(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアミド又はエチレンビニルアルコール共重合体から選択される第１ポリマー材料、および変性ポリエチレンからなる気体遮断層と、
前記気体遮断層に接し、前記第１ポリマー材料と接着不適合なポリエチレンの第２ポリマー材料を含むシール層を含み、
前記気体遮断層は前記シール層よりも気体透過性が低い、ポリマーフィルム。
【請求項２】
前記第２ポリマー材料は、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、メタロセン直鎖状低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、及びこれらの混合物から選択される、請求項１に記載のポリマーフィルム。
【請求項３】
前記変性ポリエチレンは、無水物で変性されたポリエチレンである、請求項１または２に記載のポリマーフィルム。
【請求項４】
前記第２ポリマー材料は、メタロセン直鎖状低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、及びこれらの混合物から選択される、請求項１乃至３のいずれか一項に記載のポリマーフィルム。
【請求項５】
前記第２ポリマー材料は、直鎖状低密度ポリエチレンである、請求項１乃至４のいずれか一項に記載のポリマーフィルム。
【請求項６】
前記第２ポリマー材料は、未変性直鎖状低密度ポリエチレンであり、
前記変性ポリエチレンは、無水マレイン酸変性直鎖状低密度ポリエチレンである、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のポリマーフィルム。
【請求項７】
前記シール層は、ヒートシールされることが可能である、請求項１乃至６のいずれか一項に記載のポリマーフィルム。
【請求項８】
前記シール層と同じ組成を有する第２のシール層をさらに有し、
前記第２のシール層は前記気体遮断層と接し、
前記ポリマーフィルムが対称的な層配置を有するように、前記気体遮断層が前記シール層と前記第２のシール層に挟まれる、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のポリマーフィルム。
【請求項９】
前記気体遮断層又は前記シール層は、同一の組成を有する複数の層から構成される、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のポリマーフィルム。
【請求項１０】
前記気体遮断層は前記ポリマーフィルムの厚さの２０％以下の厚さを有する、請求項１乃至９のいずれか一項に記載のポリマーフィルム。
【請求項１１】
１８０°剥離強度試験による測定で２００グラム重量より大きい剥離強度を前記気体遮断層と前記シール層の間に有する、請求項１乃至１０のいずれか一項に記載のポリマーフィルム。
【請求項１２】
前記気体遮断層及び前記シール層を共押出して接触させることを含む、請求項１乃至１１のいずれか一項に記載のポリマーフィルムを作製する方法。
【請求項１３】
請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の前記ポリマーフィルムが複数層に重畳された変換フィルムであり、
各層の前記シール層は、膨張可能なチャンバを画するパターンにおいて、他の層のシール層に対してシールされる、変換フィルム。
【請求項１４】
請求項１３に記載の前記変換フィルムを提供することと、
前記ポリマーフィルムが積層される層方向に隣接するポリマーフィルム間に空気を注入して前記チャンバを膨張させることと、
膨張した前記チャンバをシールして、前記チャンバ内に前記空気を封じ込め、膨張させたクッションを提供することと、を含む保護包装材を作製する方法。
【請求項１５】
前記膨張させたクッションが、６８９Ｐａの負荷での７日間超のクリープ試験において３％未満の減損を呈する、請求項１４に記載の保護包装材を作製する方法。
【請求項１６】
前記膨張させたクッションが、−４４０２３．１Ｐａの圧力下での真空／減圧試験において９％未満の減損を呈する、請求項１４に記載の保護包装材を作製する方法。
【請求項１７】
ポリアミド又はエチレンビニルアルコール共重合体から選択される第１ポリマー材料、および変性低密度ポリエチレン又は変性直鎖状低密度ポリエチレンから選択される変性ポリエチレンからなる遮断層と、
低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンから選択される第２ポリマー材料を含むシール層を、前記遮断層と前記シール層が接触するように共押出することを含む、ポリマーフィルムを作製する方法。
【請求項１８】
前記シール層は、前記変性ポリエチレン、および低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレンから選択される前記第２ポリマー材料の混合物を含む、請求項１７に記載のポリマーフィルムを作製する方法。
【請求項１９】
ポリアミド、変性ポリエチレン、および未変性ポリエチレンからなる気体遮断層と、
前記気体遮断層と接し、変性ポリエチレンと未変性ポリエチレンを含むシール層を含み、
前記シール層の前記未変性ポリエチレンは前記ポリアミドと接着不適合であり、前記気体遮断層の気体透過性は前記シール層の気体透過性よりも低い、ポリマーフィルム。
【請求項２０】
エチレンビニルアルコール共重合体、変性ポリエチレン、および未変性ポリエチレンからなる気体遮断層と、
前記気体遮断層と接し、変性ポリエチレンと未変性ポリエチレンを含むシール層を含み、
前記シール層の前記未変性ポリエチレンは前記エチレンビニルアルコール共重合体と接着不適合であり、前記気体遮断層の気体透過性は前記シール層の気体透過性よりも低い、ポリマーフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、層間接着性を高めるために、多層フィルムに含まれるポリマー樹脂及びポリマーフィルムを調製し、使用することに関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックフィルムは、保護包装用途に用いられるようなエアクッション又はエアピローを構成するのに有用である。一般に、エアクッション及びエアピローは、単層又は多層のフィルムから形成される。従来の多層フィルムは、シール外層、気体遮断層、及び、前記コア層と前記外層の間に配置された連結層を含んでいる。前記シール層は、多層フィルムの１つのセクションを、同じ多層フィルム又は第２多層フィルムの他のセクションに対してシールする機能を有する。前記連結層は、前記シール層と前記コア層を接合する接着層として機能する。
【０００３】
エアクッション製品及びエアピロー製品は、場合によっては、エンドユーザが該製品を膨張させることができる。例えば、ユーザは、２プライの多層フィルムの間にある空洞を膨張させ、その後、前記空洞をシールして空洞内部の空気を閉じ込めることができる。この工程には、膨張していないクッション又はピロー製品は膨張した製品より場所をとらないので、輸送費が低く抑えられ、且つエンドユーザが膨張量を制御することができるという利点がある。
【０００４】
包装用途に用いられる多層フィルムとして、ポリエチレン等のポリオレフィンの外層を有し、ポリアミド及び／又はエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）の気体遮断層を含む多層フィルムが開示されている。これらの機能性層は、互いに対する接着性が低い（すなわち、層間接着性が低い）樹脂で形成されているので、前記外層と前記コア層との間に接着層が配置されている。そのような、シール層と遮断層との間に連結層を備えたフィルムは、例えば、米国特許第６，９８２，１１３号、第７，０１８，４９５号、及び第７，２２３，４６１号に記載されている。公知の接着層樹脂として、ポリオレフィン外層とポリアミド又はＥＶＯＨ気体遮断層の両方に結合することができる化学変性ポリオレフィンが挙げられる。このような用途に用いられる従来の接着層は、無水マレイン酸（ＭＡＨ）グラフトポリエチレンホモポリマー又は共重合体である。
