(57)【要約】  少なくとも１つの配向性ポリマーから形成される基材上にヒートシールが可能なコーティングを形成する方法が示される。該方法は、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水とを含み、１２未満のｐＨを有する水性ポリマー分散物を基材に被着させるステップと、該分散物を乾燥して第１の層を形成するステップとを含む。
2007525323.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上にヒートシールが可能なコーティングを形成する方法であって：
基材にコーティングするステップと；
ここで前記基材は、少なくとも１つの配向性ポリマーと水性ポリマー分散物とを含み、ここで前記水性ポリマー分散物は、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含み、かつ１２未満のｐＨを有し；
前記分散物を乾燥して第１の層を形成するステップと；
を含む方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの配向性ポリマーが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミド−イミド、ポリエーテル−アミド、ポリエーテルイミド、ポリアリールエーテル、ポリアリールエーテルケトン、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリスチレンおよびその誘導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、セルロース誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレン、他のポリオレフィン、主にオレフィンモノマーを有するコポリマー、フッ素化ポリマーおよびコポリマー、塩素化ポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アイオノマー樹脂、エラストマー、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、およびポリウレタン、混和性または非混和性ポリマー混合物、ならびに上述のポリマーのいずれかの構成モノマーのいずれかのコポリマーから成る群より選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記基材が２軸配向ポリプロピレン、２軸配向ポリアミド、２軸配向ポリエステル、２軸配向ポリエチレン、および２軸配向ポリスチレンから成る群より選択される少なくとも１つを含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記分散物が、少なくとも約６０重量パーセント％のプロピレン由来単位および少なくとも約０．１重量パーセントのエチレン由来単位を含むプロピレン／エチレンコポリマーを含み、該コポリマーは、約１４．６ｐｐｍおよび約１５．７ｐｐｍにおけるレジオエラーに相当する13Ｃ ＮＭＲピークであって、ほぼ等しい強度のピークを有することを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記熱可塑性樹脂が５〜２５重量％のエチレン由来単位および９５〜７５重量％のプロピレン由来単位を含むプロピレンが豊富なαオレフィン・インターポリマーを含み、該コポリマーが：
（ａ）９０℃未満の融点と；
（ｂ）弾性が０．９３５Ｍ＋１２（ここで弾性はパーセントであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する弾性の関係と；
（ｃ）曲げ弾性率が４．２ｅ0.27M＋５０（ここで曲げ弾性率はＭＰａであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する曲げ弾性率の関係と、を有する、
請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記熱可塑性樹脂が、エチレンと、Ｃ4−Ｃ20直鎖、分岐または環状ジエン、ビニルアセテート、および式Ｈ2Ｃ＝ＣＨＲ（式中、ＲはＣ1−Ｃ20直鎖、分岐または環状アルキル基またはＣ6−Ｃ20アリール基である）によって表される化合物から成る群より選択される少なくとも１つのコモノマーとのインターポリマーを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記熱可塑性樹脂が０．８５〜０．９０ｇ／ｃｃの密度を有する、請求項６に記載の方法。
【請求項８】
少なくとも１つの他の層が前記第１の層の上に配置される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記分散物が５ミクロン未満の平均体積粒径を有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記分散物が２ミクロン未満の平均体積粒径を有する、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
前記分散物が１ミクロン未満の平均体積粒径を有する、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記コーティングが乾燥後に０．５〜７５ミクロンの厚さを有する、請求項１に記載の方法。
【請求項１３】
前記コーティングが乾燥後に０．５〜２５ミクロンの厚さを有する、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記コーティングが乾燥後に０．７５〜２ミクロンの厚さを有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記コーティングをヒートシール開始温度まで加熱するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項１６】
前記ヒートシール開始温度が８０℃未満である、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
前記ヒートシール開始温度が７０℃未満である、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
フィルム層であって：
配向性ポリマーを含み、かつコーティングを有する基材を有し、前記コーティングは、
（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含む水性分散物であって１２未満のｐＨを有する分散物から得られる、フィルム層。
【請求項１９】
前記コーティングはヒートシールが可能である、請求項１８に記載のフィルム層。
【請求項２０】
前記少なくとも１つの配向性ポリマーが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミド−イミド、ポリエーテル−アミド、ポリエーテルイミド、ポリアリールエーテル、ポリアリールエーテルケトン、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリスチレンおよびその誘導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、セルロース誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレン、他のポリオレフィン、主にオレフィンモノマーを有するコポリマー、フッ素化ポリマーおよびコポリマー、塩素化ポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アイオノマー樹脂、エラストマー、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、およびポリウレタン、混和性または非混和性ポリマー混合物、ならびに上述のポリマーのいずれかの構成モノマーのいずれかのコポリマーから成る群より選択される、請求項１８に記載のフィルム層。
【請求項２１】
前記基材が、２軸配向ポリプロピレン、２軸配向ポリアミド、２軸配向ポリエステル、２軸配向ポリエチレン、および２軸配向ポリスチレンから成る群より選択される少なくとも１つを含む、請求項２０に記載のフィルム層。
【請求項２２】
前記分散物が、少なくとも約６０重量パーセントのプロピレン由来単位および少なくとも約０．１重量パーセントのエチレン由来単位を含むプロピレン／エチレンコポリマーを含み、該コポリマーは、約１４．６ｐｐｍおよび約１５．７ｐｐｍにおけるレジオエラーに相当する13Ｃ ＮＭＲピークであって、ほぼ等しい強度のピークを有することを特徴とする、請求項１８に記載のフィルム層。
【請求項２３】
前記熱可塑性樹脂が、５〜２５重量％のエチレン由来単位および９５〜７５重量％のプロピレン由来単位を含むプロピレンが豊富なαオレフィン・インターポリマーを含み、該コポリマーが：
（ａ）９０℃未満の融点と；
（ｂ）弾性が０．９３５Ｍ＋１２（ここで弾性はパーセントであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する弾性の関係と；
（ｃ）曲げ弾性率が４．２ｅ0.27M＋５０（ここで曲げ弾性率はＭＰａであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する曲げ弾性率の関係と、を有する、
請求項１８に記載のフィルム層。
【請求項２４】
前記熱可塑性樹脂が、エチレンと、Ｃ4−Ｃ20直鎖、分岐または環状ジエン、ビニルアセテート、および式Ｈ2Ｃ＝ＣＨＲ（式中、ＲはＣ1−Ｃ20直鎖、分岐または環状アルキル基またはＣ6−Ｃ20アリール基である）によって表される化合物から成る群より選択される少なくとも１つのコモノマーとのインターポリマーを含む、請求項１８に記載のフィルム層。
【請求項２５】
前記熱可塑性樹脂が０．８５〜０．９０ｇ／ｃｃの密度を有する、請求項２４に記載のフィルム層。
【請求項２６】
前記コーティングが８０℃未満のヒートシール開始温度を有することを特徴とする、請求項１９に記載のフィルム層。
【請求項２７】
前記コーティングが７０℃未満のヒートシール開始温度を有することを特徴とする、請求項２６に記載のフィルム層。
【請求項２８】
フィルム層であって：
配向性ポリマーを含み、かつコーティングを有する基材を含み、前記コーティングが：
（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含む水性分散物であって、約５μｍ未満の平均体積粒径を有する分散物から得られる、フィルム層。
【請求項２９】
前記コーティングはヒートシールが可能である、請求項２８に記載のフィルム層。
【請求項３０】
前記少なくとも１つの配向性ポリマーが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミド−イミド、ポリエーテル−アミド、ポリエーテルイミド、ポリアリールエーテル、ポリアリールエーテルケトン、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリスチレンおよびその誘導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、セルロース誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレン、他のポリオレフィン、主にオレフィンモノマーを有するコポリマー、フッ素化ポリマーおよびコポリマー、塩素化ポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アイオノマー樹脂、エラストマー、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、およびポリウレタン、混和性または非混和性ポリマー混合物、ならびに上述のポリマーのいずれかの構成モノマーのいずれかのコポリマーから成る群より選択される、請求項２８に記載のフィルム層。
【請求項３１】
前記基材が、２軸配向ポリプロピレン、２軸配向ポリアミド、２軸配向ポリエステル、２軸配向ポリエチレン、および２軸配向ポリスチレンから成る群より選択される少なくとも１つを含む、請求項３０に記載のフィルム層。
【請求項３２】
前記分散物が、少なくとも約６０重量パーセントのプロピレン由来単位および少なくとも約０．１重量パーセントのエチレン由来単位を含むプロピレン／エチレンコポリマーであって、該コポリマーは、約１４．６ｐｐｍおよび約１５．７ｐｐｍにおけるレジオエラーに相当する13Ｃ ＮＭＲピークであって、ほぼ等しい強度のピークを有することを特徴とする、請求項２８に記載のフィルム層。
【請求項３３】
前記熱可塑性樹脂が、５〜２５重量％のエチレン由来単位および９５〜７５重量の％プロピレン由来単位を含むプロピレンが豊富なαオレフィン・インターポリマーを含み、該コポリマーが：
（ａ）９０℃未満の融点と；
（ｂ）弾性が０．９３５Ｍ＋１２（ここで弾性はパーセントであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する弾性の関係と；
（ｃ）曲げ弾性率が４．２ｅ0.27M＋５０（ここで曲げ弾性率はＭＰａであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する曲げ弾性率の関係と、を有する、
請求項２８に記載のフィルム層。
【請求項３４】
前記熱可塑性樹脂が、エチレンと、Ｃ4−Ｃ20直鎖、分岐または環状ジエン、ビニルアセテート、および式Ｈ2Ｃ＝ＣＨＲ（式中、ＲはＣ1−Ｃ20直鎖、分岐または環状アルキル基またはＣ6−Ｃ20アリール基である）によって表される化合物から成る群より選択される少なくとも１つのコモノマーとのインターポリマーを含む、請求項２８に記載のフィルム層。
【請求項３５】
前記熱可塑性樹脂が０．８５〜０．９０ｇ／ｃｃの密度を有する、請求項３４に記載のフィルム層。
【請求項３６】
前記コーティングが８０℃未満のヒートシール開始温度を有することを特徴とする、請求項２９に記載のフィルム層。
【請求項３７】
前記コーティングが７０℃未満のヒートシール開始温度を有することを特徴とする、請求項３６に記載のフィルム層。
【請求項３８】
物品であって：
配向性ポリマーを含み、かつコーティングを有する基材を含み、前記コーティングが：
（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含む水性分散物であって、約５μｍ未満の平均体積粒径を有する分散物から得られる、物品。
【請求項３９】
物品であって：
配向性ポリマーを含み、かつコーティングを有する基材を含み、前記コーティングが：
（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含む水性分散物であって、１２未満のｐＨを有する分散物から得られる、物品。
【請求項４０】
基材上にヒートシールが可能なコーティングを形成する方法であって：
（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含み、１２未満のｐＨを有する水性ポリマー分散物を基材にコーティングするステップと；
前記基材を配向して配向熱可塑性ポリマーを形成するステップと；
を含む方法。
【請求項４１】
前記分散物を乾燥して第１の層を形成するステップをさらに含む、請求項４０に記載の方法。
【請求項４２】
フィルム層であって：
コーティングを有する基材を含み、前記フィルム層が８０℃未満のヒートシール開始温度を有することを特徴とし、前記コーティングの厚みが２ミクロン未満である、
フィルム層。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、２００３年８月２５日に提出された米国仮出願シリアル番号６０／４９７５２７号および２００４年２月２７日提出された米国仮出願シリアル番号６０／５４８４９３号に対する優先権を主張する米国特許第１０／９２５，６９３号の一部継続出願として、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．１２０に従って利益を請求し、その全てを参照として本明細書に組み込む。
【背景技術】
【０００２】
各種の種類の熱可塑性樹脂の水性分散物が当業界で既知である。その分散媒として水を使用して調製された水性分散物は、分散媒に有機溶媒を使用して調製された分散物よりも、可燃性、作業環境、取扱上の便利さなどの点ではるかに有利であるために、水性分散物は広範囲の様々な分野で使用されてきた。たとえば水性分散物を基材、たとえば紙、繊維、木材、金属、またはプラスチック成形品などの表面上へコーティングおよび乾燥させるときに、形成される樹脂コーティングは基材に耐水性、耐油性、耐化学薬品性、耐食性およびヒートシール特性を与えるであろう。
【０００３】
熱可塑性樹脂の従来の水性分散物は、樹脂原材料である重合性モノマーが分散剤の存在下での水性溶媒中でのエマルジョン重合によって重合される工程によって、または溶融熱可塑性樹脂および水性溶媒、場合により分散剤が剪断力の印加によって混合される工程によってのどちらかで作製されてきた。前者の工程は、使用できる重合性モノマーの数の制限という欠点に関連しており、それゆえ作製できる熱可塑性樹脂の水性分散物の多様性が限定されている。前者の工程は、重合反応の複雑な制御並びに複雑な機器にも苦しんでいる。一方、後者の工程は、比較的簡単な機器において多種多様な樹脂に利用できる。
【０００４】
分散物から作製されたコーティングの１つの特別な用途は、包装および保存容器としての用途である。有用とするために、性能特性、たとえば低いヒートシール開始温度、高いホットタック強度、広いホットシール領域、良好な中間層接着、および高い軟化点のバランスが望まれる。
【０００５】
バランスの取れたシーラント特性の商業的重要性は十分に理解されている。すなわち、シール速度の改善およびエネルギー利用の低下には、低いヒートシール開始温度が重要である。広いシール領域は、パッケージ完全性、シール機器の柔軟性および低いパッケージ漏れ速度を保証するために重要である。
