JP2016120665A - Gas barrier laminate, and solar cell module and image display element using the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ガスバリア性積層体及びそれを用いた太陽電池モジュール、画像表示素子に関する。 The present invention relates to a gas barrier laminate, a solar cell module using the same, and an image display element.
食品、医薬品等の包装に用いられる包装材料に対しては、内容物の変質を防止することが求められている。例えば、食品用包装材料に対しては、タンパク質や油脂等の酸化や変質を抑制し、更に風味や鮮度を保持できることが求められ、また、無菌状態での取扱が必要とされる医薬品用包装材料に対しては、内容物の有効成分の変質を抑制し、その効能を保持できることが求められている。また、包装用途以外にも液晶表示素子、太陽電池、EL基板等でガスバリア性を有する材料が求められている。 For packaging materials used for packaging foods, pharmaceuticals, etc., it is required to prevent the contents from being altered. For example, for food packaging materials, pharmaceutical packaging materials that are required to suppress oxidation and alteration of proteins, fats and oils, and to maintain flavor and freshness, and that require handling in aseptic conditions. Therefore, it is required to suppress the alteration of the active ingredient in the contents and to maintain its efficacy. In addition to packaging applications, materials having gas barrier properties are required for liquid crystal display elements, solar cells, EL substrates, and the like.
このような内容物の変質は、主として、包装材料を透過する酸素や水蒸気あるいは内容物と反応するような他のガスにより引き起こされている。そのため、食品や医薬品等の包装に用いられる包装材料に対しては、酸素や水蒸気などのガスを透過させない性質(ガスバリア性)を備えていることが求められている。 Such alteration of the contents is mainly caused by oxygen or water vapor that permeates the packaging material or other gases that react with the contents. For this reason, packaging materials used for packaging foods and pharmaceuticals are required to have properties (gas barrier properties) that do not allow gas such as oxygen and water vapor to permeate.
ここで、ガスバリア性を備える材料として、フィルム基板上に金属酸化物薄膜を形成してガスバリア性フィルム基材とすることが知られている。例えば、特許文献1には、基材上に、真空蒸着法で形成した無機酸化物蒸着層と、シラン系化合物及び水酸基を有する水溶性高分子を含む塗布液を塗布、乾燥して得られたガスバリア被覆層とを積層したガスバリア積層フィルムが開示されている。 Here, as a material having gas barrier properties, it is known to form a metal oxide thin film on a film substrate to form a gas barrier film substrate. For example, Patent Document 1 was obtained by applying and drying a coating liquid containing an inorganic oxide vapor deposition layer formed by a vacuum vapor deposition method and a water-soluble polymer having a silane compound and a hydroxyl group on a substrate. A gas barrier laminated film in which a gas barrier coating layer is laminated is disclosed.
しかしながら、無機酸化物蒸着層を形成する真空蒸着法は、熱を伴う成膜方法であるため、フィルムが加熱されて部分的に変形を起こし、その後に行なわれるガスバリア被覆層の形成が不均一となって充分なバリア能が得られないという問題があった。また、無機酸化物蒸着層を形成する工程やガスバリア被覆層を形成する工程において、異物が混入した場合、バリア性能が損なわれてしまうという問題があった。 However, the vacuum vapor deposition method for forming the inorganic oxide vapor deposition layer is a film formation method involving heat, so that the film is heated to cause partial deformation, and the subsequent formation of the gas barrier coating layer is not uniform. As a result, there was a problem that sufficient barrier ability could not be obtained. In addition, in the process of forming the inorganic oxide vapor deposition layer and the process of forming the gas barrier coating layer, there is a problem that the barrier performance is impaired when foreign matter is mixed.
本発明は、包装材、太陽電池、画像表示素子用途として十分なバリア性能を有するとともに、異物が存在してもバリア性能が損なわれないガスバリア性積層体を提供することを目的とした。 An object of the present invention is to provide a gas barrier laminate that has sufficient barrier performance as a packaging material, a solar battery, and an image display element, and that does not impair the barrier performance even if foreign matter is present.
従来のガスバリアフィルムのバリア性能が損なわれる原因について検討を重ねた結果、ガスバリアフィルムのバリア膜を作製する際にロール形態にしたときのバリア層の擦り傷が原因となっていることが明らかになった。擦り傷が発生することによって薄層が破壊され、バリア性が損なわれる。本発明者は、このような検討結果に基づいて、以下の構成を有する本発明のガスバリアフィルムであれば、プラスチック基板上に形成した薄膜に擦り傷が発生するのを抑えてバリア性が損なわれないようにすることができることを見いだし
た。
As a result of repeated examinations about the cause of the deterioration of the barrier performance of the conventional gas barrier film, it became clear that it was caused by the scratch of the barrier layer when the gas barrier film was formed into a roll form. . When the scratch is generated, the thin layer is destroyed and the barrier property is impaired. Based on such examination results, the present inventor suppresses the occurrence of scratches on the thin film formed on the plastic substrate and does not impair the barrier property if the gas barrier film of the present invention has the following configuration. I found that I can do it.
本発明の請求項1に係る発明は、樹脂基材上に、無機物からなるガスバリア層と有機層とが順次積層されたガスバリア性積層体であって、
前記ガスバリア層は、金属ケイ素と二酸化ケイ素とを含有する蒸着材料を真空蒸着させてなり、
前記有機層は、下記化学式(1)で表される有機ケイ素化合物またはその加水分解物からなり、
前記有機層に対する純水の接触角が100°以上であることを特徴とするガスバリア性積層体。
(RO)3Si−(CH2)n−Si(OR)3 (1)
[但し、Rはアルキル基、nは1〜8の整数]
The invention according to claim 1 of the present invention is a gas barrier laminate in which an inorganic gas barrier layer and an organic layer are sequentially laminated on a resin substrate,
The gas barrier layer is formed by vacuum-depositing a deposition material containing metallic silicon and silicon dioxide,
The organic layer is composed of an organosilicon compound represented by the following chemical formula (1) or a hydrolyzate thereof,
A gas barrier laminate, wherein a contact angle of pure water with respect to the organic layer is 100 ° or more.
(RO) 3 Si- (CH 2 ) n-Si (OR) 3 (1)
[However, R is an alkyl group, and n is an integer of 1 to 8.]
本発明の請求項2に係わる発明は、樹脂基材とガスバリア層との間にアンカーコート層が形成されたことを特徴とする請求項1に記載のガスバリア性積層体である。 The invention according to claim 2 of the present invention is the gas barrier laminate according to claim 1, wherein an anchor coat layer is formed between the resin substrate and the gas barrier layer.
本発明の請求項3に係わる発明は、請求項1または2に記載のガスバリア性積層体を用いてなることを特徴とする太陽電池モジュール。 The invention according to claim 3 of the present invention is a solar cell module comprising the gas barrier laminate according to claim 1 or 2.
本発明の請求項4に係わる発明は、請求項1または2に記載のガスバリア性積層体を用いてなることを特徴とする画像表示素子である。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided an image display element comprising the gas barrier laminate according to the first or second aspect.
本発明のガスバリアフィルムはロール形態にした時の擦り傷の発生がなく、ガスバリア性が損なわれることがなく、太陽電池や表示素子用途においても十分なガスバリア性を発揮するガスバリア性積層体を提供できる。 The gas barrier film of the present invention does not generate scratches when formed into a roll form, and does not impair gas barrier properties, and can provide a gas barrier laminate that exhibits sufficient gas barrier properties even for solar cell and display device applications.
以下、本発明のガスバリア性積層体について、図面を用い、実施形態例を示して説明する。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。 Hereinafter, the gas barrier laminate of the present invention will be described with reference to the drawings and embodiments. However, the present invention is not limited to the following embodiments.
<第一の実施形態>
図1に示すように、本発明の第一の実施形態のガスバリア性積層体10は、樹脂基材11の片面に、無機物からなるガスバリア層12、有機ケイ素化合物またはその加水分解物からなる有機層13を順次積層してなることを特徴とする。
<First embodiment>
As shown in FIG. 1, a gas barrier laminate 10 according to the first embodiment of the present invention has a gas barrier layer 12 made of an inorganic substance, an organic layer made of an organosilicon compound or a hydrolyzate thereof on one side of a resin substrate 11. 13 is sequentially laminated.
(樹脂基材11)
樹脂基材11としては、特に限定されず、シート状の基材(フィルム状のものを含む)のなかから適宜選択できる。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)などのポリエステルフィルム、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンフィルム、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム、ポリアクリルニトリルフィルム、ポリイミドフィルム、ポリ乳酸などの生分解性プラスチックフィルムなどが挙げられる。樹脂基材11は、帯電防止剤、紫外線吸収剤、可塑剤、滑剤、着色剤等の公知の添加剤を含有してもよい。
(Resin substrate 11)
It does not specifically limit as the resin base material 11, It can select suitably from a sheet-like base material (a film-like thing is included). For example, polyester films such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyolefin films such as polyethylene and polypropylene, polyether sulfone (PES), polystyrene film, polyamide film, polyvinyl chloride film, polycarbonate film, polyacrylic Examples include nitrile films, polyimide films, and biodegradable plastic films such as polylactic acid. The resin substrate 11 may contain known additives such as an antistatic agent, an ultraviolet absorber, a plasticizer, a lubricant, and a colorant.
樹脂基材11の厚みは、特に制限を設けないが、6μm〜700μmが好ましく、より好ましくは40μm〜200μm、さらに好ましくは50μm〜150μmである。さらにいずれの場合もヘイズは3%以下が好ましく、より好ましくは2%以下、さらに好ましくは1%以下、全光透過率は70%以上が好ましく、より好ましくは80%以上、さらに好ましくは90%以上である。 The thickness of the resin substrate 11 is not particularly limited, but is preferably 6 μm to 700 μm, more preferably 40 μm to 200 μm, and still more preferably 50 μm to 150 μm. Further, in any case, the haze is preferably 3% or less, more preferably 2% or less, further preferably 1% or less, and the total light transmittance is preferably 70% or more, more preferably 80% or more, and further preferably 90%. That's it.
樹脂基材11は、密着性を高めるためのコロナ処理、プラズマ処理、フレーム処理などの物理的処理や、酸やアルカリによる薬液処理などの化学的処理が施されていてもよい。 The resin substrate 11 may be subjected to physical treatment such as corona treatment, plasma treatment, and flame treatment for improving adhesion, and chemical treatment such as chemical treatment with acid or alkali.
(ガスバリア層12)
ガスバリア層(蒸着層)12は、無機物を蒸着することで形成される、特に限定されず、従来、ガスバリア性を有する無機化合物のなかから適宜選択でき、例えば、Si、Al、Zn、Sn、Fe、Mn等の金属、これらの金属の1種以上を含む無機化合物などが挙げられる。該無機化合物としては、金属酸化物、窒化物、炭化物、フッ化物等が挙げられる。これらの中でも、金属及び金属酸化物から選ばれる少なくとも1種が好ましい。
(Gas barrier layer 12)
The gas barrier layer (deposition layer) 12 is formed by depositing an inorganic substance, and is not particularly limited. Conventionally, the gas barrier layer (deposition layer) 12 can be appropriately selected from inorganic compounds having gas barrier properties. For example, Si, Al, Zn, Sn, Fe And metals such as Mn and inorganic compounds containing one or more of these metals. Examples of the inorganic compound include metal oxides, nitrides, carbides and fluorides. Among these, at least one selected from metals and metal oxides is preferable.
蒸着方法としては、真空蒸着法、スパッタリング法等の物理気相成長(PVD)法、プラズマ気相成長法等の化学気相成長(PVD)法などの公知の方法を適宜用いてよい。上記の中でも、高速成膜が可能で生産性に優れることから、真空蒸着法が好ましい。また、蒸着層12の透明性を上げるために、蒸着材料を蒸着させる際に、蒸発した粒子と雰囲気中に導入した酸素ガスなどと反応させて蒸着させる反応蒸着をさせてもよい。酸素ガスやアルゴンガスとの反応蒸着を行うことにより、蒸着材料中の金属成分が酸化され、ガスバリア層12の透明性を向上させることができる。ガスを導入する際は、成膜室の圧力が2×10−1Pa以下にすることが望ましい。成膜室の圧力が2×10−1Paよりも大きくなってしまうと、ガスバリア層12がきれいに積層されず、水蒸気バリア性が低下してしまうおそれがある。 As a vapor deposition method, a known method such as a physical vapor deposition (PVD) method such as a vacuum vapor deposition method or a sputtering method, or a chemical vapor deposition (PVD) method such as a plasma vapor deposition method may be appropriately used. Among these, vacuum deposition is preferable because high-speed film formation is possible and productivity is excellent. In order to increase the transparency of the vapor deposition layer 12, when vapor deposition material is vapor-deposited, reactive vapor deposition may be performed by reacting with evaporated particles and oxygen gas introduced into the atmosphere. By performing reactive vapor deposition with oxygen gas or argon gas, the metal component in the vapor deposition material is oxidized, and the transparency of the gas barrier layer 12 can be improved. When introducing the gas, it is desirable that the pressure in the film forming chamber be 2 × 10 −1 Pa or less. If the pressure in the film forming chamber is higher than 2 × 10 −1 Pa, the gas barrier layer 12 may not be neatly laminated, and the water vapor barrier property may be deteriorated.
ガスバリア層12は、透明性や、酸素ガスや水蒸気に対するバリア性に特に優れることから、金属ケイ素と二酸化ケイ素とを含有する蒸着材料を真空蒸着させたものであることが好ましい。蒸着材料中、金属ケイ素と二酸化ケイ素の含有量の比率は特に限定されないが、ケイ素と酸素との元素比O/Siが1.0以上1.8以下になる比率で含有することが好ましく、O/Siが1.2以上1.7以下になる比率で含有することがより好ましい。O/Siが1.0以上であると、透明性が良好で、O/Siが1.8以下であると、バリア性が良好である。 Since the gas barrier layer 12 is particularly excellent in transparency and barrier properties against oxygen gas and water vapor, it is preferable that a vapor deposition material containing metal silicon and silicon dioxide is vacuum-deposited. In the vapor deposition material, the ratio of the content of metal silicon and silicon dioxide is not particularly limited, but the element ratio O / Si between silicon and oxygen is preferably contained at a ratio of 1.0 to 1.8. / Si is more preferably contained at a ratio of 1.2 to 1.7. When O / Si is 1.0 or more, transparency is good, and when O / Si is 1.8 or less, barrier properties are good.
金属ケイ素と二酸化ケイ素とを含有する蒸着材料に、さらに、Al、Zn、Sn、Fe、Mnからなる群から選ばれる金属(以下、特定金属)又はその酸化物を含有させることが好ましい。これにより、金属ケイ素と二酸化ケイ素との混合物を蒸着材料として用いた場合よりも、膜密度が高い蒸着層を形成でき、高いガスバリア性が発現する。該蒸着層と有機層13との相乗効果により、積層体全体のガスバリア性がさらに向上する。蒸着材料に含まれる特定金属又はその酸化物は1種でも2種以上でもよい。 It is preferable that the vapor deposition material containing metallic silicon and silicon dioxide further contains a metal selected from the group consisting of Al, Zn, Sn, Fe, and Mn (hereinafter, a specific metal) or an oxide thereof. Thereby, a vapor deposition layer having a higher film density can be formed than in the case where a mixture of metal silicon and silicon dioxide is used as a vapor deposition material, and high gas barrier properties are exhibited. Due to the synergistic effect of the vapor deposition layer and the organic layer 13, the gas barrier property of the entire laminate is further improved. The specific metal or oxide thereof contained in the vapor deposition material may be one type or two or more types.
蒸着材料中、特定金属又はその酸化物の含有量は、金属ケイ素と二酸化ケイ素の合計100質量%に対して1質量%以上50質量%以下が好ましく、1質量%以上40質量%以下がより好ましく、5質量%以上30質量%以下がさらに好ましい。1質量%以上であれば、膜密度の向上効果が充分に得られる。50質量%を超えると、相対的に金属ケイ素及び二酸化ケイ素の含有量が少なくなるため、蒸着層の透明性、耐湿熱環境下におけるバリア性等が低下するおそれがある。該蒸着材料において、前記特定金属又はその酸化物以外の残部は、金属ケイ素及び二酸化ケイ素からなることが好ましい。つまり、前記特定金属又はその酸化物と、金属ケイ素と、二酸化ケイ素との合計が100質量%であることが好ましい。 In the vapor deposition material, the content of the specific metal or its oxide is preferably 1% by mass or more and 50% by mass or less, more preferably 1% by mass or more and 40% by mass or less with respect to 100% by mass of the total of metal silicon and silicon dioxide. 5 mass% or more and 30 mass% or less are more preferable. If it is 1 mass% or more, the effect of improving the film density is sufficiently obtained. If it exceeds 50% by mass, the contents of metal silicon and silicon dioxide are relatively reduced, so that the transparency of the vapor-deposited layer, the barrier property in a moist heat resistant environment, and the like may be lowered. In the vapor deposition material, the remainder other than the specific metal or its oxide is preferably made of metal silicon and silicon dioxide. That is, the total of the specific metal or its oxide, metal silicon, and silicon dioxide is preferably 100% by mass.
上記のように、金属ケイ素と二酸化ケイ素とを含有する蒸着材料を真空蒸着させると、ケイ素酸化物(SiOx)を含有する無機材料からなるガスバリア層(蒸着層)が形成される。また、金属ケイ素と、二酸化ケイ素と、特定金属又はその酸化物を含有する蒸着材料を真空蒸着すると、ケイ素酸化物と、特定金属又はその酸化物を含有する無機材料からなるガスバリア層(蒸着層)が形成される。 As described above, when a vapor deposition material containing metal silicon and silicon dioxide is vacuum-deposited, a gas barrier layer (deposition layer) made of an inorganic material containing silicon oxide (SiOx) is formed. In addition, when a vapor deposition material containing metal silicon, silicon dioxide, and a specific metal or oxide thereof is vacuum-deposited, a gas barrier layer (vapor deposition layer) made of silicon oxide and an inorganic material containing the specific metal or oxide thereof Is formed.
ガスバリア層12におけるケイ素酸化物の含有量は、蒸着層12を構成する全元素中のSi元素の存在比として、15atm%以上が好ましく、25atm%以上がより好ましい。25atm%以上であれば、透明性、バリア性等に優れる。ガスバリア層12中、特定金属又はその酸化物の含有量は、蒸着層12を構成する全元素中の特定金属元素の存在比として、1atm%以上20atm%以下が好ましく、3atm%以上15atm%以下がより好ましく、3atm%以上10atm%以下がさらに好ましい。1atm%以上であれば、高いガスバリア性が発現する。20atm%を超えると、相対的にケイ素酸化物の含有量が少なくなるため、ガスバリア層の透明性、耐湿熱環境下におけるバリア性等が低下するおそれがある。 The content of silicon oxide in the gas barrier layer 12 is preferably 15 atm% or more, and more preferably 25 atm% or more, as the abundance ratio of Si elements in all elements constituting the vapor deposition layer 12. If it is 25 atm% or more, it is excellent in transparency, barrier properties, and the like. In the gas barrier layer 12, the content of the specific metal or its oxide is preferably 1 atm% or more and 20 atm% or less, preferably 3 atm% or more and 15 atm% or less as the abundance ratio of the specific metal element in all elements constituting the vapor deposition layer 12. More preferred is 3 atm% or more and 10 atm% or less. If it is 1 atm% or more, a high gas barrier property will express. If it exceeds 20 atm%, the content of silicon oxide is relatively reduced, so that the transparency of the gas barrier layer, the barrier property in a moist heat resistant environment, and the like may be reduced.
特定金属元素の存在比が1atm%以上20atm%以下の蒸着層は、例えば、金属ケイ素と二酸化ケイ素の合計100質量%に対して特定金属又はその酸化物を1質量%以上50質量%以下の割合で配合した蒸着材料を用いることで形成できる。ガスバリア層(蒸着層)12を構成する元素の種類と存在比は、X線光電子分光分析装置(ESCA)により測定できる。 The vapor deposition layer in which the abundance ratio of the specific metal element is 1 atm% or more and 20 atm% or less is, for example, a ratio of 1% by mass or more and 50% by mass or less of the specific metal or its oxide with respect to 100% by mass in total of metal silicon and silicon dioxide. It can form by using the vapor deposition material mix | blended with. The kind and abundance ratio of the elements constituting the gas barrier layer (deposition layer) 12 can be measured by an X-ray photoelectron spectrometer (ESCA).
ガスバリア層(蒸着層)12の膜厚は、5nm以上300nm以下が好ましく、10nm以上150nm以下がより好ましい。5nm以上であると充分なバリア性が発現し、300nm以下であると、後工程などでクラックの発生やそれによるバリア性の低下が生じにくい。 The film thickness of the gas barrier layer (deposition layer) 12 is preferably 5 nm to 300 nm, and more preferably 10 nm to 150 nm. When the thickness is 5 nm or more, sufficient barrier properties are exhibited, and when the thickness is 300 nm or less, generation of cracks in the post-process and the like, and deterioration of the barrier properties are less likely to occur.
(有機層13)
有機層13は、下記化学式(1)で表される有機ケイ素化合物及びその加水分解物からなる群から選ばれる少なくとも1種(A)(以下、(A)成分という。)を含有する塗布液をバスガリア層(蒸着層)12に塗布し、加熱乾燥してなるものである。
(RO)3Si−(CH2)n−Si(OR)3 ・・・(1)
[但し、Rはアルキル基、nは1〜8の整数]
(Organic layer 13)
The organic layer 13 is a coating liquid containing at least one (A) (hereinafter referred to as the component (A)) selected from the group consisting of an organosilicon compound represented by the following chemical formula (1) and a hydrolyzate thereof. It is applied to a basgallia layer (deposition layer) 12 and heat-dried.
(RO) 3 Si- (CH 2 ) n-Si (OR) 3 ··· (1)
[However, R is an alkyl group, and n is an integer of 1 to 8.]
化学式(1)中、Rのアルキル基としては、炭素数1〜3のアルキル基が好ましく、例えばメチル基、エチル基、プロピル基等が挙げられる。 In the chemical formula (1), the alkyl group of R is preferably an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, and examples thereof include a methyl group, an ethyl group, and a propyl group.
また、本発明のガスバリア性積層体の最外層となる有機層13にはフッ素系のレベリング剤が添加されており、純水との接触角を100°以上としている。フッ素系のレベリング剤を添加し、純水との接触角を100°以上とすることにより、ロール形態にした時の摩擦による擦り傷の発生がなく、ガスバリア性が損なわれることがなくなる。 In addition, a fluorine-based leveling agent is added to the organic layer 13 which is the outermost layer of the gas barrier laminate of the present invention, and the contact angle with pure water is 100 ° or more. By adding a fluorine-based leveling agent and setting the contact angle with pure water to 100 ° or more, there is no generation of scratches due to friction when forming a roll, and gas barrier properties are not impaired.
有機層13をガスバリア層12に積層することで、ガスバリア層12単層では発現できない優れたガスバリア性を得ることができる。また、有機層13は、緻密で脆いガスバリア層12を保護する機能も有しており、擦れや屈曲によるクラックの発生を抑制できる。 By laminating the organic layer 13 on the gas barrier layer 12, it is possible to obtain excellent gas barrier properties that cannot be achieved with a single gas barrier layer 12. The organic layer 13 also has a function of protecting the dense and fragile gas barrier layer 12, and can suppress the generation of cracks due to rubbing and bending.
また、Si−OR構造を有する有機ケイ素化合物は、加水分解反応により、ケイ素原子
に結合したOR基がOH基(水酸基)となり、OH基の脱水縮合によりシロキサン結合を形成する。有機ケイ素化合物として、化学式(1)で表されるものを用いることで、緻密で強固なネットワーク重合被膜を形成することができる。また、分子内に(CH2)nを有することで、靭性、柔軟性を併せ持つ有機無機複合膜が形成される。そのため、特許文献1〜2に記載されるように有機ケイ素化合物とポリビニルアルコール等の水溶性高分子とを複合化しなくても、有機層として機能を充分に発揮し、また、耐熱性、耐水性、耐湿性等も優れたものとなる。これらが相乗的に作用することで、屋外などの過酷な環境下においても長期に渡って優れたガスバリア性を発揮すると考えられる。
In addition, in an organosilicon compound having a Si-OR structure, an OR group bonded to a silicon atom becomes an OH group (hydroxyl group) by a hydrolysis reaction, and a siloxane bond is formed by dehydration condensation of the OH group. By using the organic silicon compound represented by the chemical formula (1), a dense and strong network polymerization film can be formed. Moreover, by having (CH 2 ) n in the molecule, an organic-inorganic composite film having both toughness and flexibility is formed. Therefore, as described in Patent Documents 1 and 2, the organic layer sufficiently functions as an organic layer without complexing an organic silicon compound and a water-soluble polymer such as polyvinyl alcohol, and has heat resistance and water resistance. In addition, the moisture resistance and the like are excellent. By synergistically acting, these are considered to exhibit excellent gas barrier properties over a long period even in harsh environments such as outdoors.
特許文献1に記載されるような水溶性高分子との複合化は、耐水性や耐湿性を低下させる一因となっていたと考えられる。そのため、有機層13を、水溶性高分子を使用せずに形成する、またはその使用量を従来よりも減らして形成することで、耐水性や耐湿性を更に向上させることができる。 Conjugation with a water-soluble polymer as described in Patent Document 1 is considered to have contributed to a decrease in water resistance and moisture resistance. Therefore, the water resistance and the moisture resistance can be further improved by forming the organic layer 13 without using a water-soluble polymer, or by forming the organic layer 13 by reducing the amount of the organic layer 13 used compared to the conventional one.
化学式式(1)で表される有機ケイ素化合物としては、例えばビストリメトキシシリルメタン、ビストリメトキシシリルエタン、ビストリメトキシシリルヘキサンなどが挙げられる。また、該有機ケイ素化合物の加水分解物としては、式中の6つのORのうち、少なくとも1つがOHとなったものが挙げられる。該加水分解物は公知の方法により調製できる。たとえば、有機ケイ素化合物をメタノール、イソプロピルアルコール等のアルコールに溶解し、その溶液に、塩酸等の酸の水溶液を添加し、加水分解反応させることにより調製できる。 Examples of the organosilicon compound represented by the chemical formula (1) include bistrimethoxysilylmethane, bistrimethoxysilylethane, and bistrimethoxysilylhexane. Examples of the hydrolyzate of the organosilicon compound include those in which at least one of the six ORs in the formula is OH. The hydrolyzate can be prepared by a known method. For example, it can be prepared by dissolving an organosilicon compound in an alcohol such as methanol or isopropyl alcohol, and adding an aqueous solution of an acid such as hydrochloric acid to the solution to cause a hydrolysis reaction.
(A)成分は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。塗布液における(A)成分の配合量は、バリア性、耐久性、後加工適性等を考慮して適宜設定でき、特に限定されないが、総固形分に対し、1〜100質量%が好ましく、3〜90質量%がより好ましい。1質量%以上であると、バリア性、湿熱耐久性が良好である。90質量%以下であると、より耐久性が良好である。 (A) A component may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. The blending amount of the component (A) in the coating liquid can be appropriately set in consideration of barrier properties, durability, suitability for post-processing, and the like, and is not particularly limited, but is preferably 1 to 100% by mass with respect to the total solid content. -90 mass% is more preferable. When it is 1% by mass or more, barrier properties and wet heat durability are good. When it is 90% by mass or less, durability is better.
前記塗布液は、(A)成分に加えて、さらに、下記化学式(b1)で表される有機ケイ素化合物、下記化学式(b2)で表される有機ケイ素化合物及びそれらの加水分解物からなる群から選ばれる少なくとも1種(B)(以下、(B)成分という。)を含有することが好ましい。
Si(OR1)4 …(b1)
R3−Si(OR2)3 …(b2)
[但し、R1、R2はアルキル基であり、R3はエポキシ基及びNCO基のいずれか一方を有する有機基である。]
In addition to the component (A), the coating liquid further includes an organosilicon compound represented by the following chemical formula (b1), an organosilicon compound represented by the following chemical formula (b2), and a hydrolyzate thereof. It is preferable to contain at least one selected from (B) (hereinafter referred to as component (B)).
Si (OR 1 ) 4 (b1)
R 3 —Si (OR 2 ) 3 (b2)
[However, R 1 and R 2 are alkyl groups, and R 3 is an organic group having one of an epoxy group and an NCO group. ]
(B)成分は、(A)成分の補助成分として機能する。(B)成分をさらに含有することにより、バリア性、特に湿熱耐性が向上する。上記のうち、式(b1)で表される有機ケイ素化合物及びその加水分解物は、特に、バリア性の点で好ましく、式(b2)で表される有機ケイ素化合物及びその加水分解物は、特に、湿熱耐性の点で好ましい。(B)成分は、上記の中でも、式(b2)で表される有機ケイ素化合物及びその加水分解物から選ばれる少なくとも1種を含有することが好ましい。 The component (B) functions as an auxiliary component for the component (A). By further containing the component (B), barrier properties, particularly wet heat resistance, are improved. Among the above, the organosilicon compound represented by the formula (b1) and the hydrolyzate thereof are particularly preferable in terms of barrier properties, and the organosilicon compound represented by the formula (b2) and the hydrolyzate thereof are particularly preferable. It is preferable in terms of wet heat resistance. (B) It is preferable that a component contains at least 1 sort (s) chosen from the organosilicon compound represented by Formula (b2) and its hydrolyzate among the above.
