JP2023538150A - バリア強化ポリマーフィルム構造体、その調製方法、及びその物品 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2020年8月14日に出願された米国特許仮出願第63/065,662号、2021年4月12日に出願された米国特許仮出願第63/173,784号、及び2021年5月5日に出願された米国特許仮出願第63/184,650号の利益を主張するものであり、これらの出願の全体は、あらゆる目的のために本明細書に組み込まれる。
Aは、主にポリプロピレンを含む層であり、
B1は、主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂を含む層であり、
B2は、主にIMPEDE(登録商標)ポリマーを含む層であり、
上記2層スタック内の上記2つの層は、互いに接触可能に隣接している、共押出多層ポリマーフィルムに関する。
(A)主にポリオレフィンを含む少なくとも1つの層、
(B)主にポリプロピレンを含む少なくとも1つの層、
(C)主にIMPEDE(登録商標)を含む少なくとも1つの層、
(D)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂を含む少なくとも1つの層、
(E)主にポリエチレンポリマー又はインターポリマーを含む少なくとも1つの層、
(F)EVOHを含む少なくとも1つのバリア層、
(G)主にナイロンを含む少なくとも1つのバリア層、
(H)主にポリエステルを含む少なくとも1つのバリア層、
(I)少なくとも1つの結合層、並びに
(J)上記の層の組み合わせ。
(I)ポリエチレンを含む外側層と、
(II)EVOHを含むコア層と、
(III)ポリエチレンを含む内側層と、を含み、
上記3つの層のうちの少なくとも1つは、2層スタックを含む、共押出多層ポリマーフィルムに関する。
(I)主にポリプロピレンを含む第1の層、
(II)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む第2の層、並びに
(III)主にポリプロピレンを含む第3の層。
(I)1つ以上の層を含む外側層スタックであって、
(A)任意選択的に、上記外側層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(B)任意選択的に、上記外側層スタックは、
(i)主にポリプロピレンを含む層と、
(ii)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層と、からなる2層スタックを少なくとも1つ含み、
上記2層スタック内の2つの層は、互いに接触可能に隣接している、外側層スタックと、
(II)1つ以上の層を含むコア層スタックであって、
(C)任意選択的に、上記コア層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(D)任意選択的に、上記コア層スタックは、
(iii)主にポリプロピレンを含む層と、
(iv)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層と、からなる2層スタックを少なくとも1つ含み、
上記2層スタック内の2つの層は、互いに接触可能に隣接しており、
(E)任意選択的に、上記コア層スタックの少なくとも1つの層は、EVOHを含む、コア層スタックと、
(III)1つ以上の層を含む内側層スタックであって、
(F)任意選択的に、上記内側層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(G)任意選択的に、上記内側層スタックは、
(v)主にポリプロピレンを含む層と、
(vi)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層と、からなる2層スタックを少なくとも1つ含み、
上記2層スタック内の2つの層は、互いに接触可能に隣接している、内側層スタックと、を含み、
上記ポリエチレンインターポリマーが、
(a)任意選択的に、0.894~0.908g/cm3の範囲の密度、0.2~1dg/minの範囲のメルトインデックスを有する第1のエチレン/α-オレフィンコポリマー画分と、
(b)任意選択的に、約0.910~0.924g/cm3の範囲の密度、0.5~2g/10minの範囲のメルトインデックス、約1.15~2.5の範囲のゼロせん断粘度比(ZSVR)、数平均分子量に対する重量平均分子量の比(Mw/Mn)として表される2.0~4.0の範囲の分子量分布を有する第2のエチレン/α-オレフィンコポリマー画分と、を含む、共押出多層ポリマーフィルムに関する。
マンニトール又はマンニトール系化合物、ソルビトール又はソルビトール系化合物、ノニトール又はノニトール系化合物、1,2,3-トリデオキシ-4,6:5,7-ビス-0-((4-プロピルフェニル)メチレン)ノニトール、
2,4,8,10-テトラ(tert-ブチル)-6-ヒドロキシ-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン6-オキシド、2,4,8,10-テトラ(tert-ブチル)-6-ヒドロキシ-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン6-オキシドの塩、2,4,8,10-テトラ(tert-ブチル)-6-ヒドロキシ-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン6-オキシドのナトリウム塩、
ヒドロキシ-ビス[2,2’-メチレンビス[4,6-ジ(tert-ブチル)フェニル]ホスフェート、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、それらの塩、それらのナトリウム塩、それらのアルミニウム塩、それらのリチウム塩、
(1R)-1-[(4R,4aR,8aS)-2,6-ビス(3,4-ジメチルフェニル)-4,4a,8,8a-テトラヒドロ-[1,-3]ジオキシノ[5,4-d][1,3]ジオキシン-4-イル]エタン-1,2-ジオール、1-[8-プロピル-2,6-ビス(4-プロピルフェニル)-4,4a,8,8a-テトラヒドロ-[1,3]ジオキシノ[5,4--d][1,3]ジオキシン-4-イル]エタン-1,2-ジオール、
N-[3,5-ビス(2,2-ジメチルプロパノイルアミノ)フェニル]-2,2-ジメチルプロパンアミド)、(1S,2R)-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシレートの塩とオクタデセン酸亜鉛、(1S,2R)-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシレートのカルシウム塩とオクタデセン酸亜鉛、シス-エンド-ビシクロ[2,2,1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩と13-ドコセンアミド、非晶質二酸化ケイ素、
ビシクロヘプタンジカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンジカルボキシレート、
シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸のカルシウム塩、シクロヘキサンジカルボン酸と、シクロヘキサンジカルボン酸のカルシウム塩と、ステアリン酸亜鉛とのブレンド、及び
これらのうちの2種以上の核剤の混合物から選択される、上に記載の共押出多層ポリマーフィルムに関する。
(A)主にポリオレフィンを含む少なくとも1つの層、
(B)主にポリプロピレンを含む少なくとも1つの層、
(C)主にIMPEDE(登録商標)を含む少なくとも1つの層、
(D)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂を含む少なくとも1つの層、
(E)主にポリエチレンポリマー又はインターポリマーを含む少なくとも1つの層、
(F)EVOHを含む少なくとも1つのバリア層、
(G)主にナイロンを含む少なくとも1つのバリア層、
(H)主にポリエステルを含む少なくとも1つのバリア層、
(I)少なくとも1つの結合層、並びに
(J)上記の層の組み合わせ。
(I)ポリエチレンを含む外側層と、
(II)EVOHを含むコア層と、
(III)ポリエチレンを含む内側層と、を含み、
上記3つの層のうちの少なくとも1つは、上記2層スタックを含む、上に記載の容器に関する。
(I)主にポリプロピレンを含む第1の層、
(II)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む第2の層、並びに
