[发明专利]用于形成气体阻隔层的涂料组合物、气体阻隔性薄膜以及气体阻隔性薄膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于形成气体阻隔层的涂料组合物、具有气体阻隔性的薄膜（气体阻隔性薄膜）以及气体阻隔性薄膜的制造方法。更详细而言，本发明涉及一种气体阻隔层的形成技术，该气体阻隔层的形成技术能够以用于涂装的方式在广泛的产业领域中使用，其用于形成能够广泛用于食品、药品、化妆品、日用品等的包装材料的具有优良的气体截止功能的气体阻隔性薄膜，或者以赋予防腐蚀性和气体阻隔性为目的在各种基材上形成气体阻隔层，并且该气体阻隔层的形成技术在对环境问题的应对方面也比现有材料更优良。

背景技术

已知气体阻隔材料及使用了该气体阻隔材料的包装材料，例如：气体阻隔性薄膜主要以保护内容物为目的而用作以食品包装用材料为首的药品包装用材料等各种包装用材料，并且广泛用于工业材料领域。作为显示出最优良的氧气阻隔性的材料，可以列举出铝蒸镀薄膜，与树脂薄膜不同，该薄膜不透明，因此存在看不见内容物等问题。在此，作为显示出气体阻隔性的树脂材料的代表性的物质，可以列举出乙烯-乙烯醇共聚树脂（以下简记为EVOH）和偏氯乙烯树脂（以下简记为PVDC）。

上述EVOH的热熔融成型性优良，因此通过熔融挤出成型加工成单层薄膜或与聚丙烯等树脂进行共挤出加工成多层薄膜来使用。但是，EVOH容易吸湿，有在高湿度下气体阻隔性降低这样的缺点。另外，EVOH难以在有机溶剂中溶解，因此在无法利用涂布法来制作薄膜这一点上，使用上存在限制。

另一方面，PVDC是与EVOH相比气体阻隔的湿度依赖性小、且能够利用涂布法进行成型的树脂。另外，该涂布法的生产装置比共挤出法简单，在能比较廉价地得到薄膜这一点上也有优势。另外，PVDC几乎不具有吸湿性，即使在高湿度下也显示出良好的气体阻隔性，因此能够与透湿度无关地用于涂布用的各种基材。通过如上所述的方法制造的PVDC涂布的各种薄膜以含有大量水分的食品为中心作为食品包装用材料来使用。另外，层压有PVDC薄膜的薄膜不论是干燥物还是含水物，都可以用作各种食品的气体阻隔包装材料。

但是，在使用PVDC形成得到的包装材料中存在下述问题。上述包装材料在利用后从家庭中作为一般废弃物被废弃，但由于PVDC含有氯，因此被指出：在进行焚烧处理时，氯气将会成为酸雨的产生原因。另外，被指出：由于燃烧而产生有害气体，特别是，低温下的焚烧将会成为致癌性较强的有机氯化合物的产生原因。由此，强烈期望更换为其他材料。

针对该问题，作为不产生有机氯化合物的其他气体阻隔材料，还熟知聚乙烯醇（PVA）系薄膜，并且涂布有在水中溶解的PVA系树脂的薄膜已经上市。PVA与EVOH同样容易吸湿，因此由PVA形成的薄膜在湿度低的状态下显示出非常优良的氧气阻隔性，但其吸湿性大，当相对湿度超过60%时，氧气阻隔性急剧变差，可以认为在这样的环境下缺乏实用性。因此，仅仅能在有限的用途中进行取代。

关于改善EVOH和PVA的耐湿性，如下述所列举进行了大量的研究。例如，提出了利用甲基丙烯酸进行交联（专利文献1）、添加丙烯酸（专利文献2）等导入第2成分的方法；或者通过薄膜形成后的热处理而使其具有交联结构的方法（专利文献3）等，得到了相应的改善效果。但是，在薄膜制造中需要热处理等，因此还不能广泛用作取代PVDC的材料。

另一方面，采用具有与烯烃系树脂不同的化学结构的树脂进行的气体阻隔材料的开发正在进行中。例如，提出了利用具有酰胺键的聚酰胺树脂的阻隔材料；利用具有氨基甲酸酯键的聚氨酯树脂的气体阻隔材料（专利文献4、5）。但是，这些聚酰胺树脂或聚氨酯树脂需要将间二甲苯骨架等刚性的化学结构导入到必要成分中，树脂发生高熔点化，或者无法与通用树脂进行共挤出，或者与EVOH的情况同样地有在有机溶剂中不溶解这样的缺点。另外，也提出了将上述聚氨酯树脂用作乳胶（专利文献6），但水系涂布是并不能直接应用溶剂系的涂布系统的，因此不能取代PVDC涂布。此外，还有对气体阻隔性薄膜实施了铝蒸镀后的薄膜，其以快餐为中心被广泛使用。但是，也如上所述，此时看不到内容物，因此根据用途优选透明的薄膜的情况很多，其会成为缺点的情况也很多。