[发明专利]阻气性层叠体

说明书

技术领域

本发明涉及在高湿度下也具有优异的阻气性的阻气性层叠体。

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、成形性优异，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、蒸馏甑处理食品、化妆品、医疗用品、农药等的包装时，在长期保存中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(以下简写为“PVDC”。)的乳液等来形成阻气性高的PVDC层的层叠膜，就被广泛用于食品包装等。但是，PVDC在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(以下简写为“PVA”。)不产生毒气、且在低湿度气氛下的阻气性也高。但是，随着湿度增加，其阻气性急剧降低，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(以下简写为“EVOH”。)。但是，为了把在高湿度下的阻气性维持在实用性水平，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，有机溶剂的使用从环境问题的观点出发是不希望的，并且因为需要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，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与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，通过热处理，使两聚合物通过酯键进行交联的方法(参照专利文献1～7)。但是，在这些公报中提到的方法中，为了显现出高度的阻气性，需要高温下的加热处理或者长时间的加热处理，制造时需要大量的能量，因此对于环境的负荷并不少。进而，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发生产生皱褶等的变形，所以不能用作包装用材料。为了防止塑料基材的劣化，需要把可充分耐受高温加热的特殊耐热性膜作为基材，但在通用性、经济性方面存在困难。另一方面，热处理温度低时，需要处理非常长的时间，导致生产率低下。

另外，正在进行通过在PVA中引入交联结构来解决上述PVA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PVA膜原本具有的在干燥条件下的阻氧气性降低，其结果很难得到在高湿度下良好的阻氧气性。另外，通常通过使聚合物分子进行交联来提高耐水性，但阻气性是防止氧气等比较小的分子侵入或扩散的性质，仅仅使聚合物交联也不一定获得阻气性，例如环氧树脂或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，虽然使用PVA这样的水溶性聚合物，但通过比以往低温或短时间的加热处理来提供在高湿度下也具有高阻气性的阻气性层叠体(参照专利文献8～10)。

专利文献8～10记载的阻气层形成用涂料，虽然使用水溶性聚合物，但可通过比专利文献1～7记载的涂布剂更为低温或短时间的加热，获得在高湿度下也具有比以往高的阻气性的阻气性层叠体。但是上述专利文献8～10记载的使PVA中的羟基和乙烯-马来酸共聚物中的COOH进行酯化反应、或导入金属交联结构的方法，对高湿度下的阻气性的提高是有限的。

因此，提出了改善上述技术，以得到进一步高的阻气性的方法的方案(参照专利文献11～14)。这些文献中记载，通过将由PVA及乙烯-马来酸共聚物被特定的金属盐部分中和的组合物构成的阻气性涂料进行加热处理，可得到比专利文献8～10所记载物质更优异的阻气性涂膜；以及通过在水的存在下或含有特定金属离子的水的存在下，将这样得到的阻气性涂膜进行加热处理，可得到更优异的阻气性涂膜。作为在水(或含有特定金属的水)存在下进行加热处理的方法，可列举在温水浸渍、温水喷雾、高湿度下的保存、水蒸气加热等方法，优选处理温度90℃以上、处理时间1分钟以上。

但这样的方法，需要使涂布有阻气层的膜与水接触比较长时间，因此可预计生产工序的复杂化、生产率的低下。进而，由于在处理工序中热或吸水对于膜的影响变得很大，所以例如使用聚酰胺这样吸水性高的膜作为基材的情况等，就会有变形或卷曲这样对于品质的不良影响。

如上所述，在越来越要求进一步提高高湿度下的阻气性的今天，仅凭以往技术，很难在工业上有效地得到更高性能、更高品质的阻气性层叠体。

专利文献1：日本特开平06-220221号公报