【０００５】
本来なら接着しない、又は強力には接着しない材料で形成されているフィルム層間の接着性を高める方法が望まれている。
【発明の概要】
【０００６】
以下、多層ポリマーフィルムについて説明する。一実施形態は、気体遮断層とシール層とを含む。前記気体遮断層は主に一次遮断層材料で形成されてもよく、前記一次遮断層材料は、気体に対して高い不透過性を有する第１ポリマー材料であり、材料特性を有する。前記シール層は、前記気体遮断層に直接結合し、主に一次シール層材料で形成されてもよく、前記一次シール層材料は、ポリエチレンからなる第２ポリマー材料であり、前記第１及び第２ポリマー材料の材料特性は、共押出時に前記第１ポリマー材料と前記第２ポリマー材料が強く接着するのに不適合であり得る。前記気体遮断層又は前記シール層は、それぞれの一次材料と第３ポリマー材料の混合物を含む混合ポリマー材料で形成されることが好ましい。前記第３ポリマー材料は、前記気体遮断層又は前記シール層のそれぞれの一次材料の材料特性を高めるのに十分な量で混合されてもよく、その結果、前記シール層は、共押出により高い接着力で前記遮断層に直接結合することができる。一実施形態において、前記一次材料のうち、少なくとも１つは、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）より低密度のポリエチレンである。
【０００７】
一実施形態において、前記シール層は混合ポリマー材料で形成され、前記第２ポリマー材料と前記第３ポリマー材料の混合物を含む。他の実施形態において、前記気体遮断層は、前記第１ポリマー材料と第３ポリマー材料の混合物を含む。
【０００８】
幾つかの実施形態においては、高められる材料特性は極性である。一般に、前記第１材料は、（ポリマーバックボーンに付着した原子又は基、例えば負又は陽に帯電している基を有する）極性材料であってもよく、一方、前記第２材料は一般に無極性であり、かなりの量の極性原子又は極性基が欠如している。一般に、このような極性の差によって、共押出による前記第１ポリマーと第２ポリマーの層間接着が阻害される。しかし、前記第３材料は、混合材料の極性を十分に高め、それにより、高い層間接着力（例えば（Ｔ型剥離試験等において）約１ｌｂ．／ｉｎ又は約１．７５Ｎ／ｃｍより大きい）で、前記混合材料と前記第１ポリマーを結合することができる。混合材料は、前記第１材料のポリマーと共有結合又は非共有結合できる極性基を有するポリマーを含んでもよい。幾つかの実施形態においては、前記シール層は、類似した組成を有する他のフィルムのシール層に対してヒートシールできる。
【０００９】
他の実施形態においては、前記混合材料は、主に前記第２材料を含み、前記第１材料は、ポリアミド又はエチレンビニルアルコールを含む樹脂から製造される。他の実施形態においては、前記第２材料は無極性ポリエチレンであり、前記第３材料は極性ポリエチレンである。他の実施形態においては、前記第２材料は未変性ポリエチレンであり、前記第３材料は変性ポリエチレンである。例えば、前記第２材料は、メタロセン直鎖状低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）、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）、又は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）から選択される未変性ポリエチレンでもよく、前記第３材料は、イオノマー等の極性ポリマー、酢酸ビニル高含有ＥＶＡ共重合体、又は変性ポリエチレン、例えば無水マレイン酸変性低密度ポリエチレン又は直鎖状低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＬＬＤＰＥ、又はＨＥＰＥ）でもよく、前記第２又は前記第３ポリマー材料の一方がＨＤＰＥを含む場合は、もう一方のポリマー材料はＨＤＰＥを含まない。
【００１０】
一実施形態において、前記多層フィルムは、前記遮断層の反対側に他のシール層を有する。例えば、前記多層フィルムにおいては、対称的な層配置、例えば、前記フィルムの両側の露出した主表面それぞれにシール層が配置されていてもよい。多層フィルムの幾つかの実施形態においては、前記遮断層及び／又は前記シール層は、類似した組成を有する複数の副層を含む。多くの実施形態において、前記多層フィルムは全厚を有し、前記遮断層は、前記多層フィルムの前記全厚の２０％以下の厚さを有する。幾つかの実施形態においては、前記多層フィルムは、重畳する多層フィルムのプライを含む変換フィルムであり、前記変換フィルムはシール層を有し、前記プライの各々が有する前記シール層は、膨張可能なチャンバを画するパターンで互いにシールされ、前記パターンにより、前記チャンバと流体連通する膨張領域を画してもよく、前記膨張領域は前記チャンバを膨張させるためのノズルを受けとめるよう構成されている。
【００１１】
また、以下に、前記第１材料及び前記混合ポリマー材料を共押出することによって前記多層フィルムを作製する方法を開示する。また、保護包装用の膨張且つシール可能なフィルムを製造する方法を開示する。前記方法は、重畳する多層フィルムのプライをヒートシールすることを含み、例えば、前記プライの各々が有するシール層は、膨張可能なチャンバを画するパターンにおいて互いに対してシールされ、前記チャンバは、前記チャンバを膨張させるためのノズルを受けとめる膨張領域に接続している。幾つかの実施形態においては、保護包装の方法は、多層フィルムのプライの間に空気を注入してチャンバを膨張させることと、膨張したチャンバをシールし、その内部の空気をシールして、膨張したピローを提供することとを含む。
【００１２】
場合によっては、変換された前記多層フィルムは、チャンバを膨張させ、ヒートシールしてエアクッションを提供する際に、０．１ｐｓｉ（６８９Ｐａ）の負荷で７日間超のクリープ試験における前記エアクッションの減損が約３％未満となるように構成されている。さらに幾つかの場合においては、前記多層フィルムは、チャンバを膨張させ、ヒートシールしてエアクッションを提供する際に、−１３インチＨｇ（−４４０２３．１Ｐａ）の圧力下での真空／減圧試験における前記エアクッションの減損が約９％未満となるように構成されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
場合によっては、変換された前記多層フィルムは、チャンバを膨張させ、ヒートシールしてエアクッションを提供する際に、０．１ｐｓｉ（６７０Ｐａ）の負荷で７日間超のクリープ試験における前記エアクッションの減損が約３％未満となるように構成されている。さらに幾つかの場合においては、前記多層フィルムは、チャンバを膨張させ、ヒートシールしてエアクッションを提供する際に、−１３インチＨｇ（４．４×１０4Ｐａ）の圧力下での真空／減圧試験における前記エアクッションの減損が約９％未満となるように構成されている。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本開示は、保護包装等に使用される多層フィルムに関する。幾つかの実施形態においては、前記多層フィルムはエアクッション又はエアピローを作製するのに用いられる。前記多層フィルムは、気体遮断層とシール層とを含み、前記気体遮断層と前記シール層の間には連結層は配置されない場合が多い。連結層を有しない多層フィルムの実施形態は、前記気体遮断層と前記シール層の間に高い接着性を呈することができる。前記シール層は、ポリマー化合物を混合して形成されたものであり、前記気体遮断層に対してより高い接着性を有する樹脂である。
