WO2016093152A1 - ガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法 - Google Patents

ガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2016093152A1
WO2016093152A1 PCT/JP2015/084059 JP2015084059W WO2016093152A1 WO 2016093152 A1 WO2016093152 A1 WO 2016093152A1 JP 2015084059 W JP2015084059 W JP 2015084059W WO 2016093152 A1 WO2016093152 A1 WO 2016093152A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
gas barrier
acrylic acid
vapor deposition
film
layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2015/084059
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
未悠 全田
伊織 竹内
雅之 樫村
Original Assignee
凸版印刷株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 凸版印刷株式会社 filed Critical 凸版印刷株式会社
Publication of WO2016093152A1 publication Critical patent/WO2016093152A1/ja

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B9/00Layered products comprising a layer of a particular substance not covered by groups B32B11/00 - B32B29/00
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/043Improving the adhesiveness of the coatings per se, e.g. forming primers
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B15/00Layered products comprising a layer of metal
    • B32B15/04Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material
    • B32B15/08Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin
    • B32B15/082Layered products comprising a layer of metal comprising metal as the main or only constituent of a layer, which is next to another layer of the same or of a different material of synthetic resin comprising vinyl resins; comprising acrylic resins
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/30Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising vinyl (co)polymers; comprising acrylic (co)polymers
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/24Crosslinking, e.g. vulcanising, of macromolecules
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J7/00Chemical treatment or coating of shaped articles made of macromolecular substances
    • C08J7/04Coating
    • C08J7/048Forming gas barrier coatings

