WO2021112165A1 - 水分散体および積層体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an aqueous dispersion and a laminate, and more particularly to an aqueous dispersion and a laminate obtained by using the aqueous dispersion.
- base materials such as plastic films, vapor-deposited films, metal foils, papers, and non-woven fabrics, or base materials and other adherends are bonded (that is, heat-sealed) by heat and pressure. It has been known.
- heat-sealing a method of directly bonding the base materials to each other or the base material and the adherend is usually used, but in order to improve the heat-sealability between the base materials and the adherend, the heat-sealing property is improved.
- a method is also used in which a heat sealant (adhesive) layer is formed on the base material in advance, and the base materials or the base material and other adherends are bonded to each other via the adhesive layer.
- the adhesive used for such a heat seal contains, for example, a resin component and water, and has an ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer as a resin component and an acrylic acid ester unit as a polymerization unit.
- An aqueous dispersion containing a coalescence and an ethylene / vinyl acetate copolymer has been proposed, and a laminate in which the aqueous dispersion is applied to a substrate and dried to form a coating film on the surface of the substrate is also proposed. Has been done. (See, for example, Patent Document 1).
- the coating film (heat sealant) formed on the surface of the base material has a small coefficient of dynamic friction on the surface from the viewpoint of easy transportation of the laminate in the workplace or improvement of filling efficiency of the contents. It is requested. It is also desired that the coating film has a small dynamic friction coefficient immediately after the coating film is formed.
- an object of the present invention is to provide an aqueous dispersion capable of forming a coating film having a small dynamic friction resistance immediately after coating, and to provide a laminate of a base material and a coating film having a small dynamic friction resistance. And.
- the present invention relates to the following [1] to [7].
- the unsaturated carboxylic acid polymer (B) comprises an ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) and / or a salt thereof (B1), and a (meth) acrylic acid ester polymer (B2).
- the laminated body of the above-mentioned [5] including an adherend layer laminated on the surface of the adhesive layer opposite to the base material side.
- the laminate of the above [5] or [6] whose base material is made of aluminum.
- the aqueous dispersion of the present invention it is possible to form a coating film having a small dynamic friction resistance immediately after coating on the base material. Further, the dynamic friction resistance of the coating film of the laminate of the present invention is small.
- FIG. 1 shows the relationship between the amount of wax added to the aqueous dispersion and the coefficient of dynamic friction of the coating film formed from the aqueous dispersion in Example 1 and Comparative Example 1.
- FIG. 2 shows the relationship between the leaving time of the aqueous dispersion after coating and the coefficient of kinetic friction of the coating film formed from the aqueous dispersion in Examples 1 and 2 and Comparative Example 2.
- FIG. 3 shows the relationship between the leaving time of the aqueous dispersion after coating and the retention coefficient of the dynamic friction coefficient of the coating film formed from the aqueous dispersion in Examples 1 and 2 and Comparative Example 2.
- the aqueous dispersion according to the present invention is characterized by containing a polyolefin (A), an unsaturated carboxylic acid polymer (B), an amide wax (C), and water.
- A polyolefin
- B unsaturated carboxylic acid polymer
- C amide wax
- the polyolefin (A) is a homopolymer of an olefin, a copolymer of two or more kinds of olefins, or a copolymer of an olefin and a diene.
- polyolefin (A) examples include, for example. Low density polyethylene, high density polyethylene and other polyethylene, polypropylene, poly 1-butene, poly 3-methyl-1-butene, poly 4-methyl-1-pentene, poly 3-methyl-1-pentene, ethylene / propylene co-weight Combined, ethylene / 1-butene copolymer, ethylene / 1-hexene copolymer such as linear low density polyethylene (l-LDPE), ethylene, propylene, typified by propylene / 1-butene copolymer, 2-12 carbon atoms such as 1-butene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, 3-methyl-1-pentene, 1-heptene, 1-hexene, 1-decene, 1-dodecene, etc.
- L-LDPE linear low density polyethylene
- propylene typified by propylene / 1-butene copolymer
- 2-12 carbon atoms such as 1-buten
- ⁇ -Olefin homopolymers or copolymers, etc. and Ethylene-butadiene copolymer, ethylene-ethylidene norbornene copolymer, ethylene-propylene-butadiene ternary copolymer, ethylene-propylene-dicyclopentadiene ternary copolymer, ethylene-propylene / 1,5-hexadiene ternary Examples thereof include a copolymer of ⁇ -olefin represented by a copolymer and a conjugated diene or a non-conjugated diene.
- the polyolefin-based polymer (A) is a copolymer of ethylene having a density of 900 kg / m 3 or more and 940 kg / m 3 or less, or ethylene mainly composed of ethylene. It is a preferable form that an ethylene-based polymer (A1), which is a copolymer with ⁇ -olefin, is contained.
- the density of the ethylene polymer (A1) is preferably 900 kg / m 3 or more and 935 kg / m 3 or less.
- the melting point of the ethylene polymer (A1) measured by differential scanning calorimetry (DSC) under the following conditions is preferably 95 ° C. or higher and 140 ° C. or lower, more preferably 95 ° C. or higher and 130 ° C. or lower. is there.
- Examples of the ⁇ -olefin in the ethylene / ⁇ -olefin copolymer that can be an ethylene-based polymer (A1) include propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, and 3-methyl-. Examples thereof include ⁇ -olefins having 3 to 12 carbon atoms such as 1-pentene, 1-heptene, 1-hexene, 1-decene and 1-dodecene. Among these ⁇ -olefins, 1-hexene is preferable.
- the content (mol%) of the structural unit derived from the ⁇ -olefin in the ethylene / ⁇ -olefin copolymer is preferably 0.01 to 10 mol%.
- the method for producing the ethylene-based polymer (A1) is not particularly limited as long as the polymer satisfies the desired physical properties.
- Specific examples of the ethylene-based polymer (A1) include low-density polyethylene and linear low-density polyethylene.
- the polyolefin-based polymer (A) the density of 860 kg / m 3 or more, 895kg / m 3 or less, ethