JP5453411B2 - フィルム、フィルムから調製される物品及びその作製方法 - Google Patents

フィルム、フィルムから調製される物品及びその作製方法 Download PDF

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関連出願に対する参照
本出願は、2008年7月1日出願の欧州特許出願第08382024.1号及び2008年7月16日出願の欧州特許出願第08382027.4号の利益を主張し、それぞれが全体において参照により本明細書に組み込まれる。
本発明は、それぞれが少なくとも3つの層を含み、かつ、少なくとも1つの内側層が、高密度エチレン系ポリマー又は環状オレフィンコポリマーを含む組成物から形成され、かつ、それぞれの外側層が独立して、プロピレン系ポリマーを含む組成物から形成される、多層化フィルムに関する。そのようなフィルムは、改善された引裂き特性及び改善された水分バリア特性を示す。
様々なフィルムが、数多くの包装用途において、例えば、産業用包装、食品包装及び特殊品包装などにおいて使用される。そのような包装のためには、包装材料が、特定の特性(例えば、良好な水分バリア特性、良好な引裂き特性及び良好な光学など)の組合せを有するフィルムから形成されることが望ましい。
現在、キャスト成形されたポリプロピレンフィルムが、大きいエルメンドルフ引裂き強さとの組合せでのそれらの良好な光学のために使用される。しかしながら、水バリアが要求されるある種の用途(例えば、食品包装など)では、キャスト成形されたポリプロピレンフィルムは十分ではなく、BoPP(二軸延伸ポリプロピレン)フィルムを使用しなければならない。しかしながら、延伸されたポリプロピレンフィルムは引裂き特性が劣っている。引裂き伝播が重要な性能要求である多くの用途では、他のタイプのフィルム(例えば、積層フィルムなど)が要求される。そのようなフィルムは、水分に対するバリアを提供し、かつ、良好な引裂き特性を有する。しかしながら、積層化は費用のかかるプロセスであり、そのため、水分に対する改善されたバリア及び良好な引裂き特性を有するより低コストなフィルムが求められている。
米国特許出願公開第2003/0211350号は、a)アイソタクチックPPホモポリマー、EPコポリマー、HDPE及びLLDPEからなる群より選択されるポリオレフィンを含むコア層と、b)シンジオタクチックPP、EPコポリマー、PBコポリマー、EPBターポリマー、MDPE、LLDPE、LDPE、メタロセン触媒PE、EVAコポリマー、EMAコポリマー及びイオノマーからなる群より選択されるポリオレフィンを含む、コア層の外側にある第1の移行層と、c)PPホモポリマー、HDPE、EPコポリマー、PBコポリマー、EPBターポリマー、MDPE及びLLDPEからなる群より選択されるポリオレフィンを含み、厚さが少なくとも0.5ミクロンであり、かつ、融点が第1の移行層よりも少なくとも5℃高い、第1の移行層及びコア層の外側にある第1のスキン層とを含む熱可塑性の多層フィルムを開示する。
欧州特許出願第1529631A1号は、線状低密度ポリエチレンのヒートシーラント層と、高密度ポリエチレンのバリア層と、ポリプロピレンの印刷層とを有する共押出しされたモノウエブ(mono-web)から形成される、引裂きが容易な包装フィルムを開示する。モノウエブは、直線方向での引裂き特徴を提供するために横方向に一軸延伸される。インクが印刷層に印刷される。透明なエネルギー硬化被覆が、大きい光沢、耐擦りきず性及び耐熱性を提供するためにインクを覆って印刷層の上に置かれる。
Novel Structures by Microlayer Coextrusion- Talc-Filled PP, PC/SAN, and HDPE/LLDPE(Muellerら、Polymer Engineering and Science、1997年2月、第37巻、第2号、355〜362)は、大きい特定の境界面積を含有し、かつ、様々な現象(例えば、相互拡散及び接着など)の基礎的研究のために理想的である、ミクロ層及びナノ層の構造物を開示する。1024層に至るまでの層を有するミクロ層化された材料の3つの例が、共押出しプロセスを使用して形成される。
米国特許第4,927,885号は、ポリプロピレンフィルムを製造するためのポリプロピレン樹脂組成物を開示する。このポリプロピレン樹脂組成物は、70重量部〜99重量部のポリプロピレンと、1重量部〜30重量部の特定の水素添加石油樹脂とを含む。水素添加石油樹脂が、石油産業及び石油化学産業の副産物から、例えば、ナフサ水蒸気分解プロセスにおけるC画分及びC画分の副産物などから調製される。
特開2002−137348(要約)は、基材層と、2つの表面層との3層構造からなるストレッチ包装用のフィルムを開示する。基材層が下記の成分からなる:a)10重量%〜30重量%の、mmmmペンタッド指数(13C−NMRによって得られる)が0.970〜0.995である高結晶性ポリプロピレン、b)80重量%〜40重量%のオレフィン軟質樹脂、及び、c)石油樹脂、テルペン樹脂及びロジン樹脂から選択される、10重量%〜30重量%の水素添加樹脂。両方の表面層が、ヒートシール特性を有する樹脂からなる。
カナダ国特許出願第2125891号は、1つ又はそれ以上のポリオレフィン層と、バリア被覆とを有するフィルムを開示する。少なくとも1つのポリオレフィン層が、バリア被覆を受けるための表面を有しており、ポリオレフィン及び炭化水素樹脂を含む;バリア被覆がこの表面に隣接して位置する。
欧州特許出願第0588667A2号は、プロピレンポリマー又はプロピレンコポリマー及び炭化水素樹脂のブレンド混合物を含む少なくとも1つの層と、プロピレンポリマー又はプロピレンコポリマー、エチレンα−オレフィンコポリマー、イオノマー、ポリブテン、或いは、それらのブレンド混合物を含む2つのさらなる層とを有する多層フィルムを開示する。エチレンビニルアルコールコポリマー又は他の酸素バリア材、或いは、高密度ポリエチレンのコア層を、いくつかの実施形態では含むことができる。
Variables That Affect/Control High-Density Polyethylene Film Oxygene-Moisture Barrier(William G. Todd、Journal of Plastic Film and Sheeting、2003、19、209〜220)は、水分バリア及び酸素バリアを提供することにおいて効果的である包装材料のために使用される、ポリエチレンをフィルム主成分として含有する多層のポリオレフィン系フィルムを開示する。フィルムの結晶構造、溶融ポリエチレンの緩和速度、ポリエチレン製造技術、ポリエチレン樹脂の物理的特性、雰囲気条件、並びに、フィルムの二次加工技術及び構造が検討される。
Specialty Products Based on Commodity Polymers(Lemstraら、Polymer、1985、第26巻、1372〜1384)は、合成ポリマー、具体的には、高弾性率/高強度ポリエチレン繊維、及び、ポリプロピレンに基づくバリアフィルムを開示する。
国際特許出願公開第96/02388号は、押出しされ、かつ、伸張された下記成分の混合物から調製される、改善された水蒸気透過速度の延伸フィルム構造物を開示する:a)分子内立体規則性が93パーセントを超える高結晶性ポリプロピレン(HCPP)、及び、b)水分バリア改善量のポリテルペン樹脂。
米国特許出願公開第2002/0071960号は、少なくとも1つのベース層Bと、1つの中間層Zと、1つの最上層Dとを含み、かつ、移行性添加物を含有する二軸延伸された多層ポリプロピレンフィルムを開示する。このフィルムは、フィルムの総重量に基づいて最大で0.15重量パーセントの移行性添加物を含有する。この多層フィルム構造物は、共押出し及び二軸伸張、その後での熱硬化、そして、必要に応じて行われるコロナ処理によって製造される。
