JP6171674B2 - Sheet material and barrier packaging container - Google Patents

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Description

本発明は、食品、医薬品、日用品等の包装分野のみならず、電子部材で用いられるガスバリア性を備えるシート材に関する。特に、天然資源を有効に利用した環境への負荷の少ない、水蒸気バリア性及び匂いバリア性に優れたガスバリア性を備えるシート材、及びこれを用いた包装容器に関する。   The present invention relates to a sheet material having a gas barrier property used in an electronic member as well as the packaging field of foods, pharmaceuticals, daily necessities and the like. In particular, the present invention relates to a sheet material having a gas barrier property that is excellent in water vapor barrier property and odor barrier property, and a packaging container using the same.

近年、包装に用いられる包装材料は、内容物の変質、特に食品においてはタンパク質や油脂等の酸化、変質を抑制し、さらに味、鮮度を保持するために、また無菌状態での取り扱いが必要とされる医薬品においては有効成分の変質を抑制し、効能を維持するために、包装材料を透過する酸素、水蒸気、その他内容物を変質させる気体による影響を防止する必要があり、これら気体を遮断するガスバリア性を備えることが求められている。さらに、トイレタリー製品や洗剤等においては、近年匂いへの要求が多様化するなどに伴い、匂いバリア性を備える包装材料が求められている。   In recent years, packaging materials used for packaging have to be handled in aseptic conditions in order to suppress the alteration of contents, especially the oxidation and alteration of proteins and fats in foods, and to maintain the taste and freshness. In order to suppress the alteration of the active ingredients and maintain the efficacy of the drugs that are used, it is necessary to prevent the influence of oxygen, water vapor, and other gases that alter the contents of the packaging material, and block these gases. It is required to have gas barrier properties. Furthermore, for toiletry products, detergents, and the like, packaging materials having odor barrier properties are being demanded as demands for odors diversify in recent years.

それらの中で、近年、酸素や水蒸気等に対するバリア性素材として、酸化ケイ素や酸化アルミニウムのような金属酸化物膜をナノスケールでプラスチック基材上に設けたバリアフィルムが数多く提案されている。   Among them, many barrier films in which a metal oxide film such as silicon oxide or aluminum oxide is provided on a plastic substrate on a nano scale have been proposed as a barrier material against oxygen, water vapor, and the like in recent years.

金属酸化物層を樹脂フィルム表面上に形成する方法として、真空成膜法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法(PVD)、あるいはプラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(CVD)等を利用する方法がある。   As a method of forming a metal oxide layer on the surface of a resin film, a physical vapor deposition method (PVD) such as a vacuum film forming method, a sputtering method, an ion plating method, a plasma chemical vapor deposition method, a thermochemical vapor phase, or the like. There is a method using a chemical vapor deposition method (CVD) such as a growth method or a photochemical vapor deposition method.

上記のようなバリア性を備えたフィルムであるバリアフィルムは、従来のアルミニウム箔等を使用したバリアフィルムと比較して、透明性に優れ、酸素や水蒸気に対して高いバリア性を有するという点で、食品包装に限らず、産業用用途としても期待されている技術である。   The barrier film, which is a film having the above barrier properties, is superior in transparency and has a high barrier property against oxygen and water vapor as compared with a barrier film using a conventional aluminum foil or the like. This technology is expected not only for food packaging but also for industrial use.

一方、近年、資源の枯渇や大気の二酸化炭素濃度の増加による温暖化や環境汚染、廃棄物問題などを背景に、製造時の化石資源の使用量が少なく、廃棄時において低エネルギーで処理でき二酸化炭素の排出が少ない、環境に配慮された材料の利用が注目されている。こうした中、化石資源を原料とせず、一部または全部を天然の植物などを原料とするバイオマス資源由来の材料や、環境中で分解されて水と二酸化炭素になる生分解性材料の積極利用が期待されている。包装材料においても例外ではなく、包装用基材も石油資源由来の合成材料からバイオマス資源由来である紙への置き換えが盛んに進められようとしている。   On the other hand, in recent years, with the background of global warming, environmental pollution, and waste problems due to depletion of resources and an increase in the concentration of carbon dioxide in the atmosphere, the amount of fossil resources used during production is low, and CO2 can be treated with low energy during disposal. The use of environmentally friendly materials that emit less carbon is drawing attention. Under such circumstances, the active use of materials derived from biomass resources that do not use fossil resources as raw materials but that use parts or all of natural plants as raw materials, and biodegradable materials that decompose into water and carbon dioxide in the environment. Expected. The packaging materials are no exception, and the packaging base material is being actively replaced by synthetic materials derived from petroleum resources with papers derived from biomass resources.

さらに、水溶性でんぷんや水溶性セルロース誘導体をはじめとする多糖類のガスバリア性のコーティング剤も開発されている。これらは天然由来ということで環境的にも安全上の観点からも優れていると言える。しかし、水溶性多糖類のコーティング材料の温度・湿度依存性や高湿度下でガスバリア性の劣化は避けられない。   Furthermore, polysaccharide gas barrier coating agents such as water-soluble starch and water-soluble cellulose derivatives have been developed. Since these are naturally derived, it can be said that they are excellent from an environmental and safety standpoint. However, the temperature-humidity dependency of the water-soluble polysaccharide coating material and deterioration of gas barrier properties under high humidity are inevitable.

これらの課題を解決するため、様々な試みがなされてきた。例えば、特許文献1では基材上にセルロースナノファイバー層を形成することによりガスバリア性を発現させ、さらに無機化合物による架橋や金属酸化物蒸着によるガスバリア性向上について記載されている。ところが、基材としてプラスチックフィルム等セルロースナノファイバーの染込み等による基材への影響が出にくいものを検討しており、またセルロース層の基材への密着についての言及がない。
特開2010−125814号公報
Various attempts have been made to solve these problems. For example, Patent Document 1 describes gas barrier properties by forming a cellulose nanofiber layer on a substrate, and further describes gas barrier properties improvement by crosslinking with an inorganic compound or metal oxide deposition. However, as a base material, a plastic film such as a cellulose nanofiber that is less likely to affect the base material is examined, and there is no mention of adhesion of the cellulose layer to the base material.
JP 2010-125814 A

本発明は以上のような背景技術を考慮してなされたもので、天然資源を有効利用し、基材の本来機能を損なわず、かつ良好なガスバリア性を有し、そのバリア性層の密着に優れたシート材を提供することを課題とする。   The present invention has been made in consideration of the background art as described above, effectively uses natural resources, does not impair the original function of the base material, has good gas barrier properties, and adheres to the barrier layer. It is an object to provide an excellent sheet material.

上記課題を解決するための手段として、本発明の一態様は、基材の少なくとも一方の面に、微細繊維を含む微細繊維層が形成されたシート材であり、前記基材が紙により構成され、前記微細繊維層の隣接する層中への浸透深さが0.01μm以上0.02μm以下であることを特徴とするシート材である。 As means for solving the above problems, one embodiment of the present invention is a sheet material in which a fine fiber layer containing fine fibers is formed on at least one surface of a base material, and the base material is made of paper. The sheet material is characterized in that the penetration depth of the fine fiber layer into adjacent layers is 0.01 μm or more and 0.02 μm or less .

また、前記微細繊維の繊維幅が2nm以上50nm以下、微細繊維の長さが0.2μm以上50μm以下である微細繊維(B−1)を微細繊維層に含むことを特徴とするシート材である。   The fine fiber layer includes fine fibers (B-1) having a fiber width of 2 nm to 50 nm and a length of the fine fibers of 0.2 μm to 50 μm in the fine fiber layer. .

また、前記微細繊維の繊維幅が50nm以上200nm以下、微細繊維の長さが50μm以上500μm以下である微細繊維(B−2)を微細繊維層に含むことを特徴とするシート材である。   Further, the sheet material is characterized in that the fine fiber layer includes fine fibers (B-2) having a fiber width of 50 nm to 200 nm and a length of the fine fibers of 50 μm to 500 μm.

また、前記微細繊維層が前記微細繊維(B−1)と前記微細繊維(B−2)の両方を含むことを特徴とするシート材である。   Moreover, the said fine fiber layer is a sheet | seat material characterized by including both the said fine fiber (B-1) and the said fine fiber (B-2).

また、前記微細繊維層が微細繊維を含む微細繊維分散液をコーティングして形成されることを特徴とするシート材である。   The sheet material is characterized in that the fine fiber layer is formed by coating a fine fiber dispersion containing fine fibers.

また、前記微細繊維分散液の分散媒が水を含むことを特徴とするシート材である。   Further, the sheet material is characterized in that the dispersion medium of the fine fiber dispersion contains water.

また、前記微細繊維層が微細繊維を含む微細繊維分散液をコーティングして形成する際、コーティングの塗工量が固形分重量換算で0.3g/m以上15g/m以下であることを特徴とするシート材である。 In addition, when the fine fiber layer is formed by coating a fine fiber dispersion containing fine fibers, the coating amount of the coating is 0.3 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less in terms of solid weight. It is a characteristic sheet material.

また、前記微細繊維層がセルロース繊維を含むことを特徴とするシート材である。   Moreover, the said fine fiber layer is a sheet | seat material characterized by including a cellulose fiber.

また、前記基材の少なくとも一方の面に形成された微細繊維層の膜厚が0.2μm以上10μm以下であることを特徴とするシート材である。   Further, the sheet material is characterized in that the fine fiber layer formed on at least one surface of the substrate has a thickness of 0.2 μm or more and 10 μm or less.

また、本発明の別の態様は、シート材を用いたことを特徴とするバリア性包装容器である。   Another embodiment of the present invention is a barrier packaging container using a sheet material.

本発明によれば、天然資源を有効利用し、基材の本来機能を損なわず、かつ良好なガスバリア性を有し、そのバリア性層の密着に優れたシート材を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to provide a sheet material that effectively utilizes natural resources, does not impair the original function of the base material, has good gas barrier properties, and is excellent in adhesion of the barrier layer.

本発明におけるシート材の第一の実施形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of 1st embodiment of the sheet | seat material in this invention. 本発明におけるシート材の第二の実施形態の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of 2nd embodiment of the sheet material in this invention.

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。
本発明におけるシート材は、基材の少なくとも一方の面に、微細繊維を含む微細繊維層が形成され、前記基材が紙、織布、不織布、多孔質膜のいずれかにより形成されたものである。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
The sheet material in the present invention has a fine fiber layer containing fine fibers formed on at least one surface of the base material, and the base material is formed of any one of paper, woven fabric, non-woven fabric, and porous membrane. is there.

図1は、本発明におけるシート材の第一の実施形態の断面概略図である。本発明におけるシート材1は、基材2の少なくとも一方の面に、微細繊維を含む微細繊維層3が形成され、前記基材2が紙、織布、不織布、多孔質膜のいずれかにより形成されたものである。ここで、微細繊維層3の形成に支障が出ない範囲で基材2と微細繊維層3の間、あるいは基材2の微細繊維層3が形成される面と逆側の面になんらかの積層体が形成されてもよい。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a first embodiment of a sheet material in the present invention. In the sheet material 1 of the present invention, a fine fiber layer 3 containing fine fibers is formed on at least one surface of a base material 2, and the base material 2 is formed of any one of paper, woven fabric, non-woven fabric, and porous membrane. It has been done. Here, as long as the formation of the fine fiber layer 3 is not hindered, any laminate is provided between the base material 2 and the fine fiber layer 3 or on the surface opposite to the surface on which the fine fiber layer 3 is formed. May be formed.

図2は、本発明におけるシート材の第二の実施形態の断面概略図である。本発明におけるシート材1は、基材2の少なくとも一方の面に、微細繊維を含む微細繊維層3が形成され、さらに微細繊維層3に、直接、蒸着層4が形成されたものである。ここで、基材2の微細繊維層3が形成される面と逆側の面になんらかの積層体が形成されてもよく、基材2と微細繊維層3の間になんらかの積層体が形成されてもよい。さらに、蒸着層4を保護する目的等で、蒸着層の4の微細繊維層3が形成される面と逆側の面になんらかの積層体が形成されてもよい。   FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of a second embodiment of the sheet material in the present invention. In the sheet material 1 of the present invention, a fine fiber layer 3 containing fine fibers is formed on at least one surface of a substrate 2, and a vapor deposition layer 4 is directly formed on the fine fiber layer 3. Here, a laminate may be formed on the surface of the substrate 2 opposite to the surface on which the fine fiber layer 3 is formed, and any laminate is formed between the substrate 2 and the fine fiber layer 3. Also good. Furthermore, for the purpose of protecting the vapor deposition layer 4 or the like, some laminate may be formed on the surface of the vapor deposition layer opposite to the surface on which the four fine fiber layers 3 are formed.

<基材>
本発明に用いられる基材は、特に限定されないが、環境配慮の面から紙が好ましい。さらに、比表面積が大きいことや細孔を保有することにより様々な機能性付与が期待できることから、織布、不織布や多孔質膜を用いることが好適である。すなわち、これら紙、織布、不織布、多孔質膜といった表面形状が平坦でなく、コーティング剤の塗工において染込みや濡れ、乾燥など本来製造工程上不具合が発生しやすい基材を用いることで、本発明の優位性が更に発揮される。優位性についての詳細な説明は微細繊維層の項に記載する。
<Base material>
Although the base material used for this invention is not specifically limited, Paper is preferable from the surface of environmental consideration. Furthermore, it is preferable to use a woven fabric, a non-woven fabric, or a porous membrane because it can be expected to impart various functionalities by having a large specific surface area and possessing pores. That is, by using a base material that is not flat in surface shape such as paper, woven fabric, non-woven fabric, and porous membrane, and that is inherently prone to problems in the manufacturing process such as soaking, wetting, and drying in coating agent coating, The superiority of the present invention is further exhibited. A detailed description of the superiority is given in the section on fine fiber layers.

基材上に微細繊維層の形成向上のため、基材に表面処理を施し、濡れ性やアンカー効果を付与してもよい。表面処理については、特に限定されないが、本発明の趣旨やコスト面、工程の簡便さから、コロナ放電処理やプラズマ処理、紫外線照射、アルカリ表面処理などの改質が好ましい。   In order to improve the formation of the fine fiber layer on the substrate, the substrate may be subjected to a surface treatment to impart wettability and an anchor effect. The surface treatment is not particularly limited, but modifications such as corona discharge treatment, plasma treatment, ultraviolet irradiation, and alkali surface treatment are preferred in view of the gist, cost, and simplicity of the process of the present invention.

微細繊維層を形成する前後において、基材内になんらかの樹脂、微粒子、顔料、香料、クレー、反応性物質などを含有させても構わない。   Before and after forming the fine fiber layer, some resin, fine particles, pigment, fragrance, clay, reactive substance, and the like may be contained in the base material.

