JP2001199016A - Gas barrier laminate - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】
【課題】本発明はガスバリアー性および塗膜強度に優れ
たガスバリアー性積層体を提供するものである。
【解決手段】支持体の少なくとも片面にガスバリアー層
を形成したガスバリアー性積層体において、ガスバリア
ー層が、コロイダルシリカ、又は珪酸アルカリ金属塩か
ら選ばれる1種以上の珪酸縮合物と、平板状顔料とを含
むガスバリアー性積層体。(57) Abstract: The present invention provides a gas barrier laminate having excellent gas barrier properties and coating strength. A gas barrier laminate having a gas barrier layer formed on at least one surface of a support, wherein the gas barrier layer is formed of one or more silicic acid condensates selected from colloidal silica or alkali metal silicate, A gas barrier laminate containing a pigment.
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、各種包装材料、成
形体あるいは成形材料として好適なガスバリアー性積層
体に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a gas barrier laminate which is suitable as various packaging materials, molded articles or molding materials.
【0002】[0002]
【従来の技術】食品などの包装に用いられる包装材料に
おいては内容物の品質を保護する観点からガスバリアー
性、特に酸素、水蒸気、二酸化炭素及び香気(アロマ、
フレーバー)のバリアー性が重要な品質である。このよ
うなバリアー性素材を使用した包装材料は菓子袋、カツ
オパック、レトルトパウチ、ハムやソーセージなどの肉
類包装、魚介類の包装、乳製品の包装、みそ類の包装、
茶、コーヒー類の包装、炭酸ガス飲料容器、化粧品、農
薬及び医薬品の包装など、多くの分野で利用されてい
る。2. Description of the Related Art In packaging materials used for packaging foods and the like, gas barrier properties, particularly oxygen, water vapor, carbon dioxide and aroma (aroma,
The flavor quality is an important quality. Packaging materials using such barrier materials include confectionery bags, bonito packs, retort pouches, meat packaging such as ham and sausage, seafood packaging, dairy packaging, miso packaging,
It is used in many fields such as packaging of tea and coffee, carbon dioxide beverage containers, packaging of cosmetics, agricultural chemicals and pharmaceuticals.
【0003】一方、ポリエチレンやポリプロピレンなど
のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート
(PET)やポリエチレンナフタレート(PEN)など
のポリエステル、ナイロン6やナイロン66などのポリ
アミド系樹脂、ポリスチレン、エチレン酢酸ビニル共重
合体などの熱可塑性樹脂は強度、耐熱性、透明性などが
優れているため広く包装材料として用いられている。On the other hand, polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66, polystyrene, ethylene vinyl acetate copolymer and the like Thermoplastic resins are widely used as packaging materials because of their excellent strength, heat resistance, transparency and the like.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】しかし、これら熱可塑
性樹脂からなるフィルムを包装素材として用いる場合、
ガスバリアー性が不十分なため、ガスバリアー性を有す
る熱可塑性樹脂や、アルミ箔、アルミ蒸着フイルム、珪
素蒸着フイルムなどと積層して包装材料とする方法が一
般的である。However, when a film made of these thermoplastic resins is used as a packaging material,
Since the gas barrier property is insufficient, a method of laminating with a thermoplastic resin having gas barrier property, an aluminum foil, an aluminum vapor-deposited film, a silicon vapor-deposited film, or the like to form a packaging material is generally used.
【0005】ガスバリアー性の高い熱可塑性樹脂にはポ
リビニルアルコール(PVA)、エチレンビニルアルコ
ール(EVOH、エチレン−酢酸ビニル共重合体のケン
化物)、ポリアルコール(ポリケトンの還元物)、塩化
ビニリデン(PVDC)などが挙げられるが、PVAや
EVOHのような水酸基による水素結合によってバリア
ー性を発揮している樹脂は高湿度(例えば20℃80%
RH以上)でのバリアー性が急激に低下する問題があ
る。また、PVDCは、塩素化合物であり環境問題に対
する意識の高まりのため包装材料として使用するのを極
力控えようとするのが最近の情勢である。一方、アルミ
箔やアルミ蒸着フィルムを使用した包材も環境問題の他
に、金属探知器が使用できない、あるいは不透明である
という欠点を有しており、特定の包装にしか用いられて
いない。また、酸化珪素や酸化アルミニウム等の無機酸
化物を蒸着したフィルムは、ガスバリアー性に優れる
が、蒸着によるコストが高いという欠点がある。また、
屈曲や捻りなどにより、蒸着層にクラックが生じ、ガス
バリアー性が低下する問題があった。[0005] Thermoplastic resins having high gas barrier properties include polyvinyl alcohol (PVA), ethylene vinyl alcohol (EVOH, saponified ethylene-vinyl acetate copolymer), polyalcohol (reduced polyketone), and vinylidene chloride (PVDC). ), Etc., but resins exhibiting barrier properties due to hydrogen bonding by hydroxyl groups such as PVA and EVOH are highly humid (for example, 20 ° C. 80%
(RH or higher), there is a problem that the barrier property is rapidly reduced. Further, PVDC is a chlorine compound, and it is a recent situation to try to avoid using it as a packaging material as much as possible because of increasing awareness of environmental issues. On the other hand, a packaging material using an aluminum foil or an aluminum vapor-deposited film has a drawback that a metal detector cannot be used or is opaque, in addition to environmental problems, and is used only for specific packaging. Further, a film on which an inorganic oxide such as silicon oxide or aluminum oxide is vapor-deposited has excellent gas barrier properties, but has a disadvantage of high cost due to vapor deposition. Also,
There is a problem that cracks occur in the vapor deposition layer due to bending or twisting, and the gas barrier properties are reduced.
【0006】以上のような従来技術に対し、珪酸アルカ
リ溶液とカップリング剤からなる水性液を重合体成形品
の表面に塗布して薄膜を形成させてガスバリアー性積層
体を得る方法がある(特開平8−238711号公
報)。この方法は蒸着などの操作を施すことなくガスバ
リアー性積層体を安価に製造できる利点があるが、ガス
バリアー性が未だ不十分な場合があり、また塗膜強度が
弱いという問題点がある。In contrast to the prior art described above, there is a method in which an aqueous liquid comprising an alkali silicate solution and a coupling agent is applied to the surface of a polymer molded product to form a thin film, thereby obtaining a gas barrier laminate. JP-A-8-238711). This method has the advantage that the gas barrier laminate can be manufactured at low cost without performing operations such as vapor deposition, but has the problem that the gas barrier properties may still be insufficient and the strength of the coating film is weak.
【0007】一方、ガスバリアー性発現の方法として、
樹脂中へ偏平形態の無機物を分散、混練する方法があ
り、例えば、特開昭62−148532号公報には、
1,6−ヘキサンポリカーボナートジオールを用いた濃
度30質量%のポリウレタン樹脂溶液100質量部にマ
イカ微粉末25質量部、ジメチルホルムアミド60質量
部よりなる塗工液組成物を離型性基材上に塗工、乾燥
し、次いで基材上から剥離する製造方法が記載されてい
る。また、特開昭64−043554号公報には、エチ
レン/ビニルアルコール共重合体のメタノール水溶液
に、平均長さ7μmで、アスペクト比140のマイカを
添加し、これを冷水中に注入して沈殿させ、濾過、乾燥
し、ペレットとし、次いでフィルムを得る方法が記載さ
れている。さらに特開平3−93542号公報には、シ
リル基含有変成ポリビニルアルコールと合成ヘクトライ
トとが質量比で50:50である塗工組成物を、二軸延
伸ポリエチレンテレフタレート(OPET)上に塗布
し、乾燥させ、熱処理(130〜150℃)する方法が
記載されている。また、特開平7−251489公報に
は高水素結合性を有する樹脂と無機層状化合物を有する
ガスバリアー層が例示されている。しかし、これら技術
において得られるフィルムは、特に高い湿度条件下での
ガスバリアー性について、必ずしも満足できるものとは
言いがたい。特に樹脂の耐水性の不足を補うために架橋
すると、平板状顔料の配向性が乱れたり、樹脂の密度が
低下するため酸素分子の透過空間ができやすく、これを
無くすることは原理的に容易なことではない。従って本
発明はガスバリアー性、特に高湿度条件下でのガスバリ
アー性、及び塗膜強度に優れたガスバリアー性積層体を
提供することを課題とする。On the other hand, as a method of developing gas barrier properties,
There is a method of dispersing and kneading a flattened inorganic material in a resin. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 62-148532 discloses a method.
A coating liquid composition consisting of 25 parts by mass of mica fine powder and 60 parts by mass of dimethylformamide was added to 100 parts by mass of a polyurethane resin solution having a concentration of 30% by mass using 1,6-hexane polycarbonate diol on a release substrate. A production method of coating, drying, and then peeling off from a substrate is described. JP-A-64-043554 discloses that mica having an average length of 7 μm and an aspect ratio of 140 is added to a methanol aqueous solution of an ethylene / vinyl alcohol copolymer, and this is poured into cold water to precipitate. Filtration, drying, pelletizing, and then obtaining a film are described. Further, JP-A-3-93542 discloses that a coating composition in which a silyl group-containing modified polyvinyl alcohol and a synthetic hectorite are in a mass ratio of 50:50 is applied on biaxially stretched polyethylene terephthalate (OPET), A method of drying and heat treatment (130 to 150 ° C.) is described. JP-A-7-251489 exemplifies a gas barrier layer having a resin having a high hydrogen bonding property and an inorganic layered compound. However, films obtained by these techniques cannot always be said to have satisfactory gas barrier properties particularly under high humidity conditions. In particular, when cross-linking is performed to compensate for the lack of water resistance of the resin, the orientation of the plate-like pigment is disturbed, and the density of the resin is reduced, so that it is easy to create a space for transmitting oxygen molecules. That's not something. Therefore, an object of the present invention is to provide a gas barrier laminate having excellent gas barrier properties, particularly gas barrier properties under high humidity conditions, and excellent coating film strength.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するために以下の構成をとる。 1:支持体の少なくとも片面にガスバリアー層を形成し
たガスバリアー性積層体において、ガスバリアー層が、
コロイダルシリカ、又は珪酸アルカリ金属塩から選ばれ
る1種以上の珪酸縮合物と、平板状顔料とを含むガスバ
リアー性積層体。 2:珪酸アルカリ金属塩が珪酸リチウムを含む1記載の
ガスバリアー性積層体。 3:平板状顔料の粒子径が10nm〜5μmである1又
は2のいずれかに記載のガスバリアー性積層体。 4:平板状顔料が無機層状化合物である1〜3のいずれ
かに記載のガスバリアー性積層体。 5:無機層状化合物がスメクタイト粘土である4記載の
ガスバリアー性積層体。 6:珪酸縮合物と平板状顔料の質量配合比が95/5か
ら5/95である1〜5のいずれかに記載のガスバリア
ー性積層体。 7:支持体が合成樹脂フィルムである1〜6のいずれか
に記載のガスバリアー性積層体。 8:支持体が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系
樹脂、及びポリアミド系樹脂から選ばれた少なくとも一
つの樹脂を主成分とするフイルムである7記載のガスバ
リアー性積層体。 9:支持体がポリプロピレン系樹脂である7記載のガス
バリアー性積層体。 10:支持体が、ポリオレフイン系樹脂層に、ポリアミ
ド系樹脂又はポリエステル系樹脂を含む一層以上の樹脂
層をを積層して形成された積層フィルムである7記載の
ガスバリアー性積層体。 11:支持体が蒸着層を有し、その蒸着層上にガスバリ
アー層を形成した7〜10記載のガスバリアー性積層
体。 12:少なくとも一方の表面に、ヒートシール性樹脂層
を形成した1〜11のいずれかに記載のガスバリアー性
積層体。 13:支持体が、合成樹脂、ガラス、及び金属から選ば
れる材料で形成された成形体である1〜6記載のガスバ
リアー性積層体。The present invention has the following arrangement to solve the above-mentioned problems. 1: In a gas barrier laminate having a gas barrier layer formed on at least one surface of a support, the gas barrier layer has
A gas barrier laminate comprising one or more silicic acid condensates selected from colloidal silica or alkali metal silicate, and a tabular pigment. 2: The gas barrier laminate according to 1, wherein the alkali metal silicate contains lithium silicate. 3: The gas-barrier laminate according to 1 or 2, wherein the particle diameter of the tabular pigment is 10 nm to 5 μm. 4: The gas barrier laminate according to any one of 1 to 3, wherein the tabular pigment is an inorganic layered compound. 5: The gas barrier laminate according to 4, wherein the inorganic layered compound is a smectite clay. 6: The gas barrier laminate according to any one of 1 to 5, wherein the mass mixing ratio of the silicic acid condensate and the tabular pigment is from 95/5 to 5/95. 7: The gas barrier laminate according to any one of 1 to 6, wherein the support is a synthetic resin film. 8: The gas barrier laminate according to 7, wherein the support is a film mainly composed of at least one resin selected from a polyolefin resin, a polyester resin and a polyamide resin. 9: The gas barrier laminate according to 7, wherein the support is a polypropylene resin. 10: The gas barrier laminate according to 7, wherein the support is a laminated film formed by laminating one or more resin layers containing a polyamide resin or a polyester resin on a polyolefin resin layer. 11: The gas barrier laminate according to 7 to 10, wherein the support has a vapor deposition layer, and the gas barrier layer is formed on the vapor deposition layer. 12: The gas-barrier laminate according to any one of 1 to 11, wherein a heat-sealing resin layer is formed on at least one surface. 13: The gas barrier laminate according to any one of 1 to 6, wherein the support is a molded product formed of a material selected from a synthetic resin, glass, and metal.
