JPS5880337A - 樹脂水性分散液の製造方法 - 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】 本発明は貯蔵安定性に優れる樹脂水性分散液の製造方法
に関するものである０本発明の実施により得られる水性
分散液は、ポリプロピレンフィルム、アルミニウム箔、
紙、鋼板等の被覆材、あるいはこれら素材間の接着剤と
して特に有用である。

ポリプロピレンフィルムとアルさニウム基との璽合材よ
りなるレトルトパウチ用包装フィル人は、画素材を接着
剤を用いて貼令したものでめる・かかる接着剤として現
在用いられているものは、ポリインシアネートまたは塩
素化ポリプロピレンをトルエン、メチルエチルケトン郷
Ｏ溶剤に溶解した溶剤型のものが使用されている。

しかし、この溶剤型接着剤の使用は環境、衛生上好まし
く表いので水系の接着剤、被覆材の出現が望まれている
のが実情″ｔ”６る・ ポリプロピレンフィルムへの接着という観点からは塩素
含有量が２０〜４０重量うの塩素化ポリプロピレンが好
適であるが、塩素化ポリプロピレンは１ｓｏ℃以上とな
ると分解するので、有機溶剤の助けを借抄て水に分散さ
せたものしか市販されていない。

リプ闘ピレンの熱分解が抑制されることを見い出し、塩
素化ポリプロピレンと貼着剤との混合物を多軸スクリュ
ー押出機のホッパーより供給し、一方、峡押出機の圧縮
ゾーン及び／ま九は計量ゾーンに設けた少なくとも１備
の供給口より部分鹸化ポリビニルアルコールの水溶液を
加圧して供給し、たのち、引き■いて該鹸化ポリビニル
アルコール水溶液と剪断下に混練したところ、塩素化ポ
リプロピレンの水性分散液の製造に成功した。

即ち、本発明は Ａ）塩素含量が２０〜４０重量うの塩素化ポリプロピレ
ン　　　　４ｏ〜８０重量う Ｂ）ＪＩＳ　　Ｋ５９０Ｂで測定した軟化点が７０〜１
５０℃の粘着剤６０〜２０重量う 上記配合割合の樹脂混合物を多軸スクリュー押出様のホ
ッパーより連続的に供給し、鹸化度６５〜９ｓモルラの
部分鹸化ポリビニルアルコール水溶液を該押出機の圧縮
ゾーン及び／又は計量ゾーンに設けた少なくとも１個の
供給口よゆ加圧して連続的に供給し、該樹脂を咳押出機
中でまず加熱、混練したのち、引き続いて該水溶液とと
もに混練することを特徴とする樹脂水性分散液の製造方
法を提供するものである＠ 本発明の方法によって水含量が３０重量％以上の樹脂水
性分散液が容易に形成される機構等の詳細は必ずしも明
らかでないが、推測によれば樹脂混合物がまず加熱、混
練されて半溶融を九は溶融状態となり、それが圧縮ゾー
ン及び／又は計量ゾーンにおいて供給される特定の部分
鹸化ポリビニルアルコールの水溶液とともにさらに混練
されて、表面張力の作用及びスクリューとバレル間或い
はスクリュー相互間の剪断力の作用等によって、該樹脂
が該水溶液中に分散せしめられて油／水型の分散液とな
る、と考えられる・ 本発明において用いる押出機は多軸スクリュー押出機で
あ抄、好ましいのは二輪スクリュー押出機である。その
多軸スプリエー押出機は通常のホレパー（すなわち固体
樹脂供給口）と、その圧縮ゾーン及び／又は計量ゾーン
に少なくとも１個の液体供給口が設叶られている必要が
ある。ｔた、押出機は高剪断力のものがＩＩｔＬいこと
からして、そのＬ／Ｄ比が１５以上であるの−望ましい
。さらに、押出機内において樹脂が高粘変の溶融状態か
ら低粘度の水性分散筒へ転換されるから、低粘性液体で
も押出し可能で娶るのが望ましい、かかる押出機として
は、たとえば同方向回転噛合−二輪スクリュー押出機で
二条ネジもしくは三条ネジタイプのもの、異方向回転噛
合型二軸スクリュー押出機、及び異方向回転非噛舎型二
軸スク９３−−押出機等があげられる。

轡に好ましいのは同方向回転噛合型二輪スクリュー押出
機であり、この押出機は第１図および第２図に示すよう
に、押出機の圧縮ゾーンＢに位置するスタリュ一部分に
強混練郁が形成されるようニーディングディスク８が設
けられている。図中、１は押出機、２及びτはスクリュ
ー、３はホッパー、４はバレル、５はノズル、６はスク
リューシャフト、７はネジ山、８はニーディングディス
ク、９は圧縮部、１Ｏ１１１はベント部、Ａは供給ゾー
ン、Ｂは圧縮ゾーン、Ｃは計量ゾーン、ａｌ、ａｌ、ａ
ｌは液体供給口、１２はヒーターである。

