(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の面および第二の面を有する層であって、二軸延伸ナイロン６から成る層と、前記層の前記第一の面上の露出したコーティングとを含む、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムであって、
ここで、前記コーティングは、水性であり、およびコーティングされたナイロンフィルムをヒートシール可能とするように適合されており、ならびにここで、コーティングは、ポリウレタン及びＥＡＡを含み、ここで、前記ポリウレタンおよび前記ＥＡＡが、前記コーティング中に、６０：４０から４０：６０の乾燥重量比で存在し、前記コーティングは、コーティングの１０重量％までの量の離型剤をさらに含み、
１日あたり０．０６４５ｍ２に対して２グラムから１日あたり０．０６４５ｍ２に対して３６グラムの水蒸気透過率、１３μｍから３８μｍの厚さ、および３００ｇ／２５ｍｍから９００ｇ／２５ｍｍのヒートシール強度を有する、
ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の相互参照
本出願は、米国特許法第１１９条（ｅ）の下で、その開示事項の全内容が参照により本明細書に組み込まれる２０１２年２月２７日出願の米国特許仮出願第６１／６０３，６６４号に基づく優先権を主張するものである。
【０００２】
技術分野
本発明は、シール可能なコーティングされたナイロンフィルム、およびそのようなコーティングされたナイロンフィルムを作製する方法に関する。本発明はまた、シール可能なコーティングされたナイロンフィルでパッケージされた製品、およびそのようなフィルムを用いてそのようなパッケージされた製品を作製する方法にも関する。
【背景技術】
【０００３】
食物および特定のその他の製品周囲の、水分の量を含む局所的環境は、そのような製品をどの程度保存することができるかに影響を及ぼす。コーティングされた、またはコーティングされていない単層および多層（積層）フィルムの両方が、この局所的環境の制御に用いられてきた。用いられる積層体およびフィルムは、製品を完全に封入することによって、それをより効果的に保護することができるように、ヒートシール可能な内側面を有し得る。用いられる積層体およびフィルムはまた、酸素に対して比較的不透過性でもあり、充分な耐久性を有する外側面を有する。最後に、積層体およびフィルムは、製品に悪影響を与えてはならない。
【０００４】
食物およびその他の製品のパッケージングに用いられる積層体およびフィルムは、通常、プラスチックから作製される。プラスチックは、熱および圧力によって所望される形態に容易に成形することができるポリマーの特別な一グループである。冷却すると、プラスチックは硬質となり、新しい形状が維持される。熱可塑性プラスチックは、繰り返し熱成形することができるが、一方いわゆる熱硬化性材料は、一回のみ成形可能である。パッケージングに用いられる大部分のプラスチックは、熱可塑性プラスチックである。例えば、Susan E. M. Selke, Plastic Packaging, Carl Hanser Verlag, 2ndEdition, 2004, pages 9-10を参照されたい。
【０００５】
ヒートシールは、各々が少なくとも１つの熱可塑性プラスチック層を含有する２つの構造が、熱と圧力とを組み合わせた作用によってシールされるプロセスである。積層体またはフィルムをシールしてパッケージを作製する場合、シール層は、別のシール層と接触する界面に位置する。シールを作製するには、界面での熱は、界面の物質を溶融するのに充分でなければならない。良好なシールが得られるのは、２つの熱可塑性プラスチックヒートシール層からのポリマー鎖同士で充分な分子の絡み合いが発生し、界面が破壊されて、冷却後に均質に維持される均質層が作製される場合である。例えば、Susan E. M. Selke, Plastic Packaging, Carl Hanser Verlag, 2ndEdition, 2004, pages 180-181を参照されたい。
【０００６】
食物パッケージングに一般的に用いられるプラスチックは、例えば、ポリエチレン（「ＰＥ」）、ポリプロピレン（「ＰＰ」）、エチル酢酸ビニル（「ＥＶＡ」）、エチレンアクリル酸（「ＥＡＡ」）、ポリ塩化ビニル（「ＰＶＣ」）、ポリ塩化ビニリデン（「ＰＶｄＣ」）、ポリスチレン（「ＰＳ」）、エチレンメタクリル酸コポリマー、およびナイロンである。エチレンメタクリル酸コポリマーは、例えば、デュポンからＳｕｒｌｙｎ（登録商標）の商品名で市販されている。
【０００７】
ナイロンは、バックボーンにアミド基−ＣＯＮＨが存在することを特徴とするポリアミドポリマーのファミリーに対する一般名である。パッケージング用途でのその他のフィルム材料と比較したナイロンフィルムの利点としては、耐屈曲亀裂性、耐突き刺し性、良好な香味および芳香バリア特性、良好な水分透過性、低温での耐久性、および熱安定性が挙げられる。しかし、ナイロンは、ヒートシール可能ではなく、このことは、未修飾ナイロンフィルムを、食物またはその他の製品をシールし、周囲環境から遮断するために用いることができないことを意味している。ナイロンをヒートシール可能とするためには、それを、ヒートシール可能な材料でコーティングするかまたは積層する必要がある。
【発明の概要】
【０００８】
ナイロンをヒートシール可能な材料の薄層でコーティングしてヒートシール可能ナイロン系フィルムを作製することは、そのようなコーティングがナイロンと充分に接着しないことから、一般的には可能ではない。ナイロンをヒートシール可能プラスチック材料で積層することは、プラスチックフィルムの厚さによってその水分透過性が低下し、従って積層体を通しての所望されるレベルの水分流量が減少してしまうことから、実用的ではない。
【０００９】
本発明は、第一および第二の面を有する層を含むヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムを提供するものであり、ここで、層は、本質的にナイロンから成る。層の第一の面は、水性であって、コーティングされたナイロンフィルムをヒートシール可能とするように適合されたコーティングでコーティングされ、ここで、コーティングは、ポリウレタン、ならびにポリオレフィン、ＥＶＡ、ＥＡＡ、エチレンメタクリル酸コポリマー、およびこれらの組み合わせから成る群より選択されるポリマーを含む。
【００１０】
本発明はまた、前記ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムを形成するプロセスも提供し、その方法は、ポリウレタン、ならびにポリオレフィン、ＥＶＡ、ＥＡＡ、エチレンメタクリル酸コポリマー、およびこれらの組み合わせから成る群より選択されるポリマーを混合することでコーティングを形成する工程、ならびにそのコーティングを、第一および第二の面を有し、本質的にナイロンから成る層の第一の面に適用する工程を含む。コーティングは、水性であり、コーティングされたナイロンフィルムをヒートシール可能とするように適合される。
【００１１】
本発明はまた、製品および製品を包装している前記ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムを含むパッケージされた製品も提供する。
本発明はまた、製品を前記ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムで包装し、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムをシールする工程を含む、製品をパッケージするプロセスも提供する。
【００１２】
本発明のある実施形態では、ポリウレタンおよびポリマーは、９０：１０から１０：９０の乾燥重量比でコーティング中に存在する。
本発明の他の実施形態では、コーティングは、０．０９ｇ／ｍ２から１．６ｇ／ｍ２の乾燥重量を有する。
【００１３】
本発明の他の実施形態では、層は、二軸延伸ナイロン６から本質的に成る。
本発明の他の実施形態では、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して約２グラムから１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して約３６グラムの水蒸気透過率を有する。より好ましくは、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して約４グラムから１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して約１２グラムの水蒸気透過率を有する。
【００１４】
本発明の他の実施形態では、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、約０．５ミル（１３μｍ）から約１．５ミル（３８μｍ）の厚さを有する。より好ましくは、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、約１．０ミル（２５μｍ）から約１．３５ミル（３４μｍ）の厚さを有する。最も好ましくは、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、約１．００７ミル（２５．１７μｍ）から約１．０４０ミル（２６μｍ）の厚さを有する。
【００１５】
本発明の他の実施形態では、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、３００ｇ／２５ｍｍ（０．６７ポンド／インチ）から９００ｇ／２５ｍｍ（２ポンド／インチ）のヒートシール強度を有する。
［１］第一の面および第二の面を有する層であって、本質的にナイロンから成る層と、前記層の前記第一の面上のコーティングとを含む、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムであって、
ここで、前記コーティングは、水性であり、およびコーティングされたナイロンフィルムをヒートシール可能とするように適合されており、ならびにここで、コーティングは、ポリウレタン、ならびにポリオレフィン、ＥＶＡ、ＥＡＡ、エチレンメタクリル酸コポリマー、およびこれらの組み合わせから成る群より選択されるポリマーを含む、
ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルム。
［２］前記ポリウレタンおよび前記ポリマーが、前記コーティング中に、９０：１０から１０：９０の乾燥重量比で存在する、［１］に記載のヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルム。
［３］前記コーティングが、０．０９ｇ／ｍ２から１．６ｇ／ｍ２の乾燥重量を有する、［２］に記載のヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルム。
［４］前記層が、二軸延伸ナイロン６から本質的に成る、［３］に記載のヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルム。
［５］１日あたり０．０６４５ｍ２に対して２グラムから１日あたり０．０６４５ｍ２に対して３６グラムの水蒸気透過率、１３μｍから３８μｍの厚さ、および３００ｇ／２５ｍｍから９００ｇ／２５ｍｍのヒートシール強度を有する、［４］に記載のヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルム。
［６］ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムを形成する方法であって、
ポリウレタンと、ポリオレフィン、ＥＶＡ、ＥＡＡ、エチレンメタクリル酸コポリマー、およびこれらの組み合わせから成る群より選択されるポリマーとを混合することによってコーティングを形成する工程、及び
前記コーティングを、第一の面および第二の面を有し、本質的にナイロンから成る層の前記第一の面に適用する工程、
