JP6005649B2 - ブテン−1コポリマーを用いる感圧接着剤 - Google Patents

ブテン−1コポリマーを用いる感圧接着剤 Download PDF

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Description

本発明は、ブテン−1(コ)ポリマー(ホモポリマーまたはコポリマー)および再密閉可能感圧接着層中にブテン−1(コ)ポリマーを有する多層剥離容易再密閉可能構造を含む感圧接着剤組成物に関する。
当業界で剥離容易で再密閉可能な可撓性パッケージは公知である。例えば、ファスナーやジッパーのようなメカニカルストリップや外部フィルム表面上もしくはフィルム構造内に配置される接着剤ストリップである。
本発明は多層剥離容易再密閉可能構造に関し、基体間、例えば剛性容器および剥離可能蓋、あるいはフィルムおよび/またはラミネートから作製された可撓性フィルムパッケージ間で剥離可能でしかも再密閉可能なヒートシールを与える。このような構造では、スチレン容器やポリビニルクロリド(PVC)もしくはPET容器やポリオレフィン容器を含む剛性容器に使用するとき、適切でほぼ一定の剥離強度を示すことが望ましい。本発明は好ましくはポリオレフィンポリマー、好ましくは、プロピレン若しくはポリエチレンポリマー製基体にシール可能性を必要とする剛性容器または可撓性フィルムパッケージに関する。シールは熱シール温度の広い範囲にわたって形成することができ、容易に剥離できる。シール強度は密閉した保護条件状態でパッケージを維持するのに適切でなければならず、一方、所望の時に剥離することにより開放を可能にするような解放特性も示す。再密閉可能という用語は、第一回目の剥離後、再密閉しようとする基体および蓋のまたはフィルムパッケージ中のラミネートの、第二回目およびさらに開放するまで、密閉ししかも保護条件状態のパッケージを維持するのに適切なシール強度を再度与える能力を意味する。剥離可能という用語は、フィルム引き裂きではなくて、むしろシール表面の内面において主に起こるシールの失敗を意味する。
粘着性感圧接着剤(PSA)は、当業界で再密閉可能構造に使用されることが公知である。
WO0245949号には、多層構造における熱シール性および再密閉性の一般的原理が開示され、具体的には、接着性再密閉可能層を含む開けやすくしかも再密閉可能熱シール材料を記載する。具体的には、接着性再密閉層は、スチレン樹脂(少なくとも30wt%のSISもしくはSBS樹脂)少なくとも50%のタッキファイヤー、少なくとも6%の強化用充填成分および最大7%の可塑剤を含むホットメルト接着剤成分からなるものを開示する。
米国特許出願公開2007/008216号明細書は、少なくとも3ポリマー層を含む剥離可能再シール可能多層フィルムを含む包装用物品を開示する。該フィルムは、分離後再シールできるように剥離可能再シール可能界面を含む。界面を「再シール」する力はフィルム上にかけられた手動圧力に比例する。米国特許出願公開2007/008216号明細書に開示された剥離可能シール可能多層フィルムは、ポリオレフィン、そのイオノマーもしくはブレンドからなる群から選択される材料からなる少なくとも第1ポリマー層、粘着性感圧接着剤からなる第2ポリマー層、および少なくとも5℃のガラス転移温度を示す第3ポリマー層を含み、第2および第3層間に形成した結合が剥離可能シール可能界面を含むようにする。米国特許出願公開2007/008216号明細書中の第2ポリマー層は、タッキファイヤー第1成分およびスチレン/ゴムコポリマーからなるエラストマー第2成分を含む感圧接着剤であり、第3ポリマー層は、好ましくは、エチレン/ビニルアルコールコポリマー、ポリエステル、ポリケトン、ポリスチレン、アクリルエステル系ポリマー、環状オレフィンコポリマー、メチルペンテンホモポリマーもしくはコポリマー、ポリアミド、ならびにそのブレンドからなる群から選択される材料を含む。米国特許出願公開2007/008216号明細書中では、第2(内部)ポリマー層の粘着性感圧接着剤の成分としてPB−1コポリマーが見出されない。
本明細書中で使用されている通り、「タッキファイヤー」という用語は、一般に、最終接着剤のレオロジー特性を修正する作用をする接着剤添加剤である。具体的には、タッキファイヤー樹脂は、接着剤組成物の粘着性を改良するのに使用される。本明細書で使用される通り、「タック(tack)」という用語は、接着性または基体からの除去または歪みに対するその抵抗性の「粘着性(stickness)」を意味する。タッキファイヤーは、いずれかの適切な材料、好ましくは、樹脂や炭化水素樹脂材料またはその混合物を含むことができる。例示的タッキファイヤーは、ExxonMobil Chemical Company, Houston, Texas, U.S.A から入手できるESCOREZR 5400 シリーズ、ESCOREZR1102, ESCOREZR 1304, ESCOREZR 1315, ESCOREZR 1310, ESCOREZR2510, ESCOREZR 2520; Sartomer Company, Inc., Exton, Pennsylvania U.S.A.から入手できる WINGTAKR 樹脂; Eastman Chemicals, Kingsport, Tennessee, U.S.Aから入手できる PICCOTACR 1020, 1095, 1098, 1100, 1115, REGALREZR 1018, 1085, 1094, 1126, 1128, 1139, 6108, 3102, EASTOTACR H-100E, H-100R, H-100L, H-100W, H-115E, H-115R, H115L, H-115W, REGALITER C6100, C6100L, C8010, R1010, R1090, R1100 CG, R1100, R1125, R7100, R9100 およびPOLY-PALE ESTER 10;Arakawa Europe, Schwalbach/Ts, GERMANYから入手できるARKON P90, P100, P115ならびにArizona Chemical, AB ALMERE, The Netherlandsから入手できる SYLVAGUM TR 90, SYLVARES TP 105である。特に好適なものは、販売名ARKON P100 および ARKON P115で販売されている樹脂固体である。本発明では、水素化炭化水素樹脂中好適なタッキファイヤーは、100℃以上、より好ましくは110℃を超える溶融温度を有するものであり、改良した再密閉性を与える。本明細書で使用する通り、「再密閉性」という用語は、本発明の多層容易剥離再密閉可能構造上で再密閉後に測定した有効再密閉数および再開放剥離強度(力)のレベルを意味する。好ましくは2以上の再密閉が可能でなければならず、より好ましくは、少なくとも5回の再密閉が可能であり、好ましくは、開放剥離力は0.1Nより大きい、より好ましくは0.5Nよりも大きい。
本明細書中で使用する通り、「剥離強度」という語句は、フィルムが第2熱可塑性フィルムにシールしたとき、二層の隣接内面フィルム層間の界面の少なくとも1部を分離するのに必要な力を意味する。このような結合力を決定するための一方法を記載し、実験部で使用する。
WO0215949号 米国特許出願公開2007/008216号明細書
驚いたことに、本質的にポリオレフィン組成物から成り、食品接触用途に使用するために、ヒートシール強度および再密閉性および適合性の最適バランスを与える主要成分として特定のブテン−1ポリマーを含む容易剥離再密閉可能構造に使用するのに、特に適している、感圧接着剤(PSA)を得ることが可能であることが、見出された。場合により、および好ましくは、本発明の感圧接着剤は、さらに少なくとも1種のタッキファイヤーを含む。本発明では、当該タッキファイヤーは、感圧接着剤層の再密閉性をさらに改良できる。タッキファイヤーは、存在するとき、スチレン樹脂に典型的に基づく公知の感圧性接着剤組成物に関して、少ない量で使用できる。
本発明のPSA組成物は、容易剥離再密閉構造における粘着性再密閉可能層用の感圧接着剤に使用されるポリマー成分として当業界で公知のスチレンゴムに対する代替を与える。本発明の熱シール再密閉可能多層フィルムは、キャストフィルムまたはインフレーションフィルム同時押出法を使用する少なくとも3分離ポリマー層の同時押出により形成できる。
少量の添加剤、例えば、スリップもしくはブロッキング防止剤、顔料およびその他の加工助剤等を、本発明の剥離可能再密閉可能多層フィルムのいずれかの層に、または可撓性フィルムに形成できる構造、例えば、金属化もしくはその他の積層フィルム構造に加えられるさらに別の層に含ませることができる。
したがって、本発明の目的は、感圧接着剤であり、
A)ブテン−1(コ)ポリマーであって:
− ブテン−1誘導単位含量が80wt%以上、好ましくは84wt%以上
− 曲げ弾性率(MEF)が80MPa以下、好ましくは、60MPa以下、より好ましくは、40MPa以下、さらにより好ましくは30MPa以下
− 溶融温度DSC(TmI)が110℃未満、好ましくは50℃以下
を示し;そして、場合により、
B)タッキファイヤー:当該タッキファイヤーは「水素化炭化水素樹脂」である
を含むポリオレフィン組成物から実質的になる。
好ましくは、感圧接着剤は:
60〜95wt%、より好ましくは、70〜95wt%、さらにより好ましくは、70〜80wt%の前記ブテン−1(コ)ポリマー(A)
5〜40wt%、より好ましくは5〜30wt%、さらにより好ましくは、20〜30wt%のタッキファイヤー(B)
を含む。
成分(A)および(B)は、例えば、同時押出法で直接溶融ブレンドすることができるか、ブレンドしペレット化して、続いて同時押出法に使用することができる。
本発明の感圧接着剤(PSA)組成物の製造のための主要成分として使用される1ブテン−1(コ)ポリマー(A)は、典型的には、弾性から可塑性までの挙動を示し、ホモポリマーまたはブテン−1と1種以上のα−オレフィン(ブテン−1と異なる)とのコポリマーであることができる。ブテン−1(コ)ポリマー中のコモノマーとして存在できる、α−オレフィンとして好適なものは、式HCH=CHR(式中、Hもしくはメチル、またはC3−6線状もしくは分枝状アルキルである)の様なものであり、特に、エチレン、プロピレン、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテンおよびオクテン−1である。コモノマーとして特に好適なものはエチレンである。
好ましくは、本発明に適しているブテン−1(コ)ポリマー(A)は、X−線により測定して40%未満、好ましくは、30%未満、さらにより好ましくは20%未満の低結晶性を示す。好ましくは、ブテン−1(コ)ポリマーの密度は0.899g/cm未満、より好ましくは、0.895g/cm、さらにより好ましくは、0.875g/cm未満である。好ましくは、ブテン−1(コ)ポリマーのショアA硬度は90未満、より好ましくは、70未満である。好ましくは、ブテン−1(コ)ポリマーの0℃におけるキシレン不溶性画分含量は1〜60wt%、好ましくは、1〜20wt%、より好ましくは、15wt%未満である。好ましくは、ブテン−1(コ)ポリマーの135℃のテトラリン中で測定した極限粘度[η]は1〜4dL/g、好ましくは1.5〜2.5dL/gである。好ましくは、ブテン−1(コ)ポリマーのGPCにより測定した分子量分布(M/M)は4未満である。好ましくは、ブテン−1(コ)ポリマーは、下記の実験部に記載したDSC法に準じた試料の熱履歴をキャンセルした後に測定して、溶融温度(TmII)DSCを示さない。
ブテン−1(コ)ポリマー(A)は、好ましくは、
(A1) ブテン−1ホモポリマーまたはコポリマーであって:
− アイソタクチックペンタド%(mmmm%)が10%〜50%、好ましくは、10%〜40%であり、そしてより好ましくは、下記の特性
− GPCにより測定した分子量分布(Mw/Mn)が3を超え、好ましくは、3〜4であり、
− 4,1挿入ブテン単位が存在しない;
(A2) ブテン−1ホモポリマーまたはコポリマー、好ましくは、ブテン−1/エチレンコポリマーまたはブテン−1/エチレン/プロピレンターポリマーであって:
− GPCにより測定した分子量分布(Mw/Mn)が3以下、好ましくは2〜3であり、そしてより好ましくは、下記の特性
− アイソタクチックペンタド%(mmmm%)が80%を超え、好ましくは、85%以上であり、さらに好ましくは90%を超える
からなる群から選択される。
該ブテン−1(コ)ポリマー(A1)は、好ましくは、ホモポリマーまたは1〜15モル%のコモノマー誘導単位含量を有する。好適なαオレフィンコモノマーはエチレンおよびプロピレンである。ブテン−1(コ)ポリマー(A1)は、チグラー・ナッタ触媒系の存在下、重合条件下で1−ブテンおよび任意に1またはそれ以上のαオレフィンを接触させて得ることができる。当該チグラー・ナッタ触媒系は:
(a)MgClに担持されたTi化合物および内部電子供与体化合物を含む固体成分;
(b)アルキルアルミニウム助触媒;ならびに
(c)外部供与体として式(I)の化合物
Figure 0006005649
(式中、R、R、RおよびRは、互いに等しいか異なり、水素原子もしくはC1−C20炭化水素基であり、場合により、元素の周期表の13〜17族に属するヘテロ原子を含有してもよく、または2つのR、R、RおよびRが結合してC5−C20、飽和もしくは不飽和環を形成することができ、当該環はC1−C10炭化水素により置換されることができ、場合により、元素の周期表の13〜17族に属するヘテロ原子を含有してもよい)
を含む。触媒の立体規則性能力の減少は外部電子供与体化合物に結合されたとみなされる。外部電子供与体化合物(c)は、有機アルミニウム化合物と該電子供与体化合物との間のモル比(Al/c)が2を超えるような量で供給され、それは、4〜1000、より好ましくは10〜200、さらにより好ましくは20〜150である。
活性形態の塩化マグネシウムは、好ましくは担体として使用される。特許文献から、活性形態の塩化マグネシウムがチグラー・ナッタ触媒のための担体として特に適していることが広く知られている。特に、米国特許第4,298,718号および米国特許第4,495,388号明細書が、チグラー・ナッタ触媒においてこれらの化合物の使用を記載したのが最初である。触媒成分に使用される好適なチタン化合物はTiClおよびTiClであり、さらに、式Ti(OR)n−y(式中、nはチタンの原子価であり、Xはハロゲン、好ましくは塩素であり、yは1とnとの間の数であり、Rは1〜18個の原子を有する炭化水素基である)のTi−ハロアルコレートも使用できる。
内部電子供与体化合物は、好ましくは、エステルから、より好ましくは、モノカルボン酸、例えば、安息香酸、のアルキル、シクロアルキルもしくはアリールエステルから、またはポリカルボン酸、例えば、フタル酸やコハク酸のアルキル、シクロアルキルもしくはアリールエステルから選択され、当該アルキル、シクロアルキルもしくはアリールは1〜18個の炭素原子を有する。好適な内部供与体は、フタル酸のC−C20アルキルエステルであり、置換されていてもよい。特に好適なものは、C−C線状もしくは分枝状アルキルエステルである。具体的例は、フタル酸ジエチル、フタル酸ジ−n−プロピル、フタル酸ジ−n−ブチル、フタル酸ジ−n−ペンチル、フタル酸ジ−i−ペンチル、フタル酸ビス(2−エチルヘキシル)、フタル酸エチルイソブチル、フタル酸エチル−n−ブチル、フタル酸ジ−n−ヘキシル、フタル酸ジ−イソブチルである。一般に、内部電子供与体化合物は、MgClに関して0.01〜1,好ましくは0.05〜0.5のモル比で使用される。
固体触媒成分の製造は、種々の方法にしたがって行うことができる。球体の触媒成分の製造は、例えば、欧州特許出願EP−A−395083号、EP−A553805号、EP−A−553806号、EPA−601525号およびWO98/44001号に記載されている。
アルキル−Al化合物(b)は、好ましくは、例えば、トリエチルアルミニウム、トリイソブチルアルミニウム、トリ−n−ブチルアルミニウム、トリ−n−ヘキシルアルミニウム、トリ−n−オクチルアルミニウムのようなトリアルキルアルミニウム中から選択される。トリアルキルアルミニウムとアルキルアルミニウムハライド、アルキルアルミニウムヒドリッドまたはAlEtClやAlEtClのようなアルキルアルミニウムセスキクロリドとの混合物も使用できる。
外部供与体(c)は、好ましくは式(Ia):
Figure 0006005649
(式中、RおよびRは、水素原子または線状もしくは分枝状C1−C20−アルキル基である)の化合物から選択される。特に好適なものは、2,3−ジメトキ−シトルエン、3,4−ジメトキシ−トルエンである。前記触媒系およびかかる触媒系を使用する重合法は、国際特許出願PCT/EP2010/054356号に見出すことができる。
ブテン−1(コ)ポリマー(A2)は、エージング後測定可能な溶融エンタルピーを有することができる。特に、室温でエージング10日後測定され、(A2)の溶融エンタルピーは、25J/g未満、好ましくは、4〜20J/gであることができる。好ましくは、ブテン−1(コ)ポリマー(A2)は、18モル%未満、さらにより好ましくは、13〜18モル%(ブテン−1(コ)ポリマー重量に関して約7〜10wt%に相当する)のエチレン誘導単位を有するブテン−1/エチレンコポリマーである。
ブテン−1(コ)ポリマー(A2)は、−ステレオリジッドメタロセン化合物;−アルモキサンまたはアルキルメタロセンカチオンを形成できる化合物;および場合により、−有機アルミニウム化合物を接触させることにより得ることのできるメタロセン触媒系の存在下にモノマー(1種または複数種)を重合させることにより得ることができる。当該触媒系およびかかる触媒系を使用する重合法の例は、WO2004/099269号およびWO2009/000637号各公報に見出すことができる。
一般に、ブテン−1(コ)ポリマー(C)の製造のための重合法は、公知の技術、例えば、稀釈剤として液状不活性炭化水素を使用するスラリー重合、または反応媒体として例えば液状ブテン−1を使用する溶液重合にしたがって行うことができる。さらに、一基以上の流動床反応器または機械的撹拌床反応器中で操作する、気相中での重合法を行うこともできる.反応媒体として液状ブテン−1中で行う重合が好適である。原則として、重合温度は、一般に、−100℃〜+200℃、好ましくは、20〜120℃、より好ましくは、40〜90℃、最も好ましくは、50℃〜80℃である。重合圧力は、一般に、0.5〜100バールである。
重合は、例えば、分子量調節剤の濃度、コモノマー濃度、外部電子供与体濃度、温度、圧力等のような同一または異なる反応条件下で作用できる一基以上の反応器中で行うことができる。
ブテン−1(コ)ポリマープラストマー(A)は、好ましくは、本発明では、主要成分(50wt%を超え、好ましくは70wt%を超える)PSA組成物が存在する。ブテン−1(コ)ポリマープラストマー(A)は、
i)上記(A1またはA2)の特性を示すブテン−1ポリマーを80wt%以上、好ましくは、85〜95wt%、より好ましくは、93〜90wt%、そして
ii)結晶性プロピレンポリマーを20wt%まで、好ましくは、5〜15wt%、より好ましくは、7〜10wt%、
からなるさらに有利な組成物であることができ、ただし、組成物(i)+(ii)中のエチレンおよび/またはプロピレン誘導単位の総含量が16wt%以下の量で存在することを条件とする。
結晶性プロピレンポリマー(ii)は、好ましくは、低SITプロピレンコポリマー、好ましくは、プロピレンターポリマー、さらにより好ましくは、プロピレンとエチレンおよびC4−C8α−オレフィンまたはそのブレンドである。プラスター(A)の全取り扱い性、特に、それがメタロセン触媒からのプラストマーのとき、他の機械的特性を、実質的劣化を伴わないで、20wt%までの前記結晶性プロピレンポリマー成分(ii)をインライン配合することにより有利に改良できる。該結晶性プロピレンポリマー(ii)は、典型的に、0.6〜10g/10分、好ましくは、2〜10g/10分の230℃、2.16kgの溶融流量(MFR)値、130℃〜160℃の溶融温度DSCを示す。
低sit結晶性プロピレンポリマー組成物(ii)中のエチレン総含量は1重量%〜5重量%であり、該組成物(ii)中のC4−C8α−オレフィンの総含量は2.4重量%〜12重量%である。
慣用通り、関連専門家は、別の成分添加剤を1−ブテン(コ)ポリマー(A)(例えば、安定剤、抗酸化剤、抗腐食剤、成核剤、加工錠剤等)添加することができ、さらに特定の特性を付与する有機および無機双方の充填剤を本発明の本旨から逸脱することなく添加することができる。
タッキファイヤー樹脂(B)は、好ましくは、芳香族ペトロリウム水素化炭化水素樹脂(CAS Reg. No. 88526−47−0)から選択され、沸点220℃(428°F)以下の分解ペトロリウムストックの低沸点蒸留物由来の芳香族置換オレフィンの触媒重合およびそれに続く得られた芳香族ペトロリウム炭化水素樹脂の接触還元により製造される。本発明によるその他のポリマーでのブレンド中の成分として使用するのに適した得られた好適樹脂は、100〜120℃の溶融温度(Tm)を示すものである。食品接触物質の製造にも使用されるのに適するようなタッキファイヤーが好適である。例では、荒川化学産業社によりArkon P100(Tm100℃)およびArkon P115(Tm150℃)という販売名で販売されている「水素化炭化水素樹脂」が使用される。
本発明の別の目的は、熱シール応用のための多層容易剥離再密閉可能フィルム構造であり、ここで、少なくとも内層は本発明の感圧接着剤から製造されるか、本質的に当該感圧性接着剤からなる。
本発明では、支持体に対する好適な熱シール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造は多層同時押出フィルムであり、当該フィルムは、少なくとも:
シール用外層(好適な厚さは3〜10ミクロン、例えば、5ミクロン)、
感圧接着剤内層(好適な厚さは10〜30ミクロン、好ましくは、15〜25ミクロン、例えば、20ミクロン)であり、本発明の感圧接着剤を含むか実質的に当該感圧性接着剤からなる、
外部支持層、前記内層と他側で接触する(好適な厚さは10〜50ミクロン、例えば約30ミクロン)
を含む。
本発明のポリエチレン支持体に対するヒートシール用の特に好適な多層容易剥離再密閉可能フィルム構造は多層同時押出インフレーションフィルムであり、当該フィルムは、少なくとも:
シール用外層(好適な厚さは3〜10ミクロン、例えば、5ミクロン)であり、MIE@190℃/2.16Kgが0.1〜8g/10分、密度が0.916〜0.935g/cmを示し、好ましくはLLdPEもしくはLDPEもしくはMDPEのポリエチレンホモポリマーまたはポリエチレンと他のC3−C10α−オレフィンとのコポリマーからなり、
感圧接着剤内層(好適な厚さは10〜30ミクロン、好ましくは、15〜25ミクロン、例えば、20ミクロン)であり、本発明の感圧接着剤を含むか、当該接着剤から実質的になり、
外部支持層であり、前記内層と他側で接触し(好適な厚さは10〜50ミクロン、例えば約30ミクロン)、MIL@230℃/2.16Kgが0.5〜15g/10分、密度が0.880〜0.910g/cmを示すポリプロピレンホモポリマーまたはプロピレンとエチレンもしくは他のC4−C10α−オレフィンとのコポリマーからなる
を含む。
関連専門家は、異なる材料、例えば、ポリプロピレン、スチレン樹脂、PVC、PET硬質支持体もしくはフィルムもしくはシートに対する熱シールのためのシール用外層および外部支持層の性質をいかにして適合させるかを知っている。特に外部(外側)支持層は、異なる材料(例えば、LLDPE、mLLDPEまたは親和性タイプのようなその他のランダムコポリマーもしくはインターポリマー)を有することもでき、複合積層構造(紙、アルミニウムホイールおよび/または金属化もしくはインクプリント層を含む)の多層を含む。
下記に特定の実施例を示すが、それは例証のためであり、本発明を制限するものではない。
下記の標準的手順は、実施例および一般的記載で定義した特性を試験するために使用した。
MFR: ISO1133 190℃で2.16kgの荷重を使用(異なる温度および荷重を特定する場合を除く);
極限粘度: 135℃のテトラヒドロナフタレン中で決定(ASTM D2857);
密度: ISO1183;
曲げ弾性率: ISO178;
硬度(ショアA): ISO868;
DMTA分析によるTg決定: 成型標本(76mm×13mm×1mm)を引張応力のためDMTA装置に固定する。試料の引張の周波数を1Hzに固定する。DMTAは、−100℃から出発して130℃までに標本の弾性応答を転移する。このようにして、弾性応答対温度をプロットすることができる。粘弾性物質の弾性率を、E=E’+iE”として決定する。DMTAを、それらの共鳴により2成分E’およびE”に分けることができ、プロットE’対温度およびE’/E”=tan(δ)対温度である。
ガラス転移温度Tgは曲線E’/E”=tan(δ)対温度の最大のときの温度であると推測される。
コモノマー含量: IR分光学によりまたはNMR(特定するとき)により決定。特に、ブテン−1(コ)ポリマーについて、コモノマーの量は、実施例のコポリマーの13C−NMRスペクトルから算出した。測定は、120℃の二重水素化1,1,2,2−テトラクロロ−エタン中のポリマー溶液(8〜12wt%)で行った。Bruker AV−600スペクトロメーターを用い、150.91MHzで、H−13Cカップリングを除くため、90°パルス、パルス間の15秒遅延およびCPD(WALTZ16)を使用して120℃のフーリエ変換モードで13CNMRスペクトルを得た。60ppm(0〜60ppm)のスペクトルウインドウを使用して32Kデータ点で約1500トランジエントをストアーした。
−コポリマー組成
−下記の関係を使用する13CNMRスペクトルからジアド分布を算出する:
PP=100I/Σ
PB=100I/Σ
BB=100(I−I19)/Σ
PE=100(I−I)/Σ
BE=100(I+I10)/Σ
EE=100(0.5(I15+I+I10)+0.25(I14))/Σ
ここで、Σ=I+I+I−I19+I+I+I+I10+0.5(I15+I+I10)+0.25(I14
下記の関係を使用してジアドからモル含量を得る。
P(m%)=PP+0.5(PE+PB)
B(m%)=BB+0.5(BE+PB)
E(m%)=EE+0.5(PE+BE)
、I、I、I、I、I10、I14、I15、I19は、13CNMRスペクトルのピーク(参照として29.9ppmでEEEシーケンスのピーク)の積分である。これらのピークの割り当ては、J.C. Randal, Macromol. Chem Phys., C29, 201 (1989), M. Kakugo, Y. Naito, K. Mizunuma およびT. Miyatake, Macromolecules, 15, 1150, (1982), および H.N. Cheng, Journal of Polymer Science, Polymer Physics Edition, 21, 57 (1983)にしたがって行う。それらは表Aに準じて収集する(C.J. Carman, R.A. Harrington and C.E. Wilkes, Macromolecules, 10, 536 (1977)にしたがって命名)。
Figure 0006005649
25℃におけるキシレン中の可溶性画分及び不溶性画分(XS25℃): 撹拌下、2.5gのポリマーを135℃の250mlキシレンに溶解する。20分後、溶液を、撹拌を続けながら25℃に冷却し、30分間沈静させる。濾紙で沈殿物を濾過し、窒素流中で溶液を蒸発させ、真空下80℃で恒量に達するまで残渣を乾燥させる。かくて、室温(25℃)におけるキシレン可溶重量%(キシレン可溶分−XS)及び不溶重量%を算出する。
周囲温度(25℃)におけるキシレン中ポリマー不溶性重量%は、ポリマーのアイソタクチック指数と考えられる。この値は、沸騰n−ヘプタンを用いる抽出により決定したアイソタクチック指数に実質的に対応し、これはポリプロピレンのアイソタクチック指数の定義である。
0℃におけるキシレン中の可溶性画分及び不溶性画分(XS 0℃): 撹拌下、2.5gのブテン−1(コ)ポリマー(成分C)を135℃の250mlキシレンに溶解する。30分後、溶液を、撹拌を続けながら100℃に冷却し、水および氷浴中に入れ、0℃に冷却する。次いで、得られた溶液を水氷浴中に1時間沈静化させる。濾紙で沈殿物を濾過する。濾過中、できるだけ0℃付近にフラスコ内部温度を保つようにフラスコを水および氷浴中に入れておく。濾過を終了させると、ろ液温度を25℃に平衡させ、約30分間水流浴中に容量フラスコを浸漬し、次いで、二つの50mlアリコートに分ける。これらの溶液アリコートを窒素流中で蒸発させ、真空下80℃で恒量に達するまで残渣を乾燥させる。二つの残渣間の重量差は3%未満でなければならず、さもなければ、この試験を繰り返す。かくて、2残渣の平均重量から、ポリマー可溶分の重量%(0℃におけるキシレン可溶分=XS0℃)を算出する。0℃におけるo−キシレンの不溶画分(0℃におけるキシレン不溶分=XI%0℃)は、XI%℃=100−XS%0℃である。
X−線結晶性の決定
固定用スリットを備えたCu−KαI照射線を使用し、6秒毎に0.1°のステップで回折角2Θ=5°および2Θ=35°間のスペクトルを集めてX−線回折粉末回折計を用いて測定した。
厚さ約1.5〜2.5mmおよび直径2.5〜4.0cmのディスクの形態の圧縮成形標本で測定を行った。10分間いずれの感知しうる負荷圧力のない、200℃±5℃で圧縮成形プレスでこれらの標本を得る。次いで、おおよそ数秒間約10Kg/cmの圧力をかけ、この操作を3回操作する。
全スペクトルについての適切な線状基線を画定し、スペクトルプロフィールと基線との間の総面積(Ta)(カウント/秒・2Θで表現)を算出することにより結晶性の程度のために必要なすべての成分を導き出すのに回折パターを使用した。次いで、全スペクトルに沿って、適切な非晶質プロフィールを画定し、2相モデルにしたがって、結晶性領域から非晶質領域を分離する。こうして、非晶質プロフィールと基線との間の面積として、カウント/秒・2Θで表現される非晶質面積(Aa);およびCa=Ta−Aaとしてカウント/秒・2Θで表現される結晶性面積を算出することができる。次いで、試料の結晶度を式:%Cr=100×Ca/Taにしたがって、算出された。
熱特性(溶融温度およびエンタルピー) をPerkin Elmer DSC−7装置の示差走査熱量計(D.S.C)により決定した。ブテン−1ホモポリマーおよびコポリマーの溶融温度を次の方法にしたがって、決定した:
−TmII(2度目の加熱操作で測定):重合から得た秤量試料(5〜10mg)をアルミニウム製パン中に密封し、20℃/分に相当する走査速度で200℃に加熱した。試料を5分間200℃に維持して総ての結晶を完全に溶融させ、試料の熱履歴をキャンセルした。続いて、10℃/分に相当する走査速度で−20℃に冷却した後、ピーク温度を結晶化温度(Tc)として採用した。−20℃で5分間放置した後、10℃/分に相当する走査速度で試料を200℃に2度目の加熱をした。この2度目の加熱操作で、ピーク温度(存在するとき)をポリブテン−1(PB)結晶形IIの溶融温度(TmII)として採用し、その面積をグローバル溶融エンタルピー(ΔHfII)として採用した。
10日後の溶融エンタルピーおよび結晶形Iの溶融温度(TmI): 次のようにして、Perkin Elmer DSC−7装置の示差走査熱量計(D.S.C)を使用することにより決定した:重合から得た秤量試料(5〜10mg)をアルミニウム製パン中に密封し、20℃/分に相当する走査速度で200℃に加熱した。5分間試料を200℃に維持し、総ての結晶の溶融を完全にした。次いで、試料を10日間室温で貯蔵した。10日後、試料をDSCに付し、−20℃に冷却し、次いで、10℃/分に相当する走査速度で200℃に加熱した。この加熱操作で、サーモグラムの低温度側から来る第1ピーク温度を溶融温度(TmI)として採用し、面積を10日後のグローバル溶融エンタルピー(ΔHf)として採用した。
ポリプロピレンポリマー(ii)添加由来のプロピレン結晶性が存在するとき、別の溶融温度ピーク(PP)をより高い温度で検出できる。
アイソタクチックペンタド含量: 各々50mgの試料を0.5mlのCClに溶解した。Bruker DPX−400(100.61Mhz、90°パルス、パルス間の遅延12秒)で13CNMRスペクトルを得た。約3000トランジェントを各スペクトルについてストアし、mmmmペンタドピーク(27.73ppm)を参照として使用した。文献(Asakura T. et Al.によるMacromolecules 1991, 24, 2334-2340, およびChujo R. et Al.によるPolymer, 1994, 35, 339)に記載されている通りにして、ミクロ構造分析を行った。
ブテン−1ホモポリマーおよびコポリマーについて、実験部で与えたペンタドタクチシティー(mmmm%)のパーセント値は、立体規則性ペンタド(アイソタクチックペンタド)のパーセントであり、立体規則性ペンタドおよび同じ領域内に入るそれらのシグナル間の重なりについての考慮のため、ならびにα−オレフィンコモノマー(例えば、存在するときプロピレンまたはエチレン誘導単位)のため、分岐したメチレン炭素のNMR領域(BBBBBアイソタクチックシーケンスに割り当てたおおよそ27.73ppm)における関連ペンタドシグナル(ピーク領域)から算出される。
ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)によるMWD決定
