JPWO2011078167A1 - Gas barrier film and laminate - Google Patents
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Abstract
[課題]透明性があり、酸素、水蒸気等のガスバリア性に優れた包装材料に適したガスバリア性膜を提供する。[解決手段]下記一般式(1)のアクリルアミド系化合物0.3〜15質量%及び不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩の重合体層からなるガスバリア性膜。〔但し、R1は水素またはメチル基、R2は水素または炭素数1〜4のアルキル基、R3は水素、炭素数1〜4のアルキル基、または下記の一般式(2)からなる基であり、R2、R3は連結されモルホリン環を構成することがある。〕〔但し、nは、1〜5の整数、R4は、メチレン基またはエチレン基、R5は、水素または炭素数1〜4のアルキル基、R6は、炭素数1〜4のアルキル基、Yは、—OH、—NH2、またはーN(CH3)2である。〕[Problem] To provide a gas barrier film suitable for a packaging material which is transparent and excellent in gas barrier properties such as oxygen and water vapor. [Solution] A gas barrier film comprising a polymer layer of 0.3 to 15% by mass of an acrylamide compound of the following general formula (1) and a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid compound. [However, R1 is hydrogen or a methyl group, R2 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R3 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a group consisting of the following general formula (2): R2 and R3 may be linked to form a morpholine ring. Wherein n is an integer of 1 to 5, R4 is a methylene group or ethylene group, R5 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R6 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, Y is , -OH, -NH2, or -N (CH3) 2. ]
Description
本発明は、無機薄膜層などとの接着性に優れ、かつ透明性を有し、酸素、水蒸気等のガスバリア性、特に水蒸気バリア性に優れた包装材料に好適なガスバリア性膜に関する。 The present invention relates to a gas barrier film that is excellent in adhesiveness with an inorganic thin film layer and the like, has transparency, and is suitable for a packaging material excellent in gas barrier properties such as oxygen and water vapor, particularly water vapor barrier properties.
近年、酸素あるいは水蒸気等に対するバリア性材料として、フィルム基材に酸化ケイ素、酸化アルミニウム等の無機酸化物を、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学気相成長法等で形成してなる透明ガスバリア性フィルムが注目されている。そして、かかる透明ガスバリア性フィルムは、一般には透明性、剛性に優れる二軸延伸ポリエステルフィルムからなる基材面に無機酸化物を蒸着したフィルムであるので、そのままでは蒸着層が使用時の摩擦等に弱く、包装用フィルムとして使用する場合、後加工の印刷やラミネート時、又内容物の充填時に、擦れや伸びにより無機酸化物にクラックが入りガスバリア性が低下することがある。 In recent years, as a barrier material against oxygen or water vapor, inorganic oxides such as silicon oxide and aluminum oxide have been formed on film substrates by vacuum deposition, sputtering, ion plating, chemical vapor deposition, etc. A transparent gas barrier film is attracting attention. Such a transparent gas barrier film is a film obtained by depositing an inorganic oxide on a base material surface made of a biaxially stretched polyester film that is generally excellent in transparency and rigidity. When used as a packaging film, the inorganic oxide may be cracked by rubbing or stretching during post-processing printing or laminating or filling the contents, and the gas barrier property may be lowered.
ガスバリア性を有するポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体を二軸延伸フィルム基材に積層する方法(例えば、特許文献1)、あるいはポリビニルアルコールとポリ(メタ)アクリル酸との組成物を二軸延伸フィルム基材に被覆する方法(例えば、特許文献2)が提案されている。しかしながら、ポリビニルアルコールを積層してなるガスバリア性フィルムは、高湿度下での酸素バリア性が低下し、ポリビニルアルコールとポリ(メタ)アクリル酸との組成物は、エステル化を十分に進行させて、フィルムのガスバリア性を高めるためには高温で長時間の加熱が必要であり、また、酸素ガスバリア性は発現するものの防湿性については十分とはいえない状況である。 A method of laminating a polyvinyl alcohol having a gas barrier property and an ethylene / vinyl alcohol copolymer on a biaxially stretched film substrate (for example, Patent Document 1) or a biaxial composition of polyvinyl alcohol and poly (meth) acrylic acid A method of coating a stretched film substrate (for example, Patent Document 2) has been proposed. However, the gas barrier film formed by laminating polyvinyl alcohol has a reduced oxygen barrier property under high humidity, and the composition of polyvinyl alcohol and poly (meth) acrylic acid has sufficiently advanced esterification, In order to improve the gas barrier property of the film, it is necessary to heat at a high temperature for a long time. Further, although the oxygen gas barrier property is exhibited, the moisture resistance is not sufficient.
一方、本発明者らは、ガスバリア性を改良する方法として、透明無機蒸着膜層上にアクリル酸亜鉛等の不飽和カルボン酸の多価金属塩の重合体を被覆する方法(例えば、特許文献3)を提案しているが、酸素ガスバリア性は優れるものの、用途によっては、他の層との接着性の改良が望まれている。 On the other hand, as a method for improving gas barrier properties, the present inventors have applied a method of coating a polymer of a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid such as zinc acrylate on a transparent inorganic vapor-deposited film layer (for example, Patent Document 3). However, depending on the application, it is desired to improve the adhesion to other layers.
本発明は、透明性を有し、酸素、水蒸気等のガスバリア性、特に酸素ガスバリア性に優れた包装材料に好適なガスバリア性膜を得ることを目的とする。 An object of the present invention is to obtain a gas barrier film suitable for a packaging material having transparency and excellent gas barrier properties such as oxygen and water vapor, particularly oxygen gas barrier properties.
本発明は、下記一般式(1)で表されるアクリルアミド系化合物を0.3〜15質量%含む不飽和カルボン酸の多価金属塩の重合体層からなることを特徴とするガスバリア性膜を提供することにある。
The present invention provides a gas barrier film comprising a polymer layer of a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid containing 0.3 to 15% by mass of an acrylamide compound represented by the following general formula (1). It is to provide.
〔但し、R1は水素またはメチル基、R2は水素または炭素数1から4のアルキル基、R3は水素、炭素数1から4のアルキル基、または下記の一般式(2)からなる基であり、R2、R3は連結されモルホリン環を構成することがある。〕
[Wherein R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 3 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a group consisting of the following general formula (2) And R 2 and R 3 may be linked to form a morpholine ring. ]
〔但し、nは、1から5の整数、R4は、メチレン基またはエチレン基、R5は、水素または炭素数1から4のアルキル基、R6は、または炭素数1から4のアルキル基、Yは、−OH、−NH2、または−N(CH3)2である。〕[Where n is an integer of 1 to 5, R 4 is a methylene group or ethylene group, R 5 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or , Y is —OH, —NH 2 , or —N (CH 3 ) 2 . ]
本発明のガスバリア性膜は、他の層との接着性に優れ、且つ、かつ透明性を有し、酸素、水蒸気等のガスバリア性、特に酸素ガスバリア性に優れている。 The gas barrier film of the present invention is excellent in adhesion to other layers, has transparency, and is excellent in gas barrier properties such as oxygen and water vapor, particularly oxygen gas barrier properties.
<アクリルアミド系化合物>
本発明のガスバリア性膜(以下、「重合体層」ともいう。)を構成する成分の一つであるアクリルアミド系化合物は、下記一般式(1)で表されるアクリルアミド系化合物である。
<Acrylamide compounds>
The acrylamide compound which is one of the components constituting the gas barrier film (hereinafter also referred to as “polymer layer”) of the present invention is an acrylamide compound represented by the following general formula (1).
〔但し、R1は水素またはメチル基、R2は水素または炭素数1から4のアルキル基、R3は水素、炭素数1から4のアルキル基、または下記の一般式(2)からなる基であり、R2、R3は連結されモルホリン環を構成することがある。〕
[Wherein R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 3 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a group consisting of the following general formula (2) And R 2 and R 3 may be linked to form a morpholine ring. ]
〔但し、nは、1から5の整数、R4は、メチレン基またはエチレン基、R5は、水素または炭素数1から4のアルキル基、R6は、または炭素数1から4のアルキル基、Yは、−OH、−NH2、または−N(CH3)2である。〕
これら、アクリルアミド系化合物の具体例としては、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、N,N−ジエチルアクリルアミド、N−イソプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N−ジメチルアクリルアミド、及びアクリロイルモルホリンなどを例示することができる。[Where n is an integer of 1 to 5, R 4 is a methylene group or ethylene group, R 5 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or , Y is —OH, —NH 2 , or —N (CH 3 ) 2 . ]
Specific examples of these acrylamide compounds include N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, N, N-diethylacrylamide, N-isopropylacrylamide, N, N-dimethylaminopropylacrylamide, N, N-dimethylacrylamide, and Examples thereof include acryloylmorpholine.
<不飽和カルボン酸化合物>
本発明に係る不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を構成する成分の一つである不飽和カルボン酸化合物は、アクリル酸、メタアクリル酸、マレイン酸、イタコン酸等のα、β―エチレン性不飽和基を有するカルボン酸化合物である。<Unsaturated carboxylic acid compound>
The unsaturated carboxylic acid compound which is one of the components constituting the polyvalent metal salt of the unsaturated carboxylic acid compound according to the present invention is an α, β-ethylenic acid such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, itaconic acid, etc. It is a carboxylic acid compound having an unsaturated group.
これは、必要に応じて予め重合されていてもよく、予め重合する場合はその重合度を20未満、中でも10以下とすることが望ましい。 This may be preliminarily polymerized as necessary, and in the case of prepolymerization, the degree of polymerization is preferably less than 20, particularly 10 or less.
なお、予め重合する場合は、重合度が20以上の重合体(高分子化合物)は、後述の多価金属化合物との塩を重合して得られる膜は、高湿度下でのガスバリア性が改良されない虞がある。 When polymerized in advance, a polymer (polymer compound) having a degree of polymerization of 20 or more is obtained by polymerizing a salt with a polyvalent metal compound described later, and the gas barrier property under high humidity is improved. There is a risk that it will not be.
なお、不飽和カルボン酸化合物として重合体を用いる場合は、本発明の目的を損わない範囲で、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチルなどの不飽和カルボン酸エステル化合物が少量共重合されていてもよい。 In the case where a polymer is used as the unsaturated carboxylic acid compound, a small amount of unsaturated carboxylic acid ester compound such as methyl (meth) acrylate and ethyl (meth) acrylate is used within the range not impairing the object of the present invention. It may be polymerized.
なお、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エチル等における(メタ)アクリルの表記は、メタクリルの場合及びアクリルの場合のいずれの場合も含むことを表記したものであり、以後も同様である。 In addition, the notation of (meth) acryl in (meth) acrylic acid, ethyl (meth) acrylate, etc. indicates that both cases of methacryl and acrylic are included, and so on. .
これら不飽和カルボン酸化合物の中でも単量体が多価金属化合物で完全に中和された塩が形成し易く、当該塩を重合して得られる膜のガスバリア性に優れるので好ましい。 Among these unsaturated carboxylic acid compounds, a salt in which a monomer is completely neutralized with a polyvalent metal compound is easy to form, and a film obtained by polymerizing the salt is excellent in gas barrier properties, which is preferable.
<多価金属化合物>
本発明に係る不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を構成する成分の一つである多価金属化合物は、周期表の2A〜7A族、1B〜3B族及び8族に属する金属及び金属化合物であり、具体的には、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、バリウム(Ba)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、アルミニウム(Al)等の二価以上の金属、これら金属の酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、硫酸塩若しくは亜硫酸塩等である。これら金属化合物の中でも、二価の金属化合物が好ましく、酸化マグネシウム、酸化カルシウム、酸化バリウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、水酸化カルシウム、水酸化バリウム、水酸化亜鉛等がさらに好ましい。これら二価の金属化合物を用いた場合は、前記不飽和カルボン酸化合物との塩を重合して得られる膜の高湿度下でのガスバリア性が特に優れている。これら多価金属化合物は、少なくとも1種が使用され、1種のみの使用であっても、2種以上を併用してもよい。<Polyvalent metal compound>
The polyvalent metal compound which is one of the components constituting the polyvalent metal salt of the unsaturated carboxylic acid compound according to the present invention is a metal and metal compound belonging to groups 2A to 7A, 1B to 3B and 8 of the periodic table Specifically, magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), copper (Cu), zinc ( Zn), bivalent or higher metals such as aluminum (Al), oxides, hydroxides, halides, carbonates, phosphates, phosphites, hypophosphites, sulfates or sulfites of these metals Such as salt. Among these metal compounds, divalent metal compounds are preferable, and magnesium oxide, calcium oxide, barium oxide, zinc oxide, magnesium hydroxide, calcium hydroxide, barium hydroxide, zinc hydroxide, and the like are more preferable. When these divalent metal compounds are used, the gas barrier property under high humidity of the film obtained by polymerizing the salt with the unsaturated carboxylic acid compound is particularly excellent. At least one kind of these polyvalent metal compounds is used, and only one kind may be used or two or more kinds may be used in combination.
<不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩>
本発明のガスバリア性膜を構成する主成分となる不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩は、前記重合度が20未満の不飽和カルボン酸化合物と前記多価金属化合物との塩である。これら不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩は一種でも二種以上の混合物であってもよい。かかる不飽和カルボン酸化合物多価金属塩の中でも、特に(メタ)アクリル酸亜鉛が得られる共重合体層の耐熱水性に優れるので好ましい。<Polyvalent metal salt of unsaturated carboxylic acid compound>
The polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid compound as a main component constituting the gas barrier film of the present invention is a salt of an unsaturated carboxylic acid compound having a polymerization degree of less than 20 and the polyvalent metal compound. These polyvalent metal salts of unsaturated carboxylic acid compounds may be one kind or a mixture of two or more kinds. Among such unsaturated carboxylic acid compound polyvalent metal salts, the copolymer layer from which zinc (meth) acrylate is obtained is particularly excellent in the hot water resistance, and therefore preferred.
<ガスバリア性膜>
本発明のガスバリア性膜は、前記アクリルアミド系化合物を0.3〜15質量%、好ましくは0.3〜10質量%、より好ましくは0.5〜5質量%を含む前記不飽和カルボン酸化合物の多金属塩との重合体からなる膜(アクリルアミド系化合物と不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩との合計量が100質量%)である。<Gas barrier film>
The gas barrier film of the present invention comprises the unsaturated carboxylic acid compound containing 0.3 to 15% by mass, preferably 0.3 to 10% by mass, more preferably 0.5 to 5% by mass of the acrylamide compound. A film made of a polymer with a polymetal salt (total amount of acrylamide compound and polyvalent metal salt of unsaturated carboxylic acid compound is 100% by mass).
アクリルアミド系化合物の含有量が0.3質量%未満では、得られるガスバリア性膜の接着性の改良効果が少なく、一方、15質量%を超えても、優れた接着性が維持されるが、ガスバリア性が低下する傾向がある。 When the content of the acrylamide compound is less than 0.3% by mass, the effect of improving the adhesiveness of the obtained gas barrier film is small. On the other hand, when the content exceeds 15% by mass, excellent adhesiveness is maintained, but the gas barrier is maintained. Tend to decrease.
本発明に係る重合体層は、本発明の目的を損なわない範囲で、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、1,4−ブタンジオール・ジアクリレート、ジエチレングリコール・ジアクリレート、テトラエチレングリコール・ジアクリレート、ポリエチレングリコール・ジアクリレート、ヘキサンジオール・ジアクリレート、トリプロピレングリコール・ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、などの不飽和カルボン酸(ジ)エステル化合物、酢酸ビニルなどのビニルエステル化合物等の単量体あるいは低分子量の化合物が共重合されていてもよい。 The polymer layer according to the present invention is a methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tetraethylene as long as the object of the present invention is not impaired. Unsaturated carboxylic acid (di) ester compounds such as glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, hexanediol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, vinyl ester compounds such as vinyl acetate, etc. These monomers or low molecular weight compounds may be copolymerized.
また、本発明に係わる重合体層は、本発明の目的を損なわない範囲で、ビニルアルコール重合体や、変性ビニルアルコール系重合体と混合して形成してもよい。 Further, the polymer layer according to the present invention may be formed by mixing with a vinyl alcohol polymer or a modified vinyl alcohol polymer as long as the object of the present invention is not impaired.
前記変性ビニルアルコール系重合体としては、具体的には、基体となるビニルアルコール系重合体のOH基の一部をアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸等のα、β−エチレン性不飽和基を有するカルポン酸化合物あるいはその誘導体と反応させ(メタ)アクリレート基を導入してなる(メタ)アクリレート基変性ビニルアルコール系重合体が挙げられる。 Specifically, as the modified vinyl alcohol polymer, a part of the OH group of the vinyl alcohol polymer serving as a substrate is substituted with an α, β-ethylenically unsaturated group such as acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid or the like. Examples thereof include (meth) acrylate group-modified vinyl alcohol polymers obtained by reacting with a carboxylic acid compound or a derivative thereof and introducing a (meth) acrylate group.
また、高分子反応により、ビニルアルコール系重合体の側鎖に反応性官能基を導入する方法によって得られる変性ビニルアルコール系重合体であってもよい。具体的には、チオール酸の存在下にビニルエステル類を重合し、得られた重合体を鹸化することにより分子の末端にのみチオール基を導入する方法等により得られる基体となるビニルアルコール系重合体のOH基の一部にチオール基(−SH基)を有する、チオール基変性ビニルアルコール系重合体が挙げられる。 Moreover, the modified vinyl alcohol polymer obtained by the method of introduce | transducing a reactive functional group into the side chain of a vinyl alcohol polymer by polymer reaction may be sufficient. Specifically, a vinyl alcohol-based polymer serving as a substrate obtained by polymerizing vinyl esters in the presence of thiolic acid and saponifying the resulting polymer to introduce thiol groups only at the molecular ends. A thiol group-modified vinyl alcohol polymer having a thiol group (—SH group) as a part of the OH group of the coalescence is exemplified.
さらにビニルアルコール系重合体あるいはカルポキシル基又は水酸基を含有する酢酸ビニル系重合体にオルガノハロゲンシラン、オルガノアセトキシシラン、オルガノアルコキシシラン等のシリル化剤を用いて後変性によりシリル基を付加する方法、あるいは酢酸ビニルとビニルシラン、(メタ)アクリルアミドーアルキルシラン等のシリル基含有オレフィン性不飽和化合物との共重合体を鹸化し、分子内にアルコキシシリル基、アシロキシシリル基あるいはこれらの加水分解物であるシラノール基又はその塩等のシリル基を導入する方法等によって得られる変性ビニルアルコール系重合体であってもよい。具体的には、基体となるビニルアルコール系重合体のOH基の一部にトリメトシキシラン基、トリエトキシシラン基等のトリアルキコキシシラン基、トリカルポニルオキシシラン基等を有する、シリル基変性ビニルアルコール系重合体が挙げられる。 Further, a method of adding a silyl group by post-modification using a silylating agent such as organohalogen silane, organoacetoxy silane, organoalkoxy silane to a vinyl alcohol polymer or a vinyl acetate polymer containing a carboxy group or a hydroxyl group, or Copolymers of vinyl acetate and silyl group-containing olefinically unsaturated compounds such as vinyl silane and (meth) acrylamide-alkyl silane are saponified to have alkoxysilyl groups, acyloxysilyl groups or hydrolysates thereof in the molecule. It may be a modified vinyl alcohol polymer obtained by a method of introducing a silyl group such as a silanol group or a salt thereof. Specifically, a silyl group-modified vinyl having a trialkoxysilane group such as a trimethoxysilane group or a triethoxysilane group, a tricarbonyloxysilane group, etc. as part of the OH group of a vinyl alcohol polymer as a substrate. Examples include alcohol polymers.