国際特許出願公開第98/55537号は、改善された水分バリアを有する炭化水素樹脂を含有する高密度ポリエチレン(HDPE)フィルムを開示する。
Improving Barrier Properties of Polypropylene Films(Thomas R. Mueller、Journal of Plastic Film and Sheeting、第14巻、1998、226〜233)は、ポリオレフィンから形成されるフィルム、並びに、アクリル酸及びポリビニリデンクロリドコポリマー(PVDC)の結晶性コア、結晶性層、被覆、並びに、二軸延伸ポリプロピレン(OPP)及び二軸延伸ポリエチレンテレフタラート(PET)の共押出しを開示する。メントール及びd−リモネンに関する透過性試験では、多くの場合において、低下した水蒸気透過速度(WVTR)を有するフィルムがまた、数タイプの食品の風味及び味をシミュレーションするこれらの有機化合物に対する改善されたバリアを提供したことが示された。
Blown PP Based Coextruded Films as an Alternative for the Flexible Packaging Industry(German V. Laverde、ANTEC 2002、2479〜2483)は、共押出しされた、すなわち、単層のインフレートフィルムを製造するためのPP樹脂を開示する。この論文は、種々のポリプロピレン樹脂及び種々の層厚さを使用する構造物の間での機械的特性及び光学特性の比較を発表する。
A New Family of sHDPE Polymers for Enhanced Moisture Barrier Performance(Aubeeら、Journal of Plastic Film and Sheeting、2006、22、315〜330)は、水分バリア用途のための新しいクラスの単一部位触媒高密度ポリエチレン(single site catalyzed high density polyethylene, sHDPE)樹脂を開示する。
米国特許第5,314,749号は、縦方向及び/又は横方向で延伸される多層収縮フィルムを開示する。これらのフィルムは、高密度ポリエチレンを含む内側層と、オレフィン系ポリマー又はオレフィン系コポリマーをそれぞれが含む外側層とを含む。中間のポリマー接着剤層を、そのような中間層がない場合には十分に溶融接合しないそれらの共押出しされた実施形態では必要に応じて含むことができる。
米国特許第4,828,928号は、高密ポリエチレンを含むコア層と、エチレンプロピレンコポリマー、ポリプロピレン又はそれらのブレンド混合物を含む外側層と、外側層をキュア(cure)層に接合し、かつ、エチレンコポリマーを含む中間層とを含む、主に縦方向で延伸される共押出しされた多層フィルムを開示する。
国際公開第2008/079755号は、少なくとも1つの層が、フィルムの総厚さの20パーセント以下の厚さを有する内側層である、少なくとも3つの層を含むフィルムを開示する。内側層、又は、内側層を形成するために使用されるポリマー成分は、下記特性の1つを有する:A)MD引張りの2パーセント割線モジュラスが、スキン層のMD引張りの2パーセント割線モジュラスよりも少なくとも2倍大きいこと、又は、B)MD引張りの2パーセント割線モジュラスが、スキン層のMD引張りの2パーセント割線モジュラスよりも5倍未満であること。内側層、又は、内側層の少なくとも1つのポリマー成分はまた、下記特性の1つを有する:C)メルトインデックスI2(190℃/2.16kg)が2g/10分以下であること、又は、D)メルトフローレートMFR(230℃/2.16kg)が5g/10分以下であること。
国際公開第2004/098882号は、少なくとも1つのコア層Aと、2つの側面に配置される外側層B及び外側層Cとから構成される多層の共押しフィルムを開示する。コア層Aは、50重量%〜100重量%の、Tgが少なくとも60℃である環状オレフィンポリマー(COC)を含む。外側層B及び外側層Cは少なくとも1つのシール可能なポリマー及び1つの機能的ポリマーを含むことができる。中間層を、層間の接着を改善するために、層Aと、層Bとの間、及び、層Aと、層Cとの間に配置することができる。このフィルムは総厚さを20μm〜200μmの範囲に有し、コア層Aがフィルムの総厚さの5%〜60%に至るまでを構成する。
さらなるフィルムが、米国特許第3,817,821号、同第4,355,076号、同第4,380,567号、同第6,391,411号、米国特許出願公開第2007/0215610号、同第2008/0107899号及び国際公開第2008/017244号に開示される。
水分に対するバリアが必要条件である用途では、例えば、食品包装では、積層化されたBoPP/キャストPPフィルムに対する代替物が依然として求められている。そのようなフィルムは、良好な引裂き特性及び良好な水分バリア特性を提供しなければならない。このことは、さらなる工程を押出し前又は押出し後で何ら必要とせず、かつ、タイ層又は適合化剤を必要としないより低コストな押出しプロセスを使用して形成され得るフィルムのためのさらなる要求である。これらの要求及び他の要求が下記の発明によって満たされている。
本発明は、1つの内側層が2つの外側層に隣接している少なくとも3つの層を含み、かつ、少なくとも1つの内側層が、0.945g/cc以上の密度を有するエチレン系ポリマーを含む組成物から形成されるか、又は、環状オレフィンコポリマーを含む組成物から形成され、かつ、
それぞれの外側層が独立して、プロピレン系ポリマーを含む組成物から形成され、
但し、前記少なくとも1つの内側層が総フィルム厚さの25パーセント以下である、フィルムを提供する。
示されたフィルムの水蒸気透過速度を示す。 示されたフィルムの引裂き抵抗(CD及びMD)を示す。 示されたフィルムの落下ダート衝撃を示す。 示されたフィルムの2%割線モジュラス(CD及びMD)を示す。 示されたフィルムの光学−曇り(%)値を示す。 示されたフィルムの光学−光沢(45°)(UB)値を示す。
上記で議論されたように、本発明は、1つの内側層が2つの外側層に隣接している少なくとも3つの層を含み、かつ、少なくとも1つの内側層が、0.945g/cc以上の密度を有するエチレン系ポリマーを含む組成物から形成されるか、又は、環状オレフィンコポリマーを含む組成物から形成され、かつ、
それぞれの外側層が独立して、プロピレン系ポリマーを含む組成物から形成され、
但し、前記少なくとも1つの内側層が総フィルム厚さの25パーセント以下である、フィルムを提供する。
1つの実施形態において、少なくとも1つの内側層は総フィルム厚さの20パーセント以下である。
1つの実施形態において、少なくとも1つの内側層は総フィルム厚さの18パーセント以下である。
1つの実施形態において、少なくとも1つの内側層は厚さが総フィルム厚さの10パーセント〜25パーセントであり、好ましくは、総フィルム厚さの10パーセント〜20パーセントである。
1つの実施形態において、少なくとも1つの内側層は、0.945g/cc以上の密度を有するエチレン系ポリマーを含む組成物から形成される。さらなる実施形態において、内側層を形成するために使用される組成物は、組成物の重量に基づいて80重量パーセントを超えるエチレン系ポリマーを含み、好ましくは、組成物の重量に基づいて90重量パーセントを超えるエチレン系ポリマーを含み、より好ましくは、組成物の重量に基づいて95重量パーセントを超えるエチレン系ポリマーを含む。
1つの実施形態において、エチレン系ポリマーは密度が0.95g/cc以上であり、好ましくは0.96g/cc以上である。さらなる実施形態において、内側層を形成するために使用される組成物は、組成物の重量に基づいて80重量パーセントを超えるエチレン系ポリマーを含み、好ましくは、組成物の重量に基づいて90重量パーセントを超えるエチレン系ポリマーを含み、より好ましくは、組成物の重量に基づいて95重量パーセントを超えるエチレン系ポリマーを含む。
1つの実施形態において、エチレン系ポリマーはエチレンホモポリマーである。
エチレン系ポリマーは、本明細書中に記載されるような2つ以上の実施形態の組合せを有することができる。
1つの実施形態において、内側層は、環状オレフィンコポリマーを含む組成物から形成される。さらなる実施形態において、環状オレフィンコポリマーが、エチレン及びノルボルネンから形成される。さらなる実施形態において、コポリマーは、コポリマーの重量に基づいて主要量の重合エチレンを含む。
1つの実施形態において、プロピレン系ポリマーは密度が0.88g/cc以上であり、好ましくは0.89g/cc以上であり、一層より好ましくは0.90g/cc以上である(1cc=1cm)。
1つの実施形態において、プロピレン系ポリマーはメルトフローレート(MFR)が6g/10分以上であり、好ましくは8g/10分以上である。
1つ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ホモポリマーである。
1つ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/エチレンインターポリマーであり、好ましくはプロピレン/エチレンコポリマーである。
プロピレン系ポリマーは、本明細書中に記載されるような2つ以上の実施形態の組合せを有することができる。
1つの実施形態において、外側層が、プロピレン系ポリマー及び少なくとも1つの他のポリマーを含む組成物から形成される。さらなる実施形態において、プロピレン系ポリマーはプロピレン/エチレンインターポリマーであり、好ましくはプロピレン/エチレンコポリマーである。さらなる実施形態において、外側層はスキン層である。
1つの実施形態において、それぞれの外側層が、プロピレン系ポリマー及び少なくとも1つの他のポリマーを含む組成物から形成される。さらなる実施形態において、プロピレン系ポリマーはプロピレン/エチレンインターポリマーであり、好ましくはプロピレン/エチレンコポリマーである。さらなる実施形態において、それぞれの外側層がスキン層である。
1つの実施形態において、外側層が、プロピレン系ポリマー及び少なくとも1つの他のポリマーを含む組成物から形成される。さらなる実施形態において、プロピレン系ポリマーはプロピレンホモポリマーである。さらなる実施形態において、外側層はスキン層である。
1つの実施形態において、それぞれの外側層が、プロピレン系ポリマー及び少なくとも1つの他のポリマーを含む組成物から形成される。さらなる実施形態において、プロピレン系ポリマーはプロピレンホモポリマーである。さらなる実施形態において、それぞれの外側層がスキン層である。
1つの実施形態において、それぞれの外側層が、50重量パーセントを超えるプロピレン系ポリマーを含む組成物から形成され、好ましくは、80量パーセントを超えるプロピレン系ポリマーを含む組成物から形成され、より好ましくは、90量パーセントを超えるプロピレン系ポリマーを含む組成物から形成される。さらなる実施形態において、プロピレン系ポリマーはプロピレンホモポリマーである。
1つの実施形態において、それぞれの外側層がエチレン系ポリマーを含まない。
1つの実施形態において、それぞれの外側層がエチレン/α−オレフィンインターポリマーを含まない。
1つの実施形態において、それぞれの外側層が、α−オレフィンが4個以上の炭素原子を含有するエチレン/α−オレフィンインターポリマーを含まない。
1つの実施形態において、それぞれの外側層が、同じ組成物から形成される。さらなる実施形態において、それぞれの外側層がスキン層である。
1つの実施形態において、それぞれの外側層が総フィルム厚さの30パーセント以上であり、好ましくは、総フィルム厚さの35パーセント以上である。
1つの実施形態において、それぞれの外側層がスキン層である。
1つの実施形態において、フィルムは延伸されていない。
1つの実施形態において、フィルムは延伸されている。
1つの実施形態において、フィルムは3つの層からなる。さらなる実施形態において、これら3つの層は40/20/40から45/10/45までの厚さ比を有する。
1つの実施形態において、フィルムは5つの層からなる。
1つの実施形態において、フィルムは5つの層からなる。さらなる実施形態において、これら5つの層は25/10/30/10/25の厚さ比を有する。
1つの実施形態において、フィルムは5つの層からなる。さらなる実施形態において、これら5つの層は25/10/30/10/25の厚さ比を有する。1つの実施形態において、少なくとも2つの内側層(10%)が、密度が0.945g/cc以上であるエチレン系ポリマーを含む組成物から形成され、好ましくは、密度が0.95g/cc以上であるエチレン系ポリマーを含む組成物から形成される。さらなる実施形態において、それぞれの外側層(スキン、それぞれ25%)が、密度が0.88g/cc以上であるプロピレン系ポリマーを含む組成物から形成され、好ましくは、密度が0.89g/cc以上であるプロピレン系ポリマーを含む組成物から形成される。さらなる実施形態において、プロピレン系ポリマーはメルトフローレート(MFR)が6g/10分以上であり、好ましくは8g/10分以上である。さらなる実施形態において、コア層(30%)が、プロピレン系ポリマーを含む組成物から形成される。
1つの実施形態において、フィルムは総厚さが100ミクロン以下である。
1つの実施形態において、フィルムは総厚さが55ミクロン以下である。
1つの実施形態において、フィルムは総厚さが50ミクロン以下である。
1つの実施形態において、フィルムは総厚さが20ミクロン以上であり、好ましくは25ミクロン以上である。
1つの実施形態において、フィルムは共押出しプロセスによって形成される。さらなる実施形態において、フィルムはキャストフィルムプロセスによって形成される。別の実施形態において、フィルムはインフレートフィルムプロセスによって形成される。
1つの実施形態において、フィルムはキャストフィルムプロセスによって形成される。
1つの実施形態において、フィルムはインフレートフィルムプロセスによって形成される。
1つの実施形態において、フィルムはWVTRが5.5g/m/日以下であり、好ましくは5g/m/日以下である。さらなる実施形態において、フィルムは総厚さが55ミクロン以下である。
1つの実施形態において、フィルムはWVTRが5g/m/日以下であり、好ましくは4.5g/m/日以下である。さらなる実施形態において、フィルムは総厚さが55ミクロン以下である。
1つの実施形態において、フィルムはCD引裂き強度が400g以上であり、好ましくは500g以上である。さらなる実施形態において、フィルムは総厚さが55ミクロン以下である。
1つの実施形態において、フィルムはMD引裂き強度が200g以上であり、好ましくは300g以上である。さらなる実施形態において、フィルムは総厚さが55ミクロン以下である。
1つの実施形態において、内側層は、少なくとも1つの外側層の2%割線モジュラス(MD)の1.1倍〜1.4倍である2%割線モジュラス(MD)を有する。さらなる実施形態において、内側層は、それぞれの外側層の2%割線モジュラス(MD)の1.1倍〜1.4倍である2%割線モジュラス(MD)を有する。さらなる実施形態において、それぞれの外側層がスキン層である。
1つの実施形態において、内側層は、少なくとも1つの外側層の2%割線モジュラス(MD)の1.1倍〜1.3倍である2%割線モジュラス(MD)を有する。さらなる実施形態において、内側層は、それぞれの外側層の2%割線モジュラス(MD)の1.1倍〜1.3倍である2%割線モジュラス(MD)を有する。さらなる実施形態において、それぞれの外側層がスキン層である。
