JP2024500361A - フードパッケージ用フィルムの製造に有用なポリアミド組成物 - Google Patents
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Abstract
本発明は特に、(A)70~99.9重量%のポリアミド6及び/又はポリアミド66;(B)0.01~30重量%の少なくとも一つの長鎖半結晶性ポリアミド;及び(C)0~30重量%の一つ以上の添加剤、を含むポリアミド組成物であって、(A)、(B)及び(C)の合計が100重量%になると理解されるポリアミド組成物を対象とする。それは、その製造のための方法、フィルムの製造のためのその使用、前記ポリアミド組成物を含むフィルム及びフードパッケージのためのそれらの使用、ポリアミド6及び/又はポリアミド66を含むフィルムの破壊応力を改善するための半結晶性長鎖ポリアミドの使用、及び前記ポリアミド組成物又は前記フィルムを含むフードパッケージにも関する。【選択図】なし
Description
本出願は、改善された機能特性を有するフードパッケージの用フィルムの製造に有用なポリアミド組成物、及び、その製造のための方法に関する。また、本出願は、特にフードパッケージ用フィルムの製造のためのその使用、該ポリアミド組成物から作られたフィルム、及び前記ポリアミド組成物又はフィルムを用いて作られたフードパッケージに関する。
フードパッケージ用フィルムは、食べ物との接触に安全であること及び透明であることなどのように、特定の基準を満たさなければならない。さらに、それらの引裂耐性は規定の範囲以内であるべきである、即ち、輸送及び取扱時の偶然の破損を避けるために十分に高い一方で消費者による容易な開封を可能とするために十分に低いものであるべきである。さらに、それらの引張強度は、重い食材の安全な包装を保証する上で、十分であるべきである。
ポリアミド6から作られたフィルムは、フードパッケージ用フィルムを作ることのために幅広く用いられている。しかしながら、これらのフィルムの高い引裂耐性は、フードパッケージの開封を難しくし、かつそれらの引張強度は、軽い食材へのフードパッケージのためのそれらの使用を制限し得る。
例えば、JPS6363748A、JP10728277A、及びJPH04314741より、ポリアミド6フィルムの幾つかの特定の特性は、ポリエーテルブロックアミド(PEBA)を加えることにより変更し得る、ことが知られている。しかしながら、そのように修飾ポリアミド6で作られたフィルムは、透明でないことがある。さらに、気候変動に関する最近の関心は、化石燃料の代わりに再生可能材料から作られた耐久性のある材料に対するトレンドのきっかけとなっている。
したがって、本発明は、透明であり、未修飾のポリアミドと比較して改善された引張強度及び低減された引裂耐性を有する、フードパッケージ用フィルムの製造のためのポリアミド組成物を提案することを目的とする。さらなる目的は、再生可能材料を用いて得られる、そのような適切な特性を有する、フードパッケージ用フィルムを提供することである。
実際に、本発明者らは、たとえ少量でも、ポリアミド11のような長鎖ポリアミドの、ポリアミド6及び/又はポリアミド66への添加が、引張強度を顕著に改善する一方、引裂強度を減少させ、さらに、それで作られたフィルムの透明性を保つことを見出した。したがって、そのようなポリアミド組成物は、未修飾のポリアミドと比較して、フードパッケージ用途のための、より優れた特性プロファイルを有する。
したがって、本発明の第1の態様は、
(A)70~99.9重量%のポリアミド6及び/又はポリアミド66;
(B)0.01~30重量%の少なくとも一つの長鎖半結晶性ポリアミド;及び
(C)0~30重量%の一つ以上の添加剤、
を含むポリアミド組成物であって、(A)、(B)及び(C)の合計が100重量%になると理解されるポリアミド組成物である。
(A)70~99.9重量%のポリアミド6及び/又はポリアミド66;
(B)0.01~30重量%の少なくとも一つの長鎖半結晶性ポリアミド;及び
(C)0~30重量%の一つ以上の添加剤、
を含むポリアミド組成物であって、(A)、(B)及び(C)の合計が100重量%になると理解されるポリアミド組成物である。
一実施形態によれば、成分(A)はポリアミド6である。
一実施形態によれば、ポリアミド組成物は、0.1から10重量%の成分(B)を含み、特に0.1から3重量%の成分(B)を含む。一実施形態によれば、成分(B)は、ポリアミド11又はポリアミド12であるか、あるいはそれらを含んでいる。
一実施形態によれば、ポリアミド組成物は、25℃において、96重量%の硫酸中、0.005g/mLの溶液中で、ISO307-2019に従って測定する際に、1.0から3.0の相対粘度を有する。
一実施形態によれば、ポリアミド組成物はフィルム状である。
本発明の第2の態様は、
(i)ポリアミド6及び/又はポリアミド66であるポリアミド(A)を提供すること;及び
(ii)ポリアミド(A)を、少なくとも一つの長鎖半結晶性ポリアミドであるポリアミド(B)及び任意選択的な一つ以上の添加剤(C)と、適切な容器の中で混合し、ポリアミド組成物を得ること、
