WO2020195904A1 - Barrier coating composition and composite film - Google Patents

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田中 宏樹
裕 松岡
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Abstract

The present invention provides: a barrier coating composition capable of giving a composite film which exhibits not only excellent lamination strength, sealing strength, water vapor barrier properties and oxygen barrier properties under ordinary/water-attached conditions, but also excellent lamination strength following a treatment at high temperature and high pressure; and a composite film obtained using the barrier coating composition. The present invention relates to a barrier coating composition characterized by containing an aqueous polyurethane resin, a silanol group-containing highly polar resin and a silane coupling agent.

Description

バリア性コーティング組成物、及び、複合フィルムBarrier coating composition and composite film
本発明は、バリア性コーティング組成物、及び、該バリア性コーティング組成物を用いて形成されるコート層を有する複合フィルムに関する。 The present invention relates to a barrier coating composition and a composite film having a coat layer formed by using the barrier coating composition.
食品包装用途で利用される包装袋の分野では、熱水処理ができる機能を持たせて、袋ごと内容物の調理も簡単にできる包装袋が製造される場合が多くなっている。
熱水処理用包装袋は、殺菌効果が高く、包装袋が完全密封されている事から、内容物の腐敗を起こしにくいという点で、長期保存に有効な手段である。しかし、ガスバリア性が充分でないと、保存の間に酸素が包装袋の中に入り込み、内容物の変質・劣化が起こる。従って、熱水処理用包装袋において、いかに酸素等の透過を抑えられるかが、包装袋の価値を決める大きな要因となる。
In the field of packaging bags used for food packaging, packaging bags that have a function of hot water treatment and can easily cook the contents of each bag are often manufactured.
The packaging bag for hot water treatment has a high bactericidal effect and the packaging bag is completely sealed, so that the contents are less likely to spoil, and is an effective means for long-term storage. However, if the gas barrier property is not sufficient, oxygen will enter the packaging bag during storage, causing deterioration and deterioration of the contents. Therefore, in the packaging bag for hot water treatment, how the permeation of oxygen and the like can be suppressed is a major factor in determining the value of the packaging bag.
従来、食品、医療等の包装用途に使用される包装袋では、酸素や水蒸気等のガスを遮断するために、種々のガスバリア層を設ける方法が考えられている。とりわけ、高いガスバリア性を有する材料として利用されてきたのは、印刷基材フィルム等に蒸着方式により積層される金属や金属酸化物である。そして、上記の熱水処理用包装袋においても、長期保存用には、アルミニウム蒸着フィルムやアルミ自体の箔をラミネートした熱水処理用包装袋が主流になっている。しかしながら、これらの材料を利用した複合ラミネートフィルムは総じて高価である。また、透明性が要求される分野で利用できないという問題を有している。 Conventionally, in packaging bags used for packaging applications such as foods and medical treatments, a method of providing various gas barrier layers has been considered in order to block gases such as oxygen and water vapor. In particular, metals and metal oxides that have been used as materials having high gas barrier properties are laminated on a printing base film or the like by a vapor deposition method. As for the above-mentioned packaging bag for hot water treatment, a packaging bag for hot water treatment in which an aluminum vapor deposition film or a foil of aluminum itself is laminated is mainly used for long-term storage. However, composite laminated films using these materials are generally expensive. It also has the problem that it cannot be used in fields where transparency is required.
近年は、プラスチック材料からなる基材フィルム、金属酸化物からなる蒸着層、樹脂からなる被覆層を設けたガスバリア性フィルムの利用が検討されている。
このようなガスバリア性フィルムとしては、例えば、被覆層が水性ポリウレタン樹脂と、水溶性高分子とを含むガスバリア性フィルムが提案されている(例えば、特許文献1参照)。また、例えば、ポリウレタン系樹脂、及びポリビニルアルコールを含むトップコート層を有する透明ガスバリアフイルムが提案されている(例えば、特許文献2参照)。
In recent years, the use of a gas barrier film provided with a base film made of a plastic material, a vapor deposition layer made of a metal oxide, and a coating layer made of a resin has been studied.
As such a gas barrier film, for example, a gas barrier film in which the coating layer contains an aqueous polyurethane resin and a water-soluble polymer has been proposed (see, for example, Patent Document 1). Further, for example, a transparent gas barrier film having a top coat layer containing a polyurethane resin and polyvinyl alcohol has been proposed (see, for example, Patent Document 2).
積層構造のガスバリア性フィルムでは、優れたガスバリア性だけではなく、優れたラミネート強度も求められる。食品、医療等の包装用途に使用される包装袋の分野では、優れたガスバリア性に加えて、通常(ドライ)条件におけるラミネート強度だけで無く、水付け条件におけるラミネート強度にも優れることが求められている。
さらに、医療分野では、高温高圧化における滅菌処理等に耐え得る極めて優れたラミネート強度を有するものが求められている。
A gas barrier film having a laminated structure is required to have not only excellent gas barrier properties but also excellent lamination strength. In the field of packaging bags used for packaging applications such as food and medical care, in addition to excellent gas barrier properties, it is required to have excellent lamination strength not only under normal (dry) conditions but also under watering conditions. ing.
Further, in the medical field, there is a demand for a product having extremely excellent lamination strength that can withstand sterilization treatment at high temperature and high pressure.
特開2012-020433号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2012-020433 特開2017-222151号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2017-222151
そこで、本発明の課題は、通常・水付け条件におけるラミネート強度、シール強度、水蒸気バリア性並びに酸素バリア性にも優れるだけでなく、高温高圧処理後においてもラミネート強度に優れる複合フィルムを得ることができるバリア性コーティング組成物を提供すること、及び、該バリア性コーティング組成物を用いて得られる複合フィルムを提供することである。 Therefore, an object of the present invention is to obtain a composite film which is not only excellent in laminate strength, seal strength, water vapor barrier property and oxygen barrier property under normal and watering conditions, but also excellent in laminate strength even after high temperature and high pressure treatment. It is to provide a barrier coating composition which can be made, and to provide a composite film obtained by using the barrier coating composition.
本発明者らは、研究を重ねた結果、水性ポリウレタン樹脂、シラノール基を有する高極性樹脂、及び、シランカップリング剤を含有するコーティング組成物を用いることにより、該コーティング組成物を塗布した際に塗膜の凝集力に優れ、金属酸化物等からなる蒸着膜との密着性にも極めて優れるため、通常・水付け条件におけるラミネート強度、シール強度、水蒸気バリア性及び酸素バリア性に優れるだけでなく、高温高圧処理後においてもラミネート強度に優れる複合フィルムを得ることができることを見出し、本発明を完成させたものである。 As a result of repeated studies, the present inventors have applied a coating composition containing an aqueous polyurethane resin, a highly polar resin having a silanol group, and a silane coupling agent, when the coating composition is applied. Since it has excellent cohesiveness of the coating film and extremely excellent adhesion to the vapor-deposited film made of metal oxide, etc., it not only has excellent lamination strength, seal strength, water vapor barrier property and oxygen barrier property under normal and watering conditions. The present invention has been completed by finding that a composite film having excellent lamination strength can be obtained even after high-temperature and high-pressure treatment.
すなわち、本発明のバリア性コーティング組成物は、水性ポリウレタン樹脂、シラノール基を有する高極性樹脂、及び、シランカップリング剤を含有することを特徴とする。 That is, the barrier coating composition of the present invention is characterized by containing an aqueous polyurethane resin, a highly polar resin having a silanol group, and a silane coupling agent.
本発明のバリア性コーティング組成物においては、上記水性ポリウレタン樹脂100質量部に対する上記シラノール基を有する高極性樹脂の質量比率が、15~150質量部であることが好ましい。
上記シラノール基を有する高極性樹脂は、分子内のシラノール基の含有量が単量体単位として0.05~3mol%であることが好ましい。
上記シランカップリング剤は、エポキシ基を有するシランカップリング剤であることが好ましい。
本発明のバリア性コーティング組成物は、ラミネート用であることが好ましい。
また、本発明は、少なくとも基材フィルム、蒸着層、及び、コート層をこの順に有する複合フィルムであって、上記コート層は、上記バリア性コーティング組成物を塗布して形成されたものであることを特徴とする複合フィルムでもある。
本願発明の複合フィルムにおいては、蒸着層は、シリカ及びアルミナからなる群より選ばれる1種以上の蒸着層であることが好ましい。
以下、バリア性コーティング組成物、及び、複合フィルムについて詳細に説明する。
In the barrier coating composition of the present invention, the mass ratio of the highly polar resin having a silanol group to 100 parts by mass of the aqueous polyurethane resin is preferably 15 to 150 parts by mass.
The highly polar resin having a silanol group preferably has a silanol group content in the molecule of 0.05 to 3 mol% as a monomer unit.
The silane coupling agent is preferably a silane coupling agent having an epoxy group.
The barrier coating composition of the present invention is preferably for laminating.
Further, the present invention is a composite film having at least a base film, a vapor-deposited layer, and a coat layer in this order, and the coat layer is formed by applying the barrier coating composition. It is also a composite film characterized by.
In the composite film of the present invention, the vapor deposition layer is preferably one or more types of vapor deposition layers selected from the group consisting of silica and alumina.
Hereinafter, the barrier coating composition and the composite film will be described in detail.
〔バリア性コーティング組成物〕
先ず、本発明のバリア性コーティング組成物について説明する。
本発明のバリア性コーティング組成物は、水性ポリウレタン樹脂、シラノール基を有する高極性樹脂、及び、シランカップリング剤を含有する。
[Barrier coating composition]
First, the barrier coating composition of the present invention will be described.
The barrier coating composition of the present invention contains an aqueous polyurethane resin, a highly polar resin having a silanol group, and a silane coupling agent.
上記水性ポリウレタン樹脂は、水蒸気バリア性、酸素バリア性等のガスバリア性を好適に発現させる観点から、酸基含有ポリウレタン樹脂及びポリアミン化合物を含むことが好ましい。
上記水性ポリウレタン樹脂は、上記酸基含有ポリウレタン樹脂及び上記ポリアミン化合物の混合物であっても良いし、共重合体であってもよい。
上記酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と上記ポリアミン化合物との結合としては、特に限定されず、イオン結合(例えば、カルボキシル基と第3級アミノ基とのイオン結合等)であってもよく、共有結合(例えば、アミド結合等)であってもよい。
The aqueous polyurethane resin preferably contains an acid group-containing polyurethane resin and a polyamine compound from the viewpoint of preferably exhibiting gas barrier properties such as water vapor barrier properties and oxygen barrier properties.
The aqueous polyurethane resin may be a mixture of the acid group-containing polyurethane resin and the polyamine compound, or may be a copolymer.
The bond between the acid group of the acid group-containing polyurethane resin and the polyamine compound is not particularly limited, and may be an ionic bond (for example, an ionic bond between a carboxyl group and a tertiary amino group) and is shared. It may be a bond (eg, an amide bond, etc.).
上記酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基としては、上記ポリアミン化合物のアミノ基(第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基等)と結合可能であればよく、例えば、カルボキシル基、スルホン酸基等が挙げられる。上記酸基は、通常、中和剤(塩基)により中和可能であり、塩基と塩を形成していてもよい。
上記酸基は、上記酸基含有ポリウレタン樹脂の末端に位置してもよく側鎖に位置してもよいが、少なくとも側鎖に位置していることが好ましい。
The acid group of the acid group-containing polyurethane resin may be any as long as it can be bonded to the amino group (primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, etc.) of the polyamine compound, for example, a carboxyl group. , Sulfonic acid group and the like. The acid group can usually be neutralized with a neutralizing agent (base), and may form a salt with the base.
The acid group may be located at the end of the acid group-containing polyurethane resin or in the side chain, but is preferably located at least in the side chain.
上記酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価としては、ガスバリア性を好適に発現させる観点、耐水性の観点から、5~100mgKOH/gであることが好ましく、10~70mgKOH/gであることがより好ましく、15~60mgKOH/gであることが更に好ましい。
なお、本明細書において、酸価は、JIS K 0070に準じた方法により測定した酸価を意味する。
The acid value of the acid group-containing polyurethane resin is preferably 5 to 100 mgKOH / g, more preferably 10 to 70 mgKOH / g, from the viewpoint of preferably expressing gas barrier properties and water resistance. It is more preferably 15 to 60 mgKOH / g.
In addition, in this specification, the acid value means the acid value measured by the method according to JIS K 0070.
上記酸基含有ポリウレタン樹脂のウレタン基濃度及びウレア基(尿素基)濃度の合計は、ガスバリア性を好適に発現させる観点から、15質量%以上であることが好ましく、20~60質量%であることがより好ましい。
上記ウレタン基濃度とは、ポリウレタン樹脂の繰り返し構成単位の分子量に対する、ウレタン基の分子量(59g/当量)の割合を意味する。
また、ウレア基濃度とは、ポリウレタン樹脂の繰り返し構成単位の分子量に対する、ウレア基の分子量(一級アミノ基(アミノ基):58g/当量、二級アミノ基(イミノ基):57g/当量)の割合を意味する。
なお、酸基含有ポリウレタン樹脂として2種以上の混合物を用いる場合、ウレタン基濃度およびウレア基濃度は反応成分の仕込みベース、すなわち、各成分の使用割合をベースとして算出できる。
The total of the urethane group concentration and the urea group (urea group) concentration of the acid group-containing polyurethane resin is preferably 15% by mass or more, preferably 20 to 60% by mass, from the viewpoint of preferably expressing gas barrier properties. Is more preferable.
The urethane group concentration means the ratio of the molecular weight (59 g / equivalent) of the urethane group to the molecular weight of the repeating structural unit of the polyurethane resin.
The urea group concentration is the ratio of the molecular weight of the urea group (primary amino group (amino group): 58 g / equivalent, secondary amino group (imino group): 57 g / equivalent) to the molecular weight of the repeating constituent unit of the polyurethane resin. Means.
When two or more kinds of mixtures are used as the acid group-containing polyurethane resin, the urethane group concentration and the urea group concentration can be calculated based on the preparation base of the reaction component, that is, the usage ratio of each component.
上記酸基含有ポリウレタン樹脂は、通常、少なくとも剛直な単位(炭化水素環で構成された単位)と短鎖単位(例えば、炭化水素鎖で構成された単位)とを有している。すなわち、上記酸基含有ポリウレタン樹脂の構成単位は、通常、ポリイソシアネート成分、ポリヒドロキシ酸成分、ポリオール成分や鎖伸長剤成分(特に、少なくともポリイソシアネート成分)に由来して、炭化水素環(芳香族および非芳香族炭化水素環のうち少なくとも1つ)を含んでいる。上記酸基含有ポリウレタン樹脂の構成単位における炭化水素環で構成された単位の割合は、ガスバリア性とラミネート強度を好適に発現させる観点から、全構成単位の合計に対し、10~70質量%であることが好ましく、15~65質量%であることがより好ましく、20~60質量%であることが更に好ましい。 The acid group-containing polyurethane resin usually has at least a rigid unit (a unit composed of a hydrocarbon ring) and a short chain unit (for example, a unit composed of a hydrocarbon chain). That is, the constituent unit of the acid group-containing polyurethane resin is usually derived from a polyisocyanate component, a polyhydroxyic acid component, a polyol component or a chain extender component (particularly, at least a polyisocyanate component), and is a hydrocarbon ring (aromatic). And at least one of the non-aromatic hydrocarbon rings). The ratio of the unit composed of the hydrocarbon ring to the structural unit of the acid group-containing polyurethane resin is 10 to 70% by mass with respect to the total of all the structural units from the viewpoint of preferably expressing the gas barrier property and the laminate strength. It is preferable, it is more preferably 15 to 65% by mass, and further preferably 20 to 60% by mass.
上記酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量は、適宜選択可能であるが、800~1,000,000であることが好ましく、800~200,000であることがより好ましく、800~100,000であることが更に好ましい。上記酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量が上記範囲内であれば、バリア性コーティング組成物の粘度を好適なものとすることができ、コート層のガスバリア性を好適に付与することができる。
なお、本明細書において、数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される標準ポリスチレン換算の値である。
The number average molecular weight of the acid group-containing polyurethane resin can be appropriately selected, but is preferably 800 to 1,000,000, more preferably 800 to 200,000, and 800 to 100,000. It is more preferable to have. When the number average molecular weight of the acid group-containing polyurethane resin is within the above range, the viscosity of the barrier coating composition can be made suitable, and the gas barrier property of the coat layer can be preferably imparted.
In the present specification, the number average molecular weight is a standard polystyrene-equivalent value measured by gel permeation chromatography (GPC).
上記酸基含有ポリウレタン樹脂は、ガスバリア性を高めるため、結晶性であってもよい。
上記酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度(Tg)は、ガスバリア性を好適に発現させる観点から、100~200℃が好ましく、110~180℃がより好ましく、115~150℃が更に好ましい。
なお、本明細書において、ガラス転移温度(Tg)は、示差走査熱量測定(DSC)により測定した値である。
The acid group-containing polyurethane resin may be crystalline in order to enhance the gas barrier property.
The glass transition temperature (Tg) of the acid group-containing polyurethane resin is preferably 100 to 200 ° C., more preferably 110 to 180 ° C., and even more preferably 115 to 150 ° C. from the viewpoint of preferably exhibiting gas barrier properties.
In the present specification, the glass transition temperature (Tg) is a value measured by differential scanning calorimetry (DSC).
上記ポリアミン化合物としては、2以上の塩基性窒素原子を有する化合物であることが好ましい。
上記塩基性窒素原子としては、上記酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と結合し得る窒素原子であり、例えば、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基等のアミノ基における窒素原子が挙げられる。
上記ポリアミン化合物としては、上記酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と結合し、ガスバリア性を向上できるものであれば特に限定されるものではなく、2以上の塩基性窒素原子を有する種々の化合物を用いることができる。
上記ポリアミン化合物としては、第1級アミノ基、第2級アミノ基および第3級アミノ基からなる群から選択される少なくとも1種のアミノ基を2以上有するポリアミン化合物が好ましい。
The polyamine compound is preferably a compound having two or more basic nitrogen atoms.
The basic nitrogen atom is a nitrogen atom that can be bonded to the acid group of the acid group-containing polyurethane resin, and is, for example, an amino group such as a primary amino group, a secondary amino group, or a tertiary amino group. Examples include nitrogen atoms.
The polyamine compound is not particularly limited as long as it can bond with the acid group of the acid group-containing polyurethane resin and improve the gas barrier property, and various compounds having two or more basic nitrogen atoms are used. be able to.
As the polyamine compound, a polyamine compound having two or more at least one amino group selected from the group consisting of a primary amino group, a secondary amino group and a tertiary amino group is preferable.
上記ポリアミン化合物の具体例としては、例えば、アルキレンジアミン類、ポリアルキレンポリアミン類、複数の塩基性窒素原子を有するケイ素化合物等が挙げられる。上記アルキレンジアミン類としては、例えば、エチレンジアミン、1,2-プロピレンジアミン、1,3-プロピレンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン等の炭素数2~10のアルキレンジアミン等が挙げられる。上記ポリアルキレンポリアミン類としては、例えば、テトラアルキレンポリアミン等が挙げられる。上記複数の塩基性窒素原子(アミノ基などの窒素原子を含む)を有するケイ素化合物としては、例えば2-〔N-(2-アミノエチル)アミノ〕エチルトリメトキシシラン、3-〔N-(2-アミノエチル)アミノ〕プロピルトリエトキシシラン等の、複数の塩基性窒素原子を有するシランカップリング剤等が挙げられる。
なお、ポリアミン化合物に該当するシランカップリング剤は、上記シランカップリング剤には該当しないものとする。
Specific examples of the polyamine compound include alkylenediamines, polyalkylene polyamines, and silicon compounds having a plurality of basic nitrogen atoms. Examples of the alkylenediamines include alkylenediamines having 2 to 10 carbon atoms such as ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1,4-butanediamine, and 1,6-hexamethylenediamine. Can be mentioned. Examples of the polyalkylene polyamines include tetraalkylene polyamines. Examples of the silicon compound having a plurality of basic nitrogen atoms (including nitrogen atoms such as amino groups) include 2- [N- (2-aminoethyl) amino] ethyltrimethoxysilane and 3- [N- (2). -Aminoethyl) Amino] A silane coupling agent having a plurality of basic nitrogen atoms such as propyltriethoxysilane and the like can be mentioned.
The silane coupling agent corresponding to the polyamine compound shall not correspond to the above silane coupling agent.
上記ポリアミン化合物のアミン価は、ガスバリア性を好適に発現させる観点、上記水性ポリウレタン樹脂の水分散安定性の観点から、100~1900mgKOH/gが好ましく、150~1900mgKOH/gがより好ましく、200~1900mgKOH/gが更に好ましく、200~1700mgKOH/gが特に好ましく、300~1500mgKOH/gが最も好ましい。上記ポリアミン化合物のアミン価は、以下の方法により測定される。
〔アミン価の測定方法〕
試料を0.5~2g精秤する(試料量Sg)。精秤した試料にエタノール30gを加え溶解させる。得られた溶液に指示薬としてブロモフェノールブルーを加え0.2mol/Lのエタノール性塩酸溶液(力価f)で滴定を行なう。溶液の色が緑から黄の間の色に変化した点を終点とし、このときの滴定量(AmL)を用い以下の計算式1を用いアミン価を求める。
  計算式1:アミン価=A×f×0.2×56.108/S〔mgKOH/g〕
The amine value of the polyamine compound is preferably 100 to 1900 mgKOH / g, more preferably 150 to 1900 mgKOH / g, and more preferably 200 to 1900 mgKOH from the viewpoint of preferably expressing gas barrier properties and the water dispersion stability of the aqueous polyurethane resin. / G is more preferable, 200 to 1700 mgKOH / g is particularly preferable, and 300 to 1500 mgKOH / g is most preferable. The amine value of the polyamine compound is measured by the following method.
[Measuring method of amine value]
Weigh 0.5 to 2 g of the sample (sample amount Sg). Add 30 g of ethanol to the precisely weighed sample and dissolve. Bromophenol blue is added to the obtained solution as an indicator, and titration is performed with a 0.2 mol / L ethanolic hydrochloric acid solution (titer f). Using the titration amount (AmL) at this time as the end point at the point where the color of the solution changes from green to yellow, the amine titer is calculated using the following formula 1.
Calculation formula 1: Amine value = A × f × 0.2 × 56.108 / S [mgKOH / g]
上記水性ポリウレタン樹脂において、上記ポリアミン化合物の含有量は、上記酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と、上記ポリアミン化合物の塩基性窒素原子とのモル比(酸基/塩基性窒素原子)が10/1~0.1/1となる量が好ましく、5/1~0.2/1となる量がより好ましい。酸基/塩基性窒素原子が上記範囲であれば、上記酸基含有ポリウレタンの酸基と上記ポリアミン化合物の架橋反応が適切に起こり、コート層に優れた酸素バリア性を好適に発現することができる。 In the aqueous polyurethane resin, the content of the polyamine compound is such that the molar ratio (acid group / basic nitrogen atom) of the acid group of the acid group-containing polyurethane resin to the basic nitrogen atom of the polyamine compound is 10/1. An amount of about 0.1 / 1 is preferable, and an amount of 5/1 to 0.2 / 1 is more preferable. When the acid group / basic nitrogen atom is in the above range, the cross-linking reaction between the acid group of the acid group-containing polyurethane and the polyamine compound appropriately occurs, and excellent oxygen barrier properties can be suitably exhibited in the coat layer. ..
上記水性ポリウレタン樹脂は、通常、水性媒体に分散した状態(水性分散体)の形態で用いられる。
上記水性媒体としては、水、水溶性又は親水性の有機溶剤、または、これらの混合物が挙げられる。上記水溶性又は親水性の有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;セロソルブ類;カルビトール類;アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。
上記水性媒体としては、水又は水を主成分として含むものが好ましい。上記水性媒体中の水の含有量は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。
上記水性媒体は、上記酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基を中和する中和剤(塩基)を含んでもよく、含まなくてもよい。通常は中和剤が含まれる。
The aqueous polyurethane resin is usually used in the form of being dispersed in an aqueous medium (aqueous dispersion).
Examples of the aqueous medium include water, a water-soluble or hydrophilic organic solvent, or a mixture thereof. Examples of the water-soluble or hydrophilic organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran; cellosolves; carbitols; nitriles such as acetonitrile. And so on.
As the aqueous medium, water or one containing water as a main component is preferable. The content of water in the aqueous medium is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more.
The aqueous medium may or may not contain a neutralizing agent (base) that neutralizes the acid group of the acid group-containing polyurethane resin. Usually contains a neutralizer.
上記水性ポリウレタン樹脂の水性分散体において、分散粒子(ポリウレタン樹脂粒子)の平均粒子径は、特に限定されないが、上記分散粒子と他の材料との均一分散性やバリア性コーティング組成物の分散安定性を担保し、ガスバリア性を好適に発現させる観点から、20nm~500nmが好ましく、25nm~300nmがより好ましく、30nm~200nmであることが更に好ましい。
なお、本明細書において、平均粒子径は、固形分濃度が0.03~0.3質量%の状態で(水で希釈して)濃厚系粒径アナライザー(大塚電子社製 FPAR-10)にて計測される値である。
In the aqueous dispersion of the aqueous polyurethane resin, the average particle size of the dispersed particles (polyurethane resin particles) is not particularly limited, but the uniform dispersibility between the dispersed particles and other materials and the dispersion stability of the barrier coating composition From the viewpoint of ensuring the above and preferably expressing the gas barrier property, 20 nm to 500 nm is preferable, 25 nm to 300 nm is more preferable, and 30 nm to 200 nm is further preferable.
In this specification, the average particle size is measured by a concentrated particle size analyzer (FPAR-10 manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) with a solid content concentration of 0.03 to 0.3% by mass (diluted with water). It is a value measured by.
上記水性ポリウレタン樹脂は、市販のものを用いてもよく、公知の製造方法により製造したものを用いてもよい。
上記水性ポリウレタン樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、アセトン法、プレポリマー法等の、通常のポリウレタン樹脂の水性化技術が用いられる。ウレタン化反応では、必要に応じてアミン系触媒、錫系触媒、鉛系触媒等のウレタン化触媒を用いてもよい。
例えば、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類等の不活性有機溶媒中において、ポリイソシアネート化合物と、ポリヒドロキシ酸と、必要に応じて、ポリオール成分及び鎖伸長剤成分のうち少なくとも1つと、を反応させることにより、上記酸基含有ポリウレタン樹脂を調製できる。より具体的には、不活性有機溶媒(特に、親水性または水溶性の有機溶媒)中、ポリイソシアネート化合物と、ポリヒドロキシ酸と、ポリオール成分と、を反応させて、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを生成し、中和剤で中和して水性媒体に溶解または分散させた後、鎖伸長剤成分を添加して反応させ、有機溶媒を除去することにより、上記酸基含有ポリウレタン樹脂の水性分散体を調製できる。
このようにして得られた上記酸基含有ポリウレタン樹脂の水性分散体に上記ポリアミン化合物を添加し、必要に応じて加熱することにより、水分散体の形態の水性ポリウレタン樹脂を調製できる。
なお、加熱する場合、加熱温度は、30~60℃が好ましい。
As the aqueous polyurethane resin, a commercially available one may be used, or one manufactured by a known production method may be used.
The method for producing the aqueous polyurethane resin is not particularly limited, and ordinary polyurethane resin aqueous techniques such as the acetone method and the prepolymer method are used. In the urethanization reaction, a urethanization catalyst such as an amine-based catalyst, a tin-based catalyst, or a lead-based catalyst may be used, if necessary.
For example, in an inert organic solvent such as ketones such as acetone, ethers such as tetrahydrofuran, and nitriles such as acetonitrile, a polyisocyanate compound, a polyhydroxyic acid, and, if necessary, a polyol component and a chain extender component. The acid group-containing polyurethane resin can be prepared by reacting with at least one of them. More specifically, in an inert organic solvent (particularly, a hydrophilic or water-soluble organic solvent), a polyisocyanate compound, a polyhydroxyic acid, and a polyol component are reacted to have a pre-isocyanate group at the terminal. A polymer is produced, neutralized with a neutralizing agent, dissolved or dispersed in an aqueous medium, and then a chain extender component is added and reacted to remove an organic solvent, whereby the aqueous acid group-containing polyurethane resin is aqueous. Dispersions can be prepared.
The aqueous polyurethane resin in the form of an aqueous dispersion can be prepared by adding the polyamine compound to the aqueous dispersion of the acid group-containing polyurethane resin thus obtained and heating as necessary.
When heating, the heating temperature is preferably 30 to 60 ° C.
本発明のバリア性コーティング組成物は、シラノール基を有する高極性樹脂を含有する。
上記シラノール基を有する高極性樹脂は、後述するシランカップリング剤との結合性に優れるだけでなく、後述する蒸着層との連結点を多数付与することができるため、本発明のコーティング組成物の塗膜は凝集力に優れ、蒸着層との密着性にも極めて優れるため、通常・水付け条件におけるラミネート強度、シール強度、水蒸気バリア性及び酸素バリア性に優れるだけでなく、高温高圧処理後においてもラミネート強度に優れる複合フィルムを得ることができる。
ここで「高温高圧処理」とは、120℃、2気圧の条件で熱水中に30分間浸漬する処理を意味し、本発明のバリア性コーティング組成物を用いた複合フィルムは、上記「高温高圧処理」後においても、ラミネート強度に優れる。
The barrier coating composition of the present invention contains a highly polar resin having a silanol group.
The high-polarity resin having a silanol group not only has excellent bondability with a silane coupling agent described later, but can also provide a large number of connection points with a vapor deposition layer described later, so that the coating composition of the present invention can be used. Since the coating film has excellent cohesive force and extremely excellent adhesion to the vapor deposition layer, it not only has excellent lamination strength, sealing strength, water vapor barrier property and oxygen barrier property under normal and watering conditions, but also after high-temperature and high-pressure treatment. It is also possible to obtain a composite film having excellent lamination strength.
Here, the "high temperature and high pressure treatment" means a treatment of immersing in hot water at 120 ° C. and 2 atm for 30 minutes, and the composite film using the barrier coating composition of the present invention is the above-mentioned "high temperature and high pressure treatment". Excellent laminate strength even after "treatment".
上記シラノール基を有する高極性樹脂とは、シラノール基と、以下の高極性の官能基を有する樹脂を意味する。
上記高極性の官能基としては、アミノ基、エステル基、カルボキシル基、スルホン基、シアノ基、チオール基、ヒドロキシル基等が挙げられる。
なかでも、ガスバリア性を好適に発現させる観点から、ヒドロキシル基、カルボキシル基が好ましく、ヒドロキシル基であることがより好ましい。
このような高極性樹脂は、水等の溶媒に対する溶解性に優れており、上述した水性ポリウレタン樹脂の水性分散体との相溶性にも優れるので、後述する蒸着層との密着性に優れるコート層を得ることができる。
The highly polar resin having a silanol group means a resin having a silanol group and the following highly polar functional groups.
Examples of the highly polar functional group include an amino group, an ester group, a carboxyl group, a sulfone group, a cyano group, a thiol group, and a hydroxyl group.
Of these, a hydroxyl group and a carboxyl group are preferable, and a hydroxyl group is more preferable, from the viewpoint of preferably expressing gas barrier properties.
Such a highly polar resin has excellent solubility in a solvent such as water, and also has excellent compatibility with the above-mentioned aqueous dispersion of the aqueous polyurethane resin. Therefore, a coat layer having excellent adhesion to a vapor deposition layer described later. Can be obtained.
上記シラノール基を有する高極性樹脂としては、例えば、シラノール変性ポリビニルアルコール等が挙げられる。
上記シラノール変性ポリビニルアルコールは、例えば、シラノール基を含有するアルキレンモノマーを低級脂肪酸ビニルエステルとラジカル共重合し、得られた共重合体をケン化する方法等によって得ることができる。
上記アルキレンモノマーとしては、エチレン、プロピレン、イソブチレン、α-オクテン、α-ドデセン、α-オクタデセン等の直鎖状又は分岐鎖状のC2-12オレフィン系化合物等が挙げられ、上記低級脂肪酸ビニルエステルとしては、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、バレリン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリン酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、バーサチック酸ビニル等が挙げられる。
Examples of the highly polar resin having a silanol group include silanol-modified polyvinyl alcohol and the like.
The silanol-modified polyvinyl alcohol can be obtained, for example, by radical copolymerizing an alkylene monomer containing a silanol group with a lower fatty acid vinyl ester and saponifying the obtained copolymer.
Examples of the alkylene monomer include linear or branched C2-12 olefin compounds such as ethylene, propylene, isobutyrene, α-octene, α-dodecene, and α-octadecene, and examples of the lower fatty acid vinyl ester include Examples include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl valerate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caprate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, vinyl versatic acid and the like. ..
上記シラノール基を有する高極性樹脂は、シラノール基を有する高極性樹脂は、分子内のシラノール基の含有量が単量体単位として0.05~3.0mol%であることが好ましい。
上記シラノール基の含有量が上記範囲であることにより、水及びアルコールへの溶解性を良好なものとすることができる。
上記シラノール基を有する高極性樹脂は、0.1~2.0mol%であることがより好ましい。
As for the highly polar resin having a silanol group, the highly polar resin having a silanol group preferably has a silanol group content in the molecule of 0.05 to 3.0 mol% as a monomer unit.
When the content of the silanol group is in the above range, the solubility in water and alcohol can be improved.
The highly polar resin having a silanol group is more preferably 0.1 to 2.0 mol%.
上記シラノール基を有する高極性樹脂は、側鎖にシラノール基を有することが好ましい。
側鎖にシラノール基を有することにより、耐水性を向上させることができる。
なお、本明細書において、ポリマーを形成する最も長い鎖を「主鎖」とし、それ以外の鎖を「側鎖」とする。
The highly polar resin having a silanol group preferably has a silanol group in the side chain.
By having a silanol group in the side chain, water resistance can be improved.
In the present specification, the longest chain forming the polymer is referred to as a "main chain", and the other chains are referred to as "side chains".
上記シラノール基を有する高極性樹脂は、ケン化度が90~100%あることが好ましく、95~100%であることがより好ましく、97~100%であることが更に好ましい。 The high-polarity resin having a silanol group preferably has a saponification degree of 90 to 100%, more preferably 95 to 100%, and even more preferably 97 to 100%.
上記シラノール基を有する高極性樹脂は、平均重合度が200~3000であることが好ましく、400~2000であることがより好ましい。
上記平均重合度の範囲とすることにより、コーティング組成物の粘度が上がりすぎることが無く、他の成分と均一に混合することが容易であり、コート層のガスバリア性や他の層との剥離強度を好適に付与することができる。
The high-polarity resin having a silanol group preferably has an average degree of polymerization of 200 to 3000, and more preferably 400 to 2000.
By setting the average degree of polymerization within the range, the viscosity of the coating composition does not increase too much, it is easy to mix uniformly with other components, and the gas barrier property of the coat layer and the peel strength from other layers are achieved. Can be preferably applied.
上記シラノール基を有する高極性樹脂は、市販のものを用いてもよく、公知の製造方法により上記シラノール基の含有率、ケン化度、平均重合度等を満たすものを製造してもよい。
上記シラノール基を有する高極性樹脂の市販品としては、R-1130、R-2105、R-2130(以上、クラレ社製)等が挙げられる。
As the highly polar resin having a silanol group, a commercially available one may be used, or a resin satisfying the silanol group content, saponification degree, average degree of polymerization and the like may be produced by a known production method.
Examples of commercially available high-polarity resins having a silanol group include R-1130, R-2105, and R-2130 (all manufactured by Kuraray Co., Ltd.).
上記水性ポリウレタン樹脂と上記シラノール基を有する高極性樹脂の合計の含有量は、本発明のバリア性コーティング組成物100質量部に対して、固形分で0.5~30質量部であることが好ましく、1~15質量部であることがより好ましい。 The total content of the aqueous polyurethane resin and the high-polarity resin having a silanol group is preferably 0.5 to 30 parts by mass in terms of solid content with respect to 100 parts by mass of the barrier coating composition of the present invention. More preferably, it is 1 to 15 parts by mass.
上記水性ポリウレタン樹脂100質量部に対する上記シラノール基を有する高極性樹脂の質量比率(固形分の質量比率)が、15~150質量部であることが好ましく、20~100質量部であることがより好ましい。
上記範囲とすることにより、耐水性とガスバリア性とを好適に両立することができる。
The mass ratio (mass ratio of solid content) of the highly polar resin having a silanol group to 100 parts by mass of the aqueous polyurethane resin is preferably 15 to 150 parts by mass, and more preferably 20 to 100 parts by mass. ..
Within the above range, both water resistance and gas barrier property can be suitably compatible.
上記シランカップリング剤としては、例えば、RSiX(ここで、Rは有機反応基であり、Xはアルコキシ基である。)で表される化合物が挙げられる。
上記有機反応基としては、例えば、アミノ基、(メタ)アクリル基、エポキシ基、ビニル基、メルカプト基、イソシアネート基、イソシアヌレート基等を有するものが挙げられる。
なお、本明細書において、(メタ)アクリル基は、アクリル基およびメタアクリル基の両方を示す。
また、上記アルコキシ基としては、例えばメトキシ基、エトキシ基等が挙げられる。
Examples of the silane coupling agent include compounds represented by RSiX 3 (where R is an organic reactive group and X is an alkoxy group).
Examples of the organic reactive group include those having an amino group, a (meth) acrylic group, an epoxy group, a vinyl group, a mercapto group, an isocyanate group, an isocyanurate group and the like.
In addition, in this specification, a (meth) acrylic group indicates both an acrylic group and a methacrylic group.
Examples of the alkoxy group include a methoxy group and an ethoxy group.
上記シランカップリング剤としては、例えば、ビニル基を持つシランカップリング剤、エポキシ基を持つシランカップリング剤、アミノ基を持つシランカップリング剤、メルカプト基を持つシランカップリング剤、(メタ)アクリル基を持つシランカップリング剤、イソシアネート基を持つシランカップリング剤、及び、イソシアヌレート基を持つシランカップリング剤等が挙げられる。
上記ビニル基を持つシランカップリング剤として、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等が挙げられる。上記エポキシ基を持つシランカップリング剤として、2(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルエチルジエトキシシラン等が挙げられる。上記アミノ基を持つシランカップリング剤として、3-アミノプロピルトリメトキシシラン、3-アミノプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。上記メルカプト基を持つシランカップリング剤として、3-メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3-メルカプトプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。上記(メタ)アクリル基を持つシランカップリング剤として、3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。上記イソシアネート基を持つシランカップリング剤として、3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。上記イソシアヌレート基を持つシランカップリング剤として、トリス-(トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレート等が挙げられる。
これらのシランカップリング剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種類以上を組み合わせて用いてもよい。
Examples of the silane coupling agent include a silane coupling agent having a vinyl group, a silane coupling agent having an epoxy group, a silane coupling agent having an amino group, a silane coupling agent having a mercapto group, and (meth) acrylic. Examples thereof include a silane coupling agent having a group, a silane coupling agent having an isocyanate group, and a silane coupling agent having an isocyanurate group.
Examples of the silane coupling agent having a vinyl group include vinyltrimethoxysilane and vinyltriethoxysilane. As the silane coupling agent having the above epoxy group, 2 (3,4-epoxycyclohexyl) ethyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxy Examples thereof include propylmethyldimethoxysilane and 3-glycidoxypropylethyldiethoxysilane. Examples of the silane coupling agent having an amino group include 3-aminopropyltrimethoxysilane and 3-aminopropyltriethoxysilane. Examples of the silane coupling agent having a mercapto group include 3-mercaptopropyltrimethoxysilane and 3-mercaptopropylmethyldimethoxysilane. Examples of the silane coupling agent having a (meth) acrylic group include 3-acryloxypropyltrimethoxysilane. Examples of the silane coupling agent having an isocyanate group include 3-isocyanatepropyltriethoxysilane. Examples of the silane coupling agent having an isocyanurate group include tris- (trimethoxysilylpropyl) isocyanurate.
Any one of these silane coupling agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.
上記シランカップリング剤としては、バリア性コーティング組成物中の他の成分と反応性を持つものが好ましく使用される。なかでも、エポキシ基を有するシランカップリング剤であることが好ましい。
上記エポキシ基を有するシランカップリング剤は、上記水性ポリウレタン樹脂や、上記シラノール基を有する高極性樹脂が持つ官能基と良好な反応性を持ち、更に、後述する蒸着層との反応性に優れるため、ラミネート強度及びガスバリア性を好適に向上することができる。
As the silane coupling agent, those having reactivity with other components in the barrier coating composition are preferably used. Of these, a silane coupling agent having an epoxy group is preferable.
The silane coupling agent having an epoxy group has good reactivity with the functional groups of the aqueous polyurethane resin and the highly polar resin having a silanol group, and further has excellent reactivity with the vapor deposition layer described later. , Lamination strength and gas barrier property can be suitably improved.
上記シランカップリング剤は、本発明のバリア性コーティング組成物100質量部に対して、1~30質量部であることが好ましい。 The amount of the silane coupling agent is preferably 1 to 30 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the barrier coating composition of the present invention.
本発明のバリア性コーティング組成物は、溶剤を含有することが好ましい。上記溶剤としては、上記水性ポリウレタン樹脂、上記シラノール基を有する高極性樹脂、及び、上記シランカップリング剤を溶解し得るものであれば、水性及び非水性のどちらの溶剤でも使用することができる。
上記溶剤としては、水と低級アルコールとの混合溶剤を用いることが好ましい。
上記低級アルコールとしては、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、iso-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、iso-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール、tert-ブチルアルコール等の炭素数1~4の低級アルコール挙げられ、これらのうち、少なくとも1種類含有するものを好適に用いることができる。
The barrier coating composition of the present invention preferably contains a solvent. As the solvent, either an aqueous solvent or a non-aqueous solvent can be used as long as it can dissolve the aqueous polyurethane resin, the high polar resin having a silanol group, and the silane coupling agent.
As the solvent, it is preferable to use a mixed solvent of water and a lower alcohol.
Examples of the lower alcohol include lower alcohols having 1 to 4 carbon atoms such as methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, iso-propyl alcohol, n-butyl alcohol, iso-butyl alcohol, sec-butyl alcohol and tert-butyl alcohol. Alcohol can be mentioned, and those containing at least one of these can be preferably used.
上記溶剤は、本発明のバリア性コーティング組成物100質量部に対して、5~60質量部であることが好ましく、20~50質量部であることがより好ましい。 The amount of the solvent is preferably 5 to 60 parts by mass, more preferably 20 to 50 parts by mass, based on 100 parts by mass of the barrier coating composition of the present invention.
本発明のバリア性コーティング組成物は、一般にアンチブロッキング剤として知られている、シリカ、タルク、アルミナ、炭酸カルシウム、酸化チタン、炭酸マグネシウム、クレー、カオリンなどの無機微粒子、コロイダルシリカ、界面活性等を配合してもよい。 The barrier coating composition of the present invention contains inorganic fine particles such as silica, talc, alumina, calcium carbonate, titanium oxide, magnesium carbonate, clay and kaolin, colloidal silica, surfactant and the like, which are generally known as antiblocking agents. It may be blended.
本発明のバリア性コーティング組成物は、上述した構成から成るため、包装用材料等のラミネート用として好適に用いることができる。 Since the barrier coating composition of the present invention has the above-mentioned structure, it can be suitably used for laminating packaging materials and the like.
〔バリア性コーティング組成物の製造方法〕
本発明のバリア性コーティング組成物の製造方法としては、特に限定されないが、例えば、上記水性ポリウレタン樹脂、上記シラノール基を有する高極性樹脂、及び、上記シランカップリング剤とに上記溶剤を添加し、常温で充分に攪拌、混合することにより所定濃度の塗布液を調製することができる。
なお、上記シランカップリング剤を添加する際には、一気に加えると凝集するおそれがあるので、ゆっくりと攪拌しながら添加するのが好ましい。
[Manufacturing method of barrier coating composition]
The method for producing the barrier coating composition of the present invention is not particularly limited, and for example, the solvent is added to the aqueous polyurethane resin, the high polar resin having a silanol group, and the silane coupling agent. A coating liquid having a predetermined concentration can be prepared by sufficiently stirring and mixing at room temperature.
When the above silane coupling agent is added, if it is added all at once, it may aggregate, so it is preferable to add the silane coupling agent while stirring slowly.
〔複合フィルム〕
少なくとも基材フィルム、蒸着層、及び、コート層をこの順に有する複合フィルムであって、上記コート層は、上記バリア性コーティング組成物を塗布して形成されたものであることを特徴とする複合フィルムも本発明の一つである。
[Composite film]
A composite film having at least a base film, a vapor-deposited layer, and a coat layer in this order, wherein the coat layer is formed by applying the barrier coating composition. Is also one of the present inventions.
上記基材フィルムとしては、透明なフィルム形成能を有する熱可塑性樹脂等により形成されてなるものであれば、特に制限はない。
上記基材フィルムとして用いられる樹脂としては、ポリエチレン(低密度、高密度)、エチレン-プロピレン共重合体、エチレン-ブテン共重合体、エチレン-ヘキセン共重合体、エチレン-オクテン共重合体、ポリプロピレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー樹脂等のポリオレフィン系樹脂;ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル系樹脂;ナイロン-6、ナイロン-6,6、メタキシレンジアミン-アジピン酸縮重合体、ポリメチルメタクリルイミド等のアミド系樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル系樹脂;ポリスチレン、スチレン-アクリロニトリル共重合体、スチレン-アクリロニトリル-ブタジエン共重合体、ポリアクリロニトリル等のスチレン、アクリロニトリル系樹脂;トリ酢酸セルロース、ジ酢酸セルロース等の疎水化セルロース系樹脂;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリフッ化ビニリデン、テフロン(登録商標)等のハロゲン含有樹脂;ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、セルロース誘導体等の水素結合性樹脂;ポリカーボネート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリフェニレンオキシド樹脂、ポリメチレンオキシド樹脂、液晶樹脂等のエンジニアリングプラスチック系樹脂等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
上記基材フィルムは、上記蒸着層、上記コート層を設けられる側に、プラズマ処理やコロナ放電処理等の表面処理が施されていることが好ましい。
The base film is not particularly limited as long as it is formed of a thermoplastic resin or the like having a transparent film-forming ability.
Examples of the resin used as the base film include polyethylene (low density, high density), ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene copolymer, ethylene-hexene copolymer, ethylene-octene copolymer, polypropylene, and the like. Polyethylene-based resins such as ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methylmethacrylate copolymer, and ionomer resin; polyester-based resins such as polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polyethylene naphthalate; nylon-6, nylon-6,6, Metaxylene diamine-adipic acid reduced polymer, amide resin such as polymethylmethacrylimide, acrylic resin such as polymethylmethacrylate; polystyrene, styrene-acrylonitrile copolymer, styrene-acrylonitrile-butadiene copolymer, polyacrylonitrile, etc. Styrene, acrylonitrile-based resins; hydrophobic cellulose-based resins such as cellulose triacetate and cellulose diacetate; halogen-containing resins such as polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, vinylidene fluoride, and Teflon (registered trademark); polyvinyl alcohol, ethylene- Hydrogen-bonding resins such as vinyl alcohol copolymers and cellulose derivatives; engineering plastic resins such as polycarbonate resins, polysulfone resins, polyether sulfone resins, polyether ether ketone resins, polyphenylene oxide resins, polymethylene oxide resins, and liquid crystal resins. And so on. These may be used alone or in combination of two or more.
It is preferable that the base film is subjected to surface treatment such as plasma treatment or corona discharge treatment on the side where the vapor deposition layer and the coat layer are provided.
上記基材フィルムの厚みは特に限定されないが、0.5~1000μmが好ましく、1~500μmがより好ましく、1~100μmが更に好ましく、1~50μmが特に好ましい。 The thickness of the base film is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 1000 μm, more preferably 1 to 500 μm, further preferably 1 to 100 μm, and particularly preferably 1 to 50 μm.
上記蒸着層は、無機酸化物を真空蒸着法、スパッタリング法、プラズマ気相成長法(PVD法・CVD法)等の真空プロセスにより、上記基材フィルム上に形成されることが好ましい。
上記無機酸化物としては、例えば、ケイ素、アルミニウム、亜鉛、スズ、鉄、マンガン等の金属、これらの金属の1種以上を含む無機化合物等の酸化物が挙げられる。
なかでも、本発明のバリア性コーティング組成物を塗布して形成されたコート層との密着性に優れることから、シリカ及びアルミナからなる群より選ばれる1種以上の蒸着層であることが好ましい。
The vapor deposition layer is preferably formed on the base film by a vacuum process such as a vacuum vapor deposition method, a sputtering method, or a plasma vapor deposition method (PVD method / CVD method) for an inorganic oxide.
Examples of the inorganic oxide include metals such as silicon, aluminum, zinc, tin, iron and manganese, and oxides such as inorganic compounds containing one or more of these metals.
Among them, one or more vapor-deposited layers selected from the group consisting of silica and alumina are preferable because they are excellent in adhesion to the coat layer formed by applying the barrier coating composition of the present invention.
上記蒸着層の厚みは特に限定されないが、0.1~500nmが好ましく、0.5~40nmがより好ましい。 The thickness of the vapor-deposited layer is not particularly limited, but is preferably 0.1 to 500 nm, more preferably 0.5 to 40 nm.
上記コート層としては、上記バリア性コーティング組成物を塗工することにより形成することができる。
上記バリア性コーティング組成物の塗工方法は、特に限定されないが、グラビアシリンダー等を用いたロールコーティング法、ドクターナイフ法やエアーナイフ・ノズルコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法及びこれらの方法を組み合わせたコーティング法等を用いることができる。
The coat layer can be formed by applying the barrier coating composition.
The coating method of the barrier coating composition is not particularly limited, but a roll coating method using a gravure cylinder or the like, a doctor knife method, an air knife / nozzle coating method, a bar coating method, a spray coating method, a dip coating method and the like. A coating method or the like combining these methods can be used.
上記コート層の厚みは、特に限定されないが、0.01~5μmが好ましく、0.1~2μmがより好ましい。
上記コート層が0.01μmより薄くなると、高いガスバリア性を得ることが困難となることがあり、5μmを超えても顕著なガスバリア性の向上が見られないことがある。
The thickness of the coat layer is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 5 μm, more preferably 0.1 to 2 μm.
