JP7057218B2 - Laminate - Google Patents

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Description

本発明は、包装材料、コーティング剤、機能性積層材料などとして使用可能なアニオン変性セルロースナノファイバー層を備えた積層体に関する。 The present invention relates to a laminate having an anion-modified cellulose nanofiber layer that can be used as a packaging material, a coating agent, a functional laminate material, and the like.

食品や医薬品や自動車分野をはじめとする包装、遮蔽材料分野では、内容物を保護するために、材料を透過する酸素や水蒸気や水素などの気体を遮断するガスバリア性が求められる。従来、ガスバリア性材料としては温度や湿度の影響が少ないアルミニウムやポリ塩化ビニリデンが用いられてきたが、環境汚染、労働安全衛生、省資源、非危険物化等の観点から、有機溶剤型から水性型への転換が進んでいる。近年では天然に多量に存在するバイオマス由来の水不溶性繊維を使った材料が注目されている。 In the fields of packaging and shielding materials such as foods, pharmaceuticals and automobiles, in order to protect the contents, gas barrier properties that block oxygen, water vapor, hydrogen and other gases that permeate the materials are required. Conventionally, aluminum and polyvinylidene chloride, which are less affected by temperature and humidity, have been used as gas barrier materials, but from the viewpoints of environmental pollution, occupational safety and health, resource saving, non-hazardous materials, etc., organic solvent type to aqueous type The conversion to is in progress. In recent years, materials using water-insoluble fibers derived from biomass, which are naturally present in large quantities, have been attracting attention.

例えば、セルロース繊維を使った材料として、ナノサイズの繊維径をもったセルロース繊維に関する技術が注目されている。生分解性を有することに加え、強度、弾性率、寸法安定性、耐熱性、結晶性などの物理特性にも優れているため、機能性材料への応用が期待されている。特に、2,2,6,6-テトラメチル-1-ピペリジン-N-オキシラジカル(以下TEMPOという。)触媒による酸化反応から得られるセルロースを分散処理して得られるアニオン変性セルロースナノファイバーは、上記セルロース系材料の性質に加え、透明性、乾燥条件下におけるガスバリア性に優れた膜を形成することが知られている(特許文献1および2)。 For example, as a material using cellulose fibers, a technique related to cellulose fibers having a nano-sized fiber diameter is attracting attention. In addition to having biodegradability, it is also excellent in physical properties such as strength, elastic modulus, dimensional stability, heat resistance, and crystallinity, and is expected to be applied to functional materials. In particular, the anion-modified cellulose nanofibers obtained by dispersing cellulose obtained from an oxidation reaction catalyzed by 2,2,6,6-tetramethyl-1-piperidin-N-oxy radical (hereinafter referred to as TEMPO) are described above. In addition to the properties of cellulosic materials, it is known to form a film having excellent transparency and gas barrier properties under dry conditions (Patent Documents 1 and 2).

特開2008-1728号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2008-1728 特開2009-57552号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2009-57552

しかしながら、上記のようなアニオン変性セルロースナノファイバーを用いて形成された塗膜は、セルロースナノファイバーの剛直な性質や高い弾性率などにより基材への密着性が低いという問題がある。密着性が低いと上記膜を基材への積層材料として用いる場合に、層間の剥離が生じる。上記剥離の改善のために接着層を導入する検討もなされているが、基材の種類によっても上記膜との密着性にばらつきが生じるため、必ずしも十分ではない。 However, the coating film formed by using the anion-modified cellulose nanofibers as described above has a problem that the adhesion to the substrate is low due to the rigid properties of the cellulose nanofibers and the high elastic modulus. If the adhesion is low, peeling between layers occurs when the film is used as a laminated material on a substrate. Although studies have been made to introduce an adhesive layer for improving the peeling, it is not always sufficient because the adhesion to the film varies depending on the type of the base material.

また、これらのアニオン変性セルロースナノファイバーにはカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、リン酸基、ヒドロキシル基などの極性基が導入されているものが多く、溶媒も水が用いられるため、基材に対するはじきや濡れ性、むら等の塗工性に課題がある。 In addition, many of these anion-modified cellulose nanofibers have polar groups such as a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfate group, a phosphoric acid group, and a hydroxyl group introduced, and water is used as the solvent, so that the base material is used. There are problems with repelling, wettability, and coatability such as unevenness.

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、フィルム基材や遮蔽材料として多く用いられるポリプロピレン樹脂やポリカーボネート樹脂やポリエステル樹脂やポリアミド樹脂等の多種類の基材に対するアニオン変性セルロースナノファイバー分散液の塗工性を改良し、上記基材とアニオン変性セルロースナノファイバー層の密着性に優れ、その密着性を長期間維持することができる積層体を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and anion-modified cellulose nanofiber dispersion is applied to various types of substrates such as polypropylene resin, polycarbonate resin, polyester resin, and polyamide resin, which are often used as film substrates and shielding materials. It is an object of the present invention to improve the coatability of the liquid and to provide a laminate having excellent adhesion between the base material and the anion-modified cellulose nanofiber layer and capable of maintaining the adhesion for a long period of time.

上記の課題を解決するための手段として、本発明の一態様は、アニオン変性セルロールナノファイバー層と基材の間に接着層を備える積層体であり、上記接着層が、カチオン性ポリオレフィン樹脂、およびカチオン性ポリウレタン樹脂を含有するエマルジョン系樹脂であることを特徴とする積層体である。 As a means for solving the above problems, one aspect of the present invention is a laminate having an adhesive layer between the anion-modified cellol nanofiber layer and the base material, and the adhesive layer is a cationic polyolefin resin. It is a laminate characterized by being an emulsion-based resin containing a cationic polyurethane resin and a cationic polyurethane resin.

また、上記アニオン変性セルロースナノファイバーのアニオン性基は、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、およびリン酸基から選択された1種または2種以上であることが好ましい。 Further, the anionic group of the anion-modified cellulose nanofiber is preferably one or more selected from a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfate group, and a phosphoric acid group.

上記アニオン変性セルロースナノファイバーのアニオン性基の含有量が、0.05mmol/g以上5.5mmol/g以下であることが好ましい。 The content of the anionic group of the anion-modified cellulose nanofiber is preferably 0.05 mmol / g or more and 5.5 mmol / g or less.

上記アニオン変性セルロースナノファイバーのアニオン性基が、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、およびアミン塩から選択された1種または2種以上の塩型を形成していることが好ましい。 It is preferable that the anionic group of the anion-modified cellulose nanofiber forms one or more salt types selected from sodium salts, potassium salts, ammonium salts, and amine salts.

本発明によれば、環境負荷が小さい天然資源であるセルロースを有効に利用し、ガスバリア層、水蒸気バリア層など各種機能性材料被膜を形成するアニオン性セルロースナノファイバー分散液の基材に対する塗工性を改良し、基材とアニオン性セルロースナノファイバー層の密着性に優れた積層体を提供できる。特に、基材としてポリプロピレン基材、ポリエチレン基材、ポリカーボネート基材、ポリエステル基材、ポリアミド基材など極性の異なる多種の基材に対するアニオン性セルロースナノファイバー分散液の塗工性に優れ、アニオン性セルロースナノファイバー層との密着性に優れ、その密着性を長期間維持することができる積層体を提供できる。 According to the present invention, the coatability of an anionic cellulose nanofiber dispersion liquid to form a coating of various functional materials such as a gas barrier layer and a water vapor barrier layer by effectively utilizing cellulose, which is a natural resource having a small environmental load, on a substrate. It is possible to provide a laminate having excellent adhesion between the base material and the anionic cellulose nanofiber layer. In particular, the anionic cellulose nanofiber dispersion has excellent coatability on various base materials having different polarities such as polypropylene base material, polyethylene base material, polycarbonate base material, polyester base material, and polyamide base material, and anionic cellulose is excellent. It is possible to provide a laminate that has excellent adhesion to the nanofiber layer and can maintain the adhesion for a long period of time.

以下、本発明の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.

まず、アニオン性基を有するアニオン変性セルロースナノファイバー(以下、単にセルロースナノファイバーということもある。)に関して説明する。アニオン変性セルロースナノファイバーは、セルロースにアニオン性基が導入されたセルロースナノファイバーである。アニオン変性セルロースナノファイバーは、ナノメートルレベルの繊維径を持つセルロース繊維であり、その数平均繊維径は、1nm以上が好ましい。また、200nm以下が好ましく、50nm以下がより好ましく、10nm以下が更に好ましい。数平均繊維径が上記範囲内である場合、包装、遮蔽材料として用いる際に高いガスバリア特性を示す点で好ましい。 First, anionic-modified cellulose nanofibers having an anionic group (hereinafter, may be simply referred to as cellulose nanofibers) will be described. Anionic-modified cellulose nanofibers are cellulose nanofibers in which an anionic group is introduced into cellulose. The anion-modified cellulose nanofibers are cellulose fibers having a fiber diameter of nanometer level, and the number average fiber diameter thereof is preferably 1 nm or more. Further, 200 nm or less is preferable, 50 nm or less is more preferable, and 10 nm or less is further preferable. When the number average fiber diameter is within the above range, it is preferable in that it exhibits high gas barrier characteristics when used as a packaging or shielding material.

