DE112021002796T5

DE112021002796T5 - Laminat

Info

Publication number: DE112021002796T5
Application number: DE112021002796.4T
Authority: DE
Inventors: Masahiko Ota; Nicholas John McCaffrey; Brendan Leigh Morris
Original assignee: Plantic Technologies Ltd
Current assignee: Plantic Technologies Ltd
Priority date: 2020-05-15
Filing date: 2021-05-14
Publication date: 2023-04-13
Also published as: WO2021229511A1; AU2021270393A1; JP2021178497A; CN115485137A; US20230191759A1; JPWO2021229511A1

Abstract

Ein Laminat, umfassend: eine Gassperrschicht (I), die eine modifizierte Stärke (A) mit einem durchschnittlichen Amylosegehalt von 45 Massen-% oder mehr und ein wasserlösliches Polymer (B) umfasst; und ein Substrat (II), das an die Gassperrschicht (I) angrenzt, wobei das Laminat in einer Prüfung der biologischen Abbaubarkeit gemäß ISO 14855-1 einen Grad des biologischen Abbaus von 80 % oder mehr aufweist.

Description

TECHNISCHES GEBIET
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Laminat, das für ein Nahrungsmittel-Verpackungsmaterial oder dergleichen verwendet werden soll, eine Mehrschichtstruktur, die das Laminat umfasst, und ein Verpackungsmaterial oder ein Deckelmaterial, das die Mehrschichtstruktur umfasst.
STAND DER TECHNIK
Einem Verpackungsmaterial Gassperreigenschaften (insbesondere Sauerstoffsperreigenschaften) zu verleihen, ist eine wichtige Funktion zum Schützen von verschiedenen zu verpackenden Produkten vor einer Zersetzung aufgrund eines Gases, beispielsweise einer Oxidation aufgrund von Sauerstoff, und die Gassperreigenschaften wurden durch eine Aluminiumfolie, eine Metallgasphasenabscheidung auf einem Kunststoffsubstrat oder eine Mehrschichtbildung mit einem Gassperrharz, typischerweise durch EVOH, verliehen. Beispielsweise offenbart das Patentdokument 1 ein Gassperrlaminat mit einer Gassperrschicht, die aus einem wasserlöslichen Polymer und einer anorganischen Schichtverbindung auf einem Papiersubstrat ausgebildet ist.
Dabei wurden Film- bzw. Folienmaterialien, die Stärke als eine Hauptkomponente enthalten, im Hinblick auf eine Verminderung der Umweltbelastung untersucht. Beispielsweise offenbart das Patentdokument 2 eine(n) Mehrschichtfilm bzw. -folie, bei dem/der eine Stärkeschicht auf ein Substrat mit einer dazwischen angeordneten Haftmittelschicht laminiert ist und das Haftmittel die Haftfestigkeit zwischen dem Substrat und der Stärkeschicht sicherstellen kann.
DOKUMENTE DES STANDES DER TECHNIK
PATENTDOKUMENTE

Patentdokument 1: JP 2009-184138 A
Patentdokument 2: JP 2015-508341 A

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
DURCH DIE ERFINDUNG ZU LÖSENDE PROBLEME
Eine Untersuchung der vorliegenden Erfinder hat jedoch gezeigt, dass, obwohl das Laminat gemäß dem Patentdokument 1 Gassperreigenschaften aufweist, das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe nicht ausreichend ist und das Laminat nicht einfach wiederverwendet werden kann. In dem Laminat gemäß dem Patentdokument 2 wird ein Haftmittel zum Sicherstellen einer guten Haftfestigkeit zwischen dem Substrat und der Stärkeschicht verwendet und der Grad des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe ist aufgrund des Einflusses des Haftmittels gering. Wie es vorstehend beschrieben worden ist, wurde gefunden, dass es schwierig ist, das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe zu verbessern, während die Gassperreigenschaften und die Haftfestigkeit zwischen Schichten beibehalten werden.
Folglich ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Laminat mit Gassperreigenschaften, einer Haftfestigkeit und einem Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe, die hervorragend sind, eine Mehrschichtstruktur, die das Laminat umfasst, und ein Verpackungsmaterial oder ein Deckelmaterial, das die Mehrschichtstruktur umfasst, bereitzustellen.
MITTEL ZUM LÖSEN DER PROBLEME
Die vorliegenden Erfinder haben umfangreiche Untersuchungen zum Lösen der vorstehend beschriebenen Probleme durchgeführt und als Ergebnis gefunden, dass die vorstehend beschriebenen Probleme dadurch gelöst werden können, dass in einem Laminat, umfassend: eine Gassperrschicht (I), die eine modifizierte Stärke (A) und ein wasserlösliches Polymer (B) umfasst; und ein Substrat (II), der durchschnittliche Amylosegehalt der modifizierten Stärke (A) auf 45 Massen-% oder mehr eingestellt wird, die Gassperrschicht (I) und das Substrat (II) aneinander angrenzen gelassen werden und der Grad des biologischen Abbaus des Laminats auf 80 % oder mehr eingestellt wird, wodurch die vorliegende Erfindung gemacht wurde. D.h., die vorliegende Erfindung umfasst die folgenden Ausführungsformen.

[1] Laminat, umfassend: eine Gassperrschicht (I), die eine modifizierte Stärke (A) mit einem durchschnittlichen Amylosegehalt von 45 Massen-% oder mehr und ein wasserlösliches Polymer (B) umfasst; und ein Substrat (II), das an die Gassperrschicht (I) angrenzt, wobei das Laminat in einer Prüfung der biologischen Abbaubarkeit gemäß ISO 14855-1 einen Grad des biologischen Abbaus von 80 % oder mehr aufweist.
[2] Laminat nach [1], wobei das wasserlösliche Polymer (B) ein Polyvinylalkohol und/oder Polyoxyalkylen ist.
[3] Laminat nach [1] oder [2], wobei auf der Basis von 100 Massenteilen der Gesamtheit der modifizierten Stärke (A) und des wasserlöslichen Polymers (B) der Gehalt der modifizierten Stärke (A) 40 bis 98 Massenteile beträgt und der Gehalt des wasserlöslichen Polymers (B) 2 bis 60 Massenteile beträgt.
[4] Laminat nach einem von [1] bis [3], wobei die Gassperrschicht (I) eine Dicke von 1 bis 600 µm aufweist.
[5] Laminat nach einem von [1] bis [4], wobei das Substrat (II) Papier ist.
[6] Mehrschichtstruktur mit einer Heißsiegelschicht oder einer feuchtigkeitsbeständigen Schicht auf mindestens einer Oberfläche des Laminats nach einem von [1] bis [5].
[7] Verpackungsmaterial oder Deckelmaterial, welches das Laminat nach einem von [1] bis [5] oder die Mehrschichtstruktur nach [6] umfasst.

EFFEKTE DER ERFINDUNG
Das Laminat der vorliegenden Erfindung ist bezüglich der Gassperreigenschaften, der Haftfestigkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe hervorragend. Daher kann es zweckmäßig für Verpackungsmaterialien oder Deckelmaterialien für Nahrungsmittel, usw., verwendet werden.
Figurenliste

1 ist eine schematische Ansicht eines Doppelschneckenextruders, der in Beispielen verwendet wird.
2 ist eine schematische Ansicht einer Vorrichtung zur Herstellung eines Laminats, die in Beispielen verwendet wird.

AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
[Laminat]
Das Laminat der vorliegenden Erfindung umfasst eine Gassperrschicht (I) und ein Substrat (II), das an die Gassperrschicht (I) angrenzt.
<Gassperrschicht (I)>
Die Gassperrschicht (I) in dem Laminat der vorliegenden Erfindung ist eine Schicht mit Gassperreigenschaften und umfasst eine modifizierte Stärke (A) und ein wasserlösliches Polymer (B).
<Modifizierte Stärke (A)>
Die modifizierte Stärke (A) ist im Hinblick auf ein einfaches Verbessern der Gassperreigenschaften, der Haftfestigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe vorzugsweise mindestens eine, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer veretherten Stärke, einer veresterten Stärke, einer kationisierten Stärke und einer vernetzten Stärke.
Beispiele für die Stärke umfassen Stärken, die von Maniok, Mais, Kartoffeln, Süßkartoffeln, Sago, Tapioka, Hirse, Bohnen, Farnkraut, Hornklee, Trapa japonica, Weizen, Reis, Hafer, Pfeilwurz und Erbsen stammen. Unter anderem ist Stärke, die von Mais oder Maniok stammt, bevorzugt, und Stärke, die von Mais mit hohem Amylosegehalt stammt, ist mehr bevorzugt. Die Stärke kann einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr Arten von Stärke können in einer Kombination verwendet werden.
Beispiele für die veretherte Stärke umfassen Alkyl-veretherte Stärken, wie z.B. Methylveretherte Stärke; Carboxyalkyl-veretherte Stärken, wie z.B. Carboxymethyl-veretherte Stärke; und Hydroxyalkyl-veretherte Stärken, wie z.B. veretherte Stärke mit einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen. Alternativ können auch Allyl-veretherte Stärken und dergleichen verwendet werden.
Beispiele für die veresterte Stärke umfassen veresterte Stärken mit einer Struktureinheit, die von einer Carbonsäure abgeleitet ist, wie z.B. eine veresterte Stärke mit einer Struktureinheit, die von Essigsäure abgeleitet ist; veresterte Stärken mit einer Struktureinheit, die von einem Dicarbonsäureanhydrid abgeleitet ist, wie z.B. eine veresterte Stärke mit einer Struktureinheit, die von Maleinsäureanhydrid abgeleitet ist, eine veresterte Stärke mit einer Struktureinheit, die von Phthalsäureanhydrid abgeleitet ist, und eine veresterte Stärke mit einer Struktureinheit, die von Octenylbernsteinsäureanhydrid abgeleitet ist; und veresterte Stärken mit einer Struktureinheit, die von einer Oxosäure abgeleitet ist, wie z.B. eine Salpetersäure-veresterte Stärke, eine Phosphorsäure-veresterte Stärke und eine Harnstoff-Phosphorsäure-veresterte Stärke. Weitere Beispiele dafür umfassen eine Xanthogensäure-veresterte Stärke und eine Acetoessigsäure-veresterte Stärke.
Beispiele für die kationisierte Stärke umfassen ein Reaktionsprodukt von Stärke und 2-Diethylaminoethylchlorid und ein Reaktionsprodukt von Stärke und 2,3-Epoxypropyltrimethylammoniumchlorid.
Beispiele für die vernetzte Stärke umfassen eine Formaldehyd-vernetzte Stärke, eine Epichlorhydrin-vernetzte Stärke, eine Phosphorsäure-vernetzte Stärke und eine Acroleinvernetzte Stärke.
Im Hinblick auf eine einfache Verbesserung der Gassperreigenschaften, der Haftfestigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe ist die modifizierte Stärke (A) vorzugsweise mindestens eine, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer veretherten Stärke mit einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen und einer veresterten Stärke mit einer Struktureinheit, die von einem Dicarbonsäureanhydrid abgeleitet ist, und ist mehr bevorzugt mindestens eine, ausgewählt aus der Gruppe, bestehend aus einer Hydroxyethyl-veretherten Stärke, einer Hydroxypropylveretherten Stärke, einer Hydroxybutyl-veretherten Stärke, einer veresterten Stärke mit einer Struktureinheit, die von Maleinsäureanhydrid abgeleitet ist, einer veresterten Stärke mit einer Struktureinheit, die von Phthalsäureanhydrid abgeleitet ist, und einer veresterten Stärke mit einer Struktureinheit, die von Octenylbernsteinsäureanhydrid abgeleitet ist. Die modifizierte Stärke (A) kann einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr Spezies davon können in einer Kombination verwendet werden. In der vorliegenden Beschreibung gibt die Anzahl von Kohlenstoffatomen, die bezüglich einer „Stärke“ angegeben ist, die Anzahl von Kohlenstoffatomen einer Gruppe an, mit der eine Hydroxylgruppe in der Stärke substituiert worden ist (einer Gruppe, die durch Modifizieren einer Hydroxylgruppe in der Stärke gebildet wird). Beispielsweise gibt eine veretherte Stärke mit einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 5 Kohlenstoffatomen an, dass die Anzahl von Kohlenstoffatomen der Hydroxyalkylgruppe, die durch Modifizieren einer Hydroxylgruppe in der Stärke gebildet worden ist, 2 bis 5 beträgt.
Die veretherte Stärke mit einer Hydroxyalkylgruppe mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen kann eine veretherte Stärke sein, die durch eine Reaktion zwischen einem Alkylenoxid, wie z.B. Ethylenoxid, Propylenoxid oder Butylenoxid, und Stärke erhalten wird. Die durchschnittliche Anzahl von Hydroxygruppen, die bei der Modifizierung verwendet werden sollen, beträgt vorzugsweise 0,05 bis 2 pro eine Glukoseeinheit in der Stärke.
Die modifizierte Stärke (A), die in der Gassperrschicht (I) enthalten ist, weist einen durchschnittlichen Amylosegehalt von 45 Massen-% oder mehr auf. Wenn der durchschnittliche Amylosegehalt der modifizierten Stärke (A) weniger als 45 Massen-% beträgt, neigen die Gassperreigenschaften zu einer Verschlechterung.
Da in dem Laminat der vorliegenden Erfindung der durchschnittliche Amylosegehalt der modifizierten Stärke (A), die in der Gassperrschicht (I) enthalten ist, 45 Massen-% oder mehr beträgt, können die Gassperreigenschaften verbessert werden. Der durchschnittliche Amylosegehalt der modifizierten Stärke (A) beträgt vorzugsweise 45 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 50 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 55 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 60 Massen-% oder mehr. Wenn der durchschnittliche Amylosegehalt mit der vorstehenden Untergrenze identisch oder größer als diese ist, werden die Gassperreigenschaften einfacher verbessert. Der durchschnittliche Amylosegehalt in der modifizierten Stärke (A) beträgt üblicherweise 90 Massen-% oder weniger. In der vorliegenden Beschreibung kann der Amylosegehalt beispielsweise durch das kolorimetrische lodverfahren gemessen werden, das in „Starch, Band 50, Nr. 4, 158-163 (1998)“ beschrieben ist. Wenn die modifizierte Stärke nur eine Art von modifizierter Stärke enthält, steht der durchschnittliche Amylosegehalt für den Amylosegehalt der einzelnen modifizierten Stärke. Wenn zwei oder mehr modifizierte Stärken verwendet werden, wird der durchschnittliche Amylosegehalt durch Bilden des Gewichtsmittels der Amylosegehalte der zwei oder mehr modifizierten Stärken bestimmt. Aus diesem Grund kann beispielsweise dann, wenn zwei oder mehr modifizierte Stärken verwendet werden und der durchschnittliche Amylosegehalt auf 45 Massen-% oder mehr eingestellt wird, eine modifizierte Stärke mit einem Amylosegehalt von weniger als 45 Massen-% enthalten sein.
Bei der modifizierten Stärke (A) kann der Wassergehalt in der modifizierten Stärke (A) vorzugsweise 5 bis 15 Massen-% betragen.
Als die modifizierte Stärke (A) kann eine handelsübliche modifizierte Stärke verwendet werden. Beispiele für ein repräsentatives handelsübliches Produkt der modifizierten Stärke (A) umfassen ECOFILM (Marke) und National 1658 (Marke), die Hydroxypropyl-veretherte Stärken sind, die von Ingredion Incorporated hergestellt werden.
Der Gehalt der modifizierten Stärke (A) beträgt vorzugsweise 40 Massenteile oder mehr, mehr bevorzugt 50 Massenteile oder mehr, noch mehr bevorzugt 60 Massenteile oder mehr, noch mehr bevorzugt 70 Massenteile und besonders bevorzugt 75 Massenteile oder mehr, wohingegen er vorzugsweise 98 Massenteile oder weniger und mehr bevorzugt 95 Massenteile oder weniger pro 100 Massenteile der Gesamtheit der modifizierten Stärke (A) und des wasserlöslichen Polymers (B) beträgt. Wenn der Gehalt der modifizierten Stärke (A) mit der vorstehenden Untergrenze identisch oder größer als diese ist, werden die biologische Abbaubarkeit und das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe einfach erhöht, und wenn der Gehalt der modifizierten Stärke (A) mit der vorstehenden Obergrenze identisch oder kleiner als diese ist, werden die Gassperreigenschaften einfach verbessert.
<Wasserlösliches Polymer (B)>
Das wasserlösliche Polymer (B) ist ein Polymer, das mit der modifizierten Stärke (A) verträglich ist. Das wasserlösliche Polymer (B) ist nicht speziell beschränkt, weist jedoch vorzugsweise einen Schmelzpunkt auf, der für die Verarbeitungstemperatur der modifizierten Stärke (A) geeignet ist, und ist im Hinblick auf eine einfache Verbesserung der Gassperreigenschaften, der Haftfestigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe vorzugsweise ein Polyvinylalkohol und/oder ein Polyoxyalkylen und mehr bevorzugt ein Polyvinylalkohol.
Der Polyvinylalkohol weist vorzugsweise einen Verseifungsgrad von 80 bis 99,8 Mol-% auf. Wenn der Verseifungsgrad des Polyvinylalkohols in dem vorstehenden Bereich liegt, werden die Gassperreigenschaften, die Haftfestigkeit, die biologische Abbaubarkeit und das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe einfach verbessert. Der Verseifungsgrad beträgt mehr bevorzugt 85 Mol-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 88 Mol-% oder mehr und besonders bevorzugt 90 Mol-% oder mehr. Der Verseifungsgrad bezieht sich auf den molaren Anteil von Hydroxylgruppen an der Gesamtheit von Hydroxylgruppen und Estergruppen in dem Polyvinylalkohol. Der Verseifungsgrad kann gemäß JIS K 6726 (Prüfverfahren für Polyvinylalkohol) gemessen werden, und kann beispielsweise durch das Verfahren gemessen werden, das in Beispielen beschrieben ist.
Der Polyvinylalkohol wird beispielsweise durch eine Hydrolyse von Polyvinylacetat hergestellt, das durch eine Polymerisation von Vinylacetat-Monomeren erhältlich ist.
Bezüglich des Polyvinylalkohols beträgt die Viskosität einer 4 %igen wässrigen Lösung des Polyvinylalkohols bei 20 °C, wie sie gemäß JIS Z 8803 gemessen wird, vorzugsweise 1 bis 50 mPa · s. Wenn die Viskosität des Polyvinylalkohols in dem vorstehenden Bereich liegt, neigen die Gassperreigenschaften, die Haftfestigkeit, die biologische Abbaubarkeit und das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe zu einer einfachen Verbesserung. Die Viskosität beträgt mehr bevorzugt 3 mPa · s oder mehr und noch mehr bevorzugt 5 mPa · s oder mehr, und beträgt mehr bevorzugt 45 mPa · s oder weniger und noch mehr bevorzugt 40 mPa · s oder weniger.
Der Polyvinylalkohol (B) kann ferner eine weitere Monomereinheit umfassen, die von einer Vinylalkoholeinheit verschieden ist. Beispiele für die weitere Monomereinheit umfassen Monomereinheiten, die von ethylenisch ungesättigten Monomeren abgeleitet sind. Beispiele für die ethylenisch ungesättigten Monomere umfassen α-Olefine, wie z.B. Ethylen, Propylen, n-Buten, Isobutylen und 1-Hexen; Acrylsäure und Salze davon; ungesättigte Monomere mit einer Acrylsäureestergruppe; Methacrylsäure und Salze davon; ungesättigte Monomere mit einer Methacrylsäureestergruppe; Acrylamid, N-Methylacrylamid, N-Ethylacrylamid, N,N-Dimethylacrylamid, Diacetonacrylamid, Acrylamidopropansulfonsäure und Salze davon, Acrylamidopropyldimethylamin und Salze davon (z.B. quaternäre Salze); Methacrylamid, N-Methylmethacrylamid, N-Ethylmethacrylamid, Methacrylamidopropansulfonsäure und Salze davon, Methacrylamidopropyldimethylamin und Salze davon (z.B. quaternäre Salze); Vinylether, wie z.B. Methylvinylether, Ethylvinylether, n-Propylvinylether, i-Propylvinylether, n-Butylvinylether, i-Butylvinylether, t-Butylvinylether, Dodecylvinylether, Stearylvinylether und 2,3-Diacetoxy-1-vinyloxypropan; Vinylcyanide, wie z.B. Acrylnitril und Methacrylnitril; halogenierte Vinyle, wie z.B. Vinylchlorid und Vinylfluorid; halogenierte Vinylidene, wie z.B. Vinylidenchlorid und Vinylidenfluorid; Allylverbindungen, wie z.B. Allylacetat, 2,3-Diacetoxy-1-allyloxypropan und Allylchlorid; ungesättigte Dicarbonsäuren, wie z.B. Maleinsäure, Itaconsäure und Fumarsäure, und Salze oder Ester davon; Vinylsilylverbindungen, wie z.B. Vinyltrimethoxysilan; Isopropenylacetat; Vinylestermonomere, wie z.B. Vinylformiat, Vinylacetat, Vinylpropionat, Vinylbutyrat, Vinylisobutyrat, Vinylpivalat, Vinylversatat, Vinylcaproat, Vinylcaprylat, Vinyllaurat, Vinylpalmitat, Vinylstearat, Vinyloleat und Vinylbenzoat. Der Gehalt der weiteren Monomereinheit beträgt vorzugsweise 10 Mol-% oder weniger und mehr bevorzugt 5 Mol-% oder weniger, bezogen auf die gesamte molare Menge der Struktureinheiten, die den Polyvinylalkohol bilden.
Das Verfahren zur Herstellung des Polyvinylalkohols ist nicht speziell beschränkt. Beispiele dafür umfassen ein Verfahren, welches das Polymerisieren eines Vinylacetat-Monomers gegebenenfalls mit einem weiteren Monomer und das Verseifen des resultierenden Polymers zum Umwandeln in eine Vinylalkoholeinheit umfasst. Beispiele für eine Polymerisationsweise, die bei der Polymerisation verwendet wird, umfassen eine Chargenpolymerisation, eine Halbchargenpolymerisation, eine kontinuierliche Polymerisation und eine halbkontinuierliche Polymerisation. Beispiele für das Polymerisationsverfahren umfassen bekannte Verfahren, wie z.B. ein Massepolymerisationsverfahren, ein Lösungspolymerisationsverfahren, ein Suspensionspolymerisationsverfahren und ein Emulsionspolymerisationsverfahren. Für die Verseifung des Polymers kann ein bekanntes Verfahren eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Verseifung in einem Zustand durchgeführt werden, bei dem das Polymer in einem Alkohol oder einem wasserfreien Alkohol gelöst ist. Der Alkohol, der dabei verwendet werden kann, ist ein niederer Alkohol, wie z.B. Methanol und Ethanol. Der Polyvinylalkohol kann einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr Spezies davon können in einer Kombination verwendet werden.
Das Polyoxyalkylen stellt ein Polyalkylenoxid und ein Polyalkylenglykol dar und weist eine Struktureinheit auf, die durch die folgende Formel (1) dargestellt ist (auch als Struktureinheit (1) bezeichnet). Das Polyoxyalkylen kann zwei oder mehr verschiedene Struktureinheiten (1) aufweisen.
[ln der Formel ist R eine Alkylengruppe und n ist 1 oder mehr.]
In der Formel (1) umfassen Beispiele für die Alkylengruppe Alkylengruppen mit 2 bis 10 Kohlenstoffatomen, wie z.B. eine Ethylengruppe, eine Propylengruppe, eine Trimethylengruppe, eine Butylengruppe, eine Isobutylengruppe, eine Pentylengruppe, eine Hexylengruppe, eine Heptylengruppe, eine Octylengruppe, eine Nonylengruppe und eine Decylengruppe. Von diesen sind Alkylengruppen mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen bevorzugt und eine Ethylengruppe und/oder eine Propylengruppe sind/ist im Hinblick auf ein einfaches Verbessern der Gassperreigenschaften, der Haftfestigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe mehr bevorzugt. Wenn n 2 oder mehr beträgt, können diese Alkylengruppen einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden.
n in der Formel (1) beträgt im Hinblick auf ein einfaches Verbessern der Gassperreigenschaften, der Haftfestigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe vorzugsweise 5 oder mehr, mehr bevorzugt 50 oder mehr und noch mehr bevorzugt 100 oder mehr, und beträgt vorzugsweise 120000 oder weniger und mehr bevorzugt 70000 oder weniger. Wenn das Polyoxyalkylen verschiedene Struktureinheiten (1) enthält, kann die Wiederholungsanzahl n jeder Struktureinheit gleich oder verschieden sein.
Beispiele für das Polyalkylenoxid umfassen Polymere mit einer Struktureinheit, die von einem Alkylenoxid mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen abgeleitet ist, und umfassen insbesondere Polyethylenoxid, Polypropylenoxid, Polytrimethylenoxid (Polyoxethan), Polybutylenoxid, Polyisobutylenoxid und Copolymere von Monomeren, welche die Vorstehenden bilden. Beispiele für das Polyalkylenglykol umfassen Polymere mit einer Struktureinheit, die von einem Alkylenglykol mit 2 bis 6 Kohlenstoffatomen abgeleitet ist, und umfassen insbesondere Polyethylenglykol, Polypropylenglykol, Polytrimethylenglykol, Polybutylenglykol, Polyisobutylenglykol und Copolymere von Monomeren, welche die Vorstehenden bilden. Von diesen handelt es sich bei dem Polyoxyalkylen im Hinblick auf ein einfaches Verbessern der Gassperreigenschaften, der Haftfestigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe vorzugsweise um Polyethylenoxid, Polypropylenoxid, Polyethylenglykol, Polypropylenglykol oder Copolymere von Monomeren, welche diese bilden. Als das Copolymer sind ein Copolymer aus Ethylenoxid und Propylenoxid, ein Copolymer aus Ethylenglykol und Propylenglykol und dergleichen bevorzugt.
Das Polyoxyalkylen kann eine Struktureinheit enthalten, die von einem Monomer abgeleitet ist, das von der Struktureinheit (1) verschieden ist, solange der Effekt der vorliegenden Erfindung nicht beeinträchtigt wird. Wenn das Polyoxyalkylen ein Copolymer ist, ist der Polymerisationsmodus des Copolymers nicht speziell beschränkt, und es kann in einem statistischen Modus, einem Blockmodus, einem Pfropfmodus oder einem Gradientenmodus vorliegen. Das Polyoxyalkylen kann einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr Spezies davon können in einer Kombination verwendet werden.
