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特許7520872多層フィルム、積層体、および多層フィルムを含む物品
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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-07-12
(45)【発行日】2024-07-23
(54)【発明の名称】多層フィルム、積層体、および多層フィルムを含む物品
(51)【国際特許分類】
   B32B 27/32 20060101AFI20240716BHJP
   B65D 65/40 20060101ALI20240716BHJP
【FI】
B32B27/32 E
B65D65/40 D
【請求項の数】 9
(21)【出願番号】P 2021557076
(86)(22)【出願日】2020-03-24
(65)【公表番号】
(43)【公表日】2022-06-01
(86)【国際出願番号】 US2020024396
(87)【国際公開番号】W WO2020198195
(87)【国際公開日】2020-10-01
【審査請求日】2023-03-10
(31)【優先権主張番号】62/824,096
(32)【優先日】2019-03-26
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(73)【特許権者】
【識別番号】502141050
【氏名又は名称】ダウ グローバル テクノロジーズ エルエルシー
(74)【代理人】
【識別番号】100092783
【弁理士】
【氏名又は名称】小林 浩
(74)【代理人】
【識別番号】100095360
【弁理士】
【氏名又は名称】片山 英二
(74)【代理人】
【識別番号】100120134
【弁理士】
【氏名又は名称】大森 規雄
(72)【発明者】
【氏名】ブワシュチク、ジェンナ
(72)【発明者】
【氏名】メッツォーラ、ニコラス カルドソ
(72)【発明者】
【氏名】ゴメス、ジョルジ カミネロ
(72)【発明者】
【氏名】バルボサ、ブルーノ セサル デ モラエス
【審査官】増田 亮子
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第2019/005930(WO,A1)
【文献】国際公開第2019/006053(WO,A1)
(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
B32B 1/00-43/00
B65D 65/40
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
多層フィルムであって、
(a)第1の組成物を含む第1の層であって、前記第1の組成物が、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含み、前記第1の組成物が、0.935g/cm未満の密度、2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)、0.9超のMWCDI値、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)を有し、前記第1の層が、前記第1の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの前記第1の組成物を含む、第1の層と、
(b)第2の層であって、0.950g/cm超の密度および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有する第1のポリエチレンを含み、前記第2の層が、前記第の層の重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの第1のポリエチレンを含む、第2の層と、
(c)シーラント層である、第3の層と、を含み、
前記多層フィルムが、前記フィルムの総重量に基づいて少なくとも29重量パーセントの前記第1の組成物を含み、前記多層フィルムが、前記フィルムの前記総重量に基づいて少なくとも15重量パーセントの前記第1のポリエチレンを含み、
前記フィルムが第4の層をさらに含み、前記第4の層が、前記第4の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの前記第1の組成物を含み、前記フィルムが、ASTM F-119に従って60℃で100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、100時間超の油脂移動による平均破損時間を有し、前記フィルムが、ASTM D-1709(方法B)に従って100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、700グラム超のダート衝撃を有する、多層フィルム。
【請求項2】
前記フィルムが、0.924~0.940g/cmの全体の密度を有する、請求項1に記載の多層フィルム。
【請求項3】
前記第1の組成物および前記第1のポリエチレンの合計量が、前記フィルムの前記総重量に基づいて、前記フィルムの少なくとも60重量パーセントである、請求項1または2に記載の多層フィルム。
【請求項4】
前記第4の層が、前記第4の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの前記第1の組成物を含み、
前記フィルムが第5の層をさらに含み、前記第5の層が、前記第5の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの前記第1のポリエチレンを含み、
前記多層フィルムが、前記フィルムの前記総重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの前記第1のポリエチレンを含み、前記フィルムが、ASTM D-1709(方法B)に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超のダート衝撃を有し、前記フィルムが、ASTM D-1922に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超の機械方向の引裂値を有し、前記フィルムが、ASTM E-398に従って38℃、相対湿度100%、および75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、1.4g/(m*日)未満の水蒸気透過率を有する、請求項1~3のいずれか一項に記載の多層フィルム。
【請求項5】
前記フィルムが5層フィルムである、請求項1~のいずれか一項に記載の多層フィルム。
【請求項6】
総フィルム厚さが120ミクロン未満である、請求項1~5のいずれか一項に記載の多層フィルム。
【請求項7】
総フィルム厚さが80ミクロン未満である、請求項1~5のいずれか一項に記載の多層フィルム。
【請求項8】
ポリエチレンを含む第2のフィルムに接着された、請求項1~のいずれか一項に記載の多層フィルムを含む、積層体。
【請求項9】
請求項1~のいずれか一項に記載の多層フィルムを含む、物品。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、多層フィルム、多層フィルムを含む積層体、および多層フィルムを含む物品に関する。
【背景技術】
【0002】
ポリマーフィルム包装材内に油および油脂を保持することは、現在困難である。消費者および製造業の分野において、包装材内に油および油脂を保持する必要性は、食品用パウチまたはペットフード用の包装材などの分野に共通の需要である。現在、高密度ポリエチレン(HDPE)樹脂またはポリアミド(PA)は、一般的に、共押出フィルム中にバリア層を提供して、包装材の外部または中間積層層への油または油脂の移動を防ぐことを担っている。しかしながら、バリア層は油および油脂に対して不透過性ではなく、油および油脂の移動は完全には防止されないので、時間の経過とともに油および油脂は包装材の外部に到達することが可能である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0003】
油性または油脂性の物品を包装するための多層フィルムの重要な望ましい属性は、油および油脂の移動を最小限にし、油または油脂が多層フィルムを通過する時間を最大限にすることである。しかしながら、例えばHDPEまたはPAを含むバリア層は、油および油脂に対して不透過性ではないので、包装性能をさらに改善するために代替的な多層フィルムが必要とされている。したがって、多層共押出フィルムを通る油または油脂の移動をさらに減少させる代替的な構造体が、当該技術分野において必要とされている。
【0004】
油および油脂の移動を防止する改善されたバリア特性を有することに加えて、改善されたまたは望ましい機械的特性を有する多層フィルムを有することも望ましいであろう。
【0005】
本発明は、望ましい機械的特性(例えば、ダート衝撃、引裂抵抗、弾性率、および/または耐破壊性)ならびに望ましい油脂バリアおよび/または水分バリアをもたらす多層フィルムを提供する。この特性の組み合わせは、様々な包装用途で有利になり得る。
【0006】
一態様において、本発明は、多層フィルムであって、
(a)第1の組成物を含む第1の層であって、第1の組成物が、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含み、第1の組成物が、0.935g/cm未満の密度、2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)、0.9超のMWCDI値、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)を有し、第1の層が、第1の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含む、第1の層と、
(b)第2の層であって、0.950g/cm超の密度および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有する第1のポリエチレンを含み、第2の層が、第1の層の重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの第1のポリエチレンを含む、第2の層と、
(c)シーラント層と、を含み、
多層フィルムが、フィルムの総重量に基づいて少なくとも29重量パーセントの第1の組成物を含み、多層フィルムが、フィルムの総重量に基づいて少なくとも15重量パーセントの第1のポリエチレンを含む、多層フィルムを提供する。
【0007】
以下に論じられるように、本発明はまた、本明細書に開示される本発明の多層フィルムから形成された積層体および他の物品を提供する。
【0008】
これらおよび他の実施形態は、発明を実施するための形態において、より詳細に説明される。
【発明を実施するための形態】
【0009】
相反する記載がなく、文脈から暗示されておらず、または当該技術分野で慣例的でない限り、すべての部およびパーセントは、重量を基準とするものであり、すべての温度は℃であり、すべての試験方法は、本開示の出願日の時点において最新のものである。
【0010】
本明細書で使用される場合、「組成物」という用語は、組成物を含む材料の混合物、ならびに組成物の材料から形成された反応生成物および分解生成物を指す。
【0011】
「ポリマー」は、同じ種類であるか異なる種類であるかに関わらず、モノマーを重合することにより調製される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的な用語は、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下に、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)、および本明細書において以下に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)が、ポリマー中および/またはポリマー内に組み込まれていてもよい。ポリマーは、単一のポリマー、ポリマーブレンド、または重合中にその場で形成されるポリマーの混合物を含むポリマー混合物であり得る。
【0012】
本明細書で使用される場合、「インターポリマー」という用語は、少なくとも2つの異なる種類のモノマーの重合により調製されるポリマーを指す。したがって、インターポリマーという総称は、(2つの異なる種類のモノマーから調製されるポリマーを指すために用いられる)コポリマー、および3つ以上の異なる種類のモノマーから調製されるポリマーを含む。
【0013】
本明細書で使用される場合、「オレフィン系ポリマー」または「ポリオレフィン」という用語は、重合形態で(ポリマーの重量に基づいて)過半量のオレフィンモノマー、例えば、エチレンまたはプロピレンを含み、かつ任意に1つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
【0014】
本明細書で使用される場合、「エチレン/α-オレフィンインターポリマー」という用語は、重合形態で、過半量(>50mol%)のエチレンモノマーに由来する単位、および残りの1つ以上のα-オレフィンに由来する単位を含むインターポリマーを指す。エチレン/α-オレフィンインターポリマーの形成に使用される典型的なα-オレフィンは、C-C10アルケンである。
【0015】
本明細書で使用される場合、「エチレン/α-オレフィンコポリマー」という用語は、重合形態で、2種類のみのモノマーとして、過半量(>50mol%)のエチレンモノマー、およびα-オレフィンを含むコポリマーを指す。
【0016】
本明細書で使用される場合、「α-オレフィン」という用語は、一次またはアルファ(α)位置に二重結合を有するアルケンを指す。
【0017】
「ポリエチレン」または「エチレン系ポリマー」は、過半量(>50mol%)のエチレンモノマーに由来する単位を含むポリマーを意味するものとする。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。当該技術分野において既知であるポリエチレンの一般的な形態には、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)、極低密度ポリエチレン(VLDPE)、直鎖状および実質的に直鎖状の低密度樹脂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(m-LLDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、ならびに高密度ポリエチレン(HDPE)が含まれる。これらのポリエチレン材料は、当該技術分野において一般に既知であるが、以下の説明は、これらの異なるポリエチレン樹脂のうちのいくつかの差異を理解する上で役立つ可能性がある。
【0018】
「LDPE」という用語はまた、「高圧エチレンポリマー」、または「高分岐ポリエチレン」とも称され得、ポリマーが、過酸化物(例えば、参照により組み込まれる、US4,599,392を参照されたい)などの、フリーラジカル開始剤を使用して、14,500psi(100MPa)を上回る圧力で、オートクレーブまたは管状反応器中で、部分的または完全に、ホモ重合または共重合されることを意味するように定義される。LDPE樹脂は、典型的には、0.916~0.935g/cmの範囲内の密度を有する。
【0019】
