(57)【要約】本発明は、ポリマーフィルム穿刺性、ならびに任意に封止性（穿刺物体周囲に適合するフィルムの能力）および再封止性（穿刺物体によって形成された穴を閉じるフィルムの能力）を制御する方法を開示する。フィルムおよび穿刺物体を含むシステムも開示される。穿刺性は、フィルムと穿刺物体との間の摩擦、フィルムの曲げ剛性、フィルムの回復応力、およびフィルムの破断時伸び、の目標レベルを達成することによって制御される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーフィルムの穿刺性の制御方法であって、
ポリマーフィルムを提供する工程と、
前記フィルムと穿刺物体との間の摩擦、
前記フィルムの曲げ剛性、
前記フィルムの回復応力、および
前記フィルムの破断時伸びのうち少なくとも１つの目標レベルを達成するために前記フィルムを改質する工程と、
を含む方法。
【請求項２】
前記フィルムの穿刺部位の封止性を制御する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルムの穿刺部位の再封止性を制御する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルムを改質する工程が、前記フィルムの表面への改質材料を適用する工程、または前記フィルムへの改質材料を混入する工程のうち少なくとも１つを含み、前記混入される改質材料が、前記フィルムの主面に実質的に移行するという理由で選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記改質材料が潤滑剤である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記改質材料がシリコーンである、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記改質材料が前記穿刺物体に接着される、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記改質材料が接着剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリマーフィルムが、２つの外部層と、コア層を形成する少なくとも１つの内部層とを含む多層フィルムである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィルムの表面を改質する工程が、
前記フィルムと穿刺物体との間の摩擦、
前記フィルムの曲げ剛性、および
前記フィルムの破断時伸びのうち少なくとも１つの目標レベルを達成するための、前記フィルムの少なくとも１つの前記外部層を改質する工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
目標レベルの穿刺性を有する多層ポリマーフィルムの製造方法であって、
第１の層を形成するためのプラスチック材料を選択する工程と、
第２の層を形成するためのエラストマー材料を選択する工程と、
多層ポリマーフィルムを形成するために前記プラスチック材料と前記エラストマー材料とを接合させる工程と、
を含み、
前記第１の層および第２の層を形成する材料の種類および量が、
前記フィルムと穿刺物体との間の摩擦、
前記フィルムの曲げ剛性、
前記フィルムの回復応力、および
前記フィルムの破断時伸びのうち少なくとも１つの目標レベルを達成するために選択される、方法。
【請求項１２】
前記第１の層と第３の層とが外部層を形成し、前記第２の層が３層構造のコア層を形成するように、前記第３の層を形成するためのプラスチック材料を選択する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記コア層用のエラストマー材料を選択する工程が、前記フィルムの回復応力の目標レベルを達成するためのエラストマー材料を選択する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フィルムが目標レベルの封止性をさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記フィルムが目標レベルの再封止性をさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
目標レベルの穿刺性を有するポリマーフィルムの製造方法であって、
ポリマー材料および改質材料を選択する工程と、
溶融混合物を形成するために前記ポリマー材料と前記改質材料を混合する工程と、
前記溶融混合物をフィルムに成形する工程と、
を含み、
ポリマー材料および改質材料の種類および量は、
前記フィルムと穿刺物体との間の摩擦、
前記フィルムの曲げ剛性、
前記フィルムの回復応力、および
前記フィルムの破断時伸びのうち少なくとも１つの目標レベルを達成するために選択される、方法。
【請求項１７】
前記フィルムが目標レベルの封止性をさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィルムが目標レベルの再封止性をさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１９】
第１および第２の平行な主面を有するポリマーフィルムであって、前記第１の主面に穿刺物体を作用させることによって前記フィルムを所与の変位量で延伸すると、前記フィルムは穿刺可能であるが、前記第２の主面に同じ穿刺物体を作用させて同じ変位量で前記フィルムを延伸しても、前記フィルムを穿刺することは不可能である、ポリマーフィルム。
【請求項２０】
所与の曲げ剛性、回復応力、および破断時伸びを有するポリマーフィルムを提供する工程と、
前記フィルムの穿刺物体による穿刺性が所望のレベルとなる、少なくとも１つの特性を有する穿刺物体を提供する工程と、
を含む、ポリマーフィルムの穿刺性を制御するシステム。
【請求項２１】
前記特性が、前記穿刺物体の形状、前記穿刺物体の材料、および前記穿刺物体と前記フィルムとの間の摩擦係数からなる群より選択される特性である、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記穿刺物体がポリプロピレンであり、前記物体と接触するフィルムの層が高密度ポリエチレンである、請求項２０に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所望の用途に応じて穿刺可能または耐穿刺性にすることが可能なポリマーフィルムに関する。また、一部のポリマーフィルムは任意に、異なる程度の封止性および再封止性を有するようにすることができる。
【背景技術】
【０００２】