基材に機能を付与する目的で、金属等を担持していても良い。金属としては、白金、パラジウム、ルテニウム、イリジウム、ロジウム、オスミウムの白金族元素の他、鉄、鉛、銅、クロム、コバルト、ニッケル、マンガン、バナジウム、モリブデン、ガリウム、アルミニウムなどの金属またはこれらの合金、または酸化物、複酸化物、炭化物などを用いることができる。   For the purpose of imparting a function to the substrate, a metal or the like may be supported. As the metal, platinum, palladium, ruthenium, iridium, rhodium, osmium, platinum group elements, metals such as iron, lead, copper, chromium, cobalt, nickel, manganese, vanadium, molybdenum, gallium, aluminum, or alloys thereof Alternatively, an oxide, a double oxide, a carbide, or the like can be used.

或いは、基材にカーボン粒子等を含有していてもよい。カーボン粒子としては、あらゆるカーボンブラック(ファーネスブラック、チャンネルブラック、サーマルブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラック、ランプブラック)を始め、フラーレン、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノファイバー、黒鉛、を挙げることができ、これらを物理的、化学的処理した物質の何れを用いてもよい。   Alternatively, the base material may contain carbon particles or the like. Carbon particles include all carbon blacks (furnace black, channel black, thermal black, acetylene black, ketjen black, lamp black), fullerenes, carbon nanotubes, carbon nanohorns, carbon nanofibers, and graphite. Any of materials obtained by physically or chemically treating these may be used.

基材の表面粗さとしては、算術平均粗さRaが2000nm以下を有することが好ましい。表面粗さが小さい基材に関しては、下記に詳細を述べるが微細繊維層による基材表面の目止め効果あるいは平滑性改善効果に関しては優位性が薄いが、ガスバリア性によるガス透過を抑制する作用をもたらす。またRaが2000nmより大きいと、基材表面の凹凸に微細繊維層形成による充填が十分に行えず、ガスバリア性が発揮されにくい。   As the surface roughness of the substrate, the arithmetic average roughness Ra preferably has 2000 nm or less. The base material with a small surface roughness will be described in detail below, but it has little advantage in terms of the sealing effect or smoothness improvement effect of the base material surface by the fine fiber layer, but it has the effect of suppressing gas permeation due to gas barrier properties. Bring. On the other hand, if Ra is larger than 2000 nm, the unevenness on the surface of the substrate cannot be sufficiently filled by forming a fine fiber layer, and gas barrier properties are hardly exhibited.

<微細繊維層>
本発明に用いられる微細繊維層を構成する微細繊維の原料にはセルロース、キチン、キトサンなどが挙げられ、特に構造配列が規則的であり剛直な骨格を有するセルロース繊維が好ましい。セルロース繊維の原料となるセルロースとしては、木材パルプ、非木材パルプ、コットン、バクテリアセルロース等を用いることができる。微細繊維の微細化方法としては特に限定されないが、高圧ホモジナイザー、超音波ホモジナイザー、グラインダー磨砕、凍結粉砕、メディアミルなど機械処理が挙げられるが、いずれの方法を用いてもよい。また、機械処理を行う前工程として、化学処理してもよい。機械化処理や化学処理の処理度を任意に制御することにより、所望の繊維形状を有する微細繊維を得ることが出来る。化学処理については後述する。また、微細繊維が高結晶性である事が好ましい。結晶性が高いとガスバリア性、力学強度、耐水性、熱安定性が向上する。
<Fine fiber layer>
Examples of the raw material of the fine fiber constituting the fine fiber layer used in the present invention include cellulose, chitin, chitosan and the like, and cellulose fiber having a regular structural arrangement and a rigid skeleton is particularly preferable. Wood pulp, non-wood pulp, cotton, bacterial cellulose, and the like can be used as cellulose that is a raw material for cellulose fibers. The method for refining the fine fibers is not particularly limited, and examples thereof include mechanical processing such as high-pressure homogenizer, ultrasonic homogenizer, grinder grinding, freeze grinding, and media mill, and any method may be used. Further, chemical treatment may be performed as a pre-process for performing mechanical treatment. Fine fibers having a desired fiber shape can be obtained by arbitrarily controlling the degree of mechanization or chemical treatment. The chemical treatment will be described later. Moreover, it is preferable that a fine fiber is highly crystalline. High crystallinity improves gas barrier properties, mechanical strength, water resistance and thermal stability.

微細繊維層の形成方法としては、微細繊維を含む微細繊維分散液を各種ウェット成膜法により形成することができ、公知の方法を用いることができる。具体的には、グラビアコーター、ディップコーター、リバースコーター、ワイヤーバーコーター、ダイコーター、スプレーコーターなどを挙げることができる。分散液の分散媒としては特に限定されないが、作業環境上の問題や溶媒回収が不要である点から水が好ましい。また、塗工性や乾燥性など製造工程改善や分散性、分散安定性の向上などを目的として分散媒にアルコールなど有機溶媒を混合させても構わない。また、分散液の濃度は、所望の微細繊維層を得るために微細繊維層の形成上問題のない範囲で任意に調整して構わない。   As a method for forming the fine fiber layer, a fine fiber dispersion containing fine fibers can be formed by various wet film forming methods, and a known method can be used. Specific examples include a gravure coater, a dip coater, a reverse coater, a wire bar coater, a die coater, and a spray coater. The dispersion medium of the dispersion liquid is not particularly limited, but water is preferable from the viewpoint of working environment and the need for solvent recovery. In addition, an organic solvent such as alcohol may be mixed with the dispersion medium for the purpose of improving the manufacturing process such as coating property and drying property, and improving dispersibility and dispersion stability. Further, the concentration of the dispersion liquid may be arbitrarily adjusted within a range in which there is no problem in forming the fine fiber layer in order to obtain a desired fine fiber layer.

微細繊維の形状に関して、繊維幅が2nm以上50nm以下を含み、繊維長が0.2μm以上50μm以下を含むことが好ましい。すなわち、繊維形状を維持するためには2nm以上が好ましく、50nm以下であれば光学透明性を有するために製品設計における自由度が向上する。また、2nm以上50nm以下であれば繊維が緻密に膜化し、良好なガスバリア性を発揮することができる。さらに、繊維長において0.2μm未満では繊維同士の絡み合いが十分ではなく、特に基材に紙、不織布、多孔質膜を用いる場合、基材内に微細繊維が染込んでしまい膜として機能する成分の歩留まり低下や膜化自体が困難になる。また50μm以上では微細繊維の絡み合いが強くなりすぎて粘度の増大が生じ、形成される微細繊維層の表面形状に問題が生じ易くなる。さらに、微細繊維の染込みにより、基材の有する細孔、網目構造等が微細繊維中に埋没してしまい、これを利用した作用の低下が生じてしまう。   Regarding the shape of the fine fiber, it is preferable that the fiber width includes 2 nm to 50 nm and the fiber length includes 0.2 μm to 50 μm. That is, in order to maintain a fiber shape, 2 nm or more is preferable, and if it is 50 nm or less, since it has optical transparency, the freedom degree in product design improves. Moreover, if it is 2 nm or more and 50 nm or less, a fiber will be formed into a dense film and a good gas barrier property can be exhibited. Furthermore, if the fiber length is less than 0.2 μm, the fibers are not sufficiently entangled. Particularly when paper, nonwoven fabric, or porous film is used for the base material, the fine fiber is infiltrated into the base material and functions as a film. Yield reduction and film formation itself become difficult. On the other hand, when the thickness is 50 μm or more, the entanglement of the fine fibers becomes too strong, resulting in an increase in viscosity, and a problem is likely to occur in the surface shape of the formed fine fiber layer. Furthermore, the fine fiber soaking impregnates the pores, network structure, etc. of the base material in the fine fiber, resulting in a decrease in the action utilizing this.

