JP4620945B2 - Coating liquid and film production method using the same - Google Patents

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本発明は、カルボキシル基含有重合体と多価金属化合物粒子とを含有するコーティング液の乾燥塗膜であるガスバリア性フィルムに関し、さらに詳しくは、早期反応によるゲル化が抑制され、かつ多価金属化合物粒子の分散安定性に優れたコーティング液の乾燥塗膜であるガスバリア性フィルムに関する。本発明のコーティング液は、フィルム形成用に適している。本発明のコーティング液を基材上に塗布し、乾燥することにより、ガスバリア性、耐湿性、耐水性、耐熱水性、耐水蒸気性に優れ、低湿条件下ではもとより、高湿条件下でのガスバリア性に優れたガスバリア性フィルム(以下、「フィルム」ともいう。)を製造することができる。 The present invention relates to a gas barrier film which is a dry coating film of a coating liquid containing a carboxyl group-containing polymer and polyvalent metal compound particles, and more particularly, gelation due to early reaction is suppressed, and the polyvalent metal compound The present invention relates to a gas barrier film which is a dry coating film of a coating liquid having excellent dispersion stability of particles. The coating liquid of the present invention is suitable for film formation. By applying the coating liquid of the present invention onto a substrate and drying, it is excellent in gas barrier properties, moisture resistance, water resistance, hot water resistance, and water vapor resistance, and gas barrier properties under high humidity conditions as well as under low humidity conditions It is possible to produce a gas barrier film (hereinafter also referred to as “film”) having excellent resistance .

ポリビニルアルコールフィルムは、ガスバリア性に優れているが、耐湿性及び耐水性が不十分であり、ガスバリア性の湿度依存性も大きく、吸湿によって酸素ガスバリア性が著しく低下し易い。エチレン−ビニルアルコール共重合体フィルムは、ガスバリア性及び耐水性が比較的良好であるものの、ガスバリア性の湿度依存性が大きい。ポリ(メタ)アクリル酸フィルムは、相対湿度0%のような乾燥条件下では優れたガスバリア性を示すが、耐湿性、耐水性、耐熱水性、耐水蒸気性に劣り、特に高湿条件下においてガスバリア性が著しく低下する。   The polyvinyl alcohol film is excellent in gas barrier properties, but has insufficient moisture resistance and water resistance, and the humidity dependency of the gas barrier properties is large, and the oxygen gas barrier property is likely to be remarkably lowered by moisture absorption. Although the ethylene-vinyl alcohol copolymer film has relatively good gas barrier properties and water resistance, the humidity dependency of the gas barrier properties is large. Poly (meth) acrylic acid film exhibits excellent gas barrier properties under dry conditions such as 0% relative humidity, but is inferior in moisture resistance, water resistance, hot water resistance, and water vapor resistance. Remarkably deteriorates.

従来、ポリ(メタ)アクリル酸またはその部分中和物とポリビニルアルコールまたは糖類との混合物から形成された塗膜を熱処理することにより、ガスバリア性、耐水性、耐熱水性に優れ、ガスバリア性の湿度依存性が小さなフィルムを得る方法が提案されている(例えば、特許文献1−4参照。)。しかし、これらの方法では、ガスバリア性フィルムを得るために、一般に、前記混合物からなる塗膜を100℃以上の高温で比較的長時間にわたって加熱処理する必要がある。また、上記フィルムは、熱処理により前記ポリマー間にエステル結合が生成し、その結果、高度に架橋しており、使用後の廃棄処理や再利用が困難である。   Conventionally, by heat-treating a coating film formed from a mixture of poly (meth) acrylic acid or a partially neutralized product thereof and polyvinyl alcohol or saccharide, it has excellent gas barrier properties, water resistance, hot water resistance, and humidity dependence of gas barrier properties A method for obtaining a film having low properties has been proposed (see, for example, Patent Documents 1-4). However, in these methods, in order to obtain a gas barrier film, it is generally necessary to heat-treat the coating film made of the mixture at a high temperature of 100 ° C. or higher for a relatively long time. Moreover, the said film produces | generates the ester bond between the said polymers by heat processing, As a result, it is highly bridge | crosslinked and it is difficult to discard and reuse after use.

ポリ(メタ)アクリル酸とポリビニルアルコールまたは糖類との混合物からなる塗膜を熱処理してフィルムを作製し、次いで、該フィルムをアルカリ金属またはアルカリ土類金属を含む媒体中に浸漬処理して、ポリ(メタ)アクリル酸と金属との間にイオン結合を導入することにより、耐熱水性及び耐水蒸気性が向上したガスバリア性フィルムを製造する方法が提案されている(例えば、特許文献5参照。)。   A coating film made of a mixture of poly (meth) acrylic acid and polyvinyl alcohol or saccharide is heat-treated to produce a film, and then the film is immersed in a medium containing an alkali metal or an alkaline earth metal, There has been proposed a method for producing a gas barrier film with improved hot water resistance and water vapor resistance by introducing an ionic bond between (meth) acrylic acid and a metal (see, for example, Patent Document 5).

また、ポリ(メタ)アクリル酸またはその部分中和物とポリビニルアルコールまたは糖類との混合物から形成された塗膜の表面に金属化合物層を形成し、該塗膜中への金属化合物の移行によりイオン結合を形成させて、ガスバリア性、耐熱水性、耐水蒸気性に優れたフィルムを製造する方法が提案されている(例えば、特許文献6参照。)。   Further, a metal compound layer is formed on the surface of a coating film formed from a mixture of poly (meth) acrylic acid or a partially neutralized product thereof and polyvinyl alcohol or saccharide, and ions are transferred by the migration of the metal compound into the coating film. There has been proposed a method of forming a bond to produce a film excellent in gas barrier properties, hot water resistance, and water vapor resistance (see, for example, Patent Document 6).

特許文献5及び6に開示されている各フィルムには、熱処理により生成したエステル結合からなる架橋構造に加えて、イオン結合からなるイオン架橋(金属架橋ともいう)構造が導入されている。   In each of the films disclosed in Patent Documents 5 and 6, an ionic cross-linking (also referred to as metal cross-linking) structure including ionic bonds is introduced in addition to a cross-linking structure including ester bonds generated by heat treatment.

しかし、特許文献5及び6に開示されている金属化合物を用いたイオン結合の導入方法も、前記組成を持つ塗膜を高温条件下で熱処理する必要があることに加えて、エステル結合による架橋構造を有しているため、フィルムの廃棄処理や再生処理が困難である。   However, the method for introducing ionic bonds using the metal compounds disclosed in Patent Documents 5 and 6 also requires that the coating film having the above composition be heat-treated under high temperature conditions, in addition to the crosslinked structure by ester bonds. Therefore, it is difficult to dispose of and recycle the film.

他方、塗被紙用顔料の分散剤の技術分野においてではあるが、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸の(共)重合体及び/またはこれらのアルカリ金属塩またはアンモニウム塩に対し、カルシウムなどの多価金属化合物を反応させ、アルカリ金属塩またはアンモニアによりpH4以上に維持した水溶液からなる塗被紙用顔料の分散剤が提案されている(例えば、特許文献7参照。)。しかし、この水溶液は、顔料の分散剤として使用されるものであって、フィルムの形成に用いられるものではない。   On the other hand, in the technical field of dispersants for pigments for coated paper, calcium (co) polymers of α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acids and / or their alkali metal salts or ammonium salts A dispersing agent for coated paper pigments has been proposed, which comprises an aqueous solution obtained by reacting a polyvalent metal compound such as an alkali metal salt or ammonia and maintaining the pH at 4 or higher (see, for example, Patent Document 7). However, this aqueous solution is used as a pigment dispersant and is not used for forming a film.

また、α,β−不飽和カルボン酸単量体と少なくとも1種のビニル系単量体とを非水系重合して得られた重合体と、多価金属とを含むアルカリ可溶性フィルムが提案されている(例えば、特許文献8参照。)。このアルカリ可溶性フィルムは、前記重合体をアルコールや水などの溶媒に溶解させた溶液と、多価金属化合物の溶液とを混合して調製したコーティング剤を用いて、押出成形法または塗工法により製造することができる。しかし、この方法では、前記重合体と多価金属化合物との反応によるゲル化が生じ易く、経時安定性に優れたコーティング液を調製することが困難であり、得られるフィルムの均質性も損なわれ易い。   Also proposed is an alkali-soluble film comprising a polymer obtained by non-aqueous polymerization of an α, β-unsaturated carboxylic acid monomer and at least one vinyl monomer, and a polyvalent metal. (For example, refer to Patent Document 8). This alkali-soluble film is produced by an extrusion method or a coating method using a coating agent prepared by mixing a solution in which the polymer is dissolved in a solvent such as alcohol or water and a solution of a polyvalent metal compound. can do. However, in this method, gelation due to the reaction between the polymer and the polyvalent metal compound is likely to occur, and it is difficult to prepare a coating solution having excellent temporal stability, and the homogeneity of the resulting film is also impaired. easy.

特許第2736600号公報Japanese Patent No. 2736600 特許第2811540号公報Japanese Patent No. 2811540 特許第3203287号公報Japanese Patent No. 3203287 特許第3340780号公報Japanese Patent No. 3340780 特開平10−237180号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-237180 特開2000−931号公報JP 2000-931 A 特開昭54−82416号公報JP 54-82416 A 特開平8−176316号公報JP-A-8-176316

本発明の目的は、カルボキシル基含有重合体を多価金属によりイオン架橋してなるガスバリア性、耐湿性、耐水性、耐熱水性、耐水蒸気性に優れ、低湿条件下ではもとより、高湿条件下でのガスバリア性にも優れたフィルムを形成することができるコーティング液を提供することにある。   The object of the present invention is excellent in gas barrier properties, moisture resistance, water resistance, hot water resistance, and water vapor resistance obtained by ion-crosslinking a carboxyl group-containing polymer with a polyvalent metal, and not only in low humidity conditions but also in high humidity conditions. An object of the present invention is to provide a coating liquid capable of forming a film having excellent gas barrier properties.

特に、本発明の目的は、早期反応によるゲル化が抑制され、経時安定性と均質なフィルム成形性に優れた前記コーティング液を提供することにある。   In particular, an object of the present invention is to provide the coating liquid that is suppressed in gelation due to early reaction and is excellent in stability over time and uniform film formability.

本発明の他の目的は、前記コーティング液を基材上に塗布し、乾燥することにより前記諸特性に優れたフィルムを製造する方法を提供することにある。   Another object of the present invention is to provide a method for producing a film having excellent properties by applying the coating liquid onto a substrate and drying it.

