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阻气性膜

2021-02-01 21:54:00

阻气性膜

  技术领域

  本发明涉及阻气性膜。

  本申请基于2018年4月27日在日本提交的日本专利申请2018-087687号要求优先权,并在本文中援引其内容。

  背景技术

  在用于食品、药品等的包装的包装材料中,为了抑制内容物的变质和腐败等以保持它们的功能和性质,需要具有将水蒸气、氧、以及使内容物变质的其他气体的侵入阻断的性质(阻气性)。

  因此,以往使用了具有阻气层的包装材料作为这样的包装材料。

  以往,阻气层通过溅射法、蒸镀法、湿式涂布法或印刷法等设置在膜或纸等基材上。

  作为阻气层,使用了金属箔、金属蒸镀膜、树脂膜、复合膜等(例如参照专利文献1至6)。作为金属箔或金属蒸镀膜,可列举出由铝等金属构成的箔或膜。作为树脂膜,可列举出由聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等水溶性高分子、聚偏二氯乙烯等树脂构成的膜。作为复合膜,可列举出上述水溶性高分子和无机层状矿物的复合膜等。

  现有技术文献

  专利文献

  专利文献1:日本特开2002-321301号公报

  专利文献2:日本特开2001-287294号公报

  专利文献3:日本特开平11-165369号公报

  专利文献4:日本特开平6-93133号公报

  专利文献5:日本特开平9-150484号公报

  专利文献6:日本专利第3780741号公报

  发明内容

  发明所要解决的问题

  金属箔和金属蒸镀膜具有优异的阻气性。但是,由于金属箔和金属蒸镀膜是不透明的,因此无法确认内容物。此外,由于金属箔和金属蒸镀膜的伸缩性差,因此在几%的伸长率下产生裂纹,阻气性降低。进一步地,金属箔和金属蒸镀膜具有各种问题,例如在使用后的处置时需要作为不燃物来进行处理。

  由聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等水溶性高分子构成的树脂膜在低湿度气氛下显示出高的阻气性。但是,阻气性具有湿度依赖性。随着湿度的上升,树脂膜的阻气性降低。特别地,在高湿度气氛下,例如当湿度为70%RH以上时,阻气性丧失,因此在使用上存在限制。

  由聚偏二氯乙烯构成的树脂膜具有低的湿度依赖性并且显示出优异的阻气性。但是,由于聚偏二氯乙烯含有氯,因此在进行废弃处置等时可能会成为二噁英等有害物质的源头。

  与金属箔或金属蒸镀膜相比,水溶性高分子和无机层状矿物的复合膜的透明性优异。但是,尽管在高湿度气氛下的阻气性优于由水溶性高分子制成的树脂膜,但是性能并不能令人满意。

  本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种即使在高湿度气氛下也表现出更高的阻气性的阻气性膜。

  用于解决问题的方案

  本发明具有以下方面。

  [1]根据本发明的第一方面的阻气性膜具有基材、以及位于上述基材的至少一个表面上的阻气层,上述阻气层包含水性聚氨酯树脂(A)、水溶性高分子(B)以及无机层状矿物(C),上述水性聚氨酯树脂(A)包含具有酸基的聚氨酯树脂以及多胺化合物,沿厚度方向切断上述阻气层而得的截面中从顶部到底部的区域为第一区域,沿厚度方向将上述第一区域均等地划分为11个带状区域,沿厚度方向切断上述阻气层而得的截面中从顶部到底部的不同于上述第一区域的区域为第二区域,沿厚度方向将上述第二区域均等地划分为11个带状区域,从而制成了总计为22个带状区域,在上述第一区域的上述11个带状区域当中,对于从上述阻气层的表面起配置为第2个、第4个、第6个、第8个、第10个的带状区域,将在垂直于厚度方向的长度方向上的1μm设为测定对象区域,在上述第二区域的上述11个带状区域当中,对于从上述阻气层的表面起配置为第2个、第4个、第6个、第8个、第10个的带状区域,将在垂直于厚度方向的长度方向上的1μm设为测定对象区域,选择作为10个测定对象区域的第1测定对象区域组,求出上述第1测定对象区域组中的上述10个测定对象区域各自在长度方向上的亮度投影(luminance projection)(α)的标准偏差,当求出上述第1测定对象区域组中的总数为10个的上述亮度投影(α)的标准偏差的算术平均值作为平均值时,上述阻气层的上述第1测定对象区域组中的上述总数为10个的上述亮度投影(α)的上述标准偏差的上述平均值为10以下。

  [2]上述总数为10个的上述亮度投影(α)的上述标准偏差中的最大值与上述总数为10个的上述亮度投影(α)的上述标准偏差中的最小值之差可以为8以下。

  [3]在沿厚度方向切断上述阻气层而得的截面中,将在上述阻气层的上述厚度方向上距离上述阻气层的上述表面的深度为上述阻气层的上述厚度的10%的位置设为第一位置,在沿上述厚度方向切断上述阻气层而得的截面中,将在朝向上述阻气层的上述表面的方向上距离上述基材的表面的深度为上述阻气层的厚度的10%的位置设为第二位置,将以从上述第一位置到上述第二位置的长度作为一边的正方形区域设为测定对象区域,在垂直于上述阻气层的上述厚度方向的长度方向上,以相互间隔的方式选择10个上述正方形区域以确定作为10个测定对象区域的第2测定对象区域组,求出上述第2测定对象区域组中的上述10个测定对象区域各自在长度方向上的亮度投影(β)的标准偏差,当求出上述第2测定对象区域组中的总数为10个的上述亮度投影(β)的标准偏差的算术平均值作为平均值时,上述阻气层的上述第2测定对象区域组中的上述总数为10个的上述亮度投影(β)的上述标准偏差的上述平均值为2.90以下。

