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技術 UV遮断性ガスバリア用コーティング剤

出願人 株式会社日本触媒
発明者 山本哲也
出願日 2001年6月14日 (18年8ヶ月経過) 出願番号 2001-180272
公開日 2002年12月26日 (17年1ヶ月経過) 公開番号 2002-371233
状態 未査定
技術分野 積層体(2) 塗料、除去剤
主要キーワード 成型形状 要求基準 成形容易性 上基材 遮断材 成形体材料 フィルム状材料 木工品
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課題

基材上に塗布した際に、ガスバリア性、UV遮断性、基材との密着性、透明性、可とう性などの特性を発現し得るコーティング剤を提供する。

解決手段

アミノ基とSiOR1基(R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基)を分子内に有するケイ素化合物(I)と、アミノ基と反応し得る官能基を分子内に有する有機化合物(II)と、R2mSi(OR3)n(R2は炭素数1〜4のアルキル基又はアミノ基と反応しない官能基を有する炭素数1〜4のアルキル基、R3は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、nは1以上の整数でかつm+n=4)で表される有機ケイ素化合物(III)及び/又はその加水分解縮合物と、Ti(OR4)4(R4は炭素数1〜6のアルキル基)で表される有機チタン化合物(IV)及び/又はその加水分解縮合物と、溶媒(V)とを含むUV遮断性ガスバリア用コーティング剤により達成される。

概要

背景

酸素窒素炭酸ガス水蒸気等の気体透過度が極めて小さいガスバリア材包装用材料等の分野において需要が増大している。さらに紫外線(本明細書中、単にUVともいう。)の透過度が極めて小さいUV遮断材も、紫外線が当たると味が変わってしまうような、ポテトチップスなどの揚げ物アルコール分を含む酒類などの食品包装用材料の分野において需要が増大している。こうした飲料品食品用容器などの包装用材料等において、ガスバリア性プラスチックフィルムまたはシート等の成形体材料に付与するためには、エチレンビニルアルコール共重合体塩化ビニリデン系共重合体芳香族ナイロン等のガスバリア性素材成形体を形成する、これらのガスバリア性素材を他の材料にラミネートまたはコーティングする、ガスバリア性およびUV遮断性を有するアルミ箔フィルム状材料にラミネートする、蒸着膜とすることでガスバリア性およびUV遮断性を発揮するような金属酸化物蒸着する等の方法がとられている。

しかしながら、これらのガスバリア性素材のうち、エチレン−ビニルアルコール共重合体や芳香族系ナイロンは耐湿性に劣り、雰囲気湿度が大きくなるに従ってガスバリア性が大幅に低下するという問題があり、塩化ビニリデン系共重合体は塩素原子を含んでいるため、公害の原因となる恐れがある。また、上記アルミ箔ラミネートフィルムでは、包装された内容物を外から見ることができず、金属酸化物蒸着フィルムは可とう性に劣るため食品包装用材料に適用しにくいほか、蒸着層クラックが生じ易く、ガスバリア性の低下を引き起こすという問題があった。

また、上記ガスバリア性にさらにUV遮断性を兼ね備えたプラスチックフィルムまたはシート等の成形体材料としては、上記アルミ蒸着やアルミ箔ラミネートフィルム、あるいは金属酸化物蒸着フィルムが多く利用されているものの、上述したように、包装された内容物を外から見ることができなかったり、可とう性に劣るため食品包装用材料に適用しにくいほか、ガスバリア性やUV遮断性の低下を引き起こすという問題があった。

また、一般に、ABSアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂FRP繊維強化プラスチック)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリスチレン、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、アクリル系樹脂等の各種プラスチックからなる成形体(加工製品)は、ガラス基材に比べ紫外線に曝されると黄変等の劣化が生じやすい。そこで、従来より、これらプラスチック成形体表面に耐候性を有する樹脂フィルムを積層することにより、紫外線劣化を防止することが行われている。

しかしながら、上記積層用樹脂フィルムにあっても、紫外線に曝されると若干進行は遅くなるが黄変等の劣化が生じることに変わりはなく、その耐候性が不充分となっている。つまり、上記積層用樹脂フィルムでは、下地保護効果や黄変防止効果等が不良であり、耐候性が劣るという問題点を有している。

そこで、例えば、特開平4−311754号公報には、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収性単量体フッ素含有単量体とを共重合してなるフッ素樹脂組成物を用いて、上記の成形体に耐候性を付与することが提案されている。ところが、該フッ素樹脂組成物は、成形体であるプラスチック基材などとの密着性接着性に劣っている。また、フッ素樹脂組成物は高価であり、かつ、汚損し易い(汚れ易い)という問題点を有している。

概要

基材上に塗布した際に、ガスバリア性、UV遮断性、基材との密着性、透明性、可とう性などの特性を発現し得るコーティング剤を提供する。

アミノ基とSiOR1基(R1は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基)を分子内に有するケイ素化合物(I)と、アミノ基と反応し得る官能基を分子内に有する有機化合物(II)と、R2mSi(OR3)n(R2は炭素数1〜4のアルキル基又はアミノ基と反応しない官能基を有する炭素数1〜4のアルキル基、R3は水素原子又は炭素数1〜4のアルキル基、nは1以上の整数でかつm+n=4)で表される有機ケイ素化合物(III)及び/又はその加水分解縮合物と、Ti(OR4)4(R4は炭素数1〜6のアルキル基)で表される有機チタン化合物(IV)及び/又はその加水分解縮合物と、溶媒(V)とを含むUV遮断性ガスバリア用コーティング剤により達成される。

目的

したがって、本発明の目的は、上記の従来技術に鑑み、ガスバリア性およびUV遮断性に優れ、さらには基材等との密着性、透明性、可とう性などに優れ、これらの特性を常に安定して発現させることのできる新規なUV遮断性ガスバリア用コーティング剤およびこれを用いたコーティング成形体を提供するものである。

さらに、本発明は、上記目的に加え、より多様な要求基準に対応できるように、上記諸特性に加え、耐候性、光沢、耐湿性、耐水性耐溶剤性機械的強度耐久性耐衝撃性耐熱性耐光性印刷性などの特性を常に安定して発現させることのできる新規なUV遮断性ガスバリア用コーティング剤およびこれを用いたコーティング成形体を提供するものである。

効果

実績

技術文献被引用数
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牽制数
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請求項1

アミノ基とSiOR1基(R1は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)を分子内に有するケイ素化合物(I)と、アミノ基と反応し得る官能基を分子内に有する有機化合物(II)と、下記一般式(1)

請求項

ID=000002HE=005 WI=055 LX=0325 LY=0700(ただし、式中、R2は炭素数1〜4のアルキル基またはアミノ基と反応しない官能基を有する炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であり、nは1以上の整数でかつm+n=4である。)で表される有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物と、下記一般式(2)

請求項

ID=000003HE=005 WI=048 LX=0360 LY=1100(ただし、式中、R4は炭素数1〜6のアルキル基である。)で表される有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物と、溶媒(V)とを含むことを特徴とするUV遮断性ガスバリアコーティング剤

請求項2

基材上に、請求項1のUV遮断性ガスバリア用コーティング剤で被覆してなる被覆層を有することを特徴とするUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体

技術分野

0001

本発明は、新規なUV遮断性ガスバリアコーティング剤およびコーティング成形体に関するものである。

背景技術

0002

酸素窒素炭酸ガス水蒸気等の気体透過度が極めて小さいガスバリア材包装用材料等の分野において需要が増大している。さらに紫外線(本明細書中、単にUVともいう。)の透過度が極めて小さいUV遮断材も、紫外線が当たると味が変わってしまうような、ポテトチップスなどの揚げ物アルコール分を含む酒類などの食品包装用材料の分野において需要が増大している。こうした飲料品食品用容器などの包装用材料等において、ガスバリア性プラスチックフィルムまたはシート等の成形体材料に付与するためには、エチレンビニルアルコール共重合体塩化ビニリデン系共重合体芳香族ナイロン等のガスバリア性素材成形体を形成する、これらのガスバリア性素材を他の材料にラミネートまたはコーティングする、ガスバリア性およびUV遮断性を有するアルミ箔フィルム状材料にラミネートする、蒸着膜とすることでガスバリア性およびUV遮断性を発揮するような金属酸化物蒸着する等の方法がとられている。

0003

しかしながら、これらのガスバリア性素材のうち、エチレン−ビニルアルコール共重合体や芳香族系ナイロンは耐湿性に劣り、雰囲気湿度が大きくなるに従ってガスバリア性が大幅に低下するという問題があり、塩化ビニリデン系共重合体は塩素原子を含んでいるため、公害の原因となる恐れがある。また、上記アルミ箔ラミネートフィルムでは、包装された内容物を外から見ることができず、金属酸化物蒸着フィルムは可とう性に劣るため食品包装用材料に適用しにくいほか、蒸着層クラックが生じ易く、ガスバリア性の低下を引き起こすという問題があった。

0004

また、上記ガスバリア性にさらにUV遮断性を兼ね備えたプラスチックフィルムまたはシート等の成形体材料としては、上記アルミ蒸着やアルミ箔ラミネートフィルム、あるいは金属酸化物蒸着フィルムが多く利用されているものの、上述したように、包装された内容物を外から見ることができなかったり、可とう性に劣るため食品包装用材料に適用しにくいほか、ガスバリア性やUV遮断性の低下を引き起こすという問題があった。

0005

また、一般に、ABSアクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂FRP繊維強化プラスチック)、PET(ポリエチレンテレフタレート)、ポリスチレン、PP(ポリプロピレン)、PC(ポリカーボネート)、アクリル系樹脂等の各種プラスチックからなる成形体(加工製品)は、ガラス基材に比べ紫外線に曝されると黄変等の劣化が生じやすい。そこで、従来より、これらプラスチック成形体表面に耐候性を有する樹脂フィルムを積層することにより、紫外線劣化を防止することが行われている。

0006

しかしながら、上記積層用樹脂フィルムにあっても、紫外線に曝されると若干進行は遅くなるが黄変等の劣化が生じることに変わりはなく、その耐候性が不充分となっている。つまり、上記積層用樹脂フィルムでは、下地保護効果や黄変防止効果等が不良であり、耐候性が劣るという問題点を有している。

0007

そこで、例えば、特開平4−311754号公報には、ベンゾトリアゾール系の紫外線吸収性単量体フッ素含有単量体とを共重合してなるフッ素樹脂組成物を用いて、上記の成形体に耐候性を付与することが提案されている。ところが、該フッ素樹脂組成物は、成形体であるプラスチック基材などとの密着性接着性に劣っている。また、フッ素樹脂組成物は高価であり、かつ、汚損し易い(汚れ易い)という問題点を有している。

発明が解決しようとする課題

0008

さらに、こうしたガスバリア性やUV遮断性のフィルムやシートが容器包装材等に使用されてなる食品や飲料品に対しては、商品購入時の消費者の厳しいチェックがあり、例えば、基材のプラスチックフィルムとの密着不良や可とう性に問題があり剥がれがあったり、透明性に問題があったり、印刷不良があるものに対しては、食品や飲料品自体の品質如何にかかわらず購入されずに売れ残ったり、返品されることもあり、食品や飲料品の容器や包装材等に使用される食品包装材料に対する要求基準は極めてシビアなものといえ、ガスバリア性、UV遮断性のほかに、基材との密着性、透明性、可とう性、印刷性、耐候性、光沢、耐湿性、耐水性耐溶剤性などに高い要求性能が求められてきており、こうした諸特性を兼ね備えた新素材を提供できるUV遮断性ガスバリア用コーティング剤およびこれを用いたコーティング成形体の開発が急務になっている。

0009

したがって、本発明の目的は、上記の従来技術に鑑み、ガスバリア性およびUV遮断性に優れ、さらには基材等との密着性、透明性、可とう性などに優れ、これらの特性を常に安定して発現させることのできる新規なUV遮断性ガスバリア用コーティング剤およびこれを用いたコーティング成形体を提供するものである。

0010

さらに、本発明は、上記目的に加え、より多様な要求基準に対応できるように、上記諸特性に加え、耐候性、光沢、耐湿性、耐水性、耐溶剤性、機械的強度耐久性耐衝撃性耐熱性耐光性、印刷性などの特性を常に安定して発現させることのできる新規なUV遮断性ガスバリア用コーティング剤およびこれを用いたコーティング成形体を提供するものである。

