特表 2023-554146 積層体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2023-12-26

(54)【発明の名称】積層体

(51)【国際特許分類】

   B32B 29/02 20060101AFI20231219BHJP

   B32B 23/02 20060101ALI20231219BHJP

   D21H 11/18 20060101ALI20231219BHJP

   D21H 15/02 20060101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

B32B29/02

B32B23/02

D21H11/18

D21H15/02

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2023537935

(86)(22)【出願日】2021-12-14

(85)【翻訳文提出日】2023-08-16

(86)【国際出願番号】 IB2021061694

(87)【国際公開番号】W WO2022137016

(87)【国際公開日】2022-06-30

(31)【優先権主張番号】2051536-7

(32)【優先日】2020-12-22

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】501239516

【氏名又は名称】ストラ エンソ オーワイジェイ

(74)【代理人】

【識別番号】110002077

【氏名又は名称】園田・小林弁理士法人

(72)【発明者】

【氏名】バックフォルク， カイ

(72)【発明者】

【氏名】ヘイスカネン， イスト

(72)【発明者】

【氏名】カンクネン， ユッカ

(72)【発明者】

【氏名】ニーベリ ゼタールンド， アンナ

【テーマコード（参考）】

4F100

4L055

【Ｆターム（参考）】

4F100AJ04D

4F100AK12B

4F100AK12C

4F100AK21D

4F100AK25B

4F100AK25C

4F100AL01B

4F100AL01C

4F100BA04

4F100BA07

4F100BA10A

4F100BA10D

4F100CB00B

4F100CB00C

4F100DD07D

4F100DG10A

4F100EJ19D

4F100JA05B

4F100JA05C

4F100JA13D

4F100JD02D

4F100JK14D

4F100JM01B

4F100JM01C

4L055AF09

4L055AF46

4L055AG63

4L055AG64

4L055AG68

4L055AG71

4L055AG89

4L055AG97

4L055AH37

4L055BE02

4L055BE08

4L055EA08

4L055EA10

4L055EA18

4L055EA20

4L055EA32

(57)【要約】

本発明は、紙または板紙基材およびバリアフィルムを含む積層体の形態の包装材料に関する。バリアフィルムは、ミクロフィブリル化セルロースに基づいている。積層体は紙または板紙基材を含み、その基材は第１の接着剤層と接触しており、第１の接着剤層は第２の接着剤層と接触しており、第２の接着剤層はバリアフィルムと接触している。本発明はまた、そのような積層体を製造する方法に関する。
【選択図】なし

【特許請求の範囲】

【請求項1】

紙または板紙基材を含む積層体であって、その基材は第１の接着剤層と接触しており、第１の接着剤層は第２の接着剤層と接触しており、第２の接着剤層はバリアフィルムと接触しており、前記バリアフィルムは少なくとも５０重量％のミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）を含む、積層体。

【請求項2】

バリアフィルムが、バリアフィルムの全乾燥重量に基づき、少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％のＭＦＣを含む、請求項１に記載の積層体。

【請求項3】

バリアフィルムがポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）をさらに含む、請求項１から２のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項4】

バリアフィルムの坪量が１５～８０ｇｓｍの範囲である、請求項１から３のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項5】

バリアフィルムの坪量が１５～４０ｇｓｍの範囲である、請求項４に記載の積層体。

【請求項6】

バリアフィルムが、接着剤を適用する前に、ＩＳＯ５６３６／６に準拠して決定された、少なくとも２０００秒／１００ｍｌのガーリーヒル気孔率値を有する、請求項１から５のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項7】

バリアフィルムが、接着剤を適用する前に、１．５μｍより大きいＰＰＳ１０の粗さを有する、請求項１から６のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項8】

バリアフィルムが、積層体に使用される前にカレンダーまたはスーパーカレンダに供される、請求項１から７のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項9】

積層体のＫＩＴ値が少なくとも１１である、請求項１から８のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項10】

第１の接着剤が、ターポリマー系接着剤またはスチレン／アクリレートエマルジョンであり、任意選択でコバインダーを含み、前記接着剤が－２０°と６０℃の間の範囲のガラス転移温度を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項11】

第２の接着剤が、ターポリマー系接着剤またはスチレン／アクリレートエマルジョンであり、任意選択でコバインダーを含み、前記接着剤が３０℃より高いガラス転移温度を有する、請求項１から１０のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項12】

基材がＳＢＳボードである、請求項１から１１のいずれか一項に記載の積層体。

【請求項13】

積層体を製造する方法であって、
ａ）紙または板紙基材を提供する工程；
ｂ）第１の接着剤を紙または板紙基材に適用する工程；
ｃ）少なくとも５０重量％のミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）を含むバリアフィルムを提供する工程；
ｄ）第２の接着剤をバリアフィルムに適用する工程；
ｅ）第１の接着剤層が第２の接着剤層と接触するように、工程ｂ）およびｄ）の生成物を一緒に積層する工程
を含む、方法。

【請求項14】

印刷機で少なくとも部分的に実施される、請求項１３に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紙または板紙基材およびバリアフィルムを含む積層体の形態の包装材料に関する。バリアフィルムは、ミクロフィブリル化セルロースに基づいている。積層体は、優れたグリースバリア性、良好なプライ結合強度を有し、再生可能な材料を高い割合で含有している。本発明はまた、そのような積層体を製造する方法に関する。

【背景技術】

【0002】

紙および板紙をプラスチックでコーティングすることは、板紙の機械的性質を例えばポリマーフィルムのバリア性およびシーリング特性と組み合わせるために、よく使用される。しかしながら、多くの場合、ポリマー被覆した板紙のグリースバリア性は、未だ不十分であるか、または再生不可能なポリマー材料の使用を必要とする。

【0003】

同時に良好な再パルプ化性をもたらすバリアコーティングを有する包装材料を提供することに関する上記の問題を克服するための１つの代替案は、セルロース誘導体またはポリビニルアルコールなどの水溶性ポリマーの使用である。これらの欠点は、通常、低い固体含有量および高いコート重量が必要とされることである。このタイプのコーティングの概念は、乾燥によって誘導される応力および寸法安定性の問題に関するリスクも増大させる。より最近になって、ミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）フィルムが開発され、その中で解繊されたセルロースフィブリルは、例えば水に懸濁され、その後再組織化および共に再結合して、優れたバリア性をもつ密度の高いフィルムを形成する。残念ながら、そのようなＭＦＣフィルムのバリア性は、高湿度および水との接触で低下する傾向がある。

【0004】

紙または板紙基材およびＭＦＣフィルムを含む積層体を調製する場合、特に接着剤の量が少ないと、基材とＭＦＣフィルムの間に十分な接着力を得ることが不可欠であるが、難しい。さらに、積層体は実質的にカールせず、高い相対湿度でも高い寸法安定性を有することが重要である。

【0005】

したがって、再生不可能な材料をできるだけ使用しないで、積層体の形態の包装材料にグリースバリア性を付与するための改善された解決策の必要性が残っている。

【発明の概要】

【0006】

優れたグリースバリア性をもつ積層体の形態の包装材料は、高温を使用せずに、非常に高い割合で再生可能な材料を使用して生成できることが驚くべきことに見出された。驚くべきことに、積層体の優れた曲げ剛性が得られたことも見出された。したがって、本発明の目的は、優れたグリースバリア性および曲げ剛性をもつ改善された積層体を提供することである。加えて、本質的にカールしない積層体を得られることが見出された（例えばＩＳＯ１１５５６：２００５標準に基づいて測定可能）。本発明の特定の利点は、グリースバリア性を有する面が実質的にプラスチックを含まず、食品と接触する使用に適している積層体を得られることである。

【0007】

本発明はまた、積層体を調製する方法であって、
ａ）紙または板紙基材を用意する工程；
ｂ）第１の接着剤を紙または板紙基材に適用する工程；
ｃ）少なくとも５０重量％のミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）を含むバリアフィルムを付与する工程；
ｄ）第２の接着剤をバリアフィルムに適用する工程；
ｅ）第１の接着剤層が第２の接着剤層と接触するように、工程ｂ）およびｄ）の生成物を一緒に積層する工程
を含む、方法を対象とする。

【0008】

工程ｃ）およびｄ）は別々に実施することができ、その結果、バリアフィルムは第２の接着剤が個別に付与され、次いで工程ｅ）が実施される。

【0009】

本発明は紙または板紙基材を含む積層体であって、その基材は第１の接着剤層と接触しており、第１の接着剤層は第２の接着剤層と接触しており、第２の接着剤層はバリアフィルムと接触しており、前記バリアフィルムは少なくとも５０重量％のミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）を含む、積層体を対象とする。

【0010】

本発明はまた、包装材料としての積層体の使用を対象とする。

【0011】

本発明はまた、積層体を含む包装製品を対象とする。

【発明を実施するための形態】

【0012】

本明細書では、紙という用語は、筆記、描画、または印刷に使用されるか、包装材料として使用される、木材のパルプまたはセルロース繊維を含む他の繊維状物質から薄いシートに製造された材料を意味する。

【0013】

本明細書では、板紙という用語は、箱および他のタイプの包装に使用される、セルロース繊維を含む強く厚い紙または厚紙を意味する。板紙は、最終用途の要件に応じて、漂白または無漂白、被覆または非被覆のいずれかでもよく、種々の厚みで生成することができる。

【0014】

本発明に基づいて基材として使用される紙または板紙は、当技術分野で既知の方法を用いて調製される。板紙は、例えばＳＢＳボード、固体漂白ボード（ＳＢＢ）、固体無漂白ボード（ＳＵＢ）、折り畳み箱用板紙（ＦＢＢ）、段ボールのライナーであってもよい。それはまた、耐油紙、グラシン紙、硫酸紙、または袋用紙などの紙であってもよい。

【0015】

本発明による積層体に使用される紙または板紙基材は、多層を含んでもよい。本発明の一実施形態では、紙または板紙基材は、少なくとも１０％の再生材料、例えば少なくとも２０％、または少なくとも４０％、または少なくとも５０％、または少なくとも６０％、または少なくとも７０％の再生材料を含み、これは消費者使用前または使用後の不良品であってもよい。本発明による積層体の利点は、本発明に基づいて基材の再生材料から積層体の他の部分へのインク残留物、例えば鉱油またはインク成分または他の夾雑物などの移行が最小限に抑えられることである。

【0016】

ＭＦＣは、紙および板紙の包装材料のためのバリアフィルムに使用される興味深い成分として識別されている。ＭＦＣフィルムは、中間温度および湿度の条件、例えば相対湿度５０％および２３℃で酸素移動速度の低下をもたらすことが見出された。残念ながら、そのようなＭＦＣフィルムのバリア性は、より高い温度および湿度、例えば相対湿度８５％および３８℃で著しく低下する傾向にあり、フィルムが、グリースバリア性が必要とされる多くの包装用途に適さなくなる。

【0017】

本発明者らは今回、ＭＦＣを含む先行技術の積層体のこれらの欠陥は、紙または板紙基材とバリアフィルムとの間に第１の接着剤層および第２の接着剤層を形成することによって改善できることを見出した。

【0018】

本発明に基づいて使用される接着剤は、包装製品として使用する積層体の調製に一般的に使用される接着剤である。接着剤は通常、液体形態で、例えば分散液、エマルジョンまたは溶液として提供される。第１の接着剤、第２の接着剤または両方は、発泡体として提供することもできる。発泡体を使用する場合、発泡体の密度は、好ましくは１．０ｋｇ／ｄｍ^３未満、より好ましくは０．９ｋｇ／ｄｍ^３未満、最も好ましくは０．８ｋｇ／ｄｍ^３未満、例えば０．７ｋｇ／ｄｍ^３未満である。発泡体を使用する利点は、移動した液体の量を低減でき、それによって寸法安定性およびカールの問題のリスクが軽減することである。

【0019】

本発明に基づいて使用される第１の接着剤層は、当技術分野で既知の方法を用いて紙または板紙基材の表面に適用されることが好ましい。それは、紙または板紙基材の生成時に、オンライン工程としてまたは個別に、好ましくは印刷機で適用され得る。それが適用されているとき、第１の接着剤は、好ましくは固体含有量が少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％、より好ましくは少なくとも４０重量％または少なくとも５０重量％である。固体含有量がそのように高い接着剤を使用することにより、基材内に移動および移行する液体の量は、最小限に抑えられ、積層体のカールを避けることができる。第１の接着剤層の量は、１～２０ｇｓｍの範囲内であり、好ましくは１～１０ｇｓｍの範囲内である。第１の接着剤の一部として適用される液体（水または溶媒など）の量は、好ましくは１０ｇｓｍ未満、より好ましくは８ｇｓｍ未満、最も好ましくは６ｇｓｍ未満である。好ましくは、第１の接着剤層は、基材とよく接着するように選択される。第１の接着剤層は、１種または複数の接着剤から調製され、粘着レベルが高いことが好ましい。２種以上の接着剤が第１の接着剤層に使用されている場合、接着剤は、混合物として、または第１の接着剤層内の１つもしくは複数の下層として提供され得る。第１の接着剤のガラス転移温度は、好ましくは－２０°と６０℃の間、例えば０℃と４０℃の間または０℃と２０℃の間の範囲内である。適当な接着剤は、ターポリマー系接着剤、スチレン／アクリレートエマルジョンを含み、デンプン、デキストリンなどのコバインダーを含むことができ、さらにポリ酢酸ビニルおよびポリビニルアルコール分散液が含まれる。第１の接着剤は、ＷＶＴＲ化学薬品などの添加剤も含んでよい。ＷＶＴＲ化学薬品は、好ましくはフィルム形成ポリマー、例えばスチレン／アクリレートエマルジョン、ＰＶＤＣ、ＰＶＯＨまたは変性ＰＶＯＨポリマー、ワックス、および／または油性エマルジョンである。

