WO2023228955A1 - コーティング剤及びそれを用いた多層構造体 - Google Patents

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WO2023228955A1
WO2023228955A1 PCT/JP2023/019219 JP2023019219W WO2023228955A1 WO 2023228955 A1 WO2023228955 A1 WO 2023228955A1 JP 2023019219 W JP2023019219 W JP 2023019219W WO 2023228955 A1 WO2023228955 A1 WO 2023228955A1
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coating agent
multilayer structure
group
layer
evoh
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PCT/JP2023/019219
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豪 坂野
康弘 野中
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株式会社クラレ
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    • C09D129/02Homopolymers or copolymers of unsaturated alcohols
    • C09D129/04Polyvinyl alcohol; Partially hydrolysed homopolymers or copolymers of esters of unsaturated alcohols with saturated carboxylic acids
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    • C09D7/40Additives
    • C09D7/60Additives non-macromolecular
    • C09D7/61Additives non-macromolecular inorganic

Definitions

  • the present invention relates to a coating agent containing a modified ethylene-vinyl alcohol copolymer and a multilayer structure using the same.
  • Ethylene-vinyl alcohol copolymer (hereinafter sometimes abbreviated as EVOH) has excellent gas barrier properties, oil resistance, and solvent resistance, and is suitable for use in packaging materials, films, sheets, containers, etc. in various packaging fields. .
  • EVOH is often used as one layer of a multilayer structure, in which case a method of forming an EVOH film by coating an EVOH solution is also performed.
  • a technique for precisely controlling the thickness of the EVOH layer is required.
  • EVOH solution used for coating usually needs to be stored at room temperature for a long period of time, but the storage temperature often changes from day to night.
  • conventional EVOH solutions have poor storage stability, especially at low temperatures, and tend to gel, so they must be stored at a high temperature of 50°C or higher, or heated and redissolved before coating. did not become.
  • the thickness of the EVOH film obtained by coating will be uneven. Since uneven thickness of the EVOH film leads to a decrease in gas barrier properties as a packaging material, it was necessary to control the coating thickness by applying a coating thickness greater than necessary.
  • whitening or clouding may occur in the film depending on the drying conditions, so strict condition control was also required to suppress this.
  • Patent Document 2 a hydroalcoholic solution made of EVOH modified with vinylpyrrolidone has excellent storage stability
  • Patent Documents 3 and 4 a hydrous alcoholic solution of EVOH containing boric acid and a hydrous alcoholic solution of EVOH containing an ether group have excellent storage stability
  • Patent Document 5 A retort paper cup has been proposed as a paper barrier packaging material applied to retort sterilization technology (Patent Document 6).
  • Patent Document 5 Although a laminate containing an ethylene-modified polyvinyl alcohol resin as described in Patent Document 5 has excellent gas barrier properties, cracks occur in a package having an acute bend, and the storage stability of the contents deteriorates. It was found that there is room for improvement.
  • the present invention was made in view of the above-mentioned problems, and an object of the present invention is to provide a coating agent that has good storage stability as a solution and has good appearance and gas barrier properties of a film obtained by coating. Another object of the present invention is to provide a multilayer structure using such a coating agent. Furthermore, it is an object of the present invention to provide a multilayer structure that has good gas barrier properties while using a paper base material and can maintain good gas barrier properties after bending.
  • the present inventors found that by using a coating agent containing a specific modified ethylene-vinyl alcohol copolymer, it was possible to improve the storage stability of the solution, and furthermore, by using the coating agent, it was possible to improve the storage stability of the solution. It was discovered that by doing so, a film with good appearance and gas barrier properties could be obtained, and based on this knowledge, further studies were conducted to arrive at the present invention.
  • the above problem is to provide a coating agent containing a modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (A), in which the modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (A) has structural units (Ia) and (Ib) represented by the following formula. ) and (Ic), the contents (mol%) a, b, and c of the structural units (Ia), (Ib), and (Ic) satisfy the following formulas (1) to (3), and the following formula ( The problem is solved by providing a coating agent in which the degree of saponification (DS) of the modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (A) represented by 4) is 90 mol% or more.
  • DS degree of saponification
  • a, b and c are the content (mol%) of each structural unit with respect to the total 100 mol% of all structural units
  • W represents a methyl group or a group represented by R 2 -OY
  • Y and Z each independently represent a hydrogen atom, a formyl group, or an alkanoyl group having 2 to 10 carbon atoms
  • R 1 represents a single bond, an alkylene group having 1 to 9 carbon atoms, or an alkyleneoxy group having 1 to 9 carbon atoms.
  • the alkylene group and the alkyleneoxy group may contain a hydroxyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
  • R 2 represents an alkylene group having 1 to 9 carbon atoms or an alkyleneoxy group having 1 to 9 carbon atoms, and the alkylene group and the alkyleneoxy group may contain a hydroxyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
  • * represents a binding site.
  • W is a group represented by R 2 -OY, R 1 is a single bond, R 2 is a methylene group, and Y and Z are hydrogen atoms. is suitable. It is also preferable that the degree of saponification (DS) of the modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (A) is 99 mol% or more. It is also preferable that the content of the modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (A) in the coating agent is 1 to 50% by weight.
  • the coating agent contains an ethylene-vinyl alcohol copolymer (B) other than the modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (A), and the ethylene content of the ethylene-vinyl alcohol copolymer (B) is 21 to 55. Also suitable is mole %. It is also preferable that the total content of the modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (A) and the ethylene-vinyl alcohol copolymer (B) in the coating agent is 1 to 50% by weight. It is also preferable that the coating agent contains 10 to 10,000 ppm of inorganic fine particles having an average particle size of 0.1 to 10 ⁇ m. It is also preferable that the inorganic fine particles are amorphous silica.
  • the coating agent contains a solvent, and the solvent is a mixed solvent of alcohol and water.
  • the light transmittance T 7 (%) of the coating agent at a wavelength of 800 nm with an optical path length of 1 cm after storage at 20°C for 7 days and the light transmittance of the coating agent at a wavelength of 800 nm with an optical path length of 1 cm before storage It is more preferable that the difference (T 0 ⁇ T 7 ) in the ratio T 0 (%) is within 20%. It is also more preferable that the rate of change in solution viscosity after storing the coating agent at 20° C. for one week is within 50% of that before storage.
  • a preferred embodiment of the present invention is a multilayer structure formed by applying the above coating agent onto a base material.
  • a multilayer structure comprising a layer coated with the above coating agent and a paper layer is also a preferred embodiment of the present invention.
  • the paper layer has a basis weight of 15 to 800 g/m 2 .
  • the modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (A) contains alkali metal ions, and the content thereof is 2.5 to 22 ⁇ mol/g.
  • the oxygen permeability of the multilayer structure measured in accordance with JIS-K7126-2 (2006) Part 2 (isobaric method) at 20°C and 65% RH is 20cc/( m ⁇ atm) or less is also more suitable.
  • the multilayer structure has a heat seal strength of 300 gf/15 mm or more as measured at a width of 15 mm according to JIS Z 0238.
  • the multilayer structure further includes an intermediate layer and a sealant layer.
  • the intermediate layer contains a thermosetting resin or a thermoplastic resin (f).
  • the sealant layer contains a thermoplastic resin (g). It is particularly preferred that the thermoplastic resin (f) and the thermoplastic resin (g) contain at least one member selected from the group consisting of polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, and modified polypropylene.
  • weight M1 of the paper layer and the total weight M2 of the other layers satisfy the following formula (5). 1 ⁇ M1/M2 ⁇ 300 (5)
  • a preferred embodiment of the multilayer structure is a package that includes the multilayer structure and has one or more folded parts. At this time, it is more preferable that the content of the package is a food, and the food has a water activity of 0.10 to 0.94.
  • a coating agent which has excellent storage stability as a solution and also has good appearance and gas barrier properties of the film obtained by coating.
  • a multilayer structure obtained by applying such a coating agent onto a base material has good appearance and gas barrier properties.
  • a multilayer structure comprising a layer coated with such a coating agent and a paper layer has good gas barrier properties even though it uses a paper base material (paper layer), and also has good gas barrier properties even after bending. maintained.
  • FIG. 1 is a diagram showing an example of a vertical form-fill-seal bag including the multilayer structure of the present invention.
  • this embodiment is an example of an embodiment of the present invention.
  • the embodiments shown below are examples for embodying the technical idea of the present invention, and the present invention is not limited to the following description.
  • preferred embodiments are shown in this specification, combinations of two or more individual preferred embodiments are also preferred.
  • the lower and upper limits thereof can be selectively combined to obtain a preferable form.
  • a numerical range of "XX to YY" is described, it means “more than or equal to XX and less than or equal to YY.”
  • modified ethylene-vinyl alcohol copolymer (A) used in the coating agent of the present invention contains structural units (Ia), (Ib) and (Ic) represented by the following formulas.
  • modified EVOH (A) may be abbreviated as modified EVOH (A).
  • a, b and c are the content (mol%) of each monomer unit with respect to the total 100 mol% of all monomer units
  • W is represented by a methyl group or R 2 -OY X, Y, and Z each independently represent a hydrogen atom, a formyl group, or an alkanoyl group having 2 to 10 carbon atoms
  • R 1 is a single bond, an alkylene group having 1 to 9 carbon atoms, or an alkylene group having 1 to 9 carbon atoms.
  • 9 represents an alkyleneoxy group.
  • the alkylene group and the alkyleneoxy group may contain a hydroxyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
  • R 2 represents an alkylene group having 1 to 9 carbon atoms or an alkyleneoxy group having 1 to 9 carbon atoms, and the alkylene group and the alkyleneoxy group may contain a hydroxyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
  • * represents a binding site.
  • the modified EVOH (A) contains structural units (Ia), (Ib) and (Ic) represented by the above formula, and the content of the structural units (Ia), (Ib) and (Ic) is ( mol%) a, b and c satisfy the following formulas (1) to (3). 21 ⁇ a ⁇ 55 (1) 0.1 ⁇ c ⁇ 10 (2) [100-(a+c)] ⁇ 0.9 ⁇ b ⁇ [100-(a+c)] (3)
  • the degree of saponification (DS) of the modified EVOH (A) is represented by the following formula (4), and the degree of saponification (DS) is 90 mol% or more.
  • DS [(total number of moles of hydrogen atoms among X, Y, and Z)/(total number of moles of X, Y, and Z)] x 100 (4)
  • the modified EVOH (A) used in the present invention has a unit having quaternary carbon in its main chain in addition to ethylene units and vinyl alcohol units.
  • the quaternary carbon in the main chain has the effect of hindering crystallization due to steric hindrance, and also has the function of increasing solution stability.
  • the modified EVOH (A) since the modified EVOH (A) has a primary hydroxyl group, it exhibits high gas barrier properties due to strong hydrogen bonding force. Therefore, by using a coating agent containing modified EVOH (A), it is possible to improve the gas barrier properties of the film formed after application while having high solution stability.
  • R 1 represents a single bond, an alkylene group having 1 to 9 carbon atoms, or an alkyleneoxy group having 1 to 9 carbon atoms, and the alkylene group and the alkyleneoxy group are hydroxyl groups, alkoxy groups, or halogen groups. May contain atoms. It is preferable that R 1 is a single bond.
  • the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, and even more preferably 2 or less.
  • the number of carbon atoms in the alkyleneoxy group is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, and even more preferably 2 or less.
  • W represents a methyl group or a group represented by R 2 --OY
  • Y and Z each independently represent a hydrogen atom, a formyl group, or an alkanoyl group having 2 to 10 carbon atoms.
  • W is a methyl group or a group represented by R 2 -OH (that is, Y is a hydrogen atom)
  • W is R 2 -OH (that is, Y is a hydrogen atom).
  • Y is a hydrogen atom
  • Z is a hydrogen atom.
  • R 2 is preferably an alkylene group, more preferably an ethylene group or a methylene group, and even more preferably a methylene group.
  • R 2 represents an alkylene group having 1 to 9 carbon atoms or an alkyleneoxy group having 1 to 9 carbon atoms, and the alkylene group and the alkyleneoxy group do not contain a hydroxyl group, an alkoxy group, or a halogen atom. But that's fine. It is preferable that R 2 is the above-mentioned alkylene group.
  • the number of carbon atoms in the alkylene group is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, and even more preferably 2 or less.
  • the number of carbon atoms in the alkyleneoxy group is preferably 5 or less, more preferably 3 or less, and even more preferably 2 or less.
  • W is a group represented by R 2 --OY, R 1 is a single bond, R 2 is a methylene group, and Y and Z are hydrogen atoms.
  • the modified EVOH (A) when X, Y or Z is a hydrogen atom, the modified EVOH (A) has a hydroxyl group, and when X, Y or Z is a formyl group or an alkanoyl group In this case, the modified EVOH (A) has an ester group.
  • the alkanoyl group is preferably an alkanoyl group having 2 to 5 carbon atoms, more preferably an acetyl group, a propanoyl group, or a butanoyl group, and even more preferably an acetyl group. It is preferable that each of X, Y and Z is a hydrogen atom or a mixture containing a hydrogen atom.
  • structural unit (Ic) examples include structural units (IIc) and (IIIc) represented by the following formulas, of which structural unit (IIc) is preferred.
  • R 3 and R 4 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 8 carbon atoms, and the alkyl group may contain a hydroxyl group, an alkoxy group, or a halogen atom.
  • R 3 and R 4 in the structural unit (IIc) are preferably hydrogen atoms.
  • a indicates the content (mol%) of (Ia) with respect to all monomer units, and the content a of (Ia) is 21 to 55 mol% (formula ( 1)). If the content a is less than 21 mol%, the thermal stability during melt-kneading and recycling will be reduced, and gels and lumps will be likely to occur.
  • the content a is preferably 26 mol% or more, more preferably 30 mol% or more. On the other hand, if the content a exceeds 55 mol%, the gas barrier properties of the modified EVOH (A) under low humidity (for example, 65% humidity) will be insufficient.
  • the content a is preferably 52 mol% or less, more preferably 46 mol% or less.
  • c indicates the content (mol%) of (Ic) based on all monomer units, and is 0.1 to 10 mol% (Formula (2)). If the content c is less than 0.1 mol%, the solution stability of the modified EVOH (A) will be insufficient.
  • the content c is preferably 0.3 mol% or more, more preferably 0.5 mol% or more, even more preferably 0.8 mol% or more, and particularly preferably 1.0 mol%. % or more, and 1.2 mol% or more is preferable in some cases. On the other hand, when the content c exceeds 10 mol%, the strength of the film decreases.
  • the content c is preferably 9 mol% or less, more preferably 8 mol% or less, even more preferably 7 mol%, particularly preferably 5 mol% or less, and particularly preferably 4 mol% or less. Alternatively, 3 mol% or less may be preferable.
  • b indicates the content (mol%) of (Ib) relative to all monomer units, and b satisfies formula (3). If b does not satisfy formula (3), the gas barrier properties of the coating obtained by coating will be insufficient.
  • b preferably satisfies the following formula (3'), more preferably satisfies the following formula (3'').
  • X is a hydrogen atom, a formyl group, or an alkanoyl group having 2 to 10 carbon atoms.
  • the functional group is two or more functional groups selected from the group consisting of groups (that is, when it contains a vinyl alcohol unit and a vinyl ester unit at the same time)
  • b is the sum of them. [100-(a+c)] ⁇ 0.95 ⁇ b ⁇ [100-(a+c)](3') [100-(a+c)] ⁇ 0.98 ⁇ b ⁇ [100-(a+c)](3”)
  • the degree of saponification (DS) is defined by formula (4), and the degree of saponification (DS) is 90 mol% or more.
  • total number of moles of hydrogen atoms among X, Y, and Z indicates the number of moles of hydroxyl groups
  • total number of moles of X, Y, and Z indicates the total number of moles of hydroxyl groups and ester groups. shows. If the degree of saponification (DS) is less than 90 mol%, sufficient barrier performance will not be obtained, the thermal stability of the modified EVOH (A) will be insufficient, and gels and lumps will form when melt-kneaded and recycled. It is more likely to occur.
  • the degree of saponification (DS) is preferably 95 mol% or more, more preferably 98 mol% or more, and still more preferably 99 mol% or more.
  • the degree of saponification (DS) is preferably 99 mol% or more, more preferably 99.5 mol% or more, and even more preferably It is 99.8 mol% or more.
  • the degree of saponification (DS) is usually 100 mol% or less.
  • the degree of saponification (DS) can be obtained by nuclear magnetic resonance (NMR).
  • the content of monomer units represented by a, b, and c above can also be obtained by NMR.
  • the modified EVOH (A) used in the present invention is usually a random copolymer. The fact that it is a random copolymer can be confirmed from the results of NMR and melting point measurements.
  • the preferable melt flow rate (MFR) (190°C, under a load of 2160 g) of the modified EVOH (A) is 0.1 to 30 g/10 minutes, more preferably 0.3 to 25 g/10 minutes, and even more preferably 0. 5 to 20 g/10 minutes.
  • MFR melt flow rate
  • the melting point is around 190°C or above 190°C, measure it under a load of 2160g at multiple temperatures above the melting point, and plot the reciprocal of the absolute temperature on the horizontal axis and the logarithm of the MFR on the vertical axis in a semilogarithmic graph. Expressed as a value extrapolated to 190°C.
  • the viscosity of the solution is too high relative to the solid content concentration, making it impossible to obtain a film with the required thickness in one application, resulting in insufficient gas barrier properties or It becomes necessary to apply the product twice, which may reduce productivity. If the MFR exceeds 30 g/10 minutes, the viscosity of the solution is too low relative to the solid content concentration, so even if the difference in viscosity of the solution is small, the change in film thickness will be large, making it impossible to provide stable gas barrier properties to the packaging material. It disappears.
  • modified EVOH (A) The structural unit (Ib) containing X is usually obtained by saponifying a vinyl ester. Therefore, X is a saponifiable functional group or a functional group generated by saponification, and specific examples include mixtures where X is a hydrogen atom, a formyl group, or an alkanoyl group having 2 to 10 carbon atoms. Considering the ease of obtaining the monomer (vinyl acetate) and manufacturing cost, it is more preferable that X is a mixture of a hydrogen atom and an acetyl group.
  • the structural unit (Ic) containing Y and Z can be produced by copolymerizing a monomer having an ester group such as an unsaturated monomer having a 1,3-diester structure and then saponifying it. It can also be produced by directly copolymerizing a monomer having a hydroxyl group such as an unsaturated monomer having a 1,3-diol structure. Therefore, Y and Z may each be a hydrogen atom alone, or a mixture of a hydrogen atom and a formyl group or an alkanoyl group having 2 to 10 carbon atoms, more preferably a mixture of a hydrogen atom and an acetyl group. It may be.
  • the modified EVOH (A) is copolymerizable with a vinyl ester represented by the formula (V), an unsaturated monomer represented by the formula (VI) or (VII) described below, as long as the effects of the present invention are not impaired. It may also contain structural units derived from other ethylenically unsaturated monomers.
  • Examples of such other ethylenically unsaturated monomers include ⁇ -olefins such as propylene, n-butene, isobutylene, and 1-hexene; acrylic acid and its salts; unsaturated monomers having an acrylic ester group; Methacrylic acid and its salts; Unsaturated monomers having methacrylic acid ester groups; acrylamide, N-methylacrylamide, N-ethylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, diacetone acrylamide, acrylamide propanesulfonic acid and its salts, acrylamide propyldimethylamine and its salts (e.g.
  • methacrylamide, N-methylmethacrylamide, N-ethylmethacrylamide, methacrylamidepropanesulfonic acid and its salts, methacrylamidepropyldimethylamine and its salts e.g.
  • Quaternary salt Methyl vinyl ether, ethyl vinyl ether, n-propyl vinyl ether, i-propyl vinyl ether, n-butyl vinyl ether, i-butyl vinyl ether, t-butyl vinyl ether, dodecyl vinyl ether, stearyl vinyl ether, 2,3-diacetoxy-1- Vinyl ethers such as vinyloxypropane; vinyl cyanides such as acrylonitrile and methacrylonitrile; vinyl halides such as vinyl chloride and vinyl fluoride; vinylidene halides such as vinylidene chloride and vinylidene fluoride; allyl acetate, 2 , 3-diacetoxy-1-allyloxypropane, allyl compounds such as allyl chloride; unsaturated dicarboxylic acids and their salts or esters such as maleic acid, itaconic acid, fumaric acid; vinyl silane compounds such as vinyltrimethoxysilane;
  • modified EVOH (A) used in the present invention is not particularly limited.
  • ethylene, a vinyl ester represented by the following formula (V), and an unsaturated monomer represented by the following formula (VI) are radically polymerized.
  • An example of this method is to obtain a copolymer by saponifying the copolymer.
  • R 5 represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms.
  • Examples of the vinyl ester represented by formula (V) include vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl caproate, and the like. From an economic point of view, vinyl acetate is more preferred.
  • R 3 and R 4 are the same as structural unit (IIc).
  • R 6 and R 7 each independently represent a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 9 carbon atoms.
  • Examples of the unsaturated monomer represented by formula (VI) include 2-methylene-1,3-propanediol diacetate, 2-methylene-1,3-propanediol dipropionate, 2-methylene-1,3- Examples include propanediol dibutyrate. Among them, 2-methylene-1,3-propanediol diacetate is preferably used because it is easy to produce.
  • R 3 and R 4 are hydrogen atoms
  • R 6 and R 7 are methyl groups.
  • an unsaturated monomer represented by the following formula (VII) may be copolymerized, and in this case, by saponification treatment, R 5 Only vinyl ester units containing will be saponified.
  • R 3 and R 4 are the same as structural unit (IIc).
  • Examples of the unsaturated monomer represented by formula (VII) include 2-methylene-1,3-propanediol and 2-methylene-1,3-butanediol.
  • the unsaturated monomers represented by the formulas (VI) and (VII) have high copolymerization reactivity with the vinyl ester monomer, so the copolymerization reaction easily progresses. Therefore, it is easy to increase the amount of modification and degree of polymerization of the resulting modified ethylene-vinyl ester copolymer. Furthermore, even if the polymerization reaction is stopped at a low polymerization rate, the amount of unreacted unsaturated monomer remaining at the end of the polymerization is small, so this method is superior in terms of environment and cost.
  • the unsaturated monomers represented by formulas (VI) and (VII) have one carbon atom with a functional group at the allyl position, such as allyl glycidyl ether and 3,4-diacetoxy-1-butene. It is better than other monomers.
  • the unsaturated monomer represented by formula (VI) has higher reactivity than the unsaturated monomer represented by formula (V).
  • a modified ethylene-vinyl ester copolymer is produced by copolymerizing ethylene, a vinyl ester represented by the above formula (V), and an unsaturated monomer represented by the above formula (VI) or (VII).
  • the actual polymerization method may be any of batch polymerization, semi-batch polymerization, continuous polymerization, and semi-continuous polymerization.
  • known methods such as bulk polymerization, solution polymerization, suspension polymerization, and emulsion polymerization can be employed.
  • a bulk polymerization method or a solution polymerization method in which polymerization proceeds without a solvent or in a solvent such as alcohol is usually employed.
  • emulsion polymerization is one of the options.
