説明

向上したバブル安定性を有するポリエチレンフィルム

本発明は、優れた遮断性及び向上した加工特性を有する高密度ポリエチレンインフレートフィルムに関する。方法は過酸化物の使用を導入し、それは遮断性を犠牲にせずにバブル安定性を向上させる。ポリエチレンは約0.950g/ccより高い密度を有し、分子量分布MWDにおいて比較的狭く(約2.0〜約6.5の範囲内)、中分子量のものである。1つの態様において、フィルムは、ポリエチレンへの過酸化物の添加により少なくとも約5%低下したが、45%より大きく低下していない流動学的幅パラメーター、aも有する。過酸化物の添加は、強度及び遮断性、例えば酸素透過度を犠牲にせずに加工性を向上させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
分野
本発明は、優れた遮断性及び向上した加工特性を有する高密度ポリエチレンインフレートフィルム(blown films)に関する。方法は過酸化物の使用を導入し、それは遮断性又は光学を犠牲にせずに溶融強度、バブル安定性及び厚みの一様性(gauge
uniformity)のような加工特性を向上させる。
【背景技術】
【0002】
背景
本発明は、単層もしくは多層インフレートフィルム押出に関する。インフレートフィルム押出では、最初に樹脂を押出機のバレルの内部でせん断、熱及び圧力に供することによりそれを溶融させ、ダイを介して溶融樹脂を押出す。押出機からのメルトは、典型的には入り口を介してダイの底又は側面に分配される。個々の入り口からのメルトは、ダイの内部のマンドレルの表面の周りの螺旋状の溝を介してダイ中で円周状に均一に分布し、ダイ開口部を介して管の形態で押出される。
【0003】
バブルが形成された後、それはつぶれ、生ずるフィルム層は、包装あるいは続く完成製品への転換のために、ニップロール、アイドラーロールならびに種々の巻取機及び仕上げロールを介して引き取られる。
【0004】
インフレートフィルム押出法は複雑であり得るが、ほとんどの問題はバブル形成の間に起こる。これは、バブル形成の間に最も高い要求が樹脂の配合(formula)に求められるからである。樹脂の配合及び物理的特性は、装置の特性及び作業条件と一緒になって、そのような条件に従って(upon)変わる特定の物理的性質及び寸法を有するフィルムを与える。与えられる樹脂に関し、押出処理量、ダイギャップ及びダイ直径は、引落(drawdown)比、膨張(blow up)比(BUR)及びフロストラインの高さと組み合わされて、光沢度及び曇り度のような特定の光学的性質ならびに強度、引張特性により定義される靭性、落槍衝撃強さ(dart)及び引裂強さ(tear)のような特定の物理的性質ならびにフィルムの特定の遮断性、すなわち水、湿気、臭気などがフィルムを透過する能力を有するフィルムを生ずる。バブルの全体的な安定性を定量するのは困難であり得る。理想的には、それは、それが吹き込まれて冷却され、一定の厚さを有するフィルムを生ずる時にまだ、残るであろう。しかしながら、バブルは非常に不安定であり得るので、過剰のフィルム厚さの変動が起こるか、あるいは極端な場合にはフィルムが破れるであろう。かくして方法の成功は樹脂特性に高度に依存する。
【0005】
ポリエチレンは一般に、高密度ポリエチレン(HDPE,0.941g/cmかもしくはそれより高い密度)、中密度ポリエチレン(MDPE,0.941〜0.927g/cmの密度)及び線状低密度ポリエチレン(LLDPE,0.910〜0.926g/cmの密度)のような密度範囲で分類される。例えばASTM D4976−98を参照されたい。HDPEは通常、食品包装、ごみ袋、レジ袋(merchandise bags)及び食料品袋(grocery sacks)のような用途で使用するためのインフレートフィルムの製造に用いられる。
【0006】
密度、分子量分布(MWD)及びメルトインデックス(MI2)は、インフレートフィルム製造において用いられるHDPEの3つの重要な性質である。ほとんどのHDPEフィルムは広MWD HDPEから作られ、それは、この型のHDPEは加工が非常に容易である、すなわち押出及びバブル安定性がより優れ、より許容され得るからである。しか
しながら、そのようなフィルムは通常、劣った遮断性を有する。類似して、低いMI2を有するHDPEsは一般により優れたバブル安定性を有するが、いくつかの場合には溶融破壊を示し得、且つ劣った遮断性を有し得る。
【0007】
従って狭い分子量分布の高いメルトインデックスHDPE’sにおいて、得られるHDPEフィルムの遮断性を犠牲にせず、同時に最適な加工性能を保持してバブル安定性を向上させる必要がある。本発明は、HDPE樹脂又は配合中に過酸化物を導入することにより、この必要性に向き合う。
【発明の概要】
【0008】
概略
1つの態様において、本発明は:約0.950g/ccより高い密度;約2.0〜約6.5の範囲内の分子量分布、MWD;ポリエチレンへの過酸化物の添加により少なくとも約5%低下したが45%より大きく低下していない流動学的幅パラメーター、aを有するポリエチレンを含んでなる二軸配向インフレートフィルムであって;該フィルムは約5ミルより大きくない厚さ;及び約140cm/m/日より大きくない酸素透過度を有する。
