JP2019077847A - 無溶剤型ラミネート接着剤、その硬化物、積層体及び包装体 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の無溶剤型ラミネート接着剤は前述の通り反応型2液タイプのラミネート接着剤である。従来の揮発性の有機溶剤を使用しないことから無溶剤型と称される。
本発明では、イソシアネート基と水酸基との化学反応によって硬化する接着剤を使用する。なお本発明でいう無溶剤型の接着剤の「溶剤」とは、本発明で使用するポリイソシアネートやポリオールを溶解することの可能な、溶解性が高く揮発性の有機溶剤を指し、「無溶剤」とは、これらの溶解性の高い有機溶剤を含まないことを指す。溶解性の高い有機溶剤とは、具体的には、トルエン、キシレン、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸nープロピル、酢酸n−ブチル、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、トルオール、キシロール、n−ヘキサン、シクロヘキサン等が挙げられる。中でもトルエン、キシレン、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、酢酸メチル、酢酸エチルは特に溶解性の高い有機溶剤として知られている。
本発明で使用する1級アミノ基を分子構造中に有するポリアミン樹脂(A)は、1級アミノ基を分子構造中に有するものであり、該1級アミノ基が硬化剤である鎖状脂肪族ポリオールのポリグリシジルエーテル(B)中のエポキシ基と反応し架橋構造を形成することにより硬化物を得ることができる。
ここで、ポリウレタンポリウレア樹脂(A1)またはポリアマイド樹脂(A2)のアミン価が、20〜400mgKOH/gの範囲であることが、架橋密度が適度に高くかつフィルム追随性を有し、初期のラミネート強度や外観のみならず、ボイル処理後のラミネート強度とラミネート外観が良好なものとなる点から好ましい。
[アミン価滴定方法]
所定量のポリアミン樹脂(A)にクリスタルバイオレット指示薬を加え、これを0.1mol/Lの過塩素酸(HClO4)酢酸溶液で青紫色から青色へ変化(赤みが消えた点)を終点として滴定する。同様にして試験も実施し、下記(式1)によって算出される値である。
アミン価(KOHmg)=56.1×[(Vs−Vb)/W]×0.1×[F20/1+W:滴定に使用したポリウレタンポリウレア樹脂(A)の質量(g)
0.0011(t−20)]
Vs:滴定に要した0.1mol/Lの過塩素酸(HClO4)酢酸溶液の滴定量
F20:0.1mol/Lの過塩素酸(HClO4)酢酸溶液の20℃における力価
t:滴定時の0.1mol/Lの過塩素酸(HClO4)酢酸溶液の温度
本発明において、前記ポリウレタンポリウレア樹脂(A1)は、その分子構造中にポリエーテル構造部位を持つポリエーテルポリウレタンポリウレア樹脂であることが、接着剤としての柔軟性に優れる点から好ましい。ここで、ポリエーテル構造部位とは、原料として用いた後述するポリエーテルポリオール(α1)に起因する構造部位であり、該ポリエーテルポリオールの分子量が100〜3,500の範囲であるものが前記した柔軟性と、接着剤硬化時のラミネート強度とのバランスに優れる点から好ましい。なお、ポリエーテルポリオールの分子量は、水酸基価(mgKOH/g)の実測値と、ポリオールの価数から計算される値である。
本発明において、ポリアマイド樹脂(A2)は、ポリカルボン酸化合物と、ポリアミン又はポリイソアネート化合物を反応させることで得られる。ポリカルボン酸化合物としては、コハク酸、マレイン酸、フマール酸、イタコン酸、アゼライン酸、メサコン酸、シトラコン酸、セバチン酸、グルタコン酸、アジピン酸、マロン酸、フタール酸、イソフタール酸、テレフタール酸、シクロヘキサンジカルボン酸、ナジック酸、メチルナジック酸、オクチルコハク酸、およびこれらの酸の無水物、リノレイン酸の二量体、三量体などの重合脂肪酸、ドデカン二酸、C21二塩基酸、ダイマー酸(オレイン酸やリノール酸などの不飽和脂肪酸を重合した重合脂肪酸)等が挙げられる。
