JP2016121351A - 接着剤組成物および積層体 - Google Patents

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Abstract

【課題】高温殺菌処理に用いられる金属箔を含むラミネート複合フィルムにおいて、硬化時に空気中の水分の影響を受け難く、無溶剤型接着剤として用いた場合に良好な作業性を有し、接着強度と耐酸性に優れる接着剤を提供すること。【解決手段】3官能以上のイソシアネート化合物(C2)と単官能アルコール(D)とを、前記化合物(C2)中のイソシアナト基:単官能アルコール(D)=100mol%:25〜65mol%で反応させることにより、アルコール付加イソシアネート(E)を得るステップと;3官能以上のイソシアネート化合物(C1)および前記(E)を含むポリイソシアネート(A)と、酸価が0.5〜30mgKOH/gであるアルコール(B)とを、(A)中のイソシアナト基と、(B)中の水酸基との当量比(イソシアナト基/水酸基)が0.7〜2.5であるように混合するステップ;とを含む、接着剤組成物の製造方法。【選択図】なし

Description

本発明は、接着剤組成物および積層体に関するものである。
近年、法規制の強化および環境保全または安全性への配慮から、溶剤を含まない接着剤の要望が高まっており、高温殺菌処理に用いられる金属箔を含むラミネート複合フィルムにおいても、金属箔と各種プラスチックフィルム間の接着に使用されるラミネート接着剤の無溶剤化が検討されている。
従来、このような金属箔を含むラミネート複合フィルムに使用される溶剤型ラミネート接着剤としては、主剤としてポリオール化合物、硬化剤としてポリイソシアネート化合物を含有する2液型接着剤が好適に用いられており、また金属箔への耐内容物性(耐酸性)を付与する目的で、ポリオール化合物の分子末端への酸基の導入や、添加剤としてリン酸を併用する方法が広く知られている(例えば、特許文献1または2)。
一方で無溶剤型接着剤としては、無溶剤化による高粘度化の問題を考慮し、硬化後には十分な接着強度と内容物に対する耐酸性を付与することを目的として、一般に、低分子量タイプのポリオール化合物とポリイソシアネート化合物を含有する2液型無溶剤接着剤を、高温条件下で基材に塗布する方法が用いられている。
このため無溶剤型接着剤は、溶剤型接着剤と比較して硬化反応速度が格段に早くなることから、例えば高温殺菌処理用のラミネート接着剤として用いる場合に、金属箔への耐酸性を付与する目的で主剤に酸基を導入すると、酸基のウレタン化触媒効果により硬化がさらに促進され、主剤と硬化剤とを配合した後の粘度上昇が急激になり、作業性が著しく損なわれるという問題があった。
このような問題に対し、例えば特許文献3には、主剤ポリオール中の全水酸基の30%以上を2級または3級の水酸基とし水酸基の反応性を下げる方法が提案されており、主剤に酸基を導入した場合でも粘度上昇が抑制でき、かつ耐酸性が良好な無溶剤型接着剤が開示されている。
しかしながら、一般に、2級または3級の水酸基はイソシアナト基との反応性が水と同等かそれ以下であるため、硬化時に空気中の水分の影響を受け易く、例えば高湿度下において塗布作業やエージング作業を行った場合には、低湿度下と比較してイソシアナト基と水との反応量が増大するため、接着強度や耐酸性が悪化するという問題があった。
また、例えば特許文献4には、ジイソシアネート末端プレポリマーと、イソシアナト基の一部をアルコールと反応させたジイソシアネートのアロファネート変性体とを用いて、加熱殺菌処理後の耐内容物性を向上させ、かつ良好なポットライフと作業性を確保できることが開示されている。
しかしながら、ジイソシアネートのアロファネート変性体を用いると長時間の加熱殺菌によって接着力が低下するという問題があった。
特公平7−94654号公報 特開平2−84482号公報 特許4631093号公報 特開2011−162656号公報
本発明は、高温殺菌処理に用いられる金属箔を含むラミネート複合フィルムにおいて、硬化時に空気中の水分の影響を受け難く、無溶剤型接着剤として用いた場合に良好な作業性を有し、さらには接着強度と耐酸性に優れる接着剤を提供することを目的とする。
本発明の一実施形態は、
3官能以上のイソシアネート化合物(C2)と単官能アルコール(D)とを、当量比 3官能以上のイソシアネート化合物(C2)中のイソシアナト基:単官能アルコール(D)=100mol%:25〜65mol%で反応させることにより、アルコール付加イソシアネート(E)を得るステップと;
3官能以上のイソシアネート化合物(C1)およびアルコール付加イソシアネート(E)を含むポリイソシアネート(A)と、酸価が0.5〜30mgKOH/gであるアルコール(B)とを、ポリイソシアネート(A)中のイソシアナト基と、アルコール(B)中の水酸基との当量比(イソシアナト基/水酸基)が0.7〜2.5であるように混合するステップ
とを含む、接着剤組成物の製造方法を提供する。
本発明の一実施形態において、アルコール付加イソシアネート(E)は、ポリイソシアネート(A)100重量%中に20〜80重量%含まれていてよい。
本発明の一実施形態において、3官能以上のイソシアネート化合物(C1)は、脂肪族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、および脂環族ジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1種のジイソシアネート化合物の3量体であってよい。
本発明の一実施形態において、3官能以上のイソシアネート化合物(C2)は、脂肪族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、および脂環族ジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1種のジイソシアネート化合物の3量体であってよい。
本発明の一実施形態において、単官能アルコール(D)は、脂環族アルコール(D1)であってよい。
本発明の一実施形態において、アルコール(B)は、酸価が1〜15mgKOH/gであるポリオール(B1)を含んでいてよい。
本発明の一実施形態において、ポリオール(B1)中の水酸基の全量100mol%中、70mol%以上が1級水酸基であってよい。
本発明の一実施形態において、アルコール(B)は、酸価が15〜40mgKOH/gであるポリオール(B1)と、単官能アルコール(B2)とを含み、アルコール(B)100重量%中の前記単官能アルコール(B2)の含有量は50重量%以下であってよい。
本発明の一実施形態は、下記式1の関係を満足する、接着剤組成物を提供する:
(1)Xa/56.1×Xc−Yh/56.1×Yc≦0.26
(式中、
Xaはポリオール(B1)の酸価(mgKOH/g)、
Xcはポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)との合計重量中のポリオール(B1)の重量比、
Yhは単官能アルコール(B2)の水酸基価(mgKOH/g)、
Ycはポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)との合計重量中の単官能アルコール(B2)の重量比である。)。
本発明の一実施形態において、単官能アルコール(B2)の分子量は100以上6000以下であってよい。
本発明の一実施形態において、接着剤組成物は無溶剤型であってよい。
本発明の一実施形態において、接着剤組成物は金属箔を含むラミネート複合フィルム用であってよい。
本発明の一実施形態は、少なくとも2つのシート状基材を、本発明の製造方法により製造される接着剤組成物を用いて積層させるステップを含む、積層体の製造方法を提供する。積層体の製造方法は、
3官能以上のイソシアネート化合物(C2)と単官能アルコール(D)とを、当量比 3官能以上のイソシアネート化合物(C2)中のイソシアナト基:単官能アルコール(D)=100mol%:25〜65mol%で反応させることにより、アルコール付加イソシアネート(E)を得るステップと;