ホッパー３より供給された樹脂混合物はスクリュー２及
びｌの回転により供給ゾーン人から圧縮ゾーンＢへ送ら
れ、ヒーター１２の加熱及びスクリュー２、τとバレル
４間、あるいはスクリュー２及び１間の剪断力により半
溶融状態とされ、計量ゾーンＣで溶融され、ノズルＳか
ら分散液として連続的に押出されるが、この半溶融また
は溶融状態のとき、部分譬化ポリビニルアルコールの水
溶液が液体供給口ａ１％ａ２　及びａｌの少なくとも一
つよ抄供給され、スクリ：Ｌ−２、τの回転によ抄均−
に混合され、ノズル５の方向に向って移送される。

そして、ホッパーに供給されるに成分の塩素化ポリプロ
ピレンは例えば結晶性ボリプ四ピレンをトルエン等の有
機溶剤の存在下に塩素ガスを吹き込んで塩素化すること
によ９得られるもので塩素含量が２０〜４０重量よ、好
ましくは２４〜３６重量うのものが使用される。塩素含
量が２０重量う未清であると粘着剤との相溶性が愚〈水
性分散液中の粒子が大きくな抄、水性分散体の造膜性が
乏しくなる。又、４０重量うを越えるとポリプロピレン
フィルムとの接着性が不充分となる。

Ｂ）成分の粘着剤社、ＪＩＳ　　Ｋ５１１０ｍで測定イ
ルムとの接着性が弱く表る。又、１５０℃を越えると塩
素化ボリプ四ピレンに対する可塑効果が弱くカリ、押出
機にて溶融混練時に塩素化ポリプロピレンが分解しゃす
い・ 具体的にはアビエチン酸、−ジン、その水素添加物およ
びこれらのマレイン酸付加物もしくは金属塩ならびにこ
れらとグリセリン、ペンタエリスリトール、エチレング
リコール、ジエチレンクリスール等の多価アルコールと
のエステル化物等々の加工ロジンが使用可能である。

・これらＡ）成分の塩素化ポリプロピレンとＢ）成分の
粘着剤は水に分散される樹脂分中、Ａ）成分が４０〜ｓ
ｏｂ量％、好ましくは５０〜７０重量％、Ｂ）成分が６
０〜２０重量％、好ましくは５０〜３０重量％の割合で
使用される。

樹脂成分中、Ａ）の塩素化ポリプロピレンの含量が４０
重量５未満であるとポリプロピレンフィルムとの熱接着
性が悪くなる。また、含量が８０重量うを越えると貯蔵
安定な水性分散液が得られない。

この人）成分とＢ）ｊｉｉ分の樹脂混合物は多軸スクリ
ュー押出機のホッパーに供給され、溶融混練されるが、
その場合にこれらＡ）成分とＢ）成分の他に少量の適宜
の改質剤、例えばエチレン・酢酸ビニル共重合体、顔料
、帯電防止剤等を配合してもよい・本発明において水溶
液として多軸スクリュー押出機の圧縮ゾーン及び／又は
計量ゾーンに設けられた供給口より供給する部分鹸化ポ
リビニルアルコールは、鹸化度が５ｓ−ｓｓモルよ、好
ましくは７０〜９０モル％のものである。七〇鹸化度が
上記範囲内のものは前記樹脂混合物を水中に分散せしめ
る効果が優れていて、均質な水性分散液が得られるが、
上記範囲の上限を趨えて高くなると分散効果が低下する
し、を九上記範！ＩＯ下限を超えて低くなると水に対す
る清液変が低くなるので、いずれＯ場合も樹脂を水中に
分散させる作用効果が低下する。

なお、本発明で用いる部分鹸化ポリビニルアルコール０
代９に他の分散剤、たとえばメチルエチルセル■−ズ、
ポリビニルビ四リドン、ドデシルベンゼンスルホン酸ソ
ーダ峙を用いた場合鵬、樹脂の均一な水性分散液を形成
せしめる充分な効果を発揮することができない、しかし
、これらの他の分散剤を部分鹸化ポリビニルアルコール
に併用するのはさｔ九げない０本発明で用いる部分鹸化
ポリビニルアルコールが樹脂の水性分散液の形成に対し
て優れた効果を発揮するＯＫ、他の分散剤が充分な効果
を発揮しえない理由は、必ずし４光分に明らかでないが
、推圃によれば他の分散剤が樹脂との表面張力（ぬれ）
の差が大きいために、樹脂に吸着されるのが困難でアや
、そのために保膜コロイドは得られないと考えられる。