Definitions

  • the present invention relates to a gas barrier laminate film and a method for producing the same.
  • This application claims priority based on Japanese Patent Application No. 2014-247716 for which it applied to Japan on December 8, 2014, and uses the content here.
  • an inorganic vapor deposition film in which an inorganic vapor deposition layer is laminated on at least one surface of a film substrate is widely used.
  • the inorganic vapor deposition film for example, the following (1) to (3) have been proposed.
  • stacked (patent document 2).
  • a transparent vapor-deposited layer is formed on one side of a plastic film, and then a coating composed of polyester and inorganic fine powder, the acid component comprising terephthalic acid and isophthalic acid, and the diol component comprising ethylene glycol and neopentyl glycol.
  • a film obtained by providing a layer and printing the coating layer (Patent Document 3).
  • the inorganic vapor deposition film of (1) has low abuse resistance. Therefore, when stress (abuse) is applied by bending, stretching, etc., the inorganic vapor deposition layer is damaged and the gas barrier property is impaired.
  • the abuse resistance of the inorganic vapor deposition film of (2) to (3) is better than that of the inorganic vapor deposition film of (1).
  • these abuse resistances may not be sufficient, and if abuse is applied, the gas barrier properties may be lowered, and the gas barrier properties before the abuse may not be maintained.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and has an excellent gas barrier property, excellent abuse resistance, and a gas barrier laminated film in which the gas barrier property is hardly deteriorated by bending, stretching, and the like, and a method for producing the same
  • the purpose is to provide.
  • the present invention has the following aspects.
  • the gas barrier laminate film according to the first aspect of the present invention is a gas barrier laminate film comprising a film substrate, an inorganic vapor-deposited layer, and a gas barrier layer containing a crosslinked product of poly (meth) acrylic acid, wherein the crosslinked Is formed by the reaction of the acrylic acid polymer (A) and the saccharide (B) in the presence of sodium hypophosphite (C), and the acrylic polymer (A) is poly (meth) acrylic.
  • the number of glycosidic bonds in the structure of the carbohydrate (B) is a partially neutralized product in which more than 0 mol% and 25 mol% or less of the carboxy group of the acid or poly (meth) acrylic acid is neutralized with zinc Is 0 or more and 10 or less, and the ratio of the sodium hypophosphite (C) to the solid content of the unneutralized portion of the acrylic acid polymer (A) is 10 mass% or more and 25 mass% or less.
  • the inorganic vapor deposition layer may be formed of at least one selected from the group consisting of aluminum, aluminum oxide, magnesium oxide, and silicon oxide.
  • the gas barrier laminate film according to the first aspect may further include an anchor coat layer formed between the film base material and the inorganic vapor deposition layer and having a thickness of 0.01 ⁇ m or more and 2 ⁇ m or less.
  • the manufacturing method of the gas barrier laminated film which concerns on the 2nd aspect of this invention is a manufacturing method of the gas barrier laminated film provided with the film base material, the inorganic vapor deposition layer, and the gas barrier layer containing the crosslinked material of poly (meth) acrylic acid.
  • An inorganic vapor deposition layer is formed on at least one surface of the film substrate, and an acrylic acid polymer (A), a saccharide (B), and sodium hypophosphite (C) are formed on the inorganic vapor deposition layer.
  • a coating solution containing a solvent is applied, and a gas barrier layer is formed by performing a heat treatment for 300 seconds or less at a temperature of 180 ° C. or higher and 250 ° C. or lower.
  • the acrylic polymer (A) is poly (meth) acrylic acid. Or a partially neutralized product in which more than 25 mol% and less than 25 mol% of the carboxy group of poly (meth) acrylic acid is neutralized with zinc, and the number of glycosidic bonds in the structure of the carbohydrate (B) is 0 or more Is 10 or less, the ratio is more than 25 mass% to 10 mass% of an acrylic acid polymer wherein the sodium hypophosphite to the solid content of the unneutralized portion of the (A) (C).
  • an anchor coat layer is formed on the one surface of the film base material, and on the anchor coat layer.
  • the inorganic vapor deposition layer may be formed.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing a gas barrier laminate film according to the first embodiment of the present invention.
  • the gas barrier laminate film 10 of the present embodiment includes a film substrate 1, an inorganic vapor deposition layer 3 laminated on one surface (first surface) of the film substrate 1, and a gas barrier laminated on the inorganic vapor deposition layer 3. And a layer 5.
  • Film substrate examples of the material constituting the film substrate 1 include plastics, papers, and rubbers. Among these, from the viewpoint of adhesion between the film substrate 1 and the layer formed on the film substrate 1, plastics are preferable.
  • plastics examples include polyester (polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), etc.), polyolefin (polyethylene, polypropylene, etc.), polystyrene, polyamide (66-nylon, etc.), polycarbonate, polyacrylonitrile, polyimide and the like. It is done.
  • the film substrate 1 is formed by processing these plastics into a film.
  • the plastic film may be either stretched or unstretched, and preferably has mechanical strength and dimensional stability. In particular, a film arbitrarily stretched in the biaxial direction is preferable.
  • the plastic film is preferably a polyamide film or a polyester film, and more preferably a polyester film, in consideration of cost, moisture resistance, filling suitability, texture, and discardability. .
  • the thickness of the film substrate 1 can be appropriately set according to the use of the gas barrier laminate film 10.
  • the gas barrier laminate film 10 is used as a packaging material, there is no particular limitation. However, in consideration of suitability as a packaging material and processability, it is practically preferably 3 to 200 ⁇ m, more preferably 6 to 30 ⁇ m.
  • additives and stabilizers such as antistatic agents, plasticizers, lubricants, and antioxidants can be applied to the surface of the film substrate 1 as necessary.
  • the surface of the film substrate 1 may be subjected to surface activation treatment such as corona treatment, flame treatment, and plasma treatment.
  • the inorganic vapor deposition layer 3 is a layer formed from an inorganic material by a vapor deposition method.
  • the inorganic vapor-deposited layer 3 is provided for imparting gas barrier properties such as oxygen barrier properties and water vapor barrier properties of the gas barrier laminate film 10, particularly water vapor gas barrier properties.
  • an inorganic material capable of constituting an inorganic vapor deposition layer for imparting gas barrier properties such as oxygen barrier properties and water vapor barrier properties is appropriately selected.
  • the inorganic material include aluminum, aluminum oxide, magnesium oxide, silicon oxide, and tin oxide.
  • An inorganic material is used combining 1 type (s) or 2 or more types as needed.
  • the inorganic material is preferably at least one selected from the group consisting of aluminum, aluminum oxide, magnesium oxide and silicon oxide from the viewpoint of high gas barrier properties.
  • an aluminum oxide vapor deposition layer is formed by reactive vapor deposition for forming a thin film in the presence of a mixed gas of aluminum, carbon dioxide gas, inert gas, or the like using aluminum as a vapor deposition material, reactive sputtering, or reactive ion plating. It can be formed by ting or the like.
  • Al: O 1.
  • the aluminum oxide vapor deposition layer is colored black and the light transmission amount tends to be low.
  • the thickness of the inorganic vapor-deposited layer 3 varies depending on the use of the gas barrier laminate film 10 and the thickness of the gas barrier layer 5, but is preferably 5 to 300 nm, and more preferably 10 to 50 nm. If the thickness of the inorganic vapor deposition layer 3 is not less than the lower limit (5 nm) of the above range, the continuity of the inorganic vapor deposition layer 3 is good and the gas barrier property is excellent. If the thickness of the inorganic vapor-deposited layer 3 is not more than the upper limit (300 nm) of the above range, the inorganic vapor-deposited layer 3 is excellent in flexibility (flexibility) and hardly cracks due to external factors such as bending and pulling. The thickness of the inorganic vapor deposition layer 3 can be calculated from the result of a calibration curve obtained by measuring a similar sample in advance with a transmission electron microscope (TEM) using, for example, a fluorescent X-ray analyzer.
  • TEM transmission electron microscope
  • the gas barrier layer 5 is a layer containing a cross-linked product of poly (meth) acrylic acid.
  • the crosslinked product is formed by the reaction of the following acrylic acid polymer (A) and saccharide (B) in the presence of sodium hypophosphite (C).
  • the gas barrier layer 5 has an excellent oxygen barrier property. Moreover, the gas barrier layer 5 suppresses damage to the inorganic vapor-deposited layer 3 when abuse is applied, and the gas barrier laminated film 10 has excellent abuse resistance.
  • the acrylic acid polymer (A) is the following (A1) or (A2).
  • (A1) Poly (meth) acrylic acid.
  • Poly (meth) acrylic acid in (A1) means polyacrylic acid, polymethacrylic acid, or a copolymer of acrylic acid and methacrylic acid.
  • the degree of polymerization of (A1) is preferably 20 to 20,000, and more preferably 50 to 10,000, from the viewpoint of water resistance of the gas barrier laminate film. When the degree of polymerization of (A1) is less than 20, sufficient water resistance cannot be imparted to the gas barrier laminate film, and gas barrier properties and transparency may be deteriorated by moisture, or whitening may occur. When the degree of polymerization of (A1) exceeds 20,000, the viscosity becomes high during coating of the coating liquid for forming the gas barrier layer 5 and the coating property may be impaired.
  • the poly (meth) acrylic acid (poly (meth) acrylic acid before being neutralized with zinc) in (A2) is the same as (A1), and the preferred degree of polymerization is also the same.
  • the degree of zinc neutralization (the ratio of the carboxy group neutralized with zinc among the carboxy groups of poly (meth) acrylic acid) of (A2) is greater than 0 mol% and not greater than 25 mol%, and not less than 5 mol% and not greater than 25 The mol% or less is preferable, and 10 mol% or more and 25 mol% or less is more preferable.
  • the higher the degree of zinc neutralization within the above range the better the water resistance of the gas barrier layer 5.
  • the stability of the coating liquid for forming the gas barrier layer 5 is excellent.
  • (A2) can be prepared, for example, by mixing an aqueous solution of poly (meth) acrylic acid and a zinc compound.
  • the zinc compound include zinc simple substance, oxide, hydroxide, inorganic acid salt (for example, carbonate), organic acid salt (for example, acetate), ammonium complex, secondary to quaternary amine complex, or Examples thereof include carbonates or organic acid salts of ammonium complexes or secondary to quaternary amine complexes.
  • zinc oxide and zinc acetate are more preferable, and zinc oxide is particularly preferable from the viewpoint of industrial productivity.
  • the saccharide (B) is a saccharide having 0 to 10 glycosidic bonds in the structure.
  • the reactivity with the acrylic acid polymer (A) is higher than when the number of glycosidic bonds is 11 or more, and the degree of esterification ( It is easy to obtain a crosslinked product having a high degree of crosslinking. Therefore, the oxygen barrier property, moisture proof property, etc. of the gas barrier layer 5 to be formed are excellent.
  • Examples of the saccharide (B) include the following (B1) to (B5), and various substitutes and derivatives thereof. Among these, a structure soluble in water is preferable. Any of these may be used alone or in combination of two or more.
  • B1 Monosaccharide (the number of glycosidic bonds is 0).
  • B2) Disaccharide (the number of glycosidic bonds is one).
  • B3) oligosaccharide having 2 to 10 glycosidic bonds.
  • B4 A sugar alcohol having no glycosidic bond.
  • B5 A sugar alcohol having 1 to 10 glycosidic bonds.
  • (B1) Monosaccharides are basic substances that cannot be converted into simpler molecules by hydrolysis, and are constituent units of polysaccharides of disaccharides or higher. Monosaccharides are some exceptions, generally represented by the general formula C n H 2n O n. Among them, those having a carbon number (n) of 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 and 10 are diose, triose, tetrose, pentose, hexose, heptose, octose, nonose and decose, respectively. Called. Monosaccharides with aldehyde groups are classified as aldoses, and monosaccharides with ketone groups are classified as ketoses.
  • pentoses and hexoses that exist in nature.
  • Examples of such monosaccharides include glucose, mannose, galactose, xylose and the like. Among these, glucose and galactose are more preferable.