フィルムの用途の違いによって、異なるレベルの穿刺性が要求される。例えば、食品の包装などの包装用途では、低レベルの穿刺性が望ましい。他の用途では、高レベルの穿刺性が望ましくなる場合がある。他の用途では、様々なレベルのフィルム封止性（穿刺物体周囲に適合するフィルムの能力）および再封止性（穿刺物体によって形成された穴を再封止するフィルムの能力）も要求されうる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明は、ポリマーフィルムの穿刺性を制御する方法であって、フィルムが穿刺される（または穿刺に抵抗する）能力を増大または低下させる方法に関する。任意にこの用法によって、穿刺されたポリマーフィルムの封止性および再封止性が制御されて、穿刺部位を封止または再封止する能力が増大または低下する。フィルムの穿刺の有無、かつ任意にフィルムの封止または再封止の有無の程度は、フィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦、のうち少なくとも１つによって決定される。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の一実施態様では、ポリマーフィルムの穿刺性の制御方法が提供される。この方法は、ポリマーフィルムを提供する工程と、フィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦、のうち少なくとも１つで所望レベルを達成するためにフィルムを改質する工程と、を含む。フィルムの改質は、多くの方法によって実施可能である。例えばこの改質は、穿刺物体が貫入する前または貫入中にフィルムの温度を変化させること、穿刺物体を貫入させる前にフィルムを延伸し任意に弛緩させること、フィルム表面に移行する改質材料をフィルム全体に混入すること、あるいはフィルム表面に別の層として改質材料を適用することによって、フィルムの弾性率を変化させることを含むことができる。ポリマーフィルムが少なくとも２つの層で構成される場合は、改質する工程は、一方または両方のポリマー材料の種類を変化させる工程や、あるいは穿刺物体と最初に接触する表面層の厚さを変化させる工程を含んでもよい。
【０００５】
フィルムを改質する工程が、フィルム表面への改質材料を適用する工程を含む場合、改質材料は、穿刺物体に対して異なる摩擦係数を有する潤滑剤や接着剤などの種々の材料であってよい。例えば、一般に表面摩擦係数を減少させるシリコーン油などの潤滑剤から、一般に表面摩擦係数を増加させる接着剤などのエラストマー材料までの範囲に及ぶ。
【０００６】
本発明の別の実施態様では、ポリマーフィルムは、少なくとも２つの層の多層フィルムである。このような多層フィルムを改質する工程は、フィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦、のうち少なくとも１つの目標レベルを達成するために、フィルムの少なくとも１つの層を改質する工程を含むことができる。
【０００７】
本発明の別の実施態様では、穿刺性、ならびに任意に穿刺部位の封止性および再封止性が目標レベルである多層ポリマーフィルムの製造方法が提供される。この方法は、（１）第１の層を形成するためのプラスチック材料を選択する工程と、（２）第２の層を形成するためのエラストマー材料を選択する工程と、（３）多層ポリマーフィルムを形成するためにプラスチック材料とエラストマー材料とを接合させる工程と、を含む。第１の層および第２の層を形成する材料の種類および量は、フィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦、のうち少なくとも１つの目標レベルを達成するために選択することができる。
【０００８】
この方法は、第１の層と第３の層とが外部層を形成し、第２の層が３層構造のコア層を形成するように、第３の層を形成するためのプラスチック材料を選択する工程をさらに含むことができる。好ましくは、コア層の材料を選択する工程は、目標レベルのフィルムの破断時伸びを達成するためのエラストマー材料を選択する工程を含む。この方法は、３層構造に追加層を加える工程をさらに含むことができる。
【０００９】
本発明は、この方法によって製造される多層ポリマーフィルムも提供する。一実施態様では、フィルムは、第１の主面に穿刺物体を作用させることによってフィルムを所与の変位量で延伸すると、フィルムは穿刺可能であるが、第２の（反対側の）主面に同じ穿刺物体を作用させて同じ変位量でフィルムを延伸しても、フィルムを穿刺することは不可能である。
【００１０】
本発明はさらに、目標レベルの穿刺性、ならびに任意に穿刺部位の目標レベルの封止性および再封止性を有するポリマーフィルムを製造するための別の方法を提供する。この方法は、ポリマー材料および改質材料を選択する工程と、溶融混合物を形成するためにポリマー材料と改質材料とを混合する工程と、溶融混合物をフィルムに成形する工程と、を含み、ポリマー材料および改質材料の種類および量は、フィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦、のうち少なくとも１つの目標レベルを達成するために選択される。溶融混合物は、２種類の材料の混和性または非混和性のいずれの混合物であってもよい。
【００１１】
本発明は、所望のレベルの穿刺性を得るために、特定の特性および性質を有するフィルムと、特定の特性および性質を有する穿刺物体とを選択することによる、フィルムの穿刺性を制御するためのシステムをさらに提供する。
【００１２】
本明細書で使用される場合、「フィルムの破断時伸び」は、ＡＳＴＭ規格Ｄ８２２によって測定される破断時引張歪みを意味する。
【００１３】
本明細書で使用される場合、「フィルム」は、２つの主面を有する任意の形状を有する可撓性物品（例えば、シートまたは管）を意味する。任意に、フィルムは２つ以上の層を有する。使用される材料および構造に依存するが、一般にフィルムの全体の厚さは約４００μｍ（０．０１６インチ）以下であり、より一般的には約２５０μｍ（０．０１０インチ）以下である。
【００１４】
本明細書で使用される場合、「フィルムの曲げ剛性」は、フィルムの弾性率と慣性モーメントの積を意味する。
【００１５】
本明細書で使用される場合、「荷重」は、本体に作用する機械的な力を意味する。
【００１６】
本明細書で使用される場合、「フィルムの弾性率」は、１歪み単位だけフィルムを変形させるために必要な力の量を意味する。
【００１７】
本明細書で使用される場合、「フィルムの慣性モーメント」は、フィルムの幾何学的剛性（すなわち、厚さの３乗／１２）を意味する。
【００１８】
本明細書で使用される場合、「穿刺性」は、プローブの荷重がフィルムに加えられたときの破断時の変位量を意味する。
【００１９】
本明細書で使用される場合、「再封止性」は、穿刺部位が完全に閉じるまで、穿刺部位におけるフィルムの穴を小さくするフィルムの能力を意味する。再封止性が望ましい実施態様では、好ましくは、穿刺物体によってフィルムに形成された穴は、穴の周囲が穿刺物体の周囲の５０％未満になるように再封止される。より好ましくは、穿刺物体の周囲の２０％未満まで穴が縮小される。
【００２０】
本明細書で使用される場合、「封止性」は、穿刺物体がフィルムを穿刺する時に穿刺物体周囲を封止するフィルムの能力を意味する。
【００２１】
本明細書で使用される場合、「フィルムの回復応力」は、ＡＳＴＭ規格Ｄ８２２によって測定されたように、伸び３００％におけるフィルムの引張応力と、伸び３００％まで延伸した後でフィルムを元の長さに戻した場合の応力の差を意味する。
【００２２】
本明細書で使用される場合、「フィルムと穿刺物体との間の表面摩擦」は、穿刺物体の材料からなるトラック上でフィルムで覆われたそりを引っ張るための接線力を、そりの垂直力（重量）と比較して表される線形係数を意味する。これは実施例の項でさらに詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
本発明は、穿刺、ならびに任意に封止および／または再封止が制御可能なポリマーフィルムに関する。特に、本発明は、穿刺性（すなわち、フィルムが穿刺される、または穿刺に抵抗する能力）、任意に穿刺部位の再封止性（すなわち、フィルムが再封止される、または再封止に抵抗する能力）、および任意に穿刺部位の封止性（すなわち、穿刺物体周囲でシールを形成するフィルムの能力）の制御（すなわち調整）方法を提供する。通常、これらの性質は、フィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦、のうち少なくとも１つによって決定される。
