水系涂覆劑及阻氣性膜的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于干燥食品?糕點?面包?美味食品等怕潮氣及氧的食品、及 一次性懷爐、片劑?粉末藥物或敷劑?貼劑等醫(yī)藥品的包裝材料的水系涂覆劑及阻氣性膜。 進而，詳細而言，涉及一種用于需要高阻氣性和可識別內(nèi)容物的透明性的包裝領(lǐng)域的水系 涂覆劑及阻氣性膜。
[0002] 本申請基于2013年4月25日在日本申請的日本特愿2013-093026號而主張優(yōu)先 權(quán)，并將其內(nèi)容引用于此。
【背景技術(shù)】
[0003] 為了抑制內(nèi)容物變質(zhì)及腐敗等并保持食品或醫(yī)藥品等的功能及性質(zhì)，用于食品及 醫(yī)藥品等的包裝的包裝材料需要有阻擋水蒸氣、氧、以及使其它內(nèi)容物變質(zhì)的氣體進入的 性質(zhì)（阻氣性）。
[0004] 因此，以往在這些包裝材料中設(shè)置有由具有阻氣性的材料構(gòu)成的阻氣層。迄今為 止，阻氣層通過濺射法或蒸鍍法、濕涂法或印刷法等而設(shè)置在膜或紙等基材上。另外，阻氣 層可使用由鋁等金屬構(gòu)成的金屬箱及金屬蒸鍍膜、聚乙烯醇、乙烯-乙烯醇共聚物、及聚偏 二氯乙烯等的樹脂膜（例如參照專利文獻1~5)。
[0005] 然而，金屬箱及金屬蒸鍍膜雖然阻氣性優(yōu)異，但存在由于為不透明因而無法確認 內(nèi)容物、或由于伸縮性差因而在伸長數(shù)％后產(chǎn)生裂紋而使阻氣性降低、或在使用后廢棄時 需要作為不燃物進行處理等種種問題。
[0006] 另外，由聚偏二氯乙烯的樹脂膜構(gòu)成的阻氣層雖然顯示無濕度依賴性的良好的阻 氣性，但在廢棄處理等時，有可能成為二噁英等有害物質(zhì)的發(fā)生源，傾向于避諱含有氯系物 質(zhì)的包裝材料。
[0007] 另一方面，由非氯系的聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物的樹脂膜構(gòu)成的阻氣層雖 然在低濕度氣氛下顯示高阻氣性，但由于存在濕度依賴性，因此存在阻氣性隨著濕度上升 而大幅降低的缺點。
[0008] 另外，與聚偏二氯乙烯的樹脂膜或低濕度氣氛下的聚乙烯醇的樹脂膜的阻氣性相 比，其它的阻氣性樹脂膜的阻氣性較差。
[0009] 為了改善這些樹脂膜的阻氣性，提出有一種將樹脂和無機層狀礦物復(fù)合化的樹脂 膜。在該復(fù)合化的樹脂膜中，為了提高阻氣性，需要在膜的內(nèi)部有序地分布、排列無機層狀 礦物。然而，隨著規(guī)則地分布、排列無機層狀礦物，樹脂膜的凝聚力及樹脂膜對基材的密著 力降低，因此極難兼具高阻氣性和作為包裝材料的充分的密著強度。
[0010] 對此，提出有一種在上述的聚乙烯醇或乙烯-乙烯醇共聚物等和層狀化合物的復(fù) 合體中添加水系聚氨酯而改善所述復(fù)合體對基材的密著性的阻氣性膜（例如參照專利文 獻6)。然而，該阻氣性膜在80%以上的高濕度下阻氣性不充分。
[0011] 另一方面，提出有一種由氨基甲酸酯基的濃度或脲基的濃度高的聚氨酯樹脂和多 胺化合物構(gòu)成且對基材的密著性良好、濕度依賴性低的阻氣性樹脂層疊膜（例如參照專利 文獻7)。然而，該阻氣性膜的阻氣性比上述由聚偏二氯乙烯等構(gòu)成的樹脂膜差，作為阻氣性 包裝材料的應(yīng)用范圍有限。
[0012] 此外，在通過在皮膜側(cè)（皮膜上）涂布粘接劑而貼合其它膜的層疊膜中，阻氣性膜 要求隨著時間經(jīng)過而不劣化的層壓強度。
[0013] 現(xiàn)有技術(shù)文獻
[0014] 專利文獻
[0015] 專利文獻1 :日本特開2001-287294號公報
[0016] 專利文獻2 :日本特開平11-165369號公報
[0017] 專利文獻3 :日本特開平6-93133號公報
[0018] 專利文獻4 :日本特開平9-150484號公報
[0019] 專利文獻5 :日本專利第3764109號公報
[0020] 專利文獻6 :日本專利第3351208號公報
[0021] 專利文獻7 :日本專利第4434907號公報

【發(fā)明內(nèi)容】

[0022] 發(fā)明所要解決的課題
[0023] 本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于提供一種阻氣性膜，其在高濕度氣 氛下的阻氣性優(yōu)異，另外，長時間具有作為包裝用材料的充分的密著強度及膜凝聚強度，且 層壓強度的劣化小。
[0024] 用于解決課題的手段
[0025] 本發(fā)明的第一方案的水系涂覆劑包含：水性聚氨酯樹脂（A)、水溶性高分子（B)及 無機層狀礦物（C)作為主要構(gòu)成成分，所述水性聚氨酯樹脂（A)含有具有酸基的聚氨酯樹 脂和多胺化合物，其中所述水性聚氨酯樹脂（A)、所述水溶性高分子（B)及所述無機層狀礦 物（C)在所述水系涂覆劑的總固形物中所占的固形物配合比率為以下記載的范圍。
[0026] 水性聚氨酯樹脂（A) 5~60質(zhì)量％
[0027] 水溶性高分子（B) 25~80質(zhì)量％
[0028] 無機層狀礦物（C) 8~20質(zhì)量％
[0029] 在本發(fā)明的第1方案中，所述水溶性高分子（B)可以為皂化度為95%以上的聚乙 烯醇樹脂。
[0030] 在本發(fā)明的第1方案中，所述無機層狀礦物（C)可以為水溶脹性合成云母。
[0031] 本發(fā)明的第2方案的阻氣性膜包括由塑料材料構(gòu)成的基材膜和形成于所述基材 膜的一面或兩面且以水性聚氨酯樹脂（A)、水溶性高分子（B)及無機層狀礦物（C)為主要構(gòu) 成成分的皮膜，所述水性聚氨酯樹脂（A)含有具有酸基的聚氨酯樹脂和多胺化合物，其中 所述水性聚氨酯樹脂（A)、所述水溶性高分子（B)及所述無機層狀礦物（C)在所述皮膜中所 占的比率為以下的范圍。
[0032] 水性聚氨酯樹脂（A) 5~60質(zhì)量％
[0033] 水溶性高分子（B) 25~80質(zhì)量％
[0034] 無機層狀礦物（C) 8~20質(zhì)量％
[0035] 在本發(fā)明的第2方案中，所述水溶性高分子（B)可以為皂化度為95%以上的聚乙 烯醇樹脂。
[0036] 在本發(fā)明的第2方案中，所述無機層狀礦物（C)可以為水溶脹性合成云母。
[0037] 發(fā)明效果
[0038] 本發(fā)明的第1方案的水系涂覆劑含有水性聚氨酯樹脂（A)、水溶性高分子（B)及無 機層狀礦物（C)作為主要構(gòu)成成分且將這些構(gòu)成成分的固形物配合比率調(diào)整至規(guī)定范圍。 由此，可將由水系涂覆劑構(gòu)成的皮膜制成在高濕度氣氛下的阻氣性優(yōu)異且皮膜對基材的密 著性及皮膜的凝聚力也長時間良好的皮膜。通過將具有所述皮膜的阻氣性膜用作包裝用材 料，可提高內(nèi)容物的品質(zhì)保持性而有效用作各種各樣的包裝用材料。
[0039] 本發(fā)明的第2方案的阻氣性膜具有以水性聚氨酯樹脂（A)、水溶性高分子（B)及無 機層狀礦物（C)作為主要構(gòu)成成分的皮膜。而且，通過將這些構(gòu)成成分的固形物配合比率 調(diào)整至規(guī)定范圍，可制成在高濕度氣氛下的阻氣性優(yōu)異、皮膜對基材的密著性及皮膜的凝 聚力也長時間良好的阻氣性膜。由此，可減小將粘接劑涂布于皮膜側(cè)（皮膜上）并貼合其 它膜而成的層疊膜的層壓強度的劣化。通過將所述層疊膜用作包裝用材料，可提高內(nèi)容物 的品質(zhì)保持性而有效用作各種各樣的包裝用材料。
【具體實施方式】
