(57)【要約】  エチレンコポリマーと、有機酸塩変性カリウムアイオノマーコポリマーとのブレンドから得られるフィルムが開示されている。本発明のフィルムはＲＦエネルギーを用いて溶着することが可能である。【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）（ｉ）少なくとも１種のＥ／Ｘ／Ｙコポリマー［式中、Ｅはエチレンであり、ＸはＣ3〜Ｃ8のα，βエチレン性不飽和カルボン酸であり、およびＹはアルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレート（ここでアルキル基は１〜８個の炭素原子を有する）から選択される軟化用コモノマーである］であって、ＸがＥ／Ｘ／Ｙコポリマーの約２〜３０重量％であり、ＹがＥ／Ｘ／Ｙコポリマーの約０〜４０重量％であり、酸成分（Ｘ）が、完全に中和されたカルボン酸塩の形態または部分的に中和されたカルボン酸塩の形態のいずれかで存在することが可能であるＥ／Ｘ／Ｙコポリマーと、
（ｉｉ）１種以上の有機酸またはその塩と
を含むブレンド（ブレンドの組み合わせカルボン酸塩官能基が、カリウムによって少なくとも部分的に中和されている）と、
（ｂ）任意で少なくとも１種の他の高分子成分と
を含むフィルムであって、
高周波（ＲＦ）エネルギーを吸収するフィルム。
【請求項２】
成分（ｂ）が約１〜約９９重量％の量で存在する請求項１に記載のフィルム。
【請求項３】
成分（ｂ）が約５０〜約９５重量％の量で存在する請求項２に記載のフィルム。
【請求項４】
成分（ｂ）が約７０〜約９３重量％の量で存在する請求項３に記載のフィルム。
【請求項５】
成分（ｂ）は、：ジポリマーアイオノマーおよびターポリマーアイオノマーを包含するアイオノマーコポリマー；ポリウレタン、ポリエーテルエステル、ポリアミドエーテル、ポリエーテルウレア、ポリエーテルブロックアミドに基づくブロックコポリマーなどの熱可塑性エラストマーを包含する熱可塑性樹脂；スチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）ブロックコポリマー；スチレン（エチレンブチレン）スチレンブロックコポリマー；ポリアミド（オリゴマーおよび高分子性）；ポリエステル；ポリビニルアルコール；ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレンコポリマーを包含するポリオレフィン；エチレン／ビニルアセテート、エチレン／（メタ）アクリレート、エチレン／（メタ）アクリル酸、エチレン／エポキシ官能基化モノマー、エチレン／ＣＯ、エチレン／ビニルアルコール（ポリオール）を包含するエチレンコポリマー；グラフトされた無水マレイン酸官能基およびエポキシ化ポリマーを有する官能基化ポリマー；ＥＰＤＭ、メタロセンにより触媒されたポリエチレンおよびコポリマー、熱硬化性エラストマーの粉砕粉末などのエラストマー；これらの物質のいずれかを少なくとも１種含むブレンド；およびＲＦ放射線に非感受性である物質からなる群から選択される少なくとも１種の化合物である請求項４に記載のフィルム。
【請求項６】
（ａ）（ｉ）少なくとも１種のＥ／Ｘ／Ｙコポリマー［式中、Ｅはエチレンであり、ＸはＣ3〜Ｃ8のα，βエチレン性不飽和カルボン酸であり、およびＹはアルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレート（ここでアルキル基は１〜８個の炭素原子を有する）から選択される軟化用コモノマーである］であって、ＸがＥ／Ｘ／Ｙコポリマーの約２〜３０重量％であり、ＹがＥ／Ｘ／Ｙコポリマーの約０〜４０重量％であり、酸成分（Ｘ）が、完全に中和されたカルボン酸塩の形態または部分的に中和されたカルボン酸塩の形態のいずれかで存在することが可能であるＥ／Ｘ／Ｙコポリマーを含むブレンドと、
（ｂ）任意で少なくとも１種の他の高分子成分と
を含むフィルムであって、
高周波（ＲＦ）エネルギーを吸収するフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［関連出願の相互参照］
