JP2005248026A - 防湿用コーティング剤およびこれを塗工した防湿加工品 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 共重合成分として炭素数3〜6の不飽和炭化水素を50〜99.5質量%含むポリオレフィン樹脂(A)と天然ワックス(B)とを液状媒体中に含有し、(A)と(B)との質量比(A)/(B)が99.5/0.5〜60/40である防湿用コーティング剤。好ましくは、ポリオレフィン樹脂(A)を構成する炭素数3〜6の不飽和炭化水素が、プロピレンおよび/またはブテン、さらには、エチレンを含む。
【選択図】 なし
Description
(1) 共重合成分として炭素数3〜6の不飽和炭化水素を50〜99.5質量%含むポリオレフィン樹脂(A)と天然ワックス(B)とを液状媒体中に含有し、(A)と(B)との質量比(A)/(B)が99.5/0.5〜60/40である防湿用コーティング剤。
(2) ポリオレフィン樹脂(A)を構成する炭素数3〜6の不飽和炭化水素が、プロピレンおよび/またはブテンであることを特徴とする(1)記載の防湿用コーティング剤。
(3) ポリオレフィン樹脂(A)が、共重合成分としてさらにエチレンを含むことを特徴とする(1)または(2)記載の防湿用コーティング剤。
(4) (1)〜(3)いずれかに記載の防湿用コーティング剤の媒体が水性媒体であることを特徴とする防湿用コーティング剤。
(5) (1)〜(4)いずれかに記載の防湿用コーティング剤より媒体を除去してなる防湿用組成物。
(6) 40℃、100%RH下における水蒸気透過係数が150g・μm/m2・day以下である(5)記載の防湿用組成物。
(7) (5)または(6)記載の防湿用組成物からなる防湿層を基材に設けてなる防湿加工品。
(8) 基材が熱可塑性樹脂フィルムである(7)記載の防湿加工品。
(9) ヘイズが10%以下である(8)記載の防湿加工品。
(10) 基材が紙である(7)記載の防湿加工品。
(11) 防湿層上にさらに積層化してなる(7)〜(10)いずれかに記載の防湿加工品。
(12) 上記ポリオレフィン樹脂(A)を含有する水性分散体と、天然ワックス(B)の水性分散体とを混合する工程を含むことを特徴とする(4)記載の防湿性コーティング剤の製造方法。
(1)ポリオレフィン樹脂の酸価
JIS K5407に準じて測定した。単位はmgKOH/gである。
(2)ワックスの酸価、ケン化価
JIS K−0070に従ってKOHによる滴定により求められる値であり、その単位はいずれもmgKOH/gである。
(3)不飽和カルボン酸単位以外のポリオレフィン樹脂の構成
オルトジクロロベンゼン(d4)中、120℃にて1H-NMR、13C-NMR分析(バリアン社製、300MHz)を行い求めた。13C-NMR分析では定量性を考慮したゲート付きデカップリング法を用いて測定した。
(4)ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量
GPC分析(東ソー社製HLC-8020、カラムはTSK-GEL)を用いて、試料をテトラヒドロフランに溶解して40℃で測定し、ポリスチレン標準試料で作成した検量線から重量平均分子量を求めた。
(5)水性分散体の固形分濃度
ポリオレフィン樹脂または天然ワックスの水性分散体を適量秤量し、これを150℃で残存物(固形分)の質量が恒量に達するまで加熱し、固形分濃度(質量%)を求めた。
(6)分散粒子径
水性分散体中のポリオレフィン樹脂または天然ワックスの分散粒子について、マイクロトラック粒度分布計UPA150(日機装株式会社製、MODEL No.9340)を用い、数平均粒子径(mn)、体積平均粒子径(mv)を測定した。
(7)防湿用コーティング剤のポットライフ
調製した防湿用コーティング剤を室温で90日放置したときの外観を次の2段階で評価した。
○:固化、凝集が見られなかった
×:固化、凝集が見られた
JIS−K7361−1に基づいて、濁度計(日本電色工業株式会社製、NDH2000)を用いて、防湿加工フィルムのヘイズ測定を行い透明性を評価した。ただし、この評価値は、各実施例で用いた基材フィルムの濁度(2軸延伸PETフィルム:3.6%、延伸Ny6フィルム:3.1%、延伸PPフィルム:1.8%)を含んでいる。
(9)水蒸気透過度、水蒸気透過係数
各種フィルムの非コロナ面に、マイヤーバーを設置したフィルムアプリケーター(株式会社安田精機製作所製、542-AB)を用いてコーティング剤を所定量、塗工後、100℃で2分間、乾燥して防湿組成物層を形成した。
次に、モコン株式会社製の透湿度測定器(PERMATRAN−W3/31MW)により40℃、100%RHにおける防湿加工フィルムの水蒸気透過度を測定し、QFとした。