【００２４】
本発明の方法は、フィルムの穿刺性を低下させる（すなわち、穿刺に対する抵抗性を増大させる）ことが望ましい用途、およびフィルムの穿刺性を増大させることが望ましい他の用途に使用することができるので好都合である。本発明の方法は、フィルムの穿刺部位の再封止性を増大させることが望ましくなりうる用途に使用することができるので好都合である。多くの用途では、穿刺可能であり穿刺部位を再封止可能なフィルムが製造されると特に好都合である。穿刺部位を材料が通過するのを防止することが望ましい用途では、穿刺物体周囲でのフィルムの封止性も好都合である。例えば、密封された状態にある材料と大気汚染物質との接触を防止することが望ましい場合があるし、あるいは密封された材料が大気中に放出されるのを防止することが望ましい場合もある。フィルムの穿刺性が望ましくない場合や、フィルムの穿刺性が望ましい場合で、さらにポリマーフィルムの一方の側に材料が収容された状態で維持されることが望ましい場合に、上記のことが望ましくなりうる。例えば、密封された状態で材料が維持されることが、密封しているフィルムを穿刺可能なシリンジを介して材料に到達可能となることが望ましい場合がある。
【００２５】
一実施態様では、フィルムの曲げ剛性と、フィルムの破断時伸びと、フィルムの回復応力と、フィルムと穿刺物体との間の表面摩擦とで所望のレベルを達成するためにフィルムの表面を改質することによって、穿刺性を制御することができる。表面の改質は多数の方法によって実施することができる。例えばこの改質は、穿刺物体が貫入する前または貫入中にフィルムの温度を変化させること、穿刺物体を貫入させる前にフィルムを延伸し任意に弛緩させること、フィルム表面に改質材料を適用すること、あるいはフィルムを構成する材料全体に改質材料を添加することによって、フィルムの弾性率を変化させることを含んでよい。多層フィルムの場合、改質は、１つ以上の層の厚さを変化させること、または穿刺物体と最初に接触する表面層の性質を変化させることを含んでもよい。
【００２６】
フィルムの耐穿刺性を制御するための別の方法は、穿刺物体とフィルムとの間の摩擦係数（以降ＣＯＦ）を変化させることである。穿刺物体と可撓性フィルムとの相互作用は多くの場合、以下のように相互作用する。すなわち、穿刺物体をフィルムと接触させると、穿刺物体の移動する方向にフィルムが変形する。このことは、穿刺物体先端の近傍でフィルムが局所的に延伸されることによって実現される。フィルムが延伸されると、フィルム材料の弾性によって、フィルム構造による穿刺物体へのフープ（半径方向に内側に圧縮する）応力が作用する。この力は、穿刺物体の外側面に対してほぼ垂直に作用する。同時に、フィルムのフープ応力によって作用する力に対して下方かつ垂直方向に、穿刺物体の運動と関連する力が接線方向または表面に生じる。
【００２７】
ＣＯＦが大きい場合（すなわち、穿刺物体がフィルム表面に付着する場合）、穿刺物体に抵抗してフィルムを保持するフィルムフープ応力からの垂直力に打ち勝つほど、穿刺物体が下方に進んでフィルムに入り込む運動に関する接線応力は大きくない（すなわち、ＣＯＦと垂直力の積が接線力よりも大きい）。したがって、穿刺物体は周囲のフィルムとともに下方に押し込まれ、その結果、物体によって作用する力は、物体と接触するフィルム表面全体に分散する。穿刺物体と接触するフィルムは、機械的破壊が生じるほど大きな応力を受けないため、物体と接触するフィルムが穿刺物体の動きに合わせて引っ張られるときに、穿刺物体と接触していないフィルム部分にも歪みが生じる。フィルムのこの非接触部分の変形が穿刺物体の荷重を効率的に分散させ、そのため、はるかに大きな変位、すなわちフィルムの大きな変形が生じた場合にのみ機械的破壊が起こる。
【００２８】
逆に、ＣＯＦが小さい場合、穿刺物体からの接線力は垂直力に打ち勝ち、物体はフィルム表面に向かって滑る。このため、穿刺物体のすべての荷重が穿刺物体の先端に集中し、それによって物体がフィルムを穿刺する（すなわち、機械的に破裂させる）まで穿刺物体の下のフィルム材料はより大きくひずむ。したがって、ＣＯＦを制御することによって、可撓性フィルムの穿刺の容易さを制御することができる。
【００２９】
さらに、フィルムの慣性モーメントを変化させることによって、フィルムの穿刺を制御することも可能である。剛性フィルムは可撓性フィルムよりも穿刺されやすい。すでに説明したように、穿刺物体をフィルムと接触させると、物体のすぐ下にある領域は歪んで延伸される。このため、内側に向かうフープ応力が発生してフィルムは物体と接触（または周囲に適合）する。しかし、穿刺物体周囲と接触させるためのこの能力は、物体の形状に適合するフィルム自体の能力に依存する。例えば、エラストマーコア層と比較的剛性の外部層の３層フィルムの場合、穿刺物体先端の下でフィルムが延伸されると、フープ応力から回復しようとするフィルムの性質によりエラストマーコア層に発生した力によって、フィルムは物体と接触する方向に移動する。コア層と比較して外部層が剛性ではない場合（フィルムの慣性モーメントが小さいか、または弾性率が小さいため）、コア層材料の作用によってフィルム全体が穿刺物体と接触しうる。しかし、外部層が厚いかまたは剛性である場合、フィルム全体を穿刺物体に適合させようとするコア層の能力はより低くなる。穿刺物体に適合使用とするフィルムの性質の程度によっても耐穿刺性は制御される。フィルムが穿刺物体表面に適合できない場合は、ＣＯＦの大きさにかかわらず、穿刺物体はその荷重全体を穿刺物体先端の真下にある領域に集中させることができる。逆に、フィルムが穿刺物体表面に適合できる場合は、ＣＯＦが十分に大きければ穿刺は妨害されうる。
【００３０】
少なくとも２つの層を有するフィルムが使用される場合、フィルム表面が穿刺物体と接触するのは回復応力によるものであるため、穿刺物体と最初に接触しない層の回復応力の変化が穿刺性に影響する。回復応力がより小さな材料の表面は、穿刺物体と接触しようとする力がより弱く、そのため穿刺がより発生しやすい。実施例１１に示されるように、フィルムの各層の破断時伸びが実質的に変化しない場合でさえも、あるフィルム構造の耐穿刺性はフィルムの回復応力の影響を受けうる。
【００３１】
エラストマー層を使用すると、本発明の穿刺世が制御されたフィルムを再封止性にすることができる。この場合も耐穿刺性に関して説明したのと同様に、エラストマーフィルムは高いフープ応力、すなわち円筒形状の変形からの回復力を示す（元の応力を受けていない状態にフィルムが戻ろうとするため）。この内部への（穿刺物体に向かう）力によって再封止が促進される。エラストマーフィルムと比較すると、低弾性フィルムの変形に応答して再封止のための復元力または回復応力を発生する能力ははるかに小さい。
【００３２】
（実施例１０に示すように）穿刺の容易さとフィルムの再封止能力との間には関連があることが分かった。フィルムが穿刺されやすい場合、フィルムの比較的小さな領域（穿刺物体の先端と接触する領域）の周囲のみが延伸されて破壊される。穿刺物体の大きさに依存するが、これは比較的小さな領域となる場合があり、形成される穴は小さくなる。しかし、フィルムが耐穿刺性である場合、穿刺物体に適合しようとするフィルムの能力が増加し、穿刺物体と接触するフィルムの領域は物体の先端だけでなく物体の外側面の少なくとも一部も覆う。したがって、破壊の応力がかかる領域の周囲は、物体の外側面と接触するフィルムの少なくとも一部を含む。例えば、ＣＯＦが大きいフィルムの場合、穴（破壊された周囲の内部の領域）が比較的大きく、穿刺物体の大きさと形状に依存するがフィルムが穴を再封止する能力は低い。したがって、フィルムの穴の再封止性は、フィルムの耐穿刺性と合わせて（独立ではなく）制御することができる。