本発明者らは、前記目的を達成するために鋭意研究した結果、ポリ(メタ)アクリル酸のようなカルボキシル基含有重合体を多価金属でイオン架橋することにより、ガスバリア性、耐湿性、耐水性、耐熱水性、耐水蒸気性に優れたフィルムが得られることを見出した。   As a result of diligent research to achieve the above object, the present inventors have carried out ion-crosslinking of a carboxyl group-containing polymer such as poly (meth) acrylic acid with a polyvalent metal, thereby providing gas barrier properties, moisture resistance, and water resistance. It has been found that a film excellent in heat resistance, hot water resistance and water vapor resistance can be obtained.

しかし、カルボキシル基含有重合体と多価金属化合物とは、溶融混練するとゲル化するため、それらの組成物を溶融成形してフィルム化することができない。また、カルボキシル基含有重合体と多価金属化合物とは、水溶液の状態では直ちに反応してゲル化したり、沈殿を生じるため、塗工法によりフィルムを形成することができる安定なコーティング液を得ることが極めて困難である。   However, since the carboxyl group-containing polymer and the polyvalent metal compound are gelated when melt-kneaded, they cannot be melt-molded into a film. Moreover, since the carboxyl group-containing polymer and the polyvalent metal compound react immediately in the state of an aqueous solution to gel or precipitate, it is possible to obtain a stable coating solution that can form a film by a coating method. It is extremely difficult.

カルボキシル基含有重合体と多価金属化合物とを含む水溶液にアンモニアなどの揮発性塩基を添加すると、早期反応によるゲル化をある程度抑制することができるものの、コーティング液の塗布、乾燥工程でアンモニアの発生による環境汚染や生成フィルムへの残留アンモニア臭などの問題が生じる。アンモニアに代えて、揮発性のアミン化合物を用いても、同様の問題が生じる。   Addition of a volatile base such as ammonia to an aqueous solution containing a carboxyl group-containing polymer and a polyvalent metal compound can suppress gelation due to early reaction to some extent, but generation of ammonia during the coating and drying processes. Problems such as environmental pollution due to odor and residual ammonia odor on the produced film occur. The same problem occurs when a volatile amine compound is used instead of ammonia.

媒体として、水に代えて有機溶媒を用いた場合でも、少量の水分の存在によりカルボキシル基含有重合体と多価金属化合物とが反応してゲル化したり、沈殿が生じて、コーティング液の経時安定性と均一性が損なわれ易い。この傾向は、カルボキシル基含有重合体の溶液と多価金属化合物の溶液とを混合してコーティング液を調製した場合により強くなる。   Even when an organic solvent is used instead of water as the medium, the carboxyl group-containing polymer and the polyvalent metal compound react with each other due to the presence of a small amount of water, causing gelation or precipitation. And uniformity are easily lost. This tendency becomes stronger when a coating solution is prepared by mixing a solution of a carboxyl group-containing polymer and a solution of a polyvalent metal compound.

そこで、本発明者らは、さらに研究を継続した結果、カルボキシル基含有重合体を該重合体が溶解可能な有機溶媒に均一に溶解させる一方、多価金属化合物を粒子として有機溶媒中に分散させ、その際、界面活性剤を加えて多価金属化合物粒子の分散安定性を高め、かつ含水率を1,000ppm以下となるまで水分量を低減させることにより、ゲル化や沈殿の発生が抑制され、多価金属化合物粒子が微細かつ安定的に分散したコーティング液の得られることを見出した。   Therefore, as a result of further research, the present inventors uniformly dissolved the carboxyl group-containing polymer in an organic solvent in which the polymer can be dissolved, while dispersing the polyvalent metal compound as particles in the organic solvent. In this case, by adding a surfactant to increase the dispersion stability of the polyvalent metal compound particles and reducing the water content until the water content becomes 1,000 ppm or less, the occurrence of gelation and precipitation is suppressed. The inventors have found that a coating liquid in which polyvalent metal compound particles are finely and stably dispersed can be obtained.

本発明のコーティング液を基材上に塗布し、乾燥すれば、ガスバリア性、耐湿性、耐水性、耐熱水性、耐水蒸気性に優れ、高湿条件下でも優れたガスバリア性を示すフィルムを得ることができる。本発明のフィルムの形成には、前述のエステル結合の形成に必要とされる高温で長時間の熱処理を必要としない。また、本発明のフィルムは、イオン架橋(金属架橋)しているため、可溶化による廃棄処理や再利用が可能である。本発明は、これらの知見に基づいて完成するに至ったものである。   When the coating liquid of the present invention is applied onto a substrate and dried, a film having excellent gas barrier properties, moisture resistance, water resistance, hot water resistance, water vapor resistance, and excellent gas barrier properties even under high humidity conditions can be obtained. Can do. Formation of the film of the present invention does not require heat treatment for a long time at a high temperature required for the formation of the ester bond. Moreover, since the film of the present invention is ion-crosslinked (metal-crosslinked), it can be discarded and reused by solubilization. The present invention has been completed based on these findings.

本発明によれば、カルボキシル基含有重合体(A)、多価金属化合物粒子(B)、界面活性剤(C)、及び有機溶媒(D)を含有し、含水率が1,000ppm以下であるコーティング液の乾燥塗膜であるガスバリア性フィルムであって、該ガスバリア性フィルムの厚さが、0.01〜100μmであり、かつ、該ガスバリア性フィルムの30℃及び相対湿度80%の条件下で測定した酸素透過度が、1,000cm /(m ・day・MPa)以下であるガスバリア性フィルムが提供される。また、本発明によれば、カルボキシル基含有重合体(A)、多価金属化合物粒子(B)、界面活性剤(C)、及び有機溶媒(D)を含有し、含水率が1,000ppm以下であるコーティング液を基材上に塗布し、乾燥するガスバリア性フィルムの製造方法が提供される。 According to the present invention, it contains a carboxyl group-containing polymer (A), polyvalent metal compound particles (B), a surfactant (C), and an organic solvent (D), and has a water content of 1,000 ppm or less. A gas barrier film which is a dry coating film of a coating liquid , wherein the thickness of the gas barrier film is 0.01 to 100 μm, and the gas barrier film has a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 80%. A gas barrier film having a measured oxygen permeability of 1,000 cm 3 / (m 2 · day · MPa) or less is provided. Further, according to the present invention, the polymer contains a carboxyl group-containing polymer (A), polyvalent metal compound particles (B), a surfactant (C), and an organic solvent (D), and has a water content of 1,000 ppm or less. The coating liquid which is is apply | coated on a base material, and the manufacturing method of the gas-barrier film which dries is provided.

本発明によれば、カルボキシル基含有重合体と多価金属化合物との早期架橋反応に起因するゲル化や沈殿の発生が抑制され、多価金属化合物粒子が均一に分散した安定なコーティング液を得ることができる。また、本発明のコーティング液を用いることにより、ガスバリア性、耐湿性、耐水性、耐熱水性、耐水蒸気性に優れ、高湿条件下でも優れたガスバリア性を示すフィルムを得ることができる。   According to the present invention, the occurrence of gelation and precipitation due to the early crosslinking reaction between a carboxyl group-containing polymer and a polyvalent metal compound is suppressed, and a stable coating liquid in which polyvalent metal compound particles are uniformly dispersed is obtained. be able to. In addition, by using the coating liquid of the present invention, a film having excellent gas barrier properties, moisture resistance, water resistance, hot water resistance, water vapor resistance and excellent gas barrier properties even under high humidity conditions can be obtained.

1.カルボキシル基含有重合体(A)
本発明で使用するカルボキシル基含有重合体は、分子内に2個以上のカルボキシル基を有する重合体であり、「ポリカルボン酸系重合体」と呼ばれることがある。カルボキシル基含有重合体としては、カルボキシル基含有不飽和単量体の単独重合体、カルボキシル基含有不飽和単量体の共重合体、カルボキシル基含有不飽和単量体と他の重合性単量体との共重合体、及び分子内にカルボキシル基を含有する多糖類(「酸性多糖類」ともいう)が代表的なものである。
1. Carboxyl group-containing polymer (A) :
The carboxyl group-containing polymer used in the present invention is a polymer having two or more carboxyl groups in the molecule, and is sometimes referred to as a “polycarboxylic acid polymer”. As the carboxyl group-containing polymer, a homopolymer of a carboxyl group-containing unsaturated monomer, a copolymer of a carboxyl group-containing unsaturated monomer, a carboxyl group-containing unsaturated monomer and other polymerizable monomers And a polysaccharide containing a carboxyl group in the molecule (also referred to as “acidic polysaccharide”).

カルボキシル基には、遊離のカルボキシル基のみならず、酸無水物基(具体的には、ジカルボン酸無水物基)も含まれる。酸無水物基は、部分的に開環してカルボキシル基となっていてもよい。カルボキシル基の一部は、アルカリで中和されていてもよい。この場合、中和度は、20%以下であることが好ましい。   The carboxyl group includes not only a free carboxyl group but also an acid anhydride group (specifically, a dicarboxylic acid anhydride group). The acid anhydride group may be partially opened to be a carboxyl group. A part of the carboxyl group may be neutralized with an alkali. In this case, the degree of neutralization is preferably 20% or less.

また、ポリオレフィンなどのカルボキシル基を含有していない重合体にカルボキシル基含有不飽和単量体をグラフト重合してなるグラフト重合体も、カルボキシル基含有重合体として使用することができる。アルコキシカルボニル基(例えば、メトキシカルボニル基)のような加水分解性のエステル基を有する重合体を加水分解して、カルボキシル基に変換した重合体を使用することもできる。   Further, a graft polymer obtained by graft polymerization of a carboxyl group-containing unsaturated monomer to a polymer such as polyolefin that does not contain a carboxyl group can also be used as the carboxyl group-containing polymer. A polymer obtained by hydrolyzing a polymer having a hydrolyzable ester group such as an alkoxycarbonyl group (for example, methoxycarbonyl group) and converting it to a carboxyl group can also be used.

カルボキシル基含有不飽和単量体としては、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸が好ましい。したがって、カルボキシル基含有重合体には、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸の単独重合体、2種以上のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸の共重合体、及びα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と他の重合性単量体との共重合体が含まれる。他の重合性単量体としては、エチレン性不飽和単量体が代表的なものである。   As the carboxyl group-containing unsaturated monomer, α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid is preferable. Accordingly, the carboxyl group-containing polymer includes an α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid homopolymer, a copolymer of two or more α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acids, and α, β. -Copolymers of monoethylenically unsaturated carboxylic acids and other polymerizable monomers are included. The other polymerizable monomer is typically an ethylenically unsaturated monomer.

