JP4548073B2 - Gas barrier transparent laminate - Google Patents
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Description
本発明は、食品、日用品および医薬品等の包装に用いられる包装用の透明積層体、あるいは電子機器関連部材等に用いられる透明積層体に関するもので、特に高いガスバリア性が必要とされる包装部材または電子機器部材等として好適に用いられるガスバリア性透明積層体に関する。 The present invention relates to a transparent laminate for packaging used for packaging foods, daily necessities and pharmaceuticals, etc., or a transparent laminate used for electronic equipment-related members, etc. The present invention relates to a gas barrier transparent laminate suitably used as an electronic device member or the like.
食品や日用品および医薬品等の包装に用いられる包装材料は、内容物の変質を抑制してそれらの機能や性質を包装中においても保持できるようにするため、そこを透過する酸素、水蒸気等の内容物を変質させる気体による影響を防止する必要があり、これらを遮断するガスバリア性を備えていることが求められている。通常のガスバリア性を有する包装材料としては、高分子の中では比較的にガスバリア性に優れる塩化ビニリデン樹脂のフィルムまたはそれらをコーティングしたフィルム等がよく用いられてきたが、これらは高度なガスバリア性が要求される包装に用いることはできない。そのためこの様な要求がある場合には、アルミニウム等の金属からなる金属箔等をガスバリア層として用いた包装材料を用いざるを得なかった。 Packaging materials used for packaging foods, daily necessities, pharmaceuticals, etc. contain oxygen, water vapor, etc. that permeate the contents in order to prevent the contents from being altered and maintain their functions and properties even during packaging. It is necessary to prevent the influence of the gas that changes the property, and it is required to have a gas barrier property to block these. As a general packaging material having gas barrier properties, a film of vinylidene chloride resin or a film coated with them has been often used, which has relatively high gas barrier properties among polymers, but these have high gas barrier properties. It cannot be used for the required packaging. Therefore, when there is such a request, a packaging material using a metal foil made of a metal such as aluminum as a gas barrier layer has to be used.
ところが、アルミニウム等の金属からなる金属箔等を用いた包装材料は、温度や湿度の影響が殆どなく、高度なガスバリア性を持つが、包装材料を透視して内容物を確認することができないこと、使用後の廃棄の際には不燃物として処理しなければならないこと、検査の際には金属探知器が使用できないこと等、数多くの欠点を有し問題があった。 However, packaging materials using metal foils made of metal such as aluminum have almost no influence of temperature and humidity and have high gas barrier properties, but the contents cannot be confirmed through the packaging materials. However, there are a number of drawbacks, such as the fact that it must be treated as an incombustible material upon disposal after use, and that a metal detector cannot be used at the time of inspection.
そこで、これらの欠点を克服した包装材料として、酸化珪素、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム等の無機酸化物からなる蒸着薄膜を真空蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成手段を用いてプラスチックフィルム上に成膜してなる蒸着フィルムが上市されている(例えば、特許文献1、2参照。)。これらの蒸着フィルムは透明性及び酸素、水蒸気等に対するガス遮断性を有していることが知られ、金属箔等では得ることのできない透明性とガスバリア性を共に有する包装材料として好適とされている。 Therefore, as a packaging material that overcomes these drawbacks, a vapor-deposited thin film made of an inorganic oxide such as silicon oxide, aluminum oxide, or magnesium oxide is formed on a plastic film by using a thin film forming means such as vacuum vapor deposition or sputtering. The vapor deposition film formed is marketed (for example, refer patent document 1, 2). These vapor-deposited films are known to have transparency and gas barrier properties against oxygen, water vapor, and the like, and are suitable as packaging materials having both transparency and gas barrier properties that cannot be obtained with metal foil or the like. .
しかしながら、無機酸化物からなる蒸着薄膜を有し、透明性とガスバリア性を共に有する蒸着フィルムが包装用材料に適するフィルムであっても、包装容器等の包装体として、それが単体で用いられることはほとんどなく、蒸着薄膜を成膜した後の後加工として、蒸着フィルム表面に文字・絵柄等を印刷したり、他のフィルム等との貼り合わせを行ったり、さらには容器等の包装体の形状に成形加工したりと、さまざまな工程を経て包装体を完成させている。従って、包装体の構成素材としては、そこに種々の加工が施されたとしても初期のガスバリア性を維持し続けることも要求される。 However, even if a vapor-deposited film comprising an inorganic oxide and having both transparency and gas barrier properties is a film suitable for packaging materials, it should be used alone as a packaging body such as a packaging container. As a post-processing after depositing a deposited thin film, characters, designs, etc. are printed on the deposited film surface, bonded to other films, etc., and the shape of a package such as a container The packaging body is completed through various processes such as molding. Therefore, as a constituent material of the package, it is required to maintain the initial gas barrier property even if various processes are applied thereto.
