JP2007196550A - Gas barrier film laminate resistant to heat treatment - Google Patents

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Yoshisue Fukugami
美季 福上
Risato Tanaka
吏里 田中
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gas barrier film laminate having resistance to heat treatment which causes no delamination and also prevents the gas barrier properties from deteriorating even if the heat treatment in heat sterilization processing and the like, such as boiling and retort, is carried out with the adhesion strengthened between a base material consisting of a plastic material and a vapor deposition thin film layer consisting of an inorganic substance and in gas barrier properties. <P>SOLUTION: At least one surface of the base material consisting of the plastic material is provided with pretreatment by reactive ion etching utilizing plasma. The pre-treated surface by this pretreatment is overlaid successively with the vapor deposition thin film layer consisting of the inorganic substance and the gas barrier film layer that is formed by heat drying a thin film consisting of a mixed solution containing at least a silicone compound represented by Si(OR<SP>1</SP>)<SB>4</SB>and R<SP>2</SP>Si(OR<SP>3</SP>)<SB>3</SB>(wherein R<SP>1</SP>and R<SP>3</SP>are a hydrolyzable group and R<SP>2</SP>is an organic functional group) or its hydrolysate and a water-soluble polymer having a hydroxyl group. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、加熱殺菌や加熱調理などにおいて加熱処理が施されても処理前に有していたバリア性の劣化が少なく、密着性も低下しないようにしたガスバリアフィルム積層体に関するものである。さらに詳しくは、ボイル殺菌やレトルト殺菌などの加熱殺菌処理や、レトルト調理などにおける加熱処理が施される包装袋や包装容器などの包装体の構成材料として好適に用いることができる、加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体に関する。   The present invention relates to a gas barrier film laminate in which the deterioration of the barrier property that is present before the treatment is small and the adhesion is not lowered even when the heat treatment is performed in heat sterilization or cooking. More specifically, it can be suitably used as a constituent material of a packaging body such as a packaging bag or a packaging container subjected to heat sterilization treatment such as boil sterilization or retort sterilization, or heat treatment in retort cooking. The present invention relates to a gas barrier film laminate.

近年、食品や医薬品などの包装に用いられる包装材料は、それによって包装される内容物の変質を抑制してそれらの機能や性質を保持できるように、酸素、水蒸気、その他内容物を変質させる気体を遮断するガスバリア性を備えていることが求められている。そのため従来から、温度や湿度などによる影響が少ないアルミニウムなどからなる金属箔をガスバリア層として用いた包装材料が広く用いられている。   In recent years, packaging materials used for packaging foods and pharmaceuticals have oxygen, water vapor, and other contents that alter the contents so that they can retain their functions and properties by suppressing the alteration of the contents that are packaged. It is required to have a gas barrier property for blocking the above. Therefore, conventionally, packaging materials using a metal foil made of aluminum or the like, which is less affected by temperature, humidity, etc., as a gas barrier layer have been widely used.

ところが、アルミニウムなどの金属箔を用いた包装材料は、高度なガスバリア性を有し、それによって包装される内容物の温度や湿度に対する影響を少なくすることができるが、それを介して内容物を確認することができない、使用後の廃棄の際は不燃物として処理しなければならない、検査の際に金属探知器が使用できないなどの欠点を有している。   However, a packaging material using a metal foil such as aluminum has a high gas barrier property, which can reduce the influence on the temperature and humidity of the contents to be packaged. It has disadvantages such that it cannot be confirmed, it must be treated as an incombustible material when discarded after use, and a metal detector cannot be used for inspection.

そこで、これらの欠点を克服すべく、プラスチック材料からなる基材上に真空蒸着法やスパッタリング法などの薄膜形成手段により酸化珪素、酸化アルミニウムなどの無機酸化物からなる蒸着薄膜を積層してなる蒸着フィルムが開発されている(例えば特許文献1、2参照。)。これらの蒸着フィルムは、透明性及び酸素、水蒸気などに対するガスバリア性を有していることが知られ、金属箔をガスバリア層として用いている包装材料では得ることのできない透明性やガスバリア性を有する包装材料として好適に用いられている。   Therefore, in order to overcome these disadvantages, vapor deposition is performed by laminating a vapor deposition thin film made of an inorganic oxide such as silicon oxide or aluminum oxide on a substrate made of a plastic material by a thin film forming means such as a vacuum vapor deposition method or a sputtering method. A film has been developed (see, for example, Patent Documents 1 and 2). These vapor-deposited films are known to have transparency and gas barrier properties against oxygen, water vapor, etc., and packaging with transparency and gas barrier properties that cannot be obtained with packaging materials that use metal foil as a gas barrier layer. It is suitably used as a material.

しかしながら、叙述の蒸着フィルムは、基材との密着性を確保させるための前処理が施されていないため、基材と蒸着薄膜との密着が弱く、ボイル・レトルト処理などによる加熱殺菌処理や加熱調理が施されるとデラミネーションを引き起こし易いという欠点がある。   However, since the vapor deposition film described above has not been subjected to pretreatment for ensuring adhesion with the base material, the adhesion between the base material and the vapor deposition thin film is weak, and heat sterilization treatment such as boil / retort treatment or heating There is a drawback that delamination is likely to occur when cooking is performed.

この問題を解決するため、蒸着フィルムの製造の際、プラスチック基材上にプラズマ処理をインラインで施すことにより、蒸着薄膜との密着性を改善させることが従来から行われている。   In order to solve this problem, it has been conventionally practiced to improve the adhesion with a deposited thin film by performing a plasma treatment on a plastic substrate in-line when producing a deposited film.

しかしながら、インラインでプラズマ処理を行う場合、プラズマ処理機においては、プラズマを発生させるための電圧を印加する電極が基材のセットされているドラム側ではない側に設置されていると共に、基材がアノード側に設置されるようになっているため、高い自己バイアスを得ることができず、結果として所期の密着性が発現できるようにプラズマ処理を行うこと難しかった。高い自己バイアスで処理しようとする場合は、直流放電方式を用いることも出来るが、この方法で高いバイアスの電圧を得ようとするにはプラズマのモードがグローからアークへと変化するため、大面積に均一な処理を行うことは出来ない。   However, when performing plasma processing in-line, in a plasma processing machine, an electrode for applying a voltage for generating plasma is installed on a side other than the drum side on which the base is set, and the base is Since it is arranged on the anode side, a high self-bias cannot be obtained, and as a result, it has been difficult to perform the plasma treatment so that the desired adhesion can be expressed. When processing with a high self-bias, the DC discharge method can be used, but in order to obtain a high bias voltage with this method, the plasma mode changes from glow to arc. It is not possible to perform uniform processing.

