JPWO2011118360A1 - 膜形成用組成物およびシート - Google Patents
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Abstract
Description
そのようななか、アルミニウムや塩素を含まないポリビニルアルコール(PVA)やエチレンビニルアルコール共重合体等のPVA系樹脂への代替が進んでいる。たとえば基材上に、PVA系樹脂を配合したコーティング剤をコーティングしてバリア層を形成した積層体が提案されている(たとえば特許文献1)。また、このようなバリア層のガスバリア性や耐水性の向上のため、該コーティング剤にテトラエトキシシラン等のアルコキシシランやその加水分解物を配合することが提案されている(たとえば特許文献2〜3)。
一方、紙やポリ乳酸などの生分解性あるいは植物由来材料といわれる材料を、包装材料として利用するものも考えられている。しかし、これらの基材は、ガスバリア性がほとんどなく、また、これらの基材にガスバリア性を付与する場合、ガスバリア性の高いフィルムやコーティング材料を積層することが考えられているが、紙やポリ乳酸などの材料は、天然物由来の材料故の安定性や低分子材料のブリード、結晶化、表面劣化に起因する、密着性の低さが知られており、ガスバリア性と密着性の高いバイオマス由来材料を得ることはできなかった。
そのようななか、木材パルプ等の植物繊維を、酸化触媒として2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル(TEMPO)等のN−オキシル化合物を用いて酸化処理(TEMPO酸化処理)した材料をフィルム等に用いることが提案されている。該TEMPO酸化処理では、セルロース分子中の1級水酸基(グルコピラノース環の6位の炭素原子に結合した水酸基)の部分が高い選択性で酸化され、−CH2OHがホルミル基を経てカルボキシ基に変換される。たとえば特許文献4には、このような材料を用いたガスバリア材が提案されている。
また、近年、セルロースナノファイバーが注目されている。天然のセルロース繊維は、セルロース分子数十本〜数百本からなるセルロースミクロフィブリルが集束して繊維を形成しており、各ミクロフィブリル表面に存在する無数の水素結合により強固に結合している。セルロースナノファイバーは、このようなセルロース繊維をナノオーダーに(つまりミクロフィブリルのレベルに)までばらばらに解繊したものであり、結晶性が高く、強度、耐熱性、低熱膨張性等に優れることから各種機能性材料への応用が期待されている。
セルロースナノファイバーとしては、たとえばバクテリアセルロースや、木材パルプなどのセルロース成分を機械的な処理を施すことにより解繊してナノファイバー化したものがある。しかしこれらのセルロースナノファイバーは、繊維幅が大きく、均一性にも劣るため、得られる膜の透明性やガスバリア性に劣る問題がある。
最近、セルロースナノファイバーの調製方法として、TEMPO酸化処理を利用した方法が見出され、研究されている。たとえば特許文献5及び6にあるように、TEMPO酸化処理したセルロース繊維は、水性媒体中で簡単な機械的処理を行うことで容易に解繊させることができる。これは、ナノファイバー表面に導入されているカルボキシ基の静電反発によるものと考えられる。このようにして得られるセルロースナノファイバーの水性分散液を用いて形成された膜は、セルロースナノファイバー同士が水素結合により結合して緻密な膜を形成し、ガスバリア性を発現する。たとえば特許文献7には、TEMPO酸化処理により得た酸化パルプを水中に分散させて平均繊維径200nm以下のセルロース繊維を含むガスバリア用材料を調製し、これを、PETフィルム等の基材上に塗工し、乾燥させてガスバリア性複合成形体を得る方法が開示されている。
一般的に、ウェットコーティングにより基材上に膜を形成する場合、該膜の基材への密着性を向上させる方法としては、たとえば、基材表面に予め表面処理を施す、プライマー層やアンカー層を設ける等の方法が考えられる。しかしこれらの方法は、工程が増えて煩雑になる、コストがかかる、基材が劣化することがある等の面で好ましくない。
膜形成用材料に添加剤を添加することで密着性を向上させる方法も考えられる。しかし、本発明者らの検討によれば、膜形成用材料としてセルロースナノファイバーの水性分散液を用いる場合、セルロースナノファイバー同士の水素結合性の高さ、セルロースナノファイバーの剛直な形状や低い反応性故に、充分に密着性を向上させるには、多量の添加剤を添加する必要があったり、反応性の高い添加剤を用いる必要がある。しかし多量の添加剤を添加したり、少量でも反応性の高い添加剤を添加すると、ガスバリア性が低下してしまう。これは、セルロースナノファイバー間の水素結合が弱くなり、緻密な膜構造が維持されず、ガスの通り道ができてしまうためではないかと推測される。
また、高湿度条件下においても優れたガスバリア性を有するガスバリア性のシートを提供することを目的とする。
また、高湿度条件下においても優れたガスバリア性を有するガスバリア性のシートを提供できる。
本発明の膜形成用組成物は、セルロースナノファイバーが水性媒体中に分散した水性分散液(以下「ナノファイバー分散液」ということがある。)に、シラン化合物を配合したものである。具体的には、以下の実施形態が挙げられる。
該膜形成用組成物によれば、基材への密着性が高く、ガスバリア性も良好な膜を形成できる。また、該膜は、水によって膨潤しにくい耐水性の高いものである。そのため、該膜を備えたシートは、水や湿度による密着性やガスバリア性の低下が生じにくく、たとえば高湿度条件下においても優れた耐久性、ガスバリア性を発揮する。
上記密着性向上等の効果を奏する理由は、シランカップリング剤を介して、セルロースナノファイバーの水酸基と基材表面の官能基とが、静電的に相互作用し、または、水素結合もしくは共有結合をするためと考えられる。
該膜形成用組成物を用いて形成された膜は、均一に架橋したアルコキシシランを有する膜となるため、ガスバリア性低下の原因となる水蒸気等の浸入・浸透や、セルロースナノファイバーの吸湿による膨潤を防ぐことができ、高湿度条件下においても優れたガスバリア性を有する。その理由は以下のように考えられる。まず、アルコキシシランを所定のpHにて加水分解させることで、加水分解反応が均一に進行する。次に、得られた加水分解液(b)と、従来と比較し酸性側のpHに調製したセルロースナノファイバー水性分散液(a)とを所定範囲内となるように混合することで、混合時にアルコキシシランの加水分解物に与えるpH変化が緩和される。これにより、ガスバリア性低下を招くアルコキシシランの加水分解物が不均一に縮合することで生じる凝集が抑制される。
一方、水性分散液(a)または加水分解液(b)のpHやセルロースナノファイバー/アルコキシシラン(SiO2換算)の質量比が上記範囲外である場合、高湿度条件下でのガスバリア性が悪くなる。また、アルコキシシランを加水分解物とせず、直接水性分散液(a)に配合した場合、反応系内で加水分解反応が不充分な状態で縮合反応が急激に進行して凝集が生じてしまい、高湿度条件下でのガスバリア性が悪くなる。
また、本発明において、上記膜形成用組成物を用いて形成された膜は、膜形成用組成物がアルコキシシランの加水分解物を有するため基材との親和性が高く、基材との密着性にも優れている。
セルロースナノファイバーは、セルロースまたはその誘導体(以下「セルロース類」ということがある。)の繊維幅3〜5nmのミクロフィブリルまたは該ミクロフィブリルの数本〜数百本の束から構成される。
本発明に用いられるセルロースナノファイバーの平均繊維幅は3〜50nmであることが好ましく、3〜30nmであることがより好ましい。
セルロースナノファイバーのカルボキシ基量(セルロースナノファイバー1g中に含まれるカルボキシ基のモル量)は、1.0〜3.5mmol/gが好ましく、1.2〜3.5mmol/gがより好ましい。該カルボキシ基量が1.0mmol/g未満であると、上記繊維幅のセルロースナノファイバーを得ることが難しい。また、3.5mmol/g超であると結晶性が著しく低下してしまい、特に高湿度におけるガスバリア性が劣るため好ましくない。
セルロースナノファイバー前駆体としては、酸化セルロースからなるものが好ましい。酸化セルロースは、酸化処理により、セルロース分子中のグルコピラノース環の少なくとも一部にカルボキシ基が導入されたものである。酸化セルロースは、他のセルロース誘導体を用いる場合に比べて環境負荷が小さく、また、ナノファイバー化しやすい。すなわち、天然のセルロース原料(パルプ等)に含まれるセルロースは、ミクロフィブリル間の強い凝集力(表面間の水素結合)により多束化しているが、カルボキシ基の導入によって該凝集力が弱くなり、ナノファイバー化しやすくなる。
酸化セルロースとしては、特に、前記酸化処理が、触媒として2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−N−オキシル(TEMPO)等のN−オキシル化合物を用いた酸化処理(TEMPO酸化処理)であるものが好ましい。該TEMPO酸化処理を行うと、セルロース分子中の1級水酸基(グルコピラノース環の6位の炭素原子に結合した水酸基)が高い選択性で酸化され、−CH2OHがアルデヒドを経てカルボキシ基に変換される。TEMPO酸化処理によれば、カルボキシ基を、酸化処理の程度に応じて均一かつ効率よく導入できる。また、TEMPO酸化処理は、他の酸化処理に比べて、ミクロフィブリル内部が酸化されず、セルロースの結晶性を損ないにくい。そのため、TEMPO酸化処理により得られる酸化セルロースのミクロフィブリルは、天然のセルロースが有する高い結晶構造(I型結晶構造)を保持しており、この高い結晶構造により高いガスバリア性が得られる。
セルロースI型の結晶化度(%)=(Ia−Ib)/Ia×100
Ia:2θ=15〜16°のピーク強度
Ib:2θ=11°と18°の強度を結んだ直線と2θ=15°〜16°の強度から真直ぐ下ろした直線が交わる点の強度(アモルファス領域のピーク強度)
このとき、N−オキシル化合物とともに、酸化剤を併用することが好ましい。酸化剤を併用する場合、反応系内においては、順次、N−オキシル化合物が酸化剤により酸化されてオキソアンモニウム塩を生成し、該オキソアンモニウム塩により、セルロースが酸化される。かかる酸化処理によれば、温和な条件下でも酸化反応を円滑に進行し、カルボキシ基の導入効率が向上する。
また、N−オキシル化合物および酸化剤とともに、さらに、N−オキシル化合物以外の他の触媒として、臭化物およびヨウ化物から選ばれる少なくとも1種を併用してもよい。
