機能性高分子被覆を使用した現行の再生可能フィルムの性能の向上
【課題】生分解性ポリマー層を含む高バリヤー性多層フィルムを提供する。より詳細には、ブックカバーおよび包装材料として使用する生分解性多層フィルムを提供する。
【解決手段】（ａ）耐カール性外側保護層２６０、（ｂ）生分解性ポリマー層２１０、（ｃ）任意選択の中間接着性プライマー層２２０、（ｄ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する任意選択の吸湿防止層２３０、（ｅ）接着性結着層２４０、及び（ｆ）紙基材２５０を順次含む多層製品を提供する。この多層フィルムは、優れた防湿性および耐カール特性を有する。
【解決手段】（ａ）耐カール性外側保護層２６０、（ｂ）生分解性ポリマー層２１０、（ｃ）任意選択の中間接着性プライマー層２２０、（ｄ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する任意選択の吸湿防止層２３０、（ｅ）接着性結着層２４０、及び（ｆ）紙基材２５０を順次含む多層製品を提供する。この多層フィルムは、優れた防湿性および耐カール特性を有する。
【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、全体が参照により本明細書に組み込まれている、２００８年５月１９日に出願した米国仮特許出願第６１／０５４，２６０号の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、生分解性ポリマー層を含む高バリヤー性多層フィルムに関する。より詳細には、本発明は、ブックカバーおよび包装材料として使用される生分解性多層フィルムに関する。この多層フィルムは、生分解性ポリマー層を含み、優れたバリヤー特性を有する。
【背景技術】
【０００３】
広範な種類のポリマー、およびそれらのポリマーから形成されたフィルムが知られている。このようなフィルムの重要な物理特性としては、気体、香気、および／または水蒸気などの蒸気に対する遮断性を含むバリヤー特性のほか、靱性、耐摩耗性および耐候性ならびに光透過性などの物理特性が挙げられる。包装用途などの広範な用途に使用されるポリマーフィルム物品を製造することも知られている。多くのこれらの物品は、様々な所望の物理特性および化学特性を達成するために異なるプラスチックの多層で構成される。
【０００４】
従来、様々な物体を収容するための多層包装材料を製造するための材料として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成高分子が広く使用されている。使用後、使用済みの包装材料の廃棄により、それらがしばしば施設に送られ、高温での焼却によって分解される。しかし、このような合成高分子の焼却は、典型的には、空気を汚染し、環境を汚染する物質を生成させる。これらの材料は、燃焼した際の発熱も大きく、燃焼処理中に焼却炉を損なう可能性がある。ポリ塩化ビニルなどの他の材料は、自己消火性を有するため、燃焼することができない。この問題を改善するための１つの共通の手段は、材料のリサイクルおよび再利用によるものであるが、リサイクルは、非常に高価で、しばしば経済的に実現可能でない。焼却またはリサイクルせずに廃棄されるこのような合成高分子材料は、典型的には、埋め地に埋められ、一般には分解せずに、廃棄物として永久的に場所を取る。
【０００５】
これらの問題に鑑みて、生分解性ポリマーおよびそれらから形成された製造物は、ますます重要になりつつある。生分解性ポリマーは、典型的には、トウモロコシまたはサトウキビなどの毎年再生可能な資源から製造され、自然に生成され、自然に生成されたものを改質し、または合成的に製造してもよい。生分解性ポリマーの１つの特に望ましい一群は、ポリラクチドとも呼ばれるポリ乳酸（ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄｓ；ＰＬＡｓ）である。ＰＬＡｓは、再生可能な資源から誘導される合成脂肪族ポリエステルである。トウモロコシデンプンまたはサトウキビの細菌発酵により、乳酸を製造し、次いでそれを縮合重合してＰＬＡを形成する。
【０００６】
ポリ乳酸は、燃焼時の発熱がポリエチレンの半分未満であり、土壌または水中で自然に分解するため望ましい。しかし、他のより望ましくない特性により、ポリエチレンまたはポリスチレンなどの従来のポリマーと比較して、プラスチック工業におけるＰＬＡｓおよび他の生分解性ポリマーの幅広い市場参入が制限されている。例えば、ポリラクチド、およびポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡｓ）等の他の生分解性ポリマーは、気体および水分（湿気）のバリヤー特性が劣っており、包装材料としての使用、または気体および／または水分（湿気）に対する高バリヤー性が所望される他の用途における使用に十分に適さない。このような毎年再生可能な材料から製造されるフィルムは、変形時に騒音を発する傾向があり、優れた分解性を有する多くの組成物は、加工性が限定される。また、毎年再生可能な材料から製造されるフィルムは、気体および水分（湿気）のバリヤー特性が劣っていることに加えて、裂けやすく、ひび割れしやすい傾向があるため、現行では、軟質包装材料としての使用が制限されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、良好な加工性、気体および水分（湿気）の透過性に対して高バリヤー性を有し、好ましくは変形時の騒音が低減された環境に優しい多層フィルム構造体が必要とされている。本出願は、この必要性に対する解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
（ａ）耐カール性外側保護層；
（ｂ）生分解性ポリマー層；
（ｃ）任意選択の中間接着性プライマー層；
（ｄ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する任意選択の吸湿防止層（ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｂａｒｒｉｅｒ ｌａｙｅｒ）；
（ｅ）接着性結着層（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｔｉｅ ｌａｙｅｒ）；および
（ｆ）紙基材；
を順次含む多層物品を提供する。
【０００９】
本発明は、また、
（ａ）生分解性ポリマー層；
（ｂ）任意選択の中間接着性プライマー層；および
（ｃ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する吸湿防止層であって、ナノメートルスケールのクレーと混合された熱可塑性ポリマーを含む前記吸湿防止層；
を順次含む多層フィルムを提供する。
【００１０】
本発明は、さらに、
（ａ）生分解性ポリマー層；
（ｂ）任意選択の中間接着性プライマー層；および
（ｃ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する吸湿防止層；
を順次含む多層フィルムから形成されたパッケージであって、前記吸湿防止層がそれ自体の上に重ねられ、少なくとも部分的にシールされてパッケージを形成する、前記パッケージを提供する。
【００１１】
本発明は、さらに、任意選択で中間接着性プライマー層を介して、少なくとも１つの生分解性ポリマー層を吸湿防止層の表面に接着することによって多層フィルムを形成する工程と、
パッケージを形成するように多層フィルムを配置する工程とを含む、パッケージを製造する方法であって、
前記吸湿防止層は、それ自体の上に重ねられ、シールされて前記パッケージを形成し、前記吸湿防止層が、前記パッケージの最内層を構成する、前記方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】紙基材を含む本発明の多層物品であって、ブックカバーとして有用な多層物品の平面概略図である。
【図２】吸湿防止層にクレー粒子が分散された本発明の多層フィルムであって、パッケージの形成に有用な多層フィルムの平面概略図である。
【図３】吸湿防止層がそれ自体にシールされた本発明の多層フィルムから形成されたパッケージの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の多層フィルムおよび多層物品は、少なくとも１つの生分解性ポリマー層を含み、１つまたは複数の高バリヤー性吸湿防止層に任意選択で接着されることによって、複合フィルム構造体の吸湿防止特性（防湿特性）を向上させる。吸湿防止層は、存在する場合は、本明細書で特定する所望の水蒸気透過特性を達成しながら、好ましくは少なくとも約９０％生分解する多層構造体を製造するのに十分小さい厚さを有することが好ましい。
【００１４】
本発明の多層フィルムの生分解ポリマー層を製造するのに使用される好適な生分解性ポリマー材料としては、一般には、すべての自然に生成された生分解性ポリマー、改質された自然に生成された生分解性ポリマー、または自然に再生可能な資源から形成された１種または複数のポリマーから誘導されるのが好ましい合成的に製造された生分解性ポリマーが挙げられる。これらは、生分解性の脂肪族−芳香族コポリマー、少なくとも４個の炭素原子を有するラクチドまたはヒドロキシ酸の少なくとも一方から形成された単位を有する脂肪族ポリエステル、コハク酸および脂肪族ジオールから形成された単位を有するポリエステル、ポリヒドロキシアルカノエート、テレフタレート基の一部が少なくとも１つの脂肪族二酸で置換された改質ポリエチレンテレフタレートを含む。特に有用な生分解性ポリマーとしては、非限定的に、ＰＬＡ；ＰＬＡ誘導体；ポリ乳酸／脂肪族ポリエステルコポリマー；ポリグリコール酸ポリマー；ポリカプロラクトン；ポリ乳酸／カプロラクトンコポリマー；グリコリド、ラクチドおよびε−カプロラクトンから形成された単位を有するターポリマー；ポリエステルアミド；ポリヒドロキシブチレート；ポリ（３−ヒドロキシ酪酸）；ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）；ポリヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレートコポリマー；ポリコハク酸ブチレン；ポリ（コハク酸ブチレン／アジペート）；ポリコハク酸ブチレン−コ−アジペート−コ−テレフタレート；ポリ（カプロラクトン−コハク酸ブチレン）；ポリ炭酸エステル；ポリ（コハク酸ブチレン／カーボネート）；ポリコハク酸エチレン；ポリコハク酸エチレンアジペートコポリマー；ポリ（アジピン酸ブチレン／テレフタレート）；ポリエチレンテレフタレートコポリマー；ポリエチレンテレフタレート−コ−スクシネート；ポリ（アジピン酸テトラメチレン／テレフタレート）；ポリセバシン酸エチレン；ポリビニルアルコール；キトサン；キトサン／セルロースポリマー；酢酸セルロース系ポリマー；熱可塑性デンプン系および変性デンプン系ポリマー；他の多糖類およびタンパク質から形成されたポリマー；１，４−ブタンジオール、コハク酸、アジペートおよび乳酸のコポリマーまたはターポリマー；ならびに上記物質の組合せ；を含む、ホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。好ましいものは、ポリマーに応じて、１０００Ｍｎ以上、より好ましくは約１０００Ｍｎから５００，０００Ｍｎ、最も好ましくは約１０００Ｍｎから約１００，０００の数平均分子量を有するポリマーである。
【００１５】
生分解性ポリマーは、当技術分野で良く知られており、広く市販されている。良く知られている有用な生分解性ポリマーとしては、非限定的に、デラウェア州ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＢＩＯＭＡＸ（登録商標）改質ポリエチレンテレフタレートポリマー；ドイツのＢＡＳＦ社から市販されているＥＣＯＦＬＥＸ（登録商標）石油系脂肪族−芳香族コポリマー；ＢＡＳＦ社のポリマーを含むＥＣＯＶＩＯ（登録商標）ポリ乳酸；イタリアのＮｏｖａｍｏｎｔ社から市販されているＭＡＴＥＲ−ＢＩ（登録商標）デンプン系ポリマー；ミネソタ州ＭｉｎｎｅｔｏｎｋａのＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ＬＬＣから市販されているＮＡＴＵＲＥＷＯＲＫＳ（登録商標）ＰＬＡポリマー；カナダＯｎｔａｒｉｏのＢＩ−ＡＸ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から市販されているＥＶＬＯＮ（登録商標）ＰＬＡポリマー；日本の三井化学株式会社から市販されているＬＡＣＥＡ（登録商標）ＰＬＡポリマー；日本の三菱化学株式会社から市販されているＧＳ ＰＬＡ（商標）ポリマーおよびＢＩＯＧＲＥＥＮ（商標）；日本のダイセル化学工業株式会社から市販されているＣＥＬＧＲＥＥＮ（商標）ポリマー；日本の東洋紡績株式会社から市販されているＶＹＬＯＥＣＯＬ（登録商標）ポリ乳酸ポリマー；日本の昭和高分子株式会社から市販されているＢＩＯＮＥＬＬＥ（商標）ポリマー；日本の株式会社日本触媒から市販されているＬＵＮＡＲＥ（商標）ポリマー；および日本の株式会社クラレから市販されているＭＯＷＩＯＬ（登録商標）およびＫＵＲＡＲＡＹ ＰＯＶＡＬ（登録商標）ポリマーが挙げられる。最も好ましい生分解性ポリマーは、ポリ乳酸ポリマー、および１００％生物ベースの材料であるポリマーであり、それらが、石油系資源でなく、毎年再生可能な天然資源から完全に製造されることを意味する。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態において、生分解ポリマー層は、約１５．０ｇ／ｍ２から６０ｇ／ｍ２、より好ましくは約１５．０ｇ／ｍ２から３５．０ｇ／ｍ２の好ましい基材重量を有する。より詳細には、生分解性ポリマー層は、好ましくは、以下の特性を有するポリ乳酸層を含み、ここで、４８ゲージ（ｇａ）、１５．５ｇ／ｍ２（ｇｓｍ）の層が最も好ましい。
