(57)【要約】本発明は、改善された遮断性を備え、マトリックス材料と、そのマトリックス材料に均一に分散された吸収に有効な量のシクロデキストリン材料と、を含む包装材料であって、シクロデキストリンが、マトリックス材料との適合性をシクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えたα−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含むその包装材料に関する。マトリックス材料に混和する前にシクロデキストリンの水分量を変動させることによって、シクロデキストリン含有材料の遮断性および捕捉性を調節または最適化することができることが見出された。【特許請求の範囲】
【請求項１】
改善された遮断性を備え、
（ａ）マトリックス材料と、
（ｂ）前記マトリックス材料に均一に分散された、吸収に有効な量のシクロデキストリン材料とを含む包装材料において、前記シクロデキストリンは包接錯体化合物から解放されており、前記シクロデキストリンは前記マトリックス材料との適合性を同シクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えた、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含有し、前記シクロデキストリン材料は、シクロデキストリン材料に対して０．３重量％より多い水分量であることを特徴とする包装材料。
【請求項２】
前記シクロデキストリン材料の水分量は、前記シクロデキストリン材料の０．３重量％〜５重量％、好適には０．３重量％〜３重量％、より好適には０．５重量％〜２重量％、最適には０．７５重量％〜２重量％の範囲内にあることを特徴とする、請求項１に記載の包装材料。
【請求項３】
前記マトリックス材料が、熱可塑性材料であることを特徴とする、請求項１または２に記載の包装材料。
【請求項４】
前記熱可塑性材料が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、またはその混合物を含む群から選択されることを特徴とする、請求項３に記載の包装材料。
【請求項５】
前記熱可塑性材料が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル、およびエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）を含む群から選択されるポリオレフィンを含むことを特徴とする、請求項４に記載の包装材料。
【請求項６】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ホモポリマー、ポリエチレンテレフタレートコポリマー、およびポリエチレンナフテネートコポリマーを含む群から選択されるポリエステル樹脂を含むことを特徴とする、請求項４に記載の包装材料。
【請求項７】
前記包装材料が、セルロース系材料、好ましくはランダムに配向したセルロース系繊維の連続配列を含むウェブまたは層を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の包装材料。
【請求項８】
前記マトリックス材料中のシクロデキストリン誘導体の量が、前記マトリックス材料に対して約０．０１〜５重量％、好適には約０．１〜１重量％の範囲内であることを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項９】
前記シクロデキストリン材料が、シリルエーテル基、アルキルエーテル基、アルキルアルコール基、およびアルキルエステル基のうちの少なくとも１つを備えた置換基を含むことを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項１０】
前記アルキルエステル置換基が、アセチル部分、プロピル部分、およびブチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項９に記載の包装材料。
【請求項１１】
前記アルキルエーテル置換基が、メチル部分、エチル部分、およびプロピル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項９に記載の包装材料。
【請求項１２】
前記シリルエーテル置換基が、メチル部分、エチル部分、プロピル部分、およびブチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項９に記載の包装材料。
【請求項１３】
前記アルキルアルコール置換基が、ヒドロキシプロピル部分および、ヒドロキシエチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項９に記載の包装材料。
【請求項１４】
前記包装材料が、少なくとも２層を含み、そのうちの少なくとも１層がマトリックス材料およびシクロデキストリン材料を含むことを特徴とする、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項１５】
前記シクロデキストリン材料を含む層が、コーティング層またはラミネートフィルム層であることを特徴とする、請求項１４に記載の包装材料。
【請求項１６】
前記包装材料が、コーティングざれた単層、二重層、または多層のフィルム、１面または両面に１層以上の押出コーティングがある金属ホイルまたは板紙、コーティングされたセルロール系ウェブ、またはセルロース系ウェブ／フィルムラミネートの形態であり、前記シクロデキストリン材料が前記ウェブ、フィルム、および／またはコーティングの一部となり得ることを特徴とする、請求項１〜１５のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項１７】
シクロデキストリン材料に基づくと０．３重量％より多い水分量の前記シクロデキストリン材料を、前記マトリックス材料中に分散させることを特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の包装材料を製造する方法。
【請求項１８】
改善された遮断性、および少量の揮発性不純物を有し、
（ａ）マトリックス材料と、
（ｂ）前記マトリックス材料に均一に分散された、吸収に有効な量のシクロデキストリン材料とを含む包装材料であって、前記シクロデキストリンは包接錯体化合物から解放されており、前記シクロデキストリンが、マトリックス材料との適合性を同シクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えた、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含有し、前記シクロデキストリン材料はシクロデキストリン材料に対して約０重量％の水分量を有することを特徴とする包装材料。
【請求項１９】
前記マトリックス材料が、熱可塑性材料であることを特徴とする、請求項１８に記載の包装材料。
【請求項２０】
前記熱可塑性材料が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、またはその混合物を含む群から選択されることを特徴とする、請求項１９に記載の包装材料。
【請求項２１】
前記熱可塑性材料が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、およびポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含む群から選択されるポリオレフィンを含むことを特徴とする、請求項２０に記載の包装材料。
【請求項２２】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ホモポリマー、ポリエチレンテレフタレートコポリマー、およびポリエチレンナフテネートコポリマーを含む群から選択されるポリエステル樹脂を含むことを特徴とする、請求項２０に記載の包装材料。
【請求項２３】
前記包装材料が、セルロース系材料、好適にはランダムに配向したセルロース系繊維の連続配列を含むウェブまたは層を含むことを特徴とする、請求項１８に記載の包装材料。
【請求項２４】
前記マトリックス材料中のシクロデキストリン誘導体の量は、前記マトリックス材料に対して約０．０１〜５重量％、好適には約０．１〜１重量％の範囲内にあることを特徴とする、請求項１８〜２３のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項２５】
前記シクロデキストリンが、シリルエーテル基、アルキルエーテル基、アルキルアルコール基、およびアルキルエステル基のうちの少なくとも１つを備えた置換基を含むことを特徴とする、請求項１８〜２４のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項２６】
前記アルキルエステル置換基が、アセチル部分、プロピル部分、およびブチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項２５に記載の包装材料。
【請求項２７】
前記アルキルエーテル置換基が、メチル部分、エチル部分、およびプロピル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項２５に記載の包装材料。