N−オキシル化合物の使用量は、触媒としての量でよく、特に限定されない。通常、酸化処理するセルロース原料の固形分に対して、0.1〜10質量%の範囲内であり、0.5〜5質量%が好ましい。
酸化剤の使用量は、酸化処理するセルロース原料の固形分に対して、1〜100質量%が好ましく、5〜50質量%がより好ましい。
臭化物としては、臭化ナトリウム等の臭化アルカリ金属塩が挙げられる。
ヨウ化物としては、ヨウ化ナトリウム等のヨウ化アルカリ金属塩が挙げられる。
臭化物およびヨウ化物から選ばれる触媒の使用量は、酸化反応を促進できる範囲で選択することができ、特に限定されない。通常、酸化処理するセルロース原料の固形分に対して、0〜100質量%の範囲内であり、5〜50質量%が好ましい。
反応温度は、1級水酸基への酸化の選択性の向上、副反応の抑制等の点から、50℃以下が好ましく、30℃以下がより好ましく、20℃以下がさらに好ましい。反応温度の下限は、特に限定されないが、0℃以上が好ましく、5℃以上がより好ましい。
反応時間は、処理温度によっても異なるが、通常、0.5〜6時間の範囲内である。
反応中、反応系内のpHを、4〜11の範囲内に保つことが好ましい。特に酸化剤に次亜塩素酸塩を使用する場合、該pHは、8〜11がより好ましく、9〜11がさらに好ましく、9.5〜10.5が特に好ましい。該pHが11超であるとセルロースが分解してしまい低分子化する恐れがあり、酸性領域であると次亜塩素酸が分解し、塩素が発生する恐れがある。
ここで、本明細書および特許請求の範囲において、pHは、25℃におけるpHである。
pHは、必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア水、有機アルカリ等のアルカリを添加することにより調節できる。
反応は、反応系内にエタノール等のアルコールを添加することにより停止させることができる。
特に、カルボキシ基量とアルカリの添加量は、反応温度と反応時間を一定にした場合、相関関係を有することから、酸化反応中のアルカリの消費量をモニタリングしながらアルカリを添加する手段が有効となる。
中和に用いる酸としては、酸化セルロース中の塩型のカルボキシキ基を酸型とし得るものであればよく、たとえば塩酸、硫酸等が挙げられるが安全性や入手のしやすさから塩酸が好ましい。また、必要に応じて、一度酸型にしてあっても、後述のアルカリ金属およびアルカリ土類金属、アンモニア、有機アルカリなどの水酸化物水溶液を添加することで、容易に塩型に変換することができる。
有機アルカリとしては、各種脂肪族アミン、芳香族アミン、ジアミンなどのアミン類や水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラn−ブチルアンモニウム、水酸化ベンジルトリメチルアンモニウム、水酸化2−ヒドロキシエチルトリメチルアンモニウム、などNR4OH(Rはアルキル基、またはベンジル基、またはフェニル基、またはヒドロキシアルキル基で、4つのRが同一でも異なっていてもよい。)で表される水酸化アンモニウム化合物、水酸化テトラエチルホスホニウムなどの水酸化ホスホニウム化合物、水酸化オキソニウム化合物、水酸化スルホニウム化合物などの水酸化物イオンを対イオンとする有機オニウム化合物が挙げられる。
酸化処理後、または中和処理後、反応液は、そのままナノファイバー分散液の調製に用いてもよいが、該反応液中の触媒、不純物等を除去するために精製処理を行うことが好ましい。精製処理は、たとえば、ろ過等により酸化セルロースを回収し、水等の洗浄液で洗浄することにより実施できる。洗浄液としては、水系のものが好ましく用いられ、たとえば水、塩酸等が挙げられる。
また、該反応液、または精製処理した酸化セルロースに対し、乾燥処理を施してもよい。
水性媒体としては、水、または水と有機溶剤との混合溶剤が挙げられる。有機溶剤としては、水と均一に混和可能なものであれよく、たとえばエタノール、メタノール、イソプ
ロパノール、tert−ブタノール等のアルコール、エーテル類、ケトン類等が挙げられ、これらのいずれか1種単独でも、2種以上の混合溶媒でもよい。水性媒体としては水が好ましい。
ナノファイバー分散液のpHは、4〜11が好ましく、4〜9が好ましく、4〜8がより好ましく、4〜6がさらに好ましい。pHが上記範囲であれば、シランカップリング剤の加水分解、縮合反応が良好に進行し、密着性、ガスバリア性、耐水性等が向上する。特にシランカップリング剤としてテトラアルコキシシランを用いる場合、詳しくは後述するが、好ましくは予めpH2〜4程度で加水分解させてから配合されるため、その加水分解物(pH2〜4)を配合した際のナノファイバー分散液のpHの変化が緩和され、該加水分解物が不均一に縮合することで生じる凝集が抑制され、高いガスバリア性を発現できる。
該pHは、必要に応じて、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ;または塩酸、硝酸、酢酸、クエン酸等の酸を添加することにより調節できる。
ナノファイバー分散液中、セルロースナノファイバーの固形分濃度は、5質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましい。該固形分濃度が5質量%以下、特に3質量%以下であると、分散性、透明性が良好である。該固形分濃度の下限は特に限定されず、0質量%超であればよい。
水性媒体としては前記と同様のものが挙げられ、水が好ましい。
pH調節は前述したアルカリまたは酸を添加することにより実施できる。
該水性液の解繊処理前のpHは、特に限定されず、解繊処理後のpHを所望の値(前述したナノファイバー分散液のpH)に調整できればよい。
解繊処理は、ミキサー、高速ホモミキサー、超音波ホモジナイザー、低圧ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、高速回転ミキサー、グラインダー磨砕、凍結粉砕、メディアミル、ボールミル等を用いた機械的処理により実施できる。該処理は、これらを組み合わせて用いてもよい。また、セルロースナノファイバーの微細化に要する時間は、手段により異なるが、微細化が進むほど繊維幅が小さくなるので透明性が増す。
解繊処理の際、系内のpHが低下することがあり、解繊処理後、必要に応じてpH調節を行う。
得られた処理物のpHが所望の値である場合、該処理物をそのままナノファイバー分散液として使用できる。
上記ナノファイバー分散液が、セルロースナノファイバーを含有する水性分散液(a)である場合、アルコキシシランを含むpH2〜4の加水分解液(b)と混合するためにpHを4〜9とすることから、pH4〜9でより均一な分散体を得るために、カルボキシ基量が1.8〜3.5mmol/gであることがさらに好ましい。
セルロースナノファイバーに対して単にアルコキシシランやその加水分解物を配合しても、より充分なガスバリア性を発現させることは困難である。つまり、セルロースナノファイバーを用いて膜を形成する場合、該セルロースナノファイバーは、水等の水性媒体に分散させ、分散液として用いられるが、該分散液は、低pH条件下ではセルロースナノファイバーの分散安定性が低下し、凝集してゲル化してしまうため、通常、pH10以上のアルカリ性とされている。一方、アルコキシシランは、酸性条件下で加水分解を行うことが必須とされている。これは、アルコキシシランやその加水分解物は、アルカリ条件下では縮合反応が急激に進行し、凝集してしまうためで、該凝集が生じると、充分なガスバリア性を発現させることは難しい。
そこで、pHが上記範囲であれば、アルコキシシランの加水分解物(pH2〜4)に与えるpHの変化が緩和され、アルコキシシランの加水分解物が不均一に縮合することで生じる凝集が抑制され、より高いガスバリア性を発現できる。
一方、カルボキシ基量が、2.0〜4.0mmol/gの範囲内では、分散工程におけるカチオン添加量を減らすことができるため、ガスバリア性低下を招くセルロースナノファイバーの吸水による膨潤を抑えることができる。特に、2.5〜4.0mmol/gの範囲においては、カチオンを添加しなくても、十分に微細化したセルロースナノファイバーを得られることができるため、耐水性、透明性および結晶性が高く、さらに緻密で強度に優れた膜を得ることができる。従って、高湿度条件下におけるガスバリア性低下を抑制することができる。
固形分濃度0.2%のセルロースナノファイバーの水性分散液100mlを調整し、塩酸を加えpH3とした後、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を用いて電気伝導度滴定を行う。電気伝導度滴定は、自動滴定装置(AUT−701、東亜ディーケーケー社製)を用いて0.5N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値を測定する。滴定は、pH11に達するまでおこない、得られた電導度曲線からカルボキシ基の緩衝作用により消費された0.5N水酸化ナトリウム量A(ml)を次式に代入して求める。
カルボキシ基量(mmol/g)=0.5×A(ml)/セルロースナノファイバーの乾燥重量(g)
本発明において、シラン化合物は、具体的には、後述するシランカップリング剤、アルコキシシラン、それらの加水分解物等のことを指す。
本発明において、シランカップリング剤は、ケイ素原子に結合した加水分解性基を少なくとも2個有するシラン化合物である。
加水分解性基は、加水分解により水酸基となり得る基である。該加水分解が生じると、シランカップリング剤中にシラノール基(Si−OH)が生成する。
加水分解性基としては、たとえばアルコキシ基、アセトキシ基、塩素原子等が挙げられ、これらの中でもアルコキシ基が好ましい。すなわち、シランカップリング剤としては、アルコキシシランが好ましい。該アルコキシ基におけるアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましく、エチル基が特に好ましい。
シランカップリング剤1分子中に含まれる加水分解性基の数は、2〜4個であり、3または4個が好ましく、3個が特に好ましい。
該反応性官能基としては、一般的にシランカップリング剤にてSi原子に結合する有機基が有する官能基として用いられているものの中から、セルロースナノファイバー表面や基材表面に存在する官能基(カルボキシ基、水酸基等)と反応して化学結合(共有結合)を形成し得るもの、又は相互作用(水素結合)し得るものを適宜選択できる。具体例として、たとえばビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、塩素原子、イソシアネート基等が挙げられる。これらの中でも、エポキシ基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基が好ましい。
ナノファイバー分散液のpHが酸性の場合、セルロースナノファイバーの分散安定性が低下し、凝集が生じるおそれがあるため、そのpHとしては中性〜アルカリ性が好ましいが、たとえばテトラアルコキシシランの場合、加水分解の最適pHが酸性領域にあり、中性〜アルカリ性では加水分解が急激に進行して凝集するおそれがあるため、予め加水分解させてからナノファイバー分散液に配合する必要がある。アミノ基を有するシランカップリング剤は、加水分解の最適pHが中性から弱アルカリ性であるため、そのままナノファイバー分散液に配合しても凝集は生じにくく、好ましい。
また、アミノ基は、セルロースナノファイバー表面に存在するカルボキシ基との反応性に優れている。そのため、たとえばテトラアルコキシシランに比べて、少量の配合量で充分な密着性およびガスバリア性の向上効果が得られる。また、膜の耐水性も向上し、高湿度条件下でも高いガスバリア性が得られる。特に後述する無機層状化合物を配合する場合にこれらの効果が大きい。
該連結基としては、たとえば、−NH−が介在していてもよいアルキレン基、アリーレン基等が挙げられ、特に−NH−が介在していてもよいアルキレン基が好ましい。
該アルキレン基としては、直鎖状、分岐鎖状、環状のいずれであってもよく、直鎖状または分岐鎖状が好ましく、直鎖状がより好ましい。該アルキレン基の炭素数は、1〜15が好ましく1〜9がより好ましく1〜6がさらに好ましい。該炭素数が大きいほど、耐水性が向上する。これは、該連結基がセルロースナノファイバーの水への親和性を低下させるためと考えられる。一方、該炭素数が小さいほど、密着性およびガスバリア性が向上する。
アリーレン基としては、たとえばフェニレン基が挙げられる。
反応性官能基は、本発明の効果に優れることから、連結基を介してSi原子に結合していることが好ましく、−NH−が介在していてもよいアルキレン基を介してSi原子に結合していること特に好ましい。
シランカップリング剤1分子中に含まれる反応性官能基の数は、1または2個が好ましく、1個が特に好ましい。
式中、Rのアルキル基は、前記加水分解性基の説明で、アルコキシ基におけるアルキル基として挙げたものと同様のものが挙げられる。
式中の複数のRはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
Aにおける反応性官能基としては、前記と同様のものが挙げられ、エポキシ基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基が好ましく、アミノ基が特に好ましい。
Lにおけるアルキレン基、アリーレン基としては、それぞれ、前記連結基の説明で挙げたものと同様のものが挙げられる。Aが反応性官能基である場合、Lとしては、−(CH2)x−または−(CH2)y−NH−(CH2)z−が好ましい。式中、xは1〜15の整数であり、1〜9が好ましい。yは1〜8の整数であり、1〜4が好ましい。zは1〜8の整数であり、1〜4が好ましい。
nが2である場合、式中の複数のAおよびLはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
nとしては、0または1が好ましく、1が特に好ましい。
上記の中でも、nが0である化合物、またはnが1であり且つAが反応性官能基である化合物が好ましく、該反応性官能基がアミノ基であるものが最も好ましい。
nが1であり、かつAがアミノ基である化合物としては、たとえば、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリメトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。これらの中でも、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシランが好ましい。
膜形成用組成物中、シランカップリング剤の配合量は、使用するシランカップリング剤の種類に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、セルロースナノファイバー(固形分)に対して、0.5〜150質量%が好ましく、0.5〜100質量%がより好ましい。
特に、アミノ基等の反応性官能基を有するシランカップリング剤を用いる場合、その配合量は、セルロースナノファイバーに対して0.5〜30質量%がさらに好ましく、1〜10質量%が特に好ましい。該配合量が30質量%を超えると、特に無機層状化合物を併用する場合に、密着性は良好であるもののガスバリア性が低下するおそれがある。
なお、本発明において、シランカップリング剤の配合量は、テトラアルコキシシランの場合はSiO2換算量である。膜形成用組成物中のテトラアルコキシシランの配合量は、テトラアルコキシシランおよび該テトラアルコキシシランに由来する成分の合計量であり、該成分には、未反応のテトラアルコキシシランのほか、その加水分解物、縮合物が含まれる。
テトラアルコキシシラン以外のシランカップリング剤の配合量は化合物としての質量である。
特にテトラアルコキシシランを配合する場合は、予め水性媒体中で加水分解させ、加水分解物を含む加水分解液として配合することが好ましい。
該加水分解液は、テトラアルコキシシランを公知の方法により加水分解することにより調製でき、たとえば、アルコキシシランをメタノール等のアルコールに溶解し、その溶液に、塩酸等の酸の水溶液を添加し、加水分解反応させることにより調製できる。
アルコールの使用量は、最終的に得られる加水分解液全量に対し、5〜90質量%が好ましく、30〜50質量%がより好ましい。
加水分解反応時の反応系内のpHは、2〜4が好ましく、3〜4がより好ましい。該pHが2未満であると、ナノファイバー分散液と混合した際に、セルロースナノファイバーが凝集するおそれがある。該pHが4超であると、アルコキシシランが凝集してガスバリア性が低下するおそれがある。加水分解反応時の反応系内のpHを2〜4とすることにより、セルロースナノファイバーまたはアルコキシシランの凝集がなく、均一に分散したナノファイバー分散液を得ることができる。これにより、分散液の安定性が良くなるだけでなく、分散液を塗布した皮膜のバリア性を高めることができる。
該pHは、添加する酸の水溶液の濃度により調節できる。
加水分解反応時の反応温度は、25℃以下が好ましい。該反応温度の下限は特に限定されず、加水分解反応が進行し得る範囲内であればよい。
また、反応時間は、反応時間によっても異なるが、30分間以上が好ましく、2時間以上がより好ましい。反応時間が長いほど、アルコキシシランが均一に加水分解される。アルコキシシランを均一に加水分解することでセルロースナノファイバー分散液との混合時に、セルロースナノファイバーまたはアルコキシシランの凝集がなく、均一に分散したナノファイバー分散液を得ることができる。これにより、分散液の安定性が良くなるだけでなく、分散液を塗布した皮膜のバリア性を高めることができる。
加水分解液のpHは、2〜4が好ましく、3〜4がより好ましい。
pH調節は前述したアルカリまたは酸を添加することにより実施できる。
また、必要に応じて、該加水分解液に水性媒体を添加する等により、該加水分解液中のテトラアルコキシシラン(SiO2換算)の濃度を調節してもよい。
ここで、テトラアルコキシシラン(SiO2換算)の濃度は、該加水分解液中に含まれる、テトラアルコキシシランに由来する成分のSiO2換算濃度である。該成分としては、加水分解物のほか、未反応の原料(テトラアルコキシシラン)、それらの縮合物も含まれる。該濃度は、該加水分解液の調製に用いたテトラアルコキシシランの量から求められる。
加水分解液中のテトラアルコキシシラン(SiO2換算)の濃度は、10質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましい。該濃度が低いほど、ナノファイバー分散液との混合時のショックが低減され、テトラアルコキシシランやその加水分解物の凝集を抑制でき、均一に分散したナノファイバー分散液を得ることができる。これにより、分散液の安定性が良くなるだけでなく、分散液を塗布した皮膜のバリア性を高めることができる。該濃度の下限は特に限定されず、0質量%超であればよい。
水性媒体としては前記と同様のものが挙げられ、水が好ましい。
加水分解液(b)は、加水分解させたアルコキシシランを含有するものであり、pHが2〜4である。該pHは3〜4が好ましい。
アルコキシシランとしては、たとえば、一般式AnSi(OR)4−n[式中、Rはアルキル基であり、Aは水素原子または非加水分解性の有機基であり、nは0〜2の整数である。]で表される化合物が挙げられる。
式中、Rのアルキル基は、炭素数1〜5のアルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基がより好ましく、エチル基が特に好ましい。
式中の複数のRはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
Aにおける非加水分解性の有機基としては、特に限定されず、たとえばアルキル基、アリール基、該アルキル基またはアリール基に反応性官能基が結合したもの等が挙げられる。反応性官能基としては、一般的にシランカップリング剤にて、Si原子に結合する有機基が有する官能基として用いられているものと同様であってよい。具体例として、たとえばビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、アクリロキシ基、アミノ基、ウレイド基、メルカプト基、塩素原子、イソシアネート基等が挙げられる。
Aとしては、アルキル基または水素原子が好ましい。該アルキル基としては、炭素数1〜6のアルキル基が好ましい。
nが2である場合、式中の複数のAはそれぞれ同じであっても異なっていてもよい。
nとしては、ガスバリア性の点から、0が特に好ましい。
nが1である化合物、つまりトリアルコキシシランとしては、たとえば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン等が挙げられる。
nが2である化合物、つまりジアルコキシシランとしては、たとえば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン等が挙げられる。
アルコキシシランとしては、1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
加水分解液(b)は、たとえば、アルコキシシランをメタノール等のアルコールに溶解し、その溶液に、塩酸等の酸の水溶液を添加し、加水分解反応させることにより調製できる。
アルコールの使用量は、最終的に得られる加水分解液(b)全量に対し、5〜90質量%が好ましく、30〜50質量%がより好ましい。