【０００６】
良好な中間層接着も、良好なパッケージ完全性にとって並びに良好なパッケージまたは容器の美観にとっても重要である。高い軟化点または温度は、商品が高温で包装される、たとえば高温充填用途において所望である。従来、バランスの取れたシーラント特性を達成しようと試みるときに、１つの特定の樹脂特性の向上は、別の重要な特性に関する多少の犠牲を必要としてきた。
【０００７】
たとえばエチレンαオレフィンポリマーを用いると、低いヒートシール開始温度は典型的には、樹脂のコモノマー含有量を増加することによって達成される。反対に、高いビカー軟化点および低レベルのｎ−ヘキサン抽出は典型的には、樹脂のコモノマー含有量を減少させることによって達成される。したがってヒートシール開始温度を低下させることは典型的には、比例的に低下したビカー軟化温度および比例的に上昇した抽出可能レベルをもたらす。本発明の譲受人に譲渡され、参考としてその全てが明示的に本明細書に組み込まれる米国特許第５，８７４，１３９号は、包装用途におけるポリオレフィンの一般的な論考を提供する。
【０００８】
複数の重要な多層包装および保存構造物は、ポリプロピレン層、特に２軸配向ポリプロピレンホモポリマー(BOPP)ベースまたはコア層より成る。ＢＯＰＰ構造物は、ＢＯＰＰベース層への良好な中間層接着を確実にするために、ポリプロピレンコポリマーおよびターポリマーをシーラント材料（および／または接着層）として使用することが多い。ポリプロピレンコポリマーおよびターポリマーは確かに、ＢＯＰＰベース層への良好な中間層接着並びに良好なヒートシール強度性能を提供するが、これらのコポリマーおよびターポリマーは時々、望ましくい高いヒートシール開始温度を示す。
【０００９】
他の材料も、多層包装および保存構造物のシーラント材料として使用されている。しかしながら一般に、既知のシーラント材料は、コンバータまたは包装装置によって望まれる所望の全体的な特性バランスおよび／または工程柔軟性を提供しない。
【発明の開示】
【００１０】
１つの態様において、本発明は、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水とを含む水性分散物であって、該分散物のｐＨは１２未満である。別の態様において、本発明は、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水とを含む水性分散物であって、該分散物は約５μｍ未満の体積平均粒径を有する。どちらかの態様によるいくつかの分散物において、分散剤は熱可塑性樹脂の重量に基づいて約４重量パーセント未満を構成する。１２又はそれ以下のｐＨを有する分散物の中には、約５μｍの体積平均粒径を有するものもある。約５μｍ未満の粒径を有する分散物の中には、１２未満のｐＨを有するものもある。なお他の実施形態において、分散物は１２未満のｐＨ、および約５μｍ未満の平均粒径を有し、分散剤は熱可塑性樹脂の重量に基づいて約４重量パーセント未満を構成する。
【００１１】
いくつかの分散物において、熱可塑性樹脂は、エチレンと、Ｃ4−Ｃ20直鎖、分岐または環状ジエン、またはエチレンビニル化合物、たとえばビニルアセテート、および式Ｈ2Ｃ＝ＣＨＲ（式中、ＲはＣ1−Ｃ20直鎖、分岐または環状アルキル基またはＣ6−Ｃ20アリール基である）によって表される化合物から成る群より選択される少なくとも１つのコモノマーとのαオレフィンインターポリマーである。好ましいコモノマーは、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、および１−ドデセンを含む。いくつかの実施形態において、エチレンのインターポリマーは、約０．９２ｇ／ｃｃ未満の密度を有する。
【００１２】
他の実施形態において、熱可塑性樹脂は、プロピレンと、エチレン、Ｃ4−Ｃ20直鎖、分岐または環状ジエン、またはエチレンビニル化合物、たとえばビニルアセテート、および式Ｈ2Ｃ＝ＣＨＲ（式中、ＲはＣ1−Ｃ20直鎖、分岐または環状アルキル基またはＣ6−Ｃ20アリール基である）によって表される化合物から成る群より選択される少なくとも１つのコモノマーとのαオレフィンインターポリマーを含む。好ましいコモノマーは、エチレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、４−メチ−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、および１−ドデセンを含む。いくつかの実施形態において、コモノマーはインターポリマーの約５重量％〜約２５重量％で存在する。いくつかの実施形態において、プロピレン−エチレンインターポリマーが好ましい。
【００１３】
特別な実施形態で有用であるプロピレンのいくつかのインターポリマーは、５〜２５重量％のエチレン由来単位および９５〜７５重量％のプロピレン由来単位を含む、プロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーである。いくつかの実施形態において、（ａ）９０℃未満の融点と；弾性が０．９３５Ｍ＋１２（ここで弾性はパーセントであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する弾性の関係と；曲げ弾性率が４．２ｅ0.27M＋５０（ここで曲げ弾性率はＭＰａであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する曲げ弾性率の関係とを有する、プロピレンが豊富なインターポリマーが好ましい。いくつかの実施形態において、プロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーは、６〜２０重量％のエチレン由来単位および９４〜８０重量％のプロピレン由来単位を含む。他の実施形態において、８〜２０重量％のエチレン由来単位および９２〜８０重量％のプロピレン由来単位を含むポリマーが好ましい。なお他の実施形態において、１０〜２０重量％のエチレン由来単位および９０〜８０重量％のプロピレン由来単位を含むポリマーが好ましい。
【００１４】
他の実施形態において、プロピレンと、エチレンおよびＣ4−Ｃ20αオレフィンから成る群より選択される少なくとも１つのコモノマーとのコポリマーを含み、このコポリマーが６５モルパーセントを超えるプロピレン含有率と、約１５，０００〜約２００，０００の重量平均分子量(Mw)と、約１．５〜約４の重量平均分子量／数平均分子量比(Mw/Mw)とを有する、プロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーが好ましい。
【００１５】
いくつかのプロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーは、ＤＳＣによって決定されるように、約８０Ｊ／ｇ未満、好ましくは約８〜約８０Ｊ／ｇ、または約８〜約３０Ｊ／ｇの融解熱を有する。
【００１６】
いくつかの実施形態において、少なくとも１つの熱可塑性樹脂は、約５０％未満の結晶性を有する。他の実施形態において、結晶性は約５％〜約４５％の、または約５％〜約４０％の範囲である。
【００１７】
任意の好適な分散剤も使用できる。しかしながら、特定の実施形態において、分散剤は、少なくとも１つのカルボン酸、少なくとも１つのカルボン酸の塩、あるいはカルボン酸エステルまたはカルボン酸エステルの塩を含む。分散剤として使用されるカルボン酸の１つの例は、モンタン酸のような脂肪酸である。ある好ましい実施形態において、カルボン酸、カルボン酸の塩、あるいはカルボン酸エステルの少なくとも１つのカルボン酸断片またはカルボン酸エステルの塩の少なくとも１つのカルボン酸断片は、２５個未満の炭素原子を有する。他の実施形態において、カルボン酸、カルボン酸の塩、あるいはカルボン酸エステルの少なくとも１つのカルボン酸断片またはカルボン酸エステルの塩の少なくとも１つのカルボン酸断片は、１２〜２５個の炭素原子を有する。いくつかの実施形態において、１５〜２５個の炭素原子を有するカルボン酸、カルボン酸の塩、カルボン酸エステルまたはその塩の少なくとも１つのカルボン酸断片が好ましい。他の実施形態において、炭素原子の数は２５〜６０である。ある好ましい塩は、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、またはアンモニウムまたはアルキルアンモニウムカチオンから成る群より選択されるカチオンを含む。
【００１８】
なお他の実施形態において、分散剤は、エチレンカルボン酸ポリマー、およびその塩、たとえばエチレンアクリル酸コポリマーまたはエチレンメタクリル酸コポリマーから成る群より選択される。
【００１９】
他の実施形態において、分散剤は、アルキルエーテルカルボキシラート、石油スルホナート、スルホン化ポリオキシエチレン化アルコール、硫酸またはリン酸ポリオキシエチレン化アルコール、ポリマー性エチレンオキシド／プロピレンオキシド／エチレンオキシド分散剤、第１級および第２級アルコールエトキシラート、アルキルグリコシドおよびアルキルグリセリドから選択される。
【００２０】
上に挙げた分散剤のいずれの組合せを使用しても、いくつかの水性分散物を調製できる。
【００２１】
本明細書で述べるいくつかの分散物は、好ましい粒径分布を有する。特定の実施形態において、分散物は、約２．０又はそれ以下の、数平均粒径(Dn)によって割られた体積平均粒径(Dv)として定義される粒径分布を有する。他の実施形態において、分散物は、約２．０又はそれ以下の粒径分布を有する。
【００２２】
本明細書で述べるいくつかの分散物は、約１．５μｍ未満の平均粒径を有する粒子を含む。他の実施形態において、平均粒径は約０．０５μｍ〜約１．５μｍの範囲である。なお他の実施形態において、分散物の平均粒径は約０．５μｍ〜約１．５μｍの範囲である。
【００２３】
１２未満のｐＨを有する分散物では、いくつかの分散物は約５〜約１１．５、好ましくは約７〜約１１、さらに好ましくは約９〜約１１のｐＨを有する。ｐＨは、塩基（分散剤）の種類および強度、塩基の塩形への変換度、分散される熱可塑性ポリマーの種類、および溶融混練（たとえば押出機）処理条件を含む多くの因子によって制御できる。ｐＨは、インサイチューで、またはカルボン酸分散剤を、熱可塑性樹脂に添加する前に塩形に変換して、分散物を作製することによってのどちらかで調整できる。これらのうちインサイチューで塩を形成することが好ましい。
【００２４】
好ましくは、分散物は、約７４体積％未満の固体含有パーセントによって特徴付けられる。いくつかの分散物は、約５〜約７４体積％の固体パーセントを有する。なお他の分散物は、約７０体積％未満、約６５体積％未満、または約５〜約５０体積％の固体パーセントを有する。
【００２５】
別の態様において、本発明の実施形態は、水性分散物を作製する方法であって：（１）（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂および（Ｂ）少なくとも１つの分散剤を溶融混練して、溶融混練生成物を調製するステップと；（２）この溶融混練生成物を希釈して、生じた混合物を溶融混練して、水性分散物を調製するステップとを含み、この分散物が約５μｍ未満の平均粒径を有する、方法を提供する。他の実施形態は、水性分散物を作製する方法であって：（１）（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂および（Ｂ）少なくとも１つの分散剤を溶融混練して、溶融混練生成物を調製するステップと；（２）この溶融混練生成物を希釈して、生じた混合物を溶融混練して、１２未満のｐＨを有する水性分散物を作製するステップとを含む方法を提供する。どちらかの態様によりある方法において、分散剤は熱可塑性樹脂の重量に基づいて約４重量パーセント未満を構成する。１２又はそれ以下のｐＨを有する分散物を提供するいくつかの方法において、分散物は約５μｍ未満の体積平均粒径も有する。約５μｍ未満の粒径を有する分散物の中には、１２未満のｐＨを有するものもある。本発明の実施形態は、上述の熱可塑性樹脂および分散剤を使用する。そしていくつかの実施形態において、この方法は、上述の特性の１つ又はそれ以上を有する分散物を提供する。
【００２６】
別の態様において、本発明の実施形態は、（Ａ）少なくとも１つのプロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーと；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水とを含む水性分散物を提供する。好ましいαオレフィンはエチレンであり、好ましくは約５重量％〜約２５重量％で存在する。本態様による本発明のいくつかの実施形態において、プロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーは、13Ｃ ＮＭＲによって測定された、約０．８５を超えるアイソタクチックトライアド(mm)を有することで特徴付けられる。一部のそのようなプロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーは、５〜２５重量％のエチレン由来単位および９５〜７５重量％のプロピレン由来単位を含む。さらにいくつかのプロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーは、（ａ）９０℃未満の融点と；（ｂ）弾性が０．９３５Ｍ＋１２（ここで弾性はパーセントであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する弾性の関係と；（ｃ）曲げ弾性率が４．２ｅ0.27M＋５０（ここで曲げ弾性率はＭＰａであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する曲げ弾性率の関係とを有する。いくつかの実施形態において、プロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーは、６〜２０重量％のエチレン由来単位および９４〜８０重量％のプロピレン由来単位を含む。他の実施形態において、８〜２０重量％のエチレン由来単位および９２〜８０重量％のプロピレン由来単位を含むポリマーが好ましい。なお他の実施形態において、１０〜２０重量％のエチレン由来単位および９０〜８０重量％のプロピレン由来単位を含むポリマーである。
【００２７】
他の実施形態において、プロピレンと、エチレンおよびＣ4−Ｃ20αオレフィンから成る群より選択される少なくとも１つのコモノマーとのコポリマーを含み、このコポリマーは６５モルパーセントを超えるプロピレン含有率と、約１５，０００〜約２００，０００の重量平均分子量(Mw)と、約１．５〜約４の重量平均分子量／数平均分子量比(Mw/Mn)とを有する、プロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーである。
【００２８】
本態様で使用したある熱可塑性樹脂またはプロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーは、ＤＳＣによって決定されるように、約８０Ｊ／ｇ未満、好ましくは約８〜約８０Ｊ／ｇ、またはより好ましくは約８〜約３０Ｊ／ｇの融解熱を有する。
【００２９】
いくつかの実施形態において、プロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーは、約５０％未満の結晶性を有する。他の実施形態において、結晶性は約５％〜約４５％、または約５％〜約４０％の範囲である。
【００３０】
なお他の実施形態において、プロピレンが豊富なインターポリマーは、ＡＳＴＭ  Ｄ−７９０−９７に従って測定した約５０ｋｐｓｉ未満、好ましくは約４０ｋｐｓｉ未満、さらに好ましくは約３０ｋｐｓｉ未満の曲げ弾性率を有する。いくつかの分散物において、曲げ弾性率についてより低い値を有するポリマーが好ましい。たとえばあるポリマーは、約２〜約１５ｋｐｓｉ、特に約４〜約１０ｋｐｓｉの曲げ弾性率を有する。
【００３１】
約１４０℃未満、好ましくは約１３０℃未満、さらに好ましくは約１２０℃未満の融点を持つプロピレンが豊富なインターポリマーまたは熱可塑性樹脂が使用される。ある好ましい実施形態において、プロピレンが豊富なインターポリマーまたは熱可塑性樹脂は、約９０℃未満の融点を有する。
【００３２】
本発明の本態様の実施形態において、任意の好適な分散剤も使用できる。しかしながら特定の実施形態において、分散剤は少なくとも１つのカルボン酸、少なくとも１つのカルボン酸の塩、カルボン酸エステルまたはカルボン酸エステル塩を含む。ある好ましい実施形態において、カルボン酸、カルボン酸の塩、カルボン酸エステルまたはその塩の少なくとも１つのカルボン酸断片は、２５個未満の炭素原子を有する。他の実施形態において、そのような部分は１２〜２５個の炭素原子を有する。いくつかの実施形態において、１５〜２５個の炭素原子が好ましい。他の実施形態において、分散剤は、２５〜６０個の炭素原子を有する少なくとも１つのカルボン酸、少なくとも１つのカルボン酸の塩、カルボン酸エステルまたはその塩の少なくとも１つのカルボン酸断片を有する。ある好ましい塩は、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオン、あるいはアンモニウムまたはアルキルアンモニウムカチオンから成る群より選択されるカチオンを含む。
【００３３】
なお他の実施形態において、分散剤はエチレン酸ポリマー、たとえばエチレンアクリル酸コポリマーまたはエチレンメタクリル酸コポリマーから成る群より選択される。
【００３４】
他の実施形態において、分散剤は、アルキルエーテルカルボキシラート、石油スルホナート、スルホン化ポリオキシエチレン化アルコール、硫酸またはリン酸ポリオキシエチレン化アルコール、ポリマー性エチレンオキシド／プロピレンオキシド／エチレンオキシド分散剤、第１級および第２級アルコールエトキシラート、アルキルグリコシドおよびアルキルグリセリドから選択される。
【００３５】
上に挙げた分散剤のいずれの組合せを使用しても、ある水性分散物を調製できる。
【００３６】
本明細書で述べるいくつかの分散物は、好ましい粒径分布を有する。特定の実施形態において、分散物は、約２．０又はそれ以下の、数平均粒径(Dn)によって割られた体積平均粒径(Dv)として定義される粒径分布を有する。他の実施形態において、分散物は、約２．０又はそれ以下の粒径分布を有する。
【００３７】
本明細書で述べるいくつかの分散物は、約１．５μｍ未満の平均粒径を有する粒子を含む。他の実施形態において、平均粒径は約０．０５μｍ〜約１．５μｍの範囲である。なお他の実施形態において、分散物の平均粒径は約０．５μｍ〜約１．５μｍの範囲である。
【００３８】
１２未満のｐＨを有する分散物では、いくつかの分散物は約５〜約１１．５、好ましくは約７〜約１１、さらに好ましくは約９〜約１１のｐＨを有する。
【００３９】
好ましくは、分散物は、約７４体積％未満の固体含有パーセントを特徴とする。いくつかの分散物は、約５〜約７４体積％の固体パーセントを有する。なお他の分散物は、約７０体積％未満の、約６５体積％未満の、または約５〜約５０体積％の固体パーセントを有する。
【００４０】
別の態様において、本発明の実施形態は、水性分散物を作製する方法であって：（１）（Ａ）少なくとも１つのプロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーと、（Ｂ）少なくとも１つの分散剤とを溶融混練して、溶融混練生成物を作製するステップと；（２）この溶融混練生成物を希釈して、生じた混合物を溶融混練して、水性分散物を調製するステップとを含む方法を提供する。特定の実施形態において、この方法は、１２未満のｐＨを有する分散物を提供するために、溶融混練生成物を希釈するステップを含む。いくつかの方法は、約５μｍ未満の平均粒径を有する分散物を提供する。なお他の実施形態において、この方法は熱可塑性樹脂の重量に基づいて約４重量パーセント未満の分散剤を含有する分散物を提供する。方法の実施形態は、上述の熱可塑性樹脂および分散剤を使用する。そしていくつかの実施形態において、方法は上述の１つ又はそれ以上の特性を有する分散物を提供する。
【００４１】
なお別の態様において、本発明の実施形態は、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水とを含む水性分散物を提供し；熱可塑性樹脂は、５〜２５重量％のエチレン由来単位および９５〜７５重量％のプロピレン由来単位を含むプロピレンが豊富なαオレフィンインターポリマーを含み、このコポリマーは：（Ａ）９０℃未満の融点と；（Ｂ）弾性が０．９３５Ｍ＋１２（ここで弾性はパーセントであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する弾性の関係と；（Ｃ）曲げ弾性率が４．２ｅ0.27M＋５０（ここで曲げ弾性率はＭＰａであり、ＭはＭＰａでの５００％引張係数である）又はそれ以下であるような、５００％引張係数に対する曲げ弾性率の関係とを有する。
【００４２】
本発明の別の態様において、いくつかの分散物は各種の物品を作製するのに好適である。いくつかのそのような物品は、コーティング、発泡体およびフロス並びに装飾品を含む。
【００４３】
１つの態様において、本発明は、少なくとも１つの配向性ポリマーから形成される基材上に、ヒートシールが可能なコーティングを形成する方法に関する。選択した実施形態において、この方法は、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含み、１２未満のｐＨを有する水性分散物を基材に被着させるステップと；前記分散物を乾燥して第１の層を形成するステップとを含む。
【００４４】
１つの態様において、本発明は、配向性ポリマーを含み、コーティングを有する基材を含むフィルム層に関し、このコーティングは、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含み、１２未満のｐＨを有する水性分散物から得られる。
【００４５】
１つの態様において、本発明は、配向性ポリマーを含み、コーティングを有する基材を含むフィルム層に関し、このコーティングは、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含み、約５μｍ未満の平均体積粒径を有する水性分散物から得られる。
【００４６】
１つの態様において、本発明は、配向性ポリマーを含み、コーティングを有する基材を含む物品に関し、このコーティングは、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含み、約５μｍ未満の平均体積粒径を有する水性分散物から得られる。
【００４７】
１つの態様において、本発明は、配向性ポリマーを含み、コーティングを有する基材を含む物品に関し、このコーティングは、（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂と；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含み、１２未満のｐＨを有する水性分散物から得られる。
【００４８】
１つの態様において、本発明は、基材上にヒートシールが可能なコーティングを形成する方法であって、基材に（Ａ）少なくとも１つの熱可塑性樹脂；（Ｂ）少なくとも１つの分散剤と；（Ｃ）水と；を含み、１２未満のｐＨを有する水性分散物をコーティングするステップと；前記基材を配向して配向熱可塑性ポリマーを作製するステップとを含む方法に関する。
【００４９】
１つの態様において、本発明は、コーティングを有する基材を含むフィルム層に関し、このフィルム層は８０℃未満のヒートシール開始温度を有することを特徴とし、このコーティングの厚みは２ミクロン又はそれ以下である。
【００５０】
本発明の他の態様および利点は、以下の説明および添付請求項から明らかになるであろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５１】
以下の説明において、本明細書で開示するすべての数は、「約」または「おおよそ」という語がそれに関連して使用されているかどうかにかかわらず、おおよその値である。それらは１％、２％、５％、そして場合により１０〜２０％変動する。下限ＲLおよび上限ＲUを持つ数値範囲が開示されるときは必ず、範囲に含まれるすべての数が特に開示される。特に範囲内の以下の数が特に開示される：Ｒ＝ＲL＋ｋ*（ＲU−ＲL）、式中、ｋは１％刻みで１％〜１００％の範囲の変数であり、たとえばｋは１％、２％、３％、４％、５％、．．．、５０％、５１％、５２％，．．．、９５％、９６％、９７％、９８％、９９％、または１００％である。その上、上で定義したように２つのＲ数によって定義されたいずれの範囲も、特に開示される。
【００５２】
本発明の実施形態は、上で概説し、以下で詳細に議論する分散物に関する。加えて本発明は、そのような分散物から形成されたフィルムおよび他の製品にも関する。本発明の特定の実施形態において、本明細書で議論する方法によって作製した分散物は、ヒートシール可能層を形成する（ポリマーフィルムである）基材に塗布される。特定の実施形態において、分散物は、いくつかの実施形態においては二軸配向ポリプロピレンであるポリプロピレン基材に塗布される。
【００５３】
本発明の方法は、水性分散物を配向基材に、基材を配向させる前または後のどちらかに塗布するステップを含む。言い換えれば、本発明の１つの好ましい実施形態による方法は、水性分散物を配向基材に被着させるステップと、該分散物を乾燥してヒートシール可能層を形成するステップとを含む。
【００５４】
別の実施形態において、方法は、コーティングを非配向基材に被着させるステップと、次に前記基材を配向させるステップとを含む。この場合、コーティングは、基材の配向の前か後のどちらかに乾燥させる。
【００５５】
加えて、本発明者らは、（単成分ポリマー、またはポリマー混合物である）特定のポリオレフィンポリマーを用いて作製した分散物を使用することによって、８０℃又はそれ以下のヒートシール開始温度を有するヒートシール可能層が形成されることを発見した。他の実施形態において、ヒートシール開始温度は７５℃又はそれ以下である。他の実施形態において、ヒートシール開始温度は７０℃又はそれ以下である。他の実施形態において、ヒートシール開始温度は６５℃又はそれ以下である。
【００５６】
本発明の水性分散物の実施形態に含まれる熱可塑性樹脂（Ａ）は、それ自体ではただちに水中に分散しない樹脂である。いくつかの実施形態において、それは０重量パーセントを超えて約９６重量パーセント未満の量で分散物中に存在する。いくつかの実施形態において、樹脂は分散物の約３５〜約６５重量パーセントの量で存在する。「樹脂」という用語は本明細書で使用されるように、合成ポリマーまたは化学修飾された天然樹脂は、たとえばこれに限定されるわけではないが、プラスチックを形成する充填剤、安定剤、顔料、および他の成分と共に使用される、熱可塑性材料、たとえばポリビニルクロライド、ポリスチレン、およびポリエチレンならびに熱硬化性材料、たとえばポリエステル、エポキシ、およびシリコーンを含むものとして解釈すべきである。樹脂という用語は本明細書で使用するようにエラストマーを含み、オレフィンポリマーの混合物を含むとして理解される。いくつかの実施形態において、熱可塑性樹脂は半結晶性樹脂を含む。「半結晶性」という用語は、標準示差走査熱量測定(DSC)評価を受けさせたときに、少なくとも１つの吸熱を有する樹脂を識別するためである。ある半結晶性ポリマーは、走査温度が最終吸熱極大を超えて上昇するときに比較的緩やかな傾斜を示す、ＤＳＣ吸熱を示す。このことは、厳密な融点を持つと一般に見なされるものを持つポリマーよりもむしろ幅広い溶融範囲のポリマーを示している。本発明の分散物で有用なあるポリマーは単一の融点を有するが、他のポリマーは１個を超える融点を有する。あるポリマーにおいて、融点の１つ又はそれ以上は、ポリマーの全部または一部がかなり狭い温度範囲、たとえば数℃に渡って溶融するように、厳密である。他の実施形態において、ポリマーは、約２０℃の範囲に渡る幅広い溶融特徴を示す。なお他の実施形態において、ポリマーは、５０℃を超える範囲に渡る幅広い溶融特徴を示す。
【００５７】
本発明で使用される熱可塑性樹脂（Ａ）の例としては、典型的には、αオレフィンのホモポリマーおよびコポリマー（エラストマーを含む）が挙げられ、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−３−メチル−１−ブテン、ポリ−３−メチル−１−ペンテン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、エチレン−プロピレンコポリマー、エチレン−１−ブテンコポリマー、およびプロピレン−１−ブテンコポリマーに代表されるような、エチレン、プロピレン、１−ブテン、３−メチル−１−ブテン、４−メチル−１−ペンテン、３−メチル−１−ペンテン、１−ヘプテン、１−ヘキセン、１−オクテン、１−デセン、および１−ドデセン；典型的には、エチレン−ブタジエンコポリマーおよびエチレン−エチリデンノルボルネンコポリマーに代表されるようなαオレフィンと共役または非共役ジエンとのコポリマー（エラストマーを含む）；およびポリオレフィン（エラストマーを含む）、たとえば典型的には、エチレン−プロピレン−ブタジエンコポリマー、エチレン−プロピレン−ジシクロペンタジエンコポリマー、エチレン−プロピレン−１，５−ヘキサジエンコポリマー、およびエチレン−プロピレン−エチリデンノルボルネンコポリマーに代表されるような、２つ又はそれ以上のαオレフィンと共役または非共役ジエンとのコポリマー；エチレン−ビニル化合物コポリマー、たとえばエチレン−ビニルアセテートコポリマー、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、エチレン−ビニルクロライドコポリマー、エチレンアクリル酸またはエチレン−（メタ）アクリル酸コポリマー、およびエチレン−（メタ）アクリレートコポリマー；スチレン性コポリマー（エラストマーを含む）、たとえばポリスチレン、ＡＢＳ、アクリロニトリル−スチレンコポリマー、メチルスチレン−スチレンコポリマー；およびスチレンブロックコポリマー（エラストマーを含む）、たとえばスチレン−ブタジエンコポリマーおよびその水和物、およびスチレン−イソプレン−スチレントリブロックコポリマー；ポリビニル化合物、たとえばポリビニルクロライド、ポリビニリデンクロライド、ビニルクロライド−ビニリデンクロライドコポリマー、ポリメチルアクリレート、およびポリメチルメタクリレート；ポリアミド、たとえばナイロン６、ナイロン６，６、およびナイロン１２；熱可塑性ポリエステル、たとえばポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレート；ポリカーボネート、ポリフェニレンオキシドなどを含む。これらの樹脂は単独で、あるいは２つ又はそれ以上の組合せのどちらかで使用できる。
【００５８】
特定の実施形態において、ポリオレフィン、たとえばポリプロピレン、ポリエチレン、ならびにそのコポリマーおよびその混合物並びにエチレン−プロピレン−ジエンターポリマー。いくつかの実施形態において、好ましいオレフィン性ポリマーは、米国特許第３６４５９９２号でＥｌｓｔｏｎによって記載されている均質ポリマー；米国特許第４０７６６９８号で記載されている高密度ポリエチレン(HDPE)；不均質分岐直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)；不均質分岐直鎖状超超低密度(ULDPE)；均質分岐直鎖状エチレン／αオレフィンコポリマー；たとえば米国特許出願第５２７２２３６号および５２７８２７２号で開示された工程によって調製可能であり、その工程の開示が参照として本明細書に組み込まれている、均質分岐で実質的に直鎖状のエチレン／αオレフィンポリマー；および高圧フリーラジカル重合エチレンポリマーおよびコポリマー、たとえば低密度ポリエチレン(LDPE)、エチレン−アクリル酸(EAA)およびエチレン−メタクリル酸コポリマー、たとえば商標名ＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）、Ｎｕｃｒｅｌ（商標）、およびＥｓｃｏｒ（商標）で入手可能であり、参照によりその全体が本明細書にそれぞれ組み入れられている、米国特許出願第４５９９３９２号、４９８８７８１号、および５９３８４３７３号に記載されているもの、およびエチレン−ビニルアセテート(EVA)コポリマーを含む。参照により本明細書にそれぞれ組み入れられている、米国特許出願第６５３８０７０号、６５６６４４６号、５８６９５７５号、６４４８３４１号、５６７７３８３号、６，３１６，５４９号、６１１１０２３号、または５８４４０４５号で記載されているポリマー組成物も、いくつかの実施形態において好適である。もちろんポリマーの混合物も同様に使用できる。いくつかの実施形態において、混合物は２つの異なるＺｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａポリマーを含む。他の実施形態において、混合物はＺｉｅｇｌｅｒ−Ｎａｔｔａおよびメタロセンポリマーの混合物を含むことができる。なお他の実施形態において、本明細書で使用される熱可塑性樹脂は、２つの異なるメタロセンポリマーの混合物である。
【００５９】
いくつかの特定の実施形態において、熱可塑性樹脂はプロピレンベースコポリマーまたはインターポリマーである。いくつかの実施形態において、プロピレン／エチレンコポリマーまたはインターポリマーは、実質的アイソタクチックプロピレン配列を有することを特徴とする。「実質的アイソタクチックプロピレン配列」という用語および同様の用語は、配列が13Ｃ ＮＭＲによって測定された約０．８５、好ましくは約０．９０を超える、さらに好ましくは約０．９２を超える、最も好ましくは約０．９３を超えるアイソタクチックトライアド(mm)を有することを意味する。アイソタクチックトライアドは、当業界で周知であり、たとえば13Ｃ ＮＭＲスペクトルによって決定したコポリマー分子鎖中のトライアド単位に関してアイソタクチック配列に言及する、米国特許第５５０４１７２号およびＷＯ  ００／０１７４５号で記載されている。ＮＭＲスペクトルは、以下で述べたように決定される。好ましくは水性分散物がプロピレン／エチレンインターポリマーを含むとき、エチレンは約５％〜約２５％（重量による）の量で存在する。
【００６０】
13Ｃ ＮＭＲ分光法は、当業界で既知の、ポリマー中へのコモノマー包含を測定する、そしてプロピレンベースコポリマーのアイソタクチックトライアドのレベルを測定する多くの技法のうちの１つである。この技法の例は、Randall(Journal of Macromolecular Science, Reviews in Macromolecular Chemistry and Physics, C29(2&3),201-317(1989))でエチレン／α−オレフィンコポリマーのコモノマー含有率の決定について記載されている。オレフィンインターポリマーのコモノマー含有率を決定する基本的手順は、サンプル中の各種炭素に相当するピーク強度がサンプル中の寄与核の総数に正比例する条件下での13Ｃ ＮＭＲスペクトルを得ることを含む。この比例を確保する方法は当業界で既知である、パルス後の緩和のための十分な時間の余裕、ゲート付きデカップリング技法の使用、緩和因子などを含む。ピークまたはピークの群の相対強度は実際には、そのコンピュータ生成積分から得られる。スペクトルを得て、ピークを積分した後、コモノマーと関連付けられたこれらのピークが割当てられる。この割当ては、既知のスペクトルまたは文献への参照によって、あるいはモデル化合物の合成または解析によって、あるいは等方的に標識されたコモノマーの使用によって行える。コモノマーのモル％は、たとえばＲａｎｄａｌｌで記載されているように、コモノマーのモル数に相当する積分の、インターポリマー中のモノマーすべてのモル数に相当する積分に対する比によって決定できる。
【００６１】