「LLDPE」という用語は、伝統的なチーグラー・ナッタ触媒系およびクロム系触媒、ならびにビス-メタロセン触媒(「m-LLDPE」と称されることもある)および拘束幾何触媒を含むが、これらに限定されないシングルサイト触媒を使用して作製される樹脂の両方を含み、かつ直鎖状、実質的に直鎖状、または不均質なポリエチレンコポリマーまたはホモポリマーを含む。LLDPEは、LDPEほど長くない鎖分岐を含有し、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、および米国特許第5,733,155号でさらに定義される実質的に直鎖状エチレンポリマー、米国特許第3,645,992号にある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号に開示されるプロセスに従って調製されたものなどの不均一に分岐したエチレンポリマー、ならびに/または(US3,914,342またはUS5,854,045に開示されるものなどの)それらのブレンドを含む。LLDPEは、当該技術分野において既知である任意の種類の反応器または反応器構成を使用して、気相、液相、もしくはスラリー重合、またはそれらの任意の組み合わせによって作製することができる。
【0020】
「MDPE」という用語は、0.926~0.935g/cmの密度を有するポリエチレンを指す。「MDPE」は典型的には、クロム触媒もしくはチーグラー・ナッタ触媒を使用して、またはシングルサイト触媒(ビス-メタロセン触媒および拘束幾何触媒を含むが、これらに限定されない)を使用して作製され、典型的には、2.5を超える分子量分布(「MWD」)を有する。
【0021】
「HDPE」という用語は、一般にチーグラー・ナッタ触媒、クロム触媒、またはビス-メタロセン触媒および拘束幾何触媒を含むが、これらに限定されないシングルサイト触媒を用いて調製される、約0.935g/cm超~最大約0.970g/cmの密度を有するポリエチレンを指す。
【0022】
「ULDPE」という用語は、一般に、チーグラー・ナッタ触媒、クロム触媒、またはビス-メタロセン触媒および拘束幾何触媒を含むが、これらに限定されないシングルサイト触媒で調製される、0.880~0.912g/cmの密度を有するポリエチレンを指す。
【0023】
「ブレンド」、「ポリマーブレンド」などの用語は、2つ以上のポリマーの組成物を意味する。そのようなブレンドは、混和性であっても、そうでなくてもよい。そのようなブレンドは、相分離していても、していなくてもよい。そのようなブレンドは、透過電子分光法、光散乱、X線散乱、および当技術分野で知られている任意の他の方法から決定される、1つ以上のドメイン構成を含有しても、そうでなくてもよい。ブレンドは、積層体ではないが、積層体の1つ以上の層がブレンドを含有してもよい。かかるブレンドは、乾燥ブレンドとして調製され得るか、その場で(例えば、反応器内で)、溶融ブレンドとして、または当業者に既知の他の技術を使用して形成され得る。
【0024】
「接着接触」という用語および同様の用語は、1つの層が両方の層の層間表面(すなわち、接触する表面)を損傷することなく、他の層から除去できないように、1つの層の1つの表面および別の層の1つの表面が接触してお互いに結合することを意味する。
【0025】
「~を含む(comprising)」、「~を含む(including)」、「~を有する(having)」という用語、およびそれらの派生語は、それらが具体的に開示されているか否かに関わらず、任意の追加の構成要素、ステップ、または手順の存在を除外することを意図するものではない。いかなる疑念も避けるために、「含む(comprising)」という用語の使用を通して特許請求されるすべての組成物は、別段矛盾する記述がない限り、ポリマー性かまたは別のものであるかにかかわらず、いかなる追加の添加剤、アジュバント、または化合物を含んでもよい。対照的に、「から本質的になる」という用語は、操作性に必須ではないものを除き、任意の以降の記述の範囲から任意の他の構成要素、ステップ、または手順を除外する。「からなる」という用語は、具体的に規定または列挙されていないいかなる構成要素、ステップ、または手順も除外する。
【0026】
一態様では、本発明は、(a)第1の組成物を含む第1の層であって、第1の組成物が、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含み、第1の組成物が、0.935g/cm未満の密度、2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)、0.9超のMWCDI値、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)を有し、第1の層が、第1の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含む、第1の層と、(b)第2の層であって、0.950g/cm超の密度および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有する第1のポリエチレンを含み、第2の層が、第1の層の重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの第1のポリエチレンを含む、第2の層と、(c)シーラント層である第3の層と、を含み、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて少なくとも29重量パーセントの第1の組成物を含み、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて少なくとも15重量パーセントの第1のポリエチレンを含む、多層フィルムを提供する。いくつかの実施形態では、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて、少なくとも30重量パーセントの第1のポリエチレンを含む。いくつかの実施形態では、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて、少なくとも15重量パーセントの第1のポリエチレンおよび少なくとも60重量パーセントの第1の組成物を含む。
【0027】
いくつかの実施形態では、第1の組成物と第1のポリエチレンの合計量は、フィルムの総重量に基づいて、フィルムの少なくとも60重量パーセントである。いくつかの実施形態では、第1の組成物と第1のポリエチレンの合計量は、フィルムの総重量に基づいて、フィルムの少なくとも65重量パーセントである。いくつかの実施形態では、第1の組成物と第1のポリエチレンの合計量は、フィルムの総重量に基づいて、フィルムの少なくとも70重量パーセントである。
【0028】
いくつかの実施形態では、多層フィルムは、120ミクロン未満の総厚を有する。多層フィルムは、いくつかの実施形態では、80ミクロン未満の総厚を有する。
【0029】
多層フィルムは、いくつかの実施形態では、0.924~0.940g/cmの全体の密度を有する。
【0030】
いくつかの実施形態では、多層フィルムは4層フィルムである。そのような一実施形態では、第4の層は、第4の層の重量に基づいて、少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含む。いくつかのそのような実施形態では、フィルムは、ASTM F-119に従って60℃で100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、100時間超の油脂移動による平均破損時間を有し、フィルムが、ASTM D-1709(方法B)に従って100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、700グラム超のダート衝撃を有する。
【0031】
いくつかの実施形態では、多層フィルムは5層フィルムである。そのような一実施形態では、第4の層が、第4の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含み、第5の層が、第5の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの第1のポリエチレンを含み多層フィルムが、フィルムの総重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの第1のポリエチレンを含む。いくつかのそのような実施形態では、フィルムが、ASTM D-1709(方法B)に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超のダート衝撃を有し、フィルムがASTM D-1922に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超の機械方向の引裂値を有し、フィルムが、ASTM E-398に従って38℃、相対湿度100%、および75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、1.4g/(m*日)未満の水蒸気透過率を有する。
【0032】
本発明の多層フィルムは、本明細書に記載の2つ以上の実施形態の組み合わせを含むことができる。
【0033】
本発明のいくつかの実施形態は、積層体に関する。いくつかの実施形態では、積層体は、ポリエチレンを含む第2のフィルムに接着された、本明細書に開示される本発明の実施形態のいずれかによる多層フィルムを含む。本発明の積層体は、本明細書に記載の2つ以上の実施形態の組み合わせを含むことができる。
【0034】
本発明のいくつかの実施形態は、物品に関する。本発明の実施形態による物品は、本明細書に開示される本発明の実施形態のいずれかによる多層フィルムを含む。本発明の物品は、本明細書に記載の2つ以上の実施形態の組み合わせを含むことができる。
【0035】
本発明の多層フィルムは、少なくとも3つの層を含む。(1)少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含む第1の組成物(第1の組成物は、以下でさらに説明される)であって、第1の層は、第1の層の重量に基づいて、少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含む、第1の組成物、(2)0.950g/cm超の密度および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有する第1のポリエチレン(第1のポリエチレンについては以下でさらに説明する)を含む第2の層であって、第1の層の重量に基づいて、少なくとも40重量パーセントの第1のポリエチレンを含む、第2の層、および(3)シーラント層である第3の層。これらの層は、以下でさらに詳細に考察される。多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて少なくとも29重量パーセントの第1の組成物、およびフィルムの総重量に基づいて少なくとも15重量パーセントの第1のポリエチレンを含む。
【0036】
第1の層
多層フィルムの第1の層の説明では、「第1の」という用語は、フィルム内の他の層の文脈内で層を識別するために使用されることを理解されたい。
【0037】
第1の組成物
上で考察したように、第1の層は、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含む第1の組成物を含み、第1の組成物は、0.935g/cm未満の密度と、2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)と、0.9超のMWCDI値と、次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)とを有する。
【0038】
エチレン系ポリマーは、本明細書に記載の2つ以上の実施形態の組み合わせを含むことができる。
【0039】
一実施形態では、第1の組成物は、0.910~0.935g/cm、例えば0.910~0.930、または0.910~0.925g/cmの範囲の密度を有する。例えば、密度は、下限の0.910、0.912、または0.914g/cm~上限の0.925、0.927、0.930、または0.935g/cmであり得る(1cm=1cc)。
【0040】
一実施形態では、第1の組成物は、0.1~2.0g/10分、例えば0.1~1.8g/10分、または0.1~1.5g/10分、または0.1~1.0g/10分のメルトインデックス(IまたはI2、190℃/2.16kg)を有する。°例えば、メルトインデックス(IまたはI2、190℃/2.16kg)は、下限の0.1、0.2、または0.5g/10分~上限の1.0、1.2、1.4、1.5、1.7、1.8、または2.0g/10分であり得る。°
【0041】
一実施形態では、第1の組成物は、10.0以下、さらに8.0以下、さらに6.0以下のMWCDI値を有する。
【0042】
一実施形態では、第1の組成物は、5.0以下、さらに4.0以下、さらに3.0以下のMWCDI値を有する。
【0043】
一実施形態では、第1の組成物は、1.0以上、さらに1.1以上、さらに1.2以上のMWCDI値を有する。
【0044】
一実施形態では、第1の組成物は、1.3以上、さらに1.4以上、さらに1.5以上のMWCDI値を有する。
【0045】
一実施形態では、第1の組成物は、7.0以上、さらに7.1以上、さらに7.2以上、さらに7.3以上のメルトインデックス比I10/Iを有する。
【0046】
一実施形態では、第1の組成物は、9.2以下、さらに9.0以下、さらに8.8以下、さらに8.5以下のメルトインデックス比I10/Iを有する。
【0047】
一実施形態では、第1の組成物は、1.2~3.0、さらに1.2~2.5、さらに1.2~2.0のZSVR値を有する。
【0048】
一実施形態では、第1の組成物は、総炭素数1,000,000個あたり10個のビニルを超えるビニル不飽和レベルを有する。例えば、総炭素数1,000,000個あたり20個を超えるビニル、または総炭素数1,000,000個あたり50個を超えるビニル、または総炭素数1,000,000個あたり70個を超えるビニル、または総炭素数1,000,000個あたり100個を超えるビニル。
【0049】
一実施形態では、第1の組成物は、重量平均分子量対数平均分子量の比(M/M、従来のGPCによって決定される)として表す、2.2~5.0の範囲内の分子量分布を有する。例えば、分子量分布(M/M)は、下限の2.2、2.3、2.4、2.5、3.0、3.2、または3.4~上限の3.9、4.0、4.1、4.2、4.5、5.0であり得る。
【0050】
一実施形態では、第1の組成物は、10,000~50,000g/モルの範囲の数平均分子量(M、従来のGPCによって決定される)を有する。例えば、数平均分子量は、下限の10,000、20,000、または25,000g/モル~上限の35,000、40,000、45,000、または50,000g/モルであり得る。
【0051】
一実施形態では、第1の組成物は、70,000~200,000g/モルの範囲の重量平均分子量(M、従来のGPCによって決定される)を有する。例えば、数平均分子量は、下限の70,000、75,000、または78,000g/モル~上限の120,000、140,000、160,000、180,000、または200,000g/モルであり得る。
【0052】
一実施形態では、第1の組成物は2.2~7.0の範囲の溶融粘度比Eta*0.1/Eta*100を有する。例えば、数平均分子量は、下限の2.2、2.3、2.4、または2.5~上限の6.0、6.2、6.5、または7.0であり得る。
