JP4765089B2 - 延伸成形用積層体、並びにそれを用いた延伸積層体及び延伸多層フィルム - Google Patents
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前記ガスバリア層前駆体が、ポリカルボン酸系重合体及び可塑剤の混合物からなる層(A)と、多価金属化合物及びバインダ樹脂の混合物からなる層(B)と、イオン化制御樹脂からなり、層の厚みが0.01〜1μmである層(C)とを備えており、
前記層(A)と前記層(B)とが前記層(C)を介して積層されていることを特徴とするものである。
前記ガスバリア層前駆体が、ポリカルボン酸系重合体及び可塑剤の混合物からなる層(A)と、多価金属化合物及びバインダ樹脂の混合物からなる層(B)と、イオン化制御樹脂からなり、層の厚みが0.01〜1μmである層(C)とを備えており、
前記層(A)と前記層(B)とが前記層(C)を介して積層されていることを特徴とするものである。
本発明にかかる支持体は、後述するアンカーコート層及びガスバリア層前駆体を順次積層させるための支持体となるものである。
本発明にかかるアンカーコート層は、前記支持体と後述するガスバリア層前駆体との層間接着強度を高めるために、前記支持体の少なくとも片面に形成された層であって、アンカーコート剤を含有する層である。
本発明にかかるガスバリア層前駆体は、ポリカルボン酸系重合体及び可塑剤の混合物からなる層(A)と、多価金属化合物及びバインダ樹脂の混合物からなる層(B)と、イオン化制御樹脂からなり、層の厚みが0.01〜1μmである層(C)とを備える積層体である。そして、このようなガスバリア層前駆体は、前記支持体の少なくとも片面にアンカーコート層を介して積層されている。
本発明にかかる層(A)は、ポリカルボン酸系重合体及び可塑剤の混合物からなる層である。そして、本発明にかかるポリカルボン酸系重合体は、ポリカルボン酸系の重合性単量体が重合したものであり、分子内に2個以上のカルボキシ基を有する重合体である。具体的には、重合性単量体として、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸を用いた単独重合体、それらのうちの少なくとも2種を用いた共重合体、α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸と他のエチレン性不飽和単量体との共重合体、更にアルギン酸、カルボキシメチルセルロース、ペクチン等の分子内にカルボキシル基を有する酸性多糖類を例示することができる。これらのポリカルボン酸系重合性単量体は1種のものを単独で用いても、2種以上のものを混合して用いてもよい。
本発明にかかる層(B)は、多価金属化合物及びバインダ樹脂の混合物からなる層である。そして、本発明にかかる多価金属化合物は、前記ポリカルボン酸系重合体とイオン結合を形成させるためのものである。このような多価金属化合物に含有される金属としては、例えば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム等のアルカリ土類金属;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、亜鉛等の遷移金属;アルミニウムを挙げることができる。
本発明にかかる層(C)は、前記層(A)と前記層(B)との間に配置される層であって、イオン化制御樹脂からなる層である。そして、本発明にかかるイオン化制御樹脂とは、常温において前記層(B)中の多価金属イオンが前記層(A)に移動することを抑制することができる樹脂のことをいう。このようなイオン化制御樹脂としては、例えば、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂を挙げることができる。これらの中でも、延伸成形性、並びに常温において多価金属イオンが移動することを抑制するという観点から、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂が好ましい。
