JPH04298337A - 積層体及びその製法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、密着性、耐水性に優れ
、表面固有抵抗の湿度依存性の小さい非帯電性被覆を有
する積層体及びその製法に関する。

【０００２】

【従来の技術】基材上にポリエチレンイミン被覆を施す
と非帯電性となることは知られているが、ポリエチレン
イミンは水溶性であるため、該被覆は耐水性に乏しいと
いう欠点がある。またヒートシールを行うことができな
いという難点もある。一方、カリウム、ルビジウム及び
セシウムから選ばれる金属のイオンを相当量で含有する
エチレン共重合体アイオノマーが非帯電性となることも
知られており、その水性分散体を基材上に塗布すると非
帯電性被覆が形成されることも知られているが、密着性
、耐水性は充分に満足すべき水準にあるとは言い難い。 また、塗布乾燥直後の表面固有抵抗値は比較的大きく、
幾分か吸湿した後でないと充分な非帯電性を示さないと
いう問題点があった。前記アイオノマーの基材との密着
性や耐水性を改善するために種々の接着剤を介在させる
方法について検討したところ、その種類によっては前記
アイオノマーの非帯電性能が大巾に損なわれる場合があ
ることを認めた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで、非帯電性能を
それ程損なうことなく密着性、耐水性を改善することの
できる接着剤についてさらに検討を進めた結果、基材上
にポリエチレンイミン層を形成させ、それを介して特定
の金属をイオン源とするアイオノマー層を設けることに
より、この問題を解決することができ、また予想外にも
このような積層構造を有する積層体は、前記アイオノマ
ーの塗布乾燥直後から非帯電性を示す効果をも併せ有す
ることを見出すに至り、本発明に到達した。

【０００４】尚、特開昭５５−１５２０６０号公報には
、プラスチックフィルムにポリエチレンイミンを塗布し
た後、アイオノマーの水性分散液を塗布する方法が示さ
れているが、単にプラスチックフィルムのヒートシール
性を改良することのみを目的とするものである。また該
公報では非帯電性アイオノマーに関しては開示されてお
らず、また非帯電性アイオノマーに関わる上記課題の存
在やその課題解決に関し全く記載も示唆もしていない。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、基材上にポリ
エチレンイミンの層を介して、カリウム、ルビジウム及
びセシウムから選ばれる金属をイオン源とする非帯電性
アイオノマーの層を設けたことを特徴とする積層体に関
する。本発明はまた、基材上にポリエチレンイミンを塗
布した後、上記アイオノマーの水性分散体を塗布するこ
とを特徴とする積層体の製造方法に関する。

【０００６】本発明に適用可能な基材としては、各種熱
可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、ゴム、紙、ガラス、金属な
どである。熱可塑性樹脂としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１
−ペンテン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン
・１−ブテン共重合体のようなポリオレフィン、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸エチル
共重合体、エチレン・ビニルアルコール共重合体のよう
なオレフィン極性モノマー共重合体、ポリスチレン、ハ
イインパクトポリスチレン、ＡＢＳ、ＭＢＳのようなス
チレン系樹脂、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチ
レンテレフタレート、ポリアリレートのようなポリエス
テル、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン１１、ナイ
ロン１２、部分芳香族ポリアミドのようなポリアミド、
ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンオ
キシド、ポリスルフィド、ポリメチルメタクリレート、
ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンなどを例示するこ
とができる。また熱硬化性樹脂としては、フェノール樹
脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂
などを例示することができる。ゴムとしては、エチレン
・プロピレン共重合ゴム、エチレン・プロピレン・ジエ
ン共重合ゴム、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ブチ
ルゴム、ポリイソブチレン、ポリウレタン、天然ゴム、
熱可塑性オレフィンエラストマー、スチレン・ブタジエ
ンブロック共重合体などを例示できる。これらは相互の
混合物であってもよく、また各種充填剤、添加剤などを
配合したものでもよい。さらに架橋や発泡を行ったもの
であってもよい。このような基材としては種々の形状の
ものであってよく、例えばフィルム、シート、中空成形
品、射出成形品、管状体、棒状体、織布、不織布などで
ある。このような基材はまたコロナ処理、火炎処理、レ
ーザー光処理、混酸処理などの表面処理を行ったもので
あってもよい。