【００３３】
エラストマー層は、穿刺物体周囲を封止するフィルムの能力にも寄与する。フィルムの弾性回復によって、穿刺物体の形状にフィルムを適合させることもできる。フィルムが穿刺されたときに、フィルムの２つの異なる面で複数の要素が相互作用しないことが望ましい場合には、この封止性が好都合である。例えば、封止性であれば、汚染物質またはその他の物質が穿刺部位を通過させずにフィルムを穿刺することが可能となる。
【００３４】
一実施態様では、本発明のポリマーフィルムは、２つの外部層と少なくとも１つの内部層の多層フィルムである。このような多層フィルムの改質は、フィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦の少なくとも１つの目標レベルを達成するために、フィルムの少なくとも１つの外部層を改質することを含むことができる。例えば、フィルムの厚さまたは剛性を全体的に変化させることによって、外部層の厚さおよび／または剛性を変化させることができる。あるいは、このような多層フィルムの改質は、フィルムの曲げ剛性およびフィルムの破断時伸びの目標レベルを達成するためのフィルムの内部層の改質を含んでもよい。
【００３５】
一般に、（ＡＢ）ｎＡ（式中、ｎは１を超える）構造を有するフィルム構造は、ＡＢＡ構造を有し同じ厚さであるフィルムよりも可撓性が高くなりうる。例えば、Ａ層が硬質剛性材料であり、Ｂ材料が軟質柔軟性材料である場合に、このようなことが起こる。フィルムが曲げられると、一方の表面にある材料は圧縮され、反対側の表面にある材料は延伸される。フィルムの中央の材料は、有意に圧縮されたり延伸されたりすることはない。剛性材料がフィルム表面またはその付近に存在し軟質材料がフィルム中央付近に存在する場合、剛性材料がフィルムの中央付近に存在し軟質材料が表面に存在する場合よりも、フィルムが延伸されるためにはより強い力が必要となる。
【００３６】
しかし例えば、ＡＢＡＢＡＢＡ構造を有し、同じ厚さのＡＢＡフィルムとＡおよびＢの相対量が同じであるフィルムでは、屈曲状態で延伸および圧縮が生じる場合に、軟質材料の一部が表面に向かって移動し、剛性材料の一部はフィルム中央に向かって移動した。このような構造では、延伸または圧縮されるために必要な剛性材料量が少なくなるため、フィルムをより容易に曲げることができる。それでも、張力が生じるように（層と平行に）フィルムを引っ張る場合には、断面ではＡ材料とＢ材料が同量であるので、フィルムの剛性はＡＢＡフィルムの剛性と同じになるべきである。
【００３７】
本発明の一実施態様では、ポリマーフィルムの穿刺性、ならびに任意に穿刺部位の封止性および再封止性の制御は、第１の層がプラスチック材料を含み第２の層がエラストマー材料を含む少なくとも２つの層を有するポリマーフィルムを製造することによって実施可能である。この実施態様では、第１の層および第２の層の種類および量は、所望のレベルのフィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦が付与されるように選択される。
【００３８】
別の実施態様では、ポリマーフィルムの穿刺性、ならびに任意に穿刺部位の封止性および再封止性の制御は、ポリマー材料および改質材料を選択肢、ポリマー材料と改質材料を混合して溶融混合物を調製し、その溶融混合物をフィルムに成形することによって実施可能であり、この場合のポリマー材料および改質材料の種類および量は、フィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦、のうち少なくとも１つで目標レベルが得られるように選択される。
【００３９】
改質材料がポリマーフィルム表面に適用される場合でも、あるいは改質材料がポリマーフィルムに混入される場合でも、改質材料は、フィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦の少なくとも１つを変化させることができる種々の材料であってよく、例えば、潤滑剤、接着剤、あるいはその他のモノマー、オリゴマー、またはポリマーであってよい。穿刺性を向上させうる改質材料の例としては、シリコーン油、および穿刺物体に対して小さいＣＯＦを有する多種多様な熱可塑性材料が挙げられる。例えば、穿刺物体がポリプロピレン針である場合には、高密度ポリエチレンフィルムが適切な穿刺性フィルムである。耐穿刺性を向上させる改質材料の例は、比較的大きなＣＯＦが得られるエラストマーであり、例えば、粘着付与されたエラストマーまたは自己粘着性エラストマーである。改質材料は、特定の穿刺物体に対して滑ることができるように選択することができ、それによって形成される穴の直径が小さくなることで穿刺部位の再封止性に寄与する。フィルムの穿刺性が高いほど、穿刺物体の力および作用が小さな領域に集中するため、再封止性も高くなる。
【００４０】
前述したように、ポリマーフィルムは２つ以上の層を含んでよい。例えば、ポリマーフィルムは、２つの外部層と１つのコア層の３層を含んでよい。このような３層構造の場合、フィルムのコア層の性質、またはフィルムの少なくとも１つの外部層の剛性を調整することによって、所望の程度の耐穿刺性、ならびに封止性および再風刺性を変化させることができる。
【００４１】
本発明での使用に好適なプラスチック材料としては、フィルム層中に成形可能なプラスチック材料が挙げられ、これらの材料の弾性率は１０８Ｐａを超え、周囲温度で未硬化永久変形（すなわち、永久歪み）が起こらない状態で２０％を超える変形に耐えることはできない。好適なプラスチック材料の例としては、ポリエチレン（高密度、低密度、および超低密度）、ポリプロピレン、ポリメタクリル酸メチル、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、およびポリスチレンなどの熱可塑性樹脂、ビスフェノールＡエポキシ樹脂のジグリシジルエーテル、ビスフェノールＡジシアネートエステル、オルトフタル酸系不飽和ポリエステル、ビスフェノールＡビニルエステルなどの熱硬化性樹脂が挙げられる。
【００４２】
本発明での使用に好適なエラストマー材料としては、薄いフィルム層に成形可能であり、周囲条件でゴム弾性を示すあらゆる材料を挙げることができる。ゴム弾性とは、延伸後に材料が元の形状に実質的に戻ることを意味する。さらに、好ましくはエラストマーは、変形および緩和の後で永久歪みがごくわずかであり、例えば、約４００〜５００％の中程度の遠心でこの歪みは好ましくは２０％未満であり、好ましくは１０％未満である。プラスチック外部層で比較的一貫した永久変形を引き起こす程度に延伸可能なあらゆるエラストマーが一般に許容される。これはわずか５０％の伸びであってもよい。しかし好ましくは、エラストマーは室温で最大３００〜１２００％の伸びを示すことが可能であり、最も好ましくは室温で６００〜８００％の伸びを示す。エラストマーは純粋なエラストマーの場合もあるし、あるいはエラストマー相すなわち室温で実質的なゴム弾性を示す成分との混合物である場合もある。
【００４３】