3官能以上のイソシアネート化合物(C1)およびアルコール付加イソシアネート(E)を含むポリイソシアネート(A)と、酸価が0.5〜30mgKOH/gであるアルコール(B)とを、ポリイソシアネート(A)中のイソシアナト基と、アルコール(B)中の水酸基との当量比(イソシアナト基/水酸基)が0.7〜2.5であるように混合することにより接着剤組成物を得るステップと;
得られた接着剤組成物を用いて少なくとも2つのシート状基材を積層させるステップ
とを含んでよい。
本発明の一実施形態は、
ポリイソシアネート(A)とアルコール(B)を含む接着剤組成物であって、
ポリイソシアネート(A)が、3官能以上のイソシアネート化合物(C1)とアルコール付加イソシアネート(E)とを含み、
前記アルコール付加イソシアネート(E)が、3官能以上のイソシアネート化合物(C2)と単官能アルコール(D)とを、当量比 3官能以上のイソシアネート化合物(C2)中のイソシアナト基:単官能アルコール(D)=100mol%:25〜65mol%で反応させてなり、
アルコール(B)の酸価が、0.5〜30mgKOH/gであり、
ポリイソシアネート(A)中のイソシアナト基と、アルコール(B)中の水酸基との当量比(イソシアナト基/水酸基)が0.7〜2.5である、
接着剤組成物を提供する。
本発明により、高温殺菌処理に用いられる金属箔を含むラミネート複合フィルムにおいて、硬化時に空気中の水分の影響を受け難く、無溶剤型接着剤として用いた場合に良好な作業性を有し、さらには接着強度と耐酸性に優れる接着剤を提供することができる。
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例であり、本発明はその精神および範囲を超えない限りこれらの内容に限定されない。
本発明はポリイソシアネート(A)とアルコール(B)を含む接着剤組成物である。本発明の接着剤組成物は、ポリイソシアネート(A)とアルコール(B)とを使用時に混合する、いわゆる2液硬化型であってもよいし、ポリイソシアネート(A)とアルコール(B)とが予め混合された1液型であってもよい。本発明の接着剤組成物は、好ましくは、2液硬化型である。また、本発明の接着剤組成物において、ポリイソシアネート(A)やアルコール(B)を、それぞれ複数種類用いてもよい。アルコール(B)は、ポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)との混合物であることが好ましいが、ポリオール(B1)単独であってもよい。
<ポリイソシアネート(A)>
本発明のポリイソシアネート(A)は、3官能以上のイソシアネート化合物(C1)と、3官能以上のイソシアネート化合物(C2)および単官能アルコール(D)を当量比が3官能以上のイソシアネート化合物(C2)中のイソシアナト基100mol%に対して単官能アルコール(D)25〜65mol%となるように反応させて得られた反応生成物であるアルコール付加イソシアネート(E)とを含んでなる。ポリイソシアネート(A)100重量%中のアルコール付加イソシアネート(E)の割合としては、耐酸性とポットライフ及び接着強度の観点から、20〜80重量%であることが好ましく、より好ましくは30〜50重量%である。
<3官能以上のイソシアネート化合物(C1)>
本発明の3官能以上のイソシアネート化合物(C1)としては、イソシアナト基を3つ以上有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、脂肪族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、および脂環族ジイソシアネート等のジイソシアネート化合物の3量体である、ビュレット体、ヌレート体、アダクト体、アロファネート体、ならびにイソシアネートとポリオールを反応させたウレタンプレポリマー等が挙げられるが、これらに限定されない。
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(別名:HDI)、ペンタ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、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、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を挙げることができるが、これらに限定されない。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、1,3−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、1,4−フェニ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−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、4,4’−トルイジンジイソシアネート、2,4,6−トリイソシアネートトルエン、1,3,5−トリイソシアネートベンゼン、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、4,4’,4”−トリフェニルメタントリイソシアネート等を挙げることができるが、これらに限定されない。
芳香脂肪族ジイソシアネートとは、分子中に1つ以上の芳香環を有する脂肪族イソシアネートを意味し、例えば、m−又はp−キシリレンジイソシアネート(別名:XDI)、α,α,α′,α′−テトラメチルキシリレンジイソシアネート(別名:TMXDI)等を挙げることができるが、これらに限定されない。
脂環族ジイソシアネートとしては、例えば、3−イソシアネートメチル−3,5,5−トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(別名:IPDI)、1,3−シクロペンタンジイソシアネート、1,3−シクロヘキサンジイソシアネート、1,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,4−シクロヘキサンジイソシアネート、メチル−2,6−シクロヘキサンジイソシアネート、4,4’−メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,4−ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を挙げることができるが、これらに限定されない。
ウレタンプレポリマーを構成するポリオールとしては特に限定されないが、ポリエーテルポリオール、ポリエステルポリオール、ポリアルキレンポリオール、ポリカーボネートポリオール等の各種ポリオールが挙げることができるが、これらに限定されない。これらのポリオールは単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド、テトラヒドロフラン等のオキシラン化合物を、例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量ポリオールを開始剤として重合して得られるポリエーテルポリオール等が挙げられるが、これらに限定されない。
ポリエステルポリオールとしては、以下の例には限定されないが、例えば、二塩基酸とジオールとのエステル化反応により得られる縮合物、前記ジオールを開始剤として得られるカプロラクトン重合物、バレロラクトン重合物、メチルバレロラクトン重合物、乳酸重合物、及びひまし油脂肪酸重合物等、ならびに、前記重縮合物中の水酸基と酸無水物との反応物等が挙げられる。
二塩基酸としては、以下の例には限定されないが、例えば、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、グルタル酸、1、4−シクロヘキシルジカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸等が挙げられる。
ジオールとしては、以下の例には限定されないが、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、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3,5−トリメチルペンタンジオール、2、4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,12−オクタデカンジオール、1,2−アルカンジオール、1,3−アルカンジオール、1−モノグリセライド、2−モノグリセライド、1−モノグリセリンエーテル、2−モノグリセリンエーテル、ダイマージオール、水添ダイマージオール等が挙げられる。