【００１５】
多層フィルムの好ましい実施形態は、気体遮断層とシール層との間に配置される連結層又は接着層を必要としない。むしろ、前記シール層は、前記気体遮断層に直接接着するように構成されている。その理由は、前記シール層は、前記遮断層への接着力に関連する特性を有している、つまり、例えば、接着性改質材料に混合して、共押出工程中に直面する条件下等で、前記遮断層の材料に接着するための高い接着性を前記シール層に付与し、前記シール層が前記気体遮断層の特性により適合するように変性された特性を有しているからである。前記接着性改質材料は、遮断層へシール層を接着させる独立層としてあらかじめ設けられる連結層材料であってもよい。
【００１６】
本開示の多層フィルム、及び前記多層フィルムを作製する本開示の方法は、多層遮断フィルムをより効率的且つ経済的に製造するのに用いられてもよい。多くの実施形態において、本開示のフィルムを、より簡易な方法及び機械類を使用して製造してもよい。多くの実施形態において、本開示のフィルムを、２種の樹脂を用い、且つ、及び３層のダイを備えた共押出機を使用して製造してもよい。このように、本開示のフィルム及び方法は、より低いコストでのフィルム製造を可能にする。場合によっては、使用する層が少なければ少ないほど、フィルムの厚みをより小さくすることが可能となる。
【００１７】
図１を参照すると、多層フィルム１０の実施形態において、シール層１２は、１プライの前記フィルムの外層として配置されている。遮断層１４は、前記フィルムプライのコアとして、シール層１２間に配置される。本実施形態は、３層のダイを備えた共押出機を用いて、シール層１２及び遮断層１４の各々を副層の無い単独の共押出層として共押出し、その層自体を単層にすることによって形成することができる。
【００１８】
本開示のシール層は、気体遮断層と前記シール層の間に接着層を配置すること無く、前記気体遮断層に直接接着することができる。幾つかの実施形態においては、前記シール層は、単層であってもよく、又は未変性ポリエチレンと接着性改質材料との混合物の組成と同じ又は類似した組成を有する２つ以上の副層を含んでもよく、前記接着性改質材料は、無水物変性ポリエチレン又は他の好適な接着性増強材料もしくは連結材料を含んでもよい。例えば、図２の多層フィルム２０はシール層２２を有し、シール層２２の各々は２つの副層２６から形成され、また、図３の多層フィルム３０はシール層３２を有し、シール層３２の各々は３つの副層３６から形成される。図１〜図５のフィルムにおける層及び副層は、横断面において、該フィルムの気体遮断層に関して対称に配置されることが好ましい。このような層の配置によって、前記フィルムは平坦に維持されるのであり、前記フィルムが平面から外れて曲がる又は前記フィルムが波状になるのとは対照的であるが、代わりに、非対称の実施形態が形成されてしまう可能性があると考えられる。一実施形態は、一方の外表面にシール層を有し、もう一方の外表面に遮断層を有する。また、一実施形態は、１つのシール層及び１つの遮断層のみを有する。
【００１９】
共押出され、同じ材料で形成される副層は、通常、１つの層として機能する。多くの実施形態において、各層又は各副層は、通常、押出機の単独の供給チャネルを用いて製造される。各供給チャネルを用いて製造した層と副層を押出ダイから共押出して、あらゆる副層が結合して層を形成している多層フィルムを製造する。このように、３層を備える実施形態を３つ以上の供給チャネルを有するダイを用いて形成してもよく、付加的な供給チャネルは、隣接した供給チャネルと同じ又は類似のポリマーを含有し、１つ以上の層の副層を製造する。種々の実施形態において、ダイ共押出機は、偶数又は奇数の供給チャネルを有する。種々の実施形態において、ダイが有するチャネルの数は、３つ以上、例えば、４つ、５つ、６つ、７つ、又はそれ以上であってもよい。場合によっては、ダイが有するチャネルの数は、多層フィルムが有する層の数よりもはるかに多くてもよい。
【００２０】
多層フィルムの遮断層は、該フィルムに含有されることが求められる空気又は流体に対して不透過性が高い材料で形成されることが好ましい。幾つかの実施形態においては、遮断層が同じ又は類似した組成を有する２つ以上の副層を含んでもよく、また、他の実施形態においては、遮断層が異なる組成を含んでもよい。例えば、図１、２、３のフィルム１０，２０、３０はそれぞれ、副層を備えない１つの遮断層１４，２４，３４を有し、このようにしてそれぞれに１つの遮断層が形成されており、一方、図４の多層フィルム４０は、３つの副層４８ａ、ｂから形成された遮断層４４を有する。図５の多層フィルム５０は、３つの副層５８ａ、ｂから形成された遮断層５４と、各々２つの副層５６から形成されたシール層５２とを有する。図１〜図５に示す各実施形態は、３層のみ、すなわち、２つのシール層と、その間に挟持された遮断層とを有する。他の実施形態は、その構造が対称である場合には、通常一対の遮断層内に追加された中間層のような追加層を有してもよい。
【００２１】
図６は、図３及び図５の実施形態、及び図８の実施例等の多層フィルムの層／副層を共押出するためのインフレーション押出ダイ７０の破断図である。通常、空気は図面において上向きに開口部７２に吹き込まれ、熱風は管７３を介して抜き取られる。遮断層７４及びシール層７６（又は副層）の材料は、同心供給チャネル７８を介して溶融して押出ダイ内に供給されて、ダイ開口部７９に多層の押出物が存在することになり、吹き込んだ空気により、前記押出材は、空気柱への空気の流れによってその内部で泡のように膨張して、管状フィルムとなる。共押出された層は、シール層材料の接着性が高いことにより、凝固した際に互いに接着する。他の押出工程又は製造工程を実施して多層フィルム材料で形成される管状又は非管状の平坦なシートを形成することもでき、例えば、通常平坦で線状のダイ開口部を用いるキャストフィルム押出を実施して、２つの横方向端部で終端する１枚の多層フィルム材を形成することもできる。
ポリマー
【００２２】
本開示の多層フィルムは、異なる組成を有するポリマーから形成される層を含む。幾つかの実施形態においては、本開示の層は、エチレン、アミド、又はビニルポリマー、共重合体、及びこれらの組合せから選択してもよい。
【００２３】
本開示のポリマーは、極性であっても又は無極性であってもよい。ここで、極性分子は、ポリマー、又は、ある環境において電荷を有する該ポリマー上の分子を指す。極性分子又はポリマーは、例えば水素結合により、他の極性分子と相互作用してもよい。分子の極性は、融点等の他の特性に影響を及ぼす場合が多い。幾つかの実施形態においては、極性ポリマーは、反対の極性に帯電している原子を含む基を有していてもよい。
【００２４】
本開示のシール層及び遮断層は、一次材料を含んでもよい。多くの場合、気体遮断層は、主に一次遮断層材料で形成されてもよく、該一次遮断層材料は、気体に対して高い不透過性を有する第１ポリマー材料であり、材料特性を有する。シール層は、主に一次シール層材料で形成される場合が多く、該一次シール層材料は、ポリエチレンで形成される第２ポリマー材料であり、他のシール層に対するシール性が高い。前記第１ポリマー材料及び前記第２ポリマー材料の材料特性は、共押出時に該第１ポリマー材料と該第２ポリマー材料が強く接着するのに不適合である。本開示のシール層のエチレンポリマーは、実質的に無極性のポリエチレンでもよい。多くの場合、前記エチレンポリマーは、エチレン及び他のオレフィンモノマー、例えばα−オレフィンの共重合により形成されるポリオレフィンであってもよい。前記エチレンポリマーは、低密度、中密度、高密度ポリエチレン、又は、これらの組合せから選択してもよい。種々のポリエチレンそれぞれが異なる密度を有する場合があってもよいが、多くの場合、低密度ポリエチレンの密度は、例えば、約０．９０５ｇ／ｃｍ3以下〜約０．９３０ｇ／ｃｍ3であってもよく、中密度ポリエチレンの密度は、例えば、約０．９３０ｇ／ｃｍ3〜約０．９４０ｇ／ｃｍ3であってもよく、高密度ポリエチレンの密度は、例えば、約０．９４０ｇ／ｃｍ3〜約０．９６５ｇ／ｃｍ3以上であってもよい。前記エチレンポリマーは、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、メタロセン直鎖状低密度ポリエチレン（ｍＬＬＤＰＥ）、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、中密度ポリエチレン（ＭＤＰＥ）、及び低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）から選択してもよい。