式(b1)中、R1のアルキル基としては、Rのアルキル基と同様のものが挙げられる。また、有機ケイ素化合物としては、例えばテトラエトキシシラン、テトラメトキシシラン、テトラプロポキシシランなどが挙げられる。これらはいずれか1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。また、この加水分解物としては、式中の4つのOR1のうち、少なくとも1つがOHとなったものが挙げられる。 In formula (b1), examples of the alkyl group for R 1 include the same alkyl groups as those for R. Examples of the organosilicon compound include tetraethoxysilane, tetramethoxysilane, and tetrapropoxysilane. These may be used alone or in combination of two or more. Further, as the hydrolyzate of the four OR 1 in the formula, at least one include those became OH.
式(b2)中、R2のアルキル基としては、Rのアルキル基と同様のものが挙げられる。また、R3としては、例えば、下記化学式(b3)で表される基が挙げられる。
X−(CH2)m− ・・・(b3)
(但し、Xはグリシドキシ基又はNCO基であり、mは1〜8の整数である。)
In the formula (b2), examples of the alkyl group for R 2 include the same alkyl groups as those for R. As the R 3, for example, groups represented by the following chemical formula (b3).
X- (CH 2) m- ··· ( b3)
(However, X is a glycidoxy group or an NCO group, and m is an integer of 1 to 8.)
式(b2)で表される有機ケイ素化合物としては、例えば3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシ基を有するもの、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのNCO基(イソシアネート基)を有するものなどが挙げられる。また、その加水分解物としては、式中の3つのOR2のうち、少なくとも1つがOHとなったものが挙げられる。 Examples of the organosilicon compound represented by the formula (b2) include those having an epoxy group such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane and those having an NCO group (isocyanate group) such as 3-isocyanatopropyltriethoxysilane. Etc. In addition, examples of the hydrolyzate include those in which at least one of the three OR 2 in the formula is OH.
式(b1)又は(b2)で表される有機ケイ素化合物の加水分解物は公知の方法により調製できる。たとえば、有機ケイ素化合物をメタノール、イソプロピルアルコール等のアルコールに溶解し、その溶液に、塩酸等の酸の水溶液を添加し、加水分解反応させることにより調製できる。 The hydrolyzate of the organosilicon compound represented by the formula (b1) or (b2) can be prepared by a known method. For example, it can be prepared by dissolving an organosilicon compound in an alcohol such as methanol or isopropyl alcohol, and adding an aqueous solution of an acid such as hydrochloric acid to the solution to cause a hydrolysis reaction.
(B)成分は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。塗布液における(B)成分の配合量は、(A)成分との総和が総固形分に対して1〜100質量%となる量が好ましい。また、塗布液における(B)成分と(A)成分との比率(B)/(A)は、質量比で1/100〜100/1が好ましく、1/10〜10/1がより好ましい。1/100以上であると、(B)成分を配合する効果が充分に得られる。10/1を超えると、相対的に(A)成分の割合が低くなるため、可とう性、バリア性等が低下するおそれがある。 (B) A component may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together. The amount of component (B) in the coating solution is preferably such that the sum of component (A) is 1 to 100% by mass relative to the total solid content. Further, the ratio (B) / (A) of the component (B) to the component (A) in the coating solution is preferably 1/100 to 100/1, more preferably 1/10 to 10/1, in terms of mass ratio. The effect which mix | blends (B) component is fully acquired as it is 1/100 or more. If it exceeds 10/1, the proportion of the component (A) is relatively low, so that flexibility, barrier properties and the like may be lowered.
前記塗布液は、(A)成分に加えて、又は(A)成分及び(B)成分に加えて、さらに、OH基を2個以上有するアクリルポリオール(C)(以下、(C)成分という。)及び分子内にNCO基を少なくとも2個以上有するイソシアネート化合物(D)(以下、(D)成分という。)のいずれか一方又は両方を含有することが好ましい。これにより、
均質な有機無機複合体を形成することができ、高温高湿下での長期保管での耐性がさらに向上する。
In addition to the component (A) or in addition to the component (A) and the component (B), the coating liquid further includes an acrylic polyol (C) having two or more OH groups (hereinafter referred to as the component (C). ) And an isocyanate compound (D) having at least two NCO groups in the molecule (hereinafter referred to as component (D)) or both. This
A homogeneous organic-inorganic composite can be formed, and resistance to long-term storage under high temperature and high humidity is further improved.
また、有機ケイ素化合物のみを用いた場合に比べて、蒸着層12との相互作用によるガスバリア性の向上効果がさらに高まるとともに、高温高湿雰囲気下や熱水雰囲気下における有機層13の膨潤劣化が抑制される。またさらに、蒸着層12に対する保護機能の低下が抑制され、それらの雰囲気下においても優れたガスバリア性を長期に渡って維持することができる。 Compared with the case where only the organosilicon compound is used, the effect of improving the gas barrier property due to the interaction with the vapor deposition layer 12 is further enhanced, and the swelling deterioration of the organic layer 13 in a high-temperature and high-humidity atmosphere or a hot water atmosphere is caused. It is suppressed. Furthermore, the deterioration of the protective function with respect to the vapor deposition layer 12 is suppressed, and excellent gas barrier properties can be maintained for a long time even in those atmospheres.
例えば(C)成分は、前記式(a)、(b1)又は(b2)で表される有機ケイ素化合物の加水分解物の重合により形成される重合体と相溶性を有しており、該重合体と複合化することでガスバリア性の向上効果を発揮する。 For example, the component (C) is compatible with a polymer formed by polymerization of a hydrolyzate of an organosilicon compound represented by the formula (a), (b1) or (b2). The effect of improving gas barrier properties is exhibited by combining with coalescence.
また、(D)成分は、前記式(a)、(b1)又は(b2)で表される有機ケイ素化合物の加水分解により形成されるSi−OH基と反応してウレタン結合を形成する。さらに、(C)成分及び(D)成分の両方を併用した場合、(C)成分のOH基と(D)成分のNCO基が反応してウレタン結合を形成する。そのため、シロキサン結合以外にウレタン結合による複合架橋体構造が形成され、優れたガスバリア性の向上効果が得られる。 Moreover, (D) component reacts with the Si-OH group formed by hydrolysis of the organosilicon compound represented by the formula (a), (b1) or (b2) to form a urethane bond. Furthermore, when both (C) component and (D) component are used together, the OH group of (C) component reacts with the NCO group of (D) component to form a urethane bond. Therefore, a composite cross-linked structure is formed by a urethane bond in addition to the siloxane bond, and an excellent gas barrier property improving effect is obtained.
(C)成分としては、OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーを重合させて得られる高分子化合物、OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとその他のモノマーとを共重合させて得られる高分子化合物などが挙げられる。なお、本明細書におい
て、「(メタ)アクリル酸誘導体」には、(メタ)アクリル酸の構造の一部を変化させたもの(例えば(メタ)アクリル酸エステル)のほか、(メタ)アクリル酸自体も包含されるものとする。OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
As component (C), a polymer compound obtained by polymerizing an (OH) group-containing (meth) acrylic acid derivative monomer, an OH group-containing (meth) acrylic acid derivative monomer and other monomers are copolymerized. And high molecular compounds that can be used. In the present specification, “(meth) acrylic acid derivative” includes (meth) acrylic acid in addition to those obtained by changing a part of the structure of (meth) acrylic acid (for example, (meth) acrylic acid ester). It is intended to include itself. Examples of the (meth) acrylic acid derivative monomer having an OH group include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxybutyl (meth) acrylate.
また、OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーと共重合可能なその他のモノマーとしては、OH基を有さない(メタ)アクリル酸誘導体モノマーが好ましい。OH基を有さない(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えば、アルキル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマー、カルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマー、環構造を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマー等が挙げられる。
アルキル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
カルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸などが挙げられる。
環構造を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えばベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
その他のモノマーとして、(メタ)アクリル酸誘導体モノマー以外のモノマーを用いてもよい。該モノマーとしては、例えばスチレンモノマー、シクロヘキシルマレイミドモノマー、フェニルマレイミドモノマーなどが挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸誘導体モノマー以外のモノマーはOH基を有していてもよい。
Moreover, as another monomer copolymerizable with the (meth) acrylic acid derivative monomer which has OH group, the (meth) acrylic acid derivative monomer which does not have OH group is preferable. Examples of (meth) acrylic acid derivative monomers having no OH group include (meth) acrylic acid derivative monomers having an alkyl group, (meth) acrylic acid derivative monomers having a carboxyl group, and (meth) acrylic having a ring structure. Examples include acid derivative monomers.
Examples of (meth) acrylic acid derivative monomers having an alkyl group include alkyl (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and t-butyl (meth) acrylate. Is mentioned.
Examples of the (meth) acrylic acid derivative monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid.
Examples of the (meth) acrylic acid derivative monomer having a ring structure include benzyl (meth) acrylate and cyclohexyl (meth) acrylate.
As other monomers, monomers other than (meth) acrylic acid derivative monomers may be used. Examples of the monomer include styrene monomer, cyclohexylmaleimide monomer, and phenylmaleimide monomer.
Monomers other than the (meth) acrylic acid derivative monomer may have an OH group.