一方、上記のような蒸着フィルムに対して後加工適正の付与と、ガスバリア性の確保などを目的として、無機酸化物からなる蒸着薄膜の上に、第2層として、水酸基を有する水
溶性高分子と1種類以上の金属アルコキシド或いは金属アルコキシド加水分解物または、塩化錫の少なくとも一方を含む水溶液、あるいは水アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してなるガスバリア性被膜を積層するようにした提案がなされている(例えば、特許文献3参照。)。
On the other hand, a water-soluble polymer having a hydroxyl group as a second layer on a vapor-deposited thin film made of an inorganic oxide for the purpose of imparting post-processing appropriateness to the vapor-deposited film as described above and ensuring gas barrier properties. And a coating agent mainly comprising an aqueous solution containing at least one of metal alkoxide or metal alkoxide hydrolyzate or tin chloride, or a hydroalcoholic mixed solution, and a gas barrier film formed by heating and drying is laminated. Such a proposal has been made (for example, see Patent Document 3).

しかし、このガスバリアフィルムの被膜第2層は、金属アルコキシド加水分解物と水酸基を有する水溶性高分子との水素結合からなるため、例えばボイル・レトルト殺菌などの際に加熱処理が施されると膨潤してしまい、加熱処理前に有していたバリア性が劣化する。また、膨潤によって無機酸化物からなる蒸着薄層にクラックが生じ易くなり、バリア性がさらに劣化する原因にもなっている。
米国特許第3442686号明細書 特公昭63−28017号公報 特開平7−164591号公報
However, since the second coating layer of the gas barrier film is composed of hydrogen bonds between a hydrolyzed metal alkoxide and a water-soluble polymer having a hydroxyl group, it swells when subjected to heat treatment, for example, during boil / retort sterilization. As a result, the barrier properties possessed before the heat treatment deteriorate. Moreover, it becomes easy to generate | occur | produce a crack in the vapor deposition thin layer which consists of inorganic oxides by swelling, and it has also become a cause by which barrier property deteriorates further.
U.S. Pat. No. 3,442,686 Japanese Patent Publication No.63-28017 Japanese Patent Laid-Open No. 7-164591

本発明は上記課題を解決するためになされたものであり、プラスチック材料からなる基材と無機酸化物からなる蒸着薄膜層の密着性とガスバリア性とを強化し、ボイル、レトルトなどの加熱殺菌処理や加熱調理のおける加熱処理がなされてもデラミネーションが発生せず、またガスバリア性の低下をも防げるようにした、加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and strengthens the adhesion and gas barrier properties of a base material made of a plastic material and a vapor-deposited thin film layer made of an inorganic oxide, and heat sterilization treatment such as boiling and retort. Another object of the present invention is to provide a gas barrier film laminate having heat treatment resistance that does not cause delamination even when heat treatment in heat cooking is performed, and also prevents deterioration of gas barrier properties.

上記の目的を達成するためになされ、請求項1記載の発明は、プラスチック材料からなる基材の少なくとも一方の面に、プラズマを利用したリアクティブイオンエッチング(RIE)による前処理が施されていて、このRIEによる前処理面の上には、無機酸化物からなる蒸着薄膜層と、Si(OR14およびR2Si(OR33(R1、R3は加水分解性基、R2は有機官能基である。)で表されるケイ素化合物あるいはその加水分解物、並びに水酸基を有する水溶性高分子とを少なくとも含有する混合溶液からなる薄膜を加熱乾燥してなるガスバリア性被膜層とが順次積層されていることを特徴とする加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体である。 In order to achieve the above object, according to the first aspect of the present invention, at least one surface of a base material made of a plastic material is pretreated by reactive ion etching (RIE) using plasma. On the pretreated surface by RIE, a vapor-deposited thin film layer made of an inorganic oxide, Si (OR 1 ) 4 and R 2 Si (OR 3 ) 3 (R 1 and R 3 are hydrolyzable groups, R 2 is an organic functional group.) A gas barrier coating layer formed by heating and drying a thin film made of a mixed solution containing at least a silicon compound represented by (1) or a hydrolyzate thereof, and a water-soluble polymer having a hydroxyl group; Is a gas barrier film laminate having heat treatment resistance, characterized by being sequentially laminated.

また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体において、前記Si(OR14の加水分解性基(R1)がC25であることを特徴とする。 The invention according to claim 2 is the gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to claim 1, wherein the hydrolyzable group (R 1 ) of Si (OR 1 ) 4 is C 2 H 5. It is characterized by.

さらにまた、請求項3記載の発明は、請求項1または2記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体において、前記R2Si(OR33の有機官能基(R2)が、ビニル、エポキシ、メタクリロキシ、ウレイド、イソシアネートなどの非水性官能基であることを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 3 is the gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to claim 1 or 2, wherein the organic functional group (R 2 ) of R 2 Si (OR 3 ) 3 is vinyl, It is a non-aqueous functional group such as epoxy, methacryloxy, ureido, and isocyanate.

さらにまた、請求項4記載の発明は、請求項3記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体において、前記有機官能基(R2)が、γ−グリシドキシプロピル基またはβ−(3,4エポキシシクロヘキシル)基であることを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 4 is the gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to claim 3, wherein the organic functional group (R 2 ) is γ-glycidoxypropyl group or β- (3, 4 epoxy cyclohexyl) group.

さらにまた、請求項5記載の発明は、請求項1〜4のいずれかに記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体において、Si(OR14をSiO2に、R2Si(OR
33をR2Si(OH)3に換算した場合、R2Si(OH)3の固形分が全固形分に対し1〜50重量%であることを特徴とする。
Furthermore, the invention according to claim 5 is the gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to any one of claims 1 to 4, wherein Si (OR 1 ) 4 is changed to SiO 2 , and R 2 Si (OR
3) 3 when converted into R 2 Si (OH) 3, wherein the solid content of the R 2 Si (OH) 3 is 1 to 50% by weight relative to the total solids content.

さらにまた、請求項6記載の発明は、請求項1〜5のいずれかに記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体において、Si(OR14をSiO2に、R2Si(OR33をR2Si(OH)3に換算した場合、固形分の配合比が重量比率でSiO2/(R2Si(OH)3/水溶性高分子)=100/100〜100/30の範囲内であることを特徴とする。 Furthermore, the invention according to claim 6 is the gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to any one of claims 1 to 5, wherein Si (OR 1 ) 4 is changed to SiO 2 , and R 2 Si (OR 3 ) When 3 is converted to R 2 Si (OH) 3 , the blending ratio of the solid content is SiO 2 / (R 2 Si (OH) 3 / water-soluble polymer) = 100/100 to 100/30 in weight ratio. It is within the range.

さらにまた、請求項7記載の発明は、請求項1〜6のいずれかに記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体において、前記プラスチック材料がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリウレタン類の中の少なくとも一種類以上を成分に持つか、共重合成分に持っていることを特徴とする。   Furthermore, the invention according to claim 7 is the gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to any one of claims 1 to 6, wherein the plastic material is polyethylene, polypropylene, polyamides, polyesters, polycarbonates, polycarbonates. It is characterized by having at least one of acrylonitrile, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol and polyurethane as a component or having a copolymer component.

