JP2007098654A - Gas barrier film and its manufacturing method - Google Patents

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友里恵 太田
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas barrier film having good barrier properties against oxygen or steam. <P>SOLUTION: The gas barrier film comprises: a base material 2; the gas barrier layer 3 formed at least on one side of the base material 2 and comprising a vapor deposition film; and a sol-gel coating layer 4 formed on the gas barrier layer 3 and comprising a film containing a hydrolysate of an organometal compound or an alkali metal polysilicate represented by the formula M<SB>2</SB>O-nSiO<SB>2</SB>(wherein M is lithium or a plurality of alkali metals containing lithium and n is a molar ratio of 1-20) and sugars. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば食品や医薬品等の包装材料や電子デバイス等のパッケージ材料として主に用いられるガスバリアフィルムおよびその製造方法に関する。   The present invention relates to a gas barrier film mainly used as a packaging material such as a packaging material such as food or medicine or an electronic device, and a method for producing the same.

ガスバリアフィルムは、主に、内容物の品質を変化させる原因となる酸素や水蒸気等の影響を防ぐために、食品や医薬品等の包装材料として用いられたり、液晶表示パネルやEL表示パネル等に形成されている素子が、酸素や水蒸気に触れて性能劣化するのを避けるために、電子デバイス等のパッケージ材料として用いられている。また、近年においては、従来ガラス等を用いていた部分にフレキシブル性や耐衝撃性を持たせる等の理由から、ガスバリアフィルムが用いられる場合もある。   The gas barrier film is mainly used as a packaging material for food and pharmaceuticals to prevent the influence of oxygen and water vapor, which cause the quality of the contents to change, and is formed on liquid crystal display panels and EL display panels. In order to avoid degradation of the performance of the element being exposed to oxygen or water vapor, it is used as a packaging material for electronic devices and the like. In recent years, gas barrier films are sometimes used for reasons such as imparting flexibility and impact resistance to portions where glass has been used conventionally.

このようなガスバリアフィルムとしては、ポリ塩化ビニリデン樹脂や塩化ビニリデンと他のポリマーとの共重合体樹脂からなる基材、あるいはこれらの塩化ビニリデン系樹脂をポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂にコーティングしてガスバリア性を付与したものが、特に包装材料として広く使用されているが、焼却処理で塩素系ガスが発生するため、環境保護の点で現在、問題となっており、さらに、ガスバリア性が必ずしも十分でなく、高度なバリア性が要求される内容物には使用できないという問題があった。   As such a gas barrier film, a base material made of a polyvinylidene chloride resin, a copolymer resin of vinylidene chloride and another polymer, or these vinylidene chloride resins are coated on a polypropylene resin, a polyester resin, or a polyamide resin. Those with gas barrier properties are widely used especially as packaging materials, but since chlorine-based gas is generated by incineration, it is currently a problem in terms of environmental protection, and the gas barrier properties are not always sufficient. In addition, there is a problem that it cannot be used for contents that require high barrier properties.

また、ガスバリアフィルムとして、ポリビニルアルコール(PVA)やエチレンビニルアルコール共重合体(EVOH)も用いられるが、これらは絶乾条件では、比較的優れたガスバリア性を示すが、水蒸気バリア性は十分でなく、また、湿度条件で酸素バリア性が悪化するため、現実的な条件では十分なガスバリア性材料とは言えない。   Polyvinyl alcohol (PVA) and ethylene vinyl alcohol copolymer (EVOH) are also used as gas barrier films, but these show relatively good gas barrier properties under absolutely dry conditions, but the water vapor barrier properties are not sufficient. Moreover, since the oxygen barrier property deteriorates under humidity conditions, it cannot be said to be a sufficient gas barrier material under realistic conditions.

そこで、高いバリア性を実現するガスバリアフィルムとして、真空蒸着法で酸化珪素等の無機酸化物を蒸着する方法(例えば、特許文献1参照)が提案されている。このようなガスバリアフィルムは、上述したような樹脂からなるガスバリアフィルムと比較して、ガスバリア性が格段に向上する。しかしながら、このような真空蒸着法により成膜された蒸着膜は、表面にピンホールやクラック等の欠陥を有する場合が多く、このピンホールやクラック等の欠陥部分から酸素や水蒸気等のガスが抜けやすくなってしまい、結果的にガスバリアフィルムのガスバリア性が低下してしまうという問題があった。   Therefore, a method for depositing an inorganic oxide such as silicon oxide by a vacuum deposition method (for example, see Patent Document 1) has been proposed as a gas barrier film realizing high barrier properties. Such a gas barrier film has a significantly improved gas barrier property as compared with a gas barrier film made of a resin as described above. However, the deposited film formed by such a vacuum deposition method often has defects such as pinholes and cracks on the surface, and gases such as oxygen and water vapor escape from the defective parts such as pinholes and cracks. As a result, the gas barrier property of the gas barrier film is lowered.

特開平8−176326号公報JP-A-8-176326

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、酸素や水蒸気に対するバリア性の良好なガスバリアフィルムを提供することを主目的とする。   This invention is made | formed in view of the said problem, and it aims at providing the gas barrier film with favorable barrier property with respect to oxygen and water vapor | steam.

本発明は、上記目的を達成するために、基材と、上記基材の少なくとも一方の面に形成され、蒸着膜からなるガスバリア層と、上記ガスバリア層上に形成され、有機金属化合物の加水分解物またはMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケート、および糖類を含有する膜からなるゾルゲルコート層とを有することを特徴とするガスバリアフィルムを提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a base material, a gas barrier layer formed on at least one surface of the base material and made of a vapor deposition film, and formed on the gas barrier layer to hydrolyze an organometallic compound. Or an alkali metal polysilicate represented by M 2 O.nSiO 2 (M is lithium or a plurality of alkali metals including lithium, and n is within a range of 1 to 20 in a molar ratio), and a film containing a saccharide. A gas barrier film comprising a sol-gel coating layer is provided.

本発明によれば、上記ガスバリア層上に上記ゾルゲルコート層が形成されていることから、上記ガスバリア層表面にピンホールやクラック等の欠陥が生じた場合であっても、そのピンホールやクラック等をゾルゲルコート層によって埋めることができ、ガスバリア層のガスバリア性の低下を防ぐことができる。また、上記ゾルゲルコート層に糖類を含有させることにより、ガスバリア層との密着性を向上させることが可能となり、かつゾルゲルコート層に良好な成膜性・柔軟性を付与することができ、ゾルゲルコート層成膜時の乾燥による硬化収縮の際、クラック等が発生することを防ぐことが可能となる。   According to the present invention, since the sol-gel coating layer is formed on the gas barrier layer, even if a defect such as a pinhole or a crack occurs on the surface of the gas barrier layer, the pinhole or crack or the like Can be filled with the sol-gel coat layer, and the gas barrier property of the gas barrier layer can be prevented from being lowered. Further, by incorporating saccharides into the sol-gel coat layer, it becomes possible to improve the adhesion with the gas barrier layer, and it is possible to impart good film formability and flexibility to the sol-gel coat layer. It is possible to prevent cracks and the like from occurring during curing shrinkage due to drying during layer formation.

上記発明においては、上記糖類の重量平均分子量が、100〜500万の範囲内であることが好ましい。これにより、上記ゾルゲルコート層を形成する際に用いられるゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度を、塗工に際して好適なものとすることができる。したがって、上記ゾルゲルコート層を塗布ムラのない均一な膜とすることが可能となり、ゾルゲルコート層とガスバリア層との密着性が向上し、ガスバリア性の良好なガスバリアフィルムとすることができる。   In the said invention, it is preferable that the weight average molecular weights of the said saccharide | sugar are in the range of 1-5 million. Thereby, the viscosity of the coating solution for forming a sol-gel coat layer used when forming the sol-gel coat layer can be made suitable for coating. Therefore, the sol-gel coat layer can be formed into a uniform film without uneven coating, the adhesion between the sol-gel coat layer and the gas barrier layer can be improved, and a gas barrier film with good gas barrier properties can be obtained.

また本発明においては、上記ゾルゲルコート層の膜厚が、0.01μm〜50μmの範囲内であることが好ましい。上記ゾルゲルコート層の膜厚が上記範囲内であることにより、上記ゾルゲルコート層の成膜時にクラック等が発生することを効果的に防止することができ、良好なガスバリア性を維持することができるからである。また、上記ゾルゲルコート層の膜厚が上記範囲内であることにより、ゾルゲルコート層成膜の際、ゾルゲルコート層の速乾性を高めることができ、製造工程上有利となるからである。   Moreover, in this invention, it is preferable that the film thickness of the said sol-gel coat layer exists in the range of 0.01 micrometer-50 micrometers. When the film thickness of the sol-gel coat layer is within the above range, it is possible to effectively prevent cracks and the like from being generated during the formation of the sol-gel coat layer, and to maintain good gas barrier properties. Because. In addition, when the film thickness of the sol-gel coat layer is within the above range, the quick-drying property of the sol-gel coat layer can be improved during film formation of the sol-gel coat layer, which is advantageous in the manufacturing process.

さらに本発明においては、上記基材と上記ガスバリア層との間にアンカー層が形成されていてもよい。これにより、上記基材と上記ガスバリア層との密着性を向上させることが可能となり、例えば本発明のガスバリアフィルムが可撓性を有する包装材に用いられた場合であっても、上記基材からガスバリア層が剥離する等の問題が生じることがなく、良好なガスバリア性を維持することが可能となるからである。   Furthermore, in the present invention, an anchor layer may be formed between the base material and the gas barrier layer. This makes it possible to improve the adhesion between the base material and the gas barrier layer. For example, even when the gas barrier film of the present invention is used for a flexible packaging material, This is because problems such as peeling of the gas barrier layer do not occur, and good gas barrier properties can be maintained.

また本発明においては、上記ゾルゲルコート層上にオーバーコート層が形成されていてもよい。上記ゾルゲルコート層上にオーバーコート層が形成されていることにより、ラミネートや印刷時に生じる熱やこすれ、引張りによるダメージの発生を防ぐことができ、また耐湿性を向上させることができるからである。   In the present invention, an overcoat layer may be formed on the sol-gel coat layer. This is because the formation of an overcoat layer on the sol-gel coat layer can prevent the occurrence of heat, rubbing, and damage caused by tension during lamination and printing, and can improve moisture resistance.

本発明は、また、基材上に、蒸着法によりガスバリア層を形成するガスバリア層形成工程と、上記ガスバリア層上に、有機金属化合物の加水分解物またはMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケート、および糖類を含有するゾルゲルコート層形成用塗工液を塗布し、ゾルゲル反応により硬化させてゾルゲルコート層を形成するゾルゲルコート層形成工程とを有するガスバリアフィルムの製造方法であって、上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度が、25℃において1Pa・s〜1000Pa・sの範囲内であることを特徴とするガスバリアフィルムの製造方法を提供する。 The present invention also includes a gas barrier layer forming step of forming a gas barrier layer on a substrate by vapor deposition, and a hydrolyzate of an organometallic compound or M 2 O.nSiO 2 (M is lithium or Apply a coating solution for forming a sol-gel coating layer containing a plurality of alkali metals including lithium, n is within a range of 1 to 20 in terms of a molar ratio, and a saccharide, and is cured by a sol-gel reaction. A sol-gel coating layer forming step of forming a sol-gel coating layer, wherein the viscosity of the sol-gel coating layer forming coating liquid is in the range of 1 Pa · s to 1000 Pa · s at 25 ° C. A method for producing a gas barrier film is provided.

