JP2017035829A - 水分バリア性積層体 - Google Patents
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Abstract
Description
また、特許文献3には、基材フィルム上に、有機層、無機バリア層及び捕水層が形成されたガスバリア性積層体(フィルム)が提案されており、捕水層は、吸湿性ポリマー(具体的にはポリアミド)から形成されること或いは電子線もしくは紫外線硬化樹脂などの高分子バインダーにシリカゲルや酸化アルミニウムなどの吸湿性材料を分散させることにより形成されることが開示されている。
さらに、特許文献4には、プラスチック基材の表面に、蒸着により形成されたガスバリア性フィルム層と吸湿層とを備えており、該吸湿層が、アルキレンオキサイド、アクリレートナノ粒子或いは有機金属錯体を含有しているガスバリア性積層体が提案されている。
前記吸湿層と無機バリア層との間には、厚みが10μm以上の有機層が介在していることを特徴とする水分バリア性積層体が提供される。
(1)前記有機層が、水分拡散機能を有しており、前記吸湿層に隣接して設けられていこと、
(2)前記有機層が、2.0g・mm/m2・day/atm以下の水蒸気透過係数を示すこと、
(3)前記有機層がポリエステル樹脂またはオレフィン系樹脂を含んでいること、
(4)前記有機層が、前記吸湿層に対して3倍以上の厚みを有すこと、
(5)積層体の水蒸気透過度が0.01g/m2・day/atm以下であること、
が好適である。
このような基本構造を有する水分バリア性積層体において、本発明では、上記の無機バリア層と吸湿層との間には、厚みが10μm以上の有機層が設けられており、これにより、吸湿層の失活を有効に抑制し、長期にわたって安定で優れた水分バリア性を発揮することができる。
即ち、上記の積層体を、一方の無機バリア層が高湿度雰囲気(相対湿度90%)に面し、他方の無機バリア層が低湿度雰囲気(相対湿度0%)に面し、上記の有機層が吸湿層に対して低湿度側に位置するように配置する(比較例1)。この場合、水蒸気は、無機バリア層・吸湿層・有機層・無機バリア層の順に透過することとなり、無機バリア層から直接吸湿層に流れる。このように配置された積層体での水分透過度は、短時間では0.01g/m2・day/atmを示すが、1日以上経過すると0.03g/m2・day/atm以上に増加する。
これに対して、本発明に従い、上記の有機層が吸湿層に対して高湿度側に位置するように配置したとき(実施例1)、水蒸気は、無機バリア層・有機層・吸湿層・無機バリア層の順に透過することとなり、無機バリア層から有機層を介して吸湿層に通って水蒸気が流れる。このように配置された積層体での水分透過度は、驚くべきことに、0.01g/m2・day/atm未満のバリア性を100時間以上維持することが可能となり、長期安定性が大幅に向上している。
本発明の水分バリア性積層体は、吸湿層に対して高水分雰囲気側に無機バリア層が配置されているという基本構造を有しているが、先にも述べたとおり、この吸湿層に対して高水分雰囲気側に厚みの厚い(10μm以上)の有機層が設けられている。即ち、無機バリア層を通った高水分雰囲気中の水分(水蒸気)は、有機層を介して吸湿層に流れ、この吸湿層で捕捉されるという構造を有している。このような構造により、水分バリア性が大きく向上する理由は、無機バリア層と吸湿層との間に存在する厚みの厚い有機層が水分拡散層として機能するためである。
例えば、図1(a)では、高水分雰囲気側に面している無機バリア層1の上に直接吸湿層3が設けられており、水分は、矢線に示す如く、無機バリア層1から吸湿層3に流れるようになっている。
ところで、無機バリア層は、物理蒸着や化学蒸着などにより形成される無機質の蒸着膜であり、各種金属や金属酸化物によって形成されるものであり、水分に対して高いバリア性を示すものであるが、ピンホールやクラックなどの微細な欠陥を不可避的に含んでいる。この欠陥は、図中、Xで示されている。
従って、図1(a)では、この欠陥Xを通って吸湿層3に流れ込む水分量が多く、従って、吸湿層3では、この欠陥Xに対面している部分が他の部分に比して速く飽和し、水分バリア性が劣化してしまうこととなる。即ち、短時間での水分バリア性は高くとも、例えば1日以上経過すると、その水分バリア性は大きく低下してしまうこととなる。
上述した基本構造を有する本発明において、高水分雰囲気側に位置している無機バリア層1は、スパッタリング、真空蒸着、イオンプレーティングなどに代表される物理蒸着や、プラズマCVDに代表される化学蒸着などによって形成される無機質の蒸着膜、例えば各種金属乃至金属酸化物により形成される膜であるが、特に、凹凸を有する面にも均一に成膜され、水分のみならず酸素等に対しても優れたバリア性を発揮するという点で、プラズマCVDにより形成される蒸着膜であることが好ましい。
また、このような無機バリア層1は、所定のプラスチック基材上に形成されるが、このプラスチック基材が、前述した水分拡散機能を有する有機層5であってもよいし、有機層5と異なるものであってもよい。プラスチック基材が、有機層5とは異なる場合には、この無機バリア層1を形成後、その上に有機層5が形成されることとなる。
尚、マイクロ波電界による場合は、導波管等を用いてマイクロ波をプラズマ処理室内に照射することにより成膜が行われ、高周波電界による場合は、プラズマ処理室内のプラスチック基材を一対の電極の間に位置するように配置し、この電極に高周波電界を印加して成膜が行われる。
成膜時間は、各領域の厚みが、前述した範囲内となるように設定すればよい。
本発明の水分バリア性積層体中の吸湿層3は、水分トラップ層とも呼ぶことができ、所定の樹脂層中に粒状吸湿剤を分散させたものなど、それ自体公知の層であってよい。
特に、水分に対する高いバリア性が要求される場合には、水分捕捉性が優れ、しかも水分吸収に起因する膨潤などの変形が有効に回避されているという観点から、例えば特許文献5〜7に記載されているように、イオン性ポリマー中に粒状吸着剤が分散されている層であることが好ましい。
ところで、単に水分がマトリックスに吸収されたに過ぎない場合には、温度上昇などの環境変化により、吸収された水分は容易に放出されてしまうこととなる。また、水分の侵入により、マトリックスを形成するポリマー分子の間隔を広げ、この結果、吸湿層3は膨潤してしまうことにもなる。
しかるに、マトリックス(イオン性ポリマー)よりも到達湿度が低い粒状吸着剤が分散されている場合には、マトリックス中に吸収された水分は、このマトリックスよりも吸湿性の大きい(即ち、到達湿度が低い)吸湿剤によってさらに捕捉されることとなり、吸収された水分子による膨潤が有効に抑制されるばかりか、この水分子は、吸湿層3中に閉じ込められ、この結果、吸湿層3からの水分の放出も有効に防止されることとなる。
本発明において、上記のようなマトリックスの形成に使用するイオン性ポリマーの内、カチオン性ポリマーは、水中で正の電荷となり得るカチオン性基、例えば、1〜3級アミノ基、4級アンモニウム基、ピリジル基、イミダゾール基、4級ピリジニウムなどを分子中に有しているポリマーである。このようなカチオン性ポリマーは、カチオン性基が、求核作用が強く、かつ水素結合により水を補足するため、吸湿性を有するマトリックスを形成することができる。
カチオン性ポリマー中のカチオン性基量は、一般に、形成される吸湿性マトリックスの吸水率(JIS K−7209−1984)が湿度80%RH及び30℃雰囲気下において20%以上、特に30%〜45%となるような量であればよい。
尚、共重合可能な他の単量体としては、これに限定されるものではないが、スチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、α−ハロゲン化スチレン類、アクリロニトリル、アクロレイン、メチルビニルケトン、ビニルビフェニル等を挙げることができる。
重合開始剤としては、特に制限されず、オクタノイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパ−オキシド、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキシド等の有機過酸化物が代表的であり、一般に、前述したアニオン性或いはカチオン性単量体(或いはアニオン性基もしくはカチオン性基を導入し得る単量体)100重量部に対して、0.1〜20重量部、特に0.5〜10重量部程度の量で使用される。
即ち、吸湿性のマトリックス中に架橋構造が導入されていると、該マトリックスが水を吸収したとき、カチオン性ポリマーの分子が架橋によって互いに拘束されることとなり、膨潤(水分吸収)による体積変化を抑制し、機械的強度や寸法安定性の向上がもたらされる。
上記の架橋構造は、吸湿層3を形成するためのコーティング組成物中に架橋剤を配合しておくことにより導入することができる。
本発明において、吸湿性のマトリックスの形成に使用するアニオン性ポリマーは、水中で負の電荷となり得るアニオン性の官能基、例えば、カルボン酸基、スルホン酸基、ホスホン酸基や、これらの基が部分的に中和された酸性塩基を分子中に有しているポリマーである。このような官能基を有するアニオン性ポリマーは、上記官能基が水素結合により水を補足するため、吸湿性マトリックスを形成することができる。
アニオン性ポリマー中のアニオン性官能基量は、官能基の種類によっても異なるが、前述したカチオン性ポリマーと同様、形成される吸湿性マトリックスの吸水率(JIS K−7209−1984)が湿度80%RH及び30℃雰囲気下において20%以上、特に30%〜45%となるような量であればよい。
尚、共重合可能な他の単量体としては、これに限定されるものではないが、スチレン、ビニルトルエン、ビニルキシレン、α−メチルスチレン、ビニルナフタレン、α−ハロゲン化スチレン類、アクリロニトリル、アクロレイン、メチルビニルケトン、ビニルビフェニル等を挙げることができる。
重合開始剤としては、特に制限されず、オクタノイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、ベンゾイルパ−オキシド、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、ジ−t−ブチルパーオキシド等の有機過酸化物が代表的であり、一般に、前述したアニオン性単量体(或いはアニオン性基を導入し得る単量体)100重量部に対して、0.1〜20重量部、特に0.5〜10重量部程度の量で使用される。
即ち、アニオン性ポリマーの場合、カチオン性ポリマーとは異なって、水素結合による水の補足のみなので、吸湿に適した空間の網目構造(架橋構造)をマトリックス中に導入することにより、その吸湿性を大きく高めることができる。このような架橋構造は、例えば、網目構造中に脂環構造のような疎水部位を有しているものであり、これにより、親水部位の吸湿効果がより高められる。
さらに、吸湿性マトリックス中に架橋構造を導入することにより、該マトリックスが水を吸収したとき、アニオン性ポリマーの分子が架橋によって互いに拘束され、膨潤(水分吸収)による体積変化が抑制され、寸法安定性が向上する。このような寸法安定性向上効果は、前述したカチオン性ポリマーの場合と同様である。
上述したイオン性ポリマーをマトリックス(吸湿性マトリックス)とする吸湿層3中に分散される粒状吸湿剤は、上記のマトリックスを形成するイオン性ポリマー(カチオン性或いはアニオン性ポリマー)よりも到達湿度が低く、極めて高い吸湿性能を有するものである。このようにマトリックスよりも高い吸湿性を有する吸湿剤を分散させることにより、前述したイオン性ポリマーにより形成されたマトリックスに吸収された水分が直ちに吸湿剤に捕捉され、吸収された水分のマトリックス中への閉じ込めが効果的に行われることとなり、極めて低湿度雰囲気でも水分の吸湿能力を有効に発揮することができるばかりか、水分の吸収による吸湿層3の膨潤も有効に抑制される。
無機系の吸湿剤としては、ゼオライト、アルミナ、活性炭、モンモリロナイト等の粘土鉱物、シリカゲル、酸化カルシウム、硫酸マグネシウムなどを挙げることができる。
有機系の吸湿剤としては、アニオン系ポリマー若しくはその部分中和物の架橋物を挙げることができる。このアニオン系ポリマーとしては、カルボン酸系単量体((メタ)アクリル酸や無水マレイン酸など)、スルホン酸系単量体(ハロゲン化ビニルスルホン酸、スチレンスルホン酸、ビニルスルホン酸など)、ホスホン酸系単量体(ビニルリン酸など)及びこれら単量体の塩類等に代表されるアニオン性単量体の少なくとも1種を、重合或いは他の単量体と共重合させて得られるものを挙げることができる。特に透明性が求められる用途においては、有機系の吸湿剤が有効である。例えば、架橋ポリ(メタ)アクリル酸Naの微細粒子などが代表的な有機系吸湿剤である。
即ち、有機系ポリマーの吸湿剤は、イオン性ポリマーのマトリックスに対する分散性が極めて良好であり、均一に分散させることができるばかりか、これを製造するための重合法として乳化重合や懸濁重合などを採用することにより、その粒子形状を微細で且つ揃った球形状とすることができ、これをある程度以上配合することにより、極めて高い透明性を確保することが可能となる。
また、有機系の微細な吸湿剤では、前述した到達湿度が著しく低く、高い吸湿性を示すばかりか、架橋によって膨潤による体積変化も極めて少なくすることができ、従って、体積変化を抑制しながら、環境雰囲気を絶乾状態もしくは絶乾状態に近いところまで湿度を低下させる上で最適である。
このような有機系の吸湿剤の微粒子としては、例えば架橋ポリアクリル酸Na微粒子(平均粒子径約70nm)がコロイド分散液(pH=10.4)の形で東洋紡株式会社よりタフチックHU−820Eの商品名で市販されている。
例えば、上述したイオン性ポリマーをマトリックスとし、このマトリックス中に粒状吸着剤が分散されている吸湿層3は、マトリックスがカチオン性ポリマーにより形成されている場合には、吸湿層3中のイオン性ポリマー100重量部当り、50重量部以上、特に100乃至900重量部の量で存在することが好ましく、更には200乃至600重量部の量であることがより好ましい。また、マトリックスがアニオン性ポリマーにより形成されている場合には、吸湿層3中のアニオン性ポリマー100重量部当り、50重量部以上、特に100乃至1300重量部の量で存在することが好ましく、更には150乃至1200重量部の量であることがより好ましい。
本発明において、高水分雰囲気側に配置される無機バリア層1と吸湿層3との間に設けられる有機層5は、基本的には吸湿層3や無機バリア層1に比して透湿性を有する任意の樹脂で形成することができるが、その厚みは、10μm以上、特に20μm以上の範囲にあることが必要であり、更に吸湿層3に対して3倍以上の厚みであることがより好ましい。
先にも説明したように、無機バリア層1には、ピンホールやクラック等の不可避的な欠陥Xが生成しており、この欠陥Xを通して、吸湿層3に局部的に集中して水分が流れ込むため、吸湿層3の水分バリア性が局部的に劣化してしまうという不都合があるが、本発明では、無機バリア層1と吸湿層3との間に厚みの厚い有機層5が介在しているため、この有機層5により、無機バリア層1の欠陥Xを通った微量の水分は、面方向に拡散しながら有機層5を透過し、この結果、吸湿層3の面方向全体にわたって均等に水分が流入し、吸湿層3の全体が水分トラップ性を示し、局部的に水分バリア性が劣化するという不都合を有効に回避することができる。
例えば、有機層5の厚みが上記範囲よりも薄い場合には、欠陥Xから流入した水分は面方向にほとんど拡散することなく透過して吸湿層3に流れ込むこととなり、結果として、吸湿層3の局部的劣化を回避することが困難となる。即ち、無機バリア層1の上に接着剤樹脂層のような薄層を設け、この接着剤樹脂層を介して吸湿層3を設けた場合には、接着剤樹脂層で水分が十分に拡散せず、従って、吸湿層3の局部的な劣化を回避することができない。
本発明の水分バリア性積層体は、吸湿層3に対して、高水分雰囲気側となる位置に無機バリア層1が位置しており、この無機バリア層1と吸湿層3との間に有機層5が設けられているという基本構造を有しているという条件下で種々の層構造を採り得る。
(高水分雰囲気側):無機バリア層1/有機層5/吸湿層:(低水分雰囲気側)
(高水分雰囲気側):プラスチック基材/無機バリア層1/有機層5/吸湿層:(低水分雰囲気側)
上記の層構造において、プラスチック基材としては、有機層5を形成し得る樹脂と同様の各種熱可塑性樹脂或いは熱硬化性樹脂により形成することができ、ガスバリア性樹脂により形成された酸素バリア層を含む多層構造とすることも勿論可能である。
かかる層構造のものは、用途に応じた形状(一般的には、板状或いはフィルム乃至シートの形態)に成形されたプラスチック基材の表面に無機バリア層1を形成し、この無機バリア層1の上に、有機層5及び吸湿層3をこの順にコーティングにより形成することができる。かかるプラスチック基材の厚み等は、用途に応じた特性(例えば可撓性、柔軟性、強度等)、適宜の範囲に設定されていればよい。
尚、プラスチック基材の成形手段は、その形態に応じて、射出乃至共射出成形、押出乃至共押出成形、フィルム乃至シート成形、圧縮成形性、注型重合等が採用される。
(高水分雰囲気側):プラスチック基材/無機バリア層1/有機層5/吸湿層3/接着材層/無機バリア層1b/プラスチック基材:(低水分雰囲気側)
かかる層構造において、低水分雰囲気側の無機バリア層1bやプラスチック基材は、高水分雰囲気側の無機バリア層1aやプラスチック基材と同じであってよい。また、接着剤としては、酸変性オレフィン樹脂やウレタン系樹脂などを用いることができる。
このようなサンドイッチ構造の水分バリア性積層体は、前述した方法にしたがって、高水分雰囲気側に配置されるプラスチック基材/無機バリア層1/有機層5/吸湿層3の積層体(高水分雰囲気側積層体)と、低水分雰囲気側の積層体(無機バリア層1b/プラスチック基材)とを作成し、これらの積層体を接着剤によって貼り合せることにより製造することができる。
このような多層構造の水分バリア性積層体は、前述した方法にしたがって製造することができることは、当業者であれば容易に理解されよう。
このようにして形成される吸湿層3では、マトリックスのポリマーとしてイオン性ポリマーが好適に使用され、さらに吸湿した水分の放出を有効に回避し且つ膨潤による変形を防止するために、架橋剤を配合し、イオン性ポリマーのマトリックスに架橋構造を導入することが望ましいことは、先に述べたとおりである。
かかるコーティング組成物において、カチオン性ポリマーと粒状吸湿剤とは、前述した量比で使用される。即ち、100重量部のカチオン性ポリマーに対して、前述した量で、カチオン性ポリマーと共に、粒状吸湿剤はコーティング組成物中に配合される。
X−SiR1 n(OR2)3−n (1)
式中、Xは、末端にエポキシ基を有する有機基であり、
R1及びR2は、それぞれ、メチル基、エチル基、もしくはイソプロピル
基であり、
nは、0、1、もしくは2である、
で表されるシラン化合物が好適に使用される。
しかも、このコーティング組成物は、カチオン性ポリマーを含んでいるため、アルカリ性であり、この結果、カチオン性基とエポキシ基の付加反応やシラノール基間の脱水縮合も速やかに促進されることとなる。
また、上記式(1)中のエポキシ基が、エポキシシクロヘキシル基のような脂環式エポキシ基であるものも架橋剤として好適である。例えば、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のような脂環式エポキシ基を有する化合物を架橋剤として使用した場合には、マトリックスの架橋構造中に、シロキサン構造と共に、脂環構造が導入される。このような脂環構造の導入は、吸湿に適した空間の網目構造を形成するというマトリックスの機能を更に効果的に発揮させることができる。
G−O(C=O)−A−(C=O)O−G (2)
式中、Gは、グリシジル基であり、
Aは、脂肪族環を有する2価の炭化水素基、例えばシクロアルキレン基であ
る、
で表されるジグリシジルエステルを、架橋剤として使用することができる。このようなジグリシジルエステルの代表的なものは、下記の式(2−1)で表される。
架橋剤の使用量が多すぎると、機械強度的に脆くなりハンドリング性が損なわれたり、塗料にした際に増粘が速く有効なポットライフが確保できなくなるおそれがあり、また、少なすぎると、これに伴い、厳しい環境下(例えば高湿度下)に曝された場合の耐性(例えば機械的強度)が確保できなくなるおそれがある。
このような非イオン性重合体としては、ポリビニルアルコール、エチレン−プロピレン共重合体、ポリブチレン等の飽和脂肪族炭化水素系ポリマー、スチレンーブタジエン共重合体等のスチレン系ポリマー、ポリ塩化ビニル、或いは、これらに、各種のコモノマー(例えばビニルトルエン、ビニルキシレン、クロロスチレン、クロロメチルスチレン、α−メチルスチレン、α−ハロゲン化スチレン、α,β,β´−トリハロゲン化スチレン等のスチレン系モノマーや、エチレン、ブチレン等のモノオレフィンや、ブタジエン、イソプレン等の共役ジオレフィンなど)を、共重合させたものなどを挙げることができる。
この場合の吸湿層3を形成するためのコーティング組成物において、アニオン性ポリマーと粒状吸湿剤とは、100重量部のアニオン性ポリマーに対しての粒状吸湿剤の量が前述した範囲となるように、コーティング組成物中に配合される。
この架橋剤としては、アニオン性ポリマーが有しているイオン性基と反応し得る架橋性官能基(例えばエポキシ基)を2個以上有している化合物を使用することができ、カチオン性マトリックス用のコーティング組成物でも挙げられた式(2):
G−O(C=O)−A−(C=O)O−G (1)
式中、Gは、グリシジル基であり、
Aは、脂肪族環を有する2価の炭化水素基、例えばシクロアルキレン基であ
る、
で表されるジグリシジルエステルが好適に使用される。
特に、上記のジグリシジルエステルの中でも好適なものは、先にも挙げられており、特に、吸湿に適した空間の網目構造を形成できるという観点から、先の式(2−1)で表されるジグリシジルエステルが最も好適である。
このような吸湿層3では、水分の吸収と閉じ込めとの2重の機能を有していると同時に、有機層5により無機バリア層1の欠陥Xを通る水分による吸湿層3の局部的劣化が抑制されているため、有機層5上に、適度な厚みの水分トラップ層5を一層形成するのみで、水分に対して上記のような超バリア性を安定して長期にわたって発揮することができる。従って、本発明では、層の数を少なくして高いバリア性を得ることができるのであり、生産性や生産コストなどの点で極めて有利である。
本発明の水分バリア性積層体は、有機層5の形成により、吸湿層3の優れた水分トラップ能力の局部的な失活が有効に抑制され、長期間にわたってその水分バリア性が維持されるばかりか、前述したイオン性ポリマーを用いて吸湿層3が形成されている場合には、吸湿層3の吸湿による寸法変化も防止され、寸法変化による密着性の低下(バリア性の低下をもたらす)も有効に回避され、少ない層数で水蒸気透過度が10−5g/m2/day以下という水分に対する超バリア性を安定に実現することができる。
ASTM−F1249に準処し、透湿度測定装置(モダンコントロール社製「Permatran−W」)を使用し、有機層5が吸湿層3よりも高水分雰囲気側に位置するように測定セルにセットし、温度40℃、相対湿度90%の条件下で測定した。(測定限界=0.01g/m2/day)
それぞれの有機層樹脂の透湿度を上記手法で測定し、得られた値を有機層樹脂厚み1mm辺りの数値で規格化したものを、有機層樹脂の水蒸気透過係数とした。
前述の透湿度測定において、100時間以上性能を維持しているものを◎、50時間以上性能を維持出来たものを○、50時間未満で透湿度が上昇したものを×とした。
厚み100μmの2軸延伸PETフィルム6の片面に、プラズマCVD装置を用いて、酸化ケイ素の無機バリア層1を形成した。以下に、製膜条件を示す。
周波数27.12MHz、最大出力2kWの高周波出力電源、マッチングボックス、直径300mm、高さ450mmの金属型円筒形プラズマ処理室、処理室を真空にする油回転真空式ポンプを有するCVD装置を用いた。処理室内の並行平板にプラスチック基材を設置し、ヘキサメチルジシロキサンを3sccm、酸素を45sccm導入後、高周波発振器により50Wの出力で高周波を発振させ、2秒間の製膜を行い、密着層を形成した。
次に、高周波発振器により200Wの出力で高周波を発振させ、15秒間の製膜を行い、バリア層を形成した。得られた無機バリア層被覆PETフィルムは、40℃90%RH雰囲気下で測定した水蒸気透過率が、0.1g/m2/dayである。
イオン性ポリマー及び吸湿剤として、下記のポリアリルアミン(カチオン性ポリマー)及び吸湿剤を用意した。
ポリアリルアミン;
ニットーボーメディカル製PAA−15C(水溶液品)
