JP7193045B1 - 接着剤、積層体、包装材 - Google Patents

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Abstract

耐内容物性に優れ、印刷層を再溶解させ難い無溶剤型接着剤、当該接着剤を用いて得られる積層体、包装材を提供する。ポリオール組成物(X)と、ポリイソシアネート組成物(Y)とを含み、ポリオール組成物(X)が、数平均分子量が450以上1000以下であり、4官能以上の糖アルコール誘導体であるポリオール(A)と、多価アルコールと多価カルボン酸を含む組成物の反応生成物であるポリエステルポリオール(B)とを含み、ポリオール(A)とポリエステルポリオール(B)との総量に占める前記ポリオール(A)の配合量が5質量%以上30質量%以下である無溶剤型接着剤。

Description

本発明は接着剤、当該接着剤を用いて得られる積層体、包装材に関する。
各種包装材、ラベル等に用いられる積層体は、各種多種多様なプラスチックフィルム、金属箔、紙等の基材のラミネートにより、意匠性、機能性、保存性、利便性、輸送性が付与され、特に該積層体を袋状に成形してなる包装体は、食品、医薬品、洗剤等の包装体として使用されている。
従来、包装体に用いられる積層体は、揮発性の有機溶剤に溶解した接着剤(溶剤型ラミネート接着剤と称される場合がある)を基材に塗工し、オーブンを通過する過程で有機溶剤を揮発させ、別の基材を貼り合わせるドライラミネーション方式により得るものが主流であったが、近年、環境負荷の低減および作業環境の改善の観点から、揮発性の有機溶剤を含有しない、反応型2液タイプのラミネート接着剤(以下無溶剤型接着剤と称する)の需要が高まりつつある(特許文献1)。
特開2014-159548号公報
無溶剤型接着剤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一方でデメリットも持つ。
無溶剤型接着剤に用いられる成分は、40℃~100℃程度に加温した際に塗工可能な粘度になるよう、分子量を低く設計する必要がある。このため、無溶剤型接着剤はシャンプーやコンディショナーなど、シーラントフィルムを通過して接着層(接着剤の硬化塗膜)を侵しやすい内容物に対する耐内容物性に劣る傾向にある。また、包装材用の積層体では一般的に、(内容物から見て)最外層となる基材の裏側(内容物側)に印刷インキにより印刷層が設けられ、印刷層と他の基材とが接着剤を介して貼り合わせられることになるが、低分子量のポリエステルポリオールを含む無溶剤型接着剤の中には印刷層を再溶解させやすいものがある。
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、耐内容物性に優れ、印刷層を再溶解させ難い無溶剤型接着剤、当該接着剤を用いて得られる積層体、包装材を提供することを目的とする。
本発明は、ポリオール組成物(X)と、ポリイソシアネート組成物(Y)とを含み、ポリオール組成物(X)が、数平均分子量が450以上1000以下であり、4官能以上の糖アルコール誘導体であるポリオール(A)と、多価アルコールと多価カルボン酸を含む組成物の反応生成物であるポリエステルポリオール(B)とを含み、ポリオール(A)とポリエステルポリオール(B)との総量に占める前記ポリオール(A)の配合量が5質量%以上30質量%以下である無溶剤型接着剤に関する。
さらに本発明は、第1の基材と、第2の基材と、第1の基材と前記第2の基材とを貼り合わせる接着層とを含み、接着層は上述の2液硬化型接着剤の硬化塗膜である積層体、当該積層体からなる包装材に関する。
本発明の接着剤によれば、耐内容物性に優れ、印刷層を再溶解させ難い無溶剤型接着剤、耐内容物に優れ、印刷外観に優れた積層体、包装材を提供することができる。
<接着剤>
本発明の接着剤は、ポリオール組成物(X)とポリイソシアネート組成物(Y)からなる2液硬化型の接着剤である。以下、本発明の接着剤について詳細に説明する。
(ポリオール組成物(X))
(ポリオール(A))
本発明の接着剤に用いられるポリオール組成物(X)は、数平均分子量が450以上1000以下であり、4官能以上の糖アルコール誘導体であるポリオール(A)を含む。なお糖アルコール誘導体とは、糖アルコールの水酸基の一部が塩となった化合物や、糖アルコールの水酸基の一部が別の官能基と反応した化合物を指す。なお本明細書における数平均分子量は下記条件のゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定される値である。
測定装置 ;東ソー株式会社製 HLC-8320GPC
カラム ;東ソー株式会社製 TSKgel 4000HXL、TSKgel 3000HXL、TSKgel 2000HXL、TSKgel 1000HXL
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)
糖アルコール誘導体の具体例としては、ペンタエリスリトール、スクロース、キシリトール、ソルビトール、イソマルト、ラクチトール、マルチトール、マンニトール糖の糖アルコールに、エチレンオキサイド、プロピレンオキサイド、ブチレンオキサイド糖のアルキレンオキサイドが付加したアルキレンオキサイド付加物や、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリブチレンオキサイド等のポリアルキレンオキサイドが付加したポリアルキレンオキサイド付加物が挙げられる。
ポリオール(A)を用いることにより、接着剤の硬化塗膜の架橋密度が高くなり、耐内容物性が向上するものと考えられる。また、一般的にポリエーテルポリオールは印刷層を再溶解させ難いが、さらに糖アルコール誘導体は汎用のポリエーテルポリオールに比べて粘度が高く、より印刷層の再溶解を抑制する効果(耐インキ溶解性)に優れると考えられる。
ポリオール(A)の配合量は、後述するポリエステルポリオール(B)との総量の5質量%以上30質量%以下である。これにより、耐内容物性に優れ、また塗工適性、ポットライフが良好な接着剤とすることができる。ポリオール(A)の配合量は、ポリエステルポリオール(B)との総量の10質量%以上であることがより好ましく、25質量%以下であることがより好ましい。
(ポリエステルポリオール(B))
ポリエステルポリオール(B)は、多価アルコールと多価カルボン酸との反応生成物、である。ポリエステルポリオール(B)の合成に用いられる多価アルコールとしては特に限定されず、2官能または3官能以上のものを用いることができる。2官能のアルコールとしては、エチレングリコール、ジ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、1,2,2-トリメチル-1,3-プロパンジオール、2,2-ジメチル-3-イソプロピル-1,3-プロパンジオール、1,4-ブタンジオール、1,3-ブタンジオール、3-メチル-1,3-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、ネオペンチルグリコール、1,6-ヘキサンジオール、1,4-ビス(ヒドロキシメチル)シクロヘサン、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオール、ダイマージオール等の脂肪族ジオール;
