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JP2019535866A - 多層構造体に使用するためのポリマーブレンドおよびそれを含む多層構造体 - Google Patents

多層構造体に使用するためのポリマーブレンドおよびそれを含む多層構造体 Download PDF

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Abstract

本発明は、多層構造体に使用することができるポリマーブレンド、およびそのようなポリマーブレンドから形成される１つ以上の層を含む多層構造体を提供する。一態様では、ポリマーブレンドは、１〜６０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する、エチレンと、アクリル酸およびメタクリル酸のうちの少なくとも一方とを含むコポリマーのアイオノマーであって、アイオノマーの総量が、上記ブレンドの総重量に基づいて、上記ブレンドの５０〜９９重量％を構成する、アイオノマーと、０．８７０ｇ／ｃｍ３以上の密度を有し、かつ２０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有するポリオレフィンであって、上記ブレンドの総重量に基づいて、上記ブレンドの１〜５０重量％を構成する、ポリオレフィンと、を含み、上記ポリマーブレンドは以下の式、３．５＜２．７６−６０＊Ｉ２（ＰＯ）＋３０８＊ＲＶＲ＋０．０２３＊Ａ＜４．５を満たし、式中、Ｉ２（ＰＯ）は上記ポリオレフィンのメルトインデックス（Ｉ２）であり、ＲＶＲはポリオレフィンのアイオノマーに対する相対粘度比率（Ｉ２（ＰＯ）／Ｉ２（アイオノマー））であり、Ａは、上記ブレンドの総重量に基づく、ポリマーブレンド中のアイオノマーの重量％である。

Description

本発明は、多層構造体に使用することができるポリマーブレンド、およびそのようなポリマーブレンドから形成される１つ以上の層を含む多層構造体に関する。
フィルム層とアルミニウムのような金属基材との間に接着性を提供するために、多層構造体のタイ層にある種の樹脂が使用されている。そのようなタイ層には様々な樹脂が利用可能であるにもかかわらず、場合によっては、一般的なタイ層樹脂がタイ層の感温性に悪影響を及ぼす可能性がある。したがって、多層構造体中の箔、金属化フィルム、または同様の基材に望ましい接着力を提供しながら、従来のタイ層への手法を上回る他の改善も提供することができる、タイ層への代替的な手法に対するニーズが依然としてある。
本発明は、いくつか態様において、多層構造体中のタイ層として使用されたときに望ましい接着力をもたらすポリマーブレンドを提供する。さらに、いくつかの態様では、本発明は、ドローダウンおよびネックインなどの望ましくない現象を最小限に抑えつつ、多層構造体を形成するための押出コーティングを容易にする。例えば、本発明の実施形態は、望ましい接着力を達成するための、慎重に選択された樹脂のブレンドを含む。
一態様では、本発明は、ポリマーブレンドであって、１〜６０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する、エチレンと、アクリル酸およびメタクリル酸のうちの少なくとも一方とを含むコポリマーのアイオノマーであって、アイオノマーの総量が、上記ブレンドの総重量に基づいて、上記ブレンドの５０〜９９重量％を構成する、アイオノマーと、０．８７０ｇ／ｃｍ３以上の密度を有し、かつ２０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有するポリオレフィンであって、上記ブレンドの総重量に基づいて、上記ブレンドの１〜５０重量％を構成する、ポリオレフィンと、を含む、ポリマーブレンドを提供し、ポリマーブレンドは、以下の式を満たし、
３．５＜２．７６−６０＊Ｉ２（ＰＯ）＋３０８＊ＲＶＲ＋０．０２３＊Ａ＜４．５、
式中、Ｉ２（ＰＯ）はポリオレフィンのメルトインデックス（Ｉ２）であり、ＲＶＲはポリオレフィンのアイオノマーに対する相対粘度比率（Ｉ２（ＰＯ）／Ｉ２（アイオノマー））であり、Ａは、ブレンドの総重量に基づく、ポリマーブレンド中のアイオノマーの重量％である。
別の態様では、本発明は、各層が対向する表面を有する少なくとも２つの層を含む多層構造体であって、Ａ層が本明細書に開示される本発明のポリマーブレンドのいずれかを含み、Ｂ層が基材を含み、Ｂ層の最上部表面が、Ａ層の最下部表面に接着接触している、多層構造体を提供する。いくつかの実施形態では、基材はアルミニウム箔を含む。
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。
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において慣例的でない限り、全ての部および百分率は、重量に基づくものであり、全ての温度は℃であり、全ての試験方法は、本開示の出願日の時点において最新のものである。
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。
「ポリマー」は、同じ種類であるか異なる種類であるかにかかわらず、モノマーを重合することによって調製されるポリマー化合物を意味する。したがって、ポリマーという総称は、（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で、１種類のモノマーのみから調製されるポリマーを指すために用いられる）ホモポリマーという用語、および本明細書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得る。ポリマーは、単一ポリマー、ポリマーブレンド、またはポリマー混合物であり得る。
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って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。
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、かつ任意で１つ以上のコモノマーを含み得るポリマーを指す。
「ポリプロピレン」は、プロピレンモノマーから誘導された５０重量％よりも大きい単位を有するポリマーを意味する。
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（インターポリマーの重量に基づいて）過半量のエチレンモノマー、およびα−オレフィンを含むインターポリマーを指す。
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、（コポリマーの重量に基づいて）過半量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。
「接着接触」という用語および同様の用語は、１つの層の１つの前表面および別の層の１つの前表面が接触して互いに結合し、それにより、両方の層の層間表面（すなわち、接触している前表面）を損傷することなく、一方の層を他方の層から除去することができないことを意味する。
