CN105008457A - 聚酯树脂水性分散体以及使用其的粘合剂组合物 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种对布、纸或者塑料膜等各种基材的粘合性良好,对各种溶剂的耐溶剂性、耐水性、耐皂性优异的聚酯树脂水性分散体组合物以及使用其的粘合剂组合物。所述聚酯树脂水性分散体组合物含有满足特定规定的聚酯(A)和(B)与固化剂(C),并且在使用该聚酯树脂水性分散体组合物制作膜厚8μm的薄膜时,该薄膜120℃下的弹性模量满足1MPa~1kPa的规定。
Description
技术领域
本发明涉及聚酯树脂水性分散体以及使用其的粘合剂组合物。
背景技术
目前,在涂料、油墨、涂层剂、粘合剂以及纤维制品或纸等各种加工助剂领域中,大量地使用有机溶剂。但是,近年由这些有机溶剂引发的环境污染或作业环境的恶化等变得愈发凸显。因此,国内外皆逐年加强限制有机溶剂的排放。受到这种潮流的影响,作为减少有机溶剂的使用的方法策略,多功能且水性化的趋势高涨。
作为将聚酯树脂分散或增溶于水中的方法,已知将亲水性的原料共聚、引入分子骨架的方法,例如将含有金属磺酸盐基团的原料或聚亚烷基二醇等单独使用或并用、共聚的方法等(例如,专利文献1)。然而,无论哪一种方法,为了赋予对水的优异溶解性或分散性,而必须使用大量上述亲水性原料,从而因所获得的薄膜上也残留有亲水性基团,而导致在薄膜耐水性方面上出现问题。
作为解决上述问题的尝试,已知通过在聚酯树脂上附加羧酸从而成为高酸价的共聚聚酯树脂,并通过使用氨或低沸点的胺中和该高酸价的共聚聚酯树脂而成为作为亲水性基团的羧酸中和盐,并将聚酯树脂分散或增溶于水中的方法(例如,专利文献2)。如果是通过该方法所获得的薄膜,则因为在制作薄膜时,中和羧酸的氨或低沸点胺挥发,且在薄膜中作为亲水性基团的羧酸中和盐无残留,所以可以提升所获得的薄膜的耐水性。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本专利特公昭47-40873号公报
专利文献2:日本专利特开2008-223039号公报
发明内容
发明要解决的课题
然而,相比于通过溶解于溶剂中的共聚聚酯树脂所获得的薄膜,通过使用专利文献1或2中公开的方法制作的水性分散体共聚聚酯树脂所获得的薄膜更加平滑,所以导致无法获得充足的耐水性或耐溶剂性。
进一步地,如果是将二种基材进行粘结的层间粘合剂树脂,则通常以将粘合剂涂敷于基材1上的状态长期保管,并在使用时则粘合于基材2上使用的方法较为普遍,所以一般使用非固化性树脂。然而,如果是使用非固化性树脂的粘合层,则存在粘合强度或耐溶剂性、耐水性低劣的问题。
虽然也有在含羟基的树脂中调配异氰酸酯系交联剂而成的2液固化型粘合剂,但是因为在树脂中调配固化剂、涂布于基材(基材1)后、树脂与固化剂的反应结束前,必须对以下的基材(基材2)进行粘合,而无法在基材1上涂敷有粘合剂的状态下长期保管,从而存在使用方法上具有限制的问题。
进一步地,如果是这种粘合剂,则因调配的异氰酸酯随时间的推移与水进行反应,而存在调配液的状态下的稳定性差的问题。
此外,为了解决上述问题,也有调配嵌段异氰酸酯系而成的粘合剂,但是如果在树脂中调配固化剂、并涂敷于基材(基材1)上后、在粘合以下基材(基材2)时没有长时间地处于高温下,则异氰酸酯系固化剂的嵌段成分不离解,从而存在生产率差的问题。
解决课题的手段
本发明的目的在于提供一种粘合剂,其特征在于,通过在对基材1进行涂布时,使聚酯树脂与少量的固化剂发生反应,从而可以不用完全固化反应,而提高分子量,在将粘合剂涂布于基材1上的状态下长期保存,并在粘合于基材2上时的层叠性、层叠后的粘合性、耐溶剂性、耐水性良好。
本发明的目的在于提供一种粘合剂,其虽然使用了水性分散体共聚聚酯树脂,还是对布、纸或者塑料膜等各种基材的粘合性良好,且对各种溶剂的耐溶剂性、耐水性、耐皂性优异。
为了完成上述课题,本发明人进行了深入研究,乃至提出以下发明。即,本发明是如下所示的聚酯树脂水性分散体组合物、粘合剂组合物以及层叠体。
聚酯树脂水性分散体组合物,其特征在于,含有聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)以及固化剂(C),并且满足下述(1)~(3)中任一项,且满足下述(4):
(1)聚酯树脂(A)是酸价10~400eq/t、玻璃化转变温度5~50℃的聚酯树脂,聚酯树脂(B)是玻璃化转变温度为25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度;
(2)聚酯树脂(A)是玻璃化转变温度为50℃以上的非晶性聚酯树脂(A1)与玻璃化转变温度为0℃以下的结晶性聚酯树脂(A2)的混合物,(A1)与(A2)的玻璃化转变温度的加权平均值为5~50℃,(A1)与(A2)的酸价的加权平均值为10~400eq/t;聚酯树脂(B)是玻璃化转变温度为25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)的玻璃化转变温度的加权平均值高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度;
(3)使用聚酯树脂水性分散体组合物制作膜厚8μm的薄膜,该薄膜被绝干后所包含的聚酯树脂(A)或聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度中至少之一为5~50℃;
(4)使用聚酯树脂水性分散体组合物制作膜厚8μm的薄膜时,该薄膜120℃下的弹性模量为1MPa~1kPa。
此外,优选地,固化剂(C)为碳化二亚胺系固化剂。
优选地,相对于100质量份的聚酯树脂(A),其含有10~100质量份的聚酯树脂(B),0.5~40质量份的固化剂(C)。
粘合剂组合物,其特征在于,含有所述聚酯树脂水性分散体组合物。
如上所述的粘合剂组合物的用途,其用于将膜与膜或膜与纸进行粘合。
层叠体,其特征在于,进一步地通过所述粘合剂组合物层叠而成。
层叠体的制造方法,其特征在于,将含有满足下述(1)~(3)中任一项条件的聚酯树脂和固化剂(C)涂布于基材1上,制作膜厚为8μm、120℃下的弹性模量为1MPa~1kPa的薄膜后,粘合至基材2:
(1)聚酯树脂(A)是酸价10~400eq/t、玻璃化转变温度5~50℃的聚酯树脂,聚酯树脂(B)是玻璃化转变温度为25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度;
(2)聚酯树脂(A)是玻璃化转变温度为50℃以上的非晶性聚酯树脂(A1)与玻璃化转变温度为0℃以下的结晶性聚酯树脂(A2)的混合物,(A1)与(A2)的玻璃化转变温度的加权平均值为5~50℃,(A1)与(A2)的酸价的加权平均值为10~400eq/t;聚酯树脂(B)是玻璃化转变温度为25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)的玻璃化转变温度的加权平均值高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度;
