JP6940722B1 - 塩素化ポリオレフィン樹脂及び、それを用いたプライマー、バインダー、接着剤、積層体、食品包装材と、その製造方法 - Google Patents

塩素化ポリオレフィン樹脂及び、それを用いたプライマー、バインダー、接着剤、積層体、食品包装材と、その製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP6940722B1
JP6940722B1 JP2021522559A JP2021522559A JP6940722B1 JP 6940722 B1 JP6940722 B1 JP 6940722B1 JP 2021522559 A JP2021522559 A JP 2021522559A JP 2021522559 A JP2021522559 A JP 2021522559A JP 6940722 B1 JP6940722 B1 JP 6940722B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
polyolefin resin
polyolefin
acid
chlorinated polyolefin
chlorinated
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
JP2021522559A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021145253A1 (ja
Inventor
実 矢田
実 矢田
高本 直輔
直輔 高本
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.)
Nippon Paper Industries Co Ltd
Original Assignee
Nippon Paper Industries 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 Nippon Paper Industries Co Ltd filed Critical Nippon Paper Industries Co Ltd
Publication of JPWO2021145253A1 publication Critical patent/JPWO2021145253A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6940722B1 publication Critical patent/JP6940722B1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65DCONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D85/00Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/18Introducing halogen atoms or halogen-containing groups
    • C08F8/20Halogenation
    • C08F8/22Halogenation by reaction with free halogens
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08FMACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED BY REACTIONS ONLY INVOLVING CARBON-TO-CARBON UNSATURATED BONDS
    • C08F8/00Chemical modification by after-treatment
    • C08F8/46Reaction with unsaturated dicarboxylic acids or anhydrides thereof, e.g. maleinisation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/26Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • C08L23/28Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by reaction with halogens or compounds containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D11/00Inks
    • C09D11/02Printing inks
    • C09D11/10Printing inks based on artificial resins
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D123/00Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D123/26Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • C09D123/28Coating compositions based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Coating compositions based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by reaction with halogens or compounds containing halogen
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09DCOATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C09DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09JADHESIVES; NON-MECHANICAL ASPECTS OF ADHESIVE PROCESSES IN GENERAL; ADHESIVE PROCESSES NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE; USE OF MATERIALS AS ADHESIVES
    • C09J123/00Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers
    • C09J123/26Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment
    • C09J123/28Adhesives based on homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Adhesives based on derivatives of such polymers modified by chemical after-treatment by reaction with halogens or compounds containing halogen
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N30/00Investigating or analysing materials by separation into components using adsorption, absorption or similar phenomena or using ion-exchange, e.g. chromatography or field flow fractionation
    • G01N30/02Column chromatography
    • G01N30/88Integrated analysis systems specially adapted therefor, not covered by a single one of the groups G01N30/04 - G01N30/86

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Addition Polymer Or Copolymer, Post-Treatments, Or Chemical Modifications (AREA)

Abstract

本発明では、所定条件のガスクロマトグラム分析により塩素系低分子化合物が検出されない付着性に優れる塩素化ポリオレフィン樹脂を提供することを目的とする。本発明は、40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂とを含む、塩素含有量が、1〜45重量%である塩素化ポリオレフィン樹脂であって、ガスクロマトグラム分析を行った際に、保持時間4分〜7分の範囲に現れる塩素系低分子化合物由来のピークが検出されないことを特徴とする塩素化ポリオレフィン樹脂である。