【００２５】
幾つかの実施形態においては、前記極性ポリマーは、変性して極性が付与される無極性ポリエチレンでもよい。他の実施形態においては、前記極性ポリマーは、イオノマー（例えば、エチレンとメタクリル酸の共重合体、Ｅ／ＭＡＡ）、酢酸ビニル高含有ＥＶＡ共重合体、又は、極性を有する他のポリマーである。一実施形態において、前記変性ポリエチレンは無水物変性ポリエチレンでもよい。幾つかの実施形態においては、前記無水マレイン酸は、前記オレフィンポリマー又はオレフィン共重合体上にグラフトされている。変性ポリエチレンポリマーは、ポリアミド及び他のエチレンを含有するポリマー（例えば、ＥＶＯＨ）と共押出する際に高速反応する。場合によっては、前記変性ポリエチレンを含む層又は副層は、他の層又は副層、例えば、遮断層を含む層又は副層と、共有結合、水素結合、及び／又は双極子相互作用してもよい。多くの実施形態においては、ポリエチレンポリマーを変性して、ポリエチレン上の結合可能な原子の数を増加させてもよく、例えば、無水マレイン酸でポリエチレンを変性して、ポリエチレンにアセチル基を付加し、遮断層の極性基、例えば、ナイロンバックボーン上の水素原子と結合させてもよい。また、変性ポリエチレンは、他の遮断層の極性基ばかりでなく、ナイロンバックボーン上の他の基、例えば、ＥＶＯＨ上のアルコール基とも結合してもよい。幾つかの実施形態においては、変性ポリエチレンは、未変性ポリエチレンと、鎖が絡み合う、及び／又はファンデルワールス相互作用してもよい。
【００２６】
また、エチレンと他の分子との混合物を用いてもよい。例えば、エチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）は、エチレンとビニルアルコールの共重合体である。ＥＶＯＨは、極性を有し、気体を遮断するのに役立つ。ＥＶＯＨは、エチレンと酢酸ビニルとを重合し、そのエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）共重合体を加水分解して、調製してもよい。ＥＶＯＨは、エチレン酢酸ビニル共重合体を鹸化することによって得ることができる。エチレン酢酸ビニル共重合体は、溶液重合、懸濁重合、乳化重合等の公知の重合によって製造することができ、また、エチレン酢酸ビニル共重合体の鹸化も、公知の方法によって実施することができる。通常、ＥＶＡ樹脂は、高圧オートクレーブ及びチューブ工程を介して製造する。
【００２７】
ポリアミドは、分子鎖構造に沿ってアミド結合を有する高分子量ポリマーである。ポリアミドは極性ポリマーである。ナイロンポリアミドは合成ポリアミドであり、高い強度、剛性、耐摩耗性及び耐薬品性、並びに酸素等の気体への低透過性といった好ましい物性を有する。
【００２８】
本開示のポリマー及び共重合体には、種々の添加剤が含まれてもよい。場合によっては、押出工程中に添加剤を添加してもよい。幾つかの実施形態においては、前記添加剤は、着色剤、帯電防止剤、ナノ粒子、ナノ粒子粘土、防曇剤、充填剤、タルク、澱粉、ＣａＣＯ3、滑剤、及び／又は粘着防止剤でもよい。前記添加剤は、樹脂に添合してもよく、又は、押出中に添合してもよい。幾つかの実施形態においては、添加剤を、遮断層を変性させる、例えば、酸素移動容量を減少させるのに役立ててもよい。幾つかの実施形態においては、添加剤、例えば滑剤及び／又は粘着防止剤を、フィルム表面の摩擦及び／又は接着を制御するのに役立ててもよい。場合によっては、滑剤及び／又は粘着防止剤を、隣接するフィルム表面の摩擦及び／又は接着を制御するのに役立ててもよい。
遮断層
【００２９】
本開示の多層フィルムは、気体を遮断する１つ以上の遮断層を含んでもよい。幾つかの実施形態においては、前記遮断層は、前記多層フィルムの他の層よりも、所与の気体に対してより低い透過性を有する樹脂から形成される。場合によっては、前記気体は、周囲もしくは加圧空気、又は、例えば酸素、窒素、二酸化炭素等の空気の構成成分、もしくはこれらの組合せであってもよい。多くの実施形態において、気体遮断層は、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリアミド、他の好適なポリマー、又はこれらの組合せから選択されるポリマーであってもよい。遮断層の厚さを変化させて、気体が多層フィルムを透過するのを効果的に遮断する、多層フィルムに十分な強度を付与する、多層フィルムに十分な耐久性を付与する、又は、これらの特性を組合せて付与するようにしてもよい。遮断層にポリアミドを用いることによって、本開示の多層フィルムの耐久性を高めるのに役立ててもよい。
【００３０】
遮断層の材料を、該材料の不透過性を求めて選択する際には、その酸素移動速度（「ＯＴＲ」）に基づいて選択することができる。ＯＴＲは、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ３９８５といった、当技術分野において公知の試験手順により測定してもよい。ほとんどの場合、ＯＴＲは約１００ｃｃ／１００平方インチ／日である。幾つかの実施形態においては、ＯＴＲは約３０、２０、又は１０未満である。ナイロンポリマー及びナイロン共重合体（例えば、ナイロン６、ナイロン６／６．６等）、及び／又はエチレンビニルアルコール（例えば、３８％エチレン、又は約１５％〜５０％エチレンといった、様々なエチレン含有量のＥＶＯＨ）を、気体を遮断するのに用いることができ、例えば、一方で、他の実施形態においては他の好適な遮断層を用いることができる。
【００３１】
幾つかの実施形態においては、前記遮断ポリマーをポリエチレンと混合してもよく、例えば、ナイロン又はＥＶＯＨを、ポリエチレン及び／又は極性ポリマー（例えば、変性ポリエチレン、イオノマー、又は酢酸ビニル高含有ＥＶＡ共重合体）と混合してもよい。場合によっては、ナイロン又はＥＶＯＨをＬＬＤＰＥ及び／又は変性ＬＬＤＰＥと混合して、遮断層を形成する。多くの実施形態において、（変性及び／又は未変性）ポリエチレンは遮断層に混合されているが、該遮断層におけるポリエチレン量は約２５％未満、好ましくは約１０％未満である。好ましい実施形態においては、遮断層の厚さには、所望の空気不透過性を得るのに十分な厚さ、好ましくは、前記フィルムに対する靭性、引裂抵抗、及び耐久性を得るのに十分な厚さが選択される。
【００３２】