本発明によれば、上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度が上記範囲内であることから、上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の塗工性を良好なものとすることが可能となる。したがって、塗布ムラのない均一な膜を形成することができ、酸素や水蒸気に対して良好なバリア性を有するガスバリアフィルムを得ることが可能となる。   According to the present invention, since the viscosity of the sol-gel coat layer forming coating solution is within the above range, the coating property of the sol-gel coat layer forming coating solution can be improved. . Therefore, a uniform film without uneven coating can be formed, and a gas barrier film having a good barrier property against oxygen and water vapor can be obtained.

本発明によれば、上記ガスバリア層表面にピンホールやクラック等の欠陥が生じた場合であっても、そのピンホールやクラック等をゾルゲルコート層によって埋めて欠陥を補うことが可能となる。またゾルゲルコート層が糖類を含有することにより、ガスバリア層との密着性が向上し、かつ良好な成膜性・柔軟性が付与され、ゾルゲルコート層表面にクラック等が発生することを防ぐことが可能となる。したがって、ゾルゲルコート層をガスバリア層上に設けることにより、ガスバリアフィルムのガスバリア性を向上させることができるという効果を奏する。   According to the present invention, even when a defect such as a pinhole or a crack occurs on the surface of the gas barrier layer, it becomes possible to compensate the defect by filling the pinhole or crack with the sol-gel coat layer. In addition, since the sol-gel coat layer contains saccharides, adhesion to the gas barrier layer is improved, good film formability and flexibility are imparted, and cracks and the like are prevented from occurring on the surface of the sol-gel coat layer. It becomes possible. Therefore, by providing the sol-gel coat layer on the gas barrier layer, the gas barrier property of the gas barrier film can be improved.

以下、本発明のガスバリアフィルムおよびガスバリアフィルムの製造方法について詳細に説明する。   Hereinafter, the gas barrier film of the present invention and the method for producing the gas barrier film will be described in detail.

A.ガスバリアフィルム
まず、本発明のガスバリアフィルムについて説明する。本発明のガスバリアフィルムは、基材と、上記基材の少なくとも一方の面に形成され、蒸着膜からなるガスバリア層と、上記ガスバリア層上に形成され、有機金属化合物の加水分解物またはMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケート、および糖類を含有する膜からなるゾルゲルコート層とを有するものである。
A. Gas barrier film First, the gas barrier film of this invention is demonstrated. The gas barrier film of the present invention is formed on at least one surface of the base material, the gas barrier layer made of a vapor deposition film, and formed on the gas barrier layer. The hydrolyzate of organometallic compound or M 2 O A sol-gel coat layer comprising an alkali metal polysilicate represented by nSiO 2 (M is lithium or a plurality of alkali metals containing lithium, and n is in a range of 1 to 20 in a molar ratio), and a saccharide-containing film It is what you have.

図1は、本発明のガスバリアフィルムの一例を示す概略断面図である。図1に示すように、本発明のガスバリアフィルム1は、基材2と、基材2の少なくとも一方の面に形成されたガスバリア層3と、ガスバリア層3上に形成されたゾルゲルコート層4とを有するものである。   FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of the gas barrier film of the present invention. As shown in FIG. 1, the gas barrier film 1 of the present invention includes a base material 2, a gas barrier layer 3 formed on at least one surface of the base material 2, and a sol-gel coat layer 4 formed on the gas barrier layer 3. It is what has.

本発明におけるガスバリア層は蒸着膜からなるものであるが、一般的に、このような蒸着膜は、その形成過程等において表面にピンホールやクラック等の欠陥が生じやすく、その欠陥から酸素や水蒸気等のガスが抜けやすくなり、ガスバリア性が低下してしまう場合があった。そこで本発明においては、このような蒸着膜からなるガスバリア層上にゾルゲル反応により形成されるゾルゲルコート層を設けることによって、ガスバリア性の低下を防止する。本発明によれば、ガスバリア層表面にピンホールやクラック等の欠陥が生じた場合であっても、ガスバリア層上にゾルゲルコート層を設けることにより、そのピンホールやクラック等をゾルゲルコート層によって埋めることができ、欠陥を補うことが可能となる。したがって、ガスバリア性の良好なガスバリアフィルムとすることができるのである。   In the present invention, the gas barrier layer is composed of a vapor deposition film. In general, however, such a vapor deposition film is liable to cause defects such as pinholes and cracks on the surface in the formation process thereof, and oxygen or water vapor can be generated from the defects. In some cases, the gas barrier property is lowered and the gas barrier property is lowered. Therefore, in the present invention, by providing a sol-gel coat layer formed by a sol-gel reaction on the gas barrier layer made of such a deposited film, the gas barrier property is prevented from being lowered. According to the present invention, even when defects such as pinholes and cracks occur on the surface of the gas barrier layer, the pinholes and cracks are filled with the sol-gel coat layer by providing the sol-gel coat layer on the gas barrier layer. And it becomes possible to make up for defects. Therefore, a gas barrier film having good gas barrier properties can be obtained.

また、本発明においては、ゾルゲルコート層に糖類を含有させることにより、ガスバリア層との密着性を向上させることが可能となる。さらに、上記ゾルゲルコート層に糖類を含有させることにより、良好な成膜性・柔軟性を付与させることができ、ゾルゲルコート層成膜時の乾燥による硬化収縮の際、クラック等が発生することを防ぐことが可能となる。例えば、上記アルカリ金属ポリシリケートとしてリチウムポリシリケートを用いる場合、従来では、リチウムポリシリケート単体で基材上に成膜しようとすると、LiOとSiOとのモル比によっては成膜できなかったり、クラックが生じてガスバリア性が低下したりする場合があったが、本発明においては糖類を含有させることにより、成膜性および柔軟性を付与することができるので、ガスバリア性を高めることができるのである。これにより、ガスバリアフィルムに高いガスバリア性を付与することができる。 Moreover, in this invention, it becomes possible to improve adhesiveness with a gas barrier layer by containing saccharides in a sol-gel coat layer. Furthermore, by including saccharides in the sol-gel coat layer, it is possible to impart good film formability and flexibility, and cracks and the like occur during shrinkage due to drying during film formation of the sol-gel coat layer. It becomes possible to prevent. For example, when lithium polysilicate is used as the alkali metal polysilicate, conventionally, when lithium polysilicate alone is to be formed on a substrate, it may not be formed depending on the molar ratio of Li 2 O and SiO 2. In some cases, cracks may occur and the gas barrier property may be lowered. However, in the present invention, by including a saccharide, film forming property and flexibility can be imparted, and thus the gas barrier property can be enhanced. It is. Thereby, high gas barrier property can be provided to a gas barrier film.

また本発明におけるゾルゲルコート層は、有機金属化合物の加水分解物またはMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケートのいずれか一方を含有する層であることから、ゾルゲルコート層の形成に用いられるゾルゲルコート層形成用塗工液の上記ガスバリア層に対する親和性を高いものとすることができる。したがって、ゾルゲルコート層形成時のゾルゲルコート層形成用塗工液の塗工性やゾルゲルコート層の成膜性を良好なものとすることが可能である。また、上記ゾルゲルコート層とガスバリア層との密着性を向上させることもできる。
以下、このようなガスバリアフィルムの各構成について説明する。
Further, the sol-gel coat layer in the present invention is represented by a hydrolyzate of an organometallic compound or M 2 O.nSiO 2 (M is lithium or a plurality of alkali metals containing lithium, and n is a molar ratio in the range of 1 to 20). Since it is a layer containing any one of the alkali metal polysilicates to be formed, the sol-gel coat layer forming coating liquid used for forming the sol-gel coat layer can have a high affinity for the gas barrier layer. . Therefore, it is possible to improve the coating property of the sol-gel coating layer forming coating liquid and the sol-gel coating layer forming property when forming the sol-gel coating layer. In addition, the adhesion between the sol-gel coat layer and the gas barrier layer can be improved.
Hereinafter, each structure of such a gas barrier film is demonstrated.

1.ゾルゲルコート層
本発明に用いられるゾルゲルコート層は、後述するガスバリア層上に形成され、有機金属化合物の加水分解物またはMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケートと、糖類とを含有する膜からなるものである。
1. Sol-gel coating layer The sol-gel coating layer used in the present invention is formed on a gas barrier layer described later, and is a hydrolyzate of an organometallic compound or M 2 O.nSiO 2 (M is lithium or a plurality of alkali metals including lithium, n Is made of a film containing an alkali metal polysilicate represented by a molar ratio of 1 to 20) and a saccharide.

本発明に用いられる糖類としては、アミロウロン酸、セロウロン酸、グルコース、ガラクトース、フルクトース、マンノース、フコース、ラムノース、グルクロン酸、グルコサミン、ソルビトール、アラビノース、リボース、デオキシリボースなどの単糖類や、マルトース、ラクトース、スクロース、トレハロース、マルトトリオース、メレトース、スタキオースなどのオリゴ糖類、デンプン類、セルロース類、プルラン、デキストリン、キチン類、キトサン類などの多糖類を例示することができる。これらの中でも、アミロウロン酸、セロウロン酸等が好ましく用いられる。アミロウロン酸やセロウロン酸は、重量平均分子量が比較的高く、造膜性に優れているからである。また、アミロウロン酸やセロウロン酸を用いたゾルゲルコート層は、例えばポリエチレンテレフタレート等のポリエステルなどの基材との密着性が高いからである。   Examples of the saccharide used in the present invention include amylouronic acid, seurouronic acid, glucose, galactose, fructose, mannose, fucose, rhamnose, glucuronic acid, glucosamine, sorbitol, arabinose, ribose, deoxyribose and other monosaccharides, maltose, lactose, Examples thereof include oligosaccharides such as sucrose, trehalose, maltotriose, meletose and stachyose, and polysaccharides such as starches, celluloses, pullulans, dextrins, chitins and chitosans. Of these, amylouronic acid and cellouronic acid are preferably used. This is because amylouronic acid and ceurouronic acid have a relatively high weight average molecular weight and are excellent in film forming properties. Moreover, it is because the sol-gel coat layer using amylouronic acid or seurouronic acid has high adhesion to a base material such as polyester such as polyethylene terephthalate.

また本発明に用いられる糖類としては、ウロン酸残基を含む水溶性多糖類を挙げることができる。ウロン酸残基を含む水溶性多糖類としては、例えば、1種類以上のウロン酸残基からなるポリウロン酸や、ムコ多糖類のようなウロン酸残基とその他の糖残基とから構成される多糖類を挙げることができる。このウロン酸残基のカルボン酸は、カルボン酸であってもカルボン酸塩であってもよい。   Examples of the saccharide used in the present invention include water-soluble polysaccharides containing uronic acid residues. Examples of the water-soluble polysaccharide containing a uronic acid residue include a polyuronic acid composed of one or more uronic acid residues and a uronic acid residue such as a mucopolysaccharide and other sugar residues. Mention may be made of polysaccharides. The carboxylic acid of the uronic acid residue may be a carboxylic acid or a carboxylate.

