JPS61268349A - 水性分散組成物 - 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】 〔産業上の利用分野〕 本発明は水性分散組成物に関する。さらに詳しくは、紙
、金属、プラスチックなどの接着剤、コーティング剤、
表面処理剤、ヒートシール剤など、中でもとくにヒート
シール剤に有利に用いうろ水性分散組成物に関する。

〔従来の技術〕

エチレン、α、β−不飽和カルボン酸およびα、β−不
飽和カルボン酸金属塩共重合体の変性物を水性分散体組
成物としだものは、例えば特開昭５７−１３７３３９な
どに提案されている本のが知られている。しかし、同提
案の分散体組成物をプラスチックフィルムや紙のヒート
シール剤として用いた場合、高温ヒートシール性には優
れるものの、低温ヒートシール性はいまだ十分とは言え
ない。

〔発明が解決しようとする問題点〕

本発明はとくにプラスチックフィルム等のヒートシール
剤として用いた場合に、優れた低温ヒートシール性を与
える水性分散組成物を提供するにある。

〔発明の概要〕

本発明は、エチレン（ａ）、α、β−不飽和カルボン酸
（ｂ）およびα、β−不飽和カルボン酸金属塩（ｃ）お
よびα、β−不飽和カルボン酸エステル（ｄ）とからな
り、υ）、　（ｃ）および（ｄ）の合計含量が４ないし
１０モル−〇範囲にあシ、かつ（ｄ）の含量が０．１な
いし５モル係の範囲にある共重合体（Ａ）（以下、アイ
オノマーともいう。）１００重量部に対し、水性分散状
態下、スチレン系炭化水素（ｅｌ）およびα、β−不飽
和カルポン酸エステル（ｃを、（ｅ）と（ｃの合計量が
１５ないし１５０重量部でかつ（ｃの（ｅ）に対する重
量比が０．５ないし２の範囲でグラフト重合させてなり
、（Ａ）への（ｅ）と（ｃの全グラフト率が５０重量％
以上である共重合体組成物からなる水性分散組成物を要
旨とするものである。

〔アイオノマー（Ａ）） 本発明で用いるアイオノマー（Ａ）は特定の構成成分含
量を有するものである。すなわち、エチレン（ａ）、α
、β−不飽和カルボン酸υ）、α、β−不飽和カルボン
酸金属塩（Ｃ）およびα、β−不飽和カルボン酸エステ
ル◎）とからなり、（ｂ）と（ｃ）および０）の合計含
量が４カいし１０モル係の範囲にあり、好ましくは５な
いし７モル係の範囲にあり、かつ（ｄ）の含量が０．１
ないし５モル係の範囲にあり、好ましくは０．５ないし
２．５、とくに好１しくは１，０ないし１．５の範囲に
あるものである。υ）と（Ｃ）および（ｄ）の合計含量
が上記必須範囲より外れる場合は、４モル係以下では安
定な水性分散体が得られにくくなり、１０モモル係上で
は樹脂の凝集力が低下するため接着力が不足するように
なり、（ｄ）の含量が上記必須範囲より外れる場合は０
．１モル係以下では低温ヒートシール性に改善が見られ
ず、５モル係以上ではやはり樹脂の凝集力が低下するた
め接着力不足となる。

共重合体（Ａ）に含まれるα、β−不飽和カルボン酸の
）の含量は通常１ないし４モル係であシ、同時にα、β
−不飽和カルポン酸金属塩（Ｃ）は１カいし４モル係で
ある。

アイオノマー仏）の構成成分であるα、β−不飽和カル
ポン酸（ｂ）としては、アクリル酸、メタクリル酸、フ
マール酸、イタコン酸、マイレン酸などを例示でき、ま
たα、β−不飽和カルポン酸金属塩（ｃ）としては、上
記酸のナトリウム、カリウム、リチウム塩を例示できる
。とくに好ましいわ）成分としてはメタクリル酸が、ま
た（Ｃ）成分としてはメタクリル酸Ｎａ塩を挙げること
ができる。アイオノマー（Ａ）の構成成分であるα、β
−不飽和カルボン酸エステルとしては、α、β−不飽和
カルボン酸（ｂ）のアルキルエステルであり、とくに好
ましくは、α、β−不飽和モノカルボン酸アルキルニス
　　□チルである。これらはα、β−不飽和カルポン酸
エステル（ｃとして後に例示する（メタ）アクリル酸ア
ルキルエステル類を例示することができ、好ましくはア
ルキルエステル部分の炭素数が３ないし５のもの中でも
メタクリル酸１−ブチル（１−ブチルメタアクリレート
）であることがとくに好ましい。

アイオノマー（Ａ）の構成々分は通常前記（ａ）ないし
くｄ）のみであるが、このほかに、前記α、β−不飽和
カルボン酸い）のアンモニウム塩、酢酸ビニル等のビニ
ルエステノへ　　ビニルアルコール等が含すれてもよい
。しかしこれらは通常α、β−不飽和カルボン酸金属塩
（Ｃ）の含量モルの半量以下であることが安定した水性
分散体を得るのに必要である。

なお、（ａ）、υ）、（Ｃ）および（ｄ）成分の前記必
須範囲等の算定には、該他の成分は含まれない。

本発明の分散組成物の製造においては、アイオノマー（
Ａ）を構成する成分（ｄ）と同じ化合物群である後述の
（ｃ成分を用いるが、アイオノマー（Ａ）成分に（ｄ）
成分を欠いたものを同様に用いても、本願発明特有の効
果が得られないことは後記の実施例等に示す通りである
。

〔スチレン系炭化水素（ｅ）〕

本発明の組成物の製造に使用するスチレン系炭化水素（
ｅ）としては、例えば、スチレン、α−メチルスチレン
、ビニルトルエンなどを例示することができ、中でもス
チレンが好ましい。

〔α、β−不飽和カルボン酸エステル（ｆ）’）本発明
の組成物の製造に使用するα、β−不飽和カルポン酸エ
ステル（ｃとしては、例えば（メタ）アクリル酸メチル
、（メタ）アクリル酸エチル、（メタ）アクリル酸プロ
ピル、（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル、（メタ）アクリ
ル酸５ｅａ−ブチル、（メタ）アクリル酸１Ｓｏ−ブチ
ル、（メタ）アクリル酸２−エチルヘキシル等の（メタ
）アクリル酸アルキルエステル類を例示でき、中でもア
クリル酸ｎ−ブチル（ｎ−ブチルアクリレート）が好ま
しい。なお、（ｄ）成分と（ｆ）成分は同一であっても
互いに異なっていてもよい。また（ｃ成分は必らずしも
単一化合物である必要はなく、二種以上を混合して用い
てもよい。

〔製　法〕

本発明の水性分散体組成物は、アイオノマー（Ａ）の水
性分散状態下に、モノマーとしてスチレン系炭化水素（
ｅ）およびα、β−不飽和カルボン酸エステル（ｃを乳
化グラフト重合させる事により得ることができる。アイ
オノマー（Ａ）の水性分散体は例えば特開昭５１−６２
８９０号に開示された方法で得ることができる。まだグ
ラフトさせる際には、通常過硫酸塩や有機過酸代物を重
合開始剤に用いる。

これらの開始剤としては、過硫酸アンモニウム、過酸化
ペンゾイルージメチルアリニン系などを挙げることがで
きる。さらに乳化グラフト変性重合に際しては、界面活
性剤は必らずしも使用しなくてもよいが、反応系の安定
のために使用することが好ましい。好んで用いられる界
面活性剤としては、例えば、 ラウリル硫酸ナトリウム、ドデシルベンゼンスルホン酸
ナトリウム、オレイン酸ナトリウムなどを挙げることが
できる。

本発明の組成物を製造する際のモノマーであるスチレン
系炭化水素（ｅ）とα、β−不飽和カルボン酸エステル
（ｃの使用量は、アイオノマー（Ａ）１００重量部に対
し、（ｅ）と（ｃの合計量が１５々いし１５０重量部で
あることが必要であり、好ましくは２５ないし１２０重
量部、（ｃの（ｅ）に対する重量比が０．５ないし２、
好ましくは１ないし１．７の範囲である。

まだ七ツマ−（ｅ）と（ｆ）の合計使用量に対するアイ
オノマー（Ａ）へのグラフト率（全グラフト率）を５０
重量係以上とすることが必要であり、好ましくは６０重
量係以上である。モノマー（ｅｌ）と（ｃの合計量が１
５重量部よりも少ないと得られるヒートシール剤の接着
性に欠け、１５０重量部を超えると樹脂の凝集力が低下
するためやはり接着性に欠ける。

またモノマー（ｆ）の（ｅ）に対する重量比が０．５よ
り小さいと同様に接着性に欠け、２を超えると樹脂の凝
集力不足より接着性に欠けるほか塗工フィルムがベタつ
くようになる。さらに全グラフト率が５０チより小さい
場合も同様に接着性に欠けるようになる。

本発明の組成物を製造する際には、上記モノマー（ｅ）
および（ｃ以外に本発明の効果を損わない範囲内で（メ
タ）アクリル酸、アクリロニトリル、アクリルアミド等
を同時に用いてもよい。

〔水性分散、組成物〕

本発明の水性分散組成物には、アイオノマー＜Ａ）にモ
ノマー（ｅ）及び（わがグラフトしたグラフト物のほか
にモノマー（ｅ）および（ｃの単独（共）重合体が含ま
れるが、通常これを除去する必要はない。本発明の組成
物における該グラフト物および単独（共）重合体の合計
濃度（固形分濃度）は通常１０ないし６０、好ましくは
２０ないし５０重量係である。

本発明の組成物には、上記成分のほかに目的に応じて本
発明の効果を害さない範囲内で各種乳化剤、増粘剤、顔
料、ＰＨ調整剤、結合剤、分散助剤、造膜剤、滑剤、ブ
ロッキング防止剤、着色剤などを含むことができる。