【0009】
他の態様は:約0.955g/ccより高い密度;約5.0〜約6.5の範囲内の分子量分布、MWD;ポリエチレンへの過酸化物の添加により少なくとも約10%低下したが45%より大きく低下していない流動学的幅パラメーター、aを有するポリエチレンを含んでなるインフレートフィルムであって;該フィルムは約5ミルより大きくない厚さ;及び約140cm/m/日より大きくない酸素透過度を有する。
【0010】
さらに別の態様は:少なくとも、約0.950g/ccより高い密度及び約7.0より低い分子量分布を有するポリエチレンを約5ppm〜約75ppmの過酸化物と組み合わせ;インフレートフィルムライン上で組み合わせからフィルムを製造し;そして約5ミル〜約0.5ミルの厚さ及び約140cm/m/日より大きくない酸素透過度を有するフィルムを得ることを含んでなる、フィルムの製造方法である。
【0011】
本明細書に記載されるいずれの態様のフィルムも、約35%より高くない曇り度の値及び/又は約40%より高い光沢度の値を有することができる。
【0012】
本明細書に記載されるいずれの態様のフィルムも:2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン;1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン;1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−シクロヘキサン;2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)−オクタン;n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルペルオキシ)−バレレート;ジ−t−ブチルペルオキシド;t−ブチル−クミルペルオキシド;ジクミルペルオキシド;αα”−ビス(t−ブチル−ペルオキシイソプロピル)ベンゼン;2,5−ジメチル−2,5−ジ−ジ(t−ブチルペルオキシ)へキサン;2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン;t−ブチルペルオキシイソプロピルイソプロピルカーボネート及びそれらの組み合わせより成る群から選ばれる過酸化物を用いて改質されることができる。過酸化物の量は過酸化物に依存して変わるが、例えば約5ppm〜約55ppmの範囲であることができる。
【0013】
本明細書に記載される態様のいずれにおいても、過酸化物処理は流動学的幅パラメーター、aを少なくとも約20%もしくは15%低下させるが、40%より大きく低下させない。
【0014】
本明細書に記載される態様のいずれにおいても、ポリエチレンは単峰的(unimod
al)であることができるか、及び/又は190℃/2.16kgで測定される約1.0dg/分〜約2.0dg/分の範囲内のメルトインデックスを有する。また、ポリエチレンは約120,000より低いが約50,000より高い重量平均分子量又は約5〜約6.5の分子量分布(MWD)を有することができる。
【0015】
本明細書に記載される態様のいずれにおいても、フィルム厚さは約5ミルより大きくないことができ、且つフィルムは約138cm/m/日より大きくない酸素透過度を有することができる。
【0016】
本明細書に記載される態様のいずれにおいても、フィルムは多層フィルム構造又は積層物の一部であることができる。態様は、例えば包装、袋、ラップ及びライナーのような用途も含む。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【図1】ポリエチレンポリマーの1つの態様についての、酸素透過度及び幅パラメーター、aへの過酸化物レベルの効果を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【0018】
ここで下記に、特定の態様、変形及び実施例を含んで、本発明の態様をさらに詳細に記述するが、本発明はこれらの態様、変形又は実施例に制限されず、それらは、その情報が利用可能な情報及び技術と組み合わされる時に、当該分野における通常の熟練者が本発明を製造し且つ使用することを可能にするために含まれる。
【0019】
他にことわらなければ、明細書及び請求項中で用いられる成分の量、分子量のような性質、反応条件などを表すすべての数字は、あらゆる場合に「約」という用語により修飾されていると理解されるべきである。従って、そうでないと指示されなければ、以下の明細書及び添付の請求項中に示される数値パラメーターは、本発明が得ようとしている所望の性質に依存して変り得る近似値である。せめて(at the very least)、各数値パラメーターは、少なくとも報告される有効数字の数を見て、且つ通常の丸め法を適用することにより解釈されるべきである。さらに、本開示及び請求項中で規定される範囲は、特定的に範囲全体を含み、末端のみではないことが意図されている。例えば、0〜10であると規定される範囲は、0と10の間のすべての整数、例えば1、2、3、4など、0と10の間のすべての分数(fractional numbers)、例えば1.5、2.3、4.57、6.113などならびに末端0及び10を表すことが意図されている。また、化学置換基と一緒になった範囲、例えば「C−C炭化水素」は、C及びC炭化水素ならびにC、C及びC炭化水素を特定的に含み且つ表すことが意図されている。
【0020】
本発明の広い範囲を示す数値範囲及びパラメーターは近似値であるのにかかわらず、特定の実施例中に示される数値は、可能な限り正確に報告される。しかしながら、いずれの数値も、本質的に、それらのそれぞれの試験測定(testing measurements)において見出される標準偏差から必然的に生ずるある誤差を含有する。
【0021】
さらに、明細書及び添付の請求項中で用いられる場合、単数形「a」、「an」及び「the」は、分脈が明らかに他のように指示していなければ、それらの複数形の対象物を含む。例えば「押出機」(an “extruder”)又は「ポリマー」(a “polymer”)への言及は、他にことわらなければ、1つもしくはそれより多い押出機又はポリマーを含むことが意図されている。1つの(“an”)成分又は1つの(“a”)段階を含有するかもしくは含む組成物又は方法への言及は、名を挙げられたものに加えて
それぞれ他の成分又は他の段階を含むことが意図されている。
【0022】
HDPEはいくつかの供給源から、例えば:HDPE 6420及びHDPE 6410はTotal Petrochemicals USA,Inc.から;L5885、M6210、M6020及びM6580はEquistar Chemical Companyから;ならびに9656及び9659はChevron Phillips Chemical Companyから商業的に入手可能である。これらのポリマーの製造方法は当該技術分野において一般的に周知であり、種々の型の反応器中における種々の条件下でのスラリ相及び気相法を含む。チーグラー−ナッタ(Ziegler−Natta)触媒及びそれらの使用方法は、メタロセン及びクロムに基づく触媒ならびにそれらの使用方法が周知であると同様に、周知である。
【0023】
一般にHDPEの分子量分布(MWD)は約7.0より低い(MWD=GPCにより決定されるMw/Mn)。いくつかの態様において、MWDは約2.0から約7.0まで、あるいはまた約6.5まで、あるいは約2.0から約6.0までの範囲内である。他の態様において、MWDは約3.0から約6.0まで、あるいはまた約3.5から約6.0まで、あるいは約4.0から約6.0まで、あるいは約5.0から約6.5まで、あるいは約6.0である。1つの態様において、HDPEの密度は約0.950g/ccより高い。いくつかの態様において、HDPEの密度は約0.955g/ccより高く、他の態様において、密度は0.958g/ccより高い(密度はASTM D792により決定される)。HDPEのメルトインデックス(ASTM D−1238に従って測定されるMI2;190℃/2.16kg)は約10.0dg/分〜約0.1dg/分の範囲内である。他の態様において、MI2は約5.0dg/分〜約0.5dg/分又は約3.0dg/分〜約1.0dg/分の範囲である。別の態様において、MI2は約1.0dg/分〜約2.0dg/分の範囲内である。1つの態様において、HDPEの重量平均分子量は約120,000より低いが、約50,000より高い。1つの態様において、HDPEは単モード的であり、約90〜約100モル%のエチレン含有率を含有し、残りは、もしあれば、例えばC−Cアルファオレフィンで構成されるホモポリマー又はコポリマーであることができる。
【0024】
いくつかの態様に従うと、樹脂の製造後だが押出又はバブル形成の前に、HDPEに過酸化物が加えられる。過酸化物の量は約5ppm〜約175ppm、あるいはまた約5ppm〜約150ppm、あるいは約5ppm〜約75ppm、あるいは約5ppm〜約70ppm、あるいは約10ppm〜約65ppm、あるいは約10ppm〜約60ppm、あるいは約5ppm〜約55ppm、あるいは約10〜約50ppm、あるいは約10ppm〜約45ppm、あるいは約5ppm〜約40ppm、あるいは約5ppm〜約35ppm、あるいは約5ppm〜約30ppmの範囲である。
【0025】
いずれの添加手段を用いることもできる。1つの態様において、過酸化物をHDPE毛羽(fluff)又は粉末に加えるか、あるいはそれをHDPEが溶融しているときにそれに加えることができる。過酸化物を液体として、又は固体としてマスターバッチ形態で加えることができる。中でも劣った混合はゲルを生じ得るので、十分な混合が達成されねばならない。
【0026】
1つの態様において、押出前に過酸化物を確実に分解させるために、押出機温度は、過酸化物の分解温度より約5%かもしくはそれ以上高く保たれねばならない。
【0027】
適した過酸化物は商業的に入手可能であり、例えばArkemaからのLUPEROX(R)(LUPERSOLならびにL101、L233及びL533としても既知)である。LUPEROX(R) 101は2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)−2,5−ジ