用語「〜を含む（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「〜を含む（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」、「〜を有する（ｈａｖｉｎｇ）」、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かかわらず、任意の追加の成分、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全ての組成物は、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いて、あらゆる後続の引用範囲から、いかなる他の構成要素、ステップ、または手順も除外する。「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任意の構成要素、ステップ、または手順を除外する。
「ポリエチレン」または「エチレン系ポリマー」は、５０重量％を超えるエチレンモノマーから誘導された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としては、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、非常に低い密度のポリエチレン（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）が挙げられる。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。
「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、過酸化物などのフリーラジカル開始剤を使用して、１４，５００ｐｓｉ（１００ＭＰａ）を超える圧力のオートクレーブ内もしくは管状反応器内で、ポリマーが部分的もしくは完全にホモ重合または共重合することを意味するように定義される（例えば、参照により本明細書に組み込まれるＵＳ４，５９９，３９２を参照されたい）。ＬＤＰＥ樹脂は典型的には、０．９１６〜０．９３５ｇ／ｃｍ３の範囲内の密度を有する。
「ＬＬＤＰＥ」という用語は、伝統的なチーグラー・ナッタ触媒系ならびにシングルサイト触媒（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）を使用して作製される樹脂の両方を含み、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よりも少ない長鎖分岐を含有し、米国特許第５，２７２，２３６号、同第５，２７８，２７２号、同第５，５８２，９２３号、および同第５，７３３，１５５号にさらに定義されている、実質的に直鎖状のエチレンポリマー、米国特許第３，６４５，９９２号に記載されるものなどの均質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る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／またはそれらのブレンド（例えば、ＵＳ３，９１４，３４２、またはＵＳ５，８５４，０４５に開示されているもの）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。
「ＭＤＰＥ」という用語は、０．９２６〜０．９３５ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンを指す。「ＭＤＰＥ」は典型的には、クロム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。
「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）を用いて調製される、約０．９３５ｇ／ｃｍ３を超える密度を有するポリエチレンを指す。
「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）を用いて調製される、０．８８０〜０．９１２ｇ／ｃｍ３の密度を有するポリエチレンを指す。
「多層構造」という用語は、異なる組成を有する２つ以上の層を含む任意の構造を指し、多層フィルム、多層シート、積層フィルム、多層剛性容器、多層パイプ、および多層被覆基材を含むが、これらに限定されない。
本明細書中で別様に示されない限り、以下の分析方法が、本発明の記載態様において使用される。
「密度」は、ＡＳＴＭ Ｄ７９２に従って決定される。
「メルトインデックス」：メルトインデックスＩ２（またはＩ２）およびＩ１０（またはＩ１０）は、それぞれ、ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８に従って１９０℃ならびに２．１６ｋｇおよび１０ｋｇの荷重で測定される。それらの値は、ｇ／１０分で報告する。「メルトフローレート」は、ポリプロピレン系の樹脂に関して使用され、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８（２３０℃、２．１６ｋｇ）に従い判定される。
「酸含有量」：エチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーの酸含有量は、ＡＳＴＭ Ｄ４０９４に従って測定される。
「金属基材への接着力」：１０インチ／分のクロスヘッド速度（指定通り）でＡＳＴＭ Ｆ９０４に基づく１８０度剥離試験を用いて、金属基材への層の接着力を測定する。ポリマーブレンドから形成された層の、金属基材への接着力特性を決定するとき、実施例に記載されるようにポリマーブレンド層および金属基材を含む試料を調製し、試験を行う。
追加の特性および試験方法は、本明細書においてさらに記載される。
一態様では、本発明は、ポリマーブレンドであって、１〜６０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する、エチレンと、アクリル酸およびメタクリル酸のうちの少なくとも一方とを含むコポリマーのアイオノマーであって、アイオノマーの総量が、上記ブレンドの総重量に基づいて、上記ブレンドの５０〜９９重量％を構成する、アイオノマーと、０．８７０ｇ／ｃｍ３以上の密度を有し、かつ２０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有するポリオレフィンであって、上記ブレンドの総重量に基づいて、上記ブレンドの１〜５０重量％を構成する、ポリオレフィンと、を含む、ポリマーブレンドを提供し、ポリマーブレンドは、以下の式を満たし、
３．５＜２．７６−６０＊Ｉ２（ＰＯ）＋３０８＊ＲＶＲ＋０．０２３＊Ａ＜４．５、
式中、Ｉ２（ＰＯ）はポリオレフィンのメルトインデックス（Ｉ２）であり、ＲＶＲはポリオレフィンのアイオノマーに対する相対粘度比率（Ｉ２（ＰＯ）／Ｉ２（アイオノマー））であり、Ａは、ブレンドの総重量に基づく、ポリマーブレンド中のアイオノマーの重量％である。
いくつかの実施形態では、ポリオレフィンは、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリプロピレン、エチレン／環状オレフィンコポリマー、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンは低密度ポリエチレンまたは直鎖状低密度ポリエチレンを含む。ポリオレフィンのメルトインデックス（Ｉ２）は、いくつかの実施形態では、１０ｇ／１０分未満である。
