JP2009184138A - Gas-barrier laminate - Google Patents

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JP2009184138A JP2008023753A JP2008023753A JP2009184138A JP 2009184138 A JP2009184138 A JP 2009184138A JP 2008023753 A JP2008023753 A JP 2008023753A JP 2008023753 A JP2008023753 A JP 2008023753A JP 2009184138 A JP2009184138 A JP 2009184138A
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Hisashi Tani
寿 谷
Takashi Kawamukai
隆 河向
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To obtain a gas-barrier laminate which is excellent in the strength of adhesion to a heat sealing layer and oxygen-barrier properties as a packaging bag, allows the use of a metal detector, and can be scrapped as paper. <P>SOLUTION: In the gas-barrier laminate, a first gas-barrier layer containing an ethylene-modified polyvinyl alcohol resin and an inorganic laminar compound on a paper support and a second gas-barrier layer made of ethylene-modified polyvinyl alcohol are formed in turn. The mass ratio between the ethylene-modified polyvinyl alcohol resin and the inorganic laminar compound of the first gas-barrier layer is 100/5-100/50. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、食品類を包装する包装用素材であり、特に酸素と反応して酸化や劣化を引き起こす可能性のある内容物を包装するための包装材料であり、なおかつ、金属探知機が使用でき、使用後に紙として分別処理可能な包装材料を提供するものである。   The present invention is a packaging material for packaging foods, in particular, a packaging material for packaging contents that may react with oxygen and cause oxidation or deterioration, and a metal detector can be used. The present invention provides a packaging material that can be separated as paper after use.

一般に、食品は酸素と接触すると、食品に含まれる油ような成分が酸素と反応(酸化)して、食品の味が変わったり変色を引き起こす。そのため、多くの食品包装はガスバリア性(特に酸素バリア性)を有する包装材料で包装されている。
従来、このような包装材料として、OPP(二軸延伸ポリプロピレン)にPVDCやPVA層を設けたガスバリアフィルムやPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルムやナイロンフィルム上にシリカやアルミナの無機酸化物層あるいはアルミニウムの金属層を設けたガスバリアフィルム、紙基材とアルミ箔あるいは紙基材と前記ガスバリアフィルムを貼合したガスバリア性積層体がある。紙を基材として使用したガスバリア積層体は、優れた印刷適性、適度な剛度、高級感などといった特徴があり、包装材料として幅広く使用されている。
In general, when food comes into contact with oxygen, oily components contained in the food react (oxidize) with oxygen, causing the food to change its taste or cause discoloration. For this reason, many food packages are packaged with a packaging material having gas barrier properties (particularly oxygen barrier properties).
Conventionally, as such a packaging material, a gas barrier film in which PVDC or PVA layer is provided on OPP (biaxially stretched polypropylene), a PET (polyethylene terephthalate) film, a nylon film, an inorganic oxide layer of silica or alumina, or an aluminum metal There are a gas barrier film provided with a layer, a paper base material and an aluminum foil, or a gas barrier laminate in which a paper base material and the gas barrier film are bonded. Gas barrier laminates using paper as a base material are characterized by excellent printability, moderate rigidity, and a high-class feeling, and are widely used as packaging materials.

しかし、アルミ箔やアルミ蒸着層を有するフィルムと紙基材を貼合すると、金属を含むため、食品包装後の異物検査のための金属探知機が使用できないといった問題がある。また、金属を含むため紙として焼却処理できず、古紙としても再利用できない。一方で、PVAやPVDC、あるいは無機酸化物などのガスバリア層を有するフィルムを使用するとコストが高くなるばかりか、フィルムと紙の積層体は包装適性や加工適性に劣る場合が多い。紙基材のガスバリア積層体のほとんどはアルミ箔と紙基材の積層体が使用されているのが現状である。
一方、紙基材表面にガスバリア層を形成する技術が従来から提案されている。特許文献1にはポリビニルアルコールと無機層状化合物を紙基材上に設ける方法が提案されている。特許文献2には、特許文献1と同様に、紙状物層と、上記紙状物層上に無機層状化合物を有する樹脂組成物層とを備えている包装用積層紙が提案されている。特許文献3には、紙の少なくとも一面に、水溶性高分子化合物100重量部に対し、層状無機化合物を0.01〜200重量部含有する樹脂組成物の層を有する紙複合体が提案されている。特許文献4には、エチレン含有量1〜15モル%のエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物(A)、エチレン含有量15〜70モル%のエチレン−ビニルエステル共重合体ケン化物(B)および無機層状化合物(C)からなる樹脂組成物が提案されている。特許文献5には、被覆層1、バリア層2および紙基材3からなる積層体において、バリア層2が、紙または二軸延伸フィルムの基材Bおよびエチレン含有率0〜15モル%のビニルアルコール系重合体の層Aからなる積層体が提案されている。特許文献6には、紙支持体上に水溶性高分子および無機層状化合物を含む第1ガスバリア層と第2ガスバリア層とを、この順で設けたガスバリア性積層体において、第1ガスバリア層中の水溶性高分子と無機層状化合物との質量比が75/25〜50/50であり、かつ、第2ガスバリア層中の水溶性高分子と無機層状化合物との質量比が95/5〜75/25であるガスバリア性積層体が提案されている。特許文献7には、紙支持体上に水溶性高分子と無機層状化合物と合成樹脂とを含むガスバリア層を設けたガスバリア性積層体において、水溶性高分子100質量部に対して、無機層状化合物が10〜150質量部、合成樹脂が5〜100質量部であるガスバリア性積層体が提案されている。
特開平11−129381号公報 特開平11−309817号公報 特開平13−214396号公報 特開平14−069255号公報 特開平15−094574号公報 特開2007−216592号公報 特開2007−216593号公報
However, when a film having an aluminum foil or an aluminum vapor deposition layer and a paper substrate are bonded, there is a problem that a metal detector for inspection of foreign matter after food packaging cannot be used because it contains metal. Moreover, since it contains metal, it cannot be incinerated as paper and cannot be reused as waste paper. On the other hand, when a film having a gas barrier layer such as PVA, PVDC, or an inorganic oxide is used, the cost is increased, and the laminate of the film and paper is often inferior in packaging suitability and workability. The present situation is that most of the gas barrier laminates of the paper base material use an aluminum foil and paper base laminate.
On the other hand, techniques for forming a gas barrier layer on the surface of a paper substrate have been proposed. Patent Document 1 proposes a method of providing polyvinyl alcohol and an inorganic layered compound on a paper substrate. Patent Document 2 proposes, similarly to Patent Document 1, a laminated paper for packaging provided with a paper layer and a resin composition layer having an inorganic layer compound on the paper layer. Patent Document 3 proposes a paper composite having, on at least one surface of paper, a resin composition layer containing 0.01 to 200 parts by weight of a layered inorganic compound with respect to 100 parts by weight of a water-soluble polymer compound. Yes. Patent Document 4 discloses an ethylene-vinyl ester copolymer saponified product (A) having an ethylene content of 1 to 15 mol%, an ethylene-vinyl ester copolymer saponified product (B) having an ethylene content of 15 to 70 mol%, and A resin composition comprising an inorganic layered compound (C) has been proposed. In Patent Document 5, in a laminate comprising a coating layer 1, a barrier layer 2 and a paper base material 3, the barrier layer 2 is a base material B of paper or a biaxially stretched film and vinyl having an ethylene content of 0 to 15 mol%. A laminate comprising a layer A of an alcohol polymer has been proposed. Patent Document 6 discloses a gas barrier laminate in which a first gas barrier layer and a second gas barrier layer containing a water-soluble polymer and an inorganic layered compound are provided in this order on a paper support. The mass ratio of the water-soluble polymer to the inorganic stratiform compound is 75/25 to 50/50, and the mass ratio of the water-soluble polymer to the inorganic stratiform compound in the second gas barrier layer is 95/5 to 75 / A gas barrier laminate of 25 is proposed. In Patent Document 7, in a gas barrier laminate in which a gas barrier layer containing a water-soluble polymer, an inorganic layered compound, and a synthetic resin is provided on a paper support, the inorganic layered compound is used with respect to 100 parts by mass of the water-soluble polymer. Proposed is a gas barrier laminate in which 10 to 150 parts by mass and 5 to 100 parts by mass of a synthetic resin are proposed.
JP 11-129381 A JP-A-11-309817 JP-A-13-214396 Japanese Patent Application Laid-Open No. 14-069255 Japanese Patent Laid-Open No. 15-094574 JP 2007-216592 A JP 2007-216593 A

しかし、このようなガスバリア積層体を用いた場合、ガスバリア層とポリエチレン樹脂層のようなヒートシール層との密着性が不十分であり、最終形態である包装袋に仕上げた時の酸素バリア性が悪いという問題があった。
従って、ガスバリア層とヒートシール層の密着強度を上げて、包装体の酸素バリア性を向上させることが求められていた。
However, when such a gas barrier laminate is used, the adhesion between the gas barrier layer and the heat seal layer such as a polyethylene resin layer is insufficient, and the oxygen barrier property when finished in the final packaging bag There was a problem of being bad.
Therefore, it has been required to improve the oxygen barrier property of the package by increasing the adhesion strength between the gas barrier layer and the heat seal layer.

本発明は上記課題を解決するために以下の方法をとる。
本発明の第1は、紙支持体上にエチレン変性ポリビニルアルコール樹脂と無機層状化合物を含む第1のガスバリア層と、エチレン変性ポリビニルアルコールからなる第2のガスバリア層を順次設けたガスバリア性積層体である。
The present invention adopts the following method in order to solve the above problems.
The first of the present invention is a gas barrier laminate in which a first gas barrier layer containing an ethylene-modified polyvinyl alcohol resin and an inorganic layered compound and a second gas barrier layer made of ethylene-modified polyvinyl alcohol are sequentially provided on a paper support. is there.

本発明の第2は、第1のガスバリア層のエチレン変性ポリビニルアルコールと無機層状化合物の質量比が100/5〜100/50である本発明の第1に記載のガスバリア性積層体である。   The second aspect of the present invention is the gas barrier laminate according to the first aspect of the present invention, wherein the mass ratio of the ethylene-modified polyvinyl alcohol and the inorganic stratiform compound in the first gas barrier layer is 100/5 to 100/50.

本発明によって、ヒートシール層との密着強度に優れ、包装袋としての酸素バリア性に優れ、金属探知機の使用が可能であり、紙として廃棄可能なガスバリア積層体を得ることが可能となった。   According to the present invention, it is possible to obtain a gas barrier laminate that has excellent adhesion strength with a heat seal layer, excellent oxygen barrier properties as a packaging bag, can be used as a metal detector, and can be discarded as paper. .

以下に本発明について詳細に説明する。
ポリビニルアルコールのような水溶性高分子とモンモリロナイトのような膨潤性無機層状化合物を混合した水性塗料を紙支持体上に塗工してバリア層を形成すると、無機層状化合物の曲路効果により、バリア性が大幅に向上する。
しかし、高いバリア性を発揮するためには、無機層状化合物の配合量を増やさなければならないが、無機層状化合物がある一定量以上になると、バリア層の密着強度や塗膜強度が大幅に低下することを本発明者らは見出した。ここでいう、バリア層の密着強度とは、バリア層とシーラント層を積層した時の、バリア層とシーラント層の密着強度をいう。密着強度が弱いと、包装後のヒートシール強度が弱くなるばかりか、シーラント層とバリア層の界面に空隙ができ、その部分を空気が透過して、包装袋としての酸素バリア性が大幅に低下することが判明した。
The present invention is described in detail below.
When a barrier layer is formed by applying an aqueous paint mixed with a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol and a swellable inorganic layered compound such as montmorillonite onto a paper support, the barrier effect of the inorganic layered compound causes the barrier. The characteristics are greatly improved.
However, in order to exhibit high barrier properties, it is necessary to increase the blending amount of the inorganic layered compound, but when the inorganic layered compound exceeds a certain amount, the adhesion strength and coating strength of the barrier layer are significantly reduced. The present inventors have found that. Here, the adhesion strength of the barrier layer refers to the adhesion strength between the barrier layer and the sealant layer when the barrier layer and the sealant layer are laminated. If the adhesion strength is weak, not only the heat seal strength after packaging will be weak, but also an air gap will be created at the interface between the sealant layer and the barrier layer, and air will permeate through that part, greatly reducing the oxygen barrier properties as a packaging bag. Turned out to be.

そこで、本発明者らが鋭意検討したところ、紙基材表面にエチレン変性ポリビニルアルコール樹脂と無機層状化合物を含む第1のガスバリア層と、エチレン変性ポリビニルアルコールからなる第2のガスバリア層を順次設けることで、バリア層とシーラント層との密着強度が大幅に向上することを見出し、本発明に到った。   Therefore, the present inventors have conducted intensive studies, and as a result, a first gas barrier layer containing an ethylene-modified polyvinyl alcohol resin and an inorganic layered compound and a second gas barrier layer made of ethylene-modified polyvinyl alcohol are sequentially provided on the paper substrate surface. Thus, the present inventors have found that the adhesion strength between the barrier layer and the sealant layer is greatly improved, and have reached the present invention.

本発明におけるエチレン変性ポリビニルアルコールとは、エチレンモノマーと酢酸ビニルモノマーを共重合させてケン化して得られるポリビニルアルコールである。エチレン単位の含有量は1〜20モル%のものが好ましく、2〜15モル%がさらに好ましく、3〜10モル%が特に好ましい。エチレン変性PVAのエチレン単位の含有量が1モル%未満になると、PVAの延伸性が十分でなくなるおそれがある。またエチレン単位の含有量が20モル%を超えると、水への溶解性が低下し水性塗料とすることが困難であるため好ましくない。なお、エチレン単位の含有量は、モノマー単位全体(エチレン単位+ビニルアルコール単位)に対するモル%で表すものとする(ビニルアルコール単位には、ケン化されていない酢酸ビニル単位も含むものとする)。   The ethylene-modified polyvinyl alcohol in the present invention is polyvinyl alcohol obtained by copolymerization of an ethylene monomer and a vinyl acetate monomer. The ethylene unit content is preferably 1 to 20 mol%, more preferably 2 to 15 mol%, particularly preferably 3 to 10 mol%. If the ethylene unit content of the ethylene-modified PVA is less than 1 mol%, the stretchability of the PVA may not be sufficient. On the other hand, if the ethylene unit content exceeds 20 mol%, the solubility in water is lowered and it is difficult to obtain an aqueous paint, which is not preferable. The ethylene unit content is expressed in mol% with respect to the entire monomer unit (ethylene unit + vinyl alcohol unit) (the vinyl alcohol unit includes a vinyl acetate unit which is not saponified).

エチレン変性ポリビニルアルコールは疎水性であるエチレン単位を含むため、シーラントであるポリエチレンフィルムやポリプロピレンフィルムなどのポリオレフィン系基材との密着性に優れると考えられる。   Since ethylene-modified polyvinyl alcohol contains hydrophobic ethylene units, it is considered that it has excellent adhesion to polyolefin-based substrates such as polyethylene films and polypropylene films that are sealants.

また、エチレン変性ポリビニルアルコールの「ケン化」の程度はモル百分率で70%以上99.9%以下が好ましく、80%以上99%未満が更に好ましい。また、重合度は100以上3000以下が好ましく、200以上2000以下がより好ましい。ケン化度が70%未満だと酸素バリア性が低下し、99.9%を超えると無機層状化合物とポリビニルアルコールの混和性が低下するため好ましくない。また、重合度が100未満になると塗膜強度が低下し、重合度が3000を超えると塗工適性が低下するため好ましくない。   In addition, the degree of “saponification” of ethylene-modified polyvinyl alcohol is preferably 70% or more and 99.9% or less, and more preferably 80% or more and less than 99% in terms of mole percentage. The degree of polymerization is preferably 100 or more and 3000 or less, and more preferably 200 or more and 2000 or less. If the saponification degree is less than 70%, the oxygen barrier property is lowered, and if it exceeds 99.9%, the miscibility between the inorganic layered compound and polyvinyl alcohol is lowered, which is not preferable. On the other hand, when the degree of polymerization is less than 100, the coating film strength is lowered, and when the degree of polymerization exceeds 3000, the coating suitability is lowered, which is not preferable.

第1のガスバリア層には、無変性のポリビニルアルコールや変性ポリビニルアルコールが含まれてもかまわない。変性ポリビニルアルコールとしてはシラノール基(−Si(OH))、アミノ基、カルボキシル基、1,2グリコール基等の官能基で変性されたポリビニルアルコールが挙げられる。また、スチレン−ブタジエンラテックスやアクリル−スチレンエマルジョンなどの合成樹脂が含まれてもかまわない。さらに、デンプンなどの多糖類、カゼイン、ポリアクリル酸、ポリエチレンイミンなどの水溶性高分子が含まれてもかまわない。 The first gas barrier layer may contain unmodified polyvinyl alcohol or modified polyvinyl alcohol. Examples of the modified polyvinyl alcohol include polyvinyl alcohol modified with a functional group such as a silanol group (—Si (OH) 3 ), an amino group, a carboxyl group, and a 1,2 glycol group. Further, synthetic resins such as styrene-butadiene latex and acrylic-styrene emulsion may be included. Furthermore, polysaccharides such as starch, water-soluble polymers such as casein, polyacrylic acid, and polyethyleneimine may be included.

第2のガスバリア層は、前述のとおり、ポリオレフィン系基材との密着性に優れるエチレン変性ポリビニルアルコールを主体として構成されるが、その効果を妨げない範囲で、必要に応じて各種水溶性高分子や合成樹脂等を添加することが可能である。添加して使用可能な水溶性高分子や合成樹脂としては、前述の第1のガスバリア層で使用可能なものが同様に使用できる。なお、本発明において、無機層状化合物は、ポリオレフィン系基材との密着を妨げるので、第2のガスバリア層には添加しない。   As described above, the second gas barrier layer is mainly composed of ethylene-modified polyvinyl alcohol having excellent adhesion to a polyolefin-based substrate, but various water-soluble polymers can be used as necessary within the range not hindering the effect. It is possible to add a synthetic resin or the like. As the water-soluble polymer or synthetic resin that can be added and used, those that can be used in the first gas barrier layer can be used. In the present invention, the inorganic layered compound is not added to the second gas barrier layer because it interferes with the polyolefin base material.

本発明において、塗膜強度を改良する目的で、ガスバリア層に水素結合性基用架橋剤を添加することができる。   In the present invention, a hydrogen bonding group crosslinking agent can be added to the gas barrier layer for the purpose of improving the coating strength.

本発明で使用可能な水素結合性基用架橋剤としては、特に限定されないが、例えば、チタン系カップリング剤、シラン系カップリング剤、メラミン系カップリング剤、エポキシ系カップリング剤、イソシアネート系カップリング剤、銅化合物、ジルコニウム化合物、ホウ素化合物、コロイダルシリカなどが挙げられ、この中でも、ジルコニウム化合物、ホウ素化合物がより好適に用いられる。
ジルコニウム化合物の具体例としては、例えば、オキシ塩化ジルコニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニウム、4塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム等のハロゲン化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、塩基性硫酸ジルコニウム、硝酸ジルコニウムなどの鉱酸のジルコニウム塩、蟻酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、プロピオン酸ジルコニウム、カプリル酸ジルコニウム、ステアリン酸ジルコニウムなどの有機酸のジルコニウム塩、炭酸ジルコニウムアンモニウム、硫酸ジルコニウムナトリウム、酢酸ジルコニウムアンモニウム、蓚酸ジルコニウムナトリウム、クエン酸ジルコニウムナトリウム、クエン酸ジルコニウムアンモニウムなどのジルコニウム錯塩、などが挙げられる。
Although it does not specifically limit as a crosslinking agent for hydrogen bondable groups which can be used by this invention, For example, a titanium coupling agent, a silane coupling agent, a melamine coupling agent, an epoxy coupling agent, an isocyanate type cup Examples thereof include a ring agent, a copper compound, a zirconium compound, a boron compound, and colloidal silica. Among these, a zirconium compound and a boron compound are more preferably used.
Specific examples of the zirconium compound include zirconium halides such as zirconium oxychloride, hydroxyzirconium chloride, zirconium tetrachloride and zirconium bromide, zirconium salts of mineral acids such as zirconium sulfate, basic zirconium sulfate and zirconium nitrate, and formic acid. Zirconium salt, zirconium salt of organic acid such as zirconium acetate, zirconium propionate, zirconium caprylate, zirconium stearate, ammonium zirconium carbonate, sodium zirconium sulfate, ammonium zirconium acetate, sodium zirconium oxalate, sodium zirconium citrate, zirconium ammonium citrate, etc. And zirconium complex salts thereof.

なお、前記ガスバリア層には、消泡剤、濡れ剤、染料、色合い調整剤、増粘剤などが必要に応じて含まれてもかまわない。   The gas barrier layer may contain an antifoaming agent, a wetting agent, a dye, a color adjusting agent, a thickener, and the like as necessary.

第1のガスバリア層の塗工量は0.1〜3.0g/mが好ましく、0.5〜2.5g/mがさらに好ましい。第1のガスバリア層の塗工量が3.0g/mより超えると塗膜強度が大幅に低下するおそれがあり、0.1g/m未満だと酸素バリア性が不十分となるおそれがある。
また、第2のガスバリア層の塗工量は0.1〜3.0g/mが好ましく、0.5〜2.5g/mがさらに好ましい。第2のガスバリア層の塗工量が3.0g/mを超えると塗膜強度が低下するおそれがあり、0.1g/m未満だとシーラント層との密着強度が不十分となり、酸素バリア性も低下するおそれがある。
また、第1のガスバリア層と第2のガスバリア層の塗工量の合計は、0.5〜5g/mが好ましい。塗工量の合計が0.5g/m未満だと、酸素バリア性が低下したり、塗膜強度が低下するおそれがある。また、5g/mを超えると密着強度や塗膜強度が低下するおそれがあり好ましくない。
The coating amount of the first gas barrier layer is preferably from 0.1 to 3.0 g / m 2, more preferably 0.5 to 2.5 g / m 2. If the coating amount of the first gas barrier layer exceeds 3.0 g / m 2 , the coating strength may be significantly reduced, and if it is less than 0.1 g / m 2 , the oxygen barrier property may be insufficient. is there.
Further, the coating amount of the second gas barrier layer is preferably from 0.1 to 3.0 g / m 2, more preferably 0.5 to 2.5 g / m 2. If the coating amount of the second gas barrier layer exceeds 3.0 g / m 2 , the coating strength may decrease, and if it is less than 0.1 g / m 2 , the adhesion strength with the sealant layer becomes insufficient, and oxygen There is also a possibility that the barrier property is also lowered.
The total coating amount of the first gas barrier layer and the second gas barrier layer is preferably 0.5 to 5 g / m 2 . If the total coating amount is less than 0.5 g / m 2 , the oxygen barrier property may be lowered or the coating film strength may be lowered. Moreover, when it exceeds 5 g / m < 2 >, there exists a possibility that adhesive strength and coating-film strength may fall, and it is not preferable.

本発明で使用できる無機層状化合物の具体例としては、グラファイト、リン酸塩系誘導体型化合物(リン酸ジルコニウム系化合物等)、カルコゲン化物、ハイドロタルサイト類化合物、リチウムアルミニウム複合水酸化物、粘土系鉱物、合成マイカ、合成スメクタイト等を挙げることができる。
グラファイト、リン酸塩系誘導体型化合物(リン酸ジルコニウム系化合物等)、カルコゲン化物、ハイドロタルサイト類化合物、リチウムアルミニウム複合水酸化物は、単位結晶層が互いに積み重なって層状構造を有する化合物ないし物質であり、ここで層状構造とは、原子が共有結合等によって強く結合して密に配列した面が、ファン・デル・ワールス力等の弱い結合力によって略平行に積み重なった構造をいう。
Specific examples of inorganic layered compounds that can be used in the present invention include graphite, phosphate derivative compounds (such as zirconium phosphate compounds), chalcogenides, hydrotalcite compounds, lithium aluminum composite hydroxides, clays. Minerals, synthetic mica, synthetic smectite and the like can be mentioned.
Graphite, phosphate derivative compounds (zirconium phosphate compounds, etc.), chalcogenides, hydrotalcite compounds, and lithium aluminum composite hydroxides are compounds or substances in which unit crystal layers are stacked on each other and have a layered structure. Here, the layered structure refers to a structure in which surfaces in which atoms are strongly bonded by a covalent bond or the like and densely arranged are stacked substantially in parallel by a weak binding force such as van der Waals force.

「カルコゲン化物」とは、IV族(Ti,Zr,Hf)、V族(V,Nb,Ta)及び/又はVI族(Mo,W)元素のジカルコゲン化物であって、式MX(Mは上記元素、Xはカルコゲン(S,Se,Te)を示す。)で表されるものをいう。
粘土系鉱物は、一般に、シリカの四面体層の上部に、アルミニウムやマグネシウム等を中心金属にした八面体層を有する2層構造を有するタイプと、シリカの四面体層が、アルミニウムやマグネシウム等を中心金属にした八面体層を両側から挟んでなる3層構造を有するタイプに分類される。前者の2層構造タイプとしては、カオリナイト族、アンチゴライト族等を挙げることができ、後者の3層構造タイプとしては、層間カチオンの数によってスメクタイト族、バーミキュライト族、マイカ族等を挙げることができる。
これらの粘土系鉱物としては、スメクタイト族、バーミキュライト族などの粘土鉱物を挙げることができる。より具体的には、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィライト、モンモリロナイト、ヘクトライト、テトラシリリックマイカ、ナトリウムテニオライト、マーガライト、タルク、バーミキュライト、ザンソフィライト、緑泥石等を挙げることができる。また、白水晴雄著、「粘土鉱物学」、1988年、(株)朝倉書店 などの文献を参照することができる。特にスメクタイトが好ましく、スメクタイトにはモンモリロナイト、ハイデライト、ノントロナイト、サポナイト、鉄サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイトなどを挙げることができる。
A “chalcogenide” is a dichalcogenide of a group IV (Ti, Zr, Hf), group V (V, Nb, Ta) and / or group VI (Mo, W) element, which has the formula MX 2 (M is The above element, X represents a chalcogen (S, Se, Te).
Clay-based minerals generally have a two-layer structure having an octahedral layer with aluminum, magnesium, etc. as the central metal at the top of the silica tetrahedral layer, and a silica tetrahedral layer, with aluminum, magnesium, etc. It is classified into a type having a three-layer structure in which an octahedral layer made of a central metal is sandwiched from both sides. Examples of the former two-layer structure type include kaolinite group and antigolite group. Examples of the latter three-layer structure type include smectite group, vermiculite group, mica group, etc. depending on the number of interlayer cations. Can do.
Examples of these clay minerals include clay minerals such as smectite group and vermiculite group. More specifically, kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, antigolite, chrysotile, pyrophyllite, montmorillonite, hectorite, tetrasilic mica, sodium teniolite, margarite, talc, vermiculite, xanthophyllite, Chlorite and the like can be mentioned. References can also be made to articles such as Haruo Shiramizu, “Clay Mineralogy”, 1988, Asakura Shoten. Smectite is particularly preferable, and examples of the smectite include montmorillonite, hydelite, nontronite, saponite, iron saponite, hectorite, soconite, and stevensite.

粘土性鉱物(天然品)以外にも、合成品、加工処理品(例えばシランカップリング剤の表面処理品)のいずれであってもよく、合成スメクタイトとしては、式Na0.1〜1.0Mg2.4〜2.9Li0.0〜0.6Si3.5〜4.09.0〜10.6(OH及び/又はF)1.5〜2.5で示されるものが挙げられる。合成スメクタイトや合成マイカの製造方法には、水熱反応法(特開平6−345419号公報)、固相反応法、熔融法(特開平5−270815号公報参照)の3つの合成方法がある。
水熱反応法は、珪酸塩、マグネシウム塩、アルカリ金属イオン、アルカリ金属塩、フッ素イオンなど各種原料を含んだ水溶液あるいは水性スラリーをオートクレーブやパイプリアクターの中で100〜400℃の高温、高圧化のもとで反応させ合成させる方法である。水熱反応法では、結晶の成長が遅いため大きな粒子のものが得られないため、一般に粒子径が10〜100nmのものがほとんどである。もちろん、水熱反応においても、低濃度、低温、長時間の条件で合成すれば粒子径が1μm以上の大きな粒子を製造することは可能だが、製造コストが極端に高くなるといった問題がある。
In addition to the clay mineral (natural product), it may be a synthetic product or a processed product (for example, a surface-treated product of a silane coupling agent). As the synthetic smectite, the formula Na 0.1-1.0 mg 2.4~2.9 Li 0.0~0.6 Si 3.5~4.0 O 9.0~10.6 (OH and / or F) those represented by 1.5 to 2.5 Is mentioned. There are three methods for producing synthetic smectite and synthetic mica, namely, a hydrothermal reaction method (JP-A-6-345419), a solid-phase reaction method, and a melting method (see JP-A-5-270815).
In the hydrothermal reaction method, an aqueous solution or aqueous slurry containing various raw materials such as silicate, magnesium salt, alkali metal ion, alkali metal salt, and fluorine ion is heated at a high temperature and high pressure of 100 to 400 ° C. in an autoclave or a pipe reactor. It is the method of reacting and synthesizing at the beginning. In the hydrothermal reaction method, since the crystal growth is slow and large particles cannot be obtained, in general, most particles have a particle size of 10 to 100 nm. Of course, the hydrothermal reaction can produce large particles having a particle diameter of 1 μm or more if they are synthesized under conditions of low concentration, low temperature and long time, but there is a problem that the production cost becomes extremely high.

固相反応法はタルクと珪フッ化アルカリと他の原料とともに400〜1000℃の範囲で数時間反応させ、合成マイカを製造する方法である。固相反応は原料のタルクの構造を残したまま元素移動を起こしマイカが生成する(トポタキシー)ため、得られる合成マイカの品質が原料のタルク物性やその不純物に依存したり、元素移動を完全にコントロールできないため合成マイカの純度や結晶化度が低いといった問題がある。
熔融法は、無水珪酸、酸化マグネシウム、酸化アルミニウム、珪フッ化カリウム、炭酸カリウム、その他の原料をマイカの熔融点(例えば1500℃)以上で熔融後、徐冷結晶化し、合成マイカや合成スメクタイトを製造する方法である。また、加熱方法の違いにより、外熱式熔融法と内熱式熔融法がある。外熱式熔融法は原料を入れたるつぼを熔融点以上の温度の室に入れて昇温後、熔融点以下の温度の室に移動させて製造する方法であるがるつぼの費用が高いといった問題点がある。内熱式熔融法は黒鉛(炭素)電極や金属電極を備えていた容器中で通電により原料を加熱熔融させた後、冷却させる方法であり、熔融合成法においては内熱式熔融法が一般的である。熔融合成法は冷却結晶化した塊を粉砕、分級することにより粒子径をコントロールした合成品を製造することができる。熔融合成法は原料として純度が高い原料を使用することができ、熔融化するため原料が均一に混合できるため、結晶化度が高く、粒子径が大きく、純度の高い合成マイカや合成スメクタイトを製造することができるといった利点がある。
The solid phase reaction method is a method for producing synthetic mica by reacting with talc, alkali silicofluoride and other raw materials for several hours in the range of 400 to 1000 ° C. In solid phase reaction, element migration occurs while leaving the talc structure of the raw material, and mica is produced (topotaxy), so the quality of the resulting synthetic mica depends on the talc physical properties of the raw material and its impurities, or the element transfer is completely Since it cannot be controlled, there is a problem that the purity and crystallinity of synthetic mica are low.
In the melting method, anhydrous silicic acid, magnesium oxide, aluminum oxide, potassium silicofluoride, potassium carbonate, and other raw materials are melted at a melting point (for example, 1500 ° C.) or higher of mica and then slowly cooled to crystallize synthetic mica and synthetic smectite. It is a manufacturing method. Also, depending on the heating method, there are an external heating type melting method and an internal heating type melting method. The external heating type melting method is a method in which the crucible containing the raw material is put into a chamber having a temperature higher than the melting point and the temperature is raised, and then moved to a chamber having a temperature lower than the melting point. There is a point. The internal heating type melting method is a method in which a raw material is heated and melted by energization in a vessel equipped with a graphite (carbon) electrode or a metal electrode, and then cooled. In the fusion method, the internal heating type melting method is generally used. It is. The melt fusion method can produce a synthetic product having a controlled particle size by pulverizing and classifying the cooled and crystallized mass. The fusion method can use raw materials with high purity as raw materials, and since the raw materials can be mixed uniformly, it produces high-crystallinity, large particle size, high-purity synthetic mica and synthetic smectite. There is an advantage that can be done.

合成無機層状化合物としては、フッ素金雲母(KMgAlSi10F、熔融法又は固相反応法)、カリウム四珪素雲母(KMg2.5Si10、熔融法)、ナトリウム四ケイ素雲母(NaMg2.5Si10、熔融法)、ナトリウムテニオライト(NaMgLiSi10、熔融法)、リチウムテニオライト(LiMgLiSi10、熔融法)などの合成マイカ、ナトリウムヘクトライト(Na0.33Mg2.67Li0.33Si4.010(OH又はF)、水熱反応法又は熔融法)、リチウムヘクトライト(Na0.33Mg2.67Li0.33Si4.010(OH又はF)、水熱反応法又は熔融法)、サポナイト(Na0.33Mg2.67AlSi4.010(OH)、水熱反応法)などの合成スメクタイトが挙げられる。
粘土鉱物の市販品としては、一般にナトリウムベンナイトと呼ばれる天然のベントナイトや、クニピア(天然モンモリロナイト、クニミネ工業製)、スメクトン(水熱反応法合成スメクタイト、クニミネ工業社製)、ビーガム(商標:バンダービルト社製)、ラポナイト(商標:ラポルテ社製)、DMクリーンA、DMA−350、Na−Ts、NTO−5(熔融法、ナトリウム四珪素雲母、商標:トピー工業製)、ベンゲル(商標:豊順洋行社製)、ソマシフME−100(固相反応法合成マイカ、商標:コープケミカル)等を挙げることができ、これらは単独で用いても、2種以上を混合して用いることもできる。
Examples of the synthetic inorganic layered compound include fluorine phlogopite (KMg 3 AlSi 3 O 10 F, melting method or solid phase reaction method), potassium tetrasilicon mica (KMg 2.5 Si 4 O 10 F 2 , melting method), sodium tetra Silicon mica (NaMg 2.5 Si 4 O 10 F 2 , melting method), sodium teniolite (NaMg 2 LiSi 4 O 10 F 2 , melting method), lithium teniolite (LiMg 2 LiSi 4 O 10 F 2 , melting method) ), Etc., sodium hectorite (Na 0.33 Mg 2.67 Li 0.33 Si 4.0 O 10 (OH or F) 2 , hydrothermal reaction method or melting method), lithium hectorite (Na 0) .33 Mg 2.67 Li 0.33 Si 4.0 O 10 (OH or F) 2, hydrothermal reaction method or a fusion method), saponite (Na 0.33 Mg .67 AlSi 4.0 O 10 (OH) 2, hydrothermal reaction method) and synthetic smectite such.
As commercial products of clay minerals, natural bentonite generally called sodium bennite, Kunipia (natural montmorillonite, manufactured by Kunimine Industry), Smecton (hydrothermal reaction method synthetic smectite, manufactured by Kunimine Industry Co., Ltd.), Veegum (Trademark: Vanderbilt) Laponite (Trademark: Laporte), DM Clean A, DMA-350, Na-Ts, NTO-5 (Melting Method, Sodium Tetrasilicon Mica, Trademark: Topy Industries), Bengel (Trademark: Toyoshun) Yoko Co., Ltd.), Somasif ME-100 (solid phase reaction method synthetic mica, trademark: Co-op Chemical) and the like can be used, and these can be used alone or in admixture of two or more.

本発明により好ましいものは、水中で容易に膨潤、壁開及び分散する膨潤性無機層状化合物である。膨潤性無機層状化合物の溶媒への「膨潤・へき開」性の程度は、以下の「膨潤・へき開」試験により評価することができる。該膨潤性無機層状化合物の膨潤性は、下記膨潤性試験において約5mL以上(より好ましくは約20mL以上)の程度であることが好ましい。膨潤性の具体的なものとしては、上記クニピア(膨潤力:65mL/2g以上)、スメクトン(膨潤力:60mL/2g以上)、DMクリーンA、DMA−350、Na−Ts(膨潤力:30mL/2g以上)、ME−100(商標:コープケミカル社製、膨潤力:20mL/2g以上)及びベンゲル(膨潤力:38mL/2g以上)等である。
一方、該膨潤性無機層状化合物のへき開性は、下記へき開性試験において約5mL以上(より好ましくは約20mL以上)の程度であることが好ましい。これらの場合、溶媒としては、膨潤性無機層状化合物の密度より小さい密度を有する溶媒を用いる。該溶媒としては、水を用いることが好ましい。
Preferred according to the invention are swellable inorganic layered compounds that readily swell, open and disperse in water. The degree of the “swelling / cleavage” property of the swellable inorganic layered compound to the solvent can be evaluated by the following “swelling / cleavage” test. The swellability of the swellable inorganic layered compound is preferably about 5 mL or more (more preferably about 20 mL or more) in the following swellability test. Specific examples of the swelling property include the above Kunipia (swelling force: 65 mL / 2 g or more), smecton (swelling force: 60 mL / 2 g or more), DM Clean A, DMA-350, Na-Ts (swelling force: 30 mL / 2 g or more), ME-100 (trademark: manufactured by Coop Chemical Co., swelling power: 20 mL / 2 g or more), Bengel (swelling power: 38 mL / 2 g or more), and the like.
On the other hand, the cleavage property of the swellable inorganic layered compound is preferably about 5 mL or more (more preferably about 20 mL or more) in the following cleavage test. In these cases, a solvent having a density smaller than that of the swellable inorganic layered compound is used as the solvent. As the solvent, water is preferably used.

膨潤性試験を詳述する。膨潤性無機層状化合物2gを溶媒100mLにゆっくり加える(100mLメスシリンダーを容器とする)。静置後、23℃、24hr後の膨潤性無機層状化合物分散層と上澄みとの界面の目盛から前者(膨潤性無機層状化合物分散層)の体積を読む。この数値が大きい程、膨潤性が高い。
へき開性試験を詳述する。膨潤性無機層状化合物30gを溶媒1500mLにゆっくり加え、分散機(浅田鉄工(株)製、デスパーMH−L、羽根径52mm、回転数3100rpm、容器容量3L、底面−羽根間の距離28mm)にて周速8.5m/secで90分間分散した後(23℃)、分散液100mLをとりメスシリンダーに入れ60分静置後、上澄みとの界面から、膨潤性無機層状化合物分散層の体積を読む。
The swelling test will be described in detail. Slowly add 2 g of swellable inorganic layered compound to 100 mL of solvent (100 mL graduated cylinder as container). The volume of the former (swellable inorganic layered compound dispersion layer) is read from the scale of the interface between the swellable inorganic layered compound dispersion layer and the supernatant after 24 hours at 23 ° C. The larger this value, the higher the swelling property.
The cleavage test will be described in detail. Slowly add 30 g of the swellable inorganic layered compound to 1500 mL of the solvent, and using a disperser (manufactured by Asada Tekko Co., Ltd., Desper MH-L, blade diameter 52 mm, rotation speed 3100 rpm, container capacity 3 L, bottom-blade distance 28 mm) After dispersing for 90 minutes at a peripheral speed of 8.5 m / sec (23 ° C.), take 100 mL of the dispersion, place it in a graduated cylinder and let stand for 60 minutes, then read the volume of the swellable inorganic layered compound dispersion layer from the interface with the supernatant .

また、本発明で使用するのに好ましい膨潤性無機層状化合物としては、陽イオン交換容量が100g当り、30〜300meq、より好ましくは50〜250meq、特に好ましくは60〜200meqである。陽イオン交換容量が30meq/100g未満だと含窒素化合物との効果が小さくなり防湿性に優れない。また、300meq/100gを越えて大きいと塗料が凝集しやすくなり好ましくない。一般に、天然及び合成スクメタイトは85〜130meq/100gの陽イオン交換容量を有するものが本発明において特に好ましいものである。
陽イオン交換容量の測定は一般にアルコール洗浄法(Schollenberger法あるいはその改良法、和田光史(1981)粘土科学21,160-163参照)と呼ばれる測定方法で行う。膨潤性無機層状化合物の粉末0.2〜1.0gあるいは約1〜3%水分散液約10〜30mlを100ml容量の遠心分離管に採取する。1Nの酢酸アンモニウム(CHCOONH)液(pH7)を加えて約80mlとして、十分に振とうした後、遠心沈降させ上澄みを捨てる(遠沈洗浄)。遠沈洗浄を4回繰り返した後、遠心分離管に残っている余剰の塩を取り除くため80%エタノール水溶液(pH7)で遠沈洗浄を3回行う。次に10%のNaCl水溶液を用いて遠沈洗浄を4回繰り返し、遠心管の上澄み液をすべて集めて抽出液とする。抽出液のNH4を蒸留法で定量し、試料の乾燥質量(100g)当りのミリグラム当量数(meq)を陽イオン交換容量(cation exchange capacity,CEC)の値とする。なお測定は23℃の環境下で行う。また、測定は7点行い、最大値と最小値を除いた5点の平均を測定値とした。
The swellable inorganic layered compound preferred for use in the present invention has a cation exchange capacity of 30 to 300 meq, more preferably 50 to 250 meq, particularly preferably 60 to 200 meq per 100 g. When the cation exchange capacity is less than 30 meq / 100 g, the effect of the nitrogen-containing compound is reduced and the moisture resistance is not excellent. On the other hand, if it exceeds 300 meq / 100 g, the coating tends to aggregate, which is not preferable. In general, natural and synthetic squametites having a cation exchange capacity of 85 to 130 meq / 100 g are particularly preferred in the present invention.
The cation exchange capacity is generally measured by an alcohol washing method (Schollenberger method or its improved method, see Mitsufumi Wada (1981) Clay Science 21, 160-163). Collect 0.2 to 1.0 g of the swellable inorganic layered compound powder or about 10 to 30 ml of about 1 to 3% aqueous dispersion in a 100 ml capacity centrifuge tube. Add 1N ammonium acetate (CH 3 COONH 4 ) solution (pH 7) to make about 80 ml, shake well, then centrifuge and discard the supernatant (centrifuge washing). After centrifuge washing is repeated 4 times, centrifuge washing is performed 3 times with 80% ethanol aqueous solution (pH 7) in order to remove excess salt remaining in the centrifuge tube. Next, the centrifuge washing is repeated 4 times using a 10% NaCl aqueous solution, and all the supernatant of the centrifuge tube is collected to obtain an extract. NH4 in the extract is quantified by distillation, and the number of milligram equivalents (meq) per dry mass (100 g) of the sample is taken as the value of cation exchange capacity (CEC). The measurement is performed in an environment of 23 ° C. The measurement was performed at 7 points, and the average of 5 points excluding the maximum value and the minimum value was used as the measurement value.

膨潤性無機層状化合物としては、そのアスペクト比が50〜5000のものが好ましい。アスペクト比(Z)とはZ=L/aなる関係で示されるものであり、Lは膨潤性無機層状化合物の水中での平均粒子径(レーザー回折法で測定。堀場製作所LA−910.屈折率1.3、体積分布50%のメジアン径)であり、aは膨潤性無機層状化合物の厚みであり。厚みは、防湿層の断面をSEMやTEMによる写真観察によって求めた値である。平均粒子径は0.1μm〜100μmが好ましく、とりわけ0.5μm〜50μmが好ましい。粒子径が0.1μm未満になるとアスペクト比が小さくなる上、防湿層中で防湿面に対して平行に並びにくくなり、防湿効果が不十分になる。粒子径が100μmを越えて大きくなると防湿層から膨潤性無機層状化合物が突き出てしまい好ましくない。   The swellable inorganic layered compound preferably has an aspect ratio of 50 to 5000. The aspect ratio (Z) is indicated by the relationship Z = L / a, where L is the average particle diameter of the swellable inorganic layered compound in water (measured by laser diffraction method. HORIBA, Ltd. LA-910, refractive index). 1.3, median diameter of 50% volume distribution), and a is the thickness of the swellable inorganic layered compound. Thickness is the value which calculated | required the cross section of the moisture-proof layer by the photograph observation by SEM or TEM. The average particle size is preferably 0.1 μm to 100 μm, particularly preferably 0.5 μm to 50 μm. When the particle diameter is less than 0.1 μm, the aspect ratio becomes small, and it becomes difficult to align the moisture-proof layer in parallel to the moisture-proof surface, resulting in insufficient moisture-proof effect. When the particle diameter exceeds 100 μm, the swellable inorganic layered compound protrudes from the moisture-proof layer, which is not preferable.

これら膨潤性無機層状化合物の中でも、ナトリウム四珪素雲母、ナトリウムテニオライト、リチウムテニオライト、ナトリウムヘクトライト、リチウムヘクトライト、サポナイト、天然スメクタイト(モンモリロナイト)が好ましい。これらの中でも、粒子径、アスペクト比、結晶性の面からから熔融合成法で製造されたナトリウム四珪素雲母(トピー工業製、DMA350)やタルクにフッ化ケイ素をインターカレートし約800℃で焼成して得られる膨潤性フッ素マイカが特に好ましい。
また、本発明で使用する無機層状化合物は水、あるいは溶剤中で分散された状態での平均粒子径が20nm〜100μmの間にあるものが好適であり、好ましくは0.1μm〜50μm、より好ましくは1μm〜30μmである。平均粒子径が20nm未満であると、アスペクト比が小さくなり防湿性向上効果が小さい。一方100μmを越えると塗工層表面から顔料が突き出し、外観不良や防湿性低下を招き好ましくない。
Among these swellable inorganic layered compounds, sodium tetrasilicon mica, sodium teniolite, lithium teniolite, sodium hectorite, lithium hectorite, saponite, and natural smectite (montmorillonite) are preferable. Among these, sodium tetrasilicon mica (manufactured by Topy Kogyo Co., DMA350) and talc produced by the fusion method from the viewpoint of particle size, aspect ratio, and crystallinity, and silicon fluoride are intercalated and fired at about 800 ° C. Swellable fluorine mica obtained in this way is particularly preferred.
In addition, the inorganic layered compound used in the present invention preferably has an average particle diameter of 20 nm to 100 μm, preferably 0.1 μm to 50 μm, more preferably dispersed in water or a solvent. Is 1 μm to 30 μm. When the average particle size is less than 20 nm, the aspect ratio becomes small, and the effect of improving moisture resistance is small. On the other hand, when the thickness exceeds 100 μm, the pigment protrudes from the surface of the coating layer, which leads to poor appearance and reduced moisture resistance.

本発明で用いる無機層状化合物の水あるいは溶剤に分散された平均粒子径は、平均粒子径が0.1μm以上のものは光散乱理論を応用したレーザー回折による粒度分布測定装置において測定した値である。また、水あるいは溶剤に分散された平均粒子径が0.1μmのものについは動的光散乱法を用いて測定した値である。
また、本発明で使用する無機層状化合物の好ましいアスペクト比は5以上であり、特に好ましくはアスペクト比が10以上である。アスペクト比が5未満のものは曲路効果が小さいために防湿性が低下する。アスペクト比は大きいほど無機層状化合物の塗工層中における層数が大きくなるため高い防湿性能を発揮する。無機層状化合物の厚みは、防湿膜の断面写真より測定する。厚みが0.1μm以上のものは電子顕微鏡写真より画像解析して求める。厚みが0.1μm未満のものは透過型電子顕微鏡写真より画像解析して求める。本発明でいうアスペクト比は、上記水、又は溶剤に分散された平均粒子径を防湿膜の断面写真より求めた厚さで除したものである。
The average particle diameter of the inorganic layered compound used in the present invention dispersed in water or solvent is a value measured by a laser diffraction particle size distribution measuring apparatus applying light scattering theory when the average particle diameter is 0.1 μm or more. . In addition, the value measured by the dynamic light scattering method is used when the average particle size dispersed in water or solvent is 0.1 μm.
The preferred aspect ratio of the inorganic layered compound used in the present invention is 5 or more, and particularly preferred is an aspect ratio of 10 or more. When the aspect ratio is less than 5, the moisture resistance is lowered because the curved path effect is small. The higher the aspect ratio, the higher the number of layers in the coating layer of the inorganic stratiform compound, and the higher the moisture-proof performance. The thickness of the inorganic layered compound is measured from a cross-sectional photograph of the moisture-proof film. Thickness of 0.1 μm or more is obtained by image analysis from an electron micrograph. Those having a thickness of less than 0.1 μm are obtained by image analysis from a transmission electron micrograph. The aspect ratio referred to in the present invention is obtained by dividing the average particle size dispersed in the water or solvent by the thickness obtained from the cross-sectional photograph of the moisture-proof film.

第1のガスバリア層におけるエチレン変性ポリビニルアルコールと無機層状化合物の配合量は、質量換算で99/1〜30/70が好ましく、より好ましくは93/7〜35/65、特に好ましくは95/5〜40/60である。無機層状化合物の配合量が1%未満になると、防湿性向上効果及び離解性向上効果が小さくなる。無機層状化合物が70%を越えて大きくなると、無機層状化合物の間を埋める樹脂が不足して、空隙やピンホールの増大を招き防湿性が悪化する。   The blending amount of the ethylene-modified polyvinyl alcohol and the inorganic stratiform compound in the first gas barrier layer is preferably 99/1 to 30/70 in terms of mass, more preferably 93/7 to 35/65, particularly preferably 95/5. 40/60. When the compounding amount of the inorganic layered compound is less than 1%, the moisture resistance improving effect and the disaggregation improving effect become small. If the inorganic layered compound exceeds 70%, the resin that fills the space between the inorganic layered compounds is insufficient, leading to an increase in voids and pinholes, resulting in deterioration of moisture resistance.

本発明におけるガスバリア塗料は水性塗料であるが、必要に応じて、エタノールやイソプロピルアルコールのようなアルコール系溶剤やメチルエチルケトンやトルエンなどの溶剤を加えてもかまわない。   The gas barrier paint in the present invention is a water-based paint, but if necessary, an alcohol solvent such as ethanol or isopropyl alcohol, or a solvent such as methyl ethyl ketone or toluene may be added.

本発明において、ガスバリア塗料を紙支持体に塗工してガスバリア層を形成する。塗工設備として特に限定はしないが、ブレードコーター、バーコーター、エアナイフコーター、スリットダイコーター、グラビアコーター、マイクログラビアコーター、ゲートロールコーターなどの方式が好ましい。特にガスバリア層形成にはブレードコーター、バーコーター、エアナイフコーター、スリットダイコーターなどの塗工表面をスクレイプするコーターが無機層状化合物の配向を促すという点で好ましい。   In the present invention, a gas barrier coating is applied to a paper support to form a gas barrier layer. The coating equipment is not particularly limited, but a blade coater, bar coater, air knife coater, slit die coater, gravure coater, micro gravure coater, gate roll coater or the like is preferable. In particular, a coater that scrapes the coating surface such as a blade coater, a bar coater, an air knife coater, or a slit die coater is preferable for forming the gas barrier layer in terms of promoting the orientation of the inorganic layered compound.

また本発明に用いられる基材は、植物由来のパルプを主成分とするものであれば特に制限はないが、上質紙、中質紙、微塗工紙、塗工紙、片艶紙、晒または未晒クラフト紙(酸性紙又は中性紙)、又は段ボール用、建材用、白ボ−ル用、チップボ−ル用などに用いられる板紙、白板紙などが好適である。   The substrate used in the present invention is not particularly limited as long as it contains plant-derived pulp as a main component, but is not limited to high quality paper, medium quality paper, fine coated paper, coated paper, glossy paper, bleached paper. Alternatively, unbleached kraft paper (acidic paper or neutral paper), paperboard used for corrugated cardboard, building material, whiteball, chipboard, etc., white paperboard, etc. are suitable.

また、紙支持体と防湿層の間に防湿層の塗工適性や塗工量減のために、顔料と樹脂を含む顔料層を設けてもよい。あるいはガスバリア層とは反対側の紙支持体の表面に、印刷適性を向上させるために顔料と樹脂を含む顔料層を設けてもかまわない。
顔料としては炭酸カルシウム、カオリン、クレー。焼成クレー、タルク、硫酸バリウムなどが好適に使用される。樹脂としては、スチレン−ブタジエン系共重合体やアクリル−スチレン系共重合体、ポリビニルアルコール、デンプンなどが好適に使用される。
顔料と樹脂の配合比率は質量換算で顔料/樹脂=50/50〜99/1が好適である。
Further, a pigment layer containing a pigment and a resin may be provided between the paper support and the moisture-proof layer in order to reduce the coating suitability and the coating amount of the moisture-proof layer. Alternatively, a pigment layer containing a pigment and a resin may be provided on the surface of the paper support opposite to the gas barrier layer in order to improve printability.
The pigments are calcium carbonate, kaolin and clay. Firing clay, talc, barium sulfate and the like are preferably used. As the resin, a styrene-butadiene copolymer, an acrylic-styrene copolymer, polyvinyl alcohol, starch, or the like is preferably used.
The mixing ratio of the pigment and the resin is preferably pigment / resin = 50/50 to 99/1 in terms of mass.

本発明のガスバリア性積層体の構成は、紙支持体/第1のガスバリア層/第2のガスバリア層、紙支持体/顔料層/第1のガスバリア層/第2のガスバリア層、顔料層/紙支持体/第1のガスバリア層/第2のガスバリア層、顔料層/紙支持体/顔料層/第1のガスバリア層/第2のガスバリア層が挙げられる。   The structure of the gas barrier laminate of the present invention is as follows: paper support / first gas barrier layer / second gas barrier layer, paper support / pigment layer / first gas barrier layer / second gas barrier layer, pigment layer / paper Examples thereof include support / first gas barrier layer / second gas barrier layer, pigment layer / paper support / pigment layer / first gas barrier layer / second gas barrier layer.

また、本発明のガスバリア性積層体の第2のガスバリア層にポリエチレンやポリプロピレンなどのシーラント層を設けて、包装用積層体となる。シーラントは溶融押出ラミ法やドライラミ法、あるいは、塗工などの方法で積層できる。また、ガスバリア層とシーラント層の間に密着性を向上させるために、アンカー層を設けてもよい。アンカー層はウレタン系樹脂やポリエステル系樹脂が好適であり、イソシアネートのような硬化剤が含まれてもよい。   Moreover, a sealant layer such as polyethylene or polypropylene is provided on the second gas barrier layer of the gas barrier laminate of the present invention to form a packaging laminate. The sealant can be laminated by a melt extrusion lamination method, a dry lamination method, or a coating method. An anchor layer may be provided in order to improve adhesion between the gas barrier layer and the sealant layer. The anchor layer is preferably a urethane resin or a polyester resin, and may contain a curing agent such as isocyanate.

以下、本発明を実施例により詳説する。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples.

<変性PVA1>
撹拌機、温度計、エチレン導入管、窒素導入管、及び冷却機を備えた耐圧反応容器に、酢酸ビニル100部とメタノール30部を仕込み、次いで、窒素置換した後、圧力5kg/cmになるようにエチレンを注入した。開始剤として2,2’−アゾビスイソブチロニトリルをメタノールに溶解した溶液を調整し、窒素ガスによるバブリングによって窒素置換した。上記モノマーを仕込んだ反応容器を昇温し、内温が60℃に達したとき開始剤溶液を注入し、重合を開始した。3時間後に冷却した。脱エチレンし、次いで、減圧下に未反応酢酸ビニルモノマーを除去し、エチレン変性されたポリ酢酸ビニルのメタノール溶液を得た。これにNaOHのメタノール溶液(NaOHの含有量10質量%)を添加してケン化反応を開始した。アルカリ溶液を添加して1分経過後、生成したゲル化物を粉砕機で粉砕し、さらに1時間放置してケン化反応を進行させた後、反応系内に酢酸メチルを加えて、残存するアルカリを部分的に中和した。白色固体の変性ポリビニルアルコールを濾別し、これにメタノールを加えて室温で3時間放置し、洗浄し、遠心分離法により脱液した。洗浄後の変性ポリビニルアルコールを遠心脱液し、次いで内温が90℃に保たれた乾燥機を用いて、窒素気流下(酸素濃度8%)に1日間乾燥処理を行い、チップ状の変性ポリビニルアルコールを得た。これを変性PVA1とする。
変性PVA1は、重合度1200、ケン化度98.6モル%、エチレン含有量6.2モル%であった。
なお、本発明において重合度およびケン化度は、JIS K 6725「ポリ酢酸ビニル試験方法」の「3.7平均重合度」および「3.5 ケン化度」に従って求めた。また、エチレン含有量については、1H−NMRおよび13C−NMRによって解析して求めた。エチレン含有量については市販のエチレンビニルアルコール(クラレ製「エバールL101」など)を標準物質とした。
<Modified PVA1>
A pressure-resistant reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, an ethylene introduction tube, a nitrogen introduction tube, and a cooler was charged with 100 parts of vinyl acetate and 30 parts of methanol, and after replacing with nitrogen, the pressure became 5 kg / cm 2 . Was injected with ethylene. A solution in which 2,2′-azobisisobutyronitrile was dissolved in methanol as an initiator was prepared, and nitrogen substitution was performed by bubbling with nitrogen gas. The temperature of the reaction vessel charged with the monomer was raised, and when the internal temperature reached 60 ° C., an initiator solution was injected to start polymerization. Cooled after 3 hours. Then, it was deethyleneated, and then the unreacted vinyl acetate monomer was removed under reduced pressure to obtain a methanol solution of ethylene-modified polyvinyl acetate. To this, a methanol solution of NaOH (NaOH content 10 mass%) was added to initiate the saponification reaction. After 1 minute from the addition of the alkaline solution, the resulting gelled product is pulverized with a pulverizer, and further allowed to stand for 1 hour to allow the saponification reaction to proceed. Then, methyl acetate is added to the reaction system to leave the remaining alkali. Was partially neutralized. White solid-modified polyvinyl alcohol was filtered off, methanol was added thereto, and the mixture was allowed to stand at room temperature for 3 hours, washed, and drained by centrifugation. The denatured polyvinyl alcohol after washing is centrifuged and then dried for 1 day under a nitrogen stream (oxygen concentration 8%) using a drier whose internal temperature is kept at 90 ° C. Got alcohol. This is designated as modified PVA1.
The modified PVA1 had a polymerization degree of 1200, a saponification degree of 98.6 mol%, and an ethylene content of 6.2 mol%.
In the present invention, the polymerization degree and the saponification degree were determined according to “3.7 Average polymerization degree” and “3.5 Saponification degree” of JIS K 6725 “Testing methods for polyvinyl acetate”. The ethylene content was determined by analysis by 1 H-NMR and 13 C-NMR. Regarding ethylene content, commercially available ethylene vinyl alcohol (such as “Eval L101” manufactured by Kuraray) was used as a standard substance.

<変性PVA2>
圧力を5.5kg/cmになるようにエチレンを注入したこと以外は、変性PVA1と同様にして変性ポリビニルアルコールを製造した。これを変性PVA2とする。
変性PVA2は、重合度1200、ケン化度98.2モル%、エチレン含有量11.2モル%であった。
<Modified PVA2>
Modified polyvinyl alcohol was produced in the same manner as modified PVA1, except that ethylene was injected so that the pressure was 5.5 kg / cm 2 . This is designated as modified PVA2.
The modified PVA2 had a polymerization degree of 1200, a saponification degree of 98.2 mol%, and an ethylene content of 11.2 mol%.

<変性PVA3>
圧力を6.0kg/cmになるようにエチレンを注入したこと以外は、変性PVA1と同様にして変性ポリビニルアルコールを製造した。これを変性PVA3とする。
変性PVA3は、重合度1200、ケン化度98.4モル%、エチレン含有量18.2モル%であった。
<Modified PVA3>
Modified polyvinyl alcohol was produced in the same manner as modified PVA1, except that ethylene was injected so that the pressure was 6.0 kg / cm 2 . This is designated as modified PVA3.
The modified PVA3 had a polymerization degree of 1200, a saponification degree of 98.4 mol%, and an ethylene content of 18.2 mol%.

<変性PVA4>
圧力を4.0kg/cmになるようにエチレンを注入したこと以外は、変性PVA1と同様にして変性ポリビニルアルコールを製造した。これを変性PVA4とする。
変性PVA4は、重合度1200、ケン化度98.0モル%、エチレン含有量4.5モル%であった。
<Modified PVA4>
Modified polyvinyl alcohol was produced in the same manner as modified PVA1, except that ethylene was injected so that the pressure was 4.0 kg / cm 2 . This is designated as modified PVA4.
The modified PVA4 had a polymerization degree of 1200, a saponification degree of 98.0 mol%, and an ethylene content of 4.5 mol%.

<変性PVA5>
圧力を3.0kg/cmになるようにエチレンを注入したこと以外は、変性PVA1と同様にして変性ポリビニルアルコールを製造した。これを変性PVA5とする。
変性PVA5は、重合度1200、ケン化度98.8モル%、エチレン含有量2.1モル%であった。
<Modified PVA5>
Modified polyvinyl alcohol was produced in the same manner as modified PVA1, except that ethylene was injected so that the pressure was 3.0 kg / cm 2 . This is designated as modified PVA5.
The modified PVA5 had a polymerization degree of 1200, a saponification degree of 98.8 mol%, and an ethylene content of 2.1 mol%.

<変性PVA6>
重合時の内温を100℃、圧力を6.0kg/cmになるようにエチレンを注入し、重合開始後、5時間後に冷却したこと以外は、変性PVA1と同様にして変性ポリビニルアルコールを製造した。これを変性PVA6とする。
変性PVA6は、重合度2400、ケン化度98.5モル%、エチレン含有量9.2モル%であった。
<実施例1>
坪量84g/mの塗工紙(王子製紙製:品名OKトップコート、顔料層/紙支持体/顔料層、顔料層の塗工量は片面15g/m)の片面に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)100部に、無機層状化合物の水分散液(トピー工業製、NTO−5、固形分6%、ナトリウム四珪酸雲母)を33.3部、水16.7部を加え、攪拌して得られた第1のガスバリア性塗料(固形分8%、pH7.4、粘度350cps)を、固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第1のガスバリア層を形成した。
次に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)からなる第2のガスバリア性塗料を、第1のガスバリア層上に固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第2のガスバリア層を形成してガスバリア性積層体を得た。
<Modified PVA6>
A modified polyvinyl alcohol is produced in the same manner as the modified PVA1 except that ethylene is injected so that the internal temperature during polymerization is 100 ° C. and the pressure is 6.0 kg / cm 2 , and cooling is performed 5 hours after the start of polymerization. did. This is designated as modified PVA6.
The modified PVA6 had a polymerization degree of 2400, a saponification degree of 98.5 mol%, and an ethylene content of 9.2 mol%.
<Example 1>
Coated paper with a basis weight of 84 g / m 2 (manufactured by Oji Paper Co., Ltd .: product name OK top coat, pigment layer / paper support / pigment layer, the coating amount of the pigment layer is 15 g / m 2 on one side) 33.3 parts of an aqueous dispersion of an inorganic stratiform compound (NTO-5, solid content 6%, sodium tetrasilicate mica), 100 parts of an aqueous solution of alcohol-modified PVA1 (solid content 10%), water Add 16.7 parts and stir the first gas barrier paint (solid content 8%, pH 7.4, viscosity 350 cps) obtained by stirring so that the solid content is 1.5 g / m 2. And dried with a hot air dryer at 120 ° C. for 1 minute to form a first gas barrier layer.
Next, a second gas barrier coating material composed of an aqueous solution (solid content: 10%) of modified PVA1, which is ethylene-modified polyvinyl alcohol, is 1.5 g / m 2 in solid content on the first gas barrier layer. Coating was performed using a Mayer bar, and drying was performed at 120 ° C. for 1 minute with a hot air dryer to form a second gas barrier layer to obtain a gas barrier laminate.

<実施例2>
第1のガスバリア層および第2のガスバリア層に使用するエチレン変性ポリビニルアルコールをPVA2としたこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層体を得た。
<Example 2>
A gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that PVA2 was used as the ethylene-modified polyvinyl alcohol used for the first gas barrier layer and the second gas barrier layer.

<実施例3>
第1のガスバリア層および第2のガスバリア層に使用するエチレン変性ポリビニルアルコールをPVA3としたこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層体を得た。
<Example 3>
A gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that PVA3 was used as the ethylene-modified polyvinyl alcohol used for the first gas barrier layer and the second gas barrier layer.

<実施例4>
第1のガスバリア層および第2のガスバリア層に使用するエチレン変性ポリビニルアルコールをPVA4としたこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層体を得た。
<Example 4>
A gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that PVA4 was used as the ethylene-modified polyvinyl alcohol used for the first gas barrier layer and the second gas barrier layer.

<実施例5>
第1のガスバリア層および第2のガスバリア層に使用するエチレン変性ポリビニルアルコールをPVA5としたこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層体を得た。
<Example 5>
A gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that PVA5 was used as the ethylene-modified polyvinyl alcohol used for the first gas barrier layer and the second gas barrier layer.

<実施例6>
第1のガスバリア層および第2のガスバリア層に使用するエチレン変性ポリビニルアルコールをPVA6としたこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層体を得た。
<Example 6>
A gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the ethylene-modified polyvinyl alcohol used for the first gas barrier layer and the second gas barrier layer was PVA6.

<実施例7>
坪量84g/mの塗工紙(王子製紙製:品名OKトップコート、顔料層/紙支持体/顔料層、顔料層の塗工量は片面15g/m)の片面に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)100部に、無機層状化合物の水分散液(トピー工業製、NTO−5、固形分6%、ナトリウム四珪酸雲母)を83.3部、水4.2部を加え、攪拌して得られた第1のガスバリア性塗料(固形分8%、pH7.4、粘度350cps)を、固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第1のガスバリア層を形成した。
次に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)からなる第2のガスバリア性塗料を、第1のガスバリア層上に固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第2のガスバリア層を形成してガスバリア性積層体を得た。
<Example 7>
Coated paper with a basis weight of 84 g / m 2 (manufactured by Oji Paper Co., Ltd .: product name OK top coat, pigment layer / paper support / pigment layer, the coating amount of the pigment layer is 15 g / m 2 on one side) 83.3 parts of an aqueous dispersion of an inorganic layered compound (NTO-5, solid content 6%, sodium tetrasilicate mica), 100 parts of an aqueous solution (solid content 10%) of modified PVA1 that is alcohol, water 4.2 parts are added and the first gas barrier paint (solid content 8%, pH 7.4, viscosity 350 cps) obtained by stirring is added to a Mayer bar so that the solid content is 1.5 g / m 2. And dried with a hot air dryer at 120 ° C. for 1 minute to form a first gas barrier layer.
Next, a second gas barrier coating material composed of an aqueous solution (solid content: 10%) of modified PVA1, which is ethylene-modified polyvinyl alcohol, is 1.5 g / m 2 in solid content on the first gas barrier layer. Coating was performed using a Mayer bar, and drying was performed at 120 ° C. for 1 minute with a hot air dryer to form a second gas barrier layer to obtain a gas barrier laminate.

<実施例8>
坪量84g/mの塗工紙(王子製紙製:品名OKトップコート、顔料層/紙支持体/顔料層、顔料層の塗工量は片面15g/m)の片面に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)100部に、無機層状化合物の水分散液(トピー工業製、NTO−5、固形分6%、ナトリウム四珪酸雲母)を58.3部、水10.4部を加え、攪拌して得られた第1のガスバリア性塗料(固形分8%、pH7.4、粘度350cps)を、固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第1のガスバリア層を形成した。
次に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)からなる第2のガスバリア性塗料を、第1のガスバリア層上に固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第2のガスバリア層を形成してガスバリア性積層体を得た。
<Example 8>
Coated paper with a basis weight of 84 g / m 2 (manufactured by Oji Paper Co., Ltd .: product name OK top coat, pigment layer / paper support / pigment layer, the coating amount of the pigment layer is 15 g / m 2 on one side) 58.3 parts of an aqueous dispersion of inorganic layered compound (Topy Industries, NTO-5, solid content 6%, sodium tetrasilicate mica) in 100 parts of an aqueous solution (solid content 10%) of modified PVA1 that is alcohol, water Add 10.4 parts and stir the first gas barrier coating (solid content 8%, pH 7.4, viscosity 350 cps) obtained by stirring so that the solid content is 1.5 g / m 2. And dried with a hot air dryer at 120 ° C. for 1 minute to form a first gas barrier layer.
Next, a second gas barrier coating material composed of an aqueous solution (solid content: 10%) of modified PVA1, which is ethylene-modified polyvinyl alcohol, is 1.5 g / m 2 in solid content on the first gas barrier layer. Coating was performed using a Mayer bar, and drying was performed at 120 ° C. for 1 minute with a hot air dryer to form a second gas barrier layer to obtain a gas barrier laminate.

<実施例9>
坪量84g/mの塗工紙(王子製紙製:品名OKトップコート、顔料層/紙支持体/顔料層、顔料層の塗工量は片面15g/m)の片面に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)100部に、無機層状化合物の水分散液(トピー工業製、NTO−5、固形分6%、ナトリウム四珪酸雲母)を16.7部、水20.8部を加え、攪拌して得られた第1のガスバリア性塗料(固形分8%、pH7.4、粘度350cps)を、固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第1のガスバリア層を形成した。
次に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)からなる第2のガスバリア性塗料を、第1のガスバリア層上に固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第2のガスバリア層を形成してガスバリア性積層体を得た。
<Example 9>
Coated paper with a basis weight of 84 g / m 2 (manufactured by Oji Paper Co., Ltd .: product name OK top coat, pigment layer / paper support / pigment layer, the coating amount of the pigment layer is 15 g / m 2 on one side) 16.7 parts of an aqueous dispersion of an inorganic layered compound (Topy Industries, NTO-5, solid content 6%, sodium tetrasilicate mica) in 100 parts of an aqueous solution (solid content 10%) of modified PVA1 that is alcohol, water Add 20.8 parts and stir the first gas barrier paint (solid content 8%, pH 7.4, viscosity 350 cps) obtained by stirring so that the solid content is 1.5 g / m 2. And dried with a hot air dryer at 120 ° C. for 1 minute to form a first gas barrier layer.
Next, a second gas barrier coating material composed of an aqueous solution (solid content: 10%) of modified PVA1, which is ethylene-modified polyvinyl alcohol, is 1.5 g / m 2 in solid content on the first gas barrier layer. Coating was performed using a Mayer bar, and drying was performed at 120 ° C. for 1 minute with a hot air dryer to form a second gas barrier layer to obtain a gas barrier laminate.

<実施例10>
坪量84g/mの塗工紙(王子製紙製:品名OKトップコート、顔料層/紙支持体/顔料層、顔料層の塗工量は片面15g/m)の片面に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)100部に、無機層状化合物の水分散液(トピー工業製、NTO−5、固形分6%、ナトリウム四珪酸雲母)を8.3部、水22.9部を加え、攪拌して得られた第1のガスバリア性塗料(固形分8%、pH7.4、粘度350cps)を、固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第1のガスバリア層を形成した。
次に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)からなる第2のガスバリア性塗料を、第1のガスバリア層上に固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第2のガスバリア層を形成してガスバリア性積層体を得た。
<Example 10>
Coated paper with a basis weight of 84 g / m 2 (manufactured by Oji Paper Co., Ltd .: product name OK top coat, pigment layer / paper support / pigment layer, the coating amount of the pigment layer is 15 g / m 2 on one side) 8.3 parts of an aqueous dispersion of inorganic layered compound (Topy Industries, NTO-5, solid content of 6%, sodium tetrasilicate mica) in 100 parts of an aqueous solution of alcohol-modified PVA1 (solid content of 10%), water Add 22.9 parts and stir the first gas barrier coating (solid content 8%, pH 7.4, viscosity 350 cps) obtained by stirring so that the solid content is 1.5 g / m 2. And dried with a hot air dryer at 120 ° C. for 1 minute to form a first gas barrier layer.
Next, a second gas barrier coating material composed of an aqueous solution (solid content: 10%) of modified PVA1, which is ethylene-modified polyvinyl alcohol, is 1.5 g / m 2 in solid content on the first gas barrier layer. Coating was performed using a Mayer bar, and drying was performed at 120 ° C. for 1 minute with a hot air dryer to form a second gas barrier layer to obtain a gas barrier laminate.

<比較例1>
第2のガスバリア層を設けなかったこと以外は実施例1と同様にガスバリア性積層体を得た。
<Comparative Example 1>
A gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example 1 except that the second gas barrier layer was not provided.

<比較例2>
坪量84g/mの塗工紙(王子製紙製:品名OKトップコート、顔料層/紙支持体/顔料層、顔料層の塗工量は片面15g/m)の片面に、エチレン変性ポリビニルアルコールである変性PVA1の水溶液(固形分10%)100部に、無機層状化合物の水分散液(トピー工業製、NTO−5、固形分6%、ナトリウム四珪酸雲母)を33.3部、水16.7部を加え、攪拌して得られた第1のガスバリア性塗料(固形分8%、pH7.4、粘度350cps)を、固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第1のガスバリア層を形成した。
次に、第1のガスバリア性塗料を、第1のガスバリア層上に固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第2のガスバリア層を形成してガスバリア性積層体を得た。
<Comparative Example 2>
Coated paper with a basis weight of 84 g / m 2 (manufactured by Oji Paper Co., Ltd .: product name OK top coat, pigment layer / paper support / pigment layer, the coating amount of the pigment layer is 15 g / m 2 on one side) 33.3 parts of an aqueous dispersion of an inorganic stratiform compound (NTO-5, solid content 6%, sodium tetrasilicate mica), 100 parts of an aqueous solution of alcohol-modified PVA1 (solid content 10%), water Add 16.7 parts and stir the first gas barrier paint (solid content 8%, pH 7.4, viscosity 350 cps) obtained by stirring so that the solid content is 1.5 g / m 2. And dried with a hot air dryer at 120 ° C. for 1 minute to form a first gas barrier layer.
Next, the first gas barrier paint is applied on the first gas barrier layer so as to have a solid content of 1.5 g / m 2 using a Mayer bar, and then heated at 120 ° C. for 1 minute using a hot air dryer. It dried and formed the 2nd gas barrier layer and obtained the gas-barrier laminated body.

<比較例3>
坪量84g/mの塗工紙(王子製紙製:品名OKトップコート、顔料層/紙支持体/顔料層、顔料層の塗工量は片面15g/m)の片面に、無変性ポリビニルアルコールであるPVA(品番PVA105、クラレ製、完全ケン化、重合度500)の水溶液(固形分10%)100部に、無機層状化合物の水分散液(トピー工業製、NTO−5、固形分6%、ナトリウム四珪酸雲母)を33.3部、水16.7部を加え、攪拌して得られた第1のガスバリア性塗料(固形分8%、pH7.4、粘度320cps)を、固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第1のガスバリア層を形成した。
次に、無変性ポリビニルアルコールであるPVA(品番PVA105、クラレ製、完全ケン化、重合度500)の水溶液(固形分10%)からなる第2のガスバリア性塗料を、第1のガスバリア層上に固形分で1.5g/mになるように、メイヤーバーを用いて塗工し、熱風乾燥機で120℃で1分間乾燥して第2のガスバリア層を形成してガスバリア性積層体を得た。
<Comparative Example 3>
Unmodified polyvinyl on one side of coated paper with a basis weight of 84 g / m 2 (Oji Paper Co., Ltd .: product name OK top coat, pigment layer / paper support / pigment layer, the coating amount of the pigment layer is 15 g / m 2 on one side) To 100 parts of an aqueous solution (solid content 10%) of PVA (part number PVA105, manufactured by Kuraray Co., Ltd., degree of polymerization 500) as an alcohol, an aqueous dispersion of inorganic layered compound (Topy Industries, NTO-5, solid content 6) 33.3 parts of sodium tetrasilicate mica) and 16.7 parts of water were added and stirred to obtain a first gas barrier paint (solid content 8%, pH 7.4, viscosity 320 cps). The first gas barrier layer was formed by coating using a Mayer bar so as to be 1.5 g / m 2 and drying at 120 ° C. for 1 minute using a hot air dryer.
Next, a second gas barrier paint composed of an aqueous solution (solid content 10%) of PVA (product number PVA105, manufactured by Kuraray, complete saponification, polymerization degree 500), which is an unmodified polyvinyl alcohol, is formed on the first gas barrier layer. Coating with a Mayer bar so that the solid content is 1.5 g / m 2, and drying with a hot air dryer at 120 ° C. for 1 minute to form a second gas barrier layer to obtain a gas barrier laminate. It was.

実施例、比較例で得たガスバリア性積層体を以下の方法で評価、結果を表1に示す。
[評価方法]
1)酸素透過度
実施例1〜10及び比較例1〜3で製造したガスバリア性積層体のガスバリア層上に、ラミネート用アンカー剤(東洋モートン製、ポリエステル系主剤ポリエステルEL557A/ポリイソシアネート系硬化剤/酢酸エチル=1.6/0.8/12.5部の有姿比で混合して作成)を有姿で4cc/mと塗工量がなるように塗布して、80℃30秒間乾燥させた。得られたアンカー層上に、ポリエチレン(日本ポリケム製、LC522、低密度ポリエチレン、MFR3.5g/10min)を厚さ20μmになるように溶融押出ラミした。得られたポリエチレンラミネート積層体のサンプルを、JIS−K−7126 B法(等圧法)でポリエチレンラミ側を酸素検出器側(窒素側)にして、酸素側も窒素側も23℃90%RH条件で測定した(酸素透過度測定装置:OX−TRAN100型、MOCON社製)。酸素透過度はサンプルをセットした後、24時間後の値を酸素透過度とした。酸素透過度は30cc/m・24hr以下が好ましく、20cc/m・24hr以下が特に好ましい。
また、測定条件を酸素側も窒素側も23℃0%RH条件で測定すると、全ての実施例および比較例において酸素透過度は1cc/m・24hr以下であった。
2)密着強度
実施例1〜10及び比較例1〜3で製造したガスバリア性積層体のガスバリア層上に、ラミネート用アンカー剤(東洋モートン製、ポリエステル系主剤ポリエステルEL557A/ポリイソシアネート系硬化剤/酢酸エチル=1.6/0.8/12.5部の有姿比で混合して作成)を有姿で4cc/mと塗工量がなるように塗布して、80℃30秒間乾燥させた。得られたアンカー層上に、ポリエチレン(日本ポリケム製、LC522、低密度ポリエチレン、MFR3.5g/10min)を厚さ20μmになるように溶融押出ラミした。得られたポリエチレンラミネート積層体のポリエチレンラミネート面表面にクロステープ(巾3cm、長さ10cm)を貼り、ゴムローラーで10往復させ圧着させた後、クロステープを手で勢いよく剥がした。密着強度の評価は以下のように行った。
◎:積層体が100%材破
○:ポリエチレンラミネート層とガスバリア層の間で一部が剥離するが、一部は材破する
△:ポリエチレンラミネート層とガスバリア層の間で全部が剥離するが抵抗感が強い
×:ポリエチレンラミネート層とガスバリア層の間で抵抗なく剥離する。
3)包装袋のバリア性
実施例1〜10及び比較例1〜3で製造したガスバリア性積層体のガスバリア層上に、ラミネート用アンカー剤(東洋モートン製、ポリエステル系主剤ポリエステルEL557A/ポリイソシアネート系硬化剤/酢酸エチル=1.6/0.8/12.5部の有姿比で混合して作成)を有姿で4cc/mと塗工量がなるように塗布して、80℃30秒間乾燥させた。得られたアンカー層上に、ポリエチレン(日本ポリケム製、LC522、低密度ポリエチレン、MFR3.5g/10min)を厚さ20μmになるように溶融押出ラミした。得られたポリエチレンラミネート積層体を所定の大きさ(160mm×65mm)にサンプリングして、80mm×65mmの大きさになるように、長辺を二つ折りした。ヒートシール機を用いて、65mm側の両方をヒートシールを行った。次に、真空脱気して窒素充填を行い80mm側のヒートシールを行い窒素充填された包装袋を得た。充填機は富士インパルス製の真空ガス充填シーラー「VG−400」を使用した。
包装袋を23℃50%の環境に静置し、1週間ごとに4週間後まで包装袋内の酸素濃度を測定した。酸素濃度の測定は飯島電子工業製の酸素濃度計「RO−112」を使用した。包装体3点について酸素濃度を測定した。小数点以下第2位まで測定し、その平均値を四捨五入して小数点以下第1位の値を酸素濃度とした。
The gas barrier laminates obtained in Examples and Comparative Examples were evaluated by the following methods, and the results are shown in Table 1.
[Evaluation methods]
1) Oxygen permeability On the gas barrier layer of the gas barrier laminate produced in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3, an anchoring agent for laminating (manufactured by Toyo Morton, polyester-based main polyester polyester EL557A / polyisocyanate-based curing agent / (Mixed at a solid ratio of ethyl acetate = 1.6 / 0.8 / 12.5 parts) and coated so that the coating amount is 4 cc / m 2 and dried at 80 ° C. for 30 seconds. I let you. On the obtained anchor layer, polyethylene (manufactured by Nippon Polychem, LC522, low density polyethylene, MFR 3.5 g / 10 min) was melt-extruded and laminated to a thickness of 20 μm. The obtained polyethylene laminate laminate sample was subjected to JIS-K-7126 B method (isobaric method) with the polyethylene lamination side as the oxygen detector side (nitrogen side) and the oxygen side and nitrogen side at 23 ° C. and 90% RH conditions. (Oxygen permeability measuring device: OX-TRAN100 type, manufactured by MOCON). After setting the sample, the value after 24 hours was defined as the oxygen permeability. The oxygen permeability is preferably 30 cc / m 2 · 24 hr or less, particularly preferably 20 cc / m 2 · 24 hr or less.
Further, when the measurement conditions were 23 ° C. and 0% RH on both the oxygen side and the nitrogen side, the oxygen permeability was 1 cc / m 2 · 24 hr or less in all Examples and Comparative Examples.
2) Adhesive strength On the gas barrier layers of the gas barrier laminates produced in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3, an anchoring agent for lamination (manufactured by Toyo Morton, polyester-based main component polyester EL557A / polyisocyanate-based curing agent / acetic acid) (Ethyl = 1.6 / 0.8 / 12.5 parts by mixing in a solid ratio) was applied so that the coating amount was 4 cc / m 2 in solid form and dried at 80 ° C. for 30 seconds. It was. On the obtained anchor layer, polyethylene (manufactured by Nippon Polychem, LC522, low density polyethylene, MFR 3.5 g / 10 min) was melt-extruded and laminated to a thickness of 20 μm. A cross tape (width 3 cm, length 10 cm) was applied to the surface of the polyethylene laminate surface of the obtained polyethylene laminate laminate, and after 10 reciprocations with a rubber roller, the cloth tape was peeled off by hand. The adhesion strength was evaluated as follows.
◎: Laminate breaks 100% material ○: Part peels between polyethylene laminate layer and gas barrier layer, part breaks material △: All peels between polyethylene laminate layer and gas barrier layer, but resistance Strong feeling x: Peels without resistance between the polyethylene laminate layer and the gas barrier layer.
3) Barrier property of packaging bag On the gas barrier layer of the gas barrier laminate produced in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 to 3, an anchoring agent for lamination (manufactured by Toyo Morton, polyester-based main polyester polyester EL557A / polyisocyanate-based curing) Agent / ethyl acetate = 1.6 / 0.8 / 12.5 parts by mixing in a solid ratio) and coated so that the coating amount is 4 cc / m 2 in a solid state at 80 ° C. and 30 ° C. Dry for 2 seconds. On the obtained anchor layer, polyethylene (manufactured by Nippon Polychem, LC522, low density polyethylene, MFR 3.5 g / 10 min) was melt-extruded and laminated to a thickness of 20 μm. The obtained polyethylene laminate was sampled to a predetermined size (160 mm × 65 mm), and the long side was folded in half so that the size was 80 mm × 65 mm. Using a heat sealing machine, both sides on the 65 mm side were heat sealed. Next, vacuum evacuation was performed, nitrogen filling was performed, and heat sealing on the 80 mm side was performed to obtain a packaging bag filled with nitrogen. As a filling machine, a vacuum gas filling sealer “VG-400” manufactured by Fuji Impulse was used.
The packaging bag was allowed to stand in an environment of 23 ° C. and 50%, and the oxygen concentration in the packaging bag was measured every week until 4 weeks later. The oxygen concentration was measured using an oxygen concentration meter “RO-112” manufactured by Iijima Electronics. The oxygen concentration was measured for three points of the package. Measurement was made to the second decimal place, the average value was rounded off, and the first decimal place was taken as the oxygen concentration.

表1により明らかなように、エチレン変性ポリビニルアルコールと合成マイカを含む層を第1のガスバリア層に、エチレン変性ポリビニルアルコールを第2のガスバリア層にすることで、ポリエチレンラミネート層(シーラント層)との密着強度が大幅に向上する。
また、表2より明らかなように、エチレン変性ポリビニルアルコールと合成マイカを含む層を第1のガスバリア層に、エチレン変性ポリビニルアルコールを第2のガスバリア層にすることで、包装体としての酸素バリア性が大幅に向上する。
表1と表2から明らかなように、ガスバリア層にポリエチレンラミネート層を設けた積層体の酸素透過度と、該積層体を用いた包装体のガスバリア性との相関は低いが、ガスバリア層とポリエチレンラミネート層との密着強度とガスバリア性との相関は高く、本発明のように密着強度を向上させることが、包装体の酸素バリア性の向上に効果的である。
As is clear from Table 1, a layer containing ethylene-modified polyvinyl alcohol and synthetic mica is used as the first gas barrier layer, and ethylene-modified polyvinyl alcohol is used as the second gas barrier layer. Adhesion strength is greatly improved.
Further, as apparent from Table 2, the oxygen barrier property as a package is obtained by using a layer containing ethylene-modified polyvinyl alcohol and synthetic mica as the first gas barrier layer and ethylene-modified polyvinyl alcohol as the second gas barrier layer. Is greatly improved.
As is clear from Tables 1 and 2, the correlation between the oxygen permeability of the laminate provided with the polyethylene laminate layer in the gas barrier layer and the gas barrier property of the package using the laminate is low. The correlation between the adhesive strength with the laminate layer and the gas barrier property is high, and improving the adhesive strength as in the present invention is effective in improving the oxygen barrier property of the package.

Figure 2009184138
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Figure 2009184138
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Claims (2)

紙支持体上にエチレン変性ポリビニルアルコール樹脂と無機層状化合物を含む第1のガスバリア層と、エチレン変性ポリビニルアルコールからなる第2のガスバリア層を順次設けたことを特徴とするガスバリア性積層体。 A gas barrier laminate comprising a paper support and a first gas barrier layer containing an ethylene-modified polyvinyl alcohol resin and an inorganic layered compound, and a second gas barrier layer made of ethylene-modified polyvinyl alcohol. 第1のガスバリア層のエチレン変性ポリビニルアルコールと無機層状化合物の質量比が100/5〜100/50であることを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性積層体。 2. The gas barrier laminate according to claim 1, wherein the mass ratio of the ethylene-modified polyvinyl alcohol and the inorganic stratiform compound in the first gas barrier layer is 100/5 to 100/50.
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