一方、防湿組成物層の水蒸気透過係数PCは、上記QF、基材フィルムの水蒸気透過度QB、および防湿組成物層の厚みL(防湿加工フィルムと基材フィルムの平均厚みの差)とから下記関係式に基づいて算出した。なお、PETフィルムのQB(厚み12μm)は60g/m2・day、PPフィルムのQBは9.0g/m2・day、Ny6フィルムのQBは600g/m2・dayであった。
ただし、QF:防湿加工品の水蒸気透過度(g/m2・day)
QB:基材の水蒸気透過度(g/m2・day)
PC:防湿組成物層の水蒸気透過係数(g・μm/m2・day)
L:防湿組成物層厚み(μm)
防湿用コーティング剤を各種フィルムの非コロナ面にフィルムアプリケーター(株式会社安田精機製作所製、542-AB)にマイヤーバーを設置して所定量、塗工後、100℃で2分間、乾燥させた。得られた防湿加工フィルムの塗膜が接するようにして、ヒートプレス機(シール圧0.3MPaで10秒間)にて120℃でプレスした。このサンプルを15mm幅で切り出し、1日後、引張試験機(インテスコ株式会社製インテスコ精密万能材料試験機2020型)を用い、引張速度200mm/分、引張角度180度で塗膜の剥離強度を測定することでヒートシール性(ヒートシール強度)を評価した。
(11)ヒートシール性(II)・・・防湿加工フィルムと他の材料とのヒートシール
防湿加工フィルムと他の材料とのヒートシール性も調べた。防湿加工フィルムの塗布面とアルミニウム箔(三菱アルミニウム社製、厚み15μm)、及びA4サイズの上質紙(大昭和製紙製)が接するようにして、ヒートプレス機(シール圧0.3MPaで10秒間)にて120℃でプレスした。このサンプルを15mm幅で切り出し、1日後、引張り試験機(インテスコ社製精密万能材料試験機2020型)を用い、引張り速度200mm/分、引張り角度180度で塗膜の剥離強度を測定することでヒートシール性(ヒートシール強度)を評価した。
プロピレン−ブテン−エチレン三元共重合体(ヒュルスジャパン社製、ベストプラスト708、プロピレン/ブテン/エチレン=64.8/23.9/11.3質量%)280gを、攪拌機、冷却管、滴下ロートを取り付けた4つ口フラスコ中、窒素雰囲気下で加熱溶融させた後、系内温度を165℃に保って攪拌下、不飽和カルボン酸として無水マレイン酸32.0gとラジカル発生剤としてジクミルパーオキサイド6.0gのヘプタン20g溶液をそれぞれ1時間かけて加え、その後1時間反応させた。反応終了後、得られた反応物を多量のアセトン中に投入し、樹脂を析出させた。この樹脂をさらにアセトンで数回洗浄し、未反応の無水マレイン酸を除去した後、減圧乾燥機中で減圧乾燥してポリオレフィン樹脂P−1を得た。
プロピレン−ブテン−エチレン三元共重合体(ヒュルスジャパン社製、ベストプラスト408、プロピレン/ブテン/エチレン=12.3/82.2/5.5質量%)を用いた以外はポリオレフィン樹脂P−1の製造と同様の方法でポリオレフィン樹脂P−2を得た。
プロピレン−ブテン−エチレン三元共重合体(ヒュルスジャパン社製、ベストプラスト708、プロピレン/ブテン/エチレン=64.8/23.9/11.3質量%)100g、トルエン500gを、攪拌機、冷却管、滴下ロートを取り付けた4つ口フラスコ中、窒素雰囲気下で加熱溶融させた後、系内温度を110℃に保って攪拌下、ラジカル発生剤としてジクミルパーオキサイド1.0gのヘプタン20g溶液を1時間かけて加えた後、不飽和カルボン酸として無水マレイン酸7.0g、アクリル酸オクチル10.0g、ジクミルパーオキサイド0.5gのヘプタン10g溶液をそれぞれ1時間かけて滴下し、その後1時間反応させた。反応終了後、室温まで冷却した後、得られた反応物を多量のアセトン中に投入し、樹脂を析出させた。この樹脂をさらにアセトンで数回洗浄し、未反応物を除去した後、減圧乾燥機中で減圧乾燥してポリオレフィン樹脂P−3を得た。P−3の重量平均分子量は50,000、酸価48mgKOH/g、アクリル酸オクチルの樹脂中の含有量は6.5質量%であった。
(ポリオレフィン樹脂水性分散体E−1の調製)
ヒーター付きの密閉できる耐圧1L容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、60.0gのポリオレフィン樹脂(P−1)、45.0gのエチレングリコール−n−ブチルエーテル(和光純薬社製)、6.9gのN,N−ジメチルエタノールアミン(和光純薬社製)及び188.1gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を140℃に保ってさらに60分間撹拌した。その後、空冷にて、回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、乳白黄色の均一なポリオレフィン樹脂水性分散体E−1を得た。なお、フィルター上には残存樹脂は殆どなかった。水性分散体の各種特性を表2に示した。