フィルム層の厚さを、当分野において公知であるように、多層化フィルムを形成するために使用される押出し機の層組成物の質量比、及び、多層化フィルムの最終的な厚さから決定することができる。それぞれのフィルム層について、それぞれの組成物の固体状態密度が求められ、また、関連する押出し機の質量流量(kg/hr)が、一般に使用される重量計量型供給装置から既知である。これら2つのパラメーターから、それぞれの層組成物の体積流量を決定することができる。それぞれの層の体積比を、すべての層組成物の総体積流量によって除される個々の層の体積流量から決定することができる。一定の総フィルム厚さ及び幅については、それぞれの層についての厚さ比が体積比と同じである。
フィルム層の厚さはまた、当分野において公知であるように、顕微鏡技術によって、例えば、光学顕微鏡法又は電子顕微鏡法などによって求めることができる。一例として、フィルムの薄い切片が、下記のようにミクロトームの刃を使用してフィルムの面に対して直角に切断される。フィルムがミクロトームのホルダーにおいて液体窒素で冷却される。その後、ミクロトームの刃により、厚さが約10ミクロン〜15ミクロンの数枚の切片が切断される。その後、これらの切片が光学顕微鏡で観察され、画像が投影される。当分野において公知であるようなソフトウエアプログラムを、投影画像に示されるようなそれぞれの層の厚さを測定するために使用することができる。測定を画像上の種々の点で行うことができ、その後、平均を求めることができる。フィルム層はそれらの異なるコントラストによって明瞭に区別可能である。
1つの実施形態において、前記内側層の厚さは、ある1つの外側層の厚さよりも小さく、好ましくは、それぞれの外側層の厚さよりも小さい。さらなる実施形態において、それぞれの外側層がスキン層である。
1つの実施形態において、フィルムは接着剤層を2つのフィルム層の間に含有しない。
別の実施形態において、少なくとも1つの内側層は、エチレンビニルアセタート、ポリエチレンテレフタラート、ポリエステル、ポリアミド及びそれらの組合せからなる群より選択される極性ポリマーを含まない。
本発明のフィルムは、本明細書中に記載されるような2つ以上の実施形態の組合せを含むことができる。
本発明はまた、本発明のフィルムを含む物品を提供する。
本発明の物品は、本明細書中に記載されるような2つ以上の実施形態の組合せを含むことができる。
内側層において使用されるエチレン系ポリマー
エチレン系ポリマーには、フィルム層を形成するために使用される組成物の唯一のポリマー成分として使用されるか、又は、フィルム層を形成するために使用される組成物の主要な(ポリマーの合計重量に基づいて50重量パーセントを超える)ポリマー成分として使用されるエチレンホモポリマー又はエチレンインターポリマーが含まれる。そのようなポリマーには、高密度ポリエチレン(HDPE)、均一に分岐した線状のエチレン系ポリマー、均一に分岐した実質的に線状のエチレン系ポリマー、及び、不均一に分岐した線状のエチレン系ポリマーが含まれる。フィルム組成物におけるこれらのポリマーの1つ又はそれ以上が存在するならば、その量は、要求特性、それ以外の成分及びエチレン系ポリマーのタイプに依存して変化する。エチレン系ポリマーは、カルボン酸、無水物又はアミンにより官能化されたポリマー(例えば、無水マレイン酸がグラフトされたエチレン系ポリマー)ではない。1つの実施形態において、エチレン系ポリマーはエチレンホモポリマーである。
1つの実施形態において、エチレン系ポリマーは密度が0.946g/ccよりも大きく、好ましくは0.95g/cc以上であり、より好ましくは0.96g/cc以上である。
1つの実施形態において、エチレン系ポリマーは密度が0.98g/cc未満であり、好ましくは0.975g/cc以下であり、より好ましくは0.97g/cc以下である。
1つの実施形態において、エチレン系ポリマーはメルトインデックス(I2)が5.0g/10分以上であり、好ましくは5.5g/10分以上であり、より好ましくは6g/10分以上であり、一層より好ましくは7g/10分以上である。
1つの実施形態において、エチレン系ポリマーはメルトインデックス(I2)が12g/10分以下であり、好ましくは10g/10分以下であり、より好ましくは9g/10分以下である。
1つの実施形態において、エチレン系ポリマーはメルトインデックス(I2)が0.5g/10分以上であり、好ましくは1g/10分以上である。
1つの実施形態において、エチレン系ポリマーはメルトインデックス(I2)が5g/10分以下であり、好ましくは4g/10分以下であり、より好ましくは3g/10分以下である。
エチレンと重合するために有用である好適なコモノマーには、エチレン性不飽和モノマー、及び、共役型又は非共役型のジエン又はポリエンが含まれるが、これらに限定されない。そのようなコモノマーの例には、C−C20のα−オレフィンが含まれ、例えば、プロピレン、イソブチレン、1−ブテン、1−ペンテン、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−デセンなどが挙げられる。好ましいコモノマーには、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン及び1−オクテンが含まれ、より好ましくは、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン及び1−オクテンが含まれる。他の好適なモノマーには、スチレン、ハロ置換又はアルキル置換のスチレン系化合物、テトラフルオロエチレン系化合物、ビニルベンゾシクロブタン系化合物、ブタジエン系化合物、イソプレン系化合物、ペンタジエン系化合物、ヘキサジエン系化合物、オクタジエン系化合物、並びに、シクロアルケン、例えば、シクロペンテン、シクロヘキセン及びシクロオクテンなどが含まれる。典型的には、エチレンが、エチレン/α−オレフィンコポリマーを形成するために、1つのC−C20α−オレフィンと共重合される。好ましいコモノマーには、C−Cのα−オレフィンが含まれ、好ましくは、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−ヘプテン及び1−オクテンが含まれ、より好ましくは、プロピレン、1−ブテン、1−ヘキセン及び1−オクテンが含まれる。
用語「均一に」及び用語「均一に分岐した」は、α−オレフィンコモノマーが所与のポリマー分子の内部においてランダムに分布し、かつ、ポリマー分子のすべてが同じ又は実質的に同じエチレン対コモノマー比を有するエチレン/α−オレフィンインターポリマーに関して使用される。
均一に分岐した線状のエチレンインターポリマーに含まれるものが、長鎖分岐(又は測定可能な量の長鎖分岐)を有しておらず、しかし、インターポリマー内に重合したコモノマーに由来し、かつ、同じポリマー鎖の内部及び異なるポリマー鎖の間の両方で均一に分布する短鎖分枝を有するエチレンポリマーである。すなわち、均一に分岐した線状のエチレンインターポリマーは、線状低密度ポリエチレンポリマー又は線状高密度ポリエチレンポリマーについてはちょうど当てはまるように、長鎖分岐(又は測定可能な量の長鎖分岐)を有しておらず、例えば、Elstonによって米国特許第3,645,992号に記載されるような均一分岐分布重合プロセスを使用して作製される。均一に分岐した線状のエチレン/α−オレフィンインターポリマーの市販例には、Mitsui Chemical Companyによって供給されるTAFMERポリマー、及び、Exxon Chemical Companyによって供給されるEXACTポリマーが含まれる。