(C)成分は、OH基価が50〜250mgKOH/gであることが好ましい。前記一般式(a)で表される有機ケイ素化合物の加水分解物や、一般式(b1)又は(b2)で表される有機ケイ素化合物の加水分解物は、OH基含有量の多い重合体を形成する。(C)成分のOH基価が上記の範囲内であると、該重合体との相溶性に優れている。なお、OH基価(mgKOH/g)とは、アクリルポリオール中のOH基量の指標であり、アクリルポリオール1g中の水酸基をアセチル化するために必要な水酸化カリウムのmg数を示す。 The component (C) preferably has an OH group value of 50 to 250 mgKOH / g. The hydrolyzate of the organosilicon compound represented by the general formula (a) and the hydrolyzate of the organosilicon compound represented by the general formula (b1) or (b2) are polymers having a high OH group content. Form. When the OH group value of the component (C) is within the above range, the compatibility with the polymer is excellent. The OH group value (mgKOH / g) is an index of the amount of OH groups in the acrylic polyol, and indicates the number of mg of potassium hydroxide necessary for acetylating the hydroxyl group in 1 g of the acrylic polyol.
(C)成分の重量平均分子量は特に規定しないが、3000以上200000以下が好ましく、5000以上100000以下がより好ましく、5000以上40000以下がさらに好ましい。なお、(C)成分の重量平均分子量は、ポリスチレンを基準として、GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)により測定される。 Although the weight average molecular weight of (C) component is not prescribed | regulated, 3000 or more and 200,000 or less are preferable, 5000 or more and 100,000 or less are more preferable, and 5000 or more and 40000 or less are more preferable. In addition, the weight average molecular weight of (C) component is measured by GPC (gel permeation chromatography) on the basis of polystyrene.
(C)成分は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。
塗布液における(C)成分の配合量は、総固形分に対して、5〜50質量%が好ましく、10〜25質量%がより好ましい。5質量%以上であると、(C)成分を配合する効果が充分に得られる。50質量%を超えるとバリア性低下のおそれがある。
(C) A component may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
5-50 mass% is preferable with respect to the total solid, and, as for the compounding quantity of (C) component in a coating liquid, 10-25 mass% is more preferable. The effect which mix | blends (C) component is fully acquired as it is 5 mass% or more. If it exceeds 50% by mass, the barrier property may be lowered.
(D)成分としては、分子内にNCO基を少なくとも2個以上有するものであればよく、例えばモノマー系イソシアネートとして、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)などの芳香族系イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ビスイソシアネートメチルシクロヘキサン(H6XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)などの脂肪族系イソシアネート、キシレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などの芳香脂肪族系イソシアネートなどが挙げられる。また、これらのモノマー系イソシアネートの重合体又は誘導体も使用可能である。該重合体又は誘導体としては、例えば、3量体のヌレート型、1,1,1−トリメチロールプロパンなどと反応させたアダクト型、ビウレットと反応させたビウレット型などが挙げられる。 As the component (D), any compound having at least two NCO groups in the molecule may be used. Fragrances such as aliphatic isocyanates such as methylene diisocyanate (HDI), bisisocyanate methylcyclohexane (H6XDI), isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI), xylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI) Aliphatic isocyanates and the like can be mentioned. Also, polymers or derivatives of these monomeric isocyanates can be used. Examples of the polymer or derivative include a trimer nurate type, an adduct type reacted with 1,1,1-trimethylolpropane and the like, a biuret type reacted with biuret, and the like.
(D)成分としては、上記のモノマー系イソシアネート、その重合体、誘導体等のなかから任意に選択してよく、1種を単独で又は2種類以上組み合わせて用いることができる。塗布液における(D)成分の配合量は、総固形分に対し、5〜50質量%が好ましく、10〜30質量%がより好ましい。5質量%以上であると、(D)成分を配合する効果が充分に得られる。50質量%を超えると、バリア性低下のおそれがある。 The component (D) may be arbitrarily selected from the above-mentioned monomeric isocyanates, polymers thereof, derivatives, and the like, and may be used alone or in combination of two or more. 5-50 mass% is preferable with respect to the total solid, and, as for the compounding quantity of (D) component in a coating liquid, 10-30 mass% is more preferable. The effect which mix | blends (D) component is fully acquired as it is 5 mass% or more. If it exceeds 50 mass%, the barrier property may be lowered.
有機層13を形成する塗布液は、(A)成分と、任意成分((B)〜(D)成分)と、溶媒と混合することにより調製できる。溶媒としては、配合成分を溶解し得るものであればよく、例えば水、アルコール、トルエン、酢酸エチル、アセトン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これらの溶媒は1種類あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。(A)成分、(B)成分については、加水分解物を配合する場合は、予め加水分解処理して得られた加水分解液をそのまま使用してもよい。 The coating liquid which forms the organic layer 13 can be prepared by mixing (A) component, arbitrary components ((B)-(D) component), and a solvent. Any solvent may be used as long as it can dissolve the compounding components, and examples thereof include water, alcohol, toluene, ethyl acetate, acetone, and methyl ethyl ketone. These solvents can be used alone or in combination of two or more. About (A) component and (B) component, when mix | blending a hydrolyzate, you may use the hydrolysis liquid obtained by hydrolyzing beforehand.
有機層13は、前記塗布液を、蒸着層12の上に塗布し、加熱乾燥することにより形成できる。塗布液の塗布方法としては、通常のコーティング方法を用いることができる。例えばディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、グラビアオフセット法等の周知の方法を用いることができる。また、乾燥方法は、熱風乾燥、熱ロール乾燥、高周波照射、赤外線照射、UV照射など、熱をかける方法を1種類あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。加熱温度は、60〜200℃が好ましく、100〜150℃がより好ましい。60℃以上であると、所望のバリア性が発現され良好である。150℃以下であると、蒸着短時間であれば、基材の変形や蒸着膜にクラックが発生することなく好適である。 The organic layer 13 can be formed by applying the coating solution on the vapor deposition layer 12 and drying by heating. As a coating method of the coating solution, a normal coating method can be used. For example, known methods such as a dipping method, a roll coating method, a gravure coating method, a reverse coating method, an air knife coating method, a comma coating method, a die coating method, a screen printing method, a spray coating method, and a gravure offset method can be used. Moreover, the drying method can use the method of applying heat, such as hot air drying, hot roll drying, high frequency irradiation, infrared irradiation, and UV irradiation, or one or a combination of two or more. The heating temperature is preferably 60 to 200 ° C, more preferably 100 to 150 ° C. When it is 60 ° C. or higher, desired barrier properties are exhibited, which is good. If it is 150 degreeC or less, if it is a vapor deposition short time, it will be suitable, without a deformation | transformation of a base material and a crack generating in a vapor deposition film.
有機層13の膜厚は、0.1〜2μmが好ましく、0.2〜1.0μmがより好ましい。0.1μm以上であると安定してバリア性が発現され、1μm以下であると、印刷や他のフィルムの積層や曲げ加工などの後加工適性に優れる。 The film thickness of the organic layer 13 is preferably 0.1 to 2 μm, and more preferably 0.2 to 1.0 μm. When it is 0.1 μm or more, the barrier property is stably expressed, and when it is 1 μm or less, it is excellent in post-processing suitability such as printing or lamination of other films or bending.
<第二の実施形態>
次に、本発明に係る第二の実施形態について、図2に基づき説明する。
ガスバリア性積層体20は、樹脂基材11の片面に、アンカーコート層24、蒸着層12、有機層13が順次積層した構成の積層体である。ガスバリア性積層体20は、樹脂基材11と蒸着層12との間にアンカーコート層24が設けられている以外は、第一の実施形態のガスバリア性積層体10と同様の構成である。なお、第一の実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
<Second Embodiment>
Next, a second embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The gas barrier laminate 20 is a laminate having a configuration in which the anchor coat layer 24, the vapor deposition layer 12, and the organic layer 13 are sequentially laminated on one surface of the resin base material 11. The gas barrier laminate 20 has the same configuration as the gas barrier laminate 10 of the first embodiment except that an anchor coat layer 24 is provided between the resin base material 11 and the vapor deposition layer 12. In addition, the same code | symbol is attached | subjected to the component corresponding to 1st embodiment, and the detailed description is abbreviate | omitted.
(アンカーコート層24)
アンカーコート層24は、樹脂基材11上に、樹脂基材11と蒸着層12との密着性を高め、ボイル殺菌やレトルト殺菌などの各種殺菌処理や、長期屋外設置による蒸着層12の剥離発生と、それに伴うガスバリア性の低下を防止するために設けられる。
アンカーコート層24は、樹脂基材11と蒸着層12との密着性の向上効果の点から、OH基を2個以上有するアクリルポリオール(1)と、分子内にNCO基を少なくとも2個以上有するイソシアネート化合物(2)とを含有するアンカーコート剤を用いて形成されたものであることが好ましい。
(Anchor coat layer 24)
The anchor coat layer 24 enhances the adhesion between the resin base material 11 and the vapor deposition layer 12 on the resin base material 11, and various sterilization treatments such as boil sterilization and retort sterilization, and occurrence of peeling of the vapor deposition layer 12 by long-term outdoor installation. And provided to prevent the gas barrier property from deteriorating.
The anchor coat layer 24 has an acrylic polyol (1) having two or more OH groups and at least two NCO groups in the molecule from the viewpoint of improving the adhesion between the resin substrate 11 and the vapor deposition layer 12. It is preferably formed using an anchor coating agent containing an isocyanate compound (2).
アクリルポリオール(1)としては、OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーを重合させて得られる高分子化合物、OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとその他のモノマーとを共重合させて得られる高分子化合物などが挙げられる。
OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えば、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート等のヒドロキシアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
As the acrylic polyol (1), a polymer compound obtained by polymerizing a (meth) acrylic acid derivative monomer having an OH group, a (meth) acrylic acid derivative monomer having an OH group and another monomer are copolymerized. Examples thereof include a polymer compound obtained.