  • the solvent used in the solution polymerization method is not particularly limited, but examples include alcohols, and lower alcohols such as methanol, ethanol, and propyl alcohol are more preferred.
  • the amount of solvent used in the polymerization reaction solution may be selected by considering the viscosity average degree of polymerization of the target modified EVOH (A) and the chain transfer of the solvent, and the amount of solvent and total monomers contained in the reaction solution may be selected.
  • the weight ratio (solvent/total monomers) is usually in the range of 0.01 to 10, preferably in the range of 0.03 to 3, and more preferably in the range of 0.05 to 1.
  • the polymerization initiator used when copolymerizing ethylene, the vinyl ester represented by the above formula (V), and the unsaturated monomer represented by the above formula (VI) or (VII) is a known polymerization initiator.
  • the initiator is selected from azo initiators, peroxide initiators, and redox initiators depending on the polymerization method.
  • azo initiators include 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile), 2,2'-azobis(4-methoxy-2,4 -dimethylvaleronitrile).
  • peroxide-based initiators include percarbonate-based compounds such as diisopropyl peroxydicarbonate, di-2-ethylhexyl peroxydicarbonate, and diethoxyethyl peroxydicarbonate; t-butyl peroxyneodecanate, ⁇ -Perester compounds such as cumyl peroxyneodecanate and acetyl peroxide; acetylcyclohexylsulfonyl peroxide; and 2,4,4-trimethylpentyl-2-peroxyphenoxy acetate. Potassium persulfate, ammonium persulfate, hydrogen peroxide, and the like may be combined with the above initiators.
  • the redox initiator is, for example, a polymerization initiator that is a combination of the above peroxide initiator and a reducing agent such as sodium hydrogen sulfite, sodium hydrogen carbonate, tartaric acid, L-ascorbic acid, or Rongalit.
  • the amount of polymerization initiator used is adjusted depending on the polymerization rate.
  • the amount of the polymerization initiator used is preferably 0.01 to 0.2 mol, more preferably 0.02 to 0.15 mol, per 100 mol of the vinyl ester monomer.
  • the polymerization temperature is not particularly limited, but is suitably between room temperature and about 150°C, preferably between 40°C and 100°C.
  • Copolymerization may be carried out in the presence of a chain transfer agent.
  • chain transfer agents include aldehydes such as acetaldehyde and propionaldehyde; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; mercaptans such as 2-hydroxyethanethiol; and phosphinates such as sodium phosphinate monohydrate. . Among them, aldehydes and ketones are preferred.
  • the amount of chain transfer agent added to the polymerization reaction solution is determined depending on the chain transfer coefficient of the chain transfer agent and the degree of polymerization of the target modified ethylene-vinyl ester copolymer, but generally the amount of vinyl ester monomer 100 It is preferably 0.1 to 10 parts by weight.
  • a polymerization inhibitor is added as necessary, and unreacted ethylene gas is removed by evaporation.
  • a polymerization inhibitor is added as necessary, and unreacted ethylene gas is removed by evaporation.
  • VII) to expel unsaturated monomers shown in VII).
  • a polymerization solution from which ethylene has been removed is continuously fed from the upper part of a tower filled with Raschig rings at a constant rate, and an organic solvent, preferably an alcohol with a boiling point of 100°C or less, is added to the lower part of the tower, and an For example, methanol vapor is blown into the column, a mixed vapor of the organic solvent and unreacted vinyl ester, etc. is distilled out from the top of the column, and a copolymer solution from which unreacted vinyl ester, etc. has been removed is taken out from the bottom of the column.
  • Ru is blown into the column, a mixed vapor of the organic solvent and unreacted vinyl ester, etc. is distilled out from the top
  • An alkali catalyst is added to the copolymer solution from which unreacted vinyl ester and the like have been removed to saponify the vinyl ester component in the copolymer. Both continuous and batch saponification methods are possible.
  • the alkali catalyst sodium hydroxide, potassium hydroxide, alkali metal alcoholate, etc. are used.
  • methanol is preferable as the solvent used for saponification.
  • the saponification conditions are as follows. (1) Concentration of ethylene-vinyl ester copolymer in solution: 10 to 50% by weight (2) Reaction temperature: 30-150°C (3) Amount of catalyst used; 0.005 to 0.6 equivalent (per vinyl ester component) (4) Time (average residence time in case of continuous type): 10 minutes to 6 hours
  • reaction temperature and catalyst amount are preferably within the following ranges. Reaction temperature: 70-150°C Amount of catalyst used: 0.005 to 0.1 equivalent (per vinyl ester component)
  • Modified EVOH (A) after the saponification reaction contains an alkali catalyst, by-product salts such as sodium acetate and potassium acetate, and other impurities, so these can be removed by neutralizing and washing as necessary. good.
  • catalyst residues such as sodium acetate and potassium acetate are removed from the modified EVOH (A). may remain partially.
  • the solution or paste containing modified EVOH (A) thus obtained usually contains 50 parts by weight or more of alcohol per 100 parts by weight of EVOH.
  • the alcohol is preferably methanol.
  • the method for cleaning the solution or paste containing modified EVOH (A) and the method for adjusting the water content are not particularly limited, but can be carried out as follows. While heating and stirring a solution or paste containing modified EVOH (A), water is added, alcohol is distilled off, and modified EVOH (A) is precipitated. The temperature at this time is preferably 50 to 100°C. The precipitated modified EVOH (A) is washed with water, an acetic acid aqueous solution, or the like. The temperature at this time is preferably 5 to 50°C. The modified EVOH after washing is dried as necessary. For example, dry at 50 to 100°C for 1 to 24 hours. The water content of the modified EVOH (A) can be adjusted by the washing conditions and drying conditions at this time.
  • modified EVOH (A) contains an alkali metal ion.
  • alkali metal ions in the modified EVOH (A) it is possible to improve the adhesion between adjacent layers when a multilayer structure is formed, and as a result, it is possible to maintain gas barrier properties before and after bending. can.
  • the lower limit of the alkali metal ion content (content in the dry material) is preferably 2.5 ⁇ mol/g, more preferably 3.5 ⁇ mol/g, and even more preferably 4.5 ⁇ mol/g.
  • the upper limit of this content is preferably 22 ⁇ mol/g, more preferably 16 ⁇ mol/g, and even more preferably 10 ⁇ mol/g.
  • alkali metal ions examples include ions such as lithium, sodium, potassium, rubidium, and cesium, but sodium or potassium ions are more preferred from the viewpoint of industrial availability.
  • Alkali metal salts that provide alkali metal ions include, but are not particularly limited to, aliphatic carboxylates such as lithium, sodium, and potassium, aromatic carboxylates, phosphates, metal complexes, and the like.
  • Specific examples of the alkali metal salt include sodium acetate, potassium acetate, sodium phosphate, lithium phosphate, sodium stearate, potassium stearate, and sodium salts of ethylenediaminetetraacetic acid.
  • sodium acetate, potassium acetate, and sodium phosphate are particularly preferred because they are easily available.
  • the modified EVOH (A) contains alkaline earth metal ions.
  • alkaline earth metal ions include beryllium, magnesium, calcium, strontium, and barium ions, but from the viewpoint of industrial availability, magnesium or calcium ions are more preferred. Since the modified EVOH (A) contains alkaline earth metal ions, defects such as gels and lumps are reduced and recyclability is improved.
  • modified EVOH (A) containing a heat stabilizer, an antioxidant, and inorganic fine particles can also be used.
  • amorphous silica is preferable because it exhibits an anti-blocking effect and also works to improve the gas barrier properties of modified EVOH (A).
  • the amount of inorganic fine particles added is preferably 10 to 10,000 ppm, more preferably 100 to 3,000 ppm, and optimally 500 to 1,500 ppm.
  • the coating agent of the present invention contains the modified EVOH (A).
  • the solvent used in the coating agent of the present invention is not particularly limited as long as it can dissolve the modified EVOH (A), but alcohols such as methanol, ethanol, propyl alcohol, butyl alcohol; dialkyl sulfoxide such as dimethyl sulfoxide, dimethyl Amides such as formamide, N-methylpyrrolidone, and mixed solvents of these and water are preferably used.
  • a mixed solvent of alcohol and water from the viewpoint of solubility and economy.
  • the alcohol used at this time aliphatic alcohols having 4 or less carbon atoms are preferable from the viewpoints of solubility, melting temperature, volatility (drying rate), economical efficiency, and the like.
  • aliphatic alcohols having 4 or less carbon atoms n-propyl alcohol, isopropyl alcohol, n-butyl alcohol, sec-butyl alcohol and tert-butyl alcohol are particularly preferably used, with n-propyl alcohol being most suitable. At this time, two or more of these alcohols may be used at the same time.
  • the blending ratio of alcohol and water in the mixed solvent is not particularly limited, and depends on the type of alcohol, composition of modified EVOH (A), concentration of modified EVOH (A), coating conditions (temperature, etc.), usage, etc. will be adjusted accordingly.
  • the alcohol content in the mixed solvent is 1 to 99% by weight. From the viewpoint of solubility and solution storage stability, the content of alcohol in the mixed solvent is preferably 40% by weight or more, more preferably 50% by weight or more. Further, for the same reason, the content of alcohol in the mixed solvent is preferably 90% by weight or less, more preferably 80% by weight or less. At this time, it is preferable that the component other than alcohol in the mixed solvent is water.
  • the content of modified EVOH (A) contained in the coating agent of the present invention is preferably 1 to 50% by weight. If it is less than 1% by weight, the amount of solvent used will increase, which will be economically disadvantageous, and there is also a possibility that it will be difficult to increase the coating thickness.
  • the content is more preferably 5% by weight or more, and still more preferably 10% by weight or more.
  • Modified EVOH (A) is difficult to crystallize even when the concentration is relatively high and has good storage stability, so it is suitable to use it as a highly concentrated solution.
  • the content of modified EVOH (A) exceeds 50% by weight, the solution viscosity may become too high and coating may become difficult, and the solution may not have sufficient storage stability.
  • the content is more preferably 40% by weight or less, still more preferably 30% by weight or less.
  • the coating agent of the present invention may contain an ethylene-vinyl alcohol copolymer (B) other than the modified EVOH (A) together with the modified EVOH (A).
  • the ethylene-vinyl alcohol copolymer (B) does not contain the structural unit (Ic) but contains the structural units (1a) and (1b).
  • the ethylene-vinyl alcohol copolymer (B) is preferably unmodified EVOH (hereinafter sometimes abbreviated as unmodified EVOH (B)).
  • the unmodified EVOH (B) used here is appropriately selected depending on the composition of the modified EVOH (A) and the intended use, but by blending the unmodified EVOH (B), the resulting film has gas barrier properties. It is possible to increase the degree of freedom in selecting and blending other additives without impairing the properties.
  • the coating agent of the present invention contains unmodified EVOH (B), a film with good barrier properties and appearance can be obtained if the ethylene content of the unmodified EVOH (B) is 21 to 65 mol%.
  • the ethylene content of unmodified EVOH (B) is preferably 25 mol% or more, more preferably 28 mol% or more, and sometimes preferably 30 mol% or more, 35 mol% or more, 40 mol% or more, or 45 mol% or more.
  • the ethylene content of the unmodified EVOH (B) is preferably 60 mol% or less, and may be preferably 58 mol% or less or 55 mol% or less.
  • the total content of modified EVOH (A) and unmodified EVOH (B) is 1 to 50% by weight based on the total weight of the coating agent. be. If the total content is less than 1% by weight, the amount of solvent used will increase, which will be economically disadvantageous, and there is also a possibility that it will be difficult to increase the coating thickness.
  • the content is more preferably 5% by weight or more, and even more preferably 10% by weight or more.
  • the total content exceeds 50% by weight, the solution viscosity may become too high and coating may become difficult, and the solution may not have sufficient storage stability.
  • the content is more preferably 40% by weight or less, and even more preferably 30% by weight or less.
  • the weight ratio (A/B) of modified EVOH (A) and unmodified EVOH (B) is usually 1/99 to 99/1.
  • the weight ratio (A/B) is preferably 90/10 or less, more preferably 80/20 or less.
  • the modified EVOH (A) contains a mixture of two or more different modified EVOHs (A) or a modified EVOH (A) and an unmodified EVOH (B), the content of each structural unit, As the chemical degree and MFR, average values calculated from the blending weight ratio are used.
  • the coating agent may contain a boron compound within a range that does not impede the object of the present invention.
  • the boron compound include boric acids, boric acid esters, borates, boron hydrides, and the like.
  • boric acids include orthoboric acid, metaboric acid, tetraboric acid, etc.
  • boric acid esters include triethyl borate, trimethyl borate, etc.
  • borates include the various borates listed above. Examples include alkali metal salts of acids, alkaline earth metal salts, borax, and the like.
  • orthoboric acid hereinafter sometimes simply referred to as boric acid is preferred.
  • the content of the boron compound in the coating agent is preferably 20 to 2000 ppm, more preferably 50 to 1000 ppm, in terms of boron element, based on the modified EVOH (A).
  • the modified EVOH (A) an EVOH blended with a boron compound can also be used.
  • the content of the boron compound in the modified EVOH (A) is preferably 20 to 2000 ppm, more preferably 50 to 1000 ppm, in terms of boron element.
  • the coating agent may contain a phosphoric acid compound within a range that does not impede the object of the present invention. This may stabilize the quality (coloring, etc.) of the resin.
  • the phosphoric acid compound used in the present invention is not particularly limited, and various acids such as phosphoric acid and phosphorous acid, salts thereof, etc. can be used.
  • the phosphate may be contained in any form of primary phosphate, secondary phosphate, or tertiary phosphate, but primary phosphate is preferred.
  • the cation type is not particularly limited, an alkali metal salt is preferable. Among these, sodium dihydrogen phosphate and potassium dihydrogen phosphate are preferred.
  • the content of the phosphoric acid compound in the modified EVOH (A) is preferably 200 ppm or less in terms of phosphate radicals, and more preferably 5 to 100 ppm. , more preferably 5 to 50 ppm.
  • the coating agent may contain inorganic fine particles within a range that does not impede the object of the present invention.
  • the inorganic fine particles are preferably inorganic oxide particles, more preferably silicon oxide particles or metal oxide particles.
  • the metal constituting the metal oxide particles is preferably at least one selected from the group consisting of aluminum, magnesium, zirconium, cerium, tungsten, molybdenum, titanium, and zinc.
  • Specific examples of the inorganic oxide constituting the inorganic oxide particles include silicon oxide, aluminum oxide, zirconium oxide, magnesium oxide, cerium oxide, tungsten oxide, molybdenum oxide, titanium oxide, zinc oxide, and composites thereof.
  • silicon oxide is preferred.
  • amorphous silica is particularly preferred.
  • the inorganic oxide one type of inorganic oxide may be used alone, or two or more types may be used in combination.
  • amorphous silica particles are particularly preferable because they exhibit an anti-blocking effect and also have the function of improving the gas barrier properties of the modified EVOH (A).
  • the content of inorganic fine particles in the coating agent is preferably 10 to 10,000 ppm, more preferably 300 to 10,000 ppm, still more preferably 500 to 3,000 ppm, even more preferably 700 to 10,000 ppm. It is 1,500 ppm.
  • the average particle diameter of the inorganic fine particles dispersed in the solution is 0.1 to 30 ⁇ m.
  • the average particle diameter is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 2 ⁇ m or more. When the average particle diameter is larger than 30 ⁇ m, the film becomes lumpy and the appearance of the film becomes poor.
  • the average particle diameter is preferably 10 ⁇ m or less.
  • the coating agent of the present invention can also contain various additives as required.
  • additives include surfactants, antioxidants, plasticizers, heat stabilizers, UV absorbers, antistatic agents, lubricants, colorants, fillers, soluble inorganic salts or other polymeric compounds. These can be incorporated within a range that does not impede the effects of the present invention.
  • any method can be adopted, such as discharging from a casting head, roll coating, doctor knife coating, spray coating dipping, and brush coating.
  • the film is dried and optionally heat treated.
  • the drying conditions here vary depending on the film thickness, etc., but preferably a temperature of 50 to 130°C and a time of 10 seconds to 10 minutes. Further, the heat treatment conditions are preferably a temperature of 100 to 150°C and a time of 10 seconds to 10 minutes.
  • the thickness of the coating (dry base) is preferably 0.5 to 20 ⁇ m, more preferably 1 to 15 ⁇ m. If the thickness is less than 0.5 ⁇ m, sufficient gas barrier properties may not be obtained. On the other hand, if it exceeds 20 ⁇ m, operations such as increasing the number of coatings will be required to obtain the desired thickness, resulting in production problems. There is a risk that performance may deteriorate.
  • the storage stability of a solution is confirmed by two indicators: viscosity stability and transparency stability.
  • the transparency (light transmittance) of an EVOH solution decreases when it is stored, EVOH fine particles that cause light scattering are generated in the solution. Due to the generation of such EVOH fine particles, a uniform film cannot be obtained, and gas barrier properties and light transmittance decrease. Therefore, the light transmittance T 0 of the modified EVOH (A) solution measured at 20°C and a wavelength of 800 nm with an optical path length of 1 cm immediately after preparation is the same as that of the solution stored for one week at 20°C under the same conditions.
  • the difference in light transmittance T 7 (T 0 - T 7 ) measured at Particularly preferred, and most preferably substantially unchanged.
  • the coating agent of the present invention Since the coating agent of the present invention has excellent storage stability, it does not become cloudy even if it is stored for a long time after preparing the solution and before coating. Therefore, it is possible to transport the material at room temperature, and there is usually no need for heating immediately before coating.
  • the film thus obtained has excellent transparency, gas barrier properties, and flexibility. In contrast, solutions of unmodified EVOH often become cloudy during storage. If it is applied as it is, the gas barrier properties will be significantly lowered and the resulting film will also become cloudy.
  • the substrate to which the coating agent of the present invention is applied is not particularly limited, and examples include resin, metal, paper, and wood.
  • a base material made of resin, particularly thermoplastic resin is preferred.
  • thermoplastic resins include polyolefin, polyamide, polyester, polystyrene, polyvinyl chloride, poly(meth)acrylate, polyvinylidene chloride, polyacetal, polycarbonate, polyvinyl acetate, polyurethane, polyacrylonitrile, and the like.
  • various copolymers can also be used.
  • a multilayer structure having a layer made of modified EVOH (A) formed on the surface thereof is formed.
  • the thickness of the layer made of modified EVOH (A) is as described above.
  • the coated surface of the base material is subjected to physical treatment such as corona treatment (for example, when the base material is a film made of polyolefin such as polyethylene, Applying to a surface tension of 37 to 45 dyne/cm) or applying a polyurethane-based anchor coating agent will improve the adhesion between the substrate surface and the layer formed by applying the coating agent. Preferable to ensure.
  • physical treatment such as corona treatment (for example, when the base material is a film made of polyolefin such as polyethylene, Applying to a surface tension of 37 to 45 dyne/cm) or applying a polyurethane-based anchor coating agent will improve the adhesion between the substrate surface and the layer formed by applying the coating agent. Preferable to ensure.
  • a preferred embodiment of the coating agent of the present invention is a multilayer structure formed by coating the coating agent of the present invention on various substrates.
  • the obtained multilayer structure has excellent gas barrier properties, fragrance retention properties, and oil resistance, and is widely used in various fields.
  • it can be suitably used for packaging materials (films, sheets, containers, etc.) containing foods, beverages, medicines, medicines, etc.
  • the body is particularly useful, and is suitably used, for example, as a flexible pouch.
  • the film obtained by coating has excellent stretchability, it is also suitable to perform a stretching operation after coating the base material with the coating agent.
  • the multilayer structure thus obtained is suitably used, for example, as a stretched film or a thermoformed container.
  • the coating agent of the present invention is also useful as a surface coating material for wallpaper, card cases, desk mats, etc. made of soft polyvinyl chloride resin containing a plasticizer. Such a coating material has the function of preventing bleeding of plasticizer from the soft polyvinyl chloride resin and further preventing surface staining.
  • Multilayer structure comprising a paper layer and a layer made of modified EVOH (A)
  • a multilayer structure including a paper layer and a layer made of the modified EVOH (A) (hereinafter sometimes abbreviated as "modified EVOH (A) layer") is suitably used as a package etc. to be described later.
  • modified EVOH (A) layer can also be manufactured using the coating agent of the present invention described above.
  • the modified EVOH (A) layer can be formed by applying the coating agent on the paper base material forming the paper layer.
  • the multilayer structure may be composed only of the paper layer and the modified EVOH (A) layer, or may have layers other than the paper layer and the modified EVOH (A) layer, which will be described later. From the viewpoint of not inhibiting the recyclability of the paper, it is preferable that the modified EVOH (A) layer and other layers are disposed only on one side of the paper layer. On the other hand, a modified EVOH (A) layer and other layers may be arranged on both sides of the paper layer in order to impart good gas barrier properties. Note that the gas barrier properties of the multilayer structure can be evaluated based on the measured value of oxygen permeability, and specifically, can be evaluated by the method described in Examples.
  • Gas barrier property is a function that prevents gas permeation, and for example, oxygen measured in accordance with JIS-K7126-2 (2006) Part 2 (isobaric method) at 20°C and 65% RH. Transmission rate (OTR).
  • OTR Transmission rate
  • the oxygen permeability of "20 cc/(m 2 ⁇ day ⁇ atm)" means that the daily oxygen permeation amount per unit area of the multilayer structure is 20 cc under 1 atmosphere.
  • the upper limit of the oxygen permeability of the multilayer structure comprising a paper layer and a modified EVOH (A) layer is preferably 20 cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm or less, more preferably 10 cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm or less.
  • oxygen permeability is below the upper limit, oxidative deterioration of the contents is suppressed when the multilayer structure is used as a package, and the storage stability is further improved.
  • the multilayer structure When processing a multilayer structure to produce a package, the multilayer structure may be bent. In the case of a multilayer structure including paper layers, excessive stress is applied to the folded portion, which may cause cracks to appear in other layers. If such cracks are present in the package when the package is filled with contents and stored, the gas barrier properties will be reduced and the contents will deteriorate.
  • the part cut out so that the folded part is centered The ratio (OTR2/OTR1) of the oxygen permeability (OTR2) and the oxygen permeability (OTR1) of the portion cut out so as not to include the folded portion is preferably less than 10, more preferably less than 5, More preferably, it is less than 3.
  • the heat seal strength of the multilayer structure having a width of 15 mm is measured in accordance with JIS Z 0238.
  • the heat seal strength of the multilayer structure is preferably 300 gf/15 mm or more, more preferably 500 gf/15 mm or more, even more preferably 800 gf/15 mm or more, and particularly preferably 1500 gf/15 mm or more.
  • Examples of the paper base material used in the paper layer include a film or sheet containing pulp, filler, medicine, and pigment.
  • the pulp include chemical pulps such as hardwood bleached kraft pulp (LBKP), softwood bleached kraft pulp (NBKP), hardwood unbleached kraft pulp (LUKP), softwood unbleached pulp (NUKP), and sulfite pulp; stone grind pulp; , mechanical pulp such as thermomechanical pulp; wood fibers such as deinked pulp and waste paper pulp; and non-wood fibers obtained from kenaf, bamboo, hemp, etc. These pulps can be used alone or in combination. Among these, chemical pulp, mechanical Pulp and wood fibers are preferred, and chemical pulp is more preferred.