【0053】
一実施形態では、エチレン系ポリマーは、エチレン/α-オレフィンインターポリマー、さらにエチレン/α-オレフィンコポリマーである。
【0054】
一実施形態では、第1のエチレン系ポリマーはエチレン/α-オレフィンインターポリマー、さらにエチレン/α-オレフィンコポリマーである。
【0055】
一実施形態では、α-オレフィンは、20個以下の炭素原子を有する。例えば、α-オレフィンコモノマーは、好ましくは3~10個の炭素原子、より好ましくは3~8個の炭素原子を有することができる。例示的なα-オレフィンコモノマーとしては、プロピレン、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、および4-メチル-1-ペンテンが挙げられるが、それらに限定されない。1つ以上のα-オレフィンコモノマーは、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンからなる群から選択することができるか、または代替的に1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンからなる群から選択することができ、さらに1-ヘキセンおよび1-オクテンから選択することができる。
【0056】
一実施形態では、エチレン系ポリマーまたは第1のエチレン系ポリマーは、1.5~4.0、例えば1.5~3.5または2.0~3.0の範囲の分子量分布(M/M、従来のGPCによって決定される)を有する。例えば、分子量分布(M/M)は、下限の1.5、1.7、2.0、2.1、または2.2~上限の2.5、2.6、2.8、3.0、3.5、または4.0であり得る。
【0057】
一実施形態では、第1の組成物は、第2のエチレン系ポリマーをさらに含む。さらなる実施形態では、第2のエチレン系ポリマーは、エチレン/α-オレフィンインターポリマー、さらにはエチレン/α-オレフィンコポリマー、またはLDPEである。
【0058】
一実施形態では、α-オレフィンは、20個以下の炭素原子を有する。例えば、α-オレフィンコモノマーは、好ましくは3~10個の炭素原子、より好ましくは3~8個の炭素原子を有することができる。例示的なα-オレフィンコモノマーとしては、プロピレン、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、および4-メチル-1-ペンテンが挙げられるが、それらに限定されない。1つ以上のα-オレフィンコモノマーは、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンからなる群から選択することができるか、または代替的に1-ブテン、1-ヘキセン、および1-オクテンからなる群から選択することができ、さらに1-ヘキセンおよび1-オクテンから選択することができる。
【0059】
一実施形態では、第2のエチレン系ポリマーは、不均一分岐エチレン/α-オレフィンインターポリマー、さらに不均一分岐エチレン/α-オレフィンコポリマーである。不均一分岐エチレン/α-オレフィンインターポリマーおよびコポリマーは、典型的にはチーグラー/ナッタ型触媒系を使用して生成され、ポリマーの低分子量分子中により多くのコモノマーが分布している。
【0060】
一実施形態では、第2のエチレン系ポリマーは、3.0~5.0、例えば3.2~4.6の範囲の分子量分布(M/M)を有する。例えば、分子量分布(M/M)は、下限の3.2、3.3、3.5、3.7、または3.9~上限の4.6、4.7、4.8、4.9、または5.0であり得る。
【0061】
いくつかの実施形態では、少なくとも1つのエチレンベースのポリマーを含み、0.935g/cm未満の密度、2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)、0.9超のMWCDI値、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)を有する第1の組成物は、第1の層の重量に基づいて、少なくとも50重量パーセントの本発明の多層フィルムの第1の層を含む。第1の層は、いくつかの実施形態では、第1の層の重量に基づいて、60~99重量パーセントの第1の組成物を含む。第1の層は、いくつかの実施形態では、第1の層の重量に基づいて、70~99重量パーセントの第1の組成物を含む。第1の層は、いくつかの実施形態では、第1の層の重量に基づいて、少なくとも80重量パーセントの第1の組成物を含む。
【0062】
第1の組成物は、本発明のいくつかの実施形態に従って、多層フィルムの他の層で使用することができる。いくつかの実施形態では、多層フィルムは全体で、多層フィルムの総重量に基づいて少なくとも29重量パーセントの、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含み、密度が0.935g/cm未満、メルトインデックス(I)が2.0g/10分未満、MWCDI値が0.9超、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)を有する、第1の組成物を含む。多層フィルムは、いくつかの実施形態では、多層フィルムの総重量に基づいて、少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含む。多層フィルムは、いくつかの実施形態では、多層フィルムの総重量に基づいて、少なくとも60重量パーセントの第1の組成物を含む。
【0063】
以下の議論は、本発明の実施形態で使用するための第1の組成物の調製に焦点を当てたものである。
【0064】
重合
少なくとも1つのエチレン系ポリマーと、0.935g/cm未満の密度、2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)、0.9超のMWCDI値、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)を有する第1の組成物を含む、第1の組成物(第1の層、および場合により他の層に使用される)の重合に関して、その重合プロセスとしては、1つ以上の従来の反応器、例えばループ反応器、等温反応器、断熱反応器、撹拌槽型反応器、並列、直列のオートクレーブ反応器、および/またはそれらの任意の組み合わせを使用する溶液重合プロセスが挙げられるが、それらに限定されない。エチレン系ポリマー組成物は、例えば、1つ以上のループ反応器、断熱反応器、およびそれらの組み合わせを使用して、液相重合プロセスによって生成することができる。
【0065】
一般に、液相重合プロセスは、115~250℃、例えば、135~200℃の範囲の温度で、および300~1000psig、例えば450~750psigの範囲の圧力で1つ以上のループ反応器および/または1つ以上の断熱反応器などの1つ以上のよく混合された反応器中で起こる。
【0066】
一実施形態では、エチレン系ポリマー組成物(例えば、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含み、かつ、0.9超のMWCDI値、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I2)を有する、第1の組成物)は、直列構成の2つのループ反応器において生成することができ、その第1の反応器温度は115~200℃の範囲、例えば135~165℃の範囲であり、第2の反応器温度は150~210℃の範囲、例えば185~200℃の範囲である。別の実施形態では、エチレン系ポリマー組成物は、単一の反応器中で生成することができ、その反応器温度は、115~200℃、例えば130~190℃の範囲である。液相重合プロセスにおける滞留時間は、典型的には、2~40分、例えば5~20分の範囲である。エチレン、溶媒、1つ以上の触媒系、任意に1つ以上の助触媒、および任意に1つ以上のコモノマーは、1つ以上の反応器に連続的に供給される。例示的な溶媒としては、イソパラフィンが挙げられるが、それに限定されない。例えば、そのような溶媒は、ExxonMobil ChemicalからISOPAR Eの名称で市販されている。次いで、エチレン系ポリマー組成物と溶媒との得られた混合物を反応器(1つの反応器または複数の反応器)から取り出し、エチレン系ポリマー組成物を単離する。溶媒は、典型的には溶媒回収ユニット、すなわち、熱交換器および分離器容器を介して回収され、次いで溶媒は、重合系に再循環される。
【0067】
一実施形態では、エチレン系ポリマー組成物は、溶液重合プロセスを介して、二重反応器系、例えば二重ループ反応器系で生成され得、エチレンおよび任意に1つ以上のα-オレフィンは、1つ以上の触媒系の存在下で1つの反応器中で重合され、第1のエチレン系ポリマーを生成し、エチレン、および任意に1つ以上のα-オレフィンは、1つ以上の触媒系の存在下で第2の反応器中で重合され、第2のエチレン系ポリマーを生成する。さらに、1つ以上の助触媒が存在してもよい。
【0068】
別の実施形態では、エチレン系ポリマー組成物は、単一の反応器系において、例えば単一のループ反応器系において、溶液重合プロセスによって生成することができ、そこでは、エチレン、および任意に1つ以上のα-オレフィンが1つ以上の触媒系の存在下で重合される。さらに、1つ以上の助触媒が存在してもよい。
【0069】
少なくとも2つのエチレン系ポリマーを含む組成物を形成するためのプロセスは、
構造Iの金属-配位子錯体を含む触媒系の存在下で、エチレン、および任意に少なくとも1つのコモノマーを溶液中で重合させて第1のエチレン系ポリマーを形成することと、
チーグラー/ナッタ触媒を含む触媒系の存在下で、エチレン、および任意に少なくとも1つのコモノマーを重合させて第2のエチレン系ポリマーを形成することと、を含むことができ、構造Iは、以下のとおりであり、
【化1】
(式中、
Mは、各々独立して、+2、+3、または+4の形式的酸化状態にあるチタン、ジルコニウム、またはハフニウムであり、
nは、0~3の整数であり、nが0であるとき、Xは存在せず、
各Xは、独立して、中性、モノアニオン性、またはジアニオン性の単座配位子であるか、または2つのXが一緒になって、中性、モノアニオン性、またはジアニオン性である二座配位子を形成し、
Xおよびnは、式(I)の金属-配位子錯体が全体として中性であるように選択され、
各Zは、独立して、O、S、N(C1~C40)ヒドロカルビル、またはP(C1~C40)ヒドロカルビルであり、
Z-L-Zフラグメントは、式(1)からなり、
【化2】
~R16は各々独立して、次の、置換または非置換(C1~C40)ヒドロカルビル、置換または非置換(C1~C40)ヘテロヒドロカルビル、Si(R)3、Ge(R)3、P(R)2、N(R)2、OR、SR、NO2、CN、CF3、RS(O)-、RS(O)2-、(R)2C=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(R)2NC(O)-、ハロゲン原子、水素原子からなる群から選択され、各Rは独立して、(C1~C30)ヒドロカルビルであり、Rは、(C1~C30)ヒドロカルビルであり、Rは、(C1~C30)ヒドロカルビルであり、
任意に、2つ以上のR基(R~R16)は一緒に結合して1つ以上の環構造になることができ、そのような環構造は各々独立して、いかなる水素原子を除いて、環中に3~50個の原子を有する。
【0070】
別の実施形態では、構造Iの金属-配位子錯体を含む触媒系の存在下で、エチレン、および任意に少なくとも1つのα-オレフィンを溶液中で重合させて第1のエチレン系ポリマーを形成することと、チーグラー/ナッタ触媒を含む触媒系の存在下で、エチレン、および任意に少なくとも1つのα-オレフィンを重合させて第2のエチレン系ポリマーを形成することと、を含むことができる。さらなる実施形態では、各α-オレフィンは独立して、C1~C8α-オレフィンである。
【0071】
一実施形態では、任意に、2つ以上のR基(R~R13またはR~R)は一緒に結合して1つ以上の環構造になることができ、そのような環構造は各々独立して、いかなる水素原子を除いて、環中に3~50個の原子を有する。
【0072】
一実施形態では、Mはハフニウムである。
【0073】
一実施形態では、RおよびR14は各々独立して、アルキルであり、さらにはC1~C3アルキル、さらにはメチルである。
【0074】
一実施形態では、RおよびR16は、各々、以下のとおりである。
【化3】
【0075】
一実施形態では、アリール、ヘテロアリール、ヒドロカルビル、ヘテロヒドロカルビル、Si(R)3、Ge(R)3、P(R)2、N(R)2、OR、SR、RS(O)-、RS(O)2-、(R)2C=N-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、(R)2NC(O)-、ヒドロカルビレン、およびヘテロヒドロカルビレン基の各々は、独立して、非置換であるか、または1つ以上のR置換基で置換されていて、各Rは、独立して、ハロゲン原子、ポリフルオロ置換、ペルフルオロ置換、非置換(C1-C18)アルキル、F3C-、FCH2O-、F2HCO-、F3CO-、R3Si-、R3Ge-、RO-、RS-、RS(O)-、RS(O)2-、R2P-、R2N-、R2C=N-、NC-、RC(O)O-、ROC(O)-、RC(O)N(R)-、またはR2NC(O)-であるか、またはRのうちの2つが、一緒になって非置換(C1-C18)アルキレンを形成し、各Rは、独立して、非置換(C1-C18)アルキルである。
【0076】
一実施形態では、R~R16のうちの2つ以上が結合して1つ以上の環構造を形成することはない。
【0077】
一実施形態では、第1のエチレン/α-オレフィンインターポリマーを生成するのに好適な触媒系は、ビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-メチレン-1,2-シクロヘキサンジイルハフニウム(IV)ジメチルを含む触媒系であり、以下の構造IAにより表される。
【化4】
【0078】
本発明における使用に好適なチーグラー/ナッタ触媒は、典型的な担持型チーグラー型触媒であり、これらは溶液プロセスの高い重合温度において特に有用である。そのような組成物の例は、有機マグネシウム化合物、ハロゲン化アルキルもしくはハロゲン化アルミニウム、または塩化水素、および遷移金属化合物に由来するものである。そのような触媒の例は、米国特許第4,612,300号、同第4,314,912号、および同第4,547,475号に説明されており、その教示は参照により本明細書に組み込まれる。
【0079】
特に好適な有機マグネシウム化合物としては、例えば、マグネシウムジアルキルおよびマグネシウムジアリールなどの炭化水素可溶性ジヒドロカルビルマグネシウムが挙げられる。例示的な好適なマグネシウムジアルキルとしては、特に、n-ブチル-sec-ブチルマグネシウム、ジイソプロピルマグネシウム、ジ-n-ヘキシルマグネシウム、イソプロピル-n-ブチル-マグネシウム、エチル-n-ヘキシル-マグネシウム、エチル-n-ブチルマグネシウム、ジ-n-オクチルマグネシウムなどが挙げられ、アルキルが1~20個の炭素原子を有する。例示的な好適なマグネシウムジアリールとしては、ジフェニルマグネシウム、ジベンジルマグネシウム、およびジトリルマグネシウムが挙げられる。好適な有機マグネシウム化合物としては、アルキルおよびアリールマグネシウムアルコキシドおよびアリールオキシド、ならびにアリールおよびアルキルマグネシウムハロゲン化物が挙げられ、ハロゲンを含まない有機マグネシウム化合物がより望ましい。