〔用　途〕

本発明の水性分散組成物は、例えば特開昭５７−１３７
３３９号公報に記載の如き用途に用いることができる。

す々わち、紙、金属、プラスチック類に直接塗工して接
着力の優れた熱接着剤となる。

また該塗工で形成される塗膜量同志又は該塗膜と他の紙
、金属、プラスチック類をヒートシール熱接着すること
もできる。

更に別の方法として、例えば二軸延伸ポリプロピレンフ
ィルム、ポリエステルフィルム、ナイロンフイルム等に
ガスバリヤ−性を付与するために塩化ビニリデン系樹脂
層をコーティングしたり、あるいはこれらのフィルムと
本発明の組成物による塗膜との接着性を一層向上させる
目的でアンカー・コート剤を用いてもよい。後者におい
ては、前述のフィルムにあらかじめアンカー・コートを
施し、その上に本発明の組成物を塗工してヒートシール
可能な塗膜を形成させることもできる。この場合のアン
カー・コート剤としては、被塗工フィルムの種類によっ
て異なるが、ポリエチレンイミン系、ポリエステル系、
ポリウレタン系、ポリエーテル系、有機チタン系、ポリ
ブタジェン系などを用いることができる。

本発明の組成物の塗工に用いられる基材としては、一般
的に、クラフト紙、上質紙、コート紙等の紙や、アルミ
、鉄等の金属箔、板、シート類、およびアルミやクロム
等を紙、フィルム等へ蒸着し、あるいはスパッタリング
等で金属光沢をもたせた基材の蒸着面等があげられる他
、プラスチック類としては、例えば、ポリエチレンや、
エチレン酢酸ビニル共重合体、エチレン系アイオノマー
等のエチレン系樹脂や、ポリスチレン、ＡＳ樹脂、ポリ
塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメタクリル酸メ
チル、ポリエステル、ナイロン等があげられ、これらの
シート、フィルム、成形物、発泡体等あらゆる形状のも
のに応用できることはもちろんである。まだ、塩化ビニ
ル−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジェン共重合
体のような共重合体や、それらの混合物も含まれること
は当然である。

本発明の組成物は上記熱接着以外に、各種基材のコーテ
ィング剤、表面処理剤としても用いうるものである。

本発明の組成物より形成させた塗膜は、塗膜自体の引張
強度が大きく、柔軟、透明であり、熱接着、ヒートシー
ル性、とくに低温ヒートシール性に優れるほか、耐ブロ
ッキング性にも優れるものである。

以下、本発明を実施例により具体的に説明する。

〔実施　例〕

実施例１ エチレンとメタクリル酸およびそのＮａ塩および１−ブ
チルメタクリレートから成る共重合体で、メタクリル酸
を２．３モルチ、そのＮａ塩を２．６モルチ、１−ブチ
ルメタクリレートを１．２モルチ含有するアイオノマー
樹脂の、固形分濃度３０チの水性分散体１００重量部に
微量の界面活性剤および重合開始剤を加え、８０℃に加
熱しながら、スチレン１２部、ｎ−ブチルアクリレート
１８部を６時間かけ滴下して乳化重合を行なったところ
、固形分濃度４５チの乳白色の均一な水性分散体が得ら
れた。この水性分散体を乾燥して得たポリマーをＭＥＫ
中７５℃で２時間加熱してグラフトしていないポリマー
を途去した後のポリマー重量から、スチレンおよびｎ−
ブチルアクリレートのグラフト効率は７５チであった。

この水性分散体を塩化ビニリデンをコートしたＯＰＰフ
ィルムに塗布・熱風乾燥し厚さ５μの塗膜とし、その塗
布面同志を８５℃で熱接着した後、その接着強度を測定
したところ６２０．！ｉ’／１５ｍｍであった。

実施例２〜６．比較例１〜７ 組成の異なる水性分散体をヒートシール材に使用した場
合の接着強度を表１に示した。水性分散体の製法などは
表１の記載に従い実施例１と同様に行なった。なお比較
例７においては、モノマー類の滴下時間を６０分間とし
た。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）エチレン（ａ）、α，β−不飽和カルボン酸（ｂ
   ）、α，β−不飽和カルボン酸金属塩（ｃ）およびα，
   β−不飽和カルボン酸エステル（ｄ）とからなり、（ｂ
   ）、（Ｃ）および（ｄ）の合計含量が４ないし１０モル
   ％の範囲にあり、かつ（ｄ）の含量が０．１ないし５モ
   ル％の範囲にある共重合体（Ａ）１００重量部に対し、
   水性分散状態下、スチレン系炭化水素（ｅ）およびα，
   β−不飽和カルボン酸エステル（ｆ）を、（ｅ）と（ｆ
   ）の合計量が１５ないし１５０重量部でかつ（ｆ）の（
   ｅ）に対する重量比が０．５ないし２の範囲でグラフト
   重合させてなり、（Ａ）への（ｅ）と（ｆ）の全グラフ
   ト率が５０重量％以上である共重合体組成物からなる水
   性分散組成物。