JP4865707B2 - ガスバリア性積層体およびその製造方法ならびにそれを用いた包装体 - Google Patents

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Description

本発明は、ガスバリア性積層体およびその製造方法、ならびにそれを用いた包装体に関する。
食品や様々な物品を包装するための包装材料には、ガスバリア性、特に酸素バリア性が要求されることが多い。これは、酸素等によって包装内容物が酸化劣化する等の影響を防ぐためである。特に食品の包装では、酸素が存在することによって微生物が繁殖し、内容物が腐敗するといった問題がある。このため、従来の包装材料では、酸素の透過を防ぐガスバリア層を設け、酸素等の透過を防止している。
このようなガスバリア層としては、たとえば、金属箔や金属または金属化合物の蒸着層を使用することができ、一般的には、アルミニウム箔、アルミニウム蒸着層、酸化ケイ素蒸着層、酸化アルミニウム蒸着層等が使用されている。しかし、アルミニウム箔やアルミニウム蒸着層といった金属層は、包装内容物が見えないこと、廃棄性に劣ること等の欠点がある。また、酸化ケイ素蒸着層や酸化アルミニウム蒸着層等の金属化合物層は、包装材の変形や落下、輸送時の衝撃などでガスバリア性が著しく低下するなどの欠点がある。
また、ガスバリア層として、ポリビニルアルコール、エチレン−ビニルアルコール共重合体等の、ガスバリア性に優れたビニルアルコール系重合体からなる層が用いられることもある。これらのビニルアルコール系重合体からなる層は透明であり、廃棄面での問題も少ないという利点があるため、用途範囲が広まりつつある。
上記ビニルアルコール系重合体は、分子中の水酸基同士が水素結合することによって結晶化してガスバリア性を発揮する。このため、従来のビニルアルコール系重合体は、乾燥した状態では高いガスバリア性を示すものの、水蒸気等の影響で吸湿した状態では、水素結合が弛み、ガスバリア性が低下する傾向がある。従って、ポリビニルアルコール等のビニルアルコール系重合体では、高度なガスバリア性を高湿度下において発揮させることは難しい。
また、ガスバリア性材料として、金属アルコキシド(たとえばテトラメトキシシラン)の加水分解縮合物と高分子化合物とを含む材料が研究されており、当該材料は、例えば、特開2002-326303号公報、特開平7-118543号公報、および、特開2000-233478号公報に開示されている。
近年、食品包装材料に内容物を充填した後に、熱水中に浸漬して殺菌処理を行うレトルト食品が増加している。このような状況の中で、内容物が充填された食品包装材料が落下した時の破袋強度、熱水中で殺菌したのちの酸素バリア性、消費者に届くまでの高湿度下での酸素バリア性など、レトルト食品用包装材料に要求される性能の水準は、さらに高くなっている。特に、湿度に依存せずに高い酸素バリア性を発現し、レトルト処理を施したのちでも高い酸素バリア性を発現し、且つ強度および透明性に優れた包装材料が求められているが、上記従来の技術では、このような要求を十分に満足することができなかった。たとえば、透明性を重視して作製された従来の包装材料は、ガスバリア性などの物性が十分ではない場合があった。
このような状況に鑑み、本発明は、湿度に依存せずに高い酸素バリア性を発現し、透明性に優れたガスバリア性積層体を提供することを目的の1つとする。特に、本発明は、透明性が高く、後加工時の工程通過性に優れ、かつレトルト処理後も機械的物性に優れるガスバリア性積層体を提供することを目的の1つとする。また、本発明は、そのようなガスバリア性積層体を工業的に有利に製造できる方法を提供することを目的の1つとする。
本発明者らは、上記目的を達成すべく鋭意検討を重ねた。その結果、本発明者らは、金属アルコキシドの加水分解縮合物と、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含有する重合体とを含む組成物からなる層をガスバリア層として有する積層体を、2価以上の金属イオンを含む溶液に浸漬して、該重合体中の上記した官能基を中和することによって、該組成物からなる層の特性が飛躍的に向上することが見出した。さらに、本発明者らは、特定の官能基を有する金属化合物の加水分解縮合物を用いることによって組成物の透明性を向上できることを見出した。さらに、本発明者らは、加水分解縮合物と重合体とを結合する化合物を添加することによって、特性がより高い積層体を形成できる組成物が得られることを見出した。本発明はこれらの新たな知見に基づいている。
すなわち、本発明のガスバリア性積層体は、基材と、前記基材の少なくとも一方の面に積層された層とを含むガスバリア性積層体であって、前記層は、ハロゲン原子およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも1つの基が結合した金属原子を含む少なくとも1種の化合物(L)の加水分解縮合物と、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含有する重合体の中和物と、化合物(D)とを含む組成物からなる。前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の少なくとも一部は2価以上の金属イオンで中和されている。前記化合物(L)は、前記金属原子に、ハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基を有する有機基がさらに結合した少なくとも1種の化合物(A)を含む。前記加水分解縮合物の表面には、水酸基、アルコキシ基およびハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1つの基が存在する。前記化合物(D)は、前記加水分解縮合物の表面の水酸基、アルコキシ基またはハロゲン原子と結合可能な第1の原子団と、前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基と結合可能な第2の原子団とを備える、チタン化合物および/またはジルコニウム化合物である。前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の量に対する前記化合物(D)の量の割合が、0.01〜50モル%の範囲にある。ここで、「結合する」とは、化学反応する場合、および、水素結合や配位結合を形成する場合を含む。
本発明の包装体は、上記本発明のガスバリア性積層体を用いた包装体である。
ガスバリア性積層体を製造するための本発明の方法は、(i)ハロゲン原子およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも1つの基が結合した金属原子を含む少なくとも1種の化合物(L)の加水分解縮合物と、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含有する重合体と、化合物(D)とが混合された混合液を調製する工程と、(ii)前記混合液を基材上に塗布して乾燥させることによって前記基材上に層を形成する工程と、(iii)前記層を、2価以上の金属イオンを含む溶液に接触させる工程とを含む。前記化合物(L)は、前記金属原子に、ハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基を有する有機基がさらに結合した少なくとも1種の化合物(A)を含む。前記加水分解縮合物の表面には、水酸基、アルコキシ基およびハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1つの基が存在する。前記化合物(D)は、前記加水分解縮合物の表面の水酸基、アルコキシ基またはハロゲン原子と結合可能な第1の原子団と、前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基と結合可能な第2の原子団とを備える、チタン化合物および/またはジルコニウム化合物である。前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の量に対する前記化合物(D)の量の割合が、0.01〜50モル%の範囲にある
本発明によれば、湿度に依存せずに高い酸素バリア性を発現し、透明性に優れたガスバリア性積層体が得られる。本発明によれば、レトルト処理を施したのちでも高い酸素バリア性を発現し、且つ強度が高く透明性に優れたガスバリア性積層体を得ることが可能である。このガスバリア性積層体は、本発明の製造方法によって工業的に容易に製造できる。
このガスバリア性積層体は、食品、医薬、医療器材、機械部品、衣料等の包装材料として有効に使用され、その中でも高湿条件下でのガスバリア性が要求されるような食品包装用途に特に有効に使用される。具体的には、米飯、カップラーメン、ヨーグルト、フルーツゼリー、プリン、味噌などを内容物とする容器の蓋材、宇宙食、軍事携行食などを内容物とするスパウト付きパウチ、スタンディングパウチ、真空断熱板、真空包装袋、紙容器、窓付き紙容器、ラミネートチューブ容器、医療用輸液バッグ、電子部材包装用の積層体として使用することができ、長期間に亘り内容物の変質を防ぐことができる。
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の説明において特定の機能を発現する物質として具体的な化合物を例示する場合があるが、本発明はこれに限定されない。また、例示される材料は、特に記載がない限り、単独で用いてもよいし、組み合わせて用いてもよい。
(ガスバリア性積層体)
本発明のガスバリア性積層体は、基材と、基材の少なくとも一方の面に積層された層(以下、「ガスバリア層」という場合がある)とを含むガスバリア性積層体(多層構造体)である。そのガスバリア層は、ハロゲン原子およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも1つの基が結合した金属原子を含む少なくとも1種の化合物(L)の加水分解縮合物と、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含有する重合体の中和物と、化合物(D)と、を含む組成物からなる。該少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の少なくとも一部は2価以上の金属イオンで中和されている。化合物(L)は、上記金属原子に、ハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基を有する有機基がさらに結合した少なくとも1種の化合物(A)を含む。化合物(D)は、上記加水分解縮合物の表面の基、および、上記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の両方と結合する化合物である。なお、組成物は、1種類の化合物(D)を含んでもよいし、複数種の化合物(D)を含んでもよい。
組成物中において、化合物(D)は、化合物(L)の加水分解縮合物および上記重合体の両方と結合して両者を結びつけていてもよい。別の観点では、本発明の積層体のガスバリア層は、化合物(L)の加水分解縮合物と上記重合体とに化合物(D)を結合させ、化合物(D)を介して両者をカップリングさせることによって得られた無機・有機複合体層である。
化合物(L)の金属原子は、ケイ素(Si)、アルミニウム(Al)、チタン(Ti)、ジルコニウム(Zr)、銅(Cu)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、亜鉛(Zn)、硼素(B)、ガリウム(Ga)、イットリウム(Y)、ゲルマニウム(Ge)、鉛(Pb)、リン(P)、アンチモン(Sb)、バナジウム(V)、タンタル(Ta)、タングステン(W)、ランタン(La)およびネオジム(Nd)から選択され、好ましくはSiまたはAlである。
化合物(A)の金属原子には、たとえば、ケイ素やスズ、チタンを用いることができ、好ましくはケイ素である。なお、ケイ素原子は非金属元素に分類される場合もあるが、この明細書では金属元素として扱う。この中でも、反応がコントロールしやすく安定な製品が得られ且つ入手が容易という点で、ケイ素原子が好ましい。化合物(A)の金属原子がケイ素原子である場合、当該ケイ素原子には、ハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基を有する有機基と、ハロゲン原子およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも1つの基とが結合している。本発明の効果が得られる限り、当該ケイ素原子には他の置換基が結合していてもよい。そのような他の置換基としては、たとえば、水素原子、アルキル基、アルケニル基、アリール基、アラルキル基およびアミノ基が挙げられる。
ケイ素原子を含む化合物(A)としては、たとえば、以下の式(I)で表される化合物や、アリル(クロロプロピル)ジクロロシラン、ビス(クロロメチルジメチルシロキシ)ベンゼン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)グルコンアミド、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4−ヒドロキシブチルアミドが挙げられる。
化合物(A)には、以下の化学式(I)で表される少なくとも1種の化合物を適用できる。
Si(OR1m2 n1 k4-m-n-k・・・(I)
[化学式(I)中、R1およびR2はそれぞれ独立にアルキル基を表す。X1はハロゲン原子を表す。Zはハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基を有する有機基を表す。mは0〜3の整数を表す。nは0〜2の整数を表す。kは0〜3の整数を表す。1≦m+k≦3である。1≦m+n+k≦3である。]
1およびR2は、それぞれ独立にメチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基などのアルキル基であり、好ましくは、メチル基またはエチル基である。X1が表すハロゲンとしては、例えば、塩素、臭素およびヨウ素などが挙げられ、好ましくは塩素である。
有機基Zは、ハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基で置換された炭化水素基(炭素数がたとえば1〜5程度)であってもよい。このような有機基としては、たとえば、クロロメチル基、クロロエチル基、クロロプロピル基、クロロエチルメチル基、またはこれらのクロロ基を、ブロモ基、ヨウ素基、フッ素基、メルカプト基または水酸基に変更した有機基が挙げられる。また、有機基Zは、ハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基と、アミド構造とを有する有機基であってもよい。
式(I)においてnが1または2である化合物(A)の具体例としては、たとえば、クロロメチルメチルジメトキシシラン、クロロメチルジメチルメトキシシラン、2−クロロエチルメチルジメトキシシラン、2−クロロエチルジメチルメトキシシラン、3−クロロプロピルメチルジメトキシシラン、3−クロロプロピルジメチルメトキシシラン、メルカプトメチルメチルジメトキシシラン、メルカプトメチルジメチルメトキシシラン、2−メルカプトエチルメチルジメトキシシラン、2−メルカプトエチルジメチルメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン、3−メルカプトプロピルジメチルメトキシシラン、ビス(クロロメチル)メチルクロロシランが挙げられる。また、これらの化合物のメトキシ基の部分を、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基といったアルコキシ基や塩素基とした化合物を用いてもよい。