  [4]上述总数为10个的上述亮度投影(β)的上述标准偏差中的最大值与上述总数为10个的上述亮度投影(β)的上述标准偏差中的最小值之差可以为3.0以下。

  [5]相对于上述阻气层的总质量,上述水溶性高分子(B)的含量可以为25~80质量%,相对于上述阻气层的总质量,上述无机层状矿物(C)的含量可以为3~20质量%。

  [6]在上述阻气层的表面上可以依次具备粘接层和密封剂层。

  发明的效果

  根据本发明的上述方面的阻气性膜,即使在高湿度气氛下也表现出更高的阻气性。

  附图简要说明

  [图1]是根据本发明的一个实施方式的阻气性膜的截面图。

  [图2]是说明测定方法1中的测定对象区域的示意图。

  [图3]是说明测定方法2中的测定对象区域的示意图。

  [图4]是表示实施例1的阻气性膜的截面的照片。

  [图5]是表示比较例1的阻气性膜的截面的照片。

  [图6]是表示测定方法1的亮度投影(α)的一个例子的曲线图。

  具体实施方式

  以下,基于图1对根据本发明的一个实施方式的阻气性膜进行说明。

  需要说明的是,为了更好地理解本发明的要旨,对本实施方式进行具体说明,除非特别说明,否则本实施方式不对本发明进行任何限定。

  根据本实施方式的阻气性膜例如具有基材、以及位于上述基材的至少一个表面上的阻气层,上述阻气层包含水性聚氨酯树脂(A)、水溶性高分子(B)以及无机层状矿物(C),上述水性聚氨酯树脂(A)包含具有酸基的聚氨酯树脂以及多胺化合物,沿厚度方向切断上述阻气层而得的截面中从顶部到底部的区域为第一区域,沿厚度方向将上述第一区域均等地划分为11个带状区域,沿厚度方向切断上述阻气层而得的截面中从顶部到底部的不同于上述第一区域的区域为第二区域,沿厚度方向将上述第二区域均等地划分为11个带状区域,从而制作了总计为22个带状区域,在上述第一区域中的上述11个带状区域当中,对于从上述阻气层的表面起配置为第2个、第4个、第6个、第8个、第10个的带状区域,将在垂直于厚度方向的长度方向上的1μm设为测定对象区域,在上述第二区域中的上述11个带状区域当中,对于从上述阻气层的表面起配置为第2个、第4个、第6个、第8个、第10个的带状区域,将在垂直于厚度方向的长度方向上的1μm设为测定对象区域,选择作为10个测定对象区域的第1测定对象区域组,求出上述第1测定对象区域组中的上述10个测定对象区域各自在长度方向上的亮度投影(α)的标准偏差,当求出上述第1测定对象区域组中的总数为10个的上述亮度投影(α)的标准偏差的算术平均值作为平均值时,上述阻气层的上述第1测定对象区域组中的上述总数为10个的上述亮度投影(α)的上述标准偏差的上述平均值为10以下。

  以下,对根据本实施方式的阻气性膜进行具体说明。

  如图1所示,根据本实施方式的阻气性膜1具有基材10、以及位于基材10的一个面上的阻气层20。基材10由塑料材料构成。

  阻气性膜1的厚度T1没有特别的限定,例如,优选为3.1μm~205μm,更优选为5.2μm~122μm,进一步优选为10.3μm~101μm。当厚度T1为上述下限值(3.1μm)以上时,容易提高阻气性膜1的强度。当厚度T1为上述上限值(205μm)以下时,阻气性膜1的柔软性得以提高,处理变得容易。

  作为构成基材10的塑料材料,例如可列举出:聚乙烯、聚丙烯、碳原子数为2至10的烯烃聚合物、丙烯-乙烯共聚物等烯烃类树脂;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯类树脂;诸如尼龙6、尼龙66等脂肪族类聚酰胺、聚己二酰间苯二甲胺等芳香族聚酰胺之类的聚酰胺类树脂;聚苯乙烯、聚乙酸乙烯酯、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物等乙烯基类树脂;诸如聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯腈等(甲基)丙烯酸类单体的均聚物或共聚物之类的丙烯酸类树脂;玻璃纸等。这些树脂可以单独使用一种,或者也可以两种以上组合使用。

  作为基材10,可列举出:由单一树脂构成的单层膜、使用了多种树脂的单层膜或层叠膜等。另外,也可以使用通过将上述树脂层叠于其他基材(金属、木材、纸、陶瓷等)而得的层叠基材。

  基材10优选为聚烯烃类树脂膜(特别是聚丙烯膜等)、聚酯类树脂膜(特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯类树脂膜)、聚酰胺类树脂膜(特别是尼龙膜)等。

  基材10可以是未拉伸膜,也可以是单轴或双轴拉伸取向膜。

  关于基材10,为了提高对涂布剂的润湿性、以及对涂膜的粘接强度,可以对层叠有由涂布剂形成的涂膜的面(涂布有涂布剂的面)进行电晕处理、低温等离子体处理等表面处理。

  关于基材10,也可以对层叠有由涂布剂形成的涂膜的面进行锚固涂布或底涂布处理。

  基材10的厚度T10没有特别的限定,考虑到作为包装材料的适应性和其他涂膜的层叠适应性,同时根据价格和用途而适当地选择。实际上,厚度T10优选为3μm~200μm,更优选为5μm~120μm,进一步优选为10μm~100μm。

  阻气层20位于基材10的一个面上。阻气层20是由特定的涂布剂形成的层。上述涂布剂包含水性聚氨酯树脂(A)、水溶性高分子(B)以及无机层状矿物(C)。即,阻气层20包含水性聚氨酯树脂(A)、水溶性高分子(B)以及无机层状矿物(C)。水性聚氨酯树脂(A)包含具有酸基的聚氨酯树脂以及多胺化合物。

  阻气层20的厚度T20根据所需的阻气性来进行设定,优选为0.1μm~5μm,更优选为0.2μm~2μm,进一步优选为0.3μm~1μm。当厚度T20为上述下限值(0.1μm)以上时,容易获得充分的阻气性。当厚度T20为上述上限值(5μm)以下时,容易形成均匀的涂膜表面,另外可以抑制干燥负荷和制造成本。

  阻气层20的厚度通过扫描型电子显微镜(SEM)测定。

  以下,对于阻气层20中所含的各组分进行说明。

  [水性聚氨酯树脂(A)]

  水性聚氨酯树脂(A)包含具有酸基的聚氨酯树脂以及多胺化合物。

  水性聚氨酯树脂(A)用于对阻气层20赋予柔软性和阻气性,特别是氧气阻隔性。在水性聚氨酯树脂(A)中,通过使具有酸基的聚氨酯树脂的酸基与作为交联剂的多胺化合物结合,从而显示出阻气性。

  具有酸基的聚氨酯树脂的酸基与多胺化合物之间的键可以是离子键(例如,羧基与叔氨基之间的离子键等),也可以是共价键(例如,酰胺键等)。

  构成水性聚氨酯树脂(A)的具有酸基的聚氨酯树脂由于具有酸基,因此具有阴离子性和自乳化性,也被称为阴离子性自乳化型聚氨酯树脂。

  作为酸基,可列举出羧基、磺酸基等。酸基可以位于聚氨酯树脂的末端或侧链,但是优选至少位于侧链。酸基通常可以用中和剂(碱)中和,并且可以与碱形成盐。需要说明的是,酸基可以与构成水性聚氨酯树脂(A)的多胺化合物的氨基(亚氨基或叔氮原子)结合。

  具有酸基的聚氨酯树脂的酸值可以在能够赋予水溶性或水分散性的范围内选择。具有酸基的聚氨酯树脂的酸值优选为5~100mgKOH/g,更优选为10~70mgKOH/g,进一步优选为15~60mgKOH/g。当具有酸基的聚氨酯树脂的酸值为上述下限值(5mgKOH/g)以上时,容易提高水性聚氨酯树脂(A)与其他材料的均匀分散性以及涂布剂的分散稳定性。当具有酸基的聚氨酯树脂的酸值为上述上限值(100mgKOH/g)以下时,容易抑制阻气性的降低。

