CN106660323A - 多层结构体及其制造方法、使用了其的包装材料和制品、以及电子设备 - Google Patents

多层结构体及其制造方法、使用了其的包装材料和制品、以及电子设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及多层结构体,其为包含基材(X)、层(Y)、以及与前述层(Y)邻接配置的层(Z)的多层结构体,前述层(Y)包含:含有磷原子的化合物(A)、以及具有羟基和/或羧基的聚合物(B),前述层(Y)中,前述化合物(A)与前述聚合物(B)的质量比处于15:85~99:1的范围,前述层(Z)为包含铝原子的层。

Description

多层结构体及其制造方法、使用了其的包装材料和制品、以及 电子设备
技术领域
本发明涉及多层结构体及其制造方法、使用了其的包装材料和制品、以及电子设备。
背景技术
一直以来,充分已知将以铝、氧化铝作为构成成分的气体阻隔层形成在塑料膜上而得到的层叠体。这种层叠体被用作用于保护容易因氧而变质的物品(例如食品)的包装材料。这些气体阻隔层大多通过物理气相生长法、化学气相生长法之类的干式工艺而形成在塑料膜上。铝蒸镀膜在具备气体阻隔性的基础上还具备遮光性,主要被用作干燥食品的包装材料。另一方面,具有透明性的氧化铝蒸镀膜能够目视观察到内容物,此外,具备可利用金属检测器来检查异物、进行微波炉加热的特征。因此,该膜以蒸煮食品包装为首,在广泛的用途中被用作包装材料。
作为包含铝的气体阻隔层,例如专利文献1中公开了由铝原子、氧原子和硫原子构成的透明气体阻隔层。专利文献1中公开了通过反应性溅射法而形成该透明气体阻隔层的方法。
此外,专利文献2中公开了通过氧化铝颗粒与磷化合物的反应产物而构成的透明气体阻隔层。作为形成该气体阻隔层的一个方法,专利文献2中公开了在塑料膜上涂布包含氧化铝颗粒和磷化合物的涂布液,接着进行干燥和热处理的方法。
然而,以往的气体阻隔层虽然初始的气体阻隔性优异,但受到变形、冲击等物理应力时,有时产生裂纹、针孔之类的缺陷。
专利文献3中公开了气体阻隔性优异、即使受到变形和/或冲击等物理应力时也能够以高水准维持气体阻隔性的多层结构体。
然而,使用专利文献3记载的多层结构体而得到的包装材料在更严苛的条件下(高温·高湿下),有时层间粘接力降低、产生脱层等外观不良。尤其是,将以往的多层结构体用作蒸煮包装材料时,在蒸煮处理后有时层间粘接力降低、产生脱层等外观不良。因此,寻求即使在蒸煮处理后也会维持层间粘接力、呈现良好外观的多层结构体。此外,在实际使用时,有时多层结构体的气体阻隔性也不足。多层结构体被用作食品包装材料时,在印刷、层压、制袋、食品填充、运输、陈列、消费的各阶段中,多层结构体承受各种物理应力。因此,寻求即使承受这种物理应力也能够维持高气体阻隔性的多层结构体。如上所述,当今寻求具有更高性能的多层结构体。
此外,本发明人等确认了:将专利文献3记载的多层结构体用作电子设备的保护片材时,在高温·高湿下有时层间粘接力降低、产生脱层等外观不良。因此,寻求具备特性更优异的保护片材的电子设备。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2003-251732号公报
专利文献2:国际公开2011/122036号
专利文献3:日本特开2013-208794号公报。
发明内容
发明要解决的问题
本发明的一个目的在于,提供即使在承受物理应力后、蒸煮处理后也能够维持高性能的新型多层结构体和包含其的包装材料、以及多层结构体的制造方法。此外,本发明的另1个目的在于,提供即使承受物理应力也能够以高水准维持气体阻隔性、即使在高温·高湿下也不易产生外观不良的包装材料和使用了其的制品。进而,本发明的另1个目的在于,提供即使承受物理应力也能够以高水准维持气体阻隔性、即使在高温·高湿下也会抑制层间粘接力的降低、不易产生外观不良的电子设备。
用于解决问题的方法
本发明人等进行了深入研究,结果发现:通过包含特定层的多层结构体而能够实现上述目的,从而完成了本发明。
本发明提供1种多层结构体。该多层结构体为包含基材(X)、层(Y)、以及与前述层(Y)邻接配置的层(Z)的多层结构体,前述层(Y)包含:含有磷原子的化合物(A)、以及具有羟基和/或羧基的聚合物(B),前述层(Y)中,前述化合物(A)与前述聚合物(B)的质量比处于15:85~99:1的范围,前述层(Z)为包含铝原子的层。
本发明的多层结构体中,前述化合物(A)可以为具有选自磷酸基、亚磷酸基、膦酸基、亚膦酸基、次膦酸基和三价膦酸基中的至少1种官能团的聚合物。
本发明的多层结构体中,前述化合物(A)可以为聚(乙烯基膦酸)。
本发明的多层结构体中,前述聚合物(B)可以为聚乙烯醇系聚合物。
本发明的多层结构体中,前述层(Z)可以具备包含反应产物(E)的层(Z1)。前述反应产物(E)是由磷化合物(D)与包含铝的金属氧化物(C)反应而得到的反应产物。前述层(Z1)的红外线吸收光谱中,800~1,400cm-1的区域内的最大吸收波数可以处于1,080~1,130cm-1的范围。
本发明的多层结构体中,前述层(Z)可以具备铝的蒸镀层(Z2)或氧化铝的蒸镀层(Z3)。
本发明的多层结构体中,前述基材(X)可以包含选自热塑性树脂膜层和纸层中的至少1种。
本发明提供前述多层结构体的制造方法,其包括下述步骤:
(Y-i)通过将含有磷原子的化合物(A)、具有羟基和/或羧基的聚合物(B)、以及溶剂进行混合,从而制备包含它们的涂布液(S)的步骤;
(Y-ii)使用前述涂布液(S)来形成层(Y)的步骤;以及层(Z)的形成步骤,其形成包含铝原子的层(Z)。以层(Y)与层(Z)邻接的方式进行配置,前述(Y-i)的步骤中,前述化合物(A)与前述聚合物(B)在质量比为15:85~99:1的范围内进行混合。
此外,本发明提供包含前述多层结构体的包装材料。
前述包装材料可以进一步具有通过挤出涂布层压而形成的层。
本发明的包装材料可以是立式制袋填充密封袋、真空包装袋、软包袋、层压管容器、输液包、纸容器、条带、容器用盖材或模内贴标容器。
本发明提供至少一部分使用前述任意包装材料的制品。
本发明的制品可以包含内容物,前述内容物为芯材,前述制品的内部进行了减压,该制品作为真空绝热体而发挥功能。
进而,本发明提供包含前述多层结构体的电子设备。
本发明的电子设备可以包含用于保护前述电子设备主体的表面的保护片材,前述保护片材可以包含前述多层结构体。
本发明的电子设备可以为光电转换装置、信息显示装置或照明装置。
发明的效果
根据本发明,能够得到即使在承受物理应力后、蒸煮处理后也能够维持高性能的新型多层结构体。此外,根据本发明的制造方法,能够容易地制造前述多层结构体。进而,根据本发明,能够得到即使承受物理应力也能够以高水准维持气体阻隔性、即使在高温·高湿下也不易产生外观不良的包装材料和使用了其的制品。此外,根据本发明,能够得到即使承受物理应力也能够以高水准维持气体阻隔性、即使在高温·高湿下也会抑制层间粘接力的降低、不易产生外观不良的电子设备。
附图说明
图1是本发明的一个实施方式所述的立式制袋填充密封袋的结构图。
图2是本发明的一个实施方式所述的真空包装袋的截面示意图。
图3是本发明的一个实施方式所述的扁平软包袋的结构图。
图4是本发明的一个实施方式所述的层压管容器的结构图。
图5是本发明的一个实施方式所述的输液包的结构图。
图6是本发明的一个实施方式所述的纸容器的结构图。
图7是本发明的一个实施方式所述的模内贴标容器的结构图。
图8是本发明的一个实施方式所述的真空绝热体的截面示意图。
图9是本发明的另一个实施方式所述的真空绝热体的截面示意图。
图10是本发明的一个实施方式所述的电子设备的部分截面图。
图11是示意性地示出本发明的挤出涂布层压装置的一部分的立体图。
具体实施方式
针对本发明,以下进行举例说明。应予说明,以下的说明中,有时例示出物质、条件、方法、数值范围等,但本发明不受这种例示的限制。此外,被例示出的物质在没有特别注释的情况下,可以单独使用1种,也可以并用2种以上。
在没有特别注释的情况下,在本说明书中,对于“在特定的构件(基材、层等)上层叠特定的层”这一记载的含义而言,除了以与该构件相接触的方式层叠该特定层的情况之外,还包括以夹有其它层的方式在该构件的上方层叠该特定层的情况。“在特定的构件(基材、层等)上形成特定的层”、“在特定的构件(基材、层等)上配置特定的层”这样的记载也是相同的。此外,在没有特别注释的情况下,对于“在特定的构件(基材、层等)上涂布液体(涂布液等)”这一记载的含义而言,除了在该构件上直接涂布该液体的情况之外,还包括在形成于该构件上的其它层上涂布该液体的情况。
在本说明书中,存在如“层(Y)”那样地标注符号(Y)从而将层(Y)与其它层加以区分的情况。在没有特别注释的情况下,符号(Y)没有技术上的含义。针对基材(X)、层(Z)、化合物(A)、其它符号也是相同的。但是,如氢原子(H)那样地明确地表示特定元素的情况除外。
[多层结构体]
本发明的多层结构体包含基材(X)、层(Y)、以及与前述层(Y)邻接配置的层(Z)。层(Y)包含:含有磷原子的化合物(A)、以及具有羟基和/或羧基的聚合物(B)。层(Z)包含铝原子。以下的说明中,在没有特别注释的情况下,“多层结构体”这一词语是指包含基材(X)和层(Y)的多层结构体。层(Y)中,化合物(A)与聚合物(B)的质量比(化合物(A):聚合物(B))处于15:85~99:1的范围。通过使该质量比处于该范围,即使在承受物理应力后、蒸煮处理后也能够维持高性能。
层(Y)中,化合物(A)中的至少一部分与聚合物(B)中的至少一部分可以发生反应。对于层(Y)而言,即使在化合物(A)发生了反应的情况下,也将构成反应产物的化合物(A)的部分视作化合物(A)。此时,将用于形成反应产物的化合物(A)的质量(反应前的化合物(A)的质量)包含在层(Y)中的化合物(A)的质量内。此外,对于层(Y)而言,即使在聚合物(B)发生了反应的情况下,也将构成反应产物的聚合物(B)的部分视作聚合物(B)。此时,将用于形成反应产物的聚合物(B)的质量(反应前的聚合物(B)的质量)包含在层(Y)中的聚合物(B)的质量内。
典型而言,聚合物(B)不含磷原子。更具体而言,聚合物(B)不含后述官能团(含磷原子的官能团)。应予说明,针对满足化合物(A)和聚合物(B)两者的性质的化合物,视作化合物(A)来计算质量比。
层(Y)中,化合物(A)与聚合物(B)的质量比优选处于20:80~99:1的范围,更优选处于60:40~99:1的范围,进一步优选处于65:35~91:9的范围、特别优选处于65:35~80:20的范围。通过处于上述范围,即使在承受物理应力后、蒸煮处理后也能够维持高性能。针对基材(X)和层(Y),以下进行说明。
[基材(X)]
基材(X)的材质没有特别限定,可以使用由各种材质形成的基材。作为基材(X)的材质,可列举出例如热塑性树脂、热固性树脂等树脂;布帛、纸类等纤维集合体;木材;玻璃等。这些之中,优选为热塑性树脂和纸。基材(X)的一个优选例包含选自热塑性树脂膜层和纸层中的至少1种。基材(X)可以是由多种材质形成的复合体,可以是单层,也可以是多层。
基材(X)的形态没有特别限定,可以是膜、片等层状的基材,也可以是球、多面体和管等具有立体形状的各种成形体。这些之中,将多层结构体(层叠结构体)用于包装材料、太阳能电池构件等时,层状的基材是特别有用的。使用了这种基材(X)的多层结构体的加工成包装材料的加工性、用作包装材料时寻求的各特性优异。
作为基材(X)中使用的热塑性树脂,可列举出例如聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、它们的共聚物等聚酯系树脂;尼龙-6、尼龙-66、尼龙-12等聚酰胺系树脂;聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等含羟基的聚合物;聚苯乙烯;聚(甲基)丙烯酸酯;聚丙烯腈;聚乙酸乙烯酯;聚碳酸酯;聚芳酯;再生纤维素;聚酰亚胺;聚醚酰亚胺;聚砜;聚醚砜;聚醚醚酮;离聚物树脂等。将多层结构体用于包装材料时,作为基材(X)的材料,优选为选自聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙-6和尼龙-66中的至少1种热塑性树脂。
将由前述热塑性树脂形成的膜用作前述基材(X)时,基材(X)可以是拉伸膜,也可以是未拉伸膜。由于所得到的多层结构体的加工适应性(印刷、层压等)优异,因此优选为拉伸膜,特别优选为双轴拉伸膜。双轴拉伸膜可以为通过同时双轴拉伸法、逐次双轴拉伸法和管状拉伸法中的任意方法而制造的双轴拉伸膜。
作为基材(X)中使用的纸,可列举出例如牛皮纸、优质纸、模造纸、玻璃纸、羊皮纸、合成纸、白纸板、蕉麻纸板、奶瓶用纸板原纸、杯原纸、象牙纸等。通过将纸用于基材,能够得到纸容器用的多层结构体。
基材(X)为层状时,从所得到的多层结构体的机械强度、加工性良好的观点出发,其厚度优选处于1~1,000μm的范围,更优选处于5~500μm的范围,进一步优选处于9~200μm的范围。
[层(Y)]
层(Y)包含化合物(A)和聚合物(B)。化合物(A)为含有磷原子的化合物。聚合物(B)具有羟基和/或羧基。针对化合物(A)和聚合物(B),以下进行说明。
[化合物(A)]
作为含有磷原子的化合物(A),可列举出例如磷的含氧酸及其衍生物。作为磷的含氧酸的衍生物,可列举出具有选自磷酸基、亚磷酸基、膦酸基、亚膦酸基、次膦酸基和三价膦酸基中的至少1种官能团的化合物、及其衍生物(盐、(偏)酯化合物、卤化物(例如氯化物)、脱水物等)。
作为含有磷原子的化合物(A),可列举出例如磷酸、二磷酸、三磷酸、4分子以上的磷酸缩合得到的多磷酸、亚磷酸、膦酸、亚膦酸、次膦酸、三价膦酸等磷的含氧酸、以及它们的盐(例如磷酸钠)、以及它们的衍生物(例如卤化物(例如磷酰氯)、脱水物(例如五氧化二磷))、具有含磷原子的特定官能团的聚合物(Aa)。作为聚合物(Aa),可列举出具有选自磷酸基、亚磷酸基、膦酸基、亚膦酸基、次膦酸基和三价膦酸基中的至少1种含磷原子的官能团的聚合物。作为聚合物(Aa)中具有的官能团,优选为磷酸基和/或膦酸基,更优选为膦酸基。
作为聚合物(Aa),可列举出例如丙烯酸6-[(2-磷酰基乙酰基)氧基]己酯、甲基丙烯酸2-磷酰氧基乙酯、甲基丙烯酸磷酰基甲酯、甲基丙烯酸11-磷酰基十一烷基酯、甲基丙烯酸1,1-二磷酰基乙酯等磷酰基(甲基)丙烯酸酯类的聚合物;乙烯基膦酸、2-丙烯-1-膦酸、4-乙烯基苯甲基膦酸、4-乙烯基苯基膦酸等乙烯基膦酸类的聚合物;乙烯基次膦酸、4-乙烯基苯甲基次膦酸等乙烯基次膦酸类的聚合物;磷酸化淀粉等。聚合物(Aa)可以为至少1种的前述具有含磷原子的官能团的单体的均聚物,也可以为2种以上单体的共聚物。此外,作为聚合物(Aa),可以混合使用2种以上的由单一单体构成的聚合物。其中,优选为磷酰基(甲基)丙烯酸酯类的聚合物和乙烯基膦酸类的聚合物,更优选为乙烯基膦酸类的聚合物。即,聚合物(Aa)的一个优选例为聚(乙烯基膦酸)。此外,聚合物(Aa)也可通过将乙烯基膦酸酰卤、乙烯基膦酸酯等乙烯基膦酸衍生物进行均聚或共聚后,再进行水解来得到。
此外,聚合物(Aa)可以为至少1种的前述具有含磷原子的官能团的单体与其它乙烯基单体的共聚物。作为能够与具有含磷原子的官能团的单体进行共聚的其它乙烯基单体,可列举出例如(甲基)丙烯酸、(甲基)丙烯酸酯类、丙烯腈、甲基丙烯腈、苯乙烯、核取代苯乙烯类、烷基乙烯基醚类、烷基乙烯基酯类、全氟烷基乙烯基醚类、全氟烷基乙烯基酯类、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、马来酰亚胺、苯基马来酰亚胺等。这些之中,优选为(甲基)丙烯酸酯类、丙烯腈、苯乙烯、马来酰亚胺和苯基马来酰亚胺。
为了得到具有更优异的耐弯曲性的多层结构体,源自具有含磷原子的官能团的单体的结构单元在聚合物(Aa)的所有结构单元中所占的比例优选为10摩尔%以上、更优选为20摩尔%以上、进一步优选为40摩尔%以上、特别优选为70摩尔%以上、可以为100摩尔%。
聚合物(Aa)的分子量没有特别限定,数均分子量优选处于1,000~100,000的范围。如果数均分子量处于该范围,则能够以高水准兼顾通过层叠层(Y)而改善耐弯曲性的效果和后述的涂布液(S)的粘度稳定性。此外,在层叠后述层(Z)的情况下,平均1个磷原子的聚合物(Aa)的分子量处于100~500的范围时,能够进一步提高改善耐弯曲性的效果。
[聚合物(B)]
作为具有羟基和/或羧基的聚合物(B),可列举出例如聚乙烯醇、含有1~50摩尔%的碳原子数为4以下的α-烯烃单元的改性聚乙烯醇、聚乙烯基缩醛(聚乙烯基丁缩醛等)等聚乙烯醇系聚合物;纤维素、淀粉等多糖类;聚(甲基)丙烯酸羟乙酯、聚(甲基)丙烯酸、乙烯-丙烯酸共聚物等(甲基)丙烯酸系聚合物;乙烯-马来酸酐共聚物的水解物、苯乙烯-马来酸酐共聚物的水解物、异丁烯-马来酸酐交替共聚物的水解物等马来酸系聚合物等。这些之中,优选为聚乙烯醇系聚合物,具体而言,优选为聚乙烯醇、以及含有1~15摩尔%的碳原子数为4以下的α-烯烃单元的改性聚乙烯醇。
聚合物(B)可以为具有聚合性基团的单体(例如乙酸乙烯酯、丙烯酸)的均聚物,也可以为2种以上的单体的共聚物,还可以为具有羟基和/或羧基的单体与不具有该基团的单体的共聚物。应予说明,作为聚合物(B),可以混合使用2种以上的聚合物(B)。
聚合物(B)的分子量没有特别限定,为了得到具有更优异的气体阻隔性和力学物性(下落冲击强度等)的多层结构体,聚合物(B)的数均分子量优选为5,000以上、更优选为8,000以上、进一步优选为10,000以上。聚合物(B)的数均分子量的上限没有特别限定,例如为1,500,000以下。
本发明中使用的聚乙烯醇系聚合物的粘均聚合度优选为100~4,000,为了得到具有优异层间粘接力的多层结构体,更优选为200~3,500、进一步优选为300~3,000、特别优选为500~2,800。粘均聚合度是按照JIS K 6726(1994年)求出的值。
本发明中使用的聚乙烯醇系树脂的皂化度优选为75.0~99.85摩尔%,为了得到具有优异层间粘接力的多层结构体,更优选为80.0~99.5摩尔%、进一步优选为85.0~99.3摩尔%、特别优选为90.0~99.1摩尔%。皂化度是按照JIS K 6726(1994年)求出的值。
本发明中使用的聚乙烯醇系聚合物的粘度优选为1.0~200mPa·s,为了得到具有优异层间粘接力的多层结构体,更优选为3.0~150mPa·s、进一步优选为11~90mPa·s、特别优选为20~85mPa·s。粘度是按照JIS K 6726(1994年)在20℃下使用4质量%水溶液通过B型旋转粘度计测定得到的值。