さらに、繊維幅が50nm以上200nm以下を含み、繊維長が50μm以上500μm以下を含むことが好ましい。このような形状を有する繊維を含むことにより、基材の凹凸への充填を効率よく行うことが出来ると共に、微細繊維層の物理的強度が向上しクラック等が生じにくくなる。なお、繊維径、繊維長が上限以上を有すると微細繊維層形成において粘度上昇やバルクな絡み合いによる表面平滑化に支障が生じ易くなる。さらに繊維幅が2nm以上50nm以下、繊維長が0.2μm以上50μm以下の微細繊維と、繊維幅が50nm以上200nm以下、繊維長が50μm以上500μm以下の微細繊維の両方を微細繊維層に含むことにより、ガスバリア性と表面平滑性の効果がさらに増大するため好ましい。なお、繊維幅が2nm以上50nm以下、繊維長が0.2μm以上50μm以下の微細繊維や、繊維幅が50nm以上200nm以下、繊維長が50μm以上500μm以下の微細繊維ではない異なる材料であっても構わないが、同一の材料であるほうが生産効率や親和性の点で好ましい。   Furthermore, it is preferable that the fiber width includes 50 nm to 200 nm and the fiber length includes 50 μm to 500 μm. By including the fiber having such a shape, the unevenness of the base material can be efficiently filled, and the physical strength of the fine fiber layer is improved, so that cracks and the like are hardly generated. In addition, when the fiber diameter and the fiber length are equal to or more than the upper limit, the surface smoothing due to the increase in viscosity or bulk entanglement tends to occur in the formation of the fine fiber layer. Further, the fine fiber layer includes both fine fibers having a fiber width of 2 nm to 50 nm and a fiber length of 0.2 μm to 50 μm and fine fibers having a fiber width of 50 nm to 200 nm and a fiber length of 50 μm to 500 μm. Is preferable because the effects of gas barrier properties and surface smoothness are further increased. In addition, even if it is a different material which is not a fine fiber having a fiber width of 2 nm to 50 nm and a fiber length of 0.2 μm to 50 μm, or a fine fiber having a fiber width of 50 nm to 200 nm and a fiber length of 50 μm to 500 μm. Of course, the same material is preferable in terms of production efficiency and affinity.

なお、微細繊維の形状は、0.0001〜0.001wt%に調製した微細繊維分散液を表面が平滑なマイカ等に展開して乾燥させ、SEMやAFM観察により確認することができる。   The shape of the fine fibers can be confirmed by SEM or AFM observation after the fine fiber dispersion prepared to 0.0001 to 0.001 wt% is spread on mica having a smooth surface and dried.

さらに微細繊維層は、耐水性の点では、架橋剤によって架橋構造が形成されていることが好ましい。架橋剤としては例えばオキサゾリン、ジビニルスルホン、カルボジイミド、ジヒドラジン、ジヒドラジド、エピクロルヒドリン等が挙げられる。前記架橋剤は、1種を単独で使用してもよく、2種以上を併用してもよい。   Further, the fine fiber layer preferably has a crosslinked structure formed by a crosslinking agent from the viewpoint of water resistance. Examples of the crosslinking agent include oxazoline, divinyl sulfone, carbodiimide, dihydrazine, dihydrazide, epichlorohydrin and the like. The said crosslinking agent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

微細繊維を含む微細繊維分散液をコーティングして形成する際、コーティングの塗工量が固形分重量換算で0.3g/m以上15g/m以下であることが好ましい。塗工量が0.3g/m未満であると、特に基材に紙、織布、不織布、多孔質膜を用いた場合、基材表面の凹凸に追従して微細繊維層が充填出来ず、微細繊維層による一様な膜面が形成されにくくなるため、バリア性が低下する。また、塗工量が15g/mより大きいと、ハンドリング時に微細繊維層およびそれに伴う隣接した基材や蒸着層にクラック発生等の問題が生じ易くなり、また微細繊維層を形成する材料の必要量が増加するためコスト増大による経済的な問題が生じ、生産性が低下する。 When the fine fiber dispersion containing fine fibers is formed by coating, the coating amount is preferably 0.3 g / m 2 or more and 15 g / m 2 or less in terms of solid weight. When the coating amount is less than 0.3 g / m 2 , particularly when paper, woven fabric, non-woven fabric, or porous membrane is used for the base material, the fine fiber layer cannot be filled following the unevenness of the base material surface. Since the uniform film surface due to the fine fiber layer is hardly formed, the barrier property is lowered. Also, if the coating amount is greater than 15 g / m 2 , problems such as cracking are likely to occur in the fine fiber layer and the adjacent substrate or vapor deposition layer accompanying it during handling, and a material for forming the fine fiber layer is necessary. Since the amount increases, an economic problem due to an increase in cost occurs, and the productivity decreases.

また、微細繊維分散液がコーティング後形成された微細繊維層の膜厚が0.2μm以上10μm以下であることが好ましい。膜厚が0.2μm未満であると、特に基材に紙、織布、不織布、多孔質膜を用いた場合、基材表面の凹凸を覆い平滑化する効果が低くなるため、さらに蒸着層など緻密な層を形成する時のピンホールやクラック発生を抑制する効果が得られないため、バリア性が低下する。また、10μmより大きいと、ハンドリング時に微細繊維層およびそれに伴う隣接した基材や蒸着層にクラック発生等の問題が生じ易くなると共に、微細繊維層と基材との線膨張係数の差による密着低下が顕著になるため好ましくない。   Moreover, it is preferable that the film thickness of the fine fiber layer formed after coating the fine fiber dispersion is 0.2 μm or more and 10 μm or less. When the film thickness is less than 0.2 μm, particularly when paper, woven fabric, non-woven fabric, or a porous film is used as the base material, the effect of covering and smoothing the unevenness on the surface of the base material becomes low. Since the effect of suppressing the generation of pinholes and cracks when forming a dense layer cannot be obtained, the barrier property is lowered. On the other hand, if it is larger than 10 μm, problems such as cracking are likely to occur in the fine fiber layer and the adjacent base material or vapor deposition layer accompanying the handling, and the adhesion decreases due to the difference in the linear expansion coefficient between the fine fiber layer and the base material. Is not preferable because it becomes remarkable.

さらに、微細繊維層の隣接する層への浸透深さが0.01μm以上1.5μm以下であることが好ましい。0.01μmより大きければ物理的なアンカー効果が発揮されるため密着が良好となる。一方、浸透した微細繊維は緻密な膜を形成することができないため、バリア性層として機能することができない。浸透深さが1.5μmであれば微細繊維層を形成する材料の必要量を抑えることができる共に、紙、織布、不織布、多孔質膜等の基材が本来有している機能を阻害することなくバリア性層を形成することができる。   Furthermore, it is preferable that the penetration depth to the adjacent layer of the fine fiber layer is 0.01 μm or more and 1.5 μm or less. If it is larger than 0.01 μm, the physical anchor effect is exhibited, so that the adhesion is good. On the other hand, the infiltrated fine fibers cannot form a dense film and cannot function as a barrier layer. If the penetration depth is 1.5 μm, the necessary amount of the material for forming the fine fiber layer can be suppressed, and the functions inherent to the base materials such as paper, woven fabric, nonwoven fabric and porous membrane are inhibited. Thus, the barrier layer can be formed without doing so.