ここで、数平均繊維径は、次のようにして測定することができる。すなわち、固形分率で0.05~0.1質量%のセルロースナノファイバーの水分散体を調製し、その分散体を、親水化処理済みのカーボン膜被覆グリッド上にキャストして、透過型電子顕微鏡(TEM)の観察用試料とする。なお、大きな繊維径の繊維を含む場合には、ガラス上へキャストした表面の走査型電子顕微鏡(SEM)像を観察してもよい。そして、構成する繊維の大きさに応じて5000倍、10000倍あるいは50000倍のいずれかの倍率で電子顕微鏡画像による観察を行う。その際に、得られた画像内に縦横任意の画像幅の軸を想定し、その軸に対し、20本以上の繊維が交差するよう、試料および観察条件(倍率等)を調節する。そして、この条件を満たす観察画像を得た後、この画像に対し、1枚の画像当たり縦横2本ずつの無作為な軸を引き、軸に交錯する繊維の繊維径を目視で読み取っていく。このようにして、最低3枚の重複しない表面部分の画像を、電子顕微鏡で撮影し、各々2つの軸に交錯する繊維の繊維径の値を読み取る(したがって、最低20本×2×3=120本の繊維径の情報が得られる)。このようにして得られた繊維径のデータにより、数平均繊維径を算出する。 Here, the number average fiber diameter can be measured as follows. That is, an aqueous dispersion of cellulose nanofibers having a solid content of 0.05 to 0.1% by mass is prepared, and the dispersion is cast onto a hydrophilized carbon film-coated grid to transmit transmission electrons. Use as a sample for observation with a microscope (TEM). When a fiber having a large fiber diameter is included, a scanning electron microscope (SEM) image of the surface cast on the glass may be observed. Then, observation is performed using an electron microscope image at a magnification of 5000 times, 10000 times, or 50,000 times depending on the size of the constituent fibers. At that time, an axis having an arbitrary vertical and horizontal image width is assumed in the obtained image, and the sample and observation conditions (magnification, etc.) are adjusted so that 20 or more fibers intersect the axis. Then, after obtaining an observation image satisfying this condition, two random axes are drawn vertically and horizontally for each image, and the fiber diameters of the fibers intersecting the axes are visually read. In this way, images of at least three non-overlapping surface portions are taken with an electron microscope and the value of the fiber diameter of the fibers intersecting each of the two axes is read (hence, at least 20 fibers × 2 × 3 = 120). Information on the fiber diameter of the book can be obtained). From the fiber diameter data obtained in this way, the number average fiber diameter is calculated.

上記アニオン変性セルロースナノファイバーは、構成するセルロースがI型結晶構造を有することが好ましい。ここで、セルロースナノファイバーを構成するセルロースがI型結晶構造を有することは、例えば、広角X線回折像測定により得られる回折プロファイルにおいて、2シータ=14~17°付近と、2シータ=22~23°付近の2つの位置に典型的なピークをもつことから同定することができる。 In the anion-modified cellulose nanofiber, it is preferable that the constituent cellulose has an I-type crystal structure. Here, the fact that the cellulose constituting the cellulose nanofibers has an I-type crystal structure means that, for example, in the diffraction profile obtained by wide-angle X-ray diffraction image measurement, 2 theta = 14 to 17 ° and 2 theta = 22 to. It can be identified by having typical peaks at two positions near 23 °.

上記アニオン変性セルロースナノファイバーは、表面のセルロース分子中のグルコースユニットにアニオン性基が導入されたものが挙げられる。アニオン性基としては、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、リン酸基、及びこれらの塩が挙げられ、これらのいずれか1種又は2種以上を含んでもよい。塩としては、リチウム塩、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、マグネシウム塩、カルシウム塩、バリウム塩などのアルカリ土類金属塩、アンモニウム塩、アミン塩、ホスホニウム塩などのオニウム塩が挙げられるが、ナトリウム塩、カリウム塩を形成している場合、高いガスバリア特性を示す点でより好ましい。 Examples of the anion-modified cellulose nanofibers include those in which an anionic group is introduced into a glucose unit in a cellulose molecule on the surface. Examples of the anionic group include a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfuric acid group, a phosphoric acid group, and salts thereof, and any one or more of these may be contained. Examples of the salt include alkali metal salts such as lithium salt, sodium salt and potassium salt, alkaline earth metal salts such as magnesium salt, calcium salt and barium salt, and onium salts such as ammonium salt, amine salt and phosphonium salt. , Sodium salt and potassium salt are more preferable in that they exhibit high gas barrier properties.

上記アニオン性基は、塩型のアニオン性基を含むことが好ましい。すなわち、アニオン性基には、上記のように、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、およびリン酸基などの酸型と、カルボキシル塩基、スルホン酸塩基、硫酸塩塩基、およびリン酸基などの塩型があるが、好ましい実施形態としては、塩型のアニオン性基を含むことであり、塩型のアニオン性基単独でもよく、塩型のアニオン性基と酸型のアニオン性基が混在してもよい。塩型のアニオン性基を含むことにより、後述するように製膜時にセルロースナノファイバーを均一に配置させて、粗密の少ない膜が得られ、ガスバリア性を高めることができる。塩型のアニオン性基と酸型のアニオン性基の比率は、全アニオン性基に対する塩型のアニオン性基の割合(モル比)として、10%以上100%以下である事がセルロースナノファイバーを均一に分散できる点で好ましい。 The anionic group preferably contains a salt-type anionic group. That is, as described above, the anionic group includes acid types such as carboxyl group, sulfonic acid group, sulfate group, and phosphoric acid group, and carboxyl base, sulfonic acid base, sulfate base, and phosphoric acid group. There is a salt type, but a preferred embodiment is to include a salt type anionic group, the salt type anionic group may be used alone, and the salt type anionic group and the acid type anionic group are mixed. May be. By including the salt-type anionic group, cellulose nanofibers can be uniformly arranged at the time of film formation as described later, a film with less coarseness and density can be obtained, and the gas barrier property can be enhanced. The ratio of the salt-type anionic group to the acid-type anionic group is 10% or more and 100% or less as the ratio (molar ratio) of the salt-type anionic group to the total anionic group. It is preferable because it can be uniformly dispersed.

一実施形態において、アニオン性基としてカルボン酸基又はその塩を有するアニオン変性セルロースナノファイバーとしては、例えば、セルロースを構成するグルコースユニットの水酸基を酸化してなる酸化セルロース(A)、及びセルロースを構成するグルコースユニットの水酸基をカルボキシメチル化してなるカルボキシメチル化セルロース(B)などが挙げられる。 In one embodiment, the anion-modified cellulose nanofiber having a carboxylic acid group or a salt thereof as an anionic group comprises, for example, oxidized cellulose (A) formed by oxidizing the hydroxyl group of a glucose unit constituting cellulose, and cellulose. Examples thereof include carboxymethylated cellulose (B) obtained by carboxymethylating the hydroxyl group of the glucose unit.

酸化セルロース(A)としては、例えば、グルコースユニットの6位の水酸基が選択的に酸化されたものであることが好ましい。酸化セルロース(A)がグルコースユニット上の6位の水酸基が選択的に酸化されたものであることは、例えば、13C-NMRチャートにより確認することができる。なお、酸化セルロース(A)は、カルボン酸基(COOH)及び/又はカルボン酸塩基(COOX、ここでXはカルボン酸と塩を形成する陽イオン)とともに、アルデヒド基及び/又はケトン基を有してもよいが、好ましくはアルデヒド基及び/又はケトン基を実質的に有しないことである。 As the cellulose oxide (A), for example, it is preferable that the hydroxyl group at the 6-position of the glucose unit is selectively oxidized. It can be confirmed, for example, by the 13 C-NMR chart that the hydroxyl group at the 6-position on the glucose unit is selectively oxidized in the cellulose oxide (A). The cellulose oxide (A) has an aldehyde group and / or a ketone group together with a carboxylic acid group (COOH) and / or a carboxylic acid base (COOX, where X is a cation forming a salt with a carboxylic acid). It may be, but preferably it has substantially no aldehyde group and / or ketone group.

酸化セルロース(A)は、例えば、(1)酸化反応工程、(2)還元工程、(3)精製工程、(4)分散工程(微細化処理工程)等により製造することができ、具体的には以下の各工程により製造することが好ましい。 The cellulose oxide (A) can be produced, for example, by (1) oxidation reaction step, (2) reduction step, (3) purification step, (4) dispersion step (micronization treatment step), and the like. Is preferably manufactured by the following steps.

(1)酸化反応工程
天然セルロースとN-オキシル化合物とを水(分散媒)に分散させた後、共酸化剤を添加して、反応を開始する。反応中は0.5Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下してpHを10~11に保ち、pHに変化が見られなくなった時点で反応終了と見なす。ここで、共酸化剤とは、直接的にセルロース水酸基を酸化する物質ではなく、酸化触媒として用いられるN-オキシル化合物を酸化する物質のことである。
(1) Oxidation reaction step After dispersing natural cellulose and an N-oxyl compound in water (dispersion medium), an copolymer is added to start the reaction. During the reaction, a 0.5 M aqueous sodium hydroxide solution is added dropwise to keep the pH at 10 to 11, and when the pH does not change, the reaction is considered to be completed. Here, the copolymer is not a substance that directly oxidizes the cellulose hydroxyl group, but a substance that oxidizes an N-oxyl compound used as an oxidation catalyst.

天然セルロースは、植物,動物,バクテリア産生ゲル等のセルロースの生合成系から単離した精製セルロースを意味する。より具体的には、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ、コットンリンター,コットンリント等の綿系パルプ、麦わらパルプ,バガスパルプ等の非木材系パルプ、バクテリアセルロース(BC)、ホヤから単離されるセルロース、海草から単離されるセルロース等を挙げることができる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。これらのなかでも、針葉樹系パルプ、広葉樹系パルプ、コットンリンター、コットンリント等の綿系パルプ、麦わらパルプ,バガスパルプ等の非木材系パルプが好ましい。 Natural cellulose means purified cellulose isolated from the biosynthetic system of cellulose such as plant, animal and bacterial gels. More specifically, softwood pulp, broadleaf pulp, cotton linter, cotton lint and other cotton pulp, straw pulp, bagus pulp and other non-wood pulp, bacterial cellulose (BC), cellulose isolated from squirrel, seaweed. Examples thereof include cellulose isolated from. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, cotton-based pulp such as softwood-based pulp, hardwood-based pulp, cotton linter, and cotton lint, and non-wood-based pulp such as straw pulp and bagas pulp are preferable.