遮断層は、類似又は異なる材料で形成される複数の副層を有してもよい。例えば、同じ材料で形成される幾つかの副層は、押出ダイにおいて隣接しているチャネルから共押出されてもよい。異なる材料で遮断層の副層が形成されている一実施形態において、該遮断層は、ナイロン及びＥＶＯＨで形成されている副層、例えば、ＥＶＯＨ層間に挟持されたナイロン副層、又はナイロン層間に挟持されたＥＶＯＨ副層を有する。上述したように、これらの遮断層の副層を作製するのに、他のポリエチレンポリマーと混合してもよい。遮断層は通常内層又はコア層であり、シール層は通常前記フィルムプライの外層であるが、他の実施形態では、第１遮断層がシール層と第２遮断層の間に挟持されている。ほとんどの場合、多層フィルムは遮断層又は副層を含み、該遮断層又は該副層は、ダイの中心チャネルを占有し、同様の数のシール層の間に挟持されてもよい。例えば、７層型ダイ押出機において、第４層に遮断層を、第１〜３層及び第５〜７層にシール層を含んでもよい。他の場合、中心を外して遮断層の副層を配置してもよく、例えば、遮断層を７つのチャネルを有するダイの第３チャネル層に供給し、一方、シール層を前記ダイの第１，２，４，５，６，及び７チャネル層に供給してもよい。このような実施形態及び幾つかの他の実施形態においては、シール層の厚さは対称ではない。すなわち、一方のシール層は、もう一方のシール層より厚い。場合によっては、遮断層の一方の側のシール層は、その反対側のシール層より少ない又は多くの副層を含んでいてもよい。他の実施形態において、前記フィルムは、１つの遮断層と１つのシール層とを含んでもよく、該遮断層及び該シール層の両方は副層を含んでもよい。
シール層
【００３３】
多層フィルムが、同じ又は類似した組成を有する別のフィルムプライにシールされるように、シール層を選択することが好ましい。例えば、多層フィルムをそれ自体に折り重ねることによって、前記別のプライを設けてもよい。音波、熱、又は接着によるシールも含め、好適な方法によって、シール層を、もう一つの類似したシール層にシールする。
【００３４】
一実施形態におけるシール層は、ポリエチレン樹脂、又は主にポリエチレン樹脂で形成される。幾つかの実施形態においては、シール層は、ＬＤＰＥ（低密度ポリエチレン）、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、ｍＬＬＤＰＥ（メタロセン直鎖状低密度ポリエチレン）、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、又はこれらの組合せから選択される。
【００３５】
シール層は、変性ポリエチレンと未変性ポリエチレンの混合物又は配合物であってもよい。ポリエチレンに１つ以上の分子をグラフトして該ポリエチレンに極性を付与するのに役立てることによって、変性ポリエチレンを作製してもよい。幾つかの実施形態においては、前記分子は、ポリオレフィン又はポリエチレンにグラフトされた無水マレイン酸である。場合によっては、前記変性ポリエチレンは、変性ＬＤＰＥ又は変性ＬＬＤＰＥである。主シール層材料は通常遮断層に対する層間接着性が弱い、すなわち、典型的なシール層は押出工程において遮断層にあまりよく接着しない。本開示のシール層は、遮断層への接着性が向上し、層間接着が高まるように変性されている。一実施形態においては、変性ポリエチレンは、未変性ポリエチレンよりも、遮断層樹脂に極めてよく接着する。場合によっては、無水マレイン酸高含有、中含有、又は低含有樹脂といったような無水物のレベルに基づいて、変性ポリエチレンを特徴付けてもよい。代わりの材料、好ましくは、他のフィルムプライが有する他の層にヒートシールすることが可能な材料を用いてもよい。
【００３６】
シール層の主要材料を変性して、材料特性、例えば極性を高めることが好ましい。多くの実施形態において、シール層の極性を高めるように該シール層を変性してもよい。例えば、非変性シール層よりも遮断層の極性と類似するように、シール層の極性を変化させてもよい。多くの実施形態において、変性ポリエチレンを含有するシール層樹脂は、変性ポリエチレンを含有しないシール層の極性、つまり無極性よりも、非常に高い極性を有する。したがって、混合樹脂を用いれば、無極性ポリマー鎖（非変性ポリエチレン）と極性ポリマー鎖（変性ポリエチレン）とを有するシール層が製造できる。混合樹脂から形成されるシール層の極性の程度は、変性のレベル（高レベル、中レベル、低レベルとして説明してもよい）、及び／又は該混合樹脂に含まれる変性ポリエチレンの相対濃度に影響され得る。多くの実施形態において、シール層は、極性原子又は極性基を備えるポリエチレンポリマーを含む。変性のレベルは、１ポリマーあたりの極性原子もしくは極性基の数、及び／又は極性原子もしくは極性基の種類を反映し得る。
【００３７】
一実施形態のシール層は、変性ポリエチレンと未変性ポリエチレンとの混合物である。多くの実施形態において、変性ポリエチレンは、ポリエチレン上の極性原子又は極性基の数が増加するように変性されている。多くの実施形態において、本開示の多層フィルムのシール層１２の各々が、無水物変性ポリエチレンと無水物未変性ポリエチレンとの混合物を含む。場合によっては、変性ポリエチレンと未変性ポリエチレンの比率は、約０．５〜３：９．５〜７である。一実施形態においては、前記比率は、１：９である。他の一実施形態においては、前記比率は、１：４であってもよい。他の実施形態においては、その他の好適な比率を適用する。シール層における変性ポリエチレンの量は、遮断層への接着性、シール封性、及び／又は多層フィルムの耐久性が所望のレベルとなるように選択されることが好ましい。多くの場合、無水物変性ポリエチレンの量を増加させる、又は変性ポリエチレンに含まれる無水マレイン酸のレベルを高めることによって、シール層の接着性を高める。
【００３８】
場合によっては、混合樹脂は、無水物変性ＬＬＤＰＥ及び無水物未変性ＬＬＤＰＥを含む。変性ＬＬＤＰＥに含有される無水物のレベルは、場合によって、高い、中程度、又は低い。混合樹脂中の変性ポリエチレンの割合又は量は、変性ポリエチレン樹脂の無水物含有量のレベル、及びシール層の所望の接着性に依って調節してもよい。ほとんどの場合、無水マレイン酸含有量が高いと、混合樹脂層の接着性は高くなる。変性ポリエチレンの無水マレイン酸含有量が高い場合、未変性ポリエチレンに対する変性ポリエチレンの比率は低い。変性ポリエチレンの無水マレイン酸含有量が低い場合、変性ポリエチレンの比率は高い。
【００３９】
多くの場合、シール層が変性ポリエチレンと未変性ポリエチレンとの混合物を含み、混合樹脂の融点は約４００°Ｆより高い。場合によっては、混合樹脂の融点は、約４２５°Ｆ、又は約４１０°〜４４０°Ｆであってもよい。場合によっては、遮断層とシール層の間の接着性を高めるように混合樹脂の融点を選択してもよい。場合によっては、混合樹脂の融点が低いほど、混合樹脂層の接着性は低くなり得る。幾つかの実施形態においては、遮断層樹脂、例えば、ナイロン及び／又はＥＶＯＨを含有する遮断層樹脂の融点は、通常、シール層樹脂の融点より高く、また、幾つかの実施形態においては、シール層の融点を上げることで、多層フィルムを作製するのに役立ち得る。多くの場合、高融点のシール層は、シールするために、多層フィルムをより高い温度に加熱することを必要とする。
シール層−遮断層の接着
【００４０】
遮断層の材料を、該材料の不透過性を求めて選択する際には、その酸素移動速度（「ＯＴＲ」）に基づいて選択することができる。ＯＴＲは、例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ３９８５といった、当技術分野において公知の試験手順により測定してもよい。ほとんどの場合、ＯＴＲは約１００ｃｃ／１００平方インチ／日（１５．１ｃｃ／ｍ2／日）である。幾つかの実施形態においては、ＯＴＲは約３０、２０、又は１０ｃｃ／１００平方インチ／日未満（４．７、３．２、又は１．５ｃｃ／ｍ2／日）である。ナイロンポリマー及びナイロン共重合体（例えば、ナイロン６、ナイロン６／６．６等）、及び／又はエチレンビニルアルコール（例えば、３８％エチレン、又は約１５％〜５０％エチレンといった、様々なエチレン含有量のＥＶＯＨ）を、気体を遮断するのに用いることができ、例えば、一方で、他の実施形態においては他の好適な遮断層を用いることができる。
【００４１】