を含み、
ここで、前記コーティングは、水性であり、および前記コーティングされたナイロンフィルムをヒートシール可能とするように適合されている、方法。
［７］前記ポリウレタンおよび前記ポリマーが、９０：１０から１０：９０の乾燥重量比で前記コーティング中に存在する、［６］に記載の方法。
［８］前記コーティングが、０．０９ｇ／ｍ２から１．６ｇ／ｍ２の乾燥重量を有する、［７］に記載の方法。
［９］前記層が、二軸延伸ナイロン６から本質的に成る、［８］に記載の方法。
［１０］前記ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムが、１日あたり０．０６４５ｍ２に対して２グラムから１日あたり０．０６４５ｍ２に対して３６グラムの水蒸気透過率、１３μｍから３８μｍの厚さ、および３００ｇ／２５ｍｍから９００ｇ／２５ｍｍのヒートシール強度を有する、［９］に記載の方法。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
ヒートシール可能であると同時に、水分透過性を必要とする用途にとって充分である水分透過性を有するコーティングされたナイロンフィルムを製造することが可能であることが見出された。このヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、ナイロンを１工程プロセスでコーティングすることによって製造することができる。
【００１７】
本発明は、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムを提供する。ナイロンは、多層パッケージングフィルムの分野において従来から用いられている。本発明の範囲内の適切なナイロンは、例えば、その開示事項が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第６，７２６，９６８号に開示されている。そのような適切なナイロンとしては、約１００００から約１０００００の分子量を有する脂肪族ポリアミドおよび脂肪族／芳香族ポリアミドから選択されるホモポリマーまたはコポリマーが挙げられる。ポリアミドの作製に有用である一般的手順は、本技術分野にて周知である。それには、二酸とジアミンとの反応が含まれる。ポリアミドの作製に有用である二酸としては、一般式ＨＯＯＣ−Ｚ−ＣＯＯＨで表されるジカルボン酸が挙げられ、式中、Ｚは、少なくとも２個の炭素原子を含有する二価の脂肪族ラジカルを表し、アジピン酸、セバシン酸、オクタデカン二酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、ドデカン二酸、およびグルタル酸などである。ジカルボン酸は、脂肪族酸であってよく、またはイソフタル酸およびテレフタル酸などの芳香族酸であってもよい。ポリアミドの作製に適するジアミンとしては、式Ｈ２Ｎ（ＣＨ２）ｎＮＨ２を有するものが挙げられ、式中、ｎは、１〜１６の整数値を有し、トリメチレンジアミン、テトラメチレンジアミン、ペンタメチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、オクタメチレンジアミン、デカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、ヘキサデカメチレンジアミン、芳香族ジアミンのｐ−フェニレンジアミン、４，４’−ジアミノジフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルスルホン、４，４’−ジアミノジフェニルメタンなど、アルキル化ジアミンの２，２−ジメチルペンタメチレンジアミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、および２，４，４−トリメチルペンタメチレンジアミンなど、さらにはジアミノジシクロヘキシルメタンなどの脂環式ジアミン、ならびにその他の化合物などの化合物が挙げられる。その他の有用なジアミンとしては、ヘプタメチレンジアミン、ノナメチレンジアミンなどが挙げられる。米国特許第６，７２６，９６８号を参照されたい。
【００１８】
有用なポリアミドホモポリマーとしては、ポリ（４−アミノ酪酸）（ナイロン４）、ポリ（６−アミノヘキサン酸）（ナイロン６、ポリ（カプロラクタム）としても知られる）、ポリ（７−アミノヘプタン酸）（ナイロン７）、ポリ（８−アミノオクタン酸）（ナイロン８）、ポリ（９−アミノノナン酸）（ナイロン９）、ポリ（１０−アミノデカン酸）（ナイロン１０）、ポリ（１１−アミノウンデカン酸）（ナイロン１１）、ポリ（１２−アミノドデカン酸）（ナイロン１２）、ナイロン４，６、ポリ（ヘキサメチレンアジパミド）（ナイロン６，６）、ポリ（ヘキサメチレンセバカミド）（ナイロン６，１０）、ポリ（ヘプタメチレンピメラミド）（ナイロン７，７）、ポリ（オクタメチレンスベラミド）（ナイロン８，８）、ポリ（ヘキサメチレンアゼラミド）（ナイロン６，９）、ポリ（ノナメチレンアゼラミド）（ナイロン９，９）、ポリ（デカメチレンアゼラミド）（ナイロン１０，９）、ポリ（テトラメチレンジアミン−コ−シュウ酸）（ナイロン４，２）、ｎ−ドデカン二酸とヘキサメチレンジアミンとのポリアミド（ナイロン６，１２）、ドデカメチレンジアミンとｎ−ドデカン二酸とのポリアミド（ナイロン１２，１２）などが挙げられる。有用な脂肪族ポリアミドコポリマーとしては、カプロラクタム／ヘキサメチレンアジパミドコポリマー（ナイロン６，６／６）、ヘキサメチレンアジパミド／カプロラクタムコポリマー（ナイロン６／６，６）、トリメチレンアジパミド／ヘキサメチレンアゼライアミドコポリマー（ナイロントリメチル６，２／６，２）、ヘキサメチレンアジパミド−ヘキサメチレン−アゼライアミドカプロラクタムコポリマー（ナイロン６，６／６，９／６）などが挙げられる。また、ここで特に示されないその他のナイロンも挙げられる。これらのポリアミドの中でも、好ましいポリアミドとしては、ナイロン６、ナイロン６，６、ナイロン６／６，６、ならびにこれらの混合物が挙げられる。米国特許第６，７２６，９６８号を参照されたい。