からなる工程を含む、ポリアミド組成物の製造のための方法である。
(i)ポリアミド6及び/又はポリアミド66であるポリアミド(A)を提供すること;及び
(ii)ポリアミド(A)を、少なくとも一つの長鎖半結晶性ポリアミドであるポリアミド(B)及び任意選択的な一つ以上の添加剤(C)と、適切な容器の中で混合し、ポリアミド組成物を得ること、
からなる工程を含む、ポリアミド組成物の製造のための方法である。
一実施形態によれば、上記の行程(ii)は、融解中において、ドライブレンドとして、又は溶解/沈殿により、行われる。
一実施形態によれば、その方法は、
(iii)工程(ii)で得られる混合物をフィルムに変形すること
からなる、さらなる工程を含む。
(iii)工程(ii)で得られる混合物をフィルムに変形すること
からなる、さらなる工程を含む。
一実施形態によれば、上記の工程(iii)は押出成形により行われる。
本発明の第3の態様は、前記ポリアミド組成物を含むフィルムである。
本発明の第4の態様は、フードパッケージのための前記フィルムの使用である。
本発明の第5の態様は、ポリアミド6及び/又はポリアミド66を含むフィルムの破壊応力を改善するための、半結晶性長鎖ポリアミドの使用である。
本発明の第6の態様は、前記ポリアミド組成物又は前記フィルムを含むフードパッケージである。
定義
他に明記しない限り、すべてのパーセンテージ、割合、比率、等は重量によるものである。さらに、量、濃度、又は他の数値もしくはパラメーターが、範囲、好ましい範囲、又は好ましい数値の上限値及び好ましい数値の下限値のリストとして与えられた場合、範囲が別々に開示されるかどうかに関係なく、任意の上限値又は好ましい数値、及び任意の下限値又は好ましい数値の任意の一対から形成される、すべての範囲を具体的に開示するものとして、これは理解される。他に明記しない限り、ここで数値の範囲が記載される場合には、範囲は、その終点、及び範囲内でのすべての整数値並びに小数値を含むことが意図されている。範囲を定義する場合、本発明の範囲を、記載されている特定の数値に限定することは、意図されていない。成分が0から始まる範囲内において存在していると示されている場合、そのような成分は、任意選択的な成分である(即ち、存在するかもしれない、又は存在しないかもしれない)。
他に明記しない限り、すべてのパーセンテージ、割合、比率、等は重量によるものである。さらに、量、濃度、又は他の数値もしくはパラメーターが、範囲、好ましい範囲、又は好ましい数値の上限値及び好ましい数値の下限値のリストとして与えられた場合、範囲が別々に開示されるかどうかに関係なく、任意の上限値又は好ましい数値、及び任意の下限値又は好ましい数値の任意の一対から形成される、すべての範囲を具体的に開示するものとして、これは理解される。他に明記しない限り、ここで数値の範囲が記載される場合には、範囲は、その終点、及び範囲内でのすべての整数値並びに小数値を含むことが意図されている。範囲を定義する場合、本発明の範囲を、記載されている特定の数値に限定することは、意図されていない。成分が0から始まる範囲内において存在していると示されている場合、そのような成分は、任意選択的な成分である(即ち、存在するかもしれない、又は存在しないかもしれない)。
本出願において、ポリマーという用語は、高い相対分子量の高分子を意味し、その構造は、実際に又は概念的に、低い相対分子量の分子から誘導される単位の複数の繰り返しを本質的に含む。この用語は、一つ以上の低い相対分子量の分子から誘導される、単一の単位から誘導されるホモポリマー、及び、二つ以上のそのような単位から誘導されるコポリマーも、包含する。異なる単位は、無作為に、又は、単位の繰り返し配列もしくは特定の長さの単位のブロック、の形態のような、より規則的なやり方で、コポリマー中に配置され得る。後者のコポリマーは、ブロックコポリマーと呼ばれる。
ポリアミドという用語は、アミド結合により連結された繰り返し単位を有する、ポリマーのことを指す。本出願では、規格ISO1874-1により規定される通り、ポリアミドは指定される。
長鎖ポリアミドという用語は、各窒素原子に対して、平均で8以上、特に9以上、かつ好ましくは10以上の炭素原子を有する、ポリアミドを指すことを意味する。
半結晶性ポリマーという用語は、示差走査熱量計及び20℃/minの加熱速度を使用して、ISO11357-3(1999)に従って測定する際に、30J/gより大きい融解エンタルピーを有するポリマーを意味すると理解される。
「ポリアミド組成物」又は「ポリアミド混合物」という用語は、巨視的に均一なポリアミドの組成物を意味すると理解される。その用語は、非混和相で構成され、かつマイクロメートルレベルにおいて分散されるような組成物も包含する。
「コポリマー」という用語は、アミド結合により連結された二つ以上の異なる繰り返し単位から誘導されるポリアミドを意味する。
ポリアミドの文脈における「モノマー」という用語は、「繰り返し単位」の意味の範囲で受け取られなければならない。実際に、ポリアミドの繰り返し単位が、ジアミンと2価酸の組み合わせで構成される場合、モノマーは、前記ジアミン及び2価酸の組み合わせ、即ち、(等モル量における)ジアミン・2価酸ペア、により表現される。実際に、個々に、2価酸又はジアミンは、ただの構造単位であり、かつ、それ自体において重合化する能力はない。