【0020】

本発明に基づいて使用される第２の接着剤層は、当技術分野で既知の方法を用いてバリアフィルムの表面に適用することが好ましい。それは、バリアフィルムの生成時に、オンライン工程としてまたは個別に適用することができる。それが適用されているとき、第２の接着剤は、固体含有量が少なくとも２０重量％、好ましくは少なくとも３０重量％である。固体含有量がそのように高い接着剤を使用することにより、バリアフィルム内に移行する液体の量は、最小限に抑えられ、バリアフィルムの劣化を避けることができる。第２の接着剤層の量は、１～２０ｇｓｍの範囲内であり、好ましくは１～１０ｇｓｍの範囲内である。好ましくは、第２の接着剤層内の１種または複数の接着剤は、第１の接着剤層と同じではない。好ましくは、第２の接着剤は、バリアフィルムとよく接着するように選択される。第２の接着剤層は、１種または複数の接着剤から調製される。適切な接着剤は、ターポリマーベースの接着剤、スチレン/アクリレートエマルジョンなどを含み、デンプン、デキストリンなどの共結合剤を含むことができ、ポリ酢酸ビニルおよびポリビニルアルコールの分散液も含む。第２の接着剤のガラス転移温度は、好ましくは３０℃より高く、好ましくは４０℃より高い。第２の接着剤層は、積層の前に任意選択で乾燥、例えばＩＲ乾燥にかけてもよい。２種以上の接着剤が第２の接着剤層に使用されている場合、接着剤は、混合物として、または第１の接着剤層内の１つもしくは複数の下層として提供され得る。第２の接着剤層が２種以上の接着剤を含む場合、バリアフィルムに面している接着剤、または接着剤の下層は、水への耐性が高く、バリアフィルムへの水の取り込みを最小限に抑えることが好ましい。

【0021】

積層は、当技術分野で既知の方法を用いて実施され得る。積層は、例えば印刷機で実施され得、その中で第１の接着剤は、紙または板紙基材に適用されると好ましい。第２の接着剤は、バリアフィルムに適用されると好ましい。続いて、第１および第２の接着剤層の表面が互いに接触し、互いに接着するように、バリアフィルムを紙または板紙基材上に積層して、本発明による積層体を得る。

【0022】

本発明によれば、積層は、３０℃と２００℃の間の温度、好ましくは３０℃と９０℃の間の温度（バリア表面上で測定された温度）で実施される。

【0023】

本発明による積層体は、優れたグリースバリア性をもたらす。グリースバリア性は、積層体のバリアフィルム側のＫＩＴ値（ＴＡＰＰＩ Ｔ５５９）を測定ことによって定量することができる。本発明による積層体は、少なくとも１０、例えば１１または１２のＫＩＴ値を有することが好ましい。本発明による積層体は、バリアフィルム側（すなわち基材および第１の接着剤層および第２の接着剤層と反対側を向く側）では、通常光沢が少なく、好ましくは６０未満、より好ましくは５０未満、さらにより好ましくは４０未満、最も好ましくは３０未満である。光沢は、ＩＳＯ８２５４－１に基づいて７５℃で決定される。

【0024】

バリアフィルムは、バリアフィルムの重量により、少なくとも５０重量％のＭＦＣを含む。バリアフィルムはまた、ＭＦＣフィルムと表現し得る。バリアフィルムは、水の取り込みが少ないことが好ましい。バリアフィルムの密度は、好ましくは８００ｋｇ／ｍ^３超、より好ましくは８５０ｋｇ／ｍ^３超、最も好ましくは９００ｋｇ／ｍ^３超または９５０ｋｇ／ｍ^３超である。バリアフィルムは、好ましくは１５重量％未満の無機材料、より好ましくは１０重量％未満の無機材料を含む。

【0025】

本発明に基づいて使用されるバリアフィルムは、接着剤を適用する前に、好ましくはＩＳＯ５６３６／６に準拠して決定された、少なくとも２０００ｓ／１００ｍｌ、より好ましくは少なくとも１００００ｓ／１００ｍｌのガーリーヒル気孔率値を有する。バリアフィルムは、接着剤を適用する前に、好ましくは１．５μｍより大きい、より好ましくは２μｍより大きい、ＰＰＳ１０の粗さ（ＩＳＯ８７９１－４：２００７に基づいて決定）を有する。

【0026】

本発明に基づいて使用されるバリアフィルムは、吸油度が低い。好ましくは、バリアフィルムは、オムニフォビックであり、すなわち水と油の両方に対して一時的な耐性をもたらす。

【0027】

本発明に基づいて使用されるバリアフィルムは、接着剤を適用する前に、好ましくはコッブ（Ｃｏｂｂ）値（Ｃｏｂｂ ３０ｓ（Ｈ_２Ｏ）、ＩＳＯ５３５：２０１４に基づいて３０秒後に決定）が、３５ｇ／ｍ^２未満、好ましくは３０ｇ／ｍ^２未満であり、より好ましくは５～２５ｇ／ｍ^２の範囲、例えば１５～２５ｇ／ｍ^２の範囲である。