【００１９】
本発明の実践で用いられる脂肪族ポリアミドは、市販業者から入手されてよく、または公知の作製技術に従って作製されてもよい。例えば、ポリ（カプロラクタム）は、ニュージャージー州、モーリスタウンのハネウェルインターナショナル社（Honeywell International Inc.）より、ＡＥＧＩＳ（登録商標）の商品名で入手可能である。
【００２０】
脂肪族／芳香族ポリアミドの代表例としては、ポリ（テトラメチレンジアミン−コ−イソフタル酸）（ナイロン４，Ｉ）、ポリヘキサメチレンイソフタラミド（ナイロン６，Ｉ）、ヘキサメチレンアジパミド／ヘキサメチレン−イソフタラミド（ナイロン６，６／６Ｉ）、ヘキサメチレンアジパミド／ヘキサメチレン−テレフタラミド（ナイロン６，６／６Ｔ）、ポリ（２，２，２−トリメチルヘキサメチレンテレフタラミド）、ポリ（ｍ−キシリレンアジパミド）（ＭＸＤ６）、ポリ（ｐ−キシリレンアジパミド）、ポリ（ヘキサメチレンテレフタラミド）、ポリ（ドデカメチレンテレフタラミド）、ポリアミド６Ｔ／６Ｉ、ポリアミド６／ＭＸＤＴ／Ｉ、ポリアミドＭＸＤＩなどが挙げられる。２つ以上の脂肪族／芳香族ポリアミドのブレンドも用いられてよい。脂肪族／芳香族ポリアミドは、公知の作製技術によって作製されてよく、または市販業者から入手されてもよい。その他の適切なポリアミドは、その開示事項が参照により本明細書に組み込まれる米国特許第４，８２６，９５５号および同第５，５４１，２６７号に記載されている。
【００２１】
一般的に、ナイロンフィルムは、キャスティングまたはインフレーション押出しなどの本技術分野にて周知のプロセスで作製される。
延伸ナイロンフィルムは、パッケージング産業において、その靭性、耐突き刺し性、および中程度のレベルの酸素バリア性で知られている。特に、二軸延伸は、一般的にナイロン層の強度を改善することが知られている。
【００２２】
本発明のある実施形態では、層は、本質的に二軸延伸ナイロン６から成る。二軸延伸ナイロンは、フィルム延伸の技術分野で公知である従来のいかなる方法を用いて製造されてもよい。フィルムは、本技術分野で「縦方向（machine direction）」とも称されるフィルム形成装置から引き出されるフィルムの動きの方向と一致する長さ方向（longitudinal direction）、および本技術分野にて「横方向（transverse direction）」と称される縦方向に直角の方向の各々に一軸延伸され、それによって二軸延伸フィルムが作製されてよい。二軸延伸は、その長さ方向および横方向の各々に、いずれかの順序にて、順次にフィルムを延伸することによって行われてよい。延伸プロセスの後、フィルムは熱固定されて、収縮および結晶性が制御されてよい。別の選択肢として、二軸延伸は、フィルムを加熱オーブンに通すことにより、その長さ方向および横方向の各々に、同時にフィルムを延伸することによって行われてもよい。数多くの加熱ゾーンを用いると、延伸が促進され得るものであり、収縮が制御される。
【００２３】
二軸延伸フィルムはまた、「ダブル」バブルインフレーションフィルムプロセス（”double” bubble blown film process）によって作製されてもよい。「ダブル」バブルプロセスでは、ポリマーブレンドが、円形ダイスを通して押出され、最小のブローアップ比まで吹き込み成形され、次に冷却される。この最初の延伸プロセスでは、溶融状態では僅かな延伸しか可能ではないことから、物理的特性が不充分であるフィルムが得られる。この最初に作製されたフィルムには、最も一般的には、縦および横の両方向に、１回以下の延伸が行われる。最初の冷却工程の後、フィルムは続いて、萎んだバブルを、縦および横の両方向に、およそ３倍延伸することができるように、再加熱される。延伸の後、フィルムは次に、一連の加熱ゾーンに通されて、延伸が「固定」され、収縮が制限される。本発明に従って作製されたフィルムは、フィルムを、各方向に約１．１：１から約１０：１の延伸比で伸ばす、または引っ張ることによって延伸されてよい。好ましい実施形態では、延伸比は、各方向に約２：１から約５：１である。本明細書で用いられる場合、「延伸比」の用語は、引張の方向への寸法の増加を意味する。従って、２：１の延伸比を有するフィルムは、引張プロセスの過程で、その長さが２倍となっている。一般的に、フィルムの引張りは、それを一連の予備加熱および加熱ロール上に通すことによって、または一連の予備加熱ホットエアーオーブン中に通すことによって行われる。加熱されたフィルムは、次に、下流にある一式のニップロール中を、上流位置でニップロールに入って行くフィルムよりも早い速度で通され、単一方向に延伸されるか、またはそれが延伸オーブン中を通過する際にフィルムのエッジ部分を保持することによって、同時に延伸されてよい。速度の変化は、フィルムの伸長によって相殺される
本発明の実践に用いられる二軸延伸ナイロン６は、公知の作製技術に従って作製されてよく、または市販業者から入手されてもよい。例えば、二軸延伸ナイロン６フィルムは、ニュージャージー州、モーリスタウンのハネウェルインターナショナル社より、ＣＡＰＲＡＮ（登録商標）の商品名で入手され得る。
【００２４】
本発明は、水性であり、コーティングされたナイロンフィルムをヒートシール可能とするように適合されたコーティングを提供し、ここで、コーティングは、ポリウレタン、ならびにポリオレフィン、ＥＶＡ、ＥＡＡ、エチレンメタクリル酸コポリマー、およびこれらの組み合わせから成る群より選択されるポリマーを含む。
【００２５】