<蒸着層>
本発明において、基材の微細繊維層が形成された側に電子ビーム加熱方式の真空蒸着により蒸着層を形成することができる。本発明に用いられる蒸着層を形成する蒸着方法は、真空成膜法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理気相成長法(PVD)、あるいはプラズマ化学気相成長法、熱化学気相成長法、光化学気相成長法等の化学気相成長法(CVD)などが挙げられ、これらの真空プロセスにより、酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の金属酸化物の蒸着層を形成したものを使用することができる。
蒸着層の好ましい膜厚は、当該バリアフィルムの用途や蒸着膜の膜組成等に応じて異なるが、通常、数十Å〜5000Åの範囲が好ましい。この蒸着層が数十Åより薄い場合には蒸着層の連続性が維持されなくなり、5000Åより厚い場合にはクラックが発生しやすくなる。
なお、蒸着層を形成する前工程として、プラズマ処理などを行うことにより、微細繊維層表面の水分や塵等を除去すると共にその表面の平滑化、活性化を促進させてもよい。
<Deposition layer>
In the present invention, the vapor deposition layer can be formed on the side of the substrate on which the fine fiber layer is formed by electron beam heating vacuum deposition. The vapor deposition method for forming the vapor deposition layer used in the present invention may be a physical vapor deposition method (PVD) such as a vacuum film formation method, a sputtering method, an ion plating method, a plasma chemical vapor deposition method, or a thermal chemical vapor deposition method. And chemical vapor deposition (CVD) such as photochemical vapor deposition, etc., and by using these vacuum processes, a metal oxide deposited layer such as silicon oxide or aluminum oxide may be used. it can.
Although the preferable film thickness of a vapor deposition layer changes according to the use of the said barrier film, the film | membrane composition of a vapor deposition film, etc., the range of several tens to 5000 mm is preferable normally. If this deposited layer is thinner than several tens of inches, the continuity of the deposited layer is not maintained, and if it is thicker than 5000 inches, cracks are likely to occur.
Note that, as a pre-process for forming the vapor deposition layer, plasma treatment or the like may be performed to remove moisture, dust or the like on the surface of the fine fiber layer, and promote smoothing and activation of the surface.

上述のように、基材の少なくとも一方の面に、微細繊維を含む微細繊維層が形成され、前記基材が紙、織布、不織布、多孔質膜のいずれかにより構成されたシート材を用いれば、良好なガスバリア性を有しつつ基材の本来機能が活用可能なガスバリア性包装容器を作製することができる。   As described above, a sheet material in which a fine fiber layer containing fine fibers is formed on at least one surface of a base material, and the base material is composed of any one of paper, woven fabric, non-woven fabric, and porous membrane is used. Thus, it is possible to produce a gas barrier packaging container that has good gas barrier properties and can utilize the original function of the substrate.

〔微細繊維の化学処理〕
次に、本発明に用いられる微細繊維は化学処理を行い、さらにこれに続く機械処理を施すことにより、低エネルギーで所望の形状の微細繊維を得ることが出来る。繊維としてセルロースの化学処理の一例を下記に示す。
[Chemical treatment of fine fibers]
Next, the fine fibers used in the present invention are subjected to chemical treatment, and further subjected to subsequent mechanical treatment, whereby fine fibers having a desired shape can be obtained with low energy. An example of chemical treatment of cellulose as a fiber is shown below.

セルロースを化学処理する方法として、触媒として2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペジニルオキシラジカル(TEMPO)を使用し、pHを調整しながら次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤、臭化ナトリウム等の臭化物を用い処理方法が提案されている。この方法によりセルロースC6位の水酸基がカルボキシル化されると、セルロース繊維相互の静電反発が高まり膨潤するため、低エネルギー投入による機械処理によってセルロースがナノファイバー化し、セルロースの水分散液が得られる。さらに、本方法を利用すると、得られたセルロースナノファイバーの分子量低下が抑えられるため、微細繊維層は高い力学強度を有する。 As a method of chemically treating cellulose, 2,2,6,6-tetramethyl-1-pipedinyloxy radical (TEMPO) is used as a catalyst, and an oxidizing agent such as sodium hypochlorite while adjusting pH, A treatment method using bromide such as sodium bromide has been proposed. When the hydroxyl group at the C6-position of cellulose is carboxylated by this method, the electrostatic repulsion between cellulose fibers increases and swells. Therefore, cellulose is converted into nanofibers by mechanical treatment with low energy input, and an aqueous dispersion of cellulose is obtained. Furthermore, when the present method is used, the molecular weight reduction of the obtained cellulose nanofiber is suppressed, so that the fine fiber layer has high mechanical strength.

上述の化学処理は次の手順で行われる。
水中で分散させたセルロースにニトロキシラジカルと臭化ナトリウムとを添加して室温で攪拌しながら次亜塩素酸ナトリウム水溶液を添加してセルロースの酸化を行う。酸化反応中に水酸化ナトリウムを添加し、反応系内のpHを10.5に制御する。この時、セルロース繊維表面のC6位の水酸基がカルボキシル基に酸化される。十分水洗し、得られたセルロースを微細化したものを微細繊維層の構成材料として用いることが出来る。
The chemical treatment described above is performed according to the following procedure.
Nitroxyl radical and sodium bromide are added to cellulose dispersed in water, and sodium hypochlorite aqueous solution is added with stirring at room temperature to oxidize the cellulose. Sodium hydroxide is added during the oxidation reaction to control the pH in the reaction system to 10.5. At this time, the hydroxyl group at the C6 position on the surface of the cellulose fiber is oxidized to a carboxyl group. What was sufficiently washed with water and refined the obtained cellulose can be used as a constituent material of the fine fiber layer.

なお、酸化剤としては、次亜ハロゲン酸又はその塩、亜ハロゲン酸又はその塩が使用でき、次亜塩素酸ナトリウムが好ましい。臭化物としては、臭化リチウム、臭化カリウム、臭化ナトリウム等が挙げられ、臭化ナトリウムが好ましい。   In addition, as an oxidizing agent, hypohalous acid or its salt, a halogenous acid or its salt can be used, and sodium hypochlorite is preferable. Examples of the bromide include lithium bromide, potassium bromide, sodium bromide and the like, and sodium bromide is preferable.

微細繊維層に用いられるセルロースナノファイバーは、化学処理により、セルロースがセルロース重量に対してカルボキシル基含有量が0.1〜3.0mmol/g、好ましくは1.0mmol/g以上を有する。こうして得られた化学処理後セルロースは、水中での機械処理による繊維の微細化が進行しやすく、均質な分散液が得られるため、基材上で均一な膜厚かつ均質な層形成が可能となる。また、微細化が進行するとセルロースナノファイバーの繊維径は数nmオーダーとなり、この細い繊維径が微細繊維層として緻密な膜を形成し、高いバリア性を発現すると考えられる。   Cellulose nanofibers used for the fine fiber layer have a carboxyl group content of 0.1 to 3.0 mmol / g, preferably 1.0 mmol / g or more based on the weight of cellulose by chemical treatment. The cellulose after chemical treatment obtained in this way is easy to proceed with fiber refinement by mechanical treatment in water, and a homogeneous dispersion can be obtained, so that a uniform film thickness and a uniform layer can be formed on the substrate. Become. Further, as the miniaturization progresses, the fiber diameter of the cellulose nanofiber becomes on the order of several nanometers, and it is considered that this thin fiber diameter forms a dense film as a fine fiber layer and exhibits high barrier properties.