(3)所述薄膜被绝干后所包含的聚酯树脂(A)或聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度中至少之一为5~50℃。
发明效果
本发明的聚酯树脂水性分散体组合物,其因含有具有特定的玻璃化转变温度、酸价的多种聚酯树脂和固化剂,所以易于形成耐水性、耐溶剂性、耐皂性以及粘合性优异的粘合用树脂组合物。
具体实施方式
以下,详细说明本发明的实施方式。
<聚酯树脂(A)>
本发明中使用的聚酯树脂(A)优选将聚酯、羟基羧酸、内酯进行共聚,该聚酯是由2元以上的多元羧酸化合物构成的羧酸成分与由2元以上的多元醇化合物构成的醇成分缩聚而获得的化学结构。当聚酯是由2元以上的多元羧酸化合物构成的羧酸成分与由2元以上的多元醇化合物构成的醇成分缩聚而获得的化学结构时,优选为由多元羧酸化合物和多元醇化合物中的至少一方是2种以上的成分构成的共聚聚酯树脂。此外,优选为由多元羧酸化合物和多元醇化合物主要是二羧酸成分与二醇成分构成的共聚聚酯树脂。此处,主要是指,相对于构成本发明中使用的聚酯树脂(A)的全部酸成分与全部醇成分的合计,以摩尔基准计,二羧酸成分与二醇成分的合计占50摩尔%以上。二羧酸成分与二醇成分的合计优选为70摩尔%以上,更优选为85摩尔%以上,优选为95摩尔%以上,也可为100摩尔%。
作为二羧酸,优选为芳香族二羧酸或脂肪族二羧酸,其中,优选为芳香族二羧酸。在将羧酸成分的合计量设定为100摩尔%的情况下,芳香族二羧酸成分的共聚量为40摩尔%以上,优选为45摩尔%以上,更优选为50摩尔%以上,进一步地优选为55摩尔%以上。如果小于40摩尔%,则获得的涂膜的机械强度变低,该情况下没有实用的价值。
芳香族二羧酸具体可举例为对苯二甲酸、间苯二甲酸、邻苯二甲酸、萘二羧酸等,但并不限于这些。脂肪族二羧酸具体可举例为琥珀酸、己二酸、壬二酸、癸二酸、十二烷二羧酸等,但并不限于这些。这些二羧酸成分可以单独使用或者2种以上并用。此外,作为其它的多元羧酸成分,可以使用对羟基苯甲酸、对羟乙氧基苯甲酸等芳香族羟基羧酸;反丁烯二酸、顺丁烯二酸、衣康酸、六氢化邻苯二甲酸、四氢化邻苯二甲酸等不饱和脂环族;1,2-环己烷二羧酸、1,3-环己烷二羧酸、1,4-环己烷二羧酸等脂环族二羧酸等。进一步地视需要,也可以包含偏苯三甲酸、均苯三甲酸、均苯四甲酸等三元羧酸和四元羧酸以及其酸酐等。
作为二醇成分,优选脂肪族二醇。在将二醇成分的合计量设定为100摩尔%的情况下,脂肪族二醇成分的共聚量为40摩尔%以上,优选为50摩尔%以上,更优选为60摩尔%以上,进一步地优选为70摩尔%以上。如果小于40摩尔%,则存在获得的涂膜的玻璃化转变温度(以下有时也称为Tg)变高而不适用于粘合剂的情况。
脂肪族二醇具体可以列举出:乙二醇、丙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1,3-丙二醇、2-甲基-1,3-丙二醇(以下,有时也称为2MG)、1,4-丁二醇、1,5-戊二醇、1,6-己二醇、3-甲基-1,5-戊二醇、二乙二醇、三乙二醇、一缩二丙二醇、聚乙二醇、聚丙二醇、聚丁二醇等,但并不限于这些。这些二醇成分可以单独使用或2种以上并用。此外,作为其它的二醇,可以使用1,2-环己烷二甲醇、1,3-环己烷二甲醇、1,4-环己烷二甲醇、三环癸烷二醇、双酚A的环氧乙烷加成物和环氧丙烷加成物、氢化双酚A的环氧乙烷加成物和环氧丙烷加成物等。其中,视需要也可以包含少量的三羟甲基乙烷、三羟甲基丙烷、甘油、季戊四醇等三元醇和四元醇。
聚酯树脂(A)的酸价优选在10~400eq/t的范围内。更优选为11~360eq/t,进一步地优选为12~320eq/t,最优选为13~280eq/t。如果酸价大于400eq/t,则促进聚酯树脂水性分散体水解,而存在长期保存稳定性恶化的情况。如果酸价小于10eq/t,则因为无法与固化剂充分地进行反应,而存在由本发明的聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的耐溶剂性·耐水性恶化的情况。
为了将聚酯树脂(A)分散于水中,而优选在树脂骨架中引入具有亲水性的极性基团。作为极性基团,可以举例为金属磺酸盐基团、羧基、磷酸基等,更优选金属磺酸盐基团、羧基,进一步地就分散性、获得的水分散体的长期稳定性优异的观点而言,最优选为金属磺酸盐基团。此外,视需要,这些极性基团可以单独使用或并用。
引入金属磺酸盐基团的方法并无特别的限定,可以举例为:在聚酯树脂(A)聚合时,使含有金属磺酸盐基团的二羧酸或二醇共聚。含有金属磺酸盐基团的二羧酸是指,含有磺酸的碱金属盐或碱土金属盐的二羧酸,具体可举例为:间苯二甲酸-5-磺酸钠(5-スルホナトイソフタル酸ナトリウム)、间苯二甲酸-5-磺酸钾、4-磺基萘-2,7-二羧酸钠、5-(4-磺化苯氧基)间苯二甲酸钠等,但并不限于这些。含有金属磺酸盐基团的二醇是指,含有磺酸的碱金属盐或碱土金属盐的二醇,具体可举例为:2-磺基-1,4-丁二醇的钠盐、2,5-甲基-3-磺基-2,5-己二醇的钠盐等,但并不限于这些。含有这些金属磺酸盐基团的二羧酸或二醇可以单独使用或2种以上并用。
引入金属磺酸盐基团作为亲水性基团的情况下,为了满足水分散性和耐水性两者,所以聚酯树脂(A)中的来自磺酸的官能团浓度优选为70~400eq/t,进一步地优选为90~320eq/t,特别优选为110~290eq/t。如果来自磺酸的官能团浓度小于70eq/t,则无法确保充足的分散稳定性。此外,如果来自磺酸的官能团浓度大于400eq/t,则皮膜的耐水性将降低。
也可以引入羧基作为除金属磺酸盐以外的亲水性基团。引入羧基的方法有:在将聚酯树脂聚合之后,常压、氮气气氛下后加成多元羧酸酐以赋予酸价的方法;或者在将聚酯高分子量化之前的低聚物状态的材料中投入多元羧酸酐,然后通过减压下的缩聚反应进行高分子量化以赋予酸价的方法等。为容易地获得目标酸价,优选为前者的方法。作为多元羧酸酐的具体例子,可以列举出偏苯三甲酸酐、邻苯二甲酸酐、均苯四甲酸酐、琥珀酸酐、马来酸酐、1,8-萘二甲酸酐、1,2-环己烷二羧酸酐、环己烷-1,2,3,4-四羧酸-3,4-酐、乙二醇双(偏苯三酸酐)酯(エチレングリコ一ルビスアンヒドロトリメリテ一ト)、5-(2,5-二氧代四氢-3-呋喃基)-3-甲基-3-环己烯-1,2-二羧酸酐、萘-1,4,5,8-四羧酸二酐等,但并不限于这些。这些多元羧酸酐可以单独使用或者2种以上并用。
在引入羧基作为亲水性基团时,聚酯树脂(A)中来自羧酸的官能团浓度(酸价)优选为10~400eq/t,更优选为100~320eq/t,进一步地优选为120~320eq/t,特别优选为150~280eq/t。如果来自羧酸的官能团浓度小于10eq/t,则无法确保充足的分散稳定性。此外,如果来自羧酸的官能团浓度大于400eq/t,则不仅皮膜的耐水性将会降低,还存在促进分子链水解的担忧。特别是,在没有引入金属磺酸盐的情况下,为了确保水分散性和耐水性,而优选为100eq/t以上。
