JP2024500017A - 組成物、このような組成物から形成された多層フィルム、及び物品 - Google Patents
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Abstract
本発明の実施形態は、組成物、多層フィルム、及び物品に関する。一態様において、組成物は、(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーであるアイオノマーであって、酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む、アイオノマーと、(b)エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリレート、又はこれらの組み合わせを含むエチレン/不飽和エステルコポリマーと、(c)プロピレンと、エチレン、ブテン、ヘキセン、又はオクテンを含むコモノマーとのコポリマーを含むプロピレン系ポリマーと、を含み、プロピレン系ポリマーが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する。
Description
本開示は、組成物、組成物を含む多層フィルム、及び組成物又は多層フィルムを含む物品に関する。
序論
多層可撓性フィルムは、例えば、食品包装材及び特殊包装材を含む種々の用途に使用される。多層フィルムの少なくとも1つの外層は、多くの場合、シーラント層である。シーラント層は、加熱された場合、多層フィルムを、その他のフィルム、その他の表面(例えば、硬質包装材表面)、又はそれ自体に接着し得る。包装材用途において、シーラント層からの強力な封止は、製品を新鮮で保護された状態に保つ。しかしながら、包装材の種類によっては、消費者が包装材を開封するのに苦労しないように、封止が剥離可能であることが望ましい。また、このようなシーラント層は、消費者が包装材を剥がして開封する場合に、剥がしている間のポリマーのストランド又はストリングの形成が回避されるか、又は最小化されるように、きれいな剥離を容易にすることが望ましい。いくつかのフィルム設計において、下皮層(外層に隣接する層)は、剥離を容易にするように設計され得る。
多層可撓性フィルムは、例えば、食品包装材及び特殊包装材を含む種々の用途に使用される。多層フィルムの少なくとも1つの外層は、多くの場合、シーラント層である。シーラント層は、加熱された場合、多層フィルムを、その他のフィルム、その他の表面(例えば、硬質包装材表面)、又はそれ自体に接着し得る。包装材用途において、シーラント層からの強力な封止は、製品を新鮮で保護された状態に保つ。しかしながら、包装材の種類によっては、消費者が包装材を開封するのに苦労しないように、封止が剥離可能であることが望ましい。また、このようなシーラント層は、消費者が包装材を剥がして開封する場合に、剥がしている間のポリマーのストランド又はストリングの形成が回避されるか、又は最小化されるように、きれいな剥離を容易にすることが望ましい。いくつかのフィルム設計において、下皮層(外層に隣接する層)は、剥離を容易にするように設計され得る。
剥離可能な封止強度、きれいな剥離を提供する、及び/又は製造中のゲージバンド形成を軽減するシーラントとして使用され得る新しい組成物が依然として必要とされている。
本発明は、多層フィルム及び物品に使用されて、包装材などの物品の剥離による開封を容易し得る組成物を提供する。いくつかの実施形態において、シーラント層又は下皮層において本発明の組成物を使用する多層フィルムは、有利なことに、剥離可能な封止強度を有し、きれいな剥離を提供する(剥離中のポリマーのストランド又はストリングの形成を回避又は最小化する)。
一態様において、本発明は、(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーであるアイオノマーであって、酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む、アイオノマーと、(b)エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリレート、又はこれらの組み合わせを含むエチレン/不飽和エステルコポリマーと、(c)プロピレンと、エチレン、ブテン、ヘキセン、又はオクテンを含むコモノマーと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーと、を含み、プロピレン系ポリマーが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する、組成物を提供する。
以下に論じるように、本発明はまた、少なくとも1つの層が本明細書に開示される本発明の組成物のいずれかを含む多層フィルムを提供する。本発明はまた、任意のこのような多層フィルムから形成される物品を提供する(すなわち、多層フィルムの少なくとも1つの層が、本明細書に開示される本発明の組成物のいずれかを含む)。
これら及びその他の実施形態は、「発明を実施するための形態」において、より詳細に説明される。
矛盾する記述がなく、文脈から暗に示されてもおらず、当該技術分野において慣習的でもない限り、全ての部分及びパーセントは重量に基づいて、全ての温度は℃であり、全ての試験方法は本開示の出願日時点で最新のものである。
本明細書で使用する場合、「組成物」という用語は、組成物を構成する材料、並びに組成物の材料から形成される反応生成物及び分解生成物の混合物を指す。
「ポリマー」は、同じ種類であるか又は異なる種類であるかにかかわらず、モノマーを重合させることによって調製されるポリマー化合物を意味する。したがって、ポリマーという総称は、ホモポリマーという用語(微量の不純物がポリマー構造に組み込まれ得るという理解の下に、1種類のモノマーのみから調製されるポリマーを指すために用いられる)及び本明細書において以下に定義されるインターポリマーという用語を包含する。微量の不純物(例えば、触媒残渣)は、ポリマー中及び/又はポリマー内に導入されてもよい。ポリマーは、単一のポリマー、ポリマーブレンド、又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ってもよい。
本明細書で使用する場合、「インターポリマー」という用語は、少なくとも2種類の異なるモノマーの重合によって調製されるポリマーを指す。したがって、インターポリマーという総称は、コポリマー(2種類の異なるモノマーから調製されるポリマーを指すために用いられる)及び2種類を超える異なる種類のモノマーから調製されるポリマーを含む。
本明細書で使用する場合、「オレフィン系ポリマー」又は「ポリオレフィン」という用語は、(ポリマーの重量に基づいて)過半量のオレフィンモノマー、例えば、エチレン又はプロピレンを重合形態で含み、任意に1つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
本明細書で使用する場合、「エチレン/α-オレフィンインターポリマー」という用語は、重合形態で、過半量(50モル%超)の、エチレンモノマーに由来する単位と、残りの量の、1つ以上のα-オレフィンに由来する単位と、を含む、インターポリマーを指す。エチレン/α-オレフィンインターポリマーの形成に使用される典型的なα-オレフィンは、C3~C10アルケンである。
本明細書で使用する場合、「エチレン/α-オレフィンコポリマー」という用語は、2種類のみのモノマーとして、過半量(50mol%超)のエチレンモノマーと、α-オレフィンと、を重合形態で含む、コポリマーを指す。
本明細書で使用する場合、「α-オレフィン」という用語は、一次位置又はアルファ(α)位置に二重結合を有するアルケンを指す。
「ポリエチレン」又は「エチレン系ポリマー」は、過半量(50モル%超)の、エチレンモノマーに由来する単位を含む、ポリマーを意味するものとする。これには、ポリエチレンホモポリマー、エチレン/α-オレフィンインターポリマー、及びエチレン/α-オレフィンコポリマーが挙げられる。当該技術分野において周知のポリエチレンの一般的な形態としては、低密度ポリエチレン(Low Density Polyethylene、LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン(Linear Low Density Polyethylene、LLDPE)、極低密度ポリエチレン(Ultra Low Density Polyethylene、ULDPE)、超低密度ポリエチレン(Very Low Density Polyethylene、VLDPE)、中密度ポリエチレン(Medium Density Polyethylene、MDPE)、高密度ポリエチレン(High Density Polyethylene、HDPE)、強化ポリエチレン、ポリエチレンエラストマー、及びポリエチレンプラストマーが挙げられる。これらのポリエチレン材料は、一般に、当該技術分野において周知である。しかしながら、以下の記載は、これらの異なるポリエチレン樹脂のうちのいくつかの間の差異を理解するのに役立つ場合がある。
「LDPE」という用語はまた、「高圧エチレンポリマー」、又は「高分岐ポリエチレン」とも称されてもよいが、ポリマーが、過酸化物などの、フリーラジカル開始剤を使用して、14,500psi(100MPa)を上回る圧力で、オートクレーブ又は管状反応器中で、部分的に又は完全に、ホモ重合又は共重合されることを意味するように定義される(例えば、参照として本明細書に組み込まれる、米国特許第4,599,392号を参照のこと)。LDPE樹脂は、典型的には、0.916~0.935g/cm3の範囲内の密度を有する。
「LLDPE」という用語は、従来のチーグラー・ナッタ触媒系及びクロム系触媒系、並びにビス-メタロセン触媒(「m-LLDPE」と称される場合もある)、束縛構造触媒(constrained geometry catalysts、CGC)、及び分子触媒を含むがこれらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製される両方の樹脂を含む。樹脂としては、直鎖状の、実質的に直鎖状の、又は不均一な、ポリエチレンコポリマー又はホモポリマーが挙げられる。LLDPEは、LDPEよりも少ない長鎖分岐を含有し、米国特許第5,272,236号、同第5,278,272号、同第5,582,923号、及び同第5,733,155号に更に定義されている、実質的に直鎖状エチレンポリマー、米国特許第3,645,992号のものなどの、均質に分岐した直鎖状エチレンポリマー組成物、米国特許第4,076,698号に開示されているプロセスに従って調製されるものなどの不均質分岐エチレンポリマー、及び/又はこれらのブレンド(米国特許第3,914,342号又は同第5,854,045号に開示されているものなど)が挙げられる。LLDPEは、当技術分野で周知の任意の種類の反応器又は反応器構成を使用して、気相、溶液相、若しくはスラリー重合、又はそれらの任意の組み合わせを介して作製され得る。
「MDPE」という用語は、0.926~0.940g/cm3の密度を有するポリエチレンを指す。「MDPE」は、典型的には、クロム触媒若しくはチーグラー・ナッタ触媒を使用して、又はビス-メタロセン触媒、幾何拘束型触媒及び分子触媒を含むがこれらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製され、典型的には、2.5超の分子量分布(molecular weight distribution、「MWD」)を有する。
「HDPE」という用語は、チーグラー・ナッタ触媒、クロム触媒、又はビス-メタロセン触媒及び幾何拘束型触媒を含むがこれらに限定されないシングルサイト触媒を用いて一般に調製される、約0.940g/cm3超かつ最大約0.970g/cm3の密度を有するポリエチレンを指す。
「ULDPE」という用語は、チーグラー・ナッタ触媒、クロム触媒、又はビス-メタロセン触媒及び幾何拘束型触媒を含むがこれらに限定されないシングルサイト触媒を用いて一般に調製される、0.880~0.912g/cm3の密度を有するポリエチレンを指す。
「ポリエチレンプラストマー/エラストマー」は、エチレンに由来する単位及び少なくとも1つのC3~C10α-オレフィンコモノマー、若しくは少なくとも1つのC4~C8α-オレフィンコモノマー、若しくは少なくとも1つのC6~C8α-オレフィンコモノマーに由来する単位を含む均一な短鎖分岐分布を含有する、実質的に直鎖状又は直鎖状の、エチレン/α-オレフィンコポリマーである。ポリエチレンプラストマー/エラストマーは、0.870g/cm3、又は0.880g/cm3、又は0.890g/cm3から、0.900g/cm3又は0.902g/cm3、又は0.904g/cm3、又は0.909g/cm3、又は0.910g/cm3、又は0.917g/cm3からの密度を有する。エチレンプラストマー/エラストマーの非限定的な実施例としては、AFFINITY(商標)プラストマー及びエラストマー(The Dow Chemical Companyから入手可能)、EXACT Plastomers(ExxonMobil Chemicalから入手可能)、Tafmer(Mitsuiから入手可能)、Nexlene(商標)(SK Chemicals Co.から入手可能)、及びLucene(LG Chem Ltd.から入手可能)が挙げられる。
本明細書で使用する場合、「プロピレン系ポリマー」という用語は、重合形態で、ポリマーの重量に基づいて、過半量のプロピレンモノマーを含み、任意に1つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
「ブレンド」、「ポリマーブレンド」、及び同様の用語は、2つ以上のポリマーの組成物を意味する。このようなブレンドは、混和性であっても、そうでなくてもよい。このようなブレンドは、相分離していても、していなくてもよい。このようなブレンドは、透過電子分光法、光散乱、X線散乱、及び当該技術分野で周知の任意のその他の方法から決定されるような、1つ以上のドメイン構成を含有しても、そうでなくてもよい。ブレンドは、積層体ではないが、積層体の1つ以上の層が、ブレンドを含有してもよい。このようなブレンドは、乾燥ブレンドとして調製され得るか、その場で(例えば、反応器内で)、溶融ブレンドとして、又は当業者に周知のその他の技法を使用して形成され得る。
「接着接触」などの用語は、両方の層の層間表面(すなわち、接触している対向面(facial surfaces)に損傷を与えることなく一方の層を他方の層から除去することができないように、1つの層の1つの対向面と別の層の1つの対向面とが互いに触れており、かつ結合接触していることを意味する。
「含む(comprising)」、「含む(including)」、「有する(having)」という用語及びそれらの派生語は、あらゆる追加の成分、工程、又は手順の存在を、それらが具体的に開示されているか否かにかかわらず、除外することを意図するものではない。いかなる疑念も避けるために、「含む(comprising)」という用語の使用を通して特許請求される全ての組成物は、別段矛盾する記述がない限り、ポリマー性か又は別のものであるかにかかわらず、あらゆる追加の添加剤、アジュバント、又は化合物を含んでもよい。対照的に、「から本質的になる(consisting essentially of)」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、あらゆる以降の記述の範囲からあらゆるその他の成分、工程、又は手順を除外する。「からなる(consisting of)」という用語は、具体的に描写又は列記されていないあらゆる成分、工程、又は手順を除外する。
本発明は、いくつかの実施形態において、所望の封止強度で剥離することによって、及びきれいな封止を提供することによって、包装材などの物品の開封を容易にするために、多層フィルム及び物品において使用され得る組成物を提供する。
一実施形態において、本発明による組成物は、(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーであるアイオノマーであって、酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む、アイオノマーと、(b)エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリレート、又はこれらの組み合わせを含むエチレン/不飽和エステルコポリマーと、(c)プロピレンと、エチレン、ブテン、ヘキセン、又はオクテンを含むコモノマーと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーと、を含み、プロピレン系ポリマーが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する。いくつかの実施形態において、酸コポリマーは、金属イオンによる酸基の中和前に、5~20重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む。酸コポリマーは、金属イオンによる酸基の中和の前に、いくつかの実施形態において、5~15重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む。
プロピレン系ポリマーに関して、いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、125℃超の融点(Tm)を有する。いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、プロピレンとエチレンとのコポリマーであり、プロピレン系ポリマー中のエチレンの含有量は、5重量パーセント未満である。プロピレン系ポリマーは、いくつかの実施形態において、プロピレンとエチレンとのコポリマーであり、プロピレン系ポリマー中のエチレンの含有量は、1重量パーセント未満である。いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、0.5~30g/10分のメルトフローレート(MFR)を有する。
アイオノマーに関して、いくつかの実施形態において、酸コポリマーのアクリル酸又はメタクリル酸を中和してアイオノマーを生成するために使用される金属イオンは、亜鉛、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、又はこれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態において、酸コポリマーの酸基の総数に基づいて、アクリル酸基及びメタクリル酸基の合計の10~60パーセントが金属イオンによって中和されている。いくつかの実施形態においては、アクリル酸及びメタクリル酸基の合計の10~50パーセントが、アイオノマー中の金属によって中和される。いくつかの実施形態において、アクリル酸及びメタクリル酸基の合計の10~40パーセントが、アイオノマー中の金属によって中和される。
エチレン/不飽和エステルコポリマーに関して、いくつかの実施形態において、エチレン/不飽和エステルコポリマーはエチレン酢酸ビニルであり、エチレン酢酸ビニルは8~30重量パーセントの酢酸ビニルを含む。いくつかの実施形態において、エチレン/不飽和エステルコポリマーはエチレン酢酸ビニルであり、エチレン酢酸ビニルは、12~30重量パーセントの酢酸ビニル、又はその他の実施形態において、20~30重量パーセントの酢酸ビニルを含む。いくつかの実施形態において、エチレン/不飽和エステルコポリマーはエチレンアクリレートであり、エチレンアクリレートは8~25重量パーセントのアクリレートを含む。いくつかの実施形態において、エチレン/不飽和エステルコポリマーはエチレンアクリレートであり、エチレンアクリレートは、12~25重量パーセントのアクリレート、又はその他の実施形態において、17~25重量パーセントのアクリレートを含む。
いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて40~70重量パーセントのアイオノマーを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて50~65重量パーセントのアイオノマーを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて10~40重量パーセントのエチレン/不飽和エステルコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて15~30重量パーセントのエチレン/不飽和エステルコポリマーを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて5~30重量パーセントのプロピレン系ポリマーを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて5~25重量パーセントのプロピレン系ポリマーを含む。
いくつかの実施形態において、組成物中のプロピレン系ポリマーの重量パーセントに対する組成物中のアイオノマーの重量パーセントの比は、1.3~15.0である。いくつかの実施形態において、組成物中のプロピレン系ポリマーの重量パーセントに対する組成物中のアイオノマーの重量パーセントの比は、2.0~14.0である。いくつかの実施形態において、組成物中のプロピレン系ポリマーの重量パーセントに対する組成物中のアイオノマーの重量パーセントの比は、2.8~13.0である。
本発明はまた、少なくとも1つの層が本明細書に開示される本発明の組成物のいずれかを含む多層フィルムを提供する。いくつかの実施形態において、組成物は、多層フィルムの外層である。一部の実施形態において、組成物は、外層に隣接する層中(例えば、下皮層中)にある。
本発明はまた、任意のこのような多層フィルムから形成される物品を提供する(すなわち、多層フィルムの少なくとも1つの層が、本明細書に開示される本発明の組成物のいずれかを含む)。
