WO2018025895A1 - テープ材用支持フィルム、テープ材、およびテープ材用支持フィルムの製造方法 - Google Patents

テープ材用支持フィルム、テープ材、およびテープ材用支持フィルムの製造方法 Download PDF

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layer
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polyurethane
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幸司 坂入
農 松島
知宏 篠田
睦 園部
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久光製薬株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a support film for tape material, a tape material using the support film for tape material, and a method for producing the support film for tape material.
  • a tape material in which an adhesive layer is formed on one surface of a sheet-like or film-like support is widely used for various uses such as medical use and industrial use.
  • a plasticizer or the like may be blended in addition to the adhesive.
  • at least the surface in contact with the adhesive layer of the support is provided with a plasticizer barrier property. Preferably it is.
  • a support film for a tape material having a barrier layer described in Patent Document 1, Patent Document 2, and Patent Document 3 is known.
  • This support film for tape material is formed by applying a barrier coating agent mixed with montmorillonite, which is a layered inorganic compound, and polyvinyl alcohol, which is a water-soluble polymer, on one side of a film-like support composed of polyurethane. A layer is formed.
  • the water vapor barrier property of the rubber material itself is high, and the water vapor barrier property is not required for the tape support film.
  • the water vapor barrier property is lower than that of a rubber-based material, so that the barrier layer of the support film for tape material has a water vapor barrier property in order to enhance the ODT effect. Is required.
  • the plasticizer barrier properties described above are also required for the barrier layer.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a support film for a tape material, a tape material, and a method for producing a support film for a tape material that can satisfactorily retain a plasticizer barrier property and a water vapor barrier property.
  • the purpose is to do.
  • the tape material support film according to the first aspect of the present invention includes a film-like support composed of polyurethane, an aromatic isocyanate-based polyurethane, and a layered inorganic compound, and is formed on one surface of the support. And an overcoat layer containing polyvinyl alcohol or an ethylene-vinyl alcohol copolymer and an organometallic chelating agent.
  • the overcoat layer may be provided in contact with at least a part of the barrier layer.
  • the organometallic chelating agent may be titanium lactate.
  • the tape material according to the second aspect of the present invention includes the support film for a tape material according to the above aspect, and an adhesive layer formed on the overcoat layer.
  • a method for producing a support film for a tape material comprises preparing a film-like support composed of polyurethane, and an aromatic isocyanate-based polyurethane and a layered inorganic compound on one surface of the support And forming an overcoat layer containing polyvinyl alcohol or an ethylene-vinyl alcohol copolymer and an organometallic chelating agent.
  • the overcoat layer When forming the overcoat layer, the overcoat layer may be formed so as to be in contact with at least a part of the barrier layer.
  • the water vapor barrier property can be satisfactorily maintained while maintaining the plasticizer barrier property.
  • the tape material according to the present embodiment is configured to include the tape material support film according to the present embodiment (hereinafter simply referred to as “support film”), and is for industrial use, packaging use, protection use, and label use. It can be used as an adhesive tape in various fields such as masking, sanitary materials such as paper diapers, medical use such as adhesive bandages and transdermal administration, cosmetic use, and home use.
  • support film the tape material support film according to the present embodiment
  • adhesive tape in various fields such as masking, sanitary materials such as paper diapers, medical use such as adhesive bandages and transdermal administration, cosmetic use, and home use.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view in the thickness direction of a tape material 1 according to the present embodiment.
  • the tape material 1 includes a support film 10, an adhesive layer 20 formed on one surface of the support film 10, and a peeling member 30 that covers the adhesive layer.
  • the support film 10 includes a support 11 formed in a film shape containing polyurethane, a barrier layer 12 formed on one surface of the support 11, and an overcoat layer 14.
  • the support 11 is formed of a flexible polyurethane film.
  • the polyurethane forming the support 11 is not particularly limited, and materials conventionally used for polyurethane films can be used and can be appropriately selected depending on the application.
  • materials conventionally used for polyurethane films can be used and can be appropriately selected depending on the application.
  • polyether polyurethane, polyester polyurethane, polycarbonate polyurethane and the like can be mentioned.
  • polyether polyurethane or polycarbonate polyurethane is preferred.
  • the type of isocyanate forming the urethane bond, the yellowing type, the non-yellowing type, etc. are not limited to a specific polyurethane, and the use, the period and method of storage during use, the type of plasticizer used, etc. It can be selected as appropriate.
  • the barrier layer 12 includes polyurethane and a layered inorganic compound, and is formed on one surface of the support 11.
  • the polyurethane an aqueous material polyurethane that can be applied to the support 11 containing polyurethane having low resistance to solvents and plasticizers is selected.
  • water-based polyurethanes gas-barrier type (having gas barrier properties) water-based polyurethanes are suitable from the viewpoint of plasticizer barrier properties and water vapor barrier properties, and aromatic isocyanate polyurethanes are particularly suitable.
  • the aromatic isocyanate-based polyurethane is a polyurethane composed of an isocyanate and a polyol having an aromatic group in the main chain or side chain.
  • Aromatic isocyanate polyurethane can form a dense film.
  • the layered inorganic compound synthetic mica and the like are preferable, but montmorillonite, kaolinite, vermiculite, mica, and the like can also be used.
  • the layered inorganic compound is considered to exhibit a water vapor barrier property due to a labyrinth effect caused by laminating the layered inorganic compound having a flat structure when the barrier layer 12 is formed.
  • a layered inorganic compound having a large particle size and a large aspect ratio is preferred for enhancing the water vapor barrier property.
  • an aromatic isocyanate polyurethane in which a layered inorganic compound is added to the barrier layer 12, both the plasticizer barrier property and the water vapor barrier property can be improved.
  • the layered inorganic compound used for the barrier layer 12 preferably has an average particle size of 0.1 ⁇ m or more and an aspect ratio of 100 or more. Furthermore, the layered inorganic compound used for the barrier layer 12 preferably has an average particle diameter of 3 ⁇ m or more and an aspect ratio of 100 or more. In the present embodiment, the average particle diameter and the aspect ratio are measured using a laser diffraction-scattering particle diameter distribution measuring apparatus.
  • the barrier layer 12 is formed of a coating film composed of a mixture of an aromatic isocyanate-based polyurethane and a layered inorganic compound.
  • a crack occurs when the tape material 1 is stretched, the plasticizer barrier property and the water vapor barrier property are lowered. .
  • a polyhydric alcohol it is preferable to add a polyhydric alcohol to the barrier layer 12.
  • glycerin, ethylene glycol, propylene glycol, polyethylene glycol, or the like can be used as the polyhydric alcohol. Among these, glycerin can be preferably used.
  • the amount of polyhydric alcohol added to the barrier layer 12 In order to impart elongation resistance to the barrier layer 12, it is preferable to increase the amount of polyhydric alcohol added to the barrier layer 12. On the other hand, when the amount of polyhydric alcohol added to the barrier layer 12 is increased, the water vapor barrier property tends to decrease.
  • the desired elongation resistance and water vapor barrier properties vary depending on the usage of the tape material, but the amount of polyhydric alcohol added is 5 wt% or more and 30 wt% with respect to the total amount of aromatic isocyanate polyurethane and layered inorganic compound (100 wt%). % Or less is preferable.
  • the overcoat layer 14 is formed by containing polyvinyl alcohol or ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), which is a water-soluble polymer compound, and an organometallic chelating agent.
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • the overcoat layer 14 significantly improves the water vapor barrier property of the support film 10 when used in combination with the barrier layer 12.
  • Water resistance can be improved by crosslinking polyvinyl alcohol or ethylene-vinyl alcohol copolymer with an organometallic chelating agent.
  • a polyvinyl alcohol aqueous solution is applied on a substrate and dried to form a layer composed of polyvinyl alcohol on the substrate.
  • the polyvinyl alcohol dissolves in about 30 minutes.
  • a polyvinyl alcohol aqueous solution to which an organic metal chelating agent is added is applied onto a substrate and dried to form a layer composed of the organic metal chelating agent and polyvinyl alcohol on the substrate.
  • organometallic chelating agents include titanium lactate, zirconium carbonate ammonium, zirconium oxynitrate, zirconyl chloride compounds that are water-soluble zirconium compounds, zirconium lactate ammonium salts, zirconium acetate and zirconium sulfate, and titanium that is water-soluble titanium compounds. Lactate ammonium salt, titanium diisopropoxy bis (triethanolaminate), titanium diethanolaminate and titanium aminoethylaminoethanolate are applicable.
  • a part of the organometallic chelating agent further crosslinks the polyvinyl alcohol or the ethylene-vinyl alcohol copolymer and further interacts with the material of the barrier layer 12 with which at least a part of the overcoat layer 14 contacts, Improves water vapor barrier properties.
  • organometallic chelating agent dispersion when an organometallic chelating agent dispersion is dropped onto a synthetic mica dispersion that is a layered inorganic compound, the synthetic mica in the dispersion is aggregated. Further, when the organometallic chelating agent dispersion is dropped into the aqueous polyurethane dispersion, the aqueous polyurethane dispersion aggregates and gels. From these phenomena, it is considered that the organometallic chelating agent improves the water vapor barrier property by acting on the inorganic layered compound and polyurethane contained in the barrier layer 12.
  • the order of forming the barrier layer 12 and the overcoat layer 14 is not limited. Another layer may be provided between the barrier layer 12 and the overcoat layer 14. Further, the overcoat layer 14 may be formed after the barrier layer 12 is formed, or the barrier layer 12 may be formed after the overcoat layer 14 is formed. In order to cause the barrier layer 12 and the overcoat layer 14 to interact with each other, it is more preferable that the overcoat layer 14 is laminated so that at least a part of the overcoat layer 14 is in contact with the barrier layer 12. Further, in order to allow the barrier layer 12 and the overcoat layer 14 to interact, it is further possible to form the overcoat layer 14 by directly applying the overcoat layer coating liquid on the barrier layer 12 after the barrier layer 12 is formed. preferable.
  • the adhesive layer 20 is configured by mixing a plasticizer with an adhesive base material, and is formed on the surface opposite to the surface on which the barrier layer 12 is provided on the overcoat layer 14 by coating or the like.
  • the pressure-sensitive adhesive used for the pressure-sensitive adhesive layer 20 is not particularly limited.
  • Natural rubber synthetic isoprene rubber, recycled rubber, styrene-butadiene rubber (SBR), styrene-isoprene-styrene block copolymer (SIS), styrene-butadiene-styrene Rubber polymers such as block copolymers (SBS), polyisobutylene, SEBS, and SEPS, acrylic polymers such as (meth) acrylate copolymers having (meth) acrylate esters as main monomers, silicone Various materials such as rubber, silicone resin, silicon polymer such as dimethylsiloxane and diphenylsiloxane, polyvinyl ether, polyvinyl ester, EVA, and polyester can be used.