いくつかの実施形態では、アイオノマー（エチレン／アクリル酸コポリマーのアイオノマーおよびエチレン／メタクリル酸コポリマーのアイオノマーおよびエチレン／メタクリル酸／アクリル酸コポリマーのアイオノマーを含む）の総量は、ブレンドの６０重量％以上を構成し、ポリオレフィンはブレンドの４０重量％以下を構成する。アイオノマー（エチレン／アクリル酸コポリマーのアイオノマーおよびエチレン／メタクリル酸コポリマーのアイオノマーおよびエチレン／メタクリル酸／アクリル酸コポリマーのアイオノマーを含む）の総量は、ブレンドの７５重量％以上を構成し、ポリオレフィンはブレンドの２５重量％以下を構成する。
一態様では、本発明は、ポリマーブレンドであって、１〜６０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する、エチレンおよびメタクリル酸を含むコポリマーのアイオノマーであって、アイオノマーの総量が、上記ブレンドの総重量に基づいて、上記ブレンドの５０〜９９重量％を構成する、アイオノマーと、０．８７０ｇ／ｃｍ３以上の密度を有し、かつ２０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有するポリオレフィンであって、上記ブレンドの総重量に基づいて、上記ブレンドの１〜５０重量％を構成する、ポリオレフィンと、を含む、ポリマーブレンドを提供する。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンは、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、ポリオレフィンプラストマー、ポリオレフィンエラストマー、ポリプロピレン、エチレン／環状オレフィンコポリマー、またはそれらの組み合わせを含む。いくつかの実施形態では、ポリオレフィンは低密度ポリエチレンまたは直鎖状低密度ポリエチレンを含む。ポリオレフィンのメルトインデックス（Ｉ２）は、いくつかの実施形態では、１０ｇ／１０分未満である。いくつかの実施形態では、エチレン／メタクリル酸コポリマーの総量はブレンドの６０重量％以上を構成し、ポリオレフィンはブレンドの４０重量％以下を構成する。いくつかの実施形態では、エチレン／メタクリル酸コポリマーの総量は、ブレンドの７５重量％以上を構成し、ポリオレフィンは、ブレンドの２５重量％以下を構成する。
いくつかの実施形態において、アイオノマー中のアクリル酸またはメタクリル酸を中和するために使用される金属は、Ｚｎ＋２、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｃａ＋２、Ｋ＋、Ｍｇ＋２、Ｆｅ＋２、またはＣｕ＋２を含む。
いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドは、酸化剤、着色剤、スリップ剤、ブロッキング防止剤、加工助剤、またはそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つをさらに含む。
ポリマーブレンドは、本明細書に記載される２つ以上の実施形態の組み合わせを含み得る。
本発明の実施形態はまた、本発明のポリマーブレンドから形成された層を含む多層構造体に関する。一態様では、多層構造体は少なくとも２つの層を含み、各層が対向する表面を有し、Ａ層が本明細書に開示される実施形態のいずれかのポリマーブレンドを含み、Ｂ層が基材を含み、Ｂ層の最上部表面が、Ａ層の最下部表面に接着接触している。いくつかの実施形態では、基材は、アルミニウム箔、金属化フィルム、またはアイオノマーを含むフィルム層を含む。いくつかの実施形態では、１０インチ／分のクロスヘッド速度で、ＡＳＴＭ Ｆ９０４に基づく１８０度剥離試験を用いて測定したとき、Ａ層のＢ層への接着力は少なくとも３Ｎ／インチである。いくつかの実施形態では、１０インチ／分のクロスヘッド速度で、ＡＳＴＭ Ｆ９０４に基づく１８０度剥離試験を用いて測定したとき、Ａ層のＢ層への接着力は少なくとも５Ｎ／インチである。いくつかの実施形態では、Ａ層は３００℃の溶解温度でＢ層上に押出コーティングされる。
いくつかの実施形態では、多層構造体はＣ層をさらに含み、Ａ層の最上部表面はＣ層の最下部表面と接着接触する。このような実施形態では、Ｃ層はポリオレフィンを含む。
本発明の多層構造体は、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。
本発明の実施形態はまた、本明細書に開示される多層構造体（例えば多層フィルム）のいずれかを含む物品に関する。
ポリマーブレンド
本発明の実施形態によるポリマーブレンドは、本明細書に明記した特定の特徴を有し、エチレンと、アクリル酸およびメタクリル酸のうちの少なくとも一方とを含むコポリマーのアイオノマーと、本明細書に明記した特定の特徴を有するポリオレフィンと、を含む。参照を容易にするために、このようなコポリマーのいくつかはアクリル酸モノマーおよびメタクリル酸モノマーの両方を含むことができるという理解を前提として、エチレンと、アクリル酸およびメタクリル酸のうちの少なくとも一方とを含むコポリマーは、本明細書では「エチレン／（メタ）アクリル酸コポリマー」とも呼ばれる。
アイオノマーは、通常ペンダント酸基（例えば、カルボン酸基）を含むコポリマーを、イオン化することができる金属化合物（例えば、元素の周期表のＩ族、ＩＩ族、ＩＶ−Ａ族およびＶＩＩＩＢ族の一価、二価および／または三価の金属の化合物）で中和することによって得られる、イオン結合により架橋した熱可塑性プラスチックである。
本発明の実施形態において、アイオノマー樹脂は、エチレンとアクリル酸および／またはメタクリル酸とのコポリマーから誘導される。本発明のいくつかの実施形態で使用されるエチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーは、中和する前に、コポリマーの重量に基づき、４より大きく、かつ最大２５重量％の酸含有量を有する、と特徴付けることができる。いくつかの実施形態では、エチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーは、中和する前に、コポリマーの重量に基づき、５重量％より大きく、かつ最大１５重量％の酸含有量を有する。いくつかの実施形態では、エチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーは、中和する前に、コポリマーの重量に基づき、６重量％より大きく、かつ最大１２重量％の酸含有量を有する。いくつかの実施形態では、エチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーは、中和する前に、コポリマーの重量に基づき、７重量％より大きく、かつ最大１２重量％の酸含有量を有する。