作为聚酯树脂(A)的制造方法,可以采用公知的方法,例如在150~250℃下将上述二羧酸和二元醇成分进行酯化后,通过边减压边在230~300℃下缩聚,可以获得目标聚酯树脂。另外,在引入亲水性的极性基团的情况下,优选添加醋酸钠、醋酸钾等1价无机盐作为聚合的稳定剂。此外,作为热稳定剂,也可添加受阻酚或位阻胺系等化合物。
<聚酯树脂(B)>
与所述聚酯树脂(A)相同地,本发明中使用的聚酯树脂(B)优选为将聚酯、羟基羧酸、内酯进行共聚的材料,其中,该聚酯是由2元以上的多元羧酸化合物构成的羧酸成分与由2元以上的多元醇化合物构成的醇成分缩聚而获得的化学结构。在聚酯为由2元以上的多元羧酸化合物构成的羧酸成分与由2元以上的多元醇化合物构成的醇成分缩聚而获得的化学结构的情况下,优选为由多元羧酸化合物和多元醇化合物中的至少一方为2种以上的成分构成的共聚聚酯树脂。此外,优选为由多元羧酸化合物和多元醇化合物主要是二羧酸成分与二醇成分构成的共聚聚酯树脂。此处,主要是指,相对于构成本发明中使用的聚酯树脂(B)的全部酸成分与全部醇成分的合计,以摩尔基准计,二羧酸成分与二醇成分的合计占50摩尔%以上。二羧酸成分与二醇成分的合计优选为70摩尔%以上,更优选为85摩尔%以上,优选为95摩尔%以上,也可为100摩尔%。
聚酯树脂(B)的制造方法与所述聚酯树脂(A)相同地可以采用公知的方法。例如,在150~250℃下将上述二羧酸和二元醇成分进行酯化后,通过边减压边在230~300℃下进行缩聚,从而可以获得目标聚酯树脂。另外,在引入亲水性的极性基团的情况下,优选添加醋酸钠、醋酸钾等1价无机盐作为聚合的稳定剂。此外,作为热稳定剂,也可添加受阻酚或位阻胺系等化合物。
与所述聚酯树脂(A)相同地,为了将聚酯树脂(B)分散于水中,而优选在树脂骨架中引入具有亲水性的极性基团。作为极性基团,可以列举出金属磺酸盐基团、羧基、磷酸基等,更优选金属磺酸盐基团、羧基,进一步地就分散性、获得的水分散体的长期稳定性优异的观点而言,最优选为金属磺酸盐基团。此外,视需要,这些极性基团可以单独使用或并用。官能团的优选引入量与所述聚酯树脂(A)相同。
本发明中使用的聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的组成和组成比可以通过计算将聚酯树脂(A)溶解于氘代氯仿等溶剂中而测定的1H-NMR的积分比以求得。
本发明中使用的聚酯树脂水性分散体组合物必须满足下述(1)~(3)中任一项条件,且满足下述(4)条件。
<满足(1)的聚酯树脂水性分散体组合物>
优选地,聚酯树脂(A)是酸价10~400eq/t、玻璃化转变温度5~50℃的聚酯树脂,聚酯树脂(B)是玻璃化转变温度25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度。
本发明中使用的聚酯树脂(A)的酸价优选在10~400eqA的范围内,更优选为11~360eq/t,进一步地优选为12~320eq/t,最优选为13~280eq/t。如果酸价大于400eq/t,则促进聚酯树脂水性分散体的水解,而存在长期保存稳定性恶化的情况。如果酸价小于10eq/t,则因无法与固化剂充分地发生反应,而存在由本发明的聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的耐溶剂性·耐水性变差的情况。
本发明中使用的聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度优选在5~50℃的范围内,更优选为7~45℃,进一步地优选为10~43℃,特别优选为15~40℃。如果玻璃化转变温度小于5℃,则虽然从本发明的聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的粘合性等良好,但是存在粘性(tack)变高的倾向。另一方面,如果玻璃化转变温度大于50℃,则在与基材2进行粘合时,存在层叠性低下而无法粘合的情况。进一步地,耐水性、耐溶剂性、耐皂性存在降低的倾向。
本发明中使用的聚酯树脂(B)优选为非晶性的聚酯树脂。此外,玻璃化转变温度优选为25℃以下,更优选为15℃以下,进一步地优选为10℃以下,最优选为5℃以下。下限并没有特别的限制,通常为-30℃以上,优选为-25℃。如果玻璃化转变温度大于25℃,则在与基板2进行粘合时,存在层叠性低下而无法粘合的情况。此外,耐水性、耐溶剂性、耐皂性存在下降的倾向。酸价优选在0~20eq/t的范围内,更优选为0~15eq/t,进一步地优选为0~10eq/t,最优选为0~5eq/t。如果酸价大于20eq/t,则聚酯树脂(B)与固化剂反应而粘合剂层的弹性模量上升,存在层叠性恶化的情况。
优选地,聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度。通过将聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度设定为高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度,可以期望层叠性的提高效果。
关于所述聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)的混合比(质量比),相对于聚酯树脂(A)100质量份,聚酯树脂(B)优选为10~100质量份,更优选为15~70质量份,进一步地优选为18~50质量份。如果聚酯树脂(B)的混合量过多,则虽然所获得的聚酯树脂水性分散体的粘合性等良好,但是存在粘性变高的倾向。如果在上述范围内,则因粘性也俱佳而优选。另一方面,如果聚酯树脂(B)的混合量过少,则在与基材2进行粘合时,存在层叠性低下而无法粘合的情况。进一步地,耐水性、耐溶剂性、耐皂性存在降低的倾向。
聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)的混合,也可以将通过使用聚酯树脂(A)而制作的聚酯树脂水性分散体与通过使用聚酯树脂(B)而制作的聚酯树脂水性分散体进行混合,也可以在混合有聚酯树脂(A)与聚酯树脂(B)的状态下进行水分散化。在不损伤本发明的性能的范围内,也可以混合其他的聚酯树脂或水性分散体。
<满足(2)的聚酯树脂水性分散体组合物>
优选地,聚酯树脂(A)是玻璃化转变温度50℃以上的非晶性聚酯树脂(A1)与玻璃化转变温度0℃以下的结晶性聚酯树脂(A2)的混合物,(A1)与(A2)的玻璃化转变温度的加权平均值为5~50℃,(A1)与(A2)的酸价的加权平均值为10~400eq/t,聚酯树脂(B)是玻璃化转变温度25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)的玻璃化转变温度的加权平均值高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度。
