JP5832298B2 - ガスバリア性膜及び積層体 - Google Patents
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Description
これら、アクリルアミド系化合物の具体例としては、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、及びアクリロイルモルホリンなどを例示することができる。
本発明に係る不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を構成する成分の一つである不飽和カルボン酸化合物は、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸の少なくとも1種からなるα、β―エチレン性不飽和基を有する不飽和カルボン酸化合物である。
本発明に係る不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を構成する成分の一つである多価金属化合物は、周期表の2A〜7A族、1B〜3B族及び8族に属する金属及び金属化合物であり、具体的には、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、バリウム(Ba)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)から選ばれる少なくとも1種の二価以上の金属、これら金属の酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、硫酸塩若しくは亜硫酸塩等である。これら金属化合物の中でも、二価の金属化合物が好ましく、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛等がさらに好ましい。これら二価の金属化合物を用いた場合は、前記不飽和カルボン酸化合物との塩を重合して得られる膜の高湿度下でのガスバリア性が特に優れている。これら多価金属化合物は、少なくとも1種が使用され、1種のみの使用であっても、2種以上を併用してもよい。
本発明のガスバリア性膜を構成する主成分となる不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩は、前記重合度が20未満の不飽和カルボン酸化合物と前記多価金属化合物との塩である。これら不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩は一種でも二種以上の混合物であってもよい。かかる不飽和カルボン酸化合物多価金属塩の中でも、特に(メタ)アクリル酸亜鉛が得られる共重合体層の耐熱水性に優れるので好ましい。
本発明のガスバリア性膜は、前記アクリルアミド系化合物を0.3〜15質量%、好ましくは0.3〜10質量%、より好ましくは0.5〜5質量%を含む前記不飽和カルボン酸化合物の多金属塩との重合体からなる膜(アクリルアミド系化合物と不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩との合計量が100質量%)である。
<ガスバリア性膜の製造方法>
本発明に係わるガスバリア性膜の製造方法としては、アクリルアミド系化合物0.5〜15質量%、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩85〜95質量%、及び、ビニルアルコール系重合体1〜20質量%(アクリルアミド系化合物、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩、及びビニルアルコール系重合体の合計で100質量%とする。)の割合で、水等の溶媒に溶解した後、重合体層を形成させる面上に、当該混合物の溶液を塗布する方法、個別にアクリルアミド系化合物の溶液及び不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩の溶液を作成した後、アクリルアミド系化合物の量が0.5〜5質量%となるように混合した溶液を重合体層を形成させる面上に塗布する方法、及びアクリルアミド系化合物と共に、不飽和カルボン酸及び多価金属化合物を混合して、不飽和カルボン酸多価金属塩を形成させた後、これにビニルアルコール系重合体等の他の成分を添加して混合した溶液を塗布して重合する方法を用いることができる。
また、熱処理の時間は、通常30秒から90分程度であり、中でも1分から70分が好適であり、5分から60分がさらに好適である。
<ガスバリア性積層体>
本発明のガスバリア性膜には、無機薄膜層、更には、基材層が積層されていてもよい。
<無機薄膜層>
本発明のガスバリア性膜の少なくとも片面に形成される無機薄膜層としては、アルミニウム、亜鉛若しくはシリカ等の無機化合物あるいはその酸化物、その他の無機薄膜層が用いられ、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、錫、マグネシウム、インジウムなどの酸化物、窒化物、弗化物、或いは酸窒化物などそれらの複合物等が例示される。
<基材層>
本発明に係るガスバリア性積層体に用いられる基材層は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂あるいは紙等の有機質材料からなり、その形状も、シート又はフィルム状物、トレー、カップ、中空体等の形状を有するものを例示することができる。
<アンダーコート層>
本発明に係るガスバリア性積層体において、基材層上に前記無機薄膜層を形成させる際には、予め、基材層上の表面にアンダーコート層、好ましくはエポキシ(メタ)アクリレート系化合物又はウレタン(メタ)アクリレート系化合物のアンダーコート層を形成させておくことが好ましい。
<ガスバリア性積層体の製造方法>
本発明に係るガスバリア性積層体は、例えば、基材層を有する場合は、前記ガスバリア性膜の製造方法において、ガスバリア性膜を形成させる層として、前記基材層を用いればよい。
<保護層>
本発明に係るガスバリア性膜又はガスバリア性積層体のガスバリア性膜側の最外層には、ガスバリア性膜を保護し得る保護層を設けていてもよい。
(1)吸光度比(A0/A):前記記載の方法で測定した。
(2)酸素透過度[ml/(m2・day・MPa)]:延伸フィルムを、モコン社製 OX−TRAN2/21 MLを用いて、JIS K 7126に準じ、温度20℃、湿度90%R.H.の条件で測定した。
(3)折り曲げ試験
ラミネートフィルムを重ねて、端面をヒートシールし、ヒートシール部分を折り曲げた状態で、98℃で30分間、ボイル処理を行った。ボイル処理後の折り曲げ部分の浮きの状態を観察した。評価結果を、「極めて良好」、「良好」、「普通」、「不良」により評価した。
(4)ウエット剥離強度
ボイルした積層フィルムを、濡れた状態でバリアフィルムのラミネート面と無延伸ポリプロピレンフィルムの間を剥離し、15ミリメータ(mm)幅にサンプリングした後、300(mm/分)の剥離速度で、90度ラミネート剥離強度、180度ラミネート剥離強度を測定した。
<溶液(S1)の作製>
アクリル酸亜鉛(浅田化学社製、アクリル酸の亜鉛塩)88質量%、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(興人株式会社製)3質量%、及びビニルアルコール系重合体9質量%(アクリル酸亜鉛、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、及びビニルアルコール系重合体の合計を100質量%とする。)からなる組成物を用いて、その水溶液(溶質の濃度:15(質量%))と、メチルアルコールで25質量%に希釈した光重合開始剤〔1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ
−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名;イルガキュアー 2959)〕及び界面活性剤(花王社製 商品名;エマルゲン120)を固形分比率でそれぞれ98.5%、1.2%、0.3%となるように混合して、溶液(S1)を作製した。
<溶液(S2)の作製>
アクリル酸亜鉛水溶液を固形分比率で98.0質量%、メチルアルコールで25質量%に希釈した光重合開始剤〔1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名:イルガキュアー 2959)〕を固形分比率で1.9重量%、及び界面活性剤(花王社製 商品名:エマルゲン120)を固形分比率で0.3重量%となるように混合し、アクリル酸亜鉛溶液(S2)を作製した。
酸化アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルム(三井化学東セロ株式会社製 TL−PET H)に、上記のN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを含む不飽和カルボン酸化合物の亜鉛塩の溶液(S1)をバーコート法を用いて乾燥後の塗布量が1.2g/m2となるよう塗工した。次いで、オーブン中で40℃、15秒の条件で乾燥後、紫外線照射装置を用い照射光量200mJ/cm2になるように延伸フィルム全体に照射し、重合体層が表面に形成されたバリアフィルムを得た。
実施例1において、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを N、N−ジメチルアクリルアミド(興人株式会社製)とする以外は、実施例と同様に行った。
実施例1において、酸化アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルム(三井化学東セロ株式会社製 TL−PET H)に、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを含まない不飽和カルボン酸化合物の亜鉛塩の溶液(S2)をバーコート法を用いて乾燥後の塗布量が0.4g/m2となるよう塗工し、直ちに紫外線照射装置を用い照射光量200mJ/cm2になるように延伸フィルム全体に照射し、重合体層を形成されたフィルムの上にN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを含む溶液(S1)を塗布する以外は実施例と同様にして積層フィルムを得た。
実施例1において、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを用いない以外は、同様に行った。
Claims (10)
- 下記一般式(1)で表されるアクリルアミド系化合物を0.3〜15質量%含むアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン酸の少なくとも1種からなる不飽和カルボン酸化合物と、Mg、Ca、Ba、Zn及びAlから選ばれる少なくとも1種との多価金属塩の重合体層からなることを特徴とするガスバリア性膜。
- 前記アクリルアミド系化合物0.5〜15質量%を含み不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩85〜95質量%およびビニルアルコール系重合体1〜20質量%(アクリルアミド系化合物、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩、及びビニルアルコール系重合体の合計で100質量%とする。)からなる重合体層であることを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性膜。
- 一般式(1)で表されるアクリルアミド系化合物が、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、及びアクリロイルモルホリンから選ばれる少なくとも1種類のアクリルアミド系化合物であることを特徴とする請求項1または2に記載のガスバリア性膜。
- 不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩が、不飽和カルボン酸の単量体若しくは重合度が20未満の重合体から得られる塩である請求項1記載のガスバリア性膜。
- 不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩が、(メタ)アクリル酸の塩である請求項1、又は4記載のガスバリア性膜。
- 重合体層が、赤外線吸収スペクトルにおける1700cm-1付近のカルボン酸基のνC=Oに基づく吸光度A0と1520cm-1付近のカルボキシレートイオンのνC=Oに基づく吸光度Aとの比(A0/A)が0.25未満である請求項1記載のガスバリア性膜。
- ガスバリア性膜の表面にアンカーコート層を介して又はアンカーコート層を介さないで保護層が設けられた請求項1〜6のいずれかに記載のガスバリア性膜。
- 請求項1〜7のいずれかに記載の重合体層の少なくとも片面に無機薄膜層が形成されてなるガスバリア性積層体。
- 無機薄膜層の他の片面に、基材層が積層されてなる請求項8記載のガスバリア性積層体。
- 無機薄膜層が、エポキシ(メタ)アクリレート系化合物又はウレタン(メタ)アクリレート系化合物のアンダーコート層を介して基材層に積層されてなる請求項8記載のガスバリア性積層体。
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