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Die vorliegende Erfindung bezieht
sich auf einen Gassperrfilm, genauer auf einen Gassperfilm, der hohe
Gasundurchlässigkeit
(hierin als „Gassperrvermögen" bezeichnet) bei
hoher Luftfeuchtigkeit, exzellentes Haftvermögen an einem thermoplastischen
Harzsubstrat und exzellentes Gassperrvermögen nach der Laminierung aufweist.
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Auf dem Gebiet der Verpackung von
Lebensmitteln und Chemikalien usw. erfolgten laufend Entwicklungen
im Hinblick auf die Bereitstellung von Filmen mit Gassperrvermögen, die
imstande sind, den Eintritt von Luft zu verhindern, da jeder Eintritt
von Sauerstoff usw. von Luft die längerfristigen Lagerung des
Inhalts wegen Verderb nicht erlaubt.
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Gemäß Polymer Engineering and Science,
Bd. 20, Nr. 22, S. 1543–1546
(Dezember 1986) umfassen herkömmlich
entwickelte Filme mit Gassperrvermögen jene aus Polyvinylidenchlorid,
Polyacrylnitril und Polyvinylalkohol. Da jedoch Polyvinylidenchlorid
Chloratome und Polyacrylnitril CN-Gruppen enthält, verursachten, speziell
kürzlich,
Abfälle,
die aus deren Herstellung und Verwendung herrühren, ernste Umweltprobleme.
Da außerdem
Polyvinylalkohol OH-Gruppen enthält,
hängt das
Gassperrvermögen
speziell von der Feuchtigkeit ab und wird bei hoher Feuchtigkeit
bemerkenswert niedrig. In ähnlicher
Weise weist das Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer, das für die Reduzierung
der Feuchtigkeitsabhängigkeit
des Polyvinylalkohols entwickelt wurde, nach wie vor unzureichendes
Gassperrvermögen
bei hoher Feuchtigkeit auf.
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Auf der anderen Seite wurden Filme
entwickelt, die ein anorganisches Material wie Siliziumoxid (JP-B-012953
usw.) oder Aluminiumoxid (JP-A-179935 usw.), das durch Bedampfen
aufgebracht wurde, auf der Oberfläche des Substrats aufweisen.
Jedoch weisen diese Filme Nachteile auf, indem die Vakuumverdampfung,
die für
die Bildung des Films notwendig ist, die Kosten signifikant steigert
und der Film wegen der Inflexibilität der anorganischen Schicht
und seiner schwachen Haftung am Substrat schwierig zu handhaben ist.
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Zur Lösung dieser Probleme wurde
ein Film entwickelt, der eine Beschichtung aufweist, die auf einem Substrat
gebildet wurde (JP-A-56-004563 usw.) und die aus einem Metalloxid
und Polyvinylalkohol besteht, aber sein Gassperrvermögen bei
hoher Feuchtigkeit ist noch immer nicht zufrieden stellend. Außerdem wurden
Filme vorgeschlagen, die eine Gassperrschicht aufweisen, die aus
anorganischen, laminaren Verbindungen und einer stark Wasserstoff-bindenden
Verbindung (JP-A-07-041685
usw.) besteht, aber die Filme sind sehr ungünstig in ihrer Produktivität, da im
Schritt der Bildung einer Gassperrschicht mit hohem Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen und
hoher Beständigkeit
des Gassperrvermögens
ein langes Trocknen oder eine lange Wärmebehandlung notwendig ist,
und ferner ist die Haftfähigkeit,
die zwischen dem Beschichtungsmaterial und dem Substrat erreicht
werden kann, gering. Dehnungs-Gassperrvermögen ist das Gassperrvermögen unter
Dehnung. Wenn das Dehnungs-Gassperrvermögen hoch ist, würde sich
das Gassperrvermögen
nicht verschlechtern, selbst wenn der Film bei Schritten wie Bedrucken
oder Trocknen des Laminats oder Bildung von Packungen gedehnt werden
würde.
Die Beständigkeit
des Gassperrvermögens
ist das Gassperrvermögen,
nachdem der Film einer wiederholten Verdrehung ausgesetzt wurde,
und wenn diese Beständigkeit
des Gassperrvermögens
hoch ist, würde
sich das Gassperrvermögen
nicht verschlechtern, selbst wenn der Film bei der Bildung der Packungen
geknickt wird oder selbst wenn Falten nach der Bildung von Packungen
gebildet werden. Wenn ein Film hergestellt werden könnte, der
eine Gassperrschicht aufweist, die fest am Substrat haftet, dann
würde eine
Packung, wie z. B. eine Tasche, die aus solch einem Film hergestellt
wurde, äußerst zuverlässig sein,
weil keine) Brechen oder Deformationen auftreten würden und
weil sich das Gassperrvermögen
nach der Laminierung nicht signifikant verschlechtern würde.
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Weitere Beispiele für polymere
Beschichtungen, die anorganische, laminare Verbindungen enthalten, werden
in JP-A-03-093542, EP-A-0.301.878, EP-A-0.518.647 und EP-A-0.691.376
bereitgestellt.
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Die vorliegende Erfindung behandelt
die oben angeführten
Probleme der herkömmlichen
Gassperrfilme und versucht, eine Lösung durch Bereitstellung eines
Gassperrfilms zu liefern, der ein Substrat umfasst, das darauf eine
Gassperrschicht besitzt, deren Film ein Gassperrvermögen sogar
bei hoher Feuchtigkeit und unter Dehnung aufweist, und die auch
Beständigkeit
des Gassperrvermögens
und Haftfähigkeit
der Gassperrschicht am Substrat sowie Gassperrvermögen nach
dem Laminieren aufweist.
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Die vorliegende Endung stellt einen
Gassperrfilm bereit, der ein thermoplastisches Harz umfasst, das eine
Gassperrschicht darauf aufweist, wobei die Beschichtung ein wasserlösliches
oder wasserdispergierbares Hochpolymer und anorganische, geschichtete
Teilchen umfasst und wobei die Beschichtung zumindest die folgende
Eigenschaft (a) aufweist, nämlich:
- a) dass die Beschichtung eine Oberfläche vom
Substat entfernte (Oberfläche
aufweist, die einen Oberflächen-Rauigkeitsparameter
Rt/Ra von 25 oder weniger aufweist, bevorzugt 20 oder weniger;
und
die gegebenenfalls auch die Eigenschaft (b) aufweist:
- (b) dass die Beschichtung eine Aminverbindung enthält, die
durch folgende allgemeine Formel dargestellt ist: worin R1 für ein Wasserstoffatom
oder eine C1-6-Alkyl, Allyl- oder Phenylgruppe
steht; R2 für
ein Wasserstoffatom oder eine gegebenfalls substituierte Alkyl-
oder Allylgruppe steht; und R3 für
eine gegebenenfalls substituierte Alkyl- oder Allylgruppe steht.
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Die vorliegende Erfindung stellt
einen Gassperrfilm bereit, der hohes Gassperrvermögen sogar
bei hoher Feuchtigkeit oder unter Dehnung aufweist, und der auch
Beständigkeit
des Gassperrvermögens,
Haftfähigkeit
und Bedruckbarkeit aufweist, die mittels Bereitstellung von Sperrschichten
entwickelt werden, die einen spezifischen Oberflächenrauigkeitsparameter aufweisen
und die aus wasserlöslichen
oder wasserdispergierbaren Hochpolymeren und anorganischen geschichteten
Teilchen bestehen. Von diesem Film wird erwartet, dass er als Verpackungsmaterial
gewerblich anwendbar ist, das dem Inhalt zuverlässig ermöglicht, seine Qualität für eine lange
Zeitspanne beizubehalten.
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Bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung
werden nun detaillierter beschrieben.
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Die vorliegende Erfindung führte zur
Entwicklung eines Gassperrfilms, der hohes Gassperrvermögen bei
hoher Feuchtigkeit und unter Dehnung aufweist und auch Beständigkeit
des Gassperrvermögens,
gemeinsam mit Haftfähigkeit
und Gassperrvermögen
nach dem Laminieren aufweist und ein viel versprechendes Verpackungsmaterial
bereitstellt, das sehr zuverlässig
bezüglich
Haltbarkeit ist.
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Die anorganischen geschichteten Teilchen,
die in der Gassperrschicht eines Films vorhanden sind, der die vorliegende
Erfindung ausführt,
können
durch anorganische Teilchen bereitgestellt werden, die durch Überlappen
einer oder mehrerer sehr dünner
Einzelkristallschichten gebildet werden. Unter diesen wird im Speziellen
Ton verwendet. Ein speziell geeigneter Ton dieser Art weist eine
Kristallstruktur auf, die in der Lage ist, Wasser in den Zwischenräumen zwischen
den jeweiligen sehr dünnen
Kristallschichteneinheiten zu koordinieren und zu absorbieren, um
Quellung zu erlauben, und der im Allgemeinen eine geschichtete Struktur
aufweist, in denen Schichten mit Si4+, das
an O2– koordiniert
ist, um eine tetraedrische Struktur, und Schichten mit Al3+, Mg2+, Fe2+, Fe3+ oder Li+ usw. koordiniert an O2– und
OH–,
um eine oktaedrische Struktur zu bilden, in einem Verhältnis 1
: 1 oder 1 : 2 gebunden sind und überlappen. Der Ton kann natürlich oder
synthetisch sein. Typische Tone umfassen Kaolinit, Hal loysit, Montmorillonit,
Vermiculit, Saponit, Dickit, Nakrit, Antiogorit, Pyrophyllit, Hectorit,
Beidellit, Marfarit, Talk, Tetrasilyl-Glimmer, Muscovit, Phlogopit
und Chlorit. Von diesen werden anorganische geschichtete Teilchen
namens Smektite wie z. B. Montmorillonit, Saponit, Hectorit und
Beidellit bevorzugt verwendet. Der Durchmesser der anorganischen
geschichteten Teilchen ist nicht limitiert, jedoch ist, wenn der
Durchmesser 0,2 μm
oder weniger, im Speziellen 0,05 μm
oder weniger beträgt,
die Haftfähigkeit verbessert.
