JP2019001944A - フィルムラミネート金属缶用の接着剤 - Google Patents
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Abstract
Description
水酸基含有ポリエステル樹脂(A)
水酸基含有ポリエステル樹脂(A)は、公知の方法により、酸成分(a1)とアルコール成分(a2)のエステル化反応又はエステル交換反応によって製造することができる。
上記酸成分(a1)は、ポリエステル樹脂の製造に際して酸成分として通常使用される化合物を使用することができ、例えば、芳香族多塩基酸、芳香族モノカルボン酸、脂環式多塩基酸、脂肪族多塩基酸、脂肪族モノカルボン酸等の一塩基酸;及びこれらの酸の低級アルキルエステル化物等を使用することができる。
アルコール成分(a2)は、ポリエステル樹脂の製造に際してアルコール成分として通常使用される、1分子中に2個以上の水酸基を有する多価アルコールを好適に使用することができる。上記多価アルコールとしては、例えば、芳香族ジオール、脂環族ジオール、脂肪族ジオール等を挙げることができる。
前記エステル化又はエステル交換反応の際には、反応を促進させるために、触媒を用いることができる。触媒としては、ジブチル錫オキサイド、三酸化アンチモン、酢酸亜鉛、酢酸マンガン、酢酸コバルト、酢酸カルシウム、酢酸鉛、テトラブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート等の公知の触媒を使用することができる。
アミノ樹脂(B)は、主として、上記水酸基含有ポリエステル樹脂(A)の硬化剤として使用するものである。
アルデヒド化合物としては、ホルムアルデヒド、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド、ベンツアルデヒド等を挙げることができる。
ポリイソシアネート化合物(C)は、主として上記の水酸基含有ポリエステル樹脂(A)の硬化剤として使用するものである。ポリイソシアネート化合物としては、例えば、ヘキサメチレンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の脂肪族ジイソシアネート;水素添加キシリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート等の環状脂肪族ジイソシアネート;トリ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等の芳香族ジイソシアネート;トリフェニルメタン−4,4′,4″−トリイソシアネート、1,3,5−トリイソシアナトベンゼン、2,4,6−トリイソシアナトトルエン、4,4′−ジメチルジフェニルメタン−2,2′,5,5′−テトライソシアネート等の3個以上のイソシアネ−ト基を有するポリイソシアネート化合物等の有機ポリイソシアネートそれ自体、又はこれらの各有機ポリイソシアネートと多価アルコール、低分子量ポリエステル樹脂もしくは水等との付加物、あるいは上記各有機ポリイソシアネート同士の環化重合体、更にはイソシアネート・ビウレット体等を挙げることができる。これらのうち、ヘキサメチレンジイソシアネートの環化重合体であるイソシアヌレート体を反応性及び反応速度の観点から好適に使用することができる。
本発明の接着剤には、特に、耐ブロッキング性等向上の観点から、構成モノマーの総量に対して、イソボルニルアクリレート及びイソボルニルメタクリレートのうちの少なくとも1種(d1)の総量が20質量%以上であり、ガラス転移温度が50℃以上であるアクリル樹脂(D)をさらに、好適に含有させることができる。
アクリル樹脂(D)の水酸基価は、40〜140mgKOH/g、特に60〜130mgKOH/g、さらに特に80〜120mgKOH/gの範囲内にあることがラミネート強度の観点から好ましい。
上記着色顔料としては、二酸化チタン、カーボンブラック、酸化鉄、キナクリドン、ペリレン、フタロシアニン等を挙げることができる。
本発明の接着剤を用いたフィルムラミネート金属缶の製造は、例えば、下記工程1〜3により行うことができる。
工程1.ポリエステルフィルムに接着剤を塗布する。
工程2.金属板へ該ポリエステルフィルムをラミネートする。
工程3.ポリエステルフィルムがラミネートされた金属板を、フィルムラミネート金属缶に成型加工する。
