JP2014091057A - Manufacturing method of gas barrier film - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a gas barrier film excellent in a gas barrier.SOLUTION: The manufacturing method of a gas barrier film comprises a process of providing a reactive composition including (A) alkoxy silane and (B) a hydrolyzate of the alkoxy silane, by adding water to a raw material composition including (A) the alkoxy silane having two or more of alkoxy groups and one or more of radical polymerizable groups and (B) alkoxy silane having two or more of alkoxy groups and having no radical polymerizable group and a process of forming a gas barrier resin layer by dehydrating-condensing a radical polymer and the hydrolyzate of (B) the alkoxy silane, after executing radical main polymerization on the hydrolyzate of (A) the alkoxy silane, by further irradiating an activation energy ray, by coating the reactive composition on a base material, after executing radical preliminary polymerization on the hydrolyzate of (A) the alkoxy silane by irradiating the activation energy ray to the reactive composition.

Description

本発明は、酸素や水蒸気などに対するガスバリア性に優れたガスバリア性フィルム、及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a gas barrier film excellent in gas barrier properties against oxygen, water vapor and the like, and a method for producing the same.

ガスバリア性フィルムは、内容物の品質を変化させる原因となる酸素や水蒸気などの影響を防止するために、食品や医薬品の包装袋に用いられている。また、ガスバリア性フィルムは、太陽電池モジュール、液晶表示パネル、有機EL(エレクトロルミネッセンス )表示パネルなどに使用される素子が、酸素や水蒸気に触れて性能劣化するのを防止するために、製品構成体の一部として或いはそれら素子のパッケージ材料としても用いられている。   Gas barrier films are used in food and pharmaceutical packaging bags in order to prevent the influence of oxygen, water vapor, and the like that cause the quality of the contents to change. In addition, the gas barrier film is used to prevent the elements used in solar cell modules, liquid crystal display panels, organic EL (electroluminescence) display panels, etc. from touching oxygen or water vapor to deteriorate the performance. It is also used as a part of these or as a packaging material for these elements.

このようなガスバリア性フィルムとして、ポリビニルアルコールフィルムやエチレンビニルアルコール共重合体フィルムも用いられているが、これらは水蒸気バリア性が不充分であり、高湿度条件下においては酸素バリア性が低下するといった問題点を有している。   Polyvinyl alcohol films and ethylene vinyl alcohol copolymer films are also used as such gas barrier films, but these have insufficient water vapor barrier properties, and oxygen barrier properties are reduced under high humidity conditions. Has a problem.

そこで、プラスチックシート上に、酸化ケイ素や酸化アルミニウムなどの金属酸化物の蒸着層と、シランカップリング剤及び合成樹脂若しくは合成樹脂のモノマーを含む組成物を硬化させてなるガスバリア性樹脂層とが積層一体化されたガスバリア性フィルムが提案されている(例えば、特許文献1〜3)。   Therefore, a vapor deposition layer of a metal oxide such as silicon oxide or aluminum oxide and a gas barrier resin layer obtained by curing a composition containing a silane coupling agent and a synthetic resin or a synthetic resin monomer are laminated on a plastic sheet. An integrated gas barrier film has been proposed (for example, Patent Documents 1 to 3).

特許第3403882号公報Japanese Patent No. 3403882 特許第3974219号公報Japanese Patent No. 3974219 特開2010−000677号公報JP 2010-000677 A

しかしながら、特許文献1〜3で開示されるガスバリア性フィルムでは、ガスバリア性樹脂層を用いてガスバリア性フィルムを厚くすることによりガスバリア性の向上を図っているのみであり、またガスバリア性樹脂層に用いられるシランカップリング剤はガスバリア性樹脂層とこれと隣接する他の層との接着性の向上を図ったにすぎない。このため、特許文献1〜3のガスバリア性フィルムでは依然として酸素や水蒸気などのガスバリア性が不充分であるといった問題点を有している。   However, in the gas barrier film disclosed in Patent Documents 1 to 3, the gas barrier film is only made to be improved by thickening the gas barrier film using the gas barrier resin layer, and is also used for the gas barrier resin layer. The resulting silane coupling agent merely improves the adhesion between the gas barrier resin layer and another layer adjacent thereto. For this reason, the gas barrier films of Patent Documents 1 to 3 still have a problem that the gas barrier properties such as oxygen and water vapor are insufficient.

したがって、本発明の目的は、酸素や水蒸気などに対するガスバリア性に優れるガスバリアフィルムの製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for producing a gas barrier film having excellent gas barrier properties against oxygen, water vapor and the like.

本発明のガスバリア性フィルムの製造方法は、
分子中に2個以上のアルコキシ基と1個以上のラジカル重合性基とを有するアルコキシシラン(A)100重量部、及び分子中に2個以上のアルコキシ基を有し且つラジカル重合性基を有しないアルコキシシラン(B)25〜200重量部を含む原料組成物に、水10〜100重量部を添加して、上記アルコキシシラン(A)のアルコキシ基及び上記アルコキシシラン(B)のアルコキシ基を加水分解させることにより、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物及び上記アルコキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得る加水分解工程と、
上記反応組成物に、活性エネルギー線を照射して、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が1〜60%となるまで、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合を行う予備重合工程と、
活性エネルギー線を照射した上記反応組成物を基材上に塗工し、上記反応組成物にさらに活性エネルギー線を照射することにより、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が80%以上となるように、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合を行うことにより、上記アルコキシシラン(A)のラジカル重合体を得た後、上記ラジカル重合体と上記アルコキシシラン(B)の加水分解物とを脱水縮合させることにより、ガスバリア性樹脂層を形成する主重合工程と、
上記ガスバリア性樹脂層上に無機化合物膜を形成する無機化合物膜形成工程と、
を有することを特徴とする。
The method for producing a gas barrier film of the present invention comprises:
100 parts by weight of alkoxysilane (A) having two or more alkoxy groups and one or more radical polymerizable groups in the molecule, and two or more alkoxy groups in the molecule and having radical polymerizable groups The raw material composition containing 25 to 200 parts by weight of alkoxysilane (B) is added with 10 to 100 parts by weight of water to hydrolyze the alkoxy group of the alkoxysilane (A) and the alkoxy group of the alkoxysilane (B). A hydrolysis step of obtaining a reaction composition containing a hydrolyzate of the alkoxysilane (A) and a hydrolyzate of the alkoxysilane (B) by decomposing,
Radiation polymerization of the hydrolyzate of the alkoxysilane (A) until the reaction composition is irradiated with active energy rays and the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of the alkoxysilane (A) becomes 1 to 60%. A prepolymerization step of performing
The reaction composition irradiated with active energy rays is applied onto a substrate, and the reaction composition is further irradiated with active energy rays, whereby the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) is 80. % Of the alkoxysilane (A) hydrolyzate to obtain a radical polymer of the alkoxysilane (A), and then the radical polymer and the alkoxysilane (B A main polymerization step of forming a gas barrier resin layer by dehydration condensation with the hydrolyzate of
An inorganic compound film forming step of forming an inorganic compound film on the gas barrier resin layer;
It is characterized by having.

[加水分解工程]
まず、本発明の方法では、分子中に2個以上のアルコキシ基と1個以上のラジカル重合性基とを有するアルコキシシラン(A)100重量部、及び分子中に2個以上のアルコキシ基を有し且つラジカル重合性基を有しないアルコキシシラン(B)25〜200重量部を含む原料組成物に、水10〜100重量部を添加して、上記アルコキシシラン(A)のアルコキシ基及び上記アルコキシシラン(B)のアルコキシ基を加水分解させることにより、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物及び上記アルコキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得る加水分解工程を実施する。
[Hydrolysis step]
First, in the method of the present invention, 100 parts by weight of alkoxysilane (A) having two or more alkoxy groups and one or more radical polymerizable groups in the molecule, and two or more alkoxy groups in the molecule. And 10 to 100 parts by weight of water is added to a raw material composition containing 25 to 200 parts by weight of alkoxysilane (B) having no radical polymerizable group, and the alkoxy group of alkoxysilane (A) and the alkoxysilane. The hydrolysis process of obtaining the reaction composition containing the hydrolyzate of the said alkoxysilane (A) and the hydrolyzate of the said alkoxysilane (B) is implemented by hydrolyzing the alkoxy group of (B).

(アルコキシシラン(A))
アルコキシシラン(A)は、分子中に2個以上のアルコキシ基と1個以上のラジカル重合性基とを有する。
(Alkoxysilane (A))
The alkoxysilane (A) has two or more alkoxy groups and one or more radically polymerizable groups in the molecule.

本発明において、ラジカル重合性基は、ラジカルによって付加重合することが可能な基を意味する。アルコキシシラン(A)のラジカル重合性基としては、不飽和二重結合を有している基が挙げられ、具体的には、アリル基、イソプロペニル基、マレオイル基、スチリル基、ビニルベンジル基、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリロキシアルキル基及びビニル基などが挙げられる。なお、(メタ)アクリロキシ基とは、アクリロキシ基(CH2=CHC(O)O−)又はメタクリロキシ基(CH2=C(CH3)C(O)O−)を意味する。 In the present invention, the radical polymerizable group means a group capable of addition polymerization by a radical. Examples of the radically polymerizable group of the alkoxysilane (A) include a group having an unsaturated double bond, specifically, an allyl group, an isopropenyl group, a maleoyl group, a styryl group, a vinylbenzyl group, (Meth) acryloxy group, (meth) acryloxyalkyl group, vinyl group and the like can be mentioned. The (meth) acryloxy group means an acryloxy group (CH 2 ═CHC (O) O—) or a methacryloxy group (CH 2 ═C (CH 3 ) C (O) O—).

アルコキシシラン(A)が有するラジカル重合性基としては、(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリロキシアルキル基、及びビニル基が好ましく挙げられる。(メタ)アクリロキシアルキル基としては、(メタ)アクリロキシメチル基、2−(メタ)アクリロキシエチル基、及び3−(メタ)アクリロキシプロピル基などの炭素数4〜9の(メタ)アクリロキシアルキル基が好ましく挙げられる。(メタ)アクリロキシ基、(メタ)アクリロキシアルキル基、又はビニル基を有するアルコキシシラン(A)は、ラジカル重合反応性に優れ高度に重合することができ、緻密な網目構造を有する高分子鎖を形成してガスバリア性に優れたガスバリア性樹脂層を形成することができる。   Preferred examples of the radical polymerizable group possessed by the alkoxysilane (A) include a (meth) acryloxy group, a (meth) acryloxyalkyl group, and a vinyl group. Examples of (meth) acryloxyalkyl groups include (meth) acryloxymethyl groups having 4 to 9 carbon atoms such as (meth) acryloxymethyl groups, 2- (meth) acryloxyethyl groups, and 3- (meth) acryloxypropyl groups. Preferred is a loxyalkyl group. The alkoxysilane (A) having a (meth) acryloxy group, a (meth) acryloxyalkyl group, or a vinyl group is excellent in radical polymerization reactivity and can be highly polymerized, and has a polymer chain having a dense network structure. It is possible to form a gas barrier resin layer having excellent gas barrier properties.

アルコキシシラン(A)としては、下記一般式(1)で示されるアルコキシシランが好ましく挙げられる。   As alkoxysilane (A), the alkoxysilane shown by following General formula (1) is mentioned preferably.

Figure 2014091057

(式中、R1は炭素数4〜9の(メタ)アクリロキシアルキル基又はビニル基を表し、R2は炭素数1〜8のアルキル基を表し、R3は炭素数1〜4のアルキル基を表し、且つnは0又は1である。)
Figure 2014091057

(In the formula, R 1 represents a (meth) acryloxyalkyl group having 4 to 9 carbon atoms or a vinyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 3 represents an alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group, and n is 0 or 1.)

上記一般式(1)のR1において、炭素数4〜9の(メタ)アクリロキシアルキル基としては、(メタ)アクリロキシメチル基、2−(メタ)アクリロキシエチル基、及び3−(メタ)アクリロキシプロピル基などが好ましく挙げられる。 In R 1 of the general formula (1), as the (meth) acryloxyalkyl group having 4 to 9 carbon atoms, a (meth) acryloxymethyl group, a 2- (meth) acryloxyethyl group, and a 3- (meth) ) An acryloxypropyl group is preferred.

また、上記一般式(1)のR2は炭素数1〜8のアルキル基であり、このようなアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基、ヘプチル基、オクチル基などが挙げられる。 R 2 in the general formula (1) is an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms. Examples of such an alkyl group include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, and a hexyl group. , Heptyl group, octyl group and the like.

一般式(1)で示されるアルコキシシランとして具体的には、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、3−アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−アクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、及び3−メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシランが挙げられる。これらのアルコキシシラン(A)は一種単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。なかでも、ラジカル重合反応性に優れることから、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、及び3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシランが好ましく挙げられる。   Specific examples of the alkoxysilane represented by the general formula (1) include vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinylmethyldimethoxysilane, 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, 3 -Acryloxypropyltriethoxysilane, 3-methacryloxypropyltriethoxysilane, 3-acryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, 3-acryloxypropylmethyldiethoxysilane, and 3-methacryloxy An example is propylmethyldiethoxysilane. These alkoxysilanes (A) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together. Of these, vinyltriethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, and 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane are preferred because of excellent radical polymerization reactivity.

(アルコキシシラン(B))
アルコキシシラン(B)は、分子中に2個以上のアルコキシ基を有し且つラジカル重合性基を有しないものである。このようなアルコキシシラン(B)としては、下記一般式(II)で示されるアルコキシシランが好ましく用いられる。

Figure 2014091057

(式中、R及びRはそれぞれ炭素数1〜8のアルキル基を表し、mは0〜2の整数である。) (Alkoxysilane (B))
The alkoxysilane (B) has two or more alkoxy groups in the molecule and does not have a radical polymerizable group. As such an alkoxysilane (B), an alkoxysilane represented by the following general formula (II) is preferably used.
Figure 2014091057

(In the formula, R 4 and R 5 each represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 0 to 2.)

上記一般式(II)のR及びRは、炭素数1〜8のアルキル基であり、好ましくは炭素数1〜4のアルキル基である。R及びRとしては、例えば、メチル基、エチル基、プロピル基、及びブチル基が挙げられる。mは0であるのが好ましい。 R 4 and R 5 in the general formula (II) are each an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and preferably an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms. Examples of R 4 and R 5 include a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and a butyl group. m is preferably 0.

上記一般式(II)で示されるアルコキシシラン(B)は、アルコキシシラン(A)のラジカル重合により得られる重合体の主鎖間に架橋構造を付与することができ、得られるガスバリア性フィルムに優れたガスバリア性を付与することが可能となる。   The alkoxysilane (B) represented by the general formula (II) can give a crosslinked structure between the main chains of the polymer obtained by radical polymerization of the alkoxysilane (A), and is excellent in the resulting gas barrier film. It is possible to impart gas barrier properties.

なかでもアルコキシシラン(B)としては、アルコキシシラン(A)の重合体の主鎖間に緻密な架橋構造を均一に形成することができることから、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、及びテトラブトキシシランが好ましく挙げられる。これらのアルコキシシラン(B)は一種単独で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。   Among these, as alkoxysilane (B), since a dense cross-linked structure can be uniformly formed between the main chains of the alkoxysilane (A) polymer, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, and Tetrabutoxysilane is preferred. These alkoxysilanes (B) may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

原料組成物中におけるアルコキシシラン(B)の含有量は、アルコキシシラン(A)100重量部に対して、25〜200重量部に限定されるが、40〜150重量部が好ましく、60〜100重量部がより好ましい。原料組成物におけるアルコキシシラン(B)の含有量が少な過ぎると、後述するアルコキシシラン(A)のラジカル重合体の主鎖間に十分な架橋構造を形成できない虞れがある。また、原料組成物中におけるアルコキシシラン(B)の含有量が多過ぎると、得られるガスバリア性樹脂層が白色となって透明性が低下する虞れがある。   Although content of alkoxysilane (B) in a raw material composition is limited to 25-200 weight part with respect to 100 weight part of alkoxysilane (A), 40-150 weight part is preferable and 60-100 weight is preferable. Part is more preferred. If the content of the alkoxysilane (B) in the raw material composition is too small, there is a possibility that a sufficient crosslinked structure cannot be formed between the main chains of the alkoxysilane (A) radical polymer described later. Moreover, when there is too much content of the alkoxysilane (B) in a raw material composition, there exists a possibility that the gas barrier resin layer obtained may become white and transparency may fall.

原料組成物は、無機粒子や溶剤などをさらに含んでいてもよい。原料組成物中における無機粒子の含有量は、アルコキシシラン(A)100重量部に対して、5重量部以下であることが好ましい。また、原料組成物中における溶剤の含有量は、アルコキシシラン(A)100重量部に対して、100重量部以下であることが好ましい。   The raw material composition may further contain inorganic particles, a solvent, and the like. The content of the inorganic particles in the raw material composition is preferably 5 parts by weight or less with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane (A). Moreover, it is preferable that content of the solvent in a raw material composition is 100 weight part or less with respect to 100 weight part of alkoxysilane (A).

(水)
本発明の方法では、原料組成物に、水を添加することによって、アルコキシシラン(A)やアルコキシシラン(B)が有するアルコキシ基を加水分解させて、シラノール基とする。これにより、シラノール基を有するアルコキシシラン(A)の加水分解物、及びシラノール基を有するアルコキシシラン(B)の加水分解物が得られる。なお、シラノール基とは、珪素原子に直接結合しているヒドロキシ基(≡Si−OH)を意味する。
(water)
In the method of the present invention, by adding water to the raw material composition, the alkoxy group of alkoxysilane (A) or alkoxysilane (B) is hydrolyzed to form a silanol group. Thereby, the hydrolyzate of the alkoxysilane (A) which has a silanol group, and the hydrolyzate of the alkoxysilane (B) which has a silanol group are obtained. The silanol group means a hydroxy group (≡Si—OH) bonded directly to a silicon atom.

原料組成物へ添加する水の添加量は、アルコキシシラン(A)100重量部に対して、10〜100重量部に限定されるが、20〜75重量部が好ましい。水の添加量が少な過ぎると、アルコキシシラン(A)やアルコキシシラン(B)が有するアルコキシ基を十分に加水分解させることができない虞れがある。また、水の添加量が多過ぎると、アルコキシシラン(A)やアルコキシシラン(B)が有するアルコキシ基の加水分解反応後に、当該反応に寄与しなかった過剰量の水が反応組成物中に存在することとなる。この過剰量の水は、後工程における加水分解反応させたアルコキシシラン(A)及びアルコキシシラン(B)の脱水縮合反応を阻害する虞れがある。   Although the addition amount of the water added to a raw material composition is limited to 10-100 weight part with respect to 100 weight part of alkoxysilane (A), 20-75 weight part is preferable. If the amount of water added is too small, the alkoxy group of the alkoxysilane (A) or alkoxysilane (B) may not be sufficiently hydrolyzed. Moreover, when there is too much addition amount of water, after the hydrolysis reaction of the alkoxy group which alkoxysilane (A) or alkoxysilane (B) has, the excess amount of water which did not contribute to the said reaction exists in the reaction composition. Will be. This excessive amount of water may inhibit the dehydration condensation reaction of the alkoxysilane (A) and alkoxysilane (B) subjected to hydrolysis reaction in the subsequent step.

(酸触媒)
原料組成物には、酸触媒をさらに添加することが好ましい。酸触媒は、アルコキシシラン(A)やアルコキシシラン(B)が有しているアルコキシ基の加水分解反応を促進させるために用いられる。
(Acid catalyst)
It is preferable to further add an acid catalyst to the raw material composition. The acid catalyst is used to promote the hydrolysis reaction of the alkoxy group that the alkoxysilane (A) or the alkoxysilane (B) has.

酸触媒としては、塩酸、硫酸、及び硝酸などの無機酸、並びに、ギ酸、及び酢酸などの有機酸が挙げられる。なかでも、上記アルコキシ基の加水分解を適度に促進させることができることから、硝酸を用いるのが好ましい。   Examples of the acid catalyst include inorganic acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, and nitric acid, and organic acids such as formic acid and acetic acid. Of these, nitric acid is preferably used because hydrolysis of the alkoxy group can be promoted moderately.

原料組成物へ添加する酸触媒の添加量は、アルコキシシラン(A)100重量部に対して、0.0001〜0.01重量部が好ましく、0.001〜0.005重量部がより好ましい。酸触媒の添加量が少な過ぎると、酸触媒の添加により得られる効果が十分でない虞れがある。また、酸触媒の添加量が多過ぎると、ガスバリ性樹脂層の酸性度が高くなる虞れがある。酸性度の高いガスバリア性樹脂層を含んでいるガスバリア性フィルムは、早期に劣化する虞れがある。   The amount of the acid catalyst added to the raw material composition is preferably 0.0001 to 0.01 parts by weight, more preferably 0.001 to 0.005 parts by weight, based on 100 parts by weight of the alkoxysilane (A). If the amount of the acid catalyst added is too small, the effect obtained by adding the acid catalyst may not be sufficient. Moreover, when there is too much addition amount of an acid catalyst, there exists a possibility that the acidity of a gas-barrier resin layer may become high. A gas barrier film containing a gas barrier resin layer having a high acidity may be deteriorated at an early stage.

上述したアルコキシシラン(A)及びアルコキシシラン(B)を含む原料組成物に水を添加することにより、アルコキシシラン(A)及びアルコキシシラン(B)が有するアルコキシ基の加水分解を行う。アルコキシシラン(A)及びアルコキシシラン(B)が有するアルコキシ基の加水分解反応を十分に行うためには、原料組成物に水を添加して得られた混合物を十分に撹拌することが好ましい。混合物の撹拌時間は、1〜24時間が好ましく、3〜10時間がより好ましい。また、混合物を撹拌する際に、混合物の温度は、15〜35℃が好ましく、20〜30℃がより好ましい。混合物の温度が35℃を超えると、混合物中に含まれている水が蒸発してアルコキシ基の加水分解を十分に行えなくなったり、アルコキシ基の加水分解により生じたシラノール基が脱水縮合する虞れがある。   By adding water to the raw material composition containing the alkoxysilane (A) and the alkoxysilane (B) described above, the alkoxy group of the alkoxysilane (A) and the alkoxysilane (B) is hydrolyzed. In order to sufficiently perform the hydrolysis reaction of the alkoxy groups of the alkoxysilane (A) and the alkoxysilane (B), it is preferable to sufficiently stir the mixture obtained by adding water to the raw material composition. The stirring time of the mixture is preferably 1 to 24 hours, and more preferably 3 to 10 hours. Moreover, when stirring a mixture, 15-35 degreeC is preferable and the temperature of a mixture has more preferable 20-30 degreeC. If the temperature of the mixture exceeds 35 ° C., water contained in the mixture may evaporate and the alkoxy group may not be sufficiently hydrolyzed, or silanol groups generated by the hydrolysis of the alkoxy group may undergo dehydration condensation. There is.

混合物中におけるシラノール基の形成を確認するには、混合物について赤外吸収スペクトルを測定することにより行うことができる。赤外吸収スペクトルでは、波数812cm-1、1088cm-1、2840cm-1の付近に、アルコキシシラン(A)及びアルコキシシラン(B)のSi−O−C部分に由来する吸収ピークが現れる。したがって、アルコキシ基の加水分解反応前後で混合物の赤外吸収スペクトルを測定し、アルコキシシラン(A)及びアルコキシシラン(B)のSi−O−C部分に由来する吸収ピークが減少していれば、アルコキシシラン(A)及びアルコキシシラン(B)が有しているアルコキシ基が加水分解によって減少し、これによってシラノール基が形成されていると判定することができる。 The formation of silanol groups in the mixture can be confirmed by measuring an infrared absorption spectrum of the mixture. In the infrared absorption spectrum, absorption peaks derived from the Si—O—C portion of alkoxysilane (A) and alkoxysilane (B) appear in the vicinity of wave numbers 812 cm −1 , 1088 cm −1 , and 2840 cm −1 . Therefore, if the infrared absorption spectrum of the mixture is measured before and after the hydrolysis reaction of the alkoxy group, and the absorption peak derived from the Si—O—C portion of the alkoxysilane (A) and the alkoxysilane (B) decreases, It can be determined that the alkoxy group possessed by the alkoxysilane (A) and the alkoxysilane (B) is reduced by hydrolysis, thereby forming a silanol group.

[予備重合工程]
次に、本発明の方法では、上述した加水分解工程により得られた反応組成物に、活性エネルギー線を照射して、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が1〜60%となるまで、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合を行う予備重合工程を実施する。
[Preliminary polymerization step]
Next, in the method of the present invention, the reaction composition obtained by the hydrolysis step described above is irradiated with active energy rays, and the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of the alkoxysilane (A) is 1 to 60%. Until it becomes, the prepolymerization process which performs radical polymerization of the hydrolyzate of the said alkoxysilane (A) is implemented.

(光重合開始剤)
反応組成物は、光重合開始剤を含んでいることが好ましい。光重合開始剤を用いることによって、ラジカル重合反応を迅速に行うことができる。したがって、ラジカル重合を行う前に、反応組成物に予め光重合開始剤を添加することが好ましい。
(Photopolymerization initiator)
The reaction composition preferably contains a photopolymerization initiator. By using the photopolymerization initiator, the radical polymerization reaction can be performed rapidly. Therefore, it is preferable to add a photopolymerization initiator to the reaction composition in advance before performing radical polymerization.

光重合開始剤としては、光照射によってラジカルを発生させるものであれば、特に限定されず、例えば、α−ヒドロキシケトン化合物、アセトフェノン化合物、ベンゾフェノン化合物、ベンゾイン化合物、ベンゾインエーテル化合物、ベンジルケタール化合物、アシルホスフィンオキシド化合物、チオキサントン化合物、ジアセチル及びその誘導体、アントラキノン及びその誘導体、ジフェニルジスルフィド及びその誘導体、テトラメチルチウラムジスルフィド及びジベンゾイルジスルフィドなどの有機ジスルフィド類などが挙げられる。光重合開始材としては、2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン、及び2,2−ジメトキシ−1,2−ジフェニルエタン−1−オンが好ましい。なお、光重合開始剤は単独で用いられても二種以上が併用されてもよい。   The photopolymerization initiator is not particularly limited as long as it generates radicals by light irradiation. For example, α-hydroxyketone compound, acetophenone compound, benzophenone compound, benzoin compound, benzoin ether compound, benzyl ketal compound, acyl Examples thereof include phosphine oxide compounds, thioxanthone compounds, diacetyl and derivatives thereof, anthraquinone and derivatives thereof, diphenyl disulfide and derivatives thereof, and organic disulfides such as tetramethylthiuram disulfide and dibenzoyl disulfide. Examples of the photopolymerization initiator include 2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one and 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane-1-one. preferable. In addition, a photoinitiator may be used independently or 2 or more types may be used together.

反応組成物中における光重合開始剤の含有量は、原料組成物に含まれていたアルコキシシラン(A)100重量部に対して、0.01〜0.5重量部が好ましく、0.08〜0.4重量部がより好ましい。反応組成物中における光重合開始剤の含有量が少な過ぎると、光重合開始剤の添加により得られる効果が十分ではない虞れがある。また、反応組成物中における光重合開始剤の含有量が多過ぎると、活性エネルギー線を照射した反応組成物に凝集物が生じる虞がある。凝集物を含む反応組成物は、均一な厚みで塗布できない虞れがある。   The content of the photopolymerization initiator in the reaction composition is preferably 0.01 to 0.5 parts by weight, preferably 0.08 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the alkoxysilane (A) contained in the raw material composition. 0.4 parts by weight is more preferable. When there is too little content of the photoinitiator in a reaction composition, there exists a possibility that the effect acquired by addition of a photoinitiator may not be enough. Moreover, when there is too much content of the photoinitiator in a reaction composition, there exists a possibility that an aggregate may arise in the reaction composition irradiated with the active energy ray. The reaction composition containing aggregates may not be applied with a uniform thickness.

予備重合工程では、上述した各成分を含む反応組成物を後述する基材に塗工する前に、反応組成物に活性エネルギー線を照射して、アルコキシシラン(A)の加水分解物が有するラジカル重合性基を重合転化率が1〜60%となるまで、アルコキシシラン(A)の加水分解物をラジカル重合させる。   In the prepolymerization step, the active composition is irradiated with active energy rays before the reaction composition containing each of the above-described components is applied to a substrate described later, and the radicals of the alkoxysilane (A) hydrolyzate have. The hydrolyzate of alkoxysilane (A) is radically polymerized until the polymerization conversion of the polymerizable group becomes 1 to 60%.

反応組成物に照射する活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、α線、β線、及びγ線などが挙げられる。なかでも紫外線が好ましい。   Examples of active energy rays applied to the reaction composition include ultraviolet rays, electron beams, α rays, β rays, and γ rays. Of these, ultraviolet rays are preferred.

紫外線を照射する場合、反応組成物への紫外線の照射量は、500〜5000mJ/cm2が好ましく、1000〜3000mJ/cm2がより好ましい。このような照射量で紫外線を照射することにより、アルコキシシラン(A)の加水分解物を所定の重合転化率まで十分にラジカル重合させることができる。また、紫外線照射は、メタルハライドランプ、キセノンランプ、カーボンアーク灯、ケミカルランプ、低圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ等の通常の紫外線ランプを用いて行えばよい。 When irradiating the ultraviolet ray, the irradiation amount of ultraviolet rays to the reaction composition is preferably 500~5000mJ / cm 2, 1000~3000mJ / cm 2 is more preferable. By irradiating ultraviolet rays at such an irradiation amount, the hydrolyzate of alkoxysilane (A) can be sufficiently radically polymerized to a predetermined polymerization conversion rate. Further, the ultraviolet irradiation may be performed using a normal ultraviolet lamp such as a metal halide lamp, a xenon lamp, a carbon arc lamp, a chemical lamp, a low pressure mercury lamp, or a high pressure mercury lamp.

予備重合工程において反応組成物に活性エネルギー線を照射している間、反応組成物の表面温度は、80℃以下が好ましく、10〜50℃がより好ましい。活性エネルギー線を照射している間に反応組成物の温度が80℃を超えると、アルコキシシラン(A)やアルコキシシラン(B)が有しているアルコキシ基の加水分解が進行し、ガスバリア性に優れるガスバリア性樹脂層が得られなくなる虞れがある。   While the active energy rays are irradiated to the reaction composition in the prepolymerization step, the surface temperature of the reaction composition is preferably 80 ° C. or less, and more preferably 10 to 50 ° C. If the temperature of the reaction composition exceeds 80 ° C. during irradiation with active energy rays, hydrolysis of the alkoxy group of alkoxysilane (A) or alkoxysilane (B) proceeds, resulting in gas barrier properties. There is a possibility that an excellent gas barrier resin layer cannot be obtained.

予備重合工程では、反応組成物への活性エネルギー線の照射によって、アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が、1〜60%、好ましくは3〜57%、より好ましくは5〜55%となるまで、アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合を行う。アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が1%未満であると、得られるガスバリア性樹脂層の可撓性が低下して、ガスバリア性フィルムを曲げたり撓ませたりした際にガスバリア性樹脂層にひび割れが発生し、結果としてガスバリア性フィルムのガスバリア性が低下する虞れがある。また、アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が60%を超えると、活性エネルギー線を照射した後の反応組成物中にゲル状の凝集物が発生し、反応組成物の塗工性が低下したり、アルコキシ基の加水分解反応及び脱水縮合反応が不十分となって、得られるガスバリア性樹脂層のガスバリア性が低下する虞れがある。   In the prepolymerization step, the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) is 1 to 60%, preferably 3 to 57%, more preferably 5 to 55 by irradiation of active energy rays to the reaction composition. The radical polymerization of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) is carried out until it reaches%. When the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) is less than 1%, the flexibility of the obtained gas barrier resin layer is lowered, and the gas barrier property is obtained when the gas barrier film is bent or bent. Cracks may occur in the resin layer, and as a result, the gas barrier property of the gas barrier film may be reduced. Moreover, when the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) exceeds 60%, a gel-like aggregate is generated in the reaction composition after irradiation with active energy rays, and the reaction composition is coated. There is a possibility that the gas barrier property of the resulting gas barrier resin layer may be deteriorated due to a decrease in the property, and the hydrolysis reaction and dehydration condensation reaction of the alkoxy group become insufficient.

本発明において、アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率とは、ラジカル重合開始前に反応組成物に含まれているアルコキシシラン(A)の加水分解物の重量に対する、アルコキシシラン(A)のラジカル重合によって形成された重合体の重量の割合を意味する。   In the present invention, the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) refers to the alkoxysilane (A) relative to the weight of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) contained in the reaction composition before the start of radical polymerization. ) Of the polymer formed by radical polymerization.

そして、アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率の測定は、次の通りにして行うことができる。まず、活性エネルギー線を照射した反応組成物に当該反応組成物と同量の水を添加して混合液を得、この混合液をその液温が20℃となるようにしながら1時間に亘って撹拌する。その後、撹拌した混合液をその液温が20℃となるようにしながら1時間放置した後、混合液中に沈降した固形分の重量W2(g)を測定する。そして、この固形文の重量W2(g)を、ラジカル重合開始前に反応組成物に含まれているアルコキシシラン(A)の加水分解物の重量W1(g)で除した値に100を掛けることにより[(W2/W1)×100]、アルコキシシラン(A)が有するラジカル重合性基の重合転化率[%]を算出することができる。 And the measurement of the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) can be performed as follows. First, the same amount of water as that of the reaction composition is added to the reaction composition irradiated with active energy rays to obtain a mixed solution, and the mixed solution is kept at a temperature of 20 ° C. for 1 hour. Stir. Thereafter, the stirred liquid mixture is allowed to stand for 1 hour while adjusting the liquid temperature to 20 ° C., and then the weight W 2 (g) of the solid content settled in the liquid mixture is measured. The value obtained by dividing the weight W 2 (g) of the solid sentence by the weight W 1 (g) of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) contained in the reaction composition before the start of radical polymerization is 100. By multiplying, [(W 2 / W 1 ) × 100], the polymerization conversion rate [%] of the radical polymerizable group possessed by the alkoxysilane (A) can be calculated.

なお、ラジカル重合開始前に反応組成物に含まれているアルコキシシラン(A)の加水分解物の重量は、アルコキシシラン(A)の加水分解物において全てのアルコキシル基が加水分解してシラノール基を形成していると仮定して、原料組成物に用いたアルコキシシラン(A)の重量W0(g)に、アルコキシシラン(A)の分子量(M0)に対するアルコキシシラン(A)の加水分解物の分子量(M1)の比(M1/M0)を乗じることにより、算出された値とする。また、混合液中に沈降した固形分の重量W2(g)を、アルコキシシラン(A)のラジカル重合によって形成された重合体の重量とする。 In addition, the weight of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) contained in the reaction composition before the start of radical polymerization is such that all alkoxyl groups are hydrolyzed in the hydrolyzate of alkoxysilane (A) to form silanol groups. Assuming that it is formed, the hydrolyzate of alkoxysilane (A) with respect to the molecular weight (M 0 ) of alkoxysilane (A) is added to the weight W 0 (g) of alkoxysilane (A) used in the raw material composition. The molecular weight (M 1 ) ratio (M 1 / M 0 ) is multiplied to obtain a calculated value. Further, the mixture weight W 2 was solids settling in (g), the weight of the polymer formed by radical polymerization of the alkoxysilane (A).

[主重合工程]
次に、本発明の方法では、活性エネルギー線を照射した上記反応組成物を基材上に塗工し、上記反応組成物にさらに活性エネルギー線を照射することにより、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が80%以上となるように、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合を行うことにより、上記アルコキシシラン(A)のラジカル重合体を得た後、上記ラジカル重合体と上記アルコキシシラン(B)の加水分解物とを脱水縮合させることにより、ガスバリア性樹脂層を形成する主重合工程を実施する。
[Main polymerization process]
Next, in the method of the present invention, the reaction composition irradiated with active energy rays is applied onto a substrate, and the reaction composition is further irradiated with active energy rays, whereby the alkoxysilane (A). After obtaining the radical polymer of the alkoxysilane (A) by performing radical polymerization of the hydrolyzate of the alkoxysilane (A) so that the polymerization conversion rate of the hydrolyzate is 80% or more, A main polymerization step for forming a gas barrier resin layer is performed by dehydrating and condensing the radical polymer and the hydrolyzate of the alkoxysilane (B).

(基材)
本発明の方法に用いられる基材は、ガスバリア性フィルムが用いられる用途に応じて決定すればよい。基材としては、合成樹脂フィルムが挙げられる。また、無機化合物膜が少なくとも一面に形成されている合成樹脂フィルムを基材として用いることもできる。
(Base material)
What is necessary is just to determine the base material used for the method of this invention according to the use for which a gas-barrier film is used. A synthetic resin film is mentioned as a base material. A synthetic resin film having an inorganic compound film formed on at least one surface can also be used as a substrate.

合成樹脂フィルムの材料は、透明な熱可塑性樹脂が好ましく用いられる。透明な熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタラート、ポリエチレンテレナフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリブチレンテレナフタレートなどのポリエステル系樹脂;ポリオキシメチレンなどのポリエーテル系樹脂;ナイロン−6、ナイロン−6,6などのポリアミド系樹脂;ポリビニルアルコール、エチレン−酢酸ビニル共重合体鹸化物などのビニル系樹脂;ポリカーボネート系樹脂;ポリイミド;ポリエーテルイミド;ポリエーテルスルフォン;ポリスルフォン;ポリエーテルエーテルケトン;ポリエーテルケトンケトンなどが使用できる。これらの熱可塑性樹脂は、単独重合体であっても共重合体であってもよい。また、これらの熱可塑性樹脂は、単独で用いられてもよく、二種以上を併用することもできる。   As a material for the synthetic resin film, a transparent thermoplastic resin is preferably used. Examples of transparent thermoplastic resins include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene; polyester resins such as polyethylene terephthalate, polyethylene terephthalate, polyethylene isophthalate, polyethylene-2,6-naphthalate, and polybutylene terephthalate; polyoxymethylene Polyether resins such as Nylon-6, Nylon-6, 6, etc .; Vinyl resins such as polyvinyl alcohol and ethylene-vinyl acetate copolymer saponified products; Polycarbonate resins; Polyimides; Polyetherimides; Polyether sulfone; polysulfone; polyether ether ketone; polyether ketone ketone, and the like can be used. These thermoplastic resins may be a homopolymer or a copolymer. Moreover, these thermoplastic resins may be used independently and can also use 2 or more types together.

なかでも、合成樹脂フィルムの材料としては、ガスバリア性樹脂層との接着性に優れることから、ポリエステル系樹脂が好ましく、ポリエチレンテレフタラートがより好ましい。   Especially, as a material of a synthetic resin film, since it is excellent in adhesiveness with a gas barrier resin layer, a polyester-type resin is preferable and a polyethylene terephthalate is more preferable.

合成樹脂フィルムには、必要に応じて、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤などの公知の添加剤が含有されていてもよい。また、合成樹脂フィルムの表面に、コロナ処理、オゾン処理、プラズマ処理などの表面改質処理を施してもよい。これにより、ガスバリア性樹脂層や無機化合物膜との接着性を向上させることができる。合成樹脂フィルムの厚みは、3〜300μmが好ましく、12〜300μmがより好ましく、50〜200μmが特に好ましい。   The synthetic resin film may contain known additives such as an antistatic agent, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a lubricant, and a colorant as necessary. Further, the surface of the synthetic resin film may be subjected to surface modification treatment such as corona treatment, ozone treatment or plasma treatment. Thereby, adhesiveness with a gas barrier resin layer or an inorganic compound film can be improved. The thickness of the synthetic resin film is preferably 3 to 300 μm, more preferably 12 to 300 μm, and particularly preferably 50 to 200 μm.

なお、基材に用いられる無機化合物膜は、後述するガスバリア性樹脂層上に形成される無機化合物膜と同様の構成を有するため、ここでは詳細な説明を省略する。   In addition, since the inorganic compound film | membrane used for a base material has the structure similar to the inorganic compound film | membrane formed on the gas barrier resin layer mentioned later, detailed description is abbreviate | omitted here.

基材上に反応組成物を塗工する方法としては、ロールコーター法、スピンコーター法、ディッピング法、バーコーター法、フローティングナイフコーター法、ダイコーター法、グラビアコーター法、カーテンコーター法、ブレードコーター法、及びスプレー法が挙げられる。   As a method of coating the reaction composition on the substrate, a roll coater method, a spin coater method, a dipping method, a bar coater method, a floating knife coater method, a die coater method, a gravure coater method, a curtain coater method, a blade coater method , And spray method.

合成樹脂フィルムに塗工した反応組成物への活性エネルギー線の照射によって、アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が、80%以上、好ましくは98〜100%となるまで、アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合をさらに行う。アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が80%未満であると、得られるガスバリア性樹脂層の柔軟性が低下する虞れがある。   Until the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) is 80% or more, preferably 98 to 100% by irradiation of active energy rays to the reaction composition coated on the synthetic resin film The radical polymerization of the hydrolyzate (A) is further performed. If the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) is less than 80%, the flexibility of the resulting gas barrier resin layer may be reduced.

基材上に塗工した反応組成物に照射する活性エネルギー線としては、紫外線、電子線、α線、β線、及びγ線などが挙げられる。なかでも、電子線が好ましい。   Examples of the active energy rays applied to the reaction composition coated on the substrate include ultraviolet rays, electron beams, α rays, β rays, and γ rays. Of these, an electron beam is preferable.

反応組成物に電子線を照射する場合、電子線の加速電圧は、30〜200kVが好ましく、70〜180kVがより好ましい。また、電子線の照射線量は、10〜200kGyが好ましく、100〜175kGyがより好ましい。   When irradiating an electron beam to a reaction composition, 30-200 kV is preferable and, as for the acceleration voltage of an electron beam, 70-180 kV is more preferable. Moreover, 10-200 kGy is preferable and, as for the irradiation dose of an electron beam, 100-175 kGy is more preferable.

ラジカル重合工程において反応組成物に活性エネルギー線を照射している間、反応組成物の表面温度は、80℃以下が好ましく、10〜50℃がより好ましい。活性エネルギー線を照射している間に反応組成物の温度が80℃を超えると、ラジカル重合工程においてアルコキシシラン(A)やアルコキシシラン(B)が有しているアルコキシ基の加水分解が進行し、ガスバリア性に優れるガスバリア性樹脂層が得られなくなる虞れがある。   During irradiation of active energy rays to the reaction composition in the radical polymerization step, the surface temperature of the reaction composition is preferably 80 ° C. or less, and more preferably 10 to 50 ° C. If the temperature of the reaction composition exceeds 80 ° C. during irradiation with active energy rays, hydrolysis of the alkoxy group of alkoxysilane (A) or alkoxysilane (B) proceeds in the radical polymerization step. There is a possibility that a gas barrier resin layer having excellent gas barrier properties cannot be obtained.

主重合工程では、基材上に塗工した反応組成物に活性エネルギー線を照射して、アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合を行うことにより、アルコキシシラン(A)のラジカル重合体を得た後、ラジカル重合体とアルコキシシラン(B)の加水分解物との脱水縮合を行う。ラジカル重合体は、アルコキシシラン(A)の加水分解物に由来するシラノール基を有している。このようなラジカル重合体が有しているシラノール基と、アルコキシシラン(B)の加水分解物が有しているシラノール基とを脱水縮合させることにより、ガスバリア性樹脂層が得られる。   In the main polymerization step, the radical composition of the alkoxysilane (A) is obtained by irradiating the reaction composition coated on the substrate with active energy rays and performing radical polymerization of the hydrolyzate of the alkoxysilane (A). Then, dehydration condensation between the radical polymer and the hydrolyzate of alkoxysilane (B) is performed. The radical polymer has a silanol group derived from the hydrolyzate of alkoxysilane (A). A gas barrier resin layer is obtained by dehydrating and condensing the silanol group possessed by such a radical polymer and the silanol group possessed by the hydrolyzate of alkoxysilane (B).

ラジカル重合体とアルコキシシラン(B)の加水分解物との脱水縮合は、基材上に塗工された後に活性エネルギー線が照射された反応組成物を加熱することにより行うことが好ましい。組成物を加熱することによって、組成物中に含まれる水を除去して乾燥させることにより、脱水縮合を促進させることができる。   The dehydration condensation between the radical polymer and the hydrolyzate of alkoxysilane (B) is preferably performed by heating the reaction composition irradiated with active energy rays after being coated on the substrate. By heating the composition, water contained in the composition is removed and dried to promote dehydration condensation.

具体的には、基材上に塗工された後に活性エネルギー線が照射された反応組成物を、好ましくは90〜150℃、より好ましくは100〜130℃に加熱することが好ましい。また、加熱時間は、0.05〜0.5時間が好ましく、0.1〜0.3時間がより好ましい。   Specifically, the reaction composition irradiated with active energy rays after being coated on the substrate is preferably heated to 90 to 150 ° C, more preferably 100 to 130 ° C. The heating time is preferably 0.05 to 0.5 hours, and more preferably 0.1 to 0.3 hours.

ガスバリア性樹脂層の厚みは、0.01〜100μmが好ましく、0.1〜50μmがより好ましく、1〜10μmが特に好ましい。厚みが0.01μm未満であるガスバリア性樹脂層では十分なガスバリア性を有していない虞れがある。また、厚みが100μmを超えるガスバリア性樹脂層では、剛性が高くなり過ぎてガスバリア性フィルムの取扱性を低下させる虞れがある。   The thickness of the gas barrier resin layer is preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.1 to 50 μm, and particularly preferably 1 to 10 μm. A gas barrier resin layer having a thickness of less than 0.01 μm may not have sufficient gas barrier properties. In addition, in the gas barrier resin layer having a thickness exceeding 100 μm, the rigidity becomes too high, and the handleability of the gas barrier film may be reduced.

本発明の方法では、上述した通り、初めに、アルコキシシラン(A)及びアルコキシシラン(B)が有するアルコキシ基を加水分解させてシラノール基を形成し、次に、アルコキシシラン(A)の加水分解物をラジカル重合させた後に、アルコキシシラン(A)の加水分解物に由来するラジカル重合体とアルコキシシラン(B)の加水分解物との脱水縮合を行う。シラノール基の形成後、アルコキシシラン(A)の加水分解物をラジカル重合させている間にも、シラノール基の一部が脱水縮合反応を生じている可能性もある。しかしながら、シラノール基の脱水縮合の反応速度は非常に遅い。このため、シラノール基の脱水縮合反応よりも、上述したラジカル重合が優先的に生じる。したがって、ラジカル重合を行っている間に生じるシラノール基の脱水縮合反応はほとんど生じておらず無視することができ、ラジカル重合を行った後に、アルコキシシラン(A)の加水分解物に由来するラジカル重合体とアルコキシシラン(B)の加水分解物とがそれぞれ有しているシラノール基の大部分が脱水縮合することとなる。   In the method of the present invention, as described above, first, the alkoxy group of the alkoxysilane (A) and the alkoxysilane (B) is hydrolyzed to form a silanol group, and then the alkoxysilane (A) is hydrolyzed. After radically polymerizing the product, dehydration condensation between the radical polymer derived from the hydrolyzate of alkoxysilane (A) and the hydrolyzate of alkoxysilane (B) is performed. Even after the hydrolyzate of alkoxysilane (A) is radically polymerized after the formation of the silanol group, a part of the silanol group may cause a dehydration condensation reaction. However, the reaction rate of dehydration condensation of silanol groups is very slow. For this reason, the radical polymerization mentioned above preferentially occurs over the dehydration condensation reaction of silanol groups. Therefore, almost no dehydration condensation reaction of silanol groups occurring during radical polymerization occurs and can be ignored. After radical polymerization, radical weight derived from the hydrolyzate of alkoxysilane (A) is ignored. Most of the silanol groups possessed by the coalescence and the hydrolyzate of alkoxysilane (B) will undergo dehydration condensation.

本発明の方法により得られるガスバリア性樹脂層では、アルコキシシラン(A)の加水分解物に由来するラジカル重合体の主鎖間を架橋するようにして、ラジカル重合体が有しているアルコキシシラン(A)の加水分解物に由来するシラノール基と、アルコキシシラン(B)の加水分解物が有しているシラノール基との脱水縮合によるシロキサン結合(−Si−O−Si−)が形成されており、最終的に得られる重合体が複雑な網目構造を形成している。   In the gas barrier resin layer obtained by the method of the present invention, the alkoxysilane (A) possessed by the radical polymer is cross-linked between the main chains of the radical polymer derived from the hydrolyzate of the alkoxysilane (A). A siloxane bond (-Si-O-Si-) is formed by dehydration condensation between the silanol group derived from the hydrolyzate of A) and the silanol group possessed by the hydrolyzate of alkoxysilane (B). The finally obtained polymer forms a complex network structure.

また、脱水縮合よりも先に、アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合体を優先的に高分子量化することによって、相互に隣接するラジカル重合体の主鎖同士を近接させた状態とすることができ、このようにしてラジカル重合体の主鎖同士を近接させた状態で、このラジカル重合体が有するシラノール基と、アルコキシシラン(B)の加水分解物が有しているシラノール基との脱水縮合反応を行うことができ、ラジカル重合体の主鎖間をシロキサン結合が架橋した緻密な網目構造を形成することができる。   In addition, by preferentially increasing the molecular weight of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) prior to dehydration condensation, the main chains of the radical polymers adjacent to each other are brought close to each other. In this way, in the state where the main chains of the radical polymer are close to each other, the silanol group possessed by the radical polymer, and the silanol group possessed by the hydrolyzate of alkoxysilane (B) Thus, a dense network structure in which siloxane bonds are cross-linked between the main chains of the radical polymer can be formed.

このようなガスバリア性樹脂層は、ラジカル重合体の主鎖間をシロキサン結合が架橋した複雑且つ緻密な網目構造が形成されていることによって、酸素や水蒸気などのガスの透過を高く防止することができ、得られるガスバリア性フィルムに優れたガスバリア性を付与することができる。   Such a gas barrier resin layer has a complex and dense network structure in which siloxane bonds are cross-linked between the main chains of the radical polymer, thereby preventing high transmission of gases such as oxygen and water vapor. It is possible to impart excellent gas barrier properties to the resulting gas barrier film.

さらに、アルコキシシラン(A)の加水分解物を、重合転化率が1〜60%となるまで予備重合した後に、重合添加率が80%以上となるように主重合することによって、アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合を行うことによって、得られるガスバリア性樹脂層中において、ラジカル重合体の主鎖部分と、その間を架橋するシロキサン結合とを均一に分散させた状態とすることができる。これにより、ラジカル重合体の主鎖部分に起因する優れた柔軟性と、シロキサン結合に由来する優れた硬度とが付与されることで、柔軟で且つ強靱なガスバリア性樹脂層が得られる。   Further, the alkoxysilane (A) hydrolyzate is preliminarily polymerized until the polymerization conversion rate becomes 1 to 60%, and then subjected to main polymerization so that the polymerization addition rate becomes 80% or more, whereby the alkoxysilane (A In the gas barrier resin layer obtained, the radical chain of the radical polymer and the siloxane bond that crosslinks between them can be uniformly dispersed in the resulting gas barrier resin layer. . Thereby, the softness | flexibility and tough gas-barrier resin layer are obtained by the outstanding softness | flexibility resulting from the principal chain part of a radical polymer, and the outstanding hardness derived from a siloxane bond being provided.

このようなガスバリア性樹脂層は、折り曲げや熱膨張などの変形による外力が加わったとしても、外力を均一に分散させることができ、割れなどの破損の発生を高く低減することができる。したがって、上記ガスバリア性樹脂層を用いてなるガスバリア性フィルムは、耐屈曲性や可撓性にも優れていることから、ガスバリア性フィルムは折り曲げて設置したり、高温下にて使用しても、優れたガスバリア性を維持することができる。   Such a gas barrier resin layer can disperse the external force uniformly even when an external force due to deformation such as bending or thermal expansion is applied, and can greatly reduce the occurrence of breakage such as cracks. Therefore, since the gas barrier film using the gas barrier resin layer is excellent in flexibility and flexibility, the gas barrier film can be bent and installed or used at high temperatures. Excellent gas barrier properties can be maintained.

[無機化合物膜形成工程]
そして、本発明の方法では、上述の通りにして形成されたガスバリア性樹脂層上に無機化合物膜を形成する無機化合物膜形成工程を実施する。無機化合物膜を用いることにより、ガスバリア性フィルムのガスバリア性を向上させることができる。
[Inorganic compound film forming step]
And in the method of this invention, the inorganic compound film | membrane formation process which forms an inorganic compound film | membrane on the gas barrier resin layer formed as mentioned above is implemented. By using the inorganic compound film, the gas barrier property of the gas barrier film can be improved.

無機化合物膜を構成している材料としては、金属酸化物又は金属窒化物が挙げられる。具体的には、酸化ケイ素、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、及び酸化チタンなどの金属酸化物、並びに窒化ケイ素、及び窒化チタンなどの金属窒化物が挙げられる。なかでも、優れたガスバリア性を有する無機化合物膜を形成できることから、金属酸化物が好ましく、酸化ケイ素、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、及び酸化チタンがより好ましく、酸化ケイ素、酸化アルミニウムがより好ましく、酸化ケイ素が特に好ましい。   Examples of the material constituting the inorganic compound film include metal oxides and metal nitrides. Specific examples include metal oxides such as silicon oxide, aluminum oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, and titanium oxide, and metal nitrides such as silicon nitride and titanium nitride. Among these, metal oxides are preferable because inorganic compound films having excellent gas barrier properties can be formed, and silicon oxide, aluminum oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, and titanium oxide are more preferable, and silicon oxide and aluminum oxide are preferable. Is more preferable, and silicon oxide is particularly preferable.

酸化ケイ素を含む無機化合物膜は、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、イットリウムなどの他の金属原子や、炭素、ホウ素、窒素、フッ素などの非金属原子を含んでいてもよい。   The inorganic compound film containing silicon oxide may contain other metal atoms such as aluminum, magnesium, calcium, potassium, sodium, titanium, zirconium, and yttrium, and nonmetal atoms such as carbon, boron, nitrogen, and fluorine. .

無機化合物膜の厚みが薄過ぎると、酸素や水蒸気に対して十分なガスバリア性を有するガスバリア性フィルムを提供できない虞れがある。また、無機化合物膜の厚みが厚過ぎると無機化合物膜を形成する際にガスバリア性樹脂層との間における収縮率の差に起因してクラックが生じ易くなり、ガスバリア性フィルムの酸素や水蒸気に対するバリア性が低下する虞れがある。したがって、無機化合物膜の厚みは、5nm〜10μmが好ましく、10nm〜5μmがより好ましい。   When the thickness of the inorganic compound film is too thin, there is a possibility that a gas barrier film having a sufficient gas barrier property against oxygen or water vapor cannot be provided. If the inorganic compound film is too thick, cracks are likely to occur due to the difference in shrinkage between the gas barrier resin layer and the barrier film against oxygen and water vapor in the gas barrier film. There is a risk that the performance will be reduced. Therefore, the thickness of the inorganic compound film is preferably 5 nm to 10 μm, and more preferably 10 nm to 5 μm.

無機化合物膜の形成方法としては、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などの物理的気相成長法(PVD)や、化学的気相成長法(CVD)などが挙げられ、スパッタリング法が好ましい。   Examples of the method for forming the inorganic compound film include a physical vapor deposition method (PVD) such as a sputtering method, a vapor deposition method, and an ion plating method, a chemical vapor deposition method (CVD), and the like. Is preferred.

上述した本発明の方法により得られるガスバリア性フィルムの模式断面図を図1に示す。図1に示すガスバリア性フィルムでは、基材10上にガスバリア性樹脂層20及び無機化合物膜20がこの順で積層一体化されている。   A schematic cross-sectional view of a gas barrier film obtained by the method of the present invention described above is shown in FIG. In the gas barrier film shown in FIG. 1, a gas barrier resin layer 20 and an inorganic compound film 20 are laminated and integrated in this order on a substrate 10.

本発明の方法により得られるガスバリア性フィルムが用いられる用途としては、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、食品や工業用品及び医薬品等の変質を防止するための包装などの用途が挙げられる。また、このような包装用用途の他にも、本発明のガスバリア性フィルムは、太陽電池モジュール、液晶表示パネル、有機EL(エレクトロルミネッセンス)表示パネルなどに使用される素子が、酸素や水蒸気に触れて性能劣化するのを防止するために、製品構成体の一部として或いはそれら素子のパッケージ材料として用いることができる。なかでも、本発明のガスバリア性フィルムは、優れたガスバリア性、可撓性、及び耐屈曲性を有していることから、太陽電池モジュールの裏面側保護シート又は受光面側保護シートとして用いられるのが好ましい。裏面側保護シート及び受光面側保護シートは、太陽電池モジュールにおいて発電素子とエチレン−酢酸ビニル共重合体などの封止樹脂とを保護するために用いられる。   Examples of uses in which the gas barrier film obtained by the method of the present invention is used include packaging of articles that require blocking of various gases such as water vapor and oxygen, packaging for preventing deterioration of food, industrial products, pharmaceuticals, and the like. Can be used. In addition to such packaging applications, the gas barrier film of the present invention is such that elements used in solar cell modules, liquid crystal display panels, organic EL (electroluminescence) display panels, etc. are exposed to oxygen and water vapor. Therefore, it can be used as a part of the product structure or as a packaging material for these elements. Especially, since the gas barrier film of the present invention has excellent gas barrier properties, flexibility, and bending resistance, it can be used as a back surface side protective sheet or a light receiving surface side protective sheet of a solar cell module. Is preferred. The back surface side protective sheet and the light receiving surface side protective sheet are used for protecting the power generating element and a sealing resin such as an ethylene-vinyl acetate copolymer in the solar cell module.

本発明の方法によれば、酸素や水蒸気などに対するガスバリア性に優れたガスバリア性フィルムを製造することが可能となる。上記方法により得られるガスバリア性フィルムに折り曲げや熱膨張などの変形による外力が加わったとしても、ガスバリア性樹脂層に割れなどの破損が発生することが高く低減される。従って、本発明のガスバリア性フィルムは、折り曲げて設置したり、高温下にて使用しても、優れたガスバリア性を維持することができる。   According to the method of the present invention, it is possible to produce a gas barrier film excellent in gas barrier properties against oxygen, water vapor and the like. Even when an external force due to deformation such as bending or thermal expansion is applied to the gas barrier film obtained by the above method, the occurrence of breakage such as cracks in the gas barrier resin layer is highly reduced. Therefore, the gas barrier film of the present invention can maintain excellent gas barrier properties even when it is bent and installed or used at high temperatures.

本発明の方法により得られるガスバリア性フィルムの模式断面図である。It is a schematic cross section of the gas barrier film obtained by the method of the present invention.

以下に、本発明を実施例を用いてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されない。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples, but the present invention is not limited thereto.

[実施例1]
1.加水分解工程
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)100重量部、及びテトラエトキシシラン(B)94重量部を含む原料組成物に、水54重量部及び硝酸0.002重量部を添加することにより混合物を得た。混合物を25℃で3時間撹拌することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)が有しているメトキシ基と、テトラエトキシシラン(B)のエトキシ基とをそれぞれ加水分解させてシラノール基を形成させた。これにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物及びテトラエトキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得た。
[Example 1]
1. Hydrolysis step: Adding 54 parts by weight of water and 0.002 parts by weight of nitric acid to a raw material composition containing 100 parts by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and 94 parts by weight of tetraethoxysilane (B). Gave a mixture. By stirring the mixture at 25 ° C. for 3 hours, the methoxy group of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and the ethoxy group of tetraethoxysilane (B) are each hydrolyzed to produce silanol groups. Formed. Thereby, the reaction composition containing the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane (A1) and the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) was obtained.

2.予備重合工程
反応組成物の全量に、光重合開始剤(2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン、チバ・スペシャリティーケミカルズ社製 商品名「イルガキュア907」)0.2重量部を添加した後、反応組成物に紫外線ランプ(9W)を用いて、照射量1400mJ/cm2として紫外線を15分間照射することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物の重合転化率が32%となるまで、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物が有している3−メタクリロキシプロピル基のラジカル重合を行った。
2. Prepolymerization step To the total amount of the reaction composition, a photopolymerization initiator (2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Inc., trade name “ Irgacure 907 ") After adding 0.2 parts by weight, the reaction composition was irradiated with ultraviolet rays at an irradiation dose of 1400 mJ / cm 2 using an ultraviolet lamp (9 W) for 15 minutes to give 3-methacryloxypropyltrimethoxy. Until the polymerization conversion of the hydrolyzate of silane (A1) reaches 32%, radical polymerization of the 3-methacryloxypropyl group of the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) is performed. It was.

3.主重合工程
紫外線を照射した反応組成物を、ポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム(厚み50μm)の一面にグラビアコーターにより塗工した。次に、PETフィルムの一面に塗工した反応組成物に、電子線照射装置(ESI社製 製品名EC300/165/800)を用いて、加速電圧175kV、照射線量150kGyの条件で電子線を照射することによって、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物の重合転化率が99%となるまで、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物が有している3−メタクリロキシプロピル基のラジカル重合を行うことにより、ラジカル重合体を得た。その後、反応組成物が塗工されたPETフィルムを、オーブン中、120℃の温度で0.2時間加熱することによって、ラジカル重合体における3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物に由来するシラノール基と、テトラエトキシシラン(B)の加水分解物が有するシラノール基とを脱水縮合させて、ラジカル重合体間を架橋するシロキサン結合を形成した。これにより、PETフィルムの一面にガスバリア性樹脂層(厚み8μm)を形成した。
3. Main Polymerization Step The reaction composition irradiated with ultraviolet rays was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) with a gravure coater. Next, the reaction composition applied to one surface of the PET film is irradiated with an electron beam under the conditions of an acceleration voltage of 175 kV and an irradiation dose of 150 kGy using an electron beam irradiation apparatus (product name EC300 / 165/800 manufactured by ESI). By doing so, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) has until the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) reaches 99%. A radical polymer was obtained by performing radical polymerization of a 3-methacryloxypropyl group. Then, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) in the radical polymer by heating the PET film coated with the reaction composition in an oven at a temperature of 120 ° C. for 0.2 hours. The silanol group derived from the above and the silanol group contained in the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) were subjected to dehydration condensation to form a siloxane bond that cross-links between the radical polymers. Thereby, a gas barrier resin layer (thickness 8 μm) was formed on one surface of the PET film.

4.無機化合物膜形成工程
PETフィルム及びガスバリア性樹脂層の温度を60℃に維持した状態で、ケイ素酸化物からなるターゲットを用い、RFマグネトロンスパッタにより、ガスバリア性樹脂層の一面に酸化ケイ素からなる無機化合物膜(厚み80nm)を直接形成した。これにより、PETフィルムの一面上に、ガスバリア性樹脂層及び無機化合物膜がこの順で積層一体化されてなるガスバリア性フィルムを得た。
4). Inorganic compound film forming step Inorganic compound consisting of silicon oxide on one side of gas barrier resin layer by RF magnetron sputtering using a target made of silicon oxide while maintaining the temperature of PET film and gas barrier resin layer at 60 ° C A film (thickness 80 nm) was formed directly. As a result, a gas barrier film in which a gas barrier resin layer and an inorganic compound film were laminated and integrated in this order on one surface of the PET film was obtained.

[実施例2〜5]
反応組成物の製造におけるテトラエトキシシラン(B)、水、及び硝酸の配合量、反応組成物への光重合開始剤の添加量、並びに予備重合工程における3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物の重合転化率を、それぞれ表1に示した通りに変更した以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性フィルムを製造した。
[Examples 2 to 5]
The amount of tetraethoxysilane (B), water and nitric acid in the production of the reaction composition, the amount of photopolymerization initiator added to the reaction composition, and 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) in the prepolymerization step A gas barrier film was produced in the same manner as in Example 1 except that the polymerization conversion rate of each hydrolyzate was changed as shown in Table 1.

[実施例6]
1.加水分解工程
ビニルトリメトキシシラン(A2)100重量部、及びテトラエトキシシラン(B)70重量部を含む原料組成物に、水32重量部及び硝酸0.001重量部を添加することにより混合物を得た。混合物を20℃で3時間撹拌することにより、ビニルトリメトキシシラン(A2)が有しているメトキシ基と、テトラエトキシシラン(B)のエトキシ基とをそれぞれ加水分解させてシラノール基を形成させた。これにより、ビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物及びテトラエトキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得た。
[Example 6]
1. Hydrolysis step A mixture is obtained by adding 32 parts by weight of water and 0.001 part by weight of nitric acid to a raw material composition containing 100 parts by weight of vinyltrimethoxysilane (A2) and 70 parts by weight of tetraethoxysilane (B). It was. By stirring the mixture at 20 ° C. for 3 hours, the methoxy group of vinyltrimethoxysilane (A2) and the ethoxy group of tetraethoxysilane (B) were each hydrolyzed to form silanol groups. . Thereby, the reaction composition containing the hydrolyzate of vinyltrimethoxysilane (A2) and the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) was obtained.

2.予備重合工程
反応組成物の全量に、光重合開始剤(2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン、チバ・スペシャリティーケミカルズ社製 商品名「イルガキュア907」)0.1重量部を添加した後、反応組成物に、紫外線ランプ(9W)を用いて、照射量1000mJ/cm2として紫外線を15分間照射することにより、ビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物の重合転化率が5%となるまで、ビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物が有しているビニル基のラジカル重合を行った。
2. Prepolymerization step To the total amount of the reaction composition, a photopolymerization initiator (2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Inc., trade name “ After adding 0.1 part by weight of Irgacure 907 ”), the reaction composition was irradiated with ultraviolet rays for 15 minutes using an ultraviolet lamp (9 W) at an irradiation amount of 1000 mJ / cm 2 , so that vinyltrimethoxysilane (A2 The radical polymerization of the vinyl group contained in the hydrolyzate of vinyltrimethoxysilane (A2) was carried out until the polymerization conversion of the hydrolyzate of 5) reached 5%.

3.主重合工程
紫外線を照射した反応組成物を、ポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム(厚み50μm)の一面にグラビアコーターにより塗工した。次に、PETフィルムの一面に塗工した反応組成物に、電子線照射装置(ESI社製 製品名EC300/165/800)を用いて、加速電圧175kV、照射線量150kGyの条件で電子線を照射することによって、ビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物の重合転化率が98%となるまで、ビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物が有しているビニル基のラジカル重合を行うことにより、ラジカル重合体を得た。その後、反応組成物が塗工されたPETフィルムを、オーブン中、120℃の温度で0.2時間加熱することによって、ラジカル重合体におけるビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物に由来するシラノール基と、テトラエトキシシラン(B)の加水分解物が有するシラノール基とを脱水縮合させて、ラジカル重合体間を架橋するシロキサン結合を形成した。これにより、PETフィルムの一面にガスバリア性樹脂層(厚み8μm)を形成した。
3. Main Polymerization Step The reaction composition irradiated with ultraviolet rays was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) with a gravure coater. Next, the reaction composition applied to one surface of the PET film is irradiated with an electron beam under the conditions of an acceleration voltage of 175 kV and an irradiation dose of 150 kGy using an electron beam irradiation apparatus (product name EC300 / 165/800 manufactured by ESI). By carrying out radical polymerization of the vinyl group of the hydrolyzate of vinyltrimethoxysilane (A2) until the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of vinyltrimethoxysilane (A2) reaches 98%. As a result, a radical polymer was obtained. Then, the silanol derived from the hydrolyzate of vinyltrimethoxysilane (A2) in the radical polymer by heating the PET film coated with the reaction composition in an oven at a temperature of 120 ° C. for 0.2 hours. The silanol groups possessed by the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) were dehydrated and condensed to form siloxane bonds that cross-link between the radical polymers. Thereby, a gas barrier resin layer (thickness 8 μm) was formed on one surface of the PET film.

4.無機化合物膜形成工程
PETフィルム及びガスバリア性樹脂層の温度を60℃に維持した状態で、ケイ素酸化物からなるターゲットを用い、RFマグネトロンスパッタにより、ガスバリア性樹脂層の一面に酸化ケイ素からなる無機化合物膜(厚み80nm)を直接形成した。これにより、PETフィルムの一面上に、ガスバリア性樹脂層及び無機化合物膜がこの順で積層一体化されてなるガスバリア性フィルムを得た。
4). Inorganic compound film forming step Inorganic compound consisting of silicon oxide on one side of gas barrier resin layer by RF magnetron sputtering using a target made of silicon oxide while maintaining the temperature of PET film and gas barrier resin layer at 60 ° C A film (thickness 80 nm) was formed directly. As a result, a gas barrier film in which a gas barrier resin layer and an inorganic compound film were laminated and integrated in this order on one surface of the PET film was obtained.

[比較例1]
1.加水分解工程
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)100重量部、及びテトラエトキシシラン(B)94重量部を含む原料組成物に、水54重量部及び硝酸0.002重量部を添加することにより混合物を得た。混合物を35℃で1時間撹拌することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)が有しているメトキシ基と、テトラエトキシシラン(B)のエトキシ基とをそれぞれ加水分解させてシラノール基を形成させた。これにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物及びテトラエトキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得た。
[Comparative Example 1]
1. Hydrolysis step: Adding 54 parts by weight of water and 0.002 parts by weight of nitric acid to a raw material composition containing 100 parts by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and 94 parts by weight of tetraethoxysilane (B). Gave a mixture. By stirring the mixture at 35 ° C. for 1 hour, the methoxy group of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and the ethoxy group of tetraethoxysilane (B) are each hydrolyzed to produce silanol groups. Formed. Thereby, the reaction composition containing the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane (A1) and the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) was obtained.

2.主重合工程
反応組成物を、ポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム(厚み50μm)の一面にグラビアコーターにより塗工した。次に、PETフィルムの一面に塗工した反応組成物に、電子線照射装置(ESI社製 製品名EC300/165/800)を用いて、加速電圧175kV、照射線量150kGyの条件で電子線を照射することによって、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物の重合転化率が95%となるまで、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物が有している3−メタクリロキシプロピル基のラジカル重合を行うことにより、ラジカル重合体を得た。その後、反応組成物が塗工されたPETフィルムを、オーブン中、120℃の温度で0.2時間加熱することによって、ラジカル重合体における3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物に由来するシラノール基と、テトラエトキシシラン(B)の加水分解物が有するシラノール基とを脱水縮合させて、ラジカル重合体間を架橋するシロキサン結合を形成した。これにより、PETフィルムの一面にガスバリア性樹脂層(厚み8μm)を形成した。
2. Main polymerization step The reaction composition was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) by a gravure coater. Next, the reaction composition applied to one surface of the PET film is irradiated with an electron beam under the conditions of an acceleration voltage of 175 kV and an irradiation dose of 150 kGy using an electron beam irradiation apparatus (product name EC300 / 165/800 manufactured by ESI). Thus, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) has until the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) reaches 95%. A radical polymer was obtained by performing radical polymerization of a 3-methacryloxypropyl group. Then, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) in the radical polymer by heating the PET film coated with the reaction composition in an oven at a temperature of 120 ° C. for 0.2 hours. The silanol group derived from the above and the silanol group contained in the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) were subjected to dehydration condensation to form a siloxane bond that cross-links between the radical polymers. Thereby, a gas barrier resin layer (thickness 8 μm) was formed on one surface of the PET film.

3.無機化合物膜形成工程
PETフィルム及びガスバリア性樹脂層の温度を60℃に維持した状態で、ケイ素酸化物からなるターゲットを用い、RFマグネトロンスパッタにより、ガスバリア性樹脂層の一面に酸化ケイ素からなる無機化合物膜(厚み80nm)を直接形成した。これにより、PETフィルムの一面上に、ガスバリア性樹脂層及び無機化合物膜がこの順で積層一体化されてなるガスバリア性フィルムを得た。
3. Inorganic compound film forming step Inorganic compound consisting of silicon oxide on one side of gas barrier resin layer by RF magnetron sputtering using a target made of silicon oxide while maintaining the temperature of PET film and gas barrier resin layer at 60 ° C A film (thickness 80 nm) was formed directly. As a result, a gas barrier film in which a gas barrier resin layer and an inorganic compound film were laminated and integrated in this order on one surface of the PET film was obtained.

[比較例2〜3]
反応組成物の製造におけるテトラエトキシシラン(B)、水、及び硝酸の配合量を、それぞれ表1に示した通りに変更した以外は、比較例1と同様にしてガスバリア性フィルムを製造した。
[Comparative Examples 2-3]
A gas barrier film was produced in the same manner as in Comparative Example 1, except that the amounts of tetraethoxysilane (B), water, and nitric acid in the production of the reaction composition were changed as shown in Table 1, respectively.

[比較例4]
1.加水分解工程
ビニルトリメトキシシラン(A2)100重量部、及びテトラエトキシシラン(B)70重量部を含む原料組成物に、水32重量部及び硝酸0.001重量部を添加することにより混合物を得た。混合物を20℃で10時間撹拌することにより、ビニルトリメトキシシラン(A2)が有しているメトキシ基と、テトラエトキシシラン(B)のエトキシ基とをそれぞれ加水分解させてシラノール基を形成させた。これにより、ビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物及びテトラエトキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得た。
[Comparative Example 4]
1. Hydrolysis step A mixture is obtained by adding 32 parts by weight of water and 0.001 part by weight of nitric acid to a raw material composition containing 100 parts by weight of vinyltrimethoxysilane (A2) and 70 parts by weight of tetraethoxysilane (B). It was. By stirring the mixture at 20 ° C. for 10 hours, the methoxy group of vinyltrimethoxysilane (A2) and the ethoxy group of tetraethoxysilane (B) were each hydrolyzed to form silanol groups. . Thereby, the reaction composition containing the hydrolyzate of vinyltrimethoxysilane (A2) and the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) was obtained.

2.主重合工程
反応組成物を、ポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム(厚み50μm)の一面にグラビアコーターにより塗工した。次に、PETフィルムの一面に塗工した反応組成物に、電子線照射装置(ESI社製 製品名EC300/165/800)を用いて、加速電圧175kV、照射線量150kGyの条件で電子線を照射することによって、ビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物の重合転化率が99%となるまで、ビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物が有しているビニル基のラジカル重合を行うことにより、ラジカル重合体を得た。その後、反応組成物が塗工されたPETフィルムを、オーブン中、120℃の温度で0.2時間加熱することによって、ラジカル重合体におけるビニルトリメトキシシラン(A2)の加水分解物に由来するシラノール基と、テトラエトキシシラン(B)の加水分解物が有するシラノール基とを脱水縮合させて、ラジカル重合体間を架橋するシロキサン結合を形成した。これにより、PETフィルムの一面にガスバリア性樹脂層(厚み8μm)を形成した。
2. Main polymerization step The reaction composition was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) by a gravure coater. Next, the reaction composition applied to one surface of the PET film is irradiated with an electron beam under the conditions of an acceleration voltage of 175 kV and an irradiation dose of 150 kGy using an electron beam irradiation apparatus (product name EC300 / 165/800 manufactured by ESI). By performing radical polymerization of the vinyl group of the hydrolyzate of vinyltrimethoxysilane (A2) until the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of vinyltrimethoxysilane (A2) reaches 99%. As a result, a radical polymer was obtained. Then, the silanol derived from the hydrolyzate of vinyltrimethoxysilane (A2) in the radical polymer by heating the PET film coated with the reaction composition in an oven at a temperature of 120 ° C. for 0.2 hours. The silanol groups possessed by the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) were dehydrated and condensed to form siloxane bonds that cross-link between the radical polymers. Thereby, a gas barrier resin layer (thickness 8 μm) was formed on one surface of the PET film.

3.無機化合物膜形成工程
PETフィルム及びガスバリア性樹脂層の温度を60℃に維持した状態で、ケイ素酸化物からなるターゲットを用い、RFマグネトロンスパッタにより、ガスバリア性樹脂層の一面に酸化ケイ素からなる無機化合物膜(厚み80nm)を直接形成した。これにより、PETフィルムの一面上に、ガスバリア性樹脂層及び無機化合物膜がこの順で積層一体化されてなるガスバリア性フィルムを得た。
3. Inorganic compound film forming step Inorganic compound consisting of silicon oxide on one side of gas barrier resin layer by RF magnetron sputtering using a target made of silicon oxide while maintaining the temperature of PET film and gas barrier resin layer at 60 ° C A film (thickness 80 nm) was formed directly. As a result, a gas barrier film in which a gas barrier resin layer and an inorganic compound film were laminated and integrated in this order on one surface of the PET film was obtained.

[比較例5]
1.加水分解工程
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)100重量部、及びテトラエトキシシラン(B)63重量部を含む原料組成物に、水43重量部及び硝酸0.002重量部を添加することにより混合物を得た。混合物を25℃で3時間撹拌することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)が有しているメトキシ基と、テトラエトキシシラン(B)のエトキシ基とをそれぞれ加水分解させてシラノール基を形成させた。これにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物及びテトラエトキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得た。
[Comparative Example 5]
1. Hydrolysis step: Adding 43 parts by weight of water and 0.002 parts by weight of nitric acid to a raw material composition containing 100 parts by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and 63 parts by weight of tetraethoxysilane (B). Gave a mixture. By stirring the mixture at 25 ° C. for 3 hours, the methoxy group of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and the ethoxy group of tetraethoxysilane (B) are each hydrolyzed to produce silanol groups. Formed. Thereby, the reaction composition containing the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane (A1) and the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) was obtained.

2.予備重合工程
反応組成物の全量に、光重合開始剤(2−メチル−1[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モリフォリノプロパン−1−オン、チバ・スペシャリティーケミカルズ社製 商品名「イルガキュア907」)2重量部を添加した後、反応組成物に、紫外線ランプ(9W)を用いて、照射量4000mJ/cm2として紫外線を45分間照射することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物の重合転化率が78%となるまで、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物が有している3−メタクリロキシプロピル基のラジカル重合を行った。
2. Prepolymerization step To the total amount of the reaction composition, a photopolymerization initiator (2-methyl-1 [4- (methylthio) phenyl] -2-morpholinopropan-1-one, manufactured by Ciba Specialty Chemicals, Inc., trade name “ After adding 2 parts by weight of Irgacure 907 "), the reaction composition was irradiated with ultraviolet rays at an irradiation dose of 4000 mJ / cm 2 for 45 minutes using an ultraviolet lamp (9 W), thereby producing 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane. Until the polymerization conversion of the hydrolyzate of (A1) reached 78%, radical polymerization of the 3-methacryloxypropyl group of the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) was performed. .

3.ガスバリア性樹脂層形成工程
紫外線を照射した反応組成物の粘度が過度に上昇したため、紫外線を照射した反応組成物に、当該反応組成物100重量部に対して15重量部の酢酸エチルを添加して混合することにより、反応組成物の粘度を低下させた。この粘度を低下させた反応組成物をポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム(厚み50μm)の一面にグラビアコーターにより塗工した。その後、反応組成物が塗工されたPETフィルムを、オーブン中、120℃の温度で0.2時間加熱することによって、ラジカル重合体における3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物に由来するシラノール基と、テトラエトキシシラン(B)の加水分解物が有するシラノール基とを脱水縮合させて、ラジカル重合体間を架橋するシロキサン結合を形成した。これにより、PETフィルムの一面にガスバリア性樹脂層(厚み8μm)を形成した。
3. Gas barrier resin layer forming step Since the viscosity of the reaction composition irradiated with ultraviolet rays increased excessively, 15 parts by weight of ethyl acetate was added to 100 parts by weight of the reaction composition to the reaction composition irradiated with ultraviolet rays. By mixing, the viscosity of the reaction composition was reduced. The reaction composition with reduced viscosity was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) by a gravure coater. Then, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) in the radical polymer by heating the PET film coated with the reaction composition in an oven at a temperature of 120 ° C. for 0.2 hours. The silanol group derived from the above and the silanol group contained in the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) were subjected to dehydration condensation to form a siloxane bond that cross-links between the radical polymers. Thereby, a gas barrier resin layer (thickness 8 μm) was formed on one surface of the PET film.

4.無機化合物膜形成工程
PETフィルム及びガスバリア性樹脂層の温度を60℃に維持した状態で、ケイ素酸化物からなるターゲットを用い、RFマグネトロンスパッタにより、ガスバリア性樹脂層の一面に酸化ケイ素からなる無機化合物膜(厚み80nm)を直接形成した。これにより、PETフィルムの一面上に、ガスバリア性樹脂層及び無機化合物膜がこの順で積層一体化されてなるガスバリア性フィルムを得た。
4). Inorganic compound film forming step Inorganic compound consisting of silicon oxide on one side of gas barrier resin layer by RF magnetron sputtering using a target made of silicon oxide while maintaining the temperature of PET film and gas barrier resin layer at 60 ° C A film (thickness 80 nm) was formed directly. As a result, a gas barrier film in which a gas barrier resin layer and an inorganic compound film were laminated and integrated in this order on one surface of the PET film was obtained.

[比較例6]
1.加水分解工程
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)100重量部、テトラエトキシシラン(B)14.7重量部、トリプロピレングリコールジアクリレート85.3重量部、及び2−エチルヘキシルアクリレート91.1重量部を含む原料組成物に、水2.9重量部及び硝酸0.001重量部を添加することにより混合物を得た。混合物を20℃で24時間撹拌することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)が有しているメトキシ基と、テトラエトキシシラン(B)のエトキシ基とをそれぞれ加水分解させてシラノール基を形成させた。これにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物及びテトラエトキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得た。
[Comparative Example 6]
1. Hydrolysis step 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) 100 parts by weight, tetraethoxysilane (B) 14.7 parts by weight, tripropylene glycol diacrylate 85.3 parts by weight, and 2-ethylhexyl acrylate 91.1 parts by weight A mixture was obtained by adding 2.9 parts by weight of water and 0.001 part by weight of nitric acid to the raw material composition containing parts. By stirring the mixture at 20 ° C. for 24 hours, the methoxy group of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and the ethoxy group of tetraethoxysilane (B) are each hydrolyzed to produce silanol groups. Formed. Thereby, the reaction composition containing the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane (A1) and the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) was obtained.

2.主重合工程
反応組成物を、ポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム(厚み50μm)の一面にグラビアコーターにより塗工した。次に、PETフィルムの一面に塗工した反応組成物に、電子線照射装置(ESI社製 製品名EC300/165/800)を用いて、加速電圧175kV、照射線量150kGyの条件で電子線を照射することによって、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物の重合転化率が95%となるまで、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物が有している3−メタクリロキシプロピル基と、トリプロピレングリコールジアクリレートが有しているアクリロキシ基と、2−エチルヘキシルアクリレートが有しているアクリロキシ基とのラジカル重合を行うことにより、ラジカル重合体を得た。その後、反応組成物が塗工されたPETフィルムを、オーブン中、120℃の温度で0.2時間加熱することによって、ラジカル重合体における3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物に由来するシラノール基と、テトラエトキシシラン(B)の加水分解物が有するシラノール基とを脱水縮合させて、ラジカル重合体間を架橋するシロキサン結合を形成した。これにより、PETフィルムの一面にガスバリア性樹脂層(厚み8μm)を形成した。
2. Main polymerization step The reaction composition was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) by a gravure coater. Next, the reaction composition applied to one surface of the PET film is irradiated with an electron beam under the conditions of an acceleration voltage of 175 kV and an irradiation dose of 150 kGy using an electron beam irradiation apparatus (product name EC300 / 165/800 manufactured by ESI). Thus, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) has until the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) reaches 95%. A radical polymer was obtained by radical polymerization of a 3-methacryloxypropyl group, an acryloxy group possessed by tripropylene glycol diacrylate, and an acryloxy group possessed by 2-ethylhexyl acrylate. Then, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) in the radical polymer by heating the PET film coated with the reaction composition in an oven at a temperature of 120 ° C. for 0.2 hours. The silanol group derived from the above and the silanol group contained in the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) were subjected to dehydration condensation to form a siloxane bond that cross-links between the radical polymers. Thereby, a gas barrier resin layer (thickness 8 μm) was formed on one surface of the PET film.

3.無機化合物膜形成工程
PETフィルム及びガスバリア性樹脂層の温度を60℃に維持した状態で、ケイ素酸化物からなるターゲットを用い、RFマグネトロンスパッタにより、ガスバリア性樹脂層の一面に酸化ケイ素からなる無機化合物膜(厚み80nm)を直接形成した。これにより、PETフィルムの一面上に、ガスバリア性樹脂層及び無機化合物膜がこの順で積層一体化されてなるガスバリア性フィルムを得た。
3. Inorganic compound film forming step Inorganic compound consisting of silicon oxide on one side of gas barrier resin layer by RF magnetron sputtering using a target made of silicon oxide while maintaining the temperature of PET film and gas barrier resin layer at 60 ° C A film (thickness 80 nm) was formed directly. As a result, a gas barrier film in which a gas barrier resin layer and an inorganic compound film were laminated and integrated in this order on one surface of the PET film was obtained.

[比較例7]
1.加水分解工程
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)100重量部、テトラエトキシシラン(B)20重量部、及びトリプロピレングリコールジアクリレート100重量部を含む原料組成物に、水2.2重量部及び硝酸0.001重量部を添加することにより混合物を得た。混合物を20℃で24時間撹拌することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)が有しているメトキシ基と、テトラエトキシシラン(B)のエトキシ基とをそれぞれ加水分解させてシラノール基を形成させた。これにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物及びテトラエトキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得た。
[Comparative Example 7]
1. Hydrolysis Step 3- Raw material composition containing 100 parts by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1), 20 parts by weight of tetraethoxysilane (B) and 100 parts by weight of tripropylene glycol diacrylate, 2.2 parts by weight of water And 0.001 weight part of nitric acid was added, and the mixture was obtained. By stirring the mixture at 20 ° C. for 24 hours, the methoxy group of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and the ethoxy group of tetraethoxysilane (B) are each hydrolyzed to produce silanol groups. Formed. Thereby, the reaction composition containing the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane (A1) and the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) was obtained.

2.主重合工程
反応組成物を、ポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム(厚み50μm)の一面にグラビアコーターにより塗工した。次に、PETフィルムの一面に塗工した反応組成物に、電子線照射装置(ESI社製 製品名EC300/165/800)を用いて、加速電圧175kV、照射線量150kGyの条件で電子線を照射することによって、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物の重合転化率が95%となるまで、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物が有している3−メタクリロキシプロピル基と、トリプロピレングリコールジアクリレートが有しているアクリロキシ基とのラジカル重合を行うことにより、ラジカル重合体を得た。その後、反応組成物が塗工されたPETフィルムを、オーブン中、120℃の温度で0.2時間加熱することによって、ラジカル重合体における3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物に由来するシラノール基と、テトラエトキシシラン(B)の加水分解物が有するシラノール基とを脱水縮合させて、ラジカル重合体間を架橋するシロキサン結合を形成した。これにより、PETフィルムの一面にガスバリア性樹脂層(厚み8μm)を形成した。
2. Main polymerization step The reaction composition was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) by a gravure coater. Next, the reaction composition applied to one surface of the PET film is irradiated with an electron beam under the conditions of an acceleration voltage of 175 kV and an irradiation dose of 150 kGy using an electron beam irradiation apparatus (product name EC300 / 165/800 manufactured by ESI). Thus, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) has until the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) reaches 95%. A radical polymer was obtained by performing radical polymerization of a 3-methacryloxypropyl group and an acryloxy group possessed by tripropylene glycol diacrylate. Then, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) in the radical polymer by heating the PET film coated with the reaction composition in an oven at a temperature of 120 ° C. for 0.2 hours. The silanol group derived from the above and the silanol group contained in the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) were subjected to dehydration condensation to form a siloxane bond that cross-links between the radical polymers. Thereby, a gas barrier resin layer (thickness 8 μm) was formed on one surface of the PET film.

3.無機化合物膜形成工程
PETフィルム及びガスバリア性樹脂層の温度を60℃に維持した状態で、ケイ素酸化物からなるターゲットを用い、RFマグネトロンスパッタにより、ガスバリア性樹脂層の一面に酸化ケイ素からなる無機化合物膜(厚み80nm)を直接形成した。これにより、PETフィルムの一面上に、ガスバリア性樹脂層及び無機化合物膜がこの順で積層一体化されてなるガスバリア性フィルムを得た。
3. Inorganic compound film forming step Inorganic compound consisting of silicon oxide on one side of gas barrier resin layer by RF magnetron sputtering using a target made of silicon oxide while maintaining the temperature of PET film and gas barrier resin layer at 60 ° C A film (thickness 80 nm) was formed directly. As a result, a gas barrier film in which a gas barrier resin layer and an inorganic compound film were laminated and integrated in this order on one surface of the PET film was obtained.

[比較例8]
1.加水分解工程
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)100重量部、及びトリプロピレングリコールジアクリレート250重量部を含む原料組成物に、水2.9重量部及び硝酸0.001重量部を添加することにより混合物を得た。混合物を20℃で24時間撹拌することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)が有しているメトキシ基と、テトラエトキシシラン(B)のエトキシ基とをそれぞれ加水分解させてシラノール基を形成させた。これにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物及びテトラエトキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得た。
[Comparative Example 8]
1. Hydrolysis step 2.9 parts by weight of water and 0.001 part by weight of nitric acid are added to a raw material composition containing 100 parts by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and 250 parts by weight of tripropylene glycol diacrylate. This gave a mixture. By stirring the mixture at 20 ° C. for 24 hours, the methoxy group of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) and the ethoxy group of tetraethoxysilane (B) are each hydrolyzed to produce silanol groups. Formed. Thereby, the reaction composition containing the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane (A1) and the hydrolyzate of tetraethoxysilane (B) was obtained.

2.主重合工程
反応組成物を、ポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム(厚み50μm)の一面にグラビアコーターにより塗工した。次に、PETフィルムの一面に塗工した反応組成物に、電子線照射装置(ESI社製 製品名EC300/165/800)を用いて、加速電圧175kV、照射線量150kGyの条件で電子線を照射することによって、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物の重合転化率が95%となるまで、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物が有している3−メタクリロキシプロピル基と、トリプロピレングリコールジアクリレートが有しているアクリロキシ基とのラジカル重合を行うことにより、ラジカル重合体を得た。その後、反応組成物が塗工されたPETフィルムを、オーブン中、120℃の温度で0.2時間加熱することによって、ラジカル重合体における3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物に由来するシラノール基を脱水縮合させてシロキサン結合を形成した。これにより、PETフィルムの一面にガスバリア性樹脂層(厚み8μm)を形成した。
2. Main polymerization step The reaction composition was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) by a gravure coater. Next, the reaction composition applied to one surface of the PET film is irradiated with an electron beam under the conditions of an acceleration voltage of 175 kV and an irradiation dose of 150 kGy using an electron beam irradiation apparatus (product name EC300 / 165/800 manufactured by ESI). Thus, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) has until the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) reaches 95%. A radical polymer was obtained by performing radical polymerization of a 3-methacryloxypropyl group and an acryloxy group possessed by tripropylene glycol diacrylate. Then, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) in the radical polymer by heating the PET film coated with the reaction composition in an oven at a temperature of 120 ° C. for 0.2 hours. Silanol groups derived from were dehydrated and condensed to form siloxane bonds. Thereby, a gas barrier resin layer (thickness 8 μm) was formed on one surface of the PET film.

3.無機化合物膜形成工程
PETフィルム及びガスバリア性樹脂層の温度を60℃に維持した状態で、ケイ素酸化物からなるターゲットを用い、RFマグネトロンスパッタにより、ガスバリア性樹脂層の一面に酸化ケイ素からなる無機化合物膜(厚み80nm)を直接形成した。これにより、PETフィルムの一面上に、ガスバリア性樹脂層及び無機化合物膜がこの順で積層一体化されてなるガスバリア性フィルムを得た。
3. Inorganic compound film forming step Inorganic compound consisting of silicon oxide on one side of gas barrier resin layer by RF magnetron sputtering using a target made of silicon oxide while maintaining the temperature of PET film and gas barrier resin layer at 60 ° C A film (thickness 80 nm) was formed directly. As a result, a gas barrier film in which a gas barrier resin layer and an inorganic compound film were laminated and integrated in this order on one surface of the PET film was obtained.

[比較例9]
1.加水分解工程
3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)100重量部、トリプロピレングリコールジアクリレート20重量部、及び2−エチルヘキシルアクリレート100重量部を含む原料組成物に、水2.9重量部及び硝酸0.001重量部を添加することにより混合物を得た。混合物を20℃で24時間撹拌することにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)が有しているメトキシ基を加水分解させてシラノール基を形成させた。これにより、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物を含む反応組成物を得た。
[Comparative Example 9]
1. Hydrolysis step 2.9 parts by weight of water and nitric acid were added to a raw material composition containing 100 parts by weight of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1), 20 parts by weight of tripropylene glycol diacrylate, and 100 parts by weight of 2-ethylhexyl acrylate. A mixture was obtained by adding 0.001 part by weight. The mixture was stirred at 20 ° C. for 24 hours to hydrolyze the methoxy group of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) to form a silanol group. Thereby, the reaction composition containing the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyl trimethoxysilane (A1) was obtained.

2.主重合工程
反応組成物を、ポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム(厚み50μm)の一面にグラビアコーターにより塗工した。次に、PETフィルムの一面に塗工した反応組成物に、電子線照射装置(ESI社製 製品名EC300/165/800)を用いて、加速電圧175kV、照射線量150kGyの条件で電子線を照射することによって、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物の重合転化率が95%となるまで、3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物が有している3−メタクリロキシプロピル基と、トリプロピレングリコールジアクリレートが有しているアクリロキシ基と、2−エチルヘキシルアクリレートが有しているアクリロキシ基とのラジカル重合を行うことにより、ラジカル重合体を得た。その後、反応組成物が塗工されたPETフィルムを、オーブン中、120℃の温度で0.2時間加熱することによって、ラジカル重合体における3−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(A1)の加水分解物に由来するシラノール基を脱水縮合させて、ラジカル重合体間を架橋するシロキサン結合を形成した。これにより、PETフィルムの一面にガスバリア性樹脂層(厚み8μm)を形成した。
2. Main polymerization step The reaction composition was applied to one surface of a polyethylene terephthalate (PET) film (thickness 50 μm) by a gravure coater. Next, the reaction composition applied to one surface of the PET film is irradiated with an electron beam under the conditions of an acceleration voltage of 175 kV and an irradiation dose of 150 kGy using an electron beam irradiation apparatus (product name EC300 / 165/800 manufactured by ESI). Thus, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) has until the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) reaches 95%. A radical polymer was obtained by radical polymerization of a 3-methacryloxypropyl group, an acryloxy group possessed by tripropylene glycol diacrylate, and an acryloxy group possessed by 2-ethylhexyl acrylate. Then, the hydrolyzate of 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane (A1) in the radical polymer by heating the PET film coated with the reaction composition in an oven at a temperature of 120 ° C. for 0.2 hours. Silanol groups derived from the above were dehydrated and condensed to form siloxane bonds that cross-link between the radical polymers. Thereby, a gas barrier resin layer (thickness 8 μm) was formed on one surface of the PET film.

3.無機化合物膜形成工程
PETフィルム及びガスバリア性樹脂層の温度を60℃に維持した状態で、ケイ素酸化物からなるターゲットを用い、RFマグネトロンスパッタにより、ガスバリア性樹脂層の一面に酸化ケイ素からなる無機化合物膜(厚み80nm)を直接形成した。これにより、PETフィルムの一面上に、ガスバリア性樹脂層及び無機化合物膜がこの順で積層一体化されてなるガスバリア性フィルムを得た。
3. Inorganic compound film forming step Inorganic compound consisting of silicon oxide on one side of gas barrier resin layer by RF magnetron sputtering using a target made of silicon oxide while maintaining the temperature of PET film and gas barrier resin layer at 60 ° C A film (thickness 80 nm) was formed directly. As a result, a gas barrier film in which a gas barrier resin layer and an inorganic compound film were laminated and integrated in this order on one surface of the PET film was obtained.

(評価)
ガスバリア性フィルムについて、下記手順に従って、耐屈曲性試験を行い、耐屈曲性試験前後の水蒸気透過率を測定した。結果を表1に示す。
(Evaluation)
The gas barrier film was subjected to a bending resistance test according to the following procedure, and the water vapor transmission rate before and after the bending resistance test was measured. The results are shown in Table 1.

(耐屈曲性試験)
ガスバリア性フィルムについて、JIS C5016に準拠した耐屈曲性試験を行った。耐屈曲性試験は、ガスバリア性フィルムを、その無機化合物膜形成面が凸面に形成されるようにしてU字状に屈曲させた状態で、耐屈曲性試験機の固定板と可動板との間に取り付けた後、可動板を所定のストロークで複数回繰り返して往復運動させることにより行った。ガスバリア性フィルムの屈曲半径は10mmとし、ストロークは60mmとし、可動板の往復運動の回数は50回とした。
(Bend resistance test)
The gas barrier film was subjected to a bending resistance test based on JIS C5016. The bending resistance test is performed between a fixed plate and a movable plate of a bending resistance tester in a state where the gas barrier film is bent in a U shape so that the inorganic compound film forming surface is formed as a convex surface. After being attached, the movable plate was repeatedly moved back and forth repeatedly at a predetermined stroke. The bending radius of the gas barrier film was 10 mm, the stroke was 60 mm, and the number of reciprocating motions of the movable plate was 50.

(水蒸気透過率)
ガスバリア性フィルムの水蒸気透過率(g/m2・day)は、JIS K7126(差圧法)に準拠した差圧式のガスクロマトグラフ法によって、ガス・蒸気透過率測定装置(GTRテック社製 装置名GTR−300XASC)を用いて、測定時間2時間、温度40℃、相対湿度90%の条件下で測定した。
(Water vapor transmission rate)
The water vapor transmission rate (g / m 2 · day) of the gas barrier film was determined by a gas / vapor transmission rate measuring device (GTR-Tech., Product name: GTR- 300XASC), measurement was performed for 2 hours under the conditions of a temperature of 40 ° C. and a relative humidity of 90%.

Figure 2014091057
Figure 2014091057

10 合成樹脂フィルム
20 無機化合物膜
30 ガスバリア性樹脂層
10 Synthetic resin film 20 Inorganic compound film 30 Gas barrier resin layer

Claims (6)

分子中に2個以上のアルコキシ基と1個以上のラジカル重合性基とを有するアルコキシシラン(A)100重量部、及び分子中に2個以上のアルコキシ基を有し且つラジカル重合性基を有しないアルコキシシラン(B)25〜200重量部を含む原料組成物に、水10〜100重量部を添加して、上記アルコキシシラン(A)のアルコキシ基及び上記アルコキシシラン(B)のアルコキシ基を加水分解させることにより、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物及び上記アルコキシシラン(B)の加水分解物を含む反応組成物を得る加水分解工程と、
上記反応組成物に、活性エネルギー線を照射して、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が1〜60%となるまで、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合を行う予備重合工程と、
活性エネルギー線を照射した上記反応組成物を基材上に塗工し、上記反応組成物にさらに活性エネルギー線を照射することにより、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物の重合転化率が80%以上となるように、上記アルコキシシラン(A)の加水分解物のラジカル重合を行うことにより、上記アルコキシシラン(A)のラジカル重合体を得た後、上記ラジカル重合体と上記アルコキシシラン(B)の加水分解物とを脱水縮合させることにより、ガスバリア性樹脂層を形成する主重合工程と、
上記ガスバリア性樹脂層上に無機化合物膜を形成する無機化合物膜形成工程と、
を有することを特徴とするガスバリア性フィルムの製造方法。
100 parts by weight of alkoxysilane (A) having two or more alkoxy groups and one or more radical polymerizable groups in the molecule, and two or more alkoxy groups in the molecule and having radical polymerizable groups The raw material composition containing 25 to 200 parts by weight of alkoxysilane (B) is added with 10 to 100 parts by weight of water to hydrolyze the alkoxy group of the alkoxysilane (A) and the alkoxy group of the alkoxysilane (B). A hydrolysis step of obtaining a reaction composition containing a hydrolyzate of the alkoxysilane (A) and a hydrolyzate of the alkoxysilane (B) by decomposing,
Radiation polymerization of the hydrolyzate of the alkoxysilane (A) until the reaction composition is irradiated with active energy rays and the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of the alkoxysilane (A) becomes 1 to 60%. A prepolymerization step of performing
The reaction composition irradiated with active energy rays is applied onto a substrate, and the reaction composition is further irradiated with active energy rays, whereby the polymerization conversion rate of the hydrolyzate of alkoxysilane (A) is 80. % Of the alkoxysilane (A) hydrolyzate to obtain a radical polymer of the alkoxysilane (A), and then the radical polymer and the alkoxysilane (B A main polymerization step of forming a gas barrier resin layer by dehydration condensation with the hydrolyzate of
An inorganic compound film forming step of forming an inorganic compound film on the gas barrier resin layer;
A method for producing a gas barrier film, comprising:
アルコキシシラン(A)が、下記一般式(1)で示されるアルコキシシランを含むことを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。
Figure 2014091057

(式中、R1は炭素数4〜9の(メタ)アクリロキシアルキル基又はビニル基を表し、R2は炭素数1〜8のアルキル基を表し、R3は炭素数1〜4のアルキル基を表し、且つnは0又は1である。)
The method for producing a gas barrier film according to claim 1, wherein the alkoxysilane (A) contains an alkoxysilane represented by the following general formula (1).
Figure 2014091057

(In the formula, R 1 represents a (meth) acryloxyalkyl group having 4 to 9 carbon atoms or a vinyl group, R 2 represents an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and R 3 represents an alkyl having 1 to 4 carbon atoms. Represents a group, and n is 0 or 1.)
アルコキシシラン(A)が、3−(メタ)クリロキシプロピルトリメトキシシラン及び/又はビニルトリメトキシシランを含むことを特徴とする請求項1又は2に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to claim 1 or 2, wherein the alkoxysilane (A) contains 3- (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane and / or vinyltrimethoxysilane. アルコキシシラン(B)が、下記一般式(II)で示されるアルコキシシランを含むことを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。
Figure 2014091057

(式中、R及びRはそれぞれ炭素数1〜8のアルキル基を表し、mは0〜2の整数である。)
The method for producing a gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein the alkoxysilane (B) contains an alkoxysilane represented by the following general formula (II).
Figure 2014091057

(In the formula, R 4 and R 5 each represent an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and m is an integer of 0 to 2.)
無機化合物膜が、酸化ケイ素、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、及び酸化チタンよりなる群から選択される少なくとも一種の金属酸化物を含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The inorganic compound film includes at least one metal oxide selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, calcium oxide, magnesium oxide, zirconium oxide, and titanium oxide. A method for producing a gas barrier film according to claim 1. 無機化合物膜をスパッタリング法によって形成することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のガスバリア性フィルムの製造方法。   The method for producing a gas barrier film according to any one of claims 1 to 5, wherein the inorganic compound film is formed by a sputtering method.
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018207508A1 (en) * 2017-05-12 2018-11-15 富士フイルム株式会社 Gas barrier film and method for producing gas barrier film
TWI737286B (en) * 2020-05-04 2021-08-21 國立臺北科技大學 Gas barrier laminate
CN114890803A (en) * 2022-05-30 2022-08-12 武汉科技大学 Preparation method of high-temperature oxide melt containing superoxide radical

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