JP2023053621A - Laminate, coating liquid, food packaging sheet, and method for manufacturing laminate - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、積層体、および積層体を形成するための塗液、該積層体を具備する食品包装シートおよび積層体の製造方法に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention relates to a laminate, a coating liquid for forming the laminate, a food packaging sheet comprising the laminate, and a method for producing the laminate.
従来、食品包装シートには、薄紙、板紙、または不織布等の基材シートにポリエチレン等の樹脂フィルムをラミネートしたラミネートシートが用いられてきた。ラミネートされた樹脂フィルムは、食品由来の油分による基材シートの油汚れや基材強度の低下防止等の機能を有する。一方で、近年、世界的な環境負荷低減の流れから、紙のリサイクル化が加速している。しかしながら、上記のラミネートシートは、紙のリサイクル化の難易度が高く、ラミネートした樹脂フィルム層を取り除く工程で高価な設備投資が必要となるため、リサイクル化促進の障害となっていた。このような背景から、よりリサイクルが容易な塗工液タイプの食品包装シートが活発に検討されている。
さらに、近年においては食品包装シートにおいてバイオマス由来の素材かつ生分解する材料を使用することで環境負荷をさらに低減することが求められている。塗工液タイプにおいても、バイオマス由来かつ生分解性を有する材料に関する需要が年々高まっている。バイオマス由来の素材とは、生物由来の資源を原料にした素材のことである。カーボンニュートラルの考え方から、焼却処分したとしても排出されるCO2は原料として植物が吸収した量と同じということになり、結果的に大気中のCO2の増減に影響を与えていないと考えられるため、環境負荷が石油由来製品と比較して小さい。生分解性の材料に関しては、土壌中や海洋中で微生物が材料を水と二酸化炭素まで分解することから環境負荷が小さい材料として知られている。
しかしながら、バイオマス由来かつ生分解性を有する材料を用いた食品包装シートは、塗膜物性が従来の塗工液タイプと比較して劣る場合が多く、塗膜物性が良好な食品包装シートに好適な積層体が求められている。求められる塗膜物性としては主に耐油性・耐水性・ヒートシール性およびブロッキング性が挙げられる。
BACKGROUND ART Conventionally, a laminate sheet obtained by laminating a resin film such as polyethylene onto a base sheet such as thin paper, cardboard, or nonwoven fabric has been used as a food packaging sheet. The laminated resin film has functions such as prevention of oil stains on the base sheet due to food-derived oil and deterioration of base strength. On the other hand, in recent years, due to the worldwide trend to reduce the environmental load, the recycling of paper is accelerating. However, the lamination sheet described above is difficult to recycle paper, and the step of removing the laminated resin film layer requires expensive capital investment, which has been an obstacle to promotion of recycling. Against this background, coating liquid type food packaging sheets, which are easier to recycle, are being actively studied.
Furthermore, in recent years, it is required to further reduce the environmental load by using biomass-derived and biodegradable materials in food packaging sheets. As for the coating liquid type, the demand for biomass-derived and biodegradable materials is increasing year by year. A biomass-derived material is a material whose raw material is a biological resource. From the concept of carbon neutrality, even if incinerated, the amount of CO2 emitted is the same as the amount absorbed by plants as a raw material. Therefore, the environmental load is smaller than petroleum-derived products. Biodegradable materials are known to have a low environmental impact because microorganisms in the soil and ocean decompose the materials into water and carbon dioxide.
However, food packaging sheets using biomass-derived and biodegradable materials are often inferior in coating film physical properties to conventional coating liquid types. Laminates are needed. Coating film physical properties required mainly include oil resistance, water resistance, heat sealing property and blocking property.
これに対し、例えば、特許文献1では、紙基材上にワックスを含むデンプンの塗工層を設けることで、耐油性、透気性に優れた積層体を作製している。デンプンはバイオマス由来材料かつ生分解性を有するため、環境負荷が小さい積層体であると言える。しかしながら、特許文献1の作製方法で得られる積層体はデンプンのみを主成分としていることから耐水性が悪く、ワックスを含有させても耐水性を発現させるのに十分ではない。耐油性、透気性に優れた積層体が用いられる多くの惣菜類やファーストフードは油分以上に水分を多量に含んでおり、水分が積層体に染み込んでしまう恐れがある。また、積層体を加工する観点から、積層体にはヒートシール性が求められており、デンプンとワックスのみの組成ではヒートシール性を発現させることができない。 On the other hand, in Patent Document 1, for example, a laminate having excellent oil resistance and air permeability is produced by providing a coating layer of starch containing wax on a paper substrate. Since starch is a biomass-derived material and is biodegradable, it can be said that the laminate has a low environmental impact. However, the laminate obtained by the production method of Patent Document 1 has poor water resistance because it contains only starch as a main component, and even if it contains wax, it is not sufficient to develop water resistance. Many prepared dishes and fast foods that use laminates with excellent oil resistance and air permeability contain a large amount of water in excess of the oil content, and there is a risk that the moisture will permeate the laminates. Moreover, from the viewpoint of processing the laminate, the laminate is required to have heat-sealing properties, and the composition of only starch and wax cannot exhibit the heat-sealing properties.
特許文献2ではデンプンまたはPVAとポリ乳酸を混合した塗液を用いて耐油性に優れた積層体を作成しているが、特許文献1と同様に耐水性の悪いデンプンやPVAが膜表面に存在し、水が染み込んでしまうため耐水性が十分ではない。また、デンプンまたはPVAとポリ乳酸を混合することによって造膜性も悪くなることから耐油性・ヒートシール性にも悪影響がある。
In
特許文献3では第一の層にデンプンを有し、第二の層にフッ素ポリマーを有する耐水性、耐油性に優れた積層体が作成されている。しかしながらフッ素系の組成物は、加熱すると紙中に存在するフッ素系化合物が熱分解され、自然界において難分解性であるフッ素系炭化水素が発生し環境汚染等の問題が指摘されている。環境負荷を小さくするためにラミネートフィルムから塗工液タイプへの移行が検討されている中で、環境に悪影響を及ぼす恐れのある物質を使用するのは避ける必要がある。
In
本発明は、バイオマス由来かつ生分解性を有する材料を用いても、フッ素化合物を使用することなく、耐油性、耐水性、ヒートシール性およびブロッキング性に優れる、積層体、積層体を形成するための塗液、該積層体を具備する食品包装シートおよび積層体の製造方法を提供することを目的とする。 The present invention is intended to form a laminate and a laminate that are excellent in oil resistance, water resistance, heat sealability and blocking property without using a fluorine compound even if biomass-derived and biodegradable materials are used. The purpose of the present invention is to provide a coating liquid of No. 1, a food packaging sheet comprising the laminate, and a method for producing the laminate.
本発明者らは、上記の課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明に至った。
すなわち本発明は、紙基材の少なくとも一方に第一の塗工層(A)を有し、更に前記第一の塗工層の上に第二の塗工層(B)を有する積層体であって、第一の塗工層(A)は少なくとも1種類の変性デンプン(a)を含み、かつ、第二の塗工層(B)は少なくとも1種類の非水溶性樹脂(b)を含み、第一の塗工層(A)と第二の塗工層(B)の塗工量合計が、0.5~10g/m2であって、かつ、空気遮蔽性が20kPa以下であることを特徴とする積層体に関する。
The present inventors have completed the present invention as a result of earnest research in order to solve the above problems.
That is, the present invention provides a laminate having a first coating layer (A) on at least one of the paper substrates and a second coating layer (B) on the first coating layer. wherein the first coating layer (A) contains at least one modified starch (a), and the second coating layer (B) contains at least one water-insoluble resin (b) , The total coating amount of the first coating layer (A) and the second coating layer (B) is 0.5 to 10 g / m 2 , and the air shielding property is 20 kPa or less. It relates to a laminate characterized by
本発明は、下記式(1)を満たすことを特徴とする、上記第一の塗工層(A)を形成するための塗液に関する。
式(1)
V2≦1.5×V1
(V1:塗液にせん断速度2000(l/s)のシェアを与えてから5秒後の粘度、V2:塗液にせん断速度50(l/s)のシェアを与えてから5秒後の粘度)
The present invention relates to a coating liquid for forming the first coating layer (A), characterized by satisfying the following formula (1).
formula (1)
V 2 ≤ 1.5 x V 1
(V 1 :
本発明は、固形分が5~40%、かつJIS Z8803で規定される25℃での粘度が5~500mPa・sであることを特徴とする、上記塗液に関する。 The present invention relates to the above coating liquid, characterized by having a solid content of 5 to 40% and a viscosity at 25° C. of 5 to 500 mPa·s as defined by JIS Z8803.
本発明は、上記記載の塗液から形成した、第一の塗工層(A)を有する上記積層体に関する。 The present invention relates to the laminate having the first coating layer (A) formed from the coating liquid described above.
本発明は、非水溶性樹脂(b)が、アクリル樹脂(c)、ポリエステル樹脂(d)、ウレタン樹脂(e)の少なくとも1種類を含む、上記積層体に関する。 The present invention relates to the above laminate, wherein the water-insoluble resin (b) contains at least one of acrylic resin (c), polyester resin (d) and urethane resin (e).
本発明は、第一の塗工層(A)と、第二の塗工層(B)の単位面積あたりの質量比((A)/(B))が2/8~8/2である、上記記載の積層体。 In the present invention, the mass ratio ((A)/(B)) per unit area of the first coating layer (A) and the second coating layer (B) is 2/8 to 8/2. , the laminate described above.
本発明は、第一の塗工層(A)、ならびに第二の塗工層(B)がグラビア印刷またはフレキソ印刷によって形成されてなる、上記記載の積層体の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for producing the laminate described above, wherein the first coating layer (A) and the second coating layer (B) are formed by gravure printing or flexographic printing.
本発明は、変性デンプン(a)が、原料デンプンをヒドロキシアルキル化または酸化した変性デンプンである上記記載の積層体に関する。 The present invention relates to the laminate described above, wherein the modified starch (a) is a modified starch obtained by hydroxyalkylating or oxidizing a starting starch.
本発明は、上記記載の積層体を具備する、食品を内包するための、食品包装シートに関する。 The present invention relates to a food packaging sheet for enclosing food, comprising the laminate described above.
本発明により、バイオマス由来かつ生分解性を有する材料を用いても、フッ素化合物を使用することなく耐油性、耐水性、ヒートシール性およびブロッキング性が良好な積層体、積層体を形成するための塗液、該積層体を具備する食品包装シートおよび積層体の製造方法を提供できる。 According to the present invention, even if a biomass-derived and biodegradable material is used, a laminate having good oil resistance, water resistance, heat sealability and blocking property without using a fluorine compound, and a laminate for forming a laminate. A coating liquid, a food packaging sheet comprising the laminate, and a method for producing the laminate can be provided.
以下、本発明について詳細に説明する。なお、本発明の趣旨に合致する限り、他の実施形態も本発明の範疇に含まれることは言うまでもない。また、本明細書において「~」を用いて特定される数値範囲は、「~」の前後に記載される数値を下限値及び上限値の範囲として含むものとする。本明細書中に出てくる各種成分は特に注釈しない限り、それぞれ独立に一種単独でも二種以上を併用してもよい。 The present invention will be described in detail below. It goes without saying that other embodiments are also included in the scope of the present invention as long as they match the gist of the present invention. In addition, in the present specification, the numerical range specified using "-" includes the numerical values described before and after "-" as the range of lower and upper values. Unless otherwise noted, the various components appearing in this specification may be used singly or in combination of two or more.
また、本明細書では、「(メタ)アクリル酸」、「(メタ)アクリレート」と表記した場合には、特に説明がない限り、それぞれ、「アクリル酸またはメタクリル酸」、「アクリレートまたはメタクリレート」を表すものとする。また、「(メタ)アクリル酸エステルモノマー」とは、「アクリル酸エステルモノマー」と「メタクリル酸エステルモノマー」の総称を指す。モノマーとは、エチレン性不飽和二重結合含有単量体を意味する。 In addition, in this specification, when "(meth)acrylic acid" and "(meth)acrylate" are described, unless otherwise specified, "acrylic acid or methacrylic acid" and "acrylate or methacrylate" respectively. shall be represented. Further, "(meth)acrylic acid ester monomer" is a general term for "acrylic acid ester monomer" and "methacrylic acid ester monomer". By monomer is meant an ethylenically unsaturated double bond-containing monomer.
≪積層体≫
本発明の積層体は、紙基材上に塗液を塗工して、乾燥することで塗工層を形成させたものであり、紙基材の少なくとも一方に第一の塗工層(A)を有し、更に前記第一の塗工層の上に第二の塗工層(B)を有する。このような積層体とすることで、紙基材に対して耐油性や耐水性などの耐性を持たせることができる。本願の積層体は、特に食品を包装するためのシート(以下、食品包装シートと省略)の形成に好適に使用することができる。また、ヒートシール性、ブロッキング性のほかにも耐油性と耐水性に優れるため、塗工層と食品とが直接接触する用途にも、好適に使用することができる。
≪Laminate≫
The laminate of the present invention is obtained by applying a coating liquid on a paper base material and drying it to form a coating layer, and a first coating layer (A ), and further has a second coating layer (B) on the first coating layer. By forming such a laminate, resistance such as oil resistance and water resistance can be imparted to the paper substrate. The laminate of the present application can be suitably used particularly for forming a sheet for packaging food (hereinafter abbreviated as food packaging sheet). Moreover, since it is excellent in oil resistance and water resistance in addition to heat-sealing property and blocking property, it can be suitably used for applications in which the coating layer and food come into direct contact with each other.
<紙基材>
紙基材は、パルプ、填料、各種助剤等を含む紙料を抄紙して得られるものである。すなわち、本発明に用いる紙支持体としては特に限定されず、例えば、晒または未晒クラフト紙( 酸性紙もしくは中性紙)、上質紙、中質紙、微塗工紙、塗工紙、板紙、白板紙、ライナー、セミグラシン紙、グラシン紙、片艶紙、パーチメント紙等が挙げられる。食品包装用として市販されている紙であれば種類にかかわらず使用することが可能である。
<Paper substrate>
The paper base material is obtained by making a paper stock containing pulp, fillers, various auxiliary agents, and the like. That is, the paper support used in the present invention is not particularly limited. , white paperboard, liner, semi-glassine paper, glassine paper, one-sided glossy paper, parchment paper, and the like. Any type of paper commercially available for food packaging can be used.
<第一の塗工層(A)>
第一の塗工層(A)は少なくとも1種類の変性デンプン(a)を含む。少なくとも1種類の変性デンプン(a)を含むことで塗工適性が良好となり、基材を隙間なく均一に覆う塗膜を作製することができ、その上に第二の塗工層を重ねることで耐油性、耐水性が良好な積層体を得ることができる。また、変性デンプン(a)を含むことで生分解性が良好になる。
<First coating layer (A)>
The first coating layer (A) comprises at least one modified starch (a). By including at least one type of modified starch (a), the coating suitability is improved, and a coating film that uniformly covers the substrate without gaps can be produced, and the second coating layer is superimposed thereon. A laminate having good oil resistance and water resistance can be obtained. Moreover, biodegradability becomes favorable by containing a modified starch (a).
(変性デンプン(a))
変性デンプン(a)は原料デンプンに何らかの方法を用いて化学修飾することにより変性したデンプンが好ましい。なお、本明細書中、原料デンプンとは、加工をされていないデンプン、即ち、植物より取り出して精製した状態のデンプンを指す。
原料デンプンは、特にその種類について限定されず、各種公知のものの中から適宜選択して使用することができる。例えばトウモロコシ、馬鈴薯、小麦、米、タピオカ、甘藷等を原料とするデンプンを使用することができる。また、これらのデンプンを2種類以上組み合わせて使用することもできる。また、本発明における変性デンプン(a)は水溶性であることが好ましい。水溶性であることで、水中で撹拌しながら任意の温度をかけることにより水に完全に溶解させることができる。
(Modified starch (a))
Modified starch (a) is preferably starch modified by chemically modifying the raw material starch by some method. In the present specification, raw material starch refers to unprocessed starch, that is, starch that has been extracted from a plant and refined.
The type of starch used as a raw material is not particularly limited, and can be appropriately selected from among various known starches and used. For example, starch made from corn, potato, wheat, rice, tapioca, sweet potato, etc. can be used. Two or more of these starches can also be used in combination. Moreover, the modified starch (a) in the present invention is preferably water-soluble. Being water-soluble, it can be completely dissolved in water by applying an arbitrary temperature while stirring in water.
変性デンプン(a)の変性方法としては、例えば、酸化、尿素リン酸エステル化、酢酸エステル化、ヒドロキシエチル化、カチオン化、酵素処理、焙焼化等が挙げられる。これらの方法で変性した変性デンプン(a)は、単独でも、2種類以上組み合わせて使用することもできる。
変性デンプン(a)の具体例としては、例えば酸化デンプン、疎水化デンプン、酢酸デンプン、燐酸エステル化デンプン、アセチル化デンプン、エーテル化デンプン、カチオン化デンプン、カルバミン酸デンプン、ヒドロキシアルキル化デンプン等が挙げられる。これらの中では、水溶液にした際の安定性の面からヒドロキシアルキル化デンプン、酸化デンプンが好ましく用いられる。
Methods for modifying the modified starch (a) include, for example, oxidation, urea phosphate esterification, acetate esterification, hydroxyethylation, cationization, enzyme treatment, and roasting. Modified starch (a) modified by these methods can be used alone or in combination of two or more.
Specific examples of the modified starch (a) include oxidized starch, hydrophobized starch, acetate starch, phosphoric esterified starch, acetylated starch, etherified starch, cationized starch, carbamate starch, hydroxyalkylated starch, and the like. be done. Among these, hydroxyalkylated starch and oxidized starch are preferably used from the viewpoint of stability when made into an aqueous solution.
酸化デンプンは、デンプンを次亜塩素酸ナトリウムで酸化処理して得ることができる。デンプン粒子の非結晶部分が酸化処理されると、分子が解重合されたり、カルボキシ基が生成されたりすることによって、酸化されにくくなり、粘度安定性と透明性に優れた酸化デンプンを得ることができる。酸化デンプンは、化学的に安定であり、耐油性に優れているため、紙基材に塗工されることによって、紙基材に優れた耐油性を付与することができる。市販の酸化デンプンとしてはコーンスターチSK-20(日本コーンスターチ株式会社製)などが挙げられる。 Oxidized starch can be obtained by oxidizing starch with sodium hypochlorite. When the non-crystalline portion of the starch particles is oxidized, the molecules are depolymerized and carboxyl groups are generated, making it difficult to oxidize, making it possible to obtain oxidized starch with excellent viscosity stability and transparency. can. Since oxidized starch is chemically stable and has excellent oil resistance, it can impart excellent oil resistance to the paper substrate by applying it to the paper substrate. Cornstarch SK-20 (manufactured by Japan Cornstarch Co., Ltd.) and the like are examples of commercially available oxidized starch.
ヒドロキシアルキル化デンプンは原料デンプンの水酸基をヒドロキシアルキル基で修飾した変性デンプン(a)を指す。ヒドロキシアルキル基の炭素数は2~7が好ましく、より好ましくは2~4である。ヒドロキシアルキル化デンプン中に含まれるヒドロキシアルキル基は、2種類以上のヒドロキシアルキル基を含んでいてもよい。好ましくは、ヒドロキシエチル基、ヒドロキシプロピル基、ヒドロキシブチル基、ヒドロキシヘキシル基、またはその組合せであり、より好ましくはヒドロキシプロピル基である。
ヒドロキシアルキル化に使用する物質としては、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、ブチレンオキシド等のアルキレンオキシドや、エチレンクロルヒドリン等のアルキレンクロルヒドリン等のエーテル化剤が挙げられるが、プロピレンオキシドが特に好ましいものとして挙げられる。
ヒドロキシアルキル化デンプンは水溶液中での安定性に優れており、更に低温でも水溶液を低粘度に保つことができるため塗工適性に優れている。均一な塗膜を作成することが可能であるため、優れた耐油性を付与することができる。市販のヒドロキシアルキル化デンプンとしてはパイオスターチLV(日澱化学株式会社製)などが挙げられる。変性デンプンの置換度(DS)は0.01~1.5であることが好ましく、0.05~1.0であることがさらに好ましい。0.01以上であると、原料デンプンから十分に変性されていることで水への溶解性が向上するとともに、水に溶かした後の安定性が向上する。1.0以下であることで積層体を作製した際の耐水性が向上する。
Hydroxyalkylated starch refers to modified starch (a) obtained by modifying the hydroxyl groups of raw starch with hydroxyalkyl groups. The number of carbon atoms in the hydroxyalkyl group is preferably 2-7, more preferably 2-4. The hydroxyalkyl groups contained in the hydroxyalkylated starch may contain two or more types of hydroxyalkyl groups. A hydroxyethyl group, a hydroxypropyl group, a hydroxybutyl group, a hydroxyhexyl group, or a combination thereof is preferred, and a hydroxypropyl group is more preferred.
Substances used for hydroxyalkylation include alkylene oxides such as ethylene oxide, propylene oxide and butylene oxide, and etherification agents such as alkylene chlorohydrin such as ethylene chlorohydrin, with propylene oxide being particularly preferred. mentioned.
Hydroxyalkylated starch has excellent stability in an aqueous solution, and can maintain a low viscosity of the aqueous solution even at a low temperature, so that it has excellent coating suitability. Since it is possible to form a uniform coating film, excellent oil resistance can be imparted. Commercially available hydroxyalkylated starches include biostarch LV (manufactured by Nichiden Kagaku Co., Ltd.). The degree of substitution (DS) of the modified starch is preferably 0.01-1.5, more preferably 0.05-1.0. When it is 0.01 or more, the raw material starch is sufficiently modified, so that the solubility in water is improved, and the stability after dissolving in water is improved. When it is 1.0 or less, the water resistance is improved when the laminate is produced.
変性デンプン(a)の重量平均分子量は、50,000~300,000であることが好ましく、70,000~200,000であることがさらに好ましい。重量平均分子量が50,000以上であることにより、強靭な樹脂被膜を得ることができるため耐油性を向上させることができる。重量平均分子量が300,000以下であることにより、デンプンを水に溶解させた後の溶液粘度を低く保つことができる。粘度を低く保つことによって塗工適性が向上し、均一な塗膜を作製することができ、第二の塗工層を塗工した際のムラがなくなるため耐水性が向上する。
重量平均分子量は、GPC(ゲルパ-ミエ-ションクロマトグラフィ-)を用いて測定した値である。詳細は実施例の欄に記載する。
The modified starch (a) preferably has a weight average molecular weight of 50,000 to 300,000, more preferably 70,000 to 200,000. When the weight-average molecular weight is 50,000 or more, a tough resin coating can be obtained, and oil resistance can be improved. When the weight average molecular weight is 300,000 or less, the solution viscosity after dissolving the starch in water can be kept low. By keeping the viscosity low, the coating suitability is improved, a uniform coating film can be produced, and unevenness when the second coating layer is applied is eliminated, thereby improving the water resistance.
The weight average molecular weight is a value measured using GPC (gel permeation chromatography). Details are described in the section of Examples.
変性デンプン(a)は、架橋剤で架橋されていてもよい。変性デンプン(a)が架橋剤で架橋されることによって、積層体の耐油性・耐水性を一層向上させることができる。
変性デンプン(a)に使用できる架橋剤は、特に限定されない。架橋剤としては、例えば、イソシアネート系樹脂、アミノアルデヒド系樹脂、グリオキザール系樹脂、エポキシ系樹脂、カルボジイミド系樹脂、無機金属塩、フェノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂、エピクロルヒドリン系化合物等が挙げられる。これらの中でも、反応性の観点から、エピクロルヒドリン系化合物が好ましく、ポリアミドエピクロルヒドリン樹脂が特に好ましい。架橋剤の添加量は、架橋剤の種類、反応するための基の数、反応率にもよるが、デンプン類の固形分100質量部に対し、1~25質量部程度を添加すればよい。
The modified starch (a) may be crosslinked with a crosslinker. By cross-linking the modified starch (a) with a cross-linking agent, the oil resistance and water resistance of the laminate can be further improved.
The cross-linking agent that can be used for modified starch (a) is not particularly limited. Examples of cross-linking agents include isocyanate-based resins, aminoaldehyde-based resins, glyoxal-based resins, epoxy-based resins, carbodiimide-based resins, inorganic metal salts, phenolic resins, melamine resins, urea resins, and epichlorohydrin-based compounds. Among these, from the viewpoint of reactivity, epichlorohydrin compounds are preferred, and polyamide epichlorohydrin resins are particularly preferred. The amount of the cross-linking agent to be added depends on the type of cross-linking agent, the number of groups for reaction, and the reaction rate, but may be about 1 to 25 parts by mass per 100 parts by mass of the solid content of the starch.
<第二の塗工層(B)>
第二の塗工層(B)は少なくとも1種類の非水溶性樹脂(b)を含む。少なくとも1種類の非水溶性樹脂(b)を含むことで、積層体の外部から侵入してくる水分を遮断し、積層体の耐水性が良好となる。
<Second coating layer (B)>
The second coating layer (B) contains at least one water-insoluble resin (b). By containing at least one kind of water-insoluble resin (b), water entering from the outside of the laminate is blocked, and the laminate has good water resistance.
(非水溶性樹脂(b))
非水溶性樹脂(b)は水へ完全には溶解せず、水中では分散した状態で存在する樹脂である。
非水溶性樹脂(b)が水中に分散した場合、溶液は濁るため、透過率測定によって分散しているかを判断することができる。具体的には、紫外可視近赤外分光光度計(V-770 日本分光株式会社製)を使用して、不揮発分が5%になるように調製したサンプルについて透過率測定を行う。本発明では、水中に分散した際に660nmでの透過率が80%未満となるものを非水溶性樹脂(b)と定義する。660nmでの透過率が80%以上のものは水溶性樹脂であると言える。樹脂の一部分が水中に溶解している場合においても、本発明では上記条件に当てはまる場合においては非水溶性樹脂(b)と定義される。非水溶性樹脂(b)の水中での形態としては、水中に分散して粒子状になっている場合や、水中において完全に溶解せずに不定形で存在している場合がある。また、本発明で使用される非水溶性樹脂(b)は上記の定義に当てはまる樹脂であれば特に制限されることはない。中でも、アクリル樹脂(c)、ポリエステル樹脂(d)、ウレタン樹脂(e)が耐油性と耐水性の面から好ましい。また、水と混合可能な有機溶剤が含まれていても良い。
(Water-insoluble resin (b))
The water-insoluble resin (b) is a resin that is not completely dissolved in water and exists in a dispersed state in water.
When the water-insoluble resin (b) is dispersed in water, the solution becomes turbid, so whether or not the resin is dispersed can be determined by measuring transmittance. Specifically, using an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer (V-770 manufactured by JASCO Corporation), the transmittance of a sample prepared so that the non-volatile content is 5% is measured. In the present invention, the water-insoluble resin (b) is defined as a resin having a transmittance of less than 80% at 660 nm when dispersed in water. A resin having a transmittance of 80% or more at 660 nm can be said to be a water-soluble resin. Even if a part of the resin is dissolved in water, it is defined as a water-insoluble resin (b) in the present invention when the above conditions are met. As for the form of the water-insoluble resin (b) in water, it may be in the form of particles dispersed in water, or it may exist in amorphous form without being completely dissolved in water. Also, the water-insoluble resin (b) used in the present invention is not particularly limited as long as it is a resin that meets the above definition. Among them, acrylic resin (c), polyester resin (d), and urethane resin (e) are preferable from the viewpoint of oil resistance and water resistance. Moreover, an organic solvent miscible with water may be contained.
[アクリル樹脂(c)]
アクリル樹脂(c)とは、エチレン性不飽和単量体の重合体である。エチレン性不飽和単量体は、炭素数が1~4の直鎖アルキル基を有するエチレン性不飽和単量体(c-1)、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体(c-2)、前記エチレン性不飽和単量体(c-1)および(c-2)と共重合可能なその他エチレン性不飽和単量体(c-3)に分類される。
尚、本明細書では、炭素数が1~4の直鎖アルキル基を有するエチレン性不飽和単量体(c-1)、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体(c-2)、前記エチレン性不飽和単量体(c-1)および(c-2)と共重合可能なその他エチレン性不飽和単量体(c-3)を、それぞれエチレン性不飽和単量体(c-1)、エチレン性不飽和単量体(c-2)、エチレン性不飽和単量体(c-3)と略記することがある。
[Acrylic resin (c)]
Acrylic resin (c) is a polymer of ethylenically unsaturated monomers. The ethylenically unsaturated monomer includes an ethylenically unsaturated monomer (c-1) having a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an ethylenically unsaturated monomer having a carboxy group (c-2 ) and other ethylenically unsaturated monomers (c-3) copolymerizable with the ethylenically unsaturated monomers (c-1) and (c-2).
In the present specification, an ethylenically unsaturated monomer (c-1) having a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, an ethylenically unsaturated monomer (c-2) having a carboxy group, Other ethylenically unsaturated monomers (c-3) copolymerizable with the ethylenically unsaturated monomers (c-1) and (c-2) are added to the ethylenically unsaturated monomers (c- 1), ethylenically unsaturated monomer (c-2), and ethylenically unsaturated monomer (c-3).
アクリル樹脂(c)は、後述する連鎖移動剤(X)の存在下でエチレン性不飽和単量体を重合することにより、片末端に一般式(1)で表される構造を有する重合体を含むことができる。このようなアクリル樹脂(c)は、分散安定性に大変優れ、塗液の濡れ性や塗工性も大幅に向上する。 The acrylic resin (c) is obtained by polymerizing an ethylenically unsaturated monomer in the presence of a chain transfer agent (X) described later to obtain a polymer having a structure represented by general formula (1) at one end. can contain. Such an acrylic resin (c) is very excellent in dispersion stability, and greatly improves the wettability and coatability of the coating liquid.
Rは炭素数8~16の直鎖又は分岐アルキル基である。
R is a linear or branched alkyl group having 8 to 16 carbon atoms.
炭素数が1~4の直鎖アルキル基を有するエチレン性不飽和単量体(c-1)としては、メチル(メタ)アクリレート、エチル(メタ)アクリレート、n-プロピル(メタ)アクリレート、n-ブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。 Ethylenically unsaturated monomers (c-1) having a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-propyl (meth) acrylate, n- Butyl (meth)acrylate is mentioned.
エチレン性不飽和単量体の全質量100質量%中、炭素数が1~4の直鎖アルキル基を有するエチレン性不飽和単量体(c-1)は85~97質量%含有することが好ましく、より好ましくは90~96質量%の範囲である。
上記の範囲で含有することにより、合成時における樹脂の分散安定性が大幅に向上し、塗工性や造膜性に優れた塗液を得ることができる。
The ethylenically unsaturated monomer (c-1) having a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms in 100% by mass of the total mass of the ethylenically unsaturated monomers may be contained in an amount of 85 to 97% by mass. Preferably, it is in the range of 90 to 96% by mass.
By containing it in the above range, the dispersion stability of the resin during synthesis is greatly improved, and a coating liquid having excellent coatability and film-forming properties can be obtained.
カルボキシ基を有するエチレン性飽和単量体(c-2)としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、イタコン酸、マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸およびけい皮酸等が挙げられる。より安定性に優れるアクリル樹脂(c)が得られ、塗液の塗工性や塗工層の食品由来の成分に対する塗膜耐性が良好である点から、カルボキシ基を有するエチレン性飽和単量体(c-2)は、メタクリル酸を含有することが好ましい。メタクリル酸を含有することにより、アクリル樹脂(c)の分散安定性がより向上し、塗液の安定性も更に良化する。 Examples of the ethylenic saturated monomer (c-2) having a carboxy group include acrylic acid, methacrylic acid, crotonic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, citraconic acid and cinnamic acid. An ethylenic saturated monomer having a carboxyl group is used in view of the fact that an acrylic resin (c) having more excellent stability is obtained, and the coatability of the coating liquid and the coating film resistance of the coating layer to food-derived components are good. (c-2) preferably contains methacrylic acid. By containing methacrylic acid, the dispersion stability of the acrylic resin (c) is further improved, and the stability of the coating liquid is further improved.
エチレン性不飽和単量体としてカルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体(c-2)を含むことで、アクリル樹脂(c)にカルボキシ基を導入することができる。アクリル樹脂(c)の分散安定性の向上や塗液の塗工時におけるレオロジー制御、造膜促進等の観点で、アクリル樹脂(c)はカルボキシ基が導入されていることが好ましい。アクリル樹脂(c)の酸価は、カルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体(c-2)の導入量に依存する。
エチレン性不飽和単量体の全質量100質量%中、エチレン性不飽和単量体(c-2)は0~13質量%含有することが好ましく、より好適には0.5~10質量%の範囲である。上記の範囲で含有することにより、アクリル樹脂(c)の分散安定性が向上し、コート剤の塗工性や造膜性が向上することで耐油性、耐水性が良化する。
アクリル樹脂(c)の酸価は20~40mgKOH/gの範囲が好ましく、より好ましくは30~40mgKOH/gの範囲である。酸価が20mgKOH/g以上であると、合成時におけるアクリル樹脂(c)の分散安定性が良化する。このアクリル樹脂(c)を含む塗液は、安定性に優れ、塗工性や造膜性が良好であるため、強靭で耐性に優れるコート層を形成できる。したがって、積層体が優れた耐油性を発現する。また樹脂のカルボキシ基間の相互作用も強くなるため、ヒートシール性も向上する。一方で酸価が40mgKOH/g以下であると、塗膜間におけるカルボキシ基間の相互作用も小さくなるため、積層体の耐ブロッキング性が良化する。
By including the ethylenically unsaturated monomer (c-2) having a carboxy group as an ethylenically unsaturated monomer, a carboxy group can be introduced into the acrylic resin (c). From the viewpoints of improving the dispersion stability of the acrylic resin (c), rheological control during application of the coating liquid, promoting film formation, etc., it is preferable that a carboxy group is introduced into the acrylic resin (c). The acid value of the acrylic resin (c) depends on the introduction amount of the ethylenically unsaturated monomer (c-2) having a carboxy group.
The ethylenically unsaturated monomer (c-2) preferably contains 0 to 13% by mass, more preferably 0.5 to 10% by mass in 100% by mass of the total mass of the ethylenically unsaturated monomers. is in the range of By containing in the above range, the dispersion stability of the acrylic resin (c) is improved, and the coatability and film-forming properties of the coating agent are improved, thereby improving oil resistance and water resistance.
The acid value of the acrylic resin (c) is preferably in the range of 20-40 mgKOH/g, more preferably in the range of 30-40 mgKOH/g. When the acid value is 20 mgKOH/g or more, the dispersion stability of the acrylic resin (c) during synthesis is improved. A coating liquid containing the acrylic resin (c) is excellent in stability and has good coatability and film-forming properties, so that a tough and durable coating layer can be formed. Therefore, the laminate exhibits excellent oil resistance. Moreover, since the interaction between the carboxyl groups of the resin is strengthened, the heat-sealing property is also improved. On the other hand, when the acid value is 40 mgKOH/g or less, the interaction between the carboxyl groups in the coating film is also reduced, so that the blocking resistance of the laminate is improved.
その他エチレン性不飽和単量体(c-3)とは、炭素数が1~4の直鎖アルキル基を有するエチレン性不飽和単量体(c-1)、およびカルボキシ基を有するエチレン性不飽和単量体(c-2)以外の、(c-1)および(c-2)と共重合可能なエチレン性不飽和単量体である。
エチレン性不飽和単量体(c-1)、およびエチレン性不飽和単量体(c-2)に加えて、必要に応じてその他エチレン性不飽和単量体(c-3)を共重合することで、アクリル樹脂(c)の質量平均分子量や平均粒子径等を制御することができる。
Other ethylenically unsaturated monomers (c-3) are ethylenically unsaturated monomers (c-1) having a linear alkyl group having 1 to 4 carbon atoms, and ethylenically unsaturated monomers having a carboxy group. It is an ethylenically unsaturated monomer copolymerizable with (c-1) and (c-2) other than the saturated monomer (c-2).
In addition to the ethylenically unsaturated monomer (c-1) and the ethylenically unsaturated monomer (c-2), if necessary, another ethylenically unsaturated monomer (c-3) is copolymerized. By doing so, the mass average molecular weight, average particle size, etc. of the acrylic resin (c) can be controlled.
前記のその他エチレン性不飽和単量体(c-3)としては、例えば、ビニルナフタレン、ベンジル(メタ)アクリレート、フェノキシエチル(メタ)アクリレート、フェノキシジエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシテトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェノキシヘキサエチレングリコール(メタ)アクリレート、フェニル(メタ)アクリレート等の芳香族系エチレン性不飽和体;ペンチル(メタ)アクリレート、ヘプチル(メタ)アクリレート、ヘキシル(メタ)アクリレート、2-エチルヘキシル(メタ)アクリレート、オクチル(メタ)アクリレート、ノニル(メタ)アクリレート、デシル(メタ)アクリレート、ウンデシル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、テトラデシル(メタ)アクリレート、ペンタデシル(メタ)アクリレート、ヘキサデシル(メタ)アクリレート、ヘプタデシル(メタ)アクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、イソステアリル(メタ)アクリレート、ベヘニル(メタ)アクリレート等の炭素数5以上の直鎖または分岐アルキル基含有エチレン性不飽和単量体;シクロヘキシル(メタ)アクリレート、イソボニル(メタ)アクリレート等の脂環式アルキル基含有エチレン性不飽和単量体;トリフルオロエチル(メタ)アクリレート、ヘプタデカフルオロデシル(メタ)アクリレート等のフッ素化アルキル基含有エチレン性不飽和単量体;2-アクリルアミド2-メチルプロパンスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸、メタリルスルホン酸、メタリルスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸、アリルスルホン酸ナトリウム、アリルスルホン酸アンモニウム、ビニルスルホン酸等のスルホ基含有エチレン性不飽和単量体;(メタ)アクリルアミド、N-メトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-エトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-プロポキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N-ペントキシメチル-(メタ)アクリルアミド、N,N-ジ(メトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-メトキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(エトキシメチル)アクリルアミド、N-エトキシメチル-N-プロポキシメチルメタアクリルアミド、N,N-ジ(プロポキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(プロポキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ブトキシメチル)アクリルアミド、N-ブトキシメチル-N-(メトキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジ(ペントキシメチル)アクリルアミド、N-メトキシメチル-N-(ペントキシメチル)メタアクリルアミド、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジエチルアミノプロピルアクリルアミド、N,N-ジメチルアクリルアミド、N,N-ジエチルアクリルアミド、ジアセトンアクリルアミド等のアミド基含有エチレン性不飽和単量体;2-ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、グリセロールモノ(メタ)アクリレート、4-ヒドロキシビニルベンゼン、1-エチニル-1-シクロヘキサノール、アリルアルコール等の水酸基含有エチレン性不飽和単量体;メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコール(メタ)アクリレート等のポリオキシエチレン基含有エチレン性不飽和単量体;ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メチルエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジメチルアミノスチレン、ジエチルアミノスチレン等が挙げられ、ジメチルアミノエチル(メタ)アクリレート、ジエチルアミノエチル(メタ)アクリレート、メチルエチルアミノエチル(メタ)アクリレート等のアミノ基含有エチレン性不飽和単量体;グリシジル(メタ)アクリレート、3,4-エポキシシクロヘキシル(メタ)アクリレート等のエポキシ基含有エチレン性不飽和単量体;ジアセトン(メタ)アクリルアミド、アセトアセトキシ(メタ)アクリレート等のケトン基含有エチレン性不飽和単量体;アリル(メタ)アクリレート、1-メチルアリル(メタ)アクリレート、2-メチルアリル(メタ)アクリレート、1-ブテニル(メタ)アクリレート、2-ブテニル(メタ)アクリレート、3-ブテニル(メタ)アクリレート、1,3-メチル-3-ブテニル(メタ)アクリレート、2-クロルアリル(メタ)アクリレート、3-クロルアリル(メタ)アクリレート、o-アリルフェニル(メタ)アクリレート、2-(アリルオキシ)エチル(メタ)アクリレート、アリルラクチル(メタ)アクリレート、シトロネリル(メタ)アクリレート、ゲラニル(メタ)アクリレート、ロジニル(メタ)アクリレート、シンナミル(メタ)アクリレート、ジアリルマレエート、ジアリルイタコン酸、ビニル(メタ)アクリレート、クロトン酸ビニル、オレイン酸ビニル,リノレン酸ビニル、2-(2’-ビニロキシエトキシ)エチル(メタ)アクリレート、エチレングリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレングリコール(メタ)アクリレート、テトラエチレングリコール(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタンジアクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルエタントリアクリレート、1,1,1-トリスヒドロキシメチルプロパントリアクリレート、ジビニルベンゼン、アジピン酸ジビニル、イソフタル酸ジアリル、フタル酸ジアリル、マレイン酸ジアリル等の2個以上のエチレン性不飽和基を有するエチレン性不飽和単量体;γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリブトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルメチルジエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、γ-アクリロキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ-メタクリロキシメチルトリメトキシシラン、γ-アクリロキシメチルトリメトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、ビニルメチルジメトキシシラン等のアルコキシシリル基含有エチレン性不飽和単量体;N-メチロール(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチロール(メタ)アクリルアミド、アルキルエーテル化N-メチロール(メタ)アクリルアミド等のメチロール基含有エチレン性不飽和単量体;が挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。 Examples of the other ethylenically unsaturated monomer (c-3) include vinylnaphthalene, benzyl (meth)acrylate, phenoxyethyl (meth)acrylate, phenoxydiethyleneglycol (meth)acrylate, phenoxytetraethyleneglycol (meth)acrylate, Aromatic ethylenic unsaturated substances such as acrylates, phenoxyhexaethylene glycol (meth) acrylate, phenoxyhexaethylene glycol (meth) acrylate, phenyl (meth) acrylate; pentyl (meth) acrylate, heptyl (meth) acrylate, hexyl ( meth)acrylate, 2-ethylhexyl (meth)acrylate, octyl (meth)acrylate, nonyl (meth)acrylate, decyl (meth)acrylate, undecyl (meth)acrylate, lauryl (meth)acrylate, tridecyl (meth)acrylate, tetradecyl ( C5 or more linear or branched alkyl group-containing ethylenically unsaturated monomers; alicyclic alkyl group-containing ethylenically unsaturated monomers such as cyclohexyl (meth)acrylate and isobornyl (meth)acrylate; trifluoroethyl (meth)acrylate, heptadecafluoro Fluorinated alkyl group-containing ethylenically unsaturated monomers such as decyl (meth)acrylate; sodium 2-acrylamide 2-methylpropanesulfonate, methallylsulfonic acid, methallylsulfonic acid, sodium methallylsulfonate, allylsulfonic acid , sodium allylsulfonate, ammonium allylsulfonate, sulfo group-containing ethylenically unsaturated monomers such as vinylsulfonic acid; (meth)acrylamide, N-methoxymethyl-(meth)acrylamide, N-ethoxymethyl-(meth) acrylamide, N-propoxymethyl-(meth)acrylamide, N-butoxymethyl-(meth)acrylamide, N-pentoxymethyl-(meth)acrylamide, N,N-di(methoxymethyl)acrylamide, N-ethoxymethyl-N -methoxymethylmethacrylamide, N,N-di(ethoxymethyl)acrylamide, N-ethoxymethyl-N-propoxymethylmethacrylamide, N,N-di(propoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl-N-(propoxymethyl ) methacrylamide, N,N-di(butoxymethyl)acrylamide, N-butoxymethyl-N-(methoxymethyl)methacrylamide, N,N-di(pentoxymethyl)acrylamide, N-methoxymethyl-N-(pen Amido group-containing ethylenically unsaturated monomers such as methacrylamide, N,N-dimethylaminopropylacrylamide, N,N-diethylaminopropylacrylamide, N,N-dimethylacrylamide, N,N-diethylacrylamide and diacetoneacrylamide. Polymer; 2-hydroxyethyl (meth)acrylate, 2-hydroxypropyl (meth)acrylate, 4-hydroxybutyl (meth)acrylate, glycerol mono (meth)acrylate, 4-hydroxyvinylbenzene, 1-ethynyl-1-cyclo hydroxyl group-containing ethylenically unsaturated monomers such as hexanol and allyl alcohol; polyoxyethylene group-containing ethylenically unsaturated monomers such as methoxypolyethylene glycol (meth)acrylate and polyethylene glycol (meth)acrylate; ) acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, methylethylaminoethyl (meth)acrylate, dimethylaminostyrene, diethylaminostyrene and the like, dimethylaminoethyl (meth)acrylate, diethylaminoethyl (meth)acrylate, methylethylaminoethyl ( Amino group-containing ethylenically unsaturated monomers such as meth)acrylate; epoxy group-containing ethylenically unsaturated monomers such as glycidyl (meth)acrylate and 3,4-epoxycyclohexyl (meth)acrylate; diacetone (meth)acrylamide , ketone group-containing ethylenically unsaturated monomers such as acetoacetoxy (meth) acrylate; allyl (meth) acrylate, 1-methylallyl (meth) acrylate, 2-methylallyl (meth) acrylate, 1-butenyl (meth) acrylate, 2-butenyl (meth)acrylate, 3-butenyl (meth)acrylate, 1,3-methyl-3-butenyl (meth)acrylate, 2-chloroallyl (meth)acrylate, 3-chloroallyl (meth)acrylate, o-allylphenyl (meth) acrylate, 2-(allyloxy) ethyl (meth) acrylate, allyl lactyl (meth) acrylate, citronellyl (meth) acrylate, geranyl (meth) acrylate, rhodinyl (meth) acrylate, cinnamyl (meth) acrylate, diallyl maleate, Diallyl itaconic acid, vinyl (meth) acrylate, vinyl crotonate, vinyl oleate, vinyl linolenate, 2-(2'-vinyloxyethoxy) ethyl (meth) acrylate, ethylene glycol di(meth) acrylate, triethylene glycol ( meth)acrylate, tetraethylene glycol (meth)acrylate, trimethylolpropane tri(meth)acrylate, pentaerythritol tri(meth)acrylate, 1,1,1-trishydroxymethylethane diacrylate, 1,1,1-trishydroxy Ethylene having two or more ethylenically unsaturated groups such as methylethane triacrylate, 1,1,1-trishydroxymethylpropane triacrylate, divinylbenzene, divinyl adipate, diallyl isophthalate, diallyl phthalate, and diallyl maleate γ-Methacryloxypropyltrimethoxysilane, γ-Methacryloxypropyltriethoxysilane, γ-Methacryloxypropyltributoxysilane, γ-Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-Methacryloxypropylmethyldimethoxysilane ethoxysilane, γ-acryloxypropyltrimethoxysilane, γ-acryloxypropyltriethoxysilane, γ-acryloxypropylmethyldimethoxysilane, γ-methacryloxymethyltrimethoxysilane, γ-acryloxymethyltrimethoxysilane, vinyl trimethoxysilane Alkoxysilyl group-containing ethylenically unsaturated monomers such as methoxysilane, vinyltriethoxysilane, vinyltributoxysilane, and vinylmethyldimethoxysilane; N-methylol(meth)acrylamide, N,N-dimethylol(meth)acrylamide, alkyl methylol group-containing ethylenically unsaturated monomers such as etherified N-methylol (meth)acrylamide; but not limited thereto.
