JP2005144978A - Gas barrier laminated film - Google Patents

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Mitsuru Kuwabara
満 桑原
Yukihiro Numata
幸裕 沼田
Katsuya Ito
勝也 伊藤
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Toyobo Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas barrier laminated film which shows excellent gas barrier property to oxygen and water vapor, has transparency, flexibility and humidity resistance, and can be easily manufactured. <P>SOLUTION: The gas barrier laminated film is obtained by laminating a covering layer containing an organic compound having two or more functional groups capable of reacting with a hydroxyl group and a hydroxyl group-containing organic resin as essential components on a base material composed of a polymer resin composition, and further laminating an inorganic thin layer on it. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、食品、医薬品等の包装分野に用いられるガスバリア性積層フィルムに関する。   The present invention relates to a gas barrier laminate film used in the packaging field of foods, pharmaceuticals and the like.

食品、医薬品等に用いられる包装材料は、1)蛋白質、油脂の酸化抑制、2)味、鮮度の保持、3)医薬品の効能維持のために酸素、水蒸気などのガスを遮断する性質、すなわちガスバリア性を備えることが求められている。そのため、従来からポリビニルアルコール(以下、PVAとする)、エチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)、或いはポリ塩化ビニリデン樹脂(以下、PVDCとする)など一般にガスバリア性が比較的高いと言われる高分子樹脂組成物を積層したフィルムが包装材料として使用されてきた。また、適当な高分子樹脂組成物(単独では、高いガスバリア性を有していない樹脂であっても)のフィルムにAlなどの金属を蒸着したものやアルミナ、シリカなどの無機酸化物を蒸着したものも包装材料として一般的に使用され始めている。   Packaging materials used for foods, pharmaceuticals, etc. are: 1) inhibition of oxidation of proteins and fats, 2) maintenance of taste and freshness, 3) property of blocking gases such as oxygen and water vapor in order to maintain the efficacy of pharmaceuticals, ie gas barrier It is required to have sex. Therefore, a polymer resin generally known to have a relatively high gas barrier property such as polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA), ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH), or polyvinylidene chloride resin (hereinafter referred to as PVDC). Films laminated with compositions have been used as packaging materials. Also, a film of a suitable polymer resin composition (even if it is a resin that does not have high gas barrier properties alone) is deposited with a metal such as Al, or an inorganic oxide such as alumina or silica. Things are also starting to be commonly used as packaging materials.

ところが、上述のPVA、EVOH系の高分子樹脂組成物を用いてなるガスバリア性積層フィルムは、温度依存性及び湿度依存性が大きいため、高温又は高湿下においてガスバリア性の低下が見られる。すなわち、煮沸処理やレトルト処理を行うとガスバリア性が著しく低下してしまう。またPVDC系の高分子樹脂組成物を用いてなるガスバリア性積層フィルムは、ガスバリア性の湿度依存性は小さいが、酸素バリア性で10ml/m2・day・Mpa以下とする様な高度のガスバリア性を実現することは、困難である。また被膜中に塩素を多量に含むため、焼却処理やリサイクリングなど廃棄物処理の面で問題がある。   However, since the gas barrier laminate film using the above-described PVA and EVOH polymer resin composition has large temperature dependency and humidity dependency, the gas barrier property is lowered at high temperature or high humidity. That is, when a boiling process or a retort process is performed, the gas barrier properties are significantly lowered. In addition, the gas barrier laminate film using the PVDC polymer resin composition has a small gas barrier humidity dependency, but has a high gas barrier property such as an oxygen barrier property of 10 ml / m 2 · day · Mpa or less. It is difficult to realize. In addition, since the coating contains a large amount of chlorine, there is a problem in terms of waste treatment such as incineration and recycling.

さらに、上述の金属を蒸着したフィルムやアルミナ、シリカなどの無機酸化物を蒸着したフィルムは、蒸着物と樹脂フィルムの機械的性質、化学的性質、熱的性質などの物性が非常に異なっていることから、ガスバリア層に用いられる無機物の薄膜が可撓性に欠け、揉みや折り曲げに弱い。また、基材との密着性が悪いため、取り扱いに注意を要し、とくに印刷、ラミネート、製袋など包装材料の後加工の際に、クラックを発生しガスバリア性が著しく低下する問題がある。さらに、真空プロセスを用いて形成するため装置が高価であったり、形成工程において局部的に高温となり、基材に損傷を生じたり、低分子量部或いは可塑剤などの添加剤部などの分解、脱ガスなどを起因とする蒸着層中に欠陥、ピンホール等を発生することがある。すなわち、これまでの蒸着フィルムは高いガスバリア性を達成できないこと、コスト的に高価となるという問題を有している。   In addition, the above-mentioned metal-deposited films and films deposited with inorganic oxides such as alumina and silica have very different physical properties such as mechanical properties, chemical properties, and thermal properties between the deposits and the resin films. Therefore, the inorganic thin film used for the gas barrier layer lacks flexibility and is weak against stagnation and bending. Moreover, since the adhesiveness with a base material is bad, handling is required and there exists a problem which a crack generate | occur | produces at the time of post-processing of packaging materials, such as printing, a laminate, and a bag making, and gas barrier property falls remarkably. Further, since the apparatus is formed using a vacuum process, the apparatus is expensive, the temperature is locally high in the forming process, the substrate is damaged, the low molecular weight part or the additive part such as a plasticizer is decomposed and removed Defects, pinholes, etc. may occur in the deposited layer due to gas or the like. That is, conventional vapor deposition films have problems that they cannot achieve high gas barrier properties and are expensive in cost.

そこで、上記問題に対して、基材に金属アルコキシドの被膜を形成してなるガスバリア材が提案されている(例えば、特許文献1参照。)。このガスバリア材は、ある程度の可撓性を有するとともに、液相コーティング法による製造ができるため、コスト的にも安価とすることができる。
特開昭62−295931号公報
In view of the above problems, a gas barrier material in which a metal alkoxide film is formed on a base material has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Since this gas barrier material has a certain degree of flexibility and can be manufactured by a liquid phase coating method, it can be made inexpensive in terms of cost.
JP-A-62-295931

しかしながら、上記ガスバリア材は、基材単体の場合に比べて、ガスバリア性が向上すると言えるが、高いガスバリア性を有するとは言えないものであった。   However, the gas barrier material can be said to have improved gas barrier properties as compared with the case of a single substrate, but cannot be said to have high gas barrier properties.

本発明は、酸素、水蒸気に対するガスバリア性に優れ、可撓性、耐湿性、耐熱性を有し、かつ製造が容易なガスバリア性積層フィルムを提供することを目的とする。   An object of the present invention is to provide a gas barrier laminated film that has excellent gas barrier properties against oxygen and water vapor, has flexibility, moisture resistance, and heat resistance and is easy to manufacture.

請求項1記載のガスバリア性積層フィルムは、高分子樹脂組成物からなる基材上に、2個以上の水酸基反応性官能基を含有する有機化合物と水酸基を含有する有機樹脂を必須成分とした被覆層を積層し、さらにその上に無機薄膜層を積層してなることを特徴とする。
請求項2記載のガスバリア性積層フィルムは、請求項1記載のガスバリア性積層フィルムにおいて、水酸基反応性官能基を含有する有機化合物が、メチロール基の一部あるいは全てがアルキルエーテル化されているメチロールメラミンであることを特徴とする。
請求項3記載のガスバリア性積層フィルムは、請求項1または2記載のガスバリア性積層フィルムにおいて、水酸基を含有する有機樹脂がポリビニルアルコール系重合体であることを特徴とする。
請求項4記載のガスバリア性積層フィルムは、請求項1〜3記載のガスバリア性積層フィルムにおいて、水酸基反応性官能基を含有する有機化合物/水酸基を含有する有機樹脂の重量比が20/80よりも大きい被覆層を積層したことを特徴とする。
The gas barrier laminate film according to claim 1 is a coating comprising, as essential components, an organic compound containing two or more hydroxyl-reactive functional groups and an organic resin containing a hydroxyl group on a substrate made of a polymer resin composition. It is characterized by laminating layers and further laminating an inorganic thin film layer thereon.
The gas barrier laminate film according to claim 2, wherein the organic compound containing a hydroxyl-reactive functional group in the gas barrier laminate film according to claim 1 is a methylol melamine in which some or all of the methylol groups are alkyl etherified. It is characterized by being.
The gas barrier laminate film according to claim 3 is the gas barrier laminate film according to claim 1 or 2, wherein the organic resin containing a hydroxyl group is a polyvinyl alcohol polymer.
The gas barrier laminate film according to claim 4 is the gas barrier laminate film according to claims 1 to 3, wherein the weight ratio of the organic compound containing a hydroxyl-reactive functional group / the organic resin containing a hydroxyl group is more than 20/80. It is characterized by laminating a large covering layer.

本発明により、酸素バリア性、水蒸気バリア性、可撓性、耐湿性、耐熱性が非常に優れ、かつ焼却排ガス中にダイオキシン、塩化水素ガスを含まず、環境保全に対して有効なフィルムを提供できる。   According to the present invention, an oxygen barrier property, water vapor barrier property, flexibility, moisture resistance, and heat resistance are excellent, and dioxin and hydrogen chloride gas are not contained in the incineration exhaust gas, and a film effective for environmental conservation is provided. it can.

以下、本発明のガスバリア性積層フィルム及びその製造方法の実施の形態を説明する。
本発明で用いる基材層は、例えば、有機高分子を溶融押し出しして、必要に応じ、長手方向及び/又は幅方向に延伸、冷却、熱固定を施したフィルムであり、有機高分子としては、ナイロン4・6、ナイロン6、ナイロン6・6、ナイロン12などで代表されるポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートなどで代表される、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテンなどで代表されるポリオレフィンの他、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、全芳香族ポリアミド、ポリアミドイミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルホン、ポリスチレン、ポリ乳酸などを挙げることができる。
Hereinafter, embodiments of the gas barrier laminate film and the method for producing the same according to the present invention will be described.
The base material layer used in the present invention is, for example, a film obtained by melt-extruding an organic polymer and stretching, cooling, and heat setting in the longitudinal direction and / or the width direction as necessary. Polyester represented by nylon 4,6, nylon 6, nylon 6,6, nylon 12, etc., represented by polyamide, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, etc., polyester, polyethylene, polypropylene, polybutene In addition to polyolefins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, wholly aromatic polyamide, polyamideimide, polyimide, polyetherimide, polysulfone, polystyrene, and polylactic acid.

本発明における基材層は、機械強度、透明性等、所望の目的に応じて任意の膜厚のものを使用することができる。特に限定されないが、通常は5〜250μmであることが推奨され、包装材料として用いる場合は10〜60μmであることが望ましい。   The base material layer according to the present invention may be of any film thickness depending on the desired purpose such as mechanical strength and transparency. Although not particularly limited, it is usually recommended to be 5 to 250 μm, and when used as a packaging material, it is preferably 10 to 60 μm.

また本発明における基材層は、積層型フィルムであってもよい。積層型フィルムとする場合の積層体の種類、積層数、積層方法等は特に限定されず、目的に応じて公知の方法から任意に選択することができる。   The base material layer in the present invention may be a laminated film. There are no particular limitations on the type of laminate, the number of laminations, the lamination method, and the like in the case of a laminated film, and any one of known methods can be selected according to the purpose.

この様な基材層の少なくとも一方の面に、特定の被覆層が積層される。被覆層としては、2個以上の水酸基反応性官能基を含有する有機化合物と水酸基を含有する有機樹脂を必須成分とする。水酸基反応性官能基を含有する有機化合物は、水酸基を含有する有機樹脂を架橋反応させるために、2個以上の水酸基反応性官能基を含有することが必要である。   A specific coating layer is laminated on at least one surface of such a base material layer. As the coating layer, an organic compound containing two or more hydroxyl-reactive functional groups and an organic resin containing a hydroxyl group are essential components. The organic compound containing a hydroxyl-reactive functional group needs to contain two or more hydroxyl-reactive functional groups in order to crosslink the organic resin containing a hydroxyl group.

その様な2個以上の水酸基反応性官能基を含有する有機化合物としては、グリオキザール、グルタルアルデヒドなどのジアルデヒド化合物、コハク酸、アジピン酸などのジカルボン酸、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネートなどのジイソシアネート化合物、エポキシ化合物、メチロール尿素、メチロールメラミンなどメチロール化合物などが挙げられる。中でもガスバリア性の発現の点から、メチロール基の一部あるいは全てが、アルキルエーテル化されているメチロールメラミンが好ましい。
メチロール基の一部あるいは全てがアルキルエーテル化されているメチロールメラミンはトリアジン環に結合している3個のアミノ基の水素原子の少なくとも一部がメチロール基で置換されており、該メチロール基の数は一般に3〜6個であり、該メチロール基の一部または全部がアルキルエーテル化されているものである。アルキルエーテル化メチロールメラミンのアルキル部分は炭素数1〜6個、好ましくは1〜3個有する直鎖状または分岐鎖である。例えばメチル、エチル、n−またはiso−プロピル、n−、iso−、またはtert−ブチル等である。具体的に本発明に用いられるメチロールメラミンを例示すれば、ヘキサキスメトキシメチルメラミン、ヘキサメチロールメラミンペンタメチルエーテル、ヘキサメチロールメラミンテトラメチルエーテル、ペンタメチロールメラミンペンタメチルエーテル、ペンタメチロールメラミンテトラメチルエーテル、ペンタメチロールメラミントリメチルエーテル、テトラメチロールメラミンテトラメチルエーテル、テトラメチロールメラミントリメチルエーテル、トリメチロールメラミントリメチルエーテル、トリメチロールメラミンジメチルエーテル等が挙げられるが、ポリビニルアルコール系重合体との相溶性の点から、トリメチロールメラミントリメチルエーテル、トリメチロールメラミンジメチルエーテルが好ましく用いられる。なお該メチロールメラミンは2量体などの縮合体を一部含んでも良い。
Such organic compounds containing two or more hydroxyl-reactive functional groups include dialdehyde compounds such as glyoxal and glutaraldehyde, dicarboxylic acids such as succinic acid and adipic acid, and diisocyanate compounds such as diphenylmethane diisocyanate and hexamethylene diisocyanate. And methylol compounds such as epoxy compounds, methylol urea, and methylol melamine. Of these, methylol melamine, in which some or all of the methylol groups are alkyl etherified, is preferred from the standpoint of gas barrier properties.
The methylol melamine, in which part or all of the methylol group is alkyl etherified, has at least a part of hydrogen atoms of three amino groups bonded to the triazine ring substituted with a methylol group, and the number of methylol groups Is generally 3 to 6, and some or all of the methylol groups are alkyl etherified. The alkyl moiety of the alkyl etherified methylol melamine is a linear or branched chain having 1 to 6 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms. For example, methyl, ethyl, n- or iso-propyl, n-, iso- or tert-butyl. Specific examples of methylol melamine used in the present invention include hexakismethoxymethyl melamine, hexamethylol melamine pentamethyl ether, hexamethylol melamine tetramethyl ether, pentamethylol melamine pentamethyl ether, pentamethylol melamine tetramethyl ether, penta Examples include methylol melamine trimethyl ether, tetramethylol melamine tetramethyl ether, tetramethylol melamine trimethyl ether, trimethylol melamine trimethyl ether, and trimethylol melamine dimethyl ether. From the point of compatibility with polyvinyl alcohol polymers, trimethylol melamine Trimethyl ether and trimethylol melamine dimethyl ether are preferably used. The methylol melamine may contain a part of a condensate such as a dimer.

一方、本発明に使用する水酸基を含有する有機樹脂としては、側鎖または末端に水酸基を含有する樹脂を挙げることができる。具体的には、アクリル系重合体、フルオロオレフィン系重合体、ビニルエステル系重合体、芳香族ビニル系重合体、ポリオレフィン系重合体、ポリエステル系重合体、アルキッド系重合体、ポリウレタン系重合体、等が挙げられるポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール系重合体、セルロースおよびその誘導体、でんぷんなどが挙げられる。中でも、本発明の目的であるガスバリア性の発現の点で、ポリビニルアルコール系重合体を使用することが好ましい。
ポリビニルアルコール系重合体は、ビニルアルコール単位を主要構成成分とするものであり、ポリビニルアルコール系重合体の重合度、鹸化度は、目的とするガスバリア性及びコーティング水溶液の粘度などから定められる。重合度については、水溶液粘度が高いことやゲル化しやすいことから、コーティングが困難となり、コーティングの作業性から2600以下が好ましい。鹸化度については、90%未満では高湿下での十分な酸素ガスバリア性が得られず、99.7%を超えると水溶液の調整が困難で、ゲル化しやすく、工業生産には向かない。従って、鹸化度は90〜99.7%が好ましく、さらに好ましくは93〜99%である。また、エチレンを共重合したポリビニルアルコール系重合体、シラノール変性したポリビニルアルコール系重合体など、各種共重合または変性したポリビニルアルコール系重合体も使用できる。
On the other hand, examples of the organic resin containing a hydroxyl group used in the present invention include a resin containing a hydroxyl group at a side chain or a terminal. Specifically, acrylic polymers, fluoroolefin polymers, vinyl ester polymers, aromatic vinyl polymers, polyolefin polymers, polyester polymers, alkyd polymers, polyurethane polymers, etc. Polyester resins, polyurethane resins, acrylic resins, polyvinyl alcohol polymers, cellulose and derivatives thereof, starch, and the like. Especially, it is preferable to use a polyvinyl alcohol-type polymer at the point of expression of the gas barrier property which is the objective of this invention.
The polyvinyl alcohol polymer has a vinyl alcohol unit as a main component, and the polymerization degree and saponification degree of the polyvinyl alcohol polymer are determined from the target gas barrier properties and the viscosity of the aqueous coating solution. The degree of polymerization is preferably 2600 or less from the viewpoint of coating workability because the aqueous solution viscosity is high and gelation tends to be difficult. If the saponification degree is less than 90%, sufficient oxygen gas barrier properties under high humidity cannot be obtained, and if it exceeds 99.7%, it is difficult to prepare an aqueous solution, and gelation tends to occur, which is not suitable for industrial production. Therefore, the saponification degree is preferably 90 to 99.7%, more preferably 93 to 99%. Various copolymerized or modified polyvinyl alcohol polymers such as a polyvinyl alcohol polymer copolymerized with ethylene and a polyvinyl alcohol polymer modified with silanol can also be used.

本発明においては、2個以上の水酸基反応性官能基を含有する有機化合物と水酸基を含有する有機樹脂の重量比は任意に選択できるが、ガスバリア性の点から、メチロールメラミン/ポリビニルアルコール系重合体の重量比は、好ましくは20/80〜95/5、更に好ましくは50/50〜90/10である。この比が20/80より小さかったり、95/5より大きかったりすると、目的の酸素バリア性、水蒸気バリア性が十分に発現しなくなってしまう。   In the present invention, the weight ratio of the organic compound containing two or more hydroxyl-reactive functional groups and the organic resin containing a hydroxyl group can be arbitrarily selected. From the viewpoint of gas barrier properties, a methylolmelamine / polyvinyl alcohol polymer is used. The weight ratio is preferably 20/80 to 95/5, more preferably 50/50 to 90/10. If this ratio is smaller than 20/80 or larger than 95/5, the target oxygen barrier property and water vapor barrier property will not be sufficiently exhibited.

本発明に用いられる2個以上の水酸基反応性官能基を含有する有機化合物と水酸基を含有する有機樹脂を必須成分とした被覆層は、通常溶媒を用いてコーティングすることで形成される。コーティング液の溶媒としては、溶解性の点から、水100%または水/低級アルコール混合溶媒を用いることが好ましい。低級アルコールとは炭素数1〜3の直鎖または分岐鎖の脂肪族基を有するアルコール性化合物であり、具体例で示せばメタノール、エタノール、エチレングリコール、n−またはiso−プロピルアルコールが挙げられる。特にiso−プロピルアルコールが好ましい。また、本発明のコーティング液の全固形分濃度は2〜35%、通常5〜30%が好ましい。さらに、塗布液中には、硬化触媒が含まれていてもよい。   The coating layer containing, as essential components, an organic compound containing two or more hydroxyl-reactive functional groups and an organic resin containing a hydroxyl group used in the present invention is usually formed by coating with a solvent. As a solvent for the coating liquid, it is preferable to use 100% water or a water / lower alcohol mixed solvent from the viewpoint of solubility. The lower alcohol is an alcoholic compound having a linear or branched aliphatic group having 1 to 3 carbon atoms, and specific examples include methanol, ethanol, ethylene glycol, n- or iso-propyl alcohol. Iso-propyl alcohol is particularly preferable. Further, the total solid concentration of the coating liquid of the present invention is preferably 2 to 35%, and usually 5 to 30%. Further, the coating solution may contain a curing catalyst.

触媒としては、ベンゼンスルホン酸、そのアミン塩及びそのアンモニウム塩、ナフタレンスルホン酸誘導体、そのアミン塩及びそのアンモニウム塩、りん酸、そのアミン塩及びそのアンモニウム塩などの酸性触媒が挙げられる。具体的には、ドデシルベンゼンスルホン酸及びそのアミン塩、アンモニウム塩、ジノニルナフタレンスルホン酸及びそのアミン塩、アンモニウム塩、p−トルエンスルホン酸及びそのアミン塩、アンモニウム塩、りん酸、りん酸二水素アンモニウム、りん酸一水素アンモニウム、キャタリスト500(三井サイアナミド製)キャタリスト600(同)、キャタリスト4040(同)等を挙げることができる。また、塩化マグネシウムなどの中性触媒も使用することができる。   Examples of the catalyst include acidic catalysts such as benzenesulfonic acid, its amine salt and its ammonium salt, naphthalenesulfonic acid derivative, its amine salt and its ammonium salt, phosphoric acid, its amine salt and its ammonium salt. Specifically, dodecylbenzenesulfonic acid and its amine salt, ammonium salt, dinonylnaphthalenesulfonic acid and its amine salt, ammonium salt, p-toluenesulfonic acid and its amine salt, ammonium salt, phosphoric acid, dihydrogen phosphate Examples thereof include ammonium, ammonium monohydrogen phosphate, catalyst 500 (manufactured by Mitsui Cyanamid), catalyst 600 (same), catalyst 4040 (same), and the like. A neutral catalyst such as magnesium chloride can also be used.

更に必要であれば、本被覆層中に、静電防止剤や滑り剤、アンチブロッキング剤などの公知の無機、有機の各種添加剤を加えることは本発明の目的を阻害しない限り任意である。   Furthermore, if necessary, it is optional to add various known inorganic and organic additives such as an antistatic agent, a slipping agent and an antiblocking agent to the coating layer as long as the object of the present invention is not impaired.

この様に、2個以上の水酸基反応性官能基を含有する有機化合物と水酸基を含有する有機樹脂を必須成分とした被覆層が基材上に形成される。被覆層を基材上に形成する方法としては、通常前述した様に水系溶液を基材にコーティングする方法が採られる。コーティングの方法は限定するものではないが、使用するコーティング液の塗布量と粘度により、最適な方法を選択すればよい。リバースロールコーティング法、ロールナイフコーティング法、ダイコーティング法などを採用すればよい。   In this manner, a coating layer containing an organic compound containing two or more hydroxyl-reactive functional groups and an organic resin containing a hydroxyl group as essential components is formed on the substrate. As a method for forming the coating layer on the substrate, a method of coating the substrate with an aqueous solution is usually employed as described above. The coating method is not limited, but an optimal method may be selected depending on the coating amount and viscosity of the coating liquid to be used. A reverse roll coating method, a roll knife coating method, a die coating method, or the like may be employed.

コーティング時の乾燥、熱処理の条件は塗布厚み、装置の条件にもよるが、乾燥工程を設けずに直ちに直角方向の延伸工程に送入し、延伸工程の予熱ゾーンあるいは延伸ゾーンで乾燥させることが好ましい。このような場合、通常50〜250℃程度で行う。なお、必要であれば、酸素ガスバリア層を形成させる前に基材フィルムにコロナ放電処理、その他の表面活性化処理や公知のアンカー処理剤を用いてアンカー処理を施してもよい。
本発明の被覆層の厚みは、基材層によって異なるが、ガスバリア性を発揮させる最小限の厚みがよく、通常は乾燥厚みで1μm以下であることが、透明性、取り扱い性、経済性の点で好ましい。
The drying and heat treatment conditions during coating depend on the coating thickness and equipment conditions, but they can be sent immediately to the stretching process in the perpendicular direction without any drying process and dried in the preheating zone or stretching zone of the stretching process. preferable. In such a case, it is normally performed at about 50 to 250 ° C. If necessary, before forming the oxygen gas barrier layer, the substrate film may be subjected to corona discharge treatment, other surface activation treatment or an anchor treatment using a known anchor treatment agent.
Although the thickness of the coating layer of the present invention varies depending on the base material layer, the minimum thickness for exhibiting the gas barrier property is good, and it is usually 1 μm or less in terms of transparency, handleability, and economical efficiency. Is preferable.

このような被覆層を積層したものに、さらにその上に無機薄膜層を積層することが必要である。アルミニウム、チタンなどの金属、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、錫、マグネシウムなどの酸化物、窒化物、弗化物の単体、或いはそれらの複合物を、真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ気相成長法(CVD法)などの真空プロセス、ゾルゲル法などのウェットプロセスにより形成される。中でも、本発明の目的とするガスバリア性、経済性の点から、アルミナ、シリカの複合物を真空蒸着させる方法が好ましい。   It is necessary to laminate an inorganic thin film layer on the laminate of such a coating layer. Metals such as aluminum and titanium, oxides such as silicon, aluminum, titanium, zirconium, tin, and magnesium, nitrides, fluorides alone, or a composite thereof can be vacuum-deposited, sputtering, plasma vapor deposition It is formed by a vacuum process such as (CVD method) or a wet process such as a sol-gel method. Among them, the method of vacuum-depositing a composite of alumina and silica is preferable from the viewpoints of the gas barrier property and economic efficiency targeted by the present invention.

本発明のガスバリア性積層フィルムは、通常包装材料として使用するため、無機薄膜層上にシーラントと呼ばれるヒートシール性樹脂層が形成される。ヒートシール性樹脂層の形成は、通常押出しラミネート法あるいはドライラミネート法によりなされる。ヒートシール性樹脂層を形成する熱可塑性重合体としては、シーラント接着性が十分に発現できるものであればよく、HDPE、LDPE、LLDPEなどのポリエチレン樹脂類、PP樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−αオレフィンランダム共重合体、アイオノマー樹脂などを使用できる。   Since the gas barrier laminate film of the present invention is usually used as a packaging material, a heat sealable resin layer called a sealant is formed on an inorganic thin film layer. The heat-sealable resin layer is usually formed by an extrusion lamination method or a dry lamination method. The thermoplastic polymer for forming the heat-sealable resin layer may be any one that can sufficiently exhibit sealant adhesive properties, such as polyethylene resins such as HDPE, LDPE, and LLDPE, PP resin, and ethylene-vinyl acetate copolymer. , Ethylene-α-olefin random copolymer, ionomer resin, and the like can be used.

本発明により、酸素バリア性、水蒸気バリア性、可撓性、耐湿性、耐熱性が非常に優れ、かつ焼却排ガス中にダイオキシン、塩化水素ガスを含まず、近年問題とされている環境保全に対して有効であるフィルムを提供できる。   According to the present invention, oxygen barrier properties, water vapor barrier properties, flexibility, moisture resistance, and heat resistance are extremely excellent, and dioxin and hydrogen chloride gas are not included in incineration exhaust gas. And effective film can be provided.

以下、実施例によって本発明を詳細に説明する。なお、各実施例で得られたフィルム特性は以下の方法により測定、評価した。   Hereinafter, the present invention will be described in detail by way of examples. The film properties obtained in each example were measured and evaluated by the following methods.

1)酸素バリアの測定
作成したフィルムの酸素透過度につき、85%RHの条件で、酸素透過率測定装置(モダンコントロールズ社製OX−TRAN100)を用いて測定した。
1) Measurement of oxygen barrier The oxygen permeability of the prepared film was measured using an oxygen permeability measuring device (OX-TRAN100 manufactured by Modern Controls) under the condition of 85% RH.

2)水蒸気バリアの測定
作成したフィルムの水蒸気透過度につき、40℃、90%RHの条件で、米国、モコン(MOCON)社製の測定機(PARMATRAN−W)を用いて測定した。
2) Measurement of water vapor barrier The water vapor permeability of the prepared film was measured using a measuring device (PARMATRAN-W) manufactured by MOCON, USA under the conditions of 40 ° C. and 90% RH.

3)ゲルボ処理
可撓性の評価として、ゲルボフレックステスター(理学工業社製)を用いて評価した。20℃、65%RH、50回ひねり/1分間の条件で、50回ひねり処理を行った。
3) Gelbo treatment As a flexible evaluation, a gelbo flex tester (manufactured by Rigaku Corporation) was used. Twist treatment was performed 50 times under the conditions of 20 ° C., 65% RH, 50 twists / minute.

(実施例1)
[塗布液の調製]
水920gを攪拌しながら、無変性、鹸化度98.5mol%のポリビニルアルコール樹脂80gを徐々に投入した。90℃まで加熱、完全にポリビニルアルコール樹脂を溶解し、ポリビニルアルコール樹脂の8%水溶液を調製した。次にこのポリビニルアルコール樹脂水溶液 1000g、メチル化メラミンM−30W(住友化学製104g、水756g、イソプロピルアルコール140gを混合し、固形分濃度 8%の塗布液を調製した。
[フィルムへのコーティング評価]
極限粘度0.62(30℃、フェノール/テトラクロロエタン=60/40)のPETを予備結晶化後,本乾燥し,Tダイを有する押出し機を用いて280℃で押出し,表面温度40℃のドラム上で急冷固化して無定形シートを得た。次に得られたシートを加熱ロールと冷却ロールの間で縦方向に100℃で4.0倍延伸を行った。そして、得られた一軸延伸フィルムの片面に,上記塗布液をファウンテンバーコート法により延伸前の樹脂固形分厚みが0.2μmとなる様に塗布した。乾燥しつつテンターに導き、100℃で予熱、120℃で4.0倍横方向に延伸し、6%の横方向の弛緩を行いながら225℃で熱処理を行い,厚さ12μmのニ軸延伸ポリエステルフィルムを得た。
(Example 1)
[Preparation of coating solution]
While stirring 920 g of water, 80 g of polyvinyl alcohol resin having no modification and a saponification degree of 98.5 mol% was gradually added. It heated to 90 degreeC, the polyvinyl alcohol resin was melt | dissolved completely, and 8% aqueous solution of polyvinyl alcohol resin was prepared. Next, 1000 g of this polyvinyl alcohol resin aqueous solution, methylated melamine M-30W (104 g manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., 756 g water, and 140 g isopropyl alcohol were mixed to prepare a coating solution having a solid content concentration of 8%.
[Evaluation of coating on film]
A PET having an intrinsic viscosity of 0.62 (30 ° C., phenol / tetrachloroethane = 60/40) is pre-crystallized and then dried, and is extruded at 280 ° C. using an extruder having a T die, and a drum having a surface temperature of 40 ° C. It was rapidly cooled and solidified to obtain an amorphous sheet. Next, the obtained sheet was stretched 4.0 times at 100 ° C. in the longitudinal direction between the heating roll and the cooling roll. And the said coating liquid was apply | coated to the single side | surface of the obtained uniaxially stretched film so that the resin solid content thickness before extending | stretching might be 0.2 micrometer by the fountain bar coat method. Dried to a tenter, preheated at 100 ° C, stretched 4.0 times transversely at 120 ° C, heat treated at 225 ° C with 6% transverse relaxation, and 12 µm thick biaxially stretched polyester A film was obtained.

次にこの塗布面へ蒸着するために、蒸着源として、3mm〜5mm程度の粒子状SiO2(純度99.9%)とAl23(純度99.9%)を用いて、電子ビーム蒸着法で、得られた塗布フィルム上に酸化アルミニウムと二酸化ケイ素の混合ガスバリア層の形成を行った。真空層内には、巻き出し部、コーティング部、巻取り部が入っており、連続でフィルムに蒸着が可能である。蒸着時の圧力を1.0×10-4Torrになるように調整した。SiO2とAl23は、混合せずに2つに区切って入れた。加熱源として、電子銃(以下EB銃)を用い、2種類の原料をそれぞれ時分割で加熱した。その時のEB銃のエミッション電流を1.2Aとし、SiO2とAl23の加熱比を1:2で加熱した。フィルムの送り速度は、130m/minとし、150Å(オングストローム)厚の膜を作った。また、蒸着時のフィルムを冷却する為のロールの温度を−10℃に調整した。次に、フィルムの蒸着面にポリウレタン系接着剤(東洋モートン株式会社製,TM−590/)を約3μm塗布し、80℃で熱処理した後、低密度ポリエチレンフィルム(東洋紡績製:L6102/厚み40μm)を80℃に加熱した金属ロール上で490kPaのニップ圧力でドライラミネートし、ラミネートフィルムを得た。
このフィルムにつき、85%RH酸素透過度、水蒸気透過度およびゲルボ処理後の85%RH酸素透過度を測定した。結果を表1に示す。
Next, in order to deposit on this coated surface, electron beam deposition is performed using particulate SiO 2 (purity 99.9%) and Al 2 O 3 (purity 99.9%) of about 3 mm to 5 mm as a deposition source. By the method, a mixed gas barrier layer of aluminum oxide and silicon dioxide was formed on the obtained coated film. The vacuum layer contains an unwinding part, a coating part, and a winding part, and can be continuously deposited on the film. The pressure during vapor deposition was adjusted to 1.0 × 10 −4 Torr. SiO 2 and Al 2 O 3 were divided into two without mixing. An electron gun (hereinafter referred to as an EB gun) was used as a heating source, and two types of raw materials were heated in a time division manner. At that time, the emission current of the EB gun was set to 1.2 A, and the heating ratio of SiO 2 to Al 2 O 3 was heated at 1: 2. The film feed rate was 130 m / min, and a film having a thickness of 150 mm (angstrom) was formed. Moreover, the temperature of the roll for cooling the film at the time of vapor deposition was adjusted to -10 degreeC. Next, a polyurethane adhesive (TM-590 /, manufactured by Toyo Morton Co., Ltd.) was applied to the vapor deposition surface of the film at about 3 μm, heat treated at 80 ° C., and then a low-density polyethylene film (manufactured by Toyobo: L6102 / thickness 40 μm) ) Was dry laminated at a nip pressure of 490 kPa on a metal roll heated to 80 ° C. to obtain a laminated film.
The film was measured for 85% RH oxygen permeability, water vapor permeability, and 85% RH oxygen permeability after gelbo treatment. The results are shown in Table 1.

(実施例2〜6、比較例2,3)
コーティング液を表1に示したように変更した以外は、実施例1と同様の手順でサンプル作製、評価を行なった。結果を表1に示す。
(Examples 2 to 6, Comparative Examples 2 and 3)
A sample was prepared and evaluated in the same procedure as in Example 1 except that the coating solution was changed as shown in Table 1. The results are shown in Table 1.

(比較例1)
コーティングせずに、実施例1と同様の手順でサンプル作製、評価を行なった。結果を表1に示す。
(Comparative Example 1)
Samples were prepared and evaluated in the same procedure as in Example 1 without coating. The results are shown in Table 1.

Figure 2005144978
Figure 2005144978

本発明により、可撓性、耐湿性、耐熱性、特に酸素バリア性、水蒸気バリア性が非常に優れ、かつ焼却排ガス中にダイオキシン、塩化水素ガスを含まず、近年問題とされている環境保全に対して有効である各種包装用フィルムを提供できる。   According to the present invention, flexibility, moisture resistance, heat resistance, particularly oxygen barrier properties and water vapor barrier properties are excellent, and incineration exhaust gas does not contain dioxin and hydrogen chloride gas, which has been a problem in recent years. It is possible to provide various packaging films that are effective against the above.

Claims (4)

高分子樹脂組成物からなる基材上に、2個以上の水酸基反応性官能基を含有する有機化合物と水酸基を含有する有機樹脂を必須成分とした被覆層を積層し、さらにその上に無機薄膜層を積層してなることを特徴とするガスバリア性積層フィルム。   A coating layer containing an organic compound containing two or more hydroxyl-reactive functional groups and an organic resin containing a hydroxyl group as essential components is laminated on a substrate made of a polymer resin composition, and an inorganic thin film is further formed thereon. A gas barrier laminate film comprising a laminate of layers. 水酸基反応性官能基を含有する有機化合物が、メチロール基の一部あるいは全てがアルキルエーテル化されているメチロールメラミンであることを特徴とする請求項1記載のガスバリア性積層フィルム。   2. The gas barrier laminate film according to claim 1, wherein the organic compound containing a hydroxyl-reactive functional group is methylol melamine in which part or all of the methylol group is alkyl etherified. 水酸基を含有する有機樹脂がポリビニルアルコール系重合体であ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積層フィルム。   The gas barrier laminate film according to claim 1 or 2, wherein the organic resin containing a hydroxyl group is a polyvinyl alcohol polymer. 水酸基反応性官能基を含有する有機化合物/水酸基を含有する有機樹脂の重量比が20/80よりも大きい被覆層を積層したことを特徴とする請求項1、2あるいは3記載のガスバリア性積層フィルム。   4. The gas barrier laminate film according to claim 1, 2 or 3, wherein a coating layer having a weight ratio of an organic compound containing a hydroxyl-reactive functional group / an organic resin containing a hydroxyl group is larger than 20/80. .
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