Description

本発明は、塩素化ポリオレフィン樹脂及び、それを用いたプライマー、バインダー、接着剤、積層体、食品包装材と、その製造方法に関する。
近年、食品包装フィルムの印刷に用いられるインキ中の化学物質の規制が強化されている。例えば、日本国内では、インキ中に含まれる化学物質のネガティブリストが制定されている。また、EU圏では、食品包装用インキに使用可能な化学物質をポジティブリスト化した規制が導入されている。今後も本分野における化学物質規制はさらに強化されると考えられる。特に、人体への影響の大きいハロゲン系溶剤に対する規制は厳しくなると考えられる。
塩素化ポリオレフィンは、一般に、有機溶剤にポリオレフィンを溶解した後、塩素付加反応を行って製造される(例えば、特許文献1参照)。塩素付加反応中では有機溶剤の塩素化も起こり、多量の副生成物を生じる。そのため、本工程では、有機溶剤の中でも特に塩素付加反応が起こり難いクロロホルム等の塩素系溶剤(塩素系低分子化合物)が用いられる。塩素付加反応工程で用いた塩素系溶剤は、減圧蒸留等により塩素化ポリオレフィンから効果的に除去及び回収される。そのため、製品である塩素化ポリオレフィンに、塩素系溶剤はほとんど含まれていない。
特開2015−209450号公報
しかしながら、塩素付加反応工程で塩素系溶剤(塩素系低分子化合物)を使用することは否定できない。近年の化学物質規制強化を鑑みると、塩素化ポリオレフィンの製造工程で塩素系溶剤を全く用いずに製造した、塩素系低分子化合物が検出されない塩素化ポリオレフィンの開発が求められている。
塩素系溶剤の代わりに非ハロゲン系有機溶剤を使用しても、上記した通り塩素化工程で塩素付加反応が生じ、ハロゲン系溶剤である塩素系溶剤を副生するという問題がある。
本発明の課題は、所定条件のガスクロマトグラム分析により塩素系低分子化合物が検出されない付着性に優れる塩素化ポリオレフィン樹脂を提供することである。
本発明者らは、上記課題について鋭意検討した結果、流動性に優れるポリオレフィンA又はその酸変性物と、分子量が比較的高く凝集力を発揮できるポリオレフィンB又はその酸変性物、2種以上のポリオレフィンの組み合わせを、有機溶剤の非存在下で塩素化することにより、上記の課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
即ち、本発明者らは、下記の〔1〕〜〔13〕を提供する。
〔1〕40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂とを含む、塩素含有量が、1〜45重量%である塩素化ポリオレフィン樹脂であって、
下記条件にてガスクロマトグラム分析を行った際に、保持時間4分〜7分の範囲に現れる塩素系低分子化合物由来のピークが検出されないことを特徴とする塩素化ポリオレフィン樹脂。
<ガスクロマトグラム分析条件>
島津製作所製のガスクロマトグラフGC−2010plus Tracera(BID検出器使用)、キャリアーガス:ヘリウム(線流速:40cm/秒)、キャピラリーカラム(Restek社製Rtx−624(内径:0.32mm 膜厚:1.8μm 長さ:30m)、試料投入温度(インジェクション温度):160℃、カラム温度:60℃)を用い、塩素化ポリオレフィン樹脂をp−キシレン溶媒に5重量%濃度となるように調整したものを装置内に投入し、分析を行う。
〔2〕40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物と、を少なくとも含む原料組成物を、有機溶剤の非存在下で塩素化してなる、塩素含有量が、1〜45重量%である塩素化ポリオレフィン樹脂であって、
下記条件にてガスクロマトグラム分析を行った際に、保持時間4分〜7分の範囲に現れる塩素系低分子化合物由来のピークが検出されないことを特徴とする塩素化ポリオレフィン樹脂。
<ガスクロマトグラム分析条件>
島津製作所製のガスクロマトグラフGC−2010plus Tracera(BID検出器使用)、キャリアーガス:ヘリウム(線流速:40cm/秒)、キャピラリーカラム(Restek社製Rtx−624(内径:0.32mm 膜厚:1.8μm 長さ:30m)、試料投入温度(インジェクション温度):160℃、カラム温度:60℃)を用い、塩素化ポリオレフィン樹脂をp−キシレン溶媒に5重量%濃度となるように調整したものを装置内に投入し、分析を行う。
〔3〕前記原料組成物が、前記ポリオレフィンAと、前記ポリオレフィンBの酸変性物と、を少なくとも含む、或いは前記ポリオレフィンAの酸変性物と、前記ポリオレフィンBの酸変性物と、を少なくとも含む〔2〕に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂。
〔4〕80℃での溶融粘度が、100,000mPa・s未満である〔1〕〜〔3〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂。
〔5〕前記ポリオレフィンBの重量平均分子量が、250,000未満である〔1〕〜〔4〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂。
〔6〕〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂と、有機溶剤と、を含有する樹脂組成物。
〔7〕〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、プライマー。
〔8〕〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、塗料用バインダー。
〔9〕〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、インキ用バインダー。
〔10〕〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、接着剤。
〔11〕〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む接着層を有する、積層体。
〔12〕〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、食品包装材。
〔13〕前記ポリオレフィンA又はその酸変性物と前記ポリオレフィンB又はその酸変性物を少なくとも含む原料組成物を、有機溶剤の非存在下で塩素化する工程を含む、〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の塩素化ポリオレフィン樹脂の製造方法。
本発明によれば、所定条件のガスクロマトグラム分析により塩素系低分子化合物が検出されない付着性に優れる塩素化ポリオレフィン樹脂を提供することができる。
以下、本発明をその好適な実施形態に即して詳細に説明する。なお、本明細書中、「40℃以下で流動性を有する」とは、円筒型回転式粘度計又はコーンプレート型の粘度計で測定される40℃での粘度が100,000mPa以下であることをいう。また、「AA〜BB%」という表記は、AA%以上BB%以下を示す。
[1.塩素化ポリオレフィン樹脂]
本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、一実施形態において、40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂とを含む。また、その塩素含有量は、1〜45重量%である。
本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、一実施形態において、40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物と、を少なくとも含む原料組成物を、有機溶剤の非存在下で塩素化して得られる。また、その塩素含有量は、1〜45重量%である。
本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、塩素化前の原料組成物がポリオレフィンA又はその酸変性物を含むので、有機溶剤の非存在下で塩素化を行い得る。また、本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、塩素化前の原料組成物がポリオレフィンB又はその酸変性物を含むので、インキ用途等に利用し得る塩素化ポリオレフィン樹脂とし得る。
本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、酸変性処理を経て得られる塩素化ポリオレフィン樹脂(以下、便宜上「酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂」と記載する)であってもよい。酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂であると、酸変性量(以下、「グラフト重量」とも記載する)により得られる塩素化ポリオレフィン樹脂の極性を調整し得る。そのため、本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、様々な極性の被付着物に適用可能である。