Auf der anderen Seite, wenn er 1 μm
oder mehr, im Speziellen 5 μm
oder mehr beträgt,
ist das Gassperrvermögen
selbst und die Form nach dem Verpacken verbessert. Außerdem enthält die Beschichtung bevorzugt
zwei Arten an Teilchen, die jeweils verschiedene Teilchendurchmesser
aufweisen, deren unterschiedliche Teilchendurchmesser betragen besonders
bevorzugt 0,2 μm
oder weniger und 1 μm
und mehr, da es dann möglich
ist, beide verbesserten Eigenschaften, auf die sich oben bezogen
wurde, zu erreichen.
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Das wasserlösliche und wasserdispergierbare
Hochpolymer der Gassperrschicht eines Films als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist bevorzugt ein Hochpolymer, das kann
bei Raumtemperatur einfach in Wasser aufgelöst oder fein dispergiert werden
kann und kann zum Beispiel aus Polyvinylalkohol-basierten Polymeren
und deren Derivaten, Cellulose-Derivaten wie z. B. Carboxymethyl-Cellulose
und Hydroxyethyl-Cellulose, Stärken
wie z. B. oxidierter Stärke,
veretherter Stärke
und Dextrin, Polyvinylpyrrolidon, copolymerisierten Polyestern,
die polare Gruppen wie z. B. Sulfoisophthalsäure enthalten, Vinyl-basierten
Polymeren wie z. B. Polyhydroxyethylmethacrylat und Copolymere davon,
Acryl-Hochpolymeren, Urethan-basierten Hochpolymeren, Ether-basierten
Hochpolymeren und verschiedenen Polymeren, die mit funktionellen
Gruppen wie z. B. Carboxylgruppen, Aminogruppen oder Methylolgruppen
modifiziert wurden, ausgewählt
werden. Polyvinylalkohol-basierte Polymere und deren Derivate sind
bevorzugt, und Polyvinylalkohol, der einen Verseifungsgrad von 80
Mol.-% oder mehr aufweist, und copolymerisierte Polyvinylalkohole,
die 60 Mol.-% oder mehr Vinylalkohol als eine Komponente enthalten,
sind besonders bevorzugt. Der Polymerisationsgrad der Polyvinylalkohol-basierten
Polymere und deren Deriva te beträgt
vorzugsweise 100 bis 5000, besonders bevorzugt 500 bis 3000 und
insbesondere bevorzugt 1200 bis 2500.
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Gemäß einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Verbesserung des Gassperrvermögens durch
Kontrollieren des Oberflächenrauigkeits-Parameters
Rt/Ra ermöglicht.
Rt bezieht sich auf die maximale Höhe, die der Abstand zwischen
dem höchsten
Maximum und dem tiefsten Minimum ist, und Ra bezieht sich auf die
durchschnittliche Rauheit auf der Mittellinie. Der Oberflächenrauigkeits-Parameter
Rt/Ra wird bei 25 oder weniger gehalten, bevorzugt bei 20 oder weniger.
Wenn der Oberflächenrauigkeits-Parameter
Rt/Ra 25 überschreitet,
können
das Gassperrvermögen,
insbesondere das Gassperrvermögen
unter Dehnung und die Beständigkeit
des Gassperrvermögens,
sinken. Es versteht sich, dass der Grund dafür jener ist, dass während der
Bildung der Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit die Beschichtung
durch Kontakt mit Walzen oder einem anderen Film abgerieben wird,
und die Beschichtung bricht mit aggregierten Teilchen auf der Oberfläche zusammen.
Ein Oberflächenrauigkeits-Parameterwert
Rt/Ra von 25 oder weniger kann bevorzugt durch Herstellung eines
glatten Substrats aus einem Harz, das anorganische oder organische
Teilchen einheitlicher Größe enthält, Herstellung
eines Beschichtungsmaterials mit Komponenten, die sehr homogen dispergiert
sind, und Auftragen des Beschichtungsmaterials auf das glatte Substrat
und Trocknen bei einer Temperatur von 180°C oder weniger in einer kurzen
Zeitspanne von 30 Sekunden oder weniger erhalten werden. Um die
Beschichtungskomponenten homogen zu dispergieren, ist es besonders
wichtig, dass die Beschichtungsflüssigkeit, die Teilchen enthält, bevorzugt
einer starken Dispergier-Behandlung ausgesetzt wird, wie z. B. Homo-Mischer,
Strahlmischer, Kugelmühle,
Knetmaschine, Sandmühle
oder Dreiwalzen-Knetmaschine, um eine Aggregation der anorganischen
geschichteten Teilchen zu verhindern. Wenn ein Homo-Mischer oder
ein Strahlmischer verwendet wird, wird er bevorzugt mit 1000 U/min
oder mehr betrieben. Die Details der Parameter werden z. B. von
Jiro Nara, „Methods
for Measuring and Evaluating Surface Roughness" (Sogo Gijutsu Center, 1983) beschrieben.
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Gemäß weiteren Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung wird die Verbesserung der Haftfähigkeit
und des Gassperrvermögens
nach dem Laminieren durch Bereitstellung eines Amins in der Beschichtung ermöglicht,
das durch folgende Formel dargestellt ist:
worin R1 für ein Wasserstoffatom
oder ein C
1-6-Alkyl oder eine Allyl- oder
Phenylgruppe, bevorzugt Wasserstoff, eine Methyl-, Ethyl-, Propyl-
oder Phenylgruppe steht; R2 für
ein Wasserstoffatom oder gegebenfalls substituierte Alkyl- oder
Allylgruppen, bevorzugt Wasserstoff oder eine unsubstituierte oder
substituierte C
1-4-Alkylkette steht; und R3 für eine gegebenfalls
substituierte Alkyl- oder Allylgruppe, bevorzugt eine unsubstituierte oder
substituierte Kette steht.
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Die Substituenten, auf die sich oben
bezogen wird, umfassen Amino-, Imino-, Alkoxy-, Carboxyl-, Sulfon-,
Cyano-, Methylol-, Vinyl- und Hydroxygruppen und Chlor und Metallalkoxid-Gruppen
wie z. B. Alkoxysilan, Alkoxytitan und Alkoxyaluminium, deren Hydrolyseprodukte,
und bevorzugte Amine enthalten eine Alkyl- oder Allylkette, die
mit einem oder mehreren dieser Substituentengruppen substituiert
ist. Als Substitutentengruppen für
R2 sind Amino-, Vinyl- und Chlorgruppen bevorzugte Gruppen, und
als Substituentengruppen für R3
sind Alkoxy-, Carboxyl-, Hydroxyl-, Sulfon-, Methylol-, Metallalkoxygruppen
und deren Hydrolyseprodukte bevorzugt. Die Aminverbindungen, die
verwendet werden können,
umfassen Alkylamine wie z. B. Propylamin, Diethylamin, Butylamin
und Hexylamin, Aminoalkohol und Aminoethylaminoethanol, Aminohexylalkohol
und Aminoethylaminoethanol, Diamine wie z. B. Ethylendiamin, Propylendiamin,
Aminosäuren
wie z. B. Aminoessigsäure,
Aminohexansäure
und Aminododecansäure,
Silan-Haftvermittler, die eine Aminogruppe aufweisen wie γ-Aminopropyltriethoxysilan, γ-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan, γ-(2-Aminoethyl)aminopropyldimethoxysilan, γ-Anilinpropyltrimethoxysilan
und γ-Ureidopropyltriethoxysilan.
Von diesen können
C1-4-Alkylamine wie z. B. Propylamin Diethylamin
oder Butylamin, Aminosäuren
mit 1 bis 4 Kohlenstoffatomen wie z. B. Aminoessigsäure, Aminohexansäure und
Silan-Haftvermittler, die Amino- und Alkoxysilangruppen an den jeweiligen
Enden aufweisen wie z. B. γ-Aminopropyltriethoxysilan
und γ-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan,
bevorzugt verwendet werden. Es wird bevorzugt, dass die Aminoverbindung
in einer Menge von 0,01 bis 40 Gew.-%, basierend auf dem Gesamtgewicht
der Komponenten der Beschichtung, vorliegt.
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Für
die vorliegende Erfindung beträgt
die Anzahl der Wellungen, die einen Durchmesser im Bereich von 25
bis 100 μm
aufweisen, zur verbesserten Beständigkeit
des Gassperrvermögens
vorzugsweise 1 bis 150 pro mm2, besonders
bevorzugt 5 bis 100 und insbesondere bevorzugt 10 bis 80. Die Anzahl
der Wellungen wird wie folgt gemessen und definiert. Ein Bild der
Filmoberfläche
bei geringer Vergrößerung (etwa
5fach), gemessen mit einem optischen Mikroskop, wird mittels eines
Bildanalysators verarbeitet. Dabei erfolgt die Bildverarbeitung
so, dass die Maxima und Minima auf der Filmoberfläche aufgenommen
werden. Jedes der Maxima/Minima, die im Bild beobachtet werden,
wird durch einen äquivalenten
Kreis ersetzt, und die Anzahl der Kreise im Bereich von 25 bis 100 μm im Durchmesser
wird gezählt,
um deren Häufigkeit
pro 1 mm2 zu ermitteln, die als die Anzahl
der Wellungen genommen wird. Wenn die Anzahl der Wellungen 1 oder
weniger beträgt, können die
Rutscheigenschaften des Films und die Beständigkeit der Gassperrvermögens unzureichend
werden. Wenn die Anzahl der Wellungen 150 oder mehr beträgt, wird
die Rauheit der Oberfläche
sehr groß,
dadurch verschlechtert sich das Aufnahmeverhalten des Films. Es
wird gedacht, dass solche Wellungen hauptsächlich der Aggregation der
Teilchen und der Polymere im Beschichtungsmaterial zuzuschreiben
sind. Die Aggregation der anorganischen geschichteten Teilchen in
der Dispersion der Flüssigkeit
nimmt zu, um als Ergebnis von Wechelwirkungen Aggregate aus Teilchen
und Polymer im Beschichtungsmaterial zu bilden, was es den Aggregaten
ermöglicht,
Wellungen auf der beschichteten Oberfläche zu bilden. Da diese Wellungen von
der Aggregation von Teilchen und Polymer herrühren, ist die Filmoberfläche sehr
widerstandsfähig
gegen Scheuern infolge von Reibung usw., was zur Verbesserung der
Rutscheigenschaften der Oberfläche
günstig ist.
