JP2020163649A - Gas barrier film - Google Patents

Gas barrier film Download PDF

Info

Publication number
JP2020163649A
JP2020163649A JP2019065294A JP2019065294A JP2020163649A JP 2020163649 A JP2020163649 A JP 2020163649A JP 2019065294 A JP2019065294 A JP 2019065294A JP 2019065294 A JP2019065294 A JP 2019065294A JP 2020163649 A JP2020163649 A JP 2020163649A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
water
resin
gas barrier
polyurethane resin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2019065294A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP7230641B2 (en
Inventor
良樹 越山
Yoshiki Koshiyama
良樹 越山
神永 純一
Junichi Kaminaga
純一 神永
沙耶佳 星
Sayaka HOSHI
沙耶佳 星
悠希 尾村
Yuki OMURA
悠希 尾村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toppan Printing Co Ltd filed Critical Toppan Printing Co Ltd
Priority to JP2019065294A priority Critical patent/JP7230641B2/en
Publication of JP2020163649A publication Critical patent/JP2020163649A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP7230641B2 publication Critical patent/JP7230641B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Landscapes

  • Wrappers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

To provide a gas barrier film which can be used as a packaging material even in the form of a composite film constituted of a water-soluble polymer, an aqueous polyurethane resin, and an inorganic laminar mineral, in direct contact with a moisture-containing content.SOLUTION: A gas barrier film 1 includes a resin substrate 3 and a film 5 positioned so as to be in contact with at least one surface of the resin substrate 3. The film 5 is formed of a coating agent including a water-soluble polymer (A), an inorganic laminar mineral (B), an aqueous polyurethane resin (C), and a hardening agent (D). Potassium permanganate consumption of a test liquid which is obtained by bringing the film 5 into contact with distilled water of 2 mL per surface area of 1 cm2 of the film 5 and retaining it at 60°C for 30 minutes, is 10.0 μg/mL or less, and its degree of oxygen permeation at 30°C and with relative humidity of 60% is 2.0 cm3/(m2.day.atm) or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガスバリア性フィルムに関する。 The present invention relates to a gas barrier film.

食品、医薬品等の包装に用いられる包装材料には、内容物の変質や腐敗等を抑制し、それらの機能や性質を保持するために、内容物を変質させる気体(水蒸気、酸素、その他)の進入を遮断する性質(ガスバリア性)が要求される。また、包装材料には、保管環境によらず高いガスバリア性を示すことが要求される。 Packaging materials used for packaging foods, pharmaceuticals, etc. contain gases (water vapor, oxygen, etc.) that alter the contents in order to suppress deterioration and putrefaction of the contents and maintain their functions and properties. The property of blocking entry (gas barrier property) is required. In addition, the packaging material is required to exhibit high gas barrier properties regardless of the storage environment.

ガスバリア性を有する包装材料としては一般的に、ガスバリア層を有するものが用いられる。ガスバリア層としては、アルミニウム等の金属からなる金属箔や金属蒸着膜、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の水溶性高分子、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂からなる樹脂膜、上記水溶性高分子と無機層状鉱物との複合膜等が用いられる(特許文献1〜5)。 As the packaging material having a gas barrier property, a material having a gas barrier layer is generally used. The gas barrier layer includes a metal foil made of a metal such as aluminum, a metal vapor deposition film, a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol or an ethylene-vinyl alcohol copolymer, a resin film made of a resin such as polyvinylidene chloride, and the above-mentioned highly water-soluble layer. A composite film of a molecule and an inorganic layered mineral or the like is used (Patent Documents 1 to 5).

上記水溶性高分子と無機層状鉱物との複合膜は、水溶性高分子からなる樹脂膜に比べて高湿度雰囲気下での酸素バリア性に優れる。しかし、水溶性高分子と無機層状鉱物との複合膜は一般的に、基材との密着性が低い問題がある。 The composite film of the water-soluble polymer and the inorganic layered mineral is superior in oxygen barrier property in a high humidity atmosphere as compared with the resin film made of the water-soluble polymer. However, a composite film of a water-soluble polymer and an inorganic layered mineral generally has a problem of low adhesion to a base material.

特許文献6には、良好なガスバリア性を示しつつ、基材との密着性に優れるガスバリア性フィルムとして、熱可塑性樹脂基材の少なくとも片面上に、水溶性高分子と、水溶性又は水分散性のポリエステル系ウレタン樹脂と、平均粒径が5μm以下で厚さが500nm以下の無機層状鉱物とを主たる構成成分とした皮膜を形成したガスバリア性フィルムが提案されている。また、特許文献6には、高湿度下での密着性を保つために、皮膜中に架橋剤を0.01〜10質量%含有させることが提案されている。 In Patent Document 6, as a gas barrier film having excellent adhesion to a base material while exhibiting good gas barrier properties, a water-soluble polymer and a water-soluble or water-dispersible film are formed on at least one surface of a thermoplastic resin base material. A gas barrier film has been proposed in which a film is formed mainly composed of a polyester-based urethane resin of the above and an inorganic layered mineral having an average particle size of 5 μm or less and a thickness of 500 nm or less. Further, Patent Document 6 proposes that the film contains 0.01 to 10% by mass of a cross-linking agent in order to maintain adhesion under high humidity.

特開2001−287294号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2001-287294 特開平11−165369号公報JP-A-11-165369A 特開平6−93133号公報JP-A-6-93133 特開平9−150484号公報JP-A-9-150484 特許第3764109号公報Japanese Patent No. 3764109 特許第3351208号公報Japanese Patent No. 3351208

しかし、本発明者らの検討によれば、水溶性高分子と水性ポリウレタン樹脂と無機層状鉱物との複合膜は、水に溶出しやすい有機物を含んでいる。この有機物は、複合膜が架橋剤(硬化剤)を含む場合でも溶出する。そのため、この複合膜を有するガスバリア性フィルムは、食品等の水分を含む内容物に複合膜が直接接触するような形態では包装材料として使用できず、複合膜と内容物との間に他の層を介在させる等の対策が必要になる。 However, according to the study by the present inventors, the composite film of the water-soluble polymer, the water-based polyurethane resin, and the inorganic layered mineral contains an organic substance that easily elutes with water. This organic substance elutes even when the composite membrane contains a cross-linking agent (curing agent). Therefore, the gas barrier film having this composite membrane cannot be used as a packaging material in a form in which the composite membrane comes into direct contact with a water-containing content such as food, and another layer is formed between the composite membrane and the content. It is necessary to take measures such as intervening.

本発明は、水溶性高分子と水性ポリウレタン樹脂と無機層状鉱物との複合膜が水分を含む内容物に直接接触するような形態でも包装材料として使用できるガスバリア性フィルムを提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a gas barrier film that can be used as a packaging material even in a form in which a composite film of a water-soluble polymer, an aqueous polyurethane resin, and an inorganic layered mineral comes into direct contact with a content containing water. ..

本発明は、以下の態様を有する。
〔1〕樹脂基材と、前記樹脂基材の少なくとも一方の表面に接して位置する皮膜とを備え、
前記皮膜は、水溶性高分子(A)と無機層状鉱物(B)と水性ポリウレタン樹脂(C)と硬化剤(D)とを含むコ−ティング剤から形成されたものであり、
前記皮膜の表面積1cmあたり2mLの蒸留水を前記皮膜に接触させ、60℃で30分間保持して得られる試験液の過マンガン酸カリウム消費量が、10.0μg/mL以下であり、
30℃、相対湿度60%の条件下での酸素透過度が、2.0cm/(m・day・atm)以下であることを特徴とするガスバリア性フィルム。
〔2〕前記皮膜の単位面積あたりの前記水溶性高分子(A)と前記水性ポリウレタン樹脂(C)との合計質量が、0.47g/m以下である前記〔1〕のガスバリア性フィルム。
〔3〕前記皮膜の総質量に対し、前記水溶性高分子(A)が25〜80質量%、前記無機層状鉱物(B)が8〜20質量%、前記水性ポリウレタン樹脂(C)率が5〜60質量%、前記硬化剤(D)が5〜20質量%である前記〔1〕又は〔2〕のガスバリア性フィルム。
〔4〕前記皮膜の厚さが、0.32〜0.55μmである前記〔1〕〜〔3〕のいずれかのガスバリア性フィルム。
〔5〕前記水溶性高分子(A)に対する硬化剤(D)の質量比((D)/(A)比)が、10/90〜30/70である前記〔1〕〜〔4〕のいずれかのガスバリア性フィルム。
〔6〕前記樹脂基材が、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、又はポリアミド系樹脂フィルムである前記〔1〕〜〔5〕のいずれかのガスバリア性フィルム。
The present invention has the following aspects.
[1] A resin base material and a film located in contact with at least one surface of the resin base material are provided.
The film is formed of a coating agent containing a water-soluble polymer (A), an inorganic layered mineral (B), an aqueous polyurethane resin (C), and a curing agent (D).
The potassium permanganate consumption of the test solution obtained by bringing 2 mL of distilled water per 1 cm 2 of the surface area of the film into contact with the film and holding it at 60 ° C. for 30 minutes is 10.0 μg / mL or less.
Gas barrier film 30 ° C., the oxygen permeability under a relative humidity of 60%, and wherein the at 2.0cm 3 / (m 2 · day · atm) or less.
[2] The gas barrier film of the above [1], wherein the total mass of the water-soluble polymer (A) and the aqueous polyurethane resin (C) per unit area of the film is 0.47 g / m 2 or less.
[3] The water-soluble polymer (A) is 25 to 80% by mass, the inorganic layered mineral (B) is 8 to 20% by mass, and the aqueous polyurethane resin (C) ratio is 5 with respect to the total mass of the film. The gas barrier film of the above [1] or [2], wherein the curing agent (D) is 5 to 20% by mass in an amount of about 60% by mass.
[4] The gas barrier film according to any one of [1] to [3], wherein the film has a thickness of 0.32 to 0.55 μm.
[5] Of the above [1] to [4], the mass ratio ((D) / (A) ratio) of the curing agent (D) to the water-soluble polymer (A) is 10/90 to 30/70. Either gas barrier film.
[6] The gas barrier film according to any one of [1] to [5] above, wherein the resin base material is a polyolefin-based resin film, a polyester-based resin film, or a polyamide-based resin film.

本発明のガスバリア性フィルムは、水溶性高分子と水性ポリウレタン樹脂と無機層状鉱物との複合膜中の水に溶出しやすい有機物の溶出が抑制されている。また、ガスバリア性も充分に優れる。したがって、複合膜が水分を含む内容物に直接接触するような形態でも包装材料として使用できる。 In the gas barrier film of the present invention, the elution of organic substances that easily elute into water in the composite film of the water-soluble polymer, the aqueous polyurethane resin, and the inorganic layered mineral is suppressed. In addition, the gas barrier property is sufficiently excellent. Therefore, it can be used as a packaging material even in a form in which the composite film comes into direct contact with the contents containing water.

実施形態に係るガスバリア性フィルムの一例を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows an example of the gas barrier film which concerns on embodiment. 実施形態に係るガスバリア性フィルムの他の例を示す模式断面図である。It is a schematic cross-sectional view which shows the other example of the gas barrier film which concerns on embodiment.

本発明のガスバリア性フィルムの実施の形態について説明する。なお、本実施の形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
図1〜図2における寸法比は、説明の便宜上、実際のものとは異なったものである。
An embodiment of the gas barrier film of the present invention will be described. It should be noted that the present embodiment is specifically described in order to better understand the gist of the invention, and is not limited to the present invention unless otherwise specified.
The dimensional ratios in FIGS. 1 and 2 are different from the actual ones for convenience of explanation.

本発明の一実施形態に係るガスバリア性フィルムは、樹脂基材と、樹脂基材の少なくとも一方の表面に接して位置する皮膜とを備える。 The gas barrier film according to the embodiment of the present invention includes a resin base material and a film located in contact with at least one surface of the resin base material.

図1は、本実施形態に係るガスバリア性フィルムの一例を示す模式断面図である。
この例のガスバリア性フィルム1は、樹脂基材3と、樹脂基材3の一方の表面に接して位置する皮膜5とを有する。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of a gas barrier film according to the present embodiment.
The gas barrier film 1 of this example has a resin base material 3 and a film 5 located in contact with one surface of the resin base material 3.

図2は、本実施形態に係るガスバリア性フィルムの他の例を示す模式断面図である。
この例のガスバリア性フィルム2は、樹脂基材3と、樹脂基材3の一方の表面及び他方の表面それぞれに接して位置する皮膜5とを有する。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing another example of the gas barrier film according to the present embodiment.
The gas barrier film 2 of this example has a resin base material 3 and a film 5 located in contact with one surface of the resin base material 3 and each of the other surfaces.

本実施形態に係るガスバリア性フィルムの酸素透過度は、2.0cm/(m・day・atm)以下であり、1.0cm/(m・day・atm)以下が好ましい。酸素透過度が上記上限値以下であると、包装材料として有用である。
酸素透過度は、30℃、相対湿度60%の条件下で測定される値である。
ガスバリア性フィルムの酸素透過度は、皮膜を形成するコ−ティング剤の組成、皮膜の厚さにより調整できる。
Oxygen permeability of the gas barrier film according to the present embodiment, 2.0cm 3 / (m 2 · day · atm) or less, 1.0cm 3 / (m 2 · day · atm) or less. When the oxygen permeability is not more than the above upper limit value, it is useful as a packaging material.
The oxygen permeability is a value measured under the conditions of 30 ° C. and 60% relative humidity.
The oxygen permeability of the gas barrier film can be adjusted by the composition of the coating agent forming the film and the thickness of the film.

(樹脂基材)
樹脂基材は、樹脂を含む。樹脂基材を構成する樹脂としては、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、セロファン、エンジニアリングプラスチック等が挙げられる。ポリオレフィン系樹脂としては、炭素数2〜10のオレフィンの単独重合体及び共重合体が挙げられ、具体例としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(1−ブテン)、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−1−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−1−ブテン共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体を金属イオンにより架橋したアイオノマー、プロピレン−1−ブテン共重合体、プロピレン−ペンテン共重合体等が挙げられる。ポリエステル系樹脂としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等が挙げられる。ポリアミド系樹脂としては、ナイロン6、ナイロン66等の脂肪族系ポリアミド、ポリメタキシリレンアジパミド等の芳香族ポリアミド等が挙げられる。ビニル系樹脂としては、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等が挙げられる。アクリル系樹脂としては、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル等の(メタ)アクリル系単量体の単独重合体及び共重合体が挙げられ、具体例としては、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル等が挙げられる。(メタ)アクリルはアクリル及びメタクリルの総称であり、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリルも同様である。エンジニアリングプラスチックとしては、ポリカーボネート、ポリイミド等が挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
(Resin base material)
The resin base material contains a resin. Examples of the resin constituting the resin base material include polyolefin-based resin, polyester-based resin, polyamide-based resin, vinyl-based resin, acrylic-based resin, cellophane, engineering plastic, and the like. Examples of the polyolefin resin include homopolymers and copolymers of olefins having 2 to 10 carbon atoms, and specific examples thereof include polyethylene, polypropylene, poly (1-butene), ethylene-propylene copolymer, and ethylene-. 1-butene copolymer, ethylene-propylene-1-butene copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ionomer obtained by cross-linking ethylene-acrylic acid copolymer with metal ions, propylene-1-butene copolymer, Examples thereof include a propylene-pentene copolymer. Examples of the polyester-based resin include polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate. Examples of the polyamide resin include aliphatic polyamides such as nylon 6 and nylon 66, and aromatic polyamides such as polymethoxylylen adipamide. Examples of the vinyl resin include polystyrene, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer and the like. Examples of the acrylic resin include homopolymers and copolymers of (meth) acrylic monomers such as (meth) acrylate and (meth) acrylonitrile, and specific examples thereof include polymethylmethacrylate and polyacrylonitrile. Can be mentioned. (Meta) acrylic is a general term for acrylic and methacrylic, and the same applies to (meth) acrylate and (meth) acrylonitrile. Examples of engineering plastics include polycarbonate and polyimide. One of these resins may be used alone, or two or more of these resins may be used in combination.

樹脂基材は、フィラー、アンチブロッキング剤(以下、「AB剤」ともいう。)、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、スリップ剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、酸化防止剤、防曇剤、紫外線吸収剤、核剤、顔料、染料等の添加剤を含んでいてもよい。これらの添加剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Resin substrates include fillers, anti-blocking agents (hereinafter, also referred to as "AB agents"), antistatic agents, plasticizers, lubricants, slip agents, heat-resistant stabilizers, weather-resistant stabilizers, antioxidants, antifogging agents, etc. It may contain additives such as an ultraviolet absorber, a nucleating agent, a pigment, and a dye. Any one of these additives may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

AB剤は、樹脂基材の表面やその表面に形成されるガスバリア層の表面に凹凸を生じさせてガスバリア性フィルムのブロッキング耐性を高め、ガスバリア性フィルムを巻き取りやすくしたり、ガスバリア性フィルムの加工特性を高めたりする。したがって、樹脂基材はAB剤を含むことが好ましい。
樹脂基材がAB剤を含む場合、AB剤は樹脂基材中に分散し、樹脂基材の一方の面又は他方の面には局所的に、AB剤に由来する複数の突起部が存在する。一方の面及び他方の面において、AB剤は露出していてもよいし、樹脂で覆われていてもよい。
The AB agent causes irregularities on the surface of the resin base material and the surface of the gas barrier layer formed on the surface to enhance the blocking resistance of the gas barrier film, facilitate the winding of the gas barrier film, and process the gas barrier film. Improve the characteristics. Therefore, the resin base material preferably contains an AB agent.
When the resin base material contains the AB agent, the AB agent is dispersed in the resin base material, and a plurality of protrusions derived from the AB agent are locally present on one surface or the other surface of the resin base material. .. On one surface and the other surface, the AB agent may be exposed or may be covered with a resin.

AB剤は、固体粒子であり、有機系粒子、無機系粒子等が挙げられる。有機系粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子等のアクリル系樹脂粒子、ポリスチレン粒子、ポリアミド粒子等が挙げられる。これら有機系粒子は、例えば、乳化重合や懸濁重合等により得られる。無機系粒子としては、シリカ粒子、ゼオライト、タルク、カオリナイト、長石等が挙げられる。これらのAB剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The AB agent is solid particles, and examples thereof include organic particles and inorganic particles. Examples of the organic particles include acrylic resin particles such as polymethylmethacrylate particles, polystyrene particles, and polyamide particles. These organic particles can be obtained by, for example, emulsion polymerization or suspension polymerization. Examples of the inorganic particles include silica particles, zeolite, talc, kaolinite, and feldspar. Any one of these AB agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

AB剤の平均粒径は、例えば、ガスバリア性フィルムの外観、透明性、AB剤の脱落可能性、アンチブロッキング性能を考慮すると、0.1〜4μmが好ましい。
AB剤の平均粒径は、コールター法により測定される重量平均径である。
AB剤の平均粒径が大きすぎると、樹脂基材の表面に大きな突起部が形成され、皮膜を形成する際に、皮膜にガス透過の経路となる欠陥が生じやすくなり、酸素バリア性が低下するおそれが生じる。
The average particle size of the AB agent is preferably 0.1 to 4 μm in consideration of, for example, the appearance and transparency of the gas barrier film, the possibility of the AB agent falling off, and the anti-blocking performance.
The average particle size of the AB agent is the weight average diameter measured by the Coulter method.
If the average particle size of the AB agent is too large, large protrusions are formed on the surface of the resin base material, and when the film is formed, defects that serve as gas permeation paths are likely to occur in the film, and the oxygen barrier property is lowered. There is a risk of

樹脂基材がAB剤を含有する場合、AB剤の含有量は、例えば、樹脂基材を構成する樹脂100質量部に対して、0.1〜0.5質量部が好ましい。AB剤の含有量が上記下限値以上であると、樹脂基材やその原料となるフィルムの加工特性を高めやすい。AB剤の含有量が上記上限値以下であると、ガスバリア性フィルムの酸素バリア性の低下を抑制しやすい。 When the resin base material contains an AB agent, the content of the AB agent is preferably 0.1 to 0.5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin constituting the resin base material, for example. When the content of the AB agent is at least the above lower limit value, it is easy to improve the processing characteristics of the resin base material and the film used as the raw material thereof. When the content of the AB agent is not more than the above upper limit value, it is easy to suppress the deterioration of the oxygen barrier property of the gas barrier film.

樹脂基材は、単層でもよく、2層以上であってもよい。樹脂基材としては、単一の樹脂で構成された単層フィルム、複数の樹脂で構成された単層又は積層フィルム、樹脂層と他の基材(金属、木材、紙、セラミックス等)とが積層された積層フィルム等が挙げられる。
複数の樹脂で構成された積層フィルムの一例として、一方の面側から、樹脂及びAB剤を含む第1の表層、樹脂を含みAB剤を含まない基層、樹脂及びAB剤を含む第2の表層がこの順に積層したフィルムが挙げられる。
The resin base material may be a single layer or two or more layers. The resin base material includes a single-layer film composed of a single resin, a single-layer or laminated film composed of a plurality of resins, a resin layer and another base material (metal, wood, paper, ceramics, etc.). Examples thereof include laminated laminated films.
As an example of a laminated film composed of a plurality of resins, from one surface side, a first surface layer containing a resin and an AB agent, a base layer containing a resin and not containing an AB agent, and a second surface layer containing a resin and an AB agent. However, a film laminated in this order can be mentioned.

樹脂基材としては、入手の容易さ、水蒸気バリア性の点で、ポリオレフィン系樹脂フィルム(特に、ポリプロピレンフィルム等)、ポリエステル系樹脂フィルム(特に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルム)、又はポリアミド系樹脂フィルム(特に、ナイロンフィルム)が好ましく、ポリオレフィン系樹脂フィルムが特に好ましい。 As the resin base material, a polyolefin-based resin film (particularly, polypropylene film, etc.), a polyester-based resin film (particularly, a polyethylene terephthalate-based resin film), or a polyamide-based resin film (particularly, a polypropylene-based resin film) or a polyamide-based resin film (particularly, a polypropylene film) or a polyamide-based resin film (particularly, a polyethylene terephthalate-based resin film), or a polyamide-based resin film (particularly, a polypropylene film, etc.) In particular, a nylon film) is preferable, and a polyolefin resin film is particularly preferable.

樹脂基材は、未延伸フィルムであってもよく、一軸又は二軸延伸配向フィルムであってもよい。
樹脂基材としては、水蒸気バリア性に優れる観点から、二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)が特に好ましい。OPPは、ホモポリマー、ランダムコポリマー及びブロックコポリマーから選ばれる少なくとも一種のポリマーがフィルム状に加工されたものであってもよい。ホモポリマーはプロピレン単体のみからなるポリプロピレンである。ランダムコポリマーは、主モノマーであるプロピレンと、プロピレンとは異なる少量のコモノマーがランダムに共重合し、均質な相をなすポリプロピレンである。ブロックコポリマーは、主モノマーであるプロピレンと上記コモノマーがブロック的に共重合したり、ゴム状に重合したりすることによって不均質な相を形成するポリプロピレンである。樹脂基材がOPPの場合、OPPは1層でもよく2層以上でもよい。
The resin base material may be an unstretched film or a uniaxial or biaxially stretched oriented film.
As the resin base material, a biaxially stretched polypropylene film (OPP) is particularly preferable from the viewpoint of excellent water vapor barrier property. The OPP may be a film of at least one polymer selected from homopolymers, random copolymers and block copolymers. Homopolymers are polypropylenes consisting of elemental propylene alone. The random copolymer is polypropylene in which propylene, which is the main monomer, and a small amount of comonomer different from propylene are randomly copolymerized to form a homogeneous phase. The block copolymer is polypropylene in which propylene, which is the main monomer, and the above-mentioned comonomer are copolymerized in a block-like manner or polymerized in a rubber-like manner to form a heterogeneous phase. When the resin base material is OPP, the OPP may be one layer or two or more layers.

樹脂基材は、皮膜が積層する面、つまりコーティング剤が塗布される面に、コーティング剤に対する濡れ性と、皮膜に対する接着強度とを向上させるために、薬品処理、溶剤処理、コロナ処理、低温プラズマ処理、オゾン処理等の表面処理が施されていてもよい。
樹脂基材は、皮膜が積層する面に、アンカーコート又はアンダーコート処理が施されてもよい。
In the resin base material, chemical treatment, solvent treatment, corona treatment, and low temperature plasma are used to improve the wettability to the coating agent and the adhesive strength to the film on the surface on which the film is laminated, that is, the surface to which the coating agent is applied. Surface treatment such as treatment and ozone treatment may be applied.
In the resin base material, the surface on which the film is laminated may be subjected to an anchor coating or an undercoat treatment.

樹脂基材の厚さは、特に限定されるものではなく、包装材料としての適性や他の皮膜の積層適性を考慮しつつ、価格や用途に応じて適宜選択されるが、実用的には3〜200μmであり、好ましくは5〜120μmであり、より好ましくは10〜100μmである。
樹脂基材の厚さは、樹脂基材又はガスバリア性フィルムを厚さ方向に切断した断面を走査型電子顕微鏡(SEM)で観察することにより測定される。樹脂基材がAB剤を含む場合、樹脂基材の厚さは、AB剤に由来する突起部が存在しない平坦部における厚さである。
The thickness of the resin base material is not particularly limited, and is appropriately selected according to the price and application while considering the suitability as a packaging material and the suitability for laminating other films, but practically 3 It is ~ 200 μm, preferably 5 to 120 μm, and more preferably 10 to 100 μm.
The thickness of the resin base material is measured by observing a cross section of the resin base material or the gas barrier film cut in the thickness direction with a scanning electron microscope (SEM). When the resin base material contains the AB agent, the thickness of the resin base material is the thickness in the flat portion where the protrusions derived from the AB agent do not exist.

(皮膜)
皮膜は、水溶性高分子(A)と無機層状鉱物(B)と水性ポリウレタン樹脂(C)と硬化剤(D)とを含むコ−ティング剤から形成されたもの、つまり水溶性高分子と水性ポリウレタン樹脂と無機層状鉱物との複合膜である。かかる皮膜を備えるガスバリア性フィルムは、高湿度雰囲気下でも優れた酸素バリア性を示す、包装材料として充分な他材料への密着強度や膜凝集強度を有する、金属箔や金属蒸着膜にはない透明さと耐延伸性を有する、ダイオキシン等の有害物質発生のリスクがない等の利点がある。
皮膜は、湿式コート法により樹脂基材の少なくとも一方の表面にコーティング剤からなる塗膜を形成し、この塗膜を乾燥することにより得られる。なお、塗膜は、湿潤膜であり、皮膜は、乾燥膜である。コーティング剤については後で詳しく説明する。
(Film)
The film is formed of a coating agent containing a water-soluble polymer (A), an inorganic layered mineral (B), an aqueous polyurethane resin (C), and a curing agent (D), that is, a water-soluble polymer and an aqueous film. It is a composite film of polyurethane resin and inorganic layered mineral. The gas barrier film provided with such a film exhibits excellent oxygen barrier properties even in a high humidity atmosphere, has sufficient adhesion strength to other materials as a packaging material and film aggregation strength, and is transparent not found in metal foils and metal vapor deposition films. It has advantages such as having a stretch resistance and no risk of generating harmful substances such as dioxin.
The film is obtained by forming a coating film made of a coating agent on at least one surface of the resin base material by a wet coating method and drying the coating film. The coating film is a wet film, and the film is a dry film. The coating agent will be described in detail later.

皮膜は、皮膜の表面積1cmあたり2mLの蒸留水を皮膜に接触させ、60℃で30分間保持して得られる試験液の過マンガン酸カリウム消費量が、10.0μg/mL以下である。過マンガン酸カリウム消費量は、皮膜中の水に溶出しやすい有機物の溶出量の指標である。過マンガン酸カリウム消費量が10.0μg/mL以下であると、ガスバリア性フィルムを、皮膜が水分を含む内容物に直接接触するような形態でも包装材料として使用できる。
過マンガン酸カリウム消費量は少ないほど好ましく、下限は特に限定されない。
The film has a potassium permanganate consumption of 10.0 μg / mL or less, which is obtained by bringing 2 mL of distilled water per 1 cm 2 of the surface area of the film into contact with the film and holding it at 60 ° C. for 30 minutes. Potassium permanganate consumption is an index of the amount of organic matter that easily elutes into water in the film. When the consumption of potassium permanganate is 10.0 μg / mL or less, the gas barrier film can be used as a packaging material even in a form in which the film comes into direct contact with the content containing water.
The smaller the consumption of potassium permanganate, the more preferable, and the lower limit is not particularly limited.

本明細書における過マンガン酸カリウム消費量は、下記測定方法により算出する。この測定方法は、厚生省告示第370号、「食品、添加物等の規格基準」に記載されている過マンガン酸カリウム消費量試験法を参考にしている。
「過マンガン酸カリウム消費量の測定方法」
(1)試料(ガスバリア性フィルム)の皮膜の表面積1cmあたり2mLの蒸留水を60℃に加温し、この水に試料の皮膜を接触させ、60℃に保ちながら30分間放置した後、水を回収する。この水を1試料につき400mL作製し、試験液とする。
(2)三角フラスコに蒸留水100mL、30質量%硫酸5mL及び0.002mol/L過マンガン酸カリウム溶液5mLを入れ、5分間煮沸した後、液を捨て蒸留水で洗浄する。洗浄した三角フラスコに試験液100mLを採り、希釈硫酸(硫酸(JIS特級)を3倍希釈したもの)5mLを加え、更に0.002mol/L過マンガン酸カリウム溶液10mLを加え、加熱して5分間煮沸する。次いで、加熱をやめ、直ちに0.005mol/Lシュウ酸ナトリウム溶液10mLを加えて脱色した後、0.002mol/L過マンガン酸カリウム溶液で微紅色が消えずに残るまで滴定し、その滴定量a(mL)を本試験の0.002mol/L過マンガン酸カリウム溶液の滴定量とする。
(3)洗浄した三角フラスコに、試験液の代わりに蒸留水100mLを採ること以外は前記した(2)と同様の操作を行い、その滴定量b(mL)を空試験の0.002mol/L過マンガン酸カリウム溶液の滴定量とする。
(4)次式により過マンガン酸カリウム消費量を求める。
過マンガン酸カリウム消費量(μg/mL)=((a−b)×0.316×f×1000)/100
ここで、fは過マンガン酸カリウム溶液の濃度ファクターを示す。
The potassium permanganate consumption in the present specification is calculated by the following measuring method. This measuring method is based on the potassium permanganate consumption test method described in Notification No. 370 of the Ministry of Health and Welfare, "Standards for Foods, Additives, etc."
"Measurement method of potassium permanganate consumption"
(1) Heat 2 mL of distilled water per 1 cm 2 of the surface area of the sample (gas barrier film) film to 60 ° C., bring the sample film into contact with this water, leave it at 60 ° C for 30 minutes, and then water. To collect. 400 mL of this water is prepared for each sample and used as a test solution.
(2) Put 100 mL of distilled water, 5 mL of 30 mass% sulfuric acid and 5 mL of 0.002 mol / L potassium permanganate solution in an Erlenmeyer flask, boil for 5 minutes, then discard the solution and wash with distilled water. Take 100 mL of the test solution into the washed Erlenmeyer flask, add 5 mL of diluted sulfuric acid (three-fold diluted sulfuric acid (JIS special grade)), add 10 mL of 0.002 mol / L potassium permanganate solution, and heat for 5 minutes. Boil. Then, the heating was stopped, and immediately 10 mL of 0.005 mol / L sodium oxalate solution was added to decolorize the mixture, and then titrated with a 0.002 mol / L potassium permanganate solution until the slight red color remained, and the titration amount a. (ML) is used as the titration amount of 0.002 mol / L potassium permanganate solution in this test.
(3) Perform the same operation as in (2) above except that 100 mL of distilled water is taken in place of the test solution in the washed Erlenmeyer flask, and the titration amount b (mL) is 0.002 mol / L in the blank test. Titrate the potassium permanganate solution.
(4) The amount of potassium permanganate consumed is calculated by the following formula.
Potassium permanganate consumption (μg / mL) = ((ab) x 0.316 x f x 1000) / 100
Here, f indicates the concentration factor of the potassium permanganate solution.

過マンガン酸カリウム消費量は、皮膜の単位面積あたりの水溶性高分子(A)と水性ポリウレタン樹脂(C)との合計質量(g/m)、水溶性高分子(A)に対する硬化剤(D)の質量比、皮膜の厚さにより調整できる。
皮膜中の各成分の質量は、固形分換算での質量である。
The consumption of potassium permanganate is the total mass (g / m 2 ) of the water-soluble polymer (A) and the aqueous polyurethane resin (C) per unit area of the film, and the curing agent for the water-soluble polymer (A) ( It can be adjusted by the mass ratio of D) and the thickness of the film.
The mass of each component in the film is the mass in terms of solid content.

皮膜中の水溶性高分子(A)の含有量は、皮膜の総質量に対し、25〜80質量%が好ましく、35〜70質量%がより好ましい。水溶性高分子(A)の含有量が上記下限値以上であると、無機層状鉱物(B)を分散しやすい。水溶性高分子(A)の含有量が上記上限値以下であると、水性ポリウレタン樹脂(C)を多く配合しやすい。 The content of the water-soluble polymer (A) in the film is preferably 25 to 80% by mass, more preferably 35 to 70% by mass, based on the total mass of the film. When the content of the water-soluble polymer (A) is at least the above lower limit value, the inorganic layered mineral (B) is likely to be dispersed. When the content of the water-soluble polymer (A) is not more than the above upper limit value, a large amount of the water-based polyurethane resin (C) can be easily blended.

皮膜中の無機層状鉱物(B)の含有量は、皮膜の総質量に対し、8〜20質量%が好ましく、8〜15質量%がより好ましい。無機層状鉱物(B)の含有量が上記下限値以上であると、高湿度環境下での酸素バリア性を効果的に発揮しやすい。無機層状鉱物(B)の含有量が上記上限値以下であると、皮膜の凝集強度を維持しやすい。 The content of the inorganic layered mineral (B) in the film is preferably 8 to 20% by mass, more preferably 8 to 15% by mass, based on the total mass of the film. When the content of the inorganic layered mineral (B) is at least the above lower limit value, the oxygen barrier property in a high humidity environment is likely to be effectively exhibited. When the content of the inorganic layered mineral (B) is not more than the above upper limit value, it is easy to maintain the cohesive strength of the film.

皮膜中の水性ポリウレタン樹脂(C)の含有量は、皮膜の総質量に対し、5〜60質量%が好ましく、10〜40質量%がより好ましい。水性ポリウレタン樹脂(C)の含有量が上記下限値以上であると、皮膜の樹脂基材への密着強度がより優れる。水性ポリウレタン樹脂(C)の含有量が上記上限値以下であると、コーティング剤の水分散安定性を良好にしやすい。 The content of the aqueous polyurethane resin (C) in the film is preferably 5 to 60% by mass, more preferably 10 to 40% by mass, based on the total mass of the film. When the content of the aqueous polyurethane resin (C) is at least the above lower limit value, the adhesion strength of the film to the resin base material is more excellent. When the content of the aqueous polyurethane resin (C) is not more than the above upper limit value, the water dispersion stability of the coating agent tends to be improved.

水溶性高分子(A)に対する水性ポリウレタン樹脂(C)の質量比((C)/(A)比)は、85/15〜5/95が好ましく、75/25〜10/90がより好ましく、70/30〜15/85がさらに好ましい。(C)/(A)比が85/15となるよりも水性ポリウレタン樹脂(C)の含有量が少ないと、塗工時のムラの発生を抑制しやすい。(C)/(A)比が5/95となるよりも水性ポリウレタン樹脂(C)の含有量が多いと、樹脂基材への濡れ性が良好で、塗工時のはじきによるムラの発生を抑制しやすい。塗工時のムラは、外観の悪化や酸素バリア性の低下につながるため、塗工時のムラの発生を抑制することで、外観の悪化や酸素バリア性の低下を抑制しやすい。したがって、(C)/(A)比が上記範囲内であると、ムラなくコーティング剤を塗工することができ、外観や酸素バリア性が良好な皮膜を形成しやすい。 The mass ratio ((C) / (A) ratio) of the aqueous polyurethane resin (C) to the water-soluble polymer (A) is preferably 85/15 to 5/95, more preferably 75/25 to 10/90. 70/30 to 15/85 is more preferable. When the content of the aqueous polyurethane resin (C) is smaller than the ratio of (C) / (A) to 85/15, it is easy to suppress the occurrence of unevenness during coating. When the content of the aqueous polyurethane resin (C) is higher than the ratio of (C) / (A) to 5/95, the wettability to the resin base material is good, and unevenness due to repelling during coating occurs. Easy to suppress. Since unevenness during coating leads to deterioration of appearance and deterioration of oxygen barrier property, it is easy to suppress deterioration of appearance and deterioration of oxygen barrier property by suppressing the occurrence of unevenness during coating. Therefore, when the (C) / (A) ratio is within the above range, the coating agent can be applied evenly, and it is easy to form a film having a good appearance and oxygen barrier property.

皮膜中の硬化剤(D)の含有量は、皮膜の総質量に対し、5〜20質量%が好ましく、5〜15質量%がより好ましい。硬化剤(D)の含有量が上記下限値以上であると、過マンガン酸カリウム消費量を10.0μg/mL以下としやすい。また、硬化剤(D)の含有量が上記範囲内であると、樹脂基材への良好な濡れ性を保ちつつ、皮膜の凝集力及び樹脂基材への密着強度を充分に高めることができる。 The content of the curing agent (D) in the film is preferably 5 to 20% by mass, more preferably 5 to 15% by mass, based on the total mass of the film. When the content of the curing agent (D) is at least the above lower limit value, the consumption of potassium permanganate is likely to be 10.0 μg / mL or less. Further, when the content of the curing agent (D) is within the above range, the cohesive force of the film and the adhesion strength to the resin base material can be sufficiently enhanced while maintaining good wettability to the resin base material. ..

水溶性高分子(A)に対する硬化剤(D)の質量比((D)/(A)比)は、10/90〜30/70が好ましく、15/85〜25/75がより好ましい。(D)/(A)比が10/90となるよりも硬化剤(D)の含有量が多いと、過マンガン酸カリウム消費量を10.0μg/mL以下としやすい。(D)/(A)比が30/70となるよりも硬化剤(D)の含有量が少ないと、樹脂基材への良好な濡れ性を保ちつつ、皮膜の凝集力及び樹脂基材への密着強度を充分に高めることができる。 The mass ratio ((D) / (A) ratio) of the curing agent (D) to the water-soluble polymer (A) is preferably 10/90 to 30/70, more preferably 15/85 to 25/75. When the content of the curing agent (D) is larger than the ratio of (D) / (A) to 10/90, the consumption of potassium permanganate is likely to be 10.0 μg / mL or less. When the content of the curing agent (D) is smaller than the ratio of (D) / (A) to 30/70, the cohesive strength of the film and the resin base material are maintained while maintaining good wettability to the resin base material. The adhesion strength of the plastic can be sufficiently increased.

水溶性高分子(A)と無機層状鉱物(B)と水性ポリウレタン樹脂(C)と硬化剤(D)との合計の含有量は、皮膜の総質量に対して、85質量%以上が好ましく、90質量%以上がより好ましく、95質量%以上がさらに好ましい。この合計の含有量の上限は特に限定されず、100質量%であってもよい。 The total content of the water-soluble polymer (A), the inorganic layered mineral (B), the aqueous polyurethane resin (C), and the curing agent (D) is preferably 85% by mass or more with respect to the total mass of the film. 90% by mass or more is more preferable, and 95% by mass or more is further preferable. The upper limit of the total content is not particularly limited and may be 100% by mass.

皮膜の厚さ、すなわちコーティング剤からなる塗膜の乾燥後の厚さは、例えば0.1μm〜3μmであってよい。
皮膜の厚さは、0.32〜0.55μmが好ましく、0.35〜0.55μmがより好ましい。皮膜の厚さが上記下限値以上であると、均一な塗膜面を形成することが容易であり、十分な酸素バリア性が得られやすい。皮膜の厚さが上記上限値以下であると、過マンガン酸カリウム消費量を10.0μg/mL以下としやすい。
The thickness of the film, that is, the thickness of the coating film made of the coating agent after drying may be, for example, 0.1 μm to 3 μm.
The thickness of the film is preferably 0.32 to 0.55 μm, more preferably 0.35 to 0.55 μm. When the thickness of the film is at least the above lower limit value, it is easy to form a uniform coating film surface, and it is easy to obtain a sufficient oxygen barrier property. When the thickness of the film is not more than the above upper limit value, the consumption of potassium permanganate is likely to be 10.0 μg / mL or less.

皮膜の単位面積あたりの水溶性高分子(A)と水性ポリウレタン樹脂(C)との合計質量は、0.47g/m以下が好ましい。水溶性高分子(A)と水性ポリウレタン樹脂(C)との合計質量が0.47g/m以下であると、過マンガン酸カリウム消費量を10.0μg/mL以下としやすい。 The total mass of the water-soluble polymer (A) and the water-based polyurethane resin (C) per unit area of the film is preferably 0.47 g / m 2 or less. When the total mass of the water-soluble polymer (A) and the aqueous polyurethane resin (C) is 0.47 g / m 2 or less, the consumption of potassium permanganate is likely to be 10.0 μg / mL or less.

(コーティング剤)
本実施形態に係るコーティング剤は、主たる構成成分として、水溶性高分子(A)と無機層状鉱物(B)と水性ポリウレタン樹脂(C)と硬化剤(D)とを含む。
コーティング剤は、本発明の効果を損なわない範囲で、水溶性高分子(A)、無機層状鉱物(B)、水性ポリウレタン樹脂(C)、硬化剤(D)以外の成分(他の成分)を含有してもよい。
(Coating agent)
The coating agent according to the present embodiment contains a water-soluble polymer (A), an inorganic layered mineral (B), an aqueous polyurethane resin (C), and a curing agent (D) as main constituents.
The coating agent contains components (other components) other than the water-soluble polymer (A), inorganic layered mineral (B), aqueous polyurethane resin (C), and curing agent (D) as long as the effects of the present invention are not impaired. It may be contained.

