JPS6037825B2 - 合成樹脂水性分散液組成物 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はコーティング剤あるいは接着剤として使用され
る合成樹脂分散液組成物に関する。

包装材の用途に使用されるアルミ箔は食品の化学変化防
止、耐水性付与、ヒートシール性付与のために、合成樹
脂コーティング剤を塗布して使用されることが多い。コ
ーティング剤としては、基材との接着性が良好であるこ
と、基材へ薄く塗布できること等が要求される為、従来
は塩化ビニル−酢酸ビーニル共重合体を溶剤に熔解した
物が使用されてきた。近年、塩化ビニル樹脂の食品衛生
問題や塗布乾燥時の溶剤による大気汚染の環境規制等に
より、その代替が検討されている。

一方、カルボン酸基含有ポリオレフィンは金属への密着
に優れていることは公知であり、本発明中のエチレン−
Ｑ，８ーェチレン性不飽和カルボン酸ランダム共重合体
もアルミ箔のヒートシール剤として優れた接着性を与え
るものである。

処が、エチレン−Ｑ，８ーェチレン性不飽和カルボン酸
ランダム共重合体はその優れた接着性能故に、アルミ箔
へ塗布乾燥後、コイル状に巻き取り、未塗布面と接して
いる内にブロッキングを生ずる。本発明の目的は、エチ
レン−Ｑ，３ーェチレン性不飽和カルボン酸ランダム共
重合体の接着性能を損うことなく、上記ブロッキング性
を著しく防止改善することにある。

すなわち本発明はａ固有粘度〔り〕が１．０なし、し５
のポリオレフィン５０ないし９＄重量部およびｂ固有粘
度〔り〕が０．０４ないし０．＆酸価３０なし、し１５
０のカルボキシル基含有ポリオレフィン１ないし５広重
量部からなるポリオレフィン組成物（ここで、成分ａお
よび成分ｂの量はその和が１０の重量部になるように選
ぶ）の水性分散液Ａと、エチレン約５５なし、し９５重
量％と酸基の約２０なし、し７５％が塩基性アルカリ金
属塩により中和されたＱ，８ーェチレン性不飽和カルボ
ソ酸約５なし、し４５重量％とからなるエチレン−ば，
８ーェチレン性不飽和ランダム共重合体の水性分散液Ｂ
とからなり、組成物中の分散液Ａの固形分が、組成物の
総固形分の重量に基づき１重量％以上５広重量％未満で
あり、分散液Ｂの固形分が組成物の総固形分の重量に基
づき９＄重量％以下でかつ５の重量％を越えることを特
徴とする合成樹脂水性分散液組成物である。

本発明でいうａのポリオレフィンとは川エチレン、プロ
ピレン、１−ブテソ、４−メチル−１−ペンテン等の１
−オレフィン系不飽和炭化水素の単独または共重合体か
らなる樹脂たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポ
リ−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１ーベンテン、エ
チレンープロピレン共重合体、エチレン−１−ブテン共
重合体、プロピレン−１−ブテン共重合体、エチレン−
４−メチル−１−ペンテン共重合体、｛ｉｉ）１−オレ
フィン、特にエチレンと酢酸ビニルとの共重合体および
その完全もしくは部分ケン化物等である。

これらのうちでは、ブロッキング防止効果の点から、エ
チレン単独重合体とくに低密度ポリエチレンが好ましい
。ポリオレフィンの固有粘度〔り〕（１３５００デカリ
ン中で測定）は１．０なし、し５、好ましくは１．５な
いし３．０の範囲にあることが必要である。

１．氏未満ではブロッキング防止効果が劣り、かつ基材
への接着強度が劣る。

一方、５を越えると水性分散液中のポリオレフィン組成
物の粒径が粗大になり安定な分散液が得られない。カル
ボン酸基含有ポリオレフィン（ｂ成分）としては、カル
ボン酸基および／または酸無水物基を含有するオレフィ
ン重合体であって【ｉ｝前記１−オレフィンと後記の不
飽和カルボン酸との共重合体自体、｛ｉｉ）前記１−オ
レフィンと後記不飽和カルボン酸のェステル、アミド、
ィミド等の誘導体との英重合体の部分または完全ケン化
物、（ｉｉｏポリオレフィンに不飽和カルボン酸をグラ
フトさせたもの、肋ポリオレフィンに不飽和カルボン酸
のェステル、アミド、イミド等の誘導体をグラフトさせ
たものの部分または完全ケン化物、Ｍ酸化ポリオレフィ
ンなどを通常用いることができる。

