JP2022543782A - 多層フィルムおよび多層フィルムを含む物品 - Google Patents
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Abstract
Description
あらゆる形式のバッグインボックスフレキシブル液体パッケージ(「BIBパッケージ」)(例えば、中間バルクコンテナ(IBC)、フレキシタンクなど)が様々な液体を保持するために使用されている。これらのバッグは通常、0.5ガロン~最大6,000ガロンの、食品(ジュースおよび他の飲料、ソース、調味料など)ならびに工業用液体などの液体を保持し得る。BIBパッケージへの関心が高まるにつれ、充填から取り扱い、輸送および保管に至るまで、様々な条件下でのそのようなパッケージの性能にさらに注意が払われるようになるであろう。BIBパッケージのフィルム構造は、典型的には、包装する製品および/または必要とされる性能に応じて、ポリエチレンおよび他の材料(例えば、ポリアミド、エチレンビニルアルコール、金属化ポリエチレンテレフタレート)からなる単層フィルムから多層フィルムまで様々である。
および以下に定義される用語インターポリマーを包含する。微量の不純物(例えば、触媒残渣)が、ポリマー中および/またはポリマー内に組み込まれ得る。ポリマーは、単一のポリマー、ポリマーブレンド、または重合中にその場で形成されるポリマーの混合物を含むポリマー混合物であり得る。
0.912g/cm3以下の全体密度を有する、第1のスキン層、0.912g/cm3以下の全体密度を有する、第2のスキン層、およびスキン層の間に配置されたコアであって、コアが第1のスキン層の全体密度よりも少なくとも0.01g/cm3大きい全体密度を有する、コアを含む、多層フィルムであって、多層フィルムの全体密度が、0.905~0.930g/cm3であり、フィルムが2ミル(50.8ミクロン)の厚さを有するとき、フィルムが1.35mN・mm以下の曲げ剛性を有し、フィルムが、20,000サイクルで2ピンホール以下のGelbo屈曲亀裂性能を示し、フィルムが、フィルムの総重量に基づいて少なくとも95重量%のポリエチレンを含む、多層フィルムを提供する。いくつかの実施形態では、第2のスキン層が、第1のスキン層と同じ組成を有する。
スキン層に関して、第1のスキン層および第2のスキン層は、それぞれ、0.912g/cm3以下の全体密度を有する。0.912g/cm3以下の個々の値および部分範囲はすべて、本明細書に含まれ、開示される。例えば、各スキン層の全体密度は、0.912g/cm3以下、またはその代わりに0.910g/cm3以下、またはその代わりに0.905g/cm3以下、またはその代わりに0.900g/cm3以下であり得る。いくつかの実施形態では、各スキン層は、0.875g/cm3以上の全体密度を有する。0.875g/cm3からのすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、開示される。例えば、各スキン層の全体密度は、0.875g/cm3以上、またはその代わりに0.880g/cm3以上、またはその代わりに0.890g/cm3以上、またはその代わりに0.895g/cm3以上であり得る。
(a)0.870g/cm3、もしくは0.880g/cm3、もしくは0.890g/cm3から、0.900g/cm3、もしくは0.902g/cm3、もしくは0.904g/cm3、もしくは0.909g/cm3、もしくは0.910g/cm3、もしくは0.917g/cm3までの密度、および/または
(b)0.1g/10分、もしくは1g/10分から、1.5g/10分、もしくは2.0g/10分、もしくは3.0g/10分、もしくは5.0g/10分、もしくは6.0g/10分、もしくは8.0g/10分、もしくは10g/10分、もしくは15g/10分、もしくは20g/10分、もしくは30g/10分、もしくは40g/10分、もしくは50g/10分、もしくは100g/10分、もしくは150g/10分、もしくは200g/10分、もしくは250g/10分、もしくは300g/10分までのメルトインデックスからのメルトインデックス、および/または
(c)40℃、もしくは45℃、もしくは50℃、もしくは55℃、もしくは60℃、もしくは65℃、もしくは70℃、もしくは75℃から、80℃、もしくは85℃、もしくは90℃、もしくは95℃、もしくは100℃、もしくは105℃、もしくは110℃、もしくは115℃、もしくは120℃までの融点(Tm)。
いくつかの実施形態では、スキン層の一方または両方は、スリップ剤ブレンドを含む。そのような実施形態では、スリップ剤ブレンドは、スリップ剤ブレンドの総重量に基づいて、(i)30,000g/mol~300,000g/mol未満の数平均分子量(Mn)を有する第1のポリジメチルシロキサン、および(ii)300,000g/mol~2,000,000g/molの数平均分子量(Mn)を有する第2のポリジメチルシロキサンを含有する。
「ポリジメチルシロキサン」(「PDMS」)とは、以下の一般構造(I)を有するポリマー有機ケイ素化合物であり、
一実施形態では、置換PDMSは、窒素原子含有基を除外する。別の実施形態では、置換PDMSは、エポキシ置換基を除外する。