(III)主にポリプロピレンを含む第3の層。
(I)1つ以上の層を含む外側層スタックであって、
(A)任意選択的に、上記外側層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(B)任意選択的に、上記外側層スタックは、
(i)主にポリプロピレンを含む層と、
(ii)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層と、からなる2層スタックを少なくとも1つ含み、
上記2層スタック内の2つの層は、互いに接触可能に隣接している、外側層スタックと、
(II)1つ以上の層を含むコア層スタックであって、
(C)任意選択的に、上記コア層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(D)任意選択的に、上記コア層スタックは、
(iii)主にポリプロピレンを含む層と、
(iv)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層と、からなる2層スタックを少なくとも1つ含み、
上記2層スタック内の2つの層は、互いに接触可能に隣接しており、
並びに
(E)任意選択的に、上記コア層スタックの少なくとも1つの層は、EVOHを含む、コア層スタックと、
(III)1つ以上の層を含む内側層スタックであって、
(F)任意選択的に、上記内側層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(G)任意選択的に、上記内側層スタックは、
(v)主にポリプロピレンを含む層と、
(vi)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層と、からなる2層スタックを少なくとも1つ含み、
上記2層スタック内の2つの層は、互いに接触可能に隣接している、内側層スタックと、を含み、
上記ポリエチレンインターポリマーが、
(a)任意選択的に、0.894~0.908g/cm3の範囲の密度、0.2~1dg/minの範囲のメルトインデックスを有する第1のエチレン/α-オレフィンコポリマー画分と、
(b)任意選択的に、約0.910~0.924g/cm3の範囲の密度、0.5~2g/10minの範囲のメルトインデックス、約1.15~2.5の範囲のゼロせん断粘度比(ZSVR)、数平均分子量に対する重量平均分子量の比(Mw/Mn)として表される2.0~4.0の範囲の分子量分布を有する第2のエチレン/α-オレフィンコポリマー画分と、を含む、上に記載の容器に関する。
(I)層A1を提供する工程と、
(II)B1又はB2を含む層を提供する工程と、を含み、
上記A1及び上記B1、又はA1及びB2は、それらの隣接する境界において界面又は中間相を形成し、その結果、中間相が2つの層の間に特性の不連続性を提供して、共押出多層ポリマーフィルムのバリア特性の改善をもたらす、プロセスに関する。
ポリマーフィルムは、少なくとも1つの2層スタックA-B1又はA-B2を含み、
2層スタックの第1の層はAであり、2層スタックの第2の層はB1又はB2のいずれかであり、
Aは、主にポリプロピレンを含む層であり、
B1は、主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂を含む層であり、
B2は、主にIMPEDE(登録商標)ポリマーを含む層であり、
上記2層スタック内の上記2つの層は、互いに接触可能に隣接しており、
積層構造体の厚さは、5μm~1600μmの範囲である、積層構造体に関する。
本特許出願において表される全ての百分率は、特に明記しない限り、組成物の総重量の重量によるものである。
一般に、本発明は、共押出ポリプロピレン(「PP」)層の少なくとも1つのスタックを含むポリマーフィルム構造体に関する。ポリマーフィルム構造体は、本明細書及び当該技術分野において記載されるような1つ以上の他の層を含み得る。
(1)主にポリプロピレンを含む少なくとも1つの層、
(2)主にIMPEDE(登録商標)を含む少なくとも1つの層、又は主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂を含む層、
(3)少なくとも1つの結合層、
(4)主にポリエチレンポリマー又はインターポリマーを含む少なくとも1つの層、
(5)主にEVOHを含む少なくとも1つのバリア層、
(6)主にナイロンを含む少なくとも1つのバリア層、
(7)主にポリエステルを含む少なくとも1つのバリア層、並びに
(8)上記の層の組み合わせ。
一実施形態では、本明細書に開示されるようなポリマーフィルム構造体及び/又はバリア層及び/又はポリマー材料は、より高い温度での改善された性能を示し得る。例えば、荷重たわみ温度(DTUL)によって示されるように、特定の荷重下で変形が生じる温度は、比較的高いものであり得る。この点に関して、DTULは、30℃以上、例えば40℃以上、例えば45℃以上、例えば50℃以上、例えば60℃以上、例えば70℃以上、例えば80℃以上、例えば90℃以上、例えば100℃以上、例えば110℃以上、例えば125℃以上であり得る。DTULは、130℃以下、例えば120℃以下、例えば110℃以下、例えば100℃以下、例えば90℃以下、例えば80℃以下、例えば75℃以下であり得る。前述の特性は、本明細書に開示されるようなポリマー基材、バリア層、及び/又はポリマー材料に適用され得る。
30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120、125、及び130。
一実施形態では、本明細書に開示されるようなポリマーフィルム構造体及び/又はバリア層及び/又はポリマー材料は、比較的高い引張弾性率(これは一般に剛性の指標である)も示し得る。この点に関して、引張弾性率は、500MPa以上、例えば600MPa以上、例えば700MPa以上、例えば750MPa以上、例えば800MPa以上、例えば900MPa以上、例えば1,000MPa以上、例えば1,250MPa以上、例えば1,500MPa以上、例えば2,000MPa以上、例えば2,250MPa以上、例えば2,500MPa以上、例えば2,750MPa以上、例えば3,000MPa以上、例えば3,250MPa以上、例えば3,500MPa以上、例えば4,000MPa以上であり得る。引張弾性率は、5,000MPa以下、例えば4,500MPa以下、例えば4,000MPa以下、例えば3,750MPa以下、例えば3,500MPa以下、例えば3,000MPa以下、例えば2,500MPa以下、例えば2,000MPa以下、例えば1,500MPa以下、例えば1,000MPa以下であり得る。更に、引張弾性率は、MPaとして表される単位で、以下の数値、又は以下の任意の2つの数値によって形成される範囲内(そのような範囲の端点を含む)であり得る。
500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1450、1500、1550、1600、1650、1700、1750、1800、1850、900、1950、2000、2050、2100、2150、2200、2250、2300、2350、2400、2450、2500、2550、2600、2650、2700、2750、2800、2850、2900、2950、3000、3050、3100、3150、3200、3250、3300、3350、3400、3450、3500、3550、3600、3650、3700、3750、3800、3850、3900、3950、4000、4050、4100、4150、4200、4250、4300、4350、4400、4450、4500、4550、4600、4650、4700、4750、4800、4850、4900、4950、及び5000。
一実施形態では、本明細書に開示されるようなポリマーフィルム構造体及び/又はバリア層及び/又はポリマー材料は、比較的高い降伏引張強度を示し得る。例えば、降伏引張強度は、20MPa以上、例えば25MPa以上、例えば30MPa以上、例えば35MPa以上、例えば40MPa以上、例えば45MPa以上であり得る。降伏引張強度は、200MPa以下、例えば150MPa以下、例えば100MPa以下、例えば90MPa以下、例えば80MPa以下、例えば70MPa以下、例えば60MPa以下、例えば50MPa以下、例えば45MPa以下であり得る。降伏引張強度は、MPaとして表される単位で、以下の数値、又は以下の任意の2つの数値によって形成される範囲内(そのような範囲の端点を含む)であり得る。
20、30、40、50、60、70、80、90、100、110、120、130、140、150、160、170、180、190、及び200。