【0028】

ミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）は、特許出願の文脈において、少なくとも１つの寸法が１００ｎｍ未満のナノスケールのセルロース粒子繊維またはフィブリルを表すことが理解されよう。ＭＦＣは、部分的または完全にフィブリル化されたセルロースまたはリグノセルロース繊維を含む。遊離したフィブリルの直径は１００ｎｍ未満であるが、実際のフィブリルの直径または粒径分布および／またはアスペクト比（長さ／幅）は、供給源および製造方法によって決まる。最小のフィブリルは基本フィブリルと呼ばれ、直径が約２～４ｎｍであるが（例えばＣｈｉｎｇａ－Ｃａｒｒａｓｃｏ、Ｇ．、Ｃｅｌｌｕｌｏｓｅ ｆｉｂｒｅｓ、ｎａｎｏｆｉｂｒｉｌｓ ａｎｄ ｍｉｃｒｏｆｉｂｒｉｌｓ、：Ｔｈｅ ｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｃａｌ ｓｅｑｕｅｎｃｅ ｏｆ ＭＦＣ ｃｏｍｐｏｎｅｎｔｓ ｆｒｏｍ ａ ｐｌａｎｔ ｐｈｙｓｉｏｌｏｇｙ ａｎｄ ｆｉｂｒｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｐｏｉｎｔ ｏｆ ｖｉｅｗ、Ｎａｎｏｓｃａｌｅ ｒｅｓｅａｒｃｈ ｌｅｔｔｅｒｓ２０１１、６：４１７参照）、ミクロフィブリルとしても定義される基本フィブリルの凝集形態（Ｆｅｎｇｅｌ、Ｄ．、Ｕｌｔｒａｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｃｅｌｌ ｗａｌｌ ｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅｓ、Ｔａｐｐｉ Ｊ．、１９７０年３月、第５３巻、第３号．）が、例えば拡張精製プロセスまたは圧力降下分解プロセスを使用することによって、ＭＦＣを作成するときに得られる主要な生成物であることが一般的である。供給源および製造プロセスに応じて、フィブリルの長さは、約１～１０マイクロメートル超まで変化し得る。粗いＭＦＣグレードは、フィブリル化繊維、すなわち仮導管（セルロース繊維）から突出したフィブリルの実質的な画分、および仮導管（セルロース繊維）から遊離した一定量のフィブリルを含むことがあり得る。

【0029】

ＭＦＣには、セルロースミクロフィブリル、フィブリル化セルロース、ナノフィブリル化セルロース、フィブリル凝集体、ナノスケールセルロースフィブリル、セルロースナノファイバー、セルロースナノフィブリル、セルロースマイクロファイバー、セルロースフィブリル、ミクロフィブリル状セルロース、ミクロフィブリル凝集体およびセルロースミクロフィブリル凝集体などの異なる頭字語がある。ＭＦＣは、種々の物理的または物理化学的性質、例えば、その大きな表面積や水に分散したときに低固形分（１～５重量％）でゲル状材料を形成する能力などによっても特徴付けることができる。セルロース繊維は、形成されたＭＦＣの最終比表面積が、ＢＥＴ法を用いて凍結乾燥した材料について測定した場合、約１～約２００ｍ^２／ｇ、またはより好ましくは５０～２００ｍ^２／ｇである程度までフィブリル化されていることが好ましい。

【0030】

バリアフィルムに使用されるＭＦＣは、好ましくはＦＳ５微細物レベルが１００未満、好ましくは９０未満である。バリアフィルムに使用されるＭＦＣは、好ましくはＦＳ５フィブリル化指数が１．５よりも高く、より好ましくは１．８よりも高く、または２．０よりも高い。微細物レベルおよびフィブリル化指数は、Ｖａｌｍｅｔ ＦＳ５ Ｆｉｂｅｒ Ｉｍａｇｅ Ａｎａｌｙｚｅｒを使用して測定することができる。

【0031】

ＭＦＣを作成するための種々の方法、例えば１回または複数回の通過精製、予備加水分解とそれに続くフィブリルの精製または高剪断分解または遊離などが存在する。ＭＦＣ製造にエネルギー効率および持続可能性の両方をもたらすためには、通常１つまたは複数の前処理工程が必要とされる。したがって、利用されるパルプのセルロース繊維は、例えば、繊維を加水分解または膨張させるために、あるいはヘミセルロースまたはリグニンの量を減らすために、酵素的または化学的に前処理されてもよい。セルロース繊維は、フィブリル化の前に化学修飾されてもよく、そのため天然のセルロースに見られる以外（またはそれ以上）の官能基を含有する。そのような基には、とりわけ、カルボキシメチル（ＣＭＣ）、アルデヒドおよび／またはカルボキシル基（Ｎ－オキシル媒介酸化によって得られるセルロース、例えば「ＴＥＭＰＯ」）、第四級アンモニウム（カチオン性セルロース）またはホスホリル基が含まれる。上記の方法の１つで修飾または酸化された後、繊維をＭＦＣまたはナノフィブリルに分解するのがより容易である。