一実施形態では、PDMSは、非置換である。「非置換PDMS」とは、構造(I)におけるいずれのメチル基も置換基で置換されていない構造(I)のPDMSである。一実施形態では、非置換PDMSは、トリメチルシリル末端PDMSである。
スリップ剤ブレンドは、30,000g/mol~300,000g/mol未満の数平均分子量(Mn)を有する第1のポリジメチルシロキサン(「低Mn」のPDMS)を含む。
一実施形態では、第1のPDMS(すなわち、低MnのPDMS)は、30,000g/mol、または40,000g/mol、または45,000g/mol、または48,000g/molから、49,000g/mol、または50,000g/mol、または55,000g/mol、または60,000g/mol、または65,000g/mol、または70,000g/mol、または75,000g/mol、または80,000g/mol、または90,000g/mol、または100,000g/mol、または150,000g/mol、または200,000g/mol、または250,000g/mol、または290,000g/mol、または300,000g/mol未満までの数平均分子量(Mn)を有する。一実施形態では、低MnのPDMSは、30,000g/mol、または35,000g/mol、または40,000g/mol、または45,000g/mol、または48,000g/molから、49,000g/mol、または50,000g/mol未満までの数平均分子量(Mn)を有する。
一実施形態では、低MnのPDMS(ジメチルヒドロキシシリル末端PDMSなど)は、30,000g/mol、または35,000g/mol、または40,000g/mol、または45,000g/mol、または48,000g/molから、49,000g/mol、または50,000g/molまでの数平均分子量(Mn)を有し、低MnのPDMSは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、またはすべてを有する:
(a)50,000g/mol、もしくは55,000g/mol、もしくは60,000g/mol、もしくは65,000g/mol、もしくは70,000g/mol、もしくは75,000g/mol、もしくは80,000g/mol、もしくは90,000g/mol、もしくは100,000g/mol、もしくは120,000g/molから、130,000g/mol、もしくは150,000g/molまでの重量平均分子量(Mw)、および/または
(b)2.2、もしくは2.3、もしくは2.4~2.5、もしくは2.6の分子量分布(Mw/Mn)、および/または
(c)低MnのPDMSは構造(I)を有し、nは2、または5、または10、または50、または100、または150、または200、または250、または300、または350、または400、または450、または500、または550、または600、または650から、700、または750、または800、または850、または900、または950、または1000、または1100、または1200、または1300、または1400、または1500、または1600、または1700、または1800、または1900、または2000、または2500、または3000、または3500、または4000、または4054までである。
スリップ剤ブレンドは、300,000g/mol~2,000,000g/molの数平均分子量(Mn)を有する第2のポリジメチルシロキサン(「高Mn」のPDMS)を含む。
一実施形態では、高MnのPDMS(ジメチルビニルシリル末端PDMSなど)は、300,000g/mol、または310,000g/mol、または320,000g/mol、または330,000g/mol、または340,000g/mol、または350,000g/molから、360,000g/mol、または370,000g/mol、または380,000g/mol、または390,000g/mol、または400,000g/mol、または450,000g/mol、または500,000g/mol、または550,000g/molまでの数平均分子量(Mn)を有し、高MnのPDMSは、以下の特性のうちの1つ、いくつか、またはすべてを有する:
(a)400,000g/mol、もしくは450,000g/mol、もしくは500,000g/mol、もしくは600,000g/mol、もしくは640,000g/molから、650,000g/mol、もしくは700,000g/mol、もしくは750,000g/mol、もしくは800,000g/mol、もしくは900,000g/mol、もしくは1,000,000g/molまでの重量平均分子量(Mw)、および/または
(b)1.5、もしくは1.8から、1.9、もしくは2.0、もしくは2.1までの分子量分布(Mw/Mn)、および/または