α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの不飽和モノカルボン酸;マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸;無水マレイン酸、無水イタコン酸などの不飽和ジカルボン酸無水物;これらの2種以上の混合物が挙げられる。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、及びイタコン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸が好ましく、アクリル酸、メタクリル酸、及びマレイン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸がより好ましい。   Examples of the α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid include unsaturated monocarboxylic acids such as acrylic acid, methacrylic acid and crotonic acid; unsaturated dicarboxylic acids such as maleic acid, fumaric acid and itaconic acid; maleic anhydride Unsaturated dicarboxylic anhydrides such as itaconic anhydride; mixtures of two or more of these. Among these, at least one α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid is preferable. More preferred is at least one α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid selected from the group consisting of acids and maleic acid.

α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と共重合可能な他の重合性単量体、特にエチレン性不飽和単量体としては、例えば、エチレン;プロピレン、1−ブテン、1−ペンテン、1−ヘキセン、1−オクテンなどのα−オレフィン;酢酸ビニルなどの飽和カルボン酸ビニルエステル類;アクリル酸メチル、アクリル酸エチルなどのアクリル酸アルキルエステル類;メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチルなどのメタクリル酸アルキルエステル類;塩化ビニル、塩化ビニリデンなどの塩素含有ビニル単量体;フッ化ビニル、フッ化ビニリデンなどのフッ素含有ビニル単量体;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどの不飽和ニトリル類;スチレン、α−メチルスチレンなどの芳香族ビニル単量体;イタコン酸アルキルエステル類;などを挙げることができる。これらのエチレン性不飽和単量体は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。また、カルボキシル基含有重合体がα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と酢酸ビニルなどの飽和カルボン酸ビニルエステル類との共重合体である場合は、該共重合体をケン化して飽和カルボン酸ビニルエステル単位をビニルアルコール単位に変換した共重合体も使用することができる。   Examples of other polymerizable monomers copolymerizable with α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid, particularly ethylenically unsaturated monomers include, for example, ethylene; propylene, 1-butene, 1-pentene, 1 Α-olefins such as hexene and 1-octene; saturated carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate; alkyl acrylates such as methyl acrylate and ethyl acrylate; alkyl methacrylates such as methyl methacrylate and ethyl methacrylate Esters; Chlorine-containing vinyl monomers such as vinyl chloride and vinylidene chloride; Fluorine-containing vinyl monomers such as vinyl fluoride and vinylidene fluoride; Unsaturated nitriles such as acrylonitrile and methacrylonitrile; Styrene, α-methyl Aromatic vinyl monomers such as styrene; alkyl itaconic esters; It can gel. These ethylenically unsaturated monomers can be used alone or in combination of two or more. When the carboxyl group-containing polymer is a copolymer of an α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid and a saturated carboxylic acid vinyl ester such as vinyl acetate, the copolymer is saponified to form a saturated carboxylic acid. Copolymers obtained by converting acid vinyl ester units into vinyl alcohol units can also be used.

カルボキシル基含有多糖類としては、例えば、アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、ペクチンなどの分子内にカルボキシル基を有する酸性多糖類を挙げることができる。これらの酸性多糖類は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。また、酸性多糖類をα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸の(共)重合体と組み合わせて使用することもできる。   Examples of the carboxyl group-containing polysaccharide include acidic polysaccharides having a carboxyl group in the molecule such as alginic acid, carboxymethylcellulose, and pectin. These acidic polysaccharides can be used alone or in combination of two or more. Acidic polysaccharides can also be used in combination with (co) polymers of α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acids.

本発明で用いるカルボキシル基含有重合体が、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸とその他のエチレン性不飽和単量体との共重合体である場合には、得られるフィルムのガスバリア性、耐熱水性、耐水蒸気性の観点から、その共重合組成は、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸単量体組成が60モル%以上であることが好ましく、80モル%以上であることがより好ましく、90モル%以上であることが特に好ましい。   When the carboxyl group-containing polymer used in the present invention is a copolymer of an α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid and another ethylenically unsaturated monomer, the gas barrier property of the resulting film, From the viewpoint of hot water resistance and water vapor resistance, the copolymer composition is preferably such that the α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid monomer composition is 60 mol% or more, and 80 mol% or more. More preferably, it is particularly preferably 90 mol% or more.

カルボキシル基含有重合体は、ガスバリア性、耐湿性、耐水性、耐熱水性、耐水蒸気性に優れ、高湿条件下でのガスバリア性にも優れたフィルムが得られやすい点で、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸のみの重合によって得られる単独重合体または共重合体であることが好ましい。カルボキシル基含有重合体がα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸のみからなる(共)重合体の場合、その好ましい具体例は、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、及びイタコン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸の重合によって得られる単独重合体、共重合体、及びそれらの2種以上の混合物である。これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、及びマレイン酸からなる群より選ばれる少なくとも1種のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸の単独重合体及び共重合体がより好ましい。   The carboxyl group-containing polymer is excellent in gas barrier properties, moisture resistance, water resistance, hot water resistance, water vapor resistance, and is easy to obtain a film excellent in gas barrier properties under high humidity conditions. A homopolymer or copolymer obtained by polymerization of only ethylenically unsaturated carboxylic acid is preferred. When the carboxyl group-containing polymer is a (co) polymer consisting only of α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid, preferred specific examples thereof are acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, maleic acid, fumaric acid, and A homopolymer, a copolymer, and a mixture of two or more thereof obtained by polymerization of at least one α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid selected from the group consisting of itaconic acid. Among these, a homopolymer and a copolymer of at least one α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, and maleic acid are more preferable.

カルボキシル基含有重合体としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリマレイン酸、及びこれらの2種以上の混合物が特に好ましい。酸性多糖類としては、アルギン酸が好ましい。これらの中でも、入手が比較的容易で、諸物性に優れたフィルムが得られやすい点で、ポリアクリル酸が特に好ましい。   As the carboxyl group-containing polymer, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, polymaleic acid, and a mixture of two or more thereof are particularly preferable. As the acidic polysaccharide, alginic acid is preferred. Among these, polyacrylic acid is particularly preferable because it is relatively easy to obtain and a film having excellent physical properties can be easily obtained.

カルボキシル基含有重合体の分子量は、特に制限されないが、フィルム形成性とフィルム物性の観点から、数平均分子量が2,000〜10,000,000の範囲であることが好ましく、5,000〜1,000,000の範囲であることがより好ましく、10,000〜500,000の範囲であることがさらに好ましい。数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィ(GPC)により測定することができる。GPC測定では、一般に、標準ポリスチレン換算で重合体の数平均分子量が測定される。   The molecular weight of the carboxyl group-containing polymer is not particularly limited, but the number average molecular weight is preferably in the range of 2,000 to 10,000,000 from the viewpoint of film formability and film properties, and is preferably 5,000 to 1. More preferably, it is in the range of 1,000,000, more preferably in the range of 10,000 to 500,000. The number average molecular weight can be measured by gel permeation chromatography (GPC). In GPC measurement, the number average molecular weight of a polymer is generally measured in terms of standard polystyrene.

本発明のフィルムを構成する重合体として、カルボキシル基含有重合体以外にも、フィルムのガスバリア性、耐熱水性、耐水蒸気性などの特性を損なわない範囲内において、他の重合体を混合して用いることができる。多くの場合、カルボキシル基含有重合体のみを使用することが好ましい。   As the polymer constituting the film of the present invention, in addition to the carboxyl group-containing polymer, other polymers are mixed and used as long as the properties of the film such as gas barrier properties, hot water resistance, and water vapor resistance are not impaired. be able to. In many cases, it is preferable to use only carboxyl group-containing polymers.

原料として使用するカルボキシル基含有重合体は、それを単独で用いて形成したフィルムについて、30℃及び相対湿度0%の乾燥条件下で測定した酸素透過係数が好ましくは1000cm・μm/(m・day・MPa)以下、より好ましくは500cm・μm/(m・day・MPa)以下、特に好ましくは100cm・μm/(m・day・MPa)以下のものであることが望ましい。原料として使用するカルボキシル基含有重合体の酸素透過係数が低すぎると、本発明のコーティング液を用いて得られるフィルムのガスバリア性、熱水または水蒸気に対する安定性(耐熱水性、耐水蒸気性)が不十分となり易い。 The carboxyl group-containing polymer used as a raw material preferably has an oxygen permeability coefficient of 1000 cm 3 · μm / (m 2) measured under dry conditions of 30 ° C. and 0% relative humidity with respect to a film formed using the polymer alone. · Day · MPa) or less, more preferably 500 cm 3 · µm / (m 2 · day · MPa) or less, particularly preferably 100 cm 3 · µm / (m 2 · day · MPa) or less. If the oxygen permeability coefficient of the carboxyl group-containing polymer used as a raw material is too low, the film obtained using the coating liquid of the present invention has poor gas barrier properties, stability against hot water or water vapor (hot water resistance, water vapor resistance). It tends to be enough.

原料として使用するカルボキシル基含有重合体の酸素透過係数は、以下の方法により求めることができる。カルボキシル基含有重合体を水に溶解して濃度10重量%の水溶液を調製する。この水溶液をバーコーターを用いて、プラスチックフィルム基材上に塗布し、乾燥することにより、乾燥厚さ1μmのカルボキシル基含有重合体層が形成されたコーティングフィルムを作製する。得られたコーティングフィルムについて、30℃及び相対湿度0%の条件下における酸素透過度を測定する。プラスチックフィルム基材として、その酸素透過度が比較的大きいプラスチックフィルムを用いる。得られたカルボキシル基含有重合体の乾燥塗膜を有するコーティングフィルムの酸素透過度が、基材として用いたプラスチックフィルム単独の酸素透過度に対して、10分の1以下であれば、その酸素透過度の測定値を実質的にカルボキシル基含有重合体層単独の酸素透過度と見なすことができる。   The oxygen permeability coefficient of the carboxyl group-containing polymer used as a raw material can be determined by the following method. A carboxyl group-containing polymer is dissolved in water to prepare an aqueous solution having a concentration of 10% by weight. This aqueous solution is applied onto a plastic film substrate using a bar coater and dried to prepare a coating film on which a carboxyl group-containing polymer layer having a dry thickness of 1 μm is formed. The resulting coating film is measured for oxygen permeability under conditions of 30 ° C. and 0% relative humidity. A plastic film having a relatively large oxygen permeability is used as the plastic film substrate. If the oxygen permeability of the coating film having a dry coating film of the obtained carboxyl group-containing polymer is 1/10 or less of the oxygen permeability of the plastic film alone used as the substrate, the oxygen permeation The measured value of the degree can be regarded substantially as the oxygen permeability of the carboxyl group-containing polymer layer alone.