式(I)においてnが0である化合物(A)の具体例としては、たとえば、クロロメチルトリメトキシシシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、2−クロロプロピルトリメトキシシラン、4−クロロブチルトリメトキシシラン、5−クロロペンチルトリメトキシシラン、6−クロロヘキシルトリメトキシシラン、(ジクロロメチル)ジメトキシシシラン、(ジクロロエチル)ジメトキシシラン、(ジクロロプロピル)ジメトキシシラン、(トリクロロメチル)メトキシシシラン、(トリクロロエチル)メトキシシラン、(トリクロロプロピル)メトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、2−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、4−メルカプトブチルトリメトキシシラン、5−メルカプトペンチルトリメトキシシラン、6−メルカプトヘキシルトリメトキシシラン、(ジメルカプトメチル)ジメトキシシシラン、(ジメルカプトエチル)ジメトキシシラン、(ジメルカプトプロピル)ジメトキシシラン、(トリメルカプトメチル)メトキシシシラン、(トリメルカプトエチル)メトキシシラン、(トリメルカプトプロピル)メトキシシラン、フルオロメチルトリメトキシシシラン、2−フルオロエチルトリメトキシシラン、3−フルオロプロピルトリメトキシシラン、ブロモメチルトリメトキシシシラン、2−ブロモエチルトリメトキシシラン、3−ブロモプロピルトリメトキシシラン、ヨードメチルトリメトキシシシラン、2−ヨードエチルトリメトキシシラン、3−ヨードプロピルトリメトキシシラン、(クロロメチル)フェニルトリメトキシシシラン、(クロロメチル)フェニルエチルトリメトキシシラン、1−クロロエチルトリメトキシシラン、2−(クロロメチル)アリルトリメトキシシラン、(3−クロロシクロヘキシル)トリメトキシシラン、(4−クロロシクロヘキシル)トリメトキシシラン、(メルカプトメチル)フェニルトリメトキシシシラン、(メルカプトメチル)フェニルエチルトリメトキシシラン、1−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−(メルカプトメチル)アリルトリメトキシシラン、(3−メルカプトシクロヘキシル)トリメトキシシラン、(4−メルカプトシクロヘキシル)トリメトキシシラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)グルコンアミド、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4−ヒドロキシブチルアミドが挙げられる。また、これらの化合物のメトキシ基の部分を、エトキシ基、n−プロポキシ基、iso−プロポキシ基、n−ブトキシ基、t−ブトキシ基といったアルコキシ基や塩素基とした化合物を用いてもよい。
特に、化合物(A)は、クロロメチルトリメトキシシシラン、クロロメチルトリエトキシシシラン、クロロメチルトリクロロシラン、2−クロロエチルトリメトキシシラン、2−クロロエチルトリエトキシシラン、2−クロロエチルトリクロロシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、3−クロロプロピルトリクロロシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリクロロシラン、2−メルカプトエチルトリメトキシシラン、2−メルカプトエチルトリエトキシシラン、2−メルカプトエチルトリクロロシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリクロロシラン、(クロロメチル)フェニルトリメトキシシシラン、(クロロメチル)フェニルトリエトキシシシラン、(クロロメチル)フェニルトリクロロシラン、(クロロメチル)フェニルエチルトリメトキシシラン、(クロロメチル)フェニルエチルトリエトキシシラン、(クロロメチル)フェニルエチルトリクロロシラン、(メルカプトメチル)フェニルトリメトキシシシラン、(メルカプトメチル)フェニルトリエトキシシシラン、(メルカプトメチル)フェニルトリクロロシラン、(メルカプトメチル)フェニルエチルトリメトキシシラン、(メルカプトメチル)フェニルエチルトリエトキシシラン、(メルカプトメチル)フェニルエチルトリクロロシラン、ヒドロキシメチルトリメトキシシラン、ヒドロキシエチルトリメトキシシラン、ヒドロキシプロピルトリメトキシシラン、N−(ヒドロキシエチル)−N−メチルアミノプロピルトリメトキシシラン、N−(3−トリエトキシシリルプロピル)グルコンアミド、およびN−(3−トリエトキシシリルプロピル)−4−ヒドロキシブチルアミドから選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことが好ましい。
これらの中でも、化合物(A)は、クロロメチルトリアルコキシシラン、クロロメチルトリクロロシラン、2−クロロエチルトリアルコキシシラン、2−クロロエチルトリクロロシラン、3−クロロプロピルトリアルコキシシラン、3−クロロプロピルトリクロロシラン、メルカプトメチルトリアルコキシシラン、メルカプトメチルトリクロロシラン、2−メルカプトエチルトリアルコキシシラン、2−メルカプトエチルトリクロロシラン、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシシラン、3−メルカプトプロピルトリクロロシラン、N−(3−トリアルコキシシリルプロピル)グルコンアミド、N−(3−トリアルコキシシリルプロピル)−4−ヒドロキシブチルアミドから選ばれる少なくとも1種の化合物を含むことが好ましい。これらの化合物を用いることによって、透明性に優れるガスバリア性積層体が得られる。特に好ましい化合物(A)としては、クロロメチルトリメトキシシシラン、クロロメチルトリエトキシシシラン、3−クロロプロピルトリメトキシシラン、3−クロロプロピルトリエトキシシラン、メルカプトメチルトリメトキシシラン、メルカプトメチルトリエトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリエトキシシランが挙げられる。化合物(A)としてこれらの化合物を用いることによって、ガスバリア性と透明性が共に優れるガスバリア性積層体が得られる。本発明によれば、ヘイズ値が3%以下であり透明性に優れたガスバリア性積層体を得ることが可能である。
これらの化合物(A)は、市販されているものを用いてもよいし、公知の方法で合成してもよい。
化合物(L)は、以下の化学式(II)で表される少なくとも1種の化合物(B)をさらに含んでもよい。
M(OR3q4 p-q-r2 r・・・(II)
化学式(II)中、Mは、Si、Al、Ti、Zr、Cu、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Ga、Y、Ge、Pb、P、Sb、V、Ta、W、LaまたはNdを表し、好ましくはSi、Al、TiまたはZrであり、特に好ましくはSiまたはAlである。また、化学式(II)中、R3は、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基などのアルキル基を表し、好ましくはメチル基またはエチル基である。また、化学式(II)中、X2はハロゲン原子を表す。X2が表すハロゲンとしては塩素、臭素、ヨウ素などが挙げられ、好ましくは塩素である。また、化学式(II)中、R4は、アルキル基、アラルキル基、アリール基またはアルケニル基を表す。R4が表すアルキル基としては、例えば、メチル基、エチル基、n−プロピル基、iso−プロピル基、n−ブチル基、t−ブチル基、n−オクチル基などが挙げられる。また、R4が表すアラルキル基としては、ベンジル基、フェネチル基、トリチル基などが挙げられる。また、R4が表すアリール基としては、フェニル基、ナフチル基、トリル基、キシリル基、メシチル基などが挙げられる。また、R4が表すアルケニル基としては、ビニル基やアリル基などが挙げられる。さらに、化学式(II)中、pは金属元素Mの原子価と等しい。化学式(II)中、qは0〜pの整数を表す。また、化学式(II)中、rは0〜pの整数を表し、1≦q+r≦pである。
ここで述べた化学式(II)のすべての組み合わせにおいて、Mは、SiまたはAlであってもよい。
化学式(I)および(II)において、R1とR3とは同じであってもよいし異なっていてもよい。
化合物(B)の具体例としては、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、クロロトリメトキシシラン、クロロトリエトキシシラン、ジクロロジメトキシシラン、ジクロロジエトキシシラン、トリクロロメトキシシラン、トリクロロエトキシシラン等のシリコンアルコキシド;ビニルトリクロロシラン、テトラクロロシラン、テトラブロモシラン等のハロゲン化シラン;テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、テトライソプロポキシチタン、メチルトリイソプロポキシチタン等のアルコキシチタン化合物;テトラクロロチタン等のハロゲン化チタン;トリメトキシアルミニウム、トリエトキシアルミニウム、トリイソプロポキシアルミニウム、メチルジイソプロポキシアルミニウム、トリブトキシアルミニウム、ジエトキシアルミニウムクロリド等のアルコキシアルミニウム化合物;テトラエトキシジルコニウム、テトライソプロポキシジルコニウム、メチルトリイソプロポキシジルコニウム等のアルコキシジルコニウム化合物等が挙げられる。
本発明のガスバリア性積層体のガスバリア層を構成する組成物は、化合物(L)の加水分解縮合物を含む。化合物(L)が加水分解されることによって、化合物(L)のハロゲンおよびアルコキシ基の少なくとも一部が水酸基に置換される。さらに、その加水分解物が縮合することによって、金属元素が酸素を介して結合された化合物が形成される。この縮合が繰り返されると、実質的に金属酸化物(たとえば酸化ケイ素)とみなしうる化合物となる。
ガスバリア層に含まれる、化合物(L)の加水分解縮合物は、以下で定義される縮合度Pが65〜99%であることが好ましく、70〜99%であることがより好ましく、75〜99%であることがさらに好ましい。化合物(L)の加水分解縮合物における縮合度P(%)は、以下のようにして算出されるものである。
化合物(L)の1分子中のアルコキシ基とハロゲン原子の合計数をaとする。該化合物(L)の加水分解縮合物中、縮合したアルコキシ基とハロゲン原子の合計がi(個)である化合物(L)の割合を、全化合物(L)中のyi(%)とする。このとき、iが1〜aの整数(1とaを含む)のそれぞれの値について{(i/a)×yi}を算出し、それらを加算する。すなわち、縮合度P(%)は、以下の数式で定義される。
Figure 0004865707
ガスバリア層中の化合物(L)の加水分解縮合物についての上記yiの値は、固体のNMR(DD/MAS法)等によって測定することができる。
該加水分解縮合物は、化合物(L)、化合物(L)が部分的に加水分解したもの、化合物(L)が完全に加水分解したもの、化合物(L)が部分的に加水分解・縮合したもの、化合物(L)が完全に加水分解しその一部が縮合したもの、あるいはこれらを組み合わせたものなどを原料として、たとえば公知のゾルゲル法で用いられる手法で製造できる。これらの原料は、公知の方法で製造してもよいし、市販されているものを用いてもよい。特に限定はないが、たとえば2〜10個程度の分子が加水分解、縮合して得られる縮合物を、原料として用いることができる。具体的には、たとえば、テトラメトキシシランを加水分解、縮合させて、2〜10量体の線状縮合物としたものなどを原料として用いることができる。
ガスバリア層を構成する組成物における化合物(L)の加水分解縮合物において縮合される分子の数は、加水分解・縮合に際して使用する、水の量、触媒の種類や濃度、加水分解縮合を行う温度などによって制御できる。
化合物(L)の加水分解縮合物の製造方法に特に限定はないが、ゾルゲル法の代表的な一例では、上記した原料に水と酸とアルコールとを加えることによって、加水分解および縮合を行う。
以下では、化合物(L)を金属アルコキシド(アルコキシ基が結合した金属を含む化合物)として説明する場合があるが、金属アルコキシドに代えて、ハロゲンが結合した金属を含む化合物を用いてもよい。
化合物(L)が化合物(B)を含む場合、化合物(L)に含まれる化合物(A)と化合物(B)とのモル比は、化合物(A)/化合物(B)=0.1/99.9〜40/60の範囲にあることが好ましく、0.5/99.9〜30/70の範囲にあることがより好ましく、1/99〜20/80の範囲(たとえば5/95〜20/80)にあることが最も好ましい。化合物(A)と化合物(B)とをこの比率で併用することによって、ガスバリア性、引張り強伸度などの力学的物性、外観、取り扱い性などの性能が優れるガスバリア性積層体が得られる。
ガスバリア層を構成する組成物中の化合物(L)由来の無機成分の含有率は、5〜50重量%の範囲であることが、ガスバリア性積層体のガスバリア性が良好となる観点から好ましい。この含有率は、より好ましくは10〜45重量%の範囲であり、さらに好ましくは15〜40重量%の範囲である。組成物中の無機成分の含有率は、該組成物を調製する際に使用する原料の重量から算出することができる。すなわち、化合物(L)、化合物(L)が部分的に加水分解したもの、化合物(L)が完全に加水分解したもの、化合物(L)が部分的に加水分解縮合したもの、化合物(L)が完全に加水分解し、その一部が縮合したもの、あるいはこれらを組み合わせたものなどが完全に加水分解・縮合して金属酸化物になったと仮定し、その金属酸化物の重量を算出する。そして算出された金属酸化物の重量を組成物中の無機成分の重量とみなして、無機成分の含有率を算出する。なお、後述するような金属塩、金属錯体、金属酸化物などの無機添加物を加える場合は、加えた無機添加物の重量を、そのまま無機成分の重量に合算する。金属酸化物の重量の算出をより具体的に説明すると、化学式(I)で示される化合物(A)が完全に加水分解、縮合したときには、組成式が、SiO(m+k)/22 n4-m-n-kで表される化合物となる。この化合物のうちSiO(m+k)/2の部分が金属酸化物である。ZおよびR2については、無機成分に含めず有機成分であるとみなす。また、化学式(II)で示される化合物(B)が完全に加水分解、縮合したときには、組成式が、MO(q+r)/24 p-q-rで表される化合物になる。このうち、MO(q+r)/2の部分が金属酸化物である。
ガスバリア層を構成する組成物は、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含有する重合体の中和物を含む。該組成物における、重合体の中和物の含有率は、特に限定はなく、たとえば50重量%〜95重量%の範囲とすることができる。この重合体の中和物は、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含む重合体(以下、「カルボン酸含有重合体」という場合がある)に対して、上記少なくとも1つの官能基の少なくとも一部を2価以上の金属イオンで中和することによって得られる重合体である。カルボン酸含有重合体は、重合体1分子中に、2個以上のカルボキシル基または1個以上のカルボン酸無水物基を有する。具体的には、アクリル酸単位、メタアクリル酸単位、マレイン酸単位、イタコン酸単位などの、カルボキシル基を1個以上有する構造単位を重合体1分子中に2個以上含有する重合体を用いることができる。また、無水マレイン酸単位や無水フタル酸単位などのカルボン酸無水物の構造を有する構造単位を含有する重合体を用いることもできる。カルボキシル基を1個以上有する構造単位および/またはカルボン酸無水物の構造を有する構造単位(以下、両者をまとめてカルボン酸含有単位(C)と略記する場合がある)は、1種類でもよいし、2種類以上含まれていてもよい。
また、カルボン酸含有重合体の全構造単位に占めるカルボン酸含有単位(C)の含有率を10モル%以上とすることによって、高湿度下でのガスバリア性が良好なガスバリア性積層体が得られる。この含有率は、20モル%以上であることがより好ましく、40モル%以上であることがさらに好ましく、70モル%以上(たとえば80モル%)であることが特に好ましい。なお、カルボン酸含有重合体が、カルボキシル基を1個以上含有する構造単位と、カルボン酸無水物の構造を有する構造単位の両方を含む場合、両者の合計が上記の範囲であればよい。