また、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン等のスチレン類も、効果を妨げない範囲で使用してもよいが、環境対応の点で、含まないことが好ましい。 Styrenes such as styrene, α-methylstyrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, and m-methylstyrene may also be used as long as they do not interfere with the effect, but they are not included in terms of environmental friendliness. is preferred.
上記に例示したその他エチレン性不飽和単量体(c-3)の中でも、アクリル樹脂(c)の安定性向上や高分子量化による塗液物性向上の観点から、その他エチレン性不飽和単量体(c-3)は、アクリルアミド、グリシジルメタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート、ジエチレングリコールジメタクリレート、またはN-メチロールアクリルアミドであることがより好ましい。 Among the other ethylenically unsaturated monomers (c-3) exemplified above, from the viewpoint of improving the stability of the acrylic resin (c) and improving the physical properties of the coating liquid by increasing the molecular weight, other ethylenically unsaturated monomers (c-3) is more preferably acrylamide, glycidyl methacrylate, ethylene glycol dimethacrylate, diethylene glycol dimethacrylate, or N-methylolacrylamide.
その他エチレン性不飽和単量体(c-3)の含有量はエチレン性不飽和単量体の全質量100質量%中、0~10%であることが好ましい。含有量が10%以下であることにより、合成したアクリル樹脂(c)の分散安定性が良好となるため塗工性や造膜性に優れた塗液を得ることができ、その結果、耐油性・耐水性が優れた積層体を作製することができる。 The content of other ethylenically unsaturated monomers (c-3) is preferably 0 to 10% based on 100% by mass of the total ethylenically unsaturated monomers. When the content is 10% or less, the dispersion stability of the synthesized acrylic resin (c) is improved, so that a coating liquid having excellent coatability and film-forming properties can be obtained, and as a result, oil resistance is improved. - A laminate with excellent water resistance can be produced.
アクリル樹脂(c)の重合方法は特に制限されないが、水性媒体中で、高分子量かつ低粘度、高固形分の樹脂分散体を容易に得られる点から乳化重合を用いることが好ましい。乳化重合を用いて合成されるアクリル樹脂(c)はガラス転移温度を1つのみ有していても良いし、2つ以上の異なるガラス転移点を有していても良い。異なるガラス転移温度(以下Tg)を有するアクリル樹脂(c)を調製する方法としては、乳化重合時において、滴下槽を多段に分け、其々生成する重合体のTgが異なるようにエチレン性不飽和単量体の組成を変えて滴下する多段重合や、予め塊状重合や溶液重合でアクリル樹脂(c)を合成し、それを水相に溶解もしくは分散させた後、先のアクリル樹脂(c)とは別のTgを有する重合体が生成するようにエチレン性単量体を滴下して重合する方法等が挙げられるが、工程が煩雑でなく、生成するアクリル樹脂(c)の分散安定性が良好な点を考慮し、2つ以上の異なるガラス転移点を有するアクリル樹脂(c)は、多段重合により合成することがより好ましい。ガラス転移温度Tgは0~100℃であることが好ましく、15~80℃であることがより好ましい。2つ以上のTgを持つ場合はそれらの平均値を採用する。平均粒子径は30~300nmの範囲であることが好ましい。上記の範囲の粒子径であることにより、ヒートシール性や耐油性を十分に発現することができる。重量平均分子量は、10万以上であることが好ましい。重量平均分子量が10万以上であることにより、コート層が強靭な塗膜を形成するため、水分や油分にさらされても染み込まない積層体を得ることが出来る。
なお、アクリル樹脂のガラス転移温度は、樹脂を乾燥して得た固体について、示差走査熱量測定(DSC測定)をおこなうことによって求めることができる。詳細は実施例の欄に記載する。
The method of polymerizing the acrylic resin (c) is not particularly limited, but emulsion polymerization is preferably used from the viewpoint that a resin dispersion having a high molecular weight, low viscosity and high solid content can be easily obtained in an aqueous medium. The acrylic resin (c) synthesized using emulsion polymerization may have only one glass transition temperature, or may have two or more different glass transition temperatures. As a method for preparing an acrylic resin (c) having different glass transition temperatures (hereinafter referred to as Tg), during emulsion polymerization, the dropping tank is divided into multiple stages, and ethylenically unsaturated The acrylic resin (c) is synthesized in advance by multi-stage polymerization in which the monomer composition is changed and dropped, or by bulk polymerization or solution polymerization, and after dissolving or dispersing it in an aqueous phase, the acrylic resin (c) is added. There is a method of polymerizing by dropping an ethylenic monomer so that a polymer having a different Tg is produced, but the process is not complicated and the resulting acrylic resin (c) has good dispersion stability. Considering these points, the acrylic resin (c) having two or more different glass transition points is more preferably synthesized by multistage polymerization. The glass transition temperature Tg is preferably 0 to 100°C, more preferably 15 to 80°C. If there are two or more Tgs, their average value is adopted. The average particle size is preferably in the range of 30-300 nm. When the particle size is within the above range, heat-sealing properties and oil resistance can be sufficiently exhibited. The weight average molecular weight is preferably 100,000 or more. When the weight-average molecular weight is 100,000 or more, the coat layer forms a tough coating film, so that a laminate that does not permeate even when exposed to moisture or oil can be obtained.
The glass transition temperature of the acrylic resin can be determined by performing differential scanning calorimetry (DSC measurement) on a solid obtained by drying the resin. Details are described in the section of Examples.
エチレン性不飽和単量体の重合反応に用いられるラジカル重合開始剤としては、公知の油溶性重合開始剤や水溶性重合開始剤を使用することができ、これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して使用してもよい。ラジカル重合開始剤は、エチレン性不飽和単量体の総量100質量部を基準として、0.1~4質量部を用いることが好ましく、0.2~2質量部用いる事が更に好ましい。
As the radical polymerization initiator used in the polymerization reaction of the ethylenically unsaturated monomers, known oil-soluble polymerization initiators and water-soluble polymerization initiators can be used. Well, you may mix and
油溶性重合開始剤としては特に限定されず、例えば、ベンゾイルパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、tert-ブチルハイドロパーオキサイド、tert-ブチルパーオキシ(2-エチルヘキサノエート)、tert-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、ジ-tert-ブチルパーオキサイド等の有機過酸化物;2,2’-アゾビスイソブチロニトリル、2,2’-アゾビス-2,4-ジメチルバレロニトリル、2,2’-アゾビス(4-メトキシ-2,4-ジメチルバレロニトリル)、1,1’-アゾビス-シクロヘキサン-1-カルボニトリル等のアゾビス化合物;を挙げることができる。 The oil-soluble polymerization initiator is not particularly limited. Organic peroxides such as oxy-3,5,5-trimethylhexanoate and di-tert-butyl peroxide; 2,2'-azobisisobutyronitrile, 2,2'-azobis-2,4- azobis compounds such as dimethylvaleronitrile, 2,2′-azobis(4-methoxy-2,4-dimethylvaleronitrile), 1,1′-azobis-cyclohexane-1-carbonitrile;
乳化重合においては水溶性重合開始剤を使用することが好ましく、水溶性重合開始剤としては、例えば、過硫酸アンモニウム(APS)、過硫酸カリウム(KPS)、過酸化水素、2,2’-アゾビス(2-メチルプロピオンアミジン)ジハイドロクロライドのような従来既知のものを好適に使用することができる。 In emulsion polymerization, it is preferable to use a water-soluble polymerization initiator. Examples of water-soluble polymerization initiators include ammonium persulfate (APS), potassium persulfate (KPS), hydrogen peroxide, 2,2′-azobis ( Conventionally known compounds such as 2-methylpropionamidine) dihydrochloride can be preferably used.
また、乳化重合では、重合開始剤とともに還元剤を併用してもよい。還元剤を併用することにより、乳化重合速度の促進や、低温での乳化重合が容易になる。還元剤としては、例えば、アスコルビン酸、エルソルビン酸、酒石酸、クエン酸、ブドウ糖、ホルムアルデヒドスルホキシラート等の金属塩等の還元性有機化合物;チオ硫酸ナトリウム、亜硫酸ナトリウム、重亜硫酸ナトリウム、メタ重亜硫酸ナトリウム等の還元性無機化合物;塩化第一鉄、ロンガリット、二酸化チオ尿素が挙げられる。
これら還元剤は、エチレン性不飽和単量体の総量100質量部を基準として、0.05~5質量部を用いることが好ましい。
In emulsion polymerization, a reducing agent may be used together with the polymerization initiator. By using a reducing agent together, the speed of emulsion polymerization can be accelerated and emulsion polymerization at low temperatures can be facilitated. Reducing agents include, for example, ascorbic acid, ersorbic acid, tartaric acid, citric acid, glucose, reducing organic compounds such as metal salts such as formaldehyde sulfoxylate; sodium thiosulfate, sodium sulfite, sodium bisulfite, sodium metabisulfite reducing inorganic compounds such as; ferrous chloride, Rongalite, and thiourea dioxide.
It is preferable to use 0.05 to 5 parts by mass of these reducing agents based on 100 parts by mass of the total amount of ethylenically unsaturated monomers.
重合温度は、重合開始剤の重合開始温度以上であればよく、例えば、過酸化物系重合開始剤では、通常80℃程度である。重合時間は特に制限されないが、通常2~24時間である。なお、エチレン性不飽和単量体は、前記した重合開始剤によらずとも、光化学反応や放射線照射によって重合してもよい。 The polymerization temperature may be equal to or higher than the polymerization initiation temperature of the polymerization initiator. For example, in the case of a peroxide polymerization initiator, it is usually about 80°C. Although the polymerization time is not particularly limited, it is usually 2 to 24 hours. The ethylenically unsaturated monomer may be polymerized by photochemical reaction or radiation irradiation without using the polymerization initiator described above.
エチレン性不飽和単量体の重合においては、必要に応じて、さらに緩衝剤又は連鎖移動剤を用いてもよい。緩衝剤としては、例えば、酢酸ナトリウム、クエン酸ナトリウム、重炭酸ナトリウムが挙げられる。連鎖移動剤は、例えば、n-ヘキシルメルカプタン、n-ヘプチルメルカプタン、t-ヘキシルメルカプタン、t-ヘプチルメルカプタン、n-オクチルメルカプタン、t-オクチルメルカプタン、n-ノニルメルカプタン、t-ノニルメルカプタン、n-デシルメルカプタン、t-デシルメルカプタン、n-ウンデシルメルカプタン、t-ウンデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、n-トリデシルメルカプタン、t-トリデシルメルカプタン、n-テトラデシルメルカプタン、t-テトラデシルメルカプタン、n-へプタデシルメルカプタン、t-ヘプタデシルメルカプタン、t-ヘキサデシルメルカプタン、n-ヘキサデシルメルカプタン、n-へプタデシルメルカプタン、n-オクタデシルメルカプタン、t-へプタデシルメルカプタン、t-オクタデシルメルカプタン、メルカプタンメルカプト酢酸2-エチルヘキシル、メルカプト酢酸オクチル、メルカプトプロピオン酸メトキシブチル、メルカプトプロピオン酸2-エチルヘキシル、メルカプトプロピオン酸オクチル、メルカプトプロピオン酸ステアリル等が挙げられる。緩衝材は、エチレン性不飽和単量体の総量100質量部を基準として、0~1質量部の範囲で使用することが好ましく、より好ましくは0.05~0.5質量部の範囲である。また、連鎖移動剤は、エチレン性不飽和単量体の総量100質量部を基準として、0.4~3質量部の範囲で使用することが好ましく、より好ましくは0.6~2質量部の範囲である。 In the polymerization of the ethylenically unsaturated monomer, if necessary, a buffer or chain transfer agent may be used. Buffers include, for example, sodium acetate, sodium citrate, sodium bicarbonate. Chain transfer agents are, for example, n-hexylmercaptan, n-heptylmercaptan, t-hexylmercaptan, t-heptylmercaptan, n-octylmercaptan, t-octylmercaptan, n-nonylmercaptan, t-nonylmercaptan, n-decyl Mercaptan, t-decylmercaptan, n-undecylmercaptan, t-undecylmercaptan, n-dodecylmercaptan, t-dodecylmercaptan, n-tridecylmercaptan, t-tridecylmercaptan, n-tetradecylmercaptan, t-tetra Decylmercaptan, n-heptadecylmercaptan, t-heptadecylmercaptan, t-hexadecylmercaptan, n-hexadecylmercaptan, n-heptadecylmercaptan, n-octadecylmercaptan, t-heptadecylmercaptan, t-octadecyl Mercaptan, 2-ethylhexyl mercaptomercaptoacetate, octyl mercaptoacetate, methoxybutyl mercaptopropionate, 2-ethylhexyl mercaptopropionate, octyl mercaptopropionate, stearyl mercaptopropionate and the like. The buffer material is preferably used in the range of 0 to 1 part by mass, more preferably 0.05 to 0.5 parts by mass, based on the total amount of ethylenically unsaturated monomers of 100 parts by mass. . Further, the chain transfer agent is preferably used in the range of 0.4 to 3 parts by mass, more preferably 0.6 to 2 parts by mass based on 100 parts by mass of the total amount of ethylenically unsaturated monomers. Range.
上記の連鎖移動剤の中でも、下記一般式(2)で表される連鎖移動剤である、連鎖移動剤(X)を用いることが好ましい。 Among the above chain transfer agents, it is preferable to use the chain transfer agent (X), which is a chain transfer agent represented by the following general formula (2).
Rは炭素数8~16の直鎖又は分岐アルキル基である。
R is a linear or branched alkyl group having 8 to 16 carbon atoms.
連鎖移動剤(X)を重合時に用いることにより、エチレン性不飽和単量体の重合体の片末端に一般式(1)で表される構造を導入することができる。片末端に一般式(1)で表される構造を有する重合体は、低極性部位である末端アルキル基Rと、そこに結合している高極性なアクリル樹脂(c)とで適度な極性のコントラストが生じるため界面活性能を発現し、アクリル樹脂(c)の分散安定性を更に向上させる。したがって、塗液の安定性も良化し、塗工不良や造膜不良に繋がる沈降物や凝集物の生成も大幅に低減される。また、基材に対する樹脂の濡れ性を向上させる効果も有する。これより、塗液がしっかりと基材に浸透して結着するため、基材と樹脂の界面における結着がより強固になる。 By using the chain transfer agent (X) at the time of polymerization, the structure represented by the general formula (1) can be introduced to one end of the polymer of ethylenically unsaturated monomers. A polymer having a structure represented by general formula (1) at one end has a moderate polarity with a terminal alkyl group R, which is a low polar site, and a highly polar acrylic resin (c) bonded thereto. Contrast is produced, so surface activity is exhibited, and the dispersion stability of the acrylic resin (c) is further improved. Therefore, the stability of the coating liquid is also improved, and the formation of precipitates and aggregates that lead to poor coating and poor film formation is greatly reduced. It also has the effect of improving the wettability of the resin to the substrate. As a result, the coating liquid firmly penetrates into the base material and binds, so that the binding at the interface between the base material and the resin becomes stronger.
連鎖移動剤(X)としては、例えば、n-オクチルメルカプタン、t-オクチルメルカプタン、n-ノニルメルカプタン、t-ノニルメルカプタン、n-デシルメルカプタン、t-デシルメルカプタン、n-ウンデシルメルカプタン、t-ウンデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタン、t-ドデシルメルカプタン、n-トリデシルメルカプタン、t-トリデシルメルカプタン、n-テトラデシルメルカプタン、t-テトラデシルメルカプタン、n-へプタデシルメルカプタン、t-ヘプタデシルメルカプタン、t-ヘキサデシルメルカプタン、n-ヘキサデシルメルカプタン等が挙げられる。 Chain transfer agents (X) include, for example, n-octylmercaptan, t-octylmercaptan, n-nonylmercaptan, t-nonylmercaptan, n-decylmercaptan, t-decylmercaptan, n-undecylmercaptan, t-un decylmercaptan, n-dodecylmercaptan, t-dodecylmercaptan, n-tridecylmercaptan, t-tridecylmercaptan, n-tetradecylmercaptan, t-tetradecylmercaptan, n-heptadecylmercaptan, t-heptadecylmercaptan, t-hexadecylmercaptan, n-hexadecylmercaptan and the like.
エチレン性不飽和単量体の重合の際、アクリル樹脂(c)の分散安定性を高めるために、中和剤として塩基性化合物を使用してもよい。塩基性化合物としては、例えば、アンモニア水、ジメチルアミノエタノール、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の各種有機アミン;水酸化ナトリウム、水酸化リチウム、水酸化カリウムといったアルカリ金属の水酸化物等の無機アルカリ剤等が挙げられる。塩基性化合物は、一段目の滴下完了後に添加しても構わないし、反応完了後に添加しても構わない。 A basic compound may be used as a neutralizing agent in order to improve the dispersion stability of the acrylic resin (c) during the polymerization of the ethylenically unsaturated monomer. Basic compounds include, for example, aqueous ammonia, various organic amines such as dimethylaminoethanol, diethanolamine and triethanolamine; inorganic alkaline agents such as alkali metal hydroxides such as sodium hydroxide, lithium hydroxide and potassium hydroxide; is mentioned. The basic compound may be added after the first dropwise addition is completed, or after the reaction is completed.
また、アクリル樹脂(c)を得る際、塗液や食品包装シートの諸物性に悪影響を及ぼさない範囲であれば、アクリル樹脂(c)の分散安定性を向上させる目的で、界面活性剤を使用することができる。界面活性剤は、アニオン性界面活性剤、カチオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、両性界面活性剤等が挙げられるが、安全性や良好な塗膜物性発現の観点からアニオン性界面活性剤またはノニオン性界面活性剤であることが好ましい。界面活性剤は、単独または2種類以上を使用できる。 Further, when obtaining the acrylic resin (c), a surfactant is used for the purpose of improving the dispersion stability of the acrylic resin (c) as long as it does not adversely affect the physical properties of the coating liquid and the food packaging sheet. can do. Examples of surfactants include anionic surfactants, cationic surfactants, nonionic surfactants, and amphoteric surfactants. Alternatively, it is preferably a nonionic surfactant. Surfactants can be used alone or in combination of two or more.
