JP6691141B2 - 多層構造及びそれを含む物品 - Google Patents

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Description

本開示は、多層構造及びこのような多層構造を含む物品に関する。
配向は、ポリマーの物理的強度を向上させる一般的な方法である。強靭性及び透明度をもたらすためにある特定の二軸配向ポリエチレン（「ＢＯＰＥ」）フィルムが使用されており、これは、可撓性包装用途におけるダウンゲージングに好ましい。しかしながら、二軸配向プロセスは、フィルムのヒートシール性能、特にそのヒートシール開始温度に悪影響を及ぼしている。従来の取り組みには、ＢＯＰＥフィルム層及びタイ層を使用するシーラント層を共押出することが含まれていた。しかしながら、このような取り組みは、タイ層及びシーラント層として利用可能な限られた樹脂及び構造によって狭められ、一般的な３層フィルム押出ラインに適用されない場合がある。
他の取り組みは、ＢＯＰＥフィルムを一般的なポリエチレンフィルムと共に積層することに関し、良好な物理的特性を提供することがある一方で、非常に狭いシールウィンドウも有し、ヒートシール中にしわが生じる傾向があり、後に好ましくない包装外観、または包装不良をももたらし得る。したがって、改善された物理的特性及び良好なヒートシール性能を提供し得る包装用途で使用するためのさらなる構造が有益であろう。
本発明は、二軸配向ポリエチレンフィルム及び１つ以上の所望の特性を有利に提供するシーラントフィルムを備える多層構造を提供する。例えば、いくつかの実施形態では、多層構造は、所望の物理的特性（例、引張強度、伸び及び／またはその他）ならびに所望のヒートシール性能の組み合わせを有利に提供することができる。
一態様では、本発明は、（ａ）０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する直鎖状低密度ポリエチレンを含む二軸配向ポリエチレンフィルムであって、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、二軸配向ポリエチレンフィルムの縦方向における極限伸びが、横方向における極限伸びよりも少なくとも２倍大きく、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、二軸配向ポリエチレンフィルムの極限引張強度が少なくとも６０ＭＰａである、二軸配向ポリエチレンフィルムと、（ｂ）接着剤層と、（ｃ）シーラントフィルムと、を備え、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムの極限伸びが少なくとも３００％であり、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムの極限引張強度が５０ＭＰａ未満であり、シーラントフィルムが１０５℃以下のヒートシール開始温度を有し、シーラントフィルムが、接着剤によって二軸配向ポリエチレンフィルムに積層される、多層構造を提供する。
別の態様では、本発明は、（ａ）０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する直鎖状低密度ポリエチレンを含む二軸配向ポリエチレンフィルムと、（ｂ）接着剤層と、（ｃ）少なくとも３０重量パーセントのポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む少なくとも１つの層を備えるシーラントフィルムと、を備え、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムの極限伸びが少なくとも３００％であり、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムの極限引張強度が５０ＭＰａ未満であり、シーラントフィルムが１０５℃以下のヒートシール開始温度を有し、シーラントフィルムが、接着剤によって二軸配向ポリエチレンフィルムに積層される、多層構造を提供する。
発明を実施するための形態に、これら及び他の実施形態がより詳細に記載される。
実施例に記述されている収縮比及びしわレベルを決定するために行われる測定を示す。
本明細書にて特に指示がない限り、百分率は重量パーセント（重量％）であり、温度は℃である。
「ポリマー」とは、同じ種類か異なる種類かにかかわらず、モノマーを重合させることによって調製されたポリマー化合物を意味する。したがって、ポリマーという一般用語は、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もと、１種類のみのモノマーから調製されたポリマーを指すために用いられる）、及び以下の本明細書で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、ポリマーに、かつ／またはポリマー内に組み込まれ得る。ポリマーは、単一ポリマー、ポリマーブレンド、またはポリマー混合物であり得る。
「ポリオレフィン」とは、（ポリマーの重量に基づいて）例えばエチレンまたはプロピレン等の１つ以上のオレフィンモノマーに由来する５０重量％を超える単位を含み、任意に、少なくとも１つのコモノマーを含有し得るポリマーを意味する。
「ポリエチレン」とは、エチレンモノマーに由来する５０重量％を超える単位を有するポリマーを意味する。これは、ポリエチレンホモポリマーまたはコポリマー（２つ以上のコモノマーに由来する単位を意味する）を含む。当技術分野で知られているポリエチレンの一般的な形状としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、直鎖状及び実質的に直鎖状低密度樹脂（ｍ−ＬＬＤＰＥ）の両方を含むシングルサイト触媒直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、ならびに高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）が挙げられる。これらのポリエチレン材料は、当該技術分野で一般的に知られているが、以下の説明が、いくつかのこれらの異なるポリエチレン樹脂間の違いを理解するのに役立ち得る。
用語「ＬＤＰＥ」は、「高圧エチレンポリマー」または「高分岐ポリエチレン」とも呼ばれる場合があり、過酸化物などのフリーラジカル反応開始剤の使用により、１４，５００ｐｓｉ（１００ＭＰａ）を超える圧力でオートクレーブまたは管型反応器において、ポリマーが部分的または完全にホモポリマー化またはコポリマー化されることを意味すると定義される（例えば、参照として本明細書に組み込まれるＵＳ４，５９９，３９２を参照のこと）。ＬＤＰＥ樹脂は、典型的には０．９１６〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の範囲の密度を有する。
用語「ＬＬＤＰＥ」は、従来のチーグラー・ナッタ触媒系、ならびにメタロセン触媒（「ｍ−ＬＬＤＰＥ」と呼ばれることもある）及び拘束幾何触媒などの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み、直鎖状、実質的に直鎖状、または不均一のポリエチレンコポリマーもしくはホモポリマーを含む。ＬＬＤＰＥは、ＬＤＰＥよりも短い長鎖分岐を含み、米国特許第５，２７２，２３６号、米国特許第５，２７８，２７２号、米国特許第５，５８２，９２３号、及び米国特許第５，７３３，１５５号においてさらに定義される実質的に直鎖状のエチレンポリマー、米国特許第３，６４５，９９２号のものなどの均一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号に開示されたプロセスに従って調製されたものなどの均一に分岐したエチレンポリマー、及び／または（ＵＳ３，９１４，３４２またはＵＳ５，８５４，０４５に開示されたものなどの）それらのブレンドを含む。ＬＬＤＰＥは、当技術分野で知られている任意の種類の反応器または反応器構成を使用してガス相、溶液相もしくはスラリー重合またはそれらの組み合わせを介して作製されることができ、ガス及びスラリー相の反応器を用いることが最も好ましい。
用語「ＭＤＰＥ」は、０．９２６〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンを指す。「ＭＤＰＥ」は、典型的にはクロムまたはチーグラー・ナッタ触媒またはメタロセン触媒及び拘束幾何触媒などの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（「ＭＷＤ」）を有する。
用語「ＨＤＰＥ」は、約０．９４０ｇ／ｃｍ３超の密度を有するポリエチレンを指し、一般的にはチーグラー・ナッタ触媒、クロム触媒またはメタロセン触媒及び拘束幾何触媒などのシングルサイト触媒を用いて調製される。
用語「ＵＬＤＰＥ」は、０．８８０〜０．９１２ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンを指し、一般的にはチーグラー・ナッタ触媒、クロム触媒、またはメタロセン触媒もしくは拘束幾何触媒などのシングルサイト触媒を用いて調製される。
「多層構造」とは、２つ以上の層を有する任意の構造を意味する。例えば、多層構造は、２つ、３つ、４つ、５つ、またはそれ以上の層を有し得る。多層構造は、文字で指定された層を有するとして記載され得る。例えば、コア層Ｂと２つの外層Ａ及びＣとを有する三層構造は、Ａ／Ｂ／Ｃと指定され得る。同様に、２つのコア層Ｂ及びＣと２つの外層Ａ及びＤとを有する構造は、Ａ／Ｂ／Ｃ／Ｄと指定される。
一実施形態では、本発明の多層構造は、（ａ）０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する直鎖状低密度ポリエチレンを含む二軸配向ポリエチレンフィルムであって、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、二軸配向ポリエチレンフィルムの縦方向における極限伸びが、横方向における極限伸びよりも少なくとも２倍大きく、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、二軸配向ポリエチレンフィルムの極限引張強度が少なくとも６０ＭＰａである、二軸配向ポリエチレンフィルムと、（ｂ）接着剤層と、（ｃ）シーラントフィルムと、を備え、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムの極限伸びが少なくとも３００％であり、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムの極限引張強度が５０ＭＰａ未満であり、シーラントフィルムが１０５℃以下のヒートシール開始温度を有し、シーラントフィルムが、接着剤によって二軸配向ポリエチレンフィルムに積層される。さらなる実施形態では、シーラントフィルムが、少なくとも３０重量パーセントのポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む少なくとも１つの層を備える。
別の実施形態では、本発明の多層構造は、（ａ）０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する直鎖状低密度ポリエチレンを含む二軸配向ポリエチレンフィルムと、（ｂ）接着剤層と、（ｃ）少なくとも３０重量パーセントのポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む少なくとも１つの層を備えるシーラントフィルムと、を備え、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムの極限伸びが少なくとも３００％であり、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムの極限引張強度が５０ＭＰａ未満であり、シーラントフィルムが１０５℃以下のヒートシール開始温度を有し、シーラントフィルムが、接着剤によって二軸配向ポリエチレンフィルムに積層される。
いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層が、少なくとも５０重量パーセントのポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む。
いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層が、少なくとも７０重量パーセントのポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む。
いくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、単層である。シーラントフィルム、いくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、直鎖状低密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレンを含む第２の層を備える。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、インフレーションフィルムである。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、流延フィルムである。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、９５℃以下のヒートシール開始温度を有する。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、３０〜１２０マイクロメートルの厚さを有する。
二軸配向ポリエチレンフィルムに関して、いくつかの実施形態では、二軸配向ポリエチレンフィルムは、単層フィルムである。いくつかの実施形態では、二軸配向ポリエチレンフィルムは、多層フィルムである。いくつかの実施形態では、二軸配向ポリエチレンフィルムにおける直鎖状低密度ポリエチレンは、０．９１５〜０．９３０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。いくつかの実施形態では、二軸配向ポリエチレンフィルムは、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリエチレンプラストマー、ポリエチレンエラストマー、エチレン酢酸ビニル、及び少なくとも５０％のエチレンモノマーを含む任意のポリマーのうちの少なくとも１つをさらに含む。いくつかの実施形態では、二軸配向ポリエチレンフィルムは、縦方向において２：１〜６：１の延伸比で、横方向において２：１〜９：１の延伸比で配向される。いくつかの実施形態では、二軸配向ポリエチレンフィルムは、縦方向において３：１〜５：１の延伸比で、横方向において３：１〜８：１の延伸比で配向される。いくつかの実施形態では、二軸配向ポリエチレンフィルムは、１０〜６０マイクロメートルの厚さを有する。
いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向における二軸配向ポリエチレンフィルムの極限引張強度は、少なくとも７５ＭＰａである。いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、横方向における二軸配向ポリエチレンフィルムの極限引張強度は、少なくとも７５ＭＰａである。いくつかの実施形態では、二軸配向ポリエチレンフィルムは、１つ以上の添加剤をさらに含む。１つ以上の添加剤としては、例えば、酸化防止剤、亜リン酸塩、粘着添加剤、帯電防止剤、顔料、着色剤、充填剤、またはこれらの組み合わせを挙げることができる。
接着剤層に関して、いくつかの実施形態では、接着剤層は、無溶剤接着剤、水性接着剤、または溶剤系接着剤である。
いくつかの実施形態では、多層構造は、少なくとも１５℃のシールウィンドウを示す。
他の態様では、本発明は、本明細書に開示される任意の多層構造を備える物品に関する。いくつかの実施形態では、物品は、包装容器である。いくつかの実施形態では、本明細書に開示される任意の多層構造を含む包装容器は、液体、粉末、または食品をさらに含むことができる。
二軸配向ポリエチレンフィルム
本発明の多層構造において使用される二軸配向ポリエチレンフィルムは、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を含む。適切なＬＬＤＰＥとしては、チーグラー・ナッタ触媒による直鎖状低密度ポリエチレン、シングルサイト触媒（メタロセンを含む）による直鎖状低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）、及び中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）（ＭＤＰＥが０．９４０ｇ／ｃｍ３以下の密度を有する限り）、ならびに前述のうち２つ以上の組み合わせが挙げられる。これらのポリエチレン樹脂は、当該分野で一般的に知られている。本出願での使用に特に適したＬＬＤＰＥ樹脂を、以下の３つのパラメータで特徴付けることができる。
ＬＬＤＰＥは、０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。０．９１０ｇ／ｃｍ３〜０．９４０ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ＬＬＤＰＥの密度は、下限０．９１０、０．９１２、０．９１５、または０．９２０ｇ／ｃｍ３〜上限０．９２５、０．９３０、０．９３５、または０．９４０ｇ／ｃｍ３であり得る。いくつかの実施形態では、ＬＬＤＰＥは、０．９１５〜０．９３０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
いくつかの実施形態では、ＬＬＤＰＥは、最大で１０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。最大で１０ｇ／１０分のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ＬＬＤＰＥは、上限１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、または１０．０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。本発明の具体的な態様では、ＬＬＤＰＥは、下限０．５ｇ／１０分のＩ２を有する。
二軸配向ポリエチレンフィルムは、いくつかの実施形態では５０重量パーセント超、他の実施形態では６０重量パーセント超、他の実施形態では７０重量パーセント超のＬＬＤＰＥを含むことができる。
いくつかの実施形態では、二軸配向ポリエチレンフィルムは、例えば、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリエチレンプラストマー、ポリエチレンエラストマー、エチレン酢酸ビニル、及び少なくとも５０％のエチレンモノマーを含む任意のポリマー、またはそれらの組み合わせを含む１つ以上のさらなるポリマーをさらに含むことができる。このような実施形態では、１つ以上のさらなるポリマーは、５０重量パーセント未満の量で存在し得る。
二軸配向ポリエチレンフィルムは、例えば、酸化防止剤、亜リン酸塩、粘着添加剤、帯電防止剤、顔料、着色剤、充填剤、またはこれらの組み合わせなどの当業者に知られている１つ以上の添加剤をさらに含むことができる。
二軸配向ポリエチレンフィルムは、単層フィルムまたは多層フィルムであり得る。厚さに関して、二軸配向ポリエチレンフィルムは、１０〜６０マイクロメートルの厚さ（配向後）を有する。１０〜６０マイクロメールのすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、二軸配向ポリエチレンフィルムの厚さは、下限１０、２０、３０、４０、または５０マイクロメートル〜上限２５、３５、４５、５５、または６０マイクロメートルの範囲であり得る。例えば、二軸配向ポリエチレンフィルムの厚さは、１０〜６０マイクロメートル、またはあるいは２０〜５０マイクロメートル、またはあるいは２５〜４０マイクロメートルの範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、ポリエチレンフィルムは、幅出し機フレームシーケンス二軸配向プロセスを使用して二軸配向される。そのような技術は、当業者に一般的に知られている。他の実施形態では、ポリエチレンフィルムは、ダブルバブル配向プロセスなどの本明細書の教示に基づき、当業者に知られている他の技術を使用して二軸配向され得る。一般的に、幅出し機フレームシーケンス二軸配向プロセスを用いて、幅出し機フレームを多層共押出ラインの一部として組み合わせる。平型から押出した後、フィルムを冷却ロール上で冷却させ、室温水で満たされた水浴中に浸漬させる。次に流延フィルムは、一連の異なる回転速度のローラーへと進み、縦方向での延伸を達成する。製造ラインのＭＤ延伸セグメントには、いくつかのローラー対が存在し、すべて油で加熱される。ローラー対は、予熱ローラー、延伸ローラー、及び緩やかなアニーリング用ローラーとして連続して稼働する。ローラー対のそれぞれの温度は、個別に制御される。縦方向に延伸後、フィルムのウェブは、加熱ゾーンを備える幅出し機フレーム熱風オーブン中に進み、横方向での延伸を行う。初めのいくつかのゾーンが予熱用、その後に延伸用のゾーンが続き、最後のゾ−ンがアニーリング用である。
いくつかの実施形態では、ポリエチレンフィルムは、縦方向において２：１〜６：１の延伸比で、またはあるいは３：１〜５：１の延伸比で配向され得る。いくつかの実施形態では、ポリエチレンフィルムは、横方向において２：１〜９：１の延伸比で、またはあるいは３：１〜８：１の延伸比で配向され得る。いくつかの実施形態では、ポリエチレンフィルムは、縦方向において２：１〜６：１の延伸比で、横方向において２：１〜９：１の延伸比で配向される。
二軸配向に続いて、二軸配向ポリエチレンフィルムは、いくつかの物理的特性を示し得る。いくつかの実施形態では、例えば、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、二軸配向ポリエチレンフィルムの縦方向における極限伸びが、横方向における極限伸びよりも少なくとも２倍、またはあるいは少なくとも５倍、またはあるいは少なくとも８倍、またはあるいは少なくとも１０倍大きいことを示し得る。いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、二軸配向ポリエチレンフィルムは、少なくとも６０ＭＰａの極限引張強度を示し得る。いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、二軸配向ポリエチレンフィルムは、縦方向において少なくとも７５ＭＰａ、及び／または横方向において少なくとも７５ＭＰａの極限引張強度を示す。
いくつかの実施形態では、例えば最終用途に応じて、二軸配向ポリエチレンフィルムは、シーラントフィルムに積層前または後に当業者に知られている技術を使用してコロナ処理またはプリントされ得る。
シーラントフィルム
本発明の多層構造に使用されるシーラントフィルムは、初めに二軸配向ポリエチレンフィルムとは別個に形成される。それ故に、シーラントフィルムは二軸配向されるのではなく、二軸配向ポリエチレンフィルムに積層される。
いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムは、５０ＭＰａ未満の極限引張強度を示す。いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムは、４０ＭＰａ未満の極限引張強度が示す。いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムは、３０ＭＰａ未満の引張強度を示す。
いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムは、少なくとも３００％の極限伸びを示す。いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムは、少なくとも５００％の極限伸びを示す。いくつかの実施形態では、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、シーラントフィルムは、少なくとも７００％の極限伸びを示す。
いくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、上記で引用した極限引張強度及び極限伸びの任意の組み合わせを示す。
いくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、１０５℃以下のヒートシール開始温度を示す。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、９５℃以下のヒートシール開始温度を示す。ヒートシール開始温度を決定するための方法が、以下の試験方法部分に記載されている。
シーラントフィルムは、単層フィルムまたは多層フィルムであり得る。シーラントフィルムは、インフレーションフィルムまたは流延フィルムであり得る。本明細書に記載されるように、シーラントフィルムは、二軸配向ポリエチレンフィルムと共押出されないが、本発明により二軸配向ポリエチレンフィルムに積層される。
いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層が、少なくとも３０重量パーセントのポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む。
シーラントフィルムが単層フィルムである場合の実施形態では、シーラントの第１の層は唯一の層である。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層が、少なくとも５０重量パーセントのポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層が、少なくとも７０重量パーセントのポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層が、１００重量パーセントのポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む。
シーラントフィルムの第１の層が、１００重量パーセント未満のポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む場合の実施形態では、第１の層は、列記された他の構成要成分、低密度ポリエチレン、または直鎖状低密度ポリエチレンの１つをさらに含み得る。
いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層は、（ａ）ポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマー、及び（ｂ）低密度ポリエチレン、を含む。いくつかの実施形態では、第１の層は、少なくとも構成成分（ａ）３０％及び低密度ポリエチレン７０％以下を含む。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層は、少なくとも構成成分（ａ）５０％及び低密度ポリエチレン５０％以下を含む。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層は、少なくとも構成成分（ａ）７０％及び低密度ポリエチレン３０％以下を含む。いくつかの実施形態では、シーラントフィルムの第１の層の構成成分（ａ）は、ポリオレフィンプラストマーである。
シーラントフィルムがポリオレフィンプラストマーを含む場合、ポリオレフィンプラストマーは、ポリエチレンプラストマーまたはポリプロピレンプラストマーであり得る。ポリオレフィンプラストマーは、メタロセン及び拘束幾何触媒などのシングルサイト触媒を使用して作製される樹脂を含む。ポリオレフィンプラストマーは、０．８８５〜０．９１５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。０．８８５ｇ／ｃｍ３〜０．９１５ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ポリオレフィンプラストマーの密度は、下限０．８９５、０．９００、または０．９０５ｇ／ｃｍ３〜上限０．９０５、０．９１０、または０．９１５ｇ／ｃｍ３であり得る。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンプラストマーは、０．８９０〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
いくつかの実施形態では、ポリオレフィンプラストマーは、最大で２０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。最大で２０ｇ／１０分のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ポリオレフィンプラストマーは、上限１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。本発明の具体的な態様では、ポリオレフィンプラストマーは、下限０．５ｇ／１０分のＩ２を有する。ポリオレフィンプラストマーのメルトインデックスを特定する１つの要素は、シーラントフィルムが、インフレーションフィルムとして製造されるか流延フィルムとして製造されるかどうかである。
シーラントフィルムに使用され得るポリオレフィンプラストマーの例としては、例えば、ＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）ＰＬ １８８１Ｇ及びＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）ＰＦ１１４０Ｇを含むＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）の名称でＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているようなものが挙げられる。
シーラントフィルムがポリオレフィンエラストマーを含む場合、ポリオレフィンエラストマーは、ポリエチレンエラストマーまたはポリプロピレンエラストマーであり得る。ポリオレフィンエラストマーは、０．８５７〜０．８８５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。０．８５７ｇ／ｃｍ３〜０．８８５ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ポリオレフィンエラストマーの密度は、下限０．８５７、０．８６０、０．８６５、０．８７０、または０．８７５ｇ／ｃｍ３〜上限０．８７０、０．８７５、０．８８０、または０．８８５ｇ／ｃｍ３であり得る。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンエラストマーは、０．８６０〜０．８８０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
いくつかの実施形態では、ポリオレフィンエラストマーは、最大で２０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。最大で２０ｇ／１０分のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ポリオレフィンエラストマーは、上限１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。本発明の具体的な態様では、ポリオレフィンエラストマーは、下限０．５ｇ／１０分のＩ２を有する。ポリオレフィンプラストマーのメルトインデックスを特定する１つの要素は、シーラントフィルムが、インフレーションフィルムとして製造されるか流延フィルムとして製造されるかどうかである。
シーラントフィルムに使用され得るポリオレフィンエラストマーの例としては、例えば、ＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）ＥＧ８１００Ｇ及びＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）ＥＧ８２００Ｇを含むＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）の名称でＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているようなものが挙げられる。
シーラントフィルムが超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）を含む場合、ＵＬＤＰＥは、０．８８０〜０．９１５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。０．８８０ｇ／ｃｍ３〜０．９１５ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ＵＬＤＰＥの密度は、下限０．８８０、０．８８５、０．８９０、０．８９５、０．９００、または０．９０５ｇ／ｃｍ３〜上限０．８９５、０．９００、０．９０５、０．９１０、０．９１２、または０．９１５ｇ／ｃｍ３であり得る。いくつかの実施形態では、ＵＬＤＰＥは、０．８８５〜０．９１０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
いくつかの実施形態では、ＵＬＤＰＥは、最大で２０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。最大で２０ｇ／１０分のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ＵＬＤＰＥは、上限１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。本発明の具体的な態様では、ＵＬＤＰＥは、下限０．５ｇ／１０分のＩ２を有する。
シーラントフィルムに使用され得るＵＬＤＰＥの例としては、例えば、ＡＴＴＡＮＥ（商標）４２０１Ｇ及びＡＴＴＡＮＥ（商標）４２０３を含むＡＴＴＡＮＥ（商標）の名称でＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているようなものが挙げられる。
シーラントフィルムがエチレンアセテートコポリマーを含む場合、エチレンアセテートコポリマーは、例えばエチレン酢酸ビニルであり得る。いくつかの実施形態では、エチレンアセテートコポリマーは、５％〜４０％のアセテート含有量を有し得る。エチレンアセテートコポリマーは、０．９２０〜０．９７０／ｃｍ３の密度を有する。０．９２０ｇ／ｃｍ３〜０．９７０ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、エチレンアセテートコポリマーの密度は、下限０．９２０、０．９２５、０．９３０、０．９３５、０．９４０ｇ／ｃｍ３〜上限０．９４５、０．９５０、０．９５５、０．９６０、０．９６５、または０．９７０ｇ／ｃｍ３であり得る。いくつかの実施形態では、エチレンアセテートコポリマーは、０．９３０〜０．９５０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
いくつかの実施形態では、エチレンアセテートコポリマーは、最大で２０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。最大で２０ｇ／１０分のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、エチレンアセテートコポリマーは、上限１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。本発明の具体的な態様では、エチレンアセテートコポリマーは、下限０．２５ｇ／１０分のＩ２を有する。
シーラントフィルムに使用され得るエチレンアセテートコポリマーの例としては、例えば、Ｅｖａｆｌｅｘ（商標）４１０及びＥｖａｆｌｅｘ（商標）４６０を含むＥｖａｆｌｅｘ（商標）の名称でＤｕｐｏｎｔ−Ｍｉｔｓｕｉ Ｐｏｌｙｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．から市販されているようなものが挙げられる。
シーラントフィルムがエチレンアクリル酸コポリマーを含む場合、エチレンアクリル酸コポリマーは、０．９２０〜０．９６０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。０．９２０ｇ／ｃｍ３〜０．９６０ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、エチレンアクリル酸コポリマーの密度は、下限０．９２０、０．９２５、または０．９３０ｇ／ｃｍ３〜上限０．９３５、０．９４０、０．９４５、０．９５０、０．９５５、または０．９６０ｇ／ｃｍ３であり得る。いくつかの実施形態では、エチレンアクリル酸コポリマーは、０．９３０〜０．９３８ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
いくつかの実施形態では、エチレンアクリル酸コポリマーは、最大で２０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。最大で２０ｇ／１０分のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、エチレンアクリル酸コポリマーは、上限１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。本発明の具体的な態様では、エチレンアクリル酸コポリマーは、下限０．２５ｇ／１０分のＩ２を有する。
エチレンアクリル酸コポリマーを含むいくつかの実施形態では、エチレンアクリル酸コポリマーは、３％〜２０％のアクリル酸含有量を有し得る。
シーラントフィルムに使用され得るエチレンアクリル酸コポリマーの例としては、例えば、ＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）３００３及びＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）３００４を含むＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）の名称でＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているようなものが挙げられる。
シーラントフィルムがエチレンアクリレートコポリマーを含む場合、エチレンアクリレートコポリマーは、例えばエチレンアクリル酸エチルであり得る。エチレンアクリレートコポリマーは、０．９２０〜０．９５５ｇ／ｃｍ３の密度を有する。０．９２０ｇ／ｃｍ３〜０．９５０ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、エチレンアクリレートコポリマーの密度は、下限０．９２０、０．９２５、０．９３０、０．９３５、または０．９４０ｇ／ｃｍ３〜上限０．９３０、０．９３５、０．９４０、０．９４５、０．９５０、または０．９５５ｇ／ｃｍ３であり得る。いくつかの実施形態では、エチレンアクリレートコポリマーは、０．９３０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
エチレンアクリレートコポリマーを含むいくつかの実施形態では、エチレンアクリレートコポリマーは、１０％〜２５％のアクリレート含有量を有し得る。
いくつかの実施形態では、エチレンアクリレートコポリマーは、最大で２０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。最大で２０ｇ／１０分のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、エチレンアクリレートコポリマーは、上限１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。本発明の具体的な態様では、エチレンアクリレートコポリマーは、下限０．２５ｇ／１０分のＩ２を有する。
シーラントフィルムに使用され得るエチレンアクリレートコポリマーの例としては、例えば、ＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＥＡ １０１及びＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＥＡ １００を含むＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＥＡの名称でＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているようなものが挙げられる。
シーラントフィルムのいくつかの実施形態の第１の層において使用され得る低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）は、０．９１６〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。０．９１６ｇ／ｃｍ３〜０．９４０ｇ／ｃｍ３のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ＬＤＰＥの密度は、下限０．９１６、０．９２０、０．９２４、０．９２８または０．９３０ｇ／ｃｍ３〜上限０．９２５、０．９３０、０．９３５、または０．９４０ｇ／ｃｍ３であり得る。いくつかの実施形態では、ＬＤＰＥは、０．９１６〜０．９３０ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
いくつかの実施形態では、ＬＤＰＥは、最大で２０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。最大で２０ｇ／１０分のすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、ＬＤＰＥは、上限１．０、２．０、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、または２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有し得る。本発明の具体的な態様では、ＬＤＰＥは、下限０．２５ｇ／１０分のＩ２を有する。
シーラントフィルムが多層フィルムである場合のいくつかの実施形態では、シーラントフィルムは、直鎖状低密度ポリエチレン及び低密度ポリエチレンを含む第２の層を含み得る。このような実施形態では、第２の層が、第２の層の重量に基づき、最大で１００重量パーセントのＬＬＤＰＥ及び最大で１００重量パーセントのＬＤＰＥ、好ましくは１０〜９０重量パーセントのＬＬＤＰＥ及び１０〜９０重量パーセントのＬＤＰＥを含み得る。
シーラントフィルムの第２の層に適したＬＬＤＰＥとしては、二軸配向ポリエチレンフィルムに関連して開示されるもののいずれかを挙げることができる。シーラントフィルムの第２の層に適したＬＤＰＥとしては、上記のシーラントフィルムの第１の層に関連して開示されるもののいずれかを挙げることができる。
シーラントフィルムが多層フィルムである場合、いくつかの実施形態では３つ以上のさらなる層を備える。例えば、いくつかの実施形態では、さらなる層は、例えばフィルムの使用目的または所望の特性に応じて任意の数のさらなるポリマーを含み、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリアミドまたはエチレンビニルアルコールコポリマーを挙げることができる。
厚さに関して、シーラントフィルムは、３０〜１２０マイクロメートルの厚さ（配向後）を有する。３０〜１２０マイクロメールのすべての個々の値及び部分範囲が本明細書に包含され、本明細書に開示される。例えば、シーラントフィルムの厚さは、下限３０．４０、５０、６０、７０、８０、または９０マイクロメートル〜上限５０、６０、７０、８０、９０、１００、１１０、または１２０マイクロメートルの範囲であり得る。例えば、シーラントフィルムの厚さは、３０〜１２０マイクロメートル、またはあるいは６０〜９０マイクロメートル、またはあるいは３０〜５０マイクロメートルの範囲であり得る。
いくつかの実施形態では、例えば最終用途に応じて、シーラントフィルムは、二軸配向ポリエチレンフィルムに積層前または後に当業者に知られている技術を使用してコロナ処理またはプリントされ得る。
接着剤層
本発明の実施形態では、シーラントフィルムは、接着剤層と共に二軸配向ポリエチレンフィルムに積層される。明確には、接着剤層は、共押出中にポリエチレンフィルムとシーラントフィルムとの間に含まれ得るタイ層ではない。むしろ、上記に記載されるように、二軸配向ポリエチレンフィルム及びシーラントフィルムは個別に形成され、接着剤層と共に積層される。
一般的に、接着剤層は、シーラントフィルムをポリエチレンフィルムに積層するために適した任意の接着剤を含み得る。接着剤層は、無溶剤接着剤、水性接着剤、または溶剤系接着剤を含むことができる。二軸配向ポリエチレンフィルム及びシーラントフィルムは、本明細書の教示に基づき、当業者に知られている技術を使用して、ドライまたはウェットまたは無溶剤積層プロセスを使用して積層され得る。
接着剤層の重量または厚さは、例えば、二軸配向ポリエチレンフィルムの厚さ、シーラントフィルムの厚さ、所望の多層構造の厚さ、使用した接着剤の種類、及び他の要素を含むいくつかの要素によって決まり得る。いくつかの実施形態では、接着剤層は、最大で５．０グラム／ｍ２、または１．０〜４．０ｇ／ｃｍ２、または２．０〜３．０ｇ／ｃｍ２で適用される。
本発明の実施形態により接着剤層として使用され得る接着剤の例としては、ＭＯＲ−ＦＲＥＥ（商標）Ｃ７９とブレンドするＭＯＲ−ＦＲＥＥ（商標）６９８Ａ、またはＭＯＲ−ＦＲＥＥ（商標）Ｃ８３とブレンドするＭＯＲ−ＦＲＥＥ（商標）４２１などのＭＯＲ−ＦＲＥＥ（商標）接着剤としてＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているものが挙げられる。
いくつかの実施形態では、本発明の多層構造は、二軸配向ポリエチレンフィルム、シーラント層、及び接着剤層に加えて、他の層を備えることができる。例えば、いくつかの実施形態では、本発明の多層構造は、１つ以上のさらなる二軸配向ポリエチレンフィルム、１つ以上のさらなるシーラントフィルム、及び／または１つ以上のさらなる接着剤層を含むことができる。いくつかの実施形態では、本発明の多層構造は、例えば、二軸配向ポリアミドフィルム、二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸配向ポリプロピレンフィルム、エチレンビニルアルコールフィルム、ポリ塩化ビニリデンフィルム、金属化二軸配向ポリアミドフィルム、金属化二軸配向ポリエチレンテレフタレートフィルム、金属化二軸配向ポリプロピレンフィルム、及び／または他のフィルム、ならびにそれらの混合物を含む他の層をさらに備えることができる。いくつかの実施形態では、本発明の多層構造は、第２の二軸配向ポリエチレンフィルム、第２の接着剤層、インフレーション、流延、または水中急冷法によって作製されたポリオレフィン系フィルム、二軸配向ポリアミドフィルム、二軸配向ポリプロピレンフィルム、二軸配向グリコール修飾ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデンフィルム、及び箔のうちの少なくとも１つをさらに備える。
シーラントフィルムへの二軸配向ポリエチレンフィルムの積層は、いくつかの有益な特性を有する多層構造を提供する。いくつかの実施形態では、本発明の多層構造は、構造のヒートシール中のしわなどの潜在的な問題を最小化する一方で、良好な物理的性質との組み合わせで良好なヒートシール特性を有利に示す。例えば、二軸配向ポリエチレンフィルムは、シーラントフィルムが幅広いしわ防止（または実質的なしわ防止）シールウィンドウを提供し得る一方で、強靭性及びプリント適性を提供し得る。
いくつかの実施形態では、多層構造は、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、少なくとも５０ＭＰａの引張強度を示し得る。ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、多層構造は、いくつかの実施形態では、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、少なくとも１５０％、いくつかの実施形態では、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、少なくとも２００％の伸びを示し得る。
いくつかの実施形態では、多層構造は、少なくとも１５℃のヒートシールウィンドウを示し得る。いくつかの実施形態では、多層構造は、少なくとも２０℃のヒートシールウィンドウを示し得る。いくつかの実施形態では、多層構造は、最大で２５℃のヒートシールウィンドウを示し得る。多層構造は、１５〜２５℃のヒートシールウィンドウを示し得る。ヒートシールウィンドウは、以下の試験方法部分に記載されるように決定され得る。
本発明の実施形態は、本明細書に記載される任意の多層構造から形成された物品も提供する。このような物品の例としては、包装容器、可撓性包装容器、パウチ、ラベルを挙げることができる。いくつかの実施形態では、本発明の包装容器は、液体、粉末、食品、または他の品物を含むことができる。本発明の物品及び包装容器は、本明細書の教示を考慮し、当業者に知られている技術を使用して本明細書に記載される多層構造から形成され得る。
本発明のいくつかの実施形態を、ここで以下の実施例において詳細に記載する。
実施例１
シーラントフィルム
４つの３層シーラントフィルムを、従来のポリエチレンインフレーションフィルムプロセスにより製造した。表１は、シーラントフィルムの構造を提供する。
層１、層２、及び層３のそれぞれは、公称１２マイクロメートルの層厚を有し、公称３６マイクロメートルのシーラントフィルム厚を提供した。ＬＬＤＰ−１は、製品ＳＥＣＣＯ ＬＬ０２２０ＫＪとしてＳｈａｎｇｈａｉ ＳＥＣＣＯ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であり、２．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）及び０．９２１ｇ／ｃｍ３の密度を有する。ＬＤＰＥは、製品Ｌｏｔｒｅｎｅ ＦＤ０２７４としてＱａｔａｒ Ｐｅｔｒｏｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている低密度ポリエチレン樹脂であり、２．４ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）及び０．９２３ｇ／ｃｍ３の密度を有する。ＬＬＤＰ−２は、ＤＯＷＬＥＸ（商標）２４０５．１１ＧとしてＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている直鎖状低密度ポリエチレン樹脂であり、１．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）及び０．９２２ｇ／ｃｍ３の密度を有する。ＰＯＰは、ＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）ＰＬ １８８１ＧとしてＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているポリオレフィンプラストマー樹脂であり、１．０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）及び０．９０４ｇ／ｃｍ３の密度を有する。
４つのシーラントフィルムのヒートシール強度を、以下の試験部分に説明される方法に従って測定した。結果が表２に提供されている。
本明細書に記載されるように、ヒートシール開始温度は、フィルムが１０Ｎ／インチ超のシール強度を示す時点の温度である。表に示すように、ヒートシール開始温度は、比較シーラントフィルムの場合は〜１１０℃、シーラントフィルム１の場合は〜９８℃、シーラントフィルム２の場合は〜９６℃、及びシーラントフィルム３の場合は〜９１℃であった。
シーラントフィルムの特定の物理的特性も、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定し、表３に報告した。
横方向（ＣＤ）における極限伸びは８００％超であり、縦方向（ＭＤ）及びＣＤにおける極限引張強度は３０．０ＭＰａ未満であった。
二軸配向ポリエチレンフィルム（ＢＯＰＥ）
二軸配向ポリエチレンフィルムも調製した。フィルムに使用したポリエチレン化合物を、以下の通り調製した。第１のポリエチレンを、二重重合反応器系において調製した。表４は、二重反応器ポリエチレン組成物（ＰＥ組成物）の反応器条件を提供する。反応器２の生成物の特性は、反応器１の生成物及び最終生成物の特性に基づき計算される。
式中、ｐは密度であり、ｗは重量分率であり、ＭＩはメルトインデックス（Ｉ２）であり、下付きの１は反応器１を表し、下付きの２は反応器２を表し、下付きのｆは最終生成物を表す。
表５は、このポリエチレン組成物のさらなる特性を提供する。
表６に記載されるように、ＰＥ組成物を、低密度ポリエチレン（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ ＣｏｍｐａｎｙのＤＯＷ（商標）６２１Ｉ）とブレンドした。
３層フィルムを、３層すべてにおいて、同じポリエチレン化合物（上記に記載されたＰＥ化合物）を用いて特注幅出し機フレーム二配向ライン上で製造した。幅出し機フレームラインは、３層共押出ラインを有する。３つの押出機の出力比は、１：６：１である。平型から押出した後、フィルムを冷却ロール上で冷却させ、室温水で満たされた水浴中に浸漬させた。次にこの流延フィルムは、一連の異なる回転速度のローラーへと進み、縦方向（ＭＤ）の延伸を達成した。製造ラインのＭＤの延伸セグメントには、３つのローラー対が存在し、すべて油で加熱された。第１のローラー対が予熱される。第２の対は延伸ローラーである。最後のローラー対は穏やかなアニーリング用である。それぞれのローラー対の温度は、個別に制御される。ＭＤに延伸後、フィルムのウェブは、７つの加熱ゾーンを備える幅出し機フレーム熱風オーブン中に進み、横方向（ＣＤ）の延伸を行った。初めの３ゾーンが予熱用、続く２ゾーンが延伸用である。最後の２ゾーンがアニーリング用である。それぞれのゾーンの温度は、個別に制御される。ＭＤ延伸用のそれぞれのローラー及びＣＤ延伸用のそれぞれの加熱ゾーンのすべての温度が、表３の「ＭＤ延伸温度」及び「ＣＤ延伸温度」欄に列記されている。この特注幅出し機のフレームラインのＣＤ配向比は、８倍に固定される。ＭＤ延伸比は、４倍で維持される。詳細なプロセス情報が、表７に列記されている。
二軸配向ポリエチレンフィルムは、３８マイクロメートルの厚さを有する。このフィルムの特定の物理的特性を、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定し、表８に報告した。
二軸配向ポリエチレンフィルムの極限伸びは、横方向と比較すると、縦方向において〜１１倍大きく、フィルムの引張強度は、両方向において７５ＭＰａ超である。
多層構造
表１のシーラントフィルムのそれぞれが、上記に記載される二軸配向ポリエチレンフィルム（ＢＯＰＥ）に接着剤と共に積層され、表９の多層構造を形成した。
使用した接着剤層は、ＭＯＲ−ＦＲＥＥ（商標）６９８ＡとＭＯＲ−ＦＲＥＥ（商標）Ｃ７９（それぞれＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている）とを１００：５０の重量比でブレンドした。接着剤層を、１．９ｇ／ｃｍ２の重量で適用した。
４つの多層構造のヒートシール強度を、以下の試験部分に説明される方法に従って測定した。加えて、４つの多層構造の収縮比及びしわレベルも、以下の試験部分に説明される方法に従って測定した。結果が表１０に提供されている。
一般的に、多層構造が包装容器または他の物品において使用され、高ヒートシール強度及び良好な可視外観を有することが望ましい。包装統合性を徹底させるためには、４０Ｎ／インチ以上のヒートシール強度が望まれる。同時に、シール部分のしわは最小限にすべきである。その点を考慮し、適切なシールウィンドウの１つの指標は、ヒートシール強度が４０Ｎ／インチ以上でシールがしわがないまたはわずかなしわを示す時点のシール温度範囲である。その分析下で、シールウィンドウは、比較構造の場合は約１０℃、発明構造１の場合は〜１５℃、発明構造２の場合は〜２０℃、及び発明構造３の場合は〜２５℃であった。
試験方法
試験方法は以下のものを含む。
ポリマー結晶化度は、示差走査熱量測定、及び他の分析法によって測定され得る。エチレンホモポリマーまたはエチレンα−オレフィンコポリマー、及び本明細書の実施例のために、結晶化度が以下の計算式によってその密度から計算され得る。
ポリマー密度は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って測定される。
メルトインデックス（Ｉ２）は、１９０℃及び２．１６ｋｇで、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って測定される。
ヒートシール強度
ホットタック試験機（Ｍｏｄｅｌ ４０００、Ｊ＆Ｂ Ｃｏｒｐ．）が、引張なし「シールのみ」の方式において使用される。ヒートシール強度測定を実施するための、シールパラメータは以下の通りである。試料ストリップの幅＝１インチ、シール時間＝０．５秒、シール圧力＝０．２７５ＭＰａ。次いで、シール試料ストリップを、制御された環境下（２３±２℃、５５±５相対湿度）で２４時間エージングさせる。その後、５００ｍｍ／分の引張速度で、引張機（Ｔｙｐｅ５９４３、ＩＮＳＴＲＯＮ Ｃｏｒｐ．）でシール強度を試験する。最大負荷がシール強度として記録される。それぞれのデータポイントは、５つの平行試料ストリップを平均した結果である。ヒートシール開始温度は、フィルムが１０Ｎ／インチのヒートシール強度を示す時点の最低温度である。
しわレベル及び収縮比
試料ストリップは、ヒートシール強度試験方法に明記されたシールパラメータ下でシールされる。シール試料ストリップを、制御された環境下（２３±２℃、５５±５相対湿度）で２４時間エージングさせる。その後、図１に図示されているように、試料ストリップのシール部分の最短幅が測定される。以下の計算式によって、収縮比が計算される。
式中、ＷＳは、ヒートシール後の試料ストリップの測定された最短幅であり、ＷＦは、ヒートシール前の試料ストリップの幅である。実施例において報告されたデータは、３つの平行試料ストリップの平均である。
しわレベルは、以下のように収縮比と関連している。収縮比０％は、しわ「なし」に分類される。収縮比１０％以下は、「わずかな」しわに分類される。収縮比＞１０％は、「激しい」しわに分類される。
高密度画分の分子量（ＭＷＨＤＦ＞９５）及び高密度画分指数（ＩＨＤＦ＞９５）
ポリマーの分子量を、形状因子が１であり、かつすべてのビリアル係数がゼロであると仮定して、レイリー・ガンズ・デバイ近似法（Ａ．Ｍ．Ｓｔｒｉｅｇｅｌ ａｎｄ Ｗ．Ｗ．Ｙａｕ，Ｍｏｄｅｒｎ Ｓｉｚｅ−Ｅｘｃｌｕｓｉｏｎ Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｈｒｏｍａｔｏｇｒａｐｈｙ，２ｎｄ Ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｐａｇｅ ２４２ ａｎｄ Ｐａｇｅ ２６３，２００９）に従ってＬＳ（９０度での光散乱、Ｐｒｅｃｉｓｉｏｎ Ｄｅｔｅｃｔｏｒｓ）及び濃度検出器（ＩＲ−４、Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｃｈａｒ）から直接決定することができる。ベースラインをＬＳ（９０度）及びＩＲ−４（測定チャネル）クロマトグラムから差し引く。全樹脂の場合、積分窓を、すべてのクロマトグラムを２５．５〜１１８℃の溶出温度範囲（温度較正は上で特定されている）で積分するように設定する。高密度画分を、ＣＥＦにおける９５．０℃を超える溶出温度を有する画分と定義する。ＭＷＨＤＦ＞９５及びＩＨＤＦ＞９５の測定は、以下のステップを含む。
（１）検出器間のオフセットを測定する。このオフセットを、ＬＳ検出器とＩＲ−４検出器との間の幾何学的体積オフセットと定義する。これを、ＩＲ−４クロマトグラムとＬＳクロマトグラムとの間のポリマーピークの溶出体積（ｍＬ）の差として計算する。これを、溶出熱速度及び溶出流量を使用して温度オフセットに変換する。高密度ポリエチレン（コモノマーなし、１．０のメルトインデックスＩ２、およそ２．６の多分散性または分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ（従来のゲル透過クロマトグラフィーによる））を使用する。以下のパラメータ：１０℃／分で１４０℃から１３７℃までの結晶化、１３７℃で可溶性画分溶出時間１分間の熱平衡、及び１℃／分で１３７℃から１４２℃までの溶出を除いて、上述のＣＥＦ法と同じ実験条件を使用する。結晶化中の流量は、０．１０ｍＬ／分である。溶出中の流量は、０．８０ｍＬ／分である。試料濃度は、１．０ｍｇ／ｍＬである。
（２）ＬＳクロマトグラムにおける各データ点をシフトさせて、積分前の検出器間オフセットを補正する。
（３）各保持温度での分子量を、ベースラインを差し引いたＬＳ信号／ベースラインを差し引いたＩＲ４信号／ＭＷ定数（Ｋ）として計算する。
（４）ベースラインを差し引いたＬＳクロマトグラムとＩＲ−４クロマトグラムを９５．０〜１１８．０℃の溶出温度範囲で積分する。
（５）高密度画分の分子量（ＭＷＨＤＦ＞９５）を以下に従って計算する。
式中、Ｍｗは、溶出温度Ｔでのポリマー画分の分子量であり、Ｃは、ＣＥＦにおける溶出温度Ｔでのポリマー画分の重量分率である。
（６）高密度画分指数（ＩＨＤＦ＞９５）を以下のように計算する。
式中、中のＭｗは、ＣＥＦにおける溶出温度Ｔでのポリマー画分の分子量である。
ＣＥＦのＭＷ定数（Ｋ）を、検出器間オフセットの測定と同じ条件で分析されたＮＩＳＴポリエチレン１４８４ａを使用して計算する。ＭＷ定数（Ｋ）を、「ＮＩＳＴ ＰＥ１４８４ａの（ＬＳの全積分面積）／ＮＩＳＴ ＰＥ １４８４ａのＩＲ−４測定チャネルの（全積分面積）／１２２，０００」として計算する。
ＬＳ検出器（９０度）のホワイトノイズレベルを、ポリマー溶出前にＬＳクロマトグラムから計算する。ＬＳクロマトグラムを、ベースライン補正のために最初に補正して、ベースラインを差し引いた信号を得る。ＬＳのホワイトノイズを、ポリマー溶出前に少なくとも１００個のデータ点を使用してベースラインを差し引いたＬＳ信号の標準偏差として計算する。ＬＳの典型的なホワイトノイズが０．２０〜０．３５ｍＶである一方で、全ポリマーは、高密度ポリエチレン（コモノマーなし、１．０のＩ２、およそ２．６の多分散性Ｍｗ／Ｍｎ（検出器間オフセット測定に使用））の場合、典型的には約１７０ｍＶのベースラインを差し引いたピーク高さを有する。高密度ポリエチレンの場合、少なくとも５００の信号対雑音比（ホワイトノイズに対する全ポリマーのピーク高さ）をもたらすように注意を払い続けるべきである。

Claims (10)

  1. 多層構造であって、
    （ａ）０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する直鎖状低密度ポリエチレンを含む二軸配向ポリエチレンフィルムであって、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、前記二軸配向ポリエチレンフィルムの縦方向における極限伸びが、横方向における極限伸びよりも少なくとも２倍大きく、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、前記二軸配向ポリエチレンフィルムの極限引張強度が少なくとも６０ＭＰａである、二軸配向ポリエチレンフィルムと、
    （ｂ）接着剤層と、
    （ｃ）シーラントフィルムと、を備え、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、前記シーラントフィルムの極限伸びが少なくとも３００％であり、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、前記シーラントフィルムの極限引張強度が５０ＭＰａ未満であり、前記シーラントフィルムが１０５℃以下のヒートシール開始温度を有し、
    前記シーラントフィルムが、前記接着剤によって前記二軸配向ポリエチレンフィルムに積層される、多層構造。
  2. 前記シーラントフィルムが、少なくとも３０重量％のポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む少なくとも１つの層を備える、請求項１に記載の多層構造。
  3. 多層構造であって、
    （ａ）０．９１０〜０．９４０ｇ／ｃｍ３の密度を有する直鎖状低密度ポリエチレンを含む二軸配向ポリエチレンフィルムと、
    （ｂ）接着剤層と、
    （ｃ）少なくとも３０重量％のポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む少なくとも１つの層を備えるシーラントフィルムと、を備え、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、前記シーラントフィルムの極限伸びが少なくとも３００％であり、ＡＳＴＭ Ｄ８８２に従って測定した場合、縦方向及び横方向のうちの少なくとも１つにおいて、前記シーラントフィルムの極限引張強度が５０ＭＰａ未満であり、前記シーラントフィルムが１０５℃以下のヒートシール開始温度を有し、
    前記シーラントフィルムが、前記接着剤によって前記二軸配向ポリエチレンフィルムに積層される、多層構造。
  4. 前記シーラントフィルムの第１の層が、少なくとも５０重量％のポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、超低密度ポリエチレン、エチレンアセテートコポリマー、エチレンアクリル酸コポリマー、またはエチレンアクリレートコポリマーを含む、請求項２または請求項３に記載の多層構造。
  5. 第２の二軸配向ポリエチレンフィルム、第２の接着剤層、インフレーション、流延、または水中急冷法によって作製されたポリオレフィン系フィルム、二軸配向ポリアミドフィルム、二軸配向ポリプロピレンフィルム、二軸配向グリコール修飾ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデンフィルム、及び箔のうちの少なくとも１つをさらに備える、請求項１〜４のいずれかに記載の多層構造。
  6. 前記シーラントフィルムが、９５℃以下のヒートシール開始温度を有し、及び／または前記多層構造が少なくとも１５℃のシールウィンドウを示す、請求項１〜５のいずれかに記載の多層構造。
  7. 前記シーラントフィルムが、３０〜１２０マイクロメートルの厚さを有し、及び／または前記二軸配向ポリエチレンフィルムが、１０〜６０マイクロメートルの厚さを有する、請求項１〜６のいずれかに記載の多層構造。
  8. 前記二軸配向ポリエチレンフィルムが、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、超低密度ポリエチレン、ポリエチレンプラストマー、ポリエチレンエラストマー、エチレン酢酸ビニルコポリマー、エチレンアクリル酸エチルコポリマー、及び少なくとも５０％のエチレンモノマーを含む任意のポリマーのうちの少なくとも１つをさらに含む、請求項１〜７のいずれかに記載の多層構造。
  9. 前記二軸配向ポリエチレンフィルムが、縦方向において２：１〜６：１の延伸比で、横方向において２：１〜９：１の延伸比で配向される、請求項１〜８のいずれかに記載の多層構造。
  10. 請求項１〜９のいずれかの多層構造を含む物品。
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