このようなウロン酸残基を含む水溶性多糖類としては、例えばペクチン酸や、アルギン酸、ヒアルロン酸、またはそれらの金属塩等が挙げられる。
また、上記ウロン酸残基を含む水溶性多糖類としては、αまたはβ−グルコシド結合したグルクロン酸、またはグルクロン酸塩を含む多糖類を挙げることができる。グルクロン酸とグルコースとから構成される多糖類の場合は、多糖類中のグルクロン酸含有量が60%以上であることが好ましく、中でも90%以上であることが好ましい。
Examples of such a water-soluble polysaccharide containing a uronic acid residue include pectinic acid, alginic acid, hyaluronic acid, or metal salts thereof.
Examples of the water-soluble polysaccharide containing a uronic acid residue include an α- or β-glucoside-linked glucuronic acid or a polysaccharide containing glucuronic acid salt. In the case of a polysaccharide composed of glucuronic acid and glucose, the glucuronic acid content in the polysaccharide is preferably 60% or more, and more preferably 90% or more.

さらに、上記ウロン酸残基を含む水溶性多糖類としては、例えばデンプンやセルロースなどの天然多糖類を酸化処理して、ピラノース環(グルコース)の第6位水酸基を選択的にカルボキシル基(またはその金属塩)へ変換させた多糖類を挙げることができる。このような多糖類としては、多糖類の総糖残基中、ウロン酸残基の含有量が酸化度60%以上の多糖類や、ほぼすべての第6位水酸基をカルボキシル基に変換したアミロウロン酸、セロウロン酸等のポリグルクロン酸、またはそれらの金属塩などが挙げられる。アミロウロン酸、セロウロン酸、またはその金属塩は、GPCで測定したプルラン換算の重合度がDPw=25以上の範囲であることが好ましく、DPw=100以上の範囲であることがさらに好ましい。これにより、結晶化度を高めることができ、耐水、耐湿性能を向上させることができるからである。
また、上記多糖類として、セルロースを酸化して、グルコピラノース環の炭素6位を選択的にカルボキシル基に変換したグルクロン酸残基とグルコース残基を構成単位とする微細セルロースを用いてもよい。この場合、上記カルボキシル基量が、セルロースを構成する単糖の全体モル数に対し、好ましくは1%以上60%以下の範囲内、さらに好ましくは1%以上30%以下の範囲内とされる。この範囲にある微細セルロースは水に不溶であるが非常によくなじみ、分散性もよい。さらに、セルロース中に元々ある水酸基よりも極性が高く、水素結合能も高いカルボキシル基を導入することにより、ガスバリアフィルムに高いガスバリア性を付与できる。
Furthermore, as the water-soluble polysaccharide containing the uronic acid residue, for example, natural polysaccharides such as starch and cellulose are oxidized, and the 6-position hydroxyl group of the pyranose ring (glucose) is selectively carboxyl group (or its). Mention may be made of polysaccharides converted into (metal salts). Examples of such polysaccharides include polysaccharides having a uronic acid residue content of 60% or more in the total sugar residues of polysaccharides, and amylouronic acid obtained by converting almost all 6-position hydroxyl groups to carboxyl groups. , Polyglucuronic acid such as celouronic acid, or metal salts thereof. Amilouronic acid, seurouronic acid, or a metal salt thereof preferably has a pullulan conversion degree measured by GPC in the range of DPw = 25 or more, and more preferably in the range of DPw = 100 or more. This is because the crystallinity can be increased and the water resistance and moisture resistance can be improved.
Further, as the polysaccharide, fine cellulose containing glucuronic acid residues and glucose residues obtained by oxidizing cellulose and selectively converting the carbon 6 position of the glucopyranose ring to a carboxyl group may be used. In this case, the amount of the carboxyl group is preferably in the range of 1% to 60%, more preferably in the range of 1% to 30% with respect to the total number of moles of monosaccharides constituting the cellulose. Fine cellulose in this range is insoluble in water, but is very familiar and dispersible. Furthermore, high gas barrier properties can be imparted to the gas barrier film by introducing carboxyl groups having higher polarity and higher hydrogen bonding ability than the hydroxyl groups originally present in cellulose.

このような糖類の重量平均分子量としては、用いる糖類の種類によって異なるものではあるが、具体的には100〜500万の範囲内であることが好ましく、特に500〜100万の範囲内、中でも500〜50万の範囲内であることが好ましい。糖類の重量平均分子量が上記範囲を超えると、ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度が高くなりすぎることから、ゾルゲルコート層を形成する際、塗布ムラ等が発生し、良好なガスバリア性が得られにくくなる可能性があるからである。また、糖類の重量平均分子量が上記範囲であることにより、良好な成膜性が得られるからである。
なお、上記重量平均分子量は、ゲル透過クロマトグラフィー(GPC)法により測定することができ、東ソー(株)製高速GPC装置で、カラムは東ソー(株)TSK−gelPW(商品名)、有機溶媒はTHFを用い、流速0.5cc/minの条件で測定した値を用いることができる。
The weight average molecular weight of such saccharides varies depending on the type of saccharide to be used, but specifically it is preferably in the range of 1 to 5 million, particularly in the range of 500 to 1 million, especially 500 It is preferable to be within a range of ˜500,000. When the weight average molecular weight of the saccharide exceeds the above range, the viscosity of the sol-gel coat layer forming coating solution becomes too high, and thus when the sol-gel coat layer is formed, coating unevenness occurs and good gas barrier properties are obtained. This is because there is a possibility that it will be difficult to be made. Moreover, it is because favorable film-forming property is acquired because the weight average molecular weight of saccharides is the said range.
The weight average molecular weight can be measured by a gel permeation chromatography (GPC) method, and is a high-speed GPC device manufactured by Tosoh Corporation. The column is Tosoh Corporation TSK-gelPW (trade name), and the organic solvent is A value measured using THF at a flow rate of 0.5 cc / min can be used.

また、このような糖類の含有量としては、ゾルゲルコート層中、0.01質量%〜50質量%の範囲内、中でも0.05質量%〜25質量%の範囲内、特に0.1質量%〜10質量%の範囲内であることが好ましい。糖類の含有量が上記範囲を超える場合、ゾルゲルコート層を形成する際、ゾルゲルコート層形成用塗工液の良好な塗工性が得られにくく、またゾルゲルコート層の成膜性が不十分となり、均一な膜を形成しにくい場合があるからである。また、糖類の含有量が上記範囲に満たない場合、良好な密着性が得られにくくなるからである。   Moreover, as content of such saccharides, in a sol-gel coat layer, it exists in the range of 0.01 mass%-50 mass%, especially in the range of 0.05 mass%-25 mass%, especially 0.1 mass%. It is preferable to be within the range of -10% by mass. When the saccharide content exceeds the above range, when forming the sol-gel coat layer, it is difficult to obtain a good coating property of the sol-gel coat layer forming coating solution, and the film forming property of the sol-gel coat layer becomes insufficient. This is because it may be difficult to form a uniform film. Moreover, it is because it becomes difficult to obtain favorable adhesiveness when the saccharide content is less than the above range.

また、ゾルゲルコート層は、有機金属化合物の加水分解物、または、MO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケートのいずれかを含有するものである。 The sol-gel coat layer is represented by a hydrolyzate of an organometallic compound, or M 2 O · nSiO 2 (M is lithium or a plurality of alkali metals including lithium, and n is in a molar ratio of 1 to 20). One of the alkali metal polysilicates to be produced.

なお、本発明において、「有機金属化合物の加水分解物」とは、有機金属化合物または有機金属化合物の加水分解物をいい、有機金属化合物も含まれる。
本発明に用いられる有機金属化合物の加水分解物は、特に限定されるものではないが、例えば、一般式AM(OR)n−m(式中、Aは炭素数1〜10個の炭素主鎖1種類以上で構成され、Mは金属元素、Rはアルキル基であり、nは金属元素の酸化数、mは置換数(0≦m<n)を表す)で示される有機金属化合物、または上記有機金属化合物の重合体からなることが好ましい。上記一般式で示される有機金属化合物の置換基がビニル基、エポキシ基、アルキル基、アミノ基を有してもよく、それらの有機金属化合物を1種類または、2種類以上添加することにより、各種機能、特に耐水性、耐湿性を付与することが可能となる。
In the present invention, the “hydrolyzate of an organometallic compound” refers to an organometallic compound or a hydrolyzate of an organometallic compound, and includes an organometallic compound.
The hydrolyzate of the organometallic compound used in the present invention is not particularly limited. For example, the general formula A m M (OR) nm (wherein A is carbon having 1 to 10 carbons) Composed of one or more main chains, M is a metal element, R is an alkyl group, n is an oxidation number of the metal element, m is a substitution number (0 ≦ m <n), Or it is preferable to consist of a polymer of the said organometallic compound. The substituent of the organometallic compound represented by the above general formula may have a vinyl group, an epoxy group, an alkyl group, or an amino group. By adding one or more of these organometallic compounds, Functions, particularly water resistance and moisture resistance can be imparted.

また、上記一般式で示される金属元素Mは、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)とすることが好ましい。   The metal element M represented by the above general formula is preferably silicon (Si), aluminum (Al), or titanium (Ti).

また、本発明に用いられるMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケートとしては、LiO・nSiO(nはモル比)で表されるリチウムシリケートを必須成分とするものである。これは、リチウムを含まない単独または複数のアルカリ金属で構成されるアルカリ金属ポリシリケートを含有する膜では、ガスバリア層と積層した場合に、高温高湿下で安定した高度なガスバリア性を達成できない場合があるからである。
本発明においては、ガスバリア層とゾルゲルコート層とを積層することにより、ガスバリア性を向上させるものであるので、ゾルゲルコート層自体はガスバリア性を有さないものであってもよい。したがって、上記アルカリ金属ポリシリケートにはリチウム以外のアルカリ金属系のシリケートが含まれていてもよく、例えばナトリウムシリケートやカリウムシリケートが含まれていてもよい。ナトリウムシリケートは安価であるのでコスト的に有利であり、カリウムシリケートは耐水性が良好である。
このアルカリ金属ポリシリケートの溶液としては、水を溶媒とした一般に水ガラス(珪酸ナトリウム水溶液の通称)として知られるアルカリシリケート水溶液が用いられる。
In addition, as an alkali metal polysilicate represented by M 2 O · nSiO 2 (M is lithium or a plurality of alkali metals containing lithium, n is in a range of 1 to 20 in molar ratio) used in the present invention, Li The lithium silicate represented by 2 O.nSiO 2 (n is a molar ratio) is an essential component. This is because when a film containing an alkali metal polysilicate composed of one or more alkali metals not containing lithium cannot achieve a stable and high gas barrier property under high temperature and high humidity when laminated with a gas barrier layer. Because there is.
In the present invention, since the gas barrier property is improved by laminating the gas barrier layer and the sol-gel coat layer, the sol-gel coat layer itself may not have the gas barrier property. Therefore, the alkali metal polysilicate may contain an alkali metal silicate other than lithium, for example, sodium silicate or potassium silicate. Sodium silicate is inexpensive and advantageous in terms of cost, and potassium silicate has good water resistance.
As the alkali metal polysilicate solution, an aqueous alkali silicate solution generally known as water glass (commonly called sodium silicate aqueous solution) using water as a solvent is used.