本発明にかかるガスバリア層前駆体においては、前記層(A)と前記層(B)とが前記層(C)を介して積層されていることが必要である。前記層(A)と前記層(B)とが前記層(C)を介して積層されていることにより、前記層(B)中の多価金属イオンが前記層(A)に移動することを抑制することができ、前記多価金属イオンと前記ポリカルボン酸系重合体のカルボキシル基との間にイオン結合が形成されること(イオン結合反応)を抑制することができる。そのため、本発明の延伸成形用積層体を用いることによって、優れた透明性を有する延伸積層体を得ることが可能となる。
1:(A)/(C)/(B)、
2:(A)/(C)/(B)/(C)/(A)、
3:(B)/(C)/(A)/(C)/(B)、
4:(A)/(C)/(B)/(C)/(A)/(C)/(B)。
本発明の延伸成形用積層体は、前述した支持体と、前述したガスバリア層前駆体とを備えるものである。このような延伸成形用積層体を用いると、延伸成形する際におけるフィルムの透明性の低下を十分に抑制することができる。そのため、このような延伸成形用積層体を、面積延伸倍率が1.1〜100倍の範囲(好ましくは1.1〜50倍の範囲、より好ましくは1.1〜25倍の範囲)となるように、延伸してなる本発明の延伸積層体は、優れた透明性を有するものとなる。なお、このような延伸積層体においては、曇価が10%以下であることが好ましく、7%以下であることがより好ましい。
次に、本発明の延伸多層フィルムについて説明する。本発明の延伸多層フィルムは、前記延伸積層体と、前記延伸積層体の少なくとも片面に積層された熱可塑性樹脂フィルムとを備えることを特徴とするものである。
次いで、本発明の延伸成形用積層体、延伸積層体及び延伸多層フィルムを製造する方法について説明する。本発明の延伸成形用積層体を製造する方法としては、前記アンカーコート層、前記層(A)、前記層(B)及び前記層(C)を形成するための塗工液を調製する工程と、前記支持体の少なくとも片面に前記アンカーコート層を介して前記ガスバリア層前駆体が形成されるように、前記支持体に順次調製した塗工液を塗工及び乾燥する工程とを含む方法を挙げることができる。
ポリエステル系ポリオール(EL−510−1:東洋モートン(株)製、固形分濃度50質量%)を主剤とし、ポリイソシアネート(CAT−RT87:東洋モートン(株)製、固形分濃度70質量%)を硬化剤とした。そして、それらの質量比(主剤/硬化剤)が5/1となるようにして溶媒(酢酸エチル)に溶解させてアンカーコート層用の塗工液(Ac−1)を調製した。得られた塗工液(Ac−1)における固形分濃度は5質量%であった。
ポリエステル系樹脂(紫外線遮蔽用バインダ樹脂:住友大阪セメント(株)製、固形分濃度20質量%)を主剤とし、ポリイソシアネート(住友大阪セメント(株)製、固形分濃度75質量%)を硬化剤とした。そして、それらの質量比(主剤/硬化剤)が3/1となるように混合した後、トルエン及びメチルエチルケトンの混合溶媒(トルエン/メチルエチルケトン=4/1)にて固形分濃度が5質量%となるように希釈してアンカーコート層用の塗工液(Ac−2)を調製した。
先ず、数平均分子量200,000のポリアクリル酸重合体(アロンA−10H:東亞合成(株)製、25質量%水溶液)を蒸留水にて固形分濃度が4質量%となるように希釈して、ポリアクリル酸水溶液を調製した。次に、得られたポリアクリル酸水溶液90質量部と、グリセリン4質量%水溶液10質量部とを混合した後に攪拌して層(A)用の塗工液(A−1)を調製した。
調製例3で得られた塗工液(A−1)に、ポリアクリル酸のカルボキシル基に対して0.05化学当量の水酸化カルシウムを添加して層(A)用の塗工液(A−2)を調製した。