  具有酸基的聚氨酯树脂的酸值通过依照JIS K0070的方法测定。

  从阻气性的观点出发,具有酸基的聚氨酯树脂的氨基甲酸酯基浓度和脲基(尿素基)浓度的总和(总浓度)优选为15质量%以上,更优选为20~60质量%。当总浓度为上述下限值(15质量%)以上时,阻气性容易提高。当总浓度为上述上限值(60质量%)以下时,容易防止阻气层20由于刚性而变脆。

  需要说明的是,氨基甲酸酯基浓度是指氨基甲酸酯基的分子量(59g/当量)相对于聚氨酯树脂的重复结构单元的分子量的比例。脲基浓度是指脲基的分子量(伯氨基(氨基):58g/当量;仲氨基(亚氨基):57g/当量)相对于聚氨酯树脂的重复结构单元的分子量的比例。

  需要说明的是,当使用混合物作为聚氨酯树脂时,氨基甲酸酯基浓度和脲基浓度可以基于反应组分的加料量(即各组分的使用比例)来进行计算。

  具有酸基的聚氨酯树脂优选至少具有刚性单元(由烃环构成的单元)和短链单元(例如,由烃链构成的单元)。即,具有酸基的聚氨酯树脂的重复结构单元优选衍生自多异氰酸酯组分、多羟基酸组分、多元醇组分、扩链剂组分(特别是至少为多异氰酸酯组分),并且包含烃环(芳香族和非芳香族烃环中的至少一者)。

  具有酸基的聚氨酯树脂的重复结构单元中,由烃环构成的单元的比例优选为10~70质量%,更优选为15~65质量%,进一步优选为20~60质量%。当由烃环构成的单元的比例为上述下限值(10质量%)以上时,容易抑制阻气性的降低。当由烃环构成的单元的比例为上述上限值(70质量%)以下时,容易防止阻气层20由于刚性而变脆。

  具有酸基的聚氨酯树脂的数均分子量可以适当地选择,并且优选为800~1000000,更优选为800~200000,进一步优选为800~100000。当具有酸基的聚氨酯树脂的数均分子量为上述下限值(800)以上时,容易抑制阻气性的降低。当具有酸基的聚氨酯树脂的数均分子量为上述上限值(1000000)以下时,容易抑制涂布剂粘度的上升。

  具有酸基的聚氨酯树脂的数均分子量是通过凝胶渗透色谱法(GPC)测得的标准聚苯乙烯换算值。

  为了提高阻气性,具有酸基的聚氨酯树脂可以是结晶性的。

  具有酸基的聚氨酯树脂的玻璃化转变温度优选为100~200℃,更优选为110~180℃,进一步优选为120~150℃。当具有酸基的聚氨酯树脂的玻璃化转变温度为上述下限值(100℃)以上时,容易抑制阻气性的降低。具有酸基的聚氨酯树脂的玻璃化转变温度通常为上述上限值(200℃)以下。

  具有酸基的聚氨酯树脂的玻璃化转变温度通过差示扫描量热测定(DSC)来进行测定。

  水性聚氨酯树脂(A)包含中和剂,并且优选在具有酸基的聚氨酯树脂溶解或分散在水性介质中的状态下形成。

  作为水性介质,可列举出水、水溶性溶剂、亲水性溶剂、或者它们的混合溶剂,并且优选为水、或者包含水作为主成分的水溶性溶剂。

  作为亲水性溶剂,可列举出(例如)乙醇、异丙醇等醇类;丙酮、甲基乙基酮等酮类;四氢呋喃等醚类;溶纤剂类;卡必醇类;乙腈等腈类等。

  水性聚氨酯树脂(A)可以是通过将具有酸基的聚氨酯树脂溶解于水性介质中而成的水溶液的形式,或者可以是通过将具有酸基的聚氨酯树脂分散于水性介质中而成的水分散体的形式。

  在水分散体中,分散粒子(聚氨酯树脂粒子)的平均粒径没有特别的限定,优选为20~500nm,更优选为25~300nm,进一步优选为30~200nm。当分散粒子的平均粒径为上述下限值(20nm)以上时,阻气性容易提高。当分散粒子的平均粒径为上述上限值(500nm)以下时,容易抑制分散粒子与其他材料的均匀分散性和涂布剂的分散稳定性的降低,容易抑制阻气性的降低。

  分散粒子的平均粒径是在固体成分浓度为0.03~0.3质量%的状态(用水稀释)下采用浓缩系统粒径分析仪(“大塚電子社”制,FPAR-10)测定而得的值。

  在水性聚氨酯树脂(A)中,通过使作为交联剂的多胺化合物与具有酸基的聚氨酯树脂的酸基结合,从而显示出阻气性。

  需要说明的是,多胺化合物与聚氨酯树脂的酸基之间的键可以是离子键(例如,叔氨基与羧基之间的离子键等),也可以是共价键(例如,酰胺键等)。

  因此,作为多胺化合物,可以使用具有选自由伯氨基、仲氨基和叔氨基所组成的组中的两种以上的碱性氮原子的各种多胺类。

  作为构成水性聚氨酯树脂(A)的多胺化合物,只要是可以与酸基结合且提高阻气性的化合物,则没有特别的限定,可以使用各种化合物。

  作为多胺化合物的具体例子,可列举出(例如)亚烷基二胺类、多亚烷基多胺类、具有多个碱性氮原子的硅化合物等。作为亚烷基二胺类,可列举出(例如)乙二胺、1,2-丙二胺、1,3-丙二胺、1,4-丁二胺、1,6-己二胺等碳原子数为2至10的亚烷基二胺等。作为多亚烷基多胺类,可列举出(例如)四亚烷基多胺等。作为具有多个碱性氮原子(包括氨基等的氮原子)的硅化合物,可列举出(例如)2-[N-(2-氨基乙基)氨基]乙基三甲氧基硅烷、3-[N-(2-氨基乙基)氨基]丙基三乙氧基硅烷等具有多个碱性氮原子的硅烷偶联剂等。

  多胺化合物的胺值优选为100~1900mgKOH/g,更优选为150~1900mgKOH/g,进一步优选为200~1900mgKOH/g,特别优选为200~1700mgKOH/g,最优选为300~1500mgKOH/g。当多胺化合物的胺值为上述下限值(100mgKOH/g)以上时,阻气性容易提高。当多胺化合物的胺值为上述上限值(1900mgKOH/g)以下时,水性聚氨酯树脂(A)的水分散稳定性优异。

  多胺化合物的胺值通过以下方法测定。

  精确称量0.5~2g的样品(样品量Sg)。向精确称量的样品中加入30g的乙醇并使其溶解。向所得的溶液中加入溴酚蓝作为指示剂,并用0.2mol/L的乙醇-盐酸溶液进行滴定(滴定度f)。将溶液颜色由绿色变为绿色和黄色之间的颜色的时间点作为终点,测量终点时的滴定量(AmL),并使用以下计算式1求出胺值。