好適なエラストマー材料の例としては、ゴム弾性である天然または合成ゴムブロックコポリマー（例えば、Ａ−ＢまたはＡ−Ｂ−Ａブロックコポリマーとして当業者には公知のものなど）が挙げられる。このようなコポリマーは、例えば米国特許第３，２６５，７６５号明細書、同第３，５６２，３５６号明細書、同第３，７００，６３３号明細書、同第４，１１６，９１７号明細書、および同第４，１５６，６７３号明細書に記載されている。有用なエラストマー組成物としては、例えば、スチレン／イソプレン／スチレン（ＳＩＳ）ブロックコポリマー、ポリウレタンエラストマー、エチレン酢酸ビニルなどのエチレンコポリマー、エチレン／プロピレンモノマーコポリマーエラストマー、またはエチレン／プロピレン／ジエンターポリマーエラストマーが挙げられる。これらのエラストマーの互いの混合物、または改質性非エラストマーとの混合物も意図される。例えば、ポリα−メチルスチレンなどのポリビニルスチレン、ポリエステル、エポキシ、ポリオレフィン（例えば、ポリエチレン）、またはある種のエチレン／酢酸ビニル、好ましくはより分子量のもの、あるいはクマロン−インデン樹脂などの、最大５０重量％、好ましくは３０重量％未満のポリマーを剛化助剤として加えることができる。
【００４４】
多層フィルムの場合、プラスチック層は外部層でも内部層でもよい（例えば、２つのエラストマー層にはさまれてもよい）。いずれの場合も、プラスチック層が多層フィルムの弾性を変化させる。
【００４５】
穿刺後の多層フィルムの回復は、エラストマー層の性質、プラスチック層の性質、フィルムが延伸される方法、ならびにエラストマー層およびプラスチック層の相対厚さなどの多数の要因に依存する。％回復率（フィルムに荷重がかからない場合）とは、［（延伸した長さ−回復した長さ）の和／元の長さ］を意味する。
【００４６】
一般に、プラスチック層では、反作用の抵抗力によって弾性力が妨害される。プラスチック外部層は、フィルムが延伸された後で内部エラストマー層を延伸せず（第２の延伸が第１の延伸未満の場合）、プラスチック外部層は剛性シート内で広がる。これによってコア層が補強され、エラストマーコア層の収縮への抵抗または妨害が起こる。
【００４７】
より穿刺性の高いフィルムを得たい場合には、穿刺物体とフィルム表面の間の摩擦を減少させるべきである。物体による荷重点に応力が集中するのであれば、この摩擦を減少させるために多種多様な機構を使用することができる。このような機構としては、フィルム表面への改質材料の適用、または穿刺物体とフィルム表面の間の摩擦係数が減少するようなフィルム外面への異なる材料の選択を挙げることができる。例えば、ポリプロピレン／スチレン−イソプレン合成ゴム／ポリプロピレン多層フィルムは、フィルム表面にシリコーン油を吹き付けた場合には、ポリプロピレン先端による穿刺性をより高くすることができる。
【００４８】
穿刺性は、フィルムの延伸によって増大させることができる。延伸位置にフィルムを保持すると、穿刺物体に適合しにくくなるため、フィルムの穿刺性をより高くすることができる。
【００４９】
対照的に、エラストマー層およびプラスチック層の両方を含む多層フィルムを延伸し弛緩させると、フィルムの曲げ剛性が低下することによって穿刺性を低下させることができる。これは、プラスチック層の弾性限界を超えて多層フィルムを延伸することによって実施することができる。延伸と弛緩は、多層フィルムの摩擦係数および弾性率を下げることもできる。ある実施態様では、プラスチック層、延伸したエラストマー層の弛緩または回復を制御する機能、多層フィルムの弾性率を変化させる機能、および／または多層フィルムの形状を安定化させる機能を果たしうる。
【００５０】
本発明は、改質された表面を有する１枚のフィルムを含み、様々な程度の穿刺性を有し、任意に特定の形状の穿刺物体対して様々な程度の封止性および再封止性を有するポリマーフィルムを提供する。一実施態様では、第１の主面に穿刺物体を作用させることによってフィルムを所与の変位まで延伸した場合にフィルムは穿刺可能であるが、第２の主面に同じ穿刺物体を作用させて同じ変位量でフィルムを延伸してもフィルムを穿刺することは不可能である。例えば、第１の主面上は低ＣＯＦであり第２の主面上は高ＣＯＦである２層フィルムは、第１の表面の方が第２の表面よりも容易に穿刺されやすい。当然ながら、穿刺物体先端の形状もフィルムの穿刺性に影響しうる。
【００５１】
本発明の単層フィルムは、押出法、または当技術分野で公知の任意の他の好適な方法で製造することができる。
【００５２】
本発明の多層フィルムは、コーティング、積層、層の同時押出、または層の段階的押出などの任意の好都合な層形成方法によって製造することができるが、同時押出が好ましい。同時押出自体は公知であり、例えば米国特許第３，５５７，２６５号明細書および同第３，４７９，４２５号明細書に記載されている。異なる材料を接触させながらフィルムを形成する特殊なフィードブロックまたは特殊なダイで層が同時押出されることが多い。
【００５３】
同時押出は、多層フィードブロックまたはダイを使用して実施することができ、例えば、テキサス州オレンジのクローレン（Ｃｌｏｅｒｅｎ  Ｃｏ．，Ｏｒａｎｇｅ，ＴＸ）製造のものなどの３層フィードブロック（ダイに供給される）または３層ダイを使用して実施することができる。好適なフィードブロックは米国特許第４，１５２，３８７号明細書に記載されている。通常、異なる粘度で押出機から流出する材料の流れは、別々にフィードブロックに供給されて集まり、フィルムが形成される。好適なダイは米国特許第６，２０３，７４２号明細書に記載されている。
【００５４】
使用されるフィードブロックおよびダイは、ポリマー流と層の接着を促進するために加熱されることが多い。ダイの温度は、使用されるポリマーに依存する。コーティング、積層、逐次押出、同時押出、またはそれらの組み合わせのいずれによってフィルムが製造されても、形成されるフィルムおよびその層は、フィルム全体で実質的に均一な厚さを有することが好ましい。
【００５５】
本発明は、所望のレベルの穿刺性を得るために互いを調節することが可能な穿刺性フィルムおよび穿刺物体のシステムも提供する。例えば、特定の穿刺物体が使用される場合、ｔ所望のレベルの穿刺性を得るために、フィルムの性質および特性によって穿刺物体を補うことができる。穿刺物体は、特定の材料から製造することができ、特定の形状（先端の形状を含む）を有することなどもできる。この情報を取得すれば、フィルムの所望のレベルの穿刺性を得るために適切なフィルムの曲げ剛性、フィルムの破断時伸び、フィルムの回復応力、およびフィルムと穿刺物体との間の摩擦が得られるようなフィルムの組成および構造にすることができる。任意に、フィルムの封止性および再封止性も同様の方法で調整することができる。
【００５６】
逆に、所与のフィルムが穿刺される場合、そのフィルムの組成、構造、曲げ剛性、破断時伸び、および回復応力に基づいて、フィルムの所望のレベルの穿刺性、ならびに任意の封止性および再封止性が得られるように、穿刺物体の組成（フィルムと穿刺物体との間の摩擦に影響する）、および穿刺物体の形状（先端の形状を含む）に基づいて穿刺物体を選択することができる。
【００５７】
本発明の方法の具体例ならびに本発明の目的および利点は、以下の実施例によってより詳細に説明されるが、これらの実施例で列挙されている個々の材料およびそれらの量、ならびにその他の条件や詳細は、本発明を不当に制限するために構成されたものではない。
【００５８】
試験方法
耐穿刺性試験
