JP2005132902A - 接着剤およびそれを用いた包装用積層体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ポリオールと無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物とを、無水トリメリット酸10〜70質量%、トリメリット酸エステル無水物90〜30質量%の割合で反応させてなる部分酸変性ポリオールならびにポリイソシアネートを含有する接着剤。この接着剤を介して、第1および第2のシート状基材を積層して積層体とする。
【選択図】なし
Description
また、本発明は、食品包装材料として用いた場合に、レトルト後の積み重ね時における不本意な折り曲げが原因の外観劣化がなく、更に内容物として酸性度の高い食品や油性食品を充填した場合においても、経時的なラミネート基材間の接着強度の低下やピンホールの発生がない包装用積層体を提供することを目的とする。
また、本発明は、第1のシート状基材と第2のシート状基材とが、上記接着剤から形成される接着剤層を介して積層されていることを特徴とする包装用積層体である。
また、本発明の接着剤を用いた包装用積層体は、ラミネート基材間の接着強度が強いため、レトルト後の積み重ね時における不本意による折り曲げが原因の外観劣化がなく、さらに内容物として酸性度の高い食品や油性食品を充填した場合においても、経時的な接着強度の低下やピンホールの発生がないという利点がある。
ポリオールは、その数平均分子量が500〜100,000のものが好ましく、1,000〜30,000のものがより好ましい。数平均分子量が500未満のポリオールを用いた場合には、得られる接着剤の凝集力が小さく接着強度が弱くなり、100,000を越えるポリオールを用いた場合には、合成上、ポリオール中の水酸基に無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物を反応させることは難しく、著しい増粘やゲル化を引き起こす可能性がある。また、積層体製造時に接着剤の粘度が高いことから接着剤の流動性を損ない、積層体の外観の低下にもつながりやすくなる。
ポリエーテルポリエステルポリオールとしては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の二塩基酸もしくはそれらのジアルキルエステルまたはそれらの混合物と、上記ポリエーテルポリオールとを反応させて得られるポリエーテルポリエステルポリオールが挙げられる。
ポリエステルアミドポリオールとしては、二塩基酸もしくはそれらのジアルキルエステルまたはそれらの混合物と、グリコール類もしくはそれらの混合物と反応させる際に、例えば、エチレンジアミン、プロピレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン等のアミノ基を有する脂肪族ジアミンを原料としてあわせて使用することによって得られるものが挙げられる。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、先に例示したグリコール類もしくはそれらの混合物と、ジメチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、ホスゲン等とを反応させて得られるものが挙げられる。
上記ポリオールと無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物との反応は、無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物の開環によるエステル化反応が主反応となるように、反応温度を200℃以下に制御して行う。また、無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物は、ポリオールが有する水酸基の20〜90%が無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物でエステル化されるように、ポリオールと反応させることが好ましい。ここで、〔%〕とは水酸基の個数を基準にしたものである。上記数値が20%未満の場合は、得られる接着剤の耐内容物性の向上が十分でない。また、90%を越えると、未反応の無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物が残り易く、部分酸変性ポリオール中に懸濁状態で入り、最終的にラミネート基材との接着強度などの物性に悪影響を及ぼすので好ましくない。
脂肪族ジイソシアネートとしては、例えば、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート、1,2−プロピレンジイソシアネート、1,2−ブチレンジイソシアネート、2,3−ブチレンジイソシアネート、1,3−ブチレンジイソシアネート、2,4,4−または2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、2,6−ジイソシアネートメチルカプロエート等が挙げられる。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4−または2,6−トリレンジイソシアネートもしくはその混合物、4,4′−トルイジンジイソシアネート、ジアニシジンジイソシアネート、4,4′−ジフェニルエーテルジイソシアネート等が挙げられる。
3官能以上のポリイソシアネート単量体としては、例えば、トリフェニルメタン−4,4′,4″−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアネートベンゼン、2,4,6−トリイソシアネートトルエン等の有機トリイソシアネート、4,4′−ジフェニルジメチルメタン−2,2′−5,5′−テトライソシアネート等の有機テトライソシアネート等が挙げられる。
本発明の接着剤には、未変性のポリオールや、トリメリット酸エステル無水物以外の多塩基酸またはその無水物で変性された部分酸変性ポリオールを含有させることができる。このようなポリオールは、本発明の接着剤に添加することにより、あるいはポリオールと無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物とを未反応のポリオールが残存するような割合で反応させて得られる部分酸変性ポリオール組成物を用いることにより、本発明の接着剤に含有させることができる。