  计算式1:胺值=A×f×0.2×56.108/S[mgKOH/g]

  在水性聚氨酯树脂(A)中,多胺化合物的含量为这样的量,其使得具有酸基的聚氨酯树脂的酸基与多胺化合物的碱性氮原子的摩尔比(酸基/碱性氮原子)优选为10/1~0.1/1,更优选为5/1~0.2/1。当酸基/碱性氮原子在上述数值范围(10/1~0.1/1)内时,具有酸基的聚氨酯的酸基与多胺化合物之间适当地发生交联反应,阻气层20显示出优异的氧气阻隔性。

  水性聚氨酯树脂(A)可以使用市售的树脂,也可以使用通过公知的制造方法制得的树脂。

  水性聚氨酯树脂(A)的制造方法没有特别的限定,可以使用丙酮法、预聚物法等常用的聚氨酯树脂水性化技术。在氨基甲酸酯化反应中,根据需要,也可以使用胺系催化剂、锡系催化剂、铅系催化剂等氨基甲酸酯化催化剂。

  例如,在诸如丙酮等酮类、四氢呋喃等醚类、乙腈等腈类之类的惰性有机溶剂中,使多异氰酸酯化合物、多羟基酸、以及根据需要的多元醇成分和扩链剂成分中的至少一者反应,由此可以制备水性聚氨酯树脂(A)。更具体地,在惰性有机溶剂(特别是亲水性或水溶性的有机溶剂)中,使多异氰酸酯化合物、多羟基酸以及多元醇组分反应,生成了末端具有异氰酸酯基的预聚物,通过中和剂中和以将其溶解或分散在水性介质中以后,添加扩链剂组分进行反应,并除去有机溶剂,由此可以制备水性聚氨酯树脂(A)。

  [水溶性高分子(B)]

  “水溶性高分子”是指可溶于水的高分子。本文中所述的溶解是指作为溶质的高分子以分子链水平分散在作为溶剂的水中以构成均匀体系的状态。更具体地,指的是这样的状态,其中高分子与水分子之间的分子间力比高分子链的分子链之间的分子间力强,高分子链解开缠结并均匀地分散在水中。

  在本说明书中,高分子是指重均分子量为10000以上的化合物。重均分子量可以通过采用GPC进行测定并使用聚苯乙烯作为标准物质来求出。

  作为水溶性高分子(B),只要是能够侵入至后述的无机层状矿物(C)的单位晶体层之间并进行配位(插入)的化合物,则没有特别的限定。

  作为水溶性高分子(B)的具体例子,可列举出(例如)聚乙烯醇和聚乙烯醇的衍生物等聚乙烯醇树脂;聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸或其酯和盐及它们的共聚物、聚甲基丙烯酸羟乙酯及其共聚物等乙烯基聚合物;羧甲基纤维素、羟乙基纤维素等纤维素衍生物;氧化淀粉、醚化淀粉、糊精等淀粉类;磺基间苯二甲酸等含极性基团的共聚聚酯;除了水性聚氨酯树脂(A)以外的氨基甲酸酯类高分子、或者通过对这些各种聚合物的羧基等进行改性而得的官能团改性聚合物等。

  若考虑到涂膜内聚强度,则水溶性高分子(B)的聚合度优选为200以上。

  涂布剂中所含的水溶性高分子(B)可以是一种,也可以是两种以上。

  水溶性高分子(B)优选包含选自由聚乙烯醇类聚合物和聚乙烯醇类聚合物的衍生物所组成的组中的至少一种聚乙烯醇树脂,并且更优选包括皂化度为95%以上且聚合度为300以上的聚乙烯醇树脂。聚乙烯醇树脂的聚合度优选为300~2400,更优选为450~2000。

  聚乙烯醇树脂的皂化度或聚合度越高,吸湿膨胀性越低。当聚乙烯醇树脂的皂化度小于95%或者聚乙烯醇树脂的聚合度小于300时,可能无法获得足够的阻气性。当聚乙烯醇树脂的聚合度超过2400时,涂布剂的粘度增加,难以与其他组分均匀地混合,可能会导致诸如阻气性和密合强度降低之类的不利情况。

  [无机层状矿物(C)]

  “无机层状矿物”是指超薄(例如10~500nm厚)的单位晶体层重叠形成1个层状粒子的无机化合物。使用无机层状矿物(C)的目的在于进一步提高阻气层20的阻气性。

  作为无机层状矿物(C),优选为在水中具有溶胀和/或裂解性能的化合物,在这些化合物中,特别优选为在水中具有溶胀性的粘土化合物。更具体地,无机层状矿物(C)优选为水配位在超薄的单位晶体层之间并且具有吸收性质和/或溶胀性质的粘土化合物。粘土化合物通常是具有层状结构的化合物,该层状结构是由通过Si4+与O2-配位以构成四面体结构的层、以及通过Al3+、Mg2+、Fe2+、Fe3+等与O2-和OH-配位以构成八面体结构的层以1:1或者2:1的方式键合并层叠而得的。粘土化合物可以是天然的化合物,也可以是合成的化合物。

  作为代表性的无机层状矿物(C),可列举出页硅酸盐矿物等含水硅酸盐,例如可列举出埃洛石、高岭石、绿钠石、地开石、方沸石等高岭石类粘土矿物;蛇纹石、温石棉等蛇纹石类粘土矿物;蒙脱石、贝得石、绿脱石、皂石、锂蒙脱石、锌蒙脱石、硅镁石等蒙脱石类粘土矿物;蛭石等蛭石类粘土矿物;白云母、金云母、玛格石、四硅质云母、带云母等云母或云母类粘土矿物;等等。这些无机层状矿物(C)可以单独使用一种,也可以2种以上组合使用。

  在这些无机层状矿物(C)当中,蒙脱石等蒙脱石类粘土矿物、水溶胀性云母等云母类粘土矿物是特别优选的。

  无机层状矿物(C)的尺寸优选为平均粒径为10μm以下且厚度为500nm以下。当平均粒径和厚度分别为上述上限值以下时(当平均粒径为10μm以下且厚度为500nm以下时),在由涂布剂形成的阻气层20当中,无机层状矿物(C)容易均匀地排列,阻气性和膜内聚强度增大。

  无机层状矿物(C)的平均粒径通过激光衍射型粒径分布计测定。

  无机层状矿物(C)的厚度通过原子力显微镜(AFM)测定。

  无机层状矿物(C)优选至少包含水溶胀性合成云母。水溶胀性合成云母的平均粒径例如优选为1~10μm,更优选为3~8μm。当水溶胀性合成云母的平均粒径为上述下限值(1μm)以上时,阻气性容易提高。当水溶胀性合成云母的平均粒径为上述上限值(10μm)以下时,容易在阻气层20中均匀地排列。