(c)高MnのPDMSは、構造(I)を有し、nは、4054超、もしくは4054、もしくは4500から、5000、もしくは5500、もしくは6000、もしくは6500、もしくは7000、もしくは7500、もしくは8000、もしくは8500、もしくは9000、もしくは9500、もしくは10000、もしくは11000、もしくは12000、もしくは13000、もしくは14000、もしくは15000、もしくは16000、もしくは17000、もしくは18000、もしくは19000、もしくは20000、もしくは21000、もしくは22000、もしくは23000、もしくは24000、もしくは25000、もしくは26000、もしくは27000、もしくは27027までである。
一実施形態では、スキン層のうちの一方または両方は、1つ以上の任意の添加剤を含む。好適な添加剤の非限定的な例としては、粘着防止剤、酸化防止剤、帯電防止剤、安定化剤、核形成剤、着色剤、顔料、紫外線(UV)吸収剤または安定剤、難燃剤、相溶化剤、可塑剤、充填剤、加工助剤、防曇剤、架橋剤(例えば、過酸化物)、およびこれらの組み合わせが挙げられる。
(A)スキン層の総重量に基づいて、70重量%、または75重量%、または80重量%、または85重量%、または90重量%から、93重量%、または94重量%、または95重量%、または96重量%、または97重量%、または98重量%、または99重量%、または99.9重量%までのエチレン系ポリマー(エチレンプラストマー/エラストマー、LDPE、LLDPE、またはそれらの組み合わせなど)、
(B)スキン層の総重量に基づいて、0.1重量%、または0.2重量%、または0.3重量%、または0.4重量%、または0.5重量%、または1.0重量%、または1.5重量%、または1.8重量%から、2.0重量%、または2.3重量%、または2.5重量%、または2.8重量%、または3.0重量%、または3.5重量%、または4.0重量%、または4.5重量%、または5.0重量%までのスリップ剤ブレンド、および
(C)任意選択的に、スキン層の総重量に基づいて、0重量%、または0.01重量%、または0.05重量%、または0.1重量%、または0.2重量%から、0.3重量%、または0.4重量%、または0.5重量%、または1.0重量%、または2.0重量%、または3.0重量%、または4.0重量%、または5.0重量%までの添加剤、を含有するか、本質的にそれらからなるか、あるいはそれらからなり、
スリップ剤ブレンドが、
(i)スリップ剤ブレンドの総重量に基づいて、1重量%、5重量%、または10重量%、または15重量%、または20重量%から、25重量%、または30重量%、または35重量%、または40重量%、または45重量%、または49重量%、または50重量%未満までの、30,000g/mol、または40,000g/mol、または45,000g/mol、または48,000g/molから、49,000g/mol、または50,000g/mol、または55,000g/mol、または60,000g/mol、または65,000g/mol、または70,000g/mol、または75,000g/mol、または80,000g/mol、または90,000g/mol、または100,000g/mol、または150,000g/mol、または200,000g/mol、または250,000g/molまでのMnを有する第1のPDMS(ジメチルヒドロキシシリル末端PDMSなど)、および
(ii)スリップ剤ブレンドの総重量に基づいて、50重量%超、または51重量%、または55重量%、または60重量%、または65重量%、または70重量%、または75重量%から、80重量%、または85重量%、または90重量%、または95重量%、または99重量%までの、300,000g/mol、または310,000g/mol、または320,000g/mol、または330,000g/mol、または340,000g/mol、または350,000g/molから、360,000g/mol、または370,000g/mol、または380,000g/mol、または390,000g/mol、または400,000g/mol、または450,000g/mol、または500,000g/mol、または550,000g/mol、または600,000g/mol、または750,000g/mol、または1,000,000g/molまでのMnを有する第2のPDMS(ジメチルビニルシリル末端PDMSなど)を含有する。
(1)スキン層の総重量に基づいて、70重量%、または75重量%、または80重量%、または85重量%、または90重量%から、93重量%、または94重量%、または95重量%、または96重量%、または97重量%、または98重量%、または99重量%、または99.9重量%までのエチレン系ポリマー(例えば、エチレンプラストマー/エラストマー、LDPE、LLDPE、またはそれらの組み合わせ)、
(2)スキン層の総重量に基づいて、0.01重量%、または0.05重量%、または0.10重量%、または0.20重量%、または0.30重量%、または0.40重量%、または0.50重量%から、0.60重量%、または0.70重量%、または0.80重量%、または0.90重量%、または1.00重量%、または1.50重量%、または2.00重量%、または2.30重量%、または2.40重量%、または2.50重量%未満までの、30,000g/mol、または40,000g/mol、または45,000g/mol、または48,000g/molから、49,000g/mol、または50,000g/mol、または55,000g/mol、または60,000g/mol、または65,000g/mol、または70,000g/mol、または75,000g/mol、または80,000g/mol、または90,000g/mol、または100,000g/mol、または150,000g/mol、または200,000g/mol、または250,000g/molまでのMnを有する第1のPDMS(ジメチルヒドロキシシリル末端PDMSなど)、