アイオノマー
本発明の実施形態による組成物は、エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む酸コポリマーであるアイオノマーを含み、酸コポリマー中の酸基の一部分は金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩である。参照を容易にするために、このようなコポリマーのいくつかはアクリル酸モノマー及びメタクリル酸モノマーの両方を含み得るという理解を前提として、エチレンとアクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも一方とを含むコポリマーは、本明細書では「エチレン/(メタ)アクリル酸コポリマー」とも称される。
本発明の実施形態による組成物は、エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む酸コポリマーであるアイオノマーを含み、酸コポリマー中の酸基の一部分は金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩である。参照を容易にするために、このようなコポリマーのいくつかはアクリル酸モノマー及びメタクリル酸モノマーの両方を含み得るという理解を前提として、エチレンとアクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも一方とを含むコポリマーは、本明細書では「エチレン/(メタ)アクリル酸コポリマー」とも称される。
アイオノマーは、通常ペンダント酸基(例えば、カルボン酸基)を含有するコポリマーを、イオン化することができる金属化合物(例えば、元素の周期表のI族、II族、IV-A族及びVIIIB族の一価、二価及び/又は三価の金属の化合物)で中和することによって得られる、イオン結合により架橋した熱可塑性プラスチックである。
本発明の実施形態において、アイオノマーは、エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む酸コポリマーであり、酸コポリマー中の酸基の一部分は金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩である。いくつかの実施形態において、酸コポリマーは、金属イオンによる酸基の中和前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む。換言すれば、酸コポリマーがエチレン及びアクリル酸のみを含む場合、次に、酸コポリマー中のアクリル酸の量は、金属イオンによる酸基の中和前に、5~30重量パーセントであり、酸コポリマーがエチレン及びメタクリル酸のみを含む場合、次に、酸コポリマー中のメタクリル酸の量は、金属イオンによる酸基の中和前に、5~30重量パーセントであり、酸コポリマーがエチレン並びにアクリル酸及びメタクリル酸の両方を含む場合、次に、酸コポリマー中のアクリル酸及びメタクリル酸の総量は、金属イオンによる酸基の中和前に、5~30重量パーセントである。
いくつかの実施形態において、酸コポリマーは、金属イオンによる酸基の中和前に、5~20重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む。換言すれば、酸コポリマーがエチレン及びアクリル酸のみを含む場合、次に、酸コポリマー中のアクリル酸の量は、金属イオンによる酸基の中和前に、5~20重量パーセントであり、酸コポリマーがエチレン及びメタクリル酸のみを含む場合、次に、酸コポリマー中のメタクリル酸の量は、金属イオンによる酸基の中和前に、5~20重量パーセントであり、酸コポリマーがエチレン並びにアクリル酸及びメタクリル酸の両方を含む場合、次に、酸コポリマー中のアクリル酸及びメタクリル酸の総量は、金属イオンによる酸基の中和前に、5~20重量パーセントである。
酸コポリマーは、金属イオンによる酸基の中和の前に、いくつかの実施形態において、5~15重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む。換言すれば、酸コポリマーがエチレン及びアクリル酸のみを含む場合、次に、酸コポリマー中のアクリル酸の量は、金属イオンによる酸基の中和前に、5~15重量パーセントであり、酸コポリマーがエチレン及びメタクリル酸のみを含む場合、次に、酸コポリマー中のメタクリル酸の量は、金属イオンによる酸基の中和前に、5~15重量パーセントであり、酸コポリマーがエチレン並びにアクリル酸及びメタクリル酸の両方を含む場合、次に、酸コポリマー中のアクリル酸及びメタクリル酸の総量は、金属イオンによる酸基の中和前に、5~15重量パーセントである。
アイオノマーを形成するために使用されるエチレン/(メタ)アクリル酸コポリマーは、ランダムコポリマーであると特徴付けることができる。このようなエチレン/(メタ)アクリル酸コポリマーは、当業者に周知の技術を使用して、エチレンとアクリル酸及び/又はメタクリル酸モノマーとの混合物に作用するフリーラジカル重合開始剤の作用によって、高圧で調製され得る。本発明の組成物に使用されるエチレン/(メタ)アクリル酸コポリマーは、「グラフト化」又は「ブロック重合」法によって作製されたコポリマーとは対照的に、コモノマーの混合物の重合によって形成されるので、より正確にはインターポリマーと称される。
本発明の組成物に使用されるアイオノマーは、前述のコポリマーと、少なくとも一部分の酸基、好ましくは、酸コポリマーの酸基の総数に基づいて、存在する酸基の少なくとも10パーセントを中和するのに十分な量の金属イオンと、を反応させることによって、得られる。いくつかの実施形態において、酸コポリマーの酸基の総数に基づいて、アクリル酸基及びメタクリル酸基の合計の10~60パーセントが、金属イオンによって中和されている。いくつかの実施形態においては、酸コポリマーの酸基の総数に基づいて、アクリル酸基及びメタクリル酸基の合計の10~50パーセントが金属イオンによって中和されている。いくつかの実施形態において、酸コポリマーの酸基の総数に基づいて、アクリル酸基及びメタクリル酸基の合計の10~40パーセントが、金属イオンによって中和されている。好適な金属イオンとしては、亜鉛(Zn+2)、ナトリウム(Na+)、リチウム(Li+)、マグネシウム(Mg+2)、又はこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態において、1つ以上のアイオノマーが使用されてもよい。
アイオノマーは、いくつかの実施形態において、0.5~60g/10分のメルトインデックス(I2)を有するものとして、更に特徴付けられてもよい。0.5~60g/10分の全ての個々の値及び部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、アイオノマーは、0.5、1、5、10、15、又は20g/10分の下限から、10、15、20、25、30、35、40、45、50、又は55g/10分の上限までのメルトインデックスを有し得る。いくつかの実施形態において、アイオノマーは0.5~40g/10分、いくつかの実施形態においては、0.5~30g/10分のメルトインデックス(I2)を有する。いくつかの実施形態においては、アイオノマーは0.5~15g/10分のメルトインデックス(I2)を有する。
組成物は、いくつかの実施形態においては、組成物の重量に基づいて40~70重量パーセントのアイオノマーを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、いくつかの実施形態においては組成物の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントのアイオノマーを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の重量を基準として最大65重量パーセントのアイオノマーを含む。全ての個々の値及び40~70重量%の部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、組成物中のアイオノマーの量は、45、50、50、55、又は60重量%の下限から、60、65、又は70重量%の上限までであり得る。例えば、組成物中のアイオノマーの量は、組成物の重量に基づいて、50~65重量%であり得る。
本発明の実施形態において使用され得るエチレン/(メタ)アクリル酸コポリマーの市販のアイオノマーの実施例としては、The Dow Chemical Companyから市販されているSURLYN(商標)アイオノマー、例えば、SURLYN(商標)1650SB、SURLYN(商標)1706、SURLYN(商標)1702、SURLYN(商標)1605、及びSURLYN(商標)1707が挙げられる。
エチレン/(メタ)アクリル酸コポリマーのアイオノマーは、上の実施形態の2つ以上の特性の組み合わせを有してもよい。
エチレン/不飽和エステルコポリマー
エチレン/(メタ)アクリル酸コポリマーのアイオノマーに加えて、本発明の組成物は、エチレン/不飽和エステルコポリマーを更に含む。エチレン/不飽和エステルコポリマーは、エチレンと、エステルであり、不飽和、好ましくはエチレンと共重合可能な少なくとも1つの二重結合を有する少なくとも1つのモノマーと、を含む、コポリマー又はインターポリマーである。エステルは、好ましくはカルボン酸エステルであり、本明細書では不飽和エステルと称される。エステルの酸部分若しくはアルコール部分のいずれか、又は両方が、任意に不飽和である。酸部分が不飽和である不飽和エステルの実施例としては、アクリレート及びメタクリレートが挙げられる。いくつかの実施形態において、これらのエステルは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、及びブチルアクリレートなどのアルキルエステルである。アルコール部分が不飽和である不飽和エステルの実施例としては、ビニルエステル、例えば、酢酸ビニル、並びにプロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、及びヘキサン酸ビニルが挙げられる。
エチレン/(メタ)アクリル酸コポリマーのアイオノマーに加えて、本発明の組成物は、エチレン/不飽和エステルコポリマーを更に含む。エチレン/不飽和エステルコポリマーは、エチレンと、エステルであり、不飽和、好ましくはエチレンと共重合可能な少なくとも1つの二重結合を有する少なくとも1つのモノマーと、を含む、コポリマー又はインターポリマーである。エステルは、好ましくはカルボン酸エステルであり、本明細書では不飽和エステルと称される。エステルの酸部分若しくはアルコール部分のいずれか、又は両方が、任意に不飽和である。酸部分が不飽和である不飽和エステルの実施例としては、アクリレート及びメタクリレートが挙げられる。いくつかの実施形態において、これらのエステルは、メチルアクリレート、エチルアクリレート、及びブチルアクリレートなどのアルキルエステルである。アルコール部分が不飽和である不飽和エステルの実施例としては、ビニルエステル、例えば、酢酸ビニル、並びにプロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、及びヘキサン酸ビニルが挙げられる。