使用できるアニオン性界面活性剤として、例えば、オレイン酸ナトリウムなどの高級脂肪酸塩、ドデシルベンゼンスルホン酸などのアルキルアリールスルホン酸塩、ラウリル硫酸ナトリウムなどのアルキル硫酸エステル塩、ポリオキシエチレンラウリルエーテル硫酸ナトリウムなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸エステル塩、モノオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ジオクチルスルホコハク酸ナトリウム、ポリオキシエチレンラウリルスルホコハク酸ナトリウムなどのアルキルスルホコハク酸エステル塩およびその誘導体、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル硫酸エステル塩等が挙げられる。上記の中でも界面活性剤はアルキル硫酸エステル塩、または、アルキルスルホコハク酸エステル塩であることが好ましく、更にアルキル硫酸エステル塩はラウリル硫酸塩、アルキルスルホコハク酸エステル塩はジオクチルスルホコハク酸塩であることがより好ましい。 Examples of usable anionic surfactants include higher fatty acid salts such as sodium oleate, alkylarylsulfonates such as dodecylbenzenesulfonic acid, alkylsulfuric acid ester salts such as sodium lauryl sulfate, and sodium polyoxyethylene lauryl ether sulfate. polyoxyethylene alkyl ether sulfate salts, sodium monooctyl sulfosuccinate, sodium dioctyl sulfosuccinate, alkyl sulfosuccinate salts and derivatives thereof such as sodium polyoxyethylene lauryl sulfosuccinate, polyoxyethylene distyrenated phenyl ether sulfate salts etc. Among the above, the surfactant is preferably an alkyl sulfate salt or an alkyl sulfosuccinate salt, more preferably the alkyl sulfate salt is lauryl sulfate, and the alkyl sulfosuccinate salt is dioctyl sulfosuccinate. preferable.
ノニオン性界面活性剤は、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンステアリルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテルなどのポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ソルビタンモノラウレート、ソルビタンモノステアレート、ソルビタントリオレエートなどのソルビタン高級脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレートなどのポリオキシエチレンソルビタン高級脂肪酸エステル、ポリオキシエチレンモノラウレート、ポリオキシエチレンモノステアレートなどのポリオキシエチレン高級脂肪酸エステル、オレイン酸モノグリセライド、ステアリン酸モノグリセライドなどのグリセリン高級脂肪酸エステル、ポリオキシエチレン・ポリオキシプロピレン・ブロックコポリマー、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリオキシエチレンジスチレン化フェニルエーテル等が挙げられる。 Nonionic surfactants include, for example, polyoxyethylene alkyl ethers such as polyoxyethylene lauryl ether and polyoxyethylene stearyl ether; polyoxyethylene alkylphenyl ethers such as polyoxyethylene octylphenyl ether and polyoxyethylene nonylphenyl ether; Sorbitan higher fatty acid esters such as sorbitan monolaurate, sorbitan monostearate and sorbitan trioleate, polyoxyethylene sorbitan higher fatty acid esters such as polyoxyethylene sorbitan monolaurate and polyoxyethylene sorbitan monostearate, polyoxyethylene monolaurate polyoxyethylene higher fatty acid esters such as polyoxyethylene monostearate, glycerol higher fatty acid esters such as oleic acid monoglyceride and stearic acid monoglyceride, polyoxyethylene/polyoxypropylene block copolymers, polyvinyl alcohol, polyvinylpyrrolidone, polyoxyethylene Ethylene distyrenated phenyl ether etc. are mentioned.
前記界面活性剤は、分子内にラジカル重合可能なエチレン性不飽和二重結合を1個以上有する重合性界面活性剤を使用することができる。 As the surfactant, a polymerizable surfactant having one or more radically polymerizable ethylenically unsaturated double bonds in the molecule can be used.
重合性界面活性剤は、重合性アニオン性界面活性剤、重合性ノニオン性界面活性剤が好ましい。 The polymerizable surfactant is preferably a polymerizable anionic surfactant or a polymerizable nonionic surfactant.
前記重合性アニオン性界面活性剤は、例えば、主骨格がスルホコハク酸エステル、アルキルエーテル、アルキルフェニルエーテル、アルキルフェニルエステル、(メタ)アクリレート硫酸エステル、およびリン酸エステル等が挙げられる。
前記重合性ノニオン性界面活性剤は、例えば、主骨格がアルキルエーテル、アルキルフェニルエーテル、アルキルフェニルエステル等が挙げられる。
Examples of the polymerizable anionic surfactant include sulfosuccinic acid esters, alkyl ethers, alkylphenyl ethers, alkylphenyl esters, (meth)acrylate sulfate esters, and phosphate esters as main skeletons.
Examples of the polymerizable nonionic surfactant include alkyl ethers, alkylphenyl ethers, alkylphenyl esters, and the like as the main skeleton.
[ポリエステル樹脂(d)]
ポリエステル樹脂(d)はいずれも多塩基酸成分の1種類以上と多価アルコール成分の1種類以上とを重縮合させることや、重縮合後に多塩基酸成分で解重合すること、また、重縮合後に酸無水物を付加させることなど、公知の方法によって製造することができる。ポリエステル樹脂(d)は、乳酸またはカプロラクトンを単独もしくは両方使用することで製造されるポリ乳酸系樹脂も含む。
[Polyester resin (d)]
Any polyester resin (d) can be obtained by polycondensing one or more polybasic acid components and one or more polyhydric alcohol components, depolymerizing with polybasic acid components after polycondensation, or polycondensing It can be produced by a known method such as subsequent addition of an acid anhydride. Polyester resin (d) also includes polylactic acid-based resins produced by using lactic acid or caprolactone alone or both.
多塩基酸成分の具体例としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、無
水フタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ビフェニルジカルボン酸などの芳香族ジカルボン
酸、シュウ酸、コハク酸、無水コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデ
カン二酸、水添ダイマー酸など、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、
無水イタコン酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、ダイマー酸などの飽和または不飽和
の脂肪族ジカルボン酸、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、テルペン-マレイン酸付加体等の不飽和ジカルボン酸およびその酸無水物、1,3-シクロヘキサンジカルボン酸、1,2-シクロヘキサンジカルボン酸、2,5-ノルボルネンジカルボン酸、無水2,5-ノルボルネンジカルボン酸、テトラヒドロフタル酸、無水テトラヒドロフタル酸などの脂環式ジカルボン酸類などが挙げられる。また、必要に応じて少量の5-ナトリウムスルホイソフタル酸や5-ヒドロキシイソフタル酸を用いることができる。
Specific examples of the polybasic acid component include aromatic dicarboxylic acids such as terephthalic acid, isophthalic acid, phthalic acid, phthalic anhydride, naphthalenedicarboxylic acid and biphenyldicarboxylic acid, oxalic acid, succinic acid, succinic anhydride, and adipine. acids such as azelaic acid, sebacic acid, dodecanedioic acid, hydrogenated dimer acid, fumaric acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid,
Saturated or unsaturated aliphatic dicarboxylic acids such as itaconic anhydride, citraconic acid, citraconic anhydride, and dimer acid, unsaturated dicarboxylic acids such as 1,4-cyclohexanedicarboxylic acid, terpene-maleic acid adducts, and acid anhydrides thereof , 1,3-cyclohexanedicarboxylic acid, 1,2-cyclohexanedicarboxylic acid, 2,5-norbornenedicarboxylic acid, 2,5-norbornenedicarboxylic anhydride, tetrahydrophthalic acid, alicyclic dicarboxylic acids such as tetrahydrophthalic anhydride, etc. is mentioned. Also, a small amount of 5-sodiumsulfoisophthalic acid or 5-hydroxyisophthalic acid can be used as necessary.
3官能以上の多塩基酸も用いることができ、例えばトリメリット酸、ピロメリット酸、
ベンゾフェノンテトラカルボン酸、トリメシン酸、エチレングリコールビス(アンヒドロトリメリテート)、グリセロールトリス(アンヒドロトリメリテート)、1,2,3,4-ブタンテトラカルボン酸などが含まれていてもよい。
Tri- or higher functional polybasic acids can also be used, such as trimellitic acid, pyromellitic acid,
Benzophenonetetracarboxylic acid, trimesic acid, ethylene glycol bis(anhydrotrimellitate), glycerol tris(anhydrotrimellitate), 1,2,3,4-butanetetracarboxylic acid, and the like may also be included.
また、前記多塩基酸として、無水ピロメリット酸(PMDA)、オキシジフタル酸二無水物(ODPA)、3,3’,4,4’-ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物(BTDA)、3,3’,4,4’-ジフェニルテトラカルボン酸二無水物(BPDA)、エチレングリコールビスアンヒドロトリメリテート(TMEG)、3,3’,4,4’-ジフェニルスルホンテトラカルボン酸二無水物(DSDA)、4,4’-(ヘキサフロロイソプロピリデン)ジフタル酸二無水物(6FDA)、2,2’-ビス[(ジカルボキシフェノキシ)フェニル]プロパン二無水物(BSAA)、グリセリントリスアンヒドロトリメリテート等の酸二無水物も使用することができる。 Further, as the polybasic acid, pyromellitic anhydride (PMDA), oxydiphthalic dianhydride (ODPA), 3,3',4,4'-benzophenonetetracarboxylic dianhydride (BTDA), 3,3' ,4,4′-diphenyltetracarboxylic dianhydride (BPDA), ethylene glycol bisanhydrotrimellitate (TMEG), 3,3′,4,4′-diphenylsulfonetetracarboxylic dianhydride (DSDA) , 4,4′-(Hexafluoroisopropylidene)diphthalic dianhydride (6FDA), 2,2′-bis[(dicarboxyphenoxy)phenyl]propane dianhydride (BSAA), glycerin trisanhydrotrimellitate Acid dianhydrides such as can also be used.
多価アルコール成分としては、例えば、脂肪族グリコール、脂環式グリコール、エーテ
ル結合含有グリコールなどを挙げることができる。脂肪族グリコールの具体例としては、
例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、
1,4-ブタンジオール、2-メチル-1,3-プロパンジオール、1,5-ペンタンジ
オール、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,9-ノナンジオール、2-エチル-2-ブチルプロパンジオールなどが挙げられる。脂環式グリコールの具体例としては、例えば、1,4-シクロヘキサンジメタノールなどが挙げられる。エーテル結合含有グリコールの具体例としては、例えば、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ジプロピレングリコール、さらには、2,2-ビス[4-(ヒドロキシエトキシ)フェニル]プロパンのようなビスフェノール類(ビスフェノールA)のエチレンオキシド付加体、ビス[4-(ヒドロキシエトキシ)フェニル]スルホンのようなビスフェノール類(ビスフェノールS)のエチレンオキシド付加体、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。このうち長鎖エーテル結合含有グリコールとしては、分子量500以上のポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコールなどが挙げられる。
Examples of polyhydric alcohol components include aliphatic glycols, alicyclic glycols, ether bond-containing glycols, and the like. Specific examples of aliphatic glycols include
For example, ethylene glycol, 1,2-propanediol, 1,3-propanediol,
1,4-butanediol, 2-methyl-1,3-propanediol, 1,5-pentanediol, neopentyl glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 1,9 -nonanediol, 2-ethyl-2-butylpropanediol, and the like. Specific examples of alicyclic glycols include 1,4-cyclohexanedimethanol. Specific examples of ether bond-containing glycols include diethylene glycol, triethylene glycol, dipropylene glycol, and bisphenols (bisphenol A) such as 2,2-bis[4-(hydroxyethoxy)phenyl]propane. Examples include ethylene oxide adducts, ethylene oxide adducts of bisphenols (bisphenol S) such as bis[4-(hydroxyethoxy)phenyl]sulfone, polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like. Among these, long-chain ether bond-containing glycols include polyethylene glycol, polypropylene glycol, polytetramethylene glycol and the like having a molecular weight of 500 or more.
3官能以上の多価アルコールとして、例えばグリセリン、トリメチロールエタン、トリ
メチロールプロパン、ペンタエリスリトール、ジグリセリン、ポリグリセリン、キシリトール、ソルビトール、グルコース、フルクトース、マンノース、などが含まれていてもよい。また、前述した多価アルコール成分の一部を変性して使用しても良い。
Tri- or higher functional polyhydric alcohols may include, for example, glycerin, trimethylolethane, trimethylolpropane, pentaerythritol, diglycerin, polyglycerin, xylitol, sorbitol, glucose, fructose, mannose, and the like. Moreover, you may modify|denature and use a part of polyhydric-alcohol component mentioned above.
ポリエステル樹脂(d)には、必要に応じて、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、リノレン酸などの脂肪酸やそのエステル形成性誘導体、安息香酸、p-tert-ブチル安息香酸、シクロヘキサン酸、4-ヒドロキシフェニルステアリン酸などのモノカルボン酸、ステアリルアルコール、2-フェノキシエタノールなどのモノアルコール、ε-カプロラクトン、乳酸、β-ヒドロキシ酪酸、p- ヒドロキシ安息香酸などのヒドロキシカルボン酸やそのエステル形成性誘導体が共重合されていてもよい。 The polyester resin (d) may optionally contain fatty acids such as lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, linolenic acid and ester-forming derivatives thereof, benzoic acid, p-tert- monocarboxylic acids such as butylbenzoic acid, cyclohexanoic acid, and 4-hydroxyphenylstearic acid; monoalcohols such as stearyl alcohol and 2-phenoxyethanol; and hydroxycarboxylic acids such as ε-caprolactone, lactic acid, β-hydroxybutyric acid, and p-hydroxybenzoic acid. An acid or an ester-forming derivative thereof may be copolymerized.
ポリ乳酸系ポリエステルはポリオールを開始剤として、ラクチド類、ラクトン類を開環付加重合することによって、容易に得ることができる。ポリオールは前述した多価アルコールを使用しても良いし、エステル結合を有するポリエステルポリオールを使用しても良い。ラクチド類としては、ラクチド( 乳酸の環状二量体) 、グリコリド(グリコール酸の環状二量体) 等を用いることができる。また、ラクトン類としては、例えば、β-プロピオンラクトン、β-ブチロラクトン、ピバロラクトン、γ-ブチロラクトン、γ-バレロラクトン、δ-バレロラクトン、ε-カプロラクトン等を用いることができる。またこれらの化合物は、必ずしも単独で用いる必要はなく、複数種類を共重合することができる。なかでも、生分解性に優れ、かつ重合が容易なε-カプロラクトンおよびラクチドの使用が好ましい。 A polylactic acid-based polyester can be easily obtained by ring-opening addition polymerization of lactides and lactones using a polyol as an initiator. The polyol may be the above-described polyhydric alcohol, or may be a polyester polyol having an ester bond. As lactides, lactide (cyclic dimer of lactic acid), glycolide (cyclic dimer of glycolic acid), and the like can be used. As lactones, for example, β-propionolactone, β-butyrolactone, pivalolactone, γ-butyrolactone, γ-valerolactone, δ-valerolactone, ε-caprolactone and the like can be used. Moreover, these compounds do not necessarily need to be used alone, and a plurality of types can be copolymerized. Among them, ε-caprolactone and lactide, which are excellent in biodegradability and easy to polymerize, are preferably used.
ポリエステル樹脂(d)を重合する際には、各種の酸化防止剤を添加することが有効である。重合温度が高い場合や重合時間が長い場合には、ポリ乳酸セグメントは耐熱性が低いため酸化劣化を受け、着色することがある。また、ポリエーテル等耐熱性の低いセグメントが共重合されているとさらに酸化劣化を受けやすくなる場合があり、この場合、酸化防止剤の添加が特に有効である。酸化防止剤としては、フェノール系酸化防止剤、リン系酸化防止剤、アミン系酸化防止剤、硫黄系酸化防止剤、ニトロ化合物系酸化防止剤、無機化合物系酸化防止剤など公知のものが例示できる。 When polymerizing the polyester resin (d), it is effective to add various antioxidants. When the polymerization temperature is high or the polymerization time is long, the polylactic acid segment may undergo oxidative deterioration due to its low heat resistance, resulting in coloration. In addition, if a segment having low heat resistance such as polyether is copolymerized, it may become more susceptible to oxidative deterioration. In this case, addition of an antioxidant is particularly effective. Examples of antioxidants include known antioxidants such as phenol antioxidants, phosphorus antioxidants, amine antioxidants, sulfur antioxidants, nitro compound antioxidants, and inorganic compound antioxidants. .
ポリエステル樹脂(d)は樹脂骨格にカルボキシ基などの酸基を導入することで、酸基のすべてもしくは一部分を塩基性化合物で中和することにより、水に分散した水分散体にすることが可能である。
カルボキシ基の導入方法としては、ポリエステル樹脂の末端がカルボキシ基になるように多塩基酸量を調整して導入する方法や、3官能以上の多塩基酸を用いることでポリマー側鎖にカルボキシ基を導入することが出来る。また、官能基としてスルホン酸塩を導入することによっても水に分散した水分散体にすることが可能である。スルホン酸塩の導入方法としては、5-ナトリウムスルホイソフタル酸などのスルホン酸基含有多塩基酸を使用する方法が挙げられる。
By introducing acid groups such as carboxyl groups into the resin skeleton of the polyester resin (d), all or part of the acid groups can be neutralized with a basic compound to form an aqueous dispersion. is.
As a method for introducing a carboxy group, a method of adjusting the amount of polybasic acid so that the terminal of the polyester resin becomes a carboxy group and introducing it, or a polybasic acid with a functionality of 3 or more is used to add a carboxy group to the polymer side chain. can be introduced. Also, by introducing a sulfonate as a functional group, it is possible to form an aqueous dispersion in water. A method of introducing the sulfonate includes a method of using a sulfonic acid group-containing polybasic acid such as 5-sodiumsulfoisophthalic acid.
ポリエステル樹脂(d)に導入された酸基を中和するために使用される塩基性化合物としては、アンモニア、有機アミン化合物、無機塩基性化合物等が上げられる。 Basic compounds used for neutralizing the acid groups introduced into the polyester resin (d) include ammonia, organic amine compounds, inorganic basic compounds and the like.
前記有機アミン化合物の具体例を挙げると、トリエチルアミン、イソプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、sec-ブチルアミン等のアルキルアミン類、3-エトキシプロピルアミン、プロピルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、3-メトキシプロピルアミン等のアルコキシアミン類、N,N-ジエチルエタノールアミン、アミノエタノールアミン、N-メチル-N,N-ジエタノールアミン、モノエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等のアルカノールアミン類、モルホリン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン等のモルホリン類である。 Specific examples of the organic amine compound include alkylamines such as triethylamine, isopropylamine, ethylamine, diethylamine and sec-butylamine, 3-ethoxypropylamine, propylamine, N,N-dimethylethanolamine and 3-methoxypropyl. Alkoxyamines such as amines, Alkanolamines such as N,N-diethylethanolamine, aminoethanolamine, N-methyl-N,N-diethanolamine, monoethanolamine, diethanolamine and triethanolamine, morpholine, N-methylmorpholine , and N-ethylmorpholine.
前記無機塩基性化合物の具体例を挙げると、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム等のアルカリ金属の水酸化物、炭酸水素ナトリウム、炭酸ナトリウム等のアルカリ金属の炭酸塩、炭酸水素塩、及び炭酸アンモニウム等を使用することができる。多価金属の塩基性化合物は、ポリエステル樹脂(d)中に含まれる複数のカルボキシ基と水に難溶性の塩を生成し、分散性を悪化させる可能性があるので、使用する場合はカルボキシ基に対する中和率が50%以下である事が好ましい。 Specific examples of the inorganic basic compound include alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide and potassium hydroxide, alkali metal carbonates such as sodium hydrogen carbonate and sodium carbonate, hydrogen carbonates, and ammonium carbonate and the like can be used. A basic compound of a polyvalent metal forms a sparingly soluble salt in water with multiple carboxy groups contained in the polyester resin (d), and may deteriorate the dispersibility. It is preferable that the neutralization rate for is 50% or less.
[ウレタン樹脂(e)]
ウレタン樹脂(e)とは、ポリオールとポリイソシアネートの反応生成物である。
ウレタン樹脂(e)の合成に使用できるポリオールとしては、例えば、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(エチレン/プロピレン)グリコール、ポリテトラメチレングリコール等のポリエーテルポリオール;エチレングリコール、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、ブチレングリコール、1,6-ヘキサンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、3,3’-ジメチロールヘプタン、ポリオキシエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリコール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、オクタンジオール、ブチルエチルペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、シクロヘキサンジオール、ビスフェノールA等の二官能ジオール、及び/又は、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の三官能ジオールと、テレフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸、ダイマー酸、水添ダイマー酸、無水フタル酸、イソフタル酸、トリメリット酸等の二塩基酸と、を反応させてなるポリエステルポリオール;前述の二官能ジオールと、ジアルキルカーボネート、アルキレンカーボネート、又はジアリールカーボネートと、を反応させてなるポリカーボネートポリオール;水酸基含有ポリブタジエン、酸基含有水添ポリブタジエン、水酸基含有ポリイソプレン、水酸基含有水添ポリイソプレン、水酸基含有塩素化ポリプロピレン、水酸基含有塩素化ポリエチレン等のポリオレフィンポリオール;植物由来の油を原料とした、ひまし油ポリオール;が挙げられる。
さらに、エチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-プロピレングリコール、1,2-ブチレングリコール、1,3-ブチレングリコール、2,3-ブチレングリコール、1,4-ブチレングリコール、2-メチル-1,3-プロピレングリコール、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、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、2-エチル-1,3-ヘキサンジオール、2,2-ジメチル-3-ヒドロキシプロピル-2’,2’-ジメチル-3’-ヒドロキシプロパネート、2-n-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、3-エチル-1,5-ペンタンジオール、3-プロピル-1,5-ペンタンジオール、2,2-ジエチル-1,3-プロパンジオール、3-オクチル-1,5-ペンタンジオール等の脂肪族ジオール類や1,3-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシエチル)シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシプロピル)シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシメトキシ)シクロヘキサン、1,4-ビス(ヒドロキシエトキシ)シクロヘキサン、2,2-ビス(4-ヒドロキシメトキシシクロヘキシル)プロパン、2,2-ビス(4-ヒドロキシエトキシシクロヘキシル)プロパン、ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)メタン、2,2-ビス(4-ヒドロキシシクロヘキシル)プロパン、3(4),8(9)-トリシクロ[5.2.1.0]デカンジメタノール等の脂環族グリコール類或いはビスフェノールAの両末端水酸基へのエチレンオキサイド又はプロピレンオキサイド付加物の様な芳香族系グリコール類から選ばれる1種類以上のポリオールと、スルホン酸金属塩基を有する二塩基酸である5-ナトリウムスルホイソフタル酸、3-ナトリウムスルホテレフタル酸、4-カリウムスルホ-1,8-ナフタレンジカルボン酸無水物を縮合させてなるポリエステルポリオールを使用しても良い。また、前述したポリ乳酸系ポリエステルの末端に水酸基を有するポリオール(ポリ乳酸ジオール)を使用することも可能であり、ポリ乳酸部分を含むウレタン樹脂(e)を得ることができる。
[Urethane resin (e)]
Urethane resin (e) is a reaction product of polyol and polyisocyanate.
Examples of polyols that can be used for synthesizing the urethane resin (e) include polyether polyols such as polyethylene glycol, polypropylene glycol, poly(ethylene/propylene) glycol, and polytetramethylene glycol; ethylene glycol, propylene glycol, dipropylene glycol, Diethylene glycol, triethylene glycol, butylene glycol, 1,6-hexanediol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 3,3′-dimethylolheptane, polyoxyethylene glycol, polyoxypropylene glycol, 1,3- butanediol, 1,4-butanediol, neopentyl glycol, octanediol, butylethylpentanediol, 2-ethyl-1,3-hexanediol, cyclohexanediol, bifunctional diols such as bisphenol A, and/or glycerin, trifunctional diols such as trimethylolpropane and pentaerythritol; dibasic acids such as terephthalic acid, adipic acid, azelaic acid, sebacic acid, dimer acid, hydrogenated dimer acid, phthalic anhydride, isophthalic acid and trimellitic acid; Polyester polyol obtained by reacting; Polycarbonate polyol obtained by reacting the above-mentioned difunctional diol with dialkyl carbonate, alkylene carbonate, or diaryl carbonate; Hydroxyl group-containing polybutadiene, acid group-containing hydrogenated polybutadiene, hydroxyl group-containing polyisoprene, Polyolefin polyols such as hydroxyl-containing hydrogenated polyisoprene, hydroxyl-containing chlorinated polypropylene, and hydroxyl-containing chlorinated polyethylene; castor oil polyols made from plant-derived oils;
Furthermore, ethylene glycol, 1,2-propylene glycol, 1,3-propylene glycol, 1,2-butylene glycol, 1,3-butylene glycol, 2,3-butylene glycol, 1,4-butylene glycol, 2-methyl -1,3-propylene glycol, neopentyl glycol, 3-methyl-1,5-pentanediol, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentanediol, 2,4-diethyl-1,5-pentanediol , 2-ethyl-1,3-hexanediol, 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2′,2′-dimethyl-3′-hydroxypropanoate, 2-n-butyl-2-ethyl-1, 3-propanediol, 3-ethyl-1,5-pentanediol, 3-propyl-1,5-pentanediol, 2,2-diethyl-1,3-propanediol, 3-octyl-1,5-pentanediol Aliphatic diols such as 1,3-bis(hydroxymethyl)cyclohexane, 1,4-bis(hydroxymethyl)cyclohexane, 1,4-bis(hydroxyethyl)cyclohexane, 1,4-bis(hydroxypropyl)cyclohexane , 1,4-bis(hydroxymethoxy)cyclohexane, 1,4-bis(hydroxyethoxy)cyclohexane, 2,2-bis(4-hydroxymethoxycyclohexyl)propane, 2,2-bis(4-hydroxyethoxycyclohexyl)propane , bis(4-hydroxycyclohexyl)methane, 2,2-bis(4-hydroxycyclohexyl)propane, 3(4),8(9)-tricyclo[5.2.1.0]decanedimethanol, etc. one or more polyols selected from aromatic glycols such as aromatic glycols such as ethylene oxide or propylene oxide adducts to both terminal hydroxyl groups of bisphenol A, and a dibasic acid having a sulfonic acid metal base 5- A polyester polyol obtained by condensing sodium sulfoisophthalic acid, 3-sodium sulfoterephthalic acid and 4-potassium sulfo-1,8-naphthalenedicarboxylic anhydride may also be used. It is also possible to use a polyol (polylactic acid diol) having a hydroxyl group at the end of the polylactic acid-based polyester described above, and a urethane resin (e) containing a polylactic acid moiety can be obtained.
ウレタン樹脂(e)の合成に使用できるポリイソシアネートとしては、例えば、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、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’-ジフェニルメタンジイソシアネート、キシリレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、3,3’-ジメチル-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジメトキシ-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、3,3’-ジクロロ-4,4’-ビフェニレンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、1,5-テトラヒドロナフタレンジイソシアネート等の芳香族系ポリイソシアネート;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、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系ポリイソシアネート;イソホロンジイソシアネート、1,4-シクロヘキシレンジイソシアネート、4,4’-ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート等の脂環族系ポリイソシアネート;が挙げられる。 Examples of polyisocyanates that can be used to synthesize the urethane resin (e) include 2,4-tolylene diisocyanate, 2,6-tolylene diisocyanate, m-phenylene diisocyanate, p-phenylene diisocyanate, and 4,4′-diphenylmethane diisocyanate. , xylylene diisocyanate, lysine diisocyanate, 3,3′-dimethyl-4,4′-biphenylene diisocyanate, 3,3′-dimethoxy-4,4′-biphenylene diisocyanate, 3,3′-dichloro-4,4′- aromatic polyisocyanates such as biphenylene diisocyanate, 1,5-naphthalene diisocyanate and 1,5-tetrahydronaphthalene diisocyanate; aliphatic polyisocyanates such as tetramethylene diisocyanate, hexamethylene diisocyanate and trimethylhexamethylene diisocyanate; isophorone diisocyanate, 1, alicyclic polyisocyanates such as 4-cyclohexylene diisocyanate and 4,4'-dicyclohexylmethane diisocyanate;
ウレタン樹脂(e)の合成において、ウレタン結合濃度調節や各種官能基導入を目的として、低分子ジオールを併用してもよい。
低分子ジオールとして好ましくは、分子量500以下のジオールであり、このようなジオールとしては、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、1,3-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、ペンタンジオール、ヘキサンジオール、オクタンジオール、2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブチレンジオール、ジプロピレングリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、1,2,6-ブタントリオール、ペンタエリスリトール、ソルビトール、N,N-ビス(2-ヒドロキシプロピル)アニリン、ジメチロール酢酸、ジメチロールプロピオン酸、ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロール酪酸、2,2-ジメチロールペンタン酸等のジメチロールアルカン酸や、ジヒドロキシコハク酸、ジヒドロキシプロピオン酸、ジヒドロキシ安息香酸が挙げられる。
In synthesizing the urethane resin (e), a low-molecular-weight diol may be used in combination for the purpose of adjusting the urethane bond concentration and introducing various functional groups.
The low-molecular-weight diol is preferably a diol having a molecular weight of 500 or less. 4-butanediol, neopentyl glycol, pentanediol, hexanediol, octanediol, 2-butyl-2-ethyl-1,3-propanediol, 1,4-butylenediol, dipropylene glycol, glycerin, trimethylolpropane, Trimethylolethane, 1,2,6-butanetriol, pentaerythritol, sorbitol, N,N-bis(2-hydroxypropyl)aniline, dimethylolacetic acid, dimethylolpropionic acid, dimethylolbutanoic acid, 2,2-dimethylolbutyric acid , 2,2-dimethylolpentanoic acid, dihydroxysuccinic acid, dihydroxypropionic acid and dihydroxybenzoic acid.
またウレタン樹脂(e)は、末端変性されていてもよいし、鎖延長されていてもよい。
末端変性や鎖延長反応に使用できる化合物としては、例えば、ヒドラジン、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、ノナメチレンジアミン、キシリレンジアミン、イソホロンジアミン、ピペラジン及びその誘導体、フェニレンジアミン、トリレンジアミン、キシレンジアミン、N-(β-アミノエチル)エタノールアミン等のジアミン類;アジピン酸ジヒドラジド、イソフタル酸ジヒドラジド等のジヒドラジド類;が挙げられる。
Moreover, the urethane resin (e) may be terminal-modified or chain-extended.
Examples of compounds that can be used for terminal modification and chain extension reactions include hydrazine, ethylenediamine, propylenediamine, hexamethylenediamine, nonamethylenediamine, xylylenediamine, isophoronediamine, piperazine and its derivatives, phenylenediamine, tolylenediamine, and xylene. diamines such as diamine and N-(β-aminoethyl)ethanolamine; dihydrazides such as adipic acid dihydrazide and isophthalic acid dihydrazide;
ウレタン樹脂(e)の合成において、分子量調製及び末端変性のために連鎖移動剤を使用してもよい。連鎖移動剤としては、スルファニル基を有する化合物が好適に用いられ、例えば、2-ヒドロキシエタンチオール、3-ヒドロキシプロピル-1-チオール、1-ヒドロキシプロピル-2-チオール、4-ヒドロキシ-1-ブタンチオール等のヒドロキシアルカンチオール類;1,2-エタンジチオール、1,3-プロパンジチオール、1,4-ブタンジチオール、1,5-ペンタンジチオール、1,6-ヘキサンジチオール等のジチオール類、2-アミノエタンチオール、3-アミノプロピル-1-チオール、1-アミノプロピル-2-チオール、4-アミノ-1-ブタンチオール等のアミノアルカンチオール類;2-アミノチオフェノール、3-アミノチオフェノール、4-アミノチオフェノール等のアミノベンゼンチオール類;が挙げられる。末端をスルファニル基に変性したウレタン樹脂(e)は、前記記載のエチレン性不飽和単量体と重合開始剤を用いることでアクリル変性ウレタン樹脂を合成することができる。アクリル変性ウレタン樹脂は、ウレタン樹脂(e)の1種類として好適に使用することができる。 A chain transfer agent may be used for molecular weight adjustment and terminal modification in synthesis of the urethane resin (e). A compound having a sulfanyl group is preferably used as the chain transfer agent, such as 2-hydroxyethanethiol, 3-hydroxypropyl-1-thiol, 1-hydroxypropyl-2-thiol, 4-hydroxy-1-butane. Hydroxyalkanethiols such as thiols; dithiols such as 1,2-ethanedithiol, 1,3-propanedithiol, 1,4-butanedithiol, 1,5-pentanedithiol, 1,6-hexanedithiol, 2-amino Aminoalkanethiols such as ethanethiol, 3-aminopropyl-1-thiol, 1-aminopropyl-2-thiol, 4-amino-1-butanethiol; 2-aminothiophenol, 3-aminothiophenol, 4- aminobenzenethiols such as aminothiophenol; As for the urethane resin (e) whose terminal is modified with a sulfanyl group, an acrylic-modified urethane resin can be synthesized by using the ethylenically unsaturated monomer and the polymerization initiator described above. An acrylic-modified urethane resin can be suitably used as one type of urethane resin (e).
ウレタン樹脂(e)の水分散体として市販品を用いてもよく、該市販品としては、例えば、第一工業製薬製スーパーフレックスシリーズ(SF-170、SF-210等)、三洋化成社製ユーコート、パーマリンシリーズ(UX-310、UX-3945等)、荒川化学製ユリアーノシリーズ(W-600やW-321等)、ADEKA製アデカポンタイターシリーズ(HUX-420A、HUX-386)、宇部興産製UWシリーズ(UW-5002、UW-5020等)、大成ファインケミカル社製アクリットシリーズ(WBR2000U、WBR2101、WEM-200U等)が挙げられる。 Commercially available products may be used as the aqueous dispersion of the urethane resin (e), and examples of such commercial products include Superflex series (SF-170, SF-210, etc.) manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., and Ucoat manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd. , Permaline series (UX-310, UX-3945, etc.), Arakawa Chemical Juliano series (W-600, W-321, etc.), ADEKA Adekapon Titer series (HUX-420A, HUX-386), Ube Industries Examples include UW series (UW-5002, UW-5020, etc.) and Taisei Fine Chemicals Acryt series (WBR2000U, WBR2101, WEM-200U, etc.).
<積層体における塗工量>
積層体における第一の塗工層(A)と第二の塗工層(B)の塗工量合計は、0.5~10g/m2であり、1.5~4g/m2であることがより好ましい。塗工量合計が0.5g/m2以上であると塗工層が紙基材を覆うのに十分であり、塗工むらが出来てしまうことを防ぎ、耐油性、耐水性およびヒートシール性が良好となる。塗工量合計が10g/m2以下であることにより、塗工面と非塗工面を重ねた際に発生するブロッキングを防止することが可能となる。第一の塗工層(A)、第二の塗工層(B)それぞれ単体としての塗工量は、0.1~8g/m2であることが好ましく、0.3~3.2g/m2であることがさらに好ましい。この範囲に含まれることで紙基材上に平滑でむらのない膜を形成することが出来、耐油性、耐水性及びブロッキング性が良好な積層体を得ることができる。
<Coating amount in laminate>
The total coating amount of the first coating layer (A) and the second coating layer (B) in the laminate is 0.5 to 10 g/m 2 and 1.5 to 4 g/m 2 is more preferable. When the total coating amount is 0.5 g/m 2 or more, the coating layer is sufficient to cover the paper base material, preventing uneven coating and improving oil resistance, water resistance and heat sealability. becomes good. When the total coating amount is 10 g/m 2 or less, it becomes possible to prevent blocking that occurs when the coated surface and the non-coated surface are overlapped. The coating amount of each of the first coating layer (A) and the second coating layer (B) as a single unit is preferably 0.1 to 8 g/m 2 , more preferably 0.3 to 3.2 g/m2. More preferably m2 . By being included in this range, a smooth and even film can be formed on the paper substrate, and a laminate having good oil resistance, water resistance and blocking property can be obtained.
前記積層体において、前記第一の塗工層(A)と、前記第二の塗工層(B)の単位面積あたりの質量比((A)/(B))が2/8~8/2であることが好ましく、4/6~6/4であることがより好ましい。
前記第一の塗工層(A)は水溶性であり、水に対する耐性は低いが油に対する耐性は強い。前記第二の塗工層(B)は非水溶性樹脂(b)であり、水に対する耐性は高いが油に対する耐性は低い。単位面積あたりの質量比がこの範囲に含まれることで、耐油性、耐水性を両方満たす積層体を得ることができる。
In the laminate, the mass ratio ((A)/(B)) per unit area of the first coating layer (A) and the second coating layer (B) is 2/8 to 8/ 2 is preferred, and 4/6 to 6/4 is more preferred.
The first coating layer (A) is water-soluble and has low resistance to water but high resistance to oil. The second coating layer (B) is a water-insoluble resin (b) and has high resistance to water but low resistance to oil. When the mass ratio per unit area is within this range, a laminate that satisfies both oil resistance and water resistance can be obtained.
<空気遮蔽性>
本願における空気遮蔽性とは、減圧装置を用いて、開口部にコピー紙を設置した際の減圧度が70kPaとなる条件下で測定した減圧度の値である。具体的には、減圧装置を用いて、直径4cm、面積12.56cm2の開口部にコピー紙(アスクル株式会社製 製品名:マルチペーパースーパーホワイト+)を設置した際の減圧度が70kPaとなるように油圧ポンプを設定した条件下において、開口部に積層体を設置して測定することができる。数値が小さいほど密閉度が高いことを意味しており、紙基材上に隙間なく膜が形成されていることを意味する。
<Air shielding>
The air shielding property in the present application is the value of the degree of pressure reduction measured under the condition that the degree of pressure reduction is 70 kPa when copy paper is placed in the opening using a pressure reduction device. Specifically, using a decompression device, the degree of decompression is 70 kPa when copy paper (manufactured by ASKUL Corporation, product name: Multi Paper Super White +) is placed in an opening with a diameter of 4 cm and an area of 12.56 cm 2 . Under the conditions in which the hydraulic pump is set as described above, the laminate can be placed in the opening for measurement. A smaller value means a higher degree of sealing, meaning that the film is formed on the paper substrate without gaps.
本発明の積層体は、空気遮蔽性が20kPa以下である。さらに好ましくは、空気遮蔽性が5kPa以下である。空気遮蔽性が20kPa以下の積層体であることで、紙基材の上に均一で、むらの少ない塗膜が形成されていることになり、耐油性と耐水性が向上する。 The laminate of the present invention has an air shielding property of 20 kPa or less. More preferably, the air shielding property is 5 kPa or less. A laminate having an air shielding property of 20 kPa or less forms a uniform coating film with little unevenness on the paper substrate, thereby improving oil resistance and water resistance.
空気遮蔽性の測定は、図1に示す装置を用いて行う。ガラス容器1の上部にはガラスフィルター2が設置され、ガラス容器の側面にはゴムチューブ3があり、油圧ポンプ4と真空計5が接続されている。油圧ポンプ4を用いて減圧を行い、その際の減圧度を真空計5を用いて測定する。装置上部にあるフィルター部分6のみが空気を通過できるようになっており、その他の部分は完全に密閉されている。フィルター部分6は直径4cmの円状になっており、ガラスフィルター部分はガラスフィルター周りのガラス部分に対して平面であり、出っ張ることもなく、へこんでいることもない。ガラスフィルター部分が平面でない場合、積層体を設置した際に正確な減圧度が測定できない。そのガラスフィルター部分に対して塗工面が下になるように積層体7を設置して減圧度を測定し、得られた値を空気遮蔽性とする。
Air shielding properties are measured using the apparatus shown in FIG. A
<塗液>
積層体を作成するために用いられる塗液について説明する。第一の塗工層を形成するための塗液は前記変性デンプン(a)、非水溶性樹脂(b)を用いて調製される。各塗液は変性デンプン(a)や非水溶性樹脂(b)を任意の割合で水または親水性有機溶剤と混合することで調製することができる。また、水や親水性有機溶媒と混合せずに単独で用いることも可能である。その際使用される前記変性デンプン(a)や非水溶性樹脂(b)はそれぞれ単独で用いても良いし、2種類以上を組み合わせて使用しても良い。また、任意成分として、体質顔料、消泡剤、レベリング剤、防腐剤、溶剤、ワックス等の添加剤を含むことができる。なお任意成分は、塗工後に積層体に残存した場合、健康に悪影響を与えないことが好ましい。
<Coating liquid>
A coating liquid used for producing a laminate will be described. A coating liquid for forming the first coating layer is prepared using the modified starch (a) and the water-insoluble resin (b). Each coating liquid can be prepared by mixing the modified starch (a) and the water-insoluble resin (b) with water or a hydrophilic organic solvent in an arbitrary ratio. It is also possible to use it alone without mixing it with water or a hydrophilic organic solvent. The modified starch (a) and the water-insoluble resin (b) used at that time may be used alone, or two or more of them may be used in combination. Moreover, additives such as extender pigments, antifoaming agents, leveling agents, preservatives, solvents, and waxes can be included as optional components. It is preferable that the optional component, if left in the laminate after coating, does not adversely affect health.
親水性溶剤としては、例えば、エタノール、1-プロパノール、2-プロパノール、1-ブタノール、2-メチル-1-プロパノール、2-ブタノール、2-メチル-2-プロパノール等の一価のアルコール溶剤;エチレングリコール、1,3-プロパンジオール、プロピレングリコール、1,2-ブタンジオール、1,4-ブタンジオール、ペンチレングリコール、1,2-ヘキサンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール等のグリコール系溶剤;エチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、トリエチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノイソプロピルエーテル、ジエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、トリエチレングリコールモノイソプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、ジエチレングリコールモノイソブチルエーテル、トリエチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノヘキシルエーテル、ジエチレングリコールモノヘキシルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、トリエチレングリコールジメチルエーテル、テトラエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールジメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテル等のグリコールエーテル系溶剤;N-メチル-2-ピロリドン、N-ヒドロキシエチル-2-ピロリドン、2-ピロリドン、ε-カプロラクタム等のラクタム系溶剤;ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、出光製エクアミドM-100、エクアミドB-100等のアミド系溶剤等が挙げられる。これらは1種類又は2種以上を併用して用いることができる。 Examples of hydrophilic solvents include monohydric alcohol solvents such as ethanol, 1-propanol, 2-propanol, 1-butanol, 2-methyl-1-propanol, 2-butanol and 2-methyl-2-propanol; ethylene; glycol, 1,3-propanediol, propylene glycol, 1,2-butanediol, 1,4-butanediol, pentylene glycol, 1,2-hexanediol, 1,6-hexanediol, diethylene glycol, triethylene glycol, Glycol-based solvents such as tetraethylene glycol; ethylene glycol monomethyl ether, diethylene glycol monomethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, diethylene glycol monoethyl ether, triethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monoisopropyl ether, diethylene glycol monoisopropyl ether, triethylene glycol monoisopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monobutyl ether, triethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol monoisobutyl ether, diethylene glycol monoisobutyl ether, triethylene glycol monoisobutyl ether, ethylene glycol monohexyl ether, Glycol ether solvents such as diethylene glycol monohexyl ether, ethylene glycol dimethyl ether, diethylene glycol dimethyl ether, triethylene glycol dimethyl ether, tetraethylene glycol dimethyl ether, propylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol monomethyl ether, dipropylene glycol dimethyl ether, tripropylene glycol monomethyl ether; Lactam solvents such as N-methyl-2-pyrrolidone, N-hydroxyethyl-2-pyrrolidone, 2-pyrrolidone, ε-caprolactam; formamide, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, Idemitsu Equamid M-100 , and amide solvents such as Equamid B-100. These can be used singly or in combination of two or more.
