WO2019221196A1 - 組成物、ガスバリア材、コーティング材、接着剤、成形体、積層体及び成形体の製造方法 - Google Patents

組成物、ガスバリア材、コーティング材、接着剤、成形体、積層体及び成形体の製造方法 Download PDF

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佑介 狩野
宏子 桜井
祐貴 野中
浩一 延藤
中嶋 道也
蛯名 武雄
石井 亮
相澤 崇史
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Dic株式会社
国立研究開発法人産業技術総合研究所
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    • C09J4/00Adhesives based on organic non-macromolecular compounds having at least one polymerisable carbon-to-carbon unsaturated bond ; adhesives, based on monomers of macromolecular compounds of groups C09J183/00 - C09J183/16

Definitions

  • the present invention relates to a composition, a gas barrier material, a coating material, an adhesive, a molded body, a laminate, and a method for producing the molded body.
  • Packaging materials used for packaging foods and the like are required to have functions such as content protection, retort resistance, heat resistance, transparency and processability. In order to maintain the quality of the contents, gas barrier properties are particularly important. Recently, not only packaging materials but also materials used for electronic materials such as solar cells and semiconductors are required to have high gas barrier properties.
  • Patent Document 1 describes that characteristics such as gas barrier properties are improved by combining a resin having a hydroxyl group and an isocyanate compound with a plate-like inorganic compound such as clay mineral and a light blocking agent.
  • Patent Document 2 describes a material having modified clay as a main constituent component, and using modified clay, using an additive as necessary, orienting the modified clay crystal, and densely laminating, It is said that a film material having mechanical strength, gas barrier property, water resistance, thermal stability and flexibility that can be used as a self-supporting film is obtained.
  • the plate-like inorganic compound described in Patent Document 1 is bulky and it is difficult to obtain good affinity with the polymerizable compound. Therefore, there is a limit to the amount added and dispersibility. Therefore, it is difficult to obtain a higher gas barrier property by increasing the addition amount. Even if the addition amount of the filler can be increased, sufficient dispersibility cannot be obtained, and sufficient gas barrier property can be obtained. Absent.
  • the clay film described in Patent Document 2 is a self-supporting film that is heated after film formation, it is very high for a base material (for example, a resin base material) on which a viscosity film is formed. Heat resistance is required. For this reason, the viscosity film described in Patent Document 2 can be used only for a base material (for example, a resin base material) having very high heat resistance, and there is a problem that the intended use is limited.
  • the self-supporting film described in Patent Document 2 contains a large amount of filler in order to exhibit high gas barrier properties. However, if the amount of the filler is too large, the flexibility of the composition is impaired. For example, when used for a flexible packaging film, there is a problem that the flexibility of the film is insufficient. Therefore, there is still a need for a composition that can exhibit high barrier properties even when the filler is highly filled or low filled.
  • an object of the present invention is to provide a composition having excellent gas barrier properties, particularly water vapor barrier properties and oxygen barrier properties.
  • the inventors of the present invention have a lithium partially fixed smectite obtained by heat treatment in advance, which has an effect of improving dispersibility with respect to the polymerizable compound, can suppress deterioration of the polymerizable compound, and has a range of adaptable resins.
  • the present inventors have found that it can be suitably used as a filler for a composition having excellent gas barrier properties.
  • the present inventors have found that excellent gas barrier properties can be obtained by combining this lithium partially fixed smectite and a compound containing a group having a polymerizable double bond, and have completed the present invention.
  • the composition according to one aspect of the present invention contains a compound containing a group having a polymerizable double bond and lithium partially fixed smectite.
  • a compound containing a group having a polymerizable double bond contains lithium partially fixed smectite.
  • lithium partially fixed smectite is combined with a compound containing a group having a polymerizable double bond, water vapor barrier properties, oxygen barrier properties (for example, oxygen barrier properties under high humidity), etc.
  • a resin film having excellent gas barrier properties can be obtained.
  • the group having a polymerizable double bond may be a group represented by the following formula (1-1) or formula (1-2).
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group
  • * represents a bond.
  • the compound may further contain a polar group.
  • the polar group may be at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, an ester group, a carboxyl group, a cyano group, and an isocyanate group. Further, the compound may contain two or more groups represented by the above formula (1-1) or formula (1-2).
  • the compound may be a compound having a structure represented by the following formula (4-1), formula (4-2), formula (4-3), or formula (4-4).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • X represents —O— or —NH—
  • Z represents a divalent hydrocarbon group
  • the hydrogen atom in the divalent hydrocarbon group may be substituted with a group containing an oxygen atom and a carbon atom
  • R 2 represents a monovalent hydrocarbon group
  • hydrogen in the monovalent hydrocarbon group The atoms may be substituted with groups containing oxygen and carbon atoms.
  • the cation exchange capacity of the lithium partially fixed smectite is preferably 1 to 70 meq / 100 g. As a result, the water vapor barrier property and the oxygen barrier property are further improved.
  • the content of the lithium partially fixed smectite is preferably 3 to 50% by mass with respect to the total nonvolatile content of the composition. By setting it as such content, while being excellent in water vapor
  • composition according to one aspect of the present invention is excellent in water vapor barrier property and oxygen barrier property, and thus can be suitably used as a gas barrier composition.
  • composition according to one aspect of the present invention is excellent in water vapor barrier property and oxygen barrier property, and therefore can be suitably used for applications such as coating materials, gas barrier materials, and adhesives.
  • the present invention further provides a molded body of the composition described above, and a laminate including the molded body on a substrate (a laminate including a substrate and a molded body provided on the substrate).
  • One aspect of the present invention is a method for producing a molded article containing a polymer, comprising the step of polymerizing a compound containing a group having a polymerizable double bond in the composition to obtain a polymer. About.
  • composition of one embodiment contains a compound containing a group having a polymerizable double bond (hereinafter also referred to as “compound A”) and a lithium partially fixed smectite.
  • Smectite is a kind of phyllosilicate mineral (layered clay mineral) having a layer structure.
  • smectite structures such as montmorillonite, beidellite, saponite, hectorite, stevensite, and soconite are known.
  • the structure of the clay material is preferably at least one structure selected from the group consisting of montmorillonite and stevensite.
  • These structures have isomorphous substitution with a low-valent metal element, defects, and the like in part of the metal element of the octahedral sheet. Therefore, the octahedral sheet is negatively charged.
  • these structures have vacant sites in the octahedron sheet, and in the smectite having these structures, lithium ions can exist stably after movement as described later.
  • lithium-type smectite Smectite whose cation is lithium ion is referred to as lithium-type smectite (however, in this specification, lithium partially fixed smectite described later is excluded).
  • a method for exchanging cations of smectite with lithium ions for example, there is a method in which a lithium salt such as lithium hydroxide or lithium chloride is added to a natural sodium type smectite dispersion (dispersion slurry) to exchange cations. Can be mentioned. By adjusting the amount of lithium added to the dispersion, the amount of lithium ions in the amount of leaching cations of the obtained lithium smectite can be appropriately adjusted.
  • Lithium smectite can also be obtained by a column method or a batch method using a resin obtained by ion exchange of a cation exchange resin with lithium ions.
  • the lithium partially fixed smectite refers to a smectite in which a part of lithium ions in the lithium smectite is fixed to an empty site of the octahedral sheet.
  • Lithium partially fixed smectite can be obtained, for example, by fixing lithium ions between layers at an empty site of an octahedral sheet by heat treatment of lithium smectite. By fixing lithium ions, smectite is water-resistant.
  • the temperature condition of the heat treatment for partially fixing lithium is not particularly limited as long as lithium ions can be fixed.
  • the cation exchange capacity CEC: Cation Exchange Capacity
  • the water vapor barrier property and oxygen barrier property of the composition containing the lithium partially fixed smectite are further improved. Therefore, it is preferable to heat at 150 ° C. or higher from the viewpoint of efficiently fixing lithium ions and greatly reducing the cation exchange capacity.
  • the temperature of the heat treatment is more preferably 150 to 600 ° C., further preferably 180 to 600 ° C., particularly preferably 200 to 500 ° C., and most preferably 250 to 500 ° C.
  • the heat treatment is preferably performed in an open electric furnace.
  • the relative humidity during heating is 5% or less
  • the pressure is normal pressure.
  • the time for the heat treatment is not particularly limited as long as lithium can be partially fixed. However, from the viewpoint of production efficiency, it is preferably 0.5 to 48 hours, and more preferably 1 to 24 hours. .
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • XPS X-ray photoelectron spectroscopy
  • the cation exchange capacity of the lithium partially fixed smectite is preferably 70 meq / 100 g or less, more preferably 60 meq / from the viewpoint of further excellent water vapor barrier properties and oxygen barrier properties (for example, oxygen barrier properties under high humidity). 100 g or less.
  • the cation exchange capacity of the lithium partially fixed smectite is 1 meq / 100 g or more, more preferably 5 meq / 100 g or more from the viewpoint of further excellent water vapor barrier properties and oxygen barrier properties (for example, oxygen barrier properties under high humidity). More preferably, it is 10 meq / 100 g or more.
  • the cation exchange capacity of the lithium partially fixed smectite is 1 to 70 meq / 100 g, more preferably 5 to 70 meq / 100 g, and still more preferably 10 to 60 meq / 100 g.
  • the ion exchange capacity is usually about 80 to 150 meq / 100 g, but it can be 5 to 70 meq / 100 g by performing partial immobilization treatment.
  • the cation exchange capacity of the lithium partially fixed smectite may be less than 60 meq / 100 g or 50 meq / 100 g or less.
  • the cation exchange capacity of the lithium partially fixed smectite may be 1 meq / 100 g or more and less than 60 meq / 100 g, may be 5 meq / 100 g or more and less than 60 meq / 100 g, and may be 10 meq / 100 g or more and less than 60 meq / 100 g. It's okay.
  • the cation exchange capacity of smectite can be measured by a method according to the Schollenberger method (Clay Handbook 3rd edition, edited by the Japan Clay Society, May 2009, p. 453-454). More specifically, it can be measured by the method described in Japan Bentonite Industry Association Standard Test Method JBAS-106-77.
  • the amount of smectite leaching cation was determined by leaching the smectite interlayer cation with 0.5 mL of smectite using 100 mL of 1 M ammonium acetate aqueous solution over 4 hours, and the concentration of various cations in the resulting solution. It can be measured and calculated by ICP emission analysis, atomic absorption analysis or the like.
  • the content of the lithium partially fixed smectite is preferably 3% by mass or more with respect to the total amount of nonvolatile components in the composition.
  • the content of the lithium partially fixed smectite is 3% by mass or more based on the total nonvolatile content, the water vapor barrier property and the oxygen barrier property (for example, the oxygen barrier property under high humidity) are further improved.
  • the content of the lithium partially fixed smectite is 5% by mass, 7% by mass, 9% by mass, 10% by mass, 15% by mass or more, based on the total nonvolatile content in the composition. It may be 18% by mass or more, 20% by mass or more, 25% by mass or more, or 30% by mass or more.
  • the content of the lithium partially fixed smectite is preferably 70% by mass or less with respect to the total nonvolatile content in the composition.
  • the content of the lithium partially fixed smectite is 70% by mass or less, the moldability of the composition is further improved, and the adhesion to the substrate is improved. Moreover, higher oxygen barrier properties can be obtained under high humidity.
  • the content of the lithium partially fixed smectite is 50% by mass or less, 45% by mass or less, 40% by mass or less, 35% by mass or less, or 30% by mass or less with respect to the total nonvolatile content in the composition. It may be.
  • the above upper limit value and lower limit value can be arbitrarily combined.
  • the content of the lithium partially fixed smectite is, for example, 3 to 70% by mass, 3 to 50% by mass, 3 to 35% by mass, 5 to 35% by mass, It may be 30% by mass, 7-30% by mass, 9-30% by mass, 10-30% by mass and the like. Also in the same description in this specification, the individually described upper limit value and lower limit value can be arbitrarily combined.
  • the non-volatile content is the mass excluding the mass of the diluting solvent and the mass of volatile components contained in the compound A, the modifier and various additives from the total mass of the composition.
  • composition of one embodiment contains Compound A comprising a group having a polymerizable double bond.
  • the polymerizable double bond can also be referred to as an ethylenically unsaturated bond or a polymerizable unsaturated double bond.
  • Group having a polymerizable double bond examples include a vinyl group, an allyl group, and a (meth) acryloyl group.
  • the group having a polymerizable double bond is preferably a (meth) acryloyl group, more preferably from the viewpoint of improving the hydrophilicity of the compound A and further increasing the affinity between the compound A and the lithium type partially fixed smectite. Is a group represented by the following formula (1-1) or formula (1-2).
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group
  • * represents a bond
  • the (meth) acryloyl group means an acryloyl group or a methacryloyl group, and similar expressions are also the same.
  • the compound A only needs to have one or more groups having a polymerizable double bond, and from the viewpoint of further improving the gas barrier properties, the group having a polymerizable double bond is preferably two or more, more preferably Has 3 or more.
  • the number of groups having a polymerizable double bond in Compound A may be 30 or less, or 15 or less.
  • the number of (meth) acryloyl groups is preferably within the above range, more preferably the number of groups represented by the above formula (1-1) or formula (1-2).
  • Compound A may further have a group other than a group having a polymerizable double bond ((meth) acryloyl group).
  • the other group may be a hydrocarbon group, for example.
  • the hydrocarbon group may have, for example, 1 to 20 or 1 to 10 carbon atoms.
  • Examples of the hydrocarbon group include a chain hydrocarbon group or a cyclic hydrocarbon group.
  • the chain hydrocarbon group may be, for example, an aliphatic hydrocarbon group, and may be linear or branched.
  • the cyclic hydrocarbon group may be, for example, an alicyclic hydrocarbon group or an aromatic hydrocarbon group.
  • the aromatic hydrocarbon group may be substituted or unsubstituted. In the substituted aromatic hydrocarbon group, for example, at least a part of the hydrogen atoms of the aromatic ring may be substituted with an aromatic hydrocarbon group.
