JP2023119675A - Barrier film, packaging film, packaging container, and packaging product - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、バリアフィルム、包装フィルム、包装容器及び包装製品に関する。 The present disclosure relates to barrier films, packaging films, packaging containers and packaging products.
食品、医薬品等の包装に用いられる包装袋などの包装容器においては、内容物の変質や腐敗などを抑制し、それらの機能や性質を保持するために、水蒸気、酸素、その他の内容物を変質させる気体の侵入を遮断するガスバリア性が要求される。そのため、従来、これら包装容器においてはバリアフィルムが用いられている。バリアフィルムは一般に、基材層と、無機物層と、ガスバリア性被覆層とを備えており、基材層には、ポリプロピレンフィルムが使用されることがある。例えば下記特許文献1では、透明なポリプロピレンフィルムなどからなる基材上に、無機化合物からなる薄膜層及びガスバリア性被膜をこの順に積層してなる透明積層体が開示されている。
In packaging containers such as packaging bags used for packaging food, pharmaceuticals, etc., it is necessary to suppress deterioration and putrefaction of the contents, and to maintain the functions and properties of the contents, it is necessary to prevent moisture, oxygen, and other contents from deteriorating. It is required to have a gas barrier property to block the intrusion of the gas that causes it. Therefore, conventionally, barrier films are used in these packaging containers. A barrier film generally includes a substrate layer, an inorganic layer, and a gas barrier coating layer, and a polypropylene film is sometimes used as the substrate layer. For example,
ところで、近年、環境負荷の小さいプラスチックポリマーとしてバイオマス由来の原料を用いたものが注目されており、ポリプロピレンについても、バイオマス由来のポリプロピレン(バイオポリプロピレン)を用いることが検討されつつある。 By the way, in recent years, plastic polymers using biomass-derived raw materials have been attracting attention as plastic polymers with low environmental impact, and as for polypropylene, the use of biomass-derived polypropylene (bio-polypropylene) is being studied.
しかし、上記特許文献1に記載の透明積層体は、基材層のポリプロピレンにバイオポリプロピレンを用いた場合、環境負荷を低減することは可能になるものの、バリア性の低下抑制の点で改善の余地を有していた。
However, in the transparent laminate described in
本開示は、上記課題に鑑みてなされたものであり、環境負荷を低減しつつ、バリア性の低下を抑制することができるバリアフィルム、包装フィルム、包装容器及び包装製品を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above problems, and aims to provide a barrier film, a packaging film, a packaging container, and a packaging product that can suppress deterioration of barrier properties while reducing environmental load. do.
本発明者らは上記課題が生じる原因について検討した。まず、本発明者らは、基材層のプロピレンをバイオポリプロピレンにすると、低分子量成分が多くなる傾向があることに気付いた。このため、この低分子量成分が基材層の表面までブリードアウトして表面に現れ、この低分子量成分に起因して無機物層が基材層から剥離してバリア性が低下するのではないかと本発明者らは考えた。そこで、本発明者らは、さらに検討を重ねた結果、以下の発明により上記課題を解決することを見出した。 The present inventors have investigated the cause of the above problems. First, the present inventors have noticed that bio-polypropylene tends to increase the amount of low-molecular-weight components when the propylene in the base material layer is replaced by bio-polypropylene. Therefore, this low molecular weight component bleeds out to the surface of the base material layer and appears on the surface, and the inorganic layer peels off from the base material layer due to this low molecular weight component, resulting in a decrease in barrier properties. The inventors thought As a result of further studies, the inventors of the present invention have found that the above problems can be solved by the following inventions.
すなわち、本開示の一側面は、基材層及び無機物層を備えるバリアフィルムであって、前記基材層が、バイオポリプロピレンを含む樹脂と、無機粒子とを含む樹脂組成物からなる、バリアフィルムである。 That is, one aspect of the present disclosure is a barrier film comprising a substrate layer and an inorganic layer, wherein the substrate layer is a barrier film made of a resin composition containing a resin containing bio-polypropylene and inorganic particles. be.
本開示のバリアフィルムによれば、基材層中にバイオポリプロピレンの低分子量成分が含まれる場合、基材層中に無機粒子が含まれることで、低分子量成分は、基材層の表面に達するまでに無機粒子を避けて通る必要が生じる。このため、低分子量成分がブリードアウトして基材層の表面に達するまでの経路長が長くなる。その結果、低分子量成分が基材層の表面に現れにくくなり、無機物層が基材層から剥離にくくなり、無機物層と基材層との間に隙間が生じることが抑制され、バリア性の低下が抑制される。また、バリアフィルムは、基材層中にバイオポリプロピレンを含む。したがって、本開示のバリアフィルムによれば、環境負荷を低減しつつ、バリア性の低下を抑制することができる。 According to the barrier film of the present disclosure, when the base material layer contains the low-molecular-weight component of bio-polypropylene, the low-molecular-weight component reaches the surface of the base material layer due to the inclusion of inorganic particles in the base material layer. It becomes necessary to avoid inorganic particles before passing. Therefore, the low-molecular-weight component bleeds out and takes a long path to reach the surface of the substrate layer. As a result, low-molecular-weight components are less likely to appear on the surface of the base material layer, the inorganic layer is less likely to separate from the base material layer, the formation of gaps between the inorganic layer and the base material layer is suppressed, and barrier properties are reduced. is suppressed. The barrier film also includes bio-polypropylene in the base layer. Therefore, according to the barrier film of the present disclosure, deterioration of barrier properties can be suppressed while reducing environmental load.
上記バリアフィルムが、前記基材層の上に少なくとも前記無機物層を形成してなり、前記基材層が、バイオプロピレンを含む原料を、前記無機粒子の存在下で反応させて得られるものであり、前記無機粒子が、金属及び金属酸化物の少なくとも一方を含むことが好ましい。 The barrier film is formed by forming at least the inorganic layer on the substrate layer, and the substrate layer is obtained by reacting a raw material containing biopropylene in the presence of the inorganic particles. , the inorganic particles preferably contain at least one of a metal and a metal oxide.
この場合、無機粒子が、金属及び金属酸化物の少なくとも一方であると、金属及び金属酸化物は、バイオプロピレンを含む原料からバイオポリプロピレンを形成する反応において、酸触媒又は塩基触媒よりも良好な触媒として作用し、バイオポリプロピレンの高分子量化を促進する。そのため、バイオプロピレンを含む原料を、無機粒子の存在下で反応させると、反応が効果的に行われ、バイオポリプロピレンの低分子量成分の量が減少する。すなわち、ブリードアウトにより基材層の表面に現れる低分子量成分の量が減少する。その結果、基材層の上に無機物層が形成されやすくなり、密な無機物層が形成され、バリア性の低下がより抑制される。
例えば無機粒子が金属である場合、まず、下記式(1)に示すように、金属(Metal)に、二重結合を有する2つのバイオプロピレン(第1プロピレン)が吸着し、その後、金属からの第1プロピレンの二重結合への電子移動により金属と第1プロピレンとが結合して結合体が形成される。このとき、結合体中の金属は、自由電子が働いて反応を進行させやすい状態となっている。次に、下記式(2)に示すように、結合体に他のバイオプロピレン(第2プロピレン)が近付くと、金属と第1プロピレンとの結合が切断された後、金属に第2プロピレンが吸着して金属から第2プロピレンに電子が移動し、この第2プロピレンに、結合が切断された第1プロピレンが結合する。こうして、下記式(3)に示すように、結合体に第2プロピレンが結合した新たな結合体が形成され、高分子量化したバイオポリプロピレンが形成される。なお、下記(1)~(3)では、バイオプロピレンについては、結合前は二重結合を有する部分(-C=C-)のみを示し、結合後は、二重結合を単結合に変更して示す。
なお、金属に代えて金属酸化物が用いられる場合、金属酸化物は、酸素を介在した電子移動により、金属と同様に作用すると考えられる。
In this case, when the inorganic particles are at least one of metals and metal oxides, the metals and metal oxides are better catalysts than acid or base catalysts in the reaction to form bio-polypropylene from raw materials comprising bio-propylene. Acts as, promotes high molecular weight bio-polypropylene. Therefore, when raw materials containing biopropylene are reacted in the presence of inorganic particles, the reaction is effectively carried out and the amount of low molecular weight components of biopolypropylene is reduced. That is, the amount of low-molecular-weight components appearing on the surface of the substrate layer due to bleeding out is reduced. As a result, the inorganic layer is easily formed on the substrate layer, a dense inorganic layer is formed, and the deterioration of the barrier properties is further suppressed.