さらにまた、請求項8記載の発明は、請求項7記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体において、前記ポリエステル類がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ボリブチレンテレフタレート、ボリブチレンナフタレート及びそれらの共重合体であることを特徴とする。   Furthermore, the invention according to claim 8 is the gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to claim 7, wherein the polyesters are polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, boribylene terephthalate, boribylene naphthalate and co-polymers thereof. It is a polymer.

さらにまた、請求項9記載の発明は、請求項1〜8のいずれかに記載の加熱殺菌耐性を有するガスバリアフィルム積層体において、前記無機酸化物が、酸化アルミニウム、酸化珪素或いはそれらの混合物であることを特徴とする。   Furthermore, the invention according to claim 9 is the gas barrier film laminate having heat sterilization resistance according to any one of claims 1 to 8, wherein the inorganic oxide is aluminum oxide, silicon oxide or a mixture thereof. It is characterized by that.

本発明の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体は、高いガスバリア性を有しており、ボイル・レトルトなどの加熱処理の後でも処理前に有していたバリア性が劣化せず、しかも密着性が良好であるのでデラミネーションが発生しにくい。従って、これに印刷やドライラミネート、溶融押し出しラミネート、熱圧着ラミネートなどの後加工を施すことにより、レトルト食品、医薬品、電子部材などの種々の内容物の包装するための包装材料を提供することが可能となる。   The gas barrier film laminate having the heat treatment resistance of the present invention has a high gas barrier property, and the barrier property possessed before the treatment is not deteriorated even after the heat treatment such as boil and retort, and the adhesion property Delamination is less likely to occur. Therefore, it is possible to provide a packaging material for packaging various contents such as retort foods, pharmaceuticals, and electronic components by performing post-processing such as printing, dry lamination, melt extrusion lamination, and thermocompression lamination. It becomes possible.

以下に、本発明の最良の実施形態を図面を参照にして詳細に説明する。   Hereinafter, the best embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.

図1は本発明の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体の概略の断面構成を示す説明図である。このガスバリアフィルム積層体は、プラスチック材料からなる基材1の少なくとも一方の面に、プラズマを利用したリアクティブイオンエッチング(RIE)による前処理が施されていて、このRIEによる前処理面4の上には、無機酸化物からなる蒸着薄層2と、Si(OR14およびR2Si(OR33(R1、R3は加水分解性基、R2は有機官能基である。)で表されるケイ素化合物あるいはその加水分解物並びに水酸基を有する水溶性高分子とを少なくとも含有する混合溶液からなる薄膜を加熱乾燥してなるガスバリア性被膜層3とが順次積層されてなるものである。 FIG. 1 is an explanatory view showing a schematic cross-sectional configuration of a gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to the present invention. In this gas barrier film laminate, pretreatment by reactive ion etching (RIE) using plasma is performed on at least one surface of a base material 1 made of a plastic material. Includes an evaporated thin layer 2 made of an inorganic oxide, Si (OR 1 ) 4 and R 2 Si (OR 3 ) 3 (R 1 and R 3 are hydrolyzable groups, and R 2 is an organic functional group. And a gas barrier coating layer 3 formed by heating and drying a thin film made of a mixed solution containing at least a silicon compound or a hydrolyzate thereof and a water-soluble polymer having a hydroxyl group. is there.

基材1はプラスチック材料からなり、無機酸化物からなる蒸着薄膜層2の透明性を生かすために可能であれば透明なフィルム基材であることが好ましい。基材1の例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリエチレンナフタレート(PEN)などからなるポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレンなどからなるポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルムなどが挙げられる。これらのフィ
ルムは、延伸、未延伸のどちらでもよいが、機械的強度や寸法安定性に優れるものが好ましい。この中では、二軸方向に任意に延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムやポリアミドフィルムが好ましく用いられる。
The substrate 1 is made of a plastic material, and is preferably a transparent film substrate if possible in order to make use of the transparency of the deposited thin film layer 2 made of an inorganic oxide. Examples of the substrate 1 include polyester films made of polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyolefin films made of polyethylene, polypropylene, etc., polystyrene films, polyamide films, polycarbonate films, polyacrylonitrile films, polyimides A film etc. are mentioned. These films may be stretched or unstretched, but those having excellent mechanical strength and dimensional stability are preferred. Among these, a polyethylene terephthalate film or a polyamide film arbitrarily stretched in the biaxial direction is preferably used.

このような基材1の蒸着薄膜層2が設けられる面と反対側の表面には、周知の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤などからなる薄膜を設けておいてもよい。   On the surface of the substrate 1 opposite to the surface on which the deposited thin film layer 2 is provided, a thin film made of various known additives and stabilizers such as an antistatic agent, an ultraviolet ray preventing agent, a plasticizer, and a lubricant. May be provided.

基材1の厚さは特に制限を受けるものではないが、後述するプライマー層、無機酸化物からなる蒸着薄膜層、ガスバリア性被膜層などを積層する場合の加工性を考慮すると、実用的には3〜200μmの範囲にあればよい。6〜30μmの範囲にあればより好ましい。また包装材料としての適性を考慮して、その層構成は単層構成であっても、異なる性質のフィルムの多層構成であってもよい。   Although the thickness of the base material 1 is not particularly limited, in consideration of workability in the case of laminating a primer layer, a vapor-deposited thin film layer made of an inorganic oxide, a gas barrier film layer, etc., which will be described later, it is practical. What is necessary is just to exist in the range of 3-200 micrometers. More preferably in the range of 6-30 μm. In consideration of suitability as a packaging material, the layer structure may be a single layer structure or a multilayer structure of films having different properties.

この基材1と無機酸化物からなる蒸着薄膜層2との密着を強化するため、基材1の表面にはプラズマを利用したリアクティブイオンエッチング(RIE)による前処理を施す。このRIEによる前処理を行うことで、その際に発生したラジカルやイオンを利用してプラスチック材料からなる基材1の表面に官能基を持たせ、表面をイオンエッチングして不純物などを飛ばしたり平滑化することが可能となる。このような表面処理を行うことで、その前処理面4に無機酸化物の緻密な蒸着薄膜を成膜させることができる。その結果、基材1と蒸着薄膜層2との密着性が強化され、ガスバリア性の向上やクラック発生防止につながるだけでなく、レトルトなどの加熱処理を行った場合においてもデラミネーションが起き難くなる。   In order to reinforce the adhesion between the substrate 1 and the vapor-deposited thin film layer 2 made of an inorganic oxide, the surface of the substrate 1 is subjected to a pretreatment by reactive ion etching (RIE) using plasma. By performing this pretreatment by RIE, the surface of the base material 1 made of a plastic material is given a functional group using radicals and ions generated at that time, and the surface is ion-etched to remove impurities and smooth the surface. Can be realized. By performing such surface treatment, a dense vapor-deposited thin film of inorganic oxide can be formed on the pretreatment surface 4. As a result, the adhesion between the base material 1 and the deposited thin film layer 2 is strengthened, leading not only to improvement of gas barrier properties and prevention of cracks, but also delamination hardly occurs even when heat treatment such as retort is performed. .

次に無機酸化物からなる蒸着薄膜層2について、詳しく説明する。この無機酸化物からなる蒸着薄膜層2は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化錫、酸化マグネシウム、或いはそれらの混合物などの無機酸化物の蒸着薄膜からなり、透明性を有しかつ酸素、水蒸気などに対するガスバリア性を有する層である。各種の加熱処理に対する加熱処理耐性の確保を考慮すると、これらの構成材料の中では、酸化アルミニウムと酸化珪素がより好ましく用いられる。ただしこの蒸着薄膜層2は、これらの無機酸化物からなるものに限定されるものではなく、上記条件に適合する他の無機酸化物により形成してもよい。   Next, the vapor deposition thin film layer 2 made of an inorganic oxide will be described in detail. The vapor-deposited thin film layer 2 made of an inorganic oxide is made of a vapor-deposited thin film of an inorganic oxide such as aluminum oxide, silicon oxide, tin oxide, magnesium oxide, or a mixture thereof, and has transparency and resists oxygen, water vapor, etc. It is a layer having gas barrier properties. In consideration of securing heat treatment resistance against various heat treatments, aluminum oxide and silicon oxide are more preferably used among these constituent materials. However, the deposited thin film layer 2 is not limited to those composed of these inorganic oxides, and may be formed of other inorganic oxides that meet the above conditions.

蒸着薄膜層2の厚さは、用いられる無機酸化物の種類や構成により最適値が異なるが、一般的には5〜300nmの範囲内にあることが望ましい。膜厚が5nm未満であると均一な薄膜が得られ難かったり、ガスバリア性の確保し難くなることがある。また膜厚が300nmを越えると薄膜にフレキシビリティを保持させることが難しくなり、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により亀裂を生じる恐れが出てくる。より好ましくは、10〜150nmの範囲内にあればよい。   The optimum value of the thickness of the vapor-deposited thin film layer 2 varies depending on the type and configuration of the inorganic oxide used, but it is generally desirable that the thickness be in the range of 5 to 300 nm. If the film thickness is less than 5 nm, it may be difficult to obtain a uniform thin film or it may be difficult to ensure gas barrier properties. On the other hand, if the film thickness exceeds 300 nm, it becomes difficult to maintain flexibility in the thin film, and there is a risk that cracks may occur due to external factors such as bending and pulling after film formation. More preferably, it should just exist in the range of 10-150 nm.

この無機酸化物からなる蒸着薄膜層2を基材1上に形成する方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、プラズマ気相成長法(CVD)などの薄膜形成手段を採用することができる。但し生産性を考慮すれば、現時点では真空蒸着法が最も優れている。真空蒸着法における加熱手段としては電子線加熱方式、抵抗加熱方式、誘導加熱方式のいずれかの方式を用いることが好ましいが、蒸発材料の選択性の幅広さを考慮すると電子線加熱方式を用いることがより好ましい。また蒸着薄膜層と基材の密着性及び蒸着薄膜層の緻密性を向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法を用いて蒸着薄膜を成膜することも可能である。また、蒸着薄膜層の透明性を上げるため、酸素などの各種ガスを吹き込んで行う反応蒸着を用いても一向に構わない。   As a method for forming the deposited thin film layer 2 made of inorganic oxide on the substrate 1, thin film forming means such as a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a plasma vapor deposition method (CVD) or the like is employed. be able to. However, considering productivity, the vacuum deposition method is the best at present. As a heating means in the vacuum evaporation method, it is preferable to use any one of an electron beam heating method, a resistance heating method, and an induction heating method, but in consideration of the wide selection of evaporation materials, the electron beam heating method is used. Is more preferable. In order to improve the adhesion between the deposited thin film layer and the substrate and the denseness of the deposited thin film layer, it is also possible to form the deposited thin film using a plasma assist method or an ion beam assist method. Further, in order to increase the transparency of the deposited thin film layer, it is possible to use reactive deposition performed by blowing various gases such as oxygen.

次いでガスバリア性被膜層3について詳しく説明する。このガスバリア性被膜層3は、
前記した蒸着薄膜層2上に積層して設け、蒸着薄膜層2との積層構造による相乗効果によって、過酷な使用条件下での使用においてもバリア性の劣化を来さないようにするために設けるガスバリア性の被膜である。
Next, the gas barrier coating layer 3 will be described in detail. This gas barrier coating layer 3 is
Provided by laminating on the above-described vapor-deposited thin film layer 2 so as to prevent the deterioration of the barrier property even in use under severe use conditions due to the synergistic effect of the laminated structure with the vapor-deposited thin film layer 2 It is a gas barrier coating.

この種のガスバリア性被膜としては、上述したように、無機酸化物からなる蒸着薄膜の上に形成する、水酸基を有する水溶性高分子と1種類以上の金属アルコキシド或いは金属アルコキシド加水分解物または、塩化錫の少なくとも一方を含む水溶液、あるいは水アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤からなる薄膜を加熱乾燥してなるガスバリア性被膜がある。しかし、このような縮合体被膜は、縮合時の体積縮小による歪みにってクラックが入りやすいため、フィルム上に薄く均一に設けることは非常に難しい。上記コーティング剤の中に高分子を添加することによって薄膜に柔軟性を付与し、クラックが発生しないようにすることができる。しかし、高分子を添加したコーティング剤により成膜された薄膜は、目視では均一に見えていても、微視的には金属酸化物と高分子部分とに分離していることが多く、バリア性の包装材料においては所謂バリアの孔になることがある。これに対しては、水酸基をもつ高分子を添加し、その高分子の水酸基と金属アルコキシドの加水分解物の水酸基との強い水素結合を利用して、金属酸化物を縮合に際し高分子との間に上手く分散させるようにして、セラミックに近い高いバリア性を被膜に発現させるようにすることができる。   As this type of gas barrier coating, as described above, a water-soluble polymer having a hydroxyl group and one or more types of metal alkoxide or metal alkoxide hydrolyzate or chloride formed on a vapor-deposited thin film made of an inorganic oxide. There is a gas barrier film formed by heating and drying a thin film made of a coating agent mainly containing an aqueous solution containing at least one of tin or a hydroalcoholic mixed solution. However, since such a condensate film is easily cracked due to distortion due to volume reduction during condensation, it is very difficult to provide a thin and uniform film on the film. By adding a polymer to the coating agent, flexibility can be imparted to the thin film so that cracks do not occur. However, a thin film formed with a coating agent to which a polymer is added appears to be uniform visually, but it is often microscopically separated into a metal oxide and a polymer portion, and thus has a barrier property. In such packaging materials, it may become a so-called barrier hole. For this, a polymer having a hydroxyl group is added, and a strong hydrogen bond between the hydroxyl group of the polymer and the hydrolyzate of the metal alkoxide is used to condense the metal oxide with the polymer during condensation. It is possible to make the coating exhibit a high barrier property close to that of ceramic.

