JP2020513298A - コーティング方法およびその製品 - Google Patents
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Abstract
水溶性ポリマーおよび層状複水酸化物を含有するコーティング混合物で基材がコーティングされる、フィルムを調製する方法を記載する。本発明の方法は、フィルムの劣化ガスの透過性を減少させることについて、従来の技法より著しく簡易である。方法により得られるフィルムは、包装用途において、とりわけ食品産業において、特に有用である。
Description
序論
本発明は、フィルムを調製する方法、ならびに方法によって得られるフィルムおよび包装用途におけるその使用に関する。より詳細には、本発明は、LDH含有コーティングを含むフィルムを調製する方法に関する。
本発明は、フィルムを調製する方法、ならびに方法によって得られるフィルムおよび包装用途におけるその使用に関する。より詳細には、本発明は、LDH含有コーティングを含むフィルムを調製する方法に関する。
ポリマーフィルムは、その軽量性、低コスト、および良好な加工性のため、(例えば食品産業において)包装材料として広く用いられてきた(T. Pan、S. Xu、Y. Dou、X. Liu、Z. Li、J. Han、H. YanおよびM. Wei、J. Mater. Chem. A、2015、3、12350−12356)。しかし、製品の劣化防止におけるポリマー包装材料の有効性は、酸素などの劣化ガス(Y. Dou、S. Xu、X. Liu、J. Han、H. Yan、M. Wei、D. G. EvansおよびX. Duan、Adv. Funct. Mater.、2014、24、514−521)および水蒸気の不透過性に依存する。
包装用途に用いられるポリマーフィルムのガス透過性を減少させる取り組みにおいて、無機材料がポリマーフィルム自体に(例えば充填剤として)直接組み込まれてきた、またはそのようなポリマーフィルムの表面に(例えばコーティングとして)付与されてきた。粘土(例えばモンモリロナイト)は、ポリマーフィルムのガス透過性を減少させるための有望な候補材料と考えられてきた。しかし、これらの材料は天然に存在するものであり、したがって潜在的に有害な物質(例えば重金属)に高度に汚染されている場合があり、それにより食品包装における使用の妨げになるという事実に悩まされている。
粘土の他には、層状複水酸化物(LDH)が、ポリマーフィルムのガス透過性を減少させるための潜在的に有用な材料として認識されてきた。しかし、ポリマーフィルム上のLDHコーティングの分野における研究はこれまで、LDHナノプレートレットとポリマーとのフィルム上の交互積層(layer−by−layer)(LbL)集合により得た、複雑な「レンガ−モルタル(brick−mortar)」構造の調製に焦点を合わせており、こうした調製では、i)LDH分散液およびii)ポリマー溶液を用いて、交互にスピンコーティングまたはディップコーティングする一連のステップにより、LDH(レンガ)とポリマー(モルタル)の交互層した高秩序な積み重ねが調製される。ポリマーフィルムの酸素透過率(OTR)をさらに減少させるための取り組みにおいて、これらの集合体は、CO2で空隙を埋める(「レンガ−モルタル−サンド」構造をもたらす)ことによって、さらにいっそう複雑になっている。しかし、そのようなLbL技法の精巧で複雑な性質により、工業的規模での実施は制限される。
先行技術によりなされた前進にもかかわらず、ポリマーフィルムのガス透過性を減少させるための手段は、依然として改善が必要である。具体的には、許容されるOTRおよび水蒸気透過率(WVTR)特性を有する、コーティングされたポリマーフィルムの調製を可能にする、全体としてより簡易なコーティング技法が、依然として必要である。
本発明は、前述の事項を念頭に考案された。
本発明の第1の態様によれば、フィルムを調製する方法であって、
a) 第1の基材を準備するステップと、
b) 水溶性ポリマーおよび水分散性層状複水酸化物を含む水性混合物を準備するステップと、
c) 第1の基材を水性混合物の層でコーティングするステップと、
d) コーティングされた第1の基材を乾燥させるステップと
を含む方法が提供される。
a) 第1の基材を準備するステップと、
b) 水溶性ポリマーおよび水分散性層状複水酸化物を含む水性混合物を準備するステップと、
c) 第1の基材を水性混合物の層でコーティングするステップと、
d) コーティングされた第1の基材を乾燥させるステップと
を含む方法が提供される。
本発明のさらなる態様によれば、本明細書において規定される方法により得られる、得た、または直接得たフィルムが提供される。
本発明のさらなる態様によれば、
a) 基材、および
b) 基材の少なくとも1つの表面に備えられたコーティング層
を含むフィルムであって、コーティング層が水溶性ポリマーマトリックス全体に分散した5〜70重量%の層状複水酸化物を含む、フィルムが提供される。
a) 基材、および
b) 基材の少なくとも1つの表面に備えられたコーティング層
を含むフィルムであって、コーティング層が水溶性ポリマーマトリックス全体に分散した5〜70重量%の層状複水酸化物を含む、フィルムが提供される。
本発明のさらなる態様によれば、本明細書において規定されるフィルムの包装における使用が提供される。
本発明のさらなる態様によれば、本明細書において規定されるフィルムを含む容器が提供される。
フィルムの調製
これまでに論じたとおり、本発明は、フィルムを調製する方法であって、
a) 第1の基材を準備するステップと、
b) 水溶性ポリマーおよび水分散性層状複水酸化物を含む水性混合物を準備するステップと、
c) 第1の基材を水性混合物の層でコーティングするステップと、
d) コーティングされた第1の基材を乾燥させるステップと
を含む方法を提供する。
これまでに論じたとおり、本発明は、フィルムを調製する方法であって、
a) 第1の基材を準備するステップと、
b) 水溶性ポリマーおよび水分散性層状複水酸化物を含む水性混合物を準備するステップと、
c) 第1の基材を水性混合物の層でコーティングするステップと、
d) コーティングされた第1の基材を乾燥させるステップと
を含む方法を提供する。
本発明の方法は、ポリマーフィルムのガス透過特性を減少させるため、従来の技法を超えるいくつかの利点を提供する。フィルム自体に無機充填剤の使用を用いる技法と比較した場合、本発明は、様々な異なるフィルムを同一のコーティング混合物でコーティングすることが可能であるという点で有利である。したがって、各ポリマーフィルム(例えばPET、PU、PE)は、無機充填剤を含めて目的に合わせて作製したものである必要はない。
本発明の方法におけるLDHの使用もまた、粘土を用いる先行技術の技法を超える多数の利点を提示する。粘土(例えばモンモリロナイト)とは対照的に、LDHはまったくの合成材料であり、その組成、構造、および形態は、調製する方法によって完全に支配される。その結果、包装用途のためのポリマーフィルム中の粘土をLDHで置き換えることにより、潜在的に有害な混入物質(重金属など)がもたらすリスクは(排除されないまでも)大幅に減少し、このことは食品産業にとっての明確な利点を提示する。