【０００７】本発明においては、基材上にポリエチレン
イミンの層を形成させる。ポリエチレンイミンとしては
、分子量が１００〜３００，０００程度のものを用いる
ことができるが、好ましくは常温で固体であって分子量
が１０，０００〜１００，０００程度のものがよい。 このようなポリエチレンイミンは水溶液として市場から
入手することができる。ポリエチレンイミンの層はその
水溶液を塗布することによって容易に形成させることが
できる。水溶液としては、例えば０．５〜３０重量％の
如き濃度のものを使用することができる。尚、このとき
、ポリエチレンイミンの層厚みがあまり薄すぎるとアイ
オノマー層の密着性や表面固有抵抗の湿度依存性におけ
る改良が充分でない場合がある。またその厚みが大きく
なりすぎるとアイオノマー層と基材との密着性の改良が
充分でない場合がある。このためポリエチレンイミン層
の厚みは０．１〜２０μｍ、とくに０．５〜３μｍの範
囲となるように調節することが望ましい。

【０００８】本発明においては、ポリエチレンイミン被
覆層を形成させた基材にさらにカリウム、ルビジウム及
びセシウムから選ばれる金属をイオン源とする非帯電性
エチレン共重合体アイオノマーの層を設ける。ここに非
帯電性の層は、該アイオノマー層を設けた後、２３℃、
６５％ＲＨ雰囲気下４８時間放置後、その雰囲気下、高
抵抗抵抗率計により測定した表面固有抵抗が１０１２Ω
以下、好ましくは１０１１Ω以下を示すような層であり
、具体的には、カリウム、ルビジウム及びセシウムから
選ばれる金属をイオン源とするエチレン共重合体アイオ
ノマーであって、該金属イオンが１．５ミリモル／ｇ共
重合体以上、好ましくは１．８〜４．５ミリモル／ｇ共
重合体を含むアイオノマーを用いればこのような層を形
成させ得る。このようなアイオノマーは、例えばエチレ
ン含有量が５０〜８８重量％、好ましくは７０〜８２重
量％、不飽和カルボン酸含有量が１２〜４０重量％、好
ましくは１８〜３０重量％、その他単量体が０〜３０重
量％、好ましくは０〜２０重量％のエチレン共重合体を
、中和度が３０〜１００％、好ましくは６０〜１００％
の如き範囲で、カリウム、ルビジウムあるいはセシウム
イオンで中和したものでもよい。ここに不飽和カルボン
酸としては、アクリル酸、メタクリル酸、無水マレイン
酸、マレイン酸モノエチルなど、またその他単量体とし
ては、このような不飽和カルボン酸のエステル、例えば
アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソ
ブチル、アクリル酸ｎ−ブチル、メタクリル酸メチルな
ど、あるいは酢酸ビニルなどであってもよい。あるいは
特願平１−２４３５４６号で提案したアイオノマー組成
物を使用してもよい。

【０００９】このようなアイオノマーの層を形成させる
には、その水性分散体を作っておき、これを基材層上に
形成されたポリエチレンイミン層上に塗布する方法を採
用するのがよい。水性分散体におけるアイオノマーの濃
度は、好ましくは１〜６０重量％、とくに好ましくは５
〜３５重量％の範囲である。またアイオノマー層の厚み
は、０．１〜５０μｍ、好ましくは１〜１０μｍの範囲
である。アイオノマー層には必要に応じ各種添加剤、例
えば酸化防止剤、顔料、染料などを配合することができ
る。