  • Compound A is preferable from the viewpoint that the hydrophilicity of Compound A is further improved and the affinity between Compound A and the lithium partially fixed smectite can be further increased, and as a result, the gas barrier property can be further improved.
  • the polar group is a group having polarity, and may include at least one selected from the group consisting of an oxygen atom and a nitrogen atom.
  • the polar group may be a terminal functional group or an intramolecular structure.
  • Examples of the polar group include an oxygen-containing polar group having an oxygen atom and not having a nitrogen atom, a nitrogen-containing polar group having a nitrogen atom and not having an oxygen atom, and an oxygen atom and a nitrogen atom.
  • Examples thereof include oxygen-containing and nitrogen-containing polar groups.
  • Examples of the oxygen-containing polar group include a hydroxyl group (—OH), a carbonyl group (—C ( ⁇ O) —), an ether group (—O—; also called an ether bond), an ester group (—C ( ⁇ O) O—; also called an ester bond), a carboxyl group (—C ( ⁇ O) OH), and the like.
  • nitrogen-containing polar group examples include an amino group (primary amino group, secondary amino group, or tertiary amino group), a cyano group (—CN), and the like.
  • oxygen- and nitrogen-containing polar group examples include an isocyanate group (—NCO), an amide group (—CO—NH 2 ), a urethane group (—NHC ( ⁇ O) O—), and the like.
  • Compound A may have, for example, a structure containing a carbonyl group.
  • Examples of the structure containing a carbonyl group include an acetyl group (—C ( ⁇ O) CH 3 ).
  • the ether bond refers to a structure of oxygen atoms (—O—) sandwiched between carbon atoms.
  • Compound A may have a structure including an ether bond (ether structure).
  • the ether structure may be a linear ether structure or a cyclic ether structure.
  • the linear ether structure may contain an aliphatic hydrocarbon group and / or an aromatic hydrocarbon group.
  • the aliphatic hydrocarbon group may be an aliphatic hydrocarbon group having 1 to 20 carbon atoms and may be a methyl group.
  • the aromatic hydrocarbon group may be an aromatic hydrocarbon group having 6 to 14 carbon atoms, and may be a phenyl group.
  • the linear ether structure may include a benzyl group or a 4-phenylbenzyl group. Examples of the linear ether structure include a 2-methoxyethyl group, a 2-phenoxyethyl group, and a phenoxymethyl group.
  • Examples of the cyclic ether structure include a three-membered ring ether structure, a four-membered ring ether structure, a five-membered ring ether structure, and a six-membered ring ether structure.
  • the cyclic ether structure is preferably a 3-membered ether structure, a 4-membered ether structure, or a 5-membered ether structure.
  • Examples of the cyclic ether structure include a glycidyl group and a tetrahydrofurfuryl group.
  • the ester bond refers to a structure represented by —C ( ⁇ O) O—.
  • Compound A may have a structure including an ester bond.
  • the structure including an ester bond includes a fatty acid ester group, a polyethylene glycol-modified fatty acid ester group, an acetylacetoxy group, a succinic acid ester group, a phthalic acid ester group, a saturated aliphatic cyclic carboxylic acid ester group, and an unsaturated aliphatic cyclic carboxylic acid ester. Groups, fumaric acid ester groups, maleic acid ester groups and the like.
  • Compound A preferably has at least one polar group.
  • the polar group is preferably at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, an ester group, a carboxyl group, a cyano group, and an isocyanate group.
  • compound A When compound A has a group represented by the above formula (1-1) or formula (1-2) and a polar group containing at least one selected from the group consisting of an oxygen atom and a nitrogen atom, compound A Is a structure in which the oxygen atom or nitrogen atom in the group represented by the above formula (1-1) or formula (1-2) and the oxygen atom or nitrogen atom in the polar group are bonded via a carbon chain. It is preferable to have B (a structure in which a carbon chain is sandwiched between oxygen atoms or between an oxygen atom and a nitrogen atom). In this case, the hydrophilicity of the compound A is improved, and the affinity between the compound A and the lithium partially fixed smectite can be further increased. Further, in this case, when the compound A enters the interlayer structure of the lithium type partially fixed smectite, it is considered that the structure B in the compound A intercalates between layers, thereby promoting delamination.
  • the carbon number of the carbon chain in the structure B is preferably 2 or more and 10 or less, more preferably 2 or more and 4 or less.
  • the carbon chain may be linear or branched.
  • the branched carbon chain may have a structure in which the branch destination has an oxygen atom or a nitrogen atom.
  • Structure B is, for example, a structure preferably derived from ethylene glycol, glycerin, ethanolamine, or pentaerythritol. That is, the compound A may have a skeleton derived from ethylene glycol, a skeleton derived from glycerin, a skeleton derived from ethanolamine, or a skeleton derived from pentaerythritol.
  • Compound A may be a compound (compound A1) containing one group represented by the above formula (1-1) or formula (1-2) and not containing a polar group.
  • Compound A1 may be a compound having a structure represented by the following formula (2-1).
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group
  • X represents —O—, —NH—, or —NR c —
  • R a represents a monovalent hydrocarbon group.
  • R c represents an alkyl group.
  • R a and R c may be bonded to each other to form a ring.
  • R in the formula (2-1) is preferably a hydrogen atom
  • X in the formula (2-1) is preferably an oxygen atom (—O—).
  • the hydrocarbon group represented by R a may have, for example, 1 to 20 carbon atoms.
  • R a may be, for example, an alkyl group, a cycloalkyl group, or an aryl group.
  • Specific examples of the compound having the structure represented by the formula (2-1) include, for example, n-butyl (meth) acrylate, n-hexyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, n-octyl ( Examples include meth) acrylate, cyclohexyl (meth) acrylate, benzyl (meth) acrylate, phenylbenzyl (meth) acrylate, N, N-diethyl (meth) acrylamide, and isopropyl (meth) acrylamide.
  • Compound A includes one group represented by the above formula (1-1) or formula (1-2), and is selected from the group consisting of a hydroxyl group, an ester group, a carboxyl group, a cyano group, and an isocyanate group. It may be a compound containing a polar group other than the group (compound A2).
  • Compound A2 may be, for example, a compound represented by the following formula (3-1).
  • R represents a hydrogen atom or a methyl group
  • X represents —O—, —NH— or —NR c —
  • R b represents a hydrocarbon group having an ether group
  • R c represents an alkyl group.
  • R b and R c may be bonded to each other to form a ring.
  • the hydrocarbon group having an ether group represented by R b may have 3 to 20 or 3 to 14 carbon atoms.
  • R b examples include an alkoxyalkyl group, an oxacycloalkylalkyl group (for example, a tetrahydrofurfuryl group), an aryloxyalkyl group (for example, a phenoxyethyl group), and an N, N-dialkylaminoalkyl group.
  • Specific examples of the compound having a structure represented by the formula (3-1) include, for example, 2-methoxyethyl (meth) acrylate, tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate, glycidyl (meth) acrylate, phenoxyethyl (meth) Acrylate, methoxypolyethylene glycol (meth) acrylate (for example, ME-4S manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., light acrylate MTG-A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., light acrylate 130A, etc.), ethoxy polyethylene glycol (meth) acrylate (for example, Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • light acrylate EC-A methoxypolypropylene glycol (meth) acrylate (for example, Kyoeisha Chemical Co., Ltd. light acrylate DPM-A), phenoxy polyethylene glycol (meth) a Relate (for example, light acrylate P2H-A, light acrylate P-200A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.), (meth) acryloylmorpholine, N, N-dimethylaminopropyl (meth) acrylamide, N-acryloyloxyethyl hexahydrophthalimide, etc. Is mentioned.
  • Compound A is at least one polarity selected from the group consisting of the group represented by the above formula (1-1) or formula (1-2) and a hydroxyl group, an ester group, a carboxyl group, a cyano group, and an isocyanate group And a compound containing a group (compound A3).
  • the compound A3 may be a compound having a structure represented by the following formula (4-1), formula (4-2), formula (4-3), or formula (4-4).
  • R 1 represents a hydrogen atom or a methyl group
  • X represents —O— or —NH—
  • Z represents a divalent hydrocarbon group
  • the hydrogen atom in the divalent hydrocarbon group may be substituted with a group containing an oxygen atom and a carbon atom
  • R 2 represents a monovalent hydrocarbon group
  • the hydrogen atom in the monovalent hydrocarbon group May be substituted with a group containing an oxygen atom and a carbon atom.
  • the carbon number of the divalent hydrocarbon group in Z may be 1 or more, 2 or more, or 20 or less, or 10 or less.
  • the divalent hydrocarbon group in Z may be, for example, a divalent aliphatic hydrocarbon group.
  • the divalent aliphatic hydrocarbon group may be linear or branched.
  • the hydrogen atom in the divalent hydrocarbon group in Z may be substituted with a group containing an oxygen atom and a carbon atom, or may not be substituted.
  • the group containing an oxygen atom and a carbon atom means a substituent containing oxygen and carbon as constituent elements.
  • Examples of the group containing an oxygen atom and a carbon atom include a (meth) acryloyloxy group, an aryloxy group (for example, phenoxy group), an acyl group (for example, an acetyl group (—C ( ⁇ O) CH 3 )), a carboxyl group (—C ( ⁇ O) OH).
  • Specific examples of the compound having the structure represented by the formula (4-1) include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxyethyl (meth) acrylamide, 1- (meth) acryloxy-3- (meth) Acryloxy-2-propanol, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl (meth) acrylate, orthophthalic acid-modified epoxy (meth) acrylate (for example, product name DA-721 (manufactured by Nagase ChemteX Corporation)), 4-hydroxybutyl ( And (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxybutyl (meth) acrylate and the like.
  • the monovalent hydrocarbon group for R 2 may be, for example, an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, an alkenyl group having 1 to 3 carbon atoms, or a phenyl group.
  • the hydrogen atom in the monovalent hydrocarbon group may be substituted with a group containing an oxygen atom and a carbon atom.
  • the group containing an oxygen atom and a carbon atom may be as described above.
  • R 2 in the formula (4-2) may be a group represented by the following formula (5-1).
  • Y represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms or a phenylene group
  • R 3 represents —CH 3 or —OH.
  • Y is preferably an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, more preferably a methylene group or an ethylene group.
  • Specific examples of the compound having the structure represented by the formula (4-2) include 2-acryloyloxyethyl succinic acid, ethylene glycol monoacetoacetate monomethacrylate, neopentyl glycol- (meth) acrylic acid-benzoic acid.
  • Esters for example, light acrylate BA-104 manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • 2-acryloyloxyethyl-phthalic acid for example, light acrylate HOA-MPL (N) manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.
  • 2-acryloyloxyethyl- 2-hydroxyethyl-phthalic acid (light acrylate HOA-MPE (N))
  • hexahydrophthalic acid-modified acrylic monomer for example, light acrylate HOA-HH (N) (2-acryloyloxyethyl hexahydro manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd.) Phthalic acid
  • neopentylglyco Rudi for example, various polyethylene glycol di (meth) acrylates
  • various polyethylene glycol di (meth) acrylates for example, Light Acrylate 14EG-A manufactured by Kyoeisha Chemical Co., Ltd., New Frontier PE-400, New Frontier PE-300 New
  • Specific examples of the compound having a structure represented by the formula (4-3) include 2-cyanoethyl (meth) acrylate.
  • Specific examples of the compound having the structure represented by the formula (4-4) include 2-isocyanatoethyl (meth) acrylate.
  • the molecular weight of Compound A according to an embodiment may be, for example, 2000 or less, 800 or less, 600 or less, or 500 or less, or 100 or more.
  • the number average molecular weight of the compound A may be 100 or more, 300 or more, 500 or more, or 1,000 or more, and is 100,000 or less, 20,000 or less, 5,000 or less, or It may be 3,000 or less.
  • the number average molecular weight of Compound A may be, for example, 1,000 to 100,000, 100 to 5,000, or 100 to 3,000.
  • a number average molecular weight shows the value measured using gel permeation chromatography (GPC), and is a polystyrene conversion molecular weight.
  • Compound A can also be referred to as a resin containing a group having a polymerizable double bond.
  • the resin only needs to contain a group having a polymerizable double bond, and its basic skeleton is not particularly limited.
  • the basic skeleton of the resin include (meth) acrylic resin skeleton, urethane resin skeleton, epoxy resin skeleton, phenol resin skeleton, and polyester resin skeleton.
  • the group having a polymerizable double bond in the resin is preferably a group represented by the above formula (1-1) or formula (1-2), and more preferably represented by the above formula (1-1). It is a group.
  • the resin preferably contains two or more groups represented by the above formula (1-1) or formula (1-2).
  • Resin may further contain a polar group.
  • the polar group is preferably at least one selected from the group consisting of a hydroxyl group, an ester group, a carboxyl group, a cyano group and an isocyanate group, more preferably from a hydroxyl group and a carboxyl group. Is at least one selected from the group consisting of
  • the resin containing a group having a polymerizable double bond for example, a resin obtained by introducing a group having a polymerizable double bond into a resin not containing a group having a polymerizable double bond may be used. .
  • the content of Compound A may be 30 to 97% by mass, 70 to 93% by mass, or 80 to 95% by mass with respect to the total nonvolatile content in the composition.
  • the content of the compound A is 30% by mass or more, the water vapor barrier property and the oxygen barrier property are further improved. Further, when the content of Compound A is 97% by mass or less, the moldability of the composition is further improved.
  • the composition may contain a polymerization initiator.
  • a polymerization initiator examples include a thermal radical polymerization initiator, a photo radical polymerization initiator, an anionic polymerization initiator, and a cationic polymerization initiator.
  • Thermal radical polymerization initiators include peroxides such as t-butyl peroxybenzoate, di-t-butyl peroxide, cumene perhydroxide, acetyl peroxide, benzoyl peroxide, lauroyl peroxide; azobisisobutylnitrile, And azo compounds such as azobis-2,4-dimethylvaleronitrile and azobiscyclohexanecarbonitrile.
