JP7807987B2 - Gas barrier coating material and gas barrier laminate - Google Patents
Gas barrier coating material and gas barrier laminateInfo
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Description
本発明は、ガスバリア用塗材およびガスバリア性積層体に関する。 The present invention relates to a gas barrier coating material and a gas barrier laminate.
ガスバリア性材料として、基材層上にガスバリア性層である無機物層を設けた積層体が用いられている。
しかしながら、この無機物層は摩擦等に対して弱く、このようなガスバリア性積層体は、後加工の印刷時、ラミネート時または内容物の充填時に、擦れや伸びにより無機物層にクラックが入りガスバリア性が低下することがある。
そのため、ガスバリア性材料として、ガスバリア性層として有機物層を用いた積層体も用いられている。
As a gas barrier material, a laminate in which an inorganic layer serving as a gas barrier layer is provided on a base layer is used.
However, this inorganic layer is vulnerable to friction and the like, and such gas barrier laminates may suffer cracks in the inorganic layer due to friction or stretching during post-processing such as printing or lamination, or when filling with contents, resulting in a decrease in gas barrier properties.
Therefore, laminates using an organic layer as a gas barrier layer are also used as gas barrier materials.
ガスバリア性層として有機物層を用いたガスバリア性材料として、ポリカルボン酸およびポリアミン化合物を含む混合物により形成されたガスバリア性層を備える積層体が知られており、このようなガスバリア性積層体に関する技術として、たとえば、特許文献1および2に記載のものが挙げられる。 As a gas barrier material using an organic layer as the gas barrier layer, a laminate having a gas barrier layer formed from a mixture containing a polycarboxylic acid and a polyamine compound is known. Examples of technologies related to such gas barrier laminates include those described in Patent Documents 1 and 2.
特許文献1(特開2005-225940号公報)には、ポリカルボン酸と、ポリアミンおよび/またはポリオールから製膜されたガスバリア性層を有し、ポリカルボン酸の架橋度が40%以上であるガスバリア性フィルムが開示されている。同文献には、このようなガスバリア性フィルムは高湿度条件下においても低湿度条件下と同様の優れたガスバリア性を有すると記載されている。 Patent Document 1 (JP 2005-225940 A) discloses a gas barrier film having a gas barrier layer formed from a polycarboxylic acid and a polyamine and/or polyol, with the polycarboxylic acid having a degree of crosslinking of 40% or more. The document also states that such a gas barrier film has excellent gas barrier properties under high-humidity conditions, just as it does under low-humidity conditions.
特許文献2(特開2013-10857号公報)には、プラスチックフィルムからなる基材の少なくとも片面に、ポリアミンとポリカルボン酸を重量比でポリアミン/ポリカルボン酸=12.5/87.5~27.5/72.5となるように混合してなる混合物が塗布されたフィルムが開示されている。同文献には、このようなガスバリア性フィルムはボイル処理後もガスバリア性、特に酸素遮断性に優れ、かつ可撓性、透明性、耐湿性、耐薬品性等に優れると記載されている。 Patent Document 2 (JP 2013-10857 A) discloses a film in which a mixture of polyamine and polycarboxylic acid is applied to at least one side of a plastic film substrate, with the mixture being a polyamine/polycarboxylic acid weight ratio of 12.5/87.5 to 27.5/72.5. The document also states that such a gas barrier film maintains excellent gas barrier properties, particularly oxygen blocking properties, even after boiling treatment, and also has excellent flexibility, transparency, moisture resistance, chemical resistance, etc.
ガスバリア性材料の各種特性について要求される技術水準は、ますます高くなっている。本発明者らは、特許文献1および2に記載されているような従来のガスバリア性材料に関して検討した。
その結果、特許文献1および2に記載されているようなガスバリア性材料は、ポリカルボン酸とポリアミンとを架橋させるために、高温で長時間の加熱が必要になるため、生産性が低下する場合があることが明らかになった。
また、このようなガスバリア性材料は、生産性を向上するために、ポリカルボン酸とポリアミンとを架橋させるための加熱温度を低くしたり、加熱処理時間を短くすると、ポリカルボン酸とポリアミンとが架橋することにより形成されるアミド結合の割合が低くなり、バリア性が低下する場合があることが明らかになった。
これらのことから、本発明者らは、従来のガスバリア性材料には、生産性およびバリア性をバランスよく向上するという観点において、改善の余地があることを見出した。これまでバリア性能の向上に着目した技術は多くあったものの、バリア性と生産性とをバランスよく向上する技術は、これまでに報告されていなかった。
The technical level required for various properties of gas barrier materials is becoming increasingly higher. The present inventors have investigated conventional gas barrier materials such as those described in Patent Documents 1 and 2.
As a result, it has become clear that the gas barrier materials described in Patent Documents 1 and 2 require heating at high temperatures for a long period of time in order to crosslink the polycarboxylic acid and the polyamine, which may result in reduced productivity.
Furthermore, it has become clear that when the heating temperature for crosslinking polycarboxylic acid with polyamine or the heat treatment time is reduced in order to improve productivity, the proportion of amide bonds formed by crosslinking polycarboxylic acid with polyamine decreases, which may result in a decrease in the barrier properties of such gas barrier materials.
From these findings, the present inventors have found that there is room for improvement in conventional gas barrier materials from the viewpoint of improving productivity and barrier property in a balanced manner. Although many technologies have focused on improving barrier performance, no technology has been reported to date that improves barrier property and productivity in a balanced manner.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、低温短時間の熱処理により生産性およびバリア性のバランスが向上したガスバリア用塗材を提供するものである。 The present invention was made in consideration of the above circumstances, and provides a gas barrier coating material that achieves an improved balance between productivity and barrier properties through low-temperature, short-time heat treatment.
本発明によれば、以下に示すガスバリア用塗材およびガスバリア性積層体が提供される。 The present invention provides the following gas barrier coating material and gas barrier laminate.
[1]
ポリカルボン酸と、ポリアミン化合物と、Zn化合物とを含む、ガスバリア用塗材であって、
当該ガスバリア用塗材中における(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)が、0.40以上0.70以下である、ガスバリア用塗材。
[2]
上記[1]に記載のガスバリア用塗材であって、
さらに架橋剤を含む、ガスバリア用塗材。
[3]
上記[2]に記載のガスバリア用塗材であって、
上記架橋剤がエポキシシラン化合物、カルボジイミド化合物およびイソシアネート化合物からなる群から選択される1または2以上の化合物を含む、ガスバリア用塗材。
[4]
上記[1]~[3]のいずれかに記載のガスバリア用塗材であって、
上記ポリカルボン酸が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、およびアクリル酸とメタクリル酸との共重合体からなる群から選択される1または2以上の化合物を含む、ガスバリア用塗材。
[5]
上記[1]~[4]のいずれかに記載のガスバリア用塗材であって、
上記ポリアミン化合物が、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミンおよびポリ(トリメチレンイミン)からなる群から選択される1または2以上の化合物を含む、ガスバリア用塗材。
[6]
上記[1]~[5]のいずれかに記載のガスバリア用塗材であって、
さらにポリリン酸化合物またはその塩を含む、ガスバリア用塗材。
[7]
上記[6]に記載のガスバリア用塗材であって、
当該ガスバリア用塗材中における(ガスバリア用塗材中のポリリン酸化合物またはその塩に含まれるPのモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれるCOO-基のモル数)が、0.005以上0.20以下である、ガスバリア用塗材。
[8]
上記[1]~[7]のいずれかに記載のガスバリア用塗材であって、
当該ガスバリア用塗材中における(ガスバリア用塗材中のポリアミン化合物に含まれるアミノ基のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)が、0.40以上0.70以下である、ガスバリア用塗材。
[9]
基材層と、上記基材層の少なくとも一方の面に設けられたガスバリア性層と、を備え、
上記ガスバリア性層が、上記[1]~[8]のいずれかに記載のガスバリア用塗材の硬化物を含む、ガスバリア性積層体。
[10]
上記[9]に記載のガスバリア性積層体であって、
上記ガスバリア性層の厚みが0.05μm以上10μm以下である、ガスバリア性積層体。
[11]
上記[9]または[10]に記載のガスバリア性積層体であって、
上記基材層と上記ガスバリア性層との間に設けられた無機物層と、をさらに備える、ガスバリア性積層体。
[12]
上記[11]に記載のガスバリア性積層体であって、
上記無機物層が、上記基材層上に、あるいは、上記基材層と上記無機物層との間に介在層を有する場合には上記介在層上に設けられた蒸着膜であって、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよびアルミニウムからなる群から選択される1または2以上の無機物により構成される、ガスバリア性積層体。
[1]
A gas barrier coating material comprising a polycarboxylic acid, a polyamine compound, and a Zn compound,
The gas barrier coating material has a ratio of (the number of moles of Zn compounds in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) of 0.40 or more and 0.70 or less.
[2]
The gas barrier coating material according to the above [1],
A gas barrier coating material that further contains a cross-linking agent.
[3]
The gas barrier coating material according to the above [2],
The gas barrier coating material, wherein the crosslinking agent comprises one or more compounds selected from the group consisting of epoxysilane compounds, carbodiimide compounds, and isocyanate compounds.
[4]
The gas barrier coating material according to any one of the above [1] to [3],
The gas barrier coating material, wherein the polycarboxylic acid comprises one or more compounds selected from the group consisting of polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and a copolymer of acrylic acid and methacrylic acid.
[5]
The gas barrier coating material according to any one of the above [1] to [4],
The gas barrier coating material, wherein the polyamine compound comprises one or more compounds selected from the group consisting of polyallylamine, polyvinylamine, polyethyleneimine, and poly(trimethyleneimine).
[6]
The gas barrier coating material according to any one of the above [1] to [5],
The gas barrier coating material further comprises a polyphosphate compound or a salt thereof.
[7]
The gas barrier coating material according to the above [6],
The gas barrier coating material has a ratio of (the number of moles of P contained in the polyphosphate compound or its salt in the gas barrier coating material)/(the number of moles of COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) of 0.005 or more and 0.20 or less.
[8]
The gas barrier coating material according to any one of the above [1] to [7],
The gas barrier coating material has a ratio of (the number of moles of amino groups contained in the polyamine compound in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) of 0.40 or more and 0.70 or less.
[9]
A substrate layer and a gas barrier layer provided on at least one surface of the substrate layer,
A gas barrier laminate, wherein the gas barrier layer comprises a cured product of the gas barrier coating material according to any one of [1] to [8] above.
[10]
The gas barrier laminate according to the above [9],
The gas barrier laminate, wherein the thickness of the gas barrier layer is 0.05 μm or more and 10 μm or less.
[11]
The gas barrier laminate according to the above [9] or [10],
The gas barrier laminate further comprises an inorganic layer provided between the base layer and the gas barrier layer.
[12]
The gas barrier laminate according to the above [11],
a gas barrier laminate, wherein the inorganic layer is a vapor-deposited film provided on the base layer, or, if an intervening layer is present between the base layer and the inorganic layer, on the intervening layer, and is composed of one or more inorganic materials selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, and aluminum.
本発明によれば、低温短時間の熱処理により生産性およびバリア性のバランスが向上したガスバリア性材料を提供することができる。 The present invention makes it possible to provide a gas barrier material with an improved balance between productivity and barrier properties through low-temperature, short-time heat treatment.
以下に、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。
本明細書において、文中の数字の間にある「~」は、断りがなければ、以上から以下を表し、両端の値を含む。
本明細書において、(メタ)アクリルとはアクリルおよびメタクリルの少なくとも1つである。
本実施形態において、組成物は、各成分をいずれも単独でまたは2種以上を組み合わせて含むことができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that the drawings are schematic diagrams and do not correspond to the actual dimensional ratios.
In this specification, unless otherwise specified, the symbol "-" between numbers in a sentence indicates from above to below, and includes both values.
In this specification, (meth)acrylic means at least one of acrylic and methacrylic.
In this embodiment, the composition may contain each component either alone or in combination of two or more.
本実施形態のガスバリア用塗材は、ポリカルボン酸と、ポリアミン化合物と、Zn化合物とを含む、ガスバリア用塗材であって、当該ガスバリア用塗材中における(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)が、0.40以上0.70以下である。 The gas barrier coating material of this embodiment is a gas barrier coating material containing a polycarboxylic acid, a polyamine compound, and a Zn compound, and the ratio (number of moles of Zn compounds in the gas barrier coating material) / (number of moles of -COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) in the gas barrier coating material is 0.40 or more and 0.70 or less.
本実施形態のガスバリア用塗材は、ポリカルボン酸と、ポリアミン化合物と、Zn化合物とを含むことにより、レトルト処理前後において、酸素バリア性および水蒸気バリア性などのバリア性が向上したガスバリア性材料を提供することができる。さらに、本実施形態のガスバリア用塗材における(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)を0.40以上0.70以下と、Zn化合物を従来の含有量より多量に含有させることにより、従来の製造方法と比較して低温短時間の熱処理でも、バリア性が向上したガスバリア性材料を提供することができる。 The gas barrier coating material of this embodiment contains a polycarboxylic acid, a polyamine compound, and a Zn compound, thereby providing a gas barrier material with improved barrier properties, such as oxygen barrier property and water vapor barrier property, before and after retort processing. Furthermore, by incorporating a larger amount of Zn compound than conventionally contained in the gas barrier coating material, with the ratio (number of moles of Zn compound in the gas barrier coating material) / (number of moles of -COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) being 0.40 or more and 0.70 or less, a gas barrier material with improved barrier properties can be provided, even with heat treatment at a lower temperature and for a shorter time than conventional manufacturing methods.
本実施形態のガスバリア用塗材において、(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)は、レトルト処理後のガスバリア性能をより一層向上させる観点から、0.40以上であり、好ましくは0.41以上、より好ましくは0.42以上である。
同様の観点から、(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)は、0.70以下であり、好ましくは0.60以下、より好ましくは0.50以下である。
In the gas barrier coating material of this embodiment, (the number of moles of Zn compounds in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) is 0.40 or more, preferably 0.41 or more, and more preferably 0.42 or more, from the viewpoint of further improving the gas barrier performance after retort treatment.
From the same viewpoint, (the number of moles of Zn compounds in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) is 0.70 or less, preferably 0.60 or less, and more preferably 0.50 or less.
本実施形態のガスバリア用塗材に含まれる成分について、詳細に説明する。 The components contained in the gas barrier coating material of this embodiment will be described in detail below.
(ポリカルボン酸)
本実施形態のガスバリア用塗材に含まれるポリカルボン酸は、分子内に2個以上のカルボキシ基を有するものである。具体的には、(メタ)アクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、桂皮酸、3-ヘキセン酸、3-ヘキセン二酸等のα,β-不飽和カルボン酸の単独重合体またはこれらの共重合体が挙げられる。また、上記α,β-不飽和カルボン酸と、エチルエステル等のエステル類、エチレン等のオレフィン類等との共重合体であってもよい。
(Polycarboxylic acid)
The polycarboxylic acid contained in the gas barrier coating material of this embodiment has two or more carboxy groups in the molecule. Specific examples include homopolymers of α,β-unsaturated carboxylic acids such as (meth)acrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, crotonic acid, cinnamic acid, 3-hexenoic acid, and 3-hexenedioic acid, as well as copolymers thereof. Furthermore, copolymers of the above α,β-unsaturated carboxylic acids with esters such as ethyl esters, or olefins such as ethylene, may also be used.
これらの中でも、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸、桂皮酸の単独重合体またはこれらの共重合体が好ましく、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、および、アクリル酸とメタクリル酸との共重合体からなる群から選択される1または2以上の重合体であることがより好ましく、ポリアクリル酸およびポリメタクリル酸から選択される少なくとも一種の重合体であることがさらに好ましく、アクリル酸の単独重合体およびメタクリル酸の単独重合体から選択される少なくとも1つの重合体であることがさらに好ましい。 Among these, homopolymers or copolymers of acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid, crotonic acid, and cinnamic acid are preferred, and one or more polymers selected from the group consisting of polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and copolymers of acrylic acid and methacrylic acid are more preferred, at least one polymer selected from polyacrylic acid and polymethacrylic acid is even more preferred, and at least one polymer selected from a homopolymer of acrylic acid and a homopolymer of methacrylic acid is even more preferred.
ここで、本実施形態において、ポリアクリル酸とは、アクリル酸の単独重合体、アクリル酸と他のモノマーとの共重合体の両方を含む。アクリル酸と他のモノマーとの共重合体の場合、ポリアクリル酸は、重合体100質量%中に、アクリル酸由来の構成単位を、例えば90質量%以上、好ましくは95質量%以上、より好ましくは99質量%以上含む。
また、本実施形態において、ポリメタクリル酸とは、メタクリル酸の単独重合体、メタクリル酸と他のモノマーとの共重合体の両方を含む。メタクリル酸と他のモノマーとの共重合体の場合、ポリメタクリル酸は、重合体100質量%中に、メタクリル酸由来の構成単位を、例えば90質量%以上、好ましくは95質量%以上、より好ましくは99質量%以上含む。
In the present embodiment, polyacrylic acid includes both a homopolymer of acrylic acid and a copolymer of acrylic acid and another monomer. In the case of a copolymer of acrylic acid and another monomer, the polyacrylic acid contains, for example, 90% by mass or more, preferably 95% by mass or more, and more preferably 99% by mass or more of structural units derived from acrylic acid, based on 100% by mass of the polymer.
In the present embodiment, the term "polymethacrylic acid" refers to both a homopolymer of methacrylic acid and a copolymer of methacrylic acid and another monomer. In the case of a copolymer of methacrylic acid and another monomer, the polymethacrylic acid contains, for example, 90% by mass or more, preferably 95% by mass or more, and more preferably 99% by mass or more of structural units derived from methacrylic acid per 100% by mass of the polymer.
ポリカルボン酸はカルボン酸モノマーが重合した重合体である。ポリカルボン酸の分子量は、ガスバリア性および取扱い性のバランスに優れる観点から、500~2,500,000が好ましく、5,000~2,000,000がより好ましく、10,000~1,500,000がより好ましく、100,000~1,200,000がさらに好ましく、300,000~1,100,000がさらに好ましく、500,000~1,000,000がさらに好ましく、600,000~900,000がさらに好ましい。
ここで、本実施形態において、ポリカルボン酸の分子量はポリエチレンオキサイド換算の重量平均分子量であり、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定することができる。
The polycarboxylic acid is a polymer obtained by polymerizing a carboxylic acid monomer. From the viewpoint of achieving an excellent balance between gas barrier properties and handleability, the molecular weight of the polycarboxylic acid is preferably 500 to 2,500,000, more preferably 5,000 to 2,000,000, more preferably 10,000 to 1,500,000, still more preferably 100,000 to 1,200,000, still more preferably 300,000 to 1,100,000, still more preferably 500,000 to 1,000,000, and still more preferably 600,000 to 900,000.
In this embodiment, the molecular weight of the polycarboxylic acid is a weight average molecular weight calculated as polyethylene oxide, and can be measured using gel permeation chromatography (GPC).
ポリカルボン酸は、揮発性塩基により少なくとも一部が中和されていてもよい。揮発性塩基でポリカルボン酸を中和することにより、Zn化合物やポリアミン化合物とポリカルボン酸とを混合する際に、ゲル化が起こることを抑制することができる。したがって、ポリカルボン酸において、ゲル化防止の観点から揮発性塩基によってカルボキシ基の部分中和物または完全中和物とすることが好ましい。中和物は、ポリカルボン酸のカルボキシ基を揮発性塩基で部分的にまたは完全に中和する、すなわち、ポリカルボン酸のカルボキシ基を部分的または完全にカルボン酸塩とすることにより得ることができる。このことにより、ポリアミン化合物やZn化合物を添加する際、ゲル化を防止できる。
部分中和物は、ポリカルボン酸重合体の水溶液に揮発性塩基を添加することにより調製できるが、ポリカルボン酸と揮発性塩基の量比を調節することにより、所望の中和度とすることができる。本実施形態においてはポリカルボン酸の揮発性塩基による中和度は、ポリアミン化合物のアミノ基との中和反応に起因するゲル化を十分に抑制する観点から、70~300当量%が好ましく、90~250当量%がより好ましく、100~200当量%がさらに好ましい。
The polycarboxylic acid may be at least partially neutralized with a volatile base. Neutralizing the polycarboxylic acid with a volatile base can prevent gelation from occurring when the polycarboxylic acid is mixed with a Zn compound or a polyamine compound. Therefore, in order to prevent gelation, it is preferable to partially or completely neutralize the carboxy groups of the polycarboxylic acid with a volatile base. The neutralized product can be obtained by partially or completely neutralizing the carboxy groups of the polycarboxylic acid with a volatile base, that is, by partially or completely converting the carboxy groups of the polycarboxylic acid into carboxylates. This can prevent gelation when the polyamine compound or Zn compound is added.
The partially neutralized product can be prepared by adding a volatile base to an aqueous solution of a polycarboxylic acid polymer, and the desired degree of neutralization can be achieved by adjusting the ratio of the amount of polycarboxylic acid to the volatile base. In this embodiment, the degree of neutralization of the polycarboxylic acid with the volatile base is preferably 70 to 300 equivalent %, more preferably 90 to 250 equivalent %, and even more preferably 100 to 200 equivalent %, from the viewpoint of sufficiently suppressing gelation due to the neutralization reaction with the amino group of the polyamine compound.
揮発性塩基としては、任意の水溶性塩基を用いることができる。
揮発性塩基としては、たとえば、アンモニア、モルホリン、アルキルアミン、2-ジメチルアミノエタノール、N-メチルモノホリン、エチレンジアミン、トリエチルアミン等の三級アミンまたはこれらの水溶液、あるいはこれらの混合物が挙げられる。良好なガスバリア性を得る観点から、アンモニア水溶液が好ましい。
As the volatile base, any water-soluble base can be used.
Examples of the volatile base include ammonia, morpholine, alkylamines, tertiary amines such as 2-dimethylaminoethanol, N-methylmorpholine, ethylenediamine, and triethylamine, aqueous solutions of these, and mixtures of these. From the viewpoint of obtaining good gas barrier properties, an aqueous ammonia solution is preferred.
(ポリアミン化合物)
本実施形態のガスバリア用塗材は、ポリアミン化合物を含む。ポリアミン化合物を含むことによって、得られるガスバリア性材料のバリア性を向上できる。
ポリアミン化合物は、主鎖あるいは側鎖あるいは末端にアミノ基を2つ以上有する化合物であり、好ましくはポリマーである。具体的には、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミン、ポリ(トリメチレンイミン)等の脂肪族ポリアミン類;ポリリジン、ポリアルギニンのように側鎖にアミノ基を有するポリアミド類;等が挙げられる。また、アミノ基の一部を変性したポリアミンでもよい。
良好なガスバリア性を得る観点から、ポリアミン化合物は好ましくはポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミンおよびポリ(トリメチレンイミン)からなる群から選択される1または2以上の化合物を含み、より好ましくはポリエチレンイミンを含み、さらに好ましくはポリエチレンイミンである。
(Polyamine Compound)
The gas barrier coating material of this embodiment contains a polyamine compound. By containing a polyamine compound, the barrier properties of the resulting gas barrier material can be improved.
The polyamine compound is a compound having two or more amino groups in the main chain, side chain, or terminal, and is preferably a polymer.Specific examples include aliphatic polyamines such as polyallylamine, polyvinylamine, polyethyleneimine, and poly(trimethyleneimine); polyamides having amino groups in the side chain, such as polylysine and polyarginine; and the like.Also, polyamines in which some of the amino groups have been modified may be used.
From the viewpoint of obtaining good gas barrier properties, the polyamine compound preferably contains one or more compounds selected from the group consisting of polyallylamine, polyvinylamine, polyethyleneimine, and poly(trimethyleneimine), more preferably contains polyethyleneimine, and even more preferably is polyethyleneimine.
ポリアミン化合物の数平均分子量は、ガスバリア性および取り扱い性のバランスに優れる観点から、50~2,000,000が好ましく、100~1,000,000がより好ましく、1,500~500,000がさらに好ましく、1,500~100,000がさらに好ましく、1,500~50,000がさらに好ましく、3,500~20,000がさらに好ましく、5,000~15,000がさらに好ましく、7,000~12,000がさらに好ましい。
ここで、本実施形態において、ポリアミン化合物の分子量は沸点上昇法や粘度法を用いて測定することができる。
From the viewpoint of achieving an excellent balance between gas barrier properties and handleability, the number average molecular weight of the polyamine compound is preferably from 50 to 2,000,000, more preferably from 100 to 1,000,000, even more preferably from 1,500 to 500,000, still more preferably from 1,500 to 100,000, still more preferably from 1,500 to 50,000, still more preferably from 3,500 to 20,000, still more preferably from 5,000 to 15,000, and still more preferably from 7,000 to 12,000.
In this embodiment, the molecular weight of the polyamine compound can be measured by a boiling point elevation method or a viscosity method.
本実施形態のガスバリア用塗材中における(ガスバリア用塗材中のポリアミン化合物に含まれるアミノ基のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)は、レトルト処理後のガスバリア性能をより一層向上する観点から、好ましくは0.40以上であり、より好ましくは0.43以上、さらに好ましくは0.45以上、さらに好ましくは0.50以上、さらに好ましくは0.53以上である。
同様の観点から、(ガスバリア用塗材中のポリアミン化合物に含まれるアミノ基のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)は、好ましくは0.70以下であり、より好ましくは0.65以下、さらに好ましくは0.60以下、さらに好ましくは0.58以下である。
かかる理由の詳細は、明らかではないが、ポリアミン化合物を構成するアミノ基によるアミド架橋と、ポリカルボン酸とZnとの塩を構成するZnによる金属架橋がバランスよく緻密な構造を形成することにより、レトルト処理後のガスバリア性能に優れたガスバリア性層103およびこれを有するガスバリア性積層体を得ることができると考えられる。
In the gas barrier coating material of this embodiment, the ratio (number of moles of amino groups contained in the polyamine compound in the gas barrier coating material)/(number of moles of -COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) is preferably 0.40 or more, more preferably 0.43 or more, even more preferably 0.45 or more, even more preferably 0.50 or more, and even more preferably 0.53 or more, from the viewpoint of further improving the gas barrier performance after retort treatment.
From the same viewpoint, (the number of moles of amino groups contained in the polyamine compound in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) is preferably 0.70 or less, more preferably 0.65 or less, even more preferably 0.60 or less, and even more preferably 0.58 or less.
Although the details of the reason for this are not clear, it is thought that a gas barrier layer 103 having excellent gas barrier performance after retort treatment and a gas barrier laminate having the same can be obtained by forming a dense structure in a well-balanced manner of amide crosslinking by the amino groups that constitute the polyamine compound and metal crosslinking by Zn that constitutes the salt of polycarboxylic acid and Zn.
(Zn化合物)
本実施形態のガスバリア用塗材に含まれるZn化合物は、具体的には亜鉛(Zn)の酸化物、水酸化物、ハロゲン化物、炭酸塩、リン酸塩、亜リン酸塩、次亜リン酸塩、硫酸塩若しくは亜硫酸塩等が挙げられる。耐水性や不純物等の観点から酸化亜鉛および水酸化亜鉛の少なくとも1つであり、さらに好ましくは酸化亜鉛である。
(Zn compound)
Specific examples of the Zn compound contained in the gas barrier coating material of this embodiment include zinc (Zn) oxide, hydroxide, halide, carbonate, phosphate, phosphite, hypophosphite, sulfate, sulfite, etc. From the viewpoint of water resistance, impurities, etc., at least one of zinc oxide and zinc hydroxide is preferred, and zinc oxide is more preferred.
本実施形態のガスバリア用塗材中における、(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリアミン化合物に含まれるアミノ基のモル数)は、レトルト処理後のガスバリア性能をより一層向上する観点から、好ましくは0.50以上であり、より好ましくは0.60以上、さらに好ましくは0.70以上、さらに好ましくは0.75以上である。
同様の観点から、(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリアミン化合物に含まれるアミノ基のモル数)は、好ましくは1.00以下であり、より好ましくは0.95以下、さらに好ましくは0.90以下である。
In the gas barrier coating material of this embodiment, the ratio (number of moles of Zn compounds in the gas barrier coating material)/(number of moles of amino groups contained in the polyamine compound in the gas barrier coating material) is preferably 0.50 or more, more preferably 0.60 or more, even more preferably 0.70 or more, and even more preferably 0.75 or more, from the viewpoint of further improving the gas barrier performance after retort treatment.
From the same viewpoint, (the number of moles of Zn compounds in the gas barrier coating material)/(the number of moles of amino groups contained in the polyamine compound in the gas barrier coating material) is preferably 1.00 or less, more preferably 0.95 or less, and even more preferably 0.90 or less.
本実施形態のガスバリア用塗材は、上述の成分以外の成分を含んでもよい。
たとえば、本実施形態のガスバリア用塗材は炭酸系アンモニウム塩をさらに含むことが好ましい。炭酸系アンモニウム塩は、Zn化合物を、炭酸亜鉛アンモニウム錯体の状態にして、Zn化合物の溶解性を向上させ、Zn化合物を含む均一な溶液を調製するために添加するものである。ガスバリア用塗材が炭酸系アンモニウム塩を含むことにより、Zn化合物の溶解量を増やすことができ、その結果、Zn化合物が配合されたガスバリア用塗材をさらに均質なものとすることができる。
炭酸系アンモニウム塩として、たとえば、炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム等が挙げられ、揮発しやすく、得られるガスバリア性層に残存し難い点から、炭酸アンモニウムが好ましい。
(ガスバリア用塗材中の炭酸系アンモニウム塩のモル数)/(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)は、Zn化合物の溶解性をより一層向上する観点から、0.05以上が好ましく、0.10以上がより好ましく、0.25以上がさらに好ましく、0.50以上がさらに好ましく、0.75以上がさらに好ましい。
また、ガスバリア用塗材としての塗工性をより一層向上する観点から、(ガスバリア用塗材中の炭酸系アンモニウム塩のモル数)/(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)は、10.0以下が好ましく、5.0以下がより好ましく、2.0以下がさらに好ましく、1.5以下がさらに好ましい。
The gas barrier coating material of this embodiment may contain components other than the above-mentioned components.
For example, the gas barrier coating material of this embodiment preferably further contains an ammonium carbonate salt. The ammonium carbonate salt is added to convert the Zn compound into a zinc ammonium carbonate complex, thereby improving the solubility of the Zn compound and preparing a homogeneous solution containing the Zn compound. By including the ammonium carbonate salt in the gas barrier coating material, the amount of Zn compound dissolved can be increased, and as a result, the gas barrier coating material containing the Zn compound can be made even more homogeneous.
Examples of carbonate-based ammonium salts include ammonium carbonate and ammonium hydrogen carbonate, with ammonium carbonate being preferred because it is easily volatile and unlikely to remain in the resulting gas barrier layer.
From the viewpoint of further improving the solubility of the Zn compound, the ratio (number of moles of carbonate-based ammonium salt in the gas barrier coating material)/(number of moles of Zn compound in the gas barrier coating material) is preferably 0.05 or more, more preferably 0.10 or more, even more preferably 0.25 or more, even more preferably 0.50 or more, and even more preferably 0.75 or more.
Furthermore, from the viewpoint of further improving the coatability as a gas barrier coating material, (the number of moles of carbonate-based ammonium salt in the gas barrier coating material)/(the number of moles of Zn compound in the gas barrier coating material) is preferably 10.0 or less, more preferably 5.0 or less, even more preferably 2.0 or less, and even more preferably 1.5 or less.
(リン化合物またはその塩)
後述するガスバリア積層体のガスバリア性層を質量分析したとき、PO2-および/またはPO3-が検出される。このようなガスバリア性層を設けるためには、本実施形態のガスバリア用塗材は、リンの導入源を含むことが好ましい。このようなリンの導入源としては、リン化合物またはその塩を含むことがより好ましい。
リン化合物またはその塩におけるリン化合物は、分子構造中に1つ以上の-P-OH基を含む。リン化合物は塩として混合物に配合されてもよい。
レトルト処理後の水蒸気バリア性をさらに向上する観点から、リン化合物は、好ましくは2個以上の-P-OH基を含み、より好ましくは3個以上の-P-OH基を含む。また、生産性の観点から、リン化合物中の-P-OH基の数は、例えば10個以下であってもよい。
(Phosphorus compounds or salts thereof)
When the gas barrier layer of the gas barrier laminate described below is subjected to mass spectrometry, PO 2- and/or PO 3- are detected. In order to provide such a gas barrier layer, the gas barrier coating material of this embodiment preferably contains a phosphorus introduction source. More preferably, such a phosphorus introduction source contains a phosphorus compound or a salt thereof.
The phosphorus compound in the phosphorus compound or salt thereof contains one or more —P—OH groups in its molecular structure. The phosphorus compound may be incorporated into the mixture as a salt.
From the viewpoint of further improving the water vapor barrier property after retort treatment, the phosphorus compound preferably contains two or more -P-OH groups, more preferably three or more -P-OH groups. From the viewpoint of productivity, the number of -P-OH groups in the phosphorus compound may be, for example, 10 or less.
リン化合物の具体例として、リン酸化合物、亜リン酸化合物、ホスホン酸化合物、次亜リン酸化合物、ポリリン酸化合物、これらの誘導体が挙げられる。
ポリリン酸化合物は、具体的には、分子構造中に2以上のリン酸の縮合構造を有し、たとえば、二リン酸(ピロリン酸)、三リン酸、4つ以上のリン酸が縮合したポリリン酸化合物などが挙げられる。
誘導体の具体例として、リン酸化澱粉、リン酸架橋澱粉等の上述のリン化合物のエステル;塩化物等のハロゲン化物;十酸化四リン等の無水物;およびニトリロトリス(メチレンホスホン酸)、N,N,N',N'-エチレンジアミンテトラキス(メチレンホスホン酸)等のリン原子に結合する水素原子がアルキル基に置換された構造を有する化合物が挙げられる。
Specific examples of phosphorus compounds include phosphoric acid compounds, phosphorous acid compounds, phosphonic acid compounds, hypophosphorous acid compounds, polyphosphoric acid compounds, and derivatives thereof.
Specifically, polyphosphate compounds have a condensation structure of two or more phosphoric acids in the molecular structure, and examples thereof include diphosphate (pyrophosphate), triphosphate, and polyphosphate compounds in which four or more phosphoric acids are condensed.
Specific examples of the derivatives include esters of the above phosphorus compounds, such as phosphorylated starch and phosphate-crosslinked starch; halides, such as chlorides; anhydrides, such as tetraphosphorus decaoxide; and compounds having a structure in which a hydrogen atom bonded to a phosphorus atom is substituted with an alkyl group, such as nitrilotris(methylenephosphonic acid) and N,N,N',N'-ethylenediaminetetrakis(methylenephosphonic acid).
バリア性および生産性のバランスをさらに向上する観点から、リン化合物は、リン酸化合物、亜リン酸化合物、次亜リン酸化合物、ポリリン酸化合物、ホスホン酸化合物およびこれらの塩からなる群から選択される1種または2種以上であり、より好ましくはリン酸化合物および亜リン酸化合物、ホスホン酸化合物およびこれらの塩からなる群から選択される少なくとも1つである。 From the viewpoint of further improving the balance between barrier properties and productivity, the phosphorus compound is one or more compounds selected from the group consisting of phosphoric acid compounds, phosphorous acid compounds, hypophosphorous acid compounds, polyphosphoric acid compounds, phosphonic acid compounds, and salts thereof, and more preferably at least one compound selected from the group consisting of phosphoric acid compounds, phosphorous acid compounds, phosphonic acid compounds, and salts thereof.
また、リン化合物の塩における塩の具体例として、ナトリウム、カリウム等の1価の金属の塩;アンモニウム塩が挙げられる。バリア性の観点から、リン化合物の塩は好ましくはアンモニウム塩である。
このような化合物の具体例としては、例えば、リン酸水素二アンモニウムが挙げられる。
Specific examples of the salt of the phosphorus compound include salts of monovalent metals such as sodium and potassium; and ammonium salts. From the viewpoint of barrier properties, the salt of the phosphorus compound is preferably an ammonium salt.
A specific example of such a compound is diammonium hydrogen phosphate.
(ポリリン酸化合物またはその塩)
上記のリン化合物またはその塩の中でも、上記の生産性及びバリア性の向上に加え、さらに耐水性を付与できる観点から、リンの導入源としてはポリリン酸化合物またはその塩が好ましい。
(Polyphosphate compound or salt thereof)
Among the above phosphorus compounds or salts thereof, polyphosphate compounds or salts thereof are preferred as a source of phosphorus introduction, from the viewpoint of being able to impart water resistance in addition to the above-mentioned improvements in productivity and barrier properties.
ポリリン酸化合物の塩における塩の具体例として、ナトリウム、カリウム等の1価の金属の塩;アンモニウム塩が挙げられる。バリア性の観点から、ポリリン酸化合物の塩は好ましくはアンモニウム塩である。
ポリリン酸化合物またはその塩の具体例としては、好ましくは、低重合ポリリン酸、低重合ポリリン酸アンモニウム、低重合ポリリン酸ナトリウム、低重合ポリリン酸カリウムなどの低重合ポリリン酸またはその塩;ピロリン酸、ピロリン酸アンモニウム、ピロリン酸ナトリウム、ピロリン酸カリウムなどのピロリン酸またはその塩;トリポリリン酸、トリポリリン酸アンモニウム、トリポリリン酸ナトリウム、トリポリリン酸カリウムなどのトリポリリン酸またはその塩;およびテトラポリリン酸、テトラポリリン酸アンモニウム、テトラポリリン酸ナトリウム、テトラポリリン酸カリウムなどのテトラポリリン酸またはその塩等からなる群から選択される少なくとも一種が挙げられる。これらの中でも、ガスバリア用塗材のバリア性およびポットライフのバランスをより向上させる観点から、好ましくは低重合ポリリン酸またはその塩であり、より好ましくは低重合ポリリン酸アンモニウムである。ここで、本明細書において、「低重合ポリリン酸」とは、例えば重合度が5以上100以下のポリリン酸をいう。
Specific examples of the salt of the polyphosphate compound include salts of monovalent metals such as sodium and potassium, and ammonium salts. From the viewpoint of barrier properties, the salt of the polyphosphate compound is preferably an ammonium salt.
Specific examples of polyphosphate compounds or salts thereof include at least one selected from the group consisting of: oligomeric polyphosphates or salts thereof, such as oligomeric polyphosphates, oligomeric ammonium polyphosphates, oligomeric sodium polyphosphates, and oligomeric potassium polyphosphates; pyrophosphates or salts thereof, such as pyrophosphates, ammonium pyrophosphates, sodium pyrophosphates, and potassium pyrophosphates; tripolyphosphates or salts thereof, such as tripolyphosphates, ammonium tripolyphosphates, sodium tripolyphosphates, and potassium tripolyphosphates; and tetrapolyphosphates or salts thereof, such as tetrapolyphosphates, ammonium tetrapolyphosphates, sodium tetrapolyphosphates, and potassium tetrapolyphosphates. Among these, from the viewpoint of further improving the balance between the barrier properties and pot life of the gas barrier coating material, preferred are oligomeric polyphosphates or salts thereof, more preferably ammonium oligomeric polyphosphates. Here, in this specification, "oligomeric polyphosphates" refers to, for example, polyphosphates having a degree of polymerization of 5 or more and 100 or less.
本実施形態において、(ガスバリア用塗材中のリン化合物またはその塩に含まれるPのモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれるCOO-基のモル数)または(ガスバリア用塗材中のポリリン酸化合物またはその塩に含まれるPのモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれるCOO-基のモル数)は、バリア性向上の観点から、好ましくは0.005以上、より好ましくは0.007以上、さらに好ましくは0.010以上である。リン酸のように化学式中にP原子が1個含まれるリン化合物においては、P原子のモル数とリン化合物のモル数は同じ意味になる。また、化学式中にP原子が複数個含まれるリン化合物およびポリリン酸化合物においては、リン化合物およびポリリン酸化合物のモル数に、化学式中に含まれるP原子の個数をかけたものがP原子のモル数となる。
また、バリア性および生産性の観点から、(ガスバリア用塗材中のリン化合物またはその塩に含まれるPのモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれるCOO-基のモル数)または(ガスバリア用塗材中のポリリン酸化合物またはその塩に含まれるPのモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれるCOO-基のモル数)は、好ましくは0.20以下であり、より好ましくは0.15以下、さらに好ましくは0.12以下、さらに好ましくは0.10以下である。
In this embodiment, from the viewpoint of improving barrier properties, (the number of moles of P contained in the phosphorus compound or its salt in the gas barrier coating material) / (the number of moles of COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) or (the number of moles of P contained in the polyphosphate compound or its salt in the gas barrier coating material) / (the number of moles of COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) is preferably 0.005 or more, more preferably 0.007 or more, and even more preferably 0.010 or more. In phosphorus compounds containing one P atom in their chemical formula, such as phosphoric acid, the number of moles of P atoms and the number of moles of phosphorus compounds have the same meaning. Furthermore, in phosphorus compounds and polyphosphate compounds containing multiple P atoms in their chemical formula, the number of moles of P atoms is calculated by multiplying the number of moles of phosphorus compound or polyphosphate compound by the number of P atoms contained in the chemical formula.
Furthermore, from the viewpoint of barrier properties and productivity, the ratio (number of moles of P contained in the phosphorus compound or salt thereof in the gas barrier coating material)/(number of moles of COO-groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) or (number of moles of P contained in the polyphosphate compound or salt thereof in the gas barrier coating material)/(number of moles of COO-groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) is preferably 0.20 or less, more preferably 0.15 or less, even more preferably 0.12 or less, and even more preferably 0.10 or less.
(界面活性剤)
また、本実施形態のガスバリア用塗材は、上記の生産性及びバリア性の向上に加え、ガスバリア用塗材として塗布する際にはじきが発生するのを抑制する観点から、好ましくは界面活性剤をさらに含む。
界面活性剤の含有量は、ガスバリア用塗材の固形分全体(硬化物としたときに固形物として残存する成分の総量)を100質量%としたとき、0.01~3質量%が好ましく、0.01~1質量%がより好ましい。本明細書において、ガスバリア用塗材の固形分とは、ガスバリア用塗材を硬化したときに固形分として残存する成分をいう。
(Surfactant)
In addition to improving the productivity and barrier properties as described above, the gas barrier coating material of this embodiment preferably further contains a surfactant from the viewpoint of suppressing repellency when applied as a gas barrier coating material.
The surfactant content is preferably 0.01 to 3% by mass, and more preferably 0.01 to 1% by mass, when the total solid content of the gas barrier coating material (the total amount of components remaining as solids when cured) is taken as 100% by mass. In this specification, the solid content of the gas barrier coating material refers to the components remaining as solids when the gas barrier coating material is cured.
界面活性剤としては、たとえば、陰イオン性界面活性剤、非イオン性界面活性剤、陽イオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられ、良好な塗工性を得る観点から、非イオン性界面活性剤が好ましく、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類がより好ましく、ポリオキシエチレンアルキルエーテル類がさらに好ましい。 Surfactants include, for example, anionic surfactants, nonionic surfactants, cationic surfactants, and amphoteric surfactants. From the viewpoint of achieving good coatability, nonionic surfactants are preferred, polyoxyalkylene alkyl ethers are more preferred, and polyoxyethylene alkyl ethers are even more preferred.
非イオン性界面活性剤としては、たとえば、ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル類、ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類、ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類、ソルビタン脂肪酸エステル類、シリコーン系界面活性剤、アセチレンアルコール系界面活性剤、含フッ素界面活性剤等が挙げられる。 Examples of nonionic surfactants include polyoxyalkylene alkyl aryl ethers, polyoxyalkylene alkyl ethers, polyoxyalkylene fatty acid esters, sorbitan fatty acid esters, silicone surfactants, acetylene alcohol surfactants, and fluorine-containing surfactants.
ポリオキシアルキレンアルキルアリールエーテル類としては、たとえば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル等を挙げることができる。
ポリオキシアルキレンアルキルエーテル類としては、たとえば、ポリオキシエチレンオレイルエーテル、ポリオキシエチレンラウリルエーテル等のポリオキシエチレンアルキルエーテル類を挙げることができる。
ポリオキシアルキレン脂肪酸エステル類としては、たとえば、ポリオキシエチレンオレイン酸エステル、ポリオキシエチレンラウリン酸エステル、ポリオキシエチレンジステアリン酸エステル等を挙げることができる。
ソルビタン脂肪酸エステル類としては、たとえば、ソルビタンラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタンモノオレエート、ソルビタンセスキオレート、ポリオキシエチレンモノオレエート、ポリオキシエチレンステアレート等を挙げることができる。
シリコーン系界面活性剤としては、たとえば、ジメチルポリシロキサン等を挙げることができる。
アセチレンアルコール系界面活性剤としては、たとえば、2,4,7,9-テトラメチル-5-デシン-4,7-ジオール、3,6-ジメチル-4-オクチン-3,6-ジオール、3,5-ジメチル-1-ヘキシン-3オール等を挙げることができる。
含フッ素系界面活性剤としては、たとえば、フッ素アルキルエステル等を挙げることができる。
Examples of polyoxyalkylene alkylaryl ethers include polyoxyethylene nonylphenyl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, and polyoxyethylene dodecylphenyl ether.
Examples of polyoxyalkylene alkyl ethers include polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene oleyl ether and polyoxyethylene lauryl ether.
Examples of polyoxyalkylene fatty acid esters include polyoxyethylene oleate, polyoxyethylene laurate, and polyoxyethylene distearate.
Examples of sorbitan fatty acid esters include sorbitan laurate, sorbitan monostearate, sorbitan monooleate, sorbitan sesquioleate, polyoxyethylene monooleate, and polyoxyethylene stearate.
An example of the silicone surfactant is dimethylpolysiloxane.
Examples of acetylene alcohol surfactants include 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol, 3,6-dimethyl-4-octyne-3,6-diol, and 3,5-dimethyl-1-hexyne-3-ol.
Examples of the fluorine-containing surfactant include fluorine alkyl esters.
(架橋剤)
本実施形態のガスバリア用塗材は、上記の生産性及びバリア性の向上に加え、アルカリ性の液(例えば、アルカリ洗剤等)に対する耐アルカリ性を向上させる観点から、さらに架橋剤を含むことが好ましい。
(Crosslinking agent)
In addition to improving the productivity and barrier properties described above, the gas barrier coating material of this embodiment preferably further contains a crosslinking agent from the viewpoint of improving alkali resistance to alkaline liquids (e.g., alkaline detergents, etc.).
このような架橋剤としては、公知の架橋剤を用いることができるが、好ましくはエポキシシラン化合物、カルボジイミド化合物およびイソシアネート化合物からなる群から選択される1または2以上の化合物を含み、より好ましくはエポキシシラン化合物およびカルボジイミド化合物からなる群から選択される1または2以上の化合物を含む。 While known crosslinking agents can be used as such crosslinking agents, they preferably contain one or more compounds selected from the group consisting of epoxy silane compounds, carbodiimide compounds, and isocyanate compounds, and more preferably contain one or more compounds selected from the group consisting of epoxy silane compounds and carbodiimide compounds.
本実施形態のガスバリア用塗材において、架橋剤の含有量は、ガスバリア用塗材の固形分全体を100質量%としたとき、0.010質量%以上が好ましく、0.015質量%以上がより好ましい。架橋剤の含有量が上記下限値以上であることにより、本実施形態のガスバリア用塗材により形成したガスバリア性層の耐アルカリ性がより好適になる。
また、架橋剤の含有量は、2質量%以下が好ましく、1質量%以下がより好ましく、0.05質量%以下がさらに好ましい。架橋剤の含有量が上記上限値以下であることにより、本実施形態のガスバリア用塗材の生産性及びバリア性がより好適になる。
In the gas barrier coating material of this embodiment, the content of the crosslinking agent is preferably 0.010% by mass or more, and more preferably 0.015% by mass or more, when the total solid content of the gas barrier coating material is taken as 100% by mass. By having the content of the crosslinking agent be equal to or greater than the above lower limit, the alkali resistance of the gas barrier layer formed by the gas barrier coating material of this embodiment becomes more favorable.
The content of the crosslinking agent is preferably 2% by mass or less, more preferably 1% by mass or less, and even more preferably 0.05% by mass or less. By making the content of the crosslinking agent equal to or less than the upper limit, the productivity and barrier properties of the gas barrier coating material of this embodiment become more favorable.
本実施形態のガスバリア用塗材は、上述の成分以外の添加剤を含んでもよい。たとえば、滑剤、スリップ剤、アンチ・ブロッキング剤、帯電防止剤、防曇剤、顔料、染料、無機または有機の充填剤等の各種添加剤を添加してよい。 The gas barrier coating material of this embodiment may contain additives other than the components described above. For example, various additives such as lubricants, slip agents, antiblocking agents, antistatic agents, antifogging agents, pigments, dyes, and inorganic or organic fillers may be added.
また、本実施形態のガスバリア用塗材の固形分濃度は、ガスバリア用塗材として塗工する際の塗工性を向上する観点から、0.5~15質量%とすることが好ましく、1~10質量%とすることがより好ましく、1~5質量%とすることがさらに好ましく、1~3質量%とすることがさらに好ましい。 Furthermore, from the viewpoint of improving the coatability when applied as a gas barrier coating material, the solids concentration of the gas barrier coating material of this embodiment is preferably 0.5 to 15% by mass, more preferably 1 to 10% by mass, even more preferably 1 to 5% by mass, and even more preferably 1 to 3% by mass.
(ガスバリア性積層体)
図1は、実施形態におけるガスバリア性積層体の構成の一例を模式的に示す断面図である。本実施形態のガスバリア性積層体は、基材層101と、上記基材層101の少なくとも一方の面に設けられたガスバリア性層103と、を備え、上記ガスバリア性層103が、上記ガスバリア用塗材の硬化物を含む。
このとき、本実施形態のガスバリア性積層体は、基材層101とガスバリア性層103との間に設けられた無機物層102と、をさらに備えることが好ましい。
以下、本実施形態のガスバリア性積層体における各層の具体的構成について詳細に説明する。
(Gas barrier laminate)
1 is a cross-sectional view schematically illustrating an example of the configuration of a gas barrier laminate according to an embodiment. The gas barrier laminate according to this embodiment comprises a base layer 101 and a gas barrier layer 103 provided on at least one surface of the base layer 101, and the gas barrier layer 103 contains a cured product of the gas barrier coating material.
In this case, the gas barrier laminate of this embodiment preferably further comprises an inorganic layer 102 provided between the base layer 101 and the gas barrier layer 103 .
The specific structure of each layer in the gas barrier laminate of this embodiment will be described in detail below.
(ガスバリア性層)
ガスバリア性層103は、具体的には、ガスバリア用塗材を塗工し、硬化することにより製造できる。このようにすることで、本実施形態におけるガスバリア性層103をガスバリア用塗材の硬化物を含むものとすることができる。
本実施形態のガスバリア用塗材は、以下のようにして得ることができる。
まず、ポリカルボン酸に、適宜揮発性塩基を加えることによりポリカルボン酸のカルボキシ基を完全にまたは部分的に中和する。さらにZn化合物および適宜炭酸系アンモニウム塩を混合して、揮発性塩基と中和した上記ポリカルボン酸のカルボキシ基の全部または一部、および揮発性塩基と中和しなかったポリカルボン酸のカルボキシ基において金属塩を形成する。
その後、さらにポリアミン化合物を添加することによって、本実施形態のガスバリア用塗材が得られる。このような手順でポリカルボン酸、Zn化合物、適宜炭酸系アンモニウム塩およびポリアミン化合物を混合することにより、凝集物の生成を抑制でき、より均一なガスバリア用塗材を得ることができる。これにより、ポリカルボン酸に含まれる-COO-基とポリアミン化合物に含まれるアミノ基との脱水縮合反応をより効果的に進めることが可能となる。
(Gas Barrier Layer)
Specifically, the gas barrier layer 103 can be produced by applying and curing a gas barrier coating material. In this way, the gas barrier layer 103 in this embodiment can contain a cured product of the gas barrier coating material.
The gas barrier coating material of this embodiment can be obtained as follows.
First, a volatile base is added to a polycarboxylic acid to completely or partially neutralize the carboxyl groups of the polycarboxylic acid, and then a zinc compound and an ammonium carbonate salt are added to form metal salts of all or part of the carboxyl groups of the polycarboxylic acid neutralized with the volatile base and of the carboxyl groups of the polycarboxylic acid not neutralized with the volatile base.
Then, by further adding a polyamine compound, the gas barrier coating material of this embodiment is obtained. By mixing the polycarboxylic acid, the Zn compound, and optionally the carbonate-based ammonium salt and the polyamine compound in this manner, the formation of aggregates can be suppressed, and a more uniform gas barrier coating material can be obtained. This makes it possible to more effectively promote the dehydration condensation reaction between the -COO- group contained in the polycarboxylic acid and the amino group contained in the polyamine compound.
より詳細には、以下の通りである。以下では、揮発性塩基および炭酸系アンモニウム塩をガスバリア用塗材中に配合する場合を例に説明する。
まず、ポリカルボン酸を構成するカルボキシ基の完全または部分中和溶液を調製する。
ポリカルボン酸に、揮発性塩基を添加して、ポリカルボン酸のカルボキシ基が完全中和または部分中和する。当該ポリカルボン酸のカルボキシ基を中和することにより、Zn化合物やポリアミン化合物の添加時にポリカルボン酸を構成するカルボキシ基と、Zn化合物やポリアミン化合物を構成するアミノ基とが反応することによって発生するゲル化を効果的に防止し、より均一なガスバリア用塗材を得ることができる。
次いで、Zn化合物および炭酸系アンモニウム塩を添加、溶解させ、生成されたZnイオンによりポリカルボン酸を構成する-COO-基とのZn塩を形成する。このときZnイオンと塩を形成する-COO-基は上記塩基と中和しなかったカルボキシ基および塩基によって中和された-COO-基の双方をいう。塩基と中和した-COO-基の場合は上記Zn化合物に含まれるZnイオンが入れ替わって配位して-COO-基のZn塩を形成する。そして、Zn塩を形成した後、さらにポリアミン化合物と、リン化合物またはその塩を含む場合はリン化合物またはその塩を添加することによって、ガスバリア用塗材を得ることができる。
More details are as follows: In the following, an example will be described in which a volatile base and a carbonate-based ammonium salt are blended in a gas barrier coating material.
First, a solution in which the carboxy groups constituting the polycarboxylic acid are completely or partially neutralized is prepared.
A volatile base is added to a polycarboxylic acid to completely or partially neutralize the carboxyl groups of the polycarboxylic acid. Neutralizing the carboxyl groups of the polycarboxylic acid effectively prevents gelation that occurs when a Zn compound or a polyamine compound is added, due to the reaction between the carboxyl groups of the polycarboxylic acid and the amino groups of the Zn compound or the polyamine compound, and allows for the production of a more uniform gas barrier coating material.
Next, a Zn compound and a carbonate-based ammonium salt are added and dissolved, and the resulting Zn ions form a Zn salt with the -COO- group that constitutes the polycarboxylic acid. The -COO- group that forms a salt with the Zn ion refers to both the carboxyl group that has not been neutralized with the base and the -COO- group that has been neutralized with the base. In the case of a -COO- group that has been neutralized with a base, the Zn ion contained in the Zn compound is replaced and coordinated to form a Zn salt of the -COO- group. After the Zn salt is formed, a polyamine compound and, if a phosphorus compound or its salt is included, a phosphorus compound or its salt can be added to obtain a gas barrier coating material.
このように製造されたガスバリア用塗材を基材層101、無機物層102または無機物層102上に形成されたガスバリア性層103との介在層上に塗布し、乾燥、硬化させることにより、ガスバリア性層103を形成する。このとき、ポリカルボン酸を構成する-COO-基とZn塩のZnが金属架橋を形成し、ポリアミンを構成するアミノ基によりアミド架橋を形成して、優れたガスバリア性を有するガスバリア性層103が得られる。ガスバリア性層103のより詳細な製造方法については後述する。 The gas barrier coating material produced in this manner is applied to the substrate layer 101, the inorganic layer 102, or an intermediate layer between the inorganic layer 102 and the gas barrier layer 103 formed on the inorganic layer 102, and then dried and cured to form the gas barrier layer 103. At this time, the -COO- groups constituting the polycarboxylic acid and the Zn of the Zn salt form metal bridges, and the amino groups constituting the polyamine form amide bridges, resulting in a gas barrier layer 103 with excellent gas barrier properties. A more detailed method for producing the gas barrier layer 103 will be described later.
乾燥、硬化後のガスバリア性層103の厚みは、バリア性向上の観点から、好ましくは0.05μm以上であり、より好ましくは0.07μm以上、さらに好ましくは0.1μm以上である。
また、ガスバリア性積層体全体の薄型化の観点から、乾燥、硬化後のガスバリア性層103の厚みは、好ましくは10μm以下であり、より好ましくは5μm以下、さらに好ましくは1μm以下、さらに好ましくは0.5μm以下である。
From the viewpoint of improving the barrier properties, the thickness of the gas barrier layer 103 after drying and curing is preferably 0.05 μm or more, more preferably 0.07 μm or more, and even more preferably 0.1 μm or more.
From the viewpoint of reducing the overall thickness of the gas barrier laminate, the thickness of the gas barrier layer 103 after drying and curing is preferably 10 μm or less, more preferably 5 μm or less, even more preferably 1 μm or less, and even more preferably 0.5 μm or less.
(基材層)
基材層101は、単層であっても、2種以上の層であってもよい。基材層101の形状は、限定されないが、たとえば、シートまたはフィルム形状、トレー、カップ、中空体等の形状が挙げられる。
(Base material layer)
The base layer 101 may be a single layer or may be made up of two or more layers. The shape of the base layer 101 is not limited, and examples thereof include a sheet or film shape, a tray shape, a cup shape, a hollow body shape, and the like.
基材層101の材料としては、基材層101上に後述する無機物層102を安定的に形成でき、また、無機物層102の上部にガスバリア用塗材の溶液を塗工できるものであれば、限定されず、用いることができる。基材層101の材料として、たとえば、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂等の樹脂や紙等の有機質材料;ガラス、陶、セラミック、酸化珪素、酸化窒化珪素、窒化珪素、セメント、アルミニウム、酸化アルミニウム、鉄、銅、ステンレス等の金属等の無機質材料;有機質材料同士または有機質材料と無機質材料との組み合せからなる多層構造の基材層等が挙げられる。これらの中でも、たとえば、包装材料やパネル等の各種フィルム用途の場合、熱硬化性樹脂および熱可塑性樹脂からなる群から選択される少なくとも1種を用いたプラスチックフィルム、または、紙等の有機質材料が好ましい。 Any material can be used for the substrate layer 101, as long as it allows for stable formation of the inorganic layer 102 (described below) on the substrate layer 101 and allows for a gas barrier coating solution to be applied to the top of the inorganic layer 102. Examples of materials for the substrate layer 101 include organic materials such as thermosetting resins, thermoplastic resins, and paper; inorganic materials such as glass, porcelain, ceramics, silicon oxide, silicon oxynitride, silicon nitride, cement, aluminum, aluminum oxide, iron, copper, and stainless steel; and multilayer substrate layers made of a combination of organic materials or organic and inorganic materials. Among these, for example, for various film applications such as packaging materials and panels, plastic films made of at least one resin selected from the group consisting of thermosetting resins and thermoplastic resins, or organic materials such as paper, are preferred.
熱硬化性樹脂としては、公知の熱硬化性樹脂を用いることができる。たとえば、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、ユリア・メラミン樹脂、ポリウレタン樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド等が挙げられる。 Thermosetting resins that can be used include known thermosetting resins, such as epoxy resin, unsaturated polyester resin, phenolic resin, urea-melamine resin, polyurethane resin, silicone resin, and polyimide.
熱可塑性樹脂としては、公知の熱可塑性樹脂を用いることができる。たとえば、ポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、ポリ(1-ブテン)等)、ポリエステル(ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート等)、ポリアミド(ナイロン-6、ナイロン-66、ポリメタキシレンアジパミド等)、ポリ塩化ビニル、ポリイミド、エチレン・酢酸ビニル共重合体もしくはその鹸化物、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリカーボネート、ポリスチレン、アイオノマー、フッ素樹脂あるいはこれらの混合物等が挙げられる。 Thermoplastic resins that can be used include known thermoplastic resins. Examples include polyolefins (polyethylene, polypropylene, poly(4-methyl-1-pentene), poly(1-butene), etc.), polyesters (polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, etc.), polyamides (nylon-6, nylon-66, polymetaxylene adipamide, etc.), polyvinyl chloride, polyimide, ethylene-vinyl acetate copolymers or saponified products thereof, polyvinyl alcohol, polyacrylonitrile, polycarbonate, polystyrene, ionomers, fluororesins, and mixtures thereof.
これらの中でも、透明性を良好にする観点では、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリイミドおよびポリブチレンテレフタレートからなる群から選択される1または2以上の樹脂が好ましい。
また、耐ピンホール性、耐破れ性および耐熱性等に優れる観点では、ポリアミド、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートからなる群から選択される1または2以上の樹脂が好ましい。同様の観点から、基材層101は、好ましくはポリアミド、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートからなる群から選択される1または2以上の樹脂を含む層であり、より好ましくはこれら1または2以上の樹脂の層である。
Among these, from the viewpoint of improving transparency, one or more resins selected from the group consisting of polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate, polyamide, polyimide, and polybutylene terephthalate are preferred.
Furthermore, from the viewpoint of excellent pinhole resistance, tear resistance, heat resistance, etc., one or more resins selected from the group consisting of polyamide, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate are preferred. From the same viewpoint, the base layer 101 is preferably a layer containing one or more resins selected from the group consisting of polyamide, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate, and more preferably a layer of one or more of these resins.
また、基材層101にポリアミド等の吸湿性のある材料を用いた場合、ガスバリア性積層体において、基材層101が水分を吸収して膨潤し、高湿度下のガスバリア性能やレトルト処理後のガスバリア性能、酸性の内容物を充填した際のガスバリア性能等が低下しやすいが、本実施形態においては、基材層101として、吸湿性のある材料を用いた場合でも、ガスバリア性積層体の高湿度下でのガスバリア性能やレトルト処理後のガスバリア性能の低下を好適に抑制することができる。 Furthermore, if a hygroscopic material such as polyamide is used for the base layer 101, the base layer 101 in the gas barrier laminate will absorb moisture and swell, which can easily reduce the gas barrier performance under high humidity, after retort treatment, and when filled with acidic contents. However, in this embodiment, even when a hygroscopic material is used for the base layer 101, the gas barrier performance of the gas barrier laminate under high humidity and after retort treatment can be effectively prevented from decreasing.
また、熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂により形成されたフィルムを少なくとも一方向、好ましくは二軸方向に延伸して基材層101としてもよい。
透明性、剛性および耐熱性に優れる観点から、基材層101は、好ましくはポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリアミド、ポリイミドおよびポリブチレンテレフタレートからなる群から選択される1または2以上の熱可塑性樹脂により形成された二軸延伸フィルムであり、より好ましくはポリアミド、ポリエチレンテレフタレートおよびポリブチレンテレフタレートからなる群から選択される1または2以上の熱可塑性樹脂により形成された二軸延伸フィルムである。
Alternatively, the substrate layer 101 may be formed by stretching a film made of a thermosetting resin or a thermoplastic resin at least in one direction, preferably in two axial directions.
From the viewpoint of excellent transparency, rigidity, and heat resistance, the base layer 101 is preferably a biaxially stretched film formed from one or more thermoplastic resins selected from the group consisting of polypropylene, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polyamide, polyimide, and polybutylene terephthalate, and more preferably a biaxially stretched film formed from one or more thermoplastic resins selected from the group consisting of polyamide, polyethylene terephthalate, and polybutylene terephthalate.
また、基材層101の表面に、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニアルコール共重合体、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等がコーティングされていてもよい。
さらに、基材層101はガスバリア性層103との接着性を改良するために、表面処理が施されたものであってもよい。具体的には、基材層101のガスバリア性層103との対向面に、コロナ処理、火炎処理、プラズマ処理、プライマーコート処理等の表面活性化処理をおこなってもよい。
The surface of the base layer 101 may be coated with polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene-vinyl alcohol copolymer, acrylic resin, urethane resin, or the like.
Furthermore, the base layer 101 may be subjected to a surface treatment in order to improve adhesion to the gas barrier layer 103. Specifically, the surface of the base layer 101 facing the gas barrier layer 103 may be subjected to a surface activation treatment such as corona treatment, flame treatment, plasma treatment, or primer coating treatment.
基材層101の厚さは、良好なフィルム特性を得る観点から、好ましくは1μm以上、より好ましくは5μm以上、さらに好ましくは10μm以上であり、また、好ましくは1000μm以下であり、より好ましくは500μm以下、さらに好ましくは300μm以下である。 From the viewpoint of obtaining good film properties, the thickness of the substrate layer 101 is preferably 1 μm or more, more preferably 5 μm or more, even more preferably 10 μm or more, and is preferably 1000 μm or less, more preferably 500 μm or less, even more preferably 300 μm or less.
(無機物層)
本実施形態のガスバリア性積層体は、基材層101とガスバリア性層103との間に設けられた無機物層102と、をさらに備えることが好ましい。
無機物層102を構成する無機物は、たとえば、バリア性を有する薄膜を形成できる金属、金属酸化物、金属窒化物、金属弗化物、金属酸窒化物等が挙げられる。
無機物層102を構成する無機物としては、たとえば、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウム等の周期表2A族元素;チタン、ジルコニウム、ルテニウム、ハフニウム、タンタル等の周期表遷移元素;亜鉛等の周期表2B族元素;アルミニウム、ガリウム、インジウム、タリウム等の周期表3A族元素;ケイ素、ゲルマニウム、錫等の周期表4A族元素;セレン、テルル等の周期表6A族元素;等の単体、酸化物、窒化物、弗化物、または酸窒化物等から選択される一種または二種以上を挙げることができる。
なお、本実施形態では、無機物層102についての周期表の族名は旧CAS式で示している。
(Inorganic layer)
The gas barrier laminate of this embodiment preferably further includes an inorganic layer 102 provided between the base layer 101 and the gas barrier layer 103 .
Examples of inorganic materials that make up the inorganic layer 102 include metals, metal oxides, metal nitrides, metal fluorides, and metal oxynitrides that can form thin films having barrier properties.
Examples of inorganic materials constituting the inorganic material layer 102 include one or more selected from the group consisting of simple substances, oxides, nitrides, fluorides, and oxynitrides of elements from Group 2A of the periodic table, such as beryllium, magnesium, calcium, strontium, and barium; transition elements from the periodic table, such as titanium, zirconium, ruthenium, hafnium, and tantalum; elements from Group 2B of the periodic table, such as zinc; elements from Group 3A of the periodic table, such as aluminum, gallium, indium, and thallium; elements from Group 4A of the periodic table, such as silicon, germanium, and tin; and elements from Group 6A of the periodic table, such as selenium and tellurium.
In this embodiment, the group names of the periodic table for the inorganic layer 102 are shown in the old CAS format.
さらに、上記無機物の中でも、バリア性、コスト等のバランスに優れていることから、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよびアルミニウムからなる群から選択される1または2以上の無機物が好ましく、酸化アルミニウムがより好ましい。
なお、酸化ケイ素には、二酸化ケイ素の他、一酸化ケイ素、亜酸化ケイ素が含有されていてもよい。
Furthermore, among the above inorganic substances, one or more inorganic substances selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, and aluminum are preferred, with aluminum oxide being more preferred, as they have an excellent balance of barrier properties, cost, and the like.
The silicon oxide may contain silicon monoxide and silicon suboxide in addition to silicon dioxide.
無機物層102は上記無機物により形成されている。無機物層102は、バリア性、コスト等のバランスに優れていることから、好ましくは酸化アルミニウムにより構成された酸化アルミニウム層を含む。
無機物層102は単層の無機物層から構成されていてもよいし、複数の無機物層から構成されていてもよい。また、無機物層102が複数の無機物層から構成されている場合には同一種類の無機物層から構成されていてもよいし、異なった種類の無機物層から構成されていてもよい。
The inorganic layer 102 is formed from the above-mentioned inorganic material. The inorganic layer 102 preferably includes an aluminum oxide layer made of aluminum oxide, since it has an excellent balance between barrier properties, cost, and the like.
The inorganic layer 102 may be composed of a single inorganic layer or may be composed of multiple inorganic layers. Furthermore, when the inorganic layer 102 is composed of multiple inorganic layers, the inorganic layers may be of the same type or different types.
無機物層102の厚さは、バリア性向上および取り扱い性向上のバランスの観点から、例えば1nm以上であり、好ましくは4nm以上であり、また、例えば1000nm以下、好ましくは500nm以下、より好ましくは100nm以下、さらに好ましくは50nm以下、さらに好ましくは30nm以下、さらに好ましくは15nm以下、さらに好ましくは10nm以下である。
ここで、無機物層102の厚さは、たとえば透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡による観察画像により求めることができる。
From the viewpoint of a balance between improved barrier properties and improved ease of handling, the thickness of the inorganic layer 102 is, for example, 1 nm or more, preferably 4 nm or more, and is, for example, 1000 nm or less, preferably 500 nm or less, more preferably 100 nm or less, even more preferably 50 nm or less, even more preferably 30 nm or less, even more preferably 15 nm or less, and even more preferably 10 nm or less.
Here, the thickness of the inorganic layer 102 can be determined from an image observed using, for example, a transmission electron microscope or a scanning electron microscope.
無機物層102の形成方法は限定されず、たとえば、真空蒸着法、イオンプレーティング法、スパッタリング法、化学気相成長法、物理気相蒸着法、化学気相蒸着法(CVD法)、プラズマCVD法、ゾルゲル法等により基材層101の片面または両面に無機物層102を形成することができる。中でも、スパッタリング法、イオンプレーティング法、化学気相蒸着法(CVD)、物理気相蒸着法(PVD)、プラズマCVD法等の減圧下での製膜が望ましい。これにより、窒化珪素や酸化窒化珪素等の珪素を含有する化学的に活性な分子種が速やかに反応することにより、無機物層102の表面の平滑性が改良され、孔を少なくすることができるものと予想される。これらの結合反応を迅速におこなうには、その無機原子や化合物が化学的に活性な分子種もしくは原子種であることが望ましい。
また、ガスバリア性積層体のバリア性と生産性とのバランスを向上する観点から、無機物層102は好ましくは蒸着膜である。
The method for forming the inorganic layer 102 is not limited, and the inorganic layer 102 can be formed on one or both sides of the substrate layer 101 by, for example, vacuum deposition, ion plating, sputtering, chemical vapor deposition, physical vapor deposition (CVD), plasma CVD, sol-gel, or the like. Among these, film formation under reduced pressure by sputtering, ion plating, chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD), plasma CVD, or the like is preferred. This is expected to improve the surface smoothness of the inorganic layer 102 and reduce pores by rapidly reacting with chemically active molecular species containing silicon, such as silicon nitride or silicon oxynitride. To rapidly carry out these bonding reactions, it is desirable for the inorganic atoms or compounds to be chemically active molecular or atomic species.
In order to improve the balance between the barrier properties of the gas barrier laminate and productivity, the inorganic layer 102 is preferably a vapor-deposited film.
無機物層102は、ガスバリア性積層体のバリア性と生産性とのバランスを向上する観点から、基材層101上に、あるいは、基材層101と無機物層102との間に介在層を有する場合にはかかる介在層上に設けられた蒸着膜であって、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよびアルミニウムからなる群から選択される1または2以上の無機物により構成され、好ましくは酸化アルミニウムにより構成される。 From the perspective of improving the balance between the barrier properties and productivity of the gas barrier laminate, the inorganic layer 102 is a vapor-deposited film provided on the base layer 101, or, if an intervening layer is present between the base layer 101 and the inorganic layer 102, on such an intervening layer. The inorganic layer 102 is composed of one or more inorganic materials selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, and aluminum, and is preferably composed of aluminum oxide.
(アンダーコート層)
基材層101と無機物層102との間にはアンダーコート層が設けられてもよいが、本実施形態におけるガスバリア用塗材はアンダーコート層を設けずとも十分なバリア性を有すること、およびアンダーコート層を設ける工程の省略による生産性の向上という観点から、アンダーコート層を設けないことが好ましい。
(Undercoat layer)
An undercoat layer may be provided between the substrate layer 101 and the inorganic layer 102, but it is preferable not to provide an undercoat layer, as the gas barrier coating material in this embodiment has sufficient barrier properties even without an undercoat layer and productivity is improved by omitting the process of providing an undercoat layer.
アンダーコート層を設ける場合、基材層101と無機物層102との接着性向上の観点から、アンダーコート層の材料としては、たとえば、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、オキサゾリン樹脂、(メタ)アクリル樹脂からなる群から選択される1種または2種以上が挙げられる。 When an undercoat layer is provided, from the viewpoint of improving adhesion between the substrate layer 101 and the inorganic layer 102, examples of materials for the undercoat layer include one or more selected from the group consisting of polyurethane resin, polyester resin, oxazoline resin, and (meth)acrylic resin.
ポリウレタン樹脂としては、各種ポリウレタン樹脂、ポリウレタンポリ尿素樹脂およびそれらのプレポリマー等が例示できる。このようなウレタン樹脂の具体例としては、トリレンジイソシアネート、キシレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、シクロヘキサンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、ジシクロヘキシルジイソシアネート等のジイソシアネート成分と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノール、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリカーボネートジオール、ポリエチレングリコール等のジオール成分との反応物;末端にイソシアネート基を有するウレタンプレポリマーと、アミノ化合物、アミノスルホン酸塩、ポリヒドロキシカルボン酸、重亜硫酸等との反応物;等を挙げることができる。 Examples of polyurethane resins include various polyurethane resins, polyurethane polyurea resins, and prepolymers thereof. Specific examples of such urethane resins include reaction products of diisocyanate components such as tolylene diisocyanate, xylene diisocyanate, diphenylmethane diisocyanate, hexamethylene diisocyanate, cyclohexane diisocyanate, isophorone diisocyanate, and dicyclohexyl diisocyanate with diol components such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol, bisphenol, polyester diol, polyether diol, polycarbonate diol, and polyethylene glycol; and reaction products of urethane prepolymers having isocyanate groups at their terminals with amino compounds, aminosulfonates, polyhydroxycarboxylic acids, bisulfites, and the like.
アンダーコート層に用いられるポリエステル樹脂としては、各種ポリエステル樹脂およびそれらの変性物が例示できる。このようなポリエステル樹脂の具体例としては、テレフタル酸、フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸、ピロメリット酸、2-スルホイソフタル酸、5-スルホイソフタル酸、アジピン酸、セバシン酸、コハク酸、ドデカン二酸等の多価カルボン酸成分と、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、ビスフェノール等のジオール成分との反応物が挙げられ、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等による変性物も含まれる。 Examples of polyester resins used in the undercoat layer include various polyester resins and their modified products. Specific examples of such polyester resins include reaction products of polycarboxylic acid components such as terephthalic acid, phthalic acid, isophthalic acid, trimellitic acid, pyromellitic acid, 2-sulfoisophthalic acid, 5-sulfoisophthalic acid, adipic acid, sebacic acid, succinic acid, and dodecanedioic acid with diol components such as ethylene glycol, propylene glycol, 1,4-butanediol, 1,6-hexanediol, neopentyl glycol, cyclohexanedimethanol, and bisphenol, as well as modified products with acrylic resins, epoxy resins, etc.
アンダーコート層にオキサゾリン樹脂を使用する場合、アンダーコート層は、オキサゾリン基含有水性ポリマー、水性(メタ)アクリル樹脂および水性ポリエステル樹脂を含むオキサゾリン系樹脂組成物により構成されていることが好ましい。 When an oxazoline resin is used in the undercoat layer, the undercoat layer is preferably composed of an oxazoline-based resin composition containing an oxazoline group-containing aqueous polymer, an aqueous (meth)acrylic resin, and an aqueous polyester resin.
アンダーコート層の厚さは、良好な接着性を得る観点から、好ましくは0.001μm以上であり、より好ましくは0.005μm以上、さらに好ましくは0.01μm以上、さらに好ましくは0.05μm以上、さらに好ましくは0.1μm以上、さらにまた好ましくは0.2μm以上である。
また、経済的であるという観点からアンダーコート層の厚さは、好ましくは1.0μm以下であり、より好ましくは0.6μm以下、さらに好ましくは0.5μm以下であり、また、たとえば0.4μm以下、またはたとえば0.3μm以下であってもよい。
From the viewpoint of obtaining good adhesion, the thickness of the undercoat layer is preferably 0.001 μm or more, more preferably 0.005 μm or more, even more preferably 0.01 μm or more, even more preferably 0.05 μm or more, even more preferably 0.1 μm or more, and even more preferably 0.2 μm or more.
From an economical viewpoint, the thickness of the undercoat layer is preferably 1.0 μm or less, more preferably 0.6 μm or less, and even more preferably 0.5 μm or less, and may be, for example, 0.4 μm or less, or, for example, 0.3 μm or less.
(接着剤層)
ガスバリア性積層体には、接着剤層がさらに設けられてもよい。
接着剤層は、たとえば、ガスバリア性層103とガスバリア性層103の上層との間に設けられる。また、上記上層が複数の層から形成されるとき、複数の層の間に接着剤層が設けられていてもよい。ここで、ガスバリア性層103の上層とは、ガスバリア性層103の無機物層102と対向面との反対側の面に積層される層をいう。
接着剤層は、公知の接着剤を含むものであればよい。接着剤としては、有機チタン樹脂、ポリエチレンイミン樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリエステル樹脂、オキサゾリン基含有樹脂、変性シリコーン樹脂およびアルキルチタネート、ポリエステルポリブタジエン等から組成されているラミネート接着剤、または一液型、二液型のポリオールと多価イソシアネート、水系ウレタン、アイオノマー等が挙げられる。または、アクリル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂等を主原料とした水性接着剤を用いてもよい。
また、ガスバリア性積層体100の用途に応じて、接着剤に硬化剤、シランカップリング剤等の他の添加物を添加してもよい。ガスバリア性積層体の用途が、レトルト等の熱水処理に用いられるものである場合、耐熱性や耐水性の観点から、ポリウレタン接着剤に代表されるドライラミネート用接着剤が好ましく、溶剤系の二液硬化タイプのポリウレタン接着剤がより好ましい。
(Adhesive layer)
The gas barrier laminate may further be provided with an adhesive layer.
The adhesive layer is provided, for example, between the gas barrier layer 103 and an upper layer of the gas barrier layer 103. When the upper layer is formed from a plurality of layers, an adhesive layer may be provided between the plurality of layers. Here, the upper layer of the gas barrier layer 103 refers to a layer laminated on the surface of the gas barrier layer 103 opposite the surface facing the inorganic layer 102.
The adhesive layer may contain any known adhesive. Examples of adhesives include laminating adhesives composed of organic titanium resins, polyethyleneimine resins, urethane resins, epoxy resins, acrylic resins, polyester resins, oxazoline group-containing resins, modified silicone resins, alkyl titanates, polyester polybutadienes, etc., as well as one-component and two-component polyols and polyisocyanates, water-based urethanes, ionomers, etc. Alternatively, aqueous adhesives whose main raw materials are acrylic resins, vinyl acetate resins, urethane resins, polyester resins, etc. may be used.
Furthermore, other additives such as a curing agent and a silane coupling agent may be added to the adhesive depending on the application of the gas barrier laminate 100. When the gas barrier laminate is intended for use in hot water treatment such as retort, from the viewpoint of heat resistance and water resistance, a dry lamination adhesive such as a polyurethane adhesive is preferred, and a solvent-based two-component curing polyurethane adhesive is more preferred.
(ガスバリア性積層体の製造方法)
本実施形態において、ガスバリア性積層体100の製造方法は、たとえば、基材層101を準備する工程と、基材層101上に無機物層102を形成する工程と、無機物層102が形成された基材層101の上部にガスバリア性層103を形成する工程と、を含む。
(Method for producing gas barrier laminate)
In this embodiment, the method for manufacturing the gas barrier laminate 100 includes, for example, a step of preparing a base material layer 101, a step of forming an inorganic layer 102 on the base material layer 101, and a step of forming a gas barrier layer 103 on top of the base material layer 101 on which the inorganic layer 102 has been formed.
基材層101上に無機物層102を形成する工程には、たとえば前述の無機物層102の形成方法を用いることができる。 The process of forming the inorganic layer 102 on the substrate layer 101 can use, for example, the method for forming the inorganic layer 102 described above.
ガスバリア性層103を形成する工程は、たとえば、ガスバリア用塗材を無機物層102に塗工し、次いで、乾燥することにより塗工層を得る工程と、上記塗工層を加熱し、ポリカルボン酸に含まれるカルボキシ基とポリアミン化合物に含まれるアミノ基とを脱水縮合反応させることにより、アミド結合を有するガスバリア性層103を形成する工程と、を含む。 The process of forming the gas barrier layer 103 includes, for example, a step of applying a gas barrier coating material to the inorganic layer 102 and then drying it to obtain a coating layer, and a step of heating the coating layer to cause a dehydration condensation reaction between the carboxyl groups contained in the polycarboxylic acid and the amino groups contained in the polyamine compound, thereby forming the gas barrier layer 103 having an amide bond.
ガスバリア用塗材を無機物層102に塗布する方法は、限定されず、通常の方法を用いることができる。たとえば、メイヤーバーコーター、エアーナイフコーター、ダイレクトグラビアコーター、グラビアオフセット、アークグラビアコーター、グラビアリバースおよびジェットノズル方式等のグラビアコーター、トップフィードリバースコーター、ボトムフィードリバースコーターおよびノズルフィードリバースコーター等のリバースロールコーター、5本ロールコーター、リップコーター、バーコーター、バーリバースコーター、ダイコーター等、公知の塗工機を用いて塗工する方法が挙げられる。 The method for applying the gas barrier coating material to the inorganic layer 102 is not limited, and conventional methods can be used. Examples include coating methods using known coating machines such as a Mayer bar coater, air knife coater, direct gravure coater, gravure offset coater, arc gravure coater, gravure reverse coater, and jet nozzle type gravure coater, reverse roll coater such as a top feed reverse coater, bottom feed reverse coater, and nozzle feed reverse coater, five-roll coater, lip coater, bar coater, bar reverse coater, and die coater.
乾燥および熱処理は、乾燥後、熱処理をおこなってもよいし、乾燥と熱処理を同時におこなってもよい。
乾燥、加熱処理する方法は、本発明の効果が得られるものであれば限定されず、ガスバリア用塗材を硬化させられるもの、硬化したガスバリア用塗材を加熱できる方法であればよい。たとえば、オーブン、ドライヤー等の対流伝熱によるもの、加熱ロール等の伝導伝熱によるもの、赤外線、遠赤外線・近赤外線のヒーター等の電磁波を用いる輻射伝熱によるもの、マイクロ波等内部発熱によるものが挙げられる。乾燥、加熱処理に使用する装置としては製造効率の観点から乾燥と加熱処理の双方をおこなえる装置が好ましい。その中でも具体的には乾燥、加熱、アニーリング等の種々の用途に利用できるという観点から熱風オーブンを用いることが好ましく、また、フィルムへの熱伝導効率に優れているという観点から加熱ロールを用いることが好ましい。また、乾燥、加熱処理に使用する方法を適宜組み合わせてもよい。具体的には、熱風オーブンと加熱ロールを併用してもよく、たとえば、熱風オーブンでガスバリア用塗材を乾燥後、加熱ロールで加熱処理をおこなえば、加熱処理工程が短時間となり製造効率の観点から好ましい。また、熱風オーブンのみで乾燥と加熱処理をおこなうことが好ましい。
The drying and heat treatment may be carried out after drying, or may be carried out simultaneously.
The drying and heat treatment methods are not limited as long as they achieve the effects of the present invention, and may be any method capable of curing the gas barrier coating material and heating the cured gas barrier coating material. Examples include convective heat transfer using ovens, dryers, etc., conductive heat transfer using heated rolls, etc., radiative heat transfer using electromagnetic waves such as infrared, far-infrared, and near-infrared heaters, and internal heat generation using microwaves, etc. From the perspective of manufacturing efficiency, devices capable of both drying and heat treatment are preferred for use in drying and heat treatment. Specifically, hot air ovens are preferred because they can be used for various applications such as drying, heating, and annealing, and heated rolls are preferred because of their excellent heat conduction efficiency to the film. Alternatively, the methods used for drying and heat treatment may be combined as appropriate. Specifically, a hot air oven and a heated roll may be used in combination. For example, drying the gas barrier coating material in a hot air oven and then heat treatment with a heated roll shortens the heat treatment process, which is preferable from the perspective of manufacturing efficiency. Alternatively, it is preferable to perform drying and heat treatment using only a hot air oven.
加熱処理条件については、たとえば、加熱処理温度が80~180℃、加熱処理時間が1秒~5分であり、好ましくは、加熱処理温度が90~160℃、加熱処理時間が10秒~3分、より好ましくは、加熱処理温度が100℃~150℃、加熱処理時間が15秒~2分、さらに好ましくは、加熱処理温度が110℃~140℃、加熱処理時間が30秒~90秒である。さらに、上述したように加熱ロールを併用することで短時間での加熱処理が可能となる。
なお、ポリカルボン酸に含まれる-COO-基とポリアミン化合物に含まれるアミノ基との脱水縮合反応を効果的に進める観点から、加熱処理温度および加熱処理時間はガスバリア用塗材の塗工量に応じて調整することが重要である。
The heat treatment conditions are, for example, a heat treatment temperature of 80 to 180°C and a heat treatment time of 1 second to 5 minutes, preferably a heat treatment temperature of 90 to 160°C and a heat treatment time of 10 seconds to 3 minutes, more preferably a heat treatment temperature of 100 to 150°C and a heat treatment time of 15 seconds to 2 minutes, and even more preferably a heat treatment temperature of 110 to 140°C and a heat treatment time of 30 to 90 seconds. Furthermore, as described above, the use of a heating roll in combination enables heat treatment in a short time.
In order to effectively promote the dehydration condensation reaction between the -COO- group contained in the polycarboxylic acid and the amino group contained in the polyamine compound, it is important to adjust the heat treatment temperature and heat treatment time according to the coating amount of the gas barrier coating material.
ガスバリア用塗材が乾燥、熱処理されることにより、ポリカルボン酸のカルボキシ基がポリアミンやZn化合物と反応し、共有結合およびイオン架橋されることにより、レトルト処理後においても良好なガスバリア性を有するガスバリア性層103が形成される。 When the gas barrier coating material is dried and heat-treated, the carboxyl groups of the polycarboxylic acid react with the polyamine and Zn compound, forming covalent bonds and ionic crosslinks, forming a gas barrier layer 103 that maintains good gas barrier properties even after retort processing.
本実施形態において、ガスバリア性積層体は、ガスバリア性能に優れており、たとえば、包装材料、中でも高いガスバリア性が要求される内容物の食品包装材料を始め、医療用途、工業用途、日常雑貨用途等さまざまな包装材料として好適に使用し得る。 In this embodiment, the gas barrier laminate has excellent gas barrier performance and can be suitably used, for example, as a packaging material, particularly as a food packaging material for contents that require high gas barrier properties, as well as a variety of other packaging materials for medical, industrial, and everyday miscellaneous uses.
また、本実施形態におけるガスバリア性積層体は、たとえば、高いバリア性能が要求される、真空断熱用フィルム;エレクトロルミネセンス素子、太陽電池等を封止するための封止用フィルム;等として好適に使用することができる。 The gas barrier laminate of this embodiment can also be suitably used, for example, as a vacuum insulation film; a sealing film for sealing electroluminescence elements, solar cells, etc., which require high barrier performance.
本実施形態において、ガスバリア性積層体を含んで構成される積層構造の具体例を以下に示す。
(積層構造例1)基材層101(PET基材)/ガスバリア性層103/接着剤層/ポリオレフィン層
(積層構造例2)基材層101(PET基材)/無機物層102(アルミナ蒸着層)/ガスバリア性層103/接着剤層/ポリオレフィン層
(積層構造例3)基材層101(PET基材)/無機物層102(アルミナ蒸着層)/ガスバリア性層103/接着剤層/ポリアミド層/接着剤層/ポリオレフィン層
ここで、積層構造中に、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ(4-メチル-1-ペンテン)、ポリ(1-ブテン)等のポリオレフィンにより構成されるポリオレフィン層を含むことにより、ガスバリア性積層体において、耐ピンホール性、耐破れ性および耐熱性等を良好にしながら、高湿度下のガスバリア性能やレトルト処理後のガスバリア性能の低下をより一層抑制することができる。
In this embodiment, specific examples of the laminate structure including the gas barrier laminate are shown below.
(Layer Structure Example 1) Base material layer 101 (PET base material)/gas barrier layer 103/adhesive layer/polyolefin layer (Layer Structure Example 2) Base material layer 101 (PET base material)/inorganic material layer 102 (alumina vapor-deposited layer)/gas barrier layer 103/adhesive layer/polyolefin layer (Layer Structure Example 3) Base material layer 101 (PET base material)/inorganic material layer 102 (alumina vapor-deposited layer)/gas barrier layer 103/adhesive layer/polyamide layer/adhesive layer/polyolefin layer Here, by including a polyolefin layer composed of a polyolefin such as polyethylene, polypropylene, poly(4-methyl-1-pentene), or poly(1-butene) in the laminate structure, the gas barrier laminate can have good pinhole resistance, tear resistance, heat resistance, etc., while further suppressing deterioration in gas barrier performance under high humidity and after retort treatment.
以上、図面を参照して本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。 The above describes embodiments of the present invention with reference to the drawings, but these are merely examples of the present invention, and various configurations other than those described above can also be adopted.
以下、本実施形態を、実施例・比較例を参照して詳細に説明する。なお、本実施形態は、これらの実施例の記載に何ら限定されるものではない。 The present embodiment will be described in detail below with reference to examples and comparative examples. Note that the present embodiment is not limited in any way to the descriptions of these examples.
(実施例1)
(1)ガスバリア用塗材の作製
ポリアクリル酸(東亜合成社製、製品名:AC-10H、重量平均分子量:800,000)のカルボキシ基に対してアンモニアが250当量%になるように、ポリアクリル酸、10質量%アンモニア水(和光純薬工業社製)、精製水を混合して濃度が7.29質量%のポリアクリル酸アンモニウム水溶液を得た。
次いで、得られたポリアクリル酸アンモニウム水溶液に、酸化亜鉛(関東化学社製)および炭酸アンモニウムを添加して混合、撹拌して混合液(A)を作製した。ここで、酸化亜鉛の添加量は、(ガスバリア用塗材中の酸化亜鉛のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリアクリル酸に含まれる-COO-基のモル数)(以下、「ZnO/PAA」とも呼称する。)が表1に示す値になる量とした。また、炭酸アンモニウムは、(ガスバリア用塗材中の炭酸系アンモニウム塩のモル数)/(ガスバリア用塗材中の酸化亜鉛のモル数)が1.5になる量とした。
次いで、ポリエチレンイミン(日本触媒社製、製品名:SP-200、数平均分子量:10,000)に精製水を添加して10%溶液にしたポリエチレンイミン水溶液を得た。
次に、上記混合液(A)および上記ポリエチレンイミン水溶液を、(ガスバリア用塗材中のポリエチレンイミンに含まれるアミノ基のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリアクリル酸に含まれる-COO-基のモル数)(以下、「PEI/PAA」とも呼称する。)が表1に示す値になる割合で混合して混合液(B)を調製した。
さらに、上記混合液(B)の固形分濃度が1.5質量%になるように精製水を添加し、均一溶液になるまで撹拌したのちに、界面活性剤(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、花王社製、商品名:エマルゲン120)を混合液(B)の固形分に対して0.3質量%となるように混合し、ガスバリア用塗材を調製した。
Example 1
(1) Preparation of Gas Barrier Coating Material Polyacrylic acid (manufactured by Toagosei Co., Ltd., product name: AC-10H, weight average molecular weight: 800,000) was mixed with 10% by mass of aqueous ammonia (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) and purified water so that the ammonia concentration was 250 equivalent % relative to the carboxyl groups of the polyacrylic acid to obtain an aqueous solution of ammonium polyacrylate with a concentration of 7.29% by mass.
Next, zinc oxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and ammonium carbonate were added to the resulting aqueous ammonium polyacrylate solution, and the mixture was stirred to prepare a mixed solution (A). The amount of zinc oxide added was such that the ratio (number of moles of zinc oxide in the gas barrier coating material) / (number of moles of -COO- groups contained in polyacrylic acid in the gas barrier coating material) (hereinafter also referred to as "ZnO/PAA") was the value shown in Table 1. The amount of ammonium carbonate added was such that the ratio (number of moles of carbonate-based ammonium salt in the gas barrier coating material) / (number of moles of zinc oxide in the gas barrier coating material) was 1.5.
Next, purified water was added to polyethyleneimine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., product name: SP-200, number average molecular weight: 10,000) to obtain a 10% polyethyleneimine aqueous solution.
Next, the mixed solution (A) and the polyethyleneimine aqueous solution were mixed in a ratio such that the ratio of (the number of moles of amino groups contained in the polyethyleneimine in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in the polyacrylic acid in the gas barrier coating material) (hereinafter also referred to as "PEI/PAA") was the value shown in Table 1 to prepare a mixed solution (B).
Furthermore, purified water was added to the mixed solution (B) so that the solid content concentration of the mixed solution (B) became 1.5% by mass, and the mixture was stirred until a uniform solution was obtained. After that, a surfactant (polyoxyethylene lauryl ether, manufactured by Kao Corporation, trade name: Emulgen 120) was mixed in so that the concentration of the solid content of the mixed solution (B) became 0.3% by mass, thereby preparing a gas barrier coating material.
(実施例2)
ZnO/PAAが表1に示す値になるように酸化亜鉛の添加量を変更した以外は、実施例1に準じてガスバリア用塗材を調製した。
Example 2
Gas barrier coating materials were prepared in accordance with Example 1, except that the amount of zinc oxide added was changed so that the ZnO/PAA ratio would be the value shown in Table 1.
(比較例1、2)
ZnO/PAAが表1に示す値になるように酸化亜鉛の添加量を変更した以外は、実施例1に準じてガスバリア用塗材を調製した。
このとき、ZnO/PAAが0であるということは、酸化亜鉛を添加しなかったことを意味する。
(Comparative Examples 1 and 2)
Gas barrier coating materials were prepared in accordance with Example 1, except that the amount of zinc oxide added was changed so that the ZnO/PAA ratio would be the value shown in Table 1.
In this case, ZnO/PAA being 0 means that zinc oxide was not added.
(実施例3)
ポリアクリル酸(東亜合成社製、製品名:AC-10H、重量平均分子量:800,000)のカルボキシ基に対してアンモニアが250当量%になるように、ポリアクリル酸、10質量%アンモニア水(和光純薬工業社製)、精製水を混合して濃度が7.29質量%のポリアクリル酸アンモニウム水溶液を得た。
次いで、得られたポリアクリル酸アンモニウム水溶液に、酸化亜鉛(関東化学社製)および炭酸アンモニウムを添加して混合、撹拌して混合液(A)を作製した。ここで、酸化亜鉛の添加量は、ZnO/PAAが表1に示す値になる量とした。また、炭酸アンモニウムは、(ガスバリア用塗材中の炭酸系アンモニウム塩のモル数)/(ガスバリア用塗材中の酸化亜鉛のモル数)が1.5になる量とした。
次いで、ポリエチレンイミン(日本触媒社製、製品名:SP-200、数平均分子量:10,000)に精製水を添加して10%溶液にしたポリエチレンイミン水溶液を得た。
また、リン酸水素二アンモニウム(関東化学社製(NH4)2HPO4)に精製水を添加して、10質量%のリン酸水素二アンモニウム溶液を調製した。
次に、上記混合液(A)、上記ポリエチレンイミン水溶液およびリンの導入源として上記リン酸水素二アンモニウム溶液を、PEI/PAAが表1に示す値、および、(ガスバリア用塗材中のリン化合物またはその塩に含まれるPのモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリアクリル酸に含まれる-COO-基のモル数)(以下、「P/PAA」とも呼称する。)が表1に示す値になる割合で混合して混合液(B)を調製した。
さらに、上記混合液(B)の固形分濃度が1.5質量%になるように精製水を添加し、均一溶液になるまで撹拌したのちに、界面活性剤(ポリオキシエチレンラウリルエーテル、花王社製、商品名:エマルゲン120)を混合液(B)の固形分に対して0.3質量%となるように混合し、ガスバリア用塗材を調製した。
Example 3
Polyacrylic acid (manufactured by Toagosei Co., Ltd., product name: AC-10H, weight average molecular weight: 800,000), 10 mass % aqueous ammonia (manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), and purified water were mixed so that the ammonia concentration was 250 equivalent % relative to the carboxyl groups of the polyacrylic acid, thereby obtaining an aqueous ammonium polyacrylate solution with a concentration of 7.29 mass %.
Next, zinc oxide (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) and ammonium carbonate were added to the obtained aqueous ammonium polyacrylate solution, and the mixture was stirred to prepare a mixed solution (A). The amount of zinc oxide added was such that the ZnO/PAA ratio was as shown in Table 1. The amount of ammonium carbonate added was such that the ratio (moles of carbonate-based ammonium salt in the gas barrier coating material)/(moles of zinc oxide in the gas barrier coating material) was 1.5.
Next, purified water was added to polyethyleneimine (manufactured by Nippon Shokubai Co., Ltd., product name: SP-200, number average molecular weight: 10,000) to obtain a 10% polyethyleneimine aqueous solution.
Furthermore, purified water was added to diammonium hydrogen phosphate ((NH 4 ) 2 HPO 4 manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) to prepare a 10% by mass diammonium hydrogen phosphate solution.
Next, the mixed solution (A), the polyethyleneimine aqueous solution, and the diammonium hydrogen phosphate solution as a phosphorus introduction source were mixed in a ratio such that PEI/PAA was the value shown in Table 1, and (the number of moles of P contained in the phosphorus compound or its salt in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in the polyacrylic acid in the gas barrier coating material) (hereinafter also referred to as "P/PAA") was the value shown in Table 1, to prepare mixed solution (B).
Furthermore, purified water was added to the mixed solution (B) so that the solid content concentration of the mixed solution (B) became 1.5% by mass, and the mixture was stirred until a uniform solution was obtained. After that, a surfactant (polyoxyethylene lauryl ether, manufactured by Kao Corporation, trade name: Emulgen 120) was mixed in so that the concentration of the solid content of the mixed solution (B) became 0.3% by mass, thereby preparing a gas barrier coating material.
(実施例4)
P/PAAが表1に示す値になるようにリン酸水素二アンモニウム溶液の添加量を変更した以外は、実施例3に準じてガスバリア用塗材を調製した。
Example 4
Gas barrier coating materials were prepared in accordance with Example 3, except that the amount of diammonium hydrogen phosphate solution added was changed so that the P/PAA values shown in Table 1 were obtained.
(実施例5)
低重合ポリリン酸アンモニウム(雨田社製、品番:水溶性ポリリン酸アンモニウム難燃剤NNA20、P2O5含有量59%)を精製水に添加して、25質量%の低重合ポリリン酸アンモニウム溶液を調製した。
リンの導入源として、上記リン酸水素二アンモニウム溶液の代わりに上記低重合ポリリン酸アンモニウム溶液を使用し、(ガスバリア用塗材中のポリリン酸化合物またはその塩に含まれるPのモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリアクリル酸に含まれる-COO-基のモル数)(以下、こちらも「P/PAA」と呼称する。)が表1に示す値になる割合で混合した以外は、実施例3に準じてガスバリア用塗材を調製した。
Example 5
Low-polymerized ammonium polyphosphate (manufactured by Amada Co., Ltd., product number: water-soluble ammonium polyphosphate flame retardant NNA20, P 2 O 5 content 59%) was added to purified water to prepare a 25% by mass low-polymerized ammonium polyphosphate solution.
Gas barrier coating materials were prepared in accordance with Example 3, except that the above-mentioned low-polymerized ammonium polyphosphate solution was used as the phosphorus introduction source instead of the above-mentioned diammonium hydrogen phosphate solution, and mixed in a ratio such that (the number of moles of P contained in the polyphosphate compound or its salt in the gas barrier coating material) / (the number of moles of -COO- groups contained in the polyacrylic acid in the gas barrier coating material) (hereinafter also referred to as "P/PAA") was the value shown in Table 1.
(実施例6、7)
P/PAAが表1に示す値になるように低重合ポリリン酸アンモニウム溶液の添加量を変更した以外は、実施例5に準じてガスバリア用塗材を調製した。
(Examples 6 and 7)
Gas barrier coating materials were prepared in accordance with Example 5, except that the amount of low-polymerized ammonium polyphosphate solution added was changed so that the P/PAA ratio would be the value shown in Table 1.
(実施例8)
ZnO/PAAが表1に示す値になるように酸化亜鉛の添加量を変更したほか、上記混合液(B)に、架橋剤としてエポキシシラン化合物(信越シリコーン社製、品番:KBM-403)を混合液(B)の固形分に対して0.020質量%となるように混合した以外は、実施例6に準じてガスバリア用塗材を調製した。
(Example 8)
A gas barrier coating material was prepared in accordance with Example 6, except that the amount of zinc oxide added was changed so that the ZnO/PAA ratio would be the value shown in Table 1, and an epoxy silane compound (manufactured by Shin-Etsu Silicones Co., Ltd., product number: KBM-403) was mixed as a crosslinking agent into the mixed liquid (B) so that the amount was 0.020 mass % relative to the solid content of the mixed liquid (B).
(実施例9)
架橋剤として、エポキシシランの代わりにカルボジイミド化合物(日清紡ケミカル社製、品番:カルボジライトSV-02)を使用した以外は、実施例8に準じてガスバリア用塗材を調製した。
Example 9
A gas barrier coating material was prepared in accordance with Example 8, except that a carbodiimide compound (manufactured by Nisshinbo Chemical Inc., product number: Carbodilite SV-02) was used as the crosslinking agent instead of epoxysilane.
(実施例10)
架橋剤として、エポキシシランの代わりにイソシアネート化合物(三井化学社製、品番:タケネート(登録商標)WD726)を使用した以外は、実施例8に準じてガスバリア用塗材を調製した。
Example 10
A gas barrier coating material was prepared in accordance with Example 8, except that an isocyanate compound (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., product number: Takenate (registered trademark) WD726) was used as the crosslinking agent instead of epoxysilane.
(実施例11)
P/PAAが表1に示す値になるように低重合ポリリン酸アンモニウム溶液の添加量を変更したほか、架橋剤の添加量を0.015質量%に変更した以外は、実施例8に準じてガスバリア用塗材を調製した。
Example 11
A gas barrier coating material was prepared in accordance with Example 8, except that the amount of low-polymerized ammonium polyphosphate solution added was changed so that the P/PAA would be the value shown in Table 1, and the amount of crosslinking agent added was changed to 0.015 mass%.
[ガスバリア性積層体の作製]
(ガスバリア性積層体1の作製)
厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(ユニチカ社製、PET12)を基材とし、そのコロナ処理された面に、各実施例及び各比較例にて得られたガスバリア用塗材を、メイヤバーにて乾燥後の塗工厚が0.3μmになるように塗布した。その後、熱風ドライヤー;130℃、時間;60秒の熱処理をした。これにより、ガスバリア性積層体1を得た。
[Preparation of gas barrier laminate]
(Preparation of Gas Barrier Laminate 1)
A 12 μm thick biaxially oriented polyethylene terephthalate film (PET12, manufactured by Unitika Ltd.) was used as the substrate, and the gas barrier coating material obtained in each Example and Comparative Example was applied to its corona-treated surface using a Mayer bar so that the coating thickness after drying would be 0.3 μm. This was then heat-treated in a hot air dryer at 130°C for 60 seconds. This resulted in a gas barrier laminate 1.
(ガスバリア性積層体2の作製)
厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(ユニチカ社製、PET12)を基材とし、そのコロナ処理された面に、高周波誘導加熱方式により、アルミニウムを加熱蒸発させ、酸素を導入しながら蒸着することで、厚さ7nmの酸化アルミニウム膜を形成させた。これにより酸化アルミニウム蒸着PETフィルムを得た。この酸化アルミニウム蒸着PETフィルムの水蒸気透過度は1.5g/(m2・24h)であった。
次に、蒸着層の上に、ガスバリア用塗材を、メイヤバーにて乾燥後の塗工厚が0.3μmになるように塗布し、熱風ドライヤー;130℃、時間;60秒の熱処理をして、ガスバリア性積層体2を得た。
(Preparation of Gas Barrier Laminate 2)
A 12 μm-thick biaxially oriented polyethylene terephthalate film (PET12, manufactured by Unitika Ltd.) was used as a substrate. Aluminum was heated and evaporated on the corona-treated surface using high-frequency induction heating, followed by deposition while introducing oxygen, to form a 7 nm-thick aluminum oxide film. This resulted in an aluminum oxide-deposited PET film. The water vapor permeability of this aluminum oxide-deposited PET film was 1.5 g/( m² ·24 h).
Next, a gas barrier coating material was applied onto the vapor deposition layer using a Mayer bar so that the coating thickness after drying would be 0.3 μm, and the coating material was heat-treated using a hot air dryer at 130°C for 60 seconds to obtain a gas barrier laminate 2.
[試験用フィルムの作製]
(試験用フィルム1の作製)
厚さ70μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(三井化学東セロ社製、商品名:RXC-22)の一面に、エステル系接着剤(ポリウレタン系接着剤(三井化学社製、商品名:タケラックA525S):9質量部、イソシアネート系硬化剤(三井化学社製、商品名:タケネートA50):1質量部および酢酸エチル:7.5質量部)を塗布した。次いで、無延伸ポリプロピレンフィルムの接着剤を塗布した面に、各実施例および各比較例で得られたガスバリア性積層体1のバリア面(ガスバリア用塗材を塗布した面)を貼り合わせ、レトルト処理前の試験用フィルム1を得た。
[Preparation of test film]
(Preparation of Test Film 1)
An ester-based adhesive (9 parts by mass of a polyurethane-based adhesive (Mitsui Chemicals, Inc., product name: Takelac A525S), 1 part by mass of an isocyanate-based curing agent (Mitsui Chemicals, Inc., product name: Takenate A50), and 7.5 parts by mass of ethyl acetate) was applied to one side of a 70 μm-thick unstretched polypropylene film (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., product name: RXC-22). Next, the barrier surface (the surface coated with the gas barrier coating material) of the gas barrier laminate 1 obtained in each Example and Comparative Example was bonded to the adhesive-coated side of the unstretched polypropylene film, thereby obtaining a test film 1 before retort treatment.
(試験用フィルム2の作製)
厚さ70μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(三井化学東セロ社製、商品名:RXC-22)の一面に、エステル系接着剤(ポリウレタン系接着剤(三井化学社製、商品名:タケラックA525S):9質量部、イソシアネート系硬化剤(三井化学社製、商品名:タケネートA50):1質量部および酢酸エチル:7.5質量部)を塗布した。次いで、無延伸ポリプロピレンフィルムの接着剤を塗布した面に、各実施例および各比較例で得られたガスバリア性積層体2のバリア面(ガスバリア用塗材を塗布した面)を貼り合わせ、レトルト処理前の試験用フィルム2を得た。
(Preparation of Test Film 2)
An ester-based adhesive (9 parts by mass of a polyurethane-based adhesive (Mitsui Chemicals, Inc., product name: Takelac A525S), 1 part by mass of an isocyanate-based curing agent (Mitsui Chemicals, Inc., product name: Takenate A50), and 7.5 parts by mass of ethyl acetate) was applied to one side of a 70 μm-thick unstretched polypropylene film (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., product name: RXC-22). Next, the barrier surface (the surface coated with the gas barrier coating material) of the gas barrier laminate 2 obtained in each Example and Comparative Example was bonded to the adhesive-coated side of the unstretched polypropylene film, thereby obtaining a test film 2 before retort treatment.
(試験用フィルム3の作製)
厚さ15μmのナイロンフィルム(ユニチカ社製、商品名:エンブレムONBC)の両面に、エステル系接着剤(ポリウレタン系接着剤(三井化学社製、商品名:タケラックA525S):9質量部、イソシアネート系硬化剤(三井化学社製、商品名:タケネートA50):1質量部および酢酸エチル:7.5質量部)を塗布した。次いで、接着剤を付与したナイロンフィルムの両面に、各実施例および各比較例で得られたガスバリア性積層体2のバリア面(ガスバリア用塗材を塗布した面)と、厚さ60μmの無延伸ポリプロピレンフィルム(三井化学東セロ社製、商品名:RXC-22)とをそれぞれ貼り合わせ、レトルト処理前の試験用フィルム3を得た。
(Preparation of Test Film 3)
An ester-based adhesive (9 parts by mass of a polyurethane-based adhesive (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., product name: Takelac A525S), 1 part by mass of an isocyanate-based curing agent (manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., product name: Takenate A50), and 7.5 parts by mass of ethyl acetate) was applied to both sides of a 15 μm-thick nylon film (manufactured by Unitika Ltd., product name: Emblem ONBC). Next, the barrier surface (the surface coated with the gas barrier coating material) of the gas barrier laminate 2 obtained in each Example and Comparative Example and a 60 μm-thick unstretched polypropylene film (manufactured by Mitsui Chemicals Tocello, Inc., product name: RXC-22) were bonded to both sides of the nylon film to which the adhesive had been applied, respectively, to obtain a test film 3 before retort treatment.
[評価方法]
(レトルト処理(水充填))
上記[試験用フィルムの作製]にて得られたレトルト処理前の試験用フィルム1~3を無延伸ポリプロピレンフィルムが内面になるように折り返し、2方をヒートシールして袋状にした。その後、内容物として水を70mL入れ、もう1方をヒートシールにより袋を作製した。これを高温高圧レトルト殺菌装置で130℃、30分間の条件でレトルト処理をおこなった。レトルト処理後、内容物の水を抜き、レトルト処理後(水充填)の試験用フィルム1~3を得た。
[Evaluation method]
(Retort processing (filled with water))
The test films 1 to 3 obtained in the above [Preparation of test films] before retort treatment were folded back so that the unstretched polypropylene film was on the inner surface, and two sides were heat-sealed to form a bag. Then, 70 mL of water was added as the contents, and the other side was heat-sealed to form a bag. This was subjected to retort treatment in a high-temperature, high-pressure retort sterilizer at 130°C for 30 minutes. After retort treatment, the water in the contents was drained, and test films 1 to 3 after retort treatment (filled with water) were obtained.
(酸素透過度[mL/(m2・day・MPa)])
上述の方法で得られたレトルト処理前の試験用フィルム1~2およびレトルト処理後(水充填)の試験用フィルム1~3の酸素透過度を、モコン社製OX-TRAN2/21を用いて、JIS K 7126に準じ、温度20℃、湿度90%RHの条件でそれぞれ測定した。結果を表1に示す。なお、表中では、酸素透過度[mL/(m2・day・MPa)]はOTRと呼ぶ。
(Oxygen permeability [mL/( m2・day・MPa)])
The oxygen transmission rates of Test Films 1 and 2 obtained by the above method before retort treatment and Test Films 1 to 3 after retort treatment (filled with water) were measured using an OX-TRAN2/21 manufactured by Mocon Co., Ltd. in accordance with JIS K 7126 at a temperature of 20°C and a humidity of 90% RH. The results are shown in Table 1. In the table, oxygen transmission rate [mL/( m2 ·day·MPa)] is referred to as OTR.
(水蒸気透過度[g/(m2・day)])
上述の方法で得られたレトルト処理前の試験用フィルム1~2およびレトルト処理後(水充填)の試験用フィルム1~3を無延伸ポリプロピレンフィルムが内面になるように重ねてガスバリア性積層フィルムを折り返し、3方をヒートシールし、袋状にした後、内容物として塩化カルシウムを入れ、もう1方をヒートシールにより、表面積が0.01m2になるように袋を作製し、40℃、90%RHの条件で300時間放置し、その重量差で水蒸気透過度をそれぞれ測定した。結果を表1に示す。なお、表中では水蒸気透過度[g/(m2・day)]はWVTRと呼ぶ。
(Water vapor permeability [g/( m2・day)])
Test films 1-2 before retort treatment and test films 1-3 after retort treatment (filled with water) obtained by the above-mentioned method were stacked with the unstretched polypropylene film facing the inside, and the gas barrier laminate film was folded back and heat-sealed on three sides to form a bag. Calcium chloride was then placed inside the bag, and the other side was heat-sealed to create a bag with a surface area of 0.01 m2 . The bag was left at 40°C and 90% RH for 300 hours, and the water vapor transmission rate was measured based on the weight difference. The results are shown in Table 1. In the table, water vapor transmission rate [g/( m2 ·day)] is referred to as WVTR.
(ラミネートフィルム浸漬試験)
上記[試験用フィルムの作製]にて得られた試験用フィルム1~3を無延伸ポリプロピレンフィルムが内面になるように折り返し、ヒートシールして袋状にした。袋状にした試験用フィルムを水道水で10倍に希釈したアルカリ性洗剤JOY(登録商標)(P&G製)に浸漬させた。1週間後に試験用フィルムを目視確認してデラミネーション(デラミ)発生有無を評価した。結果を表1に示す。
A:デラミ発生なし
B:デラミ発生あり
(Laminate film immersion test)
Test films 1 to 3 obtained in the above "Preparation of Test Films" were folded over so that the unstretched polypropylene film was on the inside and heat-sealed to form a bag. The bag-shaped test film was immersed in alkaline detergent JOY (registered trademark) (manufactured by P&G) diluted 10 times with tap water. After one week, the test film was visually inspected to evaluate the occurrence of delamination. The results are shown in Table 1.
A: No delamination occurred B: Delamination occurred
表1より、各実施例においては、各比較例よりも、低温短時間の熱処理により生産性およびバリア性のバランスが向上したガスバリア性材料を得ることができた。
また、ポリリン酸化合物を加えることにより水蒸気透過度をさらに向上させることができた。
さらに、架橋剤を加えることにより、ラミネートフィルムの耐アルカリ性を向上させることができた。
As can be seen from Table 1, in each Example, a gas barrier material with a better balance between productivity and barrier properties could be obtained by heat treatment at a lower temperature for a shorter period of time than in each Comparative Example.
Furthermore, the addition of a polyphosphate compound could further improve the water vapor permeability.
Furthermore, the addition of a crosslinking agent improved the alkali resistance of the laminate film.
100 ガスバリア性積層体
101 基材層
102 無機物層
103 ガスバリア性層
100 Gas barrier laminate 101 Base layer 102 Inorganic layer 103 Gas barrier layer
Claims (11)
当該ガスバリア用塗材中における(ガスバリア用塗材中のZn化合物のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)が、0.40以上0.70以下である、ガスバリア用塗材。 A gas barrier coating material comprising a polycarboxylic acid, a polyamine compound, a Zn compound , and a crosslinking agent ,
The gas barrier coating material has a ratio of (the number of moles of Zn compounds in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) of 0.40 or more and 0.70 or less.
前記架橋剤がエポキシシラン化合物、カルボジイミド化合物およびイソシアネート化合物からなる群から選択される1または2以上の化合物を含む、ガスバリア用塗材。 The gas barrier coating material according to claim 1 ,
The gas barrier coating material, wherein the crosslinking agent comprises one or more compounds selected from the group consisting of epoxysilane compounds, carbodiimide compounds, and isocyanate compounds.
前記ポリカルボン酸が、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、およびアクリル酸とメタクリル酸との共重合体からなる群から選択される1または2以上の化合物を含む、ガスバリア用塗材。 The gas barrier coating material according to claim 1 or 2 ,
The gas barrier coating material, wherein the polycarboxylic acid comprises one or more compounds selected from the group consisting of polyacrylic acid, polymethacrylic acid, and a copolymer of acrylic acid and methacrylic acid.
前記ポリアミン化合物が、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリエチレンイミンおよびポリ(トリメチレンイミン)からなる群から選択される1または2以上の化合物を含む、ガスバリア用塗材。 The gas barrier coating material according to claim 1 or 2 ,
The gas barrier coating material, wherein the polyamine compound comprises one or more compounds selected from the group consisting of polyallylamine, polyvinylamine, polyethyleneimine, and poly(trimethyleneimine).
さらにポリリン酸化合物またはその塩を含む、ガスバリア用塗材。 The gas barrier coating material according to claim 1 or 2 ,
The gas barrier coating material further comprises a polyphosphate compound or a salt thereof.
当該ガスバリア用塗材中における(ガスバリア用塗材中のポリリン酸化合物またはその塩に含まれるPのモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)が、0.005以上0.20以下である、ガスバリア用塗材。 The gas barrier coating material according to claim 5 ,
The gas barrier coating material has a ratio of (the number of moles of P contained in the polyphosphate compound or salt thereof in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) of 0.005 or more and 0.20 or less.
当該ガスバリア用塗材中における(ガスバリア用塗材中のポリアミン化合物に含まれるアミノ基のモル数)/(ガスバリア用塗材中のポリカルボン酸に含まれる-COO-基のモル数)が、0.40以上0.70以下である、ガスバリア用塗材。 The gas barrier coating material according to claim 1 or 2 ,
The gas barrier coating material has a ratio of (the number of moles of amino groups contained in the polyamine compound in the gas barrier coating material)/(the number of moles of -COO- groups contained in the polycarboxylic acid in the gas barrier coating material) of 0.40 or more and 0.70 or less.
前記ガスバリア性層が、請求項1または2に記載のガスバリア用塗材の硬化物を含む、ガスバリア性積層体。 A substrate layer and a gas barrier layer provided on at least one surface of the substrate layer,
A gas barrier laminate, wherein the gas barrier layer comprises a cured product of the gas barrier coating material according to claim 1 or 2 .
前記ガスバリア性層の厚みが0.05μm以上10μm以下である、ガスバリア性積層体。 The gas barrier laminate according to claim 8 ,
The gas barrier layer has a thickness of 0.05 μm or more and 10 μm or less.
前記基材層と前記ガスバリア性層との間に設けられた無機物層と、をさらに備える、ガスバリア性積層体。 The gas barrier laminate according to claim 8 ,
The gas barrier laminate further comprises an inorganic layer provided between the base layer and the gas barrier layer.
前記無機物層が、前記基材層上に、あるいは、前記基材層と前記無機物層との間に介在層を有する場合には前記介在層上に設けられた蒸着膜であって、酸化ケイ素、酸化アルミニウムおよびアルミニウムからなる群から選択される1または2以上の無機物により構成される、ガスバリア性積層体。 The gas barrier laminate according to claim 10 ,
a gas barrier laminate, wherein the inorganic layer is a vapor-deposited film provided on the base layer, or, when an intervening layer is present between the base layer and the inorganic layer, on the intervening layer, and is composed of one or more inorganic materials selected from the group consisting of silicon oxide, aluminum oxide, and aluminum.
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