しかし金属アルコキシドあるいはその加水分解物と水酸基を有する水溶性高分子のコーティング剤からなるガスバリア性被膜層は水素結合により造膜されるため、水に膨潤して溶解してしまう。要するに、蒸着薄膜層とガスバリア性被膜層との積層構造による相乗効果があっても、レトルトやボイル処理などの過酷な処理の下では初期のガスバリア性を維持し続けることは難しい。   However, since the gas barrier coating layer composed of a metal alkoxide or a hydrolyzate thereof and a coating agent of a water-soluble polymer having a hydroxyl group is formed by hydrogen bonding, it swells and dissolves in water. In short, even if there is a synergistic effect due to the laminated structure of the deposited thin film layer and the gas barrier coating layer, it is difficult to maintain the initial gas barrier property under severe processing such as retort and boil processing.

そこで、本発明においては、ガスバリア性被膜層を構成する材料として、Si(OR14およびR2Si(OR33(R1、R3は加水分解性基、R2は有機官能基である。)で表されるケイ素化合物あるいはその加水分解物並びに水酸基を有する水溶性高分子とを少なくとも含有する混合溶液を用い、この混合溶液からなる薄膜を加熱乾燥させてなるガスバリア性被膜層3を無機酸化物からなる蒸着薄膜層2の上に積層させることにより、叙述の問題点を解消する。 Therefore, in the present invention, Si (OR 1 ) 4 and R 2 Si (OR 3 ) 3 (R 1 and R 3 are hydrolyzable groups, and R 2 is an organic functional group as materials constituting the gas barrier coating layer. Gas barrier coating layer 3 formed by heating and drying a thin film made of this mixed solution, using a mixed solution containing at least a silicon compound represented by the following formula: or a hydrolyzate thereof and a water-soluble polymer having a hydroxyl group. Is deposited on the vapor-deposited thin film layer 2 made of an inorganic oxide to eliminate the problem described above.

すなわち、R2Si(OR33で表されるケイ素化合物あるいはその加水分解物を上記したように添加することにより、ガスバリア性被膜層3の膨潤を防ぐことができる。要するに、R2Si(OR33はその加水分解基により、Si(OR14と水溶性高分子と水素結合を形成するためにバリアの孔になり難くなり、また一方でその有機官能基はネットワークをつくることで水素結合の膨潤を防ぐことができるようになり、加熱殺菌や加熱調理などにおいて加熱処理が施されても、ガスバリア性の劣化を発生し難くするのである。中でも、ビニル基、エポキシ基、メタクリロキシ基、ウレイド基、イソシアネート基を持つものは、官能基が疎水性であるために耐水性はさらに向上する。 That is, the swelling of the gas barrier coating layer 3 can be prevented by adding the silicon compound represented by R 2 Si (OR 3 ) 3 or a hydrolyzate thereof as described above. In short, R 2 Si (OR 3 ) 3 is less likely to be a barrier hole because of its hydrolyzable group, forming a hydrogen bond with Si (OR 1 ) 4 and a water-soluble polymer. By creating a network, the group can prevent swelling of hydrogen bonds, and even when heat treatment is performed in heat sterilization or heat cooking, it makes it difficult for gas barrier properties to deteriorate. Among them, those having a vinyl group, an epoxy group, a methacryloxy group, a ureido group, and an isocyanate group are further improved in water resistance because the functional group is hydrophobic.

上記した混合溶液において、Si(OR14はSiO2に、R2Si(OR33はR2Si(OH)3に換算したとき、R2Si(OR33の固形分が全固形分に対し1〜50重量%であることが望ましい。1重量%未満であると耐水性効果が低くなり、また50重量%を超えると官能基がバリアの孔となり易くなる。ボイル、レトルト殺菌処理などの加熱処理に対する耐性とガスバリア性とのより確実な確保を考慮すると、5〜30%重量%であることがより望ましい。 In the above mixed solution, when Si (OR 1 ) 4 is converted to SiO 2 and R 2 Si (OR 3 ) 3 is converted to R 2 Si (OH) 3 , the solid content of R 2 Si (OR 3 ) 3 is It is desirable to be 1 to 50% by weight based on the total solid content. If it is less than 1% by weight, the water resistance effect is lowered, and if it exceeds 50% by weight, the functional group tends to be a pore of the barrier. Considering more reliable securing of resistance to heat treatment such as boil and retort sterilization treatment and gas barrier properties, it is more preferably 5 to 30% by weight.

また、Si(OR14はSiO2に、R2Si(OR33はR2Si(OH)3に換算したとき、固形分の配合比が重量比率でSiO2/(R2Si(OH)3/水溶性高分子)=1
00/100〜100/30の範囲内であれば、ボイル・レトルト殺菌処理などにおける加熱処理に対する耐性とガスバリア性はもちろんのこと、包装材料としての利用を考えた場合のフレキシブル性の付与が十分に確保されるようになり好ましい。
Further, when Si (OR 1 ) 4 is converted to SiO 2 and R 2 Si (OR 3 ) 3 is converted to R 2 Si (OH) 3 , the mixing ratio of the solid content is SiO 2 / (R 2 Si (OH) 3 / water-soluble polymer) = 1
If it is in the range of 00/100 to 100/30, not only resistance to heat treatment and gas barrier properties in boil / retort sterilization treatment, etc., but also sufficient flexibility is provided when considering use as a packaging material. This is preferable because it is ensured.

さらに、ガスバリア性被膜層3中のSi(OR14では、その加水分解性基(R1)は、CH3、C2H5、C24OCH3などで表せるものであでばいずれのものも使用することができる。中でも、テトラエトキシシランが加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定であるため好ましい。 Further, in Si (OR 1 ) 4 in the gas barrier coating layer 3, the hydrolyzable group (R 1 ) can be expressed by CH 3 , C 2 H 5, C 2 H 4 OCH 3 or the like. Can also be used. Among these, tetraethoxysilane is preferable because it is relatively stable in an aqueous solvent after hydrolysis.

また、ガスバリア性被膜層中の水酸基を有する水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール、でんぷん、セルロース類が好ましく用いられる。特にポリビニルアルコール(以下PVA)を用いた場合にはガスバリア性が最も優れるようになる。なぜならPVAはモノマー単位中に最も多く水酸基を含む高分子であるため、加水分解後の金属アルコキシドの水酸基と非常に強固な水素結合を持つからである。ここで言うPVAとは、一般にポリ酢酸ビニルをケン化して得られるもので、酢酸基が数十%残存している、いわゆる部分ケン化PVAから酢酸基が数%しか残存していない完全ケン化PVAまでを含む。PVAの分子量は重合度が300〜数千まで多種あるが、本発明においてはどの分子量のものを用いても構わない。しかし一般的にケン化度が高くまた重合度が高い高分子量のPVAは耐水性が高いため好ましく用いられる。   As the water-soluble polymer having a hydroxyl group in the gas barrier coating layer, polyvinyl alcohol, starch and celluloses are preferably used. In particular, when polyvinyl alcohol (hereinafter referred to as PVA) is used, the gas barrier property is most excellent. This is because PVA is a polymer containing the most hydroxyl groups in the monomer unit and therefore has a very strong hydrogen bond with the hydroxyl groups of the metal alkoxide after hydrolysis. PVA as used herein is generally obtained by saponifying polyvinyl acetate, and saponification is complete saponification in which only several percent of acetic acid groups remain from so-called partially saponified PVA in which several tens of percent of acetic acid groups remain. Includes up to PVA. The molecular weight of PVA has various degrees of polymerization ranging from 300 to several thousand, but any molecular weight may be used in the present invention. However, generally high molecular weight PVA having a high saponification degree and a high polymerization degree is preferably used because of its high water resistance.