上記の有機金属化合物の加水分解物またはアルカリ金属ポリシリケートと、上記糖類との配合比は、膜強度や耐水性等を考慮して適宜調整される。   The blending ratio of the hydrolyzate or alkali metal polysilicate of the organometallic compound and the saccharide is appropriately adjusted in consideration of film strength, water resistance and the like.

本発明においては、ゾルゲルコート層が、例えば無機層状化合物、窒素化合物などの添加剤を含有していてもよい。   In the present invention, the sol-gel coat layer may contain additives such as inorganic layered compounds and nitrogen compounds.

無機層状化合物とは、層状構造を有する結晶性の無機化合物をいう。無機層状化合物は酸素や水蒸気等のガスの透過を遮ることができるため、ゾルゲルコート層が無機層状化合物を含有する場合、ゾルゲルコート層内では、無機層状化合物を避けるようにガスが通り抜けることになり、ガスバリア性を高めることができる。この無機層状化合物としては、例えばカオリナイト族、スメクタイト族、マイカ族等の粘土鉱物を挙げることができる。一般的には、スメクタイト族の無機層状化合物として、モンモリロナイト、ヘクトライト、サポナイト等を挙げることができ、これらの中でも、ゾルゲルコート層を形成する際に用いられるゾルゲルコート層形成用塗工液中での安定性や、塗工性等の点から好ましいものとしてモンモリロナイトを挙げることができる。
上記ゾルゲルコート層に無機層状化合物を含有させる場合、無機層状化合物と糖類との重量比を1:99〜99:1の範囲内とすることができる。
An inorganic layered compound refers to a crystalline inorganic compound having a layered structure. Since the inorganic layered compound can block the permeation of gases such as oxygen and water vapor, if the sol-gel coat layer contains an inorganic layered compound, the gas will pass through the sol-gel coat layer to avoid the inorganic layered compound. , Gas barrier properties can be improved. Examples of the inorganic layered compound include kaolinite group, smectite group, mica group and other clay minerals. In general, examples of the smectite group inorganic layered compound include montmorillonite, hectorite, saponite, and the like. Among these, in the sol-gel coat layer forming coating solution used when forming the sol-gel coat layer. Montmorillonite is preferable from the standpoints of stability and coating properties.
When the inorganic stratified compound is contained in the sol-gel coat layer, the weight ratio of the inorganic stratified compound to the saccharide can be in the range of 1:99 to 99: 1.

また、ゾルゲルコート層が窒素化合物を含有する場合には、ゾルゲルコート層の緻密化を促進させることができる。窒素化合物としては、有機金属化合物の加水分解物やアルカリ金属ポリシリケートとの相溶性、柔軟性を考慮して、アミノ基含有シランカップリング剤を含むアミン類が好ましく用いられる。アミノ基含有シランカップリング剤を含むアミン類をゾルゲルコート層に含有させることにより、水蒸気に対して高いバリア性を実現することができるからである。   Moreover, when the sol-gel coat layer contains a nitrogen compound, densification of the sol-gel coat layer can be promoted. As the nitrogen compound, amines containing an amino group-containing silane coupling agent are preferably used in consideration of compatibility with the hydrolyzate of an organometallic compound and alkali metal polysilicate and flexibility. This is because a high barrier property against water vapor can be realized by containing an amine containing an amino group-containing silane coupling agent in the sol-gel coat layer.

さらに、上記アルカリ金属ポリシリケートを用いる場合には、ゾルゲルコート層が、添加剤として有機ケイ素化合物を含有していてもよい。有機ケイ素化合物は、成膜性や密着性を改善したり、ゾルゲルコート層のクラックの発生を防ぐことができるからである。有機ケイ素化合物としては、特にメトキシ基やエトキシ基など炭素数1〜3の低級アルコキシル基をもつもの、アルコキシシラン、ジアルコキシシラン、トリアルコキシシラン末端の加水分解性をもつものが好ましく用いられる。このような有機ケイ素化合物は、上記アルカリ金属ポリシリケートとの相溶性や分散性が良好であるからである。   Further, when the alkali metal polysilicate is used, the sol-gel coat layer may contain an organosilicon compound as an additive. This is because the organosilicon compound can improve film formability and adhesion, and can prevent occurrence of cracks in the sol-gel coat layer. As the organosilicon compound, those having a lower alkoxyl group having 1 to 3 carbon atoms such as methoxy group or ethoxy group, alkoxysilane, dialkoxysilane, and trialkoxysilane terminal hydrolyzable are particularly preferably used. This is because such an organosilicon compound has good compatibility and dispersibility with the alkali metal polysilicate.

ここで、このようなゾルゲルコート層の膜厚は、0.01μm〜50μmの範囲内とすることが好ましく、中でも0.1μm〜10μmの範囲内、特に0.5μm〜5μmの範囲内であることが好ましい。これにより、上記ゾルゲルコート層成膜時の乾燥による硬化収縮の際、クラック等が発生することを防止することができ、ガスバリア性の低下を抑制することができる。また、ゾルゲルコート層の膜厚が上記範囲内であることにより、上記ゾルゲルコート層の速乾性を高めることができ、製造工程上有利となる。さらに、上記ガスバリア層の膜厚が上記範囲内であれば、上記ガスバリア層のピンホールやクラック等を埋めて欠陥を補うことは十分に可能であるからである。   Here, the film thickness of such a sol-gel coating layer is preferably in the range of 0.01 μm to 50 μm, more preferably in the range of 0.1 μm to 10 μm, and particularly in the range of 0.5 μm to 5 μm. Is preferred. As a result, it is possible to prevent cracks and the like from occurring during curing shrinkage due to drying during film formation of the sol-gel coat layer, and to suppress a decrease in gas barrier properties. Moreover, when the film thickness of the sol-gel coat layer is within the above range, the quick-drying property of the sol-gel coat layer can be enhanced, which is advantageous in the production process. Furthermore, if the film thickness of the gas barrier layer is within the above range, it is sufficiently possible to compensate for defects by filling pinholes, cracks, and the like of the gas barrier layer.

なお、ゾルゲルコート層の形成方法については、後述する「B.ガスバリアフィルムの製造方法」の項に詳しく記載するので、ここでの説明は省略する。   The method for forming the sol-gel coat layer will be described in detail in the section “B. Method for producing gas barrier film” described later, and will not be described here.

2.ガスバリア層
本発明に用いられるガスバリア層は、ガスバリア性を付与するために基材上に形成された蒸着膜であれば特に限定されるものはなく、透明膜であっても、不透明膜であってもよい。
2. Gas barrier layer The gas barrier layer used in the present invention is not particularly limited as long as it is a vapor deposition film formed on a base material in order to impart gas barrier properties, and even if it is a transparent film, it is an opaque film. Also good.

蒸着膜を透明膜とする場合の材料としては、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、炭化窒化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化カルシウム、酸化マグネシウム、酸化ジルコニウム、酸化チタン、窒化チタン等を挙げることができる。
また、酸化ケイ素からなる蒸着膜は、主たる構成要素であるケイ素および酸素の他に、アルミニウム、マグネシウム、カルシウム、カリウム、ナトリウム、チタン、ジルコニウム、イットリウム等の金属や、炭素、ホウ素、窒素、フッ素等の非金属元素を含んでいてもよい。
一方、不透明膜とする場合の材料としては、アルミニウム、チタン、シリコン等を挙げることができる。
Examples of the material when the deposited film is a transparent film include silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon carbonitride, aluminum oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, titanium oxide, and titanium nitride. it can.
In addition to silicon and oxygen, which are the main constituent elements, the deposited film made of silicon oxide is made of metals such as aluminum, magnesium, calcium, potassium, sodium, titanium, zirconium, yttrium, carbon, boron, nitrogen, fluorine, etc. The nonmetallic element may be included.
On the other hand, examples of the material for forming the opaque film include aluminum, titanium, and silicon.

本発明においては、上記の材料の中でも、酸化ケイ素が好ましく用いられる。酸化ケイ素を用いて成膜された蒸着膜は、ゾルゲルコート層、および基材や後述するアンカー層との密着性が良好であるからである。   In the present invention, silicon oxide is preferably used among the above materials. This is because the deposited film formed using silicon oxide has good adhesion to the sol-gel coat layer, the base material, and an anchor layer described later.

上記ガスバリア層は、単一層であってもよく、バリア性を向上させるために複数積層してもよい。また、積層する場合の組み合わせとしては、同種、異種を問わない。   The gas barrier layer may be a single layer, or a plurality of gas barrier layers may be laminated in order to improve barrier properties. Moreover, as a combination in the case of stacking, the same kind or different kinds may be used.

また、ガスバリア層は、後述する基材の少なくとも一方の面に形成されるものであり、基材の片方の面に形成されるものであってもよく、また基材の両面に形成されるものであってもよい。   Further, the gas barrier layer is formed on at least one surface of the base material described later, and may be formed on one surface of the base material, or formed on both surfaces of the base material. It may be.

このようなガスバリア層の膜厚は、水蒸気や酸素に対するバリア性を有するような膜厚あれば特に限定されるものではなく、上述した材料により適宜選択される。通常は5nm〜5000nmの範囲内であり、好ましくは50nm〜1000nmの範囲内、特に100nm〜500nmの範囲内であることが好ましい。また、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素を用いた場合は、10nm〜300nmの範囲内であることがより好ましい。ガスバリア層の膜厚が薄すぎるとバリア性の低下が見られ、一方、ガスバリア層の膜厚が厚すぎるとガスバリア層形成時にクラック等が入る可能性があるからである。   The thickness of such a gas barrier layer is not particularly limited as long as it has a barrier property against water vapor and oxygen, and is appropriately selected depending on the above-described materials. Usually, it is in the range of 5 nm to 5000 nm, preferably in the range of 50 nm to 1000 nm, particularly preferably in the range of 100 nm to 500 nm. Further, when aluminum oxide or silicon oxide is used, it is more preferably in the range of 10 nm to 300 nm. This is because if the thickness of the gas barrier layer is too thin, the barrier property is deteriorated. On the other hand, if the thickness of the gas barrier layer is too thick, cracks or the like may occur when the gas barrier layer is formed.

上記ガスバリア層は、例えばスパッタリング法、蒸着法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法(PVD)や、化学的気相成長法(CVD)などにより形成することができる。これらの中でも、ガスバリア層形成時における基材および後述するアンカー層への熱の影響を比較的少なくすることができ、生産速度が速く、均一な薄膜を得やすい点では、化学的気相成長法(CVD)が好ましい。   The gas barrier layer can be formed by, for example, physical vapor deposition (PVD) such as sputtering, vapor deposition, or ion plating, or chemical vapor deposition (CVD). Among these, the chemical vapor deposition method is advantageous in that the influence of heat on the base material and the anchor layer described later can be relatively reduced at the time of forming the gas barrier layer, the production rate is high, and a uniform thin film is easily obtained. (CVD) is preferred.