(ポリオレフィン樹脂水性分散体E−2の調製)
ヒーター付きの密閉できる耐圧1L容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、60.0gのポリオレフィン樹脂(P−2)、90.0gのn−プロパノール(和光純薬社製)、7.8gのトリエチルアミン(和光純薬社製)及び142.2gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を140℃に保ってさらに60分間撹拌した。その後、空冷にて、回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、乳白黄色の均一なポリオレフィン樹脂水性分散体E−2を得た。なお、フィルター上には残存樹脂は殆どなかった。水性分散体の各種特性を表2に示した。
(ポリオレフィン樹脂水性分散体E−3の調製)
ポリオレフィン樹脂としてP−3を用い、参考例2の方法に準じて、乳白黄色の均一なポリオレフィン樹脂水性分散体E−3を得た。水性分散体の各種特性を表2に示した。
(ポリオレフィン樹脂水性分散体E−4の調製)
ポリオレフィン樹脂の水性化の際に、界面活性剤としてノイゲンEA−190D(第一工業製薬社製、ノニオン性界面活性剤)をポリオレフィン樹脂の固形分100質量部に対して7質量部添加した以外は参考例1の方法に準じて、乳白黄色の均一なポリオレフィン樹脂水性分散体E−4を得た。水性分散体の各種特性を表2に示した。
(ポリオレフィン樹脂水性分散体S−1の調製)
ポリオレフィン樹脂としてエチレン−アクリル酸エステル−無水マレイン酸共重合体{住友化学社製、ボンダインHX−8210、エチレン/アクリル酸エチル/無水マレイン酸=91/6/3(質量比)}を用いた。
ヒーター付きの密閉できる耐圧1リットル容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、60.0gのポリオレフィン樹脂(ボンダインHX−8210)、60.0gのイソプロパノール(和光純薬社製)、3.9gのN,N−ジメチルエタノールアミン(和光純薬社製)及び176.1gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂粒状物の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を140℃に保ってさらに60分間撹拌した。その後、空冷にて、回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、乳白色の均一なポリオレフィン樹脂水性分散体S−1を得た。水性分散体の各種特性を表2に示した。
(ポリオレフィン樹脂水性分散体S−2の調製)
ポリオレフィン樹脂としてエチレン−アクリル酸共重合体{ダウ・ケミカル社製、プリマコール5980I、エチレン/アクリル酸=80/20(質量比)}を用いた。
ヒーター付きの密閉できる耐圧1リットル容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、60.0gのポリオレフィン樹脂(プリマコール5980I)、17.7gのトリエチルアミン(和光純薬社製)、及び222.3gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂粒状物の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を120℃に保ってさらに60分間撹拌した。その後、水浴につけて、回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、微白濁の水性分散体S−2を得た。水性分散体の各種特性を表2に示した。
(キャンデリラワックス分散体W−1の調製)
ヒーター付きの密閉できる耐圧1L容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、40.0gのキャンデリラワックス(東亜化成株式会社製、酸価:15.8、ケン化価:55.4)、8.8g(ワックスの完全中和および完全ケン化に必要な量の2.0倍当量)のモルホリン(ナカライテスク株式会社製)及び151.2gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を400rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を100℃に保ってさらに10分間撹拌した。その後、空冷にて、回転速度600rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、淡黄色の均一なワックス水性分散体W−1を得た。固形分濃度は20.0質量%、数平均粒子径は0.27μmであった。