本発明の方法もまた、従来のLbL集合技法を超えるいくつかの利点を提示する。これまでに論じたとおり、LbL技法は、i)LDH分散液およびii)ポリマー溶液を用いて、交互にスピンコーティングまたはディップコーティングする一連のステップによりフィルム上に直接成長させる、またはフィルム上に移す前にフィルムとは別に集合させる、LDH(レンガ)とポリマー(モルタル)の交互層の高秩序な積み重ねを含有する複雑な「レンガ−モルタル」構造を調製するために用いられてきた。この手法とは対照的に、本発明は、許容されるOTRおよびWVTR特性を有するコーティングされたポリマーフィルムを実現するための、大幅に簡易となる技法を提供する。特に、本方法において、LDHとポリマーとの両方が単一ステップで同時にフィルムに塗布されるが、LbLプロセスでは、LDHおよびポリマーを塗布するために、交互に連続する別個のステップが必要となる。これにより必然的に本方法の規模拡大が容易となり、方法のコーティング混合物を、製造ラインの単一容器から単一の適用ステップにおいて、フィルムに塗布することができる。さらに、本方法は、産業規模でコーティング混合物をフィルムに塗布し得る方法において、より高度の柔軟性をもたらす。非限定的な例として、本方法は、ローラーアンドバス(roller−and−bath)機器を用いて実施してよいが、そこで、コーティング混合物はバスと接触するローラーに付着し、次いで、同様にローラーと接触するフィルムに移り、それにより大量のフィルムを短時間で連続的にコーティングすることが可能となる。そのような費用効果の高い技法はLbL技法とはまったく適合性がなく、その複雑な構造は、逐次的なディップコーティングまたはスプレーコーティング技法によってのみ実現することができる。
一実施形態において、第1の基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(BOPP)、ポリプロピレン(PP)、ポリ二塩化ビニル(PVDC)、ポリアミド、ナイロン、およびポリ乳酸(PLA)から選択される。好適には、第1の基材はPETである。
一実施形態において、水溶性ポリマーは、ポリ(ビニルアルコール)(PVOH)、ビニルアルコールを含むコポリマー(例えばポリエチレンビニルアルコール(EVOH))、およびポリアクリル酸(PAA)の1つまたは複数から選択される。
水溶性ポリマーは、400〜150,000Daの分子量を有してよい。
好適には、水溶性ポリマーは、ポリ(ビニルアルコール)またはポリ(乳酸)である。より好適には、水溶性ポリマーはポリ(ビニルアルコール)であり、好ましくは20,000〜150,000Daの分子量を有する。あるいは、ポリ(ビニルアルコール)は、70,000〜80,000Daの分子量を有してよい。
一実施形態において、ステップb)の水性コーティング混合物は、
b1) 水溶性ポリマーを水に溶解させて、ポリマー溶液を準備するステップと、
b2) 層状複水酸化物を水中に分散させて、層状複水酸化物分散液を準備するステップと、
b3) ある量のポリマー溶液と層状複水酸化物分散液とを混ぜ合わせて、コーティング混合物を得るステップと
により調製される。この方法でコーティング混合物を調製することにより、その組成に対するより高度の制御が可能になる。先行技術において用いられるコーティング混合物は、重合性アクリルモノマー、他のポリマー、および無機材料(例えば粘土)を溶媒の存在下でともにブレンドし、次いで、得られたブレンドのラジカル重合を昇温下で実施することにより調製し、ポリマーコーティング混合物を得ていた。その結果、そのようなin−situ重合技法により調製したコーティング混合物は、それぞれ異なる特性(例えば分子量)を有する様々な重合生成物を含有する可能性が高い。これにより必然的に、複数のバッチのコーティング混合物を正確に同一の仕様に調製するのは、別のこととなる。この手法とは対照的に、本方法のコーティング混合物は、ある量のi)LDH分散液と、ii)溶媒に1つまたは複数のポリマーを溶解させることにより調製したポリマー溶液とを混ぜ合わせることにより調製することができ、したがって所定の特性(例えば粘度)を有する。本方法はまた、複雑な成分のブレンドの制御されないラジカル重合による、潜在的に望ましくない(または有害な)副生成物が生じるリスクを排除する。
b1) 水溶性ポリマーを水に溶解させて、ポリマー溶液を準備するステップと、
b2) 層状複水酸化物を水中に分散させて、層状複水酸化物分散液を準備するステップと、
b3) ある量のポリマー溶液と層状複水酸化物分散液とを混ぜ合わせて、コーティング混合物を得るステップと
により調製される。この方法でコーティング混合物を調製することにより、その組成に対するより高度の制御が可能になる。先行技術において用いられるコーティング混合物は、重合性アクリルモノマー、他のポリマー、および無機材料(例えば粘土)を溶媒の存在下でともにブレンドし、次いで、得られたブレンドのラジカル重合を昇温下で実施することにより調製し、ポリマーコーティング混合物を得ていた。その結果、そのようなin−situ重合技法により調製したコーティング混合物は、それぞれ異なる特性(例えば分子量)を有する様々な重合生成物を含有する可能性が高い。これにより必然的に、複数のバッチのコーティング混合物を正確に同一の仕様に調製するのは、別のこととなる。この手法とは対照的に、本方法のコーティング混合物は、ある量のi)LDH分散液と、ii)溶媒に1つまたは複数のポリマーを溶解させることにより調製したポリマー溶液とを混ぜ合わせることにより調製することができ、したがって所定の特性(例えば粘度)を有する。本方法はまた、複雑な成分のブレンドの制御されないラジカル重合による、潜在的に望ましくない(または有害な)副生成物が生じるリスクを排除する。
一実施形態において、LDHはプレートレットの形態を有し、(TEMまたはSEM画像法により決定した)プレートレットの最大寸法(すなわち、直径)は0.01〜10μmである。好適には、プレートレットの最大寸法は0.01〜1μmである。
一実施形態において、LDHはプレートレットの形態を有し、平均粒子径は0.3〜10μmである。平均粒子径は、TEMまたはSEM画像法を用いて、平均粒子長さ(すなわち、プレートレットの直径)を測定することにより決定することができる)。好適には、プレートレットの平均粒子径は2.5〜10μmである。より好適には、プレートレットの平均粒子径は3.5〜9μmである。さらにより好適には、プレートレットの平均粒子径は4〜8.5μmである。最も好適なプレートレットの平均粒子径は6.5〜8.5μmである。
一実施形態において、水性混合物は1〜15重量%の層状複水酸化物を含む。好適には、水性混合物は1〜10重量%の層状複水酸化物を含む。より好適には、水性混合物は2〜6重量%の層状複水酸化物を含む。あるいは、水性混合物は5〜8重量%の層状複水酸化物を含んでよい。
一実施形態において、層状複水酸化物のアスペクト比は少なくとも10であり、アスペクト比は、層状複水酸化物プレートレットの平均直径を層状複水酸化物プレートレットの平均厚さで除算したものである。
一実施形態において、水性混合物は1〜20重量%の水溶性ポリマーを含む。好適には、水性混合物は1〜10重量%の水溶性ポリマーを含む。
一実施形態において、水性混合物は1〜1000cPの粘度を有する。