アイオノマーを形成するために使用されるエチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーは、ランダムコポリマーであると特徴付けることができる。このようなエチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーは、当業者に既知の技術を用いて、エチレンとアクリル酸および／またはメタクリル酸モノマーとの混合物に作用するフリーラジカル重合開始剤の作用によって、高圧で調製することができる。本発明のポリマーブレンドに使用されるエチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーは、「グラフト化」または「ブロック重合」法によって作製されたコポリマーとは対照的に、コモノマーの混合物の重合によって形成されるので、より正確にはインターポリマーと呼ばれる。
本発明のポリマーブレンドに使用されるアイオノマーは、少なくとも一部の酸基、好ましくは存在する酸基の少なくとも約５重量％、好ましくは約２０〜約１００重量％が中和するように、前述のコポリマーを十分な量の金属イオンと反応させることよって得られる。好適な金属イオンとしては、Ｚｎ＋２、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｃａ＋２、Ｋ＋、Ｍｇ＋２、Ｆｅ＋２、またはＣｕ＋２が挙げられる。本明細書で使用されるコポリマーを中和するのに特に好適な金属は、アルカリ金属、特にナトリウム、リチウムおよびカリウムなどのカチオン、ならびにアルカリ土類金属、特にカルシウム、マグネシウムおよび亜鉛などのカチオンである。いくつかの実施形態では、１種以上のアイオノマーを使用することができる。
アイオノマーは、さらに、いくつかの実施形態において、１〜６０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有するとして特徴付けられ得る。１〜６０ｇ／１０分の全ての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、アイオノマーは、１、５、１０、１５、または２０ｇ／１０分の下限から、１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５、５０、または５５ｇ／１０分の上限までのメルトインデックスを有することができる。いくつかの実施形態において、アイオノマーは１〜４０ｇ／１０分、いくつかの実施形態においては１〜３０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。いくつかの実施形態において、アイオノマーは１〜１５ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。
ポリマーブレンドは、いくつかの実施形態において、ブレンドの重量に基づいて５０〜９９重量％のアイオノマーを含む。いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドは、いくつかの実施形態では、ブレンドの重量に基づいて少なくとも６０重量％のアイオノマーを含む。いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドは、ブレンドの重量に基づいて少なくとも７５重量％のアイオノマーを含む。５０〜９９重量％のすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、開示され、例えば、ポリマーブレンド中のエチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーの量は、５０、５５、６０、６５、７０、７５、または８０重量％の下限から、７５、８０、８５、９０、９５、または９９重量％の上限までであり得る。例えば、ポリマーブレンド中のエチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーの量は、５０〜９９重量％、またはその代わりに６０〜９５重量％、またはその代わりに７０〜９０重量％、またはその代わりに７５〜９０重量％であり得る。
本発明の実施形態において使用することができる市販のエチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーのアイオノマーの例としては、以前はＴｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されていた、ＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＩＯ ３７０１などのエチレン／アクリル酸コポリマーのＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＩＯアイオノマー類、ＤｕＰｏｎｔから市販されている、エチレン／メタクリル酸コポリマーのＳｕｒｌｙｎアイオノマー類、およびＳＫ Ｇｌｏｂａｌ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏ．，ＬＴＤ．から市販されているエチレン／アクリル酸のアイオノマー類が挙げられる。
エチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーのアイオノマーに加えて、本発明のポリマーブレンドは、０．８７０ｇ／ｃｍ３以上の密度と２０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有するポリオレフィンをさらに含む。そのようなポリオレフィンは、重合形態で、（ポリマーの重量に基づいて）過半量のエチレンまたはプロピレンモノマーを含み、かつ任意で１種以上のコモノマーを含み得るポリマーを含むことができる。
いくつかの実施形態において、ポリオレフィンは、０．８７０ｇ／ｃｍ３以上の密度と２０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有するポリエチレンを含む。０．８７０ｇ／ｃｍ３以上のすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、開示され、例えば、ポリエチレンの密度は、０．８７０ｇ／ｃｍ３、またはその代わりに０．９００ｇ／ｃｍ３以上、またはその代わりに０．９１０ｇ／ｃｍ３以上、またはその代わりに０．９２５ｇ／ｃｍ３以上、またはその代わりに０．９３５ｇ／ｃｍ３以上であり得る。特定の実施形態において、ポリエチレンは、０．９７０ｇ／ｃｍ３以下の密度を有する。０．９７０ｇ／ｃｍ３以下のすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、開示される。例えば、ポリエチレンの密度は、０．９７０ｇ／ｃｍ３以下、またはその代わりに０．９６０ｇ／ｃｍ３以下、またはその代わりに０．９５５ｇ／ｃｍ３以下、またはその代わりに０．９５０ｇ／ｃｍ３以下、またはその代わりに０．９４０ｇ／ｃｍ３以下であり得る。ポリオレフィンがポリプロピレンを含むとき、当業者は本明細書の教示に基づいてポリプロピレンの適切な密度を特定することができる。