作为本发明中使用的聚乙烯醇系聚合物,优选皂化度为85.0~99.3摩尔%、粘均聚合度为200~3,500且粘度为11~90mPa·s的聚乙烯醇系聚合物,更优选皂化度为85.0~99.3摩尔%、粘均聚合度为500~2,800且粘度为20~85mPa·s的聚乙烯醇系聚合物。
本发明的多层结构体中包含的层(Y)可以仅由化合物(A)和聚合物(B)构成,也可以进一步包含其它成分。作为其它成分,可列举出例如碳酸盐、盐酸盐、硝酸盐、碳酸氢盐、硫酸盐、硫酸氢盐、硼酸盐等无机酸金属盐;草酸盐、乙酸盐、酒石酸盐、硬脂酸盐等有机酸金属盐;环戊二烯基金属络合物(二茂钛等)、氰基金属络合物等金属络合物;层状粘土化合物;交联剂;除聚合物(Aa)和聚合物(B)之外的高分子化合物;增塑剂;抗氧化剂;紫外线吸收剂;阻燃剂等。多层结构体中的层(Y)中的前述其它成分的含有率优选为50质量%以下、更优选为20质量%以下、进一步优选为10质量%以下、特别优选为5质量%以下、可以为0质量%(不含其它成分)。层(Y)中不含层(Z)所包含的铝原子。换言之,层(Y)在实质上不含层(Z)所包含的铝原子这一点上与层(Z)是不同的。
从良好地保持多层结构体的外观的观点出发,层(Y)中的聚合物(B)的含有率以层(Y)的质量作为基准(100质量%)计优选为85质量%以下、更优选为50质量%以下、进一步优选为20质量%以下、特别优选为10质量%以下。聚合物(B)可以与层(Y)中的成分发生反应,也可以不发生反应。
从本发明的多层结构体的耐弯曲性更良好的观点出发,层(Y)的平均一层的厚度优选为0.003μm以上。层(Y)的厚度的上限没有特别限定,为1.0μm以上时,耐弯曲性的改善效果达到饱和。因此,从经济性的观点出发,层(Y)的总厚度的上限优选为1.0μm。层(Y)的厚度可以通过用于形成层(Y)的后述涂布液(S)的浓度、其涂布方法来控制。
[层(Z)]
本发明的多层结构体包含含铝原子的层(Z)。以层(Y)与层(Z)邻接的方式(相接触的方式)进行层叠。换言之,本发明的多层结构体包含与层(Y)邻接配置的层(Z)。层(Y)和层(Z)中的至少一者存在多个时,优选使至少一组的层(Y)与层(Z)邻接层叠。
层(Z)可以为包含反应产物(E)的层(Z1),所述反应产物(E)是由磷化合物(D)与包含铝的金属氧化物(C)发生反应而得到的。此处,通过金属氧化物(C)与磷化合物(D)进而与其它化合物发生反应而生成的化合物也包括在反应产物(E)中。此外,层(Z)可以为属于铝蒸镀层的层(Z2),也可以为属于氧化铝蒸镀层的层(Z3)。
[层(Z1)]
作为层(Z1)中包含的反应产物(E)的结构,可列举出例如金属氧化物(C)的颗粒彼此介由源自磷化合物(D)的磷原子进行键合而得到的结构。介由磷原子进行键合的形态中,包括介由含磷原子的原子团进行键合的形态,例如包含介由含磷原子但不含金属原子的原子团进行键合的形态。此外,本发明的多层结构体中具有的层(Z1)也可以部分地包含不参与反应的金属氧化物(C)和/或磷化合物(D)。
层(Z1)中,构成金属氧化物(C)的金属原子与源自磷化合物(D)的磷原子的摩尔比优选处于[构成金属氧化物(C)的金属原子]:[源自磷化合物(D)的磷原子]=1.0:1.0~3.6:1.0的范围,更优选处于1.1:1.0~3.0:1.0的范围。在该范围外时,气体阻隔性能降低。层(Z1)中的该摩尔比可通过用于形成层(Z1)的涂布液中的金属氧化物(C)与磷化合物(D)的混合比率来调整。层(Z1)中的该摩尔比通常与涂布液中的比值相同。
层(Z1)的红外线吸收光谱中,800~1,400cm-1的区域内的最大吸收波数优选处于1,080~1,130cm-1的范围。在金属氧化物(C)与磷化合物(D)反应而形成反应产物(E)的过程中,源自金属氧化物(C)的金属原子(M)与源自磷化合物(D)的磷原子(P)介由氧原子(O)而形成M-O-P所示的键。其结果是,在反应产物(E)的红外线吸收光谱中生成源自该键的特性吸收带。通过本发明人等的研究结果可知:在1,080~1,130cm-1的区域内观察到基于M-O-P的键的特性吸收带时,所得到的多层结构体表现出优异的气体阻隔性。尤其可知:该特性吸收带在通常可观察到源自各种原子与氧原子的键的吸收的800~1,400cm-1的区域内为最强吸收时,所得到的多层结构体表现出更优异的气体阻隔性。
与此相对,将金属醇盐、金属盐等金属化合物与磷化合物(D)预先混合后使其水解缩合时,能够得到源自金属化合物的金属原子与源自磷化合物(D)的磷原子基本均匀混合并发生反应得到的复合体。此时,在红外线吸收光谱中,800~1,400cm-1的区域内的最大吸收波数变得偏离1,080~1,130cm-1的范围。
在层(Z1)的红外线吸收光谱中,从所得到的多层结构体的气体阻隔性的观点出发,800~1,400cm-1的区域内的最大吸收带的半峰宽优选为200cm-1以下、更优选为150cm-1以下、进一步优选为100cm-1以下、特别优选为50cm-1以下。
层(Z1)的红外线吸收光谱可以通过实施例记载的方法进行测定。但是,无法通过实施例记载的方法进行测定时,可以通过反射吸收法、外部反射法、衰减全反射法等的反射测定来进行测定;从多层结构体上刮取层(Z1),并通过纽久尔法、压片法等透射测定方法进行测定,但不限定于这些。
层(Z1)具有金属氧化物(C)的颗粒彼此介由源自磷化合物(D)的磷原子、且未介由不源自金属氧化物(C)的金属原子进行键合而得到的结构。即,金属氧化物(C)的颗粒彼此可以借由源自金属氧化物(C)的金属原子进行键合,但具有未介由除此之外的金属原子进行键合而得到的结构。此处,“介由源自磷化合物(D)的磷原子、且未介由不源自金属氧化物(C)的金属原子进行键合而得到的结构”是指:要进行键合的金属氧化物(C)的颗粒间的键的主链具有源自磷化合物(D)的磷原子、且不具有不源自金属氧化物(C)的金属原子的结构,还包括在该键的侧链上具有金属原子的结构。但是,层(Z1)的一部分可以具有金属氧化物(C)的颗粒彼此介由源自磷化合物(D)的磷原子和金属原子这两者进行键合而得到的结构(要进行键合的金属氧化物(C)的颗粒间的键的主链为具有源自磷化合物(D)的磷原子和金属原子这两者的结构)。
层(Z1)中,使金属氧化物(C)的颗粒彼此键合的金属原子、且不源自金属氧化物(C)的金属原子的摩尔数优选处于使金属氧化物(C)的颗粒彼此键合的磷原子的摩尔数的0~1倍的范围(例如为0~0.9倍的范围)。
层(Z1)中,作为金属氧化物(C)的各颗粒与磷原子的键合形态,可列举出例如构成金属氧化物(C)的金属原子(M)与磷原子(P)介由氧原子(O)进行键合而得到的形态。金属氧化物(C)的颗粒彼此可以介由1分子源自磷化合物(D)的磷原子(P)进行键合,也可以介由2分子以上的源自磷化合物(D)的磷原子(P)进行键合。作为所键合的2个金属氧化物(C)的颗粒间的具体键合形态,将构成所键合的一个金属氧化物(C)的颗粒的金属原子示作(Mα),将构成另一个金属氧化物(C)的颗粒的金属原子示作(Mβ)时,可列举出例如(Mα)-O-P-O-(Mβ)的键合形态;(Mα)-O-P-[O-P]n-O-(Mβ)的键合形态;(Mα)-O-P-E-P-O-(Mβ)的键合形态;(Mα)-O-P-E-P-[O-P-E-P]n-O-(Mβ)的键合形态等。在前述键合形态的例子中,n表示1以上的整数,E表示磷化合物(D)在分子中具有2个以上磷原子时存在于2个磷原子之间的构成原子群,省略了磷原子上键合的其它取代基的记载。
从所得到的多层结构体的气体阻隔性的观点出发,层(Z1)优选金属氧化物(C)的1个颗粒与多个其它金属氧化物(C)的颗粒进行键合。
金属氧化物(C)可以是键合有能够水解的特性基团且含有金属原子(M)的化合物(G)的水解缩合物。该特性基团的例子被包括在后述通式〔I〕的R1内。化合物(G)的水解缩合物实质上可以视作金属氧化物。因此,本说明书中,有时将化合物(G)的水解缩合物称为“金属氧化物(C)”。即,本说明书中,可以将“金属氧化物(C)”理解为“化合物(G)的水解缩合物”,此外,也可以将“化合物(G)的水解缩合物”理解为“金属氧化物(C)”。
层(Z1)的厚度(多层结构体具有2层以上的层(Z1)时是各层(Z1)的总厚度)优选处于0.05μm~4.0μm的范围,更优选处于0.1μm~2.0μm的范围。通过将层(Z1)减薄,能够将印刷、层压等加工时的多层结构体的尺寸变化抑制得较低。此外,由于多层结构体的柔软性增加,因此,还能够使其力学特性接近基材自身的力学特性。本发明的多层结构体具有2层以上的层(Z1)时,从气体阻隔性的观点出发,层(Z1)的平均1层的厚度优选为0.05μm以上。层(Z1)的厚度可通过用于形成层(Z1)的后述涂布液(T)的浓度、其涂布方法来控制。
层(Z1)的厚度可通过利用扫描型电子显微镜或透射型电子显微镜对多层结构体的截面进行观察来测定。应予说明,针对层(Y)和其它的层,也通过同样的方法来测定。
[金属氧化物(C)]
本发明中使用的金属氧化物(C)通常以颗粒形态与磷化合物(D)发生反应。
构成金属氧化物(C)的金属原子(有时将它们统称为“金属原子(M)”)为选自属于元素周期表第2~14族的金属原子中的至少1种金属原子,但至少包含铝原子。金属原子(M)可以单独为铝原子,也可以包含铝原子和除此之外的金属原子。应予说明,作为金属氧化物(C),可以混合使用2种以上的金属氧化物(C)。
铝原子在金属原子(M)中所占的比例通常为50摩尔%以上,可以为60摩尔%~100摩尔%的范围、80摩尔%~100摩尔%的范围。金属氧化物(C)的例子中包括通过液相合成法、气相合成法、固体粉碎法等方法而制造的金属氧化物。
[化合物(G)]
由于容易控制反应、所得多层结构体的气体阻隔性优异,因此,化合物(G)优选包含下述通式〔I〕所示的至少1种化合物(G1)。
Al(R1k(R23-k 〔I〕
式中,R1为卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、NO3、可以具有取代基的碳原子数1~9的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数2~9的酰氧基、可以具有取代基的碳原子数3~9的烯氧基、可以具有取代基的碳原子数5~15的β-二酮合基、或者可以具有取代基的具有碳原子数1~9的酰基的二酰基甲基。R2为可以具有取代基的碳原子数1~9的烷基、可以具有取代基的碳原子数7~10的芳烷基、可以具有取代基的碳原子数2~9的烯基、或者可以具有取代基的碳原子数6~10的芳基。k为1~3的整数。R1存在多个时,R1可以彼此相同也可以不同。R2存在多个时,R2可以彼此相同也可以不同。
化合物(G)除了包含化合物(G1)之外,还可以包含下述通式〔II〕所示的至少1种化合物(G2)。
M1(R3m(R4n-m 〔II〕
式中,M1为除了铝原子之外的金属原子,为选自元素周期表第2~14族的金属原子中的至少1种金属原子。R3为卤原子(氟原子、氯原子、溴原子、碘原子)、NO3、可以具有取代基的碳原子数1~9的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数2~9的酰氧基、可以具有取代基的碳原子数3~9的烯氧基、可以具有取代基的碳原子数5~15的β-二酮合基、或者可以具有取代基的具有碳原子数1~9的酰基的二酰基甲基。R4为可以具有取代基的碳原子数1~9的烷基、可以具有取代基的碳原子数7~10的芳烷基、可以具有取代基的碳原子数2~9的烯基、或者可以具有取代基的碳原子数6~10的芳基。m为1~n的整数。n等同于M1的原子价。R3存在多个时,R3可以彼此相同也可以不同。R4存在多个时,R4可以彼此相同也可以不同。
作为R1和R3的烷氧基,可列举出例如甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、苯甲氧基、二苯基甲氧基、三苯甲基氧基、4-甲氧基苯甲氧基、甲氧基甲氧基、1-乙氧基乙氧基、苯甲氧基甲氧基、2-三甲基甲硅烷基乙氧基、2-三甲基甲硅烷基乙氧基甲氧基、苯氧基、4-甲氧基苯氧基等。
作为R1和R3的酰氧基,可列举出例如乙酰氧基、乙基羰氧基、正丙基羰氧基、异丙基羰氧基、正丁基羰氧基、异丁基羰氧基、仲丁基羰氧基、叔丁基羰氧基、正辛基羰氧基等。
作为R1和R3的烯氧基,可列举出例如烯丙氧基、2-丙烯氧基、2-丁烯氧基、1-甲基-2-丙烯氧基、3-丁烯氧基、2-甲基-2-丙烯氧基、2-戊烯氧基、3-戊烯氧基、4-戊烯氧基、1-甲基-3-丁烯氧基、1,2-二甲基-2-丙烯氧基、1,1-二甲基-2-丙烯氧基、2-甲基-2-丁烯氧基、3-甲基-2-丁烯氧基、2-甲基-3-丁烯氧基、3-甲基-3-丁烯氧基、1-乙烯基-2-丙烯氧基、5-己烯氧基等。
作为R1和R3的β-二酮合基,可列举出例如2,4-戊二酮合基、1,1,1-三氟-2,4-戊二酮合基、1,1,1,5,5,5-六氟-2,4-戊二酮合基、2,2,6,6-四甲基-3,5-庚二酮合基、1,3-丁二酮合基、2-甲基-1,3-丁二酮合基、2-甲基-1,3-丁二酮合基、苯甲酰基丙酮合基等。
作为R1和R3的二酰基甲基中的酰基,可列举出例如甲酰基、乙酰基、丙酰基(propanoyl group)、丁酰基(butanoyl group)、戊酰基(valeryl group)、己酰基等碳原子数为1~6的脂肪族酰基;苯甲酰基、甲基苯甲酰基等芳香族酰基(芳酰基)等。
作为R2和R4的烷基,可列举出例如甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、异丁基、仲丁基、叔丁基、正戊基、异戊基、正己基、异己基、3-甲基戊基、2-甲基戊基、1,2-二甲基丁基、环丙基、环戊基、环己基等。
作为R2和R4的芳烷基,可列举出例如苯甲基、苯基乙基(苯乙基)等。
作为R2和R4的烯基,可列举出例如乙烯基、1-丙烯基、2-丙烯基、异丙烯基、3-丁烯基、2-丁烯基、1-丁烯基、1-甲基-2-丙烯基、1-甲基-1-丙烯基、1-乙基-1-乙烯基、2-甲基-2-丙烯基、2-甲基-1-丙烯基、3-甲基-2-丁烯基、4-戊烯基等。
作为R2和R4的芳基,可列举出例如苯基、1-萘基、2-萘基等。
作为R1、R2、R3和R4中的取代基,可列举出例如碳原子数1~6的烷基;甲氧基、乙氧基、正丙氧基、异丙氧基、正丁氧基、异丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基、正戊氧基、异戊氧基、正己氧基、环丙氧基、环丁氧基、环戊氧基、环己氧基等碳原子数1~6的烷氧基;甲氧基羰基、乙氧基羰基、正丙氧基羰基、异丙氧基羰基、正丁氧基羰基、异丁氧基羰基、仲丁氧基羰基、叔丁氧基羰基、正戊氧基羰基、异戊氧基羰基、环丙氧基羰基、环丁氧基羰基、环戊氧基羰基等碳原子数1~6的烷氧基羰基;苯基、甲苯基、萘基等芳香族烃基;氟原子、氯原子、溴原子、碘原子等卤原子;碳原子数1~6的酰基;碳原子数7~10的芳烷基;碳原子数7~10的芳烷基氧基;碳原子数1~6的烷基氨基;具有碳原子数1~6的烷基的二烷基氨基等。
作为R1,优选为卤原子、NO3、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数2~6的酰氧基、可以具有取代基的碳原子数5~10的β-二酮合基、或者可以具有取代基的具有碳原子数1~6的酰基的二酰基甲基。
作为R2,优选为可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。式〔I〕的k优选为3。
作为R3,优选为卤原子、NO3、可以具有取代基的碳原子数1~6的烷氧基、可以具有取代基的碳原子数2~6的酰氧基、可以具有取代基的碳原子数5~10的β-二酮合基、或者可以具有取代基的具有碳原子数1~6的酰基的二酰基甲基。
作为R4,优选为可以具有取代基的碳原子数1~6的烷基。作为M1,优选为属于元素周期表第4族的金属原子,更优选为钛、锆。M1为属于元素周期表第4族的金属原子时,式〔II〕的m优选为4。
应予说明,硼和硅有时被分类为半金属,但在本说明书中,将它们包括在金属中。
作为化合物(G1),可列举出例如氯化铝、硝酸铝、乙酸铝、三(2,4-戊二酮合基)铝、三甲氧基铝、三乙氧基铝、三正丙氧基铝、三异丙氧基铝、三正丁氧基铝、三仲丁氧基铝、三叔丁氧基铝等,其中,更优选为三异丙氧基铝和三仲丁氧基铝。作为化合物(G),可以混合使用2种以上的化合物(G1)。
作为化合物(G2),可列举出例如四(2,4-戊二酮合)钛、四甲氧基钛、四乙氧基钛、四异丙氧基钛、四正丁氧基钛、四(2-乙基己氧基)钛等钛化合物;四(2,4-戊二酮合)锆、四正丙氧基锆、四正丁氧基锆等锆化合物等。它们可以单独使用1种,也可以并用2种以上的化合物(G2)。
在能够得到本发明效果的情况下,化合物(G1)在化合物(G)中所占的比例没有特别限定。除了化合物(G1)之外的化合物(例如,化合物(G2))在化合物(G)中所占的比例例如优选为20摩尔%以下、更优选为10摩尔%以下、进一步优选为5摩尔%以下、可以为0摩尔%。
通过化合物(G)被水解,化合物(G)所具有的能够水解的特性基团中的至少一部分被转换成羟基。进而,通过使该水解物发生缩合,形成金属原子(M)介由氧原子(O)而被键合的化合物。如果重复该缩合,则形成实质上被视作金属氧化物的化合物。应予说明,这样操作而形成的金属氧化物(C)的表面通常存在羟基。
本说明书中,[仅键合于金属原子(M)的氧原子(O)的摩尔数]/[金属原子(M)的摩尔数]之比为0.8以上的化合物被包括在金属氧化物(C)中。此处,仅键合于金属原子(M)的氧原子(O)是M-O-M所示结构中的氧原子(O),不包括如M-O-H所示结构中的氧原子(O)那样地键合于金属原子(M)和氢原子(H)的氧原子。金属氧化物(C)中的前述比值优选为0.9以上、更优选为1.0以上、进一步优选为1.1以上。该比值的上限没有特别限定,如果将金属原子(M)的原子价记作n,则通常用n/2表示。
为了发生前述水解缩合,重要的是,化合物(G)具有能够水解的特性基团。在没有键合这些基团的情况下,水解缩合反应不会发生或者变得极其缓慢,因此难以制备作为目标的金属氧化物(C)。
化合物(G)的水解缩合物例如可以通过公知的溶胶凝胶法所采用的方法由特定的原料来制造。该原料中可以使用选自化合物(G)、化合物(G)的部分水解物、化合物(G)的完全水解物、化合物(G)经部分水解缩合而得到的化合物、以及化合物(G)的完全水解物的一部分进行缩合而得到的化合物中的至少1种。
供于与磷化合物(D)含有物(磷化合物(D)或者包含磷化合物(D)的组合物)的混合的金属氧化物(C)优选实质上不含磷原子。