ポリオレフィン樹脂水性分散体E−1と天然ワックス水性分散体W−1とを、87/13(固形分質量比)となるよう配合し、水性防湿用コーティング剤J−1を得た。水性防湿用コーティング剤J−1のポットライフ、及びJ−1を各種基材フィルムに所定量、塗工して乾燥した後、防湿性、被膜の厚さ、透明性、ヒートシール性の評価を行った。
水性防湿用コーティング剤の調製において、ポリオレフィン樹脂と天然ワックスとの比率が97/3、75/25、65/35(固形分質量比)となるよう配合した以外は実施例1と同様にして水性防湿用コーティング剤J−2(実施例2)、J−3(実施例3)、J−4(実施例4)を作製し、各種物性の評価を行った。
水性防湿用コーティング剤の調製において、ポリオレフィン樹脂水性分散体としてE−2〜E−4を用いた以外は実施例1と同様にして水性防湿コート剤J−5〜J−7を作製し、各種物性の評価を行った。
水性防湿用コーティング剤の調製において、ワックス分散体としてパラフィンワックス水性分散体(日本精鑞株式会社製、EMUATAR−0135、アニオン性界面活性剤含有)を用いた以外は実施例1と同様にして水性防湿用コーティング剤J−8を作製し、各種物性の評価を行った。
水性防湿用コーティング剤の調製において、キャンデリラワックス分散体W−1を添加しなかった。すなわち、ポリオレフィン樹脂水性分散体E−1を単独で用いて、各種物性の評価を行った。
水性防湿用コーティング剤の調製において、ポリオレフィン樹脂とワックスの比率が50/50(固形分質量比)となるよう配合した以外は実施例1と同様にして水性防湿用コーティング剤H−2を作製し、各種物性の評価を行った。
水性防湿用コーティング剤の調製において、ポリオレフィン樹脂(A)以外のポリオレフィン樹脂水性分散体としてS−1(比較例3)、S−2(比較例4)を用いた以外は実施例1と同様にして水性コーティング剤H−3、H−4を作製し、各種物性の評価を行った。
水性防湿用コーティング剤の調製において、ワックス分散体としてポリエチレンワックス水性分散体(日本精鑞株式会社製、EMUATAR−0443、アニオン性界面活性剤含有)を用いた以外は実施例1と同様にして水性コーティング剤H−5を作製し、各種物性の評価を行った。
水性防湿用コーティング剤の調製において、樹脂水性分散体としてNeoRez R−972(楠本化成株式会社製、アクリル樹脂水性分散体、固形分濃度:42.0質量%)を水で2倍に希釈したものを用いた以外は実施例1と同様にして水性防湿コート剤H−6を作製し、各種物性の評価を行った。
Claims (12)
- 共重合成分として炭素数3〜6の不飽和炭化水素を50〜99.5質量%含むポリオレフィン樹脂(A)と天然ワックス(B)とを液状媒体中に含有し、(A)と(B)との質量比(A)/(B)が99.5/0.5〜60/40である防湿用コーティング剤。
- ポリオレフィン樹脂(A)を構成する炭素数3〜6の不飽和炭化水素が、プロピレンおよび/またはブテンであることを特徴とする請求項1記載の防湿用コーティング剤。
- ポリオレフィン樹脂(A)が、共重合成分としてさらにエチレンを含むことを特徴とする請求項1または2記載の防湿用コーティング剤。
- 請求項1〜3いずれかに記載の防湿用コーティング剤の媒体が水性媒体であることを特徴とする防湿用コーティング剤。
- 請求項1〜4いずれかに記載の防湿用コーティング剤より媒体を除去してなる防湿用組成物。
- 40℃、100%RH下における水蒸気透過係数が150g・μm/m2・day以下である請求項5記載の防湿用組成物。
- 請求項5または6記載の防湿用組成物からなる防湿層を基材に設けてなる防湿加工品。
- 基材が熱可塑性樹脂フィルムである請求項7記載の防湿加工品。
- ヘイズが10%以下である請求項8記載の防湿加工品。
- 基材が紙である請求項7記載の防湿加工品。
- 防湿層上にさらに積層化してなる請求項7〜10いずれかに記載の防湿加工品。
- 上記ポリオレフィン樹脂(A)を含有する水性分散体と、天然ワックス(B)の水性分散体とを混合する工程を含むことを特徴とする請求項4記載の防湿性コーティング剤の製造方法。
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