3.基材
本発明に用いられる基材は、上述した蒸着膜からなるガスバリア層を保持することができるものであれば特に限定されるものではなく、一般的に使用されている種々のシート状またはフィルム状の基材を、本発明のガスバリアフィルムの用途に応じて適宜選択して使用することができる。
3. Base material The base material used in the present invention is not particularly limited as long as it can hold the gas barrier layer composed of the above-described vapor-deposited film, and various commonly used sheets or films. The shaped substrate can be appropriately selected and used according to the application of the gas barrier film of the present invention.

このような基材としては、例えば紙、板紙やポリ乳酸等の生分解性プラスチック、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリエステル(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、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド(ナイロン−6、ナイロン−66等)、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル等あるいはこれらの高分子の共重合体を使用することができる。なお、上記プラスチック材料については、延伸、未延伸のどちらでもよく、また機械強度や寸法安定性を有するものがよい。   Examples of such a base material include biodegradable plastics such as paper, paperboard and polylactic acid, polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polyamide (nylon-6). , Nylon-66, etc.), polyvinyl chloride, polyimide, polystyrene, polycarbonate, polyacrylonitrile, etc., or copolymers of these polymers. The plastic material may be either stretched or unstretched, and preferably has mechanical strength and dimensional stability.

この基材としては、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤等の公知の添加剤を含有したものを使用することができる。また、表面に、コロナ処理、オゾン処理、プラズマ処理等の表面改質を行い、その表面に形成される被膜との密着性を向上させたものも使用することができる。   As this base material, those containing known additives such as an antistatic agent, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a lubricant and a colorant can be used. Moreover, what improved the adhesiveness with the film formed in the surface by performing surface modification | reformation, such as corona treatment, ozone treatment, and plasma treatment, on the surface can also be used.

基材の厚さとしては、特に制限を受けるものではなく、本発明のガスバリアフィルムの用途や、ガスバリア層以外にも他の層を積層する等の層構成等に応じて異なるものであるが、実用的には3〜200μmの範囲で、価格面や用途によっては3〜30μmとすることがより好ましい。特に包装用途では、12μm程度とする場合が多い。   The thickness of the substrate is not particularly limited, and is different depending on the use of the gas barrier film of the present invention, the layer configuration such as laminating other layers besides the gas barrier layer, etc. Practically, it is in the range of 3 to 200 μm, and more preferably 3 to 30 μm depending on the price and usage. Especially in packaging applications, the thickness is often about 12 μm.

4.アンカー層
本発明のガスバリアフィルムは、例えば図2に示すように、基材2とガスバリア層3との間にアンカー層6が形成されていてもよい。このようにアンカー層が形成されていることにより、上記基材と上記ガスバリア層との密着性を向上させることが可能となり、例えば本発明のガスバリアフィルムが可撓性を有する包装材に用いられた場合であっても、ガスバリア層が剥離する等の問題が生じることがなく、良好なガスバリア性を維持することが可能となる。
後述するようにガスバリア層とゾルゲルコート層とを交互に繰り返し積層する場合には、積層されたガスバリア層およびゾルゲルコート層のうち最も基材側に形成されている層と基材との間にアンカー層が形成される。
4). Anchor Layer In the gas barrier film of the present invention, for example, as shown in FIG. 2, an anchor layer 6 may be formed between the substrate 2 and the gas barrier layer 3. By forming the anchor layer in this way, it becomes possible to improve the adhesion between the base material and the gas barrier layer. For example, the gas barrier film of the present invention is used for a flexible packaging material. Even in such a case, problems such as peeling of the gas barrier layer do not occur, and good gas barrier properties can be maintained.
As will be described later, when the gas barrier layer and the sol-gel coat layer are alternately and repeatedly laminated, the anchor is provided between the layer formed on the most substrate side of the laminated gas barrier layer and sol-gel coat layer and the substrate. A layer is formed.

上記アンカー層に用いられる材料としては、ポリエチレンイミンやその誘導体、シランカップリング剤、有機チタネート、ポリアクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリウレア系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系エマルジョン、界面活性剤などを含んだものを用いることができる。また、イソシアネート化合物やイソシアネート化合物とアクリル樹脂との混合物なども用いることができる。   Materials used for the anchor layer include polyethyleneimine and derivatives thereof, silane coupling agents, organic titanates, polyacrylic resins, polyurethane resins, epoxy resins, polyurea resins, polyamide resins, polyolefin emulsions, interfaces. What contains an activator etc. can be used. In addition, an isocyanate compound or a mixture of an isocyanate compound and an acrylic resin can also be used.

本発明においては、上記アンカー層に用いられる材料として、上述した中でも耐アルカリ性に優れた、ウレタン結合、ウレア結合を含んでいるものとすることが好ましい。   In the present invention, it is preferable that the material used for the anchor layer includes a urethane bond and a urea bond that are excellent in alkali resistance among the above-described materials.

上記アンカー層を設ける場合の形成方法としては、通常のコーティング方法を用いることができる。例えばディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法等を用いることができる。これらの塗工方式を用いて基材上に塗布する。乾燥方法は、熱風乾燥、熱ロール乾燥、赤外線照射など、特に限定しない。   As a forming method when the anchor layer is provided, a normal coating method can be used. For example, dipping method, roll coating, gravure coating, reverse coating, air knife coating, comma coating, die coating, screen printing method, spray coating, gravure offset method and the like can be used. It apply | coats on a base material using these coating systems. The drying method is not particularly limited, such as hot air drying, hot roll drying, and infrared irradiation.

5.オーバーコート層
本発明のガスバリアフィルムは、例えば図2に示すように、ゾルゲルコート層4上にオーバーコート層7が形成されていてもよい。このようにオーバーコート層を形成することで、ラミネートや印刷の時に生じる熱やこすれ、引っ張りによるダメージ(クラック)の発現を、オーバーコート層がクッション代わりになることにより防ぎ、また耐湿性を向上させることが可能となる。
後述するようにガスバリア層とゾルゲルコート層とを交互に繰り返し積層する場合には、ガスバリア層およびゾルゲルコート層が積層された最表面にオーバーコート層が形成される。
5. Overcoat layer In the gas barrier film of the present invention, an overcoat layer 7 may be formed on a sol-gel coat layer 4 as shown in FIG. By forming the overcoat layer in this way, heat, rubbing, and damage (cracks) caused by pulling during lamination and printing are prevented by the overcoat layer serving as a cushion, and moisture resistance is improved. It becomes possible.
As will be described later, when the gas barrier layer and the sol-gel coat layer are alternately and repeatedly laminated, an overcoat layer is formed on the outermost surface on which the gas barrier layer and the sol-gel coat layer are laminated.

上記オーバーコート層の材料としては、耐アルカリ性に優れた、ウレタン結合、ウレア結合を含んでいるものとすることができ、具体的にはイソシアネート化合物やイソシアネート化合物とアクリル樹脂との混合物などを挙げることができる。   As the material of the overcoat layer, it can have a urethane bond and a urea bond excellent in alkali resistance, and specifically includes an isocyanate compound or a mixture of an isocyanate compound and an acrylic resin. Can do.

このような材料を用いてオーバーコート層を形成する場合の形成方法としては、上述したアンカー層と同様の形成方法を用いることができる。   As a formation method when the overcoat layer is formed using such a material, a formation method similar to the anchor layer described above can be used.

上記オーバーコート層の厚みとしては、厚さが0.001μm以下では密着性や被膜形成性が得られず、1μm以上では不経済であるため好ましくない。一般的には0.1μm〜1μmの範囲が実用的で好ましい。   As the thickness of the overcoat layer, if the thickness is 0.001 μm or less, adhesion and film-forming property cannot be obtained, and if it is 1 μm or more, it is not preferable. In general, the range of 0.1 μm to 1 μm is practical and preferable.

6.その他の層
本発明のガスバリアフィルムは、上述した各層以外にも他の層が設けられていてもよく、例えば印刷層やヒートシール層等が設けられていてもよい。
6). Other Layers The gas barrier film of the present invention may be provided with other layers in addition to the above-described layers. For example, a print layer, a heat seal layer, or the like may be provided.

印刷層は、本発明のガスバリアフィルムを包装袋などとして実用的に用いるために形成されるものであり、ウレタン系、アクリル系、ニトロセルロース系、ゴム系等の従来から公知に用いられているインキバインダー樹脂に各種顔料、耐候顔料及び可塑剤、乾燥剤、安定剤等の添加剤などが添加されてなるインキにより構成される層で、文字、絵柄等が形成されている。形成方法としては、例えばオフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリーン印刷法等の周知の印刷方式や、ロールコート、グラビアコート等の周知の塗布方式を用いることができる。厚さは、0.1〜2.0μmの範囲で適宜選択される。   The printing layer is formed in order to practically use the gas barrier film of the present invention as a packaging bag, etc., and has been conventionally used inks such as urethane, acrylic, nitrocellulose, and rubber. Characters, pictures, and the like are formed by a layer composed of an ink obtained by adding various pigments, weatherable pigments, and additives such as plasticizers, drying agents, and stabilizers to the binder resin. As a forming method, for example, a known printing method such as an offset printing method, a gravure printing method, a silk screen printing method, or a known coating method such as a roll coating or a gravure coating can be used. The thickness is appropriately selected within the range of 0.1 to 2.0 μm.

また印刷層を積層する時に多色の印刷機を用いる場合、先にゾルゲルコート層および/またはオーバーコート層を設けた後そのまま同じ印刷機を用いて印刷層を設けてもよい。   Moreover, when using a multi-color printing machine when laminating a printing layer, after providing a sol-gel coat layer and / or an overcoat layer previously, you may provide a printing layer using the same printing machine as it is.

またヒートシール層は、本発明のガスバリアフィルムを袋状包装体とする場合の接着部等に利用されるものであり、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体及びそれらの金属架橋物等の樹脂が用いられる。厚さは目的に応じて決められるが、一般的には15〜200μmの範囲である。   Further, the heat seal layer is used for an adhesive part or the like when the gas barrier film of the present invention is used as a bag-like package, such as polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer. Resins such as coalescence, ethylene-methacrylic acid ester copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, and metal cross-linked products thereof are used. The thickness is determined according to the purpose, but is generally in the range of 15 to 200 μm.

ヒートシール層の形成方法としては、上述樹脂からなるフィルム状のものを2液硬化型ウレタン系接着剤を用いて貼り合わせるドライラミネート法、無溶剤接着剤を用いて貼り合わせるノンソルベントドライラミネート法、上述した樹脂を加熱溶融させカーテン状に押し出し貼り合わせるエキストルージョンラミネート法等いずれも公知の積層方法により形成することができる。   As a method for forming the heat seal layer, a dry laminating method in which a film made of the above-described resin is bonded using a two-component curable urethane adhesive, a non-solvent dry laminating method in which a non-solvent adhesive is bonded, Any of the above-described extrusion laminating methods in which the above-described resin is heated and melted and extruded and pasted into a curtain shape can be formed by a known laminating method.