层(Z1)中具有金属氧化物(C)的颗粒彼此介由源自磷化合物(D)的磷原子进行键合而得到的特定结构。该层(Z1)中的金属氧化物(C)的颗粒形状、尺寸与供于与磷化合物(D)含有物(磷化合物(D)或者包含磷化合物(D)的组合物)的混合的金属氧化物(C)的颗粒形状、尺寸可以分别相同也可以不同。即,作为层(Z1)的原料而使用的金属氧化物(C)的颗粒在形成层(Z1)的过程中,形状、尺寸可以发生变化。
[磷化合物(D)]
磷化合物(D)含有能够与金属氧化物(C)发生反应的部位,典型而言,含有多个这样的部位。在一个优选例中,磷化合物(D)含有2~20个这样的部位(原子团或官能团)。这样的部位的例子中,包括能够与金属氧化物(C)的表面上存在的官能团(例如羟基)发生反应的部位。例如,这样的部位的例子中,包括直接键合于磷原子的卤原子、直接键合于磷原子的氧原子。这些卤原子、氧原子能够与金属氧化物(C)的表面上存在的羟基发生缩合反应(水解缩合反应)。金属氧化物(C)的表面上存在的官能团(例如羟基)通常键合于构成金属氧化物(C)的金属原子(M)。
作为磷化合物(D),可以使用具有卤原子或氧原子直接键合于磷原子的结构的磷化合物。这种磷化合物(D)可通过与金属氧化物(C)的表面上存在的羟基发生(水解)缩合来形成键。磷化合物(D)可以具有1个磷原子,也可以具有2个以上的磷原子。
作为磷化合物(D),可列举出例如磷酸、二磷酸、三磷酸、4分子以上的磷酸发生缩合而得到的多磷酸、亚磷酸、膦酸、亚膦酸、次膦酸、三价膦酸等磷的含氧酸、以及它们的盐(例如磷酸钠)、以及它们的衍生物(例如卤化物(例如磷酰氯)、脱水物(例如五氧化二磷))等。
这些磷化合物(D)可以单独使用1种,也可以并用2种以上。这些磷化合物(D)之中,优选单独使用磷酸、或者将磷酸与除此之外的磷化合物(D)组合使用。通过使用磷酸,后述涂布液(T)的稳定性和所得到的多层结构体的气体阻隔性提高。
层(Z1)可以包含特定的聚合物(F)。聚合物(F)可以为具有选自羟基、羧基、羧酸酐基和羧基的盐中的至少1种官能团的聚合物。聚合物(F)例如可以为针对聚合物(B)而例示出的聚合物。此外,层(Z1)还可以包含除聚合物(F)之外的其它成分。作为其它成分,可列举出例如作为层(Y)中可以包含的其它成分而例示出的物质。层(Z1)中的前述其它成分的含有率优选为50质量%以下、更优选为20质量%以下、进一步优选为10质量%以下、特别优选为5质量%以下。
[无机蒸镀层、层(Z2)、层(Z3)]
多层结构体可以包含无机蒸镀层。无机蒸镀层可通过蒸镀无机物来形成。作为无机物,可列举出例如金属(例如铝)、金属氧化物(例如氧化硅、氧化铝)、金属氮化物(例如氮化硅)、金属氮化氧化物(例如氧氮化硅)、金属碳化氮化物(例如碳氮化硅)等。这些之中,从对氧气、水蒸气的阻隔性优异的观点出发,优选为由氧化铝、氧化硅、氧化镁或氮化硅形成的无机蒸镀层。本发明的多层结构体中的层(Z)可以为含有铝的无机蒸镀层。例如,层(Z)可以包含属于铝蒸镀层的层(Z2)和/或属于氧化铝蒸镀层的层(Z3)。一例中,层(Z)为层(Z2)或层(Z3)。
无机蒸镀层的形成方法没有特别限定,可以使用真空蒸镀法(例如电阻加热蒸镀、电子束蒸镀、分子束外延法等)、溅射法、离子镀法等物理气相生长法、热化学气相生长法(例如催化化学气相生长法)、光化学气相生长法、等离子体化学气相生长法(例如电容耦合等离子体、电感耦合等离子体、表面波等离子体、电子回旋共振、双磁控、原子层沉积法等)、有机金属气相生长法等化学气相生长法。
无机蒸镀层的厚度因构成无机蒸镀层的成分种类而异,优选处于0.002~0.5μm的范围、更优选为0.005~0.2μm的范围、进一步优选为0.01~0.1μm的范围。在该范围内,选择多层结构体的阻隔性、机械物性变得良好的厚度即可。如果无机蒸镀层的厚度小于0.002μm,则存在无机蒸镀层表现出对氧气、水蒸气的阻隔性的重现性降低的倾向,此外,还存在无机蒸镀层不会表现出充分阻隔性的情况。此外,如果无机蒸镀层的厚度超过0.5μm,则在将多层结构体进行拉伸或者使其弯曲时,存在无机蒸镀层的阻隔性容易降低的倾向。
[多层结构体的制造方法]
根据本发明的制造方法,能够制造本发明的多层结构体。针对本发明的多层结构体说明的事项可应用于本发明的制造方法,因此有时省略重复的说明。此外,针对本发明的制造方法说明的事项可应用于本发明的多层结构体。
本发明的制造方法是制造包含基材(X)、层(Y)和层(Z)的多层结构体的方法。该制造方法包括:形成含铝原子的层(Z)的步骤;以及作为层(Y)形成步骤的步骤(Y-i)和(Y-ii)。步骤(Y-i)中,通过将含有磷原子的化合物(A)、具有羟基和/或羧基的聚合物(B)、以及溶剂进行混合,从而制备包含化合物(A)、聚合物(B)和溶剂的涂布液(S)。步骤(Y-ii)中,使用涂布液(S)在基材(X)上或层(Z)上形成层(Y)。步骤(Y-i)中,化合物(A)与聚合物(B)在质量比为15:85~99:1的范围内进行混合。由此,形成化合物(A)与聚合物(B)以该比率进行混合而得到的层(Y)。针对化合物(A)、聚合物(B)和它们的质量比见上述,因此省略重复的说明。
[涂布液(S)]
通常,涂布液(S)是将化合物(A)和聚合物(B)溶于溶剂而得到的溶液。涂布液(S)可以通过将化合物(A)和聚合物(B)溶于溶剂来制备。此外,制造化合物(A)和/或聚合物(B)时得到的溶液也可以直接使用。化合物(A)和/或聚合物(B)的溶解性低时,可以通过实施加热处理、超声处理来促进溶解。
涂布液(S)中使用的溶剂可以根据化合物(A)和聚合物(B)的种类来适当选择,但优选为水、醇类、或者它们的混合溶剂。在不妨碍化合物(A)和/或聚合物(B)溶解的情况下,溶剂可以包含四氢呋喃、二噁烷、三噁烷、二甲氧基乙烷等醚;丙酮、甲乙酮等酮;乙二醇、丙二醇等二醇;甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、正丁基溶纤剂等二醇衍生物;甘油;乙腈;二甲基甲酰胺等酰胺;二甲基亚砜;环丁砜等。
从溶液的保存稳定性、涂布性的观点出发,涂布液(S)中的化合物(A)和/或聚合物(B)的固体成分浓度优选处于0.01~60质量%的范围、更优选处于0.1~50质量%的范围、进一步优选处于0.2~40质量%的范围。固体成分浓度可通过与针对后述涂布液(T)记载的方法相同的方法来求出。
从涂布液(S)的保存稳定性和多层结构体的气体阻隔性的观点出发,涂布液(S)的pH优选处于0.1~6.0的范围、更优选处于0.2~5.0的范围、进一步优选处于0.5~4.0的范围。涂布液(S)的pH可通过公知的方法来调整,例如可通过添加酸性化合物、碱性化合物来调整。
此外,涂布液(S)可以根据需要进行脱气和/或脱泡处理。作为脱气和/或脱泡处理的方法,存在例如基于减压、加热、离心、超声等的方法,优选为包括减压的方法。
涂布时的涂布液(S)的利用Brookfield形旋转粘度计(SB型粘度计:转子No.3、转速为60rpm)测定的粘度在涂布时的温度下优选为3,000mPa·s以下、更优选为2,000mPa·s以下。通过使该粘度为3,000mPa·s以下,涂布液(S)的流平性提高,能够得到外观更优异的多层结构体。此外,作为涂布液(S)的粘度,优选为50mPa·s以上、更优选为100mPa·s以上、进一步优选为200mPa·s以上。
作为调整涂布液(S)粘度的方法,可以采用例如调整固体成分的浓度、调整pH、添加粘度调节剂之类的方法。在能够得到本发明效果的范围内,涂布液(S)可以包含上述层(Y)中包含的其它成分。
通常,在步骤(Y-ii)中,通过在涂覆涂布液(S)之后去除溶剂,从而形成层(Y)。涂布涂布液(S)的方法没有特别限定,可以采用公知的方法。作为涂布方法,可列举出例如流延法、浸渍法、辊涂法、凹版涂布法、丝网印刷法、反向涂布法、喷涂法、吻涂法、模涂法、计量棒涂、并用密封刮刀的涂布法、帘涂法、棒涂法等。
通常,在步骤(Y-ii)中,通过去除涂布液(S)中的溶剂,从而形成层(Y)。涂布液(S)的溶剂去除方法没有特别限定,可以应用公知的干燥方法。作为干燥方法,可列举出例如热风干燥法、热辊接触法、红外线加热法、微波加热法等。干燥温度优选比基材(X)的流动起始温度低0~15℃以上。干燥温度优选处于70~200℃的范围,更优选处于80~180℃的范围,进一步优选处于90~160℃的范围。溶剂的去除可以在常压下或减压下的任意情况下实施。此外,在后述步骤(Z-ii)与步骤(Z-iii)之间实施步骤(Y-ii)时,可以通过后述步骤(Z-iii)中的热处理来去除溶剂。
可以在层状基材(X)的两面上介由或不介由层(Z)地形成层(Y)。此时的一例中,通过将涂布液(S)涂布在一个面后,去除溶剂来形成第1层(Y)。接着,通过将涂布液(S)涂布在另一个面后,去除溶剂来形成第2层(Y)。涂布至各个面的涂布液(S)的组成可以相同,也可以不同。
[层(Z)形成步骤]
本发明的制造方法包括在基材(X)上或层(Y)上形成含铝原子的层(Z)的步骤。根据层(Z)形成步骤,能够得到包含层(Z)的多层结构体。层(Z)与层(Y)以邻接的方式来形成。
层(Z)形成步骤可以在任意阶段中进行。例如,层(Z)形成步骤可以在步骤(Y-i)之前进行,也可以在步骤(Y-ii)之前进行,还可以在步骤(Y-ii)之后进行,可以在它们之间的任意阶段中进行。在基材(X)与层(Z)之间配置层(Y)时,在步骤(Y-ii)之后进行层(Z)形成步骤。此外,在基材(X)与层(Y)之间配置层(Z)时,在步骤(Y-ii)之前进行层(Z)形成步骤。此时,在步骤(Y-ii)中,涂布液(S)被涂布至层(Z)。
层(Z)为属于铝蒸镀层的层(Z2)或者属于氧化铝蒸镀层的层(Z3)时,这些层可通过上述一般的蒸镀法来形成。因此,以下针对层(Z1)的形成方法进行详细说明。应予说明,层(Z1)的形成方法的一例如日本特开2013-208794号公报记载。
形成层(Z1)时,层(Z)形成步骤可以包括下述步骤(Z-i)、(Z-ii)和(Z-iii)。步骤(Z-i)中,通过将金属氧化物(C)、磷化合物(D)和溶剂进行混合来制备涂布液(T)。步骤(Z-ii)中,通过在基材(X)上涂覆涂布液(T),在基材(X)上或层(Y)上形成层(Z1)的前体层。步骤(Z-iii)中,通过将其前体层以110℃以上的温度进行热处理,从而在基材(X)上或层(Y)上形成层(Z1)。针对步骤(Z-i)~(Z-iii)的详情见后述。
在基材(X)与层(Y)之间形成层(Z1)时,各步骤通常按照步骤(Z-i)、步骤(Z-ii)、步骤(Z-iii)、步骤(Y-ii)的顺序来实施。步骤(Y-i)只要在步骤(Y-ii)之前就没有特别限定,可以在任意阶段中进行,也可以与步骤(Z-i)同时进行。另一方面,在基材(X)与层(Z1)之间形成层(Y)时,在步骤(Z-ii)之前(可以在步骤(Z-i)之前)实施步骤(Y-ii)。此外,也可以在步骤(Z-ii)与步骤(Z-iii)之间实施步骤(Y-ii)。从得到外观优异的多层结构体的观点出发,优选在步骤(Z-iii)之后实施步骤(Y-ii)。
[步骤(Z-i)]
步骤(Z-i)中,通过至少将金属氧化物(C)、磷化合物(D)和溶剂进行混合,从而制备包含它们的涂布液(T)。从1个观点来看,在步骤(Z-i)中,使金属氧化物(C)与磷化合物(D)在溶剂中发生反应。
将金属氧化物(C)、磷化合物(D)和溶剂进行混合时,也可以使其它化合物(例如聚合物(F))共存。
[金属氧化物(C)的分散液]
供于与磷化合物(D)混合的(即将混合之前的)金属氧化物(C)可以为金属氧化物(C)本身,也可以为包含金属氧化物(C)的组合物形态。在一个优选例中,在通过使金属氧化物(C)分散至溶剂而得到的分散液的形态下,将金属氧化物(C)与磷化合物(D)进行混合。作为溶剂,可以使用任意溶剂,优选为水或者含水的混合溶剂。
金属氧化物(C)为氧化铝时,在氧化铝的分散液的制备中,首先,在根据需要通过添加酸而调整了pH的水溶液中将铝醇盐进行水解缩合,从而得到氧化铝的浆料。接着,通过将该浆料在特定量的酸存在下进行抗絮凝,从而能够得到氧化铝的分散液。应予说明,含有除铝之外的金属原子的金属氧化物(C)的分散液也可以通过相同的制造方法来制造。
作为水解缩合中使用的酸催化剂,例如优选为盐酸、硫酸、硝酸、乙酸、乳酸和丁酸,更优选为硝酸和乙酸。在水解缩合时使用酸催化剂时,优选根据酸的种类而使用适当的量,使得水解缩合前的pH处于2.0~4.0的范围。
步骤(Z-i)优选包括下述步骤(Z-i-1)~(Z-i-3)。
步骤(Z-i-1):制备包含金属氧化物(C)的分散液(J)的步骤、
步骤(Z-i-2):制备包含磷化合物(D)的溶液(K)的步骤、
步骤(Z-i-3):将通过步骤(Z-i-1)和(Z-i-2)得到的分散液(J)与溶液(K)进行混合的步骤。
步骤(Z-i-2)可以在步骤(Z-i-1)之前进行,也可以与步骤(Z-i-1)同时进行,还可以在步骤(Z-i-1)之后进行。
[步骤(Z-i-1)]
步骤(Z-i-1)中,制备包含金属氧化物(C)的分散液(J)。分散液(J)可以为金属氧化物(C)的分散液。该分散液(J)例如可通过按照公知的溶胶凝胶法中采用的方法来制备,例如通过将化合物(G)、水和根据需要的酸催化剂、有机溶剂进行混合,并将化合物(G)进行缩合或水解缩合来制备。通过将化合物(G)进行缩合或水解缩合而得到的金属氧化物(C)的分散液可以直接用作包含金属氧化物(C)的分散液(J),根据需要,也可以对分散液(J)进行特定的处理(前述那样的抗絮凝、用于控制浓度的溶剂增减等)。步骤(Z-i-1)中使用的溶剂没有特别限定,优选为甲醇、乙醇、异丙醇等醇类、水和它们的混合溶剂。进而,步骤(Z-i-1)可以包括使选自化合物(G)和化合物(G)的水解物中的至少1种化合物进行缩合(例如水解缩合)的步骤。
[步骤(Z-i-2)]
步骤(Z-i-2)中,制备包含磷化合物(D)的溶液(K)。溶液(K)通过使磷化合物(B)溶于溶剂来制备。磷化合物(D)的溶解性低时,可以通过实施加热处理、超声处理来促进溶解。
用于制备溶液(K)的溶剂可根据磷化合物(D)的种类来适当选择,优选包含水。在不妨碍磷化合物(D)溶解的情况下,溶剂可以包含甲醇、乙醇、四氢呋喃、1,4-二噁烷、三噁烷、二甲氧基乙烷、丙酮、甲乙酮、乙二醇、丙二醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、正丁基溶纤剂、甘油、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜等有机溶剂。
[步骤(Z-i-3)]
步骤(Z-i-3)中,将分散液(J)与溶液(K)进行混合。分散液(J)与溶液(K)的混合优选在搅拌下进行。此时,可以向正在搅拌的分散液(J)中添加溶液(K),也可以向正在搅拌的溶液(K)中添加分散液(J)。通过自混合结束的时刻起进一步持续搅拌30分钟左右,有时能够得到保存稳定性优异的涂布液(T)。
在步骤(Z-i-3)中混合时的分散液(J)和溶液(K)的温度优选为50℃以下、更优选为30℃以下、进一步优选为20℃以下。
涂布液(T)可以包含聚合物(F)。此外,涂布液(T)根据需要可以包含选自乙酸、盐酸、硝酸、三氟乙酸、三氯乙酸中的至少1种酸化合物(Q)。
通过步骤(Z-i-3)得到的溶液可以直接用作涂布液(T)。此时,分散液(J)、溶液(K)中包含的溶剂通常成为涂布液(T)的溶剂。此外,也可以对通过步骤(Z-i-3)得到的溶液进行有机溶剂的添加、pH的调整、添加物的添加等处理后,作为涂布液(T)。
在不会损害所得涂布液(T)的稳定性的范围内,可以向通过步骤(Z-i-3)得到的溶液中添加有机溶剂。通过添加有机溶剂,有时容易向步骤(Z-ii)中的基材(X)或层(Y)上涂覆涂布液(T)。作为有机溶剂,优选在所得涂布液(T)中均匀地混合。作为有机溶剂,可列举出例如甲醇、乙醇、四氢呋喃、1,4-二噁烷、三噁烷、二甲氧基乙烷、丙酮、甲乙酮、乙二醇、丙二醇、甲基溶纤剂、乙基溶纤剂、正丁基溶纤剂、甘油、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、环丁砜等。
从涂布液(T)的保存稳定性以及涂布液(T)对于基材的涂布性的观点出发,涂布液(T)的固体成分浓度优选处于1~20质量%的范围、更优选处于2~15质量%的范围、进一步优选处于3~10质量%的范围。涂布液(T)的固体成分浓度例如可通过在蒸馏去除涂布液(T)中的溶剂后残留的固体成分的质量除以供于处理的涂布液(T)的质量来算出。
从涂布液(T)的保存稳定性和多层结构体的气体阻隔性的观点出发,涂布液(T)的pH优选处于0.1~6.0的范围、更优选处于0.2~5.0的范围、进一步优选处于0.5~4.0的范围。涂布液(T)的pH可通过公知的方法来调整,例如可通过添加酸性化合物、碱性化合物来调整。
作为以涂布液(T)的粘度处于前述范围的方式进行调整的方法,可以采用例如调整固体成分的浓度、调整pH、添加粘度调节剂之类的方法,但不限定于它们。在能够得到本发明效果的范围内,涂布液(T)可以包含上述层(Y)中包含的其它成分。
[步骤(Z-ii)]
步骤(Z-ii)中,通过在基材(X)上或层(Y)上涂覆涂布液(T),从而在基材(X)上或层(Y)上形成层(Z1)的前体层。涂布液(T)可以直接涂布在基材(X)的至少一个面上,也可以隔着其它层(层(Y))而涂布在基材(X)上。此外,涂覆涂布液(T)之前,利用公知的锚涂剂对基材(X)的表面进行处理、或者在基材(X)的表面上涂布公知的粘接剂等,可以在基材(X)的表面上预先形成粘接层(L)。此外,通过在利用前述步骤(Y-ii)而形成至基材(X)上的层(Y)上涂覆涂布液(T),从而可以在层(Y)上形成层(Z1)的前体层。
涂布液(T)根据需要可以进行脱气和/或脱泡处理。作为脱气和/或脱泡处理的方法,例如有基于减压、加热、离心、超声等的方法,优选为包括减压的方法。
利用步骤(Z-ii)进行涂布时的涂布液(T)的利用Brookfield形旋转粘度计(SB型粘度计:转子No.3、转速为60rpm)测定的粘度在涂布时的温度下优选为3,000mPa·s以下、更优选为2,000mPa·s以下。通过使该粘度为3,000mPa·s以下,涂布液(T)的流平性提高,能够得到外观更优异的多层结构体。利用步骤(Z-ii)进行涂布时的涂布液(T)的粘度可根据浓度、温度、步骤(Z-i-3)的混合后的搅拌时间、搅拌强度来进行调整。例如,通过延长进行步骤(Z-i-3)的混合后的搅拌,有时能够降低粘度。将涂布液(T)涂布在基材(X)上或层(Y)上的方法没有特别限定,可以使用公知的方法。作为涂布方法,可列举出例如在步骤(Y-ii)中涂覆涂布液(S)的方法。