【請求項２８】
前記シリルエーテル置換基が、メチル部分、エチル部分、プロピル部分、およびブチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項２５に記載の包装材料。
【請求項２９】
前記アルキルアルコール置換基が、ヒドロキシプロピル部分およびヒドロキシエチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項２５に記載の包装材料。
【請求項３０】
前記包装材料が、少なくとも２層を含み、そのうちの少なくとも１層がマトリックス材料およびシクロデキストリン材料を含むことを特徴とする、請求項１８〜２９のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項３１】
前記シクロデキストリン材料を含む層が、コーティング層またはラミネートフィルム層であることを特徴とする、請求項３０に記載の包装材料。
【請求項３２】
前記包装材料が、コーティングざれた単層、二重層、または多層のフィルム、１面または両面に１層以上の押出コーティングがある金属ホイルまたは板紙、コーティングされたセルロール系ウェブ、またはセルロース系ウェブ／フィルムラミネートの形態であり、前記シクロデキストリン材料が前記ウェブ、フィルム、および／またはコーティングの一部となり得ることを特徴とする、請求項１８〜３１のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項３３】
シクロデキストリン材料に基づくと約０重量％の水分量の前記シクロデキストリン材料を、前記マトリックス材料中に分散させることを特徴とする、請求項１８〜３２に記載の包装材料を製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、改善された遮断性を備えた材料、および前記材料を製造する方法に関する。より詳細には、本発明は熱可塑性ポリマー化合物、コーティングされたセルロース系材料、または包装の分野で用いられるいずれか別の材料を含むシクロデキストリン含有包装材料に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば混入物または異臭化合物に関して改善された遮断性を備えた包装材料を開発することに、大きな関心が向けられてきた。包装の分野においては、様々な包装材料が用いられている。特にポリマーまたは熱可塑性化合物を含む材料は広範に、例えばフィルム、コーティング、硬質もしくは半硬質のシートもしくは容器、特に瓶の形態で用いられている。これらのプラスチックベースの包装材料に加え、チップボード、箱用板紙、板紙、または厚紙材料などの硬質または半硬質セルロール系包装材料がある。
【０００３】
ひとつの主要な適用分野は、例えばミネラルウォーター、ジュース、炭酸系ソフトドリンク、ウォーター、またはビールなどの液体飲料だけでなく、コーヒー、即席シリアル、冷凍ピザ、チョコレート製品、乾燥ブレンドの肉汁およびスープ、スナック食品（チップ、クラッカー、ポップコーンなど）、焼いた食品、練り粉菓子、パンなど、ドライペットフード（キャットフードなど）、バターまたはバター風味のもの、肉製品などの包装に用いられる食品接触容器を提供することにあるため、改善された遮断性、特に有機蒸気遮断性は、包装材料を製造するための重要課題である。理解できるであろうが、そのような食物製品の臭性およびフレーバー性は、保存期限内に有機物の風味が付く化合物を加えることや、揮発性調味料を逃がすことによって影響を受けてはならない。
【０００４】
もちろん、改善された遮断性を備えた非食品包装材料または容器も提供する必要がある。例えば医薬製品は、特異的な揮発性物質に対して反応性を有する可能性があり、そのような反応によって保存期限中に薬物の効能が低下する場合があるため、医薬製品ではそのような物質の侵入を防御させる必要がある。
【０００５】
可動性または揮発性の有機混入材料または物質は、環境だけでなく、例えば印刷用化学薬品、コーティング用化学薬品、またはリサイクル材料中の何らかの混入物など包装材料に由来する場合がある。本発明の意味において、透過物、混入物、または揮発物は、実質的に検出可能な濃度で大気に存在し得て、公知の材料を透過し得る物質である。非常に様々な透過物または揮発物が知られている。そのような透過物としては、水蒸気、芳香族および脂肪族炭化水素、モノマー組成物および残留物、悪臭、異臭、香料、煙、殺虫剤、毒性材料などが挙げられる。特にポリマー材料には、低濃度の残留モノマー、オレフィン供給材料中の混入物、触媒残留物、およびその他の混入物が含まれることが多い。
【０００６】
硬質または半硬質のセルロース系シートにおけるシクロデキストリンの使用が開示されている（特許文献１参照）。シクロデキストリンは、容器の遮断物質または捕捉物質として作用する。その特許に開示された材料の遮断性は、シクロデキストリン分子の内部疎水性スペース内に各透過物を捕捉することに基づいている。シクロデキストリン材料は一般に、適合性のある誘導シクロデキストリンの形態で用いられる。その特許によれば、好適なシクロデキストリンは、シクロデキストリン分子に少なくとも１個の置換基が結合した誘導シクロデキストリンである。
【０００７】
その上、熱可塑性ポリマー内で分散された適合性シクロデキストリン誘導体で遮断層を形成することによって、そのポリマーの遮断性が改善されることが公知である（特許文献２参照）。
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ９７／３３０４４号パンフレット
【特許文献１】
国際公開第ＷＯ９７／３０１２２号パンフレット
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の従来技術のいずれにも、シクロデキストリン材料または得られたシクロデキストリン含有材料の水含量または水分量に関する系統立った知見が含まれていない。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
シクロデキストリン含有材料が得た遮断性または捕捉性に関して、意外にもシクロデキストリンの水分量が重要な役割を果たすことが本発明によって見出された。より正確には、シクロデキストリン中の水分量を変動させることによって、シクロデキストリン含有材料の遮断性および捕捉性を調節または最適化し得ることが見出された。換言すると、シクロデキストリン含有材料または捕捉される揮発性物質の意図する目的に関して、水分含量を選択的に調整することができる。シクロデキストリン材料の水分量に応じて、得られた材料を、材料からの拡散透過物または不純物を捕捉または錯体化するために最適化させることができる。
【００１０】
特に拡散透過物に関して、対応するシクロデキストリン含有材料の優れた遮断性を実現するためには、シクロデキストリン材料中で特定の水分量が必要となる、あるいは少なくとも有利になることが見出された。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
本発明の一態様によれば、改善された遮断特性を備え、
（ａ）マトリックス材料と、
（ｂ）同マトリックス材料に均一に分散された、吸収に有効な量のシクロデキストリン材料とを含む包装材料において、シクロデキストリンは包接錯体化合物から解放されており、および、シクロデキストリンはマトリックス材料との適合性をシクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えた、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含有し、そのシクロデキストリン材料は同シクロデキストリン材料に対して０．３重量％より多い水分量を有する、包装材料が提供される。
【００１２】
前記水分量は、概ね、シクロデキストリン材料をマトリックス材料に混和する前に測定または定量された水分に対応する。好適には、シクロデキストリン材料の水分量は、０．３重量％〜５重量％、より好適には０．３重量％〜３重量％の範囲内にある。シクロデキストリン材料がシクロデキストリン材料の０．５重量％より多い水分量、より好適には０．５重量％〜２重量％、最適には０．７５重量％〜２重量％の範囲内の水分量にあることが特に好適である。本発明に関しては、水分は、工業的処理および合成で用いられる一般水だけでなく、蒸発濃縮または吸収によって形成される精製水などの水をも意味する。特別な環境において、仕上げのマトリックス材料中の水分量を制御するために特別な処理装置（例えば真空ストリッピング）が用いられる場合には、シクロデキストリン水分量を５重量％より高くすることができる。
【００１３】
本発明の更なる態様によれば、改善された遮断性を備え、
（ａ）マトリックス材料と、
（ｂ）同マトリックス材料に均一に分散された、吸収に有効な量のシクロデキストリン材料とを含む包装材料の製造方法において、シクロデキストリンは包接錯体化合物から解放されており、および、シクロデキストリンはマトリックス材料との適合性をシクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えた、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含有し、シクロデキストリン材料に対して０．３重量％より多い水分量のシクロデキストリンをマトリックス材料中に分散させている包装材料を製造するための方法が提供される。