課題を解決するための手段

0011

そこで、本発明者は、上記課題を解決すべく、UV遮断性ガスバリア用コーティング剤およびコーティング成形体につき鋭意検討した結果、上記諸目的は、コーティング剤を被覆して成膜にした状態で、有効にUV遮断性を発現する成分、高いガスバリア性を発現する成分、上記ガスバリア性(主にシリカによる緻密な分子構造とすることで達成されるが、反面、可とう性が低下する傾向にある)およびUV遮断性を保持しつつ、優れた可とう性、さらには基材等との密着性、透明性などの特性を発現することができる成分を見出し、かかる知見に基づき、これらを含むUV遮断性ガスバリア用コーティング剤、さらにはこれを基材に被覆してなるコーティング成形体が食品包装用材料などに求められる厳しい要求基準をクリアでき、視認性に優れ、内容物の品質(味、香り、色など)をも保持できることを見出し、本発明を完成するに至ったものである。

0012

すなわち、本発明の目的は、(1)アミノ基とSiOR1基(R1は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)を分子内に有するケイ素化合物(I)と、アミノ基と反応し得る官能基を分子内に有する有機化合物(II)と、下記一般式(1)

0013

0014

(ただし、式中、R2は炭素数1〜4のアルキル基またはアミノ基と反応しない官能基を有する炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であり、nは1以上の整数でかつm+n=4である。)で表される有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物と、下記一般式(2)

0015

0016

(ただし、式中、R4は炭素数1〜6のアルキル基である。)で表される有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物と、溶媒(V)とを含むことを特徴とするUV遮断性ガスバリア用コーティング剤により達成される。

0017

また、本発明の他の目的は、(2)基材上に、上記(1)のUV遮断性ガスバリア用コーティング剤で被覆してなる被覆層を有することを特徴とするUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体により達成される。

0018

本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング剤は、上記アミノ基とSiOR1基を分子内に有するケイ素化合物(I)と、上記アミノ基と反応し得る官能基を分子内に有する有機化合物(II)と、上記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物と、上記一般式(2)で表される有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物と、溶媒(V)とを含むことを特徴とするものである。

0019

上記成分を含有するUV遮断性ガスバリア用コーティング剤では、塗布して成膜化した状態で、有効かつ効果的に、安定して高いガスバリア性、UV遮断性を発現することができ、さらに基材等との密着性、可とう性、透明性、耐候性、耐湿性、耐水性、耐溶剤性、機械的強度、耐久性、耐衝撃性、耐熱性、耐光性、印刷性などを発現し得るものである。

0020

以下、本発明につき詳細に説明する。

0021

このうち、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の主要構成成分の1つである、ケイ素化合物(I)としては、アミノ基とSiOR1基(R1は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)を分子内に有するものであればよく、特に制限されるものではない。かかるケイ素化合物(I)は、後述する有機ケイ素化合物(III)と共に、ガスバリア用コーティング剤を基材にコーティングして得られるコーティング層中のSi源となる化合物である。

0022

上記ケイ素化合物(I)は、後述のアミノ基と反応し得る官能基を分子内に有する有機化合物(II)と反応する他、加水分解性基であるSi(OR1)基(R1は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)を分子内に有しているので、有機化合物(II)と反応する前もしくは反応後に加水分解縮合が進行し、また後述の有機ケイ素化合物(III)や有機チタン化合物(IV)の加水分解性縮合基共加水分解縮合を起こして縮重合が進行していくため、速やかにハードコート性に優れた緻密な被覆層を形成することができる。また、被覆層(膜)と基材(または他の被覆層等の被塗物)との密着性を高める効果も有する。なお、上記コーティング剤としては、上記ケイ素化合物(I)を予め単独で、あるいは有機ケイ素化合物(III)および/または有機チタン化合物(IV)と(共)加水分解縮重合を行っておいてもよい。これは、基材(または他の被覆層等の被塗物)上への該コーティング剤の被覆時のケイ素化合物(I)や有機ケイ素化合物(III)、有機チタン化合物(IV)の渾散を防ぐことができ、より速やかに被覆層を形成することができるためである。また有機化合物(II)として低分子化合物を使用するときには、前もって加水分解縮合しておくことが好ましい。

0023

ここで、上記SiOR1基のR1は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。ここで、炭素数1〜4のアルキル基としては、特に制限されるものではなく、メチル基エチル基プロピル基ブチル基の直鎖アルキル基イソプロピル基分岐鎖アルキル基シクロプロピル基シクロブチル基の環状(脂環式)アルキル基のいずれであってもよい。上記R1として、好ましくは加水分解縮合の反応性に優れ、緻密な被膜を形成する上での有利性、反応容易性の観点から、メチル基、エチル基である。

0024

上記アミノ基とSiOR1基(R1は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基を表す。)を分子内に有するケイ素化合物(I)としては、具体的には、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリブトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジイソプロポキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルメチルジブトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルエチルジメトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルエチルジイソプロポキシシラン、N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルエチルジブトキシシラン、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−アミノプロピルトリイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルトリブトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルメチルジブトキシシラン、γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルエチルジエトキシシラン、γ−アミノプロピルエチルジイソプロポキシシラン、γ−アミノプロピルエチルジブトキシシラン、γ−アミノプロピルトリアセトキシシラン、γ−(2−ウレイドエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−(2−ウレイドエチル)アミノプロピルトリエトキシシラン、γ−ウレイドプロピルトリエトキシシラン、N−β(N−ビニルベンジルアミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシランなどが挙げられる。これらは、1種単独で用いてもよいし、または2種以上を併用して用いてもよい。好ましくは、反応容易性の観点から、γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシランである。

0025

また、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング剤の主要構成成分の1つである、有機化合物(II)は、アミノ基と反応し得る官能基を分子内に有する有機化合物であればよく、特に制限されるべきものではない。

0026

ここで、上記アミノ基と反応し得る官能基としては、特に制限されるものではなく、例えば、エポキシ基カルボキシル基イソシアネート基チオイソシアネート基オキサゾリニル基、(メタアクリル基アルデヒド基ケトン基アルキルハライド基などが挙げられる。好ましくは、アミノ基との反応容易性、耐熱水性の観点からエポキシ基である。