１００．４ＭＨｚの１３Ｃ共鳴周波数に相当するデータは、Ｖａｒｉａｎ ＵＮＩＴＹ Ｐｌｕｓ ４００ＭＨｚ ＮＭＲ分光計を使用して収集される。取込パラメータは、緩和因子の存在下での定量的１３Ｃデータ取込を確実にするように選択される。データは、ゲート付き１Ｈデカップリング、データファイル当たりトランジエント４０００回、７秒パルス反復遅延、スペクトル幅２４，２００Ｈｚおよび３２Ｋデータポイントのファイルサイズを使用して、１３０℃に加熱したプローブヘッドによって取込まれる。サンプルは、クロムアセチルアセトナート（緩和因子）中０．０２５Ｍであ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混合物おおよそ３ｍＬを、１０ｍｍ ＮＭＲ管内のサンプル０．４ｇに添加することによって調製する。管の上部空き高は、純窒素との置換により酸素をパージする。ヒートガンによって開始した周期的還流により管およびその内容を１５０℃に加熱することによって、サンプルを溶解および均質化させる。
【００６２】
好ましくは、プロピレン／エチレンインターポリマーは、約５０％未満の結晶性と、ＡＳＴＭ  Ｄ−７９０−９７に従って測定した約５０ｋｐｓｉ未満の、好ましくは約４０ｋｐｓｉ未満の、特に約３０ｋｐｓｉ未満の曲げ弾性率を有する。好ましくはプロピレン／エチレンインターポリマーは、約１４０℃、好ましくは約１３０℃未満、さらに好ましくは約１２０℃未満、特に約９０℃未満の融点を有する。分散物で使用されるプロピレン／エチレンインターポリマーも好ましくは８０Ｊ／ｇｍ未満の、さらに好ましくは約７５Ｊ／ｇｍ未満の、さらに好ましくは約５０Ｊ／ｇｍ未満の融解熱を有し、約８Ｊ／ｇｍの低さ、または４Ｊ／ｇｍの低さでもよい。
【００６３】
ある好ましい分散物において、プロピレンベースコポリマーは、そのような触媒に関する教示のために参照としてその全体が本明細書に組み込まれている、２００２年５月５日に提出された米国特許公開公報第２００３０２０４０１７号で記載されているように、非メタロセン、金属中心、ヘテロアリールリガンド触媒を使用して作製したプロピレン−エチレンコポリマーを含む。そのような非メタロセン、金属中心、ヘテロアリールリガンド触媒を使用して作製したプロピレン−エチレンコポリマーは、独自のレジオエラー(regio-error)を示す。レジオエラー(regio-error)は、約１４．６および約１５．７ｐｐｍに相当する13Ｃ ＮＭＲピークによって同定され、成長ポリマー鎖へのプロピレン単位の立体選択性２，１−挿入エラーと考えられる。この特に好ましい態様において、これらのピークはほぼ等しい強度であり、それらは典型的には、ホモポリマーまたはコポリマー鎖への約０．０２〜約７モルパーセントのプロピレン挿入を示す。
【００６４】
本発明のいくつかの態様において、プロピレンベースコポリマーは数平均分子量で割った重量平均分子量(Mw/Mn)として定義される、約４又はそれ以下の分子量分布(MWD)を有し、約１．５の低さもありうる。
【００６５】
ポリマーの分子量分布は、リニア混合床カラム４個（Polymer Laboratories（粒径２０ミクロン））を装備したPolymer Laboratories ＰＬ−ＧＰＣ−２２０高温クロマトグラフィー装置でゲル透過クロマトグラフィー(GPC)を用いて決定する。オーブン温度は１６０℃であり、オートサンプラー高温域は１６０℃、温域は１４５℃である。溶媒は、２００ｐｐｍ ２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノールを含有する１，２，４−トリクロロベンゼンである。流速は１．０ミリリットル／分であり、注入サイズは１００マイクロリットルである。２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−メチルフェノール ２００ｐｐｍを含有する窒素パージした１，２，４−トリクロロベンゼン中にサンプルを２．５時間に渡って１６０℃にて静かに混合しながら溶解させることにより、注入用サンプルの約０．２重量％溶液を調製する。
【００６６】
分子量決定は、１０個の狭い分子量分布のポリスチレン標準（Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｌａｂｏｒａｔｏｒｉｅｓより、５８０〜７，５００，０００ｇ／モルの範囲のＥａｓｉＣａｌ  ＰＳ１）をその溶出体積と併せて使用することによって推論する。同等のプロピレン−エチレンコポリマー分子量は、ポリプロピレン(Th. G. Scholte, N. L. J. Meijerink, H. M. Schoffeleers、およびA. M. G. Brands, J. Appl. Polym. Sci.,29, 3763-3782(1984)で記載されているように）およびポリスチレン(E. P. Otocka, R. J. Roe, N. Y. Hellman, P. M. Muglia, Macromolecules, 4,507 (1971)で記載されているように）の好適なＭａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ係数を、Ｍａｒｋ−Ｈｏｕｗｉｎｋ式で使用して得る：
｛Ｎ｝＝ＫＭａ
式中、Ｋｐｐ＝１．９０×１０-4、ａｐｐ＝０．７２５およびＫｐｓ＝１．２６×１０-4、ａｐｓ＝０．７０２。
【００６７】
本発明の１つの実施形態において、本発明で利用される熱可塑性樹脂は、本質的に同じままであるＴmeおよびコポリマー中の不飽和コモノマーの量が増加するにつれて低下するＴmaxを持つＤＳＣ曲線を特徴とする。どちらも当業者によってＤＳＣ解析から最終加熱ステップのデータを使用して決定されるように、Ｔmeは溶融が終わる温度を意味する。そのようなポリマーでは、ＤＳＣ解析は、インジウムおよび脱イオン水を使用するＴＡ  Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ，Ｉｎｃ．製のモデルＱ１０００  ＤＳＣを使用して決定できる。
【００６８】
ある他の実施形態において、米国特許第６５２５１５７号で開示された熱可塑性ポリマー組成物は、参照としてその全てが取り込まれる。そこで述べられたポリマーは、大部分のプロピレンをわずかな量のエチレンと共に含む。これらのポリマー組成物は、直鎖で単一の均質巨大分子コポリマー構造を含む。これらのポリマーは、隣接するアイソタクチックプロピレン単位のために限定された結晶性を有し、以下で述べる融点を有する。それらは一般に、立体規則性およびコモノマー組成におけるいずれの実質的な分子間不均質性も欠いており、実質的にジエンを含まない。それらは、分子内組成分布におけるいずれの実質的な不均質性も欠いている。
【００６９】
本明細書で述べる分散物のいくつかの実施形態において、コポリマーは５％または６％または８％または１０重量％のエチレン由来単位の下限から、２０％または２５重量％のエチレン由来単位の上限までを含む。これらの実施形態は、コポリマー中に存在するプロピレン由来単位も７５％または８０重量％の下限から、９５％または９４％または９２％または９０重量％の上限までの範囲で含むであろう。これらの重量パーセンテージは、プロピレンおよびエチレン由来単位の総重量に基づく；すなわち１００％である、プロピレン由来単位の重量パーセントとエチレン由来単位の重量パーセントの和に基づいている。これらの範囲内で、これらのコポリマーは、示差走査熱量測定(DSC)によって測定されるようにやや結晶性であり、弾性を示す。弾性は、以下で詳細に定義するように、これらのコポリマーの伸長からの寸法回復である。
【００７０】
本発明者らの発明の実施形態において、１５，０００〜５，０００，０００、または２０，０００〜１，０００，０００の重量平均分子量（Ｍｗ）および１．０１、１．５または１．８の下限から４０または２０または１０または５または３の上限までの分子量分布Ｍｗ／Ｍｎ（場合により、「多分散性指数」（ＰＤＩ）と呼ぶ）を有する熱可塑性樹脂が含まれる。他の実施形態において、Ｍｗは、１０，０００〜３００，０００、または１００，０００〜２５０，０００の範囲である。
【００７１】
ポリエチレンポリマーに典型的には使用される分子量の別の尺度は、Ｉ2とも呼ばれる、ポリマーのメルトインデックスである。メルトインデックスは、分子量に間接的に比例するが、関係は線形ではない。ポリエチレンの場合、メルトインデックスはＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８に従って、１９０℃／２．１６ｋｇ）の条件で測定する。本発明の実施形態で有用な代表的熱可塑性樹脂は、０．００１〜１０００ｇ／１０分の範囲のＩ2を有する。いくつかの実施形態において、熱可塑性樹脂（Ａ）は、０．５〜５００ｇ／１０分のＩ2を有する。他の実施形態は、１〜３００ｇ／１０分のＩ2を持つ熱可塑性樹脂を含む。熱可塑性樹脂の好適なＩ2の選択は、溶融混練性の容易さおよび形成されたコーティングの物理的特性の観点から選択される。
【００７２】
メルト流速(MFR)は、ポリプロピレンポリマーの分子量を測定する別の方法である。メルトインデックスと同様に、ＭＦＲは分子量に間接的に比例するが、関係は線形ではない。ＭＦＲは典型的には、ＡＳＴＭ  Ｄ−１２３８に従って、２３０℃／２．１６ｋｇ）の条件で測定する。本発明の実施形態で有用な代表的熱可塑性樹脂は、約２５０ｇ／１０分未満のＭＦＲを有する。いくつかの実施形態において、熱可塑性樹脂（Ａ）は、約１〜約２００ｇ／１０分のＭＦＲを有する。他の実施形態は、５〜１００ｇ／１０分のＭＦＲを持つ熱可塑性樹脂を含む。
（融点および結晶性）
【００７３】
示差走査熱量測定(DSC)は、半結晶性ポリマーの溶融および結晶化を検査するために使用できる一般的な技法である。ＤＳＣ測定の一般原則および半結晶性ポリマーの研究へのＤＳＣの利用は標準テキストに記載されている（たとえばE. A. Turi, ed., Thermal Characterization of Polymeric Materials, Academic Press, 1981)。たとえばＤＳＣ解析は、インジウムおよび脱イオン水を使用して測定する、TA Instruments,IncからのモデルＱ１０００ ＤＳＣを使用して決定する。サンプルを２３０℃まで迅速に加熱した後、３分間維持した後、１０℃／分で−４０℃まで冷却することによって冷却曲線を得る。−４０℃で３分間維持した後、１０℃／分で加熱しながらＤＳＣ溶融吸熱を記録する。融点は、標準ＴＡ  ＤＳＣソフトウェアを使用して決定する。
【００７４】
これらのプロピレンが豊富なポリマーは、多数の工程によって、たとえば十分に混合された連続供給重合リアクター内で実施される１段、定常状態の重合によって作製できる。溶液重合に加えて、他の重合手順、たとえば気相またはスラリー重合が使用できる。そのようなポリマーを調製する工程に好適な他の詳細事項は、その全体が参照により組み入れられている米国特許第６５２５１５７号で記載されている。
【００７５】
代表的なアイソタクチック重合工程は、ビス（シクロペンタジエニル）金属化合物および（１）非配位適合性アニオンアクチベータ、または（２）アルモキサンアクチベータのどちらかを含む触媒の存在下での重合で構成される。本発明の１つの実施形態において、本工程は、好適な重合希釈剤中でエチレンおよびプロピレンに触媒を接触させるステップを含み、この触媒は１つの実施形態において、キラルメタロセン化合物、たとえば米国特許第５１９８４０１号に記載されているビス（シクロペンタジエニル）金属化合物およびアクチベータを含む。米国特許第５３９１６２９号は、本明細書で述べた分散物中で好適なあるコポリマーを生成するのに有用な触媒についても述べている。気相重合工程はたとえば米国特許出願第４５４３３９９号、第４５８８７９０号、第５０２８６７０号に記載されている。本発明の実施形態で使用されたあるコポリマーを作製するのに有用なメタロセン触媒を支持する方法は、米国特許出願第４８０８５６１号、第４８９７４５５号、第４９３７３０１号、第４９３７２１７号、第４９１２０７５号、第５００８２２８号、第５０８６０２５号、第５１４７９４９号、および第５２３８８９２号に記載されている。本発明について上述したビスシクロペンタジエニルメタロセンの多数の例は、米国特許出願第５３２４８００号；第５１９８４０１号；第５２７８１１９号；第５３８７５６８号；第５１２０８６７号；第５０１７７１４号；第４８７１７０５号；第４５４２１９９号；第４７５２５９７号；第５１３２２６２号；第５３９１６２９号；第５２４３００１号；第５２７８２６４号；第５２９６４３４号；および第５３０４６１４号に開示されている。非配位アニオンによって活性化されたメタロセンカチオンを含む、配位重合のためのイオン性触媒の説明は、初期の研究において、ＥＰ−Ａ−０  ２７７  ００３号、ＥＰ−Ａ−０  ２７７  ００４号、米国特許出願第５，１９８，４０１号および第５，２７８，１１９号、およびＷＯ  ９２／００３３３号で現れている。活性プロトンを含有しないが、活性メタロセンカチオンおよび非配位アニオンの両方を生成できるイオン化イオン性化合物の使用も既知である。ＥＰ−Ａ−０  ４２６  ６３７号、ＥＰ−Ａ−０  ５７３  ４０３号および米国特許第５３８７５６８号、ＥＰ−Ａ−０  ４２７  ６９７号およびＥＰ−Ａ−０  ５２０  ７３２号を参照。付加重合のためのイオン性触媒も、アニオン基と共に金属酸化性基を含有するアニオン性前駆物質によって、遷移金属化合物の金属中心の酸化によって調製できる；ＥＰ−Ａ−０  ４９５  ３７５号を参照。
【００７６】
いくつかのポリマーは、少なくとも６５モル％のプロピレンを有する第１のコポリマーであって、好ましくはプロピレン配列の少なくとも４０％がアイソタクチックまたはシンジオタクチック配向にあり；コポリマーが約７ｄｇ／分〜約３０００ｄｇ／分のメルトインデックス(MI)を有するコポリマーを生成するために、重合条件下で、プロピレン配列をアイソタクチックまたはシンジオタクチック配向に包含させることができるメタロセン触媒の存在下で、少なくとも１つのリアクター内でプロピレンおよびエチレンおよび少なくとも１つのＣ4−Ｃ20αオレフィンから成る群より選択される少なくとも１つのコモノマーを反応させるステップを含む重合工程によって調製できる。
【００７７】
好ましくは、プロピレンが豊富なポリマーまたはポリマー混合物の実質的な部分が４０〜１２０℃内で溶融する。当業者は、溶融の開始がより低温にて開始することを認識するであろう。また、ポリマーまたはポリマー混合物は好ましくは、エチレン（またはたとえば４〜２０個の炭素原子を有するαオレフィン）を最大３０モル％、好ましくは３モル％〜２０モル％、およびさらに好ましくは７モル％〜１５モル重量％の量で含む。この状況で、エチレンまたはαオレフィンは、たとえば（混合物でなく）１つのコポリマーが使用されるときにプロピレン単位およびエチレン単位の両方を含むランダム半結晶性コポリマーの一部を形成する単位でありうる。代わりにアイソタクチックポリプロピレンがポリエチレンと混合された混合物が使用可能である、そのような場合、ポリエチレン中のエチレン単位は、ポリマー混合物全体の最大３０モル％である。
【００７８】
他の具体的な実施形態において、分散物は、組成が好ましくはプロピレンおよび２０個又はそれ以下の炭素原子、好ましくは８個又はそれ以下の炭素原子を有するエチレンまたはαオレフィンの少なくとも１つを共重合することによって生成されたランダムコポリマーを含み、このランダムコポリマーが立体規則性ポリプロピレン配列に由来する少なくとも約２％で約６５％を超えない結晶性および約２５℃〜約１０５℃の融点を有する、プロピレンが豊富なポリマーまたはポリマー混合物を含む。
【００７９】
なお他の具体的な実施形態において、プロピレンが豊富なコポリマーは、プロピレンおよび８個又はそれ以下の炭素原子を有するエチレンまたはαオレフィンの少なくとも１つを共重合することによって生成された、フリーラジカル開始剤およびランダムコポリマーの反応生成物であり、このランダムコポリマーは立体規則性ポリプロピレン配列に由来する少なくとも約２％で約６５％を超えない結晶性および約２５℃〜約１０５℃の融点を有する。
【００８０】
本発明のなお別の具体的な実施形態において、分散物は、約４０℃〜１４０℃の融点を持つランダムポリマーを含む。２３０℃にてメルト流速によって測定された粘度は、２〜５６００、さらに好ましくは７０〜３７０、最も好ましくは３００〜１８００の間である。したがって１９０℃で測定したメルトインデックスは、２０〜１５００、さらに好ましくは４０〜１０００、最も好ましくは１００〜５００の間である。さらに室温でのポリマーの引張伸びは５０％超、さらに好ましくは１００％超、最も好ましくは３００％超である。好ましくは、ランダムコポリマーは13Ｃ ＮＭＲによって測定されるように、８０％またはそれを超える、好ましくは９０％超の量のプロピレン単位を、好ましくは主にアイソタクチック配列であるプロピレン単位（単位の８０％超がアイソタクチックペンタドである）と共に含有する低分子量コポリマーである。ランダムコポリマーは、長鎖分岐を有することが可能であり、所望のレオロジー特性のためにより大きな柔軟性を与える。
【００８１】
なお他の分散物は、エチレン−プロピレンコポリマーがアイソタクチックポリプロピレンと共に混合されている物理混合物を含有する、ポリオレフィン組成物を含むことができる。これらのエチレン−プロピレンコポリマーは好ましくは、キラルメタロセン触媒を使用する溶液重合によって誘導される。これらのエチレン−プロピレンコポリマーは好ましくは、アイソタクチックプロピレン配列に由来する結晶性を有する。これらの混合物組成物において、コポリマーの組成は最大３０重量％および好ましくは最大２０重量％のエチレンを含む。これらのコポリマーは、直鎖または分岐でもよい。これらの混合物は好ましくは、少なくとも約５〜１０重量％のアイソタクチックポリプロピレンの実質的な量を含有する。具体的な実施形態において、混合物は、アイソタクチックポリプロピレンを最大約５０重量％、または代わりに最大約８０重量％の量で含むことができる。混合物は、他のオレフィンベースポリマー、たとえばリアクターコポリマーおよびインパクトコポリマーも含むことができる。望ましくは、上述した混合物の使用は、アイソタクチックポリプロピレンの存在により好ましい溶融温度をもたらし、同時にコポリマーに独立した分子構造を与えて、それゆえ接着性組成物のレオロジー、弾性および柔軟性を改良する。