  • Examples of the filler used in the paper base include known fillers such as white carbon, talc, kaolin, clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, titanium oxide, zeolite, and synthetic resin fillers.
  • the fillers can be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of drugs include oxidized starch, hydroxyethyl etherified starch, enzyme-modified starch, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, surface sizing agents (e.g. neutral sizing agents), water resistance agents, water retention agents, thickeners, lubricants, and yield improvers. agents, drainage improvers, paper strength enhancers, etc., and these may be used alone or in combination of two or more.
  • Examples of the retention improver include aluminum sulfate and various anionic, cationic, nonionic, or amphoteric agents.
  • Examples of dry paper strength enhancers include polyacrylamide and cationized starch, and examples of wet paper strength enhancers include polyamidoamine epichlorohydrin. These chemicals are added within a range that does not affect the formation or operability.
  • Examples of neutral sizing agents include alkyl ketene dimers, alkenyl succinic anhydrides, and neutral rosin sizing agents.
  • pigments examples include kaolin, clay, engineered kaolin, delaminated clay, heavy calcium carbonate, light calcium carbonate, mica, talc, titanium dioxide, barium sulfate, calcium sulfate, zinc oxide, silicic acid, silicate, and colloidal silica.
  • Sachin White, and other organic pigments, and solid, hollow, or core-shell type organic pigments, and these may be used alone or in combination of two or more.
  • dyes, optical brighteners, pH adjusters, antifoaming agents, pitch control agents, slime control agents, etc. can also be added as necessary.
  • the surface of the paper base material may be treated with various chemicals or pigments.
  • the paper base manufacturing method is not particularly limited, and acid paper making, neutral paper making, alkaline paper making methods are used, using known fourdrinier formers, on-top hybrid formers, gap former machines, etc.
  • a paper base material can be manufactured by paper making.
  • the method for surface treatment of the paper base material is not particularly limited, but for example, known coating equipment such as a rod metering size press, a pound type size press, a gate roll coater, a spray coater, a blade coater, a curtain coater, etc. can be used.
  • known coating equipment such as a rod metering size press, a pound type size press, a gate roll coater, a spray coater, a blade coater, a curtain coater, etc. can be used.
  • Paper base materials (base paper) obtained in this way include wood-free paper, medium-quality paper, coated paper, single-gloss paper, kraft paper, single-gloss kraft paper, bleached kraft paper, unbleached kraft paper, rayon paper, Various known materials such as thin paper, glassine paper, paperboard, white paperboard, cellophane, and liner may be mentioned.
  • the paper base material may have a transparent coating layer on one or both sides of the above-mentioned base paper as a part of the paper base material. Forming a transparent coating layer on the base paper improves the surface strength and smoothness of the base paper. Moreover, the coating properties when applying pigments are also improved.
  • the transparent coating layer may contain a starch-derived polymer compound as a binder.
  • the amount of the coating liquid applied when forming the transparent coating layer is preferably 0.1 to 4.0 g/m 2 per side, more preferably 0.5 to 2.5 g/m 2 in terms of solid content. preferable.
  • a coater such as a size press, gate roll coater, pre-metalling size press, curtain coater, or spray coater
  • water-soluble coatings such as starch, various starches such as oxidized starch, polyacrylamide, polyvinyl alcohol, etc.
  • a coating liquid containing a polymer as a main component may be applied onto the base paper.
  • the paper base material may be smoothed if necessary.
  • a normal smoothing treatment device such as a super calender, a gloss calender, a soft calender, a thermal calender, a shoe calender, etc. can be used.
  • the smoothing treatment device is used as appropriate on-machine or off-machine, and the form of the pressurizing device, the number of pressurizing nips, heating, etc. are also adjusted as appropriate.
  • the basis weight of the paper base material can be appropriately selected depending on the various qualities desired for the package, ease of handling, etc., but it is usually preferably about 15 to 800 g/m 2 .
  • the basis weight of the paper base material is more preferably 25 to 600 g/m 2 .
  • 30 to 150 g/m 2 for bags or soft packaging (described later) 170 to 600 g/m 2 for folding cartons, 150 to 300 g/m 2 for cardboard liners, and 120 to 200 g for cores. /m 2 is particularly preferred. If the basis weight of the paper base material is below the above-mentioned upper limit, the heat sealing strength will be improved. Moreover, if it is more than the said lower limit, mechanical strength will improve and troubles during packaging body production will be reduced.
  • the multilayer structure including a paper layer and a layer made of modified EVOH (A) preferably further includes an intermediate layer and a sealant layer as other layers.
  • an intermediate layer it is preferable that the intermediate layer is directly laminated on the paper layer and the modified EVOH (A) layer is directly laminated on the intermediate layer in order to suppress deterioration of gas barrier properties after bending.
  • a sealant layer it is preferably placed on the outermost layer side in order to improve the heat sealing strength of the multilayer structure.
  • a specific example of the layer structure of the multilayer structure is shown below. Here, “/" means that they are directly laminated, and "//" means that they are laminated via an adhesive layer.
  • the intermediate layer may be an anchor coat layer formed by applying and drying an anchor coat agent, or may be a thermoplastic resin layer formed by melt extrusion.
  • anchor coating agent used to form the intermediate layer examples include anchor coating agents made of any resin having a heat resistance temperature of 135° C. or higher, such as vinyl-modified resin, epoxy resin, urethane resin, polyester resin, etc.
  • An anchor coating agent consisting of an acrylic or methacrylic resin having two or more hydroxyl groups in its structure and an isocyanate compound as a curing agent can be preferably used.
  • a silane coupling agent may be used together as an additive, and nitrified cotton may be used together in order to improve heat resistance.
  • thermoplastic resin layer of the intermediate layer it is preferable to use an adhesive resin containing modified EVOH (A) and a carboxylic acid-modified polyolefin that has adhesive properties.
  • Carboxylic acid-modified polyolefins include modified olefins containing carboxyl groups obtained by chemically bonding an ethylenically unsaturated carboxylic acid, its ester, or its anhydride to an olefinic polymer (e.g., addition reaction, grafting reaction, etc.). type polymers can be suitably used.
  • examples of olefinic polymers include polyethylene (e.g., low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene), polyolefins such as linear low density polyethylene, polypropylene, polybutene, and olefins and other monomers (e.g. , vinyl ester, unsaturated carboxylic acid ester, etc.) (eg, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-ethyl acrylate copolymer, etc.).
  • polyethylene e.g., low density polyethylene, medium density polyethylene, high density polyethylene
  • polyolefins such as linear low density polyethylene, polypropylene, polybutene, and olefins and other monomers (e.g. , vinyl ester, unsaturated carboxylic acid ester, etc.)
  • ethylene-vinyl acetate copolymer ethylene-ethyl acrylate copolymer, etc.
  • Linear low-density polyethylene ethylene-vinyl acetate copolymer (vinyl acetate content 5-55% by mass), ethylene-acrylic acid ethyl ester copolymer (acrylic acid ethyl ester content 8-35% by mass) are preferred, and linear low-density polyethylene and ethylene-vinyl acetate copolymers are particularly preferred.
  • Ethylenically unsaturated carboxylic acids, esters thereof, or anhydrides thereof include ethylenically unsaturated monocarboxylic acids, esters thereof, ethylenically unsaturated dicarboxylic acids, mono- or diesters thereof, or anhydrides thereof, among which Ethylenically unsaturated dicarboxylic acid anhydrides are preferred.
  • Specific examples include maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, maleic anhydride, itaconic anhydride, maleic acid monomethyl ester, maleic acid monoethyl ester, maleic acid diethyl ester, fumaric acid monomethyl ester, etc. , maleic anhydride is preferred.
  • the amount of addition or grafting (degree of modification) of the ethylenically unsaturated carboxylic acid or its anhydride to the olefin polymer is preferably, for example, 0.0001% by mass to 15% by mass, based on the olefinic polymer. More preferably, it is 0.001% by mass to 10% by mass.
  • Addition reactions and graft reactions of ethylenically unsaturated carboxylic acids or their anhydrides to olefinic polymers may be carried out, for example, by radical polymerization in the presence of a solvent (such as xylene) and a catalyst (such as a peroxide). I can do it.
  • the melt flow rate (MFR, under a load of 2160 g) of the carboxylic acid-modified polyolefin thus obtained is preferably 0.2 g/10 minutes to 30 g/10 minutes, and 0.5 g/10 minutes. More preferably, the rate is from 10 g/10 min to 10 g/10 min.
  • These adhesive resins may be used alone or in combination of two or more.
  • the lower limit of the average thickness of the intermediate layer is preferably 0.1 ⁇ m or more, more preferably 0.3 ⁇ m or more, and even more preferably 0.5 ⁇ m or more. If it is above the lower limit, the deterioration of gas barrier properties after bending is further suppressed.
  • the upper limit of the average thickness is preferably 50 ⁇ m or less, more preferably 30 ⁇ m or less, and even more preferably 10 ⁇ m or less. By being below the above upper limit, the recyclability of paper improves.
  • the sealant layer may be a resin layer formed by applying and drying a coating agent, or may be a thermoplastic resin layer formed by melt extrusion.
  • any resin having a heat resistance temperature of 135° C. or higher such as a coating agent made of vinyl modified resin, epoxy resin, urethane resin, polyester resin, etc., or polylactic acid (PLA) resin
  • a coating agent made of vinyl modified resin, epoxy resin, urethane resin, polyester resin, etc., or polylactic acid (PLA) resin examples include styrene acrylic ester copolymers, polyolefin copolymers, and ethylene methacrylic acid copolymers, but in particular, acrylic resins or methacrylic resins having two or more hydroxyl groups in the structure, and isocyanates as curing agents.
  • An anchor coating agent consisting of a compound can be preferably used.
  • a silane coupling agent may be used together as an additive, and nitrified cotton may be used together in order to improve heat resistance.
  • the thermoplastic resin constituting the sealant layer is not particularly limited as long as it softens and exhibits plasticity when heated to its glass transition temperature or melting point, and examples include polyolefin resins (polyethylene resins, polypropylene resins, etc.), Grafted polyolefin resin graft-modified with saturated carboxylic acid or its ester, halogenated polyolefin resin, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, ethylene-acrylic acid copolymer resin, ethylene-acrylic acid ester copolymer resin, polyester resin , polyamide resin, polyvinyl chloride resin, polyvinylidene chloride resin, acrylic resin, polystyrene resin, vinyl ester resin, ionomer, polyester elastomer, polyurethane elastomer, aromatic or aliphatic polyketone, and the like.
  • polyolefin resins are preferred because they have good mechanical strength and moldability, and polyethylene resins and polypropylene resins are
  • the thermoplastic resin layer may contain additives within a range that does not impair the object of the present invention.
  • additives include resins other than the thermoplastic resins, heat stabilizers, ultraviolet absorbers, antioxidants, colorants, fillers, and the like.
  • the content of the additive is preferably 20% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and 5% by mass based on the total amount of the thermoplastic resin layer. The following are more preferred.
  • the thermoplastic resin layer contains a thermoplastic resin as a main component.
  • the thermoplastic resin layer may contain either a single thermoplastic resin or a mixture of a plurality of thermoplastic resins as a main component.
  • the lower limit of the average thickness of the sealant layer is preferably 1 ⁇ m or more, more preferably 3 ⁇ m or more, and even more preferably 5 ⁇ m or more. If it is above the lower limit, it has good heat sealing strength. Further, the upper limit of the average thickness is preferably 100 ⁇ m or less, more preferably 50 ⁇ m or less, even more preferably 40 ⁇ m or less, and particularly preferably 30 ⁇ m or less. If it is below the above upper limit, the recyclability of paper will improve.
  • the lower limit of the ratio (M1/M2) of the weight M1 of the paper layer to the total weight M2 of the other layers is preferably 1.00 or more, more preferably 1.25 or more, even more preferably 2.33 or more, 4. 00 or more is particularly preferable. If it is above the lower limit, the recyclability of paper will improve. As an example of a method for calculating M2, it is calculated by summing the thickness of each layer obtained by measuring the cross section of the obtained multilayer structure and the weight of each layer calculated from the specific gravity of each layer.
  • the upper limit of the ratio (M1/M2) is preferably 300 or less, more preferably 100 or less, and even more preferably 50 or less. If it is below the above-mentioned upper limit, the stress at the folded portion when it is made into a package is reduced, and deterioration of gas barrier properties is suppressed.
  • Examples of the multilayering method when manufacturing the multilayer structure include a solution coating method (direct gravure roll coating method, gravure roll coating method, kiss coating method, reverse roll coating method, Fontaine method, transfer roll coating method), An extrusion coating method is mentioned, and a plurality of methods can also be used among them.
  • the modified EVOH (A) layer may be formed by directly applying the coating agent on the paper base material forming the paper layer, or by forming another layer such as the above-mentioned intermediate layer on the paper base material. After that, the coating agent may be formed by applying the coating agent on other layers.
  • the thickness of the modified EVOH (A) layer is as described above.
  • Packaging is one of the preferred embodiments.
  • This package may be composed only of the multilayer structure, or may be composed of the multilayer structure and other members.
  • Packaging can be made in a variety of ways.
  • a container can be made by bonding a sheet-like multilayer structure or a film material containing the multilayer structure (hereinafter also simply referred to as "film material") and forming it into the shape of a predetermined container. You may also create one.
  • a package including the multilayer structure can be applied to various uses by taking advantage of its excellent gas barrier properties.
  • the package is preferably used in applications that require gas barrier properties against oxygen and applications where the inside of the package is replaced with various functional gases.
  • the package is preferably used as a food package.
  • the packaging body is preferably used as a packaging body for packaging chemicals such as agricultural chemicals and pharmaceuticals; medical equipment; industrial materials such as mechanical parts and precision materials; clothing, etc.
  • the multilayer structure may be secondary-processed into various packaging bodies.
  • a package may be a vertical form-fill-seal bag, a pouch, a vacuum package, a cup-shaped container, a bag, a lid for a container, or an in-mold label.
  • the package including the multilayer structure may be a vertical form-fill-seal bag.
  • An example is shown in FIG.
  • the vertical form-fill-seal bag 10 shown in FIG. 1 is formed by sealing a multilayer structure 11 on three sides, two end portions 11a and a body portion 11b.
  • the vertical form-fill-seal bag 10 can be manufactured using a vertical form-fill-seal machine. Various methods are applied to bag making using a vertical bag making and filling machine, but in all methods, the contents are fed into the bag through an opening at the top, and then the opening is sealed. A vertical form-fill-seal bag is manufactured.
  • a vertical form-fill-seal bag is made of, for example, a single sheet of film material that is heat-sealed on three sides: an upper end, a lower end, and a side part. Since the vertical form-fill-seal bag obtained using the multilayer structure maintains excellent gas barrier performance even after bag formation, deterioration of the quality of the contents can be suppressed over a long period of time.
  • the package including the multilayer structure has excellent gas barrier properties, but when the contents of the package are foods, the effect of maintaining the quality of the contents can be further enhanced.
  • the water activity of the food in the package is preferably 0.94 or less, more preferably 0.80 or less, and 0.60. The following are more preferred.
  • the water activity of the food is preferably 0.10 or more, since excessively lowering the water activity lowers the taste and texture of the food.
  • ⁇ Melting points of modified EVOH (A) and EVOH (B) The melting points of modified EVOH (A) and EVOH (B) are determined by increasing the temperature from 30°C to 200°C at a rate of 10°C/min according to JIS K 7121. After that, it was rapidly cooled to 0°C at a rate of 50°C/min, and the measurement was performed again from 0°C to 200°C at a heating rate of 10°C/min (differential scanning calorimeter (DSC) "Q2000" manufactured by TA Instruments). . Indium was used for temperature calibration. The melting peak temperature (T m ) was determined from the chart of the 2nd run according to JIS K 7121, and this was taken as the melting point of modified EVOH (A) and EVOH (B).
  • MFR Melt Indexer L244 (manufactured by Takara Kogyo Co., Ltd.). Specifically, powder, chips, or pellets of the resin to be measured (modified EVOH (A) and EVOH (B), or a resin composition) are filled into a cylinder with an inner diameter of 9.55 mm and a length of 162 mm, and heated at 190°C.
  • a plunger weighing 2160 g and a diameter of 9.48 mm applies a load evenly to the molten resin, and the resin is extruded from an orifice with a diameter of 2.1 mm provided in the center of the cylinder.
  • the outflow rate of the resin is (g/10 minutes) was measured, and this was defined as the melt flow rate (MFR).
  • Items with a melting point of 190°C or higher are measured under two conditions: 210°C and 230°C, and the reciprocal of absolute temperature is plotted on the horizontal axis and the logarithm of MFR is plotted on the vertical axis on a semilogarithmic graph, and the value is extrapolated to 190°C. And so.
  • This treated solution was transferred to a 50 mL volumetric flask and diluted with ion-exchanged water to obtain a sample solution for measurement.
  • the contents of metal elements, phosphorus elements, and boron elements in the sample solution were measured using an ICP emission spectrometer ("OPTIMA4300DV" manufactured by PerkinElmer). Quantitative analysis of these elements was performed at each observation wavelength shown below. From the calibration curve created using the standard solution and the obtained values, the alkali metal ion, metal salt content in terms of metal element, phosphoric acid compound content in terms of phosphate radical, and boron element content in the modified EVOH pellet were determined. The content of boron compounds was determined. Na: 589.592 nm K: 766.490nm Mg: 285.213 nm Ca: 317.933 nm P:214.914nm B: 249.667nm
  • Dry modified EVOH (A) pellets were pulverized by freeze pulverization.
  • the obtained pulverized modified EVOH (A) was sieved using a sieve with a nominal size of 1 mm (according to standard sieve standard JIS-Z8801).
  • 10 g of the modified EVOH (A) powder that had passed through the sieve and 50 mL of ion-exchanged water were placed in a 100 mL Erlenmeyer flask with a stopper, a cooling condenser was attached, and the mixture was stirred and extracted at 95° C. for 10 hours. 2 mL of the obtained extract was diluted with 8 mL of ion-exchanged water.
  • the diluted extract was quantitatively analyzed using ion chromatography "IC7000" manufactured by Yokogawa Electric Corporation, and the amount of carboxylic acid ions was determined, thereby calculating the amount of carboxylic acid and carboxylic acid ion.
  • IC7000 ion chromatography
  • a calibration curve prepared using an acetic acid aqueous solution was used.
  • Ion chromatography measurement conditions Column: “ICE-AS-1” manufactured by Dionex IonPac Eluent: 1.0 mmol/L octane sulfonic acid solution Measurement temperature: 35°C Eluent flow rate: 1 mL/min. Sample injection amount: 50 ⁇ L
  • modified EVAc ethylene-vinyl acetate copolymer
  • VIII modified ethylene-vinyl acetate copolymer
  • modified EVOH was precipitated.
  • the precipitated modified EVOH was collected and ground with a mixer.
  • the obtained modified EVOH powder was poured into a 1 g/L aqueous acetic acid solution (bath ratio 20: ratio of 20 L of aqueous solution to 1 kg of powder) and washed with stirring for 2 hours. This was deliquified and further poured into a 1 g/L aqueous acetic acid solution (bath ratio 20) and washed with stirring for 2 hours.
  • the deliquified product was poured into ion-exchanged water (bath ratio 20), stirred and washed for 2 hours, and deliquified three times for purification. Next, it was immersed with stirring in 10 L of an aqueous solution containing 0.5 g/L of acetic acid and 0.1 g/L of sodium acetate for 4 hours, then deliquified, and dried at 60°C for 16 hours to obtain a crude dried product of modified EVOH. I got it.
  • the integral value of 0.6 to 1.0 ppm is x
  • the integral value of 1.0 to 1.85 ppm is y
  • the integral value of 3.7 to 4.1 ppm is z
  • the integral value of 3 ppm is w
  • the content a (mol%) of ethylene units, the content b (mol%) of vinyl acetate units, and the content c (mol%) of structural units derived from MPDAc are as follows, respectively. It is calculated according to the formula.
  • the content a of ethylene units in the modified EVAc in Synthesis Example 1 is 38.0 mol%
  • the content b of vinyl acetate units is 60.5 mol%
  • the content c of structural units derived from MPDAc is was 1.5 mol%.
  • the values of a, b, and c in modified EVAc are the same as the values of a, b, and c in modified EVOH (A) after saponification treatment.
  • EVOH (B1) (ethylene content 38 mol%, EVAL H171B, manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was freeze-pulverized to a diameter of 0.5 mm, and mixed with a 1 g/L acetic acid aqueous solution (bath ratio 20: 20 L of aqueous solution per 1 kg of powder). ratio) and stirred and washed for 2 hours. This was deliquified and further poured into a 1 g/L aqueous acetic acid solution (bath ratio 20) and washed with stirring for 2 hours.
  • the deliquified product was poured into ion-exchanged water (bath ratio 20), stirred and washed for 2 hours, and deliquified three times for purification. Next, it is stirred and immersed in 10 L of an aqueous solution containing 0.5 g/L of acetic acid and 0.1 g/L of sodium acetate for 4 hours, then deliquified, dried at 60°C for 16 hours, and then dried at 110°C for 6 hours. In this way, a dried product of EVOH was obtained.
  • a catalyst solution was prepared by mixing 1 mol of trifluoromethanesulfonic acid with 1 mol of zinc acetylacetonate monohydrate.
  • the internal pressure was reduced to 60 mmHg from the vent site on the extruder inlet side, and the two were mixed so that epoxypropane was added at a rate of 0.4 kg/hr and the above catalyst solution was added at a rate of 0.20 kg/hr. and then fed from the center of the extruder.
  • modified EVOH (A8) was 1 g/10 min (190°C, under a load of 2160g), and the melting point was 161°C.
  • modified EVOH (A8) After pulverizing the above-produced modified EVOH (A8) to a particle size of 0.2 mm or less, 1 g of this powder was placed in a 100 ml eggplant flask, 20 g of methylene chloride and 10 g of trifluoroacetic anhydride were added, and the mixture was stirred at room temperature. One hour after the start of stirring, the modified EVOH was completely dissolved. After the modified EVOH was completely dissolved, the mixture was further stirred for 1 hour, and then the solvent was removed using a rotary evaporator.
  • Example 1 ⁇ Modified EVOH (A) solution Completely dissolve the modified EVOH (A1) obtained in Synthesis Example 1 in a mixed solvent of n-propyl alcohol/water (weight ratio 70/30), and add 15% of the modified EVOH (A1) by weight. A solution containing % was prepared. For the following coating test (preparation and evaluation of coated film), a solution that was prepared and stored for one day in an environment of 20° C. and 65% RH was used.
  • the solution viscosity of the prepared solution was measured at 23° C. using an analog viscometer LVT (manufactured by Brookfield).
  • the viscosity immediately after the solution was prepared was V 0
  • the viscosity after the solution had been stored for 7 days (1 week) in an environment at 20° C. was V 7 .
  • the solution was stirred to make it homogeneous, and then the viscosity was measured at 23° C. for 30 minutes while the temperature was stable.