【0080】
ハロゲン化物源としては、活性非金属ハロゲン化物、金属ハロゲン化物、および塩化水素が挙げられる。好適な非金属ハロゲン化物は、式R’Xによって表され、式中、R’は、水素または活性一価有機ラジカルであり、Xは、ハロゲンである。特に好適な非金属ハロゲン化物としては、例えば、ハロゲン化水素ならびに活性有機ハロゲン化物、例えばt-アルキルハロゲン化物、アリルハロゲン化物、ベンジルハロゲン化物、および他の活性ヒドロカルビルハロゲン化物などが挙げられる。活性有機ハロゲン化物とは、少なくとも塩化sec-ブチルのハロゲンと同じくらい活性である、すなわち別の化合物に容易に失われる、好ましくは塩化t-ブチルと同じくらい活性な不安定なハロゲンを含有するヒドロカルビルハロゲン化物を意味する。有機一ハロゲン化物に加えて、上に定義されるように活性である有機二ハロゲン化物、有機三ハロゲン化物、および他の多ハロゲン化物もまた好適に使用されることが理解される。好ましい活性非金属ハロゲン化物の例としては、塩化水素、臭化水素、塩化t-ブチル、臭化t-アミル、塩化アリール、塩化ベンジル、塩化クロチル、塩化メチルビニルカルビニル、臭化α-フェニルエチル、塩化ジフェニルメチルなどが挙げられる。最も好ましいのは、塩化水素、塩化t-ブチル、塩化アリール、および塩化ベンジルである。
【0081】
好適な金属ハロゲン化物としては、式MRy-a Xaによって表されるものが挙げられ、式中、Mは、メンデレーエフの元素周期表のIIB、IIIA、またはIVA族の金属であり、Rは、一価有機ラジカルであり、Xは、ハロゲンであり、yは、Mの原子価に対応する値を有し、「a」は、1~yの値を有する。好ましい金属ハロゲン化物は、式AlR3-aのハロゲン化アルミニウムであり、式中、各Rは、独立して、アルキルなどのヒドロカルビルであり、Xは、ハロゲンであり、aは、1~3の数である。最も好ましいのは、セスキ塩化エチルアルミニウム、塩化ジエチルアルミニウム、二塩化エチルアルミニウム、および臭化ジエチルアルミニウムなどのハロゲン化アルキルアルミニウムであり、二塩化エチルアルミニウムが特に好ましい。代替的に、三塩化アルミニウムなどの金属ハロゲン化物、または三塩化アルミニウムとハロゲン化アルキルアルミニウムもしくはトリアルキルアルミニウム化合物との組み合わせが、好適に用いられ得る。
【0082】
担持型触媒成分を調製する際の遷移金属成分として、従来のチーグラー・ナッタ遷移金属化合物のいずれも有用に用いることができる。典型的には、遷移金属成分は、IVB族、VB族、またはVIB族金属の化合物である。遷移金属成分は、概して、式:TrX’4-q(OR1)q、TrX’4-q(R2)q、VOX’、およびVO(OR)で表される。
【0083】
Trは、IVB族、VB族、またはVIB族金属、好ましくはIVB族またはVB族金属、好ましくはチタン、バナジウムまたはジルコニウムであり、qは、0または4以下の数であり、X’は、ハロゲンであり、R1は、1~20個の炭素原子を有するアルキル基、アリール基、またはシクロアルキル基であり、R2は、アルキル基、アリール基、アラルキル基、置換アラルキルなどである。
【0084】
アリール、アラルキル、および置換アラルキルは、1~20個の炭素原子、好ましくは1~10個の炭素原子を含有する。遷移金属化合物が、アルキル、シクロアルキル、アリール、またはアラルキル基であるヒドロカルビル基R2を含有する場合、ヒドロカルビル基は、金属炭素結合に対してベータ位にH原子を含有しないことが好ましい。例証的であるが非限定的なアラルキル基の例は、メチル、ネオペンチル、2,2-ジメチルブチル、2,2-ジメチルヘキシル、ベンジルなどのアリール基、1-ノルボルニルなどのシクロアルキル基である。必要に応じて、これらの遷移金属化合物の混合物を用いることができる。
【0085】
遷移金属化合物の例示的な例としては、TiCl、TiBr、Ti(OCCl、Ti(OC)Cl、Ti(OCCl、Ti(OCCl、Ti(OC13Cl、Ti(OC17Br、およびTi(OC1225)Cl、Ti(O-iC、およびTi(O-nCが挙げられる。バナジウム化合物の例示的な例としては、VCl、VOCl、VO(OC、およびVO(OCが挙げられる。ジルコニウム化合物の例示的な例としては、ZrCl、ZrCl(OC)、ZrCl(OC、ZrCl(OC、Zr(OC、ZrCl(OC)、ZrCl(OC、およびZrCl(OC)3が挙げられる。
【0086】
無機酸化物担体を触媒の調製に使用してもよく、担体は、吸着水分を実質的に含まないように熱的または化学的に脱水された任意の粒状酸化物または混合酸化物であり得る。その教示が参照により本明細書に組み込まれる、米国特許第4,612,300号、同第4,314,912号、および同第4,547,475号を参照されたい。
【0087】
助触媒成分
上述の触媒系は、それを活性化助触媒に接触させること、もしくはそれを活性化助触媒と組み合わせることによって、または金属系オレフィン重合反応で使用するための当技術分野で既知のものなどの活性化技術を使用することによって、触媒活性にすることができる。本明細書に使用するのに好適な活性化助触媒としては、アルキルアルミニウム、ポリマーまたはオリゴマーアルモキサン(アルミノキサンとしても知られる)、中性ルイス酸、および非ポリマー、非配位、イオン形成化合物(酸化条件下でのそのような化合物の使用を含む)が挙げられる。好適な活性化技法は、バルク電気分解である。前述の活性化共触媒および技法のうちの1つ以上の組み合わせもまた企図される。「アルキルアルミニウム」という用語は、モノアルキルアルミニウムジヒドリドもしくはモノアルキルアルミニウムジハライド、ジアルキルアルミニウムヒドリドもしくはジアルキルアルミニウムハライド、またはトリアルキルアルミニウムを意味する。アルミノキサンおよびそれらの調製は、例えば、米国特許第6,103,657号で知られている。好ましいポリマーまたはオリゴマーアルモキサンの例は、メチルアルモキサン、トリイソブチルアルミニウム変性メチルアルモキサン、およびイソブチルアルモキサンである。
【0088】
例示的なルイス酸活性化助触媒は、本明細書に説明されるように1~3つのヒドロカルビル置換基を含有する第13族金属化合物である。いくつかの実施形態では、例示的な第13族金属化合物は、トリ(ヒドロカルビル)-置換-アルミニウムまたはトリ(ヒドロカルビル)-ホウ素化合物である。いくつかの他の実施形態では、例示的な第13族金属化合物は、トリ(ヒドロカルビル)-置換-アルミニウムであり、またはトリ(ヒドロカルビル)-ホウ素化合物は、トリ((C1-C10)アルキル)アルミニウムもしくはトリ((C6-C18)アリール)ホウ素化合物、およびそれらのハロゲン化(過ハロゲン化を含む)誘導体である。いくつかの他の実施形態では、例示的な第13族金属化合物は、トリス(フルオロ置換フェニル)ボラン、他の実施形態では、トリス(ペンタフルオロフェニル)ボランである。いくつかの実施形態では、活性化助触媒は、トリス((C1-C20)ヒドロカルビル)ボレート(例えば、トリチルテトラフルオロボレート)またはトリ((C1-C20)ヒドロカルビル)アンモニウムテトラ((C1-C20)ヒドロカルビル)ボラン(例えば、ビス(オクタデシル)メチルアンモニウムテトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボラン)である。本明細書で使用される場合、「アンモニウム」という用語は、((C1-C20)ヒドロカルビル)4N+、((C1-C20)ヒドロカルビル)3N(H)+、((C1-C20)ヒドロカルビル)2N(H)2+、(C1-C20)ヒドロカルビルN(H)3+、またはN(H)4+である窒素カチオンを意味し、各(C1-C20)ヒドロカルビルは、同一であっても異なっていてもよい。
【0089】
中性ルイス酸活性化助触媒の例示的な組み合わせとしては、トリ((C1-C4)アルキル)アルミニウムとハロゲン化トリ((C6-C18)アリール)ホウ素化合物、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとの組み合わせを含む混合物が挙げられる。他の例示的な実施形態は、そのような中性ルイス酸混合物とポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせ、および単一の中性ルイス酸、特にトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとポリマーまたはオリゴマーアルモキサンとの組み合わせである。(金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)[例えば(第4族金属-配位子錯体):(トリス(ペンタフルオロ-フェニルボラン):(アルモキサン)])の例示的な実施形態のモル数比は、1:1:1~1:10:30であり、他の例示的な実施形態は、1:1:1.5~1:5:10である。
【0090】
以下の米国特許には、異なる金属-配位子錯体に関して多くの活性化助触媒および活性化技術が以前に教示されている:US5,064,802、US5,153,157、US5,296,433、US5,321,106、US5,350,723、US5,425,872、US5,625,087、US5,721,185、US5,783,512、US5,883,204、US5,919,983、US6,696,379、およびUS7,163,907。好適なヒドロカルビルオキシドの例は、US5,296,433に開示されている。付加重合触媒に好適なブレンステッド酸塩の例は、US5,064,802、US5,919,983、US5,783,512に開示されている。付加重合触媒用の活性化助触媒としてのカチオン性酸化剤および非配位性の相溶性アニオンの好適な塩の例は、US5,321,106に開示されている。付加重合触媒用の活性化助触媒としての好適なカルベニウム塩の例は、US5,350,723に開示されている。付加重合触媒用の活性化助触媒としての好適なシリリウム塩の例は、US5,625,087に開示されている。アルコール、メルカプタン、シラノール、およびオキシムとトリス(ペンタフルオロフェニル)ボランとの好適な錯体の例は、US5,296,433に開示されている。これらの触媒のいくつかはまた、US6,515,155(B1)の一部、第50欄の第39行から第56欄の第55行までに説明されており、その一部のみが参照により本明細書に組み込まれる。
【0091】
いくつかの実施形態では、カチオン形成助触媒、強ルイス酸、またはそれらの組み合わせなどの1つ以上の助触媒と組み合わせることによって、上記の触媒系を活性化して活性触媒組成物を形成することができる。使用に好適な助触媒は、ポリマーまたはオリゴマーアルミノキサン、特にメチルアルミノキサン、および不活性、相溶性、非配位性、イオン形成化合物を含む。例示的な好適な助触媒としては、変性メチルアルミノキサン(MMAO)、ビス(水素化タローアルキル)メチル、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(1-)アミン、トリエチルアルミニウム(TEA)、およびそれらの任意の組み合わせが挙げられるが、それらに限定されない。
【0092】
いくつかの実施形態では、前述の活性化助触媒のうちの1つ以上は、互いに組み合わせて使用される。一実施形態では、トリ((C1-C4)ヒドロカルビル)アルミニウム、トリ((C1-C4)ヒドロカルビル)ボラン、またはホウ酸アンモニウムの混合物とオリゴマーまたはポリマーアルモキサン化合物との組み合わせを使用することができる。
【0093】
いくつかの実施形態では、第1の層は、第1の組成物に加えて他のポリマーをさらに含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、上記の第1の組成物に加えて、第1の層は、低密度ポリエチレン(LDPE)、中密度ポリエチレン(MDPE)、および線状低密度ポリエチレン(LLDPE)をさらに含み得る。例えば、LDPEを第1の層に含め、プロセスを容易にすることができる。LDPEが第1の層で使用されるいくつかの実施形態では、樹脂は、第1の層の総重量に基づいて、LDPEを1~50重量パーセント未満で含むことができる。LDPEが第1の層で使用されるいくつかの実施形態では、第1の層は、第1の層の総重量に基づいて、LDPEを5~20重量パーセント含むことができる。本発明のいくつかの実施形態で使用できる市販のLDPEの例には、DOW(商標)LDPE 132I、DOW(商標)LDPE 203M、およびDOW(商標)586Aなどの、The Dow Chemical Companyから入手可能なLDPEが含まれる。
【0094】
いくつかの実施形態では、少量の他のポリマーも使用することができる。いくつかの実施形態では、そのようなポリマーは5重量パーセント未満の量で提供され得る。
【0095】
第1の層は、本明細書の教示に基づいて当業者に知られている技術を使用して上記の成分から調製することができる。いくつかの実施形態では、第1の層の成分を溶融ブレンドしてペレットに形成することができる。次いで、そのようなペレットを、多層フィルムの層において使用するために、フィルム加工業者に提供することができる。いくつかの実施形態では、成分を押出機または同様のフィルム形成装置内にてインラインでブレンドして、多層フィルムに層を形成することができる。
【0096】
第2の層
多層フィルムの第2の層の説明では、「第2の」という用語は、フィルム内の他の層の文脈内で層を識別するために使用されることを理解されたい。
【0097】
上記のように、第2の層は、0.950g/cm超の密度(例えば高密度ポリエチレン、HDPE)および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有するポリエチレンを含む。いくつかの実施形態では、HDPEは、0.950~0.970g/cm超の密度を有する。さらなる実施形態では、HDPEは、0.955~0.970g/cm、または0.960~0.970g/cmの密度を有し得る。いくつかの実施形態では、HDPEは、0.1~2.0g/10分、例えば0.1~1.8g/10分、または0.1~1.5g/10分、または0.1~1.0g/10分のメルトインデックス(IまたはI2、190℃/2.16kg)を有する。°例えば、メルトインデックス(IまたはI2、190℃/2.16kg)は、下限の0.1、0.2、0.5または0.7g/10分~上限の1.0、1.2、1.4、1.5、1.7、1.8、または2.0g/10分であり得る。
【0098】
チーグラー・ナッタ触媒、フィリップス触媒、メタロセン触媒、ポストメタロセン触媒、CGC触媒、BPP錯体触媒などの1種以上の触媒の存在下で、エチレンと1種以上のα-オレフィンコモノマーとの重合から生成されるポリエチレンコポリマー、HDPEを生成するために様々な方法が企図される。特定の実施形態では、HDPEはメタロセン触媒から生成され得る。α-オレフィンコモノマーは、C~C12オレフィンモノマーを含むことができる。一実施形態では、HDPE中のα-オレフィンコモノマーは、1-オクテンである。例えば、The Dow Chemical Companyから市販されている強化ポリエチレンであるELITE(商標)5960Gを含む、様々な市販のHDPE製品が適切であると考えられている。いくつかの実施形態で使用できる他の市販のHDPE製品の非限定的な例には、高密度(例えば、少なくとも0.960g/cm)および少なくとも0.7g/10分のメルトインデックス(I)を有するものが含まれる。
【0099】
いくつかの実施形態では、第2の層は、0.950g/cm超の密度(例えば、高密度ポリエチレン、HDPE)、および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有するポリエチレンを、第2の層の重量に基づいて、少なくとも40重量パーセント含む。第2の層は、いくつかの実施形態では、第2の層の重量に基づいて、40~99重量パーセントのHDPEを含む。いくつかの実施形態では、第2の層は、第2の層の重量に基づいて、50~99重量パーセントのHDPEを含む。いくつかの実施形態では、第2の層は、第2の層の重量に基づいて少なくとも60重量パーセントのHDPEを含む。いくつかの実施形態では、第2の層は、第2の層の重量に基づいて少なくとも70重量パーセントのHDPEを含む。いくつかの実施形態では、第2の層は、第2の層の重量に基づいて少なくとも80重量パーセントのHDPEを含む。
【0100】
0.950g/cm超の密度および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有するポリエチレンを、本発明のいくつかの実施形態に従って、多層フィルムの他の層で使用することができる。いくつかの実施形態では、多層フィルムは、全体として、多層フィルムの総重量に基づいて、少なくとも15重量パーセントのそのようなHDPEを含む。多層フィルムは、いくつかの実施形態では、多層フィルムの総重量に基づいて、少なくとも30重量パーセントのそのようなHDPEを含む。多層フィルムは、いくつかの実施形態では、多層フィルムの総重量に基づいて、少なくとも40重量パーセントのそのようなHDPEを含む。
【0101】
いくつかの実施形態では、第2の層は、0.950g/cm超の密度および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有するポリエチレンに加えて、他のポリマーをさらに含み得る。例えば、いくつかの実施形態では、上記のようなHDPEに加えて、第2の層は、低密度ポリエチレン(LDPE)をさらに含み得る。例えば、LDPEを第2の層に含め、プロセスを容易にすることができる。LDPEが第2の層で使用されるいくつかの実施形態では、樹脂は、第1の層の総重量に基づいて、1~60重量パーセント未満のLDPEを含むことができる。LDPEが第1の層で使用されるいくつかの実施形態では、第1の層は、第1の層の総重量に基づいて、1~50重量パーセント未満のLDPEを含むことができる。LDPEが第1の層で使用されるいくつかの実施形態では、第1の層は、第1の層の総重量に基づいて、5~20重量パーセントのLDPEを含むことができる。本発明のいくつかの実施形態で使用できる市販のLDPEの例には、DOW(商標)LDPE 132I、DOW(商標)LDPE 586A、およびDOW LDPE 203Mなどの、The Dow Chemical Companyから入手可能なLDPEが含まれる。
【0102】
いくつかの実施形態では、少量の他のポリマーも使用することができる。いくつかの実施形態では、そのようなポリマーは5重量パーセント未満の量で提供され得る。
【0103】
第3層(シーラント層)
多層フィルムはまた、シーラント層である第3の層を含む。シーラント層は、シーラント層を使用してフィルムを別のフィルム、積層体、またはそれ自体に接着することによって、物品または包装材を形成するために使用することができる。したがって、シーラント層は多層フィルムの最外層である。
【0104】
いくつかの実施形態では、シーラント層は、シーラント層として有用であることが当業者に知られている任意の樹脂を含むことができる。
【0105】
いくつかの実施形態では、シーラント層は、0.900~0.925g/cmの密度および0.1~2.0g/10分のメルトインデックス(I)を有する1つ以上のエチレン系ポリマーを含み得る。さらなる実施形態では、シーラントフィルム(またはシーラント層)のエチレン系ポリマーは、0.910~0.925g/cmまたは0.915~0.925g/cmの密度を有し得る。加えて、シーラントフィルム(またはシーラント層)のエチレン系ポリマーは、0.1~2.0g/10分または0.1~1.5g/10分のメルトインデックス(I)を有し得る。様々な市販のポリエチレンがシーラントフィルムに適していると考えられている。好適な市販品の例としては、ELITE(商標)5400GおよびELITE(商標)5401Bを挙げることができ、いずれもThe Dow Chemical Company(Midland、MI)から入手可能である。
【0106】
さらなる実施形態では、多層フィルムのシーラント層は、追加のエチレン系ポリマー、例えば、ポリオレフィンプラストマー、LDPE、LLDPE、またはその他のものを含んでもよい。一般に、シーラントフィルムまたはシーラント層のLDPEは、例えば、DOW(商標)LDPE 132IおよびDOW(商標)LDPE 586Aを含む当業者に既知の任意のLDPEを含み得る。ポリオレフィンプラストマーを使用した実施形態では、0.2~5g/10分、または0.5~2.0g/10分のメルトインデックス(I)を有し得る。さらに、ポリオレフィンプラストマーは、0.890g/cc~0.920g/cc、または0.900~0.910g/cmの密度を有し得る。様々な市販のポリオレフィンプラストマーがシーラントフィルムに適していると考えられている。一つの好適な例は、The Dow Chemical Company(Midland、MI)から入手可能なAFFINITY(商標)PL1881Gである。シーラント層がLLDPEを含む実施形態では、一般にLLDPEは、例えばDOWLEX(商標)NG2045B、DOWLEX(商標)TG2085B、DOWLEX(商標)GM8051、DOWLEX(商標)GM8070、DOWLEX(商標)GM8085、およびDOWLEX(商標)5056GなどのThe Dow Chemical Companyから市販されているものを含む、当業者に既知の任意のLLDPEを含み得る。含めることができるエチレン系ポリマーの別の例は、0.918g/cm以下の密度を有するINNATE(商標)ポリエチレン樹脂であり、The Dow Chemical CompanyからINNATE(商標)ST50およびINNATE(商標)TH60として市販されている。
【0107】
いくつかの実施形態では、シーラント層は、0.900~0.925g/cmの密度および0.1~2.0g/10分のメルトインデックス(I)を有するエチレン系ポリマーとポリオレフィンプラストマーとのブレンドを含む。例えば、いくつかの実施形態では、そのようなブレンドは、ELITE(商標)5400GまたはELITE(商標)5401BおよびAFFINITY(商標)PL1881Gを含むことができる。
【0108】
いくつかの実施形態では、シーラント層は、LLDPEとポリオレフィンプラストマーとのブレンドを含む。例えば、いくつかの実施形態では、そのようなブレンドは、DOWLEX(商標)NG2045BまたはDOWLEX(商標)GM8051およびAFFINITY(商標)PL1881Gを含むことができる。
【0109】
他の層
いくつかの実施形態では、多層フィルムは、第1の層、第2の層、およびシーラント層に加えて他の層を含むことができる。そのような実施形態では、シーラント層は、(シーリング前の)フィルムの最外層である。多層フィルム中の層の数は、例えば、フィルムの所望の特性、フィルムの最終用途、フィルムの所望の厚さ、および他の要因を含む多くの要因に依存し得る。
【0110】
いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、最大で13個の層を含む。様々な実施形態では、多層フィルムは、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、または13の層を含む。
【0111】
いくつかの実施形態では、多層フィルムは4層フィルムである。そのような一実施形態では、第4の層は、第4の層の重量に基づいて、(第1の層に関連して上で説明したように)第1の組成物を少なくとも50重量パーセント含む。そのような実施形態では、第1の組成物に加えて、第4の層は、第1の層に関連して上で説明した他のポリマーのいずれかをさらに含み得る。そのような実施形態では、第2の層(上記のHDPEを含む)は、第1の層と第4の層との間に配置され、第3の(シーラント)層は、多層フィルムの外層である。
【0112】
いくつかの実施形態では、多層フィルムは5層フィルムであり、前述の段落で説明したように(すなわち、第1の組成物を少なくとも50重量パーセント含む)第4の層を有する。いくつかのそのような実施形態では、第5の層は、(第2の層に関連して上で説明した)少なくとも50重量パーセントのHDPEを含む。そのような実施形態では、HDPEに加えて、第5の層は、第2の層に関連して上で説明した他のポリマーのいずれかをさらに含み得る。いくつかのそのような実施形態では、多層フィルムは、全体として、多層フィルムの重量に基づいて、少なくとも40重量パーセントのHDPEを含む。
【0113】
第3の(シーラント)層が外層であれば、他の層の順序は重要ではない。いくつかの実施形態では、第1の層および第4の層は互いに隣接しておらず、第2の層および第5の層もまた互いに隣接していない。例えば、1つの例示的なフィルム構造は、第3の(シーラント)層/第1の層/第2の層/第4の層/第5の層である。別の例示的なフィルム構造は、第3の(シーラント)層/第2の層/第1の層/第5の層/第4の層である。
【0114】
本明細書でさらに議論されるように、多層フィルム、ならびに別々の層におけるこれらのポリマーのかなりの量を保持する、第1の組成物の総量および(第2の層に関連して上で説明した)HDPEの総量は重要であり得、本明細書で論じられる特定のフィルム特性に寄与すると考えられている。いくつかの実施形態では、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて少なくとも29重量パーセントの第1の組成物、およびフィルムの総重量に基づいて少なくとも15重量パーセントのHDPEを含む。いくつかの実施形態では、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて、少なくとも30重量パーセントのHDPEを含む。いくつかの実施形態では、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて、少なくとも15重量パーセントのHDPEおよび少なくとも60重量パーセントの第1の組成物を含む。
【0115】
添加剤
前述の層のいずれも、例えば、酸化防止剤、紫外線安定剤、核剤、熱安定剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、顔料または着色剤、加工助剤、架橋触媒、難燃剤、充填剤、および発泡剤などの当業者に既知である1つ以上の添加剤をさらに含み得ることを理解されたい。例えば、いくつかの実施形態では、第1の組成物またはHDPEを含む層は、最大10重量パーセントの顔料、またはいくつかの実施形態では最大7重量パーセントの顔料、またはいくつかの実施形態では最大5重量パーセントの顔料を含むことができる。
【0116】
いくつかの実施形態では、多層フィルムは、有利には、ほぼ完全にエチレン系ポリマーから構成される。例えば、いくつかの実施形態では、多層フィルムは添加剤以外、完全にエチレン系ポリマーから構成される。多層フィルムは、多層フィルムの総重量に基づいて、いくつかの実施形態では90重量%のエチレン系ポリマー、またはいくつかの実施形態では95重量%のエチレン系ポリマー、またはいくつかの実施形態では99重量%のエチレン系ポリマー、またはいくつかの実施形態では99.9重量%のエチレン系ポリマー、またはいくつかの実施形態では100重量%のエチレン系ポリマーを含み得る。
【0117】
いくつかの実施形態では、多層フィルムはポリアミドを含まない。いくつかの実施形態では、多層フィルムは、1.0重量パーセント未満のポリアミド、または0.5重量パーセント未満のポリアミド、または0.1重量パーセント未満のポリアミドを含む。
【0118】
いくつかの実施形態では、多層フィルムは、0.924~0.940g/cmの全体の密度を有する。
【0119】
いくつかの実施形態では、多層フィルムは、120ミクロン未満の総厚を有する。多層フィルムは、いくつかの実施形態では、80ミクロン未満の総厚を有する。以下でさらに議論されるように、そのような厚さで望ましいフィルム特性を提供できることは有利である。
【0120】
本発明の多層フィルムは、1つ以上の望ましい特性を示すことができる。例えば、いくつかの実施形態では、多層フィルムは、望ましいダート衝撃値、引裂強度、油脂移動抵抗(grease migration resistance)、バリア特性、および/または他のものを示すことができる。
【0121】
いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、ASTM F-119に従って60℃で100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、75時間超の油脂移動(油脂透過抵抗(grease permeation resistance))による平均破損時間を示すことができる。いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、ASTM F-119に従って60℃で100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、100時間超の油脂移動(油脂透過抵抗(grease permeation resistance))による平均破損時間を示すことができる。
【0122】
いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、ASTM D-1709(方法B)に従って100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、700グラム超のダート衝撃を示すことができる。いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、ASTM D-1709(方法B)に従って100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、800グラム超のダート衝撃を示すことができる。いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、ASTM D-1709(方法B)に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超のダート衝撃を示すことができる。
【0123】
いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、ASTM D-1922に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超の機械方向の引裂(エルメンドルフ)値を示すことができる。
【0124】
いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、ASTM E-398に従って38℃、相対湿度100%、および75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、1.4g/(m*日)未満の水蒸気透過率を示すことができる。
【0125】
いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、ASTM D882に従って測定された場合、機械方向に少なくとも280MPaの2%割線係数を示すことができる。いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムは、ASTM D882に従って測定された場合、機械方向に少なくとも350MPa、または他の実施形態では少なくとも400MPaの2%割線係数を示すことができる。
【0126】
本発明の多層フィルムの様々な実施形態は、前述の特性のうちの1つ以上を示し得る。
【0127】
例えば、いくつかの実施形態では、多層フィルムは、(a)第1の組成物を含む第1の層であって、第1の組成物が、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含み、第1の組成物が、0.935g/cm未満の密度、2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)、0.9超のMWCDI値、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)を有し、第1の層が、第1の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含む、第1の層と、(b)第2の層であって、0.950g/cm超の密度および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有する第1のポリエチレンを含み、第2の層が、第1の層の重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの第1のポリエチレンを含む、第2の層と、(c)シーラント層である、第3の層と、(d)第4の層であって、第4の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含む、第4の層を含み、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて少なくとも29重量パーセントの第1の組成物を含み、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて少なくとも15重量パーセントの第1のポリエチレンを含む。いくつかの実施形態では、そのようなフィルムは、ASTM F-119に従って60℃で100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、100時間超の油脂移動による平均破損時間、およびASTM D-1709(方法B)に従って100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、700グラム超のダート衝撃を有する。いくつかの実施形態では、そのようなフィルムは、第5の層をさらに含む。
【0128】
別の例として、いくつかの実施形態では、多層フィルムは、(a)第1の組成物を含む第1の層であって、第1の組成物が、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含み、第1の組成物が、0.935g/cm未満の密度、2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)、0.9超のMWCDI値、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)を有し、第1の層が、第1の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含む、第1の層と、(b)第2の層であって、0.950g/cm超の密度および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I)を有する第1のポリエチレンを含み、第2の層が、第1の層の重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの第1のポリエチレンを含む、第2の層と、(c)シーラント層である、第3の層と、(d)第4の層であって、第4の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの第1の組成物を含む、第4の層と、(e)第5の層であって、第5の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの第1のポリエチレンを含む、第5の層と、を含み、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて少なくとも29重量パーセントの第1の組成物を含み、多層フィルムは、フィルムの総重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの第1のポリエチレンを含む。いくつかの実施形態では、そのようなフィルムは、ASTM D-1709(方法B)に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超のダート衝撃、ASTM D-1922に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超の機械方向の引裂値、およびASTM E-398に従って38℃、相対湿度100%、および75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、1.4g/(m*日)未満の水蒸気透過率を有する。
【0129】
多層フィルムは、本明細書の教示に基づいて当業者に知られている技術を使用してインフレーションフィルムとして共押出することができる。特に、本明細書に開示される異なるフィルム層の組成物に基づいて、インフレーションフィルム製造ラインおよびキャストフィルム製造ラインは、本明細書の教示に基づいて当業者に既知の技法を使用して、単一の押出ステップで本発明の多層フィルムを共押出するように構成され得る。
【0130】
積層体
本発明の実施形態はまた、本発明の多層フィルムを組み込んだ積層体を含む。例えば、多層フィルムは、第2のフィルムに積層することができる。いくつかの実施形態では、第2のフィルムは、多層フィルムと同じ構造を有する。いくつかの実施形態では、第2のフィルムは、ほぼ完全にオレフィン系ポリマーから構成される。いくつかの実施形態では、第2のフィルムは、ほぼ完全にエチレン系ポリマーから構成される。例えば、いくつかの実施形態では、第2のフィルムは添加剤以外、完全にエチレン系ポリマーから構成される。第2のフィルムの総重量に基づいて、第2のフィルムは、いくつかの実施形態では90重量%のエチレン系ポリマー、またはいくつかの実施形態では95重量%のエチレン系ポリマー、またはいくつかの実施形態では99重量%のエチレン系ポリマー、またはいくつかの実施形態では99.9重量%のエチレン系ポリマー、またはいくつかの実施形態では100重量%のエチレン系ポリマーを含み得る。
【0131】
積層体は、本明細書の教示に基づいて当業者に知られている技術を使用して形成することができる。例えば、多層フィルムを、接着剤を使用して第2のフィルムに積層することができる。積層体に使用される接着剤には、様々な接着剤組成物が好適であると考えられる。これらには、ポリウレタン、エポキシ、アクリルなどが含まれ得る。一実施形態では、積層体は、ポリウレタン接着剤を含む接着剤層を含み得る。ポリウレタン接着剤は、無溶剤、水性、または溶媒系であり得る。さらに、ポリウレタン接着剤は、二液型配合物であり得る。接着剤層の重量または厚さは、例えば、多層構造体の所望の厚さ、使用される接着剤の種類、および他の要因を含む多くの要因に依存し得る。いくつかの実施形態では、接着剤層は、最大5.0グラム/m、または1.0~4.0g/m、または2.0~3.0g/mで塗布される。
【0132】
物品
本発明の実施形態はまた、本発明の多層フィルム(または本発明の多層フィルムを組み込んだ積層体)から形成された、またはそれを組み込んだ包装材などの物品を含む。そのような包装材は、本明細書に記載の本発明の多層フィルム(またはそのような本発明の多層フィルムを組み込んだ積層体)のいずれかから形成することができる。
【0133】
そのような物品の例としては、可撓性包装、パウチ、立式パウチ、既成包装、または既成パウチが挙げられる。いくつかの実施形態では、本発明の多層フィルムまたは積層体は、食品包装に使用することができる。かかる包装に含まれ得る食品の例には、肉、チーズ、シリアル、ナッツ、ジュース、ソース、などが挙げられる。かかる包装は、本明細書の教示に基づいて、かつ包装の特定の用途(例えば、食品の種類、食品の量など)に基づいて、当業者に既知である技術を使用して形成することができる。
【0134】
試験方法
本明細書に他に指示がない限り、本発明の態様を記載する上で以下の分析方法が使用される。
メルトインデックス
メルトインデックスI(またはI2)およびI10(またはI10)は、それぞれ190℃および2.16kgならびに10kg荷重でASTM D-1238(方法B)に従って測定した。それらの値は、g/10分で報告される。
【0135】
密度
密度測定用の試料は、ASTM D4703に従って調製した。試料加圧の1時間以内に、ASTM D792、方法Bに従って測定した。
【0136】
動的剪断レオロジー
各試料を、空気中で、10MPaの圧力下で、177℃で5分間、「厚さ3mm×直径25mm」の円形プラークに圧縮成形した。次いで、試料を圧縮機から取り出し、カウンター上に置き、冷却した。
【0137】
窒素パージ下で、25mm平行プレートを備えたARES歪み制御レオメーター(TA Instruments)で、一定温度周波数掃引測定を実施した。各測定について、ギャップをゼロにする前に、レオメーターを少なくとも30分間熱的に平衡化した。試料ディスクをプレート上に置き、190℃で5分間溶融させた。次にプレートを2mmまで閉じ、試料をトリミングし、次いで試験を開始した。この方法は、温度平衡を可能にするために、さらに5分間の遅延が組み込まれた。本実験は、190℃で、一桁間隔あたり5点で0.1~100ラジアン/秒の周波数範囲にわたって実施した。歪み振幅は10%で一定であった。振幅および相に関して、応力応答を分析し、そこから貯蔵弾性率(G’)、損失弾性率(G’’)、複素弾性率(G)、動的粘度(ηまたはEta)、およびtanδ(またはタンデルタ)を計算した。
【0138】
従来のゲル浸透クロマトグラフィー(従来のGPC)
PolymerChar(Valencia、Spain)からのGPC-IR高温クロマトグラフィーシステムには、Precision Detectors(Amherst、MA)の2角度レーザー光散乱検出器モデル2040と、いずれもPolymerCharからのIR5赤外線検出器および4細管粘度計とが備わっていた。データ収集は、PolymerChar Instrument Controlソフトウェアおよびデータ収集インターフェースを使用して実施した。このシステムには、Agilent Technologies(Santa Clara、CA)からのオンラインの溶媒脱ガスデバイスおよびポンプシステムが備わっていた。
【0139】
注入温度を摂氏150度に制御した。使用したカラムは、Polymer Laboratories(Shropshire、UK)からの3つの10ミクロン「Mixed-B」カラムであった。使用した溶媒は、1,2,4-トリクロロベンゼンであった。試料は、「50ミリリットルの溶媒中0.1グラムのポリマー」の濃度で調製した。クロマトグラフィー溶媒および試料調製溶媒は各々、「200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)」を含有した。両溶媒源を窒素スパージした。エチレン系ポリマー試料を摂氏160度で3時間静かに撹拌した。注入容量は、「200マイクロリットル」であり、流速は、「1ミリリットル/分」であった。GPCカラムセットは、21の「狭い分子量分布」ポリスチレン標準物を流すことによって較正した。標準物の分子量(MW)は、580~8,400,000g/モルの範囲であり、標準物を6つの「カクテル」混合物に含有させた。各標準混合物は、個々の分子量間で少なくとも一桁の間隔を有した。標準混合物は、Polymer Laboratoriesから購入した。ポリスチレン標準物は、1,000,000g/モル以上の分子量については、「50mLの溶媒中0.025g」、および1,000,000g/モル未満の分子量については、「50mLの溶媒中0.050g」で調製した。
【0140】
ポリスチレン標準物を、80℃で30分間、静かに撹拌しながら溶解した。分解を最小限に抑えるために、狭い標準混合物を最初に、かつ「最高分子量成分」が減少する順に流した。ポリスチレン標準物ピーク分子量を、等式1を使用してポリエチレン分子量に変換した(Williams and Ward,J.Sci.,Polym.Letters,6,621(1968)に説明されているとおり)。
Mポリエチレン=A×(Mポリスチレン)(等式1)、
式中、Mは、分子量であり、Aは、0.4316に等しく、Bは、1.0に等しい。
【0141】
数平均分子量(Mn(従来のgpc))、重量平均分子量(Mw-従来のgpc)、およびz平均分子量(Mz(従来のgpc))を、以下の等式2~4に従って計算した。
【数1】
【0142】
等式2~4において、RVは、「1秒あたり1点」で収集されたカラム保持容積(直線的に離間される)であり、IRは、GPC計器のIR5測定チャネルからの、ボルト単位でのベースライン減算IR検出器信号であり、MPEは、等式1から決定されたポリエチレン当量MWである。データ計算は、PolymerCharからの「GPC Oneソフトウェア(バージョン2.013H)」を使用して実施した。
【0143】
クリープゼロ剪断粘度測定法
ゼロ剪断粘度は、190℃で、「直径25mm」の平行プレートを使用してAR-G2応力制御レオメーター(TA Instruments、New Castle、Del)上で行ったクリープ試験により得た。固定具をゼロにする前に、レオメーターオーブンを少なくとも30分間試験温度に設定した。その試験温度で、圧縮成形された試料ディスクをプレート間に挿入し、5分間平衡させた。次いで、上側プレートを所望の試験間隙(1.5mm)を超えて50μm(機器設定)まで下げた。余分な材料をトリミングして除去し、上側プレートを所望の間隙まで下げた。測定は、5L/分の流速で、窒素パージ下で行った。デフォルトのクリープ時間を2時間に設定した。各試料を、空気中で、10MPaの圧力下で、177℃で5分間、「厚さ2mm×直径25mm」の円形プラークに圧縮成形した。次いで、試料を圧縮機から取り出し、カウンター上に置き、冷却した。
【0144】
定常状態の剪断速度がニュートン領域になるように十分な低さであることを確実にするために、試料のすべてに20Paの一定の低剪断応力を加えた。得られた定常状態の剪断速度は、この試験における試料については10-3~10-4-1の範囲であった。定常状態は、「log(J(t))対log(t)」(J(t)は、クリープコンプライアンスであり、tは、クリープ時間である)のプロットの最後の10%の時間窓内のすべてのデータについて直線回帰を取ることによって決定した。直線回帰の傾きが0.97を超える場合、定常状態に達したとみなし、次いでクリープ試験を停止した。この試験におけるすべての場合において、傾きは、1時間以内に基準を満たす。定常状態の剪断速度は、「ε対t」(εは歪みである)のプロットの最後の10%の時間窓におけるすべてのデータ点の直線回帰の傾きから決定した。ゼロ剪断粘度は、加えられた応力と定常状態の剪断速度との比から決定した。
【0145】
クリープ試験中に試料が劣化しているかどうかを決定するために、同一の試料についてクリープ試験の前後に0.1~100ラジアン/秒で小振幅振動剪断試験を行った。2つの試験の複素粘度値を比較した。0.1ラジアン/秒における粘度値の差が5%を超える場合、クリープ試験中に試料は劣化したとみなされ、結果を廃棄した。
【0146】
ゼロ剪断粘度比(ZSVR)は、以下の等式5に従って当量平均分子量(Mw(従来のgpc))における分岐ポリエチレン材料のゼロ剪断粘度(ZSV)対直鎖状ポリエチレン材料のZSVの比として定義される(以下のANTECの議事録を参照):
【数2】
【0147】
ZSV値は、上記の方法により190℃でのクリープ試験から得た。Mw(従来gpc)値は、上で考察されるように、従来のGPC法(等式3)によって決定した。直鎖状ポリエチレンのZSVとそのMw(従来のgpc)との間の相関は、一連の直鎖状ポリエチレン参照材料に基づいて確立された。ZSV-Mwの関係についての説明は、ANTECの議事録:Karjala et al.,Detection of Low Levels of Long-chain Branching in Polyolefins,Annual Technical Conference-Society of Plastics Engineers(2008),66th 887-891に見出すことができる。
【0148】
H NMR法
原液(3.26g)を10mmのNMR管中の「0.133gのポリマー試料」に添加した。原液は、テトラクロロエタン-d(TCE)およびペルクロロエチレン(50:50、w:w)と0.001MのCr3+との混合物であった。管内の溶液を5分間Nでパージして酸素量を低減させた。蓋をした試料管を室温で一晩放置してポリマー試料を膨潤させた。試料を110℃で周期的にボルテックスを混合しながら溶解した。試料は、不飽和の一因となり得る添加剤、例えばエルカミドなどのスリップ剤を含まなかった。各H NMR分析は、Bruker AVANCE 400MHz分光計で120℃において10mmの凍結プローブを用いて実行した。
【0149】
2つの実験、すなわち対照実験および二重前飽和実験を実行して不飽和を得た。対照実験では、データをLB=1Hzの指数窓関数で処理し、ベースラインを7~-2ppmに補正した。TCEの残留Hからの信号を100に設定し、対照実験において全ポリマーからの信号として-0.5~3ppmの積分値I合計を使用した。ポリマー中の「CH基の数、NCH」を、以下のとおり、等式1Aで計算した。
NCH=I合計/2(等式1A)
【0150】
二重前飽和実験では、データをLB=1Hzの指数窓関数で処理し、ベースラインを約6.6から4.5ppmに補正した。TCEの残留Hからの信号を100に設定し、不飽和についての対応する積分(Iビニレン、Iトリ置換、Iビニル、およびIビニリデン)を積分した。ポリエチレン不飽和を決定するためにNMR分光法を使用することは周知であり、例えば、Busico,V.,et al.,Macromolecules,2005,38,6988を参照されたい。ビニレン、トリ置換、ビニル、およびビニリデンの不飽和単位の数を、以下のように計算した。
ビニレン=Iビニレン/2(等式2A)、
トリ置換=Iトリ置換(等式3A)、
ビニル=Iビニル/2(等式4A)、
ビニリデン=Iビニリデン/2(等式5A)
【0151】
炭素1,000個あたりの不飽和単位、主鎖炭素および分岐炭素を含むすべてのポリマー炭素を、以下のように計算した。
ビニレン/1,000C=(Nビニレン/NCH)*1,000(等式6A)、
トリ置換/1,000C=(Nトリ置換/NCH)*1,000(等式7A)、
ビニル/1,000C=(Nビニル/NCH)*1,000(等式8A)、
ビニリデン/1,000C=(Nビニリデン/NCH)*1,000(等式9A)
【0152】
TCE-d2からの残留プロトンからのH信号について化学シフト基準を6.0ppmに設定した。対照は、ZGパルス、NS=4、DS=12、SWH=10,000Hz、AQ=1.64秒、D1=14秒で実行した。二重前飽和実験は、修正されたパルスシーケンス、O1P=1.354ppm、O2P=0.960ppm、PL9=57db、PL21=70db、NS=100、DS=4、SWH=10,000Hz、AQ=1.64秒、D1=1秒(D1は前飽和時間)、D13=13秒を用いて実行した。以下の表2にはビニルレベルのみを報告した。
【0153】
13C NMR法
試料を、0.025MのCr(AcAc)を含有するテトラ-クロロエタン-d2/オルトジクロロベンゼンの50/50混合物約3gを、10mmのNMR管中の「ポリマー試料0.25g」に添加することにより、調製する。窒素で管ヘッドスペースをパージすることにより、試料から酸素を除去する。次いで、加熱ブロックおよびヒートガンを使用して、管およびその内容物を約150℃に加熱することにより、試料を、溶解し、均質化する。各溶解試料を目視検査して均質性を確認する。
【0154】
すべてのデータは、Bruker 400MHz分光計を使用して収集する。データは、6秒パルス繰り返し遅延、90度フリップ角、および120℃の試料温度を用いた逆ゲート付きデカップリングを使用して収集する。すべての測定はロックモードの非回転試料について行う。試料はデータ収集前に7分間熱平衡化させる。13C NMR化学シフトは30.0ppmでのEEEトライアドを内部参照とした。
【0155】
C13 NMRコモノマー含有量:ポリマー組成物を決定するためにNMR分光法を使用することはよく知られている。ASTM D 5017-96、J.C.Randall et al.,”NMR and Macromolecules”ACS Symposium series 247、J.C.Randall,Ed.,Am.Chem.Soc.,Washington,D.C.,1984,Ch.9、およびJ.C.Randall”Polymer Sequence Determination”,Academic Press,New York(1977)は、NMR分光法によるポリマー分析の一般的な方法を提供する。
【0156】
分子量コモノマー分布指数(MWCDI)
PolymerChar(Valencia、Spain)のGPC-IR高温クロマトグラフィーシステムには、精密検出器(Amherst、MA)2角度レーザー光散乱検出器モデル2040、ならびにIR5赤外線検出器(GPC-IR)および4細管粘度計(いずれもPolymerChar)が備えられていた。光散乱検出器の「15度の角度」を計算目的に使用した。データ収集は、PolymerChar Instrument Controlソフトウェアおよびデータ収集インターフェースを使用して実施した。このシステムには、Agilent Technologies(Santa Clara、CA)からのオンラインの溶媒脱ガスデバイスおよびポンプシステムが備わっていた。
【0157】
注入温度を摂氏150度に制御した。使用されたカラムは、Polymer Laboratories(Shropshire、UK)の4つの20ミクロンの「混合-A」光散乱カラムであった。溶媒は1,2,4-トリクロロベンゼンであった。試料は、「50ミリリットルの溶媒中0.1グラムのポリマー」の濃度で調製した。クロマトグラフィー溶媒および試料調製溶媒は各々、「200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)」を含有した。両溶媒源を窒素スパージした。エチレン系ポリマー試料を摂氏160度で3時間穏やかに撹拌した。注入量は「200マイクロリットル」であり、流速は「1ミリリットル/分」であった。
【0158】
GPCカラムセットの較正は、580~8,400,000g/モルの範囲の分子量を有する、21の「狭い分子量分布」のポリスチレン標準で実施した。これらの標準は、個々の分子量間に少なくとも一桁の間隔を置いて、6つの「カクテル」混合物中に配置した。標準はPolymer Laboratories(Shropshire UK)から購入した。1,000,000g/モル以上の分子量については「50ミリリットルの溶媒中に0.025グラム」で、また、1,000,000g/モル未満の分子量については「50ミリリットルの溶媒中に0.050グラム」でポリスチレン標準を調製した。ポリスチレン標準を摂氏80度で30分間穏やかに撹拌しながら溶解した。分解を最小限に抑えるために、狭い標準混合物を最初に、かつ「最高分子量成分」が減少する順に流した。ポリスチレン標準ピーク分子量を、等式1Bを使用してポリエチレン分子量に変換した(Williams and Ward,J.Polym.Sci.,Polym.Let.,6,621(1968)に説明されているとおり)。
Mポリエチレン=Ax(Mポリスチレン)(等式1B)、
式中、Mは、分子量であり、Aは、およそ0.40の値を有し、Bは、1.0に等しい。NBS1475A(NIST)直鎖ポリエチレンの重量平均分子量が以下の等式3Bによって計算して52,000g/モルに相当するように、A値を0.385と0.425との間で調節した(特定のカラムセット効率に依存する)。
【数3】
【0159】
等式2Bおよび等式3Bにおいて、RVは、「1秒あたり1点」で収集されたカラム保持容積(直線的に離間される)である。IRは、GPC計器の測定チャネルからの、ベースライン減算IR検出器信号(ボルト単位)であり、MPEは、等式1Bから決定されたポリエチレン当量MWである。データ計算は、PolymerCharからの「GPC Oneソフトウェア(バージョン2.013H)」を使用して実施した。
【0160】
IR5検出器比の較正は、ホモポリマー(0SCB/総炭素数1000個)からおよそ50SCB/総炭素数1000個(ここで、総炭素数=主鎖中の炭素+分岐中の炭素)までの範囲の既知の短鎖分岐(SCB)頻度(上で考察されるように、13C NMR法で測定される)の少なくとも10個のエチレン系ポリマー標準(ポリエチレンホモポリマーおよびエチレン/オクテンコポリマー、狭い分子量分布および均一コモノマー分布)を使用して、実施した。各標準は、上記のGPC-LALS処理法によって決定された36,000g/モル~126,000g/モルの重量平均分子量を有していた。各標準は、上記のGPC-LALS処理法によって決定された2.0~2.5の分子量分布(Mw/Mn)を有していた。SCB標準のポリマー特性を表Aに示す。
【表1】
【0161】
「IR5メチルチャネルセンサのベースライン減算領域応答」の「IR5測定チャネルセンサのベースライン減算領域応答」に対する「IR5領域比(または「IR5メチルチャネル領域/IR5測定チャネル領域」)」(PolymerCharによって供給された標準フィルターおよびフィルターホイール:Part Number IR5_FWM01は、GPC-IR機器の一部として含まれていた)は、「SCB」標準の各々について計算された。SCB頻度対「IR5領域比」の直線近似を、以下の等式4Bの形態で構築した。
SCB/総炭素数1000個=A+[A×(IR5メチルチャネル領域/IR5測定チャネル領域)](等式4B)、式中、Aは、ゼロの「IR5領域比」における「SCB/総炭素数1000個」の切片であり、Aは、「SCB/総炭素数1000個」対「IR5領域比」の傾きであり、「IR5領域比」の関数としての「SCB/総炭素数1000個」における増加を表す。
【0162】
「IR5メチルチャネルセンサ」によって発生させられたクロマトグラムについての一連の「直線的なベースライン減算クロマトグラフィー高さ」を、カラム溶出体積の関数として確立して、ベースライン補正クロマトグラム(メチルチャネル)を発生させた。「IR5測定チャネル」によって発生させられたクロマトグラムの一連の「線形ベースライン減算クロマトグラフィー高さ」をカラム溶出体積の関数として確立して、ベースライン補正クロマトグラム(測定チャネル)を発生させた。
【0163】
「ベースライン補正クロマトグラム(メチルチャネル)」の「ベースライン補正クロマトグラム(測定チャネル)」に対する「IR5高さ比」は、サンプル統合境界にわたって各カラム溶出体積指数(1ml/分の溶出で1秒あたり1データポイントを表す)で計算された。「IR5高さ比」に係数Aを掛け、係数Aをこの結果に加えて、試料の予測SCB頻度を得た。以下の等式5Bのように、結果をモルパーセントコモノマーに変換した。
モルパーセントコモノマー={SCB/[SCB+((1000-SCB*コモノマーの長さ)/2)]}*100(等式5B)
式中、「SCB」は、「総炭素数1000個あたりのSCB」であり、「コモノマーの長さ」=オクテンの場合8、ヘキセンの場合6などである。
【0164】
Williams and Wardの方法(上記、等式1B)を使用して、各溶出体積指数を分子量値(Mw)に変換した。「モルパーセントコモノマー(y軸)」は、Log(Mw)の関数としてプロットされ、傾きは、15,000のMw~150,000g/モルのMwで計算された(鎖末端に対する末端基の補正はこの計算では省略された)。EXCEL直線回帰を使用して、15,000~150,000g/モルの間(境界値を含む)のMwの傾きを計算した。この傾きは、分子量コモノマー分布指数(MWCDI=分子量コモノマー分布指数)として定義される。
【0165】
代表的なMWCDIの決定は、WO2018/063578のp.33および図1~4に示されている。
【0166】
フィルム試験条件
生成されたフィルムについて以下の物理的特性を測定した(実施例セクションを参照されたい)。
油脂透過抵抗
油脂透過抵抗、または油脂移動による破損は、ASTM F-119に従って60℃で100ミクロンのフィルム厚さで測定される。
【0167】
ダート衝撃
フィルムを生成した後、そのフィルムを、ASTM標準に従って23℃(+/-2℃)および50%R.H(+/-5)の条件に少なくとも40時間馴化させた。標準試験条件は、ASTM規格に従って、23℃(+/-2℃)および50%R.H(+/-5)である。
【0168】
試験結果は、直径2インチのダートヘッドおよび60インチの落下高さを使用する方法Bによって報告された。
【0169】
試料の厚さは試料の中央で測定し、次いで、試料を5インチの内径を有する環状試験片ホルダーで固定した。ダートを、試料の中心より上に装填し、空気圧または電磁気のいずれかの機構によって放出した。
【0170】
試験を、「階段」法に従って実施した。試料が失敗した場合、ダートの重量を既知の固定量だけ低減した新たな試料を試験した。試料が失敗しなかった場合、ダートの重量を既知の量だけ増加した新たな試料を試験した。20個の試験片を試験した後、失敗数を決定した。この数が10であった場合、試験は完了する。数字が10未満であった場合、10個の破損が記録されるまで試験を継続した。その数字が10を上回った場合、破損しなかったパウチの合計が10になるまで試験を継続した。ダート衝撃値は、ASTM D1709に従って、ダート落下衝撃A法(またはダート衝撃値(方法A))またはダート落下衝撃B法(またはダート衝撃値(方法B))のいずれかとし、方法Aまたは方法Bのどちらを使用したかによりこれらのデータから決定し、グラムで表した。
【0171】
「ダート落下衝撃」および「ダート衝撃」という用語は、この試験方法を指すために本明細書において同義的に使用される。
【0172】
エルメンドルフ引裂
エルメンドルフ引裂抵抗(または引裂)は、ASTM D1922に従って、機械方向(MD)および横方向(TD)で測定される。