通常,在步骤(Z-ii)中,通过去除涂布液(T)中的溶剂,从而形成层(Z1)的前体层。溶剂的去除方法没有特别限定,可以应用公知的干燥方法。作为干燥方法,可列举出例如热风干燥法、热辊接触法、红外线加热法、微波加热法等。干燥温度优选比基材(X)的流动起始温度低0~15℃以上。涂布液(T)包含聚合物(F)时,干燥温度优选比聚合物(F)的热分解起始温度低15~20℃以上。干燥温度优选处于70~200℃的范围、更优选处于80~180℃的范围、进一步优选处于90~160℃的范围。溶剂的去除可以在常压下或减压下的任意情况下实施。此外,通过后述步骤(Z-iii)中的热处理,也可以去除溶剂。
在层状基材(X)的两面层叠层(Z1)时的一例中,首先,通过将涂布液(T)涂布至基材(X)的一个面后,去除溶剂来形成第1层(第1层(Z1)的前体层)。接着,通过将涂布液(T)涂布至基材(X)的另一个面后,去除溶剂来形成第2层(第2层(Z1)的前体层)。涂布至各个面的涂布液(T)的组成可以相同,也可以不同。
在具有立体形状的基材(X)的多个面上层叠层(Z1)时,可以通过前述方法在各个面上分别形成层(层(Z1)的前体层)。或者,通过将涂布液(T)同时涂布至基材(X)的多个面并使其干燥,可以同时形成多个层(层(Z1)的前体层)。
[步骤(Z-iii)]
步骤(Z-iii)中,通过将步骤(Z-ii)中形成的前体层(层(Z1)的前体层)以110℃以上的温度进行热处理,从而形成层(Z1)。
步骤(Z-iii)中,金属氧化物(C)的颗粒彼此介由磷原子(源自磷化合物(D)的磷原子)进行键合反应。从其它观点出发,步骤(Z-iii)中进行生成反应产物(E)的反应。为了使该反应充分进行,热处理的温度优选为110℃以上、更优选为140℃以上、进一步优选为170℃以上、特别优选为190℃以上。若热处理温度低,则得到充分反应度所消耗的时间变长,导致生产性降低。热处理温度的优选上限因基材(X)的种类等而异。例如,将由聚酰胺系树脂形成的热塑性树脂膜用作基材(X)时,热处理的温度优选为190℃以下。此外,将由聚酯系树脂形成的热塑性树脂膜用作基材(X)时,热处理的温度优选为220℃以下。热处理可以在空气气氛下、氮气气氛下、氩气气氛下等实施。
热处理的时间优选处于0.1秒~1小时的范围、更优选处于1秒~15分钟的范围、进一步优选处于5~300秒的范围。
用于制造多层结构体的本发明的方法可以包括对层(Z1)的前体层或层(Z1)照射紫外线的步骤。紫外线照射可以在步骤(Z-ii)之后(例如,所涂布的涂布液(T)的溶剂去除基本结束后)的任意阶段中进行。其方法没有特别限定,可以应用公知的方法。要照射的紫外线的波长优选处于170~250nm的范围、更优选处于170~190nm的范围和/或230~250nm的范围。此外,还可以进行电子射线、γ射线等放射线的照射来代替紫外线照射。通过进行紫外线照射,有时更高度地表现出多层结构体的气体阻隔性能。
为了在基材(X)与层(Z1)之间配置粘接层(L),可以在涂覆涂布液(T)之前,用公知的锚涂剂对基材(X)的表面进行处理、或者在基材(X)的表面上涂布公知的粘接剂。此时,优选进行熟成处理。具体而言,优选的是,在涂布涂布液(T)之后且步骤(Z-iii)的热处理步骤之前,将涂布有涂布液(T)的基材(X)在较低温度下长时间放置。熟成处理的温度优选低于110℃、更优选为100℃以下、进一步优选为90℃以下。此外,熟成处理的温度优选为10℃以上、更优选为20℃以上、进一步优选为30℃以上。熟成处理的时间优选处于0.5~10天的范围、更优选处于1~7天的范围、进一步优选处于1~5天的范围。通过进行这种熟成处理,基材(X)与层(Z1)之间的粘接力变得更稳固。
可以将这样操作而得到的多层结构体直接用作本发明的多层结构体。但是,在该多层结构体上如前述那样地进一步粘接或形成有其它构件(例如其它层)的层叠体也可以作为本发明的多层结构体。该构件的粘接可通过公知的方法来进行。
[挤出涂布层压]
关于本发明的多层结构体,例如在基材(X)或层(Z)上直接或介由粘接层(L)来层叠层(Y)后,进一步直接或介由粘接层(L)通过挤出涂布层压法来形成其它层,从而可以进一步具有通过挤出涂布层压而形成的层。本发明中能够使用的挤出涂布层压法没有特别限定,可以使用公知的方法。典型的挤出涂布层压法中,将熔融的热塑性树脂送至T模具,将从T模具的平缝中取出的热塑性树脂进行冷却,由此制造层压膜。
针对挤出涂布层压法中的最普遍的单式层压法的一例,参照附图进行如下说明。将单式层压法中使用的装置的一例示于图11。应予说明,图11是仅示意性地示出装置的主要部分的图,与实际装置不同。图11的装置50包括挤出机51、T模具52、冷却辊53和橡胶辊54。冷却辊53和橡胶辊54以其辊面彼此接触的状态而被配置。
热塑性树脂在挤出机内被加热熔融,从T模具52的平缝中挤出而成为树脂膜502。该树脂膜502成为包含热塑性树脂的层。另一方面,从片材进给装置(未图示)输送层叠体501,与树脂膜502一同被夹持在冷却辊53与橡胶辊54之间。通过在层叠体501与树脂膜502层叠的状态下被夹持在冷却辊53与橡胶辊54之间,从而制造将层叠体501与树脂膜502一体化的层压膜(多层结构体)503。
前述单式层压法以外的挤出涂布层压法的例子包括夹心层压法和串联层压法等。夹心层压法是将熔融的热塑性树脂挤出至一个基材上,并从其它开卷机(退卷机)供给第二基材且进行贴合的方法。串联层压法是将两台单式层压机连接并一次制作5层结构的层叠体的方法。
通过使用前述层叠体,能够得到在挤出涂布层压后也维持高阻隔性能的多层结构体。
[粘接层(L)]
本发明的多层结构体中,层(Y)和/或层(Z)可以以直接接触基材(X)的方式进行层叠。此外,层(Y)和/或层(Z)也可以介由其它层而层叠至基材(X)。例如,层(Y)和/或层(Z)可以介由粘接层(L)而层叠至基材(X)。根据该构成,有时能够提高基材(X)与层(Y)和/或层(Z)的粘接性。粘接层(L)可以由粘接性树脂形成。由粘接性树脂形成的粘接层(L)可以通过用公知的锚涂剂对基材(X)的表面进行处理、或者在基材(X)的表面上涂布公知的粘接剂来形成。作为该粘接剂,优选为将多异氰酸酯成分与多元醇成分混合并使其反应的双液反应型聚氨酯系粘接剂。此外,通过向锚涂剂、粘接剂中添加公知的硅烷偶联剂等少量添加剂,有时能够进一步提高粘接性。作为硅烷偶联剂,可列举出例如具有异氰酸酯基、环氧基、氨基、脲基、巯基等反应性基团的硅烷偶联剂,但不限定于它们。通过介由粘接层(L)将基材(X)与层(Y)和/或层(Z)进行稳固地粘接,对本发明的多层结构体实施印刷、层压等加工时,能够更有效地抑制气体阻隔性、外观的恶化,进而,能够提高使用本发明的多层结构体得到的包装材料的下落强度。粘接层(L)的厚度优选为0.01~10.0μm的范围、更优选为0.03~5.0μm的范围。
[其它层]
本发明的多层结构体可以包含用于赋予各种特性例如热封性、或者提高阻隔性、力学物性的其它层。这种本发明的多层结构体例如可以如下制造:在基材(X)上直接或介由粘接层(L)层叠层(Y)和层(Z)后,进一步直接或介由粘接层(L)来粘接或形成该其它层。作为其它层,可列举出例如油墨层、聚烯烃层等,但不限定于它们。
本发明的多层结构体可以包含用于印刷商品名、图案的油墨层。这种本发明的多层结构体例如可以通过在基材(X)上直接或介由粘接层(L)来层叠层(Y)和层(Z)后,进一步直接形成该油墨层来制造。作为油墨层,可列举出例如将在溶剂中分散有包含颜料(例如二氧化钛)的聚氨酯树脂而得到的液体进行干燥而成的覆膜,也可以是将以不含颜料的聚氨酯树脂、其它树脂作为主剂的油墨、电路布线形成用抗蚀剂进行干燥而成的覆膜。作为在层(Y)上涂布油墨层的方法,除了凹版印刷法之外,还可以使用丝棒、旋涂机、模涂机等各种涂布方法。油墨层的厚度优选为0.5~10.0μm的范围,更优选为1.0~4.0μm的范围。
本发明的多层结构体中,由于层(Y)中存在的聚合物(B)具有与粘接层(L)、其它层(例如油墨层等)的亲和性高的羟基和/或羧基,因此,层(Y)与其它层的密合性提高。因此,即使在蒸煮处理后也能够维持层间粘接力,能够抑制脱层等外观不良。
通过使本发明的多层结构体的最表面层为聚烯烃层,能够对多层结构体赋予热封性、或者提高多层结构体的力学特性。从提高热封性、力学特性等的观点出发,聚烯烃优选为聚丙烯或聚乙烯。此外,为了提高多层结构体的力学特性,优选将选自由聚酯形成的膜、由聚酰胺形成的膜、以及由含羟基的聚合物形成的膜中的至少1种膜进行层叠。从提高力学特性的观点出发,作为聚酯,优选为聚对苯二甲酸乙二醇酯,作为聚酰胺,优选为尼龙-6,作为含羟基的聚合物,优选为乙烯-乙烯醇共聚物。应予说明,还可以根据需要在各层之间设置锚涂层、由粘接剂形成的层。
以下,有时将层(Y)与层(Z)邻接层叠而得到的结构称为层(YZ)。层(YZ)中的顺序可以是层(Y)/层(Z)和层(Z)/层(Y)中的任一者。进而,以下有时也将包含基材(X)和层叠至基材(X)的层(YZ)的多层结构体称为阻隔性多层膜。本发明的多层结构体例如可以具有阻隔性多层膜/油墨层/聚烯烃层、阻隔性多层膜/油墨层/粘接层(L)/聚烯烃层、阻隔性多层膜/粘接层(L)/聚烯烃层、聚烯烃层/粘接层(L)/阻隔性多层膜/粘接层(L)/聚烯烃层之类的构成。此外,本发明的多层结构体可以包含在一个最表面上配置的第1聚烯烃层、以及在另一个最表面上配置的第2聚烯烃层。此时,第1聚烯烃层与第2聚烯烃层可以相同,也可以不同。
[多层结构体的构成]
以下示出本发明的多层结构体的构成的具体例。此外,多层结构体可以具有粘接层(L)等粘接层、其它层,在以下的具体例中,省略该粘接层、其它层的记载。
(1)层(YZ)/聚酯层、
(2)层(YZ)/聚酯层/层(YZ)、
(3)层(YZ)/聚酰胺层、
(4)层(YZ)/聚酰胺层/层(YZ)、
(5)层(YZ)/聚烯烃层、
(6)层(YZ)/聚烯烃层/层(YZ)、
(7)层(YZ)/含羟基的聚合物层、
(8)层(YZ)/含羟基的聚合物层/层(YZ)、
(9)层(YZ)/纸层、
(10)层(YZ)/纸层/层(YZ)、
(11)层(YZ)/无机蒸镀层/聚酯层、
(12)层(YZ)/无机蒸镀层/聚酰胺层、
(13)层(YZ)/无机蒸镀层/聚烯烃层、
(14)层(YZ)/无机蒸镀层/含羟基的聚合物层、
(15)层(YZ)/聚酯层/聚酰胺层/聚烯烃层、
(16)层(YZ)/聚酯层/层(YZ)/聚酰胺层/聚烯烃层、
(17)聚酯层/层(YZ)/聚酰胺层/聚烯烃层、
(18)层(YZ)/聚酰胺层/聚酯层/聚烯烃层、
(19)层(YZ)/聚酰胺层/层(YZ)/聚酯层/聚烯烃层、
(20)聚酰胺层/层(YZ)/聚酯层/聚烯烃层、
(21)层(YZ)/聚烯烃层/聚酰胺层/聚烯烃层、
(22)层(YZ)/聚烯烃层/层(YZ)/聚酰胺层/聚烯烃层、
(23)聚烯烃层/层(YZ)/聚酰胺层/聚烯烃层、
(24)层(YZ)/聚烯烃层/聚烯烃层、
(25)层(YZ)/聚烯烃层/层(YZ)/聚烯烃层、
(26)聚烯烃层/层(YZ)/聚烯烃层、
(27)层(YZ)/聚酯层/聚烯烃层、
(28)层(YZ)/聚酯层/层(YZ)/聚烯烃层、
(29)聚酯层/层(YZ)/聚烯烃层、
(30)层(YZ)/聚酰胺层/聚烯烃层、
(31)层(YZ)/聚酰胺层/层(YZ)/聚烯烃层、
(32)聚酰胺层/层(YZ)/聚烯烃层、
(33)层(YZ)/聚酯层/纸层、
(34)层(YZ)/聚酰胺层/纸层、
(35)层(YZ)/聚烯烃层/纸层、
(36)聚烯烃层/纸层/聚烯烃层/层(YZ)/聚酯层/聚烯烃层、
(37)聚烯烃层/纸层/聚烯烃层/层(YZ)/聚酰胺层/聚烯烃层、
(38)聚烯烃层/纸层/聚烯烃层/层(YZ)/聚烯烃层、
(39)纸层/聚烯烃层/层(YZ)/聚酯层/聚烯烃层、
(40)聚烯烃层/纸层/层(YZ)/聚烯烃层、
(41)纸层/层(YZ)/聚酯层/聚烯烃层、
(42)纸层/层(YZ)/聚烯烃层、
(43)层(YZ)/纸层/聚烯烃层、
(44)层(YZ)/聚酯层/纸层/聚烯烃层、
(45)聚烯烃层/纸层/聚烯烃层/层(YZ)/聚烯烃层/含羟基的聚合物层、
(46)聚烯烃层/纸层/聚烯烃层/层(YZ)/聚烯烃层/聚酰胺层、
(47)聚烯烃层/纸层/聚烯烃层/层(YZ)/聚烯烃层/聚酯层、
(48)无机蒸镀层/层(YZ)/聚酯层、
(49)无机蒸镀层/层(YZ)/聚酯层/层(YZ)/无机蒸镀层、
(50)无机蒸镀层/层(YZ)/聚酰胺层、
(51)无机蒸镀层/层(YZ)/聚酰胺层/层(YZ)/无机蒸镀层、
(52)无机蒸镀层/层(YZ)/聚烯烃层、
(53)无机蒸镀层/层(YZ)/聚烯烃层/层(YZ)/无机蒸镀层
将本发明的多层结构体用于电子设备的保护片材时,在前述构成之中,优选为(1)~(8)、(11)~(32)和(48)~(53)中的任意构成。
根据本发明,能够得到在20℃、85%RH的条件下的透氧度为2mL/(m2·天·atm)以下的多层结构体。此外,作为本发明的多层结构体,优选是在20℃、85%RH的条件下的透氧度为1.5mL/(m2·天·atm)以下的多层结构体,更优选为1.3mL/(m2·天·atm)以下的多层结构体。透氧度的测定方法和测定条件如后述的实施例所述那样。
根据本发明,能够得到在40℃、90%RH的条件下的透湿度为2.0g/(m2·天)以下的多层结构体。此外,作为本发明的多层结构体,优选是在40℃、90%RH的条件下的透湿度为1.0g/(m2·天)以下的多层结构体,更优选为0.50g/(m2·天)以下的多层结构体,进一步优选为0.30g/(m2·天)以下。透湿度的测定方法和条件如后述的实施例所述那样。
[用途]
本发明的多层结构体的气体阻隔性优异,即使在承受变形、冲击等物理应力时也能够以高水准维持气体阻隔性。此外,根据本发明,能够得到外观优异的多层结构体。因此,本发明的多层结构体和使用该多层结构体得到的包装材料可应用于各种用途。
[包装材料]
本发明的包装材料包含多层结构体,所述多层结构体包含:基材(X)、层叠在基材(X)上的层(Y)、以及与前述层(Y)邻接配置的层(Z)。包装材料可以仅由多层结构体构成。即,在以下的说明中,可以将“包装材料”替换为“多层结构体”。此外,典型而言,可以将“包装材料”替换为“包装”。包装材料可以由多层结构体和其它构件构成。
根据本发明的优选实施方式的包装材料具有对无机气体(例如氢气、氦气、氮气、氧气、二氧化碳)、天然气、水蒸气和常温常压下为液态的有机化合物(例如乙醇、汽油蒸气)的阻隔性。
本发明的包装材料为包装袋时,可以将多层结构体用于该包装袋的全部,也可以将多层结构体用于该包装袋的一部分。例如,包装袋的面积的50%~100%可以由多层结构体构成。包装材料为包装袋以外的物品(例如容器、盖材)时也相同。
本发明的包装材料可以通过各种方法来制作。例如,可以通过接合片状的多层结构体或包含该多层结构体的膜材(以下简称为“膜材”)从而成型为规定的容器形状来制作容器(包装材料)。成型方法可以举出热成型、注射成型、挤出吹塑成型等。此外,可以通过在已成型为规定的容器形状的基材(X)上形成层(Y)来制作容器(包装材料)。在本说明书中,有时将这样制作的容器称为“包装容器”。
此外,包含本发明多层结构体的包装材料可以二次加工成各种成形品来使用。这种成形品可以为立式制袋填充密封袋、真空包装袋、软包袋、层压管容器、输液包、纸容器、条带、容器用盖材、模内贴标容器或真空绝热体。这些成形品中,也可以进行热封。
[立式制袋填充密封袋]
包含本发明多层结构体的包装材料可以为立式制袋填充密封袋。将一例示于图1。图1的立式制袋填充密封袋10通过将多层结构体11的两个端部11a和主体部11b这三者进行密封来形成。立式制袋填充密封袋10可以通过立式制袋填充机来制造。通过立式制袋填充机进行的制袋可以应用各种方法,在任意方法中,均为从袋上方的开口向其内部供给内容物,然后密封该开口,从而制造立式制袋填充密封袋。立式制袋填充密封袋例如由在上端、下端和侧部这三者处进行热封得到的一片膜材构成。包含本发明多层结构体的立式制袋填充密封袋的气体阻隔性优异,即使承受变形、冲击等物理应力时也会维持其气体阻隔性,因此,根据该立式制袋填充密封袋,能够经历长时间地抑制内容物的品质劣化。
作为优选制成立式制袋填充密封袋的多层结构体的构成,可列举出阻隔性多层膜/聚酰胺层/聚烯烃层、阻隔性多层膜/聚烯烃层、聚烯烃层/阻隔性多层膜/聚烯烃层等。这些构成中,作为阻隔性多层膜的基材,可以使用聚酰胺膜。该立式制袋填充密封袋即使承受变形、冲击等物理应力时也会维持其气体阻隔性。此外,本发明的多层结构体的层(YZ)存在于基材的单面时,层(YZ)可以朝向该立式制袋填充密封袋的外侧和内侧中的任意方向。能够热封的层仅存在于包装材料(袋)的成为内侧的侧时,通常主体部的密封成为接缝密封。能够热封的层存在于成形品的成为内侧的侧和成为外侧的侧这两者时,通常主体部的密封成为信封贴合密封。
[真空包装袋]
包含本发明多层结构体的包装材料可以为真空包装袋。将一例示于图2。图2的真空包装袋101是具备膜材131、132作为壁构件且在周边部111彼此接合(密封)的容器。将被密闭的真空包装袋的内部进行减压,通常,膜材131、132在被周边部111包围的中央部112处发生变形而密合于内容物150,从而作为隔开袋101的内部和外部的隔壁而发挥功能。真空包装袋可以使用喷嘴式或腔室式的真空包装机来制造。作为本发明包装容器的真空包装袋的气体阻隔性优异,即使承受变形、冲击等物理应力时也会维持其气体阻隔性。因此,该真空包装袋的阻隔性能经历长时间也基本不会降低。
作为优选制成真空包装袋的多层结构体的构成,可列举出阻隔性多层膜/聚酰胺层/聚烯烃层、以及聚酰胺层/阻隔性多层膜/聚烯烃层这样的构成。在这些构成中,作为阻隔性多层膜的基材,可以使用聚酰胺膜。使用这种多层结构体得到的真空包装袋在真空包装后、真空包装/加热杀菌后的气体阻隔性特别优选。此外,层(YZ)仅层叠至基材的单面时,层(YZ)相对于基材可以处于真空包装袋的外侧,也可以处于内侧。
[软包袋]
包含本发明的多层结构体的包装材料可以为软包袋。将一例示于图3。图3的扁平软包袋20通过将两片多层结构体11在其周边部11c处彼此接合而形成。本说明书中,“软包袋”这一词语主要意指以食品、日用品或药品作为内容物且具备膜材作为壁构件的容器。软包袋根据其形状和用途可以举出例如带嘴软包袋、带拉链密封的软包袋、扁平软包袋、站立软包袋、卧式制袋填充密封软包袋、蒸煮软包袋(retort pouch)等。软包袋可以通过层叠阻隔性多层膜与至少1层的其它层来形成。作为本发明包装容器的软包袋的气体阻隔性优异,即使承受变形、冲击等物理应力时也会维持其气体阻隔性。因此,该软包袋即使在运输后、长期保存后也能够防止内容物的变质。此外,该软包袋的一例中,能够良好地保持透明性,因此容易进行内容物的确认、由劣化导致的内容物变质的确认。
作为优选制成软包袋的多层结构体的构成,可列举出阻隔性多层膜/聚酰胺层/聚烯烃层、以及聚酰胺层/阻隔性多层膜/聚烯烃层这样的构成。此外,层(YZ)仅层叠至基材的单面时,层(YZ)相对于基材可以处于带嘴软包袋的外侧,也可以处于内侧。