  • Regarding the viscosity stability of the solution it was determined that the smaller the viscosity change
  • the light transmittance of the prepared solution at a wavelength of 800 nm was measured using an ultraviolet-visible spectrophotometer (UV-2450 manufactured by Shimadzu Corporation). In the measurement, the solution was stirred, allowed to stand, and degassed in advance, and the solution was added to a quartz cell with an optical path length of 1 cm, and the transmittance was set as 100% when only the solvent was added to the quartz cell.
  • the storage stability of the solution it was prepared immediately after solution preparation (T 0 ), after being stored at 15°C for 1 day, and after being stored at 20°C for 7 days (1 week) (T 7 ), respectively.
  • the light transmittance measurement was carried out at 20°C. It was determined that the stability of the solution is higher if it maintains a high light transmittance even after storage for a long period of time or at low temperatures.
  • the coated film was conditioned for 5 days in an environment of 20° C. and 65% RH.
  • the haze of the coated film after humidity conditioning was measured using a haze/transmittance/reflectance meter (manufactured by Murakami Color Research Institute, HR-100).
  • ⁇ Oxygen transmission rate (OTR) of coated film The coated film was conditioned for 5 days in an environment of 20° C. and 65% RH.
  • the oxygen permeability of the coated film after humidity conditioning was measured using a MOCON OX-TRAN 2/21 model manufactured by Modern Control Co., Ltd. under conditions of 20°C and 65% RH according to the method described in JIS K7126 (isobaric method). It was measured. In the measurement, two samples were measured, and the average value was determined as a value (cc.20 ⁇ m/m 2 •day • atm) in terms of the thickness of the coating layer of 20 ⁇ m.
  • the oxygen permeability of the polyethylene terephthalate film used as the base material is much higher than that of the layer coated with modified EVOH (A) or EVOH (B), so the influence of the base material on the oxygen permeability of the coated film is ignored. It is possible to do so.
  • the transmittance of the modified EVOH (A) solution did not decrease even after storage for 7 days.
  • the oxygen permeability of the coated film prepared with the modified EVOH (A) solution after being stored for one day in an environment of 20° C. and 65% RH is 0.75 cc ⁇ 20 ⁇ m/m 2 ⁇ day ⁇ atm, Even a coated film prepared using the solution after storing the solution at 20° C. for 7 days had a resistance of 0.75 cc ⁇ 20 ⁇ m/m 2 ⁇ day ⁇ atm, showing good gas barrier properties.
  • Tables 2 and 3 The evaluation results are summarized in Tables 2 and 3.
  • Example 2 In a solution containing 15% by weight of the modified EVOH (A1) obtained in Example 1, amorphous silica (brand: Cylysia 350, manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., average particle size 3.9 ⁇ m) was added to the solution containing 15% by weight of the modified EVOH (A1). was added so that the content was 1000 ppm, and then stirred and mixed to prepare a solution. A coated film was prepared, evaluated, and analyzed in the same manner as in Example 1, except that this solution was used. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • amorphous silica brand: Cylysia 350, manufactured by Fuji Silysia Chemical Co., Ltd., average particle size 3.9 ⁇ m
  • Examples 3 to 9 A modified EVOH solution was prepared, a coated film was prepared, and their evaluation and analysis were performed in the same manner as in Example 1, except that the modified EVOH and solvent shown in Table 2 were used to prepare the modified EVOH solution. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Example 10 The modified EVOH (A7) obtained in Synthesis Example 7 was used as the modified EVOH used to prepare the modified EVOH solution, and the drying temperature after applying the modified EVOH solution was 140 ° C. Except for the changes, a modified EVOH solution was prepared, a coated film was prepared, and the evaluation and analysis thereof were carried out in the same manner as in Example 1. The results are shown in Tables 2 and 3.
  • Example 1 containing modified EVOH (A) has excellent storage stability at room temperature and low temperature, and can form a film with a good appearance and low haze. Its gas barrier properties were also good.
  • the solution of Comparative Example 1 containing only unmodified EVOH (B) was inferior in terms of storage stability, appearance of the formed film, and gas barrier properties.
  • the pellets of the dry EVOH resin composition thus obtained and the following materials were used to produce a multilayer structure comprising a paper layer and a modified EVOH (A) layer.
  • ⁇ Bleached kraft paper grammage 140g/m 2 m 2 , manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.
  • Craft ball S kraft ball, basis weight 290 g/m 2 , manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.
  • ⁇ Craft ball S kraft ball, basis weight 450 g/m 2 , manufactured by Nippon Paper Industries Co., Ltd.
  • ⁇ Intermediate Layer> ⁇ Anchor coating agent: “Zaixen AC” (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., polyolefin copolymer) ⁇ Adhesive resin “Bondine TX8030” (manufactured by Arkema) ⁇ Sealant layer> ⁇ “Zaikusen AC” (manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd., polyolefin copolymer) ⁇ Unstretched polypropylene film (CPP, thickness 30 ⁇ m) “Torefane RNO 3951” (manufactured by Toray Film Kako Co., Ltd.)
  • Example 12 Cut bleached kraft paper (basis weight 50 g/m 2 ) into A4 size, and coat one side with bar coater No. manufactured by Daiichi Rikagaku Co., Ltd. Zaixen AC was applied using No. 12 and dried in a dryer at 120° C. for 5 minutes (paper layer/intermediate layer).
  • EVOH (A14) was added to a mixed solvent of n-propyl alcohol and water (65 wt% n-propyl alcohol, 35 wt% water) so that the solid content concentration was 15 wt%, and stirred at 80 ° C. for 3 hours. It was confirmed that EVOH (A14) was completely dissolved. Bar coater No.
  • Oxygen permeability was evaluated as gas barrier properties.
  • a part was cut out from the obtained multilayer structure and shipped to MOCON INC.
  • the obtained value was designated as OTR1 and evaluated based on the following criteria.
  • a package including a folded part bent 360 degrees was produced using the multilayer structure, a part was cut out so that the folded part was in the center, and the oxygen permeability was measured, and the obtained value was set as OTR2. .
  • OTR2 was similarly evaluated using the following criteria.
  • ⁇ Judgment criteria> A: 1.0cc/m 2.day.atm or less B: Greater than 1.0cc/m 2.day.atm and 5.0cc/m 2.day.atm or less C: 5.0cc/m 2.day.atm Greater than 10.0cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm or less D: Greater than 10.0cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm or less than 20cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm E: Greater than 20cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm
  • OTR2/OTR1 ⁇ Gas barrier properties OTR2/OTR1 before and after including bent parts
  • the ratio (OTR2/OTR1) of the oxygen permeability OTR1 of the portion not including the folded portion to the oxygen permeability OTR2 of the portion containing the folded portion was evaluated based on the following criteria.
  • D: OTR2/OTR1 is 5. 0 or more and less than 10.0
  • E: OTR2/OTR1 is 10.0 or more
  • the heat seal strength of the multilayer structure was measured in accordance with JIS Z 0238.
  • a rectangular section with a width of 15 mm was prepared using the multilayer structure, stacked so that the same layers (sealant layers or modified EVOH (A) layers) were in contact with each other, and placed in a thermal gradient tester manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.
  • the overlapping portion of 100 mm in length was heat-sealed for 1 second at 160°C or 180°C and a pressure of 2.0 kgf/cm 2 .
  • the T-type peel strength (unit: gf/ 15 mm) was measured. Measurements were performed 10 times and the average value was determined.
  • the multilayer structure was cut into a rectangle with a length of 17 cm and a width of 32 cm, and was bent at a position 8.5 cm from both ends in the horizontal direction, and the same layer on both ends was 1 cm. They were overlapped so that they were in contact with each other at the width, and the overlapping part (the body part 11b in FIG. 1) and one end in the longitudinal direction (the end part 11a in FIG. 1) were heat-sealed with a width of 1 cm each to produce a package. . 50 g of cashew nuts (water activity 0.33) were put therein, and the other longitudinal end (end 11a in FIG. 1) was heat-sealed and sealed.
  • This package was stored under conditions of 23° C. and 50% RH for 100 days, and the appearance of the package was visually observed and evaluated as follows.
  • the criteria for determining the appearance characteristics is that the oil stains become more severe in the order of A, B, C, D, and E.
  • the taste of the cashew nuts was checked by five panelists, and the taste was judged by a consensus according to the following criteria.
  • the criterion for taste is that the change in taste increases in the order of A, B, C, D, and E.
  • the OTR1 of the multilayer structure (portion not including the folded portion) before being processed into a package was 0.32 cc/m 2 ⁇ day ⁇ atm, which was graded as A.
  • OTR2/OTR1 1.1, and it was judged as A.
  • the heat sealing strength was 2800gf/15mm and was rated A.
  • the appearance of the package was evaluated and was rated A with no change.
  • the cashew nuts were subjected to a taste test after storage, they were graded A as they were almost unchanged from before storage.
  • Examples 13 to 28, Comparative Example 7 A multilayer structure was obtained in the same manner as in Example 12, except that the paper layer, the type of modified EVOH (A), the thickness, the intermediate layer, and the heat seal layer were changed as shown in Table 5. The thickness of the modified EVOH (A) layer and the intermediate layer thickness were adjusted by changing the depth (count) of the bar coater. The obtained multilayer structure was evaluated in the same manner as in Example 12. The evaluation results are shown in Table 5.
  • the coating agent of the present invention has good storage stability, and the resulting film has good gas barrier properties and appearance.
  • a multilayer structure formed by applying the coating agent onto a base material can be suitably used for various packaging materials.
  • a multilayer structure comprising a layer coated with the coating agent and a paper layer has good gas barrier properties even though it uses a paper base material (paper layer), and also maintains good gas barrier properties even after bending. Ru.
  • the multilayer structure has sufficient heat sealing strength as a packaging body.

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Abstract

変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)を含有するコーティング剤であって、変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)が下記式で表される構造単位(Ia)、(Ib)及び(Ic)を含み、前記構造単位(Ia)、(Ib)及び(Ic)の含有率(モル%)a、b及びcが下記式(1)~(3)を満たし、下記式(4)で表される変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)のケン化度(DS)が90モル%以上である、コーティング剤である。当該コーティング剤は、溶液の保存安定性に優れ、さらに塗布して得られる被膜の外観とガスバリア性が良好である。21≦a≦55 (1) 0.1≦c≦10 (2) [100-(a+c)]×0.9≦b≦[100-(a+c)] (3) DS=[(X、Y及びZのうち水素原子であるものの合計モル数)/(X、Y及びZの合計モル数)]×100 (4)

Description

コーティング剤及びそれを用いた多層構造体
 本発明は、変性エチレン-ビニルアルコール共重合体を含有するコーティング剤、及びそれを用いた多層構造体に関する。
 エチレン-ビニルアルコール共重合体(以下EVOHと略称することがある。)はガスバリア性、耐油性、耐溶剤性に優れ、種々の包装分野の包装材料、フィルム、シート、容器等に好適に用いられる。EVOHは多層構造体の1層として使用されることも多く、その場合に、EVOH溶液をコーティングすることによってEVOH被膜を形成する方法も行われる。近年の循環型経済を目指す社会情勢において、必要以上の機能を包装材料に持たせる過剰包装は避けられている。必要最小限の機能を包装材料に付与する観点から、EVOH層の精密な厚み制御技術が求められている。また、包装材料をリサイクルして再度包装材料に用いることも循環型経済に貢献するが、例えば、EVOHはポリオレフィン樹脂に少量混ざってもリサイクル性には悪影響を及ぼさないが、包装材料中のEVOHの割合が多くなるにつれてリサイクル性が悪化する。そのため、少ない量でも高いガスバリア性を発現するEVOHが求められている。
