JP6911445B2 - 積層体とその製造方法 - Google Patents

積層体とその製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6911445B2
JP6911445B2 JP2017061735A JP2017061735A JP6911445B2 JP 6911445 B2 JP6911445 B2 JP 6911445B2 JP 2017061735 A JP2017061735 A JP 2017061735A JP 2017061735 A JP2017061735 A JP 2017061735A JP 6911445 B2 JP6911445 B2 JP 6911445B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyol
component
acid
mdi
mass
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2017061735A
Other languages
English (en)
Other versions
JP2018162420A (ja
Inventor
雅紀 諸田
雅紀 諸田
裕清 内山
裕清 内山
諭志 前田
諭志 前田
勇貴 宇佐
勇貴 宇佐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toyo Morton Ltd
Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Original Assignee
Toyo Morton Ltd
Toyo Ink SC Holdings Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toyo Morton Ltd, Toyo Ink SC Holdings Co Ltd filed Critical Toyo Morton Ltd
Priority to JP2017061735A priority Critical patent/JP6911445B2/ja
Publication of JP2018162420A publication Critical patent/JP2018162420A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6911445B2 publication Critical patent/JP6911445B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Laminated Bodies (AREA)
  • Polyurethanes Or Polyureas (AREA)
  • Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)

Description

本発明は、インキ層と接着剤層とを有する積層体に関し、より詳細には食品、医療品、化粧品等の包装用材料として有用な積層体に関する。
各種プラスチックフィルム同士の貼り合わせや、プラスチックフィルムと金属蒸着フィルムや金属箔との貼り合わせは、従来、水酸基/イソシアネート系の溶剤型接着剤組成物を用いるドライラミネート方式により行われていた。しかし、ドライラミネート方式は有機溶剤を含有する接着剤組成物を用いるので、環境汚染や火災を抑止・防止する特別な設備が必要である。
近年、簡便な設備への要求から接着剤組成物の脱有機溶剤化の要求が強くなり、無溶剤化の研究が盛んに行われている。
例えば、特許文献1には、ポリオール成分(1)と2種類のポリイソシアネート化合物からなるポリイソシアネート成分(2)とを含有する無溶剤型のラミネート用接着剤組成物が開示されている。
また、特許文献2には、ポリオール成分(1)と3官能ポリイソシアネート化合物を必須とするポリイソシアネート成分(2)とを含有する、分岐点濃度が特定の範囲にあり、水酸基モル数:イソシアネート基モル数=1:1〜1:3である無溶剤型ラミネート接着剤組成物が開示されている。
特許文献3には、ポリオール成分(A)と、イソホロンジイソシアネートを必須とするイソシアネート成分(B)とを含有する無溶剤型接着剤組成物が開示されている。
特許文献4には、ポリオール成分(A)とポリイソシアネート化合物(B)と特定粒子径の粉体(C)とを含有する無溶剤型接着剤組成物が開示されている。
また、特許文献5にはポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)とを含み、ポリイソシアネート成分(A)が、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a1)と4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート(a2)と、ポリエーテルポリオール(a3)を必須とするポリオールとをイソシアネート基過剰の条件下に反応させてなる反応性生成物であり、ポリオール成分(B)が、数平均分子量500以上、3000以下のポリエステルジオール(b1)を必須とし、更に数平均分子量50以上、500未満のジオール(b2)またはトリオール(b3)の少なくともいずれか一方を含む接着剤組成物が開示されている。
また、特許文献6の請求項2には、外装のポリエチレンテレフタレートフィルム層(F1)、印刷インキの乾燥被膜層(P)、コート樹脂の乾燥皮膜層(C)、無溶剤型接着剤層(A)、金属蒸着層又は金属箔(M)、内装プラスチックフィルム層(F2)をこの順に有するプラスチックフィルム積層体が記載されている。
また、特許文献7には、ポリオール成分(A)とポリイソシアネート成分(B)の総量中に特定量の結晶性ポリオール成分を含有する2液硬化型無溶剤系接着剤組成物が開示されている。
特許文献8には、ポリエーテルポリオールを原料とするウレタンプレポリマーとクルードMDIとを含む特定のポリイソシアネート成分(A)と、ポリエステルジオールを必須成分とする特定のポリオール成分(B)とを含む接着剤組成物が記載されている。
特開平8−60131号公報 特開2003−96428号公報 特開2006−57089号公報 特開2011−162579号公報 特開2014−159548号公報 特開2010−280122号公報 特開2002−249745号公報 特許第5812219号
包装用材料としての積層体は、透明基材の一方の面(以下、裏面、裏側ともいう)に印刷インキ層、接着剤層、基材とを有する。印刷インキ層は、前記透明基材の反対側(以下、表面、表側ともいう)から見られることとなる。印刷インキ層は、全面を覆うように設けられている場合もあるし、部分的に設けられている場合もある。印刷インキ層は単層の場合もあるし複数の層が重ねられている場合もある。印刷インキ層が設けられている部分はインキ部とも呼ばれ、印刷インキ層の設けられてない部分は無地部とも呼ばれる。
溶剤を含まない接着剤組成物は、乾燥工程がなく溶剤の排出がないこと、省エネルギーでランニングコストが良いこと、プラスチックフィルム同士を貼り合せた後の積層体や、プラスチックフィルムと金属箔や金属蒸着層とを貼り合せた後の積層体に溶剤が残留する懸念がないこと等の多くのメリットを持つ。しかし、無溶剤接着剤組成物と、フィルム上に金属蒸着層が設けられたガスバリア性の高い基材(以下、バリア性基材ともいう)とを用いて包装用材料としての積層体を形成すると、インキ部上にゆず肌状の外観不良が生じやすいという問題があった。
特許文献1〜4には、ポリイソシアネート成分として、反応が比較的穏やかなもの、具体的には脂環族系ポリイソシアネート成分や脂肪族系ポリイソシアネート成分を使用する旨、記載されている。しかし、反応が比較的穏やかなポリイソシアネート成分では、エージング工程に40〜50℃で2〜5日間を要するという問題点があった。また、特許文献1〜4には、インキ部における外観不良の改良は記載されていない。なお、エージング工程とは「接着剤層の硬化を進行させる工程」の意である。
また、特許文献5には水分との反応性を制御し、高湿度化においても良好な接着性能と良好なポットライフを有する接着剤組成物が開示されている。しかし、特許文献5もインキ部における外観不良の改良には言及してない。
特許文献6の[0013]、[0014]には、外装のポリエチレンテレフタレートフィルム層(F1)と、コート樹脂の乾燥皮膜層(C)の間に、印刷インキの乾燥被膜層(P)を設ける場合、前記コート樹脂の乾燥皮膜層(C)を構成するコート樹脂は、印刷インキ用のバインダーを用い、インキ部の外観を向上させようとする旨、開示されている。しかし、実施例に具体的に示される加工スピード、即ち、接着剤の塗工速度はわずか10m/分と低速である。無溶剤型接着剤組成物は、無溶剤であるが故にこれまでは塗工速度を上げると、塗工面が荒れるので、塗工速度の向上と外観向上の両立を図ることはできなかった。生産性の向上の点から、無溶剤型接着剤組成物にも、溶剤型接着剤組成物と同レベル、例えば200m/分程度の塗工速度で、インキ部の外観が良好な積層体が望まれるようになってきた。
一方、特許文献7には、特定量の結晶性ポリエステルを含有する無溶剤接着剤組成物を用いることによって、200m/分の塗工速度でも、インキ部の外観を向上しようとする旨が開示されている。しかし、結晶性ポリエステルを使用するので、40℃以下の低温エージングでは外観不良を改善できなかった。
また、特許文献8には、200m/分以上の速度で塗工し、低温かつ短時間でエージングし、外観に優れる積層体が得られる旨記載されているが、印刷部の外観の向上が望まれていた。
本発明の目的は、ガスバリア性に優れる基材、例えば酸素透過度が100CC(m、24hr、1atm、25℃)以下の基材を用いた場合に、高速、例えば塗工速度200m/分で接着剤組成物を塗工し、40℃以下の低温かつ短時間のエージングで、印刷部の良好な外観の積層体を提供することである。
本発明は、上記課題に鑑み、成されたものであって、接着剤組成物、および積層体に関する。
即ち、本発明の接着剤組成物は、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)とを含有する接着剤組成物であって、下記(1)〜(5)の条件を全て満たす。
(1)ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)との合計100質量部に対して、カルボキシル基を有する化合物と1価アルコールとのエステルであって、25℃で液状のエステル(C)を0.1〜20質量部更に含有する。
(2)前記ポリイソシアネート成分(A)が、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a)と4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートとを含み、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびトリレンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも一種のイソシアネートをさらに含む。
(3)前記イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a)が、
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを必須とし、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびトリレンジイソシアネートからなる群より少なくとも1つをさらに含むイソシアネート成分と、ポリエーテルポリオールを必須とするポリオールとの反応生成物であるか、
もしくは、
4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを必須とし、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびトリレンジイソシアネートからなる群より少なくとも1つのイソシアネート成分それぞれと、ポリオールとの反応生成物の混合物であり、前記ポリオールのうち少なくとも1つがポリエーテルポリオールを必須とする、混合物である。
(4)前記ポリオール成分(B)が、数平均分子量500以上、3000以下のポリエステルポリオールを必須として含む。
(5)前記接着剤組成物100質量%中に含まれる、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびトリレンジイソシアネートの合計量が10〜34質量%である。
上記本発明の接着剤組成物は、1価アルコールの炭素数が1〜20であることが好ましい。
また、本発明の接着剤組成物は、25℃で液状のエステル(C)が、カルボキシル基を2個有する化合物と、1価アルコールとのジエステルであることが好ましい。
さらに本発明は、透明基材1とインキ層と接着剤層と酸素透過度が100CC(m、24hr、1atm、25℃)以下の基材2とをこの順で有する積層体であって、前記接着剤層が前記本発明の接着剤組成物の硬化物である積層体に関する。
本発明により、酸素透過度が100CC(m、24hr、1atm、25℃)以下のガスバリア性に優れる基材を用いた場合に、高速、例えば塗工速度200m/分で接着剤組成物を塗工し、40℃以下の低温で短時間のエージングでも、15mm幅にて0.6N以上の接着性能を発現し、印刷部の良好な外観の積層体を提供することができる。
本発明の接着剤組成物は、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)と25℃で液状の1価アルコールとのエステル(C)とを含有する。
本発明における接着剤組成物に含まれるポリイソシアネート成分(A)について説明する。
以下、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを4,4’−MDI、
2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを2,4’−MDI、
トリレンジイソシアネートをTDIと略すこともある。
ポリイソシアネート成分(A)は、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a)と4,4’−MDIとを含み、2,4’−MDIおよびTDIからなる群より選ばれる少なくとも一種のイソシアネートをさらに含む。
前記ウレタンプレポリマー(a)は、イソシアネート成分とポリオールとをイソシアネート基過剰の条件下に反応させて、得ることができるものであり、
4,4’−MDIを必須とし、2,4’−MDIおよびTDIからなる群より選ばれる少なくとも1つを含むイソシアネート成分と、ポリエーテルポリオールを必須とするポリオールとの反応生成物であるか、
もしくは、
4,4’−MDIを必須とし、2,4’−MDIおよびTDIからなる群より少なくとも1つのイソシアネート成分それぞれと、ポリオールのうちの少なくとも1つがポリエーテルポリオールであるポリオールとの反応生成物の混合物である。
即ち、本発明に用いられるウレタンプレポリマー(a)としては、(a1)〜(a6)等が挙げられる。
(a1)4,4’−MDIと2,4’−MDIと、ポリエーテルポリオールを必須とするポリオールとの反応生成物。
(a2)4,4’−MDIとTDIと、ポリエーテルポリオールを必須とするポリオールとの反応生成物。
(a3)4,4’−MDIと2,4’−MDIとTDIと、ポリエーテルポリオールを必須とするポリオールとの反応生成物。
(a4)4,4’−MDIとポリオールとの反応生成物生物と、2,4’−MDIとポリオールとの反応生成物との混合物。
(a5)4,4’−MDIとポリオールとの反応生成物と、TDIとポリオールとの反応生成物との混合物。
(a6)4,4’−MDIとポリオールとの反応生成物と、2,4’−MDIとポリオールとの反応生成物と、TDIとポリオールとの反応生成物との混合物。
複数の反応生成物の混合する(a4)〜(a6)の場合、ポリエーテルポリオールは、用いられるポリオールのうち、少なくとも1つであればよい。
つまり、例えば、(a4)の場合であれば、以下のような態様を含む。
(a4−1)4,4’−MDIとポリエーテルポリオールを必須とするポリオールとの反応生成物と、2,4’−MDIとポリエーテルポリオール以外のポリオールとの反応生成物との混合物。
(a4−2)4,4’−MDIとポリエーテルポリオール以外のポリオールとの反応生成物と、2,4’−MDIとポリエーテルポリオールを必須とするポリオールとの反応生成物とを混合物。
なお、「ポリエーテルポリオールを必須とするポリオール」は、ポリエーテルポリオールだけでもよいし、ポリエーテルポリオールとポリエーテルポリオール以外のポリオールとの併用でもよい。従って、(a4−1)は、さらに以下のような態様を含む。
(a4−1−1) 4,4’−MDIとポリエーテルポリオールとの反応生成物と、2,4’−MDIとポリエーテルポリオール以外のポリオールとの反応生成物との混合物。
(a4−1−2) 4,4’−MDIとポリエーテルポリオール以外のポリオールとの反応生成物と、2,4’−MDIとポリエーテルポリオールとの反応生成物との混合物。
(a4−1−3) 4,4’−MDIとポリエーテルポリオールとの反応生成物と、2,4’−MDIとポリエーテルポリオールとの反応生成物との混合物。
また、(a1)〜(a3)の場合、4,4’−MDIと、2,4’−MDI等とを混合した後、ポリエーテルポリオールを必須とするポリオールと反応させることもできるし、各イソシアネートを順番に、ポリエーテルポリオールを必須とするポリオールと反応させることもできる。
さらに(a1)〜(a3)の反応生成物同士を併用したり、(a4)〜(a6)の混合物同士を併用したり、(a1)〜(a3)の反応生成物と(a4)〜(a6)の混合物とを併用したりすることもできる。
ウレタンプレポリマー(a)を形成するためのポリオールについて説明する。ポリオールは、ポリエーテルポリオールを必須成分として含有し、その他にポリエステルポリオールを含有することができる。ポリエーテルポリオールは、一般にポリエステルポリオールに比して溶融状態での粘度が低いので、無溶剤型接着剤組成物の構成成分であるポリイソシアネート成分(A)中のウレタンプレポリマーを形成する際のポリオールとしては、ポリエーテルポリオールを必須とすることが重要である。さらにポリエステルポリオールを併用することにより、後述するポリオール成分(B)との相溶性を高めると共に、接着剤層の凝集力を高めることができる。
ポリエステルポリオールを併用する場合には、ポリオール100質量%中、接着剤組成物の粘度の点から50質量%以下であることが好ましい。
ポリエーテルポリオールとしては、例えば、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、テトラヒドロフラン等のオキシラン化合物を、例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量ポリオールを開始剤として重合して得られるポリエーテルポリオール等が挙げられる。
ポリエーテルポリオールとしては、2官能の他、3官能以上のものを用いることができる。また、官能基数の異なるものを複数組み合わせて用いることもできる。ポリエーテルポリオールとしては、数平均分子量が100以上、5000以下のものが好ましい。また、異なる分子量のものを複数組み合わせて用いることもできる。
ポリエステルポリオールとしては、多価カルボン酸成分とグリコール成分とを反応させて得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。
多価カルボン酸成分としては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の多価カルボン酸若しくはそれらのジアルキルエステル又はそれらの混合物が挙げられる。グリコール成分としては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、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、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、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等のグリコール類若しくはそれらの混合物とが挙げられる。
低分子ジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、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、3,3’−ジメチロールヘプタン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、等の低分子ジオール類又はそれらの混合物が挙げられる。
本発明における前記ポリイソシアネート成分(A)は、前述の通り、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a)と4,4’−MDIとを含み、2,4’−MDIおよびTDIからなる群より選ばれる少なくとも一種のイソシアネートモノマーをさらに含む。イソシアネートモノマーは、ウレタンプレポリマー(a)を得る際、残った未反応のイソシアネートモノマーでもよいし、ウレタンプレポリマー(a)を得た後、加えられるものであってもよい。
ポリイソシアネート成分(A)は、数平均分子量が200〜800であることが好ましく、より好ましくは数平均分子量が300以上700以下である。ポリイソシアネート成分(A)は、ウレタンプレポリマー(a)を含むものでありながらも、イソシアネートモノマーを含むことによって、上記のような分子量を呈することが好ましい。
また、本発明に用いられるポリイソシアネート成分(A)は、イソシアネート基を10質量%以上〜18質量%未満、含有することが好ましい。