加水分解反応時の反応系内のpHは、2〜4が好ましく、3〜4がより好ましい。該pHが2未満であると、水性分散液(a)と混合した際に、セルロースナノファイバーが凝集するおそれがある。該pHが4超であると、アルコキシシランが凝集してガスバリア性が低下するおそれがある。
加水分解反応時の反応系内のpHを2〜4とすることにより、セルロースナノファイバーまたはアルコキシシランの凝集がなく、均一に分散したナノファイバー分散液を得ることができる。これにより、分散液の安定性が良くなるだけでなく、分散液を塗布した皮膜のバリア性を高めることができる。
該pHは、添加する酸の水溶液の濃度により調節できる。
加水分解反応時の反応温度は、25℃以下が好ましい。該反応温度の下限は特に限定されず、加水分解反応が進行し得る範囲内であればよい。
また、反応時間は、反応時間によっても異なるが、30分間以上が好ましく、2時間以上がより好ましい。反応時間が長いほど、アルコキシシランが均一に加水分解される。アルコキシシランを均一に加水分解することでセルロースナノファイバー分散液との混合時に、セルロースナノファイバーまたはアルコキシシランの凝集がなく、均一に分散したナノファイバー分散液を得ることができる。これにより、分散液の安定性が良くなるだけでなく、分散液を塗布した皮膜のバリア性を高めることができる。
また、必要に応じて、該加水分解液に水性媒体を添加する等により、該加水分解液中のアルコキシシラン(SiO2換算)の濃度を調節してもよい。
ここで、アルコキシシラン(SiO2換算)の濃度は、該加水分解液中に含まれる、アルコキシシランに由来する成分のSiO2換算濃度である。該成分としては、加水分解物のほか、未反応の原料(アルコキシシラン)、それらの縮合物も含まれる。該濃度は、該加水分解液の調製に用いたアルコキシシランの量から求められる。
加水分解液(b)中のアルコキシシラン(SiO2換算)の濃度は、10質量%以下が好ましく、3質量%以下がより好ましい。該濃度が低いほど、水性分散液(a)との混合時のショックが低減され、アルコキシシランやその加水分解物の凝集を抑制で均一に分散したナノファイバー分散液を得ることができる。これにより、分散液の安定性が良くなるだけでなく、分散液を塗布した皮膜のバリア性を高めることができる。該濃度の下限は特に限定されず、0質量%超であればよい。
水性媒体としては前記と同様のものが挙げられ、水が好ましい。
上記混合は、得られる膜形成用組成物のpHが、4〜6の範囲内となるように行うことが好ましい。該pHは、4〜5がより好ましい。
膜形成用組成物中、セルロースナノファイバーの固形分濃度は、膜形成用組成物の総質量に対し、0.1〜5質量%の範囲内であることが好ましく、0.1〜3質量%がより好ましい。
膜形成用組成物中、アルコキシシラン(SiO2換算)の濃度は、膜形成用組成物の総質量に対し、0.1〜10質量%の範囲内であることが好ましく、0.1〜5質量%がより好ましい。
ここで、膜形成用組成物中のアルコキシシラン(SiO2換算)の濃度は、加水分解液中のアルコキシシラン(SiO2換算)の濃度と同様、アルコキシシランに由来する成分のSiO2換算濃度である。該成分としては、加水分解物のほか、未反応の原料(アルコキシシラン)、それらの縮合物も含まれる。
無機層状化合物とは、層状構造を有する結晶性の無機化合物をいい、無機層状化合物である限り、その種類、粒径、アスペクト比等は特に限定されず、使用目的等に応じて適宜選択することができる。ガスバリア性、耐水性、耐湿性の点から、アスペクト比が大きいほど好ましい。該アスペクト比として具体的には、5以上が好ましく、10以上がより好ましい。該アスペクト比の上限は特に限定されない。実用上、20程度であれば充分である。
無機層状化合物として具体的には、たとえば、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィライト、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、スチーブンサイト、テトラシリリックマイカ、ナトリウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石等が挙げられる。これらの中でも、組成物中での分散安定性、組成物の塗工性等の点から、モンモリロナイトが好ましい。
無機層状化合物は、膜形成用組成物に直接配合してもよく、予め水等の水性媒体に分散させてから配合してもよい。
膜形成用組成物が無機層状化合物を含有する場合、該膜形成用組成物中のセルロースナノファイバー/無機層状化合物の質量比は、99/1〜30/70が好ましく、90/10〜50/50がより好ましい。該質量比が99/1以上となる量の無機層状化合物を配合すると、上記効果が充分に得られる。該質量比が30/70を超える量の無機層状化合物を配合すると、該膜形成用組成物中でのセルロースナノファイバーの分散性が悪くなるおそれがある。
本発明のシートは、上記膜形成用組成物を用いて形成された膜を備えるものであり、該膜は、セルロースナノファイバーと、シラン化合物由来成分とを含有する。上記膜形成用組成物は、セルロースナノファイバーまたはシラン化合物由来成分が凝集せず、均一に分散しているため、上記膜形成用組成物を用いることにより、セルロースナノファイバーがナノオーダーでも均一に分散した膜を形成することができる。
シラン化合物由来成分としては、シランカップリング剤、アルコキシシラン、それらの加水分解物、その縮合物等が挙げられる。該シラン化合物由来成分は、セルロースナノファイバーと反応して複合化していてもよい。
以下、該膜形成用組成物を用いて形成された膜をナノファイバー膜ということがある。
該ナノファイバー膜は、支持体上に、上記膜形成用組成物からなる塗膜を形成し、乾燥させることにより形成できる。
塗膜の形成方法は特に限定されず、コーティング法、キャスト法等の公知の方法が利用できる。コーティング法としては、グラビアコート法、グラビアリバースコート法、ロールコート法、リバースロールコート法、マイクログラビアコート法、コンマコート法、エアナイフコート法、バーコート法、メイヤーバーコート法、ディップコート法、ダイコート法、スプレーコート法等が挙げられ、いずれの方法を用いてもよい。
塗膜の乾燥方法としては、自然乾燥、送風乾燥、熱風乾燥、UV乾燥、熱ロール乾燥、赤外線照射等を用いることができる。
塗膜の乾燥条件は、塗膜中の水性媒体を除去できればよく、特に限定されないが、乾燥温度が高いほど、または乾燥時間が長いほど、シロキサンネットワークの構築が充分に行われ、高湿度下でのガスバリア性が良好となる傾向がある。かかる観点から、乾燥温度は、80℃以上が好ましく、150℃以上がより好ましい。また、乾燥時間は、3分間以上が好ましく、10分間以上がより好ましい。
乾燥温度の上限は、膜形成用組成物中の固形分濃度や用いる水性媒体の種類、乾燥時間等を考慮して適宜設定すればよい。乾燥時間は、180分間以下が好ましい。
ナノファイバー膜の厚さ(乾燥後の厚さ)は、0.1〜5μmが好ましく、0.1〜1μmがより好ましい。該厚さが5μm超であると屈曲性が劣り、0.1μm未満であると支持体(表面の凹凸)の影響を受け、ガスバリア性が低下するおそれがある。
本発明のシートが前記ナノファイバー膜のみから構成される単層シートである場合、該シートは、上記のようにして支持体上に形成したナノファイバー膜を該支持体から剥離することにより得られる。
本発明のシートが、該ナノファイバー膜以外の他の層を有する多層シートである場合、該多層シートは、前記支持体として該他の層を用いて該他の層上に直接前記ナノファイバー膜を形成してもよく、また、上記のようにして作製した単層シートと、他のシートとを積層することにより作製してもよい。後者の場合、単層シートと他のシートとは、接着剤を用いて積層してもよく、直接積層してもよい。
基材としては、特に限定されず、一般的に使用されている種々のシート状の基材(フィルム状のものを含む)のなかから、当該シートの用途に応じて適宜選択して使用することができる。このような基材の材質として、たとえば、紙、板紙、ポリ乳酸、ポリブチルサクシネート等の生分解性プラスチック、ポリオレフィン系樹脂(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル系樹脂(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、ポリエチレンナフタレート等)、セルロース系樹脂(トリアセチルセルロース、ジアセチルセルロース、セロファン等)、ポリアミド系樹脂(ナイロン−6、ナイロン−66等)、ポリ塩化ビニル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エチレンビニルアルコール系樹脂等、これらの高分子を構成するモノマーのいずれか2種以上の共重合体等が挙げられる。
特に、紙やポリ乳酸、ポリブチルサクシネートなどの生分解性プラスチック、バイオポリエチレンなど、バイオマス由来材料からできた基材を用いると、環境負荷の少ない天然物由来材料であるセルロースナノファイバーの利点を最大限に生かすことができるため、好ましい。紙やポリ乳酸などの基材は、基材自体はガスバリア性と密着性の低い基材として知られているが、これらの基材を本発明のセルロースナノファイバー膜に積層させることで、ガスバリア性と密着性の高いバイオマス由来材料を提供できる。
該基材は、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤等の公知の添加剤を含有してもよい。
該基材は、表面に、コロナ処理、アンカーコート処理、プラズマ処理、オゾン処理、フレーム処理等の表面処理が施されていてもよい。表面処理を施すことで、該表面に積層される層(たとえば前記ナノファイバー膜、後述する蒸着層等)との密着性が向上する。これらの表面処理は公知の方法により実施できる。
基材の厚さは、当該シートの用途等に応じて適宜設定できる。たとえば包装材料として用いられる場合、通常、10〜200μmの範囲内であり、10〜100μmが好ましい。
無機化合物としては、特に限定されず、従来、ガスバリア材等において蒸着膜を形成するために用いられているものが利用できる。具体例として、たとえば酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化スズ等の無機酸化物が挙げられる。これらはいずれか1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