上記のようにして得られた測定値は、厚さ1μmのカルボキシル基含有重合体層の酸素透過度であるため、その測定値に1μmを乗じることにより、酸素透過係数に変換することができる。酸素透過度の測定は、例えば、モダンコントロール(Modern Control)社製の酸素透過試験器オクストラン(OXTRAN) TM2/20を用いて行うことができる。酸素透過度の測定方法は、JIS K 7126に規定されているB法(等圧法)、及びASTM D 3985−81に従って実施する。測定値は、単位cm(STP)/(m・day・MPa)で表記することができるが、STPは、酸素の体積を規定するための標準条件(0℃、1気圧)を意味するので、通常はSTPを割愛して表記する。 Since the measured value obtained as described above is the oxygen permeability of the carboxyl group-containing polymer layer having a thickness of 1 μm, it can be converted into an oxygen permeability coefficient by multiplying the measured value by 1 μm. The oxygen permeability can be measured using, for example, an oxygen transmission tester OXTRAN TM2 / 20 manufactured by Modern Control. The method for measuring oxygen permeability is carried out in accordance with B method (isobaric method) defined in JIS K 7126 and ASTM D 3985-81. The measured value can be expressed in the unit cm 3 (STP) / (m 2 · day · MPa), but STP means standard conditions (0 ° C., 1 atm) for defining the volume of oxygen. Therefore, normally, STP is omitted.

2.多価金属化合物粒子(B)
本発明で用いる多価金属化合物粒子は、金属イオンの価数が2以上の多価金属原子単体及び多価金属化合物の粒子である。したがって、本発明で使用する多価金属化合物には、多価金属原子単体も含まれる。多価金属の具体例としては、ベリリウム、マグネシウム、カルシウムなどの周期表2A族の金属;チタン、ジルコニウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛などの遷移金属;アルミニウムを挙げることができるが、これらに限定されない。
2. Multivalent metal compound particles (B) :
The polyvalent metal compound particles used in the present invention are particles of a polyvalent metal atom having a metal ion valence of 2 or more and a polyvalent metal compound. Therefore, the polyvalent metal compound used in the present invention includes a polyvalent metal atom alone. Specific examples of the polyvalent metal include metals of Group 2A of the periodic table such as beryllium, magnesium, and calcium; transition metals such as titanium, zirconium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, and zinc; and aluminum. Although it can, it is not limited to these.

多価金属化合物の具体例としては、多価金属の酸化物、水酸化物、炭酸塩、有機酸塩、無機酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。有機酸塩としては、例えば、酢酸塩、シュウ酸塩、クエン酸塩、乳酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、ステアリン酸塩、モノエチレン性不飽和カルボン酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。無機酸塩としては、例えば、塩化物、硫酸塩、硝酸塩を挙げることができるが、これらに限定されない。多価金属のアルキルアルコキシドも多価金属化合物として使用することができる。これらの多価金属化合物は、それぞれ単独で、あるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。   Specific examples of the polyvalent metal compound include, but are not limited to, oxides, hydroxides, carbonates, organic acid salts, and inorganic acid salts of polyvalent metals. Examples of organic acid salts include acetate, oxalate, citrate, lactate, phosphate, phosphite, hypophosphite, stearate, and monoethylenically unsaturated carboxylate. For example, but not limited to. Examples of inorganic acid salts include, but are not limited to, chlorides, sulfates, and nitrates. Alkyl alkoxides of polyvalent metals can also be used as polyvalent metal compounds. These polyvalent metal compounds can be used alone or in combination of two or more.

多価金属化合物の中でも、コーティング液の分散安定性とコーティング液から形成されるフィルムのガスバリア性の観点から、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、銅、コバルト、ニッケル、亜鉛、アルミニウム、及びジルコニウムの化合物が好ましく、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、銅、亜鉛、コバルト、及びニッケルなどの2価金属の化合物がより好ましい。   Among polyvalent metal compounds, compounds of beryllium, magnesium, calcium, copper, cobalt, nickel, zinc, aluminum, and zirconium are preferable from the viewpoint of dispersion stability of the coating liquid and gas barrier properties of the film formed from the coating liquid. More preferred are compounds of divalent metals such as beryllium, magnesium, calcium, copper, zinc, cobalt, and nickel.

好ましい2価金属化合物としては、例えば、酸化亜鉛、酸化マグネシウム、酸化銅、酸化ニッケル、酸化コバルトなどの酸化物;炭酸カルシウムなどの炭酸塩;乳酸カルシウム、乳酸亜鉛、アクリル酸カルシウムなどの有機酸塩;マグネシウムメトキシドなどのアルコキシド;などを挙げることができるが、これらに限定されない。   Preferred divalent metal compounds include, for example, oxides such as zinc oxide, magnesium oxide, copper oxide, nickel oxide and cobalt oxide; carbonates such as calcium carbonate; organic acid salts such as calcium lactate, zinc lactate and calcium acrylate Alkoxides such as magnesium methoxide; but are not limited thereto.

多価金属化合物は、粒子として用いられ、コーティング液中でも粒子形状が維持される。多価金属化合物粒子の平均粒子径は、コーティング液の分散安定性とコーティング液から形成されるフィルムのガスバリア性の観点から、コーティング液中の平均粒子径として、10nm〜10μm(10,000nm)の範囲であることが好ましく、12nm〜1μm(1,000nm)の範囲がより好ましく、15〜500nmの範囲がさらに好ましく、15〜50nmの範囲が特に好ましい。   The polyvalent metal compound is used as particles, and the particle shape is maintained even in the coating liquid. The average particle diameter of the polyvalent metal compound particles is 10 nm to 10 μm (10,000 nm) as the average particle diameter in the coating liquid from the viewpoint of dispersion stability of the coating liquid and gas barrier properties of the film formed from the coating liquid. The range is preferably 12 nm to 1 μm (1,000 nm), more preferably 15 to 500 nm, and particularly preferably 15 to 50 nm.

コーティング液中での多価金属化合物粒子の平均粒子径が大きすぎると、得られるフィルムの膜厚の均一性、表面の平坦性、カルボキシル基含有重合体とのイオン架橋反応性などが不十分となり易い。多価金属化合物粒子の平均粒子径が小さすぎると、カルボキシル基含有重合体とのイオン架橋反応が早期に進行するおそれがあり、また、10nm未満の超微粒子をその状態で均一分散させることが困難である。   If the average particle size of the polyvalent metal compound particles in the coating solution is too large, the film thickness uniformity, surface flatness, and ion crosslinking reactivity with the carboxyl group-containing polymer will be insufficient. easy. If the average particle diameter of the polyvalent metal compound particles is too small, the ion crosslinking reaction with the carboxyl group-containing polymer may proceed at an early stage, and it is difficult to uniformly disperse ultrafine particles of less than 10 nm in that state. It is.

多価金属化合物粒子の平均粒子径は、乾燥した固体の場合には、走査型電子顕微鏡または透過型電子顕微鏡を用いて計測と計数を行うことにより測定することができる。コーティング液中の多価金属化合物粒子の平均粒子径は、光散乱法により測定することができる〔参考文献:「微粒子工学体系」第I巻、第362〜365頁、フジテクノシステム(2001)〕。   In the case of a dry solid, the average particle diameter of the polyvalent metal compound particles can be measured by measuring and counting using a scanning electron microscope or a transmission electron microscope. The average particle diameter of the polyvalent metal compound particles in the coating liquid can be measured by a light scattering method [Reference: “Fine Particle Engineering System”, Volume I, pages 362-365, Fuji Techno System (2001)]. .

コーティング液中における多価金属化合物粒子は、一次粒子、二次粒子、またはこれらの混合物として存在するが、多くの場合、平均粒子径からみて二次粒子として存在するものと推定される。   The polyvalent metal compound particles in the coating liquid exist as primary particles, secondary particles, or a mixture thereof. In many cases, it is presumed that they exist as secondary particles in view of the average particle diameter.

3.界面活性剤(C)
本発明では、多価金属化合物粒子の分散性を高めるため、界面活性剤を使用する。界面活性剤とは、分子内に親水性基と親油性基の両方を持つ化合物であり、アニオン性、カチオン性、両性のイオン性界面活性剤や非イオン性界面活性剤があるが、本発明では、いずれの界面活性剤でも使用することができる。
3. Surfactant (C) :
In the present invention, a surfactant is used to enhance the dispersibility of the polyvalent metal compound particles. The surfactant is a compound having both a hydrophilic group and a lipophilic group in the molecule, and includes anionic, cationic and amphoteric ionic surfactants and nonionic surfactants. Then, any surfactant can be used.

アニオン系界面活性剤には、例えば、カルボン酸型、スルホン酸型、硫酸エステル型、リン酸エステル型がある。カルボン酸型としては、例えば、脂肪族モノカルボン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテルカルボン酸塩、N−アシルサルコシン酸塩、N−アシルグルタミン酸塩がある。スルホン酸型としては、例えば、ジアルキルスルホコハク酸塩、アルカンスルホン酸塩、アルファオレフィンスルホン酸塩、直鎖アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキル(分岐鎖)ベンゼンスルホン酸塩、ナフタレンスルホン酸塩−ホルムアルデヒド縮合物、アルキルナフタレンスルホン酸塩、N−メチル−N−アシルタウリン酸塩が挙げられる。硫酸エステル型としては、例えば、アルキル硫酸塩、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸塩、油脂硫酸エステル塩が挙げられる。リン酸エステル型としては、例えば、アルキルリン酸塩型、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルリン酸塩が挙げられる。   Examples of the anionic surfactant include a carboxylic acid type, a sulfonic acid type, a sulfate ester type, and a phosphate ester type. Examples of the carboxylic acid type include aliphatic monocarboxylates, polyoxyethylene alkyl ether carboxylates, N-acyl sarcosinates, and N-acyl glutamates. Examples of the sulfonic acid type include dialkyl sulfosuccinate, alkane sulfonate, alpha olefin sulfonate, linear alkyl benzene sulfonate, alkyl (branched) benzene sulfonate, naphthalene sulfonate-formaldehyde condensate, Examples thereof include alkylnaphthalene sulfonate and N-methyl-N-acyl taurate. Examples of the sulfate ester type include alkyl sulfates, polyoxyethylene alkyl ether sulfates, and fat and oil sulfate esters. Examples of the phosphate ester type include an alkyl phosphate type, a polyoxyethylene alkyl ether phosphate, and a polyoxyethylene alkylphenyl ether phosphate.