因みに、上述した構成の蒸着フィルムを用いてシーラントフィルムと貼り合わせて製袋した後、酸素透過率や水蒸気透過率等のガスバリア性を測定したところ、高分子ガスバリア性フィルム並のガスバリア性は認められるものの、後加工によってガスバリア性の劣化が生じ、蒸着フィルムが当初有していた金属箔並のガスバリア性が確保できていないことが判明した。 By the way, when the gas barrier properties such as oxygen transmission rate and water vapor transmission rate were measured after the bag was bonded to the sealant film using the vapor deposition film having the above-described configuration, the gas barrier property equivalent to the polymer gas barrier film was observed. However, it was found that the gas barrier property was deteriorated by post-processing, and the gas barrier property equivalent to the metal foil originally possessed by the deposited film could not be secured.
このような課題を解決する技術として、無機化合物からなる蒸着層を第1層とし、水溶性高分子と、1種類以上の金属アルコキシド或いは金属アルコキシド加水分解物または、
塩化錫の少なくとも一方を含む水溶液、あるいは水、アルコール混合溶液を主剤とするコーティング剤を塗布し、加熱乾燥してなるガスバリア性被膜を第2層として順次積層したガスバリア性包材が提案されている(例えば、特許文献3参照。)。このガスバリア包材は、高いガスバリア性を示し、かつ耐水性、耐湿性を有すると共に、ある程度変形されてもこれらの特性が劣化することがない。しかし、このガスバリア性包材のガスバリア性被膜は、無機化合物からなる蒸着層からなるため、包装容器または包装材とする際の後加工条件によっては、透明積層体が当初有していた特性、特にガスバリア性が加工時の応力により劣化することが多々ある。
As a technique for solving such a problem, a vapor deposition layer made of an inorganic compound is a first layer, a water-soluble polymer, one or more kinds of metal alkoxide or metal alkoxide hydrolyzate, or
There has been proposed a gas barrier packaging material in which an aqueous solution containing at least one of tin chloride, or a coating agent mainly composed of water or an alcohol mixed solution is applied, and a gas barrier coating formed by heating and drying is sequentially laminated as a second layer. (For example, refer to Patent Document 3). This gas barrier packaging material exhibits high gas barrier properties, water resistance and moisture resistance, and even when deformed to some extent, these characteristics do not deteriorate. However, since the gas barrier coating of the gas barrier packaging material comprises a vapor-deposited layer made of an inorganic compound, depending on the post-processing conditions when used as a packaging container or packaging material, the characteristics that the transparent laminate had initially, especially Gas barrier properties often deteriorate due to stress during processing.
本発明は以上のような従来技術の課題を解決しようとするものであり、透明性とガスバリア性、さらには表面平滑性に優れ、しかも応力が加えられも当初のガスバリア性が劣化し難い、包装材料や電子機器部材用の基板等として好適に用いられるガスバリア性透明積層体の提供を目的とする。
本発明はこのような目的を達成するためになされたものであり、請求項1に記載の発明は、透明プラスチック材料からなる基材上に、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着薄膜層と、50重量%以上70重量%以下のプロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレートとプロピレングリコールモノフェニルエーテルアクリレートとエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートの混合物からなるガスバリア性被膜層とが順次積層されていることを特徴とするガスバリア性透明積層体である。 The present invention has been made to achieve such an object, and the invention according to claim 1 includes a gas barrier vapor-deposited thin film layer made of an inorganic oxide on a substrate made of a transparent plastic material , and 50 characterized in that the gas barrier coating layer comprising a mixture of wt% to 70 wt% propoxylated neopentyl glycol diacrylate and propylene glycol monophenyl ether acrylate and ethoxylated trimethylol propane triacrylate are sequentially stacked It is a gas barrier transparent laminate.
また、請求項2に記載の発明は、請求項1記載の透明積層体において、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着薄膜層の厚さが5nm以上300nm以下であり、ガスバリア性被膜層の厚さが0.02μm以上20μm以下であることを特徴とする。
The invention according to
さらにまた、請求項3に記載の発明は、請求項1または2記載の透明積層体において、ガスバリア性被膜層の上に印刷層又は外側基材層又は中間層又はヒートシール層が積層さ
れていることを特徴とする。
Furthermore, the invention described in claim 3 is the transparent laminate according to
It is characterized by being.
本発明は、無機酸化物からなるガスバリア性蒸着薄膜層と重合しうるアクリル系のモノマー、またはモノマーとオリゴマーの混合物のフラッシュ蒸着被膜を硬化せしめてなるガスバリア性被膜層とが順次積層されてなる積層部が、透明プラスチック材料からなる基材上に少なくとも積層されているので、透明性、表面平滑性、さらにはガスバリア性が共に
優れ、さらには包装体等とするための後加工時において応力が加わっても初期の優れたガスバリア性が劣化し難く、高度のガスバリア性と透明性を有すると共に、さまざま応力が加わった時にも当初のガスバリア性が劣化し難いことが要求される包装材料として、あるいは高度なガスバリア性と表面平滑性等が要求される電子機器部材やディスプレイ用の基材等としての幅広い使用が可能となる。
The present invention is a laminate in which a gas barrier vapor-deposited thin film layer made of an inorganic oxide and a gas barrier film layer obtained by curing a flash vapor deposited film of a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer are sequentially laminated. Since the part is laminated at least on a base material made of a transparent plastic material, both transparency, surface smoothness and gas barrier properties are excellent, and stress is applied during post-processing to make a package or the like. However, the initial excellent gas barrier properties are not easily deteriorated, and have high gas barrier properties and transparency, and the packaging material is required to have the original gas barrier properties not easily deteriorated even when various stresses are applied. Can be widely used as electronic equipment members and display substrates that require excellent gas barrier properties and surface smoothness. It made.
以下、本発明について図面を用いてさらに詳細に説明する。図1は本発明のガスバリア性透明積層体の一例を示す断面図である。図1に示すガスバリア性透明積層体1は、透明プラスチック材料からなる基材2上に、無機酸化物からなる蒸着薄膜層3と、重合しうるアクリル系のモノマー、またはモノマーとオリゴマーの混合物のフラッシュ蒸着被膜を硬化せしめてなるガスバリア性被膜層4とが順次積層されてなる積層部5が積層されている。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing an example of a gas barrier transparent laminate of the present invention. A gas barrier transparent laminate 1 shown in FIG. 1 is a flash of a vapor-deposited thin film layer 3 made of an inorganic oxide and a polymerizable acrylic monomer or a mixture of monomers and oligomers on a
上述した基材2は透明プラスチック材料からなり、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレート等からなるポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等からなるポリオレフィンフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ乳酸フィルム等の生分解性プラスチックフィルム等が用いられる。これらのフィルムは延伸、未延伸のどちらでもよいが、機械的強度や寸法安定性を有するものが好ましい。これらの中では、特に耐熱性や寸法安定性等の面から二軸方向に任意に延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルムが好ましく用いられる。
The above-mentioned
これらの基材2の表面には、周知の種々の添加剤や安定剤、例えば帯電防止剤、紫外線防止剤、可塑剤、滑剤等からなる機能性層が設けられていてもよく、さらには、この上に成膜する無機酸化物からなる蒸着薄膜層3との密着性を良くするために、前処理としてコロナ処理、低温プラズマ処理、イオンボンバード処理等を施しておいたり、さらには薬品処理、溶剤処理等を施しておいても構わない。
The surface of these
基材2の厚さは特に制限を受けるものではないが、包装材料としての適性、また上記したガスバリア性蒸着薄膜層やガスバリア性被膜層以外の他の層を積層する場合もあること、さらには後述する無機酸化物からなる蒸着薄膜層3とガスバリア性被膜層4を形成する場合の加工性等を考慮すると、実用的には3μm以上200μm以下の範囲で、用途によって6μm以上30μm以下とすることが好ましい。また、量産性を考慮すれば、連続的に各層を形成できるように長尺フィルムとすることが望ましい。
The thickness of the
一方、無機酸化物からなる蒸着薄膜層3は、酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化錫、酸化マグネシウム、あるいはそれらの混合物等の無機酸化物からなる蒸着薄膜で構成され、透明性を有し、かつ酸素、水蒸気等に対するガスバリア性を有するものであればよい。その中でも、特に酸化アルミニウム、酸化珪素、酸化マグネシウムのいずれかからなる蒸着薄膜層が酸素透過率及び水蒸気透過率に優れるので好ましい。ただしこの無機酸化物からなる蒸着薄膜層3は、上述した無機酸化物からなるものに限定されるものではなく、上記条件に適合する蒸着薄膜層を形成可能な無機酸化物により構成されていればよい。 On the other hand, the vapor-deposited thin film layer 3 made of an inorganic oxide is composed of a vapor-deposited thin film made of an inorganic oxide such as aluminum oxide, silicon oxide, tin oxide, magnesium oxide, or a mixture thereof, and has transparency and oxygen. Any material having gas barrier properties against water vapor or the like may be used. Among these, a vapor-deposited thin film layer made of any one of aluminum oxide, silicon oxide, and magnesium oxide is particularly preferable because of its excellent oxygen permeability and water vapor permeability. However, the vapor-deposited thin film layer 3 made of this inorganic oxide is not limited to those made of the above-mentioned inorganic oxide, and may be made of an inorganic oxide capable of forming a vapor-deposited thin film layer that meets the above conditions. Good.
