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技术

本发明专利技术提供：膜形成组合物，其包含纤维素纤维、无机层状化合物和水溶性高分子，并且各自以纳米级分散；纤维素分散液的制造方法，其能够制造含有纤维素纳米纤维且耐湿的膜；阻气性层叠体，其使用了所述分散液；包装材料，其使用了所述层叠体。制造一种至少包括纤维素纤维和无机层状化合物的膜形成用组合物。纤维素分散液的制造方法具备下述工序：对纤维素进行氧化处理的工序；对实施了氧化处理的纤维素进行原纤化处理，调制纤维素纳米纤维的工序；以及向含有所述纤维素纳米纤维的分散液中添加水溶性高分子和无机粒子的工序。

Film forming composition, laminate, film, sheet substrate, packaging material, process for producing film forming composition, and method for producing cellulose dispersion

The present invention provides a film formation composition comprising cellulose fiber, inorganic layered compound and a water-soluble polymer, and their nano dispersion; method of manufacturing cellulose dispersion, which can be made containing cellulose nanofibers and resistance to wet film; gas barrier laminate, the use of the dispersion; packaging the use of materials, the laminate. A composition for forming a membrane comprising at least cellulose fibers and inorganic layered compounds. Method for producing cellulose dispersion have the following processes: oxidation process of cellulose; of oxidized cellulose fibrillation, modulation of CNF process; and add the water soluble polymer and inorganic particles to the dispersion process containing the cellulose nanofibers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】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
本专利技术涉及有效利用天然资源纤维素系材料的膜形成用组合物、层叠体、膜、片材基体、包装材料、膜形成用组合物的制造方法、纤维素分散液的制造方法，利用了纤维素分散液的阻气性层叠体，以及利用了阻气性层叠体的包装材料。
技术介绍
在以食品和药品为首的包装材料领域中，为了保护内容物，需要能够阻隔氧气或水蒸气等气体透过包装材料的阻隔性以及阻隔来自包装材料内外的香料、气味、薄膜或粘合剂中含有的低分子物质、光等的阻隔性。以往，使用受温度和湿度影响少的铝或聚偏二氯乙烯作为阻隔性材料。但是，焚烧铝时，焚烧残渣堵塞排气口或炉内部从而会出现降低焚烧效率的问题。另外，焚烧聚偏二氯乙烯时，会出现生成二恶英等的问题。因此，对于阻隔材料，要求以环境负荷少的材料作为替代。作为铝或聚偏二氯乙烯的替代材料，如专利文献1所述，例如已发展到可使用虽然仍是由相同的化石资源制造的，但是不含铝或氯的聚乙烯醇或乙烯乙烯醇共聚物来进行部分替代。另外，将来，可期待以来自石油衍生材料的生物质材料作为替代。另外，作为新的阻隔材料，纤维素系材料备受瞩目。在地球上生产的生物质材料的约一半是纤维素，其具有生物降解性能，并且具备优良的强度、弹性模量、尺寸稳定性、耐热性、结晶性等物理特性，因而期待在功能性材料中的应用。尤其如在专利文献2、专利文献3所述，将基于2,2,6,6-四甲基-1-哌啶-N-氧自由基（以下称作TEMPO）催化剂的氧化反应而得到的氧化纤维素，进行分散处理而得到的纤维素纳米纤维，已知其除了具有纤维素系材料的性质以外，还可以形成具有优良的透明性及干燥条件下的阻隔性的膜。另外，专利文献4中记载了一种阻隔性薄膜，其除了纤维素纳米纤维层以外还设有防湿层。但是，由纤维素纳米纤维构成的膜，由于高湿度条件下纤维素会吸湿、膨润，因而存在其阻隔等性能降低的问题。即使是专利文献4中记载的除了纤维素纳米纤维层以外还设有防湿层的阻隔性膜中，也由于纤维素纳米纤维的吸湿、膨润的影响大，无法解决上述问题。因此，为了防止纤维素纳米纤维的吸湿、膨润，需要一种使纤维素纳米纤维自身耐湿化的方法。另外，纤维素纤维通过纤维彼此间紧密络合的结构，能够形成具有优良强度和弯曲性的膜。但是，这种结构由于空隙多，水蒸气或大气中的污染物质等劣化因子容易浸入、浸透到膜内，从而导致膜或基底基体的劣化。特别是水蒸气的浸入是引起吸湿性高的纤维素的性能低下的重要原因，因而不优选。为了提高纤维素在高湿度下的阻隔性，可考虑向纤维素纤维中混合如云母或蒙脱石这样的无机层状化合物。通过向纤维素纤维混合了无机层状化合物的膜形成用组合物来形成阻隔层的情况下，因无机层状化合物的扭曲效应，将大幅提高阻隔性。但是，为了发挥高阻隔性，需要增加无机层状化合物的配合量。然而，如果无机层状化合物超过规定的添加量，则会产生涂膜强度（膜凝聚力）大幅降低的问题。另外，使用涂膜强度低的阻隔层作为包装材料的情况下，无论其与基体和密封层的粘结性多么牢固，但由于阻隔层自身的涂膜强度弱，包装材料无法得到充分的剥离强度。在此，如专利文献5所述，专利技术了一种含有阻隔性材料的材料，所述阻隔性材料含有纤维素纤维、无机层状化合物和水溶性高分子。