【００１０】

【実施例】次に実施例により本発明をさらに詳細に説明
する。実施例において使用した原料は次の通りである。 アイオノマー水性分散体 エチレン−メタクリル酸共重合体（エチレン含量８０ｗ
ｔ％、メタクリル酸含量２０ｗｔ％、ＭＦＲ　　６０ｄ
ｇ／ｍｉｎ）の９０モル％をＫイオンにより中和したア
イオノマー（ＭＦＲ　　０．０５ｄｇ／ｍｉｎ、以下Ｋ
アイオノマーと呼ぶ）の水性分散体（固型分２５ｗｔ％
）を蒸留水で希釈して固型分１２．５ｗｔ％で使用ポリ
エチレンイミン水溶液 日本触媒化学工業（株）製ポリエチレンイミン水溶液エ
ポミン（登録商標）Ｐ−１０００（分子量７０，０００
、固型分３０ｗｔ％）を蒸留水で希釈して使用アクリル
エマルジョン 日本アクリル化学株式会社製アクリルエマルジョン　　
プライマルＮ−５８０（固型分５５ｗｔ％、乳白色エマ
ルジョン）を蒸留水で希釈して使用 基材 ポリエステルフィルム　　　　東レ（株）ルミラー　　
５０μｍ厚 表面コロナ処理　　（５０ｄｙｎｅ／ｃｍ）

【００１１
】また、実施例、比較例における物性測定は、以下の方
法によった。 ・メルトフローレート（ＭＦＲ）：　　ＪＩＳ　　Ｋ　
　６７６０ 温度　　１９０℃ ・塗膜密着性：　　　　セロハンテープで剥離の有無を
観察・塗膜耐水性：　　　　コーティングフィルムを２
０℃水中に１０秒間浸漬し、振った後引き上げて、塗膜
上の付着水をティシュペーパーでふき取った後、塗膜上
を指でまさつし、塗膜が剥離するか否か、又は塗膜が吸
水して膨潤するか否かで判定し、剥離がなく、かつ水で
膨潤のないものを耐水性良好と判定 ・塗膜表面固有抵抗（Ω）：　　三菱油化製高抵抗抵抗
率計により測定 １０１２Ω以下が非帯電性の領域である・コーティング
サンプルの調湿下の表面固有抵抗の測定コーティングフ
ィルムサンプルを、下記雰囲気下に４８ｈｒエージング
後、その雰囲気下で表面固有抵抗を測定した。 ２３℃　　　　　　　　３０％ＲＨ 〃　　　　　　　　　　４０％ＲＨ 〃　　　　　　　　　　６０％ＲＨ

【００１２】実施例１〜４ ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）の水溶液（ポリエチレン
イミン３０ｗｔ％）を蒸留水で希釈してポリエチレンイ
ミン（固型分）濃度が夫々１０ｗｔ％、５ｗｔ％、２ｗ
ｔ％、０．５ｗｔ％の水溶液を得た。この水溶液を５０
μｍ厚ポリエステルフィルム上にそそぎ、その上から２
番のワイアーバーを使ってポリエステルフィルム上に液
を均一に広げてコーティングした。塗膜上を１００℃温
風で３０秒間加熱して水分を除去後、１８０℃のホット
プレート上で１５秒間加熱したところ、ＰＥＩの濃度に
応じて塗膜厚みが夫々２，０．８　，　０．５　，　０
．１　μｍのＰＥＩ塗膜がコーティングされたポリエス
テルフィルムが得られた。

【００１３】この塗膜の上から、Ｋアイオノマーの水性
分散体（固型分１２．５ｗｔ％）をＰＥＩと同様にして
塗布した。塗膜上を８０℃温風で３０秒間加熱後、１８
０℃のホットプレート上で１５秒間加熱したところ、Ｋ
アイオノマー層の厚みが３μｍの透明光沢のある塗膜を
得た。