不飽和カルボン酸またはその無水物としては、アクリル
酸、メタクリル酸、マレィン酸、フマル酸、ィタコン酸
、シトラコン酸、５−ノルボルネン−２，３ージカルボ
ン酸、無水マレィン酸、無水シトラコン酸、無水ィタコ
ン酸、５−ノルボルネン−２，３ージカルボン酸無水物
等を挙げることができる。本発明で使用しうるカルボキ
シル基含有ポリオレフインの〔り〕は０．０４ないし０
．８、好ましくは０．０８なし・し０．５の範囲である
。

〔り〕が０．０年未満では被膜の強度、密着性が低下し
、他方０．８を越えるとポリオレフィン組成物の溶融粘
度が高くなり過ぎて良好な水性分散液が得られない。本
発明において、カルボキシル基含有ポリオレフィン〔り
〕は、〔り〕の高いものと低いものを混合して上記の範
囲としたものであってもいっこうにさしつかえない。ま
たカルボキシル基含有ポリオレフィンの酸価は３０ない
し１５０、好ましくは５０なし、し１３０の範囲にある
ことが必要とされる。

ここで酸価とは、試料カルボン酸基含有ポリオレフィン
１ｇ当りの中和に要した水酸化カリウムのの９数である
。酸化が３０より低いとポリオレフィン組成物水性分散
液の安定性が劣り、１５０を越えると、ａ成分との相溶
性が悪化し、良好な水性分散液が得られない。

またコーティング被膜の耐水性を低下させる。本発明で
用いるポリオレフィン組成物は、上記ポリオレフィン５
０なし、し９＄重量部、好ましくは８０なし、し９５重
量部と、カルボキシル基含有ポリオレフイン５０ないし
１重量部、好ましくは２０なし、し５重量部とからなる
。

カルボキシル基含有ポリオレフィンが１重量部より少な
いと、水性分散液の粒径が粗大になり、また基村への密
着性が劣る。他方、５の重量部を越えると、被膜の強度
、伸びが低下して、基材への接着強度が低下するため、
本発明の目的に適さなくなる。以上述べたポリオレフィ
ン組成物から水性分散液Ａを製造する方法としては、同
一出願人による特顔昭５０−１１４６５８号に詳述され
ているように、ボリオレフィン組成物を溶融状態とし、
塩基性物質を該組成物中のカルボン酸基に対して０．２
化学当量以上（酸無水物基はカルボン酸基２個と教える
）含み、該ポリオレフインの融点以上にある水中で製造
する方法を採用することが好ましい。

ここで塩基性物質とは、アルカリ金属、アルカリ士類金
属、アンモニアおよびアミン等の水中で塩基として作用
する物質、アルカリ金属の酸化物、水酸化物、弱酸塩、
水素化物、アルカリ士類金属の酸化物、水酸化物、弱酸
塩、水素化物等の水中で塩基として作用する物質、これ
ら金属のアルコキシドなどである。上記方法によれば界
面活性剤を全く含まないかまたは少量しか含まないポリ
オレフィン水性分散液を製造することができる。以上の
方法により、平均粒径２０ぷ以下、好ましくは１０仏以
下、樹脂濃度１なし、し６の重量％、好ましくは１０な
いし５の重量の水性分散液が得られる。本発明で前記し
たポリオレフィン水性分散液Ａに混合される水性分散液
Ｂの樹脂として使用される部分的に中和されたエチレン
−不飽和カルボン酸（以下アィオノマーと略す）とは、
エチレンとＱ，３−エチレン性不飽和カルボン酸、例え
ば、アクリル酸、メタアクリル酸、マレィン酸およびフ
マール酸並びにこれらの無水物等をラジカル重合して得
られる共重合体である。これらのうちでは、メタアクリ
ル酸を共重合したものが、性能および手に入れやすい点
で最も好ましい。アィオノマー中のＱ，８−エチレン性
不飽和カルボン酸の量は、５重量％ないし４５重量％、
好ましくは１の重量％ないし２の重量％である。不飽和
カルボン酸の含有量が上記範囲より少ないと水分散化が
難しくなり、粒径の細かい分散液が得られにくくなる。
一方、不飽和カルボン酸量が上記範囲より多くなると、
被膜の耐水性が低下する。本発明では、水性分散液Ｂ中
のアィオノマーのカルボン酸基は２０なし、し７５％、
好ましくは３０なし、し６０％が中和されていることが
必要であり、中和度が７５％を越えると塗膜のアルミ箔
への接着性が劣り、２０％未満では水分教液の安定性が
劣る。また中和は、塩基性アルカリ金属塩、例えば水酸
化ナトリウム、水酸化カリウム等でなされているべきで
、塩基性ァルカリ士類金属塩、例えば水酸化カルシウム
、水酸化亜鉛等で中和したものは、水性分散液の安定性
が劣るため使用できない。アイオノマーのメルトインデ
ツクス（ＡＳＴＭ一Ｄ−１２３８−６５Ｔ）は、１０以
下、とくに５以下であることが好ましい。上託したアィ
オノマーから水性分散液Ｂを製造する方法としては、例
えば前記ポリオレフインから水性分散液Ａを製造するの
と同じ方法、あるいは特公昭４２−２３０８５号記載の
方法を採用することができる。このような方法により本
質的に界面活性剤を含まない水性分散液Ｂを得ることが
できる。本発明の水性分散液組成物において、水性分散
液Ａと水性分散液Ｂの固形分の水性分散液の総固形分に
対する割合は、それぞれ１重量％以上５の重量％未満、
好ましくは１なし、し２の重量％および９９重量％以下
でかつ５低重量％を越え、好ましくは９９なし・し８の
重量％の範囲である。