また、ビニルアルコール系重合体を酢酸溶媒中に分散させておき、これにジケテンを添加する方法、ビニルアルコール系重合体をジメチルホルムアミド、又はジオキサンなどの溶媒にあらかじめ溶解しておき、これにジケテンを添加する方法及びビニルアルコール系重合体にジケテンガス又は液状ジケテンを直接接触させる方法等によって得られる変性ビニルアルコール系重合体であってもよい。具体的には、基体となるビニルアルコール系重合体のOH基の一部にアセトアセチル基を有する、アセトアセチル基変性ビニルアルコール系重合体などの変性ビニルアルコール系重合体が挙げられる。 Also, a method in which a vinyl alcohol polymer is dispersed in an acetic acid solvent and diketene is added thereto, a vinyl alcohol polymer is previously dissolved in a solvent such as dimethylformamide or dioxane, and the diketene is added thereto. It may be a modified vinyl alcohol polymer obtained by a method of adding, a method of directly contacting a diketene gas or liquid diketene with a vinyl alcohol polymer, and the like. Specifically, a modified vinyl alcohol polymer such as an acetoacetyl group-modified vinyl alcohol polymer having an acetoacetyl group in a part of the OH group of the vinyl alcohol polymer serving as a substrate can be mentioned.
さらに、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエチルエーテル、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、澱粉、アラビアガム、メチルセルロース等の水溶性重合体、アクリル酸エステル重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリウレタン等の高分子量の化合物等、滑剤、スリップ剤、アンチ・ブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、顔料、染料、無機また有機の充填剤等の各種添加剤が含まれていてもよいし、後述の基材との濡れ性、密着性等を改良するために、各種界面活性剤等が含まれていてもよい。 Furthermore, water-soluble polymers such as ethylene / vinyl alcohol copolymer, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl ethyl ether, polyacrylamide, polyethyleneimine, starch, gum arabic, and methyl cellulose, acrylate polymer, ethylene / acrylic acid copolymer, High molecular weight compounds such as polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymer, polyester, polyurethane, etc., lubricant, slip agent, anti-blocking agent, antistatic agent, antifogging agent, pigment, dye, inorganic or organic filling Various additives such as an agent may be included, and various surfactants and the like may be included in order to improve wettability, adhesion, and the like with a base material described later.
これらの中では、ビニルアルコール重合体、中でも変性ビニルアルコール系重合体が好ましく、その中でもアクリル酸、メタクリル酸などの(メタ)アクリレート基を導入してなる(メタ)アクリレート基変性ビニルアルコール系重合体を併用することがさらに好ましい。 Among these, vinyl alcohol polymers, especially modified vinyl alcohol polymers are preferred, and among them, (meth) acrylate group-modified vinyl alcohol polymers formed by introducing (meth) acrylate groups such as acrylic acid and methacrylic acid. It is more preferable to use together.
アクリルアミド系化合物、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩、及びビニルアルコール系重合体との混合の割合としては、アクリルアミド系化合物0.5〜15質量%、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩85〜95質量%、及び、ビニルアルコール系重合体1〜20質量%(アクリルアミド系化合物、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩、及びビニルアルコール系重合体の合計で100質量%とする。)が好適である。 As a mixing ratio of the acrylamide compound, the polyvalent metal salt of the unsaturated carboxylic acid compound, and the vinyl alcohol polymer, the acrylamide compound is 0.5 to 15% by mass, and the polyvalent metal salt of the unsaturated carboxylic acid compound. 85 to 95% by mass, and 1 to 20% by mass of vinyl alcohol polymer (100% by mass in total of acrylamide compound, polyvalent metal salt of unsaturated carboxylic acid compound, and vinyl alcohol polymer) Is preferred.
本発明に係わる重合体層の厚さは、種々用途により決め得るが、通常は、0.01〜100μm、好ましくは0.05〜50μm、より好ましくは0.1〜10μmの範囲にある。
<ガスバリア性膜の製造方法>
本発明に係わるガスバリア性膜の製造方法としては、アクリルアミド系化合物0.5〜15質量%、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩85〜95質量%、及び、ビニルアルコール系重合体1〜20質量%(アクリルアミド系化合物、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩、及びビニルアルコール系重合体の合計で100質量%とする。)の割合で、水等の溶媒に溶解した後、重合体層を形成させる面上に、当該混合物の溶液を塗布する方法、個別にアクリルアミド系化合物の溶液及び不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩の溶液を作成した後、アクリルアミド系化合物の量が0.5〜5質量%となるように混合した溶液を重合体層を形成させる面上に塗布する方法、及びアクリルアミド系化合物と共に、不飽和カルボン酸及び多価金属化合物を混合して、不飽和カルボン酸多価金属塩を形成させた後、これにビニルアルコール系重合体等の他の成分を添加して混合した溶液を塗布して重合する方法を用いることができる。The thickness of the polymer layer according to the present invention can be determined depending on various uses, but is usually in the range of 0.01 to 100 μm, preferably 0.05 to 50 μm, more preferably 0.1 to 10 μm.
<Method for producing gas barrier film>
As a method for producing a gas barrier film according to the present invention, acrylamide compound 0.5 to 15% by mass, polyvalent metal salt of unsaturated carboxylic acid compound 85 to 95% by mass, and vinyl alcohol polymer 1 to 20 are used. The polymer layer after being dissolved in a solvent such as water at a ratio of mass% (the total of the acrylamide compound, the polyvalent metal salt of the unsaturated carboxylic acid compound, and the vinyl alcohol polymer is 100 mass%). A method of applying a solution of the mixture on the surface on which the acrylamide compound is formed, individually preparing a solution of the acrylamide compound and a solution of the polyvalent metal salt of the unsaturated carboxylic acid compound, and then the amount of the acrylamide compound is 0.5 A method of applying a mixed solution to ˜5% by mass on the surface on which the polymer layer is formed, and an unsaturated carboxylic acid and polyvalent metallization together with an acrylamide compound It is possible to use a method in which a product is mixed to form an unsaturated carboxylic acid polyvalent metal salt, and another component such as a vinyl alcohol polymer is added thereto and a mixed solution is applied and polymerized. it can.
また、不飽和カルボン酸化合物若しくはその溶液にアクリルアミド系化合物と多価金属化合物とをアクリルアミド系化合物の濃度が0.3〜15質量%となるような比率で添加してアクリルアミド系化合物を含む不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を形成させた溶液に、さらにビニルアルコール系重合体を添加して、全体の割合を調整した溶液として、これを塗布する方法を用いることができる。 Further, an unsaturated compound containing an acrylamide compound by adding an acrylamide compound and a polyvalent metal compound to the unsaturated carboxylic acid compound or a solution thereof at a ratio such that the concentration of the acrylamide compound is 0.3 to 15% by mass. A method in which a vinyl alcohol polymer is further added to a solution in which a polyvalent metal salt of a carboxylic acid compound is formed, and the whole ratio is adjusted to be applied can be used.
さらに、重合体層を形成させる層の形状により、塗布する方法に限らず、当該混合物の溶液に基材層を浸漬する方法、当該混合物の溶液を基材層表面に噴霧する方法等種々公知の塗工方法を採ることができる。 Furthermore, depending on the shape of the layer for forming the polymer layer, various known methods such as a method of immersing the base material layer in the solution of the mixture, a method of spraying the solution of the mixture on the surface of the base material layer are not limited to the application method. The coating method can be taken.
不飽和カルボン酸化合物と多価金属化合物とを混合した溶液を用いる場合は、多価金属化合物の添加量が不飽和カルボン酸に対して少ない場合は、遊離のカルボン酸基の含有量が多い積層体となり、結果として、ガスバリア性が低い積層体となる虞がある。また、多価金属化合物の添加量が不飽和カルボン酸化合物のカルボキシル基に対して1化学当量を超える場合は、未反応の多価金属化合物が存在することになり、形成されるアクリルアミド系化合物を含む不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩との割合が制御できない虞がある。従って、多価金属化合物の添加量は、不飽和カルボン酸のカルボキシル基に対して1化学当量であることが好ましい。 When using a solution in which an unsaturated carboxylic acid compound and a polyvalent metal compound are mixed, if the amount of polyvalent metal compound added is small relative to the unsaturated carboxylic acid, the laminate has a high content of free carboxylic acid groups. As a result, there is a possibility that the laminated body has a low gas barrier property. Moreover, when the addition amount of a polyvalent metal compound exceeds 1 chemical equivalent with respect to the carboxyl group of an unsaturated carboxylic acid compound, an unreacted polyvalent metal compound will exist and the acrylamide type compound formed may be The ratio with the polyvalent metal salt of the unsaturated carboxylic acid compound to be contained may not be controlled. Therefore, it is preferable that the addition amount of a polyvalent metal compound is 1 chemical equivalent with respect to the carboxyl group of unsaturated carboxylic acid.
また、不飽和カルボン酸化合物とアクリルアミド系化合物及び多価金属化合物とを混合した溶液を用いる場合は、通常、不飽和カルボン酸化合物と多価金属化合物とを溶媒に溶かしている間に、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩が形成されるが、多価金属塩の形成を確実にするために、1分以上混合しておくことが好ましい。 In addition, when a solution in which an unsaturated carboxylic acid compound is mixed with an acrylamide compound and a polyvalent metal compound is used, the unsaturated carboxylic acid compound and the polyvalent metal compound are usually unsaturated while being dissolved in the solvent. Although the polyvalent metal salt of a carboxylic acid compound is formed, it is preferable to mix for 1 minute or more in order to ensure the formation of the polyvalent metal salt.
これら方法の中でも、予め、不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を調製してから、アクリルアミド系化合物を添加・混合させる方法が、アクリルアミド系化合物の添加量を0.3〜15質量%の範囲で任意に調整できるので好ましい。 Among these methods, a method in which a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid compound is prepared in advance and then an acrylamide compound is added and mixed. The addition amount of the acrylamide compound is in the range of 0.3 to 15% by mass. It is preferable because it can be arbitrarily adjusted.
アクリルアミド系化合物と不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩との混合溶液に用いる溶媒としては、水、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール等の低級アルコール若しくはアセトン、メチルエチルケトン等の有機溶媒あるいはそれらの混合溶媒が挙げられるが、水が最も好ましい。 Solvents used in the mixed solution of the acrylamide compound and the polyvalent metal salt of the unsaturated carboxylic acid compound include water, lower alcohols such as methyl alcohol, ethyl alcohol and isopropyl alcohol, organic solvents such as acetone and methyl ethyl ketone, or a mixture thereof. Although a solvent is mentioned, water is the most preferable.
重合体層を形成させる層上にアクリルアミド系化合物と重合度が20未満の不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩との混合溶液を塗布する方法としては、例えば、エアーナイフコーター、ダイレクトグラビアコーター、グラビアオフセット、アークグラビアコーター、グラビアリバース及びジェットノズル方式等のグラビアコーター、トップフィードリバースコーター、ボトムフィードリバースコーター及びノズルフィードリバースコーター等のリバースロールコーター、5本ロールコーター、リップコーター、バーコーター、バーリバースコーター、ダイコーター、多層ダイコーター、スピンコーター、ディップコーター等種々公知の塗工機を用いて、アクリルアミド系化合物と重合度が20未満の不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩との混合溶液を乾燥、重合させた後の厚みで0.01〜100μm、好ましくは0.05〜50μm、より好ましくは0.1〜10μmとなるように、重合体層の比重に応じて、適宜塗布すればよい。 As a method of applying a mixed solution of an acrylamide compound and a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid compound having a polymerization degree of less than 20 on the layer for forming the polymer layer, for example, an air knife coater, a direct gravure coater, Gravure offset, arc gravure coater, gravure reverse and jet nozzle type gravure coater, top feed reverse coater, reverse feed coater such as bottom feed reverse coater and nozzle feed reverse coater, 5-roll coater, lip coater, bar coater, bar Using various known coating machines such as reverse coater, die coater, multilayer die coater, spin coater, dip coater and the like, an acrylamide compound and a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid compound having a polymerization degree of less than 20 Appropriately applied according to the specific gravity of the polymer layer so that the thickness after drying and polymerizing the mixed solution is 0.01 to 100 μm, preferably 0.05 to 50 μm, more preferably 0.1 to 10 μm. do it.
アクリルアミド系化合物と不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を溶解させる際には、前述したように、本発明の目的を損なわない範囲で、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、1,4−ブタンジオール・ジアクリレート、ジエチレングリコール・ジアクリレート、テトラエチレングリコール・ジアクリレート、ポリエチレングリコール・ジアクリレート、ヘキサンジオール・ジアクリレート、トリプロピレングリコール・ジアクリレート、ネオペンチルグリコールジアクリレート、などの不飽和カルボン酸(ジ)エステル化合物、酢酸ビニルなどのビニルエステル化合物等の単量体あるいは低分子量の化合物、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリビニルエチルエーテル、ポリアクリルアミド、ポリエチレンイミン、澱粉、アラビアガム、メチルセルロース等の水溶性重合体、アクリル酸エステル重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、ポリ酢酸ビニル、エチレン・酢酸ビニル共重合体、ポリエステル、ポリウレタン等の高分子量の化合物等を添加してもよい。 When the polyvalent metal salt of the acrylamide compound and the unsaturated carboxylic acid compound is dissolved, as described above, within the range not impairing the object of the present invention, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, 1,4-butanediol diacrylate, diethylene glycol diacrylate, tetraethylene glycol diacrylate, polyethylene glycol diacrylate, hexanediol diacrylate, tripropylene glycol diacrylate, neopentyl glycol diacrylate, etc. Monomers such as saturated carboxylic acid (di) ester compounds, vinyl ester compounds such as vinyl acetate, or low molecular weight compounds, polyvinyl alcohol, ethylene / vinyl alcohol copolymers, polyvinyl pyrrolidone, polyvinyl ethyl ester Water-soluble polymers such as tellurium, polyacrylamide, polyethyleneimine, starch, gum arabic, and methylcellulose, acrylic acid ester polymers, ethylene / acrylic acid copolymers, polyvinyl acetate, ethylene / vinyl acetate copolymers, polyester, polyurethane High molecular weight compounds such as may be added.
また、アクリルアミド系化合物と不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を溶解させる際には、本発明の目的を損なわない範囲で、滑剤、スリップ剤、アンチ・ブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、顔料、染料、無機また有機の充填剤等の各種添加剤を添加しておいてもよいし、基材層との濡れ性を改良するために、各種界面活性剤等を添加しておいてもよい。 Further, when dissolving the polyvalent metal salt of the acrylamide compound and the unsaturated carboxylic acid compound, a lubricant, slip agent, anti-blocking agent, antistatic agent, antifogging agent is included within the range not impairing the object of the present invention. Various additives such as pigments, dyes, inorganic or organic fillers may be added, and various surfactants may be added to improve the wettability with the base material layer. Also good.
また、ガスバリア膜を形成させる方法として、1)アクリルアミド系化合物と不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を溶解させた溶液として、ビニルアルコール系重合体を併用していない溶液を塗布して重合させてガスバリア膜を形成した後、2)ビニルアルコール系重合体を併用した溶液を塗布して重合させてガスバリア層を形成する方法も例示することができる。前記「1)」と「2)」の順序を変えることもできる。 In addition, as a method for forming a gas barrier film, 1) as a solution in which a polyvalent metal salt of an acrylamide compound and an unsaturated carboxylic acid compound is dissolved, a solution not using a vinyl alcohol polymer is applied and polymerized. Examples of the method of forming a gas barrier layer after forming a gas barrier film are as follows: 2) applying and polymerizing a solution using a vinyl alcohol polymer together. The order of “1)” and “2)” can be changed.
また、ビニルアルコール系重合体の割合がゼロから段階的に異なる複数の溶液を用いて、順次塗布し重合させることによりガスバリア膜を形成することもできる。アルミ蒸着膜などの無機薄膜層の上に本発明のガスバリア層を直接形成する場合に、無機薄膜層に接するガスバリア膜にはビニルアルコール系重合体を配合しない溶液を利用してガスバリア膜を形成し、その上にビニルアルコール系重合体を併用した溶液を塗布して重合することにより、ビニルアルコール系重合体を含む層を直接無機薄膜層に接触させることなく、ガルバリア膜を形成することができる。 Alternatively, a gas barrier film can be formed by sequentially applying and polymerizing a plurality of solutions in which the ratio of the vinyl alcohol-based polymer is gradually different from zero. When the gas barrier layer of the present invention is directly formed on an inorganic thin film layer such as an aluminum vapor deposition film, a gas barrier film is formed using a solution not containing a vinyl alcohol polymer for the gas barrier film in contact with the inorganic thin film layer. Further, by applying and polymerizing a solution using a vinyl alcohol polymer in combination, a gal barrier film can be formed without bringing the layer containing the vinyl alcohol polymer into direct contact with the inorganic thin film layer.
重合体層を形成させる層上に形成した(塗布した)アクリルアミド系化合物と不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩とを含む溶液(塗布層)を重合させるには、種々公知の方法、具体的には例えば、電離放射線を含むエネルギー線の照射また加熱等による方法が挙げられる。 In order to polymerize a solution (coating layer) containing (coating) an acrylamide-based compound formed on a layer for forming a polymer layer and a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid compound, various known methods, specifically, Examples of the method include irradiation with energy rays containing ionizing radiation or heating.
前記エネルギー線を使用する場合は、波長領域が0.0001〜800nmの範囲のエネルギー線であれば特に限定されないが、かかるエネルギー線としては、α線、β線、γ線、X線、可視光線、紫外線、電子線等が上げられる。これらのエネルギー線の中でも、波長領域が400〜800nmの範囲の可視光線、50〜400nmの範囲の紫外線及び0.01〜0.002nmの範囲の電子線が、取り扱いが容易で、装置も普及しているので好ましい。 When the energy ray is used, it is not particularly limited as long as the wavelength region is an energy ray in the range of 0.0001 to 800 nm. Examples of the energy ray include α rays, β rays, γ rays, X rays, and visible rays. , Ultraviolet rays, electron beams and the like. Among these energy rays, visible light in the wavelength range of 400 to 800 nm, ultraviolet rays in the range of 50 to 400 nm, and electron beams in the range of 0.01 to 0.002 nm are easy to handle and the devices are widespread. Therefore, it is preferable.
エネルギー線として可視光線及び紫外線を用いる場合は、不飽和カルボン酸化合物の一価金属塩と多価金属塩の混合溶液に光重合開始剤を添加することが必要となる。光重合開始剤としては、公知のものを使用することができ、例えば、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名;ダロキュアー 1173)、1−ヒドロキシーシクロヘキシルーフェニルケトン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名;イルガキュアー 184)、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名;イルガキュアー819)、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名;イルガキュアー 2959)、α―ヒドロキシケトン、アシルホスフィンオキサイド、4−メチルベンゾフェノン及び2,4,6−トリメチルベンゾフェノンの混合物(ランベルティ・ケミカル・スペシャルティ社製 商品名;エサキュアー KT046)、エサキュアー KT55(ランベルティー・ケミカル・スペシャルティ)、2,4,6−トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(ラムソン・ファイア・ケミカル社製 商品名;スピードキュアTPO)の商品名で製造・販売されているラジカル重合開始剤を挙げることができる。 When visible light and ultraviolet light are used as energy rays, it is necessary to add a photopolymerization initiator to a mixed solution of a monovalent metal salt and a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid compound. As the photopolymerization initiator, known ones can be used. For example, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one (trade name; Darocur 1173, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) , 1-Hydroxy-cyclohexyl ruphenyl ketone (Ciba Specialty Chemicals product name; Irgacure 184), Bis (2,4,6-trimethylbenzoyl) -phenylphosphine oxide (Ciba Specialty Chemicals product) Name; Irgacure 819), 1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one (manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 2959), α-hydroxyketone, acylphosphine. Side, mixture of 4-methylbenzophenone and 2,4,6-trimethylbenzophenone (trade name; Essaure KT046 manufactured by Lamberti Chemical Specialty), Esacure KT55 (Lamberti Chemical Specialty), 2,4,6- A radical polymerization initiator manufactured and sold under the trade name of trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (trade name; Speed Cure TPO manufactured by Ramson Fire Chemical Co., Ltd.) can be mentioned.