ポリイソシアネート成分(A)のイソシアネート基含有率が上記範囲内にあることで、ガスバリア性の高いフィルム基材を用いる場合に、より外観の良好な積層体を形成することができる。イソシアネート基の含有率(質量%)は、後述するように塩酸による滴定で求める。
また、ポリイソシアネート成分(A)に含まれる、4,4’−MDI、2,4’−MDIおよびTDIのそれぞれの割合は、4,4’−MDI、2,4’−MDIおよびTDIの合計100モル%中、
4,4’−MDIが30モル%以上、70モル%以下、
2,4’−MDIが30モル%以上、70モル%以下、
TDIが30モル%以上、70モル%以下であることが好ましい。
2種類のMDIの組成比が上記範囲にあることによって、エージング温度を40℃以上に管理せずとも、積層体におけるインキ部の塗工外観が良化し、且つ良好な接着性能を発現できる。2,4’−MDIまたはTDIのみを用いると短時間エージングでは十分な接着性能を発揮できない。一方、4,4’−MDIのみを用いると積層体におけるインキ部外観向上が不十分である。
次に、本発明における接着剤組成物に含まれるポリオール成分(B)について説明する。
ポリオール成分(B)は、数平均分子量500以上、3,000以下のポリエステルポリオールを必須とし、更に数平均分子量50以上、500未満のジオール、数平均分子量50以上、500未満のトリオール、および数平均分子量500以上、10000以下のポリエーテルポリオールからなる群より選ばれる少なくとも一種をさらに含み得る。
ポリエステルポリオールを必須として用いることで、十分な接着強度が得られる。更に数平均分子量50以上、500未満のジオール、数平均分子量50以上、500未満のトリオール、および数平均分子量4500以上、10000以下のポリエーテルポリオールからなる群より選ばれる少なくとも一種を含むことで、高湿度下における強度が向上する
ポリオール成分(B)の必須成分として用いられる数平均分子量500以上、3000以下のポリエステルポリオールについて説明する。
ポリエステルポリオールとしては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の多価カルボン酸若しくはそれらのジアルキルエステル又はそれらの混合物と、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、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、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、ポリテトラメチレンエーテルグリコール等のグリコール類若しくはそれらの混合物とを反応させて得られるポリエステルポリオール或いはポリカプロラクトン、ポリバレロラクトン、ポリ(β−メチル−γ−バレロラクトン)等のラクトン類を開環重合して得られるポリエステルポリオール等が挙げられる。
また、ヒマシ油等の植物油並びに植物油由来のポリエステル化合物を使用することもできる。
植物油として代表的ものは、アサ実油、アマニ油、エノ油、オイチシカ油、オリーブ油、カカオ油、カポック油、カヤ油、カラシ油、キョウニン油、キリ油、ククイ油、クルミ油、ケシ油、ゴマ油、サフラワー油、ダイコン種油、大豆油、大風子油、ツバキ油、トウモロコシ油、ナタネ油、ニガー油、ヌカ油、パーム油、ヒマシ油、ヒマワリ油、ブドウ種子油、ヘントウ油、松種子油、綿実油、ヤシ油、落花生油、脱水ヒマシ油などが挙げられる。
得られたポリエステルジオール中の水酸基の一部に無水トリメリット酸などの酸無水物をさらに反応させたものをポリエステルジオールとして用いることもできる。
酸無水物を付加したポリエステルジオールを用いることにより、密着し難いシート状基材に適用する場合に、密着性を向上できる。付加させる無水トリメリット酸等の使用量は、反応後のポリエステルジオール100質量%中、0.1〜5質量%が好ましい。
ポリエステルジオールとして数平均分子量が上記範囲内のものを用いることによって、ポリエーテルポリウレタンを必須の構成成分とする前述のポリイソシアネート成分(A)との相溶性がよくなり、透明な接着剤組成物を得ることができ、十分な接着性能を発現できる。
数平均分子量50以上、500未満のジオールとしては、例えば、ポリエステルジオール、ポリエーテルジオール、ポリエーテルエステルジオール、ポリエステルアミドジオール、アクリルジオール、ポリカーボネートジオールやエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ブチレングリコール、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、3,3’−ジメチロールヘプタン、2−メチル−1,3−プロパンジオール、等の低分子ジオール類又はそれらの混合物が挙げられる。これらのなかでも、反応性の観点から、低分子ジオール類が好ましい。
ポリエーテルジオールとしては、例えば、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、テトラヒドロフラン等のオキシラン化合物を、例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、等の2官能低分量ポリオールを開始剤として重合して得られるポリエーテルジオールが挙げられる。
ポリエーテルエステルポリオールとしては、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバチン酸等の二塩基酸若しくはそれらのジアルキルエステル又はそれらの混合物と、上記ポリエーテルジオールを反応させて得られるポリエーテルエステルジオールが挙げられる。
ポリエステルアミドジオールとしては、上記エステル化反応に際し、例えば、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等のアミノ基を有する脂肪族ジアミンを原料としてあわせて使用することによって得られる。
アクリルジオールの例としては、1分子中に1個以上の水酸基を含むアクリル酸ヒドロキシエチル、アクリル酸ヒドロキシプロプル、アクリルヒドロキシブチル等、或いはこれらの対応するメタクリル酸誘導体等と、例えばアクリル酸、メタクリル酸又はそのエステルとを共重合することによって得られる。
ポリカーボネートジオールとしては、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、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、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,9−ノナンジオール、1,8−ノナンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4−シクロヘキサンジオール、1,4−シクロヘキサンジメタノール、の中から選ばれた1種又は2種以上のグリコールをジメチルカーボネート、ジフェニルカーボネート、エチレンカーボネート、ホスゲン等との反応によって得られたものが挙げられる。
数平均分子量50以上、500未満のトリオールとしては、ポリエーテルトリオール、ひまし油やトリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子トリオール類又はそれらの混合物が挙げられる。これらのなかでも、反応性の観点から、低分子トリオール類やポリエーテルトリオールが好ましい。
ポリエーテルトリオールとしては、例えば、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、テトラヒドロフラン等のオキシラン化合物を、例えば、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分量トリオールを開始剤として重合して得られるポリエーテルトリオールが挙げられる。
数平均分子量500以上、10000未満のポリエーテルジオールとして用いるポリエーテルポリオールとしては、例えば、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、テトラヒドロフラン等のオキシラン化合物を、例えば、水、エチレングリコール、プロピレングリコール、トリメチロールプロパン、グリセリン等の低分子量ポリオールを開始剤として重合して得られるポリエーテルポリオール等が挙げられる。
ポリオール成分(B)は、ポリオール成分(B)100質量%中に、数平均分子量500以上、3,000以下のポリエステルポリオールを60質量%以上、99質量%以下、数平均分子量50以上、500未満のジオール、数平均分子量50以上、500未満のトリオール、および数平均分子量4500以上、10000以下のポリエーテルポリオールを合わせて1質量%以上、40質量%以下含むことが好ましい。
ジオールとトリオールとポリエーテルジオールとを合わせたものが上記範囲内にあることで、ガスバリア性の高いフィルム基材を用い、高速で塗工・貼りあわせる場合に、より良好な外観の積層体を得ることができる。
ポリオール成分(B)は、前記数平均分子量50以上、500未満のジオール、数平均分子量50以上、500未満のトリオール、および数平均分子量4500以上、10000以下のポリエーテルポリオールの他に、本発明の目的を損なわない範囲で、その他のポリオール成分を含むことができる。
本発明における接着剤組成物は、前記ポリオール成分(B)中の水酸基モル数を100モルとした場合、ポリイソシアネート成分(A)中のイソシアネート基のモル数が120モル以上、300モル以下であることが好ましい。
ポリオール成分(B)中の水酸基モル数を100モルとした場合、ポリイソシアネート成分(A)中のイソシアネート基のモル数が上記範囲内にあることで、高湿度下でエージングしても、良好な接着力を発現できる。
本発明における接着剤組成物は、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)との合計100質量%中に含まれる、4,4’−MDI、2,4’−MDIおよびTDIの合計量は10〜34質量%であり、12〜32質量%であることが好ましい。
ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)との合計100質量%中に含まれる、4,4’−MDI、2,4’−MDI、TDIの合計量が上記範囲内にあることで、ガスバリア性の高いフィルム基材を用いる場合に、より良好な外観の積層体を得ることができる。
本発明における接着剤組成物は、平均粒子径が1×10−4mm以上、4×10−4mm以下の粒子をさらに含有することができる。上記範囲内の平均粒子径を有する粒子を含有することでガスバリア性の高いフィルム基材を用い、高速で塗工・貼りあわせる場合に、より外観の積層体を得ることができる。粒子が小さすぎると添加しても流動特性があまり変化しないので、外観もあまり変わらない。