固形分:15重量%
吸湿剤;
ポリアクリル酸Naの架橋物
東洋紡製タフチックHU−820E(水分散品)
固形分:13重量%
一方、架橋剤として、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランを用い、5重量%になるように水に溶かして架橋剤溶液を調製した。
次いで、ポリアリルアミン100重量部に対してγ−グリシドキシプロピルトリメトキシシランが15重量部になるように、ポリマー溶液と架橋剤溶液とを混合し、さらに、この混合溶液に、上記の吸湿剤(ポリアクリル酸Naの架橋物)を、ポリアリルアミンに対して400重量部になるように加え、更に固形分が5重量%になるよう水で調整した上で良く撹拌し、水分トラップ層用のコーティング液Aを調製した。
実施例1において、無機バリア層1被覆ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムの厚みを12μmとする以外は、実施例1と同様の方法で図2に示された層構造を有するラミネート積層体10を得た。
実施例1において、無機バリア層被覆PETフィルムの替わりに、市販のPVD法により形成された蒸着PETフィルム(三菱樹脂製、テックバリアタイプHX)を用いた以外は、実施例1と同様の方法で図2に示された層構造を有するラミネート積層体を得た。
上記で得られたコーティング液Aを、バーコーターにより、先に作成された無機バリア層被服PETフィルムの蒸着面に塗布した。塗布後の上記フィルムをボックス型の電気オーブンにより、ピーク温度120℃、ピーク温度保持時間10秒の条件で熱処理し、厚み4μmの吸湿層3を形成し、コーティングフィルムBを得た。
実施例4において、厚み12μmのEVOHフィルムの替わりに、厚み15μmの二軸延伸ナイロンフィルムを用いる以外は、実施例4と同様の方法で図3に示された層構造を有するラミネート積層体を得た。
実施例4において、厚み12μmのEVOHフィルムの替わりに、厚み60μmの無延伸ポリプロピレンフィルムを用いる以外は、実施例4と同様の方法で図3に示された層構造を有するラミネート積層体を得た。
実施例4において、コーティングフィルムBのコーティング層上に、厚さ10μmのウレタン系接着剤の層7、先に作成された無機バリア層被覆PETフィルムを無機バリア層1が内側になるように順次ドライラミネートし、吸湿しないように接着樹脂層を硬化するため、50℃×3日間真空下にてエージングを行い、図4に示すような層構造のラミネート積層体12を得た。
実施例1の透湿度測定において、積層体11の有機層5が吸湿層3より低水分雰囲気側に配置される向きで測定を実施した。
実施例7において、ウレタン系接着剤の層7の厚みを2μmとする以外は実施例7と同様の方法でラミネート積層体を得た。
上記で作製された試料のラミネート積層体について、前述した方法で各種特性を測定し、その結果を、表1に示した。
3:吸湿層
5:有機層
6:PETフィルム
7:ウレタン系接着剤の層
8:EVOHフィルム
10,11,12:ラミネート積層体
Claims (6)
- 無機バリア層と吸湿層とを有しており、該無機バリア層が、該吸湿層に対して高水分雰囲気側に配置されている水分バリア性積層体において、
前記吸湿層と無機バリア層との間には、厚みが10μm以上の有機層が介在していることを特徴とする水分バリア性積層体。 - 前記有機層が、水分拡散機能を有しており、前記吸湿層に隣接して設けられている、請求項1に記載の水分バリア性積層体。
- 前記有機層が、2.0g・mm/m2・day/atm以下の水蒸気透過係数を示す請求項2に記載の水分バリア性積層体。
- 前記有機層がポリエステル樹脂またはオレフィン系樹脂を含んでいる請求項1〜3の何れかに記載の水分バリア性積層体。
- 前記有機層が、前記吸湿層に対して3倍以上の厚みを有する、請求項1〜4の何れかに記載の水分バリア性積層体。
- 積層体の水蒸気透過度が0.01g/m2・day/atm以下である請求項1〜5の何れかに記載の水分バリア性積層体。
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