本願は、２００３年１１月１１日出願の米国特許出願第１０／７０４，９３４号明細書、および２００４年５月１２日出願の米国仮特許出願第６０／５７０，５５０号明細書の利益を請求する。
【０００２】
本発明は、高周波エネルギーを吸収するポリマー組成物に関する。特に、本発明は、高周波エネルギーを用いて溶着することが可能である、ポリマー組成物から得られるフィルムに関する。
【背景技術】
【０００３】
包装用途においては、フィルム包装材を、個別の接着性フィルム層をこの包装材に用いることなくシールすることが好ましい場合が度々あり得る。このようなシーリング方法は、自己接着することが可能である物質、あるいは接着させることが可能である物質または他の物質に接着させることが可能である物質を用いることによって達成することが可能である。このような方法の一つは、高周波（ＲＦ）エネルギーを好適な物質に照射して、ＲＦエネルギーが吸収されると、物質がその後自己接着可能となりまたは異なる基材に接着可能となって、シールが形成される方法である。この方法はＲＦ溶着として知られており、このような方法のために好適な物質は、商習慣において公知である。例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）はＲＦエネルギーに対して感受性であり得、ＲＦ溶着に対してとても好適であり得る物質である。しかしながら、ＰＶＣは、世界のいくつかの地域においては、広範囲での使用に対しては許容されない物質であり、ＰＶＣが望ましくないこれらの地域においてＰＶＣの機能を発揮するために、代替物質が求められている。
【０００４】
ＲＦ溶着技術を用いる包装用途において用いるための好適な代替物質を選択することは、容易なことではない。好適な代替物質の選択または開発においては、少なくとも３つの基準を満たす必要がある。第一に、物質は、包装材またはその構成材のために十分である、良好な物理的特徴および／または機械的特徴を提供しなければならない。第二に、好適なポリマーフィルムは感受性であるべき、すなわちＲＦエネルギーを吸収するべきである。第三に、ポリマーフィルムは、圧力および時間の適当な条件下においてＲＦエネルギーに曝露されたときに、接着、溶着またはシールを形成可能であるべきである。
【０００５】
包装用途での使用に好適な種々のポリマーが周知である。例えば、ポリエチレンおよびポリプロピレンなどのポリオレフィンは、包装において有用である。いくつかの高分子物質は、ＲＦエネルギーに対して感受性であることが知られている。しかしながら、その他の物質は、非常に高いコストまたはその他の問題により、本願明細書において記載された用途における使用に対しては好適ではない可能性がある。例えば、いくつかの物質はＲＦエネルギーに対して感受性であり得るが、シールまたは溶着を形成することができない。いくつかの物質は、より厳密な処理条件を必要とすることができ、またはその他の物理的特性／機械特性が損失されるまでに成分を増加させる必要があり得る。例えば、ＥＶＡの感受性は、ビニルアセテート含有量に大きく依存する。典型的には、エチレン（メタ）アクリル酸コポリマーおよびそれらのアイオノマーは、ＲＦ感受性ではない。
【０００６】
アイオノマーと、グリセロールなどの極性溶剤との混合物は、ＲＦエネルギーを吸収する組成物を形成することが可能である。しかしながら、押し出し成形温度でかなりの蒸気圧を有する溶剤の使用は、処理中のフォギングなどのその他の問題をもたらす可能性がある。また、極性溶剤の使用は、環境的な理由から好ましくない可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ＲＦエネルギーを吸収すると共にＲＦ溶着を用いてシールすることが可能であり、それでいて、包装用途において用いるのに好適な物理的特性および機械特性をも有する組成物を有することが望ましい可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
一つの態様において、本発明は、高周波（ＲＦ）エネルギーを吸収するフィルムであって、フィルムが、