  • SBR styrene-butadiene rubber
  • SIS styrene-isoprene-styrene block copolymer
  • SBS block copolymers
  • SEBS polyisobutylene
  • SEBS
  • plasticizers including petroleum oils (paraffinic process oil, naphthenic process oil, aromatic process oil, etc.), dibasic acid esters (dibutyl phthalate, dioctyl phthalate, etc.), liquid rubber (polybutene, liquid Isoprene, liquid polyisobutylene, etc.), vegetable oils (castor oil, tall oil, etc.), liquid fatty acid esters (isopropyl myristate, hexyl laurate, diethyl sebacate, diisopropyl sebacate, etc.), triacetin, sorbitan fatty acid esters, Various plasticizers such as sugar fatty acid esters, fatty acid glycerin esters, and surfactants can be used.
  • plasticizers such as sugar fatty acid esters, fatty acid glycerin esters, and surfactants can be used.
  • tackifiers may be blended in order to increase the tackiness.
  • rosin, modified rosin, rosin resin such as rosin ester, terpene resin, aromatic modified terpene resin, hydrogenated terpene resin, terpene resin such as terpene phenol resin, aliphatic petroleum resin, aromatic petroleum resin
  • examples thereof include petroleum resins such as copolymerized petroleum resins, hydrogenated petroleum resins, and DCPD petroleum resins, styrene resins, substituted styrene resins, xylene resins, phenol resins, and chroman indene resins.
  • an antioxidant, a filler, a crosslinking agent, an ultraviolet absorber, a colorant, a flame retardant, a conductive agent, a foaming agent and the like may be added depending on the use of the tape material.
  • the barrier layer 12 suitably prevents the drug from reaching the support 11.
  • the peeling member 30 is a member that protects the pressure-sensitive adhesive surface of the pressure-sensitive adhesive layer 20 until sticking to an object, and various known release papers can be suitably used. In addition, when the tape material 1 is wound around the core material in a roll shape, the peeling member 30 is not necessarily provided.
  • the support film 10 may form an undercoat layer 13 between the support 11 and the barrier layer 12 as shown in FIG.
  • the undercoat layer 13 can be used for various purposes. For example, a layer on which a pattern or the like is printed is formed as the undercoat layer 13 and can be used for applications such as adding a pattern or characters to the support film 10.
  • the undercoat layer 13 may be formed on the entire surface between the support 11 and the barrier layer 12, or may be formed in a pattern.
  • a water-based ink or the like can be used for forming the undercoat layer 13.
  • a support 11 made of polyurethane is prepared (support preparation step).
  • the barrier layer coating liquid is applied to one surface of the support 11 and dried to form the barrier layer 12 (barrier layer forming step).
  • the barrier layer coating liquid contains an aromatic isocyanate polyurethane and a layered inorganic compound, and water is used as a dispersion medium (barrier layer forming step).
  • the barrier layer coating liquid can preferably contain a polyhydric alcohol such as glycerin.
  • the barrier layer coating solution may further contain various additives such as emulsifiers and dispersants. Further, as a dispersion medium, alcohol or the like may be contained in addition to water.
  • Overcoat layer 14 is formed on the surface opposite to the surface where barrier layer 12 is in contact with support film 10 (overcoat layer forming step).
  • the order of forming the barrier layer 12 and the overcoat layer 14 is not limited. Another layer may be provided between the barrier layer 12 and the overcoat layer 14. Further, the overcoat layer 14 may be formed after the barrier layer 12 is formed, or the barrier layer 12 may be formed after the overcoat layer 14 is formed. In order to allow the barrier layer 12 and the overcoat layer 14 to interact with each other, it is more preferable that the overcoat layer 14 is laminated so that at least a part of the overcoat layer 14 is in contact.
  • an overcoat layer coating solution is directly applied onto the barrier layer 12 to form the overcoat layer 14. Further preferred.
  • the support film 10 according to the present embodiment is completed.
  • an undercoat layer forming step for forming the undercoat layer 13 may be further provided between the support preparation step and the barrier layer forming step.
  • the overcoat layer 14 is formed so as to be in contact with at least a part of the barrier layer 12, the interaction between the barrier layer 12 and the overcoat layer 14 can be exhibited. Even when another layer, for example, the undercoat layer 13 or a mesh-like layer is included in a part between the barrier layer 12 and the overcoat layer 14, the overlayer is in contact with at least part of the barrier layer 12. If the coat layer 14 is laminated, the interaction between the barrier layer 12 and the overcoat layer 14 can be exhibited.
  • Samples III to V are all polyurethanes using a polyester-based urethane-modified polyol, not aromatic isocyanate-based polyurethanes. Samples III to V have different compositions. Two types of samples, Sample VI and Sample VII, were prepared as self-crosslinking polyurethanes containing silanol groups in the skeleton. Sample VI and Sample VII are both self-crosslinkable polyurethanes containing silanol groups in the skeleton, not aromatic isocyanate polyurethanes. In addition, the samples VI and VII have different compositions. In addition, two types of barrier layers were prepared: a single-layer polyurethane barrier layer and a barrier layer composed of polyurethane to which 10 wt% synthetic mica was added.
  • the barrier layer composed of polyurethane to which 10 wt% of synthetic mica is added is a barrier layer containing 10 wt% of synthetic mica and 90 wt% of polyurethane (solid content).
  • the barrier layer 12 was formed by coating on a support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • a polyether polyurethane support having a thickness of 20 ⁇ m was used.
  • synthetic mica synthetic mica having an average particle diameter of 11 ⁇ m and an aspect ratio of 1000 or more was used.
  • the average particle diameter and aspect ratio measurement methods for synthetic mica, colloidal silica, montmorillonite, etc. are all values using a laser diffraction-scattering particle diameter distribution measuring apparatus.
  • Two types of evaluations were performed using the above samples: a plasticizer barrier evaluation and a water vapor barrier property evaluation.
  • the two types of evaluation are performed independently using different evaluation pieces.
  • each evaluation piece 100A After attaching each evaluation piece 100A to the acrylic plate, as shown in FIG. 4, two drops (about 0.08 grams) of plasticizer are dropped onto each evaluation piece 100A with a dropper, and a cotton swab 112 is used on the evaluation piece 100A.
  • the plasticizer dropped was stretched to a length of 50 mm.
  • isopropyl myristate (IPM) was used as the plasticizer.
  • the plasticizer was wiped off after standing at room temperature for 30 minutes and after standing for 3 hours, and the degree of swelling of the support 11 was visually evaluated.
  • As an index the presence or absence of wrinkles on the support 11 caused by swelling was used (two-stage evaluation of wrinkles due to swelling: A and wrinkles due to swelling: B).
  • the water vapor transmission rate was measured according to JIS-Z0208 (1976) “Water vapor permeability test method for moisture-proof packaging materials (cup method)”. It measured after leaving still at 40 degreeC90% RH (relative humidity) for 3 hours by the cup method using an opening diameter 80mm jig, and converted into the moisture permeation amount of 24 hours per m ⁇ 2 >, and calculated
  • a barrier layer Formed on the support as a barrier layer is a polyurethane single layer that does not contain a layered inorganic compound, a barrier layer composed of polyurethane added with 15 wt% synthetic mica, and a barrier layer composed of polyurethane added with 15 wt% colloidal silica Three types of samples were prepared.
  • the barrier layer made of polyurethane to which 15 wt% of synthetic mica is added is a barrier layer formed so that synthetic mica is 15 wt% and polyurethane is 85 wt% (solid content).
  • the barrier layer comprised from the polyurethane which added 15 wt% of colloidal silica is a barrier layer formed so that colloidal silica might be 15 wt% and a polyurethane might be 85 wt% (solid content).
  • the barrier layer was applied and formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • Sample 1A is a sample in which barrier layer 12 is formed by adding glycerin to synthetic mica 10 wt% and polyurethane 90 wt% (100 wt% in total) so that the ratio of glycerin is 5 to 12.5 wt%.
  • Sample 2A is a sample in which the barrier layer 12 is formed by adding glycerin to the synthetic mica 15 wt% and polyurethane 85 wt% (100 wt% in total) so that the ratio of glycerin is 10 to 15 wt%.
  • Sample 3A is a sample in which the barrier layer 12 is formed by adding glycerin to the synthetic mica 20 wt% and polyurethane 80 wt% (total 100 wt%) so that the ratio of glycerin is 10 to 15 wt%.
  • the barrier layer 12 was formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • As the support 11 a polyether polyurethane support having a thickness of 20 ⁇ m was used.
  • synthetic mica synthetic mica having an average particle diameter of 11 ⁇ m and an aspect ratio of 1000 or more was used.
  • an overcoat layer 14 composed of 80 wt% polyvinyl alcohol and 20 wt% titanium lactate is formed on the barrier layer so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • plasticizer After attaching each evaluation piece 100A to the acrylic plate 110, as shown in FIG. 4, 2 drops (about 0.08 grams) of plasticizer are dropped onto each evaluation piece in a state where the evaluation piece is stretched by 20%.
  • the plasticizer dripped using a cotton swab 112 on 100A was stretched to a length of 50 mm.
  • IPM isopropyl myristate
  • the plasticizer was wiped off after standing at room temperature for 30 minutes and after standing for 3 hours, and the degree of swelling of the support was visually evaluated.
  • the presence or absence of wrinkles on the support 11 caused by swelling was used (two-stage evaluation of wrinkles due to swelling: A and wrinkles due to swelling: B).
  • each evaluation piece 100A was attached to the acrylic plate without being stretched, and two drops (about 0.08 grams) of plasticizer are dropped onto each evaluation piece 100A without being stretched, and a cotton swab 112 is placed on the evaluation piece 100A.
  • the plasticizer dropped by use was stretched to a length of 50 mm.
  • isopropyl myristate (IPM) was used as the plasticizer.
  • the plasticizer was wiped off after standing at room temperature for 30 minutes and after standing for 3 hours, and the degree of swelling of the support 11 was visually evaluated.
  • the index is the same as above (no wrinkles due to swelling: A, wrinkles due to swelling: B).
  • the result of obtaining the above-described elongation resistance naturally has a plasticizer barrier property even in an unstretched state (due to swelling) It is considered that the wrinkle is not recognized: index A).
  • Samples 1B containing 5 wt% synthetic mica, Sample 2 B containing 10 wt% synthetic mica, Sample 3 B containing 15 wt% synthetic mica, and Sample 4 B containing 20 wt% synthetic mica were prepared.