0027

上述したようにアミノ基と反応し得る官能基を分子内に有する有機化合物(II)としては、特に制限されるべきものではないが、例えば、エポキシ基含有化合物の具体例としては、2−エチルヘキシルグリシジルエーテルエチレングリコールジグリシジルエーテルジエチレングリコールジグリシジルエーテルトリエチレングリコールジグリシジルエーテル、テトラエチレングリコールジグリシジルエーテル、ノナエチレングリコールジグリシジルエーテル、プロピレングリコールジグリシジルエーテル、ジプロピレングリコールジグリシジルエーテル、トリプロピレングリコールジグリシジルエーテル、1,6−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ネオペンチルグリコールジグリシジルエーテル、グリセロールジグリシジルエーテル、トリメチロールプロパンジグリシジルエーテル等の脂肪族モノ−、ジグリシジルエーテル類;グリセロールトリグリシジルエーテルジグリセロールトリグリシジルエーテル、トリグリシジルトリス(2−ヒドロキシエチルイソシアヌレート、トリメチロールプロパントリグリシジルエーテル、ペンタエリスリトールテトラグリシジルエーテル等のポリグリシジルエーテル類アジピン酸ジグリシジルエステル、o−フタル酸ジグリシジルエステル、フェニルグリシジルエーテル等の脂肪族および芳香族モノ−、ジグリシジルエステル類ビスフェノールAジグリシジルエーテル、レゾルシノールジグリシジルエーテルヒドロキノンジグリシジルエーテル、ビシフェノールSジグリシジルエーテル、ビスフェノールFジグリシジルエーテル、および次式で表される化合物類

0028

0029

などの芳香環またはその水素添加環(核置換誘導体も含む)を有するグリシジル類;あるいはグリシジル基を官能基として有するオリゴマー類(例えばビスフェノールAジグリシジルエーテルオリゴマーの場合は下式の様に表せる);

0030

0031

などが挙げられる。

0032

また、ヘキサメチレンジイソシアネートトリレンジイソシアネート、1,4−ジフェニルメタンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネートトリフェニルメタントリイソシアネートトリジンジイソシアネートキシリレンジイソシアネートジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等のイソシアネート類酒石酸アジピン酸等のジカルボン酸類ポリアクリル酸等のカルボキシル基含有重合体;オキサゾリニル基含有重合体なども有機化合物(II)として用いることができる。これらは1種単独で用いてもよいし、2種以上を併用して用いてもよい。なお、上記例示した有機化合物(II)の中でも芳香環またはその水素添加環(核置換誘導体も含む)を有する化合物は、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を被覆してなる被覆層(塗膜)の耐水性を向上させる作用がある点で有利である。

0033

また、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング剤の主要構成成分のさらに他の1つとして、一般式(1);R2mSi(OR3)n(ただし、式中、R2は炭素数1〜4のアルキル基またはアミノ基と反応しない官能基を有する炭素数1〜4のアルキル基であり、R3は水素原子または炭素数1〜4のアルキル基であり、nは1以上の整数でかつm+n=4である。)で表される有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物が含まれてなるものである。上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤が有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物を含むことにより、基材等への密着性、ハードコート性、耐熱性を高め、食品や飲料品の包装材として使用する上で不可避ともいえる煮沸殺菌処理、さらにその後に過酷な保存環境下(例えば、20℃90%Rh程度の高湿状態下)においても十分に高いガスバリア性を保持することができるため好適である。この有機ケイ素化合物(III)は、上記ケイ素化合物(I)のもつ官能基と反応し得る官能基を持たない点で有機化合物(II)と区別できる。

0034

上記一般式(1)中のR2は、炭素数1〜4のアルキル基またはアミノ基と反応しない官能基を有する炭素数1〜4のアルキル基であればよい。ここで、アミノ基と反応しない官能基としては、特に制限されるものではなく、例えば、アミノ基、ビニル基などが挙げられる。また、炭素数1〜4のアルキル基としては、特に制限されるものではなく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基の直鎖アルキル基、イソプロピル基の分岐鎖アルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基の環状(脂環式)アルキル基のいずれであってもよいが、好ましくは加水分解縮合の反応性に優れ、緻密な被膜の形成する上での有利性、反応容易性の観点から、メチル基、エチル基である。よって、R2として好ましくは、耐熱性、耐煮沸性の観点からビニル基を有する炭素数1〜4のアルキル基である。なお、R2は、mが2以上の場合には、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

0035

上記一般式(1)中のR3は、水素原子または炭素数1〜4のアルキル基である。炭素数1〜4のアルキル基としては、特に制限されるものではなく、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基の直鎖アルキル基、イソプロピル基の分岐鎖アルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基の環状(脂環式)アルキル基のいずれであってもよい。R3として好ましくは、加水分解縮合の反応性に優れ、緻密な被膜の形成する上での有利性の観点からメチル基、エチル基である。なお、R3は、nが2以上の場合には、同一であってもよいし、異なっていてもよい。

0036

上記一般式(1)中のnは1以上の整数であり、mは0以上の整数であり、かつm+n=4である。上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を被覆して得られる被覆層の耐熱性、耐煮沸性、耐水性の観点から、m=0であり、n=4であることが好ましい。

0037

上述したような一般式(1)で表される有機ケイ素化合物(III)として具体的には、例えば、テトラメトキシシランテトラエトキシシランテトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシランメチルトリメトキシシランメチルトリエトキシシラン、メチルトリイソプロポキシシラン、メチルトリブトキシシラン、エチルトリメトキシシランエチルトリエトキシシラン、エチルトリイソプロポキシシラン、エチルトリブトキシシラン、ジメチルジメトキシシランジメチルジエトキシシラン、ジメチルジイソプロポキシシラン、ジメチルジブトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジイソプロポキシシラン、ジエチルジブトキシシラン、ビニルトリメトキシシランビニルトリエトキシシランビニルトリイソプロポキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、γ−メルカプトプロピルトリエトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン等のアルコキシシラン類、メチルトリアセトキシシラン、トリメチルシラノール等、またはこれらの化合物を含む高分子有機化合物類などが挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。なかでも、反応性および被覆して得られる被覆層が良好な耐煮沸性、耐湿性、耐水性を示す点から、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランが好ましい。

0038

また、上記一般式(1)で表される有機ケイ素化合物(III)の加水分解縮合物を含んでもよいとしたのは、上記有機化合物(II)および上記有機ケイ素化合物(III)(さらには有機チタン化合物(IV))は、UV遮断性ガスバリア用被覆層を形成する際の乾燥を防ぐためには、予め加水分解縮合を行っておくことが好ましいためである。言い換えれば、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤中に、これらの加水分解縮合物が存在し得るものが好ましいといえる。これらの(共)加水分解縮合反応は、空気中の水分で進行するが、酸または塩基等の公知の触媒を用いると効率よく行うことができる。また、加水分解反応は溶媒中で行うことが好ましく、かかる溶媒を含む上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤は、基材(あるいは他の被覆層や接着層など)上へのコーティング作業も容易となる。

