JP7069965B2 - Laminated film for packaging - Google Patents
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Description
本発明は、ガスバリア性を有する包装用積層フィルムに関する。 The present invention relates to a laminated film for packaging having a gas barrier property.
食品、医薬品等の包装には各種プラスチックフィルムや金属箔、紙などの材質を用いた包装用材料が使用されている。特に、食品・医薬品用途において長期間保存可能な包装形態として、水分や酸素による内容物の劣化を防ぐために、各種フィルムを積層して適したラミネート構成が設計される。 Packaging materials such as various plastic films, metal foils, and papers are used for packaging foods and pharmaceuticals. In particular, as a packaging form that can be stored for a long period of time in food / pharmaceutical applications, a suitable laminating structure is designed by laminating various films in order to prevent deterioration of the contents due to moisture and oxygen.
例えばレトルト・ボイル用包材に要求される特性として、各種ガスバリア性、耐熱水性、保香性、耐衝撃性、耐圧性、突き刺し耐性、屈曲耐性などが挙げられる。耐熱水性にはポリエチレンテレフタラート(PET)フィルム、バリア性、保香性には(アルミ)AL箔、耐圧性、突き刺し耐性、屈曲耐性にはナイロン(Ny)フィルム、シール性として未延伸のオレフィンフィルムの未延伸ポリプロピレン(CPP)フィルムなど、それぞれの特性をもったフィルムをラミネートし、PET/AL箔/Ny/CPPなどの構成で包装材料に用いられる。 For example, properties required for packaging materials for retort and boiling include various gas barrier properties, heat and water resistance, aroma retention, impact resistance, pressure resistance, piercing resistance, and bending resistance. Polyethylene terephthalate (PET) film for heat resistance, barrier property, (aluminum) AL foil for fragrance retention, nylon (Ny) film for pressure resistance, piercing resistance, bending resistance, unstretched olefin film for sealing property A film having each characteristic such as an unstretched polypropylene (CPP) film is laminated and used as a packaging material in a composition such as PET / AL foil / Ny / CPP.
一方で、近年種々の環境問題から、各種プラスチック廃棄に関する法律が制定され、包装材料にもリサイクルのニーズが高まっている。マテリアルリサイクルは、プラスチック樹脂を分解することなく、高温で溶融して再利用するものであるため、リサイクル負荷が最も小さいが、不純物が含まれると除去が難しいため、フィルム製膜時に切り落とす端部や、射出成形時のランナーなど製造時の廃棄物リサイクル以外でマテリアルリサイクルを行うのは困難である。 On the other hand, due to various environmental problems in recent years, various plastic disposal laws have been enacted, and the need for recycling of packaging materials is increasing. Material recycling has the smallest recycling load because it is melted and reused at a high temperature without decomposing the plastic resin, but it is difficult to remove it if it contains impurities, so the edges that are cut off during film formation , It is difficult to recycle materials other than recycling waste during manufacturing such as runners during injection molding.
ケミカルリサイクルとしては一般に(1)原料化、(2)還元剤化、(3)ガス・油化、(4)サーマルリサイクルの4種類に分類できる。この中で原料化は、リサイクル前のプラスチック材料から原料モノマーを取り出す方法で、このモノマーを使って再度プラスチックを重縮合反応に利用することから、回収処理に伴う品質の低下が少なく、クローズドループのリサイクル方法として適している。 Chemical recycling can be generally classified into four types: (1) raw material, (2) reducing agent, (3) gas / oil, and (4) thermal recycling. Among these, raw material conversion is a method of extracting the raw material monomer from the plastic material before recycling, and since the plastic is used again for the polycondensation reaction using this monomer, there is little deterioration in quality due to the recovery process, and it is a closed loop. Suitable as a recycling method.
ケミカルリサイクルの原料化方法としては、ポリエチレンテレフタラート(PET)材料の場合は、エチレングリコールで解重合し、メタノールでエステル交換反応させテレフタル酸ジメチルを得る方法が広く知られ工業的にも実施されている。(特許文献1) As a method for using polyethylene terephthalate (PET) as a raw material for chemical recycling, a method of depolymerizing with ethylene glycol and transesterifying with methanol to obtain dimethyl terephthalate is widely known and industrially practiced. There is. (Patent Document 1)
しかし包装材料に用いられる積層ラミネートフィルムにおいては、各種材料の異なるフィルムが貼り合わされているため、ケミカルリサイクルの原料化は困難である。
例えば上述のボイル・レトルト用包材に用いられる一般的なラミネート構成であるPET/AL箔/Ny/CPPの場合、PET材料の原料化を行う反応中にナイロン系ポリマーなどが含有された場合、PETの原料にN含有化合物が混合し、品質に大きな問題を引き起こす。他のフィルムにおいても、ナイロンフィルムや、AL箔、オレフィンフィルムそれぞれを分離する工程が確立されていないため、ラミネート構成からなる包装材料はサーマルリサイクルか、もしくはリサイクルされずに埋め立てられているのが現状である。
However, in the laminated laminated film used as a packaging material, it is difficult to use it as a raw material for chemical recycling because different films of various materials are bonded together.
For example, in the case of PET / AL foil / Ny / CPP, which is a general laminated structure used for the above-mentioned packaging material for boil and retort, when a nylon polymer or the like is contained in the reaction for converting the PET material into a raw material, N-containing compounds are mixed with the raw material of PET, which causes a big problem in quality. Even in other films, the process of separating nylon film, AL foil, and olefin film has not been established, so the packaging material consisting of a laminated structure is currently either thermal recycled or buried without being recycled. Is.
上記の問題に鑑み、本発明においては、ガスバリア性、耐熱水性、保香性、耐衝撃性、耐圧性、突き刺し耐性、屈曲耐性などの要求特性を満たす包装材料を、ポリエステル材料のみを主材料とする積層フィルムで提供することで、リサイクルが容易であり、特にはポリエステルのケミカルリサイクルを容易に行うことが出来る包装用積層フィルムを提供することを課題とする。 In view of the above problems, in the present invention, the packaging material satisfying the required characteristics such as gas barrier property, heat resistance, water retention, fragrance retention, impact resistance, pressure resistance, piercing resistance, and bending resistance is mainly made of polyester material. It is an object of the present invention to provide a laminated film for packaging, which is easy to recycle by providing the laminated film, and in particular, can easily carry out chemical recycling of polyester.
以上の課題を解決するために、本発明の第一の発明は、
ブチレンテレフタラート単位を主たる構成単位とするポリエステル樹脂を含有するフィルム基材上に、ガスバリア層と、ヒートシール性を有するポリエステルフィルム層とを、
この順に積層してなる包装用積層フィルムである。
In order to solve the above problems, the first invention of the present invention is
A gas barrier layer and a polyester film layer having a heat-sealing property are formed on a film base material containing a polyester resin having a butylene terephthalate unit as a main constituent unit.
It is a laminated film for packaging that is laminated in this order.
また、第二の発明は、
前記ガスバリア層が、無機化合物からなる無機化合物蒸着層と、水酸基含有高分子化合物と金属アルコキシドとシランカップリング剤またはそれらの加水分解物の少なくとも1種類以上を含む組成物からなる複合被膜層と、が順次積層されてなることを特徴とする請求項1記載の包装用積層フィルムである。
The second invention is
The gas barrier layer includes an inorganic compound vapor deposition layer made of an inorganic compound, a composite coating layer made of a composition containing at least one of a hydroxyl group-containing polymer compound, a metal alkoxide, a silane coupling agent, or a hydrolyzate thereof. The laminated film for packaging according to
また、第三の発明は、
前記ガスバリア層が、ポリカルボン酸系重合体(A1)と、一般式 R1Si(OR2)3で表されるシランカップリング剤、その加水分解物、及びそれらの縮合物からなる群から選択される少なくとも1種のケイ素含有化合物(A2)の質量比(A1:A2)が99.5:0.5~80.0:20.0(但し、前記ケイ素含有化合物の質量は前記シランカップリング剤換算の質量)で含有する第一のコーティング層と、多価金属化合物を含有する第二のコーティング層とからなることを特徴とする請求項1記載の包装用積層フィルムである。
Moreover, the third invention is
The gas barrier layer is selected from the group consisting of a polycarboxylic acid-based polymer (A1), a silane coupling agent represented by the general formula R1 Si (OR 2 ) 3 , a hydrolyzate thereof, and a condensate thereof. The mass ratio (A1: A2) of at least one silicon-containing compound (A2) is 99.5: 0.5 to 80.0: 20.0 (however, the mass of the silicon-containing compound is the silane coupling. The laminated film for packaging according to
また、第四の発明は、
前記ガスバリア層が、無機化合物からなる無機化合物蒸着層と、ポリカルボン酸系重合体(A1)と、一般式R1Si(OR2)3で表されるシランカップリング剤、その加水分解物及びそれらの縮合物からなる群から選択される少なくとも1種のケイ素含有化合物(A2)とを、(A1:A2)=99.5:0.5~80.0:20.0の質量比(但し、前記ケイ素含有化合物の質量は前記シランカップリング剤換算の質量)で含有する第一のコーティング層と、多価金属化合物を含有する第二のコーティング層とからなることを特徴とする請求項1記載の包装用積層フィルムである。
Moreover, the fourth invention is
The gas barrier layer is an inorganic compound vapor-deposited layer made of an inorganic compound, a polycarboxylic acid-based polymer (A1), a silane coupling agent represented by the general formula R1 Si (OR 2 ) 3 , a hydrolyzate thereof, and a hydrolyzate thereof. At least one silicon-containing compound (A2) selected from the group consisting of these condensates has a mass ratio of (A1: A2) = 99.5: 0.5 to 80.0: 20.0 (provided that it is used). 1. The mass of the silicon-containing compound is composed of a first coating layer contained in terms of the silane coupling agent equivalent) and a second coating layer containing a polyvalent metal compound. The laminated film for packaging described.
また、第五の発明は、
前記ガスバリア層とポリエステルフィルム層との間に、印刷層を備えてなることを特徴とする前記請求項1~4のいずれかに記載の包装用積層フィルムである。
Moreover, the fifth invention is
The laminated film for packaging according to any one of
ポリエステル材料のみを主材料とする積層フィルムからなる包装材料を提供することで、単一材料によるリサイクルが容易であり、特にはポリエステルのケミカルリサイクルを容易に行うことができる。さらには、ブチレンテレフタラート単位を主たる構成単位とするポリエステル樹脂を含有するフィルム基材を用いることで、包装材料に要求される、耐熱水性、耐衝撃性、耐圧性、突き刺し耐性、屈曲耐性を付与することができる。また、バリア性としてガスバリア層を積層し、シール性としてヒートシール性を有するポリエステルフィルムを積層することで、包装材料に要求される特性を満たす包装材料を、ポリエステル材料のみを主成分として提供することができる。 By providing a packaging material made of a laminated film containing only a polyester material as a main material, it is easy to recycle a single material, and in particular, it is possible to easily carry out chemical recycling of polyester. Furthermore, by using a film base material containing a polyester resin having a butylene terephthalate unit as a main constituent unit, the heat resistance, impact resistance, pressure resistance, piercing resistance, and bending resistance required for packaging materials are imparted. can do. Further, by laminating a gas barrier layer as a barrier property and laminating a polyester film having a heat sealing property as a sealing property, a packaging material satisfying the characteristics required for the packaging material can be provided mainly with the polyester material as a main component. Can be done.