  • Sample 3B and Sample 4B samples of four types of variations in which the content ratio (wt%) of glycerin was changed were prepared.
  • Sample 1B is a sample in which barrier layer 12 is formed by adding glycerin to synthetic mica 5 wt% and polyurethane 95 wt% (total 100 wt%) so that the ratio of glycerin is 10 wt%.
  • Sample 2B is a sample in which barrier layer 12 is formed by adding glycerin to 10 wt% of synthetic mica and 90 wt% of polyurethane (total of 100 wt%) so that the ratio of glycerin is 10 wt%.
  • Sample 3B is a sample in which the barrier layer 12 is formed by adding glycerin to the synthetic mica 15 wt% and polyurethane 85 wt% (total 100 wt%) so that the ratio of glycerin is 10 to 20 wt%.
  • Sample 4B is a sample in which barrier layer 12 is formed by adding glycerin to synthetic mica 20 wt% and polyurethane 80 wt% (100 wt% in total) so that the ratio of glycerin is 10 to 20 wt%.
  • the barrier layer 12 was formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • As the support 11 a polyether polyurethane support having a thickness of 20 ⁇ m was used.
  • synthetic mica synthetic mica having an average particle diameter of 11 ⁇ m and an aspect ratio of 1000 or more was used.
  • an overcoat layer 14 composed of 80 wt% polyvinyl alcohol and 20 wt% titanium lactate is formed on the barrier layer so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • a sample in which an overcoat layer formed of polyvinyl alcohol and a overcoat layer 14 to which titanium lactate has been added are stacked on each of the samples having the barrier layer configuration of (1) to (5) above. And prepared.
  • the support 11 a support made of polyether polyurethane having a thickness of 20 ⁇ m was used.
  • the barrier layer was applied and formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • the overcoat layer was applied and formed on the barrier layer or the support so that the solid content of the coating solution was 1.0 g / m 2 .
  • the barrier layer 12 is formed with 85 wt% polyurethane and 15 wt% synthetic mica.
  • the barrier layer 12 is formed of 90 wt% polyurethane and 10 wt% glycerin.
  • the barrier layer 12 is formed of 75 wt% polyurethane, 15 wt% synthetic mica, and 10 wt% glycerin.
  • the barrier layer 12 of any sample is formed of 75 wt% polyurethane, 15 wt% synthetic mica, and 10 wt% glycerin.
  • the barrier layer 12 was formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • the overcoat layer 14 was formed on the barrier layer so that the solid content of the coating solution was 1.0 g / m 2 .
  • FIG. 8 shows the water vapor barrier property evaluation results when the type of organometallic chelating agent in the overcoat layer 14 is changed. It was confirmed that when titanium lactate, which is known as a polyvinyl alcohol crosslinking agent, was added to the overcoat layer 14, the water vapor permeability was the lowest. In addition, it was confirmed that the water vapor permeability was lowered when zirconium oxynitrate or ammonium zirconium carbonate was added to the overcoat layer 14.
  • Sample creation A sample in which the overcoat layer was formed only from polyvinyl alcohol and a sample in which the overcoat layer 14 was formed from polyvinyl alcohol to which titanium lactate was added were prepared. Samples containing titanium lactate are four types with titanium lactate aqueous dispersion added to 20 wt%, 30 wt%, 40 wt%, and 50 wt% of the product weight of the titanium lactate aqueous dispersion with respect to the polyvinyl alcohol solid content weight. is there. The solid content ratio of the aqueous titanium lactate dispersion is 44 wt%.
  • a sample in which 20 wt% of the product weight of the titanium lactate aqueous dispersion is added to the polyvinyl alcohol solid content weight contains 8.8 wt% titanium lactate with respect to 100 wt% polyvinyl alcohol.
  • titanium lactate is 13.2 wt% with respect to 100 wt% of polyvinyl alcohol. 17.6 wt% and 22 wt%.
  • the barrier layer 12 of any sample is made of 75 wt% polyurethane, 15 wt% synthetic mica, and 10 wt% glycerin.
  • the barrier layer 12 was formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • the overcoat layer was formed by coating on the barrier layer so that the solid content of the coating solution was 1.0 g / m 2 .
  • FIG. 9 shows the water vapor barrier property evaluation results when the amount of addition of the organometallic chelating agent in the overcoat layer is changed. Although the water vapor permeability can be reduced by increasing the amount of titanium lactate added, even if the amount added exceeds 30 wt%, no further decrease in water vapor permeability was observed. It is considered that there is an upper limit for the amount of addition that contributes to water vapor barrier properties.
  • a barrier layer 12 on the support 11 As a barrier layer 12 on the support 11, a barrier layer made of polyurethane containing 15% by weight of synthetic mica, a barrier layer made of polyurethane containing 15% by weight of montmorillonite, and a barrier made of polyurethane containing 15% by weight of colloidal silica Three types of samples with layers formed were prepared. An overcoat layer 14 made of polyvinyl alcohol to which titanium lactate is added is laminated on the sample barrier layer 12. As the support 11, a support made of polyether polyurethane having a thickness of 20 ⁇ m was used. The barrier layer 12 was formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 . The overcoat layer 14 was formed on the barrier layer so that the solid content of the coating solution was 1.0 g / m 2 .
  • the results are shown in FIG.
  • the vertical axis of the graph in FIG. 10 indicates the water vapor permeability.
  • the results of the water vapor permeability of the sample in which the overcoat layer 14 is not formed and the barrier layer is formed of a single polyurethane layer are the results of Experiment 2. Even when any layered inorganic compound was added to the barrier layer, it was confirmed that the water vapor permeability was lower than that of the sample in which the barrier layer was formed of a single polyurethane layer. In particular, it was confirmed that the water vapor permeability decreased most in the sample to which synthetic mica was added as a layered inorganic compound.
  • Table 5 shows the average particle diameter and aspect ratio of the synthetic mica and colloidal silica used.
  • a barrier layer 12 and an overcoat layer 14 were formed on a support 11 made of polyurethane.
  • the barrier layer 12 contains 78 wt% polyurethane (aqueous polyurethane having an aromatic isocyanate-based gas barrier property), 12 wt% synthetic mica, and 10 wt% glycerin.
  • the overcoat layer 14 contains polyvinyl alcohol 90 wt% and titanium lactate 10 wt%.
  • the barrier layer 12 was formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • the overcoat layer 14 was formed on the barrier layer so that the solid content of the coating solution was 1.0 g / m 2 .
  • a support film 10 made only of polyurethane in which neither the barrier layer 12 nor the overcoat layer 14 was formed was prepared (hereinafter referred to as “comparative sample”).
  • the support film 10 for tape material according to this embodiment is not only isopropyl myristate (IPM), but also a plasticizer barrier against triacetin (TA), glyceryl monoisostearate (MGIS), and sorbitan monooleate (SMO). And elongation resistance (plasticizer barrier property at 20% elongation) were confirmed.
  • Sample 1C in which a barrier layer composed of a polyurethane single layer not containing a layered inorganic compound is formed on a support
  • Sample 2C in which a barrier layer is formed by adding 20 wt% of synthetic mica to 80 wt% of polyurethane on the support
  • Sample 3C on which a barrier layer was formed by adding 20 wt% montmorillonite to 80 wt% polyurethane on a support were prepared.
  • the barrier layer according to Experiment 10 was formed on a support so that the solid content of the coating solution was 3.0 g / m 2 .
  • As the support 11 a polyether polyurethane support having a thickness of 20 ⁇ m was used.
  • Sample creation (1) Sample 1D having a barrier layer formed on a support so that polyurethane is 80 wt% and montmorillonite is 20 wt%, and (2) 72 wt% polyurethane, 18 wt% montmorillonite, and 10 wt% glycerin. Two types of samples were prepared: a sample 2D in which a barrier layer formed so as to be formed on a support was formed. The barrier layer was applied and formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • an overcoat layer composed of polyvinyl alcohol 80 wt% and titanium lactate 20 wt% was formed on the barrier layer.
  • the overcoat layer improves the water vapor barrier property of the support film 10 when used in combination with the barrier layer 12.
  • the overcoat layer was applied and formed on the barrier layer so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • As the support 11 a support made of polyether polyurethane having a thickness of 20 ⁇ m was used.
  • the average particle size and aspect ratio of the synthetic mica and colloidal silica used in this experiment 11 are as shown in Table 10 below.
  • Example 12 Study on overcoat materials
  • Example 2E A sample (sample 1E) in which an overcoat layer 14 in which titanium lactate is added to polyvinyl alcohol is laminated on the barrier layer 12, and an overcoat layer 14 in which titanium lactate is added to an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH)
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • the barrier layer 12 of any of the samples 1E and 2E was formed so as to be 75 wt% polyurethane, 15 wt% synthetic mica, and 10 wt% glycerin.
  • the overcoat layer in the sample 1E, the overcoat layer 14 composed of 80% by weight of polyvinyl alcohol and 20% by weight of titanium lactate was formed.
  • an overcoat layer 14 composed of 80 wt% of ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) and 20 wt% of titanium lactate was formed.
  • EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • a polyether polyurethane support having a thickness of 20 ⁇ m was used.
  • the barrier layer 12 was applied and formed on the support so that the solid content of the coating solution was 2.0 g / m 2 .
  • the overcoat layer 14 was formed on the barrier layer so that the solid content of the coating solution was 1.0 g / m 2 .
  • the evaluation piece was placed so that the overcoat layer was on the upper side, and one end was fixed with an adhesive tape.
  • the other end of the evaluation piece was fixed on the black acrylic board with the adhesive tape.
  • the dimension in the longitudinal direction of the portion not covered with the adhesive tape was set to 100 mm.
  • 2 drops (about 0.08 grams) of the plasticizer were dropped onto each evaluation piece 100 ⁇ / b> A with a dropper and stretched to a length of 50 mm using a cotton swab 112.
  • IPM isopropyl myristate
  • the plasticizer was wiped off after standing at room temperature for 3 hours, and the degree of swelling of the support 11 was visually evaluated.
  • the barrier layer 12 including the aromatic isocyanate polyurethane and the layered inorganic compound, the polyvinyl alcohol or the ethylene-vinyl alcohol copolymer, and the organometallic chelating agent are included.
  • the overcoat layer 14 containing, the water vapor barrier property can be satisfactorily maintained while maintaining the plasticizer barrier property.

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Abstract

テープ材用支持フィルムであって、ポリウレタンから構成されたフィルム状の支持体と、芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物とを含み、前記支持体の一方の面に形成されたバリア層と、ポリビニルアルコールまたはエチレン-ビニルアルコール共重合体と有機金属キレート剤とを含むオーバーコート層と、を備える。

Description

テープ材用支持フィルム、テープ材、およびテープ材用支持フィルムの製造方法
 本発明は、テープ材用支持フィルム、テープ材用支持フィルムを用いたテープ材、およびテープ材用支持フィルムの製造方法に関する。
 本願は、2016年8月4日に日本に出願された特願2016-153932号に基づき優先権を主張し、その内容をここに援用する。
 シート状またはフィルム状の支持体の一方の面に粘着層が形成されたテープ材は、医療用や工業用等の各種用途に広く使用されている。このようなテープ材の粘着層には、粘着剤に加えて可塑剤等が配合されることがある。支持体の材質によっては、可塑剤が吸着されてテープ材の効果が発揮できない等の影響が考えられるため、支持体のうち、少なくとも粘着層と接触する面には可塑剤バリア性が付与されていることが好ましい。
 可塑剤バリア性を有するフィルム材として、特許文献1、特許文献2、及び特許文献3に記載のバリア層を有するテープ材用支持フィルムが知られている。このテープ材用支持フィルムは、ポリウレタンから構成されたフィルム状の支持体の片面に、層状無機化合物であるモンモリロナイトと水溶性高分子であるポリビニルアルコールとを混合したバリアコート剤を塗布することによりバリア層が形成されたものである。
国際公開第2012/014585号パンフレット 国際公開第2012/014587号パンフレット 国際公開第2013/111773号パンフレット
 上記の特許文献記載のテープ材用支持フィルムでは、テープ材用支持フィルムが伸長した場合においても可塑剤バリア性を良好に保持できるバリア層が、支持体に形成されている。
 例えば、薬剤を含む粘着剤を粘着層に用いる貼付剤等においては、テープ材用支持フィルムの水蒸気バリア性を向上させると、ODT(Occlusive Dressing Therapy)効果が高まり、皮膚への薬剤の吸収効率を高めることができる。また、他にも様々な用途が考えられる。
 粘着剤にゴム系の材質を用いる場合は、ゴム系の材質自体の水蒸気バリア性が高く、テープ材用支持フィルムに水蒸気バリア性は求められない。しかしながら、粘着剤にアクリル系やシリコン系の材質を用いる場合は、水蒸気バリア性がゴム系の材質と比べると低く、ODT効果等を高めるために、テープ材用支持フィルムのバリア層に水蒸気バリア性が求められる。
 一方で、上記で述べた可塑剤バリア性も同時にバリア層に対して求められている。
 本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、可塑剤バリア性、かつ、水蒸気バリア性を良好に保持できるテープ材用支持フィルム、テープ材、およびテープ材用支持フィルムの製造方法を提供することを目的とする。
 本発明の第一態様に係るテープ材用支持フィルムは、ポリウレタンから構成されたフィルム状の支持体と、芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物とを含み、前記支持体の一方の面に形成されたバリア層と、ポリビニルアルコールまたはエチレン-ビニルアルコール共重合体と有機金属キレート剤とを含むオーバーコート層と、を備える。
 前記オーバーコート層は前記バリア層の少なくとも一部と接触するように設けられていてもよい。
 前記有機金属キレート剤が乳酸チタンであってもよい。
 本発明の第二態様に係るテープ材は、上記態様に係るテープ材用支持フィルムと、前記オーバーコート層上に形成された粘着層と、を備える。
 本発明の第三態様に係るテープ材用支持フィルムの製造方法は、ポリウレタンから構成されたフィルム状の支持体を準備し、前記支持体の一方の面に、芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物とを含むバリア層を形成し、ポリビニルアルコールまたはエチレン-ビニルアルコール共重合体と有機金属キレート剤とを含むオーバーコート層を形成する。
 前記オーバーコート層を形成する際に、前記バリア層の少なくとも一部と接触するように前記オーバーコート層が形成されてもよい。
 本発明の上記態様に係るテープ材用支持フィルムおよびテープ材によれば、可塑剤バリア性を維持しつつ、水蒸気バリア性を良好に保持することができる。
本発明の一実施形態に係るテープ材の厚さ方向における断面図である。 本発明の一実施形態に係るテープ材の変形例の厚さ方向における断面図である。 バリア層の可塑剤バリア性を検討する実験の一手順を示す図である。 バリア層の可塑剤バリア性を検討する実験の一手順を示す図である。 層状無機化合物の種類と水蒸気透過度との関係を示すグラフである。 バリア層の伸長耐性を検討する実験の一手順を示す図である。 層状無機化合物及び多価アルコールの割合と水蒸気透過度との関係を示すグラフである。 有機金属キレート剤の種類と水蒸気透過度との関係を示すグラフである。 乳酸チタンの添加量と水蒸気透過度との関係を示すグラフである。 層状無機化合物の種類と水蒸気透過度との関係を示すグラフである。
 以下、本発明の一実施形態に係るテープ材について、図1から図10を参照して説明する。
 本実施形態に係るテープ材は、本実施形態に係るテープ材用支持フィルム(以下、単に「支持フィルム」と称する。)を含んで構成されており、工業用、包装用、保護用、ラベル用、マスキング用、紙オムツ等の衛生材料用、絆創膏や経皮投与用等の医療用、化粧用、家庭用等の各種分野において、粘着テープ等として利用可能である。
 図1は、本実施形態に係るテープ材1の厚さ方向における断面図である。テープ材1は、支持フィルム10と、支持フィルム10の一方の面に形成された粘着層20と、粘着層を覆う剥離部材30とを備えている。
 支持フィルム10は、ポリウレタンを含んでフィルム状に形成された支持体11と、支持体11の一方の面に形成されたバリア層12と、オーバーコート層14を備えている。
 支持体11は、柔軟性を有するポリウレタンがフィルム状に形成されている。本実施形態において、支持体11を形成するポリウレタンは、特に限定されず、従来ポリウレタンフィルムに用いられている材料が利用でき、用途によって適宜選択できる。たとえばポリエーテル系ポリウレタン、ポリエステル系ポリウレタン、ポリカーボネート系ポリウレタン等が挙げられる。耐水性が必要な用途では、ポリエーテル系ポリウレタンまたはポリカーボネート系ポリウレタンが好ましい。
 また、ウレタン結合を形成するイソシアネートの種類や、黄変タイプ、無黄変タイプ等についても特定のポリウレタンには限定されず、用途、使用に際して保管する期間や方法、使用する可塑剤の種類等に応じて適宜選択できる。
 バリア層12は、ポリウレタンと層状無機化合物とを含み、支持体11の一方の面に形成されている。ポリウレタンとしては、溶剤や可塑剤に対して耐性の低いポリウレタンを含む支持体11に塗工可能である水系材料のポリウレタンを選定している。水系ポリウレタンの中でも、ガスバリアタイプの(ガスバリア性を有する)水系ポリウレタンが可塑剤バリア性及び水蒸気バリア性の観点で適しており、芳香族イソシアネート系ポリウレタンが特に適している。芳香族イソシアネート系ポリウレタンは、主鎖または側鎖に芳香族を備えるイソシアネートとポリオールから構成されたポリウレタンである。このとき、主鎖または側鎖に芳香族を備えるイソシアネートは、芳香族イソシアネート系ポリウレタンを構成するイソシアネートの一部または全部を構成していればよい。芳香族イソシアネート系ポリウレタンは、緻密な膜を形成することができる。
 層状無機化合物としては、合成マイカ等が好ましいが、他にもモンモリロナイトやカオリナイト、バーミキュライト、雲母等を用いることができる。層状無機化合物は、バリア層12を形成した際に扁平構造の層状無機化合物が積層することによる迷路効果によって水蒸気バリア性が発現すると考えられる。粒径の大きさやアスペクト比の大きさが大きい層状無機化合物の方が、水蒸気バリア性を高める上で好ましい。
 また、バリア層12に層状無機化合物を添加した芳香族イソシアネート系ポリウレタンを用いることで、可塑剤バリア性と水蒸気バリア性をともに向上させることができる。
 本実施形態に係るバリア層12に用いる層状無機化合物は、平均粒子径が0.1μm以上であり、かつアスペクト比が100以上であることが好ましい。
 さらには、バリア層12に用いる層状無機化合物は、平均粒子径が3μm以上であり、かつアスペクト比が100以上であることが好ましい。
 なお、本実施形態においては、平均粒子径、アスペクト比は、レーザー回折-散乱式粒子径分布測定装置を用いて測定される。
 バリア層12は、芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物との混合物から構成された塗膜で形成されており、テープ材1の伸長時に亀裂が発生すると可塑剤バリア性及び水蒸気バリア性が低下する。テープ材1の伸長時におけるバリア層12の亀裂の発生を防止するため、バリア層12には多価アルコールを添加することが好ましい。このとき、多価アルコールとしては、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、ポリエチレングリコール等を使用することができる。中でも、グリセリンを好適に使用することができる。バリア層12に伸長耐性を付与するためには、バリア層12における多価アルコールの添加量を多くすることが好ましい。
 一方、バリア層12における多価アルコールの添加量を多くする場合には、水蒸気バリア性が低下する傾向がある。所望の伸長耐性や水蒸気バリア性はテープ材の使用態様によって異なるが、多価アルコールの添加量としては、芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物の合計量(100wt%)に対して5wt%以上30wt%以下の範囲であることが好ましい。
 オーバーコート層14は、水溶性高分子化合物であるポリビニルアルコールまたはエチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)と有機金属キレート剤とを含んで形成されている。オーバーコート層14は、バリア層12と併用することで支持フィルム10の水蒸気バリア性を顕著に向上させる。
 ポリビニルアルコールまたはエチレン-ビニルアルコール共重合体を有機金属キレート剤で架橋することで耐水性を向上させることができる。
 例えば、基材上にポリビニルアルコール水溶液を塗工して乾燥させ、基材上にポリビニルアルコールから構成された層を形成させる。このポリビニルアルコールから構成された層を備えた基材を40℃温浴中に浸すと30分程度でポリビニルアルコールが溶解する。
 一方、基材上に有機金属キレート剤を添加したポリビニルアルコール水溶液を塗工し乾燥させ、基材上に有機金属キレート剤およびポリビニルアルコールから構成された層を形成させる。この有機金属キレート剤およびポリビニルアルコールから構成された層を備えた基材を40℃温浴中に浸してもポリビニルアルコールが溶解する様子は観察されない。この現象は、有機金属キレート剤により耐水性が向上したことが原因であると考えられる。