For example, when the inorganic particles are metal, first, as shown in the following formula (1), two biopropylenes (first propylene) having double bonds are adsorbed to the metal (Metal), and then, Electron transfer to the double bond of the first propylene combines the metal and the first propylene to form a conjugate. At this time, the metal in the bond is in a state where free electrons work and the reaction easily proceeds. Next, as shown in the following formula (2), when another biopropylene (second propylene) approaches the combined body, the bond between the metal and the first propylene is cut, and then the second propylene adsorbs to the metal. As a result, electrons move from the metal to the second propylene, and the first propylene with the broken bond bonds to the second propylene. In this way, as shown in the following formula (3), a new conjugate is formed in which the second propylene is bonded to the conjugate to form a high-molecular-weight bio-polypropylene. In the following (1) to (3), for biopropylene, only the portion having a double bond (-C=C-) is shown before bonding, and after bonding, the double bond is changed to a single bond. is shown.
In addition, when a metal oxide is used instead of a metal, it is considered that the metal oxide acts in the same manner as a metal due to electron transfer mediated by oxygen.
上記バリアフィルムにおいては、前記無機粒子が前記金属酸化物を含むことが好ましい。 In the barrier film, the inorganic particles preferably contain the metal oxide.
この場合、バリアフィルムにおいて、バリア性の低下を効果的に抑制することができる。 In this case, it is possible to effectively suppress the deterioration of the barrier properties of the barrier film.
上記バリアフィルムにおいては、前記金属酸化物がゼオライトであることが好ましい。 In the barrier film, the metal oxide is preferably zeolite.
この場合、金属酸化物がゼオライト以外の金属酸化物である場合に比べてバリア性の低下をより効果的に抑制することができる。 In this case, deterioration of the barrier properties can be more effectively suppressed as compared with the case where the metal oxide is a metal oxide other than zeolite.
上記バリアフィルムにおいては、前記基材層のバイオマス度が50%以上であることが好ましい。 In the above barrier film, it is preferable that the base material layer has a biomass degree of 50% or more.
この場合、基材層のバイオマス度が50%未満である場合に比べて、バリア性の低下をより効果的に抑制することができる。 In this case, compared with the case where the biomass degree of the base material layer is less than 50%, the deterioration of the barrier properties can be suppressed more effectively.
上記バリアフィルムは、前記基材層と、前記無機物層との間にアンカーコート層をさらに含み、前記アンカーコート層が有機物を含有することが好ましい。 Preferably, the barrier film further includes an anchor coat layer between the base material layer and the inorganic layer, and the anchor coat layer contains an organic material.
この場合、アンカーコート層によって基材層と無機物層との密着性がより向上する。 In this case, the adhesion between the substrate layer and the inorganic layer is further improved by the anchor coat layer.
上記バリアフィルムは、前記無機物層を被覆するガスバリア性被覆層をさらに備え、前記ガスバリア性被覆層がSi及びCを含むことが好ましい。 Preferably, the barrier film further comprises a gas barrier coating layer that covers the inorganic layer, and the gas barrier coating layer contains Si and C.
この場合、ガスバリア性被覆層がSiを含むことで、ガスバリア性被覆層と無機物層との密着性がより向上し、ガスバリア性被覆層がCを含むことで、ガスバリア性被覆層の柔軟性が向上し、バリアフィルムに過大な曲げ応力が加わってもクラックが生じることを抑制することができる。 In this case, since the gas-barrier coating layer contains Si, the adhesion between the gas-barrier coating layer and the inorganic layer is further improved, and since the gas-barrier coating layer contains C, the flexibility of the gas-barrier coating layer is improved. In addition, cracks can be suppressed even when excessive bending stress is applied to the barrier film.
また、本開示の別の一側面は、上述したバリアフィルムと、前記バリアフィルムの前記無機物層側に設けられるシーラント層と、を備える包装フィルムである。 Another aspect of the present disclosure is a packaging film including the barrier film described above and a sealant layer provided on the inorganic layer side of the barrier film.
この包装フィルムは、上述したバリアフィルムを有するため、環境負荷を低減しつつバリア性の低下を抑制することができる。 Since this packaging film has the above-described barrier film, it is possible to suppress deterioration of barrier properties while reducing environmental load.
本開示のさらに別の一側面は、上述した包装フィルムを用いて得られる包装容器である。 Yet another aspect of the present disclosure is a packaging container obtained using the packaging film described above.
この包装容器は、上述した包装フィルムを用いて得られるため、環境負荷を低減しつつ、バリア性の低下を抑制できる。したがって、包装容器内に内容物を封入しても、内容物の品質の低下を長期間にわたって抑制することができる。 Since this packaging container is obtained using the packaging film described above, it is possible to suppress deterioration of the barrier property while reducing the environmental load. Therefore, even if the contents are enclosed in the packaging container, deterioration of the quality of the contents can be suppressed for a long period of time.
また、本開示の別の一側面は、上述した包装容器と、前記包装容器内に封入される内容物とを備える包装製品である。 Another aspect of the present disclosure is a packaged product comprising the packaging container described above and a content enclosed in the packaging container.
この包装製品は、上述した包装容器を用いて得られるため、環境負荷を低減しつつ、バリア性の低下を抑制できる。したがって、本開示の包装製品によれば、内容物の品質の低下を長期間にわたって抑制することができる。 Since this packaged product is obtained using the packaging container described above, it is possible to suppress deterioration of the barrier property while reducing the environmental load. Therefore, according to the packaging product of the present disclosure, deterioration of the quality of the contents can be suppressed over a long period of time.
本開示によれば、環境負荷を低減しつつ、バリア性の低下を抑制できるバリアフィルム、包装フィルム、包装容器及び包装製品が提供される。 According to the present disclosure, a barrier film, a packaging film, a packaging container, and a packaging product are provided that can suppress deterioration of barrier properties while reducing environmental load.
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present disclosure will be described in detail.