本发明中使用的聚酯树脂(A)既可以是单独的聚酯树脂,也可以是2种以上的聚酯树脂的混合物。在为2种以上的聚酯树脂的混合物情况下,优选含有下述的聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2),且聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)的玻璃化转变温度的加权平均值在5~50℃的范围内。
<聚酯树脂(A1)>
聚酯树脂(A1)优选为非晶性的聚酯树脂。玻璃化转变温度优选为50℃以上,更优选为55℃以上,且优选100℃以下,更优选为90℃。如果玻璃化转变温度小于50℃,则由本发明的聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的粘性变大,在使用上存在问题。酸价优选在5~400eq/t的范围内,更优选为10~360eq/t,进一步地优选为11~320eq/t,最优选为12~280eq/t。如果酸价大于400eq/t,则将促进所获得的聚酯树脂水性分散体的水解,存在长期保存稳定性恶化的情况。如果酸价小于10eq/t,则因无法与固化剂进行充分地反应,而存在由本发明的聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的耐溶剂性、耐水性变差的情况。
<聚酯树脂(A2)>
聚酯树脂(A2)优选为结晶性的聚酯树脂。如果是非晶性,则由本发明的聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的粘性变大,在使用上存在问题。玻璃化转变温度优选为0℃以下,更优选为-5℃以下,且优选为-30℃以上,更优选为-20℃以上。如果玻璃化转变温度大于0℃,则熔点变高,粘合时无法显示出良好的层叠性。酸价优选在5~400eq/t的范围内,更优选为10~360eq/t,进一步地优选为11~320eq/t,最优选为12~280eq/t。如果酸价大于400eq/t,则将促进所获得的聚酯树脂水性分散体的水解,存在长期保存稳定性恶化的情况。如果酸价小于10eq/t,则因无法与固化剂充分地进行反应,而存在从本发明的聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的耐溶剂性、耐水性变差的情况。
本发明中的结晶性的聚酯树脂是指,使用差示扫描量热仪(DSC)从-100℃到250℃以20℃/分进行升温,该升温过程中显示出明确的熔融峰的物质,而非晶性的聚酯树脂是指,使用差示扫描量热仪(DSC)从-100℃到250℃以20℃/分进行升温,该升温过程中未显示出明确的熔融峰的物质。
在并用所述聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)的情况下,聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度的加权平均值优选在5~50℃的范围内,更优选为7~45℃,进一步地优选为10~43℃,特别优选为15~40℃。如果玻璃化转变温度小于5℃,则虽然由聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的粘合性等良好,但是存在粘性变高的倾向。另一方面,如果玻璃化转变温度大于50℃,则在与基材2进行粘合时,存在层叠性低下而无法粘合的情况。进一步地,耐水性、耐溶剂性、耐皂性存在降低的倾向。
玻璃化转变温度的加权平均值可以根据下式进行计算。
聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度的加权平均值=[聚酯树脂(A1)的玻璃化转变温度×聚酯树脂(A1)的质量份+聚酯树脂(A2)的玻璃化转变温度×聚酯树脂(A2)的质量份]/[聚酯树脂(A1)的质量份+聚酯树脂(A2)的质量份]
此外,在并用3种以上的聚酯树脂的情况下,聚酯树脂(A)的玻璃化转变温度也可以通过各聚酯树脂的加权平均进行计算。
在并用聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)的情况下,聚酯树脂(A)的酸价的加权平均值优选在10~400eq/t的范围内,更优选为11~360eq/t,进一步地优选为12~320eq/t,最优选为13~280eq/t。如果酸价大于400eq/t,则将促进聚酯树脂水性分散体的水解,存在长期保存稳定性恶化的情况。如果酸价小于10eq/t,则因无法与固化剂充分地进行反应,而存在由本发明的聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的耐溶剂性·耐水性变差的情况。
酸价的加权平均值可以根据下式进行计算。
聚酯树脂(A)的酸价的加权平均值=[聚酯树脂(A1)的酸价×聚酯树脂(A1)的质量份+聚酯树脂(A2)的酸价×聚酯树脂(A2)的质量份]/[聚酯树脂(A1)的质量份+聚酯树脂(A2)的质量份]
此外,在并用3种以上的聚酯树脂的情况下,聚酯树脂(A)的酸价也可以根据各聚酯树脂的加权平均进行计算。
聚酯树脂(A1)和聚酯树脂(A2)的优选混合比(质量比)优选为聚酯树脂(A1)/聚酯树脂(A2)=90/10~10/90,更优选为80/20~20/80,进一步优选为70/30~30/70,特别优选为60/40~40/60。
聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)的混合,可以将通过使用聚酯树脂(A1)而制作的聚酯树脂水性分散体与通过使用聚酯树脂(A2)而制作的聚酯树脂水性分散体进行混合,也可以在聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)混合的状态下进行水分散化。在不损害本发明的性能的范围内,也可混合其他的聚酯树脂或水性分散体。
本发明中使用的聚酯树脂(B)优选为非晶性的聚酯树脂。此外,玻璃化转变温度优选为25℃以下,更优选为15℃以下,进一步地优选为10℃以下,最优选为5℃以下。下限并无特别的限定,通常为-30℃以上,优选为-25℃。如果玻璃化转变温度大于25℃,则在与基材2进行粘合时,存在层叠性低下而无法粘合的情况。进一步地,耐水性、耐溶剂性、耐皂性存在降低的倾向。酸价优选在0~20eq/t的范围内,更优选为0~15eq/t,进一步地优选为0~10eq/t,最优选为0~5eq/t。如果酸价大于20eq/t,则因聚酯树脂(B)与固化剂进行反应而涂膜的弹性模量上升,存在层叠性恶化的情况。
聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)的玻璃化转变温度的加权平均值优选高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度。通过将聚酯树脂(A1)与聚酯树脂(A2)的玻璃化转变温度的加权平均值设为高于聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度,可以期待层叠性的提高效果。
