JP6996291B2 - 接着用組成物、および積層体の製造方法 - Google Patents
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Landscapes
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- Laminated Bodies (AREA)
Description
特許文献1には、分子鎖中にカルボキシル基を有する部分酸変性ポリオールと有機ポリイソシアネート化合物を含有してなる押し出しラミネート用アンカーコート剤が開示されている。[0010]には、酸変性の方法として3つの方法が開示されている。具体的には、ポリエステルポリオールやポリエステルウレタンポリオールやポリエーテルウレタンポリオールを得た後、前記ポリオール中の水酸基にさらに無水マレイン酸や無水フタル酸のような無水物を反応させたり([0022]~[0024]、[0026]~[0027]、[0028]~[0029])、ポリエステルポリオールを得た後、アクリル酸のようなエチレン性不飽和カルボン酸をラジカル発生剤の存在下で反応させたり([0022]、「0025」)、ポリエステルウレタンポリオールやポリエーテルウレタンポリオールを得る際の原料の1つとして、ジメチロールプロピオン酸のように分子中に二つの水酸基と一つのカルボキシル基を有するモノカルボン酸ジオールを使用したりして、部分酸変性ポリオールを得る旨開示されている。
生産性の向上の点から、溶融押出しラミネート法用のアンカー剤の場合も、ドライラミネート法用の接着剤の場合も、さらなるエージング時間の短縮が望まれている。
[1] 部分酸変性ポリエステル系ポリオールと、ポリイソシアネートとを含有する接着剤であって、前記部分酸変性ポリエステル系ポリオールは、無水トリメリット酸と、トリメリット酸エステル無水物とを10~70:90~30(質量比)の割合で含む変性剤と、ポリエステル系ポリオール中の水酸基の一部との反応生成物であり、前記部分酸変性ポリエステル系ポリオールの質量平均分子量質量平均分子量が30000~100000、酸価が10~40mg/KOH、水酸基価が0.2~5mg/KOHである、接着用組成物。
本発明の接着用組成物に含有される部分酸変性ポリエステル系ポリオールは、ポリエステル系ポリオール中の水酸基の一部に、無水トリメリット酸およびトリメリット酸エステル無水物とを反応させてなる反応生成物である。無水トリメリット酸とトリメリット酸エステル無水物との割合は、無水トリメリット酸:10~70質量%、トリメリット酸エステル無水物:90~30質量%である。
また、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリプロピレン、アイオノマー樹脂、エチレン酢酸ビニル共重合樹脂等の押し出し樹脂や、ポリエステル、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン等のプラスチックフィルム、アルミニウム、酸化珪素、酸化アルミ等を蒸着したプラスチックフィルム、ステンレス、鉄、銅、鉛等の金属に極めて優れた接着強度、耐熱水性、耐酸性、耐油性を示し、強い接着強度が長期にわたって持続するという利点がある。
上記低分子量ポリオールとしては、二官能ポリオール、トリメチロールプロパンのような三官能ポリオール、分子量200~20,000のポリエステルポリオール、ポリエーテルエステルポリオール、ポリエステルアミドポリオール、ポリカプロラクトンポリオール、ポリバレロラクトンポリオール、アクリルポリオール、ポリカーボネートポリオール、ポリヒドロキシアルカン、ひまし油、ポリウレタンポリオールなどのものがあげられる。
接着用組成物の粘度が上記範囲より高い場合は、有機溶剤で希釈してもよい。有機溶剤としては、例えば酢酸エチル等のエステル系、メチルエチルケント等のケトン系、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系等のイソシアネートに対して不活性なものであれば必要に応じいかなるものを使用してもよい。
アンカー剤として使用する場合、シート状基材1の一方の面に、グラビアコーター等によって接着用組成物を塗工し、乾燥してアンカー層の前駆体を形成した後、該アンカー層の前駆体上に熱可塑性樹脂を溶融押出し、次いでアンカー層の前駆体を常温もしくは加温下で硬化して、積層体を得ることができる。アンカー層は、0.2~1.0g/m2であることが好ましい。
ドライラミネート法用の接着剤としても使用する場合、シート状基材1の一方の面に、グラビアコーター等によって接着用組成物を塗工し、乾燥して接着剤層の前駆体を形成した後、該接着剤層の前駆体上にシート状基材2を重ね、前記接着剤層の前駆体を常温もしくは加温下で硬化して、積層体を得ることができる。前記接着剤層の前駆体は、2.0~5.0g/m2であることが好ましい。
これら積層体は、包装材の形成に好適に使用される。包装用積層体の厚さは、多くの場合、10μm以上である。
ドライラミネート法の場合に用いられるシート状基材2としても同様のものを例示できる。シート状基材1とシート状基材2は同種のものでも異種のものでも良い。
(製造例1)ポリエステルポリウレタンポリオール(a)の製造
イソフタル酸335g、セバシン酸148g、アジピン酸134g、エチレングリコール83g、ネオペンチルグリコール143g、1,6-ヘキサンジオール157gを仕込み、220~260℃でエステル化反応を行た。所定量の水の留出後、徐々に減圧し1mmHg以下で240~260℃で5時間脱グリコール反応を行い、数平均分子量6,000、質量均分子量13,000、水酸基価17mgKOH/g、酸価0.5mgKOH/gのポリエステルポリウレタンポリオールを得た。
さらにこのポリエステルポリオールの全量に対してイソホロンジイソシアネート10gを徐々に添加し、150℃で約2時間反応を行い、数平均分子量8,000、質量均分子量20,000、水酸基価12mgKOH/g、酸価0.5mgKOH/gのポリエステルポリウレタンポリオール(a)を得た。
イソフタル酸336g、セバシン酸148g、アジピン酸134g、エチレングリコール83g、ネオペンチルグリコール135g、1,6-ヘキサンジオール157g、トリメチロールプロパン7gを仕込み、220~260℃でエステル化反応を行た。所定量の水の留出後、徐々に減圧し1mmHg以下で240~260℃で5時間脱グリコール反応を行い、数平均分子量7,000、質量均分子量18,000、水酸基価25mgKOH/g、酸価0.5mgKOH/gのポリエステルポリウレタンポリオールを得た。
さらにこのポリエステルポリオールの全量に対してイソホロンジイソシアネート10gを徐々に添加し、150℃で約2時間反応を行い、数平均分子量9,000、質量均分子量28,000、水酸基価20mgKOH/g、酸価0.4mgKOH/gのポリエステルポリウレタンポリオール(b)を得た。
ポリエステルポリウレタンポリオール(a)100gに対し、無水トリメリット酸:1g、エチレングリコールアンヒドロトリメリテート:2gを添加し、180℃で約2時間反応させ部分酸変性ポリエステル系ポリオールAを得た。
ポリエステルポリウレタンポリオール(a)或いは(b)100gに対し、表1に示す各種酸無水物をそれぞれ表1に示す所定量添加し、製造例3と同様にして反応させ部分酸変性ポリエステル系ポリオール溶液B~Hを得た。
部分酸変性ポリエステル系ポリオールAを酢酸エチルにて不揮発分50質量%に調整した溶液:100g、ポリイソシアネートとしてCAT-RT88(不揮発分70%、商品名、東洋モートン株式会社製):30g、および酢酸エチルを配合し、不揮発分8%、または25%の接着用組成物を得、後述する方法に従い接着用組成物の安定性を評価した。結果を表2に示す。
さらに不揮発分の異なる接着用組成物を用い、後述する方法に従い2種類の積層体1、2を作成し、各種性能を評価した。結果を表3に示す。
部分酸変性ポリエステル系ポリオールAの代わりに、部分酸変性ポリエステル系ポリオールB~Hを用い、ポリイソシアネートの量を表2に示す量とした以外は、実施例1と同様にして、不揮発分8%、または25%の接着用組成物を得、同様に評価した。
接着用組成物100質量部に対し、0.6質量部の水を加え撹拌し、6時間静置後の接着用組成物の状態を確認した。
〇:初期と同様に透明。
△:曇り発生するが、沈降物は無し。
×:白濁し、沈降物有り。
ナイロン(NY)フィルムのコロナ放電処理面にインキを所望のパターンに印刷した後、インキ層および露出しているNYフィルム上に、不揮発分8%の接着用組成物を塗布し、乾燥炉にて酢酸エチルを蒸発させた後、ここに溶融状態にある低密度ポリエチレン(LDPE)をフィルム状に押し出しつつ重ね合せた。50℃雰囲気下で1時間、又は、40℃雰囲気下で24時間の何れかの条件で保温してアンカー層の前駆体を硬化(エージング)し、[NYフィルム/インキ/アンカー層/LDPEフィルム]の積層体1を得た。なお、アンカー層は硬化後において0.5g/m2となるようにした。
後述する方法に従い、積層体1についてボイル前・後の外観およびラミネート強度を評価した。
積層体1を使用し、LDPEフィルムが内側に向かい合うように配して、21cm×30cmの大きさのパウチを作成し、内容物として市販の4.2%食酢、サラダ油、ケチャップを1/1/1(質量比)に混合したモデル食品1kgを充填した。このパウチを90℃、60分煮沸殺菌処理をおこなった後、内容物を空け、評価対象とした。
ボイル前・後の積層体1の印刷部およびアンカー層をNYフィルム側から観察し、以下の基準で評価した。
○:印刷部にハジキはなく、手もみしてもデラミ等なく良好。
△:印刷部に部分的にハジキ等の不具合があるか、または手もみにて部分的に剥離あり。
×:印刷部の全面にハジキ等の不具合あるか、または手もみにて全面に剥離あり。
ボイル前・後の積層体1から15mm幅の試験片を作り、引張り試験機を用い、温度20℃、相対湿度65%の条件下で、T型剥離により、剥離速度30cm/分で、NYフィルム/LDPEフィルム間の剥離強度(N/15mm)を測定した。表3の数値は、5個の試験片の平均値である。
ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム(厚さ12μm)のコロナ放電処理面にインキを所望のパターンに印刷した後、インキ層および露出しているPETフィルム上に、不揮発分25%の接着用組成物を塗布し、乾燥炉にて酢酸エチルを蒸発させた後、アルミニウム(AL)箔(厚さ9μm)を貼り合せた。次いで、AL箔上に不揮発分25%の接着用組成物を塗布し、乾燥炉にて酢酸エチルを蒸発させた後、未延伸ポリプロピレン(CPP)フィルム(厚さ70μm)のコロナ放電処理面を貼り合せた。そして、50℃雰囲気下で1時間、又は、40℃雰囲気下で72時間の何れかの条件で保温して接着剤層を硬化(エージング)し、[PETフィルム/インキ/接着剤層/AL箔/接着剤層/CPPフィルム]の積層体2を得た。なお、両接着剤層は乾燥後において4.5g/m2となるようにした。
後述する方法に従い、積層体2についてレトルト前・後の外観およびラミネート強度、並びに耐酸性試験後の外観を評価した。
積層体2を使用し、CPPフィルムが内側に向かい合うように配して、21cm×30cmの大きさのパウチを作成し、内容物として市販の3%酢酸、サラダ油、ケチャップを1/1/1(質量比)に混合したモデル食品1kgを充填した。このパウチを10rpm、135℃、30分、3MPaの加圧下で熱水殺菌を行った後、内容物を空け、評価対象とした。
レトルト前・後の積層体2の印刷部および接着剤層をPETフィルム側、およびCPPフィルム側からそれぞれ観察した。評価基準は積層体1の場合と同様である。
積層体1の場合と同様にして、PETフィルム/AL箔間、およびAL箔/CPPフィルム間のラミネート強度(N/15mm)を測定した。
内容物として市販の4.2%食酢を充填し、レトルト時の回転を10rpmから3rpmにした以外は、上記と同様にして熱水殺菌を行った後、さらに60℃で2週間または4週間保存後、AL箔/CPPフィルム間の接着状態を観察した。
○:手もみしてもデラミ等なく良好。
△:手もみにて部分的に剥離あり。
×:発泡形状のデラミ、全面に剥離あり。
Claims (6)
- 部分酸変性ポリエステル系ポリオールと、ポリイソシアネートとを含有する接着用組成物であって、
前記部分酸変性ポリエステル系ポリオールが、無水トリメリット酸とトリメリット酸エステル無水物とを10~70:90~30(質量比)の割合で含む変性剤と、ポリエステル系ポリオール中の水酸基の一部との反応生成物であり、
前記部分酸変性ポリエステル系ポリオールの質量平均分子量が30000~100000、酸価が18.1~40mgKOH/g、水酸基価が0.2~5mgKOH/gである、接着用組成物。 - 請求項1または2記載の接着用組成物の硬化物。
- 2つのシート状基材の間に請求項3記載の硬化物が位置する積層体。
- シート状基材1の一方の面に、請求項1または2に記載の接着用組成物を塗工し、乾燥してアンカー層の前駆体を形成した後、該アンカー層の前駆体上に熱可塑性樹脂を溶融押出し、次いでアンカー層の前駆体を硬化することを特徴とする、積層体の製造方法。
- シート状基材1の一方の面に、請求項1または2に記載の接着用組成物を塗工し、乾燥して接着剤層の前駆体を形成した後、該接着剤層の前駆体上にシート状基材2を重ね、前記接着剤層の前駆体を硬化することを特徴とする、積層体の製造方法。
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JP2017251178A JP6996291B2 (ja) | 2017-12-27 | 2017-12-27 | 接着用組成物、および積層体の製造方法 |
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