酸変性処理は、(1)ポリオレフィンA及び/又はポリオレフィンBに対してそれぞれ単独に行ってもよく、(2)塩素化処理前のポリオレフィンA及びポリオレフィンBの混合物(以下、便宜上「ポリオレフィン混合物」と記載する)に対して行ってもよく、(3)塩素化処理後の塩素化ポリオレフィン樹脂に対して行ってもよい。なお、酸変性処理は、(1)〜(3)のいずれか1つの処理でもよく、(1)と(2)の組合せ又は(1)と(3)の組合せであってもよい。中でも、酸変性処理は、(1)又は(2)の処理であること、特に、ポリオレフィンB単独又はポリオレフィン混合物に対して行う処理であることが好ましい。
なお、本明細書中、酸変性処理を行ったポリオレフィン混合物又は酸変性処理を行ったポリオレフィンBを含む原料組成物を、「酸変性原料組成物」とも称する。
以下、酸変性処理について説明する。
酸変性処理の方法は特に限定されなく、公知の方法で行い得る。例えば、ポリオレフィンB又はポリオレフィン混合物、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体をトルエン等の溶剤に加熱溶解し、ラジカル発生剤を添加する溶液法;バンバリーミキサー、ニーダー、押出機等を使用して、ポリオレフィンB又はポリオレフィン混合物、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体、及びラジカル発生剤を添加して混練する溶融混練法が挙げられる。
α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体としては、例えば、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、シトラコン酸、無水シトラコン酸、メサコン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、無水アコニット酸、無水ハイミック酸、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。中でも、無水マレイン酸が好ましい。
なお、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体は、α,β−不飽和カルボン酸及びその誘導体から選ばれる1種以上の化合物であればよく、α,β−不飽和カルボン酸1種以上とその誘導体1種以上の組み合わせ、α,β−不飽和カルボン酸2種以上の組み合わせ、α,β−不飽和カルボン酸の誘導体2種以上の組み合わせであってもよい。
α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体の導入量(グラフト重量)は、酸変性原料組成物を100重量%とした場合に、0.1〜10重量%が好ましく、0.5〜5重量%がより好ましい。グラフト重量が0.1重量%以上であることにより、得られる酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂の、金属被着体などの材料に対する接着性を保ち得る。グラフト重量が10重量%以下であることにより、グラフト未反応物の発生を防止することができ、樹脂被着体に対する十分な接着性を得ることができる。
なお、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体の導入量(グラフト重量)は、アルカリ滴定法で測定した値である。
ラジカル発生剤は、公知のラジカル発生剤の中より適宜選択し得る。中でも、有機過酸化物系化合物が好ましい。例えば、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−シクロヘキサン、シクロヘキサノンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、クミルパーオキシオクトエート、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンが挙げられる。このうち、ジクミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンが好ましい。
ラジカル発生剤の添加量は、α,β−不飽和カルボン酸又はその誘導体の添加量及び(メタ)アクリル酸エステルの添加量の合計(重量)に対し、1〜100重量%が好ましく、10〜50重量%がより好ましい。1重量%以上であることにより、十分なグラフト効率を保持し得る。100重量%以下であることにより、酸変性原料組成物の重量平均分子量の低下を防止し得る。
本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物と、を少なくとも含む原料組成物を塩素化したものである。したがって、本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂とを含む。これにより、非極性樹脂基材に対する付着性や、他成分との相溶性を向上し得る。
塩素化する方法としては、例えば、原料組成物に、塩素ガスを吹き込み、原料組成物に含まれる40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物それぞれに塩素原子を導入する方法が挙げられる。
なお、本発明においては、塩素ガスの吹き込み時にクロロホルムや塩化メチレンといった塩素化溶剤や他の有機溶剤を使用する必要はない。これは、原料組成物が40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物を含むので、ポリオレフィンA又はその酸変性物が塩素ガスを溶解し、ポリオレフィンB又はその酸変性物と塩素ガスが反応し得るからである。
塩素ガスの吹き込みは、紫外線の照射下で行うことができ、ラジカル反応開始剤の存在下及び不存在下のいずれにおいても行い得る。塩素ガスの吹き込みを行う際の圧力は制限されず、常圧であってもよいし、加圧下であってもよい。塩素ガスの吹き込みを行う際の温度も特に制限されないが、通常、50〜140℃である。
ラジカル反応開始剤としては、有機過酸化物系化合物や2,2−アゾビスイソブチロニトリル等のアゾニトリル類を使用し得る。なお、有機過酸化物系化合物の詳細は後述する。
本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、ポリオレフィン混合物又はその酸変性物、ポリオレフィンAとポリオレフィンBの酸変性物の混合物、或いはポリオレフィンAの酸変性物とポリオレフィンBの混合物に塩素原子を導入して得ることができる。
本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂の塩素含有量は、1〜45質量%であり、10〜45質量%が好ましく、20〜45重量%がより好ましい。塩素含有量を上記範囲にすることで、塩素化ポリオレフィン樹脂の極性を一定範囲に調整し得る。そのため、塗料中の他樹脂との相溶性が良くなり、さらにはポリオレフィン基材等の非極性基材に対する十分な接着性を得ることができる。
なお、塩素化ポリオレフィン樹脂の塩素含有量は、JIS−K7229に基づいて測定した値である。
塩素含有量は、ポリオレフィン樹脂の種類、反応スケール、反応装置等の要素の違いにより変化する。そのため、塩素含有量の調節は、塩素の吹き込み量や時間をモニタリングしながら行い得る。
有機過酸化物系化合物としては、例えば、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、t−ブチルクミルパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、1,4−ビス[(t−ブチルパーオキシ)イソプロピル]ベンゼン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,5,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−シクロヘキサン、シクロヘキサノンパーオキサイド、t−ブチルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、t−ブチルパーオキシ−3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、クミルパーオキシオクトエートが挙げられる。中でも、ジ−t−ブチルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、ジラウリルパーオキサイドが好ましい。
ラジカル発生剤は、1種単独のラジカル発生剤でもよいし、複数種のラジカル発生剤の組み合わせであってもよい。
塩素化ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量の下限値は、5,000以上が好ましく、7,000以上がより好ましく、8,000以上がさらに好ましい。5,000以上であると、樹脂の凝集力があり、被付着物への付着性を発現し得る。また、その上限値は、100,000以下が好ましく、60,000以下がより好ましく、40,000以下がさらに好ましい。100,000以下であると、他樹脂との相溶性や溶剤への溶解性があり、塗料及びインキ等に適用し得る。