If the coat layer is thinner than 0.01 μm, it may be difficult to obtain a high gas barrier property, and if it exceeds 5 μm, no significant improvement in the gas barrier property may be observed.
本発明の複合フィルムは、印刷層を有してもよい。
上記印刷層(内容物表示や装飾機能のための印刷層)としては、従来から軟包装で使用されている有機溶剤型印刷インキ組成物、水性印刷インキ組成物等を、通常、グラビア印刷方式やフレキソ印刷方式にて印刷することにより形成することができる。
The composite film of the present invention may have a printing layer.
As the above-mentioned printing layer (printing layer for content display and decorative function), an organic solvent type printing ink composition, a water-based printing ink composition, etc., which have been conventionally used in flexible packaging, are usually used by a gravure printing method or the like. It can be formed by printing by the flexographic printing method.
上記有機溶剤型印刷インキ組成物としては、例えば、顔料とポリウレタン樹脂とを含む芳香族・非芳香族混合系有機溶剤性印刷インキ組成物の他、特開平01-261476号公報(顔料、ポリウレタン樹脂、塩素化ポリプロピレンを含む芳香族・非芳香族混合系有機溶剤性印刷インキ組成物)、特公平07-113098号公報(顔料、ポリウレタン樹脂を含む非芳香族系有機溶剤性印刷インキ組成物)、特開平07-324179号公報(顔料、ポリウレタン樹脂、非芳香族系・非ケトン系有機溶剤性印刷インキ組成物)等で開示された有機溶剤性印刷インキ組成物等が挙げられる。 Examples of the organic solvent-type printing ink composition include an aromatic / non-aromatic mixed organic solvent-based printing ink composition containing a pigment and a polyurethane resin, as well as Japanese Patent Application Laid-Open No. 01-261476 (pigment, polyurethane resin). , Aromatic / non-aromatic mixed organic solvent-based printing ink composition containing chlorinated polypropylene), Japanese Patent Publication No. 07-113098 (non-aromatic organic solvent-based printing ink composition containing pigment and polyurethane resin), Examples thereof include organic solvent-based printing ink compositions disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 07-324179 (pigments, polyurethane resins, non-aromatic / non-ketone organic solvent-based printing ink compositions).
上記水性印刷インキ組成物としては、例えば、特開平06-155694号公報(顔料、アクリル系バインダー樹脂、ヒドラジン系架橋剤を含む水性印刷インキ組成物)、特開平06-206972号公報(顔料、水、ポリウレタン系バインダー樹脂を含む水性印刷インキ組成物)等で開示された水性印刷インキ組成物等が挙げられる。 Examples of the water-based printing ink composition include JP-A-06-155649 (water-based printing ink composition containing a pigment, an acrylic binder resin, and a hydrazine-based cross-linking agent) and JP-A-06-206972 (pigment, water). , Aqueous printing ink composition containing a polyurethane-based binder resin) and the like.
最近では、環境対応インキとして、水性タイプの印刷インキ組成物や、有機溶剤系印刷インキ組成物であっても芳香族及びケトン系有機溶剤を極力使用しないタイプのものが使用されており、本発明でも、これらを好適に用いることができる。
更に、本発明のバリア性複合フィルムにおいては、他の機能層、例えば、紫外線遮蔽層、抗菌層、接着層、シーラント層等を有していてもよい。
Recently, as environment-friendly inks, water-based printing ink compositions and organic solvent-based printing ink compositions that do not use aromatic and ketone-based organic solvents as much as possible have been used. However, these can be preferably used.
Further, the barrier composite film of the present invention may have other functional layers such as an ultraviolet shielding layer, an antibacterial layer, an adhesive layer, and a sealant layer.
上記接着層は、上記基材フィルムと上記蒸着層との間や、上記コート層と上記シーラント層との間等に形成することが好ましい。
上記接着層としては、従来から包装用複合ラミネートフィルムの製造に用いられている接着剤組成物を適宜選択し、各種塗工手段を用いて形成することができる。
上記接着剤組成物としては、例えばウレタン系、ポリエステル系、アクリル系等の各種接着剤、チタン系、イソシアネート系、イミン系、ポリブタジエン系等の各種接着剤等を挙げることができる。
The adhesive layer is preferably formed between the base film and the vapor-deposited layer, between the coat layer and the sealant layer, and the like.
As the adhesive layer, an adhesive composition conventionally used for producing a composite laminated film for packaging can be appropriately selected and formed by using various coating means.
Examples of the adhesive composition include various adhesives such as urethane type, polyester type and acrylic type, and various adhesives such as titanium type, isocyanate type, imine type and polybutadiene type.
上記シーラント層としては、従来から軟包装で使用されている熱融着性のシート材料であり、例えば、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等が挙げられる。
上記シーラント層は、低密度ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリプロピレンポリマー等の熱溶融ポリマーを溶融状態で積層して、冷却によりフィルム状に成形したものであってもよい。
The sealant layer is a heat-sealing sheet material conventionally used in flexible packaging, and examples thereof include polyethylene film and polypropylene film.
The sealant layer may be formed by laminating hot-melt polymers such as low-density polyethylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, and polypropylene polymer in a molten state and cooling them into a film.
〔複合フィルムの製造方法〕
本発明の複合フィルムを製造する方法としては、特に限定されず、従来の方法を適宜選択して用いることができる。
例えば、以下(a)~(d)の方法が挙げられる。
(a)基材フィルム(基材フィルムは蒸着層を有する積層フィルムであってもよい)に、上述した方法により蒸着層を形成した後、上記バリア性コーティング組成物、接着剤組成物を順次塗工した後、シーラント層を積層することにより、複合フィルムを得る方法。
(b)基材フィルム(基材フィルムは蒸着層を有する積層フィルムであってもよい)に、上述した方法により蒸着層を形成した後、上記接着剤組成物、バリア性コーティング組成物、接着剤組成物を順次塗工した後、シーラント層を積層することにより複合フィルムを得る方法。
(c)基材フィルム(基材フィルムは蒸着層を有する積層フィルムであってもよい)に、上述した方法により蒸着層を形成した後、先にインキ組成物を印刷して印刷層を形成した後、上記接着剤組成物、バリア性コーティング組成物、接着剤組成物を順次塗工した後、シーラント層を積層することにより複合フィルムを得る方法。
(d)基材フィルム(基材フィルムは蒸着層を有する積層フィルムであってもよい)に、上述した方法により蒸着層を形成した後、上記接着剤組成物、バリア性コーティング組成物、接着剤組成物を順次塗工した後、インキ組成物を印刷して印刷層を形成し、更にシーラント層を積層することによりバリア性複合フィルムを得る方法等である。
[Manufacturing method of composite film]
The method for producing the composite film of the present invention is not particularly limited, and a conventional method can be appropriately selected and used.
For example, the following methods (a) to (d) can be mentioned.
(A) A vapor-deposited layer is formed on a base film (the base film may be a laminated film having a vapor-deposited layer) by the method described above, and then the barrier coating composition and the adhesive composition are sequentially applied. A method of obtaining a composite film by laminating a sealant layer after the work.
(B) After forming a vapor-deposited layer on a base film (the base film may be a laminated film having a vapor-deposited layer) by the above-mentioned method, the above-mentioned adhesive composition, barrier coating composition, and adhesive. A method of obtaining a composite film by sequentially coating the compositions and then laminating a sealant layer.
(C) A vapor-deposited layer was formed on a base film (the base film may be a laminated film having a vapor-deposited layer) by the method described above, and then an ink composition was first printed to form a printed layer. After that, a method of obtaining a composite film by sequentially coating the above-mentioned adhesive composition, barrier coating composition, and adhesive composition, and then laminating a sealant layer.
(D) After forming a vapor-deposited layer on a base film (the base film may be a laminated film having a vapor-deposited layer) by the above-mentioned method, the above-mentioned adhesive composition, barrier coating composition, and adhesive. A method of obtaining a barrier composite film by sequentially coating the compositions, printing the ink composition to form a print layer, and further laminating a sealant layer.
なお、上記接着剤組成物の塗工方法については、通常のグラビアシリンダー等を用いたロールコーティング法、ドクターナイフ法やエアーナイフ・ノズルコーティング法、バーコーティング法、スプレーコーティング法、ディップコーティング法及びこれらの方法を組み合わせたコーティング法等を用いることができる。
また、上記印刷層を形成するには、通常、グラビア印刷方式やフレキソ印刷方式が使用できる。
Regarding the coating method of the above adhesive composition, a roll coating method using a normal gravure cylinder or the like, a doctor knife method, an air knife / nozzle coating method, a bar coating method, a spray coating method, a dip coating method and these. A coating method or the like that combines the above methods can be used.
Further, in order to form the print layer, a gravure printing method or a flexographic printing method can usually be used.
本発明の複合フィルムにおいて、接着層の膜厚(乾燥後)は、2~3μmであることが好ましい。
上記接着層の膜厚が2μmより薄くなると、コート層と他層との接着性が低下するおそれがあり、一方、3μmより厚くなると、膜厚の増加に見合った接着性の増加が見られず、また、複合フィルムを包装袋として用いたときに、良好な取扱い性を得ることができないおそれがある。
尚、1回の塗工により上記範囲内の膜厚を有する塗膜が得られない場合は、多数回の塗工を行うことも可能である。
In the composite film of the present invention, the film thickness (after drying) of the adhesive layer is preferably 2 to 3 μm.
If the film thickness of the adhesive layer is thinner than 2 μm, the adhesiveness between the coat layer and the other layer may decrease, while if it is thicker than 3 μm, the adhesiveness does not increase in proportion to the increase in the film thickness. Further, when the composite film is used as a packaging bag, good handleability may not be obtained.
If a coating film having a film thickness within the above range cannot be obtained by one coating, it is possible to perform a large number of coatings.
他の機能層を設ける場合も、それぞれの機能層を設けるための良好な手段と、上記(a)~(d)の方法を組み合わせて、目的にあったバリア性複合フィルムを製造することができる。 Even when other functional layers are provided, a barrier composite film suitable for the purpose can be produced by combining good means for providing each functional layer with the methods (a) to (d) above. ..