[层压管容器]
包含本发明的多层结构体的包装材料可以为层压管容器。将一例示于图4。图4的层压管容器301具备主体部331和肩部332,所述主体部331具备层压膜310作为隔开容器内部和外部的隔壁320,肩部332具备具有贯通孔(取出口)的筒状取出部342和具有中空截头圆锥形状的基座部341。更具体而言,层压管容器具备作为一个端部封闭的筒状体的主体部331、配置在主体部331的另一个端部的肩部332、端部密封部311和侧面密封部312,肩部332具有贯通孔(取出口),具备在外周面上具有阳螺纹部的筒状取出部342和具有中空截头圆锥形状的基座部341。取出部342可以自由装卸地安装具有与阳螺纹部对应的阴螺纹部的盖。构成主体部331的壁构件的层压膜310优选具有柔软性。肩部332可以使用由金属、树脂等形成的成形体。作为本发明包装容器的层压管容器的气体阻隔性优异,即使承受变形、冲击等物理应力时也会维持其气体阻隔性。此外,该层压管容器的透明性良好,因此容易进行内容物的确认、由劣化导致的内容物变质的确认。
作为优选制成层压管容器的构成,可列举出聚烯烃层/阻隔性多层膜/聚烯烃层、以及聚烯烃层/含颜料的聚烯烃层/聚烯烃层/阻隔性多层膜/聚烯烃层这样的构成。此外,层(YZ)仅层叠至基材的单面时,层(YZ)相对于基材可以处于层压管容器的外侧,也可以处于内侧。
[输液包]
包含本发明的多层结构体的包装材料可以为输液包。输液包是以输液制剂作为其内容物的容器,具备膜材作为隔开外部和用于容纳输液制剂的内部的隔壁。将一例示于图5。如图5所示,输液包除了具备容纳内容物的袋主体431之外,还可以在袋主体431的周边部412具备口栓构件432。口栓构件432作为取出容纳于袋主体431的内部的输液类的路径而发挥功能。此外,对于输液包,为了悬吊袋,可以在安装有口栓构件432的周边部412的相反侧的周边部411上具备悬挂孔433。袋主体431通过将两片膜材410a、410b在其周边部411、412、413、414处彼此接合来形成。膜材410a、410b在被袋主体431的周边部411、412、413、414包围的中央部处作为隔开袋内部和袋外部的隔壁420而发挥功能。作为基于本发明的包装容器的输液包的气体阻隔性优异,即使承受变形、冲击等物理应力时也会维持其气体阻隔性。因此,根据该输液包,即使在加热杀菌处理前、加热杀菌处理中、加热杀菌处理后、运输后、保存后,也能够防止所填充的液态药品变质。
作为优选制成输液包的多层结构体的构成,可列举出阻隔性多层膜/聚酰胺层/聚烯烃层、以及聚酰胺层/阻隔性多层膜/聚烯烃层这样的构成。此外,层(YZ)仅层叠至基材的一个表面时,层(YZ)相对于基材可以处于输液包的外侧,也可以处于内侧。
[纸容器]
包含本发明的多层结构体的包装材料可以为纸容器。纸容器是隔开外部和容纳内容物的内部的隔壁包含纸层的容器。优选的一例中,隔壁的至少一部分包含多层结构体,多层结构体包含基材(X)和层(Y)。纸层可以被包含于基材(X)中。将一例示于图6。纸容器510在主体部的侧面上具有窗部511。从该带窗的容器的窗部的基材中除去纸层,可以通过窗部511目视确认内容物。在除去纸层得到的窗部511处,也原样维持了气体阻隔性提高的多层结构体的层构成。图6的纸容器510可以通过弯曲或者接合(密封)平板状的层叠体来形成。纸容器优选为砖型、屋顶型等具有底的规定形状的容器。作为根据本发明的包装容器的纸容器即使进行弯曲加工,气体阻隔性的降低也少。此外,该纸容器通过使用透明性高的层(YZ),可优选用于带窗的容器。进而,该纸容器还适合于通过微波炉进行加热。
作为优选制成纸容器的多层结构体的构成,可列举出耐热性聚烯烃层/纸层/耐热性聚烯烃层/阻隔性多层膜/耐热性聚烯烃层这样的构成。前述例子中,耐热性聚烯烃层例如由双轴拉伸耐热性聚烯烃膜或未拉伸耐热性聚烯烃膜中的任一者构成。从成型加工容易度的观点出发,在多层结构体的最外层配置的耐热性聚烯烃层优选为未拉伸聚丙烯膜。同样地,与多层结构体的最外层相比配置于内侧的耐热性聚烯烃层优选为未拉伸聚丙烯膜。优选的一例中,构成多层结构体的所有耐热性聚烯烃层为未拉伸聚丙烯膜。
[条带]
将层状层叠体进行接合(密封)而制作纸容器时,有时在层叠体的密封部使用条带。条带是为了使构成纸容器的隔壁的壁材(层叠体)彼此接合而使用的带状构件。根据本发明的纸容器可以在将层叠体接合的贴合部具备条带。此时,条带可以包含具有与包含在纸容器的隔壁中的多层结构体相同的层构成的多层结构体。在优选的条带的一例中,两个最外层是用于热封的聚烯烃层。该条带可以抑制气体阻隔性、水蒸气阻隔性容易降低的贴合部的特性降低。因此,该条带对不属于根据本发明的包装容器的纸容器而言也是有用的。
[容器用盖材]
包含本发明的多层结构体的包装材料可以为容器用盖材。容器用盖材具备作为隔开容器内部和容器外部的隔壁的一部分而发挥功能的膜材。容器用盖材通过热封、使用粘接剂的接合(密封)等从而以密封容器主体的开口部的方式与容器主体进行组合,形成具有密闭于内部的空间的容器(带盖容器)。容器用盖材通常在其周边部与容器主体接合。此时,被周边部包围的中央部变为面向容器的内部空间。容器主体例如为具有杯状、托盘状、其它形状的成型体。容器主体具备壁面部、用于密封容器用盖材的凸缘部等。作为基于本发明的包装容器的容器用盖材的气体阻隔性优异,即使承受变形、冲击等物理应力时也会维持其气体阻隔性,因此,能够经历长时间抑制作为内容物的食品的品质劣化。并且,该容器用盖材作为食品等内容物的保存用途中使用的容器盖材而优选使用。
作为优选制成容器用盖材的多层结构体的构成,可列举出阻隔性多层膜/聚酰胺层/聚烯烃层、以及阻隔性多层膜/聚烯烃层这样的构成。这些构成中,作为阻隔性多层膜的基材,可以使用聚酰胺膜。前述各层的层间可以设置粘接层。此外,多层结构体的层(YZ)仅存在于基材的单面时,层(YZ)与基材相比可以处于内侧(容器侧),与基材相比也可以处于外侧。
[模内贴标容器]
包含本发明的多层结构体的包装材料可以为模内贴标容器。模内贴标容器包含容器主体、以及配置于容器主体表面的本发明的多层标签(多层结构体)。容器主体通过向模具的内部注入熔融树脂而形成。容器主体的形状没有特别限定,可以为杯状、瓶状等。
用于制造容器的本发明的方法的一例包括如下步骤:在阴模部与阳模部之间的腔中配置本发明的多层标签的第一步骤、以及通过向该内腔内注入熔融树脂从而同时进行容器主体的成型和对该容器主体贴合本发明的多层标签的第二步骤。除了使用本发明的多层标签之外,各步骤可以通过公知的方法来实施。
将本发明的容器的一例的截面图示于图7。图7的容器360包括杯状的容器主体370和贴合于容器主体370表面的多层标签361~363。多层标签361~363为本发明的多层标签。容器主体370包括凸缘部371、主体部372和底部373。凸缘部371在其前端具有上下突出的凸部371a。多层标签361以覆盖底部373的外侧表面的方式而被配置。在多层标签361的中央形成有用于在模内贴标成型时注入树脂的贯通孔361a。多层标签362以覆盖主体部372的外侧表面和凸缘部371的下方面的方式而被配置。多层标签363以覆盖主体部372的内侧表面的一部分和凸缘部371的上方面的方式而被配置。多层标签361~363通过模内贴标成型法而熔接于容器主体370,与容器主体360成为一体。如图7所示,多层标签363的端面熔接于容器主体360,不露出至外部。
[真空绝热体]
在至少一部分使用前述包装材料的本发明制品可以为真空绝热体。本发明的真空绝热体是具备包覆材料、和配置于被包覆材料包围的内部的芯材的绝热体,配置有芯材的内部被减压。真空绝热体使得可以用更薄更轻的绝热体来实现与由聚氨酯泡沫形成的绝热体产生的绝热特性同等的绝热特性。本发明的真空绝热体可以经历长时间保持绝热效果,因此可以用于冰箱、热水供给设备和电饭锅等家电制品用的绝热材料、用于壁部、天花板部、屋顶内部和地板部等的住宅用绝热材料、车顶材料、自动售货机等的绝热面板、应用热泵的机器等的传热机器等。
将基于本发明的真空绝热体的一例示于图8。图8的真空绝热体601具备颗粒状的芯材651和用于包覆其的包覆材料610,包覆材料610由在周边部611处彼此接合的两片膜材631、632构成,芯材651被配置在被该包覆材料610包围的内部中。在被周边部611包围的中央部,包覆材料610作为隔开外部和容纳芯材651的内部的隔壁而发挥功能,通过内部与外部的压力差而密合于芯材651。配置有芯材651的内部进行了减压。
将基于本发明的真空绝热体的另一例示于图9。图9的真空绝热体602除了具备一体成形的芯材652来代替芯材651之外,具有与真空绝热体601相同的构成。包覆材料610作为隔开外部和容纳有芯材652的内部的隔壁620而发挥功能,通过绝热体的内部与外部的压力差而密合于芯材652。配置有芯材652的内部进行了减压。芯材652典型而言为树脂的发泡体。
芯材的材料和形状只要适合于绝热就没有特别限定。作为芯材,可以举出例如珠光体粉末、二氧化硅粉末、沉淀二氧化硅粉末、硅藻土、硅酸钙、玻璃棉、石棉、人工(合成)棉、树脂的发泡体(例如苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫)等。作为芯材,也可以使用成型为规定形状的中空容器、蜂窝结构体等。
作为优选制成真空绝热体的多层结构体的构成,可列举出阻隔性多层膜/聚酰胺层/聚烯烃层、以及聚酰胺层/阻隔性多层膜/聚烯烃层这样的构成。前述各层的层间也可以设置粘接层。此外,层(YZ)仅层叠至基材的一个表面时,层(YZ)相对于基材可以处于真空绝热体的外侧,也可以处于内侧。
[电子设备]
针对本发明的电子设备的一例进行说明。将电子设备的部分截面图示于图10。图10的电子设备40具备电子设备主体41、用于密封电子设备主体41的密封材料42、以及用于保护电子设备主体41表面的保护片材(多层结构体)43。密封材料42覆盖电子设备主体41的表面整体。保护片材43介由密封材料42而被配置在电子设备主体41的一个表面上。在与配置有保护片材43的表面相反一侧表面上也可以配置有保护片材43。此时,配置于其相反侧表面的保护片材可以与保护片材43相同,也可以不同。保护片材43以能够保护电子设备主体41的表面的方式进行配置即可,也可以直接配置于电子设备主体41的表面上,还可以借助密封材料42等其它构件而配置在电子设备主体41的表面上。
电子设备主体41没有特别限定,例如为太阳能电池等光电转换装置、有机EL显示器、液晶显示器、电子纸等信息显示装置、有机EL发光元件等照明装置。密封材料42是根据电子设备主体41的种类和用途等而适当附加的任选构件。作为密封材料42,可以举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯基丁缩醛等。。
电子设备主体41的一个优选例是太阳能电池。作为太阳能电池,可以举出例如硅系太阳能电池、化合物半导体太阳能电池、有机薄膜太阳能电池等。作为硅系太阳能电池,可以举出例如单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、非晶硅太阳能电池等。作为化合物半导体太阳能电池,可以举出例如III-V族化合物半导体太阳能电池、II-VI族化合物半导体太阳能电池、I-III-VI族化合物半导体太阳能电池等。作为有机薄膜太阳能电池,可以举出例如pn异质结有机薄膜太阳能电池、本体异质结有机薄膜太阳能电池等。此外,太阳能电池可以为多个单元电池串联连接而成的集成型太阳能电池。
电子设备主体41可以根据其种类通过所谓的卷对卷(roll-to-roll)方式来制作。卷对卷方式中,卷绕至送出辊的柔性基板(例如不锈钢基板、树脂基板等)被送出,在该基板上形成元件,由此制作电子设备主体41,将该电子设备主体41用卷取辊进行卷取。此时,也可以将保护片材43预先准备为具有可挠性的长条片材的形态,更具体而言,可以准备成长条片材的卷绕体的形态。在一例中,从送出辊送出的保护片材43层叠在被卷取至卷取辊之前的电子设备主体41上,与电子设备主体41一同被卷取。在另一例中,可以将已卷取至卷取辊的电子设备主体41重新从辊上送出,与保护片材43进行层叠。本发明的一个优选例中,电子设备自身具有可挠性。
保护片材43包含上述的多层结构体。保护片材43可以仅由多层结构体构成。此外,保护片材43可以包含多层结构体、以及层叠于多层结构体的其它构件(例如其它层)。保护片材43只要是适于保护电子设备表面的层状层叠体且包含上述多层结构体,则对其厚度和材料没有特别限定。
保护片材43例如可以包含配置于多层结构体的一个表面或两个表面上的表面保护层。作为表面保护层,优选为由难以损伤的树脂形成的层。此外,如太阳能电池那样有时在室外使用的设备的表面保护层优选由耐候性(例如耐光性)高的树脂形成。此外,在保护需要透光的面的情况中,优选为透光性高的表面保护层。作为表面保护层(表面保护膜)的材料,可以举出例如聚(甲基)丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚2,6-萘二甲酸乙二醇酯、聚氟乙烯(PVF)、聚偏二氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚氯三氟乙烯(PCTFE)、乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)、乙烯-氯三氟乙烯共聚物(ECTFE)、四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚物(PFA)、四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(FEP)等。保护片材的一例包含配置于一个表面上的聚(甲基)丙烯酸酯层。
为了提高表面保护层的耐久性,可以在表面保护层中添加各种添加剂(例如紫外线吸收剂)。耐候性高的表面保护层的一个优选例为添加有紫外线吸收剂的丙烯酸树脂层。作为紫外线吸收剂,可以举出例如苯并三唑系、二苯甲酮系、水杨酸酯系、氰基丙烯酸酯系、镍系、三嗪系的紫外线吸收剂,但不限定于这些。此外,可以并用其它稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂等。
本发明的多层结构体在具备气体阻隔性的基础上,还具备对水蒸气的阻隔性。这种多层结构体即使在承受变形、冲击等物理应力时也能够以高水准维持其水蒸气阻隔性。尤其是,在太阳能电池构件、显示器构件等中使用本发明的多层结构体时,该特性有时明显有助于制品的耐久性。
本发明在发挥出本发明效果的范围内,包括在本发明的技术范围内将前述技术方案进行各种组合而得到的方式。
实施例
接着,举出实施例来进一步具体地说明本发明,但本发明不受这些实施例的任何限定,可以在本发明的技术思想内由具有本领域常识的人员来实现许多变形。以下的实施例和比较例中的测定和评价如下所述地进行。
(1)红外线吸收光谱的测定
使用傅立叶变换红外分光光度计,通过衰减全反射法进行测定。测定条件如下所示。
装置:パーキンエルマー公司制Spectrum One
测定模式:衰减全反射法
测定区域:800~1,400cm-1
(2)各层的厚度测定
使用聚焦离子束(FIB)来切削多层结构体,制作截面观察用的切片(厚度0.3μm)。将制作的切片用碳胶带固定在试样台座上,以30kV的加速电压进行30秒钟的铂离子溅射。使用场发射透射型电子显微镜观察多层结构体的截面,算出各层的厚度。测定条件如下所示。
装置:日本电子株式会社制JEM-2100F
加速电压:200kV
倍率:250,000倍。
(3)多层结构体的外观评价
(3-1)蒸煮处理前的多层结构体的外观评价
通过目视来评价多层结构体的外观,分类成下述等级。
AA:无色透明且均匀,是极良好的外观。
A:透明且均匀,是良好的外观。
B:不透明,但没观察到不均,是良好的外观。
C:可观察到起雾或不均。
(3-2)蒸煮处理后的多层结构体的外观评价
通过目视来评价蒸煮处理后的多层结构体的外观,分类成下述等级。
A:在多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。
B:确认到多层结构体的层间发生部分剥离。
(4)透氧度的测定
以基材层朝向载气侧的方式将样品安装于透氧量测定装置,测定透氧度。测定条件如下所示。
装置:モダンコントロール公司制 MOCON OX-TRAN2/20
温度:20℃
氧气供给侧的湿度:85%RH
载气侧的湿度:85%RH
氧气压力:1个大气压
载气压力:1个大气压。
(5)水蒸气透过度的测定
以基材层朝向载气侧的方式将样品安装于水蒸气透过量测定装置,测定透湿度(水蒸气透过度)。测定条件如下所示。
装置:モダンコントロール公司制 MOCON PERMATRAN3/33
温度:40℃
水蒸气供给侧的湿度:90%RH
载气侧的湿度:0%RH。
(6)粘接性评价
通过测定T模具剥离强度(平均15mm宽度的粘接力),评价层(Y)与邻接至层(Y)的层(该实施例中是粘接层和油墨层)的粘接性。测定进行5次,采用平均值。测定条件如下所示。
装置:株式会社岛津制作所制造的オートグラフAGS-H
剥离速度:250mm/分钟
温度:23℃
湿度:50%RH。
<用于形成层(Z)的涂布液(T-1)的制造例>
将蒸馏水230质量份在搅拌的同时升温至70℃。耗费1小时向该蒸馏水中滴加三异丙氧基铝88质量份,使液温缓慢地上升至95℃,使产生的异丙醇馏出,由此进行水解缩合。向所得液体中添加60质量%的硝酸水溶液4.0质量份,在95℃下搅拌3小时,由此使水解缩合物的颗粒的聚集体发生抗絮凝。其后,将该液体浓缩至固体成分浓度以氧化铝换算计达到10质量%。对于这样操作而得到的分散液18.66质量份,添加蒸馏水58.19质量份、甲醇19.00质量份和5质量%的聚乙烯醇水溶液(株式会社クラレ制造的PVA124;皂化度为98.5摩尔%、粘均聚合度为2,400、20℃下的4质量%水溶液粘度为60mPa·s)0.50质量份,搅拌至达到均匀,由此得到分散液。接着,在将液温维持至15℃的状态下,在搅拌分散液的同时滴加85质量%的磷酸水溶液3.66质量份,在15℃下持续搅拌直至粘度达到1,500mPa·s为止,从而得到目标涂布液(T-1)。该涂布液(T-1)中的铝原子与磷原子的摩尔比为铝原子:磷原子=1.15:1.00。
<聚合物(Aa-1)的合成例>
在氮气气氛下,使甲基丙烯酸2-磷酰氧基乙酯8.5g和偶氮双异丁腈0.1g溶解于甲乙酮17g,在80℃下搅拌12小时。将所得到的聚合物溶液冷却后,添加至1,2-二氯乙烷170g,通过倾析而以沉淀物的形式回收聚合物。接着,使聚合物溶解于四氢呋喃,将1,2-二氯乙烷用作贫溶剂来进行再沉淀精制。进行3次再沉淀精制后,在50℃下进行24小时的真空干燥,由此得到聚合物(Aa-1)。聚合物(Aa-1)是甲基丙烯酸2-磷酰氧基乙酯的聚合物。GPC分析的结果是,该聚合物的数均分子量以聚苯乙烯换算计为10,000。
