JP2007290144A - Gas barrier laminate - Google Patents

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Tomokazu Murase
友和 村瀬
Ryukichi Matsuo
龍吉 松尾
Hiroshi Suzuki
浩 鈴木
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a transparent gas barrier laminated film having flexibility, excellent in oxygen barrier properties, steam barrier properties and also excellent in water resistance, heat resistance and hot water resistance. <P>SOLUTION: This gas barrier laminate obtained by providing a film comprises a composite, which is composed of at least one metal alkoxide or its hydrolysate (A) and a water soluble resin (ethylene/vinyl alcohol copolymer) (B), on a plastic base material comprising a polymeric resin composition and shows high gas barrier properties, has flexibility, water resistance, heat resistance and hot water resistance and is not deteriorated in its barrier properties by boiling treatment and retorting treatment under a high temperature and pressure condition. Further, the laminate shows excellent gas barrier properties by adding an inorganic layer like mineral to the water soluble resin. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

近年、食品、非食品、医薬品等の包装に用いられる包装材料は、内容物の変質、特に食品においては蛋白質や油脂等の酸化、変質を抑制し、味、鮮度を保持するために、また無菌状態での取扱いが必要とされる医薬品においては有効成分の変質を抑制し、効能を維持するために、包装材料を透過する酸素、水蒸気、その他内容物を変質させる気体による影響を防止する必要があり、これらの気体(ガス)を遮断するガスバリア性を備える包装材料が求められている。   In recent years, packaging materials used for the packaging of foods, non-foods, pharmaceuticals, etc. have been modified to maintain the taste and freshness by suppressing the alteration of the contents, especially the oxidation and alteration of proteins and oils and fats in foods. In the case of pharmaceutical products that require handling in the state, it is necessary to prevent the influence of oxygen, water vapor, and other gases that alter the contents of the packaging material in order to suppress the alteration of the active ingredient and maintain its efficacy. There is a need for a packaging material having a gas barrier property that blocks these gases.

従来から、通常のガスバリアレベルのものについては、高分子の中では比較的にガスバリア性に優れるポリビニルアルコール(PVA)、エチレン−ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニリデン(PVDC)、ポリアクリロニトリル(PAN)等の樹脂フィルムやあるいはこれらの樹脂をラミネートまたはコーティングしたプラスチックフィルム等の高分子ガスバリア性フィルムが主に用いられてきたが、これらのフィルムは、温湿度依存性が大きく、高温または高湿下においてガスバリア性の低下が見られ、包装の用途によってはボイル処理や高温高圧力下でのレトルト処理を行うとガスバリア性が著しく低下することがある。また、PVDC系の高分子樹脂組成物を用いてなるガスバリア性積層体は、湿度依存性は小さいが、酸素バリア性を1cm3/m2・day・atm以下とする高ガスバリア材(ハイガスバリア材)を実現することは、困難であるという問題があり、特に高防湿性や高度なガスバリア性が要求されるものについては使用できなかった。 Conventionally, those having ordinary gas barrier levels are relatively excellent in gas barrier properties among polymers, such as polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), polyacrylonitrile. Resin films such as (PAN) or polymer gas barrier films such as plastic films laminated or coated with these resins have been mainly used. However, these films are highly dependent on temperature and humidity, and can be used at high or high temperatures. Deterioration of the gas barrier property is observed under humidity, and depending on the packaging application, the gas barrier property may be significantly lowered when a boil treatment or a retort treatment under high temperature and high pressure is performed. In addition, a gas barrier laminate using a PVDC polymer resin composition has a low humidity dependency but a high gas barrier material (high gas barrier material) having an oxygen barrier property of 1 cm 3 / m 2 · day · atm or less. ) Has a problem that it is difficult to achieve, and it cannot be used particularly for those requiring high moisture resistance and high gas barrier properties.

また、PVDCやPAN等は廃棄・焼却の際に有害物質の発生の危惧があり、焼却処理やリサイクリングなど廃棄物処理の面で問題がある。そのため、高防湿性を有し、かつ高度のガスバリア性を要求されるものについては、アルミニウム等の金属からなる金属箔等をガスバリア層として用いた包装材料を用いざるを得なかった。しかしながら、金属箔や金属蒸着フィルムは、ガスバリア性に優れるが包装材料を透視して内容物の識別や、検査の際金属探知器が使用できない等の問題、また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等の問題がある。   In addition, PVDC, PAN, and the like have a risk of generation of harmful substances during disposal / incineration, and there are problems in waste disposal such as incineration and recycling. Therefore, for materials that have high moisture resistance and require high gas barrier properties, a packaging material using a metal foil made of a metal such as aluminum as a gas barrier layer has to be used. However, metal foil and metal vapor-deposited film are excellent in gas barrier properties, but problems such as identification of contents by seeing through packaging materials and the inability to use a metal detector for inspection, and non-combustible materials when discarded after use There are problems such as having to be treated as.