なお、セルロースに含有されるカルボキシル基量は以下の方法にて算出される。化学処理したセルロースの乾燥重量換算0.2gをビーカーにとり、イオン交換水80mlを添加する。そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mlを加え、攪拌させながら0.1M塩酸を加えて全体がpH2.0となるように調整した。ここに自動滴定装置(東亜ディーケーケー株式会社製、AUT−701)を用いて0.1M水酸化ナトリウム水溶液を0.05ml/30秒で注入し、30秒毎の電導度とpH値を測定し、pH11まで測定を続けた。得られた電導度曲線から水酸化ナトリウムの滴定量を求め、カルボキシル基含有量を算出した。   In addition, the amount of carboxyl groups contained in cellulose is calculated by the following method. 0.2 g of dry weight conversion of chemically treated cellulose is taken in a beaker, and 80 ml of ion exchange water is added. Thereto was added 5 ml of a 0.01 M sodium chloride aqueous solution, and 0.1 M hydrochloric acid was added while stirring to adjust the whole to pH 2.0. Here, 0.1M sodium hydroxide aqueous solution was injected at 0.05 ml / 30 seconds using an automatic titrator (AUT-701, manufactured by Toa DKK Co., Ltd.), and the conductivity and pH value were measured every 30 seconds. The measurement was continued until pH 11. A titration amount of sodium hydroxide was determined from the obtained conductivity curve, and the carboxyl group content was calculated.

以下に本発明のガスバリア性を有するシート材の製造について記載する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。   The production of the sheet material having gas barrier properties of the present invention will be described below. However, the present invention is not limited to the following examples.

本実施例で使用した材料を以下に示す。
<基材:A>
本実施例に使用する基材として紙を用いた。また、比較材料として市販PETフィルムを用いた。
基材A−1:市販上質紙(坪量64g/m
基材A−2:PETフィルム(東レ、ルミラー、厚み25μm)
The materials used in this example are shown below.
<Substrate: A>
Paper was used as the substrate used in this example. In addition, a commercially available PET film was used as a comparative material.
Base material A-1: Commercially available high-quality paper (basis weight 64 g / m 2 )
Base material A-2: PET film (Toray, Lumirror, thickness 25 μm)

<微細繊維層:B>
本実施例に使用する微細繊維としてセルロースナノファイバーを用いた。また、比較材料としてセロウロン酸を用いた。
微細繊維B−1:平均繊維幅4nm、平均繊維長1.0μmのセルロースナノファイバー(固形分濃度2質量%)
微細繊維B−2:平均繊維幅150nm、平均繊維長100μmのセルロースナノファイバー(固形分濃度2質量%)
微細繊維B−3:セロウロン酸(固形分濃度10質量%)
以下に示す方法で微細繊維層の構成材料であるセルロースナノファイバーを得た。
<Fine fiber layer: B>
Cellulose nanofibers were used as the fine fibers used in this example. In addition, cellouronic acid was used as a comparative material.
Fine fiber B-1: Cellulose nanofibers having an average fiber width of 4 nm and an average fiber length of 1.0 μm (solid content concentration 2% by mass)
Fine fiber B-2: Cellulose nanofibers having an average fiber width of 150 nm and an average fiber length of 100 μm (solid content concentration: 2% by mass)
Fine fiber B-3: Cellouronic acid (solid content concentration 10% by mass)
Cellulose nanofibers, which are constituent materials of the fine fiber layer, were obtained by the following method.

(1)試薬・材料−1
セルロース:漂白クラフトパルプ(フレッチャー チャレンジ カナダ社製、Machenzie)、
TEMPO:市販品(東京化成工業株式会社製、98%)、
次亜塩素酸ナトリウム:市販品(和光純薬工業株式会社製、Cl:5%)、
臭化ナトリウム:市販品(和光純薬工業株式会社製)
(1) Reagent / Material-1
Cellulose: Bleached kraft pulp (Fletcher Challenge Canada, Machenzie),
TEMPO: Commercial product (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 98%),
Sodium hypochlorite: a commercial product (Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Cl: 5%),
Sodium bromide: Commercial product (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

(2)セルロースのTEMPO酸化反応−1
2Lのガラスビーカー中に、乾燥質量10gの漂白クラフトパルプとイオン交換水500mlとを投入して一晩静置し、パルプを膨潤させた。これを温調付きウォーターバスにより40.0℃に温度調整し、TEMPO0.1gと臭化ナトリウム1gを添加して撹拌し、パルプ懸濁液とした。さらに撹拌しながら、セルロース質量当たり5mmol/gの次亜塩素酸ナトリウムを添加した。この際、約1Mの水酸化ナトリウム水溶液を添加してパルプ懸濁液のpHを約10.5に保持した。その後、120分間反応を行い、イオン交換水でパルプを充分に水洗して、TEMPO酸化セルロースを得た。
(2) TEMPO oxidation reaction of cellulose-1
In a 2 L glass beaker, bleached kraft pulp having a dry mass of 10 g and 500 ml of ion-exchanged water were placed and allowed to stand overnight to swell the pulp. The temperature was adjusted to 40.0 ° C. with a water bath with temperature control, and 0.1 g of TEMPO and 1 g of sodium bromide were added and stirred to obtain a pulp suspension. Furthermore, 5 mmol / g sodium hypochlorite per cellulose mass was added with stirring. At this time, about 1 M aqueous sodium hydroxide solution was added to maintain the pH of the pulp suspension at about 10.5. Thereafter, the reaction was performed for 120 minutes, and the pulp was sufficiently washed with ion-exchanged water to obtain TEMPO oxidized cellulose.

(3)TEMPO酸化セルロースの分散処理−1
得られたTEMPO酸化セルロースをイオン交換水中で所定濃度となるように調整し、ミキサー(大阪ケミカル、アブソルートミル、14,000rpm)を用いて30分間撹拌し、微細化することにより透明なセルロースナノファイバー水分散体(固形分濃度2質量%)を得た(微細繊維B−1)。同様にして、ミキサーの分散条件を7000rpmにて2分間攪拌したものを微細繊維B−2とした。微細繊維B−1およびB−2を固形分濃度0.0001質量%に希釈し、マイカ上に少量展開して乾燥させAFM観察したところ、10本平均の繊維幅及び繊維長はそれぞれB−1:4nm、1.0μm、B−2:150nm、80μmであった。
(3) Dispersion treatment of TEMPO oxidized cellulose-1
The obtained TEMPO-oxidized cellulose is adjusted to a predetermined concentration in ion-exchanged water, stirred for 30 minutes using a mixer (Osaka Chemical, Absolute Mill, 14,000 rpm), and refined to make transparent cellulose nanofibers An aqueous dispersion (solid content concentration 2 mass%) was obtained (fine fiber B-1). Similarly, what was stirred for 2 minutes at 7000 rpm for the dispersion condition of the mixer was designated as fine fiber B-2. When the fine fibers B-1 and B-2 were diluted to a solid content concentration of 0.0001% by mass, developed on mica in small amounts, dried and observed with AFM, the average fiber width and fiber length of 10 fibers were respectively B-1. : 4 nm, 1.0 μm, B-2: 150 nm, 80 μm.