<バリアフィルム>
まず、本開示のバリアフィルムの一実施形態について図1を参照しながら説明する。図1は、本開示のバリアフィルムの一実施形態を示す断面図である。図1に示すように、バリアフィルム10は、基材層1と、無機物層3と、ガスバリア性被覆層4とをこの順に備える。ここで、基材層1はバイオポリプロピレンを含む樹脂と、無機粒子とを含む樹脂組成物からなる。なお、バリアフィルム10は、基材層1と無機物層3との間にアンカーコート層2をさらに有してもよい。
<Barrier film>
First, one embodiment of the barrier film of the present disclosure will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a cross-sectional view showing one embodiment of the barrier film of the present disclosure. As shown in FIG. 1, the
このバリアフィルム10によれば、基材層1中にバイオポリプロピレンの低分子量成分が含まれる場合、基材層1中に無機粒子が含まれることで、低分子量成分は、基材層1の表面に達するまでに無機粒子を避けて通る必要が生じる。このため、低分子量成分がブリードアウトして基材層1の表面に達するまでの経路長が長くなる。その結果、低分子量成分が基材層1の表面に現れにくくなり、無機物層3が基材層1から剥離にくくなり、無機物層3と基材層1との間に隙間が生じることが抑制され、バリア性の低下が抑制される。また、バリアフィルム10は、基材層1中にバイオポリプロピレンを含む。したがって、バリアフィルム10によれば、環境負荷を低減しつつ、バリア性の低下を抑制することができる。
According to this
以下、基材層1、アンカーコート層2、無機物層3及びガスバリア性被覆層4について詳細に説明する。
The
(基材層)
基材層1は、アンカーコート層2、無機物層3及びガスバリア性被覆層4の支持体となる層であり、バイオポリプロピレンを含む樹脂と、無機粒子とを含む樹脂組成物からなる。
(Base material layer)
The
バイオポリプロピレンは、バイオプロピレンのホモ重合体でもバイオプロピレンと他の重合性モノマーとの共重合体であってもよい。他の重合性モノマーは、バイオマス由来のモノマーでも石油由来のモノマーでもよい。バイオポリプロピレンは、バイオプロピレンを含む原料を重合させることによって得ることができる。バイオプロピレンは、例えばバイオエタノール及びバイオエチレンの少なくとも一方を原料として反応させることによって得ることができる。バイオエタノールは、バイオマス由来の多糖類(例えばコーンやさとうきび)を原料として用い、この原料を発酵させることにより得ることができる。バイオエチレンはバイオエタノールを脱水することにより得ることができる。 Bio-propylene may be a homopolymer of bio-propylene or a copolymer of bio-propylene and other polymerizable monomers. Other polymerizable monomers may be biomass-derived or petroleum-derived monomers. Bio-polypropylene can be obtained by polymerizing raw materials containing bio-propylene. Biopropylene can be obtained, for example, by reacting at least one of bioethanol and bioethylene as raw materials. Bioethanol can be obtained by using biomass-derived polysaccharides (for example, corn and sugar cane) as a raw material and fermenting this raw material. Bioethylene can be obtained by dehydrating bioethanol.
上記樹脂は、必要に応じてバイオポリプロピレン以外の樹脂をさらに含んでいてもよい。このような樹脂としては、例えば石油由来のポリプロピレンのほか、ポリエチレンなどのオレフィンが挙げられる。オレフィンは、石油由来であってもバイオマス由来であってもよい。 The resin may further contain a resin other than bio-polypropylene, if necessary. Examples of such resins include petroleum-derived polypropylene and olefins such as polyethylene. Olefins may be petroleum-derived or biomass-derived.
上記無機粒子は無機物で構成されていれば特に制限されるものではなく、上記無機粒子としては、金属、金属酸化物、シリカ、ガラスなどが挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。なお、無機粒子を使用するのは、バイオポリプロピレンの低分子量成分の通過を阻止するためである。 The inorganic particles are not particularly limited as long as they are composed of inorganic substances, and examples of the inorganic particles include metals, metal oxides, silica, and glass. These can be used individually or in mixture of 2 or more types, respectively. The reason why the inorganic particles are used is to prevent passage of low-molecular-weight components of the bio-polypropylene.
但し、無機粒子は金属酸化物を含むことが好ましい。この場合、バリアフィルム10において、バリア性の低下を効果的に抑制することができる。
However, the inorganic particles preferably contain metal oxides. In this case, in the
金属は、特に制限されるものではなく、遷移金属、非遷移金属、又はこれらの混合物でもよいが、遷移金属を含むことが好ましい。遷移金属としては、ニッケル、白金、銀などが挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。非遷移金属としては、亜鉛などが挙げられる。 The metal is not particularly limited and may be a transition metal, a non-transition metal, or a mixture thereof, but preferably contains a transition metal. Examples of transition metals include nickel, platinum, and silver. These can be used individually or in mixture of 2 or more types, respectively. Zinc etc. are mentioned as a non-transition metal.
金属酸化物において、金属は、上記金属と同様のものを用いることができる。金属酸化物としては、酸化ニッケル、酸化亜鉛、二酸化マンガン、アルミナ、ゼオライト及び硝酸イリジウムなどが挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を混合して用いることができる。中でも、金属酸化物はゼオライトであることが好ましい。この場合、金属酸化物がゼオライト以外の金属酸化物である場合に比べてバリア性の低下をより効果的に抑制することができる。 In the metal oxide, metals similar to the above metals can be used. Metal oxides include nickel oxide, zinc oxide, manganese dioxide, alumina, zeolite and iridium nitrate. These can be used individually or in mixture of 2 or more types, respectively. Among them, the metal oxide is preferably zeolite. In this case, deterioration of the barrier properties can be more effectively suppressed as compared with the case where the metal oxide is a metal oxide other than zeolite.
無機粒子は、必要に応じてリン、カリウムをさらに含んでいてもよい。 The inorganic particles may further contain phosphorus and potassium as needed.
無機粒子の平均粒子径は、特に制限されるものではないが、0.005~1000μmであることが好ましい。この場合、無機粒子の平均粒子径が0.005μm未満である場合に比べて、低分子量成分がブリードアウトして基材層の表面に達するまでの経路長がより長くなり、バリア性の低下を効果的に抑制することができる。また、無機粒子の平均粒子径が上記範囲にあることで、無機粒子の平均粒子径が1000μmを超える場合に比べて、基材層1の表面の平滑性がより向上し、無機物層3の厚さの均一性がより向上するため、無機物層3におけるバリア性の均一性がより向上する。
Although the average particle size of the inorganic particles is not particularly limited, it is preferably 0.005 to 1000 μm. In this case, compared to the case where the average particle diameter of the inorganic particles is less than 0.005 μm, the low-molecular-weight component bleeds out and has a longer path length to reach the surface of the substrate layer, resulting in a decrease in barrier properties. can be effectively suppressed. In addition, when the average particle diameter of the inorganic particles is within the above range, the smoothness of the surface of the
無機粒子の配合量は、特に限定されないが、樹脂100質量部に対して、好ましくは0.01質量部以上であり、より好ましくは0.05質量部以上であり、特に好ましくは0.1質量部以上である。この場合、樹脂100質量部に対する無機粒子の配合量が0.01質量部未満である場合に比べて、バリア性の低下を効果的に抑制することができる。但し、無機粒子の配合量は、樹脂100質量部に対して、好ましくは1質量部以下であり、より好ましくは0.5質量部以下である。この場合、樹脂100質量部に対する無機粒子の配合量が1質量部を超える場合に比べて、無機粒子の配合量が少なくなるため、基材層1に過大な曲げ応力が加えられても、クラックが発生することがより抑制される。 The amount of the inorganic particles is not particularly limited, but is preferably 0.01 parts by mass or more, more preferably 0.05 parts by mass or more, and particularly preferably 0.1 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin. Department or above. In this case, compared with the case where the amount of the inorganic particles is less than 0.01 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the resin, it is possible to effectively suppress the deterioration of the barrier properties. However, the amount of the inorganic particles to be blended is preferably 1 part by mass or less, more preferably 0.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin. In this case, compared to the case where the amount of the inorganic particles exceeds 1 part by mass with respect to 100 parts by mass of the resin, the amount of the inorganic particles is less. is more suppressed.
