JP5694519B2 - アニオン性ポリマー含有セルロース系バリア組成物 - Google Patents
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Description
以下、本発明に係る前述及び他の態様について更に詳細に記述する。
a)数平均長さが0.001〜0.5mmで比表面積が1〜100m2/gであるセルロース繊維、
b)少なくとも部分的に加水分解された酢酸ビニルポリマー、及び
c)少なくとも1種のアニオン性ポリマー。
A)フィルム(1A)を、巻線ロッド(供給元:ドイツのBYK−Gardner GmbH社)を用い、100%のミクロフィブリル状セルロース(MFC)から作製した。湿潤時のフィルム厚さが200μmでフィルム幅が200mmであった。このフィルムをポリマーフィルム上に形成させた後、室温で24時間で静置して乾燥させた。このMFCは、1%繊維懸濁液をパールミル(Drais PMC25TEX)(酸化ジルコニウムパール、65%の充填グレード、ローター速度1200回転/分、及び流速100L/h)に通して、フェントン反応剤(40ppmのFe2+、1%のH2O2、pH4、70℃、10%のパルプ濃度、1時間)で前処理した漂白した亜硫酸パルプ(Domsjo pulp製)から作製したものである。このMFCの特性は以下のとおりである:繊維長さ:0.08mm、幅:27.2μm(L&Wファイバーテスター)、比面積:約4m2/g(BET法、Micromeritics ASAP 2010計器を使用)、安定度:100%(0.5%のパルプ懸濁液)、保水率(WRV):3.8(g/g)(SCAN:−C62:00)。
特に明記しない限り、実施例中のパーセンテージは全て、フィルムの乾燥重量を基準とする重量%として計算されている。
B)フィルム(1B)を、80%のMFC及び20%のポリビニルアルコール(Aldrich製PVA28−99(Mw:145.000、DP:3300))を使用したことを除き、A)と同様の方法で作製した。
C)フィルム(1C)を、60%のMFC及び40%のポリビニルアルコールを使用したことを除き、A)と同様の方法で作製した。
D)フィルム(1D)を、40%のMFC及び60%のポリビニルアルコールを使用したことを除き、A)と同様の方法で作製した。
E)フィルム(1E)を、100%のポリビニルアルコールを原料としたことを除き、A)と同様の方法で作製した。
乾燥後、これらのフィルムをポリマーフィルムからフィルムを取り外し、気候室(23℃、50%RH)で24時間保管した。その後、それらのフィルムの坪量、厚さ、強度特性(ISO 536:1995、ISO 534:1988、ISO 1924−2)、収縮率、水蒸気透過率(WVTR)(ASDTM E96−90)、及び酸素透過率(OTR)(ASTM F1307−90)について分析した。
A)フィルム(2A)を、組成物の総重量を基準として60%のMFC、39.9%のポリビニルアルコール、及び0.1%のキサンタンガム(食品グレード、電荷密度1.25meq/g(Vendico Chemical AB製Particle Charge Detector、Mutek PCD 03で測定)を使用したことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製した。
B)フィルム(2B)を、60%のMFC、39.75%のポリビニルアルコール、及び0.25%のキサンタンガムを使用したことを除き、フィルム2Aと同様の方法で作製した。
C)フィルム(2C)を、60%のMFC、39.5%のポリビニルアルコール、及び0.5%のキサンタンガムを使用したことを除き、フィルム2Aと同様の方法で作製した。
D)フィルム(2D)を、60%のMFC、39.25%のポリビニルアルコール、及び0.75%のキサンタンガムを使用したことを除き、フィルム2Aと同様の方法で作製した。
E)フィルム(2E)を、60%のMFC、39%のポリビニルアルコール、及び1%のキサンタンガムを使用したことを除き、フィルム2Aと同様の方法で作製した。
F)フィルム(2F)を、60%のMFC、38.5%のポリビニルアルコール、及び1.5%のキサンタンガムを使用したことを除き、フィルム2Aと同様の方法で作製した。
G)フィルム(2G)を、60%のMFC、38%のポリビニルアルコール、及び2%のキサンタンガムを使用したことを除き、フィルム2Aと同様の方法で作製した。
H)フィルム(2H)を、60%のMFC、37%のポリビニルアルコール、及び3%のキサンタンガムを使用したことを除き、フィルム2Aと同様の方法で作製した。