酸無水物としては、以下の例には限定されないが、無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸の他、新日本理化(株)より入手できる、リカシッドTMEG−X(ただしXは、100、200、500、600、S)、リカシッドTMA−X(ただしXは、C、10、15)等の無水トリメリット酸エステル無水物が挙げられる。
ポリアルキレンポリオールとしては、例えば、ポリブタジエンポリオール、水素化ポリブタジエンポリオール、ポリイソプレンポリオール、水素化ポリイソプレンポリオール等が挙げられるが、これらに限定されない。
ポリカーボネートポリオールとしては、例えば、ポリテトラメチレンカーボネートポリオール、ポリヘキサメチレンカーボネートポリオール、ポリシクロヘキサンジメチレンカーボネートポリオール、ポリ−3−メチル−1、5−ペンタンジオールカーボネートポリオール、ポリ−2−メチル−1、8−オクタンジオールカーボネートポリオール、ポリ−1、9−ノナンジオールカーボネートポリオール等が挙げられるが、これらに限定されない。
ウレタンプレポリマーを構成するイソシアネートとしては、特に限定されないが、上記例示した脂肪族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、および脂環族ジイソシアネート等のジイソシアネート化合物またはそれらの3量体である、ビュレット体、ヌレート体、アダクト体、アロファネート体が挙げられる。
3官能以上のイソシアネート化合物(C1)の数平均分子量は、2,000以下であることが、ポットライフが良好であるため好ましい。3官能以上のイソシアネート化合物(C1)の数平均分子量は、さらに好ましくは1,500以下である。
これらの3官能以上のイソシアネート化合物(C1)は単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
なかでも、本発明の接着剤組成物を無溶剤型接着剤として使用する場合は、脂環族ジイソシアネートまたは脂肪族ジイソシアネートのビュレット体、ヌレート体、アダクト体、アロファネート体の使用が、粘度とポットライフ、及び耐酸性の面で好ましく、さらに接着強度の観点から、IPDIヌレート体と、HDIビュレット体またはHDIヌレート体とを併用することが特に好ましい。IPDIヌレート体の使用量としては、3官能以上のイソシアネート化合物(C1)中10〜50重量%含有することが好ましく、より好ましくは20〜40重量%である。
<アルコール付加イソシアネート(E)>
本発明のアルコール付加イソシアネート(E)は、3官能以上のイソシアネート化合物(C2)と単官能アルコール(D)とを、3官能以上のイソシアネート化合物(C2)中のイソシアナト基100mol%に対して単官能アルコール(D)25〜65mol%であるように反応させて得られる。アルコール付加イソシアネート(E)は、3官能以上のイソシアネート化合物(C2)1分子に単官能アルコール(D)が1分子、2分子、3分子、またはそれ以上付加した付加体(1官能〜多官能のアルコール付加イソシアネート化合物)の混合物である。
アルコール付加イソシアネート(E)の製造方法としては、特に制限なく、例えば3官能以上のイソシアネート化合物(C2)と、単官能アルコール(D)とを、窒素等の不活性ガスの雰囲気下、既知のウレタン化反応により反応させることで得ることができる。
単官能アルコール(D)は、3官能以上のイソシアネート化合物(C2)中のイソシアナト基100mol%に対して25〜65mol%であることが好ましい。単官能アルコール(D)の反応率が25mol%未満の場合、十分な耐酸性が得られず、反応率が65mol%より大きい場合、接着強度が低下する。好ましくは反応率が30〜50mol%である。反応生成物であるアルコール付加イソシアネート(E)には、未反応の3官能以上のイソシアネート化合物(C2)が残存して含まれていてもよい。
<3官能以上のイソシアネート化合物(C2)>
アルコール付加イソシアネート(E)の原料となる3官能以上のイソシアネート化合物(C2)は、イソシアナト基を3つ以上有する化合物であれば特に限定されないが、例えば、脂肪族ジイソシアネート、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、および脂環族ジイソシアネート等のジイソシアネート化合物の3量体である、ビュレット体、ヌレート体、アダクト体、アロファネート体、ならびにイソシアネートとポリオールを反応させたウレタンプレポリマー等が挙げられる。ジイソシアネートおよびウレタンプレポリマーの好ましい具体例としては、3官能以上のイソシアネート化合物(C1)として例示したものと同じものが挙げられる。
3官能以上のイソシアネート化合物(C2)は3官能以上のイソシアネート化合物(C1)と同じであっても良いし、異なっていても良い。接着剤組成物を無溶剤型接着剤として使用する場合は、粘度とポットライフ、及び耐酸性の面でジイソシアネートとしては脂肪族ジイソシアネートが好ましく、より好ましくはHDIである。また、3量体としてはビュレット体、ヌレート体、アダクト体が好ましく、より好ましくはビュレット体、ヌレート体である。
<単官能アルコール(D)>
単官能アルコール(D)としては、分子中に水酸基を1つ有するものであれば特に限定されないが、例えば、脂環族アルコール(D1)、脂肪族アルコール、芳香族アルコールが挙げられるが、これらに限定されない。
脂環族アルコール(D1)としては、芳香族性を有しない飽和または不飽和の炭素環を1つ以上含むアルコールであれば特に限定されない。飽和または不飽和の炭素環としては、シクロプロパン、シクロブタン、シクロペンタン、シクロヘキサン、シクロヘプタン、シクロオクタン、シクロノナン、シクロデカン、シクロウンデカン、およびシクロドデカン等の単環のシクロアルカン;シクロプロペン、シクロブテン、シクロプロペン、シクロヘキセン、シクロヘプテン、およびシクロオクテン等の単環のシクロアルケン;ビシクロウンデカン、デカヒドロナフタレン等の二環式アルカン;ノルボルネン、ノルボルナジエン等の二環式アルケン;トリシクロデカン、アダマンタン、ステロイド等の三環以上のアルカンまたはアルケンなどが挙げられるが、これらに限定されない。前記炭素環は、脂肪族の分枝を有していても構わない。
脂環族アルコール(D1)の好ましい具体例としては、シクロペンタノール、メチルシクロペンタノール、シクロペンチルメタノール、シクロペンチルプロパノール、シクロヘキサノール、シクロヘキシルエタノール、シクロヘキシルプロパノール、シクロヘキシルブタノール、メチル−,エチル−,プロピル−およびブチルシクロヘキサノール、シクロヘプタノール、シクロオクタノール、メントール、デカヒドロ-2-ナフトール、ボルネオール、ヒドロキシジシクロペンタジエン、コレステロール等が挙げられるが、これらに限定されない。
脂肪族アルコールとしては、例えば、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、オクタノール、ノナノール、デカノール、ウンデカノール、ドデカノール、トリデカノール、テトラデカノール、ペンタデカノール、ヘキサデカノール、ヘプタデカノール、オクタデカノール、ノナデカノール、エイコサノール、ヘンエイコサノール、ドコサノール、トリコサノール、テトラコサノール、ペンタコサノール等の直鎖アルキル基を有する単官能アルコール、