Examples of the (meth) acrylic acid derivative monomer having an OH group include hydroxyalkyl (meth) acrylates such as hydroxyethyl (meth) acrylate and hydroxybutyl (meth) acrylate.
OH基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーと共重合可能なその他のモノマーとしては、OH基を有さない(メタ)アクリル酸誘導体モノマーが好ましい。OH基を有さない(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えば、アルキル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマー、カルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマー、環構造を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマー等が挙げられる。
アルキル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えばメチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n−ブチル(メタ)アクリレート、t−ブチル(メタ)アクリレート等のアルキル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
カルボキシル基を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えば(メタ)アクリル酸などが挙げられる。
環構造を有する(メタ)アクリル酸誘導体モノマーとしては、例えばベンジル(メタ)アクリレート、シクロヘキシル(メタ)アクリレートなどが挙げられる。
その他のモノマーとして、(メタ)アクリル酸誘導体モノマー以外のモノマーを用いてもよい。該モノマーとしては、例えばスチレンモノマー、シクロヘキシルマレイミドモノマー、フェニルマレイミドモノマーなどが挙げられる。
上記(メタ)アクリル酸誘導体モノマー以外のモノマーはOH基を有していてもよい。
As the other monomer copolymerizable with the (meth) acrylic acid derivative monomer having an OH group, a (meth) acrylic acid derivative monomer having no OH group is preferable. Examples of (meth) acrylic acid derivative monomers having no OH group include (meth) acrylic acid derivative monomers having an alkyl group, (meth) acrylic acid derivative monomers having a carboxyl group, and (meth) acrylic having a ring structure. Examples include acid derivative monomers.
Examples of (meth) acrylic acid derivative monomers having an alkyl group include alkyl (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and t-butyl (meth) acrylate. Is mentioned.
Examples of the (meth) acrylic acid derivative monomer having a carboxyl group include (meth) acrylic acid.
Examples of the (meth) acrylic acid derivative monomer having a ring structure include benzyl (meth) acrylate and cyclohexyl (meth) acrylate.
As other monomers, monomers other than (meth) acrylic acid derivative monomers may be used. Examples of the monomer include styrene monomer, cyclohexylmaleimide monomer, and phenylmaleimide monomer.
Monomers other than the (meth) acrylic acid derivative monomer may have an OH group.
アクリルポリオール(1)は、OH基価が50〜250mgKOH/gであることが好ましい。なお、OH基価(mgKOH/g)とは、上述したとおり、アクリルポリオール中のOH基量の指標であり、アクリルポリオール1g中の水酸基をアセチル化するために必要な水酸化カリウムのmg数を示す。 The acrylic polyol (1) preferably has an OH group value of 50 to 250 mgKOH / g. The OH group value (mgKOH / g) is an indicator of the amount of OH groups in the acrylic polyol as described above, and represents the number of mg of potassium hydroxide required for acetylating the hydroxyl group in 1 g of the acrylic polyol. Show.
OH基価が50mgKOH/g未満であると、イソシアネート化合物(2)との反応量が少なく、アンカーコート層24による樹脂基材11と蒸着層12との密着性の向上効果が充分に発現しないおそれがある。一方、OH基価が250mgKOH/gよりも大きいと、イソシアネート化合物(2)との反応量が多くなり過ぎて、アンカーコート層24の膜収縮が大きくなるおそれがある。膜収縮が大きいと、その上に蒸着層12がきれいに積層されず、充分なガスバリア性を示さないおそれがある。 When the OH group value is less than 50 mgKOH / g, the reaction amount with the isocyanate compound (2) is small, and the effect of improving the adhesion between the resin substrate 11 and the vapor deposition layer 12 by the anchor coat layer 24 may not be sufficiently exhibited. There is. On the other hand, if the OH group value is larger than 250 mgKOH / g, the amount of reaction with the isocyanate compound (2) increases so that the shrinkage of the anchor coat layer 24 may increase. If the film shrinkage is large, the deposited layer 12 is not neatly laminated thereon, and there is a possibility that sufficient gas barrier properties are not exhibited.
アクリルポリオール(1)の重量平均分子量は特に規定しないが、3000以上200000以下が好ましく、5000以上100000以下がより好ましく、5000以上40000以下がさらに好ましい。アクリルポリオール(1)の重量平均分子量は、前記(C)成分の重量平均分子量と同様にして測定される。アクリルポリオール(1)は1種を単独で用いても2種以上を併用してもよい。 The weight average molecular weight of the acrylic polyol (1) is not particularly defined, but is preferably 3000 or more and 200000 or less, more preferably 5000 or more and 100000 or less, and further preferably 5000 or more and 40000 or less. The weight average molecular weight of the acrylic polyol (1) is measured in the same manner as the weight average molecular weight of the component (C). Acrylic polyol (1) may be used individually by 1 type, or may use 2 or more types together.
イソシアネート化合物(2)としては、分子内にNCO基を少なくとも2個以上有するものであればよく、例えばモノマー系イソシアネートとして、トリレンジイソシアネート(TDI)、ジフェニルメタンジイソシアネート(MDI)などの芳香族系イソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)、ビスイソシアネートメチルシクロヘキサン(H6XDI)、イソホロンジイソシアネート(IPDI)、ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDI)などの脂肪族系イソシアネート、キシレンジイソシアネート(XDI)、テトラメチルキシリレンジイソシアネート(TMXDI)などの芳香脂肪族系イソシアネートなどが挙げられる。また、これらのモノマー系イソシアネートの重合体又は誘導体も使用可能である。該重合体又は誘導体としては、例えば、3量体のヌレート型、1,1,1−トリメチロールプロパンなどと反応させたアダクト型、ビウレ
ットと反応させたビウレット型などが挙げられる。
イソシアネート化合物(2)としては、上記のモノマー系イソシアネート、その重合体、誘導体等のなかから任意に選択してよく、1種を単独で又は2種類以上組み合わせて用いることができる。
The isocyanate compound (2) may be any compound having at least two NCO groups in the molecule. Examples of the monomeric isocyanate include aromatic isocyanates such as tolylene diisocyanate (TDI) and diphenylmethane diisocyanate (MDI), Hexamethylene diisocyanate (HDI), bisisocyanate methylcyclohexane (H6XDI), isophorone diisocyanate (IPDI), dicyclohexylmethane diisocyanate (H12MDI) and other aliphatic isocyanates, xylene diisocyanate (XDI), tetramethylxylylene diisocyanate (TMXDI), etc. Examples include aromatic aliphatic isocyanates. Also, polymers or derivatives of these monomeric isocyanates can be used. Examples of the polymer or derivative include a trimer nurate type, an adduct type reacted with 1,1,1-trimethylolpropane and the like, a biuret type reacted with biuret, and the like.
As an isocyanate compound (2), you may select arbitrarily from said monomeric isocyanate, its polymer, a derivative, etc., and can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.
アンカーコート剤においては、アクリルポリオール(1)のOH基に対するイソシアネート化合物(2)のNCO基の当量比(NCO/OH)が0.15〜0.75であることが好ましく、0.25〜0.60であることがより好ましい。NCO/OHが0.15以上であると基材との密着性が向上し、0.75以下であると湿熱耐性試験後の密着性が向上する。アンカーコート剤におけるアクリルポリオール(1)とイソシアネート化合物(2)の配合量は、当量比に基づき配合されるのが好ましく、概ねアクリルポリオール(1)の100質量部に対し、イソシアネート化合物(2)が10〜90質量部であることが好ましく、20〜80質量部であることがより好ましい。 In the anchor coating agent, the equivalent ratio (NCO / OH) of the NCO group of the isocyanate compound (2) to the OH group of the acrylic polyol (1) is preferably 0.15 to 0.75, preferably 0.25 to 0 .60 is more preferable. When NCO / OH is 0.15 or more, the adhesion to the substrate is improved, and when it is 0.75 or less, the adhesion after the wet heat resistance test is improved. The blending amount of the acrylic polyol (1) and the isocyanate compound (2) in the anchor coating agent is preferably blended based on the equivalent ratio, and the isocyanate compound (2) is generally based on 100 parts by mass of the acrylic polyol (1). It is preferably 10 to 90 parts by mass, and more preferably 20 to 80 parts by mass.
アンカーコート剤は、樹脂基材11と蒸着層12との密着性をより高めるために、さらに、シランカップリング剤を含有してもよい。例えば、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシランなどのエポキシ基を有するもの、3−アミノプロピルトリメトキシシランなどのアミノ基を有するもの、3−メルカプトプロピルトリメトキシシランなどのメルカプト基を有するもの、3−イソシアネートプロピルトリエトキシシランなどのイソシアネート基を有するものなどが挙げられる。シランカップリング剤としては1種類を単独で用いても2種類以上を併用してもよい。 The anchor coating agent may further contain a silane coupling agent in order to further improve the adhesion between the resin substrate 11 and the vapor deposition layer 12. For example, those having an epoxy group such as 3-glycidoxypropyltrimethoxysilane, those having an amino group such as 3-aminopropyltrimethoxysilane, those having a mercapto group such as 3-mercaptopropyltrimethoxysilane, -What has isocyanate groups, such as isocyanate propyl triethoxysilane, etc. are mentioned. As the silane coupling agent, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in combination.
アンカーコート剤は、アクリルポリオール(1)とイソシアネート化合物(2)と任意成分(シランカップリング剤等)と溶媒と混合することにより調製できる。溶媒としては、アクリルポリオール(1)とイソシアネート化合物(2)を溶解し得るものであればよく、例えば酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、メチルエチルケトン、ジオキソラン、テトラヒドロフラン、シクロヘキサノン、アセトンなどが挙げられる。これらの溶媒は1種類あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。 The anchor coating agent can be prepared by mixing an acrylic polyol (1), an isocyanate compound (2), an optional component (such as a silane coupling agent), and a solvent. Any solvent may be used as long as it can dissolve the acrylic polyol (1) and the isocyanate compound (2). Examples thereof include methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, methyl ethyl ketone, dioxolane, tetrahydrofuran, cyclohexanone, and acetone. These solvents can be used alone or in combination of two or more.