【００１４】
水分量が少なくとも少量のシクロデキストリン材料を使用することが多くの場合有利となる、またはそれが必要となることが、本発明において見出された。意外にも、乾燥シクロデキストリン材料、または水分量が０．３重量％未満のシクロデキストリン材料が用いられる場合、側鎖部分または置換基を備えたシクロデキストリンと、マトリックス材料とから製造された材料の遮断性は、最大にはならない。何らかの理論に結びつけるつもりはないが、シクロデキストリンが水分を含まない場合、全ての熱可塑性樹脂に元から含まれていた残留不純物がより多く錯体化されることが実験的に示されている。シクロデキストリンを溶融プラスチックに混合することによって、または乾燥シクロデキストリン／熱可塑性マスターバッチをバージンポリマーにレットダウンさせることによって、シクロデキストリンを分散させるいずれかの処理工程の際に、不純物の包接錯体化が起こるものと推察される。意外にも、シクロデキストリン中の水分の存在によって、配合および転化処理工程の際の錯体化が減少する。一般に、０．５％〜２％のシクロデキストリン濃度によって、残留樹脂不純物の錯体化が最低限に抑えられ、あるいは実質的に防御される。更に、シクロデキストリンのこれらの水分濃度は、ポリマーの形態学に悪影響を及ぼさない、あるいはマトリックスのピンホール、顕微鏡上のボイドなど、その他の遮断への有害作用を起こさない。より重要な実験的結果の１つは、シクロデキストリン中の水分の存在によって、拡散透過物との包接錯体形成が、阻害され、または減少することである。適当な水分量を含むシクロデキストリンがポリマー中に均一に分散されて、実質的に包接錯体から解放されているシクロデキストリン分子がより多く生成されると、拡散透過物との錯体形成に利用できるシクロデキストリンがより多くなり、マトリックス材料の遮断性が有意に改善される。
【００１５】
シクロデキストリン材料の水分量が、シクロデキストリン材料の５重量％を超えないことがより好適である。これには異なる理由がある。すなわち、典型的には５重量％を超える水分濃度は、例えば縮合ポリマーでは加水分解などの問題を、ポリオレフィンでは小泡などの問題を生じる。その上、高濃度の水分を含むシクロデキストリン材料は、処理段階でマトリックス材料中に含まれる捕捉物質または不純物との錯体を容易に形成できない。したがって、シクロデキストリン材料の水分量は、好ましくはシクロデキストリン材料の５．０重量％未満である。
【００１６】
上記のように、シクロデキストリン中の水分の存在によって、配合および転化処理工程の際の錯体化が減少し、優れた遮断性を備えた包装材料が得られる。これに反して、乾燥シクロデキストリン材料がその処理工程でマトリックス材料中に分散される場合は、例えばポリマーまたは熱可塑性のマトリックス材料から得られる少なくとも最大量の不純物が除去される。つまり乾燥シクロデキストリンを使用することは、少なくとも最大量の揮発性不純物を除去してマトリックス材料からの不純物のガス発生または移行を最小限に抑えるための計画的な方策である。例えば前記不純物は、低濃度の残留モノマー（ヘキサン、オクテン、デセン、ドデセン、テトラデセン、スチレン）、オレフィン供給物中の混入物（飽和または不飽和脂肪族および環状炭化水素）、触媒残留物、そして例えばポリマー材料中のその他の混入物（例えばアルデヒド、ケトン、および酸などの熱酸化生成物）である。
【００１７】
得られた材料は、包装材料の適用分野および所望の特性に応じて、材料からの拡散透過物または不純物の捕捉または錯体化のために最適化されてもよい。言い換えれば、本発明によりシクロデキストリン材料の水分量を選択的に調節することによって、優れた遮断性を備えた包装材料を提供する、またはマトリックス材料からの不純物を選択的に捕捉し、それによってマトリックス材料からの不純物のガス発生または移動を最小限に抑えることができる。
【００１８】
例えばポリマー不純物を少なくとも最大量除去して、マトリックス材料から揮発性不純物のガス発生または移行を最小限に抑えるために、好適には乾燥シクロデキストリン材料を、処理工程で溶融ポリマーマトリックスに分散させる。錯体化されていないシクロデキストリンの一部は溶融処理段階でポリマー不純物と錯体を形成するため、分散されたシクロデキストリンによる、得られた材料の遮断性改善が損なわれる。しかし乾燥シクロデキストリン材料を混和すれば、もちろんマトリックス材料の遮断性は改善される。処理工程で錯体を形成し得るシクロデキストリン量は、不純物の種類（例えば化学構造）および量、分子量、そしてもちろん分散されたシクロデキストリンの空洞サイズおよび置換基にも依存する。
【００１９】
本発明の更なる態様によれば、改善された遮断性および少量の揮発性不純物を有する包装材料が提供される。包装材料は、
（ａ）マトリックス材料と、
（ｂ）同マトリックス材料に均一に分散された、吸収に有効な量のシクロデキストリン材料とを含む。シクロデキストリンは包接錯体化合物から解放されており、マトリックス材料との適合性をシクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えた、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含有する。シクロデキストリン材料は、シクロデキストリン材料に対して約０重量％の水分量を有する。
【００２０】
上記の用語「約」は、シクロデキストリン材料中に非常に少量の水分、例えば０．１重量％未満の水分量が存在し得ることを明確にしている。乾燥シクロデキストリンは、大気中の水分を吸収する傾向があるため、特に長期間にわたって乾燥シクロデキストリンを含む遮断材料を保存すると、非常に少量の水分を含むようになる可能性がある。
【００２１】
本発明の別の態様によれば、改善された遮断性、および少量の揮発性不純物を有するとともに、
（ａ）マトリックス材料と、
（ｂ）そのマトリックス材料に均一に分散された、吸収に有効な量のシクロデキストリン材料とを含有する包装材料の製造方法が提供される。シクロデキストリンは、包接錯体化合物から解放されており、マトリックス材料との適合性をシクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えた、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含有する。同方法では、シクロデキストリン材料に対して、約０重量％の水分量を有するシクロデキストリン材料を、マトリックス材料中に分散させることによって、マトリックス材料からの不純物が捕捉されてガス発生が最小限に抑えられる。
【００２２】
本発明による遮断材料は、例えばフィルム、コーティング、半硬質または硬質シート、あるいは改善された遮断性を備えた前記材料から製造される、例えば瓶などの容器であってもよい。改善された遮断性を備えた本発明の材料を、いずれか別の材料と混合して用いてもよい。例えば本発明の遮断材料をポリマーと同時押出またはラミネートすることによって、２層フィルム、コーティングされた単層、二重層、または多層フィルム、１面または両面が１枚以上の押出コーティングを備えた金属ホイルまたは板紙を提供してもよい。好適には、改善された遮断性を備えたその材料は、包装材料である。
【００２３】
本発明によるマトリックス材料は、エチレン、プロピレン、ブチレン、ブタジエン、スチレンなどモノマーから製造されたポリマーなどの熱可塑性材料であってもよい。その上、そのような熱可塑性ポリマー材料としては、ポリ（アクリロニトリル−コ−ブタジエン−コ−スチレン）ポリマーと、ポリメチルメタクリレート、ポリ−ｎ−ブチルアクリレート、ポリ（エチレン−コ−アクリル酸）、およびポリ（エチレン−コ−メタクリレート）などのアクリルポリマーと、セルロースアセテート、セルロースアセテートプロピオネート、セルロースアセテートブチレート、およびセルローストリアセテートなどのセロファン、セルロース系物質と、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（登録商標））、ポリ（エチレン−コ−テトラフルオロエチレン）コポリマー、（テトラフルオロエチレン−コ−プロピレン）コポリマー、ポリビニルフルオライドポリマーなどのフッ素ポリマーと、ナイロン６、ナイロン６，６などのポリアミドと、ポリカーボネートと、ポリ（エチレン−コ−テレフタレート）、ポリ（エチレン−コ−１，４−ナフタレンジカルボキシレート）、ポリ（ブチレン−コ−テレフタレート）などのポリエステルと、ポリイミド材料と、低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、高分子量高密度ポリエチレンなどのポリエチレン材料と、ポリプロピレン、二軸延伸ポリプロピレンと、ポリスチレン、二軸延伸ポリスチレンと、ポリ塩化ビニル、（塩化ビニル−コ−酢酸ビニル）コポリマー、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、（塩化ビニル−コ−二塩化ビニリデン）コポリマー、ポリスルホン、ポリフェニレンスルファイド、ポリフェニレンオキシド、液体結晶ポリエステル、ポリエーテルケトン、ポリビニルブチラルなどの特殊フィルムとが挙げられる。
【００２４】