無機化合物としては、特に、酸素ガスや水蒸気に対するバリア性に優れることから、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化ケイ素から選ばれる少なくとも1種が好ましい。これらの中でも、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素が好ましい。
蒸着層の厚さは、用いられる無機化合物の種類・構成により最適条件が異なるが、一般的には数nm〜500nmの範囲内、好ましくは5〜300nmの範囲内で、所望のガスバリア性等を考慮して適宜選択される。この蒸着層の厚さが薄すぎると蒸着膜の連続性が維持されず、反対に厚すぎると可撓性が低下し、クラックが発生しやすくなって、該蒸着層のガスバリア性が充分に発揮されないおそれがある。
蒸着層は、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ気相成長法(CVD法)等の公知の方法により形成できる。
基材上に蒸着層を形成する場合、該基材の蒸着層を形成する面に、前述したような表面処理を施すことが好ましい。この場合、該表面処理としては、アンカーコート処理が好ましい。
基材として、蒸着層が形成された市販のフィルムまたはシートを用いることもできる。
基材として、蒸着層が片面に形成されているものを用いる場合、前記ナノファイバー膜は、基材の蒸着層側に積層されてもよく、その反対側に積層されてもよい。印刷適性、屈曲性等の点から、蒸着層側が好ましい。
熱溶着可能な熱可塑性樹脂層としては、たとえば、未延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)等のポリプロピレンフィルム;低密度ポリエチレンフィルム(LDPE)、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(LLDPE)等のポリエチレンフィルム;等が挙げられる。
該熱可塑性樹脂層は、通常、押し出し成形によって、または接着剤層を介して、ナノファイバー膜上に積層される。
本発明のシートは、上記のほか、必要に応じて、印刷層、中間フィルム層等を設けてもよい。たとえば上記層を設けたシートの構成例として、下記構成が挙げられる。
(a)基材/ガスバリア層/ラミネート用接着剤層/ヒートシール層
(b)基材/ガスバリア層/印刷層/ラミネート用接着剤層/ヒートシール層
(c)基材/ガスバリア層/ラミネート用接着剤層/中間フィルム層/ラミネート用接着剤層/ヒートシール層
基材への密着性および耐水性に優れ、ガスバリア性も良好であることから、該ナノファイバー膜を基材上に設けたシートは、水や湿度による密着性の低下が生じにくく、たとえば高湿度条件下においても優れた耐久性を発揮する。また、水や湿度によるガスバリア性の低下が生じにくく、たとえば高湿度条件下においても良好なガスバリア性を発揮する。
また、アルコキシシランのみの加水分解、縮合により形成された膜は硬く脆い欠点があるが、セルロースナノファイバーと組み合わせることで、柔軟性が向上する。
そのため、本発明のシートは、ガスバリア材として有用である。
本発明の有用性は前記ナノファイバー膜が基材上に積層されている場合に特に高い。
なお、以下の各例において、pHは、pHメーター(堀場製作所社製「D−51T」)を用い、25℃におけるpHを測定した。
針葉樹クラフトパルプ30gを水600gに浸漬し、ミキサーにて分散させた。分散後のパルプスラリーにあらかじめ水200gに溶解させたTEMPOを0.3g、NaBrを3g添加し、更に水で希釈し全体を1400mLとした。系内を20℃に保ち、セルロース1gに対し10mmolになるよう次亜塩素酸ナトリウム水溶液を計りとり、pH10に調製した後、系内に添加した。滴下開始からpHは低下を始めたが、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを10に保った。滴下開始から2時間後、0.5N水酸化ナトリウムが2.5mmol/gになったところでエタノールを30g添加し、反応を停止させた。反応系に0.5N塩酸を添加し、pH2まで低下させた。酸化パルプをろ過し、0.01N塩酸または水で繰返し洗浄して酸化パルプを得た。
該酸化パルプのカルボキシ基量を下記手順で測定したところ、1.6mmol/gであった。
[酸化パルプのカルボキシ基量の測定]
酸化パルプを固形分重量で0.1g量りとり、1質量%濃度で水に分散させ、塩酸を加えてpHを3とした。その後0.5N水酸化ナトリウム水溶液を用いて電導度滴定法によりカルボキシ基量(mmol/g)を求めた。
メタノール36.4gにTEOS44.8gを溶解させてTEOSのメタノール溶液を調製した。該溶液に、攪拌下で0.01N塩酸44.8gを滴下して反応系内のpHを3に調整しつつ、滴下開始から2時間攪拌することによりTEOS加水分解液(SiO2換算でのTEOSの濃度:1質量%)を得た。
モンモリロナイト(クニミネ工業社製「クニピアF」)に、固形分濃度が1.0質量%になるようにイオン交換水を加え、超音波ホモジナイザーで分散処理を施してモンモリロナイト分散液を得た。
前記製造例1〜3でそれぞれ調製したナノファイバー分散液、モンモリロナイト分散液、TEOS加水分解液、および下記S1〜S4から選ばれるいずれか1種の化合物(以下、(S)成分という。)を、それぞれ、ナノファイバー(固形分)とモンモリロナイト(固形分)とTEOS(SiO2換算)と(S)成分との配合比(質量比)が表1に示す配合比となるように混合することにより、膜形成用組成物を調製した。各例で使用した(S)成分は表1に示すとおりである。
S1:3−アミノプロピルトリエトキシシラン[NH2CH2CH2CH2Si(OC2H5)3]。
S2:チッソ社製「サイラエースS510」(3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)。
S3:3−(2−アミノエチルアミノ)プロピルトリエトキシシラン[NH2CH2CH2NHCH2CH2CH2Si(OC2H5)3]。
S4:チッソ社製「サイラエースS710」(3−メタクリロイルオキシプロピルトリメトキシシラン)。
[密着性評価]
基材として、表面をコロナ処理した膜厚12μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用意した。
該基材のコロナ処理面上に、膜形成用組成物を、バーコーターを用いて塗布した後、120℃で5分間乾燥処理することにより膜厚約200nmのフィルム(以下、「コーティングフィルム」という。)を形成した。これにより、前記基材上に膜厚約200nmのコーティングフィルムが積層されてなる積層フィルムを得た。
該コーティングフィルムに、クロスカットガイド「CCJ−1」(コーテック社製)を用い、縦×横にそれぞれ10本×10本の碁盤目(間隔1mm、計100カット)をきり、その上にセロテープ(登録商標)(ニチバン社製「CT24」)を貼り付けて剥離試験を行った。剥離後、基材表面に、剥離せず残った碁盤目の数を数えた。その結果(残った碁盤目の数/100)を「残存碁盤目数」として表1に示す。
比較例1、実施例1〜5、比較例2、実施例6〜9、13〜18で得た膜形成用組成物をそれぞれポリスチレン容器に流し込み、50℃で18時間乾燥させ、膜厚15μmのキャストフィルムを得た。
作製した各キャストフィルムの質量(g)を測定し、その後、該キャストフィルムを純水に1分間浸漬した。該キャストフィルムを取り出し、その表面に付着した余分な水を吸い取った後、その質量(g)を測定した。
各キャストフィルムの浸漬前の質量および浸漬後の質量から、以下の式により膨潤倍率を算出した。該膨潤倍率が低いほど、水に膨潤し難く、耐水性が高いと言える。
膨潤倍率=(浸漬後の重量)/(浸漬前の重量)
膜形成用組成物として、比較例1、実施例2〜3、比較例2、実施例6〜18で得た膜形成用組成物を用いた以外は前記[密着性評価]と同様にして、積層フィルムを作製した。
該積層フィルムについて、30℃、70%RH雰囲気下での酸素透過度(cm3/m2・day)を、酸素透過度測定装置MOCON OX−TRAN 2/21(モダンコントロール社製)を用いて測定した。
また、実施例1〜5、13〜18の結果から、アミノ基、エポキシ基、メタクリロキシ基等の反応性官能基がアルキレン基を介してSi原子に結合したシランカップリング剤である(S)成分が、少ない配合量で密着性の向上、ガスバリア性の向上、耐水性の向上等の効果を発揮することが確認できた。これらのうち、耐水性の向上効果は、(S)成分をセルロースナノファイバー100質量部に対して2質量部以上配合した実施例1〜5、14〜18で顕著であった。
また、実施例6〜9の結果と、モンモリロナイトの配合の有無以外はそれらと同じ組成の前記実施例1〜2の結果との比較から、モンモリロナイトの配合により、基材に対する密着性および30℃70%RH雰囲気下での酸素ガスバリア性が大きく向上することが確認できた。
膜形成用材料として前記比較例1、実施例2、実施例7、実施例10の膜形成用材料をそれぞれ使用してコーティングフィルムを形成した以外は前記[密着性評価]と同様にして積層フィルムを作製した。
該積層フィルムのコーティングフィルム側(基材とは反対側)に、さらに、ウレタンポリオール系接着剤を用いて、ドライラミネートにより膜厚70μmのポリプロピレン(PP)フィルムを貼り合わせることにより3層積層体を得た。
該3層積層体について、前記と同様にして30℃70%RH雰囲気下での酸素透過度を測定した。また、下記の手順で、水蒸気透過度および密着強度を測定した。その結果を表2に示す。
[水蒸気透過度の測定]
40℃、90%RH雰囲気下での水蒸気透過度(g/m2・day)を、水蒸気過度測定装置PERMATRAN W−3/33 MG(モダンコントロール社製)を用いて測定した。
[密着強度の測定]
各3層積層体を、幅15mm×長さ10cmの短冊状に切り抜き、試験片とした。該試験片について、JIS−K−7127に準拠して、引張り速度300mm/minでT字剥離を行って、基材とPPフィルムの間の密着強度(N/15mm)を測定した。
基材として、膜厚25μmのポリ乳酸(PLA)フィルムを使用し、膜形成用材料として前記比較例1、実施例2、実施例7の膜形成用材料をそれぞれ使用してコーティングフィルムを形成した以外は前記実施例19と同様にして積層フィルムを作製し、3層積層体を得た。
得られた3層積層体について、それぞれ、実施例19と同じ評価を行った。その結果を表2に示す。
基材として、厚さ約70μmの紙(坪量100g/m2のコート紙)を使用し、膜形成用材料として前記比較例1、実施例2、実施例7の膜形成用材料をそれぞれ使用してコーティングフィルムを形成した以外は前記実施例19と同様にして積層フィルムを作製し、3層積層体を得た。