【００８２】
なお他の実施形態において、いくつかの分散物は、エチレンおよび／またはプロピレンおよびＣ4−Ｃ10オレフィンから、好ましくはαオレフィン、さらに好ましくはＣ4−Ｃ8αオレフィンから選択される、さらに好ましくはｎ−ブテン、ｎ−ヘキセンおよびｎ−オクテンから選択される他のモノマーのコポリマーおよびインターポリマーから選択される熱可塑性樹脂を含む。熱可塑性樹脂のエチレンまたはプロピレン含有率は、樹脂の約２〜９８重量パーセントである。
【００８３】
いくつかの実施形態において、エチレンがポリマーの約９８〜６５パーセントを構成する、主にエチレンベースのポリオレフィンが選択される。他の実施形態において、主にプロピレンベースのポリオレフィンが選択され、プロピレンがポリマーの９８〜６５パーセントを構成する。選択したコモノマーは、ポリマーの残りを補う。
【００８４】
いくつかのかかる実施形態において、エチレンポリマーは以下の特徴および特性を有する：１）標準示差走査熱量測定（ＤＳＣ）評価を受けさせたときに、少なくとも１つの吸熱の観測によって決定された結晶性；２）約３０〜約０．１ｇ／１０分、好ましくは２５〜０．２５ｇ／１０分、さらに好ましくは２２〜０．５ｇ／１０分、最も好ましくは１８〜０．７５ｇ／１０分のメルトインデックス；および３）ＡＳＴＭ Ｄ−７９２によって決定した、約０．８４５〜約０．９２５ｇ／ｃｃ、好ましくは０．８５１０〜０．９１ｇ／ｃｃ、さらに好ましくは０．８５５〜０．９０５ｇ／ｃｃ、最も好ましくは０．８６〜０．９０ｇ／ｃｃの密度。
【００８５】
本発明の実施形態での使用に特に適した樹脂の１つのクラスは、エチレンがコポリマーの約９０〜約５０重量パーセント、さらに好ましくは８５〜５５重量パーセント、１−オクテンまたは１−ブテンが約１０〜約５０重量パーセント、さらに好ましくは約１５〜４５重量パーセントを構成し、約０．２５〜約３０ｇ／１０分、さらに好ましくは０．５〜２０ｇ／１０分のメルトインデックスを有する、エチレンおよび１−オクテンまたは１−ブテンのコポリマーである。あるいは単一のポリマーの代わりに、上述の物理的特徴を有するポリマーの混合物が利用される。たとえば、混合物の合せたＭＩおよび平均密度が上記の範囲に含まれるようにするために、上述の範囲外の比較的高いＭＩを持つ第１のポリマーに比較的低いＭＩの別のポリマーを混合することが望ましい。
【００８６】
熱可塑性樹脂に加えて、本明細書で述べる分散物は、分散剤を含む。本発明の実施形態ではいずれの分散剤も使用できる。本明細書で使用するように、「分散剤」という用語は、分散物の形成および／または安定化を補助する薬剤を意味する。ある分散剤は、エマルジョンを形成するのにも使用可能であり、参照としてその全体が本明細書に組み込まれているPaul Becher(Emulsions:Theory and Practice, 3rd edition, Oxford University Press, New York, 2001)によって記載されている。分散剤は一般に、３つのクラス、１）表面活性物質、２）天然型物質、３）微粉化固体に分類される。表面活性剤は、界面活性剤とも呼ばれ、２つの不混和性液相間の界面張力を低下させる物質である。それらは分子中の親水性基に従って：アニオン性、カチオン性、非イオン性、または両性(ampholytic)（両性(amphoteric)）に分類される。市販の分散剤の例は、ＭｃＣｕｔｃｈｅｏｎ(McCutcheon's Emulsifiers and Detergents, グレンロック、ニュージャージー州、毎年発行）に見出される。天然型物質の例は、リン脂質、ステロール、ラノリン、水溶性ガム、アルギナート、カラギナン、およびセルロース誘導体を含む。微粉化固体の例は、金属の塩基性塩、カーボンブラック、粉末シリカ、および各種の粘土（主にベントナイト）を含む。
【００８７】
いくつかの実施形態において、カルボン酸またはカルボン酸塩は分散剤として使用される。代表的な塩は、脂肪酸のアルカリ金属塩またはアルカリ土類金属塩を含む。他の塩は、カルボン酸のアンモニウムまたはアルキルアンモニウム塩を含む。いくつかの実施形態において、１２〜２５個未満の炭素原子を有するカルボン酸またはその塩。分散剤が塩である場合、炭素の数は、カルボン酸断片に結合した炭素原子を指す。他の実施形態において、塩は、１５〜２５個未満の炭素原子を有する脂肪酸断片を用いて形成される。特定の実施形態は、エルカ酸のアルカリ金属塩を使用する。エルカ酸は、２２個の炭素原子を有するカルボン酸である。いくつかの実施形態は、おおよそ４０〜約５０％のエルカ酸を含有し、残りは主に１８個の炭素原子を有する鎖で構成される天然油である菜種油の形の、エルカ酸を使用する。いくつかの実施形態において、エルカ酸のアルカリ金属塩も有用である。
【００８８】
本発明のいくつかの実施形態は脂肪酸のエステルに由来する脂肪酸またはその塩を使用する。そのようなエステルを構成するアルコール残基は、好ましくは２〜３０個の炭素原子、最も好ましくは６〜２０個の炭素原子を含有する。そのような残基は、直鎖または分岐残基のどちらかであり、それぞれ異なる数の炭素原子を含有する２つ又はそれ以上の残基の混合物でもある。そのようなアルコール残基の例は、１０〜２０個の炭素原子を含有する高級アルコール、たとえばセチルアルコール、ステアリルアルコール、およびオレイルアルコールの残基を含む。いくつかの実施形態は、エルカ酸のエステルワックスを使用する。
【００８９】
特定の実施形態において、２５個未満の炭素原子を含有する脂肪酸の塩は、２５個未満の炭素原子を含有する脂肪酸を中和することによって、または２５個未満の炭素原子を含有する脂肪酸のエステルの鹸化によって生成される。
【００９０】
他の実施形態において、分散剤はエチレンアクリル酸コポリマーでありうる。なお他の実施形態は、アルキルエーテルカルボキシラートを分散剤として使用する。いくつかの実施形態において、石油スルホナートが有用である。他の実施形態において、分散剤はスルホナートまたはポリオキシエチレン化アルコールである。なお他の実施形態において、スルホン化またはサルフェート化またはホスフェート化ポリオキシエチレン化アルコールが好適である。ポロキサマーとして既知であるポリマー性エチレンオキシド／プロピレンオキシド／エチレンオキシド分散剤は、分散剤として使用される。第１級および第２級アルコールエトキシラートも、いくつかの分散物において好適である。アルキルグリコシドおよびアルキルグリセライドはいくつかの分散物で使用される。もちろんそのような分散剤の組合せも好適である。
【００９１】
本明細書で述べる水性分散物の実施形態は、上述の成分に加えて水も含有する。脱イオン水が典型的には好ましい。いくつかの実施形態において、過剰な硬度の水は好適な分散物の形成に望ましくない影響を及ぼすことがある。特に、高レベルのアルカリ土類金属、たとえばＣａ2+を含有する水は、避けるべきである。「分散物」という用語は本明細書で使用するように、連続液体媒体中の微粉化固体または液体を指す。水性分散物は、連続液体媒体が水でいくつかの分散物である。「分散物」という用語は本明細書で使用するように、本発明の組成物と関連して、その範囲内に、熱可塑性樹脂および分散剤を利用して調製した、本質的に液体物質であるエマルジョンと、固体粒子の分散物との両方を含むものとする。そのような固体分散物は、たとえば前に述べたようにエマルジョンを調製して、次に各種の手段でエマルジョン粒子を固化させることによって得られる。それゆえ成分が化合されるとき、いくつかの実施形態は、分散剤の含有率が０．５〜３０重量部の範囲に存在し、（Ｃ）水の含有率が熱可塑性ポリマー１００重量部当たり１〜３５重量％の範囲にあり；（Ａ）および（Ｂ）の総含有率が６５〜９９重量％の範囲にある、水性分散物を提供する。特定の実施形態において、分散剤はポリマー１００重量部に基づいて２〜２０重量部の範囲である。いくつかの実施形態において、分散剤の量は、熱可塑性ポリマーの重量に基づいて約４重量パーセント未満である。いくつかの実施形態において、分散剤は、使用した熱可塑性ポリマーの量に基づいて約０．５重量パーセント〜約３重量パーセントを構成する。他の実施形態において、約１．０〜約３．０重量パーセントの分散剤が使用される。分散剤がカルボン酸である場合、約４重量パーセント未満の分散剤を有する実施形態が好ましい。
【００９２】
本発明のいくつかの実施形態の１つの特徴は、分散物が小さい粒径を有することである。典型的には平均粒径は約５μｍ未満である。ある好ましい分散物は、約１．５μｍ未満の平均粒径を有する。いくつかの実施形態において、平均粒径の上限は、約４．５μｍ、４．０μｍ、３．５μｍ、３．７５μｍ、３．５μｍ、３．０μｍ、２．５μｍ、２．０μｍ、１．５μｍ、１．０μｍ、０．５μｍ、または０．１μｍである。いくつかの実施形態は、約０．０５、０．７μｍ、０．１μｍ、０．５μｍ、１．０μｍ、１．５μｍ、２．０μｍ、または２．５μｍの平均粒径の下限を有する。それゆえ、いくつかの特定の実施形態はたとえば、約０．０５μｍ〜約１．５μｍの平均粒径を有する。これに対して他の実施形態においては、分散物中の粒子は約０．５μｍ〜約１．５μｍの平均粒径を有する。球形でない粒子では、粒子の直径は、粒子の長軸および短軸の平均である。粒径は、Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０光散乱粒径アナライザまたは他の好適な装置で測定できる。
【００９３】
分散物中の粒子を特徴付ける別のパラメータは、本明細書では数平均粒子直径(Dn)で割った体積平均粒子直径(Dv)として定義される粒径分布である。いくつかの実施形態は、約２．０に等しい又はそれ以下の粒径分布によって特徴付けられる。他の実施形態において、分散物は約１．９、１．７、または１．５未満又はそれ以下の粒径分布を有する。
【００９４】
なお別の特定の実施形態において、水性分散物は、１０〜７０％の範囲の、（Ａ）熱可塑性樹脂を含む固体含有率の濃度を有する。固体含有率の別の尺度は、体積による。いくつかの実施形態において、分散物は、約７４体積％未満の固体パーセントを有する。他の分散物は、約５％〜約７４体積％の固体含有率を有する。いくつかの実施形態において、分散物は約７０体積％未満の、約６５体積％未満の、または約５％〜約５０体積％の範囲の固体パーセントを有する。
【００９５】
本明細書で述べる分散物の一部の１つの特徴はｐＨであり、分散物が好適である用途に影響を及ぼすことがある。典型的には、分散物は１２未満のｐＨを有する。好ましくは、ｐＨは約５〜約１１．５、好ましくは約７〜約１１、さらに好ましくは約９〜約１１の範囲である。しかしながら約５、約６、約７、約８、約９、約１０、または約１１のｐＨの下限を有する分散物が考慮される。約６、約７、約８、約９、約１０、約１１、または約１２のｐＨの上限を有する分散物が考慮される。
【００９６】
いずれの方法も使用できるが、本明細書で述べる分散物を調製する１つの好都合な方法は、溶融混練によるものである。当業界で既知のいずれの溶融混練手段も使用される。いくつかの実施形態において、混練機、バンバリーミキサー、単軸スクリュー押出機、または多軸スクリュー押出機が使用される。溶融混練は、熱可塑性樹脂（Ａ）を溶融混練するのに典型的には使用される条件下で実施される。本発明による分散物を生成する工程は、特に制限されない。たとえば１つの好ましい工程は、米国特許第５７５６６５９号および米国特許出願第２００１００１１１１８号に従って上述の成分を溶融混練するステップを含む。好ましい溶融混練装置はたとえば、２つ又はそれ以上のスクリューを有する多軸スクリュー押出機であり、それにはスクリューのいずれの位置にも混練ブロックを追加することができる。所望ならば、押出機に第１の材料供給入口および第２の材料供給入口、そしてさらに第３および第４の材料供給入口が、混練される材料のフロー方向に沿ってより上流から下流にこの順序で装備することが可能である。さらに所望ならば、押出機の任意の位置に真空通気孔を追加できる。いくつかの実施形態において、分散物は最初に希釈されて約１〜約３重量％の水を含有し、次に続いてさらに希釈されて２５重量％を超える水を含む。いくつかの実施形態において、さらなる希釈は分散物に少なくとも約３０重量％の水を提供する。溶融混練によって得られた水性分散物は、エチレン−ビニル化合物コポリマーの水性分散物、または分散剤をさらに添加することができる。
【００９７】
図１は、本発明のそのような押出装置実施形態を図で示す。押出機は、いくつかの実施形態において、２軸スクリュー押出機２０は、背圧レギュレータ、溶融ポンプ、またはギヤポンプ３０に連結される。実施形態は塩基リザーバー４０および初期水リザーバー５０も提供し、それぞれポンプ（図示せず）を含む。塩基および初期水の所望の量は、塩基リザーバー４０および初期水リザーバー５０からそれぞれ供給される。任意の好適なポンプも使用できるが、いくつかの実施形態において２４０バールの圧力にて約１５０ｃｃ／分の流れを供給するポンプを使用して、塩基および初期水を押出機２０に供給する。他の実施形態において、液体注入ポンプは、２００バールにて３００ｃｃ／分または１３３バールにて６００ｃｃ／分のフローを供給する。いくつかの実施形態において、塩基および初期水はプレヒーター内で予熱される。
【００９８】
ペレット、粉末またはフレークの形の樹脂がフィーダー８０から押出機２０の入口９０に供給され、そこで樹脂は溶融または化合される。いくつかの実施形態において、分散剤が樹脂と共に開口を通じて樹脂に添加され、他の実施形態において、分散剤は２軸スクリュー押出機２０に独立して供給される。次に樹脂溶融物が押出機の混合および運搬ゾーンから乳化ゾーンまで送達されて、リザーバー４０および５０からの水および塩基の初期量が入口５５を通じて添加される。いくつかの実施形態において、分散剤は追加的に、または単独で水流に添加できる。いくつかの実施形態において、乳化混合物は、押出機２０の希釈および冷却ゾーン内のリザーバー６０から入口９５を介して追加の水でさらに希釈される。典型的には、分散物は冷却ゾーンにおいて、水が少なくとも３０重量パーセントまで希釈される。加えて、希釈混合物は、所望の希釈レベルが達成されるまで何回でも希釈できる。いくつかの実施形態において、水は２軸スクリュー押出機２０内に添加されるのではなく、むしろ溶融物が押出機を出た後に樹脂溶融物を含有する流れに添加される。この方法で、押出機２０内の流圧の蓄積が消滅する。
【００９９】
いくつかの実施形態において、工程のいずれの時点にでも、好ましくは押出機に、塩基性物質またはその水溶液、分散物またはスラリーが分散物に添加される。典型的には、塩基性物質は水溶液として添加される。しかしいくつかの実施形態において、他の好都合な形で、たとえばペレットまたは顆粒として添加される。いくつかの実施形態において、塩基性物質および水は押出機の別個の入口を通じて添加される。溶融混練工程で中和または鹸化に使用される塩基性物質の例は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属、たとえばナトリウム、カリウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム；無機アミン、たとえばヒドロキシルアミンまたはヒドラジン；有機アミン、たとえばメチルアミン、エチルアミン、エタノールアミン、シクロヘキシルアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド；アルカリ金属およびアルカリ土類金属のオキシド、ヒドロキシド、およびヒドリド、たとえばナトリウムオキシド、ナトリウムペルオキシド、カリウムオキシド、カリウムペルオキシド、カルシウムオキシド、ストロンチウムオキシド、バリウムオキシド、ナトリウムヒドロキシド、カリウムヒドロキシド、カルシウムヒドロキシド、ストロンチウムヒドリド、バリウムヒドロキシド、ナトリウムヒドリド、カリウムヒドリド、カルシウムヒドリド；ならびにアルカリ金属およびアルカリ土類金属の弱酸塩、たとえばナトリウムカーボネート、カリウムカーボネート、ナトリウムヒドロゲンカーボネート、カリウムヒドロゲンカーボネート、カルシウムヒドロゲンカーボネート、ナトリウムアセテート、カリウムアセテート、カルシウムアセテート；またはアンモニウムヒドロキシドを含む。特定の実施形態において、塩基性物質は、アルカリ(alkaline)金属のヒドロキシドまたはアルカリ(alkali)金属のヒドロキシドである。いくつかの実施形態において、塩基性物質は、カリウムヒドロキシド、ナトリウムヒドロキシドおよびその組合せから選択される。
【０１００】
水性分散物は、各種の手順によって、たとえばスプレーコーティング、カーテンフローコーティング、ロールコーターまたはグラビアコーターを用いたコーティング、ブラシコーティング、浸漬によって基材にコーティングされる。コーティングは好ましくは、コートされた基材を５０〜１５０℃で１〜３００秒に渡って加熱することによって乾燥されるが、乾燥は任意の好適な手段によっても実施できる。
【０１０１】
コーティングの基材は、熱可塑性樹脂、たとえばポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、他のポリオレフィン、配向ポリオレフィン、たとえば２軸配向ポリプロピレン、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、芳香族ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、およびポリエーテルイミドのフィルムを含む。好ましい基材は、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリアミド、および／またはポリカーボネートを含むフィルムであり、最も好ましい基材は、ポリプロピレン、および特に２軸配向ポリプロピレンを含むフィルムである。典型的には、フィルムは０．５〜５０ミクロンの範囲の厚さを有するが、一部は１〜３０ミクロンの厚さを有する。
【０１０２】
本明細書で述べる分散物のいくつかの実施形態は、優れた耐水性、耐油性、または耐化学薬品性を示すコーティングを形成することができる。いくつかの実施形態は、非極性材料への接着を示し、したがって本発明の水性分散物は、基材、たとえば紙、繊維、木材、金属、またはプラスチック成形品の表面上でコーティングおよび乾燥され、生じた樹脂コーティングは基材に耐水性、耐油性、耐化学薬品性、耐食性およびヒートシール特性を与えるであろう。本明細書で述べたいくつかの分散物から得たコーティングは、優れた耐湿性、撥水性、水および／またはグリースバリアおよびインク接着コーティング層のための、紙、金属、ガラス、木材、繊維（天然繊維および合成繊維）、および不織ファブリックへの熱接着、熱転写特性、耐摩耗性、耐衝撃性、耐候性、耐溶媒性、柔軟性、および高周波二次加工への適合性を示す。いくつかの分散物は、ファブリック含浸を含むテキスタイルコーティングの作製に特に適している。いくつかの分散物は、カーペット裏当て層としての使用にも適している。建築作業用のコーティングも、肥料ペレットの制御放出コーティングまたは表面特性、たとえば摩擦係数を制御するためのコーティングと同様に考慮される。加えて、いくつかの分散物は、２００４年８月２５日に提出された、"Froths and Durable Foams of Dispersed Olefin Polymers and Articles Prepared from Same" PCT Application Number 2004027593(Attorney's Docket Number63, 213C)に記載されているように、安定なフロスおよび発泡体を作製するために使用できる。
【０１０３】
本明細書で述べるある水性分散物は、コーティング壁紙用のコーティング組成物中でのバインダー；繊維コーティング剤（繊維の強度、湿気吸収、または撥水性を改善するために）；建設用ネット、ナイロン、ポリエステル、またはガラス繊維のサイズ剤；紙または不織ファブリックのサイズ剤／熱接着剤；および紙またはフィルムにヒートシール特性を付与する薬剤；滅菌紙の熱接着剤；インクまたはコーティング組成物中のバインダー；インクジェットプリンタでの使用に適した紙またはフィルムの表面コーティング剤；自動車用コーティング組成物の耐チップ性を改善するための薬剤などとして使用される。
【０１０４】
いくつかの実施形態において、水性分散物は追加成分を、本発明の目的に悪影響を及ぼさない量で有する。そのような追加成分の例は、コーティング性能を改善するための水溶性アミノ樹脂、たとえば水溶性メラミン樹脂および水溶性ベンゾグアナミン樹脂および水溶性エポキシ樹脂；安定性を改善し、分散物の粘度を調整するための、有機増粘剤、たとえばポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、およびヒドロキシエチルセルロースおよび無機増粘剤、たとえばシリコンジオキシド、活性粘土、およびベントナイト；分散物の安定性を改善するための分散剤、たとえば非イオン性分散剤およびアニオン性分散剤ならびに水溶性多価金属塩；他の添加剤、たとえば防錆剤、防カビ剤、ＵＶ吸収剤、熱安定剤、発泡剤、消泡剤など；顔料、たとえばチタンホワイト、レッドアイアンオキシド、フタロシアニン、カーボンブラック、パーマネントイエロー；および充填剤、たとえばカルシウムカーボネート、マグネシウムカーボネート、バリウムカーボネート、タルク、アルミニウムヒドロキシド、カルシウムサルフェート、カオリン、マイカ、アスベスト、マイカ、およびカルシウムシリケートを含む。
実施例
【０１０５】
（製造例１）
約２８重量％のビニルアセテート含有率、約０．９５ｇ／ｃｍ3の密度（ＡＳＴＭ Ｄ−７９２）および約６ｇ／１０分のメルトインデックス（１９０℃および２．１６ｋｇにてＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って決定したように）、ならびに約７３℃の融点（ＡＳＴＭ Ｄ３４１７に従って決定したように）を有する、ＤｕＰｏｎｔより市販されている熱可塑性エチレン−ビニルアセテート １００重量部と、Ｃ32カルボン酸（Ｂａｋｅｒ−Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅによって製造されたＵｎｉｃｉｄ ４２５、酸価９７ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）４．２重量部とを１８０℃にて２軸スクリュー押出機内で、８．３ｋｇ／時の速度にて溶融混練する。
【０１０６】
溶融混練された樹脂／界面活性剤に対して、４．６重量％ カリウムヒドロキシド水溶液を下流注入ポート内へ０．９ｋｇ／時の速度で（全混合物の１０重量％の割合で）連続供給する。次にこの水性分散物を、５．７ｋｇ／時の速度にて水を追加して押出機を出る前に希釈する。ｐＨ１０．７にて５６重量％の固体含有率を有する水性分散物を得る。Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０粒子アナライザによって測定した分散ポリマー相は、０．５６ミクロンの平均体積直径および１．４５の粒径分布（ｄｖ／ｄｎ）から構成されていた。「分散ポリマー相」という用語は単に、分散物中の熱可塑性樹脂を指す。
（製造例２）
【０１０７】
約３８重量％のオクテン含有率、約０．８７ｇ／ｃｍ3の密度（ＡＳＴＭ Ｄ−７９２）および約５ｇ／１０分のメルトインデックス（１９０℃および２．１６ｋｇにてＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って決定したように）、約２．０のＭｗ／Ｍｎ、および約６３℃の融点（ＤＳＣによって約１０℃／分の走査速度にて決定したように）を有する、ＤｕＰｏｎｔ  Ｄｏｗ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓから市販されている熱可塑性エチレン／１−オクテンコポリマー  １００重量部と、Ｃ１８／Ｃ１６カルボン酸（ＣＫ  Ｗｉｔｃｏによって製造されたＩｎｄｕｓｔｒｅｎｅ １０６、酸価２００ｍｇ ＫＯＨ／ｇ）３．１重量部とを１２５℃にて２軸スクリュー押出機内で、７．９ｋｇ／時の速度にて溶融混練する。
【０１０８】
溶融混練された樹脂／界面活性剤に対して、２３．９重量％ カリウムヒドロキシド水溶液を下流注入ポート内へ０．２ｋｇ／時（全混合物の２．５重量％の割合で）連続供給する。次にこの水性分散物を、５．４ｋｇ／時の速度にて追加の水によって押出機を出る前に希釈する。生じた分散物をさらに希釈するために、混合物が押出機を出た後に、追加の水を０．７ｋｇ／時の速度で添加する。ｐＨ９．６にて５６重量％の固体含有率を有する水性分散物を得る。Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０粒子アナライザによって測定した分散ポリマー相は、２．０４ミクロンの平均体積直径および１．１８の粒径分布（ｄｖ／ｄｎ）から構成されていた。
（製造例３）
【０１０９】
約３８重量％のオクテン含有率、約０．８７ｇ／ｃｍ3の密度（ＡＳＴＭ Ｄ−７９２）および約５ｇ／１０分のメルトインデックス（１９０℃および２．１６ｋｇにてＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に従って決定したように）、約２．０のＭｗ／Ｍｎ、および約６３℃の融点（ＤＳＣによって約１０℃／分の走査速度にて決定したように）を有する、ＤｕＰｏｎｔ  Ｄｏｗ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓから市販されている熱可塑性エチレン／１−オクテンコポリマー  １００重量部と、Ｃ２２／Ｃ１８カルボン酸（Ｍｏｎｔａｎａ  Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ  Ｍｉｌｌｓによって製造された高エルカ酸菜種油、酸価９７ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ）３．６重量部とを１５０℃にて２軸スクリュー押出機内で、５．０ｋｇ／時の速度にて溶融混練する。
【０１１０】
溶融混練された樹脂／界面活性剤に対して、１６．３重量％ カリウムヒドロキシド水溶液を下流注入ポート内へ０．１ｋｇ／時（全混合物の２．０重量％の割合で）連続供給する。次にこの水性分散物を、３．２ｋｇ／時の速度にて追加の水によって押出機を出る前に希釈する。生じた分散物をさらに希釈するために、混合物が押出機を出た後に、追加の水を０．８ｋｇ／時の速度で添加する。ｐＨ１０．７にて５５重量％の固体含有率を有する水性分散物を得る。Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０粒子アナライザによって測定した分散ポリマー相は、１．１１ミクロンの平均体積直径および１．８５の粒径分布（ｄｖ／ｄｎ）から構成されていた。
（製造例４）
【０１１１】
約３８重量％のオクテン含有率、約０．８７ｇ／ｃｍ3の密度（ＡＳＴＭ Ｄ−７９２）および約５ｇ／１０分のメルトインデックス（１９０℃および２．１６ｋｇにてＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って決定したように）、約２．０のＭｗ／Ｍｎ、および約６３℃の融点（ＤＳＣによって約１０℃／分の走査速度にて決定したように）を有する、ＤｕＰｏｎｔ  Ｄｏｗ  Ｅｌａｓｔｏｍｅｒｓから市販されている熱可塑性エチレン／１−オクテンコポリマー  １００重量部と、Ｃ２６カルボン酸（Ｂａｋｅｒ−Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅによって製造されたＵｎｉｃｉｄ  ３５０、酸価１１５ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ）３．１重量部とを１５０℃にて２軸スクリュー押出機内で、９．７ｋｇ／時の速度にて溶融混練する。
【０１１２】
溶融混練された樹脂／界面活性剤に対して、１２．５重量％ カリウムヒドロキシド水溶液を下流注入ポート内へ０．２ｋｇ／時（全混合物の２．０重量％の割合で）連続供給する。次にこの水性分散物を、７．５ｋｇ／時の速度にて追加の水によって押出機を出る前に希釈する。ｐＨ１０．８にて５６重量％の固体含有率を有する水性分散物を得る。Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０粒子アナライザによって測定した分散ポリマー相は、０．７９ミクロンの平均体積直径および１．９５の粒径分布（ｄｖ／ｄｎ）から構成されていた。
（製造例５）
【０１１３】
約１２．７重量％のエチレン含有率、約０．８６４ｇ／ｃｍ３の密度（ＡＳＴＭ Ｄ−７９２）および約２３ｇ／１０分のメルト流速（２３０℃および２．１６ｋｇにてＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に従って決定したように）、６０〜７０℃の融点、約２．０のＭｗ／Ｍｎ、ならびに約４ｋｐｓｉ曲げ弾性率を有する、熱可塑性プロピレン−エチレンコポリマー  １００重量部と、Ｃ２６カルボン酸（Ｂａｋｅｒ−Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅによって製造されたＵｎｉｃｉｄ  ３５０、酸価１１５ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ）６．４重量部とを１５０℃にて２軸スクリュー押出機内で、１．６ｋｇ／時の速度にて溶融混練する。
【０１１４】
溶融混練された樹脂／界面活性剤に対して、２５重量％ カリウムヒドロキシド水溶液を下流注入ポート内へ０．０８ｋｇ／時（全混合物の４．８重量％の割合で）連続供給する。次にこの水性分散物を、１．５ｋｇ／時の速度にて追加の水によって押出機を出る前に希釈する。ｐＨ１１．６にて５１重量％の固体含有率を有する水性分散物を得る。Ｃｏｕｌｔｅｒ ＬＳ２３０粒子アナライザによって測定した分散ポリマー相は、０．６１ミクロンの平均体積直径および１．３１の粒径分布（ｄｖ／ｄｎ）から構成されていた。
（製造例６）
【０１１５】
約９重量％のコモノマー含有率、８６℃の融点、約２５ｇ／１０分のメルト流速（２３０℃および２．１６ｋｇにてＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って決定したように）、ならびに約２．０のＭｗ／Ｍｎを有する、熱可塑性プロピレン−エチレンコポリマー １００重量部と、ＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って１２５℃／２．１６ｋｇにて決定された約１５ｇ／１０分のメルトインデックス（１９０℃／２．１６ｋｇにてＡＳＴＭ Ｄ１２３８に従って決定したときに、約３００ｇ／１０分に等しい）、約２０．５重量％のアクリル酸含有率、および約７７℃のＤＳＣ融点を有する、Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから商標名ＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）  ５９８０ｉで市販されているエチレンアクリル酸コポリマー  ４２．９重量部とを１７０℃にて２軸スクリュー押出機内で、４．３ｋｇ／時の速度にて溶融混練する。
【０１１６】
溶融混練された樹脂／界面活性剤に対して、１１．７重量％  カリウムヒドロキシド水溶液を下流注入ポート内へ１．６ｋｇ／時（全混合物の２７．１重量％の割合で）連続供給する。次にこの水性分散物を、２．７ｋｇ／時の速度にて追加の水によって押出機を出る前に希釈する。生じた分散物をさらに希釈するために、混合物が押出機を出た後に、追加の水を２．３ｋｇ／時の速度で添加する。ｐＨ９．９にて４１重量％の固体含有率を有する水性分散物を得る。ＬＳ２３０粒子アナライザによって測定した分散ポリマー相は、０．８６ミクロンの平均体積直径および１．４８の粒径分布（ｄｖ／ｄｎ）から構成されていた。
【０１１７】
上で示したように、本発明の実施形態は、分散物を基材に塗布して乾燥させることによってコーティング基材を作製する新規の方法を提供し、これらのコーティング基材は、多くの用途に有用である。いくつかの例において、新規の方法は、以下の利点の１つ又はそれ以上を有する分散物を使用してコーティングを作製する。最初に、分散物から作製されたある新規のコーティングは、より高い耐久性を有する。分散物から作製されたあるコーティングは、改善された接着特性を示し、他は改善された接着並びに良好な靭性および耐久性を有する。分散物から作製された他のコーティングは、溶融押出工程でより加工しやすい。特に分散物から作製したあるコーティングは、分散物から沈殿したポリマーの低い融点のために、より加工しやすい。分散物から作製したあるコーティングは、わずかな黄変の特徴を有する。他の特徴および追加の利点は、当業者に明らかである。
【０１１８】
上述したように、本明細書で述べた実施形態に従って作製した水性分散物は、各種の基材用のコーティングを作製するのに特に有用である。基材の例は、これに限定されるわけではないが、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、他のポリオレフィン、配向ポリオレフィン、たとえば２軸配向ポリプロピレン(BOPP)、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、芳香族ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエーテルスルホン、およびポリエーテルイミドを含む。
【０１１９】
乾燥後、生じたフィルムは多数の用途で有用である。図２は、本発明の実施形態を説明するフローチャートである。図２に示すように、工程の第１のステップは、水性ポリマー分散物（ステップ２００）を生成するステップである。次のステップ（ステップ２０２）は、基材に分散物をコーティングすることである。次にコーティング基材を乾燥させて、最終製品を作製する（ステップ２０４）。ステップはそれぞれ以下でさらに詳細に説明する。
（分散物の生成（ステップ２００））
【０１２０】
本ステップは、上の段落で詳細に説明されている。しかしながら明確にするために、いくつかの議論を以下で提供する。分散物の生成では、分散物にベースを与える樹脂が重要な要素であり、少なくとも以下の特徴を制御または改良することに注目することが重要である：
ヒートシール挙動−ヒートシール開始温度、シール強度、およびホットタック；
ベースフィルム基材への接着；
フィルム形成特性−分散物の乾燥中に、粒子は好ましくは凝集して、凝集性の透明層を形成する。
【０１２１】
本発明の実施形態で使用されるポリマーは、ＡＦＦＩＮＩＴＹＴmeＧ ８２００コポリマー（０．８７０ｇ／ｃｃ、５ＭＩ）および／またはＤＥ  ４３００．０２プロピレンベースコポリマー（１２％エチレン、２５ＭＦＲ）を含む、その両方はミシガン州、ミッドランドのＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている。どちらのポリマーも低いヒートシール開始温度、基材への良好な接着を提供し、乾燥時にフィルムを形成できる。
【０１２２】
他の実施形態において、プロピレン、エチレンおよび、場合により１つ又はそれ以上の不飽和コモノマー、たとえばＣ4-20α−オレフィン、Ｃ4-20ジエン、ビニル芳香族化合物（たとえばスチレン）などのコポリマーを使用できる。これらのコポリマーは、エチレン由来単位および不飽和コモノマーの合せた重量パーセントが約４０を超えないという条件で、少なくとも約６０重量パーセント（重量％）のプロピレン由来単位、約０．１〜３５重量％のエチレン由来単位、０〜約３５重量％の単位の１つ又はそれ以上の不飽和コモノマー由来単位を含むことを特徴とする。これらのコポリマーは、以下の特性の少なくとも１つを含むとして特徴付けられる：（ｉ）ほぼ等しい強度のピークである、約１４．６ｐｐｍおよび約１５．７ｐｐｍにおけるレジオエラーに該当する13Ｃ ＮＭＲピーク、（ｉｉ）約−１．２０を超えるひずみ指数、Ｓix、（ｉｉｉ）本質的に同じままであるＴmeおよびコモノマーの量、すなわちコポリマー中のエチレンおよび／または不飽和コモノマーに由来する単位が増加するにつれて低下するＴmaxを持つＤＳＣ曲線。
【０１２３】
他の実施形態において、プロピレンおよび１つ又はそれ以上の不飽和コモノマーのコポリマーを使用できる。これらのポリマーは、少なくとも約６０重量％のプロピレン由来単位と、約０．１〜４０重量％の不飽和コモノマー由来単位とを有することを特徴とする。これらのコポリマーも、以下の特性の少なくとも１つを有するとして特徴付けられる：（ｉ）ほぼ等しい強度のピークである、約１４．６ｐｐｍおよび約１５．７ｐｐｍにおけるレジオエラーに該当する13Ｃ ＮＭＲピーク、（ｉｉ）約−１．２０を超えるひずみ指数、Ｓix、（ｉｉｉ）本質的に同じままであるＴmeおよびコモノマーの量、すなわちコポリマー中のエチレンおよび／または不飽和コモノマーに由来する単位が増加するにつれて低下するＴmaxを持つＤＳＣ曲線。
【０１２４】
他の実施形態において、少なくとも１つのコポリマーが上記のプロピレン／エチレンおよびプロピレン／不飽和コモノマーコポリマー（個別に、そして集合的に「Ｐ／Ｅ＊コポリマー」）少なくとも１つである、２つ又はそれ以上のコポリマーの混合物が使用できる。混合物中の各成分の量は、都合に従って変化させることができる。混合物は、混合物の総重量に基づいて、どちらの成分のいずれの重量パーセントも含み、混合物は均質相または不均質相のどちらでもよい。後者の場合、本発明の第１または第２の実施形態のコポリマーは、連続相または不連続（すなわち分散）相のどちらでも可能である。
【０１２５】
他の実施形態において、本発明は（Ａ）少なくとも１つのプロピレンホモポリマーと、（Ｂ）少なくとも１つの他のポリマー、たとえばＥＰまたはＥＰＤＭゴムとの混合物に関する。プロピレンホモポリマーは、ほぼ等しい強度のピークである、約１４．６ｐｐｍおよび約１５．７ｐｐｍにおけるレジオエラーに該当する13Ｃ ＮＭＲピークを有するとして特徴付けられる。好ましくは、プロピレンホモポリマーは、実質的にアイソタクチックプロピレン配列を有するとして特徴付けられ、すなわち配列は、13Ｃ ＮＭＲによって測定された、約０．８５を超えるアイソタクチックトライアド（ｍｍ）を有する。
【０１２６】
（Ｂ）の少なくとも１つの他のポリマーは、ポリオレフィン、たとえばポリエチレン、エチレン／α−オレフィン、ブチレン／α−オレフィン、エチレン／スチレンなどの１つ又はそれ以上である。混合物は、混合物の総重量に基づいて、どちらの成分のいずれの重量パーセントも含み、混合物は均質相または不均質相のどちらでもよい。後者の場合、プロピレンホモポリマーは、連続相または不連続相のどちらでも可能である。
【０１２７】
これらの種類のポリマーを作製する方法は、参照としてその全体が本明細書に明示的に組み込まれている、米国特許公開公報第２００３０２０４０１７に開示されている。
【０１２８】
さらに上の分散物の節で議論したように、界面活性剤（または界面活性剤の混合物）を使用して、分散物を安定化させる。１つまたは複数の界面活性剤を思慮深く選択することによって、以下の特徴の少なくとも一部を制御または改良することができる；
分散粒径；
フィルム形成特徴；
剪断および貯蔵安定性−分散物が分散物特性（たとえば粒径）の著しい変化なしに、高剪断（剪断安定性）および長時間（貯蔵安定性）に耐える能力；
湿潤性−基材上での「引込み」または「ビーズ化」なしに基材上へ流れる能力；
基材への接着。
【０１２９】
上記のように、界面活性剤は、単一の界面活性剤または複数の界面活性剤の混合物である。選択された界面活性剤は、所望のポリマーまたはポリマー溶液を最初に分散できるべきである。このために有効である選択された界面活性剤は、塩基（典型的にはＮａＯＨ、ＫＯＨ、およびＮＨ4ＯＨ）によって中和された長鎖脂肪酸（Ｃ18〜Ｃ32）を含む。この種の１つの特定の例は、ＫＯＨによって中和されたオレイン酸である。他の界面活性剤は、塩基によって中和されたエチレン−アクリル酸コポリマーを含む。１つの例は、ＫＯＨによって中和されたＰＲＩＭＡＣＯＲ（商標）  ５９８０Ｉコポリマー（ミシガン州ミッドランドのＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている、２０重量％アクリル酸、３００ＭＩ）である。有用な界面活性剤の別の群は、スルホン酸塩を含む。１つの例は、Ｒｈｏｄｏｃａｌ  ＤＳ−１０界面活性剤（ニュージャージー州クランバリーのＲｈｏｄｉａ，Ｉｎｃ．から市販されている）である。
【０１３０】
ポリマーを最初に分散させるのに使用する界面活性剤に加えて、追加の界面活性剤は、特徴、たとえば湿潤性および剪断安定性を改善するために添加できる。スルホン酸塩は、この能力において有効であることがわかっている。
【０１３１】
ポリオレフィン分散物のための界面活性剤パッケージの１つの特定の例は、ポリマーに基づいて０〜１０重量％の量のＣ12−Ｃ60の長鎖脂肪酸と、ポリマーに基づいて０〜５０重量％の量のエチレン−アクリル酸(EAA)と、ポリマーに基づいて０〜１０重量％の量のスルホン酸塩とを含み、ここで全界面活性剤の装填は、ポリマーに基づいて約５０重量％未満である。他の実施形態において、全界面活性剤の装填は、ポリマーに基づいて約１０重量％未満である。他の実施形態において、全界面活性剤の装填は、ポリマーに基づいて約５％未満である。特定の実施形態において、長鎖脂肪酸およびＥＡＡの中和は、モルベースで２５〜２００％の範囲の量の塩基の追加による。
【０１３２】
別の実施形態において、ポリオレフィン分散物のための界面活性剤パッケージは、ポリマーに基づいて０〜５重量％の量のＣ12−Ｃ40の長鎖脂肪酸と、ポリマーに基づいて０〜３０重量％の量のエチレン−アクリル酸と、ポリマーに基づいて０〜５重量％の量のスルホン酸塩とを含み、ここで全界面活性剤の装填は、ポリマーに基づいて１．０重量％である。特定の実施形態において、長鎖脂肪酸およびＥＡＡの中和は、モルベースで５０〜１５０％の範囲の量の塩基の追加による。
【０１３３】
別の実施形態において、ポリオレフィン分散物のための界面活性剤パッケージは、ポリマーに基づいて２〜４重量％の量のＣ18−Ｃ30の長鎖脂肪酸と、ポリマーに基づいて１〜３重量％の量のスルホン酸塩とを含む。選択された実施形態において、長鎖脂肪酸およびＥＡＡの中和は、モルベースで７５〜１２５％の範囲の量の塩基の追加による。
【０１３４】
基材上に有用なコーティングを提供するために制御される本発明による分散物の別の特徴は、分散粒径を制御することを含む。選択された実施形態において、分散物の平均粒径（体積分率に基づいて）は、所望の薄いコーティング厚（１〜２ミクロンの乾燥コーティング厚）の透明フィルムを達成するために、１ミクロン未満である。
【０１３５】
しかしながら、選択された特定の用途に応じて、他の粒径が有用である。いくつかの実施形態において、分散物の粒径は＜５ミクロンである。選択された実施形態において、分散物の粒径は＜２ミクロンであり、いくつかの実施形態において、分散物の粒径は＜１ミクロンである。
【０１３６】
制御される本発明による分散物の別の側面は、固体含有率である。分散物の固体含有率の適正な範囲は、より少ない水がポリマーに付随するため、分散したポリマー粒子の水からの分離を防止し、および／または輸送コストを低減させる。選択された実施形態において、分散物の固体含有率は、５０重量％固体を超えるいくつかの実施形態において、分散物の固体含有率は、１０〜７０重量％固体である。他の実施形態において、分散物の固体含有率が２０〜６０重量％固体であり、他の実施形態において、分散物の固体含有率は４０〜５５重量％固体である。
【０１３７】
制御される本発明による分散物の別の態様は、剪断安定性である。コーティングａフィルム基材上に分散物を薄い厚さでコーティングする工程は、分散物を非常に高い剪断率に暴露させることが多い。好ましい実施形態において、分散物は感知できる凝集なしに、暴露に耐えることができる。いくつかの実施形態において、高い剪断に暴露された分散物サンプル１００ｇに基づいてポリマー凝固物０．５ｇを有することが望ましい。
【０１３８】
また分散物の全体的なｐＨは、湿潤性および所望のフィルム基材への分散物の接着の制御において重要である。低い表面エネルギーの基材、たとえば２軸配向ポリプロピレン(BOPP)では、分散物のｐＨは好ましくは１１未満である。いくつかの実施形態において、分散物のｐＨは７．５〜１３である。他の実施形態において、分散物のｐＨは８〜１２であり、他の実施形態において、分散物のｐＨは８〜１１である。
（コーティング用途条件（ステップ２０２））
【０１３９】
分散物が生成された後、それが基材にコーティングされる。コーティング厚に関して、塗布されたコーティングの厚さは、完成フィルムのホットタックおよびシール強度の制御において重要である。包装用途に好適な強度である＞２００ｇ／インチのシール強度を生成するために、典型的には１〜２ミクロンのコーティング厚が必要である。乾燥コーティングの好ましい厚さは、０．５〜７５ミクロンである。いくつかの実施形態において、乾燥コーティングのコーティング厚は、０．５〜２５ミクロンである。他の実施形態において、乾燥コーティングのコーティング厚は、０．７５〜５ミクロン、または０．７５〜２ミクロンである。
【０１４０】
使用できる代表的な樹脂は、単独で、または混合物で以下の樹脂：エチレンホモポリマー、たとえばＬＤＰＥ、エチレン−ビニル化合物、たとえばエチレン−ビニルアセテート(EVA)およびエチレン−メチルアクリレート(EMA)、エチレン−αオレフィンコポリマー、たとえばエチレン−ブテン、エチレン−ヘキサン、およびエチレン−オクテンコポリマー、プロピレンホモポリマー、およびプロピレンコポリマーならびにインターポリマー、たとえばプロピレン−エチレンコポリマーおよびプロピレン−エチレン−ブテンインターポリマーを含む。
【０１４１】
ＢＯＰＰおよび他のポリオレフィン基材へのコーティングとしてのさらに好ましいポリマーは、０．８５〜０．９０ｇ／ｃｃの密度および０．１〜１００ｇ／１０分のメルトインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８ ２．１６ｋｇ荷重で１９０℃）を有するエチレン−オクテンコポリマーを含む。５〜２０重量％のエチレン含有率および０．５〜３００ｇ／１０分のメルト流速（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８ ２．１６ｋｇ荷重で２３０℃）を有するプロピレン−エチレンコポリマー。さらに好ましくは、ＢＯＰＰおよび他のポリオレフィン基材へのコーティングとしてのポリマーは、０．８６〜０．８８ｇ／ｃｃの密度および０．８〜３５ｇ／１０分のメルトインデックス（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８ ２．１６ｋｇ荷重で１９０℃）を有するエチレン−オクテンコポリマーを含む。他の実施形態において、９〜１５重量％のエチレン含有率および１〜３０ｇ／１０分のメルト流速（ＡＳＴＭ Ｄ−１２３８ ２．１６ｋｇ荷重で２３０℃）を有するプロピレン−エチレンコポリマーが使用される。
【０１４２】
本発明の実施形態は、配向基材との使用に特に適している。「固体状態配向」は本明細書で、構造の大部分を構成する樹脂の最高のＴｇ（ガラス転位温度）より高く、フィルム樹脂の少なくとも一部の最も高い融点より低い温度にて、すなわち、構造を構成する樹脂の少なくとも一部が溶融状態にない温度にて実施される配向工程を指す。固体状態配向は、押出ダイからの溶融ポリマーフィルムの出現後に延伸がただちに行われる、ホットブローフィルムを含む「溶融状態配向」と対比できる。
【０１４３】
「固体状態配向された」は本明細書で、一次厚手シートまたはチューブ（一次テープ）を得るために、異なる層の樹脂の同時押出または押出コーティングのどちらかによって得られたフィルムを指し、一次厚手シートまたはチューブ（一次テープ）は、ポリマーの結晶化を停止または遅延させるために固体状態まで迅速に冷却され、固体一次フィルムシートを供給して、次に固体一次フィルムシートをいわゆる配向温度まで再加熱して、その後、配向工程（たとえば気泡捕捉法）において、または同時または連続テンターフレーム工程を使用して、再加熱されたフィルムシートを２軸延伸し、そして最後に延伸されたフィルムを急速に冷却してヒートシュリンク性フィルムを提供する。捕捉気泡固体状態配向工程において、一次テープは、気泡を生成する空気圧を用いた膨張によって横方向(TD)に並びに気泡を含有する２組のニップロール間の速度差によって縦方向(LD)にも延伸される。テンターフレーム工程において、シートまたは一次テープは、シートを前方に加速させることによって縦方向に延伸され、これに対して分岐形状フレームに熱軟化シートを誘導することによって同時にまたは連続的に横方向にも延伸される
【０１４４】
分散物中の熱可塑性樹脂の平均体積直径、または平均体積粒径を有する分散物に言及する場合、当業者は、他の材料、たとえば充填剤も分散した粒子中に存在して、直径サイズに含まれることを認識するであろう。平均体積直径を測定するとき、分散した固体すべてが含まれる。
【０１４５】
基材、たとえばフィルムおよびフィルム構造物は特に、本明細書で述べる新規なコーティング方法およびコーティング組成物から恩恵を得て、これらの基材は、従来のホットブローフィルム製造技法または他の２軸配向工程、たとえばテンターフレームまたはダブル気泡工程を使用して作製できる。従来のホットブローフィルム工程はたとえば、たとえばThe Encyclopedia of Chemical Technology, Kirk-Othmer, Third Edition, John Wiley & amp;Sons, New York, 1981, Vol. 16, pp.416-417およびVol.18, pp.191-192に記載されている。２軸配向フィルム製造工程、たとえば米国特許第３，４５６，０４４号(Pahlke)で記載されているような「ダブル気泡」工程、および米国特許第４，３５２，８４９号(Mueller)、米国特許第４，５９７，９２０号(Golilce)、米国特許第４，８２０，５５７号(Warren)、米国特許第４，８３７，０８４号(Warren)、米国特許第４，８６５，９０２号(Golike et al.)、米国特許第４，９２７，７０８号(Herran et al.)、米国特許第４，９５２，４５１号(Mueller)、米国特許第４，９６３，４１９号(Lustig et al.)、および米国特許第５，０５９，４８１号(Lustig et al.)で記載されている工程も、本明細書で述べた新規なコーティング方法およびコーティング組成物によるコーティングのための基材を作製するのに使用できる。基材フィルム構造物も、テンターフレーム技法、たとえば配向ポリプロピレンに使用される技法で記載されているように作製できる。
【０１４６】
食品包装用途のための他の多層フィルム製造技法は、Wilmer A. JenkinsおよびJames P. HarringtonによるPackaging Foods With Plastics(1991), pp.19-27、およびThomas I Butlerによる"Coextrusion Basics", Film Extrusion Manual: Process, Materials, Properties pp.31-80(TAPPI Press(1992)によって発行)に記載されている。
【０１４７】
基材フィルムは単層または多層フィルムである。コーティングされる基材フィルムは、他の層と共に同時押出できるか、またはフィルムは、コーティングされる基材を作製する二次操作、たとえばWilmer A. Jenkins and James P. HarringtonによるPackaging Foods With Plastics(1991)に記載されている操作、またはW. J. Schrenk and C. R. Finchによる"Coextrusion For Barrier Packaging", Society of Plastics Engineers RETEC Proceedings, Jun. 15-17(1981),pp.211-229によって記載されている操作において、別の層の上に積層できる。単層基材フィルムが、K. R.Osborn and W. A. Jenkinsによって"Plastic Films, Technology and Packaging Applications"(Technomic Publishing Co., Inc.(1992))で記載されているように、管状フィルム（すなわちブローフィルム技法）またはフラットダイ（すなわちキャストフィルム）によって生成される場合、基材として使用される多層構造を形成するのに、フィルムに他の包装材料層への接着または押出積層の追加の押出後ステップを受けさせる必要がある。基材フィルムが（またOsborn and Jenkinsによって記載されているように）２つ又はそれ以上の層の同時押出物である場合、フィルムは、最終フィルムの他の物理的要件に応じて、包装材料の追加層になお積層される。
【０１４８】
D. Dumbletonによる"Laminations Vs. Coextrusion" (Converting Magazine(September 1992))も、同時押出に対する積層について述べている。単層および同時押出フィルムは、他の押出後技法、たとえば２軸配向工程を受けることができる。
【０１４９】
押出コーティングは、本明細書で述べる新規なコーティング方法およびコーティング組成物を使用してコーティングされる基材として多層フィルム構造物を生成するなお別の技法である。新規なコーティング組成物は、コーティングフィルム構造の少なくとも１層を含む。キャストフィルムと同様に、押出コーティングはフラットダイ技法である。
【０１５０】