【0009】[0009]
【発明の実施の形態】以下に本発明について詳述する。
本発明の第1は、支持体の少なくとも片面にガスバリア
ー層を形成したガスバリアー性積層体において、ガスバ
リアー層が、コロイダルシリカ、又は珪酸アルカリ金属
塩から選ばれる1種以上の珪酸縮合物と、平板状顔料と
を含むガスバリアー性積層体に関する。本発明における
支持体とは、フイルムやプラスチック成形品、ガラス、
鉄などの金属を指す。また、本発明におけるガスバリア
ー層は、珪酸縮合物と平板状顔料を含む。平板状顔料と
は、おおむね平板性を有する顔料であり、その長径と厚
みの比(アスペクト比)が2以上のものを指す。これら
珪酸縮合物と平板状顔料を組み合わせると、ガスバリア
ー層に進入したガス分子は平板状顔料の結晶性に妨げら
れて透過経路を曲げられる曲路効果が働く。さらに珪酸
縮合物は、一次粒子をナノメーター程度に小さくするこ
とが容易で、非常に密にパッキングする性質を持ってお
り、その一次粒子そのものはアモルファスであるが、ガ
ス分子、とりわけ酸素や水蒸気のような分子を透過させ
ない。さらにこれら珪酸縮合物の粒子で形成された被膜
にできた空隙も、珪酸表面のシラノール基の縮合が進む
につれて融合が生じるため強固な被膜が形成される。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below in detail.
In a first aspect of the present invention, in a gas barrier laminate having a gas barrier layer formed on at least one surface of a support, the gas barrier layer is formed of colloidal silica or one or more silicate condensates selected from alkali metal silicates. And a plate-like pigment. The support in the present invention is a film or plastic molded product, glass,
Refers to metals such as iron. Further, the gas barrier layer in the present invention contains a silicic acid condensate and a tabular pigment. The term "plate-like pigment" refers to a pigment having a generally flat property and a ratio of the major axis to the thickness (aspect ratio) of 2 or more. When these silicic acid condensates are combined with a flat pigment, gas molecules entering the gas barrier layer are hindered by the crystallinity of the flat pigment and have a curved effect in which the transmission path is bent. Furthermore, the silicic acid condensate has the property that it is easy to make the primary particles as small as about nanometers and has the property of packing very densely.The primary particles themselves are amorphous, but the gas molecules, especially oxygen and water vapor, Do not transmit such molecules. Further, the voids formed in the film formed by the particles of these silicic acid condensates also form a strong film because fusion occurs as the silanol groups on the surface of the silicic acid proceed to condense.
【0010】なお、本発明における珪酸縮合物は、コロ
イダルシリカ、又は珪酸アルカリ金属塩を指すものであ
る。コロイダルシリカは、珪酸ナトリウムをカチオンイ
オン交換樹脂層を通した後アルカリでpHを調整し、そ
の後加熱してコロイダルシリカの核を生成し、その液に
さらに上記カチオン交換樹脂層を通した珪酸ナトリウム
液をゆっくりと滴下することによりにより得られる。滴
下の速度を急激にすると縮合が急激に進み、アグリゲー
ションが発生しポーラスな構造となるため好ましくな
い。ゆっくりと滴下すると核表面のシラノール基に順次
モノマーがデポジットして粒子が成長する。pHを適度
に調整し、滴下速度をゆっくりとすることで数nmから
数μmの大きさまで成長させることができる。この際、
塩が共存するとアグリゲートしやすいため好ましくな
い。本発明で用いるコロイダルシリカの粒子径は、数n
mから数百nmのものが好ましい。また、異なる粒子径
のコロイダルシリカを組み合わせて使用することによ
り、ガスバリアー層の充填率を大きくすることができ
る。さらにコロイダルシリカ粒子相互の融着を促進する
ために、ガスバリアー層表面を酸で処理することもでき
る。The silicic acid condensate in the present invention refers to colloidal silica or an alkali metal silicate. Colloidal silica is prepared by passing sodium silicate through a cation ion exchange resin layer, adjusting the pH with an alkali, and then heating to generate colloidal silica nuclei. Is slowly added dropwise. If the dropping speed is increased rapidly, condensation rapidly proceeds, and aggregation is generated, resulting in a porous structure, which is not preferable. When the solution is slowly dropped, monomers are sequentially deposited on silanol groups on the nucleus surface, and particles grow. By adjusting the pH appropriately and slowing down the dropping rate, it is possible to grow from several nm to several μm. On this occasion,
The coexistence of a salt is not preferable because it is likely to be aggregated. The particle diameter of the colloidal silica used in the present invention is several n
Those having a diameter of m to several hundreds of nm are preferred. Further, by using a combination of colloidal silicas having different particle diameters, the filling rate of the gas barrier layer can be increased. Further, in order to promote fusion between the colloidal silica particles, the surface of the gas barrier layer can be treated with an acid.
【0011】次に、珪酸アルカリ金属塩とはM2O・n
SiO2(Mはアルカリ金属塩、n>0)で表される化
合物である。M2OとSiO2のモル比SiO2/M2O=
nはケイソウ比とも呼ばれ、モル比nは0.4〜10が
好適で、より好ましくは1〜8、さらに好ましくは2〜
6である。モル比nが0.4未満になるとケイ酸の縮合
による膜形成能が低下しバリアー性が低下したり、アル
カリ金属塩の含有量が多すぎるため耐湿性及び耐水性が
低下する。モル比が10を越えて大きくなると、クラッ
クの発生など塗工面の不具合が発生するため好ましくな
い。本発明で用いられる珪酸アルカリ金属塩のアルカリ
金属Mはリチウム、ナトリウム、カリウムなどのアルカ
リ金属やアンモニアなどカチオン性イオンである。珪酸
アルカリ金属塩は通常濃厚水溶液として取り扱われる。
アルカリ金属がナトリウムである珪酸ナトリウム溶液
(珪酸ソーダ溶液)は一般に水ガラスと呼ばれ、粉末状
の珪酸ナトリウムは無水水ガラスとも呼ばれる。また、
無水水ガラスと水ガラスの中間の状態(少量の水を含ん
だ珪酸アルカリ金属塩)にあるものが和水水ガラスであ
る。珪酸ナトリウムはモル比の違いによりモル比0.5
のオルト珪酸ナトリウム(Na2O・1/2SiO2ある
いはNa4SiO4)、モル比0.67のセスキ珪酸ナト
リウム(3Na2O・2SiO2あるいはNa6Si
2O7)、モル比1のメタ珪酸ナトリウム(Na2O・S
iO2あるいはNa2SiO3)、モル比2の二珪酸ナト
リウム(Na2O・2SiO2あるいはNa2Si
2O5)、モル比4の四珪酸ナトリウム(Na2O・4S
iO2あるいはNa2Si4O9、別名:珪酸ソーダ4号)
などがあるが、ケイ酸ナトリウムの多くの場合、その組
成は一定していない。あるいは日本工業規格JIS−K
−1408で定められた珪酸ソーダ1号(モル比2)、
2号(モル比2.5)、3号(モル比3)、メタ珪酸ナ
トリウム1種、メタ珪酸ナトリウム2種がある。珪酸ソ
ーダの水溶液は二酸化珪素含有量、酸化ナトリウム含有
量、モル比、15℃におけるボーメ度(ボーメ度は比重
の指標)、粘度などの違いによって種々のものがある。Next, the alkali metal silicate is M 2 O · n
It is a compound represented by SiO 2 (M is an alkali metal salt, n> 0). The molar ratio of M 2 O to SiO 2 SiO 2 / M 2 O =
n is also called a diatom ratio, and the molar ratio n is preferably from 0.4 to 10, more preferably from 1 to 8, and still more preferably from 2 to 8.
6. When the molar ratio n is less than 0.4, the film-forming ability due to the condensation of silicic acid is reduced and the barrier properties are reduced, and the moisture resistance and water resistance are reduced due to the excessive content of the alkali metal salt. If the molar ratio exceeds 10 and becomes large, it is not preferable because defects of the coated surface such as generation of cracks occur. The alkali metal M of the alkali metal silicate used in the present invention is an alkali metal such as lithium, sodium or potassium, or a cationic ion such as ammonia. The alkali metal silicate is usually handled as a concentrated aqueous solution.
A sodium silicate solution in which the alkali metal is sodium (sodium silicate solution) is generally called water glass, and powdered sodium silicate is also called anhydrous water glass. Also,
What is in an intermediate state between anhydrous water glass and water glass (alkali silicate containing a small amount of water) is water water glass. Sodium silicate has a molar ratio of 0.5
Sodium orthosilicate (Na 2 O · 1 / 2SiO 2 or Na 4 SiO 4), sodium sesquicarbonate silicate molar ratios 0.67 (3Na 2 O · 2SiO 2 or Na 6 Si
2 O 7 ), sodium metasilicate (Na 2 OS
iO 2 or Na 2 SiO 3 ), and sodium disilicate (Na 2 O · 2SiO 2 or Na 2 Si) having a molar ratio of 2
2 O 5 ), sodium tetrasilicate with a molar ratio of 4 (Na 2 O · 4S)
iO 2 or Na 2 Si 4 O 9 , also known as sodium silicate 4)
However, in many cases, the composition of sodium silicate is not constant. Or Japanese Industrial Standard JIS-K
Sodium silicate No. 1 (molar ratio 2) specified in -1408,
No. 2 (molar ratio 2.5), No. 3 (molar ratio 3), one type of sodium metasilicate, and two types of sodium metasilicate. There are various aqueous solutions of sodium silicate depending on the difference in silicon dioxide content, sodium oxide content, molar ratio, Baume degree at 15 ° C. (Baume degree is an index of specific gravity), viscosity, and the like.
【0012】本発明においてこれらの物性値に特に制限
はない。一般に市販されている珪酸ソーダの15℃にお
けるボーメ度は5〜70、二酸化けい素含有量(質量)
20〜40%、酸化ナトリウム含有量(質量)5〜30
%、粘度(20℃)0.5〜2000ポイズである。ま
た、脱水した粉末状の珪酸ソーダを水に溶解させた珪酸
アルカリ水溶液を使用してもかまわない。In the present invention, these physical properties are not particularly limited. Generally, commercially available sodium silicate has a Baume degree at 15 ° C. of 5 to 70 and a silicon dioxide content (mass).
20-40%, sodium oxide content (mass) 5-30
%, Viscosity (20 ° C.) 0.5 to 2000 poise. Further, an aqueous alkali silicate solution in which dehydrated powdery sodium silicate is dissolved in water may be used.
【0013】アルカリ金属塩がカリウムである珪酸カリ
ウムにおいてもその組成は種々なものがあるが一例とし
てメタ珪酸カリウム(K2O・SiO2)、四珪酸カリウ
ム(K2O・4SiO2・H2O、別名二珪酸水素カリウ
ム)が挙げられる。アルカリ金属塩がリチウムである珪
酸リチウムにおいてもその組成は一定していない場合が
多く、オルト珪酸リチウム(Li2O・1/2Si
O2)、メタ珪酸リチウム(Li2O・SiO2)、メタ
珪酸リチウム水化物、オルト二珪酸六リチウム(Li 2
O・2/3SiO2)などがある。これら珪酸アルカリ
金属塩は、そのモル比によって縮合度が異なり、粒子径
も異なってくる。その大きさはモル比が小さくなると液
中への溶解度が大きくなったりして明確に決めることは
できないが、光散乱法では数nm以下と推定され、ガス
バリアー層として密にパツキングすることができる。ま
た、形成した粒子間はコロイダルシリカより縮合しやす
く、密な被膜を作ることができるため好ましい。Potassium silicate wherein the alkali metal salt is potassium
There are various compositions of um, but as an example
Potassium metasilicate (KTwoO ・ SiOTwo), Potassium silicate
(KTwoO ・ 4SiOTwo・ HTwoO, also known as potassium disilicate
). Silica whose alkali metal salt is lithium
Even when the composition of lithium oxide is not constant,
In many cases, lithium orthosilicate (LiTwoO1 / 2Si
OTwo), Lithium metasilicate (LiTwoO ・ SiOTwo), Meta
Lithium silicate hydrate, hexalithium orthodisilicate (Li Two
O.2 / 3SiOTwo)and so on. These alkali silicates
The degree of condensation varies depending on the molar ratio of the metal salt, and the particle size
Will also be different. The size of the liquid decreases as the molar ratio decreases.
It is difficult to determine clearly because the solubility in
Although not possible, the light scattering method estimates
It can be densely packed as a barrier layer. Ma
In addition, the formed particles are more easily condensed than colloidal silica.
It is preferable because a dense coating can be formed.
【0014】このような珪酸アルカリ金属塩の水溶液や
粉末は、水を加えて任意の濃度で使用することができ
る。好ましい濃度の範囲は、0.1〜50質量%、より
好ましくは0.5〜30質量%、さらに好ましくは1〜
20質量%である。濃度が0.1質量%未満になると、
塗工後、乾燥時に蒸発させる水分量が非常に多くなるた
めに生産性が大幅に低下し、濃度が50質量%を越える
と水溶液の粘度が非常に大きくなるため塗工適性が低下
する。Such an aqueous solution or powder of an alkali metal silicate can be used at an arbitrary concentration by adding water. The preferred concentration range is 0.1 to 50% by mass, more preferably 0.5 to 30% by mass, and even more preferably 1 to 50% by mass.
20% by mass. When the concentration is less than 0.1% by mass,
After the coating, the amount of water evaporated during drying becomes very large, so that the productivity is greatly reduced. When the concentration exceeds 50% by mass, the viscosity of the aqueous solution becomes very large, and the coating suitability is lowered.
【0015】本発明の珪酸アルカリ金属塩を含む塗料
は、前記珪酸アルカリ金属塩水溶液からなるものでもか
まわないし、2種類以上の珪酸アルカリ金属塩を混合し
たものでも良い。また、該溶液中に合成樹脂エマルジョ
ンや水溶性樹脂エマルジョンや樹脂の分散物などの樹
脂、色合い調整剤、粘度調整剤、無機顔料、有機顔料
(プラスチックピグメント)、珪酸アルカリ金属塩の各
種硬化剤(炭酸塩、硫酸塩、塩酸塩、硝酸塩、リン酸
塩、珪酸塩などの無機塩や硝酸、リン酸、塩酸、硫酸な
どの鉱酸や乳酸、フミン酸、シュウ酸、硼酸、没食子酸
などの有機酸や、ポリ塩化アルミニウムやポリリン酸二
水素アルミニウム、ヘキサメタリン酸ナトリウムなどの
リン酸化合物や、酸化亜鉛、酸化チタンなどの金属酸化
物や、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなどの
金属水酸化物)、シランカップリング剤、アルミニウム
カップリング剤などのカップリング剤などが含まれても
かまわない。The paint containing an alkali metal silicate of the present invention may be composed of the aqueous solution of the alkali metal silicate or a mixture of two or more alkali metal silicates. Further, in the solution, resins such as synthetic resin emulsions, water-soluble resin emulsions and resin dispersions, color adjusting agents, viscosity adjusting agents, inorganic pigments, organic pigments (plastic pigments), and various curing agents for alkali metal silicates ( Inorganic salts such as carbonates, sulfates, hydrochlorides, nitrates, phosphates, and silicates; and mineral acids such as nitric acid, phosphoric acid, hydrochloric acid, and sulfuric acid; and organic acids such as lactic acid, humic acid, oxalic acid, boric acid, and gallic acid. Acid, phosphate compounds such as polyaluminum chloride, aluminum dihydrogen polyphosphate, sodium hexametaphosphate, metal oxides such as zinc oxide and titanium oxide, and metal hydroxides such as aluminum hydroxide and magnesium hydroxide), A coupling agent such as a silane coupling agent or an aluminum coupling agent may be included.
【0016】なお、本発明で使用する珪酸縮合物は、支
持体に塗布乾燥して形成されたガスバリアー層を水で注
出した際に溶出する低分子量珪酸化合物が少ないもの、
具体的には、ガスバリアー層全体の珪酸縮合物に対し
て、30質量%以下であることが好ましい。一般に、珪
酸は低分子量のモノマー、ダイマー、テトラマー、オク
トマーなどを含むことが多く、これら低分子量珪酸化合
物は反応性に富み、容易に珪酸粒子と反応して珪酸粒子
の成長を促すため、ガスバリアー層を形成する乾燥工程
では好ましい存在である。しかし、支持体にガスバリア
ー層が形成された乾燥後には、低分子量珪酸化合物が多
量に塗工層に存在すると、塗工後長期間放置すると縮合
が進みすぎて被膜の収縮が起こったり、水溶性の珪酸化
合物が存在することにより、ガスバリアー層の耐水性が
大幅に低下するため好ましくない。従って、本発明で得
たガスバリアー層を25℃のイオン交換水で24時間抽
出した溶液に溶出する水溶性珪酸化合物を、モリブデン
ブルー法(分析化学便覧 改訂4版266頁 日本分析
化学会編)で定量した場合、モリブデン酸と反応する低
分子量珪酸化合物の量が、ガスバリアー層中の珪酸縮合
物あたり30質量%以下であることが好ましく、15質
量%以下であることがさらに好ましい。水溶性低分子珪
酸化合物を少なくするには、塗工層の乾燥温度を高くし
たり、赤外乾燥や、UV照射など成膜促進方法を採用し
たり、各種架橋剤をガスバリアー層に添加することより
達成できる。The silicic acid condensate used in the present invention has a low molecular weight silicate compound which elutes when a gas barrier layer formed by coating and drying on a support is poured out with water,
Specifically, the content is preferably 30% by mass or less based on the silicic acid condensate of the entire gas barrier layer. In general, silicic acid often contains low molecular weight monomers, dimers, tetramers, octomers, etc., and these low molecular weight silicate compounds are highly reactive and easily react with the silica particles to promote the growth of the silica particles. It is preferred in the drying step for forming a layer. However, after the gas barrier layer is formed on the support, if the low molecular weight silicate compound is present in the coating layer in a large amount, if the coating is left for a long time after the coating, condensation will proceed too much and the film will shrink, The presence of an acidic silicate compound is not preferred because the water resistance of the gas barrier layer is greatly reduced. Therefore, the water-soluble silicate compound eluted in a solution obtained by extracting the gas barrier layer obtained by the present invention with ion-exchanged water at 25 ° C. for 24 hours was determined by the molybdenum blue method (Analytical Chemistry Handbook, revised 4th edition, p. 266, Japan Society for Analytical Chemistry) When quantified by, the amount of the low molecular weight silicate compound that reacts with molybdic acid is preferably 30% by mass or less, more preferably 15% by mass or less, based on the silicic acid condensate in the gas barrier layer. To reduce the amount of the water-soluble low-molecular silicate compound, increase the drying temperature of the coating layer, adopt a film formation promoting method such as infrared drying or UV irradiation, or add various crosslinking agents to the gas barrier layer. That can be achieved.
【0017】本発明の第2は、珪酸アルカリ金属塩が珪
酸リチウムを含む本発明の第1に記載のガスバリアー性
積層体である。珪酸アルカリ金属塩の中でも珪酸リチウ
ムは、リチウムのイオン半径が、珪酸ナトリウムのナト
リウム、及び珪酸カリウムのカリウムのイオン半径より
小さいため、珪酸が縮合した際に珪酸縮合のネットワー
クに取り込まれやすく、乾燥後の珪酸縮合物内に閉じこ
められイオンが動きにくいものが得られる。このため珪
酸リチウムの耐水性は珪酸ナトリウムや珪酸カリウムと
比べ格段に高く好ましい。もちろん、そのモル比が高い
とアルカリ分が少ないため耐水性が良いが、ガスバリア
ー層を形成した際亀裂やクラックなどが発生しやすくな
るため、平板状顔料の選択と併せて適宜選択することが
好ましい。A second aspect of the present invention is the gas barrier laminate according to the first aspect, wherein the alkali metal silicate contains lithium silicate. Among the alkali metal silicates, lithium silicate has an ionic radius of lithium smaller than an ionic radius of sodium of sodium silicate and potassium of potassium silicate, so that when silicic acid is condensed, it is easily taken into a silicate condensed network. Which are trapped in the silicic acid condensate of the above and are difficult for ions to move. For this reason, the water resistance of lithium silicate is much higher than that of sodium silicate or potassium silicate, which is preferable. Of course, when the molar ratio is high, the alkali content is small and the water resistance is good, but cracks and cracks are easily generated when the gas barrier layer is formed, so that it may be appropriately selected together with the selection of the tabular pigment. preferable.
【0018】本発明の第3は、平板状顔料の粒子径が1
0nm〜5μmである本発明1又は2のいずれかに記載
のガスバリアー性積層体である。本発明において使用さ
れる平板状顔料の粒子径は好ましくは10nm〜5μ
m、より好ましくは20nmから1μm程度である。1
0nm未満であると平板性を得ることが難しく、塗工層
の乾燥中に支持体に平行に並ぶことが難しく曲路効果を
示しにくい。一方5μmを越えると成膜性が低下するた
め好ましくない。A third aspect of the present invention is that the tabular pigment has a particle diameter of 1
The gas barrier laminate according to any one of the first and second aspects of the present invention, which has a thickness of 0 nm to 5 μm. The particle size of the tabular pigment used in the present invention is preferably from 10 nm to 5 μm.
m, more preferably about 20 nm to 1 μm. 1
If it is less than 0 nm, it is difficult to obtain flatness, it is difficult to arrange the coating layer in parallel with the support during drying, and it is difficult to exhibit a curved path effect. On the other hand, if the thickness exceeds 5 μm, the film-forming properties are undesirably reduced.
【0019】本発明の第3に使用可能な平板状化合物は
粒径が10nmから5μm以下であるものならば特に限
定されないが、ガスバリアー性積層体の透明性の点から
は、この粒径は1μm以下であることが好ましい。さら
にガスバリアー性積層体がフィルムであり、透明性が重
視される用途(例えば食品用途)に用いる場合には、こ
の粒径は0.5μm以下であることが特に好ましい。
なお、透明性は、波長500nmの全光線透過率で、8
0%以上、さら好ましくは85%以上であることが好ま
しい。このような透明性は、市販の分光光度計(例;島
津自記分光光度計UV−3100PC型 島津製作所
製)で好適に測定することが可能である。次に、ガスバ
リアー性の点からは、平板状顔料のアスペクト比は20
以上であることが好ましい。上記アスペクト比が20未
満では、用途によってはガスバリアー性の発現が不十分
となる場合がある。一方アスペクト比が1000を越え
る無機層状化合物を得ることは技術的に難しく、また高
価なものとなり、コストないし経済的にも好ましくな
い。製造容易性の点からは、このアスペクト比は100
0以下であることが好ましい。このような平板状顔料の
粒子径は、光散乱法の測定装置を使用することもできる
が、本発明では透過型電子顕微鏡を用いた直接観察でそ
の平均粒子径を求めた。アスペクト比は透過電子顕微鏡
の視野の中にある鱗片以外の棒状のものを探し厚みとし
た。The tabular compound that can be used in the third aspect of the present invention is not particularly limited as long as it has a particle size of from 10 nm to 5 μm, but from the viewpoint of the transparency of the gas barrier laminate, the particle size is preferably It is preferably 1 μm or less. Further, when the gas barrier laminate is a film and is used for applications where transparency is important (for example, food applications), the particle size is particularly preferably 0.5 μm or less.
Note that the transparency is 8 in total light transmittance at a wavelength of 500 nm.
It is preferably at least 0%, more preferably at least 85%. Such transparency can be suitably measured with a commercially available spectrophotometer (eg, Shimadzu self-recording spectrophotometer UV-3100PC type, manufactured by Shimadzu Corporation). Next, from the viewpoint of gas barrier properties, the aspect ratio of the tabular pigment is 20.
It is preferable that it is above. When the aspect ratio is less than 20, the gas barrier property may be insufficiently developed depending on the application. On the other hand, it is technically difficult to obtain an inorganic layered compound having an aspect ratio of more than 1,000, and it is expensive. In terms of manufacturability, this aspect ratio is 100
It is preferably 0 or less. The particle size of such a plate-like pigment can be measured by a light scattering measuring device. In the present invention, the average particle size was determined by direct observation using a transmission electron microscope. The aspect ratio was determined by searching for a rod-like material other than scales in the field of view of a transmission electron microscope.
【0020】本発明の第4は、平板状顔料が無機層状化
合物である本発明1〜3のいずれかに記載のガスバリア
ー性積層体である。本発明の第4に用いられる平板状顔
料とは、単位結晶層が互いに積み重なって層状構造を有
している無機層状化合物をいう。換言すれば、「層状化
合物」とは、層状構造を有する化合物ないし物質であ
り、「層状構造」とは、原子が共有結合等によって強く
結合して密に配列した面が、ファンデルワールス力等の
弱い結合力によって平行に積み重なった構造やイオンで
結合した平板性の高い顔料をいう。無機層状化合物の具
体例としては、グラファイト、リン酸塩系誘導体型化合
物(リン酸ジルコニウム系化合物)、カルコゲン化物
〔IV族(Ti、Zr、Hf)、V族(V、Nb、T
a)及びVI族(Mo、W)のジカルコゲン化物があ
り、式MX2で表わされる(ここで、Xはカルコゲン
(S、Se、Te)を示す)。また、粘土系鉱物などを
挙げることができる。A fourth aspect of the present invention is the gas barrier laminate according to any one of the first to third aspects, wherein the plate-like pigment is an inorganic layered compound. The tabular pigment used in the fourth aspect of the present invention refers to an inorganic layered compound having a layered structure in which unit crystal layers are stacked on each other. In other words, a “layered compound” is a compound or substance having a layered structure, and a “layered structure” is a surface in which atoms are strongly bonded by covalent bonds or the like and densely arranged, such as van der Waals forces. Refers to pigments having a high flatness and a structure stacked in parallel with each other due to a weak bonding force or bonded with ions. Specific examples of the inorganic layered compound include graphite, phosphate derivative-type compounds (zirconium phosphate compounds), chalcogenides [Group IV (Ti, Zr, Hf), Group V (V, Nb, T
a) and Group VI (Mo, W) has dichalcogen products of, the formula MX 2 (wherein, X is a chalcogen (S, Se, Te) shows a). Further, clay minerals and the like can be mentioned.
【0021】粘土系鉱物は、一般に、シリカの四面体層
の上部に、アルミニウムやマグネシウム等を中心金属に
した八面体層を有する2層構造を有するタイプと、シリ
カの四面体層が、アルミニウムやマグネシウム等を中心
金属にした八面体層を両側から狭んでなる3層構造を有
するタイプに分類される。前者の2層構造タイプとして
は、カオリナイト族、アンチゴライト族等を挙げること
ができ、後者の3層構造タイプとしては、層間カチオン
の数によってスメクタイト族、バーミキュライト族、マ
イカ族等を挙げることができる。The clay mineral generally has a two-layered structure having an octahedral layer made of aluminum, magnesium or the like as a central metal on the tetrahedral layer of silica. It is classified into a type having a three-layer structure in which an octahedral layer made of magnesium or the like as a central metal is narrowed from both sides. The former two-layer structure type includes kaolinite group and antigolite group, and the latter three-layer structure type includes smectite group, vermiculite group and mica group depending on the number of interlayer cations. Can be.
【0022】これらの粘土系鉱物としては、より具体的
には、カオリナイト、ディッカイト、ナクライト、スメ
クタイト、ハロイサイト、アンチゴライト、クリソタイ
ル、パイロフィライト、テトラシリリックマイカ、ナト
リウムテニオライト、白雲母、マーガライト、タルク、
バーミキュライト、金雲母、ザンソフィライト、緑泥
石、合成雲母等を挙げることができる。このうちスメク
タイト粘土は三層構造の結晶からなっており、以下のよ
うな化合物が知られている。 1 モンモリロナイト X0.33(Al1.67Mg0.33)Si4O
10(OH)2・ nH2O 2 バイデライト X0.33(Al2)(Al0.33Si3.67)O
10(OH)2 ・ nH2O 3 ノントロライト X0.33(Fe3 +2)(Al0.33Si3.67)
O10(OH)2 ・ nH2O 4 サポナイト X0.33(Mg3)(Al0.33Si3.67) O
10(OH)2 ・ nH2O 5 鉄サポナイト X0.33(Mg,Fe)3(Al0.33S
i3.67) O10(OH)2 ・ nH2O 6 ヘクトライト X0.33(Mg2.67Li0.33) Si4O10
(OH)2 ・ nH2O 7 ソーコナイト X0.33(Mg,Zn)3(Al0.33S
i3.67) O10(OH)2 ・ nH2O 8 スチプンサイト X0.33/2(Mg2.97)Si4O10(OH)2
・ nH2O 9 ヘクタイト X0.33(Mg2.67Li0.33)Si4O
10(OH,F)2 ・ nH2O XはK、Na、1/2Ca、1/2Mg等の金属である
が、市販品はNaである。これらのスメクタイト粘土
は、淡黄色あるいは白色の微粉末であり、その大きさは
数μm以下で、水中で膨張し独特のコロイド構造を作
る。例えば、モンモリロナイトは、二つのシリカの間に
アルミナ層がサンドイッチされた三層構造を一単位と
し、このフレークが水を介して連なっており、水溶液中
ではフレーク間の水のため、フレークはバラバラとな
る。More specifically, these clay minerals include kaolinite, dickite, nacrite, smectite, halloysite, antigorite, chrysotile, pyrophyllite, tetrasilyl mica, sodium teniolite, muscovite, Margarite, talc,
Vermiculite, phlogopite, zansophyllite, chlorite, synthetic mica and the like can be mentioned. Among these, smectite clay is composed of crystals having a three-layer structure, and the following compounds are known. 1 Montmorillonite X 0.33 (Al 1.67 Mg 0.33 ) Si 4 O
10 (OH) 2・ nH 2 O 2 Beiderite X 0.33 (Al 2 ) (Al 0.33 Si 3.67 ) O
10 (OH) 2・ nH 2 O 3 Nontrolite X 0.33 (Fe 3 +2 ) (Al 0.33 Si 3.67 )
O 10 (OH) 2・ nH 2 O 4 Saponite X 0.33 (Mg 3 ) (Al 0.33 Si 3.67 ) O
10 (OH) 2・ nH 2 O 5 Iron saponite X 0.33 (Mg, Fe) 3 (Al 0.33 S
i 3.67 ) O 10 (OH) 2・ nH 2 O 6 Hectorite X 0.33 (Mg 2.67 Li 0.33 ) Si 4 O 10
(OH) 2・ nH 2 O 7 Sauconite X 0.33 (Mg, Zn) 3 (Al 0.33 S
i 3.67 ) O 10 (OH) 2 · nH 2 O 8 Stipnsite X 0.33 / 2 (Mg 2.97 ) Si 4 O 10 (OH) 2
・ NH 2 O 9 Hectite X 0.33 (Mg 2.67 Li 0.33 ) Si 4 O
10 (OH, F) 2 .nH 2 O X is a metal such as K, Na, CaCa, MgMg or the like, but a commercially available product is Na. These smectite clays are fine powders of pale yellow or white, having a size of several μm or less, and swell in water to form a unique colloidal structure. For example, montmorillonite has a three-layer structure in which an alumina layer is sandwiched between two silicas as one unit, and the flakes are connected via water.In an aqueous solution, the water between the flakes causes the flakes to fall apart. Become.
【0023】また、一般にスメクタイト粘土は水中に分
散させると容易にコロイド状分散液、即ちゾルを形成す
るが、濃度が増すにつれてゲルを形成しやすくなり、顕
著なチキソトロピー性を示す。このため、高濃度のスメ
クタイト粘土分散液を調製することが難しい。しかし、
解膠剤を添加することにより、安定した流動分散液(ゾ
ル)となり、粘度が低下するため好ましい。解膠剤とし
ては、多価リン酸塩、例えばヘキサメタリン酸塩、ポリ
リン酸塩(ピロリン酸ナトリウム等)が例示できる。特
にピロリン酸ナトリウムが好ましい。In general, smectite clay easily forms a colloidal dispersion liquid, ie, a sol, when dispersed in water. However, as the concentration increases, it becomes easier to form a gel and exhibits remarkable thixotropic properties. For this reason, it is difficult to prepare a smectite clay dispersion having a high concentration. But,
The addition of a deflocculant is preferable because a stable fluid dispersion (sol) is obtained and the viscosity is reduced. Examples of the deflocculant include polyvalent phosphates such as hexametaphosphate and polyphosphate (such as sodium pyrophosphate). Particularly, sodium pyrophosphate is preferred.
【0024】本発明の第5は、無機層状化合物がスメク
タイト粘土である本発明4記載のガスバリアー性積層体
である。無機層状化合物を平板状顔料として使用する場
合、その層間に充分溶媒が進入して膨潤することが重要
であるが、スメクタイト粘土は特にその傾向が強く、孤
立粒子になりやすい。このため珪酸アルカリ縮合物との
分散が容易で凝集することなく均一な塗膜が得られる。A fifth aspect of the present invention is the gas barrier laminate according to the fourth aspect, wherein the inorganic layered compound is a smectite clay. When an inorganic layered compound is used as a tabular pigment, it is important that the solvent sufficiently penetrates between the layers and swells. However, smectite clay has a particularly strong tendency and tends to become isolated particles. For this reason, it is easy to disperse with the alkali silicate condensate, and a uniform coating film without aggregation is obtained.
【0025】本発明の第6は、珪酸縮合物と平板状顔料
の質量配合比が95/5から5/95である本発明1〜
5のいずれかに記載のガスバリアー性積層体である。平
板状顔料のうちモンモリロナイトなどスメクタイト粘土
はその平板性と表面電荷のため容易に被膜を作ることが
できる。しかしその被膜の強度は弱く、珪酸縮合物で補
強する必要がある。一方、珪酸縮合物も単独では、その
被膜は縮合に伴いクラックができやすいが、平板状顔料
を添加することでクラックの発生を大幅に少なくするこ
とができる。このように、珪酸縮合物と平板状顔料は互
いにその欠点を補う働きをしている。このため珪酸縮合
物と平板状顔料の比は広範囲の割合をとることが可能で
ある。しかし、ガスバリアー膜の強度の点からは珪酸縮
合物の割合が多いほど実用性が高く、珪酸縮合物と平板
状顔料の比は90/10〜40/60程度が好ましい。A sixth aspect of the present invention is the first to fifth aspects of the present invention, wherein the weight ratio of the silicic acid condensate to the tabular pigment is from 95/5 to 5/95.
6. The gas barrier laminate according to any one of 5. Among the tabular pigments, smectite clay such as montmorillonite can easily form a film due to its tabularity and surface charge. However, the strength of the coating is low and it is necessary to reinforce it with a silicic acid condensate. On the other hand, if the silicic acid condensate alone is used, the coating is liable to crack with the condensation, but the addition of a tabular pigment can significantly reduce the occurrence of cracks. As described above, the silicic acid condensate and the tabular pigment work to compensate for each other. For this reason, the ratio of the silicic acid condensate to the tabular pigment can take a wide range. However, from the viewpoint of the strength of the gas barrier film, the greater the ratio of the silicate condensate, the higher the practicality, and the ratio of the silicate condensate to the tabular pigment is preferably about 90/10 to 40/60.
【0026】本発明の第7は、支持体が合成樹脂フィル
ムである本発明1〜6のいずれかに記載のガスバリアー
性積層体である。本発明で使用可能な合成樹脂フィルム
としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオ
レフイン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PE
T)やポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリ琥珀
酸エステル、ポリ乳酸などのポリエステル系樹脂、ナイ
ロン6やナイロン66などのポリアミド系樹脂、ポリス
チレン、エチレン酢酸ビニル共重合体などの熱可塑性樹
脂等のフィルムが使用可能である。また、これらの樹脂
よりなるフィルムを必要に応じて任意の方法で積層した
積層フィルムも使用可能である。さらに上記フィルム
は、一軸延伸もしくは二軸延伸したものを用いることも
可能である。従来から、熱可塑性樹脂等を支持体として
その上に機能性の層を形成する場合、支持体との密着性
を向上させるため、クロ混酸液処理、コロナ放電処理、
火炎処理、シランカップリング剤処理、チタンカップリ
ング剤処理、さらにはアイオノマー層形成処理、ポリカ
チオン処理などの物理処理や化学処理で支持体表面に極
性基を付与せしめ、基材表面を親水化する方法が知られ
ている。基材表面に導入できる親水基としては、水酸
基、カルボニル基、カルボキシル基、アミノ基などが挙
げられる。このような方法で基材表面を親水化すること
で、ガスバリアー性塗料を塗工する際に、ハジキやブツ
が発生するのを防ぐことができ、基材の表面処理を施す
ことはガスバリア性や外観の面で好ましい。A seventh aspect of the present invention is the gas barrier laminate according to any one of the first to sixth aspects, wherein the support is a synthetic resin film. Examples of the synthetic resin film usable in the present invention include polyolefin resins such as polyethylene and polypropylene, and polyethylene terephthalate (PE).
T), films of polyester resins such as polyethylene naphthalate (PEN), polysuccinate, polylactic acid, polyamide resins such as nylon 6 and nylon 66, and thermoplastic resins such as polystyrene and ethylene vinyl acetate copolymer. Can be used. Also, a laminated film obtained by laminating a film made of these resins by an arbitrary method as necessary can be used. Further, as the above-mentioned film, a uniaxially stretched or biaxially stretched film can be used. Conventionally, when a functional layer is formed thereon using a thermoplastic resin or the like as a support, in order to improve the adhesion with the support, a chlorinated acid solution treatment, a corona discharge treatment,
A polar group is imparted to the support surface by a physical treatment or a chemical treatment such as a flame treatment, a silane coupling agent treatment, a titanium coupling agent treatment, an ionomer layer formation treatment, a polycation treatment, and the substrate surface is made hydrophilic. Methods are known. Examples of the hydrophilic group that can be introduced on the surface of the substrate include a hydroxyl group, a carbonyl group, a carboxyl group, and an amino group. By making the surface of the base material hydrophilic by such a method, it is possible to prevent the occurrence of repelling and bumps when applying a gas barrier paint, and to perform the surface treatment of the base material, And appearance.
【0027】本発明では、上記したような物理処理や化
学処理を支持体に施し、支持体表面に水酸基、カルボニ
ル基、カルボキシル基、アミノ基などの親水性極性基を
付与せしめた後、珪酸縮合物と反応する含窒素化合物を
含む層を第1の層として支持体表面に形成する。In the present invention, the above-mentioned physical treatment or chemical treatment is applied to a support, and a hydrophilic polar group such as a hydroxyl group, a carbonyl group, a carboxyl group or an amino group is imparted to the surface of the support. A layer containing a nitrogen-containing compound that reacts with the substance is formed as a first layer on the surface of the support.
【0028】本発明の第8は、支持体が、ポリオレフィ
ン系樹脂、ポリエステル系樹脂、及びポリアミド系樹脂
から選ばれた少なくとも一つの樹脂を主成分とするフイ
ルムである本発明7記載のガスバリアー性積層体であ
る。本発明で使用するポリエステル系樹脂は主鎖にエス
テル結合を繰り返し含むものであり、エステル結合はジ
カルボン酸とジオールの脱水縮合、環状エステルの開環
脱水縮合、分子内に水酸基とカルボン酸を有するものの
脱水縮合反応によって得られるが、工業的には通常エス
テル化又はエステル交換の工程の後重縮合の工程を経て
製造される。モノマーの選択により、飽和あるいは不飽
和の脂肪族ポリエステル、芳香族ポリエステル、脂肪族
と芳香族からなるポリエステルなどがある。より具体的
にはポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチ
レンナフタレート(PEN)、ポリブチレンテレフタレ
ート(PBT)、ポリ琥珀酸エステル、ポリ乳酸などが
挙げられる。また、これらの樹脂を混合して使用しても
かまわないし、一部他のモノマーで変性されたポリエス
テルを使用してもかまわない。An eighth aspect of the present invention is the gas barrier property according to the seventh aspect, wherein the support is a film containing as a main component at least one resin selected from a polyolefin-based resin, a polyester-based resin, and a polyamide-based resin. It is a laminate. The polyester resin used in the present invention contains a repeating ester bond in the main chain, and the ester bond has dehydration condensation of dicarboxylic acid and diol, ring opening dehydration condensation of cyclic ester, and has a hydroxyl group and carboxylic acid in the molecule. Although it is obtained by a dehydration condensation reaction, it is usually produced industrially through a polycondensation step after an esterification or transesterification step. Depending on the selection of the monomer, there are a saturated or unsaturated aliphatic polyester, an aromatic polyester, a polyester composed of an aliphatic and an aromatic, and the like. More specifically, examples include polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), polybutylene terephthalate (PBT), polysuccinate, and polylactic acid. These resins may be used as a mixture, or a polyester partially modified with another monomer may be used.
【0029】本発明で使用するポリアミド系樹脂は主鎖
にアミド結合を繰り返し有する高分子であり、アミンと
カルボン酸の縮合反応によって得られる。このようなポ
リアミド系樹脂にはナイロン6、ナイロン7、ナイロン
11、ナイロン12、ナイロン46、ナイロン66、ナ
イロン610、ナイロン612などが挙げられる。ま
た、これらの樹脂を混合して使用してもかまわないし、
一部他のモノマーで変性されたポリエステルを使用して
もかまわない。これらポリエステル系樹脂やポリアミド
系樹脂は珪酸アルカリ金属塩を含む水性塗料に対する塗
工適性や塗膜の密着性が優れている。これは、樹脂中の
エステル結合、アミド結合などの親水部分あるいは水酸
基、カルボン酸基、アミノ基、アミド基などの親水基が
珪酸アルカリと親和性が高いためと考えられる。また、
このような樹脂は剛直な分子構造を有しているため、フ
ィルムの剛度がポリオレフィン系樹脂に比較して大きい
のが特徴である。The polyamide resin used in the present invention is a polymer having an amide bond repeatedly in the main chain, and is obtained by a condensation reaction between an amine and a carboxylic acid. Such polyamide resins include nylon 6, nylon 7, nylon 11, nylon 12, nylon 46, nylon 66, nylon 610, nylon 612 and the like. Also, these resins may be used in combination.
A polyester modified with some other monomer may be used. These polyester-based resins and polyamide-based resins are excellent in application suitability and adhesion of a coating film to an aqueous paint containing an alkali metal silicate. This is presumably because a hydrophilic portion such as an ester bond or an amide bond in the resin or a hydrophilic group such as a hydroxyl group, a carboxylic acid group, an amino group, or an amide group has a high affinity for alkali silicate. Also,
Since such a resin has a rigid molecular structure, it is characterized in that the rigidity of the film is higher than that of the polyolefin resin.
【0030】ポリオレフィン系樹脂は直鎖状低密度ポリ
エチレン(LLDPE)、低密度ポリエチレン(LDO
E)、中密度ポリエチレン(MDPE)、高密度ポリエ
チレン(HDPE)、ポリプロピレン(PP)、エチレ
ン−αオレフィン共重合体などが挙げられる。ポリオレ
フィン系樹脂はヒートシール性、強度、安価といった面
で優れているため包装材料として多量に消費されている
ものである。The polyolefin resin includes linear low density polyethylene (LLDPE) and low density polyethylene (LDO).
E), medium density polyethylene (MDPE), high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP), ethylene-α olefin copolymer, and the like. Polyolefin-based resins are excellent in heat sealability, strength, and cost, and are therefore consumed in large quantities as packaging materials.
【0031】本発明の第9は、支持体がポリプロピレン
系樹脂である本発明7記載のガスバリアー性積層体であ
る。ポリプロピレン系樹脂は、ポリエチレン系樹脂に比
して透明性と剛性が高く、ポリエステル系樹脂やポリア
ミド系樹脂などより安価であり、包装用途などに好んで
用いられる。特に包装用としては単独では20μmから
50μm程度の厚みをもつものが普通であり、以下に述
べる機能性樹脂フイルムと共押出しやドライラミネート
などで複合フイルムとすることもできる。A ninth aspect of the present invention is the gas barrier laminate according to the seventh aspect, wherein the support is a polypropylene resin. Polypropylene-based resins have higher transparency and rigidity than polyethylene-based resins, are less expensive than polyester-based resins and polyamide-based resins, and are preferably used for packaging applications and the like. In particular, a single package having a thickness of about 20 μm to 50 μm is usually used alone, and a composite film can be formed by coextrusion or dry lamination with a functional resin film described below.
【0032】本発明の第10は、支持体が、ポリオレフ
イン系樹脂層に、ポリアミド系樹脂又はポリエステル系
樹脂を含む一層以上の樹脂層を積層して形成された積層
フィルムである本発明7記載のガスバリアー性積層体で
ある。ポリアミド系樹脂は、突き刺し性が良いため好ま
しい。ポリエステル系樹脂はその印刷性や表面光沢が良
いため好ましい。これらの層は本発明のガスバリアー性
積層体の外層として別工程でドライラミネートしたり、
共押し出しで多層化した複合フイルムとすることもでき
る。また、ポリオレフイン系樹脂を支持体としたものに
あらかじめ積層し、その後ガスバリアー層を形成するこ
ともできる。In a tenth aspect of the present invention, the support is a laminated film formed by laminating one or more resin layers containing a polyamide resin or a polyester resin on a polyolefin resin layer. It is a gas barrier laminate. Polyamide resins are preferred because of their good piercing properties. Polyester resins are preferred because of their good printability and surface gloss. These layers may be dry-laminated in a separate step as the outer layer of the gas barrier laminate of the present invention,
It is also possible to form a composite film in which multiple layers are formed by co-extrusion. In addition, a gas barrier layer can be formed by previously laminating on a support using a polyolefin-based resin as a support.
【0033】本発明の第11は、支持体が蒸着層を有
し、その蒸着層上にガスバリアー層を形成した本発明7
〜10記載のガスバリアー性積層体である。本発明の第
11は、金属又は金属酸化物の蒸着層をあらかじめ形成
した後ガスバリアー層を形成したものである。蒸着層を
形成する金属もしくは金属酸化物は特に限定されない
が、空気中で安定なものが好ましく、蒸着層形成後、表
面が酸化安定化するアルミニウムなどが好ましく用いら
れる。また金属酸化物としては、酸化アルミニウム、酸
化珪素、酸化チタン、酸化亜鉛などが好ましく、またそ
の酸化状態は種々であって良い。これら金属又は金属酸
化物蒸着層厚みは、1nm以上1000nm以下が好ま
しい。10nm以上300nm以下がさらに好ましい。
金属又は金属酸化物の蒸着膜の形成方法としては、特に
限定されないが、一般的な真空蒸着法の他にCVD法、
スパッタリング法などが用いられる。金属又は金属酸化
物による蒸着層の形成される合成樹脂フィルムには特に
限定はないが、二軸延伸ポリエチレンテレフタレート、
二軸延伸ナイロン、二軸延伸ポリプロピレンなどが好ま
しく用いられる。上記蒸着層上に平板状顔料と珪酸縮合
物を含むガスバリアー性塗料を塗布、乾燥、熱処理など
を行い。本発明のガスバリアー層を形成する。また、本
発明のガスバリアー層と金属又は金属酸化物の蒸着層の
界面に、コロナ処理やアンカーコート剤などの処理がさ
れていても良い。An eleventh aspect of the present invention is the seventh aspect of the present invention, wherein the support has a vapor deposition layer and a gas barrier layer is formed on the vapor deposition layer.
10. The gas barrier laminate according to any one of claims 10 to 10. In an eleventh aspect of the present invention, a gas barrier layer is formed after forming a metal or metal oxide vapor deposition layer in advance. The metal or metal oxide forming the deposited layer is not particularly limited, but is preferably stable in the air, and aluminum or the like whose surface is oxidized and stabilized after the deposited layer is preferably used. As the metal oxide, aluminum oxide, silicon oxide, titanium oxide, zinc oxide and the like are preferable, and the oxidation state may be various. The thickness of these metal or metal oxide deposited layers is preferably 1 nm or more and 1000 nm or less. It is more preferably from 10 nm to 300 nm.
The method for forming a metal or metal oxide deposited film is not particularly limited, but may be a CVD method, in addition to a general vacuum deposition method,
A sputtering method or the like is used. Although there is no particular limitation on the synthetic resin film on which the deposited layer of metal or metal oxide is formed, biaxially stretched polyethylene terephthalate,
Biaxially oriented nylon, biaxially oriented polypropylene and the like are preferably used. A gas barrier paint containing a flat pigment and a silicate condensate is applied on the above-mentioned vapor-deposited layer, followed by drying, heat treatment and the like. The gas barrier layer of the present invention is formed. Further, the interface between the gas barrier layer of the present invention and the metal or metal oxide deposited layer may be treated with a corona treatment or an anchor coat agent.
【0034】本発明の第12は、少なくとも一方の表面
に、ヒートシール性樹脂層を形成した本発明1〜11の
いずれかに記載のガスバリアー性積層体である。ヒート
シール性の樹脂層としてはポリオレフィン系樹脂、例え
ば、ポリエチレン(低密度、高密度)、エチレン−プロ
ピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体、エチレン
−ヘキセン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、ポ
リプロピレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体、エチレ
ン−メチルメタクリレート共重合体、アイオノマー樹脂
などが好ましく用いられる。これらヒートシール層はガ
スバリアー性積層体の少なくとも片面に積層して使用す
る。例えば、ガスバリアー層上にヒートシール層を形成
してカップ容器の蓋としたり、さらにガスバリアー性積
層体の両面にヒートシール層を形成して袋状の容器とす
ることができる。A twelfth aspect of the present invention is the gas barrier laminate according to any one of the first to eleventh aspects, wherein a heat-sealing resin layer is formed on at least one surface. Examples of the heat-sealing resin layer include polyolefin resins such as polyethylene (low density, high density), ethylene-propylene copolymer, ethylene-butene copolymer, ethylene-hexene copolymer, and ethylene-octene copolymer. , Polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methyl methacrylate copolymer, ionomer resin and the like are preferably used. These heat seal layers are used by being laminated on at least one surface of the gas barrier laminate. For example, a heat-sealing layer may be formed on the gas barrier layer to form a lid for a cup container, or a heat-sealing layer may be formed on both sides of the gas-barrier laminate to form a bag-like container.
【0035】本発明の第13は、支持体が、合成樹脂、
ガラス、及び金属から選ばれる材料で形成された成形体
である本発明1〜6記載のガスバリアー性積層体であ
る。成形体、即ち、瓶、容器、トレー、缶などの表面
に、本発明のガスバリアー層を形成することにより、支
持体素材で達成し得ないガスバリアー性を付与すること
が可能になる。以上のような各本発明において、必要で
あれば、各層の間に、接着剤層を設けても良い。特に、
支持体とガスバリアー層の間にアンカー層を設けること
が好ましい。アンカー層とは、支持体フイルムとガスバ
リアー層の間の接着を良くするために用いられる一般的
方法であり、ポリエチレンイミン、イソシアネートやウ
レタン、エポキシなどの反応性塗工層や、極性基を有す
るポリエステル樹脂層などを形成したものである。もち
ろん、コロナ処理、プラズマ処理、火炎処理、などフイ
ルム表面にあらかじめ活性基を形成する処理を施すこと
も有効であり、これら処理をアンカー層と考えても良い
し、これら処理をした上にアンカー層を形成することも
できる。A thirteenth aspect of the present invention is that the support is made of a synthetic resin,
The gas barrier laminate according to any one of the first to sixth aspects of the present invention, which is a molded body formed of a material selected from glass and a metal. By forming the gas barrier layer of the present invention on the surface of a molded product, that is, a surface of a bottle, a container, a tray, a can, or the like, it becomes possible to impart a gas barrier property that cannot be achieved with a support material. In each of the present inventions as described above, an adhesive layer may be provided between the respective layers, if necessary. In particular,
It is preferable to provide an anchor layer between the support and the gas barrier layer. The anchor layer is a general method used to improve the adhesion between the support film and the gas barrier layer, and has a reactive coating layer such as polyethyleneimine, isocyanate, urethane, epoxy, or a polar group. It is formed with a polyester resin layer and the like. Of course, it is also effective to apply a treatment for forming an active group on the film surface in advance, such as a corona treatment, a plasma treatment, a flame treatment, etc., and these treatments may be considered as an anchor layer. Can also be formed.
