JP7173389B2 - 反応型接着剤、積層体及び包装体 - Google Patents
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Description
これらの積層体は、各々用途での要求特性に応じて、各種あるプラスチックフィルム、金属蒸着フィルムあるいは金属箔を適宜組み合わせ、更にそれらのフィルムに印刷を施し、各々要求特性に応じた接着剤を選択して製造される。例えば用途が食品や生活用品であれば、流通時、冷蔵保存や加熱殺菌などの処理等から内容物を保護するため、強度や割れにくさ、耐レトルト性、耐熱性、耐内容物性といった機能が要求される。更にこれらの積層体はシート状で流通することはなく、例えば食品包装用では端をヒートシールした袋状で流通するのが一般的であることから、ヒートシール性も必須の要求特性となっている。
本発明の反応型接着剤は、前述の通り反応型2液タイプのラミネート接着剤である。
本発明では、イソシアネート基と水酸基との化学反応によって硬化する接着剤を使用する。
本発明においては、溶剤は使用しても使用しなくてもよい。なお本発明でいう「溶剤」とは、本発明で使用するポリイソシアネートやポリオールを溶解することの可能な、溶解性が高く揮発性の有機溶剤を指し、「溶剤型」とはこれらの溶解性の高い有機溶剤を含むことを指し、「無溶剤」とはこれらの溶解性の高い有機溶剤を含まないことを指す。溶解性の高い有機溶剤とは、具体的には、トルエン、キシレン、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸nープロピル、酢酸n-ブチル、アセトン、メチルエチルケトン(MEK)、シクロヘキサノン、トルオール、キシロール、n-ヘキサン、シクロヘキサン等が挙げられる。中でもトルエン、キシレン、塩化メチレン、テトラヒドロフラン、酢酸メチル、酢酸エチルは特に溶解性の高い有機溶剤として知られている。
また、本発明の接着剤の低粘度化を達成するために、トリアセチン、プロピレンカーボネート等の水酸基を有さないカルボニル基を有する沸点200℃以上の溶剤も使用してよい。これら高沸点の有機溶剤の使用量は所要される粘度と塗膜物性によるが概ね0.1~10質量%の範囲で使用することが多い。
本発明の反応型接着剤で使用するポリオール成分Aは、(1)および(2)を満たすポリオール(A1)を含有することを特徴とする。ポリオール(A1)はポリウレタンポリオールである。
(1)分岐構造を有する炭化水素基を有する。
(2)エーテル結合を有しエステル結合を有さないポリオール(X1)と、2官能以上のイソシアネート(Y)と、エステル結合を有するポリオール(X2)とを反応原料とする。
前記(1)の、「分岐構造を有する炭化水素基を有している」とは、具体的には、前記ポリオール成分Aの反応原料に、多価アルコール又は多価カルボン酸として、分岐構造を有する化合物、具体的には分岐構造を有する多価アルコールまたは分岐構造を有する多価カルボン酸又はその無水物を用いることが好ましい。具体的には3官能以上のアルコール、又は3官能以上の多価カルボン酸又はその無水物を用いることにより、ポリオールの主骨格の炭化水素基に分岐構造を有することができる。
本発明で使用する3官能以上のアルコール(なおここで、アルコールにおける官能基とは水酸基を表し、2価、3価、多価等の価とは水酸基の数を表す)としては、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3官能又は4官能の脂肪族アルコールが挙げられる。
また、3官能以上の多価カルボン酸又はその無水物(なおここで、カルボン酸における官能基とは、カルボキシル基を表し、2価、3価、多価等の価とはカルボキシル基の数を表す。)としては、1,2,5-ヘキサントリカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸等の脂肪族三塩基酸;トリメリット酸、無水トリメリット酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸等の芳香族三塩基酸及びその無水物が挙げられる。