Solche Wellungen können
auftreten, wenn die Konzentration des Beschichtungsmaterials zu
hoch ist. Bevorzugte Verfahren, um die Anzahl der Wellungen innerhalb
des oben angeführten
Bereichs zu halten, umfassen homogene Dispersion der Komponenten
in der Beschichtung und Kontrolle der Wechselwirkung zwischen Teilchen
und Polymer im Beschichtungsmaterial durch Oberflächenbehandlung
der anorganischen geschichteten Teilchen. Um die Komponenten in
der Beschichtung homogen zu dispergieren, kann eine mechanische Dispersion
auf Teilchen-dispergierte Lösung
und Beschichtungsmaterial unter Verwendung von Geräten, die Scherkraft
oder Scherspannung einsetzen wie z. B. Homo-Mischer, Strahlmischer,
Kugelmühle,
Knetmaschine, Sandmühle
oder Dreifachrollen-Knetmaschine, angewendet werden, oder eine gemischte
Lösung
aus Wasser und einem niederen Alkohol kann als Lösungsmittel für das Beschichtungsmaterial
verwendet werden. Ein niederer Alkohol ist eine alkoholische Verbindung,
die eine lineare oder verzweigte aliphatische Kette mit 1 bis 3
Kohlenstoffatomen aufweist, und kann ein beliebiger von Methanol,
Ethanol und n- oder Isopropanol sein. Außerdem beträgt das Gewichtsverhältnis Wasser/Alkohol
bevorzugt 99/1 bis 20/80. Wenn ein Homo-Mischer oder ein Strahlmischer
verwendet wird, wird er bevorzugt mit 1000 U/min oder mehr betrieben.
Für die
Oberflächenbehandlung
der anorganischen geschichteten Teilchen werden die oben angeführten Amine und
Silan-Haftvermittler bevorzugt verwendet. Alkylamine mit 1 bis 7
Kohlenstoffatomen und Silan-Haftvermittler, die Amino- und Alkoxysilangruppen
an den jeweiligen Enden aufweisen, sind insbesondere bevorzugt,
da die Teilchen, die mit diesen Oberflächenbehandlungsmitteln behandelt
werden, homogen im Lösungsmittel dispergiert
werden können.
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Für
die vorliegende Erfindung beträgt
die Anzahl eines beliebigen Oberflächendefekts von 0,2 μm oder größer, der
auf der Beschichtungsoberfläche
existiert, für
verbesserte Beständigkeit
des Gassperrvermögens und
insbesondere für
die Verbesse rung der Druckeigenschaften bevorzugt 5 oder weniger
pro 10 cm2, besonders bevorzugt 3 oder weniger.
Die Oberflächendefekte
dieser Größe können visuell
identifiziert werden und können
eine Ursache für
uneinheitlichen Druck sein. Bevorzugte Verfahren, um die Anzahl
der Oberflächendefekte
bei 5 oder weniger zu halten, umfassen mechanisches Dispergieren,
was mit Geräten
erfolgt, die imstande sind, eine Scherkraft oder eine Scherspannung
anzuwenden, um die Abwesenheit von Aggregaten im Beschichtungsmaterial
zu ermöglichen,
Verwendung eines gemischten Lösungsmittels
aus Wasser und einem niederen Alkohol als Lösungsmittel für das Beschichtungsmaterial
sowie Verbesserung der Dispersionseigenschaften durch Oberflächenbehandlung
der anorganischen geschichteten Teilchen. Da es wichtig ist, die
Bildung von Luftblasen im Beschichtungsmaterial zu verhindern, ist
es selbstredend besonders bevorzugt, ein Verfahren anzuwenden, nach
dem ein gemischtes Lösungsmittel
aus Wasser und einem niederen Alkohol für das Beschichtungsmaterial
verwendet wird, da es erfolgreich die Oberflächenspannung des Beschichtungsmaterials
senkt.
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Außerdem ist es für die vorliegende
Erfindung, für
die verbesserte Beständigkeit
des Gassperrvermögens
bevorzugt, dass der Oberflächenrauigkeits-Parameter
Rp 1,4 μm
oder weniger, besonders bevorzugt 1,2 μm oder weniger, beträgt. Rp bezieht
sich auf den Abstand zwischen der Mittellinie der Oberflächenrauigkeitskurve
und seine maximalen Höhe.
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Für
die vorliegende Erfindung ist es bevorzugt, dass der Wassergehalt
in der Beschichtung 3 mg/cm3 oder weniger,
besonders bevorzugt 2,5 mg/cm3 oder weniger,
insbesondere bevorzugt 1,5 mg/cm3 oder weniger,
beträgt.
Wenn der Wassergehalt innerhalb dieses Bereichs liegt, verbessern
sich nicht nur das Gassperrvermögen,
sondern auch das Dehnungs-Gassperrvermögen und die Haftfähigkeit.
Dies ist deswegen der Fall, weil die Festigkeit der Beschichtung
verbessert wird, wenn der Wassergehalt in der Beschichtung gesenkt wird.
Außerdem
verbessert sich der Blockierwiderstand. Um den Wassergehalt bei
3 mg/cm3 oder weniger zu halten, kann ein Lösungsmittel,
das einen niedrigen Siedepunkt, eine hohe Flüchtigkeit und Affinität zu Wasser aufweist,
dem Lösungsmittel
des Beschichtungsmaterials zugesetzt werden. Als solches Lösungsmittel
mit niedrigem Siedepunkt wird ein niederer Alkohol bevorzugt. Es
ist auch bevorzugt, bei einer Temperatur höher als 100°C zu trocknen.
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Außerdem beträgt im Infrarot-Absorptionsspektrum
die relative Intensität
P, die durch die folgende allgemeine Formel dargestellt wird, vorzugsweise
35 oder weniger, besonders bevorzugt 30 oder weniger, insbesondere
bevorzugt 25 oder weniger. Dabei steht Pw für die relative Intensität des Peaks,
der den polaren Gruppen der wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren
Polymers im nassen Zustand zuordenbar ist, und Pd steht für die relative
Intensität
des Peaks, der den polaren Gruppen der Polymere im trockenen Zustand zugeordnet
wird. P = 100 × (Pw – Pd)/Pd.
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Die relative Intensität P bezieht
sich hauptsächlich
auf das Volumen der Wassermoleküle,
die über Wasserstoffbrückenbindungen
mit polaren Gruppen in dem wasserlöslichen und wasserdispergierten
Polymer in der Beschichtung verbunden sind. Wenn P innerhalb des
oben angeführten
Bereichs liegt, verbessert sich nicht nur das Gassperrvermögen, sondern
auch das Dehnungs-Gassperrvermögen
und die Haftfähigkeit.
Damit die relative Intensität
P auf 35 oder darunter sinkt, wird das oben angeführte Verfahren,
in dem ein Lösungsmittel
mit einem niedrigen Siedepunkt dem Lösungsmittel für das Beschichtungsmaterial
zugegeben wird, bevorzugt in Kombination mit einem besonders wasserfesten
Polymer angewandt. Wenn Polyvinylalkohol-basiertes Polymer verwendet
wird, beträgt
der Verseifungsgrad von mehr als 60 Gew.-% des Polyvinylalkohols vorzugsweise
80 Mol.-% oder mehr.
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In einem Gassperrfilm als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung kann die Beschichtung einen Vernetzen
enthalten. Die vorhandene Menge kann 0,01 bis 10%, bevorzugt 0,05
bis 8%, basierend auf dem Gewicht der Komponenten in der Beschichtung,
betragen. Der verwendete Vernetzer ist nicht speziell eingeschränkt, solange
er mit dem wasserlöslichen
oder wasserdispergierbarem Hochpolymer reagieren kann, und es können zum
Beispiel Epoxy-basierte Vernetzer, Isocyanat-basierte Vernetzer,
Melamin-basierte Vernetzer, Oxazolin-basierte Vernetzer und Silan-Haftvermittler verwendet
werden.
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Das Mischungsverhältnis der anorganischen geschichteten
Teilchen mit wasserlöslichem
oder wasserdispergierbarem Hochpolymer in der Beschichtung in einem
Film als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung beträgt
bevorzugt 1/99 bis 60/40, besonders bevorzugt 5/95 bis 60/40. Wenn
das Verhältnis
kleiner als 5/95 ist, kann das Gassperrvermögen abnehmen, und wenn es größer als
60/40 ist, kann die Haftfähigkeit
abnehmen.
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Außerdem wird die Beschichtung
bevorzugt in zumindest eine Richtung ausgerichtet, da dies das Gassperrvermögen verbessert.
Um die Beschichtung in zumindest eine Richtung zu orientieren, wird
bevorzugt ein In-line-Beschichtungsverfahren angewendet. Die Orientierungsbedingungen
der Beschichtung können
durch eine beliebige herkömmliche
Technologie wie z. B. Brechungsindexmessungen, Totalreflexion-Infrarotspektroskopieverfahren
und Totalreflexion-Ramanspektroskopieverfahren analysiert werden.
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In einem Gassperrfilm als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der Beschichtung nicht
speziell eingeschränkt,
aber für
verbessertes Gassperrvermögen
beträgt
sie bevorzugt 0,01 bis 10 μm, besonders
0,01 bis 0,5 μm
bei In-line-Beschichtung
und 0,3 bis 6 μm
bei Off-line-Beschichtung.
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Ein Film als Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung weist eine Beschichtung mit anorganischen geschichteten
Teilchen und einem wasserlöslichen
oder wasserdispergierbaren Hochpolymer als Hauptkomponenten auf.
In anderen Worten ist das Gesamtgewicht der anorganischen geschichteten
Teilchen und des wasserlöslichen
under wasserdispergierbaren Hochpolymers bevorzugt zumindest 60%,
besonders bevorzugt 70%, basierend auf dem Gewicht aller Komponenten
in der Beschichtung. Solange das Gassperrvermögen und der Glanz nicht beeinträchtigt werden,
können
verschiedene Additive zugesetzt werden, aber diese sind bevorzugt
in einer Gesamtmenge von 30% oder weniger, besonders bevorzugt von
20% oder weniger, vorhanden. Die verschiedenen Additive umfassen
zum Beispiel Antioxidantien, Wetterbeständigkeitsmittel, thermische
Stabilisatoren, Schmiermittel, Kristallkeimbildner, Ultraschallabsorbentien,
Färbemittel
etc. Solange der Glanz und das Gassperrvermögen nicht beeinträchtigt werden,
können
auch andere anorganische oder organische Teilchen in einer Menge
von bevorzugt 20% oder weniger vorhanden sein. Zum Beispiel können Kalziumcarbonat,
Titanoxid, Siliziumoxid, Kalziumfluorid, Lithiumfluorid, Aluminiumoxid,
Bariumsulfat, Zirkoniumoxid, Kaliumphosphat oder vernetzte Polystyrole
als Teilchen verwendet werden.