本発明の別の実施形態によれば、その包装材料は、セルロース系材料、好適にはランダムに配向したセルロース系繊維の連続配列を含むウェブまたは層を含む。そのセルロース系材料またはセルロース系ウェブは、材料またはウェブの１面または両面に、例えばコーティング技術によって、マトリックス材料およびシクロデキストリンを含む本発明の遮断層が設けられていてもよい。
【００２５】
板紙、箱用板紙、厚紙、またはチップボードなどのセルロース系材料は、紙に比べて比較的厚く、セルロースを含む結合した小さな不連続繊維を含むシート材料からなる。そのような繊維は、典型的には、第２の結合によって一体化しており、その結合のほとんどが水素結合であろう。セルロース系シートを形成するために、繊維添加物、顔料、バインダー材料、第２のバインダー材料、またはその他の成分と混合した繊維懸濁水または繊維分散物から細目スクリーン上に荒いウェブまたはシートを形成させる。そのシートを細目スクリーン上に形成させた後、荒いシートを乾燥、カレンダーがけして更に加工すると、厚さが制御され表面特性が改善され１層以上のコーティング層を含み水分量が固定された仕上げのシートが得られる。更に、シート形成の後、その板紙は更にコーティング、型押し、印刷、または更に加工されてから巻きつけて流通させてもよい。
【００２６】
例えば板紙などのセルロース系材料は、繊維の一次供給源と、二次またはリサイクルの繊維材料の両方から製造されてもよい。板紙の製造に用いられる繊維は、主として森林業界から直接入手する。しかし、紙、段ボール板紙、織布および不織布、ならびに類似の繊維状セルロース系材料に由来するリサイクルまたは二次的な繊維から製造される板紙が増加している。そのようなリサイクル材料は本来、インク、溶剤、コーティング、接着剤、材料からの残留物、接触する繊維供給源、およびその他の材料供給源を含んでいる。
【００２７】
本発明の包装材料は、例えばポリマーまたは板紙からの透過物および／または不純物に対する改善された防壁性を提供する。バージンおよびリサイクル板紙繊維は、吸着された感覚刺激性混入物（例えば飽和および不飽和アルデヒドおよびケトン）を含んでいる。更に印刷用インク、特に版画印刷用インクによって、相当の量の残留揮発性混入物が板紙に吸収される。印刷用インクは、多数の溶剤に加え、乾燥工程で生成される一連の酸化生成物（例えばアルデヒド、ケトン、および酸）を含んでいる。本発明の材料は、食品接触包装にも適しており、包装製品または容器または瓶の内側から風味または揮発性の風味物質が消失するのを防ぐ。
【００２８】
好適なシクロデキストリン誘導体は、マトリックス材料との官能基適合性、シクロデキストリン材料の熱安定性、および揮発性物質と包接錯体を形成するシクロデキストリンの能力を基にして選択される。シクロデキストリン誘導体は、各グルコピラノース単位の１個の第一級カーボンヒドロキシ上の置換基１個と、一方または両方の第二級カーボンヒドロキシ上の置換基１個とを含んでいてもよい。
【００２９】
シクロデキストリンは一般に、選択性の高い酵素合成によって生成される。それは一般に、ドーナッツ型リング内に配置された６個、７個、または８個のグルコースモノマーからなり、それぞれα−、β−、またはγ−で示される。グルコースモノマーの特異的結合によって、シクロデキストリンが、特定の容積の内部中空のある硬質の円錐台分子構造になる。この内部空洞は、シクロデキストリンの鍵となる構造的特徴であり、分子（例えば芳香族類、アルコール、ハロゲン化物およびハロゲン化水素、カルボン酸、ならびにそれらのエステル）を錯体化させる能力を提供する。錯体化分子は、シクロデキストリンの内部空洞に少なくとも一部適合することによって包接錯体を生成するようなサイズ基準を満たしていなければならない。
【００３０】
本発明によれば、そのシクロデキストリンは、α−シクロデキストリン（α−ＣＤ）、β−シクロデキストリン（β−ＣＤ）、γ−シクロデキストリン（γ−ＣＤ）、またはそれらの混合物に基づいている。好適なシクロデキストリン誘導体は、なかでも、一方でマトリックス材料との官能基適合性、もう一方で標的物質と包接錯体を形成するシクロデキストリンの能力に基づいて選択される。
【００３１】
したがって、第１の要件は、製造工程における熱可塑性だけでなく熱安定性への適合性である。「適合性がある」は、好ましくはシクロデキストリン材料が、マトリックス材料中に均一に分散され得て、拡散透過物または残留ポリマー不純物を捕捉または錯体化する能力を保持し得て、ポリマーマトリックス中のシクロデキストリン分子を分散させることによって生じる形態的変化によって、ポリマーの本来備わる遮断性を低下させることなくポリマー中に存在し得ることを意味する。
【００３２】
第２に、シクロデキストリンの内部空洞サイズ（即ちα、β、γ）が考慮されなければならない。いずれかの誘導体の官能基変性が、標的揮発物または不純物との包接錯体形成に適していなければならない。特定の結果を達成するために、空洞サイズおよび官能基を１種以上付与することが求められる場合がある。例えば、γ−シクロデキストリンを含むαおよび／またはβ−シクロデキストリンのブレンドは、γ−シクロデキストリンを含まないブレンドよりも一部の揮発性物質の錯体化効率が上昇する。コンピュータモデリングでは、環上の官能基の種類および数によって特異的リガンド（即ち錯体化された物質）毎に異なる錯体化エネルギーが提供されることが示される。これらの錯体化エネルギー（ΔＥstericおよびΔＥelectrostatic ）は、特異的誘導体、空洞サイズ、およびリガンドごとに計算することができる。このため包接錯体化は、ある程度予測できる。例えば、アセチル化α−シクロデキストリン、アセチル化β−シクロデキストリン、およびアセチル化γ−シクロデキストリンは、本発明の遮断材料の遮断特性を改善するのに非常に効果的なシクロデキストリン誘導体である。
【００３３】
本発明による適合性のあるシクロデキストリン誘導体は、包接錯体から実質的に解放されている化合物である。本発明では、用語「包接錯体から実質的に解放されている」は、マトリックス材料中に分散されたシクロデキストリン材料の大部分が、シクロデキストリン分子内部の混入物、透過物などとの包接化合物から解放されているシクロデキストリンを含んでいることを意味する。シクロデキストリン化合物は、典型的にはいずれの包接化合物も含まないマトリックス中に添加および混合されるが、一部は錯体化を起こすことができ、そしてそれが製造時に望ましい場合もある。
【００３４】
原則として、好適なシクロデキストリン誘導体は、１個の第一級カーボンヒドロキシ上の置換基１個と、一方または両方の第２級カーボンヒドロキシ上の置換基１個とを含むことができる。シクロデキストリン分子のジオメトリーおよび環状置換基の化学のために、ヒドロキシル基は反応性が等しくない。しかし、注意深く効果的な反応条件を用いると、シクロデキストリン分子を反応させて単一置換基種で誘導された特定数のヒドロキシル基を含む誘導体分子を得ることもできる。２個の異なる置換基または３個の異なる置換基を備えた誘導体分子を更に制御して合成することも可能である。これらの置換基は、ランダムに配置させることや、特異的ヒドロキシルに向かわせることができる。本発明の目的では、広範囲の側鎖置換基部分を分子上で用いることができる。これらの誘導シクロデキストリン分子は、トシレート、メシレートなどのシクロデキストリンエステルなどのアルキルエーテル、シリルエーテル、アルキルエステル、ならびにその他の関連のスルホ誘導体、ヒドロキシカルビル−アミノシクロデキストリン、アルキルホスホノおよびアルキルホスファトシクロデキストリン、イミダゾイル置換されたシクロデキストリン、ピリミジン置換されたシクロデキストリン、ヒドロカルビルスルファー含有官能基のあるシクロデキストリン、シリコン含有官能基置換されたシクロデキストリン、カーボネートおよびカーボネート置換されたシクロデキストリン、カルボン酸および関連の置換されたシクロデキストリンなどを包含することができる。
【００３５】
官能基を適合させるために用いられ得るアシル基としては、アセチル、プロピオニル、ブチリル、トリフルオロアセチル、ベンゾイル、およびアクリロイル基が挙げられる。シクロデキストリン分子のヒドロキシル上でそのような基を形成させるには、周知の反応が必要となる。アシル化反応を、適当な無水酸、酸塩化物、および周知の合成プロトコールを用いて実行してもよい。
【００３６】
シクロデキストリン材料を、アルキル化剤と反応させてアルキル化シクロデキストリンを生成することもできる。アルキル化シクロデキストリンの形成に有用なアルキル基の典型的な例としては、メチル、プロピル、ベンジル、イソプロピル、ｔｅｒｔ−ブチル、アリル、トリチル、アルキル−ベンジル、およびその他の一般的アルキル基が挙げられる。そのようなアルキル基は、適当な条件下でヒドロキシル基をハロゲン化アルキルまたはアルキル化アルキル硫酸反応体と反応させるなど、従来の生成方法を用いて製造することができる。
【００３７】
トシル（４−メチルベンゼンスルホニル）、メシル（メタンスルホニル）またはその他の関連アルキルまたはアリールスルホニル形成試薬も、適合させたシクロデキストリン分子の製造に用いることができる。
【００３８】