 一般的に、EVOH溶液の溶剤としては含水アルコールが使用される(特許文献1)。コーティングに用いるEVOH溶液は通常常温で長期間保存する必要があるが、昼夜で保存温度が変化することが多い。ところが、従来のEVOH溶液は、特に低温での溶液の保存安定性が悪く、溶液がゲル化し易いため、50℃以上の高温で保存するか、または塗工前に加熱して再溶解しなければならなかった。溶液中のEVOHが保存中に凝集等により白化した場合、塗布して得られるEVOHの被膜に厚みムラが生じる。EVOHの被膜の厚みムラは、包装材料としてのガスバリア性の低下につながるため、必要以上の塗工厚みで管理する必要があった。また、EVOH溶液をコーティングした際に、乾燥条件によっては被膜に白化や曇り等が発生するため、これを抑制できる厳密な条件管理も必要であった。
 これまでに上記問題を解決すべく検討がなされ、ビニルピロリドンで変性されたEVOHからなる含水アルコール溶液が保存安定性に優れることが報告されている(特許文献2)。また、ホウ酸を含むEVOHの含水アルコール溶液や、エーテル基を含有するEVOHの含水アルコール溶液も保存安定性に優れることが報告されている(特許文献3、4)。
 また、内容物の酸化劣化を抑制する点から、紙包装にガスバリア性を付与することが重要である。そのために、紙にエチレン変性ポリビニルアルコール樹脂と無機層状化合物を含む第1層とエチレン変性ポリビニルアルコールからなる第2層のガスバリア層を積層することが提案されている(特許文献5)。また内容物の賞味期限を延長するために殺菌技術との組み合わせも用いられる。レトルト殺菌技術に適用する紙バリア包材としてレトルト用紙カップの提案がある(特許文献6)。
特公昭47-48489号公報 特開昭63-139954号公報 特開平2-47144号公報 特開2004-161854号公報 特開2009-184138号公報 特開2014-5031号公報
 しかしながら、上記特許文献2~4に記載の方法を採用することにより、溶液の保存安定性が改善されるものの、その効果は必ずしも十分ではなかった。そのため、さらに保存安定性に優れたEVOH溶液及びそれを含むコーティング剤が望まれている。また、このような保存安定性と塗工後に形成されるEVOH被膜のガスバリア性を両立することも望まれている。
 また、特許文献5に記載されるようなエチレン変性ポリビニルアルコール樹脂を含む積層体は、ガスバリア性に優れるものの、鋭角な屈曲部を有する包装体においてはクラックが生じ、内容物の保存性が悪化することがあり、改善の余地があることが分かった。
 本発明は上記課題を鑑みてなされたものであって、溶液の保存安定性が良好であり、塗布して得られる被膜の外観とガスバリア性が良好なコーティング剤を提供することを目的とする。また、このようなコーティング剤を用いた多層構造体を提供することを目的とする。さらに、紙基材を用いながらも良好なガスバリア性を有し、かつ屈曲後のガスバリア性を良好に維持することが可能な多層構造体を提供することを目的とする。
 本発明者らは鋭意検討した結果、特定の変性エチレン-ビニルアルコール共重合体を含有するコーティング剤を用いることで、溶液の保存安定性を向上させることができて、さらに当該コーティング剤を塗工することにより、外観とガスバリア性が良好な被膜が得られることを見出し、当該知見に基づいてさらに検討を重ねて本発明に至った。
 上記課題は、変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)を含有するコーティング剤であって、変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)が下記式で表される構造単位(Ia)、(Ib)及び(Ic)を含み、前記構造単位(Ia)、(Ib)及び(Ic)の含有率(モル%)a、b及びcが下記式(1)~(3)を満たし、下記式(4)で表される変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)のケン化度(DS)が90モル%以上である、コーティング剤を提供することによって解決される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
 21≦a≦55   (1)
 0.1≦c≦10  (2)
 [100-(a+c)]×0.9≦b≦[100-(a+c)]  (3)
 DS=[(X、Y及びZのうち水素原子であるものの合計モル数)/(X、Y及びZの合計モル数)]×100  (4)
[式中、a、b及びcは全構造単位の合計100モル%に対する各構造単位の含有率(モル%)であり、Wはメチル基又はR-OYで表される基を表し、X,Y及びZはそれぞれ独立に水素原子、ホルミル基又は炭素数2~10のアルカノイル基を表し、Rは単結合、炭素数1~9のアルキレン基又は炭素数1~9のアルキレンオキシ基を表す。前記アルキレン基及び前記アルキレンオキシ基は水酸基、アルコキシ基又はハロゲン原子を含んでもよい。Rは炭素数1~9のアルキレン基又は炭素数1~9のアルキレンオキシ基を表し、前記アルキレン基及び前記アルキレンオキシ基は水酸基、アルコキシ基又はハロゲン原子を含んでもよい。*は結合部位を表す。]
 このとき、上記構造単位(Ic)中、WがR-OYで表される基であり、Rが単結合であり、Rがメチレン基であり、Y及びZが水素原子であることが好適である。上記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)のケン化度(DS)が99モル%以上であることも好適である。上記コーティング剤における、上記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)の含有量が1~50重量%であることも好適である。
 上記コーティング剤が上記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)以外のエチレン-ビニルアルコール共重合体(B)を含み、前記エチレン-ビニルアルコール共重合体(B)のエチレン含有量が21~55モル%であることも好適である。上記コーティング剤における、上記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)及び前記エチレン-ビニルアルコール共重合体(B)の合計含有量が1~50重量%であることも好適である。上記コーティング剤が平均粒子径が0.1~10μmである無機微粒子を10~10,000ppm含むことも好適である。上記無機微粒子が非晶質シリカであることも好適である。
 上記コーティング剤が溶媒を含み、前記溶媒がアルコールと水の混合溶媒であることが好適である。このとき、20℃にて7日間保存後の前記コーティング剤の光路長1cmでの波長800nmにおける光線透過率T(%)と保存前の前記コーティング剤の光路長1cmでの波長800nmにおける光線透過率T(%)の差(T-T)が20%以内であることがより好適である。上記コーティング剤を20℃にて1週間保存した後の溶液粘度の変化率が、保存前に対して、50%以内であることもより好適である。
 上記コーティング剤を基材上に塗布してなる、多層構造体が本発明の好適な実施態様である。
 上記コーティング剤を塗布してなる層及び紙層を備える多層構造体も本発明の好適な実施態様である。このとき、前記紙層の坪量が15~800g/mであることがより好適である。前記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)がアルカリ金属イオンを含み、その含有量が2.5~22μmol/gであることもより好適である。20℃、65%RH条件下にて、JIS-K7126-2(2006年)第2部(等圧法)に準拠して測定される前記多層構造体の酸素透過度が20cc/(m・day・atm)以下であることもより好適である。JIS Z 0238に準拠して15mm幅で測定される前記多層構造体のヒートシール強度が300gf/15mm以上であることもより好適である。
 前記多層構造体が更に中間層とシーラント層を含むこともより好適である。前記中間層が熱硬化性樹脂、又は熱可塑性樹脂(f)を含むことがさらに好適である。前記シーラント層が熱可塑性樹脂(g)を含むこともさらに好適である。前記熱可塑性樹脂(f)及び熱可塑性樹脂(g)が、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン及び変性ポリプロピレンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことが特に好適である。
 前記紙層の重量M1と、それ以外の層の重量の合計M2が下記式(5)を満たすこともより好適である。
1≦M1/M2≦300  (5)
 前記多層構造体を含み、折り曲げ部を一つ以上有する包装体が前記多層構造体の好適な実施態様である。このとき、前記包装体の内容物が食品であって、前記食品の水分活性が0.10~0.94であることがより好適である。
 本発明によれば、溶液の保存安定性に優れ、さらに塗工して得られる被膜の外観とガスバリア性が良好なコーティング剤が提供される。このようなコーティング剤を基材上に塗布してなる多層構造体は外観とガスバリア性が良好である。また、このようなコーティング剤を塗布してなる層及び紙層を備える多層構造体は紙基材(紙層)を用いながらも良好なガスバリア性を有し、かつ屈曲後も良好なガスバリア性が維持される。
本発明の多層構造体を含む縦製袋充填シール袋の一例を示す図である。
 以下、本発明の実施態様(以下、「本実施態様」と称すことがある。)の一例に基づいて説明する。ただし、以下に示す実施態様は、本発明の技術思想を具体化するための例示であって、本発明は以下の記載に限定されない。また本明細書において、実施態様の好ましい形態を示すが、個々の好ましい形態を2つ以上組み合わせたものもまた、好ましい形態である。数値範囲で示した事項について、いくつかの数値範囲がある場合、それらの下限値と上限値とを選択的に組み合わせて好ましい形態とすることができる。本明細書において、「XX~YY」との数値範囲の記載がある場合、「XX以上YY以下」を意味する。
 [変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)]
 本発明のコーティング剤に使用される変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)は下記式で表される構造単位(Ia)、(Ib)及び(Ic)を含む。以下、変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)を変性EVOH(A)と略称することがある。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
 上記式中、a、b及びcは全単量体単位の合計100モル%に対する各単量体単位の含有率(モル%)であり、Wは、メチル基又はR-OYで表される基を表し、X、Y及びZは、それぞれ独立に水素原子、ホルミル基又は炭素数2~10のアルカノイル基を表し、Rは単結合、炭素数1~9のアルキレン基又は炭素数1~9のアルキレンオキシ基を表す。前記アルキレン基及び前記アルキレンオキシ基は水酸基、アルコキシ基又はハロゲン原子を含んでもよい。Rは、炭素数1~9のアルキレン基又は炭素数1~9のアルキレンオキシ基を表し、前記アルキレン基及び前記アルキレンオキシ基は水酸基、アルコキシ基又はハロゲン原子を含んでもよい。*は結合部位を表す。
 本発明において、変性EVOH(A)は上記式で表される構造単位(Ia)、(Ib)及び(Ic)を含み、前記構造単位(Ia)、(Ib)及び(Ic)の含有率(モル%)a、b及びcは下記式(1)~(3)を満たす。
 21≦a≦55   (1)
 0.1≦c≦10  (2)
 [100-(a+c)]×0.9≦b≦[100-(a+c)]  (3)
 本発明において、変性EVOH(A)のケン化度(DS)は下記式(4)で表され、前記ケン化度(DS)は90モル%以上である。
 DS=[(X、Y及びZのうち水素原子であるものの合計モル数)/(X、Y及びZの合計モル数)]×100  (4)
 本発明で用いられる変性EVOH(A)は、エチレン単位及びビニルアルコール単位に加えて、四級炭素を主鎖に有する単位を有している。主鎖中の四級炭素は立体障害により結晶化を妨げる効果があり、かつ溶液安定性を高める働きがある。また、変性EVOH(A)は、一級水酸基を有しているため、強い水素結合力による高いガスバリア性を発現する。よって、変性EVOH(A)を含有するコーティング剤を用いることにより、高い溶液安定性を有しつつ、塗布後に形成される被膜のガスバリア性を高めることができる。
 構造単位(Ic)において、Rは、単結合、炭素数1~9のアルキレン基又は炭素数1~9のアルキレンオキシ基を表し、前記アルキレン基及び前記アルキレンオキシ基は水酸基、アルコキシ基又はハロゲン原子を含んでもよい。Rが単結合であることが好ましい。前記アルキレン基の炭素数は5以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下がさらに好ましい。前記アルキレンオキシ基の炭素数は5以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下がさらに好ましい。
 構造単位(Ic)において、Wはメチル基又はR-OYで表される基を表し、Y及びZは、それぞれ独立に水素原子、ホルミル基又は炭素数2~10のアルカノイル基を表す。溶液の安定性およびガスバリア性をさらに高める観点から、Wがメチル基又はR-OHで表される基(すなわちYが水素原子である)であることが好ましく、WがR-OH(すなわちYが水素原子である)で表される基であり、かつZが水素原子であることがより好ましい。R-OHで表される基のうちRは、アルキレン基であることが好ましく、エチレン基又はメチレン基がより好ましく、メチレン基がさらに好ましい。
 構造単位(Ic)において、Rは、炭素数1~9のアルキレン基又は炭素数1~9のアルキレンオキシ基を表し、前記アルキレン基及び前記アルキレンオキシ基は水酸基、アルコキシ基又はハロゲン原子を含んでもよい。Rが前記アルキレン基であることが好ましい。前記アルキレン基の炭素数は5以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下がさらに好ましい。前記アルキレンオキシ基の炭素数は5以下が好ましく、3以下がより好ましく、2以下がさらに好ましい。構造単位(Ic)において、WがR-OYで表される基であり、Rは単結合であり、Rはメチレン基であり、Y及びZは水素原子であることが好ましい。
 構造単位(Ib)及び(Ic)において、X、Y又はZが水素原子である場合には、変性EVOH(A)は水酸基を有し、X、Y又はZがホルミル基又はアルカノイル基である場合には、変性EVOH(A)はエステル基を有する。当該アルカノイル基としては、炭素数が2~5のアルカノイル基が好ましく、アセチル基、プロパノイル基、ブタノイル基がより好ましく、アセチル基がさらに好ましい。X、Y及びZは、いずれも、水素原子、又は水素原子を含む混合物であることが好ましい。
 構造単位(Ic)の例示として、例えば、下記式で表される構造単位(IIc)及び(IIIc)が挙げられ、中でも構造単位(IIc)が好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
 構造単位(IIc)中、R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~8のアルキル基を表し、該アルキル基は水酸基、アルコキシ基又はハロゲン原子を含んでもよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 本発明において、ガスバリア性を高める観点から、前記構造単位(IIc)中、R及びRは水素原子であることが好ましい。
 変性EVOH(A)において、aは全単量体単位に対する(Ia)の含有率(モル%)を示したものであり、(Ia)の含有率aは21~55モル%である(式(1))。含有率aが21モル%未満では、溶融混練してリサイクルされる際の熱安定性が低下し、ゲルやブツが発生しやすくなる。含有率aは好適には26モル%以上であり、より好適には30モル%以上である。一方、含有率aが55モル%を超えると、変性EVOH(A)の低湿度下(例えば、湿度65%)でのガスバリア性が不足する。含有率aは好適には52モル%以下であり、より好適には46モル%以下である。
 変性EVOH(A)において、cは全単量体単位に対する(Ic)の含有率(モル%)を示したものであり、0.1~10モル%である(式(2))。含有率cが0.1モル%未満では、変性EVOH(A)の溶液安定性が不十分となる。含有率cは好適には0.3モル%以上であり、より好適には0.5モル%以上であり、さらに好適には0.8モル%以上であり、特に好適には1.0モル%以上であり、1.2モル%以上が好ましい場合もある。一方、含有率cが10モル%を超えると、フィルムの強度が低下する。含有率cは好適には9モル%以下であり、より好適には8モル%以下であり、さらに好適には7モル%であり、特に好適には5モル%以下であり、4モル%以下又は3モル%以下が好ましい場合もある。
 変性EVOH(A)において、bは全単量体単位に対する(Ib)の含有率(モル%)を示したものであり、bは式(3)を満たす。bが式(3)を満たさない場合、塗布して得られる被膜のガスバリア性が不十分になる。bは好適には下記式(3’)を満たし、より好適には下記式(3”)を満たす。なお、式(Ib)中、Xが水素原子、ホルミル基及び炭素数2~10のアルカノイル基からなる群より選ばれる2つ以上の官能基である場合(すなわちビニルアルコール単位とビニルエステル単位を同時に含む場合)、bはそれらの総和である。
[100-(a+c)]×0.95≦b≦[100-(a+c)](3’)
[100-(a+c)]×0.98≦b≦[100-(a+c)](3”)
 変性EVOH(A)において、ケン化度(DS)は式(4)で定義され、そのケン化度(DS)は90モル%以上である。ここで、「X、Y及びZのうち水素原子であるものの合計モル数」は、水酸基のモル数を示し、「X、Y及びZの合計モル数」は、水酸基とエステル基の合計モル数を示す。ケン化度(DS)が90モル%未満の場合、十分なバリア性能が得られず、変性EVOH(A)の熱安定性が不十分となり、溶融混練してリサイクルされる際にゲルやブツが発生しやすくなる。また、熱安定性が低下することにより、高温成形時のロングラン成形性が低下する傾向がある。ケン化度(DS)は、好適には95モル%以上であり、より好適には98モル%以上であり、さらに好適には99モル%以上である。特に優れたバリア性及び熱安定性を有するためには、ケン化度(DS)は、好適には99モル%以上であり、より好適には99.5モル%以上であり、さらに好適には99.8モル%以上である。ケン化度(DS)は、通常、100モル%以下である。
 ケン化度(DS)は、核磁気共鳴(NMR)によって得ることができる。上記a、b及びcで示される単量体単位の含有率も、NMRによって得ることができる。また、本発明で用いられる変性EVOH(A)は、通常ランダム共重合体である。ランダム共重合体であることは、NMRや融点の測定結果から確認できる。
 変性EVOH(A)の好ましいメルトフローレート(MFR)(190℃、2160g荷重下)は0.1~30g/10分であり、より好ましくは0.3~25g/10分、更に好ましくは0.5~20g/10分である。但し、融点が190℃付近あるいは190℃を超えるものは2160g荷重下、融点以上の複数の温度で測定し、片対数グラフで絶対温度の逆数を横軸、MFRの対数を縦軸にプロットし、190℃に外挿した値で表す。MFRが0.1g/10分未満となる場合、固形分濃度に対する溶液の粘度が高すぎるため、一度の塗布で必要な厚みを有する被膜を得ることができず、ガスバリア性が不足したり、複数回塗布する必要が生じて生産性が低下したりする。MFRが30g/10分を超える場合、固形分濃度に対する溶液の粘度が低すぎるため、溶液の粘度差がわずかである場合でも被膜の厚み変化が大きくなり、包装材に安定したガスバリア性を付与できなくなる。
[変性EVOH(A)の製造]
 続いて、変性EVOH(A)の製造について説明する。Xを含む構造単位(Ib)は、通常ビニルエステルをケン化することによって得られる。したがってXはけん化できる官能基またはけん化により生じる官能基であり、具体的にはXが水素原子、ホルミル基又は炭素数2~10のアルカノイル基との混合物が挙げられる。単量体(酢酸ビニル)の入手のし易さや製造コストを考慮すれば、Xが水素原子とアセチル基との混合物であることがより好ましい。
 一方、Y及びZを含む構造単位(Ic)は、1,3-ジエステル構造を有する不飽和単量体等のエステル基を有する単量体を共重合してからケン化することで製造でき、また1,3-ジオール構造を有する不飽和単量体等の水酸基を有する単量体を直接的に共重合することでも製造できる。したがって、Y及びZは、いずれも水素原子のみであってもよいし、水素原子とホルミル基又は炭素数2~10のアルカノイル基との混合物、より好適には、水素原子とアセチル基との混合物であってもよい。
 前記変性EVOH(A)は、本発明の効果が阻害されない範囲で後述する式(V)で示されるビニルエステル、式(VI)または(VII)で示される不飽和単量体と共重合可能な他のエチレン性不飽和単量体に由来する構造単位を含んでもよい。このような他のエチレン性不飽和単量体としては、例えば、プロピレン、n-ブテン、イソブチレン、1-ヘキセンなどのα-オレフィン類;アクリル酸及びその塩;アクリル酸エステル基を有する不飽和単量体;メタクリル酸及びその塩;メタクリル酸エステル基を有する不飽和単量体;アクリルアミド、N-メチルアクリルアミド、N-エチルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、アクリルアミドプロピルジメチルアミン及びその塩(例えば4級塩);メタクリルアミド、N-メチルメタクリルアミド、N-エチルメタクリルアミド、メタクリルアミドプロパンスルホン酸及びその塩、メタクリルアミドプロピルジメチルアミン及びその塩(例えば4級塩);メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル、n-プロピルビニルエーテル、i-プロピルビニルエーテル、n-ブチルビニルエーテル、i-ブチルビニルエーテル、t-ブチルビニルエーテル、ドデシルビニルエーテル、ステアリルビニルエーテル、2,3-ジアセトキシ-1-ビニルオキシプロパンなどのビニルエーテル類;アクリロニトリル、メタクリロニトリルなどのシアン化ビニル類;塩化ビニル、フッ化ビニルなどのハロゲン化ビニル類;塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンなどのハロゲン化ビニリデン類;酢酸アリル、2,3-ジアセトキシ-1-アリルオキシプロパン、塩化アリルなどのアリル化合物;マレイン酸、イタコン酸、フマル酸などの不飽和ジカルボン酸及びその塩又はエステル;ビニルトリメトキシシランなどのビニルシラン化合物;酢酸イソプロペニルなどが挙げられる。
 本発明で用いる変性EVOH(A)の製造方法は特に限定されず、例えば、エチレン、下記式(V)で示されるビニルエステル、及び下記式(VI)で示される不飽和単量体をラジカル重合させて共重合体を得た後に、それをケン化する方法が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(V)中、Rは水素原子又は炭素数1~9のアルキル基を表す。式(V)で示されるビニルエステルとしては、蟻酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル、カプロン酸ビニルなどが例示される。経済的観点からは酢酸ビニルがより好ましい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式(VI)中、R及びRは、構造単位(IIc)と同じである。R及びRは、それぞれ独立に水素原子又は炭素数1~9のアルキル基を表す。式(VI)で示される不飽和単量体としては、2-メチレン-1,3-プロパンジオールジアセテート、2-メチレン-1,3-プロパンジオールジプロピオネート、2-メチレン-1,3-プロパンジオールジブチレートなどが挙げられる。中でも、2-メチレン-1,3-プロパンジオールジアセテートが、製造が容易な点から好ましく用いられる。2-メチレン-1,3-プロパンジオールジアセテートの場合、R及びRが水素原子であり、R及びRがメチル基である。
 また、上記式(VI)で示される不飽和単量体の代わりに、下記式(VII)で示される不飽和単量体を共重合してもよく、この場合はケン化処理によって、Rを含むビニルエステル単位のみがケン化されることになる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式(VII)中、R及びRは、構造単位(IIc)と同じである。式(VII)で示される不飽和単量体としては、2-メチレン-1,3-プロパンジオール、2-メチレン-1,3-ブタンジオールが挙げられる。
 前記式(VI)及び式(VII)で示される不飽和単量体は、ビニルエステル単量体との共重合反応性が高いため、共重合反応が進行しやすい。したがって、得られる変性エチレン-ビニルエステル共重合体の変性量や重合度を高くすることが容易である。また、低重合率で重合反応を停止させても重合終了時に残留する未反応の当該不飽和単量体の量が少ないので、環境面及びコスト面においても優れている。式(VI)及び式(VII)で示される不飽和単量体は、この点において、アリルグリシジルエーテルや3,4-ジアセトキシ-1-ブテンなど、アリル位に官能基を有する炭素原子が1個だけである他の単量体よりも優れている。ここで、式(VI)で示される不飽和単量体は、式(V)で示される不飽和単量体よりも反応性が高い。
 エチレンと、上記式(V)で示されるビニルエステルと、上記式(VI)または(VII)で示される不飽和単量体とを共重合して、変性エチレン-ビニルエステル共重合体を製造する際の重合方式は、回分重合、半回分重合、連続重合、半連続重合のいずれでもよい。また、重合方法としては、塊状重合法、溶液重合法、懸濁重合法、乳化重合法などの公知の方法を採用できる。無溶媒又はアルコールなどの溶媒中で重合を進行させる塊状重合法又は溶液重合法が、通常採用される。高重合度の変性エチレン-ビニルエステル共重合体を得る場合には、乳化重合法の採用が選択肢の一つとなる。
 溶液重合法において用いられる溶媒は特に限定されないが、例えばアルコールが挙げられ、例えば、メタノール、エタノール、プロピルアルコールなどの低級アルコールがより好ましい。重合反応液における溶媒の使用量は、目的とする変性EVOH(A)の粘度平均重合度や、溶媒の連鎖移動を考慮して選択すればよく、反応液に含まれる溶媒と全単量体との重量比(溶媒/全単量体)は、通常、0.01~10の範囲、好ましくは0.03~3の範囲、さらに好ましくは0.05~1の範囲である。