図１に示される装置１０を使用して穿刺物体をフィルムに入り込むように移動させて破壊時または破断時のたわみを測定するＡＳＴＭＤ３７６３−９７ａの２つの変法を使用してフィルム試料の耐穿刺性試験を行った。変法Ａでは、試験装置のクランプ組立体１４中央の穴１２の直径は２５ｍｍであり、貫入手段１６は、１０マイクロリットル（μＬ）ポリプロピレンプラスチックピペット（ドイツのエッペンドルフ（Ｅｐｐｅｎｄｏｒｆ）より入手可能）を保持する取付具を有する金属プランジャーであった。このピペットは、先端の外径が０．８４ｍｍであり、実質的に一定の直径約２ｍｍまで長さ５ｍｍにわたっテーパーをもつ軸を有する。変法Ｂでは、試験装置のクランプ組立体１４中央の穴１２の直径は７６ｍｍであった。貫入手段１６は、直径約１２ｍｍの半球形先端を有する平滑な円筒形金属プローブであった。プローブの速度は５０８ｍｍ／分であった。破壊前のピーク加重におけるたわみ量、すなわち変位量を単位インチで測定し、これを単位ミリメートルに変換した。報告される各値は、５回の測定の平均である。
【００５９】
動摩擦係数試験
ＡＳＴＭの図１の図面ｃに記載の装置と、ＡＳＴＭのセクション５．１に記載のそりとを使用して、ＡＳＴＭ  Ｄ１８９４−９５に準拠して、貫入物体が最初に接触するフィルム試料表面の動摩擦係数を測定した。滑り面は、ポリプロピレンキャストフィルムのシート（オハイオ州ボープレのシェル・ケミカル（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｂｅａｕｐｒｅ，Ｏｈｉｏ）より７Ｃ１２Ｎで入手可能）であった。そりを引っ張るのには金属フィラメントワイヤを使用し、試験される試料の面に対して垂直に異なる力が加わるように種々の重りをそりに載せた。垂直力は、そり上の重りの質量と重力加速度の積として計算した。それぞれの垂直力について、初期化と状態の値の後の定常状態の引張力を測定し、それを垂直力に対してプロットした。プロットしたデータの曲線の傾きを動摩擦係数とした。
【００６０】
穴の寸法の測定
この測定のために、５０倍および２００倍の対物レンズを使用してベックラー（Ｂｏｅｃｋｅｌｅｒ）ＶＩＡ−１７０顕微鏡（アリゾナ州トゥーソン（Ｔｕｓｃｏｎ，  Ａｒｉｚｏｎａ））で穿刺された穴を観察した。モリテックス・スコープマン（Ｍｏｒｉｔｅｘ  Ｓｃｏｐｅｍａｎ）（モデルＭＳ８０３、カリフォルニア州サンディエゴ（Ｓａｎ  Ｄｉｅｇｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ））を使用して穴の寸法を測定し、そのデータを面積に変換した。報告される各値は、３回の測定の平均を表している。
【実施例】
【００６１】
実施例１
実施例１では、多層フィルム耐穿刺性および再封止性に対するフィルムの動摩擦係数の影響を示す。
【００６２】
試料Ａは、熱可塑性エラストマーのコア層および高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）の外部層を有する３層フィルムであった。外部層は、熱可塑性ＨＤＰＥ  Ａ（ペトロセンＬＳ３１５０−００（ＰＥＴＲＯＴＨＥＮＥ  ＬＳ３１５０−００）として入手可能、破断時伸び３００％、テキサス州ヒューストンのイクイスター・ケミカルズ（Ｅｑｕｉｓｔａｒ  Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ，Ｈｏｕｓｔｏｎ，Ｔｅｘａｓ））から作製した。この外部層材料を、一軸スクリュー押出機を有し多数のゾーンを有する押出機（直径１９ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝３２／１、ニュージャージー州シーダー・グローブのキロン（Ｋｉｌｌｉｏｎ，Ｉｎｃ．，Ｃｅｄａｒ  Ｇｒｏｖｅ，Ｎｅｗ  Ｊｅｒｓｅｙ）より入手可能）に供給した。外部層材料の押出機は、ゾーン温度が１６３℃から２１６℃に上昇するように操作した。２１６℃に設定した３層クローレン（Ｃｌｏｅｒｅｎ）フィードブロック（テキサス州オレンジのクローレン（Ｃｌｏｅｒｅｎ  Ｃｏ．，Ｏｒａｎｇｅ，ＴＸ）より入手可能）の「Ａ」および「Ｃ」のチャネルに、ギヤポンプを使用して外部層材料を供給した。コア層は、熱可塑性エラストマー（クラトンＤ１１０７（ＫＲＡＴＯＮ  Ｄ１１０７）スチレン−イソプレンブロックコポリマーとして入手可能、回復応力（伸び３００％時）＝２．０７ＭＰａ（３００ｐｓｉ）、オハイオ州ボープレのシェル・ケミカル（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏ．，Ｂｅａｕｐｒｅ，Ｏｈｉｏ）製）から作製し、一軸スクリュー押出機を有し多数のゾーンを有する押出機（直径３２ｍｍ、Ｌ／Ｄ＝２４／１、キロン（Ｋｉｌｌｉｏｎ，Ｉｎｃ．）より入手可能）に供給した。コア層の押出機は、ゾーン温度が１８８℃から２１６℃に上昇するように操作した。コア層材料は、クローレン（Ｃｌｏｅｒｅｎ）フィードブロックの「Ｂ」のチャネルに通した。得られた多層流は、温度を２１６℃に設定した単一オリフィスフィルムダイ（幅２５４ｍｍ（１０インチ）、ウィスコンシン州チペワフォールズのＥＤＩより入手可能（ＥＤＩ，Ｃｈｉｐｐｅｗａ  Ｆａｌｌｓ，Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ））に通した。得られた溶融フィルムは、温度を１１℃に設定した冷却ロール上にキャストして回収した。ライン速度は１２．２ｍ／分であり、外部層およびコア層のそれぞれの流速は、各外部層の厚さが約３．１マイクロメートル（μｍ）となり全体のフィルム厚さを測定すると約７２μｍとなるような流速であった。
【００６３】
シリコーン油Ａ（ミシガン州ミッドランドのダウ・コーニング（Ｄｏｗ  Ｃｏｒｎｉｎｇ，Ｍｉｄｌａｎｄ  Ｍｉｃｈｉｇａｎ）よりＤＣ−２００  ＰＤＭＳ油として入手可能）の層を３層フィルムの片面に適用したことを除けば、試料Ａと同様にして試料Ｂを作製した。
【００６４】
シリコーン油Ｂ（ニュージャージー州ピスカタウェイのレオメトリクス・サイエンティフィックより品番７００−０１０１５  ＰＤＭＳオイルとして入手可能）の層を３層フィルムの片面に適用したことを除けば、試料Ａと同様にして試料Ｃを作製した。
【００６５】
米国特許第５，８０４，６１０号明細書の実施例１１（ＩＯＡ：ＡＡ比を９７：３の代わりに９８：２にしたことを除く）にしたがって調製した感圧接着剤（アクリレート系感圧接着剤（アクリル酸イソオクチル／アクリル酸＝９８／２）の厚さ約１２５μｍの層を積層によって３層フィルムの片面に適用したことを除けば、試料Ａと同様にして試料Ｄを作製した。
【００６６】
各試料について、変法Ａによる耐穿刺性、穿刺手段と最初に接触する表面の動摩擦係数、および穴の面積を測定した。結果は表１や表の後の説明に記載される。
【００６７】
【表１】
2004526040.tif 000002
【００６８】
表１のデータは、穿刺手段と最初に接触するフィルム表面の摩擦が減少すると、破断時変位で測定した耐穿刺性が低下することを示している。同様に表面摩擦が増加すると耐穿刺性が増大した。
【００６９】
試料ＡおよびＢでは、穴と穿刺手段の軸との有効直径も測定し、面積比を計算した。穴に入ったプラスチックピペットの最大直径に基づいて計算した穿刺手段の有効領域は２．００ｍｍであった。ギザギザに裂けることが多いフィルムの領域を同面積の円に変換した場合の試料ＡおよびＢの穴の有効直径はそれぞれ約１．８０ｍｍおよび０．２５ｍｍであった。試料ＡおよびＢにおける穿刺手段の有効面積の、形成される穴の有効面積に対する比を計算すると、それぞれ０．８１および０．０１６となった。
【００７０】
実施例２
実施例２では、単層フィルムの耐穿刺性に対するフィルムの動摩擦係数の影響を示す。
【００７１】