一実施形態において、水性混合物は1〜30重量%の総固体含有率(ポリマーおよびLDH)を有する。好適には、水性混合物は5〜15重量%の総固体含有率を有する。より好適には、水性混合物は8〜12重量%の総固体含有率を有する。
一実施形態において、水性混合物は5〜15重量%の総固体含有率を有し、水性混合物中の、水溶性ポリマー(例えばPVA)のLDHに対する重量比は0.5:1〜5:1である。好適には、水性混合物は5〜15重量%の総固体含有率を有し、水性混合物中の、水溶性ポリマー(例えばPVA)のLDHに対する重量比は0.75:1〜4.5:1である。より好適には、水性混合物は5〜15重量%の総固体含有率を有し、水性混合物中の、水溶性ポリマー(例えばPVA)のLDHに対する重量比は、0.75:1〜2:1または3:1〜4.5:1である。
一実施形態において、水性混合物は8〜12重量%の総固体含有率を有し、水性混合物中の、水溶性ポリマー(例えばPVA)のLDHに対する重量比は0.5:1〜5:1である。好適には、水性混合物は8〜12重量%の総固体含有率を有し、水性混合物中の、水溶性ポリマー(例えばPVA)のLDHに対する重量比は0.75:1〜4.5:1である。より好適には、水性混合物は8〜12重量%の総固体含有率を有し、水性混合物中の、水溶性ポリマー(例えばPVA)のLDHに対する重量比は、0.75:1〜2:1または3:1〜4.5:1である。
本発明の方法により調製したフィルムは、積層構造を有してよい。そのような場合、ステップc)の後およびステップd)の前に、コーティングされた第1の基材が第2の基材とを接触させ、その結果、コーティング混合物の層が第1の基材と第2の基材との間に提供される。そのような実施形態において、湿潤なコーティング混合物は、第2の基材を第1の基材に接着するための接着剤の役割を果たす。そのような実施形態において、ポリマーマトリックスは接着剤のための硬化剤を含んでもよい。そのような実施形態において、ポリマーマトリックスは接着剤のための硬化剤を含んでもよい。
あるいは、積層構造は、別個の専用の接着層を用いることにより実現してよい。したがって、方法はさらに、
e) ステップd)から得た乾燥しコーティングされた第1の基材に接着剤の層を付与し、その結果、接着剤の層をステップc)の間に付与された層の上に提供するステップと、
f) ステップe)において付与された接着剤の層を、第2の基材と接触させるステップと
を含んでよい。
e) ステップd)から得た乾燥しコーティングされた第1の基材に接着剤の層を付与し、その結果、接着剤の層をステップc)の間に付与された層の上に提供するステップと、
f) ステップe)において付与された接着剤の層を、第2の基材と接触させるステップと
を含んでよい。
第2の基材は、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド、ナイロン、ポリ乳酸(PLA)、およびポリ二塩化ビニル(PVDC)から選択してよい。第2の基材および第1の基材は、同一であっても異なってもよい。
接着剤は、酢酸セルロース、ポリ(ビニルアルコール)(PVOH)、ポリ酢酸ビニル、ポリ二塩化ビニル(PVDC)、ポリウレタン、アクリル系接着剤、エポキシ樹脂、およびそれらの混合物から選択してよい。あるいは、接着剤は、前述のポリマーの1つと、1つまたは複数の追加のコモノマー、例えばエチレンとをベースとするコポリマー(例えばポリエチレンビニルアルコール)であってよい。好適には、接着剤は食品グレードである。好適には、接着剤は硬化剤を含んでもよい。
一実施形態において、接着剤は、ポリウレタンおよび/またはアクリル系接着剤であってよい。
一実施形態において、方法は、ステップd)から得たコーティング混合物の乾燥した層を、水性コーティング混合物のさらなる層でコーティングし、次いで、水性コーティング混合物のさらなる層を乾燥させるステップe’)を含む。個々にコーティングされた複数の層を含有する基材を得るため、ステップe’)を複数回繰り返してよい。各コーティング層は、同一であっても異なってもよいことが理解されよう。
一実施形態において、層状複水酸化物は、以下に示す式(I):
[Mz+ 1−xM’y+ x(OH)2]a+(Xn−)m・bH2O
(I)
[式中、
Mは少なくとも1種の荷電金属カチオンであり、
M’はMとは異なる少なくとも1種の荷電金属カチオンであり、
zは1または2であり、
yは3または4であり、
0<x<0.9、
0<b≦10、
Xは少なくとも1種のアニオンであり、
nはアニオンX上の電荷であり、
aはz(1−x)+xy−2に等しく、
m≧a/n]
による構造を有する。
[Mz+ 1−xM’y+ x(OH)2]a+(Xn−)m・bH2O
(I)
[式中、
Mは少なくとも1種の荷電金属カチオンであり、
M’はMとは異なる少なくとも1種の荷電金属カチオンであり、
zは1または2であり、
yは3または4であり、
0<x<0.9、
0<b≦10、
Xは少なくとも1種のアニオンであり、
nはアニオンX上の電荷であり、
aはz(1−x)+xy−2に等しく、
m≧a/n]
による構造を有する。
LDH中のアニオンXは、例えば、ハロゲン化物(例えば塩化物)、無機オキシアニオン(例えばX’mOn(OH)p −q;m=1〜5;n=2〜10;p=0〜4;q=1〜5;X’=B、C、N、S、P:例えば炭酸イオン、重炭酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、亜硝酸イオン、ホウ酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、硫酸イオン)、アニオン性発色団、および/またはアニオン性UV吸収剤(例えば4−ヒドロキシ−3−10メトキシ安息香酸、2−ヒドロキシ−4メトキシベンゾフェノン−5−スルホン酸(HMBA)、4−ヒドロキシ−3−メトキシ−ケイ皮酸、p−アミノ安息香酸、および/またはウロカニン酸)であってよい。
1種より多くのアニオンXが、式(I)中に存在してよいことが理解されよう。
一実施形態において、アニオンXは、炭酸イオン、重炭酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、亜硝酸イオン、ホウ酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、および硫酸イオンから選択された無機オキシアニオンである。最も好適には、Xは炭酸イオンである。
一実施形態において、zが2のとき、MはMg、Zn、Fe、Ca、Sn、Ni、Cu、Co、もしくはこれらの2つ以上の混合物であり、またはzが1のとき、MはLiである。好適には、zは2であり、MはCa、Mg、Zn、またはFeである。より好適には、zは2であり、MはCa、Mg、またはZnである。
一実施形態において、yが3のとき、M’はAl、Ga、In、Fe、Ti、もしくはそれらの混合物であり、またはyが4のとき、M’はSn、Ti、もしくはZr、もしくはそれらの混合物である。好適には、yは3である。より好適には、yは3であり、M’はAlである。
一実施形態において、xは式0.18<x<0.9による値を有する。好適には、xは式0.18<x<0.5による値を有する。より好適には、xは式0.18<x<0.4による値を有する。
一実施形態において、式(I)のLDHは、Zn/Al、Mg/Al、ZnMg/Al、Ca/Al、Ni/Al、またはCu/Al層状複水酸化物である。