0039

また、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング剤の主要構成成分のさらに他の1つとして、一般式(2);Ti(OR4)4(ただし、式中、R4は炭素数1〜6のアルキル基である。)で表される有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物が含まれてなるものである。上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤が有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物を含むことにより、該コーティング剤を被覆して得られる被覆層内にTiO−TiO−SiO−SiO構造(いわば、ブロック構造)やTiO−SiO−TiO−SiO構造(いわば、ランダム構造)が形成されるが、このうち特に該ブロック構造が有為なUVカット性、すなわち紫外線(350〜400nm)の波長域全域に対して充分なUV遮断性を発現することができ、さらに被覆層の強度を保持することができるため好適である。

0040

上記一般式(2)中のR4は、炭素数1〜6のアルキル基である。炭素数1〜6のアルキル基としては、特に制限されるものではなく、メチル基、エチル基、n−プロピル基、n−ブチル基、n−ペンチル基n−ヘキシル基の直鎖アルキル基、イソプロピル基、イソブチル基、sec−ブチル基、tert−ブチル基、イソペンチル基、ネオペンチル基、1,2−ジメチルプロピル基、1,3−ジメチルブチル基、1−イソプロピルプロピル基、1,2−ジメチルブチル基などの分岐鎖アルキル基、シクロプロピル基、シクロブチル基、シクロペンチル基、シクロヘキシル基などの環状(脂環式)アルキル基のいずれであってもよい。R4として好ましくは、加水分解縮合の反応性に優れ、緻密な被膜の形成する上での有利性の観点からn−ブチルである。なお、一般式(2)中の4個のR4は、同一であってもよいし、異なっていてもよいが、反応容易性の観点から、4個全てが同一であるものが望ましい。

0041

上述したような一般式(2)で表される有機チタン化合物(IV)として具体的には、例えば、テトラメトキシチタンテトラエトキシチタンテトライソプロポキシチタン、テトラブトキシチタン、テトラペントキシチタン、テトラヘキシルオキシチタンなどが挙げられ、これらの1種または2種以上を用いることができる。なかでも、反応性および被覆して得られる被覆層が良好な透明性を示す点から、テトラブトキシチタンが好ましい。

0042

また、上記一般式(2)で表される有機チタン化合物(IV)の加水分解縮合物を含んでもよいとしたのは、上記有機化合物(II)、上記有機ケイ素化合物(III)および有機チタン化合物(IV)は、当該被覆層を形成する際の乾燥を防ぐためには、予め加水分解縮合を行っておくことが好ましいためである。言い換えれば、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤中に、これらの加水分解縮合物が存在し得るものが好ましいといえる。これらの(共)加水分解縮合反応は、空気中の水分で進行するが、酸または塩基等の公知の触媒を用いると効率よく行うことができる。また、加水分解反応は溶媒(V)中で行うことが好ましく、かかる溶媒(V)を含む上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤は、基材(あるいは他の被覆層や接着層など)上へのコーティング作業も容易となる。

0043

また、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング剤には、上述した主要構成成分等を好適に溶解(ないし分散)し得る溶媒(V)が含まれてなるものである。かかる溶媒溶媒(V)としては、上記ケイ素化合物(I)、有機化合物(II)、有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物、有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物、並びに必要に応じて用いられる各種添加剤を溶解し得るものであれば特に制限されるべきものではなく、例えば、メタノールエタノール2−プロパノールブタノールペンタノールエチレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、エチレングリコールモノメチルエーテルジエチレングリコールモノメチルエーテルトリエチレングリコールモノメチルエーテル等のアルコール類アセトンメチルエチルケトンメチルイソブチルケトンシクロヘキサノン等のケトン類トルエンベンゼンキシレン等の芳香族炭化水素類ヘキサンヘプタンオクタン等の炭化水素類メチルアセテートエチルアセテートプロピルアセテートブチルアセテート等のアセテート類;その他、エチルフェノールエーテルプロピルエーテル、テトラヒドロフラン、水などが挙げらる。これらは、1種単独で使用しても良いし、2種以上を混合して用いてもよい。なかでも加水分解反応時の安定性や保存安定性に優れている点で、メタノール、エタノールなどのアルコール類が好ましい。特に本発明においては、これらの中から上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の当該溶媒(V)以外の他の構成成分の種類に応じて、得られる被覆層の架橋が緻密になり、かつ適当な可とう性を有し、所望のガスバリア性、UV遮断性等の諸特性が有効に発現できるように適当な溶媒を適宜選択することが望ましい。

0044

さらに、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング剤には、必要に応じて、硬化触媒濡れ性改良剤可塑剤消泡剤増粘剤などの無機ないし有機系の各種添加剤を適量添加することもできる。

0045

次に、上記ケイ素化合物(I)の配合量は、有機化合物(II)、並びに有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物、有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物の配合比率や他の添加剤の使用の有無などによっても異なることから一義的に規定することはできないが、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の構成成分(ただし、溶媒(V)を除く)の合計配合量に対して、通常10〜80質量%、好ましくは20〜70質量%の範囲である。上記ケイ素化合物(I)の配合量が10質量%未満の場合には、該コーティング剤を基材上に被覆して得られる被覆層の製膜性が劣ることがある。一方、80質量%を越える場合には、該被覆層の可とう性、耐水性が劣ることがある。

0046

上記有機化合物(II)の配合量は、ケイ素化合物(I)、有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物、並びに有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物の配合比率や他の添加剤の使用の有無などによっても異なることから一義的に規定することはできないが、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の構成成分(ただし、溶媒(V)を除く)の合計配合量に対して、通常1〜50質量%、好ましくは5〜20質量%の範囲である。上記有機化合物(II)の配合量が1質量%未満の場合には、該コーティング剤を基材上に被覆して得られる被覆層の可とう性が劣ることがある。一方、50質量%を越える場合には、該被覆層の耐水性が劣ることがある。

0047

上記有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物の配合量は、上記ケイ素化合物(I)、有機化合物(II)、有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物の配合比率や他の添加剤の使用の有無などによっても異なることから一義的に規定することはできないが、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の構成成分(ただし、溶媒(V)を除く)の合計配合量に対して、通常15〜80質量%、好ましくは20〜70質量%の範囲である。上記有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物の配合量が80質量%を越える場合には、該コーティング剤を基材上に被覆して得られる被覆層の可とう性が劣ることがある。一方、15質量%未満の場合には、該被覆層の耐水性が劣ることがある。

0048

上記有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物の配合量は、上記ケイ素化合物(I)、有機化合物(II)、有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物の配合比率や他の添加剤の使用の有無などによっても異なることから一義的に規定することはできないが、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の構成成分(ただし、溶媒(V)を除く)の合計配合量に対して、通常0.5〜5質量%、好ましくは1〜3質量%の範囲である。上記有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物の配合量が5質量%を越える場合には、該コーティング剤を基材上に被覆して得られる被覆層の透明性が劣ることがある。一方、0.5質量%未満の場合には、該被覆層のUV吸収が劣ることがある。

0049

上記溶媒(V)の配合量は、特に限定されないが、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤(ここでは、溶媒(V)を含む)の全質量を100質量%としたときに、通常50〜97質量%、好ましくは60〜90質量%の範囲である。溶媒(V)の配合量が50質量%未満の場合には、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の反応安定性に劣ることがあり、また塗工中に、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の粘度が上昇して均一塗工ができなくなる可能性がある。一方、97質量%を超える場合には、該コーティング剤を基材上に被覆して得られる被覆層を形成する際の生産性が劣ることがあるほか、有効成分が低濃度となり過ぎるため、必要な該被覆層の膜厚を確保できない場合がある。

0050

また、上記ケイ素化合物(I)、有機化合物(II)、有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物、有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物、並びに溶媒(V)以外の他の硬化触媒、濡れ性改良剤、可塑剤、消泡剤、増粘剤などの無機ないし有機系の各種添加剤の配合量にあっては、かかる添加剤の持つ諸特性を十分に発現でき、かつ上記ケイ素化合物(I)、有機化合物(II)、有機ケイ素化合物(III)よび/またはその加水分解縮合物、有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物、並びに溶媒(V)による本発明のガスバリア性、UV遮断性等の発現効果に影響を及ぼさない範囲内であれば、特に制限されるべきものではない。

0051

なお、上記ケイ素化合物(I)、有機化合物(II)、有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物、有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物、さらにはその他の添加剤を含む上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤(ただし、溶媒(V)を除く)の合計配合量は、いかなる組み合わせであっても常に100質量%である。

0052

本発明に係るUV遮断性ガスバリア用コーティング剤の調製方法としては、特に限定されるものではなく、例えば、(1) 上記ケイ素化合物(I)と、上記有機化合物(II)と、上記有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物と、有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物と、溶媒(V)とを含む配合成分(他の任意成分を含んでいても良い)を単に混合する方法、(2) 予め溶媒(V)の存在下で、上記ケイ素化合物(I)と上記有機化合物(II)との官能基反応を行ってから、上記有機ケイ素化合物(III)および/またはその加水分解縮合物と、有機チタン化合物(IV)および/またはその加水分解縮合物とを同時にまたは順々に加える方法、(3) 上記有機化合物(II)および溶媒(V)の存在下で、上記ケイ素化合物(I)と上記有機ケイ素化合物(III)、および上記ケイ素化合物(I)と有機チタン化合物(IV)を同時にまたは順々に(共)加水分解縮合する方法、(4) 溶媒(V)の存在下で、上記ケイ素化合物(I)と上記有機ケイ素化合物(III)、および上記ケイ素化合物(I)と有機チタン化合物(IV)を同時にまたは順々に共加水分解縮合してから、上記有機化合物(II)と反応させる方法、などが挙げられるが、これらに何ら制限されるべきものではない。なお、上記溶媒(V)は、その調製段階や方法に応じて適当な種類のものを適時、適量を補充ないし追加することが望ましい。

0053

次に、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体は、基材上に、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤で被覆した被覆層を有することを特徴とするものである。

0054

本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体に用いることのできる基材としては、UV遮断性およびガスバリア性が要求される各種用途、例えば、食品(飲料品を含む。以下同様)の容器や包装材などに利用されてなるプラスチック基材などを用いることができる。具体的には、こうした用途ごとに該基材に求められる要求特性も異なることから一義的に規定することはできず、それぞれの要求特性(例えば、機械的特性光学特性など)に応じて、最適な基材を適宜選択すべきものであり、特に制限されるものではない。

0055

上記基材としては、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンイソフタレート、ポリエチレン−2,6−ナフタレートポリブチレンテレフタレートやこれらの共重合体等のポリエステル系樹脂ポリアミド類、ポリスチレン、ABS樹脂ポリ(メタ)アクリル酸エステルポリアクリロニトリルポリ酢酸ビニル、ポリカーボネート、セロファンポリイミドポリエーテルイミドポリスフォンポリエーテルケトンアイオノマー樹脂フッ素樹脂等の熱可塑性樹脂や、メラミン樹脂ポリウレタン樹脂エポキシ樹脂フェノール樹脂不飽和ポリエステル樹脂ユリア樹脂アルキド樹脂珪素樹脂等の熱硬化性樹脂、繊維強化プラスチック(FRP)などの複合材料等が挙げられる。なお、好適な基材は上述したように用途ごとに異なるものであるが、例えば、食品の容器や包装材に利用する場合には、機械的強度、透明性、耐熱性(耐煮沸性)、成形容易性、着色、低燃焼カロリー化などの観点から、ポリカーボネート(PC)、耐衝撃性ポリスチレンHIPS)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、エチレンビニルアルコール共重合体EVOH)、ガスバリヤー性樹脂、ポリエチレンやポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリアミドセロハンが好ましく、特に加工のし易さ、汎用性などの理由から、ポリプロピレン、ポリアミド、PETなどの熱可塑性樹脂がより好ましい。これらは、1種単独で使用してもよいし、2種以上を併用してもよい。また、これらの基材自身単一材料では得られない要求特性を得るために性質の異なる材料により多層にしてもよい。なお、本発明では、上述したように透明性を有するプラスチック基材の利用が最も一般的であるが、半透明ないし不透明なプラスチック基材、さらにはガラスセラミックス金属箔や金属酸化物などの適用(蒸着などによりその一部に適用する場合を含む)を排除するものではない。

0056

上記基材の形状としては、特に制限されるものではなく、任意の形状に成形できる特徴を有しており、使用用途に応じて適宜選択することができる。よって、かかる基材上に上記UV遮断性ガスバリア用被覆層を形成して得られる本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体も、その名称の拘されるべきものではなく、例えば、食品の容器や包装材などに使用される形態であれば本発明の範囲に含まれるべきものである。かかる基材の形状としては、フィルム状のもの以外にも、シート状、あるいはボトル形状ペットボトルを含む)やトレイ形状などの成型形状やフィルム等を2次加工した袋状形状等のものであってもよい。また、フィルム状やシート状のものでも、曲面を有するものであってもよい。