2−ブタノール、イソブタノール、tert−ブタノール、2−ペンタノール、3−ペンタノール、イソペンタノール、2−メチル−1−ブタノール、2−メチル−3−ブタノール、2,2−ジメチル−1−プロパノール、tert−ペンタノール、2−ヘキサノール、3−ヘキサノール、イソヘキサノール、2−メチル−2−ペンタノール、2−メチル−1−ペンタノール、3−メチル−1−ペンタノール、2−エチル−1−ブタノール、3,3−ジメチル−1−ブタノール、2−ヘプタノール、3−ヘプタノール、4−ヘプタノール、5−メチル−1−ヘキサノール、4−メチル−1−ヘキサノール、3−メチル−1−ヘキサノール、2−エチル−2−メチル−1−ブタノール、イソオクタノール、2−エチル−1−ヘキサノール、イソノナノール、3.5.5−トリメチルヘキサノール、イソデカノール、イソウンデカノール、5−エチル−2−ノナノール、イソドデデカノール、イソトリデカノール、イソテトラデカノール、イソペンタデカノール、イソヘキデカノール、2−ヘキシルデカノール、3,9−ジエチル−6−トリデカノール、2−イソヘプチルイソウンデカノール、2−オクチルドデカノール、2−デシルテトラデカノール、2−メチルステアリルアルコール等の分岐アルキル基を有する単官能アルコールが挙げられるが、これらに限定されない。
芳香族アルコールとしては、例えば、ベンジルアルコール、メチルフェニルメタノール、メトキシフェニルメタノール、エチルフェニルメタノール、エトキシフェニルメタノール、ブチルフェニルメタノール、ブトキシフェニルメタノール、フェニルエタノール、メチルフェニルエタノール、メトキシフェニルエタノール、エチルフェニルエタノール、エトキシフェニルエタノール、ブチルフェニルエタノール、ブトキシフェニルエタノール、フェニルプロパノール、メチルフェニルプロパノール、メトキシフェニルプロパノール、エチルフェニルプロパノール、エトキシフェニルプロパノール、ブチルフェニルプロパノール、ブトキシフェニルプロパノール、フェニルブタノール、メチルフェニルブタノール、メトキシフェニルブタノール、エチルフェニルブタノール、エトキシフェニルブタノール、ブチルフェニルブタノール、ブトキシフェニルブタノール、フルフリルアルコール等が挙げられるが、これらに限定されない。
なかでも脂環族アルコール(D1)の使用が、接着強度の観点から特に好ましい。これらの単官能アルコールは単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
<アルコール(B)>
本発明のアルコール(B)としては、酸価が0.5〜30mgKOH/gであれば特に限定されず、例えば、酸基を有するポリエステルポリオール等が挙げられる。ポリオール(B)の酸価が0.5mgKOH/g未満の場合、十分な耐酸性が得られず、30mgKOH/gより大きい場合、ポットライフが悪化する。好ましくは1mgKOH/g〜25mgKOH/gである。
アルコール(B)は、ポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)とを含むことが好ましいが、ポリオール(B1)単独であってもよい。アルコール(B)がポリオール(B1)単独である場合には、ポリオール(B1)の酸価は1〜15mgKOH/gであってよい。また、アルコール(B)がポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)とを含む場合には、ポリオール(B1)の酸価は15〜40mgKOH/gであってよく、アルコール(B)100重量%中の前記単官能アルコール(B2)の含有量は50重量%以下であってよい。アルコール(B)100重量%中の前記単官能アルコール(B2)の含有量は1〜50重量であることが好ましく、より好ましくは1〜40重量%である。
<ポリオール(B1)>
本発明のポリオール(B1)としては、酸価が1〜40mgKOH/gであれば特に限定されず、例えば、酸基を有するポリエステルポリオール等が挙げられる。ポリオール(B1)の酸価が1mgKOH/g未満の場合、十分な耐酸性が得られず、40mgKOH/gより大きい場合、ポットライフが悪化する。ポリオール(B1)の酸価は、例えば1〜25mgKOH/g、1〜30mgKOH/g、1〜40mgKOH/g、2〜25mgKOH/g、2〜30mgKOH/g、2〜40mgKOH/g、などであってよい。ポリオール(B1)の酸価は、より好ましくは2mgKOH/g以上、25mgKOH/g未満である。
酸基を有するポリエステルポリオールとしては、以下の例には限定されないが、例えば、二塩基酸とジオールとのエステル化反応により得られる縮合物、前記ジオールを開始剤として得られるカプロラクトン重合物、バレロラクトン重合物、メチルバレロラクトン重合物、乳酸重合物、及び、ひまし油脂肪酸重合物等ならびに、前記重縮合物中の水酸基と酸無水物との反応物等が挙げられる。
二塩基酸としては、以下の例には限定されないが、例えば、アジピン酸、イソフタル酸、テレフタル酸、マレイン酸、フマル酸、コハク酸、シュウ酸、マロン酸、ピメリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、スベリン酸、グルタル酸、1、4−シクロヘキシルジカルボン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸等が挙げられる。
ジオールとしては、以下の例には限定されないが、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、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、1,3−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、3,3,5−トリメチルペンタンジオール、2、4−ジエチル−1,5−ペンタンジオール、1,12−オクタデカンジオール、1,2−アルカンジオール、1,3−アルカンジオール、1−モノグリセライド、2−モノグリセライド、1−モノグリセリンエーテル、2−モノグリセリンエーテル、ダイマージオール、水添ダイマージオール等が挙げられる。
酸無水物としては、以下の例には限定されないが、無水フタル酸、無水トリメリット酸、
無水ピロメリット酸の他、新日本理化(株)より入手できる、リカシッドTMEG−X(ただしXは、100、200、500、600、S)、リカシッドTMA−X(ただしXは、C、10、15)等の無水トリメリット酸エステル無水物が挙げられる。
ポリオール(B1)中の水酸基としては、全水酸基の70mol%以上が1級水酸基であること、つまり、2級または3級水酸基が全水酸基の30mol%未満であることが好ましい。この範囲であると、ポリオール成分の反応性が高くなり、塗布作業やエージング作業時の湿度条件によらず十分な接着強度や耐酸性が得られるためである。
本明細書において1級水酸基とは、水酸基(−OH)が結合している炭素原子に結合している炭素原子の数が1つである基を意味し、2級水酸基または3級水酸基とは、前記炭素原子の数が2つまたは3つである基を意味する。
ポリオール(B1)の数平均分子量は、300〜5000であると耐酸性及びポットライフが良好であるため好ましい。ポリオール(B1)の数平均分子量は、さらに好ましくは450〜2000である。
これらのポリオールは、単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
<単官能アルコール(B2)>
本発明の単官能アルコール(B2)としては特に限定されないが、例えば、脂肪族モノオール、脂環族モノオール、芳香脂肪族モノオール、ポリオキシアルキレンモノオール、及びオキシカルボン酸エステル等が挙げられる。
脂肪族モノオールとしては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、ペンタノール、ヘキサノール、ヘプタノール、オクタノール、ノナノール、デカノールラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、ペンタデカノール、セチルアルコール、ヘプタデカノール、ステアリルアルコール、ノナデカノール、その他のアルカノール(C20〜50)、オレイルアルコール、およびこれらの異性体が挙げられるが、これらに限定されない。
脂環族モノオールとしては、シクロヘキサノール、メチルシクロヘキサノール、4−ブチルシクロヘキサノール、4−ペンチルシクロヘキサノール、4−ヘキシルシクロヘキサノール、シクロデカノール、シクロドデカノール、シクロペンタデカノール、4−イソプロピルシクロヘキサノール、3,5,5−トリメチルシクロヘキサノール、メントール、2−ノルボルナノール、ボルネオール、2−アダマンタノール、ジシクロヘキシルメタノール、デカトール、2−シクロヘキシルシクロヘキサノール、4−シクロヘキシルシクロヘキサノール、4−(4−プロピルシクロヘキシル)シクロヘキサノール、4−(4−ペンチルシクロヘキシル)シクロヘキサノール、α−アンブリノール、デスオキシコルチコステロン、11−デヒドロコルチコステロン、コレステロール、β−シトステロール、カンペステロール、スチグマステロール、ブラシカステロール、ラノステロール、エルゴステロール、β−コレスタノール、テストステロン、エストロン、ジギトキシゲニン、デヒドロエピアンドロステロン、コプロスタノール、プレグネノロン、エピコレスタノール、7−デヒドロコレステロール、安息香酸エストラジオール、チゴゲニン、ヘコゲニン、メタンジエノン、酢酸コルチゾン、ステノロン、およびこれらの異性体が挙げられるが、これらに限定されない。
芳香脂肪族モノオールとしては、ベンジルアルコール等が挙げられるが、これに限定されない。
ポリオキシアルキレンモノオールとしては、例えば、活性水素を1個含有するアルキル化合物等を開始剤として、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド、テトラヒドロフラン等のアルキレンオキサイドを開環付加重合させたものが挙げられるが、これらに限定されない。
オキシカルボン酸エステルとしては、グリコール酸、乳酸、タルトロン酸、グリセリン酸、ヒドロキシ酢酸、ヒドロキシ酪酸、リンゴ酸、クエン酸、イソクエン酸、リシノール酸、α−オキシプロピオン酸、オキシコハク酸、ジオキシコハク酸、ヒドロキシステアリン酸、リシノエライジン酸、リシノステアロール酸、マンデル酸等のオキシカルボン酸と上記モノオール類とから得られる水酸基含有エステル等が挙げられるが、これらに限定されない。
単官能アルコール(B2)の数平均分子量は、100〜6,000であるとポットライフが良好であるため望ましい。単官能アルコール(B2)の数平均分子量は、さらに好ましくは200〜4,000である。
アルコール(B)としては、酸価が1〜15mgKOH/gであるポリオール(B1)を単独で用いることができる。ポリオール(B1)の酸価が1mgKOH/g以上であると十分な耐内容物性が得られ、15mgKOH/g未満であるとポットライフが良好となる。好ましくは2mgKOH/g以上、10mgKOH/g未満である。
また、酸価が15〜40mgKOH/gであるポリオール(B1)と、単官能アルコール(B2)を組み合わせることでより高い耐酸性を達成することができる。ポリオール(B1)の酸価が15mgKOH/g以上であると高い耐内容物性が得られる。また、40mgKOH/g未満であるとポットライフが良好となる。ポリオール(B1)の酸価は、例えば15〜25mgKOH/g、15〜30mgKOH/g、15〜40mgKOH/g、などであってよい。ポリオール(B1)の酸価は、より好ましくは15mgKOH/g以上、25mgKOH/g未満である。
ポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)を併用する場合には、下記式1の関係を満足するとポットライフが向上するため好ましい。
(1)Xa/56.1×Xc−Yh/56.1×Yc≦0.26
(式中、Xaはポリオール(B1)の酸価(mgKOH/g)、Xcはポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)との合計重量中のポリオール成分(B1)の重量比、
Yhは単官能アルコール(B2)の水酸基価(mgKOH/g)、Ycはポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)との合計重量中の単官能アルコール(B2)の重量比である。)
式1の左辺の値は、上述のように0.26以下であってよいが、0.23以下であることがより好ましい。
本発明の接着剤組成物は、ポリイソシアネート(A)中のイソシアナト基と、アルコール(B)中の水酸基の当量比(イソシアナト基/水酸基)が0.7〜2.5であり、好ましくは0.8〜2.5、より好ましくは1.0〜2.0である。イソシアナト基/水酸基比が0.7より小さい場合、十分な接着強度が得られず、イソシアナト基/水酸基比が2.5より大きい場合、耐酸性が悪化する。
本発明の接着剤組成物は、安全性や環境負荷低減の観点から無溶剤型接着剤として使用することが好ましいが、必要に応じて少量の有機溶剤または水を含有することもできる。
有機溶剤としては、以下の例には限定されないが、例えば、メタノール、エタノール、ノルマルプロパノール、イソプロパノール、ノルマルブタノール、イソブタノール、ターシャリーブタノール等の炭素原子数1〜7の脂肪族アルコール類;プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、プロピレングリコールモノプロピルエーテル、プロピレングリコールモノイソプロピルエーテル、プロピレングリコールモノブチルエーテル等のグリコールモノエーテル類;アセトンおよびメチルエチルケトン等のケトン類;酢酸エチルおよび酢酸プロピル等のエステル類;ジメチルカーボネート等の炭酸エステル類等が挙げられる。
これらの有機溶剤または水は、単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
本発明の接着剤組成物は、さらに接着強度や耐酸性を向上させる目的で、シランカップリング剤、またはリンの酸素酸もしくはその誘導体を含有することができ、アルコール(B)の合計100重量%に対して、好ましくは0.01〜5重量%、さらには0.02〜3重量%含有することが好ましい。
シランカップリング剤としては、例えば、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メチルジメトキシシラン、N−フェニル−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン類、
β−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン類、
ビニルトリス(β−メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシラン類、
ヘキサメチルジシラザン、γ−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等を挙げることができるが、これらに限定されない。
リンの酸素酸としては、遊離の酸素酸を少なくとも1個以上有するものであれば特に限定されず、例えば、次亜リン酸、亜リン酸、オルトリン酸、次リン酸等のリン酸類、メタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、ポリリン酸、ウルトラリン酸等の縮合リン酸類が挙げられる。
リンの酸素酸の誘導体としては、上記のリンの酸素酸を遊離の酸素酸を少なくとも1個以上残した状態でアルコール類と部分的にエステル化されたもの等が挙げられるが、これらに限定されない。これらのアルコール類としては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等の脂肪族アルコール、フェノール、キシレノール、ハイドロキノン、カテコール、フロログリシノール等の芳香族アルコール等が挙げられるが、これらに限定されない。
これらのシランカップリング剤、およびリンの酸素酸もしくはその誘導体は、単独で、または2種以上を混合して用いることができる。
本発明の接着剤組成物は、上記成分の他に、必要に応じて充填剤、軟化剤、老化防止剤、安定剤、接着促進剤、レベリング剤、消泡剤、可塑剤、無機フィラー、粘着付与性樹脂、繊維類、可使用時間延長剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、防黴剤、増粘剤、可塑剤、顔料等の着色剤、充填剤等の添加剤を含有することができる。
上記無溶剤型接着剤組成物と、少なくとも2つのシート状基材を用いてなる積層体の製造方法について説明する。