「熱可塑性樹脂」という用語は、圧力下で加熱された際、流れることができるポリマー材料のことを指す。
「透明フィルム」という用語は、標準光源Aの下かつ10度の角度で、360から740nmの波長範囲及び10nmの波長間隔を用いた透過率及びヘイズモードにおいて、分光光度計(Konica Minolta model CM-3610d)を使用して、ASTM D 1003-97手順Bに従って測定する際に、35μmの厚さに対して、5%以下、好ましくは4%以下、具体的には3%以下、かつ特に2%以下のヘイズを示すフィルム、を意味することとして理解される。
「ガラス転移温度」という用語は、20℃/minの加熱速度を使用し、規格NF EN ISO 11 357-2に従って、示差走査熱量計(DSC)により測定する際に、少なくとも部分的にアモルファスのポリマーが、硬いガラス状態からソフトだが未融解な状態に変化する、または逆の場合の、温度を指す。
高い破断強度、高い透明性と共に中程度の引裂強度を求める用途に高度に適したポリアミド組成物を提供するための、少量の長鎖半結晶性ポリアミドとポリアミド6及び/又はポリアミド66とのポリマーブレンドを、本発明は提供する。
上記で述べた通り、本発明は、
(A)70~99.9重量%のポリアミド6及び/又はポリアミド66;
(B)0.01~30重量%の少なくとも一つの長鎖半結晶性ポリアミド;及び
(C)0~30重量%の一つ以上の添加剤、
を含むポリアミド組成物であって、(A)、(B)及び(C)の合計が100重量%になると理解されるポリアミド組成物を、提案する。
(A)70~99.9重量%のポリアミド6及び/又はポリアミド66;
(B)0.01~30重量%の少なくとも一つの長鎖半結晶性ポリアミド;及び
(C)0~30重量%の一つ以上の添加剤、
を含むポリアミド組成物であって、(A)、(B)及び(C)の合計が100重量%になると理解されるポリアミド組成物を、提案する。
本発明のポリアミド組成物における成分(A)として使用されている、ポリアミド6(PA6)及びポリアミド66(PA66)は、当業者に周知であり、市場において広く利用可能である。ポリアミド6及びポリアミド66は、単独で又はブレンドとして使用され得る。ブレンドでのポリアミド6/ポリアミド66の重量比は、1:99から99:1の範囲であり得る。特に、ポリアミド6/ポリアミド66のブレンドにおける重量比は、1:99から10:90、又は10:90から20:80、又は20:80から30:70、又は30:70から40:60、又は40:60から50:50、又は50:50から60:40、又は60:40から70:30、又は70:30から80:20、又は80:20から90:10、又は90:10から99:1の範囲であり得る。
より具体的には、ポリアミド6は、カプロラクタム又はアミノカプロン酸の縮合物であり、かつ、ポリアミド66は、アジピン酸及びヘキサメチレンジアミンの縮合物である。
本発明において有用なポリアミド6及び/又はポリアミド66は好ましくは、規格ISO1133に従って測定する際に、2.16kgの負荷の下、270℃で、10から80、とりわけ15から70、好ましくは20から50、かつ特に30から40g/10minのメルトフローレート(MFR)を有する。
本発明によれば、本発明のポリアミド組成物は、70から99.9重量%の成分(A)を含む。特に、組成物は、70から75重量%、又は75から80重量%、又は80から85重量%、又は85から90重量%、又は90から95重量%、又は95から98重量%、又は98から99重量%、又は99から99.5重量%、又は99.5から99.9重量%の成分(A)を含み得る。80から95重量%、特に87から92重量%の成分(A)を含む組成物が、特に好ましい。
短鎖ポリアミドのフィルム特性を修飾するために成分(B)として使用される半結晶性長鎖ポリアミドも当業者に周知である。それは、ホモポリアミド又はコポリアミドであり得る。それはさらに、脂肪族ポリアミド又は半芳香族ポリアミドであり得る。成分(B)として使用される半結晶性長鎖ポリアミドは、単一のポリアミド又は二つ、三つ又はそれ以上のポリアミドの混合物であり得る。
本発明で使用される半結晶性長鎖ポリアミドは、特に、PA 610、PA 612、PA 11、PA 12、PA 910、PA 912、PA 913、PA 914、PA 915、PA 916、PA 918、PA 936、PA 1010、PA 1012、PA 1013、PA 1014、PA 1210、PA 1212、PA 1213、PA 1214、PA 614、PA 613、PA 615、PA 616、PA 618、PA MXD10、PA 12T、PA 10T、PA 18T、PA 11/10T、PA 11/6Tのランダム及び/又はブロックコポリマー、及びそれらの混合物からなる群から選択され得る。特に、直鎖状脂肪族ポリアミドが好ましい。特に好ましい半結晶性ポリアミドは、PA 11、PA 12、PA 1010、PA 610、及びそれらの混合物である。