 なお、エチレン-ビニルアルコール共重合体と有機金属キレート剤とを用いたオーバーコート層14によっても、同様の現象が観察される。
 有機金属キレート剤としては、乳酸チタン、炭酸ジルコニウムアンモニウム、オキシ硝酸ジルコニウムや、水可溶性のジルコニウム化合物である塩化ジルコニル化合物、ジルコニウムラクテートアンモニウム塩、酢酸ジルコニウムや硫酸ジルコニウム、また水可溶性のチタン化合物であるチタンラクテートアンモニウム塩、チタンジイソプロポキシ ビス(トリエタノールアミネート)、チタンジエタノールアミネートやチタンアミノエチルアミノエタノレートが適用可能である。
 また、有機金属キレート剤の一部は、ポリビニルアルコールまたはエチレン-ビニルアルコール共重合体を架橋させるとともに、オーバーコート層14の少なくとも一部が接触するバリア層12の材料と相互作用することにより、さらに水蒸気バリア性を向上させる。
 例えば、有機金属キレート剤分散液を層状無機化合物である合成マイカ分散液に滴下すると、分散液中の合成マイカが凝集する。また、有機金属キレート剤分散液を水系ポリウレタン分散液に滴下すると、水系ポリウレタン分散液が凝集し、ゲル化する。これらの現象から、有機金属キレート剤は、バリア層12に含まれる無機層状化合物とポリウレタンに作用することにより水蒸気バリア性を向上させていると考えられる。
 ここで、バリア層12とオーバーコート層14を形成する順序は限定されない。バリア層12とオーバーコート層14の間に他の層を設けてもよい。また、バリア層12形成後にオーバーコート層14を形成してもよいし、オーバーコート層14形成後にバリア層12を形成してもよい。なお、バリア層12とオーバーコート層14を相互作用させるために、オーバーコート層14は、バリア層12と少なくとも一部が接触するように積層されることがさらに好ましい。また、バリア層12とオーバーコート層14を相互作用させるために、バリア層12を形成した後に、バリア層12上に直接オーバーコート層塗液を塗布し、オーバーコート層14を形成することがさらに好ましい。
 粘着層20は、粘着性の基材に可塑剤が混合されて構成されておりオーバーコート層14上において、バリア層12が設けられた面とは反対の面に塗布等により形成されている。
 粘着層20に用いられる粘着剤に特に制限はなく、天然ゴム、合成イソプレンゴム、再生ゴム、スチレン・ブタジエンゴム(SBR)、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体(SIS)、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体(SBS)、ポリイソブチレン、SEBS、SEPS等のゴム系高分子、(メタ)アクリル酸エステル類を主モノマーとする(メタ)アクリル酸エステル共重合体等のアクリル系高分子、シリコーンゴム、シリコーン樹脂、ジメチルシロキサン、ジフェニルシロキサン等のシリコン系高分子、ポリビニルエーテル系、ポリビニルエステル系、EVA系、ポリエステル系等の各種材料を用いることができる。
 可塑剤についても特に制限はなく、石油系オイル(パラフィン系プロセスオイル、ナフテン系プロセスオイル、芳香族系プロセスオイル等)、二塩基酸エステル(ジブチルフタレート、ジオクチルフタレート等)、液状ゴム(ポリブテン、液状イソプレン、液状ポリイソブチレン等)、植物性油系(ひまし油、トール油等)液状脂肪酸エステル類(ミリスチン酸イソプロピル、ラウリン酸ヘキシル、セバシン酸ジエチル、セバシン酸ジイソプロピル等)、トリアセチン、ソルビタン脂肪酸エステル類、ショ糖脂肪酸エステル類、脂肪酸グリセリンエステル類、界面活性剤類、等の各種可塑剤を用いることができる。
 さらに、粘着性を高めるために、各種粘着付与剤を配合してもよい。例えば、ロジン、変性ロジン、ロジンエステル等のロジン系樹脂、テルペン樹脂、芳香族変性テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂等のテルペン系樹脂、脂肪族系石油樹脂、芳香族系石油樹脂、共重合系石油樹脂、水素添加石油樹脂、DCPD系石油樹脂等の石油樹脂、スチレン系樹脂、置換スチレン系樹脂、キシレン樹脂、フェノール系樹脂、クロマン・インデン樹脂等を挙げることができる。
 また、テープ材の用途に応じて、抗酸化剤、充填剤、架橋剤、紫外線吸収剤、着色剤、難燃剤、導電剤、発泡剤等が加えられてもよい。
 支持フィルム10を粘着層20に薬剤を含む貼付剤に用いる場合、薬剤が支持体11に到達することが、バリア層12によって好適に防止される。
 剥離部材30は、対象物への貼付時まで粘着層20の粘着面を保護する部材であり、公知の各種剥離紙等を好適に用いることができる。なお、テープ材1が芯材にロール状に巻きつけられる等の場合は、必ずしも剥離部材30を備えなくてもよい。
 支持フィルム10は、図2に示すように、支持体11とバリア層12の間に下引き層13を形成してもよい。下引き層13は様々な用途に使用することができる。例えば、模様等を印刷した層を下引き層13として形成し、支持フィルム10に模様や文字を付加させるような用途に使用することができる。下引き層13は、支持体11とバリア層12の間に全面に形成されていてもよいし、パターン状に形成されていてもよい。なお、下引き層13の形成には、水性インキ等を使用することができる。
 次に、支持フィルム10の製造方法について説明する。
 まず、ポリウレタンから構成された支持体11を準備する(支持体準備工程)。次に、支持体11の一方の面に、バリア層塗液を塗布し、乾燥することによりバリア層12を形成する(バリア層形成工程)。バリア層塗液は、芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物とを含み、分散媒として水が用いられる(バリア層形成工程)。また、バリア層塗液は、好ましくはグリセリン等の多価アルコールを含むことができる。また、バリア層塗液にあっては、さらに、乳化剤や分散剤等の各種添加剤を含んでもよい。また、分散媒として、水の他にアルコール等を含んでいてもよい。バリア層12が支持フィルム10と接する面の反対の面にオーバーコート層14を形成する(オーバーコート層形成工程)。
 ここで、バリア層12とオーバーコート層14を形成する順序は限定されない。バリア層12とオーバーコート層14の間に他の層を設けてもよい。また、バリア層12形成後にオーバーコート層14を形成してもよいし、オーバーコート層14形成後にバリア層12を形成してもよい。なお、バリア層12とオーバーコート層14とを相互作用させるために、オーバーコート層14は、バリア層12と少なくとも一部が接触するように積層されることがさらに好ましい。また、バリア層12とオーバーコート層14とを相互作用させるために、バリア層12を形成した後に、バリア層12上に直接オーバーコート層塗液を塗布し、オーバーコート層14を形成することがさらに好ましい。
 以上で、本実施形態に係る支持フィルム10が完成する。
 本実施形態に係る支持フィルム10の製造方法に置いては、支持体準備工程と、バリア層形成工程との間に、下引き層13を形成する下引き層形成工程をさらに備えてもよい。
 バリア層12の少なくとも一部と接触するようにオーバーコート層14を形成させれば、バリア層12とオーバーコート層14との上記相互作用を発揮させることができる。バリア層12とオーバーコート層14との間の一部に他の層、例えば下引き層13やメッシュ状の層を含む場合であっても、バリア層12の少なくとも一部と接触するようにオーバーコート層14を積層させれば、バリア層12とオーバーコート層14との上記相互作用と発揮させることができる。
 次に、支持フィルム10における各層の効果に関する実験と実験結果について説明する。
(実験1 バリア層に用いるポリウレタンの検討)
(1-1 サンプルの作成)
 バリア層に用いるポリウレタンの候補として、ガスバリア性を有する水系ポリウレタンである芳香族イソシアネート系ポリウレタン、ポリエステル系ウレタン変性ポリオール、及び骨格内にシラノール基を含有する自己架橋性ポリウレタンの3種類を選定した。
 ガスバリア性を有する水系ポリウレタンとしてサンプルIとサンプルIIの2種類のサンプルを用意した。サンプルIとサンプルIIは、いずれもガスバリア性を有する水系ポリウレタンであるが、それぞれの組成が異なる。ポリエステル系ウレタン変性ポリオールとしてサンプルIII~サンプルVの3種類のサンプルを用意した。サンプルIII~サンプルVは、いずれもポリエステル系ウレタン変性ポリオールを使用したポリウレタンであり、芳香族イソシアネート系ポリウレタンではない。また、サンプルIII~サンプルVのサンプルはそれぞれの組成が異なる。骨格内にシラノール基を含有する自己架橋性ポリウレタンとしてサンプルVIとサンプルVIIの2種類のサンプルを用意した。サンプルVIとサンプルVIIは、いずれも骨格内にシラノール基を含有する自己架橋性ポリウレタンであり、芳香族イソシアネート系ポリウレタンではない。また、サンプルVIとサンプルVIIのサンプルはそれぞれの組成が異なる。
 また、バリア層としては、ポリウレタン単層のバリア層と、合成マイカを10wt%添加したポリウレタンから構成されたバリア層と、の2種類を用意した。合成マイカを10wt%添加したポリウレタンから構成されたバリア層とは、合成マイカ10wt%とポリウレタン90wt%とを含むバリア層である(固形分)。
 バリア層12は、塗液の固形分が2.0g/m2となるように、支持体上に塗布形成した。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製支持体を用いた。合成マイカには平均粒子径が11μmでアスペクト比が1000以上の合成マイカを用いた。
 なお、実験1および以下の実験において、合成マイカ、コロイダルシリカ、モンモリロナイト等の平均粒子径、アスペクト比の測定方法は、いずれも、レーザー回折-散乱式粒子径分布測定装置を使用した値である。
 上記サンプルを用いて、可塑剤バリア評価と水蒸気バリア性評価の二種類の評価を実施した。二種類の評価は、異なる評価片を用いて独立して行っている。
(1-2 実験手順)
 可塑剤バリア評価では、作製した3種類のサンプル100を、図3に示すように25mm×120mmの大きさに切り出し、目盛が記載されている黒色のアクリル板上に、評価片100Aをバリア層が上側になるように配置して粘着テープ101により一端を固定した。次に、評価片100Aに対する伸長は行わず、粘着テープ101により評価片100Aの他端を黒色のアクリル板上に固定した。粘着テープ101に覆われない部分の長手方向の寸法(長さ)は100mmに設定した。 
 アクリル板への各評価片100Aの取り付け後、図4に示すように、各評価片100Aに可塑剤をスポイトで2滴(約0.08グラム)滴下し、評価片100A上において綿棒112を用いて滴下された可塑剤を50mmの長さに延伸した。可塑剤としては、ミリスチン酸イソプロピル(IPM)を使用した。室温で30分間放置後及び3時間放置後に可塑剤を拭き取り、支持体11の膨潤度合いを目視にて評価した。指標としては、膨潤により生じる支持体11のシワの有無を用いた(膨潤によるシワを認めない:A、膨潤によるシワを認める:Bの2段階評価)。
 水蒸気バリア性評価では、JIS-Z0208(1976)「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」により水蒸気透過度(WVTR)の測定を実施した。