多くの場合において、シール層のポリエチレン樹脂を作製するために混合する変性ポリエチレンと未変性ポリエチレンの量は、シール層と遮断層を分離するためには非常に高い剥離力を要するように選択し、それによって剥離を防ぐ、又は剥離がめったに生じないようにする。幾つかの実施形態においては、剥離力を正確に測定できないほど層間接着性が十分に高い。ほとんどの実施形態において、ある層がその層自体に引き戻される１８０°剥離強度標準試験などによって、遮断層とシール層の間の接着を測定してもよい。ほとんどの実施形態において、本願の多層材料の剥離強度は、約２００グラム重量より大きい。幾つかの実施形態においては、層間接着は、剥離強度が１８０°剥離強度ＡＳＴＭ標準試験による測定で約４００グラム重量より大きくなるほど強い接着である。場合によっては、剥離強度はｌｂ．／ｉｎ．又はＮ／ｃｍで表され、本願の多層材料の剥離強度は、例えばＴ型剥離試験（例えば、ＡＳＴＭ  Ｄ１８７６）において測定すると、約０．５もしくは１．０ｌｂ．／ｉｎ．より大きいか、又は約０．９もしくは１．７５Ｎ／ｃｍより大きい。好ましい場合においては、本願の多層フィルムのＴ型剥離強度は、約２又は２．５Ｎ／ｃｍ超であり、場合によっては、剥離強度（例えば、Ｔ型剥離又は１８０°剥離）は、一方又は両方の層の引張強度より大きく、その結果、層自体が互いから剥離する前に破断する。変性ポリエチレンと未変性ポリエチレンとを含むそのような混合樹脂においては、該２種のポリエチレンは、押出中に、絡み合う、及び／又はファンデルワールス相互作用により結合し得る。変性ポリエチレン及び未変性ポリエチレンを、例えば粉砕再生材料、ペレット、又は、その他微粒子といった、固体のペレット微粒子の混合物として押出機に供給してもよい。
【００４２】
シール層は、同じ又は類似した組成を有する複数の副層として押し出してもよい。多数の隣接した押出ダイチャネルを用いて、結合して１つのシール層を形成する多数の副層を共押出してもよい。そのような共押出を実施し、その結果、単層ダイを介して押し出される単一層のシール層と同様の特性を有し、それと同じように機能するシール層が生じるようにしてもよい。
【００４３】
使用された材料に依る共有結合又は非共有結合を介して、シール層と遮断層を接着してもよい。場合によっては、非共有結合には、水素結合、イオン結合、静電結合、ファンデルワールス結合、及び疎水的相互作用が含まれてもよい。例えば、シール層が、無水物変性ポリエチレンを含み、ＥＶＯＨ又はポリアミドで形成される遮断層に隣接する場合においては、該変性無水物の無水物基は、該遮断層の水酸基と共有結合し、また、該無水物基と該遮断層のアミド基又は水酸基の間には水素結合が生じる。
厚さ
【００４４】
典型的な多層フィルムの厚さは約０．５〜２ミル、より典型的には約０．７５〜１．２５ミルであり、また、典型的なフィルムの全厚は約１ミルである。個々の層の厚さは通常多層フィルムの全厚の約１％〜９９％である。遮断層の厚さは通常多層フィルムの全厚の約１％〜２０％でもよく、また、シール層の厚さは、合わせて、通常多層フィルムの全厚の約５０％〜９９％でもよく、多くの実施形態において、シール層の厚さは、合わせて、多層フィルムの全厚の７０％以上、より好ましくは８０％以上であり、個々のシール層の厚さは多層フィルムの全厚の約４０％〜４９．５％である。以下に説明する通り、他の実施形態においては、他の好適な厚さを使用することができる。
【００４５】
遮断層の厚さ６４は通常多層フィルムの厚さ６０の約１％以上約２０％未満であり、一方、好ましい実施形態では約３％〜１７％であり、また、他の場合においては、遮断層の厚さは、多層フィルムの厚さ６０の約５％、１０％、又は１５％でもよい（前記厚さは図１に対して示されたものであるが、該当する場合には、該厚さを他の実施形態に対して対応させてもよい）。種々のタイプの包装に使用される幾つかの実施形態においては、例えば非常に低い酸素移動速度が求められる、より厚い遮断層によってメリットがもたらされ得る。他の実施形態においては、遮断層の厚さは、多層フィルムの全厚の２０％超であり、場合によっては、最大約２５％、３０％、もしくはそれ以上であるが、また他の実施形態においては、他の好適な厚さを使用してもよい。幾つかの実施形態において、遮断層の厚さは、多層フィルムの全厚の約１％〜７％である。他の場合には、遮断層は、多層フィルムの全厚の約５％、１０％、又は１５％でもよい。さらに他の実施形態においては、遮断層は、多層フィルムの全厚の約１〜３０％、５〜２５％、又は１０〜２０％でもよい。ほとんどの場合、遮断層の厚さは、遮断層が気体を遮断するのに十分な厚さである。多くの実施形態においては、ナイロンを含む遮断層の厚さは、ＥＶＯＨを含む遮断層の厚さより大きくてもよく、例えば、ナイロンを含む遮断層の厚さは約３〜１５％であり、ＥＶＯＨを含む遮断層の厚さは約１〜１０％である。例えば遮断層がＥＶＯＨからなる場合は、該遮断層の厚さは、好ましくは、多層フィルムの全厚の約５％でもよい。他の場合、例えば遮断層がナイロンからなる場合には、該遮断層の厚さは、多層フィルムの全厚の約１０％でもよい。遮断層が、２つのナイロン遮断副層と前記２つの遮断副層間に配置されたＥＶＯＨコア副層とを含む他の場合において、前記ＥＶＯＨ副層の厚さは、多層フィルムの全厚の約１〜７％でもよく、また各ナイロン副層の厚さは、多層フィルムの全厚の約１〜７％でもよい。
【００４６】
幾つかの実施形態においては、シール層の厚さは、合わせて、多層フィルムの全厚の約８０〜９９％である（前記厚さは図１に対して示されたものであるが、該当する場合には、該厚さを他の実施形態に対して対応させてもよい）。場合によっては、各シール層の厚さは、多層フィルムの全厚の約４７．５％、４５％、又は４２．５％でもよい。シール層が２つ以上の副層からなる場合、各副層の厚さは同じであってもよく、例えば各シール層の厚さが多層フィルムの全厚の４５％であり、且つ該シール層が３つの副層を含む場合、各副層の厚さは多層フィルムの全厚の１５％である。
【００４７】
上述の通り、ある層の副層がそれぞれ異なる厚さを有していてもよい。例えば、図２を参照すると、層２２が２つの副層２６を含んでおり、該２つの副層２６は異なる厚さを有していてもよい。
押出
【００４８】
多層フィルムを製造するための他の工程も考えられるが、公知の押出技術又は共押出技術のいずれかを用いて、本発明のフィルムを形成してもよい。場合によっては、各層の材料を溶解且つ押し出すために、様々な層をそれぞれ異なる温度で押し出してもよく、その際には、シール層の組成は、遮断層の材料に接着するよう改変されている状態である。いくつかの実施形態においては、遮断層と、さらには多くの場合、その中間層を、シール層の温度より高い温度で押し出す。場合によっては、押出温度を変更することによって、押し出される層の接着性を変えてもよい。
【００４９】
好適な共押出工程にはインフレーション押出が含まれ、該インフレーション押出においては、環状ダイを介して溶融状態にある組成物を押し出し、その後、吹いて膨らませ、且つ冷却して、管状インフレーションフィルムを形成する。ある場合においては、インフレーションフィルムチューブを細長く切り、開いて、平坦なフィルムを形成し、また他の場合においては、インフレーションフィルムチューブの管状構成をさらに変換する。冷却ロール押出工程においては、例えば、フィードブロックダイ装置を介して、各層の樹脂を共押出することができる。例えば、フラットダイを介して溶融状態にある組成物を押し出し、その後冷却して、フィルムを形成することができる。
フィルムの変換及び活用
【００５０】