いくつかの実施形態においては、エチレン/不飽和エステルコポリマーは、0.5~60g/10分のメルトインデックス(I2)を有することを更に特徴とし得る。0.5~60g/10分の全ての個々の値及び部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、エチレン/不飽和エステルコポリマーは、下限の0.5、1、5、10、15、又は20g/10分から上限の10、15、20、25、30、35、40、45、50、又は55g/10分までのメルトインデックスを有し得る。いくつかの実施形態において、エチレン/不飽和エステルコポリマーは、0.5~40g/10分、及び0.5~30g/10分のメルトインデックス(I2)を有する。いくつかの実施形態においては、エチレン/不飽和エステルコポリマーは、0.5~15g/10分のメルトインデックス(I2)を有する。
不飽和エステルがビニルエステルであるエチレン/不飽和エステルコポリマーは周知であり、種々の供給元から市販されている。一実施形態において、エチレン/不飽和エステルコポリマーは、エチレン酢酸ビニルである。本発明のいくつかの実施形態において使用され得るエチレンビニルアセテートの非限定的な実施例としては、ELVALX(商標)650QなどのThe Dow Chemical Companyから市販されているELVAX(商標)エチレン酢酸ビニルコポリマーが挙げられる。
エチレン不飽和エステルコポリマーがエチレン酢酸ビニルであるいくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて8~40重量パーセントのエチレン酢酸ビニルを含む。組成物は、いくつかの実施形態において、組成物の総重量に基づいて8~30重量パーセントのエチレン酢酸ビニルを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて12~30重量パーセントのエチレン酢酸ビニルを含む。組成物は、いくつかの実施形態において、組成物の総重量に基づいて20~30重量パーセントのエチレン酢酸ビニルを含む。
不飽和エステルがアクリレート(例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、ブチルアクリレート等)であるエチレン/不飽和エステルコポリマーが周知であり、種々の供給元から市販されている。一実施形態において、エチレン/不飽和エステルコポリマーは、エチレンメチルアクリレートである。本発明のいくつかの実施形態において使用され得るエチレンアクリレートの非限定的な実施例としては、The Dow Chemical Companyから市販されているELVALOY(商標)ACエチレンアクリレートコポリマー、例えば、ELVALOY(商標)AC1820及びELVALOY(商標)AC1224が挙げられる。
エチレン/不飽和エステルコポリマーがエチレンアクリレートであるいくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて8~40重量パーセントのエチレンアクリレートを含む。組成物は、いくつかの実施形態において、組成物の総重量に基づいて8~25重量パーセントのエチレンアクリレートを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて12~25重量パーセントのエチレンアクリレートを含む。組成物は、いくつかの実施形態において、組成物の総重量に基づいて17~25重量パーセントのエチレンアクリレートを含む。
エチレン/不飽和エステルコポリマーは、上の実施形態の2つ以上の特性の組み合わせを有してもよい。
プロピレン系ポリマー
エチレン/(メタ)アクリル酸コポリマー及びエチレン/不飽和エステルコポリマーのアイオノマーに加えて、本発明の組成物は、プロピレンと、エチレン、ブテン、ヘキセン、又はオクテンを含み、特定の特性を有するコモノマーと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーを更に含む。プロピレン系ポリマーは、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する。
エチレン/(メタ)アクリル酸コポリマー及びエチレン/不飽和エステルコポリマーのアイオノマーに加えて、本発明の組成物は、プロピレンと、エチレン、ブテン、ヘキセン、又はオクテンを含み、特定の特性を有するコモノマーと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーを更に含む。プロピレン系ポリマーは、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する。
いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーの分子量分布(MWDと称されるMw/Mn)は、2.0~3.0である。ポリプロピレンのMWDは、以下の試験方法の項に記載されるようなゲル浸透クロマトグラフィ(Gel Permeation Chromatography、GPC)を使用して決定される。いくつかの実施形態において、MWDは、2.3~2.9、又は2.4~2.9である。前述の実施形態のいくつかにおいて、プロピレン系ポリマーは、プロピレン及びエチレンを含むコポリマーである。
いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーの粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)は、7.0超かつ最大10.0である。いくつかの実施形態において、粘度比は、7.3~9.5、又は7.4~9.5である。前述の実施形態のいくつかにおいて、プロピレン系ポリマーは、プロピレン及びエチレンを含むコポリマーである。
いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、DSCによって測定した際に、125℃超の融解温度(Tm)を有する。いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、DSCによって測定した際に、125℃~140℃、又は125℃~135℃の融解温度(Tm)を有する。前述の実施形態のいくつかにおいて、プロピレン系ポリマーは、プロピレン及びエチレンを含むコポリマーである。
一実施形態において、プロピレン系ポリマーは、230°℃及び2.16kg荷重(ASTM D-1238)で、≧0.5g/10分、又は≧1.0g/10分、又は≧2.0g/分のメルトフローレート(MFR)を有する。いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、230℃及び2.16kg荷重(ASTM D-1238)で、≦30g/10分、又は≦20g/10分、又は≦15g/10分のメルトフローレート(MFR)を有する。いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、230℃及び2.16kg荷重(ASTM D-1238)で、0.5~30g/10分、又は1~20g/10分、又は1~15g/10分、又は1~10g/10分、又は5~10g/10分のメルトフローレート(MFR)を有する。前述の実施形態のいくつかにおいて、プロピレン系ポリマーは、プロピレン及びエチレンを含むコポリマーである。
いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、≧0.860g/cm3、又は≧0.870g/cm3、又は≧0.875g/cm3、又は≧0.880g/cm3、又は≧0.885g/cm3の密度を有する。いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、≦0.910g/cm3、又は≦0.905g/cm3、又は≦0.900g/cm3の密度を有する。いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、0.860g/cm3~0.910g/cm3、0.870g/cm3~0.905g/cm3、又は0.880g/cm3~0.900g/cm3の密度を有する。前述の実施形態のいくつかにおいて、プロピレン系ポリマーは、プロピレン及びエチレンを含むコポリマーである。
いくつかの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、プロピレン及びエチレンを含むコポリマーである。いくつかのこのような実施形態において、プロピレン系ポリマー中のエチレンの含有量は、5重量パーセント未満である。いくつかのこのような実施形態において、プロピレン系ポリマー中のエチレンの含有量は、1重量パーセント未満である。
組成物は、いくつかの実施形態においては、組成物の重量に基づいて5~30重量パーセントのプロピレン系ポリマーを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、いくつかの実施形態においては組成物の重量に基づいて少なくとも5重量パーセントのプロピレン系ポリマーを含む。いくつかの実施形態において、組成物は、組成物の総重量に基づいて最大30重量パーセントのプロピレン系を含む。全ての個々の値及び5~30重量%の部分範囲が、本明細書に含まれ、開示される。例えば、組成物中のプロピレン系ポリマーの量は、5、10、15、又は18重量%の下限から、20、25、又は30重量%の上限までであり得る。例えば、組成物中のプロピレン系ポリマーの量は、いくつかの実施形態においては、組成物の重量に基づいて、5~25重量%であり得る。
本発明の実施形態において使用され得る市販のプロピレン系ポリマーの実施例としては、The Dow Chemical Companyから市販されているVERSIFY(商標)プロピレン系ポリマー、例えばVERSIFY(商標)2000及びVERSIFY(商標)3000などが挙げられる。
プロピレン系ポリマーは、上の実施形態の2つ以上の特性の組み合わせを有してもよい。
プロピレン系ポリマーの量に対する組成物中のアイオノマーの量の比は、いくつかの実施形態において重要であり得る。いくつかの実施形態において、組成物中のプロピレン系ポリマーの重量パーセントに対する組成物中のアイオノマーの重量パーセントの比は、1.3~15.0である。いくつかの実施形態において、組成物中のプロピレン系ポリマーの重量パーセントに対する組成物中のアイオノマーの重量パーセントの比は、2.0~14.0である。いくつかの実施形態において、組成物中のプロピレン系ポリマーの重量パーセントに対する組成物中のアイオノマーの重量パーセントの比は、2.8~13.0である。