アクリルアミド系化合物を含む不飽和カルボン酸化合物の多価金属塩を重合させる際は、溶液が水等の溶媒を含んだ状態で重合させてもよいし、一部乾燥させた後に重合させてもよいが、溶液を塗布後直ぐに重合させる場合は、得られる重合体層が白化しないように、金属塩が重合する際に、溶媒、なかでも水の共存下に重合を開始し、溶媒を蒸発させながら、重合させることが好ましい。 When polymerizing a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid compound containing an acrylamide compound, the solution may be polymerized in a state of containing a solvent such as water, or may be polymerized after partially drying. However, when the solution is polymerized immediately after coating, the polymerization is started in the coexistence of a solvent, especially water, when the metal salt is polymerized so that the resulting polymer layer is not whitened, and the solvent is evaporated. It is preferable to polymerize.
上記の重合によって得られた重合体層は、更に熱処理することによってガスバリア性能を更に向上させることができる。 The polymer layer obtained by the above polymerization can be further improved in gas barrier performance by further heat treatment.
熱処理は、重合体層を通常60〜350℃、好ましくは100〜300℃、さらに好ましくは150〜250℃の温度範囲で行い、不活性ガス雰囲気下とすることが好ましい。また、熱処理時の圧力は特に限定されず、加圧下、減圧下、常圧下のいずれでもよい。
また、熱処理の時間は、通常30秒から90分程度であり、中でも1分から70分が好適であり、5分から60分がさらに好適である。The heat treatment is preferably performed in a temperature range of 60 to 350 ° C., preferably 100 to 300 ° C., more preferably 150 to 250 ° C. in an inert gas atmosphere. Moreover, the pressure at the time of heat processing is not specifically limited, Any of pressurization, pressure reduction, and normal pressure may be sufficient.
The time for the heat treatment is usually about 30 seconds to 90 minutes, preferably 1 minute to 70 minutes, and more preferably 5 minutes to 60 minutes.
本発明においては、重合体層を引き続き連続的に熱処理してもよく、また膜を一旦常温にもどした後に、重合体層を熱処理してもよい。通常は重合体層を形成する工程と熱処理の工程を連続させることが製造効率上望ましい。 In the present invention, the polymer layer may be continuously heat-treated, or the polymer layer may be heat-treated after the film is once returned to room temperature. Usually, it is desirable in terms of production efficiency that the process of forming the polymer layer and the process of heat treatment are continued.
熱処理に供される重合体層は、重合により膜の構造が確定しているものと推定される。これを更に熱処理することにより、脱水及び膜の構造が部分的な再配置によってより安定化された層となり、ガスバリア性が更に向上するものと推定される。
<ガスバリア性積層体>
本発明のガスバリア性膜には、無機薄膜層、更には、基材層が積層されていてもよい。The polymer layer subjected to the heat treatment is presumed to have a film structure determined by polymerization. By subjecting this to further heat treatment, it is presumed that the dehydration and the membrane structure become a more stabilized layer by partial rearrangement, and the gas barrier properties are further improved.
<Gas barrier laminate>
The gas barrier film of the present invention may be laminated with an inorganic thin film layer and further a base material layer.
本発明のガスバリア性積層体の構成として、基材層/無機薄膜層/ガスバリア性膜、基材層/アンダーコート層/無機薄膜層/ガスバリア性膜などが挙げられる。
<無機薄膜層>
本発明のガスバリア性膜の少なくとも片面に形成される無機薄膜層としては、アルミニウム、亜鉛若しくはシリカ等の無機化合物あるいはその酸化物、その他の無機薄膜層が用いられ、珪素、アルミニウム、チタン、ジルコニウム、錫、マグネシウム、インジウムなどの酸化物、窒化物、弗化物、或いは酸窒化物などそれらの複合物等が例示される。Examples of the structure of the gas barrier laminate of the present invention include substrate layer / inorganic thin film layer / gas barrier film, substrate layer / undercoat layer / inorganic thin film layer / gas barrier film, and the like.
<Inorganic thin film layer>
As the inorganic thin film layer formed on at least one side of the gas barrier film of the present invention, an inorganic compound such as aluminum, zinc or silica or an oxide thereof, and other inorganic thin film layers are used, and silicon, aluminum, titanium, zirconium, Examples thereof include oxides such as tin, magnesium and indium, nitrides, fluorides, and composites thereof such as oxynitrides.
無機薄膜層を形成する方法としては、公知の方法を利用することができる。例えば、スパッタや化学気相蒸着法(CVD法)により成膜を行う方法がある。 As a method for forming the inorganic thin film layer, a known method can be used. For example, there is a method of forming a film by sputtering or chemical vapor deposition (CVD).
これらの結合反応を迅速に行うには、その無機原子や化合物が化学的に活性な分子種もしくは原子種であることが望ましい。 In order to perform these bonding reactions quickly, it is desirable that the inorganic atom or compound is a chemically active molecular species or atomic species.
本発明のガスバリア性積層体を形成する無機薄膜層としては、無機窒化物が好適であり、中でも珪窒化物(SiN等)、珪酸化窒化物(SiON等)が特に好適である。 As the inorganic thin film layer forming the gas barrier laminate of the present invention, inorganic nitride is suitable, and silicon nitride (SiN, etc.) and silicon oxynitride (SiON, etc.) are particularly preferred.
無機薄膜層の成膜法は特に限定されず、真空蒸着法、化学気相成長法、物理気相蒸着法、化学気相蒸着法(CVD法)、ゾルゲル法などがある。中でも、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学気相蒸着法(CVD)、物理気相蒸着法(PVD)、プラズマCVD法などの減圧下での製膜が望ましい。これにより、窒化珪素や酸化窒化珪素などの珪素を含有する化学的に活性な分子種が速やかに反応することにより、無機薄膜層の表面の平滑性が改良され、孔を少なくすることができるものと予想される。 The method for forming the inorganic thin film layer is not particularly limited, and examples thereof include a vacuum deposition method, a chemical vapor deposition method, a physical vapor deposition method, a chemical vapor deposition method (CVD method), and a sol-gel method. Among these, film formation under reduced pressure such as sputtering, ion plating, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), and plasma CVD is desirable. As a result, the chemically active molecular species containing silicon such as silicon nitride and silicon oxynitride react quickly, improving the surface smoothness of the inorganic thin film layer and reducing the number of holes. It is expected to be.
無機薄膜層の厚さは、通常0.1〜1000nm、中でも1〜500nm程度である。
<基材層>
本発明に係るガスバリア性積層体に用いられる基材層は、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂あるいは紙等の有機質材料からなり、その形状も、シート又はフィルム状物、トレー、カップ、中空体等の形状を有するものを例示することができる。The thickness of the inorganic thin film layer is usually about 0.1 to 1000 nm, particularly about 1 to 500 nm.
<Base material layer>
The base material layer used in the gas barrier laminate according to the present invention is made of an organic material such as a thermosetting resin, a thermoplastic resin, or paper, and the shape thereof is also a sheet or film, tray, cup, hollow body, etc. The thing which has the shape of can be illustrated.
熱硬化性樹脂としては、種々公知の熱硬化性樹脂、例えば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド等を例示することができる。熱可塑性樹脂としては、種々公知の熱可塑性樹脂、例えば、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチル・1−ペンテン、ポリブテン等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド(ナイロン−6、ナイロン−66、ポリメタキシレンアジパミド等)、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、エチレン酢酸ビニル共重合体もしくはその鹸化物、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アイオノマー、フッ素樹脂あるいはこれらの混合物等を例示することができる。これら熱可塑性樹脂からなる基材層はガスバリア性積層体の用途に応じて、単層であっても、二種以上の熱可塑性樹脂からなる積層フィルムであってもよい。 Examples of the thermosetting resin include various known thermosetting resins such as epoxy resins, unsaturated polyester resins, phenol resins, urea / melamine resins, polyurethane resins, silicone resins, and polyimides. As the thermoplastic resin, various known thermoplastic resins such as polyolefin (polyethylene, polypropylene, poly-4-methyl / 1-pentene, polybutene, etc.), polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polyamide (Nylon-6, nylon-66, polymetaxylene adipamide, etc.), polyvinyl chloride, polyimide, ethylene vinyl acetate copolymer or saponified product thereof, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polycarbonate, polystyrene, ionomer, fluororesin or These mixtures can be exemplified. The base material layer made of these thermoplastic resins may be a single layer or a laminated film made of two or more kinds of thermoplastic resins depending on the use of the gas barrier laminate.
本発明に係る基材層を構成する樹脂の中でも、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミドが二軸延伸フィルムが透明性、剛性、耐熱性に優れるので好ましく、特に、ポリエチレンテレフタレート及びポリエチレンナフタレートがより耐熱性に優れるので好ましい。 Among the resins constituting the base material layer according to the present invention, polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and polyamide are preferable because the biaxially stretched film is excellent in transparency, rigidity, and heat resistance, and in particular, polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate. Is preferable because it is more excellent in heat resistance.
また、基材層の表面に、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニアルコール共重合体、アクリル樹脂、ウレタン系樹脂等がコーティングされていてもよい。 The surface of the base material layer may be coated with polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene / vinyl alcohol copolymer, acrylic resin, urethane resin, or the like.
さらに、基材層の表面を、ガスバリア性フィルムとの接着性を改良するために、その表面を、例えば、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、フレーム処理等の表面活性化処理を行ってもよい。
<アンダーコート層>
本発明に係るガスバリア性積層体において、基材層上に前記無機薄膜層を形成させる際には、予め、基材層上の表面にアンダーコート層、好ましくはエポキシ(メタ)アクリレート系化合物又はウレタン(メタ)アクリレート系化合物のアンダーコート層を形成させておくことが好ましい。Furthermore, in order to improve the adhesion of the surface of the base material layer to the gas barrier film, the surface may be subjected to surface activation treatment such as corona treatment, flame treatment, plasma treatment, flame treatment, etc. .
<Undercoat layer>
In the gas barrier laminate according to the present invention, when the inorganic thin film layer is formed on the base material layer, an undercoat layer, preferably an epoxy (meth) acrylate compound or urethane, is formed on the surface of the base material layer in advance. It is preferable to form an undercoat layer of a (meth) acrylate compound.
本発明に係る好適なアンダーコート層は、エポキシ(メタ)アクリレート系化合物又はウレタン(メタ)アクリレート系化合物を硬化してなる層である。 A suitable undercoat layer according to the present invention is a layer formed by curing an epoxy (meth) acrylate compound or a urethane (meth) acrylate compound.
エポキシ(メタ)アクリレート系化合物としては、ビスフェノールA型エポキシ化合物、ビスフェノールF型エポキシ化合物、ビスフェノールS型エポキシ化合物、フェノールノボラック型エポキシ化合物、クレゾールノボラック型エポキシ化合物、脂肪族エポキシ化合物等のエポキシ化合物とアクリル酸またはメタクリル酸を反応させて得られる化合物、更にはこれらの化合物をカルボン酸またはその無水物と反応させて得られる酸変性エポキシ(メタ)アクリレートが例示される。これらのエポキシ(メタ)アクリレート系の化合物は、光重合開始剤及び必要に応じて他の光重合あるいは熱反応性モノマーからなる希釈剤と共に、基材層の表面に塗布され、その後紫外線等を照射して架橋反応によりアンダーコート層が形成される。 Epoxy (meth) acrylate compounds include bisphenol A type epoxy compounds, bisphenol F type epoxy compounds, bisphenol S type epoxy compounds, phenol novolac type epoxy compounds, cresol novolac type epoxy compounds, aliphatic epoxy compounds, and acrylic compounds and acrylics. Examples include compounds obtained by reacting acid or methacrylic acid, and acid-modified epoxy (meth) acrylates obtained by reacting these compounds with carboxylic acids or anhydrides thereof. These epoxy (meth) acrylate compounds are applied to the surface of the base material layer together with a photopolymerization initiator and, if necessary, other photopolymerization or heat-reactive monomer diluent, and then irradiated with ultraviolet rays. Thus, an undercoat layer is formed by a crosslinking reaction.
ウレタン(メタ)アクリレート系化合物は、ポリオール化合物とジイソシアネート化合物からなるオリゴマーをアクリレート化したものから構成される。 The urethane (meth) acrylate compound is composed of an acrylated oligomer composed of a polyol compound and a diisocyanate compound.
ポリウレタン系オリゴマーは、ポリイソシアネートとポリオールとの縮合生成物から得ることができる。具体的なポリイソシアネートとしては、メチレン・ビス(p−フェニレンジイソシアネート)、ヘキサメチレンジイソシアネート・ヘキサントリオールの付加体、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、トリレンジイソシアネートトリメチロールプロパンのアダクト体、1,5−ナフチレンジイソシアネート、チオプロピルジイソシアネート、エチルベンゼン−2,4−ジイソシアネート、2,4−トリレンジイソシアネート二量体、水添キシリレンジイソシアネート、トリス(4−フェニルイソシアネート)チオフォスフェートなどが例示でき、また、具体的なポリオールとしては、ポリオキシテトラメチレングリコールなどのポリエーテル系ポリオール、ポリアジペートポリオール、ポリカーボネートポリオールなどのポリエステル系ポリオール、アクリル酸エステル類とヒドロキシエチルメタアクリレートとのコポリマーなどがある。アクリレートを構成する単量体としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2エチルヘキシル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレートなどがある。 The polyurethane-based oligomer can be obtained from a condensation product of polyisocyanate and polyol. Specific polyisocyanates include adducts of methylene bis (p-phenylene diisocyanate), hexamethylene diisocyanate / hexane triol, hexamethylene diisocyanate, tolylene diisocyanate, tolylene diisocyanate trimethylolpropane, 1,5- Examples include naphthylene diisocyanate, thiopropyl diisocyanate, ethylbenzene-2,4-diisocyanate, 2,4-tolylene diisocyanate dimer, hydrogenated xylylene diisocyanate, tris (4-phenyl isocyanate) thiophosphate, and the like. Typical polyols include polyether polyols such as polyoxytetramethylene glycol, polyadipate polyols, and polycarbonate polyols. What polyester polyols, and the like copolymers of acrylic acid esters and hydroxyethyl methacrylate. As monomers constituting the acrylate, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2 ethylhexyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, butoxyethyl (meth) acrylate, phenyl (Meth) acrylate and the like.
これらのエポキシ(メタ)アクリレート系化合物、ウレタン(メタ)アクリレート系化合物は、必要に応じて、併用される。また、これらを重合させる方法としては、公知の種々の方法、具体的には電離性放射線を含むエネルギー線の照射又は加熱などによる方法があげられる。 These epoxy (meth) acrylate compounds and urethane (meth) acrylate compounds are used in combination as necessary. Examples of a method for polymerizing these include various known methods, specifically, a method by irradiation with energy rays containing ionizing radiation or heating.
アンダーコート層を紫外線で硬化して形成する場合は、アセトフェノン類、ベンゾフェノン類、ミフィラベンゾイルベンゾエート、α−アミロキシムエステルまたはチオキサントン類などを光重合開始剤として、また、n−ブチルアミン、トリエチルアミン、トリn−ブチルホスフィンなどを光増感剤として混合して使用するのが好ましい。また、本発明では、エポキシ(メタ)アクリレート系化合物とウレタン(メタ)アクリレート系化合物は、併用することも行われる。 When the undercoat layer is formed by curing with ultraviolet rays, acetophenones, benzophenones, mifilabenzoylbenzoate, α-amyloxime ester, thioxanthone, etc. are used as photopolymerization initiators, and n-butylamine, triethylamine, triethylamine, It is preferable to use n-butylphosphine or the like as a photosensitizer. In the present invention, the epoxy (meth) acrylate compound and the urethane (meth) acrylate compound are also used in combination.
また、これらのエポキシ(メタ)アクリレート系化合物やウレタン(メタ)アクリレート系化合物は、(メタ)アクリル系モノマーで希釈することが行われる。このような(メタ)アクリル系モノマーとしては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、ブチル(メタ)アクリレート、2−エチルヘキシル(メタ)アクリレート、メトキシエチル(メタ)アクリレート、ブトキシエチル(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート、多官能モノマーとしてトリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ヘキサンジオール(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレートなどが例示でされる。 In addition, these epoxy (meth) acrylate compounds and urethane (meth) acrylate compounds are diluted with (meth) acrylic monomers. Examples of such (meth) acrylic monomers include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, methoxyethyl (meth) acrylate, and butoxyethyl (meth). Acrylate, phenyl (meth) acrylate, trimethylolpropane tri (meth) acrylate, hexanediol (meth) acrylate, tripropylene glycol di (meth) acrylate, diethylene glycol di (meth) acrylate, pentaerythritol tri (meth) as multifunctional monomer Examples include acrylate, dipentaerythritol hexa (meth) acrylate, 1,6-hexanediol di (meth) acrylate, and neopentyl glycol di (meth) acrylate. It is in.
中でもアンダーコート層としてウレタン(メタ)アクリレート系化合物を用いた場合は、得られるガスバリア性積層体の酸素ガスバリア性が更に改良される。 In particular, when a urethane (meth) acrylate compound is used as the undercoat layer, the oxygen gas barrier property of the resulting gas barrier laminate is further improved.
本発明に係わるアンダーコート層の厚さは、コート量として、通常、0.01〜100g/m2、好ましくは0.05〜50g/m2の範囲にある。
<ガスバリア性積層体の製造方法>
本発明に係るガスバリア性積層体は、例えば、基材層を有する場合は、前記ガスバリア性膜の製造方法において、ガスバリア性膜を形成させる層として、前記基材層を用いればよい。The thickness of the undercoat layer concerning this invention is 0.01-100 g / m < 2 > normally as a coating amount, Preferably it is the range of 0.05-50 g / m < 2 >.
<Method for producing gas barrier laminate>
For example, when the gas barrier laminate according to the present invention has a base layer, the base layer may be used as a layer for forming the gas barrier film in the method for producing a gas barrier film.
その他、予めガスバリア性膜を成形し、基材層に積層してもよい。
<保護層>
本発明に係るガスバリア性膜又はガスバリア性積層体のガスバリア性膜側の最外層には、ガスバリア性膜を保護し得る保護層を設けていてもよい。In addition, a gas barrier film may be formed in advance and laminated on the base material layer.
<Protective layer>
A protective layer capable of protecting the gas barrier film may be provided on the outermost layer on the gas barrier film side of the gas barrier film or gas barrier laminate according to the present invention.
保護層としては、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、アミノ樹脂、ポリイミド等の熱硬化性樹脂、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4−メチル・1−ペンテン、ポリブテン等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド(ナイロン−6、ナイロン−66、ポリメタキシレンアジパミド等)、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体もしくはその鹸化物、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アイオノマー、あるいはこれらの混合物等の熱可塑性樹脂等からなる層が挙げられる。保護層は前記熱硬化性樹脂、又は熱可塑性樹脂の少なくとも一種類からなり、二種以上が混合されたものであってもよい。また、保護層は単層でも二層以上の複数の層から形成されていてもよい。前記保護層を設けることにより、外部からの機械的・化学的作用によりガスバリア性膜が損なわれることを効果的に防止し、より安定した高いバリア性を付与することができる。 As the protective layer, epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenol resin, urea / melamine resin, polyurethane resin, silicone resin, amino resin, polyimide and other thermosetting resins, polyolefin (polyethylene, polypropylene, poly-4-methyl · 1) -Pentene, polybutene, etc.), polyester (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polyamide (nylon-6, nylon-66, polymetaxylene adipamide, etc.), polyvinyl chloride, polyimide, ethylene / acetic acid Examples thereof include a layer made of a thermoplastic resin such as a vinyl copolymer or a saponified product thereof, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polycarbonate, polystyrene, ionomer, or a mixture thereof. The protective layer is composed of at least one of the thermosetting resin or thermoplastic resin, and may be a mixture of two or more. Further, the protective layer may be formed of a single layer or a plurality of layers of two or more layers. By providing the protective layer, it is possible to effectively prevent the gas barrier film from being damaged by an external mechanical and chemical action, and to impart more stable and high barrier properties.