スルホニル含有官能基を用いて、シクロデキストリン分子内のグルコース部分のいずれかの第二級ヒドロキシル基または第一級ヒドロキシル基のどちらかを誘導することができる。その反応は、第一級または第二級ヒドロキシルのどちらかと効果的に反応し得る塩化スルホニル反応体を用いて実行することができる。塩化スルホニルは、置換を必要とする分子内の標的ヒドロキシル基の数に応じて、適当なモル比で用いられる。スルホニル基をアシル基またはアルキル基と組合わせてもよい。
【００３９】
スルホニル誘導シクロデキストリン分子を用い、アジドイオンによるスルホネート基の求核置換を通して、スルホニル基置換されたシクロデキストリン分子からのアミノ誘導体を生成することができる。次に還元によって、アジド誘導体を置換されたアミノ化合物に転化する。これらの多数のアジドまたはアミノシクロデキストリン誘導体は、製造されている。本発明で有用となり得る窒素含有基の例としては、メチルアミノ、エチルアミノ、ブチルアミノ、イソブチルアミノ、イソプロピルアミノ、ヘキシルアミノ他のアルキルアミノ置換基などのアセチルアミノ基（--ＮＨＡｃ）、アルキルアミノが挙げられる。更にアミノまたはアルキルアミノ置換基は、窒素原子と反応してアミノ基を更に誘導する別の化合物との反応性があってもよい。
【００４０】
シクロデキストリン分子は、側鎖イミダゾール基、ヒスチジン、イミダゾール基、ピリジノ、および置換されたピリジノ基などの複素環核によって置換されていてもよい。
シクロデキストリン誘導体を、硫黄含有官能基によって変性して、シクロデキストリン上に適合する置換基を誘導してもよい。上述のスルホニルアシル化基以外で、スルフヒドリル化学に基づいて製造される硫黄含有基を用いてシクロデキストリンを誘導することができる。そのような硫黄含有基としては、メチルチオ（--ＳＭｅ）、プロピルチオ（--ＳＰｒ）、ｔ−ブチルチオ（--Ｓ--Ｃ（ＣＨ3 ）3 ）、ヒドロキシエチルチオ（--Ｓ--ＣＣＨ2 ＣＨ2 ＯＨ）、イミダゾリルメチルチオ、フェニルチオ、置換されたフェニルチオ、アミノアルキルチオなどが挙げられる。先に示したエーテルまたはチオエーテルの化学に基づけば、ヒドロキシアルデヒド、ケトンまたはカルボン酸官能基で終結する置換基を備えたシクロデキストリンを製造することができる。シリコーン化学を用いて形成された誘導体を備えたシクロデキストリンは、適合する官能基を含むことができる。
【００４１】
本明細書ではシリコーンエーテルと呼ぶ、シリコーンを含有する官能基を備えたシクロデキストリン誘導体を製造することができる。シリコーン基は一般に、１個の置換されたケイ素原子を備えた基、または置換基を備えた反復シリコーン−酸素バックボーンを指す。典型的には、シリコーン置換基内のシリコーン原子の相当の割合が、ヒドロカルビル（アルキルまたはアリール）置換基を含んでいる。シリコーン置換された材料は一般に、高い熱安定性、酸化安定性、および化学的不活性を備えている。更にシリコーン基は、耐候性が高め、耐電圧を付与し、表面張力を改善する。シリコーン基は、シリコーン部分に１個のケイ素原子または２〜１２個のケイ素原子を備えることができ、直鎖でも分枝鎖でもよく、多数の反復シリコーン−酸素基を備え、様々な官能基で更に置換されていてもよいため、シリコーン基の分子構造は様々になる可能性がある。本発明の目的では、トリメチルシリル、混合したメチル−フェニルシリル基を含んだ単純なシリコーン含有置換基部分が好ましい。
【００４２】
本発明の好ましい実施形態において、シクロデキストリン材料は、シリルエーテル基、アルキルエーテル基および／またはアルキルエステル基を備えた置換基を含む。本発明によれば、アルキルエステル置換基は、好ましくはアセチル部分、プロピル部分、および／またはブチル部分を含み、アルキルエーテル置換基は、好ましくはメチル部分、エチル部分、および／またはプロピル部分を含み、シリルエーテル置換基は、好ましくはメチル部分、エチル部分、プロピル部分、および／またはブチル部分を含む。
【００４３】
本発明によれば、マトリックス材料中のシクロデキストリン誘導体の好ましい量は、マトリックス材料に基づくと、約０．０１〜５重量％、好ましくは約０．１〜１重量％の範囲内である。
【００４４】
本発明で用いられるポリマーおよびセルロース系材料は、触媒、安定化剤、加工助剤、充填剤、顔料、染料、および抗酸化剤など、シクロデキストリンの性能に悪影響を及ぼさない他の添加剤を含んでいてもよい。
【００４５】
本発明によれば、遮断性包装材料は、コーティングされたセルロース系ウェブまたはセルロース系ウェブ／フィルムラミネートの形態であってもよい。シクロデキストリンは、ウェブ、フィルム、またはその両方の一部であってもよい。フィルムまたはシートは、例えば厚さが幅または長さよりも相当小さい熱可塑性樹脂などの平坦な裏なし形材である。
【００４６】
フィルムは一般に、０．２０ミリメートル（ｍｍ）以下、典型的には０．０１〜０．２０ｍｍの厚さと考えられる。シートは、約０．２５ｍｍ〜数ミリメートル（ｍｍ）、典型的には０．３〜３ｍｍの厚さの範囲であってもよい。フィルムまたはシートを、例えば貼合わせによって、その他のシート、構造単位などと共に用いてもよい。重要な特性としては、引張り強さ、伸び率、剛性、引裂強さ、および引裂抵抗；曇り度、透明度などの視覚的特性；水蒸気およびその他の透過物などの様々な透過材料の水吸収率および透過率などの化学耐性；誘電率などの電気特性；ならびに収縮、亀裂、耐候性などの耐久性などが挙げられる。
【００４７】
本発明によれば、押出コーティングされた物品の遮断性を改善するために、特定の水分量の本発明のシクロデキストリン誘導体を含むマトリックス材料を含有する熱可塑性押出コーティング組成物を適用することも予測される。押出コーティングは、２つのウェブを一緒に貼合わせる（サンドイッチする）ためのコーティングまたは接着剤として用いられる１層または複数の層であってもよい。コーティングされたウェブまたは貼合わせたウェブは、紙、板紙、金属ホイル、またはプラスチックフィルムなどの平坦な基板である。
【００４８】
本発明の別の実施形態によれば、特定の水分量の変性シクロデキストリンを、熱可塑性材料中に分散させる。得られた遮断性材料は、単一層からなる均質材料であってもよい。本発明において、例えば同時押出または貼合せによって構造化された遮断材料を提供または製造し、それによって２層のフィルム、コーティングされた単層、二重層、または多層のフィルム、１面または両面に１層以上の押出コーティングを備えた金属ホイルまたは板紙を提供することが予測される。
【００４９】
マトリックス材料が熱可塑性材料である場合、少なくとも１個の熱可塑性ポリマーおよび変性シクロデキストリンを含む本発明の遮断材料を、例えば物理的に混合して、例えば押出により、少い方の成分、即ち変性シクロデキストリンを多い方の成分、即ちポリマーに分散させることによって生成させてもよい。適切な押出技術としては、いわゆる「直接配合法」および「マスターバッチ添加法」が挙げられる。いずれかの方法において、二軸同時回転バレル押出機によって実行され得るような高剪断混合機器を用いることが好ましい。もちろん、シクロデキストリン材料をポリマー材料に混合または分散させるために逆回転または一軸スクリュー押出機を用いることもできる。変性シクロデキストリンを別個に、または他の適切な添加剤または助剤と共に添加し得ることは明白である。シクロデキストリン材料をポリマー材料に混合または分散させた後、得られた溶融プラスチックを、押出機からポンプで送出してペレット化する。
【００５０】
もちろん熱可塑性材料は、熱可塑性樹脂インフレート法（ｂｌｏｗｎ  ｔｈｅｒｍｏｐｌａｓｔｉｃ  ｅｘｔｒｕｓｉｏｎ）、直線二軸延伸フィルム押出法、および溶融熱可塑性樹脂からの鋳造などの様々な加工を利用して遮断性フィルムに形成させることができる。これらの方法は、周知の製造手順である。
【００５１】
熱可塑性ポリマーを製造する当業者は、分子量を制御することによって（メルトインデックスは、分子量の指標として熱可塑性樹脂業界によって選択されたものであり、メルトインデックスは分子量、分子密度、および結晶度に反比例する）熱可塑性加工および個々の最終的用途に合わせてポリマー材料を作り上げることを習得している。熱可塑性樹脂インフレート法では、ポリオレフィン（ＬＤＰＥ低密度ポリエチレン、ＬＬＤＰＥ直鎖低密度ポリエチレン、ＨＤＰＥ高密度ポリエチレンなどのポリαオレフィン）が熱可塑性ポリマーとして最も頻繁に用いられているが、ポリプロピレン、ナイロン、ニトリル、ＰＥＴＧ、およびポリカーボネートも、インフレートフィルムの製造に用いられることがある。
【００５２】
ポリエステルおよびナイロンも、本発明により用いられてよい。鋳造では、溶融熱可塑性樹脂またはモノマー分散体を、典型的にはポリエチレンまたはポリプロピレンから生成させる。場合によってはナイロン、ポリエステル、およびＰＶＣが鋳造物となる。水性アクリル、ウレタン、およびＰＶＤＣなどのロールコーティングでは、分散体がコーティングの前に最適な結晶度および分子量になるように重合される。
【００５３】
前述には、改善された有機蒸気を遮断し、残留熱可塑性樹脂の揮発性不純物を減少させる様々な実施形態を示した。以下の実施例およびデータは、シクロデキストリンの水分量を選択的に調節して、マトリックス材料中の拡散透過物または残留不純物を捕捉または錯体化するために包装構造材料を最適化することを更に例示している。