ここで、平均粒子径とは平均体積径であり、レーザー光散乱法により求めた値である。
かかる粒子としては、無機化合物または有機化合物のいずれも用いることができ、単独で用いても二種以上を併用しても良い。
無機化合物の粒子としては、例えば、酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウム、水酸化アルミニウム、アルミナホワイト、硫酸カリウム、酸化亜鉛、炭酸亜鉛、メタケイ酸アルミン酸マグネシウム、ケイ酸マグネシウム、酸化マグネシウム、炭酸マグネシウム、水酸化マグネシウム、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、炭酸バリウム、炭酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カルシウム、ケイ酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、硫酸カルシウム、酸化チタン、シリカ、ゼオライト、活性炭、カオリン、タルク、ロウ石クレー、けい石、マイカ、グラファイト、セリサイト、モンモリロナイト、セリサイト、セピオライト、ベントナイト、パーライト、ゼオライト、ワラストナイト、蛍石、ドロマイトなどの粉体が挙げられる。これらのなかでもシリカやタルクが賞用される。
有機化合物の粒子としては、例えば、ベンゾグアナミン樹脂、シリコン系樹脂、スチレン樹脂、架橋ポリスチレン、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、フッ素樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリウレタン樹脂、酢酸ビニル共重合系樹脂、ポリフェニレンオキサイド樹脂、ナイロン6、ナイロン12、セルロース、アクリル樹脂、メタクリル樹脂などの粉体が挙げられる。これらのなかでもベンゾグアナミン樹脂が賞用される。
粒子の含有量は、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)との合計100質量部に対して、平均粒子径が1×10−4mm以上〜4×10−4mm以下の粒子(C)を0.01〜10質量部含むことが好ましい。上記範囲にあることによって、外観と接着強度とをバランス良く向上できる。
粒子は、ポリイソシアネート成分(A)、ポリオール成分(B)成分と同時に混合することもできるし、いずれか一方の成分に混合しておき、他方を混合することもできる。粒子は、ポリオール成分(B)成分に予め混合しておくことが好ましい。
本発明における接着剤組成物は、溶剤を含有しないことが好ましく、各成分の配合は、流動性が確保できる範囲でできるだけ低温で行うことが好ましく、具体的には25℃以上、80℃以下で配合することが好ましい。前記ポリイソシアネート成分(A)、ポリオール成分(B)成分を混合した直後の60℃での粘度は、好ましくは50mPa・s以上、5000mPa・s以下、さらに好ましくは50mPa・s以上、3000mPa・s以下である。
なお、本発明において、混合した直後とは、均一混合後1分以内であることを意味し、溶融粘度はB型粘度計により求めた値を示す。60℃における溶融粘度が5,000mPa・s超では、塗工が困難になり良好な作業性を確保することが難しく、塗工温度が60℃以下になると良好な塗装外観が得られない可能性がある。
一方、60℃における溶融粘度が50mPa・s未満では、初期凝集力が弱いために十分な接着性能が得られなかったり、基材に接着剤組成物を塗工する際に塗膜の厚みが均一にならず外観不良を生じたり、反りが発生する傾向にある。
本発明における接着剤組成物は、更に、酸化防止剤、紫外線吸収剤、加水分解防止剤、防黴剤、増粘剤、可塑剤、消泡剤、顔料、充填剤等の添加剤を必要に応じて使用することができる。
また、接着性能を更に高めるために、シランカップリング剤、リン酸、リン酸誘導体、酸無水物、粘着性樹脂等の接着助剤を使用することができる。また、硬化反応を調節するため公知の触媒、添加剤等を使用することができる。
シランカップリング剤としては、ビニル基、エポキシ基、アミノ基、イミノ基、メルカプト基等の官能基と、メトキシ基、エトキシ基等の官能基を有するものを使用することができる。
例えば、ビニルトリクロルシラン等のクロロシラン、N−(ジメトキシメチルシリルプロピル)エチレンジアミン、N−(トリエトキシシリルプロピル)エチレンジアミン等のアミノシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリエトキシシラン等のエポキシシラン、ビニルトリエトキシシラン等のビニルシラン等が挙げられる。
シランカップリング剤の添加量は全接着剤組成物に対して0.1〜5質量%が好ましい。
本発明に用いられるリンの酸素酸又はその誘導体の内、リンの酸素酸としては、遊離の酸素酸を少なくとも1個以上有しているものであればいずれでもよく、例えば、次亜リン酸、亜リン酸、オルトリン酸、次リン酸等のリン酸類、メタリン酸、ピロリン酸、トリポリリン酸、ポリリン酸、ウルトラリン酸等の縮合リン酸類が挙げられる。又、リンの酸素酸の誘導体としては、上記のリンの酸素酸を遊離の酸素酸を少なくとも1個以上残した状態でアルコール類と部分的にエステル化されたもの等が挙げられる。これらのアルコールとしては、メタノール、エタノール、エチレングリコール、グリセリン等の脂肪族アルコール、フェノール、キシレノール、ハイドロキノン、カテコール、フロログリシノール等の芳香族アルコール等が挙げられる。リンの酸素酸又はその誘導体は、1種又は2種以上を用いてもよい。リンの酸素酸又はその誘導体の添加量は、全組成物に対して0.01〜10質量%、好ましくは0.05〜5質量%、更に好ましくは0.1〜1質量%である。
本発明における接着剤組成物に含まれる1価アルコールとカルボン酸とのエステルであって、25℃で液状のエステル(C)について説明する。
1価アルコールとしては、炭素数が1〜20のものが好ましく、3〜10のものがより好ましい。
例えば、プロピルアルコール、イソプロプルアルコール、ブチルアルコール、イソブチルアルコール、ペンチルアルコール、イソペンチルアルコール、ヘキシルアルコール、イソヘキシルアルコール、ヘプチルアルコール、イソヘプチルアルコール、オクチルアルコール、イソオクチルアルコール、ノニルアルコール、イソノニルアルコール、デシルアルコール、イソデシルアルコール、
ウンデシルアルコール、イソウンデシルアルコール、ドデシルアルコール、イソドデシルアルコール、トリデシルアルコール、イソトリデシルアルコール、テトラデシルアルコール、イソテトラデシルアルコール、ペンタデシルアルコール、イソペンタデシルアルコール、ヘキサデシルアルコール、イソヘキサデシルアルコール、ヘプタデシルアルコール、イソヘプタデシルアルコール、オクタデシルアルコール、イソオクタデシルアルコール、ノナデシルアルコール、イソノナデシルアルコール、イコシルアルコール、イソイコシルアルコール等が挙げられる。
カルボン酸としては、例えば、プロピオン酸、酪酸、吉草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴン酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、マルガリン酸、ステアリン酸、安息香酸等のモノカルボン酸や、マロン酸、コハク酸、グルタル酸、アジピン酸、ピメリン酸、スベリン酸、アゼライン酸、セバシン酸、フタル酸等のジカルボン酸等が挙げられる。カルボン酸としては、前記ジカルボン酸等の使用が好ましい。
本発明において25℃で液状とは、エステル(C)を25℃に保持した状態で、B型粘度計を用いて粘度を測定した時、粘度が10,000mPa・s以下であるものをいう。
25℃で液状のエステル(C)の含有量は、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)との合計100質量部に対して0.1〜20質量部であり、好ましくは0.5〜10質量部である。また、液状エステル(C)は、単独もしくは2種以上を併用してもよい。
エステル(C)を0.1〜20質量部含むことによって、接着剤層を平滑化することができ、且つ、インキ層への密着性が確保できるため、接着剤組成物を高速で塗工しても、40℃以下の低温且つ短時間のエージングで、印刷部の良好な外観の積層体を得ることができる。
本発明の積層体について説明する。本発明の積層体は、前述の通り、透明基材1とインキ層と接着剤層と基材2とをこの順で有する。
透明基材1としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート(以下、PETともいう)、ポリカーボネート、ポリ乳酸などのポリエステル、ポリスチレン、AS樹脂、ABS樹脂などのポリスチレン系樹脂、ナイロン、ポリアミド、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、セロハン、紙、アルミなど、もしくはこれらの複合材料からなるフィルム状もしくはシート状のものがあり、上記の印刷方式を用いて塗布し、オーブンによる乾燥によって乾燥あるいは硬化させて定着することで、印刷物を得ることができる。基材は、金属酸化物などを表面に蒸着コート処理および/またはポリビニルアルコールなどコート処理が施されていても良く、さらにコロナ処理などの表面処理が施されていても良い。
インキ層は特に限定されないが、グラビア印刷、フレキソ印刷などの既知の印刷方式で印刷できるが、特にグラビア印刷方式で印刷することが好ましい。グラビア印刷に用いられるシリンダーは、彫刻タイプ、腐食タイプ等公知のものが用いられる。
グラビア印刷に適した粘度及び濃度にまで希釈溶剤で希釈されたインキ組成物が、単独でまたは混合されて各印刷ユニットに供給され、印刷後、オーブンを通過させ、乾燥ないしは硬化され、インキ層が形成される。オーブンの温度は通常40〜80℃、印刷速度は通常50〜300m/分である。インキ層は、通常、0.5〜5g/mであり、1〜3.5g/mであることが好ましい。
接着剤層は、前記ポリイソシアネート成分(A)と前記ポリオール成分(B)と前記25℃で液状のエステル(C)とを、前述の通り、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)との合計100質量部に対して、前記エステル(C)が0.1〜20質量部となるように、且つポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)との合計100質量%中に含まれる、4,4’−MDI、2,4’−MDIおよびTDIの合計量は10〜34質量%となるように混合した接着剤組成物の硬化物であり、例えば以下のような方法で得ることができる。
即ち、接着剤組成物を、前記インキ層上に、または酸素透過度が100CC(m、24hr、1atm、25℃)以下の基材2上に塗工し、接着剤層の前駆体を形成する。接着剤組成物の塗布量は、基材2の種類や塗工条件等に応じて適宜選択されるが、通常、1〜5g/mであり、好ましくは1.5〜4.5g/mである。