 開口部直径80mmジグを用いたカップ法により40℃90%RH(相対湿度)にて3時間静置後に測定し、1m2あたり24時間の透湿量に換算し、水蒸気透過度を求めた。
(1-3 結果)
 結果を表1に示す。可塑剤バリア性を評価した結果、ガスバリア性を有する水系ポリウレタンである芳香族イソシアネート系ポリウレタンで良好な特性が得られた。
 水蒸気バリア性評価においても、ガスバリア性を有する水系ポリウレタンである芳香族イソシアネート系ポリウレタンで良好な特性が得られた。特に、層状無機化合物である合成マイカを層中に10wt%添加することでより一層低い水蒸気透過度を維持でき、高い水蒸気バリア性を発揮することが示された。
 以上の結果より、ガスバリア性を有する水系ポリウレタンである芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物である合成マイカとの混合物でバリア層12を形成することで、可塑剤バリア性と水蒸気バリア性を両立できることが確認された。
 なお、表1に記載の可塑剤バリア評価(伸長無し)の結果は、3時間放置後の評価結果である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 次にバリア層12に含まれる層状無機化合物の種類による水蒸気バリア性を評価するために行った実験と実験結果について説明する。
(実験2 層状無機化合物に関する検討)
(2-1 サンプルの作成)
 支持体上にバリア層として、層状無機化合物を含まないポリウレタン単層、合成マイカを15wt%添加したポリウレタンから構成されたバリア層、およびコロイダルシリカを15wt%添加したポリウレタンから構成されたバリア層を形成した3種類のサンプルを用意した。ここで、合成マイカを15wt%添加したポリウレタンから構成されたバリア層とは、合成マイカが15wt%、かつ、ポリウレタンが85wt%となるように形成されたバリア層である(固形分)。
 また、コロイダルシリカを15wt%添加したポリウレタンから構成されたバリア層とは、コロイダルシリカが15wt%、かつ、ポリウレタンが85wt%となるように形成されたバリア層である(固形分)。
 バリア層は塗液の固形分が2.0g/m2となるように支持体上に塗布形成した。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製の支持体を用いた。
(2-2 実験手順)
 水蒸気バリア性の実験手順は、実験1と同様である。
(2-3 結果)
 図5に結果を示す。図5のグラフの縦軸は水蒸気透過度を示している。コロイダルシリカのような球状の鉱物を用いたバリア層では水蒸気バリア性向上の効果は少なく、合成マイカを用いたバリア層では水蒸気バリア性の向上が確認された。表2には使用した合成マイカおよびコロイダルシリカの平均粒子径及びアスペクト比を示す。合成マイカがコロイダルシリカより水蒸気バリア性がよいのは、アスペクト比の違いが影響していると考察される。また、平均粒子径にも影響を受けると考察され、平均粒子径が大きい方が、水蒸気バリア性が良好となった。この結果は、合成マイカのような層状無機化合物による、いわゆる迷路効果が寄与していると考察される。
 したがって、合成マイカ以外にも、層状無機化合物である天然マイカやモンモリロナイト等も好適に用いることができると考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 次に多価アルコールによるバリア層12の伸長耐性を検討した実験結果を示す。
(実験3 多価アルコールによるバリア層の伸長耐性付与効果の検討)
(3-1 サンプルの作成)
 グリセリンを添加せず、10wt%の合成マイカを含むポリウレタンをリファレンスとし(表中ではControlと表記)、10wt%の合成マイカを含む試料1A、15wt%の合成マイカを含む試料2A、20wt%の合成マイカを含む試料3Aのサンプルを用意した。それぞれの試料1A~3Aでグリセリンの含有比率(wt%)を変化させた3種類のバリエーションのサンプルを作成した。ここで、Controlは、合成マイカ10wt%とポリウレタン90wt%をバリア層12に形成した試料である。試料1Aは、合成マイカ10wt%とポリウレタン90wt%(計100wt%)に対し、グリセリンの割合が5~12.5wt%となるようにグリセリンを添加してバリア層12を形成した試料である。試料2Aは、合成マイカ15wt%とポリウレタン85wt%(計100wt%)に対し、グリセリンの割合が10~15wt%となるようにグリセリンを添加してバリア層12を形成した試料である。試料3Aは、合成マイカ20wt%とポリウレタン80wt%(計100wt%)に対し、グリセリンの割合が10~15wt%となるようにグリセリンを添加してバリア層12を形成した試料である。
 バリア層12は塗液の固形分が2.0g/m2となるように支持体上に塗布形成した。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製支持体を用いた。合成マイカには、平均粒子径が11μmでアスペクト比が1000以上の合成マイカを用いた。
 バリア層上には、ポリビニルアルコール80wt%と乳酸チタン20wt%から構成されたオーバーコート層14が形成されている。オーバーコート層14は塗液の固形分が2.0g/m2となるようにバリア層上に塗布形成した。
(3-2 実験手順)
 作製したサンプルを、図3で示すように、25mm×120mmの大きさに切り出し評価片を作製した。
 目盛が記載されている黒色のアクリル板上に、評価片を、バリア層12が上側に配置されるように粘着テープにより一端を固定した。次に、図6に示すように、評価片を長手方向に20%引き伸ばしながら、粘着テープにより評価片100Aの他端を黒色のアクリル板110上に固定した。粘着テープに覆われない部分の長手方向の寸法(長さ)は伸長前においては100mmであり、20%伸長されることによりアクリル板110に固定された粘着テープに覆われない部分の長手方向の寸法(長さ)は120mmとなった。
 アクリル板110への各評価片100Aの取り付け後、図4で示すように、20%伸長された状態で各評価片に可塑剤をスポイトで2滴(約0.08グラム)滴下し、評価片100A上において綿棒112を用いて滴下された可塑剤を50mmの長さに延伸した。可塑剤としては、ミリスチン酸イソプロピル(IPM)を使用した。室温で30分間放置後及び3時間放置後に可塑剤を拭き取り、支持体の膨潤度合いを目視にて評価した。指標としては、膨潤により生じる支持体11のシワの有無を用いた(膨潤によるシワを認めない:A、膨潤によるシワを認める:Bの2段階評価)。
 また、各評価片100Aが伸長されていない状態においても可塑剤バリア性を評価した。各評価片100Aを伸長させずにアクリル板へ取り付け、伸長されていない状態で各評価片100Aに可塑剤をスポイトで2滴(約0.08グラム)滴下し、評価片100A上において綿棒112を用いて滴下された可塑剤を50mmの長さに延伸した。可塑剤としては、ミリスチン酸イソプロピル(IPM)を使用した。室温で30分間放置後及び3時間放置後に可塑剤を拭き取り、支持体11の膨潤度合いを目視にて評価した。指標は上記と同様(膨潤によるシワを認めない:A、膨潤によるシワを認める:Bの2段階評価)である。
(3-3 結果)
 結果を表3に示す。グリセリンを添加しないリファレンス(Control)では、評価片100Aが伸長されていない状態において可塑剤バリア性を有していることが確認された。しかしながら、評価片100Aが伸長時の可塑剤バリア性は確認できなかった。一方、グリセリンを5wt%以上添加することで評価片100Aにおける伸長耐性(伸長時の可塑剤IPMの浸透性)が発揮され始め、10wt%以上で伸長耐性の効果が顕著となった。なお、グリセリンを5wt%以上添加した試料1A、試料2A、試料3Aにおいて、上記伸長耐性が得られた結果から、伸長されていない状態においても可塑剤バリア性を当然に有している(膨潤によるシワを認めない:指標Aである)と考えられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 次に多価アルコール及び層状無機化合物の比率の変化によるバリア層12の水蒸気バリア性への影響を検討した実験結果を示す。
(実験4 添加物の比率によるバリア層の水蒸気バリア性の検討)
(4-1 サンプルの作成)
 5wt%の合成マイカを含む試料1B、10wt%の合成マイカを含む試料2B、15wt%の合成マイカを含む試料3B、20wt%の合成マイカを含む試料4Bのサンプルを用意した。試料3B及び試料4Bでは、グリセリンの含有比率(wt%)を変化させた4種類のバリエーションの試料を作成した。ここで、試料1Bは、合成マイカ5wt%とポリウレタン95wt%(計100wt%)に対し、グリセリンの割合が10wt%となるようにグリセリンを添加してバリア層12を形成した試料である。試料2Bは、合成マイカ10wt%とポリウレタン90wt%(計100wt%)に対し、グリセリンの割合が10wt%となるようにグリセリンを添加してバリア層12を形成した試料である。
 試料3Bは、合成マイカ15wt%とポリウレタン85wt%(計100wt%)に対し、グリセリンの割合が10~20wt%となるようにグリセリンを添加してバリア層12を形成した試料である。試料4Bは、合成マイカ20wt%とポリウレタン80wt%(計100wt%)に対し、グリセリンの割合が10~20wt%となるようにグリセリンを添加してバリア層12を形成した試料である。
 バリア層12は塗液の固形分が2.0g/m2となるように支持体上に塗布形成した。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製支持体を用いた。合成マイカには平均粒子径が11μmでアスペクト比が1000以上の合成マイカを用いた。
 バリア層上には、ポリビニルアルコール80wt%と乳酸チタン20wt%から構成されたオーバーコート層14が形成されている。オーバーコート層14は塗液の固形分が2.0g/m2となるようにバリア層上に塗布形成した。
(4-2 実験手順)
 水蒸気バリア性の実験手順は、実験1と同様である。
(4-3 結果)
 結果を図7に示す。グリセリンを10wt%含んだ試料1B,試料2B,試料3B及び試料4Bの水蒸気透過度の結果から、合成マイカ比を増やすことで水蒸気透過度(WVTR)が低下することが確認された。ただし、合成マイカ比が15wt%を超えるように合成マイカの添加量を増やしてもさらなる水蒸気透過度の低下は観測されなかった。水蒸気バリア性に貢献する合成マイカの添加量には上限が存在すると考察される。
 試料3B(合成マイカ15wt%)及び試料4B(合成マイカ20wt%)において、グリセリン比を変化させて実験を行った結果、グリセリン比が増大するにつれ、水蒸気透過度が増加することが確認された。
 実験3及び実験4の結果から、グリセリンの添加量が増加すると伸長時の可塑剤バリア性は向上するものの、水蒸気バリア性は低下すると考察される。
 なお、実験4の水蒸気透過度の結果が、実験1及び実験2の水蒸気透過度の結果よりも低くなっているのは、バリア層上に形成されているオーバーコート層14の影響であると考えられる。
 次に、バリア層12にオーバーコート層14を積層した際の可塑剤バリア性及び水蒸気バリア性を評価するために行った実験と実験結果について説明する。
(実験5 バリア層にオーバーコート層を積層した際の水蒸気バリア性の評価)
(5-1 サンプルの作成)