7.ガスバリアフィルム
本発明においては、ガスバリア層の直上にゾルゲルコート層を設けることにより、良好なガスバリア性が得られるので、基材側から、ガスバリア層およびゾルゲルコート層の二層が直接積層されていればよく、例えばガスバリア層とゾルゲルコート層とが交互に繰り返し積層されていてもよい。
7). Gas barrier film In the present invention, by providing a sol-gel coat layer directly on the gas barrier layer, good gas barrier properties can be obtained, so if the gas barrier layer and the sol-gel coat layer are laminated directly from the substrate side, For example, the gas barrier layer and the sol-gel coat layer may be alternately and repeatedly laminated.

例えば図3に示すように、基材2側からガスバリア層3、ゾルゲルコート層4、ガスバリア層3の順に積層された3層構成であってもよい。このような3層構成とすることにより、基材上に形成されたガスバリア層のピンホールやクラック等がその上に形成されたゾルゲルコート層により補われるとともに、さらにゾルゲルコート層上にガスバリア層が形成されるので、ガスバリアフィルムのガスバリア性を高めることが可能となるからである。   For example, as shown in FIG. 3, a three-layer configuration in which a gas barrier layer 3, a sol-gel coat layer 4, and a gas barrier layer 3 are laminated in this order from the base material 2 side may be employed. With such a three-layer structure, pinholes and cracks of the gas barrier layer formed on the substrate are supplemented by the sol-gel coat layer formed thereon, and a gas barrier layer is further formed on the sol-gel coat layer. This is because the gas barrier property of the gas barrier film can be improved.

また、例えば図4に示すように、基材2側からゾルゲルコート層4、ガスバリア層3、ゾルゲルコート層4の順に積層された3層構成であってもよい。本発明におけるゾルゲルコート層は、糖類を含有していることから、上述したような層構成とすることにより、基材とガスバリア層との密着性を向上させることができ、良好なガスバリア性を得ることができる。ここで、一般的に、柔軟性等が高い基材上に直接、蒸着膜を形成すると、蒸着膜にクラック等が生じやすい場合がある。また一般に、ゾルゲルコート層は、蒸着膜よりも軟らかく、柔軟性等が高い基材よりも硬い場合が多い。このため、上述したように基材上にゾルゲルコート層を積層することにより、蒸着膜を形成する面の硬さが増し、蒸着膜を形成するのに適した硬さとすることができる。したがって、上述したような構成とすることにより、ゾルゲルコート層上にガスバリアを形成する際、ガスバリア層にクラックが発生することを防ぐことが可能となる。   For example, as illustrated in FIG. 4, a three-layer configuration in which a sol-gel coat layer 4, a gas barrier layer 3, and a sol-gel coat layer 4 are laminated in this order from the substrate 2 side may be employed. Since the sol-gel coat layer in the present invention contains saccharides, the layer structure as described above can improve the adhesion between the base material and the gas barrier layer, and obtain good gas barrier properties. be able to. Here, generally, when a vapor deposition film is formed directly on a substrate having high flexibility or the like, a crack or the like may easily occur in the vapor deposition film. In general, the sol-gel coat layer is often softer than the deposited film and harder than the substrate having high flexibility. For this reason, by laminating the sol-gel coat layer on the substrate as described above, the hardness of the surface on which the vapor deposition film is formed is increased, and the hardness suitable for forming the vapor deposition film can be obtained. Therefore, with the above-described configuration, it is possible to prevent cracks from being generated in the gas barrier layer when the gas barrier is formed on the sol-gel coat layer.

さらに、例えば図5に示すように、基材2側からガスバリア層3、ゾルゲルコート層4、ガスバリア層3、ゾルゲルコート層4の順に積層された4層構成であってもよく、またこれ以上であってもよい。これにより、さらに優れたバリア性が得られるからである。   Furthermore, for example, as shown in FIG. 5, a four-layer structure in which the gas barrier layer 3, the sol-gel coat layer 4, the gas barrier layer 3, and the sol-gel coat layer 4 are laminated in this order from the substrate 2 side may be used. There may be. This is because a further excellent barrier property can be obtained.

このようにガスバリア層とゾルゲルコート層とを交互に繰り返し積層する場合には層間の密着性が良好であるので、従来のようにガスバリア性を高めるためにガスバリア層を厚くまたは重ねて形成する場合とは異なり、剥離や亀裂が生じにくいという利点を有する。また、本発明においては、ガスバリア層とゾルゲルコート層とを直接積層させることにより、ガスバリア性が向上するため、各層の厚みを厚くする必要がなく、ガスバリア層とゾルゲルコート層とを交互に繰り返し積層して多層構造としたとしても、ガスバリアフィルム全体の厚みを抑えることできる。
ガスバリア層とゾルゲルコート層とを重ねて設ける場合には、2層以上であればよいが、ガスバリアフィルムの全体の厚みを考慮すると8層程度までとすることが好ましい。
When the gas barrier layer and the sol-gel coat layer are alternately and repeatedly laminated as described above, the adhesion between the layers is good, so that the gas barrier layer is formed thick or stacked in order to improve the gas barrier property as in the past. Unlike the above, there is an advantage that peeling and cracking hardly occur. In the present invention, since the gas barrier property is improved by directly laminating the gas barrier layer and the sol-gel coat layer, it is not necessary to increase the thickness of each layer, and the gas barrier layer and the sol-gel coat layer are alternately and repeatedly laminated. And even if it is set as a multilayer structure, the thickness of the whole gas barrier film can be suppressed.
In the case where the gas barrier layer and the sol-gel coat layer are provided in an overlapping manner, the number of layers may be two or more. However, considering the total thickness of the gas barrier film, it is preferable that the number is about eight.

本発明のガスバリアフィルムのガスバリア性としては、酸素透過率(OTR)が1cc/m/day/atm以下であることが好ましく、より好ましくは0.5cc/m/day/atm以下、特に0.1cc/m/day/atm以下であることが好ましい。また、水蒸気透過率(WVTR)が1g/m/day以下であることが好ましく、より好ましくは0.5g/m/day以下、特に0.1g/m/day以下であることが好ましい。
なお、上記酸素透過率は、測定温度23℃、湿度90%Rhの条件下で、酸素ガス透過率測定装置(モダンコントロール(株)製、OX−TRAN 2/20:商品名)を用いて測定した値である。また、上記水蒸気透過率は、測定温度37.8℃、湿度100%Rhの条件下で、水蒸気透過率測定装置(モダンコントロール(株)製、PERMATRAN−W 3/31:商品名)を用いて測定した値である。
As the gas barrier property of the gas barrier film of the present invention, the oxygen permeability (OTR) is preferably 1 cc / m 2 / day / atm or less, more preferably 0.5 cc / m 2 / day / atm or less, particularly 0. It is preferably 1 cc / m 2 / day / atm or less. The water vapor transmission rate (WVTR) is preferably 1 g / m 2 / day or less, more preferably 0.5 g / m 2 / day or less, and particularly preferably 0.1 g / m 2 / day or less. .
The oxygen permeability is measured using an oxygen gas permeability measuring device (manufactured by Modern Control Co., Ltd., OX-TRAN 2/20: trade name) under the conditions of a measurement temperature of 23 ° C. and a humidity of 90% Rh. It is the value. The water vapor transmission rate was measured using a water vapor transmission rate measuring device (manufactured by Modern Control Co., Ltd., PERMATRAN-W 3/31: trade name) under the conditions of a measurement temperature of 37.8 ° C. and a humidity of 100% Rh. It is a measured value.

本発明のガスバリアフィルムは、内容物の品質を変化させる原因となる酸素と水蒸気をほとんど透過させないので、高いガスバリア性が要求される用途、例えば食品や医薬品等の包装材料や電子デバイス等のパッケージ材料用に好ましく用いることができる。また、その高度なガスバリア性および耐衝撃性を共に有する点から、例えば各種ディスプレイ用の基材として用いることが可能である。また、太陽電池のカバーフィルム等にも用いることができる。   The gas barrier film of the present invention hardly permeates oxygen and water vapor that cause changes in the quality of the contents, and therefore uses for which high gas barrier properties are required, for example, packaging materials such as foods and pharmaceuticals, and packaging materials such as electronic devices Can be preferably used. Moreover, from the point which has the high gas barrier property and impact resistance, it can be used as a base material for various displays, for example. It can also be used for solar cell cover films and the like.

B.ガスバリアフィルムの製造方法
次に、本発明のガスバリアフィルムの製造方法について説明する。本発明のガスバリアフィルムの製造方法は、基材上に、蒸着法によりガスバリア層を形成するガスバリア層形成工程と、上記ガスバリア層上に、有機金属化合物の加水分解物またはMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケート、および糖類を含有するゾルゲルコート層形成用塗工液を塗布し、ゾルゲル反応により硬化させてゾルゲルコート層を形成するゾルゲルコート層形成工程とを有するガスバリアフィルムの製造方法であって、上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度が、25℃において1Pa・s〜1000Pa・sの範囲内であることを特徴とするものである。
B. Next, a method for producing the gas barrier film of the present invention will be described. The method for producing a gas barrier film of the present invention includes a gas barrier layer forming step of forming a gas barrier layer on a substrate by vapor deposition, and a hydrolyzate of an organometallic compound or M 2 O.nSiO 2 (on the gas barrier layer. M is a lithium or a plurality of alkali metals containing lithium, n is an alkali metal polysilicate represented by a molar ratio in the range of 1 to 20, and a sol-gel coating layer forming coating solution containing a saccharide, And a sol-gel coat layer forming step of forming a sol-gel coat layer by curing by a sol-gel reaction, wherein the viscosity of the sol-gel coat layer forming coating liquid is 1 Pa · s to 1000 Pa at 25 ° C. -It is characterized by being within the range of s.

一般に、基材上にゾルゲルコート層形成用塗工液を塗布する際、上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度が高すぎると、塗布ムラが発生しやすく、均一な膜を形成することが困難となってしまう。そこで本発明においては、上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度を上記範囲内とする。これにより、上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の塗工性を良好なものとすることが可能となる。したがって、塗布ムラのない均一な膜を形成することができ、酸素や水蒸気に対して良好なバリア性を有するガスバリアフィルムを得ることが可能となるのである。   Generally, when the sol-gel coat layer forming coating solution is applied onto a substrate, if the viscosity of the sol-gel coat layer forming coating solution is too high, uneven coating tends to occur and a uniform film can be formed. It becomes difficult. Therefore, in the present invention, the viscosity of the sol-gel coating layer forming coating solution is set within the above range. Thereby, it becomes possible to make the coating property of the said sol-gel coat layer forming coating liquid favorable. Therefore, a uniform film without uneven coating can be formed, and a gas barrier film having good barrier properties against oxygen and water vapor can be obtained.

なお、ガスバリア層形成工程については、上述した「A.ガスバリアフィルム」のガスバリア層の項にガスバリア層の形成方法について記載したので、ここでの説明は省略する。以下、ゾルゲルコート層形成工程について説明する。   In addition, about the gas barrier layer formation process, since the formation method of the gas barrier layer was described in the term of the gas barrier layer of "A. gas barrier film" mentioned above, description here is abbreviate | omitted. Hereinafter, the sol-gel coat layer forming step will be described.

1.ゾルゲルコート層形成工程
本発明におけるゾルゲルコート層形成工程は、基材上に形成されたガスバリア層上に、有機金属化合物の加水分解物またはMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケート、および糖類を含有するゾルゲルコート層形成用塗工液を塗布し、ゾルゲル反応により硬化させてゾルゲルコート層を形成する工程である。
1. Sol gel coat layer forming step In the sol gel coat layer forming step of the present invention, an organometallic compound hydrolyzate or M 2 O · nSiO 2 (M is a lithium or a plurality of lithium containing lithium) is formed on a gas barrier layer formed on a substrate. A coating solution for forming a sol-gel coating layer containing an alkali metal polysilicate represented by a molar ratio of 1 to 20 and a saccharide, and a saccharide, and cured by a sol-gel reaction to form a sol-gel coating It is a process of forming a layer.

本発明においては、上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度が、25℃において1Pa・s〜1000Pa・sの範囲内であり、中でも5Pa・s〜800Pa・sの範囲内、特に10Pa・s〜500Pa・sの範囲内であることが好ましい。ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度が上記範囲を超えると、塗工性に問題が生じることから、均一な膜が形成しにくくなり、良好なガスバリア性を有するガスバリアフィルムが得られない場合があるからである。一方、ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度が上記範囲に満たないと、形成されたゾルゲルコート層とガスバリア層との密着性の向上が期待できない可能性があるからである。
なお、ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度は、B型粘度計(山一電機製visco−mate modelDD−1)を用いて、温度25℃で測定した値を用いることができる。
In the present invention, the viscosity of the coating solution for forming a sol-gel coating layer is in the range of 1 Pa · s to 1000 Pa · s at 25 ° C., particularly in the range of 5 Pa · s to 800 Pa · s, particularly 10 Pa · s. It is preferable to be within a range of ˜500 Pa · s. If the viscosity of the sol-gel coat layer forming coating solution exceeds the above range, there will be a problem in coating properties, and it may be difficult to form a uniform film and a gas barrier film having good gas barrier properties may not be obtained. Because there is. On the other hand, if the viscosity of the sol-gel coat layer forming coating solution is less than the above range, it may not be possible to expect an improvement in the adhesion between the formed sol-gel coat layer and the gas barrier layer.
The viscosity of the sol-gel coat layer forming coating solution may be a value measured at a temperature of 25 ° C. using a B-type viscometer (visco-mate model DD-1 manufactured by Yamaichi Denki).

また、上記ゾルゲルコート層形成用塗工液は、上記有機金属化合物の加水分解物または上記アルカリ金属ポリシリケート、および上記糖類を含有するものであり、これらを溶媒で希釈して調製されるものである。このような溶媒としては、例えば、水;イソプロピルアルコール、メタノール、エタノール等のアルコール類;メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類;酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類;ハロゲン化炭化水素;トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素;あるいはこれらの混合物等が好適に用いられる。   The sol-gel coating layer forming coating solution contains a hydrolyzate of the organometallic compound or the alkali metal polysilicate, and the saccharide, and is prepared by diluting these with a solvent. is there. Examples of such solvents include water; alcohols such as isopropyl alcohol, methanol and ethanol; ketones such as methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; halogenated hydrocarbons; toluene and xylene. Aromatic hydrocarbons such as, etc .; or mixtures thereof are preferably used.

上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の固形分濃度は、粘度が上記範囲内となるように調製される。上記ゾルゲルコート層形成用塗工液の固形分濃度として具体的には、0.01質量%〜50質量%の範囲内、中でも0.05質量%〜25質量%の範囲内、特に0.1質量%〜10質量%の範囲内とすることが好ましい。   The solid content concentration of the sol-gel coat layer forming coating solution is prepared such that the viscosity is within the above range. Specifically, the solid content concentration of the coating liquid for forming the sol-gel coat layer is specifically within a range of 0.01% by mass to 50% by mass, particularly within a range of 0.05% by mass to 25% by mass, particularly 0.1%. It is preferable to be in the range of 10% by mass to 10% by mass.

さらに、本発明のゾルゲルコート層形成用塗工液は、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて、充填剤、離型剤、表面処理剤、難燃剤、可塑剤、抗菌剤、防黴剤、レベリング剤、消泡剤、着色剤、安定剤、カップリング剤等を含有していてもよい。   Furthermore, the sol-gel coat layer forming coating liquid of the present invention is a filler, a mold release agent, a surface treatment agent, a flame retardant, a plasticizer, an antibacterial agent, as long as the effect of the present invention is not impaired. It may contain an antifungal agent, a leveling agent, an antifoaming agent, a colorant, a stabilizer, a coupling agent and the like.

上記ゾルゲルコート層形成用塗工液を調製する際には、例えば糖類の水溶液とアルカリシリケート水溶液とを混合したり、糖類の水溶液と有機金属化合物とを混合したり、糖類の水溶液と有機金属化合物をあらかじめ加水分解させたものとを混合したりすることができる。   When preparing the coating solution for forming the sol-gel coat layer, for example, an aqueous solution of saccharide and an aqueous solution of alkali silicate, an aqueous solution of saccharide and an organic metal compound, or an aqueous solution of saccharide and an organic metal compound are mixed. Can be mixed with those hydrolyzed in advance.

ゾルゲルコート層形成用塗工液の塗布方法としては、ガスバリア層上に塗布可能であれば特に限定されないが、例えばバーコート、ディッピング法、ロールコート、グラビアコート、リバースコート、エアナイフコート、コンマコート、ダイコート、スクリーン印刷法、スプレーコート、グラビアオフセット法等を用いることができる。上述した中でも、例えばフィルム状の基材に塗布する場合においては、バーコート、グラビアコート、ダイコート、グラビアオフセット法が好適に用いられ、特に生産効率およびコスト面を考慮すると、グラビアコートが好適に用いられる。   The application method of the coating solution for forming the sol-gel coat layer is not particularly limited as long as it can be applied on the gas barrier layer. For example, bar coating, dipping method, roll coating, gravure coating, reverse coating, air knife coating, comma coating, A die coating, a screen printing method, a spray coating, a gravure offset method, or the like can be used. Among the above, for example, when applied to a film-like substrate, bar coating, gravure coating, die coating, and gravure offset method are preferably used, and gravure coating is preferably used particularly considering production efficiency and cost. It is done.

上記ゾルゲルコート層形成用塗工液を塗布した後は、ゾルゲル反応による脱水重縮合によって硬化させて、成膜する。塗布されたゾルゲルコート層形成用塗工液は、加熱乾燥することによって硬化させることができる。このようなゾルゲルコート層形成用塗工液の加熱乾燥方法としては、基材上に塗布したゾルゲルコート層形成用塗工液を硬化させることが可能な方法であれば特に限定されるものではなく、例えば熱風乾燥、熱ロール乾燥、赤外線照射等を用いる方法を挙げることができる。
また、この際の温度としては、ゾルゲルコート層形成用塗工液を硬化させることができる温度であれば特に限定されるものではなく、加熱乾燥方法、溶媒の種類、および用いるアルカリ金属ポリシリケート等のゾルゲル反応成分の種類や含有量等によって異なるが、通常80℃〜200℃程度、好ましくは100℃〜150℃の範囲内である。また、加熱時間としては、上記と同様にゾルゲルコート層形成用塗工液を硬化させることができる時間であれば特に限定されるものではなく、加熱乾燥方法、溶媒の種類、および用いるアルカリ金属ポリシリケート等のゾルゲル反応成分の種類や含有量等によって異なるが、1分〜120分程度で設定することができ、好ましくは5分〜60分の範囲内である。
このような反応条件でゾルゲルコート層形成用塗工液を硬化させることにより、ゾルゲルコート層を形成することができる。
After the sol-gel coating layer forming coating solution is applied, it is cured by dehydration polycondensation by a sol-gel reaction to form a film. The applied coating solution for forming a sol-gel coat layer can be cured by heating and drying. The method for heating and drying the sol-gel coating layer forming coating liquid is not particularly limited as long as it is a method capable of curing the sol-gel coating layer forming coating liquid applied on the substrate. Examples thereof include a method using hot air drying, hot roll drying, infrared irradiation and the like.
In addition, the temperature at this time is not particularly limited as long as it is a temperature at which the sol-gel coating layer forming coating solution can be cured, and the heat drying method, the type of solvent, the alkali metal polysilicate used, and the like Although it varies depending on the kind and content of the sol-gel reaction component, it is usually in the range of 80 ° C to 200 ° C, preferably 100 ° C to 150 ° C. The heating time is not particularly limited as long as it can cure the sol-gel coat layer forming coating solution in the same manner as described above, and the heating drying method, the type of solvent, and the alkali metal polymer used. Although it varies depending on the kind and content of the sol-gel reaction component such as silicate, it can be set in about 1 to 120 minutes, and preferably in the range of 5 to 60 minutes.
The sol-gel coat layer can be formed by curing the sol-gel coat layer-forming coating solution under such reaction conditions.

なお、上記有機金属化合物の加水分解物、アルカリ金属ポリシリケート、および糖類については、上述した「A.ガスバリアフィルム」の項に記載したので、ここでの説明は省略する。   The hydrolyzate of the organometallic compound, the alkali metal polysilicate, and the saccharide are described in the above-mentioned section “A. Gas barrier film”, and thus the description thereof is omitted here.

2.その他の工程
本発明においては、上記ガスバリア層形成工程およびゾルゲルコート層形成工程を有するものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、基材上にアンカー層を形成するアンカー層形成工程や、上記ゾルゲルコート層上にオーバーコート層を形成するオーバーコート層形成工程等、必要に応じて適宜他の工程を有していてもよい。
2. Other Steps In the present invention, the step is not particularly limited as long as it has the gas barrier layer forming step and the sol-gel coat layer forming step. For example, an anchor layer forming step for forming an anchor layer on a substrate, Other steps may be appropriately included as necessary, such as an overcoat layer forming step of forming an overcoat layer on the sol-gel coat layer.

このようなアンカー層形成工程およびオーバーコート層形成工程については、上述した「A.ガスバリアフィルム」の項にアンカー層の形成方法およびオーバーコート層の形成方法を記載したので、ここでの説明は省略する。   About such an anchor layer formation process and an overcoat layer formation process, since the formation method of an anchor layer and the formation method of an overcoat layer were described in the above-mentioned item of "A. gas barrier film", explanation here is omitted. To do.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples and comparative examples.