カチオン系界面活性剤としては、例えば、アルキルアミン塩型、第4級アンモニウム塩型がある。アルキルアミン塩型としては、例えば、モノアルキルアミン塩、ジアルキルアミン塩、トリアルキルアミン塩が挙げられる。第四級アンモニウム塩型としては、例えば、ハロゲン化(塩化、臭化またはヨウ化)アルキルトリメチルアンモニウム塩、塩化アルキルベンザルコニウムが挙げられる。   Examples of the cationic surfactant include an alkylamine salt type and a quaternary ammonium salt type. Examples of the alkylamine salt type include monoalkylamine salts, dialkylamine salts, and trialkylamine salts. Examples of the quaternary ammonium salt type include halogenated (chloride, bromide or iodide) alkyltrimethylammonium salts and alkylbenzalkonium chloride.

両性界面活性剤としては、例えば、カルボキシベタイン型、2−アルキルイミダゾリンの誘導体型、グリシン型、アミンオキシド型がある。カルボキシベタイン型としては、例えば、アルキルベタイン、脂肪酸アミドプロピルベタインが挙げられる。2−アルキルイミダゾリンの誘導体型としては、例えば、2−アルキル−N−カルボキシメチル−N−ヒドロキシエチルイミダゾリニウムベタインが挙げられる。グリシン型としては、例えば、アルキル若しくはジアルキルジエチレントリアミノ酢酸が挙げられる。アミノオキシド型としては、例えば、アルキルアミンオキシドが挙げられる。   Examples of the amphoteric surfactant include a carboxybetaine type, a 2-alkylimidazoline derivative type, a glycine type, and an amine oxide type. Examples of the carboxybetaine type include alkyl betaines and fatty acid amidopropyl betaines. Examples of the derivative type of 2-alkylimidazoline include 2-alkyl-N-carboxymethyl-N-hydroxyethylimidazolinium betaine. Examples of the glycine type include alkyl or dialkyldiethylenetriaminoacetic acid. Examples of the amino oxide type include alkyl amine oxide.

非イオン性の界面活性剤としては、例えば、エステル型、エーテル型、エステルエーテル型、アルカノールアミド型がある。エステル型としては、例えば、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、しょ糖脂肪酸エステルが挙げられる。エーテル型としては、例えば、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンポリオキシプロピレングリコールが挙げられる。エステルエーテル型としては、例えば、脂肪酸ポリエチレングリコール、脂肪酸ポリオキシエチレンソルビタンが挙げられる。アルカノールアミド型としては、例えば、脂肪酸アルカノールアミドが挙げられる。   Examples of the nonionic surfactant include an ester type, an ether type, an ester ether type, and an alkanolamide type. Examples of the ester type include glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, and sucrose fatty acid ester. Examples of the ether type include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenyl ether, and polyoxyethylene polyoxypropylene glycol. Examples of the ester ether type include fatty acid polyethylene glycol and fatty acid polyoxyethylene sorbitan. Examples of the alkanolamide type include fatty acid alkanolamides.

スチレン−アクリル酸共重合体などのポリマー骨格を有する界面活性剤も使用することができる。   A surfactant having a polymer skeleton such as a styrene-acrylic acid copolymer can also be used.

これらの界面活性剤の中でも、リン酸エステルなどのアニオン系界面活性剤、スチレン−アクリル酸共重合体などのポリマー骨格を有する界面活性剤などが好ましい。   Among these surfactants, anionic surfactants such as phosphate esters and surfactants having a polymer skeleton such as styrene-acrylic acid copolymer are preferable.

4.有機溶媒(D)
本発明では、コーティング液の媒体として有機溶媒を使用する。有機溶媒としては、一般に、カルボキシル基含有重合体を溶解する極性有機溶媒が用いられるが、極性有機溶媒とともに、極性基(ヘテロ原子またはヘテロ原子を有する原子団)をもたない有機溶媒を併用してもよい。
4). Organic solvent (D) :
In the present invention, an organic solvent is used as a medium for the coating liquid. Generally, a polar organic solvent that dissolves a carboxyl group-containing polymer is used as the organic solvent, but an organic solvent that does not have a polar group (a hetero atom or an atomic group having a hetero atom) is used in combination with the polar organic solvent. May be.

本発明で好ましく使用することができる有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−プロパノール、n−ブタノールなどのアルコール類;ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミド、N−メチル−2−ピロリドン、テトラメチル尿素、ヘキサメチルリン酸トリアミド、γ−ブチロラクトンなどの極性有機溶媒を挙げることができる。   Examples of the organic solvent that can be preferably used in the present invention include alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, n-propanol, and n-butanol; dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide. And polar organic solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, tetramethylurea, hexamethylphosphoric triamide, and γ-butyrolactone.

前記の極性有機溶媒の他に、ベンゼン、トルエン、キシレン、ヘキサン、ヘプタン、オクタンなどの炭化水素類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素類;酢酸メチルなどのエステル類;ジエチルエーテルなどのエーテル類;などを適宜用いることができる。極性基を持たないベンゼンなどの炭化水素類は、一般に、極性有機溶媒と併用して用いられる。   In addition to the polar organic solvent, hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene, hexane, heptane, and octane; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; halogenated hydrocarbons such as dichloromethane; esters such as methyl acetate; Ethers such as diethyl ether; etc. can be used as appropriate. Generally, hydrocarbons such as benzene having no polar group are used in combination with a polar organic solvent.

5.組成
本発明のコーティング液は、カルボキシル基含有重合体(A)、多価金属化合物粒子(B)、界面活性剤(C)、及び有機溶媒(D)を含有し、多価金属化合物粒子が分散している分散液である。
5. Composition:
The coating liquid of the present invention contains a carboxyl group-containing polymer (A), polyvalent metal compound particles (B), a surfactant (C), and an organic solvent (D), and the polyvalent metal compound particles are dispersed. It is a dispersion liquid.

カルボキシル基含有重合体(A)に対する多価金属化合物粒子(B)の割合は、カルボキシル基含有重合体(A)のカルボキシル基の合計(At)に対する多価金属化合物粒子(B)の合計(Bt)の化学当量が0.6以上となる割合であることが好ましい。この化学当量は、より好ましくは0.8以上、特に好ましくは1.0以上である。この化学当量の上限は、通常10.0、好ましくは2.0である。カルボキシル基含有重合体(A)のカルボキシル基に対する多価金属化合物粒子(B)の化学当量が小さすぎると、コーティング液から形成されるフィルムのガスバリア性、耐熱水性、耐水蒸気性などの諸特性が低下傾向を示す。   The ratio of the polyvalent metal compound particles (B) to the carboxyl group-containing polymer (A) is the sum of the polyvalent metal compound particles (B) with respect to the total carboxyl groups (At) of the carboxyl group-containing polymer (A) (Bt It is preferable that the chemical equivalent of This chemical equivalent is more preferably 0.8 or more, particularly preferably 1.0 or more. The upper limit of this chemical equivalent is usually 10.0, preferably 2.0. If the chemical equivalent of the polyvalent metal compound particles (B) with respect to the carboxyl groups of the carboxyl group-containing polymer (A) is too small, various properties such as gas barrier properties, hot water resistance, and water vapor resistance of the film formed from the coating solution will be obtained. Shows a downward trend.

前記化学当量は、例えば、以下のようにして求めることができる。カルボキシル基含有重合体がポリアクリル酸で多価金属化合物が酸化マグネシウムの場合を例に挙げて説明する。ポリアクリル酸の質量を100gとした場合、ポリアクリル酸の単量体単位の分子量は72であり、単量体1分子当たり1個のカルボキシル基を有するため、ポリアクリル酸100g中のカルボキシル基の量は、1.39モルである。このとき、ポリアクリル酸100gに対する1.0化学当量とは、1.39モルを中和する塩基の量である。ポリアクリル酸100gに対して、酸化マグネシウムを0.6化学当量混合する場合、0.834モルのカルボキシル基を中和するだけの酸化マグネシウムを加えればよい。マグネシウムの価数は2価であり、酸化マグネシウムの分子量は40であるため、ポリアクリル酸100gに対する0.6化学当量の酸化マグネシウムとは、16.68g(0.417モル)である。   The chemical equivalent can be determined as follows, for example. The case where the carboxyl group-containing polymer is polyacrylic acid and the polyvalent metal compound is magnesium oxide will be described as an example. When the mass of polyacrylic acid is 100 g, the molecular weight of the monomer unit of polyacrylic acid is 72, and since it has one carboxyl group per molecule of monomer, the carboxyl group in 100 g of polyacrylic acid The amount is 1.39 mol. At this time, 1.0 chemical equivalent with respect to 100 g of polyacrylic acid is the quantity of the base which neutralizes 1.39 mol. When 0.6 chemical equivalent of magnesium oxide is mixed with 100 g of polyacrylic acid, it is sufficient to add magnesium oxide to neutralize 0.834 mol of carboxyl groups. Since the valence of magnesium is divalent and the molecular weight of magnesium oxide is 40, 0.6 chemical equivalent of magnesium oxide to 100 g of polyacrylic acid is 16.68 g (0.417 mol).

有機溶媒は、カルボキシル基含有重合体が均一に溶解し、かつ多価金属化合物粒子が均一に分散するに足る量で用いられる。したがって、有機溶媒としては、カルボキシル基含有重合体は溶解するが、多価金属化合物を実質的に溶解せず、それを粒子の形状で分散させることができるものが用いられる。   The organic solvent is used in an amount sufficient to uniformly dissolve the carboxyl group-containing polymer and to uniformly disperse the polyvalent metal compound particles. Therefore, as the organic solvent, those capable of dissolving the carboxyl group-containing polymer but not substantially dissolving the polyvalent metal compound and dispersing it in the form of particles are used.

界面活性剤は、多価金属化合物粒子が安定して分散するに足る量で用いられるが、コーティング液の全量規準で、通常0.0001〜70重量%、好ましくは0.001〜60重量%、より好ましくは0.1〜50重量%の割合で含有させることが望ましい。   The surfactant is used in an amount sufficient to stably disperse the polyvalent metal compound particles, and is generally 0.0001 to 70% by weight, preferably 0.001 to 60% by weight, based on the total amount of the coating liquid. More preferably, it is contained in a proportion of 0.1 to 50% by weight.