いくつかの実施形態では、ポリオレフィンは、２０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。２０ｇ／１０分までのすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、本明細書に開示される。例えば、ポレオレフィンは、０．２、０．２５、０．５、０．７５、１、２、４、５、１０、または１５ｇ／１０分の下限から１、２、４、５、１０、または１５ｇ／１０分の上限までのメルトインデックスを有し得る。いくつかの実施形態において、ポリオレフィンは、最大１５ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。いくつかの実施形態において、ポリオレフィンは、最大１０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。いくつかの実施形態において、ポリオレフィンは、５ｇ／１０分未満のメルトインデックス（Ｉ２）を有する。
本発明のいくつかの実施形態に使用するために特に適しているポリエチレンとしては、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、ポリオレフィンエラストマー、ポリオレフィンプラストマー、環状オレフィンコポリマー、オレフィンブロックコポリマー、およびこれらの組み合わせが挙げられる。いくつかの実施形態において、ポリオレフィンは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）および／または直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）を含む。
ポリオレフィンがＬＤＰＥおよび／またはＬＬＤＰＥを含む場合、ＬＤＰＥまたはＬＬＤＰＥの密度は典型的には０．９１６〜０．９３５ｇ／ｃｍ３の範囲である。ポリオレフィンがＨＤＰＥを含む場合、ＨＤＰＥの密度は典型的には０．９３５ｇ／ｃｍ３より大きく、最大０．９７０ｇ／ｃｍ３の範囲であるだろう。
本発明の実施形態において使用することができる市販のＬＤＰＥの例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＤＯＷ（商標）ＬＤＰＥ １３２ｉ、ＤＯＷ（商標）ＬＤＰＥ ４０１２、ＡＧＩＬＩＴＹ（商標）１００１、およびＡＧＩＬＩＴＹ（商標）１０２１、ならびにその他の低密度ポリエチレンが挙げられる。本発明の実施形態において使用することができる市販のＬＬＤＰＥの例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、ＤＯＷＬＥＸ（商標）２０４５およびＤＯＷＬＥＸ（商標）２７４０Ｇならびにその他の、ＤＯＷＬＥＸ（商標）直鎖状低密度ポリエチレンが挙げられる。本発明の実施形態において使用することができる市販のＨＤＰＥの例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、ＤＯＷ（商標）ＨＤＰＥ樹脂およびＤＯＷＬＥＸ（商標）２０５０Ｂならびにその他の、高密度ポリエチレンが挙げられる。ＨＤＰＥ樹脂に加えて、ポリマーブレンドに使用されるポリオレフィンは、０．９３５ｇ／ｃｍ３を超える密度を有する強化ポリエチレンも含み得る。本発明の実施形態において使用することができる、高い密度を有する市販の強化ポリエチレン樹脂の例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、ＥＬＩＴＥ（商標）およびその他の強化ポリエチレン樹脂が挙げられる。さらに、いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドに使用されるポリオレフィンは、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、例えばＥＬＩＴＥ（商標）強化ポリエチレンなどの、０．９３５ｇ／ｃｍ３以下の密度を有する強化ポリエチレンも含み得る。本発明の実施形態において使用することができる市販のポリオレフィンプラストマーの例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、ＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）ＰＬ １８８０Ｇおよびその他の、ＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標）ポリオレフィンプラストマーが挙げられる。本発明の実施形態において使用することができる市販のポリオレフィンエラストマーの例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、ＥＮＧＡＧＥ（商標）８１８０およびその他の、ＥＮＧＡＧＥ（商標）ポリオレフィンエラストマーが挙げられる。本発明の実施形態において使用することができる市販のオレフィンブロックコポリマーの例としては、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、ＩＮＦＵＳＥ（商標）９１０７およびその他の、ＩＮＦＵＳＥ（商標）オレフィンブロックコポリマーが挙げられる。
当業者は、本明細書の教示に基づいてポリマーブレンドに使用するための好適な市販のポリプロピレンを選択することができる。
ポリマーブレンドは、いくつかの実施形態において、ブレンドの重量に基づいて１〜５０重量％のポリオレフィンを含む。いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドは、いくつかの実施形態では、ブレンドの重量に基づいて４０重量％以下のポリオレフィンを含む。いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドは、ブレンドの重量に基づいて２５重量％以下のポリオレフィンを含む。１〜５０重量％のすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、開示され、例えば、ポリマーブレンド中のポリオレフィンの量は、１、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、または４０重量％の下限から、２５、３０、３５、４０、４５、または５０重量％の上限までであり得る。例えば、ポリマーブレンド中のポリオレフィンの量は、１〜４５重量％、またはその代わりに１〜４０重量％、またはその代わりに１〜２５重量％であり得る。
アイオノマーとポリオレフィンとのメルトインデックス（Ｉ２）の関係およびアイオノマーの量は、いくつかの実施形態によるポリマーブレンドを特徴付けるために使用することができる。いくつかの実施形態では、本発明のポリマーブレンドは以下の式を満たし、
３．５＜２．７６−６０＊Ｉ２（ＰＯ）＋３０８＊ＲＶＲ＋０．０２３＊Ａ＜４．５
Ｉ２（ＰＯ）はポリオレフィンのメルトインデックス（Ｉ２）である。ＲＶＲはポリオレフィンのアイオノマーに対する相対粘度比率であり、言い換えると、ポリオレフィンのメルトインデックス（Ｉ２（ＰＯ））をアイオノマーのメルトインデックス（Ｉ２（アイオノマー））で割った、（Ｉ２（ＰＯ）／Ｉ２（アイオノマー））である。Ａは、百分率で表した、ブレンドの総重量に基づくポリマーブレンド中のアイオノマーの重量％である。ポリマーブレンドが５０重量％のアイオノマーを含む場合、Ａ＝５０である。いくつかの実施形態では、本発明のポリマーブレンドは以下の式を満たし、
３．７＜２．７６−６０＊Ｉ２（ＰＯ）＋３０８＊ＲＶＲ＋０．０２３＊Ａ＜４．５