成分(B)として使用される長鎖ポリアミドは好ましくは、規格ISO1133に従って測定する際に、2.16kgの負荷の下、250℃で、1.0から8.0、とりわけ1.5から7.0、好ましくは1.7から5.0、かつ具体的には2.0から4.0、かつ特に2.2から3.0g/10minのメルトフローレート(MFR)を有する。
本発明によれば、ポリアミド組成物は、0.01から30重量%の成分(B)を含む。ポリアミド組成物は特に、0.1から0.5重量%、又は0.5から1重量%、又は1から2重量%、又は2から5重量%、又は5から10重量%、又は10から15重量%、又は15から20重量%、又は20から25重量%、又は25から30重量%の成分(B)を含み得る。5から20重量%、及び特に8から13重量%の成分(B)を含むポリアミド組成物が、特に好ましい。
上記で述べた通り、本発明による組成物は、成分(C)として一つ以上の添加剤を追加で含み得る。
そのような添加剤は特に、可塑剤、安定剤、抗酸化剤、紫外線吸収剤、加水分解安定剤、帯電防止剤、染料又は顔料、充填剤、難燃剤、潤滑剤、ガラスファイバー及びフレークのような補強材、加工助剤、アンチブロッキング剤、剥離剤、及び/又はそれらの混合物を含むポリマー材料において使用される従来の添加剤であり得る。
本発明によるポリアミド組成物は、0から30重量%の成分(C)を含む。ポリアミド組成物は特に、0.1から0.5重量%、又は0.5から1重量%、又は1から2重量%、又は2から5重量%、又は5から10重量%、又は10から15重量%、又は15から20重量%、又は20から25重量%、又は25から30重量%の成分(C)を含み得る。0.5から20重量%、好ましくは1から15重量%、特に2から10重量%の成分(C)を含むポリアミド組成物が、特に好ましい。
特定の実施形態によれば、ポリアミド組成物は、微視的に均一なブレンドであり、主に又はもっぱら混和相で構成される。特に、成分(A)及び成分(B)は、本質的に混和相の形態において組成物中に存在することが、好ましい。
好ましくは、ポリアミド組成物は、20から100℃、具体的には25から80℃、より好ましくは30から70℃、かつ特に40から60℃の範囲に含まれるガラス転移温度を有する。
特定の実施形態によれば、ポリアミド組成物は単一の融点を有する。しかしながら、二つ以上の融点を示す組成物もまた、本発明内において有用であり得る。好ましくは、融点、又は、複数の融点の場合の少なくとも一つの融点、は、120から270℃、具体的には150から250℃、より好ましくは180から240℃、かつ特に200から220℃の間の範囲に含まれる。
好ましい実施形態によれば、ポリアミド組成物は、25℃において、96重量%の硫酸中、0.005g/mLの溶液中で、ISO307-2019に従って測定する際に、1.0から3.0、好ましくは1.2から2.4、具体的には1.4から2.2、かつ特に1.6から2.0g/mLの相対粘度を有する。本発明のポリアミド組成物は、任意の形態において使用され得るが、ペレット状、顆粒状、又は粉末状において、それを使用することが、一般的に好ましい。
本発明のポリアミド組成物は、当業者に既知のポリマー混合方法のいずれか一つを使用して製造され得る。特に、組成物は、融解中において混合することにより、ドライブレンドにより、又は溶解/沈殿方法により生産され得る。好ましくは、組成物は、押出機、例えば一軸スクリュー又は二軸スクリュー押出機、において、融解中において混合される。得られる混合物は、その後、顆粒にペレット化され得るか、直接的にフィルム状に押し出され得る。溶解/沈殿方法は、適切な溶媒中での成分の溶解又は分散、続いて、そこから組成物の粉末状での沈殿を含む。
本発明のポリアミド組成物は、当業者に既知の種々の手段により、物品に形成され得る。例えば、組成物は、(共)押出され得、種々のフィルム形成手段により、フィルムに形成され得る。ここに記載されるような組成物を含む本発明の物品の例は特に、食材のためのパッケージとして使用されるフィルムを含む。
本発明の物品はさらに、他のコンポーネントを含み得る。例えば、追加の機能性を物品に提供するための機能層を提供するために、熱可塑性樹脂の追加の層が含まれ得る、多層ポリマー構造の一つ以上の層として、ポリアミド組成物は含まれ得る。ポリアミド組成物の層(一つ以上)及び他のポリマー層は、独立的に形成され、その後、本発明の物品を形成するために互いに接着され得る。本発明の物品は、基体上に一部又は全ての層を押出コーティング又はラミネートすることによっても製造され得る。特に、幾つかのコンポーネントが相対的に同一平面にある場合、本発明の物品のコンポーネントの幾つかは、共押出しにより共に形成され得る。そのため、本発明の物品は、多層共押出フィルム又はシートにおいて、ポリアミド組成物の層、及び、異なる熱可塑性材料の一つ以上の追加の層、を含む、フィルム又はシートであり得る。
マルチコンポーネント又は多層構造において、ポリアミド組成物から形成されるコンポーネントに加えて、物品のコンポーネントを形成するために使用され得る他の熱可塑性材料の例はとりわけ、熱可塑性ポリマー及びコポリマーから選択され得る。