塩素化ポリオレフィン樹脂の重量平均分子量は、5,000〜100,000が好ましく、7,000〜60,000がより好ましく、8,000〜40,000がさらに好ましい。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、標準ポリスチレン検量線から求めた値である。
本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、下記条件にてガスクロマトグラム分析を行った際に、保持時間4分〜7分の範囲に現れる塩素系低分子化合物由来のピークが検出されないことが重要である。このような条件で検出することができる塩素系低分子化合物は、例えば、クロロホルム、塩化メチレンであり得る。
<ガスクロマトグラム分析>
島津製作所製のガスクロマトグラフGC−2010plus Tracera(BID検出器使用)、キャリアーガス:ヘリウム(線流速:40cm/秒)、キャピラリーカラム(Restek社製Rtx−624(内径:0.32mm 膜厚:1.8μm 長さ:30m)、試料投入温度(インジェクション温度):160℃、カラム温度:60℃)を用い、塩素化ポリオレフィン樹脂をp−キシレン溶媒に5重量%濃度となるように調整したものを装置内に投入し、分析を行う。
前述する通り、塩素付加反応工程でクロロホルムなどの塩素系溶剤を用いる塩素化を行う場合、減圧蒸留等を行ったとしても若干の副生成物やクロロホルム等の残留が発生してしまう懸念がある。そのような残留物が存在すると、上述するガスクロマトグラム分析条件で保持時間4〜7分に塩素系低分子化合物由来のピークが発生するため判断することが可能である。
本願発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、保持時間4分〜7分の範囲に現れる塩素系低分子化合物由来のピークが検出されないため、そのような従来の塩素化ポリオレフィン樹脂と区別することができ、塩素系溶剤の残留物や塩素化による副生成物が極めて少ない塩素化ポリオレフィン樹脂として好適に用いることができる。
[1−1.ポリオレフィンA]
ポリオレフィンAは、40℃以下で流動性を有するポリオレフィンである。ポリオレフィンAを含むことで、塩素化反応中の溶融粘度を低下でき、有機溶剤を用いずに塩素化を行い得る。
ポリオレフィンAとして、より詳細には、40℃での粘度が、100,000mPa・s以下のポリオレフィンが好ましく、60,000mPa・s以下のポリオレフィンがより好ましい。なお、粘度の下限値は特に限定されないが、通常、100mPa・s以上である。
なお、40℃での粘度は、コーンプレート型の粘度計(BROOKFIELD社製、機種:CAP200H)で測定される値である。
ポリオレフィンAは、上記の物性を満たすものであればよい。例えば、エチレン−プロピレン共重合体、水素化ポリブタジエン、エチレン−ブテン共重合体、エチレン−オクテン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、α−オレフィン誘導体が挙げられる。
なお、これらは市販品であってもよい。また、ポリオレフィンAは、1種単独であってもよく、2種以上を併用してもよい。
[1−2.ポリオレフィンB]
ポリオレフィンBは、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンである。ポリオレフィンBを含むことで、インキ用途等に利用し得る塩素化ポリオレフィン樹脂とし得る。
なお、融点は、JIS K7121(1987)に準拠し、DSC測定装置(例、「DISCOVERY DSC2500」、ティー・エイ・インスツルメント・ジャパン社製)を用いて測定した値である。より詳細には、約5mgの試料を200℃で10分間加熱融解状態を保持する。10℃/分の速度で降温し、−50℃まで至った後、5分間安定保持する。その後、10℃/分で200℃まで昇温して融解した時の融解ピーク温度である。
ポリオレフィンBとして、より詳細には、重量平均分子量が8,000以上250,000未満のポリオレフィンが好ましく、8,000以上200,000未満のポリオレフィンがより好ましく、10,000以上100,000未満のポリオレフィンがさらに好ましい。
なお、重量平均分子量は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)法により、標準ポリスチレン検量線から求めた値である。
ポリオレフィンBは、上記の物性を満たすものであればよい。中でも、重合触媒としてチーグラー・ナッタ触媒又はメタロセン触媒を用いたポリオレフィンが好ましく、重合触媒としてチーグラー・ナッタ触媒又はメタロセン触媒を用いた、ポリプロピレン樹脂、又はプロピレンとα−オレフィン(例、エチレン、ブテン、3−メチル−1−ブテン、3−メチル−1−ヘプテン)を共重合して得られるポリオレフィンがより好ましく、重合触媒としてメタロセン触媒を用いたプロピレン系ランダム共重合体がさらに好ましく、重合触媒としてメタロセン触媒を用いた、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、又はエチレン−プロピレン−ブテン共重合体がさらにより好ましい。なお、メタロセン触媒を用いると、得られるポリオレフィンは、分子量分布が狭く、ランダム共重合性に優れ、組成分布が狭く、共重合しうるコモノマーの範囲が広いという特徴を有する。なお、これらは市販品であってもよい。
ここで、プロピレン系ランダム共重合体とは、ポリプロピレンやプロピレン及びα−オレフィンをランダム共重合して得られるポリオレフィンをいい、例えば、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、プロピレン−ブテン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、エチレン−プロピレン−ブテン共重合体が挙げられる。
なお、ポリオレフィンBを構成する(共)重合体は、1種単独であってもよく、複数の(共)重合体の組み合わせであってもよい。
メタロセン触媒は、公知のものを使用し得る。例えば、下記成分(1)及び成分(2)、さらに必要に応じて成分(3)を組み合わせて得られる触媒が挙げられる。中でも、メタロセン触媒は、下記成分(1)及び成分(2)、さらに必要に応じて成分(3)を組み合わせて得られる触媒が好ましい。
成分(1):共役五員環配位子を少なくとも1つ有する周期律表4〜6族の遷移金属化合物であるメタロセン錯体。
成分(2):イオン交換性層状ケイ酸塩。
成分(3):有機アルミニウム化合物。
ポリオレフィンの構造は、通常の高分子化合物が取り得るアイソタクチック構造、アタクチック構造、シンジオタクチック構造等のいずれであってもよい。これらの構造の中でも、ポリオレフィン基材への付着性、特に低温乾燥での付着性を考慮すると、メタロセン触媒を用いた場合にとり得る、アイソタクチック構造のポリオレフィンが好ましい。
ポリオレフィンの成分組成として、プロピレン構成単位含有率は、30重量%以上が好ましく、40重量%以上がより好ましく、50重量%以上がさらに好ましい。プロピレン成分が30重量%以上であると、ポリプロピレン基材に対する付着性(接着性)がより良好となり得る。なお、ポリオレフィンのプロピレン構成単位含有率は、原料の使用割合であってもよく、NMR解析で算出した値であってもよい。
また、ポリオレフィンBの代わりに、上記のポリオレフィンBに対して酸変性処理を経た酸変性物を用いてもよい。酸変性処理を行うことにより、グラフト重量を調整することで塩素化ポリオレフィン樹脂の極性を調整し得る。そのため、塩素化ポリオレフィン樹脂を、様々な極性の被付着物に適用することができる。
なお、酸変性処理の詳細は、上記した通りである。
[1−3.比率]
原料組成物中又は酸変性原料組成物中の、ポリオレフィンA又はその酸変性物とポリオレフィンB又はその酸変性物の比率(質量比)(A/B)は、特に限定されるものではなく、通常、10/90〜90/10である。ポリオレフィンA又はその酸変性物が10未満、ポリオレフィンB又はその酸変性物が90超であると、ポリオレフィンB又はその酸変性物がポリオレフィンA又はその酸変性物に完全に溶解せず、塩素化が不均一になる場合がある。一方、ポリオレフィンA又はその酸変性物が90超、ポリオレフィンB又はその酸変性物が10未満であると、得られる塩素化ポリオレフィン樹脂は凝集力が不十分であり、ポリオレフィン基材への付着性が得られない場合がある。
[1−4.溶融粘度]
塩素化ポリオレフィン樹脂の80℃での溶融粘度は、100,000mPa・s未満が好ましく、70,000mPa・s未満がより好ましい。本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、塩素含有量が高いほど粘度が高く、塩素化の進行に伴い反応釜内で粘度が上昇する。80℃での溶融粘度が100,000mPa・s以上であると、塩素化反応終盤で流動しなくなり、撹拌機によるシェアが大きくなり、脱塩化水素反応が進行して塩素化ポリオレフィン樹脂の着色が顕著となる。溶融粘度の下限としては、1,000mPa・s超が好ましく、1,500mPa・s以上がより好ましく、1,800mPa・s以上がさらに好ましい。溶融粘度が1,000mPa・s以下であると、塩素化ポリオレフィン樹脂とした際に、低分子量・低融点などの物性を相対的に示して付着性が劣る方向に影響するため、好ましくない。