一実施形態において、MはCa、Mg、Zn、またはFeであり、M’はAlであり、Xは炭酸イオン、重炭酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、またはそれらの混合物である。好適には、MはCa、Mg、またはZnであり、M’はAlであり、Xは炭酸イオン、重炭酸イオン、硝酸イオン、亜硝酸イオン、またはそれらの混合物である。より好適には、MはCa、Mg、またはZnであり、M’はAlであり、Xは炭酸イオンである。
一実施形態において、LDHはMg4Al−CO3 LDHである。
式(I)のLDHは、
i) 式(II);
[Mz+ 1−xM’y+ x(OH)2]a+(Xn−)m・bH2O
(II)
[式中、M、M’、z、y、x、a、b、およびXは式(I)について規定したとおりである]
を有する層状複水酸化物を、金属MおよびM’のカチオン、アニオンXn−、ならびに任意選択的にアンモニア放出剤を含有する水溶液から沈殿させるステップと、
ii) ステップ(i)で得た層状複水酸化物沈殿物をステップ(i)の反応混合物中に熟成させるステップ、
iii) ステップ(ii)から得た熟成させた沈殿物を収集し、次いで、水で洗浄するステップと、
iv) 洗浄した沈殿物を乾燥/濾過するステップと
を含む方法により調製してよい。
i) 式(II);
[Mz+ 1−xM’y+ x(OH)2]a+(Xn−)m・bH2O
(II)
[式中、M、M’、z、y、x、a、b、およびXは式(I)について規定したとおりである]
を有する層状複水酸化物を、金属MおよびM’のカチオン、アニオンXn−、ならびに任意選択的にアンモニア放出剤を含有する水溶液から沈殿させるステップと、
ii) ステップ(i)で得た層状複水酸化物沈殿物をステップ(i)の反応混合物中に熟成させるステップ、
iii) ステップ(ii)から得た熟成させた沈殿物を収集し、次いで、水で洗浄するステップと、
iv) 洗浄した沈殿物を乾燥/濾過するステップと
を含む方法により調製してよい。
ステップi)において用いるアンモニア放出剤は、得られるLDHプレートレットのアスペクト比を増大させ得る。好適なアンモニア放出剤としては、ヘキサメチレンテトラアミン(HTM)および尿素が挙げられる。好適には、アンモニア放出剤は尿素である。ステップi)において用いるアンモニア放出剤の量は、アンモニア放出剤の金属カチオン(M+M’)に対するモル比が0.5:1〜10:1(例えば1:1〜6:1または4:1〜6:1)となるような量であってよい。
一実施形態において、ステップi)には、沈殿物は、金属MおよびM’のカチオン、アニオンXn−、ならびに任意選択的にアンモニア放出剤を含有する水溶液が、OH−の供給源となる塩基(例えばNaOH、NH4OH、またはOH−形成のための前駆体)の存在下で接触することにより形成される。好適には、塩基はNaOHである。一実施形態において、用いる塩基の量は、溶液のpHを6.5〜14に制御するのに十分である。好適には、用いる塩基の量は、溶液のpHを7.5〜13に制御するのに十分である。より好適には、用いる塩基の量は、溶液のpHを9〜11に制御するのに十分である。
一実施形態において、ステップii)では、ステップi)で得た層状複水酸化物沈殿物を、5分〜72時間、25〜180℃の温度で、ステップi)の反応混合物中で熟成させる。
好適には、ステップii)では、ステップi)で得た層状複水酸化物沈殿物を、0.5〜72時間、ステップi)の反応混合物中で熟成させる。より好適には、ステップii)では、ステップi)で得た層状複水酸化物沈殿物を、5〜48時間、ステップi)の反応混合物中で熟成させる。最も好適には、ステップii)では、ステップi)で得た層状複水酸化物沈殿物を、12〜36時間、ステップi)の反応混合物中で熟成させる。
好適には、ステップii)では、ステップi)で得た層状複水酸化物沈殿物を、80〜180℃の温度で、ステップi)の反応混合物中で熟成させる。より好適には、ステップii)では、ステップi)で得た層状複水酸化物沈殿物を、90〜150℃の温度で、ステップi)の反応混合物中で熟成させる。
ステップii)はオートクレーブ中で行ってよい。
一実施形態において、ステップiii)では、ステップii)から得た熟成させた沈殿物を、収集し、次いで、濾液が6.5〜7.5の範囲のpHを有するまで水で洗浄する。
本方法のステップc)は、種々の異なる技法によって行ってよい。
一実施形態において、水性コーティング混合物は、ステップc)で、噴霧、ディップコーティング、またはスピンコーティングにより、基材に塗布してよい。
あるいは、水性コーティング混合物は、ステップc)で、バスアンドローラーアセンブリを用いて、基材に塗布してもよい。そのようなアセンブリは、コーティング混合物を収容するバスと部分的に接触する回転ローラーを含むことを理解されよう。ローラーが回転すると、コーティング混合物がローラーの表面をコーティングし、ローラーの表面を通過する基材上に移る。基材に塗布されるコーティング混合物の量を計量するための、または過剰なコーティング混合物を除去するための、追加のローラーが存在してよい。基材の表面全体へのコーティング混合物の均一な分散を確保するため、そのようなアセンブリはさらに、メイヤーロッドまたは他の手段を含んでよい。
フィルム
これまでに論じたとおり、本発明はまた、本明細書において規定される方法により得られる、得た、または直接得たフィルムを提供する。
これまでに論じたとおり、本発明はまた、本明細書において規定される方法により得られる、得た、または直接得たフィルムを提供する。
これまでに論じたとおり、本発明はまた、
a) 基材、および
b) 基材の少なくとも1つの表面に備えられたコーティング層
を含むフィルムであって、コーティング層が水溶性ポリマーマトリックス全体に分散した5〜70重量%の層状複水酸化物を含む、フィルムを提供する。
a) 基材、および
b) 基材の少なくとも1つの表面に備えられたコーティング層
を含むフィルムであって、コーティング層が水溶性ポリマーマトリックス全体に分散した5〜70重量%の層状複水酸化物を含む、フィルムを提供する。
本発明のフィルムは、先行技術のフィルムに対して向上したOTRおよびWVTR特性を有する。
本発明のフィルムは、ポリマーとLDHとの複数の交互層を含有しないことにより、LbL調製フィルムとは区別されることが理解されよう。むしろ、本発明のフィルムは、LDHがポリマーマトリックス全体に分散した単一の層を含有する。LDHは、ポリマーマトリックス全体にランダムに分散してよい。
一実施形態において、コーティング層は10〜60重量%の層状複水酸化物を含む。好適には、コーティング層は20〜50重量%の層状複水酸化物を含む。
一実施形態において、コーティング層中の、水溶性ポリマーマトリックス(例えばPVA)のLDHに対する重量比は0.5:1〜5:1である。好適には、コーティング層中の、水溶性ポリマーマトリックス(例えばPVA)のLDHに対する重量比は0.75:1〜4.5:1である。より好適には、コーティング層中の、水溶性ポリマーマトリックス(例えばPVA)のLDHに対する重量比は、0.75:1〜2:1または3:1〜4.5:1である。
一実施形態において、フィルムを調製するための方法に関して、LDHは、これまでの段落のいずれかに記載したとおりである。
