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WO2010074340A1 - ガスバリア用材料及びガスバリア性成形体とその製造方法 - Google Patents

ガスバリア用材料及びガスバリア性成形体とその製造方法 Download PDF

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WO2010074340A1
WO2010074340A1 PCT/JP2009/071889 JP2009071889W WO2010074340A1 WO 2010074340 A1 WO2010074340 A1 WO 2010074340A1 JP 2009071889 W JP2009071889 W JP 2009071889W WO 2010074340 A1 WO2010074340 A1 WO 2010074340A1
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WO
WIPO (PCT)
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film
gas barrier
group
molded article
cellulose
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2009/071889
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English (en)
French (fr)
Inventor
向井健太
熊本吉晃
磯貝明
明和善平
前澤貴浩
宇賀神徹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Kao Corp
Original Assignee
Kao Corp
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Priority claimed from JP2009291854A external-priority patent/JP5064479B2/ja
Priority claimed from JP2009291853A external-priority patent/JP2010201414A/ja
Priority claimed from JP2009291855A external-priority patent/JP5616056B2/ja
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Priority to EP09835121.6A priority patent/EP2371892A4/en
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    • Y10T442/608Including strand or fiber material which is of specific structural definition
    • Y10T442/609Cross-sectional configuration of strand or fiber material is specified