コーティング剤は典型的には水性媒体を含み、水性媒体中に上記の各成分が溶解又は分散している。
水性媒体としては、水、水溶性又は親水性の有機溶剤、又はこれらの混合溶媒が挙げられる。水性媒体としては、水、又は水を主成分として含む混合溶媒が好ましい。
水性媒体中の水の含有量は、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、80質量%以上がさらに好ましい。
水溶性又は親水性の有機溶剤としては、例えば、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;セロソルブ類;カルビトール類;アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。
The coating agent typically comprises an aqueous medium in which each of the above components is dissolved or dispersed.
Examples of the aqueous medium include water, a water-soluble or hydrophilic organic solvent, or a mixed solvent thereof. As the aqueous medium, water or a mixed solvent containing water as a main component is preferable.
The content of water in the aqueous medium is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and even more preferably 80% by mass or more.
Examples of the water-soluble or hydrophilic organic solvent include alcohols such as ethanol and isopropanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran; cellosolves; carbitols; nitriles such as acetonitrile. Be done.

<水溶性高分子(A)>
「水溶性高分子」とは、水に溶解可能な高分子を指す。ここでいう溶解とは、溶質である高分子が溶媒である水に分子鎖レベルで分散して均一系をなしている状態を指す。より詳しくは、高分子鎖の分子鎖間の分子間力にくらべ水分子との分子間力が強くなり高分子鎖の絡み合いが解かれ、水に均一に分散している状態を指す。
本明細書において、高分子とは、質量平均分子量が10000以上の化合物のことをいう。質量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定し、標準物質としてポリスチレンを用いて求めることができる。
<Water-soluble polymer (A)>
"Water-soluble polymer" refers to a polymer that is soluble in water. The term "dissolution" as used herein refers to a state in which a polymer as a solute is dispersed in water as a solvent at the molecular chain level to form a uniform system. More specifically, it refers to a state in which the intermolecular force with water molecules is stronger than the intermolecular force between molecular chains of a polymer chain, the entanglement of the polymer chains is disentangled, and the polymer chains are uniformly dispersed in water.
In the present specification, the polymer means a compound having a mass average molecular weight of 10,000 or more. The mass average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC) and determined using polystyrene as a standard substance.

水溶性高分子(A)の具体例としては、ポリビニルアルコール樹脂(ポリビニルアルコール系重合体及びその誘導体等)、他のビニル系重合体(ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、それらのエステル、それらの塩及びそれらの共重合体、ポリヒドロキシエチルメタクリレート及びその共重合体等)、セルロース誘導体(カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース等)、でんぷん類(酸化でんぷん、エーテル化でんぷん、デキストリン等)、極性基を有する共重合ポリエステル(スルホイソフタル酸構造を含むポリエステル等)、ウレタン系高分子(ただし、後述する水性ポリウレタン樹脂を除く。)、又は、これらの各種重合体のカルボキシル基等が変性した官能基変性重合体等が挙げられる。水溶性高分子(A)は、皮膜凝集強度を考慮すると、重合度が300以上であることが好ましい。
コーティング剤に含まれる水溶性高分子(A)は1種でもよく2種以上でもよい。
Specific examples of the water-soluble polymer (A) include polyvinyl alcohol resins (polyvinyl alcohol-based polymers and derivatives thereof, etc.), other vinyl-based polymers (polyvinylpyrrolidone, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and esters thereof, etc.). Salts thereof and their copolymers, polyhydroxyethyl methacrylate and its copolymers, etc.), cellulose derivatives (carboxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, etc.), starches (oxidized starch, etherified starch, dextrin, etc.), polar groups Copolymerized polyester (polypoly containing a sulfoisophthalic acid structure, etc.), urethane-based polymer (excluding aqueous polyurethane resin described later), or functional group-modified weight in which the carboxyl group of these various polymers is modified. Coalescence and the like can be mentioned. The water-soluble polymer (A) preferably has a degree of polymerization of 300 or more in consideration of the film cohesive strength.
The water-soluble polymer (A) contained in the coating agent may be one kind or two or more kinds.

水溶性高分子(A)は、少なくともポリビニルアルコール樹脂を含むことが好ましく、鹸化度が95%以上かつ重合度が300以上のポリビニルアルコール樹脂を含むことがより好ましい。ポリビニルアルコール樹脂の重合度は、300〜2400が好ましく、450〜2000がより好ましい。ポリビニルアルコール樹脂は、鹸化度や重合度が高いほど、吸湿膨潤性が低くなる。ポリビニルアルコール樹脂の鹸化度が95%以上であると、充分なガスバリア性が得られやすい。重合度が2400以下であると、コーティング剤の粘度が充分に低く、他の成分と均一に混合することが容易であり、ガスバリア性や密着強度の低下といった不具合が生じにくい。
ポリビニルアルコール樹脂のケン化度及び重合度は、JIS K 6726に記載の方法により測定できる。
The water-soluble polymer (A) preferably contains at least a polyvinyl alcohol resin, and more preferably contains a polyvinyl alcohol resin having a saponification degree of 95% or more and a degree of polymerization of 300 or more. The degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin is preferably 300 to 2400, more preferably 450 to 2000. The higher the degree of saponification and the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin, the lower the hygroscopic swelling property. When the saponification degree of the polyvinyl alcohol resin is 95% or more, sufficient gas barrier properties can be easily obtained. When the degree of polymerization is 2400 or less, the viscosity of the coating agent is sufficiently low, it is easy to mix it uniformly with other components, and problems such as deterioration of gas barrier property and adhesion strength are unlikely to occur.
The degree of saponification and the degree of polymerization of the polyvinyl alcohol resin can be measured by the method described in JIS K 6726.

<無機層状鉱物(B)>
「無機層状鉱物」とは、極薄(例えば、厚さ10〜500nm)の単位結晶層が重なって1つの層状粒子を形成している無機化合物を指す。皮膜が無機層状鉱物(B)を含むことで、ガスが透過する経路を長くする迷路効果を発揮し、高湿度雰囲気下でも良好な酸素バリア性が得られやすい。
無機層状鉱物(B)としては、水中で膨潤及びへき開の双方又は一方の性質を有する化合物が好ましく、水への膨潤性を有する粘土化合物が特に好ましい。より具体的には、無機層状鉱物(B)は、極薄の単位結晶層間に水を配位し、吸収及び膨潤の双方又は一方の性質を有する粘土化合物が好ましい。かかる粘土化合物は、一般には、Si4+がO2−に対して配位して四面体構造を構成する層と、Al3+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等が、O2−及びOHに対して配位して八面体構造を構成する層とが、1対1あるいは2対1で結合し、積み重なって層状構造を形成する化合物である。この粘土化合物は、天然の化合物であっても、合成された化合物であってもよい。
<Inorganic layered mineral (B)>
The "inorganic layered mineral" refers to an inorganic compound in which ultrathin (for example, 10 to 500 nm thick) unit crystal layers are overlapped to form one layered particle. Since the film contains the inorganic layered mineral (B), it exerts a maze effect of lengthening the path through which the gas permeates, and it is easy to obtain a good oxygen barrier property even in a high humidity atmosphere.
As the inorganic layered mineral (B), a compound having both or one of the properties of swelling and cleavage in water is preferable, and a clay compound having swelling property in water is particularly preferable. More specifically, the inorganic layered mineral (B) is preferably a clay compound in which water is coordinated between ultrathin unit crystal layers and has both absorption and swelling properties. In general, such clay compounds include a layer in which Si 4+ coordinates with respect to O 2- to form a tetrahedral structure, and Al 3+ , Mg 2+ , Fe 2+ , Fe 3+ and the like are O 2- and OH −. It is a compound in which layers that are coordinated with each other to form an octahedral structure are bonded one-to-one or 2: 1 and are stacked to form a layered structure. This clay compound may be a natural compound or a synthesized compound.

無機層状鉱物(B)の代表的なものとしては、フィロケイ酸塩鉱物等の含水ケイ酸塩が挙げられ、例えば、ハロイサイト、カオリナイト、エンデライト、ディッカイト、ナクライト等のカオリナイト族粘土鉱物;アンチゴライト、クリソタイル等のアンチゴライト族粘土鉱物;モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイト等のスメクタイト族粘土鉱物;バーミキュライト等のバーミキュライト族粘土鉱物;白雲母、金雲母、マーガライト、テトラシリリックマイカ、テニオライト等の雲母又はマイカ族粘土鉱物;等が挙げられる。これらの無機層状鉱物(B)は、1種単独で、又は2種以上が組み合わせられて用いられる。これらの無機層状鉱物(B)の中でも、モンモリロナイト等のスメクタイト族粘土鉱物、水膨潤性雲母等のマイカ族粘土鉱物が特に好ましい。 Typical examples of the inorganic layered mineral (B) include hydrous silicates such as phyllosilicate minerals, and for example, kaolinite clay minerals such as halloysite, kaolinite, enderite, dikite, and nacrite; anti Anti-Golite clay minerals such as golite and chrysotile; Smectite clay minerals such as montmorillonite, biderite, nontronite, saponite, hectolite, soconite and stebunsite; vermiculite clay minerals such as vermiculite; white mica, gold mica, Mica or mica clay minerals such as margarite, tetrasilic mica, teniolite; etc. may be mentioned. These inorganic layered minerals (B) are used alone or in combination of two or more. Among these inorganic layered minerals (B), smectite group clay minerals such as montmorillonite and mica group clay minerals such as water-swellable mica are particularly preferable.

無機層状鉱物(B)の大きさは、平均粒径が10μm以下で、かつ、厚さが500nm以下であることが好ましい。平均粒径、厚さがそれぞれ上記上限値以下であると、コーティング剤から形成される皮膜の中で無機層状鉱物(B)が均一に整列しやすくなり、ガスバリア性、膜凝集強度が高いものとなる。無機層状鉱物(B)の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布計により測定できる。無機層状鉱物(B)の厚さは、原子間力顕微鏡(AFM)により測定できる。 The size of the inorganic layered mineral (B) is preferably such that the average particle size is 10 μm or less and the thickness is 500 nm or less. When the average particle size and the thickness are each equal to or less than the above upper limit values, the inorganic layered mineral (B) can be easily aligned uniformly in the film formed from the coating agent, and the gas barrier property and the film cohesive strength are high. Become. The average particle size of the inorganic layered mineral (B) can be measured by a laser diffraction type particle size distribution meter. The thickness of the inorganic layered mineral (B) can be measured by an atomic force microscope (AFM).

無機層状鉱物(B)は、少なくとも、水膨潤性合成雲母を含むことが好ましい。
水膨潤性合成雲母は、水溶性高分子(A)及び水性ポリウレタン樹脂(C)との相溶性が高く、天然系の雲母に比べて不純物が少ない。そのため、無機層状鉱物(B)として水膨潤性合成雲母を用いると、不純物に由来する酸素バリア性の低下や膜凝集力の低下を抑制しやすい。また、水膨潤性合成雲母は、結晶構造内にフッ素原子を有することから、コーティング剤から形成される皮膜の酸素バリア性の湿度依存性を低く抑えることにも寄与する。加えて、水膨潤性合成雲母は、他の水膨潤性の無機層状鉱物に比べて、高いアスペクト比を有することから、迷路効果がより効果的に働き、コーティング剤から形成される皮膜の酸素バリア性が特に高く発現するのに寄与する。
The inorganic layered mineral (B) preferably contains at least a water-swellable synthetic mica.
The water-swellable synthetic mica has high compatibility with the water-soluble polymer (A) and the water-based polyurethane resin (C), and has less impurities than the natural mica. Therefore, when water-swellable synthetic mica is used as the inorganic layered mineral (B), it is easy to suppress a decrease in oxygen barrier property and a decrease in film cohesive force due to impurities. Further, since the water-swellable synthetic mica has a fluorine atom in the crystal structure, it also contributes to suppressing the humidity dependence of the oxygen barrier property of the film formed from the coating agent to be low. In addition, the water-swellable synthetic mica has a higher aspect ratio than other water-swellable inorganic layered minerals, so that the maze effect works more effectively and the oxygen barrier of the film formed from the coating agent. Contributes to the particularly high expression of sex.

水膨潤性合成雲母の平均粒径は、例えば、1〜10μmが好ましく、3〜8μmがより好ましい。水膨潤性合成雲母の平均粒径が上記下限値以上であると、酸素バリア性を向上しやすい。水膨潤性合成雲母の平均粒径が上記上限値以下であると、皮膜の中で均一に整列しやすい。
水膨潤性合成雲母の厚さは、例えば、10〜100nmが好ましく、10〜80nmがより好ましい。水膨潤性合成雲母の厚さが上記下限値以上であると、酸素バリア性を向上しやすい。水膨潤性合成雲母の厚さが上記上限値以下であると、皮膜の中で均一に整列しやすい。
水膨潤性合成雲母の含有量は、例えば、無機層状鉱物(B)の総質量に対し、50質量%以上が好ましく、70質量%以上がより好ましく、100質量%であってもよい。
The average particle size of the water-swellable synthetic mica is preferably 1 to 10 μm, more preferably 3 to 8 μm, for example. When the average particle size of the water-swellable synthetic mica is equal to or higher than the above lower limit, the oxygen barrier property is likely to be improved. When the average particle size of the water-swellable synthetic mica is not more than the above upper limit, it is easy to align uniformly in the film.
The thickness of the water-swellable synthetic mica is, for example, preferably 10 to 100 nm, more preferably 10 to 80 nm. When the thickness of the water-swellable synthetic mica is at least the above lower limit, the oxygen barrier property is likely to be improved. When the thickness of the water-swellable synthetic mica is not more than the above upper limit value, it is easy to align uniformly in the film.
The content of the water-swellable synthetic mica is, for example, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and may be 100% by mass with respect to the total mass of the inorganic layered mineral (B).

<水性ポリウレタン樹脂(C)>
水性ポリウレタン樹脂(C)は、皮膜に柔軟性と、ガスバリア性、特に酸素バリア性を付与するために用いられる。また、コーティング剤が水性ポリウレタン樹脂(C)を含んでいることにより、コーティング剤の樹脂基材への濡れ性、及びコーティング剤から形成される皮膜の樹脂基材への密着強度が優れやすい。
<Aqueous polyurethane resin (C)>
The aqueous polyurethane resin (C) is used to impart flexibility and gas barrier properties, particularly oxygen barrier properties, to the film. Further, since the coating agent contains the aqueous polyurethane resin (C), the wettability of the coating agent to the resin base material and the adhesive strength of the film formed from the coating agent to the resin base material are likely to be excellent.

水性ポリウレタン樹脂(C)は、酸基を有するポリウレタン樹脂(以下、「酸基含有ポリウレタン樹脂」ともいう。)及びポリアミン化合物を含むことが好ましい。水性ポリウレタン樹脂(C)が、酸基含有ポリウレタン樹脂とポリアミン化合物とを含むことで、高湿度雰囲気下でも良好な酸素バリア性が発現しやすい。
酸基含有ポリウレタン樹脂及びポリアミン化合物を含む水性ポリウレタン樹脂では、酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と、架橋剤としてのポリアミン化合物とを結合させることにより、ガスバリア性を発現させる。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基とポリアミン化合物との結合は、イオン結合(例えば、カルボキシル基と第3級アミノ基とのイオン結合等)であってもよく、共有結合(例えば、アミド結合等)であってもよい。
The aqueous polyurethane resin (C) preferably contains an acid group-containing polyurethane resin (hereinafter, also referred to as “acid group-containing polyurethane resin”) and a polyamine compound. Since the aqueous polyurethane resin (C) contains the acid group-containing polyurethane resin and the polyamine compound, good oxygen barrier properties are likely to be exhibited even in a high humidity atmosphere.
In an aqueous polyurethane resin containing an acid group-containing polyurethane resin and a polyamine compound, gas barrier properties are exhibited by binding the acid group of the acid group-containing polyurethane resin and the polyamine compound as a cross-linking agent. The bond between the acid group of the acid group-containing polyurethane resin and the polyamine compound may be an ionic bond (for example, an ionic bond between a carboxyl group and a tertiary amino group) or a covalent bond (for example, an amide bond). It may be.

水性ポリウレタン樹脂(C)を構成する酸基含有ポリウレタン樹脂は、酸基を有することから、アニオン性及び自己乳化性を有しており、アニオン性自己乳化型ポリウレタン樹脂とも称される。酸基としては、カルボキシル基、スルホン酸基等が挙げられる。酸基は、ポリウレタン樹脂の末端又は側鎖に位置してもよいが、少なくとも側鎖に位置していることが好ましい。この酸基は、通常中和剤(塩基)により中和可能であり、塩基と塩を形成していてもよい。なお、酸基は水性ポリウレタン樹脂(C)を構成するポリアミン化合物のアミノ基(イミノ基又は第三級窒素原子)と結合可能である。 Since the acid group-containing polyurethane resin constituting the aqueous polyurethane resin (C) has an acid group, it has anionic and self-emulsifying properties, and is also referred to as an anionic self-emulsifying polyurethane resin. Examples of the acid group include a carboxyl group and a sulfonic acid group. The acid group may be located at the end or side chain of the polyurethane resin, but is preferably located at least in the side chain. This acid group can usually be neutralized with a neutralizing agent (base), and may form a salt with the base. The acid group can be bonded to the amino group (imino group or tertiary nitrogen atom) of the polyamine compound constituting the aqueous polyurethane resin (C).

酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価は、水溶性又は水分散性を付与できる範囲で選択することができる。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価は、5〜100mgKOH/gが好ましく、10〜70mgKOH/gがより好ましく、15〜60mgKOH/gがさらに好ましい。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価が上記下限値以上であると、水性ポリウレタン樹脂(C)と他の材料との均一分散性やコーティング剤の分散安定性を向上しやすい。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価が上記上限値以下であると、皮膜の耐水性の低下や酸素バリア性の低下を抑制しやすい。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価は、JIS K 0070に記載の方法により測定できる。 The acid value of the acid group-containing polyurethane resin can be selected within a range in which water solubility or water dispersibility can be imparted. The acid value of the acid group-containing polyurethane resin is preferably 5 to 100 mgKOH / g, more preferably 10 to 70 mgKOH / g, still more preferably 15 to 60 mgKOH / g. When the acid value of the acid group-containing polyurethane resin is at least the above lower limit value, it is easy to improve the uniform dispersibility between the aqueous polyurethane resin (C) and other materials and the dispersion stability of the coating agent. When the acid value of the acid group-containing polyurethane resin is not more than the above upper limit value, it is easy to suppress a decrease in water resistance of the film and a decrease in oxygen barrier property. The acid value of the acid group-containing polyurethane resin can be measured by the method described in JIS K 0070.

酸基含有ポリウレタン樹脂のウレタン基濃度及びウレア基(尿素基)濃度の合計(合計濃度)は、酸素バリア性の観点から、15質量%以上が好ましく、20〜60質量%がより好ましい。合計濃度が上記下限値以上であると、酸素バリア性をより向上しやすい。合計濃度が上記上限値以下であると、皮膜が剛直で脆くなることを抑制しやすい。
ウレタン基濃度とは、ポリウレタン樹脂の繰り返し構成単位の分子量に対する、ウレタン基の分子量(59g/当量)の割合を意味する。ウレア基濃度とは、ポリウレタン樹脂の繰り返し構成単位の分子量に対する、ウレア基の分子量(一級アミノ基(アミノ基):58g/当量、二級アミノ基(イミノ基):57g/当量)の割合を意味する。
なお、ポリウレタン樹脂として2種以上の混合物を用いる場合、ウレタン基濃度及びウレア基濃度は、反応成分の仕込みベース、すなわち各成分の使用割合をベースとして算出できる。
The total (total concentration) of the urethane group concentration and the urea group (urea group) concentration of the acid group-containing polyurethane resin is preferably 15% by mass or more, more preferably 20 to 60% by mass, from the viewpoint of oxygen barrier properties. When the total concentration is equal to or higher than the above lower limit value, the oxygen barrier property can be more easily improved. When the total concentration is not more than the above upper limit value, it is easy to prevent the film from becoming rigid and brittle.
The urethane group concentration means the ratio of the molecular weight (59 g / equivalent) of the urethane group to the molecular weight of the repeating constituent unit of the polyurethane resin. The urea group concentration means the ratio of the molecular weight of the urea group (primary amino group (amino group): 58 g / equivalent, secondary amino group (imino group): 57 g / equivalent) to the molecular weight of the repeating constituent unit of the polyurethane resin. To do.
When two or more kinds of mixtures are used as the polyurethane resin, the urethane group concentration and the urea group concentration can be calculated based on the preparation base of the reaction component, that is, the usage ratio of each component.

酸基含有ポリウレタン樹脂は、少なくとも剛直な単位(炭化水素環で構成された単位)と短鎖単位(例えば、炭化水素鎖で構成された単位)とを有していることが好ましい。すなわち、酸基含有ポリウレタン樹脂の繰り返し構成単位は、ポリイソシアネート成分、ポリヒドロキシ酸成分、ポリオール成分や鎖伸長剤成分(特に、少なくともポリイソシアネート成分)に由来して、炭化水素環(芳香族及び非芳香族炭化水素環のうち少なくとも1つ)を含むことが好ましい。
酸基含有ポリウレタン樹脂の繰り返し構成単位における炭化水素環で構成された単位の割合は、10〜70質量%が好ましく、15〜65質量%がより好ましく、20〜60質量%がさらに好ましい。炭化水素環で構成された単位の割合が上記下限値以上であると、酸素バリア性の低下を抑制しやすい。炭化水素環で構成された単位の割合が上記上限値以下であると、皮膜が剛直で脆くなることを抑制しやすい。
The acid group-containing polyurethane resin preferably has at least a rigid unit (a unit composed of a hydrocarbon ring) and a short chain unit (for example, a unit composed of a hydrocarbon chain). That is, the repeating constituent unit of the acid group-containing polyurethane resin is derived from a polyisocyanate component, a polyhydroxyic acid component, a polyol component and a chain extender component (particularly, at least a polyisocyanate component), and is a hydrocarbon ring (aromatic and non-aromatic). It preferably contains at least one of the aromatic hydrocarbon rings).
The ratio of the unit composed of the hydrocarbon ring to the repeating constituent unit of the acid group-containing polyurethane resin is preferably 10 to 70% by mass, more preferably 15 to 65% by mass, still more preferably 20 to 60% by mass. When the ratio of the unit composed of the hydrocarbon ring is at least the above lower limit value, it is easy to suppress the decrease in oxygen barrier property. When the ratio of the unit composed of the hydrocarbon ring is not more than the above upper limit value, it is easy to prevent the film from becoming rigid and brittle.

酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量は、適宜選択可能であるが、800〜1,000,000が好ましく、800〜200,000がより好ましく、800〜100,000がさらに好ましい。酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量が上記下限値以上であると、酸素バリア性の低下を抑制しやすい。酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量が上記上限値以下であると、コーティング剤の粘度の上昇を抑制しやすい。
酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される標準ポリスチレン換算の値である。
The number average molecular weight of the acid group-containing polyurethane resin can be appropriately selected, but is preferably 800 to 1,000,000, more preferably 800 to 200,000, still more preferably 800 to 100,000. When the number average molecular weight of the acid group-containing polyurethane resin is at least the above lower limit value, it is easy to suppress a decrease in oxygen barrier property. When the number average molecular weight of the acid group-containing polyurethane resin is not more than the above upper limit value, it is easy to suppress an increase in the viscosity of the coating agent.
The number average molecular weight of the acid group-containing polyurethane resin is a standard polystyrene-equivalent value measured by gel permeation chromatography (GPC).

酸基含有ポリウレタン樹脂は、酸素バリア性を高めるため、結晶性であってもよい。酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、100〜200℃が好ましく、110〜180℃がより好ましく、120〜150℃がさらに好ましい。酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が上記下限値以上であると、酸素バリア性の低下を抑制しやすい。酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、典型的には、上記上限値以下である。
酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により測定できる。
The acid group-containing polyurethane resin may be crystalline in order to enhance the oxygen barrier property. The glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin is preferably 100 to 200 ° C., more preferably 110 to 180 ° C., and even more preferably 120 to 150 ° C. When the glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin is at least the above lower limit value, it is easy to suppress a decrease in oxygen barrier property. The glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin is typically not more than or equal to the above upper limit.
The glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin can be measured by differential scanning calorimetry (DSC).

水性ポリウレタン樹脂(C)は、中和剤を含み、酸基含有ポリウレタン樹脂が水性媒体中に溶解あるいは分散した状態で形成されることが好ましい。
水性媒体は前記したとおりである。
水性ポリウレタン樹脂(C)は、水性媒体に酸基含有ポリウレタン樹脂が溶解した水溶液の形態であってよく、水性媒体に酸基含有ポリウレタン樹脂が分散した水分散体の形態であってもよい。
The aqueous polyurethane resin (C) preferably contains a neutralizing agent and is formed in a state in which the acid group-containing polyurethane resin is dissolved or dispersed in an aqueous medium.
The aqueous medium is as described above.
The aqueous polyurethane resin (C) may be in the form of an aqueous solution in which an acid group-containing polyurethane resin is dissolved in an aqueous medium, or may be in the form of an aqueous dispersion in which an acid group-containing polyurethane resin is dispersed in an aqueous medium.

水分散体において、分散粒子(ポリウレタン樹脂粒子)の平均粒子径は特に限定されず、20〜500nmが好ましく、25〜300nmがより好ましく、30〜200nmがさらに好ましい。分散粒子の平均粒子径が上記下限値以上であると、酸素バリア性を向上しやすい。分散粒子の平均粒子径が上記上限値以下であると、分散粒子と他の材料との均一分散性やコーティング剤の分散安定性の低下を抑制しやすく、酸素バリア性の低下を抑制しやすい。
分散粒子の平均粒子径は、固形分濃度が0.03〜0.3質量%の状態で(水で希釈して)濃厚系粒径アナライザー(大塚電子社製 FPAR−10)にて計測される値である。
In the aqueous dispersion, the average particle size of the dispersed particles (polyurethane resin particles) is not particularly limited, and is preferably 20 to 500 nm, more preferably 25 to 300 nm, and even more preferably 30 to 200 nm. When the average particle size of the dispersed particles is at least the above lower limit value, the oxygen barrier property is likely to be improved. When the average particle size of the dispersed particles is not more than the above upper limit value, it is easy to suppress the decrease in uniform dispersibility between the dispersed particles and other materials and the dispersion stability of the coating agent, and it is easy to suppress the decrease in oxygen barrier property.
The average particle size of the dispersed particles is measured with a concentrated particle size analyzer (FPAR-10 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) with a solid content concentration of 0.03 to 0.3% by mass (diluted with water). The value.

水性ポリウレタン樹脂(C)を構成するポリアミン化合物としては、酸基と結合し、かつ、酸素バリア性を向上できるものであれば特に限定されるものではなく、2以上の塩基性窒素原子を有する種々の化合物が用いられる。塩基性窒素原子は、酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と結合し得る窒素原子であり、例えば、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基等のアミノ基における窒素原子が挙げられる。
ポリアミン化合物としては、第1級アミノ基、第2級アミノ基及び第3級アミノ基からなる群から選択される少なくとも1種のアミノ基を有するポリアミン化合物が好ましい。
The polyamine compound constituting the aqueous polyurethane resin (C) is not particularly limited as long as it can bond with an acid group and improve the oxygen barrier property, and various polyamine compounds having two or more basic nitrogen atoms are used. Compounds are used. The basic nitrogen atom is a nitrogen atom that can be bonded to an acid group of an acid group-containing polyurethane resin. For example, a nitrogen atom in an amino group such as a primary amino group, a secondary amino group, or a tertiary amino group is used. Can be mentioned.
As the polyamine compound, a polyamine compound having at least one amino group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group and a tertiary amino group is preferable.