一実施形態において、フィルムを調製するための方法に関して、ポリマーマトリックスは、これまでの段落のいずれかに記載したとおりの水溶性ポリマーを含む。
一実施形態において、フィルムを調製するための方法に関して、基材は、これまでの段落のいずれかに記載したとおりである。
一実施形態において、コーティング層は、0.1〜10μm(例えば1〜10μm)の厚さを有する。
一実施形態において、フィルムは、複数のコーティング層を含む。好適には、フィルムは、1〜10層の個々にコーティングされた層を含む。好適には、フィルムは、1〜4層の個々にコーティングされた層を含む。
一実施形態において、コーティング層は、
a) 10〜60重量%の層状複水酸化物、
b) 40〜90重量%のポリマーマトリックス、および
c) 0〜2重量%の水
を含む。
a) 10〜60重量%の層状複水酸化物、
b) 40〜90重量%のポリマーマトリックス、および
c) 0〜2重量%の水
を含む。
一実施形態において、コーティング層は、
a) 10〜60重量%の層状複水酸化物、
b) 40〜90重量%のポリ(ビニルアルコール)、および
c) 0〜2重量%の水
を含む。
a) 10〜60重量%の層状複水酸化物、
b) 40〜90重量%のポリ(ビニルアルコール)、および
c) 0〜2重量%の水
を含む。
フィルムは積層構造を有してよい。したがって、一実施形態において、基材は第1の基材であり、フィルムは、コーティング層が第1の基材と第2の基材との間に位置するように、コーティング層の上に配置された第2の基材を含む。そのような実施形態において、コーティング層は、第2の基材を第1の基材に接着するための接着剤の役割を果たす。
あるいは、フィルムは、コーティング層と第2の基材との間に備えられた接着剤の層を含む。そのような実施形態において、専用の接着層は、第2の基材を、コーティングされた第1の基材に接着する。
フィルムを調製するための方法に関して、第2の基材は、これまでの段落のいずれかに記載したとおりであってよい。
フィルムを調製するための方法に関して、接着剤は、これまでの段落のいずれかに記載したとおりであってよい。
フィルムの用途
これまでに論じたとおり、本発明はまた、本明細書において規定されるフィルムの包装における使用を提供する。
これまでに論じたとおり、本発明はまた、本明細書において規定されるフィルムの包装における使用を提供する。
これまでに論じたとおり、本発明はまた、本明細書において規定されるフィルムを含む容器を提供する。
本発明のフィルムの有利なOTRおよびWVTR特性は、本発明のフィルムを、包装の分野、特に食品産業において有用にする。したがって、本発明のフィルムは、包装において、または食品を包装もしくは収容することを目的とする容器において用いられ得る。
添付の図を参照し、説明のみを目的として本発明についてここに記載する。
材料および方法
粉末X線回折(PXRD)
X線回折(XRD)パターンを、Cu Ka放射を用いた反射モードにおいて、PANalytical X’Pert Pro装置に記録した。加速電圧は40kVに設定し、1/4度のスリットサイズを用いて1°〜70°を0.01°s−1で、40mAの電流(λ=1.542°)であった。
粉末X線回折(PXRD)
X線回折(XRD)パターンを、Cu Ka放射を用いた反射モードにおいて、PANalytical X’Pert Pro装置に記録した。加速電圧は40kVに設定し、1/4度のスリットサイズを用いて1°〜70°を0.01°s−1で、40mAの電流(λ=1.542°)であった。
走査型電子顕微鏡(SEM)
20kVの加速電圧を用いて、JEOL JSM 6100走査型顕微鏡で、走査型電子顕微鏡(SEM)分析を行った。SEMステージに接着したカーボンテープ上に、粉末サンプルを広げ、フィルムサンプルを載せる。断面SEMのためには、フィルムサンプルを鋭利な刃物で切断し、90°サンプルホルダーに接着したカーボンテープ上に載せる。帯電を防止し、画像品質を向上させるため、観測する前に、厚い白金層でサンプルをスパッタコーティングする。
20kVの加速電圧を用いて、JEOL JSM 6100走査型顕微鏡で、走査型電子顕微鏡(SEM)分析を行った。SEMステージに接着したカーボンテープ上に、粉末サンプルを広げ、フィルムサンプルを載せる。断面SEMのためには、フィルムサンプルを鋭利な刃物で切断し、90°サンプルホルダーに接着したカーボンテープ上に載せる。帯電を防止し、画像品質を向上させるため、観測する前に、厚い白金層でサンプルをスパッタコーティングする。
透過型電子顕微鏡(TEM)
OxfordshireのResearch Complex at Harwellで、LaB6フィラメントを装備したJeol JEM−2100 TEMにより、200kVの加速電圧で、透過型電子顕微鏡(TEM)観察を実施した。分析の前に、サンプルを脱イオン水で希釈し、脱イオン水中で15分間、超音波処理した。得られた懸濁液を数滴、カーボンフィルム(300メッシュ、Agar scientific)で覆われた銅グリッド上で乾燥させた。
OxfordshireのResearch Complex at Harwellで、LaB6フィラメントを装備したJeol JEM−2100 TEMにより、200kVの加速電圧で、透過型電子顕微鏡(TEM)観察を実施した。分析の前に、サンプルを脱イオン水で希釈し、脱イオン水中で15分間、超音波処理した。得られた懸濁液を数滴、カーボンフィルム(300メッシュ、Agar scientific)で覆われた銅グリッド上で乾燥させた。
酸素透過率試験
酸素透過分析装置(Systech Illinois Inc.、Oxygen Permeation Analyser 8001)を用いて、23℃、0%RHで、酸素透過率についてフィルムおよびコーティングされた基材を試験する。定常状態透過に達した後、酸素透過率(OTR)を記録し、cc/m2・日・atmの単位において報告する。
酸素透過分析装置(Systech Illinois Inc.、Oxygen Permeation Analyser 8001)を用いて、23℃、0%RHで、酸素透過率についてフィルムおよびコーティングされた基材を試験する。定常状態透過に達した後、酸素透過率(OTR)を記録し、cc/m2・日・atmの単位において報告する。
水蒸気透過率試験
水蒸気透過分析装置(Systech Illinois Inc.、Water Vapour Permeation Analyser 7000)を用いて、38℃、90%RHで、水蒸気透過率についてフィルムおよびコーティングされた基材を試験する。定常状態透過に達した後、水蒸気透過率(OTR)を記録し、cc/m2・日・atmの単位において報告する。
水蒸気透過分析装置(Systech Illinois Inc.、Water Vapour Permeation Analyser 7000)を用いて、38℃、90%RHで、水蒸気透過率についてフィルムおよびコーティングされた基材を試験する。定常状態透過に達した後、水蒸気透過率(OTR)を記録し、cc/m2・日・atmの単位において報告する。
厚さ測定
厚さ測定はすべて、厚さ試験装置(Thwing−Albert Instrument Company、ProGate Thickness Tester)を用いることにより試験する。10回の測定値の平均を、ミクロンの単位で報告する。
厚さ測定はすべて、厚さ試験装置(Thwing−Albert Instrument Company、ProGate Thickness Tester)を用いることにより試験する。10回の測定値の平均を、ミクロンの単位で報告する。
光学特性測定
ヘイズメーター(The haze−gard I、BYK−Gardner GmbH Inc)を用いることにより、フィルムの全透過率、ヘイズ、および透明度を測定する。10回の測定値の平均を、パーセントの単位で報告する。
ヘイズメーター(The haze−gard I、BYK−Gardner GmbH Inc)を用いることにより、フィルムの全透過率、ヘイズ、および透明度を測定する。10回の測定値の平均を、パーセントの単位で報告する。
屈曲耐久性測定
軟質フィルムの屈曲耐久性測定は、ASTM F392−93から引用し、SCG Packaging、Thailandの、Gelbo flex tester、IDM instrumentsを用いた。フィルムサンプルを、200mm(幅)×280mm(長さ)のサイズに切断した。次いで、サンプルを、装置の固定マンドレルおよび移動マンドレルにしっかりと固定した。捻回運動を伴う屈曲を室温で行い、フィルムの捻回と圧潰とを一定のサイクルで繰り返した。屈曲後、OTRを行い、OTR値の変化を観測した。
軟質フィルムの屈曲耐久性測定は、ASTM F392−93から引用し、SCG Packaging、Thailandの、Gelbo flex tester、IDM instrumentsを用いた。フィルムサンプルを、200mm(幅)×280mm(長さ)のサイズに切断した。次いで、サンプルを、装置の固定マンドレルおよび移動マンドレルにしっかりと固定した。捻回運動を伴う屈曲を室温で行い、フィルムの捻回と圧潰とを一定のサイクルで繰り返した。屈曲後、OTRを行い、OTR値の変化を観測した。
[実施例1]
LDHの合成
0.40MのMg(NO3)2・6H2O、0.10MのAl(NO3)3・9H2O、および0.80Mの尿素の水溶液(100mL)を調製した。混合溶液を、テフロン張りのオートクレーブに移し、100℃のオーブンで、24時間加熱した。反応物を室温に冷却した後、沈殿生成物を濾過により脱イオン水で複数回洗浄し、最終的に、真空オーブン中に一晩置いた。LDH生成物は、3〜4μmの平均サイズおよび約80のアスペクト比を有する良好に結晶化したLDHの、典型的なXRDパターン(図1)を示す。図2は、調製したLDHのSEM画像を示す。
LDHの合成
0.40MのMg(NO3)2・6H2O、0.10MのAl(NO3)3・9H2O、および0.80Mの尿素の水溶液(100mL)を調製した。混合溶液を、テフロン張りのオートクレーブに移し、100℃のオーブンで、24時間加熱した。反応物を室温に冷却した後、沈殿生成物を濾過により脱イオン水で複数回洗浄し、最終的に、真空オーブン中に一晩置いた。LDH生成物は、3〜4μmの平均サイズおよび約80のアスペクト比を有する良好に結晶化したLDHの、典型的なXRDパターン(図1)を示す。図2は、調製したLDHのSEM画像を示す。
[実施例2]
コーティング混合物の調製
以下のとおり、バリアコーティング水溶液を調製する。規定された固体含有率のポリビニルアルコール(PVA)水溶液を新たに調製する。すなわち、必要量のポリマーを秤量し、激しい撹拌下で必要量の予熱した脱イオン水に添加する。混合物を撹拌し、90℃に加熱する。ポリマーの溶解が完了した後、PVA溶液を撹拌下で60℃に保つ。PVAは、異なる分子量および加水分解度から選択し(POVAL 28−99、MW 145,000g/mol、99〜99.8%加水分解、Kuraray;Mowiol 4−88、MW 31,000、88%加水分解、Sigma−Aldrich)、受領したまま用いることができる。
コーティング混合物の調製
以下のとおり、バリアコーティング水溶液を調製する。規定された固体含有率のポリビニルアルコール(PVA)水溶液を新たに調製する。すなわち、必要量のポリマーを秤量し、激しい撹拌下で必要量の予熱した脱イオン水に添加する。混合物を撹拌し、90℃に加熱する。ポリマーの溶解が完了した後、PVA溶液を撹拌下で60℃に保つ。PVAは、異なる分子量および加水分解度から選択し(POVAL 28−99、MW 145,000g/mol、99〜99.8%加水分解、Kuraray;Mowiol 4−88、MW 31,000、88%加水分解、Sigma−Aldrich)、受領したまま用いることができる。
まず、LDHを脱イオン水に添加し、10%の充填剤懸濁液を調製する。使用前に懸濁液を10分間撹拌し、20〜30分間超音波処理する。異なる割合のLDHおよびPVAの溶液を激しく混合し、重量比がPVA/LDHであるコーティングを得て、得たコーティングを60℃で1時間撹拌する。コーティング配合の固体部分を10%に制御する。
3〜4μmのサイズのLDHを用いて、いくつかの溶液(表1)を配合する。あるいは、0.5または7μmのサイズを有するLDHでコーティング混合物を調製し、上記手順と同様に配合することができる(表2)。
[実施例3]
コーティングされたフィルムの調製
図3は、コーティング方法の模式的流れ図を提供する。
コーティングされたフィルムの調製
図3は、コーティング方法の模式的流れ図を提供する。
コロナ処理した、SCG Packaging PLCにより供給されるポリエチレンテレフタレート基材(SARAFIL Transparent TF101、Polyplex Thailand)に、メイヤーロッドコーターおよび自動コーター(K101、RK Print Coat Instruments Ltd.)により、コーティング溶液を塗布する。コーティング領域の中央に基材フィルムを固定し、ロッドをフィルムの上に置く。約1〜2mLの調製したコーティング溶液を、ロッドと基材との間の隙間に、基材の幅に沿って塗布する。メイヤーロッドは制御された速度で基材を下に移動させ、コーティングされたフィルムが得られる。コーティングされたサンプルをすべて、室温で自然乾燥させる。コーティングの厚さは、ロッドの数およびコーティングの速度を選択することにより制御される。
[実施例4]
コーティングされた、およびコーティングしていないフィルムの特徴付け
表1のコーティング混合物でコーティングされたフィルム
図4は、コーティング配合中、(a)2%、(b)3.3%、および(c)5%のLDHのローディングを有する、コーティングされたフィルムのSEM画像を示す。
コーティングされた、およびコーティングしていないフィルムの特徴付け
表1のコーティング混合物でコーティングされたフィルム
図4は、コーティング配合中、(a)2%、(b)3.3%、および(c)5%のLDHのローディングを有する、コーティングされたフィルムのSEM画像を示す。
図5は、コーティング配合中、(a)2%、(b)3.3%、および(c)5%のLDHのローディングを有する、コーティングされたフィルムの断面SEM画像を示す。
図6は、コーティングされた、およびコーティングしていない各種フィルムの、厚さ測定値を示す。
図7は、コーティングされた、およびコーティングしていない各種フィルム、ならびにLDH自体の、X線粉末結晶構造解析を示す。
図8は、コーティングされた、およびコーティングしていない各種フィルムの、酸素透過率の値(OTR)を示す。
図9は、コーティングされた、およびコーティングしていない各種フィルムの、水蒸気透過率の値(WVTR)を示す。