本発明におけるポリオール(A1)の反応原料として使用する、エーテル結合を有しエステル結合を有さないポリオール(X1)(以後「ポリオール(X1)」と称する場合がある)は、エステル結合を有さなければ特に限定はなく公知のエーテル系ポリオールを使用することができる。例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,5-ペンタンジオール、3-メチル-1,5-ペンタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、ネオペンチルグリコール、メチルペンタンジオール、ジメチルブタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、ビスヒドロキシエトキシベンゼン、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等の2官能アルコール(グリコール);グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の3官能又は4官能の脂肪族アルコール;ビスフェノールA、ビスフェノールF、水素添加ビスフェノールA、水素添加ビスフェノールF等のビスフェノール;
中でも、2官能アルコールと3官能以上のアルコールとの混合物であることが好ましく、2官能アルコールと3官能または4官能の脂肪族アルコールとの混合物であることがなお好ましい。
本発明におけるポリオール(A1)の反応原料として使用する、エステル結合を有するポリオール(X2)(以後「ポリオール(X2)」と称する場合がある)は、エステル結合を有していれば特に限定はなく公知のエステル系ポリオールを使用することができる。例えば、プロピオラクトン、ブチロラクトン、ε-カプロラクトン、σ-バレロラクトン、β-メチル-σ-バレロラクトン等の環状エステル化合物の開環重合反応によって得られるポリエステルと前記グリコール、グリセリン、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトール等の多価アルコールとの反応物であるポリエステルポリオール(1);前記グリコール、ダイマージオール、又は前記ビスフェノール等の前記2価アルコールと多価カルボン酸または多価カルボン酸無水物とを反応させて得られるポリエステルポリオール(2);前記3官能又は4官能等の脂肪族アルコールと、多価カルボン酸または多価カルボン酸無水物とを反応させて得られるポリエステルポリオール(3);前記2価ポリオールと、前記3官能又は4官能の脂肪族アルコールと、多価カルボン酸または多価カルボン酸無水物とを反応させて得られるポリエステルポリオール(4);ジメチロールプロピオン酸、ヒマシ油脂肪酸等のヒドロキシル酸の重合体である、ポリエステルポリオール(5);
また使用するポリオールの重量平均分子量(Mw)は1000~30000が好ましい。
中でも脂肪族ジカルボン酸であると、有機溶剤で希釈した溶剤型接着剤として使用した際、塗工後の残留溶剤がより低減でき好ましい。中でもアジピン酸が好ましい。
本発明におけるポリオール(A1)の反応原料として使用する、2官能以上のイソシアネート(Y)(なおここで、イソシアネートにおける官能基とは、イソシアネート基を表し、2価、3価、多価等の価とはイソシアネート基の数を表す。)(以後「イソシアネート(Y)」と称する場合がある)は、特に限定なく公知の2官能以上のイソシアネートを使用することができる。例えば、トリレンジイソシアネート、ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメリックジフェニルメタンジイソシアネート、1,5-ナフタレンジイソシアネート、トリフェニルメタントリイソシアネート、キシリレンジイソシアネート等の分子構造内に芳香族構造を持つポリイソシアネート、これらのポリイソシアネートのNCO基の一部をカルボジイミドで変性した化合物;イソホロンジイソシアネート、4,4’-メチレンビス(シクロヘキシルイソシアネート)、1,3-(イソシアナートメチル)シクロヘキサン等の分子構造内に脂環式構造を持つポリイソシアネート;1,6-ヘキサメチレンジイソシアネート、1,5-ペンタメチレンジイソシアネート、リジンジイソシアネート、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等の直鎖状脂肪族ポリイソシアネート、これらのポリイソシアネートのNCO基の一部をカルボジイミドで変性した化合物;