 エチレンと、上記式(V)で示されるビニルエステルと、上記式(VI)又は(VII)で示される不飽和単量体とを共重合する際に使用される重合開始剤は、公知の重合開始剤、例えばアゾ系開始剤、過酸化物系開始剤、レドックス系開始剤から重合方法に応じて選択される。アゾ系開始剤としては、例えば2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)が挙げられる。過酸化物系開始剤としては、例えばジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ-2-エチルヘキシルパーオキシジカーボネート、ジエトキシエチルパーオキシジカーボネートなどのパーカーボネート系化合物;t-ブチルパーオキシネオデカネート、α-クミルパーオキシネオデカネート、過酸化アセチルなどのパーエステル化合物;アセチルシクロヘキシルスルホニルパーオキシド;2,4,4-トリメチルペンチル-2-パーオキシフェノキシアセテートなどが挙げられる。過硫酸カリウム、過硫酸アンモニウム、過酸化水素などを上記開始剤に組み合わせてもよい。レドックス系開始剤は、例えば上記の過酸化物系開始剤と亜硫酸水素ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酒石酸、L-アスコルビン酸、ロンガリットなどの還元剤とを組み合わせた重合開始剤である。重合開始剤の使用量は、重合速度に応じて調整される。重合開始剤の使用量は、ビニルエステル単量体100モルに対して0.01~0.2モルが好ましく、0.02~0.15モルがより好ましい。重合温度は特に限定されないが、室温~150℃程度が適当であり、好ましくは40℃以上かつ100℃以下である。
 エチレンと、上記式(V)で示されるビニルエステルと、上記式(VI)又は(VII)で示される不飽和単量体とを共重合する際には、本発明の効果が阻害されない範囲で連鎖移動剤の存在下で共重合してもよい。連鎖移動剤としては、例えばアセトアルデヒド、プロピオンアルデヒドなどのアルデヒド類;アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類;2-ヒドロキシエタンチオールなどのメルカプタン類;ホスフィン酸ナトリウム一水和物などのホスフィン酸塩類などが挙げられる。中でも、アルデヒド類及びケトン類が好ましい。重合反応液への連鎖移動剤の添加量は、連鎖移動剤の連鎖移動係数及び目的とする変性エチレン-ビニルエステル共重合体の重合度に応じて決定されるが、一般にビニルエステル単量体100重量部に対して0.1~10重量部が好ましい。
 所定の時間重合し、所定の重合率に達した後、必要に応じて重合禁止剤を添加し、未反応のエチレンガスを蒸発除去した後、未反応のビニルエステルや上記式(VI)又は(VII)で示される不飽和単量体を追い出す。これらを追い出す方法としては、例えば、ラシヒリングを充填した塔の上部からエチレンを除去した重合溶液を一定速度で連続的に供給し、塔下部より有機溶剤、好適には沸点100℃以下のアルコール、最適にはメタノールの蒸気を吹き込み、塔頂部より該有機溶剤と未反応ビニルエステル等の混合蒸気を留出させ、塔底部より未反応ビニルエステル等を除去した共重合体溶液を取り出す方法などが採用される。
 未反応ビニルエステル等を除去した前記共重合体溶液にアルカリ触媒を添加し、該共重合体中のビニルエステル成分をケン化する。ケン化方法は連続式、回分式いずれも可能である。アルカリ触媒としては水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アルカリ金属アルコラートなどが用いられる。また、ケン化に用いる溶媒としては、メタノールが好ましい。例えば、ケン化条件は次の通りである。
(1)溶液中のエチレン-ビニルエステル共重合体の濃度;10~50重量%
(2)反応温度;30~150℃
(3)触媒使用量;0.005~0.6当量(ビニルエステル成分当り)
(4)時間(連続式の場合、平均滞留時間);10分~6時間
 一般に、連続式でケン化する場合には、ケン化により生成する酢酸メチルをより効率的に除去できるので、回分式の場合に比べて少ない触媒量で高いケン化度の樹脂が得られる。また、連続式の場合にはケン化により生成するEVOHの析出を防ぐため、より高い温度でケン化する必要がある。したがって、連続式では下記の範囲の反応温度及び触媒量とすることが好ましい。
反応温度;70~150℃
触媒使用量;0.005~0.1当量(ビニルエステル成分当り)
 このように変性エチレン-ビニルエステル共重合体をケン化することにより、変性EVOH(A)を含む溶液またはペーストが得られる。このとき、共重合体中のビニルエステル単位はビニルアルコール単位に変換される。また、式(VI)で示される不飽和単量体に由来するエステル結合も同時に加水分解され、1,3-ジオール構造に変換される。このように、一度のケン化反応によって種類の異なるエステル基を同時に加水分解することができる。
 ケン化反応後の変性EVOH(A)は、アルカリ触媒、酢酸ナトリウムや酢酸カリウムなどの副生塩類、その他不純物を含有するため、これらを必要に応じて中和、洗浄することにより除去してもよい。ここで、ケン化反応後の変性EVOH(A)を、金属イオン、塩化物イオン等をほとんど含まないイオン交換水等で洗浄する際、変性EVOH(A)に酢酸ナトリウム、酢酸カリウム等の触媒残渣を一部残存させてもよい。
 こうして得られた変性EVOH(A)を含む溶液又はペーストは、通常EVOH100重量部に対してアルコールを50重量部以上含有する。アルコールは好適にはメタノールである。
 変性EVOH(A)を含む溶液又はペーストの洗浄方法や含水率の調整方法は特に限定されないが、以下のように行うことができる。変性EVOH(A)を含む溶液又はペーストを加熱撹拌しながら、水を添加し、アルコールを留出させ、変性EVOH(A)を析出させる。この時の温度は、50~100℃が好ましい。析出した変性EVOH(A)を水や酢酸水溶液等を用いて洗浄する。この時の温度は、5~50℃が好ましい。洗浄後の変性EVOHを必要に応じて乾燥させる。例えば、50~100℃にて、1~24時間乾燥させる。このときの洗浄条件や乾燥条件によって、前記変性EVOH(A)の含水率を調整することができる。
<変性EVOH(A)に含まれるその他の成分>
 変性EVOH(A)にアルカリ金属イオンを含む方が好ましい。変性EVOH(A)にアルカリ金属イオンを含有することで、多層構造体を成形した場合に隣接する層間の接着性を向上させることができ、その結果、折り曲げ前後でのガスバリア性を維持することができる。
 このアルカリ金属イオンの含有量(乾燥物中の含有量)の下限としては、2.5μmol/gが好ましく、3.5μmol/gがより好ましく、4.5μmol/gがさらに好ましい。一方、この含有量の上限としては、22μmol/gが好ましく、16μmol/gがより好ましく、10μmol/gがさらに好ましい。金属イオンの含有量が前記下限より大きいと、層間接着性が高められ、折り曲げ前後でのガスバリア性の維持が可能となる。一方、アルカリ金属イオンの含有量が前記上限より小さいと、溶融押出時のゲル発生を抑制することが可能となる。
 アルカリ金属イオンとしてはリチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウム等のイオンが挙げられるが、工業的入手の点からはナトリウム又はカリウムのイオンがより好ましい。
 アルカリ金属イオンを与えるアルカリ金属塩としては、特に限定されないが、例えばリチウム、ナトリウム、カリウム等の脂肪族カルボン酸塩、芳香族カルボン酸塩、リン酸塩、金属錯体等が挙げられる。このアルカリ金属塩としては、具体的には、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウム、リン酸リチウム、ステアリン酸ナトリウム、ステアリン酸カリウム、エチレンジアミン四酢酸のナトリウム塩等が挙げられる。この中でも、酢酸ナトリウム、酢酸カリウム、リン酸ナトリウムが、入手容易である点から特に好ましい。
 変性EVOH(A)がアルカリ土類金属イオンを含むことも好ましい。アルカリ土類金属イオンとしてはベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等のイオンが挙げられるが、工業的入手の点からはマグネシウム又はカルシウムのイオンであることがより好ましい。変性EVOH(A)がアルカリ土類金属イオンを含むことで、ゲルやブツといった欠点を減少させ、リサイクル性が向上する。
 また、本発明の目的を阻外しない範囲内であれば、変性EVOH(A)として、熱安定剤、酸化防止剤、無機微粒子を配合したものを用いることもできる。
 無機微粒子の中でも、非晶質シリカはアンチブロッキング効果を発現するとともに、変性EVOH(A)のガスバリア性を向上させる働きがあるために好ましい。無機微粒子の添加量は、好適には10~10,000ppmであり、より好適には100~3,000ppmであり、最適には500~1,500ppmである。
[コーティング剤]
 本発明のコーティング剤は、前記変性EVOH(A)を含有する。本発明のコーティング剤で使用される溶媒としては、変性EVOH(A)を溶解することができれば特に限定されないが、メタノール、エタノール、プロピルアルコール、ブチルアルコール等のアルコール;ジメチルスルホキシド等のジアルキルスルホキシド、ジメチルフォルムアミド等のアミド、N-メチルピロリドンや、これらと水の混合溶媒が好適に使用される。
 なかでも、アルコールと水の混合溶媒を使用することが溶解性や経済性の観点から特に好ましい。このとき使用されるアルコールとしては、炭素数4以下の脂肪族アルコールが、溶解性、溶解温度、揮発性(乾燥速度)、経済性等の見地から好ましい。炭素数4以下の脂肪族アルコールのうちでも、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、n-ブチルアルコール、sec-ブチルアルコール及びtert-ブチルアルコールが特に好適に使用され、n-プロピルアルコールが最適である。このとき、これらのアルコールは、その二種類以上を同時に使用しても良い。
 前記混合溶媒における、アルコールと水との配合比は特に限定されるものではなく、アルコールの種類、変性EVOH(A)の組成、変性EVOH(A)の濃度、コーティング条件(温度等)、用途などに対応して適宜調整される。通常、前記混合溶媒中のアルコールの含有量は1~99重量%である。溶解性や溶液の保存安定性の観点からは、前記混合溶媒中のアルコールの含有量は40重量%以上であることが好適であり、50重量%以上であることがより好ましい。また、同様の理由から、前記混合溶媒中のアルコールの含有量は90重量%以下であることが好適であり、80重量%以下であることがより好ましい。このとき、前記混合溶媒中のアルコール以外の成分は水であることが好ましい。
 本発明のコーティング剤に含まれる変性EVOH(A)の含有量は1~50重量%であることが好適である。1重量%より少なくなると溶媒の使用量が増加して経済的に不利となるし、塗工厚みを厚くしにくくなるおそれもある。前記含有量は、より好適には5重量%以上であり、さらに好適には10重量%以上である。変性EVOH(A)は濃度が比較的高い場合においても結晶化しにくく、保存安定性が良好であるから、高濃度の溶液として使用することが好適である。一方、変性EVOH(A)の含有量が50重量%を超えると、溶液粘度が高くなりすぎて塗工しにくくなるおそれがある上に、溶液の保存安定性が十分でなくなるおそれもある。前記含有量は、より好適には40重量%以下であり、さらに好適には30重量%以下である。
 本発明のコーティング剤は、変性EVOH(A)とともに、変性EVOH(A)以外のエチレン-ビニルアルコール共重合体(B)を含んでいてもよい。エチレン-ビニルアルコール共重合体(B)は、構造単位(Ic)を含まず、構造単位(1a)及び(1b)を含む。エチレン-ビニルアルコール共重合体(B)は未変性のEVOHであることが好ましい(以後、未変性EVOH(B)と略記することがある)。ここで使用される未変性EVOH(B)としては、変性EVOH(A)の組成や、用途などによって適宜選択されるが、未変性EVOH(B)を配合することで、得られる被膜のガスバリア性を損なうことなく、他の添加剤の選択・配合の自由度を高めることができる。
 本発明のコーティング剤が未変性EVOH(B)を含む場合、未変性EVOH(B)のエチレン含有量が21~65モル%であれば、バリア性や外観が良好な被膜が得られる。未変性EVOH(B)のエチレン含有量は25モル%以上が好ましく、28モル%以上がより好ましく、30モル%以上、35モル%以上、40モル%以上又は45モル%以上が好ましい場合もある。未変性EVOH(B)のエチレン含有量は60モル%以下が好ましく、58モル%以下又は55モル%以下が好ましい場合もある。
 本発明のコーティング剤が未変性EVOH(B)を含む場合、変性EVOH(A)及び未変性EVOH(B)の合計含有量がコーティング剤全重量に対し1~50重量%であることが好適である。前記合計含有量が1重量%より少なくなると溶媒の使用量が増加して経済的に不利となるし、塗工厚みを厚くしにくくなるおそれもある。より好適には5重量%以上であり、さらに好適には10重量%以上である。一方、前記合計含有量が50重量%を超えると、溶液粘度が高くなりすぎて塗工しにくくなるおそれがある上に、溶液の保存安定性が十分でなくなるおそれもある。より好適には40重量%以下であり、さらに好適には30重量%以下である。
 本発明のコーティング剤が未変性EVOH(B)を含む場合、変性EVOH(A)と未変性EVOH(B)の重量比(A/B)は通常1/99~99/1である。重量比(A/B)は好適には90/10以下であり、より好適には80/20以下である。変性EVOH(A)を配合することで、溶液の保存安定性を改善することが可能である。
 本発明のコーティング剤において、変性EVOH(A)が異なる2種類以上の変性EVOH(A)の混合物や変性EVOH(A)と未変性EVOH(B)を含む場合、各構造単位の含有率、ケン化度及びMFRとして、配合重量比から算出される平均値を用いる。
 本発明の目的を阻外しない範囲内で、コーティング剤はホウ素化合物を含んでもよい。ここでホウ素化合物としては、ホウ酸類、ホウ酸エステル、ホウ酸塩、水素化ホウ素類等が挙げられる。具体的には、ホウ酸類としては、オルトホウ酸、メタホウ酸、四ホウ酸などが挙げられ、ホウ酸エステルとしてはホウ酸トリエチル、ホウ酸トリメチルなどが挙げられ、ホウ酸塩としては上記の各種ホウ酸類のアルカリ金属塩、アルカリ土類金属塩、ホウ砂などが挙げられる。これらの化合物のうちでもオルトホウ酸(以下、単にホウ酸と表示する場合がある)が好ましい。
 ホウ素化合物を用いる場合、コーティング剤中のホウ素化合物の含有量は、変性EVOH(A)に対して、ホウ素元素換算で20~2000ppmが好ましく、50~1000ppmがより好ましい。この範囲内でホウ素化合物をブレンドすることで溶液の保存安定性がさらに改善される。変性EVOH(A)として、ホウ素化合物をブレンドしたEVOHを用いることもできる。その場合、変性EVOH(A)中のホウ素化合物の含有量はホウ素元素換算で20~2000ppmが好ましく、50~1000ppmがより好ましい。
 本発明の目的を阻外しない範囲内で、コーティング剤はリン酸化合物を含んでいてもよい。これにより樹脂の品質(着色等)を安定させることができる場合がある。本発明に用いられるリン酸化合物としては特に限定されず、リン酸、亜リン酸等の各種の酸やその塩等を用いることができる。リン酸塩としては第一リン酸塩、第二リン酸塩、第三リン酸塩のいずれの形で含まれていても良いが、第一リン酸塩が好ましい。そのカチオン種も特に限定されるものではないが、アルカリ金属塩であることが好ましい。これらの中でもリン酸二水素ナトリウム及びリン酸二水素カリウムが好ましい。リン酸化合物を配合した変性EVOH(A)を用いる場合の、変性EVOH(A)中のリン酸化合物の含有量は、好ましくはリン酸根換算で200ppm以下であり、より好ましくは5~100ppmであり、さらに好ましくは5~50ppmである。
 本発明の目的を阻外しない範囲内で、コーティング剤は無機微粒子を含んでいてもよい。無機微粒子が無機酸化物粒子であることが好ましく、酸化ケイ素粒子又は金属酸化物粒子であることがより好ましい。前記金属酸化物粒子を構成する金属は、アルミニウム、マグネシウム、ジルコニウム、セリウム、タングステン、モリブデン、チタン及び亜鉛からなる群より選択される少なくとも1種が好ましい。無機酸化物粒子を構成する無機酸化物として具体的には、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化マグネシウム、酸化セリウム、酸化タングステン、酸化モリブデン、酸化チタン、酸化亜鉛及びこれらの複合体等を挙げることができ、酸化ケイ素が好ましい。また、酸化ケイ素の中でも非晶質シリカが特に好ましい。無機酸化物として、1種類の無機酸化物を単独で使用してもよいし、2種類以上を併用してもよい。無機微粒子の中でも、非晶質シリカ粒子はアンチブロッキング効果を発現するとともに、変性EVOH(A)のガスバリア性を向上させる働きがあるため特に好ましい。前記コーティング剤中の無機微粒子の含有量は、好ましくは10~10,000ppmであり、より好ましくは300~10,000ppmであり、さらに好ましくは500~3,000ppmであり、よりさらに好ましくは700~1,500ppmである。溶液中に分散している状態の無機微粒子の平均粒子径は0.1~30μmである。平均粒子径が0.1μm未満の場合、被膜のスリップ性が不十分になる。平均粒子径は好ましくは1μm以上であり、より好ましくは2μm以上である。平均粒子径が30μmよりも大きい場合、フィルムのブツとなり、フィルム外観が不良となる。平均粒子径は好ましくは10μm以下である。
 本発明のコーティング剤は、必要に応じて各種の添加剤を配合することもできる。このような添加剤の例としては、界面活性剤、酸化防止剤、可塑剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、帯電防止剤、滑剤、着色剤、フィラー、可溶性無機塩あるいは他の高分子化合物を挙げることができ、これらを本発明の作用効果が阻害されない範囲で配合することができる。
 本発明のコーティング剤を各種基材にコーティングする方法としては、キャスティングヘッドからの吐出、ロールコート、ドクターナイフコート、スプレーコート浸漬、刷毛塗りなど、任意の手段を採用できる。コーティング後、被膜は乾燥され、さらに必要に応じて熱処理される。ここで乾燥条件は、被膜厚等により異なるが、温度50~130℃、時間10秒~10分が好ましい。また、熱処理条件としては、温度100~150℃、時間10秒~10分が好ましい。被膜の厚み(ドライベース)は0.5~20μmが好ましく、1~15μmがより好ましい。前記厚みが0.5μm以下では十分なガスバリア性が得られないおそれがあり、一方、20μmを超える場合は、目的とする厚みの被膜を得るために塗布回数を増す等の操作が必要となり、生産性が低下するおそれがある。
 溶液の保存安定性は、粘度安定性と透明性の安定性の2つの指標で確認される。
 EVOH溶液を保存した際の粘度変化がある場合、コーティング時の厚みが変動する要因となる。例えば、1週間連続的にコーティングを行う際に、溶液の粘度低下が大きい場合、得られる被膜の厚みが低下し、多層構造体のガスバリア性が低下する。そのため、溶液保存時に粘度変化が小さいEVOH溶液が好ましい。このような観点から、前記変性EVOH(A)の溶液を20℃の環境下で7日間保存した時に、保存前の初期の溶液粘度V(cP)に対する、7日間保存した後の溶液粘度V(cP)の変化率|(V-V)/V|が50%以下であることが好ましく、30%以下であることがより好ましく、20%以下であることがさらに好ましく、10%以下であることが最も好ましい。
 EVOH溶液を保存した際に、溶液の透明性(光線透過率)が低下する場合、溶液中に光散乱を引き起こすEVOH微粒子が生成する。このようなEVOH微粒子が生成することにより、均一な被膜が得られず、ガスバリア性及び光線透過率が低下する。そのため、変性EVOH(A)の溶液を調製直後に、20℃、光路長1cmでの波長800nmにおいて測定される当該溶液の光線透過率Tと、20℃にて1週間保存した溶液を同じ条件で測定した光線透過率Tの差(T-T)は、通常99%以下であり、25%以下が好ましく、20%以下がより好ましく、10%以下がさらに好ましく、5%以下が特に好ましく、実質的に変化しないことが最も好ましい。
 本発明のコーティング剤は、保存安定性に優れているために、溶液を調整してからコーティングするまでに、長時間保存していても白濁しにくい。したがって、室温下で輸送することも可能であるし、コーティング直前に加熱する操作も通常必要がない。こうして得られた被膜は、透明性、ガスバリア性及び柔軟性に優れる。これに対し、未変性EVOHの溶液では保存中にしばしば白濁する。それをそのまま塗布した場合、ガスバリア性の低下が著しいうえに、得られる被膜にも曇りが生じる。
[前記コーティング剤を基材上に塗布してなる多層構造体]
 本発明のコーティング剤が塗布される基材は、特に限定されず、樹脂、金属、紙、木材などが例示される。中でも、樹脂、特に熱可塑性樹脂からなる基材が好ましい。このような熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリアミド、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ(メタ)アクリル酸エステル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアセタール、ポリカーボネート、ポリ酢酸ビニル、ポリウレタン、ポリアクリロニトリルなどが挙げられる。また、各種の共重合体を使用することもできる。上記基材に本発明のコーティング剤を塗布することによって、変性EVOH(A)からなる層がその表面に形成された多層構造体が形成される。変性EVOH(A)からなる層の厚み(被膜の厚み)は上述したとおりである。
 本発明のコーティング剤を前記基材にコーティングする場合、基材のコーティング面に、コロナ処理などの物理的処理(例えば、基材がポリエチレンなどのポリオレフィンからなるフィルム等である場合、当該基材の表面張力が37~45dyne/cmとなる程度に施す)を行ったり、ポリウレタン系のアンカーコート剤を塗布したりすることが、基材面と前記コーティング剤を塗布してなる層との接着をより確実にするために好ましい。
 本発明のコーティング剤を各種基材上に塗布してなる多層構造体が本発明のコーティング剤の好適な実施態様である。得られた多層構造体はガスバリア性、保香性及び耐油性に優れ、各種分野に広く使用される。特に、食品、飲料、薬品、医薬品などを内容物とする包装材(フィルム、シート、容器等)に好適に用いることができる。また、コーティングして得られる被膜及びそれを含む多層構造体は柔軟性、耐屈曲性に優れるので、フィルムやシートなどの柔軟な基材に対して本発明のコーティング剤を塗布してなる多層構造体が特に有用であり、例えば、フレキシブルパウチなどとして好適に使用される。また、コーティングして得られる被膜は延伸性にも優れるので、前記コーティング剤を基材にコーティングした後で延伸操作を施すことも好適である。こうして得られる多層構造体は、例えば、延伸フィルムや熱成形容器として好適に使用される。また、本発明のコーティング剤は、可塑剤を含有する軟質ポリ塩化ビニル樹脂からなる壁紙、カードケース、デスクマットなどの表面コーティング材料としても有用である。このようなコーティング材料は軟質ポリ塩化ビニル樹脂からの可塑剤のブリーディングを防止し、さらに表面の汚れを防止する機能を有する。
[紙層と変性EVOH(A)からなる層とを備える多層構造体]
 紙層と前記変性EVOH(A)からなる層(以下「変性EVOH(A)層」と略記する場合がある)とを備える多層構造体は後述する包装体等として好適に用いられる。このような多層構造体も上述した本発明のコーティング剤を用いて製造することができる。変性EVOH(A)層は紙層を形成する紙基材上に前記コーティング剤を塗布することにより形成することができる。
 前記多層構造体は、紙層と変性EVOH(A)層のみから構成されていてもよく、後述する、紙層と変性EVOH(A)層以外のその他の層を有していてもよい。紙のリサイクル性を阻害しない観点からは、紙層の片側のみに変性EVOH(A)層及びその他の層が配置されることが好ましい。一方、良好なガスバリア性を付与するために紙層の両面に変性EVOH(A)層及びその他の層を配置してもよい。なお、前記多層構造体のガスバリア性は、酸素透過度の測定値を元に評価でき、具体的には実施例記載の方法によって評価できる。
<ガスバリア性>
 ガスバリア性は、気体の透過を防止する機能であり、例えば、20℃、65%RH条件下にて、JIS-K7126-2(2006年)第2部(等圧法)に準拠して測定した酸素透過度(OTR)である。ここで、「20cc/(m・day・atm)」の酸素透過度とは、多層構造体の単位面積当たりの1日の酸素透過量が1気圧下で20ccであることを言う。紙層と変性EVOH(A)層とを備える前記多層構造体の酸素透過度の上限が20cc/m・day・atm以下であることが好ましく、10cc/m・day・atm以下がより好ましく、5cc/m・day・atm以下がさらに好ましく、1cc/m・day・atmが好ましい。前記酸素透過度が前記上限以下であれば前記多層構造体を包装体として用いた場合に内容物の酸化劣化が抑えられ、保存性がさらに向上する。
<折り曲げ前後のガスバリア性>
 多層構造体を加工し包装体を作製する際、多層構造体を折り曲げることがある。紙層を備える多層構造体の場合、折り曲げ部に過度な応力がかかるため、その他の層にクラックが入ることがある。前記包装体に内容物を入れて保管した際に、包装体にこのようなクラックが入っていると、ガスバリア性の低下が起こり、内容物が劣化する。そのため、紙層と変性EVOH(A)からなる層とを備える前記多層構造体を用いて作製された360度折り曲げた折れ部を含む包装体における、折れ部が中心となるように切り取った部分の酸素透過度(OTR2)と折れ部が含まれないように切り取った部分の酸素透過度(OTR1)の比(OTR2/OTR1)が10未満であることが好ましく、5未満であることがより好ましく、3未満であることがさらに好ましい。
<ヒートシール強度>
 包装体のヒートシール強度が良好であれば密閉性が高まり、内容物を酸素による酸化や湿気などによる劣化などから守り、保存期間の延長が可能となる。例えば、JIS Z 0238に準拠して15mm幅の前記多層構造体のヒートシール強度が測定される。前記多層構造体のヒートシール強度は300gf/15mm以上が好ましく、500gf/15mm以上がより好ましく、800gf/15mm以上がさらに好ましく、1500gf/15mm以上が特に好ましい。前記多層構造体がこのようなヒートシール強度を有することにより、内容物の密封性が高まり、物流時などにおける包装体の破損も低減でき、保存期間の延長が可能となる。
<紙層>
 前記紙層に用いられる紙基材として、例えばパルプ、填料、薬剤、顔料を含んでなるフィルム又はシートが挙げられる。パルプとしては、例えば、広葉樹漂白クラフトパルプ(LBKP)、針葉樹漂白クラフトパルプ(NBKP)、広葉樹未漂白クラフトパルプ(LUKP)、針葉樹未漂白パルプ(NUKP)、サルファイトパルプ等の化学パルプ;ストーングラインドパルプ、サーモメカニカルパルプ等の機械パルプ;脱墨パルプ、古紙パルプ等の木材繊維;ケナフ、竹、麻等から得られた非木材繊維などが挙げられる。これらのパルプは単独又は二種以上組み合わせて使用できる。これらの中でも、原紙中への異物混入の発生及び使用後の紙容器をリサイクル使用する際の経時変色の発生を抑制しやすく、また印刷時の面感が良好となりやすい観点から、化学パルプ、機械パルプ及び木材繊維が好ましく、化学パルプがより好ましい。