その後、接着剤層の前駆体に酸素透過度が100CC(m、24hr、1atm、25℃)以下の基材2を重ねたり、接着剤層の前駆体にインキ層、即ち透明基材1上に設けられた白色インキ層の前記透明基材1が接していない方の面を重ねたりした後、常温又は加温下にエージングして前記前駆体を硬化させ、接着剤層となし、積層体を製造する。本発明における接着剤組成物の場合、エージングに要する時間は1日程度である。また、本発明における接着剤組成物の場合、塗工〜エージングの際の環境湿度が高くても十分な接着性能を発現できる。
用いられる基材2は酸素透過度が100CC(m、24hr、1atm、25℃)以下である。酸素透過度は厚みの影響を受ける。本願では、単位厚み(1μm)当たりの酸素透過度(以下、酸素透過係数という)と厚みから、酸素透過度が100CC以下のものを基材2として用いることができる。
例えば、エチレン含有率56%のエチレン−ビニルアルコール共重合物は、酸素透過係数(m、24hr、1atm、25℃)が3CCなので、1μmでも使用できる。
一方、以下に示すような酸素透過係数が大きいプラスチックフィルムも膜厚によっては使用できる。即ち、アクリロニトリル含有率70%のアクリロニトリル共重合物は、酸素透過係数が300CCなので、膜厚3μm以上とすれば使用できる。
同様に、
酸素透過係数が400CCのビニリデンクロライド共重合物は、膜厚4μm以上とすれば、
酸素透過係数が1700CCのナイロン6は、膜厚17μm以上とすれば、
酸素透過係数が1925CCのナイロン66は、膜厚19.25μm以上とすれば、
酸素透過係数が768CCのポリエチレンテレフタレートは、膜厚7.68μm以上とすれば、
酸素透過係数が2580CCのテレフタル酸−ビスフェノール共重合体ポリアリレートは、膜厚25.8μm以上とすれば、
酸素透過係数が4850CCのポリアセタールは、膜厚48.5μm以上とずれば、
酸素透過係数が650CCのポリクロロトリフロロエチレンは、膜厚6.5μm以上とすれば、
酸素透過係数が1300CCのポリフッ化ビニリデンは、膜厚13μm以上とすれば、
それぞれ基材2として使用できる。
また、アルミニウム、酸化珪素、酸化アルミニウム等を各種プラスチックフィルムに蒸着した蒸着フィルムも基材2として用いることができる。多くの場合、蒸着層の厚みは1〜500nm程度であり、このような蒸着層を設けることによって、酸素透過度に対するプラスチックフィルムの種類・厚みの影響は極めて小さくなる。
例えば、無延伸ポリプロピレンフィルムにアルミニウム蒸着層を設けたものは、酸素透過度が20〜10CC(m、24hr、1atm、25℃)、
ポリエチレンテレフタレートフィルムにアルミニウム蒸着層を設けたものは、酸素透過度が2〜0.3CC(m、24hr、1atm、25℃)、
ポリエチレンテレフタレートフィルムに酸化アルミニウムの蒸着層を設けたものは、酸素透過度が4〜0.5CC(m、24hr、1atm、25℃)、
ポリエチレンテレフタレートフィルムに酸化珪素お蒸着層を設けたものは、酸素透過度が5〜0.3CC(m、24hr、1atm、25℃)であり、それぞれ基材2として用いられる。
また、金属箔として、ステンレス、鉄、銅、鉛等の金属箔は、厚みによらず酸素透過度が0CC(m、24hr、1atm、25℃)である。
基材2としては、各種プラスチックフィルムに蒸着層を設けたものや金属箔が好ましく、特に各種プラスチックフィルムに金属を蒸着したもの(以下、蒸着フィルムということもある)が好ましい。そして、金属の蒸着層は、接着剤層と接することが好ましい。
なお、酸素透過度は、酸素透過率測定装置を用い、JISK7126の方法に従い求めることができる。例えば、株式会社日立ハイテクエンス製MОCОN酸素透過率測定装置(ОX-TRAN2/21)は、試料を通過した酸素量に比例した電流をキャリアガス(
窒素)により発生するクーロメトリックセンサーを備えた装置であり、標準負荷抵抗を通し電圧変化を測定し、酸素透過度に換算する。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明する。実施例および比較例中の%および部は、断りのない限りは全て質量基準である。
<質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)の測定方法>
質量平均分子量(Mw)および数平均分子量(Mn)の測定は、昭和電工社製GPC(ゲルパーミエーションクロマトグラフィー)「ShodexGPCSystem−21」を用いた。GPCは溶媒に溶解した物質をその分子サイズの差によって分離定量する液体クロマトグラフィーであり、溶媒としてはテトロヒドロフラン、分子量の決定はポリスチレン換算で行った。
<水酸基価の測定方法>
共栓三角フラスコ中に試料約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容量比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解した。更にアセチル化剤(無水酢酸25gをピリジンで溶解し、容量100mlとした溶液)を正確に5ml加え、約1時間攪拌した。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間持続する。その後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定した。
水酸基価は次の(式1)により求めた。水酸基価は樹脂の乾燥状態の数値とした(単位:mgKOH/g)。
(式1)水酸基価(mgKOH/g)=[{(b−a)×F×28.25}/S]/(不揮発分濃度/100)+D
ただし、S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
b:空実験の0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
D:酸価(mgKOH/g)
<酸価の測定方法>
共栓三角フラスコ中に試料約1gを精密に量り採り、トルエン/エタノール(容積比:トルエン/エタノール=2/1)混合液100mlを加えて溶解した。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間保持した後、溶液が淡紅色を呈するまで0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液で滴定した。
酸価は次の(式2)により求めた。酸価は樹脂の乾燥状態の数値とした(単位:mgKOH/g)
(式2)酸価(mgKOH/g)={(5.611×a×F)/S}/(不揮発分濃度
/100)
ただし、S:試料の採取量(g)
a:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の消費量(ml)
F:0.1Nアルコール性水酸化カリウム溶液の力価
<NCO含有率(質量%)の測定方法>
200mLの三角フラスコに試料約1gを精秤し、これに0.5Nジ−n−ブチルアミン(トルエン溶液)10mL、トルエン10mLを加えて溶解した。これに、フェノールフタレイン試液を指示薬として加え、30秒間保持した後、溶液が淡紅色を呈するまで0.25N塩酸溶液で滴定した。
NCO(質量%)は以下の(式3)によって求めた。
(式3)NCO(質量%)={(b−a)×4.202×F×0.25}/S
ただし、S:試料の採取量(g)
a:0.25N塩酸溶液の消費量(ml)
b:空実験の0.25N塩酸溶液の消費量(ml)
F:0.25N塩酸溶液の力価
接着剤組成物用ポリイソシアネート成分(A)の合成
(合成例101)
数平均分子量約400のポリプロピレングリコール(以下、PPG−400という)300部、数平均分子量約2000のポリプロピレングリコール(以下、PPG−2000という)400部、グリセリンにポリプロピレングリコールを付加した数平均分子量約400のトリオール(以下、PPG−400−3官能という)200部、4,4’−MDI400部と2,4−MDI600部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら70℃〜80℃で3時間加熱してウレタン化反応を行い、イソシアネート基含有率が14.4%、MDIモノマー含有率が33%の、イソシアネート基を有するポリエーテルポリウレタンポリイソシアネート樹脂を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA1−(1)と記す。
(合成例102−103)
表1に示す組成に従って、合成例1と同様にして、ポリエーテルポリウレタンポリイソシアネート樹脂である、ポリイソシアネートA1−(2)、A1−(3)を得た。
(合成例104)
イソフタル酸80部、アジピン酸460部、1,6ヘキサンジオール60部、ジエチレングリコール400部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が1.3(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させ、酸価0.4(mgKOH/g)、水酸基価80(mgKOH/g)、数平均分子量約1400の両末端に水酸基を有するポリエステルジオール樹脂を得た。
得られたポリエステル樹脂を150部、PPG−400を190部、4,4’−MDIを310部と2,4−MDIを350部、反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら70℃〜80℃で3時間加熱してウレタン化反応を行い、イソシアネート基含有率が17%、MDIモノマー含有率が48%の、イソシアネート基を有するポリエーテルポリウレタンポリイソシアネート樹脂を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA1−(4)と記す。
(合成例105)
PPG−400を200部、ひまし油を200部、TDIを145部、反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら80℃で1時間加熱してウレタン化反応を行った後、4,4’−MDI:178部と2,4−MDI:192部を加え、窒素ガス気流下で攪拌しながら80℃で3時間加熱してウレタン化反応を行い、イソシアネート基含有率が16.1%、MDIモノマー含有率が37%の、イソシアネート基を有するポリエーテルポリウレタンポリイソシアネート樹脂を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA1−(5)と記す。
(合成例106)
アジピン酸208部、ジエチレングリコール192部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が1.3(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させ、酸価0.5(mgKOH/g)、水酸基価56.1(mgKOH/g)、数平均分子量約2000の両末端に水酸基を有するポリエステルジオール樹脂を得た。