<满足(3)的聚酯树脂水性分散体组合物>
将使用本发明所涉及的聚酯树脂水性分散体组合物制作的薄膜(膜厚8μm)在200℃下加热处理5分钟(以下,有时也称为绝干),绝干后的薄膜中包含的聚酯树脂(A)或聚酯树脂(B)的玻璃化转变温度中的至少一方优选在5~50℃的范围内,更优选为7~45℃,进一步地优选为10~43℃,特别优选为15~40℃。如果玻璃化转变温度小于5℃,则虽然由聚酯树脂水性分散体组合物获得的粘合剂层的粘合性等良好,但存在粘性变高的倾向。另一方面,如果玻璃化转变温度大于50℃,则在与基材2进行粘合时,存在层叠性低下而无法粘合的情况。进一步地,耐水性、耐溶剂性、耐皂性存在降低的倾向。
使用相溶的2种以上的聚酯树脂的情况,将相溶后的平均玻璃化转变温度设定为聚酯树脂的玻璃化转变温度。
<满足(4)的聚酯树脂水性分散体组合物>
在使用本发明涉及的聚酯树脂水性分散体组合物制作膜厚8μm的薄膜时,该薄膜120℃下的弹性模量优选为1MPa~1kPa。
本发明所涉及的聚酯树脂水性分散体组合物的薄膜通过下述方法获得:使用涂布辊(Hand Coater)将聚酯树脂水性分散体组合物涂布于聚丙烯膜(东洋纺(株式)会社制P2161,厚50μm)的非电晕面上,大约120℃下干燥大约1分钟,获得具有膜厚8μm的薄膜的层叠体后,将该薄膜从聚丙烯膜剥离而获得。
然后,使用IT测量控制株式会社制动态黏弹性测定装置DVA-220,测定以10Hz、升温速度4℃/分钟测定薄膜的弹性模量(Er)。120℃下的弹性模量的值优选在1MPa~1kPa的范围内,更优选在0.9MPa~10kPa的范围内,进一步地优选在0.8MPa~100kPa的范围内。在弹性模量大于1MPa时,存在薄膜的层叠性低下而无法粘合的情况。如果弹性模量小于1kPa,则薄膜的流动变大,无法获得良好的粘合性。
聚酯树脂水性分散体组合物的干燥方法并无特别的限定,适用热风干燥机、感应加热、近红外线加热、远红外线加热、间接加热等公知方法。
<固化剂(C)>
本发明中使用的固化剂(C)并无特别的限定,优选为碳化二亚胺系固化剂。通过使用碳化二亚胺系固化剂,可以认为在向基材1涂布时,没有发生与聚酯树脂(A)和/或聚酯树脂(B)的完全固化反应,而是发生使聚酯树脂(A)和/或聚酯树脂(B)的分子量增加的程度上的少量的固化反应。据此,可以认为基材1涂布后的长期保存变为可能,在基材2上粘合时的层叠性、粘合后的紧贴性、耐溶剂性、耐水性变好。此外,在不损伤本发明的效果的范围内,也可并用三聚氰酰胺系化合物、嵌段异氰酸酯、水分散型异氰酸酯固化剂、环氧化合物、氮丙啶化合物、恶唑啉化合物、金属离子等。相对于聚酯树脂(A)100质量份,固化剂(C)的优选混合量优选为0.5~40质量份,更优选为1~30质量份,进一步地优选为3~25质量份,特别优选为5~20质量份。如果小于0.5质量份,则耐溶剂性、耐皂性存在降低的倾向。如果大于40质量份,则涂膜中存在大量的未反应的固化剂,成为而粘性或粘合性下降的原因。
<聚酯树脂水性分散体组合物>
本发明所涉及的聚酯树脂水性分散体组合物是含有聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)以及固化剂(C)的水性分散体。在制造本发明所涉及的聚酯树脂水性分散体时,可以使用能溶解或膨润聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的有机溶剂(以下,有时也称为良溶剂)解开聚酯分子链之间的缠绕后,通过添加水来制造水分散体。视需要,也可以添加不溶解或膨润聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的有机溶剂(以下,有时也称为不良溶剂)。
用于使聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)溶解或膨润的加热温度,可以根据良溶剂的种类、使用量适当地设定,优选为40~160℃,更优选为50~140℃,进一步地优选为60~120℃,最优选为70~100℃。如果小于40℃,则因聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的溶解或膨润不完全,而无法充分地解开分子链之间的缠绕。另外,如果大于160℃,则导致聚酯分子的劣化的担忧高。
作为聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的良溶剂,并无特别的限定,可以列举出:甲基乙基酮、二甲基乙酰胺、二甲基甲酰胺、N-甲基吡咯烷酮、四氢呋喃、1,4-二噁烷、1,3-二噁烷、1,3-二氧杂戊环、1,2-己二醇、甲基溶纤剂、正丁基溶纤剂、叔丁基溶纤剂、乙基卡必醇、丁基卡必醇、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚、三乙二醇单丁基醚等。其中,优选为甲基乙基酮、丁基溶纤剂、丙二醇单丙基醚、丙二醇单丁基醚等。
作为聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的不良溶剂,可列举出:甲醇、乙醇、1-丙醇、异丙醇、己烷等。其中,特别优选为乙醇、异丙醇。此处,相对于良溶剂,以重量比计,不良溶剂优选在0~70%的范围内,更优选为5~50%。如果使用70%以上的不良溶剂,存在树脂凝集、沉降的担忧
所述良溶剂和/或不良溶剂在获得水分散体后可视需要去除。去除的情况下,所述有机溶剂中,优选使用沸点小于100℃的溶剂。
优选地,制造引入了羧基的聚酯树脂的水分散体时,为了稳定化分散树脂粒子,而部分或全面地使用碱性物质中和该粒子表面的羧基等极性基团。
作为可用于中和的碱性物质,可以举例为:以三乙胺等为代表的胺类、或氨、氢氧化钠、氢氧化钾等。为了去除对干燥后的聚酯树脂组合物的残留或因此而导致的耐水性下降的担心,所以优选使用氨或挥发性胺类。
作为挥发性胺类,如果特别只对代表性的挥发性胺类进行举例说明的话,则可以举例为:一甲胺、二甲胺、三甲胺、一乙胺、一正丙胺、二甲基正丙胺、一乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、N-甲基乙醇胺、N-氨乙基乙醇胺、N-甲基二乙醇胺、一异丙醇胺、二异丙醇胺、三异丙醇胺、N,N-二甲基乙醇胺、以及N,N-二甲基丙醇胺等各种胺类等。特别优选的是三乙胺等。这些挥发性胺类可以单独使用或2种以上并用。
本发明的聚酯树脂水性分散体组合物中包含的聚酯树脂相的粒径,因对涂膜外观、储存稳定性有很大的影响而非常重要,所以优选为30~250nm,更优选为40~200nm,进一步地优选为45~150nm,特别优选为50~100nm。如果粒径大于250nm,则不仅分散稳定性极大地降低,且造膜性也降低,而导致获得的皮膜的外观与性能恶化。此外,如果小于30nm,虽然造膜性具有显著提高的倾向,但由此而导致容易引发分散粒子间的融合或凝集,结果引发增粘或分散不良的可能性变高,因而不优选。此处,粒径是指,在使用聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)2种聚酯树脂的情况下,聚酯树脂(A)和聚酯树脂(B)的平均粒径,进一步地,在并用聚酯树脂(A1)、聚酯树脂(A2)以及聚酯树脂(B)3种聚酯树脂的情况下,是指聚酯树脂(A1)、聚酯树脂(A2)以及聚酯树脂(B)的平均粒径。此外,在使用4种以上的聚酯树脂的情况下,则是指所使用的全部的聚酯树脂的平均粒径。
此外,本发明所涉及的聚酯树脂水性分散体中,1μm以上的粗大粒子为1质量%以下,优选为0.5质量%以下,更优选为0.2质量%以下,进一步地优选为0.01质量%。如果大于1质量%,则成为经时间流逝(长期保存),而发生沉降物,保存稳定性变差,涂布干燥时的不规律条纹(スジムラ)等的原因。
本发明所涉及的聚酯树脂水性分散体的聚酯树脂固体成分浓度优选为5~45质量%,更优选为10~40质量%,进一步地优选为15~35质量%,最优选在20~33质量%的范围内。如果树脂固体成分浓度大于45质量%,则因溶液粘度变高,又容易引起树脂粒子间的凝集,而导致分散稳定性大幅度降低。此外,如果小于5质量%,则就制造方面、用途方面两方面而言,难以认为有实用性。
<防粘连剂(D)>
本发明所涉及的聚酯树脂水性分散体组合物优选混合防粘连剂。混合量并无特别的限定,在不给粘合性能带来不良影响的范围内,相对于聚酯树脂(A)100质量份,优选为0~20质量份,更优选为1~16质量份,进一步地优选为3~14质量份,特别优选为5~12质量份。防粘连剂(D)可以使用1种或2种以上并用。
本发明所涉及的聚酯树脂水性分散体组合物,除了所述聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)、固化剂(C)以及防粘连剂(D)以外,在不给性能带来影响的范围内,可以适当地混合乳化剂,或视需要混合增塑剂、分散剂、增粘剂、溶剂、消泡剂、防腐剂、防粘连剂等通常的水性粘合剂中所使用的添加剂等。
<涂布液>
涂布液是通过适当地混合本发明的聚酯树脂水性分散体组合物、与视需要的防粘连剂(D)、乳化剂、增塑剂、分散剂、增粘剂、溶剂、消泡剂、防腐剂等通常在水性粘合剂中使用的添加剂等而制作的物质。
<粘合剂层>
可以通过使用本发明所涉及的聚酯树脂水性分散体组合物制造粘合剂层。粘合剂层可以在将所述涂布液涂布在基材1上后,进行干燥处理而获得。聚酯树脂水性分散体的涂布量优选调整至厚度为3~30μm。薄膜的优选厚度为3~30μm,更优选为5~20μ,进一步地优选为6~15μm,最优选为7~10μm。如果小于3μm,则难以获得均一的粘合剂层,而如果大于30μm,则干燥时间变长而难以高效地进行生产。
此外,所述粘合剂层120℃下的弹性模量优选在1MPa~1kPa的范围内,更优选在0.9MPa~10kPa的范围内,进一步地优选在0.8MPa~100kPa的范围内。在弹性模量大于1MPa的情况下,将基材1与基材2进行粘合时,存在层叠性低下而无法粘合的情况。如果弹性模量小于1kPa,则将基材1与基材2进行粘合时,粘合剂层的流出变多,无法获得良好的粘合性。
涂布液的干燥条件并无特别的限定,优选为40~250℃,更优选为60~200℃,进一步地优选为80~150℃。如果小于40,则干燥时间上耗时而工业生产上不合理,又存在涂布液的干燥不完全的可能性。另外,如果大于250℃,则必须要能力高的干燥炉,而不理想。干燥的方法也无特别的限定,适用热风干燥机、感应加热、近红外线加热、远红外线加热、间接加热等公知方法。
将所述涂布液涂布于基材1上,使其干燥·固化形成粘合剂层后,通过使基材2粘合于该粘合层上,可以获得具有良好的耐溶剂性、粘合性、耐水性、耐皂性的层叠体。作为基材1、基材2并无特别的限定,可以举例出:塑料膜或经加工处理的纸或未加工纸、或者加工至一定厚度的基布等。作为所述塑料膜并无特别的限定,可以列举为:聚乙烯醇膜(POVAL膜)、PET膜、聚烯烃膜、聚酯膜、聚氯乙烯膜、聚氨乙酯膜等。作为所述基布并无特别的限定,可以举例出棉花、合成纤维、玻璃纤维等。
另外,所述基材1与基材2即可以是相同种类的材料也可以是不同的材料。基材1与基材2中的任一方均优选为纸等多孔质体。
其次,使用以下实施例、比较例具体地说明本发明,但本发明并不限于这些。实施例中以及比较例中简写的份是指质量份。如下所示地对聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)、聚酯树脂水性分散体以及粘合剂组合物的特性进行评估。
1.聚酯树脂(A)、聚酯树脂(B)的组成
将聚酯树脂溶解于氘代氯仿中,使用瓦里安(VARIAN)公司制的核磁共振分析仪(NMR)Gemini-200,进行1H-NMR分析测定。
2.比浓粘度ηsp/c(单位:dl/g)
将聚酯树脂0.10g溶解于酚醛树脂/四氯乙烷(质量比6/4)的混合溶剂25ml中,乌伯娄德(Ubbelohde)粘度管在30℃下进行测定。
3.数均分子量
使用以四氢呋喃作为洗脱液的沃特世(Waters)公司制凝胶渗透色谱150c,以示差折射计作为检测器,在柱温35℃、流量1ml/分钟的条件下,使用凝胶渗透色谱法分析聚酯树脂(A),获得聚苯乙烯换算的数均分子量。柱子使用将昭和电工株式会社shodex KF-802、KF-804、KF-806串联连接的柱子。
4.结晶熔点以及玻璃化转变温度
使用精工仪器株式会社(Seiko Instruments Inc.)制差示扫描量热分析仪(DSC)DSC-220,将样品(聚酯树脂或绝干后的薄膜)5mg密封于铝压盖型容器中,从-100℃到250℃、以20℃/分的升温速度进行测定,求出熔解热的最大峰值温度作为结晶熔点。此外,使用所述测定装置,在同样的条件下,确定玻璃化转变温度以下的基线的延长线与表示从峰的上升部分到峰的顶点之间的最大倾斜度的切线之间的交点的温度,将该交点的温度算为玻璃化转变温度。本发明中,绝干是指,将使用聚酯树脂水性分散体组合物制作的薄膜在200℃下加热处理5分钟。
5.离子性基团浓度
5-1.羧基浓度
精确称量样品(聚酯树脂)0.2g,将其溶解于20ml的氯仿中。然后,用0.01N的氢氧化钾(乙醇溶液)进行滴定,以聚酯树脂为基准计,求得氢氧化钾当量,换算为eq/ton单位。另外,使用酚酞作为指示剂。
5-2.磺酸钠盐基团浓度
使用原子吸收法测定钠浓度,将磺酸钠盐基团浓度换算求取为eq/t单位。
6.粒径以及分散系数
测定聚酯树脂水性分散体的粒径以及分散系数。测定中,使用激光衍射·散射法粒度分布测定装置(贝克曼社制库尔特计数器LS(Coulter Counter LS)13320)。然后,通过本装置以体积基准计算制作粒子分布,求取平均粒径与分散系数,将平均粒径的值作为粒径。
7.粘度
将聚酯树脂水性分散体装入140cc玻璃瓶中,在25℃的恒温槽中使用黏度计model BL(TOKIMEC INC.)的No.1或No.2转子。以转速60rpm进行1分钟测定,测定聚酯树脂水性分散体的粘度。
8. 120℃弹性模量
使用涂布辊将涂布液涂布于聚丙烯膜(东洋纺(株式)会社制P2161、厚50μm)的非电晕面上,使其在120℃下干燥1分钟,获得具有厚度约8μm的薄膜的层叠体。从聚丙烯膜上剥离薄膜,使用IT测量控制株式会社制动态黏弹性测定装置DVA-220,以10Hz、升温速度4℃/分钟进行测定。将通过测定所获得的120℃下的Er的值在1MPa~1kPa的范围内的情况定为○,将除此之外的情况定为×。另外,实施例2~11、比较例1~4的情况,变更涂布量、干燥时间,分别使膜厚为表3的值,进行测定。
9.聚酯树脂水性分散体组合物保存稳定性试验
将聚酯树脂水性分散体组合物装入140cc玻璃瓶中,将其静置于40℃的恒温箱内,保存30日。经过规定的天数后,从恒温箱中取出,并使用如上所述的方法测定溶液粘度,并与涂布液制作完成后就测定的值比较。将无变化的情况记作○,系统凝固的情况记作×。
10.涂布涂膜稳定性试验
使用涂布辊将涂布液涂布于基材1上,通过使其在120℃下干燥1分钟而获得具有厚度约8μm的薄膜的层叠体。制作2个相同的层叠体,1个是以辊温度120℃、按压4N/cm、1m/分钟的速度层叠加工在基材2上,切断为1×1cm宽,制作试验样品1,并评估试验样品1的粘合性、耐溶剂性(耐MEK性、耐醋酸乙酯性、耐甲苯性)、耐皂性、耐水性。另一个层叠体是,将聚酯膜(东洋纺(株式)会社制5107,厚25μm)的非电晕面盖在该层叠体上,在25℃湿度60%的环境下保管4周。保管后,如前所述地,以辊温度120℃、按压4N/cm、1m/分钟的速度层叠加工在基材2上,切断为1×1cm宽,获得试验样品2。评估试验样品2的粘合性、耐溶剂性(耐MEK性、耐醋酸乙酯性、耐甲苯性)、耐皂性、耐水性,与保管前(试验样品1)的性能做比较。评价中无变化的情况记作○,存在试验样品2的评价差的项目的情况记作×。使用聚酯膜(东洋纺(株式)会社制E5107、厚25μm)作为基材1,将涂布液涂布于非电晕面上。使用由优质纸构成的厚纸100g/m2的活页笔记本(KOKUYO制,ノ-A836AH)作为基材2。另外,实施例2~11、比较例1~4的情况,变更涂布量、干燥时间,分别使膜厚为表3的值,进行测定。
11.粘性
使用涂布辊将涂布液涂布于基材1(聚酯膜(东洋纺(株式)会社制E5107,厚25μm))的非电晕面上,通过在120℃下使其干燥1分钟而获得具有厚度约8μm的薄膜的层叠体。在25℃的环境下用手相互摩擦(擦り合わせる)这些薄膜面,将薄膜完全没有粘性的情况记作◎,将稍微有点粘性但在使用上不存在问题的范围内的情况记作○,将虽然有粘性但没有引起聚酯树脂组合物间的粘合的情况记作△,将存在粘性且聚酯树脂组合物间存在粘合的情况设为×。另外,实施例2~11、比较例1~4的情况,变更涂布量、干燥时间,分别将膜厚调整至表3的值,进行测定。
12.粘合性
使用涂布辊将涂布液涂布于基材1(聚酯膜(东洋纺(株式)会社制E5107,厚25μm))的非电晕面上,通过在120℃下使其干燥1分钟而获得具有厚度约8μm的薄膜的层叠体。将该层叠体与基材2(由优质纸构成的厚纸100g/m2的活页笔记本(KOKUYO制、ノ-A836AH)以辊温度120℃、按压4N/cm、1m/分钟的速度进行层叠加工,切断为1×1cm宽,制作试验样品。用手将该试验样品剥离,将基材材料破损的情况记作○,将除此之外的情况记作×。
13.耐MEK性
与所述(12.粘合性项)相同地,制作试验样品,使其在室温(大约25℃)下浸渍于MEK中1小时,之后从溶液取出、干燥后,用手进行剥离,将基材材料破损的情况记作○,除此之外则记作×。
14.耐丙酮性
与所述(12.粘合性项)相同地,制作试验样品,使其在室温(大约25℃)下浸渍于丙酮中1小时,之后从溶液取出、干燥后,用手剥离,将基材材料破损的情况记作○,除此之外记作×。
15.耐醋酸乙酯性
与所述(12.粘合性项)相同地,制作试验样品,使其在室温(大约25℃)下浸渍于醋酸乙酯中1小时,之后从溶液取出、干燥后,用手剥离,将基材材料破损的情况记作○,除此之外记作×。
16.耐甲苯性
与所述(12.粘合性项)相同地,制作试验样品,使其在室温(大约25℃)下浸渍于甲苯中1小时,之后从溶液取出、干燥后,用手进行剥离,将基材材料破损的情况记作○,除此之外则记作×。
17.耐皂性
与所述(12.粘合性项)相同地,制作试验样品,使其浸渍于70℃的20质量%的肥皂水中1小时,之后从溶液取出,用水洗涮层叠体,干燥后,用手进行剥离,将基材材料破损的情况记作○,除此之外则记作×。
18.耐水性
与所述(12.粘合性项)相同地,制作试验样品,使其浸渍于25℃的水中30分钟,之后从溶液取出、干燥后,用手进行剥离,将基材材料破损的情况记作○,除此之外则记作×。
聚酯树脂(A)的实施例
聚酯树脂(a-1)的合成
在配备有搅拌机、温度计、加热器、冷却装置、蒸馏用冷却器的反应罐内,投料对苯二甲酸二甲酯138质量份、间苯二甲酸二甲酯136质量份、间苯二甲酸-5-磺酸钠11质量份、乙二醇108质量份、2,2-二甲基-1,3-丙二醇120质量份以及钛酸四丁酯1质量份,升温至230℃同时耗时4小时进行酯交换反应。酯交换反应结束后,将体系升温至240℃同时耗时60分钟减压至10torr,进一步地,减压至1torr以下真空下,在240℃下进行60分钟缩聚反应。之后,在体系内流通氮气,通过破坏真空结束缩聚反应。反应结束后,取出聚酯树脂,通过冷却获得聚酯树脂a-1。所获得的聚酯树脂进行NMR分析的结果是,羧酸成分以摩尔比计算为对苯二甲酸/间苯二甲酸/间苯二甲酸-5-磺酸钠=50/47.5/2.5,二醇成分以摩尔比计算为乙二醇/2,2-二甲基-1,3-丙二醇=50/50。与其它的树脂物性合并一起将测定结果表示于表1。
聚酯树脂(a-10)的合成
具备搅拌机、冷凝器、温度计的反应容器中,投料对苯二甲酸二甲酯388质量份、间苯二甲酸二甲酯388质量份、2-甲基-1,3-丙二醇554质量份、1,5-戊二醇275质量份、钛酸四丁酯0.41质量份,从160℃至230℃耗费4个小时进行酯交换反应。然后,缓慢将体系内部减压,历时20分钟减压至5mmHg,进一步地在0.3mmHg以下的真空下,在260℃下进行40分钟缩聚反应。氮气流下,冷却至220℃,投入27质量份的偏苯三甲酸酐,进行30分钟反应。所获得的共聚聚酯(a-1)进行NMR组成分析的结果为,酸成分以摩尔比计算为对苯二甲酸/间苯二甲酸/偏苯三甲酸=50/50/3,二醇成分以摩尔比计算为2-甲基-1,3-丙二醇/1,5-戊二醇=65/35。与其它的树脂物性合并一起将测定结果表示于表1。
聚酯树脂(a-2)~(a-9)的合成
与聚酯树脂(a-1)的合成例相同地,变更为表1中记载的组成,合成聚酯树脂(a-2)~(a-9)。将树脂物性的测定结果表示于表1。
聚酯树脂(a-11)的合成