試料Ａは、超低密度ポリエチレン（ミシガン州・ミッドランドのダウ・ケミカル・カンパニー（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｉｄｌａｎｄ，Ｍｉｃｈｉｇａｎ）よりエンゲージ８２００（ＥＮＧＡＧＥ  ８２００）として入手可能）を厚さ約７５μｍのフィルムに押し出して作製した。このポリマーは、一軸スクリュー押出機によって、実施例１で使用したフィードブロックのコア層スロットおよび単一オリフィスフィルムダイに供給した。
【００７２】
単層フィルムの片面にシリコーン油Ａの層を適用したことを除けば、試料Ａと同様にして試料Ｂを作製した。
【００７３】
各試料について、変法Ａによる耐穿刺性、および穿刺手段と最初に接触する表面の動摩擦係数を測定した。結果を表２に示す。
【００７４】
【表２】
2004526040.tif 000003
【００７５】
表２のデータは、穿刺手段と最初に接触する表面の摩擦係数が減少すると耐穿刺性が低下することを示している。
【００７６】
実施例３
実施例３では、フィルムの耐穿刺性に対するフィルムの延伸および弛緩の影響を示す。
【００７７】
機械方向と横断方向の両方で元の長さの５００％まで１方向で３層フィルムをさらに連続して延伸したことを除けば、実施例１の試料Ａと同様の方法で試料Ａを作製した。続いて、約１０分間かけて定常状態になるまでフィルムを回復させた。
【００７８】
試料Ａと実施例１の試料Ａについて、変法Ｂにより耐穿刺性を測定した。結果を表３に示す。
【００７９】
【表３】
2004526040.tif 000004
【００８０】
表３のデータは、穿刺前にフィルムを延伸し弛緩させると耐穿刺性が増大することを示している。
実施例４
【００８１】
実施例４では、フィルムの耐穿刺性に対するフィルムの延伸の影響を示す。
【００８２】
実施例１の試料Ａを１方向に元の長さの３００％までさらに延伸し、試験試料ホルダーに固定して試料Ａを作製した（そして延伸した状態で穿刺した）。
【００８３】
この試料について、変法Ａにより耐穿刺性を測定した。実施例１の試料Ａの結果と合わせて表４に結果を示す。
【００８４】
【表４】
2004526040.tif 000005
【００８５】
表４のデータは、延伸した状態でフィルムを穿刺すると耐穿刺性が低下することを示している。
【００８６】
実施例５
実施例５では、異なる材料の２つの層からなるフィルムのどちらの面が穿刺手段と最初に接触するかによってフィルムの耐穿刺性を増減させることが可能な方法を示す。
【００８７】
実施例１の試料Ａの各面に異なる材料をさらに適用して、試料Ａを作製した。実施例１の試料Ｂと同様の方法でフィルムの一方の面にシリコーン油Ａを適用し、実施例１の試料Ｄと同様の方法で第２の面に接着剤を適用した。
【００８８】
この試料について、変法Ａにより耐穿刺性を測定した。実施例１の試料Ａの結果と合わせて表５に結果を示す。
【００８９】
【表５】
2004526040.tif 000006
【００９０】
表５のデータは、接着剤を有する面ではなくシリコーン油を有する面に貫入手段が最初に接触した場合に、フィルムの耐穿刺性が有意に低下したことを示している。
【００９１】
実施例６
実施例６では、異なる材料の２つの層からなるフィルムのどちらの面が穿刺手段と最初に接触するかによってフィルムの耐穿刺性を増減させることが可能な別の方法を示す。
【００９２】
第２の面の外部層材料がメタロセン触媒超低密度ポリプロピレン（ＶＬＤＰＥ）（ダウ・ケミカル（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）よりエンゲージ８２００（ＥＮＧＡＧＥ  ８２００）として入手可能）であったことを除けば、実施例１の試料Ａと同様の方法で試料Ａを作製した。複数のゾーンを有し、ゾーン温度が１６０℃〜２１６℃に上昇するように操作した一軸スクリュー押出機（キリオン・モデルＫＬＢ０７５（Ｋｉｌｌｉｏｎ  Ｍｏｄｅｌ  ＫＬＢ０７５））を使用してこのＶＬＤＰＥを供給した。この材料を、３層フィードブロックのＣチャネルに通した。ライン速度は７．７７ｍ／分であり、全体の厚さを測定すると９１μｍであった。
【００９３】
試料の各面について、変法Ｂにより耐穿刺性を測定した。結果を表６に示す。
【００９４】
【表６】
2004526040.tif 000007
【００９５】
表６のデータは、貫入手段が最初に接触した外部層材料によって耐穿刺性が異なったことを示している。
【００９６】
実施例７
実施例７では、耐穿刺性に対する外部層の厚さの影響を示す。
【００９７】
表７に記載されるように、各試料で異なる外部層厚さが得られるよう外部層押出機のギヤポンプ設定を調整し、コア層押出機の設定およびライン速度は変化させなかったことを除けば、実施例１の試料Ａと同様に試料Ａ〜Ｄを作製した。
【００９８】
これらの試料および実施例１の試料Ａについて、変法Ｂにより耐穿刺性を測定した。結果を表７に示す。
【００９９】
【表７】
2004526040.tif 000008
【０１００】
上の表のデータは、試験した構造の場合、外部層厚さを減少させると耐穿刺性が低下することを示している。
【０１０１】
実施例８
実施例８では、耐穿刺性に対するフィルム全体の厚さの影響を示す。
【０１０２】
表８に記載されるように、各試料で異なるフィルム全体厚さが得られるようライン速度設定を調整したことを除けば、実施例７の試料Ｃと同様に試料Ａ〜Ｃを作製した（両方の押出機の設定は変化させなかった）。
【０１０３】
これらの試料について、変法Ｂにより耐穿刺性を測定した。実施例７の試料Ｃの結果と合わせて表８に結果を示す。
【０１０４】
【表８】
2004526040.tif 000009
【０１０５】
上の表のデータは、試験した構造の場合、フィルム全体の厚さを減少させると耐穿刺性が低下することを示している。
【０１０６】
実施例９
実施例９では、それぞれ異なる破断時伸びを有する異なる外部層材料の３層構造の耐穿刺性に対する影響を示す。
【０１０７】
外部層材料がＨＤＰＥ  Ｂ（ダウレックスＩＰ６０  ＨＤＰＥ（ＤＯＷＬＥＸ  ＩＰ６０  ＨＤＰＥ）として入手可能、破断時伸び２２５％、ダウ・ケミカル（Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ）製）であり、押出機上限温度が２３２℃に達し、ダイの温度が２３２℃であったことを除けば、実施例１の試料Ａと同様に試料Ａを作製した。また、フィルム全体の厚さが１４０μｍとなり外部層の厚さがそれぞれ約１０μｍとなるようにライン速度および押出機流速も変化させた。
【０１０８】
外部層材料がそれぞれＨＤＰＥ  Ａ（実施例１に記載）およびＨＤＰＥ  Ｃ（イクイスター（Ｅｑｕｉｓｔａｒ）のアラソンＭ５８６５  ＨＤＰＥ（ＡＬＡＴＨＯＮ  Ｍ５８６５  ＨＤＰＥ）、破断時伸び８００％）であったことを除けば、試料Ａと同様に試料Ｂおよび試料Ｃを作製した。
【０１０９】
これらの試料について、変法Ｂによる耐穿刺性を測定した。結果を表９に示す。
【０１１０】
【表９】
2004526040.tif 000010
【０１１１】
上の表のデータは、外部層の破断時伸びが増加すると、外部層の耐穿刺性が増大することを示している。
【０１１２】
実施例１０
実施例１０では、多層フィルムの耐穿刺性および再風刺性に対する外部層の厚さの影響を示す。
【０１１３】
軸直径が１３．７ｍｍの金属棒の代わりに軸直径が２．０ｍｍのプラスチックピペットでフィルムに穿刺したことを除けば、試料Ａ、Ｂ、およびＣは実施例７の試料Ａ、Ｂ、およびＣと同じであった。
【０１１４】
これらの試料について、変法Ａによる耐穿刺性、および形成される穴の面積を測定した。結果を表１０に示す。
【０１１５】
【表１０】
2004526040.tif 000011
【０１１６】