  • (B1) is used alone or in combination of two or more as required.
  • (B2) A disaccharide is a compound having a structure in which two monosaccharides are linked by a glycosidic bond. Specific examples of (B2) include sucrose, lactose, trehalose, cellobiose, maltose and the like. (B2) is used alone or in combination of two or more as required.
  • (B3) has a structure in which 3 or more and 11 or less monosaccharides are linked by a glycosidic bond, and is classified into trisaccharide to decasaccharide according to the number of monosaccharides.
  • Specific examples of (B3) include raffinose and stachyose.
  • hydrolysis products of those oligosaccharides for example, in the solid phase, liquid phase or solid-liquid mixed phase obtained by adding an organic acid or an inorganic acid to the oligosaccharide, using the oligosaccharide hydrolase as a catalyst, are necessary. And the like obtained by hydrolysis by applying heat).
  • a structure soluble in water is preferable.
  • the constituent monosaccharide is only glucose.
  • “Sugar alcohol” is a polyhydric alcohol produced by reducing a carbonyl group of a sugar molecule.
  • (B4) is preferably a chain polyhydric alcohol produced by reducing the carbonyl group of a monosaccharide.
  • the chain-type polyhydric alcohols are usually represented by the general formula C n H 2n + 2 O n (. , Also described as "C n H n + 2 (OH ) n ').
  • (B1) has many stereoisomers depending on the number of asymmetric carbon atoms.
  • Specific examples of (B4) include sorbitol, mannitol, dulcitol, xylitol, erythritol, glycerin and the like.
  • the general formula sugar alcohol C n H 2n + 2 O n n in is 3-6 are preferable.
  • (B5) is a polyhydric alcohol produced by reducing a carbonyl group of a sugar having a structure in which 3 to 11 monosaccharides are linked by a glycosidic bond (the carbonyl group at the C1-position of the reducing end).
  • the sugar can be appropriately selected from the above-mentioned disaccharides and oligosaccharides (oligosaccharides and hydrolysis products thereof).
  • Specific examples of (B5) include maltitol, maltotriitol, oligosaccharide alcohol and the like.
  • Sugar (B) is used alone or in combination of two or more as required.
  • the acrylic acid polymer (A) and the saccharide (B) have a mass ratio (A / B) between the acrylic acid polymer (A) and the saccharide (B) of 95/5 to 50/50. It is preferable to be used.
  • a / B is more preferably 95/5 to 60/40, and still more preferably 95/5 to 70/30. If A / B is within the above range, the amount of the carboxy group of the acrylic acid polymer (A) and the hydroxyl group of the saccharide (B) contributing to the esterification reaction is sufficient, and the (poly) in the gas barrier layer 5 The degree of cross-linking of the cross-linked product of acrylic acid is sufficiently high. Therefore, the gas barrier laminate film 10 has an excellent oxygen barrier property even under high humidity conditions.
  • Sodium hypophosphite (C) is used in a proportion of 10% by mass or more and 25% by mass or less based on the solid content (100% by mass) of the unneutralized portion of the acrylic acid polymer (A). If the ratio of sodium hypophosphite (C) is not less than the lower limit (10% by mass) of the above range, the reaction between the acrylic acid polymer (A) and the saccharide (B) can be sufficiently performed even in a short heat treatment ( Esterification reaction) proceeds. Therefore, the degree of cross-linking of the cross-linked product of (poly) acrylic acid in the gas barrier layer 5 is sufficiently high, and the oxygen barrier property and abuse resistance of the gas barrier laminate film 10 are excellent.
  • the ratio of sodium hypophosphite (C) is not more than the upper limit (25% by mass) of the above range, the water resistance is excellent. Moreover, even if the ratio of sodium hypophosphite (C) exceeds the upper limit (25 mass%) of the said range, the effect on esterification reaction accompanying the increase in content is hardly seen.
  • W represents the mass of the acrylic acid polymer (A) to be reacted with the saccharide (B)
  • X represents the degree of zinc neutralization (mol%) of the acrylic acid polymer (A).
  • the gas barrier layer 5 may further contain other components other than the crosslinked product as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • an acrylic acid polymer (A), a saccharide (B), sodium hypophosphite (C), and various additives may be included.
  • the additive include a silane coupling agent, a plasticizer, a resin, a dispersant, a surfactant, a softener, a stabilizer, an antiblocking agent, a film forming agent, an adhesive, and an oxygen absorber.
  • the content of the additive is 70/30 to 99.9 / 0 in terms of a mass ratio of the acrylic acid polymer (A) and the additive forming the gas barrier layer 5 (acrylic acid polymer (A) / additive). .1 is preferable, and 80/20 to 98/2 is more preferable.
  • the gas barrier laminated film 10 can be manufactured by, for example, a manufacturing method including the following steps ( ⁇ 1) and ( ⁇ 2).
  • ⁇ 1 A step of forming the inorganic vapor deposition layer 3 on one surface of the film substrate 1.
  • ⁇ 2 Acrylic acid polymer (A), carbohydrate (B), sodium hypophosphite (C), and solvent on the surface of the film substrate 1 on which the inorganic vapor deposition layer 3 is formed.
  • a step of forming the gas barrier layer 5 by applying the coating liquid including the coating liquid and performing a heat treatment at a temperature of 180 ° C. or higher and 250 ° C. or lower for 300 seconds or shorter.
  • Step ( ⁇ 1) As a method for forming the inorganic vapor deposition layer 3, various known vapor deposition methods can be used. For example, a vacuum deposition method, a sputtering method, an ion plating method, a chemical vapor deposition method, and the like can be given. As a heating means of a vacuum vapor deposition apparatus using a vacuum vapor deposition method, an electron beam heating method, a resistance heating method, an induction heating method, or the like is preferably used. Further, in order to improve the adhesion of the inorganic vapor deposition layer 3 to the film substrate 1 and the denseness of the inorganic vapor deposition layer 3, a plasma assist method or an ion beam assist method can be used in addition to the heating means. . At the time of vapor deposition, in order to increase the transparency of the inorganic vapor deposition layer 3, reactive vapor deposition by blowing oxygen gas or the like may be performed.
  • the acrylic acid polymer (A) and the saccharide (B) in the coating liquid used for forming the gas barrier layer 5 are the same as described above.
  • the amount of sodium hypophosphite (C) in the coating solution is such that the ratio of sodium hypophosphite (C) to the solid content of the unneutralized portion of the acrylic acid polymer (A) is 10% by mass.
  • the amount is 25% by mass or less, and the preferable amount is the same as described above.
  • the preferable range of the ratio of the saccharide (B) to the total amount of the acrylic acid polymer (A) and the saccharide (B) in the coating liquid is the same as described above.
  • a solvent for the coating solution water or a mixed solvent of water and an organic solvent is preferable, and a mixed solvent of water and a lower alcohol having 1 to 5 carbon atoms is more preferable.
  • the water content is 20 to 95% by mass
  • the organic solvent content is 80 to 5% by mass (however, the total of water and the organic solvent is 100% by mass). preferable.
  • the coating liquid may contain various additives in addition to the acrylic acid polymer (A), the saccharide (B), the sodium hypophosphite (C), and the solvent.
  • the additive include those described above.
  • the preferable content is also the same.
  • the coating (coating) method of the coating liquid for forming the gas barrier layer 5 is not particularly limited, and examples thereof include a casting method, a dipping method, a roll coating method, a gravure coating method, a screen printing method, a reverse coating method, and a spray coating. Method, kit coating method, die coating method, metering bar coating method, chamber doctor combined coating method, curtain coating method and the like.
  • drying may be performed after application of the coating liquid and before heat treatment. Drying is performed continuously from application of the coating liquid.
  • the drying method is not particularly limited, and examples thereof include a hot air drying method, a hot roll contact method, an infrared heating method, and a microwave heating method. These methods may be performed alone or in combination.
  • the drying temperature is not particularly limited. For example, when the above-mentioned water or a mixed solvent of water and an organic solvent is used as a solvent, it is usually preferably 50 ° C. to 160 ° C.
  • the drying pressure is usually preferably normal pressure or reduced pressure, and preferably normal pressure from the viewpoint of facility simplicity.
  • coating and drying of the coating liquid for forming each gas barrier layer are performed continuously. Alternatively, it may be performed discontinuously through a winding process and a curing process.
  • the heat treatment temperature after coating the coating liquid is 180 ° C. (453 K) or more and 250 ° C. (523 K) or less, preferably 190 ° C. (463 K) or more and 230 ° C. (503 K) or less, 200 ° C. (473 K) or more and 210 ° C. (483K) or less is more preferable.
  • the heat treatment temperature is not lower than the lower limit (180 ° C.) of the above range, the acrylic acid polymer (A) and the saccharide (B) react sufficiently in the heat treatment time of 300 seconds or less. Therefore, a high oxygen barrier property is achieved, and the productivity of the gas barrier laminate film 10 is excellent.
  • the higher the heat treatment temperature the higher the oxygen barrier property can be obtained in a short heat treatment time. However, when the heat treatment temperature is too high, there is a risk of discoloration or decomposition. If the heat treatment temperature is not more than the upper limit (250 ° C.) of the above range, discoloration and decomposition are unlikely to occur
  • the heat treatment time is 300 seconds or less, preferably 1 second to 300 seconds, and more preferably 5 seconds to 300 seconds. If the heat treatment time is 300 seconds or less, the productivity of the gas barrier laminate film 10 is excellent. Further, if the heat treatment time is long, there is a risk of discoloration or decomposition, but discoloration or decomposition is less likely to occur if it is 300 seconds or less.
  • the preferable upper limit of the heat treatment time is set in consideration of the heat treatment temperature and the like so that the gas barrier laminate film is not decomposed or melted.
  • the gas-barrier laminated film 10 is formed of a poly (( And a gas barrier layer 5 containing a (meth) acrylic acid cross-linked product.
  • gas barrier properties such as oxygen barrier properties and water vapor barrier properties.
  • the gas barrier property is unlikely to decrease due to moisture absorption.
  • gas barrier property is hard to deteriorate when abuse, such as bending and extending
  • the reason for the above effect is that when each layer is within the above range, the degree of crosslinking of the formed crosslinked product is high. Since the degree of crosslinking is high, the oxygen barrier property, moisture resistance, etc. of the gas barrier layer 5 are excellent.
  • the adhesion between the gas barrier layer 5 and the inorganic vapor deposition layer 3 is high. Accordingly, it is considered that the inorganic vapor deposition layer 3 is not easily damaged when abuse such as bending or stretching is applied, and the gas barrier property is not easily lowered due to the damage of the inorganic vapor deposition layer 3.
  • the saccharide (B) having 10 or less glycosidic bonds has high reactivity with the acrylic acid polymer (A). By combining such a carbohydrate (B) and a specific amount of sodium hypophosphite (C), the progress of esterification during heat treatment is accelerated. Therefore, in the production of the gas barrier laminated film 10, the gas barrier layer 5 having excellent oxygen barrier properties can be formed by heat treatment for a relatively short time (for example, 300 seconds or less), and the productivity is excellent.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a gas barrier laminate film according to a second embodiment of the present invention.
  • the gas barrier laminate film 20 of the present embodiment includes a film substrate 1, an anchor coat layer 7 laminated on one surface (first surface) of the film substrate 1, and an inorganic laminate on the anchor coat layer 7.
  • stacked on the inorganic vapor deposition layer 3 are provided.
  • the gas barrier laminate film 20 is the same as the gas barrier laminate film 10 of the first embodiment except that an anchor coat layer 7 is further provided between the film substrate 1 and the inorganic vapor deposition layer 3.
  • the anchor coat layer 7 is provided in order to improve the adhesion between the film substrate 1 and the inorganic vapor deposition layer 3.
  • the material constituting the anchor coat layer 7 include resins such as urethane resins, epoxy resins, acrylic resins, and polyester resins.
  • additives such as a hardening