本発明の接着剤は、その粘度が常温〜150℃、好ましくは常温〜100℃で100〜10,000mPa・s、好ましくは100〜5,000mPa・sの場合は無溶剤型で用いることができる。接着剤の粘度が上記範囲より高い場合は、有機溶剤で希釈してもよい。有機溶剤としては、例えば酢酸エチル等のエステル系、メチルエチルケント等のケトン系、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系等のイソシアネートに対して不活性なものであれば必要に応じいかなるものを使用してもよい。
シート状基材は、包装用積層体に通常用いられているプラスチックフィルム、紙、金属箔等であり、第1のシート状基材と第2のシート状基材とは、同種のものでも異種のものでも良い。プラスチックフィルムとしては、熱可塑性樹脂や熱硬化性樹脂のフィルムを用いることができるが、熱可塑性樹脂のフィルムが好ましい。熱可塑性樹脂としては、ポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミド、ポリスチレン、塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂、アセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、繊維素系プラスチック等が挙げられる。
(製造例1〜5)
イソフタル酸13.28kg、エチレングリコール2.48kg、ネオペンチルグリコール4.16kg、1,6−ヘキサンジオール4.72kgを仕込み、200〜230℃で6時間エステル化反応を行い、所定量の水の留出後、アジピン酸2.92kgを加え、さらに6時間エステル化反応を行った。所定量の水の留出後、徐々に減圧し1.21×102〜1×103Pa、230〜250℃で5時間エステル化反応を行い、数平均分子量5,000、水酸基価23mgKOH/g、酸価0.5mgKOH/gのポリエステルポリオールを得た。さらにこのポリエステルポリオールの全量に対してイソホロンジイソシアネート0.75kgを徐々に添加し(NCO/OHのモル比が0.7)、150℃で約2時間反応を行い、数平均分子量13,000、水酸基価7mgKOH/g、酸価0.5mgKOH/gのポリエステルポリウレタンポリオールを得た。
このポリエステルポリウレタンポリオール484gに無水トリメリット酸とエチレングリコールアンヒドロトリメリテートを表1に示す所定量添加し、180℃で約2時間反応させ部分酸変性ポリオールを得た。これを酢酸エチルにて不揮発分50質量%に調整し部分酸変性ポリオール溶液AからEを得た。この部分酸変性ポリオール溶液について、その粘度を測定すると共に調製直後と25℃で3ケ月保存後の溶液の外観を肉眼で観察した。
部分酸変性ポリオール溶液A〜E、下記に示すポリイソシアネート、下記に示すシランカップリング剤および酢酸エチルを表2に示す割合(質量比)で配合し、不揮発分25質量%の接着剤溶液を得た。これらの接着剤溶液を各々使用し、下記の方法で積層体を作成した後、得られた各積層体について、ラミネート強度試験、耐熱水性試験、耐酸性試験を下記の通り行った。それらの結果を表3に示す。
ポリイソシアネート:CAT−RT86(商品名、東洋モートン株式会社製)
シランカップリング剤:γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(信越シリコーン株式会社製)
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ12μm)/印刷/ナイロン(NY)フィルム(厚さ15μm)/アルミニウム(AL)箔(厚さ9μm)/未延伸ポリプロピレン(CPP)フィルム(厚さ70μm、表面コロナ放電処理)の4層複合積層体を以下に記載の方法で作成した。すなわち、接着剤溶液を常温にてラミネーターにより、まずポリエチレンテレフタレートフィルムに塗布し、溶剤を揮散させた後、塗布面をナイロンフィルムと貼り合せた。さらに、その積層体のナイロンフィルム面に同様に接着剤溶液を塗布し、溶剤を揮散させた後、塗布面をアルミニウム箔表面と貼り合せた。ついで、その積層体のアルミニウム箔面に同様に接着剤溶液を塗布し、溶剤を揮散させた後、塗布面を未延伸ポリプロピレンフィルムと貼り合せ、40℃で4日間保温し、4層複合積層体を作成した。表3において、ラミネート外観の○は良好、×は全面に欠膠部ありを示す。
上記のようにして作成した4層複合積層体から15mm×300mmの大きさの試験片を作り、引張り試験機を用い、温度20℃、相対湿度65%の条件下で、T型剥離により、剥離速度30cm/分で、PETフィルム/NYフィルム間、NYフィルム/AL箔間、およびAL箔/CPPフィルム間のラミネート強度(N/15mm)を測定した。表3の数値は、5個の試験片の平均値である。
各々の4層複合積層体を使用して、21cm×30cmの大きさのパウチを作成し、内容物として水1kgを真空充填した。このパウチを10r.p.m.、135℃、30分、3MPaの加圧下で熱水殺菌を行った後、PETフィルム/NYフィルム間、NYフィルム/AL箔間およびAL箔/CPPフィルム間の剥離状態を観察した。表3において、剥離外観の○は良好、△は部分的に剥離あり、×は全面に剥離ありを示す。
各々の4層複合積層体を使用して、9cm×13cmの大きさのパウチを作成し、内容物として4.2質量%以上の濃度を有する食酢を充填した。このパウチを3r.p.m.、135℃、30分、3MPa の加圧下で熱水殺菌を行った後、60℃、2週間保存後および60℃、4週間保存後のAL箔/CPPフィルム間の剥離状態を観察した。表3において、剥離外観の○は良好、△は部分的に剥離ありを示す。
Claims (6)
- ポリオールと無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物とを、無水トリメリット酸10〜70質量%、トリメリット酸エステル無水物90〜30質量%の割合で反応させてなる部分酸変性ポリオールならびにポリイソシアネートを含有する接着剤。
- ポリオールが、数平均分子量500〜100,000のものであることを特徴とする請求項1または2記載の接着剤。
- ポリオールが、ポリエステルポリウレタンポリオールであることを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の接着剤。
- さらに、シランカップリング剤を含有することを特徴とする請求項1ないし4のいずれか1項に記載の接着剤。
- 第1のシート状基材と第2のシート状基材とが、請求項1ないし5のいずれか1項に記載の接着剤から形成される接着剤層を介して積層されていることを特徴とする包装用積層体。
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