  水溶胀性合成云母的厚度例如优选为10~100nm,更优选为10~80nm。当水溶胀性合成云母的厚度为上述下限值(10nm)以上时,阻气性容易提高。当水溶胀性合成云母的厚度为上述上限值(100nm)以下时,容易在阻气层20中均匀地排列。

  水溶胀性合成云母与水性聚氨酯树脂(A)和水溶性高分子(B)的相容性高,并且比天然类云母具有更少的杂质。因此,当使用水溶胀性合成云母作为无机层状矿物(C)时,容易抑制由杂质带来的阻气性降低和膜内聚力降低。

  另外,由于水溶胀性合成云母在结晶结构内具有氟原子,因此有助于将由涂布剂形成的阻气层20的阻气性的湿度依赖性抑制得较低。

  此外,由于水溶胀性合成云母与其他水溶胀性无机层状矿物相比具有高的长径比,因此更有效地发挥迷宫效应,有助于由涂布剂形成的阻气层20显示出特别高的阻气性。

  相对于无机层状矿物(C)的总质量,水溶胀性合成云母的含量例如优选为50质量%以上,更优选为70质量%以上,甚至可以为100质量%。

  [任意组分]

  在不损害本发明效果的范围内,阻气层20可以包含除了水性聚氨酯树脂(A)、水溶性高分子(B)和无机层状矿物(C)以外的任意组分。

  作为任意组分,可列举出(例如)抗氧化剂、耐候剂、热稳定剂、润滑剂、晶体成核剂、紫外线吸收剂、增塑剂、抗静电剂、着色剂、填料、表面活性剂等添加剂。

  在形成阻气层20的涂布剂中,水性聚氨酯树脂(A)与水溶性高分子(B)以固体成分计的质量比(以下也称为(A)/(B)比)优选为85/15~10/90,更优选为75/25~20/80,进一步优选为70/30~25/75。

  当(A)/(B)比在上述数值范围(85/15~10/90)内时,可以均匀地涂布涂布剂,并且可以形成阻气性和柔软性优异的阻气层20。当相比于(A)/(B)比为85/15,水性聚氨酯树脂(A)的含量更多时,在涂布时可能会出现不均匀。涂布时的不均匀导致外观变差和阻气性降低。当相比于(A)/(B)比为10/90,水性聚氨酯树脂(A)的含量更少时,氧气阻隔性可能会变得不足。

  相对于阻气层20的总质量,阻气层20中所含的水溶性高分子(B)的含量优选为25~80质量%,更优选为30~75质量%,进一步优选为35~70质量%。当水溶性高分子(B)的含量为上述下限值(25质量%)以上时,容易分散无机层状矿物(C)。当水溶性高分子(B)的含量为上述上限值(80质量%)以下时,无机层状矿物(C)的分散容易变得均匀。

  相对于阻气层20的总质量,阻气层20中所含的无机层状矿物(C)的含量优选为3~20质量%,更优选为5~16质量%,进一步优选为7~12质量%。当无机层状矿物(C)的含量为上述下限值(3质量%)以上时,阻气层20的阻气性容易提高。当无机层状矿物(C)的含量为上述上限值(20质量%)以下时,容易提高阻气层20的柔软性。

  在形成阻气层20的涂布剂中,相对于涂布剂中的全部固体成分,水性聚氨酯树脂(A)、水溶性高分子(B)以及无机层状矿物(C)的总含量(固体成分)优选为85质量%以上,更优选为90质量%以上,进一步优选为95质量%以上。上述总含量的上限没有特别的限定,也可以为100质量%。

  阻气层20可以通过在基材10的单面(一个面)或两面上涂布涂布剂以形成涂膜、干燥涂膜(除去水性介质)而形成。

  作为涂布剂的涂布方法,可以使用公知的湿式涂布法。作为湿式涂布法,可列举出辊涂布、凹版涂布、反向涂布、模涂布、丝网印刷、喷涂布等。

  作为干燥由涂布剂形成的涂膜的方法,可以使用热风干燥、热辊干燥、红外线照射等公知的干燥方法。上述涂膜的干燥温度例如优选为50~200℃。干燥时间根据涂膜的厚度、干燥温度等而不同,例如优选为1秒~5分钟。

  阻气层20的由下述测定方法1测得的亮度投影(α)的标准偏差的平均值为10以下。

  <测定方法1>

  将沿厚度方向切断阻气层20而得的截面的任意2个区域分别在厚度方向上均等地划分为11个带状区域,在上述11个带状区域当中,对于从阻气层20的表面开始的第2个、第4个、第6个、第8个、第10个上述带状区域,将在垂直于厚度方向的长度方向上的1μm设为测定对象区域,求出各个上述测定对象区域在长度方向上的亮度投影(α)的标准偏差,并将总数为10个的上述亮度投影(α)的标准偏差的算术平均值作为平均值。

  换句话说,根据本实施方式的阻气性膜的测定方法1是这样的方法,其中,沿厚度方向切断阻气层20而得的截面中从顶部到底部的区域为第一区域S1,沿厚度方向将上述第一区域S1均等地划分为11个带状区域A1~A11,沿厚度方向切断阻气层20而得的截面中从顶部到底部的不同于上述第一区域的区域为第二区域S2,沿厚度方向将上述第二区域S2均等地划分为11个带状区域B1~B11,从而制作了总计为22个带状区域A1~A11和B1~B11,在上述第一区域S1中的上述11个带状区域A1~A11当中,对于从阻气层20的表面起配置为第2个、第4个、第6个、第8个、第10个的带状区域A2、A4、A6、A8和A10,将在垂直于厚度方向的长度方向上的1μm设为测定对象区域,在上述第二区域S2中的上述11个带状区域B1~B11当中,对于从上述阻气层的表面起配置为第2个、第4个、第6个、第8个、第10个的带状区域B2、B4、B6、B8和B10,将在垂直于厚度方向的长度方向上的1μm设为测定对象区域,选择作为10个测定对象区域的第1测定对象区域组A2、A4、A6、A8、A10、B2、B4、B6、B8和B10,求出第1测定对象区域组A2、A4、A6、A8、A10、B2、B4、B6、B8和B10中的10个测定对象区域各自在长度方向上的亮度投影(α)的标准偏差,求出上述第1测定对象区域组A2、A4、A6、A8、A10、B2、B4、B6、B8和B10中的总数为10个的亮度投影(α)的标准偏差的算术平均值作为平均值。

  对于上述测定方法1,使用图2来进行说明。

  图2是表示阻气性膜1的阻气层20的截面的示意图。在图2中,±X方向是阻气层20的长度方向,±Y方向是阻气层20的厚度方向。基材10位于-Y侧。阻气层20的表面位于+Y侧。

  将由以图2的长度L1为横边、且以厚度T20为竖边的矩形所包围的区域设为第一个区域(第一区域)S1。将由以图2的长度L2为横边、且以厚度T20为竖边的矩形所包围的区域设为第二个区域(第二区域)S2。第一区域S1与第2区域S2在±X方向上彼此间隔开距离d1。可以任意地选择第一区域S1和第二区域S2。距离d1没有特别的限定,例如优选为0.1~10μm。

  在±Y方向上将第一区域S1十一等分为11个带状区域A1~A11。各带状区域A1~A11在±Y方向上的长度为T20/11。将从阻气层20的表面开始的第2个带状区域A2、第4个带状区域A4、第6个带状区域A6、第8个带状区域A8和第10个带状区域A10设为测定对象区域。L1为1μm。

  与第一区域S1同样地,在±Y方向上将第二区域S2十一等分为11个带状区域B1~B11。各带状区域B1~B11在±Y方向上的长度为T20/11。将从阻气层20的表面开始的第2个带状区域B2、第4个带状区域B4、第6个带状区域B6、第8个带状区域B8和第10个带状区域B10设为测定对象区域。L2为1μm。

  对于各测定对象区域,在±X方向上以预定间隔测定±Y方向上的亮度。将所测定的亮度绘制在以±X方向为横轴、以亮度为纵轴的平面上。连接所绘制的点的曲线作图即为亮度投影。将由上述测定方法1测得的亮度投影设为亮度投影(α)。作为上述预定间隔,例如可列举出0.1~10nm,并且优选为1nm。求出上述测定对象区域A2、A4、A6、A8、A10、B2、B4、B6、B8和B10总数为10个的亮度投影(α)的标准偏差,将10个亮度投影(α)的标准偏差的算术平均值作为平均值。

  需要说明的是,有时将10个测定对象区域A2、A4、A6、A8、A10、B2、B4、B6、B8和B10称为第1测定对象区域组。

  以下,对亮度投影(α)的获取方法进行说明。

  采用扫描型透射电子显微镜观察沿厚度方向切断阻气层20而得的截面。

  图4是表示后述的实施例1的阻气性膜的截面的照片。如图4所示,采用扫描型透射电子显微镜进行的截面观察优选在可以获得能够确认到无机层状矿物(C)的各层的观察图像的倍率下进行,更优选在5万倍以上的倍率下进行。

  需要使用其中容纳有阻气层20的整个厚度方向的观察图像来进行后述的图像处理和表面分析,并且优选使用其中容纳有阻气性膜1的厚度方向的70%以上的观察图像。

  进行图像处理以通过灰度而将上述观察图像分类为256级灰阶度。灰度是仅通过从白色到黑色的明暗来表示图像的技术。在本说明书中,将256级的明暗的数值设为亮度(灰度值)。作为这样的图像处理和表面分析,可以使用通用的图像分析软件(以下也称为图像处理软件)。作为图像分析软件,例如可列举出“三谷商事(株)”的WinROOF(注册商标)、“アドビシステムズ社”的Adobe PhotoShop(注册商标)、Scion Corporation的ScionImageJ等。

  选择已通过灰度进行了图像处理的观察图像的测定对象区域,并对各测定对象区域的面积的综合亮度进行平均。优选地,通过调整明暗来进行亮度的平均化,以使得亮度直方图的平均值成为亮度的中值。通过对观察图像的亮度进行平均化,从而可以对由扫描型透射电子显微镜的观察条件造成的平均亮度的差异进行标准化。在上述10个测定对象区域(第1测定对象区域组)中,可以使用图像处理软件来获取各测定对象区域的长度方向上的亮度投影(α)的标准偏差。

  图6是表示测定方法1的亮度投影(α)的一个例子的曲线图。在亮度投影(α)的曲线图中,横轴表示长度方向上的距离,纵轴表示以灰度显示的灰度值(亮度的明暗)。如图6所示,可以看出,各测定对象区域的长度方向上的亮度投影(α)具有这样的分布,其中亮度的明暗根据长度方向上的位置而变化。亮度投影(α)的标准偏差是表示亮度的明暗差异的指标。亮度投影(α)的标准偏差小意味着亮度的明暗差异小。所求得的图6所示的亮度投影(α)的标准偏差为14.3。

  阻气层20的亮度投影(α)的标准偏差的平均值为10以下,优选为9以下,更优选为8以下。

  如上所述,亮度投影(α)的标准偏差小意味着亮度的明暗差异小。

  亮度投影(α)的标准偏差也是表示阻气层20中的无机层状矿物(C)的取向状态的指标。上述标准偏差越小,则表示无机层状矿物(C)越是逐个地均匀分散,沿阻气层20的长度方向取向的无机层状矿物(C)越多。即,上述标准偏差越小,则表示无机层状矿物(C)分布在与阻气层20的长度方向平行的方向上。当无机层状矿物(C)分布在与阻气层20的长度方向平行的方向上时,通过无机层状矿物(C),可以更有效地防止气体在阻气层20的厚度方向上的渗透。因此,上述标准偏差的平均值为10以下的阻气层20在高湿度条件下的阻气性更加优异。

  关于阻气层20,上述总数为10个的亮度投影(α)的标准偏差中的最大值与上述总数为10个的亮度投影(α)的标准偏差中的最小值之差优选为8以下,更优选为7以下,进一步优选为6以下。

  当上述总数为10个的亮度投影(α)的标准偏差中的最大值与最小值之差为上述上限值(8)以下时,阻气层20在高湿度条件下的阻气性更加优异。

  上述总数为10个的亮度投影(α)的标准偏差中的最大值与最小值之差的下限值没有特别的限定,例如优选为1以上。

  阻气层20的由下述测定方法2测得的亮度投影(β)的标准偏差的平均值为2.90以下。

  <测定方法2>

  在沿厚度方向切断阻气层20而得的截面中,将正方形区域设为测定对象区域,该正方形区域的边长为从距离阻气层20的表面的深度为阻气层20的厚度的10%的位置直到在朝向上述表面的方向上距离基材10的深度为阻气层20的厚度的10%的位置的长度,在垂直于厚度方向的长度方向上以相距间隔的方式选择10个上述正方形区域,求出各上述测定对象区域的长度方向上的亮度投影(β)的标准偏差,将总数为10个的上述亮度投影(β)的标准偏差的算术平均值作为平均值。

  换句话说,根据本实施方式的阻气性膜的测定方法2是这样的方法,其中,在沿厚度方向切断阻气层20而得的截面中,将在阻气层20的厚度T20方向上距离阻气层20的表面的深度T22为阻气层20的厚度T20的10%的位置设为第一位置,在沿厚度T20方向切断阻气层20而得的截面中,将在朝向阻气层20的表面的方向上距离基材10的表面的深度T24为阻气层20的厚度的10%的位置设为第二位置,将以从上述第一位置到上述第二位置的长度作为边长T26的正方形区域C1设为测定对象区域,在垂直于阻气层20的厚度方向的长度方向上,以相距间隔d2的方式选择10个上述正方形区域以确定作为10个测定对象区域的第2测定对象区域组C,求出第2测定对象区域组C中的上述10个测定对象区域C1~C10各自在长度方向上的亮度投影(β)的标准偏差,并求出第2测定对象区域组C中的总数为10个的上述亮度投影(β)的标准偏差的算术平均值作为平均值。