そのような熱可塑性樹脂は、ポリウレタン;ポリエーテルエステル;ポリアミドエーテル;ポリエーテルウレア;PEBA(ポリエーテルブロックアミドに基づいたブロックコポリマー);スチレン-ブタジエン-スチレン(SBS)ブロックコポリマー;スチレン(エチレン-ブチレン)-スチレンブロックコポリマー;上記で言及されたもの以外の(オリゴマー及びポリマーの)ポリアミド;ポリエステル;ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン/プロピレンコポリマー、及び、酢酸ビニル、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリル酸、エポキシ官能化モノマー、一酸化炭素のような種々のコモノマーを有するエチレンコポリマー、を含むポリオレフィン;及び、マレイン酸無水物を用いて、又はエポキシ化により、又は共重合化により、又はグラフト化により官能化されるポリマー、のような熱可塑性エラストマー、及び、EPDM又はメタロセン触媒化PEのようなエラストマー、を含む。
追加の熱可塑性ポリマー成分は特に、コポリエーテルエステル、コポリエーテルアミド、弾性ポリオレフィン、スチレンジエンブロックコポリマー、及び熱可塑性ポリウレタンの中から選択され得、これらのクラスのポリマーは当該技術分野で周知である。
本発明は、上記で記載される成分から調製されるフィルムにも関係する。そのようなフィルムは特に、インフレーションフィルム、キャストフィルム、又はラミネートフィルムであり得る。
用途に応じて、本発明のフィルムの厚さ及び寸法は、大きく異なり得る。しかしながら、ほとんどの場合、フィルムの厚さは、1から500μm、かつ具体的には2から300μm、とりわけ5から200μm、かつ特に10から80μmに含まれ得る。適用に応じて、フィルムの厚さは、10から20μm、又は20から30μm、又は30から40μm、又は40から50μm、又は50から60μm、又は60から70μm、又は70から80μm、又は80から90μm、又は90から100μmに含まれ得る。
適用に応じて、本発明のフィルムの透明性は異なり得る。一般的に、フィルムは、標準光源Aの下かつ10度の角度で、360から740nmの波長範囲及び10nmの波長間隔を用いた透過率及びヘイズモードにおいて、分光光度計(Konica Minolta model CM-3610d)を使用して、ASTM D 1003-97手順Bに従って測定する際に、35μmの厚さに対して、5%以下、好ましくは4%以下、具体的には3%以下、かつ特に2%以下のヘイズを示す。
ラミネートフィルムは、以下の通り、共押出により調製され得る。種々のコンポーネントの顆粒は、押出機内で溶解される。溶解ポリマーは、層流として処理される溶解ポリマーの層を形成するために、ダイ又はダイのセットを通される。溶解ポリマーは、層状構造を形成するために冷却される。溶解押出ポリマーは、適した変換技術を使用して、フィルムに変換され得る。例えば、本発明のフィルムは、共押出しにより、続いて、一つ以上の他の層上へラミネーションすることによっても作られ得る。他の適した変換技術は、例えば、インフレーションフィルム押出し、キャストフィルム押出し、キャストシート押出し、及び押出コーティングである。
さらに、本発明のフィルムは、フィルムの急速な焼入れ又は成形以上に、配向され得る。本方法は、溶解ポリマーの層流の(共)押出し、(共)押出成形物の焼入れ、及び少なくとも一方向における焼入(共)押出成形物の配向、の工程を含む。フィルムは、一軸的に配向され得るか、機械的及び物理的特性の満足な組み合わせを達成するために、フィルムの面における二つの互いに垂直な方向において引き伸ばすことにより、それは二軸的に配向され得る。フィルムを一軸的に又は二軸的に伸張するための配向及び伸張装置は、当該技術分野で既知であり、本発明のフィルムを製造するために、当業者により適応され得る。
本発明の一実施形態において、本発明のフィルムはダブルバブル押出方法を使用して配向される。該方法では同時二軸配向が以下によってなされ得る:一次チューブが押し出され、次いで焼き入れられ、焼き戻され、そして横断配向を誘発する内部ガス圧で膨張させられ、長手配向を誘発する速度で異周速ニップ又はローラーコンベアにより引き伸ばされる。
配向されたインフレーションフィルムを得るための方法は、ダブルバブル技術として当該技術分野において既知であり、米国特許第3,456,044号に記載されているように実行され得る。より具体的には、一次チューブは円形ダイから溶解押出しされる。この押出一次チューブは、結晶化を最小化するために迅速に冷却され、その後、折り畳まれる。それからそれは、その配向温度まで加熱される(例えば、水浴の手段により)。フィルム製造機械の配向区域において、二次チューブは、インフレーションにより形成され、それにより両方向において膨張が起こるような温度で、好ましくは同時に、フィルムは、横断方向において放射状に膨張され、長手方向において引っ張られる又は伸張される;そのチューブの膨張は、引き伸ばし点において、厚さの鋭く、急激な減少を伴う。それから、チューブ状フィルムはニップロールを通して再び平坦化される。フィルムは、再インフレートされ、アニーリング工程(加熱定着)を通され得る。この工程中では収縮特性を調整するためにフィルムを再加熱する。幾つかの用途においては、フィルムをチューブ形状に保持することが望ましい。平坦なフィルムを調製するために、チューブ状フィルムは、その長さに沿って切り裂かれて平坦なシートへ開かれ、圧延かつ/又はさらに処理され得る。