  • the thickness of the anchor coat layer 7 is not particularly limited as long as the thickness on the surface of the film substrate 1 is uniform, but is preferably 0.01 to 2 ⁇ m, preferably 0.05 to 0.5 ⁇ m. More preferably. If the thickness of the anchor coat layer 7 is equal to or greater than the lower limit (0.01 ⁇ m) of the above range, the thickness of the anchor coat layer 7 is highly uniform, and the adhesion of the inorganic vapor deposition layer 3 to the film substrate 1 is higher. Excellent. When the thickness of the anchor coat layer 7 is equal to or less than the upper limit (2 ⁇ m) of the above range, the anchor coat layer 7 has good flexibility (flexibility) and is less likely to crack due to external factors.
  • the gas barrier laminated film 20 can be manufactured by, for example, a manufacturing method including the following steps ( ⁇ 1), ( ⁇ 2), and ( ⁇ 3).
  • a coating liquid containing a solvent, and a heat treatment is performed at a temperature of 180 ° C. to 250 ° C. for 300 seconds or less to form the gas barrier layer 5.
  • the formation method of the anchor coat layer 7 is not particularly limited, and a known method can be appropriately selected.
  • the anchor coat layer 7 can be formed by applying an anchor coating agent containing the above-described resin, a solvent, and, if necessary, an additive and drying.
  • the coating method of the anchor coating agent is not particularly limited, and a known printing method such as an offset printing method, a gravure printing method, a silk screen printing method, or a known coating method such as a roll coating, a knife edge coating, or a gravure coating is used. be able to.
  • Step ( ⁇ 2) The step ( ⁇ 2) can be performed in the same manner as the step ( ⁇ 1) in the first embodiment.
  • Step ( ⁇ 3) The step ( ⁇ 3) can be performed in the same manner as the step ( ⁇ 2) in the first embodiment.
  • the gas barrier laminate film 20 includes the inorganic vapor deposition layer 3 and the gas barrier layer 5, the gas barrier laminate film 20 is excellent in gas barrier properties such as oxygen barrier property and water vapor barrier property as in the first embodiment.
  • the gas barrier property is unlikely to decrease due to moisture absorption.
  • the adhesiveness between the film base material 1 and the inorganic vapor deposition layer 3 is excellent by providing the anchor coat layer 7.
  • the gas barrier laminate film 20 can form the gas barrier layer 5 having an excellent gas barrier property by a heat treatment for a relatively short time (for example, 300 seconds or less) during the production thereof, thereby improving productivity. Excellent.
  • other base materials are laminated for the purpose of imparting strength, providing sealing properties, easy opening when sealing, imparting design properties, imparting light blocking properties, and the like. Also good.
  • Other substrates are appropriately selected according to the purpose, but plastic films and papers are usually used. Plastic films and papers may be used alone or in combination of two or more. For example, plastic films and papers may be laminated and used.
  • Examples of a method of laminating another base material on the gas barrier laminate film include a method of laminating by an laminating method using an adhesive. Specific examples of the laminating method include a dry laminating method, a wet laminating method, and an extrusion laminating method. From the viewpoints of providing design properties, providing light blocking properties, providing moisture resistance, and the like, printing or vapor deposition may be performed on other base materials.
  • Preparation Example 1 Polyacrylic acid (trade name: Aron A-10H, number average molecular weight 200,000, 25% by weight aqueous solution, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) is dissolved in distilled water as the acrylic acid polymer (A), and the solid content concentration is 10% by weight.
  • a polyacrylic acid (PAA) aqueous solution was prepared. This PAA aqueous solution was mixed with mannitol (trade name: Marine Crystal, manufactured by Mitsubishi Corporation Foodtech), which is a sugar alcohol as a saccharide (B), and sodium hypophosphite.
  • PAA polyacrylic acid
  • the mixing is carried out so that the mass ratio (solid content ratio) between the acrylic acid polymer (A) and the saccharide (B) (hereinafter also referred to as “A / B”) is 90/10.
  • a coating solution (1) was prepared by setting the solid content concentration of the aqueous solution thus obtained to 5% by mass.
  • a / B is 90/10 or 70/30, and the ratio of sodium hypophosphite to the solid content of the unneutralized portion of the acrylic acid polymer (A) is 20 It went so that it might become mass%.
  • Coating solutions (2) and (3) were prepared by setting the solid content concentration of the aqueous solution thus obtained to 5% by mass.
  • a / B is 90/10 or 70/30, and the ratio of sodium hypophosphite to the solid content of the unneutralized portion of the acrylic acid polymer (A) is 20 It went so that it might become mass%.
  • Coating solutions (4) and (5) were prepared by setting the solid content concentration of the aqueous solution thus obtained to 5% by mass.
  • Preparation Example 9 Except for replacing mannitol with reduced starch saccharified product (trade name: PO20, 70% by weight aqueous solution, manufactured by Mitsubishi Corporation Foodtech, a saccharide composed mainly of a sugar alcohol having 4 to 10 glycoside bonds) The same operation as in Preparation Example 4 was performed to prepare a coating liquid (9) having a solid content concentration of 5% by mass.
  • mannitol trade name: PO20, 70% by weight aqueous solution, manufactured by Mitsubishi Corporation Foodtech, a saccharide composed mainly of a sugar alcohol having 4 to 10 glycoside bonds
  • Preparation Example 10 Soluble starch (manufactured by Alfa Aesar) was dissolved in distilled water as starches to prepare a soluble starch aqueous solution having a solid content concentration of 10% by mass. A coating solution (10) having a solid content concentration of 5% by mass was prepared in the same manner as in Preparation Example 4 except that mannitol was replaced with a soluble starch aqueous solution having the same solid content.
  • Preparation Example 11 Except not adding sodium hypophosphite, the same operation as Preparation Example 4 was performed to prepare a coating liquid (11) having a solid content concentration of 5% by mass.
  • Preparation Example 12 Except that mannitol was not added, the same operation as in Preparation Example 4 was performed to prepare a coating liquid (12) having a solid content concentration of 5% by mass.
  • Preparation Example 13 Except for replacing mannitol with raffinose (D (+)-raffinose pentahydrate, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), which is a trisaccharide, the same operation as in Preparation Example 4 was performed, and the solid content concentration was 5% by mass. A coating liquid (13) was prepared.
  • Preparation Example 14 A coating solution (14) having a solid content concentration of 5% by mass was prepared in the same manner as in Preparation Example 4 except that mannitol was replaced with maltoheptaose (manufactured by Tokyo Chemical Industry Co., Ltd.), a heptasaccharide.
  • Example 1 On the biaxially stretched polyethylene terephthalate film (trade name: Lumirror P60, thickness 12 ⁇ m, inner corona treatment, manufactured by Toray Industries, Inc.), the metal aluminum is evaporated by an electron beam heating vacuum deposition device, and oxygen gas is introduced there. And aluminum oxide was vapor-deposited and the 20-nm-thick inorganic vapor deposition layer was formed. Next, the coating liquid (1) is applied onto the inorganic vapor deposition layer by a bar coater, and heat treatment is performed at 210 ° C. for 180 seconds with a dryer to form a gas barrier layer having a thickness of about 0.6 ⁇ m. A gas barrier laminate film was obtained.
  • Examples 2 to 7 As shown in Table 1, the coating liquid (1) was changed to the coating liquid (2), (3), (4), (5), (6) or (7) as in Example 1, and the same as in Example 1. Thus, a gas barrier laminate film was obtained.
  • Example 8 to 9 As shown in Table 1, a gas barrier laminate film was obtained in the same manner as in Example 4 except that the heat treatment temperature was changed to 180 ° C. or 250 ° C.
  • Example 10 to 12 A gas barrier laminate film was obtained in the same manner as in Example 1 except that the coating liquid (1) was changed to the coating liquid (9), (13) or (14).
  • Example 13 to 14 As shown in Table 1, a gas barrier laminate film was obtained in the same manner as in Example 4 except that the heat treatment time was changed to 120 seconds or 240 seconds.
  • Example 15 Acrylic polyol and triidyl isocyanate were added so that the amount of NCO group was equal to the OH group of acrylic polyol.
  • the resulting material was diluted with ethyl acetate so that the total solid content was 5 wt%, and ⁇ - (3,4 epoxycyclohexyl) trimethoxysilane was added to the total solid content at 5 wt% to obtain a mixed solution. .
  • the obtained solution was coated on a biaxially stretched polyethylene terephthalate film (trade name: Lumirror P60, thickness 12 ⁇ m, inner corona treatment, manufactured by Toray Industries, Inc.) with a bar coater so as to have a film thickness of 0.1 ⁇ m.
  • An anchor coat layer was provided.
  • an aluminum vapor was evaporated by a vacuum vapor deposition apparatus using an electron beam heating method, oxygen gas was introduced therein, and aluminum oxide was vapor-deposited to form an inorganic vapor deposition layer having a thickness of 20 nm.
  • a coating liquid (4) is applied onto the inorganic vapor deposition layer by a bar coater, and heat treatment is performed at 210 ° C. for 180 seconds with a dryer to form a gas barrier layer having a thickness of about 0.6 ⁇ m.
  • a gas barrier laminate film was obtained.
  • the oxygen permeability of the sample was measured under the conditions of a temperature of 30 ° C. and a relative humidity of 70% using an oxygen permeation tester (OXTRAN 2/20, manufactured by Modern Control).
  • the measurement method was expressed in units of cm 3 (STP) / (m 2 ⁇ day ⁇ MPa) in accordance with JIS K-7126 “Method B (isobaric method)” and ASTM D3985-81.
  • (STP) means standard conditions (0 ° C., 1 atm) for defining the volume of oxygen.
  • LLDPE Linear Low Density Polyethylene Film
  • TM-MC Linear Low Density Polyethylene Film
  • HIRANO TECSEED HIRANO TECSEED
  • the laminated surface is a surface on which an inorganic vapor deposition layer and a gas barrier layer (or only an inorganic vapor deposition layer) are laminated.
  • a two-component curable adhesive Takelac A620 (main agent) / Takenate A65 (hardener) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc. was used.
  • Ny a stretched nylon film, Emblem ONMB (15 ⁇ m) manufactured by Unitika Ltd. was used.
  • CPP a polypropylene film manufactured by Toray Film Processing Co., Ltd., Treffan ZK93FM (60 ⁇ m) was used.
  • LLDPE a linear low-density polyethylene film, TUX-TCS (60 ⁇ m) manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., Toro Cello Co., Ltd. was used.
  • the laminate film (I) was cut into a size of 295 mm long ⁇ 210 mm wide to prepare a sample.
  • the sample was subjected to the following abuse test.
  • the sample was attached to a fixed head of a gelboflex tester manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd. so as to be a cylinder having a diameter of 87.5 mm ⁇ 210 mm. Both ends of the sample were held, the initial gripping interval was set to 175 mm, a twist of 440 degrees was applied at a stroke of 87.5 mm, and the reciprocating motion of this operation was repeated 50 times at a speed of 40 times / min and bent.
  • the oxygen transmission rate and the water vapor transmission rate were measured by the measurement method described above.
  • Laminate film (II) was cut out in a size of 200 mm long ⁇ 150 mm wide to prepare a sample.
  • the sample was subjected to the following abuse test.
  • the sample was stretched 5% in the machine direction at a speed of 100 ⁇ m / sec using Tensilon manufactured by Toyo Baldwin, and this state was maintained for 1 minute, and then the sample was returned to its original position at the same speed.
  • the oxygen transmission rate and the water vapor transmission rate were measured by the measurement method described above.
  • the addition amount (% by mass) of sodium hypophosphite is the ratio of the unneutralized portion of the acrylic acid polymer (A) to the solid content.
  • the gas barrier laminated films of Examples 1 to 15 were superior in gas barrier properties because both the oxygen permeability and the water vapor permeability before abuse were smaller than those of Comparative Examples 1 to 5.
  • the laminate film using the gas barrier laminate film has an oxygen permeability after abuse (bending, stretching) smaller than those of Comparative Examples 1 to 5, and the water vapor permeability is equal to or more than that of Comparative Examples 1 to 5. The gas barrier was sufficiently small even after abuse.
  • the gas barrier laminate film of the present invention has high gas barrier properties and can maintain excellent gas barrier properties even after abuse such as bending and stretching. Therefore, the gas barrier laminate film of the present invention can maintain excellent gas barrier properties even after post-processing such as printing process, dry lamination, melt extrusion lamination, thermocompression lamination, and the like. Therefore, by using the gas barrier laminate film of the present invention, it is possible to provide a packaging material with a wide practical range that is used in the packaging field such as a vacuum heat insulating material and a living material (food, medicine).