  对于上述测定方法2,使用图3来进行说明。

  图3是表示阻气性膜1的阻气层20的截面的示意图。在图3中,±X方向为阻气层20的长度方向,±Y方向为阻气层20的厚度方向。基材10位于-Y侧。阻气层20的表面位于+Y侧。

  从阻气层20的表面起相对于阻气层20的厚度T20为10%的长度设为T22。另外,在沿厚度方向切断阻气层20而得的截面中,将在阻气层20的厚度T20方向上距离阻气层20的表面的深度T22为阻气层20的厚度T20的10%的位置设为第一位置。

  将在朝向阻气层20的上述表面的方向上从基材10起相对于阻气层20的厚度T20为10%的长度设为T24。另外,在沿厚度T20方向切断阻气层20而得的截面中,将在朝向阻气层20的表面的方向上距离基材10的表面的深度T24为阻气层20的厚度的10%的位置设为第二位置。

  采用下式来表示作为测定对象区域的正方形的一边的长度T26。

  T26=T20-T22-T24

  即,从上述第一位置到上述第二位置的长度是成为测定对象区域的正方形的一边T26。

  长度T22没有特别的限定,例如优选为0.01~0.5μm。长度T24与长度T22相同。长度T22和长度T24可以相同或不同。

  长度T26没有特别的限定,例如优选为0.08~4.0μm,更优选为0.16~1.6μm,进一步优选为0.24~0.8μm。当长度T26为上述下限值(0.08μm)以上时,容易测定亮度投影(β)。当长度T26为上述上限值(4.0μm)以下时,容易确保测定对象区域。

  可以任意地选择以长度T26作为一边的正方形的测定对象区域C。当选择2个以上的测定对象区域C时,2个测定对象区域C在±X方向上彼此间隔开距离d2。距离d2没有特别的限定,例如优选为0.1~10μm。

  在测定方法2中,选择10个测定对象区域C。例如,将最靠近-X的测定对象区域设为C1,从测定对象区域C1开始在+X方向上依次间隔了距离d2直到C2~C10,选择了10个测定对象区域(第2测定对象区域组)。对于所选择的10个各测定对象区域C1~C10,在±X方向上以预定间隔测定±Y方向上的亮度。将所测定的亮度绘制在以±X方向为横轴、且以亮度为纵轴的平面上。连接所绘制的点的曲线作图即为亮度投影。将由上述测定方法2测得的亮度投影设为亮度投影(β)。作为上述预定间隔,例如可列举出0.1~10nm,并且优选为1nm。求出上述测定对象区域C的总数为10个的亮度投影(β)的标准偏差,将测定对象区域C的总数为10个的亮度投影(β)的标准偏差的算术平均值作为平均值。

  亮度投影(β)的获取方法与亮度投影(α)的获取方法相同。

  关于测定方法2,与测定方法1相比,测定对象区域在±Y方向上的长度倾向于较长。因此,±Y方向上的亮度倾向于容易平均化,而与无机层状矿物(C)的取向状态无关。因此,亮度投影(β)的标准偏差是比亮度投影(α)的标准偏差小的值。

  阻气层20的亮度投影(β)的标准偏差的平均值优选为2.90以下,更优选为2.50以下,进一步优选为2.00以下。

  亮度投影(β)的标准偏差是表示阻气层20中的无机层状矿物(C)的分散状态的指标。上述标准偏差越小,则表示无机层状矿物(C)越是逐个地均匀分散,并且在阻气层20中均匀地分布。当无机层状矿物(C)在阻气层20中均匀地分布时,无机层状矿物(C)容易沿与阻气层20的长度方向平行的方向分布。因此,上述标准偏差的平均值为2.90以下的阻气层20在高湿度条件下的阻气性容易更加优异。

  关于阻气层20,总数为10个的测定对象区域(第2测定对象区域组C)中亮度投影(β)的标准偏差的最大值与总数为10个的测定对象区域(第2测定对象区域组C)中亮度投影(β)的标准偏差的最小值之差优选为3.0以下,更优选为2.5以下,进一步优选为2.0以下。

  当总数为10个的测定对象区域(第2测定对象区域组C)中亮度投影(β)的标准偏差的最大值与最小值之差为上述上限值(3.0)以下时,阻气层20在高湿度条件下的阻气性更加优异。

  总数为10个的测定对象区域(第2测定对象区域组C)中亮度投影(β)的标准偏差的最大值与最小值之差的下限值没有特别的限定,例如优选为0.5以上。

  根据需要,根据本实施方式的阻气性膜也可以进一步具有印刷层、锚定涂布层、外涂层、遮光层、粘接层、能够热封的热熔接层(密封剂层)、以及其他功能层等。

  例如,根据本实施方式的阻气性膜可以在阻气层的表面上依次具备粘接层和密封剂层。

  当根据本实施方案的阻气性膜具有能够热封的热熔接层时,热熔接层优选位于阻气性膜的至少一个最外层上。阻气性膜具有热熔接层,使得阻气性膜成为能够通过热封而密封的构成。

  例如,使用聚氨酯类、聚酯类、聚醚类等公知的粘接剂,并采用公知的干式层压层、挤出式层压法等,从而可以将热熔接层层叠在通过采用根据本实施方式的涂布剂在基材的单面或双面上形成涂膜而得的层叠体的表面上。

  实施例

  以下,根据实施例和比较例来进一步具体地说明本发明。但是,本发明不限于下述实施例。

  以下将示出在下述各个例子中使用的材料。

  <使用材料>

  基材:双轴拉伸聚丙烯膜,市售品(AJプラスト公司制,商品名:PJ201,厚度:20μm)

  水性聚氨酯树脂(A):下述制造例1中得到的水性分散体。

  水溶性高分子(B):クラレ公司制,商品名“ポバールPVA-117”,皂化度98~99%,聚合度1700。

  无机层状矿物(C):水溶胀性合成云母,コープケミカル公司制,商品名“ソマシフME-100”。在表1~2中缩写为“ME-100”。

  无机层状矿物(C):水溶胀性合成云母,トピー工业公司制,商品名“NTS-5”。

  <制造例1>

  将45.5g的间苯二甲基二异氰酸酯(mXDI)、93.9g的1,3-双(甲基异氰酸酯)环己烷(氢化XDI)、24.8g的乙二醇、13.4g的二羟甲基丙酸、以及80.2g的作为溶剂的甲基乙基酮混合,在氮气氛下在70℃下反应5小时,从而制备了含羧基的氨基甲酸酯预聚物溶液。