なお、80℃での溶融粘度は、コーンプレート型の粘度計(BROOKFIELD社製、機種:CAP200H)で測定することができる。従前知られた塩素系溶剤を用いて得られる塩素化ポリプロピレン樹脂では、80℃で十分に溶融せず、溶融粘度を示さない。
[1−5.任意成分]
原料組成物は、ポリオレフィンA又はその酸変性物及びポリオレフィンB又はその酸変性物以外の他の任意成分を含むものであってもよい。任意成分としては、水が挙げられ、塩素化反応時の樹脂着色の防止や、溶融粘度の低減が可能な場合がある。
[2−1.樹脂組成物]
本発明の樹脂組成物は、上記の塩素化ポリオレフィン樹脂と、有機溶剤と、を含有する。本発明の樹脂組成物は、塩素の離脱を抑制するために、安定化剤を含有してもよい。
有機溶剤としては、例えば、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤;シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン等の脂環式炭化水素系溶剤;ヘキサン、ヘプタン、オクタン等の炭化水素系溶剤;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶剤;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸n−ブチル等のエステル系溶剤;エチレングリコール、エチルセロソルブ、ブチルセロソルブ等のグリコール系溶剤が挙げられる。これらの中でも、トルエン、メチルシクロヘキサン、酢酸エチル、酢酸プロピル、酢酸ブチルが好ましい。
樹脂組成物の濃度(樹脂固形分濃度)は、用途により適宜選択すればよい。但し、樹脂組成物の濃度は高すぎても低すぎても塗工作業性が損なわれるため、15〜70重量%とすることが好ましい。
安定化剤として、エポキシ化合物が好ましい。エポキシ化合物は、塩素化ポリオレフィン樹脂と相溶するものが好ましい。
エポキシ化合物として、例えば、エポキシ当量が100から500程度であり、一分子中にエポキシ基を1個以上含むエポキシ化合物が挙げられる。
より詳細には、以下の化合物が挙げられる。
天然の不飽和基を有する植物油を過酢酸等の過酸でエポキシ化したエポキシ化大豆油やエポキシ化アマニ油;オレイン酸、トール油脂肪酸、大豆油脂肪酸等の不飽和脂肪酸をエポキシ化したエポキシ化脂肪酸エステル類;エポキシ化テトラヒドロフタレートに代表されるエポキシ化脂環式化合物;ビスフェノールAや多価アルコールとエピクロルヒドリンとを縮合した、例えば、ビスフェノールAグリシジルエーテル、エチレングリコールグリシジルエーテル、プロピレングリコールグリシジルエーテル、グリセロールポリグリシジルエーテル、ソルビトールポリグリシジルエーテル;ブチルグリシジルエーテル、2−エチルヘキシルグリシジルエーテル、デシルグリシジルエーテル、ステアリルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、sec−ブチルフェニルグリシジルエーテル、tert−ブチルフェニルグリシジルエーテル、フェノールポリエチレンオキサイドグリシジルエーテル等に代表されるモノエポキシ化合物類;ポリ塩化ビニル樹脂の安定剤として使用されている、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸鉛等の金属石鹸類;ジブチル錫ジラウレート、ジブチルマレート等の有機金属化合物類;ハイドロタルサイト類化合物。
なお、安定化剤として、これらのうち1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。
[2−2.水性分散体]
本発明の水性分散体は、上記の塩素化ポリオレフィン樹脂と、水と、を含有する。本発明の水性分散体は、分散安定性の向上を目的として、乳化剤やブチルセロソルブ等の両親媒性溶剤を含有してもよい。
水性分散体の濃度(樹脂固形分濃度)は、用途により適宜選択すればよい。但し、水性分散体の濃度は高すぎても低すぎても塗工作業性が損なわれるため、固形分濃度は、15〜50重量%が好ましい。
水性分散体のpHは、5以上が好ましく、7〜12がより好ましい。pH5以上であると、中和が十分に行われ、変性ポリオレフィン樹脂が他の成分に分散しないこと、或いは分散しても経時的に沈殿、分離が生じ易く、貯蔵安定性が悪化することを防止し得る。また、pH12以下であると、他成分との相溶性や作業上の安全性を確保し得る。
水性分散体の25℃におけるB型粘度計による粘度は、0.1〜1000mPa・sが好ましく、1〜700mPa・sがより好ましく、2〜400mPa・sがさらに好ましい。
なお、粘度は、B型粘度計を用い、回転数は60rpm、#1又は#2ローターを使用して測定することができる。また、粘度測定は、その固形分の濃度が10〜60質量%である水性分散体を用いて行う。
[3.塩素化ポリオレフィン樹脂の製造方法]
本発明の塩素化ポリオレフィン樹脂の製造方法は、ポリオレフィンA又はその酸変性物とポリオレフィンB又はその酸変性物を少なくとも含む原料組成物を、有機溶剤の非存在下で塩素化する工程を含む方法である。ポリオレフィンA、ポリオレフィンB、原料組成物、塩素化する工程については上記した通りである。
「有機溶剤の非存在下」とは、不可避的に混入する有機溶剤は除いてという意味である。不可避的に混入する有機溶剤とは、ポリオレフィンAやポリオレフィンB、酸処理時の溶媒等を通常の方法で除去(例えば、溜去)した後に残存する極微量の有機溶剤;有機過酸化物系化合物に含まれている有機溶剤;有機過酸化物の分解によって生じる有機溶剤をいう。
以下、本発明を実施例により詳細に説明する。以下の実施例は、本発明を好適に説明するためのものであって、本発明を限定するものではない。なお、物性値等の測定方法は、別途記載がない限り、上記に記載した測定方法である。また、「部」とは、特に断りがない限り、質量部を意味する。
(製造例1)
メタロセン触媒を重合触媒として製造したエチレン含有量が約12重量%のエチレン−プロピレン共重合体(重量平均分子量が60,000、融点が約60℃)100部に、ジクミルパーオキサイド2部を加え、反応ゾーン温度を300℃に設定した二軸押出機に供給することで熱減成を行い、重量平均分子量が20,000、融点が約60℃のポリオレフィンBを得た。
(製造例2)
メタロセン触媒を重合触媒として製造したエチレン含有量が約3重量%のエチレン−プロピレン共重合体(融点が約125℃)100部に、無水マレイン酸4部、ジクミルパーオキサイド2部を加え、反応ゾーン温度を250℃に設定した二軸押出機に供給することで、重量平均分子量が50,000、融点が約125℃の無水マレイン酸変性ポリオレフィンであるポリオレフィンBの酸変性物を得た。
(実施例1)
ポリオレフィンAとして、常温で液状のエチレン−プロピレン共重合体(40℃での粘度が340mPa・s)5kgと、ポリオレフィンBとして、製造例1で得たポリオレフィン(重量平均分子量が20,000、融点が約60℃)5kgを、グラスライニングされた反応釜に投入し、温度95℃にて十分に溶融した後に攪拌を開始した。2,2−アゾビスイソブチロニトリル5gを加え、上記釜内圧を常圧以上0.2MPa以下に制御しながら塩素ガスを吹き込んだ後、窒素ガスを吹きこみ、副生した塩化水素を除去して塩素化ポリオレフィン樹脂を得た。得られた塩素化ポリオレフィン樹脂の80℃での溶融粘度は2,000mPa・sであった。釜内を常圧にした後、エポキシ化大豆油400gとトルエン24kgを添加して室温まで冷却することで、塩素含有量が4%の塩素化ポリオレフィン樹脂組成物を得た。
(実施例2)
ポリオレフィンAとして、常温で液状のエチレン−プロピレン共重合体(40℃での粘度が1,100mPa・s)1kgと、ポリオレフィンBとして、メタロセン触媒を重合触媒として製造したエチレン含有量が約12重量%のエチレン−プロピレン共重合体(重量平均分子量が12,000、融点が約60℃)9kgを、グラスライニングされた反応釜に投入し、温度95℃にて十分に溶融した後に攪拌を開始した。2,2−アゾビスイソブチロニトリル5gを加え、上記釜内圧を常圧以上0.2MPa以下に制御しながら塩素ガスを吹き込んだ後、窒素ガスを吹きこみ、副生した塩化水素を除去して塩素化ポリオレフィン樹脂を得た。得られた塩素化ポリオレフィン樹脂の80℃での溶融粘度は67,000mPa・sであった。釜内を常圧にした後、エポキシ化大豆油400gと酢酸n−プロピル24kgを添加して室温まで冷却することで、塩素含有量が28%の塩素化ポリオレフィン樹脂組成物を得た。
(実施例3)
ポリオレフィンAとして、常温で液状のエチレン−プロピレン共重合体(40℃での粘度が150mPa・s)9kgと、ポリオレフィンBの酸変性物として、製造例2で得た無水マレイン酸変性ポリオレフィン(重量平均分子量が50,000、融点が約125℃)1kgを使用した以外は、実施例2と同様の操作を行うことで、塩素含有量が43%の酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂(80℃での溶融粘度は93,000mPa・s)及びその組成物を得た。
(実施例4)
ポリオレフィンAとして、水素化ポリブタジエン(40℃での粘度が8,000mPa・s)7kgと、ポリオレフィンBとして、メタロセン触媒を重合触媒として製造したエチレン含有量が約12重量%のエチレン−プロピレン共重合体(重量平均分子量が60,000、融点が約60℃)3kgを使用した以外は、実施例2と同様の操作を行うことで、塩素含有量が22%の塩素化ポリオレフィン樹脂(80℃での溶融粘度は40,000mPa・s)及びその組成物を得た。
(実施例5)
ポリオレフィンAとして、エチレン−プロピレン共重合体(40℃での粘度が3,500mPa・s)8kgと、ポリオレフィンBとして、メタロセン触媒を重合触媒として製造したエチレン含有量が約12重量%のエチレン−プロピレン共重合体(重量平均分子量が12,000、融点が約60℃)2kgを、グラスライニングされた反応釜に投入し、温度130℃にて十分に溶融した後に攪拌を開始した。無水マレイン酸100gを加えた後、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキサンを30g添加して、4時間反応を行った。その後、温度を低下して95℃に調整後、2,2−アゾビスイソブチロニトリル5gを加え、上記釜内圧を常圧以上0.2MPa以下に制御しながら塩素ガスを吹き込んだ後、窒素ガスを吹きこみ、副生した塩化水素を除去して酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂を得た。得られた塩素化ポリオレフィン樹脂の80℃での溶融粘度は3,000mPa・sであった。エポキシ化大豆油400gとトルエン24kgを添加して室温まで冷却することで、塩素含有量が22%の酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂組成物を得た。
(比較例1)
ポリオレフィンAとして、常温で液状のエチレン−プロピレン共重合体(40℃での粘度が150mPa・s)10kgを用い、ポリオレフィンBとして何も用いなかった以外は、実施例2と同様の操作を行うことで、塩素含有量が22%の塩素化ポリオレフィン樹脂(80℃での溶融粘度は1,000mPa・s)及びその組成物を得た。
(比較例2)
ポリオレフィンAとして、常温で液状のエチレン−プロピレン共重合体(40℃での粘度が1,100mPa・s)1kgと、ポリオレフィンBとして、メタロセン触媒を重合触媒として製造したエチレン含有量が約12重量%のエチレン−プロピレン共重合体(重量平均分子量が12,000、融点が約60℃)9kgを用い、実施例2と同様の操作を行った。塩素化反応の終盤で顕著な着色が発生したが、塩素含有量が46%の塩素化ポリオレフィン樹脂(80℃での溶融粘度は124,000mPa・s)及びその組成物を得た。
(比較例3)
ポリオレフィンAとして何も用いず、ポリオレフィンBとして、製造例1で得たポリオレフィン(重量平均分子量が20,000、融点が約60℃)5kgを、グラスライニングされた反応釜に投入し、温度95℃にて十分に溶融した後に攪拌を開始した。2,2−アゾビスイソブチロニトリル5gを加え、上記釜内圧を常圧以上0.2MPa以下に制御しながら塩素ガスを吹き込んだが、粘度が高いため塩素付加率の著しい低下が観測され、また、反応が不均一になったため、反応を継続することができなかった。
(比較例4)
ポリオレフィンAとして、常温で液状のエチレン−プロピレン共重合体(40℃での粘度が150mPa・s)9kgと、ポリオレフィンBの代替として、熱分解ポリプロピレン(重量平均分子量が5,000、融点が約160℃)1kgを、グラスライニングされた反応釜に投入し、温度95℃にて加温を継続したが、十分な溶融状態が得られず、塩素化反応を行うことができなかった。
(実施例6)
ポリオレフィンAとして、常温で液状のエチレン−プロピレン共重合体(40℃での粘度が150mPa・s)9kgと、ポリオレフィンBとして、メタロセン触媒を重合触媒として製造したエチレン含有量が約11重量%のエチレン−プロピレン共重合体(重量平均分子量が220,000、融点が約65℃)1kgを使用した以外は、実施例2と同様の操作を行うことで、塩素含有量が32%の塩素化ポリオレフィン樹脂(80℃での溶融粘度は78,000mPa・s)とその組成物を得た。
(比較例5)
ポリオレフィンAの代替として、エチレン−プロピレン共重合体(40℃での流動性がなく、40℃での粘度測定不可。100℃での粘度が3,000mPa・s)8kgと、ポリオレフィンBとして、メタロセン触媒を重合触媒として製造したエチレン含有量が約12重量%のエチレン−プロピレン共重合体(重量平均分子量が12,000、融点が約60℃)2kgを、グラスライニングされた反応釜に投入し、温度95℃にて十分に溶融した後に攪拌を開始した。2,2−アゾビスイソブチロニトリル5gを加え、上記釜内圧を常圧以上0.2MPa以下に制御しながら塩素ガスを吹き込んだが、粘度が高いため塩素付加率の著しい低下が観測され、また、反応が不均一になったため、反応を継続することができなかった。
(比較例6)
製造例1で得たポリオレフィンB(重量平均分子量が20,000、融点が約60℃)2kgをグラスライニングされた反応釜に投入し、40L(リットル、以下同)のクロロホルムを加え、0.3MPaの圧力の下、温度110℃で充分に溶解させた後、アゾビスイソブチロニトリル1gを加え、上記釜内圧力を0.3MPaに制御しながら塩素ガスを吹き込み、反応液を得た。次に、エバポレーターで反応溶媒であるクロロホルムを除去し、さらに、62℃に設定した真空乾燥機で7日間減圧乾燥することで、塩素化ポリオレフィン樹脂を得た。得られた塩素化ポリオレフィン樹脂は80℃で十分に溶融せず、溶融粘度を測定できなかった。
得られた塩素化ポリオレフィン樹脂に、塩素化ポリオレフィン樹脂重量に対し4%のエポキシ化大豆油を加え、トルエンを添加して溶解することで、固形分20重量%、塩素含有量が36%の塩素化ポリオレフィン樹脂組成物を得た。
[付着試験]:
市販のグラビア印刷用樹脂(三洋化成製、固形分30重量%)120gと二酸化チタン(石原産業製、ルチル型)160gを、酢酸エチル/イソプロピルアルコール(重量比67/33)の混合液120gで希釈した後、サンドミルで1時間混練し、インキを調整した。インキ100部に対して、実施例1〜6又は比較例1、2、6で得られた(酸変性)塩素化ポリオレフィン樹脂組成物を20部加え、よく振り混ぜた後、マイヤーバー#5にてOPPフィルムコロナ処理面(フタムラ化学、80μm)にインキを塗工し、ドライヤーで乾燥した。室温にて1日静置した後、セロハンテープ(ニチバン製24mm)をインキ塗工面に貼り付け、一気に剥がした時の塗工面の剥離状態を調べた。剥離状態を下記の如く評価した。
評価結果を表1に記す。
A:剥離なし
B:剥離面積が50%未満
C:剥離面積が50%以上
D:ほぼ全面剥離
[40℃での流動性]:
ポリオレフィンAを、コーンプレート型の粘度計(BROOKFIELD社製、機種:CAP200H)で測定し、下記評価基準で評価した。
○:40℃で液状であり、40℃での粘度を測定できる
×:40℃で溶融しないため40℃での溶融粘度を測定できないか、又は40℃での溶融粘度が100,000mPa・sを超える
<ガスクロマトグラム分析>
島津製作所製のガスクロマトグラフGC−2010plus Tracera(BID検出器使用)、キャリアーガス:ヘリウム(線流速:40cm/秒)、キャピラリーカラム(Restek社製Rtx−624(内径:0.32mm 膜厚:1.8μm 長さ:30m)、試料投入温度(インジェクション温度):160℃、カラム温度:60℃)を用い、塩素化ポリオレフィン樹脂をp−キシレン溶媒に5重量%濃度となるように調整したものを装置内に投入し、分析を行った。
得られた分析チャート図から、保持時間4〜7分に塩素系低分子化合物由来のピークの有無を判断した。
Figure 0006940722
表1から、ポリオレフィンAとポリオレフィンBを含む原料組成物からは、有機溶媒の非存在下で塩素化ポリオレフィン樹脂を製造できた(実施例1〜6)。
ポリオレフィンAだけでは、塩素化ポリオレフィン樹脂の付着性が劣っていた(比較例1)。また、ポリオレフィンAとポリオレフィンBを含む原料組成物からは、有機溶媒の非存在下で塩素化しても、塩素含有量が45重量%超であると、付着性が劣っていた(比較例2)。
ポリオレフィンBだけを塩素化した場合、ポリオレフィンAとポリオレフィンBを含む原料組成物であっても、ポリオレフィンBの融点が150℃超であるか、ポリオレフィンAに40℃で流動性がない場合、塩素化ポリオレフィン樹脂が調製できなかった(比較例3〜5)。
また比較例6で示される通り、塩素系溶剤を用いて得られる塩素化ポリオレフィン樹脂は付着性に優れるものの、除去しきれなかった塩素系低分子化合物の混在が確認された。
よって、本願発明の塩素化ポリオレフィン樹脂は、付着性に優れているため、プライマー、バインダー(塗料用及びインキ用)、接着剤、及び塩素化ポリオレフィン樹脂を含む接着層を有する積層体に好適である。特に、本願発明では、ハロゲン系溶剤を用いずに製造できるため、塩素系溶剤を使用せず、かつ副生せずの仕様が望まれている食品包装用途や、精密工業用途(例えば、自動車用途、基盤用途、電池用包装材等)に好適である。

