JP6439984B2 - 結晶性共重合ポリエステル、ポリエステル樹脂水性分散体およびこれを用いたヒートシール剤 - Google Patents

結晶性共重合ポリエステル、ポリエステル樹脂水性分散体およびこれを用いたヒートシール剤 Download PDF

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Description

本発明は結晶性共重合ポリエステル樹脂およびポリエステル樹脂水性分散体に関する。より詳しくは、ポリエステル樹脂水性分散体を主成分として、特に耐水性、耐沸水性に優れたヒートシール剤に関するものである。
共重合ポリエステル樹脂は塗料、コーティング剤および接着剤等に用いられる樹脂組成物の原料として広く使用されている。共重合ポリエステル樹脂は一般に多価カルボン酸と多価アルコールから構成される。多価カルボン酸と多価アルコールの選択と組合せ、分子量の高低は自由にコントロールでき、得られる共重合ポリエステル樹脂は塗料用途や接着剤用途をはじめ、様々な用途で使用されている。
共重合ポリエステル樹脂の分子設計においては、共重合成分の選択が重要である。多価カルボン酸成分や多価アルコール成分は大別すると芳香族、脂肪族、脂環族などがある。これらの成分の選択により、共重合ポリエステル樹脂の柔軟性を示すガラス転位温度を決めることができる。使用形態としては、有機溶剤溶解品、水分散品として、基材に塗布して使用されることが一般的であるが、特に近年は環境問題により水性分散体が求められるようになっている。
例えば、特許文献1には、酸価8KOHmg/g以上のポリエステル樹脂を使用した水性分散体が提案されている。しかしながら、ポリエステル樹脂の酸価が高いために分子量が制限され、結果として接着性が不十分であるという問題があった。また、特許文献2には、数平均分子量やガラス転移温度の異なる2種類のポリエステル樹脂を含有するポリエステル樹脂水性分散体が提案されている。
特開2002−173582号公報 WO2007/029728号
しかしながら、いずれのポリエステル樹脂においても、グリコール成分にエチレングリコールとネオペンチルグリコールを大量に使用しているため、非晶性となってしまい、塗膜にした場合の耐水性や耐沸水性が十分ではなかった。
特に、ポリエステル樹脂水性分散体をヒートシール剤として使用する場合は、食品包装材料に用いられることが多く、内容物に含まれる水分や殺菌処理を行う工程により、包装材料の外観変化や内容物に与える影響面より、優れた耐水性、耐沸水性が求められている。
本発明の目的は、上記の従来の問題に鑑みてなされたものであり、上記課題を達成するため、本発明者らは鋭意検討し、以下の発明を提案するに至った。すなわち本発明は、以下に示す結晶性共重合ポリエステル樹脂、ポリエステル樹脂水性分散体、およびポリエステル樹脂水性分散体を主成分とするヒートシール剤を提供することである。
多価カルボン酸成分と多価アルコール成分を共重合成分とし、多価アルコール成分としてエチレングリコール成分が25モル%以下であり、炭素数4〜10の直鎖状の脂肪族ジオール成分が75モル%以上であり、かつ融点が90℃以上130℃以下の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)。
前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)は、多価カルボン酸成分として、スルホン酸金属塩を有する芳香族ジカルボン酸を2モル%以上5モル%以下の範囲で含有し、かつ酸価が4KOHmg/g未満であることが好ましい。
前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、水を180〜550質量部、有機溶媒を15〜200質量部含有するヒートシール剤用ポリエステル樹脂水性分散体(C)。
前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、ガラス転移温度が40℃以上80℃以下である非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)を40〜250質量部、水を360〜1100質量部、沸点が100℃以上180℃以下の有機溶媒を30〜400質量部含有するヒートシール剤用ポリエステル樹脂水性分散体(D)。
前記非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)の多価カルボン酸成分として、スルホン酸金属塩を有する芳香族ジカルボン酸を2モル%以上8モル%以下の範囲で含有し、かつ非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)の酸価が4KOHmg/g未満である前記ヒートシール剤用ポリエステル樹脂水性分散体(D)。
前記ポリエステル樹脂水性分散体(C)または前記ポリエステル樹脂水性分散体(D)を主成分とするヒートシール剤。
前記ヒートシール剤を用いて作製したヒートシール層。
前記ヒートシール層と、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルムまたはポリアミドフィルムとの積層体。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂およびポリエステル樹脂水性分散体を用いたヒートシール剤は、耐水性、耐沸水性に優れており、殺菌処理時の耐沸水性で包装材料としての機能を損なうことなく、耐久性に優れた包装材料を提供することが可能である。
以下、本発明を詳細に説明する。
<結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)>
本発明における結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)は多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合物によって得ることのできる化学構造からなり、多価カルボン酸と多価アルコールとはそれぞれ1種または2種以上の選択された成分からなるものである。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)において、優れた耐沸水性を発現するためには、ポリエステル樹脂が耐熱性を有する必要がある。耐熱性を有するためには、融点すなわち結晶性を有する事が重要な要素である。ポリエステル樹脂が結晶性を有するためには直鎖状の原料を用いてポリエステル樹脂の設計を行う必要がある。また、優れた耐水性を発現させるためには、ポリエステル樹脂自体の耐加水分解性を高める必要がある。すなわち、多価アルコール成分として耐加水分解性に劣るエチレングリコール成分を25モル%以下と少ない共重合量に抑え、かつ耐加水分解性に優れた炭素数4〜10の直鎖状の脂肪族ジオール成分を75モル%以上にすることで、融点を有する耐加水分解性に優れた結晶性共重合ポリエステル樹脂の設計が可能となる。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)を構成する多価カルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸および/または脂環族ジカルボン酸が好ましく、中でも芳香族ジカルボン酸および/または脂肪族ジカルボン酸がより好ましい。芳香族ジカルボン酸成分の共重合量は、カルボン酸成分の合計量を100モル%とした場合、40モル%以上が好ましく、45モル%以上がより好ましく、50モル%以上がさらに好ましく、55モル%以上が特に好ましく、60モル%以上が最も好ましい。少なすぎると得られる塗膜の機械的強度が低くなることがある。また、90モル%以下が好ましく、85モル%以下がより好ましく、80モル%以下がさらに好ましい。多すぎるとポリエステル樹脂が非晶質となってしまい、ポリエステル樹脂の耐熱性が低下してしまうことがある。