【0032】

ナノフィブリル状セルロースは、いくつかのヘミセルロースを含有することがあり、その量は植物源に依存する。前処理された繊維、例えば加水分解された、予備膨潤された、または酸化されたセルロース原料の機械的分解は、リファイナー、粉砕機、ホモジナイザー、コロイダー、摩擦粉砕機、超音波処理器、流動化装置、例えばマイクロ流動化装置、マクロ流動化装置もしくは流動化型ホモジナイザーなどの適当な装置で実施される。ＭＦＣ製造方法に応じて、生成物は、微細物、またはナノ結晶セルロース、または木質繊維もしくは製紙プロセス中に存在する他の化学物質も含有し得る。生成物はまた、効率的にフィブリル化されていない種々の量のミクロンサイズの繊維粒子も含有し得る。

【0033】

ＭＦＣは、広葉樹または針葉樹の繊維の両方の木材セルロース繊維から生成される。それはまた、微生物源、農業繊維、例えば麦わらパルプ、竹、バガス、または他の非木質繊維源から作ることもできる。それは、未使用の繊維からのパルプを含むパルプ、例えば機械的、化学的および／または熱機械的パルプから作られることが好ましい。それは、破損した紙または再生紙から作ることもできる。

【0034】

バリアフィルムのＭＦＣは、非修飾ＭＦＣまたは化学修飾ＭＦＣ、またはその混合物であってもよい。好ましくは、ＭＦＣは非修飾ＭＦＣである。非修飾ＭＦＣは、非修飾または天然セルロース繊維から作成されたＭＦＣを意味する。好ましい繊維は、例えば広葉樹または針葉樹またはこれらの混合物のいずれかからの漂白クラフト繊維であってよい。非修飾ＭＦＣは、単一タイプのＭＦＣであってよく、またはこれは２つ以上のタイプのＭＦＣの混合物を含むことができ、例えばセルロース原料または製造方法の選択において異なっている。化学修飾ＭＦＣは、フィブリル化前、フィブリル化中またはフィブリル化後に化学修飾を施されたセルロース繊維から作成されたＭＦＣを意味する。いくつかの実施形態では、ＭＦＣは化学修飾ＭＦＣである。化学修飾ＭＦＣは、単一タイプの化学修飾ＭＦＣであってもよく、またはこれは２つ以上のタイプの化学修飾ＭＦＣの混合物を含むことができ、例えば化学修飾のタイプ、セルロース原料または製造方法の選択において異なっている。

【0035】

バリアフィルムは、ＭＦＣのみからなっていてもよく、またはこれはＭＦＣおよび他の成分もしくは添加剤の混合物を含んでいてよい。バリアフィルムは、バリアフィルムの全乾燥重量に基づき、その主要な成分としてＭＦＣを含む。バリアフィルムは、バリア層の全乾燥重量に基づき、少なくとも５０重量％、好ましくは少なくとも７０重量％、より好ましくは少なくとも８０重量％のＭＦＣを含む。

【0036】

バリアフィルムは、基材に積層するための独立ＭＦＣフィルムとして調製してもよい。独立フィルムは、当技術分野で既知の方法を用いて、例えば製紙機で、または鋳込み成形などの技術を使用して調製される。フィルムは、当技術分野で既知の方法を用いてカレンダーおよび／またはスーパーカレンダなどの処理にかけられてもよい。バリアフィルムは、製品の最終性能またはコーティングの処理を改善するために量を変化させて広範囲の成分を含んでいてもよい。バリアフィルムはさらに、添加剤、例えば多糖類および／またはセルロース誘導体）（デンプン、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヘミセルロース）、充填剤、保持化学物質または濾水用化学薬品、フロキュレーション添加剤、デフロキュレーティング添加剤、架橋剤、乾燥強度添加剤、湿潤剤、軟化剤、またはその混合物を含んでもよい。バリアフィルムはさらに、フィルムの延性を増強させるために、混合物および／または生成されたフィルム、例えばラテックスおよび／またはポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）の異なる特性を改善する添加剤を含んでもよい。

【0037】

いくつかの実施形態では、バリアフィルムはさらに高分子結合剤を含む。いくつかの実施形態では、バリアフィルムはさらにＰＶＯＨを含む。ＰＶＯＨは、単一タイプのＰＶＯＨであってよく、または２つ以上のタイプのＰＶＯＨの混合物を含むことができ、例えば加水分解度または粘度において異なっている。ＰＶＯＨは、例えば加水分解度が８０～９９ｍｏｌ％の範囲、好ましくは８８～９９ｍｏｌ％の範囲であり得る。さらに、ＰＶＯＨは、４％水溶液中２０℃で、好ましくは粘度が５ｍＰａ×ｓ超であり得るＤＩＮ ５３０１５／ＪＩＳ Ｋ ６７２６。