Ｉ２（ＰＯ）、ＲＶＲ、およびＡの値は上記のように定義される。いくつかの実施形態では、本発明のポリマーブレンドは以下の式を満たし、
３．９＜２．７６−６０＊Ｉ２（ＰＯ）＋３０８＊ＲＶＲ＋０．０２３＊Ａ＜４．５
Ｉ２（ＰＯ）、ＲＶＲ、およびＡの値は上記のように定義される。
特定の理論に縛られることを望まないが、上記の式によって定義されるポリマーブレンド中のアイオノマーとポリオレフィンとの関係は、ポリマーブレンドが多層構造体中のタイ層として使用されるとき、特に層のうちの１つが金属箔または金属化フィルムであるとき、望ましい接着性に寄与すると考えられる。
いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドは１種以上の無機充填剤をさらに含む。いくつかの実施形態に従ってポリマーブレンドに組み込むことができる無機充填剤の例には、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、またはそれらの組み合わせが挙げられる。無機充填剤を、費用を削減する、シール特性を改善する、印刷物を改善する、または他の理由で、いくつかの実施形態に含めることができる。ポリマーブレンドは、いくつかの実施形態において、ブレンドの重量に基づいて最大５０重量％の無機充填剤を含む。０〜５０重量％のすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、開示され、例えば、ポリマーブレンド中の無機充填剤の量は、１、５、１０、１５、２０、２５、３０、３５、または４０重量％の下限から、２５、３０、３５、４０、４５、または５０重量％の上限までであり得る。
いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドは、例えば、酸化防止剤、着色剤、スリップ剤、アンチブロッキング剤、加工助剤、およびそれらの組み合わせを含む、当業者に知られている１つ以上の添加剤をさらに含み得る。いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドは、そのような添加剤を最大５重量％含む。０〜５重量％のすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ開示され、例えば、ポリマーブレンド中の添加剤の総量は、０．５、１、１．５、２、２．５、３、３．５、４、または４．５重量％の下限から１、２、３、４、または５重量％の上限までであり得る。
以下に論じるように、本発明のポリマーブレンドは、当業者に既知の技術を用いて本明細書の教示に基づき、押出コーティング（または他の装置）を介して最終加工生成物（例えば多層構造体）に組み込む／加工することができる。
本発明のポリマーブレンドは、フィルム製造用の押出コーター（または他の装置）に供給する前に、所定量の成分を二軸スクリュー押出機で溶融ブレンドすることによって調製され得る。そのようなポリマーブレンドはまた、フィルム製造用の押出コーター（または他の装置）に供給する前に、所定量の成分をタンブルブレンドすることによっても調製され得る。いくつかの実施形態では、本発明のポリマーブレンドは、ペレットの形態であり得る。例えば、個々の成分は、本明細書の教示に基づいて、二軸スクリュー押出機または当業者に知られている他の技術を用いて、溶融ブレンドされ、次いでペレットに成形され得る。いくつかの実施形態において、ポリマーブレンドは、押出コーターに供給する前にタンブルブレンドされる、コンパウンドしたペレットと、追加のポリマーの組み合わせを含み得る。例えば、エチレン／（メタ）アクリル酸コポリマーのアイオノマーとポリオレフィン（例えば、ＬＤＰＥ）のブレンドを含むペレットを、追加のポリオレフィン（例えば、追加のＬＤＰＥ）とタンブルブレンドし、所望のアイオノマーとポリオレフィンの重量％を有するポリマーブレンドを得ることができる。
多層構造体
いくつかの実施形態では、本発明は、少なくとも１つの層が、本明細書に開示される実施形態のいずれかによるポリマーブレンドから形成される多層構造体に関する。多層構造体は、いくつかの実施形態では、少なくとも２つの層を含み、各層が対向する表面を有する。そのような実施形態では、第１の層（Ａ層）（例えば、本発明のポリマーブレンドを含む層）は、第２の層（Ｂ層）と接着接触し、第２の層（Ｂ層）の最上部表面が第１の層（Ａ層）の最下部表面に接着接触している。
第１の層（Ａ層）が本発明のポリマーブレンドから形成される実施形態では、第２の層（Ｂ層）は基材を含むことができる。本発明の実施形態において第２の層（Ｂ層）として使用することができる基材の例としては、金属箔、織布マット（例えば、ガラス繊維織物マット）、不織布マット（例えば、ガラス繊維不織物マット）、スクリム、金属化フィルム（例えば金属化ＰＥＴ）、および高分子フィルム（例えば、延伸ポリプロピレン、延伸ＰＥＴなど）、またはアイオノマーを含むフィルム層が挙げられる。本発明のポリマーブレンドは、金属箔または金属化フィルムへの接着に特に有用である。任意の金属箔または金属化フィルムが、ポリマーブレンド層が適用される基材を形成し得る。例示的な金属箔としては、アルミニウム箔および銅箔が挙げられる。金属箔が存在する場合、濡れ性および／または接着性を改善するために、火炎処理またはコロナ処理しても、他の処理に供してもよいが、必ずしもこれらの処理をする必要はない。例示的な金属化フィルムとしては、金属化ＰＥＴフィルム、金属化延伸ポリプロピレンフィルム、金属化ポリアミドフィルム、および金属化ポリエチレンフィルムが挙げられる。いくつかの実施形態では、金属箔以外の基材も、濡れ性および／または接着性を改善するために火炎処理もしくはコロナ処理するか、または他の処理にかけることができる。いくつかのそのような実施形態において、基材は延伸ポリプロピレンフィルムまたは延伸ポリアミドフィルムを含む。当業者は、本明細書の教示に基づいてそのような基材を特定することができる。いくつかの実施形態では、基材は、アイオノマーを含むフィルム層を含むことができる。そのような実施形態において、Ａ層はシーラント層として機能することができ、アイオノマーを含む他のフィルム層は別の構造の最上層であることができ、そして同様にシーラント層として作用することができる。
いくつかの実施形態において、本発明の多層構造体は、本明細書に開示される実施形態のいずれかによるポリマーブレンドから形成された第１の層（Ａ層）と、金属基材（例えば金属箔または金属化フィルム）を含み第１の層と接着接触する第２の層（Ｂ層）と、を含み、１０インチ／分のクロスヘッド速度で、ＡＳＴＭ Ｆ９０４に基づく１８０度剥離試験を用いて測定したときに、第１の層の、金属基材（例えば金属箔など）への接着力は少なくとも３Ｎ／インチであり、いくつかの実施形態では少なくとも５Ｎ／インチであり、他の実施形態では少なくとも６Ｎ／インチである。いくつかの実施形態では、金属基材はアルミニウム箔である。
多層構造体が金属箔層（例えば、アルミニウム箔層）を含む実施形態では、金属箔は、０．２０〜２．０ミル、より好ましくは０．２０〜０．５０ミルの厚さを有する。０．２０〜０．５０ミルのすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ開示され、例えば、金属箔層の厚さは、０．２０、０．２５、０．３０、０．３５、０．４０、または０．４５ミルの下限から、０．３０、０．３５、０．４０、０．４５、または０．５０ミルの上限までの範囲であり得る。例えば、金属箔層の厚さは、０．２０〜０．５０ミル、またはその代わりに０．２０〜０．６０ミル、またはその代わりに０．６０〜１．０ミル、またはその代わりに０．２５〜０．５０ミルの範囲であることができる。当業者にとって、金属箔層の厚さは用途に十分なものとして定義される。
多層構造体が金属化フィルム層（例えば、金属化ＰＥＴフィルム、金属化延伸ポリプロピレンフィルム、金属化ポリアミドフィルム、または金属化ポリエチレンフィルム）を含む実施形態では、フィルム上の金属化層は、性能（バリア性、不透明度など）および費用などの要因に応じて様々な厚さを有することができる。いくつかの実施形態では、金属化フィルム層上の金属化層は、３〜４０ｎｍの厚さを有する。３〜４０ｎｍのすべての個々の値および部分範囲が本明細書に含まれ、開示され、例えば、金属化層の厚さは３、５、１０、１７、２０、２２、２５、３０、または３５ｎｍの下限から、１０、１２、１５、２０、２３、２５、３２、３５、３７、または４０ｎｍの上限までの範囲であり得る。当業者には、金属化フィルムの金属化層の厚さは用途に十分なものとして定義される。
ポリマーブレンドから形成された層は、押出ラミネーションおよび／または押出コーティングなどの、任意の許容できる方法によって、金属基材層（例えば、金属箔）に適用することができる。金属基材層（例えば、金属箔）上にポリマーブレンド層を押出コーティングする際、いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドは、金属箔層への許容できる接着性を提供しつつ、許容できるレベルのネックインおよびドローダウン速度を維持することができる。本発明のポリマーブレンドは、いくつかの実施形態では、低密度ポリエチレンのみを含むポリマー層が押出コーティングされる場合に使用する温度（例えば、〜３２０℃）より低い温度（例えば、〜３００℃以下）で金属基材層上に押出コーティングされ得るが、依然として金属基材への許容できる接着性を提供する。したがって、許容できる接着性を達成しつつ、比較的低い温度で押出コーティングできることは、本発明のいくつかの実施形態の１つの利点である。
いくつかの実施形態では、本発明のポリマーブレンドから形成される層は、基材に加えて（例えば、金属箔層に加えて）別の層と接着接触することができる。例えば、いくつかの実施形態では、ポリマーブレンドから形成される層はさらに、ポリオレフィンを含む層と接着接触することができる。すなわち、そのような実施形態では、本発明のポリマーブレンドから形成された層は、ポリオレフィン層と基材（例えば、金属箔）との間にあることができ、基材の最上部表面がポリマーブレンド層の最下部表面と接着接触し、かつ、ポリマーブレンド層の最上部表面がポリオレフィン層の最下部表面と接着接触する。
ポリオレフィン層を含む実施形態では、ポリオレフィンは、本明細書の教示に基づく多層構造体の層としての使用に好適であることが当業者に知られている、任意のポリエチレン、ポリプロピレン、およびそれらの誘導体（例えばエチレン−プロピレンコポリマー）であり得る。例えば、そのような層に使用することができるポリエチレンと、いくつかの実施形態では、多層構造体の他の層に使用することができるポリエチレンは、超低密度ポリエチレン（ＵＬＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、高溶融強度高密度ポリエチレン（ＨＭＳ−ＨＤＰＥ）、超高密度ポリエチレン（ＵＨＤＰＥ）、メタロセン触媒または拘束幾何触媒などの、シングルサイト触媒によって作製した均一に分岐したエチレン／α−オレフィンコポリマー、およびそれらの組み合わせであり得る。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン層に使用されるポリエチレンは気相重合によって作製することができる。いくつかの実施形態では、ポリオレフィン層に使用されるポリエチレンは、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、気相重合、液相重合、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され得る。
多層構造体のいくつかの実施形態は、上記の実施形態以上の層を含むことができる。例えば、多層構造体はさらに用途に応じて、例えば、バリア層、シーラント層、タイ層、他のポリエチレン層、ポリプロピレン層など、多層構造体に典型的に含まれる他の層を含むことができるが、必ずしも本発明によるポリマーブレンドから形成される層と接着接触する必要はない（いくつかの実施形態では、これらの層は、このようなポリマーブレンドから形成される層と接触し得るが）。加えて、印刷層、高弾性層、高光沢層などの他の層を、本発明の多層構造体（例えば、フィルムなど）に積層してもよい。さらに、いくつかの実施形態では、多層構造体は、紙またはガラス繊維などの繊維含有基材（例えば、不織布マット、織布マット、スクリムなど）に押出コーティングすることができる。
押出コーティングに加えて、本発明の多層構造体は、本明細書の教示に基づいて、当業者に既知の技術を使用して、インフレーションフィルムまたはキャストフィルムとして共押出しされ得る。いくつかの実施形態では、本発明の多層構造体は、積層によって、またはインフレーション／キャストフィルムとそれに続く熱積層との組み合わせによっても形成することができる。
包装
いくつかの実施形態において、本発明は、本明細書に開示されるいずれかの実施形態の多層構造体を含む包装に関する。特定の一実施形態において、包装は、レトルト包装および／または殺菌包装である。様々な実施形態において、包装は、固体、スラリー、液体、または気体を収容するために使用することができる。限定ではなく例として、包装は、酸性溶液、トウモロコシ油、アルコール、食肉、チーズ、日焼け止め、シャンプー、スパイス、醤油、クリーマー、フレーバーコーヒー、牛乳、ジュース、洗剤、無菌食品、熱間充填ジュース、高脂肪食品、赤ちゃん用おしり拭き、ヨウ素溶液、サラダドレッシング、ケチャップ、ソース、およびその他の物品を収容するために使用することができる。
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。
以下の材料が、後述される実施例において使用される。
［表］
ＤＯＷ（商標）ＬＤＰＥ １３２ｉ、ＡＧＩＬＩＴＹ（商標）１００１、およびＡＧＩＬＩＴＹ（商標）１０２１はそれぞれ、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている低密度ポリエチレン樹脂である。ＥＮＧＡＧＥ（商標）８１８０は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているポリオレフィンエラストマーである。ＡＭＰＬＩＦＹ（商標）ＩＯ ３７０１は、Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されていたエチレン／アクリル酸コポリマーのアイオノマーである。ＳＵＲＬＹＮ １６５０、１６５２、および１７２０は、ＤｕＰｏｎｔから市販されているエチレン／メタクリル酸コポリマーのアイオノマーである。