無機酸化物からなる蒸着薄膜層3の厚さは、用いられる無機酸化物の種類・構成により最適条件が異なるが、一般的には5nm以上300nm以下の範囲内が望ましく、その値は適宜選択される。ただし層厚が5nm未満であると均一な薄膜層が得られ難いことや層厚が十分ではないことがあり、ガスバリア材としての機能を十分に果たすことができない場合がある。また層厚が300nmを越える場合は薄膜層にフレキシビリティを保持させ
ることが難しく、成膜後に折り曲げや引っ張りなどの外部応力が加わると薄膜層に亀裂を生じる恐れがり、これらの点を考慮すると5nm以上100nm以下の範囲のものが好ましい。
The optimum thickness of the vapor-deposited thin film layer 3 made of an inorganic oxide varies depending on the type and configuration of the inorganic oxide used, but is generally within the range of 5 nm to 300 nm, and the value is appropriately selected. The However, if the layer thickness is less than 5 nm, it may be difficult to obtain a uniform thin film layer or the layer thickness may not be sufficient, and the function as a gas barrier material may not be sufficiently achieved. If the layer thickness exceeds 300 nm, it is difficult to maintain flexibility in the thin film layer, and if an external stress such as bending or pulling is applied after the film formation, the thin film layer may be cracked. The range of 100 nm or less is preferable.
無機酸化物からなる蒸着薄膜層3は、通常の真空蒸着法により形成することができるが、その他の薄膜形成方法であるスパッタリング法やイオンプレーティング法、プラズマ気相成長法(CVD)等を用いることもできる。但し生産性を考慮すれば、現時点では真空蒸着法が最も優れている。真空蒸着法による真空蒸着装置の加熱手段としては電子線加熱方式や抵抗加熱方式、誘導加熱方式等が好ましい。また、蒸着薄膜層と基材の密着性及び薄膜層の緻密性を向上させるために、プラズマアシスト法やイオンビームアシスト法を用いることも可能である。さらに、蒸着薄膜層の透明性を上げるために蒸着の際に酸素ガスなど吹き込んだりする反応蒸着を行っても一向に構わない。 The deposited thin film layer 3 made of an inorganic oxide can be formed by a normal vacuum deposition method, but other thin film forming methods such as sputtering, ion plating, and plasma vapor deposition (CVD) are used. You can also. However, considering productivity, the vacuum deposition method is the best at present. As the heating means of the vacuum deposition apparatus by the vacuum deposition method, an electron beam heating method, a resistance heating method, an induction heating method, or the like is preferable. In order to improve the adhesion between the deposited thin film layer and the substrate and the denseness of the thin film layer, a plasma assist method or an ion beam assist method can be used. Furthermore, in order to increase the transparency of the deposited thin film layer, it is possible to carry out reactive deposition in which oxygen gas or the like is blown during deposition.
他方、ガスバリア性被膜層4は、重合しうるアクリル系のモノマー、またはモノマーとオリゴマーの混合物のフラッシュ蒸着被膜を硬化せしめてなる被膜層であり、下層の蒸着薄膜層3との協同により高いガスバリア性が発現されるようにすると共に、そのガスバリア性が外部から応力が加わった場合にもその応力に耐えて初期のガスバリア性が確保できるように、そして表面平滑性や耐候性や耐汚染性等の表面保護性をも付与する目的で設けられている。 On the other hand, the gas barrier coating layer 4 is a coating layer formed by curing a flash vapor deposition coating of a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer, and has high gas barrier properties in cooperation with the lower vapor deposition thin film layer 3. In addition, the gas barrier property can withstand the stress even when stress is applied from the outside, and the initial gas barrier property can be secured, and surface smoothness, weather resistance, contamination resistance, etc. It is provided for the purpose of imparting surface protection.
ここでフラッシュ蒸着被膜とは、所謂フラッシュ蒸着法によって形成された被膜であり、さらに具体的には、重合しうるアクリル系のモノマー、もしくはモノマーとオリゴマーの混合物からなる樹脂成分を真空下において高温蒸発源直上で瞬間的に加熱気化させた後、無機酸化物層3上に析出・コーティングして得られる被膜であって、この被膜を電子線や紫外線照射等により硬化させて得られるものがガスバリア性被膜層4である。 Here, the flash vapor deposition film is a film formed by a so-called flash vapor deposition method. More specifically, a resin component composed of a polymerizable acrylic monomer or a mixture of a monomer and an oligomer is evaporated at high temperature under vacuum. A gas barrier property obtained by heating and vaporizing immediately above the source and then depositing and coating on the inorganic oxide layer 3, which is obtained by curing the coating by electron beam or ultraviolet irradiation. It is the coating layer 4.
被膜を紫外線照射にて硬化させる場合には、第二の成分として光重合開始剤を混合したアクリル樹脂系のコーティング剤を用いる。具体的な光重合開始剤としては、ベンゾインエーテル類、ベンゾフェノン類、キサントン類、アセトフェノン誘導体等を挙げることができ、これらをアクリル系のモノマー、もしくはモノマーとオリゴマーの混合物に対して0.01重量%以上10重量%以下、好ましくは0.1重量%以上2重量%以下の割合で混合して用いる。 When the coating is cured by ultraviolet irradiation, an acrylic resin-based coating agent mixed with a photopolymerization initiator is used as the second component. Specific examples of the photopolymerization initiator include benzoin ethers, benzophenones, xanthones, acetophenone derivatives, and the like. These are 0.01% by weight based on an acrylic monomer or a mixture of monomers and oligomers. It is used by mixing at a ratio of not less than 10% by weight, preferably not less than 0.1% by weight and not more than 2% by weight.
このガスバリア性被膜層4の成膜は、前述したガスバリア性蒸着薄膜層3と同様、真空下で行えるため、これらの層を連続的に積層することが可能となり、効率的に生産が可能となり、生産コストの低減化も可能となる。 Since the gas barrier coating layer 4 can be formed under vacuum as in the case of the gas barrier vapor deposition thin film layer 3 described above, these layers can be continuously laminated, enabling efficient production. Production costs can also be reduced.
本発明のガスバリア性透明積層体1がより高いガスバリア性を発現するためには、このガスバリア性被膜層4は、その厚みが0.02μm以上20μm以下であることが好ましい。層厚が0.02μm未満であると均一な被膜層を形成することが難しくなり、また、20μmを超えると硬化速度が低下し、十分に硬化させることが難しくなるためである。 In order for the gas barrier transparent laminate 1 of the present invention to exhibit higher gas barrier properties, the gas barrier coating layer 4 preferably has a thickness of 0.02 μm to 20 μm. This is because if the layer thickness is less than 0.02 μm, it is difficult to form a uniform coating layer, and if it exceeds 20 μm, the curing rate decreases and it is difficult to sufficiently cure.
また、フラッシュ蒸着被膜を電子線により硬化させる場合には、フラッシュ蒸着被膜の膜厚と電子線エネルギー条件、加工速度および除電とのバランスが重要となる。過度のエネルギー供給は帯電を引き起こし、その結果として起こる放電によりガスバリア性が損なわれる場合があるため注意を要する。 Moreover, when hardening a flash vapor deposition film with an electron beam, the balance of the film thickness of a flash vapor deposition film, electron beam energy conditions, a processing speed, and static elimination becomes important. Excessive energy supply causes electrification, and care must be taken because gas barrier properties may be impaired by the resulting discharge.
ここで、重合しうるアクリル系のモノマー、オリゴマーとしては、例えば、ポリエステルアクリレート、ポリエーテルアクリレート、アクリルアクリレート、ウレタンアクリレート、エポキシアクリレート、シリコーンアクリレート、ポリアセタールアクリレート、
ポリブタジエン系アクリレート、メラミンアクリレート等の重合性二重結合を有するモノマーあるいはオリゴマーを挙げることができる。また、モノマーあるいはオリゴマーとしては、その反応性官能基の保有数に応じて一官能、二官能、三官能、及びそれ以上の多官能のものを適宜選定して用いることができる。
Here, as the polymerizable acrylic monomer and oligomer, for example, polyester acrylate, polyether acrylate, acrylic acrylate, urethane acrylate, epoxy acrylate, silicone acrylate, polyacetal acrylate,
Examples include monomers or oligomers having a polymerizable double bond such as polybutadiene acrylate and melamine acrylate. As the monomer or oligomer, monofunctional, bifunctional, trifunctional, or higher polyfunctional monomers can be appropriately selected and used depending on the number of reactive functional groups possessed.
これらモノマーあるいはオリゴマーは、二種類以上を混合して用いることができるが、モノアクリレート、ジアクリレート、トリアクリレートの3種類を混合して用いることが望ましい。この場合、モノアクリレートとしては水酸基、カルボキシル基、アミノ基、エポキシ基等の官能基を付与したタイプを用いることが好ましい。このような混合物を用いるのは無機酸化物からなる蒸着薄膜層3との密着性をより向上させるためである。ジアクリレートはガスバリア性被膜層4の基本構成物として、トリアクリレートはガスバリア性被膜層4中において架橋度を向上させるために用いる。また、上記した3種類の混合物の官能基付与モノアクリレートおよびトリアクリレートが上述した機能を発現するためには各々0.05重量%以上配合することが好ましいため、ジアクリレートの配合比は50重量%以上99.9重量%以下とすることが望ましい。 These monomers or oligomers can be used as a mixture of two or more types, but it is desirable to use a mixture of three types of monoacrylate, diacrylate and triacrylate. In this case, it is preferable to use a monoacrylate having a functional group such as a hydroxyl group, a carboxyl group, an amino group, or an epoxy group. The reason why such a mixture is used is to further improve the adhesion with the deposited thin film layer 3 made of an inorganic oxide. Diacrylate is used as a basic component of the gas barrier coating layer 4, and triacrylate is used to improve the degree of crosslinking in the gas barrier coating layer 4. In addition, in order for the functional group-added monoacrylate and triacrylate of the above-mentioned three types of mixtures to each express the above-described function, it is preferable to add 0.05% by weight or more, so the mixing ratio of diacrylate is 50% by weight The content is preferably 99.9% by weight or less.