Definitions

  • the present invention relates to a gas barrier material from which a film or the like capable of suppressing permeation of various gases such as water vapor, oxygen, carbon dioxide or nitrogen, a gas barrier molded article using the same, and a method for producing the same.
  • JP-A2002-348522 is an invention relating to a coating agent containing microcrystalline cellulose and a laminated material obtained by applying it to a substrate. It is described that the microcrystalline cellulose powder as a raw material preferably has an average particle size of 100 ⁇ m or less, and in the examples, those having an average particle size of 3 ⁇ m and 100 ⁇ m are used. Furthermore, JP-A2002-348522 describes a laminated material that has been applied and dried (Claims 15, 16, Example 1, etc.). In Example 1, a film is formed by drying at 100 ° C. for 10 minutes. Yes. JP-A 2008-1728 discloses an invention relating to fine cellulose fibers and describes the possibility of being used as a coating material.
  • JP-A 2008-1728 is hydrophilic. Bio MACROMOLECULES Volume 7, Number 6, June 2006, Public by the American Chemical Society has not been disclosed at all about its gas barrier properties. Furthermore, JP-A 2002-348522 describes that the moisture resistance of the resulting coating film can be improved by adding an additive to the coating material. The disclosed method is limited to the case where the additive is blended into the coating solution and then applied onto the substrate. JP-A 2008-1728 discloses an invention relating to fine cellulose fibers and describes the possibility of being used as a coating material.
  • JP-A 2009-057552 contains cellulose fibers having an average fiber diameter of 200 nm or less in a molded body serving as a base material, and the carboxyl group content of cellulose constituting the cellulose fibers is 0.1 to 2 mmol / g.
  • An invention of a gas barrier composite molded body having a layer made of a gas barrier material is described.
  • Example 2 paragraph 0073
  • a gas barrier material is applied to a base sheet (PET) and then dried at 23 ° C. for 120 minutes to produce a gas barrier composite molded body.
  • the present invention provides the following inventions.
  • Gas barrier comprising cellulose fibers having an average fiber diameter of 200 nm or less and a carboxyl group content of cellulose of 0.1 to 2 mmol / g, further comprising a crosslinking agent having a reactive functional group, or dried or heated cellulose fibers Materials.
  • a gas barrier molded article having a layer formed from the gas barrier material of 1 above on the surface of the molded article serving as a substrate.
  • a gas barrier material comprising a cellulose fiber having an average fiber diameter of 200 nm or less and a crosslinking agent having a reactive functional group, wherein the cellulose constituting the cellulose fiber has a carboxyl group content of 0.1 to 2 mmol / g.
  • A5. The method for producing a gas barrier molded article according to A4, wherein the gas barrier material contains a crosslinking agent having a cellulose fiber and a reactive functional group with respect to a molding hard surface or a molded article serving as a substrate. Is supplied to the hard surface or the molded body, followed by a drying process. B6.
  • a process for forming a film-like product of a suspension containing cellulose fibers, and then a method for producing a film-like molded article having a drying step by heating The method for producing a film-shaped molded article, wherein the cellulose fibers include those having an average fiber diameter of 200 nm or less, and the cellulose constituting the cellulose fibers has a carboxyl group content of 0.1 to 2 mmol / g. C7.
  • the gas barrier material of the present invention is hereinafter also referred to as a film-like molded product.
  • the surface of the molded body serving as a base material is also referred to as a substrate or a base material, a hard surface for molding, and a molded body serving as a base material.
  • JP-A 2002-348522 has no description about the fiber refining treatment of the present invention, and there is room for improvement in the denseness and film strength of the applied coating agent layer and the adhesion to the substrate. Furthermore, the test method and evaluation criteria for the adhesion between the substrate and the coating layer are unclear, and specific effects cannot be confirmed.
  • JP-A 2008-1728 does not describe a use for which a specific effect as a coating material on fine cellulose fibers is shown. In JP-A 2008-1728, when fine cellulose fibers are used as a coating material, the resulting coating film may be deteriorated in gas barrier properties and film strength in a high humidity atmosphere.
  • JP-A 2008-1728 does not describe the use for which a specific effect has been shown for use as a coating material for fine cellulose fibers, and does not describe moisture resistance, but describes a method for adding a moisture-proofing agent.
  • the gas barrier composite molded body obtained in JP-A 2009-057552 has high gas barrier properties, but there is room for improvement in terms of further increasing the adhesion strength between the base material and the gas barrier material layer.
  • the present invention is particularly excellent in oxygen barrier properties or water vapor barrier properties. A film having excellent water vapor barrier properties and oxygen barrier properties can be obtained.
  • the present invention provides a method for producing a molded body capable of obtaining a film-shaped molded body suitable as an oxygen barrier film having a high oxygen barrier property even in a high humidity atmosphere, and a film-shaped molded body obtained by the method. .
  • the present invention provides a method for producing a gas barrier laminate, in which a gas barrier laminate having an increased adhesion strength between a substrate and a gas barrier layer can be obtained.
  • the gas barrier referred to in the present invention refers to a shielding function against various gases such as oxygen, nitrogen, carbon dioxide, organic vapor, and water vapor, and aroma substances such as limonene and menthol.
  • the gas barrier material in the present invention is not limited to the purpose of improving the barrier property with respect to all the various gases, but may be a material that improves the barrier property only with respect to a specific gas.
  • a gas barrier material that reduces oxygen barrier properties but improves water vapor barrier properties is a gas barrier material that selectively inhibits the permeation of water vapor, and is included in the present invention.
  • the gas for which the barrier property is improved is appropriately selected depending on the application.
  • the present invention provides a gas barrier material as a material of a gas barrier molded article such as a film excellent in water vapor barrier property and / or oxygen barrier property in a humidity environment.
  • the film-like molded body obtained by the production method of the present invention can be used as an oxygen barrier film having a high oxygen barrier property even in a high humidity atmosphere.
  • the gas barrier laminate obtained by the production method of the present invention has high gas barrier properties, and the adhesion strength between the base material and the gas barrier layer is dramatically improved.
  • the gas barrier laminate obtained by the production method of the present invention can be used as various packaging materials that require gas barrier properties.
  • the present invention includes the following aspects.
  • the gas barrier material according to A3, wherein an average aspect ratio of cellulose fibers having an average fiber diameter of 200 nm or less is 10 to 1,000.
  • the crosslinking agent having a reactive functional group is selected from an epoxy group, an aldehyde group, an amino group, a carboxyl group, an isocyanate group, a hydrazide group, an oxazoline group, a carbodiimide group, an azetidinium group, an alkoxide group, a methylol group, a silanol group, and a hydroxyl group.
  • the gas barrier material according to A3, wherein the crosslinking agent having a reactive functional group has a molecular weight of 500 or less.
  • the gas barrier material according to A3, wherein the crosslinking agent having a reactive functional group is a compound having a molecular weight of 500 or less and containing two or more aldehyde groups and carboxyl groups.
  • the gas barrier material according to A3, wherein the crosslinking agent having a reactive functional group contains at least one selected from glyoxal, glutaraldehyde, and citric acid.
  • a process for forming a film-like product of a suspension containing cellulose fibers, and then a method for producing a film-like molded article having a drying step by heating The method for producing a film-shaped molded body (B6), wherein the cellulose fibers include those having an average fiber diameter of 200 nm or less and the cellulose constituting the cellulose fibers has a carboxyl group content of 0.1 to 2 mmol / g. ).
  • the manufacturing method of the film-shaped molded object of B6 which has the process hold
  • the crosslinking agent having a reactive functional group is selected from an epoxy group, an aldehyde group, an amino group, a carboxyl group, an isocyanate group, a hydrazide group, an oxazoline group, a carbodiimide group, an azetidinium group, an alkoxide group, a methylol group, a silanol group, and a hydroxyl group.
  • the gas barrier material of the present invention contains a specific cellulose fiber and a crosslinking agent having a reactive functional group.
  • Cellulose fiber The cellulose fibers used in the present invention include those having an average fiber diameter of 200 nm or less, preferably 1 to 200 nm, more preferably 1 to 100 nm, and still more preferably 1 to 50 nm. An average fiber diameter is calculated
  • the carboxyl group content of the cellulose constituting the cellulose fiber used in the present invention is from 0.1 to 2 mmol / g, preferably from 0.4 to 2 mmol / g, more preferably from the viewpoint of obtaining high gas barrier properties. Is 0.6 to 1.8 mmol / g, more preferably 0.6 to 1.6 mmol / g. Carboxyl group content is calculated
  • the cellulose fiber used in the present invention has a content of carboxyl group of cellulose constituting the cellulose fiber in the above range, but depending on the control state such as oxidation treatment in the actual production process, the cellulose fiber after oxidation treatment What exceeds the said range may be contained in it as an impurity.
  • the cellulose fibers used in the present invention have an average aspect ratio of 10 to 1,000, more preferably 10 to 500, and still more preferably 100 to 350. An average aspect ratio is calculated
  • the cellulose fiber used by this invention can be manufactured by the following method, for example.
  • the raw natural fiber (absolute dry basis), and processed with a mixer or the like to form a slurry.
  • natural fibers that can be used as raw materials include wood pulp, non-wood pulp, cotton, and bacterial cellulose.
  • the natural fiber is oxidized using 2,2,6,6, -tetramethyl-1-piperidine-N-oxyl (TEMPO) as a catalyst.
  • TEMPO 2,2,6,6, -tetramethyl-1-piperidine-N-oxyl
  • 4-acetamido-TEMPO, 4-carboxy-TEMPO, 4-phosphonooxy-TEMPO and the like, which are derivatives of TEMPO can be used as the catalyst.
  • the amount of TEMPO used is in the range of 0.1 to 10% by mass with respect to the natural fiber (absolute dry basis) used as a raw material.
  • an oxidant such as sodium hypochlorite and a bromide such as sodium bromide are used in combination with TEMPO as a co-oxidant.
  • hypohalous acid or a salt thereof, hypohalous acid or a salt thereof, perhalogenic acid or a salt thereof, hydrogen peroxide, a perorganic acid, or the like can be used.
  • Alkali metal hypohalites such as sodium bromite.
  • the amount of the oxidizing agent used is in a range of about 1 to 100% by mass with respect to the natural fiber (absolute dry basis) used as a raw material.
  • a co-oxidant it is preferable to use an alkali metal bromide such as sodium bromide.
  • the amount of the co-oxidant used is in the range of about 1 to 30% by mass with respect to the natural fiber (absolute dry standard) used as the raw material.
  • the pH of the slurry is preferably maintained in the range of 9 to 12 from the viewpoint of allowing the oxidation reaction to proceed efficiently.
  • the temperature of the oxidation treatment (temperature of the slurry) is arbitrary at 1 to 50 ° C., but the reaction is possible at room temperature, and no temperature control is required.
  • the reaction time is preferably 1 to 240 minutes.
  • the used catalyst or the like is removed by washing with water or the like.
  • the reaction fiber is not refined, it can be performed by a purification method in which washing and filtration are repeated. If necessary, a dried or fibrous oxidized cellulose can be obtained. Thereafter, the oxidized cellulose is dispersed in a solvent such as water and refined.
  • Refinement treatment is performed by a disaggregator, a beater, a low-pressure homogenizer, a high-pressure homogenizer, a grinder, a cutter mill, a ball mill, a jet mill, a short-axis extruder, a twin-screw extruder, an ultrasonic stirrer, and a domestic juicer mixer. And can be adjusted to length.
  • the solid concentration in this step is preferably 50% by mass or less. Beyond that, it is not preferable because very high energy is required for dispersion.
  • cellulose fibers having an average fiber diameter of 200 nm or less can be obtained, and the average aspect ratio is 10 to 1,000, more preferably 10 to 500, and still more preferably 100 to 350.
  • a certain cellulose fiber can be obtained. Thereafter, a suspension of cellulose fibers (a liquid that is visually colorless and transparent or opaque) with a solid content adjusted as necessary, or a cellulose powder that is dried as necessary (provided that the cellulose fibers are agglomerated) And does not mean cellulose particles).
  • a suspension of cellulose fibers a liquid that is visually colorless and transparent or opaque
  • a cellulose powder that is dried as necessary (provided that the cellulose fibers are agglomerated) And does not mean cellulose particles).
  • the mixed solvent of water, other organic solvents for example, alcohol, such as ethanol
  • surfactant for example, an acid, a base, etc.
  • the hydroxyl group at the C6 position of the cellulose structural unit is selectively oxidized to a carboxyl group via an aldehyde group, and the carboxyl group content is 0.1 to 2 mmol / g.
  • Highly crystalline cellulose fibers that are made of cellulose and have an average fiber diameter of 200 nm or less can be obtained.
  • This highly crystalline cellulose fiber has a cellulose I-type crystal structure. This means that the cellulose fiber is a fiber that is refined by surface oxidation of a naturally-derived cellulose solid raw material having an I-type crystal structure.
  • natural cellulose fibers have a high-order solid structure built up by bundling fine fibers called microfibrils produced in the process of biosynthesis.
  • the fine cellulose fiber is obtained by weakening the hydrogen bond) by introducing an aldehyde group or a carboxyl group, and further through a refinement treatment. And by adjusting the oxidation treatment conditions, the carboxyl group content is increased or decreased within a predetermined range, the polarity is changed, or the carboxyl group is subjected to electrostatic repulsion or the above-described refinement treatment.
  • the average fiber diameter, average fiber length, average aspect ratio and the like of the cellulose fiber can be controlled.
  • Cellulose fibers obtained by the above oxidation treatment and refinement treatment can satisfy the following requirements (I), (II), and (III).
  • the suspension having a solid content of 1% by mass obtained by the above-described oxidation treatment and refinement treatment has a refined natural fiber used as a raw material, and is a granule of cellulose having a particle diameter of 1 ⁇ m or more. What does not contain a body is preferable.
  • the granular material is substantially spherical, and the ratio of the major axis to the minor axis (major axis / minor axis) of the rectangle surrounding the projected shape obtained by projecting the shape onto a plane is 3 or less at the maximum.
  • the particle diameter of the granular material is an arithmetic average value of the lengths of the major axis and the minor axis.
  • the presence / absence of the granular material was determined by observation with an optical microscope described later.
  • the cellulose fiber suspension having a solid content of 1% by mass obtained by the above oxidation treatment and refinement treatment preferably has a light transmittance of 0.5% or more, from the viewpoint of gas barrier properties. More preferably, it is 40% or more, and further preferably 60% or more.
  • the gas barrier layer consisting of cellulose fibers obtained by the above oxidation treatment and refinement treatment produces hydrogen bonds and strong interactions between the fine cellulose fibers, suppresses gas dissolution and diffusion, and has a high oxygen barrier property, etc. It is considered that gas barrier properties can be expressed.
  • the solid content concentration may be adjusted so that it can be molded according to the purpose.
  • the solid content concentration should be in the range of 0.05 to 30% by mass. Can do.
  • Gas barrier material with cross-linking agent The oxidized cellulose fiber surface has a hydroxyl group, an aldehyde group, and a carboxyl group, and a crosslinked structure can be formed between the cellulose fibers by a crosslinking agent having a functional group capable of reacting with these.
  • a cross-linked structure By forming a cross-linked structure with a cross-linking agent having a reactive functional group between cellulose fibers, the gas barrier molded article made of the cellulose fibers may exhibit excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties in a humidity environment. it can.
  • the crosslinking agent used in the present invention has a reactive functional group capable of reacting with the cellulose fiber, and the reactive functional group includes an epoxy group, an aldehyde group, an amino group, a carboxyl group, an isocyanate group, and a hydrazide. Group, oxazoline group, carbodiimide group, azetidinium group, alkoxide group, methylol group, silanol group and the like.
  • the crosslinking agent used in the present invention is a compound containing two or more reactive functional groups.
  • the cross-linking agent may contain two or more of the same functional groups selected from the functional groups, or may contain two or more different functional groups selected from the functional groups. Those containing two or more are preferred.
  • crosslinking agent used in this step examples include polyamide epichlorohydrin resin (azetidinium group), polyacrylic acid (carboxyl group), polyisocyanate (isocyanate group) and the like.
  • the crosslinking agent used in the present invention has the reactive functional group and preferably has a molecular weight of 500 or less, more preferably a molecular weight of 100 or less.
  • crosslinking agent having a molecular weight of 500 or less examples include glyoxal (ethanediar) (molecular weight 58), adipic acid dihydrazide (molecular weight 174), glutaraldehyde (1,5-pentanedial) (molecular weight 100), citric acid (molecular weight 192), and the like. Can be mentioned.
  • a crosslinking agent having a carbodiimide group having a molecular weight of 500 or less significantly reduces oxygen barrier properties, it is not preferable as a crosslinking agent used in the present invention.
  • butanetetracarboxylic acid (molecular weight 234) can be used, but aggregation easily occurs when mixed with a suspension containing cellulose fibers.
  • the crosslinking agent used in the present invention has a molecular weight of 500 or less, and particularly preferred are citric acid having a carboxyl group, glyoxal having an aldehyde group, and glutaraldehyde.
  • the gas barrier material of the present invention can be made into a suspension obtained by mixing a suspension containing the specific cellulose fiber and an aqueous solution or emulsion containing the cross-linking agent, and drying the suspension. Can be made solid.
  • the addition amount of the crosslinking agent is preferably 0.1 to 50 parts by mass of the crosslinking agent relative to 100 parts by mass of the cellulose fiber solids from the viewpoint of preventing aggregation of cellulose fibers and gas barrier properties. 5 to 30 parts by mass is more preferable, and 1 to 20 parts by mass is even more preferable.
  • the added cross-linking agent may be in the form of powder, liquid, solution, emulsion or the like.
  • Other components that may be contained in the gas barrier material include known fillers, colorants such as pigments, ultraviolet absorbers, antistatic agents, clay minerals (montmorillonite, etc.), metal salts, colloidal silica, alumina sol, Titanium oxide etc. can be mix
  • the gas barrier molded article of the present invention is (I) obtained by molding a gas barrier material without using a substrate; (Ii) one having a layer made of a gas barrier material on the surface of a molded body serving as a substrate; Can be either.
  • a thin film such as a film, a sheet, a woven fabric, and a non-woven fabric having a desired shape and size, and a three-dimensional container such as a box or bottle having various shapes and sizes can be used.
  • These molded products may be made of paper, paperboard, plastic, metal (a material having a large number of holes or a wire mesh, which is mainly used as a reinforcing material), or a composite of these. Among them, it is preferable to use plant-derived materials such as paper and paperboard, biodegradable materials such as biodegradable plastics, or biomass-derived materials.
  • the molded body serving as the base material can have a multilayer structure made of a combination of the same or different materials (for example, adhesiveness and wettability improver).
  • the plastic used as the base material can be appropriately selected depending on the application, but polyolefins such as polyethylene and polypropylene, polyamides such as nylon 6, 66, 6/10, and 6/12, polyethylene terephthalate (PET), and polybutylene.
  • polyolefins such as polyethylene and polypropylene
  • polyamides such as nylon 6, 66, 6/10, and 6/12
  • PET polyethylene terephthalate
  • PET polybutylene
  • polyesters such as terephthalate, aliphatic polyester, polylactic acid (PLA), polycaprolactone, and polybutylene succinate, cellophane such as cellulose, cellulose triacetate (TAC), and the like
  • the thickness of the molded body serving as the base material is not particularly limited, and may be appropriately selected so as to obtain strength according to the application. For example, the thickness may be in the range of 1 to 1000 ⁇ m.
  • the thickness of the layer made of the gas barrier material is not particularly limited, and may be appropriately selected so as to obtain a gas barrier property according to the application.
  • the thickness may be in the range of 20 to 5000 nm. it can.
  • Method for producing gas barrier molded article When the gas barrier molded product does not include a molded product as a base material, the gas barrier material is cast on a substrate such as a glass plate and then dried by a drying method such as natural drying or air drying. To form a film. Thereafter, the film is peeled off from the substrate to obtain the gas barrier molded article (gas barrier film) of the present invention.
  • a gas barrier material (base material + gas barrier layer) is obtained by attaching a gas barrier material by a coating method or a spraying method, and then drying by a method such as natural drying or blow drying.
  • the gas barrier material used in this step is a suspension of cellulose fibers obtained by mixing a suspension containing the specific cellulose fibers and a reactive crosslinking agent having a functional group.
  • the concentration of the specific cellulose fiber in this suspension is preferably about 0.05 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass.
  • the gas barrier molded body formed in the previous step is heat-treated at a temperature of 25 ° C. or higher.
  • the gas barrier laminate obtained in this manner is presumed that the crosslinked structure is more firmly formed between the cellulose fibers and the crosslinking agent, and the gas barrier properties are improved.
  • the heating temperature may be appropriately selected within a temperature range in which the formation of a crosslinked structure can be promoted, and a temperature range of 25 to 200 ° C is preferable, and 100 to 160 ° C is more preferable.
  • the heating time may be appropriately selected within a range in which formation of a crosslinked structure can be promoted and deformation or alteration of the base material or barrier layer does not occur.
  • the heating time can be in the range of 1 to 120 minutes.
  • the gas barrier molded article of the present invention has specifications (high barrier properties, by controlling the carboxyl group amount and aspect ratio of the cellulose fiber and the thickness of the gas barrier molded article, or by controlling the type and amount of the crosslinking agent. A molded product according to transparency and the like can be obtained.
  • the gas barrier molded article of the present invention can also obtain a molded article according to specifications (high barrier property, transparency, etc.) by controlling the reaction between the crosslinking agent and the cellulose fiber by the heating temperature and the heating time.
  • the gas barrier molded article of the present invention is a film or sheet made of cellulose fibers having a crosslinked structure formed thereon.
  • the gas barrier molded article of the present invention is moisture-resistant by forming a crosslinked structure, in addition to the gas barrier material, a water purification separation film, an alcohol separation film, a polarizing film, a polarizing plate protective film, a flexible display It can also be used as a transparent substrate, a fuel cell separator, a dew condensation prevention sheet, an antireflection sheet, an ultraviolet shielding sheet, an infrared shielding sheet, and the like.
  • the invention B6 will be described in detail below.
  • the production of the cellulose fiber is the same as in the invention A3. However, the following is added for Invention B6.
  • Invention B6 is a method for producing a film-shaped molded article having a step of forming a film-like product of a suspension containing cellulose fibers, and then a step of heating or drying,
  • the cellulose fibers include those having an average fiber diameter of 200 nm or less, and the cellulose constituting the cellulose fibers has a carboxyl group content of 0.1 to 2 mmol / g. .
  • drying the cellulose fibers are crosslinked.
  • the cellulose fibers used in the present invention have an average aspect ratio of 10 to 1,000, more preferably 10 to 500, still more preferably 100 to 350, and still more preferably 100 to 235.
  • an average aspect ratio is calculated
  • the carboxyl group content is larger within the above range because the oxygen barrier property can be increased.
  • the carboxyl group content is preferably 1.0 mmol / g or more, and more preferably 1.4 mmol / g or more within the above range.
  • the average aspect ratio is preferably 350 or less, and more preferably 235 or less.
  • the hydroxyl group at the C6 position of the cellulose structural unit is selectively oxidized to a carboxyl group via an aldehyde group, and the carboxyl group content is 0.1 to 2 mmol / g.
  • Highly crystalline cellulose fibers that are made of cellulose and have an average fiber diameter of 200 nm or less can be obtained.
  • unreacted hydroxyl groups and aldehyde groups remain.
  • the residual amount of aldehyde groups is 0.1 to 0.6 mmol / g when the carboxyl group content is 0.1 to 2 mmol / g.
  • This highly crystalline cellulose fiber has a cellulose I-type crystal structure.
  • the cellulose fiber is a fiber that is refined by surface oxidation of a naturally-derived cellulose solid raw material having an I-type crystal structure.
  • natural cellulose fibers have a high-order solid structure built up by bundling fine fibers called microfibrils produced in the process of biosynthesis.
  • the fine cellulose fiber is obtained by weakening the hydrogen bond) by introducing an aldehyde group or a carboxyl group, and further through a refinement treatment.
  • the membrane-like molded product containing cellulose fibers obtained by oxidation treatment and refinement treatment has strong hydrogen bonding and cross-linking interaction between the fine cellulose fibers, and suppresses dissolution and diffusion of gas. It is considered that gas barrier properties such as high oxygen barrier properties can be expressed.
  • gas barrier properties such as high oxygen barrier properties can be expressed.
  • the pore size and pore distribution between the molded cellulose fibers can be changed depending on the width and length of the cellulose fibers (that is, the molecular sieve effect can be changed), a molecular selective barrier.
  • the cellulose fiber suspension of the present invention may be adjusted in solid content concentration so that it can be molded according to the purpose. For example, the solid content concentration can be in the range of 0.05 to 30% by mass.
  • Step of forming a film-like material This step is a step of preparing a suspension containing the cellulose fiber obtained by the above method and forming a film-like product (wet and fluid) of the suspension containing the cellulose fiber.
  • a film-shaped molded body corresponding to the specifications is obtained. be able to.
  • a cellulose fiber suspension is adhered to one or both surfaces of a substrate such as a resin film by a known method such as a coating method, a spraying method, or a dipping method, preferably by a coating method or a spraying method. To form a film. When this method is applied, a composite molded body in which a film-shaped molded body is laminated on a substrate after heating and drying is obtained.
  • the molded body used as the base material is the same as in the invention A4.
  • the drying step by heating is a step of drying while heating after forming a film of the cellulose fiber suspension on a substrate or base material.
  • the membrane of cellulose fiber suspension When the membrane of cellulose fiber suspension is wet and fluid, it may be dried while heating, or once dried, the membrane of suspension is lost until it loses fluidity. You may dry, heating after obtaining a molded object.
  • the loss of fluidity of the film-like material means that when the molding method (I) is applied, the film-like molded product can be peeled off from the substrate.
  • the film-like molded product on the substrate is not wrinkled or torn when a light external force is applied (for example, when pinched with a finger). More specifically, the membrane is dried to an equilibrium moisture content at a temperature of 20 ° C. ⁇ 15 ° C. and a humidity of 45 to 85% RH. Once the film-shaped molded body is held at the equilibrium water content in the temperature and humidity ranges, it becomes easier to store as an intermediate product and process according to the purpose such as printing or protective layer lamination. preferable. In order to obtain a good gas barrier property for the film-shaped molded body, the moisture content of the film-shaped molded body is higher than the equilibrium moisture content at a temperature of 23 ° C.
  • the lower limit of the moisture content of the film-shaped molded body in the drying step by heating is 1% or more of the equilibrium moisture content, more preferably 2% or more, and even more preferably 5% or more.
  • Equilibrium moisture content at a temperature of 23 ° C. and a relative humidity of 60% RH is measured after storing the film-like molded product after the drying process by heating until the equilibrium moisture content is reached in an environment of 23 ° C. and 60% RH. It is the value.
  • the moisture content and the equilibrium moisture content of the film-like molded product are obtained by the method described in the examples.
  • the upper limit of the temperature of the drying step by heating is preferably 50 to 250 ° C, more preferably 100 to 160 ° C, and still more preferably 120 to 160 ° C.
  • the temperature is 50 ° C. or higher, the time required to reach the target moisture content can be shortened, and when the temperature is 250 ° C. or lower, the film-like molded body of cellulose fibers and the substrate are damaged by heat. Occurrence can be suppressed.
  • the drying time, the pressure in the drying furnace, the convection conditions, and the like can be appropriately adjusted so as to reach the target moisture content.
  • a known method can be used, such as an electric drying furnace (natural convection type or forced convection type), a hot air circulation type drying furnace, a drying furnace that uses heating by far infrared rays and hot air circulation in combination. And a vacuum drying furnace capable of reducing pressure while heating. After drying by heating, it is cooled to room temperature, and when the molding method (I) is applied, it can be peeled off from the substrate to obtain a film-shaped molded body. When the molding method (II) is applied Can obtain a composite molded body having a laminated structure of a substrate and a film-shaped molded body (cellulose fiber layer).
  • the moisture content of the film-shaped molded product returns to the parallel moisture content under the temperature and humidity conditions, but in the drying process by heating, the temperature is 23 ° C. and the relative moisture content is 60% RH relative humidity.
  • Good gas barrier properties can be obtained by drying to a small extent.
  • chemical or physical changes occur in the structure of the film-shaped molded product (structure of the cellulose fiber layer), resulting in a dense structure, which is maintained even when there is a change in temperature and humidity. It is thought to be done.
  • the moisture content in the cellulose fiber layer can be qualitatively and quantitatively analyzed from calorimetry, infrared absorption spectrum, etc., as well as weight changes before and after heating and drying.
  • a moisture-proof layer can be further formed to further improve the moisture-proof property.
  • a method of laminating the moisture-proof layer a known method such as a method using an adhesive, a method of bonding by a thermal fusion method, a coating method, a spraying method, or a dipping method can be applied.
  • the base material and the moisture-proof layer having high moisture-proof performance are plastics such as polyolefin and polyester, those obtained by vapor-depositing inorganic oxides (aluminum oxide, silicon oxide, etc.), those laminated on paperboard, wax, For example, paper coated with wax can be used.
  • the substrate and moisture-proof layer having high moisture-proof performance have a water vapor permeability of 0.1 to 600 g / m. 2 -Day, preferably 0.1 to 300 g / m 2 -Day, more preferably 0.1 to 100 g / m 2 -It is preferable to use the one of day.
  • a water vapor permeability of 0.1 to 600 g / m. 2 -Day, preferably 0.1 to 300 g / m 2 -Day, more preferably 0.1 to 100 g / m 2 -It is preferable to use the one of day.
  • inventions C7 and C8 are added for inventions C7 and C8.
  • Other components that may be contained in the cellulose fiber suspension include known fillers, colorants such as pigments, ultraviolet absorbers, antistatic agents, clay minerals (montmorillonite, etc.), metal salts, colloidal silica, Alumina sol, titanium oxide or the like can be blended.
  • colorants such as pigments, ultraviolet absorbers, antistatic agents, clay minerals (montmorillonite, etc.), metal salts, colloidal silica, Alumina sol, titanium oxide or the like can be blended.
  • a cellulose fiber suspension is attached to one or both surfaces of the substrate by a known method such as a coating method, spraying method, dipping method, or preferably by a coating method or a spraying method to form a film-shaped molded body.
  • a known method such as a coating method, spraying method, dipping method, or preferably by a coating method or a spraying method to form a film-shaped molded body.
  • a known method such as a method using an adhesive or a heat-sealing method can be applied.
  • the thickness of the layer made of cellulose fibers can be appropriately set depending on the application, but when used as a gas barrier material, it is preferably 20 to 900 nm, more preferably 50 to 700 nm, and still more preferably 100 to 500 nm.
  • the molded body used as the base material is the same as in the invention A4.
  • ⁇ Step of drying> The film-like product formed in the previous step may be transferred to the step of attaching the aqueous crosslinking agent solution as it is, but a drying step may be added before that.
  • the drying step is a step in which the film-shaped molded body is naturally dried or blown dried at room temperature (about 20 to 25 ° C.) or dried by heating.
  • the degree of drying is such that the film-like molded product can be peeled off from the substrate (in addition, the crosslinking reaction). Until the process is completed, it may not be peeled off from the substrate.)
  • a light external force is applied (for example, finger In the case where the film-like molded body on the substrate is not wrinkled or torn.
  • Step of attaching an aqueous solution of a crosslinking agent to an undried (wet state) or dried film-like material As a method of attaching an aqueous solution of a crosslinking agent having a reactive functional group to a film-like material, (A) a method of spraying an aqueous solution of a crosslinking agent on the surface of a film-like material, (B) A method of applying an aqueous crosslinking agent solution to the surface of the film-like material, (C) A method of casting an aqueous crosslinking agent solution on the surface of a film-like material, (D) A method of immersing the film-like material in the aqueous solution of the crosslinking agent together with the substrate or the substrate, Etc.
  • the cross-linking agent can be applied.
  • the cross-linking agent is allowed to permeate the inside of the film-like material, so that it can be left at room temperature for a while, and in a pressurized atmosphere as necessary. Can be left unattended.
  • the crosslinking agent easily penetrates into the film-like material, and when the aqueous solution of the crosslinking agent is applied to the film-like material in the dry state, The cross-linking agent tends to stay on the surface of the film-like product or in the vicinity of the surface.
  • the area of the film-like material is 500 cm. 2
  • a method of spraying the entire surface of the film-like material with 0.1 to 10 ml of the aqueous crosslinking agent solution having a concentration of 1 to 30% by mass can be applied.
  • the oxidized cellulose fiber surface has a hydroxyl group, an aldehyde group, and a carboxyl group, and a crosslinked structure can be formed between the cellulose fibers by a crosslinking agent having a functional group capable of reacting with these.
  • crosslinking agent used in this step as a reactive functional group, epoxy group, aldehyde group, amino group, carboxyl group, isocyanate group, hydrazide group, oxazoline group, carbodiimide group, azetidinium group, alkoxide group, methylol group, silanol group A compound containing two or more functional groups of a hydroxyl group.
  • the cross-linking agent may contain two or more of the same functional groups selected from the functional groups, or may contain two or more different functional groups selected from the functional groups. Those containing two or more are preferred.
  • crosslinking agent used in this step examples include polyamide epichlorohydrin resin (azetidinium group), polyacrylic acid (carboxyl group), polyisocyanate (isocyanate group) and the like.
  • the crosslinking agent used in this step is preferably one having a low molecular weight because it can easily penetrate into a film-like material. For example, one having a molecular weight of 500 or less is preferable, and one having a molecular weight of 250 or less is more preferable.
  • the reactive functional group a compound containing two or more aldehyde groups, carboxyl groups, and hydrazide groups is preferable.
  • Preferred crosslinking agents include adipic acid dihydrazide (molecular weight 174), glyoxal (ethane dial) (molecular weight 58), butanetetracarboxylic acid (molecular weight 234), glutaraldehyde (1,5-pentane dial) (molecular weight 100), citric acid (Molecular weight 192).
  • a crosslinking agent having a carbodiimide group having a molecular weight of 500 or less significantly reduces oxygen barrier properties it is not preferable as a crosslinking agent used in the present invention.
  • the adhesion amount of the crosslinking agent in the film-shaped molded product is appropriately selected depending on the functional group amount of the cellulose fiber and the crosslinking agent and the permeability of the crosslinking agent into the film-like material, but with respect to the cellulose solid content per area. 0.1 to 200% by mass is preferable, and 10 to 100% by mass is more preferable.
  • the adhesion amount of the cross-linking agent can be qualitatively and quantitatively analyzed from calorimetry, infrared absorption spectrum, etc., in addition to mass change after adhesion.
  • a cross-linking reaction is performed between the cellulose fibers by heating as necessary, but it is preferable to select the optimum heating conditions as appropriate according to the type and amount of the cross-linking agent used.
  • a low molecular weight crosslinking agent such as adipic acid dihydrazide, glyoxal, butanetetracarboxylic acid, glutaraldehyde, or citric acid
  • it is 30 to 300 ° C., more preferably 60 to 200 ° C., and still more preferably 100 It can be heated at ⁇ 160 ° C for 1 to 300 minutes, more preferably 5 to 60 minutes.
  • a film-like molded body made of cellulose fibers can exhibit high gas barrier properties. Since the membrane-like molded product obtained by this production method is moisture-resistant (strength and barrier properties) by forming a crosslinked structure, in addition to the gas barrier material, a water purification separation membrane, an alcohol separation membrane, a polarized light It can also be used as a film, a polarizing plate protective film, a flexible transparent substrate for display, a fuel cell separator, a dew condensation prevention sheet, an antireflection sheet, an ultraviolet shielding sheet, an infrared shielding sheet, and the like.
  • a moisture-proof layer can be further formed to further improve the moisture-proof property.
  • a method of laminating the moisture-proof layer a known method such as a method using an adhesive, a method of bonding by a thermal fusion method, a coating method, a spraying method, or a dipping method can be applied.
  • the base material and the moisture-proof layer having high moisture-proof performance are plastics such as polyolefin and polyester, those obtained by vapor-depositing inorganic oxides (aluminum oxide, silicon oxide, etc.), those laminated on paperboard, wax, For example, paper coated with wax can be used.
  • the substrate and moisture-proof layer having high moisture-proof performance have a water vapor permeability of 0.1 to 600 g / m. 2 -Day, preferably 0.1 to 300 g / m 2 -Day, more preferably 0.1 to 100 g / m 2 -It is preferable to use the one of day.
  • a water vapor permeability of 0.1 to 600 g / m. 2 -Day, preferably 0.1 to 300 g / m 2 -Day, more preferably 0.1 to 100 g / m 2 -It is preferable to use the one of day.
  • a method for producing a gas barrier laminate having a base material and a gas barrier layer by applying a gas barrier material to a base material made of polyalkylene terephthalate and then drying it.
  • the gas barrier material is a suspension containing 0.1 to 50 parts by mass of a polyamidoamine epichlorohydrin resin with respect to 100 parts by mass of fine cellulose fibers,
  • the fine cellulose fiber has an average fiber diameter of 200 nm or less, and the carboxyl group content of cellulose constituting the cellulose fiber is 0.1 to 2 mmol / g,
  • a method for producing a gas barrier laminate, wherein the drying temperature is 60 to 250 ° C. D10.
  • a method for producing a gas barrier laminate having a base material and a gas barrier layer by applying a gas barrier material to a base material made of polyamide and then drying it,
  • the gas barrier material is a suspension containing 5 to 50 parts by mass of a polyamidoamine epichlorohydrin resin with respect to 100 parts by mass of fine cellulose fibers;
  • the fine cellulose fiber has an average fiber diameter of 200 nm or less, and the carboxyl group content of cellulose constituting the cellulose fiber is 0.1 to 2 mmol / g,
  • a method for producing a gas barrier laminate having a base material and a gas barrier layer by applying a gas barrier material to a base material made of polyamide and then drying it,
  • the gas barrier material is a suspension containing 20 to 50 parts by mass of a polyamidoamine epichlorohydrin resin with respect to 100 parts by mass of fine cellulose fibers.
  • the fine cellulose fiber has an average fiber diameter of 200 nm or less, and the carboxyl group content of cellulose constituting the cellulose fiber is 0.1 to 2 mmol / g,
  • a method for producing a gas barrier laminate, wherein the drying temperature is 80 to 170 ° C. D12.
  • a method for producing a gas barrier laminate having a base material and a gas barrier layer by applying a gas barrier material to a base material composed of an olefin resin and then drying it,
  • the gas barrier material is a suspension containing 5 to 50 parts by mass of an aqueous polyisocyanate with respect to 100 parts by mass of fine cellulose fibers.
  • the fine cellulose fiber has an average fiber diameter of 200 nm or less, and the carboxyl group content of cellulose constituting the cellulose fiber is 0.1 to 2 mmol / g,
  • Invention D9, D10, D11, D12 includes the following aspects.
  • the inventions D9, D10, D11, D12 will be described in detail below.
  • ⁇ Base material> As the substrate made of polyalkylene terephthalate used in the present invention, a film or sheet made of polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate can be used. As the base material made of polyamide used in the present invention, a film or sheet made of nylon 6, nylon 66, nylon 610, nylon 612, or the like can be used. Moreover, in this invention, the base material which consists of olefin resin can be used as other embodiment. As the olefin resin, polypropylene, polyethylene, alloys thereof, or the like can be used.
  • the above-mentioned base material can be obtained by a known resin molding processing method, for example, an extrusion molding method of a film or sheet using an extruder equipped with a T die, and subjected to stretching treatment as necessary. it can.
  • a commercially available film or sheet can also be used as the substrate.
  • the base material can contain a known additive such as a filler, a colorant such as a pigment, a resin additive such as an ultraviolet absorber and an antistatic agent.
  • the thickness of the substrate may be appropriately selected so that the strength according to the application can be obtained, and can be selected in the range of 1 to 1000 ⁇ m.
  • the gas barrier material used in the present invention is a suspension containing fine cellulose fibers and a polyamidoamine epichlorohydrin resin or aqueous polyisocyanate.
  • the production of the cellulose fiber is the same as in the invention A3.
  • a suspension is produced by blending a polyamidoamine epichlorohydrin resin with fine cellulose fibers.
  • the polyamidoamine epichlorohydrin resin used in the present invention is obtained by adding epichlorohydrin to a polyamidoamine intermediate and heating it to convert it to azetidinium chloride (AZR group).
  • water-based polyisocyanate water-dispersed isocyanate
  • the aqueous polyisocyanate used in the present invention can be obtained by subjecting a raw material polyisocyanate to an addition reaction of a hydrophilic chain having an active hydrogen, a lipophilic chain, or the like.
  • the aqueous polyisocyanate is preferably a polyisocyanate in which an alkylene oxide chain is bonded to at least one selected from an aliphatic polyisocyanate and a polyisocyanate derived therefrom, and if necessary, a lipophilic chain is bonded. It may be made.
  • the aliphatic polyisocyanate used in the above production method include tetramethylene diisocyanate, pentamethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, trimethylhexamethylene diisocyanate, and lysine diisocyanate.
  • a commercially available product can be used as the aqueous polyisocyanate used in the present invention, and an adduct modified product of hexamethylene diisocyanate (manufactured by Asahi Kasei Kogyo Co., Ltd., Duranate WB40-80D (trade name)), an isocyanurate modified product of hexamethylene diisocyanate [ Sumitomo Bayer Urethane Co., Ltd., Bihijoule 3100 (trade name)], [Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd., Aquanate 100, Aquanate 200 (both trade names)] and the like can be used.
  • the above-mentioned aqueous polyisocyanate used in the present invention is known, and JP-A 2000-19678 [0028], JP-A 2000-272254 [0043], JP-A 2002-60455 [0017], [0018], JP-A 2005-213411 [0048] to [0058], JP-A 2005-272590 [0025] and [0033], JP-A 2005-336644 [0015] to [0023], etc. is there.
  • the gas barrier material used in the present invention includes known fillers, colorants such as pigments, ultraviolet absorbers, antistatic agents, water-proofing agents (within the range of types and amounts that can solve the problems of the present invention).
  • the method for producing a gas barrier laminate of the present invention is a method for obtaining a gas barrier layer on a substrate by applying a gas barrier material to the substrate and then drying it, and as described below, the substrate to be used. It is desirable to select the drying conditions according to the combination of the gas barrier material and the gas barrier material (especially the amount of the polyamidoamine epichlorohydrin resin used for the fine cellulose fibers).
  • [Coating process] As a coating method, a known coating method using a bar coater or the like can be applied.
  • the gas barrier material is a suspension containing 0.1 to 50 parts by mass of a polyamidoamine epichlorohydrin resin with respect to 100 parts by mass of fine cellulose fibers
  • the heating temperature is 60 to 250 ° C., preferably It is 80 to 150 ° C., more preferably 80 to 120 ° C., and preferably it is dried for 30 minutes.
  • the heating temperature is 60 to 250 ° C., preferably It is 80 to 150 ° C., more preferably 80 to 120 ° C., and preferably it is dried for 30 minutes. (Embodiment using a base material made of polyamide)
  • the heating temperature is 110 to 170 ° C., preferably 30 minutes dry.
  • the heating temperature is preferably 150 to 170 ° C. Dry for 30 minutes.
  • the heating temperature is 80 to 170 ° C, preferably 110 to 170 ° C. Dry preferably for 30 minutes.
  • the gas barrier material is a suspension containing 5 to 50 parts by mass of aqueous polyisocyanate with respect to 100 parts by mass of fine cellulose fibers
  • the heating temperature is 60 to 140 ° C, preferably 80 to 120 ° C, Preferably it is dried for 30 minutes.
  • Embodiment-1 Embodiment in which the base material is polyalkylene terephthalate and a suspension containing fine cellulose fibers and aqueous polyisocyanate
  • the fine cellulose fibers and the aqueous polyisocyanate can be the same as described above.
  • the ratio of the fine cellulose fibers to the aqueous polyisocyanate is preferably 0.1 to 50 parts by weight, more preferably 0.1 to 20 parts by weight, and 0.1 to 10 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the fine cellulose fibers. Part is more preferable.
  • Drying is preferably performed at a heating temperature of 60 to 250 ° C., more preferably 80 to 150 ° C., and still more preferably 80 to 120 ° C., and preferably 30 minutes.
  • the base material is polyamide and a suspension containing fine cellulose fibers and aqueous polyisocyanate is used
  • the same materials as described above can be used as the polyamide, further fine cellulose fibers and aqueous polyisocyanate used as the base material.
  • the ratio of the fine cellulose fiber to the aqueous polyisocyanate is preferably 0.1 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 50 parts by mass, and still more preferably 5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fine cellulose fiber. .
  • the drying is performed at a heating temperature of preferably 80 to 170 ° C., more preferably 80 to 150 ° C., still more preferably 80 to 120 ° C., and preferably 30 minutes.
  • Epoxy compounds include ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, propylene glycol diglycidyl ether, polypropylene glycol diglycidyl ether, neopentyl glycol diglycidyl ether, diglycidyl ether of glycols having 3 or more carbon atoms, and hydrogenated bisphenol A.
  • Diglycidyl ethers such as diglycidyl ether and polybutadiene, sorbitol polyglycidyl ether, polyglycol polyglycidyl ether, pentaerythritol polyglycidyl ether, diglycerol polyglycidyl ether, glycerol polyglycidyl ether, triethylolpropylene polyglycidyl ether and the like , Resorcinol diglycidyl ether, bisphenol A type glycidyl ether, and aromatic ring or a cyclic compound such as triglycidyl isocyanurate.
  • the epoxy compound a commercially available product can be used.
  • the above-mentioned epoxy compounds used in the present invention are known, and JP-A 2005-219422 [0011] to [0015], JP-A 2008-266415 [0017], JP-A 2009-203351 [0022], [0022] [0027], JP-A7-26026 [0027], JP-A10-88089 [0025], [0026] and the like.
  • the ratio of the fine cellulose fiber to the epoxy compound is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass, and still more preferably 5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fine cellulose fiber.
  • the drying is performed at a heating temperature of preferably 90 to 250 ° C., more preferably 90 to 150 ° C., still more preferably 90 to 120 ° C., and preferably 30 minutes.
  • Other embodiment-4 Embodiment using a suspension in which the base material is polyamide and containing fine cellulose fibers and an epoxy compound
  • the same thing as above-mentioned can be used for the polyamide used as a base material, and also fine cellulose fiber and an epoxy compound.
  • the ratio of the fine cellulose fiber to the epoxy compound is preferably 5 to 50 parts by mass, more preferably 5 to 20 parts by mass, and still more preferably 5 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the fine cellulose fiber.
  • Drying is preferably performed at a heating temperature of 90 to 170 ° C., more preferably 90 to 150 ° C., still more preferably 90 to 120 ° C., and preferably 30 minutes.
  • a coating layer for example, a film or sheet-shaped coating layer
  • a hot press method, an adhesive method using an adhesive, or the like can be applied.
  • the present invention describes the implementation of the present invention in the following examples.
  • the examples are illustrative of the invention and are not intended to limit the invention.
  • Inventions A3, A4 and A5 will be described in detail along the following examples.
  • Each measuring method in the examples is as follows.
  • the average fiber diameter of the cellulose fibers is an atomic force microscope (Nanoscope III Tapping mode AFM, manufactured by Digital instrument, Inc.) using an observation sample obtained by dropping a suspension diluted to 0.0001% by mass onto mica and drying it. The probe was used to measure the fiber height with Nano Probes' Point Probe (NCH).
  • the average aspect ratio was calculated from the viscosity of a diluted suspension (0.005 to 0.04 mass%) obtained by diluting cellulose fibers with water. The viscosity was measured at 20 ° C. using a rheometer (MCR300, DG42 (double cylinder), manufactured by PHYSICA). From the relationship between the mass concentration of the cellulose fiber and the specific viscosity of the cellulose fiber suspension with respect to water, the aspect ratio of the cellulose fiber was calculated by the following formula to obtain the average aspect ratio of the cellulose fiber.
  • ⁇ sp Is the specific viscosity
  • is the circular ratio
  • ln is the natural logarithm
  • P is the aspect ratio (L / b)
  • 0.8
  • ⁇ s Is the density of the dispersion medium (kg / m 3 )
  • ⁇ 0 Is the density of cellulose crystals (kg / m 3 )
  • L is the fiber length
  • b is the fiber width (the cross section of the cellulose fiber is square)
  • is the concentration of the cellulose fiber (kg / m 3 )
  • M is molecular weight
  • N A representss the Avogadro number.
  • Natural cellulose fibers exist as aggregates of highly crystalline microfibrils formed by collecting about 20 to 1500 cellulose molecules.
  • a carboxyl group can be selectively introduced onto the surface of the crystalline microfibril. Therefore, in reality, carboxyl groups are introduced only on the crystal surface, but the carboxyl group content defined by the measurement method is an average value per cellulose weight.
  • the (Con1 / Con2) value obtained by dividing the solid content concentration (Con1) of the filtrate by the solid content concentration (Con2) of the suspension before filtration was calculated as the fine cellulose fiber content (%).
  • (1-5) Observation of suspension of cellulose fiber One drop of the suspension diluted to a solid content of 1% by mass was dropped on a slide glass, and a cover glass was put on to make an observation sample. Arbitrary five places of this observation sample were observed at 400 times magnification using an optical microscope (manufactured by ECLIPSE E600 POL NIKON), and the presence or absence of cellulose granules having a particle size of 1 ⁇ m or more was confirmed.
  • the granular material is substantially spherical, and the ratio of the major axis to the minor axis (major axis / minor axis) of the rectangle surrounding the projected shape obtained by projecting the shape onto a plane is 3 or less at the maximum.
  • the particle diameter of the granular material is an arithmetic average value of the lengths of the major axis and the minor axis. At this time, it can be confirmed more clearly by crossed Nicols observation.
  • Gas barrier film (2-1) Oxygen permeability (isobaric method) (cm 3 / M 2 ⁇ Day ⁇ Pa) Measured under the conditions of 23 ° C.
  • OX-TRAN 2/21 model ML & SL, manufactured by MODERN CONTROL
  • OX-TRAN 2/21 model ML & SL, manufactured by MODERN CONTROL
  • measurement was performed in an environment of oxygen gas at 23 ° C. and humidity 50% RH, and nitrogen gas (carrier gas) at 23 ° C. and humidity 50%.
  • the measurement was performed under conditions of 23 ° C. and humidity 0% RH.
  • measurement was performed in an environment of oxygen gas at 23 ° C. and humidity 0% RH and nitrogen gas (carrier gas) at 23 ° C. and humidity 0%.
  • Example A1 Water vapor permeability (g / m 2 ⁇ Day) Based on JIS Z0208, the measurement was performed under conditions of an environment of 40 ° C. and 90% RH using a cup method.
  • Example A1 Production of cellulose fiber suspension
  • TEMPO Commercial product (Manufacturer: ALDRICH, Free radical, 98%)
  • Sodium hypochlorite Commercial product (Manufacturer: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the oxidized pulp was sufficiently washed with ion-exchanged water, dehydrated, and naturally dried in an atmosphere at 23 ° C. Thereafter, 3.9 g of oxidized pulp and 296.1 g of ion-exchanged water are stirred for 120 minutes with a mixer (Vita-Mix-Blender ABSOLUTE, manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.), and the fiber is refined and suspended. A liquid was obtained. The solid content concentration of the cellulose fiber in the obtained suspension was 1.3% by mass.
  • the average fiber diameter of the cellulose fiber in the cellulose suspension was 3.13 nm, the average aspect ratio was 238, the carboxyl group amount was 1.23 mmol / g, and there were no cellulose granules having a particle diameter of 1 ⁇ m or more.
  • the light transmittance of the cellulose fiber suspension was 97.1%, and the content of fine cellulose fibers was 90.9%.
  • Example A2 A gas barrier material was obtained in the same manner as in Example A1. Next, after obtaining a gas barrier laminate in the same manner as in Example A1, it was heat-treated for 30 minutes in a thermostatic bath maintained at 150 ° C. After radiating heat for 2 hours or more at room temperature, each item shown in Table A1 was measured.
  • Example A3 A cellulose fiber suspension was obtained in the same manner as in Example A1. Next, 100 g of the obtained cellulose fiber suspension was collected, and 2.6 g (cellulose fiber solid content) of a glyoxal aqueous solution (manufacturer: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) diluted to 5% by mass as a crosslinking agent was obtained.
  • Example A4 A gas barrier material was obtained in the same manner as in Example A3. Next, after obtaining a gas barrier laminate in the same manner as in Example A3, it was heat-treated for 30 minutes in a thermostatic bath maintained at 110 ° C.
  • Example A5 A gas barrier material was obtained in the same manner as in Example A3. Next, after obtaining a gas barrier laminate in the same manner as in Example A3, it was heat-treated in a thermostatic bath maintained at 150 ° C. for 30 minutes. After radiating heat for 2 hours or more at room temperature, each item shown in Table A1 was measured.
  • Example A6 Other than adding 2.6 g of ADH (adipic acid dihydrazide, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) aqueous solution diluted to 5% by mass (the amount of the crosslinking agent is 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cellulose fiber solids) as a crosslinking agent.
  • ADH adipic acid dihydrazide, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.
  • Example A7 2.6 g of polyisocyanate (product name: Duranate WB30-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation) diluted to 5% by mass as a cross-linking agent (the amount of the cross-linking agent is 10% with respect to 100 parts by mass of cellulose fiber solids) Part)
  • a gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example A4 except that it was added, and each item shown in Table A1 was measured.
  • Example A8 As a crosslinking agent, 2.6 g of an aqueous solution of acrylamide-acrylic acid hydrazide copolymer (product name: APA-P280, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) diluted to 5% by mass (cross-linking to 100 parts by mass of cellulose fiber solid content) A gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example A4 except that the amount was 10 parts by mass), and each item shown in Table A1 was measured.
  • APA-P280 acrylamide-acrylic acid hydrazide copolymer
  • Example A9 2.6 g of an aqueous solution of sorbitol polyglycidyl ether (product name: Denacol EX-614B, manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd.) diluted to 5% by mass as a crosslinking agent (the amount of the crosslinking agent relative to 100 parts by mass of cellulose fiber solid content) 10 parts by mass) was added in the same manner as Example A4 except that a gas barrier laminate was obtained, and each item shown in Table A1 was measured.
  • sorbitol polyglycidyl ether product name: Denacol EX-614B, manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd.
  • Example A10 2.6 g of an aqueous solution of polycarbodiimide (product name: E-02, manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.) diluted to 5% by mass as a crosslinking agent (the amount of the crosslinking agent is 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of cellulose fiber solids) Except for the addition, a gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example A4, and each item shown in Table A1 was measured. Comparative Example A1 In Comparative Example A1, each item shown in Table A2 of the PET film (thickness 25 ⁇ m) was measured.
  • Comparative Example A2 In Comparative Example A2, a laminate was obtained in the same manner as in Example A1 except that no crosslinking agent was added, and then each item shown in Table A2 was measured.
  • Examples A1 to A10 were compared with Comparative Example A2, it was confirmed that the water vapor barrier property was improved by adding a reactive crosslinking agent.
  • the heat treatment significantly improved the oxygen barrier property in a humidity environment (50% RH).
  • Example A1 heating temperature 23 ° C.
  • Example A2 heating temperature 150 ° C.
  • Example A4 heating temperature 110 ° C.
  • ADH adipic acid dihydrazide, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.
  • WB30 Polyisocyanate, product name Duranate WB30-100, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation
  • APA280 Acrylamide-acrylic acid hydrazide copolymer, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.
  • EX-614B Sorbitol polyglycidyl ether, product name Denacol EX-614B, manufactured by Nagase Chemtech Co., Ltd.
  • E-02 Polycarbodiimide, product name E-02, manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.
  • Example A11 A cellulose fiber suspension was prepared in the same manner as in Example A1, and 1.3 g of glyoxal (manufacturer: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) aqueous solution diluted to 5% by mass (based on 100 parts by mass of cellulose fiber solid content).
  • a gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example A2 except that the amount of the crosslinking agent was 5 parts by mass), and each item shown in Table A3 was measured.
  • Example A12 Example A11 except that 1.3 g of an aqueous solution of glutaraldehyde (manufacturer: Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) diluted to 5% by mass (the amount of the crosslinking agent is 5 parts by mass relative to 100 parts by mass of the cellulose fiber solid content) was added. In the same manner as above, a gas barrier laminate was obtained, and each item shown in Table A3 was measured.
  • Example A13 Example A11 except that 1.3 g of ADH (adipic acid dihydrazide, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) diluted to 5% by mass (the amount of the crosslinking agent relative to 100 parts by mass of the cellulose fiber solid content is 5 parts by mass) was added.
  • ADH adipic acid dihydrazide
  • Example A14 Except for adding 1.3 g of an aqueous solution of citric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) diluted to 5% by mass (the amount of the crosslinking agent is 5 parts by mass relative to 100 parts by mass of cellulose fiber solids).
  • a gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example A11, and each item shown in Table A3 was measured.
  • Example A15 1.3 g of an aqueous solution of acrylamide-acrylic acid hydrazide copolymer (product name: APA-P280, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) diluted to 5% by mass (the amount of the crosslinking agent is 5 with respect to 100 parts by mass of cellulose fiber solid content) (Mass parts)
  • APA-P280 acrylamide-acrylic acid hydrazide copolymer
  • Example A16 Except for adding 1.3 g of an aqueous solution of polycarbodiimide (product name: E-02, manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.) diluted to 5% by mass (the amount of the crosslinking agent is 5 parts by mass relative to 100 parts by mass of cellulose fiber solids).
  • a gas barrier laminate was obtained in the same manner as in Example A11, and each item shown in Table A3 was measured.
  • oxygen barrier properties and water vapor barrier properties are improved as compared with Comparative Example A2 in which no reactive crosslinking agent is added.
  • Examples A11 to A14 in which the crosslinking agent had a low molecular weight a higher barrier property improving effect was observed.
  • Example A11 Glyoxal (Example A11) and citric acid (Example A14) were preferred as cross-linking agents that greatly improve both oxygen barrier properties and water vapor barrier properties.
  • Invention B6 is explained in full detail along the following Examples.
  • the measurement method for each item is as follows.
  • (1) The average fiber diameter, average aspect ratio, and carboxyl group content (mmol / g) of the cellulose fiber are the same as in Example A1.
  • Moisture content (%) of membrane-shaped molded product (cellulose fiber layer) First, the weight of the film-shaped molded body is measured (this weight is a). Next, the weight of the film-shaped molded body after drying under reduced pressure at 105 ° C. and 360 mmHg for 24 hours is measured (this weight is defined as the absolute dry weight b). The moisture content was calculated as a percentage (%) of the amount of water in the film-shaped molded body (weight a minus b) with respect to the weight (a) of the film-shaped molded body ((ab) / ax). 100). In addition, the moisture content after the drying process by heating is a moisture content 3 minutes after taking out from a heating-drying furnace.
  • Equilibrium water content (%) of membrane-like molded product (cellulose fiber layer) This is a value obtained by measuring the moisture content of the film-shaped molded body after storing the film-shaped molded body after the drying step by heating in an environment of 23 ° C. and 60% RH for 24 hours or more.
  • Oxygen permeability (isobaric method) (cm 3 / M 2 -Day-Pa) Same as Example A1 above. However, some examples and comparative examples were measured under conditions of 23 ° C. and humidity 0% RH. Specifically, measurement was performed in an environment of oxygen gas at 23 ° C. and humidity 0% RH and nitrogen gas (carrier gas) at 23 ° C. and humidity 0%.
  • Example B1 Raw materials, catalyst, oxidizing agent, and co-oxidizing agent for preparation of cellulose fiber suspension are the same as in Example A1.
  • oxidized pulp and 296.1 g of ion-exchanged water are stirred for 120 minutes with a mixer (Vita-Mix-Blender ABSOLUTE, manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.), so that the fiber is refined and suspended.
  • a liquid was obtained.
  • Cellulose fibers had an average fiber diameter of 3.1 nm, an average aspect ratio of 240, a carboxyl group content of 1.2 mmol / g, and there were no cellulose granules having a particle diameter of 1 ⁇ m or more.
  • the light transmittance of the cellulose fiber suspension was 97.1%, and the content of fine cellulose fibers was 90.9%.
  • Table B1 shows the measurement results of the moisture content, the equilibrium moisture content at 23 ° C. and 60% RH, and the oxygen permeability before and after the drying step treatment by heating.
  • the thickness of the cellulose fiber layer in Table B1 is a value calculated from the wet film thickness and the solid content concentration of the cellulose fiber suspension, with the specific gravity of the cellulose fiber being 1.5. This value was in good agreement with the film thickness measured with an atomic force microscope.
  • Examples B2 to B4 Cellulose fiber suspension was used on one side of a polyethylene terephthalate (PET) sheet (trade name: Lumirror, manufactured by Toray Industries, Inc., sheet thickness: 25 ⁇ m) as a base sheet, using the same cellulose fiber suspension as in Example B1.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the liquid was applied with a bar coater (# 50).
  • PAT polyethylene terephthalate
  • # 50 Next, it was dried at room temperature (23 ° C.) for 120 minutes in the same manner as in Example B1. Furthermore, it heat-dried at the temperature and time which are shown in Table B1 with an electric drying furnace (natural convection type
  • Table B1 shows the measurement results of the moisture content of the cellulose fiber layer before and after the drying step by heating, the equilibrium moisture content at 23 ° C. and 60% RH, and the oxygen permeability.
  • Examples B5, B6 Cellulose fiber suspension was used on one side of a polyethylene terephthalate (PET) sheet (trade name: Lumirror, manufactured by Toray Industries, Inc., sheet thickness: 25 ⁇ m) as a base sheet, using the same cellulose fiber suspension as in Example B1. The liquid was applied with a bar coater (# 50). Next, while the film-like material of the cellulose fiber suspension is in a wet fluid state (within 5 minutes after application), heat treatment is performed at the temperature and time shown in Table B1 in an electric drying furnace (natural convection type).
  • Table B1 shows the measurement results of the moisture content of the cellulose fiber layer before and after the drying step by heating, the equilibrium moisture content at 23 ° C. and 60% RH, and the oxygen permeability.
  • Comparative Example B1 Cellulose fiber suspension was used on one side of a polyethylene terephthalate (PET) sheet (trade name: Lumirror, manufactured by Toray Industries, Inc., sheet thickness: 25 ⁇ m) as a base sheet, using the same cellulose fiber suspension as in Example B1. The liquid was applied with a bar coater (# 50).
  • PET polyethylene terephthalate
  • Example B1 shows the measurement results of the moisture content of the cellulose fiber layer after drying at room temperature for 120 minutes, the equilibrium moisture content at 23 ° C. and 60% RH, and the oxygen permeability.
  • Comparative examples B2 and B3 To 10 g of carboxymethylcellulose sodium salt (CMC) (trade name HE1500F, manufactured by Daicel Industries, Ltd.), 90 g of ion-exchanged water and 30 g of isopropanol were added to prepare a 0.7% by mass CMC solution.
  • CMC carboxymethylcellulose sodium salt
  • Example B2 a 0.7% by mass CMC solution was applied on one side of a polyethylene terephthalate (PET) sheet (trade name: Lumirror, manufactured by Toray Industries, Inc., sheet thickness: 25 ⁇ m) as a base sheet in the same manner as in Example B1.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the cellulose fiber suspension was applied with a bar coater (# 50).
  • Comparative Example B2 was dried at room temperature (23 ° C.) for 120 minutes, and then a composite molded body having a laminated structure was obtained without drying by heating.
  • the measurement results of oxygen permeability are shown in Table B1.
  • Comparative Example B3 the composite molded body obtained in Comparative Example B2 was heat-dried at 110 ° C.
  • Table B1 shows the measurement results of oxygen permeability of a polyethylene terephthalate (PET) sheet (trade name: Lumirror, manufactured by Toray Industries, Inc., sheet thickness: 25 ⁇ m).
  • PET polyethylene terephthalate
  • the film-like molded body obtained by the production method of the present invention is better than the case where drying by heating is not performed (Comparative Example B1).
  • the oxygen barrier property under the measurement condition of 50% RH is good.
  • Example B2 and Example B5 which were dried by heating to 23% or less and 60% RH equilibrium water content, higher oxygen barrier properties were obtained under the measurement conditions of 50% RH.
  • Example B2 which was heat-dried to 10% or less of the equilibrium water content at 23 ° C. and 60% RH, higher oxygen barrier properties were obtained under the measurement conditions of 0% RH and 50% RH.
  • the step of holding the moisture content of the membrane in a dry state up to the equilibrium moisture content at normal temperature and humidity Example B1 and Example B2 that have the oxygen content equivalent to Example B5 and Example B6, in which there is no step of keeping the moisture content of the film-like material dried to the equilibrium moisture content at room temperature and normal humidity Barrier properties are obtained.
  • Comparative Example B2 and Comparative Example B3 are film-shaped molded articles prepared from a CMCNa aqueous solution of a similar structural substance having a carboxyl group in the cellulose molecule.
  • the expression of oxygen barrier properties under high humidity by heating was It is thought that it originates from the structural characteristics of the used cellulose fiber.
  • the cellulose fiber used in the present invention maintains a dense structure even in a humidity environment of 50% RH by bonding, that is, crosslinking, the aldehyde group contained on the surface with the hydroxyl group of the cellulose fiber by heating.
  • Example B7 100 g of bleached kraft pulp fiber of coniferous trees was sufficiently stirred with 9900 g of ion-exchanged water, and then TEMPO 1.25% by mass, sodium bromide 12.5% by mass, and sodium hypochlorite 28.4% by mass with respect to 100 g of pulp. % Were added in this order, and a pH stud was used to maintain the pH at 10.5 by dropwise addition of 0.5 M sodium hydroxide to carry out an oxidation reaction. Next, dripping was stopped at an oxidation time of 120 minutes to obtain oxidized pulp. The oxidized pulp was sufficiently washed with ion exchange water and dehydrated.
  • oxidized pulp and 296.1 g of ion-exchanged water are stirred for 10 minutes with a mixer (Vita-Mix-Blender ABSOLUTE, manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.), so that the fiber is refined.
  • a suspension was obtained.
  • Cellulose fibers have an average fiber diameter of 3.3 nm, an average aspect ratio of 305, a carboxyl group content of 1.2 mmol / g, and a cellulose granule having a particle diameter of 1 ⁇ m or more. Did not exist.
  • the light transmittance of the cellulose fiber suspension was 95.5%, and the content of fine cellulose fibers was 100%.
  • the solid content concentration of the obtained cellulose fiber suspension was 1.3%.
  • the cellulosic fiber suspension produced by the above method is applied to a bar coater (# 50). It was applied with. Next, it was dried at room temperature (23 ° C.) for 120 minutes. Furthermore, it was heated and dried at 110 ° C. for 30 minutes in an electric drying furnace (natural convection type) to obtain a composite molded body having a laminated structure.
  • Table B2 shows the measurement results of the moisture content of the cellulose fiber layer before and after the drying step by heating, the equilibrium moisture content at 23 ° C. and 60% RH, and the oxygen permeability.
  • the thickness of the cellulose fiber layer in Table B2 is a value calculated from the wet film thickness and the solid content concentration of the cellulose fiber suspension with the specific gravity of the cellulose fiber being 1.5. This value was in good agreement with the film thickness measured with an atomic force microscope.
  • Example B8 A cellulose fiber suspension was prepared in the same manner as in Example B7, except that the amount of sodium hypochlorite added was 7.1% by mass, and a composite molded body was obtained in the same manner as in Example B7.
  • Table B2 shows the measurement results of the moisture content of the cellulose fiber layer before and after the drying step by heating, the equilibrium moisture content at 23 ° C. and 60% RH, and the oxygen permeability.
  • Example B9 A cellulose fiber suspension was prepared in the same manner as in Example B7, except that the amount of sodium hypochlorite added was 14.2% by mass, and a composite molded body was obtained in the same manner as in Example B7.
  • Table B2 shows the measurement results of the moisture content of the cellulose fiber layer before and after the drying treatment by heating, the equilibrium moisture content at 23 ° C. and 60% RH, and the oxygen permeability.
  • Example B10 A cellulose fiber suspension was prepared in the same manner as in Example B7, except that the amount of sodium hypochlorite added was 56.4% by mass, and a composite molded body was obtained in the same manner as in Example B7.
  • Table 2 shows the measurement results of the moisture content of the cellulose fiber layer before and after the drying step by heating, the equilibrium moisture content at 23 ° C. and 60% RH, and the oxygen permeability.
  • Examples B7 to B10 are film-shaped molded articles prepared from cellulose fiber suspensions having different fiber diameters and different carboxyl group contents. It can be seen that even if the carboxyl group content and the average aspect ratio of cellulose constituting the cellulose fiber are different, the production method of the present invention can provide a high oxygen barrier property.
  • Example B11 A cellulose fiber suspension was prepared in the same manner as in Example B10.
  • the cellulosic fiber suspension produced by the above method is applied to a bar coater (# 50). It was applied with. Next, it was dried at room temperature (23 ° C.) for 120 minutes. Furthermore, it was heated and dried at 150 ° C. for 30 minutes in an electric drying furnace (natural convection type) to obtain a composite molded body having a laminated structure.
  • the measurement results of oxygen permeability are shown in Table B3.
  • the thickness of the cellulose fiber layer in Table B3 is a value calculated from the wet film thickness and the solid content concentration of the cellulose fiber suspension with the specific gravity of the cellulose fiber being 1.5. This value was in good agreement with the film thickness measured with an atomic force microscope.
  • Example B12 A composite molded body was obtained in the same manner as in Example B11 except that heat drying was performed at 150 ° C. for 60 minutes in an electric drying furnace (natural convection type). The measurement results of oxygen permeability are shown in Table B3.
  • Example B13 A composite molded body was obtained in the same manner as in Example B11, except that heat drying was performed at 150 ° C. for 180 minutes in an electric drying furnace (natural convection type). The measurement results of oxygen permeability are shown in Table B3.
  • Example B14 A cellulose fiber suspension was prepared in the same manner as in Example B7, except that the mixture was stirred for 120 minutes with a mixer (Vita-Mix-Blender ABSOLUTE, manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.). A molded body was obtained. The measurement results of oxygen permeability are shown in Table B3.
  • Example B15 A cellulose fiber suspension was prepared in the same manner as in Example B11 except that stirring was performed for 120 minutes with a mixer (Vita-Mix-Blender ABSOLUTE, manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.). A molded body was obtained. The measurement results of oxygen permeability are shown in Table B3.
  • Example B16 A cellulose fiber suspension was prepared in the same manner as in Example B9, except that the mixture was stirred for 120 minutes with a mixer (Vita-Mix-Blender ABSOLUTE, manufactured by Osaka Chemical Co., Ltd.), and composited in the same manner as in Example B11. A molded body was obtained. The measurement results of oxygen permeability are shown in Table B3.
  • Example B17 A cellulose fiber suspension was prepared in the same manner as in Example B7, and a composite molded body was obtained in the same manner as in Example B11. The measurement results of oxygen permeability are shown in Table B3. Comparative examples B5, B6, B7 A composite molded body was obtained in the same manner as in Examples B14, B16, and B17, respectively, except that drying by heating was not performed.
  • Examples B11 to B13 are film-like molded articles having different drying times by heating and have high oxygen barrier properties. Moreover, since the highest oxygen barrier property was shown in Example B12 heated at 150 ° C. for 60 minutes, it is considered that higher oxygen barrier property can be obtained by controlling dehydration and damage to the film-shaped molded body by heating. It is done.
  • Examples B11 and B14 to B17 are film-shaped molded articles prepared from cellulose fiber suspensions having different fiber diameters and different carboxyl group contents. It can be seen that the oxygen barrier properties, particularly the oxygen barrier properties at 50% RH, are improved as compared with the case where heating is not performed (Comparative Examples B5 to B7).
  • Examples B11 and B15, in which the carboxyl group content of the cellulose fiber was 1.4 and the average aspect ratio was 235 and 180, higher oxygen barrier properties were obtained.
  • Inventions C7 and C8 will be described in detail along the following examples. The following measurement items are the same as in Example A1.
  • Example C1 to C3 (1) The raw material, catalyst, oxidizing agent and co-oxidizing agent in the preparation of the cellulose fiber suspension are the same as in Example A1. (2) Manufacturing procedure First, 100 g of bleached kraft pulp fiber of the above coniferous tree was sufficiently stirred with 9900 g of ion-exchanged water, and then TEMPO 1.25% by mass, sodium bromide 12.5% by mass, sodium hypochlorite 28.
  • Cellulose fibers had an average fiber diameter of 3.1 nm, an average aspect ratio of 240, and a carboxyl group content of 1.2 mmol / g, and there were no cellulose granules having a particle diameter of 1 ⁇ m or more.
  • the light transmittance of the cellulose fiber suspension was 97.1%, and the content of fine cellulose fibers was 90.9%.
  • PET polyethylene terephthalate
  • the obtained cellulose fiber suspension was applied with a bar coater (# 50).
  • [Crosslinking agent aqueous solution adhesion process] The aqueous solution of adipic acid dihydrazide having the concentration shown in Table C1 was sprayed on the film-like product obtained in the previous step by a commercially available spray. 500cm film obtained in the previous process 2 The solution was sprayed to contain about 0.06 g (dry weight) of the crosslinking agent.
  • the cellulose fiber layer was kept wet (within 3 minutes after coating), and in Example C3, the aqueous crosslinking agent solution was sprayed after drying at room temperature (23 ° C.) for 120 minutes.
  • Examples C4 to C6 In the same manner as in Examples C1 to C3, after forming a film-like product, a glyoxal aqueous solution was attached and heated under the conditions shown in Table C1 to obtain a film-like molded body. The measurement result of water vapor permeability is shown in Table C1.
  • Examples C7 to C9 In the same manner as in Examples C1 to C3, after forming a film-like material, a butanetetracarboxylic acid aqueous solution was attached and heated under the conditions shown in Table C1 to obtain a film-like molded body. The measurement result of water vapor permeability is shown in Table C1.
  • Examples C10 to C13 In the same manner as in Examples C1 and C2, after forming the film-like material, the cellulose fiber layer was kept in a wet state (within 3 minutes), and the aqueous solution of the crosslinking agent was attached and heated under the conditions shown in Table C1. A molded body was obtained. The measurement results of the water vapor permeability of the obtained film-shaped molded product are shown in Table C1. Comparative Example C1 The measurement results of the water vapor permeability of the PET sheet (film thickness 25 ⁇ m) used as the substrate are shown in Table C2.
  • Comparative Example C2 In the same manner as in Example C1, after forming a film-like material, the measurement result of the water vapor permeability of the film-shaped molded body dried for 120 minutes at room temperature (23 ° C.) without attaching the aqueous solution of the crosslinking agent is shown in Table C2.
  • CSNF Cellulose fiber produced in Example A1
  • ADH adipic acid dihydrazide, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd. (molecular weight 174)
  • Gly Glyoxal, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd. (molecular weight 58)
  • BTC butanetetracarboxylic acid, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • APA-P280 Acrylamide-acrylic acid hydrazide copolymer, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd. (molecular weight about 20,000, see manufacturer catalog)
  • PAE Product name WS4030, polyamide epichlorohydrin resin, manufactured by Seiko PMC Co., Ltd. (molecular weight hundreds of thousands)
  • Table C1 and Table C2 Examples C1 to C11 to which an aqueous solution of a crosslinking agent was attached had improved water vapor barrier properties compared to Comparative Examples C1 and C2. This indicates that a crosslinked structure is formed while the adhered crosslinking agent penetrates between fine cellulose fibers.
  • Examples C1 to C9 coated with a low molecular weight crosslinking agent the water vapor permeability was 20 g / m. 2 ⁇ Below day.
  • the coating of the low molecular weight crosslinking agent is better from the viewpoint of the water vapor barrier property as compared with Examples C10 to C11 to which the resin type crosslinking agent aqueous solution is adhered.
  • the permeability between fine cellulose fibers is higher than that of the high molecular weight crosslinking agent. This is considered to be because it is high and a crosslinked structure is easily formed.
  • Examples C3, C6, and C9 are film-shaped molded articles in which an aqueous solution of a crosslinking agent is adhered after drying the applied cellulose suspension.
  • Example C14 A film-like molded body was obtained in the same manner as in Example C4, except that the crosslinking process was performed in a thermostat at 150 ° C.
  • Example C15 A film-like molded body was obtained in the same manner as in Example C14 except that glutaraldehyde (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as a crosslinking agent. The measurement results of water vapor permeability and oxygen permeability are shown in Table C3.
  • Example C16 A film-like molded body was obtained in the same manner as in Example C14 except that ADH (adipic acid dihydrazide, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) was used as a crosslinking agent. The measurement results of water vapor permeability and oxygen permeability are shown in Table C3.
  • Example C17 A film-like molded body was obtained in the same manner as in Example C14 except that BTC (butanetetracarboxylic acid, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as the crosslinking agent. The measurement results of water vapor permeability and oxygen permeability are shown in Table C3.
  • Example C18 A film-like molded body was obtained in the same manner as in Example C14 except that citric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used as a crosslinking agent. The measurement results of water vapor permeability and oxygen permeability are shown in Table C3.
  • Example C19 A film-like molded body was obtained in the same manner as in Example C14 except that APA-P280 (acrylamide-acrylic acid hydrazide copolymer, manufactured by Otsuka Chemical Co., Ltd.) was used as a crosslinking agent. The measurement results of water vapor permeability and oxygen permeability are shown in Table C3.
  • Example C20 A film-like molded body was obtained in the same manner as in Example C14 except that E-02 (polycarbodiimide, manufactured by Nisshinbo Co., Ltd.) was used as a crosslinking agent. The measurement results of water vapor permeability and oxygen permeability are shown in Table C3.
  • Examples C14 to C20 oxygen barrier properties and water vapor barrier properties are improved as compared with Comparative Example C2 in which no reactive crosslinking agent is adhered.
  • Examples C14 to C18 in which the crosslinking agent has a low molecular weight a high barrier property improving effect was observed.
  • the water vapor barrier property a significant improvement was observed in Examples C17 and C18 in which the functional group of the reactive crosslinking agent is a carboxyl group and Example C14 in which the functional group of the reactive crosslinking agent is an aldehyde group.
  • the functional group of the reactive crosslinking agent is a carboxyl group
  • Example C14 in which the functional group is an aldehyde group
  • Example C16 in which the functional group is a hydrazide group.
  • the inventions D9, D10, D11, D12 will be described in detail along the following examples.
  • the following measurement items are the same as in Example A1.
  • the fine cellulose fibers used in this embodiment have an average fiber diameter of 200 nm or less, preferably 1 to 200 nm, more preferably 1 to 100 nm, and still more preferably 1 to 50 nm.
  • Average fiber diameter and average aspect ratio The average fiber length was calculated from the fiber diameter and aspect ratio measured by the above method.
  • Natural cellulose fibers exist as aggregates of highly crystalline microfibrils formed by collecting about 20 to 1500 cellulose molecules.
  • a carboxyl group can be selectively introduced on the surface of the crystalline microfibril. Therefore, in reality, carboxyl groups are introduced only on the crystal surface, but the carboxyl group content defined by the measurement method is an average value per cellulose weight.
  • the (C1 / C2) value obtained by dividing the solid content concentration (C1) of the filtrate by the solid content concentration (C2) of the suspension before filtration was calculated as the fine cellulose fiber content (%).
  • part of the adhesive tape (product name cello tape; manufactured by Nichiban Co., Ltd.) having a width of 15 mm and a length of 140 mm is folded and bonded together (the length of the folded bonded part is 20 mm). ), With the adhesive part as the remaining 100 mm length part.
  • a straight incision of 50 to 100 mm is made in the gas barrier laminate, and the adhesive part having a length of 100 mm is brought into close contact with the cellulose fiber layer in a state where the end of the adhesive part of the adhesive tape is aligned on the incision line. And pasted together.
  • the bonded and bonded portions were cut to a width of 15 mm and a length of 100 mm, an adhesive tape was attached to the fine cellulose fiber layer, and the gas barrier laminate and the adhesive tape were integrated as a test sample.
  • the adhesive surface on one side of a double-sided tape (trade name, Nystack; manufactured by Nichiban Co., Ltd.) with a width of 15 mm and a length of 120 mm is affixed on a horizontal base and fixed, and then tested on the adhesive surface on the other side.
  • a sample base material portion (a base material portion of a gas barrier laminate) was attached.
  • the peeled angle (angle formed by the gas barrier laminate and the pressure-sensitive adhesive tape) is 165 to 180 ° in a state where the folded part of the pressure-sensitive adhesive tape (the length of 20 mm) is firmly fixed with the clip of the tape peeling tester. Then, the film was pulled at a speed of 300 mm / min to evaluate the peeling between the base material of the gas barrier laminate and the fine cellulose fiber layer.
  • the evaluation criteria are as follows.
  • Oxygen permeability (isobaric method) ( ⁇ 10 -5 cm 3 / M 2 ⁇ Day ⁇ Pa) Based on the measurement method of JIS K7126-2 appendix A, it measured on 23 degreeC and humidity 0% RH conditions using oxygen permeability measuring apparatus OX-TRAN2 / 21 (model ML & SL, MODERN CONTROL company make). Specifically, measurement was performed in an environment of oxygen gas at 23 ° C.
  • Example D1 Manufacture of Gas Barrier Material 1>
  • the raw material, catalyst, oxidant and co-oxidant are the same as in Example A1.
  • (2) The manufacturing procedure is the same as in Example A1.
  • Production Example D2 ⁇ Production of Gas Barrier Material 2> 30% by mass of isopropyl alcohol (IPA) was added to the suspension of fine cellulose fiber (CSNF) obtained in Production Example D1. Thereafter, aqueous polyisocyanate (trade name: Duranate WB40-80D, manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation, trade name: 100 parts by weight of the solid part of the suspension so as to have the ratio shown in Tables D3 to D5. Takenate WD-723, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was blended to obtain a gas barrier material 2.
  • Production Example D3 ⁇ Production of Gas Barrier Material 3> 30% by mass of isopropyl alcohol (IPA) was added to the suspension of fine cellulose fiber (CSNF) obtained in Production Example D1.
  • IPA isopropyl alcohol
  • Example D1 and Comparative Examples D1, D2 A commercially available PET film (trade name: Tetron G2, Teijin DuPont Films Co., Ltd., sheet thickness 25 ⁇ m, softening point 250 ° C.) serving as a base material is placed on a table, and the gas barrier material 1 obtained in Production Example 1 thereon.
  • Example D1 when the PAE concentration is 0.1, 0.5, 1, 5, 10 parts by mass, the PAE concentration is 20 parts by mass, and the PAE concentration is 50 parts by mass, the respective concentrations are 80, 100, 120.
  • the results of the peel test for all combinations (28 ways) when heat treatment (drying treatment) at different temperatures of 150 ° C. are “ ⁇ ”, indicating that the oxygen permeability is shown in Table D1.
  • Comparative Example D1 has a PAE concentration of 0 (blank), 0.01, 0.02, 0.05, 0.1, 0.5, 1.5, 10 parts by mass, a PAE concentration of 20 parts by mass, and a PAE concentration Is 50 parts by mass, the stripping test results of all combinations (11 types) when subjected to natural drying treatment at 23 ° C. for each concentration are “x” and the oxygen permeability shown in Table D1 Is shown.
  • Comparative Example D2 when the PAE concentration is 0.01, 0.02, and 0.05 parts by mass, all of the concentrations when the heat treatment (drying treatment) is performed at different temperatures of 80, 100, and 120 ° C. for each concentration.
  • the result of the peel test of the combination (9 types) is “x”, which indicates the oxygen permeability shown in Table D1.
  • Table D1 by combining the blending ratio of the polyamidoamine epichlorohydrin resin (PAE) to the fine cellulose fiber (CSNF) and the drying temperature in combination, the base material and the gas barrier are maintained while maintaining a high oxygen gas barrier property. The adhesion strength with the layer can be dramatically improved.
  • PAE polyamidoamine epichlorohydrin resin
  • CSNF fine cellulose fiber
  • Examples D2 and D3 and Comparative Examples D3 to D5 A commercially available nylon 6 film (trade name: Emblem ON, manufactured by Unitika Co., Ltd., sheet thickness 25 ⁇ m, softening point 180 ° C.) serving as a base material is placed on a table, and the material for gas barrier obtained in Production Example 1 thereon. 1 was applied with a control coater (manufactured by RK Print-Coat Instruments Ltd., Model No .: K202) (application conditions: coating bar No. 3, speed 5). Then, it heat-dried for 30 minutes with the PAE density
  • a control coater manufactured by RK Print-Coat Instruments Ltd., Model No .: K202
  • Example D2 shows six peeling tests, Example D3 shows two, Comparative D3 shows eight, Comparative D4 shows 12, and Comparative D5 shows four results.
  • the adhesion strength between the base material and the gas barrier layer is dramatically increased by combining the blending ratio of the polyamidoamine epichlorohydrin resin (PAE) to the fine cellulose fiber (CSNF) and the drying temperature. Can be improved.
  • PAE polyamidoamine epichlorohydrin resin
  • CSNF fine cellulose fiber
  • Examples D4 to D7, Comparative Examples D6 to D10 Commercially available OPP (biaxially oriented polypropylene) film (trade name: OPM-1, Tosero Co., Ltd., sheet thickness 20 ⁇ m, softening point 140 ° C.), commercially available LLDPE (linear low density polyethylene) film ( Product name: FC-D, Tosero Co., Ltd., sheet thickness 25 ⁇ m, softening point 105 ° C.) is placed on the table, and the gas barrier material 2 obtained in Production Example 2 is placed on the control coater device (RK Print-Coat Instruments). Ltd., Model No .: K202) (application conditions: coating bar No. 3, speed 5).
  • OPP biaxially oriented polypropylene
  • LLDPE linear low density polyethylene
  • Example D4 has 8 ways
  • Example D5 has 4 ways
  • Example D6 has 2 ways
  • Example D7 has 4 ways
  • Comparative D6 has 4 ways
  • Comparative D7 has 2 ways
  • Comparative D8 has 6 ways
  • Comparison Example D9 shows the results of one peel test
  • Comparative Example D10 shows the results of one peel test.
  • Experimental examples D-A-1 and D-A-2 are examples corresponding to the above-mentioned “other embodiment-1”.
  • Experimental Examples D-A-3, D-A-4, D-A-5, D-B-3, D-B-4 A commercially available nylon 6 film (trade name: Emblem ON, manufactured by Unitika Co., Ltd., sheet thickness 25 ⁇ m, softening point 180 ° C.) serving as a base material is placed on a table, and the gas barrier material obtained in Production Example D2 thereon. 2 was applied by a control coater device (manufactured by RK Print-Coat Instruments Ltd., Model No .: K202) (application conditions: coating bar No. 3, speed 5).
  • a control coater device manufactured by RK Print-Coat Instruments Ltd., Model No .: K202
  • Material 3 was applied by a control coater apparatus (manufactured by RK Print-Coat Instruments Ltd., Model No .: K202) (application conditions: coating bar No. 3, speed 5). Then, it heat-dried for 30 minutes with the epoxy compound density
  • concentration and heating temperature which are shown to Table D6, and obtained the gas-barrier laminated body.
  • concentration and heating temperature which are shown to Table D6, and obtained the gas-barrier laminated body.
  • concentration and heating temperature which are shown to Table D6, and obtained the gas-barrier laminated body.
  • concentration and heating temperature which are shown to Table D6, and obtained the gas-barrier laminated body.
  • concentration and heating temperature which are shown to Table D6, and obtained the gas-barrier laminated body.
  • concentration and heating temperature which are shown to Table D6, and obtained the gas-barrier laminated body.
  • concentration and heating temperature which are shown to Table D6, and obtained the gas-barrier laminated
  • Experimental examples D-A-6, D-A-7, and D-B-5 are examples corresponding to the above-mentioned “Other embodiment-3”.
  • Table D6 the adhesion strength between the base material and the gas barrier layer can be drastically improved by associating and combining the compounding ratio of the epoxy compound to the fine cellulose fiber (CSNF) and the drying temperature.
  • Experimental Examples D-A-8, D-A-9, D-A-10, D-A-11, D-B-8, D-B-9 A commercially available nylon 6 film (trade name: Emblem ON, manufactured by Unitika Co., Ltd., sheet thickness 25 ⁇ m, softening point 180 ° C.) serving as a base material is placed on a table, and the gas barrier material obtained in Production Example 3 thereon.
  • Example D-A-8 has 8 types
  • Example D-A-9 has 4 types
  • Example D-A-10 has 1 type
  • Example D-A-11 has 1 type
  • Experimental example D-B- The results of six peel tests are shown for 8 and the test results for Experiment D-B-9 are shown.