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等のエーテルグリコール;
脂肪族ジオールと、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等の種々の環状エーテル結合含有化合物との開環重合によって得られる変性ポリエーテルジオール;
脂肪族ジオールと、ラクタノイド、ε-カプロラクトン等の種々のラクトン類との重縮合反応によって得られるラクトン系ポリエステルポリオール;
ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノール;
ビスフェノールA、ビスフェノールF等のビスフェノールにエチレンオキサイド、プロプレンオキサイド等を付加して得られるビスフェノールのアルキレンオキサイド付加物などが挙げられる。
3官能以上のポリオールは、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、グリセリン、ヘキサントリオール、ペンタエリスリトール等の脂肪族ポリオール;
脂肪族ポリオールと、エチレンオキシド、プロピレンオキシド、テトラヒドロフラン、エチルグリシジルエーテル、プロピルグリシジルエーテル、ブチルグリシジルエーテル、フェニルグリシジルエーテル、アリルグリシジルエーテル等の種々の環状エーテル結合含有化合物との開環重合によって得られる変性ポリエーテルポリオール;
脂肪族ポリオールと、ε-カプロラクトン等の種々のラクトン類との重縮合反応によって得られるラクトン系ポリエステルポリオールなどが挙げられる。
ポリエステルポリオール(B)の合成に用いられる多価カルボン酸としては、マロン酸、エチルマロン酸、ジメチルマロン酸、コハク酸、2,2-ジメチルコハク酸、無水コハク酸、アルケニル無水コハク酸、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、フマル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、ダイマー酸、トリマー酸等の脂肪族多価カルボン酸;
マロン酸ジメチル、マロン酸ジエチル、コハク酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、アジピン酸ジメチル、ピメリン酸ジエチル、セバシン酸ジエチル、フマル酸ジメチル、フマル酸ジエチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル等の脂肪族多価カルボン酸のアルキルエステル化物;
1,1-シクロペンタンジカルボン酸、1,2-シクロペンタンジカルボン酸、1,3-シクロペンタンジカルボン酸、1,2-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、1,4-シクロヘキサンジカルボン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、4-メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロ無水フタル酸、シクロヘキサン-1,2,4-トリカルボン酸-1,2-無水物、無水ハイミック酸、無水ヘット酸等の脂環族多価カルボン酸;
オルトフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、無水フタル酸、1,4-ナフタレンジカルボン酸、2,5-ナフタレンジカルボン酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸、2,3-ナフタレンジカルボン酸無水物、ナフタル酸、トリメリット酸、無水トリメリット酸、ピロメリット酸、無水ピロメリット酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2-ビス(フェノキシ)エタン-p,p’-ジカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸、ベンゾフェノンテトラカルボン酸二無水物、5-ナトリウムスルホイソフタル酸、テトラクロロ無水フタル酸、テトラブロモ無水フタル酸等の芳香族多価カルボン酸;
ジメチルテレフタル酸、2,6-ナフタレンジカルボン酸ジメチル等の芳香族多価カルボン酸のメチルエステル化物;等が挙げられ、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。
ポリオール(A)とともに、ポリエステルポリオール(B)を含むことにより、耐内容物性に優れた接着剤とすることができる。
特に、多価カルボン酸として芳香族多価カルボン酸を含むと耐内容物性が向上するため好ましい。多価カルボン酸に占める芳香族多価カルボン酸の配合量が25質量%以上50質量%以下であることが好ましい。ポットライフの観点からは、40質量%以下であることがより好ましい。
また、一般的に低分子量のポリエステルポリオールが印刷層を再溶解させやすい傾向にあることが知られているが、多価アルコールがジエチレングリコールを含むと、耐内容物性を損なわずに耐インキ溶解性を向上させることができるため好ましい。多価アルコールに占めるジエチレングリコールの配合量は適宜調整されうるが、一例として50質量%以上であることが好ましい。
また、ポリエステルポリオール(B)としてポリエステルポリオールにラクトン付加したものを用いると、耐内容物性が向上するため好ましい。
(ポリオール(C))
ポリオール組成物(X)は、ポリオール(A)、ポリエステルポリオール(B)以外のポリオール(C)を含んでいてもよい。このようなポリオール(C)としては、ポリエステルポリオール(B)の原料として例示した多価アルコールと同様のものを用いることができる。ポリオール(C)の配合量は特に限定されないが、ポリオール(A)、ポリエステルポリオール(B)、ポリオール(C)との総量の20質量%以下に留めることが好ましい。
ポリオール組成物(X)の粘度はノンソルベントラミネート法に適した範囲に調整される。一例として、40~60℃における粘度が100~5000mPas、より好ましくは500~3000mPasの範囲になるよう調整される。ポリオール組成物(X)の粘度は、一例としてポリエステルポリオール(B)の骨格や数平均分子量、後述する可塑剤(E5)により調整することができる。
(ポリイソシアネート組成物(Y))
ポリイソシアネート組成物(Y)は、複数のイソシアネート基を有するポリイソシアネート化合物(D)を含む。ポリイソシアネート化合物(D)としては特に限定されず、芳香族ジイソシアネート、芳香脂肪族ジイソシアネート、脂肪族ジイソシアネート、脂環族ジイソシアネート、及びこれらジイソシアネートのビュレット体、ヌレート体、アダクト体、アロファネート体、カルボジイミド変性体、ウレトジオン変性体、これらポリイソシアネートとポリオールを反応させたウレタンプレポリマー等が挙げられ、これらを単独でまたは複数組み合わせて使用することができる。
芳香族ジイソシアネートとしては、例えば、2,2’-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、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート、ポリメチレンポリフェニルポリイソシアネート(ポリメリックMDI、あるいはクルードMDIとも称される)、1,3-フェニレンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルジイソシアネート、1,4-フェニレンジイソシアネート、2,4-トリレンジイソシアネート、2,6-トリレンジイソシアネート、4,4’-トルイジンジイソシアネート、2,4,6-トリイソシアネートトルエン、1,3,5-トリイソシアネートベンゼン、ジアニシジンジイソシアネート、4,4’-ジフェニルエーテルジイソシアネート、4,4’,4”-トリフェニルメタントリイソシアネート等を挙げることができるが、これらに限定されない。
芳香脂肪族ジイソシアネートとは、分子中に1つ以上の芳香環を有する脂肪族イソシアネートを意味し、m-又はp-キシリレンジイソシアネート(別名:XDI)、α,α,α’,α’-テトラメチルキシリレンジイソシアネート(別名:TMXDI)等を挙げることができるが、これらに限定されない。
脂肪族ジイソシアネートとしては、トリメチレンジイソシアネート、テトラメチレンジイソシアネート、ヘキサメチレンジイソシアネート(別名:HDI)、ペンタメチレンジイソシアネート、1,2-プロピレンジイソシアネート、2,3-ブチレンジイソシアネート、1,3-ブチレンジイソシアネート、ドデカメチレンジイソシアネート、2,4,4-トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート等を挙げることができるが、これらに限定されない。
脂環族ジイソシアネートとしては、3-イソシアネートメチル-3,5,5-トリメチルシクロヘキシルイソシアネート、イソホロンジイソシアネート(別名:IPDI)、1,3-シクロペンタンジイソシアネート、1,3-シクロヘキサンジイソシアネート、1,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,4-シクロヘキサンジイソシアネート、メチル-2,6-シクロヘキサ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)、1,4-ビス(イソシアネートメチル)シクロヘキサン等を挙げることができるが、これらに限定されない。
ウレタンプレポリマーの合成に用いるポリオールとしては、ポリエステルポリオール(B)の原料として例示したものと同様のものを用いることができる。接着剤の低粘度化を図りつつ、接着強度を高めることができることから、ポリアルキレングリコール又はポリエステルポリオールの少なくとも一種を用いることが好ましい。
ポリアルキレングリコールとしては、数平均分子量が200~6,000の範囲にあるものが好ましい。ポリエステルポリオールは、ポリアルキレングリコールと炭素原子数2~30の脂肪族多価カルボン酸とを反応させて得られるものが好ましい。また、ポリエステルポリオールはその原料アルコール成分として、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官能以上のアルコールを該ポリオール成分中10質量%以下となる割合で用いてもよい。
軟包装基材用としては芳香族ポリイソシアネートと数平均分子量200~6,000の範囲にあるポリアルキレングリコールとを反応させて得られるポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートと数平均分子量200~3,000の範囲にあるポリエステルポリオールとを反応させて得られるポリイソシアネートが硬化物に適度な柔軟性を付与できる点から好ましい。滴定法(ジ-n-ブチルアミン使用)によるイソシアネート含有率が5~20質量%のものが適正な樹脂粘度となって塗工性に優れる点から好ましい。
一方、硬質基材用では芳香族ポリイソシアネートと数平均分子量200~3,000の範囲にあるポリエステルポリオールとを反応させて得られるポリイソシアネート、芳香族ポリイソシアネートと、数平均分子量200~3,000の範囲にあるポリエステルポリオールと、数平均分子量200~6,000の範囲にあるポリアルキレングリコールの混合物とを反応させて得られるポリイソシアネートが接着強度に優れる点から好ましい。定法(ジ-n-ブチルアミン使用)によるイソシアネート含有率が5~20質量%のものが、やはり適正な樹脂粘度となって塗工性に優れる点から好ましい。
ポリイソシアネート化合物(D)がウレタンプレポリマーである場合、反応に供されるイソシアネート基と水酸基との当量比[NCO]/[OH]は1.5~5.0の範囲であることが、接着剤の粘度が適正範囲となって塗工性が良好となる点から好ましい。
ポリイソシアネート組成物(Y)の粘度はノンソルベントラミネート法に適した範囲に調整される。一例として、40℃における粘度が500~5000mPas、より好ましくは500~3000mPasの範囲になるよう調整される。ポリイソシアネート組成物(Y)の粘度は、一例としてウレタンプレポリマーの配合量や、低分子量のイソシアネート化合物の配合量により調整することができる。
(接着剤のその他の成分(E))
本発明の接着剤は、上述の成分以外の成分を含んでいてもよい。その他の成分(E)は、ポリオール組成物(X)またはポリイソシアネート組成物(Y)のいずれかまたは両方に含まれていてもよいし、これらとは別に調製しておき、接着剤の塗工直前にポリオール組成物(X)、ポリイソシアネート組成物(Y)とともに混合して用いてもよい。以下、各成分について説明する。
(触媒(E1))
触媒(E1)としては、金属系触媒、アミン系触媒、脂肪族環状アミド化合物等が例示される。
金属系触媒(E1)としては、金属錯体系、無機金属系、有機金属系の触媒が挙げられる。金属錯体系の触媒としては、Fe(鉄)、Mn(マンガン)、Cu(銅)、Zr(ジルコニウム)、Th(トリウム)、Ti(チタン)、Al(アルミニウム)、Co(コバルト)からなる群より選ばれる金属のアセチルアセトナート塩、例えば鉄アセチルアセトネート、マンガンアセチルアセトネート、銅アセチルアセトネート、ジルコニアアセチルアセトネート等が例示される。
無機金属系の触媒としては、Sn、Fe、Mn、Cu、Zr、Th、Ti、Al、Co等から選ばれるものが挙げられる。