脂肪族ジカルボン酸の共重合量は、カルボン酸成分の合計量を100モル%とした場合、40モル%以下が好ましく、35モル%以下がより好ましく、30モル%以下がさらに好ましく、25モル%以下が特に好ましい。多すぎるとポリエステル樹脂の耐加水分解性が悪化し、耐水性、耐沸水性が低下することがある。また、10モル%以上が好ましく、15モル以上%がより好ましく、20モル%以上がさらに好ましい。少なすぎるとポリエステル樹脂が非晶質となってしまい、ポリエステル樹脂の耐熱性が低下してしまうことがある。
芳香族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、テレフタル酸、オルトフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジカルボキシビフェニル、5−スルホイソフタル酸一ナトリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸リチウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸カリウムなどが挙げられ、中でもテレフタル酸、イソフタル酸、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい。脂環族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸、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、テトラヒドロフタル酸などが挙げられる。脂肪族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、アジピン酸、グルタル酸、アゼライン酸、セバシン酸、ウンデカンジカルボン酸、ドデカンジカルボン酸、オクタデカンジカルボン酸、ダイマー酸、フマル酸、マレイン酸、イタコン酸、メサコン酸、シトラコン酸などが挙げられ、中でもアジピン酸、セバシン酸が好ましい。これらを単独でまたは2種以上併用して使用することができる。
ポリエステル樹脂水性分散体を得るためには、結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)中にスルホン酸金属塩を導入することが好ましく、スルホン酸アルカリ金属塩を導入することがより好ましい。スルホン酸金属塩を導入することによって、ポリエステル樹脂の親水性が増加するため水性分散体を得ることができる。スルホン酸金属塩を有する共重合成分としては、特に限定されないが、スルホン酸金属塩を有する芳香族ジカルボン酸が好ましく、スルホン酸アルカリ金属塩を有する芳香族ジカルボン酸がより好ましい。特に限定されないが、具体例としては、5−スルホイソフタル酸一ナトリウム、5−スルホイソフタル酸一カリウム、2−スルホテレフタル酸一ナトリウム、2−スルホテレフタル酸一カリウム、4−スルホフタル酸一ナトリウム、4−スルホフタル酸一カリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸リチウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸カリウムが挙げられ、入手性等の観点から5−スルホイソフタル酸一ナトリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい。スルホン酸金属塩を有する芳香族ジカルボン酸は、カルボン酸成分の合計量を100モル%とした場合、2モル%以上が好ましく、2.2モル%以上がより好ましく、2.5モル%以上がさらに好ましい。2モル%未満であると水分散化や保存安定性に支障をきたすことがある。また、5モル%以下が好ましく、4.5モル%以下がより好ましく、4モル%以下がさらに好ましい。5モル%より高いと樹脂の親水性が高くなりすぎてしまい、耐水性、耐沸水性が低下することがある。上記範囲内で含有させることによって、ポリエステル樹脂の水性分散体を効率よく得ることができる。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)を構成する多価アルコール成分としては、ジオール成分の合計量を100モル%とした場合、エチレングリコール成分が25モル%以下であることが必要であり、好ましくは23モル%以下であり、より好ましくは20モル%以下であり、さらに好ましくは18モル%以下であり、特に好ましくは15モル%以下であり、最も好ましくは10モル%以下である。多すぎると耐水性、耐沸水性が低下し、また、水性分散体としての保存安定性が低下することがある。
さらに、多価アルコール成分として、ジオール成分の合計量を100モル%とした場合、炭素数4〜10の直鎖状の脂肪族ジオール成分が75モル%以上であることが必要であり、好ましくは78モル%以上であり、より好ましくは80モル%以上であり、さらに好ましくは78モル%以上であり、特に好ましくは75モル%以上であり、最も好ましくは90モル%以上である。共重合量が多いほど、より結晶化が進み、耐熱性が向上するため好ましく、少なすぎると耐水性、耐沸水性が低下し、また、水性分散体としての保存安定性が低下することがある。
炭素数4〜10の直鎖状の脂肪族ジオール成分としては、特に限定されないが、例えば、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,7−ヘプタンジオール、1,8−オクタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,10−ドデカンジオール等が挙げられ、これらを1種または2種以上を併用することができる。中でも結晶性の形成のしやすさ、融点を90℃以上130℃以下に設計する観点より1,4−ブタンジオール、1,6−ヘキサンジオールが特に好ましい。これらを単独でまたは2種以上併用して使用することができる。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)を構成する他の多価アルコール成分としては、例えば、プロピレングリコール、1,3−プロパンジオールなどの脂肪族多価アルコール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環族多価アルコール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール等のポリアルキレンエーテルグリコール、ビスフェノールA、ビスフェノールF等の4,4’−ビスフェノール類のエチレンオキシド付加物等の芳香族基を有する多価アルコール類を使用することができる。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)を構成する多価アルコール成分として、炭素数4〜10の分岐状の脂肪族ジオール成分は20モル%以下が好ましく、より好ましくは15モル%以下であり、さらに好ましくは10モル%以下であり、特に好ましくは5モル%以下であり、最も好ましくは0モル%である。炭素数4〜10の分岐状の脂肪族ジオール成分が多すぎると結晶性が低下し、そのため耐沸水性が低下することがあるため好ましくない。炭素数4〜10の分岐状の脂肪族ジオール成分としては、特に限定されないが、例えば、ネオペンチルグリコール、2−メチル−1,3−プロパンジオール、1,3−ブタンジオール、1,2−ブタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1−メチル−1,8−オクタンジオール、2,2−ジエチル−1,3−プロパンジオール、2−エチル−2−ブチル−1,3−プロパンジオール等が挙げられる。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)には、3価以上の多価カルボン酸および/または3価以上の多価アルコール成分を共重合しても良い。3価以上の多価カルボン酸成分としては、例えばトリメリト酸、ピロメリト酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、トリメシン酸などの芳香族カルボン酸、1,2,3,4−ブタンテトラカルボン酸などの脂肪族ジカルボン酸などが挙げられる。3価以上の多価アルコール成分としては、特に限定されないが、例えば、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、ペンタエリスリトール、α−メチルグルコース、マンニトール、ソルビトールが挙げられ、これらを単独でまたは2種以上併用して使用することができる。
本発明でいう結晶性とは、示差走査型熱量計(DSC)を用いて、−50℃〜200℃まで20℃/分で昇温し、該昇温過程に明確な融解ピークを示すものを指す。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)の融点は、90℃以上である必要があり、好ましくは92℃以上であり、より好ましくは94℃以上であり、さらに好ましくは96℃以上であり、特に好ましくは98℃以上であり、最も好ましくは100℃以上である。融点が90℃未満であると耐熱性が低下し、耐沸水性に劣ることがある。また、130℃以下である必要があり、好ましは129℃以下であり、より好ましくは128℃以下であり、さらに好ましくは127℃以下であり、特に好ましくは126℃以下であり、最も好ましくは125℃以下である。融点が130℃より高いと、ヒートシールを高温で行う必要が生じ、塗布する基材にポリエステルフィルム等のプラスチックフィルムを使用する場合、当該基材が変形する等の問題が発生することがある。一方、ヒートシール温度を低くすると樹脂が溶融せず、シール不良が生じることがある。耐熱性付与と適切なヒートシール温度の観点より、融点は90℃以上130℃以下である必要がある。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)の酸価は4KOHmg/g未満であることが好ましく、3KOHmg/g未満であることがより好ましく、2KOHmg/g未満であることがさらに好ましく、1KOHmg/g未満あることが特に好ましく、0KOHmg/gであることが最も好ましい。酸価が大きすぎると樹脂の分解が促進され、耐水性、耐沸水及び水分散体の保存安定性が低下してしまうことがある。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)の数平均分子量は特に限定されないが、4,000以上であることが好ましく、6,000以上であることがより好ましく、8,000以上であることがさらに好ましい。数平均分子量が4,000未満だと、ヒートシール剤に使用した場合は凝集力が低いため低い接着力、耐水性、耐沸水性しか得られない場合がある。上限は特に限定されないが、30,000以下であることが好ましく、25,000以下であることがより好ましい。大きすぎると水性分散体を作製することができないことがある。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)の耐水性、耐沸水性を更に向上させる方法として、本発明の効果を損なわない範囲でエポキシ化合物、カルボジイミド化合物などの公知の添加剤を含有させることができる。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)は、接着剤、コーティング剤およびヒートシール剤の原料として好適に使用することができ、特にヒートシール剤用途に好適である。
<非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)>
本発明に用いる非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)は多価カルボン酸と多価アルコールとの重縮合物によって得ることのできる化学構造からなり、多価カルボン酸と多価アルコールとはそれぞれ1種または2種以上の選択された成分からなるものである。
本発明に用いる非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)を構成する多価カルボン酸としては、芳香族ジカルボン酸、脂肪族ジカルボン酸および/または脂環族ジカルボン酸が好ましく、中でも芳香族ジカルボン酸がより好ましい。芳香族ジカルボン酸成分の共重合量は、カルボン酸成分の合計量を100モル%とした場合、80モル%以上が好ましく、85モル%以上がより好ましく、90モル%以上がさらに好ましく、95モル%以上が特に好ましく、100モル%が最も好ましい。少なすぎると耐沸水性が低下することがある。
芳香族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、テレフタル酸、オルトフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、4,4’−ジカルボキシビフェニル、5−スルホイソフタル酸一ナトリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウムなどが挙げられ、中でもテレフタル酸、イソフタル酸、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい。これらを単独でまたは2種以上併用して使用することができる。
ポリエステル樹脂水性分散体を得るためには、非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)中にスルホン酸金属塩を導入することが好ましく、スルホン酸アルカリ金属塩を導入することがより好ましい。スルホン酸金属塩を導入することによって、ポリエステル樹脂の親水性が増加するため水性分散体を得ることができる。スルホン酸金属塩を有する共重合成分としては、特に限定されないが、スルホン酸金属塩を有する芳香族ジカルボン酸が好ましく、スルホン酸アルカリ金属塩を有する芳香族ジカルボン酸がより好ましい。特に限定されないが、具体例としては、5−スルホイソフタル酸一ナトリウム、5−スルホイソフタル酸一カリウム、2−スルホテレフタル酸一ナトリウム、2−スルホテレフタル酸一カリウム、4−スルホフタル酸一ナトリウム、4−スルホフタル酸一カリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸リチウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸カリウムが挙げられ、入手性等の観点から5−スルホイソフタル酸一ナトリウム、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウムが好ましい。スルホン酸金属塩を有する芳香族ジカルボン酸は、カルボン酸成分の合計量を100モル%とした場合、2モル%以上が好ましく、2.2モル%以上がより好ましく、2.5モル%以上がさらに好ましい。少なすぎると、水分散化や保存安定性に支障をきたすことがある。また、8モル%以下が好ましく、7モル%以下がより好ましく、6モル%以下がさらに好ましい。多すぎると、樹脂の分解が促進され、耐水性、耐沸水および水分散体の保存安定性が低下してしまうことがある。上記範囲内で含有させることによって、ポリエステル樹脂の水性分散体を効率よく得ることができる。
