JP5533283B2 - 紫外線遮断コーティング樹脂組成物と、それを用いた包装材 - Google Patents
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Description
分散剤(B)が、
酸化亜鉛(A)100重量部に対し1〜10重量部
であり、
ポリウレタン樹脂(C)が、
カルボジイミド基又はアジリジニル基を有する
ことを特徴とする紫外線遮断コーティング組成物に関するものである。
本発明の紫外線遮断コーティング組成物中に含まれる酸化亜鉛(A)は、紫外線を吸収する働きをするものであり、透明性を確保するために、平均粒子径が0.2μm以下であることが好ましい。酸化亜鉛(A)の平均粒子径が0.2μmを超えると、可視光線の散乱を起こし、可視領域における紫外線遮断包装材の透明性が損なわれるためである。また、酸化亜鉛(A)は、平均粒子径が0.01μm未満の場合には酸化亜鉛(A)が2次凝集を起こしやすくなり、コーティング組成物の粘度上昇を招き、その安定性および作業性が低下するため、0.01μm以上であることが好ましい。なお、本発明における平均粒子径とは、BET法によるガス吸着量から算出される平均粒子径をいう。
(1)顔料に対する分散剤または樹脂分の濡れ工程、
(2)顔料の粉砕工程、
(3)粉砕された顔料の安定化工程
という3つの工程が必要となり、各々の工程がスムーズに進めば進むほど、短時間で且つ安定した分散体を得ることができると云われている。高い分子量を持つポリウレタン樹脂等の樹脂を使用した場合には、一般的に顔料に対する親和性が低く(i)濡れ工程が悪く、またポリウレタン樹脂自体の分子量が大きいために、サンドミル分散装置等のビーズの衝撃による(ii)顔料粉砕工程の阻害要因になり、安定した分散体を得ることが難しく、安定した分散体を得ることができても長い分散時間が必要となる。一方、酸価を持つ分散剤(B)を用いた場合には、酸化亜鉛に対する親和性が良い為に(i)濡れ工程が良く、(ii)顔料粉砕工程を阻害すること無く、又(iii)粉砕顔料の安定化もスムーズに進むことから、短い時間で安定した分散体を得ることができると考えられる。
上記の水酸基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂の分子量は、特に限定されないが、コーティングとしての作業性を考えると、数平均分子量(Mn)で5,000〜45,000程度が好ましい。
水酸基を有し、塩化ビニルモノマーおよび酢酸ビニルモノマーと共重合性を有する他のモノマーとしては、アクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類、アクリル酸モノグリセリド、メタクリル酸ヒドロキシアルキルエステル類、メタクリル酸モノグリセリド等を使用することができる。
上記範囲で水酸基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂(D)を用いると、酸化亜鉛(A)を効果的に微分散できるばかりでなく、分散後の酸化亜鉛(A)の凝集もなく安定したコーティング組成物が得られるためである。具体的には、水酸基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂(D)の量が上記範囲より少ないと、分散時の流動性が悪化し作業性を損なうとともに、コーティング組成物の安定性も損なうため好ましくない。一方、水酸基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂(D)の量が上記範囲より多いと、分散効率が悪化するため透明なコーティング組成物を得ることが困難になるため好ましくない。
紫外線遮断コーティング組成物は、酸化亜鉛(A)、酸価を持つ分散剤(B)、ポリウレタン樹脂(C)を液状媒体に分散することにより製造することができる。具体的には、酸化亜鉛(A)と酸価を持つ分散剤(B)、ポリウレタン樹脂(C)とを混合し、さらに必要に応じて水酸基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂(D)消泡剤、滑剤等を混合して従来公知の方法で、例えばボールミル、アトライター、サンドミル、ジェットミル、3本ロールミル、ペイントシェーカー等を用いて分散する。
紫外線遮断包装材の一つの例を挙げると、まずプラスチックフィルムの少なくとも片面に紫外線コーティング組成物を塗布乾燥させ紫外線遮断層を設け、次に紫外線遮断層のプラスチックフィルムとは反対の紫外線遮断層上にヒートシール性を有する樹脂からなるヒートシール層を順次積層させることにより積層体を得る。食品、医薬品、その他化成品に使用する袋状の紫外線遮断包装材は、この積層体のヒートシール層同士を貼り合わせヒートシールさせることにより得ることができる。
プラスチックフィルムは、一軸または二軸延伸されたものでもよく、延伸されていないものでもよい。また、プラスチックフィルムの表面には、コロナ放電処理等の処理が施されていてもよい。
攪拌機、温度計、還流冷却器および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、アジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールから得られる分子量2,000のポリエステルジオール100部、およびヘキサメチレンジイソシアネートを原料とし、カルボジイミド基を1個有するジイソシアネート化合物溶液〔一般式(1)において、R:ヘキサメチレン、n:1である固形分50%の酢酸エチル溶液〕58部を仕込み、窒素気流下に85℃で6時間反応させ、末端イソシアネートのプレポリマー溶液を得た。次いで、イソホロンジアミン 8.2部、ジ−n-ブチルアミン0.97部、酢酸エチル234部およびイソプロピルアルコール59部を混合したものに、得られた末端イソシアネートプレポリマーの溶液158部を徐々に添加し、撹拌下に50℃で3時間反応させ、固形分30%、分子量40,000のカルボジイミド基を含有するポリウレタン樹脂溶液(樹脂c1)を得た。
温度計、撹拌機、還流冷却管および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、アジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールから得られる分子量2,000のポリエステルジオール200部、イソホロンジイソシアネート33.4部、酢酸エチル100部を仕込み、窒素気流下に85℃で6時間反応させ、これに酢酸エチル200部を加えて末端イソシアネートのプレポリマー溶液を得た。次に、イソホロンジアミ7.2部、テトラメチロールメタン−トリ−β− アジリジニルプロピオネート8.5部および酢酸エチル141部、イソプロピルアルコール140部を混合したものに 、得られた末端イソシアネートプレポリマーの溶剤溶液533.4部を徐々に添加し、攪拌下に50℃で3時間反応させ、固形分30%、分子量22,000のアジリジニル基含有ポリウレタン樹脂(樹脂c2)の溶剤溶液を得た。
攪拌機、温度計、還流冷却管、および窒素ガス導入管を備えた4つ口フラスコに、アジピン酸と3−メチル−1,5−ペンタンジオールから得られる分子量2,000のポリエステルジオール125部、およびイソホロンジイソシアネート29.5部を仕込み、窒素気流下に90℃で6時間反応させ、これに酢酸エチル153部を加えて末端イソシアネートのプレポリマー溶液を得た。次に、イソホロンジアミン10.3部、2−(2−アミノエチルアミノ)エタノール0.78部、ジ−n−ブチルアミン1.0部、酢酸エチル118部、およびイソプロピルアルコール118部を混合したものに、得られた末端イソシアネートプレポリマーの溶液を307.5部添加し、50℃で3時間反応させ、固形分30%、分子量25,000のポリウレタン樹脂(樹脂c3)を得た。
平均粒子径0.1μmの酸化亜鉛粒子100部、分散剤b1(ディスパーBYK111、酸価129mgKOH/g、アミン価なし)5部、樹脂c1(合成例1で得られたカルボジイミド基含有ポリウレタン樹脂、分子量40,000、固形分30%)100部、酢酸エチル50部、およびイソフロピルアルコール30部を混合し、ディスパーで10分間攪拌した後、サンドミルを使用してこれを分散、酸化亜鉛粒子分散体を得た。次に、この分散体に前記樹脂c1 100部、酢酸エチル65部、イロプロピルアルコール20部を加え、再びディスパーで10分間攪拌して紫外線遮断コーティング組成物Aを得た。
次に、PETフィルムの紫外線遮断層上に2液硬化型接着剤(東洋モートン製「TM−265」/「CAT−RT37」=100/7.5(重量比))を約3g/m2塗布し、ドライラミネート機を使用してシーラントである直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)フィルム(東セロ社製「TUX−FCD#40」、厚さ40μm)を積層し、40℃3日間エージングさせ積層体を得た。更に積層体を140℃でヒートシールすることにより、製袋し、紫外線遮断包装材を得た。
表1に示した処方に従いコーティング組成物B〜Hを得た。次に、参考実施例1と同様にして調整およびグラビア印刷機でコートし、更に接着剤を塗布した後に、シーラントを積層し、積層体、更に紫外線遮断包装材を得た。
表1に示した処方に従いコーティング組成物I〜Lを得た。次に、参考実施例1と同様にして調整およびグラビア印刷機でコートし、更に接着剤を塗布した後に、シーラントを積層し、積層体、更に紫外線遮断包装材を得た。
分散剤b1 ディスパーBYK111、酸価129mgKOH/g、アミン価無し
分散剤b2 ディスパーBYK180、酸価95mgKOH/g、
アミン価95mgKOH/g
分散剤b3 ディスパーBYK P104、酸価180mgKOH/g、アミン価無し
分散剤b4 ディスパーBYK142、酸価46mgKOH/g、
アミン価43mgK OH/g
分散剤b5 ディスパーBYK108、酸価無し、アミン価71mgKOH/g
樹脂c1 合成例1で得られたカルボジイミド基含有ポリウレタン樹脂、
分子量40,000、固形分30%
樹脂c2 合成例2で得られたアジリジニル基含有ポリウレタン樹脂、
分子量22,000、固形分30%
樹脂c3 合成例3で得られたポリウレタン樹脂、分子量25,000、固形分30%
樹脂d 塩化ビニル/酢酸ビニル/ポリビニルアルコール=81/4/15
(重量%)、分子量20,000、固形分30%
PETフイルム 二軸延伸ポリエステルフィルム(東洋紡績社製「エステルE
5100」、厚さ12μm)
OPPフイルム 二軸延伸ポリプロピレンフィルム(東洋紡績社製「パイレンP
2161」、厚さ20μm)
LLDPEフイルム 直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(東セロ社製「TUX−FC D#40」、厚さ40μm)
CPPフイルム 無延伸ポリプロピレンフィルム(東セロ社製「トーセロCP GH C」、厚さ25μm)
紫外線遮断コーティング組成物をガラス瓶に入れ密栓し、40℃の環境下に1ヵ月間保存した後、コーティング組成物の変化(分離、沈殿)を目視により判定した。
○:変化無し
△:変化(分離、沈殿)あり
×:変化が非常に大きい
○が実用レベルである。
紫外線遮断コーティング組成物をコートした面と、コートしていないフィルムの非コロナ処理面とを重ね合わせ、荷重9.8N/cm2を加えながら、40℃、80%RHの環境下で24時間放置した後に手で剥がし、コート面と非コロナ処理面との貼り付き具合を評価・判定した。
5:貼り付きがない
4:剥がす際に若干の貼り付きを感じる。
3:強い貼り付き感があるが、コート面の転移は見られない
2:コート面の一部が、非コロナ処理面に転移している
1:コート面の全てが非コロナ処理面に転移している、又は強く貼り付き剥がれない
4以上が実用レベルである。
JASCO社製の分光光度計V560を用いて、積層体の各波長における透過率を測定した。紫外線遮断性は360nm、可視光線透過率は550nmを代表値として測定した。
積層体のフィルムとシーラントを引っ張り試験(スピード300mm/分)し、ラミネート強度を測定した。
積層体のシーラント同士を貼り合わせヒートシール(140℃、19.6N/cm2、1秒間)した後、シーラント同士を引っ張り試験(スピード300mm/分)し、ラミネート強度を測定した。
Claims (2)
- 酸化亜鉛(A)、40〜180mgKOH/gの酸価を持つ分散剤(B)、ポリウレタン樹脂(C)および水酸基を有する塩化ビニル−酢酸ビニル樹脂(D)を含む紫外線遮断コーティング組成物であって、
分散剤(B)が、
酸化亜鉛(A)100重量部に対し1〜10重量部
であり、
ポリウレタン樹脂(C)が、
カルボジイミド基又はアジリジニル基を有する
ことを特徴とする紫外線遮断コーティング組成物。 - プラスチックフィルムの少なくとも片面に、請求項1記載の紫外線遮断コーティング組成物からなる紫外線遮断層とヒートシール性を有する樹脂からなるヒートシール層とを順次積層させてなる紫外線遮断包装材。
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