有機金属系触媒としては、オクチル酸亜鉛、ネオデカン酸亜鉛、ナフテン酸亜鉛等の有機亜鉛化合物、スタナスジアセテート、スタナスジオクトエート、スタナスジオレエート、スタナスジラウレート、ジブチル錫ジアセテート、ジブチル錫ジラウレート、ジオクチル錫ジラウレート、ジブチル錫オキサイド、ジブチル錫ジクロライド等の有機錫化合物、オクチル酸ニッケル、ナフテン酸ニッケル等の有機ニッケル化合物、オクチル酸コバルト、ナフテン酸コバルト等の有機コバルト化合物、オクチル酸ビスマス、ネオデカン酸ビスマス、ナフテン酸ビスマス等の有機ビスマス化合物、テトライソプロピルオキシチタネート、ジブチルチタニウムジクロライド、テトラブチルチタネート、ブトキシチタニウムトリクロライド、脂肪族ジケトン、芳香族ジケトン、炭素原子数2~10のアルコールの少なくとも1種をリガンドとするチタンキレート錯体等のチタン系化合物等が挙げられる。
アミン系触媒としては、トリエチレンジアミン、2-メチルトリエチレンジアミン、キヌクリジン、2-メチルキヌクリジン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルプロピレンジアミン、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチルジエチレントリアミン、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチル-(3-アミノプロピル)エチレンジアミン、N,N,N’,N”,N”-ペンタメチルジプロピレントリアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルヘキサメチレンジアミン、ビス(2-ジメチルアミノエチル)エーテル、ジメチルエタノールアミン、ジメチルイソプロパノールアミン、ジメチルアミノエトキシエタノール、N,N-ジメチル-N’-(2-ヒドロキシエチル)エチレンジアミン、N,N-ジメチル-N’-(2-ヒドロキシエチル)プロパンジアミン、ビス(ジメチルアミノプロピル)アミン、ビス(ジメチルアミノプロピル)イソプロパノールアミン、3-キヌクリジノール、N,N,N’,N’-テトラメチルグアニジン、1,3,5-トリス(N,N-ジメチルアミノプロピル)ヘキサヒドロ-S-トリアジン、1,8-ジアザビシクロ[5.4.0]ウンデセン-7、N-メチル-N’-(2-ジメチルアミノエチル)ピペラジン、N,N’-ジメチルピペラジン、ジメチルシクロヘキシルアミン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、1-メチルイミダゾール、1,2-ジメチルイミダゾール、1-イソブチル-2-メチルイミダゾール、1-ジメチルアミノプロピルイミダゾール、N,N-ジメチルヘキサノールアミン、N-メチル-N’-(2-ヒドロキシエチル)ピペラジン、1-(2-ヒドロキシエチル)イミダゾール、1-(2-ヒドロキシプロピル)イミダゾール、1-(2-ヒドロキシエチル)-2-メチルイミダゾール、1-(2-ヒドロキシプロピル)-2-メチルイミダゾール等が挙げられる。
脂肪族環状アミド化合物としては、δ-バレロラクタム、ε-カプロラクタム、ω-エナントールラクタム、η-カプリルラクタム、β-プロピオラクタム等が挙げられる。これらの中でもε-カプロラクタムが硬化促進により効果的である。
(酸無水物(E2))
酸無水物(E2)としては、環状脂肪族酸無水物、芳香族酸無水物、不飽和カルボン酸無水物等が挙げられ、1種または2種以上を組み合わせて用いることができる。より具体的には、例えば、フタル酸無水物、トリメリット酸無水物、ピロメリット酸無水物、ベンゾフェノンテトラカルボン酸無水物、ドデセニルコハク酸無水物、ポリアジピン酸無水物、ポリアゼライン酸無水物、ポリセバシン酸無水物、ポリ(エチルオクタデカン二酸)無水物、ポリ(フェニルヘキサデカン二酸)無水物、テトラヒドロフタル酸無水物、メチルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルヘキサヒドロフタル酸無水物、ヘキサヒドロフタル酸無水物、メチルハイミック酸無水物、トリアルキルテトラヒドロフタル酸無水物、メチルシクロヘキセンジカルボン酸無水物、メチルシクロヘキセンテトラカルボン酸無水物、エチレングリコールビストリメリテート二無水物、ヘット酸無水物、ナジック酸無水物、メチルナジック酸無水物、5-(2,5-ジオキソテトラヒドロ-3-フラニル)-3-メチル-3-シクロヘキサン-1,2-ジカルボン酸無水物、3,4-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物、1-メチル-ジカルボキシ-1,2,3,4-テトラヒドロ-1-ナフタレンコハク酸二無水物等が挙げられる。
また、酸無水物(E2)として上述した化合物をグリコールで変性したものを用いてもよい。変性に用いることができるグリコールとしては、エチレングリコール、プロピレングリコール、ネオペンチルグリコール等のアルキレングリコール類;ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポチテトラメチレンエーテルグリコール等のポリエーテルグリコール類等が挙げられる。更には、これらのうちの2種類以上のグリコール及び/又はポリエーテルグリコールの共重合ポリエーテルグリコールを用いることもできる。
(カップリング剤(E3))
カップリング剤(E3)としては、シランカップリング剤、チタネート系カップリング剤、アルミニウム系カップリング剤等が挙げられる。
シランカップリング剤としては、γ-アミノプロピルトリエトキシシラン、γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン、N-β(アミノエチル)-γ-アミノプロピルトリメチルジメトキシシラン、N-フェニル-γ-アミノプロピルトリメトキシシラン等のアミノシラン;β-(3,4-エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、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;ビニルトリス(β-メトキシエトキシ)シラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、γ-メタクリロキシプロピルトリメトキシシラン等のビニルシラン;ヘキサメチルジシラザン、γ-メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙げられる。
チタネート系カップリング剤としては、例えば、テトライソプロポキシチタン、テトラ-n-ブトキシチタン、ブチルチタネートダイマー、テトラステアリルチタネート、チタンアセチルアセトネート、チタンラクテート、テトラオクチレングリコールチタネート、チタンラクテート、テトラステアロキシチタン等が挙げられる。
アルミニウム系カップリング剤としては、例えば、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート等が挙げられる。
(顔料(E4))
顔料(E4)としては特に制限はなく、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。
体質顔料としては、例えば、沈降性硫酸バリウム、ご粉、沈降炭酸カルシウム、重炭酸カルシウム、寒水石、アルミナ白、シリカ、含水微粉シリカ(ホワイトカーボン)、超微粉無水シリカ(アエロジル)、珪砂(シリカサンド)、タルク、沈降性炭酸マグネシウム、ベントナイト、クレー、カオリン、黄土などが挙げられる。
有機顔料の具体例としては、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。
無機顔料としては、黄鉛、ジンククロメート、モリブデートオレンジ等の如き、各種のクロム酸塩;紺青等の各種のフェロシアン化合物;酸化チタン、亜鉛華、マピコエロー、酸化鉄、ベンガラ、酸化クロームグリーン、酸化ジルコニウム等の各種の金属酸化物;カドミウムエロー、カドミウムレッド、硫化水銀等の各種の硫化物ないしはセレン化物;硫酸バリウム、硫酸鉛等の各種の硫酸塩;ケイ酸カルシウム、群青等の各種のケイ酸塩;炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム等の各種の炭酸塩;コバルトバイオレット、マンガン紫等の各種の燐酸塩;アルミニウム粉、金粉、銀粉、銅粉、ブロンズ粉、真鍮粉等の各種の金属粉末顔料;これら金属のフレーク顔料、マイカ・フレーク顔料;金属酸化物を被覆した形のマイカ・フレーク顔料、雲母状酸化鉄顔料等のメタリック顔料やパール顔料;黒鉛、カーボンブラック等が挙げられる。
プラスチック顔料としては、例えば、DIC(株)製「グランドールPP-1000」、「PP-2000S」等が挙げられる。
用いる顔料(E4)については目的に応じて適宜選択すればよいが、例えば耐久性、対候性、意匠性に優れることから白色顔料としては酸化チタン、亜鉛華等の無機酸化物を用いることが好ましく、黒色顔料としてはカーボンブラックを用いることが好ましい。
顔料(E4)の配合量は、一例としてポリオール組成物(X)とポリイソシアネート組成物(Y)の固形分総量100質量部に対して1~400質量部であり、接着性、耐ブロッキング性をより良好なものとするため10~300質量部とすることがより好ましい。
(可塑剤(E5))
可塑剤としては、例えば、フタル酸系可塑剤、脂肪酸系可塑剤、芳香族ポリカルボン酸系可塑剤、リン酸系可塑剤、ポリオール系可塑剤、エポキシ系可塑剤、ポリエステル系可塑剤、カーボネート系可塑剤などが挙げられる。
フタル酸系可塑剤としては、例えば、ジメチルフタレート、ジエチルフタレート、ジブチルフタレート、ジイソブチルフタレート、ジへキシルフタレート、ジへプチルフタレート、ジ-(2-エチルヘキシル)フタレート、ジ-n-オクチルフタレート、ジノニルフタレート、ジイソノニルフタレート、ジデシルフタレート、ジイソデシルフタレート、ジトリデシルフタレート、ジウンデシルフタレート、ジラウリルフタレート、ジステアリルフタレート、ジフェニルフタレート、ジベンジルフタレート、ブチルベンジルフタレート、ジシクロヘキシルフタレート、オクチルデシルフタレート、ジメチルイソフタレート、ジ-(2-エチルヘキシル)イソフタレート、ジイソオクチルイソフタレートなどのフタル酸エステル系可塑剤、例えば、ジ-(2-エチルヘキシル)テトラヒドロフタレート、ジ-n-オクチルテトラヒドロフタレート、ジイソデシルテトラヒドロフタレートなどのテトラヒドロフタル酸エステル系可塑剤が挙げられる。
脂肪酸系可塑剤としては、例えば、ジ-n-ブチルアジペート、ジ-(2-エチルへキシル)アジペート、ジイソデシルアジペート、ジイソノニルアジペート、ジ(C6-C10アルキル)アジペート、ジブチルジグリコールアジペートなどのアジピン酸系可塑剤、例えば、ジ-n-へキシルアゼレート、ジ-(2-エチルヘキシル)アゼレート、ジイソオクチルアゼレートなどのアゼライン酸系可塑剤、例えば、ジ-n-ブチルセバケート、ジ-(2-エチルへキシル)セバケート、ジイソノニルセバケートなどのセバシン酸系可塑剤、例えば、ジメチルマレート、ジエチルマレート、ジ-n-ブチルマレート、ジ-(2-エチルヘキシル)マレートなどのマレイン酸系可塑剤、例えば、ジ-n-ブチルフマレート、ジ-(2-エチルへキシル)フマレートなどのフマル酸系可塑剤、例えば、モノメチルイタコネート、モノブチルイタコネート、ジメチルイタコネート、ジエチルイタコネート、ジブチルイタコネート、ジ-(2-エチルヘキシル)イタコネートなどのイタコン酸系可塑剤、例えば、n-ブチルステアレート、グリセリンモノステアレート、ジエチレングリコールジステアレートなどのステアリン酸系可塑剤、例えば、ブチルオレート、グリセリルモノオレート、ジエチレングリコールモノオレートなどのオレイン酸系可塑剤、例えば、トリエチルシトレート、トリ-n-ブチルシトレート、アセチルトリエチルシトレート、アセチルトリブチルシトレート、アセチルトリ-(2-エチルへキシル)シトレートなどのクエン酸系可塑剤、例えば、メチルアセチルリシノレート、ブチルアセチルリシノレート、グリセリルモノリシノレート、ジエチレングリコールモノリシノレートなどのリシノール酸系可塑剤、および、ジエチレングリコールモノラウレート、ジエチレングリコールジペラルゴネート、ペンタエリスリトール脂肪酸エステルなどのその他の脂肪酸系可塑剤などが挙げられる。
芳香族ポリカルボン酸系可塑剤としては、例えば、トリ-n-ヘキシルトリメリテート、トリ-(2-エチルヘキシル)トリメリテート、トリ-n-オクチルトリメリテート、トリイソオクチルトリメリテート、トリイソノニルトリメリテート、トリデシルトリメリテート、トリイソデシルトリメリテートなどのトリメリット酸系可塑剤、例えば、テトラ-(2-エチルヘキシル)ピロメリテート、テトラ-n-オクチルピロメリテートなどのピロメリット酸系可塑剤などが挙げられる。
リン酸系可塑剤としては、例えば、トリエチルホスフェート、トリブチルホスフェート、トリ-(2-エチルヘキシル)ホスフェート、トリブトキシエチルホスフェート、トリフェニルホスフェート、オクチルジフェニルホスフェート、クレジルジフェニルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、トリス(クロロエチル)ホスフェート、トリス(クロロプロピル)ホスフェート、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(イソプロピルフェニル)ホスフェートなどが挙げられる。
ポリオール系可塑剤としては、例えば、ジエチレングリコールジベンゾエート、ジプロピレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジ-(2-エチルブチレート)、トリエチレングリコールジ-(2-エチルヘキソエート)、ジブチルメチレンビスチオグリコレートなどのグリコール系可塑剤、例えば、グリセロールモノアセテート、グリセロールトリアセテート、グリセロールトリブチレートなどのグリセリン系可塑剤などが挙げられる。