図10は、コーティングされた、およびコーティングしていない各種フィルムの、全透過率の値を示す。
図11は、コーティングされた、およびコーティングしていない各種フィルムの、ヘイズ値を示す。
図12は、コーティングされた、およびコーティングしていない各種フィルムの、透明度の値を示す。
表2のコーティング混合物でコーティングされたフィルム
図13は、コーティングされた各種フィルムの、SEM画像を示す。
図13は、コーティングされた各種フィルムの、SEM画像を示す。
図14は、5%LDHローディングでコーティングされたフィルムの、断面SEM画像を示す。
図15は、コーティングされた、およびコーティングしていない各種フィルムの、酸素透過率の値(OTR)を示す。
[実施例5]
LDH含有コーティングと市販の粘土含有コーティングの比較
コーティングされた基材の調製
実施例1に概説した手順に従って、LDHを調製した。
LDH含有コーティングと市販の粘土含有コーティングの比較
コーティングされた基材の調製
実施例1に概説した手順に従って、LDHを調製した。
バリアコーティング水溶液を、以下のように調製した。規定された固体含有率のポリビニルアルコール(PVA、Mowiol 4−88、Mw 31,000、88%加水分解、Sigma−Aldrich)水溶液を新たに調製する。すなわち、必要量のポリマーを秤量し、激しい撹拌下で必要量の予熱した脱イオン水に添加する。次いで、混合物を撹拌し、90℃に加熱する。ポリマーの溶解が完了した後、PVA溶液を冷却し、室温に保つ。使用する前にLDHおよび粘土の懸濁液を水中10重量%で10分間調製し、次いで、20〜30分間超音波処理した。図16は、この研究で用いた異なるLDHおよび粘土のSEM画像を提供する。LDH/粘土溶液とPVA溶液とを、異なる割合で激しく混合し、PVA/LDHまたはPVA/粘土の重量比が80/20および50/50であるコーティング溶液を得た。コーティング溶液の総固体含有率は10%に制御した。
次いで、コロナ処理した、SCG Packaging PLCにより供給されるポリエチレンテレフタレート基材(SARAFIL Transparent TF101、Polyplex Thailand)に、メイヤーロッドコーターおよび自動コーター(K101、RK Print Coat Instruments Ltd.)により、コーティング溶液を塗布した。コーティング領域の中央に基材フィルムを固定し、ロッドをフィルムの上に置く。約1〜2mLの調製したコーティング溶液を、ロッドと基材との間の隙間に、基材の幅に沿って塗布する。メイヤーロッドは制御された速度で基材を下に移動させ、コーティングされたフィルムが得られる。コーティングされたサンプルをすべて、室温で自然乾燥させる。すべてのコーティングについて、コーティングの厚さは、イエローロッドを用い、コーターの速度を#7に固定することにより制御する。
酸素透過率(OTR)の研究
図17は、LDH含有および粘土含有コーティングをされた各種フィルムの、OTR特性を提示する。
図17は、LDH含有および粘土含有コーティングをされた各種フィルムの、OTR特性を提示する。
粘土粒子は強く凝集している。一般に、水中で粘土の完全な分散を得るには、分散剤が必要となる。考えられる望ましくない副作用を避けるため、この研究では、そのような添加剤は含めなかった。図17は、粘土含有サンプルはOTR特性が低いことを示しており、そのような市販の粘土を用いることにより、コーティング層のバリア性能が破壊され得ることを示している(おそらく、PVA溶液中の粘土の分散性の低さによる)。一方、図17は、LDH含有サンプルは一般に、粘土含有サンプルより良好なOTR結果をもたらすことを示している。特に、より大きなプレートレットサイズを有するLDHについて、良好なOTR特性が観測された。理論に束縛されることを望むものではないが、プレートレットサイズがより小さいLDHは凝集する傾向があり、その結果PVAによる被覆が不十分となる場合があり、それによって、酸素が通過することのできる、より開放されたコーティング構造が生じると考えられる。
一般に、無機コーティング(すなわちオキシドコーティング、粘土コーティング)されたフィルムは、不良な耐屈曲性を有する。OTR測定を用いて、50および200回の屈曲サイクルの前後の、コーティングされたフィルムのバリア特性の変化を観測した。図18は、LDH含有および粘土含有コーティングをされた各種フィルムの、OTR特性に関する屈曲試験の効果を示す。
図18に提示した結果は、より大きなプレートレットサイズ(例えば7μm)のLDH含有サンプルは優れた屈曲耐久性を示したことを示し、200回の屈曲後でさえ良好なバリア特性を実証している。
光学的研究
図19は、LDH含有および粘土含有コーティングをされた各種フィルムの、厚さの比較を示す。図20、21、および22は、各種フィルムの光透過率、ヘイズ、および透明度の比較を提供する。
図19は、LDH含有および粘土含有コーティングをされた各種フィルムの、厚さの比較を示す。図20、21、および22は、各種フィルムの光透過率、ヘイズ、および透明度の比較を提供する。
図19〜22に提示した結果は、コーティングされたフィルムのすべてが、同様の透過性および厚さを示すことを示す。ヘイズおよび透明特性は、より多くのLDH/粘土がコーティング層に組み込まれると、悪化する傾向がある。
参照および説明を目的として本発明の具体的な実施形態を本明細書に記載したが、添付の特許請求の範囲に規定される本発明の範囲から逸脱しない、様々な変更が、当業者に明白であろう。
Claims (44)
- フィルムを調製する方法であって、
a) 第1の基材を準備するステップと、
b) 水溶性ポリマーおよび水分散性層状複水酸化物を含む水性混合物を準備するステップと、
c) 前記第1の基材を前記水性混合物の層でコーティングするステップと、
d) コーティングされた前記第1の基材を乾燥させるステップと
を含む、方法。 - 前記第1の基材が、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド、ナイロン、ポリ乳酸(PLA)、およびポリ二塩化ビニル(PVDC)から選択される、請求項1に記載の方法。
- 前記水溶性ポリマーが、ポリ(ビニルアルコール)(PVOH)、ビニルアルコールを含むコポリマー(例えばポリエチレンビニルアルコール(EVOH))、およびポリアクリル酸(PAA)の1つまたは複数から選択される、請求項1または2に記載の方法。
- 前記層状複水酸化物が、以下に示す式(I):
[Mz+ 1−xM’y+ x(OH)2]a+(Xn−)m・bH2O
(I)
[式中、
Mは少なくとも1種の荷電金属カチオンであり、
M’はMとは異なる少なくとも1種の荷電金属カチオンであり、
zは1または2であり、
yは3または4であり、
0<x<0.9、
0<b≦10、
Xは少なくとも1種のアニオンであり、
nはアニオンX上の電荷であり、
aはz(1−x)+xy−2に等しく、
m≧a/n]
による構造を有する、請求項1、2、または3のいずれか1項に記載の方法。 - zが2のとき、MがMg、Zn、Fe、Ca、Sn、Ni、Cu、Co、もしくはこれらの2つ以上の混合物であり、またはzが1のとき、MがLiである、請求項4に記載の方法。