本発明でいう非晶性とは、示差走査型熱量計(DSC)を用いて、−50℃〜200℃まで20℃/分で昇温し、該昇温過程に明確な融解ピークを示さないものを指す。
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)のガラス転移温度は、40℃以上であることが必要であり、45℃以上であることが好ましく、50℃以上であることがより好ましい。40℃未満であると耐熱性が低下し、耐沸水性に劣るようになったり、巻き取り時のブロッキングが発生する等の問題が発生することがある。また、80℃以下であることが必要であり、75℃以下であることが好ましく、70℃以下であることがより好ましい。80℃より高いとヒートシール時に樹脂が十分溶融せず、シール不良が生じることがある。
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)の酸価は4KOHmg/g未満であることが好ましく、3KOHmg/g以下であることがより好ましく、2KOHmg/g以下であることがさらに好ましく、1KOHmg/g以下あることが特に好ましく、0KOHmg/gであることが最も好ましい。4KOHmg/g以上であると樹脂の分解が促進され、耐水性、耐沸水及び水分散体の保存安定性が低下してしまうことがある。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)および非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)を製造する際には、従来公知の重合触媒、例えば、テトラ−n−ブチルチタネート、テトライソプロピルチタネート、チタンオキシアセチルセトネートなどのチタン化合物、三酸化アンチモン、トリブトキシアンチモンなどのアンチモン化合物、酸化ゲルマニウム、テトラ−n−ブトキシゲルマニウムなどのゲルマニウム化合物、その他、マグネシウム、鉄、亜鉛、マンガン、コバルト、アルミニウムなどの酢酸塩などを使用することが出来る。これらの触媒は1種、または2種以上を併用することができる。
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)および非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)を製造する重合縮合反応の方法としては、特に限定されないが、例えば、1)多価カルボン酸と多価アルコールを任意の触媒存在下で加熱し、脱水エステル化工程を経て、脱多価アルコール・重縮合反応を行う方法、2)多価カルボン酸のアルコールエステル体と多価アルコールを任意の触媒存在下で加熱、エステル交換反応を経て、脱多価アルコール・重縮合反応を行う方法、などがある。前記1)2)の方法において、酸成分の一部またはすべてを酸無水物に置換しても良い。
<ポリエステル樹脂水性分散体(C)>
本発明のポリエステル樹脂水性分散体(C)は、前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)、水および有機溶媒を含有する水性分散体である。
本発明のポリエステル樹脂水性分散体(C)に用いる有機溶媒の沸点は100℃以上であることが好ましく、105℃以上であることがより好ましく、110℃以上であることがさらに好ましく、115℃以上であることが特に好ましく、120℃以上であることが最も好ましい。沸点が100℃未満であると、結晶性共重合ポリエステルを溶融させることができないため水分散化が困難となることがある。そのためポリエステル樹脂凝集物が多く発生してしまい、ポリエステル樹脂水性分散体を得ることが難しくなることがある。
また、180℃以下であることが好ましく、175℃以下であることがより好ましく、170℃以下であることがさらに好ましく、165℃以下であることが特に好ましく、160℃以下であることが最も好ましい。沸点が180℃より高いと乾燥時の残留溶媒が多く残るようになり、巻き取り時のブロッキングが発生する等の問題が生じることがある。
本発明のポリエステル樹脂水性分散体(C)に用いる有機溶媒は、特に限定されないが、イソブチルアルコール、イソアミノアルコール等のアルコールや、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、エチレングリコールモノブチルエーテル(以下、「n−ブチルセロソルブ」または「n−BuCS」ともいう。)、エチレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル(以下、「t−ブチルセロソルブ」または「t−BuCS」ともいう。)、プロピレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。これらの有機溶媒を単独でまたは2種以上を併用して使用することができる。中でもn−ブチルセロソルブ、t−ブチルセロソルブが特に好ましい。
前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、有機溶媒は15質量部以上であることが好ましく、20質量部以上であることがより好ましく、25質量部以上であることがさらに好ましく、30質量部以上であることが特に好ましい。少なすぎるとポリエステルの樹脂粒子径が粗くなることがあり、そのため水分散能力に劣り、ポリエステル樹脂の凝集物が多く発生することがある。また、200質量部以下であることが好ましく、190質量部以下であることがより好ましく、180質量部以下であることがさらに好ましく、170質量部以下であることが特に好ましい。多すぎると乾燥時の残留溶媒が多く残留する様になり、巻き取り時のブロッキングが発生する等の問題が生じることがある。
前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、水は180質量部以上であることが好ましく、190質量部以上であることがより好ましく、200質量部以上であることがさらに好ましい。少なすぎるとポリエステル樹脂が水に分散せず、ポリエステル樹脂水性分散体が得られないことがある。また、550質量部以下であることが好ましく、530質量部以下であることがより好ましく、500質量部以下であることがさらに好ましい。多すぎると生産効率が低下し、実用的でなくなることがある。
本発明にかかるポリエステル樹脂水性分散体(C)に含まれるポリエステル樹脂相の粒子径は30nm以上であることが好ましく、40nm以上がより好ましく、50nm以上がさらに好ましく、60nm以上が特に好ましい。小さすぎると造膜性が向上する傾向にはあるが、そのため、分散粒子間での融合や凝集が起こりやすく、結果として増粘や分散不良を起こす可能性が高くなるため好ましくない。また、250nm以下が好ましく、200nm以下がより好ましく、150nm以下がさらに好ましい。大きすぎると分散安定性が大きく低下するだけでなく、造膜性も低下するため、得られる皮膜の外観と性能が悪化することがある。ここで粒子径とは、結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)の粒子径を指し、さらに他のポリエステル樹脂を含有するなど、2種類以上のポリエステル樹脂を含有している場合は、2種類以上のポリエステル樹脂の平均粒子径を指す。
本発明のポリエステル樹脂水性分散体(C)は、接着剤、コーティング剤およびヒートシール剤の原料として好適に使用することができ、特にヒートシール剤用途に好適である。
<ポリエステル樹脂水性分散体(D)>
本発明のポリエステル樹脂水性分散体(D)は、前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)と前記非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)、水および沸点が100℃以上180℃以下の有機溶媒を含有する水性分散体である。2種類の共重合ポリエステル樹脂を混合することでヒートシール後の接着性を向上させることができる。
結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)を40質量部以上配合することが好ましく、50質量部以上配合することがより好ましく、60質量部以上配合することがさらに好ましく、70質量部以上配合することが特に好ましく、80質量部以上配合することが最も好ましい。少なすぎるとヒートシール後の接着性が低下してしまい、通常の取り扱いにおいて破袋したり、耐沸水性が低下することがある。また、250質量部以下配合することが好ましく、240質量部以下配合することがより好ましく、230質量部以下配合することがさらに好ましく、220質量部以下配合することが特に好ましく、210質量部以下配合することが最も好ましい。多すぎるとヒートシール後の接着性が低下してしまい、通常の取り扱いにおいて破袋したり、また、耐沸水性が低下することがある。
本発明のポリエステル樹脂水性分散体(D)に用いる有機溶媒の沸点は100℃以上である必要があり、105℃以上であることが好ましく、110℃以上であることがより好ましく、115℃以上であることがさらに好ましく、120℃以上であることが特に好ましい。沸点が100℃未満であると、結晶性共重合ポリエステルを溶融させることができないため水分散化が困難となることがある。そのためポリエステル樹脂凝集物が多く発生してしまい、ポリエステル樹脂水性分散体を得ることが難しくなることがある。また、180℃以下である必要があり、175℃以下であることが好ましく、170℃以下であることがより好ましく、165℃以下であることがさらに好ましく、160℃以下であることが特に好ましい。沸点が180℃より高いと乾燥時の残留溶媒が多く残るようになり、巻き取り時のブロッキングが発生する等の問題が生じることがある。
本発明のポリエステル樹脂水性分散体(D)に用いる有機溶媒は、特に限定されないが、例えば、イソブチルアルコール、イソアミノアルコール等のアルコールや、エチレングリコールモノメチルエーテル、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、エチレングリコールモノブチルエーテル(以下、「n−ブチルセロソルブ」または「n−BuCS」ともいう。)、チレングリコールモノ−tert−ブチルエーテル(以下、「t−ブチルセロソルブ」または「t−BuCS」ともいう。)、プロピレングリコールモノブチルエーテル等が挙げられる。これらの有機溶剤を単独でまたは2種以上を併用して使用することができる。中でもn−ブチルセロソルブ、t−ブチルセロソルブが特に好ましい。
前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、有機溶媒は30質量部以上であることが好ましく、40質量部以上であることがより好ましく、50質量部以上であることがさらに好ましく、60質量部以上であることが特に好ましい。少なすぎるとポリエステルの樹脂粒子径が粗くなることがあり、そのため水分散能力に劣り、ポリエステル樹脂の凝集物が多く発生することがある。また、400質量部以下であることが好ましく、380質量部以下であることがより好ましく、360質量部以下であることがさらに好ましく、340質量部以下であることが特に好ましい。多すぎると乾燥時の残留溶媒が多く残留する様になり、巻き取り時のブロッキングが発生する等の問題が生じることがある。
前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、水は360質量部以上であることが好ましく、380質量部以上であることがより好ましく、400質量部以上であることがさらに好ましい。少なすぎるとポリエステル樹脂が水に分散せず、ポリエステル樹脂水性分散体が得られないことがある。また、1100質量部以下であることが好ましく、1050質量部以下であることがより好ましく、1000質量部以下であることがさらに好ましい。多すぎると生産効率が低下し、実用的でなくなることがある。
本発明のポリエステル樹脂水性分散体(D)は、さらにイソプロピルアルコールを含有することができる。イソプロピルアルコールを配合させることで、乾燥性の向上効果を期待することができる。イソプロピルアルコールは、前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、3質量部以上であることが好ましく、5質量部以上であることがより好ましく、10質量部以上であることがさらに好ましい。また、200質量部以下であることが好ましく、150質量部以下であることがより好ましく、100質量部以下であることがさらに好ましい。多すぎるとポリエステル樹脂水性分散体の安定性が低下することがある。
ポリエステル樹脂水性分散体(D)の作製方法としては、特に限定されないが、例えば、1)前記結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)と非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)とをあらかじめ混合してポリエステル樹脂組成物を作製した後、水性分散化する方法、2)結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)を含有するポリエステル樹脂水性分散体(C)を作製し、別途、非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)を含有するポリエステル樹脂水性分散体を作製した後に、2つのポリエステル樹脂水性分散体を混合する方法、などがある。作製の簡便さから2)の方法が好ましい。また、本発明の性能を損なわない範囲において、他のポリエステル樹脂または水性分散体を混合させても構わない。
本発明にかかるポリエステル樹脂水性分散体(D)に含まれるポリエステル樹脂相の粒子径は30nm以上であることが好ましく、40nm以上がより好ましく、50nm以上がさらに好ましく、60nm以上が特に好ましい。小さすぎると造膜性が向上する傾向にはあるが、そのため、分散粒子間での融合や凝集が起こりやすく、結果として増粘や分散不良を起こす可能性が高くなるため好ましくない。また、250nm以下が好ましく、200nm以下がより好ましく、150nm以下がさらに好ましい。大きすぎると分散安定性が大きく低下するだけでなく、造膜性も低下するため、得られる皮膜の外観と性能が悪化することがある。ここで粒子径とは、結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)および非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)の平均粒子径を指し、さらに他のポリエステル樹脂を含有するなど、3種類以上のポリエステル樹脂を含有している場合は、3種類以上のポリエステル樹脂の平均粒子径を指す。
本発明のポリエステル樹脂水性分散体(D)は、接着剤、コーティング剤およびヒートシール剤の原料として好適に使用することができ、特にヒートシール剤用途に好適である。
<ヒートシール剤>
本発明のヒートシール剤は、前記ポリエステル樹脂水性分散体(C)または前記ポリエステル樹脂水性分散体(D)を主成分とするものである。ポリエステル樹脂水性分散体(C)またはポリエステル樹脂水性分散体(D)を主成分とすることで、当該水性分体から得られたヒートシール剤を用いて作製したヒートシール層は、耐水性、耐沸水性に優れる。ここで、主成分であるためには、ヒートシール剤全体に占めるポリエステル樹脂水性分散体(C)または前記ポリエステル樹脂水性分散体(D)の量が50質量%以上であることが好ましく、60質量%以上であることがより好ましく、70質量%以上であることがさらに好ましい。
本発明のヒートシール剤は、本発明の性能を損なわない範囲でポリエステル樹脂水性分散体(C)または前記ポリエステル樹脂水性分散体(D)の他に各種の添加剤を配合して使用することができる。添加剤としては、特に限定されないが、難燃剤、フィラー、顔料、ブロッキング防止剤等を使用することが好ましい。
本発明のヒートシール剤に、フィラーおよび/または顔料を添加することでブロッキング防止、耐水性、耐久性の向上や着色といった効果が期待できる。本発明のヒートシール剤に添加することのできるフィラーおよび/または顔料の例としては、特に限定されないが、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化ジルコニウム、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、酸化アルミニウム、カオリングレー、カーボンブラック、酸化鉄、タルク、マイカ、リン酸亜鉛、リン酸鉄、リン酸アルミニウム、亜リン酸亜鉛、トリポリリン酸アルミニウム、モリブデン酸カルシウム、モリブデン酸アルミニウム、モリブデン酸バリウム、酸化バナジウム、ストロンチウムクロメート、ジンククロメート、カルシウムシリケート、水分散シリカ、ヒュームドシリカなどの無機フィラーやフタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン、カルバゾールジオキサジンバイオレット、アントラピリミジンイエロー、イソインドリノンイエロー、インダスレンブルーなどの有機顔料を挙げることができる。これらフィラーおよび/または顔料を単独でまたは2種以上を併用して使用することができる。
本発明のヒートシール剤は、良好な耐水性、耐沸水性を有するため、野菜等の食料品の包装袋やゼリーのカップの蓋などに好適に使用することができる。
<ヒートシール層>
本発明のヒートシール層は、前記ヒートシール剤を基材上に塗布した後、乾燥処理を行うことにより得られたものである。ヒートシール剤の塗布量は、ヒートシール層の厚みが1〜30μmとなるように調整することが好ましい。基材としては、特に限定されないが、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルム、ポリアミドフィルム、ポバールフィルム、PETフィルム、ポリ塩化ビニルフィルム、またはポリウレタンフィルなどが挙げられる。また、前記基材にヒートシール層を積層したものを積層体(ヒートシールフィルムともいう)という。
共重合ポリエステル樹脂製造実施例
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明する。なお、本実施例および比較例において、部は重量部を示すこととする。
(1)共重合ポリエステル樹脂の組成の測定
500MHzのH−核磁気共鳴スペクトル装置(H−NMR)を用い、共重合ポリエステルを構成する多価カルボン酸成分、多価アルコール成分のモル比定量を行った。溶媒には重クロロホルムを使用した。
(2)共重合ポリエステル樹脂の数平均分子量の測定
試料4mgを、4mLのテトラヒドロフラン(テトラブチルアンモニウムクロライド5mM添加)に溶解した後、0.2μmのメンブランフィルターでろ過した試料溶液のゲル浸透クロマトグラフィー分析を行った。装置はTOSOH HLC−8220で示差屈折率検出器を用い、40℃で測定した。数平均分子量は標準ポリスチレン換算値とし、分子量1000未満に相当する部分を省いて算出した。
(3)融点及びガラス転移温度の測定
示差走査型熱量計(SII社、DSC−200)により測定した。試料(共重合ポリエステル樹脂)5mgをアルミニウム抑え蓋型容器に入れ密封し、液体窒素を用いて−50℃まで冷却した。次いで200℃まで20℃/分にて昇温させ、昇温過程にて得られる吸熱曲線において、結晶融解熱のピークトップの位置を融点(単位:℃)とし、吸熱ピークが出る前のベースラインと、吸熱ピークに向かう接線との交点の温度をもって、ガラス転移温度(Tg、単位:℃)とした。
(4)酸価の測定
試料(共重合ポリエステル樹脂)0.2gを精秤しクロロホルム40mlに溶解し、0.01Nの水酸化カリウムのエタノール溶液で滴定を行った。指示薬にはフェノールフタレインを用い、測定値単位はKOHmg/gとした。
(5)粒子径および分散係数
ポリエステル樹脂水性分散体の粒子径および分散係数を測定した。測定には、レーザー回折・散乱法粒度分布測定装置(ベックマン社製コールターカウンターLS13 320)を用いた。そして、本装置により粒子分布を体積基準で作製し、平均径と分散係数を求め、平均径の値を粒子径とした。
以下、本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)および非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)、および比較例となる共重合ポリエステル樹脂の製造例を示す。
結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)の製造例
結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−1)の製造
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器にテレフタル酸268.3部、イソフタル酸179.9部、アジピン酸128.7部、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム27.2部、エチレングリコール45.6部、1,4−ブタンジオール595.2部、触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.24部を仕込み、160℃から240℃まで4時間かけて昇温し、エステル化反応を行った。次いで、系内を20分かけて5mmHgまで減圧し、さらに260℃まで昇温を進めた。次いで、0.3mmHg以下まで減圧し260℃にて90分間の重縮合反応を行った。得られた結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−1)はNMRによる組成分析の結果、モル比でテレフタル酸/イソフタル酸/アジピン酸/3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム//エチレングリコール/1,4−ブタンジオール=44/29.5/24/2.5//8/92であった。また、数平均分子量は15,000、融点は110℃、酸価は2.2KOHmg/gであった。