水性分散液Ａの固形分が上記範囲を越えるとアルミ箔へ
のヒートシート強度が劣り、一方、１重量％未満である
と、フロッキング防止効果が乏しくなる。本発明の合成
樹脂水性分散液組成物は、上記ポリオレフィン組成物の
水性分散液Ａおよびアィオノマーの水性分散液Ｂを主成
分とするが、必要であれば更に例えば被膜性能を向上さ
すための水溶性メラミン樹脂、水濠性ペンゾグアナミン
樹脂などの水溶‘性ァミノ樹脂または水落性ヱポキシ樹
脂、あるいは分散液の安定性を向上し、粘度を調整する
ためのポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、
ポリビニルメチルエーテル、ポリエチレンオキサイド、
ポリアクリルアマイド、ポリアクリル酸、カルボキシル
メチルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシエチ
ルセルロース、にかわ、カゼイン、デキストリン等の有
機増粘剤、あるいは二酸化ケイ素、活性白土、ベントナ
ィトの如き無機増粘剤、水分散液の安定性を向上するた
めのノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤等の
界面活性剤、あるいは水綾性多価金属塩類、水分散液の
表面張力を低下さすためメタノール、エタノール、ｎ−
プロ／ぐノール、イソプロ／ぐノール、ｎ−ブタノール
、イソブタノ−ル、ｔーブタノール等のアルコール類、
エチレングリコール等のグリコール類あるいはメチルセ
ロソルブ、ブチルセロソルブ等のグリコールェーテル類
等、高級脂肪酸金属塩等、被膜の平滑性を向上するため
の可塑剤や溶剤等、その他防錆剤、防カビ剤、紫外線吸
収剤、耐熱安定剤、発泡剤、チタン白、ベンガラ、フタ
ロシアニン、カーボンブラック、パーマネントイエロー
等の顔料、炭酸カルシウム、炭酸マグネシウム、炭酸バ
リウム、タルク、水酸化アルミニウム、硫酸カルシウム
、カオリン、雲母、アスベスト、マィカ、ケイ酸カルシ
ウム等の充填剤等を本発明の目的を損わない範囲で含む
ものであってもよい。本発明の水性分散液を基材に塗布
するには、スプレー、カーテンフローコーター、ロール
コーター、刷毛、浸債等の方法で行うことができる。

塗布した後、続いて凝付けを行う。嘘付け温度は、ポリ
オレフィン組成物の融′点によって異なるが、最低造膜
温度以上、一般にはポリオレフィン組成物の融点以上の
温度で加熱することが必要とされ、５０℃ないし３００
ｑｏ、好ましくは１００００なし、し２５０００で３の
砂ないし２０分、好ましくは１分ないし１０分加熱する
ことにより良好な被膜が形成される。本発明の水性分散
液により形成される被膜の厚さは１ムないし５０ｒが好
ましく、そのうちでも経済性、ヒートシールしうる厚さ
としては３なし、し１０仏の範囲にあるのが最も好まし
い。

本発明の水性分散液は、アルミ箔へのコーティング材と
して好適であり、アルミ箔にコーティングして被膜を形
成することにより、ヒートシール性、食品保護性を付与
する。