（ａ）（ｉ）少なくとも１種のＥ／Ｘ／Ｙコポリマー［式中、Ｅはエチレンであり、ＸはＣ3〜Ｃ8のα，βエチレン性不飽和カルボン酸であり、およびＹはアルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレート（ここでアルキル基は１〜８個の炭素原子を有する）から選択される軟化用コモノマーである］であって、ＸがＥ／Ｘ／Ｙコポリマーの約２〜３０重量％であり、ＹがＥ／Ｘ／Ｙコポリマーの約０〜４０重量％であり、酸成分（Ｘ）が、完全に中和されたカルボン酸塩の形態または部分的に中和されたカルボン酸塩の形態のいずれかで存在することが可能であるＥ／Ｘ／Ｙコポリマーと、
（ｉｉ）１種以上の有機酸またはその塩（ブレンドの組み合わせカルボン酸塩官能基がカリウム少なくとも部分的に中和されている）と、
（ｉｉｉ）ポリオールおよびポリエステルから選択される１種以上の極性化合物とを含むブレンドと、
（ｂ）任意で少なくとも１種の他の高分子成分とを含み、
フィルムが高周波（ＲＦ）エネルギーを吸収することを特徴とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
一つの実施形態において、本発明は酸コポリマーアイオノマーおよび脂肪酸塩を含むブレンドから得られる高分子フィルムである。本発明のフィルムは、少なくとも約０．００１ミルの厚さである。フィルムは、好ましくは少なくとも約１ミルの厚さ〜約２５ミルの厚さである。
【００１０】
本発明のフィルムは、ポリマー技術分野において周知のコポリマーである酸コポリマーアイオノマー（「アイオノマー」）を含む。アイオノマーは、エチレン、プロピレン、１−ブテン、およびその他の１−不飽和炭化水素などのαオレフィンと、例えばアクリル酸、メタクリル酸、またはマレイン酸などの不飽和カルボン酸と、任意で軟化用コモノマーとの共重合により形成されるイオンコポリマーである。アイオノマーは、その後得られる（ｓｕｂｓｅｑｕｅｎｔｌｙ  ｏｂｔａｉｎｅｄ  ｂｙ）。本願明細書において用いられる際、用語「コポリマー」は、少なくとも２種の異なるモノマー種の共重合により得られるポリマーを表し得る。用語「ターポリマー」は、３種の異なるモノマー種の共重合から得られるコポリマーを特定的に表すために用いられ得る。リチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウム、または亜鉛などの少なくとも１種のアルカリ金属カチオン、遷移金属カチオン、またはアルカリ土類金属カチオン、あるいはこのようなカチオンの組み合わせが、塩のカルボン酸アニオンを中和する対イオンであり得る。カリウムカチオンで少なくとも部分的に中和されたアイオノマーが特に好ましい。ターポリマーは、エチレンなどのオレフィンと、不飽和カルボン酸と、中和されてより軟質のアイオノマーを形成し得る「より軟質」の樹脂を提供する、アルキル（メタ）アクリレートなどの軟化用コモノマーとから形成することも可能である。
【００１１】
本発明の実施における有用なブレンドは、少なくとも１種のＥ／Ｘ／Ｙ酸コポリマー組成物（式中、Ｅはエチレンであり、ＸはＣ3〜Ｃ8のα，βエチレン性不飽和カルボン酸であり、およびＹはアルキルアクリレートおよびアルキルメタクリレート（ここでアルキル基は１〜８個の炭素原子を有する）から選択される軟化用コモノマーである）であって、ＸがＥ／Ｘ／Ｙコポリマーの約２〜３０重量％であり、ＹがＥ／Ｘ／Ｙコポリマーの約０〜約４０重量％の量で存在することが可能であるＥ／Ｘ／Ｙ酸コポリマー組成物を含む。酸コポリマーは、公知のおよび従来の方法によって完全にまたは部分的に中和されて、酸コポリマーアイオノマー（アイオノマー）を提供し得る。本発明の実施において用いるために好適なアイオノマーは、イー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）から、Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）の商品名で知られ市販されている。
【００１２】
さらに、本発明のフィルムは、有機酸またはその塩（有機塩）を含む。本発明の実施において、有機酸に対する言及は、酸の塩、または酸および塩の混合物をも指し得る。本発明の実施において有用なブレンドは、少なくとも約５重量％の有機酸を含有する。好ましくは、ブレンドは約５重量％から約５０重量％以下の有機酸を含有する。より好ましくは、ブレンドは少なくとも約１０重量％の有機酸を含有し、さらにより好ましくは少なくとも約２０重量％、および最も好ましくは少なくとも約３０重量％の有機酸および／またはその塩を含有する。有機塩の対イオンは、好ましくは少なくとも部分的にカリウムイオンである。好ましくは、ブレンド中のすべての酸成分の７０％超が中和され、より好ましくは９０％超が中和される。最も好ましくは、ブレンド中のすべての酸成分の１００％が中和される。
【００１３】
本発明の有機酸は、特に、不揮発性および不移行性であるものであり、例えば約６〜約３８個の炭素原子を含む酸である。有機酸の非限定的な例示は、ステアリン酸ならびにその異性体、オレイン酸ならびにその異性体、エルカ酸ならびにその異性体およびベヘン酸ならびにその異性体である。ステアリン酸ならびにオレイン酸およびこれらの異性体が好ましい。さらにより好ましいのは、例えばイソステアリン酸およびイソオレイン酸などのステアリン酸およびオレイン酸の分岐異性体などの、好適な有機酸の分岐異性体である。本発明において用いるために好適な酸およびブレンドのより完全な記載は、本願明細書において参照により完全に援用される、「Ｍｏｉｓｔｕｒｅ  ａｎｄ  Ｇａｓ  Ｐｅｒｍｅａｂｌｅ  Ｎｏｎ−Ｐｏｒｏｕｓ  Ｉｏｎｏｍｅｒｉｃ  Ｆｉｌｍｓ」と題された２００３年１１月１１日出願の米国特許出願に見出すことができる。好ましくは、有機酸は中和されており、カリウム（Ｋ）イオン、ナトリウム（Ｎａ）イオン、リチウム（Ｌｉ）イオン、ルビジウム（Ｒｂ）イオン、およびマグネシウム（Ｍｇ）イオンからなる群から選択される対イオンを有する。より好ましくは対イオンはＫである。
【００１４】
好ましい実施形態において、本発明は、有機酸としてＣ6〜Ｃ38有機酸の異性体を含有する。特に好ましいのは、２−メチルオレイン酸（イソオレイン酸）などのオレイン酸の異性体および２−メチルステアリン酸（イソステアリン酸）などのステアリン酸の異性体である。例えば、アミノ−およびヒドロキシル−官能基化脂肪酸などの官能基化脂肪酸もまた、本発明の実施において用いるのに好ましい。例えば、１２−ヒドロキシステアリン酸などのヒドロキシステアリン酸は、好ましい官能基化脂肪酸であり得る。
【００１５】
本発明の実施において用いるのに好適なブレンドは、任意で高分子成分を含むことが可能である。このような任意の成分としては、ジポリマーアイオノマーおよびターポリマーアイオノマーを包含する第二のアイオノマーコポリマー；および／または熱可塑性樹脂を挙げることができる。熱可塑性樹脂としては、非限定的な例示をすると、ポリウレタン、ポリエーテルエステル、ポリアミドエーテル、ポリエーテルウレア、ＰＥＢＡＸ（ポリエーテルブロックアミドに基づくブロックコポリマーのファミリー、アトケム（Ａｔｏｃｈｅｍ）によって市販されている）などの熱可塑性エラストマー；スチレンブタジエンスチレン（ＳＢＳ）ブロックコポリマー；スチレン（エチレンブチレン）スチレンブロックコポリマー；ポリアミド（オリゴマーおよび高分子性）；ポリエステル；ポリビニルアルコール；ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン／プロピレンコポリマーを包含するポリオレフィン；エチレン／ビニルアセテート、エチレン／（メタ）アクリレート、エチレン／（メタ）アクリル酸、エチレン／エポキシ官能基化モノマー、エチレン／ＣＯ、エチレン／ビニルアルコール（ポリオール）などの種々の成分を有するエチレンコポリマー；グラフトされた無水マレイン酸官能基およびエポキシ化ポリマーを有する官能基化ポリマー；ＥＰＤＭ、メタロセンにより触媒されたＰＥおよびコポリマー、熱硬化性エラストマーの粉砕粉末などのエラストマーが挙げられるであろう。任意の第二のポリマー成分は、少なくとも１種のこれらの物質（ＲＦ放射線に感受性ではない物質を含有する）のいずれかを含むブレンドであり得る。
【００１６】
