを用いて色を濃くした。PAAの量を、波長550nmにおける測光により求める。PAAの濃度は「塩酸アニリン換算」として記され、「パウチの内表面(シーラント層)の面積4dm2当たりの食品模擬物質100ml(又は50ml)当たりの塩酸アニリンの重量(μg)」として報告される。
DOWLEX/LDPE処方で官能性樹脂のブレンドを作製する前に、混練を実施した。試料を、Werner&Pfleiderer30mm二軸押出機(9バレル、28:1 L/Dの装置)を用いて混練した。駆動装置は15HPモーターを有し、最大スクリュー速度は500RPMであった。押出機はダイを包含する6つの温度制御ゾーンがあり、供給口で水冷され、バレル2〜9で空気冷却された。ダイは、2孔の「3.2mm」標準ダイであった。水浴は、長さ10.5ftで、末端部にはHuestisピローブロック・ストランドドライヤーを取り付けてあった。ペレタイザーは、Conair−Jetro型式304であった。押出機への供給には、8000制御装置を備えた「ロスインウェイト式」Accurateフレキシブルウォール一軸スクリューフィーダーを用いた。押出機のバレル温度は、表13に示すように設定した。
フィルムは、5層LAB TECH共押出インフレーションフィルムラインで製造した。ラインに、スキン用の2台の「25mm」押出機及び3台の「20mm」コア押出機(すべて長さ30D)を設置した。ラインには、スリット能力を有するがコロナ処理装置は備えない、二軸式表面巻取機を装備した。ダイ直径は75mmで、典型的なダイギャップは2.0mmであった。押出機A〜Eのそれぞれの押出機加熱温度は190℃〜200℃の範囲であり、ダイ加熱温度は235℃であった。個々の押出機条件(rpm及び溶融温度)を表14に示す。押出機は、総吐出量34#/時で運転し、巻取速度24ft/分で、50ミクロンの総厚を得た。
フィルムNo.3=0.00404モル/m2、
フィルムNo.4=0.000882モル/m2、
フィルムNo.5=0.00107モル/m2。
フィルムNo.6=0.00107モル/m2。
パウチ製造及びPAA濃度の測定については上に論じている。結果を表16及び表17に示す。
Claims (15)
- 少なくとも以下の2つの層を含む層状構造:
A)ポリウレタンを含む組成物Aから形成される、第1層A;
B)以下の化合物からなる群から選択される少なくとも1つの化合物を含む組成物Bから形成される、第2層B:
a)少なくとも1つの酸基を含む化合物1、
b)少なくとも1つの無水物基を含む化合物2、
c)少なくとも1つの一級アミン基及び/又は少なくとも1つの二級アミン基を含む化合物3、及び
d)これらの組み合わせ;
であって、前記化合物が、それぞれ10,000g/モル未満の分子量又は数平均分子量を有する、層状構造。 - 前記組成物Bが、該組成物Bの重量を基準にして1〜30重量%の前記化合物を含む、請求項1に記載の層状構造。
- 前記第2層B中の化合物の量が、前記第2層Bの重量を基準にして1〜10重量%である、請求項1又は請求項2のいずれか一項に記載の層状構造。
- 前記化合物が、前記化合物の重量を基準にして5.0モル/kg以下の官能性部分を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の層状構造。
- 前記化合物が、−CO2H、−SO3H、−PO3H2、芳香族ヒドロキシル、又はこれらの組み合わせから選択される少なくとも1つの基を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の層状構造。
- 前記化合物が無水物基を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の層状構造。
- 前記化合物が一級アミン、二級アミン基、又はこれらの組み合わせを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の層状構造。
- 前記組成物Bがオレフィン系ポリマーBを更に含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の層状構造。
- 前記組成物BがLDPEを更に含む、請求項1〜8のいずれか一項に記載の層状構造。
- 前記構造が更に、それぞれが以下:酸基、無水物基、一級アミン基、二級アミン基、ヒドロキシル基、及びこれらの組み合わせ、からなる群から選択される官能基を含む少なくとも1つの重合したモノマー単位、又は少なくとも1つの反応した官能化剤を含む、官能化オレフィン系ポリマーCを含む組成物Cから形成される第3層Cを含む、請求項1〜9のいずれか一項に記載の層状構造。
- 請求項1〜10のいずれか一項に記載の層状構造を含む物品。
- 腐敗性材料を更に含む、請求項11に記載の物品。
- 前記第2層Bが前記腐敗性材料に隣接する、請求項12に記載の物品。
- 前記第2層Bが別の層に隣接し、その層が前記腐敗性材料に隣接する、請求項12に記載の物品。
- 前記第2層Bが前記第1層Aに隣接する、請求項11〜14のいずれか一項に記載の物品。
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