 支持体11のみで形成されたサンプルと、支持体11にバリア層を形成したサンプルの2種類の基本サンプルを用意した。バリア層には、合成マイカとグリセリンの添加の有無の組み合わせにより4通りのバリエーションを用意した。換言すれば、表4に示すように、(1)バリア層無しの支持体11のみで形成されたサンプル、(2)水系ポリウレタンにより構成されたバリア層が支持体11上に形成されたサンプル、(3)水系ポリウレタンおよび合成マイカにより構成されたバリア層が支持体11上に形成されたサンプル、(4)水系ポリウレタンおよびグリセリンにより構成されたバリア層が支持体11上に形成されたサンプル、および(5)水系ポリウレタン、合成マイカ、およびグリセリンにより構成されたバリア層が支持体11上に形成されたサンプルのように、5種のバリア層構成を有するサンプルを作成した。
 また、上記(1)~(5)のバリア層構成を有するサンプルのそれぞれに対して、ポリビニルアルコールで形成したオーバーコート層を積層したサンプルと、乳酸チタンを添加したオーバーコート層14を積層したサンプルと、を用意した。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製の支持体を用いた。
 バリア層は塗液の固形分が2.0g/m2となるように支持体上に塗布形成した。
 オーバーコート層は塗液の固形分が1.0g/m2となるようにバリア層上もしくは支持体上に塗布形成した。
 (3)の合成マイカを添加したサンプルは、ポリウレタン85wt%と合成マイカを15wt%でバリア層12が形成されている。
 (4)のグリセリンを添加したサンプルは、ポリウレタン90wt%とグリセリン10wt%でバリア層12が形成されている。
 (5)の合成マイカ及びグリセリンを添加したサンプルは、ポリウレタン75wt%と合成マイカ15wt%とグリセリン10wt%でバリア層12が形成されている。
(5-2 実験手順)
 可塑剤バリア性の実験手順は、IPM浸透性を評価する実験1と同様である。また、水蒸気バリア性の実験手順も、実験1と同様である。
(5-3 結果)
 結果を表4に示す。ポリビニルアルコール(表4では、PVAと表記)単独でオーバーコート層を形成しても水蒸気バリア性の改善は低い。また、層状無機化合物である合成マイカを含まないバリア層に、オーバーコート層を積層しても水蒸気透過度はわずかしか低下しない。
 一方、バリア層に層状無機化合物である合成マイカを添加した場合は、水蒸気透過度が大幅に低下しており、さらにオーバーコート層に有機金属キレート剤である乳酸チタンを添加することで、水蒸気透過度を一層低下させることができる。
 実験3において、多価アルコールであるグリセリンをバリア層12に添加することで、伸長耐性が改善することを確認した。バリア層にオーバーコート層を積層した実験5においても、グリセリンを添加することによる伸長耐性の向上が確認できた。
 また、バリア層を形成せず、オーバーコート層のみを形成しても水蒸気バリア性はほとんど向上しないことを確認した。オーバーコート層自体はバリア機能を有さず、バリア層とオーバーコート層との相互作用によって水蒸気バリア性が向上していると考察される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 次に、オーバーコート層14に添加する有機金属キレート剤の種類を変更した際の水蒸気バリア性を評価するために行った実験と実験結果について説明する。
(実験6 有機金属キレート剤に関する検討)
(6-1 サンプルの作成)
 バリア層12のみを形成しオーバーコート層14を形成していないサンプル、ポリビニルアルコールに乳酸チタンを添加したオーバーコート層14をバリア層12に積層したサンプル、ポリビニルアルコールに炭酸ジルコニウムアンモニウムを添加したオーバーコート層14をバリア層12に積層したサンプル、ポリビニルアルコールにオキシ硝酸ジルコニウムを添加して形成したオーバーコート層14をバリア層12に積層したサンプルの4種類を用意した。有機金属キレート剤の添加量はいずれもポリビニルアルコール固形分重量に対し、有機金属キレート剤の液体重量で30%である。
 いずれのサンプルのバリア層12もポリウレタン75wt%と、合成マイカ15wt%と、グリセリン10wt%と、で形成されている。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製の支持体を用いた。
 バリア層12は塗液の固形分が2.0g/m2となるように支持体上に塗布形成した。オーバーコート層14は塗液の固形分が1.0g/m2となるようにバリア層上に塗布形成した。
(6-2 実験手順)
 水蒸気バリア性の実験手順は、実験1と同様である。
(6-3 結果)
 図8にオーバーコート層14での有機金属キレート剤の種類を変化させた際の水蒸気バリア性評価結果を示す。ポリビニルアルコールの架橋剤として知られる乳酸チタンをオーバーコート層14に添加した際に最も水蒸気透過度が低下することを確認した。また、オキシ硝酸ジルコニウムや炭酸ジルコニウムアンモニウムをオーバーコート層14に添加した場合も、水蒸気透過度が低下することを確認した。
 次に、オーバーコート層14に添加する有機金属キレート剤の添加量を変更した際の水蒸気バリア性を評価するために行った実験とその結果について説明する。
(実験7 有機金属キレート剤の添加量に関する検討)
(7-1 サンプルの作成)
 オーバーコート層がポリビニルアルコールのみで形成されたサンプル、オーバーコート層14が乳酸チタンを添加したポリビニルアルコールで形成されたサンプルを用意した。
 乳酸チタンを含むサンプルは、ポリビニルアルコール固形分重量に対し、乳酸チタン水分散液の製品重量で20wt%、30wt%、40wt%、50wt%となるように乳酸チタン水分散液を添加した4種類である。乳酸チタン水分散液の固形分割合は44wt%である。したがって、ポリビニルアルコール固形分重量に対し、乳酸チタン水分散液の製品重量で20wt%を添加したサンプルには、ポリビニルアルコール100wt%に対して乳酸チタンが8.8wt%含まれる。同様に、ポリビニルアルコール固形分重量に対し、乳酸チタン水分散液の製品重量で30wt%、40wt%、50wt%を添加したサンプルには、ポリビニルアルコール100wt%に対して乳酸チタンがそれぞれ13.2wt%、17.6wt%、22wt%含まれる。
 いずれのサンプルのバリア層12もポリウレタン75wt%と、合成マイカ15wt%と、グリセリン10wt%で形成されている。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製支持体を用いた。
 バリア層12は塗液の固形分が2.0g/m2となるように支持体上に塗布形成した。オーバーコート層は塗液の固形分が1.0g/m2となるようにバリア層上に塗布形成した。
(7-2 実験手順)
 水蒸気バリア性の実験手順は、実験1と同様である。
(7-3 結果)
 図9に、オーバーコート層での有機金属キレート剤の添加量を変化させた際の水蒸気バリア性評価結果を示す。乳酸チタンの添加量を増やすことで、水蒸気透過度を低下させることができるが、30wt%を超えて添加量を増やしてもさらなる水蒸気透過度の低下は観測されなかった。水蒸気バリア性に貢献する添加量には上限が存在すると考察される。
 次にオーバーコート層14を積層したバリア層12に含める層状無機化合物の種類による水蒸気バリア性を評価するために行った実験と実験結果について説明する。実験2と同様の実験を、オーバーコート層14を積層した支持フィルム10に対して行った。
(実験8 層状無機化合物の検討)
(8-1 サンプルの作成)
 支持体11上にバリア層12として、合成マイカを15wt%含むポリウレタンから構成されたバリア層、モンモリロナイトを15wt%含むポリウレタンから構成されたバリア層、およびコロイダルシリカを15wt%含むポリウレタンから構成されたバリア層を形成した3種類のサンプルを用意した。サンプルのバリア層12には、乳酸チタンを添加したポリビニルアルコールで形成されたオーバーコート層14が積層されている。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製の支持体を用いた。
 バリア層12は塗液の固形分が2.0g/m2となるように支持体上に塗布形成した。オーバーコート層14は塗液の固形分が1.0g/m2となるようにバリア層上に塗布形成した。
(8-2 実験手順)
 水蒸気バリア性の実験手順は、実験1と同様である。
(8-3 結果)
 図10に結果を示す。図10のグラフの縦軸は水蒸気透過度を示している。オーバーコート層14を形成せず、ポリウレタン単層でバリア層を形成したサンプルの水蒸気透過度の結果は、実験2の結果である。いずれの層状無機化合物をバリア層に添加した場合も、ポリウレタン単層でバリア層を形成したサンプルよりも、水蒸気透過度が低下することを確認した。特に、層状無機化合物として合成マイカを添加したサンプルで最も水蒸気透過度が低下することを確認した。
 なお、表5には使用した合成マイカおよびコロイダルシリカの平均粒子径及びアスペクト比を示す。
 合成マイカやモンモリロナイトがコロイダルシリカより水蒸気バリア性がよいのは、アスペクト比の違いが影響していると考察される。また、平均粒子径にも影響を受けると考察され、平均粒子径が大きい方が、水蒸気バリア性が良好となった。この結果は、合成マイカやモンモリロナイトのような層状無機化合物による、いわゆる迷路効果が寄与していると考察される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
 最後に、可塑剤バリア性の評価に用いる可塑剤を変更した場合の可塑剤バリア性を評価するために行った実験とその結果について説明する。
(実験9 可塑剤の違いによる可塑剤バリア性の評価)
(9-1 サンプルの作成)
 ポリウレタンで形成された支持体11に、バリア層12とオーバーコート層14を形成した。バリア層12には、ポリウレタン(芳香族系イソシアネート利用ガスバリア性を有する水系ポリウレタン)を78wt%、合成マイカを12wt%、及びグリセリン10wt%が含まれている。また、オーバーコート層14には、ポリビニルアルコール90wt%と乳酸チタン10wt%が含まれている。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製の支持体を用いた。
 バリア層12は塗液の固形分が2.0g/m2となるように支持体上に塗布形成した。オーバーコート層14は塗液の固形分が1.0g/m2となるようにバリア層上に塗布形成した。
 比較用のサンプルとして、バリア層12及びオーバーコート層14をともに形成していないポリウレタンのみで形成された支持フィルム10を用意した(以降、これを「比較サンプル」という)。
(9-2 実験手順)
 可塑剤バリア性の実験手順は、実験3と同様である。実験3では、可塑剤バリア性の評価に用いる可塑剤として、IPM(ミリスチン酸イソプロピル)のみを使用したが、実験9ではこれに加えて、トリアセチン(TA)、モノイソステアリン酸グリセリル(MGIS)、ソルビタンモノオレート(SMO)を用いた。また、実験における目視確認を行う経過時間は、実験1においては30分間と3時間の二種類であったが、実験9では、1時間及び2時間経過時においてもサンプルの目視確認を行った。ここで、経過時間とは、可塑剤塗布後から表面観察までの経過時間を表している。
(9-3 結果)
 表6にバリア層12及びオーバーコート層14を形成したサンプルの結果を示す。また、表7に比較サンプルの結果を示す。実験の結果、本実施形態に係るテープ材用支持フィルム10は、ミリスチン酸イソプロピル(IPM)だけでなく、トリアセチン(TA)、モノイソステアリン酸グリセリル(MGIS)、ソルビタンモノオレート(SMO)に対する可塑剤バリア性及び伸長耐性(20%伸長時の可塑剤バリア性)を備えることが確認できた。
