JP5098447B2 - Method for producing gas barrier laminate and gas barrier laminate - Google Patents

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Description

本発明は、酸素等の影響により劣化を受け易い、食品、飲料、薬品、医薬品、電子部品等の精密金属部品の包装材料、ボイル、レトルト殺菌等の高温熱水条件下での処理(加熱殺菌)を必要とするガスバリア性積層体(例えばフィルムないしシート状)の製造方法および得られるガスバリア性積層体に関する。   The present invention is susceptible to deterioration due to the influence of oxygen and the like, and is processed under high-temperature hot water conditions such as packaging materials for precision metal parts such as foods, beverages, medicines, pharmaceuticals, and electronic parts, boil, retort sterilization, etc. The present invention relates to a method for producing a gas barrier laminate (for example, a film or a sheet) and a gas barrier laminate obtained.

従来、ガスバリア性重合体としてポリ(メタ)アクリル酸やポリビニルアルコールに代表される分子内に親水性の高い高水素結合性基を含有する重合体が用いられてきた。しかしながら、これら重合体からなるフィルムは、乾燥条件下においては、非常に優れた酸素等のガスバリア性を有する一方で、高湿度条件下においては、その親水性に起因して酸素等のガスバリア性が大きく低下するという問題やガスバリア性積層体の湿度や熱水に対する耐性が劣るという問題があった。   Conventionally, a polymer containing a highly hydrophilic high hydrogen bonding group in a molecule represented by poly (meth) acrylic acid or polyvinyl alcohol has been used as a gas barrier polymer. However, films made of these polymers have very excellent gas barrier properties such as oxygen under dry conditions, while they have gas barrier properties such as oxygen due to their hydrophilicity under high humidity conditions. There was a problem that the gas barrier laminate had poor resistance to humidity and hot water.

これらの問題を解決するために、国際公開第WO03/091317号(特許文献1)には支持体上にポリカルボン酸系重合体層と多価金属化合物含有層とを隣接させて積層し、層間反応により、ポリカルボン酸系重合体の多価金属塩とすることが開示されており、このようにして得られるガスバリア性積層体は、高湿度条件下でも高い酸素ガスバリア性を有することが開示されている。   In order to solve these problems, in International Publication No. WO03 / 091317 (Patent Document 1), a polycarboxylic acid polymer layer and a polyvalent metal compound-containing layer are laminated adjacent to each other on a support. It is disclosed that a polyvalent metal salt of a polycarboxylic acid polymer is obtained by the reaction, and that the gas barrier laminate obtained in this way has a high oxygen gas barrier property even under high humidity conditions. ing.

他方、上記特許文献1のガスバリア性フィルムに含まれるようなポリカルボン酸系重合体層と多価金属化合物含有層との隣接構造なしにガスバリア層を形成する方法として、基材上に、加水分解性金属化合物の加水分解縮合物と、ポリカルボン酸系重合体とを含む組成物の層を形成し、この組成物層を、多価金属イオン溶液に浸漬して、ガスバリア性積層体を製造する方法も提案されている(特許文献2)。得られるガスバリア層は、主にポリカルボン酸系重合体の中和物からなる海層と、主に加水分解性金属化合物の加水分解縮合物からなる島相とを有する海−島微細構造を有することが特徴とされている。   On the other hand, as a method for forming a gas barrier layer without an adjacent structure of a polycarboxylic acid polymer layer and a polyvalent metal compound-containing layer as contained in the gas barrier film of Patent Document 1, hydrolysis is performed on a substrate. A layer of a composition containing a hydrolytic condensate of a functional metal compound and a polycarboxylic acid polymer is formed, and this composition layer is immersed in a polyvalent metal ion solution to produce a gas barrier laminate. A method has also been proposed (Patent Document 2). The obtained gas barrier layer has a sea-island microstructure having a sea layer mainly composed of a neutralized product of a polycarboxylic acid polymer and an island phase mainly composed of a hydrolysis condensate of a hydrolyzable metal compound. It is characterized.

これに対し、本出願人は、α,β−不飽和カルボン酸単量体と、そのカルボキシル基の10〜90%を中和する量の多価金属イオンを溶解ないし分散して含有される重合性組成物を基材上に塗布し、重合することによりガスバリア性を形成したガスバリア性積層体の製造方法(特許文献3)を開発している。これにより、上記特許文献1のガスバリア性フィルムに含まれるようなポリカルボン酸系重合体層と多価金属化合物含有層との隣接構造を含まず、また上記特許文献2に記載されているガスバリア性フィルム製造におけるような多価金属化合物によるポリカルボン酸系重合体層の浸漬によるイオン化処理が不要な簡便なガスバリア性積層体の製造に成功している。   On the other hand, the applicant of the present invention is a polymerization containing an α, β-unsaturated carboxylic acid monomer and a dissolved or dispersed polyvalent metal ion in an amount that neutralizes 10 to 90% of the carboxyl group. The manufacturing method (patent document 3) of the gas-barrier laminated body which apply | coated the property composition on the base material and formed gas barrier property by superposing | polymerizing is developed. Thereby, it does not include the adjacent structure of the polycarboxylic acid-based polymer layer and the polyvalent metal compound-containing layer as included in the gas barrier film of Patent Document 1, and the gas barrier property described in Patent Document 2 above. The present inventors have succeeded in producing a simple gas barrier laminate that does not require ionization treatment by immersion of a polycarboxylic acid polymer layer with a polyvalent metal compound as in film production.

しかしながら、包装材料等として用いられるガスバリア性積層体に対する要求は過酷なものがあり、例えば、ボイル、レトルト殺菌等の高温熱水処理に耐え、且つ包装工程中あるいは包装製品の運搬中等において包装材料に加えられる外力に耐える基材との密着性の良好なガスバリア層の形成等、より一層の改善が求められている。
WO03/091317A1公報 WO2005/053954A1公報 WO2006/059773A1公報
However, there are severe requirements for gas barrier laminates used as packaging materials, etc., for example, withstanding high-temperature hot water treatment such as boiling and retort sterilization, and for packaging materials during the packaging process or during transportation of packaged products. There is a need for further improvements such as the formation of a gas barrier layer with good adhesion to a substrate that can withstand external forces applied.
WO03 / 091317A1 WO2005 / 053954A1 publication WO 2006/059773 A1

従って、本発明の主要な目的は、本質的に単層で良好なガスバリア性を示すガスバリア層を有し、より一層特性の改善されたガスバリア性積層体を、繁雑な浸漬工程を経ることなく製造する合理的なガスバリア性積層体の製造方法を提供することにある。   Therefore, the main object of the present invention is to produce a gas barrier layered product having a gas barrier layer which is essentially a single layer and exhibits good gas barrier properties, and further improved in characteristics, without going through a complicated dipping process. Another object of the present invention is to provide a method for producing a rational gas barrier laminate.

従って、本発明の主要な目的は、本質的に単層で良好なガスバリア性を示すガスバリア層を有し、より一層特性の改善されたガスバリア性積層体を、繁雑な浸漬工程を経ることなく製造する合理的なガスバリア性積層体の製造方法を提供することにある。
本発明のガスバリア性積層体の製造方法は、上述の目的を達成するために開発されたものであり、より詳しくは、下記工程1〜3を含むことを特徴とするものである;
工程1:α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)、該α,β−不飽和カルボン酸単量体の10〜90%を中和する量の多価金属イオン(B)および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一つの特性基が結合した金属原子を含む少なくとも一種の加水分解性金属化合物(C)を含む重合性組成物(但し、カルボキシル基と反応する基を有する架橋剤を含むものを除く)を基材(1)上に塗布して塗膜を形成する工程、
工程2:前記重合性組成物の塗膜を重合して、前記加水分解性金属化合物(C)由来の無機物およびイオン架橋ポリカルボン酸系重合体を含む重合体層を形成する工程、および
工程3:工程2で形成された重合体層を50〜400℃の温度で熱処理して、無機物およびイオン架橋ポリカルボン酸系重合体を含むガスバリア層を形成する工程。
Therefore, the main object of the present invention is to produce a gas barrier layered product having a gas barrier layer which is essentially a single layer and exhibits good gas barrier properties, and further improved in characteristics, without going through a complicated dipping process. Another object of the present invention is to provide a method for producing a rational gas barrier laminate.
The method for producing a gas barrier laminate of the present invention has been developed to achieve the above-described object, and more specifically includes the following steps 1 to 3;
Step 1: α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A), polyvalent metal ion (B) and halogen in an amount to neutralize 10 to 90% of the α, β-unsaturated carboxylic acid monomer A polymerizable composition comprising at least one hydrolyzable metal compound (C) containing a metal atom to which at least one characteristic group selected from an atom and an alkoxy group is bonded (provided that a crosslinking agent having a group that reacts with a carboxyl group ) forming a coating film excluding) those containing by coating on the substrate (1),
Step 2: Polymerizing the coating film of the polymerizable composition to form a polymer layer containing an inorganic substance derived from the hydrolyzable metal compound (C) and an ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer, and Step 3 : A step of heat-treating the polymer layer formed in Step 2 at a temperature of 50 to 400 ° C. to form a gas barrier layer containing an inorganic substance and an ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer.

かくして形成された本発明のガスバリア性積層体は、そのガスバリア層が均質である(すなわち特許文献2のガスバリア層に見られるような海−島微細構造を有さない)ことが一つの特徴であり、一般に30℃、80%RHにおいて、10cc/m・day・atm以下の低い酸素透過度で代表される優れたガスバリア性を有するものとなる。 One feature of the gas barrier laminate of the present invention thus formed is that the gas barrier layer is homogeneous (that is, does not have the sea-island microstructure as found in the gas barrier layer of Patent Document 2). Generally, at 30 ° C. and 80% RH, it has excellent gas barrier properties represented by a low oxygen permeability of 10 cc / m 2 · day · atm or less.

以下、本発明のガスバリア性積層体の製造方法を、その工程1〜3に従って、順次説明する。   Hereinafter, the manufacturing method of the gas barrier laminate of the present invention will be sequentially described according to the steps 1 to 3.

<<工程1:重合性塗膜の形成>>
本発明法においては、まず、α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)、該α,β−不飽和カルボン酸単量体の10〜90%を中和する量の多価金属イオン(B)および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一つの特性基が結合した金属原子を含む少なくとも一種の加水分解性金属化合物(C)を含む重合性組成物を基材(1)上に塗布して塗膜を形成する。
<< Step 1: Formation of polymerizable coating film >>
In the method of the present invention, first, an α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A) and a polyvalent metal ion in an amount that neutralizes 10 to 90% of the α, β-unsaturated carboxylic acid monomer. A polymerizable composition containing (B) and at least one hydrolyzable metal compound (C) containing a metal atom to which at least one characteristic group selected from a halogen atom and an alkoxy group is bonded is coated on the substrate (1). To form a coating film.

(α,β−不飽和カルボン酸単量体(A))
α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、けい皮酸、セネシオ酸、チグリン酸、ソルビン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸およびメサコン酸あるいはこれらの無水物が好ましく、アクリル酸及びメタクリル酸がより好ましい。ガスバリア性などの特性とコストの面でアクリル酸が特に好ましい。イタコン酸、シトラコン酸、マレイン酸などの(メタ)アクリル酸以外の単量体は、50重量%未満の少量成分としてアクリル酸またはメタクリル酸と併用することが好ましい。α,β−不飽和カルボン酸単量体は、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。
(Α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A))
As the α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A), acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, senecioic acid, tiglic acid, sorbic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid And mesaconic acid or their anhydrides are preferred, and acrylic acid and methacrylic acid are more preferred. Acrylic acid is particularly preferable in terms of gas barrier properties and cost. Monomers other than (meth) acrylic acid such as itaconic acid, citraconic acid and maleic acid are preferably used in combination with acrylic acid or methacrylic acid as a minor component of less than 50% by weight. The α, β-unsaturated carboxylic acid monomers can be used alone or in combination of two or more.

これらα,β−不飽和カルボン酸単量体(A)は、最終的に得られる重合性組成物中の固形分(水単独あるいは水と相溶性の有機溶媒との混合溶媒を除く全成分)の割合が、15〜95重量%、となるような量で用いられる。   These α, β-unsaturated carboxylic acid monomers (A) are solids in the finally obtained polymerizable composition (all components except water alone or a mixed solvent of water and a compatible organic solvent). Is used in an amount such that the ratio of 15 to 95% by weight.

(多価金属イオン(B))
多価金属イオン(B)は、多価金属化合物(B′)に由来する多価金属イオンである。多価金属化合物としては、一般に、水中でイオン解離して多価金属イオンを生成するものが用いられる。多価金属化合物(B′)は、価数が2以上の金属イオンを与える多価金属原子単体及び多価金属化合物である。
(Polyvalent metal ion (B))
The polyvalent metal ion (B) is a polyvalent metal ion derived from the polyvalent metal compound (B ′). As the polyvalent metal compound, generally used is a compound that generates polyvalent metal ions by ion dissociation in water. The polyvalent metal compound (B ′) is a single polyvalent metal atom or a polyvalent metal compound that gives a metal ion having a valence of 2 or more.

多価金属化合物(B′)を構成す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。これらの中でも、亜鉛、カルシウム、銅、マグネシウム、アルミニウム、及び鉄が好ましい。すなわち、多価金属イオン(B)としては、2価および3価の金属イオンの少なくとも一種が好ましく用いられる。α,β−不飽和カルボン酸金属塩は、金属の種類によって水に対する溶解性が異なるが、溶解性の観点からは、金属種として亜鉛およびカルシウムが特に好ましい。   Specific examples of the polyvalent metal constituting the polyvalent metal compound (B ′) include metals of Group 2A of the periodic table such as beryllium, magnesium and calcium; titanium, zirconium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper, A transition metal such as zinc; aluminum can be mentioned, but is not limited thereto. Among these, zinc, calcium, copper, magnesium, aluminum, and iron are preferable. That is, as the polyvalent metal ion (B), at least one of divalent and trivalent metal ions is preferably used. The α, β-unsaturated carboxylic acid metal salt has different solubility in water depending on the type of metal, but zinc and calcium are particularly preferable as the metal species from the viewpoint of solubility.

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、α,β−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。α,β−モノエチレン性不飽和カルボン酸塩には、例えば、ジアクリル酸亜鉛、ジアクリル酸カルシウム、ジアクリル酸マグネシウム、ジアクリル酸銅、及びアクリル酸アルミニウムが含まれる。   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, α, β-monoethylenically unsaturated Examples include, but are not limited to, carboxylates. Examples of the α, β-monoethylenically unsaturated carboxylate include zinc diacrylate, calcium diacrylate, magnesium diacrylate, copper diacrylate, and aluminum acrylate.

無機酸塩としては、例えば、塩化物、硫酸塩、硝酸塩が挙げられるが、これらに限定されない。   Examples of inorganic acid salts include, but are not limited to, chlorides, sulfates, and nitrates.

ガスバリア層に酸由来の成分が残ると、がスバリア性が損なわれる傾向になる。この意味で、多価金属化合物としては、多価金属の酸化物、水酸化物等が好ましく、中でも酸化亜鉛、酸化マグネシウムおよび水酸化カルシウムが特に好ましい。   If an acid-derived component remains in the gas barrier layer, the barrier property tends to be impaired. In this sense, the polyvalent metal compound is preferably an oxide or hydroxide of a polyvalent metal, and particularly preferably zinc oxide, magnesium oxide, or calcium hydroxide.

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。   These polyvalent metal compounds can be used alone or in combination of two or more.

これら多価金属化合物に起因する多価金属イオン(B)は、上記α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)の10〜90(モル)%、好ましくは15〜87%、より好ましくは20〜85%中和する量で用いられる。この中和度の下限を25%、30%または40%に高めることができる。中和度が低い場合は、得られるガスバリア性積層体のガスバリア性が低下する傾向にあるが、この傾向は、加水分解性金属化合物(C)の添加量を多くすることにより、緩和される。他方、中和度が高くなり過ぎると、金属イオンの溶解性が低下して、均一な重合性組成物が得られなかったり、生成するフィルムが白化したりする。多価金属イオンの量及び中和度は、使用するα,β−不飽和カルボン酸単量体の種類、多価金属化合物の種類と価数などを考慮して調節することが好ましい。   The polyvalent metal ion (B) resulting from these polyvalent metal compounds is 10 to 90 (mol)%, preferably 15 to 87%, more preferably of the α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A). Is used in an amount to neutralize 20-85%. The lower limit of the degree of neutralization can be increased to 25%, 30% or 40%. When the degree of neutralization is low, the gas barrier property of the resulting gas barrier laminate tends to be reduced, but this tendency is alleviated by increasing the amount of the hydrolyzable metal compound (C) added. On the other hand, when the degree of neutralization becomes too high, the solubility of metal ions decreases, and a uniform polymerizable composition cannot be obtained, or the produced film is whitened. The amount of polyvalent metal ions and the degree of neutralization are preferably adjusted in consideration of the type of α, β-unsaturated carboxylic acid monomer used, the type and valence of the polyvalent metal compound, and the like.

本発明で用いる重合性組成物には、塗工液としての均一性を損なわない範囲において、ナトリウム及びカリウムなどの一価の金属イオンを含有させることができる。一価の金属イオンを含有させる場合、前記α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)の2〜20モル%、好ましくは5〜15モル%、を中和する量で用いることが、ガスバリア性の点で好ましい。   The polymerizable composition used in the present invention can contain monovalent metal ions such as sodium and potassium as long as the uniformity as the coating liquid is not impaired. When a monovalent metal ion is contained, it is used in an amount that neutralizes 2 to 20 mol%, preferably 5 to 15 mol% of the α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A). It is preferable in terms of gas barrier properties.

(加水分解性金属化合物(C))
重合性組成物に含まれる第3の成分である加水分解性金属化合物(C)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一つの特性基が結合した金属原子を含むものであり、一般に以下の化学式(I)で示される。
(Hydrolyzable metal compound (C))
The hydrolyzable metal compound (C) as the third component contained in the polymerizable composition contains a metal atom to which at least one characteristic group selected from a halogen atom and an alkoxy group is bonded. It is represented by chemical formula (I).

[化2]
(OR m−n−t−s …(I)
[化学式(I)中、MはSi、Al、Ti、Zr、Cu、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Ga、Y、Ge、Pb、P、Sb、V、Te、WまたはNbを表す。Mは、好ましくはSi、Al、TiまたはZrであり、特に好ましくはSiである。また、化学式(I)中、R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であり、好ましくは、メチル基またはエチル基である。またRは、アルキル基、アラルキル基、アリール基、アルケニル基などの有機基であり、好ましくはRと同様なアルキル基である。また、化学式(I)中、Xはハロゲン原子を表す。Xが表すハロゲン原子としては、例えば、塩素原子、臭素原子、ヨウ素原子などが挙げられるが、塩素原子が好ましい。また、化学式(I)中、Zは、官能基で置換された有機基を表す。ここで、官能基としては、エポキシ基、(メタ)アクリロキシ基、アミノ基、水酸基、ハロゲン原子、メルカプト基、イソシアネート基、ウレイド基、オキサゾリン基またはカルボジイミド基などが挙げられるが、エポキシ基、(メタ)アクリロキシ基、アミノ基、イソシアネート基、ウレイド基またはハロゲン原子が好ましく、エポキシ基、(メタ)アクリロキシ基、アミノ基およびイソシアネート基から選ばれる少なくとも1種であることが特に好ましい。また、官能基が、カルボキシル基と反応性を有することも好ましい。このような官能基で置換される有機基としては、Rと同様のものを例示することができる。また、化学式(I)中、mは金属元素Mの原子価と等しい。化学式(I)中、nは0〜m、tは0〜m、sは0もしくは1の整数を表す。但し、1≦n+t、n+t+s≦mである。
[Chemical formula 2]
M 1 (OR 1) n R 2 m-n-t-s X 1 t Z 1 s ... (I)
[In the chemical formula (I), M 1 is Si, Al, Ti, Zr, Cu, Ca, Sr, Ba, Zn, B, Ga, Y, Ge, Pb, P, Sb, V, Te, W or Nb Represents. M 1 is preferably Si, Al, Ti or Zr, and particularly preferably Si. In the chemical formula (I), R 1 is an alkyl group such as a methyl group, an ethyl group, an n-propyl group, an iso-propyl group, an n-butyl group or a t-butyl group, preferably a methyl group or an ethyl group. It is a group. R 2 is an organic group such as an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group, or an alkenyl group, and is preferably an alkyl group similar to R 1 . In the chemical formula (I), X 1 represents a halogen atom. Examples of the halogen atom represented by X 1 include a chlorine atom, a bromine atom, and an iodine atom, and a chlorine atom is preferable. In chemical formula (I), Z 1 represents an organic group substituted with a functional group. Here, examples of the functional group include an epoxy group, a (meth) acryloxy group, an amino group, a hydroxyl group, a halogen atom, a mercapto group, an isocyanate group, a ureido group, an oxazoline group, and a carbodiimide group. ) An acryloxy group, an amino group, an isocyanate group, a ureido group or a halogen atom is preferred, and at least one selected from an epoxy group, a (meth) acryloxy group, an amino group and an isocyanate group is particularly preferred. It is also preferred that the functional group has reactivity with the carboxyl group. Examples of the organic group substituted with such a functional group include those similar to R 2 . In the chemical formula (I), m is equal to the valence of the metal element M 1 . In chemical formula (I), n represents 0 to m, t represents 0 to m, and s represents an integer of 0 or 1. However, 1 ≦ n + t and n + t + s ≦ m.

また加水分解性金属化合物(C)には、前記式(I)において、nおよびtがそれぞれ0〜(m−1)(但し、1≦n+t≦(m−1)であり、好ましくはn+t=(m−1))である(すなわち、ハロゲン原子および/またはアルコキシ基に加えて、RとZの少なくとも一方が含まれる)化合物(C1)と、n+t=mである(すなわち、ハロゲン原子および/またはアルコキシ基のみが含まれる)化合物(C2)とが含まれ、これらのそれぞれ一種の組み合わせとすることが好ましい。化合物(C1)と化合物(C2)において、M、R、Xは同じであっても異なってもよい。 In the hydrolyzable metal compound (C), in the formula (I), n and t are each 0 to (m−1) (where 1 ≦ n + t ≦ (m−1), preferably n + t = (M-1)) (that is, in addition to a halogen atom and / or an alkoxy group, at least one of R 2 and Z 1 is included), and n + t = m (that is, a halogen atom) And / or a compound (C2) containing only an alkoxy group), and a combination of each of them is preferable. In the compound (C1) and the compound (C2), M 1 , R 1 and X 1 may be the same or different.

化合物(C1)の具体例としては、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、グリシドキシプロピルトリクロロシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリクロロシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、クロロプロピルトリクロロシラン、ブロモプロピルトリメトキシシラン、γ−ブロモプロピルトリエトキシシラン、γ−ブロモプロピルトリクロロシラン、メルカプトプロピルトリメトキシシラン、メルカプトプロピルトリエトキシシラン、メルカプトプロピルトリクロロシラン、イソシアネートプロピルトリメトキシシラン、イソシアネートプロピルトリエトキシシラン、イソシアネートプロピルトリクロロシラン、ウレイドプロピルトリメトキシシラン、ウレイドプロピルトリエトキシシラン、ウレイドプロピルトリクロロシラン、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、(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、ビニルトリクロロシラン、メチルトリイソプロポキシチタン、メチルジイソプロポキシアルミニウム、などが挙げられる。好ましい化合物(C1)としては、ビニルトリメトキシシラン、メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、クロロプロピルトリメトキシシラン、クロロプロピルトリエトキシシラン、アミノプロピルトリメトキシシラン、アミノプロピルトリエトキシシランが挙げられる。   Specific examples of the compound (C1) include glycidoxypropyltrimethoxysilane, glycidoxypropyltriethoxysilane, glycidoxypropyltrichlorosilane, aminopropyltrimethoxysilane, aminopropyltriethoxysilane, aminopropyltrichlorosilane. , Chloropropyltrimethoxysilane, chloropropyltriethoxysilane, chloropropyltrichlorosilane, bromopropyltrimethoxysilane, γ-bromopropyltriethoxysilane, γ-bromopropyltrichlorosilane, mercaptopropyltrimethoxysilane, mercaptopropyltriethoxysilane , Mercaptopropyltrichlorosilane, isocyanatepropyltrimethoxysilane, isocyanatepropyltriethoxysilane, isocyanate Topropyltrichlorosilane, ureidopropyltrimethoxysilane, ureidopropyltriethoxysilane, ureidopropyltrichlorosilane, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, vinyltriethoxy Examples include silane, (meth) acryloxypropyltrimethoxysilane, vinyltrichlorosilane, methyltriisopropoxytitanium, methyldiisopropoxyaluminum, and the like. Preferred compounds (C1) include vinyltrimethoxysilane, methacryloxypropyltrimethoxysilane, glycidoxypropyltrimethoxysilane, glycidoxypropyltriethoxysilane, chloropropyltrimethoxysilane, chloropropyltriethoxysilane, aminopropyl Examples include trimethoxysilane and aminopropyltriethoxysilane.

化合物(C2)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、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;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、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等のアルコキシジルコニウム化合物等が挙げられる。   Specific examples of the compound (C2) include silicon alkoxides such as tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, chlorotrimethoxysilane, chlorotriethoxysilane, dichlorodimethoxysilane, dichlorodiethoxysilane, trichloromethoxysilane, and trichloroethoxysilane; tetra Halogenated silanes such as chlorosilane and tetrabromosilane; alkoxytitanium compounds such as tetramethoxytitanium, tetraethoxytitanium and tetraisopropoxytitanium; titanium halides such as tetrachlorotitanium; trimethoxyaluminum, triethoxyaluminum and triisopropoxyaluminum , Alkoxy aluminum compounds such as tributoxy aluminum and diethoxy aluminum chloride; tetraethoxy zirconium, tetraiso Alkoxyzirconium compounds such Ropo alkoxy zirconium, and the like.

本発明の工程1中で用いられる重合性組成物中において、全固形分中に含まれる化合物(C)の重量分率(=化合物(C)/[α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)+多価金属イオン(B)+化合物(C)]×100)が1〜80重量%、好ましくは2〜70重量%、となるような割合で用いられる。1重量%未満では化合物(C)の添加効率が乏しく、80重量%を超えると、α,β−不飽和カルボン酸(A)の重合効率や、得られる重合体膜の柔軟性が損なわれるおそれがある。化合物(C1)と(C2)の特性を比較すると、化合物(C1)はガスバリア性を若干低下させる傾向にあり、化合物(C2)は、得られる重合体膜の可撓性を低下する傾向にある。従って化合物(C)の重量分率が70重量%以上となり、その影響が大きくなる場合は、(C1)/(C2)のモル比を、0.05以上、更に好ましくは、0.1以上、最も好ましくは0.25以上とすることが好ましい。   In the polymerizable composition used in step 1 of the present invention, the weight fraction of compound (C) contained in the total solid content (= compound (C) / [α, β-unsaturated carboxylic acid monomer) (A) + polyvalent metal ion (B) + compound (C)] × 100) is used in a proportion of 1 to 80% by weight, preferably 2 to 70% by weight. If it is less than 1% by weight, the addition efficiency of the compound (C) is poor, and if it exceeds 80% by weight, the polymerization efficiency of the α, β-unsaturated carboxylic acid (A) and the flexibility of the resulting polymer film may be impaired. There is. Comparing the properties of the compounds (C1) and (C2), the compound (C1) tends to slightly lower the gas barrier property, and the compound (C2) tends to lower the flexibility of the resulting polymer film. . Therefore, when the weight fraction of the compound (C) becomes 70% by weight or more and the influence becomes large, the molar ratio of (C1) / (C2) is 0.05 or more, more preferably 0.1 or more. Most preferably, it is preferably 0.25 or more.

本発明の工程1で用いられる重合性組成物中において、化合物(C)は、少なくともその一部が加水分解して、その部分加水分解物、完全加水分解物および完全加水分解物の(部分)縮合物が混在した状態で含まれる。この化合物(C)の加水分解は、一般にα,β−不飽和カルボン酸単量体(A)あるいは多価金属化合物(B′)の添加前または後に、化合物(C)を、水を含む組成物中に添加して混合する過程で自動的に起るが、必要に応じて組成物塗膜の重合(工程2)の後に調湿して、加水分解を促進してもよい。   In the polymerizable composition used in Step 1 of the present invention, at least part of the compound (C) is hydrolyzed, and a partial hydrolyzate, a complete hydrolyzate and a (part) of the complete hydrolyzate. Condensate is included in a mixed state. The hydrolysis of the compound (C) is generally performed by adding the compound (C) to water before or after the addition of the α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A) or the polyvalent metal compound (B ′). Although it occurs automatically in the process of adding and mixing in the product, if necessary, the humidity may be adjusted after polymerization of the composition coating film (step 2) to promote hydrolysis.

工程1で用いる重合性組成物中には、加水分解性金属化合物(C)に加えて、更に分子内に水酸基、アミノ基、カルボニル基、アミド基、カルボキシル基から選ばれる水素結合性官能基を少なくとも一つ有する水素結合性物質(D)が含ませることも好ましい。このような物質(D)は、化合物(C)の保護および加水分解後の重縮合反応の抑制を通して、得られる重合体膜のガスバリア性の一層の向上が期待できるからである。このような水素結合性物質(D)の具体例としては、ポリビニルアルコール、グリセリン、ポリアクリルアマイド、キトサン、ゼラチン、ポリエチレングリコールなどが含まれ、なかでもポリビニルアルコールが好ましく用いられる。重合性組成物中において、水素結合性物質(D)は、α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)+多価金属化合物イオン(B)+化合物(C)の合計量100重量部に対して、0.5〜50重量部、特に1〜20重量部の割合で用いることが好ましい。0.5重量部未満では添加効率が乏しく、50重量部を超えると、α,β−不飽和カルボン酸(A)の重合効率が損なわれるおそれがある。   In the polymerizable composition used in Step 1, in addition to the hydrolyzable metal compound (C), a hydrogen bonding functional group selected from a hydroxyl group, an amino group, a carbonyl group, an amide group, and a carboxyl group is further added in the molecule. It is also preferable to include at least one hydrogen bonding substance (D). This is because such a substance (D) can be expected to further improve the gas barrier properties of the resulting polymer film through the protection of the compound (C) and the suppression of the polycondensation reaction after hydrolysis. Specific examples of such a hydrogen bonding substance (D) include polyvinyl alcohol, glycerin, polyacrylamide, chitosan, gelatin, polyethylene glycol and the like. Among them, polyvinyl alcohol is preferably used. In the polymerizable composition, the hydrogen bonding substance (D) is a total amount of 100 parts by weight of α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A) + polyvalent metal compound ion (B) + compound (C). The ratio is preferably 0.5 to 50 parts by weight, particularly 1 to 20 parts by weight. If it is less than 0.5 part by weight, the addition efficiency is poor, and if it exceeds 50 parts by weight, the polymerization efficiency of the α, β-unsaturated carboxylic acid (A) may be impaired.

本発明で用いる重合性組成物は、主たる溶媒ないし分散媒として水を使用するが、各成分の均一な溶解または分散を阻害せず、かつ、重合反応を阻害しない範囲内で、少量の水と相溶性の有機溶媒を添加してもよい。水と相溶性の有機溶媒としてはアルコール類が挙げられ、アルコール類の添加は、加水分解性金属化合物(C)の溶解性を高める点で好ましい。更に、加水分解性金属化合物(C)の加水分解を促進するために、少量の酸を添加してもよい。   The polymerizable composition used in the present invention uses water as a main solvent or dispersion medium, but does not inhibit uniform dissolution or dispersion of each component and does not inhibit the polymerization reaction, and a small amount of water and A compatible organic solvent may be added. Examples of the organic solvent compatible with water include alcohols, and the addition of alcohols is preferable in terms of enhancing the solubility of the hydrolyzable metal compound (C). Furthermore, a small amount of acid may be added to promote hydrolysis of the hydrolyzable metal compound (C).

(その他の成分)
本発明の重合性組成物には、必要に応じて、重合開始剤を含有させることができる。重合開始剤としては、光重合開始剤と熱重合開始剤とが代表的なものである。光重合開始剤と熱重合開始剤とを組み合わせて使用してもよい。熱重合開始剤には、電離放射線の照射により活性化するアゾ化合物や過酸化物も含まれる。
(Other ingredients)
The polymerizable composition of the present invention can contain a polymerization initiator as necessary. As the polymerization initiator, a photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator are representative. A photopolymerization initiator and a thermal polymerization initiator may be used in combination. Thermal polymerization initiators also include azo compounds and peroxides that are activated by irradiation with ionizing radiation.

湿潤状態の塗膜に紫外線を照射する場合には、重合性組成物に光重合開始剤を含有させることが好ましい。光重合開始剤は、単に光開始剤または増感剤と呼ばれることがある。光重合開始剤には、例えば、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミヒラーケトン類、ベンジル類、ベンゾイン類、ベンゾインエーテル類、ベンジルジメチルケタール類、チオキサントン類、及びこれらの2種以上の混合物が含まれる。   When irradiating the wet coating film with ultraviolet rays, it is preferable to contain a photopolymerization initiator in the polymerizable composition. Photoinitiators are sometimes simply referred to as photoinitiators or sensitizers. Examples of the photopolymerization initiator include acetophenones, benzophenones, Michler ketones, benzyls, benzoins, benzoin ethers, benzyl dimethyl ketals, thioxanthones, and mixtures of two or more thereof.

これらの光重合開始剤を重合性組成物中に添加する場合には、重合性組成物中に、通常0.001〜10重量%、好ましくは0.01〜5重量%の割合で添加する。光重合開始剤は、必ずしも添加する必要はないが、紫外線の照射による重合を行う場合には、重合効率を高める上で光重合開始剤を添加することが好ましい。   When these photopolymerization initiators are added to the polymerizable composition, they are usually added to the polymerizable composition in a proportion of 0.001 to 10% by weight, preferably 0.01 to 5% by weight. The photopolymerization initiator is not necessarily added, but when polymerization is performed by irradiation with ultraviolet rays, it is preferable to add a photopolymerization initiator in order to increase the polymerization efficiency.

湿潤状態の塗膜を加熱して、熱重合を行う場合には、熱解離して開始剤としての機能を発揮する熱重合開始剤を使用することが好ましい。熱重合開始剤としては、例えば過硫酸塩、アゾ系重合開始剤、過酸化物、が含まれる。熱重合開始剤を使用する場合には、重合性組成物中に、通常0.001〜10重量%、好ましくは0.01〜5重量%の割合で添加する。   When performing thermal polymerization by heating a wet coating film, it is preferable to use a thermal polymerization initiator that is thermally dissociated to exhibit a function as an initiator. Examples of the thermal polymerization initiator include persulfate, azo polymerization initiator, and peroxide. When a thermal polymerization initiator is used, it is usually added to the polymerizable composition in a proportion of 0.001 to 10% by weight, preferably 0.01 to 5% by weight.

本発明の重合性組成物中には、必要に応じて、増粘剤、無機層状化合物、分散剤、界面活性剤、柔軟剤、熱安定剤、酸化防止剤、酸素吸収剤、着色剤、アンチブロッキング剤、多官能モノマーなどを含有させることができる。   In the polymerizable composition of the present invention, a thickener, an inorganic layered compound, a dispersant, a surfactant, a softening agent, a heat stabilizer, an antioxidant, an oxygen absorbent, a colorant, an anti-reflective agent, if necessary. A blocking agent, a polyfunctional monomer, etc. can be contained.

本発明で用いる重合性組成物は、上記各成分を常法により撹拌、混合することにより得られるが、組成物中の固形分濃度(水および必要に応じて添加する水と相溶性の有機溶媒を除く全成分の濃度をいう)は、15〜95重量%、好ましくは20〜94重量%、より好ましくは25〜93重量%、の範囲で調整される。   The polymerizable composition used in the present invention can be obtained by stirring and mixing each of the above components by a conventional method, but the solid content concentration in the composition (water and an organic solvent compatible with water to be added as necessary) The concentration of all components excluding) is adjusted in the range of 15 to 95% by weight, preferably 20 to 94% by weight, more preferably 25 to 93% by weight.

次いで、上記で得られた重合性組成物を基材(1)上に塗布して塗膜を形成する。   Subsequently, the polymeric composition obtained above is apply | coated on a base material (1), and a coating film is formed.

基材(1)としては、特に限定されないが、紙及びプラスチックもしくはゴムのフィルム(シートを含む)あるいはこれらの複合物が好ましく用いられる。基材は、一般に、フィルムまたはシートの形態で使用されるが、所望によりプラスチック容器、チューブ、タイヤなどの立体形状を有する成形体であってもよい。   Although it does not specifically limit as a base material (1), Paper, a plastic or rubber film (a sheet | seat is included), or these composites are used preferably. The substrate is generally used in the form of a film or a sheet, but may be a molded body having a three-dimensional shape such as a plastic container, a tube, or a tire if desired.

基材(1)としては、プラスチック類からなる未延伸フィルムまたは延伸フィルムが好ましい。基材の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、塗料用に用いるアルキド樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、硝化綿、ウレタン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、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;などやそれらの混合物を挙げることができる。   As a base material (1), the unstretched film or stretched film which consists of plastics is preferable. The type of plastic composing the base plastic film is not particularly limited. For example, high-density polyethylene, medium-density polyethylene, low-density polyethylene, linear low-density polyethylene, polypropylene, poly-4-methylpentene, and cyclic polyolefin Olefin polymers such as, and acid-modified products thereof; polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, saponified ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol such as polyvinyl alcohol, and modified products thereof; polyethylene terephthalate Polyesters such as polybutylene terephthalate and polyethylene naphthalate; Aliphatic polyesters such as polyε-caprolactone, polyhydroxybutyrate and polyhydroxyvalerate; Nylon 6, nylon 66, nylon 12, nylon 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 resins; Other resins such as alkyd resin, melamine resin, acrylic resin, nitrified cotton, urethane resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, amino resin, fluororesin, and epoxy resin used for paints; cellulose, starch, plastic Examples thereof include natural polymer compounds such as lulan, chitin, chitosan, glucomannan, agarose, and gelatin; and mixtures thereof.

プラスチックフィルムには、必要に応じて、エッチング、コロナ放電、プラズマ処理、電子線照射などの前処理を施したり、接着剤を予め塗布したりすることができる。プラスチックフィルムの表面に、ケイ素酸化物、酸化アルミニウム、アルミニウム、窒化ケイ素などの無機物;金属化合物などの薄膜が、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が基材として用いることができる。基材として使用するプラスチックフィルムの表面には、印刷が施されていてもよい。プラスチックフィルムは、複数のプラスチックフィルムからなる多層フィルムや紙などの他の材質のものとの積層フィルムであってもよい。さらに、プラスチックフィルムは、酸素吸収能を有する酸素吸収性樹脂組成物フィルム、または該フィルムと他のプラスチックフィルムとの酸素吸収性多層フィルムであってもよい。 If necessary, the plastic film can be subjected to pretreatment such as etching, corona discharge, plasma treatment, electron beam irradiation, or an adhesive can be applied in advance. As a base material, the surface of a plastic film is made of an inorganic material such as silicon oxide, aluminum oxide, aluminum or silicon nitride; a thin film such as a metal compound formed by vapor deposition, sputtering or ion plating. it can. The surface of the plastic film used as the substrate may be printed. The plastic film may be a multilayer film made of a plurality of plastic films or a laminated film with other materials such as paper. Furthermore, the plastic film may be an oxygen-absorbing resin composition film having oxygen-absorbing ability, or an oxygen-absorbing multilayer film of the film and another plastic film.

重合性組成物を基材上に塗布するには、該基材の片面または両面に、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の塗工法を利用することができる。コーターや印刷機を用いて塗布する場合には、例えば、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。   In order to apply the polymerizable composition on a substrate, use any coating method such as spraying, dipping, coating using a coater, printing using a printing machine, etc. on one or both sides of the substrate. Can do. When coating using a coater or printing machine, for example, gravure coaters such as direct gravure method, reverse gravure method, kiss reverse gravure method, offset gravure method; reverse roll coater, micro gravure coater, air knife coater, dip coater, Various systems such as a bar coater, comma coater, and die coater can be employed.

形成される湿潤状態の重合性組成物塗膜の厚みは、次の工程2を経て生成する重合体膜(ガスバリア層)の厚みが通常0.001μm〜1mm、好ましくは0.01〜100μm、より好ましくは0.04〜10μmの範囲となるように調整することが好ましい。重合性組成物の塗布量は、固形分濃度にもよるが、好ましくは0.01〜1000g/m、好ましくは0.1〜100g/m、より好ましくは1〜80g/mである。 The thickness of the wet polymerizable composition film formed is such that the thickness of the polymer film (gas barrier layer) produced through the following step 2 is usually 0.001 μm to 1 mm, preferably 0.01 to 100 μm. It is preferable to adjust so that it may become the range of 0.04-10 micrometers preferably. The coating amount of the polymerizable composition, depending on the solids concentration is preferably 0.01 to 1000 g / m 2, preferably from 0.1 to 100 g / m 2, more preferably 80 g / m 2 .

<<工程2:重合体層の形成>>
上記工程1で基材(1)上に形成された重合性組成物の塗膜を重合して、化合物(C)に由来する無機物を含有し、且つ多価金属イオン(B)で架橋されたポリカルボン酸系重合体(α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)の重合物)を含む重合体層を形成する。
<< Step 2: Formation of polymer layer >>
The coating film of the polymerizable composition formed on the substrate (1) in the above step 1 was polymerized to contain an inorganic substance derived from the compound (C) and crosslinked with the polyvalent metal ion (B). A polymer layer containing a polycarboxylic acid polymer (polymer of α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A)) is formed.

このためには、基材(1)上に塗布形成した重合性組成物の塗膜の水分を一旦乾燥させてもよいが、好ましくは乾燥させることなく、湿潤状態を保持した塗膜に、電離放射線の照射、加熱、あるいはこれら両方の処理を行うことにより、α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)を重合させる。   For this purpose, the water content of the coating film of the polymerizable composition applied and formed on the substrate (1) may be once dried, but it is preferably ionized to the coating film that has been kept wet without being dried. The α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A) is polymerized by treatment with radiation, heating, or both.

このように、重合性組成物から形成された湿潤状態の塗膜への電離放射線の照射及び/または加熱処理により、α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)が重合して、ポリカルボン酸系重合体が生成する。同時に、生成したポリカルボン酸系重合体は、多価金属イオン(B)によってイオン架橋され、硬化塗膜を形成するが、硬化塗膜中には、加水分解性金属化合物(C)に由来する無機物が取り込まれる。   In this way, the α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A) is polymerized by irradiation with ionizing radiation and / or heat treatment of the wet coating film formed from the polymerizable composition, and the A carboxylic acid polymer is formed. At the same time, the produced polycarboxylic acid-based polymer is ionically cross-linked by the polyvalent metal ion (B) to form a cured coating film, which is derived from the hydrolyzable metal compound (C) in the cured coating film. Minerals are taken up.

電離放射線としては、紫外線、電子線(ベータ線)、ガンマ線、アルファ線が好ましく、紫外線及び電子線がより好ましい。電離放射線を照射するには、それぞれの線源を発生する装置を使用する。電子線を照射するには、通常20〜2000kVの電子線加速器から取り出される加速電子線を利用する。加速電子線の照射線量は、通常1〜300kGy、好ましくは5〜200kGyである。電子線は、加速電圧によって被照射体に対する浸透する深さが変化する。加速電圧が高いほど、電子線は深く浸透する。電子線を用いると、プラスチックフィルムなどの基材に対するα,β−不飽和カルボン酸単量体のグラフト反応により、基材と塗膜との間の密着性を改善することができる。   As the ionizing radiation, ultraviolet rays, electron beams (beta rays), gamma rays and alpha rays are preferable, and ultraviolet rays and electron beams are more preferable. In order to irradiate ionizing radiation, an apparatus that generates each radiation source is used. In order to irradiate an electron beam, an accelerated electron beam extracted from an electron beam accelerator of 20 to 2000 kV is usually used. The irradiation dose of the accelerated electron beam is usually 1 to 300 kGy, preferably 5 to 200 kGy. The penetration depth of the electron beam into the irradiated object varies depending on the acceleration voltage. The higher the acceleration voltage, the deeper the electron beam penetrates. When an electron beam is used, the adhesiveness between a base material and a coating film can be improved by a graft reaction of an α, β-unsaturated carboxylic acid monomer to a base material such as a plastic film.

紫外線を照射するには、殺菌灯、紫外用蛍光灯、カーボンアーク、キセノンランプ、低圧水銀灯、中圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、メタルハライドランプ、無電極ランプなどのUV照射装置を用いて、200〜400nmの波長領域を含む光を照射する。UV照射装置のランプ出力は、発光長1cm当りの入力ワット数として、通常30〜300W/cmの範囲から選択される。発光長は、通常40〜2500mmの範囲から選ばれる。UV照射線量が100mJ/cm以上であれば、α,β−不飽和カルボン酸は速やかに重合するため、搬送速度、ランプ出力は特に制限されない。 To irradiate ultraviolet rays, using UV irradiation devices such as germicidal lamps, fluorescent lamps for ultraviolet rays, carbon arc, xenon lamps, low pressure mercury lamps, medium pressure mercury lamps, high pressure mercury lamps, ultrahigh pressure mercury lamps, metal halide lamps, electrodeless lamps, Irradiate light including a wavelength region of 200 to 400 nm. The lamp output of the UV irradiation apparatus is usually selected from the range of 30 to 300 W / cm as the input wattage per 1 cm of emission length. The light emission length is usually selected from the range of 40 to 2500 mm. When the UV irradiation dose is 100 mJ / cm 2 or more, the α, β-unsaturated carboxylic acid is rapidly polymerized, and thus the conveyance speed and the lamp output are not particularly limited.

湿潤状態の塗膜を加熱して重合体層を形成するには、湿潤状態の塗膜を通常50〜250℃、好ましくは60〜220℃、より好ましくは70〜200℃の温度に加熱する。加熱手段としては、加熱ヒーターを用いて塗膜を加熱する方法、塗膜を温度制御した加熱炉を通過させる方法などが挙げられる。加熱時間は、通常1〜120分間、好ましくは3〜60分間、より好ましくは5〜30分間である。加熱温度が低いほど、加熱時間を長くし、加熱温度が高いほど、加熱時間を短くすることが、硬化塗膜のガスバリア性の観点から好ましい。   In order to form the polymer layer by heating the wet coating film, the wet coating film is usually heated to a temperature of 50 to 250 ° C, preferably 60 to 220 ° C, more preferably 70 to 200 ° C. Examples of the heating means include a method of heating the coating film using a heater, and a method of passing the coating film through a heating furnace whose temperature is controlled. The heating time is usually 1 to 120 minutes, preferably 3 to 60 minutes, more preferably 5 to 30 minutes. It is preferable from the viewpoint of gas barrier properties of the cured coating that the heating time is lengthened as the heating temperature is low and the heating time is shortened as the heating temperature is high.

電離放射線は、湿潤塗膜に直接照射することができるが、酸素による重合禁止効果を除去することが望ましい場合には、電離放射線の照射及び/または加熱処理を、窒素ガス、炭酸ガス、希ガスなどの不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。塗膜の湿潤状態を保持し、同時に酸素による重合禁止効果を除去するには、基材(1)(支持体)上に形成した湿潤状態の塗膜の表面を他の基材(2)(被覆材)で被覆することも好ましい。被覆材として用いる他の基材としては、光線透過性プラスチックフィルム、ガラス板、紙、アルミニウム箔などが挙げられるが、これらに限定されない。電離放射線の照射により重合を行う場合には、電離放射線を照射する側に位置する基材(1)および(2)の一方のみが電離放射線透過性であれば足りる。電離放射線として電子線を用いる場合は、電離放射線透過側の基材の種類は問わない。   Ionizing radiation can be directly applied to the wet coating, but if it is desired to remove the polymerization inhibition effect due to oxygen, the irradiation and / or heat treatment of ionizing radiation is performed using nitrogen gas, carbon dioxide gas, or noble gas. It is preferable to carry out in inert gas atmosphere. In order to maintain the wet state of the coating film and remove the effect of inhibiting polymerization due to oxygen at the same time, the surface of the wet coating film formed on the substrate (1) (support) is transferred to another substrate (2) ( It is also preferable to coat with a coating material. Examples of other base materials used as the covering material include, but are not limited to, a light transmissive plastic film, a glass plate, paper, and an aluminum foil. When the polymerization is carried out by irradiation with ionizing radiation, it is sufficient that only one of the base materials (1) and (2) located on the side irradiated with ionizing radiation is transparent to ionizing radiation. When an electron beam is used as the ionizing radiation, the type of the substrate on the ionizing radiation transmitting side is not limited.

本発明の製造方法では、プラスチックもしくはゴムのフィルムや紙などの基材(1)上に重合性組成物の塗膜を形成し(工程1)、好ましくは直ちに該塗膜の表面を他の基材(2)で被覆して、塗膜の湿潤状態を保持した状態で、電離放射線照射装置及び/または加熱装置に搬送することにより、連続的な処理(工程2)を行うことが好ましい。搬送速度は、電離放射線の照射及び/または加熱処理の際の、必要な線量、熱量を考慮して適宜設定することができる。   In the production method of the present invention, a coating film of the polymerizable composition is formed on a substrate (1) such as a plastic or rubber film or paper (step 1), and the surface of the coating film is preferably immediately applied to another substrate. It is preferable to carry out the continuous treatment (step 2) by coating with the material (2) and transporting it to the ionizing radiation irradiation device and / or the heating device while keeping the wet state of the coating film. The conveyance speed can be appropriately set in consideration of the necessary dose and the amount of heat during irradiation with ionizing radiation and / or heat treatment.

<<工程3:ガスバリア層の形成>>
本発明の製造方法においては、上記工程2(重合工程)で形成された重合体層を、次いで50〜400℃で熱処理する。この熱処理は、硬化塗膜(重合体層)中の水分を除去して、酸素ガスバリア性を向上するとともに、加水分解性金属化合物(C)の加水分解重縮合反応を促進し、且つ加水分解縮合物中の残留有機成分を除去して、形成されるガスバリア層のガスバリア性を改善するために好ましい無機物に変化させるために行われる。熱処理温度は、好ましくは70〜350℃、より好ましくは90〜300℃である。この熱処理は、重合(工程2)が主として電離放射線の照射により進行した場合により効果的であり、一般に1秒〜72時間、好ましくは5秒〜2時間、行われるが、重合(工程2)が熱重合の場合には適宜短縮可能である。熱処理は基材(1)および/または基材(2)を剥離した後に行うこともできる。本発明の方法により形成されるガスバリア僧の厚みは、がスバリア性の観点から、通常0.001μm〜1mm、好ましくは0.01〜100μm、より好ましくは0.04〜10μmの範囲となるように調節することが好ましい。
<< Step 3: Formation of Gas Barrier Layer >>
In the production method of the present invention, the polymer layer formed in the above step 2 (polymerization step) is then heat-treated at 50 to 400 ° C. This heat treatment removes moisture in the cured coating film (polymer layer), improves the oxygen gas barrier property, promotes the hydrolysis polycondensation reaction of the hydrolyzable metal compound (C), and hydrolyses and condenses. In order to remove the residual organic component in the material and improve the gas barrier property of the gas barrier layer to be formed, it is carried out to change it into a preferable inorganic material. The heat treatment temperature is preferably 70 to 350 ° C, more preferably 90 to 300 ° C. This heat treatment is more effective when the polymerization (step 2) proceeds mainly by irradiation with ionizing radiation, and is generally carried out for 1 second to 72 hours, preferably 5 seconds to 2 hours. In the case of thermal polymerization, it can be appropriately shortened. The heat treatment can also be performed after the substrate (1) and / or the substrate (2) is peeled off. The thickness of the gas barrier monk formed by the method of the present invention is usually 0.001 μm to 1 mm, preferably 0.01 to 100 μm, more preferably 0.04 to 10 μm from the viewpoint of the barrier property. It is preferable to adjust.

上記各工程を通じて得られるガスバリア性積層体あるいはこれから基材(1)および/または基材(2)を剥離して得られるガスバリア性フィルムは酸素ガスバリア性に優れており、温度30℃、相対湿度80%の高湿条件下で測定した酸素透過度が、通常10cc/m・day・atm以下、好ましくは5cc/m・day・atm以下、より好ましくは3cc/m・day・atm以下、特に好ましくは1cc/m・day・atm以下である。酸素透過度の下限値は、通常0.0001cc/m・day・atm程度、多くの場合0.001cc/m・day・atm程度である。 The gas barrier laminate obtained through the above steps or the gas barrier film obtained by peeling the substrate (1) and / or substrate (2) therefrom has excellent oxygen gas barrier properties, and has a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 80. % Oxygen permeability measured under high humidity conditions is usually 10 cc / m 2 · day · atm or less, preferably 5 cc / m 2 · day · atm or less, more preferably 3 cc / m 2 · day · atm or less, Particularly preferably, it is 1 cc / m 2 · day · atm or less. The lower limit of the oxygen permeability is usually about 0.0001 cc / m 2 · day · atm, and in many cases about 0.001 cc / m 2 · day · atm.

(用途)
本発明の方法により得られたガスバリア性積層体およびこれから基材を剥離して得られたガスバリア性フィルムは、ガスバリア性包装材料や加熱殺菌用包装材料あるいは真空断熱材用フィルムとして利用することができる。本発明のガスバリア性フィルムは、酸素によって変質を受け易い食品、飲料、薬品、医薬品、電子部品、精密金属部品などの包装材料として特に好適である。
(Use)
The gas barrier laminate obtained by the method of the present invention and the gas barrier film obtained by peeling the substrate therefrom can be used as a gas barrier packaging material, a packaging material for heat sterilization, or a film for a vacuum heat insulating material. . The gas barrier film of the present invention is particularly suitable as a packaging material for foods, beverages, medicines, pharmaceuticals, electronic parts, precision metal parts and the like that are easily altered by oxygen.

形成する包装体の具体的な形状としては、例えば、平パウチ、スタンディングパウチ、ノズル付きパウチ、ピロー袋、ガゼット袋、砲弾型包装袋などが挙げられる。   Specific examples of the shape of the package to be formed include a flat pouch, a standing pouch, a pouch with a nozzle, a pillow bag, a gusset bag, and a shell-type packaging bag.

形成する包装容器の具体的な形状としては、例えば、ボトル、トレー、カップ、チューブ、タイヤなどが挙げられる。本発明のガスバリア性フィルムは、包装容器の蓋材、口部シール材などの用途にも用いることができる。包装袋や包装容器への成形加工法としては、熱融着法など当該技術分野で採用されている各種方法を採用することができる。   Specific examples of the shape of the packaging container to be formed include bottles, trays, cups, tubes, tires, and the like. The gas barrier film of the present invention can also be used for applications such as packaging container lids and mouth seals. As a method for forming a packaging bag or packaging container, various methods employed in the technical field such as a heat fusion method can be employed.

[実施例]
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。
[Example]
Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples.

<酸素透過度>
本明細書に記載する酸素透過度は、次の測定法による測定値に基づく。
<Oxygen permeability>
The oxygen permeability described in the present specification is based on a measurement value obtained by the following measurement method.

すなわちフィルムの酸素透過度は、モダンコントロール(Modern Control)社製の酸素透過度試験器「Oxtran 2/20」を用いて、温度30℃及び相対湿度80%の条件下で測定した。測定方法は、ASTM D 3985−81(JIS K 7126のB法に相当)に従って行った。測定値の単位は、cc/m・day・atmである。酸素の体積(cc値)は、STP(すなわち標準条件(0℃、1気圧))における値を示す。 That is, the oxygen permeability of the film was measured under the conditions of a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 80% using an oxygen permeability tester “Oxtran 2/20” manufactured by Modern Control. The measurement method was performed according to ASTM D 3985-81 (corresponding to JIS K 7126 method B). The unit of the measured value is cc / m 2 · day · atm. The oxygen volume (cc value) indicates a value in STP (that is, standard conditions (0 ° C., 1 atm)).

積層の酸素透過度の測定は、積層体の状態で行ったが、基材として使用するフィルムや紙の酸素透過度は十分に大きいため、測定値は、ガスバリア層の酸素透過度と実質的に一致していると評価することができる。   The measurement of the oxygen permeability of the laminate was performed in the state of the laminate, but since the oxygen permeability of the film or paper used as the substrate is sufficiently large, the measured value is substantially equal to the oxygen permeability of the gas barrier layer. It can be evaluated that they match.

<基材>
以下の実施例及び比較例において、基材として使用しているプラスチックフィルムは以下の通りである。
<Base material>
In the following examples and comparative examples, plastic films used as substrates are as follows.

(1)PET#12:ポリエチレンテレフタレートフィルム、東レ(株)製「ルミラーP60」、厚さ12μm;
(2)PET#50:ポリエチレンテレフタレートフィルム、東レ(株)製「ルミラーS10」、厚さ50μm;
(3)ONy#15:二軸延伸6ナイロンフィルム、ユニチカ(株)製「エムブレムONBC」、厚さ15μm、片面コロナ処理品
(4)OPP#20:二軸延伸ポリプロピレンフィルム、東レ(株)製「トレファンBO」、厚さ20μm、片面コロナ処理品
(5)PI#25:ポリイミドフィルム、東レ・デュポン(株)製「カプトン100EN」、厚さ25μm、片面コロナ処理品
(6)アート紙:坪量100g/m(厚さ120μm)(アート紙とは、カオリン等の無機物や樹脂、それらの混合物により表面が平滑化された紙材である。)
(7)エチレンプロピレン(EPT)ゴムシート、クレハエラストマー(株)製「EPT508Z」、厚さ1mm
(8)Al蒸着PET(#12):アルミ蒸着二軸延伸PET、厚さ12μm、東セロ(株)製、「TL−PET H#12」
(1) PET # 12: polyethylene terephthalate film, “Lumirror P60” manufactured by Toray Industries, Inc., thickness 12 μm;
(2) PET # 50: polyethylene terephthalate film, “Lumirror S10” manufactured by Toray Industries, Inc., thickness 50 μm;
(3) ONy # 15: biaxially stretched 6 nylon film, “EMBLEM ONBC” manufactured by Unitika Ltd., thickness 15 μm, single-sided corona treated product (4) OPP # 20: biaxially stretched polypropylene film, manufactured by Toray Industries, Inc. “Torphan BO”, thickness 20 μm, single-sided corona-treated product (5) PI # 25: polyimide film, “Kapton 100EN” manufactured by Toray DuPont Co., Ltd., thickness 25 μm, single-sided corona-treated product (6) Art paper: Basis weight 100 g / m 2 (thickness 120 μm) (Art paper is a paper material whose surface is smoothed by an inorganic material such as kaolin, a resin, or a mixture thereof.)
(7) Ethylene propylene (EPT) rubber sheet, “EPT508Z” manufactured by Kureha Elastomer Co., Ltd., thickness 1 mm
(8) Al vapor-deposited PET (# 12): Aluminum vapor-deposited biaxially stretched PET, thickness 12 μm, manufactured by Tosero Co., Ltd., “TL-PET H # 12”

[重合性組成物(塗工液)の調製]
(塗工液S−1)
ビニルトリメトキシシラン(VTMS、アルドリッチ社製)2.2重量部及びテトラメトキシシラン(TMOS、信越シリコーン社製)8.7重量部を混合したものに、水の供給源および加水分解触媒としての0.1N塩酸(和光純薬製)を2.4重量部添加し、窒素雰囲気下、室温で10分間撹拌した加水分解及び重縮合反応をおこなった。得られたゾルに対して、酸化亜鉛(和光純薬工業社製)17.4重量部および蒸留水26.0重量部とアクリル酸(和光純薬工業社製)43.4重量部を、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−1を得た。得られた塗工液S−1の外観は無色透明であった。
[Preparation of polymerizable composition (coating liquid)]
(Coating fluid S-1)
A mixture of 2.2 parts by weight of vinyltrimethoxysilane (VTMS, manufactured by Aldrich) and 8.7 parts by weight of tetramethoxysilane (TMOS, manufactured by Shin-Etsu Silicone) was used as a water source and 0 as a hydrolysis catalyst. .1N hydrochloric acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added in an amount of 2.4 parts by weight, and a hydrolysis and polycondensation reaction was performed in a nitrogen atmosphere at room temperature for 10 minutes. 17.4 parts by weight of zinc oxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 26.0 parts by weight of distilled water and 43.4 parts by weight of acrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) are added to the obtained sol. The liquid mixture obtained by adding in order under stirring was added and mixed to obtain a coating liquid S-1 having a composition as shown in Table 1. The appearance of the obtained coating liquid S-1 was colorless and transparent.

(塗工液S−2)
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(GPTMS、信越シリコーン社製)2.2重量部及びテトラエトキシシラン(TEOS、アルドリッチ社製)19.7重量部を混合したものに、0.1N塩酸を3.7重量部添加し室温で15分間撹拌し、加水分解及び重縮合反応を行った。得られたゾルに対して、炭酸カルシウム(和光純薬製)17.5重量部及び蒸留水21.9重量部、アクリル酸35.0重量部とを、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−2を得た。得られた塗工液S−2の外観は無色透明であった。
(Coating fluid S-2)
To a mixture of 2.2 parts by weight of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTMS, manufactured by Shin-Etsu Silicone) and 19.7 parts by weight of tetraethoxysilane (TEOS, manufactured by Aldrich), 3N 0.1N hydrochloric acid was added. .7 parts by weight was added and stirred at room temperature for 15 minutes to conduct hydrolysis and polycondensation reaction. 17.5 parts by weight of calcium carbonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries), 21.9 parts by weight of distilled water, and 35.0 parts by weight of acrylic acid are sequentially added to the obtained sol under stirring in this order. The mixed liquid was added and mixed to obtain a coating liquid S-2 having a composition as shown in Table 1. The appearance of the obtained coating liquid S-2 was colorless and transparent.

(塗工液S−3)
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン(MPTMS、アルドリッチ社製)4.9重量部及びテトラメトキシシラン3.3重量部を混合したものに、0.1N塩酸を1.3重量部添加し窒素雰囲気下10℃で1時間撹拌し加水分解及び重縮合反応を行った。得られたゾルに対して、炭酸亜鉛(和光純薬工業社製)16.8重量部及び蒸留水16.8重量部、アクリル酸48.8重量部、ベンゾフェノン(和光純薬工業社製)0.6重量部、グリセリン(和光純薬工業社製)8.1重量部とを、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−3を得た。得られた塗工液S−3の外観は無色透明であった。
(Coating fluid S-3)
To a mixture of 4.9 parts by weight of methacryloxypropyltrimethoxysilane (MPTMS, manufactured by Aldrich) and 3.3 parts by weight of tetramethoxysilane, 1.3 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid was added, and the temperature was 10 ° C. under a nitrogen atmosphere. The mixture was stirred for 1 hour to conduct hydrolysis and polycondensation reaction. 16.8 parts by weight of zinc carbonate (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) and 16.8 parts by weight of distilled water, 48.8 parts by weight of acrylic acid, and benzophenone (manufactured by Wako Pure Chemical Industries) 0 with respect to the obtained sol .6 parts by weight and 8.1 parts by weight of glycerin (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in this order were added in order under stirring and mixed to obtain a composition as shown in Table 1. Coating liquid S-3 was obtained. The appearance of the obtained coating liquid S-3 was colorless and transparent.

(塗工液S−4)
アミノプロピルトリメトキシシラン(APTMS、アルドリッチ社製)36.4重量部及びテトラメトキシシラン4.0重量部を混合したものに、0.1N塩酸6.5重量部を0℃で30分間撹拌し加水分解及び重縮合反応を行った。得られたゾルに対して、酸化亜鉛2.4重量部及び蒸留水10.1重量部、アクリル酸40.5重量部を、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−4を得た。得られた塗工液S−4の外観は無色透明であった。
(Coating fluid S-4)
A mixture of 36.4 parts by weight of aminopropyltrimethoxysilane (APTMS, Aldrich) and 4.0 parts by weight of tetramethoxysilane was mixed with 6.5 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid at 0 ° C. for 30 minutes. Decomposition and polycondensation reactions were performed. To the obtained sol, 2.4 parts by weight of zinc oxide, 10.1 parts by weight of distilled water, and 40.5 parts by weight of acrylic acid were added in this order under stirring in this order, and a mixed solution was added and mixed. Thus, a coating liquid S-4 having a composition as shown in Table 1 was obtained. The appearance of the obtained coating liquid S-4 was colorless and transparent.

(塗工液S−5)
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン0.02重量部とテトラメトキシシラン3.1重量部を混合したものに、0.1N塩酸0.7重量部を室温で30分間撹拌し、加水分解及び重縮合反応を行った。得られたゾルに対して、酸化マグネシウム(和光純薬工業社製)11.3重量部及び蒸留水38.8重量部、アクリル酸46.8重量部を、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−5を得た。得られた塗工液S−5の外観は無色透明であった。
(Coating fluid S-5)
To a mixture of 0.02 part by weight of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 3.1 parts by weight of tetramethoxysilane, 0.7 part by weight of 0.1N hydrochloric acid is stirred for 30 minutes at room temperature, A condensation reaction was performed. To the obtained sol, 11.3 parts by weight of magnesium oxide (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), 38.8 parts by weight of distilled water, and 46.8 parts by weight of acrylic acid were sequentially added in this order with stirring. The obtained mixed liquid was added and mixed to obtain a coating liquid S-5 having a composition as shown in Table 1. The appearance of the obtained coating liquid S-5 was colorless and transparent.

(塗工液S−6)
アミノプロピルトリメトキシシラン35重量部及びテトラエトキシシラン15重量部を混合したものに、0.1N塩酸7.9重量部を加え、0℃で10分間撹拌し、加水分解及び重縮合反応を行った。得られたゾルに対して、酸化亜鉛5重量部及び蒸留水8重量部、アクリル酸17重量部及び予め調整したポリビニルアルコール((株)クラレ製ポバール(商標登録110))5wt%水溶液48重量部を、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−6を得た。得られた塗工液S−6の外観は無色透明であった。
(Coating fluid S-6)
To a mixture of 35 parts by weight of aminopropyltrimethoxysilane and 15 parts by weight of tetraethoxysilane, 7.9 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid was added and stirred at 0 ° C. for 10 minutes to conduct hydrolysis and polycondensation reaction. . 5 parts by weight of zinc oxide, 8 parts by weight of distilled water, 17 parts by weight of acrylic acid and 48 parts by weight of a 5 wt% aqueous solution of polyvinyl alcohol (Poval (trademark registration 110) manufactured by Kuraray Co., Ltd.) prepared in advance are obtained. Were added in order in this order under agitation and mixed to obtain a coating liquid S-6 having a composition as shown in Table 1. The appearance of the obtained coating liquid S-6 was colorless and transparent.

(塗工液S−7)
アミノプロピルトリメトキシシラン5.8重量部及びテトラメトキシシラン5.8重量部を混合したものに、0.1N塩酸2.3重量部を加え、0℃で30分間撹拌し、加水分解及び重縮合反応を行った。得られたゾルに対して酸化亜鉛17.3重量部及び蒸留水25.9重量部、アクリル酸43.1重量部を、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−7を得た。得られた塗工液S−7の外観は無色透明であった。
(Coating fluid S-7)
To a mixture of 5.8 parts by weight of aminopropyltrimethoxysilane and 5.8 parts by weight of tetramethoxysilane, add 2.3 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid, stir at 0 ° C. for 30 minutes, hydrolysis and polycondensation. Reaction was performed. To the obtained sol, 17.3 parts by weight of zinc oxide, 25.9 parts by weight of distilled water, and 43.1 parts by weight of acrylic acid were sequentially added in this order with stirring, and the mixed solution obtained was added and mixed. The coating liquid S-7 having the composition as shown in Table 1 was obtained. The appearance of the obtained coating liquid S-7 was colorless and transparent.

(塗工液S−8)
ビニルトリメトキシシラン1.0重量部及びテトラエトキシシラン8.7重量部を混合したものに0.1N塩酸1.8重量部を加え、窒素雰囲気下、室温で30分間撹拌し、加水分解及び重縮合反応を行った。得られたゾルに対して、酸化亜鉛13.8重量部及び蒸留水25.8重量部、メタクリル酸(和光純薬工業社製)49.0重量部を、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−8を得た。得られた塗工液S−8の外観は無色透明であった。
(Coating fluid S-8)
To a mixture of 1.0 part by weight of vinyltrimethoxysilane and 8.7 parts by weight of tetraethoxysilane, add 1.8 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid, and stir at room temperature for 30 minutes in a nitrogen atmosphere. A condensation reaction was performed. To the obtained sol, 13.8 parts by weight of zinc oxide, 25.8 parts by weight of distilled water, and 49.0 parts by weight of methacrylic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) were sequentially added in this order with stirring. The obtained mixed liquid was added and mixed to obtain a coating liquid S-8 having a composition as shown in Table 1. The appearance of the obtained coating liquid S-8 was colorless and transparent.

(塗工液S−9)
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン13.6重量部及びテトラメトキシシラン1.5重量部を混合したものに、0.1N塩酸1.9重量部を加えて窒素雰囲気下、室温で30分間撹拌し、加水分解及び重縮合反応を行った。得られたゾルに対して、炭酸カルシウム12.1重量部及び蒸留水22.6重量部、マレイン酸(和光純薬工業社製)40.8重量部、ポリアクリルアミド(分子量10000)50wt%水溶液(アルドリッチ社製)15.1重量部を、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−8を得た。得られた塗工液S−8の外観は無色透明であった。
(Coating fluid S-9)
To a mixture of 13.6 parts by weight of methacryloxypropyltrimethoxysilane and 1.5 parts by weight of tetramethoxysilane, 1.9 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid is added and stirred for 30 minutes at room temperature in a nitrogen atmosphere. Decomposition and polycondensation reactions were performed. Calcium carbonate 12.1 parts by weight and distilled water 22.6 parts by weight, maleic acid (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) 40.8 parts by weight, polyacrylamide (molecular weight 10,000) 50 wt% aqueous solution (with respect to the obtained sol) Aldrich's 15.1 parts by weight were added in order in this order under stirring, and the resulting mixed liquid was added and mixed to obtain a coating liquid S-8 having the composition shown in Table 1. The appearance of the obtained coating liquid S-8 was colorless and transparent.

(塗工液S−51)
γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン15.6重量部及びテトラメトキシシラン62.3重量部を混合したものに0.1N塩酸17.1重量部を加え、室温で15分間撹拌し、加水分解及び重縮合反応を行った。得られたゾルに対して、東亜合成(株)製ポリアクリル酸(PAA)アロンA−10H(登録商標)(数平均分子量20000、25重量%水溶液)16.8重量部及び酸化亜鉛0.8重量部を、この順序で撹拌下に順に加えて得た混合液を加えて混合し、表1中に示すような組成の塗工液S−51を得た。得られた塗工液の外観は無色透明であった。
(Coating fluid S-51)
To a mixture of 15.6 parts by weight of γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and 62.3 parts by weight of tetramethoxysilane was added 17.1 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid, and the mixture was stirred at room temperature for 15 minutes. A polycondensation reaction was performed. With respect to the obtained sol, 16.8 parts by weight of polyacrylic acid (PAA) Aron A-10H (registered trademark) (number average molecular weight 20000, 25% by weight aqueous solution) manufactured by Toa Gosei Co., Ltd. and 0.8% of zinc oxide The liquid mixture obtained by adding weight parts in this order in order under stirring was added and mixed to obtain a coating liquid S-51 having a composition as shown in Table 1. The appearance of the obtained coating solution was colorless and transparent.

(塗工液S−52)
メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン70.5重量部及びテトラメトキシシラン17.6重量部を混合したものに0.1N塩酸11.9重量部を加えて、室温で30分間撹拌し加水分解及び重縮合反応を行い、表1中に示すような組成の塗工液S−52を得た。得られた塗工液の外観は無色透明であった。

Figure 0005098447
(Coating fluid S-52)
Hydrolysis and polycondensation reaction by adding 11.9 parts by weight of 0.1N hydrochloric acid to a mixture of 70.5 parts by weight of methacryloxypropyltrimethoxysilane and 17.6 parts by weight of tetramethoxysilane and stirring for 30 minutes at room temperature The coating liquid S-52 having the composition shown in Table 1 was obtained. The appearance of the obtained coating solution was colorless and transparent.
Figure 0005098447

(実施例1)
前記で調製した塗工液(S−1)を、調製後速やかに卓上コーター(RK Print−Coat Instruments社製「K303PR00FER」)を用いて、ポリエチレンテレフタレート(PET#50)上に成膜後の厚みが1μmとなるようにコーティングした。塗工後、速やかにナイロンフィルム(ONy#15)を塗膜表面に被せて、「基材(PET#50)/塗工液S−1塗膜/基材(ONy#15)」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで溶液ONy基材の上から、トレー搬送コンベア方式のEB照射装置(「CB250/15/180L」、岩崎電気製EB装置)を用いて、加速電圧100kV、搬送速度10m/min、照射線量50kGyの条件で電子線(EB)を照射し、重合処理を行った。
Example 1
The thickness after film-forming on the polyethylene terephthalate (PET # 50) using the desktop coater ("K303PR00FER" manufactured by RK Print-Coat Instruments) immediately after preparation of the coating liquid (S-1) prepared above. Was 1 μm. After coating, the nylon film (ONy # 15) is immediately covered with a nylon film (ONy # 15), and the layer structure of “base material (PET # 50) / coating liquid S-1 coating film / base material (ONy # 15)” A multilayer structure with Next, from the top of the solution ONy substrate, using an EB irradiation apparatus of a tray transfer conveyor type (“CB250 / 15 / 180L”, EB apparatus manufactured by Iwasaki Electric Co., Ltd.), an acceleration voltage of 100 kV, a transfer speed of 10 m / min, and an irradiation dose of 50 kGy. An electron beam (EB) was irradiated under the conditions, and a polymerization treatment was performed.

得られた多層構造体をギアオーブンで100℃1時間乾燥後、200℃30分間熱処理を行い、得られた無機物含有イオン架橋ポリカルボン酸系重合体の層を有する積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。   The obtained multilayer structure was dried in a gear oven at 100 ° C. for 1 hour and then heat-treated at 200 ° C. for 30 minutes, and the resulting laminate having an inorganic-containing ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer layer at 30 ° C. and 80% RH. The oxygen permeability was measured.

(実施例2)
前記で調製した塗工液(S−2)を、調製後速やかに卓上コーターを用いて、ポリイミドフィルム基材上に、製膜後の厚みが1μmとなるようにコーティングし、「基材PI#25/塗工液S−2塗膜」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで、先述のEB照射装置を用いて、加速電圧100kV、搬送速度10m/min、照射線量100kGyの条件で電子線(EB)を照射し重合処理を行った。さらにギアオーブンで100℃1時間乾燥後、300℃2分間熱処理を行い、得られた無機物含有イオン架橋ポリカルボン酸系重合体の層を有する積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。
(Example 2)
The coating liquid (S-2) prepared above was coated on a polyimide film substrate so that the thickness after film formation would be 1 μm using a desktop coater immediately after the preparation. A multilayer structure having a layer configuration of “25 / Coating fluid S-2 coating film” was obtained. Next, using the above-mentioned EB irradiation apparatus, an electron beam (EB) was irradiated and polymerized under the conditions of an acceleration voltage of 100 kV, a conveyance speed of 10 m / min, and an irradiation dose of 100 kGy. Furthermore, after drying at 100 ° C. for 1 hour in a gear oven, heat treatment was performed at 300 ° C. for 2 minutes, and the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH of the laminate having the inorganic substance-containing ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer layer was measured. did.

(実施例3)
前記で調製した塗工液(S−3)を、調製後速やかに卓上コーターを用いて、PET(50#)基材上に、製膜後の厚みが2μmとなるようにコーティングした。塗工後速やかにアルミ蒸着PETフィルム(#12)を蒸着面と塗膜面が接触するように被せ、「基材PET#50/塗工液S−3塗膜/Al蒸着PET」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで得られた多層構造体をギアオーブンで70℃12時間熱重合処理を行い、更に210℃1時間熱処理した。得られた無機物含有イオン架橋ポリカルボン酸系重合体の層を有する積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。
(Example 3)
The coating liquid (S-3) prepared above was coated on a PET (50 #) substrate so that the thickness after film formation was 2 μm using a desktop coater immediately after preparation. Immediately after coating, the aluminum vapor-deposited PET film (# 12) is covered so that the vapor-deposited surface and the coated surface are in contact with each other, and the layer configuration of “base PET # 50 / coating solution S-3 coating / Al vapor-deposited PET” A multilayer structure with Next, the obtained multilayer structure was subjected to thermal polymerization treatment at 70 ° C. for 12 hours in a gear oven, and further heat-treated at 210 ° C. for 1 hour. The oxygen permeability in 30 degreeC80% RH of the laminated body which has a layer of the obtained inorganic substance containing ion bridge | crosslinking polycarboxylic acid type polymer was measured.

(実施例4)
前記で調製した塗工液(S−4)を調製後、速やかに卓上コーターを用いて、PET(12#)基材上に製膜後の厚みが2μmとなるようにコーティングした。塗工後速やかにナイロンフィルム(ONy#15)を塗膜表面に被せ、「基材PET#12/塗工液S−4/基材ONy#15」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで、基材ONyの上から先述のEB照射装置を用いて、加速電圧100kV、搬送速度10m/min、照射線量100kGyの条件で電子線(EB)を照射し重合処理を行った。さらにギアオーブンで100℃1時間乾燥後、200℃30分間熱処理を行い、得られた無機物含有イオン架橋ポリカルボン酸系重合体の層を有する積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。
Example 4
After preparing the coating liquid (S-4) prepared above, it was quickly coated on a PET (12 #) substrate so that the thickness after film formation was 2 μm using a desktop coater. Immediately after coating, a nylon film (ONy # 15) was applied to the surface of the coating film to obtain a multilayer structure having a layer structure of “base material PET # 12 / coating liquid S-4 / base material ONy # 15”. . Next, polymerization treatment was performed by irradiating an electron beam (EB) from above the substrate ONy under the conditions of an acceleration voltage of 100 kV, a conveyance speed of 10 m / min, and an irradiation dose of 100 kGy using the EB irradiation apparatus described above. Further, after drying in a gear oven at 100 ° C. for 1 hour, heat treatment at 200 ° C. for 30 minutes, and measuring the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH of the obtained laminate having an inorganic substance-containing ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer layer. did.

(実施例5)
前記で調製した塗工液(S−5)を調製後、速やかに卓上コーターを用いてアート紙(#120)基材上に製膜後の厚みが1μmとなるようにコーティングした。塗工後速やかにナイロンフィルム(ONy#15)を塗膜表面に被せ、「基材アート紙/塗工液S−5/基材ONy#15」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで、基材ONyの上からUV照射装置(「COMPACT UV CONVEYORCSOT−40」、GS YUASA(株)製)を用いて、ランプ出力120W/cm、搬送速度2m/min、ランプ高さ24cmの条件で紫外線(UV)を照射し、重合処理を行った。更にギアオーブンで100℃24時間熱処理を行い、得られた無機物含有イオン架橋ポリカルボン酸系重合体の層を有する積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。
(Example 5)
After the coating liquid (S-5) prepared above was prepared, it was quickly coated on an art paper (# 120) substrate using a desktop coater so that the thickness after film formation was 1 μm. Immediately after coating, a nylon film (ONy # 15) was covered on the surface of the coating film to obtain a multilayer structure having a layer configuration of “base art paper / coating liquid S-5 / base ONy # 15”. Next, using a UV irradiation device ("COMPACT UV CONVEYORCSOT-40", manufactured by GS YUASA Co., Ltd.) from above the substrate ONy, the lamp output is 120 W / cm, the conveyance speed is 2 m / min, and the lamp height is 24 cm. Ultraviolet rays (UV) were irradiated to carry out the polymerization treatment. Further, heat treatment was performed in a gear oven at 100 ° C. for 24 hours, and the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH of the obtained laminate having the inorganic-containing ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer layer was measured.

(実施例6)
前記で調製した塗工液S−6を、調製後速やかに卓上コーターを用いてエチレンプロピレンゴムシート(EPTゴムシート、厚さ1mm)基材上に製膜後の厚みが2μmとなるようにコーティングした。塗工後速やかにナイロンフィルム(ONy#15)を塗膜表面に被せ、「基材EPTゴムシート/塗工液S−6/基材ONy#15」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで、基材ONyの上から先述のEB照射装置を用いて、加速電圧100kV、搬送速度10m/min、照射線量50kGyの条件で電子線(EB)を照射し重合処理を行った。
(Example 6)
Coating solution S-6 prepared above is coated on an ethylene propylene rubber sheet (EPT rubber sheet, thickness 1 mm) substrate using a tabletop coater immediately after preparation so that the thickness after film formation is 2 μm. did. Immediately after coating, a nylon film (ONy # 15) was placed on the surface of the coating film to obtain a multilayer structure having a layer structure of “base material EPT rubber sheet / coating liquid S-6 / base material ONy # 15”. . Next, polymerization treatment was performed by irradiating an electron beam (EB) from above the substrate ONy under the conditions of an acceleration voltage of 100 kV, a conveyance speed of 10 m / min, and an irradiation dose of 50 kGy using the EB irradiation apparatus described above.

さらにギアオーブンで100℃1時間乾燥後、200℃10分間熱処理を行い、得られた無機物含有イオン架橋ポリカルボン酸系重合体の層を有する積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。   Furthermore, after drying at 100 ° C. for 1 hour in a gear oven, heat treatment was performed at 200 ° C. for 10 minutes, and the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH of the laminate having the inorganic substance-containing ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer layer was measured. did.

(実施例7)
前記で調製した塗工液S−7を、調製後速やかに卓上コーターを用いてナイロンフィルム(ONy#15)基材上に製膜後の厚みが2μmとなるようにコーティングした。塗工後速やかにPETフィルム(PET#12)を塗膜表面に被せ、「基材ONy#15/塗工液S−7/基材PET#12」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで、基材PETの上から先述のEB照射装置を用いて、加速電圧100kV、搬送速度10m/min、照射線量100kGyの条件で電子線(EB)を照射し重合処理を行った。
(Example 7)
The coating liquid S-7 prepared above was coated on a nylon film (ONy # 15) substrate using a desktop coater immediately after preparation so that the thickness after film formation was 2 μm. Immediately after coating, a PET film (PET # 12) was placed on the surface of the coating film to obtain a multilayer structure having a layer structure of “base material ONy # 15 / coating liquid S-7 / base material PET # 12”. . Next, polymerization treatment was performed by irradiating an electron beam (EB) on the base material PET under the conditions of an acceleration voltage of 100 kV, a conveyance speed of 10 m / min, and an irradiation dose of 100 kGy using the EB irradiation apparatus described above.

更にギアオーブンで100℃1時間乾燥後、200℃30分間熱処理を行い、得られた無機物含有イオン架橋ポリカルボン酸系重合体の層を有する積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。   Furthermore, after drying at 100 ° C. for 1 hour in a gear oven, heat treatment was performed at 200 ° C. for 30 minutes, and the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH of the obtained laminate having an inorganic substance-containing ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer layer was measured. did.

(実施例8)
前記で調製した塗工液(S−8)を調製後、速やかに卓上コーターを用いてPET(#12)基材上に製膜後の厚みが2μmとなるようにコーティングした。塗工後速やかにナイロンフィルム(ONy#15)を塗膜表面に被せ、「基材PET#12/塗工液S−8/基材ONy#15」の層構成を持つ多層構造体を得た。
(Example 8)
After preparing the coating liquid (S-8) prepared above, it was quickly coated on a PET (# 12) substrate using a desktop coater so that the thickness after film formation was 2 μm. Immediately after coating, a nylon film (ONy # 15) was placed on the coating surface to obtain a multilayer structure having a layer structure of “base material PET # 12 / coating liquid S-8 / base material ONy # 15”. .

次いで、基材ONyの上から先述のUV照射装置を用いて、ランプ出力120W/cm、搬送速度2m/min、ランプ高さ24cmの条件で紫外線(UV)を照射し、重合処理を行った。更にギアオーブンで100℃30分間乾燥後、150℃5時間熱処理を行い、得られた無機物含有イオン架橋ポリカルボン酸系重合体の層を有する積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。   Next, polymerization treatment was performed by irradiating ultraviolet rays (UV) from above the substrate ONy under the conditions of a lamp output of 120 W / cm, a conveyance speed of 2 m / min, and a lamp height of 24 cm using the above-described UV irradiation apparatus. Furthermore, after drying at 100 ° C. for 30 minutes in a gear oven, heat treatment was performed at 150 ° C. for 5 hours, and the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH of the laminate having the inorganic substance-containing ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer layer was measured. did.

(実施例9)
前記で調製した塗工液(S−9)を調製後、速やかに卓上コーターを用いてPET(#12)基材上に製膜後の厚みが2μmとなるようにコーティングした。塗工後速やかに二軸延伸ポリプロピレンフィルム(OPP#20)を塗膜表面に被せ、「基材PET#12/塗工液S−8/基材OPP#20」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで、基材OPPの上から先述のEB照射装置を用いて、加速電圧150kV、搬送速度10m/min、照射線量100kGyの条件で電子線(EB)を照射し重合処理を行った。更にギアオーブンで100℃24分間熱処理を行い、得られた無機物含有イオン架橋ポリカルボン酸系重合体の層を有する積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。
Example 9
After preparing the coating liquid (S-9) prepared above, it was quickly coated on a PET (# 12) substrate using a tabletop coater so that the thickness after film formation was 2 μm. A multi-layer structure having a layer structure of “base material PET # 12 / coating liquid S-8 / base material OPP # 20” which is obtained by covering a coating film surface with a biaxially stretched polypropylene film (OPP # 20) immediately after coating. Got. Next, polymerization treatment was performed by irradiating an electron beam (EB) from above the base material OPP under the conditions of an acceleration voltage of 150 kV, a conveyance speed of 10 m / min, and an irradiation dose of 100 kGy using the EB irradiation apparatus described above. Further, heat treatment was performed in a gear oven at 100 ° C. for 24 minutes, and the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH of the obtained laminate having the inorganic-containing ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer layer was measured.

(比較例51)
前記で調製した塗工液(S−1)を、調製後速やかに卓上コーターを用いてPET(#12)基材上に製膜後の厚みが2μmとなるようにコーティングした。塗工後速やかにナイロンフィルム(ONy#15)を塗膜表面に被せ、「基材PET#12/塗工液S−1/基材ONy#15」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで、常温にて放置して乾燥後、200℃30分間熱処理を行い、得られた積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。
(Comparative Example 51)
The coating liquid (S-1) prepared above was coated on a PET (# 12) substrate using a desktop coater immediately after the preparation so that the thickness after film formation was 2 μm. Immediately after coating, a nylon film (ONy # 15) was placed on the surface of the coating film to obtain a multilayer structure having a layer structure of “base material PET # 12 / coating liquid S-1 / base material ONy # 15”. . Subsequently, after leaving to stand at room temperature and drying, heat treatment was performed at 200 ° C. for 30 minutes, and the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH of the obtained laminate was measured.

(比較例52)
前記塗工液S−1に代えて塗工液S−51を使用したこと以外は比較例51と同様に積層体を作製し、30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。
(Comparative Example 52)
A laminate was prepared in the same manner as in Comparative Example 51 except that the coating liquid S-51 was used instead of the coating liquid S-1, and the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH was measured.

(比較例53)
前記で調製した塗工液(S−52)を、調製後速やかに卓上コーターを用いてPET(#12)基材上に製膜後の厚みが2μmとなるようにコーティングした。塗工後速やかにナイロンフィルム(ONy#15)を塗膜表面に被せ、「基材PET#12/塗工液S−52/基材ONy#15」の層構成を持つ多層構造体を得た。次いで、基材ONyの上から先述のEB照射装置を用いて、加速電圧100kV、搬送速度10m/min、照射線量100kGyの条件で電子線(EB)を照射した。
(Comparative Example 53)
The coating liquid (S-52) prepared above was coated on a PET (# 12) substrate using a desktop coater immediately after preparation so that the thickness after film formation was 2 μm. Immediately after coating, a nylon film (ONy # 15) was applied to the surface of the coating film to obtain a multilayer structure having a layer structure of “base material PET # 12 / coating liquid S-52 / base material ONy # 15”. . Next, an electron beam (EB) was irradiated from above the substrate ONy using the above-described EB irradiation apparatus under the conditions of an acceleration voltage of 100 kV, a conveyance speed of 10 m / min, and an irradiation dose of 100 kGy.

さらにギアオーブンで100℃1時間乾燥後、200℃30分間熱処理を行い、得られた積層体の30℃80%RHにおける酸素透過度を測定した。   Furthermore, after drying at 100 ° C. for 1 hour in a gear oven, heat treatment was performed at 200 ° C. for 30 minutes, and the oxygen permeability at 30 ° C. and 80% RH of the obtained laminate was measured.

上記実施例、比較例の概要をまとめて次表2に示す。

Figure 0005098447
The summary of the above Examples and Comparative Examples is summarized in Table 2 below.
Figure 0005098447

上記表2によれば、本発明実施例により、いずれも低い酸素透過度(優れたガスバリア性)のガスバリア性積層体が得られていることが分る。   According to Table 2 above, it can be seen that gas barrier laminates having low oxygen permeability (excellent gas barrier properties) were obtained by the examples of the present invention.

上述したように本発明によれば、重合性組成物の調製・塗布−重合−熱処理という簡単な工程結合により、繁雑な浸漬工程を経ることなく、単層で良好なガスバリア性を示すガスバリア層を有するガスバリア性積層体が形成される。   As described above, according to the present invention, a gas barrier layer that exhibits a good gas barrier property with a single layer without passing through a complicated dipping process by a simple process combination of preparation / application / polymerization / heat treatment of the polymerizable composition. A gas barrier laminate is formed.

Claims (15)

下記工程1〜3を含むガスバリア性積層体の製造方法;
工程1:α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)、該α,β−不飽和カルボン酸単量体の10〜90%を中和する量の多価金属イオン(B)および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一つの特性基が結合した金属原子を含む少なくとも一種の加水分解性金属化合物(C)を含む重合性組成物(但し、カルボキシル基と反応する基を有する架橋剤を含むものを除く)を、基材(1)上に塗布して塗膜を形成する工程、
工程2:前記重合性組成物の塗膜を重合して、前記加水分解性金属化合物(C)由来の無機物およびイオン架橋ポリカルボン酸系重合体を含む重合体層を形成する工程、および
工程3:工程2で形成された重合体層を50〜400℃の温度で熱処理して、無機物およびイオン架橋ポリカルボン酸系重合体を含むガスバリア層を形成する工程。
A method for producing a gas barrier laminate comprising the following steps 1 to 3;
Step 1: α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A), polyvalent metal ion (B) and halogen in an amount to neutralize 10 to 90% of the α, β-unsaturated carboxylic acid monomer A polymerizable composition comprising at least one hydrolyzable metal compound (C) containing a metal atom to which at least one characteristic group selected from an atom and an alkoxy group is bonded (provided that a crosslinking agent having a group that reacts with a carboxyl group ) the excluding) those containing, by coating on the substrate (1) forming a coating film,
Step 2: Polymerizing the coating film of the polymerizable composition to form a polymer layer containing an inorganic substance derived from the hydrolyzable metal compound (C) and an ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer, and Step 3 : A step of heat-treating the polymer layer formed in Step 2 at a temperature of 50 to 400 ° C. to form a gas barrier layer containing an inorganic substance and an ion-crosslinked polycarboxylic acid polymer.
α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)が、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、ケイ皮酸、セネシオ酸、チグリン酸、ソルビン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコン酸、メサコン酸、及びこれらの酸無水物からなる群より選ばれる少なくとも1種の不飽和カルボン酸化合物である請求項1に記載の製造方法。 α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A) is acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, cinnamic acid, senecioic acid, tiglic acid, sorbic acid, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, citraconic acid, The production method according to claim 1, which is at least one unsaturated carboxylic acid compound selected from the group consisting of mesaconic acid and acid anhydrides thereof. 多価金属イオン(B)が、2価金属イオン及び3価金属イオンからなる群より選ばれる少なくとも1種の多価金属イオンである請求項1または2に記載の製造方法。 The production method according to claim 1 or 2, wherein the polyvalent metal ion (B) is at least one polyvalent metal ion selected from the group consisting of divalent metal ions and trivalent metal ions. 加水分解性金属化合物(C)が以下の化学式(I)で示される少なくとも1種の化合物を含有する請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
[化1]
(OR m−n−t−s …(I)
[化学式(I)中、MはSi、Al、Ti、Zr、Cu、Ca、Sr、Ba、Zn、B、Ga、Y、Ge、Pb、P、Sb、V、Te、WまたはNbを表す。Rはアルキル基、R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から選ばれた有機基、Zは官能基を有する有機基を表す。Xはハロゲン原子を表す。mはMの原子価と等しい。nは0〜m、tは0〜m、sは0もしくは1の整数を表す。但し、1≦n+t、n+t+s≦mである。]
The production method according to any one of claims 1 to 3, wherein the hydrolyzable metal compound (C) contains at least one compound represented by the following chemical formula (I).
[Chemical 1]
M 1 (OR 1) n R 2 m-n-t-s X 1 t Z 1 s ... (I)
[In the chemical formula (I), M 1 is Si, Al, Ti, Zr, Cu, Ca, Sr, Ba, Zn, B, Ga, Y, Ge, Pb, P, Sb, V, Te, W or Nb Represents. R 1 represents an alkyl group, R 2 represents an organic group selected from an alkyl group, an aralkyl group, an aryl group or an alkenyl group, and Z 1 represents an organic group having a functional group. X 1 represents a halogen atom. m is equal to the valence of M 1 . n represents 0 to m, t represents 0 to m, and s represents an integer of 0 or 1. However, 1 ≦ n + t and n + t + s ≦ m. ]
化合物(C)が、前記式(I)において、nおよびtがそれぞれ0〜(m−1)(但し、1≦n+t≦m−1)である少なくとも一種の化合物(C1)と、n+t=mである少なくとも一種の化合物(C2)とを含む請求項4に記載の製造方法。 Compound (C) is at least one compound (C1) in which n and t are 0 to (m−1) (where 1 ≦ n + t ≦ m−1) in formula (I), and n + t = m The production method according to claim 4, comprising at least one compound (C2). 前記化合物(C)について、前記式(I)中のZが、エポキシ基、(メタ)アクリロキシ基、アミノ基、水酸基、及びイソシアネート基から選ばれる少なくとも1種の官能基を有する有機基である請求項4または5に記載の製造方法。 In the compound (C), Z 1 in the formula (I) is an organic group having at least one functional group selected from an epoxy group, a (meth) acryloxy group, an amino group, a hydroxyl group, and an isocyanate group. The manufacturing method of Claim 4 or 5. 前記金属元素Mがケイ素原子である請求項4〜6のいずれかに記載の製造方法。 The process according to any one of claims 4-6 wherein the metallic element M 1 is silicon atom. 前記工程1における重合性単量体組成物において、全固形分中に含まれる化合物(C)の重量分率『化合物(C)/[α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)+多価金属イオン(B)+化合物(C)]×100』が1〜80%である請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法。 In the polymerizable monomer composition in the step 1, the weight fraction of the compound (C) contained in the total solid content “compound (C) / [α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A) +” The production method according to claim 1, wherein the polyvalent metal ion (B) + compound (C)] × 100 ”is 1 to 80%. 前記重合性組成物がさらに分子内に水酸基、アミノ基、カルボニル基、アミド基、カルボキシル基から選ばれる水素結合性官能基を少なくとも1つ以上含有する物質を含有する請求項1〜8のいずれかに記載の製造方法。 9. The polymerizable composition according to claim 1, further comprising a substance containing at least one hydrogen bonding functional group selected from a hydroxyl group, an amino group, a carbonyl group, an amide group, and a carboxyl group in the molecule. The manufacturing method as described in. 前記重合性組成物が、光重合開始剤又は熱重合開始剤もしくはこれら両者を更に含有する請求項1〜9のいずれかに記載の製造方法。 The manufacturing method according to any one of claims 1 to 9, wherein the polymerizable composition further contains a photopolymerization initiator, a thermal polymerization initiator, or both. 前記工程1は、化合物(C)、前記化合物(C)の部分加水分解物、前記化合物(C)の完全加水分解物、前記化合物(C)の部分加水分解縮合物、前記化合物(C)の完全加水分解物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および前記α,β−不飽和カルボン酸単量体(A)および多価金属イオン(B)を含む溶液(S)を調製した後に、基材(1)上に塗布する工程である請求項1〜10のいずれかに記載の製造方法。 Step 1 includes compound (C), partial hydrolyzate of compound (C), complete hydrolyzate of compound (C), partial hydrolysis condensate of compound (C), and compound (C). A solution (S) containing at least one metal element-containing compound selected from a condensed part of a complete hydrolyzate, the α, β-unsaturated carboxylic acid monomer (A), and a polyvalent metal ion (B) The method according to any one of claims 1 to 10, which is a step of applying the composition on the substrate (1) after preparing the composition. 前記工程2における重合性組成物の重合処理が、塗膜に対する電離放射線の照射または加熱もしくはこれら両方による処理である請求項1〜11のいずれかに記載の製造方法。 The production method according to any one of claims 1 to 11, wherein the polymerization treatment of the polymerizable composition in the step 2 is treatment by irradiation with ionizing radiation, heating or both of the coating film. 工程1において、基材(1)上に塗膜を形成した後、前記塗膜の表面を別のもしくは同様の基材(2)で被覆する工程を配置し、次いで工程2において、基材(1)と基材(2)の間の塗膜に、電離放射線の照射または加熱もしくはこれら両方による処理を行う請求項12に記載の製造方法。 In step 1, after forming a coating film on the substrate (1), a step of coating the surface of the coating film with another or similar substrate (2) is arranged, and then in step 2, the substrate ( The manufacturing method according to claim 12, wherein the coating film between 1) and the substrate (2) is subjected to treatment with irradiation of ionizing radiation and / or heating. 前記工程2における電離放射線が、紫外線、電子線、ガンマ線、またはα線である請求項12または13に記載の製造方法。 The manufacturing method according to claim 12 or 13, wherein the ionizing radiation in the step 2 is ultraviolet rays, electron beams, gamma rays, or α rays. 前記工程2における加熱による重合処理が、温度50〜250℃で1〜120分間加熱する加熱処理である請求項12または13に記載の製造方法。 The production method according to claim 12 or 13, wherein the polymerization treatment by heating in the step 2 is a heat treatment in which heating is performed at a temperature of 50 to 250 ° C for 1 to 120 minutes .
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