また、Si(OR14としてテトラエトキシシラン、水溶性高分子としてPVAをそれぞれ用いた場合、金属アルコキシドあるいは金属アルコキシドの加水分解物を金属酸化物(例えばSiO2)に換算したときの金属酸化物と水溶性高分子との重量比率は、SiO2/PVAが100/10〜100/100であることがより好ましい。PVAが100/10より少ないとガスバリア性被膜層が硬くなり、ヒビ割れやすくなってフレキシビリティーが低くなり、ガスバリア性が劣化し易くなる。またPVAが100/100を超えると耐水性阻害の原因となることもある。 In addition, when tetraethoxysilane is used as Si (OR 1 ) 4 and PVA is used as the water-soluble polymer, metal oxidization when a metal alkoxide or a hydrolyzate of metal alkoxide is converted into a metal oxide (for example, SiO 2 ) is used. weight ratio of the object and a water-soluble polymer is more preferably SiO 2 / PVA is 100 / 10-100 / 100. When the PVA is less than 100/10, the gas barrier coating layer becomes hard, is liable to crack, the flexibility is lowered, and the gas barrier property is liable to deteriorate. Moreover, when PVA exceeds 100/100, it may cause water resistance inhibition.

上記した混合溶液の調液に際しては、加水分解したSi(OR14と水酸基をもつ水溶性高分子と、R2Si(OR33とをどのような順番で混合しても上記したような所期の効果は発現するが、Si(OR14とR2Si(OR33を別々に加水分解してから水溶性高分子に添加する方法は、SiO2の微分散およびSi(OR14の加水分解効率を考慮すると望ましい方法といえる。 In the preparation of the above mixed solution, the above description is applied regardless of the order of mixing the hydrolyzed Si (OR 1 ) 4 , the water-soluble polymer having a hydroxyl group, and R 2 Si (OR 3 ) 3 . Such a desired effect is manifested, but the method of separately hydrolyzing Si (OR 1 ) 4 and R 2 Si (OR 3 ) 3 and then adding it to the water-soluble polymer involves the fine dispersion of SiO 2 and Considering the hydrolysis efficiency of Si (OR 1 ) 4 , this is a desirable method.

さらに、混合溶液には、本発明のガスバリアフィルム積層体への後加工工程において使用される印刷インキや接着剤との密着性や濡れ性、さらには各構成層の収縮によるクラック発生の防止を考慮して、イソシアネート化合物、コロイダルシリカやスメクタイトなどの粘土鉱物、安定化剤、着色剤、粘度調整剤などの公知の添加剤などを、ガスバリア性や耐水性を阻害しない範囲で適宜添加してもよい。   Furthermore, the mixed solution considers the adhesion and wettability with the printing ink and adhesive used in the post-processing step to the gas barrier film laminate of the present invention, and also prevents the occurrence of cracks due to shrinkage of each constituent layer In addition, known additives such as isocyanate compounds, clay minerals such as colloidal silica and smectite, stabilizers, colorants, viscosity modifiers, etc. may be added as appropriate within a range that does not impair gas barrier properties and water resistance. .

ガスバリア性被膜層3の厚みは特に限定しない。但し加熱乾燥後の厚さが0.01μm未満の場合は、均一な薄膜層が得られ難くなり、十分なガスバリア性を得られない場合がある。また厚さが50μmを超える場合は、薄膜層にクラックが生じ易くなるため問題となる場合がある。好ましくは0.01〜50μmの範囲、より好ましくは0.1〜10μmの範囲にあればよい。   The thickness of the gas barrier coating layer 3 is not particularly limited. However, when the thickness after heat drying is less than 0.01 μm, it is difficult to obtain a uniform thin film layer, and sufficient gas barrier properties may not be obtained. On the other hand, when the thickness exceeds 50 μm, cracks are likely to occur in the thin film layer, which may be a problem. Preferably it may be in the range of 0.01 to 50 μm, more preferably in the range of 0.1 to 10 μm.

ガスバリア性被膜層3の蒸着薄膜層2の上への形成方法としては、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印刷などを採用することができる。   Examples of the method for forming the gas barrier coating layer 3 on the deposited thin film layer 2 include dipping, roll coating, gravure coating, reverse coating, air knife coating, comma coating, die coating, screen printing, spray coating, and gravure offset printing. Can be adopted.

以上、本発明の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体の概略を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、上記したガスバリア性被膜層3の上に印刷層、介在フィルム、シーラント層などを後加工工程において積層させて、包装材料とすることが出来る。   The outline of the gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to the present invention has been described above. However, the present invention is not limited to this, and a printing layer, an intervening film, and a sealant are formed on the gas barrier coating layer 3 described above. Layers and the like can be laminated in a post-processing step to form a packaging material.

介在フィルムは、袋状包装体などを構成する包装材料として使用する際に必要とされる破袋強度や突き刺し強度を高めるために設けられるもので、一般的には機械強度及び熱安定性の面から二軸延伸ナイロンフィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルムなどが用いられる。その厚さは、材質や要求品質に応じて決められるが、一般的には10〜30μmの範囲にあればよい。   The intervening film is provided to increase the bag breaking strength and piercing strength required when used as a packaging material constituting a bag-shaped package, etc., and generally has mechanical strength and thermal stability. To biaxially stretched nylon film, biaxially stretched polyethylene terephthalate film, biaxially stretched polypropylene film and the like. The thickness is determined according to the material and the required quality, but generally may be in the range of 10 to 30 μm.

さらにシーラント層は袋状包装体などを形成する包装材料として使用された際に、接着層としての役目を担うように設ける層であり、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などの樹脂によって構成される。その厚さは目的に応じて決められるが、一般的には15〜200μmの範囲にあればよい。   Further, the sealant layer is a layer provided to serve as an adhesive layer when used as a packaging material for forming a bag-like package, such as polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene- It is constituted by a resin such as a methacrylic acid copolymer, an ethylene-methacrylic acid ester copolymer, an ethylene-acrylic acid copolymer, an ethylene-acrylic acid ester copolymer, and a metal cross-linked product thereof. The thickness is determined according to the purpose, but generally may be in the range of 15 to 200 μm.