以下、本発明の実施の形態について図面をもって説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
(ガスバリアフィルム11)
図1は本実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。
図1のガスバリアフィルム11においては、フィルム基材1の上に、密着層2、無機化合物蒸着層3、複合被膜層4が順次積層されており、無機化合物蒸着層3と複合被膜層4とでガスバリア層10aを形成している。以下に順次、これらの各層について説明する。
(Gas barrier film 11)
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gas barrier film according to this embodiment.
In the
フィルム基材1は、ブチレンテレフタラート(PBT)単位を主たる構成単位とするポリエステル樹脂を含有するフィルムである。
The
本発明に用いるフィルム基材1としては、キャスト方式による未延伸フィルムではなく、延伸フィルムが用いられる。未延伸PBTフィルムは強度や寸法安定性に問題があるため用途が限定されており、次工程のバリアフィルムを積層するためのフィルムとしては適していない。延伸方法としては、インフレーションによる延伸フィルム、または一軸延伸、二軸延伸PBTフィルムなど、寸法が安定されたフィルムが供給可能ならば、どの方法で製膜されたものでもかまわない。
As the
延伸PBTフィルムは、ガスバリア性、耐熱性、耐熱水性、保香性などの特性をもつ他、延伸PETフィルムよりも耐衝撃性、耐圧製、突き刺し耐性、屈曲耐性が高く、ナイロンフィルムに必要とされる物性をも併せもつため、PET基材よりも幅広い用途の包装材料に用いることが出来る。特に、後述するヒートシール性をもつポリエステルフィルムと組み合わせるためには、シーラントフィルムとして一般的に用いられるオレフィン系のものよりポリエステルフィルムは耐衝撃性、耐圧製、突き刺し耐性、屈曲耐性が低いため、フィルム基材1にこれらの特性を持たせて包装材料としての特性を発現させることが重要である。
Stretched PBT film has properties such as gas barrier property, heat resistance, heat resistance water resistance, and fragrance retention, and has higher impact resistance, pressure resistance, piercing resistance, and bending resistance than stretched PET film, and is required for nylon film. Since it also has physical characteristics, it can be used as a packaging material for a wider range of purposes than PET base materials. In particular, in order to combine with a polyester film having heat-sealing properties, which will be described later, the polyester film has lower impact resistance, pressure resistance, piercing resistance, and bending resistance than the olefin-based film generally used as a sealant film. It is important that the
フィルム基材1の厚さは、特に限定されない。用途に応じて、6μm~200μm程度のものを使用することができる。
The thickness of the
またこのフィルム基材1には、この積層面にバリア性能を損なわない範囲でコロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理などの各種前処理、易接着層などのコート層を設けても構わない。
Further, the
密着層2は、フィルム基材1上に設けられ、フィルム基材1と無機蒸着層3の間の密着性能向上と、平面を平滑にすることで次工程の蒸着層を欠陥なく均一成膜し、高いバリア性を発現するという、二つの効果を得ることを目的とした層であって、アンカーコート剤
を含有する層である。本発明において密着層2は必須ではないが、包装材の使用用途によって適宜積層される。
The
このような密着層2としては、例えば、ポリエステル系ポリウレタン樹脂、ポリエーテル系ポリウレタン樹脂が挙げられる。これらのアンカーコート剤の中でも、耐熱性及び層間接着強度の観点から、ポリエステル系ポリウレタン樹脂が好ましい。
Examples of such an
本発明に係るガスバリア層10aのうち無機化合物蒸着層3には、Al、Siの少なくとも一種が含有されていることが好ましい。より具体的には、SiOx、AlOxで表わされる金属酸化物、もしくはその混合物を用いることができるが、窒素やアルミの単体原子を含有していても差し支えない。
Of the
無機化合物蒸着層3の膜厚は、5nm以上100nm以下であることが好ましい。膜厚が5nm未満であると、十分な水蒸気バリア性を得ることができない。また、100nmより大きいと、薄膜の内部応力による変形によりクラックが発生し、水蒸気バリア性が低下する。さらに、材料使用量の増加、膜形成時間の長時間化等に起因してコストが増加し、経済的観点からも好ましくない。
The film thickness of the inorganic compound
無機化合物蒸着層3は、単層膜でも多層膜でもよいが、少なくとも1層は真空成膜で形成されることが必要である。真空成膜では、物理気相成長法あるいは化学気相成長法を用いることができる。物理気相成長法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。化学気相成長法としては、熱CVD法、プラズマCVD法、光CVD法等を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。
The inorganic compound
前記真空成膜では、抵抗加熱式真空蒸着法、EB(Electron Beam)加熱式真空蒸着法、誘導加熱式真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、デュアルマグネトロンスパッタリング法、プラズマ化学気相堆積法(PECVD法)等が特に好ましく用いられる。 In the vacuum film formation, resistance heating type vacuum deposition method, EB (Electron Beam) heating type vacuum deposition method, induction heating type vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, dual magnetron sputtering method, plasma chemical vapor deposition method (PECVD method) and the like are particularly preferably used.
前記のスパッタリング法以降の方法ではプラズマを用いるが、DC(Direct Current)方式、RF(Radio Frequency)方式、MF(Middle Frequency)方式、DCパルス方式、RFパルス方式、DC+RF重畳方式等のプラズマの生成法を適用することができる。 Although plasma is used in the methods after the above sputtering method, plasma generation such as DC (Direct Current) method, RF (Radio Frequency) method, MF (Middle Frequency) method, DC pulse method, RF pulse method, DC + RF superimposition method and the like is used. The law can be applied.
次に複合被膜層4について説明する。図1のように、無機化合物蒸着層3の上に複合被膜層4を積層する。複合被覆層4はガスバリア性を有するため、下記式(1)で表わされる金属アルコキシド及びその加水分解物からなる群より選択される少なくとも1種を含む組成物から形成されることが好ましい。
M(OR1)m(R2)n-m ・・・(1)
上記式(1)中、R1及びR2はそれぞれ独立に炭素数1~8の1価の有機基であり、メチル基、エチル基等のアルキル基であることが好ましい。MはSi、Ti、Al、Zr等のn価の金属原子を示す。mは1~nの整数である。
Next, the
M (OR 1 ) m (R 2 ) nm ... (1)
In the above formula (1), R 1 and R 2 are independently monovalent organic groups having 1 to 8 carbon atoms, and are preferably alkyl groups such as a methyl group and an ethyl group. M represents an n-valent metal atom such as Si, Ti, Al, Zr and the like. m is an integer from 1 to n.
金属アルコキシドとしては、例えば、テトラエトキシシラン[Si(OC2H5)4]、トリイソプロポキシアルミニウム[Al(O-iso-C3H7)3]等が挙げられる。
金属アルコキシドは、加水分解後、水系の溶媒中において比較的安定であることから、テトラエトキシシラン又はトリイソプロポキシアルミニウムであることが好ましい。
Examples of the metal alkoxide include tetraethoxysilane [Si (OC 2 H 5 ) 4 ] and triisopropoxyaluminum [Al (O-iso-C 3 H 7 ) 3 ].
The metal alkoxide is preferably tetraethoxysilane or triisopropoxyaluminum because it is relatively stable in an aqueous solvent after hydrolysis.
金属アルコキシドの加水分解物としては、例えば、テトラエトキシシランの加水分解物であるケイ酸(Si(OH)4)、及び、トリプロポキシアルミニウムの加水分解物である水酸化アルミニウム(Al(OH)3)等が挙げられる。これらは、1種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。上記組成物における金属アルコキシド及びその加水分解物の含有量は、例えば、10~90質量%である。 Examples of the hydrolyzate of the metal alkoxide include silicic acid (Si (OH) 4 ), which is a hydrolyzate of tetraethoxysilane, and aluminum hydroxide (Al (OH) 3 ), which is a hydrolyzate of tripropoxyaluminum. ) Etc. can be mentioned. These are not limited to one type, but can be used in combination of a plurality of types. The content of the metal alkoxide and its hydrolyzate in the above composition is, for example, 10 to 90% by mass.
上記組成物はさらに水酸基含有高分子化合物を含んでいてもよい。水酸基含有高分子化合物としては、例えば、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン及びデンプン等の水溶性高分子が挙げられる。水酸基含有高分子化合物はバリア性の観点からポリビニルアルコールであることが好ましい。これらは、1種だけでなく、複数種を組み合わせて使用することもできる。上記組成物における水酸基含有高分子化合物の含有量は、例えば、10~90質量%である。 The composition may further contain a hydroxyl group-containing polymer compound. Examples of the hydroxyl group-containing polymer compound include water-soluble polymers such as polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone and starch. The hydroxyl group-containing polymer compound is preferably polyvinyl alcohol from the viewpoint of barrier properties. These are not limited to one type, but can be used in combination of a plurality of types. The content of the hydroxyl group-containing polymer compound in the above composition is, for example, 10 to 90% by mass.
複合被膜層4の厚さは、50~1000nmであることが好ましく、100~500nmであることが好ましい。複合被膜層4の厚さが50nm以上であると、より十分なガスバリア性を得ることができる傾向があり、1000nm以下であると、十分な柔軟性を保持できる傾向がある。
The thickness of the
(ガスバリアフィルム12)
図2は、本実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。
図2のガスバリアフィルム12においては、フィルム基材1の上に密着層2を積層し、さらにポリカルボン酸系重合体(A1)と、一般式R1Si(OR2)3で表されるシランカップリング剤とその加水分解物及びそれらの縮合物からなる群から選択される少なくとも1種のケイ素含有化合物(A2)とを、質量比(A1:A2)が99.5:0.5~80.0:20.0(但し、前記ケイ素含有化合物の質量は前記シランカップリング剤換算の質量)で含有する第一のコーティング層(A)5と、多価金属化合物を含有する第二のコーティング層(B)6とを順次積層している。この第一のコーティング層(A)5と第二のコーティング層(B)6とで、ガスバリア層10bを形成している。
(Gas barrier film 12)
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the gas barrier film according to the present embodiment.
In the
以下に、第一のコーティング層(A)と、多価金属化合物を含有する第二のコーティング層(B)について説明する。 The first coating layer (A) and the second coating layer (B) containing the polyvalent metal compound will be described below.
[第一のコーティング層(A)]
ポリカルボン酸系重合体(以下、「ポリカルボン酸系重合体(A1)成分」と称する)と、一般式R1Si(OR2)3で表されるシランカップリング剤、その加水分解物およびそれらの縮合物からなる群から選択される少なくとも1種類のケイ素含有化合物(以下「ケイ素含有化合物A2」成分と称する)とを、質量比(A1:A2)が99.5:0.5~80.0:20.0で含有している。
ただし、R1はグリシジルオキシ基またはアミノ基を含む有機基であり、R2はアルキル基であり、3個のR2はそれぞれ同一であっても異なっていても良い。
また、前記ケイ素含有化合物成分(A2)の質量は前記シランカップリング剤換算の質量である。
[First coating layer (A)]
A polycarboxylic acid-based polymer (hereinafter referred to as "polycarboxylic acid-based polymer (A1) component"), a silane coupling agent represented by the general formula R1 Si (OR 2 ) 3 , a hydrolyzate thereof, and a hydrolyzate thereof. At least one kind of silicon-containing compound (hereinafter referred to as "silicon-containing compound A2" component) selected from the group consisting of these condensates has a mass ratio (A1: A2) of 99.5: 0.5 to 80. It is contained at 0.0: 20.0.
