JP2017144603A - ガスバリア性フィルム - Google Patents
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Abstract
Description
以下に、本発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態によるガスバリア性フィルムを説明する断面図である。図1に示すように、ガスバリア性フィルム5は、高分子フィルム基材1の上にアンカーコート層2と、無機酸化物層3と、オーバーコート層4とをこの順に積層してなる。
1/Tg=W1/Tg1+W2/Tg2+・・・+Wn/Tgn・・・式(1)
(式中、Tgは、ガラス転移温度(K)であり、W1、W2、・・・、Wnは、ウレタン樹脂を構成するモノマーの重量分率であり、Tg1、Tg2、・・・、Tgnは、各モノマーのホモポリマーのガラス転移温度である)
ただし、イソシアネート化合物は、ホモポリマーを形成可能なモノマーではないため、上述したアクリル−スチレン共重合体とイソシアネート化合物とを反応させたウレタン樹脂のガラス転移温度(Tg)は、実測により求める。
図2は、本発明の一実施形態によるラミネートガスバリア性フィルムの断面図である。図2に示すように、ラミネートガスバリア性フィルム8は、上述した第1の実施形態に係るガスバリア性フィルム5の両面に、接着剤層6を介してラミネート樹脂層7を設けたものである。
<アンカーコート層の積層工程>
ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)/メチルメタクリレート(MMA)/メチルアクリレート(MA)/スチレンモノマーの割合をモル比で12/38/30/20(OH価:67mgKOH/g)として分子量4万となるように共重合させた。この(メタ)アクリル樹脂のOH基に対して、イソシアネート化合物としてタケネートD−110N(三井化学(株)製)をNCO/OH比が1.0になるように調整し、固形分1%とした塗液を16μmのPET上にバーコーター#3で塗工し、120℃で1分乾燥させ、厚み25nmの膜を形成した。得られた膜を60℃で2日間硬化させ、Tg85℃のアクリルウレタン膜であるアンカーコート層を得た。
蒸着材料の無機酸化物は金属珪素と二酸化珪素とを用い、O/Si比が1.61になるように混合した。金属珪素は50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを使用し、二酸化珪素には結晶構造を95%含み、50μm以下の径を有する粉末が95%以上のものを使用した。次に、電子ビーム加熱方式の真空蒸着装置により、電子銃から放出する電子ビームを蒸着用材料に照射し蒸発させ、アンカーコート層上に厚み30nmの酸化珪素膜を形成した。
(1)テトラエトキシシランを0.02mol/Lの塩酸で加水分解した。
(2)けん化度99%、重合度2300のPVAの5wt%水溶液を調製した。
(3)(2)の溶液に(1)の溶液をSiO2/PVA=65/35となる割合で加え、オーバーコート層溶液とした。この溶液を無機酸化物層上にバーコーター#5にて塗工し、120℃で2分乾燥させ、300nmのオーバーコート層を形成し、図1に示した積層構造のガスバリア性フィルムを得た。
得られたガスバリア性フィルムの両面に、5g/m2のポリウレタン系接着剤を介して厚さ50μmの耐加水分解PET(東レ製、X10S)をドライラミネート法により積層し、図2に示した積層構造のラミネートガスバリア性フィルムを得た。
ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)/メチルメタクリレート(MMA)/メチルアクリレート(MA)/スチレンモノマーの割合をモル比で20/30/30/20(OH価:109mgKOH/g)とし、Tg80℃のアクリルウレタン膜を得た以外は実施例1と同様にしてガスバリア性フィルム及びラミネートガスバリア性フィルムを得た。
NCO/OH比を2.0とした以外は実施例2と同様にしてガスバリア性フィルム及びラミネートガスバリア性フィルムを得た。
ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)/メチルメタクリレート(MMA)/スチレンモノマーの割合をモル比で12/53/35(OH価:64mgKOH/g)とし、Tg105℃のアクリルウレタン膜を得た以外は実施例3と同様にしてガスバリア性フィルム及びラミネートガスバリア性フィルムを得た。
アンカーコート形成用塗液を固形分5%の塗液とし、厚み50nmのアクリルウレタン膜を得た以外は実施例1と同様にしてガスバリア性フィルム及びラミネートガスバリア性フィルムを得た。
ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)/メチルメタクリレート(MMA)/メチルアクリレート(MA)の割合をモル比で12/58/30(OH価:68mgKOH/g)とした以外は実施例1と同様にしてガスバリア性フィルム及びラミネートガスバリア性フィルムを得た。
ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)/メチルメタクリレート(MMA)/メチルアクリレート(MA)の割合をモル比で25/45/30(OH価:136mgKOH/g)とした以外は実施例3と同様にしてガスバリア性フィルム及びラミネートガスバリア性フィルムを得た。
ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)/メチルメタクリレート(MMA)/メチルアクリレート(MA)の割合をモル比で12/78/10(OH価:66mgKOH/g)とした以外は実施例3と同様にしてガスバリア性フィルム及びラミネートガスバリア性フィルムを得た。
ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)/メチルメタクリレート(MMA)/メチルアクリレート(MA)の割合をモル比で20/10/70(OH価:117mgKOH/g)とし、NCO/OH比を0.1とした以外は実施例1と同様にしてガスバリア性フィルム及びラミネートガスバリア性フィルムを得た。
ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)/メチルメタクリレート(MMA)/メチルアクリレート(MA)の割合をモル比で20/10/70(OH価:117mgKOH/g)とし、NCO/OH比を0.1とし、膜厚を2μmとした以外は実施例1と同様にしてガスバリア性フィルム及びラミネートガスバリア性フィルムを得た。
実施例1〜5及び比較例1〜5のガスバリア性フィルムの水蒸気透過度を、モダンコントロール社製の水蒸気透過度測定装置(MOCON PERMATRAN 3/33)を用いて40℃90%RHの雰囲気で測定した。
アンカーコート層の硬化膜のTgの測定値はSII社製の示差走査熱量測定装置(EXSTA6000)を用いて−20℃から250℃まで10℃/min.で昇温させ、5分間保持した後、270℃/min.で−20℃まで冷却した。これを2サイクル行い、2サイクル目の値を採用した。
層間密着力は、上述したラミネートガスバリア性フィルム(図2)を用いて評価した。具体的には、ラミネートガスバリア性フィルムに対して、耐湿熱試験85℃85%RH(エスペック(株)製PR−4J)で1000時間処理と、耐候性試験装置((株)東洋精機製作所製アトラス・ウェザオメータCi4000)で500時間処理とを実施した後の層間密着力を評価した。耐候性試験条件はブラックスタンダード温度65℃、試験槽温度40℃、相対湿度50%RH、放射照度60W/m2、散水ありで行った。試験片を10mm巾の短冊状に切り出し、その端部を一部剥離させ、引っ張り試験機((株)島津製作所製AGS−500NX)により、4条件、すなわち、300mm/min.の速度でT型剥離、180度剥離、界面に水を付けた状態でT型剥離、180度剥離とを行い、4条件のうち層間密着力が1N以上であった測定結果が4つの場合を○、3つを△、2つ以下を×とした。
表1に示されるように、実施例1〜5は、水蒸気透過度、耐湿熱試験後の層間密着性、及び耐候試験後の層間密着性のいずれにおいても良好な結果を示した。比較例1〜3は水蒸気透過度及び耐湿熱試験後の層間密着性は良好な結果を示したが、耐候試験後の層間密着性が低かった。比較例4〜5は水蒸気透過度が高く、耐湿熱試験後の層間密着性及び耐候試験後の層間密着性が低下した。
2 アンカーコート層
3 無機酸化物層
4 オーバーコート層
5 ガスバリア性フィルム
6 接着剤層
7 ラミネート樹脂層
8 ラミネートガスバリア性フィルム
Claims (10)
- 基材の少なくとも一方の面に、アンカーコート層と、無機酸化物層と、オーバーコート層とがこの順序で積層されており、
前記アンカーコート層が、ヒドロキシル基またはカルボキシル基を有するアクリルモノマーとスチレンモノマーとを共重合してなるアクリル−スチレン共重合体と、イソシアネート化合物とが結合したウレタン樹脂からなることを特徴とする、ガスバリア性フィルム。 - 前記アクリル−スチレン共重合体における前記スチレンモノマーの割合が、5mol%以上50mol%以下であることを特徴とする、請求項1に記載のガスバリア性フィルム。
- 前記アクリル−スチレン共重合体のOH価が10mgKOH/g以上150mgKOH/g以下であることを特徴とする、請求項1または2に記載のガスバリア性フィルム。
- 前記アクリル−スチレン共重合体のOH基に対する前記イソシアネート化合物のNCO基のモル比(NCO/OH)が、0.5以上4.0以下であることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
- 前記アクリル−スチレン共重合体と前記イソシアネート化合物とが結合したウレタン樹脂のガラス転移温度Tgが、40℃以上150℃以下であることを特徴とする、請求項1〜4のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
- 前記アンカーコート層の厚みが10nm以上10,000nm以下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性フィルム。
- 前記無機酸化物層はSiOXで表される珪素酸化物からなる蒸着膜であり、1.5≦X≦1.8であることを特徴とする、請求項1〜6のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
- 前記無機酸化物層の膜厚が10nm以上150nm以下であることを特徴とする、請求項1〜7のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
- 前記オーバーコート層は、水溶性高分子と、アルコキシシランまたはその加水分解生成物とを含有することを特徴とする、請求項1〜8のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
- 前記オーバーコート層の厚みが50nm以上600nm以下であることを特徴とする、請求項1〜9のいずれかに記載のガスバリア性フィルム。
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