一実施形態では、本明細書に開示されるようなポリマーフィルム構造体及び/又はバリア層及び/又はポリマー材料は、特定の降伏伸び率を示し得る。例えば、降伏伸び率は、10%以下、例えば8%以下、例えば6%以下、例えば5%以下、例えば4%以下、例えば3%以下、例えば2.5%以下、例えば2%以下、例えば1.5%以下であり得る。降伏伸び率は、0.01%以上、例えば0.05%以上、例えば0.1%以上、例えば0.3%以上、例えば0.5%以上、例えば0.8%以上、例えば1%以上、例えば1.3%以上、例えば1.5%以上、例えば1.8%以上、例えば2%以上、例えば2.2%以上、例えば2.4%以上であり得る。降伏伸び率はまた、%の単位で、以下の数値、又は以下の任意の2つの数値によって形成される範囲内(そのような範囲の端点を含む)であり得る。
0.01、0.03、0.05、0.07、0.09、0.1、0.3.0.5、0.7、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、及び10.0。
引張特性に加えて、本明細書に開示されるようなポリマーフィルム構造体及び/又はバリア層及び/又はポリマー材料はまた、所望の曲げ特性を示し得る。例えば、曲げ接線弾性率は、500MPa以上、例えば800MPa以上、例えば1,000MPa以上、例えば1,250MPa以上、例えば1,500MPa以上、例えば2,000MPa以上、例えば2,250MPa以上、例えば2,500MPa以上、例えば2,750MPa以上、例えば3,000MPa以上、例えば3,250MPa以上、例えば3,500MPa以上、例えば4,000MPa以上であり得る。曲げ接線弾性率は、5,000MPa以下、例えば4,500MPa以下、例えば4,000MPa以下、例えば3,750MPa以下、例えば3,500MPa以下、例えば3,000MPa以下、例えば2,500MPa以下、例えば2,000MPa以下、例えば1,500MPa以下、例えば1,000MPa以下であり得る。曲げ接線弾性率はまた、MPaとして表される単位で、以下の数値、又は以下の任意の2つの数値によって形成される範囲内(そのような範囲の端点を含む)であり得る。
500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1450、1500、1550、1600、1650、1700、1750、1800、1850、900、1950、2000、2050、2100、2150、2200、2250、2300、2350、2400、2450、2500、2550、2600、2650、2700、2750、2800、2850、2900、2950、3000、3050、3100、3150、3200、3250、3300、3350、3400、3450、3500、3550、3600、3650、3700、3750、3800、3850、3900、3950、4000、4050、4100、4150、4200、4250、4300、4350、4400、4450、4500、4550、4600、4650、4700、4750、4800、4850、4900、4950、及び5000。
500、550、600、650、700、750、800、850、900、950、1000、1050、1100、1150、1200、1250、1300、1350、1400、1450、1500、1550、1600、1650、1700、1750、1800、1850、900、1950、2000、2050、2100、2150、2200、2250、2300、2350、2400、2450、2500、2550、2600、2650、2700、2750、2800、2850、2900、2950、3000、3050、3100、3150、3200、3250、3300、3350、3400、3450、3500、3550、3600、3650、3700、3750、3800、3850、3900、3950、4000、4050、4100、4150、4200、4250、4300、4350、4400、4450、4500、4550、4600、4650、4700、4750、4800、4850、4900、4950、及び5000。
本明細書に開示されるようなポリマーフィルム構造体及び/又はバリア層及び/又はポリマー材料は、特定の衝撃強度を示し得る。例えば、ノッチ付きアイゾット、例えば、ノッチ付きアイゾット衝撃強度は、0.1J/m以上、例えば0.5J/m以上、例えば1J/m以上、例えば2J/m以上、例えば5J/m以上、例えば8J/m以上、例えば10J/m以上であり得る。ノッチ付きアイゾット衝撃強度はまた、50J/m以下、例えば40J/m以下、例えば30J/m以下、例えば25J/m以下、例えば20J/m以下、例えば18J/m以下、例えば15J/m以下、例えば13J/m以下、例えば10J/m以下であり得る。23℃での衝撃強度はまた、J/mとして表される単位で、以下の数値、又は以下の任意の2つの数値によって形成される範囲内(そのような範囲の端点を含む)であり得る。
0.1、0.2、0.5、0.7、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、及び50。
0.01、0.03、0.05、0.07、0.09、0.1、0.3.0.5、0.7、0.9、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.6、2.8、3.0、3.2、3.4、3.6、3.8、4.0、4.2、4.4、4.6、4.8、5.0、5.2、5.4、5.6、5.8、6.0、6.2、6.4、6.6、6.8、7.0、7.2、7.4、7.6、7.8、8.0、8.2、8.4、8.6、8.8、9.0、9.2、9.4、9.6、9.8、及び10.0。
本明細書に開示されるようなポリマー材料は、特定のメルトフローレートを有し得る。例えば、メルトフローレートは、1g/10min以上、例えば2g/10min以上、例えば2.2g/10min以上、例えば2.5g/10min以上、例えば3g/10min以上、例えば3.5g/10min以上、例えば4g/10min以上、例えば4.5g/10min以上、例えば5g/10min以上、例えば10g/10min以上、例えば15g/10min以上、例えば20g/10min以上、例えば30g/10min以上であり得る。メルトフローレートは、100g/10min以下、例えば80g/10min以下、例えば60g/10min以下、例えば50g/10min以下、例えば40g/10min以下、例えば30g/10min以下、例えば20g/10min以下、例えば15g/10min以下、例えば11g/10min以下、例えば10g/10min以下、例えば9g/10min以下、例えば8g/10min以下、例えば7.5g/10min以下、例えば7g/10min以下、例えば6.5g/10min以下、例えば6g/10min以下であり得る。メルトフローレートは、g/10minとして表される単位で、以下の数値、又は以下の任意の2つの数値によって形成される範囲内(そのような範囲の端点を含む)であり得る。
1、1.2、1.5、2、2.2、2.5、3、3.2、3.5、4、4.2、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、及び100。
同じく、様々な用途にとって重要なのは、ポリマーフィルム構造体、バリア層、及び/又はポリマー材料の光学特性、特に透明性及び/又は曇り度である。例えば、低い曇り度を有することが望ましい場合がある。特定の添加剤があり、比較的厚い場合であっても、パーセント曇り度は、60以下、例えば50以下、例えば40以下、例えば30以下、例えば20以下、例えば18以下、例えば16以下、例えば14以下、例えば12以下、例えば10以下、例えば8以下、例えば6以下、例えば5以下、例えば4以下であり得る。パーセント曇り度は、0以上、例えば1以上、例えば2以上、例えば3以上、例えば4以上、例えば5以上、例えば10以上、例えば25以上であり得る。加えて、パーセント透明度は、90以上、例えば95以上、例えば96以上、例えば97以上、例えば98以上、例えば99以上であり得る。
0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23 24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、及び60。
90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、及び100。
望ましい機械的特性及び光学的特性に加えて、本明細書に開示されるようなポリマーフィルム構造体及び/又はバリア層及び/又はポリマー材料はまた、比較的低い透過特性を示し得る。そのような透過特性は、ポリマーフィルム構造体及び/又はバリア層及び/又はポリマー材料が様々な包装用途に利用されることを可能にし得る。この点に関して、ポリマーフィルム構造体及び/又はバリア層及び/又はポリマー材料は、比較的低い水蒸気透過率及び/又は酸素透過率を示し得る。例えば、水蒸気透過率は、5cm3/m2/日以下、例えば4cm3/m2/日以下、例えば3cm3/m2/日以下、例えば2cm3/m2/日以下、例えば1cm3/m2/日以下、例えば0.5cm3/m2/日以下、例えば0.1cm3/m2/日以下、例えば0.08cm3/m2/日以下、例えば0.06cm3/m2/日以下、例えば0.05cm3/m2/日以下、例えば0.03cm3/m2/日以下、例えば0.01cm3/m2/日以下、例えば0.005cm3/m2/日以下、例えば0.001cm3/m2/日以下であり得る。水蒸気透過率は、0cm3/m2/日超、例えば0.001cm3/m2/日以上、例えば0.005cm3/m2/日以上、例えば0.01cm3/m2/日以上、例えば0.05cm3/m2/日以上、例えば0.1cm3/m2/日以上であり得る。水蒸気透過率はまた、cm3/m2/日の単位で、以下の数値、又は以下の任意の2つの数値によって形成される範囲内(そのような範囲の端点を含む)であり得る。
0、0.0005、0.001、0.005、0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、及び5。
0、0.1、0.2、0.3、0.4、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、及び60。
例えば、ポリマーフィルム構造体は、200μm超、例えば210μm以上、例えば220μm以上、例えば240μm以上、例えば250μm以上、例えば300μm以上、例えば350μm以上、例えば400μm以上、例えば500μm以上、例えば700μm以上、例えば900μm以上、例えば1mm以上、例えば2mm以上、例えば3mm以上、例えば5mm以上の厚さを有し得る。ポリマーフィルム構造体は、1.25cm以下、例えば1cm以下、例えば8mm以下、例えば5mm以下、例えば3mm以下、例えば2mm以下、例えば1.5mm以下、例えば1.3mm以下、例えば1mm以下、例えば900μm以下、例えば800μm以下、例えば700μm以下、例えば600μm以下、例えば500μm以下、例えば400μm以下、例えば350μm以下、例えば300μm以下、例えば280μm以下、例えば270μm以下の厚さを有し得る。
5、10、20、30、50、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600、625、650、675、700、725、750、775、800、825、850、875、900、925、950、975、1000、1025、1050、1100、1125、1150、1175、1200、1225、1250、1275、1300、1325、1350、1375、1400、1425、1450、1475、1500、1525、1600、1700、1800、1900、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000及び13000。
5、10、20、30、50、50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600、625、650、675、700、725、750、775、800、825、850、875、900、925、950、975、1000、1025、1050、1100、1125、1150、1175、1200、1225、1250、1275、1300、1325、1350、1375、1400、1425、1450、1475、1500、1525、1600、1700、1800、1900、2000、2500、3000、3500、4000、4500、5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000及び13000。
III.A.ポリプロピレン
PPの一般的な材料特性を以下に列挙する。
●密度 0.88~0.93g/cm3
●メルトインデックス 0.30~10g/10min
●脆化温度 <-20℃
●最大連続使用温度: 82℃(180°F)
●荷重たわみ温度: 115℃(240°F)
40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、及び100。
IMPEDE(登録商標)ポリプロピレンとは、以下の特性を有するポリプロピレンホモポリマーを意味する。これは、8128 Up River Road,Corpus Christi,TX 78410のFlint Hills Resourcesから調達される。これは、より高い剛性、改善されたバリア(O2及びH2O)及び高い透明度を提供するImpede強化技術によって清澄化されている。
本発明のポリマーフィルム構造体は、少なくとも1つのポリオレフィンを含む1つ以上の層を含み得る。PPスタック層(主にポリプロピレンを含む)でさえ、少なくとも1つの他のポリオレフィンを更に含み得る。
本発明の硬質共押出ポリマーフィルムは、ポリエチレン(PE)又はポリエチレンのインターポリマーを含む1つ以上の層を含み得る。硬質共押出フィルムに適した任意のポリエチレン又はそのインターポリマーが使用され得る。例えば、PEポリマー材料は、MDPE、HDPE、LLDPE、LDPE、又はそれらのブレンドとすることができる。
本明細書に開示されるようなポリマーフィルム構造体は、2層PPスタックを含み、このスタックの層のうちの1つは、主にポリプロピレンではなく、主にポリプロピレンと炭化水素樹脂とを含むバリア層である。
本発明の硬質共押出ポリマーフィルムは、バリア層としても機能する、EVOHを含む1つ以上の層を含み得る。
20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、及び55。
50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、90、91、92、93、94、95、96、97、98、99、及び100。
追加の層はまた、ポリアミド又はナイロンの一般名を有するポリマーの群から選択されるポリマー材料も有利に含み得る。ポリアミドとしては、例えばPA6及びPA66が挙げられる。これらのポリマーフィルムはまた、二軸延伸ポリアミドも含む。
ポリマーフィルム構造体中のPPスタック層又はバリア層又は他の層は、当該技術分野で一般に利用されるような任意の追加の添加剤を含み得る。更に、本明細書に定義されるような追加の層もまた、そのような添加剤を含み得る。
本発明の例示的な実施形態を以下に示す。
この実施形態は、A-B構造の共押出2層化硬質フィルムを含む。第1の層Aは主に通常のポリプロピレンを含む。第2の層Bは主にImpede(登録商標)ポリマーを含む。硬質フィルムは、インチで測定して、厚さが約X~約Yの範囲である。この実施形態の硬質フィルムは、改善されたバリア特性及び改善された剛性を提供する。
10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、及び90。
この実施形態は、A1-B-A2構造の共押出3層化硬質フィルムを含む。第1の層A1は主に通常のポリプロピレンを含む。第2の層BはImpede(登録商標)ポリマーを含む。第3の層A2は主に、第1の層A1中の通常のPPと同じグレード又は異なるグレードである通常のPPを含む。
10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、及び76。
14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、及び80。
この実施形態は、1つの2層化PPスタックを含むA1-B-T1-C-T2-A2構造の共押出6層化硬質フィルムを含む。第1の層A1は主に通常のポリプロピレンを含む。第2の層BはImpede(登録商標)PPポリマーを含む。第3の層T1は結合層である。第4の層Cは主にEVOHを含む。第5の層T2は結合層である。第6の層A2は主に、第1の層A1中の通常のPPと同じグレード又は異なるグレードである、通常のポリプロピレンを含む。
10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、及び90。