N-オキシル化合物としては、例えば、一般に酸化触媒として用いられるニトロキシラジカルを有する化合物があげられる。N-オキシル化合物は、水溶性の化合物が好ましく、なかでもピペリジンニトロキシオキシラジカルが好ましく、特に2,2,6,6-テトラメチルピペリジノオキシラジカル(TEMPO)または4-アセトアミド-TEMPOが好ましい。N-オキシル化合物の添加は、触媒量で充分であり、例えば0.1~4mmol/Lの範囲で反応水溶液に添加してもよい。 Examples of the N-oxyl compound include compounds having a nitroxy radical, which is generally used as an oxidation catalyst. As the N-oxyl compound, a water-soluble compound is preferable, and a piperidine nitroxyoxy radical is preferable, and 2,2,6,6-tetramethylpiperidinooxy radical (TEMPO) or 4-acetamide-TEMPO is particularly preferable. .. The amount of the catalyst is sufficient for the addition of the N-oxyl compound, and the N-oxyl compound may be added to the reaction aqueous solution in the range of 0.1 to 4 mmol / L, for example.

共酸化剤としては、例えば、次亜ハロゲン酸またはその塩、亜ハロゲン酸またはその塩、過ハロゲン酸またはその塩、過酸化水素、過有機酸等が挙げられ、これらは単独でもしくは2種以上併せて用いられる。なかでも、次亜塩素酸ナトリウム、次亜臭素酸ナトリウム等のアルカリ金属次亜ハロゲン酸塩が好ましい。次亜塩素酸ナトリウムを使用する場合、反応速度の点から、臭化ナトリウム等の臭化アルカリ金属の存在下で反応を進めることが好ましい。 Examples of the cooxidant include hypohalogenic acid or a salt thereof, subhalogenic acid or a salt thereof, perhalogenic acid or a salt thereof, hydrogen peroxide, a perorganic acid and the like, and these may be used alone or in combination of two or more. It is also used. Of these, alkali metal hypohalites such as sodium hypochlorite and sodium hypobromous acid are preferable. When sodium hypochlorite is used, it is preferable to proceed the reaction in the presence of an alkali bromide metal such as sodium bromide from the viewpoint of reaction rate.

酸化反応における反応水溶液のpHは約8~11の範囲で維持されることが好ましい。水溶液の温度は約4~40℃において任意であり、特に温度の制御は必要としない。所望のカルボキシル基量等を得るためには、共酸化剤の添加量と反応時間により、酸化の程度を制御する。通常、反応時間は約5~120分、長くとも240分以内に完了する。 The pH of the reaction aqueous solution in the oxidation reaction is preferably maintained in the range of about 8 to 11. The temperature of the aqueous solution is arbitrary at about 4 to 40 ° C., and no particular temperature control is required. In order to obtain a desired amount of carboxyl groups and the like, the degree of oxidation is controlled by the amount of the copolymer added and the reaction time. Reaction times are usually about 5 to 120 minutes and are usually completed within 240 minutes at the longest.

(2)還元工程
酸化セルロース(A)は、上記酸化反応後に、さらに還元反応を行うことが好ましい。これにより、酸化反応により形成されたアルデヒド基およびケトン基の一部ないし全部が還元され、水酸基に戻すことができる。具体的には、酸化反応後の微細酸化セルロースを精製水に分散し、水分散体のpHを約10に調整し、各種還元剤により還元反応を行う。還元剤としては、一般的なものを使用することが可能であり、例えば、LiBH、NaBHCN、NaBH等が挙げられる。
(2) Reduction Step The oxidized cellulose (A) is preferably further subjected to a reduction reaction after the above oxidation reaction. As a result, a part or all of the aldehyde group and the ketone group formed by the oxidation reaction can be reduced back to a hydroxyl group. Specifically, the finely oxidized cellulose after the oxidation reaction is dispersed in purified water, the pH of the aqueous dispersion is adjusted to about 10, and the reduction reaction is carried out with various reducing agents. As the reducing agent, a general one can be used, and examples thereof include LiBH 4 , NaBH 3 CN, and NaBH 4 .

還元剤の量は、微細酸化セルロースを基準として、0.1~4質量%の範囲が好ましい。反応は、室温または室温より若干高い温度で、通常、10分~10時間、好ましくは30分~2時間行う。反応終了後、各種の酸により反応混合物のpHを約2に調整し、精製水をふりかけながら遠心分離機で固液分離を行い、ケーキ状の微細酸化セルロースを得る。 The amount of the reducing agent is preferably in the range of 0.1 to 4% by mass based on the fine cellulose oxide. The reaction is usually carried out at room temperature or a temperature slightly higher than room temperature for 10 minutes to 10 hours, preferably 30 minutes to 2 hours. After completion of the reaction, the pH of the reaction mixture is adjusted to about 2 with various acids, and solid-liquid separation is performed with a centrifuge while sprinkling purified water to obtain cake-like fine oxidized cellulose.

(3)精製工程
つぎに、未反応の共酸化剤(次亜塩素酸等)や、各種副生成物等を除く目的で精製を行う。反応物繊維は通常、この段階ではナノファイバー単位までばらばらに分散しているわけではないため、通常の精製法、すなわち水洗とろ過を繰り返すことで高純度(99質量%以上)の反応物繊維と水の分散体とする。精製工程における精製方法は、遠心脱水を利用する方法(例えば、連続式デカンダー)のように、上述した目的を達成できる装置であればどのような装置を利用しても差し支えない。
(3) Purification step Next, purification is performed for the purpose of removing unreacted copolymers (hypochlorous acid, etc.) and various by-products. Since the reactant fibers are not usually dispersed in nanofiber units at this stage, they can be obtained with high-purity (99% by mass or more) reactant fibers by repeating the usual purification method, that is, washing with water and filtration. It is a dispersion of water. As the purification method in the purification step, any device may be used as long as it can achieve the above-mentioned object, such as a method using centrifugal dehydration (for example, a continuous decander).

(4)分散工程(微細化処理工程)
精製工程にて得られる水を含浸した反応物繊維(水分散体)を、分散媒中に分散させ分散処理を行う。処理に伴って粘度が上昇し、微細化処理(即ち、解繊処理)されたセルロースナノファイバーの分散体を得ることができる。分散工程で使用する分散機としては、高速回転下でのホモミキサー、高圧ホモジナイザー、超音波分散処理機、ビーター、ディスク型レファイナー、コニカル型レファイナー、ダブルディスク型レファイナー、グラインダー等の強力で叩解能力のある装置を使用することができる。
(4) Dispersion process (miniaturization process)
The reaction fiber (aqueous dispersion) impregnated with water obtained in the purification step is dispersed in a dispersion medium and subjected to a dispersion treatment. The viscosity increases with the treatment, and a dispersion of finely divided (that is, defibrated) cellulose nanofibers can be obtained. Dispersers used in the dispersion process include a homomixer under high-speed rotation, a high-pressure homogenizer, an ultrasonic disperser, a beater, a disc type refiner, a conical type refiner, a double disc type refiner, a grinder, etc. Certain devices can be used.

一方、上記のカルボキシメチル化セルロース(B)は、例えば、上記セルロース原料を用いて、次の方法により製造することができる。すなわち、セルロースを原料とし、分散媒に質量で3~20倍の低級アルコール、具体的にはメタノール、エタノール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール等の単独、又は2種以上の混合物と水の混合媒体を使用する。なお、低級アルコールの混合割合は、60~95質量%である。マーセル化剤としては、セルロースのグルコース残基当たり0.5~20倍モルの水酸化アルカリ金属、具体的には水酸化ナトリウム、水酸化カリウムを使用する。セルロースと分散媒、マーセル化剤を混合してマーセル化処理を行う。このときの反応温度は0~70℃、好ましくは10~60℃であり、反応時間は15分~8時間、好ましくは30分~7時間である。その後、カルボキシメチル化剤をグルコース残基当たり0.05~10倍モル添加してエーテル化反応を行う。このときの反応温度は30~90℃、好ましくは40~80℃であり、反応時間は30分~10時間、好ましくは1時間~4時間である。カルボキシメチル化剤としては、モノクロロ酢酸ナトリウムなどが挙げられる。上記のエーテル化反応後、高圧ホモジナイザー等によって分散処理(微細化処理)することでカルボキシメチル化セルロース(B)のナノファイバーを得ることができる。 On the other hand, the above-mentioned carboxymethylated cellulose (B) can be produced, for example, by the following method using the above-mentioned cellulose raw material. That is, using cellulose as a raw material, a dispersion medium containing a lower alcohol 3 to 20 times by mass, specifically methanol, ethanol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, etc. alone or a mixture of two or more kinds and water is used. To use. The mixing ratio of the lower alcohol is 60 to 95% by mass. As the mercerizing agent, 0.5 to 20 times mol of alkali metal hydroxide per glucose residue of cellulose, specifically sodium hydroxide or potassium hydroxide is used. Cellulose, a dispersion medium, and a mercerizing agent are mixed to perform a mercerization treatment. The reaction temperature at this time is 0 to 70 ° C., preferably 10 to 60 ° C., and the reaction time is 15 minutes to 8 hours, preferably 30 minutes to 7 hours. Then, a carboxymethylating agent is added in an amount of 0.05 to 10 times by mole per glucose residue to carry out an etherification reaction. The reaction temperature at this time is 30 to 90 ° C., preferably 40 to 80 ° C., and the reaction time is 30 minutes to 10 hours, preferably 1 hour to 4 hours. Examples of the carboxymethylating agent include sodium monochloroacetate and the like. After the above etherification reaction, nanofibers of carboxymethylated cellulose (B) can be obtained by dispersion treatment (miniaturization treatment) with a high-pressure homogenizer or the like.

一実施形態において、アニオン性基としてリン酸基又はその塩を有するアニオン変性セルロースナノファイバーとしては、例えば、次の方法により製造することができる。すなわち、乾燥したあるいは湿潤状態のセルロース繊維原料にリン酸またはリン酸誘導体の粉末や水溶液を混合する方法、セルロース繊維原料の分散液にリン酸またはリン酸誘導体の水溶液を添加する方法等が挙げられる。これら方法においては、通常、リン酸またはリン酸誘導体の粉末や水溶液を混合または添加した後に、脱水処理、加熱処理等を行う。ここで、リン酸またはリン酸誘導体としては、リン原子を含有するオキソ酸、ポリオキソ酸あるいはそれらの誘導体から選ばれる少なくとも1種の化合物が挙げられる。これにより、セルロースを構成するグルコースユニットの水酸基にリン酸基を含む化合物またはその塩が脱水反応してリン酸エステルが形成され、リン酸基又はその塩が導入される。リン酸基又はその塩が導入されたセルロース繊維は、上記の酸化セルロース(A)の場合と同様の分散処理(微細化処理)を行うことにより、セルロースナノファイバーとなる。 In one embodiment, the anionic modified cellulose nanofiber having a phosphoric acid group or a salt thereof as an anionic group can be produced, for example, by the following method. That is, a method of mixing a powder or an aqueous solution of phosphoric acid or a phosphoric acid derivative with a dry or wet cellulose fiber raw material, a method of adding an aqueous solution of phosphoric acid or a phosphoric acid derivative to a dispersion liquid of a cellulose fiber raw material, and the like can be mentioned. .. In these methods, usually, after mixing or adding a powder or an aqueous solution of phosphoric acid or a phosphoric acid derivative, dehydration treatment, heat treatment and the like are performed. Here, examples of the phosphoric acid or the phosphoric acid derivative include at least one compound selected from oxo acids containing phosphorus atoms, polyoxo acids, and derivatives thereof. As a result, the compound containing a phosphoric acid group or a salt thereof undergoes a dehydration reaction at the hydroxyl group of the glucose unit constituting the cellulose to form a phosphoric acid ester, and the phosphoric acid group or a salt thereof is introduced. Cellulose fibers into which a phosphoric acid group or a salt thereof has been introduced become cellulose nanofibers by performing the same dispersion treatment (miniaturization treatment) as in the case of the above-mentioned oxidized cellulose (A).

アニオン変性セルロースナノファイバーにおけるアニオン性基の量は、特に限定されず、例えば、0.05mmol/g以上が好ましく、0.6mmol/g以上がより好ましい。また、5.5mmol/g以下が好ましく、3.0mmol/g以下がより好ましく、2.5mmol/g以下がより好ましい。アニオン性基の量が上記範囲内である場合、セルロースナノファイバーを均一に分散できる点で好ましい。
アニオン性基の量は、例えば、カルボン酸基及び/又はカルボン酸塩基については、乾燥質量を精秤したセルロース試料から0.5~1質量%スラリーを60mL調製し、0.1Mの塩酸水溶液によってpHを約2.5とした後、0.05Mの水酸化ナトリウム水溶液を滴下して、電気伝導度測定を行い、pHが約11になるまで続け、電気伝導度の変化が緩やかな弱酸の中和段階において消費された水酸化ナトリウム量(V)から、下記の式(1)に従い求めることができる。リン酸基及び/又はその塩についても、同様の電気伝導度測定により測定することができる。その他のアニオン性基についても公知の方法で測定すればよい。
The amount of the anionic group in the anion-modified cellulose nanofiber is not particularly limited, and is preferably 0.05 mmol / g or more, more preferably 0.6 mmol / g or more, for example. Further, 5.5 mmol / g or less is preferable, 3.0 mmol / g or less is more preferable, and 2.5 mmol / g or less is more preferable. When the amount of the anionic group is within the above range, it is preferable in that the cellulose nanofibers can be uniformly dispersed.
The amount of anionic groups is, for example, for carboxylic acid groups and / or carboxylic acid bases, prepare 60 mL of 0.5 to 1% by mass slurry from a cellulose sample whose dry mass has been precisely weighed, and use a 0.1 M aqueous solution of hydrochloric acid. After setting the pH to about 2.5, add a 0.05 M aqueous solution of sodium hydroxide to measure the electrical conductivity, continue until the pH reaches about 11, and in a weak acid in which the change in electrical conductivity is gradual. From the amount of sodium hydroxide (V) consumed in the sum stage, it can be obtained according to the following formula (1). The phosphoric acid group and / or a salt thereof can also be measured by the same electric conductivity measurement. Other anionic groups may be measured by a known method.

アニオン性基量(mmol/g)=V(mL)×〔0.05/セルロース質量〕…(1) Anionic group amount (mmol / g) = V (mL) × [0.05 / cellulose mass]… (1)

アニオン変性セルロースナノファイバー分散液におけるアニオン変性セルロースナノファイバーの濃度は、特に限定されず、例えば0.01質量%以上が好ましく、0.03質量%以上がより好ましく、0.05質量%以上が更に好ましい。また、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましく、2質量%以下が更に好ましい。濃度が上記範囲内である場合、アニオン変性セルロースナノファイバー層を形成する場合に、塗工性および乾燥効率を両立する点で好ましい。 The concentration of the anion-modified cellulose nanofiber in the anion-modified cellulose nanofiber dispersion is not particularly limited, and is, for example, preferably 0.01% by mass or more, more preferably 0.03% by mass or more, and further preferably 0.05% by mass or more. preferable. Further, 5% by mass or less is preferable, 3% by mass or less is more preferable, and 2% by mass or less is further preferable. When the concentration is within the above range, it is preferable in terms of achieving both coatability and drying efficiency when forming the anion-modified cellulose nanofiber layer.

次に接着層に関して説明する。 Next, the adhesive layer will be described.

上記接着層を設けることによりアニオン性セルロースナノファイバー分散液の濡れ性、塗工性に関する課題、さらに、基材の化学的不安定性や低分子量分子のブリード、結晶化、表面劣化のために、製膜後に経時で基材及び被膜が劣化し、密着性の低下が見られるといった課題を解決し、セルロースナノファイバーの分散液からなる塗液を均一に塗工し、かつ極性の異なる多種基材との密着性を確保し、さらに、経時での密着性、基材及びアニオン変性セルロースナノファイバー層の劣化を抑えることが可能になる。 By providing the above-mentioned adhesive layer, the anionic cellulose nanofiber dispersion liquid is manufactured due to problems related to wettability and coatability, as well as chemical instability of the base material, bleeding of low molecular weight molecules, crystallization, and surface deterioration. To solve the problem that the base material and the film deteriorate over time after the film, and the adhesion is deteriorated, the coating liquid consisting of the dispersion liquid of cellulose nanofibers is uniformly applied, and various base materials having different polarities are used. It is possible to secure the adhesion of the cellulose and further suppress the adhesion over time and the deterioration of the base material and the anion-modified cellulose nanofiber layer.

上記接着層は、カチオン性ポリオレフィン樹脂およびカチオン性ポリウレタン樹脂をそれぞれ1種以上含有する事を特徴とする(以下、それぞれ単にポリオレフィン樹脂、ポリウレタン樹脂ということがある)。 The adhesive layer is characterized by containing one or more types of a cationic polyolefin resin and a cationic polyurethane resin (hereinafter, may be simply referred to as a polyolefin resin and a polyurethane resin, respectively).

上記接着剤層に極性の低いポリオレフィン樹脂と極性高いポリウレタン樹脂を含有させることで、極性の異なる多種基材に対しての密着性が向上する。樹脂の配合比率(質量比)としては、ポリウレタン樹脂:ポリオレフィン樹脂=10:90~90:10である事が好ましく、更に好ましくは、30:70~70:30である。 By containing a polyolefin resin having a low polarity and a polyurethane resin having a high polarity in the adhesive layer, the adhesion to various substrates having different polarities is improved. The blending ratio (mass ratio) of the resin is preferably polyurethane resin: polyolefin resin = 10: 90 to 90:10, and more preferably 30:70 to 70:30.

上記カチオン性ポリオレフィン樹脂は基材と接着層の間に極性同士の相互作用による密着性を維持しつつ、高湿度下でも吸湿を抑制する事ができ、高い膜凝集力を維持する事ができる。 The cationic polyolefin resin can suppress moisture absorption even under high humidity while maintaining adhesion between the base material and the adhesive layer due to the interaction between polarities, and can maintain high film cohesive force.

上記接着層にカチオン性基を有する樹脂を含有することにより、カチオン性基がセルロースナノファイバーに存在するアニオン性基とのイオンコンプレックスを形成し、塗工性、密着性、濡れ性、経時安定性が向上する。上記カチオン性基とは、第3級アンモニウム基、第4級アンモニウム基、第4級ピリジル基、第4級ピペリジニル基、第4級ピラジニル基、第4級ピペラジニル基、第4級ピリミジニル基、第4級ピリダジニル基、第4級イミダゾリル基、第4級モルホリニル基、第4級ホスホニウム基、スルホニウム基およびこれらの塩などが挙げられる。 By containing a resin having a cationic group in the adhesive layer, the cationic group forms an ion complex with the anionic group present in the cellulose nanofibers, and has coatability, adhesion, wettability, and stability over time. Is improved. The cationic group includes a tertiary ammonium group, a quaternary ammonium group, a quaternary pyridyl group, a quaternary piperidinyl group, a quaternary pyrazinyl group, a quaternary piperazinyl group, a quaternary pyrimidinyl group, and a quaternary pyrimidinyl group. Examples thereof include a quaternary pyridazinyl group, a quaternary imidazolyl group, a quaternary morpholinyl group, a quaternary phosphonium group, a sulfonium group and salts thereof.

上記カチオン性基としては、第3級アンモニウム基、第4級アンモニウム基および第3級アンモニウム塩基、第4級アンモニウム塩基がセルロースナノファイバーとの密着性を高める点で好ましい。 As the cationic group, a tertiary ammonium group, a quaternary ammonium group, a quaternary ammonium base, and a quaternary ammonium base are preferable in that they enhance the adhesion to the cellulose nanofibers.

上記カチオン性ポリウレタンエマルジョン樹脂としては一般的に市販されているものを使用することができる。特に制限されないが具体的には、パテラコールシリーズ(DIC株式会社)、パラサーフUP-28、パラサーフUP-36(大原パラヂウム化学株式会社)、パスコールJK-830(明成化学工業株式会社)、スーパーフレックス620、スーパーフレックス650(第一工業製薬株式会社)等が挙げられる。 As the cationic polyurethane emulsion resin, commercially available ones can be used. There are no particular restrictions, but specifically, Pateracol Series (DIC Corporation), Parasurf UP-28, Parasurf UP-36 (Ohara Palladium Chemical Co., Ltd.), Passcall JK-830 (Meisei Chemical Works, Ltd.), Superflex 620. , Superflex 650 (Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) and the like.

上記カチオン性ポリオレフィンエマルジョン樹脂としては、一般的に市販されているものを使用することができる。特に制限されないが具体的には市販品であるアローベースCシリーズ(ユニチカ株式会社製)、アクアテックスECシリーズ、ACシリーズ、MCシリーズ(ジャパンコーティングレジン株式会社)等が挙げられる。 As the cationic polyolefin emulsion resin, commercially available ones can be used. Although not particularly limited, commercially available Arrow Base C series (manufactured by Unitika Ltd.), Aquatex EC series, AC series, MC series (Japan Coating Resin Co., Ltd.) and the like can be mentioned.

上記接着層に含まれる樹脂として、ポリオレフィン樹脂やポリウレタン樹脂の他に、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアクリル酸樹脂、もしくはポリマレイン酸樹脂を含有してもよい。また、上記樹脂は前述の効果を阻害しなければ、上記カチオン性基以外の官能基を有していてもよい。 As the resin contained in the adhesive layer, a polyester resin, a polyamide resin, a polyacrylic acid resin, or a polymaleic acid resin may be contained in addition to the polyolefin resin and the polyurethane resin. Further, the resin may have a functional group other than the cationic group as long as it does not inhibit the above-mentioned effect.

上記接着層に使用されるエマルジョン系樹脂の粒径は2μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましい。粒径が小さいものほど溶融し易く、加熱にかける温度を低くする事ができエネルギー的に有利である。また粒径が小さいものほど平滑な膜を形成し易く、アニオン変性セルロースナノファイバー分散液を含有する塗液を均一に塗工しやすく、かつ基材との密着性を確保しやすい。 The particle size of the emulsion resin used for the adhesive layer is preferably 2 μm or less, more preferably 0.5 μm or less. The smaller the particle size, the easier it is to melt, and the temperature applied for heating can be lowered, which is advantageous in terms of energy. Further, the smaller the particle size, the easier it is to form a smooth film, the easier it is to uniformly apply the coating liquid containing the anion-modified cellulose nanofiber dispersion liquid, and the easier it is to secure the adhesion to the substrate.

上記接着層に含有される樹脂の最低造膜温度は、基材と積層する点から80℃以下である事が好ましい。 The minimum film-forming temperature of the resin contained in the adhesive layer is preferably 80 ° C. or lower from the viewpoint of laminating with the base material.

上記エマルジョン系樹脂には、水よりも高沸点の親水性液体媒体(以下、高沸点媒体という。)を添加したものを用いてもよい。高沸点媒体は、水よりも沸点が高い液体の親水性媒体である。ここで、親水性媒体とは、水酸基などの親水基を分子内に有する媒体をいう。高沸点媒体としては、水溶性、即ち水に溶解する有機化合物であって、水よりも高沸点のものを用いることができ、例えば、n-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、プロピレングリコールメチルエーテルアセテート、プロピレングリコール-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、エチレングリコール-t-ブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、プロピレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、3-メチル-3-メトキシブタノール、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールジアセテート、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ベンジルアルコール、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、1,3-ブチレングリコール、ジプロピレングリコールメチルエーテルアセテート、ジプロピレングリコールプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,4-ブチレングリコール、エチレングリコール-2-エキルヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、ジプロピレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノフェニルエーテル(即ち、フェノキシプロパノール)、エチレングリコールモノフェニールエーテル(即ち、フェノキシエタノール)、プロピレングリコール-モノ-2-エチルヘキサノエート、トリエチレングリコール、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコール-n-ヘキシルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、トリプロピレングリコール-n-ブチルエーテル、ジエチレングリコール-2-エチルヘキシルエーテル、ポリオキシエチレンモノフェニルエーテル、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールモノメチルエーテル、シクロヘキシルアミン、シクロヘキシルアミン、2,2’?(シクロヘキシルイミノ)ビスエタノール、N‐メチルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミドなどの有機溶媒が挙げられる。好ましくは、プロピレングリコールメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールイソプロピルエーテル、プロピレングリコール-n-プロピルエーテル、プロピレングリコールプロピルエーテル、エチレングリコール-t-ブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート、エチレングリコールモノブチルエーテル、3-メチル-3-メトキシブタノール、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコール、ジプロピレングリコールメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、1,3-ブチレングリコール、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアセテート、1,4-ブチレングリコール、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、ポリエチレングリコール、エチレングリコールモノフェニールエーテル等が挙げられる。これらはいずれか1種単独で用いても、2種以上組み合わせて用いてもよい。高沸点媒体の沸点(1気圧)としては、水の沸点よりも高ければ特に限定されないが、110~260℃であることが好ましく、より好ましくは130~250℃である。 As the emulsion resin, one to which a hydrophilic liquid medium having a boiling point higher than that of water (hereinafter referred to as a high boiling point medium) is added may be used. The high boiling point medium is a liquid hydrophilic medium having a boiling point higher than that of water. Here, the hydrophilic medium means a medium having a hydrophilic group such as a hydroxyl group in the molecule. As the high boiling point medium, a water-soluble, that is, an organic compound having a boiling point higher than that of water can be used, for example, n-butanol, 2-methyl-1-propanol, propylene glycol methyl. Ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, propylene glycol methyl ether acetate, propylene glycol-n-propyl ether, propylene glycol propyl ether, ethylene glycol -T-butyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, propylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, dipropylene glycol dimethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol, dipropylene glycol methyl ether, Propylene glycol diacetate, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether, benzyl alcohol, ethylene glycol monohexyl ether, 1,3-butylene glycol, dipropylene glycol methyl ether acetate, dipropylene glycol propyl ether, diethylene glycol monoethyl ether Acetate, 1,4-butylene glycol, ethylene glycol-2-ecylhexyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, dipropylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monophenyl ether (ie, phenoxypropanol), ethylene glycol monophenyl Ether (ie, phenoxyethanol), propylene glycol-mono-2-ethylhexanoate, triethylene glycol, triethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol-n-hexyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, tripropylene glycol-n-butyl ether, Diethylene glycol-2-ethylhexyl ether, polyoxyethylene monophenyl ether, polyethylene glycol, polypropylene glycol monomethyl ether, cyclohexylamine, si Examples thereof include organic solvents such as clohexylamine, 2,2'? (Cyclohexylimino) bisethanol, N-methylpyrrolidone, dimethyl sulfoxide, dimethylacetamide, and dimethylformamide. Preferably, propylene glycol methyl ether, propylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol isopropyl ether, propylene glycol-n-propyl ether, propylene glycol propyl ether, ethylene glycol. -T-butyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, ethylene glycol monobutyl ether, 3-methyl-3-methoxybutanol, dipropylene glycol monomethyl ether, propylene glycol, dipropylene glycol methyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol, diethylene glycol monoethyl Ether, 1,3-butylene glycol, diethylene glycol monoethyl ether acetate, 1,4-butylene glycol, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol, tripropylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, polyethylene glycol , Ethylene glycol monophenyl ether and the like. Any one of these may be used alone, or two or more thereof may be used in combination. The boiling point (1 atm) of the high boiling point medium is not particularly limited as long as it is higher than the boiling point of water, but is preferably 110 to 260 ° C, more preferably 130 to 250 ° C.

上記高沸点媒体の含有量は、特に限定されない。一実施形態においてエマルジョン系樹脂中の樹脂の固形分に対する高沸点媒体の含有量は、例えば1~300質量%であるとよい。好ましくは1~100質量%であり、より好ましくは1~10質量%である。高沸点媒体の含有量が上記範囲名である場合、上記樹脂の造膜性を向上させることができるので好ましい。 The content of the high boiling point medium is not particularly limited. In one embodiment, the content of the high boiling point medium with respect to the solid content of the resin in the emulsion resin is preferably, for example, 1 to 300% by mass. It is preferably 1 to 100% by mass, and more preferably 1 to 10% by mass. When the content of the high boiling point medium is within the above range, it is preferable because the film-forming property of the resin can be improved.

次に基材について説明する。 Next, the base material will be described.

上記基材は本発明の技術分野で使用することができる基材を幅広く使用することができる。特に制限されないが、具体的には、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ナイロン6、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン6T、ナイロン6I、ナイロン9T、ナイロンM5Tなどのナイロン、又は、これらの誘導体、又は、これらのうち2種以上の複合材料が挙げられ、金属としては、アルミニウムめっき鋼板、ステンレス鋼板、アルミニウム板、アルミニウム合金板、銅板、鉄板、真鍮などが挙げられる。 As the base material, a wide range of base materials that can be used in the technical field of the present invention can be used. Although not particularly limited, specifically, polypropylene, polyethylene, polycarbonate, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, nylon 6, nylon 11, nylon 12, nylon 66, nylon 610, nylon 612, nylon 6T, nylon 6I, nylon 9T, Nylon such as nylon M5T, derivatives thereof, or composite materials of two or more of these can be mentioned, and examples of the metal include aluminum plated steel plate, stainless steel plate, aluminum plate, aluminum alloy plate, copper plate, iron plate, and brass. And so on.

次に本発明の積層体の製造方法について説明する。 Next, a method for manufacturing the laminate of the present invention will be described.

上記製造方法の一実施形態としては、上記基材の一方の面に、カチオン樹脂エマルジョンを含む塗工液を用いて塗膜を形成する工程と、上記塗膜を乾燥させて接着層を形成する工程と、上記接着層の上に上記アニオン変性セルロースナノファイバー層を形成する工程とを備える積層体の製造方法である。 One embodiment of the above-mentioned manufacturing method includes a step of forming a coating film on one surface of the above-mentioned base material using a coating liquid containing a cation resin emulsion, and a step of drying the above-mentioned coating film to form an adhesive layer. It is a method of manufacturing a laminated body including the step and the step of forming the anion-modified cellulose nanofiber layer on the adhesive layer.

上記基材の一方の面に、カチオン樹脂エマルジョンを含む塗工液を用いて塗膜を形成する工程は、基材上に接着層を構成するカチオン性樹脂エマルジョンを所定の方法で塗工またはキャストすることにより行う。 In the step of forming a coating film on one surface of the base material using a coating liquid containing a cationic resin emulsion, a cationic resin emulsion constituting an adhesive layer is coated or cast by a predetermined method on the base material. Do it by doing.

上記の塗工またはキャストする方法としては特に制限されないが具体的には凸版印刷方式、凹版印刷方式、オフセット印刷方式、スクリーン印刷方式、スプレー塗装方式、ドクターブレード方式、ナイフコーター方式、ダイコーター方式、浸漬方式、バーコーター方式等が挙げられる。 The above coating or casting method is not particularly limited, but specifically, a letterpress printing method, an intaglio printing method, an offset printing method, a screen printing method, a spray painting method, a doctor blade method, a knife coater method, a die coater method, etc. Examples include a dipping method and a bar coater method.

上記接着層の厚みは、3nm以上が好ましい。また、10μm以下が好ましく、5μm以下がより好ましく、2μm以下がより好ましい。厚みが上記範囲内である場合、接着層の反りやカールを防止することにより優れた密着性を発現することができ、接着層の乾燥効率の点で好ましい。 The thickness of the adhesive layer is preferably 3 nm or more. Further, 10 μm or less is preferable, 5 μm or less is more preferable, and 2 μm or less is more preferable. When the thickness is within the above range, excellent adhesion can be exhibited by preventing the adhesive layer from warping or curling, which is preferable in terms of drying efficiency of the adhesive layer.

また、上記塗膜を乾燥させて上記接着層を形成する工程は、上記乾燥方法としては、特に制限されないが具体的には加熱乾燥方式、減圧乾燥方式、送風乾燥方式、マイクロ波乾燥方式、赤外線乾燥方式、凍結乾燥方式、ろ過脱水方式等を用いることができる。 The step of drying the coating film to form the adhesive layer is not particularly limited as the drying method, but specifically, a heat drying method, a vacuum drying method, a blast drying method, a microwave drying method, and infrared rays. A drying method, a freeze-drying method, a filtration dehydration method, or the like can be used.

上記乾燥方法における乾燥条件において、乾燥温度は0℃以上150℃以下である事が好ましく、更に好ましくは80℃~120℃である。乾燥時間は1~3000分が好ましい。 Under the drying conditions in the above drying method, the drying temperature is preferably 0 ° C. or higher and 150 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. to 120 ° C. The drying time is preferably 1 to 3000 minutes.

上記接着層の上に上記アニオン変性セルロースナノファイバー層を形成する工程は、接着層上にアニオン変性セルロースナノファイバー分散液を所定の方法で塗工またはキャストした後、所定の条件で乾燥することにより成型することができる。 In the step of forming the anion-modified cellulose nanofiber layer on the adhesive layer, an anion-modified cellulose nanofiber dispersion liquid is applied or cast on the adhesive layer by a predetermined method, and then dried under predetermined conditions. Can be molded.

上記セルロースナノファイバー分散液の塗工法としては、凸版印刷方式、凹版印刷方式、オフセット印刷方式、スクリーン印刷方式、スプレー塗装方式、ドクターブレード方式、ナイフコーター方式、ダイコーター方式、浸漬方式、バーコーター方式等が挙げられる。 The coating methods for the cellulose nanofiber dispersion liquid include letterpress printing method, intaglio printing method, offset printing method, screen printing method, spray coating method, doctor blade method, knife coater method, die coater method, dipping method, and bar coater method. And so on.

乾燥法としては、例えば、加熱乾燥方式、減圧乾燥方式、送風乾燥方式、マイクロ波乾燥方式、赤外線乾燥方式、凍結乾燥方式、ろ過脱水方式等が用いられるが、乾燥温度は、特に限定されず、加熱乾燥方式の場合を例示するならば、60~150℃でもよく、80~120℃でもよい。また、乾燥時間も、特に限定されず、例えば、1~3,000分でもよく、5~180分でもよい。加熱温度は常に一定でもよく、段階的に上昇させても良い。 As the drying method, for example, a heat drying method, a vacuum drying method, a blast drying method, a microwave drying method, an infrared drying method, a freeze drying method, a filtration dehydration method and the like are used, but the drying temperature is not particularly limited. To exemplify the case of the heat drying method, it may be 60 to 150 ° C. or 80 to 120 ° C. Further, the drying time is not particularly limited, and may be, for example, 1 to 3,000 minutes or 5 to 180 minutes. The heating temperature may be constant at all times or may be gradually increased.

以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples, but the present invention is not limited thereto.

<アニオン変性セルロースナノファイバーおよび塗工液の製造方法>
[TEMPO酸化セルロース繊維]
針葉樹パルプ2gに、水150mLと、臭化ナトリウム0.25gと、TEMPOを0.025gとを加え、充分撹拌して分散させた後、13質量%次亜塩素酸ナトリウム水溶液(共酸化剤)を、上記パルプ1.0gに対して次亜塩素酸ナトリウム量が6.5mmol/gとなるように加え、反応を開始した。反応の進行に伴いpHが低下するため、pHを10~11に保持するように0.5N水酸化ナトリウム水溶液を滴下しながら、pHの変化が見られなくなるまで反応させた(反応時間:120分)。反応終了後、0.1N塩酸を添加してpHを7.0に調整し、ろ過と水洗を繰り返して精製し、繊維表面が酸化されたTEMPO酸化セルロース繊維を得た。
<Manufacturing method of anion-modified cellulose nanofibers and coating liquid>
[TEMPO Oxidized Cellulose Fiber]
To 2 g of coniferous pulp, 150 mL of water, 0.25 g of sodium bromide, and 0.025 g of TEMPO are added, and after sufficiently stirring and dispersing, a 13 mass% sodium hypochlorite aqueous solution (cooxidant) is added. Sodium hypochlorite was added to 1.0 g of the above pulp so that the amount of sodium hypochlorite was 6.5 mmol / g, and the reaction was started. Since the pH decreases as the reaction progresses, a 0.5 N aqueous sodium hydroxide solution was added dropwise to maintain the pH at 10 to 11, and the reaction was carried out until no change in pH was observed (reaction time: 120 minutes). ). After completion of the reaction, 0.1N hydrochloric acid was added to adjust the pH to 7.0, and filtration and washing with water were repeated for purification to obtain TEMPO-oxidized cellulose fibers having an oxidized fiber surface.

上記TEMPO酸化セルロース繊維を遠心分離機で固液分離し、純水を加えて固形分濃度4質量%に調整した。その後、24質量%NaOH水溶液にてスラリーのpHを10に調整した。スラリーの温度を30℃として水素化ホウ素ナトリウムをTEMPO酸化セルロース繊維に対して0.2mmol/g加え、2時間反応させることで還元処理した。反応後、0.1N塩酸を添加して中和した後、ろ過と水洗を繰り返して精製し、還元処理されたTEMPO酸化セルロース繊維を得た。 The TEMPO-oxidized cellulose fiber was separated into solid and liquid by a centrifuge, and pure water was added to adjust the solid content concentration to 4% by mass. Then, the pH of the slurry was adjusted to 10 with a 24 mass% NaOH aqueous solution. Sodium borohydride was added to the TEMPO-oxidized cellulose fiber at a temperature of 30 ° C. of the slurry, and the mixture was reacted for 2 hours for reduction treatment. After the reaction, 0.1N hydrochloric acid was added for neutralization, and then filtration and washing with water were repeated for purification to obtain a reduction-treated TEMPO-oxidized cellulose fiber.

その後、上記TEMPO酸化セルロース繊維に、純水を加えて固形分濃度2質量%とし、高圧ホモジナイザーにより20℃、140MPaの圧力で5回処理し、TEMPO酸化セルロースナノファイバー水分散体を得た。
得られたTEMPO酸化セルロースナノファイバーは、アニオン性基としてカルボン酸ナトリウム塩基(COONa)を有し、数平均繊維径が6nm、アニオン性基量が1.83mmol/gであった。
Then, pure water was added to the above-mentioned TEMPO-oxidized cellulose fiber to adjust the solid content concentration to 2% by mass, and the treatment was carried out 5 times at 20 ° C. and 140 MPa with a high-pressure homogenizer to obtain an aqueous dispersion of TEMPO-oxidized cellulose nanofiber.
The obtained TEMPO-oxidized cellulose nanofibers had a sodium carboxylate base (COONa) as an anionic group, had a number average fiber diameter of 6 nm, and had an anionic group amount of 1.83 mmol / g.

[カルボキシメチル化セルロース繊維]
家庭用ミキサーで粉砕した針葉樹パルプ(LBKP)20gに、イソプロピルアルコール(IPA)112gと水48gとの混合溶媒160gを加え、次に水酸化ナトリウムを8.8g加え、撹拌、混合させた後、30℃で60分間攪拌した。次いで、反応液を70℃まで昇温し、モノクロロ酢酸ナトリウムを12g(有効成分換算)添加した。1時間反応させた後に、反応物を取り出して中和、洗浄して、グルコース単位当たりの置換度0.05のカルボキシメチル化セルロース繊維を得た。その後、水を加えて固形分濃度2%とし、高圧ホモジナイザーを用いて圧力140MPaで5回処理することにより、アニオン性基としてカルボキシメチル基由来のカルボン酸ナトリウム塩基(-CH2COONa)を有するセルロースナノファイバー水分散体を得た。得られたカルボキシメチル化セルロースナノファイバーは、数平均繊維径が25nm、アニオン性基(カルボキシル基)量が0.30mmol/gであった。
[Carboxymethylated Cellulose Fiber]
To 20 g of softwood pulp (LBKP) ground with a household mixer, 160 g of a mixed solvent of 112 g of isopropyl alcohol (IPA) and 48 g of water was added, then 8.8 g of sodium hydroxide was added, and the mixture was stirred and mixed, and then 30. The mixture was stirred at ° C for 60 minutes. Then, the temperature of the reaction solution was raised to 70 ° C., and 12 g (in terms of active ingredient) of sodium monochloroacetate was added. After reacting for 1 hour, the reaction was taken out, neutralized and washed to obtain a carboxymethylated cellulose fiber having a degree of substitution of 0.05 per glucose unit. Then, water was added to bring the solid content concentration to 2%, and the treatment was carried out 5 times at a pressure of 140 MPa using a high-pressure homogenizer. An aqueous dispersion was obtained. The obtained carboxymethylated cellulose nanofibers had a number average fiber diameter of 25 nm and an anionic group (carboxyl group) amount of 0.30 mmol / g.

