JP6215211B2 - バリアおよびフィルム - Google Patents
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Description
さまざまな可能なフィラーを使用することができるが、いくつかの実施形態では、フィラーとして、生成されたベントナイト、モンモリロナイト、スメクタイト、または人工スメクタイト、および他のこのような材料を挙げることができる。いくつかの実施形態では、フィラーとして、プラスチックナノコンポジット、例えば、ナノ−N−MXD6(M9(商標))またはN−MXD6(Nanocor)などを挙げることができる。
いくつかの実施形態では、フィラーと被膜を組み合わせてフィルムおよび/またはバリアをもたらすことができる。いくつかの実施形態では、フィルムは、食品用ガスバリアフィルムとすることができる。いくつかの実施形態では、これは、多孔質結晶性電荷移動錯体、および多孔質結晶性電荷移動錯体内にサスペンドされたフレーク化酸素耐性フィラーを含むことができる。
いくつかの実施形態では、樹脂を調製する方法が提供される。この方法は、アクセプター分子を準備すること、金属イオンを準備すること、ドナー分子を準備すること、フィラーを準備すること、ならびにフィラー、金属イオン、ドナー分子、およびアクセプター分子を一緒に混合することを含むことができる。いくつかの実施形態では、これが組み合わされて樹脂が形成される。
当業者は、酸素および/または水蒸気の実施形態は、フィラーが他の異物(他のガス、微生物、生体物質、液体、蒸気など)を遮断し、または遅延させる実施形態も記述および企図することを理解するであろう。さらに、異物(ガスおよび水蒸気を含む)が何かに入るのを防ぐことについての追加の詳細を提供してきたが、本実施形態は、何かを中に入った状態に保つのにもまったく同様に容易に使用することができる(例えば、肉製品を処理するための窒素、またはいくつかの材料を湿気のある状態に保つための水蒸気など)。
P’=Pc/Pp=φp/1+(l/2t)φf、
式中、Pcは、コンポジット材料のガス透過性であり、Ppは、ポリマーのガス透過性であり、φpは、ポリマーの体積分率であり、φfは、フィラーの体積分率であり、lは、フィラーの長さであり、tは、フィラーの厚さである。
(0.02×0.001×1.1/747)×100,000=0.0029。
本実施例では、被覆済みフィラーを創製する方法を概説する。モンモリロナイト由来の層状に剥離し、薄く層状にしたナノクレイを、1:1で混合したメタノール/ベンゼン溶媒中に分散させる。ナノクレイを分散させて約500mg/100mlにする。次いで、1mmolの硝酸亜鉛を分散液中に溶解させる。それぞれ2mmolおよび1mmolのLiTCNQおよびビピリジンを、1:1で混合したメタノール/ベンゼン溶媒100ml中に溶解させる。室温で、窒素雰囲気下で、ナノクレイが分散した硝酸亜鉛溶液に、この溶液を徐々に添加する。生成物を濾過し、洗浄し、次いで乾燥させ、多孔質結晶性電荷移動錯体がフィラーの表面上に形成された被覆済みフィラー粒子を得る。
本実施例では、ポリマーミックス中に被覆済みフィラーを含める方法を概説する。上記被覆済みフィラー粒子を、等量のラクチドと組み合わせる。この2つの成分を混合し、ラクチドの触媒および熱分解開環を実施することによって、ポリラクチドポリマーをもたらす。このポリマーは、図1に示したように、被覆済みフィラーをサスペンドすることになる。
本実施例では、被覆済みフィラーを含むフィルムを使用する方法を概説する。鉱物ナノフレークフィラー、ポリラクチド、および亜鉛イオンを介してビピリジンと配位したテトラシアノキノジメタン(TCNQ)を含むフィルムを準備する。包装材料が食料品の表面積のすべてを有効に覆うように、フィルムを食料品全体の周囲に十分な回数巻きつける。このときフィルムは、食料品と接触する酸素の量を低減するように機能を果たす。したがって、この食料品は、腐るまでに、被覆済みフィラーを欠くフィルムで巻かれた食品の同等の品物より長くかかることになる。
本実施例では、被覆済みフィラーを含むフィルムを使用する方法を概説する。フィラー、ポリラクチド、および銅イオンを介してピリジンと配位したトリクロロエチレン(TCE)を含むフィルムを準備する。包装材料が食料品の表面積のすべてを有効に覆うように、フィルムを食料品全体の周囲に十分な回数巻きつける。このときフィルムは、食料品から逃げる水蒸気の量を低減するように機能を果たす。したがって、この食料品は、被覆済みフィラーを欠くフィルムで巻かれた同等の食料品より、より多くのその水分を保持することになる。
本実施例では、特定の所望のバリア性に関して、被覆済みフィラーの量を決定する方法を概説する。層状に剥離したモンモリロナイト上に被覆されたテトラシアノキノジメタン(TCNQ)、ビピリジン、および亜鉛を含む第1の量の被覆済みフィラーを、第1の量のポリラクチド中に懸濁するために樹脂中に入れる。樹脂懸濁液を散布して第1の厚さにし、重合させて第1のフィルムにする。第1の量の酸素を、第1の量の時間にわたってフィルムの第1面に施し、フィルムの第2面を通過する酸素の量を求める。これは、第1面上に残っている酸素(またはガス)の量を測定し、または第2面上の酸素(またはガス)の変化を検出することによって行うことができる。次いで、さまざまな量の被覆済みフィラーを用いてこのプロセスを繰り返すことによって、どの量が所望の酸素(または他のガス)バリア性をもたらすかを決定する。代わりに、最適なフィルム厚ならびに/または特定のポリマーおよび/もしくは樹脂コンポーネントとの所望のペアリングを求めるためのプロセスを使用することができる。