ここに記載される組成物から得られるフィルムは、単層フィルムとして使用され得る。
得られるフィルムは、他のフィルム層との種々な組み合わせにおいても、使用され、それにより多層フィルムを形成し得る。本発明の多層構造の例は、特にフィルム状において(フィルムの、最も外側から、最も内側の製品接触層へ):
修飾ポリアミド/繋ぎ剤/シーラント剤;修飾ポリアミド/繋ぎ剤/EVOH/繋ぎ剤/シーラント剤;及び
修飾ポリアミド/繋ぎ剤/EVOH/修飾ポリアミド/繋ぎ剤/バルク層/シーラント剤、
を含む。
修飾ポリアミド/繋ぎ剤/シーラント剤;修飾ポリアミド/繋ぎ剤/EVOH/繋ぎ剤/シーラント剤;及び
修飾ポリアミド/繋ぎ剤/EVOH/修飾ポリアミド/繋ぎ剤/バルク層/シーラント剤、
を含む。
これらの構造における修飾ポリアミドは、良好な温度耐性、バリア特性、パンク耐性、熱成形特性、及び/又は印刷可能表面と共に、改善された破壊応力を提供する。EVOHは、追加のバリア層として含まれ得る。シーラント剤は、種々のポリマーであり得るが、好ましくは、ポリエチレン、エチレン/酢酸ビニルコポリマー、又はアイオノマーである。これらは、幅広い種類の食品のパッケージに適している。
上記で記載されるフィルム又はシートの幾つかは、パッケージのための成形品を提供するための熱成形操作において、成形ウェブとして、使用され得る。本発明のポリアミドは、約100℃から約180℃の範囲内の温度で、熱成形され得る。典型的には、熱成形された物品は、パッケージ内に含まれる製品の形に対応するように成形される。熱成形されたパッケージは、ホットドック、ソーセージなどのような加工肉を包むために、使用され得る。
多層フィルム構造のもう一つの例は、ポリエチレン/繋ぎ剤/修飾ポリアミド/繋ぎ剤/ポリエチレンの構造である。このフィルムは、肉パッケージ及び収縮フィルムのためのチャブ(chub)フィルムとして有用である。
本発明は、上記で記載される組成物を含む、食材を包むためのフードパッケージも提供する。そのようなパッケージは特に、単層、多層、又はシートであり得る。
下記の実施例で示すように、ポリアミド6又はポリアミド66への少量の長鎖ポリアミドの添加により得られる本発明のポリアミド組成物は、未修飾の短鎖ポリアミドから作られたフィルムと比較した場合、フードパッケージ用フィルムについて改善された特性プロファイルを示すことを、本発明者らは見出した。
より具体的には、そのようなポリアミド組成物は、破壊応力を改善し、したがって、より耐性のあるパッケージを可能にする。ポリアミド組成物はさらに、低減された引裂強度を示し、それはエンドユーザーによるパッケージの開封を容易にするので、それはフードパッケージにとって好ましい。最後に、ポリアミド組成物は、維持された透明性を有し、その中にパッケージされた食材を見ることを可能にするので、それは好ましい特性である。
したがって、本発明は、ポリアミド6及び/又はポリアミド66で作られたフィルムの破壊応力を改善するための、ポリアミド11のような長鎖ポリアミドの使用も提案する。本発明は、ポリアミド6及び/又はポリアミド66で作られたフィルムの引裂強度を下げるための、ポリアミド11のような長鎖ポリアミドの使用も提案する。
本発明は、以下の実施例において、より詳細に説明される。
使用された材料:
ポリアミド6: Amilan(登録商標) CM1021 FS(Toray製、ペレット状)
ポリアミド11: Rilsan(登録商標) BESNO TL(Arkema製、ペレット状)
ポリエーテルブロックアミド(PEBA): Pebax 40R53 SP01(Arkema製、ペレット状)
ポリアミド6: Amilan(登録商標) CM1021 FS(Toray製、ペレット状)
ポリアミド11: Rilsan(登録商標) BESNO TL(Arkema製、ペレット状)
ポリエーテルブロックアミド(PEBA): Pebax 40R53 SP01(Arkema製、ペレット状)
実施例1~4
異なる量のポリアミド11の添加によりポリアミド6が修飾された異なるポリアミド組成物が調製された。
異なる量のポリアミド11の添加によりポリアミド6が修飾された異なるポリアミド組成物が調製された。
実施例1から4の組成物は、下記の表1で定められた重量比で、ポリアミドペレットをドライブレンドすることにより製造された。
ポリアミド組成物のガラス転移温度は、20℃/minの加熱速度を使用して、規格NF EN ISO 11 357-2に従って、示差走査熱量計(DSC)により測定された。
ポリアミド組成物の相対粘度は、25℃において、96重量%の硫酸中、0.005g/mLの溶液中で、ISO 307-2019に従って測定された。
表1:ポリアミド組成物の組成
表1:ポリアミド組成物の組成