[リン酸化セルロース繊維]
尿素を20g、リン酸二水素ナトリウム二水和物を12g、リン酸水素二ナトリウムを8g、水20gに溶解させてリン酸化剤を調整し、家庭用ミキサーで粉砕した針葉樹パルプ(LBKP)20gをニーダーで攪拌しながらリン酸化剤をスプレー噴霧し、リン酸化剤含浸パルプを得た。次いで、リン酸化剤含浸パルプを140℃に加熱したダンパー付きの送風乾燥機内で60分間、加熱処理してリン酸化パルプを得た。得られたリン酸化パルプに水を加えて固形分濃度2%とし、攪拌、混合して均一に分散させた後、濾過、脱水の操作を2回繰り返し、回収パルプを得た。次いで、得られた回収パルプに、水を加えて、固形分濃度2%とし、攪拌しながら、1N水酸化ナトリウム水溶液を少しずつ添加し、pH12~13のパルプスラリーを得た。続いて、このパルプスラリーを濾過、脱水し、更に水を加えて濾過、脱水の操作を2回繰り返した。この一連の操作により得られたリン酸化パルプの回収物に水を加えて固形分濃度2%の水分散体とし、高圧ホモジナイザーを用いて圧力140MPaで3回処理することにより、本発明で用いるリン酸化セルロースナノファイバー水分散体を得た。得られたリン酸化セルロースナノファイバーは、アニオン性基としてリン酸ナトリウム塩基(-PONa)を有し、数平均繊維径が5nmであった。
[Phosphorylated cellulose fiber]
20 g of urea, 12 g of sodium dihydrogen phosphate dihydrate, 8 g of disodium hydrogen phosphate, and 20 g of water were used to prepare a phosphorylating agent, and 20 g of coniferous tree pulp (LBKP) crushed with a household mixer was used. The phosphate was spray-sprayed with stirring with a kneader to obtain a phosphate-impregnated pulp. Next, the phosphorylated pulp was obtained by heat-treating the phosphorylated pulp in a blower dryer equipped with a damper heated to 140 ° C. for 60 minutes. Water was added to the obtained phosphorylated pulp to adjust the solid content concentration to 2%, and the pulp was stirred, mixed and uniformly dispersed, and then the operations of filtration and dehydration were repeated twice to obtain recovered pulp. Next, water was added to the obtained recovered pulp to bring the solid content concentration to 2%, and a 1N aqueous sodium hydroxide solution was added little by little with stirring to obtain a pulp slurry having a pH of 12 to 13. Subsequently, this pulp slurry was filtered and dehydrated, and further water was added to repeat the operations of filtration and dehydration twice. Water is added to the recovered product of phosphorylated pulp obtained by this series of operations to form an aqueous dispersion having a solid content concentration of 2%, and the phosphorus used in the present invention is treated three times at a pressure of 140 MPa using a high-pressure homogenizer. An aqueous dispersion of cellulose oxide nanofibers was obtained. The obtained phosphorylated cellulose nanofibers had a sodium phosphate base (-PO 4 Na 2 ) as an anionic group, and had a number average fiber diameter of 5 nm.

<接着層用塗工液の製造方法>
所定の割合でカチオン性ポリウレタン樹脂エマルジョンとカチオン性ポリオレフィン樹脂エマルジョンを混合し200g用意した。ホモミキサーにて3000rpmで10分間攪拌を行った後に、脱気処理を行い接着層用塗工液を得た。
<Manufacturing method of coating liquid for adhesive layer>
A cationic polyurethane resin emulsion and a cationic polyolefin resin emulsion were mixed at a predetermined ratio to prepare 200 g. After stirring at 3000 rpm for 10 minutes with a homomixer, degassing treatment was performed to obtain a coating liquid for an adhesive layer.

<積層体の作製方法>
基材として、ニ軸延伸ポリエステルフィルム(OPP)、ポリカーボネートフィルム(PC)、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)、ナイロン6フィルムを用意した。
<Method of manufacturing laminated body>
As a base material, a biaxially stretched polyester film (OPP), a polycarbonate film (PC), a polyethylene terephthalate film (PET), and a nylon 6 film were prepared.

接着層形成用塗工液を#10バーコーターにて塗布した後、80℃と120℃で各10分間乾燥させることで約2μmの接着層を形成した。更に接着層上にアニオン変性セルロースナノファイバーを#50バーコーターにより塗工し自然乾燥させることで目的の積層体を得た。 The coating liquid for forming an adhesive layer was applied with a # 10 bar coater and then dried at 80 ° C. and 120 ° C. for 10 minutes each to form an adhesive layer of about 2 μm. Further, anionic-modified cellulose nanofibers were coated on the adhesive layer with a # 50 bar coater and naturally dried to obtain a desired laminate.

<塗工性評価>
アニオン変性セルロースナノファイバーを塗布した積層体を作製した際の、塗工性を下記の方法により評価した。
◎:基材に対して膜が積層されており、膜表面にムラが観察されない。
○:基材に対して膜が積層されているが、一部剥離が観られる。
△:一部膜の剥離とムラが観られる。
×:基材から膜が剥離している。
<Evaluation of coatability>
The coatability of the laminate coated with the anion-modified cellulose nanofibers was evaluated by the following method.
⊚: The film is laminated on the substrate, and no unevenness is observed on the film surface.
◯: The film is laminated on the base material, but some peeling is observed.
Δ: Part of the film is peeled off and uneven.
X: The film is peeled off from the base material.

[実施例1]
カチオン性ポリウレタン樹脂エマルジョンとしてスーパーフレックス620(製品名、第一工業製薬株式会社製)とカチオン性ポリオレフィン樹脂エマルジョンとして、アローベースCB-1200(製品名、ユニチカ株式会社製)を固形分質量比50:50で混合攪拌し接着層用塗工液を作製した。
[Example 1]
Superflex 620 (product name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) as a cationic polyurethane resin emulsion and Arrowbase CB-1200 (product name, manufactured by Unitika Co., Ltd.) as a cationic polyolefin resin emulsion have a solid content mass ratio of 50: A coating liquid for an adhesive layer was prepared by mixing and stirring at 50.

各基材上にバーコーターにて上記接着層用塗工液を上記条件で塗布し乾燥を行った。乾燥条件は80℃で10分の後120℃で10分とした。 The coating liquid for the adhesive layer was applied onto each substrate with a bar coater under the above conditions and dried. The drying conditions were 80 ° C. for 10 minutes and then 120 ° C. for 10 minutes.

乾燥後の接着層を3時間放冷した後、その上にTEMPO酸化セルロースナノファイバー水分散液を上記条件で塗布し、3時間70℃下で乾燥し積層体を得た。 After allowing the dried adhesive layer to cool for 3 hours, a TEMPO-oxidized cellulose nanofiber aqueous dispersion was applied thereto under the above conditions and dried at 70 ° C. for 3 hours to obtain a laminate.

[実施例2]
スーパーフレックス620とアローベースCB-1200の比率を固形分質量比70:30に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 2]
The same operation as in Example 1 was performed except that the ratio of Superflex 620 and Arrow Base CB-1200 was changed to a solid content mass ratio of 70:30 to obtain a laminated body.

[実施例3]
カチオン性ポリウレタン樹脂エマルジョンをスーパーフレックス650(製品名、第一工業製薬株式会社製)に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 3]
The same operation as in Example 1 was carried out except that the cationic polyurethane resin emulsion was changed to Superflex 650 (product name, manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.) to obtain a laminate.

[実施例4]
スーパーフレックス650とアローベースCB-1200の比率を固形分質量比70:30に変更した以外は実施例3と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 4]
The same operation as in Example 3 was performed except that the ratio of Superflex 650 and Arrow Base CB-1200 was changed to a solid content mass ratio of 70:30 to obtain a laminated body.

[実施例5]
スーパーフレックス620とアローベースCB-1200とフェノキシエタノールを固形分質量比50:50:10で混合攪拌し接着層用塗工液を作製した以外は実施例1と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 5]
The same operation as in Example 1 was carried out except that Superflex 620, Arrow Base CB-1200 and Phenoxyethanol were mixed and stirred at a solid content mass ratio of 50:50:10 to prepare a coating liquid for an adhesive layer, and a laminate was obtained. rice field.

[実施例6]
TEMPO酸化セルロースナノファイバー水分散液をカルボキシメチル化セルロースナノファイバー水分散液に変更した以外は実施例1と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 6]
The same operation as in Example 1 was carried out except that the TEMPO oxidized cellulose nanofiber aqueous dispersion was changed to the carboxymethylated cellulose nanofiber aqueous dispersion to obtain a laminate.

[実施例7]
TEMPO酸化セルロースナノファイバー水分散液をカルボキシメチル化セルロースナノファイバー水分散液に変更した以外は実施例3と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 7]
The same operation as in Example 3 was carried out except that the TEMPO oxidized cellulose nanofiber aqueous dispersion was changed to the carboxymethylated cellulose nanofiber aqueous dispersion to obtain a laminate.

[実施例8]
TEMPO酸化セルロースナノファイバー水分散液をリン酸化セルロースナノファイバー水分散液に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 8]
The same operation as in Example 1 was carried out except that the TEMPO oxidized cellulose nanofiber aqueous dispersion was changed to the phosphorylated cellulose nanofiber aqueous dispersion to obtain a laminate.