体質顔料は、食品ないしは食品添加物として認可されているものを用いるものが好ましい。具体的には、例えば、タルク、シリカ、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化チタン、珪藻土(ホワイトカーボン)、セルロース粉末等が挙げられる。 As the extender pigment, those approved as foods or food additives are preferably used. Specific examples include talc, silica, calcium carbonate, barium sulfate, titanium oxide, diatomaceous earth (white carbon), and cellulose powder.
溶剤は、経口安全性の観点からエタノール、イソプロピルアルコール、プロピレングリコール、グリセリン等が挙げられる。 Solvents include ethanol, isopropyl alcohol, propylene glycol, glycerin and the like from the viewpoint of oral safety.
ワックスは、例えばカルナバワックス、みつろう、パラフィンワックス、変性パラフィンワックス、ポリエチレンワックス、酸化ポリエチレンワックス、変性ポリエチレンワックス、ポリプロピレンワックス、酸化ポリプロピレンワックス、変性ポリプロピレンワックス、エチレン酢酸ビニル共重合ワックス、変性エチレン酢酸ビニル共重合ワックス、脂肪酸アマイド、マイクロクリスタリンワックス、フィッシャートロプッシュワックス、ポリテトラフルオロエチレン等が挙げられる。 Waxes include, for example, carnauba wax, beeswax, paraffin wax, modified paraffin wax, polyethylene wax, oxidized polyethylene wax, modified polyethylene wax, polypropylene wax, oxidized polypropylene wax, modified polypropylene wax, ethylene vinyl acetate copolymer wax, modified ethylene vinyl acetate copolymer wax. Polymerized waxes, fatty acid amides, microcrystalline waxes, Fischer-Tropsch waxes, polytetrafluoroethylene and the like.
第一の塗工層(A)を作製するための塗液は固形分が5~40%であり、かつJIS Z8803で規定される25℃での粘度が、5~500mPa・sであることが好ましい。粘度と固形分がこの範囲に含まれることで、基材に対して均一に塗膜を作成することが可能であり、耐油性、耐水性およびヒートシール性が向上する。固形分は、15%~35%であり、かつJIS Z8803で規定される25℃での粘度が30~300mPa・sであることがより好ましい。
塗液の粘度は、温度25℃でB型粘度計を用いて測定した値である。詳細は実施例の欄に記載する。
The coating liquid for producing the first coating layer (A) has a solid content of 5 to 40% and a viscosity at 25° C. specified in JIS Z8803 of 5 to 500 mPa s. preferable. When the viscosity and solid content are within this range, it is possible to form a uniform coating film on the substrate, and the oil resistance, water resistance and heat sealability are improved. More preferably, the solid content is 15% to 35%, and the viscosity at 25°C defined by JIS Z8803 is 30 to 300 mPa·s.
The viscosity of the coating liquid is a value measured using a Brookfield viscometer at a temperature of 25°C. Details are described in the section of Examples.
前記第一の塗工層(A)を作製するための塗液は、レオメータを用いて測定した粘度V1、V2が式(1)に示す条件を満たすことが好ましい。
式(1)
V2≦1.5×V1
(V1:せん断速度2000(l/s)のシェアを与えてから5秒後の粘度、V2:せん断速度50(l/s)のシェアを与えてから5秒後の粘度)
第一の塗工層(A)を作製するための塗液が式(1)に示す条件を満たすことによって、塗液のチキソトロピック性を低くすることが可能である。
The coating liquid for forming the first coating layer (A) preferably has viscosities V 1 and V 2 measured using a rheometer that satisfy the conditions shown in formula (1).
formula (1)
V 2 ≤ 1.5 x V 1
(V 1 :
When the coating liquid for forming the first coating layer (A) satisfies the condition shown in formula (1), it is possible to reduce the thixotropic properties of the coating liquid.
紙基材の表面は完全に均一ではなく、表面処理の有無によって程度は変化するが、多少の凹凸が存在していることが知られている。本発明においては、第一層の塗膜を紙基材上に可能な限り隙間なく塗工することが重要である。チキソトロピック性が高くなると、グラビア方式やフレキソ方式での印刷において、版から基材に転移する瞬間の力がかかっている状態では塗液の流動性は良好であるが、紙基材上に転移された瞬間に粘度が高くなる。そのため、紙基材上での濡れ広がりが悪化してしまい、紙基材上に隙間なく塗膜を作成することが出来ない。紙基材上に塗工されていない面があると、そこを起点として水や油が侵入してしまい積層体としての耐水性や耐油性が悪くなってしまう。しかし、粘度条件が前記式(1)を満たす粘度であることでチキソトロピック性が低くなり、紙基材を隙間なく覆うことができるようになる。そして、紙基材上に隙間なく塗工された第一層の塗膜の上に、第二層の塗膜として耐水性に優れた非水溶性樹脂(b)を塗工することで耐水性、耐油性およびヒートシール性を両立させた積層体を得ることができる。 It is known that the surface of a paper base material is not completely uniform and has some unevenness, although the degree varies depending on the presence or absence of surface treatment. In the present invention, it is important to apply the coating film of the first layer on the paper substrate as tightly as possible. When the thixotropic property increases, in gravure and flexo printing, the fluidity of the coating fluid is good when the force is applied at the moment of transfer from the plate to the substrate, but the transfer onto the paper substrate Viscosity increases as soon as it is applied. As a result, the wetting and spreading on the paper substrate is deteriorated, and a coating film cannot be formed on the paper substrate without gaps. If there is an uncoated surface on the paper substrate, water and oil will enter from that surface, resulting in poor water resistance and oil resistance of the laminate. However, when the viscosity condition is a viscosity that satisfies the above formula (1), the thixotropic property is lowered, and the paper substrate can be covered without gaps. Then, the water-resistant resin (b), which has excellent water resistance, is applied as the second layer coating film on the first layer coating film that has been coated on the paper substrate without any gaps. , a laminate having both oil resistance and heat sealability can be obtained.
<積層体の製造方法>
紙基材上の少なくとも一方に第一の塗工層(A)、第二の塗工層(B)の順に塗工して積層体を形成する。第二の塗工層の上にさらに別の層を設けても良い。第一の塗工層(A)および第二の塗工層(B)を作製する際の塗工回数に関しては特に制限されず、それぞれ一度に塗布することで作製しても良いし、重ね塗りすることで作製することもできる。
<Method for manufacturing laminate>
A first coating layer (A) and a second coating layer (B) are coated in this order on at least one side of a paper substrate to form a laminate. Another layer may be provided on the second coating layer. The number of times of coating when producing the first coating layer (A) and the second coating layer (B) is not particularly limited, and each may be produced by coating at once, or may be coated repeatedly. It can also be produced by
積層体を作製する際の塗工方法としては、オフセットグラビアコーター、グラビアコーター、ドクターコーター、バーコーター、ブレードコーター、フレキソコーター、ロールコーターのような公知の塗工方法を使用できるが、フレキソ方式およびグラビア方式が好ましい。フレキソ方式とは塗液をアニロックスロール上と呼ばれる凹版から一旦樹脂版またはゴム版に転移させ、その樹脂版またはゴム版上の塗液を原反に転移させる方式である。樹脂版またはゴム版をパターニングすることも可能である。グラビア方式は凹版から直接原反に塗液を転移させる方式と、凹版から一旦平版に転移させた後原反に転移させる所謂グラビアオフセット方式を含む。凹版をパターニングすることも可能である。グラビア方式の場合は塗工後にスムージングロールによるプレス処理することが好ましい。
フレキソ方式又はグラビア方式を使用することで塗布量が少ない場合においても平滑でむらのない塗膜を作成することが可能であり、耐油性、耐水性およびヒートシール性が良好な積層体を得ることができる。
As a coating method for producing a laminate, known coating methods such as offset gravure coater, gravure coater, doctor coater, bar coater, blade coater, flexo coater and roll coater can be used. A gravure method is preferred. The flexographic method is a method in which a coating liquid is first transferred from an intaglio called an anilox roll onto a resin or rubber plate, and the coating liquid on the resin or rubber plate is transferred to the original roll. It is also possible to pattern a resin plate or a rubber plate. The gravure method includes a method in which the coating liquid is directly transferred from the intaglio to the original sheet, and a so-called gravure offset method in which the coating liquid is first transferred from the intaglio to the planographic plate and then transferred to the original sheet. It is also possible to pattern an intaglio. In the case of the gravure method, it is preferable to perform press treatment with a smoothing roll after coating.
To obtain a laminate having good oil resistance, water resistance and heat sealability, capable of forming a smooth and even coating film even when the coating amount is small by using a flexographic method or a gravure method. can be done.
<食品包装シート>
本発明の積層体は、食品と積層体が直接接触する用途において、食品包装シートとして使用することができる。食品包装シートとして使用する際は、各国の規制に対応した物質のみで構成されることが望ましい。
<Food packaging sheet>
The laminate of the present invention can be used as a food packaging sheet in applications where the laminate comes into direct contact with food. When used as a food packaging sheet, it is desirable that it is composed only of substances that comply with the regulations of each country.
塗工層を形成後さらに複数回にわたり塗液を塗布することにより、耐水性、耐油性、ヒートシール性を向上することができる。また塗工層は基材シートに含浸していてもよく、含浸していない態様も用いることができる。 By applying the coating liquid several times after forming the coating layer, the water resistance, oil resistance and heat sealability can be improved. In addition, the coating layer may be impregnated into the substrate sheet, or a non-impregnated embodiment can also be used.
食品包装シートは、例えばポップコーン、チョコレート、キャラメル等の菓子類、野菜や果物等の青果物だけでなく、ハンバーグ、ホットドッグ、ハンバーガー、ライスバーガー等のバーガー類、フライドチキン、フライドポテト、唐揚げ、天ぷら、揚げパン等の揚げ物類、グリルチキン、焼き鳥、さんま等の食肉や魚介類を焼いた食品、肉まん、あんまん、餃子、シューマイ、春巻き等の食品の包装に用いることができ、油分や塩分、酸やアミノ酸等の複数成分を含有し、且つ水分量の多いケチャップやソース、タレが付着した食品に対しても使用できる。また、冷凍食品や弁当箱の紙トレーのような様々な食品を包装するシートにも使用でき、包装した状態から電子レンジで加熱するような用途にも対応できる。本発明の食品包装シートは、塗工層が前記のような様々な食品に直に接触するよう用途に使用されることが好適である。 Food packaging sheets are used not only for confectionery such as popcorn, chocolate, and caramel, but also for fruits and vegetables such as vegetables and fruits, as well as burgers such as hamburgers, hot dogs, hamburgers, and rice burgers, fried chicken, French fries, fried chicken, and tempura. , Fried foods such as fried bread, grilled chicken, yakitori, grilled meat and seafood such as saury, meat buns, sweet bean buns, dumplings, shumai, spring rolls and other foods. It can also be used for foods containing multiple ingredients such as amino acids and ketchup, sauces, and sauces with a high water content. It can also be used as a sheet for packaging various foods, such as paper trays for frozen foods and lunch boxes, and can also be used for heating in a microwave oven after being wrapped. The food packaging sheet of the present invention is preferably used for applications in which the coating layer is in direct contact with various foods as described above.
以下、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「質量部」、「%」は「質量%」を表し、表中の数値は、固形分質量であり、空欄は使用していないことを表す。
また、樹脂のガラス転移温度、酸価、平均粒子径、および重量平均分子量の測定方法は以下の通りである。
EXAMPLES The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the examples below do not limit the scope of the present invention. In the examples, "part" means "mass part" and "%" means "mass %". Numerical values in the table are the mass of the solid content, and blanks indicate that they are not used.
The methods for measuring the glass transition temperature, acid value, average particle size, and weight average molecular weight of the resin are as follows.
<ガラス転移温度>
樹脂のガラス転移温度は、DSC(示差走査熱量計 TAインスツルメント社製)を使用して測定した。具体的には乾燥させた樹脂約3mgを精秤して入れたアルミニウムパンと、リファレンスである空のアルミニウムパンとをDSC測定ホルダーにセットし、10℃/分の昇温条件にて測定して得られたDSC曲線における吸熱現象の低温側のベースラインと変曲点での接線の交点の温度をガラス転移温度(Tg)とした。
<Glass transition temperature>
The glass transition temperature of the resin was measured using a DSC (Differential Scanning Calorimeter, manufactured by TA Instruments). Specifically, an aluminum pan in which about 3 mg of dried resin was precisely weighed and an empty aluminum pan as a reference were set in a DSC measurement holder, and the temperature was increased at 10 ° C./min. The temperature at the intersection of the baseline on the low temperature side of the endothermic phenomenon in the obtained DSC curve and the tangent line at the point of inflection was defined as the glass transition temperature (Tg).
<酸価>
樹脂の酸価は、乾燥させた樹脂1g中に含まれる酸性成分を中和するのに要する水酸化カリウムのmg数である。乾燥させた水溶性樹脂について、JIS K2501に記載の方法に従い、水酸化カリウム・エタノール溶液で電位差滴定をおこない算出した。
<Acid value>
The acid value of the resin is the number of milligrams of potassium hydroxide required to neutralize the acidic components contained in 1 g of the dried resin. The dried water-soluble resin was subjected to potentiometric titration with a potassium hydroxide/ethanol solution according to the method described in JIS K2501.
<平均粒子径>
平均粒子径は、樹脂の水分散体を500倍に水希釈し、該希釈液約5mlを動的光散乱測定法(測定装置はナノトラックUPA(株)マイクロトラックベル社製)により測定を行った。この時得られた体積粒子径分布データ(ヒストグラム)のピークを平均粒子径とした。
<Average particle size>
The average particle size is obtained by diluting an aqueous resin dispersion 500 times with water, and measuring about 5 ml of the diluted solution by a dynamic light scattering measurement method (measurement device manufactured by Nanotrac UPA Co., Ltd. Microtrac Bell). rice field. The peak of the volume particle size distribution data (histogram) obtained at this time was taken as the average particle size.
<重量平均分子量>
樹脂の重量平均分子量は、乾燥させた樹脂をテトラヒドロフラン(THF)に溶解させ、0.2%溶液を調製し、更にメンブレンフィルター(ADVANTEC社製13HP045AN 孔径0.45μm)で濾過処理をして、以下の装置ならびに測定条件により測定した。尚、THFに完全に溶解しない、または、溶解はするがフィルターを通らない樹脂については、十分に高分子量化しているとみなし、分子量を200万以上とした。
装置:HLC-8320-GPCシステム(東ソー社製)
カラム:TSKgel-Super Multipore HZ-M0021488 4.6 mmI.D.×15cm×3本(分子量測定範囲2000~約2000000)
溶出溶媒:テトラヒドロフラン
標準物質:ポリスチレン(東ソー社製)
流速:0.6mL/分
試料溶液使用量:10μL
カラム温度:40℃
<Weight average molecular weight>
The weight-average molecular weight of the resin was obtained by dissolving the dried resin in tetrahydrofuran (THF) to prepare a 0.2% solution, and further filtering through a membrane filter (13HP045AN manufactured by ADVANTEC, pore size 0.45 μm). was measured using the apparatus and measurement conditions of Resins that do not completely dissolve in THF or that dissolve but do not pass through the filter are considered to have sufficiently high molecular weights, and the molecular weight is set at 2,000,000 or more.
Apparatus: HLC-8320-GPC system (manufactured by Tosoh Corporation)
Column: TSKgel-Super Multipore HZ-M0021488 4.6 mmI. D. × 15 cm × 3 (molecular weight measurement range 2000 to about 2000000)
Elution solvent: Tetrahydrofuran Standard substance: Polystyrene (manufactured by Tosoh Corporation)
Flow rate: 0.6 mL/min Sample solution usage: 10 μL
Column temperature: 40°C
〈JIS Z8803で規定される25℃での粘度〉
JIS Z8803に基づき、回転粘度計(東機産業製B型粘度計:TVB-10、測定条件:ロータNo.2、ロータ回転速度60rpm)を用いて測定温度25℃の条件で測定を行った。
<Viscosity at 25°C specified in JIS Z8803>
Based on JIS Z8803, measurement was performed at a measurement temperature of 25° C. using a rotational viscometer (Toki Sangyo B-type viscometer: TVB-10, measurement conditions: rotor No. 2, rotor rotation speed 60 rpm).
〈粘度V1、粘度V2〉
粘度V1、粘度V2はレオメータを用いて測定し、Anton Paar社製 MCR302を使用した。コーンプレート(60mm、1°)を用いて、測定温度25℃の条件で測定を行った。
<Viscosity V1 , Viscosity V2 >
Viscosity V 1 and viscosity V 2 were measured using a rheometer using MCR302 manufactured by Anton Paar. Using a cone plate (60 mm, 1°), measurement was performed at a measurement temperature of 25°C.
<透過率>
樹脂の透過率は、紫外可視近赤外分光光度計(日本分光社製V-770D)を用いて測定した。樹脂の固形分が5%になるように水で希釈して調製した樹脂溶液をガラスセルの中に加えて波長660nmにおける透過率を測定した。透過率を測定する際には単一の樹脂を水で希釈した樹脂溶液を使用する必要性があり、樹脂の他に無機フィラー、ワックスなど透過率を変化させてしまう別の物質が含まれていてはならない。
<Transmittance>
The transmittance of the resin was measured using an ultraviolet-visible-near-infrared spectrophotometer (V-770D manufactured by JASCO Corporation). A resin solution prepared by diluting with water so that the solid content of the resin was 5% was added to the glass cell, and the transmittance at a wavelength of 660 nm was measured. When measuring transmittance, it is necessary to use a resin solution in which a single resin is diluted with water. In addition to the resin, other substances such as inorganic fillers and waxes that change the transmittance are included. must not.
<非水溶性樹脂の水分散体(b1~b6)の製造>
[非水溶性樹脂(ポリエステル樹脂)の水分散体(b1)]
テレフタル酸2492g、イソフタル酸415g、セバシン酸1516g、エチレングリコール1210g、ネオペンチルグリコール1484gからなる混合物をオートクレーブ中で、250℃で5時間加熱してエステル化反応をおこなった。次いで、触媒として酢酸亜鉛二水和物3.3gを添加した後、系の温度を275℃に昇温し、系の圧力を徐々に減じて1.5時間後に13Paとした。この条件下でさらに4時間重縮合反応を続け、系を窒素ガスで常圧にし、系の温度を下げ、265℃になったところで無水トリメリット酸29gを添加し、265℃で2時間攪拌して解重合反応をおこなった。その後、系を窒素ガスで加圧状態にしておいてシート状に樹脂を払い出し、室温で放冷後、シート状のポリエステル樹脂を得た。3Lのポリエチレン製容器に得られたシート状ポリエステル樹脂を400gとメチルエチルケトン(MEK)を600g投入し、約60℃の温水で容器を加熱しながら、攪拌機を用いて攪拌することにより、完全にポリエステル樹脂をMEKに溶解させ、固形分濃度40質量%のポリエステル樹脂溶液を得た。
次いで、ジャケット付きガラス容器に上記ポリエステル樹脂溶液500gを仕込み、ジャケットに冷水を通して系内温度を13℃に保ち、攪拌機で攪拌した。次いで、攪拌しながら、塩基性化合物としてトリエチルアミン23.3gを添加し、続いて100g/minの速度で水を添加し、不揮発分が35%であるポリエステル樹脂の水分散体(b1)を得た。得られた(b1)を水で不揮発分5%に調製して透過率を測定したところ、透過率は10%であった。
<Production of water-insoluble resin aqueous dispersions (b1 to b6)>
[Aqueous dispersion (b1) of water-insoluble resin (polyester resin)]
A mixture of 2492 g of terephthalic acid, 415 g of isophthalic acid, 1516 g of sebacic acid, 1210 g of ethylene glycol and 1484 g of neopentyl glycol was heated in an autoclave at 250° C. for 5 hours for esterification reaction. After adding 3.3 g of zinc acetate dihydrate as a catalyst, the temperature of the system was raised to 275° C., and the pressure of the system was gradually reduced to 13 Pa after 1.5 hours. Under these conditions, the polycondensation reaction was continued for an additional 4 hours, the system was brought to normal pressure with nitrogen gas, the temperature of the system was lowered, and when the temperature reached 265°C, 29 g of trimellitic anhydride was added and stirred at 265°C for 2 hours. A depolymerization reaction was carried out. After that, the system was pressurized with nitrogen gas, and the resin was discharged in sheet form. After cooling at room temperature, a sheet-like polyester resin was obtained. 400 g of the obtained sheet-like polyester resin and 600 g of methyl ethyl ketone (MEK) were put into a 3 L polyethylene container, and the container was heated with warm water of about 60° C. and stirred with a stirrer to completely obtain a polyester resin. was dissolved in MEK to obtain a polyester resin solution with a solid content concentration of 40% by mass.
Then, 500 g of the above polyester resin solution was charged into a jacketed glass container, cooled water was passed through the jacket to maintain the temperature of the system at 13° C., and the mixture was stirred with a stirrer. Then, while stirring, 23.3 g of triethylamine was added as a basic compound, and water was added at a rate of 100 g/min to obtain an aqueous dispersion (b1) of a polyester resin having a nonvolatile content of 35%. . The obtained (b1) was diluted with water to a non-volatile content of 5%, and the transmittance was measured to find that the transmittance was 10%.