得られた積層フィルムについて、それぞれ、実施例19と同じ評価を行った。その結果を表2に示す。
基材として、膜厚12μmのPETフィルムの片面に厚さ40nmの蒸着層(SiOx)が形成された蒸着フィルムを使用し、該基材の蒸着層側に、膜形成用材料として前記比較例1、実施例2、実施例10の膜形成用材料をそれぞれ使用してコーティングフィルムを形成した以外は前記実施例19と同様にして積層フィルムを作製し、3層積層体を得た。
得られた積層フィルムについて、それぞれ、実施例19と同じ評価を行った。その結果を表2に示す。
[pHの測定]
pHメーター(堀場製作所社製「D−51T」)を用い、25℃におけるpHを測定した。
酸化パルプを固形分重量で0.1g量りとり、1質量%濃度で水に分散させ、塩酸を加えてpHを3とした。その後0.5N水酸化ナトリウム水溶液を用いて電導度滴定法によりカルボキシ基量(mmol/g)を求めた。
ガスバリア性フィルムの酸素透過度(cm3/m2・day)を、25℃、70%RH雰囲気下で、酸素透過度測定装置MOCON OX−TRAN 2/21(モダンコントロール社製)を用いて測定することで、高湿度条件下での酸素バリア性を評価した。
ガスバリア性フィルムの水蒸気透過度(g/m2・day)を、40℃、90%RH雰囲気下で、JIS Z0208に準拠し、カップ法により測定することで、高湿度条件下での水蒸気バリア性を評価した。
針葉樹クラフトパルプ30gを水600gに浸漬し、ミキサーにて分散させた。分散後のパルプスラリーにあらかじめ水200gに溶解させたTEMPOを0.3g、NaBrを3g添加し、更に水で希釈し全体を1400mLとした。系内を20℃に保ち、セルロース1gに対し10mmolになるよう次亜塩素酸ナトリウム水溶液を計りとり、pH10に調製した後、系内に添加した。滴下開始からpHは低下を始めたが、0.5N水酸化ナトリウム水溶液を用いてpHを10に保った。滴下開始から2時間後、0.5N水酸化ナトリウムが2.5mmol/gになったところでエタノールを30g添加し、反応を停止させた。反応系に0.5N塩酸を添加し、pH2まで低下させた。酸化パルプをろ過し、0.01N塩酸または水で繰返し洗浄して酸化パルプを得た。該酸化パルプのカルボキシ基量は1.8mmol/gであった。
該酸化パルプを、固形分濃度が1.0質量%となるようにイオン交換水で希釈し、得られた希釈液に1N水酸化ナトリウム水溶液を添加してpHを8とした後、高速回転ミキサーで20分間処理することにより、セルロースナノファイバーの水性分散液a1を得た。該水性分散液a1は透明で、pHは6であった。
メタノール36.4gにTEOS44.8gを溶解させてTEOSのメタノール溶液を調製した。該溶液に、攪拌下で0.01N塩酸44.8gを滴下して反応系内のpHを3に調整しつつ、滴下開始から2時間攪拌することによりTEOS加水分解液(SiO2換算でのTEOSの濃度:1質量%)を得た。
前記製造例5において、0.01N塩酸の代わりに0.02N塩酸を使用し、反応系内のpHを2に調整した以外は製造例5と同様にして、pH2の加水分解液b2を得た。
製造例5で得たTEOS加水分解液に、SiO2換算でのTEOSの濃度が20質量%となるようにイオン交換水を加えてpH3の加水分解液b3を得た。
前記製造例5において、0.01N塩酸の代わりに0.0001N塩酸を使用し、反応系内のpHを4.5に調整した以外は製造例4と同様にして、pH4.5の加水分解液b4を得た。
モンモリロナイト(クニミネ工業社製「クニピアF」)に、固形分濃度が1.0質量%になるようにイオン交換水を加え、超音波ホモジナイザーで分散処理を施してモンモリロナイト分散液を得た。
前記製造例4、5、9でそれぞれ調製した水性分散液a1、加水分解液b1及びモンモリロナイト分散液を、セルロースナノファイバー、TEOS、モンモリロナイトの配合比(質量比。TEOSはSiO2換算)が表3に示す配合比となるように混合して塗布液(ガスバリア層形成用組成物)を調製した。
得られた塗布液を、それぞれ、膜厚25μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム上に、バーコーター(#50)により塗布した後、120℃で5分間乾燥処理することにより膜厚約250nmのガスバリア層を形成した。これにより、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
得られたガスバリアフィルムについて、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。その結果を表4に示す。
前記実施例28において、乾燥処理条件を120℃15分間に変更した以外は前記実施例28と同様にして、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
該ガスバリアフィルムついて、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。その結果を表4に示す。
前記実施例28において、乾燥処理条件を150℃5分間に変更した以外は前記実施例28と同様にして、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
該ガスバリアフィルムついて、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。その結果を表4に示す。
前記実施例28において、乾燥処理条件を180℃5分間に変更した以外は前記実施例28と同様にして、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
該ガスバリアフィルムついて、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。その結果を表4に示す。
前記実施例28において、膜厚25μmのPETフィルムの片面に厚さ400nmの蒸着層が形成された蒸着フィルム(基材:PET、蒸着層:SiOx)を用いた以外は前記実施例28と同様にして、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
塗布液は、蒸着層側に塗布した。
該ガスバリアフィルムついて、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。その結果を表4に示す。
前記実施例28において、PETフィルムの代わりに、厚さ70μmの紙(コート紙)を用いた以外は前記実施例28と同様にして、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
該ガスバリアフィルムついて、酸素透過度を測定した。その結果を表4に示す。なお、水蒸気透過度については、基材としてPETフィルムではなく紙を用いたため測定しなかった。
前記実施例28において、加水分解液b1の代わりに、製造例6で得た加水分解液b2を用い、セルロースナノファイバー、TEOSの配合比(質量比)が表3に示す配合比となるように混合した以外は前記実施例28と同様にして、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
該ガスバリアフィルムついて、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。その結果を表4に示す。
なお、本実施例で調製した塗布液は、セルロースナノファイバーの凝集が生じ、実施例28〜35で調製した塗布液に比べて粘度が高くなっていた。
前記実施例28において、塗布液を調製せず、該塗布液の代わりに水性分散液a1を用いた以外は前記実施例28と同様にして、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
該ガスバリアフィルムついて、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。その結果を表4に示す。
前記実施例28において、加水分解液b1の代わりに、製造例7で得た加水分解液b3を用い、セルロースナノファイバー、TEOSの配合比(質量比)が表3に示す配合比となるように混合した以外は前記実施例28と同様にして、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
該ガスバリアフィルムついて、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。その結果を表4に示す。
前記実施例28において、加水分解液b1の代わりに、製造例8で得た加水分解液b4を用い、セルロースナノファイバー、TEOSの配合比(質量比)が表3に示す配合比となるように混合した以外は前記実施例28と同様にして、膜厚約250nmのガスバリア層を有するガスバリアフィルムを得た。
該ガスバリアフィルムついて、酸素透過度及び水蒸気透過度を測定した。その結果を表4に示す。
一方、TEOSの加水分解物を配合しなかった比較例7、セルロースナノファイバー/TEOS(SiO2換算)の質量比が20の比較例8、加水分解液のpHが4.5の比較例9は、高湿度条件下における酸素ガスバリア性が低く、水蒸気バリア性についても、実施例28〜36に比べて低かった。特に比較例8〜9は、TEOSの加水分解物を配合したにもかかわらず、比較例7よりも酸素ガスバリア性が低かった。
[セルロースのTEMPO酸化]
(材料)
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、Machenziej)
TENPO:市販品(東京化成工業)
次亜塩素酸ナトリウム:市販品(和光純薬)
臭化ナトリウム:市販品(和光純薬)
(TEMPO酸化)
漂白クラフトパルプ10g(乾燥重量換算)を水500ml中で一晩静置し、パルプを膨潤させた。これを表1に示した各条件の温度に調整し、TEMPO0.1gと臭化ナトリウム1gを添加し、パルプの懸濁液とした。さらに、攪拌しながらセルロース重量当たり10mmol/gの次亜塩素酸ナトリウムを添加した。この際、約1N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、表1に示した各条件の時間だけ反応をおこなった後、2N塩酸で中和処理し、さらに水洗し酸化セルロース(酸型)を得た。
得られた酸化セルロースのカルボキシ基量を、明細書記載の方法に従って測定した。その結果を表6に示す。
得られた酸化セルロースをイオン交換水で固形分濃度1%に調整し、表5に示す各条件のpH(酸化セルロースが分散可能となるpH)になるように、0.5N水酸化ナトリウムを用いてpH調整をおこなった。なお、表5の条件2から5、および8の各条件については、pH調整をおこなわなかった。その後、高速回転ミキサーを用いて、表5に示す各条件の時間だけ攪拌し、透明なセルロースナノファイバー分散液(膜形成用組成物)を得た。
セルロースナノファイバー分散液を用いてキャストフィルムを作製した。そのキャストフィルムの質量(g)を測定し、その後、キャストフィルムを純水に1分間浸漬した。該キャストフィルムを取り出し、その表面に付着した余分な水を吸い取った後、その質量(g)を測定した。各キャストフィルムの浸漬前の質量および浸漬後の質量から、以下の式により膨潤倍率を算出した。該膨潤倍率が低いほど、水に膨潤し難く、耐水性が高いと言える。
膨潤倍率=(浸漬後の重量)/(浸漬前の重量)
[参考例1〜4におけるガスバリア性フィルムの作製]
表5の条件1〜4で作製したセルロースナノファイバー分散液を、それぞれ参考例1〜4のコーティング液として用いた。厚さ12μmポリエチレンテレフタラートフィルム(ルミラーP60、東レ社製)基材上に、コーティング液を、バーコート法により膜厚0.25μmになるように塗布後、120℃、15分乾燥させガスバリア層を形成し、ガスバリア性フィルムを作製した。
[比較例10〜13におけるガスバリア性フィルムの作製]
表5の条件5〜8で作製したセルロースナノファイバー分散液を、それぞれ比較例10〜13のコーティング液として用いた。厚さ12μmポリエチレンテレフタラートフィルム(ルミラーP60、東レ社製)基材上に、コーティング液を、バーコート法により膜厚0.25μmになるように塗布後、120℃、15分乾燥させガスバリア層を形成し、ガスバリア性フィルムを作製した。
酸素透過度測定装置MOCON(OX−TRAN2/21、モダンコントロール社製)を用いて、高湿度(70%RH)の雰囲気下で測定をおこなった。ガスバリア性フィルムの酸素透過度を測定した。
Claims (18)
- セルロースナノファイバーが水性媒体中に分散した水性分散液に、シランカップリング剤を配合した膜形成用組成物。
- 前記シランカップリング剤の配合量が、前記セルロースナノファイバーに対して0.5〜150質量%である、請求項1に記載の膜形成用組成物。
- 前記シランカップリング剤として、アミノ基を有するシランカップリング剤を含む、請求項2に記載の膜形成用組成物。
- 前記アミノ基を有するシランカップリング剤の配合量が、前記セルロースナノファイバーに対して0.5〜30質量%である、請求項3に記載の膜形成用組成物。
- セルロースナノファイバーを含有するpH4〜9の水性分散液(a)と、加水分解させたアルコキシシランを含有するpH2〜4の加水分解液(b)とを、前記セルロースナノファイバー/前記アルコキシシラン(SiO2換算)の質量比が0.1〜5の範囲内となるように混合してなる膜形成用組成物。
- 前記アルコキシシランがテトラアルコキシシランである、請求項5に記載の膜形成用組成物。
- 前記加水分解液(b)中、前記アルコキシシラン(SiO2換算)の濃度が10質量%以下である、請求項6に記載の膜形成用組成物。
- 前記セルロースナノファイバーの平均繊維幅が、50nm以下であり、前記セルロースナノファイバーのカルボキシ基量が、2.0〜4.0mmol/gである、請求項5に記載の膜形成用組成物。
- 前記セルロースナノファイバーが、結晶性セルロースであり、セルロースI型の結晶構造を有する、請求項1または5に記載の膜形成用組成物。
- 前記セルロースナノファイバーが酸化セルロースからなる、請求項9に記載の膜形成用組成物。
- 前記酸化セルロースが、ニトロキシラジカル誘導体を用いた酸化反応により得られる、請求項10に記載の膜形成用組成物。
- さらに、無機層状化合物を含有する、請求項11に記載の膜形成用組成物。
- 請求項1または5に記載の膜形成用組成物を用いて形成された膜を備えるシート。
- 基材に前記膜が積層されている、請求項13に記載のシート。
- 前記基材の表面に無機化合物からなる蒸着層が形成されている、請求項14に記載のシート。
- 前記無機化合物が、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化ケイ素から選ばれる、請求項15に記載のシート。
- さらに、熱溶着可能な熱可塑性樹脂層を有する、請求項13または14に記載のシート。
- ガスバリア材である請求項13〜17のいずれか一項に記載のシート。
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---|---|---|---|---|
FI123630B (fi) | 2011-10-24 | 2013-08-30 | Teknologian Tutkimuskeskus Vtt | Menetelmä NFC-kalvojen valmistamiseksi alustoille |
JP5921960B2 (ja) * | 2012-06-04 | 2016-05-24 | 第一工業製薬株式会社 | 無機微粒子含有組成物およびそれを用いた被膜 |
JP5658725B2 (ja) * | 2012-10-29 | 2015-01-28 | トクラス株式会社 | 改質フィブリル化セルロースの製造方法、樹脂製品の製造方法、及び、樹脂製品 |
KR101373928B1 (ko) * | 2013-05-24 | 2014-03-12 | 김계수 | 열전사 코팅액 조성물 및 이를 이용한 디지털 승화전사 면직물 |
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JP6418158B2 (ja) * | 2013-07-25 | 2018-11-07 | 凸版印刷株式会社 | シート材及びそれを用いたバリア性包装容器並びにシート材の製造方法 |
WO2015107995A1 (ja) * | 2014-01-17 | 2015-07-23 | 日本製紙株式会社 | アニオン変性セルロースナノファイバーの乾燥固形物及びその製造方法 |
JP2015218299A (ja) * | 2014-05-20 | 2015-12-07 | 凸版印刷株式会社 | セルロースナノファイバーの製造方法、セルロースナノファイバー、およびその分散液 |
US10351632B2 (en) * | 2015-06-30 | 2019-07-16 | Billerudkorsnas Ab | Oxygen barriers based on modified cellulose fibers |
EP3350370B1 (en) | 2015-09-17 | 2023-07-12 | Stora Enso Oyj | A method for producing a film having good barrier properties |
JP2017101185A (ja) * | 2015-12-03 | 2017-06-08 | 株式会社ミマキエンジニアリング | コーティング剤、印刷物の製造方法、印刷物 |
JP5996082B1 (ja) * | 2015-12-25 | 2016-09-21 | 第一工業製薬株式会社 | セルロースナノファイバーおよび樹脂組成物 |
CN105664864B (zh) * | 2016-01-08 | 2018-05-01 | 中南大学 | 一种维管植物基多孔氧化聚合螯合吸附材料的制备方法与应用 |
CN108883619A (zh) | 2016-01-20 | 2018-11-23 | 王子控股株式会社 | 积层体及积层体的制造方法 |
WO2017147481A1 (en) * | 2016-02-26 | 2017-08-31 | The Penn State Research Foundation | Nanofilled solid polymer electrolytes |
SE539754C2 (en) | 2016-03-22 | 2017-11-14 | Stora Enso Oyj | Oxygen barrier film and laminate and methods of manufacturing the same |
SE539786C2 (en) | 2016-06-22 | 2017-11-28 | Stora Enso Oyj | Microfibrillated cellulose film |
SE539946C2 (en) * | 2016-07-01 | 2018-02-06 | Stora Enso Oyj | A method for the production of a film comprising microfibrillated cellulose and a film comprising microfibrillated cellulose |
JP6927225B2 (ja) * | 2016-08-12 | 2021-08-25 | 凸版印刷株式会社 | 蛍光体保護フィルム、波長変換シート及び発光ユニット |
SE540365C2 (en) | 2016-09-28 | 2018-08-14 | Stora Enso Oyj | A method for the production of a film comprising microfibrillated cellulose, a film and a paper or paperboard product |
SE540407C2 (en) * | 2016-11-01 | 2018-09-11 | Stora Enso Oyj | Forming of a film comprising nanocellulose |
JP6954584B2 (ja) * | 2017-01-26 | 2021-10-27 | 石原ケミカル株式会社 | 親水性コーティング組成物 |
EP3594301B1 (en) * | 2017-03-07 | 2022-04-13 | Kao Corporation | Film comprising hydrophobized cellulose fibers and oil |
SE540870C2 (en) | 2017-04-12 | 2018-12-11 | Stora Enso Oyj | A gas barrier film comprising a mixture of microfibrillated cellulose and microfibrillated dialdehyde cellulose and a method for manufacturing the gas barrier film |
CN107331865B (zh) * | 2017-05-31 | 2019-12-13 | 郑州轻工业学院 | 一种纤维素纳米纤维/丝素蛋白基多孔氮掺杂2d碳纳米片电极材料的制备方法 |