本発明の積層体の製造方法としては、既知の無溶剤型接着剤組成物の積層方法を使用することができるが、具体的には、ポリイソシアネート(A)と、アルコール(B)を均一に混合した接着剤組成物を、無溶剤型のラミネーターによって任意のシート状基材上に塗布して接着剤層を形成する。その後、前記接着剤層と別の任意のシート状基材とを貼り合せ、常温又は加温下でエージングして硬化させることで得られる。塗布温度は、塗布する際の作業性、並びに加熱下の無溶剤型接着剤組成物の粘度を考慮し、通常は40〜100℃、好ましくは60℃〜90℃で行うが、より高温である方が塗工後に温度が低下した際に弾性を付与でき、巻きずれを防止できる等の点で好ましい。塗布量は、基材の種類や塗工条件等に応じて適宜選択されるが、通常1.0〜5.0g/m2、好ましくは1.5〜4.5g/m2である。
また本発明の無溶剤型接着剤組成物は、作業時間を確保するという観点から、ポリイソシアネート(A)とアルコール(B)とを混合後、塗工温度条件下において30〜40分経過した際の粘度が12000mPa・s以下であることが好ましく、さらに好ましくは8000 mPa・s以下である。
シート状基材としては、例えば、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックフィルム;アルミニウム、酸化珪素、酸化アルミ等を蒸着した金属蒸着フィルム;ステンレス、鉄、銅、鉛等の金属箔などが用いられる。かかる基材の組合せは、使用される用途に合わせて適宜選択され、プラスチックフィルム同士であっても、プラスチックフィルムと金属蒸着フィルムまたは金属箔と組み合わせてもよい。
本発明の無溶剤型接着剤組成物は、特に高温殺菌処理に用いられる金属箔を含むラミネート複合フィルムにおいて、バリア層である金属箔(例えばアルミニウム箔等)と内容物側に面するプラスチックフィルム(例えばポリプロピレンフィルム等)との接着剤として好適に用いることができる。
本発明の一実施形態は、上述のように、アルコール(B)がポリオール(B1)単独である場合も含む。
すなわち、本発明の一実施形態は、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B1)とを含む接着剤組成物であって、
ポリイソシアネート成分(A)が、3官能以上のイソシアネート化合物(C1)と、3官能以上のイソシアネート化合物(C2)中のイソシアナト基100mol%に対して単官能アルコール(D)を25〜65mol%反応させて得られた反応生成物(E)とを含んでなり、
ポリオール成分(B1)の酸価が、1〜15mgKOH/gであり、
ポリイソシアネート成分(A)中のイソシアナト基と、ポリオール成分(B1)中の水酸基の当量比(イソシアナト基/水酸基)が80/100〜250/100であることを特徴とする接着剤組成物に関する。
また、本発明の一実施形態は、ポリイソシアネート成分(A)100重量%中に、反応生成物(E)を20〜80重量%含むことを特徴とする前記接着剤組成物に関する。
また、本発明の一実施形態は、3官能以上のイソシアネート化合物(C1)が脂肪族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、および脂環族ジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1種のジイソシアネート化合物の3量体であることを特徴とする前記接着剤組成物であってよい。
また、本発明の一実施形態は、3官能以上のイソシアネート化合物(C2)が脂肪族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、および脂環族ジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1種のジイソシアネート化合物の3量体であることを特徴とする前記接着剤組成物であってよい。
また、本発明の一実施形態は、単官能アルコール(D)が、脂環族アルコール(D1)であることを特徴とする前記接着剤組成物であってよい。
また、本発明の一実施形態は、ポリオール(B1)中の全水酸基の70mol%以上が1級水酸基であることを特徴とする前記接着剤組成物であってよい。
また、本発明の一実施形態は、無溶剤型である、前記接着剤組成物であってよい。
さらに、本発明の別の実施形態は、少なくとも2つのシート状基材を、前記接着剤組成物を用いて積層させてなる積層体を含む。
以下に、実施例により、本発明をさらに具体的に説明するが、以下の実施例は本発明の権利範囲を何ら制限するものではない。なお、実施例における「部」は「重量部」を、「%」は「重量%」をそれぞれ表す。
なお、実施例中の「粘度」、「数平均分子量」、「水酸基価」、「酸価」および「イソシアネート当量」の測定方法は、次の通りである。
粘度:B型粘度計(東京計器社製、型式BL)を用い測定した。
数平均分子量:カラムとしてShodex GPC LF−604(Shodex社製)を用い、RI検出器を装備したGPC(Shodex社製、GPC−104)で展開溶媒にTHFを用いた時のポリスチレン換算分子量を用いた。
水酸基価:JIS K1557−1に準拠して測定した。
酸価:JIS K0070に準拠して測定した。
イソシアネート当量:JIS K1603−1に準拠して測定した。
<イソシアネート化合物(C1)>
イソシアネート化合物(C1−1)〜(C1−3)としては、下記を用いた。
・C1−1:HDIビュレット(製品名:バナソートHB−100、BASF社製)
・C1−2:HDIヌレート(製品名:タケネートD177N、三井化学社製)
・C1−3:IPDIヌレート(製品名:VESTANT T1890/100、エボニック社製)
(合成例11)イソシアネート化合物(C1−4)
数平均分子量1,000、平均水酸基数3のポリオキシプロピレングリセリルエーテル166.2部、ヘキサメチレンジイソシアネート83.8部(水酸基100mol%に対してイソシアナト基200mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、数平均分子量1500のイソシアネート化合物(C1−4)を得た。イソシアネート当量は8.4%であった。
(合成例12)イソシアネート化合物(C1−5)
数平均分子量600、平均水酸基数2のポリオキシプロピレングリコール87.2部、ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体162.8部(水酸基100mol%に対してイソシアナト基300mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、数平均分子量1600のイソシアネート化合物(C1−5)を得た。イソシアネート当量は9.8%であった。
<反応生成物(アルコール付加イソシアネート)(E)および(F)>
(合成例1)アルコール付加イソシアネート(E−1)
ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体219.9部、シクロヘキサノール30.1部(イソシアナト基100mol%に対して25mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、アルコール付加イソシアネート(E−1)を得た。
(合成例2)アルコール付加イソシアネート(E−2)
ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体209.8部、シクロヘキサノール40.2部(イソシアナト基100mol%に対して35mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、アルコール付加イソシアネート(E−2)を得た。
(合成例3)アルコール付加イソシアネート(E−3)
ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体184.4部、シクロヘキサノール65.6部(イソシアナト基100mol%に対して65mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、アルコール付加イソシアネート(E−3)を得た。
(合成例4)アルコール付加イソシアネート(E−4)
ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体209.8部、ヘキサノール40.2部(イソシアナト基100mol%に対して35mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら90℃で4時間反応を行い、アルコール付加イソシアネート(E−4)を得た。
(合成例5)アルコール付加イソシアネート(E−5)
ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体193.9部、ボルネオール56.1部(イソシアナト基100mol%に対して35mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、アルコール付加イソシアネート(E−5)を得た。
(合成例6)アルコール付加イソシアネート(E−6)
ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体193.3部、l−メントール56.7部(イソシアナト基100mol%に対して35mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、アルコール付加イソシアネート(E−6)を得た。
(合成例7)アルコール付加イソシアネート(E−7)
ヘキサメチレンジイソシアネートのヌレート体213.6部、シクロヘキサノール36.4部(イソシアナト基100mol%に対して35mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、アルコール付加イソシアネート(E−7)を得た。
(合成例13)アルコール付加イソシアネート(E−8)
イソシアネート化合物(C1−4)237.9部、シクロヘキサノール12.1部(イソシアナト基100mol%に対して25mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、数平均分子量1580のアルコール付加イソシアネート(E−8)を得た。
(合成例14)アルコール付加イソシアネート(E−9)
イソシアネート化合物(C1−5)236.0部、シクロヘキサノール14.0部(イソシアナト基100mol%に対して25mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、数平均分子量1700のアルコール付加イソシアネート(E−9)を得た。
(合成例8)アルコール付加イソシアネート(F)
ヘキサメチレンジイソシアネートのビュレット体231.0部、シクロヘキサノール19.0部(イソシアナト基100mol%に対して15mol%分)を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら110℃で4時間反応を行い、アルコール付加イソシアネート(F)を得た。
<ポリオール(B1)>
(合成例9)ポリオール(B1−1)
イソフタル酸175部、アジピン酸320部、安息香酸49部、エチレングリコール76部、ネオペンチルグリコール380部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が2.1(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させた後、110℃まで冷却した。その後、無水トリメリット酸5.0部を加えて110℃にて酸変性することで、ポリオール成分(B1−1)を得た。得られたポリオール(B1−1)の水酸基はすべて1級水酸基であり、数平均分子量は750、酸価は3.6、水酸基価は104であった。
(合成例10)ポリオール(B1−2)
イソフタル酸438部、エチレングリコール106部、ネオペンチルグリコール200部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が1.5(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させた後、110℃まで冷却した。その後、無水トリメリット酸5.0部を加えて110℃にて酸変性することで、ポリオール(B1−2)を得た。得られたポリオール(B1−2)の水酸基はすべて1級水酸基であり、数平均分子量は850、酸価は5.1、水酸基価は93であった。
(合成例15)ポリオール(B1−3)
イソフタル酸175部、アジピン酸320部、安息香酸49部、エチレングリコール76部、ネオペンチルグリコール380部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が2.1(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させた後、110℃まで冷却した。その後、無水トリメリット酸28部を加えて110℃にて酸変性することで、ポリオール(B1−3)を得た。得られたポリオール(B1−3)の水酸基はすべて1級水酸基であり、数平均分子量は750、酸価は20.1であった。水酸基価は97であった。
(合成例16)ポリオール(B1−4)
イソフタル酸175部、アジピン酸320部、安息香酸49部、エチレングリコール76部、ネオペンチルグリコール380部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が2.1(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させた後、110℃まで冷却した。その後、無水トリメリット酸21部を加えて110℃にて酸変性することで、ポリオール(B1−4)を得た。得られたポリオール(B1−4)の水酸基はすべて1級水酸基であり、数平均分子量は750、酸価は15.0であった。水酸基価は99であった。
(合成例17)ポリオール(B1−5)
イソフタル酸175部、アジピン酸320部、安息香酸49部、エチレングリコール76部、ネオペンチルグリコール380部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が2.1(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させた後、110℃まで冷却した。その後、無水トリメリット酸14部を加えて110℃にて酸変性することで、ポリオール(B1−5)を得た。得られたポリオール(B1−5)の水酸基はすべて1級水酸基であり、数平均分子量は750、酸価は10.2であった。水酸基価は101であった。
<単官能アルコール(B2)>
単官能アルコール(B2−1)〜(B2−4)としては、下記を用いた。
・B2−1:ポリオキシプロピレンアルキルエーテル(製品名:ユニルーブMB−38、日油社製、理論水酸基価28mgKOH/g)
・B2−2:ひまし油系単官能アルコール(製品名:URIC H−31、伊藤製油社製、理論水酸基価187mgKOH/g)
・B2−3:ポリオキシアルキレンアルキルエーテル(製品名:ユニルーブ50MB−72、日油社製、理論水酸基価18mgKOH/g)
・B2−4:ヘキシルデカノール(製品名:リソノール16SP、高級アルコール工業社製、理論水酸基価231mgKOH/g)
<接着剤組成物の調製>
表1及び表2に各接着剤組成物の組成を示す。
3官能以上のイソシアネート化合物(C1−1)〜(C1−5)、アルコール付加イソシアネート(E−1)〜(E−9)または(F)、ポリオール(B1−1)〜(B1−5)、および任意に単官能アルコール(B2−1)〜(B2−4)、および添加剤を表1及び表2に示す配合比で加熱混合し、実施例1〜41、及び比較例1〜4の無溶剤型接着剤組成物を調製した。
<ラミネート複合フィルムの作成>
ポリエチレンテレフタレート(厚み12μm、 以下PETと記載)/アルミ箔(厚み
9μm)/未延伸ポリプロピレン(厚み70μm、以下CPPと記載)の複合フィルムを下記の方法で作成した。
まず、PETフィルムに、ハイレトルト用のドライラミネート接着剤(製品名:TM−250HV/CAT−RT86L−60、東洋モートン社製)をドライラミネータで3.5g/m2となるよう塗布し、塗布面とアルミ箔を貼り合せた後、得られた積層体を40℃の環境下で3日間エージングすることで、PET/アルミ箔の積層体を得た。