[実施例9]
TEMPO酸化セルロースナノファイバー水分散液をリン酸化セルロースナノファイバー水分散液に変更した以外は、実施例3と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 9]
The same operation as in Example 3 was carried out except that the TEMPO oxidized cellulose nanofiber aqueous dispersion was changed to the phosphorylated cellulose nanofiber aqueous dispersion to obtain a laminate.

[比較例1]
接着層塗工液を用いず、直接基材にセルロースナノファイバー層を形成する工程以外は実施例1と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Comparative Example 1]
A laminate was obtained by performing the same operation as in Example 1 except for the step of directly forming the cellulose nanofiber layer on the substrate without using the adhesive layer coating liquid.

[比較例2]
接着層用塗工液としてスーパーフレックス620のみを使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Comparative Example 2]
The same operation as in Example 1 was performed except that only Superflex 620 was used as the coating liquid for the adhesive layer to obtain a laminated body.

[比較例3]
接着層用塗工液としてアローベースCB-1200のみを使用した以外は実施例1と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Comparative Example 3]
The same operation as in Example 1 was performed except that only the arrow base CB-1200 was used as the coating liquid for the adhesive layer to obtain a laminated body.

Figure 0007057218000001
表1より、セルロースナノファイバー層と基材間にカチオン性ポリオレフィン樹脂およびカチオン性ポリウレタン樹脂を含有するエマルジョン系樹脂を含有する接着層を設けることにより、多種基材に対しセルロースナノファイバーの塗工性が向上した(実施例1ないし9)。高沸点媒体であるフェノキシエタノールの添加下においても塗工性が良好な結果となった(実施例5)。
Figure 0007057218000001
From Table 1, by providing an adhesive layer containing an emulsion resin containing a cationic polyolefin resin and a cationic polyurethane resin between the cellulose nanofiber layer and the base material, the coatability of the cellulose nanofibers to various base materials is provided. Was improved (Examples 1 to 9). Even under the addition of phenoxyethanol, which is a high boiling point medium, the coatability was good (Example 5).

一方、接着層を有しない場合は、特定の基材に対する塗工性が不良となる結果となった。(比較例1ないし3) On the other hand, when the adhesive layer is not provided, the coatability to a specific base material is poor. (Comparative Examples 1 to 3)

<密着性の測定(碁盤の目試験)>
各積層体を、縦と横2mm幅で11×11本カッターで切り目をつけ10×10=100マスの試験片を作る。試験片上にセロハンテープを貼り付け上から押さえつけ、JIS-K-5600に準拠して、碁盤の目試験を行った。密着性を下記の方法により評価した。試験環境は25℃40%RHとした。
◎:剥離した枚数が10枚以下
○:剥離した枚数が11枚~30枚
△:剥離した枚数が31枚~50枚
×:剥離した枚数が51枚以上
<経時安定性試験>
積層体を25℃80%の環境下で1週間保管し、前述の密着性試験の方法と同様に密着
性を評価した。
<Measurement of adhesion (go board test)>
Cut each laminate with a width of 2 mm in length and width with an 11 x 11 cutter to make a test piece of 10 x 10 = 100 squares. A cellophane tape was attached onto the test piece and pressed down from above, and a grid test was performed in accordance with JIS-K-5600. Adhesion was evaluated by the following method. The test environment was 25 ° C. and 40% RH.
⊚: Number of peeled sheets is 10 or less ○: Number of peeled sheets is 11 to 30 sheets Δ: Number of peeled sheets is 31 to 50 sheets ×: Number of peeled sheets is 51 or more <Stability test over time>
The laminate was stored in an environment of 25 ° C. and 80% for 1 week, and the adhesion was evaluated in the same manner as the above-mentioned adhesion test method.

Figure 0007057218000002
Figure 0007057218000002

表2より、カチオン性ポリオレフィン樹脂とカチオン性ポリウレタン樹脂を含有する接着層を設けることにより各種基材に対しセルロースナノファイバーの密着性経時安定性が向上した(実施例1、3、5、6、8)。これに対し、接着層を有しない場合、基材に対しては接着性が不良あることが分かる(比較例1)。また、接着層がポリオレフィンまたはポリウレタンのいずれかである場合は、密着性の経時安定性が不良となった(比較例2および3)。 From Table 2, by providing the adhesive layer containing the cationic polyolefin resin and the cationic polyurethane resin, the adhesion of the cellulose nanofibers over time to various substrates was improved (Examples 1, 3, 5, 6). 8). On the other hand, when it does not have an adhesive layer, it can be seen that the adhesiveness is poor with respect to the base material (Comparative Example 1). Further, when the adhesive layer was either polyolefin or polyurethane, the stability of adhesion over time was poor (Comparative Examples 2 and 3).

<酸素ガス透過試験>
東洋紡株式会社製「コスモシャインA-4300」の上に、実施例1に記載の接着層用塗工液を#10バーコーターにて塗布した後、80℃と120℃で各10分間乾燥させることで約2μmの接着層を形成した。更に接着層上にアニオン変性セルロースナノファイバー水分散体を#50バーコーターにより塗工し自然乾燥させることで目的の積層体を得た。
<Oxygen gas permeation test>
The adhesive layer coating liquid described in Example 1 is applied onto "Cosmo Shine A-4300" manufactured by Toyobo Co., Ltd. with a # 10 bar coater, and then dried at 80 ° C. and 120 ° C. for 10 minutes each. Formed an adhesive layer of about 2 μm. Further, an anion-modified cellulose nanofiber aqueous dispersion was applied onto the adhesive layer with a # 50 bar coater and naturally dried to obtain the desired laminate.

[実施例10]
接着層用塗工液としてスーパーフレックス620およびアローベースCB-1200(製品名、ユニチカ株式会社製)を固形分質量比50:50で混合攪拌したものを使用し、アニオン変性セルロースナノファイバー水分散体として、TEMPO酸化セルロースナノファイバー水分散液を使用して積層体を得た。
[Example 10]
Anionic-modified cellulose nanofiber aqueous dispersion using Superflex 620 and Arrow Base CB-1200 (product name, manufactured by Unitika Co., Ltd.) mixed and stirred at a solid content mass ratio of 50:50 as the coating liquid for the adhesive layer. As a result, a laminate was obtained using a TEMPO-oxidized cellulose nanofiber aqueous dispersion.

[実施例11]
スーパーフレックス620をスーパーフレックス650に変更した以外は、実施例10と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 11]
The same operation as in Example 10 was performed except that Superflex 620 was changed to Superflex 650 to obtain a laminated body.

[実施例12]
スーパーフレックス620とアローベースCB-1200とフェノキシエタノールを固形分質量比50:50:10で混合攪拌し接着層用塗工液を作製した以外は実施例10と同様の操作を行い、積層体を得た。
[Example 12]
The same operation as in Example 10 was carried out except that Superflex 620, Arrow Base CB-1200 and Phenoxyethanol were mixed and stirred at a solid content mass ratio of 50:50:10 to prepare a coating liquid for an adhesive layer, and a laminate was obtained. rice field.

[比較例4]
東洋紡株式会社製「コスモシャインA-4300」を使用した。
上記積層体から直径10cmに切断したサンプルを作成し、ILLINOIS社製の酸素透過率測定装置「MODEL8001」(cc/(m2day・atm))を用いて、
23℃、0%RHの条件にて酸素ガス透過度を測定した。サンプル3点の平均値を求めた。その結果を下記表3に示す。
[Comparative Example 4]
"Cosmo Shine A-4300" manufactured by Toyobo Co., Ltd. was used.
A sample cut to a diameter of 10 cm was prepared from the above laminate, and an oxygen permeability measuring device "MODEL8001" (cc / (m2day · atm)) manufactured by ILLINOIS was used.
Oxygen gas permeability was measured under the conditions of 23 ° C. and 0% RH. The average value of 3 samples was calculated. The results are shown in Table 3 below.

Figure 0007057218000003
Figure 0007057218000003

表3の結果より、接着層を有する系でも低い酸素ガス透過度を示し、積層体のガスバリア特性が高い事が分かった。 From the results in Table 3, it was found that the system having an adhesive layer also showed low oxygen gas permeability and the gas barrier characteristics of the laminated body were high.

本発明は、包装材料、コーティング剤、機能性積層材料などの分野に広く好適に用いることができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be widely and suitably used in fields such as packaging materials, coating agents, and functional laminated materials.

Claims (4)

アニオン変性セルロースナノファイバー層と基材の間に接着層を有する積層体であって、上記接着層が、カチオン性ポリオレフィン樹脂及びカチオン性ポリウレタン樹脂を含有するエマルジョン系樹脂であることを特徴とする積層体。 A laminate having an adhesive layer between an anion-modified cellulose nanofiber layer and a base material, wherein the adhesive layer is an emulsion-based resin containing a cationic polyolefin resin and a cationic polyurethane resin. body. 上記アニオン変性セルロースナノファイバーのアニオン性基が、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸基、およびリン酸基から選択された1種または2種以上であることを特徴とする請求項1に記載の積層体。 The laminate according to claim 1, wherein the anionic group of the anion-modified cellulose nanofiber is one or more selected from a carboxyl group, a sulfonic acid group, a sulfate group, and a phosphoric acid group. body. 上記アニオン変性セルロースナノファイバーのアニオン性基の含有量が、0.05mmol/g以上5.5mmol/g以下であることを特徴とする請求項1または2に記載の積層体。 The laminate according to claim 1 or 2, wherein the content of the anionic group of the anionic-modified cellulose nanofiber is 0.05 mmol / g or more and 5.5 mmol / g or less. 上記アニオン変性セルロースナノファイバーのアニオン性基が、ナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、およびアミン塩から選択された1種または2種以上の塩型を形成していることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の積層体。 Claim 1 characterized in that the anionic group of the anion-modified cellulose nanofiber forms one or more salt types selected from sodium salt, potassium salt, ammonium salt, and amine salt. The laminated body according to any one of 3 to 3.
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