酸化亜鉛分散液(紫外線遮蔽用サスペンションZS−303:住友大阪セメント(株)製、固形分濃度32.4質量%)と、ポリエステル系樹脂(紫外線遮蔽用バインダ樹脂:住友大阪セメント(株)製、固形分濃度20質量%)とを、酸化亜鉛とポリエステル系樹脂との質量比(酸化亜鉛/ポリエステル系樹脂)が80/20となるように混合して混合液を得た。得られた混合液100質量部にポリイソシアネート(住友大阪セメント(株)製、固形分濃度75質量%)3質量部を添加した後、トルエン及びメチルエチルケトンの混合溶媒(トルエン/メチルエチルケトン=4/1)にて固形分濃度が15質量%となるように希釈して層(B)用の塗工液(B−1)を調製した。
酸化亜鉛とポリエステル系樹脂との質量比(酸化亜鉛/ポリエステル系樹脂)が85/15となるように混合した以外は調製例5と同様にして層(B)用の塗工液(B−2)を調製した。
酸化亜鉛とポリエステル系樹脂との質量比(酸化亜鉛/ポリエステル系樹脂)が88/12となるように混合した以外は調製例5と同様にして層(B)用の塗工液(B−3)を調製した。
調製例1と同様にして固形分濃度が5質量%の層(C)用の塗工液(C−1)を調製した。
調製例2と同様にして固形分濃度が5質量%の層(C)用の塗工液(C−2)を調製した。
先ず、ポリエステル(PET)樹脂(ユニペットRT−580:東洋紡績(株)製)をTダイ方式にて溶融押出し、15℃の冷却ロールで冷却して厚み120μmの未延伸PETフィルム(支持体)を製膜した。その後、得られた未延伸PETフィルムを周速の異なる87℃の一対のロール間で、縦方向(フィルム走行方向)に3倍延伸した。
調製例8で得られた塗工液(C−1)に代えて調製例9で得られた塗工液(C−2)を用いた以外は実施例1と同様にして延伸積層体を得た。なお、塗工及び乾燥後の層(C−2)の厚みは0.3μmであった。
調製例1で得られた塗工液(Ac−1)に代えて調製例2で得られた塗工液(Ac−2)を用い、調製例8で得られた塗工液(C−1)に代えて調製例9で得られた塗工液(C−2)を用いた以外は実施例1と同様にして延伸積層体を得た。なお、塗工及び乾燥後の層(C−2)の厚みは0.3μmであった。
先ず、ポリエステル(PET)樹脂(ユニペットRT−580:東洋紡績(株)製)をTダイ方式にて溶融押出し、15℃の冷却ロールで冷却して厚み120μmの未延伸PETフィルム(支持体)を製膜した。次に、得られた未延伸PETフィルム上に、調製例1で得られた塗工液(Ac−1)を、オフセットグラビア方式にて塗工及び乾燥した後、テンター((株)市金製)にて120℃の炉内で縦方向(フィルム走行方向)に3倍延伸した。
先ず、ポリエステル(PET)樹脂(ユニペットRT−580:東洋紡績(株)製)をTダイ方式にて溶融押出し、15℃の冷却ロールで冷却して厚み120μmの未延伸PETフィルム(支持体)を製膜した。次に、得られた未延伸PETフィルム上に、調製例1で得られた塗工液(Ac−1)及び調製例3で得られた塗工液(A−1)を、それぞれこの順番でオフセットグラビア方式にて塗工及び乾燥した後、テンター((株)市金製)にて120℃の炉内で縦方向(フィルム走行方向)に3倍延伸した。なお、塗工及び乾燥後の層(A−1)の厚みは0.9μmであった。
先ず、ポリエステル(PET)樹脂(ユニペットRT−580:東洋紡績(株)製)をTダイ方式にて溶融押出し、15℃の冷却ロールで冷却して厚み120μmの未延伸PETフィルム(支持体)を製膜した。次に、得られた未延伸PETフィルム上に、調製例1で得られた塗工液(Ac−1)、調製例3で得られた塗工液(A−1)及び調製例8で得られた塗工液(C−1)を、それぞれこの順番でオフセットグラビア方式にて塗工及び乾燥した後、テンター((株)市金製)にて120℃の炉内で縦方向(フィルム走行方向)に3倍延伸した。なお、塗工及び乾燥後の層(A−1)及び層(C−1)の厚みは、それぞれ0.9μm及び0.8μmであった。