基材層1のバイオマス度は特に制限されるものではないが、好ましくは50%以上であり、より好ましくは70%以上である。基材層1のバイオマス度が50%以上であると、基材層1のバイオマス度が50%未満である場合に比べて、バリアフィルム10のバリア性の低下をより効果的に抑制することができる。但し、バリアフィルム10のバリア性の低下をより抑制する観点からは、好ましくは98%以下であり、より好ましくは95%以下である。
Although the biomass degree of the
「バイオマス度」とは、バイオマスポリプロピレンフィルム中のバイオマス由来の炭素濃度であり、放射性炭素(C14)測定によるバイオマス由来の炭素の含有量を測定した値である。基材層1中の全炭素原子中に含まれるC14の割合を測定することにより、バイオマス由来の炭素の割合を算出することができる。本開示においては、基材層1中のC14の含有量をAとした場合のバイオマス度は、下記式に基づいて算出することができる。
バイオマス度(%)=A/105.5×100
The “biomass degree” is the biomass-derived carbon concentration in the biomass polypropylene film, and is a value obtained by measuring the biomass-derived carbon content by radiocarbon (C 14 ) measurement. By measuring the ratio of C14 contained in the total carbon atoms in the
Biomass degree (%) = A/105.5 x 100
上記樹脂組成物は、コポリマー又はターポリマーを得る場合にはエチレンやブテン等をさらに含んでもよい。また、上記樹脂組成物は、必要に応じて、粘着付与剤、耐熱安定剤、耐候安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、滑剤、スリップ剤、核剤、アンチブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、顔料、染料、無機または有機の充填剤等の各種添加剤を、本開示の目的を損なわない範囲でさらに含んでいてもよい。 The resin composition may further contain ethylene, butene, etc. when obtaining a copolymer or terpolymer. In addition, if necessary, the resin composition may contain a tackifier, a heat stabilizer, a weather stabilizer, an antioxidant, an ultraviolet absorber, a lubricant, a slip agent, a nucleating agent, an antiblocking agent, an antistatic agent, an antistatic agent, Various additives such as clouding agents, pigments, dyes, inorganic or organic fillers, etc. may be further included as long as the objects of the present disclosure are not impaired.
基材層1は、延伸フィルムでもよいし、非延伸フィルムでもよいが、ガスバリア性の観点からは、延伸フィルムであることが好ましい。ここで、延伸フィルムとしては、一軸延伸フィルム及び二軸延伸フィルムが挙げられるが、二軸延伸フィルムが、耐熱性を向上させることから、好ましい。
The
基材層1の厚みは、特に制限されないが、例えば0.1mm以下であればよい。中でも、基材層1の厚みは、40μm以下であることが好ましく、35μm以下であることがより好ましく、30μm以下であることが特に好ましい。基材層1の厚みが40μm以下であると、基材層1の厚みが40μmを超える場合に比べて、バリアフィルム10の柔軟性がより向上し、バリアフィルム10の酸素ガスバリア性をより向上させることができる。但し、強度を向上させる観点からは、10μm以上であることが好ましく、12μm以上であることがより好ましい。
The thickness of the
(アンカーコート層)
アンカーコート層2は、基材層1と無機物層3との密着性をより向上させるための層であり、基材層1と無機物層3との間に設けられている。
(Anchor coat layer)
The
アンカーコート層2を構成する材料は、基材層1と無機物層3との密着性を向上させることが可能なものであれば特に制限されるものではないが、このような材料は、有機物を含むことが好ましい。この場合、アンカーコート層2によって基材層1と無機物層3との密着性がより向上する。有機物としては、例えば、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリウレタン樹脂(ポリエステルウレタン、アクリルウレタン、ポリオールとイソシアネートを反応させた樹脂)、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、(メタ)アクリル樹脂、ポリ酢酸ビニル樹脂、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリエチレン又はポリプロピレン等のポリオレフィン樹脂、セルロース樹脂などの樹脂が挙げられる。これらはそれぞれ単独で又は2種以上を混合して用いてもよい。
The material constituting the
アンカーコート層2はSiを含んでいてもよい。この場合、アンカーコート層2は、例えば上記樹脂及びシランカップリング剤を含む樹脂組成物を硬化させることにより得ることができる。
The
アンカーコート層2の厚みは、基材層1と無機物層3との密着性を向上させることが可能な厚みであれば特に制限されるものではないが、好ましくは30nm以上である。この場合、アンカーコート層2の厚みが30nm未満である場合に比べて、基材層1の表面よりもアンカーコート層2の表面の平滑性をより向上させることが可能となり、無機物層3の厚みをより均一にすることが可能となるとともに、ガスバリア性をより向上させることもできる。このため、バリアフィルム10のガスバリア性をより一層向上させることができる。アンカーコート層2の厚みは40nm以上であることがより好ましく、50nm以上であることがさらに好ましい。アンカーコート層2の厚みを大きくすることにより、延伸等の外力がかかった場合の水蒸気バリア性の低下を一層抑制することができる。アンカーコート層2の厚みは300nm以下であることが好ましい。この場合、アンカーコート層2の厚みが300nm以上である場合に比べて、バリアフィルム10の柔軟性がより向上する。アンカーコート層2の厚みは200μm以下であることがより好ましい。
The thickness of the
(無機物層)
無機物層3は、無機物を含むバリア層である。バリアフィルム10は、無機物層3を有することにより、バリアフィルム10の厚さを抑えつつガスバリア性をより向上させることができる。
(Inorganic layer)
The
無機物としては、金属、金属酸化物、金属窒化物及び金属酸窒化物が挙げられる。金属としては、金属アルミニウム(Al)等が挙げられ、金属酸化物としては、酸化ケイ素(SiOx)、酸化アルミニウム(AlOx)等が挙げられる。金属窒化物としては、シリコンナイトライド(SiN)等が挙げられ、金属酸窒化物としては、シリコンオキシナイトライド(SiON)等が挙げられる。
透明性及びバリア性の観点からは、無機物層3の構成材料は、酸化アルミニウム又は酸化ケイ素であることが好ましい。また、加工時に引張り延伸性に優れることから、無機物層3の構成材料は、酸化ケイ素であることが特に好ましい。
無機物層3として酸化ケイ素膜を用いる場合、ガスバリア性の観点から、O/Si比(モル比)は1.2~1.9とすることが好ましい。
Inorganics include metals, metal oxides, metal nitrides and metal oxynitrides. Metals include metal aluminum (Al) and the like, and metal oxides include silicon oxide (SiOx), aluminum oxide ( AlOx ), and the like. Examples of metal nitrides include silicon nitride (SiN), and examples of metal oxynitrides include silicon oxynitride (SiON).