また、上述したように、フラッシュ蒸着法を用いてフラッシュ蒸着被膜を成膜する場合には、蒸発原料であるアクリル系のモノマー、もしくはモノマーとオリゴマーの混合物を真空下において高温蒸発源の中に少量ずつ落下させ蒸発源直上で瞬間的に蒸発させる必要があり、アクリル系のモノマー、もしくはモノマーとオリゴマーの混合物の粘度が高すぎると蒸発源の中に少量ずつ一定速度で落下させることが困難となるため、その粘度を200[mPa・s/25℃]以下以下、より好ましくは100[mPa・s/25℃]以下とすることが望ましい。 In addition, as described above, when a flash vapor deposition film is formed by using the flash vapor deposition method, a small amount of an acrylic monomer or a mixture of monomers and oligomers as a raw material for evaporation is placed in a high temperature evaporation source under vacuum. It is necessary to drop it at a time and evaporate it immediately above the evaporation source. If the viscosity of the acrylic monomer or monomer / oligomer mixture is too high, it will be difficult to drop it into the evaporation source at a constant rate. Therefore, it is desirable that the viscosity is 200 [mPa · s / 25 ° C.] or less, more preferably 100 [mPa · s / 25 ° C.] or less.
さらにまた、本発明のガスバリア性透明積層体は、食品、日用品および医薬品等の包装分野にも用いられるため、上述したアクリル系のモノマー、オリゴマーの混合物は皮膚刺激性(PII)が2.0以下であることが望ましい。 Furthermore, since the gas barrier transparent laminate of the present invention is also used in the packaging field of foods, daily necessities, pharmaceuticals, etc., the mixture of acrylic monomers and oligomers described above has a skin irritation (PII) of 2.0 or less. It is desirable that
以上、本発明のガスバリア性透明積層体の基本的な構成を説明したが、本発明はこれらのものに限定されるものではなく、上記したガスバリア性蒸着薄膜層とガスバリア性被膜層からなる積層部が基材の他方の面に設けられていても、積層部が複層になっている構成のものであってもよい。 The basic configuration of the gas barrier transparent laminate of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to these, and a laminated portion composed of the gas barrier deposited thin film layer and the gas barrier coating layer described above. May be provided on the other surface of the substrate, or the laminated portion may be a multilayer.
さらにガスバリア性被膜層4上には他の層が積層されていてもよい。他の層とは、具体的には印刷層、外側基材層、中間層、ヒートシール層等である。印刷層は包装袋等として実用に供するために積層されるものであり、例えばウレタン系、アクリル系、ニトロセルロース系、ゴム系、塩化ビニル系等の従来から用いられているインキバインダー樹脂に各種顔料、体質顔料及び可塑剤、乾燥剤、安定剤等の添加剤等が添加されてなるインキにより構成される、文字、絵柄等である。 Furthermore, another layer may be laminated on the gas barrier coating layer 4. Specifically, the other layers are a printing layer, an outer base material layer, an intermediate layer, a heat seal layer, and the like. The printed layer is laminated for practical use as a packaging bag or the like. For example, various pigments are added to conventionally used ink binder resins such as urethane, acrylic, nitrocellulose, rubber and vinyl chloride. , Characters, designs, and the like composed of inks to which additives such as extender pigments, plasticizers, drying agents, stabilizers, and the like are added.
印刷層を構成するインキのタイプとしては、表刷りタイプ及び裏刷りタイプ等の種々のタイプのインキが使用できる。印刷層の形成方法としては、例えばオフセット印刷法、グラビア印刷法、シルクスクリーン印刷法等の周知の印刷方式や、ロールコート、ナイフエッジコート、グラビアーコート等の周知の塗布方式を用いることができる。厚さは0.1μm以上2.0μm以下でよい。 As the type of ink constituting the printing layer, various types of inks such as a surface printing type and a back printing type can be used. As a method for forming the printing layer, for example, a known printing method such as an offset printing method, a gravure printing method, a silk screen printing method, or a known coating method such as a roll coating, a knife edge coating, or a gravure coating can be used. . The thickness may be 0.1 μm or more and 2.0 μm or less.