ポリウレタンは、一般的に、ポリオール成分とイソシアネート成分との反応の生成物である。ポリオールは、通常、末端ヒドロキシル基を含有するポリエーテルであり、一方イソシアネートは、通常、芳香族ポリイソシアネートまたは脂肪族ポリイソシアネートである。本発明のウレタンポリマーは、架橋を可能とする酸官能基を含有するポリオールまたはポリオールの混合物、および脂肪族ジイソシアネートから構成されていてよい。本発明のウレタンポリマーの作製に用いられる可能性のあるポリオールの例としては、米国特許第４，４６０，７３８号および同第４，５２８，３３４号に教示される例えばマレイン酸もしくはフマル酸でグラフトされたポリエーテルポリオール、または酸官能基を持たないポリオールとヒドロキシル、アミン、もしくはチオール官能基も有する酸官能性化合物との混合物が挙げられるであろう。本発明のウレタンポリマーの作製に用いられる可能性のあるイソシアネートの例としては、ｍ−テトラメチルキシレンジイソシアネートまたはｐ−テトラメチルキシレンジイソシアネートが挙げられ得る。本発明において有用であるタイプのウレタンポリマーは、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第５，４９４，９６０号に記載されている。
【００２６】
ポリオレフィンは、一般式ＣｎＨ２ｎのアルケンモノマーから誘導されるポリマーであり、ここで、アルケンモノマーの水素の１つ以上が、アルキル基で置換されていてよい。ポリオレフィンの限定されない例としては、ポリエチレンおよびポリプロピレンが挙げられる。ポリオレフィンのその他の例は、Susan E. M. Selke, Plastic Packaging, Carl Hanser Verlag, 2ndEdition, 2004に見出され得る。ポリオレフィンの例は、米国特許第５，７６６，７７２号にも見出すことができる。
【００２７】
エチレンメタクリル酸コポリマーは、その使用が本発明の範囲内である別のポリマー／コポリマーである。それは、例えば、デュポンからＳｕｒｌｙｎ（登録商標）の商品名で市販されている。
【００２８】
エチレンアクリル酸（ＥＡＡ）およびエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）の使用も、本発明の範囲内である。ＥＡＡおよびＥＶＡは、広く知られ、本技術分野にて用いられており、当業者に公知の多くの業者から市販されている。
【００２９】
本明細書で開示されるポリマー／コポリマーのすべて、およびプラスチックフィルム（ナイロンを含む）をコーティングするためのそれらの使用は、本技術分野にて公知である。例えば、Susan E. M. Selke, Plastic Packaging, Carl Hanser Verlag, 2ndEdition, 2004を参照されたい。
【００３０】
本発明の１つの実施形態では、ポリウレタンおよびポリマーは、９０：１０から１０：９０の乾燥重量比でコーティング組成物中に存在する。本発明の他の実施形態では、ポリウレタンおよびポリマーは、９０：１０から８０：２０、８０：２０から６０：４０、６０：４０から４０：６０、４０：６０から２０：８０、および２０：８０から１０：９０の乾燥重量比でコーティング組成物中に存在する。
【００３１】
コーティング組成物は、充填剤および界面活性剤などの追加の成分を含有していてよい。適切な充填剤の限定しない例としては、広範囲の様々な鉱物、金属、金属酸化物、ケイ質物質、金属塩、およびこれらの混合物が挙げられる。これらの充填剤は、当業者に公知のように、所望に応じて、種々のカップリング剤または接着促進剤で処理されてよい。これらの種類に含まれる充填剤の例は、シリカ、二酸化チタン、アルミナ、アルミニウム水和物、長石、アスベスト、タルク、炭酸カルシウム、クレイ、カーボンブラック、石英、ノバキュライトおよびその他のシリカの形態であるカオリナイト、ベントナイト、ガーネット、マイカ、サポナイト、バイデライト（beidelite）など、酸化カルシウム、水酸化カルシウムなどである。コーティング組成物中の充填剤の重量パーセントは、コーティング組成物の重量に基づいて、約０．０１％から約０．１２％、好ましくは約０．０２％から約０．０８％の範囲である。本発明の好ましい実施形態では、充填剤はシリカである。本発明の１つの好ましい実施形態では、充填剤の粒子サイズは、約１２ｎｍから約５μｍの範囲である。本発明の別の好ましい実施形態では、充填剤の粒子サイズは、約１２ｎｍから約４００ｎｍの範囲である。光学的透明性が重要である場合は、これらの範囲を超えてはならない。
【００３２】
適切な界面活性剤としては、その他の組成物成分と適合性を有するアニオン性、カチオン性、非イオン性、両性、および双性イオン性界面活性剤が挙げられる。そのような界面活性剤の限定しない例としては、硫酸化またはスルホン化合成有機洗浄剤を例とするアニオン性界面活性剤が挙げられる。有用な硫酸化（スルホン化）洗浄剤としては、直鎖状高級アルキルベンゼンスルホネート、オレフィンスルホネートおよびパラフィンスルホネート、および高級脂肪アルコールサルフェート、（３から３０のエトキシ基、好ましくは３から１５である）高級脂肪アルコールポリエトキシレートサルフェート、モノグリセリドサルフェート、ならびにその他の充分な界面活性および適合性を有する市販のサルフェート（スルホネート）が挙げられる。そのような生成物は、高級脂肪族基を含む親油性部分を含有してよい。本発明の好ましい実施形態では、この基は、高級直鎖状アルキルである。そのようなアルキルは、通常は、８から２０個の炭素原子、好ましくは１０から１８個の炭素原子のものであり、例えば、ラウリル、ミリスチル、およびセチルである。
【００３３】
本発明の実践で所望に応じて用いられてよい非イオン性合成有機洗浄剤は、本技術分野にて公知である広範囲の様々なそのような化合物のいずれであってもよい。適切な非イオン性界面活性剤は、ポリ−低級アルコキシル化親油性物であり、ここで、所望される親水性−親油性バランスは、親油性部分に親水性ポリ−低級アルコキシ基を付加することによって得られる。本発明の好ましい実施形態では、用いられる非イオン性洗浄剤は、ポリ−低級アルコキシ化高級アルカノールであり、ここで、アルカノールは、１０から１８個の炭素原子のものであり、およびここで、低級アルキレンオキシド（２または３個の炭素原子）のモル数は、３から１２である。
【００３４】
その他のアニオン性、カチオン性、非イオン性、両性、および双性イオン性界面活性剤は、Surface Active Agents, Vol. II, by Schwartz, Perry and Berch, published in 1958 by Interscience Publishers and in McCutcheon's Detergents and Emulsifiers, 1969 Annual、の本文中に詳細に記載されている。本発明の１つの好ましい実施形態では、コーティング組成物中の界面活性剤の重量パーセントは、コーティング組成物の重量に基づいて約０．０５％から約２％の範囲である。本発明の別の好ましい実施形態では、コーティング組成物中の界面活性剤の重量パーセントは、コーティング組成物の重量に基づいて約０．１％から約１％の範囲である。
【００３５】
本発明は、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムを形成する方法を提供し、その方法は、ポリウレタンおよびポリマーを混合することでコーティングを形成する工程、およびそのコーティングを、第一および第二の面を有し、本質的にナイロンから成る層の第一の面に適用する工程を含む。本発明のコーティング組成物は、ポリウレタンを充分な水と混合して分散体を形成し、架橋剤およびポリマーを添加し、ならびに所望に応じて充填剤および界面活性剤を容器に添加して、例えば約１５から約２０分間、激しく撹拌することによるなど、従来のいかなる方法で作製されてもよい。
【００３６】
本発明の架橋剤は、ウレタンポリマーの水性分散体と混合することができること、それが乾燥時にポリマーと反応すること、および得られた架橋フィルムが耐久性を有し、光学的に透明であることという特徴を有する。そのような架橋剤は、少なくとも３つの官能基を、好ましい実施形態では同じ基を有し、ウレタンポリマー上の酸官能基と反応して共有結合を形成する化学化合物であってよい。この方法でカルボン酸と反応する官能基の例としては、アミン、ヒドロキシル基、およびチオール基が挙げられる。架橋剤は、水に可溶性であるか、または水に容易に分散されるかのいずれかであるべきである。好ましい架橋剤としては、メラミンホルムアルデヒド、イソシアネート、およびアジリジンが挙げられる。適切な架橋剤としては、トリメチロールプロパン トリス［３−（２−メチルアジリジニル）プロパノエート］が挙げられる。別の効果的な架橋剤は、１，３，５−トリアジン−２，４，６−トリアミンとホルムアルデヒドとの反応によって生成されるポリマーである。好ましい架橋剤は、少なくとも２つのアジリジン基を含有する化合物である。コーティング組成物中の架橋剤の重量パーセントは、水を含むコーティング組成物の重量に基づいて約１％から約１０％の範囲である。本発明のある好ましい実施形態では、コーティング組成物中の架橋剤の重量パーセントは、約１．０％から約３．０％の範囲である。本発明の他の好ましい実施形態では、コーティング組成物中の架橋剤の重量パーセントは、約１．５％から約２．０％の範囲である。
【００３７】
ポリウレタン、架橋剤、ポリマー、および所望に応じて存在してよいその他の成分の水性分散体は、当業者に公知のいくつかの方法のうちのいずれによってナイロンフィルムに適用されてもよい。このコーティングは、硬化後にギャップ、スクラッチ、またはその他の光学的欠陥が存在しないように、平滑であることが極めて重要である。例えば、コーティング組成物は、本技術分野にて公知であるナイフコーティング、メイヤーロッドを用いたコーティング、グラビアコーティング、フォワードおよびリバースロールコーティング、ダイコーティング、スプレー、ドクターブレードによる、ブラシによる、浸漬、メニスカスコーティング（meniscus coating）、またはエアナイフ法によってポリアミドフィルムに適用されてよい。当業者であれば、水性分散体中のポリマー系成分の最適濃度が、用いられるコーティング法に応じて様々となることは理解されるであろう。
【００３８】
コーティング組成物がポリアミドフィルムに適用された後、コーティングは、乾燥されて水が除去され、架橋反応を起こさせるべきである。通常、商業的操作では、コーティング操作は、コーターを通されるフィルムシートに対して連続的に行われ、このコーティングされたフィルムは、次に、オーブン中へと送られる。コーティングの乾燥には、対流式または赤外線式を例とするいかなる種類のオーブンが用いられてもよい。コーティングの乾燥に要するオーブンの温度は、除去されるべき液体の量、ならびにオーブンのサイズ、空気流速（１分あたりの立法メートル）、およびフィルムがオーブン中を通されるラインスピードに応じて異なり；時間が短いと、高い温度が必要となる。好ましい実施形態では、温度は、約６５℃から約２０５℃の範囲である。別の好ましい実施形態では、温度は、約９０℃から約１２５℃の範囲である。そのような温度での滞留時間は、好ましくは、約１秒から約１０秒、より好ましくは、約３秒から約７秒の範囲である。
【００３９】
架橋剤によるポリウレタンの架橋を起こすために、当業者に公知のいかなる架橋方法が用いられてもよいが、加熱が好ましい。加熱は、従来のオーブン、循環式オーブン中で行われてよく、または赤外線によって、もしくは加熱ランプによって行われてもよい。コーティング組成物のポリアミドフィルムへの適用は、所望に応じて行われてよい伸長の前に行われるべきである。コーティングの適用後、コーティングされたナイロンフィルムは、一軸または二軸延伸されてよい。
【００４０】
本発明のある実施形態では、コーティングは、０．０９ｇ／ｍ２から１．６ｇ／ｍ２の乾燥重量を有する。本発明の他の実施形態では、コーティングは、０．０９ｇ／ｍ２から０．３６ｇ／ｍ２、０．３６ｇ／ｍ２から０．７２ｇ／ｍ２、０．７２ｇ／ｍ２から１ｇ／ｍ２、および１ｇ／ｍ２から１．４３ｇ／ｍ２の乾燥重量を有する。本発明の他の実施形態では、コーティングは、０．１６ｇ／ｍ２から０．９８ｇ／ｍ２の乾燥重量を有する。このようなコーティング重量が好ましいが、特定の必要性を満たすためにその他のフィルムコーティング重量が作製されてよく、それでも本発明の範囲内に含まれることは理解されたい。
【００４１】
ナイロン層およびコーティングはまた、所望に応じて、その使用が当業者に周知である１つ以上の従来の添加剤も含んでよい。そのような添加剤の使用は、組成物の加工性の向上、ならびにそれから形成される製品または物品の改善において望ましい場合がある。そのような添加剤の例としては：酸化および熱安定剤、潤滑剤、離型剤、難燃剤、酸化防止剤、酸化捕捉剤（oxidation scavenger）、染料、顔料、およびその他の着色剤、紫外線吸収剤および安定剤、粒状および繊維状充填剤を含む有機または無機充填剤、強化剤、核剤、可塑剤、ならびに本技術分野にて公知であるその他の従来の添加剤が挙げられる。そのような添加剤は、例えば組成物全体の約１０重量％までの量で用いられてよい。代表的な紫外線安定剤としては、種々の置換レゾルシノール、サリチレート、ベンゾトリアゾール、ベンゾフェノンなどが挙げられる。適切な潤滑剤および離型剤としては、ステアリン酸、ステアリルアルコール、およびステアラミドが挙げられる。代表的な難燃剤としては、デカブロモジフェニルエーテルなどを含む有機ハロゲン化化合物ならびに無機化合物が挙げられる。染料および顔料を含む適切な着色剤としては、硫化カドミウム、セレン化カドミウム、二酸化チタン、フタロシアニン、ウルトラマリンブルー、ニグロシン、カーボンブラックなどが挙げられる。代表的な酸化および熱安定剤としては、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化リチウムなどの元素周期律表の第Ｉ族金属ハロゲン化物、ならびに第一銅ハロゲン化物、および塩化物、臭化物、ヨウ化物が挙げられる。また、ヒンダードフェノール、ヒドロキノン、芳香族アミン、ならびに上述の群の置換体およびそれらの組み合わせも挙げられる。代表的な可塑剤としては、カプロラクタムおよびラウリルラクタムなどのラクタム、ｏ，ｐ−トルエンスルホンアミドおよびＮ−エチル，Ｎ−ブチルベンゼンスルホンアミド（N-ethyl, N-butyl benzylnesulfonamide）などのスルホンアミド、ならびに上記のいずれかの組み合わせ、さらには本技術分野にて公知であるその他の可塑剤が挙げられる。
【００４２】
本発明のある実施形態では、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して約２グラムから１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して約３６グラムの水蒸気透過率を有する。より好ましくは、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して４グラムから１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して１２グラムの水蒸気透過率を有する。水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）は、以下の実施例に記載するように、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９の方法を用いて測定される。ＡＳＴＭ  Ｆ１２４９の方法によると、本質的にナイロン６から成り、約１．０ミル（２５μｍ）の厚さを有するフィルムのＭＶＴＲは、１００％ＲＨ（相対湿度）、１００°Ｆ（３７．７７℃）にて、１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して約１１〜１３グラムである。ＡＳＴＭ Ｆ１２４９の方法によると、本質的にナイロン６から成り、約０．５ミル（１３μｍ）の厚さを有するフィルムのＭＶＴＲは、１００％ＲＨ（相対湿度）、１００°Ｆ（３７．７７℃）にて、１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して約２４グラムである。ＡＳＴＭ Ｆ１２４９の方法によると、本質的にナイロン６から成り、約０．３３ミル（８．４μｍ）の厚さを有するフィルムのＭＶＴＲは、１００％ＲＨ（相対湿度）、１００°Ｆ（３７．７７℃）にて、１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対して約３６グラムである。本質的にナイロン６から成り、０．４ミル（１０μｍ）以上の厚さを有するフィルムが、本発明の実践に用いられてよい。
【００４３】
本発明のある実施形態では、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、０．５ミル（１３μｍ）から１．５ミル（３８μｍ）の厚さを有する。より好ましくは、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、約１．０ミル（２５μｍ）から約１．３５ミル（３４μｍ）の厚さを有する。最も好ましくは、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、約１．００７ミル（２５．１７μｍ）から約１．０４０ミル（２６μｍ）の厚さを有する。厚さの測定は、読み取り精度が約０．００００１インチ（０．２５４μｍ）であるミツトヨマイクロメーターで行われる。本質的にナイロン６から成るフィルムは、例えば、０．４ミル（１０μｍ）までの薄さで作製することができる。
【００４４】
本発明のある実施形態では、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムのコーティングは、０．０９μｍから１．６４μｍの厚さを有する。本発明の他の実施形態では、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムのコーティングは、０．１７μｍから１μｍの厚さを有する。
【００４５】
本発明のある実施形態では、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、３００ｇ／２５ｍｍ（０．６７ポンド／インチ）から９００ｇ／２５ｍｍ（２ポンド／インチ）のヒートシール強度を有する。本発明の他の実施形態では、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムは、３００ｇ／２５ｍｍから４００ｇ／２５ｍｍ、４００ｇ／２５ｍｍから５００ｇ／２５ｍｍ、５００ｇ／２５ｍｍから６００ｇ／２５ｍｍ、６００ｇ／２５ｍｍから７００ｇ／２５ｍｍ、および７００ｇ／２５ｍｍから９００ｇ／２５ｍｍのヒートシール強度を有する。コーティングされたナイロンフィルムの接着性（すなわち、ヒートシール強度）は、以下の実施例で述べるようにして測定される。
【００４６】
また、このヒートシール可能なコーティングされたフィルムが、ナイロン６から作製されたフィルムの一方の側を本発明のコーティングでコーティングし、次にこのコーティングされたフィルムを二軸延伸することによって作製されたものであるヒートシール可能なコーティングされたフィルムも本発明の範囲内である。
【００４７】
本発明は、製品および製品を包装している本発明のヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムを含むパッケージされた製品を提供する。本発明はさらに、本発明のヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムで製品を包装する工程を含む製品をパッケージするプロセスを提供する。適切なプラスチックフィルムをシールするプロセスを含む製品をパッケージするためにプラスチックフィルムを用いることは、本技術分野にて詳細に報告されており、従って、本明細書ではこれ以上記載しない。
【００４８】
実施例
以下の実施例は、本発明の実施形態を実証するために示されるものであり、いかなる形であっても限定することを意図するものではない。
【００４９】
実施例１−コーティングされたナイロンフィルムの接着性の測定
本発明のコーティング組成物を、上述のようにしてナイロンフィルムに適用した。次に、本発明のコーティングを乾燥し、架橋反応を発生させた。コーティングされたナイロンフィルムの接着性（すなわち、ヒートシール強度）を特定するために、以下のようにしてヒートシール強度試験を実施した。比較として、他のコーティング組成物もナイロンに適用し、以下に示すように特性決定した。コーティングされたフィルムを乾燥した後、コーティングされたフィルムを半分に折り畳み、各半面のコーティングが互いに向かい合うようにした。次に、折り畳んだフィルムを、センチネル（Sentinel）ヒートシーラー下に置き、約３７５°Ｆ（１９０．５５℃）および約６０ｐｓｉ（４１３６８５．４２Ｐａ）にて、約２秒間の滞留時間でシールし、コーティングされたナイロンフィルム上に１インチ（２５．４ｍｍ）長のヒートシールマークを作製した。ヒートシールしたナイロンフィルムを、次に、長さ１インチのストリップに切断し、コーティングの接着性を、標準剥離試験機としてＩｎｓｔｒｏｎ（登録商標）からのＴ型剥離試験システムを用いて試験した。コーティング接着性（ヒートシール強度）を、インチあたりのポンド（４５０ｇ／２５ｍｍ）として記録した。発明者らの測定（以下の表１を参照）から、ポリウレタンおよびＥＡＡを含むコーティング（コーティング番号４）でコーティングされたヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムが、ＥＶＡまたはポリウレタン単独（コーティング番号１、３、および５）でコーティングされたナイロンよりも著しく強い接着性を提供することが示された。コーティング番号２も強い接着性を提供したが、コーティング番号４の場合の１つに対して、２つのコーティング工程が必要であった。発明者らの測定はまた、１つのコーティング工程のみを必要とするコーティングの方が、コーティング重量が低いことも示した。コーティング重量は、ＡＳＴＭＤ８８９−００の方法により、ｇ／ｍ２（ポンド／３０００フィート２）の単位で特定した。
【００５０】
【表１】
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【００５１】
実施例２−コーティングされたナイロンフィルムの水分透過性
コーティングされたナイロンフィルムの水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）を、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９の方法を用いて測定した。具体的には、ヒートシール可能なコーティングされたナイロンフィルムを、テンプレートを基にして特定の形状に切断した。次に、このフィルムサンプルをＭｏｃｏｎ Ｐｅｒｍａｔｒａｎ Ｗ ３／３１装置（ＭＶＴＲ装置）に載せ、試験中にフィルムのコーティングされた側が水分源に面するようにした。試験条件は：１００％ＲＨ（相対湿度）、１００°Ｆ（３７．７７℃）、であった。水蒸気透過率は、１日あたり１００平方インチ（０．０６４５ｍ２）に対してのグラム数で算出した。様々なコーティングでインラインコーティングされたナイロンフィルムすべてについて、ＭＶＴＲを測定した。これらの測定の結果を以下の表２に示す。発明者らの測定から、ポリウレタンおよびＥＡＡを含むコーティングＢが、代わりにＰＶｄＣを含む３つのコントロール（コーティングＣ、Ｄ、およびＥ）よりも高いＭＶＴＲを有することが示された。コーティングＡは、コーティングＢのＭＶＴＲに類似のＭＶＴＲを有していた。しかし、コーティングＡは、接着特性（ヒートシール強度）が不良であった。本明細書で用いられる場合、「剥離可能」の用語は、ヒートシール強度試験の結果、コーティングが、それが接着するナイロンから剥がれたことを意味している。本明細書で用いられる場合、「破壊」の用語は、ヒートシール強度試験の結果、コーティングされたナイロンが破壊されたが、コーティングはナイロンから剥がれなかったことを意味している。
【００５２】
【表２】
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