カルボン酸含有重合体は、カルボン酸含有単位(C)に加えて他の構造単位を含んでもよい。たとえば、カルボン酸含有重合体は、アクリル酸メチル単位、メタアクリル酸メチル単位、アクリル酸エチル単位、メタアクリル酸エチル単位、アクリル酸ブチル単位、メタアクリル酸ブチル単位といった、(メタ)アクリル酸エステル類から誘導される構造単位を含んでもよい。また、ギ酸ビニル単位や酢酸ビニル単位といった、ビニルエステル類から誘導される構造単位を含んでもよい。また、スチレン単位やp−スチレンスルホン酸単位を含んでもよい。また、エチレン単位、プロピレン単位およびイソブチレン単位といった、オレフィン類から誘導される構造単位を含んでもよい。カルボン酸含有重合体が、2種以上の構造単位を含有する場合、該カルボン酸含有重合体は、交互共重合体の形態、ランダム共重合体の形態、ブロック共重合体の形態、さらにはグラジエント型の共重合体の形態のいずれであってもよい。
カルボン酸含有重合体の好ましい例としては、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリ(アクリル酸/メタクリル酸)を挙げることができる。カルボン酸含有重合体は、1種類であってもよいし、2種類以上の重合体の混合物であってもよい。たとえば、ポリアクリル酸およびポリメタクリル酸から選ばれる少なくとも1種の重合体を用いてもよい。また、上記した他の構造単位を含有する場合の具体例としては、エチレン−無水マレイン酸共重合体、スチレン−無水マレイン酸共重合体、イソブチレン−無水マレイン酸交互共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エチル共重合体のケン化物などが挙げられる。
カルボン酸含有重合体の分子量に特に制限はない。得られるガスバリ性積層体のガスバリア性が優れる点、および落下衝撃強さなどの力学的物性が優れる点から、数平均分子量が5,000以上であることが好ましく、10,000以上であることがより好ましく、20,000以上であることがさらに好ましい。カルボン酸含有重合体の分子量の上限は特に制限がないが、一般的には1,500,000以下である。
また、カルボン酸含有重合体の分子量分布に特に制限はない。ガスバリア性積層体の表面外観、および後述する混合液(S)の貯蔵安定性などが良好となる観点から、重量平均分子量/数平均分子量の比で表されるカルボン酸含有重合体の分子量分布は、1〜6の範囲であることが好ましく、1〜5の範囲であることがより好ましく、1〜4の範囲であることがさらに好ましい。
本発明のガスバリア性積層体のガスバリア層を構成する重合体は、カルボン酸含有重合体のカルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基(以下、官能基(F)という場合がある)の少なくとも一部を2価以上の金属イオンで中和して得られる。換言すれば、この重合体は、2価以上の金属イオンで中和されたカルボキシル基を含む。
ガスバリア層を構成する重合体は、官能基(F)に含まれる−COO−基のたとえば10モル%以上(たとえば15モル%以上)が、2価以上の金属イオンで中和されている。なお、カルボン酸無水物基は、−COO−基を2つ含んでいるとみなす。すなわち、aモルのカルボキシル基とbモルのカルボン酸無水物基とが存在する場合、それに含まれる−COO−基は、全体で(a+2b)モルである。官能基(F)に含まれる−COO−基のうち、2価以上の金属イオンで中和されている割合は、好ましくは20モル%以上であり、より好ましくは30モル%以上であり、さらに好ましくは40モル%以上であり、特に好ましくは50モル%以上(たとえば60モル%以上)である。官能基(F)に含まれる−COO−基のうち、2価以上の金属イオンで中和されている割合の上限は、特に制限はないが、たとえば、95モル%以下とすることができる。カルボン酸含有重合体中のカルボキシル基および/またはカルボン酸無水物基が2価以上の金属イオンで中和されることによって、本発明のガスバリア性積層体は、乾燥条件下および高湿条件下の双方において、良好なガスバリア性を示す。
官能基(F)の中和度(イオン化度)は、ガスバリア性積層体の赤外吸収スペクトルをATR(全反射測定)法で測定するか、または、ガスバリア性積層体からガスバリア層をかきとり、その赤外吸収スペクトルをKBr法で測定することによって求めることができる。中和前(イオン化前)のカルボキシル基またはカルボン酸無水物基のC=O伸縮振動に帰属されるピークは1600cm-1〜1850cm-1の範囲に観察され、中和(イオン化)された後のカルボキシル基のC=O伸縮振動は1500cm-1〜1600cm-1の範囲に観察されるため、赤外吸収スペクトルにおいて両者を分離して評価することができる。具体的には、それぞれの範囲における最大の吸光度からその比を求め、予め作成した検量線を用いてガスバリア性積層体におけるガスバリア層を構成する重合体のイオン化度を算出することができる。なお、検量線は、中和度が異なる複数の標準サンプルについて赤外吸収スペクトルを測定することによって作成できる。
官能基(F)を中和する金属イオンは2価以上であることが重要である。官能基(F)が未中和または後述する1価のイオンのみによって中和されている場合には、良好なガスバリア性を有する積層体が得られない。ただし、2価以上の金属イオンに加えて少量の1価のイオン(陽イオン)で官能基(F)が中和されている場合には、ガスバリア性積層体のヘイズが低減して表面の外観が良好となる。このように、本発明は、カルボン酸含有重合体の官能基(F)が2価以上の金属イオンと1価のイオンとの双方で中和される場合を含む。2価以上の金属イオンとしては、たとえば、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、2価の鉄イオン、3価の鉄イオン、亜鉛イオン、2価の銅イオン、鉛イオン、2価の水銀イオン、バリウムイオン、ニッケルイオン、ジルコニウムイオン、アルミニウムイオン、チタンイオンなどを挙げることができる。たとえば、2価以上の金属イオンとして、カルシウムイオン、マグネシウムイオンおよび亜鉛イオンから選ばれる少なくとも1つのイオンを用いてもよい。
本発明においては、カルボン酸含有重合体の官能基(F)(カルボキシル基および/またはカルボン酸無水物)に含まれる−COO−基の0.1〜10モル%が、1価のイオンで中和されていてもよい。通常、1価のイオンで中和することによって組成物の透明性は向上する。ただし、1価のイオンによる中和度が高すぎる場合には、ガスバリア性積層体のガスバリア性が低下したり組成物溶液の安定性が低下する場合がある。1価イオンによる官能基(F)の中和度は、0.5〜5モル%の範囲であることがより好ましく、0.7〜3モル%の範囲であることがさらに好ましい。1価のイオンとしては、たとえば、アンモニウムイオン、ピリジニウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオン、リチウムイオンなどが挙げられ、アンモニウムイオンが好ましい。
化合物(D)は、加水分解縮合物の表面の基、および、カルボン酸含有重合体に含まれる−COO−基の両方と結合可能な化合物である。化合物(D)が結合する、加水分解縮合物の表面の基としては、水酸基、アルコキシ基およびハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1つの基が挙げられ、たとえばシラノール基中の水酸基である。
加水分解縮合物および重合体の両方と化合物(D)とが結合することによって、加水分解縮合物と重合体とが、化合物(D)を介して結合される。
化合物(D)は、たとえば、加水分解縮合物の表面の水酸基、アルコキシ基またはハロゲン原子と結合可能な第1の原子団と、カルボン酸含有重合体に含まれる−COO−基と結合可能な第2の原子団とを備える、チタン化合物および/またはジルコニウム化合物である。ここで、第1の原子団と第2の原子団とは、同じ原子団であってもよいし、異なる原子団であってもよい。
化合物(D)は、テトライソプロポキシチタン、テトラノルマルブトキシチタン、ブトキシチタンダイマー、テトラ(2−エチルヘキシロキシ)チタン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタン、チタンアセチルアセトネート、チタンテトラアセチルアセトネート、ポリチタンアセチルアセトネート、チタンエチルアセトアセテート、チタンオクタンジオレート、乳酸チタン、チタントリエタノールアミネート、ポリヒドロキシチタンステアレート等のチタン化合物であってもよい。また、化合物(D)は、ジルコニウムノルマルプロピレート、ジルコニウムノルマルブチレート、ジルコニウムテトラアセチルアセトネート、ジルコニウムモノアセチルアセトネート、ジルコニウムビスアセチルアセトネート、ジルコニウムモノエチルアセトアセテート、ジルコニウムアセチルアセトネートビスエチルアセトアセトネート、ジルコニウムアセテート、ジルコニウムトリブトキシステアレート、塩化酸化ジルコニウム8水和物等の有機ジルコニウム化合物であってもよい。
これらの中でも、アルコキシチタン(特にテトラアルコキシチタン)は化合物(D)として好ましく用いられる。テトラアルコキシチタンとしては、たとえば、テトライソプロポキシチタン、テトラノルマルブトキシチタン、テトラメトキシチタン、テトラエトキシチタンが挙げられる。
カルボン酸含有重合体の−COO−基の量に対する化合物(D)の量の割合は、好ましくは0.01〜50モル%の範囲であり、より好ましくは0.05〜10モル%の範囲であり、さらに好ましくは0.1〜5モル%の範囲である。化合物(D)の割合が0.01モル%より少ないと、ガスバリア性積層体の耐水性が劣る。一方、この割合が50モル%より多いと、ガスバリア性が低下することに加え、組成物の溶液の粘度が高くなる傾向にある。そのため、この割合が50モル%より多いと、組成物の溶液を塗布して層を形成することが困難になる場合がある。
典型的な一例では、化合物(L)がチタン化合物およびジルコニウム化合物を含まず、化合物(D)がチタン化合物および/またはジルコニウム化合物である。たとえば、化合物(L)がケイ素化合物およびアルミニウム化合物であり、化合物(D)がチタン化合物および/またはジルコニウム化合物であってもよい。また、化合物(L)がケイ素化合物であり、化合物(D)がチタン化合物であってもよい。
また、ガスバリア層を構成する組成物は、本発明の効果が得られる限り、炭酸塩、塩酸塩、硝酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、硫酸水素塩、リン酸塩、ホウ酸塩、アルミン酸塩のような無機酸金属塩;シュウ酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、ステアリン酸塩のような有機酸金属塩;チタノセンなどのシクロペンタジエニル金属錯体やシアノ金属錯体等の金属錯体;層状粘土化合物、架橋剤、ポリアルコール類またはそれ以外の高分子化合物、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤等を含有していてもよい。また、ガスバリア層を構成する組成物は、上記金属アルコキシドを湿式で加水分解、縮合して製造した金属酸化物の微粉末;金属アルコキシドを乾式で加水分解、縮合又は燃焼して調製した金属酸化物の微粉末;水ガラスから調製したシリカ微粉末などを含有していてもよい。
本発明のガスバリア性積層体におけるガスバリア層を構成する組成物に、ポリアルコール類を含有させることによって、ガスバリア性積層体の表面外観が良好となる。より具体的には、ポリアルコール類を含有させることによって、ガスバリア性積層体の製造時に、ガスバリア層にクラックが発生しにくくなり、表面外観が良好なガスバリア性積層体が得られる。
本発明に用いるそのようなポリアルコール類とは、分子内に少なくとも2個以上の水酸基を有する化合物であって、低分子量の化合物から高分子量の化合物までを包含する。好ましくは、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルの部分けん化物、エチレン−ビニルアルコール共重合体、ポリエチレングリコール、ポリヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、でんぷんなどの多糖類、でんぷんなどの多糖類から誘導される多糖類誘導体などの高分子量化合物である。
上記したポリアルコール類の使用量は、カルボン酸含有重合体/ポリアルコール類の重量比が10/90〜99.5/0.5の範囲であることが好ましい。該重量比は、より好ましくは30/70〜99/1、さらに好ましくは50/50〜99/1、最も好ましくは70/30〜98/2の範囲である。
本発明のガスバリア性積層体では、基材の少なくとも一方の面に、上記した化合物(L)の加水分解縮合物とカルボキシル基含有重合体の中和物とを含む組成物からなるガスバリア層が形成される。このガスバリア層は、基材の一方の面のみに形成されていてもよいし、両方の面に形成されてもよい。基材の両方の面にガスバリア層を形成した積層体は、他のフィルムを貼り合わせるなどの後加工がしやすいという利点がある。
ガスバリア層の厚さは特に制限されないが、0.1μm〜100μmの範囲にあることが好ましい。0.1μmよりも薄い場合には、ガスバリア性積層体のガスバリア性が不十分となる場合がある。また、100μmよりも厚い場合には、ガスバリア性積層体の加工時、運搬時、使用時にガスバリア層にクラックが入り易くなる場合がある。ガスバリア層の厚さは、0.1μm〜50μmの範囲であることがより好ましく、0.1μm〜20μmの範囲であることがさらに好ましい。
本発明のガスバリア性積層体を構成する基材としては、様々な材料からなる基材を用いることができる。たとえば、熱可塑性樹脂フィルムや熱硬化性樹脂フィルムといったフィルム;布帛や紙類等の繊維集合体;木材;金属酸化物や金属などからなる所定形状のフィルムを用いることができる。中でも熱可塑性樹脂フィルムは、食品包装材料に用いられるガスバリア性積層体の基材として特に有用である。なお、基材は複数の材料からなる多層構成のものであってもよい。
熱可塑性樹脂フィルムとしては、たとえば、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレート、ポリブチレンテレフタレートやこれらの共重合体などのポリエステル系樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ナイロン12などのポリアミド系樹脂;ポリスチレン、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、ポリアリレート、再生セルロース、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、アイオノマー樹脂等を成形加工したフィルムを挙げることができる。食品包装材料に用いられる積層体の基材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン6、またはナイロン66からなるフィルムが好ましい。
本発明のガスバリア性積層体は、基材およびガスバリア層に加えて、他の層(たとえば熱可塑性樹脂フィルムや紙)を含んでもよい。このような他の層を加えることによって、ガスバリア性積層体にヒートシール性を付与したり、ガスバリア性積層体の力学的物性を向上させたりすることができる。
基材に熱可塑性樹脂フィルムを用いる場合の本発明のガスバリア性積層体の具体例を以下に示す。