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Ferner kann, um die Wechselwirkung
zwischen den anorganischen geschichteten Teilchen und dem Polymer
innerhalb des Polymers oder innerhalb der anorganischen geschichteten
Teilchen zu verbessern, wenn die Beschichtung gebildet wird, ein
Salz eines zwei- oder höhenwertigen
Metalls oder ein Katalysator zugegeben werden. Wenn ein Acetat,
Sulfat oder Nitrat zum Beispiel, das zum Beispiel Magnesium oder
Aluminium enthält,
verwendet wird, kann die Feuchtigkeitsbeständigkeit weiter verbessert
werden. Es ist bevorzugt in einer Menge von ungefähr 1 bis
10000 ppm, basierend auf dem Gewicht der Beschichtung, vorhanden.
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Das thermoplastische Harzsubstrat
eines Gassperrfilms als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist für
die Bereitstellung von mechanischen Eigenschaften und Filmverarbeitungsfähigkeit
notwendig, und verschiedene allgemein im Handel erhältliche
thermoplastische Harzfilme können
für diesen
Zweck verwendet werden. Typische Materialien für das Substrat umfassen, sind
aber nicht beschränkt
auf Polyolefine wie z. B. Polyethylen und Polypropylen, Polyester
wie z. B. Polyethylentere phthalat, Polybutylenterephthalat und Polyethylen-2,6-naphthalat,
Polyamide wie z. B. Nylon 6 und Nylon 12, Polyvinylchlorid, Ethylen-Vinylacetat-Copolymere
und verseifte Produkte davon, Polystyrol, Polycarbonat, Polysulfon,
Polyphenylenoxid, Polyphenylensulfid, aromatisches Polyamid, Polyimid,
Polyamidimid, Cellulose, Celluloseacetat, Polyvinylidenchlorid,
Polyacrylnitril, Polyvinylalkohol und Copolymere davon. In Anbetracht
der Kostenentwicklung, des Glanzes, Gassperrvermögens etc. werden Polyester
wie z. B. Polyethylenterephthalat und Polyolefine wie z. B. Polyethylen
und Polypropylen bevorzugt.
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Wenn ein Polyolefinharz als thermoplastisches
Harzsubstrat verwendet wird, wird bevorzugt, dass das Verhältnis zwischen
der Anzahl der Stickstoffatome und Kohlenstoffatome N/C auf der
Oberfläche,
die der Beschichtung zugewandt ist, zwischen 0,001 und 0,1, besonders
bevorzugt zwischen 0,0015 und 0,08 und insbesondere bevorzugt zwischen
0,02 und 0,05, liegt, da sich die Haftfähigkeit verbessert. Der Wert
für N/C
kann durch Röntgenphotoelektronenspektroskopie
(ESCA) bestimmt werden. Der N/C-Wert der Beschichtung kann aus dem
Spektrum der Oberfläche
des Substrats nach Entfernung der Beschichtung durch Behandlung
mit heißem
Wasser oder Sputtern bestimmt werden. Er kann auch aus der Zusammensetzungsverteilung
in der Tiefe bestimmt werden, die mit Sekundärionenmassenspektrometrie (SIMS)
gemessen wird. Damit der N/C-Wert in dem oben angeführten Bereich
liegt, kann eine Koronaentladungs-Behandlung auf der Oberfläche des
Substrats vor der Bildung der Beschichtung durchgeführt werden,
oder eine Plasmabehandlung kann unter reduziertem Druck in einem
verdünnten
Gas ausgeführt
werden. Als Umgebungsatmosphäre
bei der Koronaentladungs-Behandlung wird Stickstoffgas (Sauerstoffgehalt
3 Vol.-% oder weniger), Kohlendioxidgas oder ein Gasgemisch aus
Stickstoff und Kohlendioxid bevorzugt, ein Gasgemisch in einem Volumsverhältnis von 95/5
bis 50/50 wird besonders bevorzugt. Bei der Plasmabehandlung wird
eine Glut von einer Elektrode unter Hochspannung in Richtung der
Oberfläche
des Films entladen, während
ein kleine Menge an Argon-, Helium- und Kohendioxidgas in den Behälter mit
etwa 10–2 Pa
eingebracht wird. Dabei wird vom Standpunkt der Herstel lungsergebnisse
und ökonomischen
Wirtschaftlichkeit aus Kohlendioxidgas bevorzugt. Die Intensität der Behandlung
wird nach der Formel (Spannung × Stromstärke) /(Breite
der Elektrode × Filmbewegungsgeschwindigkeit)
(Wmin/m2) berechnet und liegt bevorzugt
bei 5 bis 400, besonders bevorzugt bei 10 bis 200 und insbesondere
bevorzugt bei 20 bis 100.
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Es wird auch bevorzugt, dass der
Grad der Wärmeschrumpfung
der Beschichtung für
die Stabilisierung des Gassperrvermögens und Dehnungs-Gassperrvermögens bei
120°C 1%
oder weniger beträgt.
-
Das thermoplastische Harzsubstrat
kann unverstreckt, monoaxial verstreckt oder biaxial verstreckt sein,
aber für
verbesserte Formbeständigkeit
und mechanische Eigenschaften wird ein biaxiales Verstrecken besonders
bevorzugt. Außerdem
kann das thermoplastische Harzsubstrat auch verschiedene Additive
enthalten wie z. B. Antioxidantien, Wetterbeständigkeitsmittel, thermische
Stabilisatoren, Schmiermittel, Kristallkeimbildner, Ultraviolett-Absorbentien
oder Färbemittel.
Ferner kann das Substrat, solange der Glanz nicht beeinträchtigt wird,
auch anorganische und organische Teilchen aus zum Beispiel Talk,
Kaolin, Kalziumcarbonat, Titanoxid, Siliziumoxid, Kalziumfluorid,
Lithiumfluorid, Aluminiumoxid, Bariumsulfat, Zirkoniumoxid, Glimmer, Kalziumphosphat
und vernetztem Polystyrol enthalten.
-
Die Teilchengröße der oben angeführten Teilchen
beträgt
bevorzugt 0,001 bis 10 μm,
besonders bevorzugt 0,003 bis 5 μm.
Die durchschnittliche Teilchengröße wurde
durch Photographieren bei 10000- bis 100000facher Vergrößerung unter
Verwendung eines Transmissionsmikroskops und durch Berechnen des Zahlenmittels
erhalten.
-
Außerdem wird bevorzugt, dass
das thermoplastische Harzsubstrat transparent ist. Seine Lichtdurchlässigkeit
beträgt
bevorzugt bei 40% oder mehr, besonders bevorzugt 60% oder mehr.
Ferner wird bevorzugt, dass das thermoplastische Substrat harz glatt
ist. Die Dicke des thermoplastischen Harzsubstrats ist nicht speziell
eingeschränkt,
aber beträgt
vorzugsweise 2 bis 1000 μm.
-
In einem Gassperrfilm als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird bevorzugt, dass für verbessertes
Gassperrvermögen
und Haftfähigkeit
eine Schicht aus einem Metall und/oder einem Metalloxid auf der
Beschichtung oder zwischen der Beschichtung und dem thermoplastischen
Harzsubstrat gebildet wird. Für verbessertes
Dehnungs-Gassperrvermögen
und Haftfähigkeit
wird besonders bevorzugt, dass die Beschichtungen auf glatten Oberflächen der
Metall- oder Metalloxidschicht gebildet werden. Das Metall und/oder
Metalloxid ist nicht speziell eingeschränkt, aber ein Metall und/oder
Metalloxid von Aluminium, Silizium etc. wird bevorzugt.
-
Ein typisches Verfahren für die Herstellung
eines Gassperrfilms der vorliegenden Erfindung wird nachstehend
beschrieben.
-
Das Verfahren zum Auftragen der Beschichtung
auf das thermoplastische Harzsubstrat ist nicht speziell eingeschränkt und
kann Extrusionskaschieren oder Schmelzbeschichten sein. Jedoch wird
bevorzugt, da eine dünne
Beschichtung mit hoher Geschwindigkeit gebildet werden kann, eine
Dispersion mit den Komponenten der Beschichtung, die in einem beliebigen
Lösungsmittel
dispergiert sind, durch Gravurstreichen, Umkehrbeschichten, Sprühbeschichten,
Kontaktbeschichten, Schmelzbeschichten, Rakelstreichverfahren, Luft-Rakelstreichverfahren
oder Messstabbeschichten aufzutragen. Das thermoplastische Harzsubstrat
kann auch behandelt werden, um die Haftfähigkeit durch ein beliebiges
herkömmliches
Verfahren vor dem Beschichten zu verbessern, zum Beispiel Koronaentladungsbehandlung
in Luft, Stickstoff/Kohlensäure-Gasgemisch
oder anderen Atmosphären,
Plasmabehandlung unter reduziertem Druck, Flämmbehandlung oder ultraviolette
Behandlung. Ganz selbstverständlich
kann die Verankerungsbehandlung mit einem beliebigen herkömmlichen
Verankerungsmittel wie z. B. einem Urethanharz, Epoxyharz oder Polyethylenimin
durchgeführt werden.
-
Wenn ein biaxial verstreckter Film
eines Polyesters wie z. B. Polyethylenterephthalat oder eines Polyolefins
wie z. B. Polypropylen als thermoplastisches Harzsubstrat verwendet
wird, kann die Beschichtung in- oder oft-line aufgetragen werden.
-
Wenn eine 1n-line-Beschichtung durchgeführt wird,
ist es wünschenswert,
dass die Beschichtung ausgeführt
wird, bevor der Film einer Wärmestabilisierung
unterzogen wird. Wärmestabilisierung
bezieht sich auf ein Verfahren, in dem der Film, der durch herkömmliche
Technologien verstreckt wurde, bei einer Temperatur wärmebehandelt
wird, die höher
ist als die Verstreckungstemperatur und niedriger als der Schmelzpunkt
des Films. Beschichten auf unverstrecktem Film und auf monoaxial
oder biaxial verstreckten Filmen gleich nach dem Verstrecken in
Längs-
oder Querrichtung ist wünschenswert.