界面活性剤を添加しないと、コーティング液中での多価金属化合物粒子の平均粒子径が十分に小さくなるように分散させることが困難になり、その結果、多価金属化合物粒子が均一に分散したコーティング液を得ることが難しく、基材上に塗布するとき、膜厚が均一な塗膜を形成することが難しくなる。   If the surfactant is not added, it becomes difficult to disperse the polyvalent metal compound particles in the coating solution so that the average particle diameter is sufficiently small. As a result, the polyvalent metal compound particles are uniformly dispersed. It is difficult to obtain a coating liquid, and it becomes difficult to form a coating film having a uniform film thickness when applied onto a substrate.

6.コーティング液中の含水率
本発明のコーティング液中の含水量は、コーティング液の分散安定性の観点から、1,000ppm以下となるように調整する。コーティング液の含水率は、好ましくは500ppm以下、より好ましくは200ppm以下、特に好ましくは100ppm以下である。
6). Moisture content in coating solution :
The water content in the coating solution of the present invention is adjusted to be 1,000 ppm or less from the viewpoint of dispersion stability of the coating solution. The water content of the coating liquid is preferably 500 ppm or less, more preferably 200 ppm or less, and particularly preferably 100 ppm or less.

コーティング液の含水率が高すぎると、カルボキシル基含有重合体と多価金属化合物粒子との間のイオン架橋反応が早期に起り、コーティング液全体がゲル化したり、早期反応に起因する沈殿物が生成する。ゲル化したり、沈殿物が生成すると、コーティング液を塗布して塗膜を形成することができなくなるか、均一な膜厚と組成の塗膜を形成することが極めて困難になる。その結果、フィルムが得られても、膜厚の均一性が損なわれ、ガスバリア性や機械的物性などの諸物性も場所によるバラツキが生じ易くなる。   If the water content of the coating solution is too high, an ionic crosslinking reaction between the carboxyl group-containing polymer and the polyvalent metal compound particles will occur early, the entire coating solution will gel, or a precipitate resulting from the early reaction will be generated. To do. When gelation occurs or precipitates are formed, it becomes impossible to apply a coating solution to form a coating film, or to form a coating film having a uniform film thickness and composition. As a result, even if a film is obtained, the uniformity of the film thickness is impaired, and various physical properties such as gas barrier properties and mechanical physical properties are likely to vary depending on the location.

コーティング液の含水率は、常法に従って、カールフィッシャー法による水分測定法により測定した〔参考文献:「分析化学便覧」丸善株式会社、1981年発行、第37頁〕。   The water content of the coating solution was measured by a moisture measurement method by the Karl Fischer method according to a conventional method [Reference: “Analytical Chemistry Handbook” Maruzen Co., Ltd., published in 1981, page 37].

7.コーティング液の製造方法
カルボキシル基含有重合体は、水を媒体とすることにより、高濃度の溶液とすることができる場合が多い。例えば、ポリアクリル酸は、一般に、水溶液の形態で市販されている。また、アルコールなどの非水系溶媒中で重合して得られたカルボキシル基含有重合体溶液には、1,000ppmを超える濃度の水分が含有されていることが多い。
7). Manufacturing method of coating solution :
In many cases, the carboxyl group-containing polymer can be made into a high-concentration solution by using water as a medium. For example, polyacrylic acid is generally marketed in the form of an aqueous solution. In addition, the carboxyl group-containing polymer solution obtained by polymerization in a non-aqueous solvent such as alcohol often contains water having a concentration exceeding 1,000 ppm.

そこで、含水率が小さなコーティング液を製造するには、先ず、含水率が小さなカルボキシル基含有重合体の有機溶媒溶液を調製する必要がある。例えば、市販のポリアクリル酸水溶液を出発原料として用いる場合には、ポリアクリル酸水溶液にイソプロパノールの如きアルコールを加えて減圧濃縮することにより、水をアルコールと一緒に除去し、含水率が小さなポリアクリル酸アルコール溶液を調製する。アルコール以外の他の有機溶媒を用いる場合も、同様に処理することにより水分を除去することができる。   Therefore, in order to produce a coating solution having a low water content, it is first necessary to prepare an organic solvent solution of a carboxyl group-containing polymer having a low water content. For example, when a commercially available polyacrylic acid aqueous solution is used as a starting material, water is removed together with the alcohol by adding an alcohol such as isopropanol to the polyacrylic acid aqueous solution and concentrating under reduced pressure. An acid alcohol solution is prepared. In the case of using an organic solvent other than alcohol, moisture can be removed by the same treatment.

他方、多価金属化合物粒子は、含水率が低い有機溶媒分散液として使用する。この分散液には、多価金属化合物粒子の分散性と分散安定性を高めるために、界面活性剤を適量存在させておくことが好ましい。カルボキシル基含有重合体の有機溶媒溶液と多価金属化合物の有機溶媒分散液とを混合することにより、含水率が小さなコーティング液を調製することができる。コーティング液の調製時に界面活性剤を添加してもよい。   On the other hand, the polyvalent metal compound particles are used as an organic solvent dispersion having a low water content. It is preferable that an appropriate amount of a surfactant is present in the dispersion to increase the dispersibility and dispersion stability of the polyvalent metal compound particles. By mixing an organic solvent solution of a carboxyl group-containing polymer and an organic solvent dispersion of a polyvalent metal compound, a coating solution having a low water content can be prepared. A surfactant may be added during the preparation of the coating solution.

本発明のコーティング液は、有機溶媒以外の成分の合計濃度が好ましくは0.1〜60重量%、より好ましくは0.5〜25重量%、特に好ましくは1〜10重量%の範囲内にあることが、作業性良く所望の膜厚の塗膜及びフィルムを得る上で好ましい。   In the coating liquid of the present invention, the total concentration of components other than the organic solvent is preferably in the range of 0.1 to 60% by weight, more preferably 0.5 to 25% by weight, and particularly preferably 1 to 10% by weight. It is preferable to obtain a coating film and a film having a desired film thickness with good workability.

本発明のコーティング液には、必要に応じて、他の重合体、増粘剤、安定剤、紫外線吸収剤、アンチブロッキング剤、柔軟剤、無機層状化合物(例えば、モンモリロナイト)、着色剤(染料、顔料)などの各種添加剤を含有させることができる。   In the coating liquid of the present invention, other polymers, thickeners, stabilizers, ultraviolet absorbers, antiblocking agents, softening agents, inorganic layered compounds (for example, montmorillonite), colorants (dyes, Various additives such as pigments) can be contained.

8.フィルムの製造方法
本発明のコーティング液を用いてフィルムを製造するには、該コーティング液を基材上に塗布し、乾燥すればよい。基材の材質は、特に制限されず、プラスチック、金属、紙、ガラス、セラミックスなどが挙げられる。基材の形態は、一般に、フィルムまたはシート(以下、単に「フィルム」という)、板などの平坦な表面を有するものであるが、所望により、ボトル、カップ、トレー、袋などの容器;その他の立体構造を有するものであってもよい。
8). Film production method :
In order to produce a film using the coating liquid of the present invention, the coating liquid may be applied on a substrate and dried. The material of the substrate is not particularly limited, and examples thereof include plastic, metal, paper, glass, and ceramics. The form of the substrate generally has a flat surface such as a film or sheet (hereinafter simply referred to as “film”) or a plate, but if desired, a container such as a bottle, cup, tray or bag; It may have a three-dimensional structure.

基材としては、プラスチックフィルムが好ましく用いられる。プラスチックフィルムを構成するプラスチックの種類としては、特に制限されないが、例えば、高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチルペンテン、環状ポリオレフィンなどのオレフィン重合体類及びその酸変性物;ポリ酢酸ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体ケン化物、ポリビニルアルコールなどの酢酸ビニル重合体類及びその変性物;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などのポリエステル類;ポリε−カプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバリレートなどの脂肪族ポリエステル類;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12、ナイロン6/66共重合体、ナイロン6/12共重合体、メタキシレンアジパミド・ナイロン6共重合体などのポリアミド類;ポリエチレングリコール、ポリエーテルスルホン、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンオキシドなどのポリエーテル類;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどのハロゲン化重合体類;ポリメチルアクリレート、ポリエチルアクリレート、ポリメチルメタクリレート、ポリエチルメタクリレート、ポリアクリロニトリルなどのアクリル重合体類;ポリイミド樹脂;その他、アルキド樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、硝化綿、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂などの塗料用バインダー樹脂;セルロース、澱粉、プルラン、キチン、キトサン、グルコマンナン、アガロース、ゼラチンなどの天然高分子化合物;を挙げることができる。   As the substrate, a plastic film is preferably used. The type of plastic constituting the plastic film is not particularly limited. For example, olefins such as high density polyethylene, medium density polyethylene, low density polyethylene, linear low density polyethylene, polypropylene, poly-4-methylpentene, and cyclic polyolefin are used. Polymers and acid-modified products thereof; polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, saponified ethylene-vinyl acetate copolymer, and vinyl acetate polymers such as polyvinyl alcohol and modified products thereof; polyethylene terephthalate, polybutylene Polyesters such as terephthalate and polyethylene naphthalate; Aliphatic polyesters such as poly ε-caprolactone, polyhydroxybutyrate, and polyhydroxyvalerate; Nylon 6, nylon 66, nylon 12, Niro Polyamides such as 6/66 copolymer, nylon 6/12 copolymer, metaxylene adipamide / nylon 6 copolymer; polyethers such as polyethylene glycol, polyethersulfone, polyphenylene sulfide, polyphenylene oxide; poly Halogenated polymers such as vinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl fluoride, and polyvinylidene fluoride; acrylic polymers such as polymethyl acrylate, polyethyl acrylate, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, and polyacrylonitrile; polyimide resin; Other binder resins for paints such as alkyd resin, melamine resin, acrylic resin, nitrified cotton, urethane resin, polyester resin, phenol resin, amino resin, fluorine resin, epoxy resin; cellulose, starch And natural polymer compounds such as flour, pullulan, chitin, chitosan, glucomannan, agarose, and gelatin.

基材としては、これらプラスチック類からなる未延伸フィルムや延伸フィルムが好ましいが、所望により、これらのプラスチック類からなるボトル、カップ、トレー、袋などの容器を用いることができる。   As the substrate, unstretched films and stretched films made of these plastics are preferable, but containers such as bottles, cups, trays, and bags made of these plastics can be used if desired.