Claims (23)
- 樹脂、
フレーク化酸素耐性フィラー、および
前記フィラーの表面上にある多孔質結晶性電荷移動錯体
を含む、樹脂複合材であって、前記多孔質結晶性電荷移動錯体が、
テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、トリクロロエチレン(TCE)、またはビスジチオベンジルニッケルのうちの少なくとも1種である有機アクセプター、
ビピリジン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、またはテトラチアフルバレン(TTF)のうちの少なくとも1種である有機ドナー、および
金属イオン
を含む樹脂複合材。 - 前記フレーク化酸素耐性フィラーが鉱物ナノフレークフィラーを含む、請求項1に記載の樹脂複合材。
- ポリラクチドをさらに含む、請求項1に記載の樹脂複合材。
- 前記金属イオンが、亜鉛、銅、鉄、またはニッケルのうちの少なくとも1種である、請求項1に記載の樹脂複合材。
- 前記フレーク化酸素耐性フィラーが、ナノクレイのうちの少なくとも1種である、請求項1に記載の樹脂複合材。
- 前記フレーク化酸素耐性フィラーが、モンモリロナイト、ベントナイト、スメクタイト、または人工スメクタイトのうちの少なくとも1種である、請求項1に記載の樹脂複合材。
- 前記フレーク化酸素耐性フィラーが、前記多孔質結晶性電荷移動錯体内に含有されている、請求項1に記載の樹脂複合材。
- 前記フレーク化酸素耐性フィラーが、1体積%〜5体積%で存在する、請求項1に記載の樹脂複合材。
- 前記有機アクセプターが、0.1体積%で存在する、請求項1に記載の樹脂複合材。
- テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、トリクロロエチレン(TCE)、またはビスジチオベンジルニッケルのうちの少なくとも1種である有機アクセプターと、ビピリジン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、またはテトラチアフルバレン(TTF)のうちの少なくとも1種である有機ドナーと、金属イオンとを含む多孔質結晶性電荷移動錯体、および
前記多孔質結晶性電荷移動錯体が表面に形成されたフレーク化酸素耐性フィラーを含む、食品用ガスバリアフィルムであって、10〜70g/m2/日の水蒸気透過性を有し、0.2〜20cc/m2/日/気圧の酸素透過性を有する、食品用ガスバリアフィルム。 - ポリラクチドをさらに含む、請求項10に記載の食品用ガスバリアフィルム。
- ポリラクチドが、前記フレーク化酸素耐性フィラーの量と少なくとも等しい量で存在する、請求項11に記載の食品用ガスバリアフィルム。
- 前記フレーク化酸素耐性フィラーがナノクレイを含む、請求項10に記載の食品用ガスバリアフィルム。
- 透明フィルムである、請求項10に記載の食品用ガスバリアフィルム。
- 前記多孔質結晶性電荷移動錯体が、少なくとも2重量パーセントの量で存在する、請求項10に記載の食品用ガスバリアフィルム。
- 樹脂を準備すること、
テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、トリクロロエチレン(TCE)、またはビスジチオベンジルニッケルのうちの少なくとも1種であるアクセプター分子を準備すること、
金属イオンを準備すること、
ビピリジン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、またはテトラチアフルバレン(TTF)のうちの少なくとも1種であるドナー分子を準備すること、
フィラーを準備すること、
フィラー、金属イオン、ドナー分子、およびアクセプター分子を一緒に混合して、前記フィラーの表面上に多孔質結晶性電荷移動錯体が形成された被覆済みフィラー粒子を形成すること、ならびに
前記被覆済みフィラー粒子を前記樹脂と組み合わせること、
を含む、樹脂複合材の製造方法。 - 前記金属イオンが、亜鉛、銅、鉄、またはニッケルのうちの少なくとも1種である、請求項16に記載の方法。
- 前記フィラーが、ナノクレイのうちの少なくとも1種である、請求項16に記載の方法。
- 前記ナノクレイが、層状粘土鉱物を層状に剥離することによって得られる、請求項18に記載の方法。
- 前記層状粘土鉱物が、モンモリロナイト、ベントナイト、スメクタイト、または人工スメクタイトのうちの少なくとも1種である、請求項19に記載の方法。
- 請求項16に記載の方法により得られた前記樹脂複合材をスプレッドしてフィルムを形成することを含む、フィルムの製造方法。
- 少なくとも1種の重合触媒を添加することによって樹脂を重合することをさらに含む、請求項16に記載の方法。
- 食品用ガスバリアフィルムを準備することであって、前記食品用ガスバリアフィルムが、
テトラシアノキノジメタン(TCNQ)、トリクロロエチレン(TCE)、またはビスジチオベンジルニッケルのうちの少なくとも1種である有機アクセプターと、ビピリジン、ピリジン、キノリン、イソキノリン、またはテトラチアフルバレン(TTF)のうちの少なくとも1種である有機ドナーと、金属イオンとを含む多孔質結晶性電荷移動錯体、および
前記多孔質結晶性電荷移動錯体が表面に形成されたフレーク化酸素耐性フィラーを含み、40〜70g/m2/日の水蒸気透過性を有し、0.2および20cc/m2/日/気圧の酸素透過性を有する、ことと、
前記食品用ガスバリアフィルムで食料品を覆い、それによって前記食品を保存することとを含む、食品を保存する方法。
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