活性能量射线固化性树脂以及包含该树脂的固化物的气体阻隔性层叠体的制作方法_5

文档序号:9421882阅读:来源:国知局
法来进 行各种测定。将结果示于表6。
[0501] 比较例C2
[0502] 与比较例C1同样地操作来制备粘合剂溶液g,用与实施例C7同样的方法来进行各 种测定。将结果示于表6。
[0503] [表 6]
[0504]
[0505] 上述说明的气体阻隔性层叠体可同时体现优异的气体阻隔性和良好的粘合性。因 此,可利用于以防腐蚀、美妆为目的的涂料;要求高气体阻隔性的食品、医药产品等的包装 材料;电子部件等广泛的工业领域。尤其,可以适宜地用作食品、医药产品等的包装材料用 途中所使用的包含聚烯烃、聚酯、聚酰胺等塑料薄膜的气体阻隔性层叠体。
[0506] 〈第4方案〉
[0507] [气体阻隔性层叠体的层构成]
[0508] 在一个实施方式中,本发明的气体阻隔性层叠体(以下,也称为抗挠曲性层叠 体)至少具有基材层(F)、二氧化硅蒸镀层、氧化铝蒸镀层或者二氧化硅氧化铝二元蒸镀层 (V)、以及气体阻隔层(G)。
[0509] [基材层(F)]
[0510] 作为基材的薄膜材料,例如可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇 酯等聚酯系薄膜;尼龙6、尼龙6, 6、聚己二酰间苯二甲胺(N-MXD6)等聚酰胺系薄膜;聚乳 酸等生物降解薄膜;低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃系 薄膜;聚丙烯腈系薄膜;聚(甲基)丙烯酸系薄膜;聚苯乙烯系薄膜;聚碳酸酯系薄膜;乙 烯-乙烯醇共聚物(EV0H)系薄膜;聚乙烯醇系薄膜;纸板(carton)等纸类;以及铝、铜等金 属箱。另外,也可以使用对用作这些基材的各种材料利用聚偏二氯乙烯(PVDC)树脂、聚乙 烯醇树脂、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化物系树脂、丙烯酸系树脂等各种聚合物实施涂布 的薄膜;蒸镀有铝等金属的薄膜;分散有无机填料等的薄膜、赋予氧气捕捉功能的薄膜等。
[0511] 进而,在所涂布的各种聚合物中也可以分散无机填料。作为无机填料,可以举出二 氧化硅、氧化铝、云母、滑石、铝粉、玻璃鳞片等,但优选蒙脱石等层状硅酸盐。作为其分散方 法,例如可以使用挤出混炼法、向树脂溶液的混合分散法等现有公知的方法。作为赋予薄膜 氧气捕捉功能的方法,例如可以举出至少一部分使用包含受阻酚类、维生素C、维生素E、有 机磷化合物、没食子酸、焦掊酚等与氧气反应的低分子有机化合物、或者包含钴、锰、镍、铁、 铜等过渡金属化合物等的组合物的方法等。
[0512] 作为上述薄膜材料的厚度,从实用的观点出发,优选为10 ym~300 ym,更优选为 10 ym~100 ym,特别优选为10 ym~50 ym。另外,上述薄膜也可以是沿单轴或双轴方向 拉伸了的薄膜。
[0513] [蒸镀层(V)]
[0514] 蒸镀层(V)为二氧化硅蒸镀层、氧化铝蒸镀层或者二氧化硅氧化铝二元蒸镀层。 这些蒸镀层是通过在上述基材层上蒸镀二氧化硅和/或氧化铝而形成的。蒸镀方法可以为 物理蒸镀法或化学蒸镀法。
[0515] 对上述蒸镀层的厚度没有特别限制,可以适宜地设定,但从实用的观点出发,优选 为0? lnm~500nm,更优选为0? 3nm~100nm,特别优选为0? 5nm~50nm。若厚度为0? lnm~ 500nm,则存在蒸镀薄膜的抗挠曲性提高的倾向。
[0516] [气体阻隔层(G)]
[0517] 气体阻隔层(G)是通过上述第1方案中记载的活性能量射线固化性树脂的固化而 形成的。
[0518] [活性能量射线固化性树脂及其制造方法]
[0519] 所使用的活性能量射线固化性树脂及其制造方法除了以下特别记载的事项以外, 如上述第1方案中的说明所述。
[0520] 本发明中所使用的活性能量射线固化性树脂优选在分子中包含具有酰胺基和氨 基的结构。本发明中,在气体阻隔层的形成中所使用的该树脂并非只要具有各种(甲基) 丙烯酰基即可,例如具有第1方案中的由通式(1)所表示的特定的(甲基)丙烯酰基,对于 制成具有优异的气体阻隔性和抗挠曲性且具有优异的密合性的气体阻隔层而言是优选的。
[0521] 将本发明的树脂组合物涂布在蒸镀层上时,为了有助于各种基材的表面的湿润, 在树脂组合物中也可以添加聚硅氧烷或丙烯酸系化合物这样的湿润剂。作为合适的湿润剂 有可从匕、y夕^ S -公司获得的 BYK331、BYK333、BYK340、BYK347、BYK348、BYK378、BYK380、 BYK381等。添加它们时,以树脂组合物的总质量为基准,优选为0. 01~2. 0质量%的范围。
[0522] 另外,为了提高对蒸镀层的粘合性,根据需要也可以在树脂组合物中添加二甲苯 树脂、萜烯树脂、酚醛树脂、松香树脂等增粘剂。添加它们时,以树脂组合物的总质量为基 准,优选为〇.〇1~2.0质量%的范围。
[0523] 为了提高对蒸镀层的粘合性,也可以在树脂组合物中添加硅烷偶联剂、钛酸酯偶 联剂等偶联剂。添加它们时,以树脂组合物的总质量为基准,优选为〇. 01~5. 0质量%的 范围。
[0524] 进而,在将活性能量射线固化性树脂涂布在蒸镀层上时,为了有助于使搅拌混合、 涂布时产生的气泡消失,也可以在树脂中添加包含聚硅氧烷系或丙烯酸系化合物的消泡 剂。作为合适的消泡剂,可以举出可从匕、7夕^ S -公司获得的BYK019、BYK052、BYK065、 BYK066N、BYK067N、BYK070、BYK080等,但特别优选BYK065。添加它们时,以树脂组合物的 总质量为基准,优选为〇. 01~3. 0质量%的范围。
[0525] 本发明中,也可以在气体阻隔层(G)和蒸镀层(V)之间还存在树脂层(R)。作为 用作该树脂层(R)的树脂,可以举出聚氨酯树脂、聚氨酯脲树脂、丙烯酸改性氨基甲酸酯树 月旨、丙烯酸改性氨基甲酸酯脲树脂等聚氨酯系树脂;氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚系树脂;松香 改性马来酸树脂等松香系树脂;聚酰胺系树脂;聚酯系树脂;氯化聚丙烯树脂等氯化烯烃 系树脂;聚乙烯亚胺系树脂;聚丁二烯系树脂;有机钛系树脂等。
[0526] 上述树脂层(R)的形成可以通过将这些树脂溶解于水、甲醇、乙醇、2-丙醇、乙酸 乙酯、甲基乙基酮、甲苯等溶剂中,用凹版法、辊涂法等进行涂布来进行。另外,对于该树脂 层(R)的形成,同样可以应用凹版印刷机、柔性版印刷机、胶印机等现有的在对聚合物薄膜 印刷中一直使用的一般的印刷设备。
[0527] 形成上述树脂层(R)时,其厚度为0.005~5 ym,优选为0.01~3 ym是实用的。 小于0. 005 y m时,难以产生充分的密合性,另一方面,超过5 y m时,难以形成均一厚度的树 脂层。
[0528] 作为上述树脂层(R)使用固化性的树脂层时,可以使用1液型或2液型,想要赋予 耐水性、耐热性时,使用2液型是更为实用的。
[0529] 另外,为了赋予上述树脂层(R)其它的功能性,也可以使上述树脂类包含添加剂。 例如,为了耐摩擦性的提高、防粘连、滑移性、耐热性提高、抗静电等,可以添加蜡、分散剂、 抗静电剂、表面改性剂等,可以适宜地选择使用。
[0530] [活性能量射线固化性树脂的固化]
[0531] 利用活性能量射线使活性能量射线固化性树脂固化时的方法,除了以下特别记载 的事项以外,如上述第1方案中记载所述。
[0532] 作为将活性能量射线固化性树脂涂布在蒸镀层上时的涂装形式,例如可以使用棒 涂机涂布、迈耶棒涂布、气刀涂布、凹版涂布、反向式凹版涂布、微型凹版涂布、微型反向式 凹版涂布机涂布、板涂机涂布、狭缝式涂布机涂布、真空板涂机涂布、浸涂、旋转涂布、喷涂、 刷涂等通常使用的涂装形式中的任意一种。优选辊涂或喷涂。
[0533] 活性能量射线固化性树脂包含挥发性成分(代表性的为溶剂)时,在蒸镀层上 涂装后,使挥发性成分干燥,然后照射活性能量射线是理想的。作为干燥条件,为在10~ 220°C的温度下3~20秒,优选为在20~180°C的温度下3~20秒,更优选为在25~150°C 的温度下3~20秒。
[0534] 通过上述活性能量射线固化性树脂的固化而形成的气体阻隔层(G)的透氧系数 优选为2. 0ml ? mm/m2 ?天? MPa (23°C 60% RH)以下。更优选为1. 9以下,特别优选为1. 8 以下。
[0535] 需要说明的是,透氧系数的测定是通过后述实施例D中记载的方法进行的。
[0536] 另外,关于上述气体阻隔层(G)和蒸镀层(V)的密合性,用后述实施例中记载的方 法制得的层压薄膜的层压强度为l〇〇g/15mm以上在实用上是优选的。更优选为120g/15mm 以上,特别优选为150g/15mm以上。
[0537] [实施例D]
[0538] 下面通过实施例具体地说明上述第4方案。但是,本发明并不因这些实施例而受 到任何限制。
[0539] 所得树脂的分析是通过1H-NMR和GPC来进行的。测定条件等如下所述。
[0540] <1H-NMR>
[0541] 装置:BRUKAER制Ascend?500
[0542] 溶剂:CD30D
[0543] 试样浓度:2. 5mg/mL
[0544] 积分次数:16次
[0545] <GPC>
[0546] 装置:昭和电工制ShodexGPC-2001
[0547] 流动相溶剂:含有三氟乙酸钠(TFA-Na) 2mM的HFIP
[0548] 温度:4(TC
[0549] 流速:1.0mL/分钟
[0550] 试样浓度:0? 05%
[0551] 检测器:RI
[0552] 注入量:100yL
[0553] 实施例和比较例中的气体阻隔性层叠体的性能评价的方法如下所述。
[0554] 〈弯曲处理前的透氧率(ml/m2 ?天?MPa) >
[0555] 用实施例和比较例中记载的方法将后述树脂溶液涂布在基材上,使树脂固化, 测定制得的涂膜的透氧率。测定是使用透氧率测定装置(壬夂> 3 y卜口一少公司制, 0X-TRAN2/21),在23°C、相对湿度60%的条件下进行的。
[0556] 〈气体阻隔层的透氧系数(ml ? mm/m2 ?天? MPa) >
[0557]用实施例和比较例中记载的方法将后述树脂溶液涂布在基材上,使树脂固化,测 定制得的涂膜以及基材自身的透氧率。测定是使用透氧率测定装置(壬夂> 3 y卜口一少 公司制,0X-TRAN2/21),在23°C、相对湿度60 %的条件下进行的。使用以下式子来计算气体 阻隔层的透氧系数。
[0558] 1/^= 1/R2+DFT/P
[0559] 此处,
[0560] R」涂膜的透氧率(ml/m 2 ?天? MPa)
[0561] R2:基材的透氧率(ml/m 2 ?天? MPa)
[0562] DFT :气体阻隔层的厚度(mm)
[0563] P:气体阻隔层的透氧系数
[0564] 〈弯曲处理后的透氧率(ml/m2 ?天? MPa) >
[0565] 使用盖尔博弯曲试验机(欠少求一 7 U 7夕只亍只夕一)(理学工业公司制),用 与弯曲处理前的透氧率测定方法同样的方法测定施加360度的扭转50次的涂膜的透氧率。
[0566] 〈气体阻隔层的密合性〉
[0567] 使用JIS K-6854中指定的方法评价蒸镀层和气体阻隔层的密合性。通过T型剥 离试验以300_/分钟的剥离速度测定用实施例中记载的方法制得的层压薄膜的层压强度 (g/15mm)〇
[0568] 下述实施例D1~D9中所使用的树脂组合物A~H按照上述第1方案的实施例A 中记载的那样进行制备。以下,关于树脂组合物A~H,示出间苯二甲胺(MXDA)/丙烯酸甲 酯(MA)加合物以及所得树脂的 1H-NMR分析结果和GPC测定结果。
[0569] (树脂组合物A)
[0570] (MXDA/MA加合物的1H-NMR光谱数据)
[0571]2. 3-2. 5ppm (3. 5H),2. 8ppm (3. 5H),3. 3ppm (2H),3. 7ppm (2H),4. 3ppm (4H), 7. 1-7. 3ppm(8H)
[0572] (所得树脂的4-匪1?)
[0573]2. Oppm (6. 9H),2. 3-2. 8ppm (11. 6H),3. 3-3. 6ppm (6H),4. 1-4. 4ppm (8. 9H), 5. 7ppm(2. 3H) ,6. lppm(2. 3H) ,7. 3-7. 6ppm(8H)
[0574] (MXDA/MA加合物的GPC分析结果)
[0575] Mn : 15, 000, Mw :36, 000, Mw/Mn :2. 4
[0576] (所得树脂的GPC分析结果)
[0577] Mn : 17, 000, Mw :59, 500, Mw/Mn :3. 5
[0578] (树脂组合物B)
[0579] (MXDA/MA加合物的1H-NMR光谱数据)
[0580] 2. 3-2. 5ppm (3. 6H),2. 8ppm (3. 6H),3. 3ppm (2H),3. 7ppm (2H),4. 3ppm (4H), 7. 3-7. 6ppm(8H)
[0581] (所得树脂的4-匪1?光谱数据)
[0582] 2. Oppm (6. 9H),2. 3-2. 8ppm (11. 8H),3. 3-3. 6ppm (6H),4. 1-4. 4ppm (8. 9H), 5. 7ppm(2. 3H) ,6. lppm(2. 3H) ,7. 3-7. 6ppm(8H)
[0583] (MXDA/MA加合物的GPC分析结果)
[0584] Mn : 18, 000, Mw :43, 000, Mw/Mn :2. 4
[0585] (所得树脂的GPC分析结果)
[0586] Mn :20, 000, Mw :70, 000, Mw/Mn :3. 5
[0587] (树脂组合物C)
[0588] (MXDA/MA加合物的1H-NMR光谱数据)
[0589] 2. 3-2. 5ppm (3. 7H),2. 8ppm (3. 7H),3. 3ppm (2H),3. 7ppm (2H),4. 3ppm (4H), 7. 3-7. 6ppm(8H)
[0590] (所得树脂的iH-NMR光谱数据)
[0591] 2. 0ppm(6. 9H),2. 3-2. 8ppm(12H),3. 3-3. 6ppm(6H),4. 1-4. 4ppm(8. 9H), 5. 7ppm(2. 3H) ,6. lppm(2. 3H) ,7. 3-7. 6ppm(8H)
[0592] (MXDA/MA加合物的GPC分析结果)
[0593] Mn :35, 000, Mw :84, 000, Mw/Mn :2. 4
[0594] (所得树脂的GPC分析结果)
[0595] Mn :36, 000, Mw :86, 500, Mw/Mn :3. 5
[0596] (树脂组合物D)
[0597] (MXDA/MA加合物的1H-NMR光谱数据)
[0598] 2. 3-2. 5ppm (3. 6H),2. 8ppm (3. 6H),3. 3ppm (2H),3. 7ppm (2H),4. 3ppm (4H), 7. 3-7. 6ppm(8H)
[0599] (所得树脂的iH-NMR光谱数据)
[0600] 2. Oppm (3. 4H),2. 3-2. 7ppm (5. 9H),2. 8ppm (3. 6H),3. 3ppm (4H),3. 8ppm (2H), 4. 1-4. 4ppm (5. 4H),5. 7ppm (1. 1H),6. lppm (1. 1H),7. 3-7. 6ppm (8H)
[0601] (MXDA/MA加合物的GPC分析结果)
[0602] Mn : 18, 000, Mw :43, 000, Mw/Mn :2. 4
[0603] (所得树脂的GPC分析结果)
[0604] Mn : 19, 000, Mw :61,000, Mw/Mn :3. 2
[0605] (树脂组合物E)
[0606] (MXDA/MA加合物的1H-NMR光谱数据)
[0607] 2. 3-2. 5ppm (3. 5H),2. 8ppm (3. 5H),3. 3ppm (2H),3. 7ppm (2H),4. 3ppm (4H), 7. 3-7. 6ppm(8H)
[0608] (所得树脂的iH-NMR光谱数据)
[0609] 2. Oppm (3. 4H),2. 3-2. ppm (5. 8H),2. 8ppm (3. 5H),3. 3ppm (4H),3. 8ppm (2H), 4. 1-4. 4ppm (5. 4H),5. 7ppm (1. 1H),6. lppm (1. 1H),7. 3-7. 6ppm (8H)
[0610] (MXDA/MA加合物的GPC分析结果)
[0611] Mn :15, 000, Mw :36, 000, Mw/Mn :2. 4
[0612] (所得树脂的GPC分析结果)
[0613] Mn :16, 000, Mw :49, 500, Mw/Mn :3. 1
[0614] (树脂组合物F)
[0615] (MXDA/MMA加合物的1H-NMR光谱数据)
[0616] 1. 2ppm (5. 3H),2. 3-2. 5ppm (1. 8H),2. 6-2. 8ppm (3. 5H),3. 3ppm (2H),3. 8ppm (2H), 4. 4ppm(4H), 7. 3-7. 6ppm(8H)
[0617] (所得树脂的iH-NMR光谱数据)
[0618] 1. 2ppm(5. 3H),2. 0ppm(6. 9H),2. 4-2. 7ppm(6. 4H), 2. 8-2. 9ppm(3. 5H)3. 3ppm(4H),3. 8ppm(2H),4. 1-4. 4ppm(8. 9H),5. 7ppm(2. 3H), 6.lppm(2. 3H),7. 3-7. 6ppm(8H)
[0619] (MXDA/MMA加合物的GPC分析结果)
[0620] Mn :11,000, Mw :17, 500, Mw/Mn :1. 6
[0621] (所得树脂的GPC分析结果)
[0622] Mn: 13, 000,Mw:32, 500,Mw/Mn:2. 5
[0623] (树脂组合物G)
[0624] (MXDA/MC加合物的1H-NMR光谱数据)
[0625] 1.lppm(5. 3H),2. 1-2. 4ppm(3. 5H),3.Oppm(1. 8H),3. 3ppm(2H),4. 2ppm(2H), 4. 3ppm(4H),7. 3-7. 6ppm(8H)
[0626] (所得树脂的iH-NMR光谱数据)
[0627] 1.lppm(5. 3H),2. 0ppm(6. 9H),2. 1-2. 3ppm(3. 5H),2. 4-2. 7ppm(4. 6H), 3. Oppm(l. 8H) ,3. 3ppm(4H) ,3. 8ppm(2H),4.1-4. 4ppm(8. 9H) ,5. 7ppm(2. 3H), 6. lppm(2. 3H),7. 3-7. 6ppm(8H)
[0628] (MXDA/MC加合物的GPC分析结果)
[0629] Mn:11,500,Mw:18, 500,Mw/Mn:1. 6
[0630] (所得树脂的GPC分析结果)
[0631] Mn: 14, 000,Mw:35, 000,Mw/Mn:2. 5
[0632] (树脂组合物H)
[0633] (MXDA/MA加合物的1H-NMR光谱数据)
[0634] 2. 3-2. 5ppm(2. 8H),2. 8ppm(2. 8H),3. 3ppm(2H),3. 7ppm(2H),4. 3ppm(4H), 7. 3-7. 6ppm(8H)
[0635] (所得树脂的iH-NMR光谱数据)
[0636] 2.Oppm(6H),2. 3-2. 5ppm(2. 8H),2. 8ppm(2. 8H),3. 4ppm(4H),3. 8ppm(2H), 4. 2ppm(2H),4. 5ppm(4H),4. 6ppm(4H),5. 7ppm(2H),6.lppm(2H),7. 3-7. 6ppm(8H)
[0637] (MXDA/MA加合物的GPC分析结果)
[0638] Mn : 10, 000, Mw :21,100, Mw/Mn :2. 1
[0639] (所得树脂的GPC分析结果)
[0640] Mn :11, 000, Mw :31, 000, Mw/Mn :2. 8
[0641] [表 7]
[0642]
[0643] MXDA:间苯二甲胺 [0644] MA:丙烯酸甲酯
[0645] MMA:甲基丙烯酸甲酯
[0646] MC: 丁烯酸甲酯
[0647] GMA :甲基丙烯酸缩水甘油酯
[0648] IEMA :甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯
[0649] 实施例D1
[0650] 〈涂膜的透氧率测定用试样的制作〉
[0651] 制备包含树脂组合物A153. 8质量份和甲醇68. 42质量份的溶液。在其中加入聚 硅氧烷系消泡剂(匕' 7夕? ^ S -公司制;BYK065)0. 2质量份、硅烷偶联剂(信越化学工 业株式会社制;KBM-503)3. 0质量份、以及光聚合引发剂(Ciba公司制;Irgacure2959)2. 0 质量份,充分搅拌,由此得到树脂溶液a。
[0652] 在作为基材的厚度12 ym的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜上实施了二氧化硅蒸镀 的薄膜(三菱树脂株式会社制,亍7夕A7 L)的蒸镀面上,使用棒涂机No. 3来涂布树脂 溶液a(涂布量:1. Og/m2(固体成分)),在85°C下干燥30秒。其后,使用设定成540mJ/cm2 的紫外线照射量的输送带式的紫外线照射装置U-0303 (GS二7寸株式会社制,使用高压汞 灯,灯输出功率80W/cm,输送带速度3m/分钟)使树脂组合物A固化,由此得到涂膜。
[0653] 使用制得的涂膜,用上述方法求出弯曲处理前后的透氧率。将结果示于表8。
[0654] 〈气体阻隔层的透氧系数测定用试样的制作〉
[0655] 在作为基材的厚度12 ym的聚酯薄膜(东洋纺织株式会社制;E5100)上使用棒涂 机No.8来涂布树脂溶液a(涂布量:5.0g/m
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