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Abstract

本発明は、酸素ガス、水蒸気等に対する高い透過抑制性を有しているガスバリア性成形体を提供する。 平均繊維径が200nm以下を含み、セルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gであるセルロース繊維を含み、さらに反応性官能基を有する架橋剤を含むまたはセルロース繊維を乾燥あるいは加熱したガスバリア用材料または基材となる成形体表面に上記ガスバリア用材料から形成された層を有するガスバリア性成形体である。

Description

ガスバリア用材料及びガスバリア性成形体とその製造方法
 本発明は、水蒸気、酸素、二酸化炭素または窒素等の各種ガスの透過を抑制できるフィルム等が得られるガスバリア用材料、それを用いたガスバリア性成形体とその製造法に関する。
 現状の酸素、水蒸気等のガスバリア材料は、主として化石資源から製造されているため、非生分解性であり、焼却処分せざるを得ない。そこで、再生産可能なバイオマスを原料として、生分解性のある酸素バリア材料を製造することが検討されている。
 現状の酸素、水蒸気等のガスバリア用材料は、主として化石資源から製造されているため、非生分解性であり、焼却処分せざるを得ない。そこで、再生産可能なバイオマスを原料として、生分解性のある酸素バリア材料を製造することが検討されている。
 JP−A2002−348522とJP−A2008−1728にはセルロース繊維を酸化して得られた微細セルロースを含有するコーティング剤が開示されている。
 JP−A2002−348522は、微結晶セルロースを含有するコーティング剤と、それを基材に塗布した積層材料に関する発明である。原料となる微結晶セルロース粉末は、平均粒径が100μm以下のものが好ましいことが記載され、実施例では、平均粒径が3μmと100μmのものが使用されている。 さらに JP−A2002−348522には、塗布乾燥した積層材料が記載されており(請求項15、16,実施例1等)、実施例1では、100℃で10分間乾燥して被膜を形成している。
 JP−A2008−1728には微細セルロース繊維に関する発明が開示されており、コーティング材として使用できる可能性が記載されている。
 さらにJP−A2008−1728における微細セルロース繊維は親水性であることが記載されている。
 Bio MACROMOLECULES Volume7,Number6,2006年6月,Published by the American Chemical Societyには、ガスバリア性を発揮することについての開示は全くなされていない。
 さらにJP−A2002−348522は、コーティング材に添加剤を加えることで、得られる塗膜の耐湿性が向上できることが記載されている。開示されている方法は、コーティング液中に添加剤をブレンドしてから基材上に塗布する場合に限られている。
 JP−A2008−1728には微細セルロース繊維に関する発明が開示されており、コーティング材として使用できる可能性が記載されている。
 JP−A2009−057552には、基材となる成形体に、平均繊維径が200nm以下のセルロース繊維を含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gであるガスバリア用材料からなる層を有しているガスバリア性複合成形体の発明が記載されている。実施例2(段落番号0073)では、基材シート(PET製)にガスバリア用材料を塗布した後、23℃で120分間乾燥して、ガスバリア性複合成形体を製造している。
 本発明は以下記載の発明を提供する。
1.平均繊維径が200nm以下を含み、セルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gであるセルロース繊維を含み、さらに反応性官能基を有する架橋剤を含むまたはセルロース繊維を乾燥あるいは加熱したガスバリア用材料。
2.基材となる成形体表面に、上記1のガスバリア用材料から形成された層を有する、ガスバリア性成形体。
A3.平均繊維径が200nm以下のセルロース繊維と反応性官能基を有する架橋剤を含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gであるガスバリア用材料。
A4.上記A3記載のガスバリア用材料から形成された、ガスバリア性成形体。
A5.上記A4記載のガスバリア性成形体の製造方法であって、成形用の硬質表面に対して又は基材となる成形体に対して、セルロース繊維と反応性官能基を有する架橋剤を含むガスバリア用材料を供給し、該硬質表面または該成形体に付着させる工程、その後、乾燥する工程を有している、ガスバリア性成形体の製造方法。
B6. セルロース繊維を含む懸濁液の膜状物を形成させる工程と、その後、加熱による乾燥工程を有している膜状成形体の製造方法であって、
 前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法。
C7. セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、基板上又は基材上に膜状物を形成させる工程、
 前記膜状物に反応性官能基を有する架橋剤水溶液を付着させる工程、
 その後、架橋反応させる工程を有している膜状成形体の製造方法であり、
 前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法。
C8. セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、基板状又は基材上に膜状物を形成させる工程、
 その後、乾燥させる工程、
 乾燥後の膜状物に反応性官能基を有する架橋剤水溶液を付着させる工程、
 その後、架橋反応させる工程を有している膜状成形体の製造方法であり、
 前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法。
9.上記A5,B6,C7及びC8のいずれかの方法によるガスバリア性成形体、膜状成形体またはガスバリア性積層体の製造方法。
 本発明のガスバリア用材料は以下膜状成形体とも云う。
 本発明では、基材となる成形体表面を基板又は基材、成形用の硬質表面、基材となる成形体とも云う。
 JP−A2002−348522には、本発明の繊維の微細化処理についての記載は一切なく、塗布したコーティング剤層の緻密性や膜強度、基材との密着性に改善の余地がある。 さらに、基材とコーティング層との密着性の試験方法及び評価基準が不明確で、具体的な効果が確認できない。
 JP−A2008−1728には微細セルロース繊維に関するコーティング材としての具体的な効果が示された用途については記載されていない。
 JP−A2008−1728は、微細セルロース繊維をコーティング材として使用した場合、得られる塗膜は高湿度雰囲気においてガスバリア性や膜強度が劣化するおそれがある。
 JP−A2008−1728には、微細セルロース繊維のコーティング材として使用について、具体的な効果が示された用途については記載されていないし、耐湿化に関する記載もなく、耐湿化剤を添加する方法に関する記載もない。
 JP−A2009−057552で得られたガスバリア性複合成形体は、高いガスバリア性を有しているが、基材とガスバリア用材料層との密着強度をより高める点で改善の余地がある。
 本発明は、特に酸素バリア性または水蒸気バリア性に優れる。水蒸気バリア性とさらに酸素バリア性に優れたフィルム等を得ることができる。
 本発明は、高湿度雰囲気中でも高い酸素バリア性を有する酸素バリア膜として好適な膜状成形体を得ることができる、成形体の製造方法と、前記方法で得られた膜状成形体を提供する。
 本発明は、基材とガスバリア層との密着強度が高められたガスバリア性積層体を得ることができる、ガスバリア性積層体の製造方法を提供する。
 本発明でいうガスバリアとは、酸素、窒素、炭酸ガス、有機性蒸気、水蒸気等の各種ガス、リモネン、メントール等の香気物質に対する遮蔽機能のことをいう。
 本発明におけるガスバリア材は、前記の各種ガス全てに対してバリア性の向上を目的とするものだけでなく、ある特定のガスに対してのみバリア性を向上するものであっても良い。例えば酸素バリア性は低下するが、水蒸気バリア性が向上するガスバリア材は、水蒸気の透過を選択的に阻害するガスバリア材であり、本発明に含まれる。バリア性向上の対象となるガスは用途によって適宜選択される。
 本発明は、特に湿度環境下における水蒸気バリア性または酸素バリア性、或いはその両方に優れたフィルム等のガスバリア性成形体の材料としてガスバリア用材料を提供するものである。
 本発明の製造方法により得られた膜状成形体は、高湿度雰囲気中でも高い酸素バリア性を有する酸素バリア膜として使用することができる。
 本発明の製造方法により得られたガスバリア性積層体は、高いガスバリア性を有しており、さらに基材とガスバリア層の密着強度が飛躍的に向上されている。
 本発明の製造方法で得られたガスバリア性積層体は、ガスバリア性が要求される各種包装材料として利用することができる。
 本発明は以下の態様を含む。
 前記平均繊維径が200nm以下のセルロース繊維の平均アスペクト比が10~1,000である、A3記載のガスバリア用材料。
 前記反応性官能基を有する架橋剤が、エポキシ基、アルデヒド基、アミノ基、カルボキシル基、イソシアネート基、ヒドラジド基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アゼチジニウム基、アルコキシド基、メチロール基、シラノール基、水酸基から選ばれる官能基であり、前記架橋剤が二つ以上含む官能基を含む化合物である、A3記載のガスバリア用材料。
 前記反応性官能基を有する架橋剤が、分子量が500以下のものである、A3記載のガスバリア用材料。
 前記反応性官能基を有する架橋剤が、分子量が500以下のものであり、アルデヒド基、カルボキシル基を2つ以上含む化合物である、A3記載のガスバリア用材料。
 前記反応性官能基を有する架橋剤が、グリオキサール、グルタルアルデヒド、クエン酸から選ばれる少なくとも1つ以上を含むものである、A3記載のガスバリア用材料。
 基材となる成形体表面に、A3記載のガスバリア用材料から形成された層を有する、ガスバリア性成形体(A4)。
 A4記載のガスバリア性成形体の製造方法であって、成形用の硬質表面に対して又は基材となる成形体に対して、セルロース繊維と反応性官能基を有する架橋剤を含むガスバリア用材料を供給し、該硬質表面または該成形体に付着させる工程、その後、乾燥する工程を有している、ガスバリア性成形体の製造方法(A5)。
 A5記載の製造方法であって、乾燥する工程の後に、ガスバリア性成形体を加熱する工程を有するガスバリア性成形体の製造方法。
 反応性官能基を有する架橋剤を含み、セルロース繊維を乾燥あるいは加熱して得たA3記載のガスバリア用材料。
 セルロース繊維を含む懸濁液の膜状物を形成させる工程と、その後、加熱による乾燥工程を有している膜状成形体の製造方法であって、
 前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法(B6)。
 前記加熱による乾燥工程において、前記膜状成形体の含水率を、23℃で60%RHでの平衡含水率よりの1~90%まで乾燥するB6記載の製造方法。
 前記加熱による乾燥工程において、加熱温度が50~250℃である、B6記載の膜状成形体の製造方法。
 前記セルロース繊維を含む懸濁液の膜状物を形成させる工程と加熱による乾燥工程の間に、該膜状物の含水率を温度20℃±15℃、湿度45~85%RHでの平衡含水率まで乾燥した状態で保持する工程を有している、B6記載の膜状成形体の製造方法。
 さらに架橋剤を添加する工程を含むB6記載の製造方法。
 セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、基板上又は基材上に膜状物を形成させる工程、
 前記膜状物に反応性官能基を有する架橋剤水溶液を付着させる工程、
 その後、架橋反応させる工程を有している膜状成形体の製造方法であり、
 前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法(C7)。
 セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、基板状又は基材上に膜状物を形成させる工程、
 その後、乾燥させる工程、
 乾燥後の膜状物に反応性官能基を有する架橋剤水溶液を付着させる工程、
 その後、架橋反応させる工程を有している膜状成形体の製造方法であり、
 前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法(C8)。
 前記架橋剤水溶液を付着させる工程において、架橋剤水溶液の濃度が1~30質量%である、C7またはC8記載の膜状成形体の製造方法。
 前記架橋反応が、30~300℃で1~300分間加熱する工程である、C7またはC8記載の膜状成形体の製造方法。
 前記反応性官能基を有する架橋剤が、エポキシ基、アルデヒド基、アミノ基、カルボキシル基、イソシアネート基、ヒドラジド基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アゼチジニウム基、アルコキシド基、メチロール基、シラノール基、水酸基から選ばれる官能基であり、前記架橋剤が二つ以上の反応性官能基を含む化合物である、C7またはC8記載の膜状成形体の製造方法。
 前記反応性官能基を有する架橋剤が、分子量が500以下のものである、C7またはC8記載の膜状成形体の製造方法。
 前記反応性官能基を有する架橋剤が、分子量が500以下のものであり、アルデヒド基、カルボキシル基、ヒドラジド基を2つ以上含む化合物である、C7またはC8項記載の膜状成形体の製造方法。
 前記架橋剤が、アジピン酸ジヒドラジド、グリオキサール、ブタンテトラカルボン酸、グルタルアルデヒド、クエン酸から選ばれるものである、C7またはC8記載の膜状成形体の製造方法。
 以下に発明A3,A4,A5を詳細に説明する。
<ガスバリア用材料>
 本発明のガスバリア用材料は、特定のセルロース繊維と反応性官能基を有する架橋剤を含んでいる。
 1)セルロース繊維
 本発明で用いるセルロース繊維は、平均繊維径が200nm以下のものを含み、好ましくは1~200nm、より好ましくは1~100nm、更に好ましくは1~50nmのものである。平均繊維径は、実施例に記載の測定方法により、求められるものである。
 本発明で用いるセルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量は、高いガスバリア性を得ることができる観点で、0.1~2mmol/gであり、好ましくは0.4~2mmol/g、より好ましくは0.6~1.8mmol/gであり、更に好ましくは0.6~1.6mmol/gである。カルボキシル基含有量は、実施例に記載の測定方法により、求められるものである。カルボキシル基含有量が0.1mmol/g未満であると、後述の繊維の微細化処理を行っても、セルロース繊維の平均繊維径が200nm以下に微細化されない。
 なお、本発明で用いるセルロース繊維は、セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が上記範囲のものであるが、実際の製造過程における酸化処理等の制御状態によっては、酸化処理後のセルロース繊維中に前記範囲を超えるものが不純物として含まれることもあり得る。
 本発明で用いるセルロース繊維は、平均アスペクト比が10~1,000、より好ましくは10~500、さらに好ましくは100~350のものである。平均アスペクト比は、実施例に記載の測定方法により、求められるものである。
 本発明で用いるセルロース繊維は、例えば、次の方法により製造することができる。まず、原料となる天然繊維(絶対乾燥基準)に対して、約10~1000倍量(質量基準)の水を加え、ミキサー等で処理して、スラリーにする。
 原料となる天然繊維としては、例えば、木材パルプ、非木材パルプ、コットン、バクテリアセルロース等を用いることができる。
 次に、触媒として2,2,6,6,−テトラメチル−1−ピペリジン−N−オキシル(TEMPO)を使用して、前記天然繊維を酸化処理する。触媒としては他に、TEMPOの誘導体である4−アセトアミド−TEMPO、4−カルボキシ−TEMPO、及び4−フォスフォノオキシ−TEMPO等を用いることができる。
 TEMPOの使用量は、原料として用いた天然繊維(絶対乾燥基準)に対して、0.1~10質量%となる範囲である。
 酸化処理時には、TEMPOと共に、次亜塩素酸ナトリウム等の酸化剤、臭化ナトリウム等の臭化物を共酸化剤として併用する。
 酸化剤は次亜ハロゲン酸又はその塩、亜ハロゲン酸又はその塩、過ハロゲン酸又はその塩、過酸化水素、及び過有機酸などが使用可能であるが、好ましくは次亜塩素酸ナトリウムや次亜臭素酸ナトリウムなどのアルカリ金属次亜ハロゲン酸塩である。酸化剤の使用量は、原料として用いた天然繊維(絶対乾燥基準)に対して、約1~100質量%となる範囲である。
 共酸化剤としては、臭化アルカリ金属、例えば臭化ナトリウムを使用することが好ましい。共酸化剤の使用量は、原料として用いた天然繊維(絶対乾燥基準)に対して、約1~30質量%となる範囲である。
 スラリーのpHは、酸化反応を効率良く進行させる点から9~12の範囲で維持されることが望ましい。
 酸化処理の温度(前記スラリーの温度)は、1~50℃において任意であるが、室温で反応可能であり、特に温度制御は必要としない。また反応時間は1~240分間が望ましい。
 酸化処理後に、使用した触媒等を水洗等により除去する。この段階では反応物繊維は微細化されていないので、水洗とろ過を繰り返す精製法で行うことができる。必要に応じて乾燥処理した繊維状や粉末状の酸化セルロースを得ることができる。
 その後、該酸化セルロースを水等の溶媒中に分散し、微細化処理をする。微細化処理は、離解機、叩解機、低圧ホモジナイザー、高圧ホモジナイザー、グラインダー、カッターミル、ボールミル、ジェットミル、短軸押出機、2軸押出機、超音波攪拌機、家庭用ジューサーミキサーで所望の繊維幅や長さに調整することができる。この工程での固形分濃度は50質量%以下が好ましい。それを超えると分散にきわめて高いエネルギーを必要とすることから好ましくない。
 このような微細化処理により、平均繊維径が200nm以下のセルロース繊維を得ることができ、更に平均アスペクト比が10~1,000、より好ましくは10~500、さらに好ましくは100~350のものであるセルロース繊維を得ることができる。
 その後、必要に応じて固形分濃度を調整したセルロース繊維の懸濁液(目視的に無色透明又は不透明な液)又は必要に応じて乾燥処理したセルロース粉末(但し、セルロース繊維が凝集した粉末状物であり、セルロース粒子を意味するものではない)を得ることができる。なお、懸濁液にするときは、水のみを使用したものでもよいし、水と他の有機溶媒(例えば、エタノール等のアルコール)や界面活性剤、酸、塩基等との混合溶媒を使用したものでもよい。
 このような酸化処理及び微細化処理により、セルロース構成単位のC6位の水酸基がアルデヒド基を経由してカルボキシル基へと選択的に酸化され、前記カルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのセルロースからなる、平均繊維径が200nm以下の微細化された高結晶性セルロース繊維を得ることができる。この高結晶性セルロース繊維はセルロースI型結晶構造を有している。これは、このセルロース繊維は、I型結晶構造を有する天然由来のセルロース固体原料が表面酸化されて、微細化された繊維であることを意味する。すなわち、天然セルロース繊維はその生合成の過程において生産されるミクロフィブリルと呼ばれる微細な繊維が多束化して高次な固体構造が構築されているが、そのミクロフィブリル間の強い凝集力(表面間の水素結合)を、アルデヒド基あるいはカルボキシル基の導入によって弱め、さらに微細化処理を経ることで微細セルロース繊維が得られる。
 そして、酸化処理条件を調整することにより、前記のカルボキシル基含有量を所定範囲内にて増減させ、極性を変化させたり、該カルボキシル基の静電反発や前述の微細化処理したりすることにより、セルロース繊維の平均繊維径、平均繊維長、平均アスペクト比等を制御することができる。
 上記の酸化処理、微細化処理によって得られたセルロース繊維は、下記の(I)、(II)、(III)の要件を満たすことができる。
 (I):固形分0.1質量%に希釈したセルロース繊維懸濁液中のセルロース繊維質量に対して、目開き16μmのガラスフィルターを通過できるセルロース繊維の質量分率が5%以上である、性能の良好なセルロース繊維を得ること。
 (II):固形分1質量%に希釈したセルロース繊維懸濁液中に、粒子径が1μm以上のセルロースの粒状体を含まないこと。
 (III):固形分1質量%に希釈したセルロース繊維懸濁液の光透過率が、0.5%以上になること。
 要件(I):上記の酸化処理、微細化処理によって得られた固形分0.1質量%の懸濁液は、目開き16μmのガラスフィルターを通過させたときに、該ガラスフィルター通過前の懸濁液中に含まれる全セルロース繊維量に対して質量分率5%以上が該ガラスフィルターを通過できるものである(該ガラスフィルターを通過できる微細セルロース繊維の質量分率を微細セルロース繊維含有率とする)。ガスバリア性の観点から、微細セルロース繊維含有率は、好ましくは30%以上、より好ましくは90%以上である。
 要件(II):上記の酸化処理、微細化処理によって得られた固形分1質量%の懸濁液は、原料として用いた天然繊維が微細化されており、粒子径が1μm以上のセルロースの粒状体は含まないものが好ましい。ここで、粒状体とは、略球状であり、その形状を平面に投影した投影形状を囲む長方形の長軸と短軸の比(長軸/短軸)が最大でも3以下であるものとする。粒状体の粒子径は、長軸と短軸の長さの相加平均値とする。この粒状体の有無の判定は、後述の光学顕微鏡による観察で行った。
 要件(III):前記の酸化処理、微細化処理によって得られた固形分1質量%のセルロース繊維懸濁液は、光透過率が0.5%以上であることが好ましく、ガスバリア性の観点から、より好ましくは40%以上、さらに好ましくは60%以上である。
 そして、上記の酸化処理、微細化処理により得られるセルロース繊維からなるガスバリア層は、微細セルロース繊維間の水素結合や強い相互作用が生まれ、ガスの溶解、拡散を抑制し、高い酸素バリア性等のガスバリア性を発現できるものと考えられる。また、セルロース繊維の巾や長さによって、成形後のセルロース繊維間の細孔サイズや細孔分布を変化させることができるため(即ち、分子篩効果を変化させることができるため)、分子選択的バリア性も期待できる。
 本発明で用いるセルロース繊維を懸濁液状にするとき、目的に応じた成形ができるように固形分濃度を調整すればよく、例えば、固形分濃度は0.05~30質量%の範囲にすることができる。
2)架橋剤によるガスバリア用材料
 上記の酸化したセルロース繊維表面は、水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基を有しており、これらと反応できる官能基を有した架橋剤によってセルロース繊維間に架橋構造を形成することができる。
 セルロース繊維間に反応性官能基を有する架橋剤により架橋構造が形成されることによって、そのセルロース繊維からなるガスバリア性成形体は、湿度環境下における優れた酸素バリア性や水蒸気バリア性を示すことができる。
 本発明で用いる架橋剤は、前記セルロース繊維と反応することができる反応性官能基を有するものであり、前記反応性官能基は、エポキシ基、アルデヒド基、アミノ基、カルボキシル基、イソシアネート基、ヒドラジド基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アゼチジニウム基、アルコキシド基、メチロール基、シラノール基などである。本発明で用いる架橋剤は、前記反応性官能基を2つ以上含む化合物である。架橋剤は、前記官能基から選ばれる同じ官能基を2つ以上含んでいてもよいし、前記官能基から選ばれる異なった官能基を2つ以上含んでいてもよいが、同じ官能基を2つ以上含んでいるものが好ましい。本工程で用いる架橋剤としては、本発明で用いる架橋剤は、例えばポリアミドエピクロロヒドリン樹脂(アゼチジニウム基)、ポリアクリル酸(カルボキシル基)、ポリイソシアネート(イソシアネート基)などが挙げられる。
 本発明で用いる架橋剤は、前記反応性官能基を有するもので、分子量が500以下のものが好ましく、より好ましくは分子量が100以下のものである。分子量が500以下の架橋剤としては、グリオキサール(エタンジアール)(分子量58)、アジピン酸ジヒドラジド(分子量174)、グルタルアルデヒド(1,5−ペンタンジアール)(分子量100)、クエン酸(分子量192)などを挙げることができる。なお、分子量が500以下のカルボジイミド基を有する架橋剤は、酸素バリア性を著しく低下させるため、本発明で用いる架橋剤としては好ましくない。また、ブタンテトラカルボン酸(分子量234)を使用することができるが、セルロース繊維を含む懸濁液と混合したときに凝集を生じやすい。
 本発明で用いる架橋剤は、分子量が500以下で、特にカルボキシル基を有するクエン酸、アルデヒド基を有するグリオキサール、グルタルアルデヒドが特に好ましい。
 本発明のガスバリア用材料は、上記した特定のセルロース繊維を含む懸濁液と上記の架橋剤を含む水溶液やエマルションなどを混合した懸濁液にすることができるほか、前記懸濁液を乾燥して固形状にすることもできる。
 上記の架橋剤の添加量は、セルロース繊維を凝集させないこととガスバリア性の観点から、セルロース繊維固形分100質量部に対して架橋剤の固形分は0.1~50質量部が好ましく、0.5~30質量部がより好ましく、1~20質量部が更に好ましい。その際、加える架橋剤は、粉末状、液状、溶液状、エマルション状など状態は問わない。
 ガスバリア用材料に含まれていてもよい他の成分としては、公知の充填剤、顔料等の着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、粘土鉱物(モンモリロナイト等)、金属塩、コロイダルシリカ、アルミナゾル、酸化チタン等を配合することができる。
<ガスバリア性成形体>
 本発明のガスバリア性成形体は、
 (i)基材を使用しないで、ガスバリア用材料を成形して得られるもの、
 (ii)基材となる成形体の表面にガスバリア用材料からなる層を有するもの、
のいずれかにすることができる。
 基材となる成形体は、所望形状及び大きさのフィルム、シート、織布、不織布等の薄状物、各種形状及び大きさの箱やボトル等の立体容器等を用いることができる。これらの成形体は、紙、板紙、プラスチック、金属(多数の穴の開いたものや金網状のもので、主として補強材として使用されるもの)又これらの複合体等からなるものを用いることができ、それらの中でも、紙、板紙等の植物由来材料、生分解性プラスチック等の生分解性材料又はバイオマス由来材料にすることが好ましい。基材となる成形体は、同一又は異なる材料(例えば接着性やぬれ性向上剤)の組み合わせからなる多層構造にすることもできる。
 基材となるプラスチックは、用途に応じて適宜選択することができるが、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ナイロン6、66、6/10、6/12等のポリアミド、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート、脂肪族ポリエステル、ポリ乳酸(PLA)、ポリカプロラクトン、ポリブチレンサクシネート等のポリエステル、セルロース等のセロハン、三酢酸セルロース(TAC)等から選ばれる1又は2以上を用いることができる。
 基材となる成形体の厚みは特に制限されるものではなく、用途に応じた強度が得られるように適宜選択すればよく、例えば、1~1000μmの範囲にすることができる。
 ガスバリア用材料からなる層(ガスバリア層)の厚みは、特に制限されるものではなく、用途に応じたガスバリア性が得られるように適宜選択すれば良く、例えば、20~5000nmの範囲にすることができる。
<ガスバリア性成形体の製造方法>
 ガスバリア性成形体が基材となる成形体を含まないものである場合には、ガラス板等の基板上に、ガスバリア用材料を流延塗布した後、自然乾燥又は送風乾燥等の乾燥法により乾燥して膜を形成する。その後、基板から膜を剥がして、本発明のガスバリア性成形体(ガスバリア性膜)を得る。
 基材となる成形体の表面にガスバリア用材料からなる層を形成する場合は、例えば、基材の一面又は両面に対して、塗布法、噴霧法、浸漬法等の公知の方法により、好ましくは塗布法又は噴霧法により、ガスバリア用材料を付着させ、その後、自然乾燥、送風乾燥等の方法により乾燥することでガスバリア性成形体(基材+ガスバリア層)が得られる。
 この工程で用いるガスバリア用材料は、上記の特定のセルロース繊維を含む懸濁液と官能基を有する反応性架橋剤を混合したセルロース繊維の懸濁液である。この懸濁液の上記特定のセルロース繊維の濃度は0.05~30質量%程度が好ましく、0.5~5質量%の範囲がより好ましい。
 次の工程にて、前工程で形成したガスバリア性成形体を、25℃以上の温度で加熱処理する。このようにして得られたガスバリア性積層体は、セルロース繊維と架橋剤との間で架橋構造がより強固に形成されていると推察され、ガスバリア性が向上する。
 加熱温度は、架橋構造の形成が促進できる温度範囲で適宜選択すれば良く、25~200℃の温度範囲が好ましく、より好ましくは100~160℃である。加熱温度が低いと加熱に時間がかかりすぎ、加熱温度が高すぎると、基材やガスバリア層の変形(例えば収縮やカール)や変質(例えば熱分解)の問題がある。加熱時間は架橋構造の形成が促進でき、かつ基材やバリア層の変形や変質がおこらない範囲で適宜選択すれば良く、例えば、1~120分間の範囲とすることができる。
 本発明のガスバリア性成形体は、セルロース繊維のカルボキシル基量やアスペクト比及びガスバリア性成形体の厚みを制御することにより、あるいは架橋剤の種類、添加量を制御することにより、仕様(ハイバリア性、透明性など)に応じた成形体を得ることができる。
 本発明のガスバリア性成形体は、架橋剤とセルロース繊維の反応を加熱温度や加熱時間によって制御することにより、仕様(ハイバリア性、透明性など)に応じた成形体を得ることもできる。
 本発明のガスバリア性成形体は、架橋構造が形成されたセルロース繊維からなるフィルムやシート等である。
 本発明のガスバリア性成形体は、架橋構造を形成することで耐湿化しているので、ガスバリア材の他にも、水浄化用分離膜やアルコール分離膜、偏光フィルム、偏光板保護フィルム、ディスプレイ用フレキシブル透明基盤、燃料電池用セパレーター、結露防止シート、反射防止シート、紫外線遮蔽シート、赤外線遮蔽シート等として用いることもできる。
 以下に発明B6を詳細に説明する。
 セルロース繊維の製造については上記発明A3と同様である。 但し、以下を発明B6のために追記する。
 発明B6は、セルロース繊維を含む懸濁液の膜状物を形成させる工程と、その後、加熱または乾燥する工程を有している膜状成形体の製造方法であって、
 前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法である。 乾燥することによりセルロース繊維は架橋する。
 本発明で用いるセルロース繊維は、平均アスペクト比が10~1,000、より好ましくは10~500、さらに好ましくは100~350、さらに好ましくは100~235のものである。平均アスペクト比は、実施例に記載の測定方法により、求められるものである。
 本発明の製造方法を適用して膜状成形体を得たとき、前記範囲内でカルボキシル基含有量が大きい方が酸素バリア性を高くすることができるので好ましい。酸素バリア性を高める観点から、カルボキシル基含有量は、前記範囲内で1.0mmol/g以上が好ましく、1.4mmol/g以上がより好ましい。
 このような微細化処理により、平均繊維径が200nm以下のセルロース繊維を得ることができ、更に平均アスペクト比が10~1,000、より好ましくは10~500、さらに好ましくは100~350、さらに好ましくは100~235のものであるセルロース繊維を得ることができる。本発明の製造方法を適用したとき、アスペクト比が小さい方が、即ち、平均繊維長が短い方が酸素バリア性を高くすることができるので好ましい。酸素バリア性を高める観点から、前記平均繊維径と前記平均アスペクト比の範囲であるとき、平均アスペクト比は350以下が好ましく、235以下がより好ましい。
 その後、必要に応じて固形分濃度を調整した懸濁液状(目視的に無色透明又は不透明な液)又は必要に応じて乾燥処理した粉末状(但し、セルロース繊維が凝集した粉末状物であり、セルロース粒子を意味するものではない)を得ることができる。なお、懸濁液にするときは、水のみを使用したものでもよいし、水と他の有機溶媒(例えば、エタノール等のアルコール)や界面活性剤、酸、塩基等との混合溶媒を使用したものでもよい。
 このような酸化処理及び微細化処理により、セルロース構成単位のC6位の水酸基がアルデヒド基を経由してカルボキシル基へと選択的に酸化され、前記カルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのセルロースからなる、平均繊維径が200nm以下の微細化された高結晶性セルロース繊維を得ることができる。なお、前記酸化反応においては、未反応の水酸基とアルデヒド基が残存する。アルデヒド基の残存量は、カルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gであるとき、0.1~0.6mmol/gである。
 この高結晶性セルロース繊維はセルロースI型結晶構造を有している。これは、このセルロース繊維は、I型結晶構造を有する天然由来のセルロース固体原料が表面酸化されて、微細化された繊維であることを意味する。すなわち、天然セルロース繊維はその生合成の過程において生産されるミクロフィブリルと呼ばれる微細な繊維が多束化して高次な固体構造が構築されているが、そのミクロフィブリル間の強い凝集力(表面間の水素結合)を、アルデヒド基あるいはカルボキシル基の導入によって弱め、さらに微細化処理を経ることで微細セルロース繊維が得られる。
 そして、発明B6において、酸化処理、微細化処理により得られるセルロース繊維を含む膜状成形体は、微細セルロース繊維間の水素結合や架橋的な強い相互作用が生まれ、ガスの溶解、拡散を抑制し、高い酸素バリア性等のガスバリア性を発現できるものと考えられる。また、セルロース繊維の巾や長さによって、成形後のセルロース繊維間の細孔サイズや細孔分布を変化させることができるため(即ち、分子篩効果を変化させることができるため)、分子選択的バリア性も期待できる。
 本発明のセルロース繊維懸濁液は、目的に応じた成形ができるように固形分濃度を調整すればよく、例えば、固形分濃度は0.05~30質量%の範囲にすることができる。
 セルロース繊維懸濁液に含まれていてもよい他の成分としては、公知の充填剤、顔料等の着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、粘土鉱物(モンモリロナイト等)、金属塩、コロイダルシリカ、アルミナゾル、酸化チタン等を配合することができる。
<膜状物を形成させる工程>
 本工程は、上記方法で得られたセルロース繊維を含む懸濁液を調製し、セルロース繊維を含む懸濁液の膜状物(湿潤しており流動性のある状態)を形成させる工程である。
 本工程では、例えば、
(i)セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、基板上に膜状物を形成させる工程、と、
(ii)セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、樹脂フィルム等の基材上に膜状物を形成する工程、
のいずれかの方法を適用することができる。
〔(i)の成形方法〕
 ガラス板等の基板上に、粘度が10~5000mPa・s程度のセルロース繊維懸濁液を流延塗布して膜状物を製造する。この方法を適用した場合、後に加熱、乾燥してから、基板から引き剥がすことで膜状成形体を得ることができる。用いるセルロース繊維懸濁液に含まれるセルロース繊維のカルボキシル基量やアスペクト比、及び膜状成形体の厚みを制御することにより、仕様(ハイバリア性、透明性など)に応じた膜状成形体を得ることができる。
〔(ii)の成形方法〕
 樹脂フィルムなどの基材の一面又は両面に対して、塗布法、噴霧法、浸漬法等の公知の方法により、好ましくは塗布法又は噴霧法により、セルロース繊維懸濁液を付着させ、基材上に膜状物を形成させる。この方法を適用した場合、後に加熱、乾燥してから、基材に膜状成形体が積層した複合成形体が得られる。
 基材となる成形体は上記発明A4と同様である。
<加熱による乾燥工程>
 加熱による乾燥工程は、基板または基材に前記セルロース繊維懸濁液の膜状物を形成後、加熱しながら乾燥する工程である。セルロース繊維懸濁液の膜状物が湿潤し流動性のある状態のときに加熱しながら乾燥してもよいし、一旦、懸濁液の膜状物が流動性を失うまで乾燥し、膜状成形体を得た後に加熱しながら乾燥してもよい。
 膜状物の流動性を失うとは、具体的には、(I)の成形方法を適用して成形した場合には、基板からフィルム状成形体を引き剥がすことができる程度であり、(II)の成形方法を適用して成形した場合には、軽く外力を加えた場合(例えば、指でつまんだ場合)基材上のフィルム状成形体がしわになったり、破れたりしない程度である。より具体的には、膜状物を温度20℃±15℃、湿度45~85%RHでの平衡含水率まで乾燥した状態である。一旦、膜状成形体を、前記の温度及び湿度範囲での平衡含水率で保持することで、中間品としての保管や、印刷又は保護層の積層等の目的に応じた加工を行い易くなるので好ましい。
 膜状成形体が良好なガスバリア性を得るためには、加熱による乾燥工程で、膜状成形体の含水率が、温度が23℃で、相対湿度が60%RHでの平衡含水率より、上限値で90%以下まで乾燥することが好ましく、75%以下まで乾燥することがより好ましく、50%以下まで乾燥することがさらに好ましく、10%以下まで乾燥することがさらに好ましい。加熱による乾燥工程における膜状成形体の含水率の下限値は、前記平衡含水率の1%以上であり、2%以上がより好ましく、5%以上がさらに好ましい。温度が23℃で、相対湿度が60%RHでの平衡含水率は、加熱による乾燥工程後の膜状成形体を、23℃、60%RHの環境で平衡含水率に達するまで保存した後に測定した値である。膜状成形体の含水率と平衡含水率は実施例記載の方法で求められるものである。
 加熱による乾燥工程の温度の上限は、50~250℃が好ましく、100~160℃がより好ましく、120~160℃が更に好ましい。温度が50℃以上であると、目的とする含水率に達するまでの時間を短縮することができ、温度が250℃以下であると、熱によりセルロース繊維の膜状成形体や基材にダメージが生じることが抑制できる。乾燥時間、乾燥炉内の圧力、対流条件等は、目的とする含水率に達するように適宜調整することができる。
 加熱しながら乾燥する装置としては、公知の方法を用いることができ、電気乾燥炉(自然対流式又は強制対流式)、熱風循環式の乾燥炉、遠赤外線による加熱と熱風循環を併用した乾燥炉、加熱しながら減圧できる減圧乾燥炉等が挙げられる。
 加熱による乾燥を行った後、常温まで冷却し、(I)の成形方法を適用した場合は、基板から引き剥がして膜状成形体を得ることができ、(II)の成形方法を適用した場合は、基材と膜状成形体(セルロース繊維層)の積層構造を有した複合成形体を得ることができる。このとき、膜状成形体の含水率は、その温湿度条件での平行含水率に戻るが、加熱による乾燥工程で、温度が23℃で、相対湿度が60%RHでの平衡含水率よりも小さくなるまで乾燥したものは、良好なガスバリア性が得られる。加熱による乾燥工程で、膜状成形体の構造(セルロース繊維層の構造)に化学的又は物理的な変化が生じて、緻密な構造になり、温湿度変化があってもその緻密な構造が維持されるためと考えられる。
 セルロース繊維層中の含水率は、加熱・乾燥前後の重量変化の他、熱量測定や赤外線吸収スペクトルなどから定性、定量的に分析できる。
 本発明の製造方法では、必要に応じて、更に防湿層を形成して、より防湿性を高めることもできる。
 防湿層を積層する方法としては、接着剤を使用する方法、熱融着法等で貼り合わせる方法や、塗布法、噴霧法、浸漬法等の公知の方法を適用できる。ここで、高い防湿性能を有する基材や防湿層は、ポリオレフィンやポリエステル等のプラスチック、これらに無機酸化物(酸化アルミや酸化ケイ素等)を蒸着したもの、これらを板紙に積層したもの、ワックスやワックスを紙にコートしたもの等を用いることができる。高い防湿性能を有する基材や防湿層は、水蒸気透過度が0.1~600g/m・day、好ましくは0.1~300g/m・day、より好ましくは0.1~100g/m・dayのものを用いることが好ましい。前記の高い防湿性能を有する基材や防湿層を有する複合成形体にすることで、セルロース繊維層への水蒸気の溶解、拡散を抑制することができるため、高湿度条件における酸素バリア性をより一層高めることができる。
 以下に発明C7,C8を詳細に説明する。
 セルロース繊維の製造については上記発明A3と同様である。 但し、以下を発明C7,C8のために追記する。
セルロース繊維懸濁液に含まれていてもよい他の成分としては、公知の充填剤、顔料等の着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、粘土鉱物(モンモリロナイト等)、金属塩、コロイダルシリカ、アルミナゾル、酸化チタン等を配合することができる。
<基板状又は基材上に膜状物を形成させる工程>
 本工程は、上記方法で得られたセルロース繊維から、それを含む懸濁液を調製し、或いは上記製造方法によりセルロース繊維を含む懸濁液を得た後、目的とする膜状成形体を形成させる工程である。
 本工程では、例えば、
(i)セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、基板上に膜状物を形成させる工程と、