SE542193C2 (en) | 2017-10-20 | 2020-03-10 | Stora Enso Oyj | A method for producing a film having good barrier properties and a film having good barrier properties |
JP7069664B2 (ja) * | 2017-11-28 | 2022-05-18 | 凸版印刷株式会社 | ガスバリアフィルム |
SE541932C2 (en) | 2017-12-21 | 2020-01-07 | Stora Enso Oyj | Laminate having oxygen barrier properties and a method for producing the same |
SE542054C2 (en) | 2017-12-22 | 2020-02-18 | Stora Enso Oyj | Multilayer film comprising microfibrillated cellulose and a method of manufacturing a multilayer film |
KR102070241B1 (ko) | 2018-02-26 | 2020-01-29 | 고려대학교 산학협력단 | 셀룰로오스 막 및 그 제조방법 |
SE541631C2 (en) | 2018-03-08 | 2019-11-19 | Stora Enso Oyj | A method for producing an oxygen barrier film comprising dialdehyde cellulose fibers |
CN108752833B (zh) * | 2018-05-28 | 2020-12-29 | 山东隆昌塑业有限公司 | 一种复合阻隔缠绕膜及其制备方法 |
SE543618C2 (en) | 2018-11-22 | 2021-04-20 | Stora Enso Oyj | Gas barrier film for a paper or paperboard based packaging material comprising microfibrillated cellulose surface grafted with a fatty acid halide and a thermoplastic polymer layer |
KR102224439B1 (ko) | 2019-01-24 | 2021-03-10 | 율촌화학 주식회사 | 배리어 필름 코팅용 조성물, 이를 포함하는 배리어 필름 및 이의 제조방법 |
JP7126970B2 (ja) * | 2019-03-08 | 2022-08-29 | 日本製紙株式会社 | ガスバリア性膜状体形成用水性分散液、ガスバリア性膜状体、ガスバリア性積層体及びガスバリア性膜状体の製造方法 |
SE545297C2 (en) | 2019-06-27 | 2023-06-20 | Stora Enso Oyj | A paper or papperboard packaging material comprising a gas barrier film |
JP7289141B2 (ja) * | 2019-11-13 | 2023-06-09 | 平岡織染株式会社 | 防汚塗膜形成用組成物、防汚塗膜、及び防汚塗膜を付帯する産業資材シート |
KR102535703B1 (ko) * | 2020-11-30 | 2023-05-25 | 한국생산기술연구원 | 셀룰로오스 나노섬유를 포함하는 배리어성 필름 및 이의 제조방법 |
CN113501683B (zh) * | 2021-07-13 | 2022-06-21 | 浙江理工大学 | 一种勃姆石-纳米纤维素纤维-埃洛石复合阻燃材料的制备方法 |
JP2023021952A (ja) * | 2021-08-02 | 2023-02-14 | 王子ホールディングス株式会社 | 積層体、表面保護層用アンカー剤、アンカーシート、積層シート及びその応用 |
KR102596058B1 (ko) * | 2021-09-23 | 2023-10-30 | 한국화학연구원 | 박테리아 나노셀룰로오스 투명필름, 이의 제조방법 및 이를 이용한 포장재 |
KR102598137B1 (ko) * | 2022-11-24 | 2023-11-06 | 율촌화학 주식회사 | 고차단성 생분해 필름 및 이의 제조방법 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001279016A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Oji Paper Co Ltd | セルロース系生分解性シートおよびその製造方法 |
JP2008274525A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-11-13 | Asahi Kasei Corp | 低目付セルロース不織布 |
JP2009299043A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-12-24 | Mitsubishi Chemicals Corp | 微細セルロース繊維分散液、高分子セルロース複合体及びセルロース繊維の解繊方法 |
JP2009298972A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Kao Corp | セルロース繊維とその製造方法 |
Family Cites Families (15)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
ES2099119T3 (es) * | 1990-12-05 | 1997-05-16 | Ppg Industries Inc | Material fibroso termoplastico formado humedo y dispersion acuosa para su preparacion. |
JP3012756B2 (ja) | 1993-05-06 | 2000-02-28 | 昭和電工株式会社 | 多層積層体及びその製造方法 |
JP2790054B2 (ja) | 1993-09-30 | 1998-08-27 | 凸版印刷株式会社 | ガスバリア性積層フィルムおよびこの積層フィルムを用いた包装材料 |
JP4816842B2 (ja) | 2000-03-23 | 2011-11-16 | 凸版印刷株式会社 | ガスバリア材 |
JP5252464B2 (ja) | 2000-09-28 | 2013-07-31 | Jsr株式会社 | ガスバリアコーティング組成物、その製造方法およびガスバリアコーティングフィルム |
US20050008763A1 (en) * | 2002-09-24 | 2005-01-13 | Schachter Steven C. | Antimicrobial coatings for medical applications |
US7605206B2 (en) * | 2005-11-04 | 2009-10-20 | Glen Burnie Technologies, Llc | Method of compatibilizing non polymer solid fillers in polymeric materials and compositions therefrom |
JP4998981B2 (ja) | 2006-06-20 | 2012-08-15 | 国立大学法人 東京大学 | 微細セルロース繊維 |
JP4845129B2 (ja) * | 2007-03-28 | 2011-12-28 | 国立大学法人京都大学 | フレキシブル基板およびその製造方法 |
JP2008308802A (ja) | 2007-06-18 | 2008-12-25 | Univ Of Tokyo | セルロースナノファイバーの製造方法 |
JP2009057772A (ja) | 2007-08-31 | 2009-03-19 | Furukawa Electric Co Ltd:The | 建造物冷却システム |
JP5282422B2 (ja) * | 2008-03-14 | 2013-09-04 | 凸版印刷株式会社 | 透明ガスバリアフィルム |
CN102216393B (zh) * | 2008-11-13 | 2014-10-29 | 住友电木株式会社 | 复合体组合物和复合体 |
EP2551105B1 (en) * | 2010-03-24 | 2019-09-11 | Toppan Printing Co., Ltd. | Laminated body, method for producing same, and molding container |
CN102821949B (zh) * | 2010-03-25 | 2016-08-10 | 凸版印刷株式会社 | 阻气性层叠体及包装材料 |
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2012
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Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2001279016A (ja) * | 2000-03-31 | 2001-10-10 | Oji Paper Co Ltd | セルロース系生分解性シートおよびその製造方法 |
JP2008274525A (ja) * | 2007-04-06 | 2008-11-13 | Asahi Kasei Corp | 低目付セルロース不織布 |
JP2009299043A (ja) * | 2008-05-13 | 2009-12-24 | Mitsubishi Chemicals Corp | 微細セルロース繊維分散液、高分子セルロース複合体及びセルロース繊維の解繊方法 |
JP2009298972A (ja) * | 2008-06-17 | 2009-12-24 | Kao Corp | セルロース繊維とその製造方法 |
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