好ましくは、第二の成分は、エチレン／ビニルアセテート、エチレン／（メタ）アクリレート、エチレン／（メタ）アクリル酸およびそれらのアイオノマー、エチレン／エポキシ−官能基化モノマー、エチレン／ＣＯ、エチレン／ビニルアルコール、またはこれらの少なくとも１種を含むブレンドなどの種々の成分を有する、例えば、エチレンコポリマーなどのエチレンのコポリマーである。より好ましくは、第二のポリマー成分は：エチレンビニルアセテート（ＥＶＡ）；エチレン／アルキルアクリレート；エチレン／（メタ）アクリル酸およびそれらのアイオノマー；またはこれらの少なくとも１種を含むブレンドからなる群から選択される。
【００１７】
含有される場合には、任意のポリマー成分の量は、カリウムアイオノマー組成物全体の９９重量％〜約１重量％の量で含有されることが好ましい。任意のポリマー成分は、好ましくは約９５重量％〜約５０重量％の量で、より好ましくは約９３重量％〜約７０重量％の量で含有される。
【００１８】
本発明のフィルムは単層または多層構造で用いることができる。本発明のフィルムは、フィルムラップ、包装容器および蓋などの包装用途において、これらに限定はされないが、有用であり得る。
【００１９】
不飽和カルボン酸の例としては、アクリル酸、メタクリル酸、フマル酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチルが挙げられる。アクリル酸および／またはメタクリル酸が特に好ましい。共重合成分として供され得る極性モノマーの例としては、ビニルアセテートおよびビニルプロピオネートなどのビニルエステル；メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレート、イソブチルアクリレート、ｎ−ヘキシルアクリレート、イソオクチルアクリレート、メチルメタクリレート、マレイン酸ジメチルおよびマレイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸エステル；一酸化炭素が挙げられる。特に、不飽和カルボン酸エステルが好適な共重合成分である。
【実施例】
【００２０】
用いた材料
Ｅｌｖａｌｏｙ  ＡＣ１２２４は、エチレンビニルアセテートおよびエチレンメタクリル酸コポリマーのコポリマーブレンドであり、それぞれイー・アイ・デュポン・ドゥ・ヌムール・アンド・カンパニー（Ｅ．Ｉ．ＤｕＰｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ）（ＤｕＰｏｎｔ）から入手可能である。
【００２１】
モノステアリン酸グリセロール（ＧＭＳ）（または潜在的にはポリグリセロールのエステル）、またはモノステアリン酸ソルビトールは、本発明の実施において有用であり得る。
【００２２】
一般的な手法
ブレンドのフィルムを、デュポン（ＤｕＰｏｎｔ）から市販されているＥｌｖａｌｏｙ（登録商標）ＡＣ１２２４のコポリマーを、５％から１５％の間で異なる濃度のＲＦエンハンサーとブレンドし、このブレンドをプリズムエクストルーダで押出して６〜１２ミル間の厚さのフィルムを製造することにより調製し、およびこれらを溶着性についてテストした。フィルムの２つの層を、Ｋａｐｔｏｎ（登録商標）シートで裏打ちし、ＲＦ供給源の電極の間に置き、僅かな正圧下において、一般に２秒暴露した。
【００２３】
ＲＦ吸収を測定するために誘電測定を用いることが可能である。または、簡便な比較法は、交番信号のキャパシタンス領域に物質を導入することの影響を測定することおよび信号幅または「Ｑ値」（周波数を幅で除する）についての影響を測定することである。Ｑ値の低下は吸収を示し、およびこれは所与の回路について関連するため、Ｑの低下の割合は有用な値である。溶着実験は、一対のフィルムサンプルに、一定の時間の間、一定の圧力下で、交番電界を受けさせることにより実行可能である。
【００２４】
表1
2007537349.tif 000002
2007537349.tif 000003
【国際調査報告】
2007537349.tif 000004
2007537349.tif 000005
2007537349.tif 000006