保護包装用途に用いるために、２プライの多層フィルムを所定のパターンで互いに対してヒートシールすることによって多層フィルムを変換することができ、その後、流体、好ましくは気体、例えば空気を用いて膨張させることができる。多くの場合、例えば、米国特許第７，８６２，８７０号及び米国特許出願第１３／８４４，６５８号に開示されているように、膨張したフィルムをユーザがシールすることができる。例えば、前記米国特許出願第１３／８４４，６５８号、又は米国特許第８，４５４，７７９号及び第８，０６１，１１０号に開示されているように、変換されたフィルムを連続膨張シール装置用に構成してもよい。米国特許第６，７８９，３７６号に開示されているような、プライを現場で変換、膨張、及びシールする装置を使用してもよい。又は、例えば米国特許出願公開第２００４／０１６３９９１号に開示されているように、前記フィルムを単一の膨張操作用に構成してもよく、また多層フィルムのプライの間に逆止弁を設けてもよい。他の実施形態においては、米国特許出願公開第２０１３／００４７５５２号に開示されているように、フォーム・イン・バッグ保護包装のために、前記フィルムを泡前駆体で満たして前記フィルムをシールする装置において、前記フィルムを用いてもよい。
【００５１】
図７を参照すると、保護包装材７９を作製するためのシールパターンを形成するよう前記フィルムを変換する際に、管状フィルム材料を平坦にして、該材料の重畳するプライ８０、８１を形成する、又は該材料が非管状である場合は、該材料を例えばＣ折りして重畳するプライを形成してもよい。シールパターン８２をフィルムの前記２つのプライ８０、８１に適用し、前記プライの互いに接触しているシール層を互いに対してシールする。図７に示される実施形態においては、シールパターン８２により膨張領域が設けられ、該シールパターンは膨張ノズルを受けるチャネル８４であり、且つ独立した膨張可能なチャンバ８８を画する横断方向シール８６であってもよい。他の実施形態においては、チャンバ８８方向以外の放射状方向にチャネル８４を閉じて、チャネル８４が受けた伸長したノズルを完全に囲み、一方、開放された膨張領域が設けられ、例えば、該膨張領域においてチャンバ間にあるノズルを受けるチャンバ８８への入口とは反対側に独立した端部を有する２つのフラップが含まれる。チャンバ８８の入口へ気体を吹き込む膨張ノズルの周辺で、そのようなフラップを挟んでもよい。２つの独立したプライを互いに重畳させて、膨張可能な保護包装ピローの互いに向かい合う壁を形成する際に通常適用されるように、例えば、Ｃ折れフィルムの折り畳み又は長手方向のシールによって、チャンバ８８の端部９６を閉じることが好ましい。長手方向に伸びるシール片９０は、膨張の時には、膨張した保護包装にヒンジ線を付与し、チャンバ８８の高さを抑えるのに役立つ。互いに接着している可変数のチャンバ８８を有する１つの膨張した保護包装材７９を、該保護包装材７９の残りの部分からユーザが選択的に切り離すことができるように、弱められた線を付してもよい。そのような弱められた線は、例えば、１本のミシン目９２、又は他の好適な構造によって設けてもよい。例えば線９４等に、例えばヒートシール又は他の好適な方法により、横方向のシール線と長手方向に交差するシール線を付して、隣接したシール層を一緒にシールして、膨張したチャンバをシールしてもよい。当技術分野において公知のように、例えばチャンバ内に、横断方向のシール８６と接触又は離間するようにして他のシール片を追加してもよい。シール操作においては、シール層を十分に加熱し、シール層の少なくとも一部を溶解及び冷却する等によってシール層同士を接着することが好ましい。遮断層は、膨張したチャンバ内に、空気などの気体、又は他の流体を保持する。いくつかの実施形態においては、流体は泡でもよい。例えば、米国特許第６，７８９，３７６号、第７，８６２，８７０号、第８，０６１，１１０号、及び第８，４５４，７７９号、米国特許出願公開第２０１３／００４７５５２号、並びに米国特許出願第１３／８４４，６５８号に開示されているように、多層フィルムを様々な構成に変換し、膨張させてシールしてもよい。
【実施例】
【００５２】
以下に、実施例を用いて本開示を例証するが、実施例は、本開示の実施を例証することを意図するものであって、本開示の範囲を限定するのを示唆することを意図するものではない。以下の実施例は、図８にまとめられている構成により作製された。他の実施形態も同様に考えられる。
実施例１：ポリアミドナイロン遮断層を備える７層共押出フィルム（図３）：
【００５３】
ナイロン遮断層３４を、ポリエチレンと無水物変性ポリエチレンとを含む混合樹脂から形成される２つのシール層３２の間に、コアとして配置した。ポリエチレン：変性ポリエチレンの比率は、９０：１０であった。本実施例においては、遮断層３４を、１つの共押出層として作製し、各シール層３２を、同じ組成を有する３つの副層を共押出することにより形成した。
【００５４】
ナイロン遮断層３４の厚さ６４は、多層フィルム３０の全厚６０の１０％であった。シール層の各副層３６の厚さ６６は、多層フィルムの全厚６０の１５％であった。したがって、２つのシール層３２はそれぞれ、多層フィルム３０の全厚６０の４５％を占めた。
実施例２：エチレンビニルアルコール遮断層を備える７層共押出フィルム（図３）：
【００５５】
単層押出されたＥＶＯＨ遮断層３４を、ポリエチレンと無水物変性ポリエチレンとを含む混合樹脂から形成される２つのシール層３２の間に、コアとして配置した。ポリエチレン：変性ポリエチレンの比率は、９０：１０であった。本実施例においては、遮断層３４を、単層の共押出層として作製し、各シール層３２を、同じ組成を有する３つの副層を共押出することにより形成した。
【００５６】
ＥＶＯＨ遮断層３４の厚さ６４は、多層フィルム３０の全厚６０の５％であった。シール層の各副層３６の厚さ６６は、多層フィルムの全厚６０の１５．８３％であった。したがって、２つのシール層３２はそれぞれ、多層フィルム３０の全厚６０の４７．５％を占めた。
実施例３：エチレンビニルアルコール及びポリアミドナイロンから形成される遮断層を備える７層共押出フィルム（図５）：
【００５７】
遮断層５４を、ポリエチレンと無水物変性ポリエチレンとを含む混合樹脂から形成される２つのシール層５２の間に配置した。ポリエチレン：変性ポリエチレンの比率は、９０：１０であった。本実施例においては、ＥＶＯＨから形成されるコア副層５８ａと、該コア副層５８ａを挟持し、ナイロンから形成される２つの副層５８ｂとによって遮断層５４を作製し、同じ組成を有する２つの副層を共押出して各シール層５２を形成した。
【００５８】
ＥＶＯＨ副層５４ａ及びナイロン副層５４ｂそれぞれの厚さは、多層フィルム５０の全厚６０の５％であった。シール層の各副層５６の厚さ６６は、前記多層フィルムの全厚６０の２１．２５％であった。したがって、２つのシール層５２はそれぞれ、多層フィルム５０の全厚６０の４２．５％を占めた。
実施例４：ポリアミドナイロン遮断層を備える５層共押出フィルム（図２）：
【００５９】
ナイロン遮断層２４を、ポリエチレンと無水物変性ポリエチレンとを含む混合樹脂からなる２つのシール層２２の間に、コアとして配置した。ポリエチレン：変性ポリエチレンの比は９０：１０であった。本実施例においては、遮断層２４を、単層の共押出層として形成し、各シール層２２を、同じ組成を有する２つの副層を共押出することにより形成した。
【００６０】
ナイロン遮断層２４の厚さ６４は、多層フィルム２０の全厚６０の１０％であった。シール層の各副層２６の厚さ６６は、多層フィルムの全厚６０の２２．５％であった。したがって、２つのシール層２２はそれぞれ、多層フィルム２０の全厚６０の４５％を占めた。
実施例５：エチレンビニルアルコール遮断層を備える５層共押出フィルム（図２）：
【００６１】
ＥＶＯＨ遮断層２４を、ポリエチレンと無水物変性ポリエチレンとを含む混合樹脂から形成される２つのシール層２２の間に、コアとして配置した。ポリエチレン：変性ポリエチレンの比率は、９０：１０であった。本実施例においては、遮断層２４を、単層の共押出層として作製し、各シール層２２を、同じ組成を有する２つの副層を共押出することにより形成した。
【００６２】
ＥＶＯＨ遮断層２４の厚さ６４は、多層フィルム２０の全厚６０の５％であった。シール層の各副層２６の厚さ６６は、多層フィルムの全厚６０の２３．７５％であった。したがって、２つのシール層２２はそれぞれ、多層フィルム２０の全厚６０の４７．５％を占めた。
実施例６：エチレンビニルアルコール及びポリアミドナイロンから形成される遮断層を備える５層共押出フィルム（図４）：
【００６３】
遮断層４４を、ポリエチレンと無水物変性ポリエチレンとを含む混合樹脂から形成される２つのシール層４２の間に配置した。ポリエチレン：変性ポリエチレンの比率は、９０：１０であった。本実施例においては、遮断層４４は、ＥＶＯＨから形成されるコア副層４８ａと、該コア副層４８ａを挟持し、ナイロンから形成される２つの副層４８ｂとによって作製され、シール層４２のそれぞれを単層の共押出層として形成し、同じ組成を有した。
【００６４】
ＥＶＯＨ４４ａ及びナイロン副層４４ｂそれぞれの厚さは、多層フィルム４０の全厚６０の５％であった。２つのシール層４２はそれぞれ、多層フィルム４０の全厚６０の４２．５％を占めた。
実施例７：ポリアミドナイロン遮断層を備える３層共押出フィルム（図１）：
【００６５】
ナイロン遮断層１４を、ポリエチレンと無水物変性ポリエチレンとを含む混合樹脂から形成される２つのシール層１２の間に、コアとして配置した。ポリエチレン：変性ポリエチレンの比率は、９０：１０であった。本実施例においては、遮断層１４及びシール層１２のそれぞれを単層の共押出層として作製し、該２つのシール層１２の組成は同じであった。
【００６６】
ナイロン遮断層１４の厚さ６４は、多層フィルム１０の全厚６０の１０％であった。２つのシール層４２はそれぞれ、多層フィルム１０の全厚６０の４５％を占めた。
実施例８：エチレンビニルアルコール遮断層を備える３層共押出フィルム（図１）：
【００６７】
ＥＶＯＨ遮断層１４を、ポリエチレンと無水物変性ポリエチレンとを含む混合樹脂から形成される２つのシール層１２の間に、コアとして配置した。ポリエチレン：変性ポリエチレンの比率は、９０：１０であった。本実施例においては、遮断層１４及びシール層１２のそれぞれを単層の共押出層として作製し、該２つのシール層１２の組成は同じであった。
【００６８】
ＥＶＯＨ遮断層１４の厚さ６４は、多層フィルム１０の全厚６０の５％であった。２つのシール層４２はそれぞれ、多層フィルム１０の全厚６０の４７．５％を占めた。
実施例９：７層フィルム及び５層フィルムの試験：
【００６９】
実施例１及び実施例３の上記フィルムの物理的特性について、当技術分野において公知であるＡＳＴＭ標準試験法を用いて試験を実施した。また、これら２つのフィルムを用いてエアクッションを構成し、該エアクッションに対しても試験を実施した。これら２つのフィルムから得られた結果を他の２つのフィルムと比較し、図９にまとめた。上記２つの比較フィルムは、標準変性ポリエチレン連結層を備えたナイロン含有フィルム（ナイロン標準連結層）及びフレックス（１．０）Ａ４．１．０．ＰＥ単層フィルムであった。
【００７０】
結果がミル（１／１０００インチ）で表される、厚さの標準測定プロトコルを用いてフィルムの寸法を測定することによって、各フィルムの厚さを求めた。
【００７１】
フィルムの摩擦係数（ＣＯＦ）を、標準ＡＳＴＭ  Ｄ１８９４  ＣＯＦ試験手順を用いて求めた。前記ＣＯＦについては、二方向、すなわち内部から内部への方向及び外部から外部への方向に対して試験を実施した。図９に結果を示す。
【００７２】
薄いプラスチックシートの引張特性を測定するためのＡＳＴＭ  Ｄ８８２標準試験法を用いて、フィルムの引張強さを求めた。二方向、すなわちフィルムが押出しされる方向を基準にした縦方向（ＭＤ）及び横方向（ＴＤ）に対して試験を実施した。本試験を用いて、引張強さ、伸び率、収率、及び１％割線弾性係数を求めた。破断点引張強さ値はｐｓｉ（ポンド毎平方インチ）で表す。破断点伸び率は、サンプルの原長に対する百分率で表す。収率はｐｓｉで表す。また、１％割線弾性係数もｐｓｉで表す。
【００７３】
フィルムの衝撃抵抗についても、標準ＡＳＴＭ  Ｄ１７０９落槍衝撃試験手順を用いて試験を実施した。
【００７４】
フィルム光沢も測定した。図９に、前記フィルムに４５°の角度で当たった後に反射した光の比率を百分率で表す。
【００７５】
フィルムによる光の散乱、すなわちヘイズも測定した。本試験において、２．５°より大きく偏向してフィルムを透過した光の比率を百分率で表す。
【００７６】
フィルムの引裂き強さについて、エルメンドルフ試験により試験を実施した。本試験において、フィルムに入れた切り目を広げるのに必要とされる力をグラムで表す。
実施例１０：エアクッション試験：
【００７７】
実施例９のフィルムを用いてエアクッションを作製した。膨張したエアクッションに対して、標準法を用いて、破裂強さ、真空度、クリープ強さ、及び落下試験を実施した。例えば、落下試験は当技術分野において公知である標準フェデックス法に従って実施した。結果は図９にまとめられている。
実施例１１：７層フィルムの試験：
【００７８】
７本のチャネルを有するダイ共押出機を用いて作製したフィルムを分析した。図１０に、種々のフィルムの構成を示す。フィルムサンプルは、サンプル１〜８及び対照フィルムであった。前記対照フィルムは、遮断層を有していなかった。サンプル１〜４はナイロン遮断層を含み、サンプル５〜８は遮断層にＥＶＯＨを含んでいた。図１０に、試験したサンプルに用いられた種々の樹脂の組成を示す。
【００７９】
図１０に記載されているサンプルに対して、上述した方法を用いて試験を実施した。さらに、サンプルフィルムの酸素移動速度（Ｏｘ  Ｔｒａｎｓ  Ｒａｔｅ、又は、ＯＴＲ）及び剥離力（１８０°剥離強度試験）を求める試験を実施した。用いられた方法は上述のとおりである。図１１に試験結果を示す。これらの試験によって、混合樹脂からなるシール層を備えた本開示の実施形態の多層フィルム（例えば、サンプル３〜４、及びサンプル７〜８）は、遮断層とシール層の間に連結層が配置されているフィルム（例えば、サンプル１〜２及びサンプル５〜６）と同様の性能特性を有していたことを確認した。
【００８０】
結果がミル（１／１０００インチ（１／２．５４×１０4ｍｍ））で表される、厚さの標準測定プロトコルを用いてフィルムの寸法を測定することによって、各フィルムの厚さを求めた。
【００８１】
本発明の例示の実施形態がここで開示されたが、多くの変更及び他の実施形態が当業者によって考案され得ることが理解されよう。例えば、種々の実施形態の特徴は、他の実施形態において使用されることができる。従って、添付の特許請求の範囲は、本発明の精神と範囲内に入る全てのそのような変更及び実施形態に及ぶことが意図されていることが理解されよう。
［関連出願の引用］
【００８２】
本ＰＣＴ特許出願は、２０１３年７月３１日に出願された米国仮特許出願第６１／８６０，３５６号「高い層間接着性を有する多層フィルム」、及び２０１３年１２月９日に出願された米国非仮特許出願第１４／１０１，１０４号「高い層間接着性を有する多層フィルム」を基礎として優先権を主張するものであり、それぞれの出願の開示は、その全体が参照によってここに組み込まれる。
【図１】
0006559669.tif 000002
【図２】
0006559669.tif 000003
【図３】
0006559669.tif 000004
【図４】
0006559669.tif 000005
【図５】
0006559669.tif 000006
【図６】
0006559669.tif 000007
【図７】
0006559669.tif 000008
【図８】
0006559669.tif 000009
【図９】
0006559669.tif 000010
【図１０】
0006559669.tif 000011
【図１１】
0006559669.tif 000012