JP6113271B2 - 改善された機械的および密閉特性を有するポリプロピレン系フィルムおよびその作製方法 - Google Patents
改善された機械的および密閉特性を有するポリプロピレン系フィルムおよびその作製方法 Download PDFInfo
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Description
発明例1〜3はそれぞれ構造10%A/80%B/10%Aを有する共押出された3層フィルムであり、ここで、Aは、10wt%のVERSIFY3300、88wt%のDow PP DS6E82、および2wt%のブロッキング防止剤(AB)から作製されたプロピレン系コポリマーである。VERSIFY3300は、8g/10分のMFR、0.888g/cm3の密度および5wt%のエチレン由来の単位を有するプロピレン/エチレンコポリマーである。VERSIFY3300はDow Chemical Companyから入手可能である。The Dow Chemical Companyから入手可能なDow PP DS6E82は、8g/10分のMFR、0.9g/cm3の密度および3.7wt%のエチレン由来の単位を有するランダムプロピレン/エチレンコポリマーである。ABは、7g/10分のMFR、0.96g/cm3の密度および0wt%のエチレン由来の単位を有するA. Schulman Inc.から入手可能なPolybatch ABPP−10である。成分Bは、38wt%のVERSIFYおよび62wt%のDow PP DX5E66を含むコポリマーである。The Dow Chemical Companyから入手可能なDow PP DX5E66は、8g/10分のMFRおよび0.9g/cm3の密度を有するプロピレンホモポリマーである。発明例1〜3におけるコア層中のエチレンの重量%を変えるために、コア層で利用されるVERSIFYの等級を変えた。発明例1はコア層中に9重量%のエチレン由来の単位を含んでいた。発明例2はコア層中に12重量%のエチレン由来の単位を含んでいた。発明例3はコア層中に15重量%のエチレン由来の単位を含んでいた。
連続共押出を実施して、ポリプロピレンの2つの外層およびスチレン−イソプレン−スチレンブロックコポリマー(SIS)のコアエラストマー層を有する3層積層品を調製する。2インチ(5.1cm)スクリュー径のBERLYN押出機を使用してエラストマー層(KRATON 1107、Kraton Polymers Inc.から入手可能)を供給し、そしてBRABENDER1.25インチ(3.18cm)スクリュー径押出機(C. W. Brabender Instruments, Inc., NJから入手可能)を使用して、70%Dow PP DX5E66および30%VERSIFY3401(8g/10分のMFR、0.858g/cm3の密度および15wt%のエチレン由来の単位を有する)(どちらもThe Dow Chemical Company, Midland, MIから入手可能)のブレンドをフィードブロック(CLOEREN, Inc.製)中に供給し、そして単一マニホールド幅18インチ(46cm)フィルムダイを通して押し出す。フィルムを表2で記載されるように、60°F(16℃)キャストロール上に14.7ft/分(509cm/分)にて様々なトータルキャリパー(total caliper)でキャストする。様々な外層厚さのフィルムを調製する。
試験方法には以下のものが含まれる:
MFR(メルトフローレート)
MFRをASTM D1238にしたがって、230℃にて2.16kgで測定した。
MD引裂強度およびCD引裂強度をASTM D1922にしたがって測定した。MDは、フィルムの機械方向に平行に実験を実施することを意味する。CDは、フィルムの横方向に平行に実験を実施したことを意味する。
透明性はASTM D1746にしたがって測定した。
曇り度はASTM D1003にしたがって測定した。
光沢はASTM D−2457にしたがって測定した。
ヒートシールはASTM F−88にしたがって測定した。
ダート衝撃強度はASTM D1709にしたがって測定した。
MD2%割線係数はASTM D882にしたがって測定した。
穿刺強度を、SINTECH TESTWORKS SOFTWARE Version 3.10を用いてINSTRON Model 4201で測定した。標本サイズは「6in×6in」であり、4回測定を行って、平均穿刺値を決定した。フィルムをフィルム製造後40時間、およびASTM制御実験室(23℃および50%相対湿度)中で少なくとも24時間調整した。直径4インチの円形試料ホルダーを有する「100lb」ロードセルを使用した。穿刺プローブは、「7.5インチの最大移動長さ(travel length)」で「直径1/2インチ」の研磨ステンレス鋼ボール(2.5”ロッド上)である。ゲージ長はなく、プローブは、標本と触れないでできる限り近接させた(プローブが標本に触れるまでプローブを上昇させることによってプローブをセットした)。次いで、プローブを標本に触れなくなるまで徐々に下げた。次いで、クロスヘッドをゼロにセットした。最大移動距離を考慮して、距離は約0.10インチである。クロスヘッド速度は10インチ/分であった。厚さを標本の中央で測定した。フィルムの厚さ、移動したクロスヘッドの距離、およびピークロードを使用して、ソフトウェアにより穿刺を決定した。各標本後に「KIM−WIPE」を使用して穿刺プローブをクリーニングした。
ホットタック強度をASTM F 1921、方法Bにしたがって測定した。試験標本は幅1インチであり、ASTM E 171によって特定されるようにして調整した。
図5は、図5で示されるように、コア層中で使用されるVERSIFYの種類のみが互いに異なる3層フィルム(A/B/A)について機械方向および横方向でエルメンドルフ引裂に対する老化の影響を示す。どの場合でも、両方向におけるエルメンドルフ引裂は時間とともに減少する。コア層で使用されるVERSIFYのエチレン含有量とは無関係に、MDでのエルメンドルフ引裂は170日後に約40%減少する(図5a)。これは、第1.1節ですでに考察したように、老化後でさえも、最高のエチレン含有量のVERSIFYを有する共押出(coex)構造についてさらに高いMD引裂きとなる。横方向の場合は、すでに考察したように、VERSIFY中のエチレン含有量のエルメンドルフ引裂に対する初期効果はないが、老化すると影響が観察される(図5b)。コア層中最低エチレン含有量(9%)を有する共押出フィルムのCDエルメンドルフ引裂は、170日でその初期値の約70%の大きな減少を示す。さらに高いエチレン含有量値(12および15%)を有するフィルムについて、CDでのエルメンドルフ引裂における減少は有意ではなく、170日で10%〜20%の範囲内である。両方向でのエルメンドルフ引裂は150日後で一定のままであるように見える。
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] 2つの表面薄層と少なくとも1つのコア層とによって特徴づけられる少なくとも3つの層を含むポリプロピレン系フィルムであって、
前記少なくとも1つのコア層が:
(i)(A)少なくとも60重量パーセント(wt%)のプロピレン由来の単位、および(B)5〜20wt%のエチレン由来の単位を含む第1プロピレン系ポリマーであって、110℃以下の融点(Tm)によって特徴づけられる第1プロピレン系ポリマー、ならびに
(ii)rPPおよびhPPからなる群から選択される第2プロピレン系ポリマー
のポリマーブレンドを含み、
前記フィルムが以下の特性:
(a)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して100%以上のエルメンドルフ引裂MDにおける変化;
(b)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して60%以上のダート衝撃抵抗における変化;
(c)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して15%以上の2%割線係数における変化;および
(d)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して40%以上の穿刺抵抗における変化
の少なくとも1つを示す、フィルム。
[2]
2つの表面薄層と少なくとも1つのコア層とによって特徴づけられる少なくとも3つの層を含むポリプロピレン系フィルムであって、
前記2つの表面薄層の少なくとも1つが:
(i)(A)少なくとも60重量パーセント(wt%)のプロピレン由来の単位、および(B)5〜40wt%のエチレン由来の単位を含む第1プロピレン系ポリマーであって、110℃以下のTmによって特徴づけられる第1プロピレン系ポリマー;ならびに
(ii)第2プロピレン系ポリマー
のポリマーブレンドを含み;
ここで、前記フィルムが以下の特性:
(a)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して100%以上のエルメンドルフ引裂MDにおける変化;
(b)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して60%以上のダート衝撃抵抗における変化;
(c)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して15%以上の2%割線係数における変化;
(d)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して40%以上の穿刺抵抗における変化;
(e)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムと比較して10℃以上のヒートシール開始温度における減少;および
(f)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムと比較して20℃以上のホットタック開始温度における減少
の少なくとも1つを示す、フィルム。
[3]
前記フィルムが押出コーティングであり、前記第1ポリプロピレン系ポリマーが8〜40g/10分のMFRを有する、[1]〜[2]のいずれかに記載のポリプロピレン系フィルム。
[4]
前記フィルムがインフレーションフィルムであり、前記第1ポリプロピレン系ポリマーが0.3〜10g/10分のMFRを有する、[1]〜[3]のいずれかに記載のポリプロピレン系フィルム。
[5]
前記フィルムが、2つの表面薄層と1つのコア層とによって特徴づけられる3つの層を含む、[1]〜[4]のいずれかに記載のポリプロピレン系フィルム。
[6]
前記フィルムが、2つの表面薄層と2つのコア層とによって特徴づけられる4つの層を含む、[1]〜[5]のいずれかに記載のポリプロピレン系フィルム。
[7]
前記フィルムが、2つの表面薄層と3つのコア層とによって特徴づけられる5つの層を含む、[1]〜[6]のいずれかに記載のポリプロピレン系フィルム。
[8]
少なくとも1つの表面薄層と少なくとも1つのコア層との間に配置された少なくとも1つの結合層をさらに含む、[1]〜[7]のいずれかに記載のポリプロピレン系フィルム。
[9]
全表面薄層厚さが前記フィルムの全厚さの4〜40パーセントである、[1]〜[8]のいずれかに記載のポリプロピレン系フィルム。
[10]
[1]〜[9]のいずれかに記載のポリプロピレン系フィルムを作製する方法であって:
第1プロピレン系ポリマーを選択し;
第2プロピレン系ポリマーを選択し;
前記第1および第2プロピレン系ポリマーをブレンドしてポリマーブレンドを形成し;
少なくとも1つの層が前記ブレンドを含む前記ポリプロピレン系フィルムを形成することを含み、
ここで、前記第1プロピレン系ポリマーは5〜40wt%のエチレン由来の単位を含み、前記第2プロピレン系ポリマーは、rPP、hPPおよびそれらの組合せからなる群から選択される、方法。
[11]
前記フィルムが、キャスト押出、押出吹込および押出コーティングからなる群から選択される共押出法によって形成される、[10]記載の方法。
[12]
前記フィルムが、熱、超音波および接着積層からなる群から選択される積層方法によって形成される、[10]記載の方法。
[13]
[1]〜[9]のいずれかに記載のプロピレン系フィルムを含む、物品。
[14]
前記物品が、食品包装、家庭用包装、コーティング生地、弾性フィルムおよび繊維からなる群から選択される、[13]記載の物品。
[15]
前記物品が衛生用フィルムである、[13]記載の物品。
Claims (5)
- ポリプロピレン系フィルムであって:
2つの表面薄層と少なくとも1つのコア層とによって特徴づけられる少なくとも3つの層を含み、
前記少なくとも1つのコア層が:
(i)(A)少なくとも60重量パーセント(wt%)のプロピレン由来の単位、および(B)10〜20wt%のエチレン由来の単位を含む第1プロピレン系ポリマーであって、110℃以下の融点(Tm)によって特徴づけられる第1プロピレン系ポリマー、ならびに
(ii)rPPおよびhPPからなる群から選択される第2プロピレン系ポリマー
のポリマーブレンドを含み、
ここで、前記フィルムが以下の特性:
(a)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して100%以上のエルメンドルフ引裂MDにおける変化;
(b)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して60%以上のダート衝撃抵抗における変化;
(c)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して15%以上の2%割線係数における変化;および
(d)rPP、hPPまたはそれらの組合せから本質的になるポリプロピレンのみを含む3層フィルムに対して40%以上の穿刺抵抗における変化
の少なくとも1つを示す、フィルム。 - 前記フィルムが押出コーティングであり、前記第1プロピレン系ポリマーが8〜40g/10分のMFRを有する、請求項1記載のポリプロピレン系フィルム。
- 前記フィルムがインフレーションフィルムであり、前記第1プロピレン系ポリマーが0.3〜10g/10分のMFRを有する、請求項1記載のポリプロピレン系フィルム。
- 前記フィルムが、2つの表面薄層と3つのコア層とによって特徴づけられる5つの層を含む、請求項1記載のポリプロピレン系フィルム。
- 少なくとも1つの表面薄層と少なくとも1つのコア層との間に配置された少なくとも1つの結合層をさらに含む、請求項1記載のポリプロピレン系フィルム。
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