ポリアミン化合物の具体例としては、例えば、アルキレンジアミン類、ポリアルキレンポリアミン類、複数の塩基性窒素原子を有するケイ素化合物等が挙げられる。アルキレンジアミン類としては、例えばエチレンジアミン、1,2−プロピレンジアミン、1,3−プロピレンジアミン、1,4−ブタンジアミン、1,6−ヘキサメチレンジアミン等の炭素数2〜10のアルキレンジアミン等が挙げられる。ポリアルキレンポリアミン類としては、例えばテトラアルキレンポリアミン等が挙げられる。複数の塩基性窒素原子(アミノ基などの窒素原子を含む)を有するケイ素化合物としては、例えば2−〔N−(2−アミノエチル)アミノ〕エチルトリメトキシシラン、3−〔N−(2−アミノエチル)アミノ〕プロピルトリエトキシシラン等の、複数の塩基性窒素原子を有するシランカップリング剤等が挙げられる。 Specific examples of the polyamine compound include alkylenediamines, polyalkylene polyamines, and silicon compounds having a plurality of basic nitrogen atoms. Examples of alkylenediamines include alkylenediamines having 2 to 10 carbon atoms such as ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1,4-butanediamine, and 1,6-hexamethylenediamine. Be done. Examples of polyalkylene polyamines include tetraalkylene polyamines. Examples of the silicon compound having a plurality of basic nitrogen atoms (including nitrogen atoms such as amino groups) include 2- [N- (2-aminoethyl) amino] ethyltrimethoxysilane and 3- [N- (2- (2-). Examples thereof include a silane coupling agent having a plurality of basic nitrogen atoms such as aminoethyl) amino] propyltriethoxysilane.

ポリアミン化合物のアミン価は、100〜1900mgKOH/gが好ましく、150〜1900mgKOH/gがより好ましく、200〜1900mgKOH/gがさらに好ましく、200〜1700mgKOH/gが特に好ましく、300〜1500mgKOH/gが最も好ましい。ポリアミン化合物のアミン価が上記下限値以上であると、酸素バリア性をより向上しやすい。ポリアミン化合物のアミン価が上記上限値以下であると、水性ポリウレタン樹脂(C)の水分散安定性に優れる。 The amine value of the polyamine compound is preferably 100 to 1900 mgKOH / g, more preferably 150 to 1900 mgKOH / g, further preferably 200 to 1900 mgKOH / g, particularly preferably 200 to 1700 mgKOH / g, and most preferably 300 to 1500 mgKOH / g. .. When the amine value of the polyamine compound is at least the above lower limit value, the oxygen barrier property can be more easily improved. When the amine value of the polyamine compound is not more than the above upper limit value, the aqueous dispersion stability of the aqueous polyurethane resin (C) is excellent.

ポリアミン化合物のアミン価は、以下の方法により測定できる。
試料を0.5〜2g精秤する(試料量Sg)。精秤した試料にエタノール30gを加え溶解させる。得られた溶液に指示薬としてブロモフェノールブルーを加え、0.2mol/Lのエタノール性塩酸溶液(力価f)で滴定を行う。溶液の色が緑から黄の間の色に変化した点を終点とし、このときの滴定量(AmL)を計量し、以下の計算式1を用いてアミン価を求める。
計算式1:アミン価=A×f×0.2×56.108/S〔mgKOH/g〕
The amine value of the polyamine compound can be measured by the following method.
Weigh 0.5 to 2 g of the sample (sample amount Sg). Add 30 g of ethanol to the precisely weighed sample and dissolve. Bromophenol blue is added to the obtained solution as an indicator, and titration is performed with a 0.2 mol / L ethanolic hydrochloric acid solution (titer f). With the point where the color of the solution changes from green to yellow as the end point, the titration amount (AmL) at this time is measured, and the amine titer is calculated using the following formula 1.
Calculation formula 1: Amine value = A × f × 0.2 × 56.108 / S [mgKOH / g]

水性ポリウレタン樹脂(C)において、ポリアミン化合物の含有量は、酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と、ポリアミン化合物の塩基性窒素原子とのモル比(酸基/塩基性窒素原子)が10/1〜0.1/1となる量が好ましく、5/1〜0.2/1となる量がより好ましい。酸基/塩基性窒素原子が上記数値範囲内であると、酸基含有ポリウレタンの酸基とポリアミン化合物の架橋反応が適切におこり、高湿度雰囲気下でも、皮膜に良好な酸素バリア性が発現しやすい。 In the aqueous polyurethane resin (C), the content of the polyamine compound is such that the molar ratio (acid group / basic nitrogen atom) of the acid group of the acid group-containing polyurethane resin to the basic nitrogen atom of the polyamine compound is 10/1 to 1 to 1. The amount to be 0.1 / 1 is preferable, and the amount to be 5/1 to 0.2 / 1 is more preferable. When the acid group / basic nitrogen atom is within the above numerical range, the cross-linking reaction between the acid group of the acid group-containing polyurethane and the polyamine compound occurs appropriately, and a good oxygen barrier property is exhibited in the film even in a high humidity atmosphere. Cheap.

水性ポリウレタン樹脂(C)は、市販のものを用いてもよく、公知の製造方法により製造したものを用いてもよい。水性ポリウレタン樹脂(C)の製造方法は、特に限定されるものではなく、アセトン法、プレポリマー法等、通常のポリウレタン樹脂の水性化技術が用いられる。ウレタン化反応では、必要に応じてアミン系触媒、錫系触媒、鉛系触媒等のウレタン化触媒を用いてもよい。
例えば、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類等の不活性有機溶媒中、ポリイソシアネート化合物と、ポリヒドロキシ酸と、必要に応じて、ポリオール成分及び鎖伸長剤成分のうち少なくとも1つと、を反応させることにより、水性ポリウレタン樹脂(C)を調製できる。より具体的には、不活性有機溶媒(特に、親水性又は水溶性の有機溶媒)中、ポリイソシアネート化合物と、ポリヒドロキシ酸と、ポリオール成分と、を反応させて、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを生成し、中和剤で中和して水性媒体に溶解又は分散した後、鎖伸長剤成分を添加して反応させ、有機溶媒を除去することにより、酸基含有ポリウレタン樹脂の水溶液又は水分散体を調製できる。このようにして得られた酸基含有ポリウレタン樹脂の水溶液又は水分散体にポリアミン化合物を添加し、必要に応じて加熱することにより、水溶液又は水分散体の形態の水性ポリウレタン樹脂(C)を調製できる。加熱する場合、加熱温度は、30〜60℃が好ましい。
As the aqueous polyurethane resin (C), a commercially available one may be used, or one manufactured by a known production method may be used. The method for producing the aqueous polyurethane resin (C) is not particularly limited, and ordinary polyurethane resin aqueous techniques such as an acetone method and a prepolymer method are used. In the urethanization reaction, a urethanization catalyst such as an amine-based catalyst, a tin-based catalyst, or a lead-based catalyst may be used, if necessary.
For example, in an inert organic solvent such as ketones such as acetone, ethers such as tetrahydrofuran, and nitriles such as acetonitrile, a polyisocyanate compound, a polyhydroxyic acid, and, if necessary, a polyol component and a chain extender component. An aqueous polyurethane resin (C) can be prepared by reacting with at least one of them. More specifically, a pre-isocyanate compound having an isocyanate group at the terminal is reacted by reacting a polyisocyanate compound, a polyhydroxy acid, and a polyol component in an inert organic solvent (particularly, a hydrophilic or water-soluble organic solvent). A polymer is produced, neutralized with a neutralizing agent, dissolved or dispersed in an aqueous medium, and then a chain extender component is added and reacted to remove an organic solvent to remove an aqueous solution or water of an acid group-containing polyurethane resin. Dispersions can be prepared. An aqueous polyurethane resin (C) in the form of an aqueous solution or an aqueous dispersion is prepared by adding a polyamine compound to the aqueous solution or aqueous dispersion of the acid group-containing polyurethane resin thus obtained and heating as necessary. it can. When heating, the heating temperature is preferably 30 to 60 ° C.

<硬化剤(D)>
硬化剤(D)は、コーティング剤中の成分(水溶性高分子(A)、無機層状鉱物(B)、水性ポリウレタン樹脂(C)等)との反応性を有する。コーティング剤が硬化剤(D)を含むことで、皮膜中の水に溶出しやすい有機物の溶出を抑制し、過マンガン酸カリウム消費量を低減できる。また、皮膜と樹脂基材との密着性をより強固にできる。
<Curing agent (D)>
The curing agent (D) has reactivity with components in the coating agent (water-soluble polymer (A), inorganic layered mineral (B), aqueous polyurethane resin (C), etc.). When the coating agent contains the curing agent (D), it is possible to suppress the elution of organic substances that easily elute into water in the film and reduce the consumption of potassium permanganate. In addition, the adhesion between the film and the resin base material can be further strengthened.

硬化剤(D)としては、コーティング剤中の成分との反応性を持つものであれば特に限定されないが、イソシアネート化合物、シランカップリング剤、又はエポキシ化合物が好ましい。これらのうち、樹脂基材への密着性の点では、イソシアネート化合物が好ましい。 The curing agent (D) is not particularly limited as long as it has reactivity with the components in the coating agent, but an isocyanate compound, a silane coupling agent, or an epoxy compound is preferable. Of these, isocyanate compounds are preferable in terms of adhesion to the resin substrate.

イソシアネート化合物としては、イソシアネート基(−NCO)を有する化合物であれば特に限定することなく使用可能である。イソシアネート基は、水溶性高分子(A)や水性ポリウレタン樹脂(C)が持つ水酸基等と反応し、強固な結合を形成する。したがって、コーティング剤がイソシアネート化合物を含むことで、皮膜の凝集強度を高め、樹脂基材や他の基材との密着力を向上させて、包装材料としての実用強度を高めることが可能である。 As the isocyanate compound, any compound having an isocyanate group (-NCO) can be used without particular limitation. The isocyanate group reacts with the hydroxyl group of the water-soluble polymer (A) or the aqueous polyurethane resin (C) to form a strong bond. Therefore, when the coating agent contains an isocyanate compound, it is possible to increase the cohesive strength of the film, improve the adhesion to the resin base material and other base materials, and increase the practical strength as a packaging material.

イソシアネート化合物としては、分子中に少なくとも2つのイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物が好ましく、例えば、フェニレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、ナフチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、水素添加ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート、水素添加トルエンジイソシアネート又はテトラメチレンキシリレンジイソシアネート等の有機ポリイソシアネート化合物、これらの有機ポリイソシアネート化合物の誘導体等が挙げられる。 The isocyanate compound is preferably a polyisocyanate compound having at least two isocyanate groups in the molecule, for example, phenylenediocyanate, tolylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, xylylene diisocyanate, naphthylene diisocyanate, isophorone diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, hydrogenated. Examples thereof include organic polyisocyanate compounds such as diphenylmethane diisocyanate, polymethylene polyphenyl polyisocyanate, hydrogenated toluene diisocyanate or tetramethylene xylylene diisocyanate, and derivatives of these organic polyisocyanate compounds.

イソシアネート化合物としては、水に対する分散性を有するイソシアネート化合物(水分散性イソシアネート化合物)が好ましい。水分散性イソシアネート化合物としては、例えば、(1)上記有機ポリイソシアネート化合物の一部のイソシアネート基を、ポリエチレンオキサイド、カルボキシ基又はスルホン酸基等の親水性基によって変性して自己乳化型にしたイソシアネート化合物、(2)上記有機ポリイソシアネート化合物を界面活性剤等によって強制乳化して水分散可能にしたイソシアネート化合物、(3)上記有機ポリイソシアネート化合物から誘導される種々のプレポリマー類、(4)上記有機ポリイソシアネート中のイソシアネート基の一部をアルコール類、フェノール類、オキシム類、メルカプタン類、アミド類、イミド類又はラクタム類等のブロック化剤でブロックした化合物、いわゆるブロック化ポリイソシアネート化合物等が挙げられる。
これらのイソシアネート化合物は、いずれか1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
As the isocyanate compound, an isocyanate compound having dispersibility in water (water-dispersible isocyanate compound) is preferable. Examples of the water-dispersible isocyanate compound include (1) an isocyanate obtained by modifying some of the isocyanate groups of the organic polyisocyanate compound with a hydrophilic group such as a polyethylene oxide, a carboxy group or a sulfonic acid group to form a self-emulsifying type. Compounds, (2) isocyanate compounds obtained by forcibly emulsifying the organic polyisocyanate compound with a surfactant or the like to make it water-dispersible, (3) various prepolymers derived from the organic polyisocyanate compound, (4) the above. Examples include compounds in which some of the isocyanate groups in the organic polyisocyanate are blocked with a blocking agent such as alcohols, phenols, oximes, mercaptans, amides, imides or lactams, so-called blocked polyisocyanate compounds. Be done.
Any one of these isocyanate compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

シランカップリング剤としては、一般に用いられているものを使用でき、例えばケイ素原子に結合したアルコキシ基と有機反応基とを有する化合物が挙げられる。シランカップリング剤のアルコキシ基は、加水分解してシラノール基を生成し、無機化合物との反応、吸着等の相互作用効果を発揮する。前記コーティング剤では、無機層状鉱物(B)とシランカップリング剤とが相互作用することで、皮膜の凝集強度が向上する。また、シランカップリング剤の有機反応基が水溶性高分子(A)、水性ポリウレタン樹脂(C)等の有機成分と反応することで、皮膜の樹脂基材への密着強度が向上する。したがって、コーティング剤がシランカップリング剤を含むことで、皮膜の凝集強度を高め、樹脂基材や他の基材との密着性を向上させて、包装材料としての実用強度を高めることができる。 As the silane coupling agent, commonly used ones can be used, and examples thereof include compounds having an alkoxy group bonded to a silicon atom and an organic reactive group. The alkoxy group of the silane coupling agent is hydrolyzed to generate a silanol group, and exerts an interaction effect such as reaction with an inorganic compound and adsorption. In the coating agent, the cohesive strength of the film is improved by the interaction between the inorganic layered mineral (B) and the silane coupling agent. Further, when the organic reactive group of the silane coupling agent reacts with an organic component such as a water-soluble polymer (A) and an aqueous polyurethane resin (C), the adhesion strength of the film to the resin base material is improved. Therefore, when the coating agent contains a silane coupling agent, the cohesive strength of the film can be increased, the adhesion to the resin base material and other base materials can be improved, and the practical strength as a packaging material can be increased.

シランカップリング剤としては、例えばRSiX(ここで、Rは有機反応基であり、Xはアルコキシ基である。)で表される化合物が挙げられる。有機反応基としては、コーティング剤中の成分との反応性を持つものが好ましく、例えばアミノ基、(メタ)アクリロイル基、エポキシ基、ビニル基、メルカプト基、イソシアネート基又はイソシアヌレート基を有する基が挙げられる。(メタ)アクリロイル基は、アクリロイル基及びメタアクリロイル基の両方を示す。アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。 Examples of the silane coupling agent include compounds represented by RSiX 3 (where R is an organic reactive group and X is an alkoxy group). As the organic reactive group, those having reactivity with the components in the coating agent are preferable, and for example, a group having an amino group, a (meth) acryloyl group, an epoxy group, a vinyl group, a mercapto group, an isocyanate group or an isocyanurate group is preferable. Can be mentioned. The (meth) acryloyl group represents both an acryloyl group and a meta-acryloyl group. Examples of the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group.

シランカップリング剤としては、例えば、アミノ基を有するシランカップリング剤として、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−2(アミノエチル)−3−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−2(アミノエチル)−3−アミノプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。(メタ)アクリロイル基を有するシランカップリング剤として、3−アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。エポキシ基を有するシランカップリング剤として、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン等が挙げられる。ビニル基を有するシランカップリング剤として、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。メルカプト基を有するシランカップリング剤として、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。イソシアネート基を有するシランカップリング剤として、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。イソシアヌレート基を有するシランカップリング剤として、トリス(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等が挙げられる。これらのシランカップリング剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
シランカップリング剤としては、エポキシ基を有するものが好ましい。エポキシ基は、水溶性高分子(A)や水性ポリウレタン樹脂(C)が持つ水酸基と良好な反応性を有する。エポキシ基が水溶性高分子(A)や水性ポリウレタン樹脂(C)が持つ水酸基等と反応し、強固な結合を形成することで、皮膜の樹脂基材への密着強度が特に強く発揮される。
Examples of the silane coupling agent include 3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, and N-2 (aminoethyl) -3-aminopropyltrimethoxysilane as silane coupling agents having an amino group. , N-2 (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane and the like. Examples of the silane coupling agent having a (meth) acryloyl group include 3-acryloxypropyltrimethoxysilane. As a silane coupling agent having an epoxy group, 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxy Examples thereof include propylmethyldimethoxysilane and 3-glycidoxypropylethyldiethoxysilane. Examples of the silane coupling agent having a vinyl group include vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane. Examples of the silane coupling agent having a mercapto group include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane. Examples of the silane coupling agent having an isocyanate group include 3-isocyanatepropyltriethoxysilane. Examples of the silane coupling agent having an isocyanurate group include tris (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate and the like. Any one of these silane coupling agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
The silane coupling agent preferably has an epoxy group. The epoxy group has good reactivity with the hydroxyl groups of the water-soluble polymer (A) and the aqueous polyurethane resin (C). The epoxy group reacts with the hydroxyl groups of the water-soluble polymer (A) and the aqueous polyurethane resin (C) to form a strong bond, so that the adhesion strength of the film to the resin substrate is particularly strong.

エポキシ化合物としては、エポキシ基を有する化合物であれば特に限定することなく使用可能である。エポキシ基は、前記したように、水溶性高分子(A)や水性ポリウレタン樹脂(C)が持つ水酸基等と反応し、強固な結合を形成する。したがって、コーティング剤がエポキシ化合物を含むことで、皮膜の凝集強度を高め、樹脂基材や他の基材との密着力を向上させて、包装材料としての実用強度を高めることが可能である。また、反応速度が適正な領域内であるために、硬化剤(D)添加後のコーティング剤の可使期間も長い。 As the epoxy compound, any compound having an epoxy group can be used without particular limitation. As described above, the epoxy group reacts with the hydroxyl group of the water-soluble polymer (A) or the aqueous polyurethane resin (C) to form a strong bond. Therefore, when the coating agent contains an epoxy compound, it is possible to increase the cohesive strength of the film, improve the adhesion to the resin base material and other base materials, and increase the practical strength as a packaging material. Further, since the reaction rate is within an appropriate region, the usable period of the coating agent after the addition of the curing agent (D) is long.

エポキシ化合物は、エポキシ基を1つ有する単官能エポキシ化合物でもよく、エポキシ基を2つ以上有する多官能エポキシ化合物でもよい。また、これらを組み合わせて用いてもよい。
単官能エポキシ化合物としては、例えば、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン等のエポキシ基を有するシランカップリング剤が挙げられる。エポキシ基を有するシランカップリング剤以外の単官能エポキシ化合物として、例えば、フェニルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、エチルジエチレングリコールグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエングリシジルエーテル、2−ヒドロキシエチルグリシジルエーテル等が挙げられる。これらの単官能エポキシ化合物はいずれか1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。
The epoxy compound may be a monofunctional epoxy compound having one epoxy group, or a polyfunctional epoxy compound having two or more epoxy groups. Moreover, you may use these in combination.
Examples of the monofunctional epoxy compound include 2- (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, and 3-glycidoxypropyl. Examples thereof include silane coupling agents having an epoxy group such as methyldimethoxysilane and 3-glycidoxypropylethyldiethoxysilane. Examples of the monofunctional epoxy compound other than the silane coupling agent having an epoxy group include phenylglycidyl ether, 2-ethylhexyl glycidyl ether, ethyldiethylene glycol glycidyl ether, dicyclopentadiene glycidyl ether, 2-hydroxyethyl glycidyl ether and the like. Any one of these monofunctional epoxy compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

多官能エポキシ化合物としては、例えば、ハイドロキノンジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテル、エチレングリコールジグリシジルエーテル、ポリエチレングリコールジグリシジルエーテル、シクロヘキセンジオールジグリシジルエーテル、シクロヘキサンジメタノールジグリシジルエーテル、ジシクロペンタジエンジオールジグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテル、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル、フェノールノボラック型エポキシ樹脂、クレゾールノボラック型エポキシ樹脂、エポキシ化ポリブタジエン等が挙げられる。これらの多官能エポキシ化合物はいずれか1種を単独で用いてもよく2種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the polyfunctional epoxy compound include hydroquinone diglycidyl ether, resorcinol diglycidyl ether, ethylene glycol diglycidyl ether, polyethylene glycol diglycidyl ether, cyclohexenediol diglycidyl ether, cyclohexanedimethanol diglycidyl ether, and dicyclopentadienediol diglycidyl. Examples thereof include ether, sorbitol polyglycidyl ether, polyglycerol polyglycidyl ether, trimethylpropan triglycidyl ether, pentaerythritol tetraglycidyl ether, phenol novolac type epoxy resin, cresol novolac type epoxy resin, and epoxidized polybutadiene. Any one of these polyfunctional epoxy compounds may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

エポキシ化合物としては、複雑で強固な架橋構造を形成できる点から、エポキシ基を有するシランカップリング剤、又は多官能エポキシ化合物が好ましい。多官能エポキシ化合物としては、より複雑な架橋構造の形成が可能である点から、3官能以上のエポキシ化合物が好ましい。 As the epoxy compound, a silane coupling agent having an epoxy group or a polyfunctional epoxy compound is preferable from the viewpoint of being able to form a complicated and strong crosslinked structure. As the polyfunctional epoxy compound, a trifunctional or higher functional epoxy compound is preferable from the viewpoint that a more complicated crosslinked structure can be formed.

他の成分としては、例えば、酸化防止剤、耐候剤、熱安定剤、滑剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、可塑剤、帯電防止剤、着色剤、フィラー、界面活性剤等の添加剤が挙げられる。 Examples of other components include additives such as antioxidants, weather resistant agents, heat stabilizers, lubricants, crystal nucleating agents, ultraviolet absorbers, plasticizers, antistatic agents, colorants, fillers, and surfactants. Be done.

コーティング剤の固形分の質量に対する水溶性高分子(A)、無機層状鉱物(B)、水性ポリウレタン樹脂(C)、硬化剤(D)それぞれの固形分での含有量の好ましい範囲は、皮膜の総質量に対する各成分の含有量の好ましい範囲と同様である。
コーティング剤中の水溶性高分子(A)に対する水性ポリウレタン樹脂(C)の固形分での質量比の好ましい範囲は、前記した(C)/(A)比の好ましい範囲と同様である。
コーティング剤中の水溶性高分子(A)に対する硬化剤(D)の固形分での質量比の好ましい範囲は、前記した(D)/(A)比の好ましい範囲と同様である。
コーティング剤の固形分の質量に対する、水溶性高分子(A)と無機層状鉱物(B)と水性ポリウレタン樹脂(C)と硬化剤(D)との合計の含有量の好ましい範囲は、皮膜の総質量に対する、水溶性高分子(A)と無機層状鉱物(B)と水性ポリウレタン樹脂(C)と硬化剤(D)との合計の含有量の好ましい範囲と同様である。
The preferred range of the solid content of each of the water-soluble polymer (A), inorganic layered mineral (B), aqueous polyurethane resin (C), and curing agent (D) with respect to the mass of the solid content of the coating agent is the film. It is the same as the preferable range of the content of each component with respect to the total mass.
The preferable range of the mass ratio of the aqueous polyurethane resin (C) to the water-soluble polymer (A) in the coating agent in terms of solid content is the same as the above-mentioned preferable range of the ratio (C) / (A).
The preferred range of the mass ratio of the curing agent (D) to the water-soluble polymer (A) in the coating agent in terms of solid content is the same as the preferred range of the (D) / (A) ratio described above.
The preferable range of the total content of the water-soluble polymer (A), the inorganic layered mineral (B), the aqueous polyurethane resin (C) and the curing agent (D) with respect to the mass of the solid content of the coating agent is the total amount of the film. It is the same as the preferable range of the total content of the water-soluble polymer (A), the inorganic layered mineral (B), the aqueous polyurethane resin (C), and the curing agent (D) with respect to the mass.

コーティング剤の23℃における粘度は、10〜80mPa・sが好ましく、10〜50mPa・sがより好ましい。
コーティング剤の粘度は、E型粘度計により測定される値である。
The viscosity of the coating agent at 23 ° C. is preferably 10 to 80 mPa · s, more preferably 10 to 50 mPa · s.
The viscosity of the coating agent is a value measured by an E-type viscometer.

本実施形態のコーティング剤は、水溶性高分子(A)と、無機層状鉱物(B)と、水性ポリウレタン樹脂(C)と、硬化剤(D)と、必要に応じて他の成分と、必要に応じてさらなる水性媒体等を混合することにより調製できる。各成分の混合順序は特に限定されない。硬化剤は、他成分と一緒に混合しても、樹脂基材へ塗工する直前に添加してもよい。 The coating agent of the present embodiment requires a water-soluble polymer (A), an inorganic layered mineral (B), an aqueous polyurethane resin (C), a curing agent (D), and if necessary, other components. It can be prepared by mixing an additional aqueous medium or the like according to the above. The mixing order of each component is not particularly limited. The curing agent may be mixed with other components or added immediately before coating on the resin substrate.

(ガスバリア性フィルムの製造方法)
本実施形態のガスバリア性フィルムは、例えば、樹脂基材の少なくとも一方の面に皮膜を形成することにより製造できる。
樹脂基材としては、市販品を用いてもよいし、公知の方法により製造したものを用いてもよい。
皮膜は、前記したように、湿式コート法により樹脂基材の少なくとも一方の面にコーティング剤からなる塗膜を形成し、この塗膜を乾燥することにより得られる。
湿式コート法としては、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法等の公知の湿式コート法を用いることができる。
コーティング剤からなる塗膜を乾燥する方法としては、熱風乾燥、熱ロール乾燥、赤外線照射等の公知の乾燥方法を用いることができる。塗膜の乾燥温度は、例えば、50〜200℃が好ましい。乾燥時間は、塗膜の厚さ、乾燥温度等によっても異なるが、例えば、1秒〜5分間が好ましい。
(Manufacturing method of gas barrier film)
The gas barrier film of the present embodiment can be produced, for example, by forming a film on at least one surface of a resin base material.
As the resin base material, a commercially available product may be used, or a product manufactured by a known method may be used.
As described above, the film is obtained by forming a coating film made of a coating agent on at least one surface of the resin base material by the wet coating method and drying the coating film.
As the wet coating method, known wet coating methods such as a roll coating method, a gravure coating method, a reverse coating method, a die coating method, a screen printing method, and a spray coating method can be used.
As a method for drying the coating film made of the coating agent, known drying methods such as hot air drying, hot roll drying, and infrared irradiation can be used. The drying temperature of the coating film is preferably, for example, 50 to 200 ° C. The drying time varies depending on the thickness of the coating film, the drying temperature, and the like, but is preferably 1 second to 5 minutes, for example.

(作用効果)
本実施形態に係るガスバリア性フィルムにあっては、水溶性高分子(A)と無機層状鉱物(B)と水性ポリウレタン樹脂(C)と硬化物(D)とを含むコーティング剤から形成された皮膜を備えるので、高湿度雰囲気下でも優れた酸素バリア性を示す。また、樹脂基材と皮膜との密着性が優れる。さらに、前記した測定方法により測定される過マンガン酸カリウム消費量が10.0μg/mL以下であるので、皮膜中の水に溶出しやすい有機物の溶出が抑制されている。したがって、皮膜が水分を含む内容物(食品等)に直接接触するような形態でも包装材料として使用できる。
(Action effect)
The gas barrier film according to the present embodiment is a film formed from a coating agent containing a water-soluble polymer (A), an inorganic layered mineral (B), an aqueous polyurethane resin (C), and a cured product (D). Therefore, it exhibits excellent oxygen barrier properties even in a high humidity atmosphere. In addition, the adhesion between the resin base material and the film is excellent. Furthermore, since the consumption of potassium permanganate measured by the above-mentioned measuring method is 10.0 μg / mL or less, the elution of organic substances that easily elute into water in the film is suppressed. Therefore, it can be used as a packaging material even in a form in which the film comes into direct contact with a content containing water (food, etc.).

以上、実施形態を示して本発明を説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。前記実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換及びその他の変更が可能である。 Although the present invention has been described above with reference to embodiments, the present invention is not limited to the above-described embodiments. Each configuration and a combination thereof in the above-described embodiment are examples, and the configuration can be added, omitted, replaced, or otherwise changed without departing from the spirit of the present invention.

本発明のガスバリア性フィルムは、必要に応じて、印刷層、アンカーコート層、オーバーコート層、遮光層、接着剤層、ヒートシール可能な熱融着層、その他の機能層等をさらに有していてもよい。
ガスバリア性フィルムが熱融着層を有することにより、ガスバリア性フィルムが、熱シールによって密封可能なものとなる。ガスバリア性フィルムがヒートシール可能な熱融着層を有する場合、この熱融着層は、ガスバリア性フィルムの少なくとも一方の最表面に位置することが好ましい。
熱融着層は、例えば、樹脂基材の少なくとも一方の面に皮膜を設けた積層体に、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系等の公知の接着剤を用いて、公知のドライラミネート法、エクストルージョンラミネート法等により積層することができる。
The gas barrier film of the present invention further has a printing layer, an anchor coat layer, an overcoat layer, a light-shielding layer, an adhesive layer, a heat-sealing heat-sealing layer, and other functional layers, if necessary. You may.
Since the gas barrier film has a heat-sealing layer, the gas barrier film can be sealed by a heat seal. When the gas barrier film has a heat-sealing heat-sealing layer, the heat-sealing layer is preferably located on at least one outermost surface of the gas barrier film.
The heat-sealing layer is formed by, for example, a known dry laminating method using a known adhesive such as polyurethane, polyester, or polyether on a laminate in which a film is provided on at least one surface of a resin base material. It can be laminated by an extrusion laminating method or the like.

以下、実施例及び比較例により本発明をさらに具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to Examples and Comparative Examples. However, the present invention is not limited to the following examples.

(使用材料)
<樹脂基材>
二軸延伸ポリプロピレンフィルム(商品名:VPH2011、厚さ20μm、AB剤平均粒径2μm、AB剤含有量0.2質量%、A.J.Plast社製)。
(Material used)
<Resin base material>
Biaxially stretched polypropylene film (trade name: VPH2011, thickness 20 μm, AB agent average particle size 2 μm, AB agent content 0.2% by mass, manufactured by AJ Plast).

<水溶性高分子(A)>
(A1):ケン化度98〜99%、重合度500のポリビニルアルコール(ポバールPVA−105、クラレ社製)。
(A2):ケン化度98〜99%、重合度1000のポリビニルアルコール(ポバールPVA−110、クラレ社製)。
<Water-soluble polymer (A)>
(A1): Polyvinyl alcohol having a degree of saponification of 98 to 99% and a degree of polymerization of 500 (Poval PVA-105, manufactured by Kuraray Co., Ltd.).
(A2): Polyvinyl alcohol having a degree of saponification of 98 to 99% and a degree of polymerization of 1000 (Poval PVA-110, manufactured by Kuraray).

<無機層状鉱物(B)>
(B1):水膨潤性合成雲母(ソマシフ(登録商標)MEB−3、コープケミカル社製)。
(B2):精製モンモリロナイト(クニピア−F、クニミネ工業社製)。
<Inorganic layered mineral (B)>
(B1): Water-swellable synthetic mica (Somasif (registered trademark) MEB-3, manufactured by CO-OP CHEMICAL CO., LTD.).
(B2): Purified montmorillonite (Kunipia-F, manufactured by Kunimine Industries, Ltd.).

<水性ポリウレタン樹脂(C)>
(C1):酸基を有するポリウレタン樹脂とポリアミン化合物とを含有する水性ポリウレタン樹脂(タケラックWPB−341、三井化学社製の水性ポリウレタンディスパージョン「タケラック(登録商標)WPB−341」)。
<Aqueous polyurethane resin (C)>
(C1): An aqueous polyurethane resin containing an acid group-containing polyurethane resin and a polyamine compound (Takelac WPB-341, an aqueous polyurethane dispersion "Takelac (registered trademark) WPB-341" manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).

<硬化剤(D)>
(D1):水溶性ポリイソシアネート(タケネートWD−725、三井化学社製)。
<Curing agent (D)>
(D1): Water-soluble polyisocyanate (Takenate WD-725, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.).

(実施例1〜10、比較例1〜4)
成分(A)、成分(B)及び成分(C)を表1に示す固形分配合比率で配合して、80℃にて加熱、混合した後、室温まで冷却し、溶媒中の10質量%がイソプロパノール、最終的な固形分濃度が9%となるようにイオン交換水とイソプロパノールで希釈し、塗工直前に表1に記載の固形分比率で成分(D)を添加し、コーティング剤を調製した。
(Examples 1 to 10, Comparative Examples 1 to 4)
The component (A), the component (B) and the component (C) are blended in the solid content mixing ratio shown in Table 1, heated at 80 ° C., mixed, and then cooled to room temperature, and 10% by mass in the solvent is added. Isopropanol was diluted with ion-exchanged water and isopropanol so that the final solid content concentration was 9%, and the component (D) was added at the solid content ratio shown in Table 1 immediately before coating to prepare a coating agent. ..

上記のコーティング剤を、グラビアコーターを用いて、樹脂基材の一方の面に塗工し、90℃のオーブンを10秒間通過させて乾燥し、表1に示す厚さの皮膜を形成してガスバリア性フィルムを得た。 The above coating agent is applied to one surface of the resin base material using a gravure coater, passed through an oven at 90 ° C. for 10 seconds to dry, and a film having the thickness shown in Table 1 is formed to form a gas barrier. I got a sex film.

(酸素透過度)
各例のガスバリア性フィルムについて、酸素透過度測定装置(商品名:OXTRAN−2/20、MOCON社製)を用いて、30℃、60%RHの雰囲気下、酸素透過度(cc/(m2・day・atm))を測定した。測定結果を表1に示す。
(Oxygen permeability)
For the gas barrier film of each example, oxygen permeability (cc / (m2.)) Was used in an atmosphere of 30 ° C. and 60% RH using an oxygen permeability measuring device (trade name: OXTRAN-2 / 20, manufactured by MOCON). day · atm))) was measured. The measurement results are shown in Table 1.

(過マンガン酸カリウム消費量)
各例のガスバリア性フィルムについて、上述した測定方法にて過マンガン酸カリウム消費量を4回測定し、その平均値を過マンガン酸カリウム消費量とした。測定結果を表1に示す。
(Potassium permanganate consumption)
For the gas barrier film of each example, the potassium permanganate consumption was measured four times by the above-mentioned measuring method, and the average value was taken as the potassium permanganate consumption. The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2020163649
Figure 2020163649

実施例1〜10のガスバリア性フィルムは、過マンガン酸カリウム消費量が10.0μg/mL以下であり、有機物の溶出が抑制されていた。また、30℃60%RH雰囲気下における酸素透過度の値が2.0cm/(m・day・atm)以下と低く、酸素バリア性にも優れていた。
一方、比較例1〜4のガスバリア性フィルムは、過マンガン酸カリウム消費量が10.0μg/mL超、あるいは30℃60%RH雰囲気下における酸素透過度の値が2.0cccm/(m・day・atm)超であり、有機物の低溶出と優れた酸素バリア性とを兼ね備えることが出来なかった。
The gas barrier films of Examples 1 to 10 had a potassium permanganate consumption of 10.0 μg / mL or less, and the elution of organic substances was suppressed. In addition, the value of oxygen permeability under a 30 ° C. and 60% RH atmosphere was as low as 2.0 cm 3 / (m 2 · day · atm) or less, and the oxygen barrier property was also excellent.
On the other hand, the gas barrier films of Comparative Examples 1 to 4 had a potassium permanganate consumption of more than 10.0 μg / mL, or an oxygen permeability value of 2.0 cccm 3 / (m 2) under a 30 ° C. and 60% RH atmosphere.・ Day ・ atm) was exceeded, and it was not possible to combine low elution of organic substances with excellent oxygen barrier properties.

本発明のガスバリア性フィルムは、例えば、湿気や酸素を嫌う食品(乾燥食品、菓子、パン、珍味等)、使い捨てカイロ、医薬品(錠剤、粉末薬、湿布、貼付剤等)等の各種の内容物の包装材料として使用できる。
本発明のガスバリア性フィルムは、水分を含む内容物(例えば野菜、果物)の包装材料として有用である。
The gas barrier film of the present invention has various contents such as foods that dislike moisture and oxygen (dried foods, confectionery, bread, delicacies, etc.), disposable body warmers, pharmaceuticals (tablets, powdered medicines, poultices, patches, etc.). Can be used as a packaging material for.
The gas barrier film of the present invention is useful as a packaging material for contents containing water (for example, vegetables and fruits).

1 ガスバリア性フィルム、2 ガスバリア性フィルム、3 樹脂基材、5 皮膜 1 Gas barrier film, 2 Gas barrier film, 3 Resin base material, 5 film

Claims (6)

樹脂基材と、前記樹脂基材の少なくとも一方の表面に接して位置する皮膜とを備え、
前記皮膜は、水溶性高分子(A)と無機層状鉱物(B)と水性ポリウレタン樹脂(C)と硬化剤(D)とを含むコ−ティング剤から形成されたものであり、
前記皮膜の表面積1cmあたり2mLの蒸留水を前記皮膜に接触させ、60℃で30分間保持して得られる試験液の過マンガン酸カリウム消費量が、10.0μg/mL以下であり、
30℃、相対湿度60%の条件下での酸素透過度が、2.0cm/(m・day・atm)以下であることを特徴とするガスバリア性フィルム。
A resin base material and a film located in contact with at least one surface of the resin base material are provided.
The film is formed of a coating agent containing a water-soluble polymer (A), an inorganic layered mineral (B), an aqueous polyurethane resin (C), and a curing agent (D).
The potassium permanganate consumption of the test solution obtained by bringing 2 mL of distilled water per 1 cm 2 of the surface area of the film into contact with the film and holding it at 60 ° C. for 30 minutes is 10.0 μg / mL or less.
Gas barrier film 30 ° C., the oxygen permeability under a relative humidity of 60%, and wherein the at 2.0cm 3 / (m 2 · day · atm) or less.
前記皮膜の単位面積あたりの前記水溶性高分子(A)と前記水性ポリウレタン樹脂(C)との合計質量が、0.47g/m以下である請求項1に記載のガスバリア性フィルム。 The gas barrier film according to claim 1, wherein the total mass of the water-soluble polymer (A) and the water-based polyurethane resin (C) per unit area of the film is 0.47 g / m 2 or less. 前記皮膜の総質量に対し、前記水溶性高分子(A)が25〜80質量%、前記無機層状鉱物(B)が8〜20質量%、前記水性ポリウレタン樹脂(C)が5〜60質量%、前記硬化剤(D)が5〜20質量%である請求項1又は2に記載のガスバリア性フィルム。 The water-soluble polymer (A) is 25 to 80% by mass, the inorganic layered mineral (B) is 8 to 20% by mass, and the aqueous polyurethane resin (C) is 5 to 60% by mass with respect to the total mass of the film. The gas barrier film according to claim 1 or 2, wherein the curing agent (D) is 5 to 20% by mass. 前記皮膜の厚さが、0.32〜0.55μmである請求項1〜3のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルム。 The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3, wherein the film has a thickness of 0.32 to 0.55 μm. 前記水溶性高分子(A)に対する硬化剤(D)の質量比((D)/(A)比)が、10/90〜30/70である請求項1〜4のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルム。 The invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the mass ratio ((D) / (A) ratio) of the curing agent (D) to the water-soluble polymer (A) is 10/90 to 30/70. Gas barrier film. 前記樹脂基材が、ポリオレフィン系樹脂フィルム、ポリエステル系樹脂フィルム、又はポリアミド系樹脂フィルムである請求項1〜5のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルム。 The gas barrier film according to any one of claims 1 to 5, wherein the resin base material is a polyolefin-based resin film, a polyester-based resin film, or a polyamide-based resin film.
JP2019065294A 2019-03-29 2019-03-29 gas barrier film Active JP7230641B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019065294A JP7230641B2 (en) 2019-03-29 2019-03-29 gas barrier film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019065294A JP7230641B2 (en) 2019-03-29 2019-03-29 gas barrier film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2020163649A true JP2020163649A (en) 2020-10-08
JP7230641B2 JP7230641B2 (en) 2023-03-01

Family

ID=72715014

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2019065294A Active JP7230641B2 (en) 2019-03-29 2019-03-29 gas barrier film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP7230641B2 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004285287A (en) * 2003-03-25 2004-10-14 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd Aqueous one-can type coating agent and coating method using the same
JP2013144863A (en) * 2013-03-01 2013-07-25 Hokuetsu Kishu Paper Co Ltd Multilayer oilproof paperboard, method for producing the sane and oilproof paper container using the same
JP2014214232A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 凸版印刷株式会社 Aqueous coating agent and gas barrier film
JP2015044944A (en) * 2013-08-28 2015-03-12 凸版印刷株式会社 Aqueous coating agent for gravure printing and gas barrier film

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004285287A (en) * 2003-03-25 2004-10-14 Nippon Polyurethane Ind Co Ltd Aqueous one-can type coating agent and coating method using the same
JP2013144863A (en) * 2013-03-01 2013-07-25 Hokuetsu Kishu Paper Co Ltd Multilayer oilproof paperboard, method for producing the sane and oilproof paper container using the same
JP2014214232A (en) * 2013-04-25 2014-11-17 凸版印刷株式会社 Aqueous coating agent and gas barrier film
JP2015044944A (en) * 2013-08-28 2015-03-12 凸版印刷株式会社 Aqueous coating agent for gravure printing and gas barrier film

Also Published As

Publication number Publication date
JP7230641B2 (en) 2023-03-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI643904B (en) Water-based coating agent and gas barrier film
JP6876265B2 (en) Gas barrier film
TWI627240B (en) Water-based coating agent and gas barrier film for gravure printing
JP6760270B2 (en) Coating agent for gas barrier film formation and gas barrier film
KR20140130138A (en) Aqueous coating agent and gas barrier film
WO2020116544A1 (en) Gas barrier film
US20140363661A1 (en) Gas barrier film
WO2015064565A1 (en) Film with gas barrier properties
JP2015044943A (en) Aqueous coating agent for gravure printing and gas barrier film
JP2017071693A (en) Coating agent and gas barrier film
JP7230641B2 (en) gas barrier film
US11780978B2 (en) Gas barrier film
JP7238557B2 (en) gas barrier film
JP7110709B2 (en) gas barrier film
JP7113628B2 (en) Barrier coating composition and composite film
JP6524781B2 (en) Coating agent and gas barrier film
CN111989218B (en) Gas barrier film

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220224

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20230110

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230117

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230130

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7230641

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150