添加剤
1つ以上の実施形態において、本開示の組成物は、1種以上の添加剤などの追加の成分を更に含んでもよい。このような添加剤としては、帯電防止剤、カラーエンハンサ、染料、潤滑剤、TiO2又はCaCO3などの充填剤、乳白剤、核剤、加工助剤、顔料、一次酸化防止剤、二次酸化防止剤、UV安定剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤、粘着付与剤、難燃剤、抗菌剤、臭気低減剤、抗真菌剤、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。組成物は、このような添加剤を含む組成物の重量に基づいて、このような添加剤を約0.1~約10総合重量パーセントで含有してもよい。
1つ以上の実施形態において、本開示の組成物は、1種以上の添加剤などの追加の成分を更に含んでもよい。このような添加剤としては、帯電防止剤、カラーエンハンサ、染料、潤滑剤、TiO2又はCaCO3などの充填剤、乳白剤、核剤、加工助剤、顔料、一次酸化防止剤、二次酸化防止剤、UV安定剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤、粘着付与剤、難燃剤、抗菌剤、臭気低減剤、抗真菌剤、及びそれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。組成物は、このような添加剤を含む組成物の重量に基づいて、このような添加剤を約0.1~約10総合重量パーセントで含有してもよい。
本発明のいくつかの実施形態による組成物の一実施例は、(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーである、40~70重量パーセント(組成物の総重量に基づく)のアイオノマーであって、酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む、アイオノマーと、(b)8~30重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリレート、又はこれらの組み合わせを含むエチレン/不飽和エステルコポリマーと、(c)5~30重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、プロピレンと、エチレン、ブテン、ヘキセン、又はオクテンを含むコモノマーと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーであって、プロピレン系ポリマが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する、プロピレン系ポリマーと、を含む。
本発明のいくつかの実施形態による組成物の別の実施例は、(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーである、50~65重量パーセント(組成物の総重量に基づく)のアイオノマーであって、酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む、アイオノマーと、(b)15~30重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリレート、又はこれらの組み合わせを含むエチレン/不飽和エステルコポリマーと、(c)5~25重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、プロピレンと、エチレン、ブテン、ヘキセン、又はオクテンを含むコモノマーと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーであって、プロピレン系ポリマーが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する、プロピレン系ポリマーと、を含む。
本発明のいくつかの実施形態による組成物の別の実施例は、(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーである、40~70重量パーセント(組成物の総重量に基づく)のアイオノマーであって、酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む、アイオノマーと、(b)8~30重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリレート、又はこれらの組み合わせを含むエチレン/不飽和エステルコポリマーと、(c)5~30重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、プロピレンと、エチレンと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーであって、プロピレン系ポリマー中のエチレンの含有量が5重量%未満であり、プロピレン系ポリマーが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する、プロピレン系ポリマーと、を含む。
本発明のいくつかの実施形態による組成物の別の実施例は、(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーである、50~65重量パーセント(組成物の総重量に基づく)のアイオノマーであって、酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む、アイオノマーと、(b)15~30重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリレート、又はこれらの組み合わせを含むエチレン/不飽和エステルコポリマーと、(c)5~25重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、プロピレンと、エチレンと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーであって、プロピレン系ポリマー中のエチレンの含有量が、5重量パーセント未満であり、プロピレン系ポリマーが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する、プロピレン系ポリマーと、を含む。
本発明のいくつかの実施形態による組成物の別の実施例は、(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーである、50~65重量パーセント(組成物の総重量に基づく)のアイオノマーであって、酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含み、酸コポリマーのアクリル酸基及びメタクリル酸基の合計の10~50パーセントが、酸コポリマーの酸基の総数に基づいて、金属イオンによって中和されている、アイオノマーと、(b)15~30重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、エチレン酢酸ビニルと、(c)5~25重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、プロピレンと、エチレンと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーであって、プロピレン系ポリマー中のエチレンの含有量が5重量%未満であり、プロピレン系ポリマーが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有し、組成物中のプロピレン系ポリマーの重量パーセントに対する、組成物中のアイオノマー重量パーセントの比が1.3対13.0である、プロピレン系ポリマーと、を含む。
本発明のいくつかの実施形態による組成物の別の実施例は、(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーである、50~65重量パーセント(組成物の総重量に基づく)のアイオノマーであって、酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含み、酸コポリマーのアクリル酸基及びメタクリル酸基の合計の10~50パーセントが、酸コポリマーの酸基の総数に基づいて、金属イオンによって中和されている、アイオノマーと、(b)15~30重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、エチレン酢酸ビニルと、(c)5~25重量パーセント(組成物の総重量に基づく)の、プロピレンと、エチレンと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーであって、プロピレン系ポリマー中のエチレンの含有量が5重量%未満であり、プロピレン系ポリマーが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有し、組成物中のプロピレン系ポリマーの重量パーセントに対する、組成物中のアイオノマー重量パーセントの比が1.3対13.0である、プロピレン系ポリマーと、を含む。
多層フィルム
本発明はまた、本明細書に記載される本発明の組成物のいずれかから形成される多層フィルムに関する。いくつかの実施形態において、フィルムは、インフレーションフィルム又はキャストフィルムである。本開示の組成物を含む多層フィルムのいくつかの実施形態において、多層フィルムは、外層及び/又は外層に隣接した層中に、本発明の組成物を含んでもよい。いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、多層フィルム中にシーラント層を提供するために使用されてもよい。例えば、本発明の組成物は、インフレーションフィルム又はキャストフィルムプロセスによる共押出成形によって形成された多層フィルムの外層中にあってもよい。シーラント層は、ヒートシール可能な表面を提供してもよい。本明細書で使用する場合、ヒートシール可能な表面は、フィルムの表面が、同じフィルムの別の表面又は別のフィルム若しくは基材の表面にヒートシールされることを可能にし得る表面である。
本発明はまた、本明細書に記載される本発明の組成物のいずれかから形成される多層フィルムに関する。いくつかの実施形態において、フィルムは、インフレーションフィルム又はキャストフィルムである。本開示の組成物を含む多層フィルムのいくつかの実施形態において、多層フィルムは、外層及び/又は外層に隣接した層中に、本発明の組成物を含んでもよい。いくつかの実施形態において、本発明の組成物は、多層フィルム中にシーラント層を提供するために使用されてもよい。例えば、本発明の組成物は、インフレーションフィルム又はキャストフィルムプロセスによる共押出成形によって形成された多層フィルムの外層中にあってもよい。シーラント層は、ヒートシール可能な表面を提供してもよい。本明細書で使用する場合、ヒートシール可能な表面は、フィルムの表面が、同じフィルムの別の表面又は別のフィルム若しくは基材の表面にヒートシールされることを可能にし得る表面である。