0057

上記基材の厚さは、使用用途により異なるため一義的に規定することは困難であり、用途に応じて適宜選択されるべきものである。例えば、食品の容器や包装材に利用する場合には、通常7〜100μm、好ましくは10〜30μmの範囲である。フィルム基材の厚さが、7μm未満の場合には、ピンホールが発生する可能性のほか、機械的強度不足であるなど好ましくない。一方、100μmを越える場合には、該コーティング成形体の生産性に劣るほか、容器や包装材に求められる薄膜化の要求を満足するのが困難となる場合があるなど好ましくない。

0058

また、上記基材として、例えば、透明なプラスチック基材等を用いる場合には、その表面を予めプラズマ処理またはコロナ放電処理したり、あるいは、基材表面を酸素を含む雰囲気中で200〜400nm付近波長の紫外線を照射した後に、上記被覆層を形成することが好ましい。

0059

また、上記基材(被塗物)の汚れの付着状態によっては、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤などをはじくなどして均一にコーティングできない場合、基材表面の洗浄表面改質を行うことで改善できる。洗浄や表面改質の方法としては、アルコール、アセトン、ヘキサンなどの有機溶媒による脱脂洗浄アルカリや酸による洗浄、研磨剤により表面を研磨する方法、超音波洗浄などの洗浄法や、紫外線照射処理紫外線オゾン処理、プラズマ処理、コロナ放電処理、熱処理などの表面改質法が挙げられる。

0060

また、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体は、上記基材上に、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤で被覆してなる被覆層(本明細書中、単にUV遮断性ガスバリア用被覆層ともいう。)を有するものである。ここで、UV遮断性ガスバリア用被覆層は、基材上に直接形成されてもよいし、該UV遮断性ガスバリア用被覆層以外の他の被覆層(接着層、化粧層などを含む)を介して間接的に形成されてもよい。

0061

また、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を基材ないし他の被覆層等(本明細書中では、単に基材等ともいう)の表面上にコーティングする方法としては、特に制限されるべきものではなく、従来公知の薄膜作成技術や塗膜塗装技術等を適宜利用することができるものであり、例えば、ロールコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法ノズルコーティング法ダイコーティング法、スプレーコーティング法スピンコーティング法カーテンコーティング法フローコーティング法スクリーン印刷グラビア印刷曲面印刷などの各種印刷法など、あるいはこれらを組み合わせた方法を採用できる。なかでも、ダイコーティング法は、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の安定性を増す上で好ましい。

0062

上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤をコーティングした後は、基板上に形成されたUV遮断性ガスバリア用被覆層の硬化および乾燥を行う。かかる硬化および乾燥では、加熱、あるいは加熱・加湿を行えば、ハードコート性に優れた緻密なUV遮断性ガスバリア用被覆層を速やかに形成することができる点で好ましい。ここで加熱を行う場合には、基材ないし他の被覆層等の耐熱温度以下で加熱することが好ましい。なお、乾燥の際に上記有機ケイ素化合物(III)や有機チタン化合物(IV)の蒸発を防ぐ観点からは、上記有機ケイ素化合物(III)の加水分解縮合物及び有機チタン化合物(IV)の加水分解縮合物を配合してなる上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を用いることが好ましい。

0063

さらにUV遮断性ガスバリア用被覆層中の未反応の上記ケイ素化合物(I)のSiOR1基、有機ケイ素化合物(III)のSiOR3基、有機チタン化合物(IV)のTiOR4基を低減することが高温多湿の環境下においても十分なガスバリア性、UV遮断性を保持させる上で望ましいことから、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を基材等の表面上に適当なコーティング方法により被覆した後に、該UV遮断性ガスバリア用被覆層の硬化および乾燥を行い、その後に該UV遮断性ガスバリア用被覆層中の未反応の上記ケイ素化合物(I)のSiOR1基や有機ケイ素化合物(III)のSiOR3基や有機チタン化合物(IV)のTiOR4基を反応(縮合)させるエージング熟成)処理を行うのが好ましく、例えば、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を基材等の表面上に塗布乾燥後に、未反応基を減少させる上で有効な加熱処理(例えば、40〜60℃の間の温度で1〜7日間熱処理すること)やコロナ処理を行う方法などが好ましい。ただし、該エージング処理は、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を基材等の表面上に塗布し、乾燥硬化してUV遮断性ガスバリア用被覆層を形成した後に、直ぐに行ってもよいし、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を基材等の表面上に塗布し、乾燥硬化してUV遮断性ガスバリア用被覆層を形成した後、さらに他の被覆層を形成した後に行ってもよい。ここで、基材等の耐熱温度とは、実質上基材等の特性が保持できる上限の温度のことであり、ガラス基材ならば、例えば、軟化点失透温度(通常600〜700℃)など、プラスチック基材ならば、例えば、ガラス転移点結晶化温度分解点などが挙げられる。なお、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤の塗工前に、基材等の表面上にウレタン樹脂等の公知のアンカーコート層等の他の被覆層や接着層などを設けてもよいことはいうまでもない。

0064

上記硬化および乾燥、さらには熟成処理により、基材等の表面上に所望のUV遮断性ガスバリア用被覆層を形成することができる。かかるUV遮断性ガスバリア用被覆層の乾燥後の厚みとしては、使用用途により異なるため一義的に規定することはできないが、高いガスバリア性、UV遮断性を発現し、さらに基材等との密着性、透明性、可とう性、耐湿性等の特性を発揮することができるものであればよく、通常0.1〜5μm、好ましくは0.5〜3μmの範囲である。かかるUV遮断性ガスバリア用被覆層の乾燥後の厚みが0.1μm未満の場合には、被膜が均一にならないとともに、ガスバリア性、UV遮断性、基材等との密着性、透明性、可とう性、耐湿性等の特性が充分に発現しにくい。一方、UV遮断性ガスバリア用被覆層の乾燥後の厚みが5μmを超える場合には、被膜にクラックが生じ易くなる。

0065

なお、上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を基材上に被覆して得られるUV遮断性ガスバリア用被覆層においては、基材上に同じ種類(組成)の上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を何度かに分けてコーティング(塗布)してもよいし、あるいは種類(組成)の異なる上記UV遮断性ガスバリア用コーティング剤を別々にコーティング(塗布)することにより、各層ごとに組成及び厚さの異なる多層構造(途中に他の被覆層が形成されていてもよい)のUV遮断性ガスバリア用被覆層を形成してもよい。

0066

上述したように、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体は、ガスバリア性およびUV遮断性に優れ、さらには基材等との密着性、透明性、可とう性などに優れ、これらの特性を常に安定して発現させることができるものである。これらの特性のうち、ガスバリア性に関しては、使用用途により要求される基準が異なるほか、基材の種類や全体の積層構造などによっても異なるため一義的に規定することはできないが、例えば、酸化を受けやすく紫外線により風味が失われたり、変色(黄変)しやすいポテトチップスや酒類などの食品や飲料品の容器や包装用のフィルムとして使用する場合を例にとり説明すれば、高湿下(20℃90%Rh)での気体(酸素)透過度が30ml/m2・24hrs以下、好ましくは20ml/m2・24hrs以下、より好ましくは10ml/m2・24hrs以下であることが望ましい。該気体(酸素)透過度が30ml/m2・24hrsを超える場合には、UV遮断性ガスバリア用コーティング成形体にて十分に酸素などの気体をカットできず、かなりの酸素量が透過することになるため、酸素等により、経時的にではあるが、ポテトチップスや酒類などの風味が失われたり、変色(黄変)するようになるため、こうした食品の賞味期限の長期化(高品質の長期保持)が充分に達成できないことになる。

0067

また、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体のUV遮断性に関しても、使用用途により要求される基準が異なるほか、基材の種類や全体の積層構造などによっても異なるため一義的に規定することはできないが、上記と同様の食品や飲料品の容器や包装用のフィルムとして使用する場合を例にとり説明すれば、290〜400nm(紫外線のうち地表に到達するUV—A(320〜400nm)およびUV—B(290〜320nm))の範囲での光線透過率が80%以下、好ましくは70%以下である。290〜400nmの範囲の光線透過率が80%を超える場合には、UV遮断性ガスバリア用コーティング成形体にて十分に紫外線をカット(吸収ないし反射)できず、かなりの紫外線量が透過することになるため、紫外線により、経時的にではあるが、ポテトチップスや酒類などの風味が失われたり、変色(黄変)するようになるため、こうした食品の賞味期限の長期化が充分に達成できないことになる。

0068

なお、本発明にかかるUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体としては、例えば、特に食品や飲料品の容器や包装用のフィルムのほか、医薬品、例えば、目薬等の容器、輸液バック医療用容器包装材料、あるいはコンテナ等のプラスチック成形品家電製品鋼製品大型構造物自動車内外装部品建材木工品ガラス製品等が挙げられるが、特に限定されるものではない。

0069

以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明するが、下記実施例は、本発明を何ら制限するものではなく、前、後記の趣旨を逸脱しない範囲で変更、実施する事は全て本発明の技術範囲包含される。

0070

実施例1
N−β(アミノエチル)−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン{ケイ素化合物(I)}14gと、ビスフェノールAジグリシジルエーテル{有機化合物(II)}2gと、トルエン{溶媒(V)}10gおよびメタノール{溶媒(V)}30gの混合液を60℃で3時間反応後、室温まで冷却し、水{溶媒(V)}2.8gとメタノール{溶媒(V)}10gの混合液を加えて、30分間反応し、さらにMシリケート51(テトラメトキシシランオリゴマー;多摩化学株式会社製、有機ケイ素化合物(III)の加水分解縮合物)8.5gとメタノール{溶媒(V)}10gを加えて1時間反応した。この反応液に、テトラブトキシチタン{有機チタン化合物(IV)}0.1gと2−プロパノール{溶媒(V)}12gの混合液を加えて、UV遮断性ガスバリア用コーティング剤(1)を得た。

0071

このUV遮断性ガスバリア用コーティング剤(1)を厚さ25μmのPETフィルムに乾燥後の厚みが1μmになるように塗布し、100℃で20秒乾燥後、さらに60℃で5時間熟成し、PETフィルム基材上にUV遮断性ガスバリア用被覆層を有するUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体(1)を得た。

0072

このUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体(1)の特性評価を下記表1に示す。

0073

比較例1
実施例1でテトラブトキシチタン{有機チタン化合物(IV)}を加えなかった以外は実施例1と同様にして、比較用コーティング剤(1)および比較用コーティング成形体(1)を得た。

0074

比較用コーティング成形体(1)の特性評価を下記表1に併せて示す。

0075

0076

表1中の光線透過率(%):360nmでの光線透過率を測定した。

0077

表1中の酸素透過度モダンコントロールズ社製の酸素透過度測定装置にて、20℃90%Rhで測定した。単位は、ml/m2・24hrs・atmである。

0078

表1中の可とう性:以下の試験により判定した。

0079

○:成形体を180°折り曲げてクラックが発生せず。

0080

×:成形体を180°折り曲げてクラックが発生する。

発明の効果

0081

上述したように、本発明のUV遮断性ガスバリア用コーティング剤、および該コーティング剤を基材上に被覆してなる被覆層を有するUV遮断性ガスバリア用コーティング成形体は、該コーティング剤を基材上に塗布した際に優れたUV遮断性、ガスバリア性、基材等との密着性、透明性、可とう性、さらには耐候性、光沢、耐湿性、耐水性、耐溶剤性、機械的強度、耐久性、耐衝撃性、耐熱性、耐光性、柔軟性、印刷性などの特性を発現し得るため、これらの特性(の一部)が要求される各種分野において幅広く適用することができるものであり、例えば、酸素透過性の低い酸素バリア性に優れるものは食品包装分野に適用することができ、また炭酸ガス透過性の低い炭酸ガスバリア性に優れるものは清涼飲料水ビールなどの容器などに適用することができるなど、各種の食品や飲料品の容器や包装材に適用することができる。特に、酸化を受けやすく紫外線により風味が失われたり、変色(黄変)しやすいポテトチップスなどの揚げ物やアルコールを含む酒類などの食品や飲料品の容器や包装材(具体的には、プラスチック基材上に、UV遮断性ガスバリア用被覆層が形成された食品包装用フィルムやペットボトルの容器など)に適用することができる。さらに、液晶表示装置携帯端末ないしモバイル機器などに用いられる電子部品(例えば、液晶ディスプレイのUV遮断性被覆層、ガスバリア性被覆層が形成されたポリマーフィルム基材など)、医療機器器具や医薬品の容器(例えば、血液保存バックや目薬の容器など)などの幅広い用途に適用できるものである。また、収縮による応力を受けても基材上に形成された各被覆層の特性が損なわれることもないため、食品や飲料品の容器や包装材に使われているシュリンクフィルム収縮性フィルム)にも適用可能であり、極めて広範囲に適用できるものである。

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