(3)スキン層の総重量に基づいて、0.05重量%超、または0.08重量%、または0.10重量%、または0.20重量%、または0.30重量%、または0.40重量%、または0.50重量%、または0.80重量%、または1.00重量%、または1.10重量%、または1.20重量%、または1.30重量%、または1.40重量%、または1.50重量%から、1.60重量%、または1.70重量%、または1.80重量%、または1.90重量%、または2.00重量%、または2.50重量%、または3.00重量%、または3.50重量%、または4.00重量%、または4.50重量%、または4.95重量%までの、300,000g/mol、または310,000g/mol、または320,000g/mol、または330,000g/mol、または340,000g/mol、または350,000g/molから、360,000g/mol、または370,000g/mol、または380,000g/mol、または390,000g/mol、または400,000g/mol、または450,000g/mol、または500,000g/mol、または550,000g/mol、または600,000g/mol、または750,000g/mol、または1,000,000g/molまでのMnを有する第2のPDMS(ジメチルビニルシリル末端PDMSなど)、および
(4)任意選択的に、スキン層の総重量に基づいて、0重量%、または0.01重量%、または0.05重量%、または0.1重量%、または0.2重量%から、0.3重量%、または0.4重量%、または0.5重量%、または1.0重量%、または2.0重量%、または3.0重量%、または4.0重量%、または5.0重量%までの添加剤、を含有するか、本質的にそれらからなるか、あるいはそれらからなり、
第1のPDMSの第2のPDMSに対する重量比は、1.5:1、または2.0:1、または3.0:1から、4.0:1、または5.0:1、または10:1、または15:1、または20:1、または25:1、または30:1、または40:1、または50:1、または60:1、または70:1、または80:1、または90:1、または99:1までである。
ここでコアに目を向けると、コアは、スキン層の間に配置され、第1のスキン層の全体密度よりも少なくとも0.01g/cm3大きい全体密度を有する。特定の理論に拘束されることを望まないが、第1のスキン層の密度とコアの密度との間のこの関係は、フィルムの柔軟性を高めると考えられている。
本明細書で論じられるように、本発明の多層フィルムは、2つのスキン層およびコアを含み、コアは、様々な実施形態において1つ以上の層を含む。
本発明の実施形態はまた、本発明の多層フィルムから形成された、またはそれを組み込んだ包装材などの物品を含む。このような包装は、本明細書に記載の多層フィルムのいずれかから形成され得る。
本明細書に他に指示がない限り、本発明の態様を記載する上で以下の分析方法が使用される。
メルトインデックスI2(またはI2)およびI10(またはI10)は、それぞれ190℃および2.16kgならびに10kg荷重でASTM D-1238(方法B)に従って測定した。それらの値は、g/10分で報告される。
密度測定用の試料は、ASTM D4703に従って調製した。試料加圧の1時間以内に、ASTM D792、方法Bに従って測定した。
示差走査熱量測定(DSC)を使用して、広範囲にわたる温度のポリマーの溶融、結晶化、およびガラス転移挙動を測定し得る。例えば、RCS(冷蔵冷却システム)およびオートサンプラーを備えるTA Instruments Q1000 DSCを使用して、この分析を実施する。試験中、50ml/分の窒素パージガス流を使用する。各試料を、190℃で溶融圧縮して薄いフィルムにし、次いで、溶融した試料を、室温(25℃)まで空冷する。3~10mg、直径6mmの試験片を、冷却したポリマーから抽出し、秤量し、軽量アルミニウムパン(50mg)内に置き、圧着して閉じる。次いで、その熱的特性を決定するために分析を行う。
ポリジメチルシロキサンの重量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)が、トリプル検出能力を使用してGPC(Viscotek(商標)GPC Max)によって測定される。Viscotek(商標)TDA305ユニットには、示差屈折計、オンライン差圧粘度計、および低角光散乱(LALS:7度および90度の検出角度)が装備されている。移動相は、トルエンHPLCグレードのものである。カラムは、Varianからの2つのPL Gel Mixed C(7.5×300mm、5μmの粒径)、およびVarianからのPL Gel Guardカラム(7.5×300mm)の、流量1mL/分および実行時間37分での5フラクトム(fractom)注入体積である。カラムおよび検出器の温度は40℃である。使用するソフトウェアは、Omnisec 4.6.1(Viscotek(商標))である。
