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JP2022107930A - Gas barrier films, laminates, and packaging materials - Google Patents

Gas barrier films, laminates, and packaging materials Download PDF

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JP2022107930A
JP2022107930A JP2021002634A JP2021002634A JP2022107930A JP 2022107930 A JP2022107930 A JP 2022107930A JP 2021002634 A JP2021002634 A JP 2021002634A JP 2021002634 A JP2021002634 A JP 2021002634A JP 2022107930 A JP2022107930 A JP 2022107930A
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JP
Japan
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barrier film
gas barrier
film
layer
coating
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Pending
Application number
JP2021002634A
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Japanese (ja)
Inventor
美守 塩原
Mimori Shiohara
美季 福上
Yoshisue Fukugami
歩実 田中
Ayumi Tanaka
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toppan Inc
Original Assignee
Toppan Printing Co Ltd
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Abstract

To provide a laminate that has sufficient impact resistance when applied to a package, a standing pouch or the like, and can be easily recycled.SOLUTION: There is provided a gas barrier film 1 that comprises: a base material 10; an underlying layer 20 or an inorganic oxide layer 30 formed on a first surface 10a of the base material; and an oxygen barrier film 40 formed on the underlying layer or on the inorganic oxide layer. In the gas barrier film 1, a sum of the difference between maximum and minimum values of thermal strain in a MD direction when a thermal history of 20 to 120°C temperature rise and 120 to 20°C temperature drop is given and the difference between maximum and minimum values of the thermal strain in a TD direction is 0.03 or less.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、ガスバリア性フィルムに関する。このガスバリア性フィルムを用いた積層体および包装材料についても言及する。 The present invention relates to gas barrier films. Laminates and packaging materials using this gas barrier film are also referred to.

食品、医薬品等の包装に用いられる包装材料には、内容物の変質や腐敗等を抑制し、それらの機能や品質を維持するため、内容物を変性させる気体(水蒸気、酸素、その他)の進入を防ぐ性質、つまりガスバリア性が求められる。そのため、これらの包装材料には、ガスバリア性を有するフィルム材料(ガスバリア性フィルム)が用いられる。 Packaging materials used for packaging food, pharmaceuticals, etc. are designed to prevent the ingress of gases (water vapor, oxygen, etc.) that denature the contents in order to prevent deterioration and putrefaction of the contents and maintain their functions and quality. It is required to have the property of preventing Therefore, film materials having gas barrier properties (gas barrier films) are used for these packaging materials.

ガスバリア性フィルムとしては、ガスバリア性を有する材料からなるガスバリア層を樹脂基材の表面に設けたものが知られている。ガスバリア層としては、金属箔や金属蒸着膜、ウェットコート法により形成された皮膜が知られている。皮膜としては、酸素バリア性を示すものとして、水溶性高分子、ポリ塩化ビニリデン等の樹脂を含むコーティング剤から形成された樹脂膜や、水溶性高分子と無機層状鉱物とを含むコーティング剤から形成された無機層状鉱物複合樹脂膜が知られている(特許文献1)。さらに、ガスバリア層として、無機酸化物からなる蒸着薄膜層と、水性高分子と無機層状化合物及び金属アルコキシドを含むガスバリア性複合被膜を順次積層したガスバリア層(特許文献2)や、ポリカルボン酸系重合体のカルボキシ基と多価金属化合物との反応生成物であるカルボン酸の多価金属塩を含むガスバリア層(特許文献3)が提案されている。 As a gas barrier film, a film in which a gas barrier layer made of a material having gas barrier properties is provided on the surface of a resin substrate is known. As the gas barrier layer, a metal foil, a metal deposition film, and a film formed by a wet coating method are known. As a film, a resin film formed from a coating agent containing a resin such as a water-soluble polymer or polyvinylidene chloride, or a coating agent containing a water-soluble polymer and an inorganic layered mineral, which exhibits oxygen barrier properties. is known (Patent Document 1). Furthermore, as a gas barrier layer, a vapor deposition thin film layer made of an inorganic oxide and a gas barrier composite coating containing an aqueous polymer, an inorganic layered compound, and a metal alkoxide are successively laminated (Patent Document 2), and a polycarboxylic acid-based polymer is used. A gas barrier layer containing a polyvalent metal salt of a carboxylic acid that is a reaction product of a combined carboxyl group and a polyvalent metal compound has been proposed (Patent Document 3).

ガスバリア性を向上するために、例えば、特許文献4では、基材の少なくとも一方の面に被膜が形成されており、前記被膜の表面の表面粗さパラメータRt/Raが20以下であるガスバリア性フィルムが提案されている。ここで、Rtは、表面粗さ曲線の最大の山と最深の谷との距離である。Raは、中心線平均粗さである。特許文献4のガスバリア性フィルムによれば、ガスバリア性の改善が図られている。 In order to improve the gas barrier properties, for example, Patent Document 4 discloses a gas barrier film in which a coating is formed on at least one surface of a substrate, and the surface roughness parameter Rt/Ra of the surface of the coating is 20 or less. is proposed. Here, Rt is the distance between the maximum peak and the deepest valley of the surface roughness curve. Ra is the center line average roughness. According to the gas barrier film of Patent Document 4, an improvement in gas barrier properties is achieved.

特許第6191221号公報Japanese Patent No. 6191221 特開2000-254994号公報JP-A-2000-254994 特許第4373797号公報Japanese Patent No. 4373797 特開平9-150484号公報JP-A-9-150484

基材の表面にウェットコート法や蒸着法やスパッタリング法による皮膜を設けたガスバリア性フィルムは、寸法変化や応力によりクラックを生じ、バリア性が劣化してしまう場合がある。基材がOPP(二軸延伸ポリプロピレン)やPE(ポリエチレン)などのポリオレフィン系であると、ヤング率が低く、加熱による寸法変化も大きいため、かかる問題が生じやすい傾向にあった。特にガスバリア性フィルムをレトルト用の包装材として使用する場合は高温での処理が行われるため、よりバリア性が劣化しやすい。 A gas barrier film having a film formed on the surface of a base material by a wet coating method, a vapor deposition method, or a sputtering method may cause cracks due to dimensional change or stress, resulting in deterioration of the barrier property. When the base material is a polyolefin-based material such as OPP (biaxially oriented polypropylene) or PE (polyethylene), the Young's modulus is low and the dimensional change due to heating is large, which tends to cause such problems. In particular, when a gas barrier film is used as a packaging material for retort pouches, the gas barrier properties are likely to be deteriorated because the treatment is performed at a high temperature.

上記事情を踏まえ、本発明は、高温での処理を受けてもバリア性が劣化しにくいガスバリア性フィルムを提供することを目的とする。 In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a gas barrier film whose barrier properties are less likely to deteriorate even when subjected to high temperature treatment.

本発明の第一の態様は、基材と、基材の第一面に形成された下地層または無機酸化物層と、下地層上、または無機酸化物層上に形成された酸素バリア性皮膜とを備えるガスバリア性フィルムである。
このガスバリア性フィルムは、20~120℃の昇温および120~20℃の降温の熱履歴を与えた際のMD方向における熱ひずみの最大値と最小値の差と、TD方向における熱ひずみの最大値と最小値の差との和が0.03以下である。
A first aspect of the present invention comprises a substrate, an underlayer or an inorganic oxide layer formed on the first surface of the substrate, and an oxygen barrier coating formed on the underlayer or the inorganic oxide layer. and a gas barrier film.
The difference between the maximum and minimum values of thermal strain in the MD direction and the maximum The sum of the difference between the value and the minimum value is 0.03 or less.

本発明の第二の態様は、第一の態様に係るガスバリア性フィルムと、酸素バリア性皮膜上に形成された熱融着層とを備える積層体である。
本発明の第三の態様は、第二の態様に係る積層体を用いて形成された包装材料である。
A second aspect of the present invention is a laminate comprising the gas barrier film according to the first aspect and a heat-sealable layer formed on the oxygen barrier film.
A third aspect of the present invention is a packaging material formed using the laminate according to the second aspect.

本発明によれば、高温での処理を受けてもバリア性が劣化しにくいガスバリア性フィルムを提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas-barrier film which is hard to deteriorate even if it receives the process at a high temperature can be provided.

本発明の一実施形態に係る積層体の模式断面図である。1 is a schematic cross-sectional view of a laminate according to one embodiment of the present invention; FIG. 比較例に係る包装材料のレトルト処理後の拡大写真である。It is an enlarged photograph after retort processing of the packaging material concerning a comparative example.

以下、本発明の一実施形態について、図1を参照して説明する。
図1は、本実施形態に係るガスバリア性フィルム1の模式断面図である。ガスバリア性フィルム1は、樹脂を含む基材10と、下地層20と、無機酸化物層30と、酸素バリア性皮膜40とを有する。
An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIG.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a gas barrier film 1 according to this embodiment. The gas barrier film 1 has a resin-containing substrate 10 , a base layer 20 , an inorganic oxide layer 30 , and an oxygen barrier coating 40 .

下地層20は、基材10上に形成されている。無機酸化物層30は下地層20上に形成されている。酸素バリア性皮膜40は、無機酸化物層30上に形成されている。
本実施形態に係るガスバリア性フィルムにおいて、下地層20および無機酸化物層30の一方が省略されてもよい。この場合、無機酸化物層30を基材10上に形成したり、酸素バリア性皮膜40を下地層20上に形成したりすればよい。
The underlying layer 20 is formed on the base material 10 . The inorganic oxide layer 30 is formed on the underlying layer 20 . The oxygen barrier coating 40 is formed on the inorganic oxide layer 30 .
In the gas barrier film according to this embodiment, one of the underlying layer 20 and the inorganic oxide layer 30 may be omitted. In this case, the inorganic oxide layer 30 may be formed on the base material 10 or the oxygen barrier coating 40 may be formed on the underlying layer 20 .

基材10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、炭素数2~10のオレフィンの重合体、プロピレン-エチレン共重合体等のオレフィン系樹脂;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のポリエステル系樹脂;ナイロン6、ナイロン66等の脂肪族系ポリアミド、ポリメタキシリレンアジパミド等の芳香族ポリアミド等のポリアミド系樹脂;ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリビニルアルコール、エチレン-ビニルアルコール共重合体等のビニル系樹脂;ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル等の(メタ)アクリル系単量体の単独又は共重合体等のアクリル系樹脂;セロファン;ポリカーボネート、ポリイミド等のエンジニアリングプラスチック等が挙げられる。これらの樹脂は、1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 Examples of the resin constituting the base material 10 include olefin resins such as polyethylene, polypropylene, olefin polymers having 2 to 10 carbon atoms, and propylene-ethylene copolymer; polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polyethylene naphthalate, and the like. polyester resins; aliphatic polyamides such as nylon 6 and nylon 66; polyamide resins such as aromatic polyamides such as polymetaxylylene adipamide; polystyrene, polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl alcohol , vinyl resins such as ethylene-vinyl alcohol copolymers; acrylic resins such as homo- or copolymers of (meth)acrylic monomers such as polymethyl methacrylate and polyacrylonitrile; cellophane; engineering of polycarbonates, polyimides, etc. A plastic etc. are mentioned. These resins may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together.

基材10は、単一の樹脂で構成された単層フィルム、複数の樹脂を用いた単層又は積層フィルムのいずれでもよい。また、上述の各種樹脂が他の基材(金属、木材、紙、セラミックス等)に積層されたものであってもよい。基材10は、単層でもよく、2層以上であってもよい。
中でも、ポリオレフィン系樹脂フィルム(特に、ポリプロピレンフィルム等)、ポリエステル系樹脂フィルム(特に、ポリエチレンテレフタレート系樹脂フィルム)、ポリアミド系樹脂フィルム(特に、ナイロンフィルム)等が基材10として好ましい。
The base material 10 may be either a single-layer film made of a single resin, or a single-layer or laminated film using a plurality of resins. Moreover, the various resins described above may be laminated on other base materials (metal, wood, paper, ceramics, etc.). The substrate 10 may be a single layer or two or more layers.
Among them, polyolefin resin films (especially polypropylene films), polyester resin films (especially polyethylene terephthalate resin films), polyamide resin films (especially nylon films), and the like are preferable as the substrate 10 .

基材10は、未延伸フィルムであってもよく、一軸延伸又は二軸延伸等の延伸フィルムであってもよい。水蒸気バリア性に優れる観点からは、OPPフィルムが基材10として特に好ましい。OPPフィルムは、ホモポリマー、ランダムコポリマー及びブロックコポリマーから選ばれる少なくとも一種のポリマーがフィルム状に加工されたものであってもよい。ホモポリマーはプロピレン単体のみからなるポリプロピレンである。ランダムコポリマーは、主モノマーであるプロピレンと、プロピレンとは異なる少量のコモノマーがランダムに共重合し、均質な相をなすポリプロピレンである。ブロックコポリマーは、主モノマーであるプロピレンと上記コモノマーがブロック的に共重合したり、ゴム状に重合したりすることによって不均質な相を形成するポリプロピレンである。基材10がOPPを含む場合、OPPは1層でもよく2層以上でもよい。 The substrate 10 may be an unstretched film, or may be a stretched film such as a uniaxially stretched or biaxially stretched film. An OPP film is particularly preferable as the substrate 10 from the viewpoint of excellent water vapor barrier properties. The OPP film may be a film made of at least one polymer selected from homopolymers, random copolymers and block copolymers. A homopolymer is a polypropylene consisting of propylene alone. Random copolymers are polypropylenes in which the main monomer, propylene, and a small amount of comonomers different from propylene are randomly copolymerized to form a homogenous phase. A block copolymer is a polypropylene that forms a heterogeneous phase by block copolymerization or rubber-like polymerization of propylene, which is the main monomer, and the above comonomer. When the substrate 10 contains OPP, the OPP may be one layer or two or more layers.

基材10において、下地層20または無機酸化物層30が形成される第一面10aには、薬品処理、溶剤処理、コロナ処理、低温プラズマ処理、オゾン処理等の表面処理が施されていてもよい。これにより形成される下地層や無機酸化物層との密着性を向上できる。 In the substrate 10, the first surface 10a on which the base layer 20 or the inorganic oxide layer 30 is formed may be subjected to surface treatment such as chemical treatment, solvent treatment, corona treatment, low-temperature plasma treatment, ozone treatment, etc. good. Adhesion with the base layer and the inorganic oxide layer formed by this can be improved.

基材10は、フィラー、アンチブロッキング剤(以下、「AB剤」と称することがある。)、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、酸化防止剤等の添加剤を含有してもよい。これらの添加剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The substrate 10 may contain additives such as fillers, antiblocking agents (hereinafter sometimes referred to as "AB agents"), antistatic agents, plasticizers, lubricants, antioxidants, and the like. Any one of these additives may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

AB剤は、有機系粒子、無機系粒子等の固体粒子である。有機系粒子としては、ポリメチルメタクリレート粒子、ポリスチレン粒子、ポリアミド粒子等を例示できる。これら有機系粒子は、例えば、乳化重合や懸濁重合等により得られる。無機系粒子としては、シリカ粒子、ゼオライト、タルク、カオリナイト、長石等を例示できる。これらのAB剤は、いずれか1種を単独で用いてもよく、2種以上を併用してもよい。 The AB agent is solid particles such as organic particles and inorganic particles. Examples of organic particles include polymethyl methacrylate particles, polystyrene particles, and polyamide particles. These organic particles are obtained by, for example, emulsion polymerization or suspension polymerization. Examples of inorganic particles include silica particles, zeolite, talc, kaolinite, and feldspar. Any one of these AB agents may be used alone, or two or more thereof may be used in combination.

基材10がAB剤を含有する場合、第一面10aには、AB剤に由来する凹凸が生じる。すなわち、第一面10aにAB剤粒子の一部が突出することにより、基材がロール状に巻かれた際の接触面積が減少する。その結果、ブロッキングの発生が抑制され、基材10のブロッキング耐性を向上できる。 When the base material 10 contains the AB agent, unevenness derived from the AB agent is generated on the first surface 10a. That is, a part of the AB agent particles protrudes from the first surface 10a, thereby reducing the contact area when the substrate is wound into a roll. As a result, the occurrence of blocking is suppressed, and the blocking resistance of the substrate 10 can be improved.

上記の観点からは、基材10は、AB剤を含有することが好ましい。一方で、基材10の第一面10aに大きな凸部が形成されると、その上に形成される下地層20、無機酸化物層30、酸素バリア性皮膜40等にガス透過の経路となる欠陥が生じやすくなり、ガスバリア性フィルム1の酸素バリア性を低下させる可能性がある。
この点と、ガスバリア性フィルム1の外観、透明性、AB剤の脱落可能性、アンチブロッキング性能を考慮すると、AB剤の平均粒径は、例えば、0.1~5μmが好ましい。AB剤の平均粒径は、コールター法により測定される重量平均径である。
From the above point of view, the base material 10 preferably contains an AB agent. On the other hand, when a large convex portion is formed on the first surface 10a of the substrate 10, the base layer 20, the inorganic oxide layer 30, the oxygen barrier coating 40, etc. formed thereon become a path for gas permeation. Defects are likely to occur, and the oxygen barrier properties of the gas barrier film 1 may be lowered.
Considering this point and the appearance, transparency, possibility of dropping of the AB agent, and anti-blocking performance of the gas barrier film 1, the average particle size of the AB agent is preferably, for example, 0.1 to 5 μm. The average particle size of the AB agent is the weight average particle size measured by the Coulter method.

基材10にAB剤を含有させる場合は、AB剤を硬化前の樹脂材料中に分散させればよい。基材10の表面付近に位置するAB剤粒子は、樹脂に覆われていてもよいし、露出していてもよい。
AB剤の含有量は、基材10を構成する樹脂100質量部に対して、0.05質量部以上、0.5質量部以下とできる。AB剤の含有量が0.05質量部以上であると、基材10の原料となるフィルムの加工特性を高めやすい。AB剤の含有量が0.5質量部以下であると、ガスバリア性フィルム1の酸素バリア性の低下を抑制しやすい。
When the base material 10 contains the AB agent, the AB agent may be dispersed in the resin material before curing. The AB agent particles located near the surface of the substrate 10 may be covered with resin or may be exposed.
The content of the AB agent can be 0.05 parts by mass or more and 0.5 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of the resin forming the base material 10 . When the content of the AB agent is 0.05 parts by mass or more, it is easy to improve the processability of the film that is the raw material of the substrate 10 . When the content of the AB agent is 0.5 parts by mass or less, deterioration of the oxygen barrier properties of the gas barrier film 1 can be easily suppressed.

基材10の厚さには特に制限はなく、包装材料としての適性や他の皮膜の積層適性を考慮しつつ、価格や用途によって適宜決定できる。基材10の厚みは、実用的には3μm~200μmが好ましく、5μm~120μmがより好ましく、6μm~100μmがさらに好ましく、10μm~30μmが特に好ましい。 The thickness of the base material 10 is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on the price and application while considering the suitability as a packaging material and the lamination suitability of other films. Practically, the thickness of the substrate 10 is preferably 3 μm to 200 μm, more preferably 5 μm to 120 μm, even more preferably 6 μm to 100 μm, and particularly preferably 10 μm to 30 μm.

下地層20は、有機高分子を含有する。下地層20における有機高分子の含有量は、例えば70質量%以上であってもよく、80質量%以上であってもよい。有機高分子としては、ポリアクリル樹脂、ポリエステル樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリイミド樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂などを例示できる。基材10と、無機酸化物層30または酸素バリア性皮膜40との密着強度の耐熱水性を考慮すると、上記のうちポリアクリル系樹脂、ポリオール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、またはこれら有機高分子の反応生成物の少なくとも1つを下地層20が含むことが好ましい。
下地層20は、シランカップリング剤や有機チタネートまたは変性シリコーンオイル等を含んでもよい。
The underlayer 20 contains an organic polymer. The organic polymer content in the underlying layer 20 may be, for example, 70% by mass or more, or may be 80% by mass or more. Examples of organic polymers include polyacrylic resins, polyester resins, polycarbonate resins, polyurethane resins, polyamide resins, polyolefin resins, polyimide resins, melamine resins, and phenol resins. Considering the hot water resistance of the adhesion strength between the base material 10 and the inorganic oxide layer 30 or the oxygen barrier film 40, among the above, polyacrylic resin, polyol resin, polyurethane resin, polyamide resin, or these organic Underlayer 20 preferably includes at least one polymeric reaction product.
The underlayer 20 may contain a silane coupling agent, an organic titanate, a modified silicone oil, or the like.

下地層20に用いる有機高分子としては、高分子末端に2つ以上のヒドロキシル基を有するポリオール類とイソシアネート化合物との反応により生成したウレタン結合を有する有機高分子や、高分子末端に2つ以上のヒドロキシル基を有するポリオール類とシランカップリング剤またはその加水分解物のような有機シラン化合物との反応生成物を含む有機高分子がさらに好ましい。これらは一方を用いてもよいし、両方を用いてもよい。 As the organic polymer used for the base layer 20, an organic polymer having a urethane bond generated by a reaction between a polyol having two or more hydroxyl groups at the polymer end and an isocyanate compound, or an organic polymer having two or more hydroxyl groups at the polymer end. and organic silane compounds such as silane coupling agents or hydrolysates thereof. One of these may be used, or both may be used.

上記ポリオール類としては、例えば、アクリルポリオール、ポリビニルアセタール、ポリスチルポリオール、及びポリウレタンポリオール等から選択される少なくとも一種が挙げられる。アクリルポリオールは、アクリル酸誘導体モノマーを重合させて得られるものであってもよく、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ものであってもよい。アクリル酸誘導体モノマーとしては、エチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、及びヒドロキシブチルメタクリレート等が挙げられる。アクリル酸誘導体モノマーと共重合させるモノマーとしては、スチレン等が挙げられる。
イソシアネート化合物は、ポリオールと反応して生じるウレタン結合により、基材10と、無機酸化物層30または酸素バリア性皮膜40との密着性を高める作用を有する。すなわち、イソシアネート化合物は、架橋剤又は硬化剤として機能する。イソシアネート化合物としては、例えば、芳香族系の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)、脂肪族系のキシレンジイソシアネート(XDI)、ヘキサメチレンジイソシアネート(HMDI)、及びイソホロンジイソシアネート(IPDI)などのモノマー類、これらの重合体、及びこれらの誘導体が挙げられる。上述のイソシアネート化合物は1種を単独で、又は2種以上を組み合わせてもよい。
シランカップリング剤としては、例えば、ビニルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、及びγ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン等が挙げられる。有機シラン化合物は、これらのシランカップリング剤の加水分解物であってもよい。有機シラン化合物は、上述のシランカップリング剤及びその加水分解物の1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。
Examples of the polyols include at least one selected from acrylic polyols, polyvinyl acetals, polystyrene polyols, polyurethane polyols, and the like. The acrylic polyol may be obtained by polymerizing an acrylic acid derivative monomer, or may be obtained by copolymerizing an acrylic acid derivative monomer and another monomer. Acrylic acid derivative monomers include ethyl methacrylate, hydroxyethyl methacrylate, hydroxypropyl methacrylate, and hydroxybutyl methacrylate. Examples of monomers to be copolymerized with acrylic acid derivative monomers include styrene.
The isocyanate compound has the effect of increasing the adhesion between the base material 10 and the inorganic oxide layer 30 or the oxygen barrier film 40 due to the urethane bond formed by reacting with the polyol. That is, the isocyanate compound functions as a cross-linking agent or curing agent. Examples of isocyanate compounds include monomers such as aromatic tolylene diisocyanate (TDI), diphenylmethane diisocyanate (MDI), aliphatic xylene diisocyanate (XDI), hexamethylene diisocyanate (HMDI), and isophorone diisocyanate (IPDI). , polymers thereof, and derivatives thereof. The isocyanate compounds described above may be used singly or in combination of two or more.
Examples of silane coupling agents include vinyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and γ- methacryloxypropylmethyldimethoxysilane and the like. The organosilane compound may be a hydrolyzate of these silane coupling agents. The organic silane compound may contain one of the above-mentioned silane coupling agents and hydrolysates thereof alone or in combination of two or more thereof.

下地層20は、有機溶媒中に上述の成分を任意の割合で配合した混合液を用いて形成することができる。混合液は、例えば、3級アミン、イミダゾール誘導体、カルボン酸の金属塩化合物、4級アンモニウム塩、4級ホスホニウム塩等の硬化促進剤;フェノール系、硫黄系、ホスファイト系等の酸化防止剤;レベリング剤;流動調整剤;触媒;架橋反応促進剤;充填剤等を含有してもよい。
混合液は、オフセット印刷法、グラビア印刷法、又はシルクスクリーン印刷法等の周知の印刷方式、或いは、ロールコート、ナイフエッジコート、又はグラビアコートなどの周知の塗布方式を用いて基材10上に層状に配置できる。配置後、例えば50~200℃に加熱することによって、下地層20を形成できる。
The underlayer 20 can be formed using a mixed solution in which the above components are blended in an organic solvent at an arbitrary ratio. The mixture includes, for example, tertiary amines, imidazole derivatives, carboxylic acid metal salt compounds, quaternary ammonium salts, quaternary phosphonium salts and other curing accelerators; phenolic, sulfur, and phosphite antioxidants; A leveling agent; a flow control agent; a catalyst; a cross-linking reaction accelerator;
The mixture is applied to the substrate 10 using a known printing method such as offset printing, gravure printing, or silk screen printing, or a known coating method such as roll coating, knife edge coating, or gravure coating. Can be arranged in layers. After placement, the underlying layer 20 can be formed by heating to, for example, 50 to 200.degree.

下地層20の厚さに特に制限はなく、例えば、0.005~5μmとできる。厚さは、用途又は求められる特性に応じて適宜決定できる。下地層20の厚さは、0.01~1μmが好ましく、0.01~0.5μmがより好ましい。下地層20の厚さが0.01μm以上であれば、基材10と、無機酸化物層30または酸素バリア性皮膜40との十分な密着強度が得られ、酸素バリア性も良好となる。下地層20の厚みが1μm以下であれば、均一な塗工面を形成することが容易であり、乾燥負荷や製造コストを抑制できる。 The thickness of the underlying layer 20 is not particularly limited, and can be, for example, 0.005 to 5 μm. The thickness can be appropriately determined depending on the application or required properties. The thickness of the underlying layer 20 is preferably 0.01 to 1 μm, more preferably 0.01 to 0.5 μm. If the thickness of the underlayer 20 is 0.01 μm or more, sufficient adhesion strength between the base material 10 and the inorganic oxide layer 30 or the oxygen barrier coating 40 can be obtained, and oxygen barrier properties are also improved. If the thickness of the base layer 20 is 1 μm or less, it is easy to form a uniform coated surface, and the drying load and manufacturing cost can be suppressed.

無機酸化物層30を構成する無機酸化物としては、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化チタン、酸化錫、酸化亜鉛、酸化インジウム等を例示できる。特に、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素は、生産性に優れ、かつ耐熱、耐湿熱での酸素バリア性及び水蒸気バリア性に優れることから好ましい。無機酸化物層30は、1種類の無機酸化物で形成されてもよいし、適宜選択した2種以上の無機酸化物で形成されてもよい。 Examples of inorganic oxides forming the inorganic oxide layer 30 include aluminum oxide, silicon oxide, magnesium oxide, titanium oxide, tin oxide, zinc oxide, and indium oxide. In particular, aluminum oxide or silicon oxide is preferable because it is excellent in productivity and has excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties in heat resistance and moist heat resistance. The inorganic oxide layer 30 may be formed of one type of inorganic oxide, or may be formed of two or more appropriately selected inorganic oxides.

無機酸化物層30の厚さは、1nm以上200nm以下とできる。厚さが1nm以上であれば、優れた酸素バリア性と水蒸気バリア性が得られる。厚さが200nm以下であれば、製造コストを低く抑えられるとともに、折り曲げや引っ張りなどの外力による亀裂が生じにくく、バリア性の劣化を抑えられる。
無機酸化物層30は、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、又はプラズマ気相成長法(CVD)等の公知の成膜方法によって形成できる。
The thickness of the inorganic oxide layer 30 can be 1 nm or more and 200 nm or less. If the thickness is 1 nm or more, excellent oxygen barrier properties and water vapor barrier properties can be obtained. If the thickness is 200 nm or less, the manufacturing cost can be kept low, cracks due to external forces such as bending and pulling are less likely to occur, and deterioration of barrier properties can be suppressed.
The inorganic oxide layer 30 can be formed by a known film formation method such as vacuum deposition, sputtering, ion plating, or plasma chemical vapor deposition (CVD).

酸素バリア性皮膜40は、ウェットコート法により形成される酸素バリア性皮膜として公知のものであってよい。酸素バリア性皮膜40は、下地層20または無機酸化物層30の上にウェットコート法によりコーティング剤からなる塗膜を形成し、この塗膜を乾燥することにより得られる。なお、本明細書において、「塗膜」は湿潤膜を、「皮膜」は乾燥膜を、それぞれ意味する。 The oxygen barrier coating 40 may be a known oxygen barrier coating formed by a wet coating method. The oxygen barrier film 40 is obtained by forming a coating film made of a coating agent on the underlying layer 20 or the inorganic oxide layer 30 by a wet coating method, and drying the coating film. In this specification, the term "coating film" means a wet film, and the term "coating" means a dry film.

酸素バリア性皮膜40としては、金属アルコキシドおよびその加水分解物、もしくはその反応生成物の少なくとも1つと、水溶性高分子を含む皮膜(いか、「有機無機複合皮膜」と称することがある。)を含んでもよい。さらにシランカップリング剤及びその加水分解物の少なくとも一方をさらに含むことが好ましい。 As the oxygen barrier coating 40, a coating containing at least one of metal alkoxide, its hydrolyzate, or its reaction product, and a water-soluble polymer (sometimes referred to as an "organic-inorganic composite coating") is used. may contain. Furthermore, it is preferable to further contain at least one of a silane coupling agent and a hydrolyzate thereof.

有機無機複合膜に含まれる金属アルコキシド及びその加水分解物としては、例えば、テトラエトキシシラン[Si(OC]及びトリイソプロポキシアルミニウム[A(OC]等の一般式M(OR)で表されるもの、並びにその加水分解物が挙げられる。これらのうちの1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。 Metal alkoxides and hydrolysates thereof contained in the organic-inorganic composite film include, for example, tetraethoxysilane [Si ( OC2H5 ) 4 ] and triisopropoxyaluminum [A (OC3H7)3 ] . Included are those represented by the formula M(OR) n , as well as hydrolysates thereof. One of these may be contained alone or in combination of two or more.

有機無機複合膜における、金属アルコキシドおよびその加水分解物、もしくはその反応生成物の少なくとも1つの合計含有量は、例えば、40~70質量%である。酸素透過度を一層低減する観点から、有機無機複合膜における、金属アルコキシドおよびその加水分解物、もしくはその反応生成物の少なくとも1つの合計含有量の下限は50質量%であってもよい。同様の観点から、有機無機複合膜における、金属アルコキシドおよびその加水分解物、もしくはその反応生成物の少なくとも1つの合計含有量の上限は65質量%であってもよい。 The total content of at least one of the metal alkoxide and its hydrolyzate or its reaction product in the organic-inorganic composite film is, for example, 40 to 70% by mass. From the viewpoint of further reducing the oxygen permeability, the lower limit of the total content of at least one of the metal alkoxide and its hydrolyzate or its reaction product in the organic-inorganic composite membrane may be 50% by mass. From the same point of view, the upper limit of the total content of at least one of the metal alkoxide and its hydrolyzate or its reaction product in the organic-inorganic composite film may be 65% by mass.

有機無機複合膜に含まれる水溶性高分子は、特に限定されず、例えばポリビニルアルコール系の高分子、アクリルポリオール系等の高分子、デンプン・メチルセルロース・カルボキシメチルセルロース等の多糖類等を例示できる。酸素ガスバリア性を一層向上させる観点からは、ポリビニルアルコール系の高分子を含むことが好ましい。水溶性高分子の数平均分子量は、例えば、40000~180000である。 The water-soluble polymer contained in the organic-inorganic composite film is not particularly limited, and examples thereof include polyvinyl alcohol-based polymers, acrylic polyol-based polymers, and polysaccharides such as starch, methylcellulose, and carboxymethylcellulose. From the viewpoint of further improving the oxygen gas barrier property, it is preferable to contain a polyvinyl alcohol-based polymer. The water-soluble polymer has a number average molecular weight of, for example, 40,000 to 180,000.

ポリビニルアルコール系の水溶性高分子は、例えばポリ酢酸ビニルをけん化(部分けん化も含む)して得ることができる。この水溶性高分子は、酢酸基が数十%残存しているものであってもよく、酢酸基が数%しか残存していないものであってもよい。 A polyvinyl alcohol-based water-soluble polymer can be obtained, for example, by saponifying polyvinyl acetate (including partial saponification). This water-soluble polymer may have several tens of percent of acetic acid groups remaining, or may have only several percent of acetic acid groups remaining.

有機無機複合膜における、水溶性高分子の含有量は、例えば、15~50質量%である。水溶性高分子の含有量が20~45質量%であると、有機無機複合膜の酸素透過度をさらに低減でき、好ましい。 The content of the water-soluble polymer in the organic-inorganic composite membrane is, for example, 15 to 50% by mass. When the content of the water-soluble polymer is 20 to 45% by mass, the oxygen permeability of the organic-inorganic composite membrane can be further reduced, which is preferable.

有機無機複合膜に含まれるシランカップリング剤及びその加水分解物としては、有機官能基を有するシランカップリング剤が挙げられる。そのようなシランカップリング剤及びその加水分解物としては、エチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-クロロプロピルメチルジメトキシシラン、γ-クロロプロピルトリメトキシシラン、グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプリピルメチルジメトキシシラン、及びこれらの加水分解物が挙げられる。これらのうちの1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて含んでいてもよい。 Examples of the silane coupling agent and its hydrolyzate contained in the organic-inorganic composite film include silane coupling agents having organic functional groups. Examples of such silane coupling agents and their hydrolysates include ethyltrimethoxysilane, vinyltrimethoxysilane, γ-chloropropylmethyldimethoxysilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, glycidoxypropyltrimethoxysilane, γ -methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, and hydrolysates thereof. One of these may be contained alone or in combination of two or more.

シランカップリング剤及びその加水分解物の少なくとも一方は、有機官能基として、エポキシ基を有するものを用いることが好ましい。エポキシ基を有するシランカップリング剤としては、例えば、γ-グリシドオキシプロピルトリメトキシシラン、及びβ-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシランが挙げられる。エポキシ基を有するシランカップリング剤及びその加水分解物は、ビニル基、アミノ基、メタクリル基又はウレイル基のように、エポキシ基とは異なる有機官能基を有していてもよい。 At least one of the silane coupling agent and its hydrolyzate preferably has an epoxy group as an organic functional group. Silane coupling agents having an epoxy group include, for example, γ-glycidoxypropyltrimethoxysilane and β-(3,4-epoxycyclohexyl)ethyltrimethoxysilane. A silane coupling agent having an epoxy group and a hydrolyzate thereof may have an organic functional group different from the epoxy group, such as a vinyl group, an amino group, a methacryl group or a ureyl group.

有機官能基を有するシランカップリング剤およびその加水分解物は、その有機官能基と水溶性高分子の水酸基との相互作用によって、酸素バリア性皮膜40の酸素バリア性と、下地層20または無機酸化物層30との接着性を一層向上することができる。特に、シランカップリング剤及びその加水分解物のエポキシ基とポリビニルアルコールの水酸基とは、相互作用によって、酸素バリア性皮膜40の下地層20や無機酸化物層30との接着性を向上することができる。 The silane coupling agent having an organic functional group and its hydrolyzate improve the oxygen barrier properties of the oxygen barrier film 40 and the underlying layer 20 or inorganic oxidation by interaction between the organic functional group and the hydroxyl group of the water-soluble polymer. Adhesiveness to the material layer 30 can be further improved. In particular, the epoxy group of the silane coupling agent and its hydrolyzate and the hydroxyl group of polyvinyl alcohol can improve the adhesiveness of the oxygen barrier film 40 to the base layer 20 and the inorganic oxide layer 30 by interaction. can.

有機無機複合膜における、シランカップリング剤およびその加水分解物、もしくはその反応生成物の少なくとも1つの合計含有量は、例えば、1~15質量%である。シランカップリング剤およびその加水分解物、もしくはその反応生成物の少なくとも1つの合計含有量が2~12質量%であると、有機無機複合膜の酸素透過度をさらに低減でき、好ましい。 The total content of at least one of the silane coupling agent and its hydrolyzate or its reaction product in the organic-inorganic composite film is, for example, 1 to 15% by mass. When the total content of at least one of the silane coupling agent and its hydrolyzate or its reaction product is 2 to 12% by mass, the oxygen permeability of the organic-inorganic composite membrane can be further reduced, which is preferable.

有機無機複合膜は、層状構造を有する結晶性の無機層状化合物を含んでもよい。無機層状化合物としては、例えば、カオリナイト族、スメクタイト族、又はマイカ族等に代表される粘土鉱物が挙げられる。これらの1種を単独で、又は2種以上を組み合わせて用いてもよい。無機層状化合物の粒径は、例えば0.1~10μmである。無機層状化合物のアスペスト比は、例えば50~5000である。 The organic-inorganic composite film may contain a crystalline inorganic layered compound having a layered structure. Examples of inorganic layered compounds include clay minerals represented by kaolinite group, smectite group, mica group and the like. You may use these 1 type individually or in combination of 2 or more types. The particle size of the inorganic layered compound is, for example, 0.1 to 10 μm. The asbestos ratio of the inorganic layered compound is, for example, 50-5000.

無機層状化合物としては、層状構造の層間に水溶性高分子が入り込むこと(インターカレーション)によって、優れた酸素バリア性と密着強度を有する皮膜を形成できることから、スメクタイト族の粘土鉱物が好ましい。スメクタイト族の粘土鉱物の具体例としては、モンモリロナイト、ヘクトライト、及びサポナイト、水膨潤性合成雲母等が挙げられる。 As the inorganic layered compound, a smectite group clay mineral is preferable because a film having excellent oxygen barrier properties and adhesion strength can be formed by intercalation of the water-soluble polymer between the layers of the layered structure. Specific examples of smectite clay minerals include montmorillonite, hectorite, saponite, and water-swellable synthetic mica.

また、酸素バリア性皮膜40の別の好ましい例として、ポリカルボン酸系重合体(A)のカルボキシ基と多価金属化合物(B)との反応生成物であるカルボン酸の多価金属塩を含む皮膜(ポリカルボン酸の多価金属塩皮膜)が挙げられる。ポリカルボン酸の多価金属塩皮膜は、ポリカルボン酸系重合体(A)と多価金属化合物(B)を混合したコーティング剤を塗布、加熱乾燥することで形成されてもよいし、ポリカルボン酸系重合体(A)を主成分とするコーティング剤を塗布、乾燥してA皮膜を形成した上に、多価金属化合物(B)を主成分とするコーティング剤を塗布、乾燥してB皮膜を形成し、A/B層間で架橋反応させることにより形成されてもよい。 Another preferred example of the oxygen barrier film 40 includes a polyvalent metal salt of carboxylic acid, which is a reaction product between the carboxy group of the polycarboxylic acid polymer (A) and the polyvalent metal compound (B). Films (polyvalent metal salt films of polycarboxylic acids) can be mentioned. The polyvalent metal salt film of polycarboxylic acid may be formed by applying a coating agent obtained by mixing the polycarboxylic acid-based polymer (A) and the polyvalent metal compound (B), followed by heating and drying. A coating agent containing the acid-based polymer (A) as the main component is applied and dried to form the A film, and then a coating agent containing the polyvalent metal compound (B) as the main component is applied and dried to form the B film. and cross-linking between the A/B layers.

[ポリカルボン酸系重合体(A)]
ポリカルボン酸系重合体とは、分子内に2個以上のカルボキシ基を有する重合体である。ポリカルボン酸系重合体としては、たとえば、エチレン性不飽和カルボン酸の(共)重合体;エチレン性不飽和カルボン酸と他のエチレン性不飽和単量体との共重合体;アルギン酸、カルボキシメチルセルロース、ペクチン等の分子内にカルボキシル基を有する酸性多糖類が挙げられる。エチレン性不飽和カルボン酸としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、クロトン酸等が挙げられる。エチレン性不飽和カルボン酸と共重合可能なエチレン性不飽和単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、酢酸ビニル等の飽和カルボン酸ビニルエステル類、アルキルアクリレート類、アルキルメタクリレート類、アルキルイタコネート類、塩化ビニル、塩化ビニリデン、スチレン、アクリルアミド、アクリロニトリル等が挙げられる。これらのポリカルボン酸系重合体は1種を単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。
[Polycarboxylic acid polymer (A)]
A polycarboxylic acid polymer is a polymer having two or more carboxy groups in its molecule. Examples of polycarboxylic acid-based polymers include (co)polymers of ethylenically unsaturated carboxylic acids; copolymers of ethylenically unsaturated carboxylic acids and other ethylenically unsaturated monomers; alginic acid, carboxymethyl cellulose and acidic polysaccharides having a carboxyl group in the molecule such as pectin. Examples of ethylenically unsaturated carboxylic acids include acrylic acid, methacrylic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, crotonic acid and the like. Ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with ethylenically unsaturated carboxylic acids include, for example, ethylene, propylene, saturated carboxylic acid vinyl esters such as vinyl acetate, alkyl acrylates, alkyl methacrylates, and alkyl itaconates. , vinyl chloride, vinylidene chloride, styrene, acrylamide, acrylonitrile and the like. These polycarboxylic acid-based polymers may be used singly or in combination of two or more.

上記の中でも、得られるガスバリア性フィルム1のガスバリア性の観点から、アクリル酸、マレイン酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸及びクロトン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合性単量体から誘導される構成単位を含む重合体が好ましく、アクリル酸、マレイン酸、メタクリル酸及びイタコン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合性単量体から誘導される構成単位を含む重合体が特に好ましい。該重合体において、アクリル酸、マレイン酸、メタクリル酸及びイタコン酸からなる群から選ばれる少なくとも1種の重合性単量体から誘導される構成単位の割合は、80mol%以上であることが好ましく、90mol%以上であることがより好ましい(ただし該重合体を構成する全構成単位の合計を100mol%とする)。該重合体は、単独重合体でも、共重合体でもよい。該重合体が、上記構成単位以外の他の構成単位を含む共重合体である場合、該他の構成単位としては、例えば前述のエチレン性不飽和カルボン酸と共重合可能なエチレン性不飽和単量体から誘導される構成単位などが挙げられる。 Among the above, at least one polymerizable monomer selected from the group consisting of acrylic acid, maleic acid, methacrylic acid, itaconic acid, fumaric acid and crotonic acid from the viewpoint of the gas barrier properties of the resulting gas barrier film 1 Polymers containing derived structural units are preferred, and polymers containing structural units derived from at least one polymerizable monomer selected from the group consisting of acrylic acid, maleic acid, methacrylic acid and itaconic acid are particularly preferred. preferable. In the polymer, the proportion of structural units derived from at least one polymerizable monomer selected from the group consisting of acrylic acid, maleic acid, methacrylic acid and itaconic acid is preferably 80 mol% or more, It is more preferably 90 mol % or more (provided that the total of all structural units constituting the polymer is 100 mol %). The polymer may be a homopolymer or a copolymer. When the polymer is a copolymer containing structural units other than the above structural units, the other structural units include, for example, ethylenically unsaturated monomers copolymerizable with the aforementioned ethylenically unsaturated carboxylic acids. Structural units derived from mers and the like are included.

ポリカルボン酸系重合体の数平均分子量は、2,000~10,000,000の範囲内が好ましく、5,000~1,000,000がより好ましい。数平均分子量が2,000未満では、得られるガスバリア性フィルムは充分な耐水性を達成できず、水分によってガスバリア性や透明性が悪化する場合や、白化の発生が起こる場合がある。他方、数平均分子量が10,000,000を超えると、酸素バリア性皮膜40を形成する際のコーティング剤の粘度が高くなり、塗工性が損なわれる場合がある。なお、上記数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により求めた、ポリスチレン換算の数平均分子量である。 The number average molecular weight of the polycarboxylic acid polymer is preferably in the range of 2,000 to 10,000,000, more preferably 5,000 to 1,000,000. If the number average molecular weight is less than 2,000, the resulting gas barrier film cannot achieve sufficient water resistance, and the gas barrier properties and transparency may deteriorate or whitening may occur due to moisture. On the other hand, if the number-average molecular weight exceeds 10,000,000, the viscosity of the coating agent used to form the oxygen barrier film 40 increases, which may impair the coatability. In addition, the said number average molecular weight is the number average molecular weight of polystyrene conversion calculated|required by the gel permeation chromatography (GPC).

ポリカルボン酸系重合体を主成分とするコーティング剤を塗布、乾燥してA皮膜を形成した後にB皮膜を形成する場合には、ポリカルボン酸系重合体は、カルボキシ基の一部が予め塩基性化合物で中和されていてもよい。ポリカルボン酸系重合体の有するカルボキシ基の一部を予め中和することにより、A皮膜の耐水性や耐熱性をさらに向上させることができる。塩基性化合物としては、多価金属化合物、一価金属化合物およびアンモニアからなる群から選択される少なくとも1種の塩基性化合物が好ましい。多価金属化合物としては、後述する多価金属化合物の説明で例示する化合物を用いることができる。一価金属化合物としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等が挙げられる。 When a coating agent containing a polycarboxylic acid-based polymer as a main component is applied and dried to form the A-film, and then the B-film is formed, the polycarboxylic acid-based polymer has a part of the carboxyl group preliminarily converted to a base. may be neutralized with a chemical compound. By partially neutralizing the carboxy groups of the polycarboxylic acid polymer in advance, the water resistance and heat resistance of the A film can be further improved. The basic compound is preferably at least one basic compound selected from the group consisting of polyvalent metal compounds, monovalent metal compounds and ammonia. As the polyvalent metal compound, compounds exemplified in the description of the polyvalent metal compound to be described later can be used. Examples of monovalent metal compounds include sodium hydroxide and potassium hydroxide.

ポリカルボン酸系重合体を主成分とするコーティング剤には各種添加剤を加えることができ、バリア性能を損なわない範囲で架橋剤、硬化剤、レベリング剤、消泡剤、アンチブロッキング剤、静電防止剤、分散剤、界面活性剤、柔軟剤、安定剤、膜形成剤、増粘剤などがあげられる。 Various additives can be added to the coating agent mainly composed of polycarboxylic acid polymer. Inhibitors, dispersants, surfactants, softeners, stabilizers, film-forming agents, thickeners and the like.

ポリカルボン酸系重合体を主成分とするコーティング剤に用いる溶媒は水性媒体が好ましい。水性媒体としては、水、水溶性または親水性有機溶剤、またはこれらの混合物が挙げられる。水性媒体は通常、水または水を主成分として含むものである。水性媒体中の水の含有量は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。水溶性または親水性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、セロソルブ類、カルビトール類、アセトニトリル類のニトリル類等が挙げられる。 An aqueous medium is preferable as the solvent used for the coating agent containing a polycarboxylic acid-based polymer as a main component. Aqueous media include water, water-soluble or hydrophilic organic solvents, or mixtures thereof. The aqueous medium usually contains water or water as a main component. The content of water in the aqueous medium is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more. Examples of water-soluble or hydrophilic organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, ethers such as tetrahydrofuran, cellosolves, carbitols, and nitriles such as acetonitriles. mentioned.

[多価金属化合物(B)]
多価金属化合物は、ポリカルボン酸系重合体のカルボキシル基と反応してポリカルボン酸の多価金属塩を形成する化合物であれば特に限定されず、酸化亜鉛粒子、酸化マグネシウム粒子、マグネシウムメトキシド、酸化銅、炭酸カルシウム等を例示できる。これらを単独或いは複数を混合して用いてもよい。酸素バリア性皮膜の酸素バリア性の観点からは、酸化亜鉛が好ましい。
[Polyvalent metal compound (B)]
The polyvalent metal compound is not particularly limited as long as it is a compound that reacts with the carboxyl groups of the polycarboxylic acid-based polymer to form a polyvalent metal salt of polycarboxylic acid, such as zinc oxide particles, magnesium oxide particles, magnesium methoxide. , copper oxide, calcium carbonate, and the like. These may be used singly or in combination. From the viewpoint of the oxygen barrier properties of the oxygen barrier coating, zinc oxide is preferred.

酸化亜鉛は紫外線吸収能を有する無機材料である。酸化亜鉛粒子の平均粒子径は特に限定されないが、ガスバリア性、透明性、コーティング適性の観点から、平均粒子径が5μm以下であることが好ましく、1μm以下であることがより好ましく、0.1μm以下であることが特に好ましい。 Zinc oxide is an inorganic material that has the ability to absorb ultraviolet light. Although the average particle size of the zinc oxide particles is not particularly limited, the average particle size is preferably 5 μm or less, more preferably 1 μm or less, and 0.1 μm or less from the viewpoint of gas barrier properties, transparency, and coatability. is particularly preferred.

多価金属化合物を主成分とするコーティング剤を塗布、乾燥して皮膜を形成する場合は、必要に応じて、本発明の効果を損なわない範囲で、酸化亜鉛粒子のほかに、各種添加剤を含有してもよい。該添加剤としては、コーティング剤に用いる溶媒に可溶又は分散可能な樹脂、該溶媒に可溶又は分散可能な分散剤、界面活性剤、柔軟剤、安定剤、膜形成剤、増粘剤等を例示できる。
上記の中でも、溶媒に可溶または分散可能な樹脂を含有することが好ましい。これにより、コーティング剤の塗工性、製膜性が向上する。このような樹脂としては、例えば、アルキッド樹脂、メラミン樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、フェノール樹脂、アミノ樹脂、フッ素樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂等が挙げられる。
When a coating agent containing a polyvalent metal compound as a main component is applied and dried to form a film, various additives may be added in addition to the zinc oxide particles, if necessary, as long as the effects of the present invention are not impaired. may contain. Examples of the additive include a resin soluble or dispersible in the solvent used for the coating agent, a dispersant soluble or dispersible in the solvent, a surfactant, a softening agent, a stabilizer, a film-forming agent, a thickener, and the like. can be exemplified.
Among the above, it is preferable to contain a resin that is soluble or dispersible in a solvent. This improves the coatability and film formability of the coating agent. Examples of such resins include alkyd resins, melamine resins, acrylic resins, urethane resins, polyester resins, phenol resins, amino resins, fluorine resins, epoxy resins, and isocyanate resins.

また、溶媒に可溶又は分散可能な分散剤を含有することも好ましい。これにより、多価金属化合物の分散性が向上する。該分散剤としては、アニオン系界面活性剤や、ノニオン系界面活性剤を用いることができる。該界面活性剤としては、(ポリ)カルボン酸塩、アルキル硫酸エステル塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルスルフォコハク酸塩、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸塩、アルキルリン酸塩、芳香族リン酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェノールエーテル、ポリオキシエチレンアルキルエステル、アルキルアリル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンアルキルリン酸エステル、ソルビタンアルキルエステル、グリセリン脂肪酸エステル、ソルビタン脂肪酸エステル、蔗糖脂肪酸エステル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンアルキルエステル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレン誘導体、ポリオキシエチレンソルビトール脂肪酸エステル、ポリオキシ脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンアルキルアミン等の各種界面活性剤が挙げられる。これらの界面活性剤は単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。 It is also preferable to contain a dispersant that is soluble or dispersible in the solvent. This improves the dispersibility of the polyvalent metal compound. As the dispersant, an anionic surfactant or a nonionic surfactant can be used. The surfactants include (poly)carboxylates, alkyl sulfates, alkylbenzenesulfonates, alkylnaphthalenesulfonates, alkylsulfosuccinates, alkyldiphenyletherdisulfonates, alkylphosphates, aromatic Phosphate ester, polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkylphenol ether, polyoxyethylene alkyl ester, alkylallyl sulfate, polyoxyethylene alkyl phosphate, sorbitan alkyl ester, glycerin fatty acid ester, sorbitan fatty acid ester, sucrose fatty acid Various surfactants such as esters, polyethylene glycol fatty acid esters, polyoxyethylene sorbitan alkyl esters, polyoxyethylene alkyl allyl ethers, polyoxyethylene derivatives, polyoxyethylene sorbitol fatty acid esters, polyoxy fatty acid esters, and polyoxyethylene alkylamines can be mentioned. be done. These surfactants may be used alone or in combination of two or more.

多価金属化合物を主成分とするコーティング剤に添加剤が含まれている場合には、多価金属化合物と添加剤との質量比(多価金属化合物:添加剤)は、30:70~99:1の範囲内であることが好ましく、50:50~98:2の範囲内であることが好ましい。 When the additive is contained in the coating agent containing the polyvalent metal compound as the main component, the mass ratio of the polyvalent metal compound and the additive (polyvalent metal compound: additive) is 30:70 to 99. :1, preferably 50:50 to 98:2.

コーティング剤の溶媒としては、例えば、水、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、n-プロピルアルコール、n-ブチルアルコール、n-ペンチルアルコール、ジメチルスルフォキシド、ジメチルフォルムアミド、ジメチルアセトアミド、トルエン、ヘキサン、ヘプタン、シクロヘキサン、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフラン、酢酸エチル、酢酸ブチルが挙げられる。また、これらの溶媒は1種単独で用いても、2種以上を混合して用いてもよい。これらの中でも、塗工性の観点から、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、トルエン、酢酸エチル、メチルエチルケトン、水が好ましい。また製造性の観点から、メチルアルコール、エチルアルコール、イソプロピルアルコール、水が好ましい。 Examples of solvents for coating agents include water, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, n-pentyl alcohol, dimethylsulfoxide, dimethylformamide, dimethylacetamide, toluene, and hexane. , heptane, cyclohexane, acetone, methyl ethyl ketone, diethyl ether, dioxane, tetrahydrofuran, ethyl acetate, butyl acetate. Moreover, these solvents may be used individually by 1 type, or may be used in mixture of 2 or more types. Among these, from the viewpoint of coatability, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, toluene, ethyl acetate, methyl ethyl ketone, and water are preferred. Moreover, from the viewpoint of manufacturability, methyl alcohol, ethyl alcohol, isopropyl alcohol, and water are preferable.

ポリカルボン酸系重合体(A)と多価金属化合物(B)を混合したコーティング剤を塗布、乾燥してポリカルボン酸の多価金属塩皮膜を形成する場合には、ポリカルボン酸系重合体(A)と、多価金属化合物(B)と、溶媒としての水またはアルコール類と、溶媒に溶解或いは分散可能な樹脂や分散剤、および必要に応じて添加剤を混合したコーティング剤を用いることができる。このコーティング剤を公知のコーティング方法にて塗布、乾燥することで、ポリカルボン酸の多価金属塩皮膜を形成することができる。
コート法としては、キャスト法、ディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、スクリーン印刷法、リバースコート法、スプレーコート法、キットコート法、ダイコート法、メタリングバーコート法、チャンバードクター併用コート法、カーテンコート法等を例示できる。
In the case of applying and drying a coating agent obtained by mixing the polycarboxylic acid polymer (A) and the polyvalent metal compound (B) to form a polyvalent metal salt film of polycarboxylic acid, the polycarboxylic acid polymer (A), a polyvalent metal compound (B), water or alcohols as a solvent, a resin or dispersant that can be dissolved or dispersed in the solvent, and, if necessary, additives are mixed into a coating agent. can be done. By applying and drying this coating agent by a known coating method, a polyvalent metal salt film of polycarboxylic acid can be formed.
Coating methods include casting method, dipping method, roll coating method, gravure coating method, screen printing method, reverse coating method, spray coating method, kit coating method, die coating method, metering bar coating method, chamber doctor combined coating method, A curtain coating method or the like can be exemplified.

酸素バリア性皮膜40は、耐屈曲性及びガスバリア性の観点から、ポリウレタン樹脂を含んでもよい。すなわち、酸素バリア性皮膜40は、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリウレタン樹脂及びシラン化合物を含む酸素バリア性皮膜形成原料の硬化物(ポリウレタン樹脂皮膜)であってよい。ポリウレタン樹脂としては水性ポリウレタン樹脂が挙げられる。
水性ポリウレタン樹脂は、酸基含有ポリウレタン樹脂及びポリアミン化合物を含む。水性ポリウレタン樹脂を用いることで、酸素バリア性皮膜に柔軟性と、ガスバリア性、特に酸素バリア性を付与しやすい。水性ポリウレタン樹脂では、酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と、架橋剤としてのポリアミン化合物とを結合させることにより、ガスバリア性を発現させている。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基とポリアミン化合物との結合は、イオン結合(例えば、カルボキシル基と第3級アミノ基とのイオン結合等)であってもよく、共有結合(例えば、アミド結合等)であってもよい。
The oxygen barrier film 40 may contain a polyurethane resin from the viewpoint of flexibility and gas barrier properties. That is, the oxygen barrier film 40 may be a cured product (polyurethane resin film) of an oxygen barrier film-forming raw material containing a polyvinyl alcohol-based resin, a polyurethane resin, and a silane compound. Polyurethane resins include water-based polyurethane resins.
Aqueous polyurethane resins include acid group-containing polyurethane resins and polyamine compounds. By using an aqueous polyurethane resin, flexibility and gas barrier properties, especially oxygen barrier properties can be easily imparted to the oxygen barrier film. In the water-based polyurethane resin, the acid group of the acid group-containing polyurethane resin is combined with a polyamine compound as a cross-linking agent to exhibit gas barrier properties. The bond between the acid group of the acid group-containing polyurethane resin and the polyamine compound may be an ionic bond (e.g., an ionic bond between a carboxyl group and a tertiary amino group) or a covalent bond (e.g., an amide bond). may be

水性ポリウレタン樹脂を構成する酸基含有ポリウレタン樹脂は、酸基を有することから、アニオン性及び自己乳化性を有しており、アニオン性自己乳化型ポリウレタン樹脂とも称される。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基は、水性ポリウレタン樹脂を構成するポリアミン化合物のアミノ基(第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基等)と結合可能である。酸基としては、カルボキシル基、スルホン酸基等が挙げられる。酸基は、通常、中和剤(塩基)により中和可能であり、塩基と塩を形成していてもよい。酸基は、酸基含有ポリウレタン樹脂の末端に位置してもよく側鎖に位置してもよいが、少なくとも側鎖に位置していることが好ましい。 Since the acid-group-containing polyurethane resin that constitutes the aqueous polyurethane resin has acid groups, it has anionicity and self-emulsifying properties, and is also called an anionic self-emulsifying polyurethane resin. The acid group of the acid group-containing polyurethane resin can bond with the amino group (primary amino group, secondary amino group, tertiary amino group, etc.) of the polyamine compound constituting the aqueous polyurethane resin. A carboxyl group, a sulfonic acid group, etc. are mentioned as an acid group. An acid group can usually be neutralized with a neutralizing agent (base), and may form a salt with a base. The acid group may be located at the end of the acid group-containing polyurethane resin or may be located in a side chain, but is preferably located at least in the side chain.

酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価は、酸基含有ポリウレタン樹脂が水分散性となる範囲で選択することができるが、通常、5~100mgKOH/gであり、10~70mgKOH/gであることが好ましく、15~60mgKOH/gであることがより好ましい。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価が上記範囲の下限値未満であると、酸基含有ポリウレタン樹脂の水分散性が不充分となり、水性ポリウレタン樹脂と他の材料との均一分散性やコーティング剤の分散安定性の低下を招くおそれがある。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価が上記範囲の上限値を超えると、酸素バリア性皮膜の耐水性やガスバリア性の低下を招くおそれがある。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価が上記範囲内であることで、それら分散安定性の低下、及び耐水性やガスバリア性の低下を回避しやすくなる。酸基含有ポリウレタン樹脂の酸価は、JIS K 0070に準じた方法により測定できる。 The acid value of the acid-group-containing polyurethane resin can be selected within a range in which the acid-group-containing polyurethane resin is water-dispersible. , 15 to 60 mg KOH/g. If the acid value of the acid-group-containing polyurethane resin is less than the lower limit of the above range, the water-dispersibility of the acid-group-containing polyurethane resin becomes insufficient, resulting in poor uniform dispersibility between the water-based polyurethane resin and other materials and dispersion of the coating agent. It may lead to a decrease in stability. If the acid value of the acid group-containing polyurethane resin exceeds the upper limit of the above range, the water resistance and gas barrier properties of the oxygen barrier film may be deteriorated. When the acid value of the acid group-containing polyurethane resin is within the above range, it becomes easier to avoid deterioration of dispersion stability, water resistance, and gas barrier properties. The acid value of the acid group-containing polyurethane resin can be measured by a method according to JIS K 0070.

酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量は、適宜選択可能であるが、800~1,000,000であることが好ましく、800~200,000であることがより好ましく、800~100,000であることがさらに好ましい。酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量が上記範囲の上限値を超えると、コーティング剤の粘度が上昇し好ましくない。酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量が上記範囲の下限値未満であると、酸素バリア性皮膜のガスバリア性が不充分になるおそれがある。酸基含有ポリウレタン樹脂の数平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)により測定される標準ポリスチレン換算の値である。 The number average molecular weight of the acid group-containing polyurethane resin can be selected as appropriate, but is preferably 800 to 1,000,000, more preferably 800 to 200,000, and 800 to 100,000. is more preferred. If the number average molecular weight of the acid group-containing polyurethane resin exceeds the upper limit of the above range, the viscosity of the coating agent increases, which is undesirable. If the number average molecular weight of the acid-group-containing polyurethane resin is less than the lower limit of the above range, the gas barrier properties of the oxygen barrier film may be insufficient. The number average molecular weight of the acid group-containing polyurethane resin is a value converted to standard polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC).

酸基含有ポリウレタン樹脂は、ガスバリア性を高めるため、結晶性であってもよい。酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、100℃以上であることが好ましく、110℃以上であることがより好ましく、120℃以上であることがさらに好ましい。酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が100℃未満であると、酸素バリア性皮膜のガスバリア性が不充分になるおそれがある。酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、典型的には、200℃以下、さらには180℃以下、さらには150℃以下程度である。上記各項目の好ましい範囲を満たす酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度が上記の上限値よりも高くなることは実質的に可能性が低い。したがって、酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、100~200℃が好ましく、110~180℃がより好ましく、120~150℃がさらに好ましい。酸基含有ポリウレタン樹脂のガラス転移温度は、示差走査熱量測定(DSC)により測定される。 The acid group-containing polyurethane resin may be crystalline in order to improve gas barrier properties. The glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin is preferably 100° C. or higher, more preferably 110° C. or higher, and even more preferably 120° C. or higher. If the glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin is less than 100°C, the gas barrier properties of the oxygen barrier film may be insufficient. The glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin is typically about 200° C. or lower, further 180° C. or lower, further 150° C. or lower. It is substantially less likely that the glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin that satisfies the preferred ranges of the above items will be higher than the above upper limits. Therefore, the glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin is preferably 100 to 200°C, more preferably 110 to 180°C, even more preferably 120 to 150°C. The glass transition temperature of the acid group-containing polyurethane resin is measured by differential scanning calorimetry (DSC).

水性ポリウレタン樹脂を構成するポリアミン化合物は、2以上の塩基性窒素原子を有する化合物である。塩基性窒素原子は、酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と結合し得る窒素原子であり、例えば、第1級アミノ基、第2級アミノ基、第3級アミノ基等のアミノ基における窒素原子が挙げられる。ポリアミン化合物としては、酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と結合し、ガスバリア性を向上できるものであれば特に限定されるものではなく、2以上の塩基性窒素原子を有する種々の化合物を用いることができる。ポリアミン化合物としては、第1級アミノ基、第2級アミノ基及び第3級アミノ基からなる群から選択される少なくとも1種のアミノ基を2以上有するポリアミン化合物が好ましい。 A polyamine compound that constitutes an aqueous polyurethane resin is a compound having two or more basic nitrogen atoms. The basic nitrogen atom is a nitrogen atom that can bond with the acid group of the acid group-containing polyurethane resin. mentioned. The polyamine compound is not particularly limited as long as it can bond with the acid group of the acid group-containing polyurethane resin and improve the gas barrier property, and various compounds having two or more basic nitrogen atoms can be used. can. As the polyamine compound, a polyamine compound having two or more amino groups of at least one kind selected from the group consisting of primary amino groups, secondary amino groups and tertiary amino groups is preferred.

ポリアミン化合物の具体例としては、例えばアルキレンジアミン類、ポリアルキレンポリアミン類、複数の塩基性窒素原子を有するケイ素化合物等が挙げられる。アルキレンジアミン類としては、例えばエチレンジアミン、1,2-プロピレンジアミン、1,3-プロピレンジアミン、1,4-ブタンジアミン、1,6-ヘキサメチレンジアミン等の炭素数2~10のアルキレンジアミン等が挙げられる。ポリアルキレンポリアミン類としては、例えばテトラアルキレンポリアミン等が挙げられる。複数の塩基性窒素原子(アミノ基などの窒素原子を含む)を有するケイ素化合物としては、例えば2-〔N-(2-アミノエチル)アミノ〕エチルトリメトキシシラン、3-〔N-(2-アミノエチル)アミノ〕プロピルトリエトキシシラン等の、複数の塩基性窒素原子を有するシランカップリング剤等が挙げられる。 Specific examples of polyamine compounds include alkylenediamines, polyalkylenepolyamines, and silicon compounds having a plurality of basic nitrogen atoms. Examples of alkylenediamines include alkylenediamines having 2 to 10 carbon atoms such as ethylenediamine, 1,2-propylenediamine, 1,3-propylenediamine, 1,4-butanediamine and 1,6-hexamethylenediamine. be done. Polyalkylenepolyamines include, for example, tetraalkylenepolyamine. Silicon compounds having a plurality of basic nitrogen atoms (including nitrogen atoms such as amino groups) include, for example, 2-[N-(2-aminoethyl)amino]ethyltrimethoxysilane, 3-[N-(2- Examples thereof include silane coupling agents having a plurality of basic nitrogen atoms, such as aminoethyl)amino]propyltriethoxysilane.

水性ポリウレタン樹脂において、ポリアミン化合物の含有量は、酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基と、ポリアミン化合物の塩基性窒素原子とのモル比(酸基/塩基性窒素原子)が10/1~0.1/1となる量が好ましく、5/1~0.2/1となる量がより好ましい。酸基/塩基性窒素原子が上記範囲であれば、酸基含有ポリウレタンの酸基とポリアミン化合物の架橋反応が適切に生じ、酸素バリア性皮膜に優れた酸素バリア性が発現する。 In the water-based polyurethane resin, the content of the polyamine compound is such that the molar ratio (acid group/basic nitrogen atom) of the acid group of the acid group-containing polyurethane resin and the basic nitrogen atom of the polyamine compound is 10/1 to 0.1. /1 is preferable, and the amount of 5/1 to 0.2/1 is more preferable. When the acid group/basic nitrogen atom content is within the above range, the crosslinking reaction between the acid group of the acid group-containing polyurethane and the polyamine compound occurs appropriately, and the oxygen barrier film exhibits excellent oxygen barrier properties.

水性ポリウレタン樹脂は、通常、水性媒体に分散した状態(水性分散体)の形態で用いられる。水性媒体としては、水、水溶性もしくは親水性の有機溶剤、またはこれらの混合物が挙げられる。水溶性または親水性の有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、イソプロパノール等のアルコール類;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類;テトラヒドロフラン等のエーテル類;セロソルブ類;カルビトール類;アセトニトリル等のニトリル類等が挙げられる。水性媒体としては、水または水を主成分として含むものが好ましい。水性媒体中の水の含有量は、70質量%以上が好ましく、80質量%以上がより好ましい。水性媒体は、酸基含有ポリウレタン樹脂の酸基を中和する中和剤(塩基)を含んでもよく、含まなくてもよい。通常は中和剤が含まれる。 The aqueous polyurethane resin is usually used in the form of a dispersion in an aqueous medium (aqueous dispersion). Aqueous media include water, water-soluble or hydrophilic organic solvents, or mixtures thereof. Examples of water-soluble or hydrophilic organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol and isopropanol; ketones such as acetone and methyl ethyl ketone; ethers such as tetrahydrofuran; cellosolves; is mentioned. As the aqueous medium, water or a medium containing water as a main component is preferable. The content of water in the aqueous medium is preferably 70% by mass or more, more preferably 80% by mass or more. The aqueous medium may or may not contain a neutralizing agent (base) that neutralizes the acid groups of the acid group-containing polyurethane resin. Neutralizing agents are usually included.

水性ポリウレタン樹脂の水性分散体において、分散粒子(ポリウレタン樹脂粒子)の平均粒子径は、特に限定されず、好ましくは20nm~500nmであり、より好ましくは25nm~300nmであり、さらに好ましくは30nm~200nmである。分散粒子の平均粒子径が上記範囲の上限値を超えると、分散粒子と他の材料との均一分散性やコーティング剤の分散安定性が低下し、コーティング剤から形成される酸素バリア性皮膜のガスバリア性が不充分になるおそれがある。分散粒子の平均粒子径が上記範囲の下限値未満であると、コーティング剤の分散安定性やコーティング剤から形成される酸素バリア性皮膜のガスバリア性をさらに向上させるほどの効果は期待できない。また、かかる分散体を得るのは実質的に難しい。分散粒子の平均粒子径は、固形分濃度が0.03~0.3質量%の分散体を用いて、濃厚系粒径アナライザー(大塚電子社製 FPAR-10)にて計測できる。 In the aqueous dispersion of the aqueous polyurethane resin, the average particle size of the dispersed particles (polyurethane resin particles) is not particularly limited, preferably 20 nm to 500 nm, more preferably 25 nm to 300 nm, still more preferably 30 nm to 200 nm. is. If the average particle size of the dispersed particles exceeds the upper limit of the above range, the uniform dispersibility of the dispersed particles and other materials and the dispersion stability of the coating agent will decrease, and the gas barrier of the oxygen barrier film formed from the coating agent will deteriorate. may become inadequate. If the average particle size of the dispersed particles is less than the lower limit of the above range, the effect of further improving the dispersion stability of the coating agent and the gas barrier properties of the oxygen barrier film formed from the coating agent cannot be expected. Also, obtaining such dispersions is substantially difficult. The average particle size of the dispersed particles can be measured with a concentrated particle size analyzer (FPAR-10, manufactured by Otsuka Electronics Co., Ltd.) using a dispersion having a solid concentration of 0.03 to 0.3% by mass.

水性ポリウレタン樹脂は、市販のものを用いてもよく、公知の製造方法により製造したものを用いてもよい。市販のものとしては、三井化学株式会社製のタケラック WPB-341や、DIC株式会社製のハイドラン HW350等を例示できる。水性ポリウレタン樹脂の製造方法は、特に限定されるものではなく、アセトン法、プレポリマー法等の、通常のポリウレタン樹脂の水性化技術が用いられる。ウレタン化反応では、必要に応じてアミン系触媒、錫系触媒、鉛系触媒等のウレタン化触媒を用いてもよい。例えば、アセトン等のケトン類、テトラヒドロフラン等のエーテル類、アセトニトリル等のニトリル類等の不活性有機溶媒中において、ポリイソシアネート化合物と、ポリヒドロキシ酸と、必要に応じて、ポリオール成分及び鎖伸長剤成分のうち少なくとも1つと、を反応させることにより、酸基含有ポリウレタン樹脂を調製できる。より具体的には、不活性有機溶媒(特に、親水性または水溶性の有機溶媒)中で、ポリイソシアネート化合物と、ポリヒドロキシ酸と、ポリオール成分と、を反応させて、末端にイソシアネート基を有するプレポリマーを生成し、中和剤で中和して水性媒体に溶解または分散させた後、鎖伸長剤成分を添加して反応させ、有機溶媒を除去することにより、酸基含有ポリウレタン樹脂の水性分散体を調製できる。このようにして得られた酸基含有ポリウレタン樹脂の水性分散体にポリアミン化合物を添加し、必要に応じて加熱することにより、水分散体の形態の水性ポリウレタン樹脂を調製できる。加熱する場合、加熱温度は、30~60℃が好ましい。 As the water-based polyurethane resin, a commercially available one may be used, or one produced by a known production method may be used. Examples of commercially available products include Takelac WPB-341 manufactured by Mitsui Chemicals, Inc., and Hydran HW350 manufactured by DIC Corporation. The method for producing the water-based polyurethane resin is not particularly limited, and conventional techniques for making water-based polyurethane resins, such as the acetone method and prepolymer method, are used. In the urethanization reaction, urethanization catalysts such as amine-based catalysts, tin-based catalysts and lead-based catalysts may be used as necessary. For example, in an inert organic solvent such as ketones such as acetone, ethers such as tetrahydrofuran, and nitriles such as acetonitrile, a polyisocyanate compound, a polyhydroxy acid, and, if necessary, a polyol component and a chain extender component An acid group-containing polyurethane resin can be prepared by reacting with at least one of More specifically, in an inert organic solvent (especially a hydrophilic or water-soluble organic solvent), a polyisocyanate compound, a polyhydroxy acid, and a polyol component are reacted to obtain an isocyanate group at the end. After producing a prepolymer, neutralizing it with a neutralizing agent and dissolving or dispersing it in an aqueous medium, a chain extender component is added and reacted, and the organic solvent is removed to obtain an aqueous solution of an acid group-containing polyurethane resin. Dispersions can be prepared. An aqueous polyurethane resin in the form of an aqueous dispersion can be prepared by adding a polyamine compound to the aqueous dispersion of an acid group-containing polyurethane resin thus obtained and heating if necessary. When heating, the heating temperature is preferably 30 to 60°C.

ポリウレタン樹脂皮膜を形成する際、ポリウレタン樹脂皮膜形成原料におけるポリウレタン樹脂の量は、耐屈曲性及びガスバリア性の観点から、ポリビニルアルコール系樹脂1質量部に対して0.9~4.0質量部とできる。ポリウレタン樹脂の量は、1.1~3.0質量部が好ましく、1.2~2.5質量部がより好ましい。 When forming a polyurethane resin film, the amount of the polyurethane resin in the raw material for forming the polyurethane resin film is 0.9 to 4.0 parts by mass with respect to 1 part by mass of the polyvinyl alcohol-based resin, from the viewpoint of bending resistance and gas barrier properties. can. The amount of polyurethane resin is preferably 1.1 to 3.0 parts by mass, more preferably 1.2 to 2.5 parts by mass.

酸素バリア性皮膜40の厚みは、要求される酸素バリア性に応じて設定され、例えば0.05~5μmとできる。酸素バリア性皮膜40の厚みは、0.05~1μmが好ましく、0.1~0.5μmがより好ましい。酸素バリア性皮膜40の厚みが0.05μm以上であれば、充分な酸素バリア性が得られやすい。酸素バリア性皮膜40の厚みが1μm以下であれば、均一な塗工面を形成することが容易で、乾燥負荷や製造コストを抑制できる。 The thickness of the oxygen barrier coating 40 is set according to the required oxygen barrier properties, and can be, for example, 0.05 to 5 μm. The thickness of the oxygen barrier coating 40 is preferably 0.05-1 μm, more preferably 0.1-0.5 μm. If the thickness of the oxygen barrier coating 40 is 0.05 μm or more, sufficient oxygen barrier properties are likely to be obtained. If the thickness of the oxygen barrier film 40 is 1 μm or less, it is easy to form a uniform coating surface, and the drying load and manufacturing cost can be suppressed.

酸素バリア性皮膜40として、上述した有機無機複合皮膜、ポリカルボン酸の多価金属塩皮膜、ポリウレタン樹脂皮膜等を有するガスバリア性フィルムは、ボイル処理やレトルト殺菌処理を行っても優れた酸素バリア性を示す。 As the oxygen barrier film 40, a gas barrier film having the above-mentioned organic-inorganic composite film, polyvalent metal salt film of polycarboxylic acid, polyurethane resin film, or the like, exhibits excellent oxygen barrier properties even after boiling treatment or retort sterilization treatment. indicates

以上がガスバリア性フィルム1の基本的な構成である。ガスバリア性フィルム1にヒートシール層を設けると、包装材料に適用可能な積層体となる。この積層体を1枚または複数枚準備し、ヒートシール層どうしを対向させて周縁を熱融着すると、ガスバリア性フィルム1を用いた包装材料を形成できる。この包装材料がレトルト食品の包装材料に適用される場合、ガスバリアフィルムはレトルト処理に伴う高温にさらされる。
発明者らは、高温処理後におけるバリア性の低下について種々検討した結果、高温処理によるヒートシール層の寸法変化の度合いと高温処理による基材10の寸法変化の度合いとの間に大きな差があると、酸素バリア性皮膜40にクラックが生じやすく、バリア性が低下しやすいことを見出した。
The above is the basic configuration of the gas barrier film 1 . When the gas barrier film 1 is provided with a heat seal layer, it becomes a laminate applicable to packaging materials. A packaging material using the gas barrier film 1 can be formed by preparing one or more sheets of this laminate, placing the heat-seal layers facing each other, and heat-sealing the peripheral edges. When this packaging material is applied to a packaging material for retort food, the gas barrier film is exposed to high temperatures associated with retort processing.
The inventors conducted various studies on the deterioration of barrier properties after high-temperature treatment, and found that there is a large difference between the degree of dimensional change of the heat seal layer due to high-temperature treatment and the degree of dimensional change of the base material 10 due to high-temperature treatment. It was found that cracks tend to occur in the oxygen barrier film 40 and the barrier properties tend to deteriorate.

発明者らが様々な基材でガスバリア性フィルムを作製して検討した結果、ガスバリア性フィルム熱ひずみの最大値と最小値の差を用いることで、包装材料が高温処理された場合においてもバリア性が低下しにくい構成を容易に特定できることが分かった。
具体的には、完成したガスバリア性フィルムにおいて、ある温度範囲における昇温および降温の熱履歴を与えた際の、ある一方向における熱ひずみの最大値と最小値の差と、基材の面上において当該一方向に直交する方向における熱ひずみの最大値と最小値の差との和が0.03以下であると、高温処理においてもバリア性が低下しにくいことが分かった。
The inventors produced gas barrier films using various base materials and examined them. It was found that it is possible to easily identify a configuration in which the
Specifically, in the completed gas barrier film, the difference between the maximum value and the minimum value of thermal strain in a certain direction when a thermal history of temperature rise and temperature drop is given in a certain temperature range, and When the sum of the difference between the maximum value and the minimum value of thermal strain in the direction orthogonal to the one direction is 0.03 or less, the barrier properties are less likely to deteriorate even in high-temperature treatment.

熱履歴の温度範囲は、実際に適用される高温処理の内容に基づいて決定できる。高温処理がレトルト処理やボイル処理である場合、温度範囲は20℃~120℃とできる。昇温速度および降温速度は、例えば10℃/分とできる。 The temperature range of the thermal history can be determined based on the details of the high temperature treatment actually applied. If the high temperature treatment is retort treatment or boiling treatment, the temperature range can be 20°C to 120°C. The temperature increase rate and temperature decrease rate can be set to 10° C./min, for example.

基材10として延伸した樹脂フィルムを使用する場合は、熱機械分析(TMA)を用いた以下のような手順で上記の「和」を算出できる。
4mm×25mmのガスバリア性フィルムのサンプルを準備し、20~120℃の昇温と120~20℃の降温のプロファイルで、昇温速度および降温速度 10℃/分、張力30mNにて、TMAの引張速度で測定を行う。
サンプルにおけるMD(機械方向)とTD(MDと直交する方向)において、MD方向の熱ひずみの最大値(熱膨張)と最小値(熱収縮)の差εMDとTD方向の熱ひずみの最大値と最小値の差εTDとの和εMD+εTDを算出する。各方向における熱ひずみの最大値εmaxは20~120℃の昇温時に現れ、熱ひずみの最小値εminは熱膨張の最大値となった温度から20℃に降温するまでの間に現れるため、この差εmax-εminが、εMDおよびεTDとなる。
When a stretched resin film is used as the substrate 10, the above "sum" can be calculated in the following procedure using thermomechanical analysis (TMA).
A 4 mm x 25 mm gas barrier film sample was prepared, and a TMA tension was applied with a profile of temperature rise from 20 to 120 ° C. and temperature drop from 120 to 20 ° C. at a heating rate and cooling rate of 10 ° C./min and a tension of 30 mN. Measure at velocity.
Difference between maximum value (thermal expansion) and minimum value (thermal contraction) of thermal strain in MD (machine direction) and TD (direction perpendicular to MD) in the sample ε Maximum value of thermal strain in MD and TD directions and the difference ε TD between the minimum values, the sum ε MDTD is calculated. The maximum value ε max of thermal strain in each direction appears when the temperature rises from 20 to 120°C, and the minimum value ε min of thermal strain appears between the temperature at which the maximum value of thermal expansion is reached and the temperature falling to 20°C. , the difference ε max −ε min is ε MD and ε TD .

ガスバリア性フィルム1の製造手順の一例を説明する。
まず、基材10を選択する。ガスバリア性フィルム1の和εMD+εTDは、基材自体の和εMD+εTDにより大きく左右される。したがって、用いようとしている基材に対して上述の測定を行い、和εMD+εTDを算出する。
基材単体での和εMD+εTDが0.03以下であることが最も好ましいが、ガスバリア性フィルム1は、基材10以外の層を有するため、ガスバリア性フィルム1の和εMD+εTDは、基材単体の和εMD+εTDよりもわずかに低くなる。したがって、他の層の構成にもよるが、例えば基材単体での和εMD+εTDが0.04以下であれば、和εMD+εTDが0.03以下のガスバリア性フィルムを製造することは可能である。
基材10は、市販品であってもよく、公知の方法で製造されてもよい。
An example of the manufacturing procedure of the gas barrier film 1 will be described.
First, a substrate 10 is selected. The sum ε MD +ε TD of the gas barrier film 1 is greatly influenced by the sum ε MD + ε TD of the substrate itself. Therefore, the above measurements are performed on the substrate to be used and the sum ε MDTD is calculated.
The sum ε MDTD of the base material alone is most preferably 0.03 or less . , slightly lower than the sum ε MDTD of the substrate alone. Therefore, depending on the structure of other layers, for example, if the sum ε MDTD of the base material alone is 0.04 or less, a gas barrier film with a sum ε MDTD of 0.03 or less should be produced. is possible.
The base material 10 may be a commercially available product or may be manufactured by a known method.

次に、基材10上に、下地層20および無機酸化物層30から選択された層を形成する。
下地層20を形成する場合、例えば、基材10の第一面10aにコーティング剤をウェットコート法により塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥(溶媒を除去)すればよい。
コーティング剤の塗布方法としては、公知のウェットコート法を用いることができる。ウェットコート法としては、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法等が挙げられる。
コーティング剤からなる塗膜を乾燥する方法としては、熱風乾燥、熱ロール乾燥、赤外線照射等の公知の乾燥方法を用いることができる。塗膜の乾燥温度は、例えば、50~200℃とできる。乾燥時間は、塗膜の厚さ、乾燥温度等によっても異なるが、例えば、1秒~5分間とできる。
無機酸化物層30は、上述した真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法、又はプラズマ気相成長法(CVD)等により形成できる。
Next, a layer selected from the underlying layer 20 and the inorganic oxide layer 30 is formed on the base material 10 .
When forming the base layer 20, for example, a coating agent is applied to the first surface 10a of the base material 10 by a wet coating method to form a coating film, and the coating film is dried (solvent is removed).
As a method for applying the coating agent, a known wet coating method can be used. Wet coating methods include roll coating, gravure coating, reverse coating, die coating, screen printing, and spray coating.
As a method for drying a coating film made of a coating agent, a known drying method such as hot air drying, hot roll drying, infrared irradiation, or the like can be used. The drying temperature of the coating film can be, for example, 50 to 200°C. The drying time varies depending on the thickness of the coating film, the drying temperature, etc., but can be, for example, 1 second to 5 minutes.
The inorganic oxide layer 30 can be formed by the above-described vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, plasma vapor deposition method (CVD), or the like.

続いて、下地層20または無機酸化物層30上に、酸素バリア性皮膜40を形成する。
酸素バリア性皮膜40は、例えば、コーティング剤をウェットコート法により塗布して塗膜を形成し、その塗膜を乾燥(溶媒を除去)することにより形成できる。
コーティング剤の塗布方法および乾燥方法は、下地層20の形成工程の説明で挙げたものと同様の方法を用いることができる。
酸素バリア性皮膜40は、一度の塗布、乾燥により形成しても、同種のコーティング剤或いは異種のコーティング剤により、複数回の塗布、乾燥を繰り返して形成しても構わない。
Subsequently, an oxygen barrier film 40 is formed on the underlying layer 20 or the inorganic oxide layer 30 .
The oxygen barrier film 40 can be formed, for example, by applying a coating agent by a wet coating method to form a coating film, and drying the coating film (removing the solvent).
As the coating method and drying method of the coating agent, the same methods as those mentioned in the description of the formation process of the underlayer 20 can be used.
The oxygen barrier film 40 may be formed by applying and drying once, or may be formed by repeating applying and drying multiple times with the same or different coating agents.

以上の過程を経て、ガスバリア性フィルム1が完成する。ガスバリア性フィルム1においては、ある温度範囲における昇温および降温の熱履歴を与えた際の、所定の一方向における熱ひずみの最大値と最小値の差と、基材の面上において当該一方向に直交する方向における熱ひずみの最大値と最小値の差との和が0.03以下に抑えられている。 Through the above processes, the gas barrier film 1 is completed. In the gas barrier film 1, the difference between the maximum value and the minimum value of thermal strain in one predetermined direction when a thermal history of temperature rise and temperature drop in a certain temperature range is given, and the one direction on the surface of the base material The sum of the difference between the maximum value and the minimum value of thermal strain in the direction orthogonal to is suppressed to 0.03 or less.

ガスバリア性フィルム1には、必要に応じて、印刷層、保護層、遮光層、接着剤層、ヒートシール可能な熱融着層、その他の機能層等をさらに設けてもよい。
ガスバリア性フィルム1に熱融着層を設けると、包装袋やパウチなどの各種包装材料の製造に適した積層体を形成できる。ガスバリア性フィルム1で形成した包装材料は、ガスバリア性フィルム1の上記和が0.03以下であることによりボイル、レトルト等の高温処理を行っても、好適なバリア特性を保持でき、各層の密着強度やシール強度も良好である。さらに、金属箔や金属蒸着膜にはない透明さを有して内容物が視認でき、耐屈曲性や耐延伸性にも優れ、ダイオキシン等の有害物質発生のリスクもない。
If necessary, the gas barrier film 1 may further have a printed layer, a protective layer, a light shielding layer, an adhesive layer, a heat-sealable heat-sealable layer, other functional layers, and the like.
By providing the gas barrier film 1 with a heat-sealable layer, a laminate suitable for manufacturing various packaging materials such as packaging bags and pouches can be formed. Since the above sum of the gas barrier film 1 is 0.03 or less, the packaging material formed of the gas barrier film 1 can maintain suitable barrier properties even when subjected to high-temperature treatments such as boiling and retorting, and the adhesion of each layer can be maintained. The strength and seal strength are also good. Furthermore, it has a transparency that metal foils and vapor-deposited metal films do not have, so that the contents can be seen, and it has excellent resistance to bending and stretching, and there is no risk of generating harmful substances such as dioxins.

熱融着層としては、CPP(無延伸ポリプロピレンフィルム)を例示できる。熱融着層は、ポリウレタン系、ポリエステル系、ポリエーテル系等の公知の接着剤を用いて、公知のドライラミネート法、エクストルージョンラミネート法等により積層することができる。
基材10および熱融着層の両方をポリプロピレン製とすることにより、積層体および包装材料におけるポリプロピレンの含有率を90質量%以上とすることができる。これにより、積層体および包装材料は、いわゆるモノマテリアル材料となり、リサイクル適性が向上する。
A CPP (unstretched polypropylene film) can be exemplified as the heat-sealable layer. The heat-sealable layer can be laminated by a known dry lamination method, extrusion lamination method, or the like using a known adhesive such as a polyurethane-based, polyester-based, or polyether-based adhesive.
By making both the base material 10 and the heat-sealable layer made of polypropylene, the content of polypropylene in the laminate and the packaging material can be 90% by mass or more. As a result, the laminate and the packaging material become a so-called monomaterial material, improving recyclability.

本実施形態のガスバリア性フィルムについて、実施例および比較例を用いてさらに説明する。本発明は、実施例および比較例の具体的内容により、何ら限定されない。 The gas barrier film of this embodiment will be further described using examples and comparative examples. The present invention is not limited in any way by the specific contents of Examples and Comparative Examples.

(実施例)
基材として、第一面にコロナ処理が施された厚さ20μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルム(A.J.Plast社製 VPH2011)を準備した。
第一面に下記手順で調製した混合液Aを、グラビア印刷機を用いて塗工して塗膜を形成し、80℃のオーブンに10秒間通過させ乾燥させることで厚さ0.1μmの下地層を形成した。
(混合液Aの調整手順)
アクリルポリオールとしてアクリディックCL-1000(DIC(株)製))を、イソシアネート系化合物としてTDIタイプ硬化剤コロネート2030(東ソー(株)製)を用いた。アクリルポリオールとイソシアネート系化合物との配合比を固形分重量比6:4となるよう配合し、希釈溶剤(酢酸エチル)を用いて固形分が2質量%となるように調製した。
(Example)
As a base material, a 20 μm-thick biaxially oriented polypropylene film (VPH2011 manufactured by AJ Plast) was prepared, the first surface of which was subjected to corona treatment.
Mixed solution A prepared by the following procedure was applied to the first surface using a gravure printing machine to form a coating film, which was dried by passing through an oven at 80 ° C. for 10 seconds to a thickness of 0.1 μm. A stratum was formed.
(Adjustment procedure for mixed solution A)
Acrydic CL-1000 (manufactured by DIC Corporation) was used as the acrylic polyol, and TDI type curing agent Coronate 2030 (manufactured by Tosoh Corporation) was used as the isocyanate compound. The acrylic polyol and the isocyanate compound were blended so that the solid content weight ratio was 6:4, and a diluent solvent (ethyl acetate) was used to adjust the solid content to 2% by mass.

次に、電子線加熱方式による真空蒸着装置を用いて、金属珪素、一酸化珪素、及び二酸化珪素の2種以上を含む混合材料を蒸発させて、下地層の上に厚さ30nmの酸化ケイ素からなる無機酸化物層を形成した。 Next, a mixed material containing two or more of metallic silicon, silicon monoxide, and silicon dioxide is evaporated using a vacuum vapor deposition apparatus using an electron beam heating method, and a silicon oxide layer having a thickness of 30 nm is deposited on the underlying layer. An inorganic oxide layer was formed.

次に、無機酸化物層上に、下記手順で調製した混合液Bを、グラビア印刷機を用いて塗工して塗膜を形成し、80℃のオーブンに10秒間通過させ乾燥させることで厚さ0.3μmの酸素バリア性皮膜を形成した。
(混合液Bの調整手順)
ポリウレタン樹脂(三井化学株式会社製、タケラック WPB-341)と、5%PVA水溶液(株式会社クラレ製、PVA124)と、シランカップリング剤(3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン)とを、固形分比が50:45:5となるように混合した後、固形分が5質量%となるよう水とイソプロパノールで希釈した。このとき、イソプロパノールは全体の10質量%とした。
以上により、実施例に係るガスバリア性フィルムを得た。
Next, on the inorganic oxide layer, a mixed solution B prepared by the following procedure is applied using a gravure printer to form a coating film, which is dried by passing through an oven at 80 ° C. for 10 seconds. An oxygen barrier film having a thickness of 0.3 μm was formed.
(Adjustment procedure of mixed solution B)
A polyurethane resin (Takelac WPB-341, manufactured by Mitsui Chemicals, Inc.), a 5% PVA aqueous solution (PVA124, manufactured by Kuraray Co., Ltd.), and a silane coupling agent (3-glycidoxypropyltriethoxysilane) were added to the solid content. After mixing at a ratio of 50:45:5, it was diluted with water and isopropanol to a solids content of 5% by weight. At this time, isopropanol was 10% by mass of the whole.
As described above, a gas barrier film according to an example was obtained.

(比較例)
基材として、第一面にコロナ処理が施された厚さ20μmの二軸延伸ポリプロピレンフィルム(三井化学東セロ株式会社製 ME-1)を使用した点を除き、実施例1と同様の手順で、比較例に係るガスバリア性フィルムを得た。
(Comparative example)
In the same procedure as in Example 1, except that a 20 μm-thick biaxially oriented polypropylene film (ME-1 manufactured by Mitsui Chemicals Tohcello, Inc.) with a corona treatment applied to the first surface was used as the base material. A gas barrier film according to a comparative example was obtained.

実施例および比較例のガスバリアフィルムを用いて、以下の項目を評価した。
(熱ひずみ測定)
各例のガスバリア性フィルムをカットして、4mm×25mmのサンプルを準備した。
昇温20℃~120℃、降温120℃~20℃の、昇温速度10℃/分のプロファイル、
張力30mNの条件で、TMAの引張モードで上述したεmaxおよびεminを測定し、和εMD+εTDを算出した。
The following items were evaluated using the gas barrier films of Examples and Comparative Examples.
(Thermal strain measurement)
A sample of 4 mm×25 mm was prepared by cutting the gas barrier film of each example.
A profile with a temperature increase of 20° C. to 120° C. and a temperature decrease of 120° C. to 20° C., with a temperature increase rate of 10° C./min;
Under the condition of a tension of 30 mN, the above-described ε max and ε min were measured in the tension mode of TMA, and the sum ε MDTD was calculated.

(レトルト処理前後の酸素バリア性)
各例のガスバリア性フィルムの酸素バリア性皮膜上に、接着剤を用いて厚さ60μmのCPPフィルム(東レフィルム加工社製 トレファンZK93KM)を貼り合わせて熱融着層を設けた。
接着剤として、三井化学ポリウレタン製の2液硬化型接着剤 タケラックA620(主剤)/タケネートA65(硬化剤)を使用し、HIRANO TECSEED製マルチコーターTM-MCにてドライラミネートし、40℃で3日間養生した。
以上により、各例に係る積層体を得た。
(Oxygen barrier property before and after retort treatment)
On the oxygen barrier film of the gas barrier film of each example, a 60 μm thick CPP film (Torayfan ZK93KM manufactured by Toray Advanced Film Co., Ltd.) was adhered with an adhesive to form a heat-sealable layer.
As the adhesive, a two-component curing adhesive Takelac A620 (main agent)/Takenate A65 (curing agent) made by Mitsui Chemicals Polyurethane was used, and dry lamination was performed with a multi-coater TM-MC made by HIRANO TECSEED, at 40°C for 3 days. nurtured.
As described above, a laminate according to each example was obtained.

各例の積層体を、熱融着層を対向させて周縁部をシールすることにより、A5サイズの4方シールパウチ(包装材料)を複数作製した。各パウチに水道水200mlを充填して封止し、120℃の熱水中で30分間の加熱殺菌処理(レトルト処理)を実施した。
レトルト処理前後の各パウチからサンプルを切り出し、酸素透過度測定装置(商品名:OXTRAN-2/20、MOCON社製)を用いて、30℃、70%RH(相対湿度)の雰囲気下で、酸素透過度(cm/(m・day・atm))を測定した。
結果を表1に示す。熱ひずみに関する各値は、小数点第4位を四捨五入したものである。
A plurality of four-sided seal pouches (packaging materials) of A5 size were prepared by sealing the periphery of the laminate of each example with the heat-sealable layers facing each other. Each pouch was filled with 200 ml of tap water, sealed, and subjected to heat sterilization (retort treatment) in hot water at 120° C. for 30 minutes.
A sample was cut out from each pouch before and after the retort treatment, and an oxygen permeability measurement device (trade name: OXTRAN-2/20, manufactured by MOCON) was used to measure the oxygen permeability in an atmosphere of 30 ° C. and 70% RH (relative humidity). The permeability (cm 3 /(m 2 ·day · atm)) was measured.
Table 1 shows the results. Each value for thermal strain is rounded to four decimal places.

Figure 2022107930000002
Figure 2022107930000002

実施例および比較例は、いずれも基材として二軸延伸ポリプロピレンフィルムを用いており、層構成としてみればほぼ同一である。さらに、レトルト処理前の酸素透過度は実施例と比較例とで同等であった。
にもかかわらず、εMD+εTDが0.03以下である実施例に係る包装材料がレトルト処理後に良好な酸素バリア性を保持する一方で、εMD+εTDが0.03より大きい比較例に係る包装材料の酸素バリア性はレトルト処理後に著しく低下した。
Both Examples and Comparative Examples use a biaxially oriented polypropylene film as the base material, and have almost the same layer structure. Furthermore, the oxygen permeability before retort treatment was the same between the example and the comparative example.
Nevertheless, the packaging materials according to the examples with ε MDTD of 0.03 or less retain good oxygen barrier properties after retort processing, while the comparative examples with ε MDTD greater than 0.03 The oxygen barrier properties of such packaging materials were significantly reduced after retorting.

図2に、レトルト処理後の比較例におけるガスバリア性フィルムの表面の拡大写真を示す。酸素バリア性皮膜40において、矢印で示す箇所にクラックが認められ、これが酸素バリア性低下の一因であると考えられた。 FIG. 2 shows an enlarged photograph of the surface of the gas barrier film in Comparative Example after retort treatment. In the oxygen barrier coating 40, cracks were observed at the locations indicated by the arrows, and this was considered to be one of the causes of the deterioration of the oxygen barrier properties.

以上、本発明の一実施形態、および実施例について説明したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲の構成の変更、組み合わせなども含まれる。 An embodiment and an example of the present invention have been described above, but the specific configuration is not limited to this embodiment, and modifications and combinations of configurations without departing from the gist of the present invention are also included. .

1 ガスバリア性フィルム
10 基材
10a 第一面
20 下地層
30 無機酸化物層
40 酸素バリア性皮膜
1 Gas barrier film 10 Base material 10a First surface 20 Base layer 30 Inorganic oxide layer 40 Oxygen barrier film

Claims (15)

基材と、
前記基材の第一面に形成された下地層または無機酸化物層と、
前記下地層上、または前記無機酸化物層上に形成された酸素バリア性皮膜と、
を備え、
20~120℃の昇温および120~20℃の降温の熱履歴を与えた際のMD方向における熱ひずみの最大値と最小値の差と、TD方向における熱ひずみの最大値と最小値の差との和が0.03以下である、
ガスバリア性フィルム。
a substrate;
a base layer or an inorganic oxide layer formed on the first surface of the substrate;
an oxygen barrier coating formed on the underlayer or on the inorganic oxide layer;
with
The difference between the maximum and minimum values of thermal strain in the MD direction and the difference between the maximum and minimum values of thermal strain in the TD direction when a thermal history of 20 to 120 ° C temperature rise and 120 to 20 ° C temperature drop is given. is 0.03 or less,
Gas barrier film.
前記基材は、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート、及びナイロンから選択される1種の樹脂で形成される、
請求項1に記載のガスバリア性フィルム。
The base material is made of one resin selected from polypropylene, polyethylene terephthalate, and nylon.
The gas barrier film according to claim 1.
前記下地層が前記第一面上に形成され、
前記下地層の厚みが0.01~1μmである、
請求項1または2に記載のガスバリア性フィルム。
the underlying layer is formed on the first surface;
The underlayer has a thickness of 0.01 to 1 μm,
The gas barrier film according to claim 1 or 2.
前記下地層が前記第一面上に形成され、
前記下地層は、主成分として有機高分子を含み、
前記有機高分子は、ポリアクリル系樹脂、ポリオール系樹脂、ポリウレタン系樹脂、ポリアミド系樹脂、及び、これらの樹脂の反応生成物の少なくとも1つを含む、
請求項1から3のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルム。
the underlying layer is formed on the first surface;
The underlayer contains an organic polymer as a main component,
The organic polymer includes at least one of a polyacrylic resin, a polyol resin, a polyurethane resin, a polyamide resin, and a reaction product of these resins.
The gas barrier film according to any one of claims 1 to 3.
前記無機酸化物層が直接または前記下地層を挟んで前記第一面上に形成され、
前記無機酸化物層の厚みが1~200nmである、
請求項1に記載のガスバリア性フィルム。
The inorganic oxide layer is formed on the first surface directly or with the underlayer interposed therebetween,
The inorganic oxide layer has a thickness of 1 to 200 nm,
The gas barrier film according to claim 1.
前記無機酸化物層が直接または前記下地層を挟んで前記第一面上に形成され、
前記無機酸化物層が、酸化アルミニウムまたは酸化ケイ素である、
請求項1または5に記載のガスバリア性フィルム。
The inorganic oxide layer is formed on the first surface directly or with the underlayer interposed therebetween,
The inorganic oxide layer is aluminum oxide or silicon oxide,
The gas barrier film according to claim 1 or 5.
前記酸素バリア性皮膜の厚みが0.05~1μmである、
請求項1から6のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルム。
The oxygen barrier coating has a thickness of 0.05 to 1 μm,
The gas barrier film according to any one of claims 1 to 6.
前記酸素バリア性皮膜が、
金属アルコキシド、金属アルコキシドの加水分解物、及び、金属アルコキシド或いは金属アルコキシドの加水分解物の反応生成物の少なくとも1つと、
水溶性高分子と、を含む、
請求項1から7のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルム。
The oxygen barrier film is
at least one of a metal alkoxide, a hydrolyzate of a metal alkoxide, and a reaction product of a metal alkoxide or a hydrolyzate of a metal alkoxide;
a water-soluble polymer,
The gas barrier film according to any one of claims 1 to 7.
前記酸素バリア性皮膜が、シランカップリング剤、シランカップリング剤の加水分解物、及び、シランカップリング剤或いはシランカップリング剤の加水分解物の反応生成物の少なくとも1つを含む、
請求項1から8のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルム。
The oxygen barrier film contains at least one of a silane coupling agent, a hydrolyzate of the silane coupling agent, and a reaction product of the silane coupling agent or the hydrolyzate of the silane coupling agent,
The gas barrier film according to any one of claims 1 to 8.
前記酸素バリア性皮膜が、ポリカルボン酸系重合体のカルボキシ基と多価金属化合物との反応生成物であるカルボン酸の多価金属塩を含む、
請求項1から9のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルム。
The oxygen barrier film contains a polyvalent metal salt of a carboxylic acid that is a reaction product between a carboxy group of a polycarboxylic acid-based polymer and a polyvalent metal compound,
The gas barrier film according to any one of claims 1 to 9.
前記酸素バリア性皮膜が、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリウレタン樹脂及びシラン化合物を含む酸素バリア性皮膜形成原料の硬化物である、
請求項1から9のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルム。
The oxygen-barrier film is a cured product of an oxygen-barrier film-forming raw material containing a polyvinyl alcohol-based resin, a polyurethane resin, and a silane compound.
The gas barrier film according to any one of claims 1 to 9.
請求項1から11のいずれか一項に記載のガスバリア性フィルムと、
前記酸素バリア性皮膜上に形成された熱融着層と、
を備える、
積層体。
The gas barrier film according to any one of claims 1 to 11;
a thermal adhesive layer formed on the oxygen barrier coating;
comprising
laminate.
前記基材及び前記熱融着層がポリプロピレンを主成分とする、
請求項12に記載の積層体。
The base material and the heat-sealable layer are mainly composed of polypropylene,
The laminate according to claim 12.
前記ポリプロピレンを90質量%以上含有する、
請求項13に記載の積層体。
Containing 90% by mass or more of the polypropylene,
The laminate according to claim 13.
請求項12から14のいずれか一項に記載の積層体で形成された包装材料。 A packaging material formed from the laminate according to any one of claims 12 to 14.
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