上記ポリエステルフィルム上への接着剤の塗布は、ロールコータ方式、ダイコータ方式、グラビア方式、グラビアオフセット方式、スプレー塗装方式等の公知の塗装手段により行なうことができる。また、乾燥は通常、塗布液中の溶剤を揮散させる程度で行なわれ、ポリエステルフィルムをコイル状に巻き取ってもブロッキングを起こさないように通常、50〜180℃程度の温度で行なうことができる。接着剤の塗布量は、乾燥皮膜重量として、色ムラ防止、隠蔽性等の点から、0.2〜20g/m2、好ましくは0.5〜16g/m2の範囲内とすることができる。上記ポリエステルフィルムとしては、加工性や付着性の面から、エステル反復単位の75〜100%がエチレンテレフタレート単位からなるものを好適に使用することができる。
次いで、工程1で得られたポリエステルフィルムのコイルを解いて、金属板にラミネートすることにより、ポリエステルフィルムラミネート金属板を得ることができる。上記のラミネートに使用される金属板としては、例えば、熱延鋼板、冷延鋼板、溶融亜鉛メッキ鋼板、電気亜鉛メッキ鋼板、鉄−亜鉛合金メッキ鋼板、亜鉛−アルミニウム合金メッキ鋼板、ニッケル−亜鉛合金メッキ鋼板、ニッケル−錫合金メッキ鋼板、ブリキ、クロムメッキ鋼板、アルミニウムメッキ鋼板、ターンメッキ鋼板、ニッケルメッキ鋼板、ステンレススチール、ティンフリースチール、アルミニウム板、銅板、チタン板等の金属板素材;これらの金属板素材に化成処理、例えば、リン酸塩処理、クロメート処理、複合酸化膜処理等を行った化成処理金属板を挙げることができる。また、金属板は、上記金属板素材、化成処理金属板又はプライマー塗装金属板等の平板状の金属板が、例えば缶胴等に成型加工された加工金属板であってもよい。
フィルムラミネート金属缶は、上記フィルムラミネート金属板を切断し、成形加工することにより製造することができる。また、前記ラミネート用フィルムを、成形された缶に直接ラミネートすることによってもフィルムラミネート金属缶を得ることができる。フィルムラミネート金属缶は、例えば、飲料缶、食缶、雑缶、5ガロン缶等として使用することができる。
製造例1 ポリエステル樹脂A−1溶液の製造
加熱装置、攪拌装置、温度計、還流冷却器、水分離器を備えた4つ口フラスコに、以下
の「モノマー1」を仕込んだ。次に、常法に従い、生成した縮合水を水分離器を用いて留去してエステル化反応を行い、さらに、生成物に無水トリメリット酸0.12部を付加した後、トルエン及びメチルエチルケトンを適量配合して固形分40質量%のポリエステル樹脂A−1溶液を得た。得られたポリエステル樹脂A−1溶液の樹脂固形分は、水酸基価は6mgKOH/g、酸価は6mgKOH/g、ガラス転移温度は42℃、数平均分子量は18,000であった。
イソフタル酸 30.0部
1,3−シクロヘキサンジカルボン酸 60.0部
アジピン酸 10.0部
1,4−シクロヘキサンジメタノール 50.0部
エチレングリコール 10.0部
1,6−ヘキサンジオール 20.0部
2−ブチル−2−エチル−1,3−プロパンジオール 10.0部
トリメチロールプロパン 10.0部
製造例2〜8 ポリエステル樹脂A−2〜A−8溶液の製造
製造例1において、表1に示す配合とする以外は、同様の操作を行い固形分40質量%の各ポリエステル樹脂A−2溶液〜A−8溶液を得た。
製造例9
温度計、攪拌機、還流冷却管及び溶剤副生成物回収装置を備えた反応器にパラホルムアルデヒド(ホルムアルデヒド92%含有)196部、メラミン126部、メタノール224部、n−ブタノール370部を加え、攪拌を行いながら燐酸の10%水溶液を加え反応液のPHを5.0に調整した。還流温度まで過熱し溶解させた。その後、加熱し反応液の温度を70℃に保ち4時間反応を継続した後、トリエチルアミンを加え系内のpHを7.0に調整した。減圧下で系内の温度を70℃以下に保ちながら樹脂の不揮発分が70%になるように過剰のメタノールとn−ブタノールを系外へ除去することにより、アミノ樹脂(X)の溶液を得た。C13NMRによって求めた、得られたアミノ樹脂(X)のn−ブトキシ基の含有量は、トリアジン環1個当たり約1.3個であった。アミノ樹脂(X)はアミノ樹脂(B)に該当するアミノ樹脂である。
温度計、攪拌機、還流冷却管及び溶剤副生成物回収装置を備えた反応器にパラホルムアルデヒド(ホルムアルデヒド92%含有)196部、メラミン126部、メタノール224部、n−ブタノール222部を加え、攪拌を行いながら燐酸の10%水溶液を加え反応液のPHを5.0に調整した。還流温度まで過熱し溶解させた。その後、加熱し反応液の温度を70℃に保ち4時間反応を継続した後、トリエチルアミンを加え系内のpHを7.0に調整した。減圧下で系内の温度を70℃以下に保ちながら樹脂の不揮発分が70%になるように過剰のメタノールとn−ブタノールを系外へ除去することにより、アミノ樹脂(Y)の溶液を得た。C13NMRによって求めた、得られたアミノ樹脂(Y)のn−ブトキシ基の含有量は、トリアジン環1個当たり約0.8個であった。アミノ樹脂(Y)はアミノ樹脂(B)に該当しないアミノ樹脂である。