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Processes Of Treating Macromolecular Substances (AREA)

Abstract

 本発明のガスバリア性積層フィルムは、フィルム基材と、無機蒸着層と、ポリ(メタ)アクリル酸の架橋物を含むガスバリア層と、を備えるガスバリア性積層フィルムであって、前記架橋物は、次亜リン酸ナトリウム(C)存在下でのアクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)との反応により形成され、前記アクリル酸系ポリマー(A)が、ポリ(メタ)アクリル酸、またはポリ(メタ)アクリル酸のカルボキシ基の0モル%より大きく25モル%以下が亜鉛により中和された部分中和物であり、前記糖質(B)の構造中のグリコシド結合の数が0個以上10個以下であり、前記アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する前記次亜リン酸ナトリウム(C)の割合が10質量%以上25質量%以下である。

Description

ガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法
 本発明は、ガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法に関する。
 本願は、2014年12月8日に日本に出願された特願2014-247716号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 食品や医薬品などの包装に用いられるガスバリア性積層フィルムとしては、フィルム基材の少なくとも一方の面に無機蒸着層を積層した無機蒸着フィルムが広く用いられている。
 無機蒸着フィルムとしては、例えば、以下の(1)~(3)が提案されている。
 (1)ポリエステルフィルムの少なくとも一方の面に、無機酸化物から形成され、屈折率が1.51~1.65の薄膜を設けたフィルム(特許文献1)。
 (2)熱可塑性樹脂フィルムの少なくとも片面に、所定のポリウレタン樹脂から形成されるアンカーコート層を設け、該アンカーコート層上に金属及び金属酸化物のうちの少なくともいずれか1つから形成される層を積層したフィルム(特許文献2)。
 (3)プラスチックフィルムの片面に透明蒸着層を形成し、次いで、酸成分がテレフタル酸とイソフタル酸とからなりジオール成分がエチレングリコールとネオペンチルグリコールとからなるポリエステルと無機微粉末とからなる塗工層を設け、該塗工層に印刷加工を施して得られるフィルム(特許文献3)。
日本国特開平9-123338号公報 日本国特開2010-229291号公報 日本国特許第4045559号公報
 しかし、(1)の無機蒸着フィルムは、耐虐待性が低い。そのため、折り曲げ、延伸などにより応力(虐待)を加えると、無機蒸着層が損傷を受けてガスバリア性が損なわれる。
 (2)~(3)の無機蒸着フィルムの耐虐待性は、(1)の無機蒸着フィルムよりは良好である。しかしながら、これらの耐虐待性は十分ではないことがあり、虐待を加えるとガスバリア性が低下し、虐待前のガスバリア性を保持できないおそれがある。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、優れたガスバリア性を有し、かつ耐虐待性に優れ、折り曲げ、延伸などによりガスバリア性が劣化し難いガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法を提供することを目的とする。
 本発明は、以下の態様を有する。
 本発明の第一態様に係るガスバリア性積層フィルムは、フィルム基材と、無機蒸着層と、ポリ(メタ)アクリル酸の架橋物を含むガスバリア層とを備えるガスバリア性積層フィルムであって、前記架橋物が、次亜リン酸ナトリウム(C)存在下でのアクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)との反応により形成され、前記アクリル酸系ポリマー(A)が、ポリ(メタ)アクリル酸、またはポリ(メタ)アクリル酸のカルボキシ基の0モル%より大きく25モル%以下が亜鉛により中和された部分中和物であり、前記糖質(B)の構造中のグリコシド結合の数が0個以上10個以下であり、前記アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する前記次亜リン酸ナトリウム(C)の割合が10質量%以上25質量%以下である。
 上記第一態様において、前記無機蒸着層が、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化ケイ素からなる群から選択される少なくとも1種から形成されていてもよい。
 上記第一態様に係るガスバリア性積層フィルムは、前記フィルム基材と前記無機蒸着層との間に形成され、0.01μm以上2μm以下の厚みを有するアンカーコート層をさらに備えていてもよい。
 本発明の第二態様に係るガスバリア性積層フィルムの製造方法は、フィルム基材と、無機蒸着層と、ポリ(メタ)アクリル酸の架橋物を含むガスバリア層とを備えるガスバリア性積層フィルムの製造方法であって、フィルム基材の少なくとも一方の面上に無機蒸着層を形成し、前記無機蒸着層上にアクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)と次亜リン酸ナトリウム(C)と溶媒とを含む塗液を塗工し、180℃以上250℃以下の温度で300秒以下の熱処理を行ってガスバリア層を形成し、前記アクリル酸系ポリマー(A)が、ポリ(メタ)アクリル酸、またはポリ(メタ)アクリル酸のカルボキシ基の0モル%より大きく25モル%以下が亜鉛により中和された部分中和物であり、前記糖質(B)の構造中のグリコシド結合の数が0個以上10個以下であり、前記アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する前記次亜リン酸ナトリウム(C)の割合が10質量%以上25質量%以下である。
 上記第二態様において、前記フィルム基材の一方の面上に前記無機蒸着層を形成する前に、前記フィルム基材の前記一方の面上にアンカーコート層を形成し、前記アンカーコート層上に前記無機蒸着層を形成してもよい。
 本発明の上記態様によれば、優れたガスバリア性を有し、かつ耐虐待性に優れ、折り曲げ、延伸などによりガスバリア性が劣化し難いガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法を提供することができる。
本発明の第1実施形態に係るガスバリア性積層フィルムを模式的に示す断面図である。 本発明の第2実施形態に係るガスバリア性積層フィルムを模式的に示す断面図である。
 以下、本発明の一実施形態に係るガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法について、添付の図面を用いて説明する。
 なお、以下の実施形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
<第1実施形態>
 図1は、本発明の第1実施形態に係るガスバリア性積層フィルムを模式的に示す断面図である。
 本実施形態のガスバリア性積層フィルム10は、フィルム基材1と、フィルム基材1の一方の面(第1の面)上に積層した無機蒸着層3と、無機蒸着層3上に積層したガスバリア層5と、を備える。
(フィルム基材)
 フィルム基材1を構成する材質としては、例えばプラスチックス類、紙類、ゴム類等が挙げられる。これらの中でも、フィルム基材1とフィルム基材1上に形成される層との密着性の観点から、プラスチック類が好ましい。
 プラスチック類としては、例えばポリエステル(ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等)、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン等)、ポリスチレン、ポリアミド(66-ナイロン等)、ポリカーボネート、ポリアクリロニトリル、ポリイミド等が挙げられる。これらのプラスチック類をフィルム状に加工してフィルム基材1が形成される。
 プラスチック類のフィルムは、延伸、未延伸のどちらでもよく、機械強度や寸法安定性を有するものが好ましい。特に、二軸方向に任意に延伸されたフィルムが好ましい。
 プラスチック類のフィルムは、ガスバリア性積層フィルム10を包装材料に使用する場合、価格面、防湿性、充填適性、風合い、および廃棄性を考慮すると、ポリアミドフィルム、ポリエステルフィルムが好ましく、ポリエステルフィルムがより好ましい。
 フィルム基材1の厚さは、ガスバリア性積層フィルム10の用途に応じて適宜設定できる。例えばガスバリア性積層フィルム10を包装材料に使用する場合、特に制限はないが、包装材料としての適性、および加工性を考慮すると、実用的には3~200μmが好ましく、6~30μmがより好ましい。
 フィルム基材1の表面に、周知の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤を、必要に応じて適用することができる。
 フィルム基材1の表面に、フィルム基材1上に形成される層と密着性の観点から、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理などの表面活性化処理が施されていてもよい。
(無機蒸着層)
 無機蒸着層3は、蒸着法によって無機材料から形成された層である。
 無機蒸着層3は、ガスバリア性積層フィルム10の酸素バリア性、水蒸気バリア性等のガスバリア性、特に水蒸気ガスバリア性を付与するために設けられている。
 無機蒸着層3を構成する無機材料としては、酸素バリア性、水蒸気バリア性等のガスバリア性を付与するための無機蒸着層を構成することができる無機材料が適宜選択される。
 無機材料としては、例えば、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化ケイ素、酸化錫等が挙げられる。無機材料は、必要に応じて、1種または2種以上が組み合わせられて用いられる。
 無機材料としては、ガスバリア性が高い点から、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムおよび酸化ケイ素からなる群から選択される少なくとも1種が好ましい。
 酸化アルミニウムは、アルミニウム(Al)と酸素(O)との存在比がモル比で、Al:O=1:1.5~1:2.0であることが好ましい。例えば、酸化アルミニウム蒸着層は、アルミニウムを蒸着材料にして、酸素、炭酸ガス、及び不活性ガス等との混合ガスの存在下、薄膜形成を行う反応性蒸着や、反応性スパッタリング、反応性イオンプレーティング等により形成することができる。この時、アルミニウムを酸素と反応させれば、化学量論的にはAlであることから、アルミニウム(Al)と酸素(O)との存在比がモル比で、Al:O=1:1.5であるはずである。しかしながら、蒸着方法によって、一部アルミニウムのまま存在したり、過酸化アルミニウムで存在したりすることもある。そのため、X線光電子分光分析装置(XPS)等を用いて、酸化アルミニウム蒸着層の元素の存在比を測定すると、一概に、アルミニウム(Al)と酸素(O)との存在比がモル比で、Al:O=1:1.5とは言えないことが分かる。一般に、アルミニウム(Al)と酸素(O)との存在比がモル比で、Al:O=1:1.5よりも酸素量が少なく、アルミニウム量が多い場合、酸化アルミニウム蒸着層は緻密になるため、良好なガスバリア性が得られる。しかしながらこの場合、酸化アルミニウム蒸着層は黒く着色し、光線透過量が低くなる傾向がある。一方、アルミニウム(Al)と酸素(O)との存在比がモル比で、Al:O=1:1.5よりも酸素量が多く、アルミニウム量が少ない場合、酸化アルミニウム蒸着層は疎になるため、ガスバリア性は悪いが、光線透過量が高く透明となる。
 酸化ケイ素は、特に無機蒸着層3に耐水性が必要とされる場合に好適に用いられる。
 無機蒸着層3の厚さは、ガスバリア性積層フィルム10の用途やガスバリア層5の厚さによっても異なるが、5~300nmであることが好ましく、10~50nmであることがより好ましい。無機蒸着層3の厚さが前記範囲の下限値(5nm)以上であれば、無機蒸着層3の連続性が良好で、ガスバリア性に優れる。無機蒸着層3の厚さが前記範囲の上限値(300nm)以下であれば、無機蒸着層3の柔軟性(可撓性)が優れ、折り曲げ、引っ張り等の外的要因による亀裂が生じにくい。
 無機蒸着層3の厚さは、たとえば、蛍光X線分析装置を用いて、事前に同様のサンプルを透過型電子顕微鏡(TEM)にて測定し得た検量線の結果から算出することができる。
(ガスバリア層)
 ガスバリア層5は、ポリ(メタ)アクリル酸の架橋物を含む層である。
 該架橋物は、次亜リン酸ナトリウム(C)存在下での以下のアクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)との反応により形成される。
 ガスバリア層5は、優れた酸素バリア性を有する。また、ガスバリア層5により、虐待を加えたときの無機蒸着層3の損傷が抑制され、ガスバリア性積層フィルム10の耐虐待性が優れる。
[アクリル酸系ポリマー(A)]
 アクリル酸系ポリマー(A)は、以下の(A1)または(A2)である。
 (A1):ポリ(メタ)アクリル酸。
 (A2):ポリ(メタ)アクリル酸のカルボキシ基の0モル%より大きく25モル%以下が亜鉛により中和された部分中和物。
 (A1)における「ポリ(メタ)アクリル酸」は、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、またはアクリル酸とメタクリル酸との共重合体を意味する。
 (A1)の重合度は、ガスバリア性積層フィルムの耐水性の観点から、20~20,000が好ましく、50~10,000がより好ましい。
 (A1)の重合度が20未満では、ガスバリア性積層フィルムに十分な耐水性を付与することができず、さらに水分によってガスバリア性や透明性が悪化する場合や、白化が発生する場合がある。(A1)の重合度が20,000を超えると、ガスバリア層5を形成するための塗液の塗工時に粘度が高くなり塗工性が損なわれる場合がある。
 (A2)におけるポリ(メタ)アクリル酸(亜鉛により中和される前のポリ(メタ)アクリル酸)は、(A1)と同様であり、好ましい重合度も同様である。
 (A2)の亜鉛中和度(ポリ(メタ)アクリル酸のカルボキシ基のうち亜鉛で中和されたカルボキシ基の割合)は、0モル%より大きく25モル%以下であり、5モル%以上25モル%以下が好ましく、10モル%以上25モル%以下がより好ましい。亜鉛中和度が前記の範囲内で高いほど、ガスバリア層5の耐水性が優れる。亜鉛中和度が前記範囲の上限値(25モル%)以下であると、ガスバリア層5を形成するための塗液の安定性が優れる。
 (A2)は、例えば、ポリ(メタ)アクリル酸の水溶液と、亜鉛化合物とを混合することにより調製できる。
 亜鉛化合物としては、例えば、亜鉛の単体や、酸化物、水酸化物、無機酸塩(例えば、炭酸塩)、有機酸塩(例えば、酢酸塩)、アンモニウム錯体、2~4級アミン錯体、またはアンモニウム錯体もしくは2~4級アミン錯体の炭酸塩もしくは有機酸塩等が挙げられる。これらの亜鉛化合物の中でも、工業的生産性の観点から、酸化亜鉛、酢酸亜鉛がより好ましく、酸化亜鉛が特に好ましい。
[糖質(B)]
 糖質(B)は、構造中のグリコシド結合の数が0個以上10個以下の糖質である。
 グリコシド結合の数が10個以下であることにより、グリコシド結合の数が11個以上の場合に比べて、アクリル酸系ポリマー(A)との反応性が高く、短時間の熱処理でもエステル化度合い(架橋度)が高い架橋物が得られやすい。そのため、形成されるガスバリア層5の酸素バリア性、防湿性等が優れる。
 糖質(B)としては、例えば、以下の(B1)~(B5)、これらの各種置換体・誘導体等が挙げられる。これらのうち、水に可溶な構成が好ましい。これらはいずれか1種を単独で用いてもよく2種以上を併用してもよい。
 (B1):単糖類(グリコシド結合の数が0個)。
 (B2):二糖類(グリコシド結合の数が1個)。
 (B3):グリコシド結合を2~10個有するオリゴ糖類。
 (B4):グリコシド結合を有しない糖アルコール。
 (B5):グリコシド結合を1~10個有する糖アルコール。
 (B1):
 単糖類は、加水分解によってそれ以上簡単な分子にならない基本物質で、二糖以上の多糖類の構成単位となる。単糖は、一部の例外はあるが、通常、一般式C2nで表される。そのうち、炭素数(n)が2、3、4、5、6、7、8、9および10であるものは、それぞれ、ジオース、トリオース、テトロース、ペントース、ヘキソース、ヘプトース、オクトース、ノノースおよびデコースと称される。アルデヒド基を持つ単糖がアルドース、ケトン基を持つ単糖がケトースと分類される。一般式C2nにおいてn=3以上の単糖は、不斉炭素原子を持ち、不斉炭素原子の数に応じて立体異性体が多数あり得るが、天然に知られているものはその一部である。天然に存在するものは、ペントースとヘキソースが多い。
 (B1)としては、天然に多量に存在することから、一般式C2nにおいてn=5以上であるアルドースが好ましい。このような単糖としては、例えば、グルコース、マンノース、ガラクトース、キシロース等が挙げられる。これらの中でも、グルコース、ガラクトースがより好ましい。
 (B1)は、必要に応じて、1種または2種以上が組み合わせられて用いられる。
 (B2):
 二糖類とは、2個の単糖がグリコシド結合により連結された構造を持つ化合物である。
 (B2)の具体例としては、スクロース、ラクトース、トレハロース、セロビオース、マルトース等が挙げられる。
 (B2)は、必要に応じて、1種または2種以上が組み合わせられて用いられる。
 (B3):
 (B3)は、3個以上11個以下の単糖がグリコシド結合により連結された構造を持ち、単糖の数によって三糖~十一糖に分類される。
 (B3)の具体例としては、ラフィノース、スタキオース等が挙げられる。また、それらのオリゴ糖の加水分解生成物(例えばオリゴ糖に有機酸や無機酸を加えた固相、液相または固液混合相にて、該オリゴ糖の加水分解酵素を触媒として、必要に応じて熱を加えることにより、加水分解して得られたもの)等が挙げられる。
 (B3)としては、水に可溶な構成が好ましい。水に可溶な(B3)の中でも、その構成単糖がグルコースのみであることがより好ましい。
 (B4):
 「糖アルコール」とは、糖分子のカルボニル基を還元して生成する多価アルコールである。
 (B4)としては、単糖類のカルボニル基を還元して生成する鎖式多価アルコールが好ましい。該鎖式多価アルコールは、通常、一般式C2n+2(「Cn+2(OH)」とも記載される。)で表される。そのうち、炭素数(n)が3、4、5、6、7、8、9および10であるものは、それぞれ、トリトール、テトリトール、ペンチトール、ヘキシトール、ヘプチトール、オクチトール、ノニトールおよびデシトールと称される。(B1)には、不斉炭素原子の数に応じて立体異性体が多数存在する。
 (B4)の具体例としては、ソルビトールや、マンニトール、ズルシトール、キシリトール、エリトリトール、グリセリン等が挙げられる。
 (B4)としては、一般式C2n+2においてnが3~6である糖アルコールが好ましい。
 (B5):
 (B5)としては、3個以上11個以下の単糖がグリコシド結合により連結された構造を持つ糖のカルボニル基(還元性末端のC1位のカルボニル基)を還元して生成する多価アルコールが挙げられる。該糖としては、前記で挙げた二糖類およびオリゴ糖類(オリゴ糖およびその加水分解生成物)のなかから適宜選択できる。
 (B5)の具体例としては、マルチトール、マルトトリイトール、オリゴ糖アルコール等が挙げられる。
 糖質(B)は、必要に応じて、1種または2種以上が組み合わせられて用いられる。
 前記アクリル酸系ポリマー(A)および糖質(B)は、アクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)との質量比(A/B)が95/5~50/50となるように用いられることが好ましい。A/Bは、95/5~60/40であることがより好ましく、95/5~70/30であることがさらに好ましい。A/Bが前記範囲内であれば、エステル化反応に寄与するアクリル酸系ポリマー(A)のカルボキシ基と糖質(B)の水酸基の量が十分であり、ガスバリア層5中の(ポリ)アクリル酸の架橋物の架橋度が十分に高くなる。そのため、ガスバリア性積層フィルム10が、高湿度条件下でも優れた酸素バリア性を有する。
[次亜リン酸ナトリウム(C)]
 次亜リン酸ナトリウム(C)は、アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分(100質量%)に対し、10質量%以上25質量%以下の割合で用いられる。
 次亜リン酸ナトリウム(C)の割合が前記範囲の下限値(10質量%)以上であれば、短時間の熱処理でも十分にアクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)との反応(エステル化反応)が進行する。そのため、ガスバリア層5中の(ポリ)アクリル酸の架橋物の架橋度が十分に高くなり、ガスバリア性積層フィルム10の酸素バリア性、耐虐待性等が優れる。
 次亜リン酸ナトリウム(C)の割合が前記範囲の上限値(25質量%)以下であれば、耐水性が優れる。また、次亜リン酸ナトリウム(C)の割合が前記範囲の上限値(25質量%)を超えても、含有量の増加に伴うエステル化反応への効果はほとんど見られない。
 本発明において「アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分」とは、以下の式により定義される値である。
 アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分=W×(100-X)/100
 ここで、Wは、糖質(B)と反応させるアクリル酸系ポリマー(A)の質量を示し、Xは、アクリル酸系ポリマー(A)の亜鉛中和度(モル%)を示す。
 ガスバリア層5は、本発明の効果を損なわない範囲で、前記架橋物以外の他の成分をさらに含んでもよい。
 たとえば、アクリル酸系ポリマー(A)、糖質(B)、次亜リン酸ナトリウム(C)、及び各種の添加剤等を含んでもよい。
 添加剤としては、シランカップリング剤や、可塑剤、樹脂、分散剤、界面活性剤、柔軟剤、安定剤、アンチブロッキング剤、膜形成剤、粘着剤、酸素吸収剤等が挙げられる。
 添加剤の含有量は、ガスバリア層5を形成するアクリル酸系ポリマー(A)と添加剤との質量比(アクリル酸系ポリマー(A)/添加剤)で、70/30~99.9/0.1であることが好ましく、80/20~98/2であることがより好ましい。
(ガスバリア性積層フィルムの製造方法)
 ガスバリア性積層フィルム10は、例えば、以下の(α1)および(α2)の工程を含む製造方法により製造できる。
 (α1):フィルム基材1の一方の面上に無機蒸着層3を形成する工程。
 (α2):前記フィルム基材1の無機蒸着層3が形成された側の面上に、アクリル酸系ポリマー(A)、糖質(B)、次亜リン酸ナトリウム(C)、及び溶媒を含む塗液を塗工し、180℃以上250℃以下の温度で300秒以下の熱処理を行ってガスバリア層5を形成する工程。
[工程(α1)]
 無機蒸着層3を形成する方法としては、公知の種々の蒸着方法を用いることができる。
 例えば、真空蒸着法や、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学気相成長法等が挙げられる。
 真空蒸着法による真空蒸着装置の加熱手段としては、電子線加熱方式や、抵抗加熱方式、誘導加熱方式等が好ましく用いられる。また、フィルム基材1に対する無機蒸着層3の密着性および無機蒸着層3の緻密性を向上させるためには、前記の加熱手段に加えて、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法を用いることもできる。
 蒸着の際、無機蒸着層3の透明性を上げるために、酸素ガス等を吹き込んだりする反応蒸着を行ってもよい。
[塗液]
 ガスバリア層5の形成に用いられる塗液中のアクリル酸系ポリマー(A)、糖質(B)はそれぞれ前記と同様である。
 塗液中の次亜リン酸ナトリウム(C)の量は、前記のとおり、アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する次亜リン酸ナトリウム(C)の割合が10質量%以上25質量%以下となる量であり、好ましい量も前記と同様である。
 塗液中のアクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)との合計量に対する糖質(B)の割合の好ましい範囲も前記と同様である。
 塗液の溶媒としては、水、または、水と有機溶媒との混合溶媒が好ましく、水と炭素数1~5の低級アルコールとの混合溶媒がより好ましい。
 混合溶媒においては、水の含有量が20~95質量%で、有機溶媒の含有量が80~5質量%(ただし、水と有機溶媒との合計は100質量%である。)であることが好ましい。
 塗液には、アクリル酸系ポリマー(A)、糖質(B)、次亜リン酸ナトリウム(C)、および溶媒以外に、各種の添加剤が含まれていてもよい。添加剤としては、前記と同様のものが挙げられる。好ましい含有量も同様である。
[工程(α2)]
 ガスバリア層5を形成する塗液の塗工(塗布)方法としては、特に限定されず、例えば、キャスト法や、ディッピング法、ロールコーティング法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、リバースコート法、スプレーコート法、キットコート法、ダイコート法、メタリングバーコート法、チャンバードクター併用コート法、カーテンコート法等が挙げられる。
 必要に応じて、塗液の塗工後、熱処理の前に、乾燥を行ってもよい。乾燥は、塗液の塗工から連続的に行われる。
 乾燥方法としては、特に限定されず、例えば、熱風乾燥法や、熱ロール接触法、赤外線加熱法、マイクロ波加熱法等の方法が挙げられる。これらの方法は、単独でまたは組み合わせて行ってもよい。
 乾燥温度としては、特に限定されず、例えば、溶媒として上述した水や、水と有機溶媒との混合溶媒を用いる場合には、通常、50℃~160℃が好ましい。
 乾燥の際の圧力は、通常、常圧または減圧下で行うことが好ましく、設備の簡便性の観点から、常圧で行うことが好ましい。
 なお、ガスバリア層を2層以上積層する場合(例えばフィルム基材の両面上にガスバリア層を積層する場合)、各ガスバリア層を形成するための塗液の塗工および乾燥は、連続的に行ってもよく、巻取り工程や養生工程を経て、不連続的に行ってもよい。
 塗液を塗工した後の熱処理温度は、180℃(453K)以上250℃(523K)以下であり、190℃(463K)以上230℃(503K)以下が好ましく、200℃(473K)以上210℃(483K)以下がより好ましい。
 熱処理温度が前記範囲の下限値(180℃)以上であれば、300秒以下の熱処理時間で、アクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)とが十分に反応する。そのため、高度の酸素バリア性が達成され、ガスバリア性積層フィルム10の生産性が優れる。
 熱処理温度が高くなるほど、短い熱処理時間で高い酸素バリア性を得ることができるが、熱処理温度が高過ぎると、変色や分解のおそれがある。熱処理温度が前記範囲の上限値(250℃)以下であれば、変色や分解が生じにくい。
 熱処理時間は、300秒以下であり、1秒以上300秒以下が好ましく、5秒以上300秒以下がより好ましい。
 熱処理時間が300秒以下であれば、ガスバリア性積層フィルム10の生産性が優れる。また、熱処理時間が長くなると変色や分解のおそれがあるが、300秒以下であれば変色や分解が生じにくい。熱処理時間の好ましい上限は、ガスバリア性積層フィルムが分解したり溶融したりしないように、熱処理温度等を考慮して設定される。
(作用効果)
 ガスバリア性積層フィルム10は、無機蒸着層3と、特定量の次亜リン酸ナトリウム(C)の存在下でアクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)との反応により形成されたポリ(メタ)アクリル酸架橋物を含むガスバリア層5と、を備える。それによって、酸素バリア性、水蒸気バリア性等のガスバリア性に優れる。該ガスバリア性は、吸湿により低下しにくい。また、耐虐待性に優れ、折り曲げ、延伸等の虐待を加えたときにガスバリア性が劣化し難く、虐待後も優れたガスバリア性が保持される。
 上記の効果を奏する理由としては、各層が前記の範囲内である場合は、形成される架橋物の架橋度が高いことが考えられる。架橋度が高いことで、ガスバリア層5の酸素バリア性、防湿性等が優れる。また、ガスバリア層5と無機蒸着層3との密着性が高い。これにより、折り曲げ、延伸等の虐待を加えたときに無機蒸着層3が損傷しにくく、無機蒸着層3の損傷によるガスバリア性の低下が生じにくいと考えられる。
 また、グリコシド結合の数が10個以下の糖質(B)は、アクリル酸系ポリマー(A)との反応性が高い。かかる糖質(B)と、特定量の次亜リン酸ナトリウム(C)とを組み合わせることで、熱処理時のエステル化の進行が速くなる。そのため、ガスバリア性積層フィルム10の製造においては、比較的短時間(例えば300秒以下)の熱処理で、優れた酸素バリア性を有するガスバリア層5を形成でき、生産性に優れる。
<第2実施形態>
 図2は、本発明の第2実施形態に係るガスバリア性積層フィルムを模式的に示す断面図である。なお、以下に示す実施形態において、第1実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
 本実施形態のガスバリア性積層フィルム20は、フィルム基材1と、フィルム基材1の一方の面(第1の面)上に積層したアンカーコート層7と、アンカーコート層7上に積層した無機蒸着層3と、無機蒸着層3上に積層したガスバリア層5と、を備える。
 ガスバリア性積層フィルム20は、フィルム基材1と無機蒸着層3との間にアンカーコート層7をさらに備える以外は、第1実施形態のガスバリア性積層フィルム10と同様である。
(アンカーコート層)
 アンカーコート層7は、フィルム基材1と無機蒸着層3との密着性を高めるために設けられている。
 アンカーコート層7を構成する材料としては、例えば、ウレタン系樹脂や、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂等の樹脂が挙げられる。
 また、用途に応じて、これらの材料に、硬化剤、シランカップリング剤等の添加物が添加されていてもよい。特に、添加剤として、アクリルポリオール、イソシアネート化合物、及びシランカップリング剤を組み合わせて用いることが好ましい。このような組成を有するアンカーコート層を形成することにより、フィルム基材1と無機蒸着層3との間に、安定した高い密着性を得ることができる。
 アンカーコート層7の厚さは、フィルム基材1の面上における厚みが均一になる範囲であれば特に限定されないが、0.01~2μmであることが好ましく、0.05~0.5μmであることがより好ましい。
 アンカーコート層7の厚さが前記範囲の下限値(0.01μm)以上であれば、アンカーコート層7の厚さの均一性が高く、フィルム基材1に対する無機蒸着層3の密着性がより優れる。アンカーコート層7の厚さが前記範囲の上限値(2μm)以下であれば、アンカーコート層7の柔軟性(可撓性)が良好で、外的要因による亀裂が生じにくい。
(ガスバリア性積層フィルムの製造方法)
 ガスバリア性積層フィルム20は、例えば、以下の(β1)、(β2)および(β3)の工程を含む製造方法により製造できる。
 (β1):フィルム基材1の一方の面上にアンカーコート層7を形成する工程。
 (β2):前記フィルム基材1のアンカーコート層7が形成された側の面上に無機蒸着層3を形成する工程。
 (β3):前記フィルム基材1のアンカーコート層7および無機蒸着層3が形成された側の面上に、アクリル酸系ポリマー(A)、糖質(B)、次亜リン酸ナトリウム(C)、及び溶媒を含む塗液を塗工し、180℃以上250℃以下の温度で300秒以下の熱処理を行ってガスバリア層5を形成する工程。
[工程(β1)]