From the viewpoint of transparency and barrier properties, the constituent material of the
When a silicon oxide film is used as the
無機物層3は単層からなっていてもよく、複数層からなっていてもよい。
The
無機物層3の厚みは特に制限されるものではないが、5nm以上であることが好ましい。この場合、無機物層3の厚みが5nm未満である場合に比べて、バリアフィルム10のガスバリア性がより向上する。無機物層3の厚みは10nm以上であることがより好ましく、20nm以上であることが特に好ましい。
Although the thickness of the
また、無機物層3の厚みは100nm以下であることが好ましい。この場合、無機物層3の厚みが100nmを超える場合に比べて、無機物層3の内部応力による変形によりクラックが発生することが抑制され、ガスバリア性の低下が抑制され易くなる。また、材料使用量を抑えることができ、膜形成時間の短縮等に起因してコストを低下させ易くなる。無機物層3の厚みは、コストを低減する観点からは、50nm以下であることがより好ましく、40nm以下であることが特に好ましい。
Moreover, the thickness of the
(ガスバリア性被覆層)
ガスバリア性被覆層4は、ガスバリア性被覆層形成用組成物の硬化体で構成される。
(Gas barrier coating layer)
The gas-
ガスバリア性被覆層4は、Si及びCを含むことが好ましい。
The gas
この場合、ガスバリア性被覆層4がSiを含むことで、ガスバリア性被覆層4と無機物層3との密着性がより向上し、ガスバリア性被覆層4がCを含むことで、ガスバリア性被覆層4の柔軟性が向上し、バリアフィルム10に過大な曲げ応力が加わってもクラックが生じることを抑制することができる。
In this case, since the gas
なお、ガスバリア性被覆層4がSi及びCを含むことは、例えばX線光電子分光法(以下、「XPS」ともいう)によりガスバリア性被覆層4の表面においてSi及びCが検出されるかどうかによって確認することができる。
具体的には、XPSでは、以下の測定機器を使用し、以下の測定条件でナロー分析を行ってスペクトルを取得することによりSi及びCが検出されるかどうかを確認することができる。
<測定機器>
日本電子株式会社製、JPS-9030型光電子分光装置
<測定条件>
(スペクトル採取条件)
入射X線:MgKα(単色化X線、hν=1253.6eV)
X線出力:10W(10kV・10mA)
X線走査面積(測定領域):直径6mmの円形領域
光電子取込角度:90°
Whether the gas
Specifically, in XPS, it is possible to confirm whether or not Si and C are detected by performing narrow analysis under the following measurement conditions using the following measurement equipment and obtaining a spectrum.
<Measuring equipment>
JPS-9030 type photoelectron spectrometer manufactured by JEOL Ltd. <Measurement conditions>
(spectrum acquisition conditions)
Incident X-ray: MgKα (monochromatic X-ray, hν=1253.6 eV)
X-ray output: 10W (10kV/10mA)
X-ray scanning area (measurement area): circular area with a diameter of 6 mm Photoelectron capture angle: 90°
ガスバリア性被覆層4は、具体的には主にポリビニルアルコール系樹脂及びシラン化合物を含む。
Specifically, the gas-
ポリビニルアルコール系樹脂は、ビニルエステル単位がケン化されてなるビニルアルコール単位を有するものであればよく、ポリビニルアルコール系樹脂としては、例えば、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)が挙げられる。汎用性、溶解性等の観点から、PVAを好適に用いることができる。 The polyvinyl alcohol-based resin may have a vinyl alcohol unit obtained by saponifying a vinyl ester unit. Examples of the polyvinyl alcohol-based resin include polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH ). From the viewpoint of versatility, solubility, etc., PVA can be preferably used.
PVAとしては、例えば、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバル酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステルを単独で重合させた後、ケン化した樹脂を用いることができる。 As PVA, for example, vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl pivalate, and vinyl versatate are polymerized alone. , saponified resins can be used.
PVAは、共重合変性PVA又は後変性された変性PVAであってもよい。共重合変性PVAは、例えばビニルエステルと、ビニルエステルと共重合可能な不飽和モノマーを共重合させた後にケン化することで得られる。後変性された変性PVAは、ビニルエステルを重合させた後にケン化して得られたPVAに、重合触媒の存在下で不飽和モノマーを共重合させることで得られる。変性PVAにおける変性量は、充分なガスバリア性を発現する観点から、50モル%未満とすればよく、変性による効果を得る観点から10モル%以上とすればよい。 The PVA may be a copolymerized modified PVA or a post-modified modified PVA. Copolymerized modified PVA can be obtained, for example, by copolymerizing a vinyl ester and an unsaturated monomer copolymerizable with the vinyl ester, followed by saponification. The post-modified modified PVA is obtained by copolymerizing a PVA obtained by saponifying after polymerizing a vinyl ester with an unsaturated monomer in the presence of a polymerization catalyst. The amount of modification in the modified PVA may be less than 50 mol % from the viewpoint of developing sufficient gas barrier properties, and may be 10 mol % or more from the viewpoint of obtaining the effect of modification.
上記の不飽和モノマーとしては、例えばエチレン、プロピレン、イソブチレン、α-オクテン、α-ドデセン、α-オクタデセン等のオレフィン;3-ブテン-1-オール、4-ペンチン-1-オール、5-ヘキセン-1-オール等のヒドロキシ基含有α-オレフィン;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、ウンデシレン酸等の不飽和酸;アクリロニトリル、メタアクリロニトリル等のニトリル;ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸;アルキルビニルエーテル、ジメチルアリルビニルケトン、N-ビニルピロリドン、塩化ビニル、ビニルエチレンカーボネート、2,2-ジアルキル-4-ビニル-1,3-ジオキソラン、グリセリンモノアリルエーテル、3,4-ジアセトキシ-1-ブテン等のビニル化合物;塩化ビニリデン、1,4-ジアセトキシ-2-ブテン、ビニレンカーボネート、ポリオキシプロピレン、ポリオキシプロピレンビニルアミン等が挙げられる。ガスバリア性の観点からは、不飽和モノマーとしてはオレフィンが好ましく、特にエチレンが好ましい。 Examples of the unsaturated monomers include olefins such as ethylene, propylene, isobutylene, α-octene, α-dodecene and α-octadecene; hydroxy group-containing α-olefins such as 1-ol; unsaturated acids such as acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid and undecylenic acid; nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; diacetone acrylamide , acrylamide, amides such as methacrylamide; olefin sulfonic acids such as ethylenesulfonic acid, allylsulfonic acid, methallylsulfonic acid; alkyl vinyl ether, dimethyl allyl vinyl ketone, N-vinyl pyrrolidone, vinyl chloride, vinyl ethylene carbonate, -Vinyl compounds such as dialkyl-4-vinyl-1,3-dioxolane, glycerin monoallyl ether, 3,4-diacetoxy-1-butene; vinylidene chloride, 1,4-diacetoxy-2-butene, vinylene carbonate, polyoxy Propylene, polyoxypropylene vinylamine and the like can be mentioned. From the viewpoint of gas barrier properties, the unsaturated monomer is preferably an olefin, particularly preferably ethylene.
重合触媒としては、アゾビスイソブチロニトリル、過酸化ベンゾイル、過酸化ラウリル等のラジカル重合触媒が挙げられる。重合方法は特に制限されず、塊状重合、乳化重合、溶媒重合等を採用することができる。 Examples of polymerization catalysts include radical polymerization catalysts such as azobisisobutyronitrile, benzoyl peroxide, and lauryl peroxide. The polymerization method is not particularly limited, and bulk polymerization, emulsion polymerization, solvent polymerization and the like can be employed.