メチルヘキサンであり、L233は3,3−ジ(t−アミルペルオキシ)ブタン酸エチルであり、L−533は3,3−ジ(t−ブチルペルオキシ)酪酸エチルである。適した過酸化物の他の例には:1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−シクロヘキサン、2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)−オクタン、n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルペルオキシ)−バレレート、ジ−t−ブチルペルオキシド、t−ブチル−クミルペルオキシド、ジクミルペルオキシド、αα”−ビス(t−ブチル−ペルオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5−ジ−ジ(t−ブチルペルオキシ)へキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン及びt−ブチルペルオキシイソプロピルイソプロピルカーボネートならびに当該技術分野における熟練者に既知の他の物が含まれるが、これらに限られない。これらを単独で、あるいは2種もしくはそれより多くの混合物として組み合わせて用いることができる。本明細書で用いられる場合、「過酸化物」はこれらの化合物の1種もしくはそれより多くを包含する。当該技術分野における熟練者に既知の他のそのような過酸化物を用いることができる。
【0028】
押出前に、HDPEを1種もしくはそれより多い他の添加物とそのまま(as is)配合することもできる。これらには、制限ではない以下の例の1種もしくはそれより多くが含まれる:酸化防止剤、低分子量樹脂(米国特許第6,969,740号明細書に記載されているような約10,000ダルトンより低いMw)、ステアリン酸カルシウム、熱安定剤、潤滑剤、スリップ/粘着防止剤、雲母、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、耐候安定剤(weather stabilizers)、Viton GB、Viton SC、Dynamar、エラストマー、フルオロエラストマー、いずれかのフルオロポリマーなど。
【0029】
1つの態様において、用いられる合計の酸化防止剤は約400ppm〜約1200ppmの範囲内である。他の態様において、ホスファイト対フェノール系添加物の比の範囲は約0.5:1〜約1.5:1である。
【0030】
バブル安定性を決定及び比較する間接的であるが1つの高度に確実な方法は、ポリマーの流動学的幅、aを測定することである。米国特許第6,706,822号明細書;第6,147,167号明細書;第6,984,698号明細書;ならびに米国特許出願第2003/0030174号明細書を参照されたい。流動学的幅は、ニュートン型とべき法則(power−law)型のせん断速度の間の転移領域の幅あるいは粘度の振動数依存性を指す。流動学的幅は樹脂の緩和時間分布の関数であり、それは翻って樹脂の分子構成の関数である。流動学的幅パラメーター、aは、Cox−Mertz則を仮定して、線形−粘弾性動的振動周波数掃引実験(linear−viscoelastic dynamic oscillatory frequency sweep experiments)を用いて作成される流れ曲線を、修正Carreau−Yasuda(CY)モデルとフィッティングする(fitting)ことにより、実験的に決定される。Cox−Mertz法に従うと、複素粘性率の大きさは、同じ動径振動数(radial frequency)及びせん断速度の値において等しい。Cox,W.P.and Mertz,E.H.著,“Correlation of Dynamic and Steady Flow Viscosities,”J.Polym.Sci.,28(1958年).619−621。(CY)モデルに関するさらなる詳細を見出すことができる:Hieber,C.A.,Chiang,H.A.著,Rheol.Acta.,28(1989年)321;Heiber,C.A.,Chiang,H.H.著,Polym.Eng.Sci.,32,(1992年),931。
η=ηβ[1+(λγ)a]n−1/a
式中:
η=粘度(Pa s);
γ=せん断速度(1/s);
a=流動学的幅[ニュートン挙動とべき法則挙動の間の転移領域の幅を記述する];
λ=緩和時間秒[転移領域の時間における位置を記述する];及び
n=べき法則定数[高せん断速度領域の最終的な傾きを定義する]
である。
【0031】
モデルフィッティング(model fitting)を容易にするために、べき法則定数(n)を一定の値、例えばn=0に保持する。樹脂の流動学的幅の増加は、樹脂に関する幅パラメーター、aの値の低下として見られる。
【0032】
いくつかの態様において、本発明に従って製造されるフィルム層は、過酸化物の使用を介する少なくとも5%であるが45%より大きくない流動学的幅パラメーター、aの低下を特徴とし、それは流動学的幅を増加させ、且つバブル安定性を向上させ、それは加工の間に観察され得る。他の態様において、増加は少なくとも約10%であるが40%より大きくなく、別の態様において、増加は少なくとも約12%であるが40%より大きくなく、別の態様において、増加は少なくとも約15%であるが、40%より大きくなく、そして別の態様において、増加は少なくとも約20%であるが、40%より大きくない。
【0033】
過酸化物添加の効果は、MI2における低下としても観察され得る。かくしていくつかの態様において、フィルム層は、過酸化物の使用を介して少なくとも約1%低下したが約50%より大きく低下していないMI2を有するHDPEから製造され、別の態様において、MI2は少なくとも1.5%低下するが約50%より大きく低下せず、別の態様において、MI2は少なくとも約2%低下するが、50%より大きく低下しない。
【0034】
いくつかの態様において、本発明に従って製造されるフィルムは、約2ミルより大きくない厚さ及び約140cm/m/日より大きくない酸素透過度、あるいはまた約1.5ミルより大きくない厚さ及び約138cm/m/日より大きくない酸素透過度、あるいは約1.25ミルより大きくない厚さ及び約135cm/m/日より大きくない酸素透過度、あるいは約1.0ミルより大きくない厚さ及び約135cm/m/日より大きくない酸素透過度を有する。1つの態様において、フィルム層の厚さは約0.5ミル〜約5ミルであり、フィルム層は約140cm/m/日より大きくない酸素透過度を有する。別の態様において、フィルム層は約1ミルの厚さ及び約138cm/m/日より大きくない酸素透過度を有する。
【0035】
本発明のさらに別の態様は、例外的な透明度、すなわち低い曇り度を有し、及び/又は高い光沢度を有するHDPEフィルムを与える。例えばいくつかの態様において、フィルム層は約20%、あるいはまた約35%もしくは約30%より高くない曇り度の値(ASTM D1003に従う)を有するであろう。いくつかの態様において、フィルム層の光沢度(ASTMD−2457−70に従う)は約20%、あるいはまた約30%もしくは約40%より高い。
【0036】
本発明のフィルムは単層又は多層フィルムであることができる。多層フィルムのために、追加の層は他のいずれかの材料、例えばホモポリマー又はコポリマー、例えばプロピレン−ブテンコポリマー、ポリ(ブテン−1)、スチレン−アクリロニトリル樹脂、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン樹脂、ポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ(4−メチル−1−ペンテン)、いずれかの低密度ポリエチレンなどから作られることができる。一般に当該技術分野における熟練者が周知の方法及び装置、例えば同時押出及び積層法を用い、本発明の多層フィルムを形成することができる。
【0037】
多層フィルムの1つの態様は、ピロー包装に転換された3層ポリエチレン同時押出イン
フレートフィルムであり、そこでコアもしくは中間層はLLDPE、LDPE及び/又はそれらのブレンドを含んでなり;外層はMDPE、本発明のHDPE(すなわちこの態様の場合、本明細書に記載される過酸化物と配合された本明細書に記載されるHDPE)及び/又はそれらのブレンドを含んでなり;そして内層はエチレン酢酸ビニル、LLDPE及び/又はそれらのブレンドを含んでなる。
【0038】
上記の態様のコアもしくは中間層は、フィルムに剛性ならびに破壊及び引裂抵抗性を与え、約1.0ミル〜約2.5ミルの範囲内の厚さである。外層はフィルムに耐熱性及び/又は透明性を与え、約0.1ミル〜約0.5ミルの範囲内の厚さである。内層はフィルムにシーラント機能を与え、約0.3ミル〜約0.6ミルの範囲内の厚さである。この特別な態様は、食品業務(food service)において画一的な生鮮製品包装(institutional fresh produce packaging)のために用いるのに十分に適している。
【0039】
上記のフィルム−層又はフィルムの態様のいずれか2つもしくはそれより多くを組み合わせることができる。
【0040】
本発明の他の態様は、HDPEからインフレートフィルム及びフィルム層を製造するための方法を目的とする。1つのそのような方法は:a)少なくとも、約0.950g/ccより高い密度;約7.0より低い分子量分布を有するポリエチレンを約5ppm〜約60ppmの過酸化物と組み合わせ、それによりHDPEの流動学的幅パラメーター、aを少なくとも約5%低下させるが45%より大きく低下させず:そしてb)インフレートフィルムライン上で組み合わせからフィルムを製造することを含んでなる、フィルムの製造方法を目的とする。この方法の結果として、上記の性質の1つもしくはそれより多くを有する1種もしくはそれより多いフィルムが得られる。上記のようなこれらのフィルムの1種もしくはそれより多くを、押出の間又はその後に1種もしくはそれより多い他のフィルムと組み合わせることができる。
【0041】
1つの態様において、Alpineフィルムラインのようなインフレートフィルムライン上で、ネックの高さが大体ゼロインチである、すなわちネックがないポケットにおいて、本発明のフィルムを製造する。押出機のエアリングを開放して、低い空気速度を保ちながら冷却を最大にし、それにより低いフロストライン及びバブル安定性を保持することができる。より高いフロストラインの高さを用いて遮断性能を強化することができ、それは樹脂配合及びインフレートフィルムラインにより規定されるバブル安定性により制限される。
【0042】
他の押出機、例えばKiefel、Gloucester、Reifenhouser、Macchi及びCMGならびにそのような方法のために当該技術分野における熟練者に既知の他のいずれかの押出機が既知であり、用いることができる。
【0043】
上記の方法又はプロセス(process)の態様のいずれか2つもしくはそれより多くを組み合わせることができる。
【0044】
本発明の態様を:食品包装(21 CFR 1771520の固守を必要とする用途を含むが、これらに限られない);レジ袋;輸送袋;配達包装(deli wraps);伸縮包装;収縮包装;穀物ライナー(cereal liners);クッキー及びクラッカーの上包み;ベーカリーミックス(bakery mixes)、紙の上包み;カップの上包み;皿の上包み;封筒の窓;離型ライナー(release liners);直立袋(stand−up bags);雑貨袋;装身具袋(millinery bags)などを含むがこれらに限られない種々の用途において用いることができる。
【0045】
前記は本発明の態様に向けられているが、本発明の基本的な範囲から逸脱することなく、その他の及びさらなる態様を工夫することができ、本発明の範囲は、続く請求項により決定される。
【0046】
実施例
【実施例1】
【0047】
実験のための基礎材料として商業的に入手可能なバリヤー等級HDPE 6420(Total Petrochemicals USA,Inc.)からの樹脂毛羽を用いた。この研究で用いられた毛羽試料は、2.31dg/分(ASTM D1238)のMI2;0.962の密度;及び約5.4のMWDを有した。6420毛羽を、酸化防止剤及び加工助剤を含有する典型的な添加物パッケージと配合した。さらに、ジアルキル過酸化物であるLuperox L101を、0、25、50、75及び100ppmレベルで加えた。
【0048】
Brabender二軸−スクリュー(BB)を用いて試料を配合した。用いられた条件は50RPM、215℃の平坦な温度分布及び1−ミル厚さにおける200−メッシュスクリーンパックであった。0、25、50、75及び100ppmのLuperox 101を用いて配合を行なった。
【0049】
試料のそれぞれを、MI2.16、流動学及び酸素透過度(02TR)に関して試験した。MI2における低下(すなわち毛羽MI2からペレットMI2)を調べ、材料中における過酸化物の存在を確かめた。過酸化物の最高レベル(すなわち100ppm)において、標準に関する2.09dg/分から1.10dg/分へのMI2低下における有意な増加があった。各試料に関する振動数掃引データのCarreau−Yasudaフィットからの幅パラメーター、‘a’を用い、各試料に関するせん断応答を特性化した。6420材料に関する幅パラメーター、‘a’は0.348から0.191に低下し、100ppmの過酸化物の添加による45%低下を示した。過酸化物レベルの関数としてのMI2及び‘a’パラメーターにおけるこの傾向を表1に挙げる。MI2及び流動学において観察される移動は、幅パラメーター“a”を用いて測定される通り、ペルオキシラジカルの存在からの分子構成における変化を確証している。結局、改質樹脂は、低い幅パラメーター、より高いゼロ−せん断粘性及びより長い緩和時間により測定される通り、向上したせん断減粘性を有し、それはインフレートフィルム操作におけるより高い溶融強度及びよりすぐれたバブル安定性の故の向上した加工性に言い換えられる。
【0050】
0.9mmのダイギャップ及び19mmのダイ直径を有する実験室規模のBrabenderインフレートフィルムラインを用い、過酸化物改質試料に関してインフレート法における安定性及びフィルム遮断特性を研究した。02TR試験のために、1−ミルの厚さを有するフィルムを2の膨張比(BUR)で製造した。フィルム02TRの結果を表1に挙げ、図1においてグラフにより示す。最高で50ppmの過酸化物濃度において、遮断性能は保存されることがわかる。さらにバブル安定性及び溶融強度における0ppmのベースラインを超える顕著な向上が、50ppm L101試料に関して観察された。最高で50ppmの過酸化物濃度において、MWDは変化しないままであるが、50ppmを超える濃度において、Mzにおける損失及び結局MWDの狭まりが観察されることも注目される。表2を参照されたい。この観察は鎖の分断の形態における分解と一致し、フィルムの性質を危うくし得る。
【0051】
これらの実験に関し、非改質標準と本質的に同等の遮断性を保持しながら最高のせん断応答(最低の幅パラメーター)を与えるために最適な、50ppmの過酸化物濃度が決定
された。過酸化物のこのレベルにおいて、毛羽からペレットへのMI2の低下は31%(すなわち2.31から1.59)であり、標準に対する幅パラメーターにおける27%低下(すなわち0.348から.253)であった。