(ゾルゲルコート溶液の調製)
固形分10wt%に調整したリチウムシリケート水溶液(LiO・nSiO、n=約5mol比)10gに、テトラエチルオルソシリケート(Si(OC:TEOSと略記)8.3g(0.04mol)と、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン(チッソ製 サイラーエースS530)9.9g(0.04mol)と、0.1Nの塩酸18gとを加え18時間攪拌し、ゾルゲルコート溶液を調製した。
(糖類溶液の調製)
アミロウロン酸の5%水溶液を調製し、糖類溶液とした。
(Preparation of sol-gel coating solution)
To 10 g of a lithium silicate aqueous solution (Li 2 O.nSiO 2 , n = about 5 mol ratio) adjusted to a solid content of 10 wt%, tetraethyl orthosilicate (Si (OC 2 H 5 ) 4 : abbreviated as TEOS) 8.3 g (0. 04 mol), 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane (Sisso Siler Ace S530) (9.9 g, 0.04 mol) and 0.1 N hydrochloric acid (18 g) were added and stirred for 18 hours. A coating solution was prepared.
(Preparation of sugar solution)
A 5% aqueous solution of amylouronic acid was prepared and used as a saccharide solution.

[実施例1]
(ガスバリア層形成工程)
基材として、2軸延伸ポリエステルフィルム(ユニチカ社製、エンブレットPET12、厚み12μm)を用いた。次に、巻き取り式の真空蒸着装置を用い、チャンバーの到達真空度が3.0×10−5torr(4.0×10−3Pa)になるまで排気した後、酸素ガスをコーティングドラムの近傍に、チャンバー内の圧力を3.0×10−4torr(4.0×10−2Pa)に保って導入し、蒸発源の一酸化ケイ素をピアス型電子銃により、約10kwの電力で加熱して蒸着させ、コーティングドラム上を120m/minの速度で走行するポリエステルフィルム上に、厚みが500Åの酸化ケイ素のガスバリア層を形成した。
(ゾルゲルコート層形成工程)
ゾルゲルコート溶液および糖類溶液を、重量比5:5で混合し、ゾルゲルコート層形成用塗工液を調製した。このゾルゲルコート層形成用塗工液を上記ガスバリア層上に、乾燥後の膜の厚みが約1μmとなるようにバーコーティングし、100℃で30分間熱処理してゾルゲルコート層を形成し、ガスバリアフィルムを得た。
[Example 1]
(Gas barrier layer formation process)
As a substrate, a biaxially stretched polyester film (manufactured by Unitika Ltd., Emblet PET12, thickness 12 μm) was used. Next, after evacuating until the ultimate vacuum of the chamber reaches 3.0 × 10 −5 torr (4.0 × 10 −3 Pa) using a wind-up type vacuum vapor deposition apparatus, oxygen gas is removed from the coating drum. In the vicinity, the pressure inside the chamber is introduced at 3.0 × 10 −4 torr (4.0 × 10 −2 Pa), and the silicon monoxide of the evaporation source is supplied with a power of about 10 kw by a pierce-type electron gun. A silicon oxide gas barrier layer having a thickness of 500 mm was formed on a polyester film that was heated and evaporated to run on a coating drum at a speed of 120 m / min.
(Sol-gel coat layer forming process)
The sol-gel coat solution and the saccharide solution were mixed at a weight ratio of 5: 5 to prepare a sol-gel coat layer forming coating solution. This sol-gel coating layer forming coating solution is bar-coated on the gas barrier layer so that the thickness of the dried film becomes about 1 μm, and heat-treated at 100 ° C. for 30 minutes to form a sol-gel coating layer. Got.

[実施例2]
実施例1と同様にして、基材上にガスバリア層を形成した。
次に、ゾルゲルコート溶液および糖類溶液の重量比を2:8としたこと以外は、実施例1と同様にして、ガスバリア層上にゾルゲルコート層を形成し、ガスバリアフィルムを得た。
[Example 2]
In the same manner as in Example 1, a gas barrier layer was formed on the substrate.
Next, a sol-gel coat layer was formed on the gas barrier layer in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the sol-gel coat solution and the saccharide solution was set to 2: 8 to obtain a gas barrier film.

[実施例3]
実施例1と同様にして、基材上にガスバリア層を形成した。
次に、ゾルゲルコート溶液および糖類溶液の重量比を8:2としたこと以外は、実施例1と同様にして、ガスバリア層上にゾルゲルコート層を形成し、ガスバリアフィルムを得た。
[Example 3]
In the same manner as in Example 1, a gas barrier layer was formed on the substrate.
Next, a sol-gel coating layer was formed on the gas barrier layer in the same manner as in Example 1 except that the weight ratio of the sol-gel coating solution and the saccharide solution was 8: 2, and a gas barrier film was obtained.

[実施例4]
実施例1と同様にして、基材上にガスバリア層を形成した。
次に、実施例1と同様にゾルゲルコート層形成用塗工液を調製した。このゾルゲルコート層形成用塗工液を上記ガスバリア層上に、乾燥後の膜の厚みが約0.01μmとなるようにバーコーティングしたこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリアフィルムを得た。
[Example 4]
In the same manner as in Example 1, a gas barrier layer was formed on the substrate.
Next, a sol-gel coating layer forming coating solution was prepared in the same manner as in Example 1. A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that this sol-gel coating layer forming coating solution was bar-coated on the gas barrier layer so that the thickness of the dried film was about 0.01 μm. .

[実施例5]
実施例1と同様にして、基材上にガスバリア層を形成した。
次に、実施例1と同様にゾルゲルコート層形成用塗工液を調製した。このゾルゲルコート層形成用塗工液を上記ガスバリア層上に、乾燥後の膜の厚みが約20μmとなるようにバーコーティングしたこと以外は、実施例1と同様にしてガスバリアフィルムを得た。
[Example 5]
In the same manner as in Example 1, a gas barrier layer was formed on the substrate.
Next, a sol-gel coating layer forming coating solution was prepared in the same manner as in Example 1. A gas barrier film was obtained in the same manner as in Example 1 except that this sol-gel coating layer-forming coating solution was bar-coated on the gas barrier layer so that the thickness of the dried film was about 20 μm.

[比較例1]
実施例1と同様にして、基材上にガスバリア層を形成した。
次に、糖類溶液のみを用いてゾルゲルコート層形成用塗工液を調製し、実施例1と同様にして、ガスバリア層上にゾルゲルコート層を形成し、ガスバリアフィルムを得た。
[Comparative Example 1]
In the same manner as in Example 1, a gas barrier layer was formed on the substrate.
Next, a sol-gel coating layer forming coating solution was prepared using only a saccharide solution, and a sol-gel coating layer was formed on the gas barrier layer in the same manner as in Example 1 to obtain a gas barrier film.

[比較例2]
実施例1と同様にして、基材上にガスバリア層を形成した。
次に、ゾルゲルコート溶液のみを用いてゾルゲルコート層形成用塗工液を調製し、実施例1と同様にして、ガスバリア層上にゾルゲルコート層を形成し、ガスバリアフィルムを得た。
[Comparative Example 2]
In the same manner as in Example 1, a gas barrier layer was formed on the substrate.
Next, a sol-gel coating layer forming coating solution was prepared using only the sol-gel coating solution, and a sol-gel coating layer was formed on the gas barrier layer in the same manner as in Example 1 to obtain a gas barrier film.

[評価]
得られたガスバリアフィルムの特性を評価した結果を下記表1に示す。酸素透過率および水蒸気透過率は、上述した方法により測定した。また、全光線透過率は、日本電色社製 ヘイズメーターNDH2000を用いて測定した値の平均値とした。
[Evaluation]
The results of evaluating the properties of the obtained gas barrier film are shown in Table 1 below. The oxygen transmission rate and water vapor transmission rate were measured by the methods described above. Moreover, the total light transmittance was made into the average value of the value measured using Nippon Denshoku Co., Ltd. haze meter NDH2000.

Figure 2007098654
Figure 2007098654

本発明のガスバリアフィルムの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the gas barrier film of this invention. 本発明のガスバリアフィルムの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the gas barrier film of this invention. 本発明のガスバリアフィルムの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the gas barrier film of this invention. 本発明のガスバリアフィルムの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the gas barrier film of this invention. 本発明のガスバリアフィルムの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the gas barrier film of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1 … ガスバリアフィルム
2 … 基材
3 … ガスバリア層
4 … ゾルゲルコート層
6 … アンカー層
7 … オーバーコート層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas barrier film 2 ... Base material 3 ... Gas barrier layer 4 ... Sol gel coating layer 6 ... Anchor layer 7 ... Overcoat layer

Claims (6)

基材と、前記基材の少なくとも一方の面に形成され、蒸着膜からなるガスバリア層と、前記ガスバリア層上に形成され、有機金属化合物の加水分解物またはMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケート、および糖類を含有する膜からなるゾルゲルコート層とを有することを特徴とするガスバリアフィルム。 A base material, a gas barrier layer formed on at least one surface of the base material and made of a vapor deposition film, and a hydrolyzate of an organometallic compound or M 2 O.nSiO 2 (M is lithium Or a plurality of alkali metals including lithium, n is an alkali metal polysilicate represented by a molar ratio in the range of 1 to 20, and a sol-gel coat layer formed of a saccharide-containing film. the film. 前記糖類の重量平均分子量が、100〜500万の範囲内であることを特徴とする請求項1に記載のガスバリアフィルム。   2. The gas barrier film according to claim 1, wherein a weight average molecular weight of the saccharide is in a range of 1 to 5 million. 前記ゾルゲルコート層の膜厚が、0.01μm〜50μmの範囲内であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載のガスバリアフィルム。   3. The gas barrier film according to claim 1, wherein a film thickness of the sol-gel coat layer is in a range of 0.01 μm to 50 μm. 前記基材と前記ガスバリア層との間にアンカー層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれかの請求項に記載のガスバリアフィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein an anchor layer is formed between the base material and the gas barrier layer. 前記ゾルゲルコート層上にオーバーコート層が形成されていることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれかの請求項に記載のガスバリアフィルム。   The gas barrier film according to any one of claims 1 to 4, wherein an overcoat layer is formed on the sol-gel coat layer. 基材上に、蒸着法によりガスバリア層を形成するガスバリア層形成工程と、
前記ガスバリア層上に、有機金属化合物の加水分解物またはMO・nSiO(Mはリチウムまたはリチウムを含む複数のアルカリ金属、nはモル比で1〜20の範囲内)で表されるアルカリ金属ポリシリケート、および糖類を含有するゾルゲルコート層形成用塗工液を塗布し、ゾルゲル反応により硬化させてゾルゲルコート層を形成するゾルゲルコート層形成工程と
を有するガスバリアフィルムの製造方法であって、
前記ゾルゲルコート層形成用塗工液の粘度が、25℃において1Pa・s〜1000Pa・sの範囲内であることを特徴とするガスバリアフィルムの製造方法。
A gas barrier layer forming step of forming a gas barrier layer on the substrate by vapor deposition;
On the gas barrier layer, an alkali metal compound hydrolyzate or an alkali represented by M 2 O.nSiO 2 (M is lithium or a plurality of alkali metals containing lithium, and n is in a molar ratio of 1 to 20). A method for producing a gas barrier film, comprising: applying a coating solution for forming a sol-gel coat layer containing a metal polysilicate and a saccharide, and curing the sol-gel coat layer by forming a sol-gel coat layer by sol-gel reaction,
The method for producing a gas barrier film, wherein the sol-gel coating layer forming coating solution has a viscosity of 1 Pa · s to 1000 Pa · s at 25 ° C.
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