Das Gewichtsmittel des Molekulargewichts des Polyoxyalkylens beträgt im Hinblick auf ein einfaches Verbessern der Gassperreigenschaften, der Haftfestigkeit, der biologischen Abbaubarkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe vorzugsweise 10000 oder mehr, mehr bevorzugt 50000 oder mehr, und beträgt vorzugsweise 5000000 oder weniger und mehr bevorzugt 3000000 oder weniger.
Als das Polyoxyalkylen kann ein handelsübliches Produkt verwendet werden. Beispiele für repräsentative handelsübliche Produkte des Polyoxyalkylens umfassen ALKOX (Marke) E-75G, ALKOX (Marke) L-11, ALKOX (Marke) L-6 und ALKOX (Marke) EP1010N, hergestellt von Meisei Chemical Works, Ltd., PEO (Marke) PEO-1 und PEO-2, hergestellt von Sumitomo Seika Chemicals Co., Ltd.
Der Gehalt des wasserlöslichen Polymers (B) beträgt vorzugsweise 2 Massenteile oder mehr und mehr bevorzugt 5 Massenteile oder mehr, beträgt vorzugsweise 60 Massenteile oder weniger, mehr bevorzugt 50 Massenteile oder weniger, noch mehr bevorzugt 40 Massenteile oder weniger, noch mehr bevorzugt 30 Massenteile oder weniger und besonders bevorzugt 25 Massenteile oder weniger pro 100 Massenteile der Gesamtheit der modifizierten Stärke (A) und des wasserlöslichen Polymers (B). Wenn der Gehalt des wasserlöslichen Polymers (B) mit der vorstehenden Untergrenze identisch oder größer als diese ist, werden die Gassperreigenschaften einfach verbessert, und wenn der Gehalt des wasserlöslichen Polymers (B) mit der vorstehenden Obergrenze identisch oder kleiner als diese ist, werden die biologische Abbaubarkeit und das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe einfach verbessert.
In der Gassperrschicht (I) beträgt das Gesamtverhältnis der modifizierten Stärke (A) und des wasserlöslichen Polymers (B) vorzugsweise 60 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 80 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 85 Massen-% oder mehr, und noch mehr bevorzugt 90 Massen-% oder mehr, und beträgt vorzugsweise 100 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Masse der Gassperrschicht (I). Wenn das Gesamtverhältnis der modifizierten Stärke (A) und des wasserlöslichen Polymers (B) in dem vorstehenden Bereich liegt, werden die Gassperreigenschaften, die Haftfestigkeit, die biologische Abbaubarkeit und das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe einfach verbessert.
(Weitere Komponenten)
In dem Laminat der vorliegenden Erfindung kann die Gassperrschicht (I) ferner eine Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder ein Fettsäuresalz davon umfassen. Beispiele für die Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und ein Fettsäuresalz davon umfassen Stearinsäure, Calciumstearat, Natriumstearat, Palmitinsäure, Laurinsäure, Myristinsäure, Linolsäure und Behensäure. Von diesen sind Stearinsäure, Calciumstearat und Natriumstearat im Hinblick auf die Verarbeitungsfähigkeit bevorzugt. Die Fettsäuren mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und die Fettsäuresalze davon können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden.
Wenn die Gassperrschicht (I) eine Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder ein Fettsäuresalz davon enthält, beträgt deren bzw. dessen Gehalt in der Gassperrschicht (I) vorzugsweise 0,01 bis 3 Massen-%, mehr bevorzugt 0,03 bis 2 Massen-% und noch mehr bevorzugt 0,1 bis 1 Massen-%, bezogen auf die Masse der Gassperrschicht (I). Wenn der Gehalt der Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder des Fettsäuresalzes davon in dem vorstehenden Bereich liegt, neigt sie dazu, bezüglich der Verarbeitungsfähigkeit vorteilhaft zu sein.
Die Gassperrschicht (I) kann ferner einen Ton umfassen. Beispiele für den Ton umfassen synthetische oder natürliche Schichtsilikattone, wie z.B. Montmorillonit, Bentonit, Beidellit, Glimmer, Hectorit, Saponit, Nontronit, Sauconit, Vermiculit, Ledikit, Magadit, Kenyait, Stevensit und Volkonskoit. Die Tone können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden.
Wenn die Gassperrschicht (I) einen Ton enthält, beträgt der Gehalt des Tons in der Gassperrschicht (I) vorzugsweise 0,1 bis 5 Massen-%, mehr bevorzugt 0,1 bis 3 Massen-% und noch mehr bevorzugt 0,5 bis 2 Massen-%, bezogen auf die Masse der Gassperrschicht (I). Wenn der Tongehalt in dem vorstehenden Bereich liegt, besteht eine Tendenz dahingehend, dass dies bezüglich der Transparenz und der Festigkeit vorteilhaft ist.
Wenn die später beschriebene wasserhaltige Zusammensetzung zur Bildung der Gassperrschicht (I) einen Weichmacher enthält, werden die Filmbildungseigenschaften und die Beschichtungseigenschaften verbessert, wenn die Gassperrschicht (I) direkt auf dem Substrat (II) gebildet wird, und die Haftfestigkeit zwischen dem Substrat (II) und der Gassperrschicht (I) und die Gassperreigenschaften werden einfach verbessert. Daher enthält die Gassperrschicht (I) in dem Laminat vorzugsweise einen Weichmacher. Beispiele für den Weichmacher umfassen Wasser, Sorbit, Glycerin, Maltit, Xylit, Mannit, Glycerintrioleat, epoxidiertes Leinsamenöl, epoxidiertes Sojabohnenöl, Tributylzitrat, Acetyltriethylzitrat, Glyceryltriacetat, 2,2,4-Trimethyl-1,3-pentandioldiisobutyrat, Polyethylenoxid und Polyethylenglykol. Die Weichmacher können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden. Von diesen Weichmachern ist Wasser im Hinblick auf eine einfache Verbesserung der Haftfestigkeit und der Gassperreigenschaften des Laminats bevorzugt.
Der Wassergehalt (die Menge des enthaltenen Wassers) in der Gassperrschicht (I) beträgt vorzugsweise 3 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 4 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 7 Massen-% oder mehr, und beträgt vorzugsweise 20 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 18 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 15 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Masse der Gassperrschicht (I). Wenn der Wassergehalt in dem vorstehenden Bereich liegt, werden die Gassperreigenschaften und die Haftfestigkeit einfach verbessert. Der Wassergehalt ist ein Wassergehalt, wenn eine Probe bis zu einem maximalen Teilchendurchmesser von 1 mm oder weniger mit einem Wonder Blender WB-1 pulverisiert und dann bei einer Temperatur von 130 °C für 60 Minuten unter Verwendung eines Wärmetrocknungsfeuchtigkeitsmessgeräts gemessen wird.
Die Gassperrschicht (I) kann ferner gegebenenfalls Zusätze, wie z.B. Füllstoffe, Verarbeitungsstabilisatoren, Witterungsbeständigkeitsstabilisatoren, Farbmittel, Ultraviolettabsorptionsmittel, Lichtstabilisatoren, Antioxidationsmittel, Antistatikmittel, Flammverzögerungsmittel, weitere thermoplastische Harze, Schmiermittel, Duftstoffe, Schaumdämpfer, Desodorierungsmittel, Füllstoffe, Trennmittel, Formentrennmittel, Verstärkungsmittel, Vernetzungsmittel, Fungizide, Antiseptika und Mittel zur Verminderung der Kristallisationsrate umfassen.
Die Form der Gassperrschicht (I) ist vorzugsweise ein Film bzw. eine Folie oder a Lage. Die Dicke der Gassperrschicht (I) beträgt im Hinblick auf ein einfaches Verbessern der Gassperreigenschaften, der biologischen Abbaubarkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe vorzugsweise 1 µm oder mehr, mehr bevorzugt 3 µm oder mehr, noch mehr bevorzugt 5 µm oder mehr und besonders bevorzugt 10 µm oder mehr, und beträgt vorzugsweise 600 µm oder weniger, mehr bevorzugt 500 µm oder weniger und noch mehr bevorzugt 450 µm oder weniger. Eine oder zwei oder mehr Gassperrschicht(en) (I) kann oder können bereitgestellt werden und die Gassperrschicht (I) kann eine Einzelschicht oder eine Mehrfachschicht sein. Wenn zwei oder mehr Gassperrschichten (I) vorliegen, können die Dicke und die Zusammensetzung jeder Schicht verschieden oder gleich sein.
<Substrat (II)>
Das Laminat der vorliegenden Erfindung umfasst ein Substrat (II) angrenzend an die Gassperrschicht (I). Das Substrat (II) ist nicht speziell beschränkt, solange das resultierende Laminat einen Grad des biologischen Abbaus von 80 % oder mehr aufweist, und Beispiele dafür umfassen Papier und einen biologisch abbaubaren Polyester.
(Papiersubstrat)
Das Papiersubstrat kann beispielsweise ein Film bzw. eine Folie oder eine Lage sein, die Pulpe, einen Füllstoff, Chemikalien und ein Pigment umfasst. Beispiele für die Pulpe umfassen chemische Pulpen, wie z.B. gebleichte Hartholz-Kraftpulpe (LBKP), gebleichte Weichholz-Kraftpulpe (NBKP), ungebleichte Hartholz-Kraftpulpe (LUKP), ungebleichte Weichholzpulpe (NUKP) und Sulfitpulpe; mechanische Pulpe, wie z.B. steingemahlene Pulpe und thermomechanische Pulpe; Holzfasern, wie z.B. von Druckfarbe befreite Pulpe und Altpapierpulpe; und Nicht-Holzfasern, die von Kenaf, Bambus, Hanf, usw., erhalten worden sind. Diese Pulpen können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden. Von diesen sind chemische Pulpen, mechanische Pulpen und Holzfasern bevorzugt, und chemische Pulpen sind im Hinblick auf ein einfaches Verhindern einer Kontamination von Fremdsubstanzen in einem Basispapier und das Auftreten einer Verfärbung im Laufe der Zeit, wenn ein Papierbehälter nach dem Gebrauch rezykliert und verwendet wird, und auf ein einfaches Verbessern des Anfühlens einer Oberfläche beim Drucken mehr bevorzugt.
Beispiele für den Füllstoff umfassen bekannte Füllstoffe, wie z.B. Weißruß, Talk, Kaolin, Ton, schweres Calciumcarbonat, leichtes Calciumcarbonat, Titanoxid, Zeolith und Füllstoffe aus synthetischem Harz. Die Füllstoffe können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden. Beispiele für die Chemikalien umfassen oxidierte Stärke, Hydroxyethyl-veretherte Stärke, Enzym-modifizierte Stärke, Polyacrylamid, Polyvinylalkohol, Oberflächenschlichtemittel (beispielsweise neutrale Schlichtemittel), Wasserbeständigkeitsmittel, Feuchthaltemittel, Verdickungsmittel, Schmiermittel, Ausbeuteverbesserungsmittel, Mittel zum Verbessern des Wasserfiltervermögens und Papierverstärkungsmittel, und diese können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden. Beispiele für das Ausbeuteverbesserungsmittel umfassen Aluminiumsulfat und verschiedene anionische, kationische, nicht-ionische oder amphotere Ausbeuteverbesserungsmittel. Beispiele für Trockenpapierverstärkungsmittel umfassen Polyacrylamid und kationisierte Stärke, und Beispiele für Nasspapierverstärkungsmittel umfassen Polyamidoaminepichlorhydrin. Diese Chemikalien werden zugesetzt, solange sie keinen Einfluss auf die Bildung, die Funktionsfähigkeit, usw., aufweisen. Beispiele für das neutrale Schlichtemittel umfassen ein Alkylketendimer, ein Alkenylbernsteinsäureanhydrid und ein neutrales Kolophoniumschlichtemittel. Beispiele für das Pigment umfassen anorganische Pigmente, wie z.B. Kaolin, Ton, behandeltes Kaolin, delaminierten Ton, schweres Calciumcarbonat, leichtes Calciumcarbonat, Glimmer, Talk, Titandioxid, Bariumsulfat, Calciumsulfat, Zinkoxid, Kieselsäure, Silikatsalze, kolloidales Siliziumoxid und Satinweiß, und organische Pigmente, wie z.B. einen massiven Typ, einen hohlen Typ und einen Kern-Hülle-Typ, und diese Pigmente können einzeln verwendet werden oder zwei oder mehr davon können in einer Kombination verwendet werden. Ferner können gegebenenfalls auch ein Farbstoff, ein Fluoreszenzaufheller, ein pH-Einstellmittel, ein Schaumdämpfer, ein Harzbekämpfungsmittel, ein Schleimbekämpfungsmittel, usw., zugesetzt werden. Die Oberfläche des Papiersubstrats kann mit verschiedenen Chemikalien oder Pigmenten behandelt werden.
Das Verfahren zur Herstellung eines Papiersubstrats (Papierherstellung) ist nicht speziell beschränkt und ein Papiersubstrat kann gemäß dem sauren Papierherstellungsverfahren, dem neutralen Papierherstellungsverfahren oder dem alkalischen Papierherstellungsverfahren unter Verwendung von jedweder bekannten Fourdrinier-Formmaschine, On-top-Hybridformmaschine, Spaltformmaschine, usw., hergestellt werden.
Das Verfahren zur Behandlung der Oberfläche des Papiersubstrats ist nicht speziell beschränkt, jedoch kann beispielsweise jedwede bekannte Beschichtungsmaschine verwendet werden, wie z.B. eine Dosierstab-Leimpresse, eine Pond-Leimpresse, ein Gatterwalzenbeschichter, ein Sprüh- bzw. Spritzbeschichter, ein Rakelbeschichter, ein Vorhangbeschichter, usw.
Beispiele für das so erhaltene Papiersubstrat umfassen verschiedene bekannte Materialien, wie z.B. holzfreies Papier, holzhaltiges Papier, beschichtetes Papier, Einfachglanz-Papier, Kraftpapier, Einfachglanz-Kraftpapier, gebleichtes Kraftpapier, ungebleichtes Kraftpapier, Reyonpapier, Seidenpapier, Pergaminpapier, Pappe, weiße Pappe, Zellophan und Deckenpapier.
Das Papiersubstrat kann eine transparente Beschichtungsschicht als Teil des Papiersubstrats auf einer Seite oder beiden Seiten des vorstehend beschriebenen Basispapiers aufweisen. Durch Aufbringen einer transparenten Beschichtung auf das Basispapier werden die Oberflächenfestigkeit und die Glätte des Basispapiers einfach verbessert und das Beschichtungsvermögen beim Aufbringen von Pigmenten wird einfach verbessert. Die transparente Beschichtungsschicht kann eine Polymerverbindung enthalten, die von Stärke als Bindemittel abgeleitet ist. Die Menge der transparenten Beschichtung beträgt vorzugsweise 0,1 bis 4,0 g/m² und mehr bevorzugt 0,5 bis 2,5 g/m², bezogen auf den Feststoffgehalt pro Seite. Beispielsweise kann unter Verwendung eines Beschichters (Beschichtungsmaschine), wie z.B. einer Leimpresse, eines Gatterwalzenbeschichters, einer Vordosier-Leimpresse, eines Vorhangbeschichters oder eines Sprüh- bzw. Spritzbeschichters, eine Beschichtungsflüssigkeit, die eine Stärke, wie z.B. Stärke oder oxidierte Stärke, und ein wasserlösliches Polymer, wie z.B. Polyacrylamid oder Polyvinylalkohol, als Hauptkomponenten enthält, auf das Basispapier aufgebracht werden. Es ist auch bevorzugt, vor dem Beschichten mit dem Basispapier eine Vorkalandrierungsbehandlung mit einem mitlaufenden Weichkalander, einem mitlaufenden Kühlkalander oder dergleichen durchzuführen, wodurch das Basispapier im Vorhinein geglättet wird, um die Beschichtungsschicht nach dem Beschichten zu vereinheitlichen.
Das Papiersubstrat kann gegebenenfalls geglättet werden. Für die Glättungsbehandlung kann eine Glättungsbehandlungsvorrichtung, wie z.B. ein normaler Superkalander, ein Glanzkalander, ein Weichkalander, ein Heizkalander oder ein Schuhkalander verwendet werden. Die Glättungsbehandlungsvorrichtung wird in einer geeigneten Weise in einer Maschine oder neben einer Maschine verwendet und die Form der Druckbeaufschlagungsvorrichtung, die Anzahl von Druckbeaufschlagungswalzenspalten, die Heiztemperatur, usw., werden in einer geeigneten Weise eingestellt.
(Biologisch abbaubares Polyestersubstrat)
Das biologisch abbaubare Polyestersubstrat ist nicht speziell beschränkt, solange es aus einem biologisch abbaubaren Polyester ausgebildet ist, und Beispiele dafür umfassen Polyhydroxybutyrat, Polyhydroxyhexanoat, Polymilchsäure (PLA), Polycaprolacton, Polybutylensuccinat, Polyadipat, Polybutylenadipat, Polytetramethylenadipat, Polyethylensuccinat, Polyglykolsäure, Poly(butylenadipatterephthalat) (PBAT) und Poly(butylensuccinatadipat) (PBSA).
Das Substrat (II) ist im Hinblick auf ein einfacheres Verbessern der biologischen Abbaubarkeit, des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe und der Haftfestigkeit des Laminats vorzugsweise Papier (ein Papiersubstrat).
Das Basisgewicht des Substrats (II) beträgt vorzugsweise 1 g/m² oder mehr und mehr bevorzugt 10 g/m² oder mehr, und beträgt vorzugsweise 500 g/m² oder weniger, mehr bevorzugt 400 g/m² oder weniger, und noch mehr bevorzugt 300 g/m² oder weniger. Wenn das Basisgewicht des Substrats (II) in dem vorstehenden Bereich liegt, werden die Gassperreigenschaften, die Haftfestigkeit, die biologische Abbaubarkeit und das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe einfach verbessert.
Bezüglich des Substrats (II) kann entweder eine einzelne Schicht oder können zwei oder mehr Schichten bereitgestellt werden und es kann entweder eine einzelne Schicht oder mehrere Schichten umfassen. Wenn das Substrat (II) zwei oder mehr Schichten umfasst, können die Dicke und das Material jeder Schicht entweder verschieden oder gleich sein.
<Laminat>
Das Laminat der vorliegenden Erfindung umfasst eine Gassperrschicht (I), die eine modifizierte Stärke (A) mit einem durchschnittlichen Amylosegehalt von 45 Massen-% oder mehr und ein wasserlösliches Polymer (B) umfasst, und ein Substrat (II) angrenzend an die Gassperrschicht (I), wobei das Laminat in einer Prüfung der biologischen Abbaubarkeit gemäß ISO 14855-1 einen Grad des biologischen Abbaus von 80 % oder mehr aufweist. Folglich ist das Laminat der vorliegenden Erfindung bezüglich der biologischen Abbaubarkeit, der Gassperreigenschaften, der Haftfestigkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe hervorragend. Daher kann es zweckmäßig für Verpackungsmaterialien oder Deckelmaterialien für Nahrungsmittel, usw., verwendet werden. Dabei bedeutet „angrenzend“, dass die Gassperrschicht (I) und das Substrat (II) miteinander in Kontakt sind, und es bedeutet insbesondere, dass die Gassperrschicht (I) direkt auf die Oberfläche des Substrats (II) laminiert ist, wobei keine weitere Schicht dazwischen angeordnet ist.
In der vorliegenden Erfindung wird eine spezifische Gassperrschicht (I) verwendet und zwischen einem Substrat (II) und der Gassperrschicht (I) ist kein Haftmittel bereitgestellt, so dass der Grad des biologischen Abbaus hoch ist und ein hervorragendes Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe erreicht werden kann. Darüber hinaus kann selbst ohne die Verwendung eines Haftmittels eine ausreichende Haftfestigkeit zwischen Schichten bereitgestellt werden.
In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe auf eine Charakteristik der Fähigkeit für einen Abbau, insbesondere eine Charakteristik für einen einfachen Abbau zu Fasern in einem Abbaumittel, und es kann beispielsweise durch das Verfahren bewertet werden, das in dem Abschnitt von [(3) Messung des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe eines Laminats] in Beispielen beschrieben ist. Die Haftfestigkeit gibt die Festigkeit der Haftung zwischen der Gassperrschicht (I) und dem Substrat (II) an.
Das Laminat der vorliegenden Erfindung weist in einer Prüfung der biologischen Abbaubarkeit gemäß ISO 14855-1 einen Grad des biologischen Abbaus von 80 % oder mehr auf. Wenn der Grad des biologischen Abbaus weniger als 80 % beträgt, verschlechtert sich nicht nur die biologische Abbaubarkeit, sondern auch das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe neigt zu einer Verschlechterung. Da in der vorliegenden Erfindung der Grad des biologischen Abbaus 80 % oder mehr beträgt, kann ein hervorragendes Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe bereitgestellt werden. Der Grad des biologischen Abbaus beträgt vorzugsweise 85 % oder mehr, mehr bevorzugt 90 % oder mehr, noch mehr bevorzugt 95 % oder mehr und besonders bevorzugt 97 % oder mehr. Wenn der Grad des biologischen Abbaus mit der vorstehenden Untergrenze identisch oder größer als diese ist, wird das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe einfacher verbessert. Die Obergrenze des Grads des biologischen Abbaus beträgt 100 % oder weniger. Der Grad des biologischen Abbaus kann durch eine Prüfung der biologischen Abbaubarkeit gemäß ISO 14855-1 gemessen werden und bei der Prüfung der biologischen Abbaubarkeit kann der Grad des biologischen Abbaus vorzugsweise auf einer Basis nach 168 Tagen bestimmt werden. Der Grad des biologischen Abbaus kann durch das Verfahren gemessen werden, das in Beispielen beschrieben ist. Der Grad des biologischen Abbaus kann beispielsweise unter Verwendung einer Komponente mit einer hohen biologischen Abbaubarkeit als das Substrat (II) oder geeignetes Ändern der Mengen der modifizierten Stärke (I) und des wasserlöslichen Polymers (II) in der Gassperrschicht (I) eingestellt werden.
Das Laminat der vorliegenden Erfindung weist hervorragende Gassperreigenschaften, insbesondere Sauerstoffsperreigenschaften, auf. Die Sauerstoffdurchlässigkeit (cm³/[m² · atm · 24 Stunden]) des Laminats der vorliegenden Erfindung bei 23 °C und 50 % relativer Feuchtigkeit (RH) beträgt vorzugsweise 10 oder weniger, mehr bevorzugt 8,0 oder weniger, noch mehr bevorzugt 5,0 oder weniger, noch mehr bevorzugt 3,0 oder weniger und besonders bevorzugt 1,0 oder weniger. Wenn die Sauerstoffdurchlässigkeit mit der vorstehenden Obergrenze identisch oder kleiner als diese ist, werden hervorragende Sauerstoffsperreigenschaften einfach bereitgestellt. Die Sauerstoffdurchlässigkeit (cm³/[m² · atm · 24 Stunden]) beträgt üblicherweise 0,01 oder mehr. Die Sauerstoffdurchlässigkeit einer Harzzusammensetzung kann mit einem Gerät zur Analyse der Sauerstoffdurchlässigkeit nach dem Lagern der Harzzusammensetzung bei 23 °C und 50 % relativer Feuchtigkeit (RH) für zwei Wochen zum Einstellen der Feuchtigkeit gemessen werden, und kann beispielsweise durch das Verfahren gemessen werden, das in Beispielen beschrieben ist. In der vorliegenden Beschreibung bedeutet der Ausdruck, dass die Sauerstoffsperreigenschaften verbessert oder erhöht sind, dass die Sauerstoffdurchlässigkeit vermindert ist, und der Ausdruck, dass ein Gegenstand hervorragende Sauerstoffsperreigenschaften aufweist, bedeutet, dass der Gegenstand eine niedrige Sauerstoffdurchlässigkeit aufweist.
Das Laminat der vorliegenden Erfindung weist selbst ohne die Verwendung eines Haftmittels eine hervorragende Haftfestigkeit zwischen dem Substrat (II) und der Gassperrschicht (I) auf. Die Haftfestigkeit beträgt vorzugsweise 1 N/15 mm oder mehr, mehr bevorzugt 2 N/15 mm, noch mehr bevorzugt 3 N/15 mm oder mehr, noch mehr bevorzugt 4 N/15 mm oder mehr und besonders bevorzugt 5 N/15 mm oder mehr. Die Obergrenze der Haftfestigkeit beträgt üblicherweise 100 N/15 mm oder weniger und vorzugsweise 50 N/15 mm oder weniger. Die Haftfestigkeit kann unter Verwendung eines Zugprüfgeräts bei einem Ablösewinkel von 180° und einer Geschwindigkeit von 100 mm/min gemessen werden, nachdem das Laminat bei 23 °C und 50 % relativer Feuchtigkeit (RH) für zwei Wochen konditioniert worden ist, und kann beispielsweise durch das Verfahren gemessen werden, das in Beispielen beschrieben ist. Die Haftfestigkeit kann beispielsweise durch geeignetes Einstellen der Art des Substrats (I) und der Art und des Verhältnisses der Komponenten in der Gassperrschicht (I), insbesondere unter Verwendung der vorstehend genannten bevorzugten Komponenten, oder durch Einstellen von deren Verhältnis auf den vorstehend genannten bevorzugten Bereich; Einstellen des Wassergehalts der Gassperrschicht (I) in dem Laminat auf den vorstehenden Bereich, d.h., Herstellen eines Laminats unter Verwendung einer wasserhaltigen Zusammensetzung mit einem vorgegebenen Wassergehalt; oder Einsetzen des später beschriebenen Verfahrens zur Herstellung eines Laminats auf den vorstehenden Bereich eingestellt werden.
Der Wassergehalt (die Menge des enthaltenen Wassers) in dem Laminat der vorliegenden Erfindung beträgt vorzugsweise 3 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 4 Massen-% oder mehr und noch mehr bevorzugt 7 Massen-% oder mehr, und beträgt vorzugsweise 20 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 18 Massen-% oder weniger, und noch mehr bevorzugt 15 Massen-% oder weniger, bezogen auf die Masse des Laminats. Wenn der Wassergehalt des Laminats in dem vorstehenden Bereich liegt, werden die Gassperreigenschaften und die Haftfestigkeit einfach verbessert. Der Wassergehalt ist ein Wassergehalt, wenn eine Probe zu einem maximalen Teilchendurchmesser von 1 mm oder weniger beispielsweise mit einem Wonder Blender WB-1 (Osaka Chemical Co., Ltd.) pulverisiert und dann bei einer Temperatur von 130 °C für 60 Minuten unter Verwendung eines Wärmetrocknungsfeuchtigkeitsmessgeräts gemessen wird, und kann mit dem Verfahren gemessen werden, das in Beispielen beschrieben ist.
Beispiele für den Schichtaufbau des Laminats sind nicht speziell beschränkt und umfassen Gassperrschicht (I)/Substrat (II); Substrat (II)/Gassperrschicht (I)/Substrat (II); und Gassperrschicht (I)/Substrat (II)/Gassperrschicht (I).
[Verfahren zur Herstellung eines Laminats]
Das Verfahren zur Herstellung des Laminats der vorliegenden Erfindung ist nicht speziell beschränkt, jedoch ist beispielsweise ein Verfahren bevorzugt, das einen Schritt des Beschichtens eines Substrats (II) mit einer wasserhaltigen Zusammensetzung, welche die modifizierte Stärke (A) und das wasserlösliche Polymer (B) umfasst (manchmal als Schritt (X) bezeichnet). Wenn ein solches Verfahren verwendet wird, können die biologische Abbaubarkeit und das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe verbessert werden und eine ausreichende Haftfestigkeit kann erhalten werden, da die Gassperrschicht (I) ohne die Verwendung eines Haftmittels auf das Substrat (II) laminiert werden kann.
<Herstellung einer wasserhaltigen Zusammensetzung>
Die wasserhaltige Zusammensetzung umfasst eine Harzzusammensetzung, welche die modifizierte Stärke (A) und das wasserlösliche Polymer (B) umfasst und einen Wassergehalt von 1 bis 50 Massen-% aufweist. Der Wassergehalt beträgt vorzugsweise 5 Massen-% oder mehr und mehr bevorzugt 8 Massen-% oder mehr, und beträgt vorzugsweise 45 Massen-% oder weniger und mehr bevorzugt 40 Massen-% oder weniger. Wenn der Wassergehalt in dem vorstehenden Bereich liegt, können die Beschichtungseigenschaften und die Filmbildungseigenschaften beim Beschichten des Substrats (II) mit der wasserhaltigen Zusammensetzung einfach verbessert werden, und die Haftfestigkeit zwischen dem Substrat (II) und der Gassperrschicht (I) in dem resultierenden Laminat kann einfach verbessert werden. Ferner werden die Gassperreigenschaften einfach verbessert. Der Wassergehalt der wasserhaltigen Zusammensetzung ist beispielsweise ein Wassergehalt, der bei einer Temperatur von 130 °C für 60 Minuten unter Verwendung eines Wärmetrocknungsfeuchtigkeitsmessgeräts gemessen wird, und kann durch das Verfahren gemessen werden, das in Beispielen beschrieben ist. In der vorliegenden Beschreibung soll die wasserhaltige Zusammensetzung alle Harzzusammensetzungen, die Wasser enthalten, umfassen, die einen Wassergehalt von 1 bis 50 Massen-% aufweisen, der durch das vorstehende Verfahren gemessen wird. D.h., die wasserhaltige Zusammensetzung ist vorzugsweise eine solche mit einem Wassergehalt, der durch Zusetzen von Wasser zu einer Harzzusammensetzung auf den vorstehenden Bereich eingestellt worden ist, und umfasst auch eine Harzzusammensetzung mit einem Wassergehalt in dem vorstehenden Bereich zum Zeitpunkt der Herstellung.
Die Harzzusammensetzung kann beispielsweise durch ein Verfahren hergestellt werden, das mindestens einen Schritt (1) des Mischens der modifizierten Stärke (A) und des wasserlöslichen Polymers (B) zum Erhalten eines Gemischs, einen Schritt (2) des Extrudierens des Gemischs und einen Schritt (3) des Kühlens und Trocknens des extrudierten Gemischs umfasst. Die Komponenten, die in der Harzzusammensetzung enthalten sind, sind mit den Komponenten identisch, die in der Gassperrschicht (I) enthalten sind, und deren Wassergehalte können identisch oder voneinander verschieden sein, und können vorzugsweise aus dem gleichen Bereich wie der Wassergehalt der Gassperrschicht (I) ausgewählt werden.
Der Schritt (1) ist ein Schritt des Mischens von mindestens der modifizierten Stärke (A) und des wasserlöslichen Polymers (B) und gegebenenfalls können weitere Komponenten, beispielsweise die Fettsäure mit 12 bis 22 Kohlenstoffatomen und/oder ein Fettsäuresalz davon, der Ton, der Weichmacher, der Zusatz, usw., zugemischt werden.
Der Schritt (1) wird üblicherweise unter Verwendung eines Extruders durchgeführt. In dem Extruder wird mit einer Schnecke eine Scherspannung auf jede Komponente ausgeübt und jede Komponente wird einheitlich gemischt, während durch Anwenden von externer Wärme auf einen Zylinder erwärmt wird.
Als Extruder kann beispielsweise ein Doppelschneckenextruder verwendet werden. Der Doppelschneckenextruder kann gleichläufig oder gegenläufig rotieren. Der Schneckendurchmesser kann beispielsweise 20 bis 150 mm betragen und das L/D-Verhältnis der Extruderlänge (L) zu dem Schneckendurchmesser (D) kann beispielsweise 20 bis 50 betragen. Die Drehzahl der Schnecke beträgt vorzugsweise 80 U/min oder mehr und mehr bevorzugt 100 U/min oder mehr. Der Extrusionsdruck beträgt vorzugsweise 5 bar (0,5 MPa) oder mehr und mehr bevorzugt 10 bar (1,0 MPa) oder mehr. Jede Komponente kann direkt in den Extruder eingebracht werden. Ferner kann jede der Komponenten unter Verwendung eines Mischers vorgemischt und dann in den Extruder eingebracht werden.
Im Schritt (1) ist es im Hinblick auf ein einfaches Verbessern der Film- bzw. Folienbildungseigenschaften und der Gassperreigenschaften bevorzugt, einen Weichmacher, vorzugsweise Wasser, in einer Menge bezogen auf die Masse des Gemischs zuzumischen, deren Untergrenze vorzugsweise 0,1 Massen-% oder mehr, mehr bevorzugt 1 Massen-% oder mehr, noch mehr bevorzugt 10 Massen-% oder mehr, besonders bevorzugt 15 Massen-% oder mehr und insbesondere 20 Massen-% oder mehr beträgt, und deren Obergrenze vorzugsweise 50 Massen-% oder weniger, mehr bevorzugt 45 Massen-% oder weniger und noch mehr bevorzugt 40 Massen-% oder weniger beträgt. Dabei ist die Masse des Gemischs die Gesamtmasse des Gemischs, einschließlich der Weichmacher. Im Schritt (1) kann der Weichmacher bei einer anfänglichen Stufe der Extrusion in den Extruder eingebracht werden und der Weichmacher kann eingebracht werden, bevor die Temperatur die vorstehend genannte Erwärmungstemperatur erreicht, beispielsweise bei 100 °C oder niedriger. Die modifizierte Stärke (A) wird durch die Kombination aus der Feuchtigkeit, der Wärme und der Scherspannung einer Kochbehandlung unterzogen und kann gelatinisiert (geliert) werden. Ferner wird durch getrenntes Einbringen des Weichmachers, vorzugsweise Wasser, das wasserlösliche Polymer (B) gelöst, die Harzzusammensetzung wird weichgemacht und der Modul und die Sprödigkeit können vermindert werden.
Im Schritt (1) wird die Kochbehandlung durch Erwärmen auf eine Temperatur von vorzugsweise höher als 100 °C und 150 °C oder niedriger und mehr bevorzugt 115 °C oder höher und 140 °C oder niedriger durchgeführt. Dabei ist die Kochbehandlung eine Behandlung des Zerkleinerns und Gelierens von Stärketeilchen. Das Erwärmen kann durch Anwenden von Wärme auf den Zylinder des Extruders von außerhalb durchgeführt werden. Jeder Zylinder kann durch Anwenden einer Temperatur, die schrittweise geändert wird, auf eine Zieltemperatur erwärmt werden. Wenn die Kochbehandlung bei einer Temperatur von höher als 120 °C durchgeführt wird, ist dies bezüglich der Verarbeitungsfähigkeit vorteilhaft.
Zum Verhindern eines Schäumens ist es bevorzugt, das gekochte Gemisch in die Richtung einer Düse zu drücken, während es auf eine Temperatur von vorzugsweise 85 bis 120 °C, mehr bevorzugt 90 bis 110 °C, gekühlt wird. Ferner kann durch Entfernen der Luft aus dem Zylinder ein Schäumen verhindert werden und die Feuchtigkeit kann entfernt werden.
Die Verweilzeit in dem Extruder kann gemäß dem Temperaturprofil und der Schneckendrehzahl eingestellt werden und beträgt vorzugsweise 1 bis 2,5 Minute(n).
Im Schritt (2) des Extrudierens des Gemischs wird das geschmolzene Gemisch, das in den Extruder gedrückt worden ist, während es schmelzgeknetet wird, durch die Düse extrudiert. Die Temperatur der Düse beträgt vorzugsweise 85 bis 120 °C und beträgt mehr bevorzugt 90 bis 110 °C.
Im Schritt (3) des Kühlens und Trocknens des extrudierten Gemischs (Schmelze) kann das Gemisch (Schmelze) zu einer Film- bzw. Folienform, einer Lagenform oder einer Strangform extrudiert werden.
Wenn das Gemisch zu einer Film- bzw. Folienform extrudiert wird, kann das Gemisch durch eine Düse zur Bildung eines Films bzw. einer Folie extrudiert und dann gekühlt und getrocknet werden, während der Film bzw. die Folie mit einer Aufwickelrolle aufgewickelt wird. Es ist bevorzugt, das Gemisch zwischen der Düse und der Rolle zu kühlen, so dass verhindert wird, dass das Gemisch an der Rolle haftet. Zwischen der Düse und der Rolle kann eine Formgebungswalze eingebaut sein. Das Material der Formgebungswalze ist beispielsweise Kautschuk, Harz oder Metall. Zum Trocknen kann die Walze erwärmt werden oder während des Aufwickelns kann entfeuchtete Luft zugeführt werden. In dem Fall eines Blasschlauchverfahrens kann die entfeuchtete Luft zum Aufblasen des Films bzw. der Folie verwendet werden, wenn der Film bzw. die Folie von der Düse freigesetzt wird. Durch Beimischen von Talk in den Luftstrom kann ein Blockieren des Films bzw. der Folie verhindert werden.
Wenn das Gemisch zu einer Strangform extrudiert wird, wird das Gemisch durch eine Mehrfachloch-Strangdüse extrudiert und Stränge werden mit einem Rotationsquerschneider geschnitten, so dass die Stränge zu einer Granulatform ausgebildet werden können. Zum Verhindern eines Zusammenbackens des Granulats kann die Feuchtigkeit in dem Granulat durch periodisches oder regelmäßiges Anwenden einer Vibration bzw. Schwingung und unter Verwendung von Heißluft, entfeuchteter Luft oder einer Infrarotheizeinrichtung entfernt werden.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nach der Bildung der Harzzusammensetzung Wasser zur Bildung einer wasserhaltigen Zusammensetzung zugesetzt und daher ist die Form der Harzzusammensetzung vorzugsweise eine Granulatform.
In einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine wasserhaltige Zusammensetzung beispielsweise durch Zusetzen von Wasser zu der resultierenden Harzzusammensetzung (vorzugsweise einer Harzzusammensetzung in einer Granulatform) und Rühren und Mischen erhalten werden. Zum Verhindern eines Zusammenbackens der Harzzusammensetzungen und zum Absorbieren von Wasser in dem gesamten Granulat ist es bevorzugt, zu rühren, während Wasser in zwei oder mehr Portionen zugesetzt wird. Um ferner den Wassergehalt konstant zu halten, kann die wasserhaltige Zusammensetzung in einem geschlossenen Behälter aufbewahrt werden.
<Herstellung eines Laminats>
Der Schritt (X) ist vorzugsweise ein Schritt des Beschichtens des Substrats (II), das durch die Aufwickelmaschine gefördert wird, mit der wasserhaltigen Zusammensetzung unter Verwendung eines Extruders.
Im Schritt (A) wird die wasserhaltige Zusammensetzung vorzugsweise in einen Extruder eingebracht. Beispiele für den Extruder umfassen einen Einschneckenextruder und einen Doppelschneckenextruder. Der Schneckendurchmesser des Extruders beträgt beispielsweise 20 bis 150 mm, das UD-Verhältnis der Extruderlänge (L) zum Schneckendurchmesser (D) beträgt beispielsweise 15 bis 50 und die Drehzahl der Schnecke beträgt vorzugsweise 80 U/min oder mehr und mehr bevorzugt 100 U/min oder mehr. Die Zylindertemperatur in dem Extruder kann beispielsweise 80 bis 120 °C und vorzugsweise 90 bis 110 °C betragen.
Die in den Extruder eingebrachte wasserhaltige Zusammensetzung wird plastisch gemacht und durch einen Düsenauslass ausgetragen. Ein Substrat (II) wird durch eine Aufwickelmaschine, vorzugsweise eine Aufwickelmaschine des Rollentyps, gefördert. Durch Beschichten des geförderten Substrats (II) mit der wasserhaltigen Zusammensetzung, die durch den Düsenauslass ausgetragen wird, wird ein Laminat erhalten. Das resultierende Laminat wird gefördert, während es zwischen einer Mehrzahl von Walzen, einschließlich eine Metallwalze, mit dem Substrat (II) druckverbunden wird, und es kann durch eine Aufwickelmaschine zu einer Rollenform aufgewickelt werden. Beispiele für die Mehrzahl von Walzen umfassen Andrückwalzen, Gießwalzen und Kontaktwalzen. Auf diese Weise kann ein Laminat, das die Gassperrschicht (I) und das Substrat (II) umfasst, das an die Gassperrschicht (I) angrenzt, erhalten werden.
Im Schritt (X) beträgt das Streckverhältnis, das durch die folgende Formel dargestellt ist, vorzugsweise 5 bis 20. $Streckverh \ddot{a} ltnis = (Aufwickelgeschwindigkeit der Aufwickelvorrichtung) / (Flussrate am D \ddot{u} senauslass des Extruders)$
Wenn ein Laminat mit einem solchen Streckverhältnis hergestellt wird, wird die Produktivität verbessert und es besteht eine Tendenz dahingehend, dass ein Laminat mit einer hervorragenden Haftfestigkeit zwischen einem Substrat (II) und einer Gassperrschicht (I) sowie mit hervorragenden Gassperreigenschaften erhalten wird. Die Flussrate am Düsenauslass des Extruders wird durch (Austragmenge)I((Lippenöffnung) × (Düsenbreite)) dargestellt. Wenn die Austragmenge durch Masse pro Zeiteinheit ausgedrückt wird, beträgt die Austragmenge vorzugsweise 1 bis 500 kg/Stunde und mehr bevorzugt 5 bis 200 kg/Stunde, die Lippenöffnung beträgt vorzugsweise 0,01 bis 5 mm und mehr bevorzugt 0,1 bis 1 mm und die Düsenbreite beträgt vorzugsweise 100 bis 3000 mm und mehr bevorzugt 200 bis 2000 mm. In der vorliegenden Erfindung wird der Wassergehalt der Gassperrschicht (I) in dem resultierenden Laminat niedriger eingestellt als derjenige der wasserhaltigen Zusammensetzung, da das Wasser der wasserhaltigen Zusammensetzung während des vorstehend beschriebenen Herstellungsverfahrens verdampft. Das erhaltene Laminat kann zum Einstellen des Wassergehalts getrocknet werden.
In einer weiteren Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfassen Beispiele für das Verfahren zur Herstellung des Laminats der vorliegenden Erfindung ein Verfahren, das einen Schritt des Beschichtens der Gassperrschicht (I) mit einem Material zur Bildung des Substrats (II) umfasst (manchmal als Schritt (Y) bezeichnet). In dieser Ausführungsform kann die Gassperrschicht (I) unter Verwendung des Extruders aus der wasserhaltigen Zusammensetzung gebildet werden und kann beispielsweise zu einer Lage oder einem Film bzw. einer Folie ausgebildet werden. Das Material zur Bildung des Substrats (II) ist nicht speziell beschränkt und Beispiele umfassen den biologisch abbaubaren Polyester, der vorstehend beschrieben worden ist.
Der Schritt (Y) ist vorzugsweise ein Schritt des Beschichtens der Gassperrschicht (I), die durch die Aufwickelmaschine gefördert wird, mit dem vorstehend beschriebenen Material unter Verwendung eines Extruders.
Im Schritt (Y) wird das Material vorzugsweise in den Extruder eingebracht. Beispiele für den Extruder umfassen einen Einschneckenextruder und einen Doppelschneckenextruder. Der Schneckendurchmesser, das L/D-Verhältnis und die Schneckendrehzahl des Extruders können den Bereichen entsprechen, die für den Schritt (X) beschrieben worden sind. Die Zylindertemperatur in dem Extruder kann gemäß der Art des Materials in einer geeigneten Weise ausgewählt werden und kann beispielsweise 100 bis 270 °C und vorzugsweise 150 bis 250 °C betragen.
Das Material, das in den Extruder eingebracht wird, wird durch einen Düsenauslass ausgetragen. Andererseits wird eine Gassperrschicht (I) durch eine Aufwickelmaschine, vorzugsweise eine Aufwickelmaschine des Rollentyps, gefördert. Durch Beschichten der geförderten Gassperrschicht (I) mit dem Material, das durch den Düsenauslass ausgetragen wird, wird ein Laminat erhalten. Das resultierende Laminat wird gefördert, während es zwischen einer Mehrzahl von Walzen, einschließlich eine Metallwalze, mit der Gassperrschicht (I) druckverbunden wird, und es kann durch eine Aufwickelmaschine in einer Rollenform aufgewickelt werden.
In dem Verfahren zur Herstellung des Laminats der vorliegenden Erfindung kann das Verfahren, das den Schritt (X) umfasst, in einer geeigneten Weise verwendet werden, wenn das Substrat ein Papiersubstrat ist, und das Verfahren, das den Schritt (Y) umfasst, kann in einer geeigneten Weise verwendet werden, wenn das Substrat ein biologisch abbaubares Polyestersubstrat ist.
[Mehrschichtstruktur]
Das Laminat der vorliegenden Erfindung kann durch Laminieren einer weiteren Schicht auf mindestens eine Oberfläche des Laminats eine Mehrschichtstruktur bilden. Beispiele für die weitere Schicht umfassen eine Harzschicht.
Als das Harz, das die Harzschicht bildet, die in der Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung enthalten ist, sind beispielsweise von fossilen Ressourcen stammende Harze, wie z.B. Polyester, Polyvinylalkohol, Polypropylen, Polyethylen, Polystyrol, Polyethylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polymethylpenten, Polyvinylchlorid, Acrylnitril-Butadien-Styrol, Acrylnitril-Styrol, Polymethylmethacryl, Polyvinylidenchlorid (PVDC), Polyamid (Nylon), Polyacetal und Polycarbonat; und biologisch abgeleitete Harze, wie z.B. Polymilchsäure (PLA), veresterte Stärke, Zelluloseacetat, Polybutylensuccinat (PBS), Polybutylensuccinatadipat (PBSA), Bio-Polyethylen, Bio-Polyethylenterephthalat und Bio-Polyurethan bevorzugt. Dabei steht das biologisch abgeleitete Harz für ein Polymermaterial mit einem Zahlenmittel des Molekulargewichts (Mn) von 1000 oder mehr, das eine Substanz enthält, die von einer erneuerbaren organischen Quelle als Ausgangsmaterial stammt und vorzugsweise durch eine chemische oder biologische Synthese erhalten wird.
Als das von fossilen Ressourcen stammende Harz und das biologisch abgeleitete Harz können jedwede biologisch abbaubaren Harze, wie z.B. Polymilchsäure (PLA), veresterte Stärke, Zelluloseacetat, Polybutylensuccinat (PBS) und Polybutylensuccinatadipat (PBSA), und nicht-biologisch abbaubaren Harze, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, Polyester, Polyethylenterephthalat, Polyamid (Nylon) und Bio-Polyethylen, verwendet werden. Wenn ein biologisch abbaubares Harz als das Harz verwendet wird, das die Harzschicht bildet, werden eine bessere biologische Abbaubarkeit und ein besseres Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe selbst in einer Mehrschichtstruktur einfach bereitgestellt.
Das biologisch abbaubare Harz steht für ein Harz mit der Eigenschaft, dass es durch die Einwirkung von Mikroorganismen zu einem molekularen Niveau abgebaut werden kann und schließlich zu Kohlendioxid und Wasser zersetzt und in die Natur zurückgeführt werden kann.
In der vorliegenden Erfindung umfassen Beispiele für das Verfahren zum Laminieren der Harzschicht ein Extrusionsbeschichtungsverfahren, ein Extrusionslaminierverfahren und ein Verfahren des Verbindens eines Films bzw. einer Folie, wie z.B. eines Sperrfilms oder einer Sperrfolie und eines gasphasenabgeschiedenen Films.
In dem Fall des Extrusionsbeschichtungsverfahrens werden die vorstehend genannten verschiedenen Harze mit einem Haftmittelharz und einer Haftvermittlerschicht, die dazwischen angeordnet ist, auf mindestens eine Oberfläche der Gassperrschicht (I)/des Substrats (II) extrusionsbeschichtet oder laminiert. In dem Fall des Verfahrens des Verbindens eines Films bzw. einer Folie wird ein Film bzw. eine Folie aus den vorstehend genannten verschiedenen Harzen als Harzlaminatschicht mit der Oberfläche von mindestens einer der Gassperrschicht (I)/des Substrats (II) durch ein Trockenlaminierverfahren, ein Sandlaminierverfahren oder dergleichen verbunden.
In dem Verfahren des Verbindens eines Films bzw. einer Folie können als der Film bzw. die Folie, der/die zum Verbinden der Schicht verwendet werden soll, zusätzlich zu den vorstehend genannten Filmen bzw. Folien, die aus verschiedenen Harzen hergestellt sind, Sperrfilme bzw. -folien, wie z.B. Filme bzw. Folien, die durch Verbinden von Metallfolien, die aus verschiedenen Metallen, wie z.B. Aluminium, hergestellt sind, mit den Filmen bzw. Folien, die aus verschiedenen Harzen hergestellt sind, erhalten werden, und gasphasenabgeschiedene Filme verwendet werden, die durch Gasphasenabscheiden von verschiedenen Metallen, wie z.B. Aluminium, oder anorganischen Oxiden, wie z.B. Siliziumoxid und Aluminiumoxid, auf den vorstehend genannten Filmen bzw. Folien, die aus verschiedenen Harzen hergestellt sind, erhalten werden.
Beispiele für das Haftmittel, das in dem Fall des Verfahrens des Verbindens eines Films bzw. einer Folie verwendet werden soll, umfassen Acryl-Haftmittel, Haftmittel auf Urethan-Basis, Haftmittel auf Epoxid-Basis, Haftmittel auf Vinylacetat-Basis, Haftmittel auf Ethylen-Vinylacetat-Basis, Haftmittel auf Vinylchlorid-Basis, Haftmittel auf Silikon-Basis, Haftmittel auf Nitrilzellulose-Basis, Haftmittel auf Phenol-Basis, Haftmittel auf Polyvinylalkohol-Basis, Haftmittel auf Melamin-Basis und Haftmittel auf Styrol-Basis. Im Hinblick auf das Haftvermögen sind Haftmittel auf Urethan-Basis bevorzugt. Die Dicke der Haftmittelschicht beträgt vorzugsweise 0,1 bis 30 µm und mehr bevorzugt 1 bis 20 µm. Die Dicke der Haftmittelschicht kann unter Verwendung eines optischen Mikroskops, eines Filmdickenmessgeräts oder dergleichen gemessen werden.
Ferner ist es bei der Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung bevorzugt, das Haftmittel nicht zu verwenden, wenn eine bessere biologische Abbaubarkeit und ein besseres Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe vorliegen sollen. In einem solchen Fall wird die Harzschicht vorzugsweise durch Extrusionsbeschichten, Extrusionslaminieren oder dergleichen direkt (angrenzend) auf die Oberfläche von mindestens einem der Gassperrschicht (I) und des Substrats (II) laminiert. Die Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung kann eine oder zwei oder mehr Harzschicht(en) aufweisen, und wenn sie zwei oder mehr Harzschichten aufweist, können die Arten der Harzschichten gleich oder verschieden sein.
Die Harzschicht, die in der Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung enthalten ist, kann beispielsweise eine biologisch abbaubare Harzschicht, eine Heißsiegelschicht, eine feuchtigkeitsbeständige Schicht, eine anorganische, gasphasenabgeschiedene Schicht oder eine Lichtabschirmungsschicht sein, und ist mehr bevorzugt eine Heißsiegelschicht oder eine feuchtigkeitsbeständige Schicht. D.h., in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung weist die Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung eine Heißsiegelschicht oder eine feuchtigkeitsbeständige Schicht auf mindestens einer Oberfläche des Laminats der vorliegenden Erfindung auf. Die Heißsiegelschicht ist eine Schicht, die aus dem Harz ausgebildet ist und mit der ein Wärmeverbinden (Heißsiegeln) ausgeführt werden kann. Die feuchtigkeitsbeständige Schicht ist eine Schicht, die aus dem Harz ausgebildet ist und einen Feuchtigkeitsbeständigkeitseffekt aufweist.
Nachstehend werden Beispiele für die Schichtkonfiguration der Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung beschrieben. In der Mehrschichtstruktur mit den folgenden Schichtkonfigurationen grenzen die Gassperrschicht (I) und das Substrat (II) aneinander an, jedoch kann eine Haftmittelschicht oder eine weitere Schicht an einer Position enthalten sein, die von zwischen diesen Schichten verschieden ist. In den folgenden Schichtkonfigurationen ist es bevorzugt, dass Schichten, die von der Gassperrschicht (I) und dem Substrat (II) verschieden sind, als eine Heißsiegelschicht oder eine feuchtigkeitsbeständige Schicht wirken.
Wenn die Gassperrschicht (I) mit (I) bezeichnet wird, das Substrat (II) mit (II) bezeichnet wird und eine Polyesterschicht mit (L1) bezeichnet wird, können die folgenden Konfigurationen genannt werden.
(I)/(II)/(L1); (L1)/(I)/(II); (L1)/(I)/(II)/(L1);
ferner können die folgenden Konfigurationen genannt werden, wenn eine Polyolefinschicht mit (L2) bezeichnet wird.
(I)/(II)/(L2); (L2)/(I)/(II); (L2)/(I)/(II)/(L2); (L1)/(I)/(II)/(L2); (L2)/(I)/(II)/(L1);
ferner können die folgenden Konfigurationen genannt werden, wenn eine biologisch abbaubare Harzschicht mit (L3) bezeichnet wird.
(L3)/(I)I(II); (I)/(II)/(L3); (L3)/(I)/(II)/(L3); (L1)/(I)/(II)/(L3); (L2)/(I)/(II)/(L3); (L3)I(I)I(II)I(L1); (L3)/(I)/(II)/(L2);
ferner können die folgenden Konfigurationen genannt werden, wenn eine anorganische gasphasenabschiedene Schicht mit (L4) bezeichnet wird.
(I)/(II)/(L4)/(L2);(I)/(II)/(L4)/(L1);(I)/(II)/(L4)/(L3);(L2)/(I)/(II)/(L4)/(L2);(L1)/(I)/(II)/(L4)/(L2);(L3)/(I )/(II)/(L4)/(L2);(L1)/(I)/(II)/(L4)/(L1);(L3)/(I)/(II)/(L4)/(L1);(L3)/(I)/(II)/(L4)/(L3);(L2)/(L4)/(I)/(II);(L1 )/(L4)/(I)/(II);(L3)/(L4)/(I)/(II);(L2)/(L4)/(I)/(II)/(L2);(L1)/(L4)/(I)/(II)/(L2);(L3)/(L4)/(I)/(II)/(L2);(L1)/ (L4)/(I)/(II)/(L1);(L3)/(L4)/(I)/(II)/(L1);(L3)/(L4)/(I)/(II)/(L3).
Da die Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung das Laminat der vorliegenden Erfindung umfasst, weist die Mehrschichtstruktur Gassperreigenschaften und eine Haftfestigkeit auf, die hervorragend sind. Ferner ist die Mehrschichtstruktur in einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auch bezüglich der biologischen Abbaubarkeit und des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe hervorragend.
Das Laminat oder die Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung kann beispielsweise für Verpackungsmaterialien für Nahrungsmittel und dergleichen, Sperrverpackungsmaterialien, die für Verpackungsanwendungen wie z.B. Behälter und Becher verwendet werden, Industriematerialien, usw., eingesetzt werden. Von diesen kann das Laminat oder die Mehrschichtstruktur zweckmäßig als Verpackungsmaterialien für Nahrungsmittel und dergleichen und Sperrverpackungsmaterialien, die für Behälter, Becher und dergleichen verwendet werden sollen, eingesetzt werden, und das Laminat oder die Mehrschichtstruktur wird besonders geeignet als weiche Verpackungsmaterialien für Nahrungsmittel und dergleichen eingesetzt. Das weiche Verpackungsmaterial ist ein Verpackungsmaterial, das aus einem sehr flexiblen Material ausgebildet ist, und bezieht sich allgemein auf ein Verpackungsmaterial, in dem ein dünnes und flexibles Material, wie z.B. Papier, ein Film bzw. eine Folie oder eine Aluminiumfolie, allein verwendet wird oder diese miteinander verbunden sind. Bezüglich der Form ist ein weiches Verpackungsmaterial ein Beutel oder ein anderes Verpackungsmaterial, das eine dreidimensionale Form beibehält, während der Inhalt im Inneren vorliegt.
Wenn das Laminat oder die Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung als Verpackungsmaterial für Nahrungsmittel oder dergleichen verwendet wird, insbesondere als weiches Verpackungsmaterial, wird durch Laminieren oder Beinhalten einer heißsiegelbaren Harzschicht (der Heißsiegelschicht) die Siegelbarkeit als Verpackungsmaterial verbessert, so dass der Inhalt vor einem Abbau aufgrund einer Oxidation oder dergleichen geschützt wird, die durch Sauerstoff verursacht wird, und der Lagerzeitraum kann einfach verlängert werden.
Bei einer Verwendung als Laminat oder Mehrschichtstruktur, die für industrielle Materialien, usw., verwendet werden soll, kann das Laminat oder die Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung das Eindringen von Sauerstoff vermindern, so dass eine Zersetzung und ein Abbau verhindert werden, und es wird auch erwartet, dass eine Aromasperreigenschaft bereitgestellt wird, die das Austreten des Geruchs eines Lösungsmittels verhindert.
[Verpackungsmaterial oder Deckelmaterial]
Die vorliegende Erfindung umfasst ein Verpackungsmaterial oder ein Deckelmaterial, welches das Laminat oder die Mehrschichtstruktur der vorliegenden Erfindung umfasst. Das Verpackungsmaterial ist nicht speziell beschränkt und Beispiele umfassen das vorstehend beschriebene Sperrverpackungsmaterial. Das Deckelmaterial ist nicht speziell beschränkt und Beispiele umfassen ein Deckelmaterial für Behälter. Wenn das Deckelmaterial als Deckelmaterial für Behälter verwendet wird, kann es das Innere des Behälters durch Kombinieren mit einem Behälterkörper versiegeln bzw. abdichten.
Da das Verpackungsmaterial oder das Deckelmaterial der vorliegenden Erfindung das Laminat umfasst, weist das Verpackungsmaterial oder das Deckelmaterial Gassperreigenschaften, eine Zwischenschichthaftfestigkeit und ein Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe auf, die hervorragend sind, und kann daher zweckmäßig für Nahrungsmittelanwendungen verwendet werden und kann eine Umweltbelastung vermindern.
BEISPIELE
Die vorliegende Erfindung wird mittels Beispielen detailliert beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht darauf beschränkt.
<Prüfverfahren>
(1) Messung der Sauerstoffdurchlässigkeit
Die Laminate, die in Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten worden sind, wurden jeweils bei 23 °C und 50 % relativer Feuchtigkeit (RH) für zwei Wochen gelagert, um die Feuchtigkeit einzustellen, und dann an einem Gerät zur Analyse der Sauerstoffdurchlässigkeit montiert, und die Sauerstoffdurchlässigkeit wurde gemessen. Die Messbedingungen sind wie folgt.

Gerät: „MOCON OX-TRAN2/20“, hergestellt von Modern Controls, Inc.
Temperatur: 23 °C
Feuchtigkeit auf der Sauerstoffzuführungsseite und der Trägergasseite: 50 % relative Feuchtigkeit (RH)
Sauerstoffdruck: 1,0 atm
Trägergasdruck: 1,0 atm

(2) Messung der biologischen Abbaubarkeit eines Laminats
Das Laminat, das in jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele erhalten worden ist, wurde zu 1 × 1 cm geschnitten und der Grad des biologischen Abbaus wurde von der Menge von Kohlendioxid abgeleitet, das beim biologischen Abbau nach 168 Tagen bei aeroben Bedingungen auf der Basis von ISO 14855-1 erzeugt worden ist. $Grad des biologischen Abbaus (%) = (({CO}_{2}) T - ({CO}_{2}) B) / (MToT \times CToT \times 44 / 12) \times 100$

(CO₂)T: Integrierte Menge (g) von CO₂, das von einem Kompostbehälter abgegeben worden ist
(CO₂)B: Integrierte Menge (g) von CO₂, das von einem Blindprüfbehälter abgegeben worden ist
MToT: Menge eines trockenen Feststoffs (g) des Prüfmaterials, das in den Kompostbehälter eingebracht worden ist
CToT: Relative Menge (g/g) des gesamten organischen Kohlenstoffs (TOC) in dem trockenen Feststoff des Prüfmaterials
(3) Messung des Vermögens eines Laminats zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe
Gemäß JAPAN Tappi Nr. 39 wurde ein Laminat unter Verwendung einer Standard-Zersetzungsvorrichtung (hergestellt von KUMAGAI RIKI KOGYO Co., Ltd.) bei einer Konzentration des Papiers von 4,5 % und einer Temperatur von 50 bis 60 °C durch Zusetzen von 1,0 % (bezogen auf Papier) Natriumhydroxid, 2,0 % (bezogen auf Papier) Nr. 3 Kieselsäure und 1,0 % (bezogen auf Papier) Wasserstoffperoxid als Chemikalien zersetzt. Ungebleichtes Kraftpapier (Taio Atras, Basisgewicht: 50 g/m²) wurde als Vergleichsprobe verwendet und wurde gemäß den folgenden Kriterien visuell bewertet.

A = Das Laminat wurde verglichen mit der Vergleichsprobe innerhalb von 5 Minuten zersetzt und die unzersetzten Teile verschwanden.
B = Das Laminat wurde verglichen mit der Vergleichsprobe innerhalb von 5 Minuten oder mehr zersetzt und die unzersetzten Teile verschwanden innerhalb von 1 Stunde ab der Abschlusszeit von A
C = Die unzersetzten Teile verblieben selbst nach einer Stunde ab der Abschlusszeit von A

(4) Messung der Haftfestigkeit eines Laminats
Das Laminat, das in jedem der Beispiele und Vergleichsbeispiele erhalten worden ist, wurde bei 23 °C und 50 % relativer Feuchtigkeit (RH) für zwei Wochen konditioniert und dann zu einer Streifenform mit einer Länge von 150 mm und einer Breite von 15 mm geschnitten. Anschließend wurden die Gassperrschicht (I) und das Substrat (II) voneinander abgelöst und die Gassperrschicht (I) und das Substrat (II) wurden mit einer Rate von 100 mm/min bei einem Winkel von 180° mit dem nachstehend angegebenen Zugprüfgerät zur Messung der Haftfestigkeit (N/15 mm) gezogen. Der aus der Messung von fünf Prüfkörpern berechnete arithmetische Mittelwert jeder Probe wurde als Haftfestigkeit verwendet.
Zugprüfgerät: „INSTRON3367“, hergestellt von Instron Corporation, Lastzelle: 500 N
(5) Messung des Verseifungsgrads des Polyvinylalkohols (B)
Gemäß JIS K 6726 (Prüfverfahren für Polyvinylalkohol) wurde eine Lösungstitration von Polyvinylalkohol in Beispielen und Vergleichsbeispielen durchgeführt und der Verseifungsgrad wurde berechnet.
(6) Messung der Viskosität des Polyvinylalkohols (B)
Gemäß JIS Z 8803 (Kugelfallviskosimeter) und JIS K 6726 (Prüfverfahren für Polyvinylalkohol) wurde eine 4 %ige wässrige Lösung von jedem der Polyvinylalkohole in Beispielen und Vergleichsbeispielen hergestellt und deren Viskosität bei 20 °C wurde unter Verwendung eines Hoppler-Viskosimeters gemessen und als die Viskosität (20 °C) einer 4 %igen wässrigen Lösung des Polyvinylalkohols (B) verwendet.
(7) Messung des Wassergehalts (Menge des enthaltenen Wassers)
Der Wassergehalt der wasserhaltigen Zusammensetzungen und der Laminate, die in Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten worden sind (das Verhältnis von Wasser zu der Gesamtmasse eines Laminats), wurde durch Pulverisieren der Probe zu einem maximalen Teilchendurchmesser von 1 mm oder weniger unter Verwendung eines Wonder Blender WB-1 (Osaka Chemical Co., Ltd.) und dann Messen des Wassergehalts bei 130 °C für 60 Minuten unter Verwendung eines Wärmetrocknungsfeuchtigkeitsmessgeräts „HR73“, hergestellt von Mettler-Toledo International Inc., bestätigt.
(8) Verwendete Materialien
<Modifizierte Stärke (A)>

• (A-1): ECOFILM (eingetragene Marke); Maisstärke, die mit Propylenoxid modifiziert ist, Amylosegehalt = 70 Massen-%, erhältlich von Ingredion Inc.
• (A-2): National 1658 (eingetragene Marke); Maisstärke, die mit Propylenoxid modifiziert ist, Amylosegehalt = 20 Massen-%, erhältlich von Ingredion Inc.

<Wasserlösliches Polymer (B)>

• (B-1): ELVANOL (eingetragene Marke) 71-30; Polyvinylalkohol-Harz, Verseifungsgrad = 99,5 Mol-%, Viskosität = 30 mPa · s (20 °C, 4 %ige wässrige Lösung), hergestellt von Kuraray Co., Ltd.
• (B-2): ALKOX (eingetragene Marke) L-11: Polyethylenoxid-Harz, Gewichtsmittel des Molekulargewichts = 100000, hergestellt von Meisei Chemical Works, Ltd.

<Weitere Materialien (C)>

• (C-1): PVDC-Folie; Saran (eingetragene Marke)-Folie 700, 43 µm dick, hergestellt von Asahi Kasei Corp.
• (C-2): EVOH-Folie; EVAL (eingetragene Marke)-Folie EF-XL, 12 µm dick, hergestellt von Kuraray Co., Ltd.
• (C-3): Aluminiumfolie; MyFoil für gewerbliche Anwendungen, 12 µm dick, hergestellt von UACJ Foil Corporation <Substrat (II)>
• Ungebleichtes Kraftpapier: Taio Atras, Basisgewicht: 50 g/m², hergestellt von Daio Paper Corporation
• Gebleichtes Kraftpapier: Snow Queen G40, Basisgewicht: 50 g/m², hergestellt von Daio Paper Corporation
• Einfachglanz-Kraftpapier: Star White, Basisgewicht 40 g/m², hergestellt von Marusumi Paper Co., Ltd.
• Pergaminpapier: Dickes Pergamin, Basisgewicht: 31 g/m², hergestellt von Nippon Paper Industries Co., Ltd.
• Seidenpapier: Seidenpapier für Nahrungsmittelpapier, Basisgewicht: 21 g/m², hergestellt von Shirakawa Paper Co., Ltd.
• Reyonpapier: Rayon paper <208>, Basisgewicht: 14 g/m², hergestellt von Okura Paper Co., Ltd.
• Weiße Pappe: Hokuetsu Artpost, Basisgewicht 233 g/m², hergestellt von Hokuetsu Corporation
• Holzfreies Papier: SHIRAOI, Basisgewicht: 110 g/m², hergestellt von Nippon Paper Industries Co., Ltd.
• Beschichtetes Papier: Ryuuo Coate, Basisgewicht: 55 g/m², hergestellt von Daio Paper Corporation
• Zellophan: Plain Cellophane PL, Basisgewicht: 20 g/m², hergestellt von Futamura Chemical Co., Ltd.
• PBAT/PLA-Gemisch: Ecovio F2341, Basisgewicht: 50 g/m², hergestellt von BASF SE

Nachstehend werden die Angabe der Produktbezeichnung und des Herstellers des Substrats (II) weggelassen.
<Beispiel 1>
(Harzzusammensetzung)
Als Ausgangsmaterialien wurden 90 Massenteile modifizierte Stärke (A-1) und 10 Massenteile des wasserlöslichen Polymers (B-1) in einem Taumelmischer für 2 Stunden gemischt und das resultierende Gemisch wurde einem Doppelschneckenextruder zugeführt, mit dem eine Flüssigkeitspumpe verbunden war. Die 1 zeigt eine schematische Ansicht des Doppelschneckenextruders, der im Beispiel 1 verwendet worden ist, und der Schneckendurchmesser, das LID-Verhältnis, die Drehzahl, der Betriebsmodus und das Temperaturprofil (Tabelle 1) des Extruders sind nachstehend gezeigt.
[Tabelle 1]
Schneckendurchmesser: 27 mm
LID-Verhältnis: 48
Schneckendrehzahl: 500 U/min
Betriebsmodus: Gleichlauf (eingreifender, selbstreinigender)-Modus
Insbesondere wurde das resultierende Gemisch mit einer Rate von 3,5 kg/Stunde dem Zylinder durch den Einfülltrichter C1 über den Gewichtsdosierer des Doppelschneckenextruders zugeführt. Wasser wurde mit einer Flussrate von 26 g/min durch die Flüssigkeitspumpe (L) bei C4 in den Zylinder gespritzt. Die Temperaturbereiche von C5 bis C9 sind Kochbereiche und innerhalb dieser Bereiche wurde eine vollständige Gelatinierung abgeschlossen. Die Strangdüse ist nach C11 angeordnet. Die Harzzusammensetzung wurde durch eine Mehrfachloch-Strangdüse extrudiert und mit einem Rotationsquerschneider geschnitten. Auf diese Weise wurden Stränge zu einer Granulatform ausgebildet. Da das Granulat einen Wasserüberschuss enthielt, wurde das Wasser durch Heißluft entfernt, während konstant eine Vibration bzw. Schwingung angewandt wurde, um ein Zusammenbacken zu verhindern.
(Wasserhaltige Zusammensetzung)
Der resultierenden granulierten Harzzusammensetzung wurde Wasser bis zu einer Menge von 35 Massen-% bezogen auf die Masse der Harzzusammensetzung zugesetzt. Zum Zeitpunkt der Zugabe des Wassers wurde das Gemisch zum Verhindern eines Zusammenbackens des Granulats und zum Ermöglichen, dass das Granulat einheitlich Wasser absorbiert, mit einem Taumelmischer für 15 Minuten gerührt, während das Wasser in mehreren Portionen zugesetzt wurde. Nach dem Rühren wurde das Gemisch in einem Polyethylenbeutel versiegelt, so dass sich das Wasser nicht verflüchtigt, und wurde bei Raumtemperatur für 6 Stunden stehengelassen. Auf diese Weise wurde eine wasserhaltige Zusammensetzung (wasserhaltiges Granulat) mit einem Wassergehalt von 35 Massen-% erhalten.
(Laminat)
Die resultierende wasserhaltige Zusammensetzung (Granulatform) 1 wurde in einen in der 2 gezeigten Einschneckenextruder 2 eingebracht und von einer Folienbildungsdüse 3 extrudiert. Anschließend wurde das Substrat 5 (ungebleichtes Kraftpapier, Basisgewicht: 50 g/m²), das durch eine Aufwickelmaschine des Rollentyps (nicht gezeigt) gefördert wurde, mit der wasserhaltigen Zusammensetzung 4, die durch den Auslass der Düse 3 extrudiert wurde, beschichtet. Das durch das Beschichten erhaltene Laminat 6 wurde durch eine Andrückwalze (aus Kautschuk hergestellt) 7a, eine Gießwalze (aus Metall hergestellt) 7b und eine Kontaktwalze (aus Kautschuk hergestellt) 7c sofort gegen das Substrat 5 gedrückt und dann mit einer Aufwickelmaschine (nicht gezeigt) zu einer Rollenform aufgewickelt. Details des verwendeten Einschneckenextruders und dessen Betriebsbedingungen und das Temperaturprofil (Tabelle 2) sind nachstehend gezeigt. Das erhaltene Laminat wurde in einem Heißlufttrockner bei 90 °C angeordnet und getrocknet, bis der Wassergehalt 12 Massen-% erreichte. Auf diese Weise wurde ein Laminat erhalten, das aus der Gassperrschicht (I) und dem Substrat (II), das an die Gassperrschicht (I) angrenzt, zusammengesetzt ist. Die Gassperrschicht wies eine Dicke von 20 µm auf.

• Einschneckenextruder: Extruder, hergestellt von Research Laboratory of Plastics Technology Co., Ltd. (Durchmesser 40 mm, L/D = 25)
• Voreingestellte Temperatur:

Zylinder des Einschneckenextruders				Adapter	Düse
C1	C2	C3	C4	Adapter	Düse
100 °C	100 °C	100 °C	100 °C	100 °C	100 °C

• Austragmenge: 20 kg/Stunde
• Düse: 450 mm breite Kleiderbügeldüse, Lippenöffnung = 0,2 mm
• Abstand zwischen der Düse und der Gießwalze (Luftspalt): 150 mm

<Beispiel 2>
Ein Laminat wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass 79 Massenteile der modifizierten Stärke (A-1), 20 Massenteile des wasserlöslichen Polymers (B-1) und 1 Massenteil des wasserlöslichen Polymers (B-2) als Ausgangsmaterialien der Harzzusammensetzung verwendet wurden.
<Beispiele 3 bis 18 und Vergleichsbeispiele 1 bis 4 und 8>
Ein Laminat wurde in der gleichen Weise wie im Beispiel 1 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Gehalte der modifizierten Stärke (A) und des wasserlöslichen Polymers (B), die Arten und Gehalte von weiteren Substanzen, die Dicke der Gassperrschicht (I) und die Art und das Basisgewicht des Substrats (II) so eingestellt wurden, wie es in der Tabelle 3 gezeigt ist.
Im Beispiel 5 wurden 54 Massenteile modifizierte Stärke (A-1) und 36 Massenteile modifizierte Stärke (A-2) als die modifizierte Stärke (A) verwendet und in den Vergleichsbeispielen 2 und 4 wurde die modifizierte Stärke (A-2) als die modifizierte Stärke (A) verwendet. In den anderen Beispielen und Vergleichsbeispielen wurde die modifizierte Stärke (A-1) als die modifizierte Stärke (A) verwendet.
Als das wasserlösliche Polymer (B) wurde das wasserlösliche Polymer (B-1) verwendet.
<Beispiel 19>
Die wasserhaltige Zusammensetzung, die im Beispiel 1 erhalten worden ist, wurde durch einen Einschneckenextruder zu einer Folie ausgebildet, wobei eine rollenförmige Lage (Gassperrschicht (I)) mit einer Dicke von 120 µm erhalten wurde. Die resultierende rollenförmige Lage wurde in einer Aufwickelmaschine montiert und wurde mit einem PBAT/PLA-Gemisch bei einer Dicke von 50 g/m² auf eine Oberfläche extrusionsbeschichtet, während sie durch eine Aufwickelmaschine gefördert wurde. Auf diese Weise wurde ein Laminat erhalten, das aus der Gassperrschicht (I) und dem Substrat (II), das an die Gassperrschicht (I) angrenzt, zusammengesetzt ist.
Die Beschichtungsanlage und die Beschichtungsbedingungen sind wie folgt.

Zylinder des Einschneckenextruders				Adapter	Düse
C1	C2	C3	C4	Adapter	Düse
180 °C	200 °C	220 °C	220 °C	220 °C	220 °C

<Vergleichsbeispiel 5>
Ein Laminat wurde durch Bilden einer Haftmittelschicht auf einer PVDC-Folie (weiteres Material (C) in der Tabelle 3), so dass die Dicke nach dem Trocknen 3 µm betrug, und Laminieren von ungebleichtem Kraftpapier (Basisgewicht: 50 g/m²) auf die Haftmittelschicht erhalten. Die Haftmittelschicht wurde durch Aufbringen eines Zweikomponenten-Haftmittels unter Verwendung eines Rakelbeschichters und Trocknen des Haftmittels gebildet. Das Zweikomponenten-Haftmittel ist ein reaktives Zweikomponenten-Haftmittel auf PolyurethanBasis, das aus „TAKELAC (eingetragene Marke) A-520“, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., und „TAKENATE (eingetragene Marke) A-50“, hergestellt von Mitsui Chemicals, Inc., zusammengesetzt ist.
<Vergleichsbeispiele 6 und 7>
Ein Laminat wurde in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 5 erhalten, mit der Ausnahme, dass die weiteren Materialien (C) und die Dicke der Gassperrschicht derart waren, wie es in der Tabelle 3 gezeigt ist.
<Vergleichsbeispiel 8>
Ein Laminat wurde in der gleichen Weise wie im Vergleichsbeispiel 5 erhalten, mit der Ausnahme, dass die Lage (Gassperrschicht (I)), die im Beispiel 19 erhalten worden ist, anstellt der weiteren Materialien (C) verwendet wurde.

Die biologische Abbaubarkeit, die Haftfestigkeit, die Sauerstoffdurchlässigkeit und das Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe der Laminate, die in Beispielen und Vergleichsbeispielen erhalten worden sind, wurden gemessen. Die Ergebnisse sind in der Tabelle 4 gezeigt. Es sollte beachtet werden, dass * in der Spalte der Haftfestigkeit in der Tabelle 4 angibt, dass das Material des Substrats zerstört wurde, und bedeutet, dass die Probe eine ausreichende Haftfestigkeit aufwies. [Tabelle 4]

	Gassperrschicht (I)					Substrat (II)		Vorliegen einer Haftmittelschicht	Bewertung des Laminats
	Gehalt (Massenteile) der modifizierten Stärke (A)	Amylosegehalt (Massen-%)	Gehalt (Massenteile) des wasserlöslichen Polymers (B)	Arten von weiteren Materialien (C)	Dicke (µm)	Art	Basisgewicht (g/m²)	Vorliegen einer Haftmittelschicht	Grad des biologischen Abbaus (%)	Haftfestigkeit (NI15 mm)	Sauerstoffdurchlässigkeit (cm³/[m² · atm · 24 Stunden)) 23 °C, 50 % relative Feuchtigkeit (RH)	Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe
Beispiel 1	90	70	10	-	20	Ungebleichtes Kraftpapier	50	-	99	>5*	2	A
Beispiel 2	79	70	21	-	20	Ungebleichtes Kraft papier	50	-	92	>5*	2	A
Beispiel 3	70	70	30	-	20	Ungebleichtes Kraft papier	50	-	90	>5*	1	A
Beispiel 4	98	70	2	-	20	Ungebleichtes Kraft papier	50	-	100	>5*	4	A
Beispiel 5	90	50	10	-	20	Ungebleichtes Kraft papier	50	-	99	>5*	2	A
Beispiel 6	90	70	10	-	5	Ungebleichtes Kraftpapier	50	-	100	>5*	8	A
Beispiel 7	90	70	10	-	50	Ungebleichtes Kraftpapier	50	-	98	>5*	0,8	A
Beispiel 8	90	70	10	-	120	Ungebleichtes Kraftpapier	50	-	97	>5*	0,3	A
Beispiel 9	90	70	10	-	450	Ungebleichtes Kraftpapier	50	-	95	>5*	0,1	A
Beispiel 10	90	70	10	-	20	Gebleichtes Kraftpa pier	50	-	99	>5*	2	A
Beispiel 11	90	70	10	-	20	Einfachglanz-Kraftpapier	40	-	99	>3*	2	A
Beispiel 12	90	70	10	-	20	Pergaminpapier	31	-	99	>4*	2	A
Beispiel 13	90	70	10	-	20	Seidenpapier	21	-	98	>3 *	2	A
Beispiel 14	90	70	10	-	20	Reyonpapier	14	-	99	>5*	2	A
Beispiel 15	90	70	10	-	20	Weiße Pappe	233	-	100	>6*	2	A
Beispiel 16	90	70	10	-	20	Holzfreies Papier	110	-	100	>6*	2	A
Beispiel 17	90	70	10	-	20	Beschichtetes Papier	55	-	99	>5*	2	A
Beispiel 18	90	70	10	-	20	Zellophan	20	-	99	>5*	2	-
Beispiel 19	90	70	10	-	20	PBATIPLA-Gemisch	50	-	95	7	2	-
Vergleichsbeispiel 1	0	-	100	-	10	Ungebleichtes Kraftpapier	50	-	79	>5*	0,1	B
Vergleichsbeispiel 2	100	20	0	-	20	Ungebleichtes Kraftpapier	50	-	100	>5*	80	A
Vergleichsbeispiel 3	100	70	0	-	20	Ungebleichtes Kraftpapier	50	-	100	>5*	20	A
Vergleichsbeispiel 4	90	20	10	-	20	Ungebleichtes Kraft papier	50	-	98	>5*	40	A
Vergleichsbeispiel 5	-		-	PVDC	43	Ungebleichtes Kraftpapier	50	Liegt vor	48	>5*	86	C
Vergleichsbeispiel 6	-	-	-	EVOH	12	Ungebleichtes Kraftpapier	50	Liegt vor	72	>5*	0,2	C
Vergleichsbeispiel 7	-	-	-	Aluminiumfolie	12	Ungebleichtes Kraft papier	50	Liegt vor	70	>5*	<0,1	C
Vergleichsbeispiel 8	90	70	10	-	20	Ungebleichtes Kraftpapier	50	Liegt vor	78	>5*	2	C

Für die Laminate, die in den Beispielen 1 bis 19 erhalten worden sind, war die Bewertung des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe A, und es wurde bestätigt, dass die Sauerstoffdurchlässigkeit niedrig war und die Haftfestigkeit hoch war. Im Gegensatz dazu war für die Laminate, die in den Vergleichsbeispiele 1 und 5 bis 8 erhalten worden sind, die Bewertung des Vermögens zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe B oder C, und es wurde bestätigt, dass die Laminate, die in den Vergleichsbeispielen 2 bis 5 erhalten worden sind, eine höhere Sauerstoffdurchlässigkeit aufwiesen als diejenigen von Beispielen.
Folglich wurde gefunden, dass das Laminat der vorliegenden Erfindung Gassperreigenschaften, eine Haftfestigkeit und ein Vermögen zum erneuten Verarbeiten zu Pulpe aufweist, die hervorragend sind.
Bezugszeichenliste

1: Wasserhaltige Zusammensetzung (granulatartig)
2: Einschneckenextruder
3: Düse
4: Wasserhaltige Zusammensetzung
5: Substrat
6: Laminat
7a: Andrückwalze
7b: Gießwalze
7c: Kontaktwalze
8: Doppelschneckenextruder
9: Einfülltrichter
10: Flüssigkeitszugabedüse
11: Harztemperaturmessgerät
12: Harzdruckmessgerät
13: Adapter
14: Düse

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 2009184138 A [0003]
JP 2015508341 A [0003]

Claims

Laminat, umfassend: eine Gassperrschicht (I), die eine modifizierte Stärke (A) mit einem durchschnittlichen Amylosegehalt von 45 Massen-% oder mehr und ein wasserlösliches Polymer (B) umfasst; und ein Substrat (II), das an die Gassperrschicht (I) angrenzt, wobei das Laminat in einer Prüfung der biologischen Abbaubarkeit gemäß ISO 14855-1 einen Grad des biologischen Abbaus von 80 % oder mehr aufweist.
Laminat nach Anspruch 1, wobei das wasserlösliche Polymer (B) ein Polyvinylalkohol und/oder Polyoxyalkylen ist.
Laminat nach Anspruch 1 oder 2, wobei auf der Basis von 100 Massenteilen der Gesamtheit der modifizierten Stärke (A) und des wasserlöslichen Polymers (B) der Gehalt der modifizierten Stärke (A) 40 bis 98 Massenteile beträgt und der Gehalt des wasserlöslichen Polymers (B) 2 bis 60 Massenteile beträgt.
Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Gassperrschicht (I) eine Dicke von 1 bis 600 µm aufweist.
Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei das Substrat (II) Papier ist.
Mehrschichtstruktur mit einer Heißsiegelschicht oder einer feuchtigkeitsbeständigen Schicht auf mindestens einer Oberfläche des Laminats nach einem der Ansprüche 1 bis 5.
Verpackungsmaterial oder Deckelmaterial, welches das Laminat nach einem der Ansprüche 1 bis 5 oder die Mehrschichtstruktur nach Anspruch 6 umfasst.