また外側基材層は、前記した蒸着薄膜層と被膜層を中間層としこれを前記基材とで挟みつけるように設ける層であって、一般的に機械的強度の面からポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリエチレンナフタレート等からなるポリエステルフィルム、ポリエチレンやポリプロピレン等からなるポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ
カーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルム等が用いられる。この中では、特に二軸方向に任意に延伸されたポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリプロピレンフィルム等がより好ましい。
The outer base material layer is a layer provided so that the deposited thin film layer and the coating layer are sandwiched between the base material and the base material, and is generally polyethylene terephthalate (PET) in terms of mechanical strength. In addition, a polyester film made of polyethylene naphthalate or the like, a polyolefin film made of polyethylene or polypropylene, a polyamide film, a polycarbonate film, a polyacrylonitrile film, a polyimide film, or the like is used. Among these, a polyethylene terephthalate film, a polypropylene film and the like arbitrarily stretched in the biaxial direction are particularly preferable.
外側基材層は、例えば上記フィルムを2液硬化型ウレタン系樹脂等の接着剤を用いて貼り合わせるドライラミネート法、ノンソルベントラミネート法、エキストルーションラミネート法等の公知の方法を用いて設ければよく、その厚さは、材質や要求品質に応じて決められるが、一般的に5μm以上50μm以下の範囲内である。 For example, the outer base material layer may be provided by using a known method such as a dry lamination method, a non-solvent lamination method, or an extrusion lamination method in which the film is bonded using an adhesive such as a two-component curable urethane resin. The thickness is determined according to the material and required quality, but is generally in the range of 5 μm to 50 μm.
また中間層は、本発明のガスバリア性透明積層体を用いて袋状包装体とした場合の破袋強度や突き刺し強度を高めるために設けられるもので、一般的に機械強度及び熱安定性の面から二軸延伸ナイロンフィルム、二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム、二軸延伸ポリプロピレンフィルム等からなる層である。 The intermediate layer is provided to increase the bag breaking strength and puncture strength when the gas barrier transparent laminate of the present invention is used to form a bag-like package, and generally has mechanical strength and thermal stability. To biaxially stretched nylon film, biaxially stretched polyethylene terephthalate film, biaxially stretched polypropylene film and the like.
この中間層の厚さは、材質や要求品質に応じて決められるが、一般的に5μm以上50μm以下の範囲内である。またその形成方法としては、2液硬化型ウレタン系樹脂等の接着剤を用いて貼り合わせるドライラミネート法、ノンソルベントラミネート法、エキストルーションラミネート法等の公知の方法が適用できる。 The thickness of the intermediate layer is determined according to the material and required quality, but is generally in the range of 5 μm to 50 μm. As the formation method, a known method such as a dry laminating method, a non-solvent laminating method, an extrusion laminating method, or the like, which is bonded using an adhesive such as a two-component curable urethane resin can be applied.
またヒートシール層は袋状包装体等を製造する際に接着層として作用するように設けられるものである。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体及びそれらの金属架橋物等の樹脂からなる層である。厚さは目的に応じて決められるが、一般的には15μm以上200μm以下の範囲である。形成方法としては、上記樹脂からなるフィルム状のものを2液硬化型ウレタン樹脂などの接着剤を用いて貼り合わせるドライラミネート法等を用いることが一般的であるが、これ以外の公知の方法により積層することができる。以下、本発明の高ガスバリア透明積層体を具体的な実施例を挙げてさらに説明する。 The heat seal layer is provided so as to act as an adhesive layer when a bag-shaped package or the like is manufactured. For example, polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid ester copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer and their metals It is a layer made of a resin such as a cross-linked product. The thickness is determined according to the purpose, but is generally in the range of 15 μm to 200 μm. As a forming method, it is common to use a dry laminating method or the like in which a film-like material composed of the above resin is bonded using an adhesive such as a two-component curable urethane resin. Can be stacked. Hereinafter, the high gas barrier transparent laminate of the present invention will be further described with specific examples.