- yが3のとき、M’がAl、Ga、In、Fe、Ti、もしくはそれらの混合物であり、またはyが4のとき、M’がSn、Ti、Zr、もしくはそれらの混合物である、請求項4または5に記載の方法。
- M’がAlである、請求項4、5、および6のいずれか1項に記載の方法。
- 式(I)の前記層状複水酸化物が、Zn/Al、Mg/Al、ZnMg/Al、Ca/Al、Ni/Al、またはCu/Al層状複水酸化物である、請求項4から7のいずれか1項に記載の方法。
- Xが、炭酸イオン、重炭酸イオン、リン酸水素イオン、リン酸二水素イオン、亜硝酸イオン、ホウ酸イオン、硝酸イオン、リン酸イオン、および硫酸イオンから選択される、請求項1から8のいずれか1項に記載の方法。
- Xが炭酸イオンである、請求項1から9のいずれか1項に記載の方法。
- 前記層状複水酸化物がMgAl−CO3層状複水酸化物である、請求項1から10のいずれか1項に記載の方法。
- 前記層状複水酸化物がプレートレット形態を有し、前記プレートレットの最大寸法が0.01〜10μmである、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記プレートレットの最大寸法が0.01〜1μmである、請求項12に記載の方法。
- 前記層状複水酸化物がプレートレット形態を有し、前記プレートレットの平均粒子径が2.5〜10μmである、請求項1から11のいずれか1項に記載の方法。
- 前記層状複水酸化物がプレートレット形態を有し、前記プレートレットの平均粒子径が3.5〜9μmである、請求項14に記載の方法。
- 前記水性混合物が、1〜15重量%の層状複水酸化物を含む、請求項1から15のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水性混合物が、1〜10重量%の層状複水酸化物を含む、請求項1から16のいずれか1項に記載の方法。
- 前記層状複水酸化物のアスペクト比が少なくとも10であり、アスペクト比が、前記層状複水酸化物プレートレットの平均直径を前記層状複水酸化物プレートレットの平均厚さで除算したものである、請求項1から17のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水性混合物が、1〜20重量%の水溶性ポリマーを含む、請求項1から18のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水性混合物が、1〜10重量%の水溶性ポリマーを含む、請求項1から19のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水性混合物が5〜15重量%の総固体含有率を有し、前記水性混合物中の、水溶性ポリマー(例えばPVA)のLDHに対する重量比が0.5:1〜5:1である、請求項1から20のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水性混合物が8〜12重量%の総固体含有率を有し、前記水性混合物中の、水溶性ポリマー(例えばPVA)のLDHに対する重量比が0.5:1〜5:1である、請求項1から21のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水性混合物が8〜12重量%の総固体含有率を有し、前記水性混合物中の、水溶性ポリマー(例えばPVA)のLDHに対する重量比が0.75:1〜4.5:1である、請求項1から22のいずれか1項に記載の方法。
- 前記水性混合物が1〜5000cPの粘度を有する、請求項1から23のいずれか1項に記載の方法。
- ステップc)の後およびステップd)の前に、前記コーティングされた第1の基材を第2の基材と接触させ、その結果、前記水性混合物の層が前記第1の基材と前記第2の基材との間に提供される、請求項1から24のいずれか1項に記載の方法。
- e) ステップd)から得た乾燥しコーティングされた前記第1の基材に接着剤の層を付与し、その結果、前記接着剤の層を前記ステップc)の間に付与された層の上に提供するステップと、
f) ステップe)において付与された前記接着剤の層を、第2の基材と接触させるステップと
をさらに含む、請求項1から24のいずれか1項に記載の方法。 - 前記第2の基材が、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレン(PE)、ポリプロピレン(PP)、ポリアミド、ナイロン、ポリ乳酸(PLA)、およびポリ二塩化ビニル(PVDC)から選択される、請求項25または26に記載の方法。
- 前記接着剤が、酢酸セルロース、ポリ(ビニルアルコール)(PVOH)、ポリ酢酸ビニル、ポリ二塩化ビニル(PVDC)、ポリウレタン、アクリル系接着剤、エポキシ樹脂、およびそれらの混合物から選択される、請求項26または27に記載の方法。
- 請求項1から28のいずれか1項に記載の方法により得られるフィルム。
- a) 基材、および
b) 前記基材の少なくとも1つの表面に備えられたコーティング層
を含むフィルムであって、
前記コーティング層が、水溶性ポリマーマトリックス全体に分散した5〜70重量%の層状複水酸化物を含む、フィルム。 - 前記層状複水酸化物が、前記水溶性ポリマーマトリックス全体にランダムに分散した、請求項30に記載のフィルム。
- 前記コーティング層が、10〜60重量%の層状複水酸化物を含む、請求項30または31に記載のフィルム。
- 前記コーティング層中の、水溶性ポリマーマトリックス(例えばPVA)のLDHに対する重量比が、0.5:1〜5:1である、請求項30、31、または32のいずれか1項に記載のフィルム。
- 前記コーティング層中の、水溶性ポリマーマトリックス(例えばPVA)のLDHに対する重量比が、0.75:1〜4.5:1である、請求項33に記載のフィルム。
- 前記層状複水酸化物が、請求項4〜18のいずれか1項において規定したとおりである、請求項30から34のいずれか1項に記載のフィルム。
- 前記水溶性ポリマーマトリックスが、請求項3において規定したとおりの水溶性ポリマーを含む、請求項30から35のいずれか1項に記載のフィルム。
- 前記基材が、請求項2において規定したとおりである、請求項30から36のいずれか1項に記載のフィルム。
- 前記コーティング層が、
a) 10〜60重量%の層状複水酸化物、
b) 40〜90重量%の水溶性ポリマーマトリックス、および
c) 0〜2重量%の水
を含む、請求項30から37のいずれか1項に記載のフィルム。 - 前記コーティング層が、0.1〜10μm(例えば1〜10μm)の厚さを有する、請求項30から38のいずれか1項に記載のフィルム。
- 前記基材が第1の基材であり、前記フィルムが、前記コーティング層の上に配置された第2の基材を含み、その結果、前記コーティング層が前記第1の基材と前記第2の基材との間に位置する、請求項30から39のいずれか1項に記載のフィルム。
- 前記コーティング層と前記第2の基材との間に備えられた接着剤の層を含む、請求項40に記載のフィルム。
- 前記接着剤が、請求項28において規定したとおりである、請求項41に記載のフィルム。
- 請求項30から42のいずれか1項に記載のフィルムの、包装における使用。
- 前記包装が食品包装である、請求項43に記載の使用。
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