【００１７】
【表１】
【００１８】
生分解性ポリマー層は、１つまたは複数の吸湿防止層に任意選択で接着される。高バリヤー性コーティングを生分解性ポリマーフィルム基材の一面または両面に施用すると、気体および水分（湿気）のバリヤー特性が著しく向上するとともに、このコーティングをヒートシール性材料として使用することによって、優れたヒートシール特性の追加の利点が得られる。生分解性ポリマーフィルムの一面または両面に付着させた防湿コーティングは、毎年再生可能な材料から形成された他のフィルム構造体と比較して、フィルムの変形時に観察されるノイズレベルを有意に低下させ、ペットフード袋などの軟質フィルムパッケージとしての使用のために一層望ましくなる。
【００１９】
本明細書に用いられているように、吸湿防止層は、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９に記載の手順で測定した場合に、１日当たり約０．５ｇ／６４５．２ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）、より好ましくは１日当たり約４ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約３５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）、最も好ましくは１日当たり約１０ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約３０ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）を有する熱可塑性ポリマー層を含む。これらのＭＶＴＲ要件を達成するための最低限のコーティング重量は、インライン加工二軸延伸層に対しては０．０７ｌｂ／ｒｅａｍであり、通常のオフラインコーティングに対しては１．２ｌｂ／ｒｅａｍである。
【００２０】
これらの吸湿防止特性を有する好適な吸湿防止層としては、非限定的に、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリエチレンおよびポリプロピレンを含むポリオレフィン、ポリアミド、押出可能なグレードのエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、押出可能なグレードのエチレンアクリル酸（ＥＡＡ）、エチレンビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨｓ）、およびポリアミド／ＥＶＯＨ／ポリアミド共押出物などのそれらの組合せが挙げられる。最も好ましくは、吸湿防止層は、ポリ塩化ビニリデンポリマーを含む。上記パーム値（ｐｅｒｍ ｖａｌｕｅｓ）を達成する吸湿防止層は、上記パーム値を達成し、少なくとも９０％生分解可能な多層フィルムを製造するために、約０．０５ｌｂ／ｒｅａｍから約５．０ｌｂ／ｒｅａｍ、より好ましくは約０．０７ｌｂ／ｒｅａｍから約２．５ｌｂ／ｒｅａｍのコーティング重量を有することができる。本発明の最も好ましい実施形態において、吸湿防止層は、以下の特性を有するポリ塩化ビニリデン層を含み、ここで、１．０ｌｂ／ｒｅａｍ（ｐｐｒ）のフィルムが最も好ましい。
【００２１】
【表２】
【００２２】
存在する場合、吸湿防止層を、中間接着性プライマー層を介して、生分解性ポリマー層に任意選択で接着することができる。コーティングなどの当技術分野における任意選択の適切な手段によって、接着性プライマー層を生分解性ポリマー層の上にあるいは吸湿防止層の上に直接付着させることができる。接着性プライマー層およびすべての接着性結着層を含む、本明細書に記載されている各接着層は、当業者が決定するであろう任意選択の好適な接着性材料を含むことができる。好適な接着剤としては、非限定的に、ポリウレタン、エポキシ、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリエステル、アクリル、改質ポリオレフィン無水物、およびそれらの混合物が挙げられる。改質ポリオレフィン組成物は、不飽和ポリカルボン酸およびそれらの無水物からなる群から選択される少なくとも１種の官能性成分を有する。これらの不飽和カルボン酸および無水物としては、マレイン酸および無水物、フマル酸および無水物、クロトン酸および無水物、シトラコン酸および無水物、イタコン酸および無水物等が挙げられる。
【００２３】
好ましくは、接着性プライマー層は、１または２成分のウレタンである。好ましいウレタン系接着剤は、例えば、ドイツ、デュッセルドルフに本拠地を置くＨｅｎｋｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から市販されており、ＴＹＣＥＬ（登録商標）の商品名でＬｉｏｆｏｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｈｅｎｋｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社の一部門）から市販されているポリウレタンを含む。
【００２４】
本明細書に記載されている各接着性プライマー層または接着性結着層は、約０．５ｌｂ／ｒｅａｍから約６ｌｂ／ｒｅａｍ、より好ましくは約１．０ｌｂ／ｒｅａｍから約４．０ｌｂ／ｒｅａｍの好ましいコーティング重量を有する。より詳細には、接着層は、好ましくは、以下の特性を有し、ここで、１．５ｌｂ／ｒｅａｍ（ｐｐｒ）のフィルムが最も好ましい。
【００２５】
【表３】
【００２６】
図１（縮尺どおりに描かれていない）に例示された本発明の一実施形態において、生分解性ブックカバーとして特に有用である多層物品２００が提供される。この実施形態において、多層物品２００は、一方の面が耐カール性外側保護層２６０に接着され、他方の面が、任意選択の中間接着性プライマー層２２０を介して、任意選択の吸湿防止層２３０の第１の表面に接着された生分解性ポリマー層２１０を含む。耐カール性外側保護層２６０は、好ましくは、良好な耐引っ掻き性、耐熱性、耐摩耗性、耐破壊性および表面損傷抵抗性および優れた耐薬品性、ならびに低いカール傾向を有する実質的に透明のポリマー層を含む。外側保護層２６０は、シリカあるいはポリエチレンワックスまたはポリプロピレンワックスを含むワックスなどの、１種または複数の耐引っ掻き添加剤を含むこともでき、外側保護層２６０に良好な滑り特性をも付与することができる。特に、耐引っ掻き添加剤を加えると、好ましくは、層２６０の摩擦係数（ＣＯＦ）を低下させ、ＣＯＦが約０．５から約０．４の中程度の滑り性または約０．２未満の高滑り性を有するようになる。この調整可能なＣＯＦは、製造者にとってのフィルムの処理能力（スループット）を向上させることになる。耐引っ掻き高滑り添加剤は、好ましくは、外側保護層の約０．５重量％から約５重量％、より好ましくは約１重量％から約３重量％、最も好ましくは約１重量％から約２重量％を構成する。保護層の好ましいポリマー組成を実施例４および５に示す。外側保護層２６０は、好ましくは、低光沢特性をも有する。このことは、実施例４および５に記載されており、そこに記載されている外側保護層は多層フィルムに艶消面仕上げを与えている。
【００２７】
図１に示すように、多層物品２００は、接着層２４０を介して、吸湿防止層２３０の第２の表面に接着された紙基材２５０をさらに含む。接着層２４０および接着性プライマー層２２０は、既に列記した接着性材料のいずれかを含むことができ、コーティングなどの当技術分野における任意選択の適切な手段によっていずれかの隣接層の表面に付着させ得る。紙基材２５０は、普通紙および厚紙（例えばボール紙）を含む、本の表紙の用紙として一般に使用される任意の紙をベースとする基材を含むことができる。紙は、それが接触する空気の相対湿度および温度に応じて、周囲の雰囲気から水分（湿気）を迅速に吸収することになることが知られている。紙による水の吸収および放出の結果として、水分含有量の変化に起因する紙の膨張および収縮による望ましくない寸法変化が起こり得る。この問題を解決するためのこれまでの試みは、紙表面を保護するために、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエステルなどのポリマーフィルムを下部の紙シートに積層することであった。しかし、これらの材料の吸湿特性により、このようなコーティングされた紙構造体がカールする傾向を示していた。これは、コーティングされた紙構造体がブックカバーを含むときに特に問題になる。
【００２８】
低カール／耐カール性の外側保護層２６０および生分解性ポリマー層２１０の両方を兼ね備える本発明の多層構造体は、この問題を克服する。層を２０．３２ｃｍ×２０．３２ｃｍ（８インチ×８インチ）に垂直交差切断し、分度器でカールの程度を測定することによって、耐カール特性を評価することができる。このカール試験法を用いると、外側保護層２６０は、約１０％から約９０％の相対湿度の湿度で、好ましくは、約９０度未満、より好ましくは約４５度未満、最も好ましくは約３０度未満だけカールすることになる。好適な耐カール性材料としては、非限定的に、ポリアミド、ポリエステル、アクリルポリマー、ポリウレタン、エポキシまたはそれらの組合せなどの熱可塑性ポリマーが挙げられる。最も好ましくは、外側保護層は、アクリルポリマー、エポキシ、ポリウレタン、またはそれらの組合せを含む。
【００２９】
典型的な用途において、層２１０、任意選択の層２２０、層２３０および層２６０は、一体的に接着された構造体に成形され、続いて紙の層に熱的に積層され、切断されてブックカバーを形成する。これは、当技術分野で広く知られる方法によって実施される。また、多層構造体２００は、ＡＳＴＭ Ｄ８８２試験法によって測定した場合に、約３４４．７ＭＰａ（５０，０００ｐｓｉ）以下、より好ましくは約２７５．８ＭＰａ（４０，０００ｐｓｉ）以下、最も好ましくは約２０６．８ＭＰａ（３０，０００ｐｓｉ）以下の好ましい引張強度を有し；ＡＳＴＭ Ｄ１９２２−０６ａエルメンドルフ引裂試験法によって測定した場合に、機械方向に、横方向に、または機械方向および横方向の両方において、約２０グラム以下、より好ましくは約１５グラム以下、最も好ましくは約１０グラム以下のエルメンドルフ引裂強度を有する。さらに、生分解性ポリマー層および外側保護層の各々は、ＡＳＴＭ Ｄ１９２２−０６ａエルメンドルフ引裂試験法によって測定した場合に、機械方向に、横方向に、または機械方向および横方向の両方において、好ましくはそれぞれ、約２０グラム以下、より好ましくは約１５グラム以下、最も好ましくは約１０グラム以下のエルメンドルフ引裂強度を示す。
【００３０】
この第２の実施形態において、１種または複数の微粒子充填剤を任意選択で吸湿防止層２３０または外側保護層２６０に加えることによって、多層物品２００に艶消、サテンまたは高光沢仕上げを与えることも望ましい。例えば、ポリマーをフィルムに成形する前に、シリカまたはアルミナなどの微粒子耐火性充填剤を熱可塑性ポリマーに均一に溶融混合することによって、異なる表面仕上げを有するポリマーシートを製造することが知られている。例えば、耐火性充填剤をポリマー前駆体と混合してあらゆる凝集物を分解し、次いで前駆体を重合する。これらの必要に応じた表面仕上げは、紙基材または厚紙基材に積層する際に、本発明のフィルムを、ブックカバーまたは他の物品としての使用にとって非常に魅力的なものにする。
【００３１】
表面仕上げの種類を規定する主要な要因は、フィルムの光沢度である。本発明では、艶消表面仕上げは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７光沢測定法によって測定すると、２０以下、より好ましくは約１０以下の光沢度を有することになる。本発明では、サテン表面仕上げは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７によって測定すると、約２０から約７０、より好ましくは約５０から約７０の光沢度を有することになる。本発明では、高光沢表面仕上げは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７によって測定すると、約７０から約１８０、より好ましくは約１００から約１８０の光沢度を有することになる。
【００３２】
充填剤の装填量、充填剤粒径、ならびに吸湿防止層の表面積および密度を含み、光沢度に影響を与えるいくつかの要因が存在する。典型的には、２％の装填量によってサテン仕上げが得られることになるが、艶消仕上げを得ることもできる。吸湿防止層が厚い場合（例えば、コーティング重量が２．０ｌｂ／ｒｅａｍ以上である場合）、および充填剤が防湿性ポリマーより低い密度を有する場合（例えば、シリカ充填剤の密度は、通常１ｇｍ／ｃｍ３未満であり；防湿性ポリマーは、典型的には、１ｇｍ／ｃｍ３を超える密度を有する）、充填剤の大部分は、バリヤー層の加熱および乾燥中に上面に移動することができる。これによって、バリヤー層表面の充填剤濃度が高くなり、艶消仕上げが形成されることになる。
【００３３】
本発明の目的では、耐火性充填剤は、高温、すなわち吸湿防止層を形成するポリマーの融点と少なくとも同程度の高い温度に曝されても、その物理的形状および化学特性を保持する能力を有する材料である。好適な充填剤としては、粒状性を有するものを含む無機充填剤、ならびにそれらの混合物が挙げられる。好ましい充填剤としては、ガラス、シリカガラス、セラミック、石綿、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、石膏、ならびに他の無機および炭素繊維が挙げられる。有用な充填剤としては、また、珪灰石、絹雲母、石綿、タルク、雲母、クレー、カオリン、ベントナイト、およびケイ酸アルミナを含むケイ酸塩、ならびにチタン酸カリウムが挙げられる。他の顆粒充填剤としては、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、チタニア、酸化亜鉛などの金属酸化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムおよびドロマイトなどの炭酸塩；硫酸カルシウムおよび硫酸バリウムを含む硫酸塩；窒化ホウ素、ガラスビーズ、炭化ケイ素、ならびにここに具体的に示されていない他の材料が挙げられる。これらの充填剤は、中空であってもよく、例えば、ガラスマイクロスフェア（ガラス微球体）、シランバルーン、炭素バルーンおよび中空ガラス繊維であってもよい。好ましい耐火性充填剤は、耐火性酸化物、最も好ましくは耐火性金属酸化物である。より詳細には、好ましい充填剤としては、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、チタニア、酸化クロム、酸化ゲルマニウムおよび他の混合金属酸化物、カオリン、焼成カオリン鉱物、葉ろう石（ピロフィライト）、焼成葉ろう石、モンモリロナイト、焼成モンモリロナイト、雲母およびそれらの混合物が挙げられ、シリカが最も好ましい充填剤である。
【００３４】
ＡＳＴＭ Ｄ２４５７光沢測定法によって測定した場合の艶消面を得るために、耐火性充填剤は、任意選択の吸湿防止層２３０または外側保護層２６０またはその両方に、層の重量に基づき、約２重量パーセントから約３０重量パーセント、より好ましくは約５重量パーセントから約２０重量パーセントの量で存在していてもよい。ＡＳＴＭ Ｄ２４５７によって測定した場合のサテン面を得るために、耐火性充填剤は、好ましくは、層２３０および／または層２６０に、層の重量に基づき、約２重量パーセントから約３０重量パーセント、より好ましくは約５重量パーセントから約１５重量パーセントの量で存在する。ＡＳＴＭ Ｄ２４５７によって測定した場合の光沢面を得るために、耐火性充填剤は、好ましくは、層２３０および／または層２６０に、層の重量に基づき、約１重量パーセントから約１０重量パーセント、より好ましくは約１重量パーセントから約３重量パーセントの量で存在する。以上に説明したように、充填剤の装填量、充填剤粒径、ならびに吸湿防止層の表面積および密度を含むいくつかの要因が光沢度に影響を与える。よって、これらの範囲は、適正に重複しており、異なる様々な表面仕上げを達成するための手段が当業者によって容易に決定されるであろう。また、当技術分野で良く知られているように、少量の充填剤を使用して、光沢度に影響を与えずに、表面損傷抵抗性および耐引っ掻き性を向上させることができる。
【００３５】
耐火性充填剤は、好ましくは、約０．５μｍから約１０μｍ、より好ましくは約１．０μｍから約３．０μｍの範囲の平均粒径を有する。特に好ましい実施形態において、充填剤の粒径は、耐火性充填剤の０．１％から約２５％、好ましくは約１０％から約２０％が約４μｍから約５μｍの範囲の平均粒径を有し、耐火性充填剤の残りが約１．５μｍから約２μｍの範囲の平均粒径を有する、二峰性分布を有する。充填剤をシラン、チタン酸塩または別のカップリング剤で処理することができる。
【００３６】
図２（縮尺どおりに描かれていない）に例示された本発明の別の実施形態において、生分解性包装材料として特に有用である多層物品３００が提供される。この実施形態において、多層物品３００は、任意選択の中間接着性プライマー層３２０を介して、吸湿防止層３３０の第１の表面に接着された生分解性ポリマー層３１０を含み、この吸湿防止層３３０は、ナノコンポジットを含む。本明細書に用いられているように、ナノコンポジットは、ナノクレーとしても知られるナノメートルスケールのクレーと混合された熱可塑性ポリマーを含む。ナノコンポジットおよびそれらを形成するための方法は、当技術分野で良く知られている。ナノクレーは、モンモリロナイト、ピロフィライト、ヘクトライト、バーミキュライト、ベイジライト、サポナイト、ノントロナイト、フルオロマイカまたはそれらの組合せなどの材料を含むことができる。熱可塑性ポリマー形成層３３０は、層２３０について以上に指定した材料のいずれかを含むことができるが、好ましくは、ヒートシール性ポリオレフィンなどのヒートシール性ポリマー、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、アクリルポリマー、押出可能なグレードのエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、押出可能なグレードのエチレンアクリル酸（ＥＡＡ）、およびそれらの組合せを含む。本発明の好ましい実施形態において、前記クレーは、前記ナノコンポジットの約０．５から約５．０重量パーセント、より好ましくは前記ナノコンポジットの約３．０から約５．０重量パーセントを構成する。熱可塑性ポリマーは、好ましくは、前記ナノコンポジットの約９５．０から約９９．５重量パーセント、より好ましくは前記ナノコンポジットの約９５．０から約９７．０重量パーセントを構成する。
【００３７】
接着性プライマー層４２０を介して吸湿防止層４３０に接着された生分解性ポリマー層４１０を含む生分解性パッケージ４００の概略図を図３（縮尺どおりに描かれていない）に例示する。図に示されるように、パッケージは、好ましくは、吸湿防止層４３０をそれ自体の上に重ね、少なくとも部分的にそれ自体にシールして、層４３０が前記パッケージの最内層を構成するように、製品あるいはペットフードなどの製品４７０を収容するのに好適な筐体を形成することによって形成される。パッケージ４００を、パッケージが空気またはヘリウムなどの気体製品を収容するバルーンに成形することもできる。バルーンは、当技術分野における従来の手段によって形成されてもよく、層４３０をそれ自体の上に重ねることを必ずしも必要としない。パッケージ４００の１つの製造方法において、単一の多層フィルムを使用し、フィルムをそれ自体の上に折り合わせて、開放上端および開放側端を有する重なり部分を形成した後、重なり部分の上端および側端を典型的には熱および圧力でそれら自体にシールして、パッケージを形成する。このような技術は、当業者に通常理解されている。別法において、好ましくは類似または同一の構造の２つの多層複合体を使用し、層４３０が前記パッケージの最内層を構成するように重ねる。重複する層を互いにヒートシールするのが最も好ましいが、当業者が通常理解するように、ポリウレタンなどの接着性材料、感圧接着剤（ＰＳＡｓ）およびエポキシ等による任意選択の別法を用いて層を接着することができることを理解されたい。
【００３８】
最も好ましくは、吸湿防止層４３０は、層４３０の重複部分の間に接着材料を使用することなく、それ自体にヒートシールすることを可能にするヒートシール性ポリマーを含む。ヒートシール法は、フィルム表面間に強い層間結合を形成する。ヒートシール技術は、当技術分野で良く知られており、熱を加えて、ポリマー層の部分を融解させ、互いに融着させることを含む。ヒートシール温度は、特定の吸湿防止層の特性に応じて異なることになる。しかしながら、すべてのポリマーフィルムがヒートシール性を有するわけではない。概して、ヒートシール温度は、好ましくは、約１５０℃から約４００℃、より好ましくは約２５０℃から約３５０℃の範囲であり、ヒートシール圧は、約０．０６９ＭＰａ（１０ｐｓｉ）から約０．６９ＭＰａ（１００ｐｓｉ）、より好ましくは約０．２８ＭＰａ（４０ｐｓｉ）から約０．６９ＭＰａ（１００ｐｓｉ）の範囲である。
【００３９】
本発明のパッケージにおいて、吸湿防止層４３０は、ナノメートルスケールのクレーを含むナノコンポジットを含んでいても、含んでいなくてもよい。加えて、任意選択とされる層を含む、または含まない、本明細書に記載の多層構造体２００または３００を利用して、生分解性パッケージをこのように形成できることも理解されたい。フィルムは、層上または層間に印刷標示をさらに有することができる。当該印刷は、典型的には、構造体の内部表面上に存在し、施用方法は当技術分野で良く知られている。本明細書に用いられているように、印刷標示は、典型的には、生分解性ポリマー層上に施用されることになる。
【００４０】
上記いずれかの添加剤に加えて、本明細書に記載の各生分解性ポリマー層、吸湿防止層、接着層および他のポリマー層は、その使用が当業者に良く知られている１種または複数の従来の添加剤を任意選択で含むこともできる。組成物の加工を向上させるとともに、それらから形成される製造物または物品を向上させる上でこれらの添加剤の使用が望まれ得る。それらの例としては、酸化および熱安定剤、潤滑剤、離型剤、難燃剤、酸化阻害剤、酸化掃去剤（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｓｃａｖｅｎｇｅｒｓ）、染料、顔料および他の着色剤、紫外線吸収剤および安定剤、微粒子または繊維充填剤を含む有機または無機充填剤、補強剤、成核剤、可塑剤、ならびに当技術分野で知られている他の従来の添加剤が挙げられる。それらを、例えば、組成物全体の約１０重量％までの量で使用することができる。代表的な紫外線安定剤としては、様々な置換レゾルシノール、サリチル酸塩、ベンゾトリアゾールおよびベンゾフェノン等が挙げられる。好適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等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好適な着色剤としては、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、ニグロシンおよびカーボンブラック等が挙げられる。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周期律表の第Ｉ族元素金属のハロゲン化物；ならびにハロゲン化銅；さらに塩化物、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、ならびに上記グループの置換された構成要素およびそれらの組合せが挙げられる。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−ブチルベニルスルホンアミドなどのスルホンアミド、および上記のいずれかの組合せ、ならびに当技術分野で知られている他の可塑剤が挙げられる。
【００４１】
多層フィルム構造体の各層が異なる厚さを有していてもよいが、生分解性ポリマー層の厚さは、好ましくは、約１０μｍから約５０μｍ、より好ましくは約１２μｍから約２５μｍ、最も好ましくは約１２μｍから約１５μｍである。吸湿防止層の厚さは、好ましくは非常に薄く、好ましくは約０．０３μｍから約６μｍ、より好ましくは約０．３μｍから約３．０μｍ、より好ましくは約０．３μｍから約１．５μｍである。各実施形態において、選択された防湿性ポリマーの吸湿防止層は、本明細書に特定されるパーム値を達成しながら、好ましくは少なくとも約９０％生分解性の多層構造体を製造するのに十分な可能な限り最小の厚さを有することが最も好ましい。従って、たいていの実施形態において、吸湿防止層は、約４μｍ以下の厚さを有することになるが、典型的には、多層フィルム全体の厚さの少なくとも約０．６％を構成することになる。各接着性プライマー層および接着性結着層の厚さは、好ましくは、約１μｍから約３０μｍ、より好ましくは約３μｍから約２０μｍ、最も好ましくは約５μｍから約１５μｍである。耐カール性外側保護層の厚さは、好ましくは、約１０μｍから約５０μｍ、より好ましくは約１２μｍから約２５μｍ、最も好ましくは約１２μｍから約１５μｍである。紙基材は、特定の用途に必要な厚さに応じて広範な厚さを有することができる。本発明の多層フィルム全体（任意選択の紙基材を除く）は、約４００μｍから約６５０μｍ、より好ましくは約４２５μｍから約６２５μｍ、最も好ましくは約４５０μｍから約６００μｍの好ましい全厚を有する。これらの厚さが好ましいが、特定の必要性を満たしながら、本発明の範囲に収まる他の厚さのフィルムが製造されてもよいことが理解されるべきである。
【００４２】