本発明においては、かかる特定の部分鹸化ポリビニルア
ルコールを水溶液にして多軸スクリュー押出機の圧縮ゾ
ーン及び／又は計量ゾーンに設けた少なくとも１個の供
給口より加圧して供給する。

骸供給口の設けられる好ましい位置は、樹脂が溶融され
る計量ゾーンよりも樹脂が半溶融状態の圧縮ゾーン、特
に高い剪断力が作用する樹脂圧２０ｈ／ｃｌＩ以上の強
混練部でろる。かかる強混練部に該水溶液を供給した場
合には、他の部分に供給した場合と較べて最も細かい分
散樹脂粒子が形成される。該水溶液供給口は２個以上設
けることかで＾、その場合に一つ又はそれ以上の供給口
を圧縮ゾーンの圧縮部またはニーゲインディスク部に、
残妙の一つ又はそれ以上の供給口を圧縮ゾーンまたは計
量ゾーンのベント部に設けることができる。

該水溶液供給口の位置が供給ゾーンの場合は、混合溶液
の粘度が高くな抄、スクリューの回転に９Ｌ担がかか艶
すざるか、これを防ぐためにか亀り高温の加熱が必要と
なるので好ましく危い。

、本発明において部分鹸化ポリビニルアルコールを加圧
して供給するの社、常圧で供給しようとして亀、圧ａＫ
もとづく樹脂圧の丸めに＃水溶液を圧縮ゾーン及び計量
ゾーンに供給するのが殆んど不可能であるからである・
該水溶液を一定量ずつ連続的に供給するには、供給口に
おける樹脂圧よにも高い圧力で圧入するのが望ましい。

本発明における水性分散液中の水性媒体相における部分
鹸化ポリビニルアルコール濃度、スなわち水性分散液中
の水に対する部分鹸化ポリビニルアルコールの割合は、
通常７０〜５重量う、好ましくは６０〜２０重量へとす
るのが望ましい。一般に、フＯ重量シを超える高濃度の
部分鹸但ポリビニルアルコール水溶液は、その粘度が高
すぎて生成分散液自体の粘度４高く表り好ましくないし
、かかる高濃度の水溶液はその高粘度の丸めに押出様の
供給口に一定量ずつを連続的に供給するのにも困難があ
る。また、５重量繁未満の部分鹸化ポリビニルアルコー
ル水溶液社、溶融樹脂との粘度差が大きすぎて、押出機
中での同樹脂との混線、分散が充分に行えない。

本発明において生成せしめる水性分散液における樹脂と
部分鹸化ポリビニルアルコールの量的な割合は広い範囲
において変化させる仁とができ、その割合は樹脂分１０
０重量部に対し、鹸化ポリビニルアルコールが２〜３０
重量部、好ましくは２〜１０重量部である。２重量部未
満であると、貯蔵に安定な水性分散液を得ることが困難
である・また、３０重量部を越えるとポリプロピレンフ
ィルムとの熱接着性が低下し好ましくない・水の量は、
水性分散液中の固形分濃度が２０〜６ｓ重量うに調整し
、需要家が必要に応じてその都度権釈することが可能で
ある。

これら成分の他に消泡剤、粘度調整剤、アニオン性界面
活性剤、非イオン性界面活性剤、樹脂の酸化防止剤郷を
配合しても良い。

このようにして製造された樹脂水性分散液は、樹脂混合
物の粒子が平均粒径５声以下で水に分散しているもので
ある。

この水性分散液を用いて、ポリプロピレンフィルムとア
ル２ニウム箔、紙等の他基材との積層体を得るには、基
材０１！面にカーテンコーター、ロールコータ−１刷毛
、スプレーガン、ディピング等の方法により、塗膜の内
厚がＯ，Ｓ〜３０声、好ましくは、１．〜ｌＯ声塗布し
、ドライヤー、ヒーター等を用いて５Ｇ−１３０℃で乾
燥させて、基材の表面に塗膜を形成させる。

このようにして得られた積層体は、例えばアルｉニウム
箔、紙を基材として選べば、食品包装用として有用であ
る。ｔた、鋼板を選べば、積層鋼板として有用で弗る・ 次に、実施例及び比較例をあげて本発明をさらに詳述す
る。なお、例中のうおよび部は特に・例記しない限染重
量基準であるり 実施例１〜３、比較例１〜２ 塩素化ポリプロピレン〔東洋化成社製バードレン１３Ｌ
！’（商品名）：塩素含有量２６％〕とロジンのグリセ
リンエステル〔荒用化学社製エステルガムＡＡｖ（商品
名）；軟化点８２℃〕を表−１の割合で１００重量部に
ガるように混合したものを１００部／時間の割合で同方
向回転噛合型二輪スクリュー押出機（池貝鉄工社商品名
ＰＣＭ４５三条ネジ浅溝型、２段ペント式、Ｌ／Ｄ−３
０）のホッパーより連続的に供給した。

また、同押出機の第１のペント部に設けた供給口よ快、
部分鹸化ポリビニルアルコール〔クラレ製クラレボパー
ルＰＶＡ−４２０（商品名）、鹸化度８０モルラ〕の２
５％水溶液を２０重量部／時間の割合でギャーポンプ（
吐出圧カフＫｆ／ｉＧ）で加圧して連続的に供給し、更
に、第２のベント部よ９水を８ｓ重量部／時間の割合で
トロコイドポンプにより加圧（吐出圧力４４７５１　’
）　して、連続的に供給しながら加熱温度１２０℃で連
続的に押し出し、表−ＩＫ示す組成の乳白色の分散液を
得た。

この水性分散液を次の方法で評価した。結果を表−ＩＫ
示す・ 安定性： 水性分散液１００ＣＣを鵞００１１１＃Ｏ内容量のビー
カーに入れ、２０℃　５ｓＲＨ％の恒温室内に一週間保
存したとき、水相と樹脂相の分離がないものを良好とし
た。

造膜性： 上記、水性分散液をアル電ホイル（三菱アルオ製ダイヤ
ホイル〔商品名〕厚み１７声）Ｋ塗布量が３声になるよ
うにパーコーターでコーティングし、１００℃で１分間
熱風乾燥した時、連続皮膜を形成した時を良好とし、白
化、ひび割れ等が生じた時を不良とし丸。

ポリプロピレンシートとの接着性： 上記、水性分散液を厚さ３■の軟質アルζ板に塗布量が
ｘｏＰｓｃなるようにパーコーターでコーティングし、
１００℃で１分間熱風乾燥し、・厚さ３霞のポリプロピ
レンシートを１フＯ℃でｔｏｌｋ／ｊＧの圧力をかけて
１分間プレスし友後、２５℃で３分間冷却し、積層サン
プルを得た。この積層サンプルを１０１巾で切出し、塗
膜とポリプロピレンシート間のＴＩ！剥離試験ＣＪＩＢ
　　Ｋ−６８Ｉ４　）を引張速度３００ｍ／分で行なっ
た。

結果を同表に示す。

表−１ 実施例４〜６、比較例Ｓ〜６ 実施例３に於て塩素化ポリプロピレンと粘着剤の種類を
表−意のように変えた以外は、すべて同様にして水性分
散液を得、性能を評価した・結果を表−２＃Ｃ示す。

実施例７〜９、比較例７〜９ 実施例ＩＫ於てポリビニルアルコールの種類と量を表−
３に示す配合に変え゛た以外は、すべて同様にして分数
液を得、評価した。結果を同表に示す・ （以下余白）

【図面の簡単な説明】

第１図社本発明の一実施例に用い九二軸押出機の一部切
欠断面図、第２図はとの押出機内に配備されている２本
のスクリューを上面から見九図を示す。 図中、１は押出機、２、τはスクリュー、３はホッパー
、８はニーディングディスク、Ａは供給ゾーン、Ｂは圧
縮ゾーン、Ｃは計量ゾーン、旬、５ｓｓａｓＢ液体の供
給口を示す。 特許出願人　　三菱油化株式会社 代理人　弁理士　古　川　秀　利 代理人　弁理士　長　谷　正　久

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）、ム）塩素含量が２０〜４０重量％の塩素化ポリプ
   ロピレン　４０〜８０重量う Ｂ）ＪＩＳ　　ＫＳＬＯ３で測定し九軟化点がフＯ〜１
   ５０℃の粘着剤 ６０〜２０重量う 上記配合割合の樹脂温金物を多軸スクリュー押出機のホ
   ッパーよ勢連続的に供給し、鹸化度＠５−ａｓモルラの
   部分鹸化ポリビニルアルコールの水溶液を骸押出機の圧
   縮ゾーン及び７文は計量ゾーンに設けえ少なくとも１個
   の供給口よ抄加圧して連続的に供給し、咳樹脂を該押出
   機中でまず加熱、混練したのち、引続いて諌水溶液とと
   もに混練することを特徴とする樹脂水性分散液の製造方
   法・ ２）、多軸スクリエー押出機が二輪スクリエー押出機で
   ある特許請求の範囲第１項記載の方法。