[发明专利]阻气层形成用涂料及阻气性层叠体

说明书

技术领域

本发明涉及阻气层形成用涂料及阻气性层叠体。

背景技术

聚酰胺膜、聚酯膜等热塑性树脂膜由于强度、透明性、成型性优异， 因此作为包装材料而用于广泛的用途。但是，这些热塑性树脂膜由于氧 等气体的透过性大，所以在用于一般食品、蒸煮处理食品、化妆品、医 疗用品、农药等的包装时，在长期保存对象物期间，有时其内容物会因 透过膜的氧等气体而发生变质。

因此，在热塑性树脂的表面涂布聚偏二氯乙烯(以下简记为 “PVDC”)的乳液等而形成有阻气性高的PVDC层的层叠膜，被广泛 用于食品包装等。但是，PVDC在包装膜废弃后焚烧时会产生酸性气体 等有机物质，因此，近年来随着对环境的关心增加，强烈希望向其他材 料过渡。

作为代替PVDC的材料，聚乙烯醇(以下简记为“PVA”)不会产 生有毒气体、且在低湿度环境下的阻气性也高。但是，随着湿度增加， 阻气性急剧降低，因此往往不能用于含有水分的食品等的包装。

作为改善PVA在高湿度下的阻气性降低的聚合物，已知有乙烯醇和 乙烯的共聚物(以下简记为“EVOH”)。但是，为了将高湿度下的阻气 性维持在实用水平，需要将乙烯的共聚比提高到一定程度，而这种聚合 物难溶于水。因此，为了使用乙烯的共聚比高的EVOH来得到涂布剂， 需要使用有机溶剂或水与有机溶剂的混合溶剂。但是，这种情况下，由 于使用有机溶剂，因而从环境问题的观点出发是不理想的，并且因为必 须有机溶剂的回收工序等，存在成本变高的问题。

作为将由水溶性聚合物构成的液体组合物涂布在膜上，从而在高湿 度下也显现出高阻气性的方法，提出了以下方案，即，将由PVA、和聚 丙烯酸或聚甲基丙烯酸的部分中和物构成的水溶液涂布在膜上，进行热 处理，从而使两聚合物通过酯键进行交联的方法(JP-A-06-220221、 JP-A-07-102083、JP-A-07-205379、JP-A-07-266441、JP -A-08-041218、JP-A-10-237180)。

但是，在这些文献中提到的方法中，为了显现出高度的阻气性，必 须在高温下的加热处理或者长时间的加热处理，因此阻气层制造时需要 大量的能量，因此对于环境的负荷并不少。

此外，在高温下进行热处理时，有可能导致构成阻气层的PVA等发 生变色或分解，除此之外，在层叠有阻气层的塑料膜等基材上会发生产 生皱褶等变形，而不能用作包装用材料。为了防止塑料基材的劣化，必 须将能够充分耐受高温加热的特殊耐热性膜作为基材，这样一来，在通 用性、经济性方面就存在困难。

另一方面，热处理温度低时，必须进行非常长时间的处理，产生生 产率降低的问题。

另外，进行了通过在PVA中引入交联结构来解决上述涂布有PVA 的膜的问题的研究。但是，通常随着交联密度增加，虽然PVA膜的阻 氧气性的湿度相关性减小，但另一方面PVA膜原本具有的在干燥条件 下的阻氧气性却降低，其结果是很难得到高湿度下的良好阻氧气性。

另外，通常通过将聚合物分子交联来提高耐水性，但阻气性是防止 氧等较小的分子侵入、扩散的性质，仅仅使聚合物交联也不一定获得阻 气性。例如，环氧树脂、酚醛树脂等三维交联性聚合物就不具有阻气性。

还提出了以下方案，即，通过比以往低温或短时间的加热处理，来 得到虽然使用PVA这样的水溶性聚合物、但在高湿度下也具有高阻气 性的阻气性层叠体的方法(JP-A-2001-323204、JP-A-2002- 020677、JP-A-2002-241671)。这些文献记载的涂布剂，虽然使用 水溶性聚合物，但能够通过比上述交联涂布剂的情况下低温或短时间的 加热，来形成即使在高湿度下也具有比以往高的阻气性的阻气性层叠 体。

但是，仅凭这些文献中所记载的、通过加热使PVA中的羟基与聚丙 烯酸中或乙烯-马来酸共聚物中的COOH进行酯化反应的方法，将形 成有阻气层的膜在高温高湿度下长时间保存时，酯键因水解而分解，阻 气性显著劣化。

这样一来，仅凭将涂布剂加热、固化，无法满足更严格的要求。