そのため、高分子樹脂組成物からなるプラスチックフィルム上にアルミニウム(Al)などの金属または金属化合物を真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ気相成長法(CVD法)などの真空プロセスにより被膜を設けたバリア材が開発された。蒸着させる金属としては、酸化アルミニウム(AlOx)、一酸化珪素(SiO)などの珪素酸化物(SiOx)、酸化マグネシウム(MgO)などが挙げられる。これらは高分子樹脂組成物からなるガスバリア材より優れたガスバリア特性を有しており、高湿度下での劣化も少なく、この包装材料を用いた包装フィルムが一般的に普及し始めている。   Therefore, a barrier in which a metal or a metal compound such as aluminum (Al) is provided on a plastic film made of a polymer resin composition by a vacuum process such as a vacuum deposition method, a sputtering method, or a plasma vapor deposition method (CVD method). The material was developed. Examples of the metal to be deposited include aluminum oxide (AlOx), silicon oxide (SiOx) such as silicon monoxide (SiO), magnesium oxide (MgO), and the like. These have gas barrier properties superior to those of a gas barrier material made of a polymer resin composition, are less likely to deteriorate under high humidity, and packaging films using this packaging material are starting to become popular.

しかし、ガスバリア層に用いられる無機化合物の薄膜が可撓性に欠けており、揉みや折り曲げに弱く、また基材との密着性が悪いため、取り扱いに注意を要し、印刷、ラミネート、製袋など包装材料の後加工の際に、前記薄膜にクラックが生じ、ガスバリア性が著しく低下する問題がある。また、透明蒸着膜の耐熱水性が低く、ボイル処理やレトルト処理によりバリア性を維持できない。   However, the thin film of inorganic compound used for the gas barrier layer lacks flexibility, is weak against stagnation and bending, and has poor adhesion to the base material. When the packaging material is post-processed, there is a problem that the thin film is cracked and the gas barrier property is remarkably lowered. Moreover, the hot water resistance of a transparent vapor deposition film is low, and a barrier property cannot be maintained by boil processing or retort processing.

そのため、蒸着層上に保護膜の役割としてガスバリア性の低下を抑制したガスバリア積層体の開発は成されているが、その効果は単なる蒸着薄膜の保護層としての役割に過ぎない。   Therefore, development of a gas barrier laminate in which the gas barrier property is prevented from lowering as a protective film on the deposited layer has been developed, but the effect is merely a role as a protective layer of the deposited thin film.

現在、可撓性を有した複合被膜の開発は盛んに行われているが、内容物を直接透視して識別することができるだけの透明性を持ち、金属探知器が使用でき、環境適応性に優れ、内容物に対して影響を与える酸素や水蒸気等を遮断する、特に酸素ガスバリア性が1cm3/m2・day・atm以下の高いガスバリア性を有する包装材料及び、包装材料としての加工工程で剥離等の発生やガスバリア性の劣化がなく、湿度劣化や温度依存性もない、高ガスバリア性包装材料は現在のところ見出されていない。とりわけ、ボイル処理や高温高圧力下でのレトルト処理においてもバリア劣化のないガスバリア積層体は存在しない。 Currently, the development of flexible composite coatings is actively underway, but it is transparent enough to allow direct identification of the contents, metal detectors can be used, and environmental adaptability can be improved. Excellent packaging material that shuts off oxygen, water vapor, etc. that have an effect on the contents, and has a high gas barrier property, particularly an oxygen gas barrier property of 1 cm 3 / m 2 · day · atm or less. No high gas barrier packaging material has been found so far that does not cause peeling or deterioration of gas barrier properties, and does not have humidity deterioration or temperature dependency. In particular, there is no gas barrier laminate without barrier deterioration even in boil treatment or retort treatment under high temperature and high pressure.