Normalerweise wird die Beschichtung auf den Film gleich nach dem
Vertrecken in eine Richtung und vor dem Verstrecken in die andere
Richtung aufgetragen.
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Das Verfahren zum Trocknen der Beschichtung
ist nicht speziell eingeschränkt,
und es können
zum Beispiel Trockentrommelkontakt-, Heißmediumkontakt- (Luft, Öl usw.),
Infrarot- oder Mikrowellenheizung verwendet werden. Das Trocknen
der Beschichtung wird für
verbessertes Gassperrvermögen
bevorzugt in einem Temperaturbereich von 60°C bis 180°C für 1 bis 60 Sekunden, besonders
bevorzugt 3 bis 30 Sekunden, bewirkt.
-
Das Beschichtungsmaterial, das die
Komponenten der Beschichtung enthält, ist bevorzugt eine Lösung von
anorganischen geschichteten Teilchen, die homogen dispergiert oder
in einem Lösungsmittel
gequollen sind, und einem wasserlöslichen oder wasserdispergierbaren
Hochpolymer, das im Lösungsmittel
homogen gelöst
oder dispergiert ist. Das Lösungsmittel
kann Wasser oder eine gemischte Lösung aus Wasser und einem niederen
Alkohol sein. Für
verbessertes Gassperrvermögen
bei hoher Feuchtigkeit, Haftfähigkeit
und Produktivität
wird bevorzugt eine gemischte Lösung
aus Wasser und einem niederen Alkohol verwendet. Der niedere Alkohol
ist eine alkoholische Verbindung mit 1 bis 3 Kohlenstoffatomen und
kann Methanol, Ethanol, n- oder Isopropanol sein. Das Mischungsverhältnis Wasser/Alkohol
beträgt
bevorzugt 99/1 bis 20/80 (nach Gewicht). Wenn das Mischungsverhältnis größer als
99/1 ist, können
Probleme wie geringes Gassperrvermögen bei hoher Feuchtigkeit,
schlechte Haftfähigkeit
zwischen der Beschichtung und dem Substrat und eine geringe Produktivität auftreten,
und wenn es kleiner als 20/80 ist, kann die Dispergierbarkeit der
Komponenten der Beschichtung im Lösungsmittel herabgesetzt sein.
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Die Konzentration des Beschichtungsmaterials
ist nicht speziell eingeschränkt.
Vom Standpunkt der Produktivitätsfaktoren
wie z. B. Viskosität
des Beschichtungsmaterials und Trocknungseffizienz usw. ist es jedoch
erstrebenswert, sie auf 2,5% oder mehr einzustellen. Wenn Beschichtungsmaterial
mit einer niedrigen Konzentration von 2,5% oder weniger verwendet
wird, kann ein Lösungsmittel
mit niedrigem Siedepunkt, hoher Flüchtigkeit und Affinität mit Wasser
zu dem Lösungsmittel
des Beschichtungsmaterials zugegeben werden, oder das Trocknen kann
bei einer Temperatur über
100°C erfolgen.
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Um die Beschichtbarkeit des Substrats
zu erhöhen,
kann das gemischte Lösungsmittel
auch eine andere wasserlösliche
oder wasserdispergierbare organische Komponente als dritte Komponente
enthalten, solange die Stabilität
der dispergierten Lösung
erhalten werden kann. Die wasserlösliche oder wasserdispergierbare
organische Komponente kann zum Beispiel aus Alkoholen wie z. B.
Methanol, Ethanol, noder Isopropanol, Glykolen wie z. B. Ethylenglykol
und Propylenglykol, Glykolderivaten wie z. B. Methyl-Cellosolve, Ethyl-Cellosolve
und n-Butyl-Cellosolve, mehrwertigen Alkoholen wie Glycerin und
Wachs, Ethern wie z. B. Dioxan, Estern wie z. B. Ethylacetat und
Ketonen wie z. B. Methylethylketon ausgewählt werden. Der pH-Wert der
dispergierten Lösung
beträgt
für verbesserte
Stabilität
der Lösung
bevorzugt 2 bis 11.
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Das Verfahren für die Herstellung des Beschichtungsmaterials
ist nicht speziell eingeschränkt,
aber ein effektives Verfahren ist das homogene Dispergieren der
anorganischen geschichteten Teilchen in einem Lösungsmittel und anschließendes Vermischen
eines wasserlöslichen
oder wasserdispergierbaren Hochpolymers mit der homogenen Lösung. Es
wird bevorzugt, dass das wasserlösliche
oder wasserdispergierbare Hochpolymer und die geschichteten Teilchen
sehr homogen in dem Lösungsmittel
dispergiert werden.
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Im Besonderen gibt es die Möglichkeit,
dass die anorganischen geschichteten Teilchen in der dispergierten
Lösung
aggregiert haben. Es ist erstrebenswert, mechanische Dispersion
unter Verwendung von Geräten,
die Scherkraft oder Scherspannung einsetzen, wie z. B. Homo-Mischer,
Strahlmischer, Kugelmühle, Knetmaschine,
Sandmühle
oder Dreiwalzen-Knetmaschine, durchzuführen, nachdem die anorganischen
geschichteten Teilchen im Lösungsmittel
dispergiert wurden. Zum Beispiel wird es bevorzugt, ein Verfahren
zu verwenden, in dem die Dispersionsbehandlung beispielsweise unter
Verwendung eines Strahlmischers, der mit Glaskügelchen gefüllt ist, ausgeführt wird,
nachdem anorganische geschichtete Teilchen bis zu einem Gehalt von
einigen Prozent homogen in Wasser dispergiert wurden, und dann wird
die Dispersionsbehandlung noch einmal ausgeführt, nachdem es mit einer Polymerlösung gemischt
wurde, in der eine homogene Dispersion mit einem Gehalt von einigen
Prozent erreicht wurde, gefolgt von einer Zugabe eines niederen
Alkohols und Wasser, um die Konzentration einzustellen.
-
Die Lösung kann auch zum Beispiel
einen Vernetzen oder andere Teilchen usw. enthalten.
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Die vorliegende Erfindung kann einen
Gassperrfilm bereitstellen, der hervorragendes) Gassperrvermögen, Dampfsperrvermögen und
Haftfähigkeit
aufweist, indem eine Schicht aus einem Metall oder Metalloxid durch
herkömmliche
bekannte Vakuumverdampfung ausgebildet wird.
-
Ein Film als Ausführungsform der vorliegenden
Erfindung ist imstande, hervorragende(s) Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen, Beständigkeit
des Sperrvermögens,
Gassperrvermögen
nach dem Laminieren, Bedruckbarkeit und Haftfähigkeit der Beschichtung bereitzustellen.
Daher kann es als Material für verschiedene
Verpackungen verwendet werden.
-
Verfahren
zur Bewertung der Eigenschaften
-
Die Verfahren zur Bewertung der Eigenschaften
eines Gassperfilms als Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung sind wie folgt beschrieben.
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(1) Gassperrvermögen
-
Ein Sauerstoffpermeabilitäts-Messinstrument
(OX-TRAN2/20, hergestellt von Modern Control) wurde verwendet, um
die Sauerstoffpermeabilität
gemäß ASTM D
3985 bei 23°C
und bei 75% r. F. oder 80% r. F. zu messen.
-
(2) Dehnungs-Gassperrvermögen
-
Das Gassperrvermögen wurde durch das oben beschriebene
Verfahren unter Verwendung von Filmproben der Größe 15 cm × 20 cm gemessen, die etwa
5% in Längsrichtung
verstreckt wurden.
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(3) Beständigkeit
des Gassperrvermögens
-
Das Gassperrvermögen wurde durch das oben beschriebene
Verfahren nach Unterwerfen von 280 mm × 180 mm großen Proben
einem 100 Mal wiederholten Verfahren (Frequenz: 40 Mal/Minute) in
einem Gelbo-Flex-Testen bei 23°C
gemessen.
-
(4) Haftfähigkeit
zwischen Beschichtung und Substrat
-
(i) Haftfähigkeit
A
-
Die Beschichtung wurde quer geschnitten,
um einhundert 1 mm2 große Maschen zu bilden, und Cellophan-Klebeband
(„Cellotape" hergestellt von
Nichiban) wurde da rauf aufgeklebt, mit dem Finger festgedrückt und
ruckartig in 90°-Richtung
abgezogen. Die Haftfähigkeit
wurde in 4 Stufen unter Bezug auf die zurückbleibenden Beschichtungsmaschen
bewertet (© ...
100, O ... 80 bis 99, Δ ...
50 bis 79, X ... 0 bis 49). © und
0 wurden als Bereitstellung guter Haftfähigkeit bewertet.
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(ii) Haftfähigkeit
B
-
Ein unverstreckter Polypropylen-Film
(CCP, T3501, 50 μm,
hergestellt von Toray Plastic Film K. K.) wurde auf die Beschichtungsobertläche des
Films unter Verwendung eines Polyurethan-basierten Klebers durch
einen Trockenlaminator laminiert, und das Laminat wurde bei 40°C 48 Stunden
gealtert. Die jeweiligen Ränder
gegenüber
den in Kontakt mit dem Klebemittel stehenden Rändern wurden mit einem Cellophan-Klebeband
verstärkt,
und das Laminat wurde auf 15 mm Breite geschnitten, um eine 180°-Abschälung zwischen dem
CPP und dem Film zu bewirken, um den Schälwiderstand zu erhalten. Das
Abschälen
wurde mit einer Abschälgeschwindigkeit
von 10 cm/min bei 23°C
und 65% r. F. durchgeführt.
-
(5) Gassperrvermögen nach
der Laminierung
-
Das Gassperrvermögen eines Laminats, das wie
oben beschrieben gealtert wurde, wurde wie oben beschrieben gemessen.