 アンカーコート層7の形成方法は特に限定されず、公知の方法を適宜選択できる。例えば、前述の樹脂と、溶媒と、必要に応じて添加剤とを含むアンカーコート剤を塗工し、乾燥することによりアンカーコート層7を形成できる。
 アンカーコート剤の塗工方法は特に限定されず、オフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリーン印刷法等の周知の印刷方式や、ロールコート、ナイフエッジコート、グラビアコートなどの周知の塗布方式を用いることができる。アンカーコート剤を塗工し、形成された塗膜を乾燥することで、溶媒の除去と硬化が進み、アンカーコート層7が形成される。
[工程(β2)]
 工程(β2)は、第1実施形態における工程(α1)と同様にして行うことができる。
[工程(β3)]
 工程(β3)は、第1実施形態における工程(α2)と同様にして行うことができる。
(作用効果)
 ガスバリア性積層フィルム20は、無機蒸着層3およびガスバリア層5を備えることで、第1実施形態と同様に、酸素バリア性、水蒸気バリア性等のガスバリア性に優れる。該ガスバリア性は、吸湿により低下しにくい。また、アンカーコート層7を備えることで、フィルム基材1と無機蒸着層3との間の密着性が優れる。
 また、ガスバリア性積層フィルム20は、第1実施形態と同様に、その製造に際して、比較的短時間(例えば300秒以下)の熱処理で優れたガスバリア性を有するガスバリア層5を形成でき、生産性に優れる。
 以上、本発明の第1実施形態及び第2実施形態に係るガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法を説明したが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。上記実施形態における各構成及びそれらの組み合わせ等は一例であり、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で、構成の付加、省略、置換、およびその他の変更が可能である。
 本発明の各実施形態に係るガスバリア性積層フィルムは、強度付与、シール性やシール時の易開封性付与、意匠性付与、光遮断性付与などの目的で、他の基材が積層されていてもよい。他の基材は、目的に応じて適宜選択されるが、通常、プラスチックフィルム類や紙類が用いられる。プラスチックフィルム類や紙類は、1種を単独で用いても、2種以上を積層して用いてもよい。例えばプラスチックフィルム類と紙類を積層して用いてもよい。
 ガスバリア性積層フィルムに他の基材を積層する方法としては、例えば、接着剤を用いてラミネート法により積層する方法が挙げられる。具体的なラミネート法としては、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、押出しラミネート法などが挙げられる。
 意匠性付与、光遮断性付与、防湿性付与などの観点から、他の基材に印刷や蒸着が施されていてもよい。
 以下、実施例を示して本発明を詳細に説明する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。
<コーティング液の調製>
[調製例1]
 アクリル酸系ポリマー(A)としてポリアクリル酸(商品名:アロンA-10H、数平均分子量200,000、25質量%水溶液、東亜合成社製)を蒸留水で溶解し、固形分濃度10質量%のポリアクリル酸(PAA)水溶液を調製した。
 このPAA水溶液と、糖質(B)として糖アルコールであるマンニトール(商品名:マリンクリスタル、三菱商事フードテック社製)と、次亜リン酸ナトリウムとを混合した。
 該混合は、表1に示すように、アクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)との質量比(固形分比)(以下、「A/B」ともいう。)が90/10になり、アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する次亜リン酸ナトリウムの割合が20質量%になるように行った。これにより得られた水溶液の固形分濃度を5質量%として、塗液(1)を調製した。
[調製例2、3]
 調製例1と同様にして得た固形分濃度10質量%のPAA水溶液に、酸化亜鉛を、Zn量がポリアクリル酸水溶液中のカルボキシル基のモル数(100モル%)に対し10モル%になるよう添加し、ポリアクリル酸のZnによる部分中和物(PAAZn)水溶液を調製した。
 このPAAZn水溶液(Zn中和度10モル%)と、糖質(B)としてマンニトール(商品名:マリンクリスタル、三菱商事フードテック社製)と、次亜リン酸ナトリウムと、を混合した。該混合は、表1に示すように、A/Bが90/10または70/30になり、アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する次亜リン酸ナトリウムの割合が20質量%になるように行った。これにより得られた水溶液の固形分濃度を5質量%として、塗液(2)、(3)を調製した。
[調製例4、5]
 調製例1と同様にして得た固形分濃度10質量%のPAA水溶液に、酸化亜鉛を、Zn量がポリアクリル酸水溶液中のカルボキシル基のモル数に対し20モル%になるよう添加し、PAAZn水溶液を調製した。
 このPAAZn水溶液(Zn中和度20モル%)と、糖質(B)としてマンニトール(商品名:マリンクリスタル、三菱商事フードテック社製)と、次亜リン酸ナトリウムと、を混合した。該混合は、表1に示すように、A/Bが90/10または70/30になり、アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する次亜リン酸ナトリウムの割合が20質量%になるように行った。これにより得られた水溶液の固形分濃度を5質量%として、塗液(4)、(5)を調製した。
[調製例6~8]
 調製例4と同様にして得たPAAZn水溶液(Zn中和度20モル%)と、糖質(B)としてマンニトール(商品名:マリンクリスタル、三菱商事フードテック社製)と、次亜リン酸ナトリウムと、を混合した。該混合は、表1に示すように、A/Bが90/10になり、アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する次亜リン酸ナトリウムの割合が12質量%、22質量%または30質量%になるように行った。これにより得られた水溶液の固形分濃度を5質量%として、塗液(6)、(7)、(8)を調製した。
[調製例9]
 マンニトールを還元澱粉糖化物(商品名:PO20、70質量%水溶液、三菱商事フードテック社製、グリコシド結合数4個以上10個以下の糖アルコールを主成分とする糖質)に置き換えた以外は、調製例4と同様の操作を行い、固形分濃度5質量%の塗液(9)を調製した。
[調製例10]
 澱粉類として可溶性澱粉(Alfa Aesar社製)を蒸留水で溶解し、固形分濃度10質量%の可溶性澱粉水溶液を調製した。
 マンニトールを、同じ固形分量の可溶性澱粉水溶液に置き換えた以外は、調製例4と同様の操作を行い、固形分濃度5質量%の塗液(10)を調製した。
[調製例11]
 次亜リン酸ナトリウムを添加しないこと以外は、調製例4と同様の操作を行い、固形分濃度5質量%の塗液(11)を調製した。
[調製例12]
 マンニトールを添加しないこと以外は、調製例4と同様の操作を行い、固形分濃度5質量%の塗液(12)を調製した。
[調製例13]
 マンニトールを、三糖であるラフィノース(D(+)-ラフィノース五水和物、和光純薬工業社製)に置き換えた以外は、調製例4と同様の操作を行い、固形分濃度5質量%の塗液(13)を調製した。
[調製例14]
 マンニトールを、七糖であるマルトヘプタオース(東京化成工業社製)に置き換えた以外は、調製例4と同様の操作を行い、固形分濃度5質量%の塗液(14)を調製した。
<ガスバリア性積層フィルムの作製>
[実施例1]
 2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:ルミラーP60、厚さ12μm、内側コロナ処理、東レ社製)上に、電子線加熱方式による真空蒸着装置により、金属アルミニウムを蒸発させ、そこに酸素ガスを導入し、酸化アルミニウムを蒸着して、厚さ20nmの無機蒸着層を形成した。
 次に、この無機蒸着層上に、バーコーターにより、塗液(1)を塗工し、乾燥機で210℃、180秒間の熱処理を行って、膜厚約0.6μmのガスバリア層を形成し、ガスバリア性積層フィルムを得た。
[実施例2~7]
 塗液(1)を、表1に示すように、塗液(2)、(3)、(4)、(5)、(6)または(7)に変更した以外は実施例1と同様にして、ガスバリア性積層フィルムを得た。
[実施例8~9]
 熱処理温度を、表1に示すように、180℃または250℃に変更した以外は実施例4と同様にして、ガスバリア性積層フィルムを得た。
[実施例10~12]
 塗液(1)を、塗液(9)、(13)または(14)に変更した以外は実施例1と同様にして、ガスバリア性積層フィルムを得た。
[実施例13~14]
 熱処理時間を、表1に示すように、120秒間または240秒間に変更した以外は実施例4と同様にして、ガスバリア性積層フィルムを得た。
[実施例15]
 アクリルポリオールとトリイジルイソシアネートとをアクリルポリオールのOH基に対し、NCO基が等量となるように加えた。得られた物質の全固形分が5wt%になるよう酢酸エチルで希釈し、β-(3,4エポキシシクロヘキシル)トリメトキシシランを全固形分に対し、5wt%添加して混合した溶液を得た。得られた溶液を、膜厚0.1μmになるようにバーコーターにて2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:ルミラーP60、厚さ12μm、内側コロナ処理、東レ社製)上に塗工し、アンカーコート層を設けた。
 そのアンカーコート層上に電子線加熱方式による真空蒸着装置により、金属アルミニウムを蒸発させ、そこに酸素ガスを導入し、酸化アルミニウムを蒸着して、厚さ20nmの無機蒸着層を形成した。
 次に、この無機蒸着層上に、バーコーターにより、塗液(4)を塗工し、乾燥機で210℃、180秒間の熱処理を行って、膜厚約0.6μmのガスバリア層を形成し、ガスバリア性積層フィルムを得た。
[比較例1]
 2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(商品名:ルミラーP60、厚さ12μm、内側コロナ処理、東レ社製)上に、電子線加熱方式による真空蒸着装置により、金属アルミニウムを蒸発させ、そこに酸素ガスを導入し、酸化アルミニウムを蒸着して、厚さ20nmの無機蒸着層を形成し、ガスバリア性積層フィルムを得た。
[比較例2~5]
 塗液(1)を、表1に示すように、塗液(10)、(11)、(12)または(8)に変更した以外は実施例1と同様にして、ガスバリア性積層フィルムを得た。
[1.ガスバリア性(虐待前)の評価]
 実施例1~14および比較例1~5で得られたガスバリア性積層フィルムについて、以下の手順で、酸素透過度および水蒸気透過度を測定した。
(酸素透過度の測定)
 酸素透過試験器(OXTRAN2/20、Modern Control社製)を用いて、温度30℃、相対湿度70%の条件で、サンプルの酸素透過度を測定した。測定方法は、JIS K-7126「B法(等圧法)」、および、ASTM D3985-81に準拠して、測定値を単位:cm(STP)/(m・day・MPa)で表記した。ここで、(STP)は酸素の体積を規定するための標準条件(0℃、1気圧)を意味する。
(水蒸気透過度の測定)
 水蒸気透過試験器(PERMATRAN3/31、Modern Control社製)を用いて、温度40℃、相対湿度90%の条件で、サンプルの水素透過度を測定した。
 測定方法は、JIS K-7129、および、ASTM F1249-90に準拠して、測定値を単位:g(STP)/(m・day)で表記した。
[2.耐虐待性の評価]
(2-1.ラミネートフィルムの作製)
 実施例1~15および比較例1~5で得られたガスバリア性積層フィルムを用い、以下の手順で、2種のラミネートフィルム(I)、(II)を作製した。
 ガスバリア性積層フィルムの積層面に、Ny(延伸ナイロンフィルム)と、CPP(ポリプロピレンフィルム)とを、接着剤を用いて、HIRANO TECSEED社製のマルチコーターTM-MCにより順次貼り合わせた。その後、40℃にて3日間養生して、ガスバリア性積層フィルム/接着剤/Ny/接着剤/CPPの構成を有するラミネートフィルム(I)を得た。
 ガスバリア性積層フィルムの積層面に、LLDPE(直鎖状低密度ポリエチレンフィルム)を、接着剤を用いて、HIRANO TECSEED社製のマルチコーターTM-MCにより貼り合わせた。その後、40℃にて3日間養生して、ガスバリア性積層フィルム/接着剤/LLDPEの構成を有するラミネートフィルム(II)を得た。
 なお、積層面とは、無機蒸着層およびガスバリア層(または無機蒸着層のみ)が積層した面のことである。
 接着剤としては、三井化学社製の2液硬化型接着剤、タケラックA620(主剤)/タケネートA65(硬化剤)を用いた。
 Nyとしては、ユニチカ社製の延伸ナイロンフィルム、エンブレムONMB(15μm)を用いた。
 CPPとしては、東レフィルム加工社製のポリプロピレンフィルム、トレファンZK93FM(60μm)を用いた。
 LLDPEとしては、三井化学東セロ社製の直鎖状低密度ポリエチレンフィルム、TUX-TCS(60μm)を用いた。
 得られたラミネートフィルム(I)、(II)について、以下の評価を行った。結果を表1に示す。
(2-2.耐屈曲性の評価)
 ラミネートフィルム(I)を縦295mm×横210mmの大きさに切り出してサンプルとした。該サンプルについて、以下の虐待試験を行った。
 サンプルを、テスター産業社製のゲルボフレックステスターの固定ヘッドに、サンプルを、直径87.5mm×210mmの円筒状になるよう取り付けた。サンプルの両端を保持し、初期把持間隔175mmとし、ストロークの87.5mmで440度のひねりを加え、この動作の繰り返し往復運動を速度40回/分で50回行い、屈曲した。
 この虐待試験の前および後のサンプルについて、酸素透過度および水蒸気透過度を前記の測定方法により測定した。
(2-3.耐延伸性の評価)
 ラミネートフィルム(II)を縦200mm×横150mmの大きさで切り出してサンプルとした。該サンプルについて、以下の虐待試験を行った。
 サンプルを、東洋ボールドウィン社製のテンシロンを用いて、速度100μm/秒で縦方向に5%延伸し、その状態を1分間保持した後、同様の速度でサンプルを元の位置に戻した。
 この虐待試験の前および後のサンプルについて、酸素透過度および水蒸気透過度を前記の測定方法により測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 表1中、次亜リン酸ナトリウムの添加量(質量%)は、アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する割合である。
 上記結果に示すとおり、実施例1~15のガスバリア性積層フィルムは、虐待前の酸素透過度および水蒸気透過度が共に比較例1~5よりも小さく、ガスバリア性に優れていた。また、それらのガスバリア性積層フィルムを用いたラミネートフィルムは、虐待(屈曲、延伸)後の酸素透過度が比較例1~5よりも小さく、水蒸気透過度も比較例1~5と同等かそれよりも小さく、虐待後も十分に優れたガスバリア性を保持していた。
 本発明のガスバリア性積層フィルムは、高いガスバリア性を有し、折り曲げ、延伸といった虐待後も優れたガスバリア性を保持することができる。
 そのため、本発明のガスバリア性積層フィルムは、印刷工程やドライラミネート、溶融押し出しラミネート、熱圧着ラミネート等の後加工が行われても、優れたガスバリア性を保持することができる。
 したがって、本発明のガスバリア性積層フィルムを用いることにより、真空断熱材、生活素材(食品、医薬品)等の包装分野に用いられる実用範囲の広い包装材料を提供することが可能である。
  1 フィルム基材
  3 無機蒸着層
  5 ガスバリア層
  7 アンカーコート層
 10 ガスバリア性積層フィルム
 20 ガスバリア性積層フィルム