また、プラスチック類からなるフィルム(シートを含む)や容器などの表面上に酸化珪素、酸化アルミニウム、アルミニウム、窒化珪素などの無機化合物;金属化合物;などからなる薄膜が、蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法により形成されたものを基材として用いることができる。一般に、これらの無機化合物や金属化合物からなる薄膜は、ガスバリア性の付与を目的に用いられる。   In addition, a thin film made of an inorganic compound such as silicon oxide, aluminum oxide, aluminum, or silicon nitride; a metal compound; or the like is formed on a surface of a film (including a sheet) or a container made of plastics. What was formed by the plating method can be used as a base material. In general, thin films made of these inorganic compounds and metal compounds are used for the purpose of providing gas barrier properties.

本発明のコーティング液を前記の如き基材の表面に塗布する。塗布方法としては、スプレー法、ディッピング法、コーターを用いた塗布法、印刷機による印刷法など任意である。コーターや印刷機を用いて塗布する場合には、ダイレクトグラビア方式、リバースグラビア方式、キスリバースグラビア方式、オフセットグラビア方式などのグラビアコーター;リバースロールコーター、マイクログラビアコーター、エアナイフコーター、ディップコーター、バーコーター、コンマコーター、ダイコーターなどの各種方式を採用することができる。   The coating liquid of the present invention is applied to the surface of the substrate as described above. As a coating method, a spray method, a dipping method, a coating method using a coater, a printing method using a printing machine, and the like are arbitrary. When applying using a coater or printer, gravure coaters such as direct gravure, reverse gravure, kiss reverse gravure and offset gravure; reverse roll coater, micro gravure coater, air knife coater, dip coater, bar coater Various systems such as a comma coater and a die coater can be employed.

塗膜の乾燥は、特に制限されず、有機溶媒を蒸発させて固形フィルムを得ることができる方法であればよく、例えば、雰囲気環境下で自然乾燥させる方法、所定の温度に設定したオーブン中で乾燥させる方法、その他の任意の乾燥手段を用いる方法などが挙げられる。その他の乾燥方法としては、各種コーターに付属するアーチドライヤー、フローティングドライヤー、ドラムドライヤー、赤外線ドライヤーなどの乾燥機が代表的なものである。   The drying of the coating film is not particularly limited as long as it is a method capable of obtaining a solid film by evaporating an organic solvent, for example, a method of natural drying in an atmospheric environment, in an oven set to a predetermined temperature. Examples thereof include a drying method and a method using other arbitrary drying means. As other drying methods, dryers such as arch dryers, floating dryers, drum dryers and infrared dryers attached to various coaters are typical.

乾燥条件は、塗膜やフィルム、基材などが熱による損傷を蒙らない範囲で任意に設定することができる。乾燥は、塗膜中の有機溶媒が実質的に除去されるまで行う。   The drying conditions can be arbitrarily set as long as the coating film, film, substrate and the like are not damaged by heat. Drying is performed until the organic solvent in the coating film is substantially removed.

乾燥中または乾燥後に、フィルム中に含まれるカルボキシル基含有重合体と多価金属化合物粒子とが反応して、イオン架橋構造が導入されると推定される。イオン架橋反応を十分に進行させるには、乾燥後に、フィルムを好ましくは20%以上、より好ましくは40〜100%の相対湿度と、好ましくは5〜200℃、より好ましくは20〜150℃の温度の条件下で、1秒間から10日間程度熟成させることが好ましい。   It is estimated that the carboxyl group-containing polymer contained in the film reacts with the polyvalent metal compound particles during or after drying to introduce an ionic cross-linked structure. In order to allow the ionic crosslinking reaction to proceed sufficiently, after drying, the film is preferably at least 20%, more preferably 40-100% relative humidity, and preferably a temperature of 5-200 ° C, more preferably 20-150 ° C. It is preferable to make it age | cure | ripen about 1 second to 10 days on these conditions.

フィルムは、基材から剥離して用いることができるが、所望により基材と一体化した多層構造体として使用することもできる。例えば、基材としてプラスチックフィルムを用い、その上に本発明のコーティング液を塗布し、乾燥させてフィルムを形成すると、多層フィルムを得ることができる。   The film can be used by being peeled from the substrate, but can also be used as a multilayer structure integrated with the substrate if desired. For example, a multilayer film can be obtained by using a plastic film as a base material, applying the coating liquid of the present invention thereon and drying it to form a film.

ィルムの厚さは、特に限定されないが、フィルム形成時の成形性、フィルムのハンドリング性の観点で、好ましくは0.001μm〜1mm、より好ましくは0.01〜100μm、特に好ましくは、0.1〜10μmの範囲である。本発明のフィルムの厚さは、0.01〜100μmの範囲である。 The thickness of the full Irumu is not particularly limited, moldability at the time of film formation, in view of handling of the film, preferably 0.001Myuemu~1mm, more preferably 0.01 to 100 [mu] m, particularly preferably 0. It is in the range of 1 to 10 μm. The thickness of the film of the present invention is in the range of 0.01 to 100 μm.

本発明の製造方法により得られたフィルムは、イオン架橋しているため、耐湿性、耐水性、耐熱水性、耐水蒸気性に優れている。本発明のフィルムは、低湿条件下ではもとより、高湿条件下でのガスバリア性に優れている。本発明のフィルムは、例えば、30℃及び相対湿度80%の条件下で測定した酸素透過度が好ましくは1,000cm/(m・day・MPa)以下、より好ましくは500cm/(m・day・MPa)以下、特に好ましくは100cm/(m・day・MPa)以下のガスバリア性を有している。 Since the film obtained by the production method of the present invention is ionically crosslinked, it is excellent in moisture resistance, water resistance, hot water resistance, and water vapor resistance. The film of the present invention is excellent in gas barrier properties not only under low humidity conditions but also under high humidity conditions. The film of the present invention preferably has an oxygen permeability measured under conditions of 30 ° C. and a relative humidity of 80%, preferably 1,000 cm 3 / (m 2 · day · MPa) or less, more preferably 500 cm 3 / (m 2 · day · MPa) or less, particularly preferably 100 cm 3 / (m 2 · day · MPa) or less.

本発明のフィルムは、強酸性または強アルカリ性条件下で溶解性を示すため、廃棄処理や再利用が容易である。   Since the film of the present invention exhibits solubility under strongly acidic or strongly alkaline conditions, it can be easily discarded and reused.

以下に実施例及び比較例を挙げて、本発明について、より具体的に説明する。本発明における物性及び特性の測定法及び評価法は、下記のとおりである。   Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. Measurement methods and evaluation methods for physical properties and characteristics in the present invention are as follows.

(1)多価金属化合物粒子の平均粒子径:
コーティング液中の多価金属化合物粒子の平均粒子径は、光散乱法により測定した。
(1) Average particle diameter of polyvalent metal compound particles:
The average particle diameter of the polyvalent metal compound particles in the coating solution was measured by a light scattering method.

(2)含水率:
含水率は、カールフィッシャー法による水分測定法により測定した。
(2) Moisture content:
The water content was measured by a moisture measurement method using the Karl Fischer method.

(3)フィルムの酸素透過度:
フィルムの酸素透過度は、酸素透過試験器(Modern control社製OXTRAN2/20)を用いて、温度30℃、相対湿度80%の雰囲気下で測定した。
(3) Oxygen permeability of the film:
The oxygen permeability of the film was measured in an atmosphere at a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 80% using an oxygen permeation tester (manufactured by Modern control, OXTRAN 2/20).

(4)コーティング液の性状:
コーティング液を目視で観察し、ゲル化が生じている場合を「ゲル化」、多価金属化合物の分散性が悪く、均一な分散液となっていない場合を「不良」、そして、ゲル化も分散不良もなく、均一な分散液が形成されている場合を「良」と評価した。
(4) Coating liquid properties:
When the coating liquid is visually observed, gelation occurs when it is gelled, when the polyvalent metal compound is poorly dispersible and does not form a uniform dispersion, it is “bad”. The case where there was no dispersion failure and a uniform dispersion was formed was evaluated as “good”.

[実施例1]
ポリアクリル酸水溶液〔東亞合成(株)製、濃度25重量%、数平均分子量200,000〕400gを110gまで減圧濃縮し、次いで、イソプロパノール(以下、「IPA」と略記)を加えながら、さらに減圧濃縮を行った。濃縮物をIPAに加熱溶解させて、濃度10重量%のポリアクリル酸溶液(含水率50ppm)を調製した。なお、このポリアクリル酸を単独で用いて形成したフィルムについて、30℃及び相対湿度0%の乾燥条件下で測定した酸素透過係数は、50cm・μm/(m・day・MPa)であった。
[Example 1]
400 g of polyacrylic acid aqueous solution (manufactured by Toagosei Co., Ltd., concentration 25% by weight, number average molecular weight 200,000) was concentrated under reduced pressure to 110 g, and further reduced in pressure while adding isopropanol (hereinafter abbreviated as “IPA”). Concentration was performed. The concentrate was heated and dissolved in IPA to prepare a polyacrylic acid solution having a concentration of 10% by weight (water content 50 ppm). The oxygen permeability coefficient measured for the film formed using this polyacrylic acid alone at 30 ° C. and a relative humidity of 0% was 50 cm 3 · μm / (m 2 · day · MPa). It was.

酸化亜鉛(ZnO)分散液〔住友大阪セメント(株)製、溶剤トルエン、濃度30重量%、平均粒子径20nm、リン酸エステル3重量%を含有)100gをIPA400gで希釈し、ZnO濃度6重量%の分散液を調製した。   100 g of zinc oxide (ZnO) dispersion (manufactured by Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd., solvent toluene, concentration 30% by weight, average particle diameter 20 nm, phosphoric acid ester 3% by weight) diluted with 400 g of IPA, ZnO concentration 6% by weight A dispersion was prepared.

ポリアクリル酸溶液500gに対してZnO分散液470gを加えて混合し、ポリアクリル酸、ZnO、リン酸エステル(界面活性剤)、IPA、及びトルエンを含むコーティング液を得た。このコーティング液中のポリアクリル酸に対するZnOの当量は、1.0であった。コーティング液中の含水率は、50ppmであった。   470 g of ZnO dispersion was added to 500 g of the polyacrylic acid solution and mixed to obtain a coating solution containing polyacrylic acid, ZnO, phosphate ester (surfactant), IPA, and toluene. The equivalent of ZnO to polyacrylic acid in this coating solution was 1.0. The water content in the coating solution was 50 ppm.