【００１４】塗膜の基材との密着性、耐水性を調べたと
ころいずれも良好であった。塗膜の表面固有抵抗を、１
８０℃の加熱直後、及び２３℃の３０％ＲＨ、５０％Ｒ
Ｈ、６０％ＲＨ下で４８時間エージング後測定した。い
ずれも表面固有抵抗は、かなりの低湿度下で１０１２Ω
以下を示し、低湿度下でも非帯電性であった。結果を表
１に示す。

【００１５】

【表１】 比較例１ ポリエチレンイミンの塗布を行わなかった以外は、実施
例１〜４と同様にして５０μｍ厚ポリエステルフィルム
上にＫアイオノマーの水性ディスパージョンをコーティ
ングし、実施例１〜４と同じ条件で加熱乾燥を行った。 透明で光沢のある３μｍ厚のＫアイオノマー単層コーテ
ィング塗膜を得た。

【００１６】この塗膜の基材との密着性、耐水性を測定
したところ、耐水性は良好であったが、基材との密着性
は不良であった。また塗膜の表面固有抵抗を実施例１〜
４と同様な条件で測定したところ、この塗膜は湿度の高
い条件下では良好な非帯電性を示したが、低湿度下及び
加熱直後では高い表面固有抵抗値を示し、低湿度下では
帯電性となることが示された。結果を表１にあわせて示
す。

【００１７】比較例２〜５ ポリエチレンイミン（ＰＥＩ）の３０ｗｔ％、１０ｗｔ
％、５ｗｔ％、２ｗｔ％の水溶液を用いて夫々５０μｍ
厚ポリエステルフィルム上に、実施例１〜４と同様にし
て単層のコーティングを行い実施例１〜４と同じ条件で
乾燥した。

【００１８】得られたＰＥＩ単層コーティング塗膜につ
いて各種物性を測定したところ、塗膜の表面固有抵抗値
の測定では非帯電性を示し、基材との密着性も良好であ
ったが、耐水性はすべて不良であった。　　結果を表２
に示す。

【００１９】

【表２】 比較例６〜７ アクリルエマルジョンの２０ｗｔ％、１０ｗｔ％水溶液
について夫々５０μｍ厚のポリエステルフィルム上に実
施例１〜４と同様にして単層のコーティングを行い実施
例１〜４と同じ条件で乾燥後４μｍ、２μｍの塗膜を得
た。この塗膜の上から実施例１〜４と同様にしてＫアイ
オノマーの水性分散体（固型分１２．５ｗｔ％）を塗布
及び乾燥し、Ｋアイオノマー層の厚みが３μｍの透明で
しかも光沢のある塗膜を得た。

【００２０】塗膜の基材との密着性、耐水性について調
べたところ、いずれも密着性良好でしかも耐水性につい
ても満足すべきものを得た。しかしながら表面固有抵抗
は満足すべきものが得られなかった。結果を表３に示す
。

【００２１】

【表３】

【００２２】

【発明の効果】本発明によれば、基材密着性、塗膜耐水
性、非帯電性に優れた被覆を有する積層体を提供するこ
とができる。特に本発明の積層体は、成形直後あるいは
比較的低湿度雰囲気下で非帯電性を示し、非帯電性の湿
度依存性が小さいという特長を有している。このような
諸性質が発現する理由として、ポリエチレンイミンとア
イオノマーの間で高分子錯体が形成されているのではな
いかと推定しているが、本発明はこのような推定に左右
されるものではない。このような特長を生かし、本発明
の積層体は、包装材料その他各種プラスチック成形品な
どに広く利用することができる。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　基材上に、ポリエチレンイミンの層を
   介して、カリウム、ルビジウム及びセシウムから選ばれ
   る金属をイオン源とする非帯電性エチレン共重合体アイ
   オノマーの層を設けたことを特徴とする積層体。
2. 【請求項２】　　基材上にポリエチレンイミンを塗布し
   た後、カリウム、ルビジウム及びセシウムから選ばれる
   金属をイオン源とする非帯電性エチレン共重合体アイオ
   ノマーの水性分散体を塗布することを特徴とする請求項
   １記載の積層体の製造方法。