製造例11
撹拌装置、温度計、還流冷却器、サーモスタット及び滴下用ポンプを備えた反応容器に、キシレン60部を仕込み、撹拌しながら125℃まで昇温し、以下に示す「モノマーと重合開始剤」を、滴下用ポンプを利用して3時間かけて一定速度で滴下した。滴下終了後、同温度で2時間熟成して反応を終了し、樹脂固形分60質量%のアクリル樹脂D溶液を得た。得られたアクリル樹脂D溶液の樹脂固形分は、重量平均分子量は約9,000、水酸基価は78mgKOH/g、ガラス転移温度は70℃であった。
イソボルニルアクリレート 35部
2−エチルヘキシルメタクリレート 15部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 18部
スチレン 20部
t−ブチルメタクリレート 12部
t―ブチルパーオキシ2−エチルヘキサノエート 6.5部
フィルムラミネート金属缶用接着剤の製造
実施例1 接着剤No.1の製造例
製造例1で得た固形分40質量%のポリエステル樹脂A−1溶液100部(固形分)及びタイペークCR−95(注1)140部を撹拌混合した。次いで、サイメル235(注5)10部(固形分)、TRIXENE BI 7951(注9)6部(固形分)、及びスミジュールN3300(注12)4部(固形分)を添加して撹拌混合し、トルエン及びメチルエチルケトンを適量配合して固形分45質量%の接着剤No.1を得た。
実施例1において表2に示す組成とする以外は実施例1と同様にして、各接着剤No.2〜No.27を製造した。
(注2)GX−40A:商品名、旭化成メタルズ社製、ノンリーフィングアルミ
(注3)ユーバン20SE−60:商品名、三井化学社製、ブチルエーテル化メラミン樹脂
(注4)サイメル202:商品名、オルネックス社製、メチルブチル混合エーテル化メラミン樹脂
(注5)サイメル235:商品名、オルネックス社製、メチルブチル混合エーテル化メラミン樹脂
(注6)サイメルVX805:商品名、オルネックス社製、メチルイソブチル混合エーテル化メラミン樹脂
(注7)ユーバン10R:三井化学社製、ブチルエーテル化尿素樹脂
(注8)BX−4000:三和ケミカル社製、メチルブチル混合エーテル化ベンゾグアナミン樹脂
なお、(注3)〜(注8)のアミノ樹脂はすべて、アミノ樹脂に含まれるトリアジン環又は尿素骨格1個あたり、1個以上のブチルエーテル基を含有し、アミノ樹脂(B)に該当するアミノ樹脂である。
(注10)TRIXENE BI 7960:商品名、Baxenden社製、イソホロンジイソシアネートのジメチルピラゾールブロック体
(注11)K6000:商品名、旭化成社製、のヘキサメチレンジイソシアネートの活性メチレン化合物ブロック体
(注12)スミジュールN3300:商品名、住化バイエルウレタン社製、ヌレート変性ヘキサメチレンジイソシアネート
(注13)タケネートD−165N:商品名、三井化学社製、ビュレット変性ヘキサメチレンジイソシアネート
(注14)スミジュールHT:商品名、住化コベストロウレタン社製、アダクト変性ヘキサメチレンジイソシアネート
(注15)タケネートD−140N:商品名、三井化学社製、アダクト変性イソホロンジイソシアネート
比較例1〜13
実施例1において、表3に示す組成とする以外は、実施例1と同様にして、各接着剤No.28〜No.40を製造した。
(注17)サイメル325:商品名、オルネックス社製、メチルエーテル化メラミン樹脂
(注18)サイメル327:商品名、オルネックス社製、メチルエーテル化メラミン樹脂
なお、(注16)〜(注18)のアミノ樹脂はすべて、ブチルエーテル基を含有せず、アミノ樹脂(B)に該当しないアミノ樹脂である。
各接着剤の粘度をザーンカップNo.3(測定温度20℃)にて評価した。
◎:固形分48%で16秒以下である
○:固形分45%で16秒以下である
△:固形分40%で16秒未満である
×:固形分40%で16秒以上である
各接着剤No.1〜40につき、以下の方法で各試験板を作成し、各性能試験に供した。
上記実施例及び比較例で得た各接着剤につき、以下の手順で「PETラミネート金属板(単独膜)」を作成した。