得られたポリエステル樹脂を70部、PPG−400を367部、TDIを265部、反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら80℃で1時間加熱してウレタン化反応を行った後、4,4’−MDI:286部を加え、窒素ガス気流下で攪拌しながら80℃で3時間加熱してウレタン化反応を行い、イソシアネート基含有率が12%、MDIモノマー含有率が27%の、イソシアネート基を有するポリエーテルポリウレタンポリイソシアネート樹脂を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA1−(6)と記す
(合成例107)
PPG−400を300部、PPG−2000を200部、4,4’−MDIを480部と2,4−MDIを320部、反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら80℃で3時間加熱してウレタン化反応を行い、イソシアネート基含有率が15.4%、MDIモノマー含有率が34%の、イソシアネート基を有するポリエーテルポリウレタンポリイソシアネート樹脂を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA1−(7)と記す
(合成例108)
PPG−400を300部、PPG−2000を400部、PPG−400−3官能を200部、4,4’−MDI:1000部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら80℃で3時間加熱してウレタン化反応を行い、イソシアネート基含有率が14.4%、MDIモノマー含有率が33%の、イソシアネート基を有するポリエーテルポリウレタンポリイソシアネート樹脂を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA1−(8)と記す
(合成例109)
キシリレンジイソシアネート(以下、XDIという)607g、常温で結晶性を示す分子量約1000のブチレンアジペート(武田薬品工業(株)製、タケラックU−2410)672g、ジエチレングリコール118g、分子量が約1000である3官能ポリプロピレングリコール(武田薬品工業(株)製、アクトコール32−160)156g、ベンゾイルクロライド0.6gをそれぞれ反応器に仕込み、窒素気流下70〜80℃でウレタン化反応を行い、反応終了後、脂肪族ポリイソシアネートの多量体の変性体であるポリイソシアネート(武田薬品工業(株)製、タケネートD−170HN)389gを加え、窒素気流下70〜80℃で均一混合してイソシアネート基含有率が6.3%、XDIモノマー含有率が13%、MDIモノマー含有率が0%の、ポリイソシアネート成分を得た。以下、この樹脂をポリイソシアネートA1−(9)と記す
Figure 0006911445
接着剤組成物用ポリオール成分(B)の合成
(合成例201)
イソフタル酸(以下、IPAという)115部、アジピン酸(以下、ADAという)304部、ジエチレングリコール(以下、DEGという)305部、ネオペンチルグリコール(以下、NPGという)75部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で攪拌しながら150℃〜240℃に加熱してエステル化反応を行った。酸価が1.3(mgKOH/g)になったところで反応温度を200℃にし、反応容器内部を徐々に減圧し、1.3kPa以下で30分反応させ、酸価0.4(mgKOH/g)、水酸基価137(mgKOH/g)、数平均分子量約800の両末端に水酸基を有するポリエステルジオール樹脂を得た。以下、このポリオールをポリエステルジオール(b1)−1と記す。
(合成例202〜207)
表2に示す組成に従って、合成例201と同様にして、ポリエステルジオール(b1)−2〜(b1)−7を得た。
(配合例301)
合成例201で得たポリエステルジオール(b1)−1:92部、ジエチレングリコール:8部を混合し、ポリオール成分B−(1)を得た。
(配合例302〜317)
表3に示す組成に従って、配合例301と同様にして、ポリオール成分B−(2)〜B−(10)を得た。
Figure 0006911445
Figure 0006911445
(実施例1)
合成例101で得たポリイソシアネート成分A1−(1)100部と、配合例301で得たポリオール成分B−(1)50部と、エステルC−(1)として25℃で液状であるアジピン酸ジイソプロピル1.5部を60℃で混合し、無溶剤型接着剤組成物AD1を得た。AD1について後述する方法に従い、積層体を得、ラミネート外観、ラミネート強度を評価した。
なお、前記無溶剤型接着剤組成物AD1は、ポリオール成分中の水酸基:100モルに対し、ポリイソシアネート成分A1−(1)由来のイソシアネート基を182モル含有する。
水酸基100モルに対するイソシアネート基の量は、以下のようにして求める。
水酸基100モルに対するイソシアネート基の量=[イソシアネート基(eq.)/水酸
基(eq.)]×100
イソシアネート基(eq.)=NCO含有率(質量%)/(42×100)
水酸基(eq.)=水酸基価/56100
また、前記無溶剤型接着剤組成物100%中に含まれる、4,4’−MDI、2,4’−MDI、2,2’−MDIおよびTDI(以下、イソシアネートモノマーという)の合計率は、22%であった。イソシアネートモノマー含有率は、GPCチャート上に観察される、Mn=200〜300付近のMDIモノマー由来のピーク面積とMn=100〜200付近のTDIモノマー由来のピーク面積との合計面積を、GPCチャート上に観察される全ピークの合計面積で除したものである。
イソシアネートモノマー含有率(%)=(イソシアネートモノマーのピーク面積の合計/全ピークの合計面積)×100
また、前記無溶剤型接着剤組成物AD1はポリイソシアネート成分とポリオール成分との合計100質量部に対して、カルボキシル基を有する化合物と1価アルコールとのエステルであって、25℃で液状のエステルを1質量部含有する。
(実施例2〜26)(比較例1〜11)
表4〜6に示す組成に従って、実施例1と同様にして、接着剤組成物AD2〜AD26、AD27〜AD37を得た。
[積層体の作製]
無溶剤テストコーターを用い、PETフィルムに印刷されたインキ層の表面に、各実施例、各比較例で得られた無溶剤型接着剤組成物AD1〜AD37を温度60℃で、塗工速度200m/分にて塗布し(塗布量:2g/m)、この塗布面に酸素透過度が2CC(m、24hr、1atm、25℃)であるアルミニウム蒸着無延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、VMPETという。厚さ:12μm。)の蒸着面を重ね、巻き取って、準備段階のロール状の積層体(プレ積層体)を得た。
これらロール状のプレ積層体を25℃、80%RHの環境下にて、1日間エージングして、接着剤層を硬化させ、積層体を作成した。得られた積層体について、下記の方法に従い、積層体の界面状態、積層体の接着力を評価した。結果を表4〜6に示す。
[積層体の界面状態(外観)]
透明基材1側からインキ層および接着剤層を透して蒸着部を目視観察し、以下の基準にて評価した。巻かれているロールの外側から、小さな斑点状の模様が観察されなくなるまで巻き解し、巻き解した長さを測り、以下の基準にて評価した。ロール状のプレ積層体は内側になるほど圧力が増し、外側になるほど圧力が減少する。従って、内側になるほど硬化途中の接着剤層には圧力が加わるので濡れ広がりやすいが、外側になるほどレベリング性が低下する。ロールの末端から小さな斑点状の模様が観察されなくなるまでの長短がレベリング性の指標となり、短いほどレベリング性が優れる。
5:15m未満
4:15m以上、20m未満
3:20m以上、25m未満
2:25m以上、30m未満
1:30m以上
(接着力)
小さな斑点状の模様が観察されなくなるまで巻き戻してから、積層体を長さ300mm、幅15mmに切り取り、テストピースとした。インストロン型引張試験機を使用し、25℃の環境下にて、剥離速度300mm/分の剥離速度で引張り、15mm幅でPET/VMPET間のT型剥離強度(N)を測定した。この試験を5回行い、その平均値を求め以下の基準にて評価した。
5:接着力1.8N以上
4:接着力1.2N以上、1.8N未満
3:接着力0.6N以上、1.2N未満
2:接着力0.3N以上0.6N未満
1:接着力0.3N未満
Figure 0006911445
表4に示すように、本発明における接着剤組成物で接着剤層を形成した実施例1〜12は、25℃1日エージング後の積層体の界面状態と接着力に優れていることがわかる。
これに対し、比較例1は、イソシアネート成分(A)として、4、4’-MDIのみを使用して得られたウレタンプレポリマー(a)と4、4’-MDIを含有するイソシアネート成分A1−(8)を使用するので、反応速度が速すぎて硬化途中の接着剤層のレベリング性が低下するために界面状態が十分ではない。比較例2は、ポリオール成分(B)として質量平均分子量4000のポリエステルポリオールB−(9)を用いたので、塗工後のイソシアネート成分(A)との反応性が低下し、インキ層への4,4’−MDI等、イソシアネートモノマーの浸透によるインキ被膜の破壊が発生するため外観が不良となる。比較例3は、ポリオール成分(B)として質量平均分子量300のポリエステルポリオールB−(10)を用いたので、イソシアネート成分(A)との反応速度が速すぎて、硬化途中の接着剤層のレベリング性が低下するために外観が十分ではない。比較例4は、イソシアネート成分(A)として、XDI及びHDI由来のイソシアネート成分A1−(9)成分を使用しており、硬化速度が遅いために25℃エージング1日後での強度が十分ではない。
Figure 0006911445
表5に示すように本発明における接着剤組成物で接着剤層を形成した実施例1および実施例13〜21は、25℃1日エージング後の外観と接着力に優れていることがわかる。これに対し、比較例5〜7は、液状エステル(C)の代わりに、25℃において固形状のエステルを用いたので、平滑な接着剤層を形成できず、積層体外観が劣り、且つ、インキ層への密着性が低下し、接着性能が劣る。
Figure 0006911445
表6に示すように、液状エステル(C)としてC−(3)を用いて、本発明における接着剤組成物で接着剤層を形成した実施例14および実施例22〜26は、25℃1日エージング後の外観と接着力に優れていることがわかる。これに対し、比較例8は液状のエステルC−(3)を含んでおらず、比較例9では液状のエステルC−(3)の含有量が0.1%未満と少ないため、それぞれ十分に平滑な接着剤層を形成できず、積層体外観が劣る。比較例10〜11は液状のエステルC−(3)の量が多すぎるため、接着剤層が荒れて平滑な接着剤層を形成できず、積層体外観が劣り、且つ、インキ層への密着性が低下し、接着性能が劣る。