本発明のガスバリア性積層体の構成は、たとえば、ガスバリア層/ポリエステル/ポリアミド/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリエステル/ガスバリア層/ポリアミド/ポリオレフィン、ポリエステル/ガスバリア層/ポリアミド/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリアミド/ポリエステル/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリアミド/ガスバリア層/ポリエステル/ポリオレフィン、ポリアミド/ガスバリア層/ポリエステル/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリオレフィン/ポリアミド/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリオレフィン/ガスバリア層/ポリアミド/ポリオレフィン、ポリオレフィン/ガスバリア層/ポリアミド/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリオレフィン/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリオレフィン/ガスバリア層/ポリオレフィン、ポリオレフィン/ガスバリア層/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリエステル/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリエステル/ガスバリア層/ポリオレフィン、ポリエステル/ガスバリア層/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリアミド/ポリオレフィン、ガスバリア層/ポリアミド/ガスバリア層/ポリオレフィン、ポリアミド/ガスバリア層/ポリオレフィン、ガスバリア/ポリエステル/紙、ガスバリア層/ポリアミド/紙、ガスバリア層/ポリオレフィン/紙などである。ガスバリア性積層体のヒートシール性や力学的特性などの観点からは、ポリオレフィンとしてはポリプロピレンまたはポリエチレンが好ましく、ポリエステルとしてはポリエチレンテレフタレート(PET)が好ましく、ポリアミドとしてはナイロン6が好ましい。なお、必要に応じて、各層の間に、アンカーコート層や接着剤層といった他の層を設けてもよい。
本発明のガスバリア性積層体は、高いガスバリア性を示す。本発明によれば、20℃85%RH雰囲気における酸素透過度が、1.0cc/m2・day・atm以下の積層体を得ることが可能である。
フィルムの滑り性は、印刷やラミネート等の後加工における工程通過性や、ハンドリングに影響を与える重要な特性である。滑り性が悪いと、ロールにタッチした時や巻取り時に発生するシワが消えにくく、折れジワなどの外観不良が生じ易い。また滑り性が悪いとフィルムが蛇行し易くなり、安定した巻取りが出来ないばかりか、最悪の場合ロールへ巻きついてフィルムが破れ、装置が停止して生産性が大きく低下する。本発明の積層体は、優れた滑り性を発現することが可能であり、上述したようなトラブルを未然に回避することが出来る。
(ガスバリア性積層体の製造方法)
以下、ガスバリア性積層体を製造するための本発明の方法について説明する。この方法によれば、本発明のガスバリア性積層体を容易に製造できる。本発明の製造方法に用いられる材料、および積層体の構成は、上述したものと同様であるので、重複する部分については説明を省略する場合がある。
本発明の製造方法は、(i)ハロゲン原子およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも1つの基が結合した金属原子を含む少なくとも1種の化合物(L)の加水分解縮合物と、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含有する重合体と、化合物(D)とが混合された混合液(以下、混合液(S)という場合がある)を調製する工程を含む。これらは溶媒中で混合される。上述したように、化合物(L)は、金属原子にハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基を有する有機基がさらに結合した少なくとも1種の化合物(A)を含む。また、化合物(D)は、加水分解縮合物の表面の基、および、上記重合体の少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の両方と結合する化合物である。工程(i)で用いられる重合体は、上述したカルボン酸含有重合体である。
工程(i)において、化合物(L)の加水分解縮合物と化合物(D)とを混合したのち、さらにカルボン酸含有重合体を混合して混合液(S)を得ることが好ましい。まず、加水分解縮合物を調製し、これと化合物(D)とを混合することによって、化合物(D)が加水分解縮合物の表面の基と結合する。次に、重合体を添加することによって、加水分解縮合物の表面に結合した化合物(D)と重合体の−COO−基とが結合する。その結果、加水分解縮合物と重合体とが化合物(D)を介して結合される。
上述したように、化合物(L)としては、たとえば、化学式(I)で表される化合物や、化学式(II)で表される化合物などが用いられる。化合物(L)の加水分解縮合物の材料としては、化合物(L)が部分的に加水分解したもの、化合物(L)が完全に加水分解したもの、化合物(L)が部分的に加水分解縮合したもの、および、化合物(L)が完全に加水分解し、その一部が縮合したものから選ばれる少なくとも1つの金属元素含有化合物(以下では、「化合物(L)系成分」という場合がある。)を用いることができる。
なお、混合液(S)に含まれるカルボン酸含有重合体においては、上述したように、官能基(F)に含まれる−COO−基の一部(たとえば0.1〜10モル%)が1価のイオンによって中和されていてもよい。
次に、(ii)混合液(S)を基材上に塗布して乾燥させることによって基材上に層を形成する。混合液(S)の乾燥は、混合液(S)に含まれる溶媒を除去することによって実施することができる。
次に、(iii)基材上に形成した層を、2価以上の金属イオンを含む溶液に接触させる(以下、この工程を「イオン化工程」という場合がある)。この工程によって、層中のカルボン酸含有重合体に含まれる官能基(F)(カルボン酸および/またはカルボン酸無水物)の少なくとも一部が2価の金属イオンで中和される。このとき、2価の金属イオンで中和される割合(イオン化度)は、金属イオンを含む溶液の温度、金属イオン濃度、および金属イオンを含む溶液への浸漬時間といった条件を変更することによって調整できる。
上述したように、工程(iii)において、官能基(F)に含まれる−COO−基の10モル%以上を2価以上の金属イオンで中和することが好ましい。
イオン化工程は、たとえば、形成した層に2価以上の金属イオンを含む溶液を吹きつけたり、基材と基材上の層とをともに2価以上の金属イオンを含む溶液に浸漬したりすることによって行うことができる。
なお、以下では、イオン化工程前の積層体を積層体(A)といい、イオン化工程後の積層体を積層体(B)という場合がある。
混合液(S)の調製方法の一例について以下に説明する。この一例では、カルボン酸含有重合体の溶液と、化合物(L)の加水分解縮合物の分散液とが、別々に調製される。
カルボン酸含有重合体を溶解させるために使用される溶媒は、カルボン酸含有重合体の種類に応じて選択すればよい。たとえば、ポリアクリル酸やポリメタクリル酸などの水溶性の重合体の場合には、水が好適である。イソブチレン−無水マレイン酸共重合体やスチレン−無水マレイン酸共重合体などの重合体の場合には、アンモニア、水酸化ナトリウムや水酸化カリウムなどのアルカリ性物質を含有する水が好適である。また、溶媒は、カルボン酸含有重合体の溶解の妨げにならない限り、メタノール、エタノール等のアルコール類;テトラヒドロフラン、ジオキサン、トリオキサン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、n−ブチルセロソルブ等のグリコール誘導体;グリセリン;アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジメトキシエタンなどを含んでもよい。
化合物(L)の加水分解縮合物は、化合物(L)系成分、酸触媒、水および必要に応じて有機溶媒を含む反応系中において、化合物(L)系成分を加水分解、縮合させることによって得られる。具体的には、公知のゾルゲル法で用いられている手法を適用できる。化合物(L)系成分として、化合物(L)を用いると、ガスバリア性がより高いガスバリア積層体が得られる。
加水分解・縮合反応に用いられる酸触媒としては、公知の酸触媒を用いることができ、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、p−トルエンスルホン酸、安息香酸、酢酸、乳酸、酪酸、炭酸、シュウ酸、マレイン酸等を用いることができる。その中でも塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、乳酸、酪酸が特に好ましい。酸触媒の好ましい使用量は、使用する触媒の種類によって異なるが、化合物(L)系成分の金属原子1モルに対して、1×10-5〜10モルの範囲であることが好ましく、1×10-4〜5モルの範囲であることがより好ましく、5×10-4〜1モルの範囲であることがさらに好ましい。酸触媒の使用量がこの範囲にある場合、ガスバリア性が高いガスバリア性積層体が得られる。
また、加水分解・縮合反応における水の好ましい使用量は、化合物(L)系成分の種類によって異なるが、化合物(L)系成分のアルコキシ基またはハロゲン原子(両者が混在する場合はその合計)1モルに対して、0.05〜10モルの範囲であることが好ましく、0.1〜4モルの範囲であることがより好ましく、0.2〜3モルの範囲であることがさらに好ましい。水の使用量がこの範囲にある場合、得られるガスバリア性積層体のガスバリア性が特に優れる。なお、加水分解・縮合反応において、塩酸のように水を含有する成分を使用する場合には、その成分によって導入される水の量も考慮して水の使用量を決定することが好ましい。
さらに、加水分解・縮合反応の反応系においては、必要に応じて有機溶媒を使用してもよい。使用される有機溶媒は化合物(L)系成分が溶解する溶媒であれば特に限定されない。たとえば、有機溶媒として、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ノルマルプロパノール等のアルコール類が好適に用いられ、化合物(L)系成分が含有するアルコキシ基と同種の分子構造(アルコキシ成分)を有するアルコールがより好適に用いられる。具体的には、テトラメトキシシランに対してはメタノールが好ましく、テトラエトキシシランに対してはエタノールが好ましい。有機溶媒の使用量は、特に限定されないが、化合物(L)系成分の濃度が1〜90重量%、より好ましくは10〜80重量%、さらに好ましくは10〜60重量%となる量であることが好ましい。
反応系中において化合物(L)系成分の加水分解、縮合を行う際に、反応系の温度は必ずしも限定されるものではないが、通常2〜100℃の範囲であり、好ましくは4〜60℃の範囲であり、さらに好ましくは6〜50℃の範囲である。反応時間は触媒の量、種類等の反応条件に応じて相違するが、通常0.01〜60時間の範囲であり、好ましくは0.1〜12時間の範囲であり、より好ましくは0.1〜6時間の範囲である。また、反応系の雰囲気は、必ずしも限定されるものではなく、空気雰囲気、二酸化炭素雰囲気、窒素気流下、アルゴン雰囲気といった雰囲気を採用することができる。
加水分解・縮合反応において、化合物(L)系成分は、全量を一度に反応系に添加してもよいし、少量ずつ何回かに分けて反応系に添加してもよい。いずれの場合でも、化合物(L)系成分の使用量の合計が、上記の好適な範囲を満たしていることが好ましい。加水分解・縮合反応によって調製されるオリゴマー(加水分解縮合物)は、上記の縮合度Pで表示すると25〜60%程度の縮合度を有していることが好ましい。
化合物(L)の加水分解縮合物の分散液には、化合物(D)が添加される。化合物(D)は、通常、化合物(D)の溶液の形態で添加される。化合物(D)の溶液の溶媒は、化合物(D)を安定に希釈可能であるものならば特に制限はなく、例えばメタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類などが用いられる。
次に、化合物(D)が添加された分散液と、カルボン酸含有重合体の溶液とを混合し、混合液(S)を得る。混合液(S)の保存安定性、および得られるガスバリア性積層体のガスバリア性の観点から、混合液(S)のpHは1.0〜7.0の範囲であることが好ましく、1.0〜6.0の範囲であることがより好ましく、1.5〜4.0の範囲であることがさらに好ましい。
混合液(S)のpHは、公知の方法で調整でき、たとえば、塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、酢酸、酪酸、硫酸アンモニウム等の酸性化合物や水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、トリメチルアミン、ピリジン、炭酸ナトリウム、酢酸ナトリウム等の塩基性化合物を添加することによって調整できる。このとき、溶液中に1価の陽イオンをもたらす塩基性化合物を用いると、カルボン酸含有重合体のカルボキシル基および/またはカルボン酸無水物基の一部を1価のイオンで中和することができるという効果が得られる。
混合液(S)の粘度が上記範囲内になるように調整するには、例えば、固形分の濃度を調整する、pHを調整する、カルボキシメチルセルロース、でんぷん、ベントナイト、トラガカントゴム、ステアリン酸塩、アルギン酸塩、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどの粘度調節剤を添加するといった方法を用いることができる。
また、基材への混合液(S)の塗工を容易にするために、混合液(S)の安定性が阻害されない範囲で、混合液(S)に均一に混合することができる有機溶剤を混合液(S)に添加してもよい。添加可能な有機溶剤としては、たとえば、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどの低級アルコール;テトラヒドロフラン、ジオキサン、トリオキサン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルビニルケトン、メチルイソプロピルケトン等のケトン類;エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、n−ブチルセロソルブ等のグリコール誘導体;グリセリン;アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジメトキシエタンなどが挙げられる。
また、本発明の効果が得られる限り、混合液(S)は、炭酸塩、塩酸塩、硝酸塩、炭酸水素塩、硫酸塩、硫酸水素塩、リン酸塩、ホウ酸塩、アルミン酸塩のような無機酸金属塩;シュウ酸塩、酢酸塩、酒石酸塩、ステアリン酸塩のような有機酸金属塩;チタノセンなどのシクロペンタジエニル金属錯体やシアノ金属錯体等の金属錯体;層状粘土化合物、架橋剤、上述したポリアルコール類、及びそれ以外の高分子化合物、可塑剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤等を含んでいてもよい。また、混合液(S)は、上記金属アルコキシドを湿式で加水分解、重縮合して製造した金属酸化物の微粉末;金属アルコキシドを乾式で加水分解、重縮合又は燃焼して調製した金属酸化物の微粉末;水ガラスから調製したシリカ微粉末などを含んでいてもよい。
なお、混合液(S)に添加するポリアルコール類の量は、カルボン酸含有重合体/ポリアルコール類の重量比が10/90〜99.5/0.5の範囲であることが好ましい。該重量比の範囲は、より好ましくは30/70〜99/1、さらに好ましくは50/50〜99/1、最も好ましくは70/30〜98/2である。
調製された混合液(S)は、基材の少なくとも一方の面に塗工される。混合液(S)を塗工する前に、基材の表面を公知のアンカーコーティング剤で処理するか、基材の表面に公知の接着剤を塗布してもよい。混合液(S)を基材に塗工する方法は、特に限定されず、公知の方法を用いることができる。好ましい方法としては、たとえば、キャスト法、ディッピング法、ロールコーティング法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、リバースコート法、スプレーコート法、キットコート法、ダイコート法、メタリングバーコート法、チャンバードクター併用コート法、カーテンコート法などが挙げられる。