このようにして得られたコーティング液を、卓上コーター(RK PRINT−COAT instruments社製、K303PROOFER)を用いて、厚さ12μmのポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムに塗布し、ドライヤーを用いて溶媒を蒸発、乾燥させてフィルムを得た。得られたフィルムの酸素透過度を測定した。結果を表1に示す。   The coating solution thus obtained was applied to a polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 12 μm using a tabletop coater (manufactured by RK PRINT-COAT instruments, K303PROFERR), and the solvent was evaporated using a dryer. The film was obtained by drying. The oxygen permeability of the obtained film was measured. The results are shown in Table 1.

[実施例2]
実施例1において、イソプロパノール(IPA)に代えてエタノールを用いたこと以外は、実施例1と同様にしてコーティング液を調製した。ポリアクリル酸に対するZnOの当量は、1.0であった。コーティング液中の含水率は、50ppmであった。このコーティング液を用いて、実施例1と同様にしてPETフィルム上にフィルムを形成した。結果を表1に示す。
[Example 2]
A coating solution was prepared in the same manner as in Example 1 except that ethanol was used instead of isopropanol (IPA) in Example 1. The equivalent of ZnO to polyacrylic acid was 1.0. The water content in the coating solution was 50 ppm. Using this coating solution, a film was formed on a PET film in the same manner as in Example 1. The results are shown in Table 1.

[実施例3]
ポリアクリル酸水溶液〔東亞合成(株)製、濃度25重量%、数平均分子量200,000〕400gを110gまで減圧濃縮し、次いで、イソプロパノール(以下、「IPA」と略記)を加えながら、さらに減圧濃縮を行った。濃縮物をIPAに加熱溶解させて、濃度10重量%のポリアクリル酸溶液(含水率50ppm)を調製した。
[Example 3]
400 g of polyacrylic acid aqueous solution (manufactured by Toagosei Co., Ltd., concentration 25% by weight, number average molecular weight 200,000) was concentrated under reduced pressure to 110 g, and further reduced in pressure while adding isopropanol (hereinafter abbreviated as “IPA”). Concentration was performed. The concentrate was heated and dissolved in IPA to prepare a polyacrylic acid solution having a concentration of 10% by weight (water content 50 ppm).

炭酸カルシウム微粒子〔白石工業(株)製、白艶華O〕を、界面活性剤としてスチレン−アクリル酸コポリマー〔大日精化工業(株)製〕を用いて、IPA中に分散させた(炭酸カルシウム10重量%、界面活性剤10重量%)。炭酸カルシウムの平均粒子径は、100nmであった。   Calcium carbonate fine particles (manufactured by Shiraishi Kogyo Co., Ltd., Shirahika O) were dispersed in IPA using a styrene-acrylic acid copolymer [manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.] as a surfactant (calcium carbonate 10 wt. %, 10% by weight of surfactant). The average particle size of calcium carbonate was 100 nm.

ポリアクリル酸溶液500gに対して炭酸カルシウム分散液350gを加えて混合し、コーティング液を調製した。ポリアクリル酸に対する炭酸カルシウムの当量は、1.0であった。コーティング液中の含水率は、70ppmであった。   A coating solution was prepared by adding 350 g of calcium carbonate dispersion to 500 g of the polyacrylic acid solution and mixing them. The equivalent of calcium carbonate to polyacrylic acid was 1.0. The water content in the coating solution was 70 ppm.

得られた、コーティング液を卓上コーター(RK PRINT−COAT instrumonts社製、K303PROOFER)を用いて、厚さ12μmのPETフィルム上に塗布し、ドライヤーを用いて溶媒を蒸発、乾燥させてフィルムを得た。結果を表1に示す。   The obtained coating liquid was applied onto a PET film having a thickness of 12 μm using a tabletop coater (manufactured by RK PRINT-COAT instruments, K303PROFERR), and the solvent was evaporated and dried using a dryer to obtain a film. . The results are shown in Table 1.

[比較例1]
含水率の影響を観察するために、実施例1で調製したコーティング液に水を添加して、含水率を2,000ppmに調整したこと以外は、実施例1と同様にしてコーティング液を調製した。ポリアクリル酸溶液とZnO分散液を混合したところ、混合液は直ちにゲル化した。このコーティング液は、ゲルが析出したため塗布することができなかった。結果を表1に示す。
[Comparative Example 1]
In order to observe the influence of the water content, a coating liquid was prepared in the same manner as in Example 1 except that water was added to the coating liquid prepared in Example 1 to adjust the water content to 2,000 ppm. . When the polyacrylic acid solution and the ZnO dispersion were mixed, the mixture immediately gelled. This coating solution could not be applied because the gel was deposited. The results are shown in Table 1.

[比較例2]
実施例3において、界面活性剤としてスチレン−アクリル酸コポリマー〔大日精化工業(株)製〕を用いなかったこと以外は、同様にしてコーティング液を調製した。コーティング液中の炭酸カルシウムの平均粒子径は、2,000nmであった。コーティング液は、炭酸カルシウムの均一分散性が悪く、しかも得られたフィルムの酸素ガス透過度は、基材のPETフィルムと同じ水準であり、ガスバリア性が悪いものであった。
[Comparative Example 2]
In Example 3, a coating solution was prepared in the same manner except that a styrene-acrylic acid copolymer [manufactured by Dainichi Seika Kogyo Co., Ltd.] was not used as the surfactant. The average particle size of calcium carbonate in the coating solution was 2,000 nm. The coating liquid had poor uniform dispersibility of calcium carbonate, and the oxygen gas permeability of the obtained film was the same level as that of the PET film of the substrate, and the gas barrier property was poor.

Figure 0004620945
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本発明のフィルムは、ガスバリア性、耐湿性、耐水性、耐熱水性、耐水蒸気性に優れ、低湿条件下ではもとより、高湿条件下でのガスバリア性に優れているため、単層で、あるいは他の層と多層化して、包装材料などの分野で好適に用いることができる。   The film of the present invention is excellent in gas barrier properties, moisture resistance, water resistance, hot water resistance, and water vapor resistance, and is excellent in gas barrier properties under high humidity conditions as well as under low humidity conditions. And can be suitably used in fields such as packaging materials.

Claims (8)

カルボキシル基含有重合体(A)、多価金属化合物粒子(B)、界面活性剤(C)、及び有機溶媒(D)を含有し、含水率が1,000ppm以下であるコーティング液の乾燥塗膜であるガスバリア性フィルムであって、該ガスバリア性フィルムの厚さが、0.01〜100μmであり、かつ、該ガスバリア性フィルムの30℃及び相対湿度80%の条件下で測定した酸素透過度が、1,000cm /(m ・day・MPa)以下であるガスバリア性フィルム Dry coating film of coating liquid containing carboxyl group-containing polymer (A), polyvalent metal compound particles (B), surfactant (C), and organic solvent (D), and having a water content of 1,000 ppm or less The gas barrier film has a thickness of 0.01 to 100 μm, and the oxygen permeability measured under the conditions of 30 ° C. and 80% relative humidity of the gas barrier film. A gas barrier film that is 1,000 cm 3 / (m 2 · day · MPa) or less . コーティング液中のカルボキシル基含有重合体(A)に対する多価金属化合物粒子(B)の割合が、カルボキシル基含有重合体(A)のカルボキシル基の合計(At)に対する多価金属化合物粒子(B)の合計(Bt)の化学当量が0.6以上となる割合である請求項1記載のガスバリア性フィルムThe ratio of the polyvalent metal compound particles (B) to the carboxyl group-containing polymer (A) in the coating liquid is such that the polyvalent metal compound particles (B) with respect to the total carboxyl group (At) of the carboxyl group-containing polymer (A). The gas barrier film according to claim 1, wherein the chemical equivalent of the total (Bt) is 0.6 or more. コーティング液中のカルボキシル基含有重合体(A)が、カルボキシル基含有不飽和単量体の単独重合体、カルボキシル基含有不飽和単量体の共重合体、カルボキシル基含有不飽和単量体と他の重合性単量体との共重合体、カルボキシル基含有多糖類、またはこれらの2種以上の混合物である請求項1または2記載のガスバリア性フィルム The carboxyl group-containing polymer (A) in the coating solution is a homopolymer of a carboxyl group-containing unsaturated monomer, a copolymer of a carboxyl group-containing unsaturated monomer, a carboxyl group-containing unsaturated monomer, and others. The gas barrier film according to claim 1 or 2, which is a copolymer with a polymerizable monomer, a carboxyl group-containing polysaccharide, or a mixture of two or more thereof. コーティング液中のカルボキシル基含有重合体(A)を構成するカルボキシル基含有不飽和単量体が、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、及びフマル酸からなる群より選ばれる少なくとも1種のα,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸である請求項3記載のガスバリア性フィルム The carboxyl group-containing unsaturated monomer constituting the carboxyl group-containing polymer (A) in the coating liquid is at least selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, and fumaric acid. The gas barrier film according to claim 3, which is one kind of α, β-monoethylenically unsaturated carboxylic acid. コーティング液中の多価金属化合物粒子(B)が、平均粒子径10nm〜10μmの粒子として分散している請求項1乃至4のいずれか1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 4, wherein the polyvalent metal compound particles (B) in the coating liquid are dispersed as particles having an average particle diameter of 10 nm to 10 µm. コーティング液中の多価金属化合物粒子(B)が、2価金属化合物粒子である請求項1乃至5のいずれか1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 polyvalent metal compound particles (B) in the coating liquid are divalent metal compound particles. カルボキシル基含有重合体(A)、多価金属化合物粒子(B)、界面活性剤(C)、及び有機溶媒(D)を含有し、含水率が1,000ppm以下であるコーティング液を基材上に塗布し、乾燥する請求項1記載のガスバリア性フィルムの製造方法。 A coating solution containing a carboxyl group-containing polymer (A), polyvalent metal compound particles (B), a surfactant (C), and an organic solvent (D) and having a water content of 1,000 ppm or less is formed on the substrate. The method for producing a gas barrier film according to claim 1, wherein the gas barrier film is applied to and dried. 請求項1記載のガスバリア性フィルムが、基材であるプラスチックフィルムと一体化された多層構造体を含むガスバリア性多層フィルム。A gas barrier multilayer film comprising a multilayer structure in which the gas barrier film according to claim 1 is integrated with a plastic film as a substrate.
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