【0173】
水蒸気透過率
水蒸気透過率は、ASTM E-398に従って、38℃、相対湿度100%、75ミクロンのフィルム厚さで測定される。
【0174】
耐破壊性
耐破壊性は、ASTM D-5748に従って測定される。
【0175】
割線係数(2%)
2%の歪みでの割線係数は、ASTM D882-12に従って、Instron Universal試験機によって、機械方向(MD)および横断方向(CD)で測定される。
【0176】
ここで、本発明のいくつかの実施形態を、以下の実施例に詳細に説明する。
【実施例
【0177】
以下の実施例は、本発明を例証するが、本発明の範囲を限定することを意図するものではない。
【0178】
第1の組成物1および第1の組成物2
以下の実施例に記載の本発明の多層フィルム(本発明のフィルム1~3)の実施形態は、第1の組成物1を利用する。これらの実施例では第1の組成物2は使用されていないが、第1の組成物2を第1の組成物1の代わりに使用して、追加の本発明の多層フィルムを形成することができる。第1の組成物1および第1の組成物2は、各々0.9を超えるMWCDI値、および次の等式、I10/I≧7.0-1.2×log(I)を満たすメルトインデックス比(I10/I)を有する、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含む。第1の組成物1および第1の組成物2は各々、2つのエチレン-オクテンコポリマーを含有する。各組成物を、以下に説明されるように、第1の反応器中に第1の触媒系の存在下で、および以下に説明されるように、第2の反応器中に第2の触媒系の存在下で、米国特許第5,977,251号(この特許の図2を参照)に従って二重直列ループ反応器系において溶液重合により調製した。
【0179】
第1の触媒系は、以下の式(触媒1)で表されるビス((2-オキソイル-3-(ジベンゾ-1H-ピロール-1-イル)-5-(メチル)フェニル)-2-フェノキシメチル)-メチレン-1,2-シクロヘキサンジイルハフニウム(IV)ジメチルを含んでいた:
【化5】
【0180】
その場で重合反応器に添加された触媒1の金属対助触媒1((ビス(水素化タローアルキル)メチル、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(1-)アミン))の金属、または助触媒2(変性メチルアルミノキサン(MMAO))の金属のモル比を表1に示す。
【0181】
第2の触媒系は、チーグラー・ナッタ型触媒(触媒2)を含んでいた。不均一チーグラー・ナッタ型触媒-プレミックスを、ある体積のISOPAR Eに、ISOPAR E中の無水塩化マグネシウムのスラリー、ヘプタン中のEtAlClの溶液に、およびヘプタン中のTi(O-iPr)の溶液に順次添加することによって、実質的に米国特許第4,612,300号に従って調製し、0.20Mのマグネシウム濃度および40/12.5/3のMg/Al/Ti比を含有する組成物を得た。この組成物のアリコートをISOPAR-Eでさらに希釈して、スラリー中の最終濃度500ppmのTiを得た。重合反応器に供給されている間、および重合反応器に入る前に触媒プレミックスを、表1に明記されたAl対Tiのモル比でEtAlの希薄溶液と接触させて活性触媒を得た。
【0182】
第1の組成物1および2の重合条件を表1に報告する。表1に見られるように、助触媒1(ビス(水素化タローアルキル)メチル、テトラキス(ペンタフルオロフェニル)ボレート(1-)アミン)、および助触媒2(変性メチルアルミノキサン(MMAO))を各々、触媒1のための助触媒として使用した。第1の組成物1および2の追加の特性を測定し、表2に報告する。各ポリマー組成物を少量(ppm)の安定剤で安定させた。
【表2】
【表3】
【0183】
上記の第1の組成物に加えて、表3に示される原材料は、本発明のフィルムおよび以下に論じられる比較フィルムを調製するために使用される。別段記載がある場合を除き、各樹脂は、The Dow Chemical Companyから市販されている。
【表4】
【0184】
比較フィルムA~C
比較フィルムA~Cは、次のように調製される3層(A/B/A)共押出フィルムである。比較フィルムA~Cの構造は次のとおりである。
【表5】
【0185】
フィルムは、Dr.Collin5層共押出インフレーションフィルムラインを使用して生成される。このラインは、溝付き供給ゾーンを備えた、5つの25:1L/D単軸スクリュー押出機から構成された。5つの押出機のうち3つだけが使用される。スクリューの直径は、2つの外層(組成物Aから形成)押出機で25mm、内層押出機(組成物Bから形成)で30mmである。ダイは80mm、ダイギャップは1.8mmである。ブローアップ比は2.5:1である。ライン速度は、押出量15kg/時で5.0メートル/分である。各フィルムの公称厚さは、層分布がA(25%)/B(50%)/C(25%)で90ミクロンである。
【0186】
ダート落下衝撃、割線係数、破壊性、および水蒸気透過率は、上記の方法を使用して測定される。結果を、表5に示す。
【表6】
【0187】
結果は、フィルム密度の増加が割線係数の増加および水蒸気透過率の減少をもたらすことを示している。しかしながら、ダート落下衝撃および耐破壊性は密度の増加とともに各々減少している。これは、特定の種類の製品(ペットフードなど)の包装には許容できない。
【0188】
比較フィルムD~F
比較フィルムD~Fは、次のように調製された5層(A/B/C/B/A)共押出フィルムである。比較フィルムD~Fの構造は次のとおりである。
【表7】
【0189】
フィルムは、Dr.Collin5層共押出インフレーションフィルムラインを使用して生成される。このラインは、溝付き供給ゾーンを備えた、5つの25:1L/D単軸スクリュー押出機から構成された。5層(A/B/C/B/A)のスクリュー径はそれぞれ30mm/25mm/25mm/25mm/30mmであった。ダイは80mm、ダイギャップは1.8mmである。ブローアップ比は2.5:1である。ライン速度は、押出量20kg/時間で7.5メートル/分である。各フィルムの公称厚さは、層分布がA(20%)/B(15%)/C(30%)/B(15%)/A(20%)で100ミクロンである。
【0190】
機械的特性(ダート落下衝撃、割線係数、エルメンドルフ引裂、および耐破壊性)ならびにバリア特性(油脂移動および水蒸気透過率)は、上記の方法を使用して測定される。結果を、表7に示す。
【表8】
【0191】
結果は、フィルム密度の増加が割線係数の増加、水蒸気透過率の減少、および油脂バリア性の向上をもたらすことを示している。しかしながら、ダート落下衝撃、エルメンドルフ引裂および耐破壊性は密度の増加とともに各々減少している。これは、特定の種類の製品(ペットフードなど)の包装には許容できない。
【0192】
ポリアミドは、フィルム密度の増加に伴って改善された機械的特性を提供することが知られている。しかしながら、良好な機械特性および油脂バリア特性のみを有するポリエチレン系フィルムが望ましいであろう。
【0193】
比較フィルムGおよび本発明のフィルム1
比較フィルムGおよび本発明のフィルム1は、以下のように調製される5層(A/B/C/D/E)共押出フィルムである。比較フィルムGおよび本発明のフィルム1の構造は次のとおりである。
【表9】
【0194】
フィルムは、Dr.Collin5層共押出インフレーションフィルムラインを使用して生成される。このラインは、溝付き供給ゾーンを備えた、4つの25:1L/D単軸スクリュー押出機から構成された。5層(A/B/C/B/A)のスクリュー径はそれぞれ30mm/25mm/25mm/25mm/30mmであった。ダイは80mm、ダイギャップは1.8mmである。ブローアップ比は2.5:1である。ライン速度は、押出量20kg/時で7.5メートル/分である。各フィルムの公称厚さは、100ミクロンである。比較フィルムGは、A(25%)/B(15%)/C(20%)/D(15%)/E(25%)の層分布を有する。本発明のフィルム1は、A(15%)/B(15%)/C(35%)/D(15%)/E(20%)の層分布を有する。
【0195】
機械的特性(ダート落下衝撃、割線係数、および耐破壊性)ならびにバリア特性(油脂移動)は、上記の方法を使用して測定される。結果を表9に示す。
【表10】
【0196】
結果は、本発明のフィルム1(本発明の実施形態である)がより高密度であっても、改善されたダートおよび耐破壊性を提供することを示し、これは予想外の結果である。密度が高いほど、弾性率および油脂バリア性も高くなり、特定の種類の製品(ペットフードなど)の包装に優れた組み合わせとなる。
【0197】
比較フィルムHおよび本発明のフィルム2
比較フィルムHおよび本発明のフィルム2は、以下のように調製される5層(A/B/C/D/E)共押出フィルムである。比較フィルムHおよび本発明のフィルム2の構造は次のとおりである。
【表11】
【0198】
フィルムは、内部気泡冷却(IBC)を備えた350mmダイを備えたCarnevalli共押出機を使用して生成される。ブローアップ比は2.5:1である。押出量320kg/時。各フィルムの公称厚さは75ミクロンである。比較フィルムHは、A(25%)/B(15%)/C(20%)/D(15%)/E(25%)の層分布を有する。本発明のフィルム2は、A(20%)/B(15%)/C(30%)/D(15%)/E(20%)の層分布を有する。
【0199】
機械的特性(ダート落下衝撃、エルメンドルフ引裂、割線係数、および耐破壊性)ならびにバリア特性(油脂移動および水蒸気透過率)は、上記の方法を使用して測定される。結果を表11に示す。
【表12】
【0200】
結果は、本発明のフィルム2(本発明の実施形態である)がより高密度であっても、改善されたダート、耐破壊性および機械方向の引裂を提供することを示し、これは予想外の結果である。密度が高いほど、弾性率および水分/油脂バリア性も高くなり、特定の種類の製品(ペットフードなど)の包装に優れた組み合わせとなる。
【0201】
比較フィルムIおよび本発明のフィルム3
比較フィルムIおよび本発明のフィルム3は、以下のように調製される3層(A/B/C)共押出フィルムである。比較フィルムIおよび本発明のフィルム3の構造は次のとおりである。
【表13】
【0202】
フィルムは、Dr.Collin5層共押出インフレーションフィルムラインを使用して生成される。このラインは、溝付き供給ゾーンを備えた、5つの25:1L/D単軸スクリュー押出機から構成された。5層(A/B/C/B/A)のスクリュー径はそれぞれ30mm/25mm/25mm/25mm/30mmであった。ダイは80mm、ダイギャップは1.8mmである。ブローアップ比は2.5:1である。ライン速度は、押出量20kg/時間で7.5メートル/分である。各フィルムの公称厚さは100ミクロンである。比較フィルムIおよび本発明のフィルム3は、各々、A(30%)/B(40%)/C(30%)の層分布を有する。
【0203】
機械的特性(ダート落下衝撃、エルメンドルフ引裂、割線係数、および耐破壊性)は、上記の方法を使用して測定される。結果を表13に示す。
【表14】
【0204】
結果は、本発明のフィルム3(本発明の実施形態である)が、比較フィルムIが同じ密度で、改善されたダート、耐破壊性、および機械方向の引裂を提供することを示している。
本願は以下の態様にも関する。
(1) 多層フィルムであって、
(a)第1の組成物を含む第1の層であって、前記第1の組成物が、少なくとも1つのエチレン系ポリマーを含み、前記第1の組成物が、0.935g/cm 未満の密度、
2.0g/10分未満のメルトインデックス(I )、0.9超のMWCDI値、および次の等式、I 10 /I ≧7.0-1.2×log(I )を満たすメルトインデックス比(I 10 /I )を有し、前記第1の層が、前記第1の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの前記第1の組成物を含む、第1の層と、
(b)第2の層であって、0.950g/cm 超の密度および2.0g/10分未満のメルトインデックス(I )を有する第1のポリエチレンを含み、前記第2の層が、前記第1の層の前記重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの前記第1のポリエチレンを含む、第2の層と、
(c)シーラント層である、第3の層と、を含み、
前記多層フィルムが、前記フィルムの総重量に基づいて少なくとも29重量パーセントの前記第1の組成物を含み、前記多層フィルムが、前記フィルムの前記総重量に基づいて少なくとも15重量パーセントの前記第1のポリエチレンを含む、多層フィルム。
(2) 前記フィルムが、0.924~0.940g/cm の全体の密度を有する、前記(1)に記載の多層フィルム。
(3) 前記第1の組成物および前記第1のポリエチレンの合計量が、前記フィルムの前記総重量に基づいて、前記フィルムの少なくとも60重量パーセントである、前記(1)または(2)に記載の多層フィルム。
(4) 前記フィルムが4層フィルムである、前記(1)~(3)のいずれかに記載の多層フィルム。
(5) 前記フィルムが第4の層をさらに含み、前記第4の層が、前記第4の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの前記第1の組成物を含み、前記フィルムが、ASTM F-119に従って60℃で100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、100時間超の油脂移動による平均破損時間を有し、前記フィルムが、ASTM D-1709(方法B)に従って100ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、700グラム超のダート衝撃を有する、前記(4)に記載の多層フィルム。
(6) 前記フィルムが第4の層をさらに含み、前記第4の層が、前記第4の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの前記第1の組成物を含み、前記フィルムが第5の層をさらに含み、前記第5の層が、前記第5の層の重量に基づいて少なくとも50重量パーセントの前記第1のポリエチレンを含み、前記多層フィルムが、前記フィルムの前記総重量に基づいて少なくとも40重量パーセントの前記第1のポリエチレンを含み、前記フィルムが、ASTM D-1709(方法B)に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超のダート衝撃を有し、前記フィルムが、ASTM D-1922に従って75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、400グラム超の機械方向の引裂値を有し、前記フィルムが、ASTM E-398に従って38℃、相対湿度100%、および75ミクロンのフィルム厚さで測定された場合、1.4g/(m *日)未満の水蒸気透過率を有する、前記(1)~(3)のいずれかに記載の多層フィルム。
(7) 前記フィルムが5層フィルムである、前記(1)~(3)および(5)~(6)のいずれかに記載の多層フィルム。
(8) 総フィルム厚さが120ミクロン未満である、前記(1)~(7)のいずれかに記載の多層フィルム。
(9) 総フィルム厚さが80ミクロン未満である、前記(1)~(7)のいずれかに記載の多層フィルム。
(10) ポリエチレンを含む第2のフィルムに接着された、前記(1)~(9)のいずれかに記載の多層フィルムを含む、積層体。
(11) 前記(1)~(9)のいずれかに記載の多層フィルムを含む、物品。