本発明のフィルムにおいて使用される本発明の量は、例えば、フィルムにおけるその他の層、フィルムの最終用途適用等を含む、多数の要因に依存し得る。いくつかの実施形態において、多層フィルムは、本発明の組成物から本質的になる層を含む。いくつかの実施形態において、多層フィルムは、本発明の組成物からなる層を含む。
本発明の多層フィルムは、種々の厚さを有し得る。フィルムの厚さは、例えば、多層フィルムである場合はフィルム中のその他の層、フィルムの所望の特性、フィルムの最終用途適用、フィルムを製造するために利用可能な機器等を含む、多数の要因に依存し得る。いくつかの実施形態において、本開示のフィルムは、最大10ミルの厚さを有する。例えば、フィルムは、0.25ミル、0.5ミル、0.7ミル、1.0ミル、1.75ミル、又は2.0ミルの下限から4.0ミル、6.0ミル、8.0ミル、又は10ミルの上限までの厚さを有し得る。実施形態において、フィルムは、0.25ミル~2.0ミル、0.25ミル~1.75ミル、0.25ミル~1.0ミル、0.25ミル~0.7ミル、0.25ミル~0.5ミル、0.5ミル~2.0ミル、0.5ミル~1.75ミル、0.5ミル~1.0ミル、0.5ミル~0.7ミル、0.7ミル~2.0ミル、0.7ミル~1.75ミル、0.7ミル~1.0ミル、1.0ミル~2.0ミル、1.0ミル~1.75ミル、1.75ミル~2.0ミル、又は任意の組み合わせの厚さを有し得る。
本発明の組成物を含む少なくとも1つの層を含む多層フィルムのいくつかの実施形態において、本発明の組成物を含む1つ又は複数の層は、多層フィルムの総厚の5~30%である厚さを有する。
いくつかの実施形態において、フィルム中の層の数は、例えば、フィルムの所望の特性、フィルムの所望の厚さ、フィルムのその他の層の含有量、フィルムの最終用途適用、フィルムを製造するために利用可能な機器等を含む、多数の要因に依存し得る。多層インフレーションフィルムは、種々の実施形態において、最大2、3、4、5、6、7、8、9、10、又は11の層を含み得る。
本発明の組成物は、いくつかの実施形態において、フィルムの2つ以上の層で使用され得る。本開示の多層フィルム内のその他の層は、種々の実施形態において、LLDPE、VLDPE(極低密度ポリエチレン)、MDPE、LDPE、HDPE、HMWHDPE(高分子量HDPE)、プロピレン系ポリマー、ポリオレフィンプラストマー(POP)、ポリオレフィンエラストマー(POE)、オレフィンブロックコポリマー(OBC)、エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリル酸、エチレンメタクリル酸、エチレンメチルアクリレート、エチレンエチルアクリレート、エチレンブチルアクリレート、イソブチレン、無水マレイン酸グラフトポリオレフィン、前述のいずれかのアイオノマー、又はこれらの組み合わせを含み得る。いくつかの実施形態において、本開示の多層フィルムは、当業者に周知の1つ以上の結合層を含み得る。
本明細書に記載される多層フィルムの追加の実施形態において、その他の層は、例えば、結合層により(場合によってはバリア層に加えて)ポリエチレンフィルムに接着され得る。結合層は、異なる材料の層を接着するために使用されてもよい。例えば、エチレンビニルアルコール(ethylene vinyl alcohol、EVOH)を含むバリア層は、結合層(すなわち、無水マレイン酸グラフト化ポリエチレンを含む結合層)によって、ポリエチレン材料に接着されてもよい。例えば、多層フィルムは、例えば、その他のバリア層、構造的層又は強度層、シーラント層、その他の結合層、その他のポリエチレン層、ポリプロピレン層などを含む用途に応じて、多層フィルムに典型的に含まれるその他の層を更に含み得る。追加の実施形態において、種々の色で製品の詳細及びその他の包装品情報を示すために、フィルムに適用されるインク層であり得る印刷層が含まれてもよい。
前述の層のいずれも、例えば、酸化防止剤、紫外線安定剤、熱安定剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、顔料又は着色剤、加工助剤、架橋触媒、難燃剤、充填剤、及び発泡剤などの、当業者に周知であるような1種以上の添加剤を更に含み得ることを理解されたい。いくつかの実施形態において、層は、最大5重量パーセントのこのような追加の添加剤を含む。
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される本発明の組成物から形成された層を含む多層フィルムは、別のフィルム基材に積層され得る。基材は、ポリエステル、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエチレン、及び組み合わせを含むフィルムを含んでもよい。いくつかの実施形態において、二軸配向ポリエチレン(biaxially oriented polyethylene、BOPE)基材、機械方向配向ポリエチレン(machine direction oriented polyethylene、MDO)基材、又は共押出ポリエチレンフィルムが、積層体構造に含まれてもよい。
本発明の多層フィルムは、いくつかの実施形態において、当技術分野の当業者に周知の技術を使用して、コロナ処理及び/又は印刷(例えば、裏面印刷又は表面印刷)され得る。
いくつかの実施形態において、本発明の多層フィルムは、当業者に周知の技術を使用して、一軸方向(例えば、機械方向)又は二軸方向に配向され得る。
物品
本発明の実施形態はまた、本明細書に開示される本発明の組成物のいずれかから(すなわち、このような組成物を組み込む多層フィルムを通して)形成されるか、又はそれを組み込む、包装材などの物品に関する。このような包装材は、本明細書に開示される本発明の組成物のいずれかから(すなわち、このような組成物を組み込むフィルムを通して)形成され得る。
本発明の実施形態はまた、本明細書に開示される本発明の組成物のいずれかから(すなわち、このような組成物を組み込む多層フィルムを通して)形成されるか、又はそれを組み込む、包装材などの物品に関する。このような包装材は、本明細書に開示される本発明の組成物のいずれかから(すなわち、このような組成物を組み込むフィルムを通して)形成され得る。
このような物品の例としては、軟包装、パウチ、自立型パウチ、及び既製包装材又は既製パウチが挙げられ得る。いくつかの実施形態において、本発明の多層フィルムは、食品包装材に使用され得る。このような包装材に含まれ得る食品の例としては、肉、チーズ、シリアル、ナッツ、スナック、ジュース、ソース、及びその他のものが挙げられる。このような包装材は、本明細書の教示に基づいて、かつ包装材の特定の用途(例えば、食品の種類、食品の量など)に基づいて、当業者に周知の技法を使用して形成され得る。
包装材などの物品に組み込まれた場合、本発明の組成物は、いくつかの実施形態において、剥離可能な封止強度、きれいな剥離(例えば、剥離中にポリマーのストランド又はストリングが形成されない)、及び/又は異なる封止温度での一貫した剥離強度、並びに油混入封止を提供し得る。いくつかの実施形態において、このような組成物の使用は、フィルム製造中のゲージバンドの形成を有利に軽減又は排除し得る。
試験方法
本明細書に別段示されない限り、本発明の態様の説明では、以下の分析方法を使用する。
本明細書に別段示されない限り、本発明の態様の説明では、以下の分析方法を使用する。
メルトインデックス
メルトインデックスI2(又はI2)及びI10(又はI10)を、それぞれ、190℃で、2.16kg及び10kgの荷重で、ASTM D-1238(方法B)に従って測定した。それらの値は、g/10分で報告されている。プロピレン系ポリマーのメルトフローレートを、ASTM D-1238に従って、230℃及び2.16kgで測定した。
メルトインデックスI2(又はI2)及びI10(又はI10)を、それぞれ、190℃で、2.16kg及び10kgの荷重で、ASTM D-1238(方法B)に従って測定した。それらの値は、g/10分で報告されている。プロピレン系ポリマーのメルトフローレートを、ASTM D-1238に従って、230℃及び2.16kgで測定した。
密度
密度測定用の試料を、ASTM D4703に従って調製した。試料加圧の1時間以内に、ASTM D792で、方法Bに従って測定を行った。
密度測定用の試料を、ASTM D4703に従って調製した。試料加圧の1時間以内に、ASTM D792で、方法Bに従って測定を行った。
コモノマー含有量
コポリマー中のコモノマー含有量(例えば、エチレンアクリレート中のアクリレートの量)は、ASTM E168に基づいて決定される。
コポリマー中のコモノマー含有量(例えば、エチレンアクリレート中のアクリレートの量)は、ASTM E168に基づいて決定される。
示差走査熱量測定(Differential Scanning Calorimetry、DSC)
ポリマー(例えば、エチレン系ポリマー、及びプロピレン系ポリマー)の融解及び結晶化挙動を測定するために、示差走査熱量測定(DSC)を使用する。試料を最初に約190℃で融解プレス(25000ポンドで約10秒間)して薄膜にし、次に、室温まで冷却する。約5mg~8mgのポリマーフィルム試料をダイパンチで切断し、重量を量り、DSC受皿に入れる。蓋は、密閉された環境を確保するために受皿に圧着される。試料受皿を、窒素ガスでパージした較正済みDSCセルに入れ、次に、およそ10℃/分の速度で、PEの場合180℃(PPの場合230℃)の温度に加熱する。試料を、この温度で3分間保持する。次に、試料を10℃/分の速度で-40℃に冷却して、結晶化の痕跡を記録し、その温度で3分間等温に保持する。次に、完全に融解するまで、試料を10℃/分の速度で再加熱する。別途特に記載されない限り、ピーク融解点(Tm)を第2の加熱曲線から決定し、吸熱の最大ピーク(強度)の温度に対応する。結晶化温度(Tc)は、第1の冷却曲線(ピークTc)から決定される。Tgは、第2の加熱曲線から測定され、変曲点遷移の中間点で決定される。
ポリマー(例えば、エチレン系ポリマー、及びプロピレン系ポリマー)の融解及び結晶化挙動を測定するために、示差走査熱量測定(DSC)を使用する。試料を最初に約190℃で融解プレス(25000ポンドで約10秒間)して薄膜にし、次に、室温まで冷却する。約5mg~8mgのポリマーフィルム試料をダイパンチで切断し、重量を量り、DSC受皿に入れる。蓋は、密閉された環境を確保するために受皿に圧着される。試料受皿を、窒素ガスでパージした較正済みDSCセルに入れ、次に、およそ10℃/分の速度で、PEの場合180℃(PPの場合230℃)の温度に加熱する。試料を、この温度で3分間保持する。次に、試料を10℃/分の速度で-40℃に冷却して、結晶化の痕跡を記録し、その温度で3分間等温に保持する。次に、完全に融解するまで、試料を10℃/分の速度で再加熱する。別途特に記載されない限り、ピーク融解点(Tm)を第2の加熱曲線から決定し、吸熱の最大ピーク(強度)の温度に対応する。結晶化温度(Tc)は、第1の冷却曲線(ピークTc)から決定される。Tgは、第2の加熱曲線から測定され、変曲点遷移の中間点で決定される。