[非水溶性樹脂(アクリル樹脂)の水分散体(b2)]
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器(反応槽)に、水83.6部、エマール0(花王社製ラウリル硫酸ナトリウム 有効成分100%)0.35部を仕込んだ。別途、エチルアクリレート30.0部、メチルメタクリレート53.0部、n-ブチルアクリレート7.0部、メタクリル酸10.0部、t-ドデシルメルカプタン3.9部、エマール0 0.80部、水52.9部をあらかじめ混合、撹拌して一段目に滴下するエチレン性不飽和単量体の乳化液(一段目の滴下槽)を調製した。反応容器の内温を80℃に昇温して窒素置換を十分行った後、開始剤として過硫酸カリウムの5%水溶液5.5部を添加して乳化重合を開始した。内温を80℃に保ちながら一段目に滴下するエチレン性不飽和単量体の乳化液と過硫酸カリウムの5%水溶液5.5部を2時間かけて滴下した。一段目のエチレン性不飽和単量体乳化液の滴下完了後、30分置いて、エチルアクリレート30.0部、メチルメタクリレート50.0部、n-ブチルメタクリレート10.0部、n-ブチルアクリレート20.0部、アクリル酸2.0部、2-エチルヘキシルアクリレート15.0部、シクロヘキシルアクリレート2.0部、グリシジルメタクリレート1.0部、ジエチレングリコールジメタクリレート1.0部、t-ドデシルメルカプタン0.1部、エマール0 1.20部、水160.8部をあらかじめ混合、撹拌して調製した二段目のエチレン性不飽和単量体の乳化液(二段目の滴下槽)と過硫酸アンモニウムの10%水溶液11.1部を2時間かけて滴下した。滴下完了後、更に3時間、80℃で反応させた。反応完了後、撹拌しながら25%のアンモニア水を9.8部添加して中和し、アクリル樹脂を水に分散させた。更に水を添加し、不揮発分を35%に調製して目的のアクリル樹脂の水分散体(b2)を得た。得られた(b2)を水で不揮発分5%に調製して透過率を測定したところ、透過率は8%であった。得られたアクリル樹脂のTgは8.4℃と56.4℃、酸価は33.8mgKOH/g、平均粒子径は200nmであった。またアクリル樹脂がTHFに不溶であったため、質量平均分子量を200万以上とした。
[Aqueous dispersion (b2) of water-insoluble resin (acrylic resin)]
A reaction vessel (reaction tank) equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel and a reflux vessel was charged with 83.6 parts of water and 0.35 parts of Emal 0 (sodium lauryl sulfate, active ingredient 100% manufactured by Kao Corporation). Separately, 30.0 parts of ethyl acrylate, 53.0 parts of methyl methacrylate, 7.0 parts of n-butyl acrylate, 10.0 parts of methacrylic acid, 3.9 parts of t-dodecyl mercaptan, 0.80 parts of emal, 52 parts of water 9 parts were previously mixed and stirred to prepare an ethylenically unsaturated monomer emulsified liquid to be dropped in the first stage (first dropping vessel). After the internal temperature of the reaction vessel was raised to 80° C. and the contents were sufficiently replaced with nitrogen, 5.5 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate was added as an initiator to initiate emulsion polymerization. While maintaining the internal temperature at 80° C., the ethylenically unsaturated monomer emulsion and 5.5 parts of a 5% potassium persulfate aqueous solution were added dropwise over 2 hours. After the completion of dropping of the ethylenically unsaturated monomer emulsion in the first stage, after 30 minutes, 30.0 parts of ethyl acrylate, 50.0 parts of methyl methacrylate, 10.0 parts of n-butyl methacrylate, and 20 parts of n-butyl acrylate. .0 parts, acrylic acid 2.0 parts, 2-ethylhexyl acrylate 15.0 parts, cyclohexyl acrylate 2.0 parts, glycidyl methacrylate 1.0 parts, diethylene glycol dimethacrylate 1.0 parts, t-dodecyl mercaptan 0.1 parts , 1.20 parts of Emal 0 and 160.8 parts of water were previously mixed and stirred to prepare the second-stage ethylenically unsaturated monomer emulsion (second-stage dropping tank) and 10% of ammonium persulfate 11.1 parts of the aqueous solution was added dropwise over 2 hours. After the dropping was completed, the mixture was allowed to react at 80° C. for another 3 hours. After completion of the reaction, 9.8 parts of 25% aqueous ammonia was added with stirring to neutralize and the acrylic resin was dispersed in the water. Further, water was added to adjust the non-volatile content to 35%, thereby obtaining the desired acrylic resin aqueous dispersion (b2). The obtained (b2) was diluted with water to a non-volatile content of 5%, and the transmittance was measured to find that the transmittance was 8%. The obtained acrylic resin had a Tg of 8.4° C. and 56.4° C., an acid value of 33.8 mgKOH/g, and an average particle size of 200 nm. Moreover, since the acrylic resin was insoluble in THF, the weight average molecular weight was set to 2,000,000 or more.
[非水溶性樹脂(アクリル変性ウレタン樹脂)の水分散体(b3)]
まず、撹拌器、温度計、還流器を備えた反応容器に、ポリオールとしてポリテトラメチレングリコール(保土谷化学製PTG-2000SN 官能基数2、水酸基価57.0mgKOH/g)14.6部、ポリエステルポリオール(クラレ製P-2011 官能基数2、水酸基価56.0mgKOH/g)20.2部、ポリカーボネートポリオール(クラレ製C-2090 官能基数2、水酸基価56.3mgKOH/g)48.6部、ジメチロールブタン酸4.3部、ネオペンチルグリコール0.1部、ポリイソシアネートとしてイソホロンジイソシアネート9.7部を仕込み、窒素雰囲気下で撹拌しながら80℃まで昇温させた。次いで、チタンジイソプロポキシビズ(エチルアセトアセテート)を0.02部添加し、110℃に昇温して5時間反応させた後、80℃まで温度を下げた。この時、生成したウレタンプレポリマーの重量平均分子量は32,100であった。
次いで、メチルエチルケトン40.0部、2-アミノエタンチオール2.4部を加え、75℃で2時間反応させた。反応の終点は、FT-IRによりイソシアナト基由来のピーク(2270cm-1付近)の消失により確認した。さらにメチルエチルケトンを添加して、固形分濃度を70%に調製し、両末端にスルファニル基を有するウレタン樹脂U1の溶液を得た。次に、撹拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器に、上記得られたウレタン樹脂U1の溶液 50部、スチレン5.0部、メチルメタクリレート13.0部、n-ブチルアクリレート9.0部、メタクリル酸2.0部、ジアセトンアクリルアミド1.0部、RUVA-093を18.0部、アデカスタブLA-82を2.0部、n-プロパノール35.0部を加え、窒素雰囲気下で撹拌しながら75℃まで昇温させた。滴下ロートに、メチルエチルケトン20.0部、開始剤として2,2’-アゾビス(2,4-ジメチルバレロニトリル)を0.35部仕込み、5時間かけて反応槽に滴下した。78℃で8時間反応させ、アクリル樹脂(c)部分のグラフト反応を終了した。反応後、水10部を加え、25%のアンモニア水を樹脂中のカルボキシ基に対して、当モルになるように添加して中和し、脱溶剤処理を行った。得られた水分散体に水を加えて、不揮発分を35%に調製することで目的のアクリル変性ウレタン樹脂の水分散体(b3)を得た。得られた(b3)を水で不揮発分を5%に調製して透過率を測定したところ、透過率は5%であった。
[Aqueous dispersion (b3) of water-insoluble resin (acrylic-modified urethane resin)]
First, 14.6 parts of polytetramethylene glycol (PTG-2000SN manufactured by Hodogaya Chemical Co., Ltd., number of functional groups: 2, hydroxyl value: 57.0 mgKOH/g) as a polyol was placed in a reaction vessel equipped with a stirrer, a thermometer, and a reflux device. (Kuraray P-2011
Then, 40.0 parts of methyl ethyl ketone and 2.4 parts of 2-aminoethanethiol were added and reacted at 75° C. for 2 hours. The end point of the reaction was confirmed by the disappearance of the isocyanato group-derived peak (around 2270 cm −1 ) by FT-IR. Further, methyl ethyl ketone was added to adjust the solid content concentration to 70% to obtain a solution of urethane resin U1 having sulfanyl groups at both ends. Next, 50 parts of the solution of urethane resin U1 obtained above, 5.0 parts of styrene, 13.0 parts of methyl methacrylate, and n-butyl acrylate were added to a reaction vessel equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, and reflux device. 9.0 parts of methacrylic acid, 2.0 parts of diacetone acrylamide, 1.0 parts of diacetone acrylamide, 18.0 parts of RUVA-093, 2.0 parts of Adekastab LA-82, 35.0 parts of n-propanol were added, nitrogen The temperature was raised to 75° C. while stirring in an atmosphere. 20.0 parts of methyl ethyl ketone and 0.35 parts of 2,2′-azobis(2,4-dimethylvaleronitrile) as an initiator were charged into the dropping funnel and added dropwise to the reactor over 5 hours. The reaction was carried out at 78° C. for 8 hours to complete the grafting reaction of the acrylic resin (c) portion. After the reaction, 10 parts of water was added, and 25% aqueous ammonia was added so as to equimolar the carboxyl groups in the resin for neutralization to remove the solvent. Water was added to the resulting aqueous dispersion to adjust the non-volatile content to 35%, thereby obtaining the objective aqueous dispersion (b3) of acrylic-modified urethane resin. The obtained (b3) was adjusted with water to a non-volatile content of 5%, and the transmittance was measured to find that the transmittance was 5%.
[非水溶性樹脂(ポリ乳酸系ポリエステル樹脂)の水分散体(b4)]
温度計、撹拌機、リービッヒ冷却管を具備した500mlガラスフラスコにポリグリセリンエチレンオキサイド付加物(数平均分子量1000)8.7部、L-ラクチド67.3部、D-ラクチド16.8部及び触媒としてオクチル酸錫0.028部を仕込み、60℃で30分窒素ガスを流通した。次いで60℃下に30分間減圧し、内容物を更に乾燥させた。再び窒素ガスを流通しつつ重合系を180℃に昇温し、180℃到達後3 時間撹拌した。次いでリン酸0.018部を添加し、20分撹拌後、系を減圧し、未反応のラクチドおよびカプロラクトンを留去した。約20分後、未反応物の留出が収まった後、無水コハク酸5.5部を仕込み、180℃で2時間攪拌した後、内容物を取り出し冷却した。温度計、攪拌機、リービッヒ冷却管を具備した500mlガラスフラスコにポリ乳酸系ポリエステル樹脂を25部、TEA1.0部、を仕込み、イオン交換水を不揮発分が35%になるように調製して加えた。その後70℃に昇温し1時間撹拌した後、内容物を取り出し冷却することで目的のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の水分散体(b4)を得た。得られた(b4)を水で不揮発分5%に調製して透過率を測定したところ、透過率は13%であった。
[Aqueous dispersion (b4) of water-insoluble resin (polylactic acid-based polyester resin)]
8.7 parts of polyglycerol ethylene oxide adduct (number average molecular weight 1000), 67.3 parts of L-lactide, 16.8 parts of D-lactide and a catalyst were placed in a 500 ml glass flask equipped with a thermometer, stirrer and Liebig condenser. 0.028 part of tin octylate was charged as a solution, and nitrogen gas was passed through at 60° C. for 30 minutes. Then, the pressure was reduced to 60° C. for 30 minutes to further dry the contents. The temperature of the polymerization system was raised to 180°C while nitrogen gas was circulated again, and after reaching 180°C, stirring was continued for 3 hours. Then, 0.018 part of phosphoric acid was added, and after stirring for 20 minutes, the system was evacuated to distill off unreacted lactide and caprolactone. About 20 minutes later, after the unreacted substances stopped distilling, 5.5 parts of succinic anhydride was added and stirred at 180°C for 2 hours, then the content was taken out and cooled. A 500 ml glass flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a Liebig condenser was charged with 25 parts of polylactic acid-based polyester resin and 1.0 part of TEA, and ion-exchanged water was added so that the non-volatile content was adjusted to 35%. . After that, the temperature was raised to 70° C. and the mixture was stirred for 1 hour, and then the content was taken out and cooled to obtain the objective aqueous dispersion (b4) of the polylactic acid-based polyester resin. The obtained (b4) was adjusted with water to a non-volatile content of 5%, and the transmittance was measured to find that the transmittance was 13%.
[非水溶性樹脂(ポリ乳酸系ポリエステル樹脂)の水分散体(b5)]
温度計、撹拌機、リービッヒ冷却管を具備した500mlガラスフラスコにポリグリセリンエチレンオキサイド付加物(数平均分子量1000)8.7部、L-ラクチド74.4部、ε-カプロラクトン15.2部及び触媒としてオクチル酸錫0.028部を仕込み、60℃で30分窒素ガスを流通した。次いで60℃下に30分間減圧し、内容物を更に乾燥させた。再び窒素ガスを流通しつつ重合系を180℃に昇温し、180℃到達後3 時間撹拌した。次いでリン酸0.018部を添加し、20分撹拌後、系を減圧し、未反応のラクチドおよびカプロラクトンを留去した。約20分後、未反応物の留出が収まった後、無水コハク酸5.5部を仕込み、180℃で2時間攪拌した後、内容物を取り出し冷却した。温度計、攪拌機、リービッヒ冷却管を具備した500mlガラスフラスコにポリ乳酸系ポリエステル樹脂を25部、TEA1.0部、水75部を仕込み、70℃に昇温し1時間撹拌した後、内容物を取り出し冷却し、得られた水分散体に水を加えて、不揮発分を35%に調製することで目的のポリ乳酸系ポリエステル樹脂の水分散体(b5)を製造した。得られた(b5)を水で不揮発分5%に調製して透過率を測定したところ、透過率は15%であった。
[Aqueous dispersion (b5) of water-insoluble resin (polylactic acid-based polyester resin)]
A 500 ml glass flask equipped with a thermometer, a stirrer and a Liebig condenser was charged with 8.7 parts of polyglycerin ethylene oxide adduct (number average molecular weight 1000), 74.4 parts of L-lactide, 15.2 parts of ε-caprolactone and a catalyst. 0.028 part of tin octylate was charged as a solution, and nitrogen gas was passed through at 60° C. for 30 minutes. Then, the pressure was reduced to 60° C. for 30 minutes to further dry the contents. The temperature of the polymerization system was raised to 180°C while nitrogen gas was circulated again, and after reaching 180°C, stirring was continued for 3 hours. Then, 0.018 part of phosphoric acid was added, and after stirring for 20 minutes, the system was evacuated to distill off unreacted lactide and caprolactone. About 20 minutes later, after the unreacted substances stopped distilling, 5.5 parts of succinic anhydride was added and stirred at 180°C for 2 hours, then the content was taken out and cooled. 25 parts of polylactic acid-based polyester resin, 1.0 part of TEA, and 75 parts of water were placed in a 500 ml glass flask equipped with a thermometer, a stirrer, and a Liebig condenser, heated to 70° C., stirred for 1 hour, and then the contents were removed. The mixture was taken out and cooled, and water was added to the resulting aqueous dispersion to adjust the non-volatile content to 35%, thereby producing the intended aqueous dispersion (b5) of the polylactic acid-based polyester resin. The obtained (b5) was adjusted with water to a non-volatile content of 5%, and the transmittance was measured to find that the transmittance was 15%.
[非水溶性樹脂(ポリ乳酸含有ウレタン樹脂)の水分散体(b6)]
温度計、攪拌棒、リービッヒ冷却管を具備した1Lガラスフラスコに2,2-ジメチル-3-ヒドロキシプロピル-2’,2’-ジメチル-3’-ヒドロキシプロパネート408部、5-ナトリウムスルホイソフタル酸ジメチル197部、テトラブチルチタネート(TBT)触媒0.1部を仕込んだ。190℃で溜出するメタノールを溜去しつつ、1時間攪拌反応後、以後1時間毎に10℃ずつ昇温させ、230℃まで到達させた。230℃でメタノールの溜出終了を確認後、250℃に昇温、10分間減圧下に攪拌し、反応物を100℃まで冷却。トルエン141部を混合し、均一溶解させることでスルホン酸含有ジオールを得た。次に、温度計、攪拌棒、リービッヒ冷却管を具備した1LガラスフラスコにNPG18部、L-ラクチド400部、D-ラクチド100部及び触媒としてオクチル酸錫0.15部を仕込み、常温で30分間窒素ガス気流下に置いた。次いで常温で30分間減圧し、内容物を更に乾燥させた。再び窒素ガス気流下で反応系を180℃に昇温し、3時間攪拌した。
次いでリン酸0.10部を添加し、30分攪拌後、系を減圧し、未反応残留ラクチドを留去した。約20分後、未反応ラクチドの留出が収まった後内容物を取り出し冷却することでポリ乳酸ジオールを得た。 温度計、攪拌棒、コンデンサーを具備した1Lガラスフラスコに前記ポリ乳酸ジオール-100部、前記スルホン酸ナトリウム塩基含有ジオール(80重量%トルエン溶液)62.5部、をMEK200部に溶解し、50℃に加温した。次いでMDI38部を溶解し、触媒としてジブチル錫ラウレート0.4部を添加した。70℃で4時間反応後、MEK238部で希釈した。次いで50℃に加温し、攪拌しつつ脱イオン水を徐々に添加し、均一に混合させた。次いで内容物を50℃に保ちながら減圧下にMEKを留去させ、MEK/水混合液を除いた。その後、不揮発分が35%になるように脱イオン水で希釈することでポリ乳酸含有ウレタン樹脂の水分散体((b6)を得た。得られた(b6)を水で不揮発分5%に調製して透過率を測定したところ、透過率は30%であった。
[Aqueous dispersion (b6) of water-insoluble resin (polylactic acid-containing urethane resin)]
408 parts of 2,2-dimethyl-3-hydroxypropyl-2′,2′-dimethyl-3′-hydroxypropanate, 5-sodium sulfoisophthalic acid were placed in a 1 L glass flask equipped with a thermometer, a stir bar and a Liebig condenser. 197 parts of dimethyl and 0.1 part of tetrabutyl titanate (TBT) catalyst were charged. While distilling off the methanol distilled at 190°C, the reaction was stirred for 1 hour. After confirming the completion of distillation of methanol at 230°C, the temperature was raised to 250°C, the mixture was stirred under reduced pressure for 10 minutes, and the reactant was cooled to 100°C. 141 parts of toluene was mixed and uniformly dissolved to obtain a sulfonic acid-containing diol. Next, 18 parts of NPG, 400 parts of L-lactide, 100 parts of D-lactide, and 0.15 part of tin octylate as a catalyst were charged into a 1 L glass flask equipped with a thermometer, a stirring rod, and a Liebig condenser, and the mixture was stirred at room temperature for 30 minutes. Placed under a stream of nitrogen gas. Then, the pressure was reduced at room temperature for 30 minutes to further dry the contents. The temperature of the reaction system was raised to 180° C. again under a nitrogen gas stream, and the mixture was stirred for 3 hours.
Then, 0.10 part of phosphoric acid was added, and after stirring for 30 minutes, the system was evacuated to distill off unreacted residual lactide. About 20 minutes later, after the distillation of unreacted lactide stopped, the content was taken out and cooled to obtain polylactic acid diol. In a 1 L glass flask equipped with a thermometer, a stirring rod and a condenser, 100 parts of the above-mentioned polylactic acid diol and 62.5 parts of the above-mentioned sodium sulfonate base-containing diol (80% by weight toluene solution) were dissolved in 200 parts of MEK and heated to 50°C. was warmed to Then, 38 parts of MDI were dissolved and 0.4 parts of dibutyltin laurate was added as a catalyst. After reacting at 70° C. for 4 hours, it was diluted with 238 parts of MEK. Then, the mixture was heated to 50° C., and deionized water was gradually added while stirring to mix uniformly. Then, while keeping the contents at 50° C., MEK was distilled off under reduced pressure to remove the MEK/water mixture. After that, by diluting with deionized water so that the non-volatile content becomes 35%, an aqueous dispersion of polylactic acid-containing urethane resin ((b6) is obtained. When the transmittance was measured after preparation, the transmittance was 30%.