本発明のフィルムおよびフィルム層は、垂直または水平形充填シール（ＨＦＦＳまたはＶＦＦＳ）用途で有用である。これらの用途について述べた関連特許は、米国特許第５，２２８，５３１号；米国特許第５，３６０，６４８号；米国特許第５，３６４，４８６号；米国特許第５，７２１，０２５号；米国特許第５，８７９，７６８号；米国特許第５，９４２，５７９号；米国特許第６，１１７，４６５号を含む。
【０１５１】
多層フィルム構造では一般に、新規なコーティング方法は、多層フィルム構造全体のうちの少なくとも１つの層を形成するのに、コーティング組成物を基材に施す。多層構造の他の層は、これに限定されるわけではないが、バリア層、および／または接合層、および／または構造層を含む。
【０１５２】
各種の材料がこれらの層に使用可能であり、その一部は同じフィルム構造において１を超える層として使用される。これらの材料の一部は：箔、ナイロン、エチレン／ビニルアルコール(EVOH)コポリマー、ポリビニリデンクロライド(PVDC)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリプロピレン、配向ポリプロピレン(OPP)、エチレン／ビニルアセテート(EVA)コポリマー、エチレン／アクリル酸(EAA)コポリマー、エチレン／メタクリル酸(EMAA)コポリマー、ＬＬＤＰＥ、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ナイロン、グラフト接着ポリマー（たとえば、マレイン酸無水物グラフトポリエチレン）、および紙を含む。一般に、多層フィルム構造物は、２〜７層を含む。
【０１５３】
基材フィルムは、当業界で周知の方法によって、キャスト押出（単層フィルム用）または同時押出（多層フィルム用）によって作製できる。フィルムを急冷し、２０〜３５キログレイの線量で電子ビーム照射を照射し、その配向温度まで再加熱し、次に１．５：１まで、または２：１まで、または３：１まで、または４：１まで、または５：１までの比で縦方向（機械方向とも呼ばれる）および横方向（クロス方向とも呼ばれる）のそれぞれに配向させることができる。１つの実施形態において、横方向に約５：１、縦方向に約１０：１である。別の実施形態において、配向は縦方向および横方向それぞれに約７：１である。
【０１５４】
基材フィルムは、同時押出、積層化、押出コーティング、またはコロナ結合を含む任意の好適な工程によっても作製でき、管状キャスト同時押出、たとえば米国特許第４，５５１，３８０号(Schoenberg)に示されている管状キャスト同時押出によって作製できる。フィルムから作製された袋は、任意の好適な工程、たとえば米国特許第３，７４１，２５３号(Brax et al.)に示されているような工程によって作製できる。側部または端部封着袋は、一重巻きまたは二重巻きフィルムから作製できる。
【０１５５】
基材フィルムは、フィルムが使用される特定の包装操作のための所望特性をフィルムが提供する限り、捕捉気泡工程あるいは同時または連続テンターフレーム工程を含む、任意かの好適な工程によって配向できる。最終フィルム厚は、工程、最終使用用途などによって変化させることができる。代表的な厚さは０．１〜２０ミルの範囲であり、好ましくは０．２〜１５ミル、さらに好ましくは０．３〜１０ミル、さらに好ましくは０．３〜５ミル、さらに好ましくは０．３〜２ミル、たとえば０．３〜１ミルである。
【０１５６】
好適な熱可塑性ポリマー材料は、これに限定されるわけではないが、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアリーレート、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミド−イミドポリエーテル−アミド、ポリエーテルイミド、ポリアリールエーテル、ポリアリールエーテルケトン、脂肪族ポリケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン、ポリスチレンおよびその誘導体、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、セルロース誘導体、ポリエチレン、ポリプロピレン（好ましくはホモポリマー）、他のポリオレフィン、主にオレフィンモノマーを有するコポリマー、フッ素化ポリマーおよびコポリマー、塩素化ポリマー、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルアルコール、ポリエーテル、アイオノマー樹脂、エラストマー、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、およびポリウレタンを含む。配向フィルムがそのような混合物またはコポリマーから作製される限り、上に挙げたポリマーのいずれかを含む混和性または非混和性ポリマー混合物、および上に挙げたポリマーのいずれかの構成要素モノマーのいずれかを含むコポリマーも好適である。
【０１５７】
本明細書で使用するように、「コポリマー」および「インターポリマー」という用語は、２つ又はそれ以上のモノマーから形成されたポリマーを意味するために互換的に使用される。
【０１５８】
特定の熱可塑性樹脂への言及がなされてきたが、本発明の実施形態は一般に、任意の好適な熱可塑性樹脂によっても使用できる。加えて、単層への言及がなされてきたが、多層が使用できることは、明示的に本発明の範囲内である。それゆえ層、たとえば本明細書で述べた層の組合せが使用できる。加えて、しかしながら、他の材料から作製できる他の層を本明細書で開示した分散物から作製した層に重ねたり、層間に挿入したりすることは、明示的に本発明の範囲内である。
（乾燥条件（ステップ２０４））
【０１５９】
いったん分散物を所望の基材にコーティングしたら、コーティングを乾燥させて水を除去し、ポリマー粒子を実質的に連続的なフィルムに凝集させる。１つの実施形態において、乾燥工程を加速するためにオーブンを使用できる。ポリマー粒子を適性に凝集させるために、コーティングを好ましくは分散物が生成される、ポリマー融点よりもおおよそ２０℃高い温度に達させることができる。一例として、ＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標） ＥＧ ８２００コポリマー（約１０℃／分の走査速度でＤＳＣによって決定されたように、６０℃の融点）から作製した分散物の場合、コーティングフィルムは約８０℃の温度に達するはずである。
【０１６０】
選択された実施形態において、使用した温度範囲は、分散物のポリマーベースのピーク融点からベースフィルムの軟化点までの範囲である。いくつかの実施形態において、コーティング基材は、分散物のポリマーベースのピーク融点より１０℃高い温度〜ベースフィルムの軟化点より１０℃低い温度にて乾燥オーブンを出る。他の実施形態において、基材は、分散物のポリマーベースのピーク融点より２０℃高い温度〜ベースフィルムの軟化点より２０℃低い温度にて乾燥オーブンを出る。
【実施例１】
【０１６１】
１つの実施形態において、ＡＦＦＩＮＩＴＹ（商標） ＥＧ−８２００コポリマーのサンプルを、参照としてその全体が本明細書に組み込まれている米国特許第５，５３９，０２１号(Pate)で記載されている方法を使用して、４重量％ Ｒｈｏｄａｃａｌ ＤＳ−１０界面活性剤を乳化剤として、トルエンを溶媒として使用して分散させる。真空剥離の後、生じた分散物は、４６．０％ 固体装填にて０．８０μｍの平均体積直径を有する。
【０１６２】
未処理（すなわちコロナ処理なし）のＤＯＷＬＥＸ（商標）  ２０７１ポリエチレン（ミシガン州、ミッドランドのＤｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手）から作製した、厚さ２ミル（５０．８ミクロン）のＬＬＤＰＥフィルムを１２インチｘ６インチのシートに切断する。シートそれぞれをガラスシートにテープ止めして、ワイヤ丸形ロッド（ロッド＃  ４、１２、２０、および２８）を使用してコーティングする。以下の表１および図３は、各種サンプルのコート重量を示す。
【０１６３】
【表１】
2007525323.tif 000003
【０１６４】
各コーティング重量では、裏当てのない各細片（１インチ幅）をシール圧４０ｐｓｉおよび休止時間０．５秒に設定したＰａｃｋｆｏｒｓｋホットタック試験機を使用して、それぞれ４５、５０、５５、６０、６５、７０、７５、および８０℃にてヒートシールする。シールしたサンプルは、７０°Ｆ（２１．１℃）および相対湿度５０％に設定した部屋で少なくとも１日に渡って平衡にしてから、Ｉｎｓｔｒｏｎ ｍｏｄｅｌ ４５０１引張試験装置で引っ張る。この実験では、シール力が、２ｍｌｓ（５０．８ミクロン）厚ＬＬＤＰＥフィルム内の結晶構造を不可逆的に延伸および再配向させるのに必要な力（４ポンド（１．８ｋｇ））よりも大きい場合に、シールが「溶接された」と宣言される。実験結果を以下の表２および図４に示す。
【０１６５】
本明細書で使用するように、０．５ポンド／インチのシール強度が達成される温度は、ヒートシール開始温度として既知である。本実施例で設定されたコーティングのヒートシール開始温度は、コーティング重量に応じて、４５℃〜６０℃である。
【０１６６】
【表２】
2007525323.tif 000004
【０１６７】
上の表のメートル法による同等値を以下に示す：
【０１６８】
2007525323.tif 000005
【実施例２】
【０１６９】
プロピレン−エチレンコポリマーのサンプル（２．１６ｋｇおもりで２３０℃でのＡＳＴＭＤ１２３８に従って決定した、約２５ｇ／１０分のメルト流速を持つ、１２重量％のエチレン含有率）を、同時係属ＵＳ  Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ  Ｎｏ．１０／９２５，６９３に記載されている技法を使用して水性分散物に変換する。プロピレン−エチレンコポリマー１００重量部およびＣ２６カルボン酸（Ｂａｋｅｒ−Ｐｅｔｒｏｌｉｔｅによって製造されたＵｎｉｃｉｄ  ３５０、酸価１１５ｍｇ  ＫＯＨ／ｇ）３．１重量部を１５０℃にて、６．６ｋｇ／時の速度の２軸スクリュー押出機内で溶融混練する。
【０１７０】
溶融混練された樹脂／界面活性剤混合物に対して、１３．５重量％ カリウムヒドロキシド水溶液を下流注入ポート内へ０．１７ｋｇ／時の速度で（全混合物の２．５重量％に等しい）連続供給する。次にこの水性分散物を２ステップ工程において、３．７ｋｇ／時の速度にて５．０重量％  ジオクチルナトリウムスルホスクシナート（Ｃｙｔｅｃ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓによって製造されたＡｅｒｏｓｏｌ  ＯＴ−１００）を含有する水で希釈して、第２に押出機を出る前に追加の水を１．１ｋｇ／時の添加する。生じた分散物をさらに希釈するために、追加の水を混合物が押出機を出た後に１．８ｋｇ／時の速度で添加する。ｐＨ１０．２にて５１重量％の固体含有率を有する水性分散物を得る。Ｃｏｕｌｔｅｒ  ＬＳ２３０粒子アナライザによって測定した分散ポリマー相は、０．６４ミクロンの平均体積直径および１．３３の粒径分布（ｄｖ／ｄｎ）から構成されていた。
【０１７１】
本明細書で議論したポリマーは、良好な低温ヒートシール開始特性を提供するが、他の特性を改善するために分散物に他のポリマーを含めることもできる。他の特性を改善するために、たとえば超低密度または超超低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンまたは高密度ポリエチレンを、分散物に含めることができる。配向基材がナイロンである場合、官能基化ポリマー、たとえばエチレンアクリル酸またはマレイン酸無水物グラフトポリプロピレンを含むことが好都合である。同様に、配向基材がポリエステルである場合、他の官能基化ポリマー、たとえばエチレンビニルアセテートコポリマーまたはエチレンエチルアクリレートコポリマーは、分散物中に含めるのに好都合である。
【０１７２】
１．２ミルのコロナ処理ＢＯＰＰ（Ｍｏｂｉｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって作製されたＢＩＣＯＲＬＢＷ）を１２インチｘ１４インチのシートに切断する。シートそれぞれを平らな発泡プラスチック板にテープ止めして、上記の分散物をワイヤ丸形ロッド（ロッド＃  ４、１２、および１８）を使用して、ＢＯＰＰ（スリップ剤なしの側面）にコーティングする。発泡プラスチック板の目的は、さらに一貫したコーティング厚を達成することである。
【０１７３】
コーティングシートを１３５℃の対流式オーブンに５分間入れて、分散物コーティングを乾燥させる。生じたコーティング厚は重量測定法で決定する。コーティングフィルムサンプル１０片（１インチｘ１インチ）を個別に秤量して、コーティング厚は、ベースＢＯＰＰ基材の重量を引くことによって決定する。重量差に基づくコーティング厚を計算するために、０．８６４ｇ／ｃｃの密度を使用する。
【０１７４】
【表３】
2007525323.tif 000006
【０１７５】
各コーティング重量では、裏当てのない各細片（１インチ幅）をシール圧４０ｐｓｉおよび休止時間０．５秒に設定したＰａｃｋｆｏｒｓｋホットタック試験機を使用して、１０℃刻みで５０〜１４０℃にてヒートシールする。シールしたサンプルは、７０°Ｆ（２１．１℃）および相対湿度５０％に設定したＡＳＴＭ部屋で少なくとも１日に渡って平衡にしてから、１０インチ／分の速度でＩｎｓｔｒｏｎ ｍｏｄｅｌ ４５０１引張試験装置で引っ張る。実験結果を以下に示す。
【０１７６】
本明細書で使用するように、０．５ポンド／インチのシール強度が達成される温度は、ヒートシール開始温度として定義される。本実施例で設定されたコーティングのヒートシール開始温度は、コーティング重量に応じて、おおよそ５６℃〜７６℃である。
【０１７７】
【表４】
2007525323.tif 000007
【０１７８】
上の表のメートル法による同等値を以下に示す：
【０１７９】
2007525323.tif 000008
【０１８０】
それゆえ本発明の実施形態に従って、基材をコーティングするために分散物を使用できる。特に本発明の実施形態は、約４５℃〜９０℃のヒートシール開始温度を有するフィルム（コーティング基材から得た）を提供する。他の実施形態において、ヒートシール開始温度は、６５℃〜８０℃、７０℃〜７５℃、または７０℃〜８０℃の範囲である。当業者は、範囲内の他の値が含まれることを認識するであろう。
【０１８１】
選択された実施形態において、所望の性能特性を与えるためにプロピレンコポリマーが選択される。たとえばヒートシール開始温度およびヒートシール範囲は、選択したプロピレンコポリマーの関数となるであろう。高いコモノマー含有率のコポリマーは一般に、より低いヒートシール開始温度を有するであろう。
【０１８２】
当業者は、本発明の実施形態が用途に応じて不均一な、または局在化した方法で利用できることも認識するであろう。たとえば、コーティングは、シールする必要がある基材の部分（たとえば細片またはバンドの一端）のみに施すことができる。
【０１８３】
本明細書で議論したポリマーは、良好な低温ヒートシール開始特性を提供するが、他の特性を改善するために分散物に他のポリマーを含めることもできる。たとえば、耐熱性を改善するために、またはホットタック強度をより高温にて拡張するために、少量のホモポリマーポリプロピレンまたはランダムコポリマーポリプロピレンを分散物に添加できる。配向基材がナイロンである場合、官能基化ポリマー、たとえばエチレンアクリル酸またはマレイン酸無水物グラフトポリプロピレンを含むことが好都合である。同様に、配向基材がポリエステルである場合、他の官能基化ポリマー、たとえばエチレンビニルアセテートコポリマーまたはエチレンエチルアクリレートコポリマーは、分散物中に含めるのに好都合である。
【０１８４】
好都合には、１つ又はそれ以上の本発明の実施形態は、より高い包装ライン速度（より低いヒートシール開始温度による）を可能にして、幅広い動作領域に渡ってパッケージをシールする能力を提供し、良好なパッケージ完全性を提供するヒートシールが可能なフィルムを与える。
【０１８５】
言い換えれば、１つ又はそれ以上の本発明の実施形態は、幅広い動作領域に渡ってパッケージをシールする能力を提供する。包装ラインのスタートアップおよびシャットダウンの間に、シール機器の温度は、場合によって設定点から大量にずれることが多い。低いヒートシール開始温度を有する包装フィルムでは、シール機器が所望よりもやや低い場合にもなお、十分なシールを生成することができる。
【０１８６】
限定された数の実施形態に関して本発明を説明したが、１つの実施形態の特定の機能は、本発明の他の実施形態に帰するべきではない。１つの実施形態が、本発明のすべての態様を代表するわけではない。その上、それからの変形または改良が存在する。たとえば、本明細書で述べる分散物は、他の成分を含む。１つ又はそれ以上の特性をさらに向上させるために、各種の添加剤も使用できる。いくつかの実施形態において、分散物は本明細書に特に列挙しない添加剤を実質的に含まない。本明細書で述べる分散物のいくつかの実施形態は、列挙した成分より成る、または本質的に成る。加えて、本明細書で述べた方法のいくつかの実施形態は、列挙したステップより成る、または本質的に成る。添付請求項は、本発明の範囲内に含まれるそのような変形および改良すべてを対象とするものとする。
【図面の簡単な説明】
【０１８７】
【図１】本発明の実施形態を作製するために使用する代表的な溶融押出装置の概略図である。
【図２】本発明の実施形態による方法を示すフローチャートである。
【図３】コーティング重量のグラフである。
【図４】ヒートシールデータのグラフを示す。
【図１】
2007525323.tif 000009
【図２】
2007525323.tif 000010
【図３】
2007525323.tif 000011
【図４】
2007525323.tif 000012
【国際調査報告】
2007525323.tif 000013
2007525323.tif 000014
2007525323.tif 000015
2007525323.tif 000016