JP7516784B2 - Laminated film and film laminate using same - Google Patents
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Description
本発明は、ガスバリア性に優れた積層フィルム、及び、それを用いたフィルム積層体に関する。 The present invention relates to a laminated film with excellent gas barrier properties and a film laminate using the same.
従来から、プラスチックフィルムを基材とし、無機酸化物蒸着層などの無機物を主材とする層(「無機物層」と称する)を前記基材の表面に形成した構成のガスバリア性積層フィルムは、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、例えば、食品や工業用品及び医薬品等の変質防止用包装に広く利用されている。
また、このガスバリア性積層フィルムについては、包装用途以外にも、近年、液晶表示素子、太陽電池、電磁波シールド、タッチパネル、EL用基板、カラーフィルターなど、新しい用途も注目されている。
2. Description of the Related Art Gas barrier laminate films having a structure in which a plastic film is used as a substrate and a layer mainly made of an inorganic material, such as an inorganic oxide vapor deposition layer (referred to as an "inorganic layer"), is formed on the surface of the substrate, have been widely used for packaging items that require blocking various gases such as water vapor and oxygen, for example, for packaging to prevent deterioration of foods, industrial products, pharmaceuticals, etc.
In addition to packaging applications, new applications of this gas barrier laminate film have also been attracting attention in recent years, such as liquid crystal display elements, solar cells, electromagnetic wave shields, touch panels, EL substrates, and color filters.
このような無機物層を有するガスバリア性積層フィルムに関しては、種々の改良検討がされている。
例えば、透明性及びガスバリア性と共に、デラミネーション等の発生がない耐ボイル性及び耐レトルト性を持たせる観点から、プラスチック基材の少なくとも片面に、官能基含有シランカップリング剤又はシランカップリング剤の加水分解物とポリオール及びイソシアネート化合物との複合物からなるプライマー層、及び厚さ5~300nmの無機酸化物薄膜層を順次積層してなる蒸着フィルムが開示されている(特許文献1)。
Regarding such gas barrier laminate films having an inorganic layer, various improvements have been investigated.
For example, from the viewpoint of imparting transparency and gas barrier properties as well as boiling resistance and retort resistance without the occurrence of delamination or the like, a vapor deposition film has been disclosed in which a primer layer made of a composite of a functional group-containing silane coupling agent or a hydrolyzate of a silane coupling agent with a polyol and an isocyanate compound, and an inorganic oxide thin film layer having a thickness of 5 to 300 nm are sequentially laminated on at least one surface of a plastic substrate (Patent Document 1).
また、優れたガスバリア性及び構成層間の密着強度の観点から、基材フィルム/無機薄膜層/アンカー層/無機薄膜層からなり、アンカー層の厚みが0.1~10nmである極薄いガスバリア性積層フィルムが開示されている(特許文献2)。 In addition, from the viewpoint of excellent gas barrier properties and adhesion strength between the constituent layers, an extremely thin gas barrier laminate film has been disclosed that is composed of a base film/inorganic thin film layer/anchor layer/inorganic thin film layer, and the thickness of the anchor layer is 0.1 to 10 nm (Patent Document 2).
さらに、プラスチック基材の片面又は両面に、酸化ケイ素膜(SiOx)をバリア層として積層してなるバリアフィルムにおいて、前記バリア層が少なくとも2層以上の酸化ケイ素膜で構成されており、前記酸化ケイ素膜1層あたりの膜厚が10nm以上50nm以下であり、前記2層以上の酸化ケイ素膜で構成されているバリア層の膜厚が20nm以上200nm以下であり、前記バリア層中の炭素原子の割合が10at.%以下である、ガスバリア性積層フィルムが開示されている(特許文献3)。 Furthermore, a gas barrier laminate film has been disclosed in which a barrier film is formed by laminating a silicon oxide film (SiOx) as a barrier layer on one or both sides of a plastic substrate, the barrier layer is composed of at least two silicon oxide films, the thickness of each silicon oxide film is 10 nm or more and 50 nm or less, the thickness of the barrier layer composed of two or more silicon oxide films is 20 nm or more and 200 nm or less, and the proportion of carbon atoms in the barrier layer is 10 at. % or less (Patent Document 3).
他方、生分解性フィルムであるポリ乳酸フィルムのガスバリア性を高めるべく、種々の提案がなされている。
例えば、ポリ乳酸フィルムの結晶、非晶領域の割合を調整することで、密着性とガスバリア性との両立を図ることが開示されている(特許文献4)。
On the other hand, various proposals have been made to improve the gas barrier properties of polylactic acid films, which are biodegradable films.
For example, it has been disclosed that adjusting the ratio of crystalline and amorphous regions in a polylactic acid film achieves both good adhesion and good gas barrier properties (Patent Document 4).
また、ポリ乳酸フィルムの面配向、結晶融解熱量を特定範囲にすることでガスバリア性と透明性との両立を図ることが開示されている(特許文献5)。 It has also been disclosed that by setting the planar orientation and heat of crystal fusion of the polylactic acid film within a specific range, it is possible to achieve both gas barrier properties and transparency (Patent Document 5).
さらに、ポリ乳酸フィルム上にシランカップリング剤を含むアンカー層を設けることで層間密着性が良好であるガスバリア性フィルムが開示されている(特許文献6)。 Furthermore, a gas barrier film with good interlayer adhesion has been disclosed by providing an anchor layer containing a silane coupling agent on a polylactic acid film (Patent Document 6).
無機物層を有するガスバリア性積層フィルムに関しては、上述のように、ガスバリア性を高めるために種々の検討がなされてきた。しかし、製造工程や使用時に熱が掛かると、ガスバリア性が低下する場合が認められた。特にポリ乳酸フィルムやポリオレフィンフィルムなど、耐熱性に劣るフィルムを基材フィルムとして使用した場合、この傾向が強く、熱が掛かるとガスバリア性が低下するという課題が顕著であった。 As mentioned above, various studies have been conducted on gas barrier laminate films having an inorganic layer to improve their gas barrier properties. However, it has been found that the gas barrier properties of such films can be reduced when exposed to heat during the manufacturing process or during use. This tendency is particularly pronounced when films with poor heat resistance, such as polylactic acid films or polyolefin films, are used as the base film, and the problem of reduced gas barrier properties when exposed to heat is prominent.
本発明の目的は、基材フィルムの少なくとも片面側に無機物層を備えた積層フィルムに関し、ポリ乳酸フィルムやポリオレフィンフィルムなど、耐熱性に劣るフィルムを基材フィルムとして使用した場合であっても、ガスバリア性の低下を防ぐことができる新たな積層フィルム、並びに、これを用いたフィルム積層体を提供することにある。 The object of the present invention is to provide a new laminate film that has an inorganic layer on at least one side of a base film and that can prevent a decrease in gas barrier properties even when a film with poor heat resistance, such as a polylactic acid film or a polyolefin film, is used as the base film, and a film laminate using the same.
本発明は、基材フィルム(1)の少なくとも片面側に、アンカー層及び無機物層がこの順に積層してなる構成を備えた積層フィルムであり、前記アンカー層の120℃における貯蔵弾性率(E‘)が10MPa以上であり、且つ、前記アンカー層の厚みが0.02~5.00μmである積層フィルムを提案する。 The present invention proposes a laminated film having a structure in which an anchor layer and an inorganic layer are laminated in this order on at least one side of a base film (1), in which the storage modulus (E') of the anchor layer at 120°C is 10 MPa or more, and the thickness of the anchor layer is 0.02 to 5.00 μm.
本発明はまた、上記積層フィルムの最表面に、接着剤層を介して、基材フィルム(2)が貼り合わされてなる構成を備えたフィルム積層体を提案する。 The present invention also proposes a film laminate having a structure in which a base film (2) is bonded to the outermost surface of the laminate film via an adhesive layer.
本発明が提案する積層フィルムは、基材フィルム上に特定のアンカー層を設けることで、耐熱性に乏しい基材フィルムを用いた場合であっても、熱処理時の基材フィルムの変形をアンカー層によって緩和させることができる。そのため、熱処理時における無機物層のクラック発生を防止することができ、所望するガスバリア性を得ることができる。よって、本発明が提案する積層フィルム及びこれを用いたフィルム積層体は、例えば、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、例えば、食品や工業用品及び医薬品等の変質防止用の包装材料として広く利用することができる。また、包装用途以外にも、液晶表示素子、太陽電池、電磁波シールド、タッチパネル、EL用基板、カラーフィルターなど、各種部材に好適に利用することができる。 The laminated film proposed by the present invention has a specific anchor layer on the substrate film, so that even if a substrate film with poor heat resistance is used, the deformation of the substrate film during heat treatment can be alleviated by the anchor layer. Therefore, it is possible to prevent cracks from occurring in the inorganic layer during heat treatment, and the desired gas barrier properties can be obtained. Therefore, the laminated film proposed by the present invention and the film laminate using the same can be widely used, for example, as a packaging material for packaging items that require blocking various gases such as water vapor and oxygen, for example, to prevent deterioration of foods, industrial products, and pharmaceuticals. In addition to packaging applications, the laminated film can also be suitably used for various components such as liquid crystal display elements, solar cells, electromagnetic shields, touch panels, EL substrates, and color filters.
次に、実施の形態例に基づいて本発明を説明する。但し、本発明が次に説明する実施形態に限定されるものではない。 Next, the present invention will be described based on an embodiment example. However, the present invention is not limited to the embodiment described below.
<<本積層フィルム>>
本発明の実施形態の一例に係る積層フィルム(「本積層フィルム」と称する)は、基材フィルム(「本基材フィルム」と称する)の少なくとも片面側に、アンカー層および無機物層をこの順に積層してなる構成を備えた積層フィルムである。
<<This laminate film>>
A laminate film according to one embodiment of the present invention (referred to as "the present laminate film") is a laminate film having a configuration in which an anchor layer and an inorganic layer are laminated in this order on at least one side of a base film (referred to as "the present base film").
<本基材フィルム>
本積層フィルムを構成する本基材フィルムは、透明性を有し、且つ、必要十分な剛性を備えたフィルムであれば、材質及び構成を限定するものではない。
<Base film>
The present base film constituting the present laminate film is not limited in material and configuration as long as it is a film having transparency and necessary and sufficient rigidity.
本基材フィルムは、単層構成であっても、多層構成であってもよい。
本基材フィルムが多層構成の場合、2層又は3層構成であってもよいし、4層又はそれ以上の多層であってもよい。
The substrate film may have a single layer structure or a multilayer structure.
When the present substrate film has a multi-layer structure, it may have a two-layer or three-layer structure, or may have four or more layers.
本基材フィルムが耐熱性に乏しいほど、本発明の効果をより享受できる。かかる観点から、本基材フィルムは、例えばポリ乳酸フィルムまたはポリオレフィンフィルムであるのが好ましい。但し、これらに限定するものではない。 The less heat resistant the substrate film is, the more the effects of the present invention can be enjoyed. From this perspective, the substrate film is preferably, for example, a polylactic acid film or a polyolefin film. However, it is not limited to these.
なお、本発明において、「ポリ乳酸フィルム」または「ポリオレフィンフィルム」とは、当該フィルムが単層構成であっても多層構成であっても、ポリ乳酸樹脂またはポリオレフィン樹脂を主成分樹脂とする層を備えたフィルムを意味する。好ましくは、ポリ乳酸樹脂またはポリオレフィン樹脂を主成分樹脂とする層が主層であるフィルムである。
その中でも、本基材フィルムが単層構成であっても、多層構成であっても、各層の主成分樹脂がポリ乳酸樹脂またはポリオレフィン樹脂であるものが好ましい。
In the present invention, the term "polylactic acid film" or "polyolefin film" refers to a film having a layer mainly made of polylactic acid resin or polyolefin resin, whether the film has a single-layer structure or a multilayer structure. Preferably, the film has a layer mainly made of polylactic acid resin or polyolefin resin.
Among these, it is preferable that the main component resin of each layer of the present substrate film is a polylactic acid resin or a polyolefin resin, whether the present substrate film has a single layer structure or a multilayer structure.
この際、「主層」とは、単層フィルムの場合には当該層であり、多層フィルムの場合には、フィルムを構成する層の中で最も厚み割合の大きな層を意味する。
また、「主成分樹脂」とは、各層を構成する樹脂のうち最も含有割合の多い樹脂を意味し、例えば各層を構成する樹脂のうち50質量%以上、特に70質量%以上、中でも80質量%以上(100質量%を含む)を占める樹脂である。
In this case, the "main layer" refers to the layer in question in the case of a single-layer film, and to the layer having the greatest thickness ratio among the layers constituting the film in the case of a multi-layer film.
Further, the term "main component resin" refers to the resin that is contained in the largest proportion among the resins constituting each layer, and is, for example, a resin that accounts for 50% by mass or more, particularly 70% by mass or more, and of these, 80% by mass or more (including 100% by mass) of the resins constituting each layer.
上記のポリ乳酸フィルムまたはポリオレフィンフィルムは、ポリ乳酸樹脂またはポリオレフィン樹脂を主成分樹脂とする層を備えていれば、ポリ乳酸樹脂またはポリオレフィン樹脂以外の樹脂或いは樹脂以外の成分を含有していてもよい。 The polylactic acid film or polyolefin film may contain a layer whose main resin component is polylactic acid resin or polyolefin resin, or may contain a resin other than polylactic acid resin or a component other than resin.
(ポリ乳酸樹脂)
上記のポリ乳酸樹脂は、D-乳酸もしくはL-乳酸の単独重合体、またはこれらの共重合体である。すなわち、上記のポリ乳酸樹脂は、構造単位がD-乳酸であるポリ(D-乳酸)、構造単位がL-乳酸であるポリ(L-乳酸)、及び、L-乳酸とD-乳酸の共重合体であるポリ(DL-乳酸)のうちの何れか、又は、これらの混合樹脂であればよい。また、D-乳酸とL-乳酸との共重合比の異なる複数の上記共重合体の混合樹脂であってもよい。
(Polylactic acid resin)
The polylactic acid resin is a homopolymer of D-lactic acid or L-lactic acid, or a copolymer thereof. That is, the polylactic acid resin may be any one of poly(D-lactic acid) whose structural unit is D-lactic acid, poly(L-lactic acid) whose structural unit is L-lactic acid, and poly(DL-lactic acid) which is a copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid, or a mixed resin thereof. It may also be a mixed resin of a plurality of the above-mentioned copolymers having different copolymerization ratios of D-lactic acid and L-lactic acid.
上記L-乳酸とD-乳酸との共重合体は、D-乳酸とL-乳酸との共重合比(以下「D/L比」と略する。)は、好ましくは「3/97」~「15/85」または「85/15」~「97/3」であり、より好ましくは「5/95」~「15/85」または「85/15」~「95/5」であり、さらに好ましくは「8/92」~「15/85」または「85/15」~「92/8」であり、特に好ましくは「10/90」~「15/85」または「85/15」~「90/10」である。 The copolymer of L-lactic acid and D-lactic acid has a copolymerization ratio of D-lactic acid to L-lactic acid (hereinafter abbreviated as "D/L ratio") of preferably "3/97" to "15/85" or "85/15" to "97/3", more preferably "5/95" to "15/85" or "85/15" to "95/5", even more preferably "8/92" to "15/85" or "85/15" to "92/8", and particularly preferably "10/90" to "15/85" or "85/15" to "90/10".
D/L比が異なるポリ乳酸樹脂をブレンドすることも可能であり、かつ、ブレンドした方がポリ乳酸樹脂のD/L比をより容易に調整できるので、より好ましい。この場合には、複数の乳酸系重合体のD/L比を、平均した値が上記範囲内に入るようにすればよい。使用用途に合わせて、D/L比の異なるポリ乳酸樹脂を2種以上ブレンドし、結晶性を調整することで、耐熱性と熱収縮特性とのバランスを図ることができる。 It is also possible to blend polylactic acid resins with different D/L ratios, and blending is more preferable since it is easier to adjust the D/L ratio of the polylactic acid resin. In this case, the average D/L ratio of multiple lactic acid polymers should be within the above range. By blending two or more polylactic acid resins with different D/L ratios and adjusting the crystallinity according to the intended use, it is possible to achieve a balance between heat resistance and heat shrinkage properties.