[非水溶性樹脂(アクリル樹脂)の水分散体(b7)]
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器(反応槽)に、水83.6部、エマール0(花王社製ラウリル硫酸ナトリウム 有効成分100%)0.35部を仕込んだ。別途、エチルアクリレート30.0部、メチルメタクリレート46.0部、n-ブチルアクリレート7.0部、メタクリル酸17.0部、t-ドデシルメルカプタン3.9部、エマール0 0.80部、水52.9部をあらかじめ混合、撹拌して一段目に滴下するエチレン性不飽和単量体の乳化液(一段目の滴下槽)を調製した。反応容器の内温を80℃に昇温して窒素置換を十分行った後、開始剤として過硫酸カリウムの5%水溶液5.5部を添加して乳化重合を開始した。内温を80℃に保ちながら一段目に滴下するエチレン性不飽和単量体の乳化液と過硫酸カリウムの5%水溶液5.5部を2時間かけて滴下した。一段目のエチレン性不飽和単量体乳化液の滴下完了後、30分置いて、エチルアクリレート30.0部、メチルメタクリレート50.0部、n-ブチルメタクリレート10.0部、n-ブチルアクリレート20.0部、アクリル酸2.0部、2-エチルヘキシルアクリレート15.0部、シクロヘキシルアクリレート2.0部、グリシジルメタクリレート1.0部、ジエチレングリコールジメタクリレート1.0部、t-ドデシルメルカプタン0.1部、エマール0 1.20部、水160.8部をあらかじめ混合、撹拌して調製した二段目のエチレン性不飽和単量体の乳化液(二段目の滴下槽)と過硫酸アンモニウムの10%水溶液11.1部を2時間かけて滴下した。滴下完了後、更に3時間、80℃で反応させた。反応完了後、撹拌しながら25%のアンモニア水を9.8部添加して中和し、水に分散させた。更に水を添加し、不揮発分を35%に調製して目的のアクリル樹脂の水分散体(b7)を得た。得られた(b7)を水で不揮発分5%に調製して透過率を測定したところ、透過率は10%であった。得られた樹脂のTgは8.4℃と46.2℃、酸価は43.4mgKOH/g、平均粒子径は180nmであった。また樹脂がTHFに不溶であったため、質量平均分子量を200万以上とした。
[Aqueous dispersion (b7) of water-insoluble resin (acrylic resin)]
A reaction vessel (reaction tank) equipped with a stirrer, a thermometer, a dropping funnel and a reflux vessel was charged with 83.6 parts of water and 0.35 parts of Emal 0 (sodium lauryl sulfate, active ingredient 100% manufactured by Kao Corporation). Separately, 30.0 parts of ethyl acrylate, 46.0 parts of methyl methacrylate, 7.0 parts of n-butyl acrylate, 17.0 parts of methacrylic acid, 3.9 parts of t-dodecyl mercaptan, 0.80 parts of emal, 52 parts of water 9 parts were previously mixed and stirred to prepare an ethylenically unsaturated monomer emulsified liquid to be dropped in the first stage (first dropping vessel). After the internal temperature of the reaction vessel was raised to 80° C. and the contents were sufficiently replaced with nitrogen, 5.5 parts of a 5% aqueous solution of potassium persulfate was added as an initiator to initiate emulsion polymerization. While maintaining the internal temperature at 80° C., the ethylenically unsaturated monomer emulsion and 5.5 parts of a 5% potassium persulfate aqueous solution were added dropwise over 2 hours. After the completion of dropping of the ethylenically unsaturated monomer emulsion in the first stage, after 30 minutes, 30.0 parts of ethyl acrylate, 50.0 parts of methyl methacrylate, 10.0 parts of n-butyl methacrylate, and 20 parts of n-butyl acrylate. .0 parts, acrylic acid 2.0 parts, 2-ethylhexyl acrylate 15.0 parts, cyclohexyl acrylate 2.0 parts, glycidyl methacrylate 1.0 parts, diethylene glycol dimethacrylate 1.0 parts, t-dodecyl mercaptan 0.1 parts , 1.20 parts of Emal 0 and 160.8 parts of water were previously mixed and stirred to prepare the second-stage ethylenically unsaturated monomer emulsion (second-stage dropping tank) and 10% of ammonium persulfate 11.1 parts of the aqueous solution was added dropwise over 2 hours. After the dropping was completed, the mixture was allowed to react at 80° C. for another 3 hours. After completion of the reaction, 9.8 parts of 25% aqueous ammonia was added with stirring to neutralize and dispersed in water. Further, water was added to adjust the non-volatile content to 35%, thereby obtaining the desired acrylic resin aqueous dispersion (b7). The obtained (b7) was adjusted with water to a non-volatile content of 5%, and the transmittance was measured to find that the transmittance was 10%. The obtained resin had a Tg of 8.4° C. and 46.2° C., an acid value of 43.4 mgKOH/g, and an average particle size of 180 nm. Moreover, since the resin was insoluble in THF, the weight average molecular weight was set to 2,000,000 or more.
表1中の材料は以下の通りである。
変性デンプン(a);
パイオスターチLV(日澱化学株式会社製、ヒドロキシプロピル化デンプン、Mw100000、置換度0.1、透過率96%)
SK-20(日本コーンスターチ株式会社製、酸化デンプン、透過率85%)
ブリバインP-63(日澱化学株式会社製、リン酸澱粉、Mw5600、透過率88%)
ポリビニルアルコール;
エクセバールRS2117(クラレ株式会社製、変性ポリビニルアルコール、Mw74800、透過率90%)
非水溶性樹脂(b)の水分散体;
スーパーフレックスSF-170(第一工業製薬株式会社製、ウレタン樹脂水分散体、pH7~9 平均粒子径10μm 透過率45% 不揮発分 33%)
The materials in Table 1 are as follows.
modified starch (a);
Pyostarch LV (manufactured by Nippon Starch Chemical Co., Ltd., hydroxypropylated starch, Mw 100000, degree of substitution 0.1, transmittance 96%)
SK-20 (manufactured by Japan Corn Starch Co., Ltd., oxidized starch, transmittance of 85%)
Buribain P-63 (manufactured by Nippon Starch Chemical Co., Ltd., starch phosphate, Mw 5600, transmittance 88%)
polyvinyl alcohol;
Exeval RS2117 (manufactured by Kuraray Co., Ltd., modified polyvinyl alcohol, Mw74800, transmittance 90%)
Aqueous dispersion of water-insoluble resin (b);
Superflex SF-170 (manufactured by Daiichi Kogyo Seiyaku Co., Ltd., urethane resin water dispersion, pH 7-9, average particle size 10 μm, transmittance 45%, non-volatile content 33%)
<塗液の製造>
[製造例1]
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器(反応槽)に、水70部、パイオスターチLV(日澱化学製)を30部加えて撹拌しながら反応容器の温度を85℃まで昇温した。その後、2時間かけて撹拌を行うことで溶解液を作成した。次いで、IPA5部を加えて10分間撹拌し、目的の塗液を得た。得られた塗液の粘度はB型粘度計を用いて測定し、100mPa・sであった。不揮発分は29%であった。レオメータによる粘度測定を行い、粘度V1は90mPa・s、粘度V2は120mPa・sであった。
<Manufacture of coating liquid>
[Production Example 1]
70 parts of water and 30 parts of biostarch LV (manufactured by Nippon Starch Chemical Co., Ltd.) were added to a reaction vessel (reaction vessel) equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel, and reflux vessel, and the temperature of the reaction vessel was brought to 85°C while stirring. The temperature was raised to After that, the mixture was stirred for 2 hours to prepare a solution. Then, 5 parts of IPA was added and stirred for 10 minutes to obtain a desired coating liquid. The viscosity of the resulting coating liquid was measured using a Brookfield viscometer and found to be 100 mPa·s. The non-volatile content was 29%. Viscosity measurements were performed with a rheometer, and the viscosity V1 was 90 mPa·s and the viscosity V2 was 120 mPa·s.
[製造例2~11]
表1に示す配合組成に変更した以外は、製造例1と同様の方法で、塗液を得た。得られたそれぞれの塗液に対して、B型粘度計による粘度測定、レオメータによる粘度測定、不揮発分測定を実施した。
[製造例12]
攪拌器、温度計、滴下ロート、還流器を備えた反応容器(反応槽)に、非水溶性樹脂(ポリエステル樹脂)の水分散体(b1)100部を加え、室温で撹拌した。その後、撹拌しながら水15部、IPA0.5部の混合物を加えることで、塗液を得た。得られた塗液の粘度はB型粘度計を用いて測定し、150mPa・sであった。不揮発分は30%であった。レオメータによる粘度測定を行い、粘度V1は120mPa・s、粘度V2は300mPa・sであった。
[製造例13~19]
表1に示す配合組成に変更した以外は、製造例12と同様の方法で、塗液を得た。得られたそれぞれの塗液に対して、B型粘度計による粘度測定、レオメータによる粘度測定、不揮発分測定を実施した。
[Production Examples 2 to 11]
A coating liquid was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that the composition was changed to that shown in Table 1. Viscosity measurement with a Brookfield viscometer, viscosity measurement with a rheometer, and non-volatile content measurement were performed on each of the obtained coating liquids.
[Production Example 12]
100 parts of the water-insoluble resin (polyester resin) aqueous dispersion (b1) was added to a reaction vessel (reaction vessel) equipped with a stirrer, thermometer, dropping funnel and reflux device, and stirred at room temperature. After that, a coating liquid was obtained by adding a mixture of 15 parts of water and 0.5 parts of IPA while stirring. The viscosity of the resulting coating liquid was measured using a Brookfield viscometer and found to be 150 mPa·s. The non-volatile content was 30%. Viscosity measurements were performed with a rheometer, and the viscosity V1 was 120 mPa·s and the viscosity V2 was 300 mPa·s.
[Production Examples 13 to 19]
A coating liquid was obtained in the same manner as in Production Example 12, except that the composition was changed to that shown in Table 1. Viscosity measurement with a Brookfield viscometer, viscosity measurement with a rheometer, and non-volatile content measurement were performed on each of the obtained coating liquids.
<積層体の作製>
[実施例1]
市販の衛生紙(秤量21g、片面光沢処理済)の光沢面に、ウインドミラーアンドヘルシャー社製「SOLOFLEX」セントラルインプレッション(CI)型6色フレキソ印刷機を用いて、まず製造例1の塗工液を塗工した後、連続して製造例11の塗液を塗工した。塗布量は、乾燥後の塗膜重量比率が第一層と第二層で5:5になるように調製した。その後、80℃オーブンで乾燥することで、積層体を得た。積層体の塗布量を測定したところ2g/m2であった。
<Production of laminate>
[Example 1]
First, the coating liquid of Production Example 1 is applied to the glossy side of commercially available sanitary paper (weighing 21 g, one side glossy treated) using a "SOLOFLEX" central impression (CI) type 6-color flexographic printing machine manufactured by Windmirror & Helscher. was applied, and then the coating liquid of Production Example 11 was applied continuously. The coating amount was adjusted so that the coating film weight ratio after drying was 5:5 between the first layer and the second layer. After that, it was dried in an oven at 80° C. to obtain a laminate. The coating amount of the laminate was measured and found to be 2 g/m 2 .
[実施例2~22、25]
表2、表3に示す配合組成、塗布量および第一の層と第二の層の比率に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体をそれぞれ作製した。
[Examples 2 to 22, 25]
Laminates were produced in the same manner as in Example 1, except that the composition, coating amount, and ratio of the first layer to the second layer shown in Tables 2 and 3 were changed.
[実施例23]
市販の衛生紙(秤量21g、片面光沢処理済)の光沢面に、簡易グラビア塗工機(日商グラビア社製GRAVO-PROOF MINI)を用いて製造例1の塗液を塗工し、80℃オーブンで乾燥させた。その後、第一の層の上に製造例12の塗液を塗工して80℃オーブンで乾燥させた。塗布量は、乾燥後の塗膜重量比率が第一層と第二層で5:5になるように調製した。積層体の塗布量を測定したところ2g/m2であった。
[Example 23]
Using a simple gravure coating machine (GRAVO-PROOF MINI manufactured by Nissho Gravure Co., Ltd.), the coating liquid of Production Example 1 is applied to the glossy side of commercially available sanitary paper (weight: 21 g, one side gloss-treated), followed by heating in an oven at 80°C. dried with After that, the coating solution of Production Example 12 was applied on the first layer and dried in an oven at 80°C. The coating amount was adjusted so that the coating film weight ratio after drying was 5:5 between the first layer and the second layer. The coating amount of the laminate was measured and found to be 2 g/m 2 .
[実施例24]
市販の衛生紙(秤量21g、片面光沢処理済)の光沢面に、バーコーターを用いて製造例1の塗液を塗工し、80℃オーブンで乾燥させた。その後、第一の層の上に製造例11の塗液を塗工して80℃オーブンで乾燥させた。塗布量は、乾燥後の塗膜重量比率が第一層と第二層で5:5になるように調製した。積層体の塗布量を測定したところ2g/m2であった。
[Example 24]
The coating liquid of Production Example 1 was applied to the glossy side of commercially available sanitary paper (weighing 21 g, one side glossy) using a bar coater, and dried in an oven at 80°C. Thereafter, the coating liquid of Production Example 11 was applied onto the first layer and dried in an oven at 80°C. The coating amount was adjusted so that the coating film weight ratio after drying was 5:5 between the first layer and the second layer. The coating amount of the laminate was measured and found to be 2 g/m 2 .
[比較例1~10]
表3に示す配合組成、塗布量および第一の層と第二の層の比率に変更した以外は、実施例1と同様の方法により、積層体をそれぞれ作製した。
[Comparative Examples 1 to 10]
Laminates were produced in the same manner as in Example 1, except that the composition, coating amount, and ratio of the first layer to the second layer shown in Table 3 were changed.
積層体の評価方法は、以下の通りである。 The evaluation method of the laminate is as follows.
<空気遮蔽性>
本発明における空気遮蔽性は前記空気遮蔽性の項に記載した方法で測定を実施した。
得られた積層体を5cm×5cmに切り出した。塗工面がガラスフィルター面と合わさるように、減圧しながら積層体を設置した。この時、積層体が折れてしわにならないように、積層体とガラスフィルター面を完全に密着させた。積層体を測定場所に設置後、真空計の数値が安定してから減圧度の数値を読み取り、空気遮蔽性の値とした。測定は温度25℃、湿度60%の恒温恒湿室で行なった。
<Air shielding>
The air shielding property in the present invention was measured by the method described in the section on air shielding property.
The obtained laminate was cut into a piece of 5 cm×5 cm. The laminate was placed under reduced pressure so that the coated surface was aligned with the glass filter surface. At this time, the laminate and the surface of the glass filter were completely brought into close contact so that the laminate would not be folded and wrinkled. After the laminated body was placed at the measurement site, the value of the degree of pressure reduction was read after the numerical value of the vacuum gauge stabilized, and it was taken as the value of the air shielding property. The measurement was performed in a constant temperature and humidity room with a temperature of 25° C. and a humidity of 60%.
<ブロッキング性試験>
得られた積層体の塗工面と非塗工面を重ねて、以下の装置ならびに測定条件により耐ブロッキング性を測定した。
機器 : CO-201 永久歪試験機(テスター産業社製、上下板加熱)
条件 : 2kg/cm2-40℃-24hr
[評価基準]
S:剥離の際に抵抗感がなく、紙も欠損しない(極めて良好)
A:剥離の際にやや抵抗感はあるが、紙は欠損しない(良好)
B:剥離の際に抵抗感はあるが、紙は欠損しない(使用可)
C:剥離の際に抵抗感があり、紙も欠損している(使用不可)
<Blocking property test>
The coated surface and the non-coated surface of the laminate thus obtained were overlapped, and the blocking resistance was measured using the following apparatus and measurement conditions.
Equipment: CO-201 permanent strain tester (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd., upper and lower plate heating)
Conditions: 2kg/cm 2 -40°C - 24hrs
[Evaluation criteria]
S: There is no resistance when peeling, and the paper is not damaged (extremely good)
A: There is a little resistance when peeling, but the paper is not damaged (good)
B: There is resistance when peeling, but the paper is not damaged (can be used)
C: There is a sense of resistance when peeling, and the paper is also missing (unusable)
<ヒートシール性>
得られた積層体を15mm幅にカットし、それを試験片として、以下の装置ならびに測定条件によりヒートシール強度を測定した。
(ヒートシール)
機器:HEATSHEEL&IMPULSE TESTER(日理科学工業社製、上下板加熱)
ヒートシール条件:130℃-2kgf/cm2-1秒
(剥離)
機器:引張試験機(テスター産業社製)
剥離条件:180°剥離、300mm/分
[評価基準]
S:2N以上(極めて良好)
A:1.5N以上、2N未満(良好)
B:1N以上、1.5N未満(使用可)
C:1N未満(使用不可)
<Heat sealability>
The obtained laminate was cut into a width of 15 mm, and the cut piece was used as a test piece to measure the heat seal strength using the following equipment and measurement conditions.
(heat seal)
Equipment: HEATSHEEL & IMPULSE TESTER (manufactured by Nichirikagaku Kogyo Co., Ltd., upper and lower plate heating)
Heat sealing conditions: 130° C.-2 kgf/cm 2 -1 second (peeling)
Equipment: Tensile tester (manufactured by Tester Sangyo Co., Ltd.)
Peeling conditions: 180° peeling, 300 mm/min [Evaluation criteria]
S: 2N or more (extremely good)
A: 1.5 N or more and less than 2 N (good)
B: 1N or more and less than 1.5N (usable)
C: less than 1N (cannot be used)
<耐油性>
23℃の環境下で、得られた積層体の塗工面上にひまし油を1滴垂らし、30秒後に積層体上にひまし油が染み込んでいるかどうかの確認を行った。ひまし油を垂らした面積に対して、染み込んで紙の色が変色した割合で評価を行った。
[評価基準]
S:染み込みが全く見られない(極めて良好)
A:染み込んだ面積が1割未満(良好)
B:染み込んだ面積が1割以上5割未満(使用可)
C:染み込んだ面積が5割以上(極めて不良)
<Oil resistance>
One drop of castor oil was dropped on the coated surface of the obtained laminate in an environment of 23° C., and after 30 seconds, it was confirmed whether or not the castor oil had permeated onto the laminate. Evaluation was made by the rate at which the color of the paper was changed due to the permeation of the area onto which the castor oil was dripped.
[Evaluation criteria]
S: Penetration is not seen at all (extremely good)
A: The soaked area is less than 10% (good)
B: The soaked area is 10% or more and less than 50% (usable)
C: 50% or more of the soaked area (extremely poor)
<耐水性>
23℃の環境下で、得られた積層体の塗工面上に水を1滴垂らし、30秒後に積層体上に水が染み込んでいるかどうかの確認を行った。水を垂らした面積に対して、染み込んで紙の色が変色した割合で評価を行った。
[評価基準]
S:染み込みが全く見られない(極めて良好)
A:染み込んだ面積が1割未満(良好)
B:染み込んだ面積が1割以上5割未満(使用可)
C:染み込んだ面積が5割以上(極めて不良)
<Water resistance>
In an environment of 23° C., one drop of water was dropped on the coated surface of the obtained laminate, and after 30 seconds, it was confirmed whether or not the water had soaked into the laminate. Evaluation was made based on the rate of discoloration of the paper due to the penetration of the water-dropped area.
[Evaluation criteria]
S: Penetration is not seen at all (extremely good)
A: The soaked area is less than 10% (good)
B: The soaked area is 10% or more and less than 50% (usable)
C: 50% or more of the soaked area (extremely poor)
<生分解性試験>
積層体の作製に使用した塗液を乾燥させることで厚さ0.5mm、縦10cm、横10cmのフィルムを作製し、コンポスト中に1か月埋没させる。第一の塗工層の作製に用いた塗液で作製したフィルムを試験片α、第二の塗工層に用いた塗液で作製したフィルムを試験片βとする。試験片αと試験片βの合計体積を100%とした際、試験後に目視で確認できる残渣割合で評価を行った。
[評価基準]
S:目視で確認できる残渣が6割未満(極めて良好)
A:目視で確認できる残渣が6割以上7割未満(良好)
B:目視で確認できる残渣が7割以上9割未満(使用可)
C:目視で確認できる残渣が9割以上(極めて不良)
<Biodegradability test>
A film having a thickness of 0.5 mm, a length of 10 cm, and a width of 10 cm is prepared by drying the coating liquid used to prepare the laminate, and the film is buried in compost for one month. A film prepared with the coating liquid used for preparing the first coating layer is referred to as a test piece α, and a film prepared with the coating liquid used for the second coating layer is referred to as a test piece β. Assume that the total volume of test piece α and test piece β is 100%.
[Evaluation criteria]
S: Less than 60% of the residue that can be visually confirmed (extremely good)
A: Residue that can be visually confirmed is 60% or more and less than 70% (good)
B: Residue that can be visually confirmed is 70% or more and less than 90% (usable)
C: Residue that can be visually confirmed is 90% or more (extremely poor)
表2、表3の結果によれば、本発明の第一の塗工層に変性デンプンを使用し、第二の塗工層に非水溶性樹脂を使用して作製された塗工物は耐油性・耐水性・ヒートシール強度およびブロッキング性が優れていた。特に、第一の塗工層にヒドロキシプロピル化デンプンを使用した実施例1は、第一の塗工層にリン酸化澱粉を使用した実施例9と比較して、優れた耐油性、耐水性を示した。
一方、比較例1、2では第一の塗工層にポリビニルアルコールを使用しているが、耐油性・耐水性が大幅に低下した。第一の層にポリエステル樹脂を用いた比較例8では生分解性が全く見られない結果を示した。
According to the results in Tables 2 and 3, the coated article prepared by using modified starch for the first coating layer of the present invention and using a water-insoluble resin for the second coating layer is oil resistant. It had excellent properties, water resistance, heat seal strength and blocking property. In particular, Example 1, which uses hydroxypropylated starch in the first coating layer, exhibits excellent oil resistance and water resistance compared to Example 9, which uses phosphated starch in the first coating layer. Indicated.
On the other hand, in Comparative Examples 1 and 2, although polyvinyl alcohol was used for the first coating layer, the oil resistance and water resistance were significantly lowered. Comparative Example 8, in which a polyester resin was used for the first layer, showed no biodegradability.
1 ガラス容器
2 ガラスフィルター
3 ゴムチューブ
4 油圧ポンプ
5 真空計
6 フィルター部分
7 積層体(測定サンプル)
1
Claims (9)
更に前記第一の塗工層の上に第二の塗工層(B)を有する積層体であって、
第一の塗工層(A)は少なくとも1種類の変性デンプン(a)を含み、
かつ、
第二の塗工層(B)は少なくとも1種類の非水溶性樹脂(b)を含み、
第一の塗工層(A)と第二の塗工層(B)の塗工量合計が、0.5~10g/m2であって、かつ、
空気遮蔽性が20kPa以下であることを特徴とする積層体。 Having a first coating layer (A) on at least one of the paper substrates,
Furthermore, a laminate having a second coating layer (B) on the first coating layer,
The first coating layer (A) comprises at least one modified starch (a),
and,
The second coating layer (B) contains at least one water-insoluble resin (b),
The total coating amount of the first coating layer (A) and the second coating layer (B) is 0.5 to 10 g / m 2 , and
A laminate having an air shielding property of 20 kPa or less.
式(1)
V2≦1.5×V1
(V1:塗液にせん断速度2000(l/s)のシェアを与えてから5秒後の粘度、V2:塗液にせん断速度50(l/s)のシェアを与えてから5秒後の粘度) 2. A coating liquid for forming the first coating layer (A) of the laminate according to claim 1, which satisfies the following formula (1).
formula (1)
V 2 ≤ 1.5 x V 1
(V 1 : Viscosity 5 seconds after applying a shear rate of 2000 (l / s) to the coating liquid, V 2 : 5 seconds after applying a shear rate of 50 (l / s) to the coating liquid viscosity)
A food packaging sheet for enclosing food, comprising the laminate according to any one of claims 1 and 4 to 8.
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