統計学的透過検査  遮断物への透過については、０時間（ｔ0 ）での膜が最初、透過蒸気を含まないと説明することができる。膜の上流面の透過圧ｐ２は、表面層ｃ２内に濃度を与えながら増加する。下流の圧力ｐ１は測定可能であるが、上流の圧力ｐ２に比べ短時間では無視できる程度である。フィルムを透過する蒸気の量は、一旦定常状態に達すると、時間の経過と共に直線的に増加する。相当時間が経つと、上流の圧力ｐ２が下流の圧力ｐ１と等しくなる。
【００５４】
その方法では、静的濃度勾配を用いて膜への有機分子輸送を測定することが求められる。水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）を用いて操作される高分解能ガスクロマトグラフィー（ＨＲＧＣ）を利用して、累積下流透過物濃度を測定する。ディスク試料（１，０２０μｍ厚ｘ１．２７ｃｍ径、重量１２２ｍｇ）を密閉式透過装置で検査した。その実験のアルミニウム測定セルには、試験されるディスク（ディスク面積＝５．３ｃｍ2 ）によって分離された２つのコンパートメント（即ちセル）があり、テフロン表面のブチルラバーセプタムおよびアルミニウムのクリンプトップを用いて両端をキャップする。
【００５５】
検査ディスクを上部セルに入れる：ｏ−リングを用いてセルを組立て、検査ディスクをしっかりと密閉し、上部セルと下部セルを一緒に螺着して引く。次に、上部セルをテフロン表面のブチルラバーセプタムとアルミニウムクリンプトップでキャップする。透過物である水／界面活性剤混合物を下部セルに注入して、理想気体の法則を利用してオクタナール、ノナナール、トランス−２−ノネナール、および１−オクテン−３−オンの濃度を９８、９１、８９、および１０３パート・パー・ミリオン−μＬ／Ｌ（ｖ／ｖ）にする。直ちに、テフロン表面のブチルラバーセプタムとアルミニウムクリンプトップで下部セルをキャップして、分析まで５０℃に制御したチャンバーに入れておく。
【００５６】
水素炎イオン化検出器（ＦＩＤ）で運転したＨＲＧＣを利用して、上流セルの時間ｔ１／２での累積透過濃度の変動を測定する。ｔ１／２の終了時に、固相マイクロ抽出（ＳＰＭＥ）によって上部セルから試料を回収し、ＨＲＧＣ／ＦＩＤによって分析する。各透過濃度を較正標準から測定し、理想気体の法則を利用してｎＬ／Ｌまたはパート・パー・ビリオン（ｖ／ｖ）で評価する。
残留樹脂揮発物検査  樹脂試料中の揮発性化合物を、包装の間にバイアルのヘッドスペースにガス発生させる。その後、揮発物の一部をバイアルのヘッドスペースから取り出し、続いて検出器として質量分析法（ＭＳ）を利用したＨＲＧＣ／ＦＩＤまたはＨＲＧＣによって、各成分を同定および定量する。
ＨＲＧＣ／ＦＩＤによるアルデヒドおよびケトン  ２．００＋／−０．０２グラムの試料を、２２ｍｌのガラス製ヘッドスペースバイアルに入れる。そのバイアルにテフロン表面のセプタムとアルミニウムクリンプトップを用いてキャップする。バイアルを８５℃で２４時間加熱することにより、残留樹脂揮発物を試料からヘッドスペースに脱着させる。時限の終了時に固相マイクロ抽出（ＳＰＭＥ）によって試料を回収し、ＨＲＧＣ／ＦＩＤによって分析する。各化合物濃度を較正標準から測定し、ｎｇ／ｇまたはパート・パー・ビリオン（ｗ／ｗ）で評価する。
ＨＲＧＣ／ＭＳによる炭化水素  ２．００＋／−０．０２グラムの試料を、２２ｍｌのガラス製ヘッドスペースバイアルに入れる。そのバイアルにテフロン表面のセプタムとアルミニウムクリンプトップを用いてキャップする。バイアルを１２０℃で４５分加熱することにより、残留樹脂揮発物を試料からヘッドスペースに脱着させる。時限の終了時に、自動ヘッドスペースサンプラーを用いてバイアルのヘッドスペースの一部試料１ｍｌを回収する。内部標準および代理標準（ｓｕｒｒｏｇａｔｅ  ｓｔａｎｄａｒｄ）によって定量を実施し、合計した後バイアルを密封する。各化合物濃度を較正標準から測定し、ｎｇ／ｇまたはパート・パー・ビリオン（ｗ／ｗ）で評価する。
【実施例１】
【００５７】
この透過実施例は、配合させて遮断構造を形成する前の有機蒸気遮断性の改善において、シクロデキストリンの水分量が重要な役割を果たすことを実証するものである。ＨＤＰＥおよびＥＶＡを含有するポリマーブレンドに、異なる水分レベルを含有するトリアセチル−α、β、およびγシクロデキストリンを配合させた。対照樹脂（シクロデキストリン不含）と共にシクロデキストリンを、ブラベンダーミキサーで熱可塑性樹脂ブレンドに０．４０重量％で添加して配合させた。バージン樹脂を１２５℃に加熱したブラベンダー混練ボールに入れ、羽根を最初は３０ＲＰＭに設定し、その後８０ＲＰＭに上昇させながらシクロデキストリンをボールに３０秒間供給することによって検査試料を調製する。更に５分間処理した後、スクリュー速度を０に低下させて、溶融樹脂を取り出した。次に、アトラス成形ミキサーを用いて、配合させた樹脂／シクロデキストリンブレンドを検査クーポンに成形する。成形したクーポン（寸法４．４５ｃｍｘ１．７８ｃｍｘ０．１０２ｃｍ）から、１．２５ｃｍ径のディスクを検査用に切り抜く。静的透過法を用いて、ディスクの遮断性を検査する。ｐ２＝ｐ１となる時間は、４種の検査透過物のうちで最も遅い拡散透過のもので１２時間と測定され、ｔ１／２は６時間と計算された。検査された乾燥シクロデキストリンを、「検出不能」（ＮＤ）レベルにまで乾燥した。
【００５８】
表１は、時間ｔ１／２でのパート・パー・ビリオン（ｎＬ／Ｌ−ｖ／ｖ）で表した質量流束ｐ１と、配合させた後検査用構造を形成する際のシクロデキストリンの水濃度を含んでいる。
【００５９】
【表１】
2005500205.tif 000002
記号：
Ｗ６ＴＡ＝トリアセチルαシクロデキストリン、置換度３．０
Ｗ７ＴＡ＝トリアセチルβシクロデキストリン、置換度３．０
Ｗ８ＴＡ＝トリアセチルγシクロデキストリン、置換度３．０
ＮＤ＝「検出不能」、水含量の重量％は、重量分析法によって測定する（検出限界：０．０１重量％）
表１は、シクロデキストリン中の水濃度と、構造を通るアルデヒド透過流速の減少のための遮断効果との相関：つまり高濃度側ｐ２から低濃度側ｐ１までの質量流束との相関を示している。表１の各検査例において、配合の時間にシクロデキストリン中の水濃度を増加させることによって、有機蒸気の遮断性が改善された。Ｗ８ＴＡ検査例において、シクロデキストリンの水濃度を１．９重量％に増加させることによる遮断効果は、水分濃度が約０重量％のシクロデキストリンから生じた遮断効果の２倍である。標的透過物にとって最も適する（即ち誘導された官能基、側鎖置換基の数、環のサイズ、適合性、および熱安定性）シクロデキストリン誘導体を考慮した後、シクロデキストリン水分量を選択的に調整すれば、マトリックスの遮断性を最大にすることができる。あるいは以下の実施例２、３、および４に実証されるように、シクロデキストリンの水分量が少ないと、全ての熱可塑性樹脂が本来含む残留樹脂揮発性不純物の錯体化および捕捉に有利である。シクロデキストリンを水分量０．５重量％以上のマトリックス材料に配合させると、より多くのシクロデキストリン分子が包接錯体を含まなくなり、つまり拡散透過物との錯体形成に利用できるシクロデキストリンがより多くなり、マトリックス材料の遮断性が有意に改善される。
【実施例２】
【００６０】
この実施例は、残留樹脂揮発物を錯体化するためには配合前のシクロデキストリンの水分量を低下させることが重要であることを実証している。表２の５種のアルデヒドは、典型的にはＰＰ樹脂の熱酸化および光分解によって形成される感覚刺激性不純物である。これらおよびその他の感覚刺激性化合物の減少は、異臭の移行を減少させるために重要である。ポリプロピレン（ＰＰ）ホモポリマーに、低水分濃度および高水分濃度を含有するアセチルおよびメチルβシクロデキストリンを配合させた。両方のシクロデキストリンを０．３重量％でＰＰに添加してブラベンダー混練機で配合させた。１９０℃に加熱したブラベンダー混練ボールにバージン樹脂を入れて、羽根を最初３０ＲＰＭに設定し、その後８０ＲＰＭに上昇させながらシクロデキストリンを３０秒間供給することによって、検査試料を調製する。更に５分間処理した後、スクリュー速度を０に低下させて、溶融樹脂を取り出した。配合させたＰＰ材料を、残留樹脂揮発性検査のために２０μｍ以下の厚さの削り屑に粉砕する。反復測定用試料および対照を、アルデヒドおよびケトンのＨＲＧＣ／ＦＩＤ法によって分析した。表２は、パート・パー・ビリオン（ｎｇ／ｇ−ｗ／ｗ）で表した揮発物の濃度、および配合時のシクロデキストリンの水分濃度を含んでいる。
【００６１】
【表２】
2005500205.tif 000003
記号：
Ｗ７Ａ＝アセチルαシクロデキストリン、置換度１．１
Ｗ７Ｍ＝メチルβシクロデキストリン、置換度０．６
ＮＤ＝「検出不能」、水含量の重量％は、重量分析法によって測定する（検出限界：０．０１重量％）
表２のデータは、シクロデキストリン水分量を低下させると、ＰＰ材料中の残留不純物の錯体化が最適に行われることを示している。上記実施例において、マトリックス材料からの最大量の揮発性アルデヒド不純物を除去して、揮発性汚染物質のガス発生または移行を最小限に抑えるためには、乾燥シクロデキストリンを熱可塑性樹脂に配合させることが好ましい。水分量が約０重量％のＷ７Ｍを用いると、特定のアルデヒド（例えばオクタナール）が６８％も減少した。４〜５重量％水分量のシクロデキストリン試料では、アルデヒド減少量が少量であるか全く減少されなかった。高水分量の実施例では、アルデヒド増加が測定されたものもあった。何らかの理論に結びつけるつもりはないが、対照試料を超える高水分シクロデキストリン試料でのアルデヒド濃度上昇分は、配合時に形成される、錯体化エネルギーが低い部分錯体になると考えられ、そのアルデヒドは次に分析法で用いられる加熱ステップ（８５℃で２４時間）で放出される。配合工程の際、高温にすることによって低レベルのアルデヒド生成物が大気中に揮発され、溶融樹脂を操作することによって表面部分が暴露される。これらの弱い部分錯体は、ブラベンダー配合ステップ時に高水分量シクロデキストリンによって形成されるため、溶融樹脂からの放出が防がれる。
【００６２】
ポリプロピレン樹脂は、揮発性炭化水素の非常に複雑な混合物を含有する。表３に分析された試料には、５０を超える特有の配合物が存在する。残留樹脂揮発物は、原則として分枝鎖アルカン、アルケン、およびシクロアルカンである。これらの炭化水素揮発物の減少は、臭気および風味が少ない限界残留揮発物、例えばアルデヒドほど重要ではない。ＰＰのようなマトリックス材料の遮断材料特性を改善する場合には、シクロデキストリンの水分レベルを上昇させて残留炭化水素の錯体化の総数を最小限に抑えれば、錯体を含まずにその後の拡散透過物との錯体形成に利用できるシクロデキストリン分子がより多くなる。
【００６３】
ポリプロピレン（ＰＰ）ホモポリマーに、低水分濃度および高水分濃度のトリアセチルαおよびγシクロデキストリンを配合させた。両方のシクロデキストリンを０．３０および０．４０重量％でＰＰに添加して、前述のようにビラベンダーミキサーで配合させた。反復測定用試料および対照を、アルデヒドおよびケトンのＨＲＧＣ／ＦＩＤ法によって分析した。全ての炭化水素クロマトグラフィープロファイルが上述の理由で複雑なため、表３に示した減少は、クロマトグラフのピーク面積に基づいている。総炭化水素減少量は、対照に比較したシクロデキストリン試料の総ピーク面積から計算したものである。
【００６４】
【表３】
2005500205.tif 000004
記号：
Ｗ６ＴＡ＝トリアセチルαシクロデキストリン、置換度３．０
Ｗ８ＴＡ＝トリアセチルγシクロデキストリン、置換度３．０
ＮＤ＝「検出不能」、水含量の重量％は、重量分析法によって測定する（検出限界：０．０１重量％）
表３は、低水分量のシクロデキストリンによって、ＰＰ樹脂中の総炭化水素揮発物量の減少効果が、高水分量シクロデキストリンの約２倍になることを示している。
【実施例３】
【００６５】
ＰＰとは異なりＨＤＰＥは、ＰＰよりも少量の残留炭化水素揮発物を含有している。典型的にはＨＤＰＥの残留揮発物は、一連のモノマー（例えばヘキセン、オクテン、デセン、ドデセンなど）、ならびに飽和モノマーおよびオリゴマー（例えばヘキサン、オクタン、デカンなど）である。これらの実施例は、シクロデキストリンの水分量がマスターバッチの配合と、高湿度保存時のマスターバッチによる水分取り込みとに重要な役割を果たすことを示している。二軸スクリューＺＳＫ３０配合押出機で、ＨＤＰＥに異なる水分レベルの５重量％トリアセチルαおよびβシクロデキストリンを配合させた。第一級および第二級抗酸化剤（イルガノックス１０１０およびイルガフォス１６８）を、それぞれ２５０ｐｐｍで添加した。配合させた３種のＨＤＰＥ材料（シクロデキストリンを含まない対照は、２種のＨＤＰＥ／シクロデキストリン試料と同様に配合させた）をペレット化して、残留炭化水素揮発物検査に用いた。反復測定用試料および対照を、炭化水素のＨＲＧＣ／ＭＣ法によって分析した。表４は、パート・パー・ビリオン（ｎｇ／ｇ−ｗ／ｗ）で表した７種の炭化水素揮発物の濃度、および配合時のシクロデキストリンの水濃度を含んでいる。
【００６６】
【表４】
2005500205.tif 000005
記号：
Ｗ６ＴＡ＝トリアセチルαシクロデキストリン、置換度３．０
Ｗ７ＴＡ＝トリアセチルβシクロデキストリン、置換度３．０
ＮＤ＝「検出不能」、水の重量％含量は、重量分析法によって測定する（検出限界：０．０１重量％）
表４は、５重量％シクロデキストリンマスターバッチにおける低水分量のシクロデキストリンが、高水分量シクロデキストリンよりも、ＰＰ樹脂における総炭化水素揮発物の減少に効果的であることを示している。
【実施例４】
【００６７】
この実施例では、配合前にシクロデキストリンを検出不能な水分レベルにまで乾燥させた。３種の配合ＨＤＰＥ材料（シクロデキストリンを含まない対照と、２種のＨＤＰＥ／シクロデキストリン試料）を、実施例３と同一の手法で配合させた。配合実験から生成されたペレットを、その後飽和した塩水溶液を含むチャンバーに入れた。閉鎖した気密チャンバー内の所定の温度で、正確な相対湿度％にする。表５は、異なる時間、温度、および湿度保存条件に供された２種のマスターバッチ試料、およびそれらに対応する水分吸収量を示している。シクロデキストリンを含まない対照樹脂は、検出可能な水分量を吸収していなかったため、表５では省略した。表５の水分レベルは、マスターバッチ中のシクロデキストリンの重量に基づくもので、総樹脂／シクロデキストリン重量に基づくものではない。
【００６８】
【表５】
2005500205.tif 000006
記号：
Ｗ６ＴＡ＝トリアセチルαシクロデキストリン、置換度３．０
Ｗ７ＴＡ＝トリアセチルβシクロデキストリン、置換度３．０
表５のマスターバッチ試料を、１００℃、２．２Ｈｇの真空で運転した真空オーブンで１時間乾燥させて、高湿保存時のマスターバッチペレットにより吸収された水分レベルを低下させた。その後乾燥させたマスターバッチ試料を、マスターバッチ１部：バージンＨＤＰＥ樹脂９部の割合で、バージンＨＤＰＥ樹脂とレットダウンさせた。バージン樹脂およびマスターバッチ樹脂を１９０℃に加熱したブラベンダー混練ボールに入れ、羽根を最初３０ＲＰＭに設定し、その後８０ＲＰＭに上昇させながらシクロデキストリンを３０秒間ボールに供給することによって、検査試料を調製する。更に５分間処理した後、スクリュー速度を０に低下させて、溶融樹脂を取り出す。配合させた材料を、残留樹脂揮発性検査のために２０μｍ以下の厚さの削り屑に粉砕する。反復測定用試料および対照を、炭化水素のＨＲＧＣ／ＭＳ法によって分析した。表６は、パート・パー・ビリオン（ｎｇ／ｇ−ｗ／ｗ）で表した７種の炭化水素揮発物の濃度、および配合前の高湿保存条件を含んでいる。
【００６９】
【表６】
2005500205.tif 000007
記号：
Ｗ６ＴＡ＝トリアセチルαシクロデキストリン、置換度３．０
Ｗ７ＴＡ＝トリアセチルβシクロデキストリン、置換度３．０
表６の検査結果は、マスターバッチに残留水分を吸収させ、その後乾燥して水分を除去し、最後にバージン樹脂をレットダウンさせる時間、温度、および湿度条件下で、シクロデキストリンマスターバッチを保存することができること、およびシクロデキストリンマスターバッチが残留ＨＤＰＥ樹脂揮発物を除去する機能があることを実証している。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
2005500205.tif 000046
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月16日(2003.9.16)
【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】
改善された遮断性を備え、
（ａ）熱可塑性マトリックス材料と、
（ｂ）前記マトリックス材料に均一に分散された、吸収に有効な量のシクロデキストリン材料とを含む包装材料において、前記シクロデキストリンは押出によってマトリックス材料中に分散され、および包接錯体化合物から解放されており、前記シクロデキストリンは前記マトリックス材料との適合性を同シクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えた、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含有し、前記シクロデキストリン材料は、シクロデキストリン材料に対して０．３重量％より多い水分量であることを特徴とする包装材料。
【請求項２】
前記シクロデキストリン材料の水分量は、前記シクロデキストリン材料の０．３重量％〜５重量％、好適には０．３重量％〜３重量％、より好適には０．５重量％〜２重量％、最適には０．７５重量％〜２重量％の範囲内にあることを特徴とする、請求項１に記載の包装材料。
【請求項３】
改善された遮断性を備え、
（ａ）熱可塑性マトリックス材料と、
（ｂ）前記マトリックス材料に均一に分散された、吸収に有効な量のシクロデキストリン材料とを含む包装材料であって、前記シクロデキストリンは、包接複合化合物から解放されており、前記マトリックス材料との適合性を前記シクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えた、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含有し、前記シクロデキストリン材料は、シクロデキストリン材料に対して０．３重量％〜０．５重量％の範囲内の水分量を有することを特徴とする包装材料。
【請求項４】
前記シクロデキストリン材料の水分量が、前記シクロデキストリン材料の０．３重量％〜３重量％、より好適には０．５重量％〜２重量％、最適には０．７５重量％〜２重量％の
範囲内にあることを特徴とする、請求項３に記載の包装材料。
【請求項５】