従ってチョコレート、キャラメル、煙草等の包装用材料
として使用しうる。本発明の水性分散液は、その他にア
ルミ箔以外の金属箔、紙、織物、ガラス、合成樹脂フィ
ルム等の基材に塗布され、耐水性、ヒートシール性付与
、強度向上等、種々の目的に使用することができる。次
に実施例を挙げて本発明につき具体的に説明する。

実施例 １ 〔り〕が１．８密度が０．９１股／地、ビカット軟化点
が８２℃のエチレン重合体９０鱗成分と、アクリル酸グ
ラフトポリェチレンワツクス〔り〕０．１８酸価８１融
点１１０００）ｂ成分ｌｏｇを１７０ｑ○で溶融混合し
た。

内容積１その耐圧ホモミキサーに水０．３夕、水酸化カ
リウム０．８酸を入れ、１６０ｏＣに加熱して５００仇
ｐｍで蝿拝しながら前記熔融混合物を２時間で装入した
。さらに３ぴ分櫨枠下で、室温まで冷却して得られた水
分散液Ａの樹脂濃度は２５重量％、粘度は１枕ｐｓ（２
５ｏ０）平均粒径は６仏であった。一方、部分的に中和
されたエチレンーメタクリル酸共重合体（メルトインデ
ツクス（１９０℃）０．８ メタクリル酸含有量１５重
量％、中和度５９％中和剤水酸化ナトリウム）１００ｇ
を２５０ｏｏに溶融し、水０．３そを装入し、１７００
０に加熱した内容積１その耐圧ホモミキサーに１００位
ｐｍで燈拝しながら約２時間で装入した。

さらに３び分鷹拝しながら室温まで冷却して得られた水
分散液Ｂの樹脂濃度は２５重量％、粘度は７０比ｐｓ（
２５００）、平均粒径１仏以下であった。以上の方法で
得られた水分散液Ａ２の重量部と水分散液Ｂ８の重量部
を混合し、厚さ２０ムの軟質アルミ箔上にバーコーター
で塗装し、１５０ｑｏで３硯砂間暁付けして、厚さ約５
仏の被膜を形成させた。次にアルミ箔の被塗布面とコー
ティング面を重ね合わせ、５００ｇ／均の荷重下に４０
ｏｏ湿度６０％で２岨時間放置した後、ブロッキングの
程度を測定した。又、コーティング面同志を重ね合わせ
、１４０００の温度、２ｋ９／塊の圧力で０．９砂間ヒ
ートシールした後、この試料から１５側中の試験片を切
り取りクロスヘッドスピード２００肋／ｍｉｎで剥離強
度を測定した。

結果を第１表に示す。実施例 ２〜３ 水性分散液Ａと水性分散液Ｂの混合比を第１表の如くす
る以外は実施例１と同様に行った。

結果を第１表に示す。比較例 １ 水性分散液Ｂのみをアルミ箔に塗布する以外は実施例１
と同様に行った。

結果を第１表に示す。比較例 ２水性分散液Ａのみをア
ルミ箔に塗布する以外は実施例１と同様に行った。

結果を第１表に示す。第１表ブロッキング性 ◎ 全くブロッキングせず ○ ほとんどブロッキングせず △ ややブロッキングする Ｘ激しくブロッキングする

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ａ固有粘度〔η〕が１．０ないし５のポリオレフイ
   ン５０ないし９９重量部、およびｂ固有粘度〔η〕が０
   ．０４ないし０．８、酸価３０ないし１５０のカルボン
   酸基含有ポリオレフイン１ないし５０重量部からなるポ
   リオレフイン組成物（ここで、成分ａおよび成分ｂの量
   はその和が１００重量部になるように選ぶ）の水性分散
   液Ａと、エチレン約５５ないし９５重量％と酸基の約２
   ０ないし７５％が塩基性アルカリ金属塩により中和され
   たα、β−エチレン性不飽和カルボン酸約５ないし４５
   重量％とからなるエチレン−α，β−エチレン性不飽和
   カルボン酸ランダム共重合体の水性分散液Ｂとからなり
   、組成物中の分散液Ａの固形分が、組成物の総固形分の
   重量に基づき１重量％以上５０重量％未満であり、分散
   液Ｂの固形分が組成物の総固形分の重量に基づき９９重
   量％以下でかつ５０重量％を越えることを特徴とする合
   成樹脂水性分散液組成物。