エポキシ系可塑剤としては、例えば、エポキシ化大豆油、エポキシブチルステアレート、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジ2-エチルヘキシル、エポキシヘキサヒドロフタル酸ジイソデシル、エポキシトリグリセライド、エポキシ化オレイン酸オクチル、エポキシ化オレイン酸デシルなどが挙げられる。
ポリエステル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸系ポリエステル、セバシン酸系ポリエステル、フタル酸系ポリエステルなどが挙げられる。
カーボネート系可塑剤としては、プロピレンカーボネートやエチレンカーボネートなどが挙げられる。
また、可塑剤としては、その他に、部分水添ターフェニル、接着性可塑剤、さらには、ジアリルフタレート、アクリル系モノマーやオリゴマーなどの重合性可塑剤などが挙げられる。これら可塑剤は、単独または2種以上併用することができる。
(リン酸化合物(E6))
リン酸化合物(E6)としては、リン酸、ピロリン酸、トリリン酸、メチルアシッドホスフェート、エチルアシッドホスフェート、ブチルアシッドホスフェート、ジブチルホスフェート、2-エチルヘキシルアシッドホスフェート、ビス(2-エチルヘキシル)ホスフェート、イソドデシルアシッドホスフェート、ブトキシエチルアシッドホスフェート、オレイルアシッドホスフェート、テトラコシルアシッドホスフェート、2-ヒドロキシエチルメタクリレートアシッドホスフェート、ポリオキシエチレンアルキルエーテルリン酸等が挙げられる。
(化合物(E7))
金属基材への密着性が良好なものになることから、2,2-ジメチロール酢酸、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸、2,2-ジメチロールペンタン酸からなる群から選ばれる少なくとも一種である化合物(E7)を含むことも好ましい。化合物(E7)としては、2,2-ジメチロールプロピオン酸、2,2-ジメチロールブタン酸の少なくとも一種であることがより好ましい。化合物(E7)の配合量は、ポリオール組成物(X)の0.1質量%以上であることが好ましく、0.5質量%以上であることがより好ましく、10質量%以下であることが好ましく、2.5質量%以下であることがより好ましい。
(接着剤の形態)
本発明の接着剤は、無溶剤型の形態で用いられる。なお本明細書において「無溶剤型」の接着剤とは、ポリオール組成物(X)及びポリイソシアネート組成物(Y)が酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチレンクロリド、エチレンクロリド等のハロゲン化炭化水素類、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホアミド等の溶解性の高い有機溶剤、特に酢酸エチル又はメチルエチルケトンを実質的に含まず、接着剤を基材に塗工した後に、オーブン等で加熱して溶剤を揮発させる工程を経ずに他の基材と貼り合せる方法、いわゆるノンソルベントラミネート法に用いられる接着剤の形態を指す。ポリオール組成物(X)及びポリイソシアネート組成物(Y)の構成成分や、その原料の製造時に反応媒体として使用された有機溶剤が除去しきれずに、ポリオール組成物(X)及びポリイソシアネート組成物(Y)中に微量の有機溶剤が残留してしまっている場合は、有機溶剤を実質的に含まないと解される。また、ポリオール組成物(X)が低分子量アルコールを含む場合、低分子量アルコールはポリイソシアネート組成物(Y)と反応して塗膜の一部となるため、塗工後に揮発させる必要はない。従ってこのような形態も無溶剤型接着剤として扱い、低分子量アルコールは有機溶剤とはみなされない。
本発明の接着剤は、ポリイソシアネート組成物(Y)に含まれるイソシアネート基のモル数[NCO]とポリオール組成物(X)に含まれる水酸基のモル数[OH]との比[NCO]/[OH]が1.0~3.0となるよう配合して用いることが好ましい。
<積層体>
本発明の積層体は、複数の基材(フィルムあるいは紙)を、本発明の接着剤を用い、ノンソルベントラミネート法にて貼り合わせて得られる。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。
フィルムは延伸処理を施されたものであってもよい。延伸処理方法としては、押出製膜法等で樹脂を溶融押出してシート状にした後、同時二軸延伸あるいは逐次二軸延伸を行うことが一版的である。また逐次二軸延伸の場合は、はじめに縦延伸処理を行い、次に横延伸を行うことが一般的である。具体的には、ロール間の速度差を利用した縦延伸とテンターを用いた横延伸を組み合わせる方法が多く用いられる。
フィルム表面には、膜切れやはじき等の欠陥のない接着層が形成されるように、必要に応じて火炎処理やコロナ放電処理等の各種表面処理を施してもよい。
あるいは、アルミニウム等の金属、シリカやアルミナ等の金属酸化物の蒸着層を積層したフィルム、ポリビニルアルコールやエチレン・ビニルアルコール共重合体、塩化ビニリデン等のガスバリア層を含有するバリア性フィルムを用いてもよい。このようなフィルムを用いることで、水蒸気、酸素、アルコール、不活性ガス、揮発性有機物(香り)等に対するバリア性を備えた積層体とすることができる。
紙としては、特に限定なく公知の紙基材を使用することができる。具体的には、木材パルプ等の製紙用天然繊維を用いて公知の抄紙機にて製造されるが、その抄紙条件は特に規定されるものではない。製紙用天然繊維としては、針葉樹パルプ、広葉樹パルプ等の木材パルプ、マニラ麻パルプ、サイザル麻パルプ、亜麻パルプ等の非木材パルプ、およびそれらのパルプに化学変性を施したパルプ等が挙げられる。パルプの種類としては、硫酸塩蒸解法、酸性・中性・アルカリ性亜硫酸塩蒸解法、ソーダ塩蒸解法等による化学パルプ、グランドパルプ、ケミグランドパルプ、サーモメカニカルパルプ等を使用することができる。また、市販の各種上質紙やコート紙、裏打ち紙、含浸紙、ボール紙や板紙などを用いることもできる。
本発明の接着剤を用いて得られた積層体は、シャンプーやコンディショナー、柔軟剤など、CPPフィルムやLLDPEフィルムなどのシーラントフィルムを通過して接着層にまで到達し、接着層の劣化、接着強度の低下を招く成分を含む内容物に対する耐性が優れる。従って、基材とシーラントフィルムとを貼り合わせる接着剤として本発明の接着剤を用いることが好ましい。
具体的な構成としては、Nylフィルム/透明蒸着PETフィルム/本発明による接着層/シーラントフィルム、PETフィルム/透明蒸着PETフィルム/本発明による接着層/シーラントフィルムPETフィルム/アルミニウム箔/本発明による接着層/シーラントフィルム、PETフィルム/アルミニウム箔/本発明による接着層/PETフィルム/シーラントフィルム、PETフィルム/アルミ蒸着PETフィルム/本発明による接着層/シーラントフィルムなどが挙げられる。その他の構成として、Nylフィルム/アルミ蒸着PETフィルム/本発明による接着層/シーラントフィルムからなる積層体も、耐内容物性に優れるため好ましい。これらの積層体においても本発明による接着層以外の接着層は、汎用の接着剤を用いて貼り合わせてもよいし、本発明の接着剤を用いて貼り合わせてもよい。なお一般的に包装材用の積層体は適当な位置に後述する印刷層が設けられるが上述の例では記載を省略している。耐突き刺し性など、より強度が必要な場合にはアルミ蒸着PETフィルム、透明蒸着PETフィルムにかえて透明蒸着Nylフィルムを用いてもよい。
本発明の積層体は、接着層と基材(通常は内容物に対して最外層となる基材)との間に印刷層が設けられていてもよい。印刷層は、グラビアインキ、フレキソインキ、オフセットインキ、孔版インキ、インクジェットインク等各種印刷インキにより、従来フィルムへの印刷に用いられてきた一般的な印刷方法で形成される。
基材となるフィルムまたは紙材料に、予め40℃~100℃程度に加熱しておいた本発明の接着剤をグラビアロール等のロールを用いて塗布した後、直ちに他方の基材を貼り合せて本発明の積層体を得る。ラミネート後に、エージング処理を行うことが好ましい。エージング温度は室温~70℃、エージング時間は6~240時間が好ましい。
接着剤の塗布量は適宜調整されるが、一例として1g/m以上5g/m以下である。接着剤の塗布量が多くなると巻きずれしやすくなる場合などがあり、加工性の観点から、好ましくは1g/m以上3g/m以下である。
本発明の積層体は、2つの基材を本発明の接着剤で貼り合わせたものであるが、必要に応じて他の基材を含んでいてもよい。他の基材を積層する方法としては公知の方法、例えばドライラミネート法、ノンソルベントラミネート法、熱ラミネート法、ヒートシール法、押出しラミネート法などにより積層すればよい。この際用いられる接着剤は、本発明のものであってもよいし、そうでなくてもよい。他の基材としては、上述した基材と同様のものを用いることができる。
<包装材>
本発明の包装材は、上述の積層体を袋状に成形し、ヒートシールすることにより包装材の形態としたものである。包装材の態様としては、三方シール袋、四方シール袋、ガセット包装袋、ピロー包装袋、ゲーベルトップ型の有底容器、テトラクラシック、ブリュックタイプ、チューブ容器、紙カップ、蓋材、など種々ある。また、本発明の包装材に易開封処理や再封性手段を適宜設けてあってもよい。
本発明の包装材は、主に食品、洗剤、薬剤を充填する包装材として工業的に使用することができる。具体的な用途としては、洗剤、薬剤として、洗濯用液体洗剤、台所用液体洗剤、浴用液体洗剤、浴用液体石鹸、液体シャンプー、液体コンディショナー、医薬用タブレット等が挙げられる。また、上記の容器を包装する2次包装材にも使用できる。
以下、本発明を具体的な合成例、実施例を挙げてより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例に限定されるものではない。なお、以下の例において、「部」及び「%」は、特に断りがない限り、「質量部」及び「質量%」をそれぞれ表す。
<ポリオール組成物(X)>
(ポリエステルポリオール(B-1)の合成)
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、精留管、水分分離器等を備えたフラスコに、エチレングリコール13.3部、ジエチレングリコール28.5部、トリメチロールプロパン3.0部を反応容器内に仕込み、窒素ガス導入下で攪拌し、100℃まで加熱した。100~110℃でアジピン酸35.7部、イソフタル酸19.1部を加えて精留管上部温度が100℃を越えないように徐々に加熱して内温を240℃に保持し、8時間攪拌してポリエステルポリオ―ル(B)-1を得た。
(ポリエステルポリオール(B-2)~(B-6)の合成)
合成に用いた多価アルコール、多価カルボン酸、反応時間を表1に記載のものに変更した以外はポリエステルポリオール(B-1)と同様にしてポリエステルポリオール(B-2)~(B-6)を得た。なお、表中における「芳香族カルボン酸配合量」は、ポリエステルポリオール(B)の合成に用いた多価カルボン酸に占める芳香族多価カルボン酸の配合量(質量%)を意味し、「DEG配合量」はポリエステルポリオール(B)の合成に用いた多価アルコールに占めるジエチレングリコールの配合量(質量%)を意味する。また表中に記載の化合物の詳細は以下の通りである。
AA:アジピン酸
IPA:イソフタル酸
DEG:ジエチレングリコール
EG:エチレングリコール
PPG400:SANNIX PK-400GD(SANYO化成製)
TMP:トリメチロールプロパン
Figure 0007193045000001
(ポリオール組成物(X)の調製)
表2~4に示す配合に従ってポリオール(A)、ポリエステルポリオール(B)、添加剤(ジメチロールプロピオン酸)を配合し、ポリオール組成物(X)を得た。なお、ポリオール組成物(X)の調製に用いたポリオール(A)は以下に示すとおりである。
ポリオール(A-1):サンニックスHD-402(三洋化成工業製、ペンタエリスリトール系ポリエーテルポリオール、官能基数4、数平均分子量600)
ポリオール(A-2):サンニックスHS-209(三洋化成工業製、スクロース系ポリエーテルポリオール、官能基数6、数平均分子量600)
ポリオール(A-3):サンニックスSP-750(三洋化成工業製、ポリオキシプロピレンソルビトールエーテル、6官能、数平均分子量700)
ポリオール(A-4):EXCENOL 385SO(AGC製、ソルビトールのプロピレンオキサイド付加物、6官能、数平均分子量500)
ポリオール(A'-1):サンニックスPP-600(三洋化成工業製、ポリプロピレンジオール、2官能、数平均分子量600)
ポリオール(A'-2):サンニックスGP-600(三洋化成工業製、ポリオキシプロピレントリオール、3官能、数平均分子量600)
<ポリイソシアネート組成物(Y)>
(ポリイソシアネート組成物(Y-1)の合成)
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管を備えたフラスコに、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート36部、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート19部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら60℃まで加熱した。数平均分子量400のポリプロピレングリコール11部、数平均分子量1000のポリプロピレングリコール22部、数平均分子量2000のポリプロピレングリコール11部を数回に分けて滴下し、5~6時間攪拌してウレタン化反応を終了させた。NCO基含有率が13.5%、粘度1500mPa・sのポリイソシアネート組成物(Y-1)を得た。
(ポリイソシアネート組成物(Y-2)の合成)