【0038】

いくつかの実施形態では、バリアフィルムはさらに顔料を含む。顔料は、例えば、滑石粉、ケイ酸塩、炭酸塩、アルカリ土類金属の炭酸塩および炭酸アンモニウム、または酸化物、例えば遷移金属酸化物および他の金属酸化物の無機粒子を含んでいてもよい。顔料はまた、例えばモンモリロナイト、ベントナイト、カオリナイト、ヘクトライトおよびハロイサイト（ｈａｌｌｙｏｓｉｔｅ）を含む群から選択された、層状鉱物ケイ酸塩のナノクレイおよびナノ粒子などのナノサイズの顔料を含んでよい。

【0039】

いくつかの実施形態では、顔料は、層状鉱物ケイ酸塩のナノクレイおよびナノ粒子、より好ましくはベントナイトからなる群から選択される。

【0040】

バリアフィルムの坪量（厚さに相当する）は、好ましくは１５～８０ｇｓｍ（グラム毎平方メートル）の範囲、好ましくは１５～５０ｇｓｍの範囲、より好ましくは１５～４０ｇｓｍまたは２０～３５ｇｓｍの範囲である。バリアフィルムの坪量は、例えばその製造モードによって決まり得る。バリアフィルムは、半透明であることが好ましい。バリアフィルムは、本発明による積層体に使用される前にカレンダーおよび／またはスーパーカレンダにかけられることが好ましい。

【0041】

バリアフィルムは、寸法安定性を調節するために、片面（第２の接着剤が付与されている面と反対側）がポリマーでコーティングされていてもよい。使用されるポリマーは、好ましくは多糖類、セルロース誘導体、ＰＶＯＨ、ＰＶＯＨ／Ａｃ、ワックス、ポリエチレングリコールまたはラテックス分散液である。ポリマーの量は、好ましくは１～８ｇｓｍの範囲、より好ましくは２～５ｇｓｍの範囲である。

【0042】

本発明による積層体に使用される紙または板紙基材は、好ましくは坪量が２０～５００ｇ／ｍ^２の範囲、より好ましくは８０～４００ｇ／ｍ^２の範囲である。紙または板紙は、平滑性および印刷適性を改善するために、任意選択でコーティング、例えば鉱物コーティングされる。そのような鉱物コーティングは、本発明の文脈において、基材の片面または両面、次いで基材の一部に付与してもよい。紙または板紙基材は、板紙の紙の少なくとも片面に表面サイジングを施してもよい。そのような表面サイジングは、ひいては本発明の文脈において基材の一部である。

【0043】

いくつかの非限定的な実施形態では、本発明による積層体は、以下の一般的な構造、
－ 紙／第１の接着剤層／第２の接着剤層／バリアフィルム
－ 紙／第１の接着剤層／第２の接着剤層／バリアフィルム／保護ポリマー層
－ 保護ポリマー層／紙／第１の接着剤層／第２の接着剤層／バリアフィルム
－ 保護ポリマー層／紙／第１の接着剤層／第２の接着剤層／バリアフィルム／保護ポリマー層
－ 板紙／第１の接着剤層／第２の接着剤層／バリアフィルム
－ 板紙／第１の接着剤層／第２の接着剤層／バリアフィルム／保護ポリマー層
－ 保護ポリマー層／板紙／第１の接着剤層／第２の接着剤層／バリアフィルム
－ 保護ポリマー層／板紙／第１の接着剤層／第２の接着剤層／バリアフィルム／保護ポリマー層
を有する。

【0044】

保護ポリマー層は例えば、ポリオレフィンまたはポリエステル、例えばバイオベースポリオレフィンまたはポリエステルまたはワニスを含む。保護ポリマー層は、１種または複数のポリマーを含んでもよい。適当なポリマーの例には、ポリエチレン、ＰＬＡなどが含まれる。ワニスは例えば、水系ワニスであってもよい。保護層は例えば、押出コーティングまたはフィルム積層によって加えることができる。ワニスを使用する場合、当技術分野で既知の方法、例えば噴霧、輪転グラビアなどを用いて加えることができる。

【0045】

本発明のさらなる態様によれば、積層体を製造する方法であって、
ａ）紙または板紙基材を用意する工程；
ｂ）第１の接着剤を紙または板紙基材に適用する工程；
ｃ）少なくとも５０重量％のミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）を含むバリアフィルムを付与する工程；
ｄ）第２の接着剤をバリアフィルムに適用する工程；
ｅ）第１の接着剤層が第２の接着剤層と接触するように、工程ｂ）およびｄ）の生成物を一緒に積層する工程
を含む、方法を提供する。