アンカーコート層24は、前記アンカーコート剤を、樹脂基材11の上に塗布し、加熱乾燥させることにより形成できる。塗布方法としては、通常のコーティング方法を用いることができる。例えばディッピング法、ロールコート法、グラビアコート法、リバースコート法、エアナイフコート法、コンマコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、スプレーコート法、グラビアオフセット法等の周知の方法を用いることができる。また、乾燥方法としては、熱風乾燥、熱ロール乾燥、高周波照射、赤外線照射、UV照射など、熱をかける方法を1種類あるいは2種類以上組み合わせて用いることができる。加熱温度は、特に限定されないが、60〜140℃が好ましく、残留溶剤がない程度でかつ巻き取り加工しても塗工面が裏面にくっついてしまういわゆるブロッキング現象がないような条件を適宜選択でき、必要に応じて40〜60℃でエージング処理を行っても良い。 The anchor coat layer 24 can be formed by applying the anchor coat agent on the resin substrate 11 and drying it by heating. As a coating method, a normal coating method can be used. For example, known methods such as a dipping method, a roll coating method, a gravure coating method, a reverse coating method, an air knife coating method, a comma coating method, a die coating method, a screen printing method, a spray coating method, and a gravure offset method can be used. Moreover, as a drying method, the method of applying heat, such as hot air drying, hot roll drying, high frequency irradiation, infrared irradiation, and UV irradiation, can be used alone or in combination of two or more. The heating temperature is not particularly limited, but is preferably 60 to 140 ° C., and can be appropriately selected under such conditions that there is no residual solvent and there is no so-called blocking phenomenon in which the coated surface sticks to the back surface even after winding. You may perform an aging process at 40-60 degreeC as needed.
アンカーコート層24の膜厚は、0.02μm以上1.0μm以下が好ましく、0.04μm以上0.5μm以下がより好ましい。0.02μm以上であると、樹脂基材11と蒸着層12との密着性が充分に良好となる。0.5μmよりも厚いと内部応力の影響が大きくなり、蒸着層12がきれいに積層されず、ガスバリア性の発現が不充分となるおそれがある。 The film thickness of the anchor coat layer 24 is preferably 0.02 μm or more and 1.0 μm or less, and more preferably 0.04 μm or more and 0.5 μm or less. Adhesiveness of the resin base material 11 and the vapor deposition layer 12 becomes fully favorable as it is 0.02 micrometer or more. If it is thicker than 0.5 μm, the influence of internal stress becomes large, and the vapor deposition layer 12 is not neatly laminated, and there is a risk that the expression of gas barrier properties will be insufficient.
<第三の実施形態>
次に、本発明に係る第三の実施形態について、図3に基づき説明する。
ガスバリア性積層体30は、樹脂基材11の一方の面に、アンカーコート層24、蒸着層12、有機層13、接着層31、ラミネート樹脂層32が順次積層し、樹脂基材11の
他方の面に、接着層33、ラミネート樹脂層34が順次積層した構成の積層体である。ガスバリア性積層体30は、第二の実施形態のガスバリア性積層体20の両面にそれぞれ接着層31、33を介してラミネート樹脂層32、34を積層した構成である。第二実施形態に対応する構成要素には同一の符号を付してその詳細な説明を省略する。
<Third embodiment>
Next, a third embodiment according to the present invention will be described with reference to FIG.
The gas barrier laminate 30 has an anchor coat layer 24, a vapor deposition layer 12, an organic layer 13, an adhesive layer 31, and a laminate resin layer 32 sequentially laminated on one surface of the resin base material 11. This is a laminate having a configuration in which an adhesive layer 33 and a laminate resin layer 34 are sequentially laminated on the surface. The gas barrier laminate 30 has a configuration in which laminate resin layers 32 and 34 are laminated on both surfaces of the gas barrier laminate 20 of the second embodiment via adhesive layers 31 and 33, respectively. Constituent elements corresponding to the second embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
ガスバリア性積層体30は、ラミネート樹脂層32、34の材質の選択により、実用性を高めることができる。例えば、ラミネート樹脂層32、34の両方に、ヒートシール性のある樹脂で構成されるシーラントフィルムを用いることで、ガスバリア性積層体30を、袋状包装体などを形成する際の接着部に利用することができる。シーラントフィルムを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体及びそれらの金属架橋物等が挙げられる。シーラントフィルムの厚さは、目的に応じて決められるが、一般的には15μm以上200μm以下の範囲である。 The gas barrier laminate 30 can be highly practical by selecting the material of the laminate resin layers 32 and 34. For example, by using a sealant film made of a heat-sealable resin for both of the laminate resin layers 32 and 34, the gas barrier laminate 30 is used as an adhesive part when forming a bag-like package or the like. can do. Examples of the resin constituting the sealant film include polyethylene, polypropylene, ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid ester copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene- Examples thereof include acrylic acid ester copolymers and their metal cross-linked products. The thickness of the sealant film is determined according to the purpose, but is generally in the range of 15 μm to 200 μm.
なお、ラミネート樹脂層32、34のいずれか一方にシーラントフィルムを用い、他方にシーラントフィルム以外の樹脂フィルムを用いてもよい。また、ガスバリア性積層体20の片面のみに、接着層を介してラミネート樹脂層が積層した構成としてもよい。すなわち、接着層31及びラミネート樹脂層32、接着層33及びラミネート樹脂層34のいずれか一方を設けない構成としてもよい。 A sealant film may be used for either one of the laminate resin layers 32 and 34, and a resin film other than the sealant film may be used for the other. Alternatively, a laminate resin layer may be laminated only on one side of the gas barrier laminate 20 via an adhesive layer. In other words, any one of the adhesive layer 31, the laminate resin layer 32, the adhesive layer 33, and the laminate resin layer 34 may be omitted.
また、ラミネート樹脂層32、34として、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムを用いることで、ガスバリア性積層体30を、液晶表示素子や、太陽電池、電磁波シールド、タッチパネルで使用する透明伝導シートなどの封止材として利用することもできる。 Further, by using a polyethylene terephthalate film or a polyethylene naphthalate film as the laminate resin layers 32 and 34, the gas barrier laminate 30 can be used for a liquid crystal display element, a solar cell, an electromagnetic wave shield, a transparent conductive sheet used for a touch panel, or the like. It can also be used as a sealing material.
ガスバリア性積層体30は、ガスバリア性積層体20の両面にそれぞれ接着層31、33を介してラミネート樹脂層32、34を積層することにより製造できる。ラミネート樹脂層32、34の積層は、公知のラミネート方法により実施でき、例えば接着剤を用いたドライラミネート、熱接着性樹脂を用いた押出成形等が挙げられる。接着剤を用いたドライラミネートの場合、接着剤が接着層31、33となり、熱接着性樹脂を用いた押出成形の場合、熱接着性樹脂が接着層31、33となる。 The gas barrier laminate 30 can be produced by laminating laminate resin layers 32 and 34 on both surfaces of the gas barrier laminate 20 via adhesive layers 31 and 33, respectively. The lamination resin layers 32 and 34 can be laminated by a known laminating method, and examples thereof include dry lamination using an adhesive and extrusion molding using a heat-adhesive resin. In the case of dry lamination using an adhesive, the adhesive becomes the adhesive layers 31 and 33, and in the case of extrusion molding using a thermal adhesive resin, the thermal adhesive resin becomes the adhesive layers 31 and 33.
以上、本発明のガスバリア性積層体を、実施形態例を示して説明したが、本発明の具体的な構成は上述した実施形態の内容に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲の設計の変更等があっても、それらは本発明に含まれる。本発明のガスバリア性積層体は、板状でもよく、フィルム状でもよい。例えばロールでの巻き取り加工等によりフィルム状に成形されたものでもよい。 The gas barrier laminate of the present invention has been described with reference to the embodiment. However, the specific configuration of the present invention is not limited to the contents of the above-described embodiment, and does not depart from the spirit of the present invention. Any changes in the design of the range are included in the present invention. The gas barrier laminate of the present invention may be plate-shaped or film-shaped. For example, it may be formed into a film shape by winding with a roll or the like.
以下、実施例にて本発明をより具体的に説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.
<実施例1>
OH基価が178mgKOH/gになるように、ヒドロキシエチルメタクリレート(HEMA)とメチルメタクリレート(MMA)とを用いて共重合し、アクリルポリオール(重量平均分子量約1万)を得た。
<Example 1>
Acrylic polyol (weight average molecular weight of about 10,000) was obtained by copolymerization using hydroxyethyl methacrylate (HEMA) and methyl methacrylate (MMA) so that the OH group value was 178 mgKOH / g.
次に、アンカーコート剤として、上記で得られたアクリルポリオールを主剤とし、硬化剤としてヘキサメチレンジイソシアネート(HDI)を、主剤のOH基量に対して0.5当量となるように配合して、固形分5質量%のメチルエチルケトン溶液を調製した。 Next, as an anchor coating agent, the acrylic polyol obtained above is used as a main agent, and hexamethylene diisocyanate (HDI) as a curing agent is blended so as to be 0.5 equivalent to the amount of OH groups of the main agent, A methyl ethyl ketone solution having a solid content of 5% by mass was prepared.
次に、片面がコロナ処理された厚さ100μmのPENフィルム(Dupont−Teijin Q65A)のコロナ処理面に、上記アンカーコート剤を、グラビアコート機を用いて、乾燥後の厚みが0.15μmとなるように塗工し、その後、50℃の恒温室に48時間保管しエージング処理を行ってアンカーコート層を形成した。 Next, the anchor coating agent is applied to the corona-treated surface of a 100 μm-thick PEN film (Dupont-Teijin Q65A) with one side corona-treated, and the thickness after drying is 0.15 μm using a gravure coater. After that, the film was stored in a thermostatic chamber at 50 ° C. for 48 hours and subjected to an aging treatment to form an anchor coat layer.