  • photo radical polymerization initiator examples include 1-hydroxy-cyclohexyl-phenyl-ketone, 2-hydroxy-2-methyl-1-phenyl-propan-1-one, 2,2-dimethoxy-1,2-diphenylethane- Examples include 1-one, 2-methyl-1- (4-methylthiophenyl) -2-morpholinopropan-1-one, and 2,4,6-trimethylbenzoyl-diphenyl-phosphine oxide.
  • Anionic polymerization initiators include organic alkali metals such as methyllithium, n-butyllithium, sec-butyllithium, and t-butyllithium; organic alkaline earth metals such as methylmagnesium chloride and methylmagnesium bromide; lithium, sodium, and potassium Alkali metals such as
  • cationic polymerization initiators include proton acids such as hydrochloric acid, sulfuric acid, perchloric acid, trifluoroacetic acid, methanesulfonic acid, trifluoromethanesulfonic acid, chlorosulfonic acid, and fluorosulfonic acid; boron trifluoride, aluminum chloride, tetrachloride Examples thereof include Lewis acids such as titanium, stannic chloride, and ferric chloride.
  • the content of the polymerization initiator may be 0.5 parts by mass or more, or 3 parts by mass or more, or 20 parts by mass or less, or 10 parts by mass or less with respect to 100 parts by mass of Compound A.
  • the composition may further contain a modifier.
  • the modifier include a coupling agent, a silane compound, and an acid anhydride.
  • a modifier may be used individually by 1 type and may be used in combination of multiple types.
  • the coupling agent examples include a silane coupling agent, a titanium coupling agent, a zirconium coupling agent, and an aluminum coupling agent.
  • silane coupling agent examples include an epoxy group-containing silane coupling agent, an amino group-containing silane coupling agent, a (meth) acryloyl group-containing silane coupling agent, and an isocyanate group-containing silane coupling agent.
  • the epoxy group-containing silane coupling agent examples include 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, 3-glycidoxypropyltriethoxysilane, 3-glycidoxypropylmethyldiethoxysilane, and 2- (3,4 epoxycyclohexyl). ) Ethyltrimethoxysilane and the like.
  • amino group-containing silane coupling agents examples include 3-aminopropyltrimethoxysilane, N-2- (aminoethyl) -3-aminopropylmethyldimethoxysilane, 3-triethoxysilyl-N- (1,3-dimethyl). Butylidene) propylamine, N-phenyl- ⁇ -aminopropyltrimethoxysilane and the like.
  • Examples of the (meth) acryloyl group-containing silane coupling agent examples include 3-acryloxypropyltrimethoxysilane, 3-methacryloxypropyltrimethoxysilane, and 3-methacryloxypropyltriethoxysilane.
  • isocyanate group-containing silane coupling agent examples include 3-isocyanatopropyltriethoxysilane.
  • titanium coupling agent examples include isopropyl triisostearoyl titanate, isopropyl trioctanoyl titanate, isopropyl dimethacrylisostearoyl titanate, isopropyl isostearoyl diacryl titanate, isopropyl tris (dioctylpyrophosphate) titanate, tetraoctyl bis (ditridecyl).
  • Examples thereof include phosphite) titanate, tetra (2,2-diallyloxymethyl-1-butyl) bis (ditridecyl) phosphite titanate, bis (dioctylpyrophosphate) oxyacetate titanate, and bis (dioctylpyrophosphate) ethylene titanate.
  • zirconium coupling agent examples include zirconium acetate, zirconium carbonate ammonium, zirconium fluoride and the like.
  • aluminum coupling agent examples include acetoalkoxy aluminum diisopropylate, aluminum diisopropoxy monoethyl acetoacetate, aluminum trisethyl acetoacetate, aluminum trisacetylacetonate and the like.
  • silane compound examples include alkoxysilane, silazane, siloxane and the like.
  • Alkoxysilanes include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, phenyltriethoxysilane, n-propyltrimethoxysilane, n-propyltriethoxysilane, hexyltri Examples include methoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, decyltrimethoxysilane, 1,6-bis (trimethoxysilyl) hexane, trifluoropropyltrimethoxysilane, and the like.
  • Examples of silazane include hexamethyldisilazane.
  • siloxane examples include hydrolyzable group-containing
  • Acid anhydrides include succinic anhydride, maleic anhydride, phthalic anhydride, trimellitic anhydride, pyromellitic anhydride, tetrahydrophthalic anhydride, methyltetrahydrophthalic anhydride, methyl nadic anhydride, hexahydrophthalic anhydride, methyl Hexahydrophthalic anhydride alkenyl succinic anhydride and the like.
  • the blending amount of the modifying agent is preferably 0.1 to 50% by mass with respect to the total amount of the lithium partially fixed smectite. If the blending amount of the modifying agent is 0.1% by mass or more, the dispersibility of the lithium partially fixed smectite in the composition becomes better. Moreover, if the compounding quantity of a modifier is 50 mass% or less, the influence on the mechanical physical property of the modifier with respect to a composition can be suppressed more.
  • the blending amount of the modifier is preferably 0.3 to 30% by mass, more preferably 0.5 to 15% by mass.
  • the composition may contain a solvent depending on the intended use.
  • the solvent include organic solvents such as methyl ethyl ketone, acetone, ethyl acetate, butyl acetate, toluene, dimethylformamide, acetonitrile, methyl isobutyl ketone, methanol, ethanol, propanol, methoxypropanol, cyclohexanone, methyl cellosolve, ethyl diglycol acetate, Examples include propylene glycol monomethyl ether acetate. What is necessary is just to select the kind and usage-amount of a solvent suitably according to a use application.
  • the composition may contain various additives (excluding compounds corresponding to Compound A, lithium partially fixed smectite, polymerization initiator, modifier, and solvent) as long as the effects of the present invention are not impaired.
  • additives include organic fillers, inorganic fillers, stabilizers (antioxidants, heat stabilizers, UV absorbers, etc.), plasticizers, antistatic agents, lubricants, antiblocking agents, colorants, crystal nucleating agents, Examples thereof include oxygen scavengers (compounds having an oxygen scavenging function) and tackifiers. These various additives are used alone or in combination of two or more.
  • examples of the inorganic filler include inorganic substances such as metals, metal oxides, resins and minerals, and composites thereof.
  • Specific examples of the inorganic filler include silica, alumina, titanium, zirconia, copper, iron, silver, mica, talc, aluminum flake, glass flake, clay mineral and the like.
  • swellable inorganic layered compounds include hydrous silicates (phyllosilicate minerals, etc.), kaolinite group clay minerals (such as halloysite), smectite group clay minerals (montmorillonite, beidellite, nontronite, saponite, hectorite, Sauconite, Stevensite, etc.), vermiculite group clay minerals (vermiculite, etc.). These minerals may be natural clay minerals or synthetic clay minerals.
  • Examples of the compound having an oxygen scavenging function include hindered phenol compounds, vitamin C, vitamin E, organic phosphorus compounds, gallic acid, pyrogallol and other low molecular organic compounds that react with oxygen, cobalt, manganese, nickel, iron And transition metal compounds such as copper.
  • tackifier examples include xylene resin, terpene resin, phenol resin, rosin resin and the like. By adding a tackifier, the adhesiveness to various film materials immediately after coating can be improved.
  • the addition amount of the tackifier is preferably 0.01 to 5 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total composition.
  • the composition has excellent water vapor barrier properties and oxygen barrier properties, it can be suitably used as a gas barrier material.
  • the gas barrier material should just contain the composition mentioned above.
  • the composition can be suitably used as a coating material.
  • the coating material should just contain the composition mentioned above.
  • the coating method of the coating material is not particularly limited. Specific examples of the coating method include various coating methods such as roll coating and gravure coating.
  • the coating apparatus is not particularly limited. Since the composition has a high gas barrier property, it can be suitably used as a coating material for gas barrier.
  • the composition is excellent in adhesiveness, it can be suitably used as an adhesive.
  • the form of the adhesive is not particularly limited, and may be a liquid or paste adhesive, or a solid adhesive. Since the composition has high gas barrier properties, this adhesive can be suitably used as a gas barrier adhesive.
  • the method of use is not particularly limited, but it may be adhered and cured after application to the adhesive surface or after injection at the interface of the adhesive surface.
  • an adhesive formed into a powder, chip, or sheet may be installed at the interface of the adhesive surface, and thermally bonded to be cured and cured.
  • the molded object of one Embodiment contains the polymer (polymer of a compound A) obtained by polymerizing the composition mentioned above.
  • the molded article of the composition can be produced by a method comprising a step of polymerizing the compound (compound A) in the composition described above to obtain a polymer.
  • the molded body may be composed of a homopolymer obtained by polymerizing a single monomer, or may be composed of a copolymer obtained by copolymerizing a plurality of types of monomers.
  • the polymer can be obtained by polymerizing Compound A by radical polymerization, anionic polymerization, cationic polymerization or the like.
  • the above-described polymerization initiator may be used.
  • one type of polymer may be used alone, or a plurality of types may be used in combination.
  • the polymer may be a linear polymer or a branched polymer. When the polymer is a branched polymer, it may be a comb or a star.
  • the molding method is arbitrary and may be selected as appropriate according to the application. There is no restriction
  • the composition is molded using, for example, an extrusion molding method, a plane press, a modified extrusion molding method, a blow molding method, a compression molding method, a vacuum molding method, an injection molding method, or the like.
  • a method is mentioned.
  • melt extrusion method, solution casting method, inflation film molding, cast molding, extrusion lamination molding, calendar molding, sheet molding, fiber molding, blow molding, injection molding, rotational molding examples include coating molding.
  • the composition is cured with heat or active energy rays, the composition may be molded using various curing methods using heat or active energy rays.
  • composition is liquid, it may be formed by coating.
  • Coating methods include spray method, spin coating method, dipping method, roll coating method, blade coating method, doctor roll method, doctor blade method, curtain coating method, slit coating method, screen printing method, ink jet method, dispensing method, etc. Is mentioned.
  • the laminated body of one Embodiment is equipped with a base material and the molded object mentioned above on the base material.
  • the laminate may have a two-layer structure or a three-layer structure or more.
  • the material of the base material is not particularly limited and may be appropriately selected depending on the application. Examples thereof include wood, metal, plastic, paper, silicon, modified silicon, and the like, which are obtained by joining different materials. There may be. There is no restriction
  • the laminated body can be obtained by laminating the above-described molded body on the base material.
  • the molded body laminated on the base material may be formed by direct coating or direct molding on the base material, or a molded body of the composition may be laminated.
  • the coating method is not particularly limited, spray method, spin coating method, dip method, roll coating method, blade coating method, doctor roll method, doctor blade method, curtain coating method, slit coating method, A screen printing method, an inkjet method, etc. are mentioned.
  • direct molding in-mold molding, insert molding, vacuum molding, extrusion lamination molding, press molding and the like can be mentioned.
  • an uncured or semi-cured composition layer may be laminated on the substrate and then cured, or a cured product layer obtained by completely curing the composition is used as the substrate. It may be laminated on top.
  • the laminate may be obtained by applying a substrate precursor to the cured product of the composition and curing it, and the substrate precursor or composition is in an uncured or semi-cured state. You may obtain by making it harden
  • lithium partially fixed smectite As the filler contained in the composition, lithium partially fixed smectite or smectite that is not lithium partially fixed was used.
  • As the lithium partially fixed smectite a montmorillonite dispersion slurry (trade name: RCEC-W, cation exchange capacity 39.0 meq / 100 g) manufactured by Kunimine Industry Co., Ltd. was used.
  • the lithium partially fixed smectite content (w / w%) in the dispersion slurry was 20 w / w%.
  • modifier liquid As the modifier, 3-methacryloylpropyltrimethoxysilane (trade name: KBM503, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), which is a silane coupling agent, was used. 0.24 parts by mass of 3-methacryloylpropyltrimethoxysilane (trade name: KBM503, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 0.06 parts by mass of ion-exchanged water, 0.1% hydrochloric acid with respect to 12.0 parts by mass of isopropyl alcohol 0.012 parts by mass was added and stirred at 25 ° C. for 4 hours to obtain a modifier liquid.
  • KBM503 3-methacryloylpropyltrimethoxysilane
  • silane coupling agent As the modifier, 3-methacryloylpropyltrimethoxysilane (trade name: KBM503, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.), 0.06 parts by mass of ion-ex
  • Example 1-1 5 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (trade name: IRGACURE (registered trademark) TPO, manufactured by BASF), which is a UV radical initiator, with respect to 100 parts by mass of Compound 1a, the above lithium partial fixed type 86 parts by mass of the smectite dispersion slurry, 636 parts by mass of acetonitrile, and 66 parts by mass of the modifier solution were added, and the mixture was stirred and held for 8 hours. As a result, the composition of Example 1-1 was obtained. This was designated coating solution 1-1.
  • IRGACURE registered trademark
  • TPO UV radical initiator
  • the coating solution 1-1 was coated on a corona-treated surface of a 12 ⁇ m PET film (trade name: E-5100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a bar coater so that the coating thickness was 2 ⁇ m after drying.
  • the coated PET film was heated in a dryer at 130 ° C. for 5 minutes immediately after coating to dry the solvent.
  • the molded product of the composition of Example 1-1 was formed on a PET film by irradiating with a metal halide lamp at 1500 mJ / cm 2 and UV curing, to obtain a laminated film of Example 1-1.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 14% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Example 1-2 to 1-5 and Examples 2-1 to 2-3 Laminated films of Examples 1-2 to 1-5 and Examples 2-1 to 2-3 were obtained in the same manner as in Example 1-1 except that the compounds shown in Table 4 or 5 were used.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 14% by mass with respect to the total nonvolatile content. there were.
  • Example 3-1 5 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (trade name: IRGACURE (registered trademark) TPO, manufactured by BASF), which is a UV radical initiator, with respect to 100 parts by mass of Compound 3a, the above lithium partial fixed type 86 parts by mass of the smectite-dispersed slurry, 636 parts by mass of acetonitrile, and 66 parts by mass of the modifier solution were added, and stirred and held for 8 hours. This obtained the composition of Example 3-1. This was designated coating solution 3-1.
  • IRGACURE registered trademark
  • TPO UV radical initiator
  • the coating liquid 3-1 was coated on a corona-treated surface of a 12 ⁇ m PET film (trade name: E-5100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a bar coater so that the coating thickness was 2 ⁇ m after drying.
  • the coated PET film was heated in a dryer at 130 ° C. for 5 minutes immediately after coating to dry the solvent.
  • the molded product of the composition of Example 3-1 was formed on the PET film by irradiating with a metal halide lamp at 1500 mJ / cm 2 and UV curing to obtain a laminated film of Example 3-1.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 14% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Example 3-2 Example 3 was conducted in the same manner as in Example 3-1, except that 40 parts by mass of the lithium partially fixed smectite dispersion slurry, 239 parts by mass of acetonitrile, and 25 parts by mass of the modifier solution were used with respect to 100 parts by mass of Compound 3a. A composition of -2 was obtained. This was designated coating solution 3-2.
  • Example 3-2 a molded body of the composition of Example 3-2 was formed in the same manner as in Example 3-1, except that the coating liquid 3-2 was used, and a laminated film of Example 3-2 was obtained.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 7% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Example 3-3 An example was prepared in the same manner as in Example 3-1, except that 22 parts by mass of the lithium partially fixed smectite dispersion slurry, 244 parts by mass of acetonitrile, and 25 parts by mass of the modifier solution were used with respect to 100 parts by mass of compound 3a. A composition of 3-3 was obtained. This was designated as Coating solution 3-3.
  • Example 3-3 a molded body of the composition of Example 3-3 was formed in the same manner as in Example 3-1, except that the coating liquid 3-3 was used, and a laminated film of Example 3-3 was obtained.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 4% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Example 3-4 The same method as Example 3-1 except that 5.5 parts by mass of the lithium partially fixed smectite dispersion slurry, 77 parts by mass of acetonitrile, and 8 parts by mass of the modifier solution were used with respect to 100 parts by mass of compound 3a.
  • the composition of Example 3-4 was obtained. This was designated coating solution 3-4.
  • Example 3-4 a molded body of the composition of Example 3-4 was formed in the same manner as Example 1 except that the coating liquid 3-4 was used, and a laminated film of Example 3-4 was obtained.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 1% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Example 3-5 An example was prepared in the same manner as in Example 3-1, except that 226 parts by mass of the lithium partially fixed smectite dispersion slurry, 1607 parts by mass of acetonitrile, and 167 parts by mass of the modifier solution were used with respect to 100 parts by mass of compound 3a. A composition of 3-5 was obtained. This was designated coating solution 3-5.
  • a molded body of the composition of Example 3-5 was formed in the same manner as in Example 3-1, except that the coating liquid 3-5 was used, and a laminated film of Example 3-5 was obtained.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 30% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Example 3-6 An example was prepared in the same manner as in Example 3-1, except that 526 parts by mass of the lithium partially fixed smectite dispersion slurry, 3737 parts by mass of acetonitrile, and 389 parts by mass of the modifier solution were used with respect to 100 parts by mass of compound 3a. A composition of 3-6 was obtained. This was designated coating solution 3-6.
  • a molded body of the composition of Example 3-6 was formed in the same manner as in Example 3-1, except that the coating liquid 3-6 was used, and a laminated film of Example 3-6 was obtained.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 50% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Example 3--7 An example was prepared in the same manner as in Example 3-1, except that 1238 parts by mass of the lithium partially fixed smectite dispersion slurry, 8792 parts by mass of acetonitrile, and 913 parts by mass of the modifier solution were used with respect to 100 parts by mass of the compound 3a. A composition 3-7 was obtained. This was designated as Coating liquid 3-7.
  • Example 3-7 A molded body of the composition of Example 3-7 was formed in the same manner as in Example 3-1, except that the coating liquid 3-7 was used, and a laminated film of Example 3-7 was obtained.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 70% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Examples 3-8 to 3-15 Laminated films of Examples 3-8 to 3-15 were obtained in the same manner as in Example 3-1, except that the compounds shown in Table 8 or 9 were used.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 14% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Comparative Example 1 Comparative Example 1 was conducted by dissolving 5 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (trade name: IRGACURE (registered trademark) TPO, manufactured by BASF) as a UV radical initiator with respect to 100 parts by mass of Compound 3a. A composition was obtained. This was used as a comparative coating solution.
  • IRGACURE registered trademark
  • the obtained comparative coating solution was coated on a corona-treated surface of a 12 ⁇ m PET film (trade name: E-5100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a bar coater so that the coating thickness was 2 ⁇ m after drying. .
  • the PET film after coating was irradiated with 1500 mJ / cm 2 with a metal halide lamp and UV-cured to form a molded body of the composition of Comparative Example 1 on the PET film, and a laminated film of Comparative Example 1 was obtained.
  • Example 1 To 100 parts by mass of the polymer, 86 parts by mass of the lithium partially fixed smectite dispersion slurry, 604 parts by mass of acetonitrile, and 63 parts by mass of the modifier solution of Example 1 are added to dissolve the polymer, and the composition of Reference Example 1 is obtained. Obtained. This was used as a reference coating solution.
  • the coating solution for reference was coated on a corona-treated surface of a 12 ⁇ m PET film (trade name: E-5100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a bar coater so that the coating thickness was 2 ⁇ m after drying.
  • the coated PET film was heated in a dryer at 130 ° C. for 5 minutes immediately after coating to dry the solvent, thereby forming a molded body of the composition of Reference Example 1 on the PET film.
  • Reference Example 1 A laminated film was obtained.
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 14% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • the oxygen permeability is measured according to JIS-K7126 (isobaric method) using an oxygen permeability measuring device OX-TRAN1 / 50 manufactured by Mocon, in an atmosphere of a temperature of 23 ° C. and a humidity of 0% RH, and a temperature of 23 It was carried out in an atmosphere of 90 ° C. and humidity of 90% RH. RH represents relative humidity.
  • the water vapor transmission rate was measured according to JIS-K7129 using an Illinois water vapor transmission rate measuring device 7001 in an atmosphere of a temperature of 40 ° C. and a humidity of 90% RH.
  • Example 4-1 Into a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser, 143 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and 428 masses of orthocresol novolac type epoxy resin EPICLON N-680 (manufactured by DIC Corporation, epoxy equivalent: 214). After dissolving 4 parts by weight of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant and 0.4 parts by weight of methoquinone as a thermal polymerization inhibitor, 144 parts by weight of acrylic acid and 1.7 parts by weight of triphenylphosphine were added. An esterification reaction was performed at 120 ° C.
  • compound 4a (acryloyl group-containing compound) containing an acryloyloxy group (a group represented by the formula (1-1)) and a hydroxyl group.
  • the number average molecular weight of the compound 4a was 2500.
  • Compound 4a contains two or more acryloyloxy groups.
  • 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide which is a UV radical initiator (trade name: IRGACURE (registered trademark) TPO, manufactured by BASF) with respect to 100 parts by mass of the nonvolatile content of the (meth) acryloyl group-containing compound 4a 5 parts by mass, 86 parts by mass of the lithium partially fixed smectite dispersion slurry, 636 parts by mass of acetonitrile, and 66 parts by mass of the modifier solution were added and stirred for 8 hours. As a result, a resin composition of Example 4-1 was obtained. This was designated coating solution 4-1.
  • the obtained coating solution 4-1 was coated on a corona-treated surface of a 12 ⁇ m PET film (trade name: E-5100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a bar coater so that the coating thickness was 2 ⁇ m after drying. did.
  • the coated PET film was heated in a dryer at 150 ° C. for 5 minutes immediately after coating to dry the solvent. After cooling at room temperature, the molded product of the resin composition of Example 4-1 was formed on a PET film by irradiating with a metal halide lamp at 2000 mJ / cm 2 and UV curing to obtain a laminated film of Example 4-1. .
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 14% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Example 4-2 Into a flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a reflux condenser, 143 parts by mass of propylene glycol monomethyl ether acetate was added, and 428 masses of orthocresol novolac type epoxy resin EPICLON N-680 (manufactured by DIC Corporation, epoxy equivalent: 214). After dissolving 4 parts by weight of dibutylhydroxytoluene as an antioxidant and 0.4 parts by weight of methoquinone as a thermal polymerization inhibitor, 144 parts by weight of acrylic acid and 1.7 parts by weight of triphenylphosphine were added. The esterification reaction was carried out at 120 ° C. for 10 hours while blowing air.
  • a compound 4b (acryloyl group-containing compound) containing an acryloyloxy group and a carboxyl group.
  • the number average molecular weight of the compound 4b was 2900.
  • Compound 4b contains two or more acryloyloxy groups.
  • Example 4-2 5 parts by mass of 2,4,6-trimethylbenzoyldiphenylphosphine oxide (trade name: IRGACURE (registered trademark) TPO, manufactured by BASF), which is a UV radical initiator, with respect to 100 parts by mass of the nonvolatile content of compound 4b, 86 parts by mass of a lithium partially fixed smectite dispersion slurry, 636 parts by mass of acetonitrile, and 66 parts by mass of the modifier solution were added and stirred for 8 hours. As a result, a resin composition of Example 4-2 was obtained. This was designated coating solution 4-2.
  • IRGACURE registered trademark
  • the obtained coating solution 4-2 was coated on a corona-treated surface of a 12 ⁇ m PET film (trade name: E-5100, manufactured by Toyobo Co., Ltd.) using a bar coater so that the coating thickness was 2 ⁇ m after drying. did.
  • the coated PET film was heated in a dryer at 150 ° C. for 5 minutes immediately after coating to dry the solvent.
  • the molded product of the resin composition of Example 4-2 was formed on a PET film by irradiating with a metal halide lamp at 2000 mJ / cm 2 and UV-curing to obtain a laminated film of Example 4-2. .
  • the content (filler amount) of the lithium partially fixed smectite was 14% by mass with respect to the total nonvolatile content.
  • Oxygen permeability and water vapor permeability were evaluated in the same manner as described above. The evaluation results are shown in Table 10.
  • Each measurement sample was prepared by filtering the diluted solution obtained by diluting compound 4a or 4b 50 times with tetrahydrofuran (THF) with a filter (material: polytetrafluoroethylene, pore diameter: 0.2 ⁇ m). Next, each measurement sample was supplied to a gel permeation chromatograph (trade name “HLC-8220GPC” manufactured by GPC Tosoh Corporation), and measurement was performed under the conditions of a sample flow rate of 1 ml / min and a column temperature of 40 ° C.
  • THF tetrahydrofuran
  • the value obtained by measuring the molecular weight in terms of polystyrene of compound 4a or 4b was taken as the number average molecular weight of compound 4a or 4b.
  • HXL-X, G5000HXL, G3000HXL, G2000HXL, and G2000HXL (all manufactured by Tosoh Corporation) were used as columns, and a differential refractometer was used as a detector.
  • composition of the present invention is excellent in gas barrier properties, particularly water vapor barrier properties and oxygen barrier properties, and therefore can be suitably used in various fields such as packaging materials, electronic materials, and building materials.