-
(6) Gassperrvermögen nach
der Verpackungsbildung
-
Ein Laminat, das wie oben in Punkt
(4) beschrieben gealtert wurde, wurde in 20 cm × 20 cm große quadratische Flächen geschnitten,
wovon zwei mit CPP-Oberflächen
innen überlappt
wurden. Eine mit Luft gefüllte
Verpackung wurde durch Verschweißung der vier Seiten mit einem
Impuls-Dichtungsmittel gebildet. Die Verpackung wurde geschnitten,
und das Gassperrvermögen
des geschnittenen Films wurde gemessen wie oben beschrieben.
-
(7) Druckeigenschaften
-
Nach dem Bedrucken mit einer Nitrocellulose-Druckfarbe
CCST (hergestellt von Toyo Ink) unter Verwendung einer Tiefdruckwalze
wurde das Finish nach folgenden Kriterien bewertet.
O: Knittern
und Unregelmäßigkeiten
traten nicht auf.
Δ:
Es trat sehr selten auf, jedoch war es kein Problem.
-
(8) Oberflächenrauigkeits-Parameter
RURa, Rp
-
Ein Hochpräzisions-Dünnfilm-Niveauunterschiedsmessgerät, ET-10
hergestellt von Kosaka Kenkyujo, wurde zum Messen unter folgenden
Bedingungen verwendet, und ein Mittelwert von 20 Messungen wurde
gebildet.
Probenspitzenradius: 0,5 μm
Probenbeladung: 5 mg
Messlänge: 1 mm
Cutoff:
0,08 mm
-
(9) Anzahl an Wellungen
-
Nachdem AI auf die Oberfläche des
Films aufgedampft wurde, wurde das reflektierte optische Bild der Filmoberfläche (Multiplikator:
5fache Vergrößerung)
mit einem optischen Mikroskop (Metaloplan hergestellt von Leitz)
gemessen. Dieses Bild wurde dann in einen Bildanalysator (konvertierbarer
Bildanalysator mit hoher Bilderkennung, PIS IV) zur automatischen
Bildverarbeitung eingespeist, um aus Doppelwert-Daten zu erhalten (P-Kachel-Verfahren,
10%). Jede der im Bild beobachteten Wellungen wurde durch einen äquivalenten
Kreis ersetzt, und die Anzahl der Kreise mit Durchmessern im Bereich
von 30 bis 100 nm wurde gezählt.
Messungen wurden an 20 verschiedenen Stellen vorgenommen, und ihr
Mittelwert wurde berechnet. Ihre Anzahl pro 0,1 mm2 wurde
als die Anzahl der Wellungen definiert.
-
(10) Oberflächendefekte
-
Dia-Aufnahmen des Films wurden mit
einem optischen Mikroskop (Multiplikator: 10-fache Vergrößerung) betrachtet, und die
Anzahl an Defekten von 0,2 μm
oder größer pro
10 cm2 wurde bestimmt. Messungen wurden
an 20 verschiedenen Stellen durchgeführt, und deren Mittelwert wurde
berechnet; dies wurde als die Anzahl der Oberflächendefekte definiert. Im Dia
wurden dunkle Flächen
und ringförmige
Bereiche als Defekte angesehen, wenn deren Äquivalentkreise einen Durchmesser
von 0,2 μm
oder größer aufwiesen.
-
(11) Wassergehalt
-
Nachdem die Probe bei 23°C bei 80%
r. F. für
2 Tage gelassen wurde, wurde sie rasch in eine Probenkammer eines
simultanen Thermogravimetrie/Gravimetrie-Messinstruments gebracht (TG-41 M, GCMS-QP100
hergestellt von Shimadzu Corporation). Das Wasservolumen, das produziert
wurde, wenn es in trockenem Heliumgas bei 23°C für 20 Minuten belassen wurde,
wurde gemessen, und der Wert pro cm3 der Beschichtung
wurde genommen. An anderer Stelle wurde das Wasservolumen, das vom
thermoplastischen Harzsubstrat produziert wurde, gemessen und zur
Korrektur verwendet. Die Messbedingungen waren wie folgt.
Probenvolumen:
12 cm2 Bereich
MS photographische Empfindlichkeit:
GAIN 2,1
Bereich der Massenzahlen: m/z = 10 bis 500
Probenbehälter: Quarzbehälter
Atmosphäre: Heliumstrom
(100 ml/min)
-
(12) Relative Intensität P
-
Nachden die Probe bei 23°C und 80%
r.F. für
2 Tage belassen worden war, wurde sie rasch in eine Probenkammer
gebracht, sofort gefolgt von der Messung der relativen Intensität des Peaks,
der den polaren Gruppen des wasserlöslichen oder wasserdispergierten
Polymers entspricht, unter Verwendung von FT-IR (IFS-120HR hergestellt
von Bruker). Der Wert wurde als Pw herangezogen. Dann wurde, nachdem eine
Stickstoffgas-Reinigung ausgeführt
wurde, die relative Intensität
des Peaks gemessen, nachdem sie für 1 Stunde im Vakuum gelassen
wurde, um den Pd-Wert zu erhalten. Wenn das Polymer PVOH war, wurde
die Intensität des
Peaks, der der Streckschwingung von -COH (etwa 2250 cm
–1)
zuordenbar ist, herangezogen. Die Messbedingungen waren wie folgt.
| Lichtquelle: | SiC |
| Detektor: | MCT
(HgCdTe) |
| Strahlteiler: | Ge/KBr |
| Auflösung: | 4
cm–1 |
| Wiederholung: | 16-fach |
| Abotisation: | Dreieck |
| Zero-Filling: | 2fache
Vergrößerung |
| Phasenkorrektur: | Verfahren
nach Mert |
| Vergleichsprobe: | Si |
-
(13) Teilchengröße
-
Unter Verwendung eines Zentrifugen-Sedimentations-Art-Teilchengrößenverteilungs-Messinstruments CAPA-700
(hergestellt von Horiba Seishakujo) wurden Messungen bei 23°C mit einer
Lösung
durchgeführt,
die dispergierte anorganische geschichtete Teilchen enthielt und
die die gleiche Lösungsmittelzusammensetzung
wie das Beschichtungsmaterial aufwies, das für den Beschichtungsvorgang
verwendet wurde.
-
(14) Verhältnis zwischen
den Stickstoff- und Kohlenstoftatomen (N/C) an der Oberfläche des
Substrats
-
Unter Verwendung eines ESCA-Spektrometers
(ESCA 750 hergestellt von Shimadzu Corporation) wurden das 1s-Orbital-Spektrum
von Stickstoff und das 1 s-Orbital-Spektrum von Kohlenstoff mit angeregter Röntgenstrahlung
MgKα 1,2
(284,6 eV) in einem Photoelektronen-Emissionswinkel von 90° beobachtet,
und das Verhältnis
der Anzahl an Stickstoffatomen und Kohlenstoffatomen auf der Oberfläche des
Substrats wurde aus der relativen integrierten Intensität jedes
Peaks ermittelt.
-
(15) Wärmeschrumpfung des Films
-
Nach dem Messen der Wärmeschrumpfung
des Films in Längs-
und Querrichtung bei 120°C
gemäß JIS-K-6782
für 15
Minuten wurden die Mittelwerte für
die Längsund
Querrichtung berechnet.
-
(16) Dampfsperrvermögen
-
Gemäß ASTM F-1249 wurde ein Wasserdampfpermeations-Messinstrument
(PER-MATRAN-W1A hergestellt
von Mocon) verwendet, um Messungen bei 40°C und 90 % r. F. durchzuführen.
-
Beispiel 1
-
Synthetischer Hectorit mit 2,0 μm Teilchengröße (bereitgestellt
von Topy Kogyo, Na-HT)
als anorganische geschichtete Teilchen wurde in Wasser dispergiert,
um eine Lösung
A1 bereitzustellen, die einen Feststoffgehalt von 5 Gew.-% aufwies.
Die Lösung
A1 wurde mechanischem Dispergieren unter Verwendung eines Strahlmischers
(3500 U/min) ausgesetzt, der mit Glaskügelchen (50 Mn Durchmesser)
gefüllt
war, um das Lösen
der aggregierten Teilchen sicherzustellen, um eine Lösung A2
bereitzustellen. Polyvinylalkohol (hierin in der Folge als PVOH
abgekürzt)
mit einem Verseifungsgrad von 98,5 Mol.-% und einem Polymerisationsgrad von
1700 wurde als wasserlösliches
oder wasserdispergiertes Polymer verwendet, und Wasser wurde als
Lösungsmittel
verwendet, um eine Lösung
B bereitzustellen, in der der Feststoff in einem Gehalt von 5 Gew.-% dispergiert
war. Die Lösungen
A2 und B wurden so vermischt, dass das Teilchen/PVOH-gewichtsverhältnis 40/60
betrug, gefolgt von einem Dispergierschritt in einem Homo-Mischer
(3500 U/min), um ein Beschichtungsmaterial herzustellen, das Isopropylalkohol
(hierin nachher als IPA abgekürzt)
bis zu 10 Gew.-%, bezigen auf das gesamte Lösungsmittel, enthielt und einen
Feststoffgehalt von 3 Gew.-% aufwies.
-
Polyethylenterephthalat-Pellets (0,62
dl/g Grenzviskosität),
die 0,015 Gew.-% kolloidale Kieselsäure mit 0,4 μm durchschnittlicher
Teilchengröße und 0,005
Gew.-% kolloidale Kieselsäure
mit 1,5 μm
durchschnittlicher Teilchengröße enthielten,
wurden ausreichend getrocknet und dann bei 285°C in einem Extruder geschmolzen.
Dann wurden sie durch eine T-förmige Öffnung extrudiert,
um eine Bahn zu bilden. Das elektrostatische Gießverfahren wurde verwendet,
um die Bahn um eine Hochglanz-Gießtrommel
mit einer Oberflächentemperatur
von 25°C
zu wickeln, um die Bahn zur Verfestigung zu kühlen. Dieser nicht verstreckte
Film wurde auf 95°C
aufgeheizt, auf das 3,2fache in Längsrichtung verstreckt und,
während
er mit Klemmen gehalten wurde, auf das 3,2fache in Breitenrichtung
bei 125°C
verstreckt, gefolgt von einer Wärmebehandlung
bei 230°C und
Koronaentladungs-Behandlung an Luft mit einer Intensität von 60
Wmin/m2, um ein thermoplastisches Harzsubstrat
bereitzustellen (biaxial verstreckter Polyesterfilm). Dann wurde
das oben erwähnte
Beschichtungsmaterial unter Verwendung eines Umkehrbeschichters
(Beschichtungsgeschwindigkeit 12 m/min) auf das behandelte Ende
des Substrats aufgetragen und in einem Heißlufttrockner bei 120°C für 20 Sekunden
unter geringer Spannung getrocknet, um einen Film bereitzustellen.
Die Beschichtungsdicke des erhaltenen Films war 0,8 μm, und andere
Eigenschaften werden in Tabelle 1 gezeigt, die anzeigen, dass ein
Film erhalten wurde, der hervorragende Eigenschaften aufwies und
kaum zerkratzt war.
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Beispiel 2
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass eine Wasser/IPA-Lösung (90/10,
nach Gewicht) als Lösungsmittel
verwendet wurde, um eine Lösung
A1 bereitzustellen, und dass PVOH mit einem Verseifungsgrad von
99,9 Mol.-% und einem Polymerisationsgrad von 1700 als wasserlösliches
und wasserdispergiertes Polymer verwendet wurde, um ein Beschichtungsmaterial
mit einem Festestoffgehalt von 5 Gew.-% bereitzustellen, gefolgt
von Trock nen bei 150°C.
Der erhaltene Film wies hohes) Gassperrvermögen, DehnungsGassperrvermögen und
Haftfähigkeit
auf.
-
Beispiel 3
-
Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten und aufgewickelt, außer dass
als Lösungsmittel
nur Wasser verwendet wurde, um ein Beschichtungsmaterial mit einem
Feststoffgehalt von 1,5 Gew.-% bereitzustellen, und dass das Beschichtungsmaterial
auf die Oberfläche
(N/C-Wert: 0,004) eines thermoplastischen Harzsubstrats aufgetragen
wurde, das aus biaxial verstrecktem Polypropylenfilm (Torayfan,
hergestellt von Toray Industries, Inc, 20μm Dicke) hergestellt wurde,
der einer Koronaentladungs-Behandlung unterzogen worden war (in
einem Kohlendioxidgas/Stickstoff-Gasgemisch (83/17 nach Volumen),
Verarbeitungsintensität
von 60 Wmin/m2), gefolgt durch Trocknen
bei 90°C.
Die Wärmeschrumpfung des
erhaltenen Films betrug 1,8%. Daher wurde ein Film mit hervorragendem/r
Gassperrvermögen,
Dehnungs-Gassperrvermögen
und Haftfähigkeit
erhalten.
-
Beispiel 4
-
Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass die Konzentration
der Beschichtungslösung
1% betrug und die Trocknungstemperatur für die Beschichtung 60°C betrug.
Ein Film mit hervorragender/n Beständigkeit des Gassperrvermögens und
Bedruckbarkeitseigenschaften wurde erhalten.
-
Beispiel 5
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass PVOH mit einem Verseifungsgrad
von 78 Mol.-% und einem Polymerisa tionsgrad von 500 als wasserlösliches
und wasserdispergiertes Polymer verwendet wurde und dass der Feststoffgehalt
im Beschichtungsmaterial 30/70 (Teilchen/Polymer) betrug, gefolgt
von Trocknen bei 95°C.
Ein Film mit hervorragender/n Beständigkeit des Gassperrvermögens, Haftfähigkeit
und Bedruckbarkeitseigenschaften wurde erhalten.
-
Beispiel 6
-
Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass ein Gemisch aus synthetischem
Hectorit von 7 μm
Teilchengröße (hergestellt
von Topy Industries, Na-HT-klassifiziert durch einen Zentrifugenseparator)
und synthetischem Hectorit von 0,035 μm Teilchengröße (RDS, hergestellt von Nippon
Silica Industries) im Verhältnis
30/70 nach Gewicht als anorganische geschichtete Teilchen verwendet
wurde und dass der gleiche Polypropylenfilm wie in Beispiel 3 beschrieben
als thermoplastisches Harzsubstrat verwendet wurde. Ein Film mit
hoher Beständigkeit
des Gassperrvermögens
und guten Bedruckbarkeitseigenschaften, besonders mit hohem/r Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen und
Haftfähigkeit,
wurde erhalten.
-
Beispiel 7
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Das Beschichtungsmaterial wurde nach
demselben Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben hergestellt, außer dass
synthetischer Hectorit von 0,035 μm
Teilchengröße (RDS,
hergestellt von Nippon Silica Industries) verwendet wurde und dass
der Feststoffgehalt 10/90 nach Gewicht (anorganische geschichtete
Teilchen/wasserlösliches
Polymer) betrug.
-
Polyethylenterephthalat-Pellets (0,62
dl/g Grenzviskosität),
die 0,015 Gew.-% kolloidale Kieselsäure mit 0,4 μm durchschnittlicher
Teilchengröße und 0,005
Gew.-% kolloidale Kieselsäure
mit 1,5 μm
durchschnittlicher Teilchengröße enthielten,
wurden ausreichend im Vakuum getrocknet und dann bei 285°C in einem
Extruder geschmolzen. Dann wurden sie durch eine T-förmige Öffnung extrudiert,
um eine Bahn zu bilden. Das elektrostatische Gießverfahren wurde verwendet,
um die Bahn um eine Hochglanz-Gießtrommel mit einer Oberflächentemperatur
von 25°C
zu wickeln, um die Bahn zur Verfestigung zu kühlen. Dieser unverstreckte Film
wurde auf 95°C
aufgeheizt, auf das 3,2fache in Längsrichtung verstreckt, um
einen monoaxial verstreckten Film bereitzustellen. Der Film wurde
einer Koronaentladungs-Behandlung an Luft unterzogen, und das oben
erwähnte
Beschichtungsmaterial wurde auf die behandelte Oberfläche mit
einem Messstabbeschichter aufgetragen. Während er mit Klemmen gehalten
wurde, wurde der beschichtete monoaxial verstreckte Film einer Vorheizzone
zugeführt,
wo er bei 110°C
für 15
Sekunden getrocknet wurde, gefolgt von kontinuierlichem Dehnen auf
das 3,2fache in der Heizzone bei 125°C. Außerdem wurde er in der Heizzone
auf 230°C
aufgeheizt, um den gewünschten
Film bereitzustellen. Die Beschichtungsdicke des erhaltenen Films
war 0,2 μm.
Ein Film mit hohem/n Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen und
Bedruckbarkeitseigenschaften und besonders hoher Haftfähigkeit
wurde erhalten.
-
Vergleichsbeispiel 1
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass die Beschichtung nicht
durchgeführt
wurde. Ein Film mit schlechtem/r Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen und
Beständigkeit
des Gassperrvermögens
wurde erhalten.
-
Vergleichsbeispiel 2
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass das Beschichten unter
Verwendung eines wasserlöslichen
oder wasserdispergierten Polymers alleine durchgeführt wurde.
Ein Film mit schlechtem/r Gas sperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen, Beständigkeit
des Gassperrvermögens
und Haftfähigkeit
wurde erhalten.
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Vergleichsbeispiel 3
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass globulare Siliziumoxid-Teilchen
(ST-O, hergestellt von Nissan Chemical Industries, Ltd.) mit 0,03 μm Teilchengröße statt
anorganischen geschichteten Teilchen verwendet wurde. Ein Film mit
schlechtem/r Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen und
Beständigkeit
des Gassperrvermögens
wurde erhalten.
-
Vergleichsbeispiel 4
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Synthetischer Natriumtetrasilyl-Glimmer
(Na-TS, hergestellt von Topy Industries, Ltd.) mit 2 μm Teilchengröße wurde
als anorganische geschichtete Teilchen verwendet, und nur Wasser
wurde als Lösungsmittel verwendet.
Die Dispersion wurde durchgeführt,
um einen Feststoffgehalt von 2 Gew.-% zu erreichen (Lösung a1).
Dann wurde PVOH mit einem Verseifungsgrad von 99,85 Mol.-% und einem
Polymerisationsgrad von 1700 als wasserlösliches oder wasserdispergiertes
Polymer verwendet, und nur Wasser wurde als Lösungsmittel verwendet, um eine
Lösung
b mit einem Feststoffgehalt von 2 Gew.-% bereitzustellen. Lösung a1,
die keinem Dispergiervorgang in einem mit Glaskügelchen gefüllten Strahlmischer unterzogen
wurde, und Lösung b
wurden verwendet, um ohne Durchführung
eines Dispergiervorgangs mit einem Homo-Mischer ein Gemisch mit
einem PVOH/Teilchen-Mischungsverhältnis von 55/45 (nach Gewicht)
bereitzustellen. Das Beschichtungsmaterial wurde eingestellt, um
einen Feststoffgehalt von 2 Gew.-% zu erreichen. Das Beschichtungsmaterial wurde
auf einen Polyesterfilm wie in Beispiel 1 aufgebracht, gefolgt von
Trocknen bei 80°C
und anschließender Wärmebehandlung
bei 180°C
für 60
Sekunden, um einen Film bereitzustellen. Der Oberflächenrauigkeits-Parameter
Rt/ Ra des erhaltenen Films betrug 25,5. Der erhaltene Film war
schlecht bezüglich Dehnungs-Gassperrvermögen und
Beständigkeit
des Gassperrvermögens,
und es wurde festgestellt, dass die Beschichtung heftig zerkratzt
war.
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Beispiel 8
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Montmorillonit von 0,8 μm Teilchengröße (bereitgestellt
von Kunimine Industries, Kunipia-G) wurde als anorganisches geschichtetes
Teilchen verwendet, und Wasser wurde als Lösungsmittel verwendet, um eine Lösung A1
mit einem Feststoffgehalt von 3,5 Gew.-% bereitzustellen. Die Lösung A1
wurde einem mechanischen Dispergier-Vorgang unterzogen unter Verwendung
eines Strahlmischers (3500 U/min), der mit Glaskügelchen gefüllt war, um das Lösen der
aggregierten Teilchen zu gewährleisten
und um Lösung
A2 bereitzustellen. γ-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan,
eine Aminverbindung, wurde in Wasser bis zu 3,5 Gew.-% dispergiert.