本発明におけるポリオール(A1)は、前記分岐構造を有する炭化水素基を有しており、エーテル結合を有しエステル結合を有さないポリオール(X1)と、前記2官能以上のイソシアネート(Y)と、前記エステル結合を有するポリオール(X2)とを反応原料とする以外は特に限定はなく、その他の反応原料として公知のポリウレタン樹脂に使用する反応原料を、本発明の効果を損なわない範囲で反応させてもよい。
例えば鎖伸長剤としては、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、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、イソホロンジアミン、ジシクロヘキシルメタン-4,4´-ジアミン、ダイマージアミンなどが挙げられる。その他には、2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシエチルプロピレンジアミン、2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン、ジ-2-ヒドロキシプロピルエチレンジアミン等の分子内に水酸基を有するジアミン類、ネオペンチルグリコール、ブチルエチルプロパンジオール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコール、1,4-ブタンジオール、1,6-ヘキサンジオール、トリエチレングリコール、1-もしくは2-メチル-1,3-ブチレングリコール、1-もしくは2-メチル-1,4-ペンチレングリコール、2,4-ジエチル-1,5-ペンタンジオール、トリプロピレングリコール、ジエチレングリコール、1,2-プロピレングリコール、1,3-ブタンジオ-ル、1-、2-もしくは3-メチル-1,5-ペンタンジオ-ル、2-メチル-1,3-プロパンジオールなどのジオール類、ビスフェノールAのエチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、エチレンプロピレンオキサイド等のアルキレンオキサイド付加物、およびそれ以外のジオール等が挙げられる。これらのうちで特に好ましいものは、イソホロンジアミンである。
本発明におけるポリオール(A1)は、一般式(1)で表される構造式であってもよい。
ポリオール(A1)の製造方法は特に限定されることなく公知の方法で製造することができる。例えば反応原料である前記ポリオール(X1)と、前記イソシアネート(Y)と、前記ポリオール(X2)とを、ヒドロキシル基が過剰となる割合で一度に反応させる一段法や、反応原料である前記ポリオール(X1)と、前記イソシアネート(Y)と、前記ポリオール(X2)とを、イソシアネート基が過剰となる割合で反応させ、末端イソシアネート基のプレポリマーを得、得られるプレポリマーを、適当な溶剤中で鎖伸長剤および(または)末端封鎖剤と反応させる二段法、あるいはポリプロピレングリコールおよび併用ポリオール、ジイソシアネート化合物、鎖伸長剤および(または)末端封鎖剤を上記のうち適切な溶剤中で一度に反応させる一段法により製造される。
(例1)反応原料である前記ポリオール(X1)と前記ポリオール(X2)とが互いに相溶する場合は、一段重合で得ることができる。相溶するとは、前記ポリオール(X1)と前記ポリオール(X2)とを質量比1:1の割合で混合した際に濁りが生じない場合を指す。濁りは目視で構わないが、ヘイズメーター等の方法で定量化することもできる。
・ポリプロピレングリコール(ポリオール(X1)に相当)と、ジエチレングリコールとエチレングリコールとアジピン酸との縮合物であるポリエステルポリオール(ポリオール(X2)に相当)との組み合わせや、
・ポリプロピレングリコール(ポリオール(X1)に相当)と、ジエチレングリコールとエチレングリコールとトリメチロールプロパンとアジピン酸との縮合物であるポリエステルポリオール(ポリオール(X2)に相当)との組み合わせや、
・ポリプロピレングリコール(ポリオール(X1)に相当)と、ジエチレングリコールとエチレングリコールとアジピン酸と無水トリメリット酸との縮合物であるポリエステルポリオール(ポリオール(X2)に相当)との組み合わせや、
・ポリプロピレングリコール(ポリオール(X1)に相当)と、ジエチレングリコールとアジピン酸との縮合物であるポリエステルポリオール(ポリオール(X2)に相当)との組み合わせ
等が挙げられる。
一方、前記一般式(1)で表される化合物は、一般に高分子反応においては分子量分布を有する反応生成物が生じることから、ポリオール成分A全質量に対して、少なくとも10質量%以上含まれていればよい。
カラム ;東ソー株式会社製 TSK-GUARDCOLUMN SuperHZ-L
+東ソー株式会社製 TSK-GEL SuperHZM-M×4
検出器 ;RI(示差屈折計)
データ処理;東ソー株式会社製 マルチステーションGPC-8020modelII
測定条件 ;カラム温度 40℃
溶媒 テトラヒドロフラン
流速 0.35ml/分
標準 ;単分散ポリスチレン
試料 ;樹脂固形分換算で0.2質量%のテトラヒドロフラン溶液をマイクロフィルターでろ過したもの(100μl)
本願においては、前述の通りポリオール(A1)を含有することが必須であるが、本発明の効果を損なわない範囲において、他のポリオールを併用することは構わない。例えば、単なるポリエステルポリオールやポリエーテルポリオール、ポリウレタンポリオール等のポリオールを併用することができる。
本発明で使用するイソシアネート成分Bは、主成分としてポリイソシアネート化合物を含有する組成物である。本発明で使用するポリイソシアネート化合物は、特に限定なく公知のものが使用でき、単独で使用しても複数を混合して使用することもできる。
前記ポリイソシアネート化合物と前記多価アルコールとの反応割合は、イソシアネート基と水酸基との当量比[イソシアネート基/水酸基]が1.0~5.0の範囲であることが、接着剤塗膜の凝集力と柔軟性のバランスの点から好ましい。
本発明の反応性接着剤は、前記反応型接着剤中のイソシアネート基と水酸基とのモル比が1.1以上となるように配合することがこのましい。この範囲であればヒートシール耐性をなお向上させることができる。モル比は中でも1.3以上であることが好ましく、1.5以上であることが最も好ましい。一方上限は特に限定はないが硬化不良の観点から3.0以下であることが好ましい。
本発明では、イソシアネート基が過剰となるように配合することが好ましい。ポリオール成分A中に含まれる水酸基と反応しきれないイソシアネート基は水分と反応してウレア結合となり、よりヒートシール耐性に寄与すると推定される。
本発明の反応性接着剤は、前述の通り、前記ポリオール成分Aと、前記イソシアネート成分Bとを有する反応型接着剤であるが、その他、反応性接着剤に一般に使用される各種添加剤を使用することが出来る。
例えば触媒を使用することにより、硬化反応を促進することができる。
本発明で使用する触媒は、ウレタン化反応を促進するためのものであれば特に制限はないが、例えば、金属系触媒、アミン系触媒、ジアザビシクロウンデセン(DBU)、脂肪族環状アミド化合物、チタンキレート錯体等の触媒を用いることができる。
本発明においては、前記触媒を単独でも併用して使用してもよい。
前記触媒の質量比は、ポリイソシアネート組成物(B)とポリオール組成物(A)の混合液を100部としたとき0.001~3部の範囲が好ましく、0.01~2部の範囲がより好ましい。
また、本発明の反応性接着剤は、必要に応じて顔料を併用してもよい。この場合使用可能な顔料としては、特に限定されるものではなく、例えば、塗料原料便覧1970年度版(日本塗料工業会編)に記載されている体質顔料、白顔料、黒顔料、灰色顔料、赤色顔料、茶色顔料、緑色顔料、青顔料、金属粉顔料、発光顔料、真珠色顔料等の有機顔料や無機顔料、さらにはプラスチック顔料などが挙げられる。これら着色剤の具体例としては種々のものが掲げられ、有機顔料としては、例えば、ベンチジンエロー、ハンザエロー、レーキッド4R等の、各種の不溶性アゾ顔料;レーキッドC、カーミン6B、ボルドー10等の溶性アゾ顔料;フタロシアニンブルー、フタロシアニングリーン等の各種(銅)フタロシアニン系顔料;ローダミンレーキ、メチルバイオレットレーキ等の各種の塩素性染め付けレーキ;キノリンレーキ、ファストスカイブルー等の各種の媒染染料系顔料;アンスラキノン系顔料、チオインジゴ系顔料、ペリノン系顔料等の各種の建染染料系顔料;シンカシアレッドB等の各種のキナクリドン系顔料;ヂオキサジンバイオレット等の各種のヂオキサジン系顔料;クロモフタール等の各種の縮合アゾ顔料;アニリンブラックなどが挙げられる。
また、本発明で使用する反応性接着剤には、接着促進剤を併用することもできる。接着促進剤にはシランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系等のカップリング剤、エポキシ樹脂が挙げられる。
本発明で使用する反応性接着剤には、必要であれば、前記以外のその他の添加剤を含有させてもよい。添加剤としては、例えば、レベリング剤、コロイド状シリカやアルミナゾルなどの無機微粒子、ポリメチルメタクリレート系の有機微粒子、消泡剤、タレ性防止剤、湿潤分散剤、粘性調整剤、紫外線吸収剤、金属不活性化剤、過酸化物分解剤、難燃剤、補強剤、可塑剤、潤滑剤、防錆剤、蛍光性増白剤、無機系熱線吸収剤、防炎剤、帯電防止剤、脱水剤、公知慣用の熱可塑性エラストマー、粘着付与剤、燐酸化合物、メラミン樹脂、又は反応性エラストマーを用いることができる。これらの添加剤の含有量は、本発明で使用する反応性接着剤の機能を損なわない範囲内で適宜調整して用いることができる。
本発明の積層体は、例えば、複数のフィルムあるいは紙を本発明の接着剤を用い、ドライラミネート法もしくはノンソルベントラミネート法にて貼り合せて得られる。
用いるフィルムに特に制限はなく、用途に応じたフィルムを適宜選択することができる。例えば、食品包装用としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)フィルム、ポリスチレンフィルム、ポリアミドフィルム、ポリアクリロニトリルフィルム、ポリエチレンフィルム(LLDPE:低密度ポリエチレンフィルム、HDPE:高密度ポリエチレンフィルム)やポリプロピレンフィルム(CPP:無延伸ポリプロピレンフィルム、OPP:二軸延伸ポリプロピレンフィルム)等のポリオレフィンフィルム、ポリビニルアルコールフィルム、エチレン-ビニルアルコール共重合体フィルム等が挙げられる。
(1)基材フィルム1/接着層1/シーラントフィルム
(2)基材フィルム1/接着層1/金属蒸着未延伸フィルム
(3)基材フィルム1/接着層1/金属蒸着延伸フィルム
(4)透明蒸着延伸フィルム/接着層1/シーラントフィルム
(5)基材フィルム1/接着層1/基材フィルム2/接着層2/シーラントフィルム
(6)基材フィルム1/接着層1/金属蒸着延伸フィルム/接着層2/シーラントフィルム
(7)基材フィルム1/接着層1/透明蒸着延伸フィルム/接着層2/シーラントフィルム
(8)基材フィルム1/接着層1/金属層/接着層2/シーラントフィルム
(9)基材フィルム1/接着層1/基材フィルム2/接着層2/金属層/接着層3/シーラントフィルム
(10)基材フィルム1/接着層1/金属層/接着層2/基材フィルム2/接着層3/シーラントフィルム
等が挙げられるがこれに限定されない。
本発明の積層体は、食品や医薬品などの保護を目的とする多層包装材料として使用することができる。多層包装材料として使用する場合には、内容物や使用環境、使用形態に応じてその層構成は変化し得る。また、本発明の包装体に易開封処理や再封性手段を適宜設けてあってもよい。
撹拌機、温度計、ジムロ-ト型還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた2リットルの四ツ口フラスコに、トリメチロールプロパン2.6部、ポリプロピレングリコール(水酸基価280.5(mgKOH/g)、分子量400)110.6部、ポリプロピレングリコール(水酸基価112.2(mgKOH/g)、分子量1,000)の222.1部、ジエチレングリコールとエチレングリコールとアジピン酸との縮合物であるポリエステルポリオール(水酸基価56.1(mgKOH/g)、分子量2,000)123.9部、ジプロピレングリコール74.0部、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸6.6部を仕込み、窒素ガスを流し撹拌を開始した。続いて、トルエンジイソシアネート160.4部を加え90℃で反応させた。
次に、酢酸エチル300部加え、70℃で4時間反応させて、固形分70%のポリオール(A1-1)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロ-ト型還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた、2リットルの四ツ口フラスコに、ポリプロピレングリコール(水酸基価280.5 (mgKOH/g)、分子量400)112.2部、ポリプロピレングリコール(水酸基価112.2 (mgKOH/g)、分子量1,000)225.2部、ジエチレングリコールとエチレングリコールとトリメチロールプロパンとアジピン酸との縮合物であるポリエステルポリオール(水酸基価56.1 (mgKOH/g)、分子量2,000)125.6部、ジプロピレングリコール73.2部、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸6.7部を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌を開始した。続いて、トルエンジイソシアネート157.1部を加え90℃で反応させた。次に、酢酸エチル300部加え、70℃で4時間反応させて、固形分70%のポリオール(A1-2)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロ-ト型還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた、2リットルの四ツ口フラスコに、ポリプロピレングリコール(水酸基価280.5 (mgKOH/g)、分子量400)115.7部、ポリプロピレングリコール(水酸基価112.2 (mgKOH/g)、分子量1,000)232.3部、ジエチレングリコールとエチレングリコールとアジピン酸と無水トリメリット酸との縮合物であるポリエステルポリオール(水酸基価56.1 (mgKOH/g)、分子量2,000)129.5部、ジプロピレングリコール25部、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸6.9部を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌を開始した。続いて、トルエンジイソシアネート162.1部を加え、イソシアネート基の残存率であるNCO%が1.34%に達する迄90℃で反応させた。次に、酢酸エチル300部、ジエタノールアミン28.5部加え、70℃で4時間反応させて、固形分70%のポリオール(A1-3)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロ-ト型還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた、2リットルの四ツ口フラスコに、トリメチロールプロパン2.5部、ポリプロピレングリコール(水酸基価280.5 (mgKOH/g)、分子量400)115.3部、ポリプロピレングリコール(水酸基価112.2 (mgKOH/g)、分子量1,000)231.5部、ジエチレングリコールとエチレングリコールとアジピン酸との縮合物であるポリエステルポリオール(水酸基価56.1 (mgKOH/g)、分子量2,000)129.1部、ジプロピレングリコール25部、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸6.9部を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌を開始した。続いて、ヘキサメチレンジイソシアネート161部を加え、イソシアネート基の残存率であるNCO%が1.34%に達する迄90℃で反応させた。次に、酢酸エチル300部、ジエタノールアミン28.7部加え、70℃で4時間反応させて、固形分70%のポリオール(A1-4)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロ-ト型還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた、2リットルの四ツ口フラスコに、トリメチロールプロパン2.6部、ポリプロピレングリコール(水酸基価280.5 (mgKOH/g)、分子量400)110.6部、ポリプロピレングリコール(水酸基価112.2 (mgKOH/g)、分子量1,000)222.1部、ジエチレングリコールとアジピン酸との縮合物であるポリエステルポリオール(水酸基価56.1 (mgKOH/g)、分子量2,000)123.9部、ジプロピレングリコール74.0部、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸6.6部を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌を開始した。続いて、トルエンジイソシアネート160.4部を加え90℃で反応させた。次に、酢酸エチル300部を加え、70℃で4時間反応させて、固形分70%のポリオール(A1-5)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロ-ト型還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた、2リットルの四ツ口フラスコに、ポリプロピレングリコール(水酸基価280.5 (mgKOH/g)、分子量400)115.7部、ポリプロピレングリコール(水酸基価112.2 (mgKOH/g)、分子量1,000)232.3部、ジエチレングリコールとエチレングリコールとアジピン酸との縮合物であるポリエステルポリオール(水酸基価56.1 (mgKOH/g)、分子量2,000)129.5部、ジプロピレングリコール25部、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸6.9部を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌を開始した。続いて、トルエンジイソシアネート162.1部を加え、イソシアネート基の残存率であるNCO%が1.34%に達する迄90℃で反応させた。次に、酢酸エチル300部、ジエタノールアミン28.5部加え、70℃で4時間反応させて、固形分70%のポリオール(A1-H1)を得た。
撹拌機、温度計、ジムロ-ト型還流冷却管、及び窒素ガス導入管を備えた、2リットルの四ツ口フラスコに、トリメチロールプロパン2.8部、ジエチレングリコールとエチレングリコールとアジピン酸との縮合物であるポリエステルポリオール(分子量2,000)527部、ジプロピレングリコール25.5部、2,2-ビス(ヒドロキシメチル)プロピオン酸6.5部を仕込み、窒素ガスを流し、撹拌を開始した。続いて、トルエンジイソシアネート111.5部を加え、イソシアネート基の残存率であるNCO%が1.34%に達する迄90℃で反応させた。次に、酢酸エチル300部、ジエタノールアミン26.7部加え、70℃で4時間反応させて、固形分70%のポリオール(A1-H2)を得た。
酢酸エチル228.66部、4’4-メチレンジイソシアネート260.66質量部を反応容器に仕込み、窒素ガス気流下で撹拌しながら75℃まで昇温、数平均分子量約400のポリプロピレングリコール85.85質量部、数平均分子量約700のポリプロピレングリコール339.46質量部を加え70~80℃でウレタン化反応を行った。NCO%が2.6~3.2%、粘度がS-V間で一定になるまで反応を続けた後、70℃に降温し、トリメチロールプロパン(TMP)アダクト型のトリレンジイソシアネート(製品名デスモジュールL-75 住化バイエルウレタン社製)95.48質量部を加えよく攪拌、固形分75%のイソシアネート成分Bを得た。
表1の組み合わせに従い反応性接着剤を得た。
[ポリオール成分の外観]
合成例または比較合成例で得たポリオールを25℃で30分間放置した。その後、濁りの有無を確認した。
液クリア・・・○
液濁り有り・・・△
ナイロンフィルム(ユニチカ社製;EMBLEM ON 15μm)とシーラントフィルムとして直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(LLDPEフィルム 東セロ社製;TUX HC-60μm)を、実施例または比較例の組み合わせで配合した反応性接着剤(固形分は3g/m2)にて貼り合わせ、40℃で72時間、エージングし、積層フィルムを得た。
2つの積層フィルムのシーラントフィルム面同士を合わせ、1cm幅のシールバーにて180℃・1kgf/cm2・1秒間ヒートシール処理し、ヒートシール強度測定用試料とした。
雰囲気温度25℃で、島津製作所の引張り試験機を用いて、剥離速度を300mm/分に設定し、ヒートシール強度測定試料の両末端を引っ張り測定した際の引張り強度のピークをヒートシール強度とした。
ヒートシール強度の単位は、N/15mmとする。
ヒートシール強度測定時、強度のピークを示した後フィルムそのものが破断した場合を「破断」、破断せずラミネート層で剥離した場合を「×」とした。
なお破断は、接着剤層が強固に接着していることを示しており、実施に耐えうる物性であり、×は接着剤層そのものが脆弱であり実施に耐えない物性であることを示す。
印刷インキ(DIC製「フィナート F407B中黄・R794白」)で図柄をグラビア印刷したポリエチレンテレフタレートフィルム(以下、「PETフィルム」と略記する。)に、実施例または比較例の組み合わせで配合した反応性接着剤を、ラミネーター(オリエント社製)で、塗布量が固形分2.7g/m2程度となるように250m/minで塗布した。その後VMPET(アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート)フィルムと貼合せ、積層フィルムを作製した。
その直後のラミネート外観を目視にて評価した。
評価○:外観良好
評価△:グラデーション部に気泡有り
評価×:ベタ部に気泡有り
印刷インキ(DIC製「フィナート F407B中黄・R794白」)で図柄をグラビア印刷した2軸延伸ポリプロピレンフィルム(以下、「OPPフィルム」と略記する。)に、実施例または比較例の組み合わせで配合した反応性接着剤を、ラミネーター(オリエント社製)で、塗布量が固形分2.7g/m2程度となるように250m/minで塗布した。その後VMPET(アルミ蒸着ポリエチレンテレフタレート)フィルムと貼合せ、積層フィルムを作製した。
その直後のラミネート物を0.2m2サンプリングし、約1.5cm角に断裁、三角フラスコに入れ密閉し、80℃の恒温槽に30分静置した後、ヘッドスペースより気体をサンプリングしガスクロマトグラフ(Agilent Technologies社製7890A)にて残留溶剤量を測定した。
実施例5はNCO/OHモル比が小さい例であり、外観は良好であるが若干ヒートシール強度が劣り、また二液相溶性も若干劣っていた。
比較例1、2はポリエステルポリオールA1中に分岐成分を含まなかった例である。何れもヒートシール強度が不十分であった。
Claims (8)
- ポリオール成分Aと、イソシアネート成分Bとを有する反応性接着剤であって、
前記ポリオール成分Aが(1)、(2)及び(3)を満たすポリオール(A1)を含有する反応性接着剤。
(1)トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールからなる群から選ばれるアルコール、又は1,2,5-ヘキサントリカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸からなる群から選ばれる多価カルボン酸又はその無水物を反応原料とする。
(2)ポリエーテルポリオール(X1)と、2官能以上のイソシアネート(Y)と、エステル結合を有するポリオール(X2)とを反応原料とする。
(3)モノアルコール、モノアミン、炭素数2~6のモノもしくはジアルカノールアミンから成る群から選ばれる少なくとも1つの鎖伸長停止剤を反応原料とする。 - 前記エステル結合を有するポリオール(X2)が、2官能ポリオールと脂肪族ジカルボン酸との反応生成物である請求項1に記載の反応性接着剤。
- 前記ポリオール(A1)が、反応原料として分岐構造を有する多価アルコールまたは分岐構造を有する多価カルボン酸を含有する請求項1に記載の反応性接着剤。
- 前記ポリオール(X1)が、2官能アルコールと、トリメチロールプロパン、ペンタエリスリトールからなる群から選ばれるアルコールとの混合物である請求項1に記載の反応性接着剤。
- 前記エステル結合を有するポリオール(X2)が、多価アルコールと、多価カルボン酸または多価カルボン酸無水物との反応生成物であり、前記多価アルコール、前記多価カルボン酸、または前記多価カルボン酸無水物の少なくとも1つが、グリセリン、ペンタエリスリトールからなる群から選ばれるアルコール、又は1,2,5-ヘキサントリカルボン酸、1,2,4-シクロヘキサントリカルボン酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、1,2,5-ベンゼントリカルボン酸、2,5,7-ナフタレントリカルボン酸からなる群から選ばれる多価カルボン酸又はその無水物である請求項1に記載の反応性接着剤。
- 複数のフィルムあるいは紙を接着剤で貼りあわせた積層体であって、前記接着剤が請求項1に記載の反応性接着剤であることを特徴とする積層体。
- 複数の印刷層が設けられたフィルムあるいは紙を接着剤で貼りあわせた積層体であって、前記接着剤が請求項1に記載の反応性接着剤であることを特徴とする積層体。
- 請求項6又は7に記載の積層体を袋状に成形してなる包装体。
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