本発明のバリア性コーティング組成物は、上述した構成からなるので、ボイル条件及び水付け条件におけるラミネート強度、シール強度、水蒸気バリア性及び酸素バリア性に優れた複合フィルムを得ることができる。
また、本発明の複合フィルムは、バリアフィルム又は包装材料等として好適に使用することができる。
Since the barrier coating composition of the present invention has the above-mentioned structure, it is possible to obtain a composite film having excellent lamination strength, sealing strength, water vapor barrier property and oxygen barrier property under boiling conditions and watering conditions.
In addition, the composite film of the present invention can be suitably used as a barrier film, a packaging material, or the like.
以下に実施例をあげて本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「%」は「質量%」を意味し、「部」は「質量部」を意味する。 The present invention will be described in more detail with reference to Examples below, but the present invention is not limited to these Examples. Unless otherwise specified, "%" means "% by mass" and "part" means "part by mass".
(バリア性コーティング組成物)
<水性ポリウレタン樹脂>
タケラック WPB-341(固形分30%、ガラス転移温度115℃、三井化学社製)
<シラノール基を有する高極性樹脂>
クラレポバール R-1130(平均重合度1700、ケン化度98.0~99.0%、シラノール基の含有率0.3mol%)
<シラノール基を有さない高極性樹脂>
エクセバール RS-2117(平均重合度1700、ケン化度97.5~99.0%、クラレ社製)
ゴーセノール NH-18(平均重合度1800、ケン化度98.0~99.0%、日本合成化学社製)
<シランカップリング剤>
KBM-403(3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、信越化学工業社製)
<溶剤>
イオン交換水
イソプロピルアルコール
(Barrier coating composition)
<Aqueous polyurethane resin>
Takelac WPB-341 (solid content 30%, glass transition temperature 115 ° C, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.)
<High-polarity resin with silanol group>
Kuraray Povar R-1130 (average degree of polymerization 1700, saponification degree 98.0-99.0%, silanol group content 0.3 mol%)
<High-polarity resin without silanol group>
Excelval RS-2117 (average degree of polymerization 1700, saponification degree 97.5-99.0%, manufactured by Kuraray)
Gosenol NH-18 (average degree of polymerization 1800, saponification degree 98.0-99.0%, manufactured by Japan Synthetic Chemical Co., Ltd.)
<Silane coupling agent>
KBM-403 (3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.)
<Solvent>
Ion-exchanged water isopropyl alcohol
<R-1130水溶液の調製>
精製水90質量部にクラレポバール R-1130を10質量部加え、95℃で約2時間撹拌し、R-1130水溶液(固形分10%)を得た。
<Preparation of R-1130 aqueous solution>
10 parts by mass of Kuraray Poval R-1130 was added to 90 parts by mass of purified water, and the mixture was stirred at 95 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous solution of R-1130 (solid content 10%).
<RS-2117水溶液の調製>
精製水90質量部にエクセバール RS-2117を10質量部加え、95℃で約2時間撹拌し、RS-2117水溶液(固形分10%)を得た。
<Preparation of RS-2117 aqueous solution>
10 parts by mass of Excelval RS-2117 was added to 90 parts by mass of purified water, and the mixture was stirred at 95 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous RS-2117 solution (solid content: 10%).
<NH-18水溶液の調整>
精製水90質量部にゴーセノール NH-18を10質量部加え、95℃で約2時間撹拌し、NH-18水溶液(固形分10%)を得た。
<Adjustment of NH-18 aqueous solution>
10 parts by mass of Gosenol NH-18 was added to 90 parts by mass of purified water, and the mixture was stirred at 95 ° C. for about 2 hours to obtain an aqueous NH-18 solution (solid content 10%).
<シリカ蒸着PETの作製>
PETフィルム(E5100、厚み12μm、東洋紡社製)の片側表面に、イソシアネート化合物(日本ポリウレタン工業製「コロネートL」)と飽和ポリエステル(東洋紡社製「バイロン300」)とを1:1質量比で配合した混合物を塗布乾燥して厚み0.1μmの接着層を形成した。次いで、真空蒸着装置を使用して1×10-5Torrの真空下でシリカを加熱方式で蒸発させ、接着層上に厚み20nmのシリカ蒸着層を形成し、シリカ蒸着PETを得た。
<Making silica-film-deposited PET>
Isocyanate compound ("Coronate L" manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) and saturated polyester ("Byron 300" manufactured by Toyobo Co., Ltd.) are mixed on one side surface of PET film (E5100, thickness 12 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) in a 1: 1 mass ratio. The mixture was applied and dried to form an adhesive layer having a thickness of 0.1 μm. Next, silica was evaporated by a heating method under a vacuum of 1 × 10-5 Torr using a vacuum vapor deposition apparatus to form a silica vapor deposition layer having a thickness of 20 nm on the adhesive layer to obtain silica vapor deposition PET.
<アルミナ蒸着PETの作製>
PETフィルム(E5100、厚み12μm、東洋紡社製)の片側表面に、イソシアネート化合物(日本ポリウレタン工業製「コロネートL」)と飽和ポリエステル(東洋紡社製「バイロン300」)とを1:1質量比で配合した混合物を塗布乾燥して厚み0.1μmの接着層を形成した。次いで、真空蒸着装置を使用してアルミニウムを蒸発させ、ガス流量制御装置を使用して酸素ガスを供給し、1×10-4Torrで蒸着を行い、接着層上に厚み20nmのアルミナ蒸着層を形成し、アルミナ蒸着PETを得た。
<Making alumina-deposited PET>
Isocyanate compound ("Coronate L" manufactured by Nippon Polyurethane Industry Co., Ltd.) and saturated polyester ("Byron 300" manufactured by Toyobo Co., Ltd.) are mixed on one side surface of PET film (E5100, thickness 12 μm, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) in a 1: 1 mass ratio. The mixture was applied and dried to form an adhesive layer having a thickness of 0.1 μm. Next, aluminum is evaporated using a vacuum vapor deposition device, oxygen gas is supplied using a gas flow control device, vapor deposition is performed at 1 × 10 -4 Torr, and an alumina vapor deposition layer having a thickness of 20 nm is formed on the adhesive layer. It was formed to obtain an alumina-deposited PET.
(実施例1)
タケラック WPB-341を22.2質量部撹拌しながら、固形分10%のR-1130水溶液を28.5質量部、イオン交換水を30.2質量部、イソプロピルアルコールを18.1質量部加えた後、更に、KBM-403を1.0質量部加え、常温で充分に撹拌及び混合することにより、コーティング組成物1を得た。
上記で作製したシリカ蒸着PETのシリカ蒸着層面上へ、コーティング組成物1をNo.6ワイヤバーにて塗布し、ドライヤーにて乾燥後、60℃にて1日エージング処理した。
得られたコート層(乾燥後塗布量0.8g/m)上にポリウレタン接着剤(タケラックA515/タケネートA50、固形分30%、三井化学社製)をNo.4ワイヤバーにて塗布、シーラントフィルム(RXC-22、厚み60μm、三井化学東セロ社製)をラミネートし、40℃にて3日エージング処理し、複合フィルムを得た。
(Example 1)
While stirring 22.2 parts by mass of Takelac WPB-341, 28.5 parts by mass of an aqueous solution of R-1130 having a solid content of 10%, 30.2 parts by mass of ion-exchanged water, and 18.1 parts by mass of isopropyl alcohol were added. After that, 1.0 part by mass of KBM-403 was further added, and the mixture was sufficiently stirred and mixed at room temperature to obtain a coating composition 1.
On the silica-deposited layer surface of the silica-deposited PET produced above, coating composition 1 was added to No. 6 The coating was applied with a wire bar, dried with a dryer, and then aged at 60 ° C. for 1 day.
A polyurethane adhesive (Takelac A515 / Takenate A50, solid content 30%, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.) was applied onto the obtained coat layer (coating amount after drying 0.8 g / m 2 ). It was coated with a 4-wire bar, a sealant film (RXC-22, thickness 60 μm, manufactured by Mitsui Chemicals Tohcello Co., Ltd.) was laminated, and aged at 40 ° C. for 3 days to obtain a composite film.
(実施例2)
実施例1において、基材フィルムを上記で作製したアルミナ蒸着PETに変更した以外は同様の手法にて複合フィルムを得た。
(Example 2)
In Example 1, a composite film was obtained by the same method except that the base film was changed to the alumina-deposited PET produced above.
(比較例1~3)
表1の配合に従いコーティング組成物2~4を調整し、実施例1と同様の手法にて複合フィルムを得た。
(Comparative Examples 1 to 3)
The coating compositions 2 to 4 were adjusted according to the formulation shown in Table 1, and a composite film was obtained in the same manner as in Example 1.
(比較例4~5)
実施例1~2において、コーティング組成物を用いなかったこと以外は同様の手法にて複合フィルムを得た。
(Comparative Examples 4 to 5)
In Examples 1 and 2, a composite film was obtained by the same method except that the coating composition was not used.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
〔評価〕
<ラミネート強度測定(N/15mm)>
(1)通常条件
(ドライ条件)
実施例1~2及び比較例1~5の各複合フィルムを15mm幅に切断した。
T型剥離強度を、剥離試験機(安田精機社製)を用いて、剥離速度300mm/minの条件にて、ラミネート強度を測定した。その結果を表2に示した。
(ボイル条件)
実施例1~2及び比較例1~5の各複合フィルムを90℃の熱水中に30分間浸漬した後に15mm幅に切断した以外は、ドライ条件と同様の手法にてラミネート強度を測定した。その結果を表2に示した。
(レトルト条件)
実施例1~2及び比較例1~5の各複合フィルムを120℃、2気圧の条件で熱水中に30分間浸漬した後に15mm幅に切断した以外は、ドライ条件と同様の手法にてラミネート強度を測定した。その結果を表2に示した。
(2)水付け条件
(ドライ条件)
実施例1~2及び比較例1~5の各複合フィルムを15mm幅に切断した。
各試料片の剥離面に水を付けた脱脂綿を当てながら、T型剥離強度を剥離試験機(安田精機社製)を用いて、剥離速度300mm/minの条件にて、ラミネート強度を測定した。その結果を表2に示した。
(ボイル条件)
実施例1~2及び比較例1~5の各複合フィルムを90℃の熱水中に30分間浸漬した後に15mm幅に切断した以外は、ドライ条件と同様の手法にてラミネート強度を測定した。その結果を表2に示した。
(レトルト条件)
実施例1~2及び比較例1~5の各複合フィルムを120℃、2気圧の条件で熱水中に30分間浸漬した後に15mm幅に切断した以外は、ドライ条件と同様の手法にてラミネート強度を測定した。その結果を表2に示した。
なお、表2中の数字にFが付されているものは、その数字の強度において、複合フィルムが剥離せずに破断したことを意味する。また、表2中に「浮きが発生」と記載されているものは、複合フィルムに剥離が生じていることを意味する。
[Evaluation]
<Laminate strength measurement (N / 15 mm)>
(1) Normal conditions (dry conditions)
Each composite film of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 was cut into a width of 15 mm.