【0036】本発明は、以上のようなガスバリアー性積
層体を包装用途に用いるものであり、食品用途として
は、味噌、漬物、惣菜、ベビーフード、佃煮、こんにゃ
く、ちくわ、蒲鉾、水産加工品、ミートボール、ハンバ
ーグ、ジンギスカン、ハム、ソーセージ、その他畜肉加
工品、緑茶、コーヒー、紅茶、鰹節、とろろ昆布、ポテ
トチップスやバターピーナッツなどの油菓子、米菓、ビ
スケット、クッキー、ケーキ、饅頭、カステラ、チー
ズ、バター、切り餅、スープ、ソース、ラーメンなどに
用いられる。さらにはペットフード、農薬、肥料、輸液
パックなどの他にも、半導体包装、酸化性薬品包装、精
密材料包装など医療、電子、化学、機械などの産業材料
包装など、広範な用途に用いられるものである。The present invention relates to the use of the above-mentioned gas barrier laminate for packaging, and for food applications, such as miso, pickles, side dishes, baby food, tsukudani, konjac, chikuwa, kamaboko, processed fishery products , Meatballs, hamburgers, genghis khan, ham, sausages, other processed meat products, green tea, coffee, black tea, bonito, oily confectionery such as kelp, potato chips and butter peanuts, rice crackers, biscuits, cookies, cakes, buns, castella It is used for cheese, butter, cut rice cake, soup, sauce, ramen and the like. In addition to pet foods, agricultural chemicals, fertilizers, infusion packs, etc., those used for a wide range of applications such as semiconductor packaging, oxidizing chemical packaging, precision material packaging, and other industrial material packaging such as medical, electronic, chemical, mechanical, etc. It is.
【0037】また、本発明は支持体として成形体を用い
ることもでき、PET、PEN、ポリカーボネイト樹
脂、ガラス、各種金属などで成形した、瓶、箱、トレー
などの表面にガスバリアー層を形成したものも含む。In the present invention, a molded article can be used as a support, and a gas barrier layer is formed on the surface of a bottle, box, tray or the like molded from PET, PEN, polycarbonate resin, glass, various metals and the like. Including things.
【0038】また、本発明の支持体の各層には酸化防止
剤、耐候安定剤、光安定剤、帯電防止剤、顔料、染料、
可塑剤、難燃剤、無機充填材、例えばシリカ、アルミ
ナ、炭酸カルシウム、タルク、カオリン、クレー、ゼオ
ライト、マイカ、カーボンブラック、ガラス繊維などが
含まれていても良い。さらに支持体表面に、さらに塗膜
の密着性を向上させるためにポリエチレンイミン系、イ
ソシアネート系、ウレタン系及びアクリル系などのアン
カーコート剤を塗布、乾燥した支持体を使用してもかま
わない。Further, each layer of the support of the present invention may contain an antioxidant, a weather stabilizer, a light stabilizer, an antistatic agent, a pigment, a dye,
Plasticizers, flame retardants, and inorganic fillers such as silica, alumina, calcium carbonate, talc, kaolin, clay, zeolite, mica, carbon black, and glass fibers may be included. Further, in order to further improve the adhesion of the coating film to the surface of the support, an anchor coat agent such as a polyethyleneimine-based, isocyanate-based, urethane-based, or acrylic-based coating may be used, and a dried support may be used.
【0039】また、本発明のガスバリアー層にその特性
を阻害しない範囲で樹脂を入れることもできる。本発明
において用いられる樹脂は、特に限定されないが、例え
ば、ポリビニルアルコール(PVA)、エチレン−ビニ
ルアルコール共重合体(EVOH)、ポリ塩化ビニリデ
ン(PVDC)、ポリアクリロニトリル(PAN)、多
糖類、ポリアクリル酸及びそのエステル類などが挙げら
れる。なかでも水素結合性やイオン結合性の官能基をも
つものが好ましく、水素結合性基としては水酸基、アミ
ノ基、チオール基、カルボキシル基、スルホン酸基、燐
酸基などが挙げられ、イオン性基としてはカルボキシレ
ート基、スルホン酸イオン基、燐酸イオン基、アンモニ
ウム基、ホスホニウム基などが挙げられる。さらに好ま
しいものとしては、水酸基、アミノ基、カルボキシル
基、スルホン酸基、カルボキシレート基、スルホン酸イ
オン基、アンモニウム基などが挙げられる。In addition, a resin can be added to the gas barrier layer of the present invention as long as its properties are not impaired. Although the resin used in the present invention is not particularly limited, for example, polyvinyl alcohol (PVA), ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyvinylidene chloride (PVDC), polyacrylonitrile (PAN), polysaccharide, polyacryl Acids and esters thereof. Among them, those having a hydrogen-bonding or ionic-bonding functional group are preferable.Examples of the hydrogen-bonding group include a hydroxyl group, an amino group, a thiol group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, and a phosphoric acid group. Include a carboxylate group, a sulfonate ion group, a phosphate ion group, an ammonium group, a phosphonium group and the like. More preferred examples include a hydroxyl group, an amino group, a carboxyl group, a sulfonic acid group, a carboxylate group, a sulfonic acid ion group, and an ammonium group.
【0040】具体例としては、例えば、ポリビニルアル
コール、ビニルアルコール分率が41モル%以上のエチ
レン−ビニルアルコール共重合体、ヒドロキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロース、アミロース、アミロペクチン、プルラ
ン、カードラン、ザンタン、キチン、キトサン、セルロ
ース、プルラン、キトサンなどのような多糖類、ポリア
クリル酸、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリベンゼンス
ルホン酸、ポリベンゼンスルホン酸ナトリウム、ポリエ
チレンイミン、ポリアリルアミン、そのアンモニウム塩
ポリビニルチオール、ポリグリセリン、などが挙げられ
る。さらに好ましいものとしては、ポリビニルアルコー
ル、多糖類が挙げられる。ここでいう多糖類とは、種々
の単糖類の縮重合によって生体系で合成される生体高分
子であり、ここではそれらをもとに化学修飾したものも
含まれる。例えば、セルロース及びヒドロキシメチルセ
ルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメ
チルセルロースなどのセルロース誘導体、アミロース、
アミロペクチン、プルラン、カードラン、ザンタン、キ
チン、キトサンなどが挙げられる。これら樹脂の耐水性
を改良する目的で水素結合性基用架橋剤を用いることが
できる。As specific examples, for example, polyvinyl alcohol, an ethylene-vinyl alcohol copolymer having a vinyl alcohol fraction of 41 mol% or more, hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, amylose, amylopectin, pullulan, curdlan, xanthan Polysaccharides such as, chitin, chitosan, cellulose, pullulan, chitosan, etc., polyacrylic acid, sodium polyacrylate, polybenzenesulfonic acid, sodium polybenzenesulfonate, polyethyleneimine, polyallylamine, its ammonium salt polyvinyl thiol, poly Glycerin, and the like. More preferred are polyvinyl alcohol and polysaccharides. The polysaccharide referred to here is a biopolymer synthesized in a biological system by polycondensation of various monosaccharides, and herein includes those chemically modified based on them. For example, cellulose and cellulose derivatives such as hydroxymethyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, carboxymethyl cellulose, amylose,
Amylopectin, pullulan, curdlan, xanthan, chitin, chitosan and the like. For the purpose of improving the water resistance of these resins, a crosslinking agent for a hydrogen bonding group can be used.
【0041】水素結合性基用架橋剤としては特に限定さ
れないが、例えば、チタン系カップリング剤、シラン系
カップリング剤、メラミン系架橋剤、エポキシ系架橋
剤、イソシアネート系架橋剤、銅化合物、ジルコニア化
合物、アルデヒド系化合物などが挙げられ、より好まし
くはジルコニア化合物が挙げられる。The crosslinking agent for the hydrogen bonding group is not particularly restricted but includes, for example, titanium coupling agents, silane coupling agents, melamine crosslinking agents, epoxy crosslinking agents, isocyanate crosslinking agents, copper compounds, zirconia. Compounds, aldehyde compounds and the like are preferable, and zirconia compounds are more preferable.
【0042】ジルコニア化合物の具体例としては、例え
ば、オキシ塩化ジルコニウム、ヒドロキシ塩化ジルコニ
ウム、4塩化ジルコニウム、臭化ジルコニウム等のハロ
ゲン化ジルコニウム、硫酸ジルコニウム、塩基性硫酸ジ
ルコニウム、硝酸ジルコニウムなどの鉱酸のジルコニウ
ム塩、蟻酸ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、プロピオ
ン酸ジルコニウム、カプリル酸ジルコニウム、ステアリ
ン酸ジルコニウムなどの有機酸のジルコニウム塩、炭酸
ジルコニウムアンモニウム、硫酸ジルコニウムナトリウ
ム、酢酸ジルコニウムアンモニウム、蓚酸ジルコニウム
ナトリウム、クエン酸ジルコニウムナトリウム、クエン
酸ジルコニウムアンモニウムなどのジルコニウム錯塩な
どが挙げられる。Specific examples of the zirconia compound include, for example, zirconium halides such as zirconium oxychloride, zirconium hydroxychloride, zirconium tetrachloride and zirconium bromide, zirconium sulfate, basic zirconium sulfate and zirconium mineral acid such as zirconium nitrate. Salt, zirconium formate, zirconium acetate, zirconium propionate, zirconium caprylate, zirconium stearate, and other organic acids, zirconium ammonium carbonate, sodium zirconium sulfate, zirconium ammonium acetate, sodium zirconium oxalate, sodium zirconium citrate, sodium citrate Zirconium complex salts such as zirconium ammonium are exemplified.
【0043】水素結合性基用架橋剤の添加量は、架橋剤
の架橋生成基のモル数(CN)と高水素結合性樹脂の水
素結合性基のモル数(HN)の比(K)〔即ち、K=C
N/HN〕が、0.001以上10以下の範囲が好まし
く、さらに好ましくは0.01以上1以下の範囲であ
る。The amount of the cross-linking agent for a hydrogen-bonding group is determined by the ratio (K) of the number of moles of the cross-linking group (CN) of the cross-linking agent to the number of moles of the hydrogen-bonding group (HN) of the high hydrogen bonding resin That is, K = C
[N / HN] is preferably in the range of 0.001 or more and 10 or less, more preferably 0.01 or more and 1 or less.
【0044】本発明のガスバリアー性積層体は、前記支
持体又は成形体表面に珪酸縮合物及び平板状顔料を含む
塗料を塗布、乾燥して得られるものである。塗布方法に
は、ダイレクトグラビア法や、リバースグラビア法、及
びマイクログラビア法、2本ロールビートコート法、ボ
トムフィード3本リバースコート法等のロールコーティ
ング法、及びドクターナイフ法やダイコート法、ディッ
プコート法、バーコーティング法やキス塗工、リップ塗
工、ブレード塗工、エアナイフ塗工、浸漬、刷毛塗りな
どがある。また、これらを組み合わせたコーティング法
などの方法が挙げられる。これらの方法に限定されるも
のではない。ガスバリアー層の乾燥皮膜の厚さは好まし
くは0.01μm〜30μm、より好ましくは0.03
μm〜10μm、最も好ましくは0.05μm〜7μm
である。乾燥皮膜の厚さが0.01μm未満だと、ガス
バリアー性が不十分になり、厚さが30μmを越えて大
きくなるとガスバリアー性が頭打ちとなるばかりか、皮
膜にクラックが入りやすくなって好ましくない。The gas barrier laminate of the present invention is obtained by applying a coating containing a silicic acid condensate and a plate-like pigment to the surface of the support or the molded product and drying the coating. The coating method includes a direct gravure method, a reverse gravure method, a microgravure method, a roll coating method such as a two roll beat coating method, a bottom feed three reverse coating method, and a doctor knife method, a die coating method, and a dip coating method. , Bar coating, kiss coating, lip coating, blade coating, air knife coating, dipping, and brush coating. Further, a method such as a coating method in which these are combined may be used. It is not limited to these methods. The thickness of the dried film of the gas barrier layer is preferably 0.01 μm to 30 μm, more preferably 0.03 μm.