与聚酯树脂(a-10)的合成例相同地,变更为表1中记载的组成,合成聚酯树脂(a-11)。将树脂物性的测定结果表示于表1。
聚酯树脂水性分散体(b-1)的制造
配备有温度计、冷凝器、搅拌桨的三口可分离式烧瓶中,投料聚酯树脂(a-1)300质量份、正丁基溶纤剂100质量份,在130℃下溶解。然后,冷却至90℃后,历时30分钟添加600质量份的温水,获得固体成分浓度为30质量%的聚酯树脂水性分散体。将所获得的聚酯树脂水性分散体的树脂物性测定结果表示于表2。
与聚酯树脂水性分散体(b-1)的制造例相同地,使用聚酯树脂(a-2)~(a-9),变更为表2中记载的组成,制造聚酯树脂水性分散体(b-2)~(b-9)。使用表2中记载的溶剂种类。与聚酯树脂水性分散体(b-1)相同地,进行树脂物性的测定。将结果表示于表2。
聚酯树脂水性分散体(b-10)的制造
投料聚酯树脂(a-10)100质量份、正丁基溶纤剂40质量份、三乙胺2.7质量份后,80℃下进行1小时搅拌,溶解。然后,缓慢地添加离子交换水193质量份,获得聚酯树脂水性分散体(b-10)。将树脂物性的测定结果表示于表2。
聚酯树脂水性分散体(b-11)的制造
与聚酯树脂水性分散体(b-10)的制造例相同地,使用聚酯树脂(a-11),制造聚酯树脂水性分散体(b-11)。将树脂物性的测定结果表示于表2。
固化剂(C)使用作为碳化二亚胺系固化剂的日清纺公司(日清纺社)制Carbodilite(注册商标)SV-02。
防粘连剂(D)使用作为特殊酯系化合物的San Nopco公司制(サンノプコ社製)Nopco(注册商标)LB-550。
实施例1
将聚酯树脂水性分散体(b-3)40质量份与聚酯树脂水性分散体(b-9)40质量份与聚酯树脂水性分散体(b-5)20质量份、Carbodilite SV-022质量份、Nopco LB-5502质量份共混,制作涂布液。使用涂布辊将该涂布液涂布于作为基材1的聚酯膜(东洋纺(株式)会社制E5107,厚25μm)的非电晕面上,通过使其在120℃下干燥3分钟以获得具有约8μm的薄膜(涂膜)的层叠体。绝干后的薄膜中包含的聚酯树脂的玻璃化转变温度为15℃。该层叠体与作为基材2的KOKUYO制活页(ノ-A836AH)以辊温度120℃、按压4N、1m/分钟的速度进行层叠加工,获得试验样品。将该试验样品切断为1×1cm宽,评估粘合性、耐溶剂性(耐MEK性、耐丙酮性、耐醋酸乙酯性、耐甲苯性)、耐皂性、耐水性。将这些评价结果表示于表3。此外,使用涂布辊将该涂布液涂布于聚丙烯膜(东洋纺(株式)会社制P2161、厚50μm)的非电晕面上,通过使其在120℃下干燥1分钟来获得具有约8μm的薄膜(涂膜)的层叠体。使用该层叠体来进行120℃弹性模量的评价后,弹性模量为383kPa。此外,使用涂布辊将该涂布液涂布于聚酯膜(东洋纺(株式)会社制E5107,厚25μm)的非电晕面上,通过使其在120℃下干燥1分钟来获得具有约8μm的薄膜(涂膜)的层叠体。使用该层叠体,进行粘性的评价。同样将这些评价结果一并表示于表3。
实施例2~11
与实施例1相同地,变更为表3所示的混合成分·膜厚,进行同样的评价。将这些评价结果合并表示于表3。
比较例1~4
与实施例1相同地,设定为不同的混合成分,进行同样的评价。将这些评价结果合并表示于表3。
根据表3可知,尽管使用聚酯树脂水性分散体,但是还是可以获得对布、纸或者塑料膜等各种基材的粘合性良好,涂布液的状态下保存稳定性优异,对各种溶剂的耐溶剂性、耐皂性、耐水性优异的粘合剂组合物。
工业上的可利用性
由于易于形成在涂布于基材1上的状态下具有长期保存稳定性,且粘合性·耐溶剂性·耐皂性以及耐水性优异的聚酯树脂粘合剂组合物,所以对工业做出的贡献是巨大的。
Claims (7)
1.一种聚酯树脂水性分散体组合物,其特征在于,含有聚酯树脂A、聚酯树脂B以及固化剂C,并且满足下述(1)~(3)中任一项,并且满足下述(4):
(1)聚酯树脂A是酸价10~400eq/t、玻璃化转变温度5~50℃的聚酯树脂,聚酯树脂B是玻璃化转变温度为25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂A的玻璃化转变温度高于聚酯树脂B的玻璃化转变温度;
(2)聚酯树脂A是玻璃化转变温度为50℃以上的非晶性聚酯树脂A1与玻璃化转变温度为0℃以下的结晶性聚酯树脂A2的混合物,非晶性聚酯树脂A1与结晶性聚酯树脂A2的玻璃化转变温度的加权平均值为5~50℃,非晶性聚酯树脂A1与结晶性聚酯树脂A2的酸价的加权平均值为10~400eq/t,聚酯树脂B是玻璃化转变温度为25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂A1和聚酯树脂A2的玻璃化转变温度的加权平均值高于聚酯树脂B的玻璃化转变温度;
(3)使用聚酯树脂水性分散体组合物制作膜厚8μm的薄膜,该薄膜被绝干后所包含的聚酯树脂A或聚酯树脂B的玻璃化转变温度中至少之一为5~50℃;
(4)在使用聚酯树脂水性分散体组合物制作膜厚8μm的薄膜时,所述薄膜120℃下的弹性模量为1MPa~1kPa。
2.根据权利要求1所述的聚酯树脂水性分散体组合物,其特征在于,固化剂C是碳化二亚胺系固化剂。
3.根据权利要求1或2所述的聚酯树脂水性分散体组合物,其特征在于,相对于100质量份聚酯树脂A,其含有10~100质量份的聚酯树脂B、0.5~40质量份的固化剂C。
4.一种粘合剂组合物,其特征在于,含有权利要求1~3中任一项所述的聚酯树脂水性分散体。
5.根据权利要求4所述的粘合剂组合物,其用于将膜与膜或膜与纸进行粘合。
6.一种层叠体,其特征在于,通过权利要求4或5所述的粘合剂组合物层叠而成。
7.一种层叠体的制造方法,其特征在于,将含有满足下述(1)~(3)中任一项的聚酯树脂以及固化剂C的聚酯树脂水性分散体组合物涂布于基材1上,在制作成膜厚为8μm、120℃下的弹性模量为1MPa~1kPa的薄膜后,粘合至基材2:
(1)聚酯树脂A是酸价10~400eq/t、玻璃化转变温度5~50℃的聚酯树脂,聚酯树脂B是玻璃化转变温度为25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂A的玻璃化转变温度高于聚酯树脂B的玻璃化转变温度;
(2)聚酯树脂A是玻璃化转变温度为50℃以上的非晶性聚酯树脂A1与玻璃化转变温度为0℃以下的结晶性聚酯树脂A2的混合物,非晶性聚酯树脂A1与结晶性聚酯树脂A2的玻璃化转变温度的加权平均值为5~50℃,非晶性聚酯树脂A1与结晶性聚酯树脂A2的酸价的加权平均值为10~400eq/t,聚酯树脂B是玻璃化转变温度为25℃以下的非晶性聚酯树脂,聚酯树脂A1和聚酯树脂A2的玻璃化转变温度的加权平均值高于聚酯树脂B的玻璃化转变温度;
(3)所述薄膜被绝干后所包含的聚酯树脂A或聚酯树脂B的玻璃化转变温度中至少之一为5~50℃。
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