特許文献は以下の通り。
特開2000−169652
The patent literature is as follows.
JP 2000-169652 A

本発明は、上記課題を解決する為に行うものであり、可撓性を有し、酸素バリア性、水蒸気バリア性に優れ、耐水性、耐熱性、耐熱水性を有する透明ガスバリア性積層体を提供することを目的とする。特に、ボイル処理、レトルト処理によるバリア劣化を抑制することが可能な透明ガスバリア性積層体を提供することである。   The present invention is made to solve the above-mentioned problems, and provides a transparent gas barrier laminate having flexibility, excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties, and having water resistance, heat resistance, and hot water resistance. The purpose is to do. In particular, it is to provide a transparent gas barrier laminate capable of suppressing barrier deterioration due to boil treatment and retort treatment.

請求項1記載の発明における課題を解決するための手段は、引裂性を有する高分子樹脂組成物からなるプラスチック基材上の少なくとも一方の面に、膜厚5〜100nmの金属、又は金属酸化物の蒸着層を設けることを特徴とする強密着ガスバリア性積層フィルムである。   Means for solving the problem in the invention of claim 1 is that a metal or metal oxide having a film thickness of 5 to 100 nm is formed on at least one surface on a plastic substrate made of a tearable polymer resin composition. It is a strong adhesion gas-barrier laminated film characterized by providing a vapor deposition layer.

請求項2記載の発明における課題を解決するための手段は、引裂性が直線引裂性であることを特徴とする強密着ガスバリア性積層フィルムである。   The means for solving the problem in the invention of claim 2 is a strongly-adhesive gas barrier laminate film characterized in that the tearability is linear tearability.

請求項3記載の発明における課題を解決するための手段は、プラスチック基材面がリアクティブイオンエッチング(RIE)モードのプラズマ処理面であることを特徴とする請求項1または2記載の強密着ガスバリア性積層フィルムである。   The means for solving the problem in the invention of claim 3 is that the plastic substrate surface is a reactive ion etching (RIE) mode plasma processing surface. It is a conductive laminated film.

請求項4記載の発明における課題を解決するための手段は、リアクティブイオンエッチング(RIE)モードのプラズマ処理面が、アルゴン、窒素、酸素、水素のうちの1種類のガス、またはこれらの混合ガスによるリアクティブイオンエッチング(RIE)モードのプラズマ処理面であることを特徴とする請求項1から3何れか記載の強密着ガスバリア性積層フィルムである。   According to a fourth aspect of the present invention, the reactive ion etching (RIE) mode plasma processing surface is a gas of argon, nitrogen, oxygen, or hydrogen, or a mixed gas thereof. The strongly-adhesive gas barrier laminate film according to any one of claims 1 to 3, which is a plasma-treated surface in a reactive ion etching (RIE) mode.

請求項5記載の発明における課題を解決するための手段は、上記プラスチック基材の材料が、ポリテトラメチレングリコールを含有したポリブチレンテレフタレートとポリエチレンテレフタレート(PET)からなる、一方向に直線引裂性を有する一軸若しくは二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項1から4何れか記載の強密着ガスバリア性積層フィルムである。   The means for solving the problem in the invention of claim 5 is that the material of the plastic substrate is composed of polybutylene terephthalate containing polytetramethylene glycol and polyethylene terephthalate (PET), and has linear tearability in one direction. It is the uniaxial or biaxially stretched polyester film which has, It is a strong adhesion gas-barrier laminated film in any one of Claim 1 to 4 characterized by the above-mentioned.

請求項6記載の発明における課題を解決するための手段は、プラスチック基材が、分子量600〜4,000のポリテトラメチレングリコールを5〜20wt%含有したポリブチレンテレフタレート(変性PBT)と、ポリエチレンテレフタレートとを、PET/変性PET=70/30〜95/5(重量比)の割合になっている二軸延伸ポリエステルフィルムであることを特徴とする請求項5記載の強密着ガスバリア性積層フィルムである。   The means for solving the problem in the invention of claim 6 is that the plastic substrate contains polybutylene terephthalate (modified PBT) containing 5 to 20 wt% of polytetramethylene glycol having a molecular weight of 600 to 4,000, and polyethylene terephthalate. And a biaxially stretched polyester film in a ratio of PET / modified PET = 70/30 to 95/5 (weight ratio). .

請求項7記載の発明における課題を解決するための手段は、請求項1から6何れか記載
の強密着ガスバリア性積層フィルムの蒸着層上に1種以上の金属アルコキシド或いはその加水分解物と、水酸基を有する水性高分子との複合物からなる被膜を設けることを特徴とする強密着ガスバリア性積層フィルムである。
Means for solving the problem in the invention of claim 7 is that one or more metal alkoxides or hydrolysates thereof and a hydroxyl group are formed on the vapor-deposited layer of the strong adhesion gas barrier laminate film of any of claims 1 to 6. It is a strong adhesion gas barrier laminated film characterized by providing a film made of a composite with a water-based polymer having.

請求項8記載の発明における課題を解決するための手段は、請求項1から7何れか記載の強密着ガスバリア性積層フィルムの製造方法において、RIEによるプラスチック基材の処理の工程と、蒸着層を設ける工程が、蒸着機インラインにて行われることを特徴とする直線引裂性を有する強密着ガスバリア性積層フィルムの製造方法である。   Means for solving the problem in the invention of claim 8 is the method for producing a strongly-adhesive gas barrier laminate film according to any one of claims 1 to 7, wherein the step of treating the plastic substrate by RIE, and the vapor deposition layer are provided. The step of providing is a method for producing a strongly-adhesive gas barrier laminate film having linear tearability, characterized in that the step of providing is performed in a vapor deposition machine inline.

上記発明に依れば、高分子樹脂組成物からなるプラスチック基材上に1種以上の金属アルコキシド或いはその加水分解物に、エチレン−ビニルアルコールなどの水溶性樹脂との複合被膜を設けたものであり、高いガスバリア性を有する。   According to the above invention, a composite film with a water-soluble resin such as ethylene-vinyl alcohol is provided on one or more metal alkoxides or hydrolysates thereof on a plastic substrate made of a polymer resin composition. And high gas barrier properties.

膜厚5〜100nmの無機蒸着層上に上記複合被膜を設けることで、ボイル処理、レトルト処理などの加熱処理時によっても性能が劣化しない透明ガスバリア積層体を提供することが可能である。   By providing the composite coating on an inorganic vapor deposition layer having a thickness of 5 to 100 nm, it is possible to provide a transparent gas barrier laminate that does not deteriorate in performance even during heat treatment such as boil treatment and retort treatment.

以上のように、本発明によるガスバリア剤はプラスチックフィルム基材の少なくとも片面に1種以上の金属アルコキシド或いはその加水分解物と、エチレン−ビニルアルコール系共重合体(EVOH)との複合被膜を設けることで、ハイレベルなガスバリア性を有するとともに、耐水性、耐熱水性にも優れることが確認できた。蒸着膜上へ塗布することで、ボイル処理、レトルト処理による蒸着層へのクラックの導入を抑制することが可能である。また、EVOHに無機層状化合物を添加することで更なるバリア性、耐水性の向上が得られた。また、可撓性にも優れるので、乱雑な取扱いにもバリア性を損なうことなく、食品など内容物の長期保存を可能にするものである。   As described above, the gas barrier agent according to the present invention is provided with a composite film of at least one metal alkoxide or a hydrolyzate thereof and an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) on at least one surface of a plastic film substrate. Thus, it was confirmed that it has a high level of gas barrier properties and is excellent in water resistance and hot water resistance. By applying on the vapor deposition film, it is possible to suppress the introduction of cracks to the vapor deposition layer by the boil treatment and the retort treatment. Moreover, the further improvement of barrier property and water resistance was obtained by adding an inorganic layered compound to EVOH. Moreover, since it is excellent also in flexibility, the contents, such as food, can be preserved for a long period of time without compromising barrier properties even in messy handling.

上記したプラスチック基材は、蒸着薄膜層の透明性を活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。基材の例としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などの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の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等が挙げられる。さらに、ポリ塩化ビニル、セルロース、トリアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリウレタン等が挙げられる。以上の材料の少なくとも一種類以上を成分に持つ、あるいは共重合成分に持つ、あるいはそれらの化学修飾体を成分に持つ材料も挙げられる。基材は延伸、未延伸のどちらでも良く、また、機械的強度や寸法安定性を有するものが良い。この中で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。またこの基材の蒸着層が設けられる面と反対側の表面に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、活剤などが使用されても良い。   The above-mentioned plastic substrate is preferably a transparent film substrate if possible in order to make use of the transparency of the deposited thin film layer. Examples of substrates include polyester films such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polystyrene films, polyamide films, polycarbonate films, polyacrylonitrile films, polyimide films, and the like. Can be mentioned. Furthermore, polyvinyl chloride, cellulose, triacetyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyurethane and the like can be mentioned. Materials having at least one or more of the above materials as components, having copolymer components, or having chemically modified compounds as components are also included. The substrate may be either stretched or unstretched, and preferably has mechanical strength and dimensional stability. Among these, a polyethylene terephthalate film or a polyamide film arbitrarily stretched in the biaxial direction is preferably used. Various known additives and stabilizers such as an antistatic agent, an ultraviolet ray preventing agent, a plasticizer, and an activator may be used on the surface of the substrate opposite to the surface on which the vapor deposition layer is provided.

基材の厚さは特に制限を受けるものではなく、また包装材料としての適性を考慮して単体フィルム以外に異なる性質のフィルムを積層したフィルムを使用できる。尚、無機酸化物からなる蒸着薄膜層、ガスバリア性複合被膜層を形成する場合の加工性を考慮すると、実用的には、3〜200mの範囲が好ましく、特に6〜30mとすることが好ましい。   The thickness of the substrate is not particularly limited, and a film obtained by laminating films having different properties in addition to a single film can be used in consideration of suitability as a packaging material. In view of workability in the case of forming a vapor-deposited thin film layer and a gas barrier composite coating layer made of an inorganic oxide, a range of 3 to 200 m is practically preferable, and a range of 6 to 30 m is particularly preferable.

基材上に堆積させる蒸着薄膜層の厚さは、一般的には5〜30nmの範囲内が望ましく、その値は適宜選択される。ただし、膜厚が5nm未満であると均一な膜が得られないことや膜厚が十分ではないことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果たすことがで
きない場合がある。また膜厚が30nmを越える場合は、薄膜にフレキシビリティを保持させることができず、成膜後に折り曲げ、引っ張りなどの外的要因により、薄膜に亀裂を生じる恐れがあるので問題がる。より好ましくは、10〜15nmの範囲内にあることである。
In general, the thickness of the vapor-deposited thin film layer deposited on the substrate is desirably in the range of 5 to 30 nm, and the value is appropriately selected. However, if the film thickness is less than 5 nm, a uniform film may not be obtained or the film thickness may not be sufficient, and the function as a gas barrier material may not be sufficiently achieved. When the film thickness exceeds 30 nm, the thin film cannot be kept flexible, and there is a problem that the thin film may be cracked due to external factors such as bending and pulling after the film formation. More preferably, it exists in the range of 10-15 nm.

酸化アルミニウム層をプラスチック基材上に形成する方法としては、種々在り、通常の真空蒸着法により形成することができる。また、その他の薄膜形成法であるスパッタリング法やイオンプレーティング法、プラズマ気相成長法(CVD法)などを用いることも可能である。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。真空蒸着法の加熱手段としては、電子線加熱方式や抵抗加熱方式、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することも可能である。   There are various methods for forming the aluminum oxide layer on the plastic substrate, and the aluminum oxide layer can be formed by a normal vacuum deposition method. Further, other thin film forming methods such as sputtering, ion plating, and plasma vapor deposition (CVD) can also be used. However, considering productivity, the vacuum deposition method is the best at present. As a heating means of 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 the evaporation material, the electron beam heating method is used. More preferably, it is used. Moreover, in order to improve the adhesiveness of a vapor deposition thin film layer and a base material, and the denseness of a vapor deposition thin film layer, it is also possible to vapor-deposit using a plasma assist method or an ion beam assist method.

基材と蒸着薄膜層の密着性を向上させるために、プラズマを利用したリアクティブイオンエッチング(RIE)による前処理を施しても良い。   In order to improve the adhesion between the substrate and the deposited thin film layer, a pretreatment by reactive ion etching (RIE) using plasma may be performed.

次いで複合被膜層について説明する。複合被膜層はガスバリア性を持った被膜層であり、水溶性樹脂と1種以上の金属アルコキシド或いはその加水分解物を含む水溶液或いは水/アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を用いて形成される。また、水溶性樹脂中に無機層状化合物を添加することも可能である。さらにその溶液に金属アルコキシドを直接、或いは予め加水分解させるなど処理を行ったもの、ポリビニルアルアルコールを添加することも可能である。   Next, the composite coating layer will be described. The composite coating layer is a coating layer having gas barrier properties, and is formed using a coating agent mainly composed of an aqueous solution or water / alcohol mixed solution containing a water-soluble resin and one or more metal alkoxides or hydrolysates thereof. . It is also possible to add an inorganic layered compound in the water-soluble resin. Furthermore, it is also possible to add to the solution a metal alkoxide that has been subjected to a treatment such as hydrolysis or hydrolysis in advance, or polyvinyl alcohol.

本発明において用いた水溶性樹脂は、エチレン‐ビニルアルコール系共重合体(EVOH)である。EVOHは高湿度下でのバリア性、透明性が非常に優れる特徴を持つ。そして、そのエチレン含有量は20〜50mol%である。20mol%を下回ると耐水性、耐湿性が低下するとともに、高湿度下でのガスバリア性が損なわれる。また60mol%より大きいと、耐水性、耐湿性は改善されるものの、本来のガスバリア性が悪くなる。よって、エチレン含有量は25〜35mol%であることが好ましい。   The water-soluble resin used in the present invention is an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH). EVOH has a feature of excellent barrier properties and transparency under high humidity. And the ethylene content is 20-50 mol%. When it is less than 20 mol%, water resistance and moisture resistance are lowered, and gas barrier properties under high humidity are impaired. On the other hand, if it is more than 60 mol%, water resistance and moisture resistance are improved, but the original gas barrier properties are deteriorated. Therefore, the ethylene content is preferably 25 to 35 mol%.

上記EVOHの溶媒としては、水/アルコール混合溶液が用いられる。アルコール成分としては、n−プロピルアルコール、iso−プロピルアルコール、n−ブチルアルコール、iso−ブチルアルコール、sec−ブチルアルコール、tert−ブチルアルコール等が挙げられるが、iso−プロピルアルコールが好ましい。総量に占める水分量が多いとゲル化が促進される。   A water / alcohol mixed solution is used as the EVOH solvent. Examples of the alcohol component include n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol, sec-butyl alcohol, tert-butyl alcohol and the like, and iso-propyl alcohol is preferable. If the amount of water in the total amount is large, gelation is promoted.

無機層状化合物は、溶媒に膨潤する無機層状化合物が好ましく用いられ、その結晶構造はシリカの4面体層がアルミニウムやマグネシウム等を中心金属にした8面体層を両側から挟んだ3層構造を形成する。主として、スメクタイト族、バーミキュライト族、マイカ族等を挙げることができる。具体的には、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイル、パイロフィライト、モンモリロナイト、バイデライト、ヘクトライト、サポナイト、スチーブンサイト、テトラシリリックマイカ、ナトリウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、バーミキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥石等で天然であっても合成物であってもよい。また鱗片状シリカ等も使用できる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。これらの中でも、コーティング剤組成物に使用した場合のガスバリヤ性能、印刷適性からモンモリロナイトの使用が好ましい。   The inorganic layered compound is preferably an inorganic layered compound that swells in a solvent, and its crystal structure forms a three-layer structure in which a tetrahedral layer of silica sandwiches an octahedral layer with aluminum, magnesium, or the like as a central metal from both sides. . Mainly, smectite group, vermiculite group, mica group and the like can be mentioned. Specifically, kaolinite, dickite, nacrite, halloysite, antigolite, chrysotile, pyrophyllite, montmorillonite, beidellite, hectorite, saponite, stevensite, tetrasilic mica, sodium teniolite, muscovite, margarite , Talc, vermiculite, phlogopite, xanthophyllite, chlorite and the like may be natural or synthetic. Also, scaly silica can be used. These may be used alone or in combination of two or more. Among these, use of montmorillonite is preferable from the viewpoint of gas barrier performance and printability when used in a coating agent composition.

本発明において用いられるEVOHと無機層状化合物との質量比率は、が(30/70)〜(50/50)の範囲である。無機層状化合物の質量比率が50質量%を下回る場合は、高湿度下で酸素バリア性に問題が生じ、70質量%を超える場合は、塗膜としての物性(塗膜強度)が不足する。   The mass ratio of EVOH and inorganic layered compound used in the present invention is in the range of (30/70) to (50/50). When the mass ratio of the inorganic layered compound is less than 50% by mass, a problem occurs in oxygen barrier properties under high humidity, and when it exceeds 70% by mass, the physical properties (coating film strength) as a coating film are insufficient.

また本発明にて用いた金属アルコキシドは、一般的にM(OR)n(M:Si、Ti、Al、Zr等の金属、R:CH3、C25等のアルキル基)で表せる化合物である。具体的には、テトラエトキシシラン〔Si(OC254〕、トリイソプロポキシアルミニウム〔Al(OC374〕などが挙げられ、中でもテトラエトキシシラン、トリイソプロポキシアルミニウムが加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定であるので好ましい。 The metal alkoxide used in the present invention is generally a compound represented by M (OR) n (M: metal such as Si, Ti, Al, Zr, R: alkyl group such as CH 3 or C 2 H 5 ). It is. Specific examples include tetraethoxysilane [Si (OC 2 H 5 ) 4 ], triisopropoxyaluminum [Al (OC 3 H 7 ) 4 ] and the like, among which tetraethoxysilane and triisopropoxyaluminum are hydrolyzed. Thereafter, it is preferable because it is relatively stable in an aqueous solvent.

上記溶液中にガスバリア性を損なわない範囲にて、シランカップリング剤、或いは分散剤、安定化剤、粘度調整剤、着色剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤などの公知の添加剤を必要に応じて加えることも可能である。   A known additive such as a silane coupling agent or a dispersant, a stabilizer, a viscosity modifier, a colorant, an ultraviolet absorber, and an antistatic agent is added to the solution as long as the gas barrier property is not impaired. It is also possible to add.

コーティング剤の塗布方法としては、通常用いられるディッピング法、ロールコーティング法、スクリーン印刷法、スプレー法、グラビア印刷法など従来公知の方法を用いることが可能である。   As a coating method for the coating agent, conventionally known methods such as a dipping method, a roll coating method, a screen printing method, a spray method, and a gravure printing method that are usually used can be used.

本発明のガスバリア性複合物を上記塗工方法によって塗工する場合の乾燥被膜の厚みは目的とするレベルによって異なるが、通常0.1〜10mである。0.1m以下になると目的とするガスバリア性が得られず、50m以上の場合、被膜へのクラックが入りやすいことや、十分な透明性が得られない場合がある。   When the gas barrier composite of the present invention is applied by the above application method, the thickness of the dry film varies depending on the intended level, but is usually 0.1 to 10 m. If it is 0.1 m or less, the target gas barrier property cannot be obtained, and if it is 50 m or more, cracks are likely to occur in the film, and sufficient transparency may not be obtained.

以下に本発明の実施例を具体的に説明する。尚、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 present invention will be specifically described below. The present invention is not limited to these examples.

厚さ12mの2軸延伸ポリエステルテレフタレート(PET)フィルムの片面に、電子線加熱方式を利用した真空蒸着により、酸化アルミニウムを15nmの厚みで成膜して、蒸着フィルムを作製した。   A vapor-deposited film was produced by depositing aluminum oxide with a thickness of 15 nm on one side of a 12-m thick biaxially stretched polyester terephthalate (PET) film by vacuum deposition using an electron beam heating method.

<実施例1>テトラエトキシシラン〔Si(OC254〕(以下TEOSと略記)を0.1Nの塩酸を添加、攪拌し、加水分解溶液を作製した後(以下、加水分解TEOSをh−TEOSと略記する)、EVOH溶液(エチレンコンテント29mol%)に添加する。各種比を振って、上記蒸着フィルム上にバーコーターでコーティング後、乾燥機で120℃、1分乾燥させ膜厚1mの被膜を形成し、試験体を得た。また、試験体表面にマジックにて格子状に線を入れた後、ボイル試験を行い、被膜の耐水性を確認した。 <Example 1> Tetraethoxysilane [Si (OC 2 H 5 ) 4 ] (hereinafter abbreviated as TEOS) was added with 0.1N hydrochloric acid and stirred to prepare a hydrolyzed solution (hereinafter referred to as hydrolyzed TEOS). h-TEOS) and added to EVOH solution (ethylene content 29 mol%). Various ratios were applied, and after coating with a bar coater on the above deposited film, it was dried with a dryer at 120 ° C. for 1 minute to form a film having a thickness of 1 m to obtain a test specimen. Moreover, after putting a grid line on the surface of the test body with a magic, a boil test was performed to confirm the water resistance of the coating.

これらのガスバリア性を酸素透過度即敵装置(モダンコントロール社製 MOCON OXTRAN 2/21)を用い、30℃70%RH雰囲気の条件にて測定した。その結果を表1に示す。   These gas barrier properties were measured under conditions of 30 ° C. and 70% RH atmosphere using an oxygen permeability immediate device (MOCON OXTRAN 2/21 manufactured by Modern Control). The results are shown in Table 1.

金属アルコキシドとEVOHを複合化することで、ガスバリア性だけではなく、耐水性が著しく向上することが確認できる。   It can be confirmed that by combining the metal alkoxide and EVOH, not only gas barrier properties but also water resistance is remarkably improved.

<実施例2>
EVOH溶液に無機層状化合物を添加しh−TEOSを固形分比が40/60wt%になるように調液した(EVOHと無機層状化合物の混合溶液を変性EVOHと略記する)
。事前に調液しておいたh−TEOSとPVAの混合液を以下の比率にて混合し、実施例1と同様にして比較を行った。
<Example 2>
An inorganic layered compound was added to the EVOH solution, and h-TEOS was prepared so that the solid content ratio was 40/60 wt% (a mixed solution of EVOH and inorganic layered compound is abbreviated as modified EVOH).
. A mixed liquid of h-TEOS and PVA prepared in advance was mixed at the following ratio, and compared in the same manner as in Example 1.

いずれの比率においても、PVA、変性EVOH、加水分解TEOSの複合被膜は高い酸素バリア性を示す。PVAは水酸基を持つために、水に膨潤し溶解しやすい。そのため、変性EVOHのコンテンツを上げることで、ボイル処理でも溶解しない複合被膜を可能とした。   In any ratio, the composite coating of PVA, modified EVOH, and hydrolyzed TEOS exhibits high oxygen barrier properties. Since PVA has a hydroxyl group, it easily swells and dissolves in water. Therefore, by increasing the content of the modified EVOH, a composite coating that does not dissolve even in the boil treatment is made possible.

Figure 2007290144
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Claims (7)

高分子樹脂組成物からなるプラスチック基材上に1種以上の金属アルコキシド或いはその加水分解物(A)と、水性高分子(エチレン−ビニルアルコール系共重合体)(B)との複合物からなるガスバリア性積層体   It consists of a composite of one or more metal alkoxides or hydrolysates thereof (A) and an aqueous polymer (ethylene-vinyl alcohol copolymer) (B) on a plastic substrate made of a polymer resin composition. Gas barrier laminate 請求項1記載の複合物に、無機層状化合物を添加した複合物(C)からなるガスバリア性積層体。   A gas barrier laminate comprising a composite (C) obtained by adding an inorganic layered compound to the composite according to claim 1. 請求項2記載の複合物に、水酸基を有する水溶性樹脂(ポリビニルアルコール系樹脂)を添加した複合物(D)からなるガスバリア性積層体。   A gas barrier laminate comprising a composite (D) obtained by adding a water-soluble resin having a hydroxyl group (polyvinyl alcohol-based resin) to the composite according to claim 2. 上記エチレン−ビニルアルコール系共重合体のエチレン含有率が25〜35 mol%であることを特徴とする請求項1記載のガスバリア性積層体。   The gas barrier laminate according to claim 1, wherein the ethylene-vinyl alcohol copolymer has an ethylene content of 25 to 35 mol%. 上記プラスチック基材の材料が、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、セルロース、トリアセチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリウレタン類の少なくとも一種類以上を成分に持つ、あるいは共重合成分に持つ、あるいはそれらの化学修飾体を成分に持つことを特徴とする、請求項1記載のガスバリア性積層体。   The material of the plastic substrate has at least one of polyethylene, polypropylene, polyamides, polyesters, polycarbonate, polyacrylonitrile, polystyrene, polyvinyl chloride, cellulose, triacetyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyurethanes as a component, The gas barrier laminate according to claim 1, wherein the gas barrier laminate has a copolymer component or a chemical modification thereof as a component. 上記高分子樹脂組成物からなるプラスチック基材上の少なくとも一方の面に、膜厚5〜100nmの金属、又は金属酸化物の蒸着層を設けることを特徴とするガスバリア性積層体。   A gas barrier laminate comprising a metal or metal oxide vapor-deposited layer having a film thickness of 5 to 100 nm on at least one surface of a plastic substrate made of the polymer resin composition. プラスチック基材上に請求項1、請求項2、請求項3記載のいずれかのガスバリア性被膜を有し、その膜厚が0.01〜100μmであることを特徴とするガスバリア性積層体。   A gas barrier laminate comprising the gas barrier coating according to any one of claims 1, 2, and 3 on a plastic substrate, and having a thickness of 0.01 to 100 µm.
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