μm to 10 μm, most preferably 0.05 μm to 7 μm
It is. When the thickness of the dried film is less than 0.01 μm, the gas barrier property becomes insufficient, and when the thickness exceeds 30 μm, the gas barrier property not only reaches a plateau, but also the film is easily cracked. Absent.
【0045】また、乾燥方法は、熱風による乾燥、乾燥
空気による乾燥、赤外線による乾燥、マイクロ波による
乾燥、ガスバーナーによる乾燥、これらの2種以上の組
み合わせによる乾燥などが挙げられるが、これらの方法
に限定されるものではない。また、塗料を2回以上重ね
塗りしてもかまわない。乾燥温度に特に制限はないが、
好ましくは50℃〜300℃、より好ましくは70℃〜
200℃、さらに好ましくは90℃〜150℃である。
熱可塑性樹脂を支持体に使用する場合、その融点以下で
乾燥する必要があるため、低温乾燥が望ましく、乾燥温
度として70℃〜120℃が好ましい。乾燥温度が50
℃未満だと珪酸イオンの縮合が不十分となり耐水性やバ
リアー性が不十分となる。300℃を越えると支持体の
強度的劣化や色調が変化し好ましくない。Examples of the drying method include drying with hot air, drying with dry air, drying with infrared rays, drying with microwaves, drying with a gas burner, and drying with a combination of two or more of these methods. However, the present invention is not limited to this. Further, the paint may be applied twice or more. There is no particular limitation on the drying temperature,
Preferably 50 ° C to 300 ° C, more preferably 70 ° C to
The temperature is 200C, more preferably 90C to 150C.
When a thermoplastic resin is used for the support, it is necessary to dry at a temperature lower than its melting point. Therefore, low-temperature drying is desirable, and the drying temperature is preferably 70 ° C to 120 ° C. Drying temperature is 50
If the temperature is lower than ℃, silicate ion condensation will be insufficient, and water resistance and barrier properties will be insufficient. If it exceeds 300 ° C., the strength of the support deteriorates and the color tone changes, which is not preferable.
【0046】[0046]
【実施例】以下に実施例を示し、本発明を具体的に説明
する。The present invention will be specifically described below with reference to examples.
【0047】<実施例1>モル比3.5珪酸リチウム塩
溶液(関東化学社製)に、モンモリロナイト(クニピア
F、粒径520nm;クニミネ工業社製)をイオン交換
水(0.7μs/cm以下)に分散させたものを、固形
分比100/20の比で混合した10質量%分散液を調
製し、珪酸アルカリ金属塩と平板状顔料を含むガスバリ
アー性塗料とした。得られた塗料を、メイヤーバーを用
いてポリエステルフイルム(厚さ12μm)上に厚さ2
μmとなるように塗工し、熱風乾燥機を用いて110℃
で1分乾燥した後、さらに130℃で2分乾燥し、ガス
バリアー性積層体を作製した。Example 1 Montmorillonite (Kunipia F, particle size: 520 nm; manufactured by Kunimine Industries) was ion-exchanged with water (0.7 μs / cm or less) in a lithium silicate solution having a molar ratio of 3.5 (manufactured by Kanto Chemical Co., Ltd.). ) Was mixed at a solid content ratio of 100/20 to prepare a 10% by mass dispersion, which was used as a gas barrier paint containing an alkali metal silicate and a flat pigment. The obtained paint was applied to a polyester film (thickness: 12 μm) with a thickness of 2 μm using a Meyer bar.
μm and 110 ° C using a hot air drier
, And further dried at 130 ° C for 2 minutes to produce a gas barrier laminate.
【0048】<実施例2>実施例1の珪酸リチウムの代
わりにコロイダルシリカ(スノーテックスN;日産化学
工業社製)を使用し、前記コロイダルシリカとモンモリ
ロナイトが固形分比10/100となる10質量%分散
液を調製してガスバリアー性塗料とした以外は、実施例
1と全く同様にしてガスバリアー性積層体を作製した。Example 2 Colloidal silica (Snowtex N; manufactured by Nissan Chemical Industries, Ltd.) was used in place of lithium silicate of Example 1, and the colloidal silica and montmorillonite had a solid content ratio of 10/100 by mass. % Dispersion was prepared in the same manner as in Example 1 except that a gas-barrier coating material was prepared to prepare a gas-barrier coating.
【0049】<比較例1>モル比3.0の珪酸リチウム
を使用し、10質量%の分散液を調製してガスバリアー
性塗料とした以外は、実施例1と全く同様にしてガスバ
リアー性積層体を作製したが、塗膜にクラックが多く生
じ、フィルムより脱落してしまった。<Comparative Example 1> Gas barrier properties were obtained in exactly the same manner as in Example 1 except that lithium silicate having a molar ratio of 3.0 was used and a 10% by mass dispersion was prepared to obtain a gas barrier paint. Although a laminate was produced, many cracks were generated in the coating film, and the coating film dropped off.
【0050】<比較例2>PVA(PVA107;クラ
レ社製)をガスバリアー性塗料とし、前記塗料を厚さ3
μmとなるようにポリエステルフィルム(厚さ12μ
m)上にメイヤーバーで塗工、実施例1と同様に乾燥し
てガスバリアー性積層体を作製した。以上実施例、及び
比較例を次の試験方法により評価し、その結果を表1に
示す。<Comparative Example 2> PVA (PVA107; manufactured by Kuraray Co., Ltd.) was used as a gas barrier paint, and the paint had a thickness of 3
μm polyester film (thickness 12μ)
m) was coated thereon with a Mayer bar and dried in the same manner as in Example 1 to produce a gas barrier laminate. The above Examples and Comparative Examples were evaluated by the following test methods, and the results are shown in Table 1.
【0051】<試験方法> 1)酸素透過度 JIS−K−7126 B法(等圧法)で塗工面を酸素
検出器側にして20℃・80%RH条件で測定した(酸
素透過度測定装置:OX−TRAN100型、MOCO
N社製)。 2)塗膜密着性 ガスバリアー性積層体の塗工面にセロハンテープを貼
り、急速に手ではがした時に塗膜が剥がれないものを
○、剥がれたものを×とした。<Test Method> 1) Oxygen Permeability Measured under the conditions of 20 ° C. and 80% RH with the coated surface facing the oxygen detector by JIS-K-7126 B method (isobaric method) (oxygen permeability measuring apparatus: OX-TRAN100 type, MOCO
N company). 2) Adhesion of coating film A cellophane tape was applied to the coating surface of the gas barrier laminate, and when the coating film was not peeled off by hand rapidly, it was evaluated as ○, and when peeled, it was evaluated as x.
【0052】[0052]
【表1】 [Table 1]
【0053】[0053]
【発明の効果】本発明に係るガスバリアー性積層体は、
ガスバリアー性、特に高湿度条件下のガスバリアー性及
び塗膜強度に優れ、各種包装用素材として有用である。The gas barrier laminate according to the present invention comprises:
It has excellent gas barrier properties, especially excellent gas barrier properties under high humidity conditions and coating strength, and is useful as a material for various packaging.
Claims (13)
を形成したガスバリアー性積層体において、ガスバリア
ー層が、コロイダルシリカ、又は珪酸アルカリ金属塩か
ら選ばれる1種以上の珪酸縮合物と、平板状顔料とを含
むことを特徴とするガスバリアー性積層体。1. A gas-barrier laminate having a gas-barrier layer formed on at least one surface of a support, wherein the gas-barrier layer comprises one or more silicate condensates selected from colloidal silica or alkali metal silicates. A gas-barrier laminate comprising a pigment in the form of a gas barrier.
ことを特徴とする請求項1記載のガスバリアー性積層
体。2. The gas barrier laminate according to claim 1, wherein the alkali metal silicate contains lithium silicate.
あることを特徴とする請求項1又は2のいずれかに記載
のガスバリアー性積層体。3. The gas barrier laminate according to claim 1, wherein the tabular pigment has a particle size of 10 nm to 5 μm.
特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のガスバリア
ー性積層体。4. The gas barrier laminate according to claim 1, wherein the tabular pigment is an inorganic layer compound.
ことを特徴とする請求項4記載のガスバリアー性積層
体。5. The gas barrier laminate according to claim 4, wherein the inorganic layered compound is a smectite clay.
5/5から5/95であることを特徴とする請求項1〜
5のいずれかに記載のガスバリアー性積層体。6. A mass ratio of the silicic acid condensate to the tabular pigment is 9
The ratio is from 5/5 to 5/95.
5. The gas-barrier laminate according to any one of 5.
〜6のいずれかに記載のガスバリアー性積層体。7. The method according to claim 1, wherein the support is a synthetic resin film.
7. The gas barrier laminate according to any one of items 1 to 6.
ステル系樹脂、及びポリアミド系樹脂から選ばれた少な
くとも一つの樹脂を主成分とするフイルムであることを
特徴とする請求項7記載のガスバリアー性積層体。8. The gas barrier property according to claim 7, wherein the support is a film mainly composed of at least one resin selected from a polyolefin resin, a polyester resin and a polyamide resin. Laminate.
を特徴とする請求項7記載のガスバリアー性積層体。9. The gas barrier laminate according to claim 7, wherein the support is a polypropylene resin.
ポリアミド系樹脂又はポリエステル系樹脂を含む一層以
上の樹脂層をを積層して形成された積層フィルムである
ことを特徴とする請求項7記載のガスバリアー性積層
体。10. A support comprising a polyolefin resin layer,
The gas barrier laminate according to claim 7, wherein the laminate is a laminated film formed by laminating one or more resin layers containing a polyamide resin or a polyester resin.
ガスバリアー層を形成したことを特徴とする請求項7〜
10記載のガスバリアー性積層体。11. The support according to claim 7, wherein the support has a vapor deposition layer, and a gas barrier layer is formed on the vapor deposition layer.
11. The gas barrier laminate according to item 10.
性樹脂層を形成したことを特徴とする請求項1〜11の
いずれかに記載のガスバリアー性積層体。12. The gas barrier laminate according to claim 1, wherein a heat-sealing resin layer is formed on at least one surface.
から選ばれる材料で形成された成形体であることを特徴
とする請求項1〜6記載のガスバリアー性積層体。13. The gas barrier laminate according to claim 1, wherein the support is a molded article formed of a material selected from a synthetic resin, glass, and metal.
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|---|---|---|---|
| JP2000336507A JP2001199016A (en) | 1999-11-08 | 2000-11-02 | Gas barrier laminate |
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| JP31698499 | 1999-11-08 | ||
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US7354625B2 (en) | 2002-02-14 | 2008-04-08 | Fujifilm Corporation | Gas barrier film |
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-
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- 2000-11-02 JP JP2000336507A patent/JP2001199016A/en not_active Withdrawn
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