混合液(S)を基材上に塗工した後、混合液(S)に含まれる溶媒を除去することによって、イオン化工程前の積層体(積層体(A))が得られる。溶媒の除去の方法は特に制限がなく、公知の方法を適用できる。具体的には、熱風乾燥法、熱ロール接触法、赤外線加熱法、マイクロ波加熱法などの方法を単独で、または組み合わせて適用できる。乾燥温度は、基材の流動開始温度よりも15〜20℃以上低く、かつカルボン酸含有重合体の熱分解開始温度よりも15〜20℃以上低い温度であれば特に制限されない。乾燥温度は、80℃〜200℃の範囲が好ましく、100〜180℃の範囲がより好ましく、110〜180℃の範囲がさらに好ましい。溶媒の除去は、常圧下または減圧下のいずれで実施してもよい。
上記の工程によって得られる積層体(A)を2価以上の金属イオンを含む溶液(以下、溶液(MI)という場合がある)に接触させること(イオン化工程)によって、本発明のガスバリア性積層体が得られる。なお、イオン化工程は、本発明の効果を損なわない限り、どのような段階で行ってもよい。たとえば、イオン化工程は、包装材料の形態に加工する前あるいは加工した後に行ってもよいし、さらに包装材料中に内容物を充填して密封した後に行ってもよい。
溶液(MI)は、溶解によって2価以上の金属イオンを放出する化合物(多価金属化合物)を、溶媒に溶解させることによって調製できる。溶液(MI)を調製する際に使用する溶媒としては、水を使用することが望ましいが、水と混和しうる有機溶媒と水との混合物であってもよい。そのような溶媒としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、イソプロパノールなどの低級アルコール;テトラヒドロフラン、ジオキサン、トリオキサン等のエーテル類;アセトン、メチルエチルケトン、メチルビニルケトン、メチルイソプロピルケトン等のケトン類;エチレングリコール、プロピレングリコール等のグリコール類;メチルセロソルブ、エチルセロソルブ、n−ブチルセロソルブ等のグリコール誘導体;グリセリン;アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、スルホラン、ジメトキシエタン等の有機溶媒を挙げることができる。
多価金属化合物としては、本発明のガスバリア性積層体に関して例示した金属イオン(すなわち2価以上の金属イオン)を放出する化合物を用いることができる。たとえば、酢酸カルシウム、水酸化カルシウム、塩化カルシウム、硝酸カルシウム、炭酸カルシウム、酢酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、塩化マグネシウム、炭酸マグネシム、酢酸鉄(II)、塩化鉄(II)、酢酸鉄(III)、塩化鉄(III)、酢酸亜鉛、塩化亜鉛、酢酸銅(II)、酢酸銅(III)、酢酸鉛、酢酸水銀(II)、塩化バリウム、硫酸バリウム、硫酸ニッケル、硫酸鉛、塩化ジルコニウム、硝酸ジルコニウム、硫酸アルミニウム、カリウムミョウバン(KAl(SO42)、硫酸チタン(IV)などを用いることができる。多価金属化合物は、1種類のみを用いても、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。好ましい多価金属化合物としては、酢酸カルシウム、水酸化カルシウム、酢酸マグネシウム、酢酸亜鉛が挙げられる。
溶液(MI)における多価金属化合物の濃度は、特に制限されないが、好ましくは5×10-4重量%〜50重量%の範囲であり、より好ましくは1×10-2重量%〜30重量%の範囲であり、さらに好ましくは1重量%〜20重量%の範囲である。
溶液(MI)に積層体(A)を接触させる際において、溶液(MI)の温度は、特に制限されないが、温度が高いほどカルボキシル基含有重合体のイオン化速度が速い。好ましい温度は、たとえば30〜140℃の範囲であり、好ましくは40℃〜120℃の範囲であり、さらに好ましくは50℃〜100℃の範囲である。
溶液(MI)に積層体(A)を接触させた後、その積層体に残留した溶媒を除去することが望ましい。溶媒の除去の方法は、特に制限がなく、公知の方法を適用できる。具体的には、熱風乾燥法、熱ロール接触法、赤外線加熱法、マイクロ波加熱法といった乾燥法を単独で、または2種以上を組み合わせて適用できる。溶媒の除去を行う温度は、基材の流動開始温度よりも15〜20℃以上低く、かつカルボン酸含有重合体の熱分解開始温度よりも15〜20℃以上低い温度であれば特に制限されない。乾燥温度は、好ましくは80〜200℃の範囲であり、より好ましくは100〜180℃の範囲であり、さらに好ましくは110〜180℃の範囲である。溶媒の除去は、常圧下または減圧下のいずれで実施してもよい。
また、ガスバリア性積層体の表面の外観を損なわないためには、溶媒の除去を行う前または後に、積層体の表面に付着した過剰の多価金属化合物を除去することが好ましい。多価金属化合物を除去する方法としては、多価金属化合物が溶解していく溶剤を用いた洗浄が好ましい。多価金属化合物が溶解していく溶剤としては、溶液(MI)に用いることができる溶媒を用いることができ、溶液(MI)の溶媒と同一のものを用いることが好ましい。
本発明の製造方法では、積層体(A)または(B)に対して熱処理を施してもよい。熱処理は、塗工された混合液(S)の溶媒の除去がほぼ終了した後であれば、どの段階で行ってもよいが、イオン化工程を行う前の積層体(すなわち積層体(A))を熱処理することによって、表面の外観が良好なガスバリア性積層体が得られる。熱処理の温度は、好ましくは50℃〜250℃の範囲であり、より好ましくは60〜230℃の範囲であり、さらに好ましくは80℃〜210℃の範囲である。熱処理は、空気中、窒素雰囲気下、アルゴン雰囲気下などで実施することができる。
本発明の方法では、混合液(S)に化合物(D)が添加されている。化合物(D)を添加することによって、熱処理の条件を低温化および短時間化することが可能となる。たとえば、高品質な外観を有する積層体を得るためには200℃以上の温度で熱処理することが必要な組成物に化合物(D)を添加することによって、180℃以下の温度の熱処理で同等の外観を有する積層体を得ることが可能となる場合がある。
また、本発明の製造方法では、積層体(A)または(B)に、紫外線を照射してもよい。紫外線照射は、塗工された混合液(S)の溶媒の除去がほぼ終了した後であれば、いつ行ってもよい。その方法は、特に限定されず、公知の方法を適用できる。照射する紫外線の波長は、170〜250nmの範囲であることが好ましく、170〜190nmの範囲及び/又は230〜250nmの範囲であることがより好ましい。また、紫外線照射に代えて、電子線やγ線などの放射線の照射を行ってもよい。
熱処理と紫外線照射は、どちらか一方のみを行ってもよいし、両者を併用してもよい。熱処理及び/又は紫外線照射を行うことによって、積層体のガスバリア性能がより高度に発現する場合がある。
本発明のガスバリア性積層体は、酸素、水蒸気、炭酸ガス、窒素等の気体に対して優れたバリア性を有し、その優れたバリア性を高湿度条件下でも屈曲条件に晒された後でも高度に保持し得る。さらに、レトルト処理を施したのちでも、優れたガスバリア性を示す。このように、本発明のガスバリア性積層体は、湿度等の環境条件に左右されない良好なガスバリア性を有し、屈曲条件に晒された後でも高いガスバリア性を示すため、様々な用途に適用できる。たとえば、本発明のガスバリア性積層体は、食品用包装材料(特にレトルト食品用包装材料)として特に有用である。また、本発明のガスバリア積層体は、農薬や医薬などの薬品、精密材料などの産業資材、および衣料などを包装するための包装材料として用いることもできる。
以下に、実施例を挙げて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されない。
以下の実施例における測定および評価は、次に示す(1)〜(8)の方法によって実施した。なお、測定方法および評価方法についての以下の説明で用いられる略称の説明は、後述する場合がある。また、測定結果および評価結果については、実施例および比較例の説明のあとに掲載する表に記載する。
(1)酸素バリア性
ガスバリア層/AC/OPETという構造を有する積層体について、酸素透過量測定装置(モダンコントロール社製「MOCON OX−TRAN10/50」)を用いて酸素透過度を測定した。具体的には、酸素供給側にガスバリア層が向き、キャリアガス側にOPETが向くように積層体をセットし、温度20℃、酸素圧1気圧、キャリアガス圧力1気圧の条件下で、酸素透過度(単位:cc/m2・day・atm)を測定した。このとき、湿度を85%RHとし、酸素供給側とキャリアガス側とを同一の湿度とした。
(2)レトルト処理後の酸素バリア性
ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(サイズ:12cm×12cm)を2枚作製した。そして、その2枚をガスバリア層が外側になるように重ねあわせたのち、積層体の3辺をその端から5mmまでヒートシールした。ヒートシールされた2枚の積層体の間に蒸留水80gを注入したのち、残された第4辺を同様にヒートシールした。このようにして、蒸留水が中に入ったパウチを作製した。
次に、そのパウチを、水道水で満たされたオートクレーブ中に浸漬し、120℃、30分の条件でレトルト処理を施した。レトルト処理後、加熱を停止し、内部温度が60℃になった時点で、オートクレーブからパウチを取り出し、20℃、85%RHの室内でパウチを1時間放置した。その後、ヒートシールされた部分をはさみで切り取り,ガスバリア性積層体の表面に付着した水を紙タオルで軽く押し付けるように拭き取った。その後、20℃、85%RHの室内にパウチを1週間放置し、得られた積層体の酸素透過度を測定することによって、レトルト処理後の酸素バリア性を評価した。
酸素透過度は、酸素透過量測定装置(モダンコントロール社製「MOCON OX−TRAN10/50」)を用いて測定した。具体的には、酸素供給側にガスバリア層が向きキャリアガス側にPPが向くように積層体をセットし、温度20℃、酸素供給側の湿度85%RH、キャリアガス側の湿度100%RH、酸素圧1気圧、キャリアガス圧力1気圧の条件下で酸素透過度(単位:cc/m2・day・atm)を測定した。なお、レトルト処理に用いた水道水中のカルシウム金属の濃度は15ppmであった。
(3)透明性(ヘイズ)
上記の(1)酸素バリア性の評価用に作製した積層体について、ヘイズメータ(株式会社村上色彩技術研究所、HR−100)を用いてJIS K 7105の方法に基づいてヘイズ値を測定した。
ヘイズ値[(拡散光線透過率/全光線透過率)×100]は、材料の透明性を評価する代表的な指標として用いられている。通常、ヘイズ値が小さいほど材料の透明性が高いといえる。ヘイズ値がどの程度以下であれば十分に透明であるといえるかは、用途によって判断基準が異なるため一概には決められない。けれども、ヘイズ値が3%以下であれば、かなり高度な透明性が必要とされる用途にも好適に適用できる。
(4)金属イオンによるカルボキシル基の中和度(イオン化度)
上記の(1)酸素バリア性の評価用に作製した積層体について、フーリエ変換赤外分光光度計(株式会社島津製作所製、8200PC)を用いて、ATR(全反射測定)のモードで、ガスバリア層に含まれるC=O伸縮振動のピークを観察した。イオン化前のカルボン酸含有重合体のカルボキシル基のC=O伸縮振動に帰属されるピークは1600cm-1〜1850cm-1の範囲に観察され、イオン化された後のカルボキシル基のC=O伸縮振動は1500cm-1〜1600cm-1の範囲に観察された。そして、それぞれの範囲における最大の吸光度からその比を算出し、その比と予め下記の方法で作成した検量線とを用いてイオン化度を求めた。
[検量線の作成]
数平均分子量150,000のポリアクリル酸を蒸留水に溶解し、所定量の水酸化ナトリウムでカルボキシル基を中和した。得られたポリアクリル酸の中和物の水溶液を、基材上に、イオン化度の測定の対象となる積層体のガスバリア層と同じ厚さになるようにコートし、乾燥させた。基材には、2液型のアンカーコート剤(三井武田ケミカル株式会社製、タケラック3210(商品名)およびタケネートA3072(商品名)、以下ACと略記することがある)を表面にコートした延伸PETフィルム(東レ株式会社製、ルミラー(商品名)。厚さ12μm。以下、「OPET」と略記することがある)を用いた。このようにして、カルボキシル基の中和度が、0〜100モル%間で10モル%ずつ異なる11種類の標準サンプル[積層体(ポリアクリル酸の中和物からなる層/AC/OPET)]を作製した。これらのサンプルについて、フーリエ変換赤外分光光度計(島津製作所製、8200PC)を用いて、ATR(全反射測定)のモードで、赤外吸収スペクトルを測定した。そして、ポリアクリル酸の中和物からなる層に含まれるC=O伸縮振動に対応する2つのピーク、すなわち、1600cm-1〜1850cm-1の範囲に観察されるピークと1500cm-1〜1600cm-1の範囲に観察されるピークとについて、吸光度の最大値の比を算出した。そして、算出した比と、各標準サンプルのイオン化度とを用いて検量線を作成した。
(5)無機成分含有率
イオン化処理前のガスバリア層の無機成分含有率を、上述した方法、すなわち仕込み原料の重量から算出する方法で算出した。
(6)スリップ角の測定(滑り性評価)
ガスバリア層/AC/OPETという構造を有する積層体を、23℃50%RHに調整した部屋に1週間以上置いて調湿した。この積層体から、スリップ板(SUS製、23.6×10.5×0.2cm)を包み込める大きさの積層体1枚と、スレッド(SUS製、4×3×1cm、重さ91.9281g)を包み込める大きさの積層体5枚とを切り出した。
次に、スリップ板とスレッドの両方に、それぞれを包むように積層体を貼り付け、セロハンテープで固定した。次に、スリップ板をスリップ角測定装置のステージに固定した。この装置は、毎秒2.9度の速度でステージの傾斜を変化させることができる装置である。次に、スリップ板の上に、積層体同士が接触するようにスレッドを置いた。スリップ板が地表に対して水平になるようにステージを調整し、そのときのスリップ角を0度とした。そして、ステージを毎秒2.9度の速度で傾斜させ、スレッドが滑り始めた角度を読み取った。次に、ステージを角度0度に戻し、スレッドに装着している積層体を付け替え、残りの4枚の積層体の測定を行った。5回の測定の平均値を算出し、該積層体のスリップ角とした。積層体の滑り性が良好であるほど、スリップ角が小さくなる。
(7)剥離強度の測定
(7−1)レトルト処理前の剥離強度
OPET/AC/ガスバリア層/接着剤(1)/ONy/接着剤(2)/PPの構成の積層体を作製し、この積層体を幅15mmに切断した。ガスバリア層と接着剤(1)との間を剥離面として、T型剥離強度を引張速度250mm/分で測定した。
(7−2)レトルト処理後の剥離強度
OPET/AC/ガスバリア層/接着剤(1)/ONy/接着剤(2)/PPの構成の積層体を作製し、該積層体を25mm×150mmに切断した。別途、2枚ポリプロピレン層(40mm×200mm)を重ねあわせたのち、その3辺をその端から5mmまでヒートシールしたパウチを作製した。該パウチの中に、上述した積層体を入れ、更に蒸留水を注入して積層体が水で完全に浸っている状態にした後、パウチ内のエアーを抜きながら、第4辺を同様にヒートシールした。このようにして、蒸留水に浸漬した積層体が中に入ったパウチを作製した。
次に、そのパウチを、水道水で満たされたオートクレーブ中に浸漬し、120℃、30分の条件でレトルト処理を施した。レトルト処理後、加熱を停止し、内部温度が60℃になった時点で、オートクレーブからパウチを取り出し、23℃、50%RHに調湿された部屋でパウチを1時間放置した。その後、ヒートシールされた部分をはさみで切り取り,ガスバリア性積層体を取り出して、表面に付着した水を紙タオルで軽く押し付けるように拭き取った。その後、この積層体を幅15mmに切断した。ガスバリア層と接着剤(1)の間を剥離面として、T型剥離強度を引張速度250mm/分で測定した。
(8)イオン化後の表面外観
上記(1)酸素バリア性の評価用に作製した積層体について、目視によって、透明性や、ガスバリア層の表面状態(凹凸、クラック等の有無)を観察した。凹凸、クラック等が発生していない場合については、「良好(A)」と判定し、発生している場合については、「不良(B)」と判定した。
<実施例1>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.8重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.60重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、チタンテトライソプロポキシドの10重量%イソプロパノール溶液12.3重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水173重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液625重量部を速やかに添加し、混合液(S1)を得た。
一方、2液型のアンカーコート剤(三井武田ケミカル株式会社製:タケラックA−626(商品名)およびタケネートA−50(商品名))を、延伸PETフィルム(OPET)上にコートし、乾燥させることによってアンカーコート層を有する基材(AC/OPET)を作製した。この基材のアンカーコート層上に、乾燥後の厚さが2μmになるようにバーコーターによって混合液(S1)をコートしたのち、80℃で2分間乾燥し、さらに、乾燥空気中において180℃で5分間熱処理を施した。このようにして、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(1)を得た。そのガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、濃度が2重量%となるように酢酸カルシウムを蒸留水に溶解して酢酸カルシウムの水溶液を調製し、この水溶液(MI−1)を80℃に保温した。そして、この水溶液(80℃)に、積層体(1)を約5秒浸漬した。浸漬後、該積層体を取り出して、蒸留水で該積層体の表面を洗浄し、その後、80℃で5分間乾燥した。このようにして、ガスバリア層/AC/OPETという構造を有する本発明の積層体(B−1)を得た。該積層体(B−1)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の75モル%がカルシウムイオンで中和されていた。このようにして得られた積層体(B−1)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について、上述した方法で評価した。
さらに、延伸ナイロンフィルム(ユニチカ株式会社製、エンブレム(商品名)、厚さ15μm、以下ONyと略記することがある)、及びポリプロピレンフィルム(トーセロ株式会社製、RXC−18(商品名)、厚さ50μm、以下PPと略記することがある)上に、それぞれ2液型の接着剤(三井武田ケミカル株式会社製、A−385(商品名)およびA−50(商品名))をコートして乾燥したものを準備し、上記積層体(B−1)とラミネートした。このようにして、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−1−1)を得た。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体を用い、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<実施例2>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.8重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.60重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、乳酸チタンの10重量%イソプロパノール溶液9.90重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水173重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液625重量部を速やかに添加し、混合液(S2)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(S2)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(2)を作製した。積層体(2)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(2)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(B−2)を得た。積層体(B−2)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の80モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(B−2)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(B−2)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−2−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<実施例3>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.8重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.60重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、チタンアセチルアセトネートの10重量%イソプロパノール溶液15.8重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水173重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液625重量部を速やかに添加し、混合液(S3)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(S3)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(3)を作製した。積層体(3)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(3)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(B−3)を得た。積層体(B−3)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の77モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(B−3)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(B−3)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−3−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<実施例4>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.8重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.60重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、塩化酸化ジルコニウム8水和物の10重量%水溶液14.0重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水173重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液625重量部を速やかに添加し、混合液(S4)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(S4)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(4)を作製した。積層体(4)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(4)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(B−4)を得た。積層体(B−4)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の75モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(B−4)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(B−4)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−4−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<実施例5>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.8重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.60重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、チタンテトライソプロポキシドの10重量%イソプロパノール溶液7.41重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水173重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液625重量部を速やかに添加し、混合液(S5)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(S5)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(5)を作製した。積層体(5)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(5)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(B−5)を得た。積層体(B−5)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の78モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(B−5)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(B−5)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−5−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<実施例6>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.8重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.60重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、チタンテトライソプロポキシドの10重量%イソプロパノール溶液2.47重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水173重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液625重量部を速やかに添加し、混合液(S6)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(S6)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(6)を作製した。積層体(6)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(6)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(B−6)を得た。積層体(B−6)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の81モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(B−6)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(B−6)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−6−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<実施例7>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.8重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.60重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、チタンテトライソプロポキシドの10重量%イソプロパノール溶液37.0重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水173重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液625重量部を速やかに添加し、混合液(S7)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(S7)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(7)を作製した。積層体(7)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(7)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(B−7)を得た。積層体(B−7)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の70モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(B−7)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(B−7)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−7−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<実施例8>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)87.7重量部をメタノール89.0重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)1.32重量部を溶解した後、蒸留水5.90重量部と0.1Nの塩酸14.6重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、チタンテトライソプロポキシドの10重量%イソプロパノール溶液12.7重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水156重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液645重量部を速やかに添加し、混合液(S8)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(S8)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(8)を作製した。積層体(8)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(8)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(B−8)を得た。