PVAの重合度は特に制限されないが、300~3000であることが好ましい。重合度が300以上であるとバリア性が低下し難くなり、3000以下であると粘度が高くなりすぎず、塗工適性の低下を抑制し易い。PVAのケン化度は80モル%以上が好ましく、90モル%以上がより好ましく、98モル%以上がさらに好ましい。また、PVAのケン化度は100モル%以下であっても、99.9モル%以下であってもよい。PVAの重合度及びケン化度は、JIS K 6726(1994)に記載の方法に準拠して測定できる。 Although the degree of polymerization of PVA is not particularly limited, it is preferably from 300 to 3,000. When the degree of polymerization is 300 or more, the barrier properties are less likely to decrease, and when the degree of polymerization is 3000 or less, the viscosity does not become too high, and deterioration in coatability is easily suppressed. The degree of saponification of PVA is preferably 80 mol% or more, more preferably 90 mol% or more, even more preferably 98 mol% or more. Moreover, the degree of saponification of PVA may be 100 mol % or less or 99.9 mol % or less. The degree of polymerization and degree of saponification of PVA can be measured according to the method described in JIS K 6726 (1994).
EVOHは、一般にエチレンと、酢酸ビニル、ギ酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、ピバル酸ビニル、バーサチック酸ビニル等の酸ビニルエステルとの共重合体をケン化して得られる。 EVOH is generally a copolymer of ethylene and an acid vinyl ester such as vinyl acetate, vinyl formate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl pivalate, and vinyl versatate. obtained by saponifying the
EVOHのエチレン単位含有量は特に制限されないが、10モル%以上であることが好ましく、15モル%以上がより好ましく、20モル%以上がさらに好ましく、35モル%より大きいことが特に好ましい。また、EVOHのエチレン単位含有量は65モル%以下が好ましく、55モル%以下がより好ましく、50モル%未満がさらに好ましい。エチレン単位含有量が10モル%以上であると、高湿度下におけるガスバリア性あるいは寸法安定性を良好に保つことができる。一方、エチレン単位含有量が65モル%以下であると、ガスバリア性を高めることができる。 The ethylene unit content of EVOH is not particularly limited, but is preferably 10 mol% or more, more preferably 15 mol% or more, still more preferably 20 mol% or more, and particularly preferably greater than 35 mol%. The ethylene unit content of EVOH is preferably 65 mol% or less, more preferably 55 mol% or less, and even more preferably less than 50 mol%. When the ethylene unit content is 10 mol % or more, good gas barrier properties or dimensional stability under high humidity can be maintained. On the other hand, when the ethylene unit content is 65 mol% or less, gas barrier properties can be enhanced.
EVOHのエチレン単位含有量は、NMR法により求めることができる。 The ethylene unit content of EVOH can be determined by the NMR method.
ケン化はアルカリ又は酸で行うことができるが、ケン化速度の観点からアルカリを用いることができる。アルカリとしては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属水酸化物、ナトリウムエチラート、カリウムエチラート、リチウムメチラート等のアルカリ金属アルコキシドが挙げられる。 Saponification can be performed with an alkali or an acid, and an alkali can be used from the viewpoint of the saponification rate. Alkali include alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and alkali metal alkoxides such as sodium ethylate, potassium ethylate and lithium methylate.
シラン化合物としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等のテトラアルコキシシラン、ヘキサメチルジシラザン等のシラザンなどが挙げられる。シラン化合物としては、一般的にシランカップリング剤として用いられる化合物や、シロキサン結合を有するポリシロキサン化合物を用いてもよい。シラン化合物の中でも、シランカップリング剤が好ましい。シランカップリング剤を用いることでガスバリア性被覆層4内の強度がより向上し、バリア性や耐水性が向上し易くなる。
Examples of silane compounds include tetraalkoxysilanes such as tetramethoxysilane and tetraethoxysilane, and silazanes such as hexamethyldisilazane. As the silane compound, a compound generally used as a silane coupling agent or a polysiloxane compound having a siloxane bond may be used. Among silane compounds, silane coupling agents are preferred. By using the silane coupling agent, the strength in the gas
シランカップリング剤としては、例えば、エポキシシラン(グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等)、(メタ)アクリルシラン(アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等)、アミノシラン、ウレイドシラン、イソシアネートシラン、イソシアヌレートシラン(トリス(3-トリアルコキシシリルプロピル)イソシアヌレート等)、メルカプトシラン等が挙げられる。 Silane coupling agents include, for example, epoxysilane (glycidoxypropyltrimethoxysilane, glycidoxypropyltriethoxysilane, etc.), (meth)acrylsilane (acryloxypropyltrimethoxysilane, etc.), aminosilane, ureidosilane, Examples include isocyanate silane, isocyanurate silane (tris(3-trialkoxysilylpropyl) isocyanurate, etc.), mercaptosilane, and the like.
ガスバリア性被覆層4を形成する際、シラン化合物の量は、ガスバリア性被覆層4と無機物層3との密着性、及び、ガスバリア性被覆層4のガスバリア性を維持する観点から、ポリビニルアルコール系樹脂1質量部に対して好ましくは0.1~5.0質量部であり、より好ましくは0.3~5.0質量部であり、さらに好ましくは0.4~4.5質量部であり、特に好ましくは0.5~4.0質量部である。
When forming the gas-
ガスバリア性被覆層4の厚みは特に制限されるものではないが、50nm以上であることが好ましい。
Although the thickness of the gas
この場合、ガスバリア性被覆層4の厚みが50nm未満である場合に比べて、バリアフィルム10のガスバリア性がより向上する。
In this case, the gas barrier properties of the
ガスバリア性被覆層4の厚みは、ガスバリア性を向上させる観点から、100nm以上であることがより好ましく、200nm以上であることが特に好ましい。
From the viewpoint of improving gas barrier properties, the thickness of the gas
一方、ガスバリア性被覆層4の厚みは700nm以下であることが好ましい。ガスバリア性被覆層4の厚みが700nmを超える場合に比べて、バリアフィルム10の柔軟性がより向上する。
On the other hand, the thickness of the gas
ガスバリア性被覆層4の厚みは、バリアフィルム10の柔軟性をより向上させる観点からは、500nm以下であることがより好ましく、400nm以下であることが特に好ましい。
From the viewpoint of further improving the flexibility of the
バリアフィルム10は、基材層1の上に無機物層3及びガスバリア性被覆層4を形成してなるものであり、基材層1が、バイオプロピレンを含む原料を、上記無機粒子の存在下で反応させて得られるものであり、上記無機粒子が、上記の金属及び金属酸化物の少なくとも一方を含むことが好ましい。この場合、無機粒子が、金属及び金属酸化物の少なくとも一方であると、金属及び金属酸化物は、バイオプロピレンを含む原料からバイオポリプロピレンを形成する反応において、酸触媒又は塩基触媒よりも良好な触媒として作用し、バイオポリプロピレンの高分子量化を促進する。そのため、バイオプロピレンを含む原料を、無機粒子の存在下で反応させると、反応が効果的に行われ、バイオポリプロピレンの低分子量成分の量が減少する。すなわち、ブリードアウトにより基材層1の表面に現れる低分子量成分の量が減少する。その結果、基材層1の上に無機物層3が形成されやすくなり、密な無機物層3が形成され、バリア性の低下がより抑制される。
The
原料中のバイオプロピレンの含有率は0質量%より大きければ特に制限されるものではないが、好ましくは50質量%以上であり、より好ましくは70質量%以上である。 The content of biopropylene in the raw material is not particularly limited as long as it is greater than 0% by mass, preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more.