先ず、ポリエステル(PET)樹脂(ユニペットRT−580:東洋紡績(株)製)をTダイ方式にて溶融押出し、15℃の冷却ロールで冷却して厚み120μmの未延伸PETフィルム(支持体)を製膜した。
先ず、ポリエステル(PET)樹脂(ユニペットRT−580:東洋紡績(株)製)をTダイ方式にて溶融押出し、15℃の冷却ロールで冷却して厚み120μmの未延伸PETフィルム(支持体)を製膜した。
ポリエステル(PET)樹脂に代えてポリアミド(Ny)樹脂(A1030BRT:ユニチカ(株)製)を支持体の材料となる樹脂として用いた以外は実施例7と同様にして延伸積層体を得た。
ポリエステル(PET)樹脂に代えてポリプロピレン(CPP)樹脂(ノーブレンFK145:住友化学(株)製)を支持体の材料となる樹脂として用いた以外は実施例7と同様にして延伸積層体を得た。
調製例5で得られた塗工液(B−1)に代えて調製例6で得られた塗工液(B−2)を用いた以外は実施例1と同様にして延伸積層体を得た。なお、塗工及び乾燥後の層(B−2)の厚みは3.0μmであった。
調製例5で得られた塗工液(B−1)に代えて調製例7で得られた塗工液(B−3)を用いた以外は実施例1と同様にして延伸積層体を得た。なお、塗工及び乾燥後の層(B−3)の厚みは3.0μmであった。
調製例3で得られた塗工液(A−1)に代えて調製例4で得られた塗工液(A−2)を用いた以外は実施例1と同様にして延伸積層体を得た。なお、塗工及び乾燥後の層(A−2)の厚みは0.9μmであった。
塗工及び乾燥後の層(C−1)の厚みが3.6μmとなるように塗工した以外は実施例1と同様にして比較用の延伸積層体を得た。
塗工及び乾燥後の層(C−2)の厚みが3.6μmとなるように塗工した以外は実施例2と同様にして比較用の延伸積層体を得た。
層(C−1)を形成しなかったこと以外は実施例1と同様にして比較用の延伸積層体を得た。
層(C−1)を形成しなかったこと以外は実施例8と同様にして比較用の延伸積層体を得た。
(i)電子顕微鏡観察
実施例1〜13及び比較例1〜4で得られた延伸積層体を試料として、特定微小部の電子顕微鏡観察(TEM−EDX)を行い、試料における層(A)、層(B)及び層(C)の厚みを測定した。すなわち、得られた延伸積層体からウルトラミクロトームを用いて、それぞれ試験片を切り出した。それらの試験片について、透過電子顕微鏡(HF2000:日立製作所製)及び元素分析装置(VOYAGERIII M3100:NORAN製)を用いて、その断面をTEM−EDXにより観察して層(A)、層(B)及び層(C)の厚みを測定した。なお、測定条件としては、加速電圧を200keV、ビーム径を10nm、エネルギー分解能を137eV、測定時間を100秒間とした。
実施例1〜13及び比較例1〜4で得られた延伸積層体の曇価を曇り度計(Haze Meter NDH2000:日本電色工業(株)製)を用いて測定した。なお、曇価は値が小さくなるほど、透明性が優れることを意味し、数値が大きくなるほど、透明性が悪くなることを意味する。
(i)測定用試料の作製
実施例1〜13及び比較例1〜4で得られた延伸積層体のガスバリア層前駆体の表面に、それぞれポリウレタン系接着剤[(主剤:タケラックA620、硬化剤:タケネート65、溶剤:酢酸エチル):三井武田ケミカル(株)製]を介して、厚み80μmの未延伸ポリプロピレン(CPP)フィルムをドライラミネート法により接着せしめて延伸多層フィルムを得た。そして、得られた延伸多層フィルムに、高温高圧処理として、レトルト処理機(RCS−60:日阪製作所製)を用いて、温度120℃にて30分間のレトルト処理(貯湯式)を施して試料を得た。