本発明において、ポリエーテルアミン樹脂(A3)は、末端に2つ以上の1級アミノ基を有し、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラブチレングリコールのようなエーテル結合を有する樹脂である。これらポリエーテルアミン樹脂の数平均分子量は、400〜5,000が望ましい。
カラム ;東ソー株式会社製 TSK−GUARDCOLUMN SuperHZ−L
+東ソー株式会社製 TSK−GEL SuperHZM−M×4
検出器 ;RI(示差屈折計)
データ処理;東ソー株式会社製 マルチステーションGPC−8020modelII
測定条件 ;カラム温度 40℃
溶媒 テトラヒドロフラン
流速 0.35ml/分
標準 ;単分散ポリスチレン
試料 ;樹脂固形分換算で0.2質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μl)
本発明の積層体は、本発明の無溶剤型ラミネート接着剤を第一の基材に塗布、次いで塗布面に第二の基材を積層し、該接着剤層を硬化させて得られる。
具体的態様の1つである積層フィルムは、前記無溶剤型ラミネート接着剤を第一のプラスチックフィルムと第二のプラスチックフィルムの間に有する積層フィルムであり、具体的には、前記無溶剤型ラミネート接着剤の硬化物を第一のプラスチックフィルムと第二のプラスチックフィルムの間に有する積層フィルムであり、その製造方法は、前記無溶剤型ラミネート接着剤を第一のプラスチックフィルムに塗布、次いで塗布面に第二のプラスチックフィルムを積層し、該接着剤層を硬化させる方法である。
もちろんその他の用途、例えば、電池用包装材、窓材、屋外フローリング材、照明保護材、自動車部材、看板、ステッカー等の屋外産業用途、射出成形同時加飾方法等に使用する加飾用シート等として、好適に使用することができる。
攪拌機、温度計、環流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、分子量約1000のポリプロピレングリコール(三井化学社製「アクトコール PPG1,000」、分子量1001(水酸基価112.0mgKOH/g、官能基数2としての計算値))と、分子量2015(水酸基価からの計算値)のポリプロピレングリコール(三井化学社製「アクトコール PPG2000」、分子量2015(水酸基価55.7mgKOH/g、官能基数2としての計算値))の混合物(重量比=95/5)185.2質量部とトルエンジイソシアネート62.92質量部を仕込み、窒素気流下に90℃で5時間反応させ、遊離イソシアネート価(イソシアネート基含有率)6.07質量%のプレポリマーを製造した後、これに酢酸エチル62.03質量部を加えてウレタンプレポリマーの均一溶液とした。次いで、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール13.12質量部、モノエタノールアミン0.2質量部、酢酸エチル4.9質量部およびエタノール156.0質量部からなる混合物に、前記ウレタンプレポリマー溶液を添加し、45℃で5時間攪拌反応させて、ポリウレタンポリ尿素樹脂溶液を得た。得られたポリウレタンポリ尿素樹脂溶液の溶剤をエバポレーターで脱溶剤し、ポリウレタン樹脂1を得た。粘度が4000mPa・s(80℃)、アミン価 20.3(mgKOH/g)、樹脂固形分の重量平均分子量(Mw)が25,000であった。
表1の配合に従い接着剤を調整し各種評価を行った。結果を表1に示す。
無溶剤型ラミネート接着剤用ポリオール系主剤「DICDRY 2K−SF−220A」を60部、無溶剤型ラミネート接着剤用イソシアネート系硬化剤「HA−220B」を40部 を混合して使用した。
・デコナールEX614B;長瀬ケムテック社製ソルビトール変性エポキシ樹脂 エポキシ当量166g/eq.
・デコナールEX411;長瀬ケムテック社製ペンタエリスリトール変性エポキシ樹脂 エポキシ当量229g/eq.