【0052】
【表1】

【0053】
【表2】

【実施例2】
【0054】
実施例1に記載した結果に基づき、第2の実験を行なった。Leistritz二軸−スクリュー配合ライン上で、遮断性能の損失なく最高のバブル安定性を与えるように決定された条件でHDPE 6420毛羽を配合した。次いでこの試料を、商業規模のAlpineインフレートフィルムライン上で評価した。相対的安定性の比較のために、市販のHDPE 6420ならびにAlathon L5885及びMarflex 9659を含む他の商業的に入手可能な樹脂を用いても、フィルムを製造した。これらの樹脂に関するMI2、密度及び多分散性を表3に挙げる。
【0055】
【表3】

【0056】
HDPE 6420毛羽及び実施例1に記載した添加物を最初に50ppmのL101
と、実施例1と同じ添加物パッケージを用い、Leistritz二軸スクリュー押出機上で243℃において配合した。これらの条件において、50ppmの過酸化物は1.1dg/分のMI2値を生じ、52%の毛羽からペレットへのMI2の低下に相当し、目的量を超えた。30ppmへの過酸化物のレベルにおける減少は、目的に近い33%のMI2低下及び1.55dg/分の最終的なペレットMI2を生じた。
【0057】
標準及び30ppm試料を比較するせん断減粘性データは、0ppm過酸化物の場合のベースラインに関する0.345から0.274への幅パラメーターにおける有意な移動を示し、30ppm過酸化物の場合の幅パラメーターにおける21%低下に相当する(表4を参照されたい)。流動学におけるこの変化のバブル安定性への影響を評価するために、30ppm試料を表3に挙げた樹脂とともに、1mmのダイギャップ及び120mmのダイ直径を有するAlpineインフレートフィルムライン上で、ポケット中で2.0BURにおいて実験した。3つの巻き取り速度(10、20及び30メートル/分)におけるバブルの一般的な安定性を記録し、表5に示す。
【0058】
標準樹脂であるHDPE 6420(過酸化物なし)は、3つの巻き取り速度のすべてにおいて不安定であった。同様に、過酸化物なしのLeistritz樹脂は、1つを除くすべての条件において不安定であった。しかしながら、30ppm HDPE 6420調製物は、3つのすべての条件において安定であった。
【0059】
最後に、cc/100in2/日における酸素透過度(OTR)及びg/100in2/日における水蒸気透過度(WVTR)を、商用銘柄の標準試料及び過酸化物改質樹脂(30ppmの過酸化物)に関し、1、2.5及び5ミルフィルムにおいて製造されたフィルムについて測定した。データを表6に示す。過酸化物を用いて達成される向上した加工性能は、遮断性能を危うくしないことがわかる。
【0060】
【表4】

【0061】
【表5】

【0062】
【表6】

【0063】
【表7】

【0064】
前記の明細書において、本発明をその特定の態様に言及して記載し、過酸化物開始剤及び他の添加物を用いるポリマーの製造方法ならびにそれから作られる製品の提供において有効であると示してきた。しかしながら、添付の請求項に示される本発明の範囲から逸脱することなく、それへの種々の修正及び変更を成し得ることは明らかであろう。従って、明細書は制限的な意味ではなくて例示において重要視されるべきである。例えば請求されるパラメーター内に含まれるが、特定的に同定されていないかもしくは特定のポリマー系において試されていない他の成分の特別な組み合わせ又は量は、本発明の範囲内であると予測され、且つ期待される。さらに、本発明の方法は、本明細書に例示されたもの以外の他の条件、特に温度、圧力及び比率条件(proportion condition)で役に立つと期待される。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
約0.950g/ccより高い密度;約2.0〜約6.5の範囲内の分子量分布、MWD;ポリエチレンへの過酸化物の添加により、少なくとも約5%低下したが45%より大きく低下していない流動学的幅パラメーター、aを有するポリエチレン
を含んでなる二軸配向インフレートフィルムであって;
該フィルムは約5ミルより大きくない厚さ;及び
約140cm/m/日より大きくない酸素透過度を有する
二軸配向インフレートフィルム。
【請求項2】
約35%より大きくない曇り度の値及び/又は約40%より大きい光沢度の値を有する請求項1のフィルム。
【請求項3】
過酸化物が:2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン;1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン;1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−シクロヘキサン;2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)−オクタン;n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルペルオキシ)−バレレート;ジ−t−ブチルペルオキシド;t−ブチル−クミルペルオキシド;ジクミルペルオキシド;αα”−ビス(t−ブチル−ペルオキシイソプロピル)ベンゼン;2,5−ジメチル−2,5−ジ−ジ(t−ブチルペルオキシ)へキサン;2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン;t−ブチルペルオキシイソプロピルイソプロピルカーボネート及びそれらの組み合わせより成る群から選ばれる請求項1のフィルム。