前記熱可塑性材料が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、またはその混合物を含む群から選択されることを特徴とする、請求項３に記載の包装材料。
【請求項６】
前記熱可塑性材料が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリ塩化ビニル、およびエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）を含む群から選択されるポリオレフィンを含むことを特徴とする、請求項５に記載の包装材料。
【請求項７】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ホモポリマー、ポリエチレンテレフタレートコポリマー、およびポリエチレンナフテネートコポリマーを含む群から選択されるポリエステル樹脂を含むことを特徴とする、請求項５に記載の包装材料。
【請求項８】
前記包装材料が、セルロース系材料、好ましくはランダムに配向したセルロース系繊維の連続配列を含むウェブまたは層を含むことを特徴とする、請求項１〜７のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項９】
前記マトリックス材料中のシクロデキストリン誘導体の量が、前記マトリックス材料に対して約０．０１〜５重量％、好適には約０．１〜１重量％の範囲内であることを特徴とする、請求項１〜８のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項１０】
前記シクロデキストリン材料が、シリルエーテル基、アルキルエーテル基、アルキルアルコール基、およびアルキルエステル基のうちの少なくとも１つを備えた置換基を含むことを特徴とする、請求項１〜９のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項１１】
前記アルキルエステル置換基が、アセチル部分、プロピル部分、およびブチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の包装材料。
【請求項１２】
前記アルキルエーテル置換基が、メチル部分、エチル部分、およびプロピル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の包装材料。
【請求項１３】
前記シリルエーテル置換基が、メチル部分、エチル部分、プロピル部分、およびブチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の包装材料。
【請求項１４】
前記アルキルアルコール置換基が、ヒドロキシプロピル部分および、ヒドロキシエチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項１０に記載の包装材料。
【請求項１５】
前記包装材料が、少なくとも２層を含み、そのうちの少なくとも１層がマトリックス材料およびシクロデキストリン材料を含むことを特徴とする、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項１６】
前記シクロデキストリン材料を含む層が、押出コーティング層またはラミネートフィルム層であることを特徴とする、請求項１５に記載の包装材料。
【請求項１７】
前記包装材料が、単層、二重層、または多層のフィルム、１面または両面に１層以上の押出コーティングがある金属ホイルまたは板紙、押出コーティングされたセルロール系ウェブ、またはセルロース系ウェブ／フィルムラミネートの形態であり、前記シクロデキストリン材料が前記フィルム、およびコーティングの少なくとも一方の一部となり得ること
を特徴とする、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項１８】
シクロデキストリン材料に基づくと０．３重量％より多い水分量の前記シクロデキストリン材料を、前記マトリックス材料中に押出によって分散させることを特徴とする、請求項１，２，５〜１７のいずれか一項に記載の包装材料を製造する方法。
【請求項１９】
シクロデキストリン材料に対して０．３重量％〜５．０重量％の水分量の前記シクロデキストリン材料を、前記マトリックス材料中に分散させることを特徴とする、請求項３〜１７のいずれか１項に記載の包装材料を製造する方法。
【請求項２０】
改善された遮断性、および少量の揮発性不純物を有し、
（ａ）熱可塑性マトリックス材料と、
（ｂ）前記マトリックス材料に均一に分散された、吸収に有効な量のシクロデキストリン材料とを含む包装材料であって、前記シクロデキストリンは包接錯体化合物から解放されており、前記シクロデキストリンが、マトリックス材料との適合性を同シクロデキストリンに付与する側鎖部分または置換基を備えた、α−シクロデキストリン、β−シクロデキストリン、γ−シクロデキストリン、またはその混合物を含有し、前記シクロデキストリン材料はシクロデキストリン材料に対して約０重量％の水分量を有することを特徴とする包装材料。
【請求項２１】
前記熱可塑性材料が、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、またはその混合物を含む群から選択されることを特徴とする、請求項２０に記載の包装材料。
【請求項２２】
前記熱可塑性材料が、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）、およびポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）を含む群から選択されるポリオレフィンを含むことを特徴とする、請求項２１に記載の包装材料。
【請求項２３】
前記熱可塑性ポリマーが、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）ホモポリマー、ポリエチレンテレフタレートコポリマー、およびポリエチレンナフテネートコポリマーを含む群から選択されるポリエステル樹脂を含むことを特徴とする、請求項２１に記載の包装材料。
【請求項２４】
前記包装材料が、セルロース系材料、好適にはランダムに配向したセルロース系繊維の連続配列を含むウェブまたは層を含むことを特徴とする、請求項２０〜２３のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項２５】
前記マトリックス材料中のシクロデキストリン誘導体の量は、前記マトリックス材料に対して約０．０１〜５重量％、好適には約０．１〜１重量％の範囲内にあることを特徴とする、請求項２０〜２４のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項２６】
前記シクロデキストリンが、シリルエーテル基、アルキルエーテル基、アルキルアルコール基、およびアルキルエステル基のうちの少なくとも１つを備えた置換基を含むことを特徴とする、請求項２０〜２５のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項２７】
前記アルキルエステル置換基が、アセチル部分、プロピル部分、およびブチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の包装材料。
【請求項２８】
前記アルキルエーテル置換基が、メチル部分、エチル部分、およびプロピル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の包装材料。
【請求項２９】
前記シリルエーテル置換基が、メチル部分、エチル部分、プロピル部分、およびブチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の包装材料。
【請求項３０】
前記アルキルアルコール置換基が、ヒドロキシプロピル部分およびヒドロキシエチル部分のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする、請求項２６に記載の包装材料。
【請求項３１】
前記包装材料が、少なくとも２層を含み、そのうちの少なくとも１層がマトリックス材料およびシクロデキストリン材料を含むことを特徴とする、請求項２０〜３０のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項３２】
前記シクロデキストリン材料を含む層が、押出コーティング層またはラミネートフィルム層であることを特徴とする、請求項３１に記載の包装材料。
【請求項３３】
前記包装材料が、単層、二重層、または多層のフィルム、１面または両面に１層以上の押出コーティングがある金属ホイルまたは板紙、押出コーティングされたセルロール系ウェブ、またはセルロース系ウェブ／フィルムラミネートの形態であり、前記シクロデキストリン材料が前記ウェブ、フィルム、および／またはコーティングの一部となり得ることを特徴とする、請求項２０〜３２のいずれか一項に記載の包装材料。
【請求項３４】
シクロデキストリン材料に基づくと約０重量％の水分量の前記シクロデキストリン材料を、前記マトリックス材料中に分散させることを特徴とする、請求項２０〜３３に記載の包装材料を製造する方法。
【国際調査報告】
2005500205.tif 000047
2005500205.tif 000048
2005500205.tif 000049