I)フィルム(2I)を、60%のMFC、35%のポリビニルアルコール、及び5%のキサンタンガムを使用したことを除き、フィルム2Aと同様の方法で作製した。
J)フィルム(2J)を、実施例1のフィルム1Cと同様の方法で作製した。
A)フィルム(3A)を、キサンタンガムを1%のCMC(AkzoNobel製Gambrosa PA247、電荷密度2.2meq/g)で代用したことを除き、実施例2のフィルム2Eと同様の方法で作製した。
B)フィルム(3B)を、キサンタンガムを1%のアニオン性澱粉(Lyckeby Staerkelse製Glucapol2030、電荷密度1.4meq/g)で代用したことを除き、実施例2のフィルム2Eと同様の方法で作製した。
C)フィルム(3C)を、キサンタンガムを1%のポリアクリル酸(Mw:100.000)(Aldrich製、電荷密度3.2meq/g)で代用したことを除き、実施例2のフィルム2Eと同様の方法で作製した。
D)フィルム(3D)を、キサンタンガムを1%のEka NP 442(Eka Chemicals AB製、電荷密度1.0meq/g)で代用したことを除き、実施例2のフィルム2Eと同様の方法で作製した。
E)フィルム(3E)を、キサンタンガムを1%のEka BSC20(Eka Chemicals AB製、電荷密度0.7meq/g)で代用したことを除き、実施例2のフィルム2Eと同様の方法で作製した。
F)フィルム(3F)を、キサンタンガムを1%のグアーガム(Danisco製、MEYPRO GUAR CSAAM−20)で代用したことを除き、フィルム2Eと同様の方法で作製した。
G)フィルム(3G)を、実施例1のフィルム1Cと同様の方法で作製した。
(本実施例4は参考例である。)
A)フィルム(4A)を、60%のMFC、39.5%のポリビニルアルコール、及び
竹繊維をTEMPO媒介性酸化して作製した電荷密度0.8meq/gの0.5%のナノ
繊維を使用したことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製した。
B)フィルム(4B)を、60%のMFC、39%のポリビニルアルコール、及び1%
のナノ繊維を使用したことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製した。
C)フィルム(4C)を、60%のMFC、38.5%のポリビニルアルコール、及び
1.5%のナノ繊維を使用したことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製
した。
D)フィルム(4D)を、60%のMFC、38%のポリビニルアルコール、及び2%
のナノ繊維を使用したことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製した。
E)フィルム(4E)を、60%のMFC、37.5%のポリビニルアルコール、及び
2.5%のナノ繊維を使用したことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製
した。
F)フィルム(4F)を、60%のMFC、37%のポリビニルアルコール、及び3%
のナノ繊維を使用したことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製した。
G)フィルム(4G)を、60%のMFC、36%のポリビニルアルコール、及び4%
のナノ繊維を使用したことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製した。
H)フィルム(4H)を、60%のMFC、35%のポリビニルアルコール、及び5%
のナノ繊維を使用したことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製した。
I)フィルム(4I)を、実施例1のフィルム1Cと同様の方法で作製した。
A)フィルム(5A)を、58%のMFC、40%のポリビニルアルコール、1%のキ
サンタンガム、及びRDS−Laponite(Rockwood製)/Eka NP
320(Eka Chemicals製)の1:1(w/w)の調合物1%から作製した
ことを除き、実施例1のフィルム1Aと同様の方法で作製した。
B)フィルム(5B)を、58%のMFC、40%のポリビニルアルコール、1%のキ
サンタンガム、及びRDS−Laponit/Eka NP 2180の1:1(w/w
)の調合物1%から作製したことを除き、フィルム5Aと同様の方法で作製した。
C)フィルム(5C)を、58%のMFC、40%のポリビニルアルコール、1%のキ
サンタンガム、及び1%のEka NP 2180から作製したことを除き、フィルム5