Claims (13)

  1. 40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物が塩素化してなる樹脂とを含む、塩素含有量が、1〜45重量%である塩素化ポリオレフィン樹脂であって、
    下記条件にてガスクロマトグラム分析を行った際に、保持時間4分〜7分の範囲に現れる塩素系低分子化合物由来のピークが検出されないことを特徴とする塩素化ポリオレフィン樹脂。
    <ガスクロマトグラム分析条件>
    島津製作所製のガスクロマトグラフGC−2010plus Tracera(BID検出器使用)、キャリアーガス:ヘリウム(線流速:40cm/秒)、キャピラリーカラム(Restek社製Rtx−624(内径:0.32mm 膜厚:1.8μm 長さ:30m)、試料投入温度(インジェクション温度):160℃、カラム温度:60℃)を用い、塩素化ポリオレフィン樹脂をp−キシレン溶媒に5重量%濃度となるように調整したものを装置内に投入し、分析を行う。
  2. 40℃以下で流動性を有するポリオレフィンA又はその酸変性物と、融点が40℃超150℃以下のポリオレフィンB又はその酸変性物と、を少なくとも含む原料組成物を、有機溶剤の非存在下で塩素化してなる、塩素含有量が、1〜45重量%である塩素化ポリオレフィン樹脂であって、
    下記条件にてガスクロマトグラム分析を行った際に、保持時間4分〜7分の範囲に現れる塩素系低分子化合物由来のピークが検出されないことを特徴とする塩素化ポリオレフィン樹脂。
    <ガスクロマトグラム分析条件>
    島津製作所製のガスクロマトグラフGC−2010plus Tracera(BID検出器使用)、キャリアーガス:ヘリウム(線流速:40cm/秒)、キャピラリーカラム(Restek社製Rtx−624(内径:0.32mm 膜厚:1.8μm 長さ:30m)、試料投入温度(インジェクション温度):160℃、カラム温度:60℃)を用い、塩素化ポリオレフィン樹脂をp−キシレン溶媒に5重量%濃度となるように調整したものを装置内に投入し、分析を行う。
  3. 前記原料組成物が、前記ポリオレフィンAと、前記ポリオレフィンBの酸変性物と、を少なくとも含む、或いは前記ポリオレフィンAの酸変性物と、前記ポリオレフィンBの酸変性物と、を少なくとも含む請求項2に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂。
  4. 80℃での溶融粘度が、100,000mPa・s未満である請求項1〜3のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂。
  5. 前記ポリオレフィンBの重量平均分子量が、250,000未満である請求項1〜4のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂。
  6. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂と、有機溶剤と、を含有する樹脂組成物。
  7. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、プライマー。
  8. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、塗料用バインダー。
  9. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、インキ用バインダー。
  10. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、接着剤。
  11. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む接着層を有する、積層体。
  12. 請求項1〜5のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂を含む、食品包装材。
  13. 前記ポリオレフィンA又はその酸変性物と前記ポリオレフィンB又はその酸変性物を少なくとも含む原料組成物を、有機溶剤の非存在下で塩素化する工程を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の塩素化ポリオレフィン樹脂の製造方法。
JP2021522559A 2020-01-17 2021-01-06 塩素化ポリオレフィン樹脂及び、それを用いたプライマー、バインダー、接着剤、積層体、食品包装材と、その製造方法 Active JP6940722B1 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2020005794 2020-01-17
JP2020005794 2020-01-17
PCT/JP2021/000211 WO2021145253A1 (ja) 2020-01-17 2021-01-06 塩素化ポリオレフィン樹脂及び、それを用いたプライマー、バインダー、接着剤、積層体、食品包装材と、その製造方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2021145253A1 JPWO2021145253A1 (ja) 2021-07-22
JP6940722B1 true JP6940722B1 (ja) 2021-09-29