・L−45−3;三洋化成工業社製ポリアマイド樹脂;アミン価316mgKOH/g
・L−55−3;三洋化成工業社製ポリアマイド樹脂 アミン価364mgKOH/g
・DS−002;三洋化成工業社製ポリアマイド樹脂 アミン価227mgKOH/g・TSP−3684;三洋化成工業社製ポリアマイド樹脂 アミン価64mgKOH/g
・ジェファーミンD−400;ハルツマン社製ポリエーテルアミン樹脂 アミン価246mgKOH/g
・インキ1;DIC(株)製印刷白インキ「フィナート」
・インキ2;SunChemical社製印刷白インキ「Duratort PF」
表1の配合に従い接着剤を配合した後、ナイロンフィルムに、塗布量が固形分2.0g/m2程度となるように塗布し、ラミネーターでこのフィルムの塗布面とポリエチレンフィルム(60um)と貼合し、ラミネートフィルムを得た。得られたラミネートフィルムは40℃の恒温槽に3日間保存した。
ラミネートフィルムから15mm幅で切り取ったサンプルを、引張り試験機を使用して、T型剥離により剥離速度300mm/minで接着強度(N/15mm)を測定した。
前述と同様に接着剤を配合した。DIC(株)製印刷白インキ「フィナート」(グラビア印刷用インキ;樹脂タイプ 塩酢ビ/ウレタン)、又はSunChemical社製印刷白インキ「Duratort PF」(フレキソ印刷用インキ; 樹脂タイプ ウレタン)でそれぞれ図柄を印刷したナイロンに、前記接着剤を、塗布量が固形分2.0g/m2程度となるように塗布し、ラミネーターでこのフィルムの塗布面とポリエチレンフィルムと貼合し、ラミネートフィルムを作製した。「フィナート」で印刷したナイロンを用いたラミネートフィルムを「印刷ラミネートフィルム1」とし、「Duratort PF」で印刷したナイロンを用いたラミネートフィルムを「印刷ラミネートフィルム2」とする。
各々のフィルムから15mm幅で切り取ったサンプルを、引張り試験機を使用して、T型剥離により剥離速度300mm/minで接着強度(N/15mm)を測定した。
前記評価方法1、2と同様の方法(接着剤の塗布量はいずれも固形分2.0g/m2程度である)で得たラミネートフィルム、印刷ラミネートフィルム1、印刷ラミネートフィルム2を、40℃の恒温槽に3日間保存した。
その後、各々のラミネートフィルムを150mm×300mmで切り取り、ポリエチレンフィルムが内側になるように折り曲げ、1atm、180℃、1秒間でヒートシールしてパウチを作製した。内容物として1/1/1ソース(ミートソース : 植物油 : 食酢=1 : 1 : 1)を充填した。
充填したパウチを、ボイル殺菌処理98℃で60分実施し、内容物を除去した。その後パウチのデラミの発生の有無を評価した。
Claims (8)
- 1級アミノ基を分子構造中に有するポリアミン樹脂(A)と、多官能エポキシ化合物(B)として鎖状脂肪族ポリオールのポリグリシジルエーテル(B1)とを必須成分とすることを特徴とする無溶剤型ラミネート接着剤。
- 前記1級アミノ基を分子構造中に有するポリアミン樹脂(A)がポリウレタンポリウレア樹脂(A1)、ポリアマイド樹脂(A2)又はポリエーテルアミン樹脂(A3)である請求項1に記載の無溶剤型ラミネート接着剤。
- 前記ポリウレタンポリウレア樹脂(A1)、前記ポリアマイド樹脂(A2)又は前記ポリエーテルアミン樹脂(A3)のアミン価が、20〜400mgKOH/gの範囲である請求項1または2に記載の無溶剤型ラミネート接着剤。
- 前記鎖状脂肪族ポリオールのポリグリシジルエーテル(B1)のエポキシ当量が100〜300g/当量の範囲である請求項1〜3のいずれかに記載の無溶剤型ラミネート接着剤。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の無溶剤型ラミネート接着剤を硬化させた硬化物。
- 請求項1〜5のいずれかに記載の無溶剤型ラミネート接着剤を接着層に用いた積層体。
- 請求項7に記載の積層体を使用した包装体。
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