<聚合物(Aa-2)的合成例>
使用甲基丙烯酸2-磷酰氧基乙酯与丙烯腈的混合物(以摩尔比计甲基丙烯酸2-磷酰氧基乙酯:丙烯腈=2:1)来代替甲基丙烯酸2-磷酰氧基乙酯,除此之外,与聚合物(Aa-1)的合成例同样操作,得到聚合物(Aa-2)。聚合物(Aa-2)是甲基丙烯酸2-磷酰氧基乙酯与丙烯腈的共聚物。GPC分析的结果是,该聚合物的数均分子量以聚苯乙烯换算计为10,000。
<聚合物(Aa-3)的合成例>
在氮气气氛下,使乙烯基膦酸10g和2,2’-偶氮双(2-脒基丙烷)二盐酸盐0.025g溶解于水5g,在80℃下搅拌3小时。冷却后,向聚合溶液中添加水15g来稀释,使用作为纤维素膜的スペクトラムラボラトリーズ公司制造的“Spectra/Por”(注册商标)进行过滤。蒸馏去除滤液中的水后,在50℃下进行24小时的真空干燥,从而得到聚合物(Aa-3)。聚合物(Aa-3)是聚(乙烯基膦酸)。GPC分析的结果是,该聚合物的数均分子量以聚乙二醇换算计为10,000。
<用于形成层(Y)的涂布液(S-1)的制造例>
首先,准备包含前述合成例中得到的聚合物(Aa-1)91质量%、聚乙烯醇(株式会社クラレ制 PVA124)9质量%的混合物。使该混合物溶解于水与甲醇的混合溶剂(以质量比计为水:甲醇=7:3),从而得到固体成分浓度为1质量%的涂布液(S-1)。
<涂布液(S-2)~(S-13)和涂布液(CS-1)~(CS-8)的制造例>
按照后述表1变更化合物(A)和聚合物(B)的种类和比率,除此之外,通过与涂布液(S-1)的制造相同的方法,从而制造涂布液(S-2)~(S-13)和涂布液(CS-1)~(CS-8)。应予说明,由涂布液(CS-1)~(CS-8)形成的层不符合层(Y),因此在表1中示作层(CY)。
实施例和比较例中使用的膜的详情如下所示。
1)PET12:拉伸聚对苯二甲酸乙二醇酯膜;东丽株式会社制、“ルミラー P60”(商品名)、厚度为12μm
2)PET50:与乙烯-乙酸乙烯酯共聚物的粘接性得以提高的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜;东洋纺株式会社制、“シャインビーム Q1A15”(商品名)、厚度为50μm
3)ONY:拉伸尼龙膜;ユニチカ株式会社制、“エンブレム ONBC”(商品名)、厚度为15μm
4)CPP50:未拉伸聚丙烯膜;三井化学东セロ株式会社制、“RXC-18”(商品名)、厚度为50μm
5)CPP60:未拉伸聚丙烯膜;三井化学东セロ株式会社制、“RXC-18”(商品名)、厚度为60μm
6)CPP70:未拉伸聚丙烯膜;三井化学东セロ株式会社制、“RXC-21”(商品名)、厚度为70μm
7)CPP100:未拉伸聚丙烯膜;三井化学东セロ株式会社制、“RXC-21”(商品名)、厚度为100μm。
[实施例1]
<实施例1-1>
首先,准备PET12作为基材(X)。在该基材上以干燥后的厚度达到0.3μm的方式使用棒涂机来涂覆涂布液(T-1)。使涂布后的膜在110℃下干燥5分钟后,在160℃下热处理1分钟,由此在基材上形成层(Z1)。这样操作,得到具有基材(X)/层(Z1)这一结构的结构体。测定所得结构体的红外线吸收光谱的结果是,800~1,400cm-1的区域内的最大吸收波数为1,108cm-1,该吸收带的半峰宽为37cm-1。接着,在前述结构体上以干燥后的厚度达到0.05μm的方式使用棒涂机来涂覆涂布液(S-1),在220℃下干燥1分钟,由此形成层(Y)。这样操作,得到具有基材(X)/层(Z1)/层(Y)这一结构的多层结构体(1-1)。
通过上述方法来测定所得多层结构体(1-1)的透氧度和透湿度。透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。从多层结构体(1-1)中切出大小为15cm×10cm的样品,将该样品在23℃、50%RH的条件下静置24小时后,在相同条件下沿着长轴方向拉伸3%,将拉伸状态保持10秒钟,由此制成拉伸处理后的多层结构体(1-1)。此外,针对所得多层结构体(1-1),通过上述方法来测定拉伸处理后的透氧度。此外,针对多层结构体(1-1),评价外观。
在所得多层结构体(1-1)上形成粘接层后,在该粘接层上层压ONY,由此得到层叠体。接着,在该层叠体的拉伸尼龙膜上形成粘接层后,在该粘接层上层压CPP70,在40℃下静置5天来进行熟化。这样操作,得到具有基材(X)/层(Z1)/层(Y)/粘接层/ONY/粘接层/CPP这一结构的多层结构体(1-2)。前述2个粘接层分别通过以干燥后的厚度达到3μm的方式使用棒涂机涂覆双液反应型聚氨酯系粘接剂并使其干燥来形成。双液反应型聚氨酯系粘接剂使用了由三井化学株式会社制造的“タケラック”(注册商标)的“A-525S”(商品名)与三井化学株式会社制造的“タケネート”(注册商标)的“A-50”(商品名)构成的粘接剂。
通过将多层结构体(1-2)进行热封来制作软包袋,将水100g填充至软包袋内。接着,对于所得软包袋,使用蒸煮处理装置(株式会社日阪制作所制造的フレーバーエースRSC-60),在120℃、30分钟、0.15MPaG的条件下进行热水处理。针对热水处理后的多层结构体(1-2),评价外观。外观评价后,在23℃、50%RH的环境中将软包袋干燥24小时。并且,测定干燥后的多层结构体(1-2)的T模具剥离强度。
<实施例1-2~1-13>
除了将涂布液(S-1)变更成涂布液(S-2)~(S-13)之外,与实施例1-1的多层结构体(1-1)的制作同样操作,由此制作实施例1-2~1-13的多层结构体(2-1)~(13-1)。此外,除了将多层结构体(1-1)变更成多层结构体(2-1)~(13-1)之外,与实施例1-1的多层结构体(1-2)的制作同样操作,由此得到多层结构体(2-2)~(13-2)。
<比较例1-1~1-8>
除了将涂布液(S-1)变更成涂布液(CS-1)~(CS-8)之外,与实施例1-1的多层结构体(1-1)的制作同样操作,由此制作比较例1-1~1-8的多层结构体(C1-1)~(C8-1)。此外,除了将多层结构体(1-1)变更成多层结构体(C1-1)~(C8-1)之外,与实施例1-1的多层结构体(1-2)的制作同样操作,由此得到多层结构体(C1-2)~(C8-2)。
<实施例1-14、1-15>
除了使用通过真空蒸镀法形成的蒸镀层来代替层(Z1)之外,与实施例1-1的多层结构体(1-1)的制作同样操作,由此制作实施例1-14的多层结构体(14-1)和实施例1-15的多层结构体(15-1)。实施例1-14中,作为蒸镀层,使用了厚度为0.03μm的铝的层(Z2)。实施例1-15中,作为蒸镀层,使用了厚度为0.03μm的氧化铝的层(Z3)。此外,除了将多层结构体(1-1)变更成多层结构体(14-1)~(15-1)之外,与实施例1-1的多层结构体(1-2)的制作同样操作,由此得到多层结构体(14-2)~(15-2)。
<实施例1-16>
首先,在基材(X)上通过真空蒸镀法来形成厚度为0.03μm的氧化铝的层(Z3)。接着,使用涂布液(T-1),在层(Z3)上形成层(Z1)。接着,使用涂布液(S-1),在层(Z1)上形成层(Y)。这样操作,制作具有基材(X)/层(Z3)/层(Z1)/层(Y)这一结构的多层结构体(16-1)。关于多层结构体(16-1),除了形成层(Z3)之外,在与实施例1-1相同的条件下进行制作。此外,除了将多层结构体(1-1)变更成多层结构体(16-1)之外,与实施例1-1的多层结构体(1-2)的制作同样操作,由此得到多层结构体(16-2)。
<实施例1-17>
首先,在基材(X)上使用涂布液(T-1)来形成层(Z1-1)。接着,通过真空蒸镀法在层(Z1)上形成厚度为0.03μm的氧化铝的层(Z3)。接着,使用涂布液(S-1),在层(Z3)上形成层(Y)。这样操作,制作具有基材(X)/层(Z1)/层(Z3)/层(Y)这一结构的多层结构体(17-1)。关于多层结构体(17-1),除了形成层(Z3)之外,在与实施例1-1相同的条件下进行制作。此外,除了将多层结构体(1-1)变更成多层结构体(17-1)之外,与实施例1-1的多层结构体(1-2)的制作同样操作,由此得到多层结构体(17-2)。
<实施例1-18>
将涂布液(S-1)变更成涂布液(S-6),并且,在多层结构体(6-1)上形成油墨层,除此之外,与实施例1-1的多层结构体(1-2)的制作同样操作,由此得到具有基材(X)/层(Z1)/层(Y)/油墨层/ONY/粘接层/CPP这一结构的多层结构体(18-2)。并且,针对所得多层结构体进行评价。前述油墨层通过以干燥后的厚度达到2μm的方式使用棒涂机进行涂布并使其干燥来形成。油墨层使用了东洋インキ株式会社制造的“ファインスター”(注册商标)的“R641AT白”(商品名)。
<比较例1-9>
除了将涂布液(S-6)变更成涂布液(CS-2)之外,与实施例1-18的多层结构体(18-2)的制作同样操作,由此得到多层结构体(C9-2)。
将实施例的多层结构体(1-1)~(17-1)和比较例的多层结构体(C1-1)~(C8-1)的制造条件示于表1。表1中的“A:B”表示“化合物(A):聚合物(B)”。应予说明,表1中的聚合物(B)表示下述物质。
PVA124:聚乙烯醇(株式会社クラレ制造的クラレポバール(注册商标)、皂化度为98.5摩尔%、粘均聚合度为2,400、20℃下的4质量%水溶液粘度为60mPa·s)
PVA424H:聚乙烯醇(株式会社クラレ制造的クラレポバール(注册商标)、皂化度为79.5摩尔%、粘均聚合度为2,400、20℃下的4质量%水溶液粘度为48mPa·s)
RS-2117:含羟基的水溶性聚合物(株式会社クラレ制造的エクセバール(注册商标)、皂化度为98.2摩尔%、粘均聚合度为1,700、20℃下的4质量%水溶液粘度为26.5mPa·s、乙烯改性度为3.0摩尔%)
PAA:聚丙烯酸(东亚合成株式会社制造的“アロン-15H”(注册商标)、数均分子量为21万、重均分子量为129万)
淀粉:和光纯药工业株式会社制造的淀粉(溶性、纯度:和光一级)。
将多层结构体(1-1)~(17-1)和(C1-1)~(C8-1)的评价结果示于表2。
将多层结构体(1-2)~(18-2)和(C1-2)~(C9-2)的评价结果示于表3。
如前述表所示那样,本发明的多层结构体即使在热处理后也显示出良好的外观。此外,本发明的多层结构体即使承受强拉伸应力也会以高水准维持气体阻隔性。此外,本发明的多层结构体即使在蒸煮处理后也显示出良好的密合性。应予说明,蒸镀了铝的实施例1-14的多层结构体因铝层而不透明,但未观察到不均,是良好的外观。
<实施例1-19>
使用实施例1-1中得到的多层结构体(1-2),制作立式制袋填充密封袋。具体而言,首先,将多层结构体(1-2)切断成宽度400mm,供给至立式制袋填充包装机(オリヒロ株式会社制),制作接缝型的立式制袋填充密封袋(宽度为160mm、长度为470mm)。接着,使用制袋填充包装机,向由多层结构体(1-2)构成的立式制袋填充密封袋中填充水2kg。制袋填充包装机中的多层结构体(1-2)的加工性良好,所得立式制袋填充密封袋的外观观察不到褶皱、条纹之类的缺点。
<实施例1-20>
使用实施例1-1中得到的多层结构体(1-2),制作真空包装袋。具体而言,首先从多层结构体(1-2)中切取两片22cm×30cm的长方形层叠体。并且,以CPP层成为内侧的方式使两片多层结构体(1-2)重叠,将长方形的3边进行热封,由此形成袋。在该袋中以球体彼此接触的方式在铺满1层的状态下填充作为固态食品模型的木制球体(直径为30mm)。其后,将袋内部的空气进行脱气,对最后1边进行热封,由此制作真空包装体。在所得真空包装体中,多层结构体(1-2)呈现密合于球体凹凸的状态。
<实施例1-21>
使用实施例1-1中得到的多层结构体(1-2),制作带嘴软包袋。具体而言,首先将多层结构体(1-2)切出两片特定的形状。接着,以CPP层成为内侧的方式使两片多层结构体(1-2)重叠,将周边进行热封,进而,通过热封来安装聚丙烯制的嘴。这样操作,能够不出问题地制作扁平软包袋型的带嘴软包袋。
<实施例1-22>
使用实施例1-1中得到的多层结构体(1-1),制作层压管容器。具体而言,首先在两片CPP100上分别以干燥后的厚度达到3μm的方式使用棒涂机涂覆双液反应型聚氨酯系粘接剂并使其干燥。双液反应型聚氨酯系粘接剂使用了实施例1-1中使用的双液反应型聚氨酯系粘接剂。接着,将两片CPP100与多层结构体(1-1)进行层压。这样操作,由此得到多层结构体(22)。
将多层结构体(22)切出规定的形状后,制成筒状并对重叠的部分进行热封,由此制作筒状体。接着,将该筒状体装配于用于成型管容器的芯轴上,在筒状体的一端制作截头圆锥形状的肩部以及与其相连续的前端部。肩部和前端部通过压缩成型聚丙烯来形成。接着,在前述前端部安装聚丙烯制的盖。接着,将筒状体的敞开的另一端进行热封。以这样的方式,可以不出问题地制作层压管容器。
<实施例1-23>
使用实施例1-1中得到的多层结构体(1-2),制作输液包。具体而言,首先将多层结构体(1-2)切出两片特定的形状。接着,以CPP层成为内侧的方式使两片多层结构体(1-2)重叠,将周边进行热封,进而,通过热封来安装聚丙烯制的嘴。这样操作,能够不出问题地制作输液包。
<实施例1-24>
使用实施例1-1中得到的多层结构体(1-2),制作容器用盖材。具体而言,将多层结构体(1-2)切出直径为88mm的圆形来作为容器用盖材。接着,向直径为78mm、凸缘宽度为6.5mm、高度为30mm且由聚烯烃层/钢层/聚烯烃层的3层构成的圆柱状容器(东洋制罐株式会社制造的ハイレトフレックスHR78-84)中填充基本满杯的水,将由多层结构体(1-2)构成的容器用盖材热封至凸缘部。这样操作,能够不出问题地制作使用了容器用盖材的带盖容器。
<实施例1-25>
使用实施例1-1中得到的多层结构体(1-1),制作纸容器。具体而言,首先在400g/m2的板纸两面涂布粘接剂后,在其两面挤出层压聚丙烯,从而在板纸的两面分别形成厚度为20μm的聚丙烯层。接着,在一个聚丙烯层的表面上涂布粘接剂,在其上层压多层结构体(1-1)。接着,在所层压的多层结构体(1-1)的表面上涂布粘接剂,与CPP70进行贴合。使用这样操作而得到的多层结构体,能够不出问题地制作砖型的纸容器。
<实施例1-26>
使用实施例1-1中得到的多层结构体(1-2),制作真空绝热体。具体而言,首先将多层结构体(1-2)切出两片特定的形状。接着,以CPP层成为内侧的方式使两片多层结构体(1-2)重叠,将长方形的3边进行热封,从而形成袋。接着,从袋的开口部填充绝热性芯材,使用真空包装机(Frimark GmbH公司制造的VAC-STAR 2500型),在温度20℃、内部压力10Pa的状态下将袋密封。这样操作,能够不出问题地制作真空绝热体。应予说明,绝热性芯材使用了在120℃下干燥4小时而得到的二氧化硅微粉。
[实施例2]容器
首先,对成为基材的PET瓶(容积为500mL、表面积为0.041m2、重量为35g)的表面实施等离子体处理。通过浸渍法在该PET瓶的表面涂覆涂布液(T-1)后,在110℃下干燥5分钟。接着,在120℃下进行5分钟的热处理,从而得到具有基材(X)/层(Z1)这一构成的结构体。接着,在所得结构体的表面上以干燥后的厚度达到0.3μm的方式通过浸渍法来涂布上述涂布液(S-1),在110℃下干燥5分钟。这样操作而得到容器(2-1)。容器(2-1)的壁部具有基材(X)/层(Z1)/层(Y)这一构成。
从容器(2-1)的主体部切出大小为15cm(圆周方向)×10cm(长度方向)的测定用样品,测定拉伸处理前的透氧度和透湿度,其结果是,拉伸处理前的透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.1g/(m2·天)。此外,拉伸处理后的透氧度为0.6mL/(m2·天·atm),本发明的容器即使承受强的物理应力也会以高水准维持氧气阻隔性。应予说明,拉伸处理在与实施例1-1相同的条件下进行。
[实施例3]立式制袋填充密封袋
首先,使用PET12作为基材(X),在该基材上以干燥后的厚度达到0.3μm的方式使用棒涂机来涂覆涂布液(T-1),在110℃下干燥5分钟。进而,在160℃下进行1分钟热处理,从而制作具有基材(X)/层(Z1)这一构成的结构体。测定所得结构体的红外线吸收光谱的结果是,800~1,400cm-1的区域内的最大吸收波数为1,108cm-1,前述区域内的最大吸收带的半峰宽为37cm-1。接着,在前述结构体上以干燥后的厚度达到0.05μm的方式使用棒涂机涂覆实施例1-1中使用的涂布液(S-1),在220℃下干燥1分钟,从而形成层(Y)。这样操作,达到具有基材(X)/层(Z1)/层(Y)这一结构的多层结构体(3-1)。评价该多层结构体(3-1)的外观。此外,通过上述方法来测定多层结构体(3-1)的透氧度和透湿度。透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)。透湿度为0.2g/(m2·天)。
在所得多层结构体(3-1)上形成粘接层后,在该粘接层上层压ONY,由此得到层叠体。接着,在该层叠体的ONY上形成粘接层后,在该粘接层上层压CPP70,在40℃下静置5天来进行熟化。这样操作,得到具有基材(X)/层(Y)/粘接层/ONY/粘接层/CPP这一结构的多层结构体(3-1-2)。前述两个粘接层分别通过以干燥后的厚度达到3μm的方式使用棒涂机涂覆双液反应型粘接剂并使其干燥来形成。双液反应型聚氨酯系粘接剂使用了由三井化学株式会社制造的“タケラック”(注册商标)的“A-525S”(商品名)与三井化学株式会社制造的“タケネート”(注册商标)的“A-25”(商品名)构成的粘接剂。将多层结构体(3-1-2)裁断成宽度400mm,以CPP层彼此接触地进行热封的方式供给至立式制袋填充包装机(オリヒロ株式会社制)。通过立式制袋填充包装机,制作如图1所示那样的接缝型的立式制袋填充密封袋(3-1)(宽度为160mm、长度为470mm)。从立式制袋填充密封袋(3-1)切出测定用样品,测定拉伸处理前的透氧度和透湿度的结果是,拉伸处理前的透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天),拉伸处理后的透氧度为0.5mL/(m2·天·atm)。应予说明,拉伸处理在与实施例1-1相同的条件下进行。