  接下来,在40℃下采用9.6g的三乙胺中和含羧基的氨基甲酸酯预聚物溶液。

  采用均一分散器将中和后的含羧基的氨基甲酸酯预聚物溶液分散在624.8g的水中,并采用21.1g的2-[(2-氨基乙基)氨基]乙醇进行扩链反应,通过馏去甲基乙基酮,从而获得了固体成分为25质量%、平均粒径为90nm、酸值为26.9mgKOH/g的具有酸基的聚氨酯树脂的水性分散体。

  然后,以酸基与碱性氮原子的摩尔比成为1:1的比率,将具有酸基的聚氨酯树脂的水性分散体、与作为多胺化合物的γ-(2-氨基乙基)氨基丙基甲基二甲氧基硅烷(胺值544mgKOH/g)混合,从而获得了制造例1的水性聚氨酯树脂的水性分散体(A)。

  <涂布剂1的制备>

  采用离子交换水将无机层状矿物(C)(ソマシフME-100)稀释至8质量%,用珠磨分散机(アイメックス公司制的ビスコミルUVM-5)进行分散,通过激光衍射式粒度分布仪(日機装社制的マイクロトラックMT3300)进行测定,并进行处理直至粒径为3μm以下。将所得的无机层状矿物(C)分散液、水性聚氨酯树脂的水性分散体(A)、以及水溶性高分子(B)混合,以使得固体成分比率(A):(B):(C)成为20:70:10,在80℃下进行加热并混合后,冷却至室温(30℃),采用离子交换水和异丙醇进行稀释,以使得整个水性介质溶剂中的10质量%为异丙醇,且最终固体成分浓度为9质量%,由此制备了涂布剂1。

  [实施例1]

  通过凹版涂布法,将所得的涂布剂1涂布在基材的电晕处理面上使得干燥后的膜厚为0.6μm,使其通过90℃的烘箱10秒钟来进行干燥以形成阻气层,由此获得了阻气性膜。测定了所得的阻气性膜的氧透过率。采用聚焦离子束装置/电子束加工观察装置(日立ハイテクノロジーズ制的NB5000)对阻气性膜的截面进行加工,获得了厚度为100~150nm的截面薄片样品。采用扫描型电子显微镜(日立ハイテクノロジーズ制的SU8020,以后有时称为STEM)观察薄片样品(图4),并进行了图像分析。结果示出于表1~2中。

  <涂布剂2的制备>

  采用离子交换水将无机层状矿物(C)(ソマシフME-100)稀释至8质量%,并用均化器(日本精機制的DX-1)进行分散,进行处理直至粒径为3μm以下。将所得的无机层状矿物(C)分散液、水性聚氨酯树脂的水性分散体(A)、以及水溶性高分子(B)混合,以使得固体成分比率(A):(B):(C)成为20:70:10,在80℃下进行加热并混合后,冷却至室温(30℃),采用离子交换水和异丙醇进行稀释,以使得整个水性介质溶剂中的10质量%为异丙醇,且最终固体成分浓度为9质量%,由此制备了涂布剂2。

  [比较例1]

  与实施例1同样地涂布涂布剂2,并进行评价。将采用扫描型电子显微镜观察到的图像示出于图5,图像分析的结果示出于表1~2中。

  <涂布剂3的制备>

  除了采用离子交换水将无机层状矿物(C)(ソマシフME-100)稀释至15质量%以外,进行与涂布剂1相同的处理,由此制备了涂布剂3。

  [实施例2]

  与实施例1同样地涂布涂布剂3,并进行评价。图像分析的结果示出于表1~2中。

  <涂布剂4的制备>

  除了采用离子交换水将无机层状矿物(C)(ソマシフME-100)稀释至15质量%以外,进行与涂布剂2相同的处理,由此制备了涂布剂4。

  [比较例2]

  与实施例1同样地涂布涂布剂4,并进行评价。图像分析的结果示出于表1~2中。

  <涂布剂5的制备>

  除了采用离子交换水将无机层状矿物(C)(ソマシフME-100)稀释至3质量%以外,进行与涂布剂1相同的处理,由此制备了涂布剂5。

  [实施例3]

  与实施例1同样地涂布涂布剂5,并进行评价。图像分析的结果示出于表1~2中。

  <涂布剂6的制备>

  除了采用离子交换水将无机层状矿物(C)(ソマシフME-100)稀释至3质量%以外,进行与涂布剂2相同的处理,由此制备了涂布剂6。

  [比较例3]

  与实施例1同样地涂布涂布剂6,并进行评价。图像分析的结果示出于表1~2中。

  <涂布剂7的制备>

  除了使用NTS-5代替ソマシフME-100作为无机层状矿物(C)以外,进行与涂布剂1相同的处理,由此制备了涂布剂7。

  [实施例4]

  与实施例1同样地涂布涂布剂7,并进行评价。图像分析的结果示出于表1~2中。

  <评价>

  (氧透过率)

  关于各个例子的阻气性膜,使用氧透过率测定装置(MOCON公司制的OXTRAN-2/20),在30℃下在相对湿度为60%的气氛下,测定了氧透过率(cm3/(m2·天·MPa))。结果示出于表1中。

  (截面的观察和图像分析)

  使用STEM的透射电子检测器,在加速电压为30kV、倍率为10万倍的条件下,获得了包括各个例子的阻气层的截面薄片样品的观察图像。使用图像处理软件(Scion ImageJ)对上述观察图像进行灰度图像处理,并调节了图像的明暗以使得阻气层的亮度直方图的平均值为亮度的中值。对于由上述测定方法1选择的各测定对象区域,测定了各测定对象区域的长度方向上的亮度投影(α),并求出了标准偏差。结果示出于表1中。表中的“n=1~n=10”表示各测定对象区域。

  对于由上述测定方法2选择的各测定对象区域,测定了各测定对象区域的长度方向上的亮度投影(β),并求出了标准偏差。结果示出于表2中。表中的“n=1~n=10”表示各测定对象区域。

  [表1]

  

  [表2]

  

  根据表1~2所示的结果,实施例1~4的阻气性膜在30℃下在相对湿度为60%的气氛下的氧透过率的值为8~57cm3/(m2·天·MPa),获得了良好的阻气性。特别地,可知,当无机层状矿物(C)的含量相同时,与比较例1~3的阻气性膜相比,实施例1~3的阻气性膜的阻气性大幅提高。

  另一方面,可知,在比较例1~3中,氧透过率的值为45~142cm3/(m2·天·MPa),无法获得良好的阻气性。

  工业实用性

  本发明的阻气性膜即使在高湿度气氛下也显示出更高的阻气性。

  因此,当作为包装材料来容纳内容物时,可以充分抑制由水蒸气等引起的内容物的劣化。因此,本发明的阻气性膜可用作包装材料。

  本发明的阻气性膜也可以用于包装材料以外的用途。作为包装材料以外的用途,例如可以用作与电子设备有关的膜、太阳能电池用膜、燃料电池用各种功能膜、基材膜等。

  符号的说明

  1阻气性膜

  10 基材

  20 阻气层

《阻气性膜.doc》
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