Aと同様の方法で作製した。
D)フィルム(5D)を、58%のMFC、40%のポリビニルアルコール、1%のキ
サンタンガム、及び1%のRDS-Laponiteから作製したことを除き、フィルム
5Aと同様の方法で作製した。
E)実施例1のフィルム1Cと同様の方法でフィルム(5E)を作製した。
上記の開示によって提供される本願発明の具体例として、以下の発明が挙げられる。
[1] a)数平均長さが0.001〜0.5mmであり比表面積が1〜100m 2 /gであるセルロース繊維、
b)少なくとも部分的に加水分解された酢酸ビニルポリマー、及び
c)少なくとも1種のアニオン性ポリマー
を含む、組成物。
[2] 組成物中のa)及びb)の乾燥重量を基準として、40〜80重量%のa)及び
20〜60重量%のb)を含む、[1]に記載の組成物。
[3] 組成物中のa)、b)及びc)の乾燥重量を基準として、0.01〜9重量%のc)を含む、[1]又は[2]に記載の組成物。
[4] 組成物中のa)及びb)の乾燥重量を基準として55〜65重量%のa)及び35〜45重量%のb)、並びに組成物中のa)、b)及びc)の前記乾燥重量を基準として0.1〜3重量%のc)を含む、[1]〜[3]のいずれか一項に記載の組成物。
[5] d)ナノ粒子又はミクロ粒子を更に含む、[1]〜[4]のいずれか一項に記載の組成物。
[6] 数平均長さが0.001〜0.5mmであり比表面積が1〜100m 2 /gである前記セルロース繊維が、ミクロフィブリル状セルロース繊維を含む、[1]〜[5]のいずれか一項に記載の組成物。
[7] 前記少なくとも部分的に加水分解された酢酸ビニルポリマーが少なくとも90%の加水分解度を有する、[1]〜[6]のいずれか一項に記載の組成物。
[8] 前記少なくとも部分的に加水分解された酢酸ビニルポリマーが、少なくとも90%の加水分解度を有するポリビニルアルコールである、[1]〜[7]のいずれか一項に記載の組成物。
[9] 前記アニオン性ポリマーが多糖を含む、[1]〜[8]のいずれか一項に記載の組成物。
[10] 前記多糖がアニオン性多糖ガムを含む、[9]に記載の組成物。
[11] 前記組成物の総重量を基準として50〜99.9重量%の水を含む、[1]から[10]のいずれか一項に記載の組成物。
[12] [11]に記載の組成物から生じるフィルムを支持表面上に形成する工程、
前記組成物から少なくとも一部の水を除去する工程、及び
形成された自立性フィルムを前記支持表面から除去する工程
を含む、自立性フィルムの製造方法。
[13] 前記形成された自立性フィルムが50重量%以下、好ましくは20重量%以下の水を含む、[12]に記載の方法。
[14] [1]〜[10]のいずれか一項に記載の組成物を含む、又は[11]若しくは[12]に記載の前記方法によって得られる、自立性フィルム。
[15] 厚さが1〜1000μm、好ましくは10〜100μmである、[14]に記載の自立性フィルム。
[16] 50重量%以下、好ましくは20重量%以下の水分である、[14]又は[15]に記載の自立性フィルム。
[17] 基材、及び[1]〜[10]のいずれか一項に記載の組成物又は前記基材の少なくとも一表面上に配置された[14]〜[16]のいずれか一項に記載の自立性フィルムを含む、多層化物品。
[18] 前記基材が紙又は板紙シートである、[17]に記載の多層化物品。
[19] 基材を提供する工程、並びに
(i) [14]〜[16]のいずれか一項に記載の自立性フィルムを提供する工程及び
前記自立性フィルムを前記基材上に配置する工程、又は
(ii)[11]に記載の組成物を提供する工程及び
前記組成物の層を前記基材の少なくとも一表面上に適用する工程
を含む、多層化物品の製造方法。
[20] 前記基材が紙又は板紙シートである、[19]に記載の方法。
[21] 工程(ii)がさらに、前記基材に塗布された前記組成物から少なくとも一部の水を除去して、その後に前記層が50重量%以下、好ましくは20重量%以下の水分を含む工程を含む、[19]又は[20]に記載の方法。
[22] 前記50重量%以下、好ましくは20重量%以下の水分を含む層が、1〜20μm、好ましくは2〜10μmの厚さである、[21]に記載の方法。
[23] 浸透性基材に対するバリアを提供するための、[1]〜[11]のいずれか一項に記載の組成物、又は[13]〜[16]のいずれか一項に記載の自立性フィルムの使用。
[24] 前記浸透性基材が紙又は板紙シートである、[23]に記載の使用。
Claims (27)
- a)数平均長さが0.001〜0.5mmであり比表面積が3〜100m2/gであるセルロース繊維、
b)少なくとも部分的に加水分解された酢酸ビニルポリマー、及び
c)少なくとも1種のアニオン性ポリマー
を含む、組成物。 - 組成物中のa)及びb)の乾燥重量を基準として、40〜80重量%のa)及び20〜60重量%のb)を含む、請求項1に記載の組成物。
- 組成物中のa)及びb)の乾燥重量を基準として、55〜65重量%のa)及び35〜45重量%のb)を含む、請求項1に記載の組成物。
- 組成物中のa)、b)及びc)の乾燥重量を基準として、0.01〜9重量%のc)を含む、請求項1〜3のいずれか一項に記載の組成物。
- 組成物中のa)、b)及びc)の乾燥重量を基準として、0.01〜2重量%のc)を含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 組成物中のa)及びb)の乾燥重量を基準として55〜65重量%のa)及び35〜45重量%のb)、並びに組成物中のa)、b)及びc)の前記乾燥重量を基準として0.1〜3重量%のc)を含む、請求項1〜5のいずれか一項に記載の組成物。
- d)ナノ粒子又はミクロ粒子を更に含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の組成物。
- 数平均長さが0.001〜0.5mmであり比表面積が3〜100m2/gである前記セルロース繊維が、ミクロフィブリル状セルロース繊維を含む、請求項1〜7のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記少なくとも部分的に加水分解された酢酸ビニルポリマーが少なくとも90%の加水分解度を有する、請求項1〜8のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記少なくとも部分的に加水分解された酢酸ビニルポリマーが、少なくとも90%の加水分解度を有するポリビニルアルコールである、請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記アニオン性ポリマーが多糖を含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記多糖がアニオン性多糖ガムを含む、請求項11に記載の組成物。
- 前記アニオン性ポリマーがキサンタンガムである、請求項1〜12のいずれか一項に記載の組成物。
- 前記組成物の総重量を基準として50〜99.9重量%の水を含む、請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物。
- 請求項14に記載の組成物から生じるフィルムを支持表面上に形成する工程、
前記組成物から少なくとも一部の水を除去する工程、及び
形成された自立性フィルムを前記支持表面から除去する工程
を含む、自立性フィルムの製造方法。 - 前記形成された自立性フィルムが50重量%以下の水を含む、請求項14に記載の方法。
- 請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物を含む、又は請求項14若しくは15に記載の前記方法によって得られる、自立性フィルム。
- 厚さが1〜1000μmである、請求項17に記載の自立性フィルム。
- 50重量%以下の水分である、請求項17又は18に記載の自立性フィルム。
- 基材、及び請求項1〜13のいずれか一項に記載の組成物又は前記基材の少なくとも一表面上に配置された請求項17〜19のいずれか一項に記載の自立性フィルムを含む、多層化物品。
- 前記基材が紙又は板紙シートである、請求項20に記載の多層化物品。
- 基材を提供する工程、並びに
(i) 請求項17〜19のいずれか一項に記載の自立性フィルムを提供する工程及び
前記自立性フィルムを前記基材上に配置する工程、又は
(ii)請求項14に記載の組成物を提供する工程及び
前記組成物の層を前記基材の少なくとも一表面上に適用する工程
を含む、多層化物品の製造方法。 - 前記基材が紙又は板紙シートである、請求項22に記載の方法。
- 工程(ii)がさらに、前記基材に塗布された前記組成物から少なくとも一部の水を除去して、その後に前記層が50重量%以下の水分を含む工程を含む、請求項22又は23に記載の方法。
- 前記50重量%以下の水分を含む層が、1〜20μmの厚さである、請求項24に記載の方法。
- 基材に対するバリアを提供するための、請求項1〜14のいずれか一項に記載の組成物、又は請求項17〜19のいずれか一項に記載の自立性フィルムの使用。
- 前記基材が紙又は板紙シートである、請求項26に記載の使用。
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