さらに、特許第4848891号を参考にし、以下に示す方法で微細繊維層の比較材料であるセロウロン酸を得た。   Furthermore, with reference to Japanese Patent No. 4848891, cellouronic acid, which is a comparative material for the fine fiber layer, was obtained by the following method.

(4)試薬・材料−2
セルロース:再生セルロース(旭化成工業社製、ベンリーゼ)、
TEMPO:市販品(東京化成工業株式会社製、98%)、
次亜塩素酸ナトリウム:市販品(和光純薬株式会社製、Cl:5%)、
臭化ナトリウム:市販品(和光純薬株式会社製)
(4) Reagent / Material-2
Cellulose: Regenerated cellulose (manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd., Benrize),
TEMPO: Commercial product (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., 98%),
Sodium hypochlorite: commercially available product (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., Cl: 5%),
Sodium bromide: Commercial product (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.)

(5)再生セルロースのTEMPO酸化反応−1
2Lのガラスビーカー中に、再生セルロース10gとイオン交換水500mlとを投入して懸濁液とした。これを温度調整して5℃まで冷却し、TEMPO0.1gと臭化ナトリウム1gを添加して撹拌した。さらに撹拌しながら、セルロース質量当たり5mmol/gの次亜塩素酸ナトリウムを添加した。この際、約1Mの水酸化ナトリウム水溶液を添加してパルプ懸濁液のpHを約10.5に保持した。反応開始から120分後、再生セルロースは完全に溶解した。ここでエタノールを添加して反応を停止させ、さらにエタノール中に反応液を投入して生成物を析出させ、水:アセトン=1:7よりなる溶液により充分洗浄し、セロウロン酸(B−3)を得た。ポリウロン酸の重量平均分子量は25,000であった。
(5) TEMPO oxidation reaction-1 of regenerated cellulose
In a 2 L glass beaker, 10 g of regenerated cellulose and 500 ml of ion-exchanged water were added to form a suspension. The temperature was adjusted and cooled to 5 ° C., and 0.1 g of TEMPO and 1 g of sodium bromide were added and stirred. Furthermore, 5 mmol / g sodium hypochlorite per cellulose mass was added with stirring. At this time, about 1 M aqueous sodium hydroxide solution was added to maintain the pH of the pulp suspension at about 10.5. 120 minutes after the start of the reaction, the regenerated cellulose was completely dissolved. Here, ethanol was added to stop the reaction, and the reaction solution was poured into ethanol to precipitate the product, which was sufficiently washed with a solution of water: acetone = 1: 7, and then treated with seurouronic acid (B-3). Got. The weight average molecular weight of polyuronic acid was 25,000.

(実施例1)
基材A−1にコーターバーにより微細繊維B−1の水分散液を塗工し、乾燥炉にて120℃で20分間乾燥することにより、固形分重量換算で1.5g/mの微細繊維層を形成し、シート材を得た。
Example 1
The base fiber A-1 is coated with an aqueous dispersion of fine fibers B-1 with a coater bar, and dried at 120 ° C. for 20 minutes in a drying furnace, thereby obtaining a fine weight of 1.5 g / m 2 in terms of solid content. A fiber layer was formed to obtain a sheet material.

(実施例2)
微細繊維B−1とB−2の固形分重量が等量になるように水分散液を調製し、基材A−1に塗工し、実施例1と同様にしてシート材を得た。
(Example 2)
An aqueous dispersion was prepared so that the solid weights of the fine fibers B-1 and B-2 were equal, and applied to the substrate A-1, and a sheet material was obtained in the same manner as in Example 1.

(比較例1、比較例2)
微細繊維層に微細繊維B−3を用いたこと以外は、実施例1と同様にして、微細繊維B−3の固形分濃度を調整することにより1.5g/m及び5.0g/mのシート材を得た。
(Comparative Example 1 and Comparative Example 2)
By adjusting the solid content concentration of the fine fiber B-3 in the same manner as in Example 1 except that the fine fiber B-3 was used for the fine fiber layer, 1.5 g / m 2 and 5.0 g / m. 2 sheet material was obtained.

(実施例3)
実施例1で作製したシート材の接着剤塗工後に厚み30μmのLLDPEをドライラミネートし、両面にLLDPEが積層されたシート材を得た。
(Example 3)
After applying the adhesive of the sheet material produced in Example 1, LLDPE having a thickness of 30 μm was dry-laminated to obtain a sheet material having LLDPE laminated on both surfaces.

(比較例3)
基材A−2を用いた以外実施例1と同様にしてシート材を作製し、実施例3と同様にしてLLDPEが積層されたシート材を得た。
(Comparative Example 3)
A sheet material was produced in the same manner as in Example 1 except that the substrate A-2 was used, and a sheet material on which LLDPE was laminated was obtained in the same manner as in Example 3.

(比較例4)
比較例3において微細繊維B−3を用いた以外は、比較例3と同様にしてシート材を得た。
(Comparative Example 4)
A sheet material was obtained in the same manner as in Comparative Example 3 except that the fine fiber B-3 was used in Comparative Example 3.

[評価]
実施例1〜2、比較例1〜2で得られた各シート材について、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。さらに、実施例3、比較例3〜4において密着強度評価を行った。
[Evaluation]
About each sheet material obtained in Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, oxygen permeability and water vapor permeability were measured. Furthermore, adhesion strength evaluation was performed in Example 3 and Comparative Examples 3-4.

<塗工量>
微細繊維層の塗工量は、シート材及び微細繊維層が形成されていない基材を15cm角に切り出し、重量差を切り出し面積で割り算することにより算出した。
<膜厚>
微細繊維層を形成したシート材を切り出し樹脂で包含し、ミクロトームでシート面と垂直方向に断面出しをしたものをSEMで観察した。基材表面から微細繊維層側に積層された膜の厚さを測定した。
<浸透深さ>
微細繊維層を形成したシート材を、切り出し樹脂で包含し、ミクロトームでシート面と垂直方向に断面出ししたものを、顕微FT−IRにて観察した。微細繊維が基材中へ浸透した基材表面からの深さを評価した。
<酸素透過度>
実施例1〜2及び比較例1〜2において、酸素透過度を酸素透過度測定装置(モダンコントロール、OXTRAN 10/50A)を用いて30℃、40%RH雰囲気下で測定した。また、実施例3、比較例3〜4において、下記に示すようにLLDPEを積層したシート材を測定した。
<水蒸気透過度>
実施例1〜2、比較例1〜2において、下記の方法にて蒸着層を形成後、水蒸気透過度を水蒸気透過度測定装置(モダンコントロール、PERMATRAN W6)を用いて40℃、90%RH雰囲気下で測定した。
<蒸着>
電子ビーム加熱方式の真空蒸着装置(キャノンオプトロン、SiO)を用いて、酸化ケイ素を加熱によって蒸発させ、成膜中の圧力が1.5×10−2Paにおいて硬化膜厚が50nmのSiOx膜を形成した。
<密着強度>
LLDPEが積層されたシート材を15mm×150mmの短冊状に切り出した。さらに基材と微細繊維層の界面が出るようにきっかけを作り、200mm/minにてLLDPEの両側を引っ張りT字剥離を実施し、密着強度を測定した。
<Coating amount>
The coating amount of the fine fiber layer was calculated by cutting a base material on which the sheet material and the fine fiber layer were not formed into a 15 cm square and dividing the weight difference by the cut area.
<Film thickness>
The sheet material on which the fine fiber layer was formed was cut out and included in a resin, and a cross section was obtained in the direction perpendicular to the sheet surface with a microtome and observed with an SEM. The thickness of the film laminated on the fine fiber layer side from the substrate surface was measured.
<Penetration depth>
The sheet material on which the fine fiber layer was formed was cut out and included in a cut resin, and a cross-section taken out in the direction perpendicular to the sheet surface with a microtome was observed with microscopic FT-IR. The depth from the surface of the base material into which the fine fibers penetrated into the base material was evaluated.
<Oxygen permeability>
In Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, the oxygen permeability was measured using an oxygen permeability measuring apparatus (Modern Control, OXTRAN 10 / 50A) in an atmosphere of 30 ° C. and 40% RH. Moreover, in Example 3 and Comparative Examples 3 to 4, a sheet material in which LLDPE was laminated as shown below was measured.
<Water vapor permeability>
In Examples 1-2 and Comparative Examples 1-2, after forming a vapor deposition layer by the following method, the water vapor transmission rate is 40 ° C. and 90% RH atmosphere using a water vapor transmission rate measuring device (Modern Control, PERMATRAN W6). Measured below.
<Deposition>
Using an electron beam heating type vacuum deposition apparatus (Canon Optron, SiO), silicon oxide is evaporated by heating, and a SiOx film having a cured film thickness of 50 nm at a pressure of 1.5 × 10 −2 Pa during film formation. Formed.
<Adhesion strength>
The sheet material on which LLDPE was laminated was cut into strips of 15 mm × 150 mm. Further, a trigger was made so that the interface between the substrate and the fine fiber layer appeared, and both sides of the LLDPE were pulled at 200 mm / min to perform T-peeling, and the adhesion strength was measured.