均一に分岐した実質的に線状のエチレンインターポリマーが、米国特許第5,272,236号、同第5,278,272号、同第5,703,187号、同第6,054,544号、同第6,335,410号及び同第6,723,810号に記載される(それぞれの内容全体が本明細書中に組み込まれる)。これらの参考文献のいくつかはまた、これらのポリマーを調製する方法を開示する。加えて、実質的に線状のエチレンインターポリマーは、長鎖分岐を有する均一に分岐したエチレンポリマーである。長鎖分枝は、ポリマー骨格と同じコモノマー分布を有しており、また、ポリマー骨格の長さとほぼ同じ長さを有することができる。長鎖分枝の炭素長さは、1つのコモノマーをポリマー骨格に取り込むことから形成される短鎖分枝の炭素長さよりも長い。長鎖分岐は、13C核磁気共鳴(NMR)分光法を使用することによって求めることができ、Randall(Rev. Macromol. Chem. Phys.、C29(2&3)、1989、p.285−297)の方法を使用して定量化することができる(その開示は参照により本明細書に組み込まれる)。
典型的には、「実質的に線状の」は、ポリマー全体が平均では、(骨格炭素及び分枝炭素の両方を含む)1000個の総炭素あたり0.01個の長鎖分枝から、1000個の総炭素あたり3個までの長鎖分枝により置換されることを意味する。ポリマーは、1000個の総炭素あたり0.01個の長鎖分枝から、1000個の総炭素あたり1個までの長鎖分枝により置換され得るか、又は、1000個の総炭素あたり0.05個の長鎖分枝から、1000個の総炭素あたり1個までの長鎖分枝により置換され得るか、又は、1000個の総炭素あたり0.3個の長鎖分枝から、1000個の総炭素あたり1個までの長鎖分枝により置換され得る。
不均一に分岐した線状のエチレンインターポリマーもまた本発明において使用することができる。不均一な線状エチレンインターポリマーには、エチレンと、1つ又はそれ以上のC−Cα−オレフィンとのインターポリマーが含まれる。エチレンのホモポリマーもまた、不均一系を調製するために使用される同じ触媒を使用して調製することができ、例えば、チーグラー・ナッタ触媒などを使用して調製することができる。分子量分布、及び、α−オレフィンの共重合から生じる短鎖分岐分布の両方が、均一な線状エチレンポリマーと比較して比較的広い。不均一な線状エチレンポリマーを、チーグラー・ナッタ触媒を使用して、溶液プロセス、スラリープロセス又は気相プロセスで作製することができ、様々な不均一な線状エチレンポリマーが当業者には公知である。例えば、米国特許第4,339,507号を参照されたい(その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる)。
不均一なエチレンポリマー及び均一なエチレンポリマーの混合物(「混成ポリエチレン」)もまた、本発明のフィルム組成物のために使用することができ、例えば、Kolthammerらによって、米国特許第5,844,045号、同第5,869,575号及び同第6,448,341号に開示されるような混合物などを使用することができる(それぞれの開示全体が参照により本明細書に組み込まれる)。
エチレン系ポリマーは、本明細書中に記載されるような2つ以上の実施形態の組合せを有することができる。
外側層において使用されるプロピレン系ポリマー
好適なプロピレン系ポリマーには、プロピレンホモポリマー、プロピレン系インターポリマーが含まれる。プロピレン系ポリマーは、カルボン酸、無水物又はアミンにより官能化されたポリマー(例えば、無水マレイン酸がグラフトされたプロピレン系ポリマー)ではない。好ましい実施形態において、プロピレン系ポリマーはプロピレンホモポリマーである。
1つの実施形態において、プロピレン系ポリマーは密度が0.88g/ccよりも大きく、好ましくは0.89g/cc以上であり、より好ましくは0.90g/cc以上である。
1つの実施形態において、プロピレン系ポリマーは密度が0.93g/cc未満であり、好ましくは0.92g/cc以下であり、より好ましくは0.91g/cc以下である。
1つの実施形態において、プロピレン系ポリマーはメルトフローレート(MFR)が6g/10分以上であり、好ましくは7g/10分以上であり、より好ましくは8g/10分以上である。
1つの実施形態において、プロピレン系ポリマーはメルトフローレート(MFR)が12g/10分以下であり、好ましくは11g/10分以下であり、より好ましくは10g/10分以下である。
1つの実施形態において、プロピレン系ポリマーはメルトフローレート(MFR)が0.5g/10分以上であり、好ましくは1g/10分以上である。
1つの実施形態において、プロピレン系ポリマーはメルトフローレート(MFR)が3g/10分以下であり、好ましくは2g/10分以下である。
プロピレンと重合するための好適なコモノマーには、エチレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、1−ノネン、1−デセン、1−ウンデセン、1ドデセン、同様にまた、4−メチル−1−ペンテン、4−メチル−1−ヘキセン、5−メチル−1−ヘキセン、ビニルシクロヘキサン及びスチレンが含まれる。好ましいコモノマーには、エチレン、1−ブテン、1−ヘキセン及び1−オクテンが含まれ、より好ましくはエチレンが含まれる。
いくつかのプロピレン系ポリマーには、VERSIFYポリマー(The Dow Chemical Company)及びVISTAMAXXポリマー(ExxonMobil Chemical Co.)、LICOCENEポリマー(Clariant)、EASTOFLEXポリマー(Eastman Chemical Co.)、REXTACポリマー(Hunstman)、並びに、VESTOPLASTポリマー(Degussa)が含まれる。他の好適なポリマーには、当分野において公知であるプロピレン−α−オレフィンのブロックコポリマー及びインターポリマー並びに他のプロピレン系のブロックコポリマー及びインターポリマーが含まれる。
1つの実施形態において、プロピレン系ポリマーは、5以下の分子量分布(好ましくは4以下の分子量分布、より好ましくは3以下の分子量分布)をそれぞれが有するプロピレン/α−オレフィンインターポリマー又はプロピレン/エチレンインターポリマーである。より好ましくは、プロピレン/α−オレフィンインターポリマーは分子量分布が1〜5であるか、又は、1.05〜5であり、より好ましくは1〜4であるか、又は、1.05〜4であり、より好ましくは1〜3であるか、又は、1.05〜3である。
プロピレン系ポリマーは、本明細書中に記載されるような2つ以上の実施形態の組合せを有することができる。
添加物
安定化剤及び酸化防止剤を、熱、光又は原料由来の残留触媒のような事物によって誘導される酸素との反応によって引き起こされる分解から樹脂を守るために、樹脂配合物に加えることができる。様々な酸化防止剤が、Ciba−Geigy(所在地、Hawthorn、N.Y.)から市販されており、これらには、ヒンダードフェノール系の酸化防止剤であるIRGANOX565、同1010及び1076が含まれる。これらは、フリーラジカル捕捉剤として作用する一次酸化防止剤であり、単独で使用することができ、又は、他の酸化防止剤との組合せで、例えば、Ciba−Geigyから入手可能なIRGAFOS168のようなホスフィト系酸化防止剤などとの組合せで使用することができる。ホスフィト系酸化防止剤は、二次的な酸化防止剤であると見なされ、一般には単独で使用されず、ペルオキシド分解剤として主に使用される。他の利用可能な酸化防止剤には、CYANOX LTDP(Cytec Industries(Stamford、Conn.)から入手可能)及びETHANOX1330(Albemarle Corp.(Baton Rouge、Louisiana)から入手可能)が含まれるが、これらに限定されない。多くの他の酸化防止剤が、単独での使用のために、又は、他のそのような酸化防止剤との組合せでの使用のために利用可能である。他の樹脂添加物には、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、色素、核形成剤、充填剤、スリップ剤、難燃剤、可塑剤、加工助剤、滑剤、安定剤、煙抑制剤(smoke inhibitor)、粘度制御剤及びブロッキング防止剤が含まれるが、これらに限定されない。
フィルム層を形成するために使用される組成物は、上記で記載されるような1つ又はそれ以上の添加物を含むことができる。
1つの実施形態において、フィルム組成物は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、色素、核形成剤、充填剤、スリップ剤、難燃剤、可塑剤、加工助剤、滑剤、安定剤、煙抑制剤、粘度制御剤、ブロッキング防止剤及びそれらの組合せからなる群より選択される少なくとも1つの添加物を含む。
1つの実施形態において、フィルム組成物は、酸化防止剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、顔料、色素、核形成剤、充填剤、スリップ剤、難燃剤、可塑剤、加工助剤、ブロッキング防止剤及びそれらの組合せからなる群より選択される少なくとも1つの添加物を含む。
本発明のフィルムを形成するためのプロセス
本発明のフィルム組成物は、それぞれの層を作製するために好適な熱可塑性ポリマーを選択すること、それぞれのフィルム層のフィルム組成物を形成すること、及び、フィルム層を、フィルムを形成するために共押出しすることによって調製することができる。望ましくは、フィルム層がフィルム間の境界領域を覆って連続的に接合される。好ましくは、フィルムは、共押出しフィルムプロセスを使用して形成され、より好ましくは、キャストプロセスによって形成される。
それぞれの層については、典型的には、その成分と、何らかのさらなる添加物(例えば、スリップ剤、粘着防止剤及びポリマー加工助剤など)とを押出しブレンド混合することが好適である。押出しブレンド混合は、十分な程度の分散が達成されるような様式で実施されなければならない。押出しブレンド混合のパラメーターは必然的に、成分に依存して変化する。しかしながら、典型的には、完全なポリマー変形、すなわち、混合度が重要であり、例えば、スクリュー設計及び溶融温度によって制御される。フィルム形成時の溶融温度がフィルム成分に依存する。
押出しブレンド混合の後、フィルム構造物が形成される。フィルム構造物は従来の二次加工技術によって作製することができ、例えば、キャスト押出しプロセス、インフレートフィルムプロセス、バブル押出し(bubble extrusion)プロセス、二軸延伸プロセス(例えば、幅出機又はダブルバブル(double bubble)プロセスなど)、キャスト/シート押出しなどによって作製することができる。従来のバブル押出しプロセス(これはまた、熱間インフレートフィルム(hot blown film)プロセスとして公知である)が、例えば、The Encyclopedia of Chemical Technology(Kirk−Othmer、第3版、John Wiley&Sons、New York、1981)、第16巻、416頁〜417頁、及び、第18巻、191頁〜192頁に記載される。二軸延伸フィルム製造プロセス、例えば、米国特許第3,456,044号(Pahlke)の「ダブルバブル」プロセスにおいて記載される二軸延伸フィルム製造プロセスなど、そして、米国特許第4,352,849号(Mueller)、米国特許第4,820,557号及び同第4,837,084号(ともに、Warren)、米国特許第4,865,902号(Golikeら)、米国特許第4,927,708号(Herranら)、米国特許第4,952,451号(Mueller)、並びに、米国特許第4,963,419号及び同第5,059,481号(ともに、Lustigら)に記載されるプロセスもまた、本発明の新規なフィルム構造物を作製するために使用することができる。これらの特許のすべてが参照により本明細書に組み込まれる。
上記プロセスのフィルム組成物は、用途に依存して、どのような厚さにでも作製することができる。典型的には、多層化フィルムは厚さが1000ミクロン以下であり、好ましくは500ミクロン以下であり、より好ましくは100ミクロン以下である。好ましい実施形態において、フィルムは総厚さが5ミクロン〜300ミクロンであり、好ましくは20ミクロン〜200ミクロンであり、より好ましくは40ミクロン〜100ミクロンである。
本発明のフィルムは放射線照射によって処理されない。これは、放射線照射により、プロピレン系ポリマーの鎖の切断が引き起こされ、このことは結果的にはフィルムの化学的一体性及び形態学的一体性を損ない、従って、フィルム特性を損なうからである。
好ましい実施形態において、本発明のフィルムは伸張されない。
定義
本明細書中に列挙される数値範囲はどれも、少なくとも2単位の隔たりが、どのような下限値であれ、下限値と、どのような上限値であれ、上限値との間に存在するならば、1単位の刻みで下限値から上限値までのすべての値を含む。一例として、成分の量、或いは、組成的特性又は物理的特性の値が、例えば、ブレンド混合物成分の量、軟化温度、メルトインデックスなどが1〜100の間であると述べられるならば、すべての個々の値、例えば、1、2、3など、及び、すべての部分範囲、例えば、1〜20、55〜70、197〜100などが本明細書において明示的に列挙されることが意図される。1未満である値については、1単位は、適宜、0.0001、0.001、0.01又は0.1であると見なされる。これらは、具体的に意図されることの単なる例にすぎず、列挙される最低値及び最高値の間における数値のすべての可能な組合せが、本明細書において明示的に述べられると見なされるものとする。様々な数値範囲が、フィルム厚さ、メルトインデックス、メルトフローレート、重量平均分子量、分子量分布、密度及び他の特性に関連して、本明細書中で議論されるように列挙されている。
用語「多層化フィルム」は、本明細書中で使用される場合、2つ以上の層又はプライ(ply)を有するフィルム構造物を示す。
用語「フィルム」は、本明細書中で使用される場合、少なくとも1つの層又はプライを有するフィルム構造物を示す。本明細書中に記載されるような本発明のフィルムは、少なくとも3つの層又はプライを含有する。
用語「内側層」は、本明細書中で使用される場合、それぞれの表面において別のフィルムと共連続(co-contiguous)している、内側にあるフィルム層を示す。
用語「スキン」又は用語「スキン層」は、本明細書中で使用される場合、最も外側にある外面フィルム層を示す。
用語「外側層」は、本明細書中で使用される場合、内側層に隣接している層を示す。外側層はスキン層であってもよく、又は、スキン層でなくてもよい。好ましくは、外側層はスキン層である。
表現「に隣接している」は、2つのフィルム層に関連した場合、それら2つのフィルム層の間における介在層を伴うことなく、「と接触している」ことを意味する。
用語「組成物」には、本明細書中で使用される場合、組成物を構成する材料、同様にまた、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が含まれる。
用語「ポリマー」は、本明細書中で使用される場合、同じタイプのモノマーであれ、又は、異なるタイプのモノマーであれ、モノマーを重合することによって調製されるポリマー化合物を示す。従って、総称用語のポリマーは、1つだけのタイプのモノマーから調製されるポリマー(例えば、エチレンホモポリマー又はプロピレンホモポリマーなど)を示すために用いられる用語のホモポリマー、及び、本明細書中下記で定義されるような用語のインターポリマーを包含する。
用語「インターポリマー」は、本明細書中で使用される場合、少なくとも2つの異なるタイプのモノマーの重合によって調製されるポリマーを示す。従って、総称用語のインターポリマーには、2つの異なるタイプのモノマーから調製されるポリマーを示すために用いられるコポリマー、及び、3つ以上の異なるタイプのモノマーから調製されるポリマーが含まれる。
用語「ブレンド混合物」又は用語「ポリマーブレンド混合物」は、本明細書中で使用される場合、2つ以上のポリマーのブレンド混合物を意味する。そのようなブレンド混合物は、(分子レベルで相分離しない)混和性を有してもよく、又は、混和性を有しなくてもよい。そのようなブレンド混合物は、相分離していてもよく、相分離していなくてもよい。そのようなブレンド混合物は、当分野において公知である透過型電子顕微鏡法、光散乱、X線散乱及び他の方法から明らかにされるような1つ又はそれ以上のドメイン形態を含有してもよく、或いは、ドメイン形態を含有しなくてもよい。
用語「エチレン系ポリマー」は、本明細書中で使用される場合、(ポリマーの総重量に基づいて)主要重量パーセントの重合したエチレンモノマーを含むポリマーを示す。
用語「エチレン系インターポリマー」は、本明細書中で使用される場合、(インターポリマーの総重量に基づいて)主要重量パーセントの重合したエチレンモノマーと、少なくとも1つのコモノマーとを含むポリマーを示す。
用語「エチレン/α−オレフィンインターポリマー」は、本明細書中で使用される場合、(インターポリマーの総重量に基づいて)主要重量パーセントの重合したエチレンモノマーと、α−オレフィンコモノマーと、必要な場合には1つ又はそれ以上の他のコモノマーとを含むポリマーを示す。
用語「プロピレン系ポリマー」は、本明細書中で使用される場合、(ポリマーの総量に基づいて)主要重量パーセントの重合したプロピレンモノマーを含むポリマーを示す。
用語「プロピレン系インターポリマー」は、本明細書中で使用される場合、(インターポリマーの総量に基づいて)主要重量パーセントの重合したプロピレンモノマーと、少なくとも1つのコモノマーとを含むポリマーを示す。
用語「プロピレン/α−オレフィンインターポリマー」は、本明細書中で使用される場合、(インターポリマーの総量に基づいて)主要重量パーセントの重合したプロピレンモノマーと、α−オレフィンコモノマーと、必要な場合には1つ又はそれ以上の他のコモノマーとを含むポリマーを示す。
用語「プロピレン/エチレンインターポリマー」は、本明細書中で使用される場合、(インターポリマーの総量に基づいて)主要重量パーセントの重合したプロピレンモノマーと、エチレンコモノマーと、必要な場合には1つ又はそれ以上の他のコモノマーとを含むポリマーを示す。
試験手順
エチレン系ポリマー及びプロピレン系ポリマーの密度を、この試験において記されるような他のポリマーの密度を測定するためにもまた使用することができるASTM D−792−00に従って測定した。
エチレン系ポリマーのメルトインデックス(I)を、ASTM D−1238−04(190℃/2.16kgの条件)に従って測定した。プロピレン系ポリマーのメルトフローレート(MFR)を、ASTM D−1238−04(230℃/2.16kgの条件)に従って測定した。
フィルム特性の測定
フィルム試験片を、当分野において公知である従来のキャストフィルム設備から調製されるキャストフィルムから切断した。いくつかの本発明フィルム及び比較用フィルムのためのキャストフィルム二次加工パラメーターが下記において実験の節で示される(45ミクロン〜55ミクロンのフィルム厚さ)。当業者はまた、当分野において公知であるフィルム二次加工パラメーターを使用して他のタイプのフィルム(例えば、インフレートフィルムなど)を調製することができる。特定のポリマー又はポリマーブレンド混合物のための、また、特定のフィルム形態のためのインフレートフィルム加工パラメーターを、当業者は決定することができる。
ヤング率及び2%割線モジュラスをISO527−3−95に従って求めた。「タイプ2の試験片」のためのフィルム寸法は、長さが150mmであり、幅が15mmであった(フィルム厚さは1mm未満であった)。試験片を、試験に先立って、23℃で40時間、周囲雰囲気で状態調節した。引張り試験機(INSTRONモデル番号5564)における(センタリングピンを伴う)クランプ距離が100mmであり、試験速度が5mm/分であった。5つのフィルムサンプルを幅方向(CD)及び縦方向(MD)でそれぞれの組成物について試験した。
引裂き抵抗の値を、ASTM D−1922−06aに従って、エルメンドルフ引裂き試験機を使用して得た。それぞれのフィルムサンプルについて、10個の試験片を縦方向(MD)及び横/幅方向(CD)の両方で試験した。
落下ダートによるフィルム衝撃強さを、ISO7765−1−88に従って、方法Aを使用してダート衝撃試験機によって求めた。
曇り及び透明度を、ISO14782に従って、BYK−Gardner視程計を使用して測定した。曇りが、垂直入射ビームから2.5度を超える(フィルムによって)散乱される透過光の百分率として定義され、これに対して、透明度が、4度未満で散乱される透過光の百分率として定義される。
光沢を、ASTM D−2457−03に従って、BYK−Gardnerミクロ光沢計によって、縦方向で、かつ、45°の角度のもとで測定した。光沢は、フィルムが入射光を反射する能力の尺度である。測定された光沢(単位がUB(bright unit)である)が、ブラックミラーである標準物に関連づけられる。
水蒸気透過速度(TAPPI T−523 om−02)。この方法を、シート(フィルム)の水蒸気移行速度(WVTR)を迅速に評価するために使用した。試験片フィルムを、高湿度チャンバ(90%のRH)と、乾燥チャンバ(5%以下のRH)との間でクランプ固定し、乾燥チャンバにおける湿度の割合変化を求めた。較正によって、これらの動的試験結果をグラム(水分)/平方メートル・日に変換することができる。結果が45ミクロンのフィルム厚さに基づいて計算された。
フィルム厚さ及び層比率(光学顕微鏡法)。フィルム(約0.05グラム〜1グラム)をナイフで切断して、三角形形状(約0.05cm〜0.2cm)を有するフィルムサンプルを得た。このフィルムサンプルを、クリオカメラ(cryocamera)(LEICA LN21、LEICAから入手可能)の内部に位置するミクロトームホルダーに載せた。サンプルをそのTgよりも低い温度に冷却した。液体窒素を冷媒として使用し、所望の温度を維持及び制御するためにポンプの助けによってカメラに流した。冷却されたサンプルを、その後、LEICA RM2155ミクロトームを使用することによって切断して、幅(厚さ)が約10ミクロンであるフィルムの切片を得た。フィルム切片を1滴の油浸オイル(LEICAから得られる。1.518の屈折率、Ref.11513860)の上部に載せた。このオイル液滴は最初、サンプルホルダーの上部に置かれた。この「ホルダー・オイル・フィルム」形態をガラス製カバーガラスで覆い、この最終形態を光学顕微鏡に載せ、光及びコントラストをそれに従って調節した。光学顕微鏡は、デジタルカメラDC300(LEICAから入手可能)を備えるLEICA DMLB(ソフトウエア、LEICA IM1000)であった。フィルムの光学写真を得るために、「LEICA IM1000」ソフトウエアを使用した。定規を(ソフトウエア選択により)選択して、フィルム厚さ及び各層の厚さを測定した。顕微鏡のマイクロメーターを較正するために、LEICAから得られる標準マイクロメーターを使用した。
本発明のフィルム及びプロセス、並びに、それらの使用が、下記の実施例によってより詳しく記載される。下記の実施例は、本発明を例示するという目的のために提供され、従って、本発明の範囲を限定するものとして解釈してはならない。
実験
材料
H−302は、MFR(230℃/2.16kg)=8.5〜10.5g/10分で、密度が約0.9g/cm(1cm=1cc)であるプロピレンホモポリマーである(The Dow Chemical Companyから入手可能)。
HDPE KT10000 UE(HDPE KT)は、I2(190℃/2.16kg)=7〜9g/10分、密度=0.962〜0.966g/cmを有するエチレンホモポリマーである(The Dow Chemical Companyから入手可能)。
ポリマーは典型的には、当分野において公知であるような1つ又はそれ以上の安定剤を含有する。
キャスト−押出しプロセス(フィルムA〜フィルムC)
フィルムを、3基の押出し機(2基のE25M押出し機及び1基のE30M押出し機)及び水冷式冷却ロールを装備するCollin CR136/350キャストフィルム押出し機で共押出しした。サンプル収集速度が約8m/分であった。温度プロフィルが下記の通りであった:(a)プロピレンホモポリマーを含有するE25M押出し機については220℃、225℃、230℃、235℃及び240℃;及び(b)HDPEを含有するE30M押出し機については217℃、225℃、230℃、235℃、230℃;及び(c)ダイについては230℃。フィルム厚さが約45μm〜55μmであった。フィルムは、分析される前に周囲温度で2日間貯蔵された。(H−302)/HDPE/(H−302)の3層フィルムは40〜45/20〜10/40〜45の目標とされた厚さ比を有した。フィルム特性が表1に示される。
表1に示されるように、総フィルム厚さの20パーセント未満の1つのHDPE層を含有する本発明の3層フィルムは、フィルムA(各層が、同じプロピレンホモポリマーから形成された)と比較した場合、20パーセント低下した水蒸気透過速度(WVTR)を有した。加えて、本発明のフィルム(フィルムB)についての幅方向(CD)でのエルメンドルフ引裂き強さが、それぞれの参照フィルム(フィルムA及びフィルムC)の幅方向(CD)でのエルメンドルフ引裂き強さの2倍の大きさであった。本発明のフィルムについての縦方向(MD)でのエルメンドルフ引裂き強さが、参照フィルムAと比較した場合、ほぼ3倍であった(x2.72)。さらに、それぞれのフィルム層の間における接着強度が、本発明のフィルムでは、十分であることが見出されたことが予想外にも認められた。従って、適合化剤が、本発明のフィルムの各層を形成するために使用されるそれぞれの組成物においては全く必要とされなかった。
これらの3層フィルムについての特性結果が図1〜図6に示される(それぞれの棒グラフについて、左から右に、フィルムA、フィルムB、フィルムC)。
別の比較研究
3つのさらなる3層フィルム(フィルムD〜フィルムF)を、上記で議論されたように共押出しした。フィルムを、3基の押出し機(2基のE25M押出し機及び1基のE30M押出し機)及び水冷式冷却ロールを装備するCollin CR136/350キャストフィルム押出し機で共押出しした。サンプル収集速度が約8m/分であった。温度プロフィルが下記の通りであった:(a)プロピレンホモポリマーを含有するE25M押出し機については220℃、225℃、230℃、235℃及び240℃;及び(b)HDPEを含有するE30M押出し機については217℃、225℃、230℃、235℃、230℃;及び(c)ダイについては230℃。フィルム厚さが約45μm〜55μmであった。フィルムは、分析される前に周囲温度で2日間貯蔵された。フィルムD及びフィルムEはそれぞれが、40〜45/20〜10/40〜45の目標とされた厚さ比を有した。フィルムFは、30〜35/40〜30/30〜35の目標とされた層厚さ比を有した。フィルム特性が表2に示される。
表2における結果は、内側層の厚さが総フィルム厚さの25パーセント未満である本発明のフィルム(フィルムE)が、参照フィルム(フィルムD)及び比較用フィルム(フィルムF)と比較した場合、水分に対するバリア(WVTR)と、引裂き(エルメンドルフ引裂き強さ(CD及びMD))との最も良好なバランスを示すことを示している。同様にまた、本発明のフィルムの光学(光沢及び曇り)が、比較用フィルムの光学(光沢及び曇り)よりもはるかに良好である。フィルムFにおいて認められるように、内側層がフィルムの総厚さの25パーセントを超えるとき、本発明のフィルムと比較した場合、エルメンドルフ引裂き強さ(MD及びCD)が低下し、ダート衝撃が低下し、かつ、光学が損なわれる(より低い光沢値及びより大きい曇り値)。
本発明が、前記の具体的な実施形態により、ある程度詳しく記載されているが、この細部は、主として例示のためである。多くの変形及び改変を、下記の特許請求の範囲において記載されるような本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、当業者は行うことができる。

Claims (18)

  1. 1つの内側層が2つの外側層に隣接している少なくとも3つの層を含み、かつ、少なくとも1つの内側層が、0.946g/cc以上且つ0.98g/cc未満の密度を有するエチレン系ポリマーを含む組成物から形成され、かつ、
    それぞれの外側層が独立して、プロピレン系ポリマーを含む組成物から形成され、
    但し、前記少なくとも1つの内側層が総フィルム厚さの25パーセント以下である、フィルム。
  2. 前記少なくとも1つの内側層が総フィルム厚さの20パーセント以下である、請求項1に記載のフィルム。
  3. 前記少なくとも1つの内側層が、0.95g/cc以上の密度を有するエチレン系ポリマーを含む組成物から形成される、請求項1又は2に記載のフィルム。
  4. 前記エチレン系ポリマーが0.96g/cc以上の密度を有する、請求項3に記載のフィルム。
  5. 前記プロピレン系ポリマーが0.88g/cc以上且つ0.93g/cc未満の密度を有する、請求項1から4のいずれか一項に記載のフィルム。
  6. 前記プロピレン系ポリマーが6g/10分以上且つ12g/10分以下のメルトフローレート(MFR)を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載のフィルム。
  7. それぞれの外側層が同じ組成物から形成される、請求項1から6のいずれか一項に記載のフィルム。
  8. 3つの層からなる、請求項1から7のいずれか一項に記載のフィルム。
  9. 前記3つの層が40/20/40から45/10/45までの厚さ比を有する、請求項8に記載のフィルム。
  10. それぞれの外側層が、0.88g/cc以上且つ0.93g/cc未満の密度を有するプロピレン系ポリマーから形成される、請求項8又は9に記載のフィルム。
  11. 前記プロピレン系ポリマーが6g/10分以上且つ12g/10分以下のメルトフローレート(MFR)を有する、請求項10に記載のフィルム。
  12. 前記エチレン系ポリマーがエチレンホモポリマーである、請求項1から11のいずれか一項に記載のフィルム。
  13. 前記プロピレン系ポリマーがプロピレンホモポリマーである、請求項1から12のいずれか一項に記載のフィルム。
  14. 延伸されていない、請求項1から13のいずれか一項に記載のフィルム。
  15. 5g/m/日以下のWVTRを有する、請求項1から14のいずれか一項に記載のフィルム。
  16. 400g以上のCD引裂き強度を有する、請求項1から15のいずれか一項に記載のフィルム。
  17. 200g以上のMD引裂き強度を有する、請求項1から16のいずれか一項に記載のフィルム。
  18. 請求項1から17のいずれか一項に記載されるフィルムを含む物品。
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