これらの保護層は、ガスバリア性膜に直接積層してもよく、また接着剤等からなるアンカーコート層を介して積層されていてもよい。このアンカーコート層を構成する素材としては接着剤の他、アンダーコート層と同様の素材を用いることもできる。本発明に係るアンカーコート層を構成するための接着剤としては、例えば有機チタン系樹脂、ポリエチレンイミン系樹脂、ウレタン系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、変性シリコン樹脂及びアルキルチタネート、ポリエステル系ポリブタジエン等から組成されているラミネート接着剤、または一液型、二液型のポリオールと多価イソシアネート、水系ウレタンアイオノマーと硬化剤等の組合せからなるポリウレタン系接着剤に代表されるドライラミネート接着剤、さらに、アクリル系、酢酸ビニル系、ウレタン系、ポリエステル樹脂等を主原料とした水性ドライラミネート接着剤、ポリウレタン系接着剤に代表される無溶剤ラミネート接着剤等で処理しておいてもよい。その中でも水溶性若しくは水分散性のポリウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、中でもポリウレタン系樹脂からなる接着剤が耐水性に優れているので好ましく使用される。 These protective layers may be laminated directly on the gas barrier film, or may be laminated via an anchor coat layer made of an adhesive or the like. As a material constituting the anchor coat layer, a material similar to the undercoat layer can be used in addition to the adhesive. Examples of the adhesive for constituting the anchor coat layer according to the present invention include an organic titanium resin, a polyethyleneimine resin, a urethane resin, an epoxy resin, an acrylic resin, a polyester resin, an oxazoline group-containing resin, and a modification. For laminating adhesives composed of silicone resins and alkyl titanates, polyester-based polybutadiene, etc., or polyurethane-based adhesives consisting of combinations of one- and two-component polyols and polyisocyanates, aqueous urethane ionomers and curing agents, etc. Treated with typical dry laminate adhesives, water-based dry laminate adhesives made mainly of acrylic, vinyl acetate, urethane, polyester resins, etc., and solventless laminate adhesives typified by polyurethane adhesives, etc. You may keep it. Of these, water-soluble or water-dispersible polyurethane resins, polyester resins, acrylic resins, oxazoline group-containing resins, and particularly adhesives made of polyurethane resins are preferably used because of their excellent water resistance.
以下に実施例を記載する。物性値等は、以下の評価方法により求めた。
(1)吸光度比(A0/A):前記記載の方法で測定した。
(2)酸素透過度[ml/(m2・day・MPa)]:延伸フィルムを、モコン社製 OX−TRAN2/21 MLを用いて、JIS K 7126に準じ、温度20℃、湿度90%R.H.の条件で測定した。
(3)折り曲げ試験
ラミネートフィルムを重ねて、端面をヒートシールし、ヒートシール部分を折り曲げた状態で、98℃で30分間、ボイル処理を行った。ボイル処理後の折り曲げ部分の浮きの状態を観察した。評価結果を、「極めて良好」、「良好」、「普通」、「不良」により評価した。
(4)ウエット剥離強度
ボイルした積層フィルムを、濡れた状態でバリアフィルムのラミネート面と無延伸ポリプロピレンフィルムの間を剥離し、15ミリメータ(mm)幅にサンプリングした後、300(mm/分)の剥離速度で、90度ラミネート剥離強度、180度ラミネート剥離強度を測定した。
<溶液(S1)の作製>
アクリル酸亜鉛(浅田化学社製、アクリル酸の亜鉛塩)88質量%、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド(興人株式会社製)3質量%、及びビニルアルコール系重合体9質量%(アクリル酸亜鉛、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミド、及びビニルアルコール系重合体の合計を100質量%とする。)からなる組成物を用いて、その水溶液(溶質の濃度:15(質量%))と、メチルアルコールで25質量%に希釈した光重合開始剤〔1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ
−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名;イルガキュアー 2959)〕及び界面活性剤(花王社製 商品名;エマルゲン120)を固形分比率でそれぞれ98.5%、1.2%、0.3%となるように混合して、溶液(S1)を作製した。
<溶液(S2)の作製>
アクリル酸亜鉛水溶液を固形分比率で98.0質量%、メチルアルコールで25質量%に希釈した光重合開始剤〔1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 商品名:イルガキュアー 2959)〕を固形分比率で1.9重量%、及び界面活性剤(花王社製 商品名:エマルゲン120)を固形分比率で0.3重量%となるように混合し、アクリル酸亜鉛溶液(S2)を作製した。Examples are described below. Physical property values and the like were determined by the following evaluation methods.
(1) Absorbance ratio (A0 / A): measured by the method described above.
(2) Oxygen permeability [ml / (m 2 · day · MPa)]: Using OX-TRAN 2/21 ML manufactured by Mocon, stretched film according to JIS K 7126, temperature 20 ° C., humidity 90% R . H. It measured on condition of this.
(3) Bending test The laminated film was stacked, the end face was heat-sealed, and the boil treatment was performed at 98 ° C for 30 minutes in a state where the heat-sealed portion was bent. The floating state of the bent part after the boil treatment was observed. The evaluation results were evaluated based on “very good”, “good”, “normal”, and “bad”.
(4) Wet peel strength In the wet state, the laminated film was peeled between the laminate surface of the barrier film and the unstretched polypropylene film, sampled to a width of 15 millimeters (mm), and then 300 (mm / min). The 90 ° laminate peel strength and 180 ° laminate peel strength were measured at the peel rate.
<Preparation of solution (S1)>
88% by mass of zinc acrylate (made by Asada Chemical Co., Ltd., zinc salt of acrylic acid), 3% by mass of N- (2-hydroxyethyl) acrylamide (manufactured by Kojin Co., Ltd.), and 9% by mass of vinyl alcohol polymer (acrylic) Using a composition comprising zinc acid, N- (2-hydroxyethyl) acrylamide, and vinyl alcohol polymer as 100 mass%), an aqueous solution thereof (solute concentration: 15 (mass%)) And a photopolymerization initiator [1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-methyl-1-propan-1-one (Ciba Specialty) diluted to 25% by mass with methyl alcohol.・ Chemicals brand name; Irgacure 2959)] and surfactant (trade name; Emulgen 120, produced by Kao Corporation) in a solid content ratio of 98.5%, .2%, were mixed so that the 0.3%, to prepare a solution (S1).
<Preparation of solution (S2)>
Photopolymerization initiator [1- [4- (2-hydroxyethoxy) -phenyl] -2-hydroxy-2-diluted aqueous zinc acrylate solution at a solid content ratio of 98.0 mass% and methyl alcohol to 25 mass% Methyl-1-propan-1-one (trade name: Irgacure 2959, manufactured by Ciba Specialty Chemicals Co., Ltd.)] in a solid content ratio and a surfactant (trade name: Emulgen 120, manufactured by Kao Corporation) Were mixed at a solid content ratio of 0.3% by weight to prepare a zinc acrylate solution (S2).
[実施例1]
酸化アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルム(三井化学東セロ株式会社製 TL−PET H)に、上記のN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを含む不飽和カルボン酸化合物の亜鉛塩の溶液(S1)をバーコート法を用いて乾燥後の塗布量が1.2g/m2となるよう塗工した。次いで、オーブン中で40℃、15秒の条件で乾燥後、紫外線照射装置を用い照射光量200mJ/cm2になるように延伸フィルム全体に照射し、重合体層が表面に形成されたバリアフィルムを得た。[Example 1]
A polyester film (TL-PET H, manufactured by Mitsui Chemicals Tosero Co., Ltd.) on which aluminum oxide is deposited is bar-coated with a solution (S1) of a zinc salt of an unsaturated carboxylic acid compound containing N- (2-hydroxyethyl) acrylamide as described above. Using this method, coating was performed so that the coating amount after drying was 1.2 g / m 2 . Next, after drying in an oven at 40 ° C. for 15 seconds, the whole stretched film was irradiated using an ultraviolet irradiation device so that the irradiation light amount was 200 mJ / cm 2 , and the barrier film having the polymer layer formed on the surface was obtained. Obtained.
赤外線吸収スペクトルにおける1700cm−1付近のカルボン酸基のνC=Oに基づく吸光度A0と1520cm−1付近のカルボキシレートイオンのνC=Oに基づく吸光度Aとの比(A0/A)が0.1であった。The ratio of the absorbance A, based on the νC = O of carboxylate ions in the vicinity of absorbance A 0 and 1520 cm -1 based on νC = O of the carboxylic acid groups in the vicinity of 1700 cm -1 in the infrared absorption spectrum (A 0 / A) is 0. 1
このフィルムの酸素透過度を測定すると、1ml/m2・day・MPa未満であった。The oxygen permeability of this film was measured and found to be less than 1 ml / m 2 · day · MPa.
また、このフィルムに無延伸ポリプロピレンフィルム(厚み70μm)を重ねて、端面をヒートシールし、ヒートシール部分を折り曲げた状態で、98℃で30分間、ボイル処理を行った。 Further, an unstretched polypropylene film (thickness 70 μm) was overlaid on this film, the end face was heat-sealed, and the boil treatment was performed at 98 ° C. for 30 minutes in a state where the heat-sealed portion was bent.
このフィルムの折り曲げ試験の結果は、浮きがみられず、「極めて良好」であった。 The result of the bending test of this film was “very good” with no floating.
さらに、ボイルした積層フィルムを、濡れた状態でバリアフィルムのラミネート面と無延伸ポリプロピレンフィルムの間のヒートシール部を剥離し、15mm幅にサンプリングした後、300mm/分の剥離速度で、90度ラミネート剥離強度、180度ラミネート剥離強度を測定した。90度ラミネート剥離強度は、2.4N/15mmであり、180度ラミネート剥離強度は、3.7N/15mmであった。 Furthermore, after the boiled laminated film is wet, the heat seal part between the laminate surface of the barrier film and the unstretched polypropylene film is peeled off, sampled to a width of 15 mm, and then laminated at a peeling rate of 300 mm / min. Peel strength and 180 degree laminate peel strength were measured. The 90 degree laminate peel strength was 2.4 N / 15 mm, and the 180 degree laminate peel strength was 3.7 N / 15 mm.
さらに、ボイル後の酸素透過度は、1ml/m2・day・MPaであった。Furthermore, the oxygen permeability after boiling was 1 ml / m 2 · day · MPa.