結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−2)の製造
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器にテレフタル酸327.8部、イソフタル酸112.3部、アジピン酸128.1部、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム37.9部、エチレングリコール59.0部、1,4−ブタンジオール572.7部、触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.24部を仕込み、160℃から240℃まで4時間かけて昇温し、エステル化反応を行った。次いで、系内を20分かけて5mmHgまで減圧し、さらに260℃まで昇温を進めた。次いで、0.3mmHg以下まで減圧し260℃にて90分間の重縮合反応を行った。得られた結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−2)はNMRによる組成分析の結果、モル比でテレフタル酸/イソフタル酸/アジピン酸/3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム//エチレングリコール/1,4−ブタンジオール=54/18.5/24/3.5//10/90であった。また、数平均分子量は13,000、融点は124℃、酸価は3.5KOHmg/gであった。
結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−3)の製造
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器にテレフタル酸346.0部、アジピン酸210.9部、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム37.9部、エチレングリコール113.4部、1,4−ブタンジオール493.7部、触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.24部を仕込み、160℃から240℃まで4時間かけて昇温し、エステル化反応を行った。エステル化反応終了後次いで、数平均分子量1000のポリテトラメチレングリコール109.7部を仕込み、5分間攪拌した後、次いで、系内を20分かけて5mmHgまで減圧し、さらに260℃まで昇温を進めた。次いで、0.3mmHg以下まで減圧し260℃にて90分間の重縮合反応を行った。得られた結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−3)はNMRによる組成分析の結果、モル比でテレフタル酸/アジピン酸/3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム//エチレングリコール/1,4−ブタンジオール/ポリテトラメチレングリコール=57/39.5/3.5//20/77/3であった。また、数平均分子量は28,000、融点は115℃、酸価は2.7KOHmg/gであった。
結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−4)〜(A−7)の製造
結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−1)の製造例と同様にして組成が表1に示される結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−4)〜(A−7)を製造した。樹脂物性の測定結果を表1に示す。
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)の製造例
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−1)の製造
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器にテレフタル酸244.0部、イソフタル酸241.5部、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム22.2部、エチレングリコール223.2部、ネオペンチルグリコール249.6部、触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.24部を仕込み、160℃から240℃まで4時間かけて昇温し、エステル化反応を行った。次いで、系内を20分かけて5mmHgまで減圧し、さらに260℃まで昇温を進めた。次いで、0.3mmHg以下まで減圧し260℃にて90分間の重縮合反応を行った。得られた非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−1)はNMRによる組成分析の結果、モル比でテレフタル酸/イソフタル酸/3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム//エチレングリコール/ネオペンチルグリコール=49/48.5/2.5//50/50であった。また、数平均分子量は17,000、ガラス転移温度は68℃、酸価は1.3KOHmg/gであった。
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−2)の製造
攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器にテレフタル酸214.1部、イソフタル酸249.0部、3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム62.2部、エチレングリコール223.2部、ジエチレングリコール254.4部、触媒としてテトラ−n−ブチルチタネート0.24部を仕込み、160℃から240℃まで4時間かけて昇温し、エステル化反応を行った。次いで、系内を20分かけて5mmHgまで減圧し、さらに260℃まで昇温を進めた。次いで、0.3mmHg以下まで減圧し260℃にて90分間の重縮合反応を行った。得られた非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−2)はNMRによる組成分析の結果、モル比でテレフタル酸/イソフタル酸/3,5−ジカルボメトキシベンゼンスルホン酸ナトリウム//エチレングリコール/ジエチレングリコール=43/50/7//51/49であった。また、数平均分子量は25,000、ガラス転移温度は45℃、酸価は1.8KOHmg/gであった。
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−3)〜(B−4)の製造
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−1)の製造例と同様にして組成が表1に示される非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−3)〜(B−4)を製造した。樹脂物性の測定結果を表1に示す。
結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−6)は融点が166℃と高く、請求項の範囲外である。非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−4)はガラス転移温度が23℃と低く、請求項の範囲外である。
Figure 0006439984
ポリエステル樹脂水性分散体(C)の製造例
ポリエステル樹脂水分性散体(C−1)の製造
結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−1)を以下の手順に従い、水分散化を行った。攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−1)200部、エチレングリコールモノブチルエーテル150部を仕込み、130℃にて1時間かけて樹脂を溶解した。次いで70℃まで冷却を行い、水650部を投入し、十分攪拌を行い、ポリエステル樹脂水性分散体(C−1)を得た。得られたポリエステル樹脂水性分散体の粒子径は92nmであった。
ポリエステル樹脂水分性散体(C−2)〜(C−7)の製造
ポリエステル樹脂水性分散体(C−1)の製造例と同様にして組成が表2に示されるポリエステル樹脂水分性散体(C−2)〜(C−7)を製造した。得られたポリエステル樹脂水性分散体(C−2)〜(C−7)の分散組成を表2に示す。
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)を用いた水性分散体の製造例
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)を用いた水性分散体(B−1W)の製造
非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−1)を以下の手順に従い、水分散化を行った。攪拌機、コンデンサー、温度計を具備した反応容器に非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−1)200部、水650部、エチレングリコールモノブチルエーテル150部を仕込み、80℃にて5時間かけて十分攪拌を行い、非晶性共重合ポリエステル樹脂を用いた水性分散体(B−1W)を得た。得られた水性分散体の粒子径は110nmであった。
非晶性共重合ポリエステル樹脂を用いた水性分散体(B−2W)〜(B−4W)の製造
非晶性共重合ポリエステル樹脂を用いた水性分散体(B−1W)の製造例と同様にして組成が表2に示される非晶性共重合ポリエステル樹脂(B2)〜(B4)を用いた水性分散体(B−2W)〜(B−4W)を得た。得られた水性分散体(B−2W)〜(B−4W)の分散組成を表2に示す。
Figure 0006439984
ポリエステル樹脂水性分散体(D)の製造例
ポリエステル樹脂水性分散体(D−1)の製造
ポリエステル樹脂水性分散体(C−1)とポリエステル樹脂水性分散体(B−1W)を用いて、配合後のポリエステル樹脂固形重量比で結晶性共重合ポリエステル樹脂(A−1)/非晶性共重合ポリエステル樹脂(B−1)=50部/50部となるように配合し、十分混合して、ポリエステル樹脂水性分散体(D−1)を得た。得られたポリエステル樹脂水性分散体(D−1)の平均粒子径は105nmであった。
ポリエステル樹脂水性分散体(D−2)〜(D−13)の製造
ポリエステル樹脂水性分散体(D−1)の製造例と同様にして組成が表3に示されるポリエステル樹脂水分性散体(D−2)〜(D−13)を製造した。得られたポリエステル樹脂水性分散体(D−2)〜(D−13)の分散組成を表3に示す。
ヒートシールフィルムの調製
ポリエステル樹脂水性分散体(D−1)を、厚さ25μmのPETフィルム(東洋紡(株)製E5107)にヒートシール層(ポリエステル樹脂水性分散体を塗布し乾燥後の層)塗布厚が2μmとなるように塗布し、120℃にて10分間乾燥処理を行い、評価用のヒートシールフィルム(H−1)を得た。ヒートシールフィルム(H−1)と同様にして、ヒートシールフィルム(H−2)〜(H−13)を作製した。各配合比率を表3に示す。
Figure 0006439984
ヒートシールフィルムの評価
ヒートシールフィルムの貼り合わせ
前記ヒートシールフィルム(H−1)〜(H−13)のヒートシール層同士を130℃×0.5秒×40PSIの条件にてヒートシールを行い幅15mmの短冊状に切断して試験片を得た。
初期剥離強度の測定
ヒートシールフィルムの貼り合わせで得られた試験片を、オートグラフ(島津製作所(株)製、AG−1kNXplus)で2枚のヒートシールフィルム間の剥離強度(T型ピール剥離、引っ張り速度50mm/分)を測定し、初期接着力とした。この評価基準は下記の通りとし、評価結果を表4に記す。
◎(実用上特に優れる):2.0N以上
○(実用上優れる):1.5N以上2.0N未満
△(実用可能):1.0N以上1.5N未満
×(実用不可能):1.0N未満
耐水性の評価
ヒートシールフィルムの貼り合わせで得られた試験片を25℃の水に1日間浸した。その後、試験片を初期剥離強度の測定方法に準じて2枚のヒートシールフィルム間の剥離強度を測定し、耐水剥離強度とした。この評価基準は下記の通りとし、評価結果を表4に記す。
◎(実用上特に優れる):2.0N以上
○(実用上優れる):1.5N以上2.0N未満
△(実用可能):1.0N以上1.5N未満
×(実用不可能):1.0N未満
耐沸水性の評価
ヒートシールフィルムの貼り合わせで得られた試験片を105℃の沸騰水に1時間浸した。その後、試験片を初期剥離強度の測定方法に準じて2枚のヒートシールフィルム間の剥離強度を測定し、耐沸水剥離強度とした。この評価基準は下記の通りとし、評価結果を表4に記す。
◎(実用上特に優れる):2.0N以上
○(実用上優れる):1.5N以上2.0N未満
△(実用可能):1.0N以上1.5N未満
×(実用不可能):1.0N未満
耐ブロッキング性の評価
ヒートシールフィルムの調製で得られたヒートシールフィルムを5cm角に切断し、ヒートシール層の面をPETフィルムに重ねて、40℃下で10PSIの圧力をかけ、24時間放置した。次いで、15mm幅に切断し、剥離強度を測定した。
剥離強度が0.5N以下を○、0.5Nより大きい場合は×とした。
Figure 0006439984
本発明の結晶性共重合ポリエステル樹脂およびその水性分散体は、接着性および耐水性、耐沸水性に優れた性能を有し、食品包装材料、産業部品用包装材料に用いられるヒートシール剤として有用である。

Claims (4)

  1. 多価カルボン酸成分と多価アルコール成分を共重合成分とし、多価アルコール成分としてエチレングリコール成分が25モル%以下であり、炭素数4〜10の直鎖状の脂肪族ジオール成分が75モル%以上であり、多価カルボン酸成分として、スルホン酸金属塩を有する芳香族ジカルボン酸が2モル%以上5モル%以下の範囲で含有し、かつ融点が90℃以上130℃以下、酸価が4KOHmg/g未満である結晶性共重合ポリエステル樹脂(A)100質量部に対して、多価カルボン酸成分として、スルホン酸金属塩を有する芳香族ジカルボン酸を2モル%以上8モル%以下の範囲で含有し、かつ酸価が4KOHmg/g未満、ガラス転移温度が40℃以上80℃以下である非晶性共重合ポリエステル樹脂(B)を40〜250質量部含有するヒートシール剤用ポリエステル樹脂水性分散体(D)。
  2. 請求項記載のポリエステル樹脂水性分散体(D)主成分とするヒートシール剤。
  3. 請求項記載のヒートシール剤を用いて作製したヒートシール層。
  4. 請求項記載のヒートシール層と、ポリエステルフィルム、ポリオレフィンフィルムまたはポリアミドフィルムとの積層体。
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