得られた混合物は、押し出される前に、80℃で12時間乾燥させた。乾燥された混合物は、厚さ35μm及び幅150mmのフィルムを製造するために、下記の条件の下、シリンダー(直径19.05mm、温度240℃)、スクリュー(L/D 5、混合タイプ)、及びTダイ(寸法150mm×0.4mm)を装備した、三つの温度区域を有する、一軸スクリュー押出機(HAAKE PolyDrive R252)に、ホッパーを通して導入された。
押出機における温度プロファイルは、下記の表2に示されるように定められた。
表2:フィルム押出条件
表2:フィルム押出条件
上記の表2での記号は以下のように指定する:
TS1=前部プレート区域
TS2=ミキサーチャンバー区域
TS3=後部温度区域
AP1=アダプター(押出機側)
AP2=アダプター(ダイ側)
D1(FTR)=ダイ(アダプター側)
D2(side)=ダイ(リップ側、Tダイの縁)
TM1=融点
M=印加されたトルク
N=スクリュー回転速度
P1=圧力
押出フィルムはその後、20℃の温度に設定されたロールに通された。
TS1=前部プレート区域
TS2=ミキサーチャンバー区域
TS3=後部温度区域
AP1=アダプター(押出機側)
AP2=アダプター(ダイ側)
D1(FTR)=ダイ(アダプター側)
D2(side)=ダイ(リップ側、Tダイの縁)
TM1=融点
M=印加されたトルク
N=スクリュー回転速度
P1=圧力
押出フィルムはその後、20℃の温度に設定されたロールに通された。
比較例C1
ポリアミド6の修飾の効果を評価するために、同一の条件の下であるがポリアミド6のみを使用して、厚さ35μm及び幅150nmのフィルムが製造された。
ポリアミド6の修飾の効果を評価するために、同一の条件の下であるがポリアミド6のみを使用して、厚さ35μm及び幅150nmのフィルムが製造された。
比較例C2~C4
他のポリマーを用いたポリアミド6の修飾の効果を評価するために、同一の条件の下であるがポリエーテルブロックアミド(PEBA)を有するポリアミド6の混合物を使用して、厚さ35μm及び幅150nmのフィルムが製造された。
他のポリマーを用いたポリアミド6の修飾の効果を評価するために、同一の条件の下であるがポリエーテルブロックアミド(PEBA)を有するポリアミド6の混合物を使用して、厚さ35μm及び幅150nmのフィルムが製造された。
引張強度の評価
実施例1から4及び比較例C1からC4で製造されたフィルムのそれぞれに対して、五つのダンベル形状(ASTM638-Type4)が、フィルムから形を打ち出すことにより製造された。製造された打ち出しダンベルは、評価の少なくとも一週間前、23℃、50%RHの条件下に置かれた。
実施例1から4及び比較例C1からC4で製造されたフィルムのそれぞれに対して、五つのダンベル形状(ASTM638-Type4)が、フィルムから形を打ち出すことにより製造された。製造された打ち出しダンベルは、評価の少なくとも一週間前、23℃、50%RHの条件下に置かれた。
ダンベルの引張強度は、1kNのセルロード、65nmのグリップスパン、及び50mm/minの速度(グリップ距離により測定された引張で、2%の引張まで1mm/minの速度)を使用して、ベンチトップテンシオメーター試験ユニット(INSTRON MODEL 4443)で測定された。下記の表3は、本発明によるフィルム(実施例1から4)、比較としてのPA6フィルム(例C1)、及びPEBAとPA6の混合物で作られたフィルム(例C2からC4)に対する結果を要約する。
本発明の組成物で作られたフィルムが、モジュラス、降伏応力、破壊応力、及び破断ひずみの点で、機械特性を改善したことを、結果は示す。さらに、3又は5重量%ほどの少ない量のポリアミド11の添加は、これらの機械特性に対する顕著な効果を示す(実施例1及び2を参照)。さらに、10重量%以上のポリアミド11の添加は、大部分の特性の信頼性のあるさらなる改善に繋がらないという証拠を、本研究は提供する(実施例3及び4を参照)。また、5重量%以上のポリアミド11において、破壊応力はおよそ一定に留まるが(実施例2、3及び4を参照)、30重量%のポリアミド11において、モジュラスは改善するが、降伏ひずみは顕著に下落する(実施例4を参照)、ということにも留意されたい。
対照的に、PEBAとPA6の組成物で作られたフィルムの破壊応力は、純粋なPA6と比較して、とりわけ低い(例C2からC4及びC1を参照)。
これらの結果によれば、3又は5重量%のような、たとえ少量のポリアミド11の、ポリアミド6への添加でも、フィルム強度の実質的な改善を可能にする。しかしながら、30重量%より多くの添加は、より多くの利益を提供しないようである。
表3:フィルムの機械特性
表3:フィルムの機械特性
引裂強度の評価
実施例1から4及びC1からC4のフィルムはさらに、以下のように、引裂強度を測定することにより、特徴付けられた。
実施例1から4及びC1からC4のフィルムはさらに、以下のように、引裂強度を測定することにより、特徴付けられた。
各組成のフィルムのうち、50×150mmの寸法を有する5つの試験検体は、フィルム押出方向において打ち出され、続いて、カッターを使用して、長い寸法に沿って、それらの長さの半分(75mm)に切り裂かれた。
それから、得られた試験検体は、75mmのグリップスパン及び200mm/minの速度を使用して、ベンチトップテンシオメーター試験機(INSTRON MODEL 4443)で、JIS K7128-1(ISO 6383-1(1983))に従って実行された引裂試験に共された。平均強度(N)は、20mmから70mmの変位に対応するグラフのセクションから計算される。結果は、上記の表3及び下記の表4に要約される。
結果から見て取れるように、ポリアミド11で修飾されたポリアミド6を用いて作られたフィルムの引裂強度(実施例1から4)は、未修飾ポリアミド6のもの(例C1)より、とりわけ低かった。対照的に、同等の量のPEBAのような異なるポリマーでのポリアミド6の修飾は、はるかに高いレベルでのみ、引裂強度に影響する(例C2、C3及びC4を参照)。
透明性の評価
実施例1から4及びC1からC4のフィルムは、透明性に関して視覚的に評価され、さらに、それらのヘイズは、ASTM D1003-97に従って、測定された。例C1のポリアミド6のフィルムに相当する透明性を有するフィルムは、「透明」であるとして評価された。結果は、下記の表4に要約される。
表4:フィルムの全体の特性プロファイル
実施例1から4及びC1からC4のフィルムは、透明性に関して視覚的に評価され、さらに、それらのヘイズは、ASTM D1003-97に従って、測定された。例C1のポリアミド6のフィルムに相当する透明性を有するフィルムは、「透明」であるとして評価された。結果は、下記の表4に要約される。
表4:フィルムの全体の特性プロファイル
上記で提示された実験結果は、ポリアミド11のような長鎖ポリアミドの少量を、ポリアミド6又はポリアミド66のような短鎖ポリアミドに加えることで、フィルム強度(破断時強度)が15%より大きく改善され得ると同時に、透明性は保たれ、かつ、引裂強度が最適化されるという結論を支持する。
そのような特性プロファイルは、取扱及び輸送に耐えるための強度を有するが、パッケージの開封を容易にするための低い引裂強度を有することが求められる、フードパッケージフィルムにとって、有利である。
対照的に、例C2からC4は、PEBAのようなもう一つのポリマーを加えることが、そのような結果を生まないことを示す。実際に、破断強度が改善しないことに加え、高いPEBA含量によって透明性も損なわれる。これは高いヘイズ(例C3及びC4を参照)、及び、低い透明性(例C4を参照)から見て取れる。
引用文献のリスト
特開昭63-63748号
特許第10728277号
特開平04-314741号
米国特許第3,456,044号
特開昭63-63748号
特許第10728277号
特開平04-314741号
米国特許第3,456,044号
Claims (15)
- (A)70~99.9重量%のポリアミド6及び/又はポリアミド66;
(B)0.01~30重量%の少なくとも一つの長鎖半結晶性ポリアミド;及び
(C)0~30重量%の一つ以上の添加剤、
を含むポリアミド組成物であって、(A)、(B)及び(C)の合計が100重量%になると理解されるポリアミド組成物。 - 成分(A)がポリアミド6である、請求項1に記載のポリアミド組成物。
- 0.1から10重量%の成分(B)を含む、請求項1又は2に記載のポリアミド組成物。
- 0.1から3重量%の成分(B)を含む、請求項3に記載のポリアミド組成物。
- 成分(B)がポリアミド11又はポリアミド12である、請求項1から4のいずれか一項に記載のポリアミド組成物。
- 25℃において、96重量%の硫酸中、0.005g/mLの溶液中で、ISO307-2019に従って測定する際に、1.0から3.0の相対粘度を有する、請求項1から5のいずれか一項に記載のポリアミド組成物。
- フィルム状の、請求項1から6のいずれか一項に記載のポリアミド組成物。
- (i)ポリアミド6及び/又はポリアミド66であるポリアミド(A)を提供すること;及び
(ii)ポリアミド(A)を、少なくとも一つの長鎖半結晶性ポリアミドであるポリアミド(B)及び任意選択的な添加剤(C)と、適切な容器の中で混ぜ合わせ、ポリアミド組成物を取得すること、
からなる工程を含む、請求項1から7のいずれか一項に記載のポリアミド組成物の製造のための方法。 - 工程(ii)が、融解中において、ドライブレンドとして、又は溶解/沈殿により、行われる、請求項8に記載の方法。
- (iii)工程(ii)で得られる混合物をフィルムに変形すること
からなる、さらなる工程を含む、請求項8又は9に記載の方法。 - 工程(iii)が押出成形により行われる、請求項10に記載の方法。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のポリアミド組成物を含むフィルム。
- フードパッケージのための、請求項12に記載のフィルムの使用。
- ポリアミド6及び/又はポリアミド66を含むフィルムの破壊応力を改善するための、半結晶性長鎖ポリアミドの使用。
- 請求項1から7のいずれか一項に記載のポリアミド組成物又は請求項12に記載のフィルムを含むフードパッケージ。
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