向袋(3-1)中添加2kg水来作为内容物。接着,对于所得袋,在与实施例1-1相同的条件下进行蒸煮处理。蒸煮处理后的袋(3-1)的外观评价中,多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。从蒸煮处理的袋(3-1)中切出测定用样品,将该样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,测定该样品的透氧度和透湿度的结果是,0.4mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。此外,将蒸煮处理后的样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为420gf/15mm。
将10个蒸煮处理后的立式制袋填充密封袋(3-1)装入纸壳箱(15×35×45cm)中。在真空包装袋与纸壳箱的间隙中填充缓冲材料。并且,将装有立式制袋填充密封袋(3-1)的纸壳箱堆积在卡车中,实施在冈山县与东京都之间(距离约为700km)往返10次的运输试验。从运输试验后的立式制袋填充密封袋(3-1)切出测定用样品,测定透氧度的结果是,运输试验后的透氧度为0.5mL/(m2·天·atm)。本发明的立式制袋填充密封袋即使承受强的物理应力也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例4]真空包装袋
从实施例3中制作的多层结构体(3-1-2)切取两片22cm×30cm的长方形层叠体。然后,以CPP层成为内侧的方式使两片多层结构体(3-1-2)重叠,将长方形的3边进行热封,由此形成袋。在该袋中以球体彼此接触的方式以铺满1层的状态填充作为固态食品模型的木制球体(直径30mm)。然后,将袋内部的空气进行脱气,对最后1边进行热封,从而得到以沿着球体凹凸密合的状态进行真空包装得到的真空包装袋(4-1)。从真空包装袋(4-1)切出测定用样品,测定拉伸处理前的透氧度和透湿度的结果是,拉伸处理前的透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天),拉伸处理后的透氧度为0.5mL/(m2·天·atm)。应予说明,拉伸处理在与实施例1-1相同的条件下进行。
接着,针对真空包装袋(4-1),使用蒸煮处理装置(株式会社日阪制作所制造的RCS-60),在120℃、0.15MPaG下在热水蒸汽中进行30分钟的蒸煮处理。蒸煮处理后的袋(4-1)的外观评价中,多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。从蒸煮处理后的真空包装袋切出测定用样品,将该样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,测定该样品的透氧度的结果是0.4mL/(m2·天·atm)。此外,将蒸煮处理后的样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为400gf/15mm。
将50个蒸煮处理后的真空包装袋(4-1)放入纸壳箱(15×35×45cm)中。在真空包装袋与纸壳箱的间隙中填充缓冲材料。并且,将装有真空包装袋(4-1)的纸壳箱堆积在卡车中,实施在冈山县与东京都之间往返10次的运输试验。从运输试验后的真空包装袋(4-1)切出测定用样品,测定透氧度和透湿度的结果是,运输试验后的透氧度为0.6mL/(m2·天·atm)。本发明的真空包装袋即使承受强的物理应力也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例5]层压管容器
在两片CPP100上分别形成粘接层,将其与实施例3中得到的多层结构体(3-1-2)进行层压。以这样的方式,得到具有CPP/粘接层/多层结构体/粘接层/CPP的结构的层压膜。粘接层通过以干燥后的厚度达到3μm的方式使用棒涂机涂布双液反应型粘接剂(实施例1-1中使用的“A-520”和“A-50”)并使其干燥来形成。
将所得层压膜切断成特定形状后,制成筒状并对重叠的部分进行热封,从而制造筒状的主体部。该热封在内侧的CPP层与外侧的CPP层之间进行。应予说明,筒状的主体部以作为基材(X)的聚对苯二甲酸乙二醇酯膜成为筒状内侧的方式卷入层压体来形成。接着,将筒状的主体部安装于用于成型管容器的芯轴上,在主体部的一端接合具备取出部的肩部。肩部通过将聚丙烯树脂进行压缩成型来形成。接着,在取出部上安装聚丙烯树脂制的盖(帽)。接着,从开口的主体部的另一个端部填充作为内容物的练制山葵,将该端部以内侧的CPP层的内周面彼此接触的方式进行热封。以这样的方式,得到填充有练制山葵的层压管容器(5-1)。从层压管容器(5-1)切出测定用样品,测定拉伸处理前的透氧度和透湿度的结果是,透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天),拉伸处理后的透氧度为0.4mL/(m2·天·atm)。应予说明,拉伸处理在与实施例1-1相同的条件下进行。
对于层压管容器(5-1),在与实施例4相同的条件下进行蒸煮处理。蒸煮处理后的容器(5-1)的外观评价中,多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。从蒸煮处理后的层压管容器(5-1)切出测定用样品,将该样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,测定该样品的透氧度和透湿度的结果是,0.4mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。此外,将蒸煮处理后的样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为450gf/15mm。
用手指夹持层压管容器(5-1)的主体部,施加一定的力并沿着主体部的长度方向使手指往返运动,进行挤压试验。往返5,000次后,取出内容物的练制山葵。从挤压试验后的层压管容器(5-1)切出测定用样品,测定透氧度的结果是,挤压试验后的透氧度为0.8mL/(m2·天·atm)。本发明的层压管容器即使承受强的物理应力也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例6]带嘴软包袋
从实施例3中得到的多层结构体(3-1-2)裁出大小为20cm×13cm的两片层压体。接着,使裁出的两片层压体以CPP层成为内侧的方式进行重叠,将外周以0.5cm的宽度进行热封,进一步通过热封来安装聚丙烯制的嘴。以这样的方式,制作扁平软包袋型的带嘴软包袋(6-1)。从软包袋(6-1)切出测定用样品,测定拉伸处理前的透氧度和透湿度的结果是,透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天),拉伸处理后的透氧度为0.5mL/(m2·天·atm)。应予说明,拉伸处理在与实施例1-1相同的条件下进行。
向软包袋(6-1)中填充蒸馏水400mL。接着,对于所得软包袋,使用蒸煮处理装置(日阪制作所制、フレーバーエースRCS-60),在130℃、0.18MPaG下在热水中进行30分钟的蒸煮处理。蒸煮处理后的软包袋(6-1)的外观评价中,多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。从蒸煮处理后的软包袋(6-1)切出测定用样品,将该样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,测定该样品的透氧度和透湿度的结果是,0.4mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。此外,将蒸煮处理后的样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为450gf/15mm。
使软包袋侧面(热封侧)朝下,使蒸煮处理后的软包袋(6-1)从1.5m的高度跌落5次,进行弯曲试验。从弯曲试验后的软包袋(6-1)切出测定用样品,测定透氧度的结果是,透氧度为0.8mL/(m2·天·atm)。本发明的带嘴软包袋即使承受强的物理应力也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例7]扁平软包袋
从实施例3中制作的多层结构体(3-1-2)裁出大小为20cm×13cm的两片层压体。接着,使裁出的两片层压体以CPP层成为内侧的方式进行重叠,将3边的外周以0.5cm的宽度进行热封。进一步,在剩余的1边的开口部端部处形成长度30mm的软包袋开口部。接着,将宽度30mm的聚四氟乙烯片材插入至开口部的端部,在该状态下进行热封。热封后,通过拔出聚四氟乙烯片材得到扁平软包袋(7-1)。从扁平软包袋(7-1)切出测定用样品,测定拉伸处理前的透氧度和透湿度的结果是,拉伸处理前的透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天),拉伸处理后的透氧度为0.5mL/(m2·天·atm)。应予说明,拉伸处理在与实施例1-1相同的条件下进行。
接着,针对扁平软包袋(7-1),进行与实施例6的带嘴软包袋相同的评价。但是,实施例7中,作为蒸煮处理,向扁平软包袋中填充蒸馏水500mL后,在130℃、0.18MPaG下进行30分钟的热水蒸汽式蒸煮处理。蒸煮处理后的软包袋(7-1)的外观评价中,多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。从蒸煮处理后的软包袋(7-1)切出测定用样品,将该样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,测定该样品的透氧度和透湿度的结果是,0.4mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。此外,将蒸煮处理后的样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为440gf/15mm。
将蒸煮处理后的扁平软包袋(7-1)在20℃、65%RH下放置1小时后,从软包袋的开口部去除水。接着,将400mL的蒸馏水填充至软包袋中,尽量减少上空部分。接着,通过将开口部进行热封,以填充的蒸馏水不会泄露的方式进行密封。针对密封有蒸馏水的扁平软包袋,利用与实施例6相同的方法进行弯曲试验。从弯曲试验后的软包袋(7-1)切出测定用样品,测定透氧度的结果是,透氧度为0.7mL/(m2·天·atm)。本发明的扁平软包袋即使承受强的物理应力也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例8]带V形槽的软包袋
将实施例3中得到的多层结构体(3-1-2)裁断,制作两个卷(宽度为450mm×长度为200m的卷、以及宽度为60mm×长度为200m的卷)。接着,向自立袋三方密封袋兼用制袋机(西部机械株式会社)中供给这些卷,将未拉伸聚丙烯部分进行热封,从而制作带底V形槽(底部V形槽)的软包袋(宽度为130mm、长度为200mm、底部V形槽部分的V形槽折入宽度为25mm)。此时,通过将宽度为450mm的卷切断而获得两个侧壁部,并将宽度为60mm的卷切断,从而获得底壁部(V形槽部)。接着,向未经热封的1边(开口部)的端部插入宽度为30mm的特氟隆片材,在该状态下进行热封后,拔出特氟隆的片材。这样操作,得到具有长度为30mm的软包袋开口部的带V形槽的软包袋(8-1)。从软包袋(8-1)切出测定用样品,测定拉伸处理前的透氧度和透湿度的结果是,透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天),拉伸处理后的透氧度为0.5mL/(m2·天·atm)。应予说明,拉伸处理在与实施例1-1相同的条件下进行。
针对所制作的软包袋(8-1),进行与实施例6的带嘴软包袋相同的评价。但是,实施例8中,作为蒸煮处理,向带V形槽的软包袋中填充蒸馏水500mL后,在130℃、0.18MPaG下进行30分钟的蒸气式蒸煮处理。蒸煮处理后的软包袋(8-1)的外观评价中,多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。从蒸煮处理后的带V形槽的软包袋(8-1)切出测定用样品,将该样品在20℃、65%RH的气氛下放置1小时后,测定该样品的透氧度和透湿度的结果是,0.4mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。此外,将蒸煮处理后的样品在20℃、65%RH的气氛下放置1小时后,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为450gf/15mm。
将蒸煮处理后的软包袋(8-1)在20℃、65%RH下放置1小时后,从软包袋的开口部中去除水。接着,填充500ml的蒸馏水,尽量减少上空部分。接着,通过将开口部进行热封,以所填充的蒸馏水不会泄露的方式进行密封。针对密封有蒸馏水的带V形槽的软包袋,利用与实施例6相同的方法进行弯曲试验。从弯曲试验后的软包袋(8-1)切出测定用样品,测定透氧度和透湿度的结果是,透氧度为0.8mL/(m2·天·atm)。本发明的带V形槽的软包袋即使承受强的物理应力也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例9]输液包
从实施例3中制作的多层结构体(3-1-2)切出两片12cm×10cm的多层结构体。接着,使切出的两片多层结构体以CPP层成为内侧的方式进行重叠,将周边进行热封,并且通过热封来安装聚丙烯制的嘴(口栓构件)。以这样的方式,制作具备与图5相同的结构的输液包(9-1)。从输液包(9-1)切出测定用样品,测定拉伸处理前的透氧度和透湿度的结果是,透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天),拉伸处理后的透氧度为0.5mL/(m2·天·atm)。应予说明,拉伸处理在与实施例1-1相同的条件下进行。
针对所制作的输液包(9-1),进行与实施例6的带嘴软包袋相同的评价。但是,实施例9中,作为蒸煮处理,向输液包(8-1)中填充蒸馏水100mL后,在120℃、0.15MPaG下在热水中进行30分钟的蒸煮处理。蒸煮处理后的输液包(9-1)的外观评价中,多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。从蒸煮处理后的输液包(9-1)切出测定用样品,将该样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,测定该样品的透氧度和透湿度的结果是,0.4mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。此外,将蒸煮处理后的样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为440gf/15mm。
向蒸煮处理后的输液包(9-1)中填充100mL的蒸馏水后,使侧面(热封侧)朝下,使其从1.5m的高度跌落5次,进行弯曲试验。从弯曲试验后的输液包(9-1)切出测定用样品,测定透氧度和透湿度的结果是,透氧度为0.9mL/(m2·天·atm)。本发明的输液包即使承受强的物理应力也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例10]纸容器
通过在400g/m2的板纸两面上将聚丙烯树脂(PP)进行挤出涂布层压,从而在板纸的两面形成未拉伸PP层(厚度各为20μm)。其后,在一个PP层的表面上形成粘接层,在其上层压实施例3中得到的多层结构体(3-1-2)。粘接层使用实施例1-1中使用的双液型粘接剂来形成。接着,在多层结构体的表面上涂布前述粘接剂,使多层结构体与CPP50进行贴合。这样操作,制作具有(外侧)PP/板纸/PP/多层结构体/CPP(内侧)这一构成的多层结构体(10-1-2)。应予说明,多层结构体(3-1-2)以层(Y)比基材(X)更靠近板纸侧的方式进行层压。接着,以多层结构体(10-1-2)的CPP面向容器内侧的方式折弯成形为多层结构体(10-1-2),进而进行热封,由此制作砖型的纸容器(10-1)(内容量为500mL)。
从纸容器(10-1)的构成侧面的平坦壁部切出不含折弯部分的圆形样品(直径:6.5cm)。接着,将切出的圆形样品(平坦部圆形样品)置于在10cm见方的铝箔(厚度为30μm)上开口的直径为4.5cm的圆上,将样品与铝箔之间用双液固化型环氧系粘接剂(ニチバン株式会社制 “アラルダイト”(注册商标))进行密封。测定该样品的透氧度和透湿度的结果是,透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。
此外,从纸容器(10-1)的构成侧面的平坦壁部切出不含折弯部分的6.5cm×9.0cm的范围来作为样品,将该样品在与实施例1-1相同的条件下进行拉伸处理。测定该拉伸处理后的样品的透氧度的结果是,透氧度为1.4mL/(m2·天·atm)。
向纸容器(10-1)中注入蒸馏水500g作为内容物,并进行密封。接着,在与实施例9相同的条件下进行蒸煮处理。蒸煮处理后的纸容器(10-1)的外观评价中,多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。将蒸煮处理后的纸容器(10-1)在20℃、65%RH下放置1小时,并去除水。接着,利用与蒸煮处理前相同的方法,从纸容器(10-1)的构成侧面的平坦壁部切出平坦部圆形样品,测定该样品的透氧度和透湿度的结果是,0.4mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。此外,将蒸煮处理后的样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为460gf/15mm。
从蒸煮处理后的纸容器(10-1)的包含折弯部的部分切出圆形样品(直径:6.5cm),利用与平坦部圆形样品相同的方法测定该样品的透氧度。其结果是,透氧度为1.0mL/(m2·天·atm)。本发明的纸容器即使承受折弯变形时的强物理应力也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例11]条带