本発明においては、上記した蒸着薄膜層2やガスバリア性被膜層3が積層されていない面にも、必要に応じて印刷層、介在フィルム、シーラント層などを積層させることも可能である。また、前述のプラズマを利用したリアクティブイオンエッチング(RIE)による前処理を基材の両面に施し、この前処理によって形成された前処理面上に、前述した蒸着薄膜層とガスバリア性被膜層を積層するようにしてもよい。また蒸着薄膜層とガスバリア性被膜層は多層構成であってもよい。   In the present invention, a printing layer, an intervening film, a sealant layer, and the like can be laminated on the surface on which the vapor-deposited thin film layer 2 and the gas barrier coating layer 3 are not laminated, if necessary. In addition, pretreatment by reactive ion etching (RIE) using the plasma described above is performed on both surfaces of the base material, and the above-described vapor deposition thin film layer and gas barrier coating layer are formed on the pretreatment surface formed by this pretreatment. You may make it laminate | stack. Further, the deposited thin film layer and the gas barrier coating layer may have a multilayer structure.

以下に本発明の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体の実施例を説明する。なお、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Examples of the gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to the present invention will be described below. The present invention is not limited to these examples.

厚さ12μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの一方の面に、印加電力を120W、処理時間を0.1sec、処理ガスをアルゴン、処理ユニット圧力を2.0Paとしてリアクティブイオンエッチング(RIE)を利用したプラズマ前処理を施した。この時、電極には周波数13.56MHzの高周波電源を用いた。   Reactive ion etching (RIE) is used on one side of a 12 μm thick polyethylene terephthalate (PET) film with an applied power of 120 W, a processing time of 0.1 sec, a processing gas of argon, and a processing unit pressure of 2.0 Pa. The plasma pretreatment was performed. At this time, a high frequency power source having a frequency of 13.56 MHz was used for the electrodes.

続いて、上記処理によって設けられたRIEによる前処理面の上に、電子線加熱方式による真空蒸着装置を使用し、そこに酸素ガスを導入しながら金属アルミニウムの薄膜を蒸発させ、厚さ15nmの酸化アルミニウムからなる蒸着薄膜を成膜した。次いで、下記に示すA液とB液とC液を配合比(wt%)が70/20/10となるように混合した混合溶液をグラビアコート法により蒸着薄膜層上に塗布し、加熱乾燥させ、厚さ0.3μmのガスバリア性被膜層を形成して、実施例1に係る加熱殺菌耐性を有するガスバリアフィルム積層体を作成した。   Subsequently, a vacuum deposition apparatus using an electron beam heating method is used on the pre-processed surface by RIE provided by the above process, and a thin film of metal aluminum is evaporated while oxygen gas is introduced into the vacuum deposition apparatus. A deposited thin film made of aluminum oxide was formed. Next, a mixed solution prepared by mixing A liquid, B liquid, and C liquid shown below so that the blending ratio (wt%) is 70/20/10 is applied onto the deposited thin film layer by a gravure coating method, and is dried by heating. A gas barrier film layer having a thickness of 0.3 μm was formed to produce a gas barrier film laminate having heat sterilization resistance according to Example 1.

<A液>
テトラエトキシシラン17.9gとメタノール10gに塩酸(0.1N)72.1gを加え、30分間攪拌し加水分解させた固形分5wt%(SiO2換算)の加水分解溶液。
<Liquid A>
Hydrolysis solution having a solid content of 5 wt% (in terms of SiO 2 ) obtained by adding 72.1 g of hydrochloric acid (0.1N) to 17.9 g of tetraethoxysilane and 10 g of methanol, followed by stirring for 30 minutes for hydrolysis.

<B液>
ポリビニルアルコールの5wt%水/メタノール溶液(水/メタノール重量比=95/5)。
<Liquid B>
5 wt% water / methanol solution of polyvinyl alcohol (water / methanol weight ratio = 95/5).

<C液>
β−(3,4エポキシシクロヘキシル)トリメトキシシランとイソプロピルアルコール(IPA溶液)に塩酸(1N)を徐々に加え、30分間攪拌し加水分解させた後、水/IPA=1/1溶液で加水分解を行い、固形分5wt%(R2Si(OH)3換算)に調整した加水分解溶液。
<C liquid>
Hydrochloric acid (1N) is gradually added to β- (3,4 epoxycyclohexyl) trimethoxysilane and isopropyl alcohol (IPA solution), and the mixture is stirred for 30 minutes for hydrolysis, and then hydrolyzed with water / IPA = 1/1 solution. A hydrolyzed solution adjusted to a solid content of 5 wt% (in terms of R 2 Si (OH) 3 ).

上記C液の代わりに以下に示すD液を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例2に係る加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体を作成した。   A gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to Example 2 was prepared in the same manner as in Example 1 except that the following D liquid was used instead of the above C liquid.

<D液>
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランとIPA溶液に塩酸(1N)を徐々に加え、30分間攪拌し加水分解させた後、水/IPA=1/1溶液で加水分解を行い、固形分5%(重量比R2Si(OH)3換算)に調整した加水分解溶液。
<D liquid>
Hydrochloric acid (1N) is gradually added to the γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and the IPA solution, and the mixture is stirred for 30 minutes for hydrolysis, followed by hydrolysis with a water / IPA = 1/1 solution to obtain a solid content of 5%. Hydrolysis solution adjusted to (weight ratio R 2 Si (OH) 3 conversion).

厚さ12μmのポリエチレンテレフタレートフィルムのコロナ処理面にリアクティブイオンエッチングを行った基材を用いた以外は、実施例1と同様の方法にて、実施例3に係る加熱殺菌耐性を有するガスバリアフィルム積層体を作成した。   A gas barrier film laminate having heat sterilization resistance according to Example 3 in the same manner as in Example 1 except that a substrate subjected to reactive ion etching on the corona-treated surface of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 12 μm was used. Created the body.

ポリエチレンテレフタレートフィルムにリアクティブイオンエッチングを行わなかった以外は、実施例1と同様の方法にて、比較のための実施例4に係るガスバリアフィルム積層体を作成した。   A gas barrier film laminate according to Example 4 for comparison was prepared in the same manner as in Example 1 except that reactive ion etching was not performed on the polyethylene terephthalate film.

C液を入れずにA液とB液を配合比(wt%)で60/40にて混合した溶液を用いてガスバリア性被膜層を作成した以外は、実施例1と同様の方法にて、比較のための実施例5に係るガスバリアフィルム積層体を作成した。   Except that the gas barrier coating layer was prepared using a solution in which the liquid A and the liquid B were mixed at a blending ratio (wt%) at 60/40 without adding the liquid C, in the same manner as in Example 1, A gas barrier film laminate according to Example 5 for comparison was prepared.

<包装材料の試作>
実施例1〜5のガスバリアフィルム積層体のガスバリ性被膜層の上に、ヒートシール層として厚さ30μmの未延伸ポリプロピレンフィルムを2液硬化型ウレタン系接着剤を介してドライラミネートにより積層し、包装材料を得た。
<Prototype packaging materials>
An unstretched polypropylene film having a thickness of 30 μm is laminated as a heat seal layer by dry lamination on a gas barrier film layer of the gas barrier film laminate of Examples 1 to 5 via a two-component curable urethane adhesive, and packaged. Obtained material.