ゲル浸透クロマトグラフィ(GPC)
ゲル浸透クロマトグラフィシステムは、Polymer Laboratories Model PL-210又はPolymer Laboratories Model PL-220機器のいずれかからなる。カラム及びカルーセル区画を150℃で操作する。ポリマー・ラボラトリーズ社(Polymer Laboratories、現在はAgilent)製の、4つの、20ミクロンMixed-Aカラムを直列で使用し、溶媒は1,2,4トリクロロベンゼンである。200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有する濃度2mg/mLの溶媒で、試料を調製する。160℃で2時間軽く撹拌することによって、試料を調製する。使用された注入量は200マイクロリットルであり、流速は1.0ml/分である。
ゲル浸透クロマトグラフィシステムは、Polymer Laboratories Model PL-210又はPolymer Laboratories Model PL-220機器のいずれかからなる。カラム及びカルーセル区画を150℃で操作する。ポリマー・ラボラトリーズ社(Polymer Laboratories、現在はAgilent)製の、4つの、20ミクロンMixed-Aカラムを直列で使用し、溶媒は1,2,4トリクロロベンゼンである。200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有する濃度2mg/mLの溶媒で、試料を調製する。160℃で2時間軽く撹拌することによって、試料を調製する。使用された注入量は200マイクロリットルであり、流速は1.0ml/分である。
個々の分子量間に少なくとも一桁の間隔を有する、6つの「カクテル」混合物中に配置された、580~8,400,000の範囲の分子量を有する21個の狭量な分子量分布ポリスチレン標準物質を用いて、GPCカラムセットの較正を実施する。標準物質はポリマー・ラボラトリーズ社(Shropshire,UK)から購入する。ポリスチレン標準物質を、1,000,000以上の分子量に対して50ミリリットルの溶媒中0.025グラム、及び1,000,000未満の分子量に対して50ミリリットルの溶媒中0.05グラムで調製する。ポリスチレン標準物質を、80℃で穏やかに撹拌しながら30分間溶解する。最初に狭量な標準物質混合物を、最高分子量構成成分を減少させる順序で実行して、分解を最小にする。ポリスチレン標準ピーク分子量を、以下の等式を使用してポリプロピレン分子量に変換する(Williams and Ward,J.Polym.Sci.,Polym.Let.,6,621(1968)に記載のとおり)。
Mn(GPC)、及びMw(GPC)の計算は、PolymerChar GPCOne(商標)ソフトウェア、各等間隔のデータ回収点(i)におけるベースラインを差し引いたIRクロマトグラム、及び式1(式1)の点(i)についての狭量な標準物質の較正曲線から得られるポリプロピレン等価分子量を使用して、式2~3に従って、PolymerChar GPC-IRクロマトグラフの内部IR5検出器(測定チャネル)を使用したGPC結果に基づいた。
分子量分布(MWD)は、重量平均分子量を数平均分子量で割って定義される(Mw/Mn)。
動的機械分光法(Dynamic Mechanical Spectroscopy、DMS)
粘度測定を、TA instrument ARESにより、平行プレートで実施した。試料を、190℃、25000ポンドの圧力で、6.5分間空気中で圧縮成形し、その後、プラークを実験台上で冷却させた。プラークの厚さは、約3mmであった。窒素パージ下で、25mmの平行プレート装備されたARES歪み制御平行プレートレオメータ(TA Instruments)で、一定温度周波数掃引測定を実行した。各測定について、間隙をゼロにする前に、レオメータを少なくとも30分間熱的に平衡化した。試料をプレート上に置き、190℃又は220℃で5分間融解させた。次にプレートを2mmまで閉じ、試料をトリミングし、次に試験を開始した。本方法は、温度平衡を可能にするために、追加で5分間の遅延を組み込んだ。本実験を、190℃又は220℃で、10倍の間隔あたり5点で、0.1~100ラジアン/秒の周波数範囲にわたって実行した。歪み振幅は、5%で一定であった。振幅及び相に関して、応力応答を分析し、そこから貯蔵弾性率(G’)、損失弾性率(G’’)、複素弾性率(G*)、動的複素粘度(η*)、及びtan(δ)又はタンデルタを計算した。
粘度測定を、TA instrument ARESにより、平行プレートで実施した。試料を、190℃、25000ポンドの圧力で、6.5分間空気中で圧縮成形し、その後、プラークを実験台上で冷却させた。プラークの厚さは、約3mmであった。窒素パージ下で、25mmの平行プレート装備されたARES歪み制御平行プレートレオメータ(TA Instruments)で、一定温度周波数掃引測定を実行した。各測定について、間隙をゼロにする前に、レオメータを少なくとも30分間熱的に平衡化した。試料をプレート上に置き、190℃又は220℃で5分間融解させた。次にプレートを2mmまで閉じ、試料をトリミングし、次に試験を開始した。本方法は、温度平衡を可能にするために、追加で5分間の遅延を組み込んだ。本実験を、190℃又は220℃で、10倍の間隔あたり5点で、0.1~100ラジアン/秒の周波数範囲にわたって実行した。歪み振幅は、5%で一定であった。振幅及び相に関して、応力応答を分析し、そこから貯蔵弾性率(G’)、損失弾性率(G’’)、複素弾性率(G*)、動的複素粘度(η*)、及びtan(δ)又はタンデルタを計算した。
ここで、本発明のいくつかの実施形態を、以下の実施例に詳細に説明する。
以下の材料を使用して、以下に更に考察されるような種々の本発明の組成物及び比較組成物を作製する。
*I2は、メルトフローレートが報告されるプロピレン系ポリマーを除く全てのポリマーについて報告される。
*I2は、メルトフローレートが報告されるプロピレン系ポリマーを除く全てのポリマーについて報告される。
DS6D81は、Braskemから市販されているランダムコポリマーポリプロピレンである。D115Aは、Braskemから市販されているプロピレンホモポリマーである。Exceed1018は、ExxonMobilから市販されているエチレン/1-ヘキセンコポリマーである。その他のポリエチレンは、The Dow Chemical Companyからそれぞれ入手可能である。エチレン酢酸ビニル(EVA)は、コポリマーの総重量に基づいて、28重量パーセントの酢酸ビニルを含むエチレン酢酸ビニルコポリマーである。Toppyl PB 8640Mは、低エチレン含有量を有するブテン-1のランダムコポリマーであり、LyondellBasellから市販されている。SURLYN(商標)1650SBは、酸を中和するために使用される金属である亜鉛を有する、エチレンとアクリル酸とのコポリマーのアイオノマーであり、The Dow Chemical Companyから市販されている。CONPOL(商標)13Bは、The Dow Chemicalから市販されている抗ブロック添加剤であり、エチレン/メタクリル酸キャリア樹脂中に12.5重量%の抗ブロック剤を含む。
VERSIFY(商標)3000及びVERSIFY(商標)2000は、プロピレン及びエチレンのコポリマーであり、The Dow Chemical Companyから市販されているプロピレン系ポリマーである。RCPP-1は、以下に記載されるように作製されるプロピレンとエチレンとのランダムコポリマーであるプロピレン系ポリマーである。
種々のポリプロピレンの粘度データを表2に示す。
PP-1の重合
制御されたよく混合された反応器内で、連続溶液重合を実施した。精製混合アルカン溶媒(Exxon Mobil,Inc.から入手可能なISOPAR E)、エチレン、プロピレン、及び水素(使用する場合)を組み合わせて、52ガロンの反応器に供給した。質量流制御装置により、反応器への供給を測定した。反応器に入る前に冷却された熱交換器の使用により、供給流の温度を制御した。ポンプ及び質量流量計を使用して、触媒成分溶液を計量した。反応器を、およそ550psigの圧力で液体を充填して実行した。反応器を出た際に、水及び添加剤をポリマー溶液に注入して、残りの重合反応を終了させた。溶媒及び未反応モノマーを、反応器後の2段階脱揮プロセスであるポリマー溶液プロセス中に除去した。ポリマー融解を、水中ペレット化のためにダイにポンプで送達した。更なる詳細については、以下の表3及び4に記載した。
表3及び表4の脚注:1標準物質cm3/分。
2触媒:[[2’,2”’-[1,2-シクロヘキサンジイルビス(メチレンオキシ-κO)]ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)-5-メチル[1,1’-ビフェニル]-2-オラト-κO]](2-)]ハフニウムジメチル。
3反応器内の重量パーセントのプロピレン転化率。
4有効率、1,000,000ポンドポリマー/ポンドHf。
5共触媒-1(Cocat 1):ビス水素化獣脂アルキルメチルアンモニウムテトラキス-ペンタフルオロフェニルホウ酸塩(Boulder Scientificから)。
6共触媒-2(Cocat 2):改質メチルアルミノキサン(MMAO-3A、Akzo-Nobelから)。
7重合速度。
制御されたよく混合された反応器内で、連続溶液重合を実施した。精製混合アルカン溶媒(Exxon Mobil,Inc.から入手可能なISOPAR E)、エチレン、プロピレン、及び水素(使用する場合)を組み合わせて、52ガロンの反応器に供給した。質量流制御装置により、反応器への供給を測定した。反応器に入る前に冷却された熱交換器の使用により、供給流の温度を制御した。ポンプ及び質量流量計を使用して、触媒成分溶液を計量した。反応器を、およそ550psigの圧力で液体を充填して実行した。反応器を出た際に、水及び添加剤をポリマー溶液に注入して、残りの重合反応を終了させた。溶媒及び未反応モノマーを、反応器後の2段階脱揮プロセスであるポリマー溶液プロセス中に除去した。ポリマー融解を、水中ペレット化のためにダイにポンプで送達した。更なる詳細については、以下の表3及び4に記載した。
表3及び表4の脚注:1標準物質cm3/分。
2触媒:[[2’,2”’-[1,2-シクロヘキサンジイルビス(メチレンオキシ-κO)]ビス[3-(9H-カルバゾール-9-イル)-5-メチル[1,1’-ビフェニル]-2-オラト-κO]](2-)]ハフニウムジメチル。
3反応器内の重量パーセントのプロピレン転化率。
4有効率、1,000,000ポンドポリマー/ポンドHf。
5共触媒-1(Cocat 1):ビス水素化獣脂アルキルメチルアンモニウムテトラキス-ペンタフルオロフェニルホウ酸塩(Boulder Scientificから)。
6共触媒-2(Cocat 2):改質メチルアルミノキサン(MMAO-3A、Akzo-Nobelから)。
7重合速度。
以下の本発明の組成物(Inventive Comp.)及び比較組成物(Comparative Comp)を、上記の材料から調製する。
配合
表5の本発明の組成物及び比較組成物は、以下の配合プロセスを使用して調製される。配合プロセス(異なる樹脂の融解ブレンド)をCoperion ZSK26二軸スクリュー押出機で実施して、アイオノマー、エチレン酢酸ビニル(EVA)、及びプロピレン系ポリマーの組成物を作製する。2.5重量%のCONPOL(商標)13Bもまた、配合中に添加する。区分当たりの押出機のバレル長さは100mmであり、15区分が押出機全体を構成する。スクリュー直径は25.5mmであり、フライト深さは4.55mmである。供給速度は20ポンド/時であり、スクリューは300回転/分で作動する。融解圧力は330~350psiであり、融解温度は205~215o℃である。押出されたストランド(押出物)を水浴に通し、次にペレット化する。ペレット化された材料を乾燥のために窒素で一晩パージし、次に密閉し、プラスチックで裏打ちされた紙袋に保存する。次に、完成した組成物を、以下のフィルム製造プロセスを使用してフィルムへと形成する。
表5の本発明の組成物及び比較組成物は、以下の配合プロセスを使用して調製される。配合プロセス(異なる樹脂の融解ブレンド)をCoperion ZSK26二軸スクリュー押出機で実施して、アイオノマー、エチレン酢酸ビニル(EVA)、及びプロピレン系ポリマーの組成物を作製する。2.5重量%のCONPOL(商標)13Bもまた、配合中に添加する。区分当たりの押出機のバレル長さは100mmであり、15区分が押出機全体を構成する。スクリュー直径は25.5mmであり、フライト深さは4.55mmである。供給速度は20ポンド/時であり、スクリューは300回転/分で作動する。融解圧力は330~350psiであり、融解温度は205~215o℃である。押出されたストランド(押出物)を水浴に通し、次にペレット化する。ペレット化された材料を乾燥のために窒素で一晩パージし、次に密閉し、プラスチックで裏打ちされた紙袋に保存する。次に、完成した組成物を、以下のフィルム製造プロセスを使用してフィルムへと形成する。
フィルムの製造及び積層
それぞれのフィルムがバルク層及びシーラント層を含む2層フィルムを、Labtechインフレートフィルムラインによって製造する。フィルムの総ゲージは2ミルであり、0.4ミルのシーラント層がインフレートフィルムプロセス中に気泡の内側に流される。シーラント層は、上記のように作製された特定の本発明の組成物又は比較組成物からなる。バルク層は、AFFINITY(商標)PL 1880Gポリオレフィンプラストマー(The Dow Chemical Company)から作製され、厚さ1.6ミルである。融解温度は200~210o℃である。AFFINITY(商標)1880Gの外側バルク層は、インフレーションフィルムプロセス中にコロナ処理を受けた。上記の本発明の組成物及び比較組成物のそれぞれを使用して、2層共押出フィルムを作製する。
それぞれのフィルムがバルク層及びシーラント層を含む2層フィルムを、Labtechインフレートフィルムラインによって製造する。フィルムの総ゲージは2ミルであり、0.4ミルのシーラント層がインフレートフィルムプロセス中に気泡の内側に流される。シーラント層は、上記のように作製された特定の本発明の組成物又は比較組成物からなる。バルク層は、AFFINITY(商標)PL 1880Gポリオレフィンプラストマー(The Dow Chemical Company)から作製され、厚さ1.6ミルである。融解温度は200~210o℃である。AFFINITY(商標)1880Gの外側バルク層は、インフレーションフィルムプロセス中にコロナ処理を受けた。上記の本発明の組成物及び比較組成物のそれぞれを使用して、2層共押出フィルムを作製する。
次に、2層共押出フィルムのそれぞれを、Labo Combi Laminating Coaterを介して延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(OPET、厚さ12μm)に積層する。ADCOTE(商標)577(The Dow Chemical Company)の接着剤をバルク層(AFFINITY(商標)PL 1880G)の表面に塗布して、2層共押出フィルムをOPETに接合する。接着剤は、1.7~3.0ポンド/reamの重量で塗布される。ニップ及びウェブの温度は120°Fであり、ライン速度は100フィート/分である。試料を4日間硬化させた後、ヒートシール試験を実施した。
比較組成物H(ポリブテン-1を含む)を使用するインフレートフィルム又はキャストフィルムの製造は、フィルム製造中にゲージバンド形成(欠陥又は品質問題)の高い可能性をもたらし得る。
ヒートシール強度試験
フィルムのヒートシール強度を、ASTM法F88に従って試験する。OPET積層共押出フィルムのシーラント側(特定の本発明の組成物又は比較組成物を使用する側)を、40psiの封止圧力下で、4つの異なる封止温度の104、121、150、及び177℃で、0.5秒の滞留時間で封止する。封止された試料を一晩エージングし(23℃、相対湿度50%)、次に、多層フィルムの機械方向で、幅1インチのストリップへと切断する。ストリップは、次に、ASTM F88に記載される技法Aの保持方法の下で、10インチ/分の速度で、インストロン装置上で引っ張られる。5つの反復試験片から平均された破損時のピーク荷重及び変位を記録する。結果を、表6に示す。
フィルムのヒートシール強度を、ASTM法F88に従って試験する。OPET積層共押出フィルムのシーラント側(特定の本発明の組成物又は比較組成物を使用する側)を、40psiの封止圧力下で、4つの異なる封止温度の104、121、150、及び177℃で、0.5秒の滞留時間で封止する。封止された試料を一晩エージングし(23℃、相対湿度50%)、次に、多層フィルムの機械方向で、幅1インチのストリップへと切断する。ストリップは、次に、ASTM F88に記載される技法Aの保持方法の下で、10インチ/分の速度で、インストロン装置上で引っ張られる。5つの反復試験片から平均された破損時のピーク荷重及び変位を記録する。結果を、表6に示す。
本発明の組成物を使用して作製されたフィルムは、有利には、120、150及び177℃の封止温度で、1.0ポンド/インチ未満のヒートシール強度を実証し、これは、本発明の組成物が剥離可能な封止を提供したことを示す。本発明の組成物を使用して作製されたフィルムはまた、有利には、177℃と120℃の封止温度間で0.3ポンド/インチ未満の封止強度のデルタ(ヒートシール強度の差)を実証し、これは、本発明の組成物が、低い封止温度と高い封止温度の両方で剥離可能な封止(異なる温度で一貫した剥離強度)を提供したことを示す。本発明の組成物を使用して作製されたフィルムはまた、有利には、120、150、又は177℃の封止温度での封止領域の完全な分離のための0.6インチ未満の変位を実証し、これは、きれいな剥離(剥離プロセス中の最小限のストリング形成)を示す。
Claims (14)
- 組成物であって、
(a)エチレンと、アクリル酸及びメタクリル酸のうちの少なくとも1つと、を含む、酸コポリマーであるアイオノマーであって、前記酸コポリマー中の酸基の一部分が金属イオンによって中和され、かつカルボン酸塩であり、前記酸コポリマーが、金属イオンによる酸基の中和の前に、5~30重量パーセントのアクリル酸及びメタクリル酸を含む、アイオノマーと、
(b)エチレン酢酸ビニル、エチレンアクリレート、又はこれらの組み合わせを含むエチレン/不飽和エステルコポリマーと、
(c)プロピレンと、エチレン、ブテン、ヘキセン、又はオクテンを含むコモノマーと、のコポリマーを含む、プロピレン系ポリマーであって、前記プロピレン系ポリマーが、3.0未満の分子量分布(MWD)、及び7.0超の粘度比(0.1s-1での粘度/100s-1での粘度)を有する、プロピレン系ポリマーと、を含む、組成物。 - 前記プロピレン系ポリマーが、125℃超の融点(Tm)を有する、請求項1に記載の組成物。
- 前記プロピレン系ポリマーが、プロピレンとエチレンとのコポリマーであり、前記プロピレン系ポリマー中の前記エチレンの含有量が5重量パーセント未満である、請求項1又は請求項2に記載の組成物。
- 前記アイオノマー中の前記アクリル酸又はメタクリル酸を中和するために使用される前記金属イオンが、亜鉛、ナトリウム、リチウム、マグネシウム、又はそれらの組合せを含む、請求項1~3のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記酸コポリマーの酸基の総数に基づいて、前記酸コポリマーのアクリル酸基及びメタクリル酸基の合計の10~60パーセントが、前記金属イオンによって中和されている、請求項1~4のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記エチレン/不飽和エステルコポリマーがエチレン酢酸ビニルであり、前記エチレン酢酸ビニルが8~30重量パーセントの酢酸ビニルを含む、請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記エチレン/不飽和エステルコポリマーがエチレンアクリレートであり、前記エチレンアクリレートが8~25重量パーセントのアクリレートを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記プロピレン系ポリマーが、0.5~30g/10分のメルトフローレートを有する、請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物が、前記組成物の総重量に基づいて40~70重量パーセントの前記アイオノマーを含む、請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物が、前記組成物の総重量に基づいて10~40重量パーセントの前記エチレン/不飽和エステルコポリマーを含む、請求項1~9のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物が、前記組成物の総重量に基づいて5~30重量パーセントの前記プロピレン系ポリマーを含む、請求項1~10のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物中のアイオノマーの重量パーセントの、前記組成物中の前記プロピレン系ポリマーの重量パーセントに対する比が、1.3~15.0である、請求項1~11のいずれか一項に記載の組成物。
- フィルムの少なくとも1つの層が、請求項1~12のいずれか一項に記載の組成物を含む、多層フィルム。
- 請求項13に記載の多層フィルムを含む、物品。
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