次に、上記アンカーコート層の上に真空蒸着機を使用して、元素比O/Siが1.5になるように、金属ケイ素粉末及び二酸化ケイ素粉末を混合した材料にさらに金属錫粉末を20質量%混合した蒸着材料(B)を蒸着し、厚さ50nmの蒸着層(SiOx−Sn複合蒸着膜)を形成した。 Next, a metal tin powder is further added to the material obtained by mixing the metal silicon powder and the silicon dioxide powder so that the element ratio O / Si is 1.5 by using a vacuum vapor deposition machine on the anchor coat layer. The vapor deposition material (B) mixed by mass% was vapor-deposited to form a vapor deposition layer (SiOx-Sn composite vapor deposition film) having a thickness of 50 nm.
有機層形成用の塗布液として、ビストリメトキシシリルエタンの加水分解溶液(0.001Nの塩酸を用いて水としてビストリメトキシシリルエタンの4倍モル当量加えたもの)と、グリシドキシプロピルトリメトキシシランとを、ビストリメトキシシリルエタン:グリシドキシプロピルトリメトキシシラン=80:20(モル比)となるように混合し、IPAにて希釈して固形分5質量%の溶液を調製した。 As a coating solution for forming an organic layer, a hydrolyzed solution of bistrimethoxysilylethane (a 4-fold molar equivalent of bistrimethoxysilylethane as water using 0.001N hydrochloric acid) and glycidoxypropyltrimethoxysilane And bistrimethoxysilylethane: glycidoxypropyltrimethoxysilane = 80: 20 (molar ratio), and diluted with IPA to prepare a solution having a solid content of 5% by mass.
次に、前記蒸着層の上に前記有機層形成用の塗布液を塗布し、120℃−2分間の加熱乾燥を行って膜厚1μmの有機層を形成した。 Next, the coating liquid for forming the organic layer was applied on the vapor deposition layer, and heat drying was performed at 120 ° C. for 2 minutes to form an organic layer having a thickness of 1 μm.
さらに、上記有機層の上に先の蒸着層を形成する工程を2回繰り返すことで蒸着層及び有機層をそれぞれ3層設けたガスバリア性積層体を作製した。なお、有機層の3層目(最外層)には、有機層形成用の塗布液に対してフッ素系レベリング剤(DIC メガファックRS―75)を重量比で0.02となるよう添加した。 Furthermore, the process of forming the previous vapor deposition layer on the organic layer was repeated twice to produce a gas barrier laminate having three vapor deposition layers and three organic layers. In addition, a fluorine-based leveling agent (DIC Megafac RS-75) was added to the third layer (outermost layer) of the organic layer in a weight ratio of 0.02 with respect to the coating solution for forming the organic layer.
<比較例1>
有機層の3層目(最外層)を形成するための有機層形成用の塗布液にレベリング剤を未添加とした以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層体を作製した。
<Comparative Example 1>
A gas barrier laminate was produced in the same manner as in Example 1 except that the leveling agent was not added to the coating solution for forming the organic layer for forming the third layer (outermost layer) of the organic layer.
<比較例2>
有機層の3層目(最外層)を形成するための有機層形成用の塗布液に、レベリング剤としてシリコン系レベリング剤(ビックケミー BYK3570)を添加した以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層体を作製した。
<Comparative example 2>
Gas barrier properties in the same manner as in Example 1 except that a silicon-based leveling agent (Big Chemy BYK3570) was added as a leveling agent to the coating solution for forming the organic layer for forming the third layer (outermost layer) of the organic layer. A laminate was produced.
<比較例3>
有機層の3層目(最外層)を形成するための有機層形成用の塗布液に、レベリング剤としてシリコン系レベリング剤(ビックケミー BYK3530)を添加した以外は、実施例1と同様にしてガスバリア性積層体を作製した。
<Comparative Example 3>
Gas barrier properties in the same manner as in Example 1 except that a silicon-based leveling agent (Big Chemy BYK3530) was added as a leveling agent to the coating solution for forming the organic layer for forming the third layer (outermost layer) of the organic layer. A laminate was produced.
<評価方法>
実施例及び比較例で得られたガスバリア性積層体について、以下に記載する方法にて接触角、擦り傷、水蒸気透過度を評価した。結果を下記の表1に記す。
<Evaluation method>
About the gas-barrier laminated body obtained by the Example and the comparative example, the contact angle, the abrasion, and the water vapor transmission rate were evaluated by the method described below. The results are shown in Table 1 below.
(接触角測定)
JISR3257に準じ測定を実施した。前期JISは基板ガラス表面に対する接触角測定法であるが、基材を本実施例のバリアフィルムと置き換えることで純水とバリアフィルムの最外層との接触角を求めた。
(Contact angle measurement)
Measurement was performed according to JIS R3257. The previous JIS was a method for measuring the contact angle with respect to the substrate glass surface, and the contact angle between pure water and the outermost layer of the barrier film was determined by replacing the base material with the barrier film of this example.
(擦り傷の有無)
ロール形状から巻きだし、目視で有無を判定した。
(Existence of scratches)
The roll shape was unwound and the presence or absence was visually determined.
(水蒸気透過度の測定)
モダンコントロール社製の水蒸気透過度計(MOCON PERMATRAN−W
3/31)により、40℃−90%RH雰囲気下での水蒸気透過度〔g/m2・day〕を測定した。
(Measurement of water vapor permeability)
Water vapor permeability meter (MOCON PERMATRAN-W manufactured by Modern Control)
3/31), water vapor permeability [g / m 2 · day] in an atmosphere of 40 ° C.-90% RH was measured.
実施例1より、最外層の有機層にフッ素系のレベリング剤を添加することで、最外層の有機層と純水との接触角が100°以上となった。また、擦り傷も無く、水蒸気透過度は0.03g/m2・dayとなった。 From Example 1, the contact angle between the outermost organic layer and pure water was 100 ° or more by adding a fluorine-based leveling agent to the outermost organic layer. Moreover, there was no abrasion and the water vapor permeability was 0.03 g / m 2 · day.
比較例1より、最外層の有機層にレベリング剤が添加されていない系では、最外層の有機層と純水との接触角は90°未満となった。この結果、有機層に擦り傷が確認され、水蒸気透過度も0.3g/m2・dayとなった。 From Comparative Example 1, in the system in which the leveling agent was not added to the outermost organic layer, the contact angle between the outermost organic layer and pure water was less than 90 °. As a result, scratches were confirmed in the organic layer, and the water vapor permeability was 0.3 g / m 2 · day.
比較例2、3より、最外層の有機層にシリコン系のレベリング剤を添加した系では、最外層の有機層と純水との接触角は100°未満となった。この結果、有機層に擦り傷が確認され、水蒸気透過度も0.3g/m2・dayとなった。 From Comparative Examples 2 and 3, in the system in which a silicon leveling agent was added to the outermost organic layer, the contact angle between the outermost organic layer and pure water was less than 100 °. As a result, scratches were confirmed in the organic layer, and the water vapor permeability was 0.3 g / m 2 · day.
実施例1、比較例1〜3の評価結果から最外層の有機層と純水との接触角を100°以上とすることで、基材と有機層の摩擦が軽減し擦り傷の発生を抑止し、水蒸気透過度も低い値を維持するものと推察される。 From the evaluation results of Example 1 and Comparative Examples 1 to 3, the contact angle between the outermost organic layer and pure water is set to 100 ° or more, thereby reducing the friction between the base material and the organic layer and suppressing the generation of scratches. Further, it is presumed that the water vapor permeability maintains a low value.
本発明によれば、ロール形態にした時の擦り傷の発生がなく、ガスバリア性が損なわれることがなく、太陽電池や表示素子用途においても十分なガスバリア性を発揮するガスバリア性積層体を提供できる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the gas barrier laminated body which does not generate | occur | produce the abrasion at the time of making it a roll form, does not impair gas barrier property, and exhibits sufficient gas barrier property also in a solar cell or a display element use can be provided.
10 ガスバリア性積層体
11 樹脂基材
12 ガスバリア層(蒸着層)
13 有機層
20 ガスバリア性積層体
24 アンカーコート層
30 ガスバリア性積層体
31 接着層
32 ラミネート樹脂層
33 接着層
34 ラミネート樹脂層
10 Gas barrier laminate 11 Resin substrate 12 Gas barrier layer (deposition layer)
13 Organic layer 20 Gas barrier laminate 24 Anchor coat layer 30 Gas barrier laminate 31 Adhesive layer 32 Laminate resin layer 33 Adhesive layer 34 Laminate resin layer
Claims (4)
前記ガスバリア層は、金属ケイ素と二酸化ケイ素とを含有する蒸着材料を真空蒸着させてなり、
前記有機層は、下記化学式(1)で表される有機ケイ素化合物またはその加水分解物からなり、
前記有機層に対する純水の接触角が100°以上であることを特徴とするガスバリア性積層体。
(RO)3Si−(CH2)n−Si(OR)3 (1)
[但し、Rはアルキル基、nは1〜8の整数] A gas barrier laminate in which a gas barrier layer made of an inorganic material and an organic layer are sequentially laminated on a resin substrate,
The gas barrier layer is formed by vacuum-depositing a deposition material containing metallic silicon and silicon dioxide,
The organic layer is composed of an organosilicon compound represented by the following chemical formula (1) or a hydrolyzate thereof,
A gas barrier laminate, wherein a contact angle of pure water with respect to the organic layer is 100 ° or more.
(RO) 3 Si- (CH 2 ) n-Si (OR) 3 (1)
[However, R is an alkyl group, and n is an integer of 1 to 8.]
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