積層体(B−8)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の85モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(B−8)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(B−8)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−8−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<実施例9>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)70.9重量部をメタノール97.3重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)26.4重量部を溶解した後、蒸留水6.07重量部と0.1Nの塩酸15.0重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、チタンテトライソプロポキシドの10重量%イソプロパノール溶液10.9重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水234重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液550重量部を速やかに添加し、混合液(S9)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(S9)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(9)を作製した。積層体(9)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(9)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(B−9)を得た。積層体(B−9)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の65モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(B−9)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(B−9)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−9−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<実施例10>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.9重量部に溶解し、続いて3−クロロプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.68重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルに、チタンテトライソプロポキシドの10重量%イソプロパノール溶液12.6重量部を加え、10℃で5分間攪拌した。次に、ゾルを蒸留水162重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液636重量部を速やかに添加し、混合液(S10)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(S10)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(10)を作製した。積層体(10)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(10)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(B−10)を得た。積層体(B−10)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の83モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(B−10)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(B−10)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(B−10−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<比較例1>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.8重量部に溶解し、続いて3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.60重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルを蒸留水173重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液625重量部を速やかに添加し、混合液(SC1)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(SC1)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(C1)を作製した。積層体(C1)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(C1)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して比較例の積層体(BC−1)を得た。積層体(B−11)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の85モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(BC−1)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(BC−1)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(BC−1−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
<比較例2>
数平均分子量150,000のポリアクリル酸(PAA)を蒸留水で溶解し、水溶液中の固形分濃度が10重量%であるポリアクリル酸水溶液を得た。
次に、テトラメトキシシラン(TMOS)84.2重量部をメタノール90.9重量部に溶解し、続いて3−クロロプロピルトリメトキシシラン(チッソ株式会社製)6.68重量部を溶解した後、蒸留水5.93重量部と0.1Nの塩酸14.7重量部とを加えてゾルを調製し、これを攪拌しながら10℃で1時間、加水分解および縮合反応を行った。得られたゾルを蒸留水162重量部で希釈した後、攪拌しながら上記10重量%ポリアクリル酸水溶液636重量部を速やかに添加し、混合液(SC2)を得た。
次に、混合液(S1)の代わりに混合液(SC2)を用いることを除いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層(2μm)/AC/OPET(12μm)という構造を有する積層体(12)を作製した。積層体(C2)におけるガスバリア層は、無色透明で外観が非常に良好であった。
次に、積層体(C2)に対して、実施例1と同じ条件で、酢酸カルシウム水溶液(MI−1)を用いてイオン化処理を行った。次いで、過剰の酢酸カルシウムを蒸留水で洗浄して除去し、その後、80℃で5分間乾燥して本発明の積層体(BC−2)を得た。積層体(BC−2)について、ガスバリア層中のポリアクリル酸のカルボキシル基の中和度を上記の方法によって測定した。その結果、カルボキシル基の88モル%がカルシウムイオンで中和されていた。また、積層体(BC−2)のイオン化後の外観、酸素透過度、ヘイズ、スリップ角、および無機成分含有率について上述した方法で評価した。
さらに、積層体(BC−2)を用いて、実施例1と同じ方法で、ガスバリア層/AC/OPET/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体(BC−2−1)を作製した。同様に、OPET/AC/ガスバリア層/接着剤/ONy/接着剤/PPという構造を有する積層体を作製した。該積層体について、レトルト処理前後の剥離強度、およびレトルト処理後の酸素透過度を上述した方法で評価した。
各サンプルの構成を表1に示す。
Figure 0004865707
各サンプルの評価結果を表2に示す。
Figure 0004865707
表2に示すように、化合物(D)を用いた本発明の積層体は、積層体を比較的低温(180℃)で処理しているにもかかわらず、イオン化後の外観が良好で、レトルト処理後の剥離強度が高かった。また、本発明の積層体は、比較例の積層体に比べてスリップ角が小さかった。
以上、本発明の実施の形態について例を挙げて説明したが、本発明は、上記実施の形態に限定されず本発明の技術的思想に基づき他の実施形態に適用することができる。
本発明は、その意図および本質的な特徴から逸脱しない限り、他の実施形態に適用しうる。この明細書に開示されている実施形態は、あらゆる点で説明的なものであってこれに限定されない。本発明の範囲は、上記説明ではなく添付したクレームによって示されており、クレームと均等な意味および範囲にあるすべての変更はそれに含まれる。
本発明は、ガスバリア性が要求される積層体およびその製造方法に適用できる。本発明のガスバリア性積層体は、特に、湿度にかかわらず高い酸素バリア性を示し、レトルト処理を施した後でも高い酸素バリア性を示す。このため、本発明のガスバリア性積層体は、食品、医薬、医療器材、機械部品、衣料等の包装材料として有効に使用され、高湿度下におけるガスバリア性が要求されるような食品包装用途に特に有効に使用される。具体的には、米飯、カップラーメン、ヨーグルト、フルーツゼリー、プリン、味噌などを内容物とする容器の蓋材、宇宙食、軍事携行食などを内容物とするスパウト付きパウチ、スタンディングパウチ、真空断熱板、真空包装袋、紙容器、窓付き紙容器、ラミネートチューブ容器、医療用輸液バッグ、電子部材包装用の積層体として使用することができ、長期間に亘り内容物の変質を防ぐことができる。

Claims (18)

  1. 基材と、前記基材の少なくとも一方の面に積層された層とを含み、
    前記層は、ハロゲン原子およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも1つの基が結合した金属原子を含む少なくとも1種の化合物(L)の加水分解縮合物と、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含有する重合体の中和物と、化合物(D)と、を含む組成物からなり、
    前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の少なくとも一部が2価以上の金属イオンで中和されており、
    前記化合物(L)は、前記金属原子に、ハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基を有する有機基がさらに結合した少なくとも1種の化合物(A)を含み、
    前記加水分解縮合物の表面には、水酸基、アルコキシ基およびハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1つの基が存在し、
    前記化合物(D)は、前記加水分解縮合物の表面の水酸基、アルコキシ基またはハロゲン原子と結合可能な第1の原子団と、前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基と結合可能な第2の原子団とを備える、チタン化合物および/またはジルコニウム化合物であり、
    前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の量に対する前記化合物(D)の量の割合が、0.01〜50モル%の範囲にある、ガスバリア性積層体。
  2. 前記金属原子がケイ素原子である請求項1に記載のガスバリア性積層体。
  3. 前記化合物(A)が、以下の化学式(I)で示される請求項1に記載のガスバリア性積層体。
    Si(OR1m2 n1 k4-m-n-k・・・(I)
    [化学式(I)中、R1およびR2はそれぞれ独立にアルキル基を表す。X1はハロゲン原子を表す。Zはハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基を有する有機基を表す。mは0〜3の整数を表す。nは0〜2の整数を表す。kは0〜3の整数を表す。1≦m+k≦3である。1≦m+n+k≦3である。]
  4. 前記化合物(A)が、クロロメチルトリアルコキシシラン、クロロメチルトリクロロシラン、2−クロロエチルトリアルコキシシラン、2−クロロエチルトリクロロシラン、3−クロロプロピルトリアルコキシシラン、3−クロロプロピルトリクロロシラン、メルカプトメチルトリアルコキシシラン、メルカプトメチルトリクロロシラン、2−メルカプトエチルトリアルコキシシラン、2−メルカプトエチルトリクロロシラン、3−メルカプトプロピルトリアルコキシシラン、3−メルカプトプロピルトリクロロシラン、N−(3−トリアルコキシシリルプロピル)グルコンアミド、N−(3−トリアルコキシシリルプロピル)−4−ヒドロキシブチルアミドから選ばれる少なくとも1種の化合物を含む請求項1に記載のガスバリア性積層体。
  5. 20℃85%RH雰囲気における酸素透過速度が1.0cc/m2・day・atm以下である請求項1に記載のガスバリア性積層体。
  6. ヘイズ値が3%以下である請求項1に記載のガスバリア性積層体。
  7. 前記化合物(L)が、以下の化学式(II)で表される少なくとも1種の化合物(B)をさらに含む請求項1に記載のガスバリア性積層体。
    M(OR3q4 p-q-r2 r・・・(II)
    [化学式(II)中、MはSi、Al、Ti、Zr、Cu、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Ga、Y、Ge、Pb、P、Sb、V、Ta、W、LaまたはNdを表す。R3はアルキル基を表す。R4はアルキル基、アラルキル基、アリール基またはアルケニル基を表す。X2はハロゲン原子を表す。pは金属元素Mの原子価と等しい。qは0〜pの整数を表す。rは0〜pの整数を表す。また、1≦q+r≦pである。]
  8. 前記化合物(L)に含まれる前記化合物(A)と前記化合物(B)とのモル比が、前記化合物(A)/前記化合物(B)=0.1/99.9〜40/60である請求項7に記載のガスバリア性積層体。
  9. 前記組成物中における前記化合物(L)由来の無機成分の含有率が、5〜50重量%の範囲である請求項7に記載のガスバリア性積層体。
  10. 前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の10モル%以上が、前記金属イオンによって中和されている請求項1に記載のガスバリア性積層体。
  11. 前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の0.1〜10モル%が、1価のイオンによって中和されている請求項1に記載のガスバリア性積層体。
  12. 前記重合体が、ポリアクリル酸およびポリメタクリル酸から選ばれる少なくとも1種の重合体である請求項1に記載のガスバリア性積層体。
  13. 前記化合物(D)がテトラアルコキシチタンである請求項1に記載のガスバリア性積層体。
  14. 請求項1に記載のガスバリア性積層体を用いた包装体。
