JP6069204B2 - ポリマー組成物およびそれを用いたシーラント層 - Google Patents
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Description
(A)プロピレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(B)エチレンベースポリマーと、
(C)i)結晶性プロピレンベースポリマー、
ii)エチレン/α−オレフィンポリマー、ならびに
iii)結晶性プロピレンベースブロックおよびエチレン/α−オレフィンブロックを含むブロックコポリマー
を含むブロック複合材料と
を含む。
(A)プロピレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(B)エチレンベースポリマーと、
(C)i)結晶性プロピレンベースポリマー、
ii)エチレン/α−オレフィンポリマー、ならびに
iii)結晶性プロピレンベースブロックおよびエチレン/α−オレフィンブロックを含むブロックコポリマー
を含むブロック複合材料と
を含むポリマー組成物から形成された少なくとも1つの層を含む。
(A)プロピレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(B)エチレンベースポリマーと、
(C)i)結晶性プロピレンベースポリマー、
ii)エチレン/α−オレフィンポリマー、ならびに
iii)結晶性プロピレンベースブロックおよびエチレン/α−オレフィンブロックを含むブロックコポリマー
を含むブロック複合材料と
を含むポリマー組成物から構成される。
本開示は、ポリマー組成物を提供する。ある実施形態において、ポリマー組成物が提供され、ならびにこれは、
(A)プロピレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(B)エチレンベースポリマーと、
(C)(i)結晶性プロピレンベースポリマー、
(ii)エチレン/α−オレフィンポリマー、ならびに
(iii)結晶性プロピレンベースブロックおよびエチレン/α−オレフィンブロックを含むブロックコポリマー
を含むブロック複合材料と
を含む。
本組成物は、プロピレン/α−オレフィンインターポリマー成分(A)を含有する。プロピレン/α−オレフィンインターポリマーは、プロピレンベースポリマーである。本開示の目的において、エチレンは、α−オレフィンとみなされる。好適なコモノマーの非限定的な例には、エチレン、C4〜20α−オレフィン(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−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、および1−オクタデセンなど)、C4〜20ジオレフィン(1,3−ブタジエン、1,3−ペンタジエン、ノルボルナジエン、5−エチリデン−2−ノルボルネン(ENB)およびジシクロペンタジエンなど)、C8〜40ビニル芳香族化合物(スチレン、o−、m−、およびp−メチルスチレン、ジビニルベンゼン、ビニルビフェニル、ビニルナフタレンを含む)、ならびにハロゲン置換C8〜40ビニル芳香族化合物(クロロスチレンおよびフルオロスチレンなど)が含まれる。α−オレフィンは、シクロヘキサンまたはシクロペンタンなどの環状構造を有することもでき、3−シクロヘキシル−1−プロペン(アリルシクロヘキサン)およびビニルシクロヘキサンなどのα−オレフィンをもたらす。
本ポリマー組成物は、エチレンベースポリマー、成分(B)を含有する。エチレンベースポリマーは、エチレンホモポリマーまたはエチレンコポリマーであってもよい。コモノマーは、α−オレフィン、例えば、C3〜20の直鎖、分岐または環状のα−オレフィンであり得る。好適なC3〜20α−オレフィンの非限定的な例には、プロペン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテン、1−デセン、1−ドデセン、1−テトラデセン、1−ヘキサデセン、および1−オクタデセンが含まれる。α−オレフィンはまた、シクロヘキサンまたはシクロペンタンなどの環状構造を含有し、3−シクロヘキシル−1−プロペン(アリルシクロヘキサン)およびビニルシクロヘキサンなどのα−オレフィンをもたらすこともできる。用語の古典的な意味でのα−オレフィンではないが、本開示において、ある種の環状オレフィン、例えば、ノルボルネンおよび関連オレフィン、特に5−エチリデン−2−ノルボルネンは、α−オレフィンであり、上記されたα−オレフィンの一部またはすべての代わりに用いることができる。同様に、スチレンおよびその関連オレフィン(例えば、α−メチルスチレンなど)は、本開示においてα−オレフィンである。例証的なエチレンポリマーには、エチレン/プロピレン、エチレン/ブテン、エチレン/1−ヘキセン、エチレン/1−オクテン、エチレン/スチレンなどが含まれる。例証的なターポリマーには、エチレン/プロピレン/1−オクテン、エチレン/プロピレン/ブテン、エチレン/ブテン/1−オクテン、エチレン/プロピレン/ジエンモノマー(EPDM)およびエチレン/ブテン/スチレンが含まれる。コポリマーは、ランダムまたはブロック状であることができる。
本ポリマー組成物は、ブロック複合材料を含有する。ブロック複合材料は、
(i)結晶性プロピレンベースポリマーと、
(ii)エチレン/α−オレフィンベースポリマーと、
(iii)結晶性プロピレンベースブロックおよびエチレン/α−オレフィンブロックを含むブロックコポリマーと
を含む。
本実施例(表3、表4)は、ポリマーが単にiPPホモポリマーとEPコポリマーとのブレンドである場合に別に存在しないかなりの量のエチレンを、不溶性画分が含むことを示す。この「特別のエチレン」を説明するために、質量バランス計算を行って、キシレン不溶性および可溶性の画分の量ならびにそれぞれの画分に存在するエチレン重量%からブロック複合材料インデックスを推定することができる。
Wt%C2全体=w不溶性(wt%C2不溶性)+w可溶性(wt%C2可溶性) 式1
Wt%C2全体またキシレン不溶性=wiPPハード(wt%C2iPP)+wEPソフト(wt%C2EPソフト) 式2
Xi[n]=(1−pi)pi(n−1) ブロック長の最も確率が高い分布
Rp[i]=触媒iによるモノマー消費の局所的速度、(モル/L/時間)、
Rt[i]=触媒iについての連鎖移動および停止の合計速度、(モル/L/時間)、
および
Rs[i]=休止ポリマーとの連鎖シャトリングの局所的速度、(モル/L/時間)]
と定義される。
Rt[i]=kH2i[H2][Ci]+kβi[Ci]+kai[CSA][Ci]
Rs[i]=kai[Ci]([CSAf]−[CSA])
ブロック複合材料(C)は、結晶性ブロック複合材料であり得る。「結晶性ブロック複合材料」(CBC)という用語は、結晶性エチレンベースポリマー(CEP)、結晶性アルファ−オレフィンベースポリマー(CAOP)、および結晶性エチレンブロック(CEB)と結晶性アルファ−オレフィンブロック(CAOB)とを有するブロックコポリマーを含む新規のポリマーを指し、ここで、ブロックコポリマーのCEBは、ブロック複合材料中のCEPと本質的に同じ組成であり、ブロックコポリマーのCAOBは、ブロック複合材料中のCAOPと本質的に同じ組成である。ブロックコポリマーは、直鎖状または分岐であり得る。より具体的には、それぞれのブロックセグメントのそれぞれは、それぞれのブロックと同様の組成の長鎖分岐を含み得るが、ブロックコポリマーセグメントは、グラフトまたは分岐ブロックを含むこととは対照的に、実質的に直鎖状である。連続法で製造される場合、結晶性ブロック複合材料は、望ましくは1.7から15、好ましくは1.8から5、より好ましくは1.8から3.5、最も好ましくは1.8から2.5のPDIを有する。
(EP)−(iPP) (1)
本ポリマー組成物は、オレフィンベースポリマーを場合によって含み得る。好適なオレフィンベースポリマーの非限定的な例には、プロピレンベースポリマーおよびエチレンベースポリマーが含まれる。好適なエチレンベースポリマーの非限定的な例には、直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、HDPE、均一に分岐したポリエチレン(非限定的な例には、ExxonMobilからEXXACTの商品名下およびMitsuiからTAFMERの商品名下で販売されるポリマーが含まれる)、実質的に直鎖状のエチレンポリマー(非限定的な例には、The Dow Chemical CompanyからのAFFINTYおよびENGAGEの商品名下で販売されるポリマーが含まれる)、官能基化オレフィンベースポリマー、およびそれらの任意の組合せが含まれる。
本ポリマー組成物は、1種以上の添加剤を場合によって含み得る。開示の目的が損なわれない限り、公知の添加剤がこの樹脂組成物中に取り込まれ得る。このような添加剤の非限定的な例には、核形成剤、酸化防止剤、酸捕捉剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、潤滑剤、静電防止剤、顔料、染料、分散剤、抑制剤、中和剤、発泡剤、可塑剤、流動性向上剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤、および溶接強度向上剤が含まれる。
本開示は、本ポリマー組成物を含むフィルムを提供する。言い換えれば、本ポリマー組成物は、フィルムに形成され得る。ある実施形態において、フィルムが提供され、ならびにこれは、
(A)50重量%から95重量%のプロピレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(B)1重量%から30重量%のエチレンベースポリマーと、
(C)1重量%から30重量%のブロック複合材料と
を含む。
本開示は、多層フィルムを提供する。ある実施形態において、多層フィルムが提供され、これは、第一層、第二層、および場合による第三層を含む。第一層は、
(A)50重量%から95重量%のプロピレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(B)1重量%から30重量%のエチレンベースポリマーと、
(C)1重量%から30重量%のブロック複合材料と
を含む。
本開示は、本ポリマー組成物から形成される少なくとも1つの成分を含む物品を提供する。言い換えれば、本ポリマー組成物は、物品に形成され得る。本ポリマー組成物および/または本フィルムは、いくつかの従来の方法および装置のいずれか1つによって完成された製品に形成され得る。例示的な方法には、限定されるものではないが、押出、カレンダー加工、射出成形、および/または圧縮成形が含まれる。例えば、物品は、射出成形、押出、押出に続いて熱成形、低圧成形、圧縮成形などによって調製され得る。好適な物品の非限定的な例には、押出異形材(単層または多層フィルム)、フォーム、ウェザーストリップ、ベルト、ホース、ワイヤおよびケーブル外被、チューブ、床仕上げ材、ガスケット、成形品、シート、および押出部品が含まれる。さらなる物品には、自動車部品(例えば、ダッシュボードおよびウィンドウシール)、コンピュータ部品、建築材料、家庭用品、玩具、履物用部品、印刷用粘着シート、ミルクカートンなどの紙器、サシェ、バッグ、小袋、ソーセージおよび/または肉のラップまたは密封袋、乾燥食品パッケージ(シリアル、砂糖、小麦粉など)、熱成形多層フィルム、熱成形容器、ブリスター包装、ならびに医薬品包装フィルムが含まれる。
ある実施形態において、物品は、本ポリマー組成物を含む可撓性容器である。図面、最初に図1を参照すると、物品の一形態はレトルトパウチであり、参照番号10によって全体として示され、かつ表示される。本明細書で使用される場合、「レトルトパウチ」は、120℃〜135℃の温度および最大500kPaの圧力に30〜80分間曝露後に、気密でシールされたままであり得る可撓性包装である。レトルトパウチ10は、ヒートシール14によってそれぞれの周辺の周りに一緒に接合およびシールされた、多層フィルムの2つのシート12Aおよび12Bを含む。ヒートシール14は、シート12A、シート12Bの全体の共通の周辺に沿って延在し得る。あるいは、ヒートシール14は、シート12A、シート12Bの共通の周辺の一部に沿って延在し得る。貯蔵空間16は、2つのシート12A、12Bと、ヒートシール14内の間の領域によって規定される。貯蔵空間16は、周囲の環境から封じ込められており、レトルトパウチの内容物18、例えば、食材を含む。包装は、2つのシート12A、シート12Bを有すると記述されるが、単一のシートを用い得ることが理解される。単一シートは、それ自体の上に折り畳まれて、2つの層を形成し得る。次いで、内容物が折り重ねられた層の間に置かれた後に3つの未結合の端部がヒートシールされる。
本明細書における元素の周期律表への言及はすべて、CRC Press, Inc.、2003年により刊行されおよび著作権を取得された、「the Periodic Table of the Elements」を指すものとする。また、族(単数)または族(複数)への言及はいずれも、族を番号付けるためのIUPAC系を用いてこの元素の周期律表で反映される族(単数)または族(複数)に対するものとする。反対に記載される場合、文脈から暗黙的である場合、または当技術分野で慣例的である場合を除き、部およびパーセントのすべては重量に基づく。米国特許実務において、本明細書で参照されるいかなる特許、特許出願、または刊行物の内容も、とりわけ合成技術、定義(本明細書で提供されるいかなる定義とも矛盾しない程度に)および当技術分野での一般的知識に関して、それらの全体が参照により本明細書によって組み込まれる(または、それらの同等の米国版が、参照によりそのように組み込まれる)。
透明度は、ASTM D 1746に従って測定される。
ブロック複合材料、成分(C)は、その全内容が参照により本明細書に組み込まれる、2009年10月2日に出願された同時係属の米国特許出願第61/248,160号の82〜91頁に記載されたとおりに調製する。
(i)結晶性アイソタクチックプロピレンホモポリマー(iPP)、
(ii)エチレン/プロピレンポリマー(EP)、および
(iii)iPPブロックと、EPブロックとから構成されるブロックコポリマー(ジブロック)
を含む。
(A)プロピレン/α−オレフィンインターポリマー、(B)エチレンベースポリマーおよび(C)ブロック複合材料から構成されるポリマー組成物を、フィルム構造物に同時押出する。成分(A)、成分(B)、および成分(C)を、押出機のフィードホッパー中に加える前に乾燥ブレンドする。
特定のフィルム構造に関して、本ポリマー組成物で作製した同時押出フィルムは、滞留時間1.0秒および冷却時間0.1秒で、ASTM F 1921、方法Bに基づいて、少なくとも約50℃、または少なくとも約55℃、または少なくとも約60℃の温度範囲にわたって6N/インチ超のホットタックを示す(表5)。ホットタック温度枠データは、図5に示す。
シーラント層において本ポリマー組成物を用いて作製した同時押出フィルムは、比較試料に比べて、同等またはより低いホットタック開始温度を示す。一般に、より低いホットタック開始温度が、包装操作の処理および生産速度の改善に望ましい。シーラント層に本ポリマー組成物を含む同時押出フィルムは、シーラント層にSLEPを含むフィルムのものよりも低いHTITを示す。HTITデータは、表6に記載する。
一般に、より低いCOFが、処理の向上および/またはより速い包装速度に望ましい。COFデータは、表6および図7に示す。本ポリマー組成物で作製したシーラント層を有する同時押出フィルムは、SLEPおよびポリプロピレンベースポリマーで作製した比較試料と比べて、より低いCOFを示す。
本実施例の別の非常に有用な態様は、高温、例えば、150℃でのそれらのホットタック強度である。高温でのより高いホットタック強度は、レトルト用途における使用のための、水を沸騰させるまたは他の加熱機構を介した滅菌などの高温での内容物の包装および/または処理を可能にする。図4および6ならびに表6に示すように、150℃での本実施例のホットタック値は、対応する比較試料のものよりも高い。
本実施例は、表6ならびに図8および9に示すように、非常に良好な光学特性を示す。比較試料および本実施例のシーラントを含有するフィルムのヘイズ値は、すべて2.5未満であり、これらのフィルムの透明度は、96%より高い。
以下に、本願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[1] (A)プロピレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(B)エチレンベースポリマーと、
(C)i)結晶性プロピレンベースポリマー、
ii)エチレン/α−オレフィンポリマー、ならびに
iii)結晶性プロピレンベースブロックおよびエチレン/α−オレフィンブロックを含むブロックコポリマー
を含むブロック複合材料と
を含むポリマー組成物。
[2] 成分(A)が、0.85g/ccから0.90g/ccの密度を有するプロピレン/エチレンコポリマーを含む、[1]に記載のポリマー組成物。
[3] 成分(A)が、0.5g/10分から10g/分のメルトフローレートを有する、[1]から[2]のいずれかに記載のポリマー組成物。
[4] 成分(B)が、0.941g/ccを超える密度を有するエチレンベースポリマーを含む、[1]から[3]のいずれかに記載のポリマー組成物。
[5] 成分(B)が、1.0g/10分から20.0g/10分のメルトインデックスを有する、[1]から[4]のいずれかに記載のポリマー組成物。
[6] 前記ブロックコポリマー(C)(iii)が、以下の式(1)
(EP)−(iPP) (1)
(式中、EPは、重合されたエチレンおよびプロピレンのモノマー単位のセグメントを表し、iPPは、アイソタクチックプロピレンホモポリマーのセグメントを表す)
を有するジブロックを含む、[1]から[5]のいずれかに記載のポリマー組成物。
[7] ブロック複合材料(C)が、ブロック複合材料(C)の全重量に基づいて、15重量%超のC(iii)を含む、[1]から[6]のいずれかに記載のポリマー組成物。
[8] ブロック複合材料(C)が、0.88g/ccから0.90g/ccの密度および1g/10分から50g/10分のメルトインデックスを有する、[1]から[7]のいずれかに記載のポリマー組成物。
[9] オレフィンベースポリマーを含む、[1]から[8]のいずれかに記載のポリマー組成物。
[10] [1]から[9]のいずれかに記載のポリマー組成物から形成された少なくとも1層を含むフィルム。
[11] [1]から[9]のいずれかに記載のポリマー組成物を含む第一層、および
オレフィンベースポリマーを含む第二層
を含むフィルム。
[12] 前記第二層が、オレフィンベースポリマーおよび場合によって官能基化オレフィンベースポリマーを含む、[11]に記載のフィルム。
[13] [1]から[9]のいずれかに記載のポリマー組成物を含む第一層、
オレフィンベースポリマーを含む第二層、および
場合により第三層
を含む、レトルトパウチ。
[14] 前記第一層が、シーラント層であり、前記第二層が、70重量%から99重量%のオレフィンベースポリマーおよび30重量%から1重量%の官能基化オレフィンベースポリマーを含む、[13]に記載のレトルトパウチ。
[15] 前記第三層が、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、およびそれらの組合せからなる群から選択される物質を含む、[13]から[14]のいずれかに記載のレトルトパウチ。
Claims (5)
- (A)(A)および(B)の合計重量に基づいて、50重量パーセントを超える、プロピレン/α−オレフィンインターポリマーと、
(B)エチレンベースポリマー(ただし(B)は(A)とは異なる)と、
(C)i)結晶性アイソタクチックプロピレンホモポリマー(iPP)、
ii)エチレン/プロピレンポリマー(EP)(ただし(C)ii)は(A)または(B)とは異なる)、ならびに
iii)以下の式(1)
(EP)−(iPP) (1)
(式中、EPは、重合されたエチレンおよびプロピレンのモノマー単位のセグメントを表し、iPPは、アイソタクチックプロピレンホモポリマーのセグメントを表す)
を有するジブロックを含むブロックコポリマー
を含むブロック複合材料と
を含む、ポリマー組成物を含む第一層と;
オレフィンベースポリマーを含む第二層と;
を含むフィルム。 - ブロック複合材料(C)が、ブロック複合材料(C)の全重量に基づいて、15重量%超のC(iii)を含む、請求項1に記載のフィルム。
- エチレンベースポリマー(B)は、高密度ポリエチレンを含む、請求項1に記載のフィルム。
- 請求項1に記載のフィルムを含む、レトルトパウチ。
- 請求項1に記載のフィルム、および第三層を含む、レトルトパウチ。
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