The T-type peel strength was measured using a peel tester (manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd.) under the condition of a peel speed of 300 mm / min. The results are shown in Table 2.
(Boil condition)
The laminate strength was measured by the same method as in the dry condition except that the composite films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 were immersed in hot water at 90 ° C. for 30 minutes and then cut into a width of 15 mm. The results are shown in Table 2.
(Retort condition)
Laminated by the same method as in dry conditions, except that the composite films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 were immersed in hot water at 120 ° C. and 2 atm for 30 minutes and then cut to a width of 15 mm. The intensity was measured. The results are shown in Table 2.
(2) Watering conditions (dry conditions)
Each composite film of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 was cut into a width of 15 mm.
While applying cotton wool soaked in water to the peeling surface of each sample piece, the T-type peel strength was measured using a peeling tester (manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd.) under the condition of a peeling speed of 300 mm / min. The results are shown in Table 2.
(Boil condition)
The laminate strength was measured by the same method as in the dry condition except that the composite films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 were immersed in hot water at 90 ° C. for 30 minutes and then cut into a width of 15 mm. The results are shown in Table 2.
(Retort condition)
Laminated by the same method as in dry conditions, except that the composite films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 were immersed in hot water at 120 ° C. and 2 atm for 30 minutes and then cut to a width of 15 mm. The intensity was measured. The results are shown in Table 2.
In addition, when F is attached to the number in Table 2, it means that the composite film was broken without peeling at the strength of the number. In addition, what is described as "floating" in Table 2 means that the composite film is peeled off.
<シール強度(N/15mm)>
実施例1~2及び比較例1~5の各複合フィルムを、インパルスシーラー(富士インパルスシーラ社製)を用いて製袋し、剥離試験機(安田精機社製)を用いて剥離速度300mm/minの条件にて、シール強度を測定した。その結果を表2に示した。
なお、表2中の数字にFが付されているものは、その数字の強度において、複合フィルムが剥離せずに破断したことを意味する。
<Seal strength (N / 15mm)>
Each of the composite films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 is made into a bag using an impulse sealer (manufactured by Fuji Impulse Sheila), and a peeling tester (manufactured by Yasuda Seiki Co., Ltd.) is used to peel off at a speed of 300 mm / min. The seal strength was measured under the conditions of. The results are shown in Table 2.
In addition, when F is attached to the number in Table 2, it means that the composite film was broken without peeling at the strength of the number.
<酸素透過率(cc/m/day/atm)>
実施例1~2及び比較例1~5の複合フィルム(酸素透過率試験用)を25℃、90%RHの雰囲気下に72時間放置後、JIS K7126 B法に準じて、酸素透過率測定装置(Mocon社製、製品名:OX-TRAN1/50)を用いて、酸素透過率(OTR値)を測定した。
なお、測定は、25℃において、90%RHの雰囲気下で行った。その結果を表2に示した。
<Oxygen permeability (cc / m 2 / day / atm)>
After leaving the composite films (for oxygen permeability test) of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 in an atmosphere of 25 ° C. and 90% RH for 72 hours, an oxygen permeability measuring device according to the JIS K7126 B method. (Manufactured by Mocon, product name: OX-TRAN1 / 50) was used to measure the oxygen permeability (OTR value).
The measurement was carried out at 25 ° C. in an atmosphere of 90% RH. The results are shown in Table 2.
<水蒸気透過率(g/m/day)>
実施例1~2及び比較例1~5の複合フィルム(水蒸気透過率試験用)をJIS Z0222に準じて、次のように水蒸気透過率(WVTR値)を測定した。
実施例1~2及び比較例1~5の各複合フィルムについて、10cm×10cmの大きさのものを用いて同容積となるように製袋し、塩化カルシウム15gを詰めた後に溶封した。この袋を40℃、90%RHの恒温恒湿装置に入れ、5日おきに質量を測定した。3日目以降の経過時間と袋質量との回帰直線の傾きから水蒸気透過率を算出した。その結果を表2に示した。
<Water vapor permeability (g / m 2 / day)>
The water vapor transmittance (WVTR value) of the composite films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 (for the water vapor transmittance test) was measured according to JIS Z0222 as follows.
Each of the composite films of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 5 was made into bags having the same volume using those having a size of 10 cm × 10 cm, packed with 15 g of calcium chloride, and then sealed. The bag was placed in a constant temperature and humidity device at 40 ° C. and 90% RH, and the mass was measured every 5 days. The water vapor transmittance was calculated from the slope of the regression line between the elapsed time after the third day and the bag mass. The results are shown in Table 2.
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
本発明のバリア性コーティング組成物を用い、複合フィルムを作製した実施例1~2では、通常条件及び水付け条件におけるドライ条件、ボイル条件及びレトルト条件でのラミネート強度、シール強度、水蒸気バリア性及び酸素バリア性の何れにも優れていた。
一方、シラノール基を有する高極性樹脂を含有しないコーティング組成物2を用い、複合フィルムを作製した比較例1では、水付け条件かつレトルト条件においてはラミネート強度が低下していた。また、シラノール基を有する高極性樹脂を含有しないコーティング組成物3を用い、複合フィルムを作製した比較例2では、水付け条件におけるラミネート強度に劣っており、レトルト条件では浮きが発生した。高極性樹脂を含有しないコーティング組成物4を用い、複合フィルムを作製した比較例3は、酸素バリア性及び水蒸気バリア性において劣っていた。
また、コーティング組成物を用いないで複合フィルムを作製した比較例4及び5では、ラミネート強度、シール強度、水蒸気バリア性及び酸素バリア性の何れかにおいて劣っていた。
In Examples 1 and 2 in which a composite film was prepared using the barrier coating composition of the present invention, the lamination strength, the seal strength, the water vapor barrier property and the dry conditions under the normal conditions and the watering conditions, the boiling conditions and the retort conditions were obtained. It was excellent in all of the oxygen barrier properties.
On the other hand, in Comparative Example 1 in which a composite film was prepared using the coating composition 2 containing no highly polar resin having a silanol group, the lamination strength was lowered under the watering condition and the retort condition. Further, in Comparative Example 2 in which a composite film was prepared using the coating composition 3 containing no highly polar resin having a silanol group, the lamination strength was inferior under the watering condition, and floating occurred under the retort condition. Comparative Example 3 in which a composite film was prepared using the coating composition 4 containing no highly polar resin was inferior in oxygen barrier property and water vapor barrier property.
Further, in Comparative Examples 4 and 5 in which the composite film was prepared without using the coating composition, any of the laminate strength, the seal strength, the water vapor barrier property and the oxygen barrier property was inferior.
本発明のバリア性コーティング組成物は、上述した構成からなるので、通常・水付け条件におけるラミネート強度、シール強度、水蒸気バリア性並びに酸素バリア性にも優れるだけでなく、高温高圧処理後においてもラミネート強度に優れる複合フィルムを得ることができる。
また、本発明の複合フィルムは、バリアフィルム又は包装材料等、特に医療用のバリアフィルム又は包装材料等として好適に使用することができる。
Since the barrier coating composition of the present invention has the above-mentioned structure, it is not only excellent in lamination strength, seal strength, water vapor barrier property and oxygen barrier property under normal and watering conditions, but also laminated even after high temperature and high pressure treatment. A composite film having excellent strength can be obtained.
Further, the composite film of the present invention can be suitably used as a barrier film or a packaging material, particularly as a medical barrier film or a packaging material.

Claims (7)

  1. 水性ポリウレタン樹脂、シラノール基を有する高極性樹脂、及び、シランカップリング剤を含有することを特徴とするバリア性コーティング組成物。 A barrier coating composition containing an aqueous polyurethane resin, a highly polar resin having a silanol group, and a silane coupling agent.
  2. 水性ポリウレタン樹脂100質量部に対するシラノール基を有する高極性樹脂の質量比率が、15~150質量部である請求項1記載のバリア性コーティング組成物。 The barrier coating composition according to claim 1, wherein the mass ratio of the highly polar resin having a silanol group to 100 parts by mass of the aqueous polyurethane resin is 15 to 150 parts by mass.
  3. シラノール基を有する高極性樹脂は、分子内のシラノール基の含有量が単量体単位として0.05~3mol%である請求項1又は2記載のバリア性コーティング組成物。 The barrier coating composition according to claim 1 or 2, wherein the highly polar resin having a silanol group has an intramolecular silanol group content of 0.05 to 3 mol% as a monomer unit.
  4. シランカップリング剤は、エポキシ基を有するシランカップリング剤である請求項1~3の何れかに記載のバリア性コーティング組成物。 The barrier coating composition according to any one of claims 1 to 3, wherein the silane coupling agent is a silane coupling agent having an epoxy group.
  5. ラミネート用である請求項1~4の何れかに記載のバリア性コーティング組成物。 The barrier coating composition according to any one of claims 1 to 4, which is for laminating.
  6. 少なくとも基材フィルム、蒸着層、及び、コート層をこの順に有する複合フィルムであって、前記コート層は、請求項1~5の何れかに記載のバリア性コーティング組成物を塗布して形成されたものであることを特徴とする複合フィルム。 A composite film having at least a base film, a vapor-deposited layer, and a coat layer in this order, and the coat layer was formed by applying the barrier coating composition according to any one of claims 1 to 5. A composite film characterized by being a thing.
  7. 蒸着層は、シリカ及びアルミナからなる群より選ばれる1種以上の蒸着層である請求項6記載の複合フィルム。 The composite film according to claim 6, wherein the thin-film deposition layer is one or more types of thin-film deposition layers selected from the group consisting of silica and alumina.
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