  15. (i)ハロゲン原子およびアルコキシ基から選ばれる少なくとも1つの基が結合した金属原子を含む少なくとも1種の化合物(L)の加水分解縮合物と、カルボキシル基およびカルボン酸無水物基から選ばれる少なくとも1つの官能基を含有する重合体と、化合物(D)とが混合された混合液を調製する工程と、
    (ii)前記混合液を基材上に塗布して乾燥させることによって前記基材上に層を形成する工程と、
    (iii)前記層を、2価以上の金属イオンを含む溶液に接触させる工程と、を含み、
    前記化合物(L)は、前記金属原子に、ハロゲン原子、メルカプト基および水酸基から選ばれる少なくとも1つの特性基を有する有機基がさらに結合した少なくとも1種の化合物(A)を含み、
    前記加水分解縮合物の表面には、水酸基、アルコキシ基およびハロゲン原子からなる群より選ばれる少なくとも1つの基が存在し、
    前記化合物(D)は、前記加水分解縮合物の表面の水酸基、アルコキシ基またはハロゲン原子と結合可能な第1の原子団と、前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基と結合可能な第2の原子団とを備える、チタン化合物および/またはジルコニウム化合物であり、
    前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の量に対する前記化合物(D)の量の割合が、0.01〜50モル%の範囲にある、ガスバリア性積層体の製造方法。
  16. 前記(iii)の工程において、前記少なくとも1つの官能基に含まれる−COO−基の10モル%以上を前記2価以上の金属イオンで中和する、請求項15に記載のガスバリア性積層体の製造方法。
  17. 前記(i)の工程において、前記加水分解縮合物と前記化合物(D)とを混合したのち、さらに前記重合体を混合して前記混合液を得る、請求項15に記載のガスバリア性積層体の製造方法。
  18. 前記化合物(D)がテトラアルコキシチタンである請求項15に記載のガスバリア性積層体の製造方法。
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Families Citing this family (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2595513T3 (es) * 2003-12-03 2016-12-30 Kuraray Co., Ltd. Laminado de barrera frente a gases y artículo envasado, y método para producir un laminado de barrera frente a gases
CN101184610A (zh) * 2005-01-24 2008-05-21 特莫瓦克有限公司 抽空隔热板
ES2468222T3 (es) * 2005-03-25 2014-06-16 Kuraray Co., Ltd. Recipiente de papel
JP5118843B2 (ja) * 2006-12-07 2013-01-16 マツモトファインケミカル株式会社 表面処理剤
EP2266793B1 (en) * 2008-04-09 2013-11-27 Kuraray Co., Ltd. Laminate having gas barrier properties, and manufacturing method therefor
EP2266794B1 (en) * 2008-04-09 2014-05-07 Kuraray Co., Ltd. Gas barrier layered product and method for producing the same
EP2361841B1 (en) * 2008-11-05 2014-06-18 Kuraray Co., Ltd. Formed product
CN102001486B (zh) * 2009-08-28 2014-01-15 翁文桂 一种阻隔性叠层聚合物薄膜包装材料
AU2010304617B2 (en) * 2009-10-08 2015-07-02 Kuraray Co., Ltd. Layered product, packaging material and formed product using the same, and method for producing the layered product
JP5889568B2 (ja) 2011-08-11 2016-03-22 メルク、パテント、ゲゼルシャフト、ミット、ベシュレンクテル、ハフツングMerck Patent GmbH 酸化タングステン膜形成用組成物およびそれを用いた酸化タングステン膜の製造法
HUE031522T2 (en) 2012-12-06 2017-07-28 Mayr Melnhof Karton Ag Process for producing coated packaging material and packaging material with at least one barrier layer for hydrophobic compounds
US9315636B2 (en) * 2012-12-07 2016-04-19 Az Electronic Materials (Luxembourg) S.A.R.L. Stable metal compounds, their compositions and methods
US9201305B2 (en) 2013-06-28 2015-12-01 Az Electronic Materials (Luxembourg) S.A.R.L. Spin-on compositions of soluble metal oxide carboxylates and methods of their use
US9296922B2 (en) * 2013-08-30 2016-03-29 Az Electronic Materials (Luxembourg) S.A.R.L. Stable metal compounds as hardmasks and filling materials, their compositions and methods of use
US9409793B2 (en) 2014-01-14 2016-08-09 Az Electronic Materials (Luxembourg) S.A.R.L. Spin coatable metallic hard mask compositions and processes thereof
US9499698B2 (en) 2015-02-11 2016-11-22 Az Electronic Materials (Luxembourg)S.A.R.L. Metal hardmask composition and processes for forming fine patterns on semiconductor substrates
KR20190131143A (ko) * 2015-03-17 2019-11-25 닛토덴코 가부시키가이샤 작용기화된 그래핀 배리어 부재
WO2018181900A1 (ja) * 2017-03-31 2018-10-04 大日本印刷株式会社 ガスバリア積層体、及び該積層体からなるガスバリア包装材料とピロー包装袋
US11042091B2 (en) 2017-09-06 2021-06-22 Merck Patent Gmbh Spin-on inorganic oxide containing composition useful as hard masks and filling materials with improved thermal stability
CN112063244B (zh) * 2020-07-31 2022-04-15 中国乐凯集团有限公司 一种阻隔层用涂布液、制备及其阻隔膜

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002326303A (ja) * 2001-04-27 2002-11-12 Nippon Shokubai Co Ltd 気体バリア性積層フィルム
JP2002371245A (ja) * 2001-06-14 2002-12-26 Nippon Shokubai Co Ltd 紫外線カットガスバリア用コーティング剤
JP2003292713A (ja) * 2002-04-01 2003-10-15 Rengo Co Ltd ガスバリア性樹脂組成物及びこれから成形されるガスバリア性フィルム
WO2003091317A1 (en) * 2002-04-23 2003-11-06 Kureha Chemical Industry Company, Limited Film and process for producing the same
WO2005053954A1 (ja) * 2003-12-03 2005-06-16 Kuraray Co., Ltd. ガスバリア性積層体および包装体ならびにガスバリア性積層体の製造方法

Family Cites Families (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5730745A (en) 1980-07-30 1982-02-19 Toyo Soda Mfg Co Ltd Adherent resin composition
JPH0764367B2 (ja) 1985-09-12 1995-07-12 凸版印刷株式会社 マイクロ波加熱調理済食品
EP0240571B1 (en) 1985-09-12 1991-06-05 Toppan Printing Co., Ltd. Microwave-heated cooked foods
JPS6294834A (ja) 1985-10-19 1987-05-01 Asahi Optical Co Ltd ストロボ閃光器
CA2040638A1 (en) * 1990-04-20 1991-10-21 Gedeon I. Deak Barrier materials useful for packaging
JPH07118543A (ja) 1993-10-21 1995-05-09 Kansai Shin Gijutsu Kenkyusho:Kk ガスバリア性組成物およびその用途
JP3329580B2 (ja) 1994-05-16 2002-09-30 大日本印刷株式会社 チューブ容器胴部用積層シート
JP2880654B2 (ja) 1994-08-04 1999-04-12 亨 山本 バリアー性積層フィルムおよびその製造方法
SE504524C2 (sv) 1995-07-03 1997-02-24 Tetra Laval Holdings & Finance Förpackningslaminat som kan värmebehandlas i fuktig atmosfär
JPH09239911A (ja) 1996-03-07 1997-09-16 Toyo Seikan Kaisha Ltd 多層ラミネートフイルム製蓋材
JP3312842B2 (ja) 1996-03-28 2002-08-12 株式会社細川洋行 酸素遮断性透明包装材料及び袋体
JP3792802B2 (ja) 1996-10-18 2006-07-05 松下冷機株式会社 真空断熱体
JP3801319B2 (ja) 1996-12-27 2006-07-26 株式会社クレハ 樹脂組成物及びそれからなるガスバリヤー性フィルム
JPH10194273A (ja) 1997-01-10 1998-07-28 Nario Tanaka 透明窓のある液体用紙容器
JP4144042B2 (ja) 1997-03-06 2008-09-03 東洋製罐株式会社 ガス遮断性プラスチック包材とその製造方法
JPH11129380A (ja) 1997-10-29 1999-05-18 Toppan Printing Co Ltd ラミネートチューブ容器
JP4372858B2 (ja) 1998-02-19 2009-11-25 大日本印刷株式会社 窓付き紙容器
JPH11257574A (ja) 1998-03-10 1999-09-21 Sumitomo Chem Co Ltd 真空断熱材
JP3387814B2 (ja) 1998-03-10 2003-03-17 株式会社日本触媒 ガスバリア性表面処理樹脂成形体
JP2000233478A (ja) 1998-12-18 2000-08-29 Tokuyama Corp 積層フィルム
JP2001310425A (ja) * 2000-04-27 2001-11-06 Unitika Ltd ガスバリア性フィルム
US6773758B2 (en) * 2000-05-17 2004-08-10 Kaneka Corporation Primer composition and bonding method
JP3940250B2 (ja) 2000-05-22 2007-07-04 三菱化学株式会社 ポリアミド樹脂製包装・容器体
JP2002138109A (ja) 2000-07-28 2002-05-14 Kuraray Co Ltd ビニルアルコール系重合体組成物の製造方法
JP2002294153A (ja) 2001-04-02 2002-10-09 Nippon Shokubai Co Ltd 表面被覆成形体
JP2003054537A (ja) 2001-08-09 2003-02-26 Dainippon Printing Co Ltd 窓付き紙容器
JP2003112719A (ja) 2001-10-10 2003-04-18 Toppan Printing Co Ltd 耐熱水性紙容器
JP2003191364A (ja) 2001-10-17 2003-07-08 Toppan Printing Co Ltd ガスバリアフィルム積層体
JP2004217766A (ja) * 2003-01-14 2004-08-05 Rengo Co Ltd ガスバリア性組成物及びこれを用いたガスバリア性フィルム
JP2004314563A (ja) 2003-04-21 2004-11-11 Toppan Printing Co Ltd ガスバリアフィルム積層体
JP4241206B2 (ja) 2003-06-17 2009-03-18 大日本印刷株式会社 無菌米飯充填包装容器用蓋材およびそれを使用した無菌包装米飯
JP2005040489A (ja) 2003-07-25 2005-02-17 Fuji Seal International Inc 輸液バッグ及びその包装体

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002326303A (ja) * 2001-04-27 2002-11-12 Nippon Shokubai Co Ltd 気体バリア性積層フィルム
JP2002371245A (ja) * 2001-06-14 2002-12-26 Nippon Shokubai Co Ltd 紫外線カットガスバリア用コーティング剤
JP2003292713A (ja) * 2002-04-01 2003-10-15 Rengo Co Ltd ガスバリア性樹脂組成物及びこれから成形されるガスバリア性フィルム
WO2003091317A1 (en) * 2002-04-23 2003-11-06 Kureha Chemical Industry Company, Limited Film and process for producing the same
WO2005053954A1 (ja) * 2003-12-03 2005-06-16 Kuraray Co., Ltd. ガスバリア性積層体および包装体ならびにガスバリア性積層体の製造方法
JP4365826B2 (ja) * 2003-12-03 2009-11-18 株式会社クラレ ガスバリア性積層体および包装体ならびにガスバリア性積層体の製造方法

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