上記ポリ乳酸樹脂は、上記PLA樹脂の本質的な性質を損なわない範囲内であれば、少量の共重合成分を共重合させてもよい。
当該共重合成分としては、例えば、乳酸以外のα-ヒドロキシカルボン酸、テレフタル酸等の非脂肪族ジカルボン酸、コハク酸等の脂肪族ジカルボン酸、ビスフェノールAのエチレンオキサイド付加物等の非脂肪族ジオール、エチレングリコール等の脂肪族ジオールからなる群から選ばれる少なくとも1種を挙げることができる。
The polylactic acid resin may be copolymerized with a small amount of a copolymer component within a range that does not impair the essential properties of the PLA resin.
Examples of the copolymerization component include at least one selected from the group consisting of α-hydroxycarboxylic acids other than lactic acid, non-aliphatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, aliphatic dicarboxylic acids such as succinic acid, non-aliphatic diols such as ethylene oxide adducts of bisphenol A, and aliphatic diols such as ethylene glycol.
乳酸以外のα-ヒドロキシカルボン酸単位としては、例えばグリコール酸、3-ヒドロキシ酪酸、4-ヒドロキシ酪酸、2-ヒドロキシ-n-酪酸、2-ヒドロキシ-3,3-ジメチル酪酸、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸、2-メチル乳酸、2-ヒドロキシカプロン酸等の2官能脂肪族ヒドロキシカルボン酸やカプロラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン類を挙げることができる。 Examples of α-hydroxycarboxylic acid units other than lactic acid include bifunctional aliphatic hydroxycarboxylic acids such as glycolic acid, 3-hydroxybutyric acid, 4-hydroxybutyric acid, 2-hydroxy-n-butyric acid, 2-hydroxy-3,3-dimethylbutyric acid, 2-hydroxy-3-methylbutyric acid, 2-methyllactic acid, and 2-hydroxycaproic acid, as well as lactones such as caprolactone, butyrolactone, and valerolactone.
また、前記ジオール単位としては、例えばエチレングリコール、1,4-ブタンジオール,1,4-シクロへキサンジメタノール等を挙げることができる。また、前記ジカルボン酸単位としては、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸およびドデカン二酸等を挙げることができる。 Examples of the diol units include ethylene glycol, 1,4-butanediol, and 1,4-cyclohexanedimethanol. Examples of the dicarboxylic acid units include succinic acid, adipic acid, suberic acid, sebacic acid, and dodecanedioic acid.
乳酸と、乳酸以外のα-ヒドロキシカルボン酸等との共重合体における共重合比は特に限定されない。中でも、乳酸の占める割合が高いほど、石油資源の消費が少ないため好ましく、また後述するビカット軟化点の範囲を超えない程度の割合で共重合すると好ましい。
具体的には、乳酸と、乳酸以外のα-ヒドロキシカルボン酸、脂肪族ジオール、または脂肪族ジカルボン酸との共重合体の共重合比は、乳酸/乳酸以外のα-ヒドロキシカルボン酸、脂肪族ジオール、または脂肪族ジカルボン酸=「95/5」~「10/90」、好ましくは「90/10」~「20/80」、さらに好ましくは「80/20」~「30/70」である。
共重合比が上記範囲内であれば、剛性、透明性、耐衝撃性などの物性バランスの良好なフィルムを得ることができる。また、これらの共重合体の構造としては、ランダム共重
合体、ブロック共重合体、グラフト共重合体が挙げられ、いずれの構造でもよい。但し、フィルムの耐衝撃性および透明性の観点から、ブロック共重合体またはグラフト共重合体が好ましい。
The copolymerization ratio of lactic acid and an α-hydroxycarboxylic acid other than lactic acid is not particularly limited. In particular, a higher ratio of lactic acid is preferable because it reduces consumption of petroleum resources, and it is also preferable to copolymerize at a ratio not exceeding the range of the Vicat softening point described later.
Specifically, the copolymerization ratio of a copolymer of lactic acid with an α-hydroxycarboxylic acid other than lactic acid, an aliphatic diol, or an aliphatic dicarboxylic acid, i.e., lactic acid/α-hydroxycarboxylic acid other than lactic acid, an aliphatic diol, or an aliphatic dicarboxylic acid, is from 95/5 to 10/90, preferably from 90/10 to 20/80, and more preferably from 80/20 to 30/70.
If the copolymerization ratio is within the above range, a film having a good balance of physical properties such as rigidity, transparency, and impact resistance can be obtained. In addition, the structure of these copolymers may be a random copolymer, a block copolymer, or a graft copolymer, and any structure may be used. However, from the viewpoint of the impact resistance and transparency of the film, a block copolymer or a graft copolymer is preferable.
上記ポリ乳酸樹脂は、また、分子量増大を目的として、少量の鎖延長剤、例えば、ジイソシアネート化合物、エポキシ化合物、酸無水物等を含有することもできる。 The polylactic acid resin may also contain a small amount of a chain extender, such as a diisocyanate compound, an epoxy compound, or an acid anhydride, to increase the molecular weight.
ポリ乳酸樹脂の質量平均分子量は、20,000以上、好ましくは40,000以上、さらに好ましくは60,000以上であり、上限が400,000以下、好ましくは350,000以下、さらに好ましくは300,000以下である。ポリ乳酸樹脂の質量平均分子量が20,000以上であれば、適度な樹脂凝集力が得られ、フィルムの強伸度が不足する、または脆化を抑制できる。一方、質量平均分子量が400,000以下であれば、溶融粘度を下げることができ、製造、生産性向上の観点からは好ましい。 The mass average molecular weight of the polylactic acid resin is 20,000 or more, preferably 40,000 or more, and more preferably 60,000 or more, with an upper limit of 400,000 or less, preferably 350,000 or less, and more preferably 300,000 or less. If the mass average molecular weight of the polylactic acid resin is 20,000 or more, an appropriate resin cohesive force can be obtained, and the film can be prevented from having insufficient strength and elongation or from becoming embrittled. On the other hand, if the mass average molecular weight is 400,000 or less, the melt viscosity can be reduced, which is preferable from the viewpoint of improving production and productivity.
上記ポリ乳酸樹脂の重合法としては、縮合重合法、開環重合法など、公知の方法を採用することも可能である。例えば縮合重合法であれば、D-乳酸、L-乳酸、または、これらの混合物を直接脱水縮合重合して任意の組成を有するポリ乳酸樹脂を得ることができる。また、開環重合法では、乳酸の環状2量体であるラクチドを、必要に応じて重合調整剤などを用いながら、所定の触媒の存在下で開環重合することにより任意の組成を有するポリ乳酸樹脂を得ることができる。上記ラクチドには、L-乳酸の二量体であるDL-ラクチドがあり、これらを必要に応じて混合して重合することにより、任意の組成、結晶性を有するポリ乳酸樹脂を得ることができる。 As the polymerization method for the polylactic acid resin, known methods such as condensation polymerization and ring-opening polymerization can be adopted. For example, in the case of condensation polymerization, D-lactic acid, L-lactic acid, or a mixture thereof can be directly dehydrated and condensed to obtain a polylactic acid resin having any composition. In the case of ring-opening polymerization, lactide, which is a cyclic dimer of lactic acid, can be ring-opened and polymerized in the presence of a specific catalyst, using a polymerization regulator as necessary, to obtain a polylactic acid resin having any composition. The lactide includes DL-lactide, which is a dimer of L-lactic acid, and these can be mixed and polymerized as necessary to obtain a polylactic acid resin having any composition and crystallinity.
ポリ乳酸樹脂の代表例としては、Nature Works LLC社製の「Nature Works」等が商業的に入手できる。また、PLA樹脂とジオールとジカルボン酸とのランダム共重合体の具体例としては、例えば「GS-Pla」(三菱ケミカル社製)が挙げられ、またブロック共重合体の具体例としては、例えば「プラメート」(DIC社製)を挙げることができる。 A representative example of polylactic acid resin is commercially available "Nature Works" manufactured by Nature Works LLC. A specific example of a random copolymer of PLA resin, diol, and dicarboxylic acid is "GS-Pla" (manufactured by Mitsubishi Chemical Corporation), and a specific example of a block copolymer is "Plamate" (manufactured by DIC Corporation).
(ポリオレフィン樹脂)
上記のポリオレフィン樹脂としては、例えばポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-メチルアクリレート共重合体などのエチレン系共重合体などを挙げることができる。中でも、熱収縮率と成形性との観点から、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、またはこれらの混合物を用いることが好ましい。
(Polyolefin resin)
Examples of the polyolefin resin include polyethylene resin, polypropylene resin, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, ethylene-methyl acrylate copolymer, etc. Among them, from the viewpoint of heat shrinkage rate and moldability, it is preferable to use polyethylene resin, polypropylene resin, or a mixture thereof.
ポリエチレン樹脂としては、密度が0.92g/cm3以上0.94g/cm3以下の中密度ポリエチレン樹脂(MDPE)、密度が0.92g/cm3未満の低密度ポリエチレン樹脂(LDPE)、および直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE)を挙げることができる。この中でも延伸性、フィルムの耐衝撃性、透明性等の観点からは、直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE)が好適に用いられる。 Examples of polyethylene resins include medium density polyethylene resins (MDPE) having a density of 0.92 g/ cm3 or more and 0.94 g/ cm3 or less, low density polyethylene resins (LDPE) having a density of less than 0.92 g/ cm3 , and linear low density polyethylene resins (LLDPE). Among these, linear low density polyethylene resins (LLDPE) are preferably used from the viewpoints of stretchability, impact resistance of the film, transparency, etc.
直鎖状低密度ポリエチレン樹脂(LLDPE)としては、エチレンと炭素数3以上20以下、好ましくは炭素数4以上12以下のα-オレフィンとの共重合体を挙げることができる。α-オレフィンとしては、例えば、プロピレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-へキセン、1-へプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン等が例示される。この中でも1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテンが好適に用いられる。また、共重合するα-オレフィンは1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。 The linear low density polyethylene resin (LLDPE) may be a copolymer of ethylene and an α-olefin having 3 to 20 carbon atoms, preferably 4 to 12 carbon atoms. Examples of α-olefins include propylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, 1-decene, 3-methyl-1-butene, and 4-methyl-1-pentene. Of these, 1-butene, 1-hexene, and 1-octene are preferably used. The α-olefins to be copolymerized may be used alone or in combination of two or more.
ポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン成分を含み、その含有率が70質量%以上であることが好ましく、75質量%以上がより好ましい。70質量%以上であればフィルム全体の強度を維持することができる。 The polyolefin resin contains a polyethylene component, and the content is preferably 70% by mass or more, and more preferably 75% by mass or more. If the content is 70% by mass or more, the strength of the entire film can be maintained.
特に、ポリエチレン樹脂の密度は0.910g/cm3以下であることが好ましく、0.905g/cm3以下がより好ましく、0.900g/cm3以下がさらに好ましい。また、下限は特に限定されないが0.800g/cm3以上が好ましく、0.850g/cm3以上がより好ましく、0.880g/cm3以上がさらに好ましい。密度が0.910g/cm3以下であれば、ポリ乳酸との親和性も向上し、さらに延伸性が維持され実用温度域(70℃以上90℃以下程度)の熱収縮率を充分得ることができる。一方、密度が0.800g/cm3以上であればフィルム全体の腰(常温での剛性)や耐熱性を著しく低下させないため、実用上好ましい。 In particular, the density of the polyethylene resin is preferably 0.910 g/cm 3 or less, more preferably 0.905 g/cm 3 or less, and even more preferably 0.900 g/cm 3 or less. The lower limit is not particularly limited, but is preferably 0.800 g/cm 3 or more, more preferably 0.850 g/cm 3 or more, and even more preferably 0.880 g/cm 3 or more. If the density is 0.910 g/cm 3 or less, the affinity with polylactic acid is improved, and the stretchability is maintained, and the heat shrinkage rate in the practical temperature range (about 70 ° C. or more and 90 ° C. or less) can be sufficiently obtained. On the other hand, if the density is 0.800 g/cm 3 or more, the stiffness (rigidity at room temperature) and heat resistance of the entire film are not significantly reduced, which is practically preferable.
上記ポリエチレン樹脂は、メルトフローレート(MFR:JIS K 7210、温度:190℃、荷重:21.18N)が0.1g/10分以上10g/10分以下のものが好適に用いられる。MFRが0.1g/10分以上であれば、押出加工性を良好に維持でき、一方、MFRが10g/10分以下であれば積層フィルムの厚み斑や力学強度の低下を起こしにくく、好ましい。 The polyethylene resin preferably has a melt flow rate (MFR: JIS K 7210, temperature: 190°C, load: 21.18N) of 0.1 g/10 min or more and 10 g/10 min or less. If the MFR is 0.1 g/10 min or more, good extrusion processability can be maintained, while if the MFR is 10 g/10 min or less, thickness unevenness of the laminated film and a decrease in mechanical strength are unlikely to occur, which is preferable.
上記のポリプロピレン樹脂としては、ホモプロピレン樹脂のほか、ホモプロピレン樹脂と比較して、柔軟性を有する軟質ポリプロピレン樹脂を挙げることができる。軟質ポリプロピレン樹脂としては、例えば、ランダムポリプロピレン樹脂、ブロックポリプロピレン樹脂、プロピレン-エチレンゴムなどを挙げることができる。これら中でも延伸性、耐破断性の観点から、ランダムポリプロピレン樹脂が特に好適に使用される。 The polypropylene resin mentioned above can be homopropylene resin, or a soft polypropylene resin that is more flexible than homopropylene resin. Examples of soft polypropylene resins include random polypropylene resin, block polypropylene resin, and propylene-ethylene rubber. Among these, random polypropylene resin is particularly suitable from the viewpoints of extensibility and resistance to breakage.
前記ランダムポリプロピレン樹脂において、プロピレンと共重合させるα-オレフィンとしては、好ましくは炭素数2以上20以下、より好ましくは炭素数4以上12以下のものが挙げられ、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-へキセン、1-へプテン、1-オクテン、1-ノネン、1-デセンなどを例示できる。
中でも、延伸性、熱収縮特性、フィルムの耐衝撃性や透明性、剛性等の観点から、α-オレフィンとしてプロピレン単位の含有率が80質量%以上、好ましくは85質量%以上、より好ましくは90質量%以上のランダムポリプロピレンが特に好適に用いられる。また、共重合するα-オレフィンは1種のみを単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。
In the random polypropylene resin, the α-olefin to be copolymerized with propylene preferably has 2 to 20 carbon atoms, more preferably 4 to 12 carbon atoms, and examples thereof include ethylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene, 1-heptene, 1-octene, 1-nonene, and 1-decene.
Among them, a random polypropylene having a propylene unit content of 80% by mass or more, preferably 85% by mass or more, more preferably 90% by mass or more as an α-olefin is particularly preferably used from the viewpoints of stretchability, heat shrinkage characteristics, impact resistance, transparency, rigidity, etc. of the film. Moreover, the α-olefin to be copolymerized may be used alone or in combination of two or more kinds.
ポリプロピレン樹脂のメルトフローレート(MFR)は、通常、MFR(JIS K 7210、温度:230℃、荷重:21.18N)が、0.5g/10分以上、好ましくは1.0g/10分以上であり、かつ15g/10分以下、好ましくは10g/10分以下であることが望ましい。 The melt flow rate (MFR) of polypropylene resin is usually 0.5 g/10 min or more, preferably 1.0 g/10 min or more, and 15 g/10 min or less, preferably 10 g/10 min or less, in terms of MFR (JIS K 7210, temperature: 230°C, load: 21.18 N).
市販品の具体例として、ポリエチレン樹脂として商品名「ノバテックLD、LL」「カーネル」「タフマーA、P」(日本ポリエチ社製)、「サンテックHD、LD」(旭化成ケミカルズ社製)、「HIZEX」「ULTZEX」「EVOLUE」(三井化学社製)、「モアテック」(出光興産社製)、「UBEポリエチレン」「UMERIT」(宇部興産社製)、「NUCポリエチレン」「ナックフレックス」(日本ユニカー社製)、「Engage」(ダウケミカル社製)などが例示される。 Specific examples of commercially available products include polyethylene resins with trade names "Novatec LD, LL", "Kernel", and "Tafmer A, P" (manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd.), "Suntech HD, LD" (manufactured by Asahi Kasei Chemicals Corporation), "HIZEX", "ULTZEX", and "EVOLUE" (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), "Moatec" (manufactured by Idemitsu Kosan Co., Ltd.), "UBE Polyethylene" and "UMERIT" (manufactured by Ube Industries, Ltd.), "NUC Polyethylene" and "Nacflex" (manufactured by Nippon Unicar Co., Ltd.), and "Engage" (manufactured by The Dow Chemical Company).
ポリプロピレン樹脂として商品名「ノバテックPP」「WINTEC」「タフマーXR」(日本ポリプロ社製)、「三井ポリプロ」(三井化学社製)、「住友ノーブレン」「タフセレン」「エクセレンEPX」(住友化学社製)、「IDEMITSU PP」「IDEMITSU TPO」(出光興産社製)、「Adflex」「Adsyl」(サンアロマー社製)、「VERSIFY」(ダウケミカル社製)などとして市販されている。 Polypropylene resins are commercially available under the trade names "Novatec PP," "WINTEC," and "Tafmer XR" (manufactured by Japan Polypropylene), "Mitsui Polypro" (manufactured by Mitsui Chemicals), "Sumitomo Noblen," "Tafthren," and "Excellen EPX" (manufactured by Sumitomo Chemical), "IDEMITSU PP," and "IDEMITSU TPO" (manufactured by Idemitsu Kosan), "Adflex," "Adsyl" (manufactured by SunAllomer), and "VERSIFY" (manufactured by The Dow Chemical Company).
上記のポリオレフィン樹脂として、上記エチレンと共重合可能なモノマーとの共重合体も好適に用いることができる。エチレンと共重合可能なモノマーとの共重合体を例示すれば、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-メチルアクリレート共重合体などを挙げることができる。 As the polyolefin resin, a copolymer of the above-mentioned ethylene and a monomer copolymerizable therewith can also be suitably used. Examples of copolymers of ethylene and a monomer copolymerizable therewith include ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, and ethylene-methyl acrylate copolymer.
エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-エチルアクリレート共重合体、エチレン-メチルアクリレート共重合体のエチレン含有率は70質量%以上、好ましくは75質%以上であり、かつ95質量%以下、好ましくは90質量%以下、さらに好ましくは85質量%以下であるものが望ましい。エチレン含有率が70質量%以上であれば、フィルム全体の耐破断性と収縮特性を良好に維持できる。 The ethylene content of the ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, and ethylene-methyl acrylate copolymer is 70% by mass or more, preferably 75% by mass or more, and 95% by mass or less, preferably 90% by mass or less, and more preferably 85% by mass or less. If the ethylene content is 70% by mass or more, the break resistance and shrinkage characteristics of the entire film can be maintained well.
エチレン-酢酸ビニル共重合体(EVA)の市販品としては、例えば、「エバフレックス」(三井デュポンポリケミカル社製)、「ノバテックEVA」(三菱化学社製)、「エバスレン」(DIC社製)、「エバテート」(住友化学社製)を挙げることができる。また、エチレン/エチルアクリレート共重合体(EEA)の市販品としては、例えば「エバフレックスEEA」(三井デュポンポリケミカル社製)、エチレン/メチルアクリレート共重合体としては「エルバロイAC」(三井デュポンポリケミカル社製)などがそれぞれ挙げられる。 Commercially available ethylene-vinyl acetate copolymers (EVA) include, for example, "Evaflex" (manufactured by DuPont-Mitsui Polychemicals), "Novatec EVA" (manufactured by Mitsubishi Chemical), "Evaslen" (manufactured by DIC), and "Evatate" (manufactured by Sumitomo Chemical). Commercially available ethylene/ethyl acrylate copolymers (EEA) include, for example, "Evaflex EEA" (manufactured by DuPont-Mitsui Polychemicals), and an ethylene/methyl acrylate copolymer is, for example, "Elbaloy AC" (manufactured by DuPont-Mitsui Polychemicals).
エチレンと共重合可能なモノマーとの共重合体のMFRは、特に制限されるものではない。通常、MFR(JIS K 7210、温度:190℃、荷重:21.18N)が、下限が好ましくは0.5g/10分以上、より好ましくは1.0g/10分以上であり、上限が好ましくは15g/10分以下、より好ましくは10g/10分以下である。 The MFR of the copolymer of ethylene and a copolymerizable monomer is not particularly limited. Usually, the lower limit of the MFR (JIS K 7210, temperature: 190°C, load: 21.18 N) is preferably 0.5 g/10 min or more, more preferably 1.0 g/10 min or more, and the upper limit is preferably 15 g/10 min or less, more preferably 10 g/10 min or less.
ポリオレフィン樹脂は、質量平均分子量の下限値が好ましくは50,000以上、より好ましくは100,000以上であり、上限値が700,00以下、より好ましくは600,000以下、さらに好ましくは500,000以下である。ポリオレフィン樹脂の質量平均分子量が上記範囲内であれば、所望の機械物性や耐熱性等の実用物性を発現でき、また適度な溶融粘度が得られ、良好な成形加工性が得られる。 The polyolefin resin has a lower limit of mass average molecular weight of preferably 50,000 or more, more preferably 100,000 or more, and an upper limit of 700,000 or less, more preferably 600,000 or less, and even more preferably 500,000 or less. If the mass average molecular weight of the polyolefin resin is within the above range, it can exhibit the desired practical physical properties such as mechanical properties and heat resistance, and also has an appropriate melt viscosity and good moldability.
ポリオレフィン樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、公知のオレフィン重合用触媒を用いた公知の重合方法、例えばチーグラー・ナッタ型触媒に代表されるマルチサイト触媒やメタロセン系触媒に代表されるシングルサイト触媒を用いた、スラリー重合法、溶液重合法、塊状重合法、気相重合法等、また、ラジカル開始剤を用いた塊状重合法等を挙げることができる。 The method for producing polyolefin resins is not particularly limited, and examples thereof include known polymerization methods using known olefin polymerization catalysts, such as slurry polymerization, solution polymerization, bulk polymerization, and gas phase polymerization using multi-site catalysts such as Ziegler-Natta catalysts or single-site catalysts such as metallocene catalysts, as well as bulk polymerization using radical initiators.
本基材フィルムは、フィルム表面を粗面化して易滑性を付与する目的および各工程での傷発生防止を主たる目的として、粒子を含有してもよい。
当該粒子の種類は、易滑性付与可能な粒子であれば特に限定されるものではない。例えば、シリカ炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バリウム、硫酸カルシウム、リン酸カルシウム、リン酸マグネシウム、カオリン、酸化アルミニウム、酸化チタン等の無機粒子、アクリル樹脂、スチレン樹脂、尿素樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ベンゾグアナミン樹脂等の有機粒子等を挙げることができる。これらは1種単独で用いても、これらのうちの2種以上を組み合わせて用いてもよい。
上記粒子の形状は、特に限定されるわけではない。例えば球状、塊状、棒状、扁平状等のいずれであってもよい。
また、上記粒子の硬度、比重、色等についても特に制限はない。これら一連の粒子は、必要に応じて2種類以上を併用してもよい。
The present substrate film may contain particles for the main purposes of roughening the film surface to impart slipperiness and preventing the occurrence of scratches in each process.
The type of the particles is not particularly limited as long as they are particles that can impart slipperiness. For example, inorganic particles such as silica calcium carbonate, magnesium carbonate, barium carbonate, calcium sulfate, calcium phosphate, magnesium phosphate, kaolin, aluminum oxide, and titanium oxide, and organic particles such as acrylic resin, styrene resin, urea resin, phenol resin, epoxy resin, and benzoguanamine resin can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more kinds.
The shape of the particles is not particularly limited, and may be, for example, spherical, blocky, rod-like, flat, or the like.
The particles are not particularly limited with respect to hardness, specific gravity, color, etc. Two or more kinds of these particles may be used in combination as necessary.
上記粒子の平均粒径は、5.0μm以下であるのが好ましく、中でも0.01μm以上或いは3.0μm以下、その中でも0.5μm以上或いは2.5μm以下であるのがさらに好ましい。当該粒子の平均粒径が5μm以下であれば、本基材フィルムの表面粗度が粗くなり過ぎることがないから、その点で本基材フィルムの表面にアンカー層乃至無機物層を形成する際の不具合が減らすことができる。 The average particle size of the particles is preferably 5.0 μm or less, more preferably 0.01 μm or more or 3.0 μm or less, and even more preferably 0.5 μm or more or 2.5 μm or less. If the average particle size of the particles is 5 μm or less, the surface roughness of the substrate film will not be too rough, and in that respect, problems when forming an anchor layer or an inorganic layer on the surface of the substrate film can be reduced.
粒子含有量は、本基材フィルムの5質量%以下であるのが好ましく、中でも0.0003質量%以上或いは3質量%以下、その中でも0.01質量%以上或いは2質量%以下であるのがさらに好ましい。粒子含有量を前記範囲とすることで、フィルムの滑り性と透明性との両立が可能となるので好ましい。 The particle content is preferably 5% by mass or less of the substrate film, more preferably 0.0003% by mass or more or 3% by mass or less, and even more preferably 0.01% by mass or more or 2% by mass or less. By keeping the particle content within the above range, it is possible to achieve both the slipperiness and transparency of the film, which is preferable.
本基材フィルムに粒子を添加する方法としては、特に限定されるものではなく、従来公知の方法を採用することができる。 The method for adding particles to the substrate film is not particularly limited, and any conventional method can be used.
本基材フィルムは、必要に応じて、従来公知の酸化防止剤、帯電防止剤、熱安定剤、潤滑剤、染料、顔料、紫外線吸収剤などを含有することもできる。 The substrate film may also contain conventionally known antioxidants, antistatic agents, heat stabilizers, lubricants, dyes, pigments, UV absorbers, etc., as necessary.
(本基材フィルム厚み)
本基材フィルムの厚みは、フィルムとして製膜可能な範囲であれば特に限定されるものではなく、9μm~100μmであるのが好ましく、中でも12μm以上或いは75μm以下、その中でも15μm以上或いは60μm以下であるのがさらに好ましい。
(Thickness of the base film)
The thickness of the present substrate film is not particularly limited as long as it is within a range that allows the substrate film to be formed into a film, and is preferably 9 μm to 100 μm, more preferably 12 μm or more or 75 μm or less, and even more preferably 15 μm or more or 60 μm or less.
本基材フィルムは、例えば樹脂組成物を溶融製膜方法や溶液製膜方法によりフィルム形状にすることにより形成することができる。多層構造の場合は、共押出してもよい。
また、一軸延伸又は二軸延伸したものであってもよく、剛性の点から、二軸延伸フィルムであるのが好ましい。
The present substrate film can be formed, for example, by forming the resin composition into a film shape by a melt casting method or a solution casting method. In the case of a multi-layer structure, co-extrusion may be used.
The film may be uniaxially or biaxially stretched, and is preferably a biaxially stretched film from the viewpoint of rigidity.
<本アンカー層>
本積層フィルムを構成するアンカー層(「本アンカー層」と称する)は、本基材フィルムと本無機物層との接着性を高める機能を備えた層である。
<Main anchor layer>
The anchor layer constituting the present laminate film (hereinafter referred to as "the present anchor layer") is a layer having a function of enhancing the adhesion between the present substrate film and the present inorganic layer.
アンカー層は、通常、アンカーコート剤から形成することができる。
当該アンカーコート剤としては、溶剤性又は水性のポリエステル、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、ビニルアルコール樹脂、エチレンビニルアルコール樹脂、ビニル変性樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、イソシアネート基含有樹脂、アルコキシル基含有樹脂、変性スチレン樹脂及び変性シリコーン樹脂等を挙げることができ、これらを単独或いは2種以上組み合わせて使用することができる。中でも、密着性及び耐熱水性の点から、ポリエステル、ウレタン樹脂、アクリル樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、カルボジイミド基含有樹脂、エポキシ基含有樹脂、イソシアネート含有樹脂及びこれらの共重合体から選ばれる少なくとも1種を単独で又は2種以上を組み合わせて用いることが好ましい。その中でも、ポリエステル、ウレタン樹脂及びアクリル樹脂からなる群から選択される少なくとも1種の樹脂が好ましい。
The anchor layer can usually be formed from an anchor coating agent.
Examples of the anchor coating agent include solvent-based or water-based polyesters, urethane resins, acrylic resins, vinyl alcohol resins, ethylene vinyl alcohol resins, vinyl modified resins, oxazoline group-containing resins, carbodiimide group-containing resins, epoxy group-containing resins, isocyanate group-containing resins, alkoxyl group-containing resins, modified styrene resins, and modified silicone resins, and these can be used alone or in combination of two or more. Among these, from the viewpoint of adhesion and hot water resistance, it is preferable to use at least one selected from polyesters, urethane resins, acrylic resins, oxazoline group-containing resins, carbodiimide group-containing resins, epoxy group-containing resins, isocyanate-containing resins, and copolymers thereof alone or in combination of two or more. Among these, at least one resin selected from the group consisting of polyesters, urethane resins, and acrylic resins is preferred.
本アンカー層は、硬化性樹脂が硬化してなる硬化物を含有するのが好ましい。当該硬化性樹脂としては、光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を挙げることができ、中でもイソシアネート系化合物を含有するものが特に好ましい。この際、本アンカー層におけるイソシアネート系化合物の含有量は、硬化性樹脂100質量部に対して、1~50質量部であるのが好ましく、中でも5質量部以上或いは40質量部以下、その中でも10質量部以上或いは30質量部以下であるのがさらに好ましい。
よって、本アンカー層は、硬化性樹脂を含有する樹脂組成物を本基材フィルム上にコートした後、硬化処理して形成してなる層であるのが好ましい。
The present anchor layer preferably contains a cured product obtained by curing a curable resin. The curable resin may be a photocurable resin or a thermosetting resin, and is particularly preferably one containing an isocyanate compound. In this case, the content of the isocyanate compound in the present anchor layer is preferably 1 to 50 parts by mass relative to 100 parts by mass of the curable resin, more preferably 5 parts by mass or more or 40 parts by mass or less, and even more preferably 10 parts by mass or more or 30 parts by mass or less.
Therefore, the present anchor layer is preferably a layer formed by coating the present substrate film with a resin composition containing a curable resin, and then subjecting the coated film to a curing treatment.
本アンカー層の厚さが5.00μm以下であれば、滑り性が良好であり、アンカー層自体の内部応力による本基材フィルムからの剥離もほとんどなく、また、0.02μm以上の厚さであれば、均一な厚さを保持できるので好ましい。
かかる観点から、本アンカー層の厚さは0.02~5.00μmであるのが好ましく、中でも0.03μm以上或いは3.00μm以下、その中でも0.05μm以上或いは1.00μm以下であるのがより好ましい。
If the thickness of this anchor layer is 5.00 μm or less, the slip properties are good and there is almost no peeling from the substrate film due to internal stress of the anchor layer itself, and if the thickness is 0.02 μm or more, a uniform thickness can be maintained, which is preferable.
From this viewpoint, the thickness of the present anchor layer is preferably 0.02 to 5.00 μm, more preferably 0.03 μm or more or 3.00 μm or less, and even more preferably 0.05 μm or more or 1.00 μm or less.
本アンカー層は、120℃における貯蔵弾性率(E‘)が10.0MPa以上であるのが好ましく、中でも12.0MPa以上、その中でも14.0MPa以上、その中でも特に15.0MPa以上であるのがさらに好ましい。
本アンカー層が上記厚さと上記弾性率を有していれば、たとえ耐熱性に乏しい基材フィルムを用いた場合であっても、熱処理時の基材フィルムの変形をアンカー層によって緩和させることができ、熱処理時における無機物層のクラック発生を防止することができ、所望するガスバリア性を得ることができる。
The anchor layer preferably has a storage modulus (E') at 120°C of 10.0 MPa or more, more preferably 12.0 MPa or more, even more preferably 14.0 MPa or more, and even more preferably 15.0 MPa or more.
If the anchor layer has the above thickness and elastic modulus, even if a substrate film having poor heat resistance is used, the anchor layer can mitigate deformation of the substrate film during heat treatment, and the occurrence of cracks in the inorganic layer during heat treatment can be prevented, thereby obtaining the desired gas barrier properties.
本アンカー層はさらに、動的粘弾性測定における損失正接(tanδ)のピーク温度が60.0℃以上であるのが好ましく、中でも70.0℃以上、その中でも80.0℃以上、その中でも特に85.0℃以上であるのがさらに好ましい。 Furthermore, the anchor layer preferably has a peak temperature of loss tangent (tan δ) in dynamic viscoelasticity measurement of 60.0°C or higher, more preferably 70.0°C or higher, even more preferably 80.0°C or higher, and even more preferably 85.0°C or higher.
本アンカー層に上記粘弾性を付与するためには、例えば、本アンカー層が、硬化性樹脂が硬化してなる硬化物を含有するようにするのが好ましい。よって、本アンカー層を、熱又は光硬化性樹脂を含有する樹脂組成物を本基材フィルム上にコートして、当該熱又は光硬化性樹脂を熱又は光で硬化させて形成するのが好ましい。但し、本アンカー層に上記粘弾性を付与する方法をこの方法に限定するものではない。
中でも、熱硬化性樹脂として、イソシアネート系化合物を選択して用いるのが特に好ましい。
In order to impart the viscoelasticity to the present anchor layer, for example, the present anchor layer is preferably made to contain a cured product obtained by curing a curable resin. Therefore, the present anchor layer is preferably formed by coating a resin composition containing a heat- or light-curable resin on the present substrate film and curing the heat- or light-curable resin with heat or light. However, the method for imparting the viscoelasticity to the present anchor layer is not limited to this method.
Among them, it is particularly preferable to select and use an isocyanate compound as the thermosetting resin.
上記のように、本積層フィルムを構成するアンカー層として、120℃における貯蔵弾性率が10.0MPa以上のものを、0.02μm以上5.00μm以下の厚さで積層することにより、ポリ乳酸フィルム(PLA)や延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)など、耐熱性に乏しい基材フィルム上に無機物含有層を設けた際にも、良好なバリア性と密着性を得ることができる。
このように良好なバリア性を発現できるメカニズムは、次のように推測することができる。
一般的に、耐熱性に乏しい基材フィルムに無機物含有層を蒸着すると、蒸着時の熱ダメージにより、基材フィルムは収縮する傾向がある。
また、一般的に、アンカー層が基材と無機物含有層との間に介在する場合、往々にして基材フィルムと無機物含有層との密着性は良くなる傾向にある。そのため、基材フィルムが収縮しようとする力が、無機物含有層に直接伝播して、クラックなどを発生させることで、バリア性が低下する。
これに対し、本積層フィルムでは、アンカー層の弾性率乃至tanδ(Tgに相当)に着目し、該項目を一定値以上とし、且つ特定の厚さ以上にすることにより、基材フィルムの収縮しようとする力に対抗できる力をアンカー層自体に持たせることができる。その結果、基材フィルムの収縮を緩和することができ、無機物含有層のクラック発生を抑制することができ、加熱にも耐え得る良好なバリア性を得ることができるものと推察することができる。
As described above, by laminating an anchor layer having a storage modulus of 10.0 MPa or more at 120°C to a thickness of 0.02 μm or more and 5.00 μm or less as the anchor layer constituting the present laminate film, good barrier properties and adhesion can be obtained even when an inorganic substance-containing layer is provided on a substrate film having poor heat resistance, such as a polylactic acid film (PLA) or an oriented polypropylene film (OPP).
The mechanism by which such good barrier properties can be exhibited can be assumed as follows.
In general, when an inorganic substance-containing layer is vapor-deposited on a substrate film having poor heat resistance, the substrate film tends to shrink due to heat damage caused during vapor deposition.
In general, when an anchor layer is interposed between the substrate and the inorganic substance-containing layer, the adhesion between the substrate film and the inorganic substance-containing layer tends to be improved, and therefore the force of the substrate film shrinking is directly transmitted to the inorganic substance-containing layer, causing cracks and the like, thereby reducing the barrier properties.
In contrast, in the present laminate film, by focusing on the elastic modulus or tan δ (corresponding to Tg) of the anchor layer and setting said parameters to a certain value or more and a specific thickness or more, the anchor layer itself can be endowed with a force capable of resisting the force of shrinkage of the base film. As a result, it is possible to mitigate the shrinkage of the base film, suppress the occurrence of cracks in the inorganic substance-containing layer, and obtain good barrier properties that can withstand heat.
<本無機物層>
本積層フィルムを構成する無機物層(「本無機物層」と称する)は、無機物、特に無機酸化物を主材として含有する層である。
該「主材」とは、本無機物層の50質量%以上、中でも70質量%以上、中でも80質量%以上、中でも90質量%以上(100質量%を含む)を占める材料という意味である。
<Inorganic Layer>
The inorganic layer constituting the present laminate film (hereinafter referred to as the "present inorganic layer") is a layer containing an inorganic substance, particularly an inorganic oxide, as a main material.
The "main material" means a material that occupies 50% by weight or more, preferably 70% by weight or more, preferably 80% by weight or more, and preferably 90% by weight or more (including 100% by weight) of the inorganic layer.
本無機物層は、ガス透過を抑制する性質(「ガスバリア性」とも称する)、特に水蒸気バリア性を高めることができる層である。さらに本無機物層の場合は、アルカリ金属イオンを含むことで、より高いガスバリア性を実現することができる。 This inorganic layer is a layer that can enhance the property of suppressing gas permeation (also called "gas barrier property"), particularly the water vapor barrier property. Furthermore, in the case of this inorganic layer, by including alkali metal ions, even higher gas barrier properties can be achieved.
本無機物層を構成する主材としての無機物としては、例えば酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化炭化ケイ素、酸化炭化窒化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム及び酸化炭化アルミニウムからなる群から選択される1種又は2種以上の無機化合物を挙げることができる。 The inorganic material that constitutes the inorganic layer as the main material may be, for example, one or more inorganic compounds selected from the group consisting of silicon oxide, silicon nitride, silicon oxynitride, silicon oxycarbide, silicon oxycarbonitride, aluminum oxide, aluminum nitride, aluminum oxynitride, and aluminum oxycarbide.
本無機物層としては、例えば物理的気相蒸着(PVD)法により形成されたPVD無機物層、プラズマアシスト蒸着法により形成されたプラズマアシスト蒸着無機物層、化学蒸着(CVD)法により形成されたCVD無機物層、無機粒子を有機ポリマーに分散させて塗布する方法により形成されたコート無機物層などであるのが好ましい。
ここでは、本無機物層の代表例として、PVD無機物層、プラズマアシスト蒸着無機物層、及び、CVD無機物層について説明する。
As the inorganic layer, for example, a PVD inorganic layer formed by a physical vapor deposition (PVD) method, a plasma-assisted deposition inorganic layer formed by a plasma-assisted deposition method, a CVD inorganic layer formed by a chemical vapor deposition (CVD) method, or a coated inorganic layer formed by a method in which inorganic particles are dispersed in an organic polymer and applied, is preferred.
Here, as representative examples of the inorganic layer, a PVD inorganic layer, a plasma-assisted deposition inorganic layer, and a CVD inorganic layer will be described.
(PVD無機物層)
本無機物層が、物理的気相蒸着法(PVD)により形成されたPVD無機物層を少なくとも1層備えていれば、より高いガスバリア性を発揮させることができる点で好ましい。
(PVD Inorganic Layer)
If the present inorganic layer comprises at least one PVD inorganic layer formed by physical vapor deposition (PVD), this is preferable in that higher gas barrier properties can be exhibited.
PVD無機物層の一例として、SiOx(1.0<x≦2.0)で表されるケイ素酸化物から構成された層を挙げることができる。この際、前記SiOxのxの値(下限値)が小さくなれば、ガス透過度が小さくなり、本無機物層のガスバリア性を高めることができる一方、ケイ素酸化物膜自体が黄色性を帯び、透明性が低くなる傾向がある。かかる観点から、前記SiOxにおけるxは、1.2≦x≦2.0であるのがより好ましく、その中でも1.4≦x≦2.0であるのがさらに好ましい。
上記組成であることはXPS分析などで確認することができる。
An example of the PVD inorganic layer is a layer made of silicon oxide represented by SiOx (1.0<x≦2.0). In this case, if the value (lower limit) of x in the SiOx is small, the gas permeability is small, and the gas barrier property of the inorganic layer can be improved, but the silicon oxide film itself tends to be yellowish and low in transparency. From this point of view, x in the SiOx is more preferably 1.2≦x≦2.0, and more preferably 1.4≦x≦2.0.
The above composition can be confirmed by XPS analysis or the like.
PVD無機物層形成時の好ましい圧力は、ガスバリア性と真空排気能力と製膜するSiOx層の酸化度の観点から、1×10-7Pa~1Paであるのが好ましく、中でも1×10-6以上或いは1×10-1Pa以下、その中でも1×10-4以上或いは1×10-2Pa以下であるのがさらに好ましい。
酸素の導入時の分圧は、全圧に対して10~90%の範囲であるのが好ましく、中でも20%以上或いは80%以下であるのがさらに好ましい。
The pressure during the formation of the PVD inorganic layer is preferably 1×10 −7 Pa to 1 Pa, more preferably 1×10 −6 or more or 1×10 −1 Pa or less, and even more preferably 1×10 −4 or more or 1×10 −2 Pa or less, from the viewpoints of gas barrier properties, vacuum evacuation capability, and the degree of oxidation of the SiOx layer to be formed.
The partial pressure of oxygen during introduction is preferably in the range of 10 to 90% of the total pressure, and more preferably 20% or more or 80% or less.
本無機物層は、前述のように、PVD無機物層を少なくとも1層備えているのが好ましい。この際、本無機物層は、PVD無機物層からなる単層構成でもよいし、また、より高いガスバリア性確保のために、当該PVD無機物層上に、後述するCVD無機物層や、組成が同一もしくは異なるPVD無機物層が積層してなる複層(二層以上)構成としてもよい。例えば、PVD無機物層とCVD無機物層とが交互に形成された構成(例えば、PVD無機物層とCVD無機物層とPVD無機物層との3層構成等)とすることもできる。また、PVD無機物層上にCVD無機物層を形成することにより、PVD無機物層に生じた欠陥等の目止めが行われ、ガスバリア性や層間の密着性が向上する傾向にある。 As described above, the inorganic layer preferably has at least one PVD inorganic layer. In this case, the inorganic layer may be a single layer structure consisting of a PVD inorganic layer, or may be a multi-layer structure (two or more layers) in which a CVD inorganic layer described later or a PVD inorganic layer having the same or different composition is laminated on the PVD inorganic layer to ensure higher gas barrier properties. For example, a structure in which a PVD inorganic layer and a CVD inorganic layer are alternately formed (for example, a three-layer structure of a PVD inorganic layer, a CVD inorganic layer, and a PVD inorganic layer, etc.) can be used. In addition, by forming a CVD inorganic layer on a PVD inorganic layer, defects that occur in the PVD inorganic layer are filled, and the gas barrier properties and adhesion between layers tend to be improved.
(プラズマアシスト蒸着無機物層)
本無機物層が、プラズマアシスト蒸着無機物層から構成されていれば、ガスバリア性を低下させずに透明性を向上させることができる。
「プラズマアシスト蒸着法」とは、真空蒸着中に、プラズマにより蒸着材料をイオン化ながら蒸着する、或いは別に設けたイオン源から気体イオンを照射する方法をいう。
プラズマアシスト蒸着法により本無機物層を形成すれば、効率的に酸素を本無機物層に取り込むことができ、上述したように、ガスバリア性を低下させずに透明性を向上させることができる。
通常の真空蒸着による薄膜は、スパッタリングなどにおける薄膜と比べて、飛来する粒子のもつエネルギーが小さく、膜の強度や密度において有利ではない。一方、プラズマアシスト蒸着法によれば、蒸着物質がエネルギーを得るため、真空蒸着においても強度、密度の高い薄膜を形成することができる。また、プラズマ中の励起種は、反応性に富むため、酸素、窒素、アセチレンなどのガスを導入することで、蒸発源を任意に酸化、窒化、炭化させた薄膜形成が可能となる。該方法により本無機物層を設けることで、スパッタリングやプラズマCVD法よりも速く製膜できるという利点も有している。
(Plasma-assisted deposition inorganic layer)
If the present inorganic layer is formed from a plasma-assisted deposited inorganic layer, the transparency can be improved without deteriorating the gas barrier property.
The term "plasma-assisted deposition method" refers to a method in which, during vacuum deposition, the deposition material is deposited while being ionized by plasma, or by irradiating gaseous ions from a separately provided ion source.
By forming the inorganic layer by plasma-assisted deposition, oxygen can be efficiently incorporated into the inorganic layer, and as described above, transparency can be improved without deteriorating the gas barrier properties.
A thin film formed by normal vacuum deposition is not advantageous in terms of film strength or density, because the energy of the particles flying in is smaller than that of a thin film formed by sputtering or the like. On the other hand, according to the plasma-assisted deposition method, the deposition material obtains energy, so that a thin film with high strength and density can be formed even by vacuum deposition. In addition, since the excited species in the plasma are highly reactive, it is possible to form a thin film by optionally oxidizing, nitriding, or carbonizing the evaporation source by introducing gases such as oxygen, nitrogen, and acetylene. By providing the inorganic layer by this method, there is also the advantage that the film can be formed more quickly than by sputtering or plasma CVD.
プラズマアシスト蒸着無機物層の一例として、SiOx(1.0<x≦2.0)で表されるケイ素酸化物から構成された層を挙げることができる。上述のように、プラズマアシスト蒸着法により本無機物層に酸素ガスを導入すれば、酸化ケイ素の酸素モル比を高めることができるから、前記SiOxにおけるxを1.2≦x≦2.0とすることができ、さらには1.4≦x≦2.0とすることができるから、より透明性を高めることができる。なお、酸素モル比(x)が大きくなれば、ガスバリア性は低下するのが通常である。本積層フィルムに関しては優れたガスバリア性を維持することができる。 An example of a plasma-assisted deposition inorganic layer is a layer composed of silicon oxide represented by SiOx (1.0<x≦2.0). As described above, by introducing oxygen gas into this inorganic layer by the plasma-assisted deposition method, the oxygen molar ratio of silicon oxide can be increased, so that x in the SiOx can be set to 1.2≦x≦2.0, and even 1.4≦x≦2.0, thereby further increasing transparency. Note that as the oxygen molar ratio (x) increases, the gas barrier properties usually decrease. With this laminate film, excellent gas barrier properties can be maintained.
(CVD無機物層)
本無機物層が、CVD無機物層を少なくとも1層備えている場合、CVD無機物層は、金属、金属酸化物、金属窒化物及びケイ素化合物から選ばれる少なくとも一種を化学蒸着させてなる薄膜から構成されるのが好ましい。
前記金属酸化物又は金属窒化物としては、ガスバリア性、密着性の点から、前記金属の酸化物、窒化物及びこれらの混合物を用いるのが好ましい。また、有機化合物をプラズマ分解して得られる金属酸化物又は金属窒化物であってもよい。
また、ガスバリア性、密着性の点から、ケイ素、アルミニウム等の金属又は化合物を用いるのも好ましい。
(CVD Inorganic Layer)
When the inorganic layer comprises at least one CVD inorganic layer, the CVD inorganic layer is preferably composed of a thin film formed by chemical vapor deposition of at least one selected from metals, metal oxides, metal nitrides, and silicon compounds.
As the metal oxide or metal nitride, it is preferable to use the oxide or nitride of the metal described above or a mixture thereof from the viewpoints of gas barrier property and adhesion. In addition, the metal oxide or metal nitride obtained by plasma decomposition of an organic compound may be used.
From the viewpoint of gas barrier properties and adhesion, it is also preferable to use metals such as silicon and aluminum or compounds thereof.
本無機物層の好ましい一例として、酸化ケイ素、酸化炭化ケイ素、酸化窒化ケイ素、酸化炭化窒化ケイ素、窒化ケイ素などのケイ素化合物、及び酸化アルミニウムから選ばれる少なくとも一種を化学蒸着させてなる薄膜からなる構成を挙げることができる。
上記ケイ素化合物としては、シラン、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn-プロポキシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラn-ブトキシシラン、テトラt-ブトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、(3,3,3-トリフルオロプロピル)トリメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビス(ジメチルアミノ)ジメチルシラン、ビス(ジメチルアミノ)メチルビニルシラン、ビス(エチルアミノ)ジメチルシラン、N,O-ビス(トリメチルシリル)アセトアミド、ビス(トリメチルシリル)カルボジイミド、ジエチルアミノトリメチルシラン、ジメチルアミノジメチルシラン、ヘキサメチルジシラザン、ヘキサメチルシクロトリシラザン、ヘプタメチルジシラザン、ノナメチルトリシラザン、オクタメチルシクロテトラシラザン、テトラキスジメチルアミノシラン、テトライソシアナートシラン、テトラメチルジシラザン、トリス(ジメチルアミノ)シラン、トリエトキシフルオロシラン、アリルジメチルシラン、アリルトリメチルシラン、ベンジルトリメチルシラン、ビス(トリメチルシリル)アセチレン、1,4-ビストリメチルシリル-1,3-ブタジイン、ジ-t-ブチルシラン、1,3-ジシラブタン、ビス(トリメチルシリル)メタン、シクロペンタジエニルトリメチルシラン、フェニルジメチルシラン、フェニルトリメチルシラン、プロパルギルトリメチルシラン、テトラメチルシラン、トリメチルシリルアセチレン、1-(トリメチルシリル)-1-プロピン、トリス(トリメチルシリル)メタン、トリス(トリメチルシリル)シラン、ビニルトリメチルシラン、ヘキサメチルジシラン、オクタメチルシクロテトラシロキサン、テトラメチルシクロテトラシロキサン、ヘキサメチルジシロキサン、ヘキサメチルシクロテトラシロキサン、Mシリケート51等を挙げることができる。
A preferred example of the inorganic layer is a thin film formed by chemical vapor deposition of at least one selected from silicon compounds such as silicon oxide, silicon oxide carbide, silicon oxynitride, silicon oxycarbonitride, and silicon nitride, and aluminum oxide.
Examples of the silicon compound include silane, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetra-n-butoxysilane, tetra-t-butoxysilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, phenyltriethoxysilane, (3,3,3-trifluoropropyl)trimethoxysilane, hexafluoro ... trimethyldisiloxane, bis(dimethylamino)dimethylsilane, bis(dimethylamino)methylvinylsilane, bis(ethylamino)dimethylsilane, N,O-bis(trimethylsilyl)acetamide, bis(trimethylsilyl)carbodiimide, diethylaminotrimethylsilane, dimethylaminodimethylsilane, hexamethyldisilazane, hexamethylcyclotrisilazane, heptamethyldisilazane, nonamethyltrisilazane, octamethylcyclotetrasilazane, tetrakis dimethylaminosilane, tetraisocyanatosilane, tetramethyldisilazane, tris(dimethylamino)silane, triethoxyfluorosilane, allyldimethylsilane, allyltrimethylsilane, benzyltrimethylsilane, bis(trimethylsilyl)acetylene, 1,4-bistrimethylsilyl-1,3-butadiyne, di-t-butylsilane, 1,3-disilabutane, bis(trimethylsilyl)methane, cyclopentadienyltrimethylsilane, phenyldimethylsilane, Examples of the silane include phenyltrimethylsilane, propargyltrimethylsilane, tetramethylsilane, trimethylsilylacetylene, 1-(trimethylsilyl)-1-propyne, tris(trimethylsilyl)methane, tris(trimethylsilyl)silane, vinyltrimethylsilane, hexamethyldisilane, octamethylcyclotetrasiloxane, tetramethylcyclotetrasiloxane, hexamethyldisiloxane, hexamethylcyclotetrasiloxane, and M silicate 51.
CVD無機物層は、炭素を含有するのが好ましい。その際、CVD無機物層の炭素含有量は0.5at.%以上、好ましくは1at.%以上、より好ましくは2at.%以上であるのがよい。
CVD無機物層が炭素を微量含有することで、応力緩和が効率よくなされ、バリアフィルム自体のカールを低減することもできる。その一方、ガスバリア性の観点から、CVD無機物層における炭素含有量は20at.%未満であることが好ましく、中でも10at.%以下であるのがより好ましく、その中でも5at.%以下であるのが最も好ましい。
炭素含有量を上記範囲とすることで、無機物層の表面エネルギーが大きくなり、無機物層同士の間の密着性が良好となるため、バリアフィルムの耐折曲げ性、耐剥離性が向上する。なお、「at.%」とは、原子組成百分率(atomic%)を示す。また、組成に関してはXPS分析などで確認することが可能である。
The CVD inorganic layer preferably contains carbon, and the carbon content of the CVD inorganic layer is preferably 0.5 at. % or more, more preferably 1 at. % or more, and even more preferably 2 at. % or more.
By containing a small amount of carbon in the CVD inorganic layer, stress relaxation is efficiently performed, and curling of the barrier film itself can also be reduced. On the other hand, from the viewpoint of gas barrier properties, the carbon content in the CVD inorganic layer is preferably less than 20 at. %, more preferably 10 at. % or less, and most preferably 5 at. % or less.
By setting the carbon content within the above range, the surface energy of the inorganic layer is increased, and the adhesion between the inorganic layers is improved, thereby improving the folding resistance and peeling resistance of the barrier film. Note that "at.%" indicates the atomic composition percentage (atomic%). The composition can be confirmed by XPS analysis or the like.
CVD無機物層の形成は、例えば特開2013-226829号公報記載の方法により実施することができる。
例えば化学蒸着(CVD)法により、ケイ素酸化物からなる層を形成する場合、そのための原料としては、ケイ素化合物であれば、常温常圧下で気体、液体、固体いずれの状態であっても使用することができる。気体の場合には、そのまま放電空間に導入できる。液体、固体の場合は、加熱、バブリング、減圧、超音波照射等の手段により気化させて使用するのが好ましい。また、溶媒希釈してから使用してもよい。該溶媒としては、メタノール、エタノール、n-ヘキサンなどの有機溶媒及びこれらの混合溶媒を使用することができる。
The CVD inorganic layer can be formed, for example, by the method described in JP-A-2013-226829.
For example, when a layer made of silicon oxide is formed by a chemical vapor deposition (CVD) method, any silicon compound can be used as a raw material in any state of gas, liquid, or solid at room temperature and normal pressure. In the case of a gas, it can be introduced directly into the discharge space. In the case of a liquid or solid, it is preferable to vaporize it by means of heating, bubbling, decompression, ultrasonic irradiation, or the like before use. It may also be used after dilution with a solvent. As the solvent, an organic solvent such as methanol, ethanol, or n-hexane, or a mixture of these solvents, can be used.
化学蒸着(CVD)法を実施する際、10Pa以下の減圧環境下において、本基材フィルム、特にアンカー層を設けた本基材フィルムを、100m/分以上の速度で搬送しながら化学蒸着(CVD)法を実施するのが好ましい。
化学的気相蒸着法(CVD)により薄膜を形成する際の圧力は、緻密な薄膜を形成するため減圧下で行うことが好ましく、成膜速度とバリア性の観点から、10Pa以下であるのが好ましく、中でも1×10-2以上或いは10Pa以下、その中でも1×10-1以上或いは1Pa以下がより好ましい。
When carrying out the chemical vapor deposition (CVD) method, it is preferable to carry out the chemical vapor deposition (CVD) method while transporting the present substrate film, particularly the present substrate film provided with an anchor layer, at a speed of 100 m/min or more in a reduced pressure environment of 10 Pa or less.
The pressure at which a thin film is formed by chemical vapor deposition (CVD) is preferably reduced in order to form a dense thin film, and from the viewpoints of film formation rate and barrier properties, the pressure is preferably 10 Pa or less, more preferably 1×10 −2 or more or 10 Pa or less, and even more preferably 1×10 −1 or more or 1 Pa or less.
CVD無機物層には、耐水性、耐久性向上のため、必要に応じて、電子線照射による架橋処理を施してもよい。 If necessary, the CVD inorganic layer may be cross-linked by electron beam irradiation to improve water resistance and durability.
(本無機物層の層構成)
本無機物層は、単層構成であっても、2層以上の複層構成であってもよい。
例えば、2層以上の複層構成の一例として、そのうちの一層を無機物、例えば無機酸化物のみからなる無機物層とし、他の一層を、無機物例えば無機酸化物と有機物とからなる無機・有機混合層とする例を挙げることができる。
(Layer structure of the inorganic layer)
The inorganic layer may be of a single layer construction or a multi-layer construction of two or more layers.
For example, as an example of a multi-layer structure having two or more layers, one layer may be an inorganic layer consisting of only an inorganic material, such as an inorganic oxide, and the other layer may be an inorganic-organic mixed layer consisting of an inorganic material, such as an inorganic oxide, and an organic material.
無機物に有機物を混合して本無機物層を形成することにより、本無機物層を比較的柔軟な層とすることができるため、このような柔軟な層を設けることにより、ガスバリア性を高めることができる場合がある。すなわち、基材フィルムの粗大突起部が起点となって、無機物層表面に、ピンホールと呼ばれる微小な欠陥が生じたり、加熱蒸着時に原料が塊となって飛来し付着して、無機物層表面に微小な欠陥が生じたりすることがあり、この欠陥による空隙をガスが通過することによってガスバリア性が低下することがある。そこで、前述のような柔軟な層を、前記表面に重ねて積層することで、前記欠陥を埋めることができ、ガスバリア性を高めることができる場合がある。
なお、ここで言う「柔軟な層」とは、例えばフレキシブル用途など、屈曲性が必要な用途に対応できるように、無機物層の応力を緩和する層の意味を包含するものである。
By mixing an organic material with an inorganic material to form the inorganic layer, the inorganic layer can be made relatively flexible, and the provision of such a flexible layer may improve the gas barrier properties. That is, the coarse protrusions of the base film may cause minute defects called pinholes on the surface of the inorganic layer, or the raw material may fly in clumps during heating and vapor deposition and adhere to the surface of the inorganic layer, causing minute defects. Gas may pass through the gaps caused by these defects, resulting in a decrease in gas barrier properties. Therefore, by laminating a flexible layer as described above on the surface, the defects may be filled, and the gas barrier properties may be improved.
The term "flexible layer" as used herein includes the meaning of a layer that relieves stress on the inorganic layer so as to accommodate applications requiring flexibility, such as flexible applications.
前記のように、柔軟な層を形成するために、前記無機物に有機物を混合して層を形成すればよく、その際の有機物としては、例えばポリエステル樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、PVAなどの有機物のほか、有機系フィラーを挙げることができる。 As mentioned above, in order to form a flexible layer, an organic material may be mixed with the inorganic material to form the layer. Examples of the organic material include polyester resin, acrylic resin, urethane resin, PVA, and other organic materials, as well as organic fillers.
(無機物層の厚さ)
本無機物層の厚さ(無機物層が複層構成である場合はそれらの合計厚)は、0.1nm~500nmであるのが好ましく、中でも1nm以上或いは300nm以下、その中でも5nm以上或いは100nm以下であるのがさらに好ましい。
本無機物層の厚さが前記範囲であれば、所望するガスバリア性を確保することが可能となる。
(Thickness of inorganic layer)
The thickness of the inorganic layer (when the inorganic layer has a multi-layer structure, the total thickness of the layers) is preferably 0.1 nm to 500 nm, more preferably 1 nm or more or 300 nm or less, and even more preferably 5 nm or more or 100 nm or less.
If the thickness of the present inorganic layer is within the above range, it is possible to ensure the desired gas barrier properties.
(本架橋樹脂層)
本積層フィルムは、必要に応じて、本無機物層上に更に架橋樹脂層(「本架橋樹脂層」と称する)を備えていてもよい。
(Crosslinked Resin Layer)
The present laminate film may further include a crosslinked resin layer (hereinafter referred to as "the present crosslinked resin layer") on the present inorganic layer, if necessary.
本架橋樹脂層は、樹脂が架橋してなる架橋樹脂を含む層であればよく、架橋樹脂を基本骨格とする層であるのが好ましい。 The crosslinked resin layer may be any layer containing a crosslinked resin formed by crosslinking a resin, and is preferably a layer having a crosslinked resin as a basic skeleton.
本架橋樹脂層は、本無機物層に比べて柔軟であるから、本無機物層の表面凹凸を吸収することができ、それによってガスバリア性を向上させることができる。また、本無機物層に起因する黄色化抑制或いは黄褐色化抑制を図ることもできる。 The crosslinked resin layer is more flexible than the inorganic layer, and can absorb the surface irregularities of the inorganic layer, thereby improving the gas barrier properties. It can also suppress yellowing or yellow-browning caused by the inorganic layer.
(本架橋樹脂層の組成)
本架橋樹脂層は、主成分樹脂としてのバインダー樹脂およびその他の成分、例えば硬化剤又は架橋開始剤などを含む架橋性樹脂組成物が架橋して硬化してなる架橋樹脂構造からなる層であるのが好ましい。
この際、「主成分樹脂」とは、本架橋樹脂層を構成する樹脂の中で最も含有量(質量%)に多い樹脂の意味である。本架橋樹脂層の含有割合としては、50質量%以上、中でも70質量%以上、中でも80質量%以上、中でも90質量%以上(100質量%を含む)を占める樹脂であるのが好ましい。
(Composition of the present crosslinked resin layer)
The present crosslinked resin layer is preferably a layer having a crosslinked resin structure obtained by crosslinking and curing a crosslinkable resin composition containing a binder resin as a main component resin and other components such as a curing agent or a crosslinking initiator.
In this case, the term "main component resin" refers to the resin that is the most abundant (mass %) among the resins constituting the present crosslinked resin layer. The content of the present crosslinked resin layer is preferably 50 mass % or more, more preferably 70 mass % or more, more preferably 80 mass % or more, and even more preferably 90 mass % or more (including 100 mass %).
(バインダー樹脂)
前記バインダー樹脂としては、例えば、次に説明する、水溶性エポキシ樹脂、水分散性ポリウレタン樹脂、水分散型ウレタンアクリレートなどを挙げることができる。
(Binder resin)
Examples of the binder resin include water-soluble epoxy resins, water-dispersible polyurethane resins, and water-dispersible urethane acrylates, which will be described below.
[水溶性エポキシ樹脂]
前記の水溶性エポキシ樹脂としては、末端にエポキシ基を有するプレポリマーである水溶性エポキシ樹脂を用いるのが好ましい。
中でも、プレポリマー鎖が芳香族系であるものが好ましい。具体例としては、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、1、3-ビス(アミノメチル)シクロヘキサンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、ジアミノジフェニルメタンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂、パラアミノフェノールから誘導されたグリシジルアミン部位および/又はグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールAから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、ビスフェノールFから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、フェノールノボラックから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂、レゾルシノールから誘導されたグリシジルエーテル部位を有するエポキシ樹脂などの樹脂を挙げることができる。これらの中でも、メタキシリレンジアミンから誘導されたグリシジルアミン部位を有するエポキシ樹脂が特に好ましい。
[Water-soluble epoxy resin]
As the water-soluble epoxy resin, it is preferable to use a water-soluble epoxy resin which is a prepolymer having an epoxy group at the terminal.
Among them, those in which the prepolymer chain is aromatic are preferred.Specific examples include epoxy resins having a glycidylamine moiety derived from metaxylylenediamine, epoxy resins having a glycidylamine moiety derived from 1,3-bis(aminomethyl)cyclohexane, epoxy resins having a glycidylamine moiety derived from diaminodiphenylmethane, epoxy resins having a glycidylamine moiety and/or a glycidyl ether moiety derived from paraaminophenol, epoxy resins having a glycidyl ether moiety derived from bisphenol A, epoxy resins having a glycidyl ether moiety derived from bisphenol F, epoxy resins having a glycidyl ether moiety derived from phenol novolac, and epoxy resins having a glycidyl ether moiety derived from resorcinol.Among these, epoxy resins having a glycidylamine moiety derived from metaxylylenediamine are particularly preferred.
[水分散性ポリウレタン樹脂]
前記の水分散性ポリウレタン樹脂としては、分子内にカルボキシル基を含まないポリオール化合物とポリイソシアネート化合物とを反応させたポリウレタン化合物に界面活性を使用して水の中に強制乳化させて水分散性としたポリウレタン樹脂を挙げることができる。但し、これに限定するものではない。
[Water-dispersible polyurethane resin]
The water-dispersible polyurethane resin may be, but is not limited to, a polyurethane resin obtained by reacting a polyol compound not containing a carboxyl group in the molecule with a polyisocyanate compound, and forcibly emulsifying the polyurethane compound in water using a surfactant.
[水分散型ウレタンアクリレート]
前記の水分散型ウレタンアクリレートは、ウレタンアクリレート原料と、乳化剤、例えばアニオン系および/又はノニオン系の反応性乳化剤と、油溶性重合開始剤とを混合して、乳化機、例えば、ホモミキサー、超音波分散機などで加熱処理をしながら、分散する要領にて乳化重合して得られる、水分散体のウレタンアクリレートを挙げることができる。但し、これに限定するものではない。
[Water-dispersible urethane acrylate]
The water-dispersed urethane acrylate may be, for example, a water-dispersed urethane acrylate obtained by mixing a urethane acrylate raw material with an emulsifier, for example, an anionic and/or nonionic reactive emulsifier, and an oil-soluble polymerization initiator, and then subjecting the mixture to emulsion polymerization in a manner that disperses the mixture while subjecting it to heat treatment using an emulsifier, for example, a homomixer or an ultrasonic disperser, etc. However, the water-dispersed urethane acrylate is not limited thereto.
前記ウレタンアクリレート原料としては、1分子中にアクリロイル基又はメタクリロイル基を2つ以上有するラジカル重合性オリゴマーを用いることができる。
ウレタンアクリレートの市販品として、ビームセット505A-6(荒川化学社製)、Ebecryl270(ダイセル工業(株)製)、UA-160TM、UA-7100、(新中村化学工業(株))などが例示される。
As the urethane acrylate raw material, a radical polymerizable oligomer having two or more acryloyl groups or methacryloyl groups in one molecule can be used.
Examples of commercially available urethane acrylates include Beamset 505A-6 (manufactured by Arakawa Chemical Industries, Ltd.), Ebecryl 270 (manufactured by Daicel Industries, Ltd.), UA-160TM, UA-7100, (Shin-Nakamura Chemical Co., Ltd.), and the like.
前記乳化剤としては、乳化重合に使用できる乳化剤であれば特に限定されるわけではない。
前記アニオン系反応性乳化剤としては、市販品として、例えばアクアロンシリーズ:KH-05,KH-10、AR-10、AR-20(商品名:第一工業製薬製)、Antox-MS-60、Antox-MS-2N(日本乳化剤社製)、アデカリアソープシリーズ:SE-10N、SE―20N、SR-10(アデカ製)を挙げることができる。その中でも、スルホン酸塩からなるものが好ましい。
前記ノニオン系反応性乳化剤としては、市販品として、例えばアデカリアソープシリーズ:NE-10、NE-20、NE-30、ER-10、ER-20、ER-30、ER-40(アデカ製)、ラテムルシリーズ:PD-420、PD-430、PD-450(花王)などを挙げることができる。
The emulsifier is not particularly limited as long as it is an emulsifier that can be used in emulsion polymerization.
Examples of the anionic reactive emulsifier include commercially available products such as the Aqualon series: KH-05, KH-10, AR-10, and AR-20 (trade names: manufactured by Dai-ichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd.), Antox-MS-60 and Antox-MS-2N (manufactured by Nippon Nyukazai Co., Ltd.), and the Adeka Reasoap series: SE-10N, SE-20N, and SR-10 (manufactured by Adeka Co., Ltd.). Among these, those made of sulfonate salts are preferred.
Examples of the nonionic reactive emulsifier include commercially available products such as Adeka Reasoap series: NE-10, NE-20, NE-30, ER-10, ER-20, ER-30, and ER-40 (manufactured by Adeka Co., Ltd.), and Latemul series: PD-420, PD-430, and PD-450 (manufactured by Kao Co., Ltd.).
前記油溶性重合開始剤としては、例えば2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-(2-メチルプロパンニトリル)、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルペンタンニトリル)、2,2’-アゾビス-(2-メチルブタンニトリル)、1,1’-アゾビス-(シクロヘキサンカルボニトリル)、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチル-4-メトキシバレロニトリル)、2,2’-アゾビス-(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス-(2-アミジノプロパン)ヒドロクロリド等のアゾ(アゾビスニトリル)タイプの開始剤、過酸化ベンゾイル、クメンヒドロペルオキシド、過酸化水素、過酸化アセチル、過酸化ラウロイル、過硫酸塩(例えば過硫酸アンモニウム)、過酸エステル(例えばt-ブチルペルオクテート、α-クミルペルオキシピバレート及びt-ブチルペルオクテート)等の過酸化物タイプの開始剤を例示することができる。 Examples of the oil-soluble polymerization initiator include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis-(2-methylpropanenitrile), 2,2'-azobis-(2,4-dimethylpentanenitrile), 2,2'-azobis-(2-methylbutanenitrile), 1,1'-azobis-(cyclohexanecarbonitrile), 2,2'-azobis-(2,4-dimethyl-4-methoxyvaleronitrile), 2,2'-azobis-(2,4-dimethylvaleronitrile), Examples of initiators include azo (azobisnitrile) type initiators such as 2,2'-azobis-(2-amidinopropane) hydrochloride, and peroxide type initiators such as benzoyl peroxide, cumene hydroperoxide, hydrogen peroxide, acetyl peroxide, lauroyl peroxide, persulfates (e.g., ammonium persulfate), and peresters (e.g., t-butyl peroctate, α-cumyl peroxypivalate, and t-butyl peroctate).
(硬化剤又は架橋開始剤)
硬化剤又は架橋開始剤は、熱架橋及び光架橋のいずれの架橋方法を選択するか、さらにはバインダー樹脂として何を使用するかによって適宜使用するのが好ましい。
例えば、バインダー樹脂として水溶性エポキシ樹脂を用いる場合は、硬化剤として、アミン系化合物を用いるのが好ましく、中でも、メタフェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン、ジアミノジフェニルスルホンなどの芳香族アミンが好ましい。
(Curing agent or crosslinking initiator)
It is preferable to use a curing agent or a crosslinking initiator appropriately depending on whether a crosslinking method, thermal crosslinking or photocrosslinking, is selected and further depending on what is used as the binder resin.
For example, when a water-soluble epoxy resin is used as the binder resin, it is preferable to use an amine compound as the curing agent, and among these, aromatic amines such as metaphenylenediamine, diaminodiphenylmethane, and diaminodiphenylsulfone are preferable.
架橋性樹脂組成物を光架橋させる場合には、光重合開始剤を配合するのが好ましい。
当該光重合開始剤としては、特に制限するものではなく、例えばケトン系光重合開始剤、アミン系光重合開始剤等を挙げることができる。
When the crosslinkable resin composition is to be photocrosslinked, it is preferable to add a photopolymerization initiator.
The photopolymerization initiator is not particularly limited, and examples thereof include ketone-based photopolymerization initiators and amine-based photopolymerization initiators.
(溶媒)
水性溶媒としては、水又はアルコール溶媒を主溶媒として用いることができる。
アルコール溶媒の具体例として、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノールなどを挙げることができる。但し、これらに限定するものではない。
(solvent)
As the aqueous solvent, water or an alcohol solvent can be used as the main solvent.
Specific examples of the alcohol solvent include, but are not limited to, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, and butanol.
(その他成分)
本架橋樹脂層は、上述の材料以外に、他の成分乃至材料を含有していてもよい。
「他の成分乃至材料」としては、無機充填剤、酸素捕捉剤、カップリング剤、硬化促進剤などを挙げることができる。
(Other ingredients)
The crosslinked resin layer may contain other components or materials in addition to the materials described above.
The "other components or materials" may include inorganic fillers, oxygen scavengers, coupling agents, curing accelerators, and the like.
上記無機充填剤としては、架橋樹脂層のガスバリア性、耐衝撃性、耐熱性等の諸性能を向上させるために、シリカ、アルミナ、マイカ、タルク、アルミニウムフレーク、ガラスフレークなどの無機充填剤を含有していてもよい。また、トップコート層の透明性を考慮した場合には、無機充填剤が平板状であることが好ましい。 The inorganic filler may contain inorganic fillers such as silica, alumina, mica, talc, aluminum flakes, and glass flakes in order to improve the gas barrier properties, impact resistance, heat resistance, and other properties of the crosslinked resin layer. In addition, when the transparency of the topcoat layer is taken into consideration, it is preferable that the inorganic filler be flat.
上記酸素捕捉剤としては、酸素捕捉機能を有する化合物であればよい。例えばヒンダードフェノー類、ビタミンC、ビタミンE、有機燐化合物、没食子酸、ピロガロール等の酸素と反応する低分子有機化合物や、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、銅等の遷移金属化合物等を挙げることができる。 The oxygen scavenger may be any compound that has an oxygen scavenging function. Examples include low molecular weight organic compounds that react with oxygen, such as hindered phenols, vitamin C, vitamin E, organic phosphorus compounds, gallic acid, and pyrogallol, and transition metal compounds, such as cobalt, manganese, nickel, iron, and copper.
上記カップリング剤は、本架橋樹脂層と本無機物層との密着性向上あるいはガスバリア性向上の観点から、必要に応じて本架橋樹脂層に含有させることができる。
カップリング剤としては、シランカップリング剤あるいはチタンカップリング剤などのカップリング剤を添加してもよい。
カップリング剤としては、市販品が使用できる。具体的には、チッソ(株)、東レ・ダウコーニング(株)、信越化学工業(株)等から入手可能な、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N-(2-アミノエチル)-3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N、N’-ビス[3-トリメトキシシリル]プロピル]エチレンジアミン等のアミノ系シランカップリング剤、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシ系シランカップリング剤、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のメタクリロキシ系シランカップリング剤、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等のメルカプト系シランカップリング剤、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等のイソシアネート系シランカップリング剤、東レ・ダウコーニング(株)製のSH-6026、Z-6050などのアミノシラン系カップリング剤、信越化学工業(株)製のKP-390、KC-223などのアミノ基含有アルコキシシラン等を挙げることができる。
中でも、本架橋樹脂層のバインダー樹脂組成物と反応する有機官能基を有するものが望ましい。
カップリング剤の添加量は、バインダー樹脂組成物の全質量を基準として0.01質量%~5.0質量%の範囲が好ましい。
The above coupling agent may be contained in the present crosslinked resin layer, if necessary, from the viewpoint of improving the adhesion between the present crosslinked resin layer and the present inorganic layer or improving the gas barrier property.
As the coupling agent, a silane coupling agent or a titanium coupling agent may be added.
As the coupling agent, commercially available products can be used. Specifically, amino-based silane coupling agents such as N-(2-aminoethyl)-3-aminopropylmethyldimethoxysilane, N-(2-aminoethyl)-3-aminopropyltrimethoxysilane, 3-aminopropyltriethoxysilane, 3-aminopropyltrimethoxysilane, and N,N'-bis[3-trimethoxysilyl]propyl]ethylenediamine, available from Chisso Corporation, Dow Corning Toray Co., Ltd., Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., etc., are available. Examples of suitable silane coupling agents include epoxy-based silane coupling agents such as 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, methacryloxy-based silane coupling agents such as 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, mercapto-based silane coupling agents such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, isocyanate-based silane coupling agents such as 3-isocyanatepropyltriethoxysilane, aminosilane-based coupling agents such as SH-6026 and Z-6050 manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd., and amino group-containing alkoxysilanes such as KP-390 and KC-223 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
Among them, those having an organic functional group that reacts with the binder resin composition of the present crosslinked resin layer are preferred.
The amount of the coupling agent added is preferably within a range of 0.01% by mass to 5.0% by mass based on the total mass of the binder resin composition.
上記硬化促進剤は、架橋性樹脂組成物を架橋させる際に、低温で架橋可能なように、N-エチルモルホリン、ジブチル錫ジラウレート、ナフテン酸コバルト、塩化第一錫などの硬化促進触媒、ベンジルアルコールなどの有機溶剤、リン酸亜鉛、リン酸鉄、モリブデン酸カルシウム、酸化バナジウム、水分散シリカ、ヒュームドシリカなどの防錆添加剤、フタロシアニン系有機顔料、縮合多環系有機顔料などの有機顔料、酸化チタン、酸化亜鉛、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、アルミナ、カーボンブラックなどの無機顔料等の各成分を必要割合量添加することもできる。 The above curing accelerator can be added in the required proportions of each component, such as curing accelerator catalysts such as N-ethylmorpholine, dibutyltin dilaurate, cobalt naphthenate, and stannous chloride, organic solvents such as benzyl alcohol, rust inhibitors such as zinc phosphate, iron phosphate, calcium molybdate, vanadium oxide, water-dispersed silica, and fumed silica, organic pigments such as phthalocyanine organic pigments and condensed polycyclic organic pigments, and inorganic pigments such as titanium oxide, zinc oxide, calcium carbonate, barium sulfate, alumina, and carbon black, so that crosslinking can be achieved at low temperatures when crosslinking the crosslinkable resin composition.
(各成分の量)
架橋性樹脂組成物中の全固形成分(100質量部)に対するバインダー樹脂の割合は、20質量部以上であることが好ましく、30質量部以上であることがさらに好ましく、一方、90質量部以下であることが好ましく、80質量部以下であることがさらに好ましい。なお、バインダー樹脂を2種以上併用する場合、それらの合計量の割合が上記の範囲内であることが好ましい。なお、バインダー樹脂を2種以上併用する場合、それらの合計量の割合が上記の範囲内であることが好ましい。
(Amount of each ingredient)
The ratio of the binder resin to the total solid components (100 parts by mass) in the crosslinkable resin composition is preferably 20 parts by mass or more, more preferably 30 parts by mass or more, while it is preferably 90 parts by mass or less, more preferably 80 parts by mass or less. When two or more types of binder resins are used in combination, it is preferable that the ratio of their total amount is within the above range. When two or more types of binder resins are used in combination, it is preferable that the ratio of their total amount is within the above range.
架橋性樹脂組成物中の全固形成分(100質量部)に対する硬化剤又は架橋開始剤の割合は、5質量部以上であるのが好ましく、中でも10質量部以上、その中でも特に20質量部以上であるのがさらに好ましい。一方、上限は80質量部以下であるのが好ましく、70質量部以下であるのがさらに好ましく、その中でも60質量部以下であるのが特に好ましい。 The ratio of the curing agent or crosslinking initiator to the total solid components (100 parts by mass) in the crosslinkable resin composition is preferably 5 parts by mass or more, more preferably 10 parts by mass or more, and even more preferably 20 parts by mass or more. On the other hand, the upper limit is preferably 80 parts by mass or less, more preferably 70 parts by mass or less, and even more preferably 60 parts by mass or less.
架橋性樹脂組成物中の全固形成分(100質量部)に対するバインダー樹脂及び硬化剤又は架橋開始剤以外の固形成分の割合は0.01質量部以上10質量部以下であるのが好ましく、中でも0.1質量部以上或いは10質量部以下、その中でも1質量部以上或いは10質量部以下であるのがさらに好ましい。 The ratio of solid components other than the binder resin and the curing agent or crosslinking initiator to the total solid components (100 parts by mass) in the crosslinkable resin composition is preferably 0.01 parts by mass or more and 10 parts by mass or less, more preferably 0.1 parts by mass or more or 10 parts by mass or less, and even more preferably 1 part by mass or more or 10 parts by mass or less.
<本積層フィルムの積層構成>
本積層フィルムは、基材フィルムの片面側(「表面側」と称する)に、アンカー層および無機物層がこの順に積層してなる構成を備えていればよいから、基材フィルムの裏面側や、アンカー層と無機物層との間や、無機物層の表面側に例えば架橋樹脂層などの「他の層」を備えていてもよい。
<Layer structure of the present laminated film>
The present laminate film only needs to have a configuration in which an anchor layer and an inorganic layer are laminated in this order on one side (referred to as the "front side") of a base film, and may also have "other layers" such as a crosslinked resin layer on the back side of the base film, between the anchor layer and the inorganic layer, or on the front side of the inorganic layer.