原料は、バイオプロピレンのほか、必要に応じて、石油由来のエチレン又はエタノールをさらに含んでもよい。エチレンとしては、接触分解法又は蒸気分解法により製造したエチレン、又は、石炭のフィッシャートロプシュ合成により得られたエチレン等、既知の製造方法で製造したエチレンを使用することができる。エタノールとしては、エチレンの水和反応又は合成ガスから製造できるものを使用してよい。合成ガスとは、石炭や天然ガス、バイオマスなどの炭化水素をガス化したものをいう。 The raw material may further contain petroleum-derived ethylene or ethanol in addition to biopropylene, if necessary. As ethylene, ethylene produced by known production methods such as ethylene produced by catalytic cracking or steam cracking, or ethylene obtained by Fischer-Tropsch synthesis of coal can be used. Ethanol may be used that can be produced from the hydration reaction of ethylene or from synthesis gas. Syngas is gasified hydrocarbons such as coal, natural gas, and biomass.
反応温度は、例えば300~700℃とすればよい。原料と無機粒子とを接触させる方法は、特に限定されないが、例えば無機粒子を充填した反応器内に原料を導入する方法が挙げられる。反応器としては、固定床反応器、流動床反応器、回分式反応器、半回分式反応器等を例示することができるが、バイオポリプロピレンの生産性の観点からは、固定床反応器又は流動床反応器が好ましく、固定床反応器がさらに好ましい。 The reaction temperature may be, for example, 300-700°C. The method of bringing the raw material into contact with the inorganic particles is not particularly limited, but examples thereof include a method of introducing the raw material into a reactor filled with inorganic particles. Examples of reactors include fixed bed reactors, fluidized bed reactors, batch reactors, semi-batch reactors, and the like. Bed reactors are preferred, and fixed bed reactors are more preferred.
無機粒子は、上記金属及び金属酸化物の少なくとも一方で構成されればよく、金属のみ、金属触媒のみ、又は金属と金属酸化物との混合物でもよい。但し、無機粒子は金属酸化物を含むことが好ましい。この場合、バリアフィルム10において、バリア性の低下を効果的に抑制することができる。
The inorganic particles may be composed of at least one of the above metals and metal oxides, and may be a metal only, a metal catalyst only, or a mixture of a metal and a metal oxide. However, the inorganic particles preferably contain metal oxides. In this case, in the
無機粒子はそのままの状態で用いてもよいが、バインダー中に配合された状態で用いてもよい。 The inorganic particles may be used as they are, or may be used after being blended in a binder.
無機粒子の平均粒子径は、その無機粒子の合成条件により異なるため、特に制限されないが、好ましくは0.01~500μmであり、より好ましくは0.05~300μmである。この場合、無機粒子の平均粒子径が0.01μm未満である場合に比べて無機粒子が部分的に凝集しにくくなり、ハンドリング性が向上する。また、無機粒子の平均粒子径が上記範囲にあることで、無機粒子の平均粒子径が500μmを超える場合に比べて比表面積が大きくなり触媒活性が向上する。 The average particle size of the inorganic particles is not particularly limited because it varies depending on the conditions for synthesizing the inorganic particles, but it is preferably 0.01 to 500 μm, more preferably 0.05 to 300 μm. In this case, compared to the case where the average particle size of the inorganic particles is less than 0.01 μm, the inorganic particles are less likely to partially aggregate, and handling properties are improved. Further, when the average particle size of the inorganic particles is within the above range, the specific surface area is increased and the catalytic activity is improved as compared with the case where the average particle size of the inorganic particles exceeds 500 μm.
無機粒子の使用量は、特に限定されないが、原料100質量部に対して0.00000002~0.0002質量部であることが好ましい。また、原料の供給速度も特に限定されないが、例えば無機粒子1トン当たり、0.002~200トン/hであればよく、0.02~20トン/hであることがより好ましい。無機粒子と原料との接触時間は特に限定されず、例えば、0.001秒~1時間であり、好ましくは0.1秒~1分である。 The amount of the inorganic particles used is not particularly limited, but is preferably 0.00000002 to 0.0002 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the raw material. The feed rate of the raw material is also not particularly limited, but may be, for example, 0.002 to 200 tons/h, more preferably 0.02 to 20 tons/h, per 1 ton of inorganic particles. The contact time between the inorganic particles and the raw material is not particularly limited, and is, for example, 0.001 second to 1 hour, preferably 0.1 second to 1 minute.
<バリアフィルムの製造方法>
次に、バリアフィルム10の製造方法について説明する。
<Method for producing barrier film>
Next, a method for manufacturing the
まず基材層1を用意する。基材層1は、バイオプロピレンを含む原料を、上記無機粒子の存在下で反応させることによって用意してもよく、バイオポリプロピレンと無機粒子とを溶融混練することによって用意してもよい。
First, the
基材層1は、得られたバイオポリプロピレンを含む樹脂組成物を単層押出し成形または共押出し成形することによって得ることができる。成形装置は特に限定されず、成形装置としては、多層T-ダイ押出機又は多層インフレーション成形機等を用いることができる。基材層1を構成する層の数は1層でも複数層でもよいが、1~5層であることが、製造の容易性の観点から好ましい。
The
また、無延伸の基材層1を製造する場合には、基材層1は、公知のキャスト装置で製造することもできる。
また、延伸された基材層1を製造する場合には、基材層1は、成形により得られるフィルムを、同時二軸延伸装置又は逐次二軸延伸装置を用いて延伸することによって製造することができる。
延伸の条件としては、例えば公知のOPPフィルムを得るときの条件を採用することができる。より具体的には、逐次二軸延伸法では、例えば、縦延伸温度を100℃~145℃、縦延伸倍率を4.5~6倍の範囲、横延伸温度を130℃~190℃、横延伸倍率を9~11倍の範囲にすればよい。
Moreover, when manufacturing the
When the stretched
As the stretching conditions, for example, the conditions for obtaining a known OPP film can be adopted. More specifically, in the sequential biaxial stretching method, for example, the longitudinal stretching temperature is 100° C. to 145° C., the longitudinal stretching ratio is 4.5 to 6 times, the lateral stretching temperature is 130° C. to 190° C., and the lateral stretching is Magnification may be in the range of 9 to 11 times.
次に、基材層1の一面上にアンカーコート層2を形成する。
Next, an
具体的には、基材層1の一面上に、アンカーコート層2を形成するアンカーコート層形成用組成物を塗布し加熱して乾燥させることによってアンカーコート層2を形成する。このとき、加熱温度は、例えば、50~200℃であり、乾燥時間は、例えば、10秒~10分程度である。
Specifically, the
次に、アンカーコート層2の上に無機物層3を形成する。
Next, an
無機物層3は、例えば真空成膜法により形成することができる。真空成膜法としては、物理気相成長法及び化学気相成長法が挙げられる。物理気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタ蒸着法、イオンプレーティング法等を挙げることができる。物理気相成長法としては、真空蒸着法が特に好ましく用いられる。真空蒸着法としては、抵抗加熱式真空蒸着法、EB(Electron Beam)加熱式真空蒸着法、誘導加熱式真空蒸着法が挙げられる。化学気相成長法としては、熱CVD法、プラズマCVD法、光CVD法等を挙げることができる。
The
次に、無機物層3上にガスバリア性被覆層4を形成する。
Next, a gas
ガスバリア性被覆層4は、例えば、無機物層3上にガスバリア性被覆層形成用組成物を塗布し、硬化させることによって形成できる。
The gas
ガスバリア性被覆層形成用組成物の塗布方法としては、公知の方法を採用することができる。塗布方法としては、具体的には、グラビアコート法、ディップコート法、リバースコート法、ワイヤーバーコート法、ダイコート法等のウェット成膜法が挙げられる。 As a method for applying the composition for forming a gas-barrier coating layer, a known method can be employed. Specific examples of coating methods include wet film formation methods such as gravure coating, dip coating, reverse coating, wire bar coating, and die coating.