【請求項4】
ポリエチレンが単峰的である請求項1のフィルム。
【請求項5】
ポリエチレンが、190℃/2.16kgにおいて測定される約1.0dg/分〜約2.0dg/分の範囲内のメルトインデックスを有する請求項1のフィルム。
【請求項6】
約5ミルより大きくない厚さ及び約138cm/m/日より大きくない酸素透過度を有する請求項1のフィルム。
【請求項7】
ポリエチレンが約120,000より低いが約50,000より高い重量平均分子量を有する請求項1のフィルム。
【請求項8】
ポリエチレンが約5〜約6.5のMWDを有する請求項1のフィルム。
【請求項9】
流動学的幅パラメーター、aが少なくとも約20%低下したが、40%より大きく低下していない請求項1のフィルム。
【請求項10】
約0.955g/ccより高い密度;
約5.0〜約6.5の範囲内の分子量分布、MWD;
ポリエチレンへの過酸化物の添加により少なくとも約10%低下したが45%より大きく低下していない流動学的幅パラメーター、aを有するポリエチレン
を含んでなるインフレートフィルムであって;
該フィルムは約5ミルより大きくない厚さ;及び
約140cm/m/日より大きくない酸素透過度を有する
インフレートフィルム。
【請求項11】
ポリエチレンが約2.0dg/分〜約1.0dg/分(190℃/2.16kgにおいて測定)の範囲内のメルトインデックスを有する請求項10のフィルム層。
【請求項12】
多層を有し、その少なくとも1つが請求項1及び/又は10のフィルムを含んでなるフィルム。
【請求項13】
請求項1又は10のフィルムを含んでなる人間又は他の動物の食品包装又は容器。
【請求項14】
少なくとも、約0.950g/ccより高い密度及び約7.0より低い分子量分布を有するポリエチレンを約5ppm〜約75ppmの過酸化物と組み合わせ;インフレートフィルムライン上で組み合わせからフィルムを製造し;そして約5ミル〜約0.5ミルの厚さ及び約140cm/m/日より大きくない酸素透過度を有するフィルムを得る
ことを含んでなる、フィルムの製造方法。
【請求項15】
ポリエチレンに加えられる過酸化物の量が約5ppm〜約55ppmである請求項14の方法。
【請求項16】
過酸化物が:2,5−ジ(t−ブチルペルオキシ)ヘキサン;1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン;1,1−ビス(t−ブチルペルオキシ)−シクロヘキサン;2,2−ビス(t−ブチルペルオキシ)−オクタン;n−ブチル−4,4−ビス(t−ブチルペルオキシ)−バレレート;ジ−t−ブチルペルオキシド;t−ブチル−クミルペルオキシド;ジクミルペルオキシド;αα”−ビス(t−ブチル−ペルオキシイソプロピル)ベンゼン;2,5−ジメチル−2,5−ジ−ジ(t−ブチルペルオキシ)へキサン;2,5−ジメチル−2,5−ジ(ベンゾイルペルオキシ)ヘキサン;t−ブチルペルオキシイソプロピルイソプロピルカーボネート及びそれらの組み合わせより成る群から選ばれる請求項14の方法。
【請求項17】
ポリエチレンが単峰的である請求項14の方法。
【請求項18】
ポリエチレンが約1.0dg/分〜約2.0dg/分(190℃/2.16kgにおいて測定される)の範囲内のメルトインデックスを有する請求項14の方法。
【請求項19】
ポリエチレンが約120,000より低いが約50,000より高い重量平均分子量及び約5.0〜約6.5の分子量分布(MWD)を有する請求項14の方法。
【請求項20】
ポリエチレンの流動学的幅パラメーター、aが、ポリエチレンへの過酸化物の添加に反応して少なくとも約15%低下したが、40%より大きく低下していない請求項14の方法。

【図1】
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【公表番号】特表2010−535274(P2010−535274A)
【公表日】平成22年11月18日(2010.11.18)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−520052(P2010−520052)
【出願日】平成20年7月11日(2008.7.11)
【国際出願番号】PCT/US2008/069849
【国際公開番号】WO2009/017956
【国際公開日】平成21年2月5日(2009.2.5)
【出願人】(391024559)フイナ・テクノロジー・インコーポレーテツド (98)
【氏名又は名称原語表記】FINA TECHNOLOGY, INCORPORATED
【Fターム(参考)】