实施例11中,制作使用条带得到的砖型纸容器并进行评价。首先,在实施例3中得到的多层结构体(3-1-2)上涂布在实施例1-1中使用的双液型粘接剂并使其干燥,将其与CPP50进行层压,从而得到层压体。接着,在该层压体的多层结构体上涂布前述双液型粘接剂并使其干燥,将其与CPP50进行层压。这样操作,得到具有CPP/粘接层/多层结构体/粘接层/CPP这一构成的多层结构体(11-1-2)。将该多层结构体(11-1-2)切断成短条状,制作条带。
接着,与实施例10同样地制作纸容器。但是,在实施例11中,在四个侧面之中的一个侧面的中央处将CPP与聚丙烯树脂层(PP)进行热封后,进一步用由多层结构体(11-1-2)形成的条带覆盖存在于该侧面中央部的热封部分。并且,通过从纸容器的内侧加热条带部分来贴合多层结构体,制作纸容器(11-1)。将纸容器(11-1)与实施例10同样地进行蒸煮处理。
从蒸煮处理后的纸容器(11-1)以纸容器的侧面中央的贴合部在样品中所占的比例达到最大的方式切出圆形样品(直径:6.5cm)。接着,利用与实施例10的平坦部圆形样品相同的方法,测定该样品的透氧度的结果是,透氧度为0.4mL/(m2·天·atm)。本发明的条带即使在热封时承受与压力、热相伴的强物理应力后,也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例12]容器用盖材
从实施例3中制作的多层结构体(3-1-2)切取直径100mm的圆形多层结构体,作为容器用的盖材。此外,作为容器主体,准备带凸缘的容器(东洋制罐株式会社制、“ハイレトフレックス”(注册商标)、“HR78-84”(商品名))。该容器具有上方面的直径为78mm且高度为30mm的杯形状。容器的上方面敞开,在其周边形成的凸缘部的宽度为6.5mm。容器由烯烃层/钢层/烯烃层的3层层叠体构成。接着,向前述容器主体中填充水至几乎装满,将盖材热封于凸缘部,由此得到带盖容器(12-1)。此时,盖材的CPP层以接触凸缘部的方式而被配置,热封盖材。应予说明,通过本实施例中使用的测定方法得到的前述容器的透氧度实质上为零。从带盖容器(12-1)的盖材切出测定用样品,测定透氧度和透湿度的结果是,透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。
对于带盖容器(12-1),在与实施例9相同的条件下进行蒸煮处理。蒸煮处理后的带盖容器(12-1)外观评价中,多层结构体的层间没有剥离,是良好的外观。将蒸煮处理后的带盖容器(12-1)在20℃、65%RH下放置1小时,在容器主体的底部开孔并去除水。接着,从带盖容器(12-1)的盖材切出测定用样品,测定该样品的透氧度和透湿度的结果是,0.4mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。此外,将蒸煮处理后的样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为450gf/15mm。
将10个蒸煮处理后的带盖容器(12-1)装入纸壳箱(15×35×45cm)中。在带盖容器(12-1)与纸壳箱的间隙中填充缓冲材料。并且,将装有带盖容器(12-1)的纸壳箱堆积在卡车中,实施在冈山县与东京都之间往返10次的运输试验。将运输试验后的带盖容器(12-1)在20℃、65%RH下放置1小时后,在容器主体的底部开孔并去除水。接着,从运输试验后的带盖容器(12-1)的盖材切出测定用样品,测定透氧度的结果是,透氧度为0.4mL/(m2·天·atm)。本发明的带盖容器即使承受强的物理应力也会以高水准维持阻隔性能。
[实施例13]模内贴标容器
在两片CPP100上分别以干燥后的厚度达到3μm的方式使用棒涂机涂布双液型粘合剂(实施例1-1中使用的“A-520”和“A-50”)并使其干燥。接着,将两片CPP与实施例1-1的多层结构体(1-1)进行层压,在40℃下静置5天来使其熟化。以这样的方式,得到具有CPP/粘合层/基材(X)/层(Y)/粘合层/CPP的结构的多层标签(13-1-2)。
以对应于容器成型模具的阴模部的内壁表面形状的方式切断多层标签(13-1-2),安装于阴模部的内壁表面。接着,将阳模部挤入阴模部。接着,将熔融的聚丙烯(日本ポリプロ株式会社制造的“ノバテック”(注册商标)的“EA7A”)在220℃下注入至阳模部与阴模部之间的腔中。以这样的方式实施注射成型,成型为目标容器(13-1-3)。容器主体的厚度为700μm,表面积为83cm2。容器的外侧整体被多层标签(13-1-2)覆盖,接合处与多层标签(13-1-2)重叠,不存在容器外侧未被多层标签(13-1-2)覆盖的部位。此时,容器(13-1-3)的外观良好。
从容器的主体部以不包括多层标签的接合处的方式切出测定用样品,测定该样品的透氧度和透湿度。其结果是,透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。本发明的模内贴标容器即使在模内贴标成形时承受与压力、热相伴的强物理应力,也会以高水准实现阻隔性能。
[实施例14]挤出涂布层压
在实施例1-1中,在多层结构体(1-1)上的层(Y)上形成粘合层后,将聚乙烯树脂(密度:0.917g/cm3,熔体流动速率:8g/10分钟)以厚度达到20μm的方式在295℃下挤出涂布层压在该粘合层上。以这样的方式,得到具有基材(X)/层(Y)/粘合层/聚乙烯的结构的多层结构体(14-1-2)。前述粘合层通过以干燥后的厚度达到0.3μm的方式使用棒涂机涂布双液型粘合剂并使其干燥来形成。对于该双液型粘合剂,使用由三井化学株式会社制造的“タケラック”(注册商标)的“A-3210”与三井化学株式会社制造的“タケネート”(注册商标)的“A-3070”构成的双液反应型聚氨酯系粘合剂。
通过上述方法来测定多层结构体(14-1-2)的透氧度和透湿度。其结果是,透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。像这样,通过使用在本发明中使用的多层结构体,即使在挤出涂布时承受与压力、热相伴的强物理应力后,也会实现高阻隔性能。
[实施例15]真空绝热体
在CPP60上以干燥后的厚度达到3μm的方式涂布实施例1-1中使用的双液反应型聚氨酯系粘合剂,并使其干燥,由此形成粘合层。通过将该CPP与实施例3中制作的多层结构体(3-1-2)的PET层进行贴合,从而得到层叠体(15-1-1)。接着,在ONY上以干燥后的厚度达到3μm的方式涂布前述双液型粘合剂,并使其干燥,由此形成粘合层。然后,通过将该ONY与层叠体(15-1-1)进行贴合,得到具有CPP/粘合层/多层结构体/粘合层/ONY的结构的多层结构体(15-1-2)。
裁切多层结构体(15-1-2),得到两片尺寸为70cm×30cm的层压体。使这两片层压体以CPP层彼此成为内表面的方式进行重叠,将3边以10mm的宽度进行热封,从而制作三面袋。接着,从三面袋的开口部填充绝热性的芯材,使用真空包装机在20℃、内部压力10Pa的状态下密封三面袋。以这样的方式,得到真空绝热体(15-1)。绝热性的芯材使用二氧化硅微粉。将真空绝热体(15-1)在40℃、15%RH的条件下放置360天后,使用皮拉尼(Pirani)真空计测定真空绝热体的内部压力,结果为37.0Pa。
从真空绝热体(15-1)切出测定用样品,测定拉伸处理前的透氧度和透湿度。其结果是,拉伸处理前的透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天),拉伸处理后的透氧度为0.4mL/(m2·天·atm)。应予说明,拉伸处理中,将样品在23℃、50%RH的气氛下放置24小时后,在相同气氛下将样品沿着相当于长轴方向的一个方向拉伸3%的状态保持10秒钟。像这样,本发明的多层结构体即使承受强物理应力也会以高水准维持阻隔性能,使用了其的真空绝热体会良好地维持内部的压力。
将真空绝热体(15-1)在85℃、85%RH的气氛下保管1,000小时后,在23℃、50%RH的气氛下放置24小时。其后,从真空绝热体(15-1)切出测定用样品,进行T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为450gf/15mm。
[实施例16]填充物的影响
<实施例16-1>
向实施例7中说明的扁平软包袋(7-1)中填充液状物500mL。作为液状物,使用1.5%乙醇水溶液(实施例16-1)、食用醋(实施例16-2)、pH2的柠檬酸水溶液(实施例16-3)、食用油(实施例16-4)、番茄酱(实施例13-5)、酱油(实施例16-6)、生姜酱(实施例16-7)和包含200g桔子的液体(实施例16-8)。将制作的扁平软包袋在23℃、50%RH的条件下保管6个月。从保管后的扁平软包袋切出测定用样品,测定该样品的透氧度。实施例16-1~16-8的样品的透氧度均为0.2mL/(m2·天·atm)。
<实施例16-2>
向实施例12中说明的带盖容器(12-1)中填充液状物并密封。作为液状物,使用1.5%乙醇水溶液(实施例16-9)、食用醋(实施例16-10)、pH2的柠檬酸水溶液(实施例16-11)、食用油(实施例16-12)、番茄酱(实施例16-13)、酱油(实施例16-14)、生姜酱(实施例16-15)和包含100g桔子的液体(实施例16-16)。将制作的带盖容器在23℃、50%RH的条件下保管6个月。从保管后的带盖容器的盖材切出测定用样品,测定该样品的透氧度。实施例16-9~16-16的样品的透氧度均为0.2mL/(m2·天·atm)
由实施例16-1~16-16可明确,使用本发明的多层结构体得到的包装材料在填充有食品的状态下进行保存试验后,也显示出良好的阻隔性能。
[实施例17]电子设备
<实施例17-1>
使用PET12作为基材,在该基材(PET)上以干燥后的厚度达到0.5μm的方式使用棒涂机涂覆涂布液(T-1),在110℃下使其干燥5分钟后,在180℃下进行1分钟的热处理。以这样的方式,得到具有基材(X)/层(Y)的构成的多层结构体(17-1)。测定所得到的结构体的红外线吸收光谱的结果是,800~1,400cm-1的区域内的最大吸收波数为1,107cm-1,该最大吸收带的半峰宽为37cm-1
在厚度50μm的丙烯酸树脂膜上形成粘合层后,将其与多层结构体(17-1)进行层压,由此得到层叠体。接着,在该层叠体的多层结构体(17-1)上形成粘合层后,将该层叠体与PET50进行层压。以这样的方式,得到具有PET/粘合层/基材(X)/层(Y)/粘合层/丙烯酸树脂膜的构成的保护片材(17-1)。前述两个粘合层分别通过以干燥后的厚度达到3μm的方式涂布双液型粘合剂并使其干燥来形成。对于双液型粘合剂,使用由三井化学株式会社制造的“タケラック”(注册商标)的“A-1102”与三井化学株式会社制造的“タケネート”(注册商标)的“A-3070”构成的双液反应型聚氨酯系粘合剂。
测定所得保护片材(17-1)的透氧度和透湿度。透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天)。此外,针对保护片材(17-1),切出大小为15cm×10cm的测定用样品。并且,将该样品在23℃、50%RH的条件下放置24小时后,在相同条件下沿着长轴方向拉伸3%,将该拉伸状态保持10秒钟,从而进行拉伸处理。测定拉伸处理后的保护片材(17-1)的透氧度。拉伸处理后的透氧度为0.5mL/(m2·天·atm)。
将保护片材(17-1)在85℃、85%RH的气氛下保管1,000小时后,从保护片材(17-1)切出测定用样品。进行该样品的T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为420gf/15mm。
<比较例17-1>
除了使用涂布液(CS-1)来代替涂布液(S-1)之外,与实施例17-1的多层结构体(17-1)的制作同样操作,由此制作多层结构体(C17-1)。
除了使用多层结构体(C17-1)来代替多层结构体(17-1)之外,与实施例17-1的保护片材(17-1)的制作同样操作,由此制作保护片材(C17-1)。针对保护片材(C17-1),与实施例17-1同样地进行评价。拉伸处理前的透氧度为0.2mL/(m2·天·atm)、透湿度为0.2g/(m2·天),拉伸处理后的透氧度为0.5mL/(m2·天·atm)。
将保护片材(C17-1)在85℃、85%RH的气氛下保管1,000小时后,从保护片材(C17-1)切出测定用样品。进行该样品的T模具剥离强度测定的结果是,剥离强度为150gf/15mm。
实施例的保护片材(多层结构体)与比较例的保护片材相比,即使在高温·高湿下下也不会产生脱层等外观不良。
<实施例17-2>
针对实施例17-1中得到的保护片材(17-1),进行可挠性试验。具体而言,实施将保护片材(17-1)沿着不锈钢制圆筒(外径为30cm)的外周面卷绕20圈的试验。通过该试验未观察到保护片材(17-1)的破损。由此确认保护片材(17-1)具有可挠性。
<实施例17-3>
使用实施例17-1中得到的多层结构体(17-1)来制作太阳能电池模块。具体而言,首先,将设置在10cm见方的强化玻璃上的非晶硅太阳能电池单元用厚度为450μm的乙烯-乙酸乙烯酯共聚物膜夹持。接着,在该膜上以多层结构体(17-1)的聚对苯二甲酸乙二醇酯层成为外侧的方式贴合多层结构体(17-1),由此制作太阳能电池模块。贴合通过在150℃下进行3分钟的抽真空后再进行9分钟压接来实施。这样操作而制作的太阳能电池模块会良好地运转,会长时间显示出良好的电输出特性。
产业利用性
本发明可利用于多层结构体和使用了其的包装材料、以及多层结构体的制造方法。根据本发明,可以获得气体阻隔性优异、即使在承受变形、冲击等物理应力时也能够以高水准维持气体阻隔性的多层结构体。此外,根据本发明,能够获得层间粘接性优异、即使在蒸煮处理后也不会产生脱层等外观不良的多层结构体。此外,通过使用本发明的多层结构体,能够得到优异的包装材料。
本发明的多层结构体特别优选用作包装材料。除了包装材料之外的用途例中,可列举出LCD用基板膜、有机EL用基板膜、电子纸用基板膜、电子设备用密封膜、PDP用膜等显示器构件、LED用膜、IC标签用膜、太阳能电池模块、太阳能电池用背板、太阳能电池用保护膜等太阳能电池构件等电子设备相关构件;光通信用构件、电子机器用柔性膜、燃料电池用隔膜、燃料电池用密封膜、各种功能性膜的基板膜等。
附图标记说明
10 立式制袋填充密封袋
11 多层结构体
11a 端部
11b、331 主体部
131、132、410a、410b、631、632 膜材
101 真空包装袋
111、11c、411、412、413、414、611 周边部
112 中央部
150内容物
20 扁平软包袋
301 层压管容器
310 层压膜
311 端部密封部
312 侧面密封部
320、420、620 隔壁
332 肩部
341 基座部
342 取出部
360 容器
361、362、363 多层标签
361a 贯通孔
370 容器主体
371 凸缘部
372 主体部
373 底部
371a 凸部
401 输液包
431 袋主体
432 口栓构件
433 悬挂孔
40 电子设备
41 电子设备主体
42 密封材料
43 保护片材(多层结构体)
50 挤出涂布层压装置
51 挤出机
52 T模具
53 冷却辊
54 橡胶辊
501 层叠体
502 树脂膜
503 层压膜(多层结构体)
510 纸容器
511 窗部
601、602 真空绝热体
610 包覆材料
651、652 芯材

Claims (16)

1.多层结构体,其为包含基材(X)、层(Y)、以及与所述层(Y)邻接配置的层(Z)的多层结构体,
所述层(Y)包含:含有磷原子的化合物(A)、以及具有羟基和/或羧基的聚合物(B),
所述层(Y)中,所述化合物(A)与所述聚合物(B)的质量比处于15:85~99:1的范围,
所述层(Z)为包含铝原子的层。
2.根据权利要求1所述的多层结构体,其中,所述化合物(A)为具有选自磷酸基、亚磷酸基、膦酸基、亚膦酸基、次膦酸基和三价膦酸基中的至少1种官能团的聚合物。
3.根据权利要求1所述的多层结构体,其中,所述化合物(A)为聚(乙烯基膦酸)。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的多层结构体,其中,所述聚合物(B)为聚乙烯醇系聚合物。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的多层结构体,其中,所述层(Z)具备包含反应产物(E)的层(Z1),
所述反应产物(E)是由磷化合物(D)与包含铝的金属氧化物(C)反应而得到的反应产物,
所述层(Z1)的红外线吸收光谱中,800~1,400cm-1的区域内的最大吸收波数处于1,080~1,130cm-1的范围。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的多层结构体,其中,所述层(Z)具备铝的蒸镀层(Z2)或氧化铝的蒸镀层(Z3)。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的多层结构体,其中,所述基材(X)包含选自热塑性树脂膜层和纸层中的至少1种。
8.权利要求1~7中任一项所述的多层结构体的制造方法,其包括下述步骤:
(Y-i)通过将含有磷原子的化合物(A)、具有羟基和/或羧基的聚合物(B)、以及溶剂进行混合,从而制备含有它们的涂布液(S)的步骤;
(Y-ii)使用所述涂布液(S)来形成层(Y)的步骤;以及
层(Z)的形成步骤,其形成包含铝原子的层(Z),
以层(Y)与层(Z)邻接的方式进行配置,
所述(Y-i)的步骤中,所述化合物(A)与所述聚合物(B)在质量比为15:85~99:1的范围内进行混合。
9.包装材料,其包含权利要求1~7中任一项所述的多层结构体。
10.根据权利要求9所述的包装材料,其还具有通过挤出涂布层压而形成的层。
11.根据权利要求9或10所述的包装材料,其为立式制袋填充密封袋、真空包装袋、软包袋、层压管容器、输液包、纸容器、条带、容器用盖材或模内贴标容器。
12.制品,其至少一部分使用权利要求9~11中任一项所述的包装材料。
13.根据权利要求12所述的制品,其中,制品包含内容物,所述内容物为芯材,
所述制品的内部进行了减压,
该制品作为真空绝热体而发挥功能。
14.电子设备,其包含权利要求1~7中任一项所述的多层结构体。
15.根据权利要求14所述的电子设备,其包含保护片材,所述保护片材用于保护所述电子设备主体的表面,
所述保护片材包含权利要求1~7中任一项所述的多层结构体。
16.根据权利要求14或15所述的电子设备,其为光电转换装置、信息显示装置或照明装置。
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