総ての試料について分子量パラメータおよび分子量分布を、Waters GPCV2000装置を使用して測定した。前記装置は、4本のPLgel Olexis ミックスゲル(Polymer Laboratories)カラムセットおよびIR4赤外検出器(PolymerChar)を備えた。カラムの寸法300×7.5mmであり、その粒径は13μmだった。使用した移動相は1−2−4−トリクロロベンゼン(TCB)であり、その流速は1.0mL/分に維持した。総ての測定を150℃で行った。溶液濃度はTCB中0.1g/dLであり、分解を防止するため0.1g/Lの2,6−ジターブチル−p−クレゾールを加えた。GPC算出のため、万能補正曲線は、ポリマーラボラトリーにより供給されている10ポリスチレン(PS)標準試料(ピーク分子量が580〜8500000)を使用して得た。3次元多項式フィッティングを、実験データを補完するために使用し、関連補正曲線を得た。Empower(Waters)を使用してデータ取得および処理を行った。分子量分布および関連平均分子量を決定するのに、Mark−Houwink関係を使用した:K値は、PSおよびPBそれぞれについてKPS=1.21×10−4dL/gおよびKPB=1.78×10−4であり、一方Mark−Houwink指数はPSについてα=0.706であり、PBについてα=0.725を使用した。ブテン/エチレンコポリマーについて、データ評価が関係する限り、各試料について、組成物が分子量の全範囲で一定であると推測され、Mark−Houwink関係のK値を下記に示す線状組み合わせを使用して算出した:
EB=χPE + χPB
(式中、KEBはコポリマーの定数であり、KPE(4.06×10−4dL/g)およびKPB(1.78×10−4dL/g)はポリエチレンおよびポリブテンの定数であり、χおよびχはエチレンおよびブテンwt%含量である)
Mark−Houwink指数α=0.725を組成物において独立して総てのブテン/エチレンコポリマーについて使用した。ブテン/プロピレンコポリマーについて、PPおよびPBは非常に類似のKを示すので、訂正は行われず、コポリマーはPBのK値およびα値を使用して完成される。
実施例に使用する材料
Figure 0006005649
PB1は、国際出願WO2006/042815号公報に記載されている通りの方法および低立体特異性チグラー・ナッタ触媒の存在下、モノマーの重合により得られるブテン−1ホモポリマー(タイプA1)である。本発明のA1タイプのポリマーを得るために触媒の立体規則性能力をさらに減じる外部供与体は、外部供与体3,4−ジメトキシ−トルエンだった。PB1重合を液相攪拌機付反応器中で行い、当該反応器中で液状ブテン−1は液体媒体を構成した。
固体触媒成分を500ml四つ口丸底フラスコ中に予め調製し、窒素でパージし、225mlのTiClを0℃で導入した。攪拌しながら、6.8g微小球MgCl・2.7COH(米国特許第4,399,054号明細書実施例2に記載されている通りであるが10,000rpmの代わりに3,000rpmで操作して調製した)を加えた。40℃にフラスコを加熱し、4.4ミリモルのジイソブチルフタレートをその上に加えた。100℃に温度を上昇させ、2時間維持し、次いで、攪拌を中止し、固体生成物を沈静化させ、上澄み液をサイホンで除いた。
200mlの新たなTiClを加え、混合物を120℃で1時間反応させ、次いで、サイホンで上澄み液を除き、得られた固体を60℃の無水ヘキサンで6回洗浄し(6×100ml)、真空下で乾燥させた。触媒成分は、2.8wt%のTiおよび12.3wt%のフタレートを含有した。
上述した通りにして調製した固体触媒成分を、AliBu3(TIBAL)および外部供与体3,4−ジメトキシトルエンを、tibal/供与対比が5.7および供与体/触媒比が8.83で予備接触させた。得られた触媒を、下記の条件下で作動する反応器中に注入した(0.6g/時):
温度:76℃
ブテン供給=90.9Kg/時
水素供給=0.65g/時
滞留時間:135分。
約20Kg/時のポリマーを生成した。最終ポリマーで行った特性化の結果はPB1について表1で報告する。
PB2およびPB4は、WO2004/099269号公報およびWO2009/000637号公報に記載されている方法にしたがって、製造したブテン−1/エチレンコポリマー(タイプA2)である。
PB3をPB2から、(コ)ポリマー組成物の重量に関して7wt%の量で添加した結晶性低sitターポリマー(ii)をインライン配合することにより得た(A)=(i)+(ii)=PB2+(ii)。
PB5は、PB1についても使用したのと同じチグラー・ナッタ触媒を用いて製造したプロピレンとの比較ブテン−1コポリマーであるが、国際出願WO2006/042815A1に記載されている方法にしたがう外部供与体が存在しない。
PB6は比較ブテン−1ホモポリマーであり、MIE@190/2.16Kg=0.9g/10分、密度0.906g/cc、溶融温度DSC TmI 114℃、結晶度46%、曲げ弾性率250MPaを示し、別の比較ブテン−1ポリマーである。
ブテン−1(コ)ポリマー(A)をそのまま(表3の実施例4〜9)または表2実施例1〜3に示した量のタッキファイヤーと溶融ブレンドして使用した。実施例1〜9の得られた組成物をペレット化し、乾燥させ、流動性を改良する市販添加剤、抗粘着剤を使用し、組成物の取り扱い性に貢献させた。最終処理により、最終ペレット中の添加剤の総量を典型的には1.0wt%未満、好ましくは、0.5wt%未満、さらにより好ましくは、0.2wt%未満(添加剤当たり約100〜1500ppm以下)にする。かかる最終処理の例は国際特許出願PCT/EP2010/056159号公報に見出すことができる。