Die Lösung
mit dispergierten Teilchen und die Lösung mit dispergiertem Amin
wurden im Gewichtsverhältnis
96/4 der Feststoffe vermischt, gefolgt von einem Dispergiervorgang
mit einem Homo-Mischer. Dann wurde es mit Lösung B gemischt, die in Beispiel
1 hergestellt wurde, so dass das Gewichtsverhältnis zwischen anorganischen
geschichteten Teilchen/Aminverbindung/wasserlöslichen oder wasserdispergierten
Polymeren 48/2/50 ergab, gefolgt von einem Dispergier-Vorgang mit
einem Homo-Mischer.
Das Beschichtungsmaterial wurde so eingestellt, dass der IPA-Gehalt
10 %, bezogen auf das Gewicht des gesamten Lösungsmittels, betrug und der
Feststoffgehalt 3%, bezogen auf das Gewicht der gesamten Lösung, betrug.
Das Beschichtungsmaterial wurde auf einen Polyesterfilm nach demselben
Verfahren wie in Beispiel 1 beschrieben aufgebracht, gefolgt von
Trocknen, um einen Film bereitzustellen. Die Beschichtungsdicke
des erhaltenen Films betrug 0,9 pm, und andere Eigenschaften werden
in Tabelle 2 gezeigt, die anzeigten, dass der Film hohes) Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen, Beständigkeit
des Gassperrvermögens
und Bedruckbarkeitseigentschaften und besonders hohe Haftfähigkeit
aufweist.
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Beispiel 9
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 8 beschrieben erhalten, außer dass Hexylamin als Amin-Verbindung
verwendet wurde und dass ein Polypropylenfilm, wie er in Beispiel
3 beschrieben wurde, als thermoplastisches Harzsubstrat verwendet
wurde. Die Wärmeschrumpfung
des erhaltenen Films betrug 0,7%. Wie in Tabelle 2 gezeigt wird,
wurde ein Film mit hervorragendem/r Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen, Haftfähigkeit
und guten Bedruckbarkeiteigenschaften erhalten.
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Beispiel 10
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass ein Oxazolin-basierter
Vernetzer (K-1010E, hergestellt von Nippon Shokubai Kagaku Kogyo
Co., Ltd.) bis zu 5%, bezogen auf den Feststoffgehalt des Beschichtungsmaterials,
zugegeben wurde und dass Polypropylen, wie in Beispiel 3 beschrieben
wurde, als thermoplastisches Harzsubstrat verwendet wurde. Die Wärmeschrumpfung des
erhaltenen Films betrug 0,7%. Wie in Tabelle 2 gezeigt wird, wurde
ein Film mit hohem/r Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen, Beständigkeit
des Gassperrvermögens
und guten Bedruckbarkeitseigenschaften und besonders hoher Haftfähigkeit
erhalten.
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Beispiel 11
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 8 beschrieben erhalten, außer dass ein Gemisch aus PVOH
mit einem Verseifungsgrad von 88 Mol.-% und einem Polymerisationsgrad
von 1000 und PVOH mit einem Verseifungsgrad von 98,5 Mol.-% und
einem Polymerisationsgrad von 2400 im Gewichtsverhältnis 20/80
als wasserlösliches
und wasserdispergiertes Polymer verwendet wurde. Die Wärmeschrumpfung des
erhaltenen Films betrug 0,8%. Wie in Tabelle 2 gezeigt wird, wurde
ein Film mit hohem/r Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen, Bestän digkeit
des Gassperrvermögens
und guten Bedruckbarkeitseigenschaften und besonders hoher Haftfähigkeit
erhalten.
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Beispiel 12
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass synthetischer Hectorit
von 0,035 μm
Teilchengröße (RDS,
hergestellt von Nippon Silica Industries) verwendet wurde, um ein
Beschichtungsmaterial mit einem Gewichtsverhältnis anorganische geschichtete
Teilchen/Polymer von 45/55 und einem Feststoffgehalt von 2,5% bereitzustellen,
und dass die Beschichtung bei 110°C
10 Sekunden getrocknet wurde, um eine Beschichtungsdicke von 0,8 μm zu erhalten.
Die Haftfähigkeit
des erhaltenen Films betrug 1,31 N/cm, was zeigte, dass ein Film
mit besonders hoher Haftfähigkeit
erhalten wurde.
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Beispiel 13
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Ein Film wurde nach demselben Verfahren
wie in Beispiel 1 beschrieben erhalten, außer dass Natriumtetrasilyl-Glimmer
(Na-TS, hergestellt von Topy Industries, klassiert mit einem Zentrifugenseparator)
mit einer Teilchengröße von 24,2 μm verwendet
wurde, um ein Beschichtungsmaterial mit einem anorganische geschichtete
Teilchen/Polymer-Gewichtsverhältnis
von 30Π0
und einem Feststoffgehalt von 2,5% bereitzustellen, und dass ein
Polypropylenfilm wie in Beispiel 3 verwendet wurde, um eine Beschichtungsdicke
von 1 μm zu
erreichen. Das Gassperrvermögen
des (bei 80 % r. F.) erhaltenen Films betrug 78,4 ml/m3.d.MPa,
und das einer (bei 80% r. F.) aus dem Film hergestellten Tasche
betrug 135 ml/m3.d.MPa, was zeigte, dass
der Film hohes Gassperrvermögen
aufwies und für
die Herstellung von Taschen mit hohem Gassperrvermögen besonders
gut einsetzbar war.
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Beispiel 14
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Montmorillonit (Kunipia G, hergestellt
von Kunimine Kogyo) als anorganische geschichtete Teilchen wurde
dispergiert in ein gemischtes Lösungsmittel
aus Wasser/ IPA (90/10, nach Gewicht), um einen Montmorillonit-Gehalt
von 2 Gew.-% zu erhalten (Lösung
A). PVOH mit einem Verseifungsgrad von 88,0 Mol.-% und einem Polymerisationsgrad
von 1700 als wasserlösliches
oder wasserdispergiertes Hochpolymer wurde in einem gemischten Lösungsmittel
aus Wasser/IPA (90/10 nach Gewicht) dispergiert, um einen PVOH-Gehalt
von 2 Gew.-% zu erreichen (Lösung
B). Aminohexansäure
als Aminverbindung wurde in Wasser dispergiert, um einen Aminohexansäure-Gehalt
von 2 Gew.-% zu erreichen (Lösung
C). Die Lösungen
A und C wurden in einem Gewichtsverhältnis von 90/10 vermischt,
und das Beschichtungsmaterial wurde mit 45/5/50 als Gewichtsverhältnis zwischen
anorganischen geschichteten Teilchen/Amin-Verbindung/wasserlöslichem
Hochpolymer, mit 10% als Menge an IPA, bezogen auf das Gesamtgewicht
des Lösungsmittels,
und 1% Feststoffgehalt hergestellt. Das Beschichtungsmaterial wurde
auf den gleichen Polypropylenfilm, der in Beispiel 3 verwendet wurde,
durch einen Umkehrbeschichter (Beschichtungsgeschwindigkeit 12 m/min)
aufgetragen, und der beschichtete Film wurde in einen Heißlufttrockner
eingelegt und bei 120°C
bei geringer Spannung für
20 Sekunden getrocknet und dann herausgenommen. Die Eigenschaften
des erhaltenen Films werden in Tabelle 3 gezeigt. Der erhaltenen
Film wies hervorragendes) Gassperrvermögen, Haftfähigkeit und Gassperrvermögen nach
dem Laminieren auf.
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Beispiel 15
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γ-(2-Aminoethyl)aminopropyltrimethoxysilan
wurde als Aminverbindung verwendet, und PVOH mit einem Verseifungsgrad
von 98,5 Mol.-% und einem Polymerisationsgrad von 2400 wurde als
wasserlösliches oder
wasserdispergierbares Hochpolymer verwendet, um eine Beschichtung
wie in Tabelle 3 gezeigt und in Beispiel 14 beschrieben zu erhalten.
Der erhaltene Film wies hervorragendes) Gassperrvermögen, Haftfähigkeit
und Gassperrvermögen
nach dem Laminieren auf.
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Beispiel 16
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Natriumtetrasilyl-Glimmer (hergestellt
von Topy Industries, Na-TS-S) wurde als anorganische geschichtete
Teilchen verwendet, und der gleiche Polyesterfilm, der in Beispiel
1 verwendet wurde, wurde als Substrat verwendet, um eine Beschichtung
mit einer Zusammensetzung wie in Tabelle 3 gezeigt und in Beispiel
14 beschrieben zu erhalten. Der erhaltene Film wies hervorragendes)
Gassperrvermögen,
Haftfähigkeit und
Gassperrvermögen
nach dem Laminieren auf.
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Beispiel 17
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Ein Film wurde unter Verwendung eines
Elektronenstrahl-Bedampfungsgeräts
hergestellt, um Al-Metall auf die Filmbeschichtung, die in Beispiel
1 hergestellt wurde, abzuscheiden, was im Hochvakuum durchgeführt wurde,
um eine Abscheidungsdicke von 40 bis 50 nm zu erreichen. Wie in
Tabelle 4 gezeigt wird, wurde ein Film mit besonders hohem Gassperrvermögen und
Dampfsperrvermögen
erhalten.
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Beispiel 18
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Der gleiche Polyesterfilm, der in
Beispiel 1 verwendet wurde, wurde mit Al-Metall auf dem gleichen Weg
wie in Beispiel 17 bedampft, und die bedampfte Oberfläche wurde
auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 beschichtet. Wie in Tabelle
4 gezeigt wird, wurde ein Film mit besonders hohem/r Gassperrvermögen, Dehnungs-Gassperrvermögen, Beständigkeit
des Gassperrvermögens
und Dampfsperrvermögen
erhalten.
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Beispiel 19
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Das Beschichten wurde wie in Beispiel
1 auf einem Film durchgeführt,
der in Beispiel 18 erhalten wurde, um einen Film bereitzustellen.
Wie in Tabelle 4 gezeigt wird, wurde ein Film mit hohem Gassperrvermögen und
Dampfsperrvermögen
und besonders hohem/r Dehnungs-Gassperrvermögen und Beständigkeit
des Gassperrvermögens
erhalten.
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Vergleichsbeispiel 5
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Ein Film wurde wie in Beispiel 18
beschrieben erhalten, außer
dass die Beschichtung nicht durchgeführt wurde. Im Vergleich zu
den Beispielen 17, 18 und 19 wurde ein Film mit schlechtem/r Dehnungs-Gassperrvermögen und
Beständigkeit
des Gassperrvermögens
erhalten.
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