However, R 1 is an organic group containing a glycidyloxy group or an amino group, R 2 is an alkyl group, and the three R 2s may be the same or different.
The mass of the silicon-containing compound component (A2) is the mass in terms of the silane coupling agent.
また、ポリカルボン酸系重合体とは、分子内に2個以上のカルボキシ基を有する重合体である。
ポリカルボン酸系重合体(A1)成分としては、たとえばエチレン性不飽和カルボン酸の(共)重合体;エチレン性不飽和カルボン酸と他のエチレン性不飽和単量体との共重合体;アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、ペクチン等の分子内にカルボキシル基を有する酸性多糖類が挙げられる。
前記エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタ
コン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等が挙げられる。
エチレン性不飽和カルボン酸と共重合可能なエチレン性不飽和単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル等の飽和カルボン酸ビニルエステル類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。
これらのポリカルボン酸系重合体は1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
The polycarboxylic acid-based polymer is a polymer having two or more carboxy groups in the molecule.
The components of the polysaccharide-based polymer (A1) include, for example, a (co) polymer of ethylenically unsaturated carboxylic acid; a copolymer of ethylenically unsaturated carboxylic acid and another ethylenically unsaturated monomer; alginic acid. , Carboxymethyl cellulose, pectin and the like, and examples thereof include acidic polysaccharides having a carboxyl group in the molecule.
Examples of the ethylenically unsaturated carboxylic acid include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid.
Examples of the ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with the ethylenically unsaturated carboxylic acid include saturated carboxylic acid vinyl esters such as ethylene, propylene and vinyl acetate, vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, acrylamide and acrylonitrile. Can be mentioned.
These polycarboxylic acid-based polymers may be used alone or in combination of two or more.
ポリカルボン酸系重合体(A1)成分としては、上記の中でも、得られるガスバリア性の観点から、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、およびクロトン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合性単量体から誘導される構成単位を含む重合体が好ましく、その中でもアクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合性単量体から誘導される構成単位を含む重合体が特に好ましい。 Among the above, the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component is at least selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, and crotonic acid from the viewpoint of the obtained gas barrier property. A polymer containing a structural unit derived from one type of polymerizable monomer is preferable, and among them, from at least one kind of polymerizable monomer selected from the group consisting of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, and maleic acid. Polymers containing the derived building blocks are particularly preferred.
ポリカルボン酸系重合体(A1)成分の数平均分子量は、2,000~10,000,000の範囲が好ましく、5,000~1,000,000がより好ましい。数平均分子量が2,000未満では得られるガスバリア層は充分な耐水性を達成できず、水分によってガスバリア性や透明性が悪化する場合や、白化の発生が起こる場合がある。一方、数平均分子量が10,000,000を超えると、塗工によって第一のコーティング層(A)を形成する前に、粘度が高くなり塗工性が損なわれる場合がある。 The number average molecular weight of the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component is preferably in the range of 2,000 to 10,000,000, more preferably 5,000 to 1,000,000. If the number average molecular weight is less than 2,000, the obtained gas barrier layer cannot achieve sufficient water resistance, and moisture may deteriorate the gas barrier property and transparency, or whitening may occur. On the other hand, if the number average molecular weight exceeds 10,000,000, the viscosity may increase and the coatability may be impaired before the first coating layer (A) is formed by coating.
ポリカルボン酸系重合体(A1)成分は、カルボキシ基の一部が予め塩基性化合物で中和されていても良い。ポリカルボン酸系重合体(A1)成分の有するカルボキシ基の一部を予め中和することにより、耐水性や耐熱性をさらに向上させることができる。
塩基性化合物として、多価金属化合物、一価金属化合物およびアンモニアからなる群から選択される少なくとも1種の塩基性化合物が好ましい。多価金属化合物としては、第二のガスバリア層(B)の説明であげる多価金属化合物と同様のものが挙げられ、多価金属化合物である塩基性化合物としては、例えば酸化亜鉛、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウム等が挙げられる。一価金属化合物である塩基性化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。
In the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component, a part of the carboxy group may be neutralized with a basic compound in advance. By neutralizing a part of the carboxy group of the polycarboxylic acid polymer (A1) component in advance, water resistance and heat resistance can be further improved.
As the basic compound, at least one basic compound selected from the group consisting of a polyvalent metal compound, a monovalent metal compound and ammonia is preferable. Examples of the polyvalent metal compound include those similar to the polyvalent metal compound described in the second gas barrier layer (B), and examples of the basic compound as the polyvalent metal compound include zinc oxide and calcium carbonate. Examples include sodium carbonate. Examples of the basic compound which is a monovalent metal compound include sodium hydroxide and potassium hydroxide.
カルボキシ基の中和度として、第一のコーティング層(A)をポリカルボン酸系重合体(A1)成分と前記ケイ素含有化合物(A2)成分とを含有する第一のコーティング液(a)からなる塗膜を乾燥することにより形成する場合は、該第一のコーティング液(a)の塗工性や塗液安定性の観点から、30mol%以下であることが好ましく、25mol%以下でなることがより好ましい。ポリカルボン酸系重合体(A1)成分としては、1種単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。 As the degree of neutralization of the carboxy group, the first coating layer (A) is composed of the first coating liquid (a) containing the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and the silicon-containing compound (A2) component. When the coating film is formed by drying, it is preferably 30 mol% or less, preferably 25 mol% or less, from the viewpoint of the coatability and the coating liquid stability of the first coating liquid (a). More preferred. As the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component, one type may be used alone, or two or more types may be mixed and used.
前記ケイ素含有化合物(A2)成分は、一般式R1Si(OR2)3(ただし、R1はグリシジルオキシ基またはアミノ基を含む有機基であり、R2はアルキル基であり、3個のR2はそれぞれ同一であっても異なっていても良い)で表されるシランカップリング剤、その加水分解物およびそれらの縮合物からなる群から選択される少なくとも1種のケイ素含有化合物である。前記ケイ素含有化合物(A2)成分は、少量でも密着層2と第一のコーティング層(A)との密着性を向上させ、耐熱性、耐水性等を向上させる。
The silicon-containing compound (A2) component is a general formula R 1 Si (OR 2 ) 3 (where R 1 is an organic group containing a glycidyloxy group or an amino group, R 2 is an alkyl group, and three. R 2 is at least one silicon-containing compound selected from the group consisting of a silane coupling agent represented by (which may be the same or different), a hydrolyzate thereof, and a condensate thereof. The silicon-containing compound (A2) component improves the adhesion between the
前記一般式中、R1における有機基としては、例えば、グリシジルオキシアルキル基、アミノアルキル基等が挙げられる。R2のアルキル基としては、炭素数1~6のアルキル基が好ましく、メチル基またはエチル基が特に好ましい。前記シランカップリング剤の具体例としては、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルト
リエトキシシラン等が挙げられる。これらの中でも、γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシランが好ましい。
In the above general formula, examples of the organic group in R 1 include a glycidyloxyalkyl group and an aminoalkyl group. As the alkyl group of R2 , an alkyl group having 1 to 6 carbon atoms is preferable, and a methyl group or an ethyl group is particularly preferable. Specific examples of the silane coupling agent include γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-glycidoxypropyltriethoxysilane, γ-aminopropyltrimethoxysilane, γ-aminopropyltriethoxysilane and the like. .. Among these, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and γ-aminopropyltrimethoxysilane are preferable.
前記ケイ素含有化合物(A2)成分は、前記シランカップリング剤自体であってもよく、該シランカップリング剤が加水分解した加水分解物でもよく、これらの縮合物であってもよい。加水分解物としては、前記一般式中の3つのOR2のうち少なくとも1つがOHとなったものが挙げられる。縮合物としては、少なくとも2分子の加水分解物のSi-OH同士が縮合してSi-O-Si結合を形成したものが挙げられる。なお、以下においては、シランカップリング剤の加水分解物が縮合したものを加水分解縮合物と記すことがある。 The silicon-containing compound (A2) component may be the silane coupling agent itself, a hydrolyzed product obtained by hydrolyzing the silane coupling agent, or a condensate thereof. Examples of the hydrolyzate include those in which at least one of the three OR 2s in the general formula is OH. Examples of the condensate include those in which at least two molecules of the hydrolyzate Si—OH are condensed to form a Si—O—Si bond. In the following, the condensed product of the hydrolyzate of the silane coupling agent may be referred to as a hydrolyzed condensate.
前記ケイ素含有化合物(A2)成分としては、ゾルゲル法を用いて、シランカップリング剤(1)の加水分解および縮合反応を行ったものを用いることができる。通常、シランカップリング剤(1)は加水分解が容易に起こり、また、酸、アルカリ存在下では容易に縮合反応が起こるため、シランカップリング剤(1)のみ、その加水分解物のみ、またはそれらの縮合物のみで存在することは稀である。すなわち前記ケイ素含有化合物(A2)成分は、通常シランカップリング剤(1)、その加水分解物、およびこれらの縮合物が混在している。また、加水分解物には、部分加水分解物、完全加水分解物が含まれる。 As the silicon-containing compound (A2) component, a compound obtained by hydrolyzing and condensing the silane coupling agent (1) using the sol-gel method can be used. Usually, the silane coupling agent (1) easily hydrolyzes, and the condensation reaction easily occurs in the presence of an acid or an alkali. Therefore, only the silane coupling agent (1), its hydrolyzate only, or them. It is rarely present only in the condensate of. That is, the silicon-containing compound (A2) component usually contains a silane coupling agent (1), a hydrolyzate thereof, and a condensate thereof. Further, the hydrolyzate includes a partial hydrolyzate and a complete hydrolyzate.
前記ケイ素含有化合物(A2)成分としては、少なくとも加水分解縮合物を含むことが好ましい。加水分解縮合物を製造する際の方法としては、シランカップリング剤(1)を上記ポリカルボン酸系重合体(A1)成分および水を含む液に直接混合してもよく、シランカップリング剤に水を加えることによって、加水分解およびそれに続く縮合反応を行い、ポリカルボン酸系重合体と混合する前に、加水分解縮合物を得てもよい。 The silicon-containing compound (A2) component preferably contains at least a hydrolyzed condensate. As a method for producing the hydrolyzed condensate, the silane coupling agent (1) may be directly mixed with the liquid containing the polycarboxylic acid polymer (A1) component and water, and the silane coupling agent may be used. By adding water, a hydrolysis and a subsequent condensation reaction may be carried out to obtain a hydrolyzed condensate before mixing with the polycarboxylic acid-based polymer.
第一のコーティング層(A)はポリカルボン酸系重合体(A1)成分と、前記ケイ素含有化合物(A2)成分とを、質量比(A1:A2)が99.5:0.5~80.0:20.0で含有する。ただし、前記ケイ素含有化合物(A2)成分の質量は、前記シランカップリング剤(1)換算の質量である。 The first coating layer (A) contains the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and the silicon-containing compound (A2) component in a mass ratio (A1: A2) of 99.5: 0.5 to 80. It is contained at 0: 20.0. However, the mass of the silicon-containing compound (A2) component is the mass in terms of the silane coupling agent (1).
つまり、前記ケイ素含有化合物(A2)成分は上記のとおり、通常シランカップリング剤、その加水分解物、およびこれらの縮合物が混在するが、前記ケイ素含有化合物(A2)成分の質量は、前記シランカップリング剤に換算した値、すなわちシランカップリング剤の仕込み量である。上記範囲であると、耐虐待性に優れるガスバリア積層体を得ることができる。 That is, as described above, the silicon-containing compound (A2) component usually contains a silane coupling agent, a hydrolyzate thereof, and a condensate thereof, but the mass of the silicon-containing compound (A2) component is the silane. It is a value converted into a coupling agent, that is, the amount of the silane coupling agent charged. Within the above range, a gas barrier laminate having excellent abuse resistance can be obtained.
さらに、前記ケイ素含有化合物(A2)成分が存在することにより、本発明のガスバリア層が酸に対する耐性を有する。シランカップリング剤として、R1がグリシジルオキシ基を含む有機基であるもの(γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランや、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン)を用いる場合には、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分と前記ケイ素含有化合物(A2)成分との質量比(A1:A2)は、99.5:0.5~90.0:10.0であることが好ましく、99.0:1.0~95.0:5.0であることが特に好ましい。
前記シランカップリング剤として、R1がアミノ基を含む有機基であるもの(γ-アミノプロピルトリメトキシシランや、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)を用いる場合には、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分と前記ケイ素含有化合物(A2)成分との質量比(A1:A2)は、99.0:1.0~80.0:20.0であることが好ましく、95.0:5.0~80.0:20.0であることが特に好ましい。
Further, the presence of the silicon-containing compound (A2) component makes the gas barrier layer of the present invention resistant to acid. When R 1 is an organic group containing a glycidyloxy group (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane or γ-glycidoxypropyltriethoxysilane) as the silane coupling agent, a polycarboxylic acid is used. The mass ratio (A1: A2) of the system polymer (A1) component to the silicon-containing compound (A2) component is preferably 99.5: 0.5 to 90.0: 10.0, preferably 99. It is particularly preferable that it is 0: 1.0 to 95.0: 5.0.
When a polycarboxylic acid-based polymer (γ-aminopropyltrimethoxysilane or γ-aminopropyltriethoxysilane) in which R 1 is an organic group containing an amino group is used as the silane coupling agent, a polycarboxylic acid-based polymer ( The mass ratio (A1: A2) of the A1) component to the silicon-containing compound (A2) component is preferably 99.0: 1.0 to 80.0: 20.0, preferably 95.0: 5. It is particularly preferable that it is 0 to 80.0: 20.0.
第一のコーティング層(A)には、各種の添加剤が含まれていてもよい。添加剤として
は可塑剤、樹脂、分散剤、界面活性剤、柔軟剤、安定剤、アンチブロッキング剤、膜形成剤、粘着剤、酸素吸収剤等が挙げられる。例えば、可塑剤としては、公知の可塑剤から適宜選択して使用することが可能である。
該可塑剤の具体例としては、例えば、エチレングレコール、トリメチレングリコール、プロピレングリコール、テトラメチレングリコール、1,3-ブタンジオール、2,3-ブタンジオール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、ポリエチレンオキサイド、ソルビトール、マンニトール、ズルシトール、エリトリトール、グリセリン、乳酸、脂肪酸、澱粉、フタル酸エステルなどを例示することができる。これらは必要に応じて、混合物で用いてもよい。
The first coating layer (A) may contain various additives. Examples of the additive include plasticizers, resins, dispersants, surfactants, softeners, stabilizers, antiblocking agents, film forming agents, pressure-sensitive adhesives, oxygen absorbers and the like. For example, as the plasticizer, it is possible to appropriately select and use from known plasticizers.
Specific examples of the plasticizer include ethylene glycol, trimethylene glycol, propylene glycol, tetramethylene glycol, 1,3-butanediol, 2,3-butanediol, pentamethylene glycol, hexamethylene glycol, and diethylene glycol. Examples thereof include triethylene glycol, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, polyethylene oxide, sorbitol, mannitol, zulcitol, erythritol, glycerin, lactic acid, fatty acid, starch, and phthalic acid ester. These may be used as a mixture if necessary.
これらの中でも、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体、グリセリン、澱粉が延伸性とガスバリア性の観点から好ましい。このような可塑剤が含まれる場合には、耐虐待性をさらに向上させることができる。添加剤として、ポリビニルアルコール等の水酸基を2つ以上有する化合物を含む場合、該化合物の水酸基と、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分のカルボキシ基の一部とがエステル結合を形成していてもよい。第一のコーティング層(A)に添加剤が含まれている場合には、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分と添加剤との質量比(ポリカルボン酸系重合体(A1)成分:添加剤)は通常70:30~99.9:0.1の範囲であり、80:20~98:2であることが好ましい。 Among these, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, glycerin, and starch are preferable from the viewpoint of stretchability and gas barrier property. When such a plasticizer is contained, the abuse resistance can be further improved. When the additive contains a compound having two or more hydroxyl groups such as polyvinyl alcohol, the hydroxyl group of the compound and a part of the carboxy group of the polycarboxylic acid polymer (A1) component form an ester bond. May be good. When the first coating layer (A) contains an additive, the mass ratio of the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component to the additive (polycarboxylic acid-based polymer (A1) component: addition The agent) is usually in the range of 70:30 to 99.9: 0.1, preferably 80:20 to 98: 2.
第一のコーティング層(A)の厚さは、ガスバリア性の観点から、好ましくは0.01~5μmの範囲であり、より好ましくは0.02~3μmの範囲であり、さらに好ましくは0.04~1.2μmの範囲である。なお、被膜層が第一のコーティング層(A)を複数含む場合でも、被膜層中の第一のコーティング層(A)の合計の好ましい厚さは上記と同じである。 The thickness of the first coating layer (A) is preferably in the range of 0.01 to 5 μm, more preferably in the range of 0.02 to 3 μm, and further preferably in the range of 0.04 from the viewpoint of gas barrier properties. The range is ~ 1.2 μm. Even when the coating layer contains a plurality of the first coating layers (A), the total preferable thickness of the first coating layers (A) in the coating layer is the same as described above.
(第一のコーティング層(A)の形成方法)
第一のコーティング層(A)は通常、コーティング法により形成することができる。具体的には、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分と前記ケイ素含有化合物(A2)成分とを含有する第一のコーティング液(a)からなる塗膜を乾燥することにより形成できる。第一のコーティング液(a)に含まれるポリカルボン酸系重合体(A1)成分、前記ケイ素含有化合物(A2)成分としては、それぞれ前記と同様のものを用いることができる。
(Method for forming the first coating layer (A))
The first coating layer (A) can usually be formed by a coating method. Specifically, it can be formed by drying a coating film composed of the first coating liquid (a) containing the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and the silicon-containing compound (A2) component. As the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and the silicon-containing compound (A2) component contained in the first coating liquid (a), the same components as described above can be used.
第一のコーティング液(a)は、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分と、前記ケイ素含有化合物(A2)成分とを、99.5:0.5~80.0:20.0の質量比(ただし、前記ケイ素含有化合物(A2)成分の質量は、前記シランカップリング剤換算の質量である)。好ましい理由は前記と同じである。 The first coating liquid (a) contains the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and the silicon-containing compound (A2) component in a mass ratio of 99.5: 0.5 to 80.0: 20.0. Ratio (However, the mass of the silicon-containing compound (A2) component is the mass in terms of the silane coupling agent). The preferred reason is the same as described above.
シランカップリング剤として、R1がグリシジルオキシ基を含む有機基であるもの(γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシランや、γ-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン)を用いる場合には、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分とケイ素含有化合物(A2)成分との質量比は、99.5:0.5~90.0:10.0であることが好ましく、99.0:1.0~95.0:5.0であることが特に好ましい。 When R 1 is an organic group containing a glycidyloxy group (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane or γ-glycidoxypropyltriethoxysilane) as the silane coupling agent, a polycarboxylic acid is used. The mass ratio of the system polymer (A1) component to the silicon-containing compound (A2) component is preferably 99.5: 0.5 to 90.0: 10.0, and 99.0: 1.0 to 10. 95.0: 5.0 is particularly preferable.
シランカップリング剤として、R1がアミノ基を含む有機基であるもの(γ-アミノプロピルトリメトキシシランや、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン)を用いる場合には、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分とケイ素含有化合物(A2)成分との質量比は、99.0:1.0~80.0:20.0であることが好ましく、95.0:5.0~80.0:20.0であることが特に好ましい。
なお、通常はコーティング液第一のコーティング液(a)に含まれるポリカルボン酸系重合体(A1)成分とケイ素含有化合物(A2)成分との質量比と、該第一のコーティング液(a)を用いて形成される第一のガスバリア層(A)におけるポリカルボン酸系重合体(A1)成分とケイ素含有化合物(A2)成分との質量比とは同様であるが、例えばポリカルボン酸系重合体(A1)成分と添加剤とが反応した場合や、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分とケイ素含有化合物(A2)成分とが反応した場合等には、異なる場合がある。
When a silane coupling agent in which R 1 is an organic group containing an amino group (γ-aminopropyltrimethoxysilane or γ-aminopropyltriethoxysilane) is used, a polycarboxylic acid-based polymer (A1) is used. The mass ratio of the component) to the silicon-containing compound (A2) component is preferably 99.0: 1.0 to 80.0: 20.0, and 95.0: 5.0 to 80.0: 20. It is particularly preferable that it is 0.0.
The mass ratio of the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and the silicon-containing compound (A2) component normally contained in the first coating liquid (a) and the first coating liquid (a). The mass ratio of the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and the silicon-containing compound (A2) component in the first gas barrier layer (A) formed using the above is the same, but for example, the polycarboxylic acid-based weight. It may be different when the combined (A1) component reacts with the additive, or when the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component reacts with the silicon-containing compound (A2) component.
第一のコーティング液(a)は、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分とケイ素含有化合物(A2)成分と必要に応じて含まれる添加剤とを、溶媒と混合することにより調整できる。 The first coating liquid (a) can be adjusted by mixing a polycarboxylic acid-based polymer (A1) component, a silicon-containing compound (A2) component, and an additive contained as necessary with a solvent.
第一のコーティング液(a)に用いる溶媒としては、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分およびケイ素含有化合物(A2)成分を溶解し得るものであれば特に限定は無いが、通常はシランカップリング剤の加水分解反応を行うための水が必要であることから、水、水との有機溶媒との混合溶媒等が好ましい。ポリカルボン酸系重合体(A1)成分の溶解性、コストの点では、水が最も好ましい。 The solvent used for the first coating liquid (a) is not particularly limited as long as it can dissolve the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and the silicon-containing compound (A2) component, but is usually a silane cup. Since water is required for the hydrolysis reaction of the ring agent, water, a mixed solvent of water and an organic solvent, and the like are preferable. Water is most preferable in terms of solubility and cost of the polycarboxylic acid polymer (A1) component.
アルコール等の有機溶媒は、シランカップリング剤の溶解性、第一のコーティング液(a)の塗工性を向上する点で好ましい。有機溶媒としては、炭素数1~5のアルコールおよび炭素数3~5のケトンからなる群から選択される少なくとも1種の有機溶媒等を用いることが好ましい。このような有機溶媒としては、具体的には、メタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。
水との有機溶媒との混合溶媒としては、上述した水と有機溶媒との混合溶媒が好ましく、水と炭素数1~5のアルコールとの混合溶媒がより好ましい。混合溶媒としては、水が20~95質量%の量で存在し、有機溶媒が80~5質量%の量で存在する(ただし、水と有機溶媒との合計を100質量%とする)ものが好ましい。
An organic solvent such as alcohol is preferable in terms of improving the solubility of the silane coupling agent and the coatability of the first coating liquid (a). As the organic solvent, it is preferable to use at least one organic solvent selected from the group consisting of alcohols having 1 to 5 carbon atoms and ketones having 3 to 5 carbon atoms. Specific examples of such an organic solvent include methanol, ethanol, propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, acetone, methyl ethyl ketone and the like.
As the mixed solvent of the organic solvent with water, the above-mentioned mixed solvent of water and the organic solvent is preferable, and the mixed solvent of water and alcohol having 1 to 5 carbon atoms is more preferable. As the mixed solvent, water is present in an amount of 20 to 95% by mass, and an organic solvent is present in an amount of 80 to 5% by mass (however, the total of water and the organic solvent is 100% by mass). preferable.
第一のコーティング液(a)においては、ガスバリア性および塗工性の観点から、第一のコーティング液(a)中のポリカルボン酸系重合体(A1)成分と、ケイ素含有化合物(A2)成分と、必要に応じて含まれる添加剤との合計含有量(固形分)が、第一のコーティング液(a)の総重量に対して、0.5~50質量%が好ましく、0.8~30質量%がより好ましく、1.0~20質量%が特に好ましい。 In the first coating liquid (a), from the viewpoint of gas barrier property and coatability, the polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and the silicon-containing compound (A2) component in the first coating liquid (a). The total content (solid content) of the compound and the additives contained as necessary is preferably 0.5 to 50% by mass, preferably 0.8 to 50% by mass, based on the total weight of the first coating liquid (a). 30% by mass is more preferable, and 1.0 to 20% by mass is particularly preferable.
この第一のコーティング液(a)を、第一のガスバリア層(A)として積層する面、すなわち密着層2上に塗工して塗膜を形成し、該塗膜を乾燥することにより、第一のコーティング層(A)を形成できる。
The first coating liquid (a) is applied onto the surface to be laminated as the first gas barrier layer (A), that is, on the
第一のコーティング液(a)の塗工方法としては、特に限定されず公知のコート法の中から適宜選択でき、例えばキャスト法、ディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、リバースコート法、スプレーコート法、キットコート法、ダイコート法、メタリングバーコート法、チャンバードクター併用コート法、カーテンコート法等が挙げられる。第一のコーティング液(a)の塗工量は、形成する第一のコーティング層(A)の厚さに応じて設定される。 The coating method of the first coating liquid (a) is not particularly limited and can be appropriately selected from known coating methods. For example, a casting method, a dipping method, a roll coating method, a gravure coating method, a screen printing method, and a reverse method can be selected. Examples include a coating method, a spray coating method, a kit coating method, a die coating method, a metering bar coating method, a chamber doctor combined coating method, and a curtain coating method. The amount of the first coating liquid (a) applied is set according to the thickness of the first coating layer (A) to be formed.
第一のコーティング液(a)を塗工した後、乾燥により、塗液に含まれる第一のコーティング液(a)の溶媒を除去することによって、第一のコーティング層(A)が形成される。 After applying the first coating liquid (a), the first coating layer (A) is formed by removing the solvent of the first coating liquid (a) contained in the coating liquid by drying. ..
乾燥方法としては、特に限定は無く、例えば熱風乾燥法、熱ロール接触法、赤外線加熱法、マイクロ波加熱法等の方法が挙げられる。これらの方法はいずれかを単独で用いても、2種以上を組み合わせてもよい。
このようにして形成される第一のガスバリア層(A)には、ポリカルボン酸系重合体(A1)成分とケイ素含有化合物(A2)成分とが含まれ、さらに、第一のコーティング液(a)に添加剤等の他の成分が含まれる場合には、当該他の成分が含まれている。第一のコーティング液(a)の添加剤として、ポリビニルアルコール等の水酸基を2つ以上有する化合物を用いた場合、上記乾燥、熟成処理、熱処理等の際に、該化合物の水酸基とポリカルボン酸系重合体(A1)成分のカルボキシ基の一部とが反応してエステル結合を形成してもよい。
The drying method is not particularly limited, and examples thereof include a hot air drying method, a hot roll contact method, an infrared heating method, and a microwave heating method. Any of these methods may be used alone or in combination of two or more.
The first gas barrier layer (A) thus formed contains a polycarboxylic acid-based polymer (A1) component and a silicon-containing compound (A2) component, and further, a first coating liquid (a). ) Contains other components such as additives, the other components are included. When a compound having two or more hydroxyl groups such as polyvinyl alcohol is used as an additive for the first coating liquid (a), the hydroxyl groups of the compound and the polycarboxylic acid system are used during the drying, aging treatment, heat treatment and the like. A part of the carboxy group of the polymer (A1) component may react with each other to form an ester bond.
[第二のコーティング層(B)]
第二のコーティング層(B)は、多価金属化合物を含有する。多価金属化合物とは、金属イオンの価数が2以上の多価金属の化合物である。
多価金属としては、例えばベリリウム、マグネシウム、カルシウムなどのアルカリ土類金属;チタン、ジルコニウム、クロム、マンガン、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛などの遷移金属;アルミニウム、ケイ素が挙げられる。多価金属としては、耐熱性、耐水性、透明性の観点から、カルシウムまたは亜鉛が特に好ましい。多価金属化合物としては、カルシウム化合物または亜鉛化合物が上述の理由より好ましい。
さらに多価金属化合物としては、例えば多価金属の単体、酸化物、水酸化物、炭酸塩、有機酸塩(例えば、酢酸塩)もしくは無機酸塩、多価金属酸化物のアンモニウム錯体もしくは2~4級アミン錯体、またはそれらの炭酸塩もしくは有機酸塩が挙げられる。これらの多価金属化合物の中でも、ガスバリア性、高温水蒸気や熱水に対する耐性、製造性の観点から、アルカリ土類金属、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛、アルミニウムまたはケイ素の酸化物、水酸化物、塩化物、炭酸塩または酢酸塩、銅または亜鉛のアンモニウム錯体またはそれらの炭酸塩を用いることが好ましい。これらの中でも、工業的生産性の観点から、酸化亜鉛、酸化アルミニウム、水酸化カルシウム、炭酸カルシウム、酢酸亜鉛、酢酸カルシウムが好ましく、酸化亜鉛または炭酸カルシウムが特に好ましい。
[Second coating layer (B)]
The second coating layer (B) contains a polyvalent metal compound. The polyvalent metal compound is a compound of a polyvalent metal having a metal ion valence of 2 or more.
Examples of polyvalent metals include alkaline earth metals such as beryllium, magnesium and calcium; transition metals such as titanium, zirconium, chromium, manganese, iron, cobalt, nickel, copper and zinc; aluminum and silicon. As the multivalent metal, calcium or zinc is particularly preferable from the viewpoint of heat resistance, water resistance and transparency. As the polyvalent metal compound, a calcium compound or a zinc compound is preferable for the above-mentioned reasons.
Further, as the polyvalent metal compound, for example, a simple substance of the polyvalent metal, an oxide, a hydroxide, a carbonate, an organic acid salt (for example, an acetate) or an inorganic acid salt, an ammonium complex of the polyvalent metal oxide, or 2 to 2 to Examples include quaternary amine complexes, or carbonates or organic acid salts thereof. Among these polyvalent metal compounds, alkaline earth metals, cobalt, nickel, copper, zinc, aluminum or silicon oxides, hydroxides, from the viewpoint of gas barrier properties, resistance to high temperature steam and hot water, and manufacturability, It is preferred to use chlorides, carbonates or acetates, ammonium complexes of copper or zinc or carbonates thereof. Among these, zinc oxide, aluminum oxide, calcium hydroxide, calcium carbonate, zinc acetate and calcium acetate are preferable, and zinc oxide or calcium carbonate is particularly preferable, from the viewpoint of industrial productivity.
第二のコーティング層(B)を、多価金属化合物を含有する第二のコーティング液(b)からなる塗膜を乾燥することにより形成する場合、多価金属化合物の形態は、粒子状であっても、非粒子状であっても、溶解していてもよいが、分散性、ガスバリア性、生産性の観点からは、粒子状であることが好ましい。また、このような粒子の平均粒子径は特に限定されないが、ガスバリア性、コーティング適性の観点から、平均粒子径が5μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましく,0.1μm以下であることが特に好ましい。 When the second coating layer (B) is formed by drying a coating film composed of the second coating liquid (b) containing the polyvalent metal compound, the form of the polyvalent metal compound is particulate. However, it may be in the form of non-particulates or may be dissolved, but it is preferably in the form of particles from the viewpoint of dispersibility, gas barrier property and productivity. The average particle size of such particles is not particularly limited, but from the viewpoint of gas barrier properties and coating suitability, the average particle size is preferably 5 μm or less, more preferably 1 μm or less, and 0.1 μm or less. Is particularly preferable.
第二のコーティング層(B)は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、多価金属化合物のほかに、各種添加物を含有してもよい。該添加物としては、例えば、第二のコーティング層(B)を、多価金属化合物を含有する第二のコーティング液(b)からなる塗膜を乾燥することにより形成する場合、第二のコーティング液(b)に用いる溶媒に可溶または分散可能な樹脂、該溶媒に可溶または分散可能な分散剤、界面活性剤、柔軟材、安定剤、膜形成剤、増粘剤等を含有してもよい。上記の中でも、第二のコーティング液(b)に用いる溶媒に可溶または分散可能な樹脂を含有することが好ましい。これにより、第二のコーティング液(b)の塗工性、製膜性が向上する。このような樹脂としては、例えばアルキッド樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂等が挙げられる。 The second coating layer (B) may contain various additives in addition to the polyvalent metal compound, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. As the additive, for example, when the second coating layer (B) is formed by drying a coating film composed of the second coating liquid (b) containing a polyvalent metal compound, the second coating is used. It contains a resin that is soluble or dispersible in the solvent used in the liquid (b), a dispersant that is soluble or dispersible in the solvent, a surfactant, a softener, a stabilizer, a film-forming agent, a thickener, and the like. May be good. Among the above, it is preferable to contain a resin that is soluble or dispersible in the solvent used for the second coating liquid (b). As a result, the coatability and film forming property of the second coating liquid (b) are improved. Examples of such resins include alkyd resins, melamine resins, acrylic resins, urethane resins, polyester resins, phenol resins, amino resins, fluororesins, epoxy resins, isocyanate resins and the like.
また、第二のコーティング液(b)に用いる溶媒に可溶または分散可能な分散剤を含有することが好ましい。これにより、多価金属化合物の分散性が向上する。該分散剤として、アニオン系界面活性剤や、ノニオン系界面活性剤を用いることができる。
該界面活性剤としては、(ポリ)カルボン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルフォコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、芳香族リン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、アルキルアリル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ソルビタンアルキルエステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等の各種界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は単独で用いても、二種以上を混合して用いてもよい。
Further, it is preferable to contain a dispersant that is soluble or dispersible in the solvent used for the second coating liquid (b). This improves the dispersibility of the polyvalent metal compound. As the dispersant, an anionic surfactant or a nonionic surfactant can be used.
Examples of the surfactant include (poly) carboxylate, alkyl sulfate ester salt, alkylbenzene sulfonate, alkylnaphthalene sulfonate, alkyl sulphosuccinate, alkyldiphenyl ether disulfonate, alkyl phosphate, and aromatic. Phosphoric acid ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenol ether, polyoxyethylene alkyl ester, alkylallyl sulfate ester salt, polyoxyethylene alkyl phosphate ester, sorbitan alkyl ester, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, citrus fatty acid Various surfactants such as esters, polyethylene glycol fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene derivatives, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, polyoxy fatty acid esters, polyoxyethylene alkyl amines, etc. Be done. These surfactants may be used alone or in combination of two or more.
第二のコーティング層(B)に添加剤が含まれている場合には、多価金属化合物と添加剤との質量比(多価金属化合物:添加剤)は、30:70~99:1の範囲内であることが好ましく、50:50~98:2の範囲内であることが好ましい。 When the additive is contained in the second coating layer (B), the mass ratio of the polyvalent metal compound to the additive (polyvalent metal compound: additive) is 30:70 to 99: 1. It is preferably within the range, preferably within the range of 50:50 to 98: 2.
第二のコーティング層(B)の厚さは、ガスバリア性の観点から、好ましくは0.01~5μmの範囲であり、より好ましくは0.03~3μmの範囲であり、さらに好ましくは0.1~1.2μmの範囲である。なお、被膜層が第二のコーティング層(B)を複数含む場合でも、被膜層中の第二のコーティング層(B)の合計の好ましい厚さは上記と同じである。 The thickness of the second coating layer (B) is preferably in the range of 0.01 to 5 μm, more preferably in the range of 0.03 to 3 μm, and further preferably in the range of 0.1 from the viewpoint of gas barrier properties. The range is ~ 1.2 μm. Even when the coating layer contains a plurality of the second coating layers (B), the total preferable thickness of the second coating layers (B) in the coating layer is the same as described above.
(第二のコーティング層(B)の形成方法)
第二のコーティング層(B)の形成方法としては、例えば、コーティング法、ディッピング法等が挙げられる。これらの中でも、生産性の観点からコーティング法が好ましい。以下、コーティング法により第二のコーティング層(B)を形成する場合について説明する。
(Method for forming the second coating layer (B))
Examples of the method for forming the second coating layer (B) include a coating method and a dipping method. Among these, the coating method is preferable from the viewpoint of productivity. Hereinafter, a case where the second coating layer (B) is formed by the coating method will be described.
コーティング法による第二のコーティング層(B)の形成は、具体的には多価金属化合物を含有する第二のコーティング液(b)からなる塗膜を乾燥することにより形成できる。 The formation of the second coating layer (B) by the coating method can be specifically formed by drying a coating film composed of the second coating liquid (b) containing a polyvalent metal compound.
第二のコーティング液(b)に含まれる多価金属化合物としては、前記と同様なものを用いることができ、カルシウム化合物または亜鉛化合物が好ましい。 As the polyvalent metal compound contained in the second coating liquid (b), the same compounds as described above can be used, and a calcium compound or a zinc compound is preferable.
第二のコーティング液(b)は必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、多価金属化合物のほかに各種添加剤を含んでいてもよい。該添加剤としては、例えば、第二のコーティング液(b)に用いる溶媒に可溶または分散可能な樹脂、該溶媒に可溶または分散可能な分散剤、その他の界面活性剤、柔軟剤、安定剤、膜形成剤、増粘剤などが挙げられる。
上記の中でも、第二のコーティング液(b)には、第二のコーティング液(b)の塗工性、成膜性を向上させる目的で、第二のコーティング液(b)に用いる溶媒に可溶または分散可能な樹脂を混合して用いることが好ましい。このような樹脂としては、前記第二のコーティング層(B)が含有してもよい各種添加剤として挙げたものと同様のものが挙げられる。
また、添加剤として、多価金属化合物の分散性を向上させる目的で、第二のコーティン
グ液(b)に用いる溶媒に可溶または分散可能な分散剤を混合して用いることが好ましい。該分散剤としては、第二のコーティング層(B)が含有してもよい各種添加剤として前記で挙げたものと同様のものが挙げられる。第二のコーティング液(b)に添加剤が含まれている場合には、多価金属化合物と添加剤との質量比(多価金属化合物:添加剤)は、30:70~99:1の範囲内であることが好ましく、50:50~98:2の範囲内であることがより好ましい。
The second coating liquid (b) may contain various additives in addition to the polyvalent metal compound, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. Examples of the additive include a resin that is soluble or dispersible in the solvent used in the second coating liquid (b), a dispersant that is soluble or dispersible in the solvent, other surfactants, softeners, and stables. Agents, film-forming agents, thickeners and the like can be mentioned.
Among the above, the second coating liquid (b) can be used as a solvent for the second coating liquid (b) for the purpose of improving the coatability and film forming property of the second coating liquid (b). It is preferable to use a mixture of meltable or dispersible resins. Examples of such a resin include those similar to those mentioned as various additives that may be contained in the second coating layer (B).
Further, as an additive, it is preferable to mix a soluble or dispersible dispersant with the solvent used in the second coating liquid (b) for the purpose of improving the dispersibility of the polyvalent metal compound. Examples of the dispersant include those similar to those mentioned above as various additives that may be contained in the second coating layer (B). When the second coating liquid (b) contains an additive, the mass ratio of the polyvalent metal compound to the additive (polyvalent metal compound: additive) is 30:70 to 99: 1. It is preferably within the range, and more preferably within the range of 50:50 to 98: 2.
第二のコーティング液(b)に用いる溶媒としては、例えば、水、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、n-ペンチルアルコール、ジメチルスルフォキシド、ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド、トルエン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸ブチルなどが挙げられる。また、これらの溶媒は1種単独で用いても、2種以上を混合しても良い。これらの中でも、塗工性の観点から、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、水が好ましい。また、生産性の観点から、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、水が好ましい。なお、第一のコーティング液(a)から形成される第一のガスバリア層(A)は耐水性が優れているために、第二のコーティング液(b)に用いる溶媒として水を用いることができる。 Examples of the solvent used for the second coating liquid (b) include water, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, n-pentyl alcohol, dimethylsulfoxide, and dimethylformamide. , Dimethylacetamide, toluene, hexane, heptane, cyclohexane, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, ethyl acetate, butyl acetate and the like. Further, these solvents may be used alone or in combination of two or more. Among these, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, toluene, ethyl acetate, methyl ethyl ketone and water are preferable from the viewpoint of coatability. Further, from the viewpoint of productivity, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and water are preferable. Since the first gas barrier layer (A) formed from the first coating liquid (a) has excellent water resistance, water can be used as the solvent used for the second coating liquid (b). ..
この第二のコーティング液(b)を、第二のコーティング層(B)を積層する面、例えば第一のコーティング層(A)上などに塗工して塗膜を形成し、該塗布膜を乾燥することにより第二のコーティング層(B)を形成できる。 The second coating liquid (b) is applied to a surface on which the second coating layer (B) is laminated, for example, on the first coating layer (A) to form a coating film, and the coating film is formed. The second coating layer (B) can be formed by drying.
第二のコーティング液(b)の塗工方法としては、特に限定されず公知のコート法の中から適宜選択でき、例えばキャスト法、ディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、リバースコート法、スプレーコート法、キットコート法、ダイコート法、メタリングバーコート法、チャンバードクター併用コート法、カーテンコート法等が挙げられる。 The coating method of the second coating liquid (b) is not particularly limited and can be appropriately selected from known coating methods. For example, a casting method, a dipping method, a roll coating method, a gravure coating method, a screen printing method, and a reverse method can be selected. Examples include a coating method, a spray coating method, a kit coating method, a die coating method, a metering bar coating method, a chamber doctor combined coating method, and a curtain coating method.
第二のコーティング液(b)の塗工量は、形成する第二のガスバリア層(B)の厚さに応じて設定される。第二のコーティング液(b)を塗工した後、乾燥により塗膜に含まれる第二のコーティング液(b)の溶媒を除去することによって、第二のガスバリア層(B)が形成される。 The amount of the second coating liquid (b) applied is set according to the thickness of the second gas barrier layer (B) to be formed. After applying the second coating liquid (b), the solvent of the second coating liquid (b) contained in the coating film is removed by drying to form the second gas barrier layer (B).
乾燥方法としては、特に限定は無く、例えば熱風乾燥法、熱ロール接触法、赤外線加熱法、マイクロ波加熱法等の方法が挙げられる。これらの方法はいずれかを単独で用いても2種以上を組み合わせてもよい。乾燥温度として特に限定は無いが、溶媒として上述した水や、水と有機溶媒との混合溶媒を用いる場合には、通常50℃~160℃が好ましい。また、乾燥の際の圧力は通常、常圧または減圧下で行い、設備簡便性の観点から常圧で行うことが好ましい。このようにして形成される第二のコーティング層(B)には、多価金属化合物が含まれ、さらに、第二のコーティング液(b)に添加剤等の他の成分が含まれる場合には、該当他の成分が含まれる。 The drying method is not particularly limited, and examples thereof include a hot air drying method, a hot roll contact method, an infrared heating method, and a microwave heating method. Any of these methods may be used alone or in combination of two or more. The drying temperature is not particularly limited, but when the above-mentioned water or a mixed solvent of water and an organic solvent is used as the solvent, it is usually preferably 50 ° C. to 160 ° C. Further, the pressure at the time of drying is usually performed under normal pressure or reduced pressure, and it is preferable to perform at normal pressure from the viewpoint of equipment convenience. When the second coating layer (B) thus formed contains a polyvalent metal compound, and further, when the second coating liquid (b) contains other components such as additives, , Applicable other ingredients are included.
(ガスバリアフィルム13)
図3は本実施形態に係るガスバリアフィルムの概略断面図である。
図3のガスバリアフィルム13においては、フィルム基材1の上に密着層2、無機化合物蒸着層3が積層され、さらに、ポリカルボン酸系重合体と、一般式R1Si(OR2)3で表されるシランカップリング剤、その加水分解物及びそれらの縮合物からなる群から選択される少なくとも1種のケイ素含有化合物とを、99.5:0.5~80.0:20.
0の質量比(但し、前記ケイ素含有化合物の質量は前記シランカップリング剤換算の質量である)で含有する第一のコーティング層(A)5、多価金属化合物を含有する第二のコーティング層(B)6を順次積層している。この第一のコーティング層(A)5と第二のコーティング層(B)6とで、ガスバリア層10cを形成している。これらのコーティング層は、前述のものと同様である。
(Gas barrier film 13)
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of the gas barrier film according to the present embodiment.
In the
The first coating layer (A) 5 contained in a mass ratio of 0 (however, the mass of the silicon-containing compound is the mass in terms of the silane coupling agent), and the second coating layer containing a polyvalent metal compound. (B) 6 are sequentially laminated. The first coating layer (A) 5 and the second coating layer (B) 6 form a
次に、ガスバリアフィルムを用いた包装用の積層体フィルムについて説明する。 Next, a laminated film for packaging using a gas barrier film will be described.
(包装用積層体フィルム)
図4は、本発明の一実施形態に係る包装用積層フィルムの概略断面図である。図4の包装用積層フィルム100は、ガスバリア層10とヒートシール性を有するポリエステルフィルム30が、接着剤層20を介して積層されている。ヒートシール性を有するポリエステルフィルム30は、即ちシーラント層として用いられる。
ガスバリア層10は、前述の図1~図3で示したガスバリア層10a、10b、10cのいずれの構成も適用できる。また、ガスバリア層10はこれらの構成に限るものではない。
(Laminated film for packaging)
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of a laminated film for packaging according to an embodiment of the present invention. In the packaging laminated
As the
ヒートシール性を有するポリエステルフィルム30は、非晶性のポリエステルフィルムでも良いし、テレフタル酸、エチレングリコール、ジエチレングリコール、コモノマーを重合しヒートシール性を持たせたポリエステルフィルムでもよいし、ブチレンテレフタラート単位を主たる構成単位とすることでヒートシール性を付与するポリエステルフィルムでもよい。これらは単層でも良いし、包材に必要とされる性能によって多層押し出しフィルムでも良い。
The
ヒートシール性を有するポリエステルフィルム30の厚みは、機械的性質とヒートシール性とのバランスにより、20~500μmであることが好ましい。さらには30μm以上がより好ましく、300μm以下、より好ましくは150μm以下が好ましい。
The thickness of the
包装用の積層フィルム形成方法としては、バリアフィルムとシーラントフィルムを一液硬化型もしくは二液硬化型ウレタン系接着剤で貼りあわせるドライラミネート法、無溶剤接着剤を用いて貼りあわせるノンソルベントドライラミネート法、上述した樹脂を加熱溶融させ、カーテン状に押し出し、貼りあわせるエキストルージョンラミネート法等、いずれも公知の積層方法により形成することができるが、後述する熱水加熱処理、特に120℃以上の高温熱水処理に対して好ましいのはドライラミネート法である。85℃以下の温度での処理であれば、ラミネート方式を問わず用いることは可能である。 As a method for forming a laminated film for packaging, a dry laminating method in which a barrier film and a sealant film are bonded with a one-component curable or two-component curable urethane adhesive, and a non-solvent dry laminating method in which a solvent-free adhesive is used for bonding. The above-mentioned resin can be formed by a known laminating method such as an extrusion laminating method in which the above-mentioned resin is heated and melted, extruded into a curtain shape, and bonded to each other. The dry laminating method is preferable for water treatment. Any laminating method can be used as long as the treatment is performed at a temperature of 85 ° C. or lower.
また本発明においては、積層フィルムを包装用に用いるために、印刷層を設けても一向にかまわない。一般的にはバリアフィルムとヒートシール性を有するポリエステルフィルムの間に印刷層を設け、さらには印刷層はバリアフィルムのガスバリア層の上に積層される。 Further, in the present invention, since the laminated film is used for packaging, a printing layer may be provided at all. Generally, a print layer is provided between a barrier film and a polyester film having a heat-sealing property, and the print layer is further laminated on a gas barrier layer of the barrier film.
図5は、本発明の一実施形態に係る包装用積層フィルムの概略断面図であって、印刷層を有する包装用積層フィルム110の構成を示す。これは、フィルム基材1上に、密着層2、無機化合物蒸着層3、複合被膜層4が積層され、その上に印刷層40が形成されており、さらにその上に接着剤層20を介してヒートシール性を有するポリエステルフィルム層30が積層されている。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a packaging laminated film according to an embodiment of the present invention, showing the configuration of a packaging laminated
上記の包装用積層フィルムにおいて、ポリエステルが占める割合が総重量のうち90%以上であることがリサイクルには望ましい。つまり、接着剤層や印刷層、ガスバリア層などポリエステル材料以外の原料からなる層の総重量が全体の重量に対し10%未満、より
好ましくは5%以下であれば、単一材料からなる物質とみなされ、リサイクルが容易となる。
In the above-mentioned laminated film for packaging, it is desirable for recycling that polyester accounts for 90% or more of the total weight. That is, if the total weight of the layer made of a raw material other than the polyester material such as the adhesive layer, the printing layer, and the gas barrier layer is less than 10%, more preferably 5% or less of the total weight, the substance is made of a single material. It is considered and easy to recycle.
以下に、本発明の具体的な実施例について説明する。
まず、各材料について説明する。
Specific examples of the present invention will be described below.
First, each material will be described.
密着層2は、以下の手順で調製した。
塗液1:三井化学(株)製接着剤溶液 主剤:タケラックA-525(内 ウレタン樹脂の前駆体50質量%、酢酸エチル50質量%)/硬化剤:タケネートA-52(内 ウレタン樹脂の硬化剤55質量%、酢酸エチル45質量%)/溶媒:酢酸エチル
これらの成分を、A-525:A-52:酢酸エチル=9:1:165(固形分濃度3質量%)で配合して塗液1を調製した。
The
Coating solution 1: Adhesive solution manufactured by Mitsui Chemicals Co., Ltd. Main agent: Takelac A-525 (inner urethane resin precursor 50% by mass, ethyl acetate 50% by mass) / Hardener: Takenate A-52 (inner urethane resin curing) Agent 55% by mass, ethyl acetate 45% by mass) / Solvent: Ethyl acetate These components are mixed and applied at A-525: A-52: ethyl acetate = 9: 1: 165 (
複合被膜層4は、以下の手順で調製した。
塗液2:テトラエトキシシラン10.4質量部と塩酸(濃度:0.1N)89.6質量部とを混合して、混合液を30分間撹拌し、テトラエトキシシランの加水分解溶液を得た。一方、ポリビニルアルコールを水/イソプロピルアルコールの混合溶媒(水/イソプロピルアルコール(質量比)=90:10)中に溶解させ、3質量%のポリビニルアルコール溶液を得た。テトラエトキシシランの加水分解溶液60質量部とポリビニルアルコール溶液40質量部とを混合し、複合被膜組成物である塗液2を得た。
The
Coating solution 2: 10.4 parts by mass of tetraethoxysilane and 89.6 parts by mass of hydrochloric acid (concentration: 0.1N) were mixed, and the mixed solution was stirred for 30 minutes to obtain a hydrolyzed solution of tetraethoxysilane. .. On the other hand, polyvinyl alcohol was dissolved in a mixed solvent of water / isopropyl alcohol (water / isopropyl alcohol (mass ratio) = 90:10) to obtain a 3% by mass polyvinyl alcohol solution. 60 parts by mass of the hydrolyzed solution of tetraethoxysilane and 40 parts by mass of the polyvinyl alcohol solution were mixed to obtain a
第一のコーティング液(a)は以下の手順で調製した。
塗液3:数平均分子量200,000のPAA(ポリアクリル酸)水溶液(東亞合成製アロンA-10H、固形分濃度25質量%)/GPTMS(γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)/溶剤:水、イソプロピルアルコール(IPA)
これらの成分を、アロンA-10H:GPTMS:水:IPA=10:0.17:66:7(固形分濃度15質量%)で配合して塗液3を調製した。
なお、GPTMS(γ-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン)は信越化学工業製のものを使用した。
The first coating liquid (a) was prepared by the following procedure.
Coating liquid 3: PAA (polyacrylic acid) aqueous solution having a number average molecular weight of 200,000 (Aron A-10H manufactured by Toagosei, solid content concentration 25% by mass) / GPTMS (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane) / solvent: Water, isopropyl alcohol (IPA)
These components were blended at Aron A-10H: GPTMS: water: IPA = 10: 0.17: 66: 7 (solid content concentration 15% by mass) to prepare a
As GPTMS (γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane), one manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. was used.
第二のコーティング液(b)は下記の手順で調製した。
塗液4:酸化亜鉛含有樹脂組成物:K035A(住友大阪セメント製 酸化亜鉛(ZnO)16.6質量%、ウレタン樹脂の前駆体1.74質量%、分散剤1.66質量%、トルエン72質量%、メチルエチルケトン8質量%)/硬化剤:C-320(内 ウレタン樹脂の硬化剤75質量%、酢酸エチル25質量%)/溶媒:トルエン、メチルエチルケトン(MEK)、IPA
これらの成分を、K035A:C-320:トルエン:MEK:IPA=100:3:24:3:3(固形分濃度15質量%)で配合して塗液4を調製した。
The second coating liquid (b) was prepared by the following procedure.
Coating liquid 4: Zinc oxide-containing resin composition: K035A (Sumitomo Osaka Cement Co., Ltd. zinc oxide (ZnO) 16.6% by mass, urethane resin precursor 1.74% by mass, dispersant 1.66% by mass, toluene 72% by mass %, Methyl ethyl ketone 8% by mass) / Hardener: C-320 (75% by mass of urethane resin curing agent, 25% by mass of ethyl acetate) / Solvent: Toluene, Methyl ethyl ketone (MEK), IPA
These components were blended at K035A: C-320: toluene: MEK: IPA = 100: 3: 24: 3: 3 (solid content concentration 15% by mass) to prepare a
以上の材料を用いて、以下の実施例及び比較例の包装用積層フィルムを作製した。 Using the above materials, laminated films for packaging of the following Examples and Comparative Examples were produced.
(実施例1)
フィルム基材である二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム(PBT、厚み15μm)のコロナ処理側にグラビアコートを用いて、密着層として上記塗液1の液をグラビアロールコート法にて、厚み0.1g/m2になるよう塗布、加熱乾燥して硬化させた。次に無機化合物蒸着層として電子ビーム式真空蒸着法により、酸素を導入しながらアルミを蒸発させ、厚み10nmのAlOx蒸着膜を形成した。次いで複合被膜層として塗液2を、厚み0.3g/m2になるよう塗布、加熱乾燥し、図1に示す構成の透明なガスバリアフィルムを得た。
(Example 1)
A gravure coat is used on the corona-treated side of the biaxially stretched polybutylene terephthalate film (PBT, thickness 15 μm) which is a film base material, and the liquid of the
次に、得られたガスバリアフィルムのガスバリア層の上に、ヒートシールPET(NS-PET:中本パックス製、厚さ20μm)を2液型の接着剤(三井化学 A525/A52)を用いてドライラミネート法によってラミネートし、〔透明ガスバリアフィルム/接着剤層(4g/m2)/ヒートシールPET〕の構成を有する本発明の包装用積層フィルムを得た。
Next, on the gas barrier layer of the obtained gas barrier film, heat-seal PET (NS-PET: manufactured by Nakamoto Pax,
(実施例2)
フィルム基材である二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム(PBT、厚み15μm)のコロナ処理側にグラビアコートを用いて、密着層として上記塗液1の液をグラビアロールコート法にて塗工し、ポリエステル樹脂を0.1g/m2硬化させた。
次いで第一のコーティング液(a)として塗液3を塗布、過熱乾燥させ、次に第二のコーティング液(b)として塗液4を塗布、加熱乾燥させ、密着層(0.1g/m2)/PAA(0.4g/m2)/ZnO(ZnOとして、0.4g/m2)からなる透明なガスバリアフィルムを得た以外は実施例1と同様にして、図2に示す構成の本発明の包装用積層フィルムを得た。
(Example 2)
A gravure coat is used on the corona-treated side of a biaxially stretched polybutylene terephthalate film (PBT, thickness 15 μm), which is a film base material, and the liquid of the
Next, the
(実施例3)
フィルム基材である二軸延伸ポリブチレンテレフタレートフィルム(PBT、厚み15μm)のコロナ処理側にグラビアコートを用いて、密着層として上記塗液1の液をグラビアロールコート法にて塗工し、ポリエステル樹脂を0.1g/m2硬化させた。
次に無機化合物蒸着層として電子ビーム式真空蒸着法により、酸素を導入しながらアルミを蒸発させ、厚み10nmのAlOx蒸着膜を形成した。次いで第一のコーティング液(a)として塗液3を塗布、過熱乾燥させ、次に第二のコーティング液(b)として塗液4を塗布、加熱乾燥させ、密着層(0.1g/m2)/AlOx蒸着膜/PAA(0.4g/m2)/ZnO(ZnOとして、0.4g/m2)からなる透明なガスバリアフィルムを得た以外は実施例1と同様にして、図3に示す構成の本発明の包装用積層フィルムを得た。
(Example 3)
A gravure coat is used on the corona-treated side of the biaxially stretched polybutylene terephthalate film (PBT, thickness 15 μm) which is a film base material, and the liquid of the
Next, as the inorganic compound vapor deposition layer, aluminum was evaporated while introducing oxygen by an electron beam vacuum vapor deposition method to form an AlOx vapor deposition film having a thickness of 10 nm. Next, the
(実施例4)
実施例1において得られたガスバリアフィルムのガスバリア層の上に、非晶性PET(ハイトロンPG タマポリ製 厚さ30μm)を2液型の接着剤(三井化学 A525/A52)を用いてドライラミネート法によってラミネートし、〔透明ガスバリアフィルム/接着剤層(4g/m2)/非晶性PET〕の構成を有する比較例の包装用積層フィルムを得た。
(Example 4)
Amorphous PET (Hytron PG Tamapoli,
(比較例)
実施例1において得られたガスバリアフィルムのガスバリア層の上に、CPP(S 東セロ製 厚さ20μm)を2液型の接着剤(三井化学 A525/A52)を用いてドライラミネート法によってラミネートし、〔透明ガスバリアフィルム/接着剤層(4g/m2)/CPP〕の構成を有する比較例の包装用積層フィルムを得た。
(Comparative example)
CPP (S East Cello,
<ポリエステル材料率>
得られた包装用の積層フィルムのうち、ポリエステル材料であるバリアフィルムのフィルム基材とヒートシール性を有するポリエステルフィルムの占める割合を重量%で算出した。
<Polyester material ratio>
The ratio of the film base material of the barrier film, which is a polyester material, and the polyester film having heat-sealing property to the obtained laminated film for packaging was calculated in% by weight.
<包装用フィルムとしての評価>
得られた包装用の積層フィルムで10cm×15cmの3方シール袋を作成し、内容物として市販のビスケット菓子50gを入れて封をした後、ダンボール箱に10袋づつ入れ
て東京、大阪間の輸送を行った。輸送後にビスケットによる包装袋への外観ダメージを確認した。包装袋に孔がないものを○、孔が開いたものを×とした。
その結果を表1に示す。
<Evaluation as a packaging film>
Make a 10 cm x 15 cm three-way seal bag from the obtained laminated film for packaging, put 50 g of commercially available biscuit confectionery as the contents, seal it, and then put 10 bags each in a cardboard box between Tokyo and Osaka. Transported. After transportation, it was confirmed that the biscuits had damaged the appearance of the packaging bag. Those without holes in the packaging bag were marked with ◯, and those with holes were marked with x.
The results are shown in Table 1.
表1に示すとおり、実施例1~4はポリエステル材料が占める割合が重量%において全体の90%以上であり、ポリエステル単一材料とみなすことが出来、ケミカルリサイクルへの適用性が高い。また包装用フィルムとしての評価においても、内容物の輸送試験にも十分に耐え、包装用フィルムとしての汎用性が見込まれる。
一方、CPPを用いた比較例のフィルムのポリエステル材料率は50%未満であり、ケミカルリサイクルの適用は困難である。
As shown in Table 1, in Examples 1 to 4, the ratio of the polyester material is 90% or more in terms of weight%, and it can be regarded as a single polyester material, and its applicability to chemical recycling is high. Also, in the evaluation as a packaging film, it can sufficiently withstand the transportation test of the contents and is expected to be versatile as a packaging film.
On the other hand, the polyester material ratio of the comparative film using CPP is less than 50%, and it is difficult to apply chemical recycling.
本発明の包装用積層フィルムによれば、ポリエステル材料のみを主材料とする積層フィルムからなる包装材料を提供することで、単一材料によるリサイクルが容易であり、特にはポリエステルのケミカルリサイクルを容易に行うことが出来る包装用の積層フィルムを提供できる。さらには、ブチレンテレフタラート単位を主たる構成単位とするポリエステル樹脂を含有するフィルム基材を用いることで、包装材料に要求される、耐熱水性、耐衝撃性、耐圧性、突き刺し耐性、屈曲耐性を付与し、バリア性としてガスバリア層を積層し、シール性としてヒートシール性を有するポリエステルフィルムを積層することで、包装材料に要求される特性を満たす包装材料を、ポリエステル材料のみを主成分として提供することができる。 According to the laminated film for packaging of the present invention, by providing a packaging material composed of a laminated film containing only a polyester material as a main material, recycling by a single material is easy, and in particular, chemical recycling of polyester is easy. It is possible to provide a laminated film for packaging that can be performed. Furthermore, by using a film base material containing a polyester resin whose main constituent unit is butylene terephthalate, the heat-resistant water-resistant, impact-resistant, pressure-resistant, piercing resistance, and bending resistance required for packaging materials are imparted. However, by laminating a gas barrier layer as a barrier property and laminating a polyester film having a heat-sealing property as a sealing property, a packaging material satisfying the characteristics required for the packaging material is provided with only the polyester material as the main component. Can be done.
1 フィルム基材
2 密着層
3 無機化合物蒸着層
4 複合被膜層
5 第一のコーティング層(A)
6 第二のコーティング層(B)
10 ガスバリア層
10a、10b、10c ガスバリア層
11、12、13 ガスバリアフィルム
20 接着剤層
30 ヒートシール性を有するポリエステルフィルム層
40 印刷層
100、110 包装用積層フィルム
1
6 Second coating layer (B)
10
Claims (5)
前期フィルム基材が延伸フィルムであり、
前記ガスバリア層が、無機化合物からなる無機化合物蒸着層と、水酸基含有高分子化合物と金属アルコキシドとシランカップリング剤またはそれらの加水分解物の少なくとも1種類以上を含む組成物からなる複合被膜層と、が順次積層されてなり、
ポリエステルが占める割合が総重量のうち90%以上であることを特徴とする包装用積層フィルム。 A laminated film for packaging in which a gas barrier layer and a polyester film layer having a heat-sealing property are laminated in this order on a film base material containing a polyester resin having a butylene terephthalate unit as a main constituent unit .
The film base material of the first half is a stretched film,
The gas barrier layer includes an inorganic compound vapor deposition layer made of an inorganic compound, a composite coating layer made of a composition containing at least one of a hydroxyl group-containing polymer compound, a metal alkoxide, a silane coupling agent, or a hydrolyzate thereof. Are stacked one after another,
A laminated film for packaging, characterized in that polyester accounts for 90% or more of the total weight .
前期フィルム基材が延伸フィルムであり、 The film base material of the first half is a stretched film,
前記ガスバリア層が、ポリカルボン酸系重合体(A1)と、一般式R The gas barrier layer is a polycarboxylic acid-based polymer (A1) and the general formula R. 11 Si(ORSi (OR 22 )) 33 で表されるシランカップリング剤、その加水分解物及びそれらの縮合物からなる群から選択される少なくとも1種のケイ素含有化合物(A2)とを、(A1:A2)=99.5:0.5~80.0:20.0の質量比(但し、前記ケイ素含有化合物の質量は前記シランカップリング剤換算の質量)で含有する第一のコーティング層と、多価金属化合物を含有する第二のコーティング層とからなり、(A1: A2) = 99.5: 0. The first coating layer contained in a mass ratio of 5 to 80.0: 20.0 (however, the mass of the silicon-containing compound is the mass in terms of the silane coupling agent), and the second containing the polyvalent metal compound. Consists of a coating layer of
ポリエステルが占める割合が総重量のうち90%以上であることを特徴とする包装用積層フィルム。 A laminated film for packaging, characterized in that polyester accounts for 90% or more of the total weight.
前期フィルム基材が延伸フィルムであり、 The film base material of the first half is a stretched film,
前記ガスバリア層が、無機化合物からなる無機化合物蒸着層と、ポリカルボン酸系重合体(A1)と、一般式R The gas barrier layer includes an inorganic compound vapor-deposited layer made of an inorganic compound, a polycarboxylic acid-based polymer (A1), and a general formula R. 11 Si(ORSi (OR 22 )) 33 で表されるシランカップリング剤、その加水分解物及びそれらの縮合物からなる群から選択される少なくとも1種のケイ素含有化合物(A2)とを、(A1:A2)=99.5:0.5~80.0:20.0の質量比(但し、前記ケイ素含有化合物の質量は前記シランカップリング剤換算の質量)で含有する第一のコーティング層と、多価金属化合物を含有する第二のコーティング層とからなり、(A1: A2) = 99.5: 0. The first coating layer contained in a mass ratio of 5 to 80.0: 20.0 (however, the mass of the silicon-containing compound is the mass in terms of the silane coupling agent), and the second containing the polyvalent metal compound. Consists of a coating layer of
ポリエステルが占める割合が総重量のうち90%以上であることを特徴とする包装用積層フィルム。 A laminated film for packaging, characterized in that polyester accounts for 90% or more of the total weight.
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