[0040] 對本發(fā)明的第1實施方式的水系涂覆劑及本發(fā)明的第2實施方式的阻氣性膜的實 施方式進行說明。需要說明的是，本實施方式是為了更好地理解發(fā)明主旨而作出的具體說 明，只要沒有特別指定，則并不限定本發(fā)明。
[0041] "水系涂覆劑"
[0042] 本發(fā)明的第1實施方式的水系涂覆劑包含水性聚氨酯樹脂（A)、水溶性高分子（B) 及無機層狀礦物（C)作為主要構(gòu)成成分，所述水性聚氨酯樹脂（A)含有具有酸基的聚氨酯 樹脂和多胺化合物，其中水性聚氨酯樹脂（A)、水溶性高分子（B)及無機層狀礦物（C)在所 述水系涂覆劑的總固形物中所占的固形物配合比率為以下記載的范圍。
[0043] 水性聚氨酯樹脂（A) 5~60質(zhì)量％
[0044] 水溶性高分子（B) 25~80質(zhì)量％
[0045] 無機層狀礦物（C) 8~20質(zhì)量％
[0046] [水性聚氨酯樹脂（A)]
[0047] 作為構(gòu)成水性聚氨酯樹脂（A)的聚氨酯樹脂（陰離子自乳化型聚氨酯樹脂）的酸 基，可以舉出羧基及磺酸基等。
[0048] 酸基可位于聚氨酯樹脂的末端或側(cè)鏈上，但優(yōu)選至少位于側(cè)鏈上。該酸基通?？?被中和劑（堿）中和，可與堿形成鹽。另外，酸基可與構(gòu)成水性聚氨酯樹脂（A)的多胺化合 物的氨基（亞氨基或叔氮原子）鍵合。
[0049] 聚氨酯樹脂的酸值可在能夠賦予水溶性或水分散性的范圍內(nèi)選擇，但優(yōu)選為5~ 100mgK0H/g，更優(yōu)選為 10 ~70mgK0H/g，特別優(yōu)選為 15 ~60mgK0H/g。
[0050] 另外，從阻氣性的觀點考慮，聚氨酯樹脂的氨基甲酸酯基及脲基（尿素基）的合計 濃度優(yōu)選為15質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為20~60質(zhì)量％。
[0051] 需要說明的是，氨基甲酸酯基濃度及脲基濃度是指將氨基甲酸酯基的分子量 (59g/當量）或脲基的分子量（伯氨基（氨基）：58/g當量、仲氨基（亞氨基）：57g/當量） 除以聚氨酯樹脂的重復(fù)構(gòu)成單元的分子量而得到的值。
[0052] 需要說明的是，在使用混合物作為聚氨酯樹脂的情況下，氨基甲酸酯基濃度及脲 基濃度可以以反應(yīng)成分的進料基準、即各成分的使用比例為基準而算出。
[0053] 聚氨酯樹脂優(yōu)選至少具有剛性單元（由烴環(huán)構(gòu)成的單元）和短鏈單元（例如由烴 鏈構(gòu)成的單元）。即，聚氨酯樹脂的重復(fù)構(gòu)成單元優(yōu)選源自多異氰酸酯成分、多羥基酸成分、 以及多元醇成分和鏈延長劑成分中的至少一種（特別是至少源自多異氰酸酯成分）并含有 烴環(huán)（芳香族和/或非芳香族烴環(huán)）。
[0054] 聚氨酯樹脂的重復(fù)構(gòu)成單元中的由烴環(huán)構(gòu)成的單元的比例優(yōu)選為10~70質(zhì) 量％，更優(yōu)選為15~65質(zhì)量％，特別優(yōu)選為20~60質(zhì)量％。
[0055] 聚氨酯樹脂的數(shù)均分子量可適宜選擇，但優(yōu)選為800~1，000, 000,更優(yōu)選為 800 ~200, 000,進一步優(yōu)選為 800 ~100, 000。
[0056] 為了提高阻氣性，聚氨酯樹脂可以為結(jié)晶性。
[0057] 另外，聚氨酯樹脂的玻璃化轉(zhuǎn)變點優(yōu)選為100°C以上（例如100~200°C左右），更 優(yōu)選為110°c以上（例如110~180°C左右），進一步優(yōu)選為120°C以上（例如120~150°C 左右）。
[0058] 水性聚氨酯樹脂（A)優(yōu)選含有中和劑且在上述聚氨酯樹脂溶解或分散在水性介 質(zhì)中的狀態(tài)下形成。