表１０から分かるように、フィルムの耐穿刺性が低いほど、穴の面積に対する穿刺手段面積の比は減少する。
【０１１７】
実施例１１
実施例１１では、外部層／コア層／外部層構造の耐穿刺性に対する、異なる回復応力を有する異なるコア材料の影響を示す。
【０１１８】
シェル・ケミカル・カンパニー（Ｓｈｅｌｌ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙ）より入手可能な回復応力が１．４５ＭＰａ（２１０ｐｓｉ）のクラトンＤ１１１２Ｐ（ＫＲＡＴＯＮ  Ｄ１１１２Ｐ）であることを除けば、実施例９の試料Ｂと同様に試料Ａを作製した。
【０１１９】
この試料について耐穿刺性を測定した。実施例９の試料Ｂの結果とともに表１１に結果を示す。
【０１２０】
【表１１】
2004526040.tif 000012
【０１２１】
上の表のデータから、コア材料の回復応力が低下すると、フィルムの耐穿刺性が低下することが分かる。実施例９−Ｂおよび１１Ａのコア層材料の破断時伸びはそれぞれ１３００％および１４００％であり実質的に同じであった。
【０１２２】
本発明の範囲および意図から逸脱しない本発明の種々の修正および変形は当業者には明らかとなるであろう。本明細書で以上に記載した説明的な実施態様および実施例に本発明が不当に制限されることを意図するものではなく、このような実施例および実施態様は、本明細書に記載の請求項によって制限されることを意図している本発明の範囲の例としてのみ提示していることを理解されたい。
【図面の簡単な説明】
【０１２３】
【図１】穿刺物体をフィルム内に移動させて破裂または破断時のフィルムのたわみを測定するために使用される装置の図である。
【国際公開パンフレット】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年2月21日(2003.2.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリマーフィルムの穿刺性の制御方法であって、
ポリマーフィルムを提供する工程と、
前記フィルムと穿刺物体との間の摩擦、
前記フィルムの曲げ剛性、
前記フィルムの回復応力、および
前記フィルムの破断時伸びのうち少なくとも１つの目標レベルを達成するために前記フィルムを改質する工程と、を含む方法。
【請求項２】
前記フィルムの穿刺部位の封止性を制御する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記フィルムの穿刺部位の再封止性を制御する工程をさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記フィルムを改質する工程が、前記フィルムの表面への改質材料を適用する工程、または前記フィルムへの改質材料を混入する工程のうち少なくとも１つを含み、前記混入される改質材料が、前記フィルムの主面に実質的に移行するという理由で選択される、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記改質材料が潤滑剤である、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記改質材料がシリコーンである、請求項４に記載の方法。
【請求項７】
前記改質材料が前記穿刺物体に接着される、請求項４に記載の方法。
【請求項８】
前記改質材料が接着剤である、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記ポリマーフィルムが、２つの外部層と、コア層を形成する少なくとも１つの内部層とを含む多層フィルムである、請求項１に記載の方法。
【請求項１０】
前記フィルムの表面を改質する工程が、
前記フィルムと穿刺物体との間の摩擦、
前記フィルムの曲げ剛性、および
前記フィルムの破断時伸びのうち少なくとも１つの目標レベルを達成するための、前記フィルムの少なくとも１つの前記外部層を改質する工程を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項１１】
目標レベルの穿刺性を有する多層ポリマーフィルムの製造方法であって、
第１の層を形成するためのプラスチック材料を選択する工程と、
第２の層を形成するためのエラストマー材料を選択する工程と、
多層ポリマーフィルムを形成するために前記プラスチック材料と前記エラストマー材料とを接合させる工程と、
を含み、
前記第１の層および第２の層を形成する材料の種類および量が、
前記フィルムと穿刺物体との間の摩擦、
前記フィルムの曲げ剛性、
前記フィルムの回復応力、および
前記フィルムの破断時伸びのうち少なくとも１つの目標レベルを達成するために選択される、方法。
【請求項１２】
前記第１の層と第３の層とが外部層を形成し、前記第２の層が３層構造のコア層を形成するように、前記第３の層を形成するためのプラスチック材料を選択する工程をさらに含む、請求項１１に記載の方法。
【請求項１３】
前記コア層用のエラストマー材料を選択する工程が、前記フィルムの回復応力の目標レベルを達成するためのエラストマー材料を選択する工程を含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記フィルムが目標レベルの封止性をさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１５】
前記フィルムが目標レベルの再封止性をさらに有する、請求項１１に記載の方法。
【請求項１６】
目標レベルの穿刺性を有するポリマーフィルムの製造方法であって、
ポリマー材料および改質材料を選択する工程と、
溶融混合物を形成するために前記ポリマー材料と前記改質材料を混合する工程と、
前記溶融混合物をフィルムに成形する工程と、
を含み、
ポリマー材料および改質材料の種類および量は、
前記フィルムと穿刺物体との間の摩擦、
前記フィルムの曲げ剛性、
前記フィルムの回復応力、および
前記フィルムの破断時伸びのうち少なくとも１つの目標レベルを達成するために選択される、方法。
【請求項１７】
前記フィルムが目標レベルの封止性をさらに有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記フィルムが目標レベルの再封止性をさらに有する、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
第１および第２の平行な主面を有するポリマーフィルムであって、前記第１の主面に穿刺物体を作用させることによって前記フィルムを所与の変位量で延伸すると、前記フィルムは穿刺可能であるが、前記第２の主面に同じ穿刺物体を作用させて同じ変位量で前記フィルムを延伸しても、前記フィルムを穿刺することは不可能である、ポリマーフィルム。
【請求項２０】
所与の曲げ剛性、回復応力、および破断時伸びを有するポリマーフィルムを提供する工程と、
前記フィルムの穿刺物体による穿刺性が所望のレベルとなる、少なくとも１つの特性を有する穿刺物体を提供する工程と、
を含む、ポリマーフィルムの穿刺性を制御するシステム。
【請求項２１】
前記特性が、前記穿刺物体の形状、前記穿刺物体の材料、および前記穿刺物体と前記フィルムとの間の摩擦係数からなる群より選択される特性である、請求項２０に記載のシステム。
【請求項２２】
前記穿刺物体がポリプロピレンであり、前記物体と接触するフィルムの層が高密度ポリエチレンである、請求項２０に記載のシステム。
【国際調査報告】
2004526040.tif 000044
2004526040.tif 000045