[実施例2]
実施例1において、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを N、N−ジメチルアクリルアミド(興人株式会社製)とする以外は、実施例と同様に行った。[Example 2]
In Example 1, it carried out similarly to the Example except having made N- (2-hydroxyethyl) acrylamide N, N- dimethyl acrylamide (made by Kojin Co., Ltd.).
このフィルムの酸素透過度を測定すると、1ml/m2・day・MPa未満であった。The oxygen permeability of this film was measured and found to be less than 1 ml / m 2 · day · MPa.
このフィルムに無延伸ポリプロピレンフィルム(厚み70μm)を重ねて、端面をヒートシールし、ヒートシール部分を折り曲げた状態で、98℃で30分間、ボイル処理を行った。 A non-stretched polypropylene film (thickness 70 μm) was overlaid on this film, the end face was heat-sealed, and the boil treatment was performed at 98 ° C. for 30 minutes with the heat-sealed portion bent.
このフィルムの折り曲げ試験の結果は、浮きがみられず、「良好」であった。 The result of the bending test of this film was “good” with no floating.
さらに、ボイルした積層フィルムを、濡れた状態でバリアフィルムのラミネート面と無延伸ポリプロピレンフィルムの間のヒートシール部を剥離し、15mm幅にサンプリングした後、300mm/分の剥離速度で、90度ラミネート剥離強度、180度ラミネート剥離強度を測定した。90度ラミネート剥離強度は、1.0N/15mmであり、180度ラミネート剥離強度は、1.0N/15mmであった。 Furthermore, after the boiled laminated film is wet, the heat seal part between the laminate surface of the barrier film and the unstretched polypropylene film is peeled off, sampled to a width of 15 mm, and then laminated at a peeling rate of 300 mm / min. Peel strength and 180 degree laminate peel strength were measured. The 90 degree laminate peel strength was 1.0 N / 15 mm, and the 180 degree laminate peel strength was 1.0 N / 15 mm.
さらに、ボイル後の酸素透過度は、1ml/m2・day・MPaであった。Furthermore, the oxygen permeability after boiling was 1 ml / m 2 · day · MPa.
[実施例3]
実施例1において、酸化アルミニウムを蒸着したポリエステルフィルム(三井化学東セロ株式会社製 TL−PET H)に、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを含まない不飽和カルボン酸化合物の亜鉛塩の溶液(S2)をバーコート法を用いて乾燥後の塗布量が0.4g/m2となるよう塗工し、直ちに紫外線照射装置を用い照射光量200mJ/cm2になるように延伸フィルム全体に照射し、重合体層を形成されたフィルムの上にN−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを含む溶液(S1)を塗布する以外は実施例と同様にして積層フィルムを得た。[Example 3]
In Example 1, a solution of a zinc salt of an unsaturated carboxylic acid compound not containing N- (2-hydroxyethyl) acrylamide (S2) on a polyester film (TL-PET H, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., Cello Co., Ltd.) deposited with aluminum oxide. ) Using a bar coating method so that the coating amount after drying is 0.4 g / m 2, and immediately irradiating the entire stretched film so that the irradiation light amount is 200 mJ / cm 2 using an ultraviolet irradiation device, A laminated film was obtained in the same manner as in Example except that the solution (S1) containing N- (2-hydroxyethyl) acrylamide was applied on the film on which the polymer layer was formed.
このフィルムの酸素透過度を測定すると、1ml/m2・day・MPa未満であった。The oxygen permeability of this film was measured and found to be less than 1 ml / m 2 · day · MPa.
このフィルムに無延伸ポリプロピレンフィルム(厚み70μm)を重ねて、端面をヒートシールし、ヒートシール部分を折り曲げた状態で、98℃で30分間、ボイル処理を行った。 A non-stretched polypropylene film (thickness 70 μm) was overlaid on this film, the end face was heat-sealed, and the boil treatment was performed at 98 ° C. for 30 minutes with the heat-sealed portion bent.
このフィルムの折り曲げ試験の結果は、浮きがみられず、「良好」であった。 The result of the bending test of this film was “good” with no floating.
さらに、ボイルした積層フィルムを、濡れた状態でバリアフィルムのラミネート面と無延伸ポリプロピレンフィルムの間のヒートシール部を剥離し、15mm幅にサンプリングした後、300mm/分の剥離速度で、90度ラミネート剥離強度、180度ラミネート剥強度を測定した。90度ラミネート剥離強度は、2.0N/15mm以上であり、180度ラミネート剥離強度は、2.0N/15mm以上であった。 Furthermore, after the boiled laminated film is wet, the heat seal part between the laminate surface of the barrier film and the unstretched polypropylene film is peeled off, sampled to a width of 15 mm, and then laminated at a peeling rate of 300 mm / min. The peel strength and 180 degree laminate peel strength were measured. The 90 degree laminate peel strength was 2.0 N / 15 mm or more, and the 180 degree laminate peel strength was 2.0 N / 15 mm or more.
さらに、ボイル後の酸素透過度は、1ml/m2・day・MPaであった。Furthermore, the oxygen permeability after boiling was 1 ml / m 2 · day · MPa.
[比較例]
実施例1において、N−(2−ヒドロキシエチル)アクリルアミドを用いない以外は、同様に行った。[Comparative example]
In Example 1, it carried out similarly except not using N- (2-hydroxyethyl) acrylamide.
このフィルムに無延伸ポリプロピレンフィルム(厚み70μm)を重ねて、端面をヒートシールし、ヒートシール部分を折り曲げた状態で、98℃で30分間、ボイル処理を行った。 A non-stretched polypropylene film (thickness 70 μm) was overlaid on this film, the end face was heat-sealed, and the boil treatment was performed at 98 ° C. for 30 minutes with the heat-sealed portion bent.
このフィルムの折り曲げ試験の結果は、浮きがみられ、「不良」であった。 As a result of the bending test of this film, floating was observed and it was “defective”.
さらに、ボイルした積層フィルムを、濡れた状態でバリアフィルムのラミネート面と無延伸ポリプロピレンフィルムの間のヒートシール部を剥離し、15ミリメータ(mm)幅にサンプリングした後、300(mm/分)の剥離速度で、90度ラミネート剥離強度、180度ラミネート剥離強度を測定した。90度ラミネート剥離強度は、0.6(N/15mm)であり、180度ラミネート剥離強度は、0.8(N/15mm)であった。 Furthermore, after the boiled laminated film is wet, the heat seal part between the laminate surface of the barrier film and the unstretched polypropylene film is peeled off, and after sampling to a width of 15 millimeters (mm), 300 (mm / min) The 90 ° laminate peel strength and 180 ° laminate peel strength were measured at the peel rate. The 90 degree laminate peel strength was 0.6 (N / 15 mm), and the 180 degree laminate peel strength was 0.8 (N / 15 mm).
本発明の本発明のガスバリア性膜及びそれを利用した積層フィルムは、高湿度下でのガスバリア性に優れており、かかる特徴を活かして、種々の用途に用いることができる。乾燥食品、水物、ボイル・レトルト食品、サプリメント食品等の包装材料、なかでも特に高いガスバリア性が要求される内容物の食品包装材をはじめ、シャンプー、洗剤、入浴剤、芳香剤等のトイレタリー製品の包装材料、粉体、顆粒状、錠剤等の医薬品、輸液バッグをはじめとする液状の医薬品、医療用具の包装袋及び包装容器部材等の医療用途、ハードディスク、配線基盤、プリント基盤等の電子部品包材、液晶ディスプレイ、プラズマディスプレイ、無機・有機E L ディスプレイ、電子ペーパー等のフラットパネルディスプレイ用バリア材、太陽電池用のバックシート等のバリア材、その他の電子材料用のバリア材、真空断熱材用バリア材、インクカートリッジ等の工業製品の包装材等、さまざまな製品の包装材料、あるいは電子材料、精密部品、医薬品をはじめ、酸素ガスの透過及び湿気を嫌う材料の保護材としても好適に使用することができる。 The gas barrier film of the present invention and the laminated film using the same are excellent in gas barrier properties under high humidity, and can be used for various applications by taking advantage of such characteristics. Packaging materials such as dried foods, water, boil and retort foods, supplement foods, and food packaging materials that require particularly high gas barrier properties, as well as toiletry products such as shampoos, detergents, bath additives, and fragrances Packaging materials, pharmaceutical products such as powders, granules, tablets, liquid pharmaceuticals including infusion bags, medical applications such as medical device packaging bags and packaging containers, hard disks, wiring boards, printed boards, and other electronic components Packaging materials, liquid crystal displays, plasma displays, inorganic / organic EL displays, barrier materials for flat panel displays such as electronic paper, barrier materials such as back sheets for solar cells, barrier materials for other electronic materials, vacuum heat insulating materials Packaging materials for various products, such as barrier materials for industrial use, packaging materials for industrial products such as ink cartridges, and electronic materials , Precision parts, such as pharmaceuticals, can be suitably used as a protective material of the material dislike transmission and moisture of the oxygen gas.
Claims (10)
〔但し、R1は水素またはメチル基、R2は水素または炭素数1から4のアルキル基、R3は水素、炭素数1から4のアルキル基、または下記の一般式(2)からなる基であり、R2、R3は連結されモルホリン環を構成することがある。〕
〔但し、nは、1から5の整数、R4は、メチレン基またはエチレン基、R5は、水素または炭素数1から4のアルキル基、R6は、または炭素数1から4のアルキル基、Yは、―OH、―NH2、またはーN(CH3)2である。〕A gas barrier film comprising a polymer layer of a polyvalent metal salt of an unsaturated carboxylic acid compound containing 0.3 to 15% by mass of an acrylamide compound represented by the following general formula (1).
[Wherein R 1 is hydrogen or a methyl group, R 2 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 3 is hydrogen, an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or a group consisting of the following general formula (2) And R 2 and R 3 may be linked to form a morpholine ring. ]
[Where n is an integer of 1 to 5, R 4 is a methylene group or ethylene group, R 5 is hydrogen or an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, R 6 is an alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, or , Y is —OH, —NH 2 , or —N (CH 3 ) 2 . ]
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