由此，可以用水溶性高分子填补纤维素纤维和无机层状化合物的空隙，提高阻隔层自身的涂膜强度。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开平7-164591号公报专利文献2：日本特开2008-308802号公报专利文献3：日本特开2008-1728号公报专利文献4：日本特开2009-57552号公报专利文献5：日本特开2012-149114号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的技术问题但是，即便是专利文献5中记载的专利技术的阻隔性材料，也没有达到作为实际包装材料所需的足够耐用的充分的强度，并且也无法实现大幅度的阻隔性的提高，特别是高湿度下的阻隔性的提高。本专利技术是鉴于上述问题而做出的，其目的在于提供含有纤维素纤维、无机层状化合物和水溶性高分子并且各自以纳米级分散的膜形成用组合物，这种膜形成用组合物的制造方法，以及根据膜形成用组合物形成的膜。而且，还以提供一种片材基体和层叠体为目的，其根据这种膜，变得耐湿化，能够进一步提高纤维素膜在高湿度下的优良阻隔性，并抑制水蒸气和污染物等劣化因子浸入、浸透到膜内。另外，还以提供一种包装材料为目的，其即便含有无机层状化合物，也具备足够耐用的充分的强度。而且，含有纤维素纳米纤维的膜，在高湿度条件下由于纤维素的吸湿、膨润而产生阻气性等性能低下的问题，因而需要寻求进一步使纤维素纳米纤维自身耐湿化的方法。由此，本专利技术鉴于上述课题，以提供一种纤维素分散液的制造方法为目的，其能够制造含有纤维素纳米纤维并且耐湿化的膜。用于解决技术问题的方案作为用于解决上述课题的手段，（1）本专利技术的第一个形态的膜形成用组合物的特征在于，至少含有纤维素纤维和经膨润的无机层状化合物。另外，优选所述经膨润的无机层状化合物的平均粒径为0.5μm以上10μm以下，更优选为3μm以上7μm以下。另外，优选经膨润的无机层状化合物的平均粒径为膨润前的1.01至5.00倍。另外，优选溶剂包含20重量%以上100重量%以下的水。另外，优选含有水溶性高分子。进一步，优选至少含有纤维素纤维和经膨润的无机层状化合物，1%稀释时的全光线透过率为20%以上80%以下，更优选为40%以上80%以下。（2）本专利技术的一个形态的层叠体的特征在于，在基体的至少一侧的面使上述（1）的膜形成用组合物干燥，层叠。另外，优选雾度值为5%以下。另外，优选在与层叠体表面垂直的方向上的膜的破坏强度为1N/15mm以上。（3）本专利技术的一个形态的膜的特征在于，使上述（1）中记载的膜形成用组合物干燥。另外，优选无机层状化合物的层间为14埃以上。另外，选优具有0.1～30μm厚度的情况下，波长600nm中的全光线透过率为90%以上。另外，优选在与膜的表面垂直的方向上的无机层状化合物的厚度为10nm以下。（4）本专利技术的一个形态的片材基体的特征在于，其由上述（1）至（3）的任一项所述的膜构成。（5）本专利技术的一个形态的包装材料的特征在于，其使用上述（1）至（3）的任一项所述的膜而构成。本专利技术的一个形态的包装材料的特征在于，其使用上述（4）所述的片材而构成。本专利技术的一个形态的膜形成用组合物的制造方法的特征在于，包含下述工序：将使平均粒径为0.5μm以上7μm以下的无机层状化合物膨润的分散液和含有平均粒径为300nm以下的纤维素纤维的分散液进行混合的步骤。为解决上述课题而进行的本专利技术的一个形态为纤维素分散液的制造方法，其特征在于，具备下述工序：对纤维素进行氧化处理的工序；对实施了所述氧化处理的所述纤维素进行原纤化处理，调制纤维素纳米纤维的工序；以及，向含有所述纤维素纳米纤维的分散液中添加水溶性高分子和无机粒子的工序。另外，本专利技术的其他形态中，添加所述水溶性高分子和所述无机粒子的工序也可以是将所述水溶性高分子的水溶液和所述无机粒子混合、搅拌后，再将其添加到含有所述纤维素纳米纤维的分散液中。另外，本专利技术的其他形态中，添加所述水溶性高分子和所述无机粒子的工序也可以是包括将所述水溶性高分子的水溶液和所述无机粒子混合、搅本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种膜形成用组合物，至少含有纤维素纤维、水溶性高分子和经膨润的无机层状化合物，并且，基于X射线衍射的所述经膨润的无机层状化合物的层间为14埃以上，所述膜形成用组合物是将混合所述水溶性高分子与所述无机层状化合物的分散液和所述纤维素纤维的分散液进行混合而形成的。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.09.22 JP 2011-207969;2011.09.29 JP 2011-215171.一种膜形成用组合物，至少含有纤维素纤维、水溶性高分子和经膨润的无机层状化合物，并且，基于X射线衍射的所述经膨润的无机层状化合物的层间为14埃以上，所述膜形成用组合物是将混合所述水溶性高分子与所述无机层状化合物的分散液和所述纤维素纤维的分散液进行混合而形成的。2.一种层叠体，包括：基体；以及层叠于基体的至少一侧的面上的层，所述层使所述权利要求1所述的膜形成用组合物干燥而成。3.一种膜，是使所述权利要求1所述的膜形成用组合物干燥而成的。4.一种片材基体，由所述权利要求3所述的膜而构成。5.一种包装材料，使用所述权利要求3所述的膜而构成。6.一种包装材料，使用所述权利要求4所述的片材而构成。7.一种如权利要求1所述的膜形成用组合物的制造方法，包含下述步骤：将经膨润的无机层状化合物的分散液与含有纤维宽度为1nm以上50nm以下的纤维素纤维的分散液以及水溶性高分子混合的步骤，所述无机层状化合物在干燥状态下的平均粒径为0.5μm以上7μm以下，并且，基于X射线衍射的所述经膨润的无机层状化合物的层间为14埃以上。8.一种如权利要求1所述的膜形成用组合物用的分散液的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：大森友美子，清水宏祐，西岛奈绪，木村光晴，
申请(专利权)人：凸版印刷株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP