JP2018058253A - Gas permeability control laminate and manufacturing method thereof - Google Patents
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Abstract
【課題】湿度環境下において、長期に亘って優れたガス透過率制御性を発揮するガス透過率制御積層体及びその製造方法を提供する。【解決手段】ガス透過率制御積層体10は、樹脂基材11と、この樹脂基材11の少なくとも片面側に積層された蒸着層12と、蒸着層12上のオーバーコート層13とを備え、蒸着層12とオーバーコート層13の両層にわたって幅2〜50nmのスリット状間隙を有する。このスリット状間隙を2〜50nmのメソ孔サイズとすることで、高湿度雰囲気下において、メソ孔間隙に、水蒸気が毛管凝縮によって充填され、他のガスが遮断される。ほぼすべての間隙が水蒸気で充填されると、間隙以外の積層体本来のバリア性が発現されるため、きわめて高いガス遮断性を発揮する。一方、乾燥雰囲気では間隙が水蒸気で充填されないため、他のガスも透過可能となる。【選択図】図1The present invention provides a gas permeability control laminate that exhibits excellent gas permeability controllability over a long period of time in a humidity environment, and a method for manufacturing the same. A gas permeability control laminate 10 includes a resin base material 11, a vapor deposition layer 12 laminated on at least one side of the resin base material 11, and an overcoat layer 13 on the vapor deposition layer 12. A slit-like gap having a width of 2 to 50 nm is formed across both the vapor deposition layer 12 and the overcoat layer 13. By setting the slit-shaped gap to a mesopore size of 2 to 50 nm, in a high humidity atmosphere, the mesopore gap is filled with water vapor by capillary condensation, and other gases are blocked. When almost all the gaps are filled with water vapor, the barrier properties inherent to the laminate other than the gaps are exhibited, so that extremely high gas barrier properties are exhibited. On the other hand, since the gap is not filled with water vapor in a dry atmosphere, other gases can also permeate. [Selection] Figure 1
Description
本発明は、特定のガスの遮断性に優れ、かつ、湿度雰囲気による透過率制御性を有する積層体であって、任意のガスおよび水蒸気の選択透過性を有する積層体およびその製造方法に関する。 The present invention relates to a laminate having excellent barrier properties against a specific gas and having permeability controllability by a humidity atmosphere, and a laminate having selective permeability of any gas and water vapor, and a method for producing the laminate.
ガス透過率制御積層体とは、水素、酸素や水蒸気などの特定のガスの選択透過性を有する積層体であって、測定雰囲気に応じてその透過率を任意に制御することが可能な積層体である。このため、ガス透過率制御積層体で遮蔽された部位に保持された部材は、余剰なガスを排出しつつ、外部のガスに起因する劣化/変質などを抑制することができる。近年、このようなガス透過率制御積層体は、様々な分野で活用が期待されている。 The gas permeability control laminate is a laminate having a selective permeability of a specific gas such as hydrogen, oxygen, and water vapor, and the laminate capable of arbitrarily controlling the transmittance according to the measurement atmosphere. It is. For this reason, the member held in the portion shielded by the gas permeability control laminate can suppress deterioration / degeneration caused by external gas while discharging excess gas. In recent years, such gas permeability control laminates are expected to be used in various fields.
例えば、食品や医薬品などの包装用途では、内容物の変質や劣化などを防止することが求められており、ガスバリアフィルムなどの積層体が使用されている。しかしながら、透過排出させるガスの選択性が求められることも多い。具体的には、含水食品や薬品などの一次容器の二次外装体などにおいて、一次容器から放出される過剰な水分や発生ガスなどは排出するが、一次容器内のタンパク質、油脂、薬品等の酸化や変質を引き起こす酸素の流入を防止することが求められる。さらにこれらの外装体がヘリウムやアルゴンなどの不活性ガスや窒素、炭酸ガスなどでガス置換された場合、置換ガスの減少を抑制したりすることなどが求められる。このため、選択透過性の高いガス制御積層体が用いられる。 For example, in packaging applications such as foods and pharmaceuticals, it is required to prevent the contents from being altered or deteriorated, and a laminate such as a gas barrier film is used. However, the selectivity of the gas to be permeated and discharged is often required. Specifically, in the secondary outer packaging of primary containers such as hydrated foods and medicines, excess water and generated gas released from the primary container are discharged, but proteins, oils, chemicals, etc. in the primary container are discharged. It is required to prevent the inflow of oxygen that causes oxidation and alteration. Furthermore, when these exterior bodies are replaced with an inert gas such as helium or argon, nitrogen, carbon dioxide, or the like, it is required to suppress a decrease in the replacement gas. For this reason, a gas control laminated body with high selective permeability is used.
また、このようなガス透過率制御積層体は、例えば、培養などの包装容器に用いられる積層体として活用が期待されており。具体的には、内容物の有効成分の変質を抑制しながら、開栓開封することなく、不要な発生ガスを排出したり、含水率を調整したりすることが求められている。このため、湿度調整で任意に透過特性を変更制御可能なガス透過率制御積層体が求められている。 Further, such a gas permeability control laminate is expected to be used as a laminate used for packaging containers such as culture. Specifically, it is required to discharge unnecessary generated gas or adjust the moisture content without opening and closing while suppressing the alteration of the active ingredient in the contents. For this reason, there is a need for a gas permeability control laminate that can change and control the transmission characteristics arbitrarily by adjusting the humidity.
また、このようなガス透過率制御積層体は、例えば、燃料電池における電解質保護フィルムなど、水蒸気は透過するが水素や酸素のクロスリークによる劣化を防止することが求められる分野において好適に用いられている。 Further, such a gas permeability control laminate is suitably used in a field where water vapor permeates but is required to prevent deterioration due to hydrogen or oxygen cross leak, such as an electrolyte protective film in a fuel cell. Yes.
このようなガス透過率制御積層体を包装部材として用いる場合、透明性も兼ね備えることが好ましい。包装材料が透明性を有することで、包装の外から内容物の形状や内容物の色などが目視で確認することができ、それにより、内容物の取り違い防止や、損傷の有無
内容物の変質の有無が開封前に把握することができる。
When such a gas permeability control laminate is used as a packaging member, it is preferable to have transparency. Because the packaging material has transparency, the shape of the contents and the color of the contents can be visually confirmed from the outside of the package, which prevents the contents from being mixed and whether the contents are damaged or not. The presence or absence of alteration can be grasped before opening.
以上述べたように、ガス透過率制御積層体は、種々の広範な用途に対応できるように、ガス透過率制御だけでなく、透明性、耐湿性、耐候性、耐久性などの特性を高度なレベルで兼ね備えていることが求められる。 As described above, the gas permeability control laminate has advanced characteristics such as transparency, moisture resistance, weather resistance, and durability in addition to gas permeability control so that it can be used in a wide variety of applications. It is required to have a level.
従来、ガスバリア性積層体として、フィルム基材上にガスバリア性物質を蒸着したガスバリア性積層体が知られている。ガスバリア性物質の蒸着膜は、ガスバリア性を有するほか、極めて薄いことから透明性も良好である。 Conventionally, a gas barrier laminate in which a gas barrier substance is vapor-deposited on a film substrate is known as a gas barrier laminate. The vapor deposited film of the gas barrier material has a gas barrier property and is also very thin because it is extremely thin.
このようなガスバリア性積層体としては、例えば、シリカ系蒸着フィルムやアルミナ反応蒸着フィルムが挙げられる。シリカ系蒸着フィルムは、フィルム基材に、一酸化ケイ素やSi/SiO2混合材料を蒸着した積層体である。また、アルミナ反応蒸着フィルムは、フィルム基材に、蒸発させた金属アルミニウムと酸素と反応させて蒸着した積層体である。 Examples of such gas barrier laminates include silica-based vapor deposition films and alumina reaction vapor deposition films. Silica-vapor deposited film, the film substrate is a laminate formed by depositing silicon monoxide or Si / SiO 2 mixed material. The alumina reactive vapor deposition film is a laminate that is vapor-deposited by reacting evaporated metal aluminum and oxygen on a film substrate.
ここで、シリカ系蒸着フィルムやアルミナ反応蒸着フィルムは、ガスバリア性が温度や水分の影響を受けやすいことから、耐熱性、耐水性、耐湿性を向上させたガスバリア性積層体が提案されている(特許文献1および特許文献2参照)。 Here, since the silica-based vapor deposition film and the alumina reaction vapor deposition film have gas barrier properties that are easily affected by temperature and moisture, gas barrier laminates with improved heat resistance, water resistance, and moisture resistance have been proposed ( (See Patent Document 1 and Patent Document 2).
特許文献1および特許文献2に開示された積層体は、基材上に設けた蒸着膜の上に、さらに、ポリビニルアルコール等の水溶性高分子と、テトラエトキシシラン等のアルコキシシラン又はその加水分解物とを含有するコーティング液を塗工し、加熱乾燥させてガスバリア性被膜を設けている。このような構成によって、ガスバリア性、耐熱性、耐水性、耐湿性等を向上させている。 The laminates disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are further provided with a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol and an alkoxysilane such as tetraethoxysilane or its hydrolysis on a vapor deposition film provided on a substrate. A coating solution containing the product is applied and dried by heating to provide a gas barrier film. With such a configuration, gas barrier properties, heat resistance, water resistance, moisture resistance, and the like are improved.
また特許文献3では、エチレン−ビニルアルコール共重合体を使用して酸素ガスに対する炭酸ガスの相対選択透過率を向上させている。 In Patent Document 3, an ethylene-vinyl alcohol copolymer is used to improve the relative selective permeability of carbon dioxide gas to oxygen gas.
しかしながら、特許文献1及び2に記載のガスバリア積層体は、酸素や水蒸気、炭酸ガスなど多くの種類のガスを遮断してしまい、選択透過性は期待できない。また、特許文献3のようなエチレン−ビニルアルコール共重合体では、高湿度雰囲気下で、全体としてガス透過性が高くなることが知られており、ガス遮断機能が著しく低下する。 However, the gas barrier laminates described in Patent Documents 1 and 2 block many types of gases such as oxygen, water vapor, and carbon dioxide gas, and thus selective permeability cannot be expected. Moreover, it is known that the ethylene-vinyl alcohol copolymer as disclosed in Patent Document 3 has high gas permeability as a whole in a high humidity atmosphere, and the gas barrier function is significantly reduced.
ガスバリア積層体は、その使用用途の拡大に伴い、単にガスを遮断するだけでなく、選択的な透過性やその場雰囲気による透過ガス調整など透過率の制御機構が求められている。しかしながら、高湿度雰囲気下にあって高いガス遮断機能を有する一方で、高い水蒸気透過性を有する積層体は知られていない。 Gas barrier laminates are required not only to shut off gas, but also to have a permeability control mechanism such as selective permeability and permeation gas adjustment according to the in-situ atmosphere as the use of the gas barrier laminate increases. However, a laminate having a high water vapor permeability while having a high gas barrier function in a high humidity atmosphere is not known.
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであって、湿度環境下において、長期に亘って優れたガス透過率制御性を発揮するガス透過率制御積層体及びその製造方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and provides a gas permeability control laminate that exhibits excellent gas permeability controllability over a long period of time in a humidity environment, and a method for manufacturing the same. Objective.
本発明者は、鋭意検討の結果、ガスバリア性積層体において、特定のガス透過性を制御することを見出し、本発明を完成した。本発明は、例えば以下の態様を有する。 As a result of intensive studies, the inventor has found that specific gas permeability is controlled in the gas barrier laminate, and has completed the present invention. The present invention has, for example, the following aspects.
本発明に係るガス透過率制御積層体は、樹脂基材と、樹脂基材の少なくとも片面側に積層された蒸着層とを備え、蒸着層に幅2〜50nmのスリット状間隙を有することを特徴とするものである。 The gas permeability control laminate according to the present invention includes a resin base material and a vapor deposition layer laminated on at least one side of the resin base material, and has a slit-like gap having a width of 2 to 50 nm in the vapor deposition layer. It is what.
蒸着層上にさらにオーバーコート層を備え、蒸着層あるいは蒸着層とオーバーコート層の両層にわたって幅2〜50nmのスリット状間隙を有していても良い。 An overcoat layer may be further provided on the vapor deposition layer, and a slit-like gap having a width of 2 to 50 nm may be provided over the vapor deposition layer or both the vapor deposition layer and the overcoat layer.
また、スリット状間隙のピッチが0.1μm〜10mmであることが好ましい。 Moreover, it is preferable that the pitch of a slit-shaped gap is 0.1 μm to 10 mm.
また、積層体の測定条件40℃、0%R.H.におけるヘリウム透過率dryHeTRと測定条件40℃、90%R.H.におけるヘリウム透過率wetHeTRとの比d/wが5以上であることが好ましい。 Moreover, the measurement conditions of a laminated body are 40 degreeC, 0% R. H. Helium permeability dryHeTR and measurement conditions of 40 ° C., 90% R.V. H. It is preferable that the ratio d / w to the helium permeability wetHeTR at 5 is 5 or more.
樹脂基材と蒸着層との間に、さらにアンカーコート層を備えても良い。 An anchor coat layer may be further provided between the resin substrate and the vapor deposition layer.
オーバーコート層の上層に、さらに接着層を介してラミネート樹脂層が積層されても良い。 A laminate resin layer may be further laminated on the overcoat layer via an adhesive layer.
本発明に係るガス透過率制御積層体の製造方法は、樹脂基材の少なくとも片面側に蒸着層を積層した積層体を形成する工程と、積層体に少なくとも一方向の引張荷重を印加してクラックを発生させることにより、蒸着層に幅2〜50nmのスリット状間隙を形成する工程とを備える。 The method for producing a gas permeability control laminate according to the present invention includes a step of forming a laminate in which a vapor deposition layer is laminated on at least one side of a resin base material, and a crack is applied by applying a tensile load in at least one direction to the laminate. Generating a slit-shaped gap having a width of 2 to 50 nm in the vapor deposition layer.
蒸着層上にさらにオーバーコート層を積層する工程を備え、スリット状間隙を形成する工程にいて、蒸着層とオーバーコート層の両層にわたってスリット状間隙を形成しても良い。 A step of laminating an overcoat layer on the vapor deposition layer may be provided, and in the step of forming the slit gap, the slit gap may be formed over both the vapor deposition layer and the overcoat layer.
樹脂基材と蒸着層との間に、さらにアンカーコート層を形成する工程を備えても良い。 You may provide the process of forming an anchor coat layer further between a resin base material and a vapor deposition layer.
オーバーコート層の上層に、さらに接着層を介してラミネート樹脂層を積層する工程を備えても良い。 A step of laminating a laminate resin layer on the overcoat layer via an adhesive layer may be further provided.
本発明のガス透過率積層体は、湿度雰囲気により水蒸気以外のガスの透過性を容易に制御することができる積層体である。本発明のガス透過率積層体は、特に特定のガスに関しては、高湿度下において高いガスバリア性を発現可能である一方、水蒸気の透過性は高いという特異な透過特性を有するものである。これらの特性により、過酷な環境下であっても、オーバーコート層および蒸着層の劣化が抑制され、長期に亘って優れたガス透過制御性を発揮する。よって、本発明によれば、さまざまな特異な用途に対応可能であり、長期に亘って優れたガス透過率制御性を維持発揮するガス透過率制御積層体を提供できる。 The gas permeability laminate of the present invention is a laminate capable of easily controlling the permeability of gases other than water vapor in a humidity atmosphere. The gas-permeability laminate of the present invention has a specific permeation characteristic that a high gas barrier property can be expressed at high humidity while water vapor permeability is high, particularly for a specific gas. By these characteristics, even in a harsh environment, deterioration of the overcoat layer and the vapor deposition layer is suppressed, and excellent gas permeation controllability is exhibited over a long period of time. Therefore, according to the present invention, it is possible to provide a gas permeability control laminate that can be used for various specific applications and that exhibits excellent gas permeability controllability over a long period of time.
以下、本発明の一実施形態に係るガス透過率制御積層体の実施形態について図面を参照して具体的に説明する。ただし、本発明の具体的な構成は下記実施形態の内容に限定されるものではなく、本明細書の趣旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、それらは本発明に含まれる。 Hereinafter, an embodiment of a gas permeability control laminate according to an embodiment of the present invention will be specifically described with reference to the drawings. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the contents of the following embodiment, and even if there is a design change or the like within a range not departing from the gist of the present specification, they are included in the present invention.
本実施形態のガス透過率制御積層体は、樹脂基材と、この樹脂基材の少なくとも片面側に積層された蒸着層と、蒸着層上のオーバーコート層とを備えた積層体であって、蒸着層に、または、蒸着層とオーバーコート層の両層にわたって幅2〜50nmのスリット状間隙を有するものである。 The gas permeability control laminate of this embodiment is a laminate comprising a resin substrate, a vapor deposition layer laminated on at least one side of the resin substrate, and an overcoat layer on the vapor deposition layer, It has a slit-like gap with a width of 2 to 50 nm in the vapor deposition layer or over both the vapor deposition layer and the overcoat layer.
スリット状間隙以外の面は、優れたバリア性を有しており、スリット状間隙を形成することにより、その透過性を調整することができる。 Surfaces other than the slit-shaped gap have excellent barrier properties, and the permeability can be adjusted by forming the slit-shaped gap.
特にこの間隙を2〜50nmのメソ孔サイズとすることで、高湿度雰囲気下において、メソ孔間隙に、水蒸気が毛管凝縮によって充填され、他のガスが遮断される。ほぼすべての間隙が水蒸気で充填されると、間隙以外の積層体本来のバリア性が発現されるため、きわめて高いガス遮断性を発揮する。 In particular, by setting the gap to a mesopore size of 2 to 50 nm, in a high humidity atmosphere, the mesopore gap is filled with water vapor by capillary condensation, and other gases are blocked. When almost all the gaps are filled with water vapor, the barrier properties inherent to the laminate other than the gaps are exhibited, so that extremely high gas barrier properties are exhibited.
一方、乾燥雰囲気では間隙が水蒸気で充填されないため、他のガスも透過可能となる。このように、本実施形態のガス透過率制御積層体は、湿度で透過性を制御することが可能な積層体でもある。 On the other hand, since the gap is not filled with water vapor in a dry atmosphere, other gases can also permeate. Thus, the gas permeability control laminate of this embodiment is also a laminate capable of controlling permeability with humidity.
なかでも、ヘリウムガスの透過を制御できると、ヘリウムよりも分子サイズの大きな水素、酸素、CO2などの他のガスも同時に遮蔽したり透過させたりすることが可能とある。したがって、本発明のガス透過制御積層体は、高い水蒸気透過性を有しながら、ヘリウムが通過できるパス構造を湿度にて制御できるので、特異な透過特性を有し、また耐久性などに優れた積層体とすることができる。 In particular, if the permeation of helium gas can be controlled, other gases such as hydrogen, oxygen, and CO 2 having a molecular size larger than that of helium can be simultaneously shielded and permeated. Therefore, the gas permeation control laminate of the present invention can control the path structure through which helium can pass through humidity while having high water vapor permeability, so that it has unique permeation characteristics and excellent durability and the like. It can be set as a laminated body.
(ガス透過率制御積層体)
図1に、本発明の一実施形態に係るガス透過率制御積層体の概略断面図を示す。ガス透過率制御積層体10は、樹脂基材11の片面に、蒸着層12、オーバーコート層13が順次積層した構成の積層体であり、スリット状間隙14を有する。以下、樹脂基材11を基準として、蒸着層12やオーバーコート層13が積層される向きを上(層)として説明する。
(Gas permeability control laminate)
FIG. 1 shows a schematic cross-sectional view of a gas permeability control laminate according to an embodiment of the present invention. The gas
<樹脂基材>
樹脂基材11は、ガス透過率制御積層体10の基体となる層である。樹脂基材11は、一般的に使用されている種々のシート状の基材(フィルム状のものを含む)のなかから適宜選択し、用いてよい。例えば、(1)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(PEN)などのポリエステルフィルム、(2)ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、(3)ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ乳酸などの生分解性プラスチックフィルム、などが挙げられる。
<Resin substrate>
The
また、樹脂基材11には、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤等の公知の添加剤が含有されていてもよい。
The
また、樹脂基材11の厚みは、特に制限がなく、仕様などに応じて適宜決定してよい。実用上、樹脂基材の厚みは、6μm以上200μm以下程度、好ましくは12μm以上125μm以下程度、より好ましくは12μm以上50μm以下程度が望ましい。ただし、本実施形態のガス透過率制御積層体10において、樹脂基材11の厚みは上記範囲に限定されるものではない。
In addition, the thickness of the
また、樹脂基材11表面に表面処理を施してもよい。表面処理を行うことにより、他の層(蒸着層、アンカーコート層、など)を積層するにあたり、樹脂基材11との密着性を高めることができる。ここで、表面処理として、例えば、(1)コロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理などの物理的処理、(2)酸やアルカリによる薬液処理などの化学的処理、などを用いてもよい。
Moreover, you may surface-treat to the
<蒸着層>
蒸着層12は、ガスバリア性を付与するため、蒸着材料を蒸着させることにより、樹脂基材11より上層に形成される層である。蒸着層12に用いる蒸着材料は、公知のガスバリア性蒸着膜を構成する無機材料から適宜選択して用いてよい。例えば、Si、Al、Zn、Sn、Fe、Mn等の金属、これらの金属の1種以上を含む無機化合物などが挙げられる。該無機化合物としては、酸化物、窒化物、炭化物、フッ化物等が挙げられる。これらの中でも、金属及び金属酸化物から選ばれる少なくとも1種が好ましい。具体的には、例えば、一酸化ケイ素、二酸化ケイ素等のケイ素酸化物(SiOx)、酸化アルミニウム、酸化マグネシウム、酸化スズ、などが挙げられる。なかでも、酸化アルミニウムを含有する蒸着膜は、ヘリウムバリア性にも優れ好適である。
<Deposition layer>
The
また、蒸着層12は、金属アルミニウムを含有する蒸着材料を用いて酸素を導入しながら反応させる真空蒸着により形成することが特に好ましい。上述のとおりに形成された蒸着層12は、透明性や、酸素ガスや水蒸気に対するバリア性に特に優れる。蒸着材料中、アルミニウムと酸素の含有量の比率は、アルミニウムと酸素との元素比O/Alが1.0以上2.0以下になる比率とすることが好ましく、O/Alが1.4以上2.0以下になる比率とすることがより好ましい。O/Alが1.4以上であると、透明性が良好で、O/Alが2.0以下であると、バリア性が良好である。さらにO/Alが2.0以下の場合は緻密な膜が形成されるため、ヘリウムバリア性にも好適である。
The
蒸着層12の形成方法には、公知の蒸着方法から適宜選択し用いてよい。例えば、真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長(PVD:Physical Vapor Deposition)法、イオンプレーティング法、プラズマ気相成長法等の化学気相成長(CVD:Chemical Vapor Deposition)法、ALD:Atomic Layer Deposition法、などを用いてよい。特に、EB:electron beam加熱方式の真空蒸着法は高い成膜速度が得ることができ、本実施形態のガスバリア性積層体の蒸着層12の形成方法として好ましい。
A method for forming the
また、蒸着を行うにあたり、反応蒸着法を用いてもよい。反応蒸着法は、蒸着材料を蒸着させる際に、蒸発した粒子と雰囲気中に導入したガスなどと反応させて蒸着させる方法である。導入するガスとしては、例えば、酸素ガス、アルゴンガス、などが挙げられる。酸素ガスなどとの反応蒸着を行うことにより、蒸着材料中の金属成分が酸化され、蒸着層12の透明性を向上させることができる。また、反応蒸着法を用いる場合、ガスを導入する際の成膜室の圧力を2×10−1Pa以下にすることが望ましい。成膜室の圧力が2×10−1Paよりも大きくなってしまうと、蒸着層12がきれいに積層されず、水蒸気バリア性が低下してしまうおそれがある。
Moreover, you may use the reactive vapor deposition method in performing vapor deposition. The reactive vapor deposition method is a method in which vapor deposition is performed by reacting evaporated particles with a gas introduced into the atmosphere when vapor deposition is performed. Examples of the gas to be introduced include oxygen gas and argon gas. By performing reactive vapor deposition with oxygen gas or the like, the metal component in the vapor deposition material is oxidized, and the transparency of the
また、蒸着層12の膜厚は、5nm以上300nm以下が好ましく、10nm以上150nm以下がより好ましい。5nm以上であると充分なバリア性が発現し、300nm以下であると、後工程などでクラックの発生やそれによるバリア性の低下が生じにくい。ただし、本実施形態のガスバリア性積層体10において、蒸着層12の膜厚は上記範囲に限定されるものではない。
The film thickness of the
<オーバーコート層>
オーバーコート層13は、蒸着層12上に形成される層である。オーバーコート層13を蒸着層12上に積層することで、蒸着層12が単層で構成されたガス透過率制御積層体では発現できない優れたガスバリア性を得ることができる。また、オーバーコート層は、緻密で脆い蒸着層12を保護する機能も有しており、擦れや屈曲によるクラックの発生を抑制できる。オーバーコート層13は、塗布液を調整し、蒸着層12上に塗布液を塗布し、塗布液を加熱乾燥することにより形成する。
<Overcoat layer>
The
オーバーコート層13は、シロキサン結合を有するケイ素化合物(A)を含有する成分と、ヒドロキシル基を有する水溶性高分子、カルボキシル基を有する水溶性高分子、ヒドロキシル基とカルボキシル基を含有するアクリルポリオールのいずれかひとつ(B)とを含有する成分からなり、上記オーバーコート層における無機成分含有比率がSiO2換算で55wt%以上90wt%以下であることが望ましい。
The
シロキサン結合を有するケイ素化合物(A)と、ヒドロキシル基を有する水溶性高分子、カルボキシル基を有する水溶性高分子、ヒドロキシル基とカルボキシル基とを含有するアクリルポリオールのいずれかひとつ(B)とを含有するコーティング液を蒸着層12の上に塗工し、乾燥させることにより形成される。
Contains any one of a silicon compound (A) having a siloxane bond, a water-soluble polymer having a hydroxyl group, a water-soluble polymer having a carboxyl group, and an acrylic polyol containing a hydroxyl group and a carboxyl group (B) The coating liquid to be formed is applied on the
シロキサン結合を有するケイ素化合物(A)は、アルコキシシランやシランカップリング剤などの有機ケイ素化合物の加水分解生成物からなり、メタノールなどのアルコールにアルコキシシランを溶解させ、その溶液に塩酸などの酸の水溶液を添加し、加水分解反応させることにより調製したものが挙げられる。 The silicon compound (A) having a siloxane bond is a hydrolysis product of an organosilicon compound such as an alkoxysilane or a silane coupling agent. The alkoxysilane is dissolved in an alcohol such as methanol, and an acid such as hydrochloric acid is dissolved in the solution. What prepared by adding aqueous solution and making it hydrolyze is mentioned.
アルコキシシランとしては、テトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラプロポキシシラン、メチルトリエトキシシラン、メチルトリメトキシシランなどを用いることができる。シランカップリング剤などの有機ケイ素化合物としては、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシ基を有するもの、3−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基を有するもの、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト基を有するもの、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基を有するものなどが挙げられ、これらのシランカップリング剤を1種類あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。これらの有機ケイ素化合物は単独で有機成分と無機成分から構成されるコート膜を形成することができ好適である。 As the alkoxysilane, tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, tetrapropoxysilane, methyltriethoxysilane, methyltrimethoxysilane, or the like can be used. Examples of organosilicon compounds such as silane coupling agents include those having an epoxy group such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, those having an amino group such as 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxy. Examples thereof include those having a mercapto group such as silane and those having an isocyanate group such as 3-isocyanatopropyltriethoxysilane. These silane coupling agents can be used alone or in combination of two or more. These organosilicon compounds are preferable because they can form a coating film composed of an organic component and an inorganic component alone.
また、本発明のオーバーコート層を形成する水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール樹脂(PVA)、ポリアクリル酸樹脂(PAA)、エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂(EVOH)、ポリビニルピロリドン樹脂(PVP)、あるいは、ヒドロキシル基とカルボキシル基を有するアクリルポリオールを用いることができ、これらを単独あるいは複数組み合わせて用いてもよい。 The water-soluble polymer forming the overcoat layer of the present invention includes polyvinyl alcohol resin (PVA), polyacrylic acid resin (PAA), ethylene-vinyl alcohol copolymer resin (EVOH), and polyvinylpyrrolidone resin (PVP). Alternatively, an acrylic polyol having a hydroxyl group and a carboxyl group can be used, and these may be used alone or in combination.
本発明のオーバーコート層は、オーバーコート層全体のうち無機成分の含有比率がSiO2換算で含有比率55wt%以上とすることで湿潤状態でのバリア性において優れた特性を得ることができ好適である。一方無機成分が90%を超えると十分なバリア性能を得ることができなくなり、さらに可とう性が著しく低下するため不適である。 The overcoat layer of the present invention is preferable because the content ratio of the inorganic component in the entire overcoat layer is 55 wt% or more in terms of SiO 2 , so that excellent properties in barrier properties in a wet state can be obtained. is there. On the other hand, if the inorganic component exceeds 90%, sufficient barrier performance cannot be obtained, and the flexibility is remarkably lowered, which is not suitable.
また、蒸着層12との密着性を上げるために、分子内にイソシアネート基を少なくとも2個以上有するイソシアネート系化合物を添加してもよい。
In order to improve the adhesion to the
塗布液の塗布方法は、通常のコーティング方法を用いることができる。例えばディッピング法、ローコート法、グラビアコート法、リバースコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、グラビアオフセット法等の周知の方法を用いることができる。乾燥方法は、熱風乾燥、熱ロール乾燥、高周波照射、赤外線照射、UV照射など、熱をかける方法を1種類あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。乾燥方法において、加熱温度は、60℃以上200℃以下程度の範囲内が好ましく、100℃以上150℃以下程度の範囲内がより好ましい。60℃以上であると、所望のバリア性が発現され良好である。150℃以下であると、基材の変形やフィルムダメージが発生することなく好適である。 As a coating method of the coating solution, a normal coating method can be used. For example, a known method such as a dipping method, a low coating method, a gravure coating method, a reverse coating method, an air knife coating method, a comma coating method, a die coating method, a screen printing method, a spray coating method, or a gravure offset method can be used. As a drying method, one or a combination of two or more methods of applying heat, such as hot air drying, hot roll drying, high frequency irradiation, infrared irradiation, and UV irradiation, can be used. In the drying method, the heating temperature is preferably in the range of about 60 ° C. to 200 ° C., more preferably in the range of about 100 ° C. to 150 ° C. When it is 60 ° C. or higher, desired barrier properties are exhibited, which is good. When it is 150 ° C. or lower, it is suitable without causing deformation of the base material or film damage.
オーバーコート層13の膜厚は、0.1μm以上2μm以下程度が好ましく、0.2μm以上1.0μm以下程度がより好ましい。0.2μm以上であると安定してバリア性が発現され、1μm以下であると、印刷や他のフィルムの積層や曲げ加工などの後加工適性に優れる。ただし、本実施形態のガスバリア性積層体10において、オーバーコート層の膜厚13は上記範囲に限定されるものではない。
The film thickness of the
また、本実施形態のガス透過率制御積層体10は、板状でもよく、フィルム状でもよい。例えばロールでの巻き取り加工等によりフィルム状に成形されたものでもよい。
Further, the gas
<アンカーコート層>
また、本実施形態のガスバリア性積層体10は、上記樹脂基材11と上記蒸着層13との間に、さらに、アンカーコート層24を備えてもよい。アンカーコート層24を設けることにより、樹脂基材11と蒸着層12との密着性を高め、各層の間での剥離発生を抑制することができる。アンカーコート層24は、特に蒸着層12の下地となる層であり、蒸着層12の欠陥数などに影響が大きく、高い熱安定性を有し、異物が少なく、平滑で均質な状態が好ましい。蒸着層12の下地効果により、蒸着層12の欠陥数を低減することでき、ヘリウム透過性が低減され、酸素や水蒸気のバリア性にも好適である。
<Anchor coat layer>
Moreover, the
図2に、アンカーコート層24を積層したガスバリア性積層体20の概略断面図を示す。ガス透過率制御積層体20は、樹脂基材11の片面に、アンカーコート層24、蒸着層12、オーバーコート層13が順次積層した構成の積層体である。
FIG. 2 shows a schematic cross-sectional view of the
アンカーコート層24は、アンカーコート剤を調整し、樹脂基材11上にアンカーコート剤を塗布し、塗布された該アンカーコート剤を加熱乾燥することにより形成する。アンカーコート剤は、OH基を2個以上有するアクリルポリオール(1)と、分子内にNCO基を少なくとも2個以上有するイソシアネート化合物(2)と、を含有することが好ましい。
The
アクリルポリオール(1)としては、OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーを重合させて得られる高分子化合物、OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとその他のモノマーとを共重合させて得られる高分子化合物などが挙げられる。OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーと共重合可能なその他のモノマーとしては、OH基を有さない(メタ)アクリル酸誘導体モノマーが好ましい。OH基を有さない(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えば、アルキル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマー、カルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマー、環構造を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマー等が挙げられる。アルキル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。カルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸などが挙げられる。環構造を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えばベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。その他のモノマーとして、(メタ)アクリル酸誘導体モノマー以外のモノマーを用いてもよい。該モノマーとしては、例えばスチレンモノマー、シクロヘキシルマレイミドモノマー、フェニルマレイミドモノマーなどが挙げられる。上記(メタ)アクリル酸誘導体モノマー以外のモノマーはOH基を有していてもよい。 As the acrylic polyol (1), a polymer compound obtained by polymerizing a (meth) acrylic acid derivative monomer having an OH group, a (meth) acrylic acid derivative monomer having an OH group and another monomer are copolymerized. Examples thereof include a polymer compound obtained. Examples of the (meth) acrylic acid derivative monomer having an OH group include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxybutyl (meth) acrylate. As the other monomer copolymerizable with the (meth) acrylic acid derivative monomer having an OH group, a (meth) acrylic acid derivative monomer having no OH group is preferable. Examples of (meth) acrylic acid derivative monomers having no OH group include (meth) acrylic acid derivative monomers having an alkyl group, (meth) acrylic acid derivative monomers having a carboxyl group, and (meth) acrylic having a ring structure. Examples include acid derivative monomers. Examples of (meth) acrylic acid derivative monomers having an alkyl group include alkyl (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and t-butyl (meth) acrylate. Is mentioned. Examples of the (meth) acrylic acid derivative monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid. Examples of the (meth) acrylic acid derivative monomer having a ring structure include benzyl (meth) acrylate and cyclohexyl (meth) acrylate. As other monomers, monomers other than (meth) acrylic acid derivative monomers may be used. Examples of the monomer include styrene monomer, cyclohexylmaleimide monomer, and phenylmaleimide monomer. Monomers other than the (meth) acrylic acid derivative monomer may have an OH group.
また、アクリルポリオール(1)のOH基価が50[mgKOH/g]以上250[mgKOH/g]以下であることが好ましい。OH基価[mgKOH/g]とは、アクリルポリオール中のOH基量の指標であり、アクリルポリオール1g中の水酸基をアセチル化するために必要な水酸化カリウムのmg数を示す。OH基価が50[mgKOH/g]未満であると、イソシアネート化合物(2)との反応量が少なく、アンカーコート層24による樹脂基材11と蒸着層12との密着性の向上効果が充分に発現しないおそれがある。一方、OH基価が250[mgKOH/g]よりも大きいと、イソシアネート化合物(2)との反応量が多くなり過ぎて、アンカーコート層24の膜収縮が大きくなるおそれがある。膜収縮が大きいと、その上に蒸着層12がきれいに積層されず、充分なガスバリア性を示さないおそれがある。
Moreover, it is preferable that OH group value of acrylic polyol (1) is 50 [mgKOH / g] or more and 250 [mgKOH / g] or less. The OH group value [mgKOH / g] is an index of the amount of OH groups in the acrylic polyol, and indicates the number of mg of potassium hydroxide necessary for acetylating the hydroxyl group in 1 g of the acrylic polyol. When the OH group value is less than 50 [mgKOH / g], the amount of reaction with the isocyanate compound (2) is small, and the effect of improving the adhesion between the
アクリルポリオール(1)の重量平均分子量は特に規定しないが、3000以上200000以下が好ましく、5000以上100000以下がより好ましく、5000以上40000以下がさらに好ましい。なお、本明細書において、重量平均分子量は、ポリスチレンを基準として、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定された重量平均分子量とする。また、アクリルポリオール(1)は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 The weight average molecular weight of the acrylic polyol (1) is not particularly defined, but is preferably 3000 or more and 200000 or less, more preferably 5000 or more and 100000 or less, and further preferably 5000 or more and 40000 or less. In this specification, the weight average molecular weight is a weight average molecular weight measured by GPC (gel permeation chromatography) based on polystyrene. Moreover, acrylic polyol (1) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
イソシアネート化合物(2)としては、分子内にNCO基を少なくとも2個以上有するものであればよい。例えば、モノマー系イソシアネートとして、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)などの芳香族系イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ビスイソシアネートメチルシクロヘキサン(H6XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)などの脂肪族系イソシアネート、キシレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などの芳香脂肪族系イソシアネートなどを用いてもよい。また、これらのモノマー系イソシアネートの重合体又は誘導体も用いてもよい。該重合体又は誘導体としては、例えば、3量体のヌレート型、1,1,1−トリメチロールプロパンなどと反応させたアダクト型、ビウレットと反応させたビウレット型などが挙げられる。イソシアネート化合物(2)としては、上記のモノマー系イソシアネート、その重合体、誘導体等のなかから任意に選択してよく、1種を単独で又は2種類以上組み合わせて用いることができる。 The isocyanate compound (2) may be any compound having at least two NCO groups in the molecule. For example, monomeric isocyanates include aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI) and diphenylmethane diisocyanate (MDI), hexamethylene diisocyanate (HDI), bisisocyanate methylcyclohexane (H6XDI), isophorone diisocyanate (IPDI), and dicyclohexylmethane diisocyanate. Aliphatic isocyanates such as (H12MDI), aromatic aliphatic isocyanates such as xylene diisocyanate (XDI) and tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI) may be used. Further, polymers or derivatives of these monomeric isocyanates may also be used. Examples of the polymer or derivative include a trimer nurate type, an adduct type reacted with 1,1,1-trimethylolpropane and the like, a biuret type reacted with biuret, and the like. As an isocyanate compound (2), you may select arbitrarily from said monomeric isocyanate, its polymer, a derivative, etc., and can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
また、アンカーコート剤において、アクリルポリオール(1)のOH基に対するイソシアネート化合物(2)のNCO基の当量比(NCO/OH)が0.3以上2.5以下であることが好ましく、0.5以上2.0以下であることがより好ましい。NCO/OHが0.3以上であると基材との密着性が向上し、2.0以下であると湿熱耐性試験後の密着性が向上する。アンカーコート剤におけるアクリルポリオール(1)とイソシアネート化合物(2)の配合量は、当量比に基づき配合されるのが好ましく、概ねアクリルポリオール(1)の100質量部に対し、イソシアネート化合物(2)が10質量部以上90質量部以下程度であることが好ましく、20質量部以上80質量部以下程度であることがより好ましい。 In the anchor coating agent, the equivalent ratio (NCO / OH) of the NCO group of the isocyanate compound (2) to the OH group of the acrylic polyol (1) is preferably 0.3 or more and 2.5 or less, More preferably, it is 2.0 or less. When NCO / OH is 0.3 or more, the adhesion to the substrate is improved, and when it is 2.0 or less, the adhesion after the wet heat resistance test is improved. The blending amount of the acrylic polyol (1) and the isocyanate compound (2) in the anchor coating agent is preferably blended based on the equivalent ratio, and the isocyanate compound (2) is generally based on 100 parts by mass of the acrylic polyol (1). The amount is preferably about 10 parts by mass or more and 90 parts by mass or less, and more preferably about 20 parts by mass or more and 80 parts by mass or less.
また、アンカーコート剤は、樹脂基材と蒸着層との密着性をより高めるために、さらに、シランカップリング剤を含有してもよい。シランカップリング剤としては、例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシ基を有するもの、3−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基を有するもの、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト基を有するもの、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基を有するものなどが挙げられる。また、シランカップリング剤としては1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。 The anchor coating agent may further contain a silane coupling agent in order to further improve the adhesion between the resin base material and the vapor deposition layer. Examples of the silane coupling agent include those having an epoxy group such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, those having an amino group such as 3-aminopropyltrimethoxysilane, and 3-mercaptopropyltrimethoxysilane. Examples thereof include those having a mercapto group and those having an isocyanate group such as 3-isocyanatopropyltriethoxysilane. Moreover, as a silane coupling agent, 1 type may be used independently or 2 or more types may be used together.
アンカーコート剤は、アクリルポリオール(1)とイソシアネート化合物(2)と任意成分(シランカップリング剤等)と溶媒と混合することにより調製できる。溶媒としては、アクリルポリオール(1)とイソシアネート化合物(2)を溶解し得るものであればよく、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、アセトンなどが挙げられる。これらの溶媒は1種類あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。 The anchor coating agent can be prepared by mixing an acrylic polyol (1), an isocyanate compound (2), an optional component (such as a silane coupling agent), and a solvent. Any solvent may be used as long as it can dissolve the acrylic polyol (1) and the isocyanate compound (2). Examples thereof include methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, dioxolane, tetrahydrofuran, cyclohexanone, and acetone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
アンカーコート剤の塗布方法は、通常のコーティング方法を用いることができる。例えばディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、グラビアオフセット法等の周知の方法を用いることができる。乾燥方法は、熱風乾燥、熱ロール乾燥、高周波照射、赤外線照射、UV照射など、熱をかける方法を1種類あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。乾燥方法において、加熱温度は、特に限定されないが、60℃以上140℃以下程度の範囲内が好ましく、残留溶剤がない程度でかつ巻き取り加工しても塗工面が裏面にくっついてしまういわゆるブロッキング現象がないような条件を適宜選択でき、必要に応じて40℃以上60℃以下程度の範囲内でエージング処理を行っても良い。 As a method for applying the anchor coating agent, a normal coating method can be used. For example, known methods such as a dipping method, a roll coating method, a gravure coating method, a reverse coating method, an air knife coating method, a comma coating method, a die coating method, a screen printing method, a spray coating method, and a gravure offset method can be used. As a drying method, one or a combination of two or more methods of applying heat, such as hot air drying, hot roll drying, high frequency irradiation, infrared irradiation, and UV irradiation, can be used. In the drying method, the heating temperature is not particularly limited, but is preferably in the range of about 60 ° C. or more and 140 ° C. or less, so-called blocking phenomenon in which the coated surface sticks to the back surface even if winding processing is performed so that there is no residual solvent. The aging treatment may be performed within a range of about 40 ° C. to 60 ° C. as necessary.
アンカーコート層24の膜厚は、0.02μm以上1.0μm以下が好ましく、0.04μm以上0.5μm以下がより好ましい。0.02μm以上であると、樹脂基材11と蒸着層12との密着性が充分に良好となる。0.5μmよりも厚いと内部応力の影響が大きくなり、蒸着層12がきれいに積層されず、ガスバリア性の発現が不充分となるおそれがある。
The film thickness of the
<多層積層体>
また、ガス透過率制御積層体20は、オーバーコート層13の上層に、さらに少なくとも1組以上の蒸着層12とオーバーコート層13とを積層した多層構成としてもよい。1組以上の多層構成にすることでさらにバリア性が向上し、ガス透過率を大きく低減させる効果も高く、オーバーコート層13が長期の耐久性を維持する。
<Multilayer laminate>
Further, the gas permeability control laminated
<ラミネート樹脂層>
また、ガス透過率制御積層体20は、さらに、接着層31を介してラミネート樹脂層32を積層し、最表面をラミネート樹脂層32としてもよい。最表面にラミネート樹脂層32を設けることにより、用途に応じた機能・特性を付与し、実用性を高めることができる。ここで、ラミネート樹脂層32は、片面のみに形成してもよいし、両面に形成してもよい。
<Laminated resin layer>
Further, the gas permeability control laminated
図3に、ラミネート樹脂層32を両面に備えたガス透過率制御積層体30の概略断面図を示す。ガス透過率制御積層体30は、樹脂基材11の一方の面に、アンカーコート層24、蒸着層12、オーバーコート層13、接着層31、ラミネート樹脂層32が順次積層し、樹脂基材11の他方の面に、接着層33、ラミネート樹脂層34が順次積層した構成の積層体である。
In FIG. 3, the schematic sectional drawing of the gas-permeation-control laminated
ラミネート樹脂層32、34の材料は、所望する機能・特性などに応じて、適宜公知の材料から選択し、用いてよい。例えば、ラミネート樹脂層32、24に、ヒートシール性のある樹脂で構成されるシーラントフィルムを用いることで、ガスバリア性積層体30を、袋状包装体などを形成する際の接着部に利用することができる。シーラントフィルムを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体及びそれらの金属架橋物等が挙げられる。シーラントフィルムの厚さは、目的に応じて決められるが、一般的には15μm以上200μm以下の範囲である。なお、ラミネート樹脂層32、34を両面に積層する場合、いずれか一方にシーラントフィルムを用い、他方にシーラントフィルム以外の樹脂フィルムを用いた構成としてもよい。
The materials of the laminate resin layers 32 and 34 may be appropriately selected from known materials according to desired functions and characteristics. For example, by using a sealant film made of a heat-sealable resin for the laminate resin layers 32 and 24, the
例えば、ラミネート樹脂層32、34に、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムを用いることで、ガス透過率制御積層体を、液晶表示素子や、太陽電池、電磁波シールド、タッチパネルで使用する透明伝導シートなどの封止材として利用することもできる。ラミネート樹脂層32、34の形成は、選択したラミネート樹脂層32、34の材料に応じて、適宜公知の接着方法を用いて行ってよい。例えば、接着剤を用いたドライラミネート、熱接着性樹脂を用いた押出成形、などのラミネート方法を用いてもよい。接着剤を用いたドライラミネートの場合、接着剤が接着層を形成する構成となる。また、熱接着性樹脂を用いた押出成形の場合、熱接着性樹脂が接着層31を形成する構成となる。
For example, by using a polyethylene terephthalate film or a polyethylene naphthalate film for the laminate resin layers 32 and 34, a transparent conductive sheet used in a liquid crystal display element, a solar cell, an electromagnetic wave shield, a touch panel, etc. It can also be used as a sealing material. The formation of the laminate resin layers 32 and 34 may be appropriately performed using a known bonding method depending on the material of the selected laminate resin layers 32 and 34. For example, a laminating method such as dry lamination using an adhesive or extrusion molding using a heat-adhesive resin may be used. In the case of dry lamination using an adhesive, the adhesive forms an adhesive layer. Further, in the case of extrusion molding using a heat-adhesive resin, the heat-adhesive resin is configured to form the
<スリット状間隙>
スリット状間隙14は、本発明のガス透過制御積層体の蒸着層に、あるいは、蒸着層とオーバーコート層の両方にわたって形成されるものであり、その間隙の大きさ(幅)は水蒸気が毛管現象で凝縮可能な2〜50nmであることが望ましい。スリット状間隙の大きさ(幅)が2nm未満または50nmより大きいと凝縮による充填がみられないことから不適である。
そのスリット状間隙は連続でも非連続間欠的のいずれでもよく、その間隙と間隙のピッチは0.1μm〜10mmが望ましい。0.1μm未満では、間隙数が多くなり、膜の強度が低下し易く、経時での安定性などを鑑みると好ましくない。また、間隙と間隙のピッチが10mmより大きいと、乾燥雰囲気と湿度雰囲気との透過率差異が小さく、湿度による透過率の調整性幅が小さくなり、選択透過性などのメリットが期待できない。
<Slit gap>
The slit-shaped
The slit-shaped gap may be either continuous or discontinuous intermittently, and the pitch between the gaps is preferably 0.1 μm to 10 mm. If the thickness is less than 0.1 μm, the number of gaps increases, the strength of the film tends to decrease, and it is not preferable in view of stability over time. Also, if the gap between the gaps is larger than 10 mm, the difference in transmittance between the dry atmosphere and the humidity atmosphere is small, the adjustment range of the transmittance due to humidity is small, and a merit such as selective permeability cannot be expected.
スリット状間隙の製法は、蒸着時にスリット状のマスクも設けパターン状に成膜する方法やリソグラフィによるエッチング法などとくに限定されるものではない。 The method for producing the slit-shaped gap is not particularly limited, such as a method of forming a slit-shaped mask during vapor deposition and forming a film in a pattern, or an etching method by lithography.
なかでも、蒸着層を形成した積層体に、あるいは、蒸着層の上にオーバーコート層を形成した積層体に、少なくとも一方向に引張荷重を印加して、クラック状間隙を発生させることで方法が容易で望ましい。引張荷重は、積層体の樹脂基材そのものを塑性変形させても良いし、弾性変形させても良く、特に限定されるものではない。これらの引張延伸による工程は、常温程度の冷間延伸下でも、オーバーコート塗工する際に、100〜150℃程度の樹脂基材のTgよりやや高い高温の状態、塗工と同時にでも特に問題ない。 In particular, a method is provided by generating a crack-like gap by applying a tensile load in at least one direction to a laminate in which a vapor deposition layer is formed, or a laminate in which an overcoat layer is formed on the vapor deposition layer. Easy and desirable. The tensile load is not particularly limited, and the resin substrate itself of the laminate may be plastically deformed or elastically deformed. These tensile stretching processes are particularly problematic even when cold-stretched at about room temperature, when overcoating, at a temperature slightly higher than the Tg of the resin substrate at about 100 to 150 ° C., and at the same time as coating. Absent.
以下、本発明のガス透過率制御積層体の実施例について詳細に説明する。ただし、本発明のガス透過制御積層体は、実施例で示した様態に限定されるものではない。なお、オーバーコート層形成用の塗布液およびアンカーコート剤における有機ケイ素化合物またはその加水分解物の含有量を示す「固形分」は、加水分解した有機ケイ素化合物が重合し、成膜される塗膜重量に換算した量とする。 Hereinafter, examples of the gas permeability control laminate of the present invention will be described in detail. However, the gas permeation control laminate of the present invention is not limited to the mode shown in the examples. The “solid content” indicating the content of the organosilicon compound or its hydrolyzate in the coating liquid for forming the overcoat layer and the anchor coat agent is a coating film formed by polymerization of the hydrolyzed organosilicon compound. The amount converted to weight.
ヘリウムガス透過率の測定はヤナコ製差圧式ガス透過率測定装置GTR−30XTを用いて、ヘリウムをテストガスとして測定条件40℃、0%R.Hにおけるヘリウムガス透過率〔cc/m2・day・atm〕:dry−HeTRと、テストガスを温調バブリングボトルにより加湿調整して、40℃90%R.Hにおける加湿度条件下のヘリウムガス透過率〔cc/m2・day・atm〕:wet−HeTRとを測定し、乾燥状態と湿潤状態の透過率比d/w−HeTRとを求めた。 The helium gas permeability was measured using a differential pressure type gas permeability measuring apparatus GTR-30XT manufactured by Yanaco. Helium gas permeability in H [cc / m 2 · day · atm]: Humidity adjustment of dry-HeTR and test gas with a temperature-controlled bubbling bottle, 40 ° C. and 90% R.D. Helium gas permeability [cc / m 2 · day · atm] under humidified conditions in H: Wet-HeTR was measured to obtain a transmittance ratio d / w-HeTR between a dry state and a wet state.
また、酸素透過率の測定は、酸素透過度測定装置(モダンコントロール社製OXTRAN−2/20)を用いて、30℃、相対湿度70%中の雰囲気下で測定した。水蒸気透過度の測定は、モダンコントロール社製の水蒸気透過度計(MOCON PERMATRAN−W 3/31)を用いて、40℃−90%RH雰囲気下での水蒸気透過度〔g/m2・day〕を測定した。 The oxygen permeability was measured using an oxygen permeability measuring device (OXTRAN-2 / 20 manufactured by Modern Control) in an atmosphere at 30 ° C. and a relative humidity of 70%. The measurement of water vapor transmission rate is performed using a water vapor transmission meter (MOCON PERMATRAN-W 3/31) manufactured by Modern Control Co., Ltd. under a 40 ° C.-90% RH atmosphere [g / m 2 · day]. Was measured.
(実施例1)
まず、樹脂基材11上に蒸着層12を形成した。樹脂基材11には、片面がコロナ処理された厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社、P60)を用いた。また、真空蒸着機を使用して、上記樹脂基材11のコロナ処理面に、直接、元素比O/Alが1.7になるように酸素を導入しながら、金属アルミニウムを蒸発させ、樹脂基材上に蒸着層12を形成した。このとき、形成された蒸着層(AlOx蒸着膜)は厚さ18nmであった。
Example 1
First, the
次に、オーバーコート層形成用の塗布液を調製した。オーバーコート塗布液として、テトラエトキシシラン(TEOS)の加水分解溶液(0.01Nの塩酸を用いて水としてテトラエトキシシランの5倍モル当量加えたもの)と、ポリビニルアルコールの水溶液とを、TEOSのSiO2換算量とPVAとの質量比が60:40となるように混合して固形分5質量%の溶液を調製した。 Next, a coating solution for forming an overcoat layer was prepared. As an overcoat coating solution, a hydrolysis solution of tetraethoxysilane (TEOS) (added 5 times molar equivalent of tetraethoxysilane as water using 0.01N hydrochloric acid) and an aqueous solution of polyvinyl alcohol were used. A solution having a solid content of 5% by mass was prepared by mixing so that the mass ratio of the SiO 2 equivalent amount to PVA was 60:40.
次に、蒸着層12上に塗布液を塗布し、加熱乾燥し、オーバーコート層13を形成した。塗布液の塗工には、バーコートを用いた。また、加熱乾燥の条件は、120℃、2分間とした。このとき、形成されたオーバーコート層13の乾燥膜厚は、膜厚0.3μmであった。
Next, a coating solution was applied onto the
次に、この積層体を、引張試験機を用い、伸度が4%になるように引張荷重を印加し、2分間維持した後、荷重を取り去り、蒸着層ならびにオーバーコート層にクラック状の間隙を発生させた。引張り試験後の塑性変形率はおおよそ0.5%程度であった。 Next, a tensile load was applied to this laminate using a tensile tester so that the elongation was 4%. After maintaining for 2 minutes, the load was removed and cracked gaps were formed in the vapor deposition layer and the overcoat layer. Was generated. The plastic deformation rate after the tensile test was about 0.5%.
この積層体について、ヘリウムガスの透過率測定を行ったところ、40℃0%R.H.では2800cc/(m2・day・atm)、40℃90%R.H.では65cc/(m2・day・atm)であった。このことから高湿度雰囲気下で間隙に水蒸気が凝縮(充填)され、間隙の大きさが2〜50nmのナノ孔サイズであることが推定された。 The laminate was measured for the transmittance of helium gas. As a result, it was 2800 cc / (m 2 · day · atm) at 40 ° C. and 0% RH, and 90 ° R. at 40 ° C. H. Then, it was 65 cc / (m 2 · day · atm). From this, it was estimated that water vapor was condensed (filled) in the gap in a high humidity atmosphere, and the size of the gap was a nanopore size of 2 to 50 nm.
以上より、樹脂基材11/蒸着層12/オーバーコート層13がこの順で積層された実施例1のガス透過制御積層体を製造した。実施例1のガスバリア性積層体において、各層の膜厚は、樹脂基材11:25μm/蒸着層12:18nm/オーバーコート層13:0.3μmであった。
From the above, the gas permeation control laminate of Example 1 in which the
[検査測定]
実施例1のガス透過制御積層体について、酸素透過率(O2TR)、水蒸気透過率(WVTR)の測定を行った。O2TRは0.2cc/(m2・day・atm)であり、WVTRは17g/(m2・day)であった。測定結果を表1に示す。
[Inspection measurement]
The gas transmission control laminate of Example 1 was measured for oxygen transmission rate (O 2 TR) and water vapor transmission rate (WVTR). O 2 TR was 0.2 cc / (m 2 · day · atm), and WVTR was 17 g / (m 2 · day). The measurement results are shown in Table 1.
(実施例2)
まず、アンカーコート剤を調製した。アンカーコート剤として、OH基価が178mgKOH/gになるように、モノマーとして、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)とメチルメタクリレート(MMA)を共重合させてアクリルポリオール(重量平均分子量約10000)を調整し、該アクリルポリオールを主剤とし、硬化剤としてヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を、主剤のOH基量に対して0.5当量となるように配合した固形分5質量%のメチルエチルケトン溶液を調製した。
(Example 2)
First, an anchor coating agent was prepared. As an anchor coating agent, an acrylic polyol (weight average molecular weight of about 10,000) is prepared by copolymerizing hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and methyl methacrylate (MMA) as monomers so that the OH group value is 178 mgKOH / g. A methyl ethyl ketone solution having a solid content of 5% by mass was prepared by blending hexamethylene diisocyanate (HDI) as a curing agent with the acrylic polyol as a main agent so as to be 0.5 equivalent to the amount of OH groups of the main agent.
次に、樹脂基材11上にアンカーコート剤を塗布し、アンカーコート層24を形成した。樹脂基材11には、片面がコロナ処理された厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社、P60)を用いた。グラビアコート機を用いて、アンカーコート剤を上記樹脂基材のコロナ処理面に塗工し、50℃の恒温室に48時間保管(エージング処理)し、アンカーコート層を形成した。このとき、アンカーコート層24の乾燥膜厚は、0.15μmであった。
Next, an anchor coat agent was applied on the
次に、アンカーコート層24上に実施例1と同様に蒸着層12を形成した。真空蒸着機を使用して、元素比O/Alが1.7になるように酸素を導入しながら、金属アルミニウムを蒸発させ、樹脂基材上に蒸着層12を形成した。このとき、形成された蒸着層(AlOx蒸着膜)は厚さ15nmであった。
Next, the
次に、オーバーコート層形成用の塗布液を調整した。オーバーコート塗布液として、1,3,5−トリス(3−トリメトキシシリルプロピル)イソシアヌレートの加水分解溶液(0.001Nの塩酸を用いて水としてシリルイソシアヌレートの6倍モル当量加えたもの)と、テトラエトキシシランを、シリルイソシアヌレート:テトラエトキシシラン=20:80(モル比)となるように混合し、IPAにて希釈して固形分5質量%の溶液とした溶液を調製した。 Next, a coating solution for forming an overcoat layer was prepared. 1,3,5-tris (3-trimethoxysilylpropyl) isocyanurate hydrolysis solution as an overcoat coating solution (added 6 times molar equivalent of silylisocyanurate as water using 0.001N hydrochloric acid) Then, tetraethoxysilane was mixed so that silyl isocyanurate: tetraethoxysilane = 20: 80 (molar ratio), and diluted with IPA to prepare a solution having a solid content of 5% by mass.
次に、蒸着層12上に塗布液を塗布し、加熱乾燥し、オーバーコート層13を形成した。塗布液の塗工には、バーコートを用いた。また、加熱乾燥の条件は、120℃,2分間とした。このとき、形成されたオーバーコート層の乾燥膜厚は、膜厚0.5μmであった。
Next, a coating solution was applied onto the
次に、この積層体を、引張試験機を用い、伸度が4%になるように引張荷重を印加、2分間維持した後、荷重を取り去り、蒸着層ならびにオーバーコート層にクラック状の間隙を発生させた。引張り試験後の塑性変形率はおおよそ0.5%程度であった。 Next, using a tensile tester, a tensile load was applied to the laminate so that the elongation was 4%, and after maintaining for 2 minutes, the load was removed, and cracked gaps were formed in the vapor deposition layer and the overcoat layer. Generated. The plastic deformation rate after the tensile test was about 0.5%.
この積層体について、ヘリウムガスの透過率測定を行ったところ、40℃0%R.H.では3200cc/(m2・day・atm)、40℃90%R.H.では180cc/(m2・day・atm)であった。このことから高湿度雰囲気下で間隙に水蒸気が凝縮され、間隙の大きさが2〜50nmのナノ孔サイズであることが推定された。 The laminate was measured for the transmittance of helium gas. As a result, it was 3200 cc / (m 2 · day · atm) at 40 ° C. and 0% RH, and 90 ° R. at 40 ° C. H. Then, it was 180 cc / (m 2 · day · atm). From this, it was estimated that water vapor was condensed in the gap under a high humidity atmosphere, and the size of the gap was a nanopore size of 2 to 50 nm.
以上より、樹脂基材11/アンカーコート層24/蒸着層12/オーバーコート層13がこの順で積層された本実施例のガスバリア性積層体を製造した。本実施例のガスバリア性積層体20において、各層の膜厚は、樹脂基材11:25μm/アンカーコート層24:0.15μm/蒸着層12:15nm/オーバーコート層13:0.5μmであった。
From the above, a gas barrier laminate of this example in which the
[検査測定]
実施例2で得られたガスバリア性積層体について、実施例1と同様にして、各種ガスの透過率測定を行った。その結果、O2TRは0.3cc/(m2・day・atm)、WVTRは28g/(m2・day)であった。測定結果を表1に示す。
[Inspection measurement]
The gas barrier laminate obtained in Example 2 was subjected to various gas permeability measurements in the same manner as in Example 1. As a result, O 2 TR was 0.3 cc / (m 2 · day · atm), and WVTR was 28 g / (m 2 · day). The measurement results are shown in Table 1.
(実施例3)
実施例2と同様に、樹脂基材11上にアンカーコート剤を塗布し、アンカーコート層24を形成した。次に真空蒸着機を使用して、上記アンカーコート層上に、元素比O/Siが1.5になるように金属ケイ素粉末及び二酸化ケイ素粉末を混合した蒸着材料を蒸着し、樹脂基材上に蒸着層12を形成した。このとき、形成された蒸着層(SiOx蒸着膜)は厚さ50nmであった。
(Example 3)
In the same manner as in Example 2, an anchor coat agent was applied on the
次に、オーバーコート層形成用の塗布液を調製した。オーバーコート塗布液として、テトラエトキシシラン(TEOS)の加水分解溶液(0.01Nの塩酸を用いて水としてテトラエトキシシランの5倍モル当量加えたもの)と、ポリビニルアルコールの水溶液とを、TEOSのSiO2換算量とPVAとの質量比が70:30となるように混合して固形分5質量%の溶液を調製した。 Next, a coating solution for forming an overcoat layer was prepared. As an overcoat coating solution, a hydrolysis solution of tetraethoxysilane (TEOS) (added 5 times molar equivalent of tetraethoxysilane as water using 0.01N hydrochloric acid) and an aqueous solution of polyvinyl alcohol were used. A solution having a solid content of 5% by mass was prepared by mixing so that the mass ratio of the SiO 2 equivalent amount to PVA was 70:30.
次に、蒸着層12上に塗布液を塗布し、加熱乾燥し、オーバーコート層13を形成した。塗布液の塗工には、バーコートを用いた。また、加熱乾燥の条件は、120℃、2分間とした。このとき、形成されたオーバーコート層13の乾燥膜厚は、膜厚0.3μmであった。
Next, a coating solution was applied onto the
次に、この積層体を、引張試験機を用い、伸度が4%になるように引張荷重を印加、2分間維持した後、荷重を取り去り、蒸着層ならびにオーバーコート層にクラック状の間隙を発生させた引張り試験後の塑性変形率はおおよそ0.5%程度であった。 Next, using a tensile tester, a tensile load was applied to the laminate so that the elongation was 4%, and after maintaining for 2 minutes, the load was removed, and cracked gaps were formed in the vapor deposition layer and the overcoat layer. The plastic deformation rate after the generated tensile test was about 0.5%.
この積層体について、ヘリウムガスの透過率測定を行ったところ、40℃0%R.H.では1980cc/(m2・day・atm)、40℃90%R.H.では340cc/(m2・day・atm)であった。このことから高湿度雰囲気下で間隙に水蒸気が凝縮され、間隙の大きさが2〜50nmのナノ孔サイズであることが推定された。 When this laminate was measured for the transmittance of helium gas, it was 1980 cc / (m 2 · day · atm) at 40 ° C. and 0% RH, and 40 ° C. and 90% R.H. H. Then, it was 340 cc / (m 2 · day · atm). From this, it was estimated that water vapor was condensed in the gap under a high humidity atmosphere, and the size of the gap was a nanopore size of 2 to 50 nm.
以上より、樹脂基材11/蒸着層12/オーバーコート層13がこの順で積層された実施例3のガスバリア性積層体を製造した。実施例1のガスバリア性積層体において、各層の膜厚は、樹脂基材11:12μm/蒸着層12:50nm/オーバーコート層13:0.3μmであった。
From the above, the gas barrier laminate of Example 3 in which the
[検査測定]
実施例3で得られたガスバリア性積層体について、実施例1と同様にして、各種ガスの透過率測定を行った。その結果、O2TRは0.2cc/(m2・day・atm)、WVTRは26g/(m2・day)であった。測定結果を表1に示す。
[Inspection measurement]
The gas barrier laminate obtained in Example 3 was subjected to various gas permeability measurements in the same manner as in Example 1. As a result, O 2 TR was 0.2 cc / (m 2 · day · atm), and WVTR was 26 g / (m 2 · day). The measurement results are shown in Table 1.
(比較例1)
樹脂基材11に、片面がコロナ処理された厚さ12μmの二軸延伸ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(東レ株式会社、P60)を用い、オーバーコート層13を設けない以外は実施例2と同様にアンカーコート層、蒸着層を設け、樹脂基材11/アンカーコート層24/蒸着層12がこの順で積層された比較例1のガスバリア性積層体を製造した。比較例1のガスバリア性積層体において、各層の膜厚は、樹脂基材11:12μm/アンカーコート層24:0.15μm/蒸着層12:15nmであった。
(Comparative Example 1)
As in Example 2, except that a biaxially stretched polyethylene terephthalate (PET) film (Toray Industries, P60) having a thickness of 12 μm and subjected to corona treatment on one side is used as the
[検査測定]
比較例1で得られたガスバリア性積層体について、実施例1と同様にして、各種ガスの透過率測定を行った。その結果、dryHeTRは120cc/(m2・day・atm)、wetHeTRは109cc/(m2・day・atm)、O2TRは3.4cc/(m2・day・atm)、WVTRは1.2g/(m2・day)であった。測定結果を表1に示す。
[Inspection measurement]
The gas barrier laminate obtained in Comparative Example 1 was subjected to various gas permeability measurements in the same manner as in Example 1. As a result, dryHeTR is 120 cc / (m 2 · day · atm), wetHeTR is 109 cc / (m 2 · day · atm), O 2 TR is 3.4 cc / (m 2 · day · atm), and WVTR is 1. It was 2 g / (m 2 · day). The measurement results are shown in Table 1.
(比較例2)
樹脂基材、蒸着層ならびにオーバーコート層形成用塗布液として実施例1で用いたものと同じものを用い、実施例1と同様にオーバーコート層を形成し、樹脂基材11/蒸着層12/オーバーコート層13がこの順で積層された比較例2の積層体を製造した。比較例1のガスバリア性積層体において、各層の膜厚は、樹脂基材11:12μm/蒸着層12:15nm/オーバーコート層13:0.3μmであった。
(Comparative Example 2)
Using the same resin substrate, vapor deposition layer and overcoat layer forming coating solution as those used in Example 1, an overcoat layer was formed in the same manner as in Example 1, and
次に、この積層体を、引張試験機を用い、伸度が8%になるように引張荷重を印加、2分間維持した後、荷重を取り去り、蒸着層ならびにオーバーコート層にクラック状の間隙を発生させた引張り試験後の塑性変形率はおおよそ2〜3%であった。 Next, a tensile load was applied to this laminate using a tensile tester so that the elongation was 8%, and after maintaining for 2 minutes, the load was removed, and a crack-like gap was formed in the vapor deposition layer and the overcoat layer. The plastic deformation rate after the generated tensile test was approximately 2 to 3%.
この積層体について、ヘリウムガスの透過率測定を行ったところ、40℃0%R.H.では6800cc/(m2・day・atm)、40℃90%R.H.では5620cc/(m2・day・atm)であった。このことから間隙は、高湿度雰囲気下で水蒸気が凝縮充填されることなく、間隙の大きさが50nm以上のマクロ孔サイズであることが推定された。顕微鏡で表面観察を行ったところピッチ5〜30μm、幅0.1〜0.3μm程度のクラックが観察された。 When this laminate was measured for helium gas permeability, it was 6800 cc / (m 2 · day · atm) at 40 ° C. and 0% RH, and 40 ° C. and 90% R.H. H. Then, it was 5620 cc / (m 2 · day · atm). From this, it was estimated that the gap was a macropore size with a gap size of 50 nm or more without being condensed and filled with water vapor in a high humidity atmosphere. When the surface was observed with a microscope, cracks with a pitch of about 5 to 30 μm and a width of about 0.1 to 0.3 μm were observed.
[検査測定]
比較例2で得られたガスバリア性積層体について、実施例1と同様にして、各種ガスの透過率測定を行った。その結果、O2TRは120cc/(m2・day・atm)、WVTRは45g/(m2・day)であった。測定結果を表1に示す。
[Inspection measurement]
The gas barrier laminate obtained in Comparative Example 2 was subjected to various gas permeability measurements in the same manner as in Example 1. As a result, O 2 TR was 120 cc / (m 2 · day · atm), and WVTR was 45 g / (m 2 · day). The measurement results are shown in Table 1.
実施例1〜3および比較例1〜2で得た積層体の層構成(使用材料)とヘリウム透過率(HeTR)、酸素透過率(O2TR)水蒸気透過度(WVTR)等の測定結果を表1にまとめて示す。なお、表1中の「AC層」は「アンカーコート層」を示し、表1中の「OC層」は「オーバーコート層」を示す。 Measurement results such as layer configuration (materials used) and helium permeability (HeTR), oxygen permeability (O 2 TR) and water vapor permeability (WVTR) of the laminates obtained in Examples 1 to 3 and Comparative Examples 1 and 2 are shown. Table 1 summarizes the results. “AC layer” in Table 1 indicates “anchor coat layer”, and “OC layer” in Table 1 indicates “overcoat layer”.
<評価>
実施例1〜3の積層体は、湿度でヘリウム透過率が大きく変化し、乾燥状態よりも高湿度下におけるヘリウムガス透過率が著しく低くなり、高いバリア性を示した。HeTRやO2TRが著しく低いにもかかわらず、水蒸気透過率は高く、透過ガスの選択性が高いことがわかる。一方、比較例1、2の積層体のヘリウム透過率の湿度依存性は小さく、ヘリウムや酸素と水蒸気との選択透過性も大きくない。
<Evaluation>
In the laminates of Examples 1 to 3, the helium permeability greatly changed with humidity, the helium gas permeability under high humidity was significantly lower than that in a dry state, and high barrier properties were exhibited. It can be seen that despite the extremely low HeTR and O 2 TR, the water vapor transmission rate is high and the permeation gas selectivity is high. On the other hand, the humidity dependence of the helium permeability of the laminates of Comparative Examples 1 and 2 is small, and the selective permeability of helium, oxygen, and water vapor is not large.
以上より、本発明のガス透過率制御積層体は、ヘリウムなどのガス透過率の湿度制御が容易であり、また高湿下であっても高いガスバリア性を維持することが可能で、水蒸気は透過するが、ヘリウムや酸素の透過性が著しく低いことが確認された(具体的には、O2TRが1cc/(m2・day・atm)未満、WVTRが10g/(m2・day)以上)。このため特殊な包装材料用途にあっても好適に用いることができることが確認された。 As described above, the gas permeability control laminate of the present invention can easily control the humidity of gas permeability such as helium, and can maintain a high gas barrier property even under high humidity. However, it was confirmed that the permeability of helium and oxygen was extremely low (specifically, O 2 TR was less than 1 cc / (m 2 · day · atm), and WVTR was 10 g / (m 2 · day) or more. ). For this reason, it was confirmed that it can be suitably used even for special packaging material applications.
本発明のガス透過率制御積層体は、湿度によるガス透過率の制御が容易で、透明性、耐久性を高度なレベルで兼ね備えており、ヘリウムなどの非常に透過性の高いガス遮断性に優れる。過酷な高湿度雰囲気での透過率制御積層体を必要とする分野に広範に利用できる。例えば、(1)医薬品や食料などの包装用フィルム、(2)燃料電池におけるクロスリーク防止などの分野に好適に利用が期待されるが、これに限るものではない。 The gas permeability control laminate of the present invention is easy to control the gas permeability by humidity, has a high level of transparency and durability, and has an excellent gas barrier property such as helium. . It can be widely used in fields that require a transmittance control laminate in a harsh high-humidity atmosphere. For example, it is expected to be suitably used in fields such as (1) packaging films for pharmaceuticals and foods, and (2) prevention of cross leaks in fuel cells, but this is not restrictive.
また、このようなガス制御積層体は、例えば、湿度雰囲気を任意に調整することで、水蒸気以外に任意のガスを透過させたり遮断させたり、いわゆるスィッチ素子や水蒸気以外のガスの透過率から内部の湿度を予測測定可能なセンサー素子としても期待される。 In addition, such a gas control laminate can be configured to allow any gas other than water vapor to permeate or shut off, for example, by adjusting the humidity atmosphere arbitrarily, or from the transmittance of so-called switch elements and gases other than water vapor. It is also expected as a sensor element that can predict and measure the humidity.
10 ガスバリア性積層体
11 樹脂基材
12 蒸着層
13 オーバーコート層
14 スリット状間隙
20 ガスバリア性積層体
24 アンカーコート層
30 ガスバリア性積層体
31 接着層
32 ラミネート樹脂層
33 接着層
34 ラミネート樹脂層
DESCRIPTION OF
Claims (10)
蒸着層あるいは蒸着層とオーバーコート層の両層にわたって幅2〜50nmの前記スリット状間隙を有することを特徴とする請求項1に記載のガス透過率制御積層体。 An overcoat layer is further provided on the vapor deposition layer,
2. The gas permeability control laminate according to claim 1, wherein the slit-like gap having a width of 2 to 50 nm is provided over the vapor deposition layer or both the vapor deposition layer and the overcoat layer.
ら4のいずれか一項に記載のガス透過率制御積層体。 The gas permeability control laminate according to any one of claims 1 to 4, further comprising an anchor coat layer between the resin base material and the vapor deposition layer.
樹脂基材の少なくとも片面側に蒸着層を積層した積層体を形成する工程と、
積層体に少なくとも一方向の引張荷重を印加してクラックを発生させることにより、前記蒸着層に幅2〜50nmのスリット状間隙を形成する工程とを備えるガス透過率制御積層体の製造方法。 A method for producing a gas permeability control laminate,
Forming a laminate in which a vapor deposition layer is laminated on at least one side of the resin base;
Forming a slit-like gap having a width of 2 to 50 nm in the vapor deposition layer by applying a tensile load in at least one direction to the laminate to generate a crack, and a method for producing a gas permeability control laminate.
前記スリット状間隙を形成する工程にいて、前記蒸着層と前記オーバーコート層の両層にわたって前記スリット状間隙を形成することを特徴とする請求項7に記載のガス透過率制御積層体の製造方法。 A step of further laminating an overcoat layer on the vapor deposition layer,
The method for producing a gas permeability control laminate according to claim 7, wherein in the step of forming the slit-like gap, the slit-like gap is formed across both the vapor deposition layer and the overcoat layer. .
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