JP2001164174A - Gas-barrier coating agent and gas-barrier film - Google Patents

Gas-barrier coating agent and gas-barrier film

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JP2001164174A
JP2001164174A JP35331799A JP35331799A JP2001164174A JP 2001164174 A JP2001164174 A JP 2001164174A JP 35331799 A JP35331799 A JP 35331799A JP 35331799 A JP35331799 A JP 35331799A JP 2001164174 A JP2001164174 A JP 2001164174A
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JP
Japan
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gas barrier
film
compound
gas
coating agent
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Application number
JP35331799A
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Japanese (ja)
Inventor
Yoshito Shiba
賢人 志波
Masashi Okamoto
昌司 岡本
Arihiro Anada
有弘 穴田
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Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas-barrier film which has a high gas-barrier property even under a high humidity and is industrially inexpensively prepared. SOLUTION: The gas-barrier film is prepared by applying a gas-barrier coating agent containing 100 pts.wt. mixture containing a polyvinyl alcohol and a polyacrylic acid at a weight ratio of from 90/10 to 5/95 and from 0.1 to 50 pts.wt. at least one crosslinking agent component chosen from an isocyanate compound, a melamine compound, a urea compound, an epoxy compound, a carbodiimide compound and a zirconate compound onto at least one side of a thermoplastic resin film and heating this.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は高湿度下でも優れた
ガスバリア性を有するガスバリア性フィルムおよびガス
バリア性コート剤に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas barrier film having excellent gas barrier properties even under high humidity and a gas barrier coating agent.

【0002】[0002]

【従来の技術】ポリアミド、ポリエステル等の熱可塑性
樹脂フィルムは強度、透明性、成形性、ガスバリア性に
優れていることから、包装材料として幅広い用途に使用
されている。しかしながら、レトルト処理食品等の長期
間の保存性が求められる用途に用いる場合には、さらに
高度なガスバリア性が要求される。
2. Description of the Related Art Thermoplastic resin films such as polyamides and polyesters are widely used as packaging materials because of their excellent strength, transparency, moldability and gas barrier properties. However, when used for applications requiring long-term storage properties, such as retort-treated foods, higher gas barrier properties are required.

【0003】ガスバリア性を改良するために、これらの
熱可塑性樹脂フィルムの表面にポリ塩化ビニリデン(P
VDC)を積層したフィルムが食品包装等に幅広く使用
されてきたが、PVDCは焼却時に酸性ガス等の有機物
質を発生するため、近年環境への関心が高まるとともに
他材料への移行が強く望まれている。
In order to improve gas barrier properties, polyvinylidene chloride (P) is coated on the surface of these thermoplastic resin films.
VDC) has been widely used for food packaging and the like, but PVDC generates organic substances such as acidic gas at the time of incineration. Therefore, in recent years, interest in the environment has increased, and a shift to other materials has been strongly desired. ing.

【0004】PVDCに変わる材料として、ポリビニル
アルコール(PVA)は有毒ガスの発生もなく、低湿度
雰囲気下でのガスバリア性も高いが、湿度が高くなるに
つれて急激にガスバリア性が低下し、水分を含む食品等
の包装には用いることができない場合が多い。
As a material replacing PVDC, polyvinyl alcohol (PVA) does not generate toxic gas and has a high gas barrier property under a low humidity atmosphere. However, as the humidity increases, the gas barrier property rapidly decreases and contains moisture. In many cases, it cannot be used for packaging foods.

【0005】PVAの高湿度下でのガスバリア性の低下
を改善したフィルムとして、ビニルアルコールとエチレ
ンの共重合体(EVOH)からなるフィルムが知られて
いるが、高湿度下でのガスバリア性を実用レベルに維持
するためにはエチレンの含有量をある程度高くする必要
がある。EVOHをコーティング材料として用いる場合
には有機溶媒または水と有機溶媒の混合溶媒を用いて溶
解させることが必要であり、環境問題の観点からも望ま
しくなく、また有機溶媒の回収工程などを必要とするた
め、コスト高になるという問題がある。
A film made of a copolymer of vinyl alcohol and ethylene (EVOH) is known as a film in which the gas barrier property of PVA under a high humidity is reduced, but the gas barrier property under a high humidity is practically used. In order to maintain the level, it is necessary to increase the ethylene content to some extent. When EVOH is used as a coating material, it is necessary to dissolve it using an organic solvent or a mixed solvent of water and an organic solvent, which is not desirable from the viewpoint of environmental problems, and requires a step of recovering the organic solvent. Therefore, there is a problem that the cost increases.

【0006】PVAを架橋剤を用いて架橋することによ
り耐水化する技術は従来から種々知られており、例えば
マレイン酸単位を含有するポリマーがPVAや多糖類な
どの水酸基と反応して耐水化されることは広く知られて
いる。例えば、特開平8−66991号公報には、イソ
ブチレン−無水マレイン酸共重合体の25〜50%部分
中和物とPVAからなる層が優れた耐水性を有すること
が知られている。また、特開昭49−1649号公報に
はPVAにアルキルビニルエーテル−無水マレイン酸共
重合体を混合することによりPVAのフィルムを耐水化
する方法が述べられている。
Various techniques for making PVA water-resistant by crosslinking with a crosslinking agent are known in the art. For example, a polymer containing a maleic acid unit is reacted with a hydroxyl group of PVA or polysaccharide to make it water-resistant. It is widely known. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 8-66991 discloses that a layer composed of 25-50% partially neutralized isobutylene-maleic anhydride copolymer and PVA has excellent water resistance. JP-A-49-1649 describes a method of making a PVA film water-resistant by mixing an alkyl vinyl ether-maleic anhydride copolymer with PVA.

【0007】しかし、耐水化(すなわち非水溶化)とガ
スバリア性は異なる性質であり、一般的にポリマー分子
を架橋することにより耐水化されるが、ガスバリア性は
酸素等の比較的小さな分子の侵入や拡散を防ぐ性質であ
り、単にポリマーを架橋してもガスバリア性が得られる
とは限らず、たとえば、エポキシ樹脂やフェノール樹脂
などの三次元架橋性ポリマーはガスバリア性を有してい
ない。
However, water resistance (ie, water insolubility) and gas barrier properties are different properties. Generally, water resistance is achieved by cross-linking polymer molecules. However, gas barrier properties do not allow penetration of relatively small molecules such as oxygen. The gas barrier property is not always obtained simply by crosslinking the polymer. For example, a three-dimensional crosslinkable polymer such as an epoxy resin or a phenol resin does not have the gas barrier property.

【0008】ところで、PVAとポリアクリル酸または
その部分中和物との混合物は吸水性材料、分散安定剤、
増粘剤、紙や繊維の処理剤等に広く利用されている。P
VAとポリアクリル酸またはその部分中和物との混合物
をフィルムにコートすることにより、低湿度下では優れ
たガスバリア性を有するフィルムが得られるが、高湿度
下ではコート層の親水性が高いためにガスバリア性が大
きく低下する。
By the way, a mixture of PVA and polyacrylic acid or a partially neutralized product thereof is composed of a water-absorbing material, a dispersion stabilizer,
Widely used as thickeners, paper and fiber treatment agents, and the like. P
By coating the film with a mixture of VA and polyacrylic acid or a partially neutralized product thereof, a film having excellent gas barrier properties can be obtained under low humidity, but the hydrophilicity of the coating layer is high under high humidity. In addition, the gas barrier properties are greatly reduced.

【0009】水溶性のポリマーからなる液状組成物をフ
ィルムにコートし、高湿度下でも高いガスバリア性を発
現させる方法として、PVAとポリアクリル酸またはポ
リメタクリル酸の部分中和物とからなる水溶液をフィル
ムにコートし熱処理する方法が提案されているが(特開
10−237180号公報)、この方法では熱処理によ
るエステル化反応を十分に進行させて、フィルムのガス
バリア性を高めるためには高温で長時間の加熱が必要で
あり生産性に問題があった。さらに高温で長時間反応さ
せることによりフィルムが着色し、外観を損ねるため、
特に、食品包装用として用いる場合には改善が必要であ
った。
As a method of coating a film with a liquid composition comprising a water-soluble polymer and exhibiting high gas barrier properties even under high humidity, an aqueous solution comprising PVA and a partially neutralized product of polyacrylic acid or polymethacrylic acid is used. A method of coating a film and heat-treating the film has been proposed (Japanese Patent Application Laid-Open No. 10-237180). Time heating was required, and there was a problem in productivity. In addition, the film is colored by reacting at high temperature for a long time, and the appearance is impaired.
In particular, when used for food packaging, improvement was required.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、上記の
ような問題に対して、反応性の高いバリア性コート剤を
提供することによって生産性を向上し、このコート剤を
塗布することにより高湿度下でも高いガスバリア性を有
し、着色も少なく、しかも工業的に安価に製造できるガ
スバリア性フィルムを提供しようとするものである。
SUMMARY OF THE INVENTION The present inventors have solved the above-mentioned problems by improving the productivity by providing a highly reactive barrier coating agent and applying the coating agent. Accordingly, it is an object of the present invention to provide a gas barrier film which has high gas barrier properties even under high humidity, has little coloring, and can be industrially manufactured at low cost.

【0011】[0011]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋭意研究
の結果、特定の樹脂組成物を含有するコート剤をフィル
ムの表面に塗布し、この樹脂組成物からなる層を形成さ
せることにより、上記の課題が解決できることを見出し
本発明に到達した。すなわち本発明の要旨は、ポリビニ
ルアルコールとポリアクリル酸の重量比が90/10〜
5/95の混合物100重量部、および架橋剤成分0.
1〜50重量部を含有するガスバリア性コート剤、およ
び、このコート剤を熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも
片面に形成されたフィルムにある。
Means for Solving the Problems As a result of intensive studies, the present inventors have found that a coating agent containing a specific resin composition is applied to the surface of a film to form a layer composed of this resin composition. The present inventors have found that the above-mentioned problems can be solved and arrived at the present invention. That is, the gist of the present invention is that the weight ratio of polyvinyl alcohol to polyacrylic acid is 90/10
100 parts by weight of a 5/95 mixture and 0.1 parts of the crosslinker component.
A gas barrier coating agent containing 1 to 50 parts by weight, and a film formed on at least one surface of a thermoplastic resin film with the coating agent.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明について詳細に説明
する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0013】本発明において用いられる熱可塑性樹脂フ
ィルムとしては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン
46等のポリアミド樹脂、ポリエチレンテレフタレー
ト、ポリエチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタ
レート、ポリブチレンナフタレート等のポリエステル樹
脂、ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィ
ン樹脂またはそれらの混合物よりなるフィルムまたはそ
れらのフィルムの積層体が挙げられ、未延伸フィルムで
も延伸フィルムでも良い。
The thermoplastic resin film used in the present invention includes polyamide resins such as nylon 6, nylon 66 and nylon 46; polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polybutylene terephthalate and polybutylene naphthalate; polypropylene; Examples include a film made of a polyolefin resin such as polyethylene or a mixture thereof, or a laminate of these films, and may be an unstretched film or a stretched film.

【0014】フィルムを製造する方法としては、熱可塑
性樹脂を押出機で加熱、溶融してTダイより押し出し、
冷却ロールなどにより冷却固化させて未延伸フィルムを
得るか、もしくは円形ダイより押し出して水冷あるいは
空冷により固化させて未延伸フィルムを得る。延伸フィ
ルムを製造する場合は、未延伸フィルムを一旦巻き取っ
た後、または連続して同時2軸延伸法または逐次2軸延
伸法により延伸する方法が好ましい。フィルムの機械的
特性や厚み均一性から、Tダイによるフラット式製膜法
とテンター延伸法を組み合わせる方法が好ましい。
As a method for producing a film, a thermoplastic resin is heated and melted by an extruder and extruded from a T-die.
An unstretched film is obtained by cooling and solidifying with a cooling roll or the like, or extruded from a circular die and solidified by water cooling or air cooling to obtain an unstretched film. In the case of producing a stretched film, a method in which the unstretched film is wound once or continuously stretched by a simultaneous biaxial stretching method or a sequential biaxial stretching method is preferable. In view of the mechanical properties and thickness uniformity of the film, a method combining a flat film forming method using a T-die and a tenter stretching method is preferable.

【0015】本発明において用いられるPVAは、ビニ
ルエステルの重合体を完全または部分ケン化するなどの
公知の方法を用いて得ることができる。ビニルエステル
としては、ぎ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニ
ル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等が挙げ
られ、中でも酢酸ビニルが工業的に最も好ましい。
The PVA used in the present invention can be obtained by a known method such as complete or partial saponification of a vinyl ester polymer. Examples of the vinyl ester include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl versatate and the like, with vinyl acetate being most preferred industrially.

【0016】本発明の効果を損ねない範囲で、ビニルエ
ステルに対し他のビニル化合物を共重合することも可能
である。他のビニル系モノマーとしては、クロトン酸、
アクリル酸、メタクリル酸等の不飽和モノカルボン酸お
よびそのエステル、塩、無水物、アミド、ニトリル類
や、マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和ジ
カルボン酸およびその塩、炭素数2〜30のα−オレフ
ィン類、アルキルビニルエーテル類、ビニルピロリドン
類などが挙げられる。
As long as the effects of the present invention are not impaired, another vinyl compound can be copolymerized with the vinyl ester. Other vinyl monomers include crotonic acid,
Unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid and methacrylic acid and their esters, salts, anhydrides, amides, nitriles and unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, itaconic acid and fumaric acid and salts thereof, having 2 to 30 carbon atoms Α-olefins, alkyl vinyl ethers, vinyl pyrrolidones and the like.

【0017】本発明において、フィルム表面にガスバリ
ア性を付与するために積層されるポリマーは水溶性であ
ることが生産上好ましく、疎水性の共重合成分を多量に
含有させると水溶性が損なわれるので好ましくない。
In the present invention, the polymer to be laminated to impart gas barrier properties to the film surface is preferably water-soluble for production. If a large amount of a hydrophobic copolymer component is contained, the water solubility is impaired. Not preferred.

【0018】なお、ケン化方法としては公知のアルカリ
ケン化法や酸ケン化法を用いることができ、中でもメタ
ノール中で水酸化アルカリを使用して加アルコール分解
する方法が好ましい。ケン化度は100%に近いほどガ
スバリア性の観点からは好ましい。ケン化度が低すぎる
とガスバリア性能が低下してくる。ケン化度は通常約9
0%以上、好ましくは95%以上で、平均重合度は20
0〜2500、好ましくは200〜2000のものが良
い。
As the saponification method, a known alkali saponification method or acid saponification method can be used. Among them, a method of alcoholysis using an alkali hydroxide in methanol is preferable. The degree of saponification is preferably closer to 100% from the viewpoint of gas barrier properties. If the saponification degree is too low, the gas barrier performance will decrease. Degree of saponification is usually about 9
0% or more, preferably 95% or more, and the average degree of polymerization is 20%.
0 to 2500, preferably 200 to 2000.

【0019】次に、本発明において使用されるポリアク
リル酸は、アクリル酸モノマーを溶液ラジカル重合など
の公知の方法で重合することにより得られる。ポリアク
リル酸の数平均分子量は特に限定されないが、2000
〜200000の範囲が好ましい。
Next, the polyacrylic acid used in the present invention is obtained by polymerizing an acrylic acid monomer by a known method such as solution radical polymerization. Although the number average molecular weight of polyacrylic acid is not particularly limited,
The range of ~ 200,000 is preferred.

【0020】また、ポリアクリル酸には本発明の効果を
損なわない範囲で他のビニル化合物を少量共重合するこ
ともできる。他のビニル化合物としては、たとえば、メ
タクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、ア
クリル酸ブチル、メタクリル酸メチル等のアクリル酸エ
ステル類、ギ酸ビニル、酢酸ビニルなどのビニルエステ
ル類、スチレン、p−スチレンスルホン酸、エチレン、
プロピレン、イソブチレンなどの炭素数2〜30のオレ
フィン類や、PVAの水酸基や架橋剤と反応する反応性
基を有する化合物を挙げることができる。
A small amount of another vinyl compound can be copolymerized with polyacrylic acid as long as the effects of the present invention are not impaired. Other vinyl compounds include, for example, acrylates such as methacrylic acid, methyl acrylate, ethyl acrylate, butyl acrylate, methyl methacrylate, vinyl esters such as vinyl formate and vinyl acetate, styrene, p-styrene Sulfonic acid, ethylene,
Examples thereof include olefins having 2 to 30 carbon atoms such as propylene and isobutylene, and compounds having a reactive group that reacts with a hydroxyl group or a crosslinking agent of PVA.

【0021】本発明における、PVAとポリアクリル酸
を混合して水溶液を調製する際には、ポリアクリル酸中
のカルボキシル基に対して0.1〜20当量%のアルカ
リ化合物を加えることが好ましい。ポリアクリル酸はそ
れ自身の親水性が高くアルカリを添加しなくても水溶液
にすることができるが、アルカリ化合物を適量添加する
ことにより、得られるフィルムのガスバリア性が格段に
向上する。アルカリ化合物としては、ポリアクリル酸中
のカルボキシル基を中和できるものであればよく、アル
カリ金属やアルカリ土類金属の水酸化物、水酸化アンモ
ニウム、有機水酸化アンモニウム化合物等が挙げられ
る。
In the present invention, when preparing an aqueous solution by mixing PVA and polyacrylic acid, it is preferable to add 0.1 to 20 equivalent% of an alkali compound to the carboxyl group in polyacrylic acid. Polyacrylic acid itself has high hydrophilicity and can be made into an aqueous solution without adding an alkali, but by adding an appropriate amount of an alkali compound, the gas barrier properties of the obtained film are remarkably improved. The alkali compound may be any as long as it can neutralize a carboxyl group in polyacrylic acid, and examples thereof include hydroxides of alkali metals and alkaline earth metals, ammonium hydroxide, and organic ammonium hydroxide compounds.

【0022】本発明のコート剤には、ガスバリア層を形
成する、PVAとポリアクリル酸の混合物100重量部
に対して、架橋剤成分を0.1〜50重量部を配合する
ことが必要である。架橋剤成分を配合することにより、
短時間の熱処理によって反応が進行し、優れたガスバリ
ア性を発現させることができ、フィルムの着色が格段に
改善される。架橋剤の添加量が0.1重量部未満の場合
は充分な架橋効果を得ることができず、また、50重量
部より多い場合は、逆に架橋剤がガスバリア性能の発現
を阻害するため好ましくない。
In the coating agent of the present invention, it is necessary to add 0.1 to 50 parts by weight of a crosslinking agent component to 100 parts by weight of a mixture of PVA and polyacrylic acid which forms a gas barrier layer. . By blending the crosslinking agent component,
The reaction proceeds due to the heat treatment for a short time, excellent gas barrier properties can be exhibited, and the coloring of the film is remarkably improved. When the amount of the crosslinking agent is less than 0.1 part by weight, a sufficient crosslinking effect cannot be obtained, and when the amount is more than 50 parts by weight, the crosslinking agent adversely inhibits the development of gas barrier performance. Absent.

【0023】本発明において用いられる架橋剤として
は、自己架橋性を有する架橋剤でも良く、水酸基あるい
はカルボキシル基と反応する官能基を分子内に複数個有
する化合物または多価の配位座を持つ金属錯体等でも良
い。このうちイソシアネート化合物、メラミン化合物、
エポキシ化合物、カルボジイミド化合物、ジルコニウム
塩化合物等が特に好ましい。さらに上記架橋剤成分を2
種類以上添加しても良い。
The crosslinking agent used in the present invention may be a crosslinking agent having a self-crosslinking property, such as a compound having a plurality of functional groups in the molecule which react with a hydroxyl group or a carboxyl group, or a metal having a polyvalent coordination site. A complex or the like may be used. Of these, isocyanate compounds, melamine compounds,
Epoxy compounds, carbodiimide compounds, zirconium salt compounds and the like are particularly preferred. Further, the crosslinking agent component
More than one kind may be added.

【0024】本発明において、コート層中の架橋反応を
促進するために少量の触媒を添加することもできる。
In the present invention, a small amount of a catalyst may be added in order to promote a crosslinking reaction in the coat layer.

【0025】コート液の調整方法としては、撹拌機を備
えた溶解釜等を用いて公知の方法で行えばよい。たとえ
ば、PVAとポリアクリル酸を別々に水溶液とし、使用
前に混合して用いる方法が好ましい。この時、アルカリ
化合物をポリアクリル酸の水溶液に加えておくことによ
り水溶液の安定性が向上する。また、PVAとポリアク
リル酸を溶解釜中の水に加える際には、アルカリは最初
に添加しておく方が溶解性がよい。
The coating liquid may be adjusted by a known method using a dissolving vessel equipped with a stirrer or the like. For example, a method in which PVA and polyacrylic acid are separately prepared as aqueous solutions and mixed before use is preferable. At this time, the stability of the aqueous solution is improved by adding the alkali compound to the aqueous solution of polyacrylic acid. In addition, when adding PVA and polyacrylic acid to water in a dissolving vessel, it is better to add alkali first.

【0026】本発明のコート剤中には、バーミキュライ
トやモンモリロナイト、ヘクトライトなどの水膨潤性の
層状無機化合物を少量添加することによって、得られる
フィルムのガスバリア性をさらに向上させることができ
る。
The gas barrier properties of the resulting film can be further improved by adding a small amount of a water-swellable layered inorganic compound such as vermiculite, montmorillonite or hectorite to the coating agent of the present invention.

【0027】本発明のガスバリア性フィルムは、PVA
とポリアクリル酸および架橋剤成分の混合溶液を作製
し、これをフィルムの表面にコートした後、加熱乾燥す
ることによって得られる。各成分の溶解性を高めるため
や、乾燥工程の短縮、溶液の安定性の改善などの目的に
より、水にアルコールや有機溶媒を少量添加することも
できる。
The gas barrier film of the present invention is made of PVA
And a mixed solution of polyacrylic acid and a cross-linking agent component is prepared, coated on the surface of the film, and then dried by heating. A small amount of an alcohol or an organic solvent can be added to water for the purpose of enhancing the solubility of each component, shortening the drying step, and improving the stability of the solution.

【0028】本発明におけるガスバリア性フィルムのコ
ート層の厚みは、フィルムのガスバリア性を十分高める
ためには少なくとも0.1μmより厚くすることが望ま
しい。
The thickness of the coat layer of the gas barrier film in the present invention is desirably at least 0.1 μm in order to sufficiently enhance the gas barrier properties of the film.

【0029】また、本発明のコート剤をフィルムにコー
トする際のポリマー濃度は、液の粘度や反応性、用いる
装置の仕様によって適宜変更されるものであるが、あま
りに希薄な溶液ではガスバリア性を発現するのに充分な
厚みにすることが困難となり、また、その後の乾燥工程
において長時間を要するという問題を生じやすい。一
方、溶液の濃度が高すぎると、混合操作や保存性などに
問題を生じることがある。この様な観点から、ポリマー
濃度は溶液全体の10〜50重量%の範囲にすることが
好ましい。
The polymer concentration at the time of coating the film with the coating agent of the present invention can be appropriately changed depending on the viscosity and reactivity of the liquid and the specifications of the apparatus to be used. It becomes difficult to make the thickness sufficient to develop, and a problem that a long time is required in the subsequent drying step is likely to occur. On the other hand, if the concentration of the solution is too high, problems may occur in the mixing operation, storage stability, and the like. From such a viewpoint, the polymer concentration is preferably in the range of 10 to 50% by weight of the whole solution.

【0030】コート剤をフィルムにコーティングする方
法は特に限定されないが、グラビアロールコーティン
グ、リバースロールコーティング、ワイヤーバーコーテ
ィング等の通常の方法を用いることができる。延伸に先
だってコーティングを行うには、まず未延伸フィルムに
コーティングして乾燥した後、テンター式延伸機に供給
してフィルムを走行方向と幅方向に同時に延伸(同時2
軸延伸)、熱処理するか、あるいは、多段熱ロール等を
用いてフィルムの走行方向に延伸を行った後にコーティ
ングし、乾燥後、テンター式延伸機によって幅方向に延
伸(逐次2軸延伸)してもよい。また、走行方向の延伸
とテンターでの同時2軸延伸を組み合わせることも可能
である。
The method for coating the film with the coating agent is not particularly limited, but ordinary methods such as gravure roll coating, reverse roll coating, and wire bar coating can be used. In order to perform coating prior to stretching, first, an unstretched film is coated and dried, and then supplied to a tenter-type stretching machine to stretch the film simultaneously in the running direction and the width direction (simultaneously 2 times).
Axial stretching), heat-treated, or stretched in the running direction of the film using a multi-stage hot roll or the like, then coated, dried, and then stretched in the width direction by a tenter-type stretching machine (sequential biaxial stretching). Is also good. It is also possible to combine stretching in the running direction with simultaneous biaxial stretching in a tenter.

【0031】本発明においては、ガスバリア層を架橋反
応させるために、温度120℃以上、好ましくは150
℃以上の雰囲気で熱処理することが好ましい。熱処理温
度が低いと架橋反応を充分に進行させることができず、
充分なガスバリア性を有するフィルムを得ることが困難
になる。また、熱処理時間は、あまり短すぎると架橋反
応を充分に進行させることができず、充分なガスバリア
性を有するフィルムを得ることが困難になる。通常1秒
以上、好ましくは3秒以上が良い。本発明のコート剤
は、たとえば200℃、1分以下の比較的マイルドな熱
処理条件であっても、架橋剤がPVAやポリアクリル酸
と反応し、あるいは架橋剤が自己架橋反応することによ
り、高湿度下でも高いバリア性を発現することができ
る。
In the present invention, in order to cause a cross-linking reaction of the gas barrier layer, the temperature is 120 ° C. or higher, preferably 150 ° C.
It is preferable to perform heat treatment in an atmosphere at a temperature of not less than ° C. If the heat treatment temperature is low, the crosslinking reaction cannot proceed sufficiently,
It becomes difficult to obtain a film having sufficient gas barrier properties. On the other hand, if the heat treatment time is too short, the crosslinking reaction cannot proceed sufficiently, and it becomes difficult to obtain a film having sufficient gas barrier properties. Usually, it is 1 second or more, preferably 3 seconds or more. The coating agent of the present invention has a high cross-linking agent reacting with PVA or polyacrylic acid or a self-crosslinking reaction of the crosslinking agent even under relatively mild heat treatment conditions of, for example, 200 ° C. for 1 minute or less. High barrier properties can be exhibited even under humidity.

【0032】本発明においては、フィルムのガスバリア
性は基材フィルムの種類や厚み、およびコート層の厚み
により変化するため、コート層自体の酸素透過係数を評
価した。酸素透過係数は、下記式より求めた。 1/QF=1/QB+L/PC ただし、QF:コートフィルムの酸素透過度(ml/m
2・day・MPa) QB:熱可塑性樹脂フィルムの酸素透過度(ml/m2
・day・MPa) PC:コート層の酸素透過係数(ml・μm/m2・d
ay・MPa) L:コート層厚み(μm) したがって、コートフィルムの酸素透過度は、PCおよ
びLが分かれば上式より見積もることができる。
In the present invention, since the gas barrier property of the film changes depending on the type and thickness of the base film and the thickness of the coat layer, the oxygen permeability coefficient of the coat layer itself was evaluated. The oxygen permeability coefficient was determined by the following equation. 1 / QF = 1 / QB + L / PC where QF: oxygen permeability of the coated film (ml / m
2 · day · MPa) QB: Oxygen permeability of the thermoplastic resin film (ml / m 2)
・ Day ・ MPa) PC: Oxygen permeability coefficient of coat layer (ml ・ μm / m 2・ d
ay · MPa) L: Coat layer thickness (μm) Therefore, if PC and L are known, the oxygen permeability of the coat film can be estimated from the above equation.

【0033】[0033]

【実施例】次に、本発明を実施例により具体的に説明す
る。
Next, the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0034】酸素バリア性は、モコン社製酸素バリア測
定器により20℃、相対湿度85%の雰囲気における酸
素透過度を測定した。また、コート層の酸素透過係数
は、モコン社製酸素バリア測定器によりコートフィルム
の20℃、相対湿度85%の雰囲気における酸素透過度
を測定し、Qcとした。一方、コートしていないフィル
ムの酸素透過度を測定し、QBとした。次に、未コート
フィルムとコートフィルムの平均厚みの差からコート厚
みを求め、Lとした。以上の数値から前記式を用いてコ
ート層の酸素透過係数を算出した。なお、厚み12μm
のPETフィルムの酸素透過度は900ml/m2・d
ay・MPaとした。
The oxygen barrier property was determined by measuring the oxygen permeability in an atmosphere at 20 ° C. and a relative humidity of 85% using an oxygen barrier measuring device manufactured by Mocon Corporation. The oxygen permeability coefficient of the coat layer was determined as Qc by measuring the oxygen permeability of the coat film in an atmosphere of 20 ° C. and a relative humidity of 85% using an oxygen barrier measuring device manufactured by Mocon Corporation. On the other hand, the oxygen permeability of the uncoated film was measured, and was determined as QB. Next, the coat thickness was determined from the difference between the average thickness of the uncoated film and the average thickness of the coated film, and was defined as L. From the above values, the oxygen permeability coefficient of the coat layer was calculated using the above equation. In addition, thickness 12 μm
Oxygen permeability of PET film is 900ml / m 2 · d
ay · MPa.

【0035】実施例1 PVA(ユニチカケミカル社製、UF040G、ケン化
度99%、平均重合度400)を純水に溶解し、10重
量%の水溶液を得た。ポリアクリル酸(和光純薬工業社
製、ポリアクリル酸25重量%水溶液、数平均分子量1
50000)をポリアクリル酸のカルボキシル基に対し
て10モル%の水酸化ナトリウムを含む水溶液で希釈し
10重量%の水溶液とした。PVAとポリアクリル酸の
重量比が30/70となるように水溶液を混合し、続い
て、PVAとポリアクリル酸の固形分合計量100重量
部に対して、イソシアネート化合物分散液(第一工業製
薬社製、エラストロンBN−11)をイソシアネート化
合物の重量が5重量部になるように添加し、攪拌してコ
ート液を得た。このコート液を2軸延伸PETフィルム
(ユニチカ社製エンブレットPET12,厚み12μ
m)上に乾燥後の塗膜厚みが約2μmになるようにメイ
ヤーバーでコートし、100℃で2分間乾燥した後、2
00℃で30秒間熱処理した。得られたコートフィルム
の外観は着色も無く良好であり、20℃、85%RHに
おける酸素透過度は110ml/m2・day・MPa
であり、コート層の酸素透過係数は238ml/m2
day・MPaであった。
Example 1 PVA (UF040G, manufactured by Unitika Chemical Co., Ltd., saponification degree: 99%, average polymerization degree: 400) was dissolved in pure water to obtain a 10% by weight aqueous solution. Polyacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd., polyacrylic acid 25% by weight aqueous solution, number average molecular weight 1)
50,000) was diluted with an aqueous solution containing 10 mol% of sodium hydroxide based on the carboxyl group of polyacrylic acid to obtain a 10% by weight aqueous solution. The aqueous solution was mixed so that the weight ratio of PVA and polyacrylic acid was 30/70, and then the isocyanate compound dispersion (Daiichi Kogyo Seiyaku) was added to 100 parts by weight of the total solid content of PVA and polyacrylic acid. Co., Ltd., Elastron BN-11) was added so that the weight of the isocyanate compound was 5 parts by weight, and stirred to obtain a coating solution. This coating solution is applied to a biaxially stretched PET film (Emblet PET12 manufactured by Unitika Ltd., 12 μm thick).
m) Coating with a Mayer bar so that the thickness of the dried coating film becomes about 2 μm, and drying at 100 ° C. for 2 minutes.
Heat treatment was performed at 00 ° C. for 30 seconds. The appearance of the obtained coated film was good without coloring, and the oxygen permeability at 20 ° C. and 85% RH was 110 ml / m 2 · day · MPa.
And the oxygen permeability coefficient of the coat layer is 238 ml / m 2 ·
It was day · MPa.

【0036】比較例1 実施例1と同様の手順で架橋剤を加えないでコート剤を
調製した。このコート液を実施例1と同様にしてPET
フィルムにコートし、乾燥、熱処理した。得られたフィ
ルムの性能を表1に示す。
Comparative Example 1 A coating agent was prepared in the same procedure as in Example 1 without adding a crosslinking agent. This coating solution was subjected to PET in the same manner as in Example 1.
The film was coated, dried and heat treated. Table 1 shows the performance of the obtained film.

【0037】実施例2、3 PVAとポリアクリル酸の重量比を表1に示したように
変更した以外は実施例1と同様の操作を行った。得られ
たフィルムの性能を表1に示す。
Examples 2 and 3 The same operation as in Example 1 was performed except that the weight ratio between PVA and polyacrylic acid was changed as shown in Table 1. Table 1 shows the performance of the obtained film.

【0038】実施例4〜12、比較例2、3 架橋剤の種類及び添加量、中和度を表1に示したように
変更した以外は実施例1と同様の操作を行った。得られ
たフィルムの性能を表1に示す。
Examples 4 to 12, Comparative Examples 2 and 3 The same operation as in Example 1 was carried out except that the kind and amount of the crosslinking agent and the degree of neutralization were changed as shown in Table 1. Table 1 shows the performance of the obtained film.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】[0040]

【発明の効果】PVA、ポリアクリル酸または部分中和
したポリアクリル酸、および架橋剤を特定の割合で混合
したコート剤からなる被膜を熱可塑性樹脂の表面に形成
することにより、高湿度下においても優れたガスバリア
性を有するフィルムが得られる。また、本発明のコート
剤は短時間の熱処理で緻密な架橋構造が形成されるた
め、工業的生産に適しており、また、得られるガスバリ
ア性フィルムの着色がなく商品価値に優れる。
According to the present invention, a film made of PVA, polyacrylic acid or partially neutralized polyacrylic acid, and a coating agent obtained by mixing a cross-linking agent at a specific ratio is formed on the surface of a thermoplastic resin. Thus, a film having excellent gas barrier properties can be obtained. In addition, the coating agent of the present invention is suitable for industrial production because a dense crosslinked structure is formed by a short-time heat treatment, and the obtained gas barrier film is excellent in commercial value without coloring.

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C08L 29:04 C08L 29:04 Z 33:06 33:06 Fターム(参考) 4F071 AA29 AA32 AB13 AC06 AC12 AE02 AE19 AF08 AG12 AH04 BA02 BB02 BC02 4F100 AA02A AA02H AH02A AH02H AH03A AH03H AK01B AK21A AK25A AK42B AK48B AL05A AT00B BA02 CA02A CC00A GB23 JB16B JD02A JD03 JL02 JN28 YY00 4J038 CE021 CE022 CG031 CG032 DA142 DA162 DB002 DG262 JB18 KA03 MA08 PC08 Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI Theme coat II (reference) // C08L 29:04 C08L 29:04 Z 33:06 33:06 F term (reference) 4F071 AA29 AA32 AB13 AC06 AC12 AE02 AE19 AF08 AG12 AH04 BA02 BB02 BC02 4F100 AA02A AA02H AH02A AH02H AH03A AH03H AK01B AK21A AK25A AK42B AK48B AL05A AT00B BA02 CA02A CC00A GB23 JB16B JD02A JD03 JL02 JN28 B021

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 ポリビニルアルコールとポリアクリル酸
の重量比が90/10〜5/95の混合物100重量
部、架橋剤成分0.1〜50重量部および水系溶媒から
成るガスバリア性コート剤。
1. A gas barrier coating agent comprising 100 parts by weight of a mixture of polyvinyl alcohol and polyacrylic acid in a weight ratio of 90/10 to 5/95, 0.1 to 50 parts by weight of a crosslinking agent component, and an aqueous solvent.
【請求項2】 架橋剤成分がイソシアネート化合物、メ
ラミン化合物、尿素化合物、エポキシ化合物、カルボジ
イミド化合物、ジルコニア塩化合物のうち少なくとも1
種の化合物である請求項1記載のガスバリア性コート
剤。
2. The crosslinking agent component comprises at least one of an isocyanate compound, a melamine compound, a urea compound, an epoxy compound, a carbodiimide compound, and a zirconia salt compound.
The gas barrier coating agent according to claim 1, which is a compound of a kind.
【請求項3】 アクリル酸中のカルボキシル基に対して
0.1〜20当量%のアルカリ化合物を混合することを
特徴とする請求項1または2記載のガスバリア性コート
剤。
3. The gas barrier coating agent according to claim 1, wherein an alkali compound is mixed in an amount of 0.1 to 20 equivalent% with respect to a carboxyl group in acrylic acid.
【請求項4】 熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面
に被膜を形成してなるフィルムであって、この被膜が請
求項1〜3のいずれかに記載のコート剤からなるガスバ
リア性フィルム。
4. A gas barrier film comprising a coating formed on at least one surface of a thermoplastic resin film, wherein the coating comprises the coating agent according to any one of claims 1 to 3.
【請求項5】 20℃、85%RHにおける酸素透過係
数が1000ml・μm/m2・day・MPa以下で
ある請求項4記載のガスバリア性フィルム。
5. The gas barrier film according to claim 4, wherein the oxygen permeability coefficient at 20 ° C. and 85% RH is 1000 ml · μm / m 2 · day · MPa or less.
【請求項6】 熱可塑性樹脂フィルムがナイロン6であ
る請求項4または5記載のガスバリア性フィルム。
6. The gas barrier film according to claim 4, wherein the thermoplastic resin film is nylon 6.
【請求項7】 熱可塑性樹脂フィルムがポリエチレンテ
レフタレートである請求項4または5記載のガスバリア
性フィルム。
7. The gas barrier film according to claim 4, wherein the thermoplastic resin film is polyethylene terephthalate.
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