 紙基材に用いられる填料としては、例えばホワイトカーボン、タルク、カオリン、クレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、酸化チタン、ゼオライト、合成樹脂填料等の公知の填料が挙げられる。填料は単独又は二種以上組み合わせて使用できる。薬剤としては、例えば酸化澱粉、ヒドロキシエチルエーテル化澱粉、酵素変性澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール、表面サイズ剤(例えば中性サイズ剤)、耐水化剤、保水剤、増粘剤、滑剤、歩留まり向上剤、濾水性向上剤、紙力増強剤等が挙げられ、これらを単独又は二種以上組み合わせて使用してもよい。歩留まり向上剤としては、例えば、硫酸アルミニウムや各種のアニオン性、カチオン性、ノニオン性或いは、両性のものが挙げられる。乾燥紙力増強剤としては、例えばポリアクリルアミド、カチオン化澱粉などが挙げられ、湿潤紙力増強剤としては、例えばポリアミドアミンエピクロロヒドリンなどが挙げられる。これらの薬剤は地合や操業性などの影響の無い範囲で添加される。中性サイズ剤としては、アルキルケテンダイマーやアルケニル無水コハク酸、中性ロジンサイズ剤などが挙げられる。顔料としては、例えばカオリン、クレー、エンジニアードカオリン、デラミネーテッドクレー、重質炭酸カルシウム、軽質炭酸カルシウム、マイカ、タルク、二酸化チタン、硫酸バリウム、硫酸カルシウム、酸化亜鉛、珪酸、珪酸塩、コロイダルシリカ、サチンホワイトなどの無機顔料及び密実型、中空型、又はコアーシェル型等の有機顔料などが挙げられ、これらを単独又は二種以上組み合わせて使用できる。さらに、染料、蛍光増白剤、pH調整剤、消泡剤、ピッチコントロール剤、スライムコントロール剤等も必要に応じて添加することができる。なお、紙基材の表面を各種薬剤や顔料で処理してもよい。
 紙基材の製造(抄紙)方法は特に限定されるものではなく、公知の長網フォーマー、オントップハイブリッドフォーマー、ギャップフォーマーマシン等を用いて、酸性抄紙、中性抄紙、アルカリ抄紙方式で抄紙して紙基材を製造することができる。
 紙基材の表面処理の方法は特に限定されないが、例えばロッドメタリングサイズプレス、ポンド式サイズプレス、ゲートロールコーター、スプレーコーター、ブレードコーター、カーテンコーターなどの公知の塗工装置を使用できる。
 このようにして得られる紙基材(原紙)としては、上質紙、中質紙、塗工紙、片艶紙、クラフト紙、片艶クラフト紙、晒クラフト紙、未晒クラフト紙、レーヨン紙、薄葉紙、グラシン紙、板紙、白板紙、セロハン、ライナーなどの各種公知のものが挙げられる。
 紙基材は、上述した原紙の片面又は両面に、紙基材の一部として透明塗工層を有していてよい。原紙上に透明塗工層を形成することにより、原紙の表面強度や平滑性が向上する。また、顔料を塗工する際の塗工性も向上する。該透明塗工層は、バインダーとして、澱粉由来の高分子化合物を含んでいてよい。透明塗工層を形成する際の塗工液の塗工の量は、片面あたり固形分換算で0.1~4.0g/mが好ましく、0.5~2.5g/mがより好ましい。例えば、サイズプレス、ゲートロールコーター、プレメタリングサイズプレス、カーテンコーター、スプレーコーター等のコーター(塗工機)を使用して、澱粉、酸化澱粉等の各種澱粉、ポリアクリルアミド、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子を主成分とする塗布液を原紙上に塗布してよい。また、オンラインソフトカレンダー、オンラインチルドカレンダーなどにより塗工前の原紙にプレカレンダー処理を行い、原紙を予め平滑化しておくことが、塗工後の塗工層を均一化する上で好ましい。
 紙基材は、必要に応じて平滑化処理してよい。平滑化処理には、通常のスーパーカレンダー、グロスカレンダー、ソフトカレンダー、熱カレンダー、シューカレンダー等の平滑化処理装置を用いることができる。平滑化処理装置は、オンマシンやオフマシンで適宜用いられ、加圧装置の形態、加圧ニップの数、加温等も適宜調整される。
 紙基材の坪量は、包装体に所望される各種品質や取り扱い性等により適宜選択可能であるが、通常は15~800g/m程度が好ましい。食品などの包装体、袋、紙器、段ボール箱、カップなどの用途に使用する包装材料の場合、紙基材の坪量は25~600g/mがより好ましい。さらに、袋用または後述する軟包装体用では30~150g/m、紙器用では170~600g/m、段ボールのライナー用には150~300g/m、中芯用には120~200g/mのものが特に好ましい。紙基材の坪量が前記上限以下であれば、ヒートシール強度が向上する。また前記下限以上であれば機械強度が向上し、包装体製造時のトラブルが減少する。
<その他の層>
 紙層と変性EVOH(A)からなる層とを備える前記多層構造体は、その他の層として、中間層やシーラント層をさらに備えることが好ましい。中間層を備える場合、屈曲後のガスバリア性の低下を抑制するために、紙層に直接積層され、変性EVOH(A)層が直接中間層に積層されていることが好ましい。シーラント層を備える場合、多層構造体のヒートシール強度を向上させるために最外層側に配置されることが好ましい。前記多層構造体の層構成の具体例を以下に示す。ここで、「/」は直接積層していることを意味し、「//」は接着層を介して積層していることを意味する。
紙層/変性EVOH(A)層、
変性EVOH(A)層/紙層/変性EVOH(A)層、
変性EVOH(A)層/紙層/変性EVOH(A)層/紙層/変性EVOH(A)層、
紙層/中間層/変性EVOH(A)層、
紙層/中間層/変性EVOH(A)層/シーラント層、
紙層/中間層/変性EVOH(A)層//シーラント層、
変性EVOH(A)層/中間層/紙層/変性EVOH(A)層/紙層/変性EVOH(A)層、
変性EVOH(A)層/中間層/紙層/変性EVOH(A)層/紙層/変性EVOH(A)層/シーラント層、
変性EVOH(A)層/中間層/紙層/変性EVOH(A)層/紙層/変性EVOH(A)層//シーラント層、
変性EVOH(A)層/中間層/紙層/中間層/変性EVOH(A)層/紙層/変性EVOH(A)層、
変性EVOH(A)層/中間層/紙層/中間層/変性EVOH(A)層/紙層/変性EVOH(A)層/シーラント層、
変性EVOH(A)層/中間層/紙層/中間層/変性EVOH(A)層/紙層/変性EVOH(A)層//シーラント層
変性EVOH(A)層/中間層/紙層/中間層/変性EVOH(A)層/紙層/中間層/変性EVOH(A)層、
変性EVOH(A)層/中間層/紙層/中間層/変性EVOH(A)層/紙層/中間層/変性EVOH(A)層/シーラント層、
変性EVOH(A)層/中間層/紙層/中間層/変性EVOH(A)層/紙層/中間層/変性EVOH(A)層//シーラント層。
<中間層>
 中間層はアンカーコート剤を塗布して乾燥させることにより形成されるアンカーコート層であってもよいし、溶融押出による熱可塑性樹脂層であってもよい。
 中間層の形成に用いられるアンカーコート剤としては、耐熱温度が135℃以上である任意の樹脂、例えばビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等からなるアンカーコート剤が挙げられるが、特に、構造中に2以上のヒドロキシル基を有するアクリル系又はメタクリル系樹脂と、硬化剤としてのイソシアネート化合物とからなるアンカーコート剤を、好ましく使用することができる。また、これに添加剤としてシランカップリング剤を併用してもよく、また、硝化綿を、耐熱性を高めるために併用してもよい。
 中間層の熱可塑性樹脂層としては変性EVOH(A)と接着性を有するカルボン酸変性ポリオレフィンを含有する接着性樹脂を用いることが好ましい。カルボン酸変性ポリオレフィンとしては、オレフィン系重合体にエチレン性不飽和カルボン酸、そのエステルまたはその無水物を化学的(例えば付加反応、グラフト反応等)に結合させて得られるカルボキシル基を含有する変性オレフィン系重合体を好適に使用することができる。ここで、オレフィン系重合体の例としては、ポリエチレン(例えば、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン)、直鎖状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ボリブテン等のポリオレフィン、オレフィンと他のモノマー(例えば、ビニルエステル、不飽和カルボン酸エステルなど)との共重合体(例えば、エチレン-酢酸ビニル共重合体、エチレン-アクリル酸エチルエステル共重合体等)が挙げられる。直鎖状低密度ポリエチレン、エチレン-酢酸ビニル共重合体(酢酸ビニルの含有量5~55質量%)、エチレン-アクリル酸エチルエステル共重合体(アクリル酸エチルエステルの含有量8~35質量%)が好ましく、直鎖状低密度ポリエチレンおよびエチレン-酢酸ビニル共重合体が特に好ましい。エチレン性不飽和カルボン酸、そのエステルまたはその無水物としては、エチレン性不飽和モノカルボン酸、またはそのエステル、エチレン性不飽和ジカルボン酸、またはそのモノもしくはジエステル、あるいはその無水物が挙げられ、中でもエチレン性不飽和ジカルボン酸無水物が好ましい。具体的な例としては、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノメチルエステル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエチルエステル、フマル酸モノメチルエステルなどが挙げられ、特に、無水マレイン酸が好ましい。
 エチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物のオレフィン系重合体への付加量またはグラフト量(変性度)は、オレフィン系重合体に対して、例えば、0.0001質量%~15質量%が好ましく、より好ましくは0.001質量%~10質量%である。エチレン性不飽和カルボン酸またはその無水物のオレフィン系重合体への付加反応、グラフト反応は、例えば、溶媒(キシレンなど)、触媒(過酸化物など)の存在下でラジカル重合法などにより行うことができる。このようにして得られたカルボン酸変性ポリオレフィンの210℃で測定したメルトフローレート(MFR、2160g荷重下)は0.2g/10分~30g/10分であることが好ましく、0.5g/10分~10g/10分であることがより好ましい。これらの接着性樹脂は単独で用いてもよいし、また二種以上を混合して用いることもできる。
 本発明において、中間層の平均厚みの下限は、0.1μm以上が好ましく、0.3μm以上がより好ましく0.5μm以上がさらに好ましい。前記下限以上であれば折り曲げ後のガスバリア性の低下がさらに抑制される。また平均厚みの上限は、50μm以下が好ましく、30μm以下がより好ましく、10μm以下がさらに好ましい。前記上限以下となることで紙のリサイクル性が向上する。
<シーラント層>
 シーラント層はコート剤を塗布して乾燥させることにより形成される樹脂層であってもよいし、溶融押出による熱可塑性樹脂層であってもよい。
 シーラント層の形成に用いられるコート剤としては、耐熱温度が135℃以上である任意の樹脂、例えばビニル変性樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等からなるコート剤やポリ乳酸(PLA)樹脂、スチレンアクリル酸エステル共重合体、ポリオレフィン系共重合体、エチレンメタクリル酸共重合体が挙げられるが、特に、構造中に2以上のヒドロキシル基を有するアクリル系樹脂又はメタクリル系樹脂と、硬化剤としてイソシアネート化合物とからなるアンカーコート剤を、好ましく使用することができる。また、これに添加剤としてシランカップリング剤を併用してもよく、また、硝化綿を、耐熱性を高めるために併用してもよい。
 シーラント層を構成する熱可塑性樹脂としては、ガラス転移温度または融点まで加熱することにより軟化して塑性を示す樹脂であれば特に限定されず、例えば、ポリオレフィン樹脂(ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂等)、不飽和カルボン酸またはそのエステルでグラフト変性したグラフト化ポリオレフィン樹脂、ハロゲン化ポリオレフィン樹脂、エチレン-酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン-アクリル酸共重合体樹脂、エチレン-アクリル酸エステル共重合体樹脂、ポリエステル樹脂、ポリアミド樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、ポリ塩化ビニリデン樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂、ビニルエステル樹脂、アイオノマー、ポリエステルエラストマー、ポリウレタンエラストマー、芳香族又は脂肪族ポリケトン等が挙げられる。特に機械的強度や成形加工性が良好であることからポリオレフィン樹脂が好ましく、ポリエチレン樹脂およびポリプロピレン樹脂がより好ましい。
 前記熱可塑性樹脂層は、本発明の目的を損なわない範囲で添加剤を含んでいてもよい。添加剤としては、前記熱可塑性樹脂以外の樹脂、熱安定剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、着色剤、フィラー等が挙げられる。熱可塑性樹脂層が前記熱可塑性樹脂以外の添加剤を含む場合、添加剤の含有率は熱可塑性樹脂層の総量に対して20質量%以下が好ましく、10質量%以下がより好ましく、5質量%以下がさらに好ましい。
 熱可塑性樹脂層は、熱可塑性樹脂を主成分として含有する。熱可塑性樹脂層は、単一の熱可塑性樹脂、または複数の熱可塑性樹脂の混合物のいずれを主成分として含有するものであってもよい。
 シーラント層の平均厚みの下限は、1μm以上が好ましく、3μm以上がより好ましく、5μm以上がさらに好ましい。前記下限以上であれば良好なヒートシール強度を有する。また平均厚みの上限は100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましく、40μm以下がさらに好ましく、30μm以下が特に好ましい。前記上限以下であれば紙のリサイクル性が向上する。
 紙層の重量M1と、それ以外の層の合計重量M2の比(M1/M2)の下限は1.00以上が好ましく、1.25以上がより好ましく、2.33以上がさらに好ましく、4.00以上が特に好ましい。前記下限以上であれば紙のリサイクル性が向上する。M2の算出方法の例としては、得られた多層構造体の断面を測定して得られた各層厚みと、各層の比重から算出された各層の重量を合計することにより算出される。比(M1/M2)の上限は300以下が好ましく、100以下がより好ましく、50以下がさらに好ましい。前記上限以下であれば、包装体としたときの折り曲げ部での応力が低減され、ガスバリア性の悪化が抑制される。
<紙層と変性EVOH(A)からなる層とを備える多層構造体の製造方法>
 前記多層構造体を製造する際の、多層化方法としては、例えば、溶液コート法(ダイレクトグラビアロールコート法、グラビアロールコート法、キスコート法、リバースロールコート法、フォンテン法、トランスファーロールコート法)、押出コート法が挙げられ、それらの中から複数の方法を用いることもできる。変性EVOH(A)層は紙層を形成する紙基材上に前記コーティング剤を直接塗布することにより形成してもよいし、紙基材上に上述した中間層等のその他の層を形成した後、その他の層の上に前記コーティング剤を塗布することにより形成してもよい。変性EVOH(A)層の厚み(被膜の厚み)は上述したとおりである。
<紙層と変性EVOH(A)からなる層とを備える多層構造体の用途>
 前記多層構造体の用途としては包装体が挙げられ、好適な態様の一つである。この包装体は、前記多層構造体のみによって構成されてもよく、多層構造体と他の部材とによって構成されてもよい。包装体は、様々な方法で作製できる。例えば、シート状の多層構造体又は該多層構造体を含むフィルム材(以下、単に「フィルム材」ともいう。)を接合して所定の容器の形状に成形することによって、容器(包装体)を作製してもよい。前記多層構造体を含む包装体は、その優れたガスバリア性を活かして、様々な用途に適用することができる。この包装体は、酸素に対するガスバリア性が必要となる用途や、包装体の内部が各種の機能性ガスによって置換される用途に好ましく用いられる。例えば、前記包装体は、食品用包装体として好ましく用いられる。また、前記包装体は、食品用包装体以外にも、農薬や医薬等の薬品;医療器材;機械部品や精密材料等の産業資材;衣料等を包装するための包装体等として好ましく用いられる。
 前記多層構造体は、種々の包装体に二次加工されたものであってもよい。このような包装体は、縦製袋充填シール袋、パウチ、真空包装体、カップ状容器、バッグ、容器用蓋材、又はインモールドラベルであってもよい。
<縦製袋充填シール袋>
 前記多層構造体を含む包装体は、縦製袋充填シール袋であってもよい。その一例を図1に示す。図1に示される縦製袋充填シール袋10は、多層構造体11が、2つの端部11aと胴体部11bとの三方でシールされることによって形成されている。縦製袋充填シール袋10は、縦型製袋充填機により製造できる。縦型製袋充填機による製袋には様々な方法が適用されるが、いずれの方法においても、内容物は袋の上方の開口からその内部へと供給され、その後にその開口がシールされて縦製袋充填シール袋が製造される。縦製袋充填シール袋は、例えば、上端、下端、及び側部の三方においてヒートシールされた1枚のフィルム材により構成される。前記多層構造体を用いて得られる縦製袋充填シール袋は、製袋後でも優れたガスバリア性能が維持されるため、内容物の品質劣化を長期間にわたって抑制できる。
 <包装体の用途>
 前記多層構造体を含む包装体は優れたガスバリア性を有するが、包装体の内容物を食品としたとき、内容物の品質の保持効果を一層高めることができる。食品中の微生物の増殖を抑制し、食品の保存性をさらに向上させるためには、前記包装体中の食品の水分活性は0.94以下が好ましく、0.80以下がより好ましく、0.60以下がさらに好ましい。一方、過度に水分活性を下げることで食品の食味や食感が低下することから、食品の水分活性は0.10以上が好ましい。
 以下に本発明を実施例により具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例により何ら限定されるものではない。なお、以下の合成例、実施例及び比較例において採用された各評価方法を以下に示す。
・変性EVOH(A)及びEVOH(B)のエチレン含有量及びケン化度
 重水素化ジメチルスルホキシドを溶媒としたH-NMR(核磁気共鳴)測定(日本電子社製「JNM-GX-500型」を使用)により得られたスペクトルから算出した。
・変性EVOH(A)及びEVOH(B)の融点
 変性EVOH(A)及びEVOH(B)の融点は、JIS K 7121に準じて、30℃から200℃まで10℃/分の速度にて昇温した後50℃/分で0℃まで急冷して再度0℃から200℃まで10℃/分の昇温速度にて測定を実施した(TA Instruments社製示差走査熱量計(DSC)「Q2000」)。温度の校正にはインジウムを用いた。2ndランのチャートからJIS K 7121にしたがって融解ピーク温度(T)を求め、これを変性EVOH(A)及びEVOH(B)の融点とした。
・変性EVOH(A)及びEVOH(B)のメルトフローレート(MFR)
 メルトインデクサーL244(宝工業株式会社製)を用いて測定した。具体的には、測定する樹脂(変性EVOH(A)及びEVOH(B)、あるいは樹脂組成物)の粉体やチップ、ペレットを、内径9.55mm、長さ162mmのシリンダーに充填し、190℃で溶融した後、溶融した樹脂に対して、重さ2160g、直径9.48mmのプランジャーによって均等に荷重をかけ、シリンダーの中央に設けた径2.1mmのオリフィスより押出された樹脂の流出速度(g/10分)を測定し、これをメルトフローレート(MFR)とした。融点が190℃以上のものは、210℃、230℃の2条件で測定し、片対数グラフで絶対温度の逆数を横軸、MFRの対数を縦軸にプロットし、190℃に外挿した値とした。
・アルカリ金属イオン、金属塩、リン酸化合物及びホウ素化合物の定量
 得られた変性EVOHペレット0.5gをテフロン(登録商標)製圧力容器に入れ、ここに濃硝酸5mLを加えて室温で30分間分解させた。分解後に前記圧力容器に蓋をし、湿式分解装置(アクタック社の「MWS-2」)により150℃で10分間、次いで180℃で5分間加熱することでさらに分解を行い、その後室温まで冷却した。この処理液を50mLのメスフラスコに移しイオン交換水でメスアップして測定用試料溶液とした。ICP発光分光分析装置(パーキンエルマー社の「OPTIMA4300DV」)により前記試料溶液中の金属元素、リン元素及びホウ素元素の含有量を測定した。以下に示す各観測波長でこれらの元素の定量分析を行った。標準溶液を用いて作成した検量線と得られた値から、変性EVOHペレット中の、アルカリ金属イオン、金属元素換算の金属塩含有量、リン酸根換算のリン酸化合物の含有量及びホウ素元素換算のホウ素化合物の含有量を求めた。
 Na :589.592nm
 K  :766.490nm
 Mg :285.213nm
 Ca :317.933nm
 P  :214.914nm
 B  :249.667nm
・カルボン酸イオンの定量
 乾燥変性EVOH(A)ペレットを凍結粉砕により粉砕した。得られた粉砕変性EVOH(A)を、呼び寸法1mmのふるい(標準フルイ規格JIS-Z8801準拠)でふるい分けした。前記のふるいを通過した変性EVOH(A)粉末10gとイオン交換水50mLを共栓付き100mL三角フラスコに投入し、冷却コンデンサーを付け、95℃で10時間撹拌、抽出した。得られた抽出液2mLを、イオン交換水8mLで希釈した。前記の希釈された抽出液を、横河電機社製イオンクロマトグラフィー「IC7000」を用いて定量分析し、カルボン酸イオンの量を定量することで、カルボン酸及びカルボン酸イオンの量を算出した。なお、定量に際しては酢酸水溶液を用いて作成した検量線を用いた。
イオンクロマトグラフィー測定条件:
  カラム      :Dionex IonPac社製「ICE-AS-1」
  溶離液      :1.0mmol/L オクタンスルホン酸溶液
  測定温度     :35℃   溶離液流速    :1mL/min.
  サンプル打ち込み量:50μL
[合成例1]
 (1)変性EVAcの合成
 ジャケット、攪拌機、窒素導入口、エチレン導入口及び開始剤添加口を備えた250L加圧反応槽に、酢酸ビニル(式(V)において、Rがメチル基:以下、VAcと称する)を100kg、メタノール(以下、MeOHと称することがある)を10kg、2-メチレン-1,3-プロパンジオールジアセテート(式(VI)において、R及びRが水素原子で、R及びRがメチル基:以下、MPDAcと称する)を2.9kg仕込み、60℃に昇温した後、30分間窒素バブリングして反応槽内を窒素置換した。次いで反応槽圧力(エチレン圧力)が4.9MPaとなるようにエチレンを導入した。反応槽内の温度を60℃に調整した後、開始剤として60gの2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)(和光純薬工業株式会社製「V-65」)をメタノール溶液として添加し、重合を開始した。重合中はエチレン圧力を4.9MPaに、重合温度を60℃に維持した。6時間後にVAcの重合率が45%となったところで冷却して重合を停止した。反応槽を開放して脱エチレンした後、窒素ガスをバブリングして脱エチレンを完全に行った。次いで減圧下で未反応のVAcを除去した後、MPDAc由来の構造単位が共重合により導入された変性エチレン-酢酸ビニル共重合体(以下、変性EVAcと称することがある、式(VIII))にMeOHを添加して20重量%MeOH溶液とした。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 (2)変性EVAcのケン化
 ジャケット、攪拌機、窒素導入口、還流冷却器及び溶液添加口を備えた500L反応槽に(1)で得た変性EVAcの20重量%MeOH溶液を仕込んだ。この溶液に窒素を吹き込みながら60℃に昇温し、変性EVAc中の酢酸ビニルユニットに対し0.5当量の水酸化ナトリウムを2規定のMeOH溶液として添加した。水酸化ナトリウムMeOH溶液の添加終了後、系内温度を60℃に保ち、酢酸メチルとMeOHを留去させながら2時間攪拌してケン化反応を進行させた。その後酢酸を添加してケン化反応を停止した。その後、60~80℃で加熱攪拌しながら、イオン交換水を添加し、反応槽外にMeOHを留出させ、変性EVOHを析出させた。析出した変性EVOHを収集し、ミキサーで粉砕した。得られた変性EVOH粉末を1g/Lの酢酸水溶液(浴比20:粉末1kgに対して水溶液20Lの割合)に投入して2時間攪拌洗浄した。これを脱液し、さらに1g/Lの酢酸水溶液(浴比20)に投入して2時間攪拌洗浄した。これを脱液したものを、イオン交換水(浴比20)に投入して攪拌洗浄を2時間行い脱液する操作を3回繰り返して精製を行った。次いで、酢酸0.5g/L及び酢酸ナトリウム0.1g/Lを含有する水溶液10Lに4時間攪拌浸漬してから脱液し、これを60℃で16時間乾燥させることで変性EVOHの粗乾燥物を得た。
 (3)変性EVAc中の各構造単位の含有量
 変性EVAc中の、エチレン単位含有率(式(VIII)におけるaモル%)、酢酸ビニル単位の含有量(式(VIII)におけるbモル%)及びMPDAc由来の構造単位の含有量(式(VIII)におけるcモル%)は、ケン化前の変性EVAcをH-NMR測定して算出した。
 まず、(1)において得られた変性EVAcのMeOH溶液を少量サンプリングし、イオン交換水中で変性EVAcを析出させた。析出物を収集し、真空下、60℃で乾燥させることで変性EVAcの乾燥品を得た。次に、得られた変性EVAcの乾燥品を内部標準物質としてテトラメチルシランを含むジメチルスルホキシド(DMSO)-dに溶解し、500MHzのH-NMR(日本電子株式会社製:「GX-500」)を用いて80℃で測定した。
 変性EVAcのH-NMRスペクトル中の各ピークは、以下のように帰属される。
・0.6~1.0ppm:末端部位エチレン単位のメチレンプロトン(4H)
・1.0~1.85ppm:中間部位エチレン単位のメチレンプロトン(4H)、MPDAc由来の構造単位の主鎖部位メチレンプロトン(2H)、酢酸ビニル単位のメチレンプロトン(2H)
・1.85~2.1ppm:MPDAc由来の構造単位のメチルプロトン(6H)と酢酸ビニル単位のメチルプロトン(3H)
・3.7~4.1ppm:MPDAc由来の構造単位の側鎖部位メチレンプロトン(4H)
・4.4~5.3ppm:酢酸ビニル単位のメチンプロトン(1H)
 上記帰属にしたがい、0.6~1.0ppmの積分値をx、1.0~1.85ppmの積分値をy、3.7~4.1ppmの積分値をz、4.4~5.3ppmの積分値をwとした場合、エチレン単位の含有率a(モル%)、酢酸ビニル単位の含有量b(モル%)及びMPDAc由来の構造単位の含有率c(モル%)は、それぞれ以下の式にしたがって算出される。
a=(2x+2y-z-4w)/(2x+2y+z+4w)×100
b=8w/(2x+2y+z+4w)×100
c=2z/(2x+2y+z+4w)×100
 上記方法により算出した結果、合成例1における変性EVAcのエチレン単位の含有率aは38.0モル%、酢酸ビニル単位の含有率bは60.5モル%、MPDAc由来の構造単位の含有率cは1.5モル%であった。変性EVAcにおけるa、b及びcの値は、ケン化処理後の変性EVOH(A)におけるa、b及びcの値と同じである。
 (4)変性EVOH(A)のケン化度