<評価>
上記試作によって得られた包装材料を用いて4辺をシール部とするパウチを作製し、内容物として水200gを充填した。その後、下記の条件1、2にてレトルト殺菌を行った後、酸素透過度測定とラミネート強度測定を行った。その結果を表1に示す。
<Evaluation>
Using the packaging material obtained by the above trial manufacture, a pouch having four sides as a seal portion was produced, and 200 g of water was filled as the contents. Thereafter, after retort sterilization under the following conditions 1 and 2, oxygen permeability measurement and laminate strength measurement were performed. The results are shown in Table 1.

<レトルト条件>
条件1・・・121℃、30分間
条件2・・・130℃、60分間
(1)酸素透過度の測定
レトルト殺菌後の酸素透過率(単位:cm3/m2/day)を30℃−70%RHの条件で測定した。
<Retort conditions>
Condition 1 ... 121 ° C, 30 minutes Condition 2 ... 130 ° C, 60 minutes (1) Measurement of oxygen permeability Oxygen permeability after retort sterilization (unit: cm 3 / m 2 / day) is 30 ° C- The measurement was performed under the condition of 70% RH.

(2)ラミネート強度の測定
包装材料のガスバリア性被膜層側のラミネート強度(単位:N/15mm)を、試料幅
15mm、剥離角度180度、剥離速度300mm/minの条件にて測定した。
(2) Measurement of laminate strength The laminate strength (unit: N / 15 mm) on the gas barrier coating layer side of the packaging material was measured under the conditions of a sample width of 15 mm, a peeling angle of 180 degrees, and a peeling speed of 300 mm / min.

Figure 2007196550
Figure 2007196550

本発明の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体の概略の断面構成を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the general | schematic cross-section structure of the gas barrier film laminated body which has the heat processing tolerance of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

1…基材
2…無機酸化物からなる蒸着薄膜層
3…ガスバリア性被膜層
4…RIEによる前処理面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Base material 2 ... Deposition thin film layer 3 which consists of inorganic oxides ... Gas barrier film layer 4 ... Pre-processing surface by RIE

Claims (9)

プラスチック材料からなる基材の少なくとも一方の面に、プラズマを利用したリアクティブイオンエッチング(RIE)による前処理が施されていて、このRIEによる前処理面の上には、無機酸化物からなる蒸着薄膜層と、Si(OR14およびR2Si(OR33(R1、R3は加水分解性基、R2は有機官能基である。)で表されるケイ素化合物あるいはその加水分解物、並びに水酸基を有する水溶性高分子とを少なくとも含有する混合溶液からなる薄膜を加熱乾燥してなるガスバリア性被膜層とが順次積層されていることを特徴とする加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体。 At least one surface of a base material made of a plastic material is pretreated by reactive ion etching (RIE) using plasma, and deposition of an inorganic oxide is performed on the pretreated surface by RIE. A thin film layer and a silicon compound represented by Si (OR 1 ) 4 and R 2 Si (OR 3 ) 3 (R 1 and R 3 are hydrolyzable groups, and R 2 is an organic functional group) A gas barrier film having heat treatment resistance, characterized in that a decomposition product and a gas barrier film layer formed by heating and drying a thin film comprising a mixed solution containing at least a water-soluble polymer having a hydroxyl group are sequentially laminated. Laminated body. 前記Si(OR14の加水分解性基(R1)がC25であることを特徴とする請求項1記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体。 The gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to claim 1, wherein the hydrolyzable group (R 1 ) of Si (OR 1 ) 4 is C 2 H 5 . 前記R2Si(OR33の有機官能基(R2)が、ビニル、エポキシ、メタクリロキシ、ウレイド、イソシアネートなどの非水性官能基であることを特徴とする請求項1または2記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体。 The heat treatment according to claim 1 or 2, wherein the organic functional group (R 2 ) of R 2 Si (OR 3 ) 3 is a non-aqueous functional group such as vinyl, epoxy, methacryloxy, ureido, or isocyanate. A gas barrier film laminate having resistance. 前記有機官能基(R2)が、γ−グリシドキシプロピル基またはβ−(3,4エポキシシクロヘキシル)基であることを特徴とする請求項3記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体。 The gas barrier film laminate having a heat treatment resistance according to claim 3, wherein the organic functional group (R 2 ) is a γ-glycidoxypropyl group or a β- (3,4 epoxycyclohexyl) group. Si(OR14をSiO2に、R2Si(OR33をR2Si(OH)3に換算した場合、R2Si(OH)3の固形分が全固形分に対し1〜50重量%であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体。 Si a (OR 1) 4 to SiO 2, when converted to R 2 Si (OR 3) 3 in R 2 Si (OH) 3, R 2 Si (OH) 1~ 3 of solids relative to the total solids content It is 50 weight%, The gas barrier film laminated body which has the heat processing tolerance in any one of Claims 1-4 characterized by the above-mentioned. Si(OR14をSiO2に、R2Si(OR33をR2Si(OH)3に換算した場合、固形分の配合比が重量比率でSiO2/(R2Si(OH)3/水溶性高分子)=100/100〜100/30の範囲内であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体。 When Si (OR 1 ) 4 is converted to SiO 2 and R 2 Si (OR 3 ) 3 is converted to R 2 Si (OH) 3 , the solid content is SiO 2 / (R 2 Si (OH) in weight ratio. The gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to any one of claims 1 to 5, wherein 3 / water-soluble polymer) is in the range of 100/100 to 100/30. 前記プラスチック材料がポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド類、ポリエステル類、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアルコール、ポリウレタン類の中の少なくとも一種類以上を成分に持つか、共重合成分に持っていることを特徴とする請求項1〜6のいずれかに記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体。   The plastic material has at least one of polyethylene, polypropylene, polyamides, polyesters, polycarbonate, polyacrylonitrile, polystyrene, polyvinyl chloride, polyvinyl alcohol, and polyurethane as a component, or has as a copolymer component. The gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to any one of claims 1 to 6. 前記ポリエステル類がポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ボリブチレンテレフタレート、ボリブチレンナフタレート及びそれらの共重合体であることを特徴とする請求項7記載の加熱処理耐性を有するガスバリアフィルム積層体。   8. The gas barrier film laminate having heat treatment resistance according to claim 7, wherein the polyester is polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, boribylene terephthalate, boribylene naphthalate or a copolymer thereof. 前記無機酸化物が、酸化アルミニウム、酸化珪素或いはそれらの混合物であることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の加熱殺菌耐性を有するガスバリアフィルム積層体。   The gas barrier film laminate having heat sterilization resistance according to any one of claims 1 to 8, wherein the inorganic oxide is aluminum oxide, silicon oxide, or a mixture thereof.
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