(ii)セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、基材上に膜状物を形成させ、複合フィルムを得る工程、
のいずれかの方法を適用することができる。
〔(i)の成形方法〕
 ガラス、金属等の硬質表面等の基板上に、粘度が10~5000mPa・s程度のセルロース繊維懸濁液を流延塗布して膜状成形体を形成させる。この方法では、セルロース繊維懸濁液に含まれるセルロース繊維のカルボキシル基量やアスペクト比及びガスバリア性成形体の厚みを制御することにより、仕様(ハイバリア性、透明性など)に応じた膜状成形体を得ることができる。
〔(ii)の成形方法〕
 基材の一面又は両面に対して、塗布法、噴霧法、浸漬法等の公知の方法により、好ましくは塗布法又は噴霧法により、セルロース繊維懸濁液を付着させ、膜状成形体を形成させる。
 また、基材に対して、予め(I)の成形方法等で成形したセルロース繊維懸濁液からなるフィルム状の成形体を貼り合わせて積層する方法を適用することができる。貼り合わせる方法としては、接着剤を使用する方法、熱融着法等の公知の方法を適用できる。
 セルロース繊維からなる層の厚みは、用途に応じて適宜設定することができるが、ガスバリア材として用いる場合、20~900nmが好ましく、より好ましくは50~700nm、更に好ましくは100~500nmである。
 基材となる成形体は上記発明A4と同様である。
<乾燥させる工程>
 前工程にて形成された膜状物に対して、そのまま架橋剤水溶液を付着させる工程に移行してもよいが、その前に乾燥工程を付加することもできる。
 乾燥工程は、膜状成形体を、室温(20~25℃程度)で自然乾燥又は送風乾燥するか、加熱乾燥する工程である。
 乾燥の程度は、例えば、上記の(I)の成形方法を適用して膜状物を形成させた場合には、基板からフィルム状成形体を引き剥がすことができる程度であり(なお、架橋反応工程が終了するまでは、基板から引き剥がさなくてもよい)、上記の(II)の成形方法を適用して膜状物を形成させた場合には、軽く外力を加えた場合(例えば、指でつまんだ場合)基材上のフィルム状成形体がしわになったり、破れたりしない程度である。
<未乾燥(湿潤状態)又は乾燥後の膜状物に架橋剤水溶液を付着させる工程>
 膜状物に反応性官能基を有する架橋剤水溶液を付着させる方法としては、
 (a)膜状物の表面に架橋剤水溶液をスプレーする方法、
 (b)膜状物の表面に架橋剤水溶液を塗布する方法、
 (c)膜状物の表面に架橋剤水溶液を流延する方法、
 (d)基板又は基材ごと、膜状物を架橋剤水溶液中に浸漬する方法、
等を適用することができる。
 本工程では、膜状物に架橋剤水溶液を付着させた後、架橋剤を膜状物内部に浸透させるため、室温にてしばらく放置することができ、必要に応じて、加圧雰囲気中にて放置することができる。なお、未乾燥状態の膜状物に架橋剤水溶液を塗布した場合には、膜状物内に架橋剤が浸透し易くなり、乾燥状態の膜状物に架橋剤水溶液を塗布した場合には、架橋剤は膜状物の表面ないし表面近傍に留まりやすくなる。
 あらかじめ架橋剤を添加したセルロース繊維懸濁液を用いて、基材上に膜状物を形成させる方法を適用した場合には、架橋剤によっては(例えば、ブタンテトラカルボン酸)凝集を生じて、製膜原料中に均一に混合されなくなる結果、架橋反応が不均一になり、塗膜を形成できるが、目的とする膜状成形体が得られない場合がある。しかし、本工程の方法を適用することにより、架橋剤の種類や供給量に拘わらず前記問題の発生を防止することができ、目的とする膜状成形体を得ることができる。
 (a)の方法を適用する場合には、例えば膜状物の面積が500cmであるとき、濃度1~30質量%の架橋剤水溶液0.1~10mlの全部を、膜状物の表面にスプレーする方法を適用することができる。
 上記の酸化したセルロース繊維表面は水酸基、アルデヒド基、カルボキシル基を有しており、これらと反応できる官能基を有した架橋剤によってセルロース繊維間に架橋構造を形成することができる。
 本工程で用いる架橋剤としては、反応性官能基として、エポキシ基、アルデヒド基、アミノ基、カルボキシル基、イソシアネート基、ヒドラジド基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アゼチジニウム基、アルコキシド基、メチロール基、シラノール基、水酸基の官能基を2つ以上含む化合物である。架橋剤は、前記官能基から選ばれる同じ官能基を2つ以上含んでいてもよいし、前記官能基から選ばれる異なった官能基を2つ以上含んでいてもよいが、同じ官能基を2つ以上含んでいるものが好ましい。本工程で用いる架橋剤としては、例えばポリアミドエピクロロヒドリン樹脂(アゼチジニウム基)、ポリアクリル酸(カルボキシル基)、ポリイソシアネート(イソシアネート基)などが挙げられる。
 本工程で用いる架橋剤としては、膜状物に浸透させやすいため、分子量が小さいものの方が好ましく、例えば、分子量が500以下のものが好ましく、250以下のものがより好ましい。反応性官能基としては、アルデヒド基、カルボキシル基、ヒドラジド基を2つ以上の含む化合物が好ましい。
 好ましい架橋剤としては、アジピン酸ジヒドラジド(分子量174)、グリオキサール(エタンジアール)(分子量58)、ブタンテトラカルボン酸(分子量234)、グルタルアルデヒド(1,5−ペンタンジアール)(分子量100)、クエン酸(分子量192)を挙げることができる。なお、分子量が500以下のカルボジイミド基を有する架橋剤は、酸素バリア性を著しく低下させるため、本発明で用いる架橋剤としては好ましくない。
 架橋剤水溶液を付着後、常温(20~25℃)で2時間以上乾燥させて膜状成形体が得られる。
 膜状成形体中の架橋剤の付着量は、セルロース繊維や架橋剤の官能基量や膜状物への架橋剤の浸透性によって適宜選択されるが、同面積あたりのセルロース固形分に対して、0.1~200質量%が好ましく、10~100質量%がより好ましい。架橋剤の付着量は、付着後の質量変化の他、熱量測定や赤外線吸収スペクトルなどから定性、定量的に分析できる。
<架橋反応させる工程>
 本工程では、必要に応じて加熱によりセルロース繊維間に架橋反応を行わせるが、加熱条件は、使用した架橋剤の種類や付着量に応じて、適宜最適な条件を選択することが好ましい。
 例えば、アジピン酸ジヒドラジド、グリオキサール、ブタンテトラカルボン酸、グルタルアルデヒド、クエン酸のような低分子量の架橋剤を用いた場合には、30~300℃、より好ましくは60~200℃、さらに好ましくは100~160℃で、1~300分間、より好ましくは5~60分間加熱することができる。
 セルロース繊維間に反応性官能基を有する架橋剤により架橋構造が形成されることによって、セルロース繊維からなる膜状成形体は高いガスバリア性を示すことができる。
 本製造方法で得られる膜状成形体は、架橋構造を形成することで耐湿化(強度やバリア性)しているので、ガスバリア材の他にも、水浄化用分離膜やアルコール分離膜、偏光フィルム、偏光板保護フィルム、ディスプレイ用フレキシブル透明基盤、燃料電池用セパレーター、結露防止シート、反射防止シート、紫外線遮蔽シート、赤外線遮蔽シート等として用いることもできる。
 本発明の製造方法では、架橋反応後において、必要に応じて、更に防湿層を形成して、より防湿性を高めることもできる。
 防湿層を積層する方法としては、接着剤を使用する方法、熱融着法等で貼り合わせる方法や、塗布法、噴霧法、浸漬法等の公知の方法を適用できる。ここで、高い防湿性能を有する基材や防湿層は、ポリオレフィンやポリエステル等のプラスチック、これらに無機酸化物(酸化アルミや酸化ケイ素等)を蒸着したもの、これらを板紙に積層したもの、ワックスやワックスを紙にコートしたもの等を用いることができる。高い防湿性能を有する基材や防湿層は、水蒸気透過度が0.1~600g/m・day、好ましくは0.1~300g/m・day、より好ましくは0.1~100g/m・dayのものを用いることが好ましい。前記の高い防湿性能を有する基材や防湿層を有する成形体にすることで、ガスバリア層への水蒸気の溶解、拡散を抑制することができるため、ガスバリア性をより一層高めることができる。
 本発明は以下の発明D9, D10, D11, D12を提供する。
D9. ポリアルキレンテレフタレートからなる基材に対して、ガスバリア用材料を塗布後、乾燥して、基材とガスバリア層を有するガスバリア性積層体を製造する方法であって、
 前記ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対してポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂0.1~50質量部を含有する懸濁液であり、
 前記微細セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下で、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものであり、
 前記乾燥温度が60~250℃である、ガスバリア性積層体の製造方法。
D10. ポリアミドからなる基材に対して、ガスバリア用材料を塗布後、乾燥して、基材とガスバリア層を有するガスバリア性積層体を製造する方法であって、
 前記ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対してポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂5~50質量部を含有する懸濁液であり、
 前記微細セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下で、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものであり、
 前記乾燥温度が110~170℃である、ガスバリア性積層体の製造方法。
D11. ポリアミドからなる基材に対して、ガスバリア用材料を塗布後、乾燥して、基材とガスバリア層を有するガスバリア性積層体を製造する方法であって、
 前記ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対してポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂20~50質量部を含有する懸濁液であり、
 前記微細セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下で、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものであり、
 前記乾燥温度が80~170℃である、ガスバリア性積層体の製造方法。
D12. オレフィン系樹脂からなる基材に対して、ガスバリア用材料を塗布後、乾燥して、基材とガスバリア層を有するガスバリア性積層体を製造する方法であって、
 前記ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対して水性ポリイソシアネート5~50質量部を含有する懸濁液であり、
 前記微細セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下で、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものであり、
 前記乾燥温度が60~140℃である、ガスバリア性積層体の製造方法。
 発明D9, D10, D11, D12は以下の態様を含む。
 前記ポリアルキレンテレフタレートが、ポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートである、D9記載のガスバリア性積層体の製造方法。
 前記ポリアミドが、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612である、D10またはD11記載のガスバリア性積層体の製造方法。
 前記オレフィン系樹脂が、ポリプロピレン及び/又はポリエチレンである、D12記載のガスバリア性積層体の製造方法。
 以下に発明D9, D10, D11, D12を詳述する。
<基材>
 本発明で用いるポリアルキレンテレフタレートからなる基材は、ポリエチレンテレフタレート又はポリブチレンテレフタレートからなるフィルムやシート等を用いることができる。
 本発明で用いるポリアミドからなる基材は、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612からなるフィルムやシート等を用いることができる。
 また本発明では、他の実施形態として、オレフィン系樹脂からなる基材を用いることができる。オレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン、ポリエチレン又はこれらのアロイ等を用いることができる。
 上記の基材は、公知の樹脂成型加工法である、例えば、Tダイを備えた押出機を用いたフィルムやシートの押出成形法を適用し、必要に応じて延伸処理をして得ることができる。また基材は、市販品のフィルムやシートを用いることもできる。
 基材には、本発明の課題を解決できる範囲内で、公知の充填剤、顔料等の着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤等の樹脂添加剤を含有させることができる。
 基材の厚みは、用途に応じた強度が得られるように適宜選択すればよく、1~1000μmの範囲で選択することができる。
 <ガスバリア用材料>
 本発明で用いるガスバリア用材料は、微細セルロース繊維とポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂又は水性ポリイソシアネートを含有する懸濁液である。
 セルロース繊維の製造については上記発明A3と同様である。
 本発明では、基材としてポリアルキレンテレフタレート又はポリアミドからなるものを用いた場合には、微細セルロース繊維に対してポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂を配合して懸濁液を製造する。
 本発明で用いるポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂は、ポリアミドアミン中間体に、エピクロロヒドリンを付加し、加温することで、アゼティディニウムクロライド(AZR基)に変換させたものである。
 本発明では、基材としてオレフィン系樹脂からなるものを用いた場合には、微細セルロース繊維に対して水性ポリイソシアネート(水分散型イソシアネート)を配合して懸濁液を製造する。
 本発明で用いる水性ポリイソシアネートは、原料ポリイソシアネートに活性水素を有する親水性鎖、親油性鎖等を付加反応させて得ることができる。この水性ポリイソシアネートは、脂肪族ポリイソシアネート及びそれから誘導されるポリイソシアネートから選ばれた少なくとも1種に、アルキレンオキサイド鎖を結合させたポリイソシアネートであることが好ましく、必要に応じて親油性鎖を結合させたものであってもよい。
 上記の製造方法で用いる脂肪族ポリイソシアネートとしては、テトラメチレンジイソシアネート、ペンタメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート等を用いることができる。
 本発明で用いる水性ポリイソシアネートは市販品を用いることができ、ヘキサメチレンジイソシアネートのアダクト変性体〔旭化成工業(株)製、デュラネートWB40−80D(商品名)〕、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート変性体〔住友バイエルウレタン(株)製、バイヒジュール3100(商品名)〕、〔日本ポリウレタン工業(株)製、アクアネート100、アクアネート200(いずれも商品名)〕等を用いることができる。
 上記した本発明で用いる水性ポリイソシアネートは公知のものであり、JP−A2000−19678の〔0028〕、JP−A2000−272254の〔0043〕、JP−A2002−60455の〔0017〕、〔0018〕、JP−A2005−213411の〔0048〕~〔0058〕、JP−A2005−272590の〔0025〕、〔0033〕、JP−A2005−336644の〔0015〕~〔0023〕等にも記載されているものである。
 なお、本発明で用いるガスバリア用材料には、本発明の課題を解決できる種類及び量の範囲内において、公知の充填剤、顔料等の着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、耐水化剤(シランカップリング剤等)、粘土鉱物(モンモリロナイト等)、架橋剤(エポキシ基、イソシアネート基等の反応性官能基を有する添加剤)、金属塩、コロイダルシリカ、アルミナゾル、酸化チタン等を配合することができる。
 <塗布・乾燥工程>
 本発明のガスバリア性積層体の製造方法は、基材にガスバリア用材料を塗布後に乾燥して、基材上にガスバリア層を有するものを得る方法であり、以下において説明するとおり、使用する基材とガスバリア用材料(特に微細セルロース繊維に対するポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂の使用量)の組み合わせに応じて、乾燥条件を選択することが望ましい。
〔塗布工程〕
 塗布方法は、バーコーター等を用いた公知の塗布方法を適用することができる。
〔乾燥工程〕
 (ポリアルキレンテレフタレートからなる基材を用いた実施形態)
 ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対してポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂0.1~50質量部を含有する懸濁液であるとき、加熱温度は60~250℃であり、好ましくは80~150℃、より好ましくは80~120℃であり、好ましくは30分間乾燥する。
 ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対してポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂0.1~10質量部を含有する懸濁液であるとき、加熱温度は60~250℃であり、好ましくは80~150℃、より好ましくは80~120℃であり、好ましくは30分間乾燥する。
 (ポリアミドからなる基材を用いた実施形態)
 ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対してポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂5~50質量部を含有する懸濁液であるとき、加熱温度は110~170℃であり、好ましくは30分間乾燥する。
 ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対してポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂5質量部以上で、20質量部未満を含有する懸濁液であるとき、加熱温度は150~170℃、好ましくは30分間乾燥する。
 ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対してポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂20~50質量部を含有する懸濁液であるとき、加熱温度は80~170℃、好ましくは110~170℃、好ましくは30分間乾燥する。
 (オレフィン系樹脂からなる基材を用いた実施形態)
 ガスバリア用材料が、微細セルロース繊維100質量部に対して水性ポリイソシアナート5~50質量部を含有する懸濁液であるとき、加熱温度は60~140℃であり、好ましくは80~120℃、好ましくは30分間乾燥する。
 <その他の実施形態>
 本発明の製造方法は、以下に説明するとおり、基材の種類と微細セルロース繊維を含む懸濁液の組み合わせを変えた実施形態にも、適用することができる。
 (1)その他の実施形態−1(基材がポリアルキレンテレフタレートで、微細セルロース繊維と水性ポリイソシアネートを含む懸濁液を用いた実施形態)
 基材として用いるポリアルキレンテレフタレート、さらに微細セルロース繊維と水性ポリイソシアネートは、上記したものと同じものを用いることができる。
 微細セルロース繊維と水性ポリイソシアネートの割合は、微細セルロース繊維100質量部に対して水性ポリイソシアネート0.1~50質量部が好ましく、0.1~20質量部がより好ましく、0.1~10質量部がさらに好ましい。
 乾燥は、加熱温度が好ましくは60~250℃、より好ましくは80~150℃、さらに好ましくは80~120℃であり、好ましくは30分間乾燥する。
 (2)その他の実施形態−2(基材がポリアミドで、微細セルロース繊維と水性ポリイソシアネートを含む懸濁液を用いた実施形態)
 基材として用いるポリアミド、さらに微細セルロース繊維と水性ポリイソシアネートは、上記したものと同じものを用いることができる。
 微細セルロース繊維と水性ポリイソシアネートの割合は、微細セルロース繊維100質量部に対して水性ポリイソシアネート0.1~50質量部が好ましく、5~50質量部がより好ましく、5~10質量部がさらに好ましい。
 乾燥は、加熱温度が好ましくは80~170℃、より好ましくは80~150℃、さらに好ましくは80~120℃であり、好ましくは30分間乾燥する。
 (3)その他の実施形態−3(基材がポリアルキレンテレフタレートで、微細セルロース繊維とエポキシ化合物を含む懸濁液を用いた実施形態)
 基材として用いるポリアルキレンテレフタレート、さらに微細セルロース繊維は、上記したものと同じものを用いることができる。
 エポキシ化合物は、1分子あたり2個又は3個以上のエポキシ基を有している2官能性又は3官能性以上のものを用いることができる。
 エポキシ化合物は、エチレングリコールジグリシジルエーテルやポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ポリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、炭素数3以上のグリコールのジグリシジルエーテル、水素化ビスフェノールAジグリシジルエーテル、ポリブタジエン等のジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリコールポリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ジグリセロールポリグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、トリエチロールプロピレンポリグリシジルエーテル等の脂肪族系、レソルシノールジグリシジルエーテル、ビスフェノールA型グリシジルエーテル、トリグリシジルイソシアヌレートのような芳香族環や環状化合物等を挙げることができる。
 エポキシ化合物は市販品を用いることができ、例えば、ナガセケムテックス株式会社製エポキシ化合物、デナコール(登録商標)のEX−611、EX−612、EX−614、EX−614B、EX−622、EX−512、EX−521、EX−411、EX−421、EX−313、EX−314、EX−321、EX−201、EX−211、EX−212、EX−252、EX−810,EX−811、EX−850、EX−851、EX−821、EX−830、EX−832、EX−841、EX−861、EX−911、EX−941、EX−920、EX−931、デナレックス(登録商標)R−45EPT、EX−721等、エポキシエマルションであるEM−150等を挙げることができる。
 上記した本発明で用いるエポキシ化合物は公知のものであり、JP−A2005−219422の〔0011〕~〔0015〕、JP−A2008−266415の〔0017〕、JP−A2009−203351の〔0022〕、〔0023〕、JP−A7−26026の〔0027〕、JP−A10−88089の〔0025〕、〔0026〕等にも記載されているものである。
 微細セルロース繊維とエポキシ化合物の割合は、微細セルロース繊維100質量部に対してエポキシ化合物5~50質量部が好ましく、5~20質量部がより好ましく、5~10質量部がさらに好ましい。
 乾燥は、加熱温度が好ましくは90~250℃、より好ましくは90~150℃、さらに好ましくは90~120℃であり、好ましくは30分間乾燥する。
 (4)その他の実施形態−4(基材がポリアミドで、微細セルロース繊維とエポキシ化合物を含む懸濁液を用いた実施形態)
 基材として用いるポリアミド、さらに微細セルロース繊維及びエポキシ化合物は、上記したものと同じものを用いることができる。
 微細セルロース繊維とエポキシ化合物の割合は、微細セルロース繊維100質量部に対してエポキシ化合物5~50質量部が好ましく、5~20質量部がより好ましく、5~10質量部がさらに好ましい。
 乾燥は、加熱温度が好ましくは90~170℃、より好ましくは90~150℃、さらに好ましくは90~120℃であり、好ましくは30分間乾燥する。
 本発明の製造方法では、さらに必要に応じて、ガスバリア層上に防湿性や耐久性を高めるための被覆層(例えば、フィルム又はシート状の被覆層)を形成することもできる。この被覆層の形成方法としては、熱プレス法、接着剤を用いた接着法等を適用することができる。
 本発明は、次の実施例は本発明の実施について述べる。 実施例は本発明の例示について述べるものであり、 本発明を限定するためではない。
 以下の実施例に沿って発明A3,A4,A5を詳述する。
 実施例の各測定方法は以下の通りである。
 (1)セルロース繊維
 (1−1)平均繊維径、及び平均アスペクト比
 セルロース繊維の平均繊維径は、0.0001質量%に希釈した懸濁液をマイカ上に滴下して乾燥したものを観察試料として、原子間力顕微鏡(Nanoscope III Tapping mode AFM、Digital instrument社製,プローブはナノセンサーズ社製Point Probe(NCH)使用)で繊維高さを測定した。セルロース繊維が確認できる画像において、5本以上抽出し、その繊維高さの算術平均を平均繊維径とした。
 平均アスペクト比は、セルロース繊維を水で希釈した希薄懸濁液(0.005~0.04質量%)の粘度から算出した。粘度の測定には、レオメーター(MCR300、DG42(二重円筒)、PHYSICA社製)を用いて、20℃で測定した。セルロース繊維の質量濃度とセルロース繊維懸濁液の水に対する比粘度の関係から、次式でセルロース繊維のアスペクト比を逆算し、セルロース繊維の平均アスペクト比とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
(The Theory of Polymer Dynamics,M.DOI and D.F.EDWARDS,CLARENDON PRESS・OXFORD,1986,P312に記載の剛直棒状分子の粘度式(8.138)を利用した(ここでは、剛直棒状分子=セルロース繊維とした)。(8.138)式と Lb×ρ=M/Nの関係から数式1が導出される。ここで、ηspは比粘度、πは円周率、lnは自然対数、Pはアスペクト比(L/b)、γ=0.8、ρは分散媒の密度(kg/m)、ρはセルロース結晶の密度(kg/m)、Cはセルロースの質量濃度(C=ρ/ρ)、Lは繊維長、bは繊維幅(セルロース繊維断面は正方形とする)、ρはセルロース繊維の濃度(kg/m)、Mは分子量、Nはアボガドロ数を表す。)
 (1−2)カルボキシル基含有量(mmol/g)
 酸化したパルプの絶乾重量約0.5gを100mlビーカーにとり、イオン交換水を加えて全体で55mlとし、そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mlを加えてパルプ懸濁液を調製し、パルプが十分に分散するまでスタラーにて攪拌した。そして、0.1M塩酸を加えてpH2.5~3.0としてから、自動滴定装置(AUT−501、東亜デイーケーケー(株)製)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で注入し、パルプ懸濁液の1分ごとの電導度とpHの値を測定し、pH11程度になるまで測定を続けた。そして、得られた電導度曲線から、水酸化ナトリウム滴定量を求め、カルボキシル基含有量を算出した。
 天然セルロース繊維はセルロース分子約20~1500本が集まって形成される高結晶性ミクロフィブリルの集合体として存在する。本発明で採用しているTEMPO酸化反応では、この結晶性ミクロフィブリル表面に選択的にカルボキシル基を導入することができる。したがって、現実には結晶表面にのみカルボキシル基が導入されているが、上記測定方法によって定義されるカルボキシル基含有量はセルロース重量あたりの平均値である。
 (1−3)セルロース繊維の懸濁液の光透過率
 分光光度計(UV−2550、株式会社島津製作所製)を用い、濃度1質量%の懸濁液の波長660nm、光路長1cmにおける光透過率(%)を測定した。
 (1−4)セルロース繊維懸濁液中の微細セルロース繊維の質量分率(微細セルロース繊維含有率)(%)
 セルロース繊維懸濁液を0.1質量%に調製して、その固形分濃度を測定した。続いて、そのセルロース繊維懸濁液を目開き16μmのガラスフィルター(25G P16,SHIBATA社製)で吸引ろ過した後、ろ液の固形分濃度を測定した。ろ液の固形分濃度(Con1)をろ過前の懸濁液の固形分濃度(Con2)で除した(Con1/Con2)値を微細セルロース繊維含有率(%)として算出した。
 (1−5)セルロース繊維の懸濁液の観察
 固形分1質量%に希釈した懸濁液をスライドガラス上に1滴滴下し、カバーガラスをのせて観察試料とした。この観察試料の任意の5箇所を光学顕微鏡(ECLIPSE E600 POL NIKON社製)を用いて倍率400倍で観察し、粒子径が1μm以上のセルロース粒状体の有無を確認した。粒状体とは、略球状であり、その形状を平面に投影した投影形状を囲む長方形の長軸と短軸の比(長軸/短軸)が最大でも3以下であるものとする。粒状体の粒子径は、長軸と短軸の長さの相加平均値とする。このときクロスニコル観察によって、より明瞭に確認することもできる。
 (2)ガスバリア性フィルム
 (2−1)酸素透過度(等圧法)(cm/m・day・Pa)
 JIS K7126−2 付属書Aの測定法に準拠して、酸素透過率測定装置OX−TRAN2/21(型式ML & SL、MODERN CONTROL社製)を用い、23℃、湿度50%RHの条件で測定した。具体的には、23℃、湿度50%RHの酸素ガス、23℃、湿度50%の窒素ガス(キャリアガス)環境下で測定を行った。また一部比較例において23℃、湿度0%RHの条件で測定した。具体的には、23℃、湿度0%RHの酸素ガス、23℃、湿度0%の窒素ガス(キャリアガス)環境下で測定を行った。
 (2−2)水蒸気透過度(g/m・day)
 JIS Z0208に基づき、カップ法を用いて、40℃、90%RHの環境下の条件で測定した。
 実施例A1
〔セルロース繊維懸濁液の製造〕
 (1)原料、触媒、酸化剤、共酸化剤
 天然繊維:針葉樹の漂白クラフトパルプ(製造会社:フレッチャー チャレンジ カナダ、商品名 「Machenzie」、CSF650ml)
 TEMPO:市販品(製造会社:ALDRICH、Free radical、98%)
 次亜塩素酸ナトリウム:市販品(製造会社:和光純薬工業(株)Cl:5%)
 臭化ナトリウム:市販品(製造会社:和光純薬工業(株))。
 (2)製造手順
 まず、上記の針葉樹の漂白クラフトパルプ繊維100gを9900gのイオン交換水で十分攪拌後、パルプ質量100gに対し、TEMPO1.25質量%、臭化ナトリウム質量12.5%、次亜塩素酸ナトリウム28.4質量%をこの順で添加し、pHスタッドを用い、0.5M水酸化ナトリウムの滴下にてpHを10.5に保持し、温度20℃で酸化反応を行った。
 次に、120分の酸化時間で滴下を停止し、酸化パルプを得た。該酸化パルプをイオン交換水にて十分洗浄し、脱水処理を行い23℃の雰囲気下で自然乾燥した。その後、酸化パルプ3.9gとイオン交換水296.1gをミキサー(Vita−Mix−Blender ABSOLUTE、大阪ケミカル(株)製)にて120分間攪拌することにより、繊維の微細化処理を行い、懸濁液を得た。得られた懸濁液中のセルロース繊維の固形分濃度は、1.3質量%であった。
 セルロース懸濁液中のセルロース繊維の平均繊維径は3.13nm、平均アスペクト比238、カルボキシル基量1.23mmol/gであり、粒子径が1μm以上のセルロース粒状体は存在しなかった。またセルロース繊維懸濁液の光透過率は97.1%で、微細セルロース繊維含有率は90.9%であった。
〔架橋剤含有セルロース繊維懸濁液(ガスバリア用材料)の調製〕
 次に、得られたセルロース繊維懸濁液を100g採取し、架橋剤として、5質量%に希釈されたPAE水溶液(ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、製品名WS4030、星光PMC社製)を1.3g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が5質量部)加えてよく攪拌した。
〔ガスバリア性成形体の製造〕
 基材シートとしてポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、前記のガスバリア用材料をバーコーター(#50)で塗布した後、23℃で120分間乾燥して、ガスバリア性積層体を得た。次いで、表A1に示す各項目の測定をした。
 表A1中のセルロース繊維層の厚みはセルロース繊維の比重を1.5として、湿潤膜厚とセルロース繊維懸濁液の固形分濃度から算出した値である。この値は原子間力顕微鏡で測定した膜厚とよく一致していた。
実施例A2
 実施例A1と同様にしてガスバリア用材料を得た。次に、実施例A1と同様にして、ガスバリア性積層体を得たのち、150℃に維持した恒温槽で30分間加熱処理した。常温で2時間以上放熱した後、表A1に示す各項目の測定をした。
実施例A3
 実施例A1と同様にしてセルロース繊維懸濁液を得た。
 次に、得られたセルロース繊維懸濁液を100g採取し、架橋剤として、5質量%に希釈されたグリオキサール水溶液(製造会社:和光純薬工業(株))を2.6g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が10質量部)加えてよく攪拌した。
 基材シートとしてポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、前記のガスバリア用材料をバーコーター(#50)で塗布した後、23℃で120分間乾燥して、ガスバリア性積層体を得た。次いで、表A1に示す各項目の測定をした。
実施例A4
 実施例A3と同様にしてガスバリア用材料を得た。次に、実施例A3と同様にして、ガスバリア性積層体を得たのち、110℃に維持した恒温槽で30分間加熱処理した。常温で2時間以上放熱した後、表A1に示す各項目の測定をした。
実施例A5
 実施例A3と同様にしてガスバリア用材料を得た。次に、実施例A3と同様にして、ガスバリア性積層体を得たのち、150℃に維持した恒温槽で30分間加熱処理した。常温で2時間以上放熱した後、表A1に示す各項目の測定をした。
実施例A6
 架橋剤として、5質量%に希釈されたADH(アジピン酸ジヒドラジド、大塚化学(株)社製)水溶液を2.6g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が10質量部)加えた以外は実施例A4と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A1に示す各項目の測定をした。
実施例A7
 架橋剤として、5質量%に希釈されたポリイソシアネート(製品名:デュラネートWB30−100、旭化成ケミカルズ(株)社製)水溶液を2.6g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が10質量部)加えた以外は実施例A4と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A1に示す各項目の測定をした。
実施例A8
 架橋剤として、5質量%に希釈されたアクリルアミド−アクリル酸ヒドラジド共重合体(製品名:APA−P280、大塚化学(株)社製)水溶液を2.6g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が10質量部)加えた以外は実施例A4と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A1に示す各項目の測定をした。
実施例A9
 架橋剤として、5質量%に希釈されたソルビトールポリグリシジルエーテル(製品名:デナコールEX−614B、ナガセケムテック(株)社製)水溶液を2.6g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が10質量部)加えた以外は実施例A4と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A1に示す各項目の測定をした。
実施例A10
 架橋剤として、5質量%に希釈されたポリカルボジイミド(製品名:E−02、日清紡(株)社製)水溶液を2.6g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が10質量部)加えた以外は実施例A4と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A1に示す各項目の測定をした。
比較例A1
 比較例A1はPETフィルム(厚さ25μm)の表A2に示す各項目を測定した。
比較例A2
 比較例A2は架橋剤を添加しないこと以外は実施例A1と同様にして積層体を得た後、表A2に示す各項目を測定した。
 実施例A1~10と比較例A2を比べると、反応性架橋剤を添加することで水蒸気バリア性に向上が認められた。また、加熱処理により、湿度環境(50%RH)での酸素バリア性が大幅に向上した。特に実施例A1(加熱温度23℃)と実施例A2(加熱温度150℃)との対比、実施例A3(加熱温度23℃)と実施例A4(加熱温度110℃)との対比から確認できるとおり、加熱によりセルロース繊維間の架橋構造の形成が促進されることで、耐湿化が向上されていることを示唆している。
 架橋剤としては、グリオキサール、アジピン酸ジヒドラジド(ADH)、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂(PAE)の効果が高かった。実施例A4,A5,A6のように低分子架橋剤で特に高い架橋効果を示した原因は明らかでないが、架橋剤とのセルロース繊維との反応性だけでなく、架橋構造がセルロース繊維層全体に均一に形成されているかどうかが関係していると考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 PAE:ポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂、製品名WS4030、星光PMC(株)製
 ADH:アジピン酸ジヒドラジド、大塚化学(株)社製
 WB30:ポリイソシアネート、製品名デュラネートWB30−100、旭化成ケミカルズ(株)社製
 APA280:アクリルアミド−アクリル酸ヒドラジド共重合体,大塚化学(株)製
 EX−614B:ソルビトールポリグリシジルエーテル、製品名デナコールEX−614B、ナガセケムテック(株)社製
 E−02:ポリカルボジイミド、製品名E−02、日清紡(株)製
実施例A11
 実施例A1と同様にしてセルロース繊維懸濁液を調製し、5質量%に希釈されたグリオキサール(製造会社:和光純薬工業(株))水溶液を1.3g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が5質量部)加えた以外は実施例A2と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A3に示す各項目の測定をした。
実施例A12
 5質量%に希釈されたグルタルアルデヒド(製造会社:和光純薬工業(株))水溶液を1.3g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が5質量部)加えた以外は実施例A11と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A3に示す各項目の測定をした。
実施例A13
 5質量%に希釈されたADH(アジピン酸ジヒドラジド、大塚化学(株)社製)を1.3g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が5質量部)加えた以外は実施例A11と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A3に示す各項目の測定をした。
実施例A14
 5質量%に希釈されたクエン酸(製造会社:和光純薬工業(株))社製)水溶液を1.3g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が5質量部)加えた以外は実施例A11と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A3に示す各項目の測定をした。
実施例A15
 5質量%に希釈されたアクリルアミド—アクリル酸ヒドラジド共重合体(製品名:APA−P280、大塚化学(株)社製)水溶液を1.3g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が5質量部)加えた以外は実施例A11と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A3に示す各項目の測定をした。
実施例A16