次に、このPET/アルミ箔積層体のアルミ箔面に、各実施例および比較例の無溶剤型接着剤組成物を、無溶剤型テストコーターにて70℃で塗布量3g/m2となるよう塗布し、塗布面とCPPを貼り合せた後、得られた積層体を40℃の環境下で3日間エージングすることで、PET/アルミ箔/CPPのラミネート複合フィルムを得た。
なお、テストコーターの塗工は実施例1〜21、及び比較例1〜4については60℃及び70℃で実施し、実施例22〜41については60℃で実施した。
<ポットライフ(70℃)>
接着剤組成物について、70℃で均一混合40分後の粘度を測定し、以下の基準で判定した。その結果を表1に示す。
B:粘度が8,000mPa・s未満。
C:粘度が8,000mPa・s以上、12,000mPa・s未満。
D:粘度が12,000mPa・s以上。
<ポットライフ(60℃)>
接着剤組成物について、60℃で均一混合30分後の粘度を測定し、以下の基準で判定した。その結果を表1に示す。
A:粘度が10,000mPa・s未満。
B:粘度が10,000mPa・s以上、12,000mPa・s未満。
C:粘度が12,000mPa・s以上、15,000mPa・s未満。
D:粘度が15,000mPa・s以上。
上記方法にて作製したラミネート複合フィルムについて、接着力、耐レトルト性、耐内容物性の各物性を下記の方法で評価した。その結果を表1に示す。
<接着力>
上記方法にて作成したラミネート複合フィルムを15mm幅に切り取り、25℃、相対湿度50%の環境下で、剥離速度300mm/分の剥離速度で引張り、CPP/アルミ箔間のT字剥離強度(N/15mm)を測定した。
<耐レトルト性(加熱殺菌後の接着力[1])、耐内容物性[1]>
上記方法にて作成したラミネート複合フィルムについて、14cm×18cmの大きさの袋を、CPPが内側になるように190℃、1秒のヒートシール条件で作製した。内容物には、3%酢酸水溶液/ケチャップ/サラダ油を、1/1/1の重量比で混合したものを充填した。この袋を、回転式レトルト試験器を用い、30rpm、135℃、30分の加圧条件下で熱水殺菌を行った後、上記接着力測定と同様の方法でCPP/アルミ箔間のT字剥離強度(N/15mm)を測定した(「加熱殺菌後接着力[1]」と表記する)。また、55℃の環境下で4週間保存した袋については、外観の変化についても目視で観察し、耐内容物性を以下の基準で判定した(「耐内容物性[1]」と表記する)。その結果を表に示す。
B:ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様がなく、接着剤層が均一である(良好)。
C:ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様が多少観測される(使用可)。
D:ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様が多数観測される(使用不可)。
<耐レトルト性(加熱殺菌後接着力[2])、耐内容物性[2]>
内容物を3%酢酸水溶液に変更した以外は、上記と同様の手順で内容物を充填した袋を作製した。この袋を、回転式レトルト試験器を用い、30rpm、135℃、30分の加圧条件下で熱水殺菌を行った後、上記接着力測定と同様の方法でCPP/アルミ箔間のT字剥離強度(N/15mm)を測定した(「加熱殺菌後接着力[2]」と表記する)。また、55℃の環境下で4週間保存した袋については、外観の変化について目視で観察し、耐内容物性を以下の基準で判定した(「耐内容物性[2]」と表記する)。その結果を表に示す。
A:ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様がなく、接着剤層が均一である(非常に良好)。
B:ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様が極僅かに観測される(良好)。
C:ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様が多少観測される(使用可)。
D:ゆず肌状の模様や小さな斑点状の模様が多数観測される(使用不可)。
表1及び表2に示されるように、本発明の接着剤組成物は、良好な作業性を有し、接着強度と耐酸性に優れていることがわかった。

Claims (13)

  1. 3官能以上のイソシアネート化合物(C2)と単官能アルコール(D)とを、当量比 3官能以上のイソシアネート化合物(C2)中のイソシアナト基:単官能アルコール(D)=100mol%:25〜65mol%で反応させることにより、アルコール付加イソシアネート(E)を得るステップと;
    3官能以上のイソシアネート化合物(C1)およびアルコール付加イソシアネート(E)を含むポリイソシアネート(A)と、酸価が0.5〜30mgKOH/gであるアルコール(B)とを、ポリイソシアネート(A)中のイソシアナト基と、アルコール(B)中の水酸基との当量比(イソシアナト基/水酸基)が0.7〜2.5であるように混合するステップ
    とを含む、接着剤組成物の製造方法。
  2. アルコール付加イソシアネート(E)が、ポリイソシアネート(A)100重量%中に、20〜80重量%含まれる、請求項1記載の接着剤組成物の製造方法。
  3. 3官能以上のイソシアネート化合物(C1)が、脂肪族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、および脂環族ジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1種のジイソシアネート化合物の3量体である、請求項1または2記載の接着剤組成物の製造方法。
  4. 3官能以上のイソシアネート化合物(C2)が、脂肪族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、および脂環族ジイソシアネートからなる群より選択される少なくとも1種のジイソシアネート化合物の3量体である、請求項1〜3いずれか1項に記載の接着剤組成物の製造方法。
  5. 単官能アルコール(D)が、脂環族アルコール(D1)である、請求項1〜4いずれか1項に記載の接着剤組成物の製造方法。
  6. アルコール(B)が、酸価が1〜15mgKOH/gであるポリオール(B1)を含む、請求項1〜5いずれか1項に記載の接着剤組成物の製造方法。
  7. ポリオール(B1)中の水酸基の全量100mol%中、70mol%以上が1級水酸基である、請求項6記載の接着剤組成物の製造方法。
  8. アルコール(B)が、酸価が15〜40mgKOH/gであるポリオール(B1)と、単官能アルコール(B2)とを含み、アルコール(B)100重量%中の前記単官能アルコール(B2)の含有量が50重量%以下である、請求項1〜6いずれか1項に記載の接着剤組成物の製造方法。
  9. 前記接着剤組成物が、下記式1の関係を満足する、請求項7記載の接着剤組成物の製造方法。
    (1)Xa/56.1×Xc−Yh/56.1×Yc≦0.26
    (式中、
    Xaはポリオール(B1)の酸価(mgKOH/g)、
    Xcはポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)との合計重量中のポリオール(B1)の重量比、
    Yhは単官能アルコール(B2)の水酸基価(mgKOH/g)、
    Ycはポリオール(B1)と単官能アルコール(B2)との合計重量中の単官能アルコール(B2)の重量比である。)
  10. 単官能アルコール(B2)の分子量が100以上6000以下である、請求項7または8記載の接着剤組成物の製造方法。
  11. 前記接着剤組成物が無溶剤型である、請求項1〜10いずれか1項に記載の接着剤組成物の製造方法。
  12. 金属箔を含むラミネート複合フィルム用である、請求項1〜11いずれか1項に記載の接着剤組成物の製造方法。
  13. 少なくとも2つのシート状基材を、請求項1〜12いずれか1項に記載の接着剤組成物の製造方法により得られる接着剤組成物を用いて積層させるステップを含む、積層体の製造方法。
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