【0046】

積層は、当技術分野で既知の方法を用いて実施され得る。

【0047】

上記方法の工程ｃ）およびｄ）は別々に実施することができ、その結果、バリアフィルムに第２の接着剤が個別に付与され、次いで工程ｅ）が実施される。そのような実施形態では、積層体を製造する方法は：
ａ）紙または板紙基材を用意する工程；
ｂ）第１の接着剤を紙または板紙基材に適用する工程；
ｃ）少なくとも５０重量％のミクロフィブリル化セルロース（ＭＦＣ）を含み、第２の接着剤が適用された、バリアフィルムを付与する工程；
ｄ）第１の接着剤層が第２の接着剤層と接触するように、工程ｂ）およびｃ）の生成物を一緒に積層する工程
を含む。

【実施例】

【0048】

比較例１
一緒にプレスおよび乾燥する前に、アニロックスによって基材上に適用した約７ｇ／ｍ^２のスチレン／アクリレートターポリマー接着剤（ガラス転移点０℃）を用いて、１つの接着剤層を有する２層積層体構造を調製した。層は、３５ｇｓｍの茶色いクラフト紙（２×３５ｇｓｍ）から構成される。接着剤の不均等分布によって層間の接着力が得られなかったため、試験は失敗した。

【0049】

比較例２
この場合、上記の茶色い３５ｇｓｍクラフト紙を、実施例１と同じ設定で接着積層したが、今度はＭＦＣを含むコーティングしていない３２ｇｓｍのウェブに対して行った。実施例１と同様の理由で試験は失敗した。どちらの場合においても、積層体は再湿潤による寸法の安定問題を示した。

【0050】

実施例３
印刷面に鉱物をコーティングした、坪量が２５０ｇｓｍのＳＢＳボードを基材として提供した。

【0051】

坪量が３１ｇｓｍのＭＦＣフィルムを製紙機で調製し、カレンダーにかけた。フレキソ印刷機上で、固体含有量が約５０％およびｐＨ６と７の間の、塩化ビニル、酢酸ビニルおよびエチレンのターポリマーの水性分散液の形態の接着剤を適用した。ポリマーの最低造膜温度は約４５℃であった。接着剤にはＷＶＴＲ化学薬品も含まれていた。接着剤成分をＭＦＣフィルムに付与し、ＩＲ乾燥を用いて乾燥させた。適用した接着剤の合計量は５±１ｇ／ｍ^２であり、比は１：３であり、すなわちターポリマーとＷＶＴＲ化学薬品の適用量は、ターポリマーの３倍であった。

【0052】

積層を積層単位で実施した。スチレン／アクリレートターポリマー接着剤をＳＢＳボードの表面に付与してから、基材とＭＦＣフィルムを一緒に積層した。基材およびフィルム上の接着剤層がそれぞれ互いに接着するように、基材をフィルムに積層した。

【0053】

得られた積層体には、いずれも目に見えるしわ、気泡または欠陥はなかった。

【0054】

ＴＡＰＰＩ Ｔ５５９に基づいて決定した積層体のＫＩＴ値は１２であった。

【0055】

鶏脂耐性を決定し（ＡＳＴＭ Ｆ１１９－８の変更、４０℃および０％ＲＨで実施）、積層体は４８時間より長く鶏脂耐性をもたらすことがわかった。

【0056】

積層体のガーリーヒル気孔率をＩＳＯ５６３６／６に準拠して決定し、４２３００ｓ／１００ｍｌであることがわかった。これは使用した機器で得られる最大値である。

【0057】

ＡＳＴＭ Ｆ１２４９に基づいて２３℃および５０％ＲＨで測定した場合の、接着剤を適用した後のＭＦＣフィルムの水蒸気透過率（ＷＶＴＲ）は８０ｇ／ｍ^２／日であった。

【0058】

標準ＡＳＴＭ Ｄ－３９８５に基づいてＭｏｃｏｎ Ｏｘｔｒａｎ２／２２デバイスで測定した場合、酸素透過率（ＯＴＲ）は２３℃および５０％ＲＨで１０ｃｃ／ｍ^２／日未満であった。

【0059】

積層体の品質をさらに確認するために、ブランク（寸法３００，５×１６８ｍｍのブランク（印刷付き）の目視検査）について横方向（上向き、下向き）、機械方向（上向き、下向き）および斜めのカールを分析した。明らかなカールは検出できなかった。

【0060】

積層体は多量の繊維を含み、ＰＴＳ ＲＨ ０２１／９７に基づいて、不良率が３０％未満、好ましくは２０％未満、最も好ましくは１０％未満で、再使用可能および崩壊可能でなければならない。

【0061】

積層体を、ＭＦＣフィルムの代わりにプラスチックフィルムを使用した対照積層体と比較した。上記の実施例に基づく積層体のカール性は基準試料未満であることが観察された。

【0062】

本発明の上記の詳細な説明を考慮すれば、他の変更および変形は当業者にとっては明らかである。しかしながら、そのような他の変更および変形が、本発明の趣旨および範囲から逸脱することなく可能であることは明らかである。

【国際調査報告】