 5質量%に希釈されたポリカルボジイミド(製品名:E−02、日清紡(株)社製)水溶液を1.3g(セルロース繊維固形分100質量部に対する架橋剤量が5質量部)加えた以外は実施例A11と同様にしてガスバリア性積層体を得て、表A3に示す各項目の測定をした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 実施例A11~16は、反応性架橋剤を添加していない比較例A2に比べて、酸素バリア性、水蒸気バリア性が向上している。架橋剤が低分子量である実施例A11~14においてより高いバリア性の向上効果が見られた。酸素バリア性、水蒸気バリア性の両方が大幅に向上する架橋剤としては、グリオキサール(実施例A11)、クエン酸(実施例A14)が好ましかった。
 以下の実施例に沿って発明B6を詳述する。
 各項目の測定方法は、次のとおりである。
 (1)セルロース繊維の平均繊維径、平均アスペクト比、カルボキシル基含有量(mmol/g)は上記実施例A1と同様である。
 (2)光透過率
 分光光度計(UV−2550、株式会社島津製作所製)を用い、濃度1質量%の懸濁液の波長660nm、光路長1cmにおける光透過率(%)を測定した。
 (3)セルロース繊維懸濁液中の微細セルロース繊維の質量分率(微細セルロース繊維含有率)(%)
 セルロース繊維懸濁液を0.1質量%に調製して、その固形分濃度を測定した。続いて、そのセルロース繊維懸濁液を目開き16μmのガラスフィルター(25G P16,SHIBATA社製)で吸引ろ過した後、ろ液の固形分濃度を測定した。ろ液の固形分濃度(Con1)をろ過前の懸濁液の固形分濃度(Con2)で除した(Con1/Con2)値を微細セルロース繊維含有率(%)として算出した。
 (4)懸濁液の観察は上記実施例A1と同様である。
 (5)膜状成形体(セルロース繊維層)の含水率(%)
 初めに膜状成形体の重量を測定する(この重量をaとする)。次に、膜状成形体を、105℃、360mmHgで24時間減圧乾燥した後の重量を測定する(この重量を絶乾重量bとする)。含水率は、膜状成形体の重量(a)に対する、膜状成形体中の水分量(重量aからbを引いたもの)の百分率(%)として算出した((a−b)/a×100)。なお、加熱による乾燥処理後の含水率は、加熱乾燥炉から取り出してから3分後の含水率である。
 (6)膜状成形体(セルロース繊維層)の平衡含水率(%)
加熱による乾燥工程後の膜状成形体を、23℃、60%RHの環境で24時間以上保存した後に、膜状成形体の含水率を測定した値である。
 (7)酸素透過度(等圧法)(cm/m・day・Pa)上記実施例A1と同様である。
 但し、一部実施例、比較例に関しては23℃、湿度0%RHの条件で測定を行った。具体的には、23℃、湿度0%RHの酸素ガス、23℃、湿度0%の窒素ガス(キャリアガス)環境下で測定を行った。また、一部実施例、比較例に関しては、23℃、湿度70%RHの条件で測定を行った。具体的には、23℃、湿度70%RHの酸素ガス、23℃、湿度70%の窒素ガス(キャリアガス)環境下で測定を行った。
 なお、酸素透過度は膜状成形体を形成後、23℃、50%RHの環境下に24時間以上放置したものを測定した。
 実施例B1
 セルロース繊維懸濁液の調製の(1)原料、触媒、酸化剤、共酸化剤は上記実施例A1と同様である。
 (2)製造手順
 まず、上記の針葉樹の漂白クラフトパルプ繊維100gを9900gのイオン交換水で十分攪拌後、パルプ質量100gに対し、TEMPO1.25質量%、臭化ナトリウム12.5質量%、次亜塩素酸ナトリウム28.4質量%をこの順で添加し、pHスタッドを用い、0.5M水酸化ナトリウムの滴下にてpHを10.5に保持し、酸化反応を行った。
 次に、120分の酸化時間で滴下を停止し、酸化パルプを得た。該酸化パルプをイオン交換水にて十分洗浄し、脱水処理を行った。その後、酸化パルプ3.9gとイオン交換水296.1gをミキサー(Vita−Mix−Blender ABSOLUTE、大阪化学(株)製)にて120分間攪拌することにより、繊維の微細化処理を行い、懸濁液を得た。セルロース繊維は、平均繊維径3.1nm、平均アスペクト比240、カルボキシル基量1.2mmol/gであり、粒子径が1μm以上のセルロース粒状体は存在しなかった。またセルロース繊維懸濁液の光透過率は97.1%で、微細セルロース繊維含有率は90.9%であった。
 前記セルロース繊維懸濁液100gに、イオン交換水30gとイソプロパノール39g加えて、よく攪拌した。得られたセルロース繊維懸濁液の固形分濃度は0.77%であった。
〔膜状物の形成〕
 基材シートとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、前記の方法で製造されたセルロース繊維懸濁液をバーコーター(#50)で塗布した。
〔加熱による乾燥工程〕
 次に、室温(23℃)で120分間乾燥した。さらに、電気乾燥炉(自然対流式)で110℃、30分間加熱乾燥して、積層構造を有した複合成形体を得た。加熱による乾燥工程処理前後の膜状成形体(セルロース繊維層)の含水率、23℃60%RHでの平衡含水率、酸素透過度の測定結果を表B1に示す。
 なお、表B1中のセルロース繊維層の厚みはセルロース繊維の比重を1.5として、湿潤膜厚とセルロース繊維懸濁液の固形分濃度から算出した値である。この値は原子間力顕微鏡で測定した膜厚とよく一致していた。
 実施例B2~B4
 実施例B1と同様のセルロース繊維懸濁液を用いて、基材シートとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、セルロース繊維懸濁液をバーコーター(#50)で塗布した。
 次に、実施例B1と同様に室温(23℃)で120分間乾燥した。さらに、電気乾燥炉(自然対流式)で表B1に示す温度と時間で加熱乾燥を行い、積層構造を有した複合成形体を得た。加熱による乾燥工程前後のセルロース繊維層の含水率、23℃60%RHでの平衡含水率、酸素透過度の測定結果を表B1に示す。
 実施例B5、B6
 実施例B1と同様のセルロース繊維懸濁液を用いて、基材シートとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、セルロース繊維懸濁液をバーコーター(#50)で塗布した。
 次に、セルロース繊維懸濁液の膜状物が、湿潤した流動状態にあるうちに(塗布後5分以内)に、電気乾燥炉(自然対流式)で表B1に示す温度と時間で加熱処理を行い、積層構造を有した複合成形体を得た。加熱による乾燥工程前後のセルロース繊維層の含水率、23℃60%RHでの平衡含水率、酸素透過度の測定結果を表B1に示す。
比較例B1
 実施例B1と同様のセルロース繊維懸濁液を用いて、基材シートとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、セルロース繊維懸濁液をバーコーター(#50)で塗布した。
 次に、実施例B1と同様に室温(23℃)で120分間乾燥した後、加熱による乾燥を行わずに、積層構造を有した複合成形体を得た。室温で120分間乾燥した後のセルロース繊維層の含水率、23℃60%RHでの平衡含水率、酸素透過度の測定結果を表B1に示す。
比較例B2、B3
 カルボキシメチルセルロースナトリウム塩(CMC)(商品名HE1500F,製造会社ダイセル工業(株))10gにイオン交換水90g、イソプロパノール30g加えて、0.7質量%のCMC溶液を調製した。
 次に、0.7質量%のCMC溶液を、実施例B1と同様に、基材シートとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、セルロース繊維懸濁液をバーコーター(#50)で塗布した。
 その後、比較例B2は、室温(23℃)で120分間乾燥した後、加熱による乾燥理を行わずに積層構造を有した複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B1に示す。
 比較例B3は、比較例B2で得た複合成形体を、電気乾燥炉(自然対流式)で、110℃で30分間加熱乾燥して、積層構造を有した複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B1に示す。
比較例B4
 ポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の酸素透過度の測定結果を表B1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 実施例B1~B6と、比較例B1、B4から明らかなように、本発明の製造方法で得られた膜状成形体は、加熱による乾燥を行わない場合(比較例B1)と比べて、良好な酸素バリア性を有しており、特に、50%RHの測定条件の酸素バリア性が良好である。加熱による乾燥によって、高湿度環境でも酸素バリア性が維持されることが明らかになった。また、23℃、60%RHでの平衡含水率の50%以下まで加熱乾燥した実施例B2及び実施例B5は、50%RHの測定条件で、より高い酸素バリア性が得られた。23℃、60%RHでの平衡含水率の10%以下まで加熱乾燥した実施例B2は、0%RH及び50%RHの測定条件で、さらに高い酸素バリア性が得られた。
 前記セルロース繊維を含む懸濁液の膜状物を形成させる工程と加熱による乾燥工程の間に、該膜状物の含水率を常温常湿での平衡含水率まで乾燥した状態で保持する工程を有している実施例B1と実施例B2は、膜状物の含水率を常温常湿での平衡含水率まで乾燥した状態で保持する工程がない、実施例B5と実施例B6と同等な酸素バリア性が得られている。常温常湿での平衡含水率まで乾燥した状態で保持する工程により、中間品としての保管や、印刷又は保護層の積層等の目的に応じた加工を行うことが可能になる。
 比較例B2と比較例B3は、セルロース分子中にカルボキシル基を有する類似構造物質のCMCNa水溶液から調製した膜状成形体である。この2例では、加熱によって、50%RHにおける酸素バリア性の向上が確認できなかったことから、本発明の膜状成形体の製造方法における、加熱による高湿度下での酸素バリア性の発現は、用いたセルロース繊維の構造的な特性に由来すると考えられる。例えば、本発明で用いたセルロース繊維は、表面に含まれるアルデヒド基がセルロース繊維の水酸基と加熱によって結合する、すなわち架橋することによって、50%RHの湿度環境下でも緻密な構造を維持している可能性が考えられる。
実施例B7
 まず、針葉樹の漂白クラフトパルプ繊維100gを9900gのイオン交換水で十分攪拌後、パルプ質量100gに対し、TEMPO1.25質量%、臭化ナトリウム12.5質量%、次亜塩素酸ナトリウム28.4質量%をこの順で添加し、pHスタッドを用い、0.5M水酸化ナトリウムの滴下にてpHを10.5に保持し、酸化反応を行った。
 次に、120分の酸化時間で滴下を停止し、酸化パルプを得た。該酸化パルプをイオン交換水にて十分洗浄し、脱水処理を行った。その後、酸化パルプ3.9gとイオン交換水296.1gをミキサー(Vita−Mix−Blender ABSOLUTE、大阪化学(株)製)にて10分間攪拌することにより、繊維の微細化処理を行い、セルロース繊維懸濁液を得た。セルロース繊維は、平均繊維径3.3nm、平均アスペクト比305、カルボキシル基量1.2mmol/gであり、粒子径が1μm以上のセルロース粒状体は
存在しなかった。またセルロース繊維懸濁液の光透過率は95.5%で、微細セルロース繊維含有率は100%であった。得られたセルロース繊維懸濁液の固形分濃度は1.3%であった。
 基材シートとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、前記の方法で製造されたセルロース繊維懸濁液をバーコーター(#50)で塗布した。
 次に、室温(23℃)で120分間乾燥した。さらに、電気乾燥炉(自然対流式)で110℃、30分間加熱乾燥して、積層構造を有する複合成形体を得た。加熱による乾燥工程前後のセルロース繊維層の含水率、23℃60%RHでの平衡含水率、酸素透過度の測定結果を表B2に示す。
 なお、表B2中のセルロース繊維層の厚みはセルロース繊維の比重を1.5として、湿潤膜厚とセルロース繊維懸濁液の固形分濃度から算出した値である。この値は原子間力顕微鏡で測定した膜厚とよく一致していた。
実施例B8
 次亜塩素酸ナトリウムの添加量が7.1質量%であること以外は、実施例B7と同様にしてセルロース繊維懸濁液を調製し、実施例B7と同様にして複合成形体を得た。加熱による乾燥工程前後のセルロース繊維層の含水率、23℃60%RHでの平衡含水率及び酸素透過度の測定結果を表B2に示す。
実施例B9
 次亜塩素酸ナトリウムの添加量が14.2質量%であること以外は、実施例B7と同様にしてセルロース繊維懸濁液を調製し、実施例B7と同様にして複合成形体を得た。加熱による乾燥処理前後のセルロース繊維層の含水率、23℃60%RHでの平衡含水率、酸素透過度の測定結果を表B2に示す。
実施例B10
 次亜塩素酸ナトリウムの添加量が56.4質量%であること以外は、実施例B7と同様にしてセルロース繊維懸濁液を調製し、実施例B7と同様にして複合成形体を得た。加熱による乾燥工程前後のセルロース繊維層の含水率、23℃60%RHでの平衡含水率、酸素透過度の測定結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 実施例B7~B10は、繊維径やカルボキシル基含有量の異なるセルロース繊維懸濁液から作製した膜状成形体である。セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量や平均アスペクト比が異なっても、本発明の製造方法により、全高い酸素バリア性を得られることが分かる。
実施例B11
 実施例B10と同様にしてセルロース繊維懸濁液を調製した。
 基材シートとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、前記の方法で製造されたセルロース繊維懸濁液をバーコーター(#50)で塗布した。
 次に、室温(23℃)で120分間乾燥した。さらに、電気乾燥炉(自然対流式)で150℃、30分間加熱乾燥して、積層構造を有する複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B3に示す。
 なお、表B3中のセルロース繊維層の厚みはセルロース繊維の比重を1.5として、湿潤膜厚とセルロース繊維懸濁液の固形分濃度から算出した値である。この値は原子間力顕微鏡で測定した膜厚とよく一致していた。
実施例B12
 電気乾燥炉(自然対流式)で150℃、60分間加熱乾燥すること以外は、実施例B11と同様にして複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B3に示す。
実施例B13
 電気乾燥炉(自然対流式)で150℃、180分間加熱乾燥すること以外は、実施例B11と同様にして複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B3に示す。
実施例B14
 ミキサー(Vita−Mix−Blender ABSOLUTE、大阪化学(株)製)にて120分間攪拌すること以外は、実施例B7と同様にしてセルロース繊維懸濁液を調製し、実施例B11と同様にして複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B3に示す。
実施例B15
 ミキサー(Vita−Mix−Blender ABSOLUTE、大阪化学(株)製)にて120分間攪拌すること以外は、実施例B11と同様にしてセルロース繊維懸濁液を調製し、実施例B11と同様にして複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B3に示す。
実施例B16
 ミキサー(Vita−Mix−Blender ABSOLUTE、大阪化学(株)製)にて120分間攪拌すること以外は、実施例B9と同様にしてセルロース繊維懸濁液を調製し、実施例B11と同様にして複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B3に示す。
実施例B17
 実施例B7と同様にしてセルロース繊維懸濁液を調製し、実施例B11と同様にして複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B3に示す。
比較例B5、B6、B7
 加熱による乾燥を行わないこと以外は、それぞれ実施例B14、B16、B17と同様にして、複合成形体を得た。酸素透過度の測定結果を表B3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
 実施例B11~B13は、加熱による乾燥時間の異なる膜状成形体であり、高い酸素バリア性を有していることが分かる。また150℃、60分加熱した実施例B12において最も高い酸素バリア性を示したことから、加熱による脱水と膜状成形体へのダメージを制御することで、より高い酸素バリア性を得られると考えられる。
 実施例B11、B14~B17は、繊維径やカルボキシル基含有量の異なるセルロース繊維懸濁液から作製した膜状成形体である。加熱を行わなかった場合(比較例B5~B7)に比べて、酸素バリア性、特に50%RHにおける酸素バリア性が向上していることが分かる。特にセルロース繊維のカルボキシル基含有量1.0以上、平均アスペクト比が350以下である実施例B11、B14、B15、B16、B17は高い酸素バリア性を得られた。セルロース繊維のカルボキシル基含有量1.4、平均アスペクト比235と180である実施例B11、B15は、さらに高い酸素バリア性を得られた。
 以下の実施例に沿って発明C7,C8を詳述する。
以下の測定項目は上記実施例A1と同様である。
 (1)セルロース繊維の平均繊維径、平均アスペクト比
 (2)セルロース繊維のカルボキシル基含有量(mmol/g)
 (3)光透過率
 (4)セルロース繊維懸濁液中の微細セルロース繊維の質量分率(微細セルロース繊維含有率)(%)
 (5)懸濁液の観察
 (6)水蒸気透過度(g/m・day)
 (7)酸素透過度(等圧法)(cm/m・day・Pa)
 JIS K7126−2 付属書Aの測定法に準拠して、酸素透過率測定装置OX−TRAN2/21(型式ML&SL、MODERN CONTROL社製)を用い、23℃、湿度50%RHの条件で測定した。具体的には、23℃、湿度50%RHの酸素ガス、23℃、湿度50%の窒素ガス(キャリアガス)環境下で測定を行った。なお、酸素透過度は膜状成形体を形成後、23℃、50%RHの環境下に24時間以上放置したものを測定した。
実施例C1~C3
 セルロース繊維懸濁液の調製における(1)原料、触媒、酸化剤、共酸化剤は上記実施例A1と同様である。
 (2)製造手順
 まず、上記の針葉樹の漂白クラフトパルプ繊維100gを9900gのイオン交換水で十分攪拌後、パルプ質量100gに対し、TEMPO1.25質量%、臭化ナトリウム12.5質量%、次亜塩素酸ナトリウム28.4質量%をこの順で添加し、pHスタッドを用い、0.5M水酸化ナトリウムの滴下にてpHを10.5に保持し、酸化反応を行った。
 次に、120分の酸化時間で滴下を停止し、酸化パルプを得た。該酸化パルプをイオン交換水にて十分洗浄し、脱水処理を行った。その後、酸化パルプ3.9gとイオン交換水296.1gをミキサー(Vita−Mix−Blender ABSOLUTE、大阪化学(株)製)にて120分間攪拌することにより、繊維の微細化処理を行い、懸濁液を得た。得られたセルロース繊維懸濁液中の固形分濃度は、1.3質量%であった。セルロース繊維は、平均繊維径3.1nm、平均アスペクト比240、カルボキシル基量1.2mmol/gであり、粒子径が1□m以上のセルロース粒状体は存在しなかった。またセルロース繊維懸濁液の光透過率は97.1%で、微細セルロース繊維含有率は90.9%であった。
〔膜状物の形成工程〕
 前工程で得られたセルロース繊維懸濁液を使用し、基材シートとしてのポリエチレンテレフタレート(PET)シート(商品名:ルミラー、東レ社製、シート厚み25μm)の片側面上に、前工程で得られたセルロース繊維懸濁液をバーコーター(#50)で塗布した。
〔架橋剤水溶液の付着工程〕
 表C1に示す濃度のアジピン酸ジヒドラジド水溶液を、前工程で得られた膜状物に対して、市販の霧吹きにより噴霧した。前工程で得られた膜状物500cmあたり、架橋剤が約0.06g(乾燥重量)含まれるように噴霧した。実施例C1~C2はセルロース繊維層が湿潤状態のまま(塗布後3分以内)、実施例C3は常温(23℃)で120分乾燥後に架橋剤水溶液を噴霧した。
 〔架橋工程〕
 架橋剤水溶液の付着後、常温(23℃)で120分乾燥した。その後、実施例C2,C3は恒温槽で110℃、30分間加熱処理後、放熱して膜状成形体を得た。得られたセルロース繊維層の膜厚は800nmであった。これは、セルロース繊維の比重を1.5として、湿潤膜厚とセルロース繊維懸濁液の固形分濃度から算出した値である。この値は原子間力顕微鏡で測定した膜厚とよく一致していた。水蒸気透過度の測定結果を表C1に示す。
 実施例C4~C6
 実施例C1~C3と同様にして、膜状物を形成後、表C1に示す条件でグリオキサール水溶液の付着、加熱工程を行い、膜状成形体を得た。水蒸気透過度の測定結果を表C1に示す。
 実施例C7~C9
 実施例C1~C3と同様にして、膜状物を形成後、表C1に示す条件でブタンテトラカルボン酸水溶液の付着、加熱工程を行い、膜状成形体を得た。水蒸気透過度の測定結果を表C1に示す。
 実施例C10~C13
 実施例C1~C2と同様にして、膜状物を形成後、セルロース繊維層が湿潤状態のまま(3分以内)、表C1に示す条件で架橋剤水溶液の付着、加熱工程を行い、膜状成形体を得た。得られた膜状成形体の水蒸気透過度の測定結果を表C1に示す。
 比較例C1
 基材として用いたPETシート(膜厚25μm)の水蒸気透過度の測定結果を表C2に示す。
 比較例C2
 実施例C1と同様にして、膜状物を形成後、架橋剤水溶液を付着させずに、常温(23℃)で120分間乾燥した膜状成形体の水蒸気透過度の測定結果を表C2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
 CSNF:実施例A1で製造したセルロース繊維
 ADH:アジピン酸ジヒドラジド、大塚化学(株)社製(分子量174)
 Gly:グリオキサール,和光純薬工業(株)製(分子量58)
 BTC:ブタンテトラカルボン酸,和光純薬工業(株)製(分子量234)
 APA−P280:アクリルアミド−アクリル酸ヒドラジド共重合体,大塚化学(株)製(分子量約2万、メーカーカタログ参照)
 PAE:製品名WS4030、ポリアミドエピクロロヒドリン樹脂、星光PMC(株)製(分子量 数十万)
 表C1、表C2に示す通り、架橋剤水溶液を付着した実施例C1~C11は比較例C1、C2に比べて水蒸気バリア性が向上した。これは付着させた架橋剤が、微細セルロース繊維間に浸透しながら架橋構造が形成していることを示している。特に低分子量架橋剤を塗布した実施例C1~C9では水蒸気透過度が20g/m・dayを下回った。樹脂タイプの架橋剤水溶液を付着した実施例C10~C11にくらべて低分子量架橋剤の塗布が水蒸気バリア性の観点から良好なのは、高分子量の架橋剤にくらべて微細セルロース繊維間への浸透性が高く、架橋構造が形成されやすいためと考えられる。
 実施例C3、C6、C9は、塗布したセルロース懸濁液を乾燥した後に架橋剤水溶液を付着させた膜状成形体である。表C1から明らかなように、実施例C3、C6、C9でも水蒸気バリア性の向上が確認できた。付着させた架橋剤が水溶液であるため、乾燥後のセルロース繊維層でも水により膨潤され、架橋剤成分が浸透していることを示している。
 実施例C1~C9は、高い水蒸気バリア性を示している。このことからもセルロース繊維懸濁液から膜状成形体を形成後に架橋剤を付着させる製造工程が、水蒸気バリア性を有するフィルム等の製造方法として好適であることが分かる。
実施例C14
 架橋工程として、恒温槽で150℃、30分間加熱処理した以外は、実施例C4と同様にして、膜状成形体を得た。水蒸気透過度、酸素透過度の測定結果を表C3に示す。
実施例C15
 架橋剤としてグルタルアルデヒド(和光純薬工業(株)製)を用いた以外は実施例C14と同様にして、膜状成形体を得た。水蒸気透過度、酸素透過度の測定結果を表C3に示す。
実施例C16
 架橋剤としてADH(アジピン酸ジヒドラジド、大塚化学(株)社製)を用いた以外は実施例C14と同様にして、膜状成形体を得た。水蒸気透過度、酸素透過度の測定結果を表C3に示す
実施例C17
 架橋剤としてBTC(ブタンテトラカルボン酸,和光純薬工業(株)製)を用いた以外は実施例C14と同様にして、膜状成形体を得た。水蒸気透過度、酸素透過度の測定結果を表C3に示す
実施例C18
 架橋剤としてクエン酸(和光純薬工業(株))社製)を用いた以外は実施例C14と同様にして、膜状成形体を得た。水蒸気透過度、酸素透過度の測定結果を表C3に示す
実施例C19
 架橋剤としてAPA−P280(アクリルアミド−アクリル酸ヒドラジド共重合体,大塚化学(株)製)を用いた以外は実施例C14と同様にして、膜状成形体を得た。水蒸気透過度、酸素透過度の測定結果を表C3に示す。
実施例C20
 架橋剤としてE−02(ポリカルボジイミド、日清紡(株)社製)を用いた以外は実施例C14と同様にして、膜状成形体を得た。水蒸気透過度、酸素透過度の測定結果を表C3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 実施例C14~C20は、反応性架橋剤を付着させていない比較例C2に比べて、酸素バリア性、水蒸気バリア性が向上している。特に架橋剤が低分子量である実施例C14~C18において高いバリア性の向上効果が見られた。水蒸気バリア性に関しては、反応性架橋剤の官能基がカルボキシル基である実施例C17、C18及びアルデヒド基である実施例C14において大幅な向上が見られた。酸素バリア性に関しては、反応性架橋剤の官能基がカルボキシル基である実施例C17、C18及びアルデヒド基である実施例C14、ヒドラジド基である実施例C16において大幅な向上が見られた。
 以下の実施例に沿って発明D9,D10,D11,D12を詳述する。
 以下の測定項目は上記実施例A1と同様である。但し、本形態で用いる微細セルロース繊維は、平均繊維径が200nm以下のもので、好ましくは1~200nm、より好ましくは1~100nm、さらにより好ましくは1~50nm、のものである。
 (1−1)平均繊維径及び平均アスペクト比
 平均繊維長は、上記の方法より測定された繊維径とアスペクト比より算出した。
 (1−2)カルボキシル基含有量(mmol/g)
 酸化したパルプの絶乾重量約0.5gを100mlビーカーにとり、イオン交換水を加えて全体で55mlとし、そこに0.01M塩化ナトリウム水溶液5mlを加えてパルプ懸濁液を調製し、パルプが十分に分散するまでスタラーにて攪拌した。そして、0.1M塩酸を加えてpH2.5~3.0としてから、自動滴定装置(AUT−501、東亜デイーケーケー(株)製)を用い、0.05M水酸化ナトリウム水溶液を待ち時間60秒の条件で注入し、パルプ懸濁液の1分ごとの電導度とpHの値を測定し、pH11程度になるまで測定を続けた。そして、得られた電導度曲線から、水酸化ナトリウム滴定量を求め、カルボキシル基含有量を算出した。
 天然セルロース繊維はセルロース分子約20~1500本が集まって形成される高結晶性ミクロフィブリルの集合体として存在する。本発明で用いる微細セルロース繊維の製造で採用しているTEMPO酸化反応では、この結晶性ミクロフィブリル表面に選択的にカルボキシル基を導入することができる。したがって、現実には結晶表面にのみカルボキシル基が導入されているが、上記測定方法によって定義されるカルボキシル基含有量はセルロース重量あたりの平均値である。
 (1−3)セルロース繊維懸濁液中の微細セルロース繊維の質量分率(微細セルロース繊維含有率)(%)
 セルロース繊維懸濁液を0.1質量%に調製して、その固形分濃度を測定した。続いて、そのセルロース繊維懸濁液を目開き16μmのガラスフィルター(25GP16,SHIBATA社製)で吸引ろ過した後、ろ液の固形分濃度を測定した。ろ液の固形分濃度(C1)をろ過前の懸濁液の固形分濃度(C2)で除した(C1/C2)値を微細セルロース繊維含有率(%)として算出した。
 (2)テープ剥離試験
 180°剥離試験機(PEELING TESTER,型式IPT200−5N,測定範囲0.001~5.0N;株式会社イマダ製)を用いて、下記の方法でテープ剥離試験を行った。
 まず、A4サイズ(210×297mm)の実施例及び比較例のガスバリア性積層体を用意した。
 次に、幅15mm、長さ140mmの粘着テープ(商品名 セロテープ;ニチバン(株)製)の一部(40mmの長さ部分)を折り返して互いに貼り合わせ(折り返した貼り合わせ部分の長さは20mm)、粘着部分を残部の100mmの長さ部分としたものを用意した。
 次に、ガスバリア性積層体に50~100mmの直線状の切り込みを入れ、その切り込み線上に粘着テープの粘着部分の端を合わせた状態で、100mmの長さの粘着部分をセルロース繊維層に密着して貼り合わせた。
 その後、密着して貼り合わせた部分を幅15mm、長さ100mmに切断し、微細セルロース繊維層に粘着テープが貼り付けられ、ガスバリア性積層体と粘着テープが一体になったものを試験サンプルとした。
 まず、幅15mm、長さ120mmの両面テープ(商品名、ナイスタック;ニチバン(株)製)の一面側の粘着面を水平な台上に貼り付けて固定し、他面側の粘着面に試験サンプルの基材部分(ガスバリア性積層体の基材部分)を貼り付けた。
 その後、粘着テープの折り返してある部分(長さ20mmの部分)をテープ剥離試験機のクリップでしっかりと固定した状態で、剥離角度(ガスバリア性積層体と粘着テープがなす角度)が165~180°になるようにして、300mm/minの速度で引っ張り、ガスバリア性積層体の基材と微細セルロース繊維層との剥がれを評価した。評価基準は次のとおりである。
 ○:粘着テープ側に微細セルロース繊維層が付着しなかった(基材と微細セルロース繊維層が剥がれなかった)
 ×:粘着テープ側に微細セルロース繊維層が付着した(基材と微細セルロース繊維層が剥がれた)
 (3)酸素透過度(等圧法)(×10−5cm/m・day・Pa)
 JIS K7126−2 付属書Aの測定法に準拠して、酸素透過率測定装置OX−TRAN2/21(型式ML&SL、MODERN CONTROL社製)を用い、23℃、湿度0%RHの条件で測定した。具体的には、23℃、湿度0%RHの酸素ガス、23℃、湿度0%の窒素ガス(キャリアガス)環境下で測定を行った。
製造例D1<ガスバリア用材料1の製造>
 (1)原料、触媒、酸化剤、共酸化剤は上記実施例A1と同様である。
 (2)製造手順は上記実施例A1と同様である。
 (3)微細化手順
 次に、120分の酸化時間で滴下を停止し、酸化パルプを得た。該酸化パルプをイオン交換水にて十分洗浄し、脱水処理を行った。その後、酸化パルプの濃度を1質量%に調整し、ミキサー(Vita−Mix−Blender ABSOLUTE、大阪ケミカル(株)製にて120分間攪拌することにより、繊維の微細化処理を行い、微細セルロース繊維(CSNF)の懸濁液を得た。得られた懸濁液に対して、イソプロピルアルコール(IPA)を30質量%添加した。
 得られた微細セルロース繊維(CSNF)懸濁液の固形部100質量部に対して、表D1、表D2に示す割合となるようにポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂(PAE)(商品名:湿潤紙力剤 WS4020;星光PMC(株)社製)を配合して、ガスバリア用材料1を得た。
製造例D2<ガスバリア用材料2の製造>
 製造例D1で得た微細セルロース繊維(CSNF)の懸濁液に対して、イソプロピルアルコール(IPA)を30質量%添加した。その後、懸濁液の固形部100質量部に対して、表D3~表D5に示す割合となるように水性ポリイソシアネート(商品名:デュラネートWB40−80D,旭化成ケミカルズ(株)社製、商品名:タケネートWD−723,三井化学(株)社製)を配合して、ガスバリア用材料2を得た。
製造例D3<ガスバリア用材料3の製造>
 製造例D1で得た微細セルロース繊維(CSNF)の懸濁液に対して、イソプロピルアルコール(IPA)を30質量%添加した。その後、懸濁液の固形部100質量部に対して、表D6、表D7に示す割合となるようにエポキシ化合物(商品名:デナコールEX−811,ナガセケムテックス(株)社製、商品名:デナコールEX−614B,ナガセケムテックス(株)社製)を配合して、ガスバリア用材料3を得た。
実施例D1及び比較例D1、D2
 基材となる市販のPETフィルム(商品名:テトロンG2、帝人デュポンフィルム(株)、シート厚み25μm,軟化点250℃)を台上に置き、その上に製造例1で得たガスバリア用材料1をコントロールコータ装置(RK Print−Coat Instruments Ltd.製,Model No.:K202)(塗布条件:コーティングバー No.3,速度5)により塗布した。その後、表D1に示すPAE濃度と加熱温度で30分間加熱乾燥して、ガスバリア性積層体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 実施例D1は、PAE濃度が0.1、0.5、1、5、10質量部、PAE濃度が20質量部、PAE濃度が50質量部のとき、それぞれの濃度について、80、100、120、150℃の異なる温度で加熱処理(乾燥処理)したときの全ての組み合わせ(28通り)の剥離試験の結果が「○」であり、表D1に示す酸素透過度であることを示している。
 比較例D1は、PAE濃度が0(ブランク)、0.01、0.02、0.05、0.1、0.5、1.5、10質量部、PAE濃度が20質量部、PAE濃度が50質量部のとき、それぞれの濃度について、23℃で自然乾燥処理したときの全ての組み合わせ(11通り)の剥離試験の結果が「×」であり、表D1に示す酸素透過度であることを示している。
 比較例D2は、PAE濃度が0.01、0.02、0.05質量部のとき、それぞれの濃度について、80、100、120℃の異なる温度で加熱処理(乾燥処理)したときの全ての組み合わせ(9通り)の剥離試験の結果が「×」であり、表D1に示す酸素透過度であることを示している。
 表D1から明らかなとおり、微細セルロース繊維(CSNF)に対するポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂(PAE)の配合比と乾燥温度を関連づけて組み合わせることにより、高い酸素ガスバリア性を維持したまま、基材とガスバリア層との密着強度を飛躍的に向上させることができる。
 実施例D2、D3及び比較例D3~D5
 基材となる市販のナイロン6フィルム(商品名:エンブレム ON、ユニチカ(株)社製、シート厚み25μm,軟化点180℃)を台上に置き、その上に製造例1で得たガスバリア用材料1をコントロールコータ装置(RK Print−Coat Instruments Ltd.製,Model No.:K202)(塗布条件:コーティングバー No.3,速度5)により塗布した。その後、表D2に示すPAE濃度と加熱温度で30分間加熱乾燥して(加熱温度23℃は自然乾燥処理、以下同様)、ガスバリア性積層体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 表D2中、PAE濃度、加熱温度、剥離試験の結果の見方は、表D1と同じである。実施例D2は6通り、実施例D3は2通り、比較例D3は8通り、比較例D4は12通り、比較例D5は4通りの剥離試験の結果が示されている。
 表D2から明らかなとおり、微細セルロース繊維(CSNF)に対するポリアミドアミンエピクロロヒドリン樹脂(PAE)の配合比と乾燥温度を関連づけて組み合わせることにより、基材とガスバリア層との密着強度を飛躍的に向上させることができる。
 実施例D4~D7、比較例D6~D10
 基材となる市販のOPP(二軸延伸ポリプロピレン)フィルム(商品名:OPM−1、東セロ(株)、シート厚み20μm,軟化点140℃)、市販のLLDPE(直鎖状低密度ポリエチレン)フィルム(商品名:FC−D、東セロ(株)、シート厚み25μm,軟化点105℃)を台上に置き、その上に製造例2で得たガスバリア用材料2をコントロールコータ装置(RK Print−Coat Instruments Ltd.製,Model No.:K202)(塗布条件:コーティングバー No.3,速度5)により塗布した。その後、表D3に示す水性ポリイソシアネート濃度と加熱温度で30分間加熱乾燥して、ガスバリア性積層体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 表D3中、水性ポリイソシアネート濃度、加熱温度、剥離試験の結果の見方は、表1と同じである。実施例D4は8通り、実施例D5は4通り、実施例D6は2通り、実施例D7は4通り、比較例D6は4通り、比較例D7は2通り、比較例D8は6通り、比較例D9は1通り、比較例D10は1通りの剥離試験の結果が示されている。
 表D3から明らかなとおり、微細セルロース繊維(CSNF)に対する水性ポリイソシアネートの配合比と乾燥温度を関連づけて組み合わせることにより、基材とガスバリア層との密着強度を飛躍的に向上させることができる。
実験例
 以下、他の実施形態1~4に該当する例を含む実験例を示す。
 実験例D−A−1、D−A−2、D−B−1、D−B−2
 基材となる市販のPETフィルム(商品名:テトロンG2、帝人デュポンフィルム(株)、シート厚み25μm,軟化点250℃)を台上に置き、その上に製造例D1で得たガスバリア用材料3をコントロールコータ装置(RK Print−Coat Instruments Ltd.製,Model No.:K202)(塗布条件:コーティングバー No.3,速度5)により塗布した。その後、表D4に示す水性ポリイソシアネート濃度と加熱温度で30分間加熱乾燥して、ガスバリア性積層体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
 表D4中、水性ポリイソシアネート濃度、加熱温度、剥離試験の結果の見方は、表1と同じである。実験例D−A−1は12通り、実験例D−A−2は2通り、実験例D−B−1は6通り、実験例D−B−2は2通りの剥離試験の結果が示されている。実験例D−A−1、D−A−2は、上記した「その他の実施形態−1」に該当する例である。
 実験例D−A−3、D−A−4、D−A−5、D−B−3、D−B−4
 基材となる市販のナイロン6フィルム(商品名:エンブレム ON、ユニチカ(株)社製、シート厚み25μm,軟化点180℃)を台上に置き、その上に製造例D2で得たガスバリア用材料2をコントロールコータ装置(RK Print−Coat Instruments Ltd.製,Model No.:K202)(塗布条件:コーティングバー No.3,速度5)により塗布した。その後、表D5に示す水性ポリイソシアネート濃度と加熱温度で30分間加熱乾燥して、ガスバリア性積層体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
 表D5中、水性ポリイソシアネート濃度、加熱温度、剥離試験の結果の見方は、表D1と同じである。実験例D−A−3は8通り、実験例D−A−4は2通り、実験例D−A−5は2通り、実験例D−B−3は2通り、実験例D−B−4は2通りの剥離試験の結果が示されている。実験例D−A−3、D−A−4、D−A−5は、上記した「その他の実施形態−2」に該当する例である。
 表D5から明らかなとおり、微細セルロース繊維(CSNF)に対する水性ポリイソシアネートの配合比と乾燥温度を関連づけて組み合わせることにより、基材とガスバリア層との密着強度を飛躍的に向上させることができる。
実験例D−A−6、D−A−7、D−B−5、D−B−6、B−7
 基材となる市販のPETフィルム(商品名:テトロンG2、帝人デュポンフィルム(株)、シート厚み25μm,軟化点250℃)を台上に置き、その上に製造例D−3で得たガスバリア用材料3をコントロールコータ装置(RK Print−Coat Instruments Ltd.製,Model No.:K202)(塗布条件:コーティングバー No.3,速度5)により塗布した。その後、表D6に示すエポキシ化合物濃度と加熱温度で30分間加熱乾燥して、ガスバリア性積層体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
 表D6中、エポキシ化合物濃度、加熱温度、剥離試験の結果の見方は、表D1と同じである。実施例D−A−6は12通り、D−A−7は1通り、実験例D−B−5は2通り、D−B−6は1通り、D−B−7は1通りの剥離試験の結果が示されている。実験例D−A−6、D−A−7、D−B−5は、上記した「その他の実施形態−3」に該当する例である。
 表D6から明らかなとおり、微細セルロース繊維(CSNF)に対するエポキシ化合物の配合比と乾燥温度を関連づけて組み合わせることにより、基材とガスバリア層との密着強度を飛躍的に向上させることができる。
 実験例D−A−8、D−A−9、D−A−10、D−A−11、D−B−8、D−B−9
 基材となる市販のナイロン6フィルム(商品名:エンブレム ON、ユニチカ(株)社製、シート厚み25μm,軟化点180℃)を台上に置き、その上に製造例3で得たガスバリア用材料3をコントロールコータ装置(RK Print−Coat Instruments Ltd.製,Model No.:K202)(塗布条件:コーティングバー No.3,速度5)により塗布した。その後、表D6に示すエポキシ化合物濃度と加熱温度で30分間加熱乾燥して、ガスバリア性積層体を得た。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
 表D7中、エポキシ化合物濃度、加熱温度、剥離試験の結果の見方は、表D1と同じである。実施例D−A−8は8通り、実施例D−A−9は4通り、実施例D−A−10は1通り、実施例D−A−11は1通り、実験例D−B−8は6通り、実験例D−B−9は1通りの剥離試験の結果が示されている。実験例D−A−8、D−A−9、D−A−10、D−A−11、D−B−8は、上記した「その他の実施形態−4」に該当する例である。
 表D7から明らかなとおり、微細セルロース繊維(CSNF)に対するエポキシ化合物の配合比と乾燥温度を関連づけて組み合わせることにより、基材とガスバリア層との密着強度を飛躍的に向上させることができる。

Claims (21)

  1.  平均繊維径が200nm以下を含み、セルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gであるセルロース繊維を含み、さらに反応性官能基を有する架橋剤を含むまたはセルロース繊維を乾燥あるいは加熱したガスバリア用材料。
  2.  基材となる成形体表面に、請求項1記載のガスバリア用材料から形成された層を有する、ガスバリア性成形体。
  3.  平均繊維径が200nm以下のセルロース繊維と反応性官能基を有する架橋剤を含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gである請求項1記載のガスバリア用材料。
  4.  前記平均繊維径が200nm以下のセルロース繊維の平均アスペクト比が10~1,000である、請求項3記載のガスバリア用材料
  5.  前記反応性官能基を有する架橋剤が、エポキシ基、アルデヒド基、アミノ基、カルボキシル基、イソシアネート基、ヒドラジド基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アゼチジニウム基、アルコキシド基、メチロール基、シラノール基、水酸基から選ばれる官能基であり、前記架橋剤が二つ以上含む官能基を含む化合物である、請求項3又は4記載のガスバリア用材料。
  6.  前記反応性官能基を有する架橋剤が、分子量が500以下のものである、請求項3~5のいずれか1項記載のガスバリア用材料。
  7.  前記反応性官能基を有する架橋剤が、分子量が500以下のものであり、アルデヒド基、カルボキシル基を2つ以上含む化合物である、請求項3~5のいずれか1項記載のガスバリア用材料。
  8.  前記反応性官能基を有する架橋剤が、グリオキサール、グルタルアルデヒド、クエン酸から選ばれる少なくとも1つ以上を含むものである、請求項3~5のいずれか1項記載のガスバリア用材料。
  9.  請求項3~8のいずれか1項記載のガスバリア用材料から形成された、ガスバリア性成形体。
  10.  基材となる成形体表面に、請求項3~8のいずれか1項記載のガスバリア用材料から形成された層を有する、ガスバリア性成形体。
  11.  以下A5,B6,C7及びC8のいずれかの方法によるガスバリア性成形体または膜状成形体の製造方法:
     A5: 請求項9又は10記載のガスバリア性成形体の製造方法であって、成形用の硬質表面に対して又は基材となる成形体に対して、セルロース繊維と反応性官能基を有する架橋剤を含むガスバリア用材料を供給し、該硬質表面または該成形体に付着させる工程、その後、乾燥する工程を有している、ガスバリア性成形体の製造方法;
     B6: セルロース繊維を含む懸濁液の膜状物を形成させる工程と、その後、加熱による乾燥工程を有している膜状成形体の製造方法であって、
     前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法;
     C7: セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、基板上又は基材上に膜状物を形成させる工程、
     前記膜状物に反応性官能基を有する架橋剤水溶液を付着させる工程、
     その後、架橋反応させる工程を有している膜状成形体の製造方法であり、
     前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法;
     C8: セルロース繊維を含む懸濁液を用いて、基板状又は基材上に膜状物を形成させる工程、
     その後、乾燥させる工程、
     乾燥後の膜状物に反応性官能基を有する架橋剤水溶液を付着させる工程、
     その後、架橋反応させる工程を有している膜状成形体の製造方法であり、
     前記セルロース繊維が、平均繊維径が200nm以下のものを含み、前記セルロース繊維を構成するセルロースのカルボキシル基含有量が0.1~2mmol/gのものである、膜状成形体の製造方法。
  12.  A5に記載したガスバリア性成形体の製造方法であって、乾燥する工程の後に、ガスバリア性成形体を加熱する工程を有する請求項11記載の製造方法。
  13.  B6に記載した膜状成形体の製造方法であって、前記加熱による乾燥工程において、前記膜状成形体の含水率を、23℃で60%RHでの平衡含水率の1~90%まで乾燥する請求項11記載の製造方法。
  14.  B6に記載した膜状成形体の製造方法であって、前記加熱による乾燥工程において、加熱温度が50~250℃である、請求項11又は13記載の製造方法。
  15.  B6に記載した膜状成形体の製造方法であって、前記セルロース繊維を含む懸濁液の膜状物を形成させる工程と加熱による乾燥工程の間に、該膜状物の含水率を温度20℃±15℃、湿度45~85%RHでの平衡含水率まで乾燥した状態で保持する工程を有している、請求項11、13及び14のいずれか1項記載の製造方法。
  16.  C7またはC8に記載した膜状成形体の製造方法であって、前記架橋剤水溶液を付着させる工程において、架橋剤水溶液の濃度が1~30質量%である、請求項11記載の膜状成形体の製造方法。
  17.  C7またはC8に記載した膜状成形体の製造方法であって、前記架橋反応が、30~300℃で1~300分間加熱する工程である、請求項11記載の製造方法。
  18.  C7またはC8に記載した膜状成形体の製造方法であって、前記反応性官能基を有する架橋剤が、エポキシ基、アルデヒド基、アミノ基、カルボキシル基、イソシアネート基、ヒドラジド基、オキサゾリン基、カルボジイミド基、アゼチジニウム基、アルコキシド基、メチロール基、シラノール基、水酸基から選ばれる官能基であり、前記架橋剤が二つ以上の反応性官能基を含む化合物である、請求項11、16及び17のいずれかに記載の製造方法。
  19.  C7またはC8に記載した膜状成形体の製造方法であって、前記反応性官能基を有する架橋剤が、分子量が500以下のものである、請求項11及び16~18のいずれか1項記載の製造方法。
  20.  C7またはC8に記載した膜状成形体の製造方法であって、前記反応性官能基を有する架橋剤が、分子量が500以下のものであり、アルデヒド基、カルボキシル基、ヒドラジド基を2つ以上含む化合物である、請求項11及び16~19のいずれか1項記載の膜状成形体の製造方法。
  21.  C7またはC8に記載した膜状成形体の製造方法であって、前記架橋剤が、アジピン酸ジヒドラジド、グリオキサール、ブタンテトラカルボン酸、グルタルアルデヒド、クエン酸から選ばれるものである、請求項11及び16~19のいずれか1項記載の膜状成形体の製造方法。
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Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2013042654A1 (ja) * 2011-09-22 2013-03-28 凸版印刷株式会社 膜形成用組成物、積層体、膜、シート基材、包装材、膜形成用組成物の製造方法、セルロース分散液の製造方法
CN103052674A (zh) * 2010-09-06 2013-04-17 凸版印刷株式会社 透明基材及其制造方法
EP2551108A4 (en) * 2010-03-24 2013-09-04 Toppan Printing Co Ltd ANTISTATIC, LAMINATED BODY AND LAMINATED MATERIAL THEREWITH
JP2014191155A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Sumitomo Chemical Co Ltd 偏光板の製造方法
WO2014181560A1 (ja) * 2013-05-08 2014-11-13 日本製紙株式会社 紙製バリア包装材料
JP2016210830A (ja) * 2015-04-30 2016-12-15 国立大学法人 東京大学 セルロースフィルム、及びその製造方法
EP2505604A4 (en) * 2009-11-24 2017-06-14 Kao Corporation Filmy material, method for producing same, and aqueous dispersion for forming filmy material
WO2020085090A1 (ja) * 2018-10-22 2020-04-30 東洋製罐グループホールディングス株式会社 ガスバリア性組成物
JP2021138836A (ja) * 2020-03-05 2021-09-16 日本製紙株式会社 塗料組成物及びその製造方法ならびに塗膜
JP2022099630A (ja) * 2020-12-23 2022-07-05 国立大学法人信州大学 繊維材料、硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、および硬化物
JPWO2022210141A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06

Families Citing this family (33)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5150295B2 (ja) * 2008-02-12 2013-02-20 ローム株式会社 フレキシブル基板及びその製造方法
GB0908401D0 (en) 2009-05-15 2009-06-24 Imerys Minerals Ltd Paper filler composition
CN102834259B (zh) 2010-03-24 2016-01-20 凸版印刷株式会社 层叠体及其制造方法和成型容器
KR101886880B1 (ko) * 2010-03-25 2018-08-08 도판 인사츠 가부시키가이샤 가스 배리어성 적층체 및 포장 재료
GB201019288D0 (en) 2010-11-15 2010-12-29 Imerys Minerals Ltd Compositions
WO2013094563A1 (ja) * 2011-12-19 2013-06-27 住友ベークライト株式会社 樹脂組成物およびその製造方法
BR112016004758B1 (pt) * 2013-09-06 2021-12-14 Billerudkorsnãs Ab Material de embalagem compreendendo filmes de polímero de barreira de vapor de água e oxigênio fabricados a partir de celulose fibrilada, embalagem composta pelo referido material e uso dos filmes de polímero de barreira ao oxigênio
JP6734304B2 (ja) * 2015-06-30 2020-08-05 ビラールドコルスネス エービー 改質セルロース繊維に基づく酸素バリア
EP3350370B1 (en) * 2015-09-17 2023-07-12 Stora Enso Oyj A method for producing a film having good barrier properties
CN108472918B (zh) * 2015-10-27 2021-02-19 王子控股株式会社 积层片材及积层体
US11346053B2 (en) * 2016-02-10 2022-05-31 Oji Holdings Corporaton Sheet
US20170284026A1 (en) 2016-04-04 2017-10-05 Fiberlean Technologies Limited Compositions and methods for providing increased strength in ceiling, flooring, and building products
CN109072559B (zh) * 2016-04-29 2021-12-14 斯道拉恩索公司 包含微纤化纤维素的膜和由其制成的产品
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
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
SE541275C2 (en) * 2016-12-22 2019-06-04 Stora Enso Oyj A method for the production of a coated film comprising microfibrillated cellulose
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
SE541716C2 (en) 2017-10-11 2019-12-03 Stora Enso Oyj Oxygen Barrier Film comprising microfibrillated cellulose
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
JP7047369B2 (ja) * 2017-12-19 2022-04-05 王子ホールディングス株式会社 組成物
SE542054C2 (en) 2017-12-22 2020-02-18 Stora Enso Oyj Multilayer film comprising microfibrillated cellulose and a method of manufacturing a multilayer film
SE541631C2 (en) 2018-03-08 2019-11-19 Stora Enso Oyj A method for producing an oxygen barrier film comprising dialdehyde cellulose fibers
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
SE1851644A1 (en) 2018-12-21 2020-06-22 Stora Enso Oyj Method for crosslinking nanocellulosic film with organic acid or organic acid salt
CN114008124B (zh) * 2019-04-25 2023-09-29 东洋制罐集团控股株式会社 纤维素纳米晶体复合体及其生产方法
CN110126417B (zh) * 2019-05-24 2023-10-24 深圳昌茂粘胶新材料有限公司 一种柔性手机无折痕保护膜及其制备方法
SE545297C2 (en) 2019-06-27 2023-06-20 Stora Enso Oyj A paper or papperboard packaging material comprising a gas barrier film
SE544668C2 (en) * 2019-11-04 2022-10-11 Stora Enso Oyj A surface coated cellulosic film
EP3822409B1 (en) * 2019-11-12 2026-01-07 Billerud Aktiebolag (publ) Crosslinked mfc
CN110970591B (zh) * 2019-12-18 2021-05-04 江苏厚生新能源科技有限公司 高粘接和高离子导电的涂覆浆料及制备方法、锂电池隔膜
CN116419942A (zh) * 2020-11-11 2023-07-11 宜科万斯有限公司 可生物降解的层压膜及其制造方法
SE545172C2 (en) 2020-11-18 2023-05-02 Stora Enso Oyj Barrier film for packaging material
EP4517000A1 (en) * 2023-08-31 2025-03-05 Billerud Aktiebolag (publ) Treated board having improved mechanical properties at high humidity

Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726026A (ja) 1993-07-08 1995-01-27 Idemitsu Petrochem Co Ltd 表面架橋された吸水性ポリマーの製造方法
JPH1088089A (ja) 1996-07-22 1998-04-07 Dainippon Ink & Chem Inc 水性接着剤組成物及びラミネート方法
JP2000019678A (ja) 1998-06-30 2000-01-21 Fuji Photo Film Co Ltd 熱現像画像記録材料
JP2000503703A (ja) * 1996-07-15 2000-03-28 ロディア シミ セルロースナノフィブリルへの低い置換度を有するカルボキシセルロースの補充
JP2000272254A (ja) 1999-03-29 2000-10-03 Dainippon Printing Co Ltd 熱転写シート
JP2002060455A (ja) 2000-08-11 2002-02-26 Nicca Chemical Co Ltd 二液型水性樹脂組成物及び該組成物を含有してなる塗工剤
JP2002348522A (ja) 2001-05-29 2002-12-04 Toppan Printing Co Ltd コーティング剤及びそのコーティング剤を用いた積層材料
JP2005060680A (ja) * 2003-07-31 2005-03-10 Kyoto Univ 繊維強化複合材料及びその製造方法並びに配線基板
JP2005213411A (ja) 2004-01-30 2005-08-11 Nicca Chemical Co Ltd 多孔性構造体の製造方法、多孔性構造体及び皮革状構造物
JP2005219422A (ja) 2004-02-09 2005-08-18 Mitsui Chemicals Inc ダイレクトオフセット印刷用原版、ダイレクトオフセット印刷版及びその使用方法
JP2005272590A (ja) 2004-03-24 2005-10-06 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd 水性ポリウレタン樹脂組成物
JP2005336644A (ja) 2004-05-26 2005-12-08 Nicca Chemical Co Ltd 極細繊維組成物及びその製造方法
WO2007088974A1 (ja) * 2006-02-02 2007-08-09 Kyushu University, National University Corporation セルロースナノ繊維を用いる撥水性と耐油性の付与方法
JP2008001728A (ja) 2006-06-20 2008-01-10 Asahi Kasei Corp 微細セルロース繊維
JP2008242154A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Kyoto Univ フレキシブル基板
JP2008266415A (ja) 2007-04-18 2008-11-06 Lintec Corp 再剥離性粘着シート
JP2009041117A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Nisshinbo Ind Inc 多糖類ナノファイバー
JP2009057552A (ja) 2007-08-07 2009-03-19 Kao Corp ガスバリア用材料
JP2009203351A (ja) 2008-02-28 2009-09-10 Lintec Corp 粘着シート
JP2010037348A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd ゲル状組成物

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4622147B2 (ja) * 2001-04-26 2011-02-02 凸版印刷株式会社 セルロース複合体、及びこのセルロース複合体を用いた内添紙製品
JP5099618B2 (ja) * 2006-07-19 2012-12-19 ローム株式会社 繊維複合材料及びその製造方法
RU2011101414A (ru) * 2008-06-17 2012-07-27 Акцо Нобель Н.В. (NL) Целлюлозный продукт

Patent Citations (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0726026A (ja) 1993-07-08 1995-01-27 Idemitsu Petrochem Co Ltd 表面架橋された吸水性ポリマーの製造方法
JP2000503703A (ja) * 1996-07-15 2000-03-28 ロディア シミ セルロースナノフィブリルへの低い置換度を有するカルボキシセルロースの補充
JPH1088089A (ja) 1996-07-22 1998-04-07 Dainippon Ink & Chem Inc 水性接着剤組成物及びラミネート方法
JP2000019678A (ja) 1998-06-30 2000-01-21 Fuji Photo Film Co Ltd 熱現像画像記録材料
JP2000272254A (ja) 1999-03-29 2000-10-03 Dainippon Printing Co Ltd 熱転写シート
JP2002060455A (ja) 2000-08-11 2002-02-26 Nicca Chemical Co Ltd 二液型水性樹脂組成物及び該組成物を含有してなる塗工剤
JP2002348522A (ja) 2001-05-29 2002-12-04 Toppan Printing Co Ltd コーティング剤及びそのコーティング剤を用いた積層材料
JP2005060680A (ja) * 2003-07-31 2005-03-10 Kyoto Univ 繊維強化複合材料及びその製造方法並びに配線基板
JP2005213411A (ja) 2004-01-30 2005-08-11 Nicca Chemical Co Ltd 多孔性構造体の製造方法、多孔性構造体及び皮革状構造物
JP2005219422A (ja) 2004-02-09 2005-08-18 Mitsui Chemicals Inc ダイレクトオフセット印刷用原版、ダイレクトオフセット印刷版及びその使用方法
JP2005272590A (ja) 2004-03-24 2005-10-06 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd 水性ポリウレタン樹脂組成物
JP2005336644A (ja) 2004-05-26 2005-12-08 Nicca Chemical Co Ltd 極細繊維組成物及びその製造方法
WO2007088974A1 (ja) * 2006-02-02 2007-08-09 Kyushu University, National University Corporation セルロースナノ繊維を用いる撥水性と耐油性の付与方法
JP2008001728A (ja) 2006-06-20 2008-01-10 Asahi Kasei Corp 微細セルロース繊維
JP2008242154A (ja) * 2007-03-28 2008-10-09 Kyoto Univ フレキシブル基板
JP2008266415A (ja) 2007-04-18 2008-11-06 Lintec Corp 再剥離性粘着シート
JP2009041117A (ja) * 2007-08-06 2009-02-26 Nisshinbo Ind Inc 多糖類ナノファイバー
JP2009057552A (ja) 2007-08-07 2009-03-19 Kao Corp ガスバリア用材料
JP2009203351A (ja) 2008-02-28 2009-09-10 Lintec Corp 粘着シート
JP2010037348A (ja) * 2008-07-31 2010-02-18 Dai Ichi Kogyo Seiyaku Co Ltd ゲル状組成物

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
"Bio MACROMOLECULES", vol. 7, June 2006, AMERICAN CHEMICAL SOCIETY
M. DOI, D. F. EDWARDS: "The Theory of Polymer Dynamics", 1986, CLARENDON PRESS, pages: 312
See also references of EP2371892A4

Cited By (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2505604A4 (en) * 2009-11-24 2017-06-14 Kao Corporation Filmy material, method for producing same, and aqueous dispersion for forming filmy material
US9302447B2 (en) 2010-03-24 2016-04-05 Toppan Printing Co., Ltd. Antistatic laminate and laminate material including the same
EP2551108A4 (en) * 2010-03-24 2013-09-04 Toppan Printing Co Ltd ANTISTATIC, LAMINATED BODY AND LAMINATED MATERIAL THEREWITH
CN103052674A (zh) * 2010-09-06 2013-04-17 凸版印刷株式会社 透明基材及其制造方法
US9388301B2 (en) 2010-09-06 2016-07-12 Toppan Printing Co., Ltd. Cellulose-derived transparent substrate
JPWO2013042654A1 (ja) * 2011-09-22 2015-03-26 凸版印刷株式会社 膜形成用組成物、積層体、膜、シート基材、包装材、膜形成用組成物の製造方法、セルロース分散液の製造方法
WO2013042654A1 (ja) * 2011-09-22 2013-03-28 凸版印刷株式会社 膜形成用組成物、積層体、膜、シート基材、包装材、膜形成用組成物の製造方法、セルロース分散液の製造方法
US9481805B2 (en) 2011-09-22 2016-11-01 Toppan Printing Co., Ltd. Composition for film formation, laminate, film, sheet base material, method for producing composition for film formation, and method for preparing a cellulose dispersion
CN103842452A (zh) * 2011-09-22 2014-06-04 凸版印刷株式会社 膜形成用组合物、层叠体、膜、片材基体、包装材料、膜形成用组合物的制造方法以及纤维素分散液的制造方法
US9718969B2 (en) 2011-09-22 2017-08-01 Toppan Printing Co., Ltd. Composition for film formation, laminate, film, sheet base material, method for producing a composition for film formation, and method for preparing a cellulose dispersion
JP2014191155A (ja) * 2013-03-27 2014-10-06 Sumitomo Chemical Co Ltd 偏光板の製造方法
WO2014181560A1 (ja) * 2013-05-08 2014-11-13 日本製紙株式会社 紙製バリア包装材料
JPWO2014181560A1 (ja) * 2013-05-08 2017-02-23 日本製紙株式会社 紙製バリア包装材料
JP2016210830A (ja) * 2015-04-30 2016-12-15 国立大学法人 東京大学 セルロースフィルム、及びその製造方法
WO2020085090A1 (ja) * 2018-10-22 2020-04-30 東洋製罐グループホールディングス株式会社 ガスバリア性組成物
JPWO2020085090A1 (ja) * 2018-10-22 2021-10-14 東洋製罐グループホールディングス株式会社 ガスバリア性組成物
JP7476797B2 (ja) 2018-10-22 2024-05-01 東洋製罐グループホールディングス株式会社 ガスバリア性組成物
US12098264B2 (en) 2018-10-22 2024-09-24 Toyo Seikan Group Holdings, Ltd. Gas-barrier composition
JP2021138836A (ja) * 2020-03-05 2021-09-16 日本製紙株式会社 塗料組成物及びその製造方法ならびに塗膜
JP7386731B2 (ja) 2020-03-05 2023-11-27 日本製紙株式会社 塗料組成物及びその製造方法ならびに塗膜
JP2022099630A (ja) * 2020-12-23 2022-07-05 国立大学法人信州大学 繊維材料、硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、および硬化物
JP7583407B2 (ja) 2020-12-23 2024-11-14 国立大学法人信州大学 繊維材料、硬化性樹脂組成物、ドライフィルム、および硬化物
JPWO2022210141A1 (ja) * 2021-03-31 2022-10-06
JP7444332B2 (ja) 2021-03-31 2024-03-06 横河電機株式会社 分散液及び複合体、並びにこれらの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP2371892A4 (en) 2013-07-31
EP2371892A1 (en) 2011-10-05
CN102264821A (zh) 2011-11-30
US20110281487A1 (en) 2011-11-17

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