PETフィルムをインキ層を有するPETフィルムとする以外は、PETラミネート金属板(単膜)の作成と同様にして各「PETラミネート金属板(インキ積層膜)」を得た。
(注20)接着性(単独膜):
「PETラミネート金属板(単独膜)」の裏側からエリクセン試験機を用いてハット加工を行った試験片について、125℃で30分間のレトルト処理を施し、PETフィルムの接着状態を下記基準により評価した。
◎は、12mm高さでPETフィルムが剥離しない
○は、9mm高さでPETフィルムが剥離しない
△は、6mm高さでPETフィルムが剥離しない
×は、6mm高さでPETフィルムが剥離する
(注21)接着性(インキ積層膜):
「PETラミネート金属板(インキ積層膜)」の裏側からエリクセン試験機を用いてハット加工を行った試験片について、125℃で30分間のレトルト処理を施し、PETフィルムの接着状態を下記基準により評価した。
◎は、12mm高さでPETフィルムが剥離しない
○は、9mm高さでPETフィルムが剥離しない
△は、6mm高さでPETフィルムが剥離しない
×は、6mm高さでPETフィルムが剥離する
(注22)耐ブロッキング性:
「PETラミネート金属板(単独膜)」の接着剤層表面に、別のPETフィルムを被せて、10kg/cm2の圧力をかけて、温度25℃、湿度60%RHの室内にて3日間保存した。この貯蔵ラミネートフィルムを30mm幅に切って、上記別のPETフィルムを乾燥塗膜面から引張速度500mm/分で180度剥離する際の剥離強度(g/30mm)を測定し、下記基準にて評価した。
◎:剥離強度が10g/30mm未満
〇:剥離強度が10g/30mm以上で20g/30mm未満
△:剥離強度が20g/30mm以上で50g/30mm未満
×:剥離強度が50g/30mm以上
(注23)貯蔵後の接着性(インキ積層膜):
「PETラミネート金属板(インキ積層膜・貯蔵後)」の裏側からエリクセン試験機を用いてハット加工を行った試験片について、125℃で30分間のレトルト処理を施し、PETフィルムの接着状態を下記基準により評価した。
◎は、12mm高さでPETフィルムが剥離しない
○は、9mm高さでPETフィルムが剥離しない
△は、6mm高さでPETフィルムが剥離しない
×は、6mm高さでPETフィルムが剥離する
2.接着剤による接着剤層
3.印刷インキ層
4.フィルム
Claims (6)
- 数平均分子量が15000〜35000である水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)を含有する水酸基含有ポリエステル樹脂(A)、アミノ樹脂に含まれるトリアジン環又は尿素骨格1個あたり、1個以上のブチルエーテル基を有するアルキルエーテル化アミノ樹脂(B)及びブロックポリイソシアネート化合物(C1)を含有するポリイソシアネート化合物(C)を含有し、
水酸基含有ポリエステル樹脂(A)の固形分総量に対し、成分(A1)、成分(B)及び成分(C)の固形分含有量が、水酸基含有ポリエステル樹脂(A1)50質量%以上、アミノ樹脂(B)1〜20質量%、ポリイソシアネート化合物(C)2〜30質量%であることを特徴とするフィルムラミネート金属缶用の接着剤。 - ポリイソシアネート化合物(C)の固形分総量に対し、ブロックポリイソシアネート化合物(C1)の固形分含有量が、5〜95質量%である請求項1に記載のフィルムラミネート金属缶用の接着剤。
- ポリイソシアネート化合物が、ヘキサメチレンジイソシアネートのイソシアヌレート体である請求項1又は2のいずれかに記載のフィルムラミネート金属缶用の接着剤。
- ブロックポリイソシアネート化合物(C1)のブロック剤がピラゾール化合物である請求項1〜3のいずれか一項に記載のフィルムラミネート金属缶用の接着剤。
- さらに、ガラス転移温度が50℃以上であるアクリル樹脂(D)を含有するフィルムラミネート金属缶用の接着剤であって、上記アクリル樹脂(D)が、該樹脂の構成モノマーとして、イソボルニルアクリレート及びイソボルニルメタクリレートのうちの少なくとも1種(d1)を、該樹脂の構成モノマーの総量に対して20質量%以上含有するものである、請求項1〜4のいずれか一項に記載のフィルムラミネート金属缶用の接着剤。
- 金属缶の外面側に、請求項1〜5のいずれか一項に記載のフィルムラミネート金属缶用の接着剤による接着層を形成するフィルムラミネート金属缶の製造方法。
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