Figure 0006171674
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Figure 0006171674
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酸素透過度、水蒸気透過度、密着強度の評価結果を表1〜2に示す。表1に示すように、実施例1、2の微細繊維を用いることにより、基材への微細繊維の浸透を抑制しつつ良好な酸素バリア性および水蒸気バリア性を得られることが分かった。また、表2に示すように、基材が表面平滑性の低い紙であっても酸素バリア性は良好な上、大きな密着強度が得られることが分かった。   The evaluation results of oxygen permeability, water vapor permeability, and adhesion strength are shown in Tables 1-2. As shown in Table 1, it was found that by using the fine fibers of Examples 1 and 2, good oxygen barrier properties and water vapor barrier properties can be obtained while suppressing the penetration of fine fibers into the substrate. Further, as shown in Table 2, it was found that even when the base material is paper with low surface smoothness, the oxygen barrier property is good and a high adhesion strength can be obtained.

本発明によれば、天然資源を有効利用し、基材の本来機能を損なわず、かつ良好なガスバリア性を有し、そのバリア性層の密着に優れたシート材を提供することができる。さらに、それを用いたバリア性包装容器を製造することが出来る。基材に紙、織布、不織布、多孔質膜といった比表面積が大きく細孔を有する材料を、材料の本来機能を損なうことなく用いることができるため、食品、医薬品、日用品等の包装分野のみならず、電子部材など幅広い分野でガスバリア性包材として好適に用いることができる。 According to the present invention, it is possible to provide a sheet material that effectively utilizes natural resources, does not impair the original function of the base material, has good gas barrier properties, and is excellent in adhesion of the barrier layer. Furthermore, a barrier packaging container using the same can be produced. Since materials with a large specific surface area, such as paper, woven fabric, nonwoven fabric, and porous membrane, can be used without sacrificing the original function of the material, it can be used only in the packaging field of food, pharmaceuticals, daily necessities, etc. It can be suitably used as a gas barrier packaging material in a wide range of fields such as electronic members.

1:シート材
2:基材
3:微細繊維層
4:蒸着層
1: Sheet material 2: Base material 3: Fine fiber layer 4: Deposition layer

Claims (10)

基材の少なくとも一方の面に、微細繊維を含む微細繊維層が形成されたシート材であり、
前記基材が紙により構成され、
前記微細繊維層の隣接する層中への浸透深さが0.01μm以上0.02μm以下であることを特徴とするシート材。
A sheet material in which a fine fiber layer containing fine fibers is formed on at least one surface of the substrate,
The substrate is made of paper;
A sheet material, wherein a penetration depth into an adjacent layer of the fine fiber layer is 0.01 μm or more and 0.02 μm or less .
請求項1に記載のシート材であり、前記微細繊維の繊維幅が2nm以上50nm以下、微細繊維の長さが0.2μm以上50μm以下である微細繊維(B−1)を微細繊維層に含むことを特徴とするシート材。   It is a sheet material of Claim 1, Comprising: The fine fiber (B-1) whose fiber width of the said fine fiber is 2 nm or more and 50 nm or less and whose length of a fine fiber is 0.2 micrometer or more and 50 micrometers or less is included in a fine fiber layer. A sheet material characterized by that. 請求項1または2に記載のシート材であり、前記微細繊維の繊維幅が50nm以上200nm以下、微細繊維の長さが50μm以上500μm以下である微細繊維(B−2)を微細繊維層に含むことを特徴とするシート材。   3. The sheet material according to claim 1, wherein the fine fiber includes a fine fiber (B-2) having a fiber width of 50 nm to 200 nm and a fine fiber length of 50 μm to 500 μm. A sheet material characterized by that. 請求項1に記載のシート材であり、前記微細繊維層が前記微細繊維(B−1)と前記微細繊維(B−2)の両方を含むことを特徴とするシート材。   The sheet material according to claim 1, wherein the fine fiber layer includes both the fine fiber (B-1) and the fine fiber (B-2). 請求項1乃至4のいずれか1項に記載のシート材であり、前記微細繊維層が微細繊維を含む微細繊維分散液をコーティングして形成されることを特徴とするシート材。   The sheet material according to any one of claims 1 to 4, wherein the fine fiber layer is formed by coating a fine fiber dispersion containing fine fibers. 請求項5に記載のシート材であり、前記微細繊維分散液の分散媒が水を含むことを特徴とするシート材。   The sheet material according to claim 5, wherein a dispersion medium of the fine fiber dispersion contains water. 請求項5または6に記載のシート材であり、前記微細繊維層が微細繊維を含む微細繊維分散液をコーティングして形成する際、コーティングの塗工量が固形分重量換算で0.3g/m以上15g/m以下であることを特徴とするシート材。 The sheet material according to claim 5 or 6, wherein when the fine fiber layer is formed by coating a fine fiber dispersion containing fine fibers, the coating amount of the coating is 0.3 g / m in terms of solid weight. 2 to 15 g / m 2 or less. 請求項1乃至7のいずれか1項に記載のシート材であり、前記微細繊維層がセルロース繊維を含むことを特徴とするシート材。   The sheet material according to any one of claims 1 to 7, wherein the fine fiber layer contains cellulose fibers. 請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシート材であり、前記基材の少なくとも一方の面に形成された微細繊維層の膜厚が0.2μm以上10μm以下であることを特徴とするシート材。   It is a sheet | seat material of any one of Claims 1 thru | or 8, The film thickness of the fine fiber layer formed in the at least one surface of the said base material is 0.2 micrometer or more and 10 micrometers or less, It is characterized by the above-mentioned. Sheet material. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のシート材を用いたことを特徴とするバリア性包装容器。 A barrier packaging container using the sheet material according to any one of claims 1 to 9 .
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