硬化は、例えば加熱などによって行うことができる。 Curing can be performed, for example, by heating.
硬化を加熱によって行う場合、加熱温度及び加熱時間は、ガスバリア性被覆層形成用組成物中の固形分の硬化と水性媒体等の液体の除去を同時に行うことができるように設定すればよい。加熱温度は、例えば80~250℃とすればよく、加熱時間は、例えば3秒~10分とすればよい。 When curing is performed by heating, the heating temperature and heating time may be set so that the solid content in the gas barrier coating layer-forming composition can be cured and the liquid such as the aqueous medium can be removed at the same time. The heating temperature may be, for example, 80 to 250° C., and the heating time may be, for example, 3 seconds to 10 minutes.
以上のようにしてバリアフィルム10が得られる。
The
<包装フィルム>
次に、本開示の包装フィルムの実施形態について図2を参照しながら説明する。なお、図2において、図1と同一の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
<Packaging film>
Next, an embodiment of the packaging film of the present disclosure will be described with reference to FIG. In addition, in FIG. 2, the same components as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and redundant explanations are omitted.
図2は、本開示の包装フィルムの一実施形態を示す断面図である。図2に示すように、包装フィルム20は、バリアフィルム10と、バリアフィルム10の無機物層3側に設けられるシーラント層21とを備えている。図2に示すように、バリアフィルム10において、ガスバリア性被覆層4とシーラント層21とが接着剤層22によって接着されていてもよい。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing one embodiment of the packaging film of the present disclosure; As shown in FIG. 2 , the
この包装フィルム20は、上記バリアフィルム10を備えるため、環境負荷を低減しつつバリア性の低下を抑制することができる。
Since the
接着剤層22の材料としては、例えば、ポリエステル-イソシアネート系樹脂、ウレタン樹脂、ポリエーテル系樹脂などを用いることができる。
As a material for the
(シーラント層)
シーラント層21の材質としては、ポリオレフィン樹脂、ポリエステル樹脂などの熱可塑性樹脂が挙げられるが、ポリオレフィン樹脂が一般的に使用される。具体的に、ポリオレフィン樹脂としては、低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)、中密度ポリエチレン樹脂(MDPE)、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE)、エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン-αオレフィン共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体などのエチレン系樹脂、ホモポリプロピレン樹脂(PP)、プロピレン-エチレンランダム共重合体、プロピレン-エチレンブロック共重合体、プロピレン-αオレフィン共重合体などのポリプロピレン系樹脂、又はこれらの混合物等を使用することができる。シーラント層21の材質は、上述した熱可塑性樹脂の中から、使用用途によって適宜選択できる。
(sealant layer)
Examples of the material for the
シーラント層21を構成する熱可塑性樹脂は、延伸されていても延伸されていなくてもよいが、融点を低下させ、ヒートシールを容易にする観点からは、延伸されていない方が好ましい。
The thermoplastic resin constituting the
シーラント層21の厚みは、内容物の質量や、包装袋の形状などにより適宜定められ、特に限定されるものではないが、包装フィルム20の柔軟性及び接着性の観点から、30~150μmであることが好ましい。
The thickness of the
<包装製品>
次に、本開示の包装製品の実施形態について図3を参照しながら説明する。なお、図3は、本開示の包装製品の一実施形態を示す側面図である。図3において、図1又は図2と同一の構成要素には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
<Packaging products>
An embodiment of the packaged product of the present disclosure will now be described with reference to FIG. Note that FIG. 3 is a side view showing one embodiment of the packaged product of the present disclosure. In FIG. 3, the same components as those in FIG. 1 or 2 are denoted by the same reference numerals, and overlapping descriptions are omitted.
図3に示すように、包装製品40は、包装容器30と、包装容器30内に封入される内容物Cとを備えている。図3に示す包装容器30は、一対の包装フィルム20を用い、シーラント層21同士を対向させた状態で包装フィルム20の周縁部をヒートシールすることによって得られたものである。なお、図3において、包装フィルム20の接着剤層22は省略して示してある。
As shown in FIG. 3 , the packaged
この包装製品40は、包装容器30を備えており、包装容器30は上述した包装フィルム20を用いて得られるため、環境負荷を低減しつつ、バリア性の低下を抑制できる。したがって、本開示の包装製品によれば、内容物の品質の低下を長期間にわたって抑制することができる。
This packaged
なお、包装容器30は、1つの包装フィルム20を折り曲げ、シーラント層21同士を対向させた状態で包装フィルム20の周縁部をヒートシールすることによっても得ることができる。
The
包装容器30としては、包装袋、ラミネートチューブ容器、液体紙容器などが挙げられる。
Examples of the
内容物Cは、特に限定されるものではなく、内容物Cとしては、食品、液体、医薬品、電子部品などが挙げられる。 The content C is not particularly limited, and examples of the content C include foods, liquids, medicines, electronic parts, and the like.
本開示は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記実施形態では、包装フィルム20において、シーラント層21が、バリアフィルム10の基材層1のガスバリア性被覆層4側に配置されているが、シーラント層21は、基材層1のガスバリア性被覆層4と反対側に配置されていてもよい。
The present disclosure is not limited to the above embodiments. For example, in the above-described embodiment, in the
また、上記実施形態では、バリアフィルム10は、ガスバリア性被覆層4を備えているが、バリアフィルム10は、必ずしもガスバリア性被覆層4を備えていなくてもよい。
Moreover, although the
1…基材層、2…アンカーコート層、3…無機物層、4…ガスバリア性被覆層、10…バリアフィルム、20…包装フィルム、21…シーラント層、30…包装容器、40…包装製品。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記基材層が、バイオポリプロピレンを含む樹脂と、無機粒子とを含む樹脂組成物からなる、バリアフィルム。 A barrier film comprising a substrate layer and an inorganic layer,
The barrier film, wherein the substrate layer is made of a resin composition containing a resin containing bio-polypropylene and inorganic particles.
前記基材層が、バイオプロピレンを含む原料を、前記無機粒子の存在下で反応させて得られるものであり、
前記無機粒子が、金属及び金属酸化物の少なくとも一方を含む、請求項1に記載のバリアフィルム。 The barrier film is formed by forming at least the inorganic layer on the base layer,
The base material layer is obtained by reacting a raw material containing biopropylene in the presence of the inorganic particles,
2. The barrier film of claim 1, wherein the inorganic particles comprise at least one of metals and metal oxides.
前記アンカーコート層が有機物を含有する、請求項1~5のいずれか一項に記載のバリアフィルム。 further comprising an anchor coat layer between the base material layer and the inorganic layer;
The barrier film according to any one of claims 1 to 5, wherein the anchor coat layer contains an organic substance.
前記ガスバリア性被覆層が、Si及びCを含む、請求項1~6のいずれか一項に記載のバリアフィルム。 further comprising a gas barrier coating layer covering the inorganic layer,
The barrier film according to any one of claims 1 to 6, wherein the gas barrier coating layer contains Si and C.
前記バリアフィルムの前記無機物層側に設けられるシーラント層と、を備える包装フィルム。 A barrier film according to any one of claims 1 to 7;
and a sealant layer provided on the inorganic layer side of the barrier film.
Priority Applications (2)
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