 ケン化後の変性EVOHについても同様にH-NMR測定を行った。上記(2)で得られた変性EVOHの粗乾燥物を、内部標準物質としてテトラメチルシラン、添加剤としてテトラフルオロ酢酸(TFA)を含むジメチルスルホキシド(DMSO)-dに溶解し、500MHzのH-NMR(日本電子株式会社製:「GX-500」)を用いて80℃で測定した。H-NMR測定の結果、1.85~2.1ppmのピーク強度が大幅に減少していたことから、変性EVOH中の酢酸ビニル由来のエステル基に加え、MPDAc由来の構造単位に含まれるエステル基もケン化されて水酸基になっていることが明らかである。ケン化度は酢酸ビニル単位のメチルプロトン(1.85~2.1ppm)と、ビニルアルコール単位のメチンプロトン(3.15~4.15ppm)のピーク強度比より算出した。合成例1の変性EVOH(A1)のケン化度は99.9モル%以上であった。変性EVOH(A1)の分析結果を表1に示す。
[合成例2]
 合成例1で得られた変性EVAcをけん化した後に、酢酸0.5g/L及び酢酸ナトリウム0.1g/Lを含有する水溶液10Lに4時間攪拌浸漬する工程において、酢酸、酢酸ナトリウムに加えて、さらにホウ酸0.02g/Lを含有する水溶液を用いた以外は合成例1と同様にして、変性EVOH(A2)の合成及び分析を行った。結果を表1に示す。
[合成例3~8]
 重合条件について、表1のように条件を変更した以外は合成例1と同様にして、変性EVOH(A3~A7)、未変性EVOH(B4)の合成及び分析を行った。結果を表1に示す。
[合成例9]
 EVOH(B1)(エチレン含有量38モル%、エバールH171B、株式会社クラレ製)を0.5mm径に凍結粉砕を行い、1g/Lの酢酸水溶液(浴比20:粉末1kgに対して水溶液20Lの割合)に投入して2時間攪拌洗浄した。これを脱液し、さらに1g/Lの酢酸水溶液(浴比20)に投入して2時間攪拌洗浄した。これを脱液したものを、イオン交換水(浴比20)に投入して攪拌洗浄を2時間行い脱液する操作を3回繰り返して精製を行った。次いで、酢酸0.5g/L及び酢酸ナトリウム0.1g/Lを含有する水溶液10Lに4時間攪拌浸漬してから脱液し、これを60℃で16時間乾燥、次いで110℃で6時間乾燥させることでEVOHの乾燥物を得た。
 亜鉛アセチルアセトナート一水和物28重量部を、1,2-ジメトキシエタン957重量部と混合し、混合溶液を得た。得られた前記混合液に、攪拌しながらトリフルオロメタンスルホン酸15重量部を添加し、触媒を含む溶液を得た。すなわち、亜鉛アセチルアセトナート一水和物1モルに対して、トリフルオロメタンスルホン酸1モルを混合した触媒溶液を調製した。
 前記EVOHの乾燥物を、東芝機械社製TEM-35BS押出機(37mmφ、L/D=52.5、押出機設定温度200℃、スクリュー回転数250rpm)に11kg/hrで添加した。また、押出機入口側のベント部位から内圧60mmHgに減圧し、エポキシプロパンが0.4kg/hrの割合で、上記触媒溶液が0.20kg/hrの割合で添加されるように、両者を混合してから押出機の中央からフィードした。ついで、押出機の出口側にあるベントから、常圧で未反応のエポキシプロパンを除去した後、触媒失活剤として、押出機出口直前部位からエチレンジアミン四酢酸三ナトリウム三水和物8.2重量%水溶液を0.11kg/hrの割合で添加した。押出機出口から出てきた樹脂を連続的に切断し、変性EVOH(A8)を得た。得られた変性EVOH(A8)のMFRは1g/10分(190℃、2160g荷重下)であり、融点は161℃であった。
 こうして得られた、エポキシプロパンで変性された変性EVOH(A8)の化学構造については、以下の手順に従って変性EVOH(A8)をトリフルオロアセチル化した後にNMR測定を行うことによって求めた。
 上記作製した変性EVOH(A8)を粒子径0.2mm以下に粉砕した後、この粉末1gを100mlナスフラスコに入れ、塩化メチレン20g及び無水トリフルオロ酢酸10gを添加し、室温で攪拌した。攪拌開始から1時間後、前記変性EVOHは完全に溶解した。前記変性EVOHが完全に溶解してからさらに1時間攪拌した後、ロータリーエバポレーターにより溶媒を除去した。得られたトリフルオロアセチル化された変性EVOHを2g/Lの濃度で重クロロホルムと無水トリフルオロ酢酸の混合溶媒(重クロロホルム/無水トリフルオロ酢酸=2/1(重量比))に溶解し、テトラメチルシランを内部標準として500MHzH-NMRを測定した。
 エポキシプロパンで変性された変性EVOH(A8)の化学構造について、特許文献4記載の方法に従い、各構造単位の含有量を求めたところ、エチレン含有量は38モル%であり、エポキシプロパンの含有量は1.5モル%であった。得られた樹脂の分析結果を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
[実施例1]
・変性EVOH(A)溶液
 合成例1で得られた変性EVOH(A1)を、n-プロピルアルコール/水(重量比70/30)混合溶媒に完全に溶解させ、変性EVOH(A1)を15重量%含有する溶液を調製した。下記の塗工試験(コートフィルムの作製及び評価)には、調製後20℃、65%RHの環境下に1日間保存した溶液を使用した。
・溶液粘度
 調製した溶液の溶液粘度を、アナログ粘度計LVT(ブルックフィールド社製)を用いて23℃の条件で測定した。溶液調製直後の粘度をV、溶液を20℃の環境で7日間(1週間)保存した後の粘度をVとした。各測定前に、溶液の攪拌を行って均一にした後、23℃で30分間温度が安定した状態で粘度測定を行った。溶液の粘度安定性は、溶液を保存したときの粘度変化|(V7-V0)/V|が小さいほど、溶液の粘度安定性が高いと判断した。
・溶液の透過率測定
 調製した溶液の波長800nmにおける光線透過率を紫外可視分光光度計(島津製作所社製UV-2450)で測定した。測定では、あらかじめ攪拌・静置・脱泡を行った溶液を、光路長1cmの石英セルに溶液を加え、溶媒のみ石英セルに加えた状態を透過率100%として測定を行った。溶液の保存安定性を評価するために、溶液調整直後(T)、15℃の条件で1日間保存した後、20℃の条件で7日間(1週間)保存した後(T)、それぞれの光線透過率測定を20℃で行った。長期間、または低温で保存しても高い光線透過率を維持できているほど、溶液の安定性が高いと判断した。
・コートフィルム(多層構造体)の作製
 厚さ25μmのポリエチレンテレフタレートフィルムに、バーコーターを使用し、ポリエステル系アンカーコート剤(東洋モートン株式会社、銘柄AD-335A)を固形分量で1g/m塗布した。引き続き上記変性EVOH溶液をバーコーターで塗布してから、60℃の熱風乾燥機で3分間乾燥した。変性EVOH(A)層の厚みは、得られた多層構造体の断面をミクロトームで切断し光学顕微鏡で観察して測定し、平均厚み5μmであった。得られたコートフィルムは白化や曇りがなく、非常に透明で美麗であった。
・コートフィルムのヘイズ測定
 コートフィルムを、20℃、65%RHの環境下で5日間、調湿した。調湿後のコートフィルムのヘイズ測定をヘイズ・透過率・反射率計(村上色彩技術研究所社製、HR-100)を用いて行った。
・コートフィルムの酸素透過率(OTR)
 コートフィルムを、20℃、65%RHの環境下で5日間、調湿した。調湿後のコートフィルムの酸素透過率を、モダンコントロール社製 MOCON OX-TRAN2/21型を用い、20℃、65%RHの条件下で、JIS K7126(等圧法)に記載の方法に準じて測定した。測定に際しては、2枚の試料を測定して、その平均値を、コート層の厚み20μm換算の値(cc・20μm/m・day・atm)として求めた。なお、基材のポリエチレンテレフタレートフィルムの酸素透過率は変性EVOH(A)あるいはEVOH(B)を塗布してなる層と比べてはるかに大きいので、コートフィルムの酸素透過率に対する基材の影響は無視することが可能である。
 変性EVOH(A)溶液は、7日間保存後も透過率が低下しなかった。また、酸素透過率は、20℃、65%RHの環境下に1日保存した後の変性EVOH(A)溶液で作製したコートフィルムでは0.75cc・20μm/m・day・atmであり、溶液を20℃で7日間保存した後の液で作製したコートフィルムでも0.75cc・20μm/m・day・atmであり、良好なガスバリア性を示した。評価結果を表2、表3にまとめて示す。
[実施例2]
 実施例1で得られた変性EVOH(A1)を15重量%含有する溶液に、変性EVOH(A1)に対する非晶質シリカ(銘柄:サイリシア350、富士シリシア化学社製、平均粒子径3.9μm)の含有量が1000ppmとなるように添加した後、攪拌・混合して溶液を調製した。この溶液を用いた以外は、実施例1と同様にコートフィルムの作製、評価、分析を行った。それらの結果を表2、表3に示す。
[実施例3~9]
 変性EVOH溶液の調製に表2に示される変性EVOH及び溶媒を用いた以外は実施例1と同様に変性EVOH溶液の調製、コートフィルムの作製、及びそれらの評価、分析を行った。それらの結果を表2、表3に示す。
[実施例10]
 変性EVOH溶液の調製に用いる変性EVOHとして合成例7で得られた変性EVOH(A7)を、溶媒としてN-メチルピロリドンを用いたこと、及び変性EVOH溶液を塗布した後の乾燥温度を140℃に変更したこと以外は、実施例1と同様に変性EVOH溶液の調製、コートフィルムの作製、及びそれらの評価、分析を行った。それらの結果を表2、表3に示す。
[実施例11]
 合成例8で得られたエチレン含有量55モル%、ケン化度≧99.9モル%の未変性EVOH(B4)をn-プロピルアルコール/水(混合重量比80/20)に溶解させ、EVOH-B4を15重量%含有する溶液を調製した。この溶液と実施例1で得られた変性EVOH-A1の溶液を重量比1:2で混合・攪拌し、塗工溶液を調製した。この溶液の変性EVOH(A)と未変性EVOH(B)の重量率は、変性EVOH(A):未変性EVOH(B)=2:1であった。この溶液を用いた以外は、実施例1と同様にコートフィルムの作製、評価、分析を行った。それらの結果を表2、表3に示す。
[比較例1~5]
 変性EVOH(A)の代わりにEVOH(B1)(比較例1、エチレン含有量38モル%、エバールH171B、株式会社クラレ製)、EVOH(B2)(比較例2、エチレン含有量27モル%、エバールL171B、株式会社クラレ製)、EVOH(B3)(比較例3、エチレン含有量24モル%、エバールM100B、株式会社クラレ製)、合成例8で得られた未変性EVOH(B4)(比較例4)又は合成例9で得られたエポキシプロパンで変性された変性EVOH(A8)(比較例5)を用い、溶媒として表2に示されるものを用いた以外は実施例1と同様にEVOH溶液の調製及びコートフィルムの作製を行った。比較例1~5で得られたEVOH溶液の保存安定性とコートフィルムのヘイズ及び酸素透過率を実施例1と同様に評価した。比較例1~3で得られたコートフィルムには曇りが認められて外観が不良であった。評価結果を表2、表3に示す。
[比較例6]
 EVOH溶液の調製に用いるEVOHとして合成例8で得られた未変性EVOH(B4)を、溶媒としてN-メチルピロリドンを用いたこと、及びEVOH溶液を塗布した後の乾燥温度を140℃に変更した以外は、実施例1と同様にEVOH溶液の調製、コートフィルムの作製、及びそれらの評価、分析を行った。それらの結果を表2、表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 表2、表3に示されるように、変性EVOH(A)を含有する実施例1の溶液は、常温および低温での保存安定性に優れ、ヘイズの低い外観の良好な被膜を形成でき、しかもそのガスバリア性も良好であった。これに対し、未変性EVOH(B)のみを含有する比較例1の溶液は、保存安定性、形成される被膜の外観及びガスバリア性のいずれについても劣っていた。
[合成例10]
 変性EVAcのケン化工程において、変性EVOHをイオン交換水(浴比20)に投入して攪拌洗浄を2時間行い脱液する操作を6回繰り返した以外は合成例1と同様にして粉砕して得られた変性EVOH粉末の精製まで行った。6回目の洗浄を行った後の洗浄液の伝導度を東亜電波工業社製「CM-30ET」で測定した結果、前記洗浄液の伝導度は3μS/cmであった。得られた含水変性EVOHペレットの含水率は110質量%であった。(含水EVOHの含水率は、乾燥EVOH基準の質量%とする。含水ペレットの質量をMw、乾燥後EVOHの質量をMsとしたとき、(Mw-Ms)/Ms×100にて求められる。)
 水に酢酸0.8g/L、酢酸ナトリウム0.64g/L、リン酸0.016g/Lとなるようそれぞれの成分を溶解した水溶液94.5Lに、前記で得た含水EVOHペレット10.5kgを投入して、25℃で6時間、時々攪拌しながら浸漬を行った。浸漬後の含水EVOHペレットを遠心脱液により脱水した後、熱風乾燥機中80℃で3時間、引き続き120℃で24時間乾燥して、乾燥EVOH樹脂組成物のペレット変性EVOH(A9)を得た。変性EVOH(A9)中のアルカリ金属としてのナトリウム量は200ppm(8.7μmol/g)であった。変性EVOH(A9)の分析結果を表5に示す。
[合成例11~19]
 変性EVOHの重合条件および含水変性EVOHペレットを浸漬する溶液の組成を表4に示す通りに変更した以外は合成例10と同様にして、変性EVAc及び乾燥EVOH樹脂組成物のペレットの作製及び分析を行った。結果を表4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
 こうして得られた乾燥EVOH樹脂組成物のペレット及び以下の材料を紙層及び変性EVOH(A)層を備える多層構造体の製造に使用した。
<紙層>
・晒クラフト紙:スノークイーンG40、坪量50g/m、大王製紙株式会社製
・グラシン紙:厚口グラシン、坪量31g/m、日本製紙株式会社製
・晒クラフト紙:坪量140g/m、日本製紙株式会社製
・クラフトボール:Sクラフトボール、坪量290g/m、日本製紙株式会社製
・クラフトボール:Sクラフトボール、坪量450g/m、日本製紙株式会社製
<中間層>
・アンカーコート剤:「ザイクセンAC」(住友精化株式会社製、ポリオレフィン系共重合物)
・接着性樹脂「Bondine TX8030」(Arkema社製)
<シーラント層>
・「ザイクセンAC」(住友精化株式会社製、ポリオレフィン系共重合物)
・無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP、厚み30μm)「トレファンRNO 3951」(東レフィルム加工株式会社製)
[実施例12]
 晒クラフト紙(坪量50g/m)をA4サイズにカットし、その一面に、第一理化学株式会社製バーコーターNo.12を用いてザイクセンACを塗布し、乾燥機にて120℃5分で乾燥を行った(紙層/中間層)。次にn-プロピルアルコールと水の混合溶媒(n-プロピルアルコール65wt%、水35wt%)に固形分濃度が15wt%になるようにEVOH(A14)添加し、80℃にて3時間攪拌し、EVOH(A14)が完全に溶解したことを確認した。晒クラフト紙のザイクセンACが塗布されている面に第一理化学株式会社製バーコーターNo.10を用いて得られた溶液を塗布した後、乾燥機にて120℃、5分間乾燥を行った(紙層/中間層/変性EVOH(A)層)。無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP、厚み30μm)に、二液系接着剤(「タケラック(商標)A-385」/「タケネートA-10」)を固形分2.5g/mの目付で塗布した後、前記晒クラフト紙(紙層/中間層/変性EVOH層)の変性EVOH(A)層側にドライラミネート法により積層し、紙層/中間層/変性EVOH層//シーラント層からなる多層構造体を得た。ミクロトームを用いて断面を作製し、顕微鏡にて各層の厚みを5点ずつ測定し、その平均を各層の厚みとした。
・ガスバリア性
 ガスバリア性として酸素透過度の評価を行った。得られた多層構造体から一部を切り取り、MOCON INC.製酸素透過率測定装置OX-TRAN2/20型(検出限界値0.01cc/m・day・atm)を用いて20℃、65%RHの条件下でJIS K7126(等圧法)に記載の方法に準じて測定した。得られた値をOTR1とし、以下の基準で評価した。前記多層構造体を用いて360度折り曲げた折れ部を含む包装体を作製し、折れ部が中心となるように一部を切り取り、酸素透過度の測定を行い、得られた値をOTR2とした。OTR2も同様に以下の基準で評価した。
 <判定基準>
 A:1.0cc/m・day・atm以下
 B:1.0cc/m・day・atmより大きく5.0cc/m・day・atm以下
 C:5.0cc/m・day・atmより大きく10.0cc/m・day・atm以下
 D:10.0cc/m・day・atmより大きく20cc/m・day・atm以下
 E:20cc/m・day・atmより大きい
・折れ部を含む前後のガスバリア性OTR2/OTR1
 折折れ部を含まない部分の酸素透過度OTR1と折れ部を含む部分の酸素透過度OTR2の比(OTR2/OTR1)を以下の基準で評価した。
 A:OTR2/OTR1が1.0以上1.5未満
 B:OTR2/OTR1が1.5以上3.0未満
 C:OTR2/OTR1が3.0以上5.0未満
 D:OTR2/OTR1が5.0以上10.0未満
 E:OTR2/OTR1が10.0以上
・ヒートシール強度
 前記多層構造体のヒートシール強度をJIS Z 0238に準拠して測定した。前記多層構造体を用いて、幅15mmの短冊状の切片を作製し、同じ層(シーラント層同士または変性EVOH(A)層同士)が接するように重ね、東洋精機製作所社製熱傾斜試験機にて長さ100mmの重複部分を160℃もしくは180℃、圧力2.0kgf/cmで1秒間ヒートシールした。この測定試料を用い、23℃、50%RHの雰囲気下、株式会社島津製作所製オートグラフ「AGS-H型」を用いて、引っ張り速度300mm/分にて、T型剥離強度(単位:gf/15mm)を測定した。10回測定を行い、その平均値を求めた。160℃と180℃でヒートシールして得られた値のうち、高い方をヒートシール強度とし、以下の評価基準に基づいて評価した。
 A:1500gf/15mm以上
 B:800gf/15mm以上1500gf/15mm未満
 C:500gf/15mm以上800gf/15mm未満
 D:300gf/15mm以上500gf/15mm未満
 E:300gf/15mm未満
・カシューナッツの保存試験での包装体の外観特性と食味
前記多層構造体を縦17cm、横32cmの長方形に裁断し、横方向の両端から8.5cmの位置で折り曲げ、当該両端の同じ層が1cm幅で接するように重ね、この重なり部分(図1の胴体部11b)と、縦方向の一方の端部(図1の端部11a)を、それぞれ1cm幅でヒートシールし、包装体を作製した。50gのカシューナッツ(水分活性0.33)を入れ、縦方向の他方の端部(図1の端部11a)をヒートシールし、密閉した。この包装体を23℃、50%RHの条件下にて100日保管し、包装体の外観を肉眼で観察し以下のように判定した。外観特性の判定基準はA、B、C、D、Eの順番に油のシミが酷くなっているということである。また、カシューナッツをパネラー5名により食味を確認し、合議により以下の基準にしたがって判断した。食味の判断基準はA、B、C、D、Eの順番に味の変化が大きくなっているということである。
・外観特性の判定基準
 A:変化なし
 B:わずかに油のシミが確認された
 C:やや油のシミが確認された
 D:少し油のシミが確認された
 E:油のシミが明確に確認された
・食味の判断基準
 A:保存前とほとんど変わらなかった
 B:保存前と比べわずかに味が変わった
 C:保存前と比べやや味が変わった
 D:保存前と比べ少し味が変わった
 E:保存前と比べ味が変わった
 包装体に加工する前の前記多層構造体(折り曲げ部を含まない部分)のOTR1は、0.32cc/m・day・atmでA判定であった。折り曲げ後のOTRを測定したところ、0.35cc/m・day・atmであり、OTR2/OTR1=1.1でありA判定であった。ヒートシール強度は2800gf/15mmでありA判定であった。カシューナッツの保存試験後、包装体の外観を評価したところ変化なくA判定であった。保存後にカシューナッツの食味試験を行ったところ保存前とほとんど変わっておらずA判定であった。
[実施例13~28、比較例7]
 紙層、変性EVOH(A)の種類、厚み、中間層、ヒートシール層を表5のように変更した以外は、実施例12と同様にして多層構造体を得た。変性EVOH(A)層の厚みや中間層厚みはバーコーターの深さ(番手)を変更することにより調整した。得られた多層構造体について、実施例12と同様にして評価した。評価結果を表5に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
 上記実施例で示されているとおり、本発明のコーティング剤は保存安定性が良好で、得られる被膜のガスバリア性や外観も良好である。当該コーティング剤を基材上に塗布してなる多層構造体は、各種の包装材料などに好適に使用できる。また、前記コーティング剤を塗布してなる層及び紙層を備える多層構造体は紙基材(紙層)を用いながらも良好なガスバリア性を有し、かつ屈曲後も良好なガスバリア性が維持される。さらに、当該多層構造体は、包装体として十分なヒートシール強度を有する。
10 縦製袋充填シール袋
11 多層構造体
11a 端部
11b 胴体部
 

Claims (24)

  1.  変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)を含有するコーティング剤であって、変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)が下記式で表される構造単位(Ia)、(Ib)及び(Ic)を含み、前記構造単位(Ia)、(Ib)及び(Ic)の含有率(モル%)a、b及びcが下記式(1)~(3)を満たし、下記式(4)で表される変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)のケン化度(DS)が90モル%以上である、コーティング剤。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
     21≦a≦55   (1)
     0.1≦c≦10  (2)
     [100-(a+c)]×0.9≦b≦[100-(a+c)]  (3)
     DS=[(X、Y及びZのうち水素原子であるものの合計モル数)/(X、Y及びZの合計モル数)]×100  (4)
    [式中、a、b及びcは全構造単位の合計100モル%に対する各構造単位の含有率(モル%)であり、Wはメチル基又はR-OYで表される基を表し、X,Y及びZはそれぞれ独立に水素原子、ホルミル基又は炭素数2~10のアルカノイル基を表し、Rは単結合、炭素数1~9のアルキレン基又は炭素数1~9のアルキレンオキシ基を表す。前記アルキレン基及び前記アルキレンオキシ基は水酸基、アルコキシ基又はハロゲン原子を含んでもよい。Rは炭素数1~9のアルキレン基又は炭素数1~9のアルキレンオキシ基を表し、前記アルキレン基及び前記アルキレンオキシ基は水酸基、アルコキシ基又はハロゲン原子を含んでもよい。*は結合部位を表す。]
  2.  前記構造単位(Ic)中、WがR-OYで表される基であり、Rが単結合であり、Rがメチレン基であり、Y及びZが水素原子である、請求項1に記載のコーティング剤。
  3.  前記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)のケン化度(DS)が99モル%以上である、請求項1又は2に記載のコーティング剤。
  4.  前記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)の含有量が1~50重量%である、請求項1~3のいずれかに記載のコーティング剤。
     
  5.  前記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)以外のエチレン-ビニルアルコール共重合体(B)を含み、前記エチレン-ビニルアルコール共重合体(B)のエチレン含有量が21~55モル%である、請求項1~4のいずれかに記載のコーティング剤。
  6.  前記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)及び前記エチレン-ビニルアルコール共重合体(B)の合計含有量が1~50重量%である、請求項5に記載のコーティング剤。
  7.  平均粒子径が0.1~10μmである無機微粒子を10~10,000ppm含む、請求項1~6のいずれかに記載のコーティング剤。
  8.  前記無機微粒子が非晶質シリカである、請求項7に記載のコーティング剤。
  9.  前記コーティング剤が溶媒を含む前記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)の溶液であり、前記溶媒がアルコールと水の混合溶媒である、請求項1~8のいずれかに記載のコーティング剤。
  10.  20℃にて7日間保存後の前記コーティング剤の光路長1cmでの波長800nmにおける光線透過率T(%)と保存前の前記コーティング剤の光路長1cmでの波長800nmにおける光線透過率T(%)の差(T-T)が20%以内である、請求項9に記載のコーティング剤。
  11.  前記コーティング剤を20℃にて1週間保存した後の溶液粘度の変化率が、保存前に対して、50%以内である、請求項9又は10に記載のコーティング剤。
  12.  請求項1~11のいずれかに記載のコーティング剤を基材上に塗布してなる、多層構造体。
  13.  請求項1~11のいずれかに記載のコーティング剤を塗布してなる層及び紙層を備える多層構造体。
  14.  前記紙層の坪量が15~800g/mである、請求項13に記載の多層構造体。
  15.  前記変性エチレン-ビニルアルコール共重合体(A)がアルカリ金属イオンを含み、その含有量が2.5~22μmol/gである、請求項13又は14に記載の多層構造体。
  16.  20℃、65%RH条件下にて、JIS-K7126-2(2006年)第2部(等圧法)に準拠して測定される酸素透過度が20cc/(m・day・atm)以下である、請求項13~15のいずれかに記載の多層構造体。
  17.  JIS Z 0238に準拠して15mm幅で測定されるヒートシール強度が300gf/15mm以上である、請求項13~16のいずれかに記載の多層構造体。
  18.  更に中間層とシーラント層を含む、請求項13~17のいずれかに記載の多層構造体。
  19.  前記中間層が熱硬化性樹脂、又は熱可塑性樹脂(f)を含む、請求項18に記載の多層構造体。
  20.  前記シーラント層が熱可塑性樹脂(g)を含む、請求項18又は19に記載の多層構造体。
  21.  前記熱可塑性樹脂(f)及び熱可塑性樹脂(g)が、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレン及び変性ポリプロピレンからなる群より選ばれる少なくとも一種を含む、請求項19又は20に記載の多層構造体。
  22.  前記紙層の重量M1と、それ以外の層の重量の合計M2が下記式(5)を満たす、請求項13~21のいずれかに記載の多層構造体。
    1≦M1/M2≦300  (5)
  23.  請求項13~22のいずれかに記載の多層構造体を含み、折り曲げ部を一つ以上有する包装体。
  24.  前記包装体の内容物が食品であって、前記食品の水分活性が0.10~0.94である、請求項23に記載の包装体。

     
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