Claims (5)

  1.  フィルム基材と、無機蒸着層と、ポリ(メタ)アクリル酸の架橋物を含むガスバリア層と、を備えるガスバリア性積層フィルムであって、
     前記架橋物は、次亜リン酸ナトリウム(C)存在下でのアクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)との反応により形成され、
     前記アクリル酸系ポリマー(A)が、ポリ(メタ)アクリル酸、またはポリ(メタ)アクリル酸のカルボキシ基の0モル%より大きく25モル%以下が亜鉛により中和された部分中和物であり、
     前記糖質(B)の構造中のグリコシド結合の数が0個以上10個以下であり、
     前記アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する前記次亜リン酸ナトリウム(C)の割合が10質量%以上25質量%以下であることを特徴とするガスバリア性積層フィルム。
  2.  前記無機蒸着層が、アルミニウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、および酸化ケイ素からなる群から選択される少なくとも1種から形成される、請求項1に記載のガスバリア性積層フィルム。
  3.  前記フィルム基材と前記無機蒸着層との間に形成され、0.01μm以上2μm以下の厚みを有するアンカーコート層をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性積層フィルム。
  4.  フィルム基材と、無機蒸着層と、ポリ(メタ)アクリル酸の架橋物を含むガスバリア層とを備えるガスバリア性積層フィルムの製造方法であって、
     フィルム基材の少なくとも一方の面上に無機蒸着層を形成し、
     前記無機蒸着層上に、アクリル酸系ポリマー(A)と糖質(B)と次亜リン酸ナトリウム(C)と溶媒とを含む塗液を塗工し、
     180℃以上250℃以下の温度で300秒以下の熱処理を行ってガスバリア層を形成し、
     前記アクリル酸系ポリマー(A)が、ポリ(メタ)アクリル酸、またはポリ(メタ)アクリル酸のカルボキシ基の0モル%より大きく25モル%以下が亜鉛により中和された部分中和物であり、
     前記糖質(B)の構造中のグリコシド結合の数が0個以上10個以下であり、
     前記アクリル酸系ポリマー(A)の未中和部分の固形分に対する前記次亜リン酸ナトリウム(C)の割合が10質量%以上25質量%以下であることを特徴とするガスバリア性積層フィルムの製造方法。
  5.  前記フィルム基材の一方の面上に前記無機蒸着層を形成する前に、前記フィルム基材の前記一方の面上にアンカーコート層を形成し、前記アンカーコート層上に前記無機蒸着層を形成することを特徴とする請求項4に記載のガスバリア性積層フィルムの製造方法。
     
PCT/JP2015/084059 2014-12-08 2015-12-03 ガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法 WO2016093152A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014-247716 2014-12-08
JP2014247716A JP2016107528A (ja) 2014-12-08 2014-12-08 ガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016093152A1 true WO2016093152A1 (ja) 2016-06-16

Family

ID=56107340

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2015/084059 WO2016093152A1 (ja) 2014-12-08 2015-12-03 ガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2016107528A (ja)
WO (1) WO2016093152A1 (ja)

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07165942A (ja) * 1993-10-20 1995-06-27 Kureha Chem Ind Co Ltd ガスバリヤー性フィルム及びその製造方法
JPH07251485A (ja) * 1994-01-26 1995-10-03 Kureha Chem Ind Co Ltd 積層体及びその製造方法
JP2000000931A (ja) * 1998-04-15 2000-01-07 Kureha Chem Ind Co Ltd ガスバリヤ性フィルム
JP2005125574A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Kureha Chem Ind Co Ltd 延伸積層フィルム及び延伸積層フィルムの製造方法
JP2006068967A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Mitsubishi Plastics Ind Ltd ガスバリア性積層体
JP2006264271A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Kureha Corp ガスバリア性積層体およびその製造方法
JP2008248062A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Kureha Corp ガスバリア層形成用塗工液およびガスバリア性積層体の製造方法
JP2009132061A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Dainippon Printing Co Ltd ガスバリア性蒸着フィルム、並びにそれを用いた輸液バッグ及び輸液バッグ用外装袋
JP2012035544A (ja) * 2010-08-09 2012-02-23 Toppan Printing Co Ltd 熱成形用ガスバリア性積層体

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07165942A (ja) * 1993-10-20 1995-06-27 Kureha Chem Ind Co Ltd ガスバリヤー性フィルム及びその製造方法
JPH07251485A (ja) * 1994-01-26 1995-10-03 Kureha Chem Ind Co Ltd 積層体及びその製造方法
JP2000000931A (ja) * 1998-04-15 2000-01-07 Kureha Chem Ind Co Ltd ガスバリヤ性フィルム
JP2005125574A (ja) * 2003-10-22 2005-05-19 Kureha Chem Ind Co Ltd 延伸積層フィルム及び延伸積層フィルムの製造方法
JP2006068967A (ja) * 2004-08-31 2006-03-16 Mitsubishi Plastics Ind Ltd ガスバリア性積層体
JP2006264271A (ja) * 2005-03-25 2006-10-05 Kureha Corp ガスバリア性積層体およびその製造方法
JP2008248062A (ja) * 2007-03-30 2008-10-16 Kureha Corp ガスバリア層形成用塗工液およびガスバリア性積層体の製造方法
JP2009132061A (ja) * 2007-11-30 2009-06-18 Dainippon Printing Co Ltd ガスバリア性蒸着フィルム、並びにそれを用いた輸液バッグ及び輸液バッグ用外装袋
JP2012035544A (ja) * 2010-08-09 2012-02-23 Toppan Printing Co Ltd 熱成形用ガスバリア性積層体

Also Published As

Publication number Publication date
JP2016107528A (ja) 2016-06-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10549510B2 (en) Flexible multilayer packaging film with ultra-high barrier properties
JP4154069B2 (ja) ガスバリヤ性フィルム
KR102497953B1 (ko) 가스배리어성 필름
US20170036833A1 (en) Gas barrier multilayer film and method for producing the same
EP2014730B1 (en) Coating liquid, gas barrier film, gas barrier laminate and gas barrier multilayer film each using the coating liquid, and their production methods
JP2007313758A (ja) ガスバリア性積層フィルム及びガスバリア性多層フィルム並びにそれらの製造方法
WO2018147137A1 (ja) ガスバリア性アルミニウム蒸着フィルムおよびそれを用いた積層フィルム
JP2017202624A (ja) ガスバリア性フィルム
JP5522521B2 (ja) 防湿性積層体
JP2007210262A (ja) 透明バリアフィルムおよびその製造方法
JPWO2017209107A1 (ja) 積層シート、包装材料、および成形品
US20160237557A1 (en) Gas-barrier laminate film
JP2005074731A (ja) 高ガスバリア性を有する透明積層体
WO2016158444A1 (ja) ガスバリア性包装材料およびその製造方法
JP6098297B2 (ja) ガスバリア性コーティング剤およびガスバリア性フィルム
WO2016093152A1 (ja) ガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法
JP2006051751A (ja) ガスバリアフィルム積層体
JP7040038B2 (ja) ガスバリア積層体の製造方法
WO2016093150A1 (ja) ガスバリア性積層フィルムおよびその製造方法
JP3999953B2 (ja) ガスバリア性積層フィルム
JP5151046B2 (ja) ポリアミド系フィルム積層体
JP2008068574A (ja) 包装材料及びその製造方法
JP5658416B1 (ja) 熱水耐性を有するガスバリアフィルム及び該フィルムを用いた食品包装材
JPH09183179A (ja) 複合蒸着フィルム
JP2007098655A (ja) ガスバリアフィルム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15867729

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15867729

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1