基材として、厚さ12μmの2軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを使用した。まず、電子線加熱方式の真空蒸着装置を用いて金属アルミニウムを蒸発させ、そこに酸素ガスを導入し、前記基材の片面上に酸化アルミニウムからなるガスバリア性蒸着薄膜層を厚さ15nmで形成した。次に、モノアクリレートとしてプロピレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、ジアクリレートとしてプロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリアクリレートとしてエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートをそれぞれ用い、それぞれの配合比を表1に示すような割合で配合したコーティング剤(粘度が38mPa・s)を使用し、フラッシュ蒸着法を用いて厚さ0.2μmのフラッシュ蒸着被膜を前記工程にて形成したガスバリア性蒸着薄膜層上に設けた後、フラッシュ蒸着被膜に対して電子線を照射し、ガスバリア性被膜層とし、本発明のガスバリア性透明積層体を得た。 A biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) film having a thickness of 12 μm was used as the substrate. First, metal aluminum was evaporated using an electron beam heating vacuum deposition apparatus, oxygen gas was introduced therein, and a gas barrier vapor deposition thin film layer made of aluminum oxide was formed with a thickness of 15 nm on one side of the substrate. . Next, propylene glycol monophenyl ether acrylate as the monoacrylate, propoxylated neopentyl glycol diacrylate as the diacrylate, and ethoxylated trimethylolpropane triacrylate as the triacrylate, respectively, and the proportions shown in Table 1 are shown in Table 1. Using the coating agent (viscosity of 38 mPa · s) blended in the above, a flash vapor deposition film having a thickness of 0.2 μm is provided on the gas barrier vapor deposition thin film layer formed in the above step using a flash vapor deposition method, and then flashed. The vapor-deposited coating was irradiated with an electron beam to form a gas barrier coating layer, and the gas barrier transparent laminate of the present invention was obtained.
コーティング剤を表1にも示すようにジアクリレートプロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート単独とし、粘度を15mPa・sとした以外は実施例1と同様の条件にて、比較のための実施例2に係る透明積層体を得た。 As shown in Table 1, the coating agent is diacrylate propoxylated neopentyl glycol diacrylate alone, and the viscosity is 15 mPa · s, under the same conditions as in Example 1 and according to Example 2 for comparison. A transparent laminate was obtained.
モノアクリレートとしてプロピレングリコールモノフェニルエーテルアクリレート、ジアクリレートとしてプロポキシ化ネオペンチルグリコールジアクリレート、トリアクリレ
ートとしてエトキシ化トリメチロールプロパントリアクリレートをそれぞれ用い、それぞれの配合比を表1に示すような条件で配合したコーティング剤(粘度が122mPa・s)を使用した以外は実施例1と同様の条件にて、比較のための実施例3に係る透明積層体を得た。
<酸素透過率の測定1>
実施例1から3の透明積層体のそれぞれについて、そのガスバリア性評価の目安となる酸素透過率(cc/m2 ・day ・atm)をMOCON社製OXTRANにて測定した。それらの結果を表1に示した。
<二次加工:印刷加工>
実施例1から3の透明積層体の被膜層上に、裏刷り用ウレタン系インキを使用して、グラビア印刷法により印刷層を設け、後加工サンプルを得た。
<酸素透過率の測定2及び評価>
上記二次加工を施した各後加工サンプルについても、酸素透過率(cm2/m2 ・day・atm)をMOCON社製OXTRANにて測定した。
Propylene glycol monophenyl ether acrylate as monoacrylate, propoxylated neopentyl glycol diacrylate as diacrylate, and ethoxylated trimethylolpropane triacrylate as triacrylate were used, and the respective mixing ratios were compounded under the conditions shown in Table 1. The transparent laminated body which concerns on Example 3 for a comparison was obtained on the conditions similar to Example 1 except having used the coating agent (viscosity is 122 mPa * s).
<Measurement of oxygen permeability 1>
For each of the transparent laminates of Examples 1 to 3, the oxygen transmission rate (cc / m 2 · day · atm), which is a standard for evaluating the gas barrier properties, was measured with OXTRAN manufactured by MOCON. The results are shown in Table 1.
<Secondary processing: Printing processing>
On the coating layer of the transparent laminates of Examples 1 to 3, a printing layer was provided by a gravure printing method using a urethane ink for back printing, and a post-processed sample was obtained.
<
The oxygen permeability (cm 2 / m 2 · day · atm) of each post-processed sample subjected to the secondary processing was also measured with OXTRAN manufactured by MOCON.
そして、これらの測定結果に基づき総合評価を行った。評価の基準は、透明積層体単体と印刷後の酸素バリア性が共に良好なものを○(良好)、○以外のもので印刷後のバリア性が大きく劣化しなかったものを△、印刷後にバリア性が大きく劣化したものを×(不良)とした。結果は表1に示した通りである。 And comprehensive evaluation was performed based on these measurement results. The evaluation criteria are ○ (good) when the transparent laminate itself and the oxygen barrier property after printing are both good (good), and other than ○ when the barrier property after printing was not significantly deteriorated, and the barrier after printing Those having greatly deteriorated properties were evaluated as x (defect). The results are as shown in Table 1.
1・・・ ガスバリア性透明積層体
2・・・ 基材
3・・・ 無機酸化物からなる蒸着薄膜層
4・・・ ガスバリア性被膜層
5・・・積層部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Gas barrier property transparent
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