<本積層フィルムの厚み>
本積層フィルムの全体厚みを調整することで、光透過性を確保しつつシワの発生などを抑制することができる。かかる観点から、本積層フィルムの全体厚みは10μm以上であるのが好ましく、中でも15μm以上或いは500μm以下、その中でも20μm以上或いは250μm以下、その中でも特に23μm以上或いは125μm以下であるのが好ましい。
<Thickness of this laminated film>
By adjusting the total thickness of the present laminate film, it is possible to suppress the occurrence of wrinkles while ensuring light transmittance. From this viewpoint, the total thickness of the present laminate film is preferably 10 μm or more, more preferably 15 μm or more or 500 μm or less, even more preferably 20 μm or more or 250 μm or less, and even more preferably 23 μm or more or 125 μm or less.
<本積層フィルムの特性>
本積層フィルムは、温度40℃、相対湿度90%における水蒸気透過率(WvTR)を6.0g/m2/day以下とすることができ、好ましくは4.0g/m2/day以下、その中でも特に好ましくは2.0g/m2/day以下とすることもできる。
また、温度25℃、相対湿度80%の条件下で酸素透過率(cc/(m2・24hr・atm))を8.0cc/(m2・24hr・atm)以下とすることができ、好ましくは、6.0cc/(m2・24hr・atm)以下、その中でも特に好ましくは2.0cc/(m2・24hr・atm)以下とすることもできる。
<Characteristics of this laminated film>
The present laminate film can have a water vapor transmission rate (WvTR) at a temperature of 40°C and a relative humidity of 90% of 6.0 g/ m2 /day or less, preferably 4.0 g/ m2 /day or less, and particularly preferably 2.0 g/ m2 /day or less.
In addition, under conditions of a temperature of 25°C and a relative humidity of 80%, the oxygen permeability (cc/( m2 ·24hr·atm)) can be set to 8.0 cc/( m2 ·24hr·atm) or less, preferably 6.0 cc/( m2 ·24hr·atm) or less, and particularly preferably 2.0 cc/( m2 ·24hr·atm) or less.
<本積層フィルムの製造方法>
本積層フィルムの製造方法の一例として、基材フィルムの片面に必要に応じてアンカー層を形成し、該アンカー層の表面に本無機物層を形成する方法を挙げることができる。但し、この方法に限定するものではない。
<Method of manufacturing the present laminate film>
An example of a method for producing the present laminated film includes, but is not limited to, a method in which an anchor layer is formed on one side of a base film as necessary, and the present inorganic layer is formed on the surface of the anchor layer.
本アンカー層の形成は、基材フィルムの片面に、上述したアンカーコート剤を塗布し、必要に応じて乾燥させて形成することができる。
本無機物層の形成は、上述したように、例えば物理的気相蒸着(PVD)法、プラズマアシスト蒸着法、化学蒸着(CVD)法、或いは、無機粒子を有機ポリマーに分散させて塗布する方法などにより、形成することができる。
The anchor layer can be formed by applying the above-mentioned anchor coating agent to one side of the substrate film and drying it as necessary.
As described above, the inorganic layer can be formed by, for example, physical vapor deposition (PVD), plasma-assisted deposition, chemical vapor deposition (CVD), or a method in which inorganic particles are dispersed in an organic polymer and then applied.
<<本フィルム積層体>>
次に、本積層フィルムを用いた実施形態の一例として、本積層フィルムを用いたフィルム積層体(「本フィルム積層体」と称する。)について説明する。
<<Present film laminate>>
Next, as an example of an embodiment using the present laminate film, a film laminate using the present laminate film (hereinafter referred to as "the present film laminate") will be described.
本フィルム積層体の一例として、本積層フィルムすなわち基材フィルム(1)の少なくとも片面側にアンカー層および無機物層が順次積層してなる構成を備えた積層フィルムの最表面すなわち本無機物層の表面又本架橋樹脂層の表面に、接着剤層を介して、基材フィルム(2)が貼り合わされてなる構成を備えたフィルム積層体を挙げることができる。 One example of the film laminate is a film laminate having a configuration in which an anchor layer and an inorganic layer are laminated in sequence on at least one side of the laminate film, i.e., the base film (1), and a base film (2) is bonded to the outermost surface of the laminate film, i.e., the surface of the inorganic layer or the surface of the crosslinked resin layer, via an adhesive layer.
<基材フィルム(2)>
基材フィルム(2)としては、基材フィルム(1)すなわち本基材フィルムとして説明したものを使用することができる。
<Base film (2)>
As the base film (2), the base film (1), i.e., the one explained as the present base film, can be used.
また、基材フィルム(2)として、生分解性フィルム又はポリオレフィンフィルムを使用することもできる。
当該生分解性フィルムとは、当該フィルムが単層構成であっても多層構成であっても、生分解性樹脂を主成分樹脂とする層を備えたフィルムを意味する。好ましくは、生分解性樹脂を主成分樹脂とする層が主層であるフィルムである。その中でも、基材フィルム(2)が単層構成であっても、多層構成であっても、各層の主成分樹脂が生分解性樹脂であるものが好ましい。
Moreover, a biodegradable film or a polyolefin film can also be used as the base film (2).
The biodegradable film means a film having a layer containing a biodegradable resin as a main component resin, whether the film has a single layer structure or a multilayer structure. A film having a layer containing a biodegradable resin as a main component resin as a main layer is preferable. Among them, a film having a base film (2) having a single layer structure or a multilayer structure, in which the main component resin of each layer is a biodegradable resin, is preferable.
ここで、生分解性樹脂とは、生分解性を有する樹脂の意味であり、当該「生分解性」とは、微生物の働きで最終的に水と二酸化炭素に分解される性質を言い、好ましくは、ISO16929又はJIS K 6952記載の58℃の好気的コンポスト環境下、パイロットスケールで、12週間以内で100mm角のフィルムが、2mmのフルイ残り10%以内になることを満足する性質である。
生分解性樹脂としては、例えばポリ乳酸(PLA)、ポリカプロラクトン(PCL)、ポリブチレンサクシネート(PBS)、ポリブチレンサクシネートアジペート(PBSA)、ポリブチレンアジペート、ポリエチレンサクシネート(PES)、3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシヘキサノエート重合体(PHBH)などの生分解性脂肪族ポリエステル、例えばポリブチレンアジペートテレフタレート(PBAT)などの生分解性脂肪族芳香族ポリエステルを挙げることができる。
Here, the term "biodegradable resin" refers to a resin having biodegradability, and "biodegradability" refers to a property of being ultimately decomposed into water and carbon dioxide by the action of microorganisms, and preferably refers to a property that satisfies the requirement that, in a pilot-scale aerobic compost environment at 58°C as described in ISO 16929 or JIS K 6952, within 12 weeks, 10% or less of a 100 mm square film remains on a 2 mm sieve.
Examples of biodegradable resins include biodegradable aliphatic polyesters such as polylactic acid (PLA), polycaprolactone (PCL), polybutylene succinate (PBS), polybutylene succinate adipate (PBSA), polybutylene adipate, polyethylene succinate (PES), and 3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyhexanoate polymer (PHBH), and biodegradable aliphatic aromatic polyesters such as polybutylene adipate terephthalate (PBAT).
基材フィルム(2)に用いるポリオレフィンフィルムは、基材フィルム(1)に用いるポリオレフィンと同様である。 The polyolefin film used for the base film (2) is the same as the polyolefin film used for the base film (1).
基材フィルム(2)の構成及び厚さなどは、基材フィルム(1)と同様である。 The structure and thickness of the base film (2) are the same as those of the base film (1).
<接着剤層>
本フィルム積層体の接着剤層は、公知の接着剤組成物を用いて形成することができる。接着性とバリア性との両立の観点からは、バインダー樹脂および硬化剤又は架橋開始剤を含む接着剤組成物を用いるのが好ましく、当該バインダー樹脂として、例えば水溶性エポキシ樹脂、水分散性ポリウレタン樹脂、水分散型ウレタンアクリレートオリゴマーなどを用いるのが好ましい。
<Adhesive Layer>
The adhesive layer of the film laminate can be formed using a known adhesive composition. From the viewpoint of achieving both adhesiveness and barrier properties, it is preferable to use an adhesive composition containing a binder resin and a curing agent or a crosslinking initiator, and it is preferable to use, for example, a water-soluble epoxy resin, a water-dispersible polyurethane resin, or a water-dispersible urethane acrylate oligomer as the binder resin.
<本フィルム積層体の厚み>
本フィルム積層体の全体厚みを調整することで、光透過性を確保しつつシワの発生などを抑制することができる。かかる観点から、本フィルム積層体の全体厚みは40μm以上であるのが好ましく、中でも50μm以上或いは500μm以下、その中でも50μm以上或いは250μm以下、特に50μm以上或いは125μm以下が好ましい。
<Thickness of the present film laminate>
By adjusting the total thickness of the present film laminate, it is possible to ensure light transmittance while suppressing the occurrence of wrinkles, etc. From this viewpoint, the total thickness of the present film laminate is preferably 40 μm or more, more preferably 50 μm or more or 500 μm or less, even more preferably 50 μm or more or 250 μm or less, and particularly preferably 50 μm or more or 125 μm or less.
<<本積層フィルムおよび本フィルム積層体の用途>>
本積層フィルムおよび本フィルム積層体は、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする用途、例えば各種ガスの遮断を必要とする包装材料、例えば、食品や工業用品及び医薬品等の変質防止用包装材料として広く利用することができる。また、包装用途以外にも、液晶表示素子、太陽電池、電磁波シールド、タッチパネル、EL用基板、カラーフィルターなど、各種部材に好適である。
<<Uses of the present laminate film and the present film laminate>>
The present laminate film and the present film laminate can be widely used in applications requiring the blocking of various gases such as water vapor and oxygen, for example, as packaging materials requiring the blocking of various gases, for example, packaging materials for preventing deterioration of foods, industrial products, medicines, etc. In addition to packaging applications, the present laminate film and the present film laminate are also suitable for various members such as liquid crystal display elements, solar cells, electromagnetic wave shields, touch panels, EL substrates, color filters, etc.
<<語句の説明>>
本発明においては、「フィルム」と称する場合でも「シート」を含むものとし、「シート」と称する場合でも「フィルム」を含むものとする。
また、画像表示パネル、保護パネル等のように「パネル」と表現する場合、板体、シート及びフィルムを包含するものである。
また、本積層フィルムにおいて、基材フィルム側を下側又は裏面側と称し、その反対側を上側又は表面側という。
<<Terminology explanation>>
In the present invention, the term "film" includes the term "sheet", and the term "sheet" includes the term "film".
Furthermore, when the term "panel" is used, such as an image display panel or a protective panel, it encompasses a plate, a sheet, and a film.
In the present laminate film, the substrate film side is referred to as the lower side or back side, and the opposite side is referred to as the upper side or front side.
本発明において、「X~Y」(X,Yは任意の数字)と記載した場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」或いは「好ましくはYより小さい」の意も包含するものである。
また、「X以上」(Xは任意の数字)と記載した場合、特にことわらない限り「好ましくはXより大きい」の意を包含し、「Y以下」(Yは任意の数字)と記載した場合、特にことわらない限り「好ましくはYより小さい」の意も包含するものである。
In the present invention, when it is described as "X to Y" (X and Y are arbitrary numbers), unless otherwise specified, it includes the meaning of "X or more and Y or less", as well as the meaning of "preferably larger than X" or "preferably smaller than Y".
In addition, when it is stated that the amount is "X or more" (X is any number), it also means that the amount is "preferably greater than X" unless otherwise specified, and when it is stated that the amount is "Y or less" (Y is any number), it also means that the amount is "preferably smaller than Y" unless otherwise specified.
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。但し、本発明は、以下の実施例により何ら限定されるものではない。
本発明で用いた測定法および評価方法は次のとおりである。
The present invention will be specifically described below with reference to examples, although the present invention is not limited to the following examples in any way.
The measurement and evaluation methods used in the present invention are as follows.
(1)真空蒸着法(PVD)により形成した無機物層の膜厚
無機物層の膜厚の測定は、蛍光X線を用いて行った。この方法は、原子にX線を照射すると、その原子特有の蛍光X線を放射する現象を利用した方法で、放射される蛍光X線強度を測定することにより原子の数(量)を知ることができる。具体的には、フィルム上に既知の2種の厚みの薄膜を形成し、それぞれについて放射される特定の蛍光X線強度を測定し、この情報より検量線を作成した。そして、測定試料について同様に蛍光X線強度を測定し、前記検量線からその膜厚を測定した。
(1) Film thickness of inorganic layer formed by vacuum deposition (PVD) The film thickness of the inorganic layer was measured using fluorescent X-rays. This method utilizes the phenomenon that atoms emit fluorescent X-rays specific to the atoms when irradiated with X-rays, and the number (amount) of atoms can be known by measuring the intensity of the fluorescent X-rays emitted. Specifically, two thin films of known thicknesses were formed on a film, and the specific fluorescent X-ray intensity emitted from each was measured, and a calibration curve was created from this information. Then, the fluorescent X-ray intensity of the measurement sample was measured in the same manner, and the film thickness was measured from the calibration curve.
(2)動的粘弾性測定
実施例および比較例に用いたアンカーコート液を80℃で乾燥させて、厚み200μmのシートを作製した。該シートをアイティー計測制御社製の動的粘弾性測定装置「DVA―200」を用いて、周波数1Hz、昇温速度3℃/分、測定温度―50~200℃の条件で粘弾性測定を行い、120℃における貯蔵弾性率及び損失正接(tanδ)のピーク温度を求めた。
(2) Dynamic Viscoelasticity Measurement The anchor coating liquid used in the Examples and Comparative Examples was dried at 80° C. to prepare a sheet having a thickness of 200 μm. Viscoelasticity measurements were performed on the sheet using a dynamic viscoelasticity measuring device "DVA-200" manufactured by IT Measurement & Control Co., Ltd. under the conditions of a frequency of 1 Hz, a heating rate of 3° C./min, and a measurement temperature of -50 to 200° C., and the storage modulus and the peak temperature of the loss tangent (tan δ) at 120° C. were obtained.
(3)水蒸気透過率(WvTR)
実施例3及び6については、作製したフィルム積層体(サンプル)を測定サンプルとし、他の実施例及び比較例については、作製した積層フィルム(サンプル)を測定サンプルとした。
水蒸気透過率測定装置 DELTAPERM(Technolox社製)において、積層フィルム(測定サンプル)については無機層側が、フィルム積層体(測定サンプル)についてはPBSフィルム側又はCPPフィルム側が、検出器側(基材フィルムが水蒸気暴露側)になる向きにセットし、温度40℃、相対湿度90%RHの条件で水蒸気透過率(g/m2/day)を測定した。
なお、表には、水蒸気透過率の測定対象すなわち測定サンプルが、積層フィルムである場合バリア測定時の構成を「フィルム」と示し、フィルム積層体である場合「積層体」と示した。
(3) Water vapor transmission rate (WvTR)
In Examples 3 and 6, the prepared film laminates (samples) were used as the measurement samples, and in the other Examples and Comparative Examples, the prepared laminate films (samples) were used as the measurement samples.
In a water vapor transmission rate measuring device DELTAPERM (manufactured by Technolox), the laminate film (measurement sample) was set so that the inorganic layer side and the film laminate (measurement sample) were set so that the PBS film side or the CPP film side faced the detector (the substrate film was the side exposed to water vapor), and the water vapor transmission rate (g/ m2 /day) was measured under conditions of a temperature of 40°C and a relative humidity of 90% RH.
In the table, when the object for measuring water vapor transmission rate, i.e., the measurement sample, is a laminate film, the configuration at the time of barrier measurement is indicated as "film", and when it is a film laminate, it is indicated as "laminate".
(4)酸素透過率
実施例3及び6については、作製したフィルム積層体(サンプル)を測定サンプルとした。他の実施例及び比較例については、次のように測定サンプルを作製した。すなわち、ラミネート用フィルムとしての厚さ60μmの無軸延伸ポリプロピレン(CPP)フィルム(東洋紡(株)製「P1146」)の表面に、ウレタン系接着剤(東洋モートン(株)製AD900とCAT-RT85を10:1.5の割合で配合したもの)を塗布、乾燥し、厚さ約3μmの接着剤層を形成し、この接着剤層上に、各実施例・比較例で作製した積層フィルム(サンプル)の無機物層面側をラミネートし、得られたフィルム積層体を測定サンプルとした。
各フィルム積層体(測定サンプル)について、JIS K 7126B法に準じ、酸素透過率測定装置(MOCON社製「OX-TRAN 2/21型酸素透過率測定装置」)を使用して、温度25℃、相対湿度80%の条件下で酸素透過率(cc/(m2・24hr・atm))を測定した。
(4) Oxygen permeability For Examples 3 and 6, the prepared film laminate (sample) was used as the measurement sample. For the other Examples and Comparative Examples, the measurement samples were prepared as follows. That is, a urethane adhesive (AD900 and CAT-RT85 manufactured by Toyo-Morton Co., Ltd., mixed in a ratio of 10:1.5) was applied to the surface of a 60 μm-thick non-axially oriented polypropylene (CPP) film ("P1146" manufactured by Toyobo Co., Ltd.) as a lamination film, dried to form an adhesive layer with a thickness of about 3 μm, and the inorganic layer side of the laminate film (sample) prepared in each Example and Comparative Example was laminated on this adhesive layer, and the obtained film laminate was used as the measurement sample.
For each film laminate (measurement sample), the oxygen permeability (cc/(m2·24hr·atm)) was measured under conditions of a temperature of 25° C. and a relative humidity of 80% using an oxygen permeability measuring device ("OX-TRAN 2/21 type oxygen permeability measuring device" manufactured by MOCON Corporation) in accordance with JIS K 7126B method.
(5)ラミネート強度
酸素透過率の測定同様に、実施例3及び6については、作製したフィルム積層体(サンプル)を測定サンプルとし、他の実施例及び比較例については、上記のように測定サンプルを作製した。
各フィルム積層体(測定サンプル)を幅15mmの短冊状に切り出し、端部を一部剥離し、引っ張り試験機((株)オリエンテック製「STA-1150」)を用いて、300mm/minの速度でCPPフィルムを180°剥離することにより、レトルト後のラミネート強度(g/15mm)を測定した。
(5) Lamination Strength As in the measurement of oxygen permeability, for Examples 3 and 6, the prepared film laminates (samples) were used as measurement samples, and for the other Examples and Comparative Examples, measurement samples were prepared as described above.
Each film laminate (measurement sample) was cut into a strip with a width of 15 mm, and an end portion was partially peeled off. Using a tensile tester ("STA-1150" manufactured by Orientec Co., Ltd.), the CPP film was peeled off at 180° at a speed of 300 mm/min to measure the laminate strength (g/15 mm) after retort.
<アンカーコート液の調製>
(アンカーコート液1の調製)
非晶性ポリエステル樹脂(東洋紡(株)製 バイロン200)とイソシアネート化合物(東ソー(株)製 コロネートL)を10:1質量比になるように配合し、アンカーコート液1を調製した。
<Preparation of anchor coat solution>
(Preparation of anchor coating solution 1)
Anchor coat solution 1 was prepared by blending an amorphous polyester resin (Vylon 200, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and an isocyanate compound (Coronate L, manufactured by Tosoh Corporation) in a mass ratio of 10:1.
(アンカーコート液2の調製)
非晶性ポリエステル樹脂(東洋紡(株)製 バイロン103)とイソシアネート化合物(東ー(株)製 コロネートL)を10:1質量比になるように配合し、アンカーコート液2を調製した。
(Preparation of anchor coating liquid 2)
Anchor coating solution 2 was prepared by blending an amorphous polyester resin (Vylon 103, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and an isocyanate compound (Coronate L, manufactured by Toyo Co., Ltd.) in a mass ratio of 10:1.
(アンカーコート液3の調製)
非晶性ポリエステル樹脂(東洋紡(株)製 バイロン300)とイソシアネート化合物(東ソー(株)製 コロネートL)を10:1質量比になるように配合し、アンカーコート液3を調製した。
(Preparation of anchor coating solution 3)
Anchor coat solution 3 was prepared by blending an amorphous polyester resin (Vylon 300, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) and an isocyanate compound (Coronate L, manufactured by Tosoh Corporation) in a mass ratio of 10:1.
(架橋樹脂層組成物の調製)
水添XDI(1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン)439.1g、ジメチロールプロピオン酸35.4g、エチレングリコール61.5g及び溶剤としてアセトニトリル140gを混合し、70℃の窒素雰囲気下で3時間反応させて、カルボキシル基含有ポリウレタンプレポリマー溶液を得た。次いで、このカルボキシル基含有ポリウレタンプレポリマー溶液を50℃で、トリエチルアミン24.0gにて中和させた。このポリウレタンプレポリマー溶液267.9gを、750gの水にホモディスパーにより分散させ、2-[(2-アミノエチル)アミノ]エタノール35.7gで鎖伸長反応を行い、アセトニトリルを留去することにより、固形分25質量%のポリウレタン樹脂の水性分散液を得た。この水性分散液に、市販品の3-グリシジルオキシプロピルトリメトキシシランを質量比で4wt%添加し、架橋樹脂層組成物を調整した。
(Preparation of Crosslinked Resin Layer Composition)
439.1 g of hydrogenated XDI (1,4-bis(isocyanatomethyl)cyclohexane), 35.4 g of dimethylolpropionic acid, 61.5 g of ethylene glycol, and 140 g of acetonitrile as a solvent were mixed and reacted for 3 hours under a nitrogen atmosphere at 70°C to obtain a carboxyl group-containing polyurethane prepolymer solution. Next, this carboxyl group-containing polyurethane prepolymer solution was neutralized with 24.0 g of triethylamine at 50°C. 267.9 g of this polyurethane prepolymer solution was dispersed in 750 g of water using a homodisper, and a chain extension reaction was carried out with 35.7 g of 2-[(2-aminoethyl)amino]ethanol, and acetonitrile was distilled off to obtain an aqueous dispersion of polyurethane resin with a solid content of 25% by mass. 4 wt% of commercially available 3-glycidyloxypropyltrimethoxysilane was added to this aqueous dispersion to prepare a crosslinked resin layer composition.
<実施例1>
質量平均分子量20万のポリL-乳酸((株)島津製作所製ラクティ1012)を60mmφ単軸押出機でTダイ押出した後、キャストロールで急冷してシートを得た。次に、このシートを、三菱重工業(株)製フィルムテンターを用いて70℃で2.5倍縦延伸した後、70℃で2.5倍横延伸をし、次に、120℃で30秒熱処理(熱固定)を行い、厚み20μmのポリ乳酸フィルム(基材フィルム(1))を得た。
次いで、このポリ乳酸フィルムの片面にコロナ処理を行い、該コロナ面にアンカーコート液1を塗布し、80℃、1分で乾燥させて、厚さ(乾燥後)0.03μmのアンカー層を形成した。
次いで、真空蒸着装置を使用して2×10-3Paの真空下でSiOを加熱方式で蒸発させ、前記アンカー層上に厚さ30nmのSiOx薄膜層(無機物層)を形成し、積層フィルム(サンプル)を得た。
Example 1
Poly-L-lactic acid having a mass average molecular weight of 200,000 (Lacty 1012 manufactured by Shimadzu Corporation) was extruded through a T-die using a 60 mmφ single screw extruder, and then quenched with a cast roll to obtain a sheet. Next, this sheet was stretched 2.5 times longitudinally at 70°C using a film tenter manufactured by Mitsubishi Heavy Industries, Ltd., and then stretched 2.5 times laterally at 70°C, and then heat-treated (heat-set) at 120°C for 30 seconds to obtain a polylactic acid film (substrate film (1)) having a thickness of 20 μm.
Next, one side of this polylactic acid film was subjected to a corona treatment, and the anchor coating solution 1 was applied to the corona surface and dried at 80° C. for 1 minute to form an anchor layer having a thickness (after drying) of 0.03 μm.
Next, SiO was evaporated by heating under a vacuum of 2×10 −3 Pa using a vacuum deposition apparatus to form a 30 nm-thick SiO x thin film layer (inorganic layer) on the anchor layer, thereby obtaining a laminated film (sample).
<実施例2>
実施例1において、アンカー層厚み(乾燥後)を0.10μmとした以外は同様にして積層フィルム(サンプル)を得た。
Example 2
A laminated film (sample) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the thickness (after drying) of the anchor layer was changed to 0.10 μm.
<実施例3>
実施例1で作製した積層フィルム(サンプル)のSiOx薄膜層表面に、基材フィルム(2)として、厚み30μmのポリブチレンサクシネート(PBS)フィルムを用いてラミネートを行い、フィルム積層体(サンプル)を得た。
Example 3
A polybutylene succinate (PBS) film having a thickness of 30 μm was laminated as a base film (2) on the surface of the SiO x thin film layer of the laminated film (sample) produced in Example 1 to obtain a film laminate (sample).
<実施例4>
実施例1において、基材フィルム(1)として二軸延伸ポリプロピレンフィルム(フタムラ化学(株)製FOR、厚み20μm)を用いた以外は、実施例1と同様にして積層フィルム(サンプル)を得た。
Example 4
A laminated film (sample) was obtained in the same manner as in Example 1, except that a biaxially oriented polypropylene film (FOR manufactured by Futamura Chemical Co., Ltd., thickness 20 μm) was used as the base film (1).
<実施例5>
実施例4において、SiOx薄膜層上に架橋樹脂層組成物を塗布乾燥して厚さ0.5μmの架橋樹脂層を形成した以外は、実施例4と同様にして積層フィルム(サンプル)を得た。
Example 5
A laminated film (sample) was obtained in the same manner as in Example 4, except that a crosslinked resin layer composition was applied onto the SiOx thin film layer and dried to form a crosslinked resin layer having a thickness of 0.5 μm.
<実施例6>
実施例4で作製した積層フィルム(サンプル)の架橋樹脂層表面に、基材フィルム(2)として、厚み60μmの無延伸ポリプロピレン(CPP)フィルムを用いてラミネートを行い、フィルム積層体(サンプル)を得た。
Example 6
A 60 μm-thick non-oriented polypropylene (CPP) film was laminated as a base film (2) on the surface of the crosslinked resin layer of the laminated film (sample) produced in Example 4 to obtain a film laminate (sample).
<比較例1>
実施例1において、アンカーコート液1の代わりにアンカーコート液2を用いた以外は、実施例1と同様にして積層フィルム(サンプル)を得た。
<Comparative Example 1>
A laminated film (sample) was obtained in the same manner as in Example 1, except that anchor coating liquid 2 was used instead of anchor coating liquid 1 in Example 1.
<比較例2>
実施例1において、アンカーコート液1の代わりにアンカーコート液3を用いた以外は、実施例1と同様にして積層フィルム(サンプル)を得た。
<Comparative Example 2>
A laminated film (sample) was obtained in the same manner as in Example 1, except that anchor coating liquid 3 was used instead of anchor coating liquid 1 in Example 1.
<比較例3>
実施例1において、アンカー層の厚み(乾燥後)を0.01μmにした以外は、実施例1と同様にして積層フィルム(サンプル)を得た。
<Comparative Example 3>
A laminated film (sample) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the thickness (after drying) of the anchor layer was changed to 0.01 μm.
<比較例4>
実施例1において、アンカー層を形成しないこと以外は、実施例1と同様にして積層フィルム(サンプル)を得た。
<Comparative Example 4>
A laminated film (sample) was obtained in the same manner as in Example 1, except that the anchor layer was not formed.
<比較例5>
実施例4において、アンカーコート液1の代わりにアンカーコート液2を用いた以外は、実施例4と同様にして積層フィルム(サンプル)を得た。
<Comparative Example 5>
A laminated film (sample) was obtained in the same manner as in Example 4, except that anchor coating liquid 2 was used instead of anchor coating liquid 1 in Example 4.
<評価結果>
上記実施例および比較例で得られた各積層フィルムおよびフィルム積層体の特性を下記表1に示す。
<Evaluation Results>
The properties of each of the laminated films and film laminates obtained in the above Examples and Comparative Examples are shown in Table 1 below.
なお、表において、「PLA」はポリ乳酸フィルム、「OPP」は延伸ポリプロピレンフィルム、「CPP」は無延伸ポリプロピレンフィルム、「PBS」はポリブチレンサクシネートを示している。 In the table, "PLA" stands for polylactic acid film, "OPP" stands for oriented polypropylene film, "CPP" stands for unoriented polypropylene film, and "PBS" stands for polybutylene succinate.
<考察>
比較例1、2、5はアンカー層の弾性率が所定範囲を満足していないため、基材フィルムの収縮による影響を受け、バリア性が低下することがわかった。また、比較例3はアンカー層の厚みが範囲を外れるため、基材フィルムの収縮による影響を受け、バリア性が低下することがわかった。これに対して、実施例はいずれも、アンカー層の弾性率と塗布厚みがともに範囲を満足するため、バリア性が良好であった。
<Considerations>
It was found that in Comparative Examples 1, 2, and 5, the elastic modulus of the anchor layer did not satisfy the specified range, and therefore the barrier property was affected by the shrinkage of the base film and deteriorated. Also, it was found that in Comparative Example 3, the thickness of the anchor layer was out of the range, and therefore the barrier property was affected by the shrinkage of the base film and deteriorated. In contrast, in all of the Examples, the elastic modulus and coating thickness of the anchor layer both satisfied the range, and therefore the barrier property was good.
上記実施例及び本発明者がこれまで行ってきた試験結果から、アンカー層として、120℃における貯蔵弾性率が10.0MPa以上のものを0.02μm以上5.00μm以下の厚さで設けることで、ポリ乳酸フィルム(PLA)や延伸ポリプロピレンフィルム(OPP)など、耐熱性に乏しい基材フィルム上に無機物含有層を設けた際にも良好なバリア性と密着性を得ることができることが分かった。 From the above examples and the results of tests conducted by the inventors, it has been found that by providing an anchor layer with a storage modulus of 10.0 MPa or more at 120°C and a thickness of 0.02 μm to 5.00 μm, it is possible to obtain good barrier properties and adhesion even when an inorganic substance-containing layer is provided on a substrate film with poor heat resistance, such as a polylactic acid film (PLA) or an oriented polypropylene film (OPP).
良好なバリア性を発現できるメカニズム(推測)としては、アンカー層の弾性率が一定値以上であり、且つ特定の厚さ以上であれば、基材フィルムの収縮しようとする力に対抗できる力をアンカー層自体に持たせることができ、加熱時における基材フィルムの収縮をアンカー層が緩和させることができるものと推察される。すなわち、アンカー層がいわゆる収縮緩和層として機能するため、加熱時においても無機物含有層のクラック発生を抑制することができ、バリア性が良好になったものと推察される。 The mechanism by which good barrier properties can be achieved (speculated) is that if the modulus of elasticity of the anchor layer is equal to or greater than a certain value and is equal to or greater than a specific thickness, the anchor layer itself can have the strength to resist the force of shrinkage of the base film, and the anchor layer can mitigate the shrinkage of the base film when heated. In other words, it is speculated that the anchor layer functions as a so-called shrinkage mitigation layer, which can suppress the occurrence of cracks in the inorganic-containing layer even when heated, resulting in good barrier properties.
本発明の積層フィルムおよびフィルム積層体は、水蒸気や酸素等の各種ガスの遮断を必要とする物品の包装、例えば、食品や工業用品及び医薬品等の変質防止用の包装材料として広く利用することができる。また、包装用途以外にも、液晶表示素子、太陽電池、電磁波シールド、タッチパネル、EL用基板、カラーフィルターなど、各種部材にも好適に利用することができる。
The laminate film and film laminate of the present invention can be widely used as packaging materials for packaging items that require blocking of various gases such as water vapor and oxygen, for example, packaging materials for preventing deterioration of foods, industrial products, medicines, etc. In addition to packaging applications, the laminate film and film laminate can also be suitably used for various members such as liquid crystal display elements, solar cells, electromagnetic wave shields, touch panels, EL substrates, color filters, etc.
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