多層フィルムの曲げ剛性は、1997年8月24~28日にカナダのオンタリオ州トロントで開催された1997 TAPPI Polymers,Laminations and Coatings Conferenceで発表され、会議講演集の165~172頁に掲載された「The Influence of Sealant Modulus on the Bending Stiffness of Multilayer Films」でBarry A.MorrisおよびJohn D.Vansantによって説明された原則に基づいて計算される。この論文は、後に、1998年5月のSociety of Plastics Engineers ANTEC Conferenceでも発表され、会議講演集の35~40頁に掲載された。さらに、この論文は、雑誌Packaging Technology and Engineering(Barry A.Morris and John D.Vansant,“Sealant Modulus in Multilayer Films Can Skew Bending Stiffness”,Packaging Technology and Engineering,Vol.7,No.5,46-51(May,1998))にも掲載された。
Gelbo屈曲亀裂性能は、ASTM F392に従って試験するように設定されたGelbo屈曲試験機を使用して測定される。
本発明フィルム1~2および比較フィルムA~Cは、次のように調製される3層(A/B/A)共押出フィルムである。層の厚さ(A/B/A)は、比較フィルムDが30%/40%/30%、比較フィルムEが40%/20%/40%であること以外は、20%/60%/20%である。本発明フィルム1~2および比較フィルムA~Eの構造は、次の通りである。
Claims (13)
- 0.912g/cm3以下の全体密度を有する、第1のスキン層、
0.912g/cm3以下の全体密度を有する、第2のスキン層、および
前記スキン層の間に配置されたコアであって、前記コアが前記第1のスキン層の全体密度よりも少なくとも0.01g/cm3大きい全体密度を有する、コア、を含む、多層フィルムであって、
前記多層フィルムの前記全体密度が、0.905~0.930g/cm3であり、前記フィルムが2ミル(50.8ミクロン)の厚さを有するとき、前記フィルムが1.35mN・mm以下の曲げ剛性を有し、前記フィルムが、20,000サイクルで2ピンホール以下のGelbo屈曲亀裂性能を示し、前記フィルムが、前記フィルムの総重量に基づいて少なくとも95重量%のポリエチレンを含む、多層フィルム。 - 前記第2のスキン層が、前記第1のスキン層と同じ組成を有する、請求項1に記載の多層フィルム。
- 前記第1のスキン層が、ポリエチレンプラストマーまたはポリエチレンエラストマーを含む、請求項1または2に記載の多層フィルム。
- 前記第2のスキン層が、ポリエチレンプラストマーまたはポリエチレンエラストマーを含む、先行請求項のいずれか一項に記載の多層フィルム。
- 少なくとも1つのスキン層が、前記スキン層の総重量に基づいて、0.5重量%~5.0重量%のポリジメチルシロキサンをさらに含む、先行請求項のいずれか一項に記載の多層フィルム。
- 少なくとも1つのスキン層が、(i)30,000g/mol~300,000g/mol未満の数平均分子量(Mn)を有する第1のポリジメチルシロキサンおよび(ii)300,000g/mol~2,000,000g/molの数平均分子量(Mn)を有する第2のポリジメチルシロキサンを含むブレンドをさらに含み、前記スキン層が、前記スキン層の総重量に基づいて0.01~2.5重量%の前記第1のポリジメチルシロキサンおよび前記スキン層の前記総重量に基づいて0.05~4.95重量%の前記第2のポリジメチルシロキサンを含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の多層フィルム。
- 前記コアの前記厚さが、前記多層フィルムの前記厚さの最大80%を構成する、先行請求項のいずれか一項に記載の多層フィルム。
- 前記多層フィルムが、3層フィルムである、先行請求項のいずれか一項に記載の多層フィルム。
- 前記コアが、2つ以上の層を含む、先行請求項のいずれか一項に記載の多層フィルム。
- 前記層のうちの少なくとも1つにオレフィンブロックコポリマーをさらに含む、先行請求項のいずれか一項に記載の多層フィルム。
- 前記フィルムの全体厚さが、1ミル(25.4ミクロン)~10ミル(254ミクロン)である、先行請求項のいずれか一項に記載の多層フィルム。
- 先行請求項のいずれか一項に記載の多層フィルムを含む、物品。
- 請求項1~11のいずれか一項に記載の多層フィルムを含む、少なくとも250ガロンの容積を有する、バッグ。
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