Family

ID=76864609

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021522559A Active JP6940722B1 (ja) 2020-01-17 2021-01-06 塩素化ポリオレフィン樹脂及び、それを用いたプライマー、バインダー、接着剤、積層体、食品包装材と、その製造方法

Country Status (3)

Country Link
JP (1) JP6940722B1 (ja)
CN (1) CN114945603A (ja)
WO (1) WO2021145253A1 (ja)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03197510A (ja) * 1989-12-26 1991-08-28 Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd 塩素化ポリオレフィンの製造方法
JPH05320223A (ja) * 1991-07-08 1993-12-03 Daiso Co Ltd 塩素化ポリオレフィンの製造法
JPH06248013A (ja) * 1993-02-23 1994-09-06 Sekisui Chem Co Ltd 塩素化ポリオレフィンの製造方法
JPH0827220A (ja) * 1994-07-20 1996-01-30 Sekisui Chem Co Ltd 塩素化ポリオレフィンの製造方法
WO2013146728A1 (ja) * 2012-03-28 2013-10-03 日本製紙株式会社 塩素化ポリオレフィン系樹脂組成物
WO2018168753A1 (ja) * 2017-03-17 2018-09-20 日本製紙株式会社 塩素化ポリオレフィン系樹脂組成物
WO2020022251A1 (ja) * 2018-07-25 2020-01-30 日本製紙株式会社 塩素化ポリオレフィン樹脂及びその製造方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001114843A (ja) * 1999-10-13 2001-04-24 Nippon Paper Industries Co Ltd 耐溶剤性良好な酸変性塩素化ポリオレフィン
JP4168228B2 (ja) * 2001-06-29 2008-10-22 東洋化成工業株式会社 低温流動性が良好なバインダー樹脂溶液組成物

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH03197510A (ja) * 1989-12-26 1991-08-28 Sanyo Kokusaku Pulp Co Ltd 塩素化ポリオレフィンの製造方法
JPH05320223A (ja) * 1991-07-08 1993-12-03 Daiso Co Ltd 塩素化ポリオレフィンの製造法
JPH06248013A (ja) * 1993-02-23 1994-09-06 Sekisui Chem Co Ltd 塩素化ポリオレフィンの製造方法
JPH0827220A (ja) * 1994-07-20 1996-01-30 Sekisui Chem Co Ltd 塩素化ポリオレフィンの製造方法
WO2013146728A1 (ja) * 2012-03-28 2013-10-03 日本製紙株式会社 塩素化ポリオレフィン系樹脂組成物
WO2018168753A1 (ja) * 2017-03-17 2018-09-20 日本製紙株式会社 塩素化ポリオレフィン系樹脂組成物
WO2020022251A1 (ja) * 2018-07-25 2020-01-30 日本製紙株式会社 塩素化ポリオレフィン樹脂及びその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021145253A1 (ja) 2021-07-22
WO2021145253A1 (ja) 2021-07-22
CN114945603A (zh) 2022-08-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6660517B1 (ja) 塩素化ポリオレフィン樹脂の製造方法
JP4987473B2 (ja) 塩素化プロピレン系ランダム共重合体及びこれを含む組成物
JP4055995B2 (ja) 水性分散液、その製造方法及び用途
JP6976260B2 (ja) 変性ポリオレフィン系樹脂
WO2000026310A1 (fr) Resine de liaison pour resine polyolefinique, son procede de production et ses utilisations
KR100656110B1 (ko) 결합제 수지 조성물, 이의 제조방법 및 이의 용도
JP6943882B2 (ja) 変性ポリオレフィン系樹脂
JP6940722B1 (ja) 塩素化ポリオレフィン樹脂及び、それを用いたプライマー、バインダー、接着剤、積層体、食品包装材と、その製造方法
JP3898636B2 (ja) バインダー樹脂組成物と製造方法及びその用途
WO2003074606A1 (fr) Dispersion aqueuse, son procede de production et utilisation
JP6166564B2 (ja) 塩素化ポリオレフィン樹脂組成物
US6555621B1 (en) Binder resin composition and process for the production thereof
JP4473500B2 (ja) バインダー樹脂組成物及びその用途
JP3045498B2 (ja) バインダ―樹脂組成物及びその製造方法
JP2000007979A (ja) ポリオレフィン用塗料樹脂組成物及びその製造方法
JP2001114961A (ja) バインダー樹脂組成物及びその製造方法
JP2001114843A (ja) 耐溶剤性良好な酸変性塩素化ポリオレフィン
JP3965697B2 (ja) 耐溶剤性良好な塩素化ポリオレフィン系バインダー樹脂組成物
WO2020213528A1 (ja) 変性ポリオレフィン樹脂組成物
JP2022117819A (ja) 酸変性塩素化ポリオレフィン樹脂の製造方法
JP2015209450A (ja) 塩素化ポリオレフィン樹脂組成物
JP2015067719A (ja) 塩素化ポリオレフィン樹脂組成物
JP2022029906A (ja) 変性ポリオレフィン樹脂組成物
JP2013072047A (ja) プライマー樹脂組成物

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210423

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210423

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: 20210824

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210902

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6940722

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150