コーティング、押出／共押出、積層（ラミネーション）、グラビアコーティング、押出コーティングおよび押出ラミネーション技術を含む多層フィルムの製造に有用な従来の方法によって、本発明の多層フィルムを製造することができる。典型的な共押出法において、個々の層のポリマー材料が、同様の数の押出機の送り込みホッパーに供給され、各押出機が、１つまたは複数の層の材料を処理する。個々の押出機からの溶融および可塑化流が、マルチマニホールドダイに直接供給され、次いで層状構造体に並列されて統合されるか、または混合ブロックで層状構造体に統合され、次いでシングルマニホールドまたはマルチマニホールド共押出ダイに供給される。これらの層は、ポリマー材料の単一の多層フィルムとしてダイから排出される。ダイから排出された後、フィルムは、第１の制御された温度キャスティングロール上にキャストされ、第１のロールの回りを通過し、次いで第２の制御された温度ロール上に達する。制御された温度ロールは、フィルムがダイから排出された後にフィルムの冷却速度を主として制御する。さらなるロールを採用してもよい。別の方法において、フィルム形成装置は、当技術分野でインフレーションフィルム（ｂｌｏｗｎ ｆｉｌｍ）装置と称されるものであり、この装置はバブルインフレーションフィルム（ｂｕｂｂｌｅ ｂｌｏｗｎ ｆｉｌｍ）用マルチマニホールド円形ダイヘッドを含み、これを通じて可塑化フィルム組成物が送り込まれ、フィルムバブルを形成し、このフィルムバブルが最終的に崩壊してフィルムに成形され得る。フィルムおよびシート積層体を形成するための共押出法は、広く知られている。典型的な共押出技術は、米国特許第５，１３９，８７８号明細書および米国特許第４，６７７，０１７号明細書に記載されている。共押出フィルムの１つの利点は、フィルム層の各々の溶融層、ならびに任意の他のフィルム層を、一体のフィルム構造体に統合することによって、１つのプロセス工程で多層フィルムを形成することである。
【００４３】
あるいは、最初に個々の層を個別の層として形成し、次いで中間接着層を用いて、または用いずに熱および圧力下で互いに積層することができる。積層（ラミネーション）技術は、当技術分野で良く知られている。典型的には、積層は、複数の層を一体のフィルムに統合させるのに十分な熱および圧力の条件下で個々の層を互いの上に置く（重ねる）ことによって実施される。典型的には、複数の層が互いの上に置かれ（重ねられ）、当技術分野で良く知られている技術によって、この組合せたものを一対の加熱積層ローラのニップに通す。積層加熱を約３７．７８℃（１００°Ｆ）から約１４８．９℃（３００°Ｆ）、好ましくは約６５．５６℃（１５０°Ｆ）から約１２１．１℃（２５０°Ｆ）、より好ましくは約６５．５６℃（１５０°Ｆ）から約９３．３３℃（２００°Ｆ）の範囲の温度、約１３７．９ｋＰａ（２０ｐｓｉ）から約５５１．６ｋＰａ（８０ｐｓｉ）、より好ましくは約２７５．８ｋＰａ（４０ｐｓｉ）から約４１３．７ｋＰａ（６０ｐｓｉ）の範囲の圧力で、約１０秒間から約３分間、好ましくは約２０秒間から約１分間にわたって行うことができる。
【００４４】
従来のコーティング技術、または押出コーティングなどの他の非押出堆積法も好適である。押出コーティングは、約４μｍ以下の厚さを有する吸湿防止層を生分解性ポリマー層上に付着させるための好ましい方法である。これは、このような吸湿防止層が、その厚さのフィルムに効果的に押し出すことができないほど薄いためである。押出コーティングは、溶融ポリマーを固体支持体上に付着させ、冷却シリンダー上に通し、その接触部でポリマーが支持体に接着する方法である。
【００４５】
層間接着を向上させるために、生分解性ポリマー層および／または吸湿防止層および／または他の層にコロナ処理を任意選択で施すことができる。コロナ処理は、隣接層に接着する能力を向上させる電荷を層の表面に与えるコロナ放電工程に材料の層を通す方法である。吸湿防止層上で実施する場合は、好ましくは、生分解性ポリマー層に接着した後にコロナ処理を実施する。好ましくは、１つまたは複数の層に約０．５から約３ｋＶＡ−分／ｍ２のコロナ処理を施す。より好ましくは、コロナ処理レベルは、約１．７ｋＶＡ−分／ｍ２である。好適なコロナ処理装置は、ウィスコンシン州Ｍｅｎｏｍｏｎｅｅ ＦａｌｌｓのＥｎｅｒｃｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｃｏｒｐ．および英国Ｔｈａｍｅ ＯｘｏｎのＳｈｅｒｍａｎ Ｔｒｅａｔｅｒｓ Ｌｔｄから入手可能である。好ましくは、コロナ処理された１つまたは複数の層の表面ダインレベルは、３６ダインを超え、より好ましくは４２ダインを超え、最も好ましくは５０ダインを超える。
【００４６】
本発明の好ましい実施形態において、吸湿防止層および／または生分解性ポリマー層は、一軸または二軸延伸される。最も好ましくは、吸湿防止層および生分解性ポリマー層の両方が二軸延伸フィルムである。好ましくは、本発明において、吸湿防止層および／または生分解性ポリマー層は、その機械方向（縦方向）および横方向の各々において、１．５：１から５：１の延伸率で二軸延伸されたフィルムである。本発明の目的では、延伸率という用語は、延伸方向の寸法の増加を示すものである。好ましくは、吸湿防止層および生分解性ポリマー層の両方が同時に二軸延伸される。例えば、インラインコーティング法において、吸湿防止層および生分解性ポリマー層が最初に互いに接着され、次いでこの複合した可塑化層が、機械方向および横方向の両方において同時に共に二軸延伸される。これにより、強度および靱性特性が著しく向上する。オフラインコーティング法において、生分解性ポリマー層は、典型的には、（例えば、押出コーティングによる）吸湿防止層の施用前に二軸延伸される。この場合、生分解性ポリマー層のみが延伸される。
【００４７】
本発明の多層フィルムの水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）を、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９に記載の手順を介して測定することができる。好ましい実施形態において、本発明による多層フィルム全体は、例えば、ミネソタ州ミネアポリスのＭｏｃｏｎ社から入手可能な水蒸気透過率測定装置によって測定した場合に、３７．８℃および１００％相対湿度（ＲＨ）で全フィルムが約３１０ｇ／ｍ２／日（約２０ｇ／１００ｉｎ２／日）以下、好ましくは全フィルムが約６２から約３１０ｇ／ｍ２／日（約４から約２０ｇ／１００ｉｎ２／日）、より好ましくは全フィルムが約１５５から約３１０ｇ／ｍ２／日（約１０から約２０ｇ／１００ｉｎ２／日）のＭＶＴＲを有する。
【００４８】
本発明の様々な実施形態に鑑みて、最も好ましい物品構造体としては、ａ）高滑り性艶消仕上げ保護層／ＰＬＡフィルム／接着剤／ＰＶｄＣ／接着剤／紙、または高滑り性艶消仕上げ保護層／ＰＬＡフィルム／接着剤／紙を含むブックカバー；およびｂ）二軸延伸ＰＬＡ／任意選択の印刷標示／接着剤／ＰＶｄＣまたはＰＶｄＣナノコンポジットを含む包装フィルム；が挙げられる。本発明の多層フィルムは、本明細書に記載の構造体の形成に特に有用であるが、他の生分解性物品をそれらから製造することができ、それらの使用を限定することを意図しない。
【００４９】
以下の非限定的な実施例は、本発明を例示する役割を果たす。
【実施例】
【００５０】
実施例１〜３および比較例１〜３
本発明の実施例１〜３および比較例１〜３では、ＰＶｄＣコーティング（ケンタッキー州ＯｗｅｎｓｂｏｒｏのＯｗｅｎｓｂｏｒｏ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＬＬＣから市販されているＤＡＲＡＮ（登録商標）８７３０）を、ＣＡＰＲＡＮ（登録商標）ＥＭＢＬＥＭ（商標）２５００ポリアミドフィルム（ニュージャージ州ＭｏｒｒｉｓｔｏｗｎのＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃから市販されている）およびＥＶＬＯＮ（登録商標）２５ミクロン二軸延伸ＰＬＡフィルム（ＢＩ−ＡＸ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃから市販されている）の両方に、０．１３ｌｂ／ｒｅａｍ、１．７ｌｂ／ｒｅａｍおよび２．４ｌｂ／ｒｅａｍの乾燥コーティング重量で付着させ、２週間硬化させた。ＭＶＴＲデータをＡＳＴＭ Ｅ９６ ５０％ＲＨウェットカップ法に基づいて記録し、対照サンプルと比較した。試験結果の概要を以下の表１に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】
上記結果により、本発明の多層生分解性フィルムは、１．７ｐｐｒ以上の吸湿防止層（すなわちＰＶｄＣ）を施用すると、水分透過性が実質的に減少したことが示される。発明のフィルムは、ナイロン／ＰＶｄＣフィルムと類似の性能を達成するが、生分解性という利点が付加されている。
【００５３】
実施例４〜５および比較例４〜５
２１．６％の全固体含有量を有し、本明細書では「溶液Ａ」と特定される溶液から、艶消外側保護層を形成するための組成物を製造した。溶液Ａは、５．９％のＵＣＡＲ（登録商標）ＶＡＧＨビニル樹脂粉末（ミシガン州ミッドランドのＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている高分子量ヒドロキシル官能性の部分的に加水分解された塩化ビニル／酢酸ビニル樹脂）；３．０％のＲＥＳＩＭＥＮＥ（登録商標）７９７（ミズーリ州セントルイスのＭｏｎｓａｎｔｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているメチロール化メラミンホルムアルデヒド樹脂）；４．９％のＮＡＣＵＲＥ（登録商標）１５５（コネチカット州ＮｏｒｗａｌｋのＫｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃから市販されている架橋触媒）；９．６％のＢＥＣＫＯＳＯＬ（登録商標）１２−０９３アルキド樹脂（ノースカロライナ州ＤｕｒｈａｍのＲｉｃｈｏｌｄ，Ｉｎｃから市販されている）；２．９％のＳＹＬＯＩＤ（登録商標）３７８シリカ（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏ．から市販されている）；２．０％のＳＹＬＹＳＩＡ（登録商標）３１０シリカ（日本の有限会社Ｙ．Ｋ．Ｆ．コーポレーションから市販されている）；１．０％のＡＣＲＹＬＯＩＤ（登録商標）Ｂ６７アクリル樹脂（ペンシルベニア州フィラデルフィアのＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている）；および酢酸プロピルとトルエンの６９．５％溶媒混合物；の混合物で構成されていた。
【００５４】
ＤＡＲＡＮ（登録商標）８７３０を０．１３ｌｂ／ｒｅａｍで２５．４μｍ（１ｍｉｌ）のＥＶＬＯＮ（登録商標）ＰＬＡフィルム上に付着させて、ＰＬＡの水蒸気透過率を６０ｇａ（ゲージ）のＣＡＰＲＡＮ（登録商標）ＥＭＢＬＥＭ（商標）１５００と同程度まで低下させた。次いで、１４８．９℃（３００°Ｆ）でオーブン乾燥しながら、従来のグラビアコーティング法を用いて、溶液ＡをこのＰＶｄＣがコーティングされた２５．４μｍ（１ｍｉｌ）のＥＶＬＯＮ（登録商標）ＰＬＡ、および手を加えていないＣＡＰＲＡＮ（登録商標）ＥＭＢＬＥＭ（商標）１５００の両方に、０．５ｌｂ／ｒｅａｍおよび１．０ｌｂ／ｒｅａｍの乾燥コーティング重量で付着させた。接着性、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７の６０°光沢度、耐熱性および耐メチルエチルケトン（ＭＥＫ）性を記録して、フィルム性能を測定した。それらの結果の概要を以下の表２に示す。得られたフィルムは、高い耐引っ掻き性および高い滑り特性をも達成した。
【００５５】
【表５】
【００５６】
本発明を好ましい実施形態に関して詳細に示し、説明したが、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく様々な変更および修正を加えることができることを当業者なら容易に理解することができる。請求項は、開示された実施形態、上述の代替物およびそれらの同等物すべてを包括すると解釈されることを意図する。
【符号の説明】
【００５７】
２００ 多層物品
２１０ 生分解性ポリマー層
２２０ 中間接着性プライマー層
２３０ 吸湿防止層
２４０ 接着層
２５０ 紙基材
２６０ 耐カール性外側保護層
３００ 多層物品
３１０ 生分解性ポリマー層
３２０ 中間接着性プライマー層
３３０ 吸湿防止層
４００ 生分解性パッケージ
４１０ 生分解性ポリマー層
４２０ 接着性プライマー層
４３０ 吸湿防止層
４７０ 製品
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、全体が参照により本明細書に組み込まれている、２００８年５月１９日に出願した米国仮特許出願第６１／０５４，２６０号の利益を主張するものである。
【０００２】
本発明は、生分解性ポリマー層を含む高バリヤー性多層フィルムに関する。より詳細には、本発明は、ブックカバーおよび包装材料として使用される生分解性多層フィルムに関する。この多層フィルムは、生分解性ポリマー層を含み、優れたバリヤー特性を有する。
【背景技術】
【０００３】
広範な種類のポリマー、およびそれらのポリマーから形成されたフィルムが知られている。このようなフィルムの重要な物理特性としては、気体、香気、および／または水蒸気などの蒸気に対する遮断性を含むバリヤー特性のほか、靱性、耐摩耗性および耐候性ならびに光透過性などの物理特性が挙げられる。包装用途などの広範な用途に使用されるポリマーフィルム物品を製造することも知られている。多くのこれらの物品は、様々な所望の物理特性および化学特性を達成するために異なるプラスチックの多層で構成される。
【０００４】
従来、様々な物体を収容するための多層包装材料を製造するための材料として、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等の合成高分子が広く使用されている。使用後、使用済みの包装材料の廃棄により、それらがしばしば施設に送られ、高温での焼却によって分解される。しかし、このような合成高分子の焼却は、典型的には、空気を汚染し、環境を汚染する物質を生成させる。これらの材料は、燃焼した際の発熱も大きく、燃焼処理中に焼却炉を損なう可能性がある。ポリ塩化ビニルなどの他の材料は、自己消火性を有するため、燃焼することができない。この問題を改善するための１つの共通の手段は、材料のリサイクルおよび再利用によるものであるが、リサイクルは、非常に高価で、しばしば経済的に実現可能でない。焼却またはリサイクルせずに廃棄されるこのような合成高分子材料は、典型的には、埋め地に埋められ、一般には分解せずに、廃棄物として永久的に場所を取る。
【０００５】
これらの問題に鑑みて、生分解性ポリマーおよびそれらから形成された製造物は、ますます重要になりつつある。生分解性ポリマーは、典型的には、トウモロコシまたはサトウキビなどの毎年再生可能な資源から製造され、自然に生成され、自然に生成されたものを改質し、または合成的に製造してもよい。生分解性ポリマーの１つの特に望ましい一群は、ポリラクチドとも呼ばれるポリ乳酸（ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ ａｃｉｄｓ；ＰＬＡｓ）である。ＰＬＡｓは、再生可能な資源から誘導される合成脂肪族ポリエステルである。トウモロコシデンプンまたはサトウキビの細菌発酵により、乳酸を製造し、次いでそれを縮合重合してＰＬＡを形成する。
【０００６】
ポリ乳酸は、燃焼時の発熱がポリエチレンの半分未満であり、土壌または水中で自然に分解するため望ましい。しかし、他のより望ましくない特性により、ポリエチレンまたはポリスチレンなどの従来のポリマーと比較して、プラスチック工業におけるＰＬＡｓおよび他の生分解性ポリマーの幅広い市場参入が制限されている。例えば、ポリラクチド、およびポリヒドロキシアルカノエート（ＰＨＡｓ）等の他の生分解性ポリマーは、気体および水分（湿気）のバリヤー特性が劣っており、包装材料としての使用、または気体および／または水分（湿気）に対する高バリヤー性が所望される他の用途における使用に十分に適さない。このような毎年再生可能な材料から製造されるフィルムは、変形時に騒音を発する傾向があり、優れた分解性を有する多くの組成物は、加工性が限定される。また、毎年再生可能な材料から製造されるフィルムは、気体および水分（湿気）のバリヤー特性が劣っていることに加えて、裂けやすく、ひび割れしやすい傾向があるため、現行では、軟質包装材料としての使用が制限されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
よって、良好な加工性、気体および水分（湿気）の透過性に対して高バリヤー性を有し、好ましくは変形時の騒音が低減された環境に優しい多層フィルム構造体が必要とされている。本出願は、この必要性に対する解決策を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、
（ａ）耐カール性外側保護層；
（ｂ）生分解性ポリマー層；
（ｃ）任意選択の中間接着性プライマー層；
（ｄ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する任意選択の吸湿防止層（ｍｏｉｓｔｕｒｅ ｂａｒｒｉｅｒ ｌａｙｅｒ）；
（ｅ）接着性結着層（ａｄｈｅｓｉｖｅ ｔｉｅ ｌａｙｅｒ）；および
（ｆ）紙基材；
を順次含む多層物品を提供する。
【０００９】
本発明は、また、
（ａ）生分解性ポリマー層；
（ｂ）任意選択の中間接着性プライマー層；および
（ｃ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する吸湿防止層であって、ナノメートルスケールのクレーと混合された熱可塑性ポリマーを含む前記吸湿防止層；
を順次含む多層フィルムを提供する。
【００１０】
本発明は、さらに、
（ａ）生分解性ポリマー層；
（ｂ）任意選択の中間接着性プライマー層；および
（ｃ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する吸湿防止層；
を順次含む多層フィルムから形成されたパッケージであって、前記吸湿防止層がそれ自体の上に重ねられ、少なくとも部分的にシールされてパッケージを形成する、前記パッケージを提供する。
【００１１】
本発明は、さらに、任意選択で中間接着性プライマー層を介して、少なくとも１つの生分解性ポリマー層を吸湿防止層の表面に接着することによって多層フィルムを形成する工程と、
パッケージを形成するように多層フィルムを配置する工程とを含む、パッケージを製造する方法であって、
前記吸湿防止層は、それ自体の上に重ねられ、シールされて前記パッケージを形成し、前記吸湿防止層が、前記パッケージの最内層を構成する、前記方法を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】紙基材を含む本発明の多層物品であって、ブックカバーとして有用な多層物品の平面概略図である。
【図２】吸湿防止層にクレー粒子が分散された本発明の多層フィルムであって、パッケージの形成に有用な多層フィルムの平面概略図である。
【図３】吸湿防止層がそれ自体にシールされた本発明の多層フィルムから形成されたパッケージの断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明の多層フィルムおよび多層物品は、少なくとも１つの生分解性ポリマー層を含み、１つまたは複数の高バリヤー性吸湿防止層に任意選択で接着されることによって、複合フィルム構造体の吸湿防止特性（防湿特性）を向上させる。吸湿防止層は、存在する場合は、本明細書で特定する所望の水蒸気透過特性を達成しながら、好ましくは少なくとも約９０％生分解する多層構造体を製造するのに十分小さい厚さを有することが好ましい。
【００１４】
本発明の多層フィルムの生分解ポリマー層を製造するのに使用される好適な生分解性ポリマー材料としては、一般には、すべての自然に生成された生分解性ポリマー、改質された自然に生成された生分解性ポリマー、または自然に再生可能な資源から形成された１種または複数のポリマーから誘導されるのが好ましい合成的に製造された生分解性ポリマーが挙げられる。これらは、生分解性の脂肪族−芳香族コポリマー、少なくとも４個の炭素原子を有するラクチドまたはヒドロキシ酸の少なくとも一方から形成された単位を有する脂肪族ポリエステル、コハク酸および脂肪族ジオールから形成された単位を有するポリエステル、ポリヒドロキシアルカノエート、テレフタレート基の一部が少なくとも１つの脂肪族二酸で置換された改質ポリエチレンテレフタレートを含む。特に有用な生分解性ポリマーとしては、非限定的に、ＰＬＡ；ＰＬＡ誘導体；ポリ乳酸／脂肪族ポリエステルコポリマー；ポリグリコール酸ポリマー；ポリカプロラクトン；ポリ乳酸／カプロラクトンコポリマー；グリコリド、ラクチドおよびε−カプロラクトンから形成された単位を有するターポリマー；ポリエステルアミド；ポリヒドロキシブチレート；ポリ（３−ヒドロキシ酪酸）；ポリ（３−ヒドロキシブチレート−コ−３−ヒドロキシヘキサノエート）；ポリヒドロキシブチレート−ヒドロキシバレレートコポリマー；ポリコハク酸ブチレン；ポリ（コハク酸ブチレン／アジペート）；ポリコハク酸ブチレン−コ−アジペート−コ−テレフタレート；ポリ（カプロラクトン−コハク酸ブチレン）；ポリ炭酸エステル；ポリ（コハク酸ブチレン／カーボネート）；ポリコハク酸エチレン；ポリコハク酸エチレンアジペートコポリマー；ポリ（アジピン酸ブチレン／テレフタレート）；ポリエチレンテレフタレートコポリマー；ポリエチレンテレフタレート−コ−スクシネート；ポリ（アジピン酸テトラメチレン／テレフタレート）；ポリセバシン酸エチレン；ポリビニルアルコール；キトサン；キトサン／セルロースポリマー；酢酸セルロース系ポリマー；熱可塑性デンプン系および変性デンプン系ポリマー；他の多糖類およびタンパク質から形成されたポリマー；１，４−ブタンジオール、コハク酸、アジペートおよび乳酸のコポリマーまたはターポリマー；ならびに上記物質の組合せ；を含む、ホモポリマーおよびコポリマーが挙げられる。好ましいものは、ポリマーに応じて、１０００Ｍｎ以上、より好ましくは約１０００Ｍｎから５００，０００Ｍｎ、最も好ましくは約１０００Ｍｎから約１００，０００の数平均分子量を有するポリマーである。
【００１５】
生分解性ポリマーは、当技術分野で良く知られており、広く市販されている。良く知られている有用な生分解性ポリマーとしては、非限定的に、デラウェア州ＷｉｌｍｉｎｇｔｏｎのＥ．Ｉ．ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているＢＩＯＭＡＸ（登録商標）改質ポリエチレンテレフタレートポリマー；ドイツのＢＡＳＦ社から市販されているＥＣＯＦＬＥＸ（登録商標）石油系脂肪族−芳香族コポリマー；ＢＡＳＦ社のポリマーを含むＥＣＯＶＩＯ（登録商標）ポリ乳酸；イタリアのＮｏｖａｍｏｎｔ社から市販されているＭＡＴＥＲ−ＢＩ（登録商標）デンプン系ポリマー；ミネソタ州ＭｉｎｎｅｔｏｎｋａのＮａｔｕｒｅＷｏｒｋｓ ＬＬＣから市販されているＮＡＴＵＲＥＷＯＲＫＳ（登録商標）ＰＬＡポリマー；カナダＯｎｔａｒｉｏのＢＩ−ＡＸ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃ．から市販されているＥＶＬＯＮ（登録商標）ＰＬＡポリマー；日本の三井化学株式会社から市販されているＬＡＣＥＡ（登録商標）ＰＬＡポリマー；日本の三菱化学株式会社から市販されているＧＳ ＰＬＡ（商標）ポリマーおよびＢＩＯＧＲＥＥＮ（商標）；日本のダイセル化学工業株式会社から市販されているＣＥＬＧＲＥＥＮ（商標）ポリマー；日本の東洋紡績株式会社から市販されているＶＹＬＯＥＣＯＬ（登録商標）ポリ乳酸ポリマー；日本の昭和高分子株式会社から市販されているＢＩＯＮＥＬＬＥ（商標）ポリマー；日本の株式会社日本触媒から市販されているＬＵＮＡＲＥ（商標）ポリマー；および日本の株式会社クラレから市販されているＭＯＷＩＯＬ（登録商標）およびＫＵＲＡＲＡＹ ＰＯＶＡＬ（登録商標）ポリマーが挙げられる。最も好ましい生分解性ポリマーは、ポリ乳酸ポリマー、および１００％生物ベースの材料であるポリマーであり、それらが、石油系資源でなく、毎年再生可能な天然資源から完全に製造されることを意味する。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態において、生分解ポリマー層は、約１５．０ｇ／ｍ２から６０ｇ／ｍ２、より好ましくは約１５．０ｇ／ｍ２から３５．０ｇ／ｍ２の好ましい基材重量を有する。より詳細には、生分解性ポリマー層は、好ましくは、以下の特性を有するポリ乳酸層を含み、ここで、４８ゲージ（ｇａ）、１５．５ｇ／ｍ２（ｇｓｍ）の層が最も好ましい。
【００１７】
【表１】
【００１８】
生分解性ポリマー層は、１つまたは複数の吸湿防止層に任意選択で接着される。高バリヤー性コーティングを生分解性ポリマーフィルム基材の一面または両面に施用すると、気体および水分（湿気）のバリヤー特性が著しく向上するとともに、このコーティングをヒートシール性材料として使用することによって、優れたヒートシール特性の追加の利点が得られる。生分解性ポリマーフィルムの一面または両面に付着させた防湿コーティングは、毎年再生可能な材料から形成された他のフィルム構造体と比較して、フィルムの変形時に観察されるノイズレベルを有意に低下させ、ペットフード袋などの軟質フィルムパッケージとしての使用のために一層望ましくなる。
【００１９】
本明細書に用いられているように、吸湿防止層は、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９に記載の手順で測定した場合に、１日当たり約０．５ｇ／６４５．２ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）、より好ましくは１日当たり約４ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約３５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）、最も好ましくは１日当たり約１０ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約３０ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）を有する熱可塑性ポリマー層を含む。これらのＭＶＴＲ要件を達成するための最低限のコーティング重量は、インライン加工二軸延伸層に対しては０．０７ｌｂ／ｒｅａｍであり、通常のオフラインコーティングに対しては１．２ｌｂ／ｒｅａｍである。
【００２０】
これらの吸湿防止特性を有する好適な吸湿防止層としては、非限定的に、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶｄＣ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリエチレンおよびポリプロピレンを含むポリオレフィン、ポリアミド、押出可能なグレードのエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、押出可能なグレードのエチレンアクリル酸（ＥＡＡ）、エチレンビニルアルコールコポリマー（ＥＶＯＨｓ）、およびポリアミド／ＥＶＯＨ／ポリアミド共押出物などのそれらの組合せが挙げられる。最も好ましくは、吸湿防止層は、ポリ塩化ビニリデンポリマーを含む。上記パーム値（ｐｅｒｍ ｖａｌｕｅｓ）を達成する吸湿防止層は、上記パーム値を達成し、少なくとも９０％生分解可能な多層フィルムを製造するために、約０．０５ｌｂ／ｒｅａｍから約５．０ｌｂ／ｒｅａｍ、より好ましくは約０．０７ｌｂ／ｒｅａｍから約２．５ｌｂ／ｒｅａｍのコーティング重量を有することができる。本発明の最も好ましい実施形態において、吸湿防止層は、以下の特性を有するポリ塩化ビニリデン層を含み、ここで、１．０ｌｂ／ｒｅａｍ（ｐｐｒ）のフィルムが最も好ましい。
【００２１】
【表２】
【００２２】
存在する場合、吸湿防止層を、中間接着性プライマー層を介して、生分解性ポリマー層に任意選択で接着することができる。コーティングなどの当技術分野における任意選択の適切な手段によって、接着性プライマー層を生分解性ポリマー層の上にあるいは吸湿防止層の上に直接付着させることができる。接着性プライマー層およびすべての接着性結着層を含む、本明細書に記載されている各接着層は、当業者が決定するであろう任意選択の好適な接着性材料を含むことができる。好適な接着剤としては、非限定的に、ポリウレタン、エポキシ、エチレン酢酸ビニルコポリマー、ポリエステル、アクリル、改質ポリオレフィン無水物、およびそれらの混合物が挙げられる。改質ポリオレフィン組成物は、不飽和ポリカルボン酸およびそれらの無水物からなる群から選択される少なくとも１種の官能性成分を有する。これらの不飽和カルボン酸および無水物としては、マレイン酸および無水物、フマル酸および無水物、クロトン酸および無水物、シトラコン酸および無水物、イタコン酸および無水物等が挙げられる。
【００２３】
好ましくは、接着性プライマー層は、１または２成分のウレタンである。好ましいウレタン系接着剤は、例えば、ドイツ、デュッセルドルフに本拠地を置くＨｅｎｋｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社から市販されており、ＴＹＣＥＬ（登録商標）の商品名でＬｉｏｆｏｌ Ｃｏｍｐａｎｙ（Ｈｅｎｋｅｌ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ社の一部門）から市販されているポリウレタンを含む。
【００２４】
本明細書に記載されている各接着性プライマー層または接着性結着層は、約０．５ｌｂ／ｒｅａｍから約６ｌｂ／ｒｅａｍ、より好ましくは約１．０ｌｂ／ｒｅａｍから約４．０ｌｂ／ｒｅａｍの好ましいコーティング重量を有する。より詳細には、接着層は、好ましくは、以下の特性を有し、ここで、１．５ｌｂ／ｒｅａｍ（ｐｐｒ）のフィルムが最も好ましい。
【００２５】
【表３】
【００２６】
図１（縮尺どおりに描かれていない）に例示された本発明の一実施形態において、生分解性ブックカバーとして特に有用である多層物品２００が提供される。この実施形態において、多層物品２００は、一方の面が耐カール性外側保護層２６０に接着され、他方の面が、任意選択の中間接着性プライマー層２２０を介して、任意選択の吸湿防止層２３０の第１の表面に接着された生分解性ポリマー層２１０を含む。耐カール性外側保護層２６０は、好ましくは、良好な耐引っ掻き性、耐熱性、耐摩耗性、耐破壊性および表面損傷抵抗性および優れた耐薬品性、ならびに低いカール傾向を有する実質的に透明のポリマー層を含む。外側保護層２６０は、シリカあるいはポリエチレンワックスまたはポリプロピレンワックスを含むワックスなどの、１種または複数の耐引っ掻き添加剤を含むこともでき、外側保護層２６０に良好な滑り特性をも付与することができる。特に、耐引っ掻き添加剤を加えると、好ましくは、層２６０の摩擦係数（ＣＯＦ）を低下させ、ＣＯＦが約０．５から約０．４の中程度の滑り性または約０．２未満の高滑り性を有するようになる。この調整可能なＣＯＦは、製造者にとってのフィルムの処理能力（スループット）を向上させることになる。耐引っ掻き高滑り添加剤は、好ましくは、外側保護層の約０．５重量％から約５重量％、より好ましくは約１重量％から約３重量％、最も好ましくは約１重量％から約２重量％を構成する。保護層の好ましいポリマー組成を実施例４および５に示す。外側保護層２６０は、好ましくは、低光沢特性をも有する。このことは、実施例４および５に記載されており、そこに記載されている外側保護層は多層フィルムに艶消面仕上げを与えている。
【００２７】
図１に示すように、多層物品２００は、接着層２４０を介して、吸湿防止層２３０の第２の表面に接着された紙基材２５０をさらに含む。接着層２４０および接着性プライマー層２２０は、既に列記した接着性材料のいずれかを含むことができ、コーティングなどの当技術分野における任意選択の適切な手段によっていずれかの隣接層の表面に付着させ得る。紙基材２５０は、普通紙および厚紙（例えばボール紙）を含む、本の表紙の用紙として一般に使用される任意の紙をベースとする基材を含むことができる。紙は、それが接触する空気の相対湿度および温度に応じて、周囲の雰囲気から水分（湿気）を迅速に吸収することになることが知られている。紙による水の吸収および放出の結果として、水分含有量の変化に起因する紙の膨張および収縮による望ましくない寸法変化が起こり得る。この問題を解決するためのこれまでの試みは、紙表面を保護するために、ポリエチレン、ポリプロピレンまたはポリエステルなどのポリマーフィルムを下部の紙シートに積層することであった。しかし、これらの材料の吸湿特性により、このようなコーティングされた紙構造体がカールする傾向を示していた。これは、コーティングされた紙構造体がブックカバーを含むときに特に問題になる。
【００２８】
低カール／耐カール性の外側保護層２６０および生分解性ポリマー層２１０の両方を兼ね備える本発明の多層構造体は、この問題を克服する。層を２０．３２ｃｍ×２０．３２ｃｍ（８インチ×８インチ）に垂直交差切断し、分度器でカールの程度を測定することによって、耐カール特性を評価することができる。このカール試験法を用いると、外側保護層２６０は、約１０％から約９０％の相対湿度の湿度で、好ましくは、約９０度未満、より好ましくは約４５度未満、最も好ましくは約３０度未満だけカールすることになる。好適な耐カール性材料としては、非限定的に、ポリアミド、ポリエステル、アクリルポリマー、ポリウレタン、エポキシまたはそれらの組合せなどの熱可塑性ポリマーが挙げられる。最も好ましくは、外側保護層は、アクリルポリマー、エポキシ、ポリウレタン、またはそれらの組合せを含む。
【００２９】
典型的な用途において、層２１０、任意選択の層２２０、層２３０および層２６０は、一体的に接着された構造体に成形され、続いて紙の層に熱的に積層され、切断されてブックカバーを形成する。これは、当技術分野で広く知られる方法によって実施される。また、多層構造体２００は、ＡＳＴＭ Ｄ８８２試験法によって測定した場合に、約３４４．７ＭＰａ（５０，０００ｐｓｉ）以下、より好ましくは約２７５．８ＭＰａ（４０，０００ｐｓｉ）以下、最も好ましくは約２０６．８ＭＰａ（３０，０００ｐｓｉ）以下の好ましい引張強度を有し；ＡＳＴＭ Ｄ１９２２−０６ａエルメンドルフ引裂試験法によって測定した場合に、機械方向に、横方向に、または機械方向および横方向の両方において、約２０グラム以下、より好ましくは約１５グラム以下、最も好ましくは約１０グラム以下のエルメンドルフ引裂強度を有する。さらに、生分解性ポリマー層および外側保護層の各々は、ＡＳＴＭ Ｄ１９２２−０６ａエルメンドルフ引裂試験法によって測定した場合に、機械方向に、横方向に、または機械方向および横方向の両方において、好ましくはそれぞれ、約２０グラム以下、より好ましくは約１５グラム以下、最も好ましくは約１０グラム以下のエルメンドルフ引裂強度を示す。
【００３０】
この第２の実施形態において、１種または複数の微粒子充填剤を任意選択で吸湿防止層２３０または外側保護層２６０に加えることによって、多層物品２００に艶消、サテンまたは高光沢仕上げを与えることも望ましい。例えば、ポリマーをフィルムに成形する前に、シリカまたはアルミナなどの微粒子耐火性充填剤を熱可塑性ポリマーに均一に溶融混合することによって、異なる表面仕上げを有するポリマーシートを製造することが知られている。例えば、耐火性充填剤をポリマー前駆体と混合してあらゆる凝集物を分解し、次いで前駆体を重合する。これらの必要に応じた表面仕上げは、紙基材または厚紙基材に積層する際に、本発明のフィルムを、ブックカバーまたは他の物品としての使用にとって非常に魅力的なものにする。
【００３１】
表面仕上げの種類を規定する主要な要因は、フィルムの光沢度である。本発明では、艶消表面仕上げは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７光沢測定法によって測定すると、２０以下、より好ましくは約１０以下の光沢度を有することになる。本発明では、サテン表面仕上げは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７によって測定すると、約２０から約７０、より好ましくは約５０から約７０の光沢度を有することになる。本発明では、高光沢表面仕上げは、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７によって測定すると、約７０から約１８０、より好ましくは約１００から約１８０の光沢度を有することになる。
【００３２】
充填剤の装填量、充填剤粒径、ならびに吸湿防止層の表面積および密度を含み、光沢度に影響を与えるいくつかの要因が存在する。典型的には、２％の装填量によってサテン仕上げが得られることになるが、艶消仕上げを得ることもできる。吸湿防止層が厚い場合（例えば、コーティング重量が２．０ｌｂ／ｒｅａｍ以上である場合）、および充填剤が防湿性ポリマーより低い密度を有する場合（例えば、シリカ充填剤の密度は、通常１ｇｍ／ｃｍ３未満であり；防湿性ポリマーは、典型的には、１ｇｍ／ｃｍ３を超える密度を有する）、充填剤の大部分は、バリヤー層の加熱および乾燥中に上面に移動することができる。これによって、バリヤー層表面の充填剤濃度が高くなり、艶消仕上げが形成されることになる。
【００３３】
本発明の目的では、耐火性充填剤は、高温、すなわち吸湿防止層を形成するポリマーの融点と少なくとも同程度の高い温度に曝されても、その物理的形状および化学特性を保持する能力を有する材料である。好適な充填剤としては、粒状性を有するものを含む無機充填剤、ならびにそれらの混合物が挙げられる。好ましい充填剤としては、ガラス、シリカガラス、セラミック、石綿、酸化アルミニウム、炭化ケイ素、石膏、ならびに他の無機および炭素繊維が挙げられる。有用な充填剤としては、また、珪灰石、絹雲母、石綿、タルク、雲母、クレー、カオリン、ベントナイト、およびケイ酸アルミナを含むケイ酸塩、ならびにチタン酸カリウムが挙げられる。他の顆粒充填剤としては、アルミナ、シリカ、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、チタニア、酸化亜鉛などの金属酸化物；炭酸カルシウム、炭酸マグネシウムおよびドロマイトなどの炭酸塩；硫酸カルシウムおよび硫酸バリウムを含む硫酸塩；窒化ホウ素、ガラスビーズ、炭化ケイ素、ならびにここに具体的に示されていない他の材料が挙げられる。これらの充填剤は、中空であってもよく、例えば、ガラスマイクロスフェア（ガラス微球体）、シランバルーン、炭素バルーンおよび中空ガラス繊維であってもよい。好ましい耐火性充填剤は、耐火性酸化物、最も好ましくは耐火性金属酸化物である。より詳細には、好ましい充填剤としては、シリカ、アルミナ、酸化亜鉛、チタニア、酸化クロム、酸化ゲルマニウムおよび他の混合金属酸化物、カオリン、焼成カオリン鉱物、葉ろう石（ピロフィライト）、焼成葉ろう石、モンモリロナイト、焼成モンモリロナイト、雲母およびそれらの混合物が挙げられ、シリカが最も好ましい充填剤である。
【００３４】
ＡＳＴＭ Ｄ２４５７光沢測定法によって測定した場合の艶消面を得るために、耐火性充填剤は、任意選択の吸湿防止層２３０または外側保護層２６０またはその両方に、層の重量に基づき、約２重量パーセントから約３０重量パーセント、より好ましくは約５重量パーセントから約２０重量パーセントの量で存在していてもよい。ＡＳＴＭ Ｄ２４５７によって測定した場合のサテン面を得るために、耐火性充填剤は、好ましくは、層２３０および／または層２６０に、層の重量に基づき、約２重量パーセントから約３０重量パーセント、より好ましくは約５重量パーセントから約１５重量パーセントの量で存在する。ＡＳＴＭ Ｄ２４５７によって測定した場合の光沢面を得るために、耐火性充填剤は、好ましくは、層２３０および／または層２６０に、層の重量に基づき、約１重量パーセントから約１０重量パーセント、より好ましくは約１重量パーセントから約３重量パーセントの量で存在する。以上に説明したように、充填剤の装填量、充填剤粒径、ならびに吸湿防止層の表面積および密度を含むいくつかの要因が光沢度に影響を与える。よって、これらの範囲は、適正に重複しており、異なる様々な表面仕上げを達成するための手段が当業者によって容易に決定されるであろう。また、当技術分野で良く知られているように、少量の充填剤を使用して、光沢度に影響を与えずに、表面損傷抵抗性および耐引っ掻き性を向上させることができる。
【００３５】
耐火性充填剤は、好ましくは、約０．５μｍから約１０μｍ、より好ましくは約１．０μｍから約３．０μｍの範囲の平均粒径を有する。特に好ましい実施形態において、充填剤の粒径は、耐火性充填剤の０．１％から約２５％、好ましくは約１０％から約２０％が約４μｍから約５μｍの範囲の平均粒径を有し、耐火性充填剤の残りが約１．５μｍから約２μｍの範囲の平均粒径を有する、二峰性分布を有する。充填剤をシラン、チタン酸塩または別のカップリング剤で処理することができる。
【００３６】
図２（縮尺どおりに描かれていない）に例示された本発明の別の実施形態において、生分解性包装材料として特に有用である多層物品３００が提供される。この実施形態において、多層物品３００は、任意選択の中間接着性プライマー層３２０を介して、吸湿防止層３３０の第１の表面に接着された生分解性ポリマー層３１０を含み、この吸湿防止層３３０は、ナノコンポジットを含む。本明細書に用いられているように、ナノコンポジットは、ナノクレーとしても知られるナノメートルスケールのクレーと混合された熱可塑性ポリマーを含む。ナノコンポジットおよびそれらを形成するための方法は、当技術分野で良く知られている。ナノクレーは、モンモリロナイト、ピロフィライト、ヘクトライト、バーミキュライト、ベイジライト、サポナイト、ノントロナイト、フルオロマイカまたはそれらの組合せなどの材料を含むことができる。熱可塑性ポリマー形成層３３０は、層２３０について以上に指定した材料のいずれかを含むことができるが、好ましくは、ヒートシール性ポリオレフィンなどのヒートシール性ポリマー、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、アクリルポリマー、押出可能なグレードのエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）、押出可能なグレードのエチレンアクリル酸（ＥＡＡ）、およびそれらの組合せを含む。本発明の好ましい実施形態において、前記クレーは、前記ナノコンポジットの約０．５から約５．０重量パーセント、より好ましくは前記ナノコンポジットの約３．０から約５．０重量パーセントを構成する。熱可塑性ポリマーは、好ましくは、前記ナノコンポジットの約９５．０から約９９．５重量パーセント、より好ましくは前記ナノコンポジットの約９５．０から約９７．０重量パーセントを構成する。
【００３７】
接着性プライマー層４２０を介して吸湿防止層４３０に接着された生分解性ポリマー層４１０を含む生分解性パッケージ４００の概略図を図３（縮尺どおりに描かれていない）に例示する。図に示されるように、パッケージは、好ましくは、吸湿防止層４３０をそれ自体の上に重ね、少なくとも部分的にそれ自体にシールして、層４３０が前記パッケージの最内層を構成するように、製品あるいはペットフードなどの製品４７０を収容するのに好適な筐体を形成することによって形成される。パッケージ４００を、パッケージが空気またはヘリウムなどの気体製品を収容するバルーンに成形することもできる。バルーンは、当技術分野における従来の手段によって形成されてもよく、層４３０をそれ自体の上に重ねることを必ずしも必要としない。パッケージ４００の１つの製造方法において、単一の多層フィルムを使用し、フィルムをそれ自体の上に折り合わせて、開放上端および開放側端を有する重なり部分を形成した後、重なり部分の上端および側端を典型的には熱および圧力でそれら自体にシールして、パッケージを形成する。このような技術は、当業者に通常理解されている。別法において、好ましくは類似または同一の構造の２つの多層複合体を使用し、層４３０が前記パッケージの最内層を構成するように重ねる。重複する層を互いにヒートシールするのが最も好ましいが、当業者が通常理解するように、ポリウレタンなどの接着性材料、感圧接着剤（ＰＳＡｓ）およびエポキシ等による任意選択の別法を用いて層を接着することができることを理解されたい。
【００３８】
最も好ましくは、吸湿防止層４３０は、層４３０の重複部分の間に接着材料を使用することなく、それ自体にヒートシールすることを可能にするヒートシール性ポリマーを含む。ヒートシール法は、フィルム表面間に強い層間結合を形成する。ヒートシール技術は、当技術分野で良く知られており、熱を加えて、ポリマー層の部分を融解させ、互いに融着させることを含む。ヒートシール温度は、特定の吸湿防止層の特性に応じて異なることになる。しかしながら、すべてのポリマーフィルムがヒートシール性を有するわけではない。概して、ヒートシール温度は、好ましくは、約１５０℃から約４００℃、より好ましくは約２５０℃から約３５０℃の範囲であり、ヒートシール圧は、約０．０６９ＭＰａ（１０ｐｓｉ）から約０．６９ＭＰａ（１００ｐｓｉ）、より好ましくは約０．２８ＭＰａ（４０ｐｓｉ）から約０．６９ＭＰａ（１００ｐｓｉ）の範囲である。
【００３９】
本発明のパッケージにおいて、吸湿防止層４３０は、ナノメートルスケールのクレーを含むナノコンポジットを含んでいても、含んでいなくてもよい。加えて、任意選択とされる層を含む、または含まない、本明細書に記載の多層構造体２００または３００を利用して、生分解性パッケージをこのように形成できることも理解されたい。フィルムは、層上または層間に印刷標示をさらに有することができる。当該印刷は、典型的には、構造体の内部表面上に存在し、施用方法は当技術分野で良く知られている。本明細書に用いられているように、印刷標示は、典型的には、生分解性ポリマー層上に施用されることになる。
【００４０】
上記いずれかの添加剤に加えて、本明細書に記載の各生分解性ポリマー層、吸湿防止層、接着層および他のポリマー層は、その使用が当業者に良く知られている１種または複数の従来の添加剤を任意選択で含むこともできる。組成物の加工を向上させるとともに、それらから形成される製造物または物品を向上させる上でこれらの添加剤の使用が望まれ得る。それらの例としては、酸化および熱安定剤、潤滑剤、離型剤、難燃剤、酸化阻害剤、酸化掃去剤（ｏｘｉｄａｔｉｏｎ ｓｃａｖｅｎｇｅｒｓ）、染料、顔料および他の着色剤、紫外線吸収剤および安定剤、微粒子または繊維充填剤を含む有機または無機充填剤、補強剤、成核剤、可塑剤、ならびに当技術分野で知られている他の従来の添加剤が挙げられる。それらを、例えば、組成物全体の約１０重量％までの量で使用することができる。代表的な紫外線安定剤としては、様々な置換レゾルシノール、サリチル酸塩、ベンゾトリアゾールおよびベンゾフェノン等が挙げられる。好適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等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好適な着色剤としては、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、ニグロシンおよびカーボンブラック等が挙げられる。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周期律表の第Ｉ族元素金属のハロゲン化物；ならびにハロゲン化銅；さらに塩化物、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、ならびに上記グループの置換された構成要素およびそれらの組合せが挙げられる。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−ブチルベニルスルホンアミドなどのスルホンアミド、および上記のいずれかの組合せ、ならびに当技術分野で知られている他の可塑剤が挙げられる。
【００４１】
多層フィルム構造体の各層が異なる厚さを有していてもよいが、生分解性ポリマー層の厚さは、好ましくは、約１０μｍから約５０μｍ、より好ましくは約１２μｍから約２５μｍ、最も好ましくは約１２μｍから約１５μｍである。吸湿防止層の厚さは、好ましくは非常に薄く、好ましくは約０．０３μｍから約６μｍ、より好ましくは約０．３μｍから約３．０μｍ、より好ましくは約０．３μｍから約１．５μｍである。各実施形態において、選択された防湿性ポリマーの吸湿防止層は、本明細書に特定されるパーム値を達成しながら、好ましくは少なくとも約９０％生分解性の多層構造体を製造するのに十分な可能な限り最小の厚さを有することが最も好ましい。従って、たいていの実施形態において、吸湿防止層は、約４μｍ以下の厚さを有することになるが、典型的には、多層フィルム全体の厚さの少なくとも約０．６％を構成することになる。各接着性プライマー層および接着性結着層の厚さは、好ましくは、約１μｍから約３０μｍ、より好ましくは約３μｍから約２０μｍ、最も好ましくは約５μｍから約１５μｍである。耐カール性外側保護層の厚さは、好ましくは、約１０μｍから約５０μｍ、より好ましくは約１２μｍから約２５μｍ、最も好ましくは約１２μｍから約１５μｍである。紙基材は、特定の用途に必要な厚さに応じて広範な厚さを有することができる。本発明の多層フィルム全体（任意選択の紙基材を除く）は、約４００μｍから約６５０μｍ、より好ましくは約４２５μｍから約６２５μｍ、最も好ましくは約４５０μｍから約６００μｍの好ましい全厚を有する。これらの厚さが好ましいが、特定の必要性を満たしながら、本発明の範囲に収まる他の厚さのフィルムが製造されてもよいことが理解されるべきである。
【００４２】
コーティング、押出／共押出、積層（ラミネーション）、グラビアコーティング、押出コーティングおよび押出ラミネーション技術を含む多層フィルムの製造に有用な従来の方法によって、本発明の多層フィルムを製造することができる。典型的な共押出法において、個々の層のポリマー材料が、同様の数の押出機の送り込みホッパーに供給され、各押出機が、１つまたは複数の層の材料を処理する。個々の押出機からの溶融および可塑化流が、マルチマニホールドダイに直接供給され、次いで層状構造体に並列されて統合されるか、または混合ブロックで層状構造体に統合され、次いでシングルマニホールドまたはマルチマニホールド共押出ダイに供給される。これらの層は、ポリマー材料の単一の多層フィルムとしてダイから排出される。ダイから排出された後、フィルムは、第１の制御された温度キャスティングロール上にキャストされ、第１のロールの回りを通過し、次いで第２の制御された温度ロール上に達する。制御された温度ロールは、フィルムがダイから排出された後にフィルムの冷却速度を主として制御する。さらなるロールを採用してもよい。別の方法において、フィルム形成装置は、当技術分野でインフレーションフィルム（ｂｌｏｗｎ ｆｉｌｍ）装置と称されるものであり、この装置はバブルインフレーションフィルム（ｂｕｂｂｌｅ ｂｌｏｗｎ ｆｉｌｍ）用マルチマニホールド円形ダイヘッドを含み、これを通じて可塑化フィルム組成物が送り込まれ、フィルムバブルを形成し、このフィルムバブルが最終的に崩壊してフィルムに成形され得る。フィルムおよびシート積層体を形成するための共押出法は、広く知られている。典型的な共押出技術は、米国特許第５，１３９，８７８号明細書および米国特許第４，６７７，０１７号明細書に記載されている。共押出フィルムの１つの利点は、フィルム層の各々の溶融層、ならびに任意の他のフィルム層を、一体のフィルム構造体に統合することによって、１つのプロセス工程で多層フィルムを形成することである。
【００４３】
あるいは、最初に個々の層を個別の層として形成し、次いで中間接着層を用いて、または用いずに熱および圧力下で互いに積層することができる。積層（ラミネーション）技術は、当技術分野で良く知られている。典型的には、積層は、複数の層を一体のフィルムに統合させるのに十分な熱および圧力の条件下で個々の層を互いの上に置く（重ねる）ことによって実施される。典型的には、複数の層が互いの上に置かれ（重ねられ）、当技術分野で良く知られている技術によって、この組合せたものを一対の加熱積層ローラのニップに通す。積層加熱を約３７．７８℃（１００°Ｆ）から約１４８．９℃（３００°Ｆ）、好ましくは約６５．５６℃（１５０°Ｆ）から約１２１．１℃（２５０°Ｆ）、より好ましくは約６５．５６℃（１５０°Ｆ）から約９３．３３℃（２００°Ｆ）の範囲の温度、約１３７．９ｋＰａ（２０ｐｓｉ）から約５５１．６ｋＰａ（８０ｐｓｉ）、より好ましくは約２７５．８ｋＰａ（４０ｐｓｉ）から約４１３．７ｋＰａ（６０ｐｓｉ）の範囲の圧力で、約１０秒間から約３分間、好ましくは約２０秒間から約１分間にわたって行うことができる。
【００４４】
従来のコーティング技術、または押出コーティングなどの他の非押出堆積法も好適である。押出コーティングは、約４μｍ以下の厚さを有する吸湿防止層を生分解性ポリマー層上に付着させるための好ましい方法である。これは、このような吸湿防止層が、その厚さのフィルムに効果的に押し出すことができないほど薄いためである。押出コーティングは、溶融ポリマーを固体支持体上に付着させ、冷却シリンダー上に通し、その接触部でポリマーが支持体に接着する方法である。
【００４５】
層間接着を向上させるために、生分解性ポリマー層および／または吸湿防止層および／または他の層にコロナ処理を任意選択で施すことができる。コロナ処理は、隣接層に接着する能力を向上させる電荷を層の表面に与えるコロナ放電工程に材料の層を通す方法である。吸湿防止層上で実施する場合は、好ましくは、生分解性ポリマー層に接着した後にコロナ処理を実施する。好ましくは、１つまたは複数の層に約０．５から約３ｋＶＡ−分／ｍ２のコロナ処理を施す。より好ましくは、コロナ処理レベルは、約１．７ｋＶＡ−分／ｍ２である。好適なコロナ処理装置は、ウィスコンシン州Ｍｅｎｏｍｏｎｅｅ ＦａｌｌｓのＥｎｅｒｃｏｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ Ｃｏｒｐ．および英国Ｔｈａｍｅ ＯｘｏｎのＳｈｅｒｍａｎ Ｔｒｅａｔｅｒｓ Ｌｔｄから入手可能である。好ましくは、コロナ処理された１つまたは複数の層の表面ダインレベルは、３６ダインを超え、より好ましくは４２ダインを超え、最も好ましくは５０ダインを超える。
【００４６】
本発明の好ましい実施形態において、吸湿防止層および／または生分解性ポリマー層は、一軸または二軸延伸される。最も好ましくは、吸湿防止層および生分解性ポリマー層の両方が二軸延伸フィルムである。好ましくは、本発明において、吸湿防止層および／または生分解性ポリマー層は、その機械方向（縦方向）および横方向の各々において、１．５：１から５：１の延伸率で二軸延伸されたフィルムである。本発明の目的では、延伸率という用語は、延伸方向の寸法の増加を示すものである。好ましくは、吸湿防止層および生分解性ポリマー層の両方が同時に二軸延伸される。例えば、インラインコーティング法において、吸湿防止層および生分解性ポリマー層が最初に互いに接着され、次いでこの複合した可塑化層が、機械方向および横方向の両方において同時に共に二軸延伸される。これにより、強度および靱性特性が著しく向上する。オフラインコーティング法において、生分解性ポリマー層は、典型的には、（例えば、押出コーティングによる）吸湿防止層の施用前に二軸延伸される。この場合、生分解性ポリマー層のみが延伸される。
【００４７】
本発明の多層フィルムの水蒸気透過率（ＭＶＴＲ）を、ＡＳＴＭ Ｆ１２４９に記載の手順を介して測定することができる。好ましい実施形態において、本発明による多層フィルム全体は、例えば、ミネソタ州ミネアポリスのＭｏｃｏｎ社から入手可能な水蒸気透過率測定装置によって測定した場合に、３７．８℃および１００％相対湿度（ＲＨ）で全フィルムが約３１０ｇ／ｍ２／日（約２０ｇ／１００ｉｎ２／日）以下、好ましくは全フィルムが約６２から約３１０ｇ／ｍ２／日（約４から約２０ｇ／１００ｉｎ２／日）、より好ましくは全フィルムが約１５５から約３１０ｇ／ｍ２／日（約１０から約２０ｇ／１００ｉｎ２／日）のＭＶＴＲを有する。
【００４８】
本発明の様々な実施形態に鑑みて、最も好ましい物品構造体としては、ａ）高滑り性艶消仕上げ保護層／ＰＬＡフィルム／接着剤／ＰＶｄＣ／接着剤／紙、または高滑り性艶消仕上げ保護層／ＰＬＡフィルム／接着剤／紙を含むブックカバー；およびｂ）二軸延伸ＰＬＡ／任意選択の印刷標示／接着剤／ＰＶｄＣまたはＰＶｄＣナノコンポジットを含む包装フィルム；が挙げられる。本発明の多層フィルムは、本明細書に記載の構造体の形成に特に有用であるが、他の生分解性物品をそれらから製造することができ、それらの使用を限定することを意図しない。
【００４９】
以下の非限定的な実施例は、本発明を例示する役割を果たす。
【実施例】
【００５０】
実施例１〜３および比較例１〜３
本発明の実施例１〜３および比較例１〜３では、ＰＶｄＣコーティング（ケンタッキー州ＯｗｅｎｓｂｏｒｏのＯｗｅｎｓｂｏｒｏ Ｓｐｅｃｉａｌｔｙ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，ＬＬＣから市販されているＤＡＲＡＮ（登録商標）８７３０）を、ＣＡＰＲＡＮ（登録商標）ＥＭＢＬＥＭ（商標）２５００ポリアミドフィルム（ニュージャージ州ＭｏｒｒｉｓｔｏｗｎのＨｏｎｅｙｗｅｌｌ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ Ｉｎｃから市販されている）およびＥＶＬＯＮ（登録商標）２５ミクロン二軸延伸ＰＬＡフィルム（ＢＩ−ＡＸ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，Ｉｎｃから市販されている）の両方に、０．１３ｌｂ／ｒｅａｍ、１．７ｌｂ／ｒｅａｍおよび２．４ｌｂ／ｒｅａｍの乾燥コーティング重量で付着させ、２週間硬化させた。ＭＶＴＲデータをＡＳＴＭ Ｅ９６ ５０％ＲＨウェットカップ法に基づいて記録し、対照サンプルと比較した。試験結果の概要を以下の表１に示す。
【００５１】
【表４】
【００５２】
上記結果により、本発明の多層生分解性フィルムは、１．７ｐｐｒ以上の吸湿防止層（すなわちＰＶｄＣ）を施用すると、水分透過性が実質的に減少したことが示される。発明のフィルムは、ナイロン／ＰＶｄＣフィルムと類似の性能を達成するが、生分解性という利点が付加されている。
【００５３】
実施例４〜５および比較例４〜５
２１．６％の全固体含有量を有し、本明細書では「溶液Ａ」と特定される溶液から、艶消外側保護層を形成するための組成物を製造した。溶液Ａは、５．９％のＵＣＡＲ（登録商標）ＶＡＧＨビニル樹脂粉末（ミシガン州ミッドランドのＤｏｗ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている高分子量ヒドロキシル官能性の部分的に加水分解された塩化ビニル／酢酸ビニル樹脂）；３．０％のＲＥＳＩＭＥＮＥ（登録商標）７９７（ミズーリ州セントルイスのＭｏｎｓａｎｔｏ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されているメチロール化メラミンホルムアルデヒド樹脂）；４．９％のＮＡＣＵＲＥ（登録商標）１５５（コネチカット州ＮｏｒｗａｌｋのＫｉｎｇ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ，Ｉｎｃから市販されている架橋触媒）；９．６％のＢＥＣＫＯＳＯＬ（登録商標）１２−０９３アルキド樹脂（ノースカロライナ州ＤｕｒｈａｍのＲｉｃｈｏｌｄ，Ｉｎｃから市販されている）；２．９％のＳＹＬＯＩＤ（登録商標）３７８シリカ（Ｗ．Ｒ．Ｇｒａｃｅ＆Ｃｏ．から市販されている）；２．０％のＳＹＬＹＳＩＡ（登録商標）３１０シリカ（日本の有限会社Ｙ．Ｋ．Ｆ．コーポレーションから市販されている）；１．０％のＡＣＲＹＬＯＩＤ（登録商標）Ｂ６７アクリル樹脂（ペンシルベニア州フィラデルフィアのＲｏｈｍ ａｎｄ Ｈａａｓ Ｃｏｍｐａｎｙから市販されている）；および酢酸プロピルとトルエンの６９．５％溶媒混合物；の混合物で構成されていた。
【００５４】
ＤＡＲＡＮ（登録商標）８７３０を０．１３ｌｂ／ｒｅａｍで２５．４μｍ（１ｍｉｌ）のＥＶＬＯＮ（登録商標）ＰＬＡフィルム上に付着させて、ＰＬＡの水蒸気透過率を６０ｇａ（ゲージ）のＣＡＰＲＡＮ（登録商標）ＥＭＢＬＥＭ（商標）１５００と同程度まで低下させた。次いで、１４８．９℃（３００°Ｆ）でオーブン乾燥しながら、従来のグラビアコーティング法を用いて、溶液ＡをこのＰＶｄＣがコーティングされた２５．４μｍ（１ｍｉｌ）のＥＶＬＯＮ（登録商標）ＰＬＡ、および手を加えていないＣＡＰＲＡＮ（登録商標）ＥＭＢＬＥＭ（商標）１５００の両方に、０．５ｌｂ／ｒｅａｍおよび１．０ｌｂ／ｒｅａｍの乾燥コーティング重量で付着させた。接着性、ＡＳＴＭ Ｄ２４５７の６０°光沢度、耐熱性および耐メチルエチルケトン（ＭＥＫ）性を記録して、フィルム性能を測定した。それらの結果の概要を以下の表２に示す。得られたフィルムは、高い耐引っ掻き性および高い滑り特性をも達成した。
【００５５】
【表５】
【００５６】
本発明を好ましい実施形態に関して詳細に示し、説明したが、本発明の主旨および範囲から逸脱することなく様々な変更および修正を加えることができることを当業者なら容易に理解することができる。請求項は、開示された実施形態、上述の代替物およびそれらの同等物すべてを包括すると解釈されることを意図する。
【符号の説明】
【００５７】
２００ 多層物品
２１０ 生分解性ポリマー層
２２０ 中間接着性プライマー層
２３０ 吸湿防止層
２４０ 接着層
２５０ 紙基材
２６０ 耐カール性外側保護層
３００ 多層物品
３１０ 生分解性ポリマー層
３２０ 中間接着性プライマー層
３３０ 吸湿防止層
４００ 生分解性パッケージ
４１０ 生分解性ポリマー層
４２０ 接着性プライマー層
４３０ 吸湿防止層
４７０ 製品
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）耐カール性外側保護層；
（ｂ）生分解性ポリマー層；
（ｃ）任意選択の中間接着性プライマー層；
（ｄ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する任意選択の吸湿防止層；
（ｅ）接着性結着層；および
（ｆ）紙基材；
を順次含む多層物品。
【請求項２】
（ａ）生分解性ポリマー層；
（ｂ）任意選択の中間接着性プライマー層；および
（ｃ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する吸湿防止層であって、ナノメートルスケールのクレーと混合された熱可塑性ポリマーを含む前記吸湿防止層；
を順次含む多層フィルム。
【請求項３】
（ａ）生分解性ポリマー層；
（ｂ）任意選択の中間接着性プライマー層；および
（ｃ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する吸湿防止層；
を順次含む多層フィルムから形成されたパッケージであって、前記吸湿防止層がそれ自体の上に重ねられ、少なくとも部分的にシールされてパッケージを形成する、前記パッケージ。
【請求項４】
任意選択で中間接着性プライマー層を介して、少なくとも１つの生分解性ポリマー層を吸湿防止層の表面に接着することによって多層フィルムを形成する工程と、
パッケージを形成するように多層フィルムを配置する工程とを含む、パッケージを製造する方法であって、
前記吸湿防止層は、それ自体の上に重ねられ、シールされて前記パッケージを形成し、前記吸湿防止層が、前記パッケージの最内層を構成する、前記方法。
【請求項１】
（ａ）耐カール性外側保護層；
（ｂ）生分解性ポリマー層；
（ｃ）任意選択の中間接着性プライマー層；
（ｄ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する任意選択の吸湿防止層；
（ｅ）接着性結着層；および
（ｆ）紙基材；
を順次含む多層物品。
【請求項２】
（ａ）生分解性ポリマー層；
（ｂ）任意選択の中間接着性プライマー層；および
（ｃ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する吸湿防止層であって、ナノメートルスケールのクレーと混合された熱可塑性ポリマーを含む前記吸湿防止層；
を順次含む多層フィルム。
【請求項３】
（ａ）生分解性ポリマー層；
（ｂ）任意選択の中間接着性プライマー層；および
（ｃ）１日当たり約０．５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）から１日当たり約４５ｇ／６４５．１６ｃｍ２（１００ｉｎ２）の水蒸気透過率を有する吸湿防止層；
を順次含む多層フィルムから形成されたパッケージであって、前記吸湿防止層がそれ自体の上に重ねられ、少なくとも部分的にシールされてパッケージを形成する、前記パッケージ。
【請求項４】
任意選択で中間接着性プライマー層を介して、少なくとも１つの生分解性ポリマー層を吸湿防止層の表面に接着することによって多層フィルムを形成する工程と、
パッケージを形成するように多層フィルムを配置する工程とを含む、パッケージを製造する方法であって、
前記吸湿防止層は、それ自体の上に重ねられ、シールされて前記パッケージを形成し、前記吸湿防止層が、前記パッケージの最内層を構成する、前記方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図２】
【図３】
【公開番号】特開２０１０−１８０２３（Ｐ２０１０−１８０２３Ａ）
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【外国語出願】
【出願番号】特願２００９−１１６４５０（Ｐ２００９−１１６４５０）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１月２８日（２０１０．１．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１１６４５０（Ｐ２００９−１１６４５０）
【出願日】平成２１年５月１３日（２００９．５．１３）
【出願人】（５００５７５８２４）ハネウェル・インターナショナル・インコーポレーテッド (1,504)
【Ｆターム（参考）】
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