Claims (3)

  1. 透明基材1とインキ層と接着剤層と酸素透過度が100cc(m 2 、24hr、1atm、25℃)以下の基材2とをこの順で有する積層体であって、
    前記接着剤層が、ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)とを含有する接着剤組成物であって、下記(1)〜(5)の条件を全て満たす接着剤組成物の硬化物である、積層体
    (1)ポリイソシアネート成分(A)とポリオール成分(B)との合計100質量部に対して、カルボキシル基を有する化合物と1価アルコールとのエステルであって、25℃で液状のエステル(C)を0.1〜20質量部更に含有する。
    (2)前記ポリイソシアネート成分(A)が、イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a)と4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートとを含み、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびトリレンジイソシアネートからなる群より選ばれる少なくとも一種のイソシアネートをさらに含む。
    (3)前記イソシアネート基を有するウレタンプレポリマー(a)が、
    4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを必須とし、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびトリレンジイソシアネートからなる群より少なくとも1つをさらに含むイソシアネート成分と、ポリエーテルポリオールを必須とするポリオールとの反応生成物であるか、
    もしくは、
    4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートを必須とし、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびトリレンジイソシアネートからなる群より少なくとも1つのイソシアネート成分それぞれと、ポリオールとの反応生成物の混合物であり、前記ポリオールのうち少なくとも1つがポリエーテルポリオールを必須とする、混合物である。
    (4)前記ポリオール成分(B)が、数平均分子量500以上、3000以下のポリエステルポリオールを必須として含む。
    (5)前記接着剤組成物100質量%中に含まれる、4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、2,4’−ジフェニルメタンジイソシアネートおよびトリレンジイソシアネートの合計量が10〜34質量%である。
  2. 1価アルコールの炭素数が1〜20である、請求項1記載の積層体
  3. 25℃で液状のエステル(C)が、カルボキシル基を2個有する化合物と、1価アルコールとのジエステルである、請求項1または2記載の積層体
JP2017061735A 2017-03-27 2017-03-27 積層体とその製造方法 Active JP6911445B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017061735A JP6911445B2 (ja) 2017-03-27 2017-03-27 積層体とその製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2017061735A JP6911445B2 (ja) 2017-03-27 2017-03-27 積層体とその製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2018162420A JP2018162420A (ja) 2018-10-18
JP6911445B2 true JP6911445B2 (ja) 2021-07-28

Family

ID=63859743

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017061735A Active JP6911445B2 (ja) 2017-03-27 2017-03-27 積層体とその製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6911445B2 (ja)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7230445B2 (ja) * 2018-11-13 2023-03-01 東洋インキScホールディングス株式会社 無溶剤型接着剤組成物、及び積層体
JP7024911B2 (ja) * 2019-03-05 2022-02-24 Dic株式会社 接着剤、電池用包装材用接着剤、積層体、電池用包装材、電池用容器及び電池
JP7457464B2 (ja) 2019-06-27 2024-03-28 ヘンケルジャパン株式会社 ラミネート用接着剤
JP2021004343A (ja) 2019-06-27 2021-01-14 ヘンケルジャパン株式会社 ラミネート用接着剤
JP7400257B2 (ja) 2019-08-08 2023-12-19 Dic株式会社 湿気硬化型ポリウレタンホットメルト樹脂組成物、及び、その硬化物
JP7231127B2 (ja) * 2021-02-09 2023-03-01 Dic株式会社 接着剤、積層体、包装材
WO2024048347A1 (ja) * 2022-08-29 2024-03-07 Toppanホールディングス株式会社 積層体、包装袋、及び積層体の製造方法

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4097442A (en) * 1977-09-21 1978-06-27 The Goodyear Tire & Rubber Company Sandable polyurethane adhesive composition and laminates made therewith
JPS58129078A (ja) * 1982-01-29 1983-08-01 Tokyo Ink Kk ラミネ−ト用ウレタン接着剤組成物
JP3665907B2 (ja) * 1994-08-25 2005-06-29 大日本インキ化学工業株式会社 2液硬化型ラミネート用接着剤組成物およびラミネート方法
JP3780691B2 (ja) * 1998-03-26 2006-05-31 大日本インキ化学工業株式会社 二液硬化型ウレタン組成物及びシーリング材
JP3361272B2 (ja) * 1998-04-10 2003-01-07 コニシ株式会社 1液湿気硬化型ウレタン系接着剤
JP4357948B2 (ja) * 2003-12-15 2009-11-04 大日本印刷株式会社 遮光性積層材およびそれを使用した包装用袋
AU2012242949B2 (en) * 2011-04-15 2015-09-24 H.B. Fuller Company Modified diphenylmethane diisocyanate-based adhesives
JP5472525B1 (ja) * 2013-01-22 2014-04-16 東洋インキScホールディングス株式会社 接着剤組成物、並びに積層体およびその製造方法
KR102403880B1 (ko) * 2014-11-26 2022-05-31 엘란타스 피디쥐, 인코포레이티드. 다부분 폴리우레탄 조성물, 이의 물품, 및 제조 방법
JP5812219B1 (ja) * 2015-04-17 2015-11-11 東洋インキScホールディングス株式会社 接着剤組成物およびそれを用いた積層体
JP5975189B1 (ja) * 2016-02-01 2016-08-23 東洋インキScホールディングス株式会社 積層体とその製造方法
JP6090522B1 (ja) * 2016-03-29 2017-03-08 東洋インキScホールディングス株式会社 積層体とその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2018162420A (ja) 2018-10-18

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6911445B2 (ja) 積層体とその製造方法
JP7091991B2 (ja) 接着剤組成物、それを用いた積層体及び包装材
JP6090522B1 (ja) 積層体とその製造方法
JP5812219B1 (ja) 接着剤組成物およびそれを用いた積層体
JP6753210B2 (ja) 接着剤組成物
JP5530963B2 (ja) 接着剤組成物
WO2014115521A1 (ja) 接着剤組成物、並びに積層体およびその製造方法
JP5975189B1 (ja) 積層体とその製造方法
JP6291889B2 (ja) 接着剤組成物およびそれを用いた積層体
JP5696551B2 (ja) 湿気硬化性ポリウレタンホットメルト接着剤およびそれを用いた造作部材
JP7156176B2 (ja) 複合フィルムからの脱離性を有するラミネート接着剤、積層体、及びシート状基材のリサイクル方法
JP4143682B2 (ja) 接着剤及びこれを用いた包装用積層体
JP4621422B2 (ja) 接着剤およびそれを用いた包装用積層体
JP7460014B2 (ja) 無溶剤型接着剤及び積層体
JP2021165322A (ja) 無溶剤型接着剤、積層体及び包装体
JP2024037964A (ja) 接着剤組成物、及び積層体
JP7400432B2 (ja) 無溶剤型接着剤組成物及び積層体
JP7230445B2 (ja) 無溶剤型接着剤組成物、及び積層体
JP6904239B2 (ja) 接着剤組成物、および積層体
JP2018024160A (ja) 積層体とその製造方法
JP6881547B2 (ja) 無溶剤型接着剤組成物及び積層体
JP6996291B2 (ja) 接着用組成物、および積層体の製造方法
JP7148705B1 (ja) 無溶剤型接着剤組成物、積層体、包装体及び積層体の製造方法
JP2022011881A (ja) ポリイソシアネート組成物の製造方法
JP2022101229A (ja) ポリオール主剤、ポリウレタン接着剤、及び積層体

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20170327

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20200117

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20200207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A821

Effective date: 20200207

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20201113

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20201222

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20210119

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210608

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210621

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6911445

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350