この実施形態は、1つの2層化PPスタックを含むA1-B1-T1-C-T2-B2-T3-D構造の共押出8層化硬質フィルムを含む。第1の層A1は主に通常のポリプロピレンを含む。第2の層B1はImpede(登録商標)PPポリマーを含む。第3の層T1は結合層である。第4の層Cは主にEVOHを含む。第5の層T2は結合層である。第6の層B2は主に、第2の層B1中のImpede(登録商標)PPと同じグレード又は異なるグレードである、Impede(登録商標)ポリプロピレンを含む。第7の層は結合層である。第8の層はシーラント層である。
10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、及び90。
この実施形態は、2つの2層化PPスタックを含むA1-B1-B2-A2構造の共押出4層化硬質フィルムを含む。第1の層A1は主に通常のポリプロピレンを含む。第2の層B1はImpede(登録商標)PPポリマーを含む。第3の層B2はImpede(登録商標)PPポリマーを含む。第4の層A2は主に通常のPPを含む。
10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、及び90。
この実施形態は、2つの3層化PPスタックを含むA1-B1-A2-T1-A3-B2-A4構造の共押出7層化硬質フィルムを含む。第1の層A1は主に通常のポリプロピレンを含む。第2の層B1はImpede(登録商標)PPポリマーを含む。第3の層B2は主に通常のPPポリマーを含む。第4の層は結合層である。第5の層A3は主に通常のPPを含む。第6の層B1はImpede(登録商標)PPポリマーを含む。第7の層B2は主に通常のPPポリマーを含む。
10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25、26、27、28、29、30、31、32、33、34、35、36、37、38、39、40、41、42、43、44、45、46、47、48、49、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61、62、63、64、65、66、67、68、69、70、71、72、73、74、75、76、77、78、79、80、81、82、83、84、85、86、87、88、89、及び90。
追加の実施形態は、以下の表3に例示的に記載される共押出硬質フィルムを含み、それらのうちのいくつかが図1に図示されている。表3に含まれる共押出フィルムの命名法を表2に示す。
本発明のポリマーフィルム構造体は、成形ポリマー物品の少なくとも一部を形成し得る。ポリマーフィルム構造体及び得られる成形ポリマー物品は、当該技術分野において既知の様々な技術を用いて形成され得る。これらの技術としては、熱形成、ブロー成形、射出成形、圧縮成形、回転成形などが挙げられ得るが、これらに限定されない。例えば、一実施形態では、ポリマーフィルム構造体及び得られる成形ポリマー物品は、熱形成された成形ポリマー物品を作製するために、熱形成によって形成され得る。別の実施形態では、ポリマーフィルム構造体及び得られる成形ポリマー物品は、ブロー成形された成形ポリマー物品を作製するために、ブロー成形によって形成され得る。更なる実施形態では、ポリマーフィルム構造体及び得られる成形ポリマー物品は、射出成形された成形ポリマー物品を作製するために、射出成形によって形成され得る。別の更なる実施形態では、ポリマーフィルム構造体及び得られる成形ポリマー物品は、圧縮成形された成形ポリマー物品を作製するために、圧縮成形によって形成され得る。しかしながら、他の加工技術もまた、本発明に従って利用され得ることを理解されたい。
I.試験方法
I.A.溶融粘度
溶融粘度は、ASTM D 3236(350°F)に従って、Brookfield Digital Viscometer(Model DY-III,version 3)及び使い捨てアルミニウム試料チャンバーを用いて測定される。使用されるスピンドルは、一般に、10~100,000センチポアズの範囲の粘度を測定するのに適したSC-31ホットメルトスピンドルである。試料をチャンバーに注ぎ、次いで、これをBrookfield Thermoselに挿入し、適所に固定する。試料チャンバーは、スピンドルが挿入されて回転しているときにチャンバーが回転できないようにするために、Brookfield Thermoselの底部に適合するノッチを底部に有する。試料(約8~10gの樹脂)を、溶融した試料が試料チャンバーの上部から約1インチ下になるまで、必要な温度に加熱する。粘度計装置を下げ、スピンドルを試料チャンバー内に沈める。粘度計上のブラケットがThermosel上に整列するまで、下降を続ける。粘度計を作動させ、粘度計のrpm出力に基づいて、総トルク容量の40~60パーセントの範囲内のトルク読み取り値をもたらすせん断速度で動作するように設定する。読み取り値を約15分間にわたって毎分取得するか、又は値が安定するまで毎分取得し、安定した時点で最終読み取り値を記録する。
エチレン系ポリマーのメルトインデックス(I2、又はMI)は、ASTM D-1238、条件190℃/2.16kgに従って測定される。高I2ポリマー、すなわち、I2が200g/モル以上である場合、メルトインデックスは、好ましくは、米国特許第6,335,410号、同第6,054,544号、同第6,723,810号に記載されているように、ブルックフィールド粘度から計算される。
I2(190℃/2.16kg)=3.6126[10(log(η)-6.6928)/-1.1363]-9.31851、式中、η=350°Fでの溶融粘度(cP)。
酸素透過率(OTR)試験は、本発明の硬質容器を調製するために使用される硬質フィルムにおける酸素透過の減少を決定する。
一般的なポリプロピレンと比較して80%のOTRの改善
ポリスチレンと比較して90%のOTRの改善
ポリスチレンと比較して100%のMVTRの改善
一般的なポリプロピレンと比較して80%のMVTRの改善
示差走査熱量測定(DSC)は、時間又は温度の関数として、材料への又は材料からの熱流を測定する。これは、ポリマーを溶融するのに必要な熱に基づいて、ポリマー結晶化度、非晶質ポリマーのガラス転移温度、及び結晶性ポリマーの溶融温度を決定する。DSCは、例えば、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)系の試料における結晶化度を測定するために使用される。
%Cryst.=(Hf/207J/g)×100
XPP樹脂試料並びにA-B-Aシート試料は、同様の%Cryst.、すなわち、約40%の%Cryst.を示した。驚くべきことに、シート試料は、二次低温ピークを示した。ペレットでのXPP原材料は、粉末形態のPPモノマーを用いて小バッチで作製されるので、得られる低温ピークは、二峰性溶融転移、反応器若しくは押出段階のいずれかにおける高分子量及び低分子量PPのブレンド、又はランダムコポリマーPPを作製する低分子量エチレン、ゴム若しくは両方の組み合わせ、又はABA構造体のスキン層中に存在する市販の二峰性材料であり得る。
スコア及びスナップ試験を3つの試料で行った。
1.厚さ0.040インチのPP/XPP/PP硬質シート、
2.厚さ0.020インチのPP/XPP/結合/EVOH/結合/PPプラスチックシート、及び
3.厚さ0.040インチのPP/XPP/結合/EVOH/結合/PPプラスチックシート。
PP 6025N PPホモポリマー
PP R01C-00 PPランダムコポリマー
Impede(登録商標)MP 1250-TC バリアポリプロピレン
PX 3838 直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)
BX6804B エチレン-ビニルアルコールコポリマー(EVOH)
現在のシングルサーブコーヒーポッドにおけるPSを置き換えるために、3つの試料をGabler M60熱形成機にかけて、カップ又はカプセルなどの容器を熱形成した。1cc-ミル/100in2-日未満のOTRを提供する任意のバリアフィルムは、高~中バリア材料とみなされる。この実施例は、シングルサーブコーヒーポッドのための0.040インチでのPP/XPP/PPの熱形成試験に関する。
(1)XPP 803ポリプロピレンは、実験バリアPP試料である。これは、ABA構造を含み、AはPPランダムコポリマーであり、BはIMPEDE(登録商標)MP 2250-XP1ポリプロピレンである。
(2)XPP 802ポリプロピレンもまた、実験バリア試料である。これは、ABA構造を含み、AはPPホモポリマーであり、BはIMPEDE(登録商標)MP 1250ポリプロピレンである。
(3)XPTPCポリプロピレンは実験バリア試料である。これは、クリーマーカップ及びプディングカップの周りに設計された4つの異なるゲージのコア層中にCPS 606バリア添加剤を有するPPのタルク充填ホモポリマーである。
ABA共押出試験を様々なゲージ及び幅で実施して、現在の生産用熱形成及び成形充填シール設備での容器への変換についてのバリア強化PP材料の性能を評価した。4つのグレードを試験に使用した。
(1)XPP 801--ランダムコポリマーベース。標準プディングカップを利用してスコアリング及びスナップ能力を決定するために、このグレードを使用して、FFSにかけるためのポリスチレン(PS)代替物としてのそのシート押出性能を評価した。
(2)XPP 802--ホモポリマーベース。アレイトレイツールを利用して性能を評価するために、このグレードを使用して、ターゲットバリア強化としての、及びPS材料代替物としてのそのシート押出性能を評価した。
(3)XPP 803--変性ランダムコポリマーベース。このグレードを使用して、そのシート押出性能を評価し、また成形性を評価するためにPSツール上でKカップを形成した。バリア性能試験もまた、XPP803で形成されたシートに対して実施される。
(4)PP 23H2A--ランダムコポリマー。
III.A.実施例
図4に示されるように、カップを、本開示に記載される本発明のロールストック又は硬質シートから作製する。このロールストックは、熱形成及び成形充填シール食品並びに医療用包装のための従来のPS及びPPを超えるバリア及び剛性の強化を提供する。このロールストックは、以下を含むプロセスに適合する:様々な最終用途のための、無菌、高温充填、レトルト、調整雰囲気包装(MAP)、HPP、FFS及びFS。これは、熱形成及びFFS食品包装におけるPSのドロップイン代替物のために、制御された収縮及び強化された剛性を提供する。一実施形態では、これはまた、特殊なバリア材料又はコーティングを使用することなく、従来のPPに対して最大90%/90%のOTR/MVTR及び従来のPSに対して最大100%/150%のOTR/MVTRのバリア改善も提供する。強化された剛性により、この材料は、ダウンゲージングの可能性を提供する。一実施形態では、このロールストックはホモポリマーPPを含み、これは少なくとも1つのグレードのImpede(登録商標)樹脂を含む少なくとも1つの層を含む。一実施形態では、ロールストックは、顧客の用途に基づいて、0.010インチ~0.20インチの範囲の厚さで押出される。一実施形態では、ロールストックは白色である。別の実施形態では、ロールストックは天然色である。一実施形態では、ロールストックは、XPP802材料グレードから作製される。
図5に示されるように、カップを、本開示に記載される本発明のロールストック又は硬質シートから作製する。このロールストックは、熱形成及び成形充填シール食品並びに医療用包装のための従来のPS及びPPを超えるバリア及び剛性の強化を提供する。このロールストックは、以下を含むプロセスに適合する:様々な最終用途のための、無菌、高温充填、レトルト、M.A.P.、HPP、FFS及びFS。一実施形態では、これは、熱形成及びFFS食品包装におけるPSのドロップイン代替物のために、制御された収縮及び強化された剛性を提供する。一実施形態では、これはまた、従来のPPに対して最大90%/90%のOTR/MVTR及び従来のPSに対して最大100%/150%のOTR/MVTRのバリア改善も提供し、EVOH層が、常温保存可能な食品包装のための追加のOTRバリア保護を提供する。一実施形態では、このロールストックはホモポリマーPPを含み、これは少なくとも1つのグレードのImpede(登録商標)樹脂を含む少なくとも1つの層を含む。一実施形態では、ロールストックは、顧客の用途に基づいて、0.010インチ~0.20インチの範囲の厚さで押出される。一実施形態では、PP層は、Impede(登録商標)層(PPの総重量%は92.5%である)と、5%のLDPE層と、2.5%のEVOH層とを含む。一実施形態では、ロールストックは白色である。別の実施形態では、ロールストックは天然色である。一実施形態では、PP層は白色である。別の実施形態では、PP層は天然色である。別の実施形態では、ロールストックは、XPP 803材料グレードから作製される。
III.C.1.設計
一態様では、XPPは、熱形成及び成形充填シール食品包装用途のための特殊なバリア材料又はコーティングを使用することなく、強化されたOTR及びMVTRバリアを提供するモノマテリアルポリプロピレンロールストックである。
従来のポリプロピレンに対してOTR/MVTRの90%/90%の改善
ポリスチレンに対してOTR/MVTRの100%/150%の改善
一態様では、材料の複合混合物から生産される他のバリア材料構造体と比較して、本発明のポリマーフィルム構造体は、ポリプロピレン材料から生産され、したがって、ポリプロピレン樹脂IDコード#5を使用してリサイクルすることができる。HIPS/PVDCなどの比較バリア材料は、樹脂IDコード#7を使用しなければならず、これは、他の用途におけるリサイクル及び再利用の機会を制限する。加えて、本発明のポリマーフィルム構造体は、他の熱可塑性樹脂と同様に(架橋なしで)加工することができ、したがって容易にリサイクルすることができる。本発明のポリマーフィルム構造体は、その構造的完全性を失うことなく、閉ループ系において、又は循環経済の一部として、複数回リサイクルすることができる。したがって、本発明のポリマーフィルム構造体は、複数回の熱履歴後にその機械的特性を維持しながら、様々な実用用途にリサイクルして戻すことができる。
一態様では、本発明のポリマーフィルム構造体の増大した硬さ及び剛性は、ポリスチレン代替イニシアチブのためのドロップイン加工を可能にするだけでなく、材料構造体をダウンゲージする機会も提供し、材料使用量の削減、収率の増大、及び部品の軽量化をもたらす。例えば、一実施形態では、本発明のポリマーフィルム構造体は、本発明のポリマーフィルム構造体の増大した剛性属性の結果として、形成部品において同等のバリア結果並びに同様の機能及び加工特性を有する0.0175インチのロールストックを使用した熱形成を可能にする。比較すると、同様の部品に使用される市販の構造体は、典型的には、0.020インチの耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)ロールストックを使用して生産される。この例は、ゲージの12.5%の減少を表し、これは、年間のプラスチック材料の使用の潜在的な減少に相当し、数十万ポンドの量になる。この減少は、ポリプロピレンの軽量及び低密度の結果として材料代替物を通じて潜在的に実現され得る材料節約を上回るであろう。
既存の包装機械での実行
一態様では、本発明のポリマーフィルム構造体は、強化された剛性及び制御された収縮を提供し、これにより、修正又は追加の資本支出を必要とすることなく、既存の熱形成及びFFSプラットフォーム上での加工を可能にする。
一態様では、本発明のポリマーフィルム構造体は、制御された収縮を提供し、既存の熱形成及び成形充填シールのシステム及びプラットフォーム上でのドロップイン加工を可能にする。これは、材料の固有の特徴であり、タルク又は炭酸カルシウムなどの無機充填剤を使用せずに達成されるものであり、したがって、ポリプロピレン密度、及びその後のリサイクルのための選別能力を維持する。
従来のポリスチレン(PS)材料は、約300KPsiの曲げ弾性率/剛性数を提供する。比較すると、本発明の一態様では、XPP材料は、30%超改善した剛性を提供し、それにより、従来のPP及びPSと比較してより強くより硬いフィルムをもたらす。硬さ及び剛性のこの増加は、特定の成形充填シールマルチパック用途において必要とされるPSの「スナップ能力」及び「スコアリング性」を維持する。この重要な機能性は、用途の多様性、並びに機能的属性及び加工特性を犠牲にすることなく、耐衝撃性ポリスチレン(HIPS)及びポリ塩化ビニリデン(PVDC)などの伝統的にリサイクル不可能な材料を完全にリサイクル可能な解決策で置き換える能力を可能にする。
プラスチック廃棄物の削減及びより持続可能な包装の解決策に対する世界的な需要は、プロポジション65の結果としての健康及び安全性の懸念と相まって、食品包装用途におけるポリスチレン(PS)(成形充填シール加工に対して好ましい材料)を置き換える幅広いイニシアチブをもたらした。一実施形態では、XPPロールストックは、食品包装をPSから首尾よく移行することを可能にし、PSを本発明の持続可能でリサイクル可能なプロポジション65準拠のポリマーフィルム構造体と置き換える。
以下の表に、単層試料A(通常のPP)及び単層B(ポリプロピレン2層スタックを含む)についてのナノインデンテーションデータの概要を示す。試験は、2つの異なる幾何学的先端部(1つは円錐形、もう1つは「バーコビッチ」又は3面ピラミッド)を使用して行った。いくつかのより短い試験(5秒間の負荷、2秒間の保持、及び5秒間の除荷)、並びにいくつかのより長い試験(20秒間の負荷、30秒間の保持、20秒間の除荷)もまた、それぞれ1mNの最大負荷まで行った。
Claims (35)
- 共押出多層ポリマーフィルムであって、少なくとも1つの2層スタックA-B1又はA-B2を含み、前記2層スタックの第1の層がAであり、前記2層スタックの第2の層がB1又はB2のいずれかであり、
Aは、主にポリプロピレンを含む層であり、
B1は、主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂を含む層であり、
B2は、主にIMPEDE(登録商標)ポリマーを含む層であり、
前記2層スタック内の前記2つの層は、互いに接触可能に隣接している、共押出多層ポリマーフィルム。 - (A)主にポリオレフィンを含む少なくとも1つの層、
(B)主にポリプロピレンを含む少なくとも1つの層、
(C)主にIMPEDE(登録商標)を含む少なくとも1つの層、
(D)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂を含む少なくとも1つの層、
(E)主にポリエチレンポリマー又はインターポリマーを含む少なくとも1つの層、
(F)EVOHを含む少なくとも1つのバリア層、
(G)主にナイロンを含む少なくとも1つのバリア層、
(H)主にポリエステルを含む少なくとも1つのバリア層、
(I)少なくとも1つの結合層、並びに
(J)上記の層の組み合わせ、である、層のセットからの1つの層、又は層のセットからの2つ以上の層を更に含む、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。 - (I)ポリエチレンを含む外側層と、
(II)EVOHを含むコア層と、
(III)ポリエチレンを含む内側層と、を含み、
前記3つの層のうちの少なくとも1つは、前記2層スタックを含む、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。 - 前記外側層及び前記内側層が前記2層スタックを含む、請求項3に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- (I)主にポリプロピレンを含む第1の層、
(II)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む第2の層、並びに
(III)主にポリプロピレンを含む第3の層、の順序で3つの層を含む、請求項3に記載の共押出多層ポリマーフィルム。 - 共押出多層ポリマーフィルムであって、
(I)1つ以上の層を含む外側層スタックであって、
(A)任意選択的に、前記外側層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(B)任意選択的に、前記外側層スタックは、
(i)主にポリプロピレンを含む層、及び
(ii)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層、の少なくとも1つの2層スタックを含み、
前記2層スタック内の前記2つの層は、互いに接触可能に隣接している、外側層スタックと、
(II)コア層スタックであって、1つ以上の層を含み、
(C)任意選択的に、前記コア層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(D)任意選択的に、前記コア層スタックは、
(iii)主にポリプロピレンを含む層、及び
(iv)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層、の少なくとも1つの2層スタックを含み、
前記2層スタック内の前記2つの層は、互いに接触可能に隣接しており、
(E)任意選択的に、前記コア層スタックの少なくとも1つの層は、EVOHを含む、コア層スタックと、
(III)1つ以上の層を含む内側層スタックであって、
(F)任意選択的に、前記内側層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(G)任意選択的に、前記内側層スタックは、
(v)主にポリプロピレンを含む層、及び
(vi)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層、の少なくとも1つの2層スタックを含み、
前記2層スタック内の前記2つの層は、互いに接触可能に隣接している、内側層スタックと、を含み、
前記ポリエチレンインターポリマーが、
(a)任意選択的に、0.894~0.908g/cm3の範囲の密度、0.2~1dg/minの範囲のメルトインデックスを有する第1のエチレン/α-オレフィンコポリマー画分と、
(b)任意選択的に、約0.910~0.924g/cm3の範囲の密度、0.5~2g/10minの範囲のメルトインデックス、約1.15~2.5の範囲のゼロせん断粘度比(ZSVR)、重量平均分子量の数平均分子量に対する比(Mw/Mn)として表される2.0~4.0の範囲の分子量分布を有する第2のエチレン/α-オレフィンコポリマー画分と、を含む、共押出多層ポリマーフィルム。 - 2層~100層の範囲から選択される数の層を含む、請求項2に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記共押出多層ポリマーフィルムに対する前記EVOHコポリマーの重量パーセントが、約0.1%~約10%の範囲である、請求項2に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記EVOHコポリマー中のエチレンのモルパーセントが約10%~約55%の範囲である、請求項8に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記共押出多層ポリマーフィルムが、30℃以上のDTUL及び500MPa以上の曲げ割線弾性率を示す、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記フィルムの厚さが約5μm~約1600μmの範囲である、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記第2の層B1中の前記炭化水素樹脂が、脂肪族炭化水素樹脂、脂肪族/芳香族炭化水素樹脂、芳香族炭化水素樹脂、ポリテルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂、ロジンエステル、ロジン酸、又はこれらの混合物を含む、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記第2の層B1中の前記炭化水素樹脂が、部分的に水素化されているか、又は完全に水素化されている、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記第2の層B1中の前記炭化水素樹脂が、ポリシクロペンタジエンを含む、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記第2の層B1中の前記炭化水素樹脂が、約400g/mol~約5,000g/molの重量平均分子量を有する、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記炭化水素樹脂が、110℃以上の環球式軟化点を有する芳香族C9水素化樹脂を含む、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 3.0cm3/m2/日以下の水蒸気透過率、及び/又は60cm3/100in2/日以下の酸素透過率を特徴とする、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記第2の層B1が、安息香酸ナトリウム、タルク、グリセロールアルコキシド塩、環状カルボン酸塩、二環式カルボン酸塩、グリセロレート、ホスフィン、ホスフェート、ジオール、ヘキサヒドロフタル酸塩、アミド、及び糖アルコールから選択される核剤を更に含む、請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルム。
- 前記核剤が、
マンニトール又はマンニトール系化合物、ソルビトール又はソルビトール系化合物、ノニトール又はノニトール系化合物、1,2,3-トリデオキシ-4,6:5,7-ビス-0-((4-プロピルフェニル)メチレン)ノニトール、
2,4,8,10-テトラ(tert-ブチル)-6-ヒドロキシ-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン6-オキシド、2,4,8,10-テトラ(tert-ブチル)-6-ヒドロキシ-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン6-オキシドの塩、2,4,8,10-テトラ(tert-ブチル)-6-ヒドロキシ-12H-ジベンゾ[d,g][1,3,2]ジオキサホスホシン6-オキシドのナトリウム塩、
ヒドロキシ-ビス[2,2’-メチレンビス[4,6-ジ(tert-ブチル)フェニル]ホスフェート、2,2’-メチレンビス(4,6-ジ-tert-ブチルフェニル)ホスフェート、それらの塩、それらのナトリウム塩、それらのアルミニウム塩、それらのリチウム塩、
(1R)-1-[(4R,4aR,8aS)-2,6-ビス(3,4-ジメチルフェニル)-4,4a,8,8a-テトラヒドロ-[1,-3]ジオキシノ[5,4-d][1,3]ジオキシン-4-イル]エタン-1,2-ジオール、1-[8-プロピル-2,6-ビス(4-プロピルフェニル)-4,4a,8,8a-テトラヒドロ-[1,3]ジオキシノ[5,4--d][1,3]ジオキシン-4-イル]エタン-1,2-ジオール、
N-[3,5-ビス(2,2-ジメチルプロパノイルアミノ)フェニル]-2,2-ジメチルプロパンアミド)、(1S,2R)-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシレートの塩とオクタデセン酸亜鉛、(1S,2R)-シクロヘキサン-1,2-ジカルボキシレートのカルシウム塩とオクタデセン酸亜鉛、シス-エンド-ビシクロ[2,2,1]ヘプタン-2,3-ジカルボン酸二ナトリウム塩と13-ドコセンアミド、非晶質二酸化ケイ素、
ビシクロヘプタンジカルボン酸、ビシクロ[2.2.1]ヘプタンジカルボキシレート、
シクロヘキサンジカルボン酸、シクロヘキサンジカルボン酸のカルシウム塩、シクロヘキサンジカルボン酸と、シクロヘキサンジカルボン酸のカルシウム塩と、ステアリン酸亜鉛とのブレンド、及び
これらのうちの2種以上の核剤の混合物から選択される、請求項10に記載の共押出多層ポリマーフィルム。 - 請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルムを含む成形ポリマー物品。
- 前記成形ポリマー物品が、熱形成された成形ポリマー物品である、請求項20に記載の成形ポリマー物品。
- 食品を包装するための容器である、請求項20に記載の成形ポリマー物品。
- 前記共押出多層ポリマーフィルムが、
(A)主にポリオレフィンを含む少なくとも1つの層、
(B)主にポリプロピレンを含む少なくとも1つの層、
(C)主にIMPEDE(登録商標)を含む少なくとも1つの層、
(D)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂を含む少なくとも1つの層、
(E)主にポリエチレンポリマー又はインターポリマーを含む少なくとも1つの層、
(F)EVOHを含む少なくとも1つのバリア層、
(G)主にナイロンを含む少なくとも1つのバリア層、
(H)主にポリエステルを含む少なくとも1つのバリア層、
(I)少なくとも1つの結合層、並びに
(J)上記の層の組み合わせ、である、層のセットからの1つの層、又は層のセットからの2つ以上の層を更に含む、請求項22に記載の容器。 - 前記共押出多層ポリマーフィルムが、
(I)ポリエチレンを含む外側層と、
(II)EVOHを含むコア層と、
(III)ポリエチレンを含む内側層と、を含み、
前記3つの層のうちの少なくとも1つは、前記2層スタックを含む、請求項23に記載の容器。 - 前記外側層及び前記内側層が前記2層スタックを含む、請求項24に記載の容器。
- 前記共押出多層ポリマーフィルムが、
(I)主にポリプロピレンを含む第1の層、
(II)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む第2の層、並びに
(III)主にポリプロピレンを含む第3の層、の順序で3つの層を含む、請求項24に記載の容器。 - 前記共押出多層ポリマーフィルムが、
(I)1つ以上の層を含む外側層スタックであって、
(A)任意選択的に、前記外側層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(B)任意選択的に、前記外側層スタックは、
(i)主にポリプロピレンを含む層、及び
(ii)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層、の少なくとも1つの2層スタックを含み、
前記2層スタック内の前記2つの層は、互いに接触可能に隣接している、外側層スタックと、
(II)1つ以上の層を含むコア層スタックであって、
(C)任意選択的に、前記コア層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(D)任意選択的に、前記コア層スタックは、
(iii)主にポリプロピレンを含む層、及び
(iv)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層、の少なくとも1つの2層スタックを含み、
前記2層スタック内の前記2つの層は、互いに接触可能に隣接しており、
(E)任意選択的に、前記コア層スタックの少なくとも1つの層は、EVOHを含む、コア層スタックと、
(III)1つ以上の層を含む内側層スタックであって、
(F)任意選択的に、前記内側層スタックの少なくとも1つの層は、ポリエチレンポリマー又はポリエチレンインターポリマーを含み、
(G)任意選択的に、前記内側層スタックは、
(v)主にポリプロピレンを含む層、及び
(vi)
(a)主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂、又は
(b)主にIMPEDE(登録商標)ポリマー、を含む層、の少なくとも1つの2層スタックを含み、
前記2層スタック内の前記2つの層は、互いに接触可能に隣接している、内側層スタックと、を含み、
前記ポリエチレンインターポリマーが、
(a)任意選択的に、0.894~0.908g/cm3の範囲の密度、0.2~1dg/minの範囲のメルトインデックスを有する第1のエチレン/α-オレフィンコポリマー画分と、
(b)任意選択的に、約0.910~0.924g/cm3の範囲の密度、0.5~2g/10minの範囲のメルトインデックス、約1.15~2.5の範囲のゼロせん断粘度比(ZSVR)、重量平均分子量の数平均分子量に対する比(Mw/Mn)として表される2.0~4.0の範囲の分子量分布を有する第2のエチレン/α-オレフィンコポリマー画分と、を含む、請求項24に記載の容器。 - 前記共押出多層ポリマーフィルムが、2層~100層の範囲から選択される数の層を含む、請求項24に記載の容器。
- 前記共押出多層ポリマーフィルムに対する前記EVOHコポリマーの重量パーセントが、約0.1%~約10%の範囲である、請求項23に記載の容器。
- 前記EVOHコポリマー中のエチレンのモルパーセントが約10%~約55%の範囲である、請求項29に記載の容器。
- 請求項1に記載の共押出多層ポリマーフィルムを調製するためのプロセスであって、
(I)層A1を提供する工程と、
(II)B1又はB2を含む層を提供する工程と、を含み、
前記A1及び前記B1、又はA1及びB2は、それらの隣接する境界において界面又は中間相を形成し、その結果、前記中間相が前記2つの層の間に特性の不連続性を提供して、前記共押出多層ポリマーフィルムのバリア特性の改善をもたらす、プロセス。 - 請求項31に記載のプロセスによって調製された硬質共押出多層ポリマーフィルムから調製される、食品を包装するための容器。
- 請求項19に記載の共押出多層ポリマーフィルムを含む成形ポリマー物品。
- 前記成形ポリマー物品が、熱形成された成形ポリマー物品である、請求項33に記載の成形ポリマー物品。
- 共押出多層ポリマーフィルムを含む積層構造体であって、前記ポリマーフィルムは、少なくとも1つの2層スタックA-B1又はA-B2を含み、
前記2層スタックの第1の層はAであり、前記2層スタックの第2の層はB1又はB2のいずれかであり、
Aは、主にポリプロピレンを含む層であり、
B1は、主にポリプロピレン及び50重量%以下の炭化水素樹脂を含む層であり、
B2は、主にIMPEDE(登録商標)ポリマーを含む層であり、
前記2層スタック内の前記2つの層は、互いに接触可能に隣接しており、
前記積層構造体の厚さは、5μm~1600μmの範囲である、積層構造体。
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