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管、精留管、水分分離器を備えたポリエステル反応容器に、アジピン酸60.7部、エチレングリコール28.2部、ジエチレングリコール11.1部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が2.0mgKOH/g以下となったところでエステル化反応を終了し、中間体ポリエステルポリオールを得た。
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管を備えたフラスコに、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート30部、2,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート30部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら60℃まで加熱した。上記で合成した中間体ポリエステルポリオール40部を数回に分けて滴下し、5~6時間攪拌してウレタン化反応を終了させた。NCO基含有率が14.0%、粘度3000mPa・sのポリイソシアネート組成物(Y-2)を得た。
(ポリイソシアネート組成物(Y-3)の合成)
撹拌機、温度計、窒素ガス導入管を備えたフラスコに、4,4’-ジフェニルメタンジイソシアネート55部を仕込み、窒素ガス雰囲気下で攪拌しながら60℃まで加熱した。数平均分子量400のポリプロピレングリコール11部、数平均分子量1000のポリプロピレングリコール22部、数平均分子量2000のポリプロピレングリコール11部を数回に分けて滴下し、5~6時間攪拌してウレタン化反応を終了させた。NCO基含有率が13.6%、粘度2000mPa・sのポリイソシアネート組成物(Y-3)を得た。
<接着剤の調製>
40℃に加温したポリオール組成物(X)、ポリイソシアネート組成物(Y)を、表2~4に示す配合で混合して実施例、比較例の無溶剤型接着剤を得た。
Figure 0007193045000002
Figure 0007193045000003
Figure 0007193045000004
<評価>
(硬化速度)
二軸延伸ナイロンフィルム(ユニチカ(株)製「エンブレム」、膜厚15μm)に、テスター産業製テストラミネーターを用い、塗布量:1.8g/mで接着剤を塗布した後、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(東セロ(株)製「TUX-HC」、膜厚60μm)と貼り合わせ、40℃で6時間エージングして積層体を得た。積層体のポリエチレンフィルム同士を対向させ、圧力:0.1MPa/cm、温度:180℃、時間:1秒の条件でヒートシールを行った。ポリエチレンフィルム間のヒートシール強度を300mm/minで測定し、以下の基準に従い評価し結果を表5~7にまとめた。
◎:40N/15mm以上
○:20N/15mm以上40N/15mm未満
×:20N/15mm未満
(ポットライフ)
ポリオール組成物(X)とポリイソシアネート組成物(Y)とを混合した後、40℃で30分静置した後の接着剤の粘度を測定し、以下の基準に従い評価し結果を表5~7にまとめた。
◎:3000mPa・s未満
〇:3000mPa・s以上5000mPa・s未満
×:5000mPa・s以上
(耐インキ溶解性)
ウレタン系ラミネートインキ(Finart R794白 G3;DIC(株)製)を離合社製ザーンカップ#3で15秒(25℃)に調整し、版深43μmグラビア版を備えたグラビア印刷機によって、コロナ処理PET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム(東洋紡エステルフィルムE5102#12)に印刷し、70℃のオーブンを通過させることで乾燥ないし硬化させ、PETフィルム上に印刷層を形成した。
印刷物上に、ポリオール組成物(X)とポリイソシアネート組成物(Y)を配合した接着剤を1g滴下し、50℃のオーブンに3分間置いた後、滴下した接着剤部分を黒い綿棒でラビングテストした。印刷物から黒い綿棒への白インキの転写率を評価し結果を表5~7にまとめた。
◎:0~10%未満
〇:10~50%未満
×:50%~100%
(耐内容物性)
二軸延伸ナイロンフィルム(ユニチカ(株)製「エンブレム」、膜厚15μm)に、テストラミネーター(テスター産業製)を用いて接着剤2.0g/mを塗布し、アルミ蒸着PETフィルム(東レフィルム加工(株)製、1310)のアルミ蒸着面とを貼り合わせ、40℃×3日間のエージンングを行った。次いでアルミ蒸着PETフィルムのPETフィルム面にテストラミネーター(テスター産業製)を用いて接着剤2.0g/mを塗布し、直鎖状低密度ポリエチレンフィルム(東セロ(株)製「TUX-HC」、膜厚60μm)と貼り合わせ、40℃×3日間のエージンングを行いONy/VMPET/LLDPEの積層体を得た。
得られた積層体を用いて120mm×120mmの大きさのパウチを作製し、内容物として、シャンプー(P&G社製、Pantene)70gを充填した後ヒートシールして密閉した。このパウチを60℃、3週間の促進試験にかけた後、VMPET/LLDPEフィルム間の接着強度を測定し、以下の基準で評価し結果を表5~7にまとめた。
◎:VMPETフィルム破断 もしくは 接着強度が4N/15mm以上
〇:3N/15mm以上4N/15mm未満
×:3N/15mm未満
Figure 0007193045000005
Figure 0007193045000006
Figure 0007193045000007

Claims (6)

  1. ポリオール組成物(X)と、ポリイソシアネート組成物(Y)とを含み、
    前記ポリオール組成物(X)が、数平均分子量が450以上1000以下であり、4官能以上の糖アルコール誘導体であるポリオール(A)と、多価アルコールと多価カルボン酸を含む組成物の反応生成物であるポリエステルポリオール(B)とを含み、前記ポリオール(A)と前記ポリエステルポリオール(B)との総量に占める前記ポリオール(A)の配合量が5質量%以上30質量%以下であり、前記多価カルボン酸に占める芳香族多価カルボン酸の配合量が25質量%以上50質量%以下である無溶剤型接着剤。
  2. 前記多価カルボン酸に占める芳香族多価カルボン酸の配合量が40質量%以下である請求項1に記載の無溶剤型接着剤。
  3. 前記多価アルコールに占めるジエチレングリコールの配合量が50質量%以上である請求項1または2に記載の無溶剤型接着剤。
  4. 前記ポリエステルポリオール(B)が、ラクトン変性されたものである請求項1~3のいずれか一項に記載の無溶剤型接着剤。
  5. 第一の基材と、第二の基材と、前記第一の基材と前記第二の基材との間に配置された接着層とを含み、前記接着層が請求項1~4のいずれか一項に記載の無溶剤型接着剤の硬化塗膜である積層体。
  6. 請求項5に記載の積層体からなる包装材。
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