続いて、実施例1〜9の組成物を同時押出して三層インフレートフィルムを製造する。実施例1〜9の組成物から製造した内層(厚さ約20ミクロン)は、一方側でシール用外層と接触した状態で、そして他方側で外部支持層と接触した状態で同時押出した。シール用外層(厚さ約5ミクロン)は、MIE@190℃/2.16Kg=1.9g/10分、密度0.925g/cmを有するLDPEから製造される。外部支持層(厚さ30ミクロン)は、エチレン含量約3wt%およびMIL@230℃/2.16Kg=2g/10分、密度0.900g/cmを有するプロピレンとエチレンとのコポリマーから製造される。
インフレーションフィルムは、各試験組成物と両外部層用ポリマーとを、210〜215℃の溶融温度で三層同時押出インフレーションフィルムラインを備えた一軸スクリューDr.Collin押出機中で押し出すことにより製造した。処理量は約20kg/時だった。押出機は、直径80mmの環状ダイを備え、ダイギャップ1.2mmであった。得られたフィルムを、周囲温度の冷却用空気を用いる二重流冷却環により冷却した。フィルム引き取り速度を9m/分でバブルをレイフラットにし、巻き取った。バブル壁厚さ55μmのフィルムを製造し、この厚さは得られた最終標本厚さである。
MIE@190℃/2.16Kg=0.75g/10分、密度0.923g/cmを示すポリエチレンから製造したポリエチレン支持フィルムに対する剥離強度について同時押出三層インフレーションフィルムを試験した。RDMシール機を用いて種々の温度においてヒートシール後剥離を測定し(第1剥離)、さらに手による圧縮再密閉後(約2バール再密閉圧力に相当)再剥離したときも測定した。
剥離強度 を、ASTM F2029/ASTM F88に準拠して測定した(N/15mm)。各試験について、上記製造した三層フィルム標本を、ポリエチレンフィルムと一直線上に重ね、隣接層が三層フィルムのシール外層とポリエチレン支持フィルムとである。押出から少なくとも7日後、RDMシーラー(型式HSE−3、多層シール)を用いて上に重ねた標本を横断方向にシールした。シール時間は、4バール圧力で2秒である。シール温度は、100℃から始めて各シールについて増加させる。シール試料を冷却し、標準条件(23℃、50%相対湿度)下で7日貯蔵する。シールした試料を15mm幅ストリップに切断し、シールしていない端部をインストロン機械に付着させ、50mmグリップ間の初期距離を用い、100mm/分の牽引速度で試験した。引張試験の間に測定した平均力(プラトー)を剥離強度と定義する。
各温度における最初の剥離強度測定後、ストリップを手で再密閉し、各再剥離サイクルにおける剥離力を測定する同じ手順を用いて再剥離する。表2及び3に結果を報告する。
Figure 0006005649
Figure 0006005649

Claims (7)

  1. A)60〜95wt%のブテン―1ポリマー(A)と、
    B)5〜40wt%のタッキファイヤーと、
    を含み、
    前記ブテン―1ポリマーが、
    − ブテン−1誘導単位含量が80wt%以上、
    − 曲げ弾性率(MEF)が80MPa以下、
    − 溶融温度DSC(TmI)が50℃以下
    を示す;
    感圧接着剤を用いて作成された少なくとも1つの内層を含む、
    ヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。
  2. ブテン―1ポリマー(A)が、X線により測定して40%未満の結晶性を示す、請求項1に記載のヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。
  3. ブテン―1ポリマー(A)のショアA硬度が90未満である、請求項1又は2に記載のヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。
  4. タッキファイヤーが、水素化炭化水素樹脂である請求項1〜3のいずれか1項に記載のヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。
  5. ブテン―1ポリマーが 、
    (A1) ブテン−1コポリマーであって:
    − アイソタクチックペンタド%(mmmm%)が10%〜50%である;および
    (A2) ブテン−1コポリマーであって:
    − GPCにより測定した分子量分布(Mw/Mn)が3未満である、からなる群から選択される請求項1〜4のいずれか1項に記載のヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。
  6. 多層同時押出フィルムであり、前記内層に加え、
    更に、
    − シール用外層
    − 前記内層と他側上に接触状態の他側外部支持層
    を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のヒートシール用剥離容易再密閉可能多層フィルム構造。
  7. − ブテン−1誘導単位含量が80wt%以上、
    − 曲げ弾性率(MEF)が80MPa以下、
    − 溶融温度DSC(TmI)が50℃以下
    を示す、ブテン―1ポリマー(A)60〜95wt%と、
    5〜40wt%のタッキファイヤー
    を含む感圧接着剤を、ヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造の製造に使用する方法。
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