 なお、表7においては、経過時間が1時間以上の評価結果が「-」(測定せず)となっているが、0.5時間(30分間)経過後の評価が「B」評価(膨潤によるシワを認める)であることから、それ以上の経過時間後の評価が「B」評価であることは明らかである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
(実験10 層状無機化合物に関する検討/水蒸気バリア性)
(10-1 サンプルの作成)
 支持体上に層状無機化合物を含まないポリウレタン単層から構成されたバリア層を形成した試料1C、支持体上にポリウレタン80wt%に対し合成マイカを20wt%添加したバリア層を形成した試料2C、および支持体上にポリウレタン80wt%に対しモンモリロナイトを20wt%添加したバリア層を形成した試料3Cの3種類のサンプルを用意した。
 なお、実験10に係るバリア層は塗液の固形分が3.0g/mとなるように支持体上に塗布形成した。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製支持体を用いた。
(10-2 実験手順)
 水蒸気バリア性の実験手順は、実験1と同様であり、JIS-Z0208(1976)「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」により水蒸気透過度(WVTR)の測定を実施した。開口部直径80mmジグを用いたカップ法により40℃90%RH(相対湿度)にて3時間静置後に測定し、1mあたり24時間の透湿量に換算し、水蒸気透過度を求めた。
(10-3 結果)
 水蒸気バリア性に係る結果は以下の表8に示す結果が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
 バリア層材料(層状無機化合物)として、合成マイカの代わりにモンモリロナイトを使用した場合であっても、良好な水蒸気バリア性を示した。
 なお、本実験10に用いた合成マイカおよびコロイダルシリカの平均粒子径およびアスペクト比は以下の表9に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
 合成マイカを用いた場合にモンモリロナイトを用いた場合よりも水蒸気バリア性がよいのは、アスペクト比の違いが影響していると考察される。また、平均粒子径にも影響を受けると考察され、平均粒子径が大きい方が、水蒸気バリア性が良好となった。この結果は、層状無機化合物による、いわゆる迷路効果が寄与していると考察される。
(実験11 層状無機化合物に関する検討/可塑剤バリア性)
(11-1 サンプルの作成)
 (1)ポリウレタンが80wt%およびモンモリロナイトが20wt%となるように形成されたバリア層を支持体上に形成した試料1Dと、(2)ポリウレタンが72wt%、モンモリロナイトが18wt%、およびグリセリンが10wt%となるように形成されたバリア層を支持体上に形成した試料2Dと、の2種類のサンプルを用意した。
 なお、バリア層は塗液の固形分が2.0g/mとなるように支持体上に塗布形成した。
 さらに、バリア層上には、ポリビニルアルコール80wt%と乳酸チタン20wt%から構成されたオーバーコート層を形成した。
 オーバーコート層は、バリア層12と併用することで支持フィルム10の水蒸気バリア性を向上させる。
 オーバーコート層は塗液の固形分が2.0g/mとなるようにバリア層上に塗布形成した。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製の支持体を用いた。
 なお、本実験11に用いた合成マイカおよびコロイダルシリカの平均粒子径およびアスペクト比は以下の表10に示す通りである。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
(11-2 実験手順)
 可塑剤バリア評価では、作製した2種類のサンプル100(試料1D、試料2D)を、図3に示すように25mm×120mmの大きさに切り出し、目盛が記載されている黒色のアクリル板上に、評価片100Aをオーバーコート層が上側になるように配置して粘着テープによって一端を固定した。
 次に、図6に示すように、評価片100Aを長手方向に10%および20%引き伸ばしながら、粘着テープにより評価片100Aの他端を黒色のアクリル板110上に固定した。粘着テープに覆われない部分の長手方向の寸法は100mmに設定した。
 アクリル板への取り付け後、図4に示すように、各評価片100Aに可塑剤をスポイトで2滴(約0.08グラム)滴下し、評価片100A上において綿棒112を用いて滴下された可塑剤を50mmの長さに延伸した。
 可塑剤としては、ミリスチン酸イソプロピル(IPM)を使用した。
 室温で3時間放置後に可塑剤を拭き取り、支持体11の膨潤度合いを目視にて評価した。
 指標としては、膨潤により生じる支持体11のシワの有無を用いた(膨潤によるシワを認めない:A、膨潤によるシワを認める:Bの2段階評価)。
(11-3 結果)
 以下の表11に示す結果が得られた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
 バリア層材料(層状無機化合物)として、合成マイカの代わりにモンモリロナイトを使用した場合であっても、バリア層にグリセリンを添加することにより可塑剤バリア性が向上することが示唆された。
(実験12 オーバーコート材料に関する検討)
(12-1 サンプルの作成)
 ポリビニルアルコールに乳酸チタンを添加したオーバーコート層14をバリア層12に積層したサンプル(試料1E)、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)に乳酸チタンを添加したオーバーコート層14をバリア層12に積層したサンプル(試料2E)を用意した。
 試料1Eおよび試料2Eのいずれのサンプルのバリア層12もポリウレタン75wt%と、合成マイカ15wt%と、グリセリン10wt%となるように形成した。
 オーバーコート層については、試料1Eでは、ポリビニルアルコール80wt%と乳酸チタン20wt%から構成されたオーバーコート層14を形成した。
 試料2Eでは、エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)80wt%と乳酸チタン20wt%から構成されたオーバーコート層14を形成した。
 支持体11としては、厚さ20μmのポリエーテル系ポリウレタン製支持体を用いた。
 バリア層12は塗液の固形分が2.0g/mとなるように支持体上に塗布形成した。
 オーバーコート層14は塗液の固形分が1.0g/mとなるようにバリア層上に塗布形成した。
(12-2 実験手順)
 水蒸気バリア性の実験手順は、実験1と同様であり、JIS-Z0208(1976)「防湿包装材料の透湿度試験方法(カップ法)」により水蒸気透過度(WVTR)の測定を実施した。
 開口部直径80mmジグを用いたカップ法により40℃90%RH(相対湿度)にて3時間静置後に試料1Eおよび試料2EのWVTRを測定し、1mあたり24時間の透湿量に換算し、水蒸気透過度を求めた。
 可塑剤バリア評価では、作製した2種類のサンプル100(試料1Eおよび試料2E)を、図3に示すように25mm×120mmの大きさに切り出し、目盛が記載されている黒色のアクリル板上に、評価片をオーバーコート層が上側になるように配置して粘着テープにより一端を固定した。
 次に、評価片に対する伸長は行わず、粘着テープにより評価片の他端を黒色のアクリル板上に固定した。
 粘着テープに覆われない部分の長手方向の寸法は100mmに設定した。
 アクリル板への取り付け後、図4に示すように、各評価片100Aに可塑剤をスポイトで2滴(約0.08グラム)滴下し、綿棒112を用いて50mmの長さに延伸した。
 可塑剤としては、ミリスチン酸イソプロピル(IPM)を使用した。
 室温で3時間放置後に可塑剤を拭き取り、支持体11の膨潤度合いを目視にて評価した。
(12-3 結果)
 評価結果を以下の表12に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 オーバーコート材料に、PVAの代わりにEVOHを使用した場合であっても、良好な水蒸気バリア性を示すことが示された。ただし、オーバーコート材料にPVAを使用した試料1Eとオーバーコート材料にEVOHを使用した試料2Eを比較すると、試料1Eのほうがより良好な水蒸気バリア性を示すことが示された。また、可塑剤バリア評価は、PVAの代わりにEVOHを使用した場合(試料2E)であっても良好となった。
 以上説明したように、本実施形態に係る支持フィルム10においては、芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物とを含むバリア層12と、ポリビニルアルコールまたはエチレン-ビニルアルコール共重合体と有機金属キレート剤とを含むオーバーコート層14を設けることで、可塑剤バリア性を維持しつつ、水蒸気バリア性を良好に保持することができる。
 以上、本発明の一実施形態について説明してきたが、本発明の技術範囲は上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において各実施形態の構成要素の組み合わせを変えたり、各構成要素に種々の変更を加えたり、削除したりすることが可能である。
1 テープ材
10 テープ材用支持フィルム
11 支持体
12 バリア層
13 下引き層
14 オーバーコート層
20 粘着層
30 剥離部材

Claims (6)

  1.  テープ材用支持フィルムであって、
     ポリウレタンから構成されたフィルム状の支持体と、
     芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物とを含み、前記支持体の一方の面に形成されたバリア層と、
     ポリビニルアルコールまたはエチレン-ビニルアルコール共重合体と有機金属キレート剤とを含むオーバーコート層と、
     を備える、
     テープ材用支持フィルム。
  2.  前記オーバーコート層は前記バリア層の少なくとも一部と接触するように設けられている、請求項1に記載のテープ材用支持フィルム。
  3.  前記有機金属キレート剤が乳酸チタンである、請求項1または請求項2に記載のテープ材用支持フィルム。
  4.  請求項1から請求項3のいずれか一項に記載のテープ材用支持フィルムと、
     前記オーバーコート層上に形成された粘着層と、
     を備えるテープ材。
  5.  テープ材用支持フィルムの製造方法であって、
     ポリウレタンから構成されたフィルム状の支持体を準備し、
     前記支持体の一方の面に、芳香族イソシアネート系ポリウレタンと層状無機化合物とを含むバリア層を形成し、
     ポリビニルアルコールまたはエチレン-ビニルアルコール共重合体と有機金属キレート剤とを含むオーバーコート層を形成する、
     テープ材用支持フィルムの製造方法。
  6.  前記オーバーコート層を形成する際に、前記バリア層の少なくとも一部と接触するように前記オーバーコート層が形成される、
     請求項5に記載のテープ材用支持フィルムの製造方法。
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