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Abstract

本発明の一側面は、重合性二重結合を有する基を含む化合物と、リチウム部分固定型スメクタイトとを含有する、組成物である。

Description

組成物、ガスバリア材、コーティング材、接着剤、成形体、積層体及び成形体の製造方法
 本発明は、組成物、ガスバリア材、コーティング材、接着剤、成形体、積層体及び成形体の製造方法に関する。
 食品等の包装に用いられる包装材料には、内容物の保護、耐レトルト性、耐熱性、透明性、加工性等の機能が要求される。内容物の品質保持のためには、特にガスバリア性が重要となる。最近では、包装材料だけでなく、太陽電池、半導体等の電子材料に用いられる材料についても、高いガスバリア性が要求されるようになっている。
 特許文献1には、水酸基を有する樹脂及びイソシアネート化合物を、粘土鉱物等の板状無機化合物及び光遮断剤と組み合わせることで、ガスバリア性等の特性が向上することが記載されている。
 また、特許文献2には変性粘土を主要構成成分とする材料が記載されており、変性粘土を用い、必要に応じて添加剤を用い、変性粘土結晶を配向させ、緻密に積層させることにより、自立膜として利用可能な機械的強度、ガスバリア性、耐水性、熱安定性及びフレキシビリティーを備えた膜材が得られるとされる。
国際公開第2013/027609号 特開2007-277078号公報
 特許文献1に記載されているような板状無機化合物は嵩高く、また重合性化合物との良好な親和性を得ることが困難である。そのため、添加量及び分散性に限界がある。したがって添加量を増加させることにより更に高いガスバリア性を得ることは困難であり、仮にフィラーの添加量を増やすことができたとしても、十分な分散性が得られず、十分なガスバリア性が得られない。
 また、特許文献2に記載されている粘土膜は、成膜後に加熱することによって自立膜としているものであるため、粘度膜が成膜される基材(例えば樹脂基材)には非常に高い耐熱性が要求される。そのため、特許文献2に記載の粘度膜は、耐熱性が非常に高い基材(例えば樹脂基材)にしか用いることができず、使用用途が限られてしまうという課題がある。さらに、特許文献2に記載の自立膜は高いガスバリア性を発揮するためにフィラーを多く配合している。しかし、フィラー量が多すぎると組成物の柔軟性が損なわれるため、例えば軟包装用のフィルム用途等に用いた場合には、フィルムの柔軟性が不足するという課題がある。そのため、フィラーが高充填された場合であっても低充填された場合であっても高いバリア性を発揮できる組成物が依然として求められている。
 そこで、本発明の目的は、ガスバリア性、特に水蒸気バリア性及び酸素バリア性に優れる組成物を提供することにある。
 本発明者らは、事前に加熱処理されて得たリチウム部分固定型スメクタイトが、重合性化合物に対する分散性の向上効果を奏し、また、重合性化合物の劣化を抑制できること、適応可能樹脂の範囲が広いこと等の理由から、結果としてガスバリア性に優れる組成物のフィラーとして好適に用いることができることを見出した。さらに、このリチウム部分固定型スメクタイトと重合性二重結合を有する基を含む化合物とを組み合わせることで、優れたガスバリア性が得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明の一側面の組成物は、重合性二重結合を有する基を含む化合物と、リチウム部分固定型スメクタイトとを含有する。この組成物によれば、重合性二重結合を有する基を含む化合物にリチウム部分固定型スメクタイトを組み合わせたことから、水蒸気バリア性、酸素バリア性(例えば高湿度下での酸素バリア性)等のガスバリア性に優れる樹脂膜が得られる。
 重合性二重結合を有する基は、下記式(1-1)又は式(1-2)で表される基であってよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
[式(1-1)~(1-2)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、*は結合手を示す。]
 化合物は、極性基を更に含んでいてよい。極性基は、ヒドロキシル基、エステル基、カルボキシル基、シアノ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも一種であってよい。また、化合物は、上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基を2個以上含んでいてよい。
 化合物は、下記式(4-1)、式(4-2)、式(4-3)又は式(4-4)で表される構造を有する化合物であってよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
[式(4-1)~(4-4)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは-O-又は-NH-を示し、Zは、2価の炭化水素基を示し、該2価の炭化水素基中の水素原子は酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されていてもよく、Rは1価の炭化水素基を示し、該1価の炭化水素基中の水素原子は酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されていてもよい。]
 リチウム部分固定型スメクタイトの陽イオン交換容量は1~70meq/100gであることが好ましい。これにより、水蒸気バリア性及び酸素バリア性がより一層優れたものとなる。
 リチウム部分固定型スメクタイトの含有量は、組成物の不揮発分全量に対し、3~50質量%であることが好ましい。このような含有量にすることで、水蒸気バリア性及び酸素バリア性に優れるとともに成形性がより一層優れたものとなる。
 本発明の一側面の組成物は、水蒸気バリア性及び酸素バリア性に優れているため、ガスバリア用組成物として好適に用いることができる。
 本発明の一側面の組成物は、水蒸気バリア性及び酸素バリア性が優れているため、コーティング材、ガスバリア材、接着剤等の用途に好適に利用可能である。
 本発明は更に、上述した組成物の成形体、及びこの成形体を基材上に備える積層体(基材と、基材上に設けられた成形体と、を備える積層体)を提供する。
 本発明の一側面は、ポリマーを含有する成形体の製造方法であって、上述の組成物中の重合性二重結合を有する基を含む化合物を重合させてポリマーを得る工程を備える、製造方法に関する。
 本発明によれば、ガスバリア性、特に水蒸気バリア性及び酸素バリア性に優れる組成物を提供することが可能となる。
 以下、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
<組成物>
 一実施形態の組成物は、重合性二重結合を有する基を含む化合物(以下、「化合物A」ともいう。)と、リチウム部分固定型スメクタイトとを含有する。
[リチウム部分固定型スメクタイト]
 スメクタイトとは、層構造を有するフィロケイ酸塩鉱物(層状粘土鉱物)の一種である。スメクタイトの具体的な構造としては、モンモリロナイト、バイデライト、サポナイト、ヘクトライト、スティーブンサイト、ソーコナイト等の構造が知られている。これらのうち、粘土材料の構造としてはモンモリロナイト及びスティーブンサイトからなる群より選択される少なくとも一種の構造が好ましい。これらの構造は、八面体シートの金属元素の一部に、低原子価金属元素との同型置換、欠陥等を有する。そのため、八面体シートが負に帯電している。その結果、これらの構造は八面体シートに空きサイトを有しており、これらの構造を有するスメクタイトでは、後述するようにリチウムイオンが移動後に安定して存在できる。
 保有する陽イオンがリチウムイオンであるスメクタイトをリチウム型スメクタイトという(但し、本明細書において、後述するリチウム部分固定型スメクタイトは除く。)。スメクタイトの有する陽イオンをリチウムイオンに交換する方法としては、例えば天然のナトリウム型スメクタイトの分散液(分散スラリー)に、水酸化リチウム、塩化リチウム等のリチウム塩を添加し、陽イオン交換させる方法が挙げられる。分散液中に添加するリチウムの量を調節することで、得られるリチウム型スメクタイトの浸出陽イオン量に占めるリチウムイオンの量を適宜に調節することができる。また、リチウム型スメクタイトは、陽イオン交換樹脂をリチウムイオンにイオン交換した樹脂を用いたカラム法、又はバッチ法によっても得ることができる。
 実施形態において、リチウム部分固定型スメクタイトとは、リチウム型スメクタイトにおけるリチウムイオンの一部が八面体シートの空きサイトに固定化されたスメクタイトのことをいう。リチウム部分固定型スメクタイトは、例えばリチウム型スメクタイトの加熱処理により、層間のリチウムイオンが八面体シートの空きサイトに固定化されることで得られる。リチウムイオンが固定化されることで、スメクタイトが耐水化される。
 リチウムを部分固定する加熱処理の温度条件は、リチウムイオンを固定化できれば特に制限はない。後述するように、陽イオン交換容量(CEC:Cation Exchange Capacity)が小さい場合、リチウム部分固定型スメクタイトを配合した組成物の水蒸気バリア性及び酸素バリア性がより向上する。そこで、リチウムイオンを効率的に固定化し、陽イオン交換容量を大きく低下させる観点から、150℃以上で加熱することが好ましい。上記加熱処理の温度は、より好ましくは150~600℃であり、更に好ましくは180~600℃であり、特に好ましくは200~500℃であり、最も好ましくは250~500℃である。上記温度で加熱することにより、陽イオン交換容量をより効率的に低下させることができると同時に、スメクタイト中の水酸基の脱水反応等を抑えることができる。上記加熱処理は開放系の電気炉で実施することが好ましい。この場合、加熱時の相対湿度は5%以下となり、圧力は常圧となる。上記加熱処理の時間は、リチウムを部分的に固定できれば特に制限はないが、生産の効率性の観点から、0.5~48時間とすることが好ましく、1~24時間とすることがより好ましい。
 リチウム部分固定型スメクタイトであるか否かは、X線光電子分光(XPS:X-ray Photoelectron Spectroscopy)分析によって判断できる。具体的には、XPS分析によって測定されるXPSスペクトルにおける、Liイオン由来の結合エネルギーのピーク位置を確認する。例えば、スメクタイトがモンモリロナイトである場合、リチウム型スメクタイトを加熱処理等によりリチウム部分固定型スメクタイトとすることで、XPSスぺクトルにおけるLiイオン由来の結合エネルギーのピーク位置が57.0evから55.4evへシフトする。したがって、スメクタイトがモンモリロナイトである場合、55.4evの結合エネルギーピークを有するか否かによって部分固定型であるか否かを判断できる。
 リチウム部分固定型スメクタイトの陽イオン交換容量は、水蒸気バリア性及び酸素バリア性(例えば高湿度下での酸素バリア性)により一層優れる観点から、好ましくは70meq/100g以下であり、より好ましくは60meq/100g以下である。リチウム部分固定型スメクタイトの陽イオン交換容量は、水蒸気バリア性及び酸素バリア性(例えば高湿度下での酸素バリア性)により一層優れる観点から、1meq/100g以上であり、より好ましくは5meq/100g以上であり、更に好ましくは10meq/100g以上である。これらの観点から、リチウム部分固定型スメクタイトの陽イオン交換容量は、1~70meq/100gであり、より好ましくは5~70meq/100gであり、更に好ましくは10~60meq/100gである。例えば、スメクタイトがモンモリロナイトの場合、通常、イオン交換容量は80~150meq/100g程度であるが、部分固定化処理を行うことで5~70meq/100gとすることができる。リチウム部分固定型スメクタイトの陽イオン交換容量は、60meq/100g未満であってよく、50meq/100g以下であってもよい。例えば、リチウム部分固定型スメクタイトの陽イオン交換容量は、1meq/100g以上60meq/100g未満であってよく、5meq/100g以上60meq/100g未満であってよく、10meq/100g以上60meq/100g未満であってよい。
 スメクタイトの陽イオン交換容量は、Schollenberger法(粘土ハンドブック第三版、日本粘土学会編、2009年5月、p.453-454)に準じた方法で測定することができる。より具体的には、日本ベントナイト工業会標準試験方法JBAS-106-77に記載の方法で測定することができる。
 スメクタイトの浸出陽イオン量は、スメクタイトの層間陽イオンをスメクタイト0.5gに対して100mLの1M酢酸アンモニウム水溶液を用いて4時間以上かけて浸出させ、得られた溶液中の各種陽イオンの濃度を、ICP発光分析、原子吸光分析等により測定し、算出することができる。
 リチウム部分固定型スメクタイトの含有量は、組成物中の不揮発分全量に対し、好ましくは3質量%以上である。リチウム部分固定型スメクタイトの含有量が不揮発分全量に対し3質量%以上である場合、水蒸気バリア性及び酸素バリア性(例えば高湿度下での酸素バリア性)がより一層優れたものとなる。同様の観点から、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量は、組成物中の不揮発分全量に対し、5質量%以上、7質量%以上、9質量%以上、10質量%以上、15質量%以上、18質量%以上、20質量%以上、25質量%以上又は30質量%以上であってよい。リチウム部分固定型スメクタイトの含有量は、好ましくは、組成物中の不揮発分全量に対し、70質量%以下である。リチウム部分固定型スメクタイトの含有量が70質量%以下である場合、組成物の成形性がより一層優れたものとなり、かつ、基材への密着性が向上する。また、高湿度下においてより高い酸素バリア性が得られる。同様の観点から、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量は、組成物中の不揮発分全量に対し、50質量%以下、45質量%以下、40質量%以下、35質量%以下、又は30質量%以下であってよい。上述の上限値及び下限値は、任意に組み合わせることができる。すなわち、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量は、例えば、組成物中の不揮発分全量に対し、3~70質量%、3~50質量%、3~35質量%、5~35質量%、5~30質量%、7~30質量%、9~30質量%、10~30質量%等であってよい。本明細書中の同様の記載においても、個別に記載した上限値及び下限値は任意に組み合わせ可能である。なお、不揮発分とは、組成物全質量から、希釈溶剤質量、並びに、化合物A、修飾剤及び各種添加剤に含まれる揮発成分質量を除く質量とする。
[化合物A]
 一実施形態の組成物は、重合性二重結合を有する基を含む化合物Aを含有する。重合性二重結合は、エチレン性不飽和結合又は重合性不飽和二重結合と言い換えることもできる。
(重合性二重結合を有する基)
 重合性二重結合を有する基としては、ビニル基、アリル基、(メタ)アクリロイル基等が挙げられる。重合性二重結合を有する基は、化合物Aの親水度を向上させ、化合物Aとリチウム型部分固定型スメクタイトとの親和性をより高める観点から、好ましくは(メタ)アクリロイル基であり、より好ましくは下記式(1-1)又は式(1-2)で表される基である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
 式(1-1)~(1-2)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、*は結合手を示す。
 なお、(メタ)アクリロイル基とは、アクリロイル基又はメタクリロイル基を意味し、類似表現も同様である。
 化合物Aは、重合性二重結合を有する基を1個以上有していればよく、ガスバリア性を更に向上させる観点から、重合性二重結合を有する基を、好ましくは2個以上、より好ましくは3個以上有している。化合物A中の重合性二重結合を有する基の数は、30個以下、又は15個以下であってもよい。化合物Aにおいて、好ましくは(メタ)アクリロイル基の数が、より好ましくは上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基の数が、上記の範囲内である。
 化合物Aは、重合性二重結合を有する基((メタ)アクリロイル基)以外のその他の基を更に有していてもよい。その他の基は、例えば、炭化水素基であってよい。炭化水素基の炭素数は、例えば、1~20又は1~10であってよい。炭化水素基としては、例えば、鎖状の炭化水素基又は環状の炭化水素基が挙げられる。鎖状の炭化水素基は、例えば脂肪族炭化水素基であってよく、直鎖状であっても分岐状であってもよい。環状の炭化水素基は、例えば、脂環式炭化水素基又は芳香族炭化水素基であってよい。芳香族炭化水素基は、置換又は無置換であってよい。置換の芳香族炭化水素基は、例えば、芳香環の少なくとも一部の水素原子が芳香族炭化水素基で置換されていてよい。
 その他の基は、極性基であってもよい。化合物Aは、化合物Aの親水度がより向上し、化合物Aとリチウム部分固定型スメクタイトとの親和性をより一層高めることができる結果、ガスバリア性を更に向上させることが可能になる観点から、好ましくは、(メタ)アクリロイル基と極性基とを含み、より好ましくは、上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基と、極性基とを含む。極性基は、極性を有している基であり、酸素原子及び窒素原子からなる群より選択される少なくとも1種を含んでいてよい。極性基は、末端官能基であっても分子内構造であっても構わない。
 極性基としては、酸素原子を有し、かつ、窒素原子を有しない酸素含有極性基、窒素原子を有し、かつ、酸素原子を有しない窒素含有極性基、並びに、酸素原子と窒素原子とを有する酸素及び窒素含有極性基が挙げられる。酸素含有極性基としては、例えば、ヒドロキシル基(-OH)、カルボニル基(-C(=O)-)、エーテル基(-O-;エーテル結合とも呼ばれる)、エステル基(-C(=O)O-;エステル結合とも呼ばれる)、カルボキシル基(-C(=O)OH)等が挙げられる。窒素含有極性基としては、アミノ基(第1級アミノ基、第2級アミノ基、又は第3級アミノ基)、シアノ基(-CN)等が挙げられる。酸素及び窒素含有極性基としては、イソシアネート基(-NCO)、アミド基(-CO-NH)、ウレタン基(-NHC(=O)O-)等が挙げられる。
 化合物Aは、例えば、カルボニル基を含む構造を有していてよい。カルボニル基を含む構造としては、例えば、アセチル基(-C(=O)CH)が挙げられる。
 エーテル結合は、炭素原子間に挟まれた酸素原子の構造(-O-)をいう。化合物Aは、エーテル結合を含む構造(エーテル構造)を有していてよい。エーテル構造は、直鎖状エーテル構造であってもよく、環状エーテル構造であってもよい。
 直鎖状エーテル構造は、脂肪族炭化水素基、及び/又は芳香族炭化水素基を含んでいてよい。直鎖状エーテル構造が脂肪族炭化水素基を含む場合、当該脂肪族炭化水素基は、炭素数1~20の脂肪族炭化水素基であってよく、メチル基であってよい。直鎖状エーテル構造が芳香族炭化水素基を含む場合、当該芳香族炭化水素基は、炭素数6~14の芳香族炭化水素基であってよく、フェニル基であってよい。直鎖状エーテル構造が、脂肪族炭化水素基及び芳香族炭化水素基を含む場合、直鎖状エーテル構造は、ベンジル基、又は4-フェニルベンジル基を含んでいてよい。直鎖状エーテル構造としては、例えば、2-メトキシエチル基、2-フェノキシエチル基、フェノキシメチル基が挙げられる。
 環状エーテル構造としては、例えば、三員環エーテル構造、四員環エーテル構造、五員環エーテル構造、又は六員環エーテル構造が挙げられる。環状エーテル構造としては、好ましくは三員環エーテル構造、四員環エーテル構造、又は五員環エーテル構造である。環状エーテル構造としては、例えば、グリシジル基、テトラヒドロフルフリル基が挙げられる。
 エステル結合は、-C(=O)O-で表される構造をいう。化合物Aは、エステル結合を含む構造を有していてよい。エステル結合を含む構造としては、脂肪酸エステル基、ポリエチレングリコール変性脂肪酸エステル基、アセチルアセトキシ基、コハク酸エステル基、フタル酸エステル基、飽和脂肪族環状カルボン酸エステル基、不飽和脂肪族環状カルボン酸エステル基、フマル酸エステル基、マレイン酸エステル基等が挙げられる。
 化合物Aは、極性基を少なくとも1個有することが好ましい。極性基は、好ましくは、ヒドロキシル基、エステル基、カルボキシル基、シアノ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも一種である。
 化合物Aが上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基と、酸素原子及び窒素原子からなる群より選択される少なくとも1種を含む極性基とを有する場合、化合物Aは、上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基中の酸素原子又は窒素原子と、当該極性基中の酸素原子又は窒素原子とが炭素鎖を介して結合した構造B(酸素原子同士又は酸素原子と窒素原子とで炭素鎖が挟まれた構造)を有していることが好ましい。この場合、化合物Aの親水度が向上し、化合物Aとリチウム部分固定型スメクタイトとの親和性をより一層高めることができる。また、この場合、化合物Aがリチウム型部分固定型スメクタイトの層間構造に進入した際、層間で化合物A中の構造Bがインターカレートすることにより、層間剥離が促進されると考えられる。
 化合物Aが上記構造Bを有している場合、構造Bにおける炭素鎖の炭素数は、好ましくは2個以上10個以下であり、より好ましくは2個以上4個以下である。当該炭素鎖は、直鎖状であってもよく、分岐状であってもよい。分岐状の炭素鎖は、分岐先が酸素原子又は窒素原子を有する構造であっても構わない。構造Bは、例えば、好ましくはエチレングリコール、グリセリン、エタノールアミン、又はペンタエリスリトールに由来する構造である。すなわち、化合物Aは、エチレングリコール由来の骨格、グリセリン由来の骨格、エタノールアミン由来の骨格又はペンタエリスリトール由来の骨格を有していてもよい。
 化合物Aは、上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基を1個含み、かつ、極性基を含まない化合物(化合物A1)であってよい。化合物A1は、下記式(2-1)で表される構造を有する化合物であってよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 式(2-1)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは-O-、-NH-、又は-NR-を示す。Rは、1価の炭化水素基を示す。Rは、アルキル基を示す。R及びRは、互いに結合して環を形成していてもよい。式(2-1)におけるRは、好ましくは水素原子であり、式(2-1)におけるXは、好ましくは酸素原子(-O-)である。Rで示される炭化水素基の炭素数は、例えば、1~20であってよい。Rは、例えば、アルキル基、シクロアルキル基、アリール基であってよい。
 式(2-1)で表される構造を有する化合物の具体例としては、例えば、n-ブチル(メタ)アクリレート、n-ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、n-オクチル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレート、ベンジル(メタ)アクリレート、フェニルベンジル(メタ)アクリレート、N,N-ジエチル(メタ)アクリルアミド、イソプロピル(メタ)アクリルアミド等が挙げられる。
 化合物Aは、上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基を1個含み、かつ、ヒドロキシル基、エステル基、カルボキシル基、シアノ基及びイソシアネート基からなる群より選択される基以外の極性基を含む化合物(化合物A2)であってよい。化合物A2は、例えば、下記式(3-1)で表される化合物であってよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000007
 式(3-1)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは-O-、-NH-又は-NR-を示し、Rは、エーテル基を有する炭化水素基を示す。Rは、アルキル基を示す。R及びRは、互いに結合して環を形成していてもよい。Rで示されるエーテル基を有する炭化水素基の炭素数は、3~20又は3~14であってよい。Rは、例えば、アルコキシアルキル基、オキサシクロアルキルアルキル基(例えば、テトラヒドロフルフリル基)、アリールオキシアルキル基(例えば、フェノキシエチル基)、N,N-ジアルキルアミノアルキル基が挙げられる。
 式(3-1)で表される構造を有する化合物の具体例としては、例えば、2-メトキシエチル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート(例えば、第一工業製薬株式会社製ME-4S、共栄社化学株式会社製ライトアクリレートMTG-A、ライトアクリレート130Aなど)、エトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート(例えば、共栄社化学株式会社製ライトアクリレートEC-A)、メトキシポリプロピレングリコール(メタ)アクリレート(例えば、共栄社化学株式会社製ライトアクリレートDPM-A)、フェノキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート(例えば、共栄社化学株式会社製ライトアクリレートP2H-A、ライトアクリレートP-200A)、(メタ)アクリロイルモルフォリン、N,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミド、N-アクリロイルオキシエチルヘキサヒドロフタルイミド等が挙げられる。
 化合物Aは、上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基と、ヒドロキシル基、エステル基、カルボキシル基、シアノ基及びイソシアネート基からなる群より選択される少なくとも一種の極性基と、を含む化合物(化合物A3)であることが好ましい。化合物A3は、下記式(4-1)、式(4-2)、式(4-3)又は式(4-4)で表される構造を有する化合物であってよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000008
 式(4-1)~(4-4)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、Xは-O-又は-NH-を示し、Zは、2価の炭化水素基を示し、該2価の炭化水素基中の水素原子は酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されていてもよく、Rは1価の炭化水素基を示し、該1価の炭化水素基中の水素原子は酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されていてもよい。
 Zにおける2価の炭化水素基の炭素数は、1以上又は2以上であってよく、20以下、又は10以下であってよい。
 Zにおける2価の炭化水素基は、例えば、2価の脂肪族炭化水素基であってよい。2価の脂肪族炭化水素基は、直鎖状であってもよく、分岐を有していてもよい。Zにおける2価の炭化水素基中の水素原子は、酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されていてもよく、置換されていなくてもよい。酸素原子及び炭素原子を含む基は、構成元素として酸素及び炭素を含む置換基を意味する。酸素原子及び炭素原子を含む基としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基、アリールオキシ基(例えばフェノキシ基)、アシル基(例えば、アセチル基(-C(=O)CH))、カルボキシル基(-C(=O)OH)が挙げられる。
 式(4-1)で表される構造を有する化合物の具体例としては、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリルアミド、1-(メタ)アクリロキシ-3-(メタ)アクリロキシ-2-プロパノール、2-ヒドロキシ-3-フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、オルトフタル酸変性エポキシ(メタ)アクリレート(例えば、製品名DA-721(ナガセケムテックス株式会社製))、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 式(4-2)中、Rにおける1価の炭化水素基は、例えば、炭素数1~3のアルキル基、炭素数1~3のアルケニル基、又はフェニル基であってよい。1価の炭化水素基中の水素原子は、酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されていてもよい。酸素原子及び炭素原子を含む基は、上述のとおりであってよい。1価の炭化水素基中の水素原子が酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されている場合、当該1価の炭化水素基中の水素原子は、-COCH又は-COOHで置換されていてもよい。つまり、式(4-2)におけるRは、下記式(5-1)で表される基であってよい。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000009
 式(5-1)中、Yは、炭素数1~3のアルキレン基、又はフェニレン基を示し、Rは-CH又は-OHを示す。Yは、好ましくは炭素数1~3のアルキレン基であり、より好ましくはメチレン基又はエチレン基である。
 1価の炭化水素基中の水素原子が酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されていない場合、上記式(4-2)におけるRは、-CH=CH又は-C(CH)=CHであってよい。
 式(4-2)で表される構造を有する化合物の具体例としては、2-アクリロイロキシエチルコハク酸、エチレングリコールモノアセトキアセテートモノメタクリレート、ネオペンチルグリコール-(メタ)アクリル酸-安息香酸エステル(例えば、共栄社化学株式会社製ライトアクリレートBA-104)、2-アクリロイロキシエチル-フタル酸(例えば、共栄社化学株式会社製ライトアクリレートHOA-MPL(N))、2-アクリロイロキシエチル-2-ヒドロキシエチル-フタル酸(ライトアクリレートHOA-MPE(N))、ヘキサヒドロフタル酸変性アクリルモノマ(例えば、共栄社化学株式会社製ライトアクリレートHOA-HH(N)(2-アクリロイロキシエチルヘキサヒドロフタル酸))、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、各種ポリエチレングリコールジ(メタ)アクリレート(例えば、共栄社化学株式会社製ライトアクリレート14EG-A、第一工業製薬株式会社製ニューフロンティアPE-400、ニューフロンティアPE-300ニューフロンティアPE-200等)、グリセリントリ(メタ)アクリレート、トリメチロルプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ変性グリセリントリ(メタ)アクリレート(例えば、OTA-480(ダイセル・オルネテクス社製))、ペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジグリセリンエチレンオキシド変性アクリレート(例えば、東亞合成株式会社製M-460)等が挙げられる。
 式(4-3)で表される構造を有する化合物の具体例としては、2-シアノエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 式(4-4)で表される構造を有する化合物の具体例としては、2-イソシアナートエチル(メタ)アクリレート等が挙げられる。
 一実施形態に係る化合物Aの分子量は、例えば、2000以下、800以下、600以下、又は500以下であってよく、100以上であってもよい。
 他の一実施形態に係る化合物Aの数平均分子量は、100以上、300以上、500以上、又は1,000以上であってよく、100,000以下、20,000以下、5,000以下、又は3,000以下であってよい。化合物Aの数平均分子量は、例えば、1,000~100,000、100~5,000、又は100~3,000であってよい。本明細書において、数平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いて測定される値を示し、ポリスチレン換算分子量である。
 化合物Aの数平均分子量が1000以上である場合、化合物Aは、重合性二重結合を有する基を含む樹脂ということもできる。樹脂は、重合性二重結合を有する基を含んでいればよく、その基本骨格は特に限定されない。樹脂の基本骨格としては、例えば、(メタ)アクリル樹脂骨格、ウレタン樹脂骨格、エポキシ樹脂骨格、フェノール樹脂骨格、ポリエステル樹脂骨格が挙げられる。
 樹脂中の重合性二重結合を有する基は、好ましくは上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基であり、より好ましくは上記式(1-1)で表される基である。樹脂は、上記式(1-1)又は式(1-2)で表される基を2個以上含むことが好ましい。
 樹脂は、極性基を更に含んでいてよい。樹脂が極性基を含む場合、当該極性基は、好ましくは、ヒドロキシル基、エステル基、カルボキシル基、シアノ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも一種であり、より好ましくはヒドロキシル基及びカルボキシル基からなる群より選択される少なくとも1種である。
 重合性二重結合を有する基を含む樹脂としては、例えば、重合性二重結合を有する基を含まない樹脂に、重合性二重結合を有する基を導入して得た樹脂を用いてもよい。
 化合物Aの含有量は、組成物中の不揮発分全量に対し、30~97質量%であってよく、70~93質量%であってもよく、80~95質量%であってもよい。化合物Aの含有量が30質量%以上である場合、水蒸気バリア性及び酸素バリア性がより一層優れたものとなる。また、化合物Aの含有量が97質量%以下である場合、組成物の成形性がより一層優れたものとなる。
(重合開始剤)
 組成物は、重合開始剤を含有していてよい。重合開始剤としては、熱ラジカル重合開始剤、光ラジカル重合開始剤、アニオン重合開始剤及びカチオン重合開始剤が挙げられる。
 熱ラジカル重合開始剤としては、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルパーオキシド、クメンパーヒドロキシド、アセチルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ラウロイルパーオキシド等の過酸化物;アゾビスイソブチルニトリル、アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、アゾビスシクロヘキサンカルボニトリル等のアゾ化合物などが挙げられる。
 光ラジカル重合開始剤としては、例えば1-ヒドロキシ-シクロヘキシル-フェニル-ケトン、2-ヒドロキシ-2-メチル-1-フェニル-プロパン-1-オン、2,2-ジメトキシ-1,2-ジフェニルエタン-1-オン、2-メチル-1-(4-メチルチオフェニル)-2-モルフォリノプロパン-1-オン、2,4,6-トリメチルベンゾイル-ジフェニル-フォスフィンオキサイドなどが挙げられる。
 アニオン重合開始剤としては、メチルリチウム、n-ブチルリチウム、sec-ブチルリチウム、t-ブチルリチウム等の有機アルカリ金属;メチルマグネシウムクロリド、メチルマグネシウムブロミド等の有機アルカリ土類金属;リチウム、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属などが挙げられる。
 カチオン重合開始剤としては、塩酸、硫酸、過塩素酸、トリフルオロ酢酸、メタンスルホン酸、トリフルオロメタンスルホン酸、クロロスルホン酸、フルオロスルホン酸等のプロトン酸;三フッ化ホウ素、塩化アルミニウム、四塩化チタン、塩化第二スズ、塩化第二鉄等のルイス酸などが挙げられる。
 重合開始剤の含有量は、化合物A100質量部に対して、0.5質量部以上、又は3質量部以上であってよく、20質量部以下、又は10質量部以下であってもよい。
(修飾剤)
 組成物は、更に修飾剤を含有してもよい。修飾剤としては、カップリング剤、シラン化合物、酸無水物等が挙げられる。組成物がこれらの修飾剤を含有する場合、リチウム部分固定型スメクタイトの濡れ性が向上し、組成物への分散性が向上する。修飾剤は、1種を単独で用いてよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。
 カップリング剤としては、例えばシランカップリング剤、チタンカップリング剤、ジルコニウムカップリング剤、アルミカップリング剤等が挙げられる。
 シランカップリング剤としては、例えばエポキシ基含有シランカップリング剤、アミノ基含有シランカップリング剤、(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤、イソシアネート基含有シランカップリング剤等が挙げられる。エポキシ基含有シランカップリング剤としては、例えば3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3-グリシドキシプロピルトリエトキシシラン、3-グリシドキシプロピルメチルジエトキシシラン、2-(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等が挙げられる。アミノ基含有シランカップリング剤としては、例えば3-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-2-(アミノエチル)-3-アミノプロピルメチルジメトキシシラン、3-トリエトキシシリル-N-(1,3-ジメチルブチリデン)プロピルアミン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。(メタ)アクリロイル基含有シランカップリング剤としては、例えば3-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。イソシアネート基含有シランカップリング剤としては、例えば3-イソシアネートプロピルトリエトキシシラン等が挙げられる。
 チタンカップリング剤としては、例えば、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリオクタノイルチタネート、イソプロピルジメタクリルイソステアロイルチタネート、イソプロピルイソステアロイルジアクリルチタネート、イソプロピルトリス(ジオクチルパイロホスフェート)チタネート、テトラオクチルビス(ジトリデシルホスファイト)チタネート、テトラ(2,2-ジアリルオキシメチル-1-ブチル)ビス(ジトリデシル)ホスファイトチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)オキシアセテートチタネート、ビス(ジオクチルパイロホスフェート)エチレンチタネート等が挙げられる。
 ジルコニウムカップリング剤としては、例えば、酢酸ジルコニウム、炭酸ジルコニウムアンモニウム、フッ化ジルコニウム等が挙げられる。
 アルミカップリング剤としては、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムジイソプロポキシモノエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスエチルアセトアセテート、アルミニウムトリスアセチルアセトネート等が挙げられる。
 シラン化合物としては、アルコキシシラン、シラザン、シロキサン等が挙げられる。アルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン、n-プロピルトリメトキシシラン、n-プロピルトリエトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシラン、デシルトリメトキシシラン、1,6-ビス(トリメトキシシリル)ヘキサン、トリフルオロプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。シラザンとしてはヘキサメチルジシラザン等が挙げられる。シロキサンとしては加水分解性基含有シロキサン等が挙げられる。
 酸無水物としては、無水コハク酸、無水マレイン酸、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸、テトラヒドロ無水フタル酸、メチルテトラヒドロ無水フタル酸、無水メチルナジック酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、メチルヘキサヒドロ無水フタル酸アルケニル無水コハク酸等が挙げられる。
 修飾剤の配合量としては、リチウム部分固定型スメクタイト全量に対し、0.1~50質量%であることが好ましい。修飾剤の配合量は、0.1質量%以上であればリチウム部分固定型スメクタイトの組成物への分散性がより良好なものとなる。また、修飾剤の配合量は、50質量%以下であれば組成物に対する修飾剤の機械物性への影響をより抑えることができる。修飾剤の配合量は、好ましくは0.3~30質量%であり、より好ましくは0.5~15質量%である。
(溶剤)
 組成物は、使用用途に応じて溶剤を含有してもよい。溶剤としては有機溶剤が挙げられ、例えばメチルエチルケトン、アセトン、酢酸エチル、酢酸ブチル、トルエン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、メチルイソブチルケトン、メタノール、エタノール、プロパノール、メトキシプロパノール、シクロヘキサノン、メチルセロソルブ、エチルジグリコールアセテート、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等が挙げられる。溶剤の種類及び使用量は使用用途によって適宜選択すればよい。
(その他の成分)
 組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で、各種の添加剤(化合物A、リチウム部分固定型スメクタイト、重合開始剤、修飾剤及び溶剤に該当する化合物は除く)を含有してもよい。添加剤としては、例えば、有機フィラー、無機フィラー、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤等)、可塑剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、着色剤、結晶核剤、酸素捕捉剤(酸素捕捉機能を有する化合物)、粘着付与剤等が例示できる。これらの各種添加剤は、単独で又は二種以上組み合わせて使用される。
 添加剤のうち、無機フィラーとしては、金属、金属酸化物、樹脂、鉱物等の無機物及びこれらの複合物が挙げられる。無機フィラーの具体例としては、シリカ、アルミナ、チタン、ジルコニア、銅、鉄、銀、マイカ、タルク、アルミニウムフレーク、ガラスフレーク、粘土鉱物等が挙げられる。これらの中でも、ガスバリア性を向上させる目的で、粘土鉱物を使用することが好ましく、粘土鉱物の中でも膨潤性無機層状化合物を使用することがより好ましい。
 膨潤性無機層状化合物としては、例えば、含水ケイ酸塩(フィロケイ酸塩鉱物等)、カオリナイト族粘土鉱物(ハロイサイト等)、スメクタイト族粘土鉱物(モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スティーブンサイト等)、バーミキュライト族粘土鉱物(バーミキュライト等)などが挙げられる。これらの鉱物は天然粘土鉱物であっても合成粘土鉱物であってもよい。
 酸素捕捉機能を有する化合物としては、例えば、ヒンダードフェノール系化合物、ビタミンC、ビタミンE、有機燐化合物、没食子酸、ピロガロール等の酸素と反応する低分子有機化合物や、コバルト、マンガン、ニッケル、鉄、銅等の遷移金属化合物等が挙げられる。
 粘着付与剤としては、キシレン樹脂、テルペン樹脂、フェノール樹脂、ロジン樹脂等が挙げられる。粘着付与剤を添加することで塗布直後の各種フィルム材料に対する粘着性を向上させることができる。粘着性付与剤の添加量は組成物全量100質量部に対して0.01~5質量部であることが好ましい。
<ガスバリア材>
 組成物は、水蒸気バリア性及び酸素バリア性が優れているため、ガスバリア材として好適に用いることができる。ガスバリア材は、上述した組成物を含むものであればよい。
<コーティング材>
 組成物は、コーティング材として好適に用いることができる。コーティング材は、上述した組成物を含むものであればよい。コーティング材のコーティング方法は特に限定されない。具体的な方法としては、ロールコート、グラビアコート等の各種コーティング方法を例示することができる。また、コーティング装置についても特に限定されない。組成物は、高いガスバリア性を有することから、ガスバリア用コーティング材として好適に利用可能である。
<接着剤>
 組成物は、接着性に優れるため、接着剤として好適に用いることができる。接着剤の形態には特に限定はなく、液状又はペースト状の接着剤としてもよく、固形状の接着剤としてもよい。組成物は、高いガスバリア性を有することから、この接着剤はガスバリア用接着剤として好適に利用可能である。
 液状又はペースト状の接着剤の場合は、使用方法としては特に限定はないが、接着面に塗布後又は接着面の界面に注入後、接着し、硬化させてよい。
 固形状の接着剤の場合は、粉末状、チップ状、又はシート状に成形した接着剤を、接着面の界面に設置し、熱溶解させることで接着し、硬化させてよい。
<成形体>
 一実施形態の成形体は、上述した組成物を重合させて得られるポリマー(化合物Aの重合体)を含む。組成物の成形体は、上述の組成物中の化合物(化合物A)を重合させてポリマーを得る工程を備える方法により、製造することができる。
 成形体は、単一のモノマーを重合させて得られるホモポリマーで構成されていてもよく、複数種のモノマーを共重合させて得られるコポリマーで構成されていてもよい。
 ポリマーは、化合物Aをラジカル重合、アニオン重合、カチオン重合等により重合することによって得られる。重合の際には上述した重合開始剤を用いてもよい。
 実施形態では、ポリマーを1種単独で用いてよく、複数種を組み合わせて用いてもよい。ポリマーは、直鎖型ポリマーであってよく、分岐型ポリマーであってもよい。ポリマーが分岐型ポリマーである場合、くし型であってよく、星型であってもよい。
 成形方法は任意であり、用途によって適時選択すればよい。成形体の形状に制限はなく、板状、シート状、又はフィルム状であってもよく、立体形状を有していてもよく、基材に塗布されたものであってもよく、基材と基材の間に存在する形で成形されたものであってもよい。
 板状、シート状の成形体を製造する場合、例えば押し出し成形法、平面プレス、異形押し出し成形法、ブロー成形法、圧縮成形法、真空成形法、射出成形法等を用いて組成物を成形する方法が挙げられる。また、フィルム状の成形体を製造する場合、例えば溶融押出法、溶液キャスト法、インフレーションフィルム成形、キャスト成形、押出ラミネーション成形、カレンダー成形、シート成形、繊維成形、ブロー成形、射出成形、回転成形、被覆成形が挙げられる。熱又は活性エネルギー線で硬化する組成物である場合、熱又は活性エネルギー線を用いた各種硬化方法を用いて組成物を成形してもよい。
 組成物が液状である場合、塗工により成形してもよい。塗工方法としては、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、カーテンコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、ディスペンス法等が挙げられる。
<積層体>
 一実施形態の積層体は、基材と、基材上に上述した成形体とを備えるものである。積層体は2層構造であってもよく、3層構造以上であってもよい。
 基材の材質は特に限定はなく、用途に応じて適宜選択すればよく、例えば木材、金属、プラスチック、紙、シリコン又は変性シリコン等が挙げられ、異なる素材を接合して得られた基材であってもよい。基材の形状は特に制限はなく、平板、シート状、又は3次元形状全面に、若しくは一部に、曲率を有するもの等目的に応じた任意の形状であってよい。また、基材の硬度、厚さ等にも制限はない。
 積層体は、基材上に上述した成形体を積層することで得ることができる。基材上に積層する成形体は、基材に対し直接塗工又は直接成形により形成してもよく、組成物の成形体を積層してもよい。直接塗工する場合、塗工方法としては特に限定はなく、スプレー法、スピンコート法、ディップ法、ロールコート法、ブレードコート法、ドクターロール法、ドクターブレード法、カーテンコート法、スリットコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法等が挙げられる。直接成形する場合は、インモールド成形、インサート成形、真空成形、押出ラミネート成形、プレス成形等が挙げられる。組成物の硬化物からなる成形体を積層する場合、未硬化又は半硬化の組成物層を基材上に積層してから硬化させてもよく、組成物を完全硬化した硬化物層を基材上に積層してもよい。
 また、積層体は、組成物の硬化物に対して基材の前駆体を塗工して硬化させることで得てもよく、基材の前駆体又は組成物が未硬化若しくは半硬化の状態で接着させた後に硬化させることで得てもよい。基材の前駆体としては特に限定はなく、各種硬化性樹脂組成物等が挙げられる。また、実施形態の組成物を接着剤として用いることで積層体を作製してもよい。
 以下、実施例により、本発明を更に具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
(リチウム部分固定型スメクタイトの準備)
 組成物に含有させるフィラーとしてはリチウム部分固定型スメクタイト又はリチウム部分固定でないスメクタイトを用いた。リチウム部分固定型スメクタイトは、クニミネ工業株式会社製のモンモリロナイト分散スラリー(商品名:RCEC-W、陽イオン交換容量39.0meq/100g)を用いた。この分散スラリー中のリチウム部分固定型スメクタイトの含有量(w/w%)は20w/w%であった。
(修飾剤液の準備)
 修飾剤は、シランカップリング剤である3-メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM503、信越化学工業株式会社製)を用いた。イソプロピルアルコール12.0質量部に対し、3-メタクリロイルプロピルトリメトキシシラン(商品名:KBM503、信越化学工業株式会社製)0.24質量部、イオン交換水0.06質量部、0.1%塩酸0.012質量部を加え、25℃で4時間攪拌し修飾剤液を得た。
 下記表1~3に示す化合物を準備した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
(実施例1-1)
 化合物1a100質量部に対し、UVラジカル開始剤である2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(商品名:IRGACURE(登録商標)TPO、BASF社製)を5質量部、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー86質量部、アセトニトリル636質量部、および上記修飾剤溶液66質量部を加え、8時間撹拌保持した。これにより、実施例1-1の組成物を得た。これを塗工液1-1とした。
 塗工液1-1を12μmのPETフィルム(商品名:E-5100、東洋紡株式会社製)のコロナ処理面にバーコーターを用いて乾燥後塗工厚みが2μmになるように塗工した。塗工後のPETフィルムを、塗工後直ぐに130℃の乾燥機中で5分加熱し溶剤乾固した。室温冷却後、メタルハライドランプで1500mJ/cm照射しUV硬化させることで、PETフィルム上に実施例1-1の組成物の成形体を形成し、実施例1-1の積層フィルムを得た。
 上記実施例1-1の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して14質量%であった。
(実施例1-2~1-5及び実施例2-1~2-3)
 表4又は5に示す化合物を用いたこと以外は、実施例1-1と同様の方法で実施例1-2~1-5及び実施例2-1~2-3の積層フィルムを得た。
 実施例1-2~1-5及び実施例2-1~2-3の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して14質量%であった。
(実施例3-1)
 化合物3a100質量部に対し、UVラジカル開始剤である2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(商品名:IRGACURE(登録商標)TPO、BASF社製)を5質量部、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー86質量部、アセトニトリル636質量部、及び上記修飾剤溶液66質量部を加え、8時間撹拌保持した。これにより、実施例3-1の組成物を得た。これを塗工液3-1とした。
 塗工液3-1を12μmのPETフィルム(商品名:E-5100、東洋紡株式会社製)のコロナ処理面にバーコーターを用いて乾燥後塗工厚みが2μmになるように塗工した。塗工後のPETフィルムを、塗工後直ぐに130℃の乾燥機中で5分加熱し溶剤乾固した。室温冷却後、メタルハライドランプで1500mJ/cm照射しUV硬化させることで、PETフィルム上に実施例3-1の組成物の成形体を形成し、実施例3-1の積層フィルムを得た。
 上記実施例3-1の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して14質量%であった。
(実施例3-2)
 化合物3a100質量部に対し、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー40質量部、アセトニトリル239質量部、及び上記修飾剤溶液25質量部を用いる以外40は実施例3-1と同様の方法で実施例3-2の組成物を得た。これを塗工液3-2とした。
 次いで塗工液3-2を用いたこと以外は実施例3-1と同様にして、実施例3-2の組成物の成形体を形成し、実施例3-2の積層フィルムを得た。
 上記実施例3-2の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して7質量%であった。
(実施例3-3)
 化合物3a100質量部に対し、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー22質量部、アセトニトリル244質量部、及び上記修飾剤溶液25質量部を用いたこと以外は実施例3-1と同様の方法で実施例3-3の組成物を得た。これを塗工液3-3とした。
 次いで塗工液3-3を用いたこと以外は実施例3-1と同様にして、実施例3-3の組成物の成形体を形成し、実施例3-3の積層フィルムを得た。
 上記実施例3-3の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して4質量%であった。
(実施例3-4)
 化合物3a100質量部に対し、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー5.5質量部、アセトニトリル77質量部、及び上記修飾剤溶液8質量部を用いたこと以外は実施例3-1と同様の方法で実施例3-4の組成物を得た。これを塗工液3-4とした。
 次いで塗工液3-4を用いたこと以外は実施例1と同様にして、実施例3-4の組成物の成形体を形成し、実施例3-4の積層フィルムを得た。
 上記実施例3-4の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して1質量%であった。
(実施例3-5)
 化合物3a100質量部に対し、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー226質量部、アセトニトリル1607質量部、及び上記修飾剤溶液167質量部を用いたこと以外は実施例3-1と同様の方法で実施例3-5の組成物を得た。これを塗工液3-5とした。
 塗工液3-5を用いたこと以外は実施例3-1と同様にして、実施例3-5の組成物の成形体を形成し、実施例3-5の積層フィルムを得た。
 上記実施例3-5の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して30質量%であった。
(実施例3-6)
 化合物3a100質量部に対し、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー526質量部、アセトニトリル3737質量部、及び上記修飾剤溶液389質量部を用いたこと以外は実施例3-1と同様の方法で実施例3-6の組成物を得た。これを塗工液3-6とした。
 塗工液3-6を用いたこと以外は実施例3-1と同様にして、実施例3-6の組成物の成形体を形成し、実施例3-6の積層フィルムを得た。
 実施例3-6の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して50質量%であった。
(実施例3-7)
 化合物3a100質量部に対し、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー1238質量部、アセトニトリル8792質量部、及び上記修飾剤溶液913質量部を用いたこと以外は実施例3-1と同様の方法で実施例3-7の組成物を得た。これを塗工液3-7とした。
 塗工液3-7を用いたこと以外は実施例3-1と同様にして、実施例3-7の組成物の成形体を形成し、実施例3-7の積層フィルムを得た。
 実施例3-7の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して70質量%であった。
(実施例3-8~3-15)
 表8又は9に示す化合物を用いたこと以外は、実施例3-1と同様の方法で実施例3-8~3-15の積層フィルムを得た。
 実施例3-8~3-15の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して14質量%であった。
(比較例1)
 化合物3a100質量部に対し、UVラジカル開始剤である2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(商品名:IRGACURE(登録商標)TPO、BASF社製)を5質量部溶解させ、比較例1の組成物を得た。これを比較用塗工液とした。
 得られた比較用塗工液を12μmのPETフィルム(商品名:E-5100、東洋紡株式会社製)のコロナ処理面にバーコーターを用いて乾燥後塗工厚みが2μmになるように塗工した。塗工後のPETフィルムを、メタルハライドランプで1500mJ/cm照射しUV硬化させる事で、PETフィルム上に比較例1の組成物の成形体を形成し、比較例1の積層フィルムを得た。
(参考例1)
合成例1
 撹拌装置、温度計、冷却管、及び滴下装置を備えたSUS製フラスコに、メチルエチルケトン30質量部を仕込み、これを窒素気流下にて攪拌し、80℃に昇温した。温度が80℃に達した後、メチルエチルケトン30質量部、化合物3g30質量部、及び、開始剤としてパーブチルO(パーブチルは登録商標)0.6質量部からなる混合液を2時間かけて滴下し、27時間攪拌した。この後、溶剤であるメチルエチルケトンを乾燥留去し、固体として、目的物質であるポリマー(アクリル系ポリマー)を得た。得られたポリマーの数平均分子量は75000であった。
 ポリマー100質量部に対し、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー86質量部、アセトニトリル604質量部、および実施例1の修飾剤溶液63質量部を加え、ポリマーを溶解させ、参考例1の組成物を得た。これを参考用塗工液とした。
 参考用塗工液を12μmのPETフィルム(商品名:E-5100、東洋紡株式会社製)のコロナ処理面にバーコーターを用いて乾燥後塗工厚みが2μmになるように塗工した。塗工後のPETフィルムを、塗工後直ぐに130℃の乾燥機中で5分加熱し溶剤乾固することで、PETフィルム上に参考例1の組成物の成形体を形成し、参考例1の積層フィルムを得た。
 上記参考例1の組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して14質量%であった。
<評価>
 実施例、比較例及び参考例の積層フィルムについて、酸素透過性及び水蒸気透過性を評価した。評価結果を表4~9に示す。なお、酸素透過性及び水蒸気透過性の評価は以下の方法で実施した。
(酸素透過率)
 酸素透過率の測定は、JIS-K7126(等圧法)に準じ、モコン社製酸素透過率測定装置OX-TRAN1/50を用いて、温度23℃、湿度0%RHの雰囲気下、および、温度23℃、湿度90%RHの雰囲気下で実施した。なお、RHとは相対湿度を表す。
(水蒸気透過率)
 水蒸気透過率の測定は、JIS-K7129に準じ、イリノイ社製水蒸気透過率測定装置7001を用いて、温度40℃、湿度90%RHの雰囲気下で測定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000017
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000018
(実施例4-1)
 温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート143質量部を入れ、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂EPICLON N-680(DIC株式会社製、エポキシ当量:214)428質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン4質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸144質量部、トリフェニルフォスフィン1.7質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行ない、アクリロイルオキシ基(式(1-1)で表される基)及びヒドロキシル基を含む化合物4a(アクリロイル基含有化合物)を得た。化合物4aの数平均分子量は2500であった。化合物4aは、アクリロイルオキシ基を2個以上含む。
 (メタ)アクリロイル基含有化合物4aの不揮発分100質量部に対し、UVラジカル開始剤である2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(商品名:IRGACURE(登録商標)TPO、BASF社製)を5質量部、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー86質量部、アセトニトリル636質量部、及び上記修飾剤溶液66質量部を加え、8時間撹拌保持した。これにより、実施例4-1の樹脂組成物を得た。これを塗工液4-1とした。
 得られた塗工液4-1を12μmのPETフィルム(商品名:E-5100、東洋紡株式会社製)のコロナ処理面にバーコーターを用いて乾燥後塗工厚みが2μmになるように塗工した。塗工後のPETフィルムを、塗工後直ぐに150℃の乾燥機中で5分加熱し溶剤乾固した。室温冷却後、メタルハライドランプで2000mJ/cm照射しUV硬化させることで、PETフィルム上に実施例4-1の樹脂組成物の成形体を形成し、実施例4-1の積層フィルムを得た。
 上記実施例4-1の樹脂組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して14質量%であった。
(実施例4-2)
 温度計、攪拌器、及び還流冷却器を備えたフラスコに、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート143質量部を入れ、オルソクレゾールノボラック型エポキシ樹脂EPICLON N-680(DIC株式会社製、エポキシ当量:214)428質量部を溶解し、酸化防止剤としてジブチルヒドロキシトルエン4質量部、熱重合禁止剤としてメトキノン0.4質量部加えた後、アクリル酸144質量部、トリフェニルフォスフィン1.7質量部を添加し、空気を吹き込みながら120℃で10時間エステル化反応を行なった。その後、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート201質量部、テトラヒドロ無水フタル酸160質量部を加え110℃で3時間反応し、アクリロイルオキシ基及びカルボキシル基を含む化合物4b(アクリロイル基含有化合物)を得た。化合物4bの数平均分子量は、2900であった。化合物4bは、アクリロイルオキシ基を2個以上含む。
 化合物4bの不揮発分100質量部に対し、UVラジカル開始剤である2,4,6-トリメチルベンゾイルジフェニルフォスフィンオキサイド(商品名:IRGACURE(登録商標)TPO、BASF社製)を5質量部、上記リチウム部分固定型スメクタイト分散スラリー86質量部、アセトニトリル636質量部、及び上記修飾剤溶液66質量部を加え、8時間撹拌保持した。これにより、実施例4-2の樹脂組成物を得た。これを塗工液4-2とした。
 得られた塗工液4-2を12μmのPETフィルム(商品名:E-5100、東洋紡株式会社製)のコロナ処理面にバーコーターを用いて乾燥後塗工厚みが2μmになるように塗工した。塗工後のPETフィルムを、塗工後直ぐに150℃の乾燥機中で5分加熱し溶剤乾固した。室温冷却後、メタルハライドランプで2000mJ/cm照射しUV硬化させることで、PETフィルム上に実施例4-2の樹脂組成物の成形体を形成し、実施例4-2の積層フィルムを得た。
 上記実施例4-2の樹脂組成物及び成形体において、リチウム部分固定型スメクタイトの含有量(フィラー量)は不揮発分全量に対して14質量%であった。
 酸素透過性及び水蒸気透過性の評価は、上記同様にして実施した。評価結果は表10に示した。
<数平均分子量の測定方法>
 化合物4a又は4bをテトラヒドロフラン(THF)によって50倍希釈して得た希釈液をフィルター(材質:ポリテトラフルオロエチレン、ポア径:0.2μm)で濾過することにより、各測定サンプルを調製した。次に、各測定サンプルをゲルパーミエーションクロマトグラフ(GPC東ソー社製商品名「HLC-8220GPC」)に供給して、サンプル流量1ミリリットル/min、カラム温度40℃の条件で測定を行った。化合物4a又は4bのポリスチレン換算分子量を測定して得られた値を、化合物4a又は4bの数平均分子量とした。なお、上記GPC測定において、カラムとして、HXL-X、G5000HXL、G3000HXL、G2000HXL、G2000HXL(いずれも東ソー株式会社製)を用い、検出器として示差屈折計を用いた。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000019
 本発明の組成物は、ガスバリア性、特に水蒸気バリア性及び酸素バリア性に優れることから、包装材料を始め、電子材料、建築材料等、様々な分野に好適に使用可能である。

Claims (14)

  1.  重合性二重結合を有する基を含む化合物と、リチウム部分固定型スメクタイトとを含有する、組成物。
  2.  前記重合性二重結合を有する基が下記式(1-1)又は式(1-2)で表される基である、請求項1に記載の組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
    [式(1-1)~(1-2)中、Rは水素原子又はメチル基を示し、*は結合手を示す。]
  3.  前記化合物が、極性基を更に含む、請求項2に記載の組成物。
  4.  前記極性基が、ヒドロキシル基、エステル基、カルボキシル基、シアノ基及びイソシアネート基からなる群より選ばれる少なくとも一種である、請求項3に記載の組成物。
  5.  前記化合物が、前記式(1-1)又は式(1-2)で表される基を2個以上含む、請求項2~4のいずれか一項に記載の組成物。
  6.  前記化合物が、下記式(4-1)、式(4-2)、式(4-3)又は式(4-4)で表される構造を有する化合物である、請求項1~5のいずれか一項に記載の組成物。
    Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
    [式(4-1)~(4-4)中、
     Rは水素原子又はメチル基を示し、
     Xは-O-又は-NH-を示し、
     Zは、2価の炭化水素基を示し、該2価の炭化水素基中の水素原子は酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されていてもよく、
     Rは1価の炭化水素基を示し、該1価の炭化水素基中の水素原子は酸素原子及び炭素原子を含む基で置換されていてもよい。]
  7.  リチウム部分固定型スメクタイトの陽イオン交換容量が1~70meq/100gである、請求項1~6のいずれか一項に記載の組成物。
  8.  前記リチウム部分固定型スメクタイトの含有量は、前記組成物の不揮発分全量に対し、3~50質量%である、請求項1~7のいずれか一項に記載の組成物。
  9.  請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物を含むガスバリア材。
  10.  請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物を含むコーティング材。
  11.  請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物を含む接着剤。
  12.  請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物の成形体。
  13.  基材と、該基材上に設けられた請求項12に記載の成形体と、を備える積層体。
  14.  ポリマーを含有する成形体の製造方法であって、
     請求項1~8のいずれか一項に記載の組成物中の前記化合物を重合させて前記ポリマーを得る工程を備える、製造方法。

     
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