JIS K−7126、B法(等圧法)、及びASTM D 3985に記載された方法に準拠して、酸素透過試験器(TMOX−TRAN2/20;Modern Control社製)を用いて、温度20℃、両側80%相対湿度(RH)の条件で、得られた試料の酸素透過度を測定した。なお、酸素透過度の単位はcm3(STP)/(m2・day・MPa)である。
電子顕微鏡観察、曇価及び酸素透過度の測定により得られた結果、並びに延伸前(塗工及び乾燥後)の層(A)、層(B)及び層(C)の厚みを表2に示す。さらに、実施例及び比較例における、支持体、塗工液の塗工・延伸工程の順序、延伸方式、及び層(B)中の酸化亜鉛とポリエステル系樹脂との質量比(酸化亜鉛/ポリエステル系樹脂)を表1に示す。
Claims (13)
- 支持体と、前記支持体の少なくとも片面にアンカーコート層を介して積層されたガスバリア層前駆体とを備える延伸成形用積層体であって、
前記ガスバリア層前駆体が、ポリカルボン酸系重合体及び可塑剤の混合物からなる層(A)と、多価金属化合物及びバインダ樹脂の混合物からなる層(B)と、イオン化制御樹脂からなり、層の厚みが0.01〜1μmである層(C)とを備えており、
前記層(A)と前記層(B)とが前記層(C)を介して積層されていることを特徴とする延伸成形用積層体。 - 前記イオン化制御樹脂が、ポリエステル系樹脂、ポリエーテル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂であることを特徴とする請求項1に記載の延伸成形用積層体。
- 前記イオン化制御樹脂がウレタン結合を有する樹脂であることを特徴とする請求項1又は2に記載の延伸成形用積層体。
- 前記イオン化制御樹脂が前記アンカーコート層を構成する樹脂と同一の樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の延伸成形用積層体。
- 前記イオン化制御樹脂が前記層(B)を構成するバインダ樹脂と同一の樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の延伸成形用積層体。
- 前記イオン化制御樹脂が、前記アンカーコート層を構成する樹脂及び前記層(B)を構成するバインダ樹脂と同一の樹脂であることを特徴とする請求項1〜3のうちのいずれか一項に記載の延伸成形用積層体。
- 前記多価金属化合物と前記バインダ樹脂との質量比(多価金属化合物/バインダ樹脂)が65/35〜92/8の範囲であることを特徴とする請求項1〜6のうちのいずれか一項に記載の延伸成形用積層体。
- 前記多価金属化合物が2価の金属化合物であることを特徴とする請求項1〜7のうちのいずれか一項に記載の延伸成形用積層体。
- 請求項1〜8のうちのいずれか一項に記載の延伸成形用積層体を、面積延伸倍率が1.1〜100倍の範囲となるように、延伸してなることを特徴とする延伸積層体。
- 曇価が10%以下であることを特徴とする請求項9に記載の延伸積層体。
- 請求項9又は10に記載の延伸積層体と、前記延伸積層体の少なくとも片面に積層された熱可塑性樹脂フィルムとを備えることを特徴とする延伸多層フィルム。
- 請求項9又は10に記載の延伸積層体と、前記延伸積層体の少なくとも片面に積層された熱可塑性樹脂フィルムとを備える延伸多層フィルムに高温高湿処理を施すことにより、前記層(B)中の多価金属イオンを前記層(C)を介して前記層(A)に移動せしめ、前記多価金属イオンと前記ポリカルボン酸系重合体のカルボキシル基との間にイオン結合を形成せしめてなることを特徴とするガスバリア性を有する延伸多層フィルム。
- 温度20℃、相対湿度80%における酸素透過度が100cm3(STP)/(m2・day・MPa)以下であることを特徴とする請求項12に記載のガスバリア性を有する延伸多層フィルム。
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