下記の実施例は、本発明の、ポリマーブレンドのアルミニウム基材への接着性を説明するために使用される。各実施例で用いたアルミニウム基材は以下のようにして調製した。漂白した、一連あたり３０ポンドの紙を、ＤＯＷ（商標）ＬＤＰＥ ７２２（Ｔｈｅ Ｄｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）を使用して、０．０００３５インチ（０．３５ミル）のグレードＡ湿潤性アルミニウム箔に押出ラミネートする。次に、ラミネートシートを３〜４フィートの長さに切断してアルミニウム基材を得る。マスキングテープをアルミニウム基材の前縁に貼り付ける。アルミニウム基材はコロナ処理されていない。
実施例１
表１に示すように、様々な多層構造体を調製する。
以下に記載するように、Ａ層を単層としてアルミニウム基材上に被覆する。
本明細書中の全ての実施例は、Ｂｌａｃｋ Ｃｌａｗｓｏｎ押出コーターを利用して、ポリマー層（Ａ層）をアルミニウム基材（Ｂ層）上に押出コーティングすることによって調製する。比較例ＡにおいてＡ層のために使用されるポリマーのペレットは、市販の材料の箱から直接供給される。比較例Ｂ〜Ｈおよび本発明の実施例１〜１２におけるＡ層は、所定量の２つの成分をドライブレンドし、ドライブレンドを押出コーターに供給することによって調製される。アルミニウム基材を冷却ロール／ゴムロールニップの直前に移動する５０ポンド／連のクラフト紙上に落下させ、そこでアルミニウム基材をニップの中に引き込み、アルミニウム基材の箔側にＡ層を適用する。ダイから得られる流速は、ダイ開口部１インチ当たり、最大でポリマー〜１０ポンド／時である。試料の製造には、６インチの一定のエアギャップを使用する。各試料は、アルミニウム基材上にコーティングされた、厚さ１ミルのＡ層の単層から構成される。試料を３００℃の溶融温度および毎分４４０フィートのラインスピードで作製する。
各試料について、アルミニウム基材に対するＡ層の接着力を１０インチ／分のクロスヘッド速度で、ＡＳＴＭ規格Ｆ９０４に基づく１８０度剥離試験を用いて決定する。各比較例および発明実施例の、少なくとも５つの試料を測定し、平均値および標準偏差を計算する。結果を表２に示す。
ポリマーブレンドのブレンド配合値を、次の式を使用して計算する、
２．７６−６０＊Ｉ２（ＰＯ）＋３０８＊ＲＶＲ＋０．０２３＊Ａ
相対粘度比（ＲＶＲ）を、Ａ層の成分のメルトインデックス（Ｉ２）から、ポリオレフィンのメルトインデックス（Ｉ２（ＰＯ））をアイオノマーのメルトインデックス（Ｉ２（アイオノマー））で割ることによって決定する。Ａは、ブレンドの総重量に基づくポリマーブレンド中のアイオノマーの重量％である。本発明の実施例１〜１２は、アイオノマー１００％から形成された層と比較して同等または改善された接着性を有利に提供する。本発明の実施例１〜３および５は、表３に関連して以下に示されるように、プロセス安定性を犠牲にすることなく、そのような接着性を有利に提供した。
エチレンとメタクリル酸のコポリマーのアイオノマーを含むポリマーブレンドのいくつかの実施形態は、広い範囲のブレンド配合値にわたって適切な接着性もたらすことにも注目すべきである。
これらの試料ついての、ネックインおよびドローダウン速度も測定し、結果を（ブレンド配合値に加えて）表３に示す。
ネックイン（インチ）は、毎分４４０フィートのラインスピードで測定する。ドローダウン速度（毎分フィート）は、押出コーター内のスクリューが、約２５０ポンド／時の流速をもたらす９０ｒｐｍで運転している間に、ウェブの破断が観察されたときのラインスピードである。減速ドローダウン速度（毎分フィート）は、押出コーター内のスクリューが４５ｒｐｍで運転している間に、ウェブの破断が観察されたときのラインスピードである。ドローダウン速度および減速ドローダウン速度の最大値は毎分１５００フィートであり、減速ドローダウン速度は、押出機が９０ｒｐｍで運転するときラインスピードが毎分１５００フィートに達する場合のみ決定される。表３は、本発明の実施例１〜３および５が、押出コーティング用途に許容できる性能特性を発揮することを示している。

Claims (10)

  1. ポリマーブレンドであって、
    １〜６０ｇ／１０分のメルトインデックス（Ｉ２）を有する、エチレンと、アクリル酸およびメタクリル酸のうちの少なくとも一方とを含むコポリマーのアイオノマーであって、アイオノマーの総量が、前記ブレンドの総重量に基づいて、前記ブレンドの５０〜９９重量％を構成する、アイオノマーと、
    ０．８７０ｇ／ｃｍ３以上の密度を有し、かつ２０ｇ／１０分以下のメルトインデックス（Ｉ２）を有するポリオレフィンであって、前記ブレンドの総重量に基づいて、前記ブレンドの１〜５０重量％を構成する、ポリオレフィンと、を含み、
    前記ポリマーブレンドが、以下の式を満たし、
    ３．５＜２．７６−６０＊Ｉ２（ＰＯ）＋３０８＊ＲＶＲ＋０．０２３＊Ａ＜４．５、
    式中、Ｉ２（ＰＯ）が前記ポリオレフィンのメルトインデックス（Ｉ２）であり、ＲＶＲが前記ポリオレフィンの前記アイオノマーに対する相対粘度比率（Ｉ２（ＰＯ）／Ｉ２（アイオノマー））であり、Ａが、前記ブレンドの総重量に基づく、前記ポリマーブレンド中のアイオノマーの重量％である、ポリマーブレンド。
  2. 前記ポリオレフィンが、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、またはそれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のポリマーブレンド。
  3. 前記ポリオレフィンが低密度ポリエチレンまたは直鎖状低密度ポリエチレンを含む、請求項１に記載のポリマーブレンド。
  4. アイオノマーの総量が、前記ブレンドの少なくとも７５重量％を構成する、請求項１〜３のいずれか一項に記載のポリマーブレンド。
  5. 前記アイオノマー中の前記アクリル酸またはメタクリル酸を中和するために使用される前記金属が、Ｚｎ＋２、Ｎａ＋、Ｌｉ＋、Ｃａ＋２、Ｋ＋、Ｍｇ＋２、Ｆｅ＋２、またはＣｕ＋２を含む、請求項１〜４のいずれか一項に記載のポリマーブレンド。
  6. 前記ポリオレフィンの前記メルトインデックス（Ｉ２）が１０ｇ／１０分未満である、請求項１〜５のいずれか一項に記載のポリマーブレンド。
  7. 各層が対向する表面を有する少なくとも２つの層を含む多層構造体であって、
    Ａ層が、請求項１〜６のいずれか一項に記載のポリマーブレンドを含み、かつ
    Ｂ層が、基材を含み、Ｂ層の最上部表面が、Ａ層の最下部表面に接着接触している、多層構造体。
  8. 前記基材が、金属箔、金属化フィルム、織布マット、不織布マット、スクリム、またはアイオノマーを含むフィルム層を含む、請求項７に記載の多層構造体。
  9. Ｃ層をさらに含み、Ａ層の最上部表面がＣ層の最下部表面と接着接触しており、Ｃ層がポリオレフィンを含む、請求項８または請求項９に記載の多層構造体。
  10. １０インチ／分のクロスヘッド速度で、ＡＳＴＭ Ｆ９０４に基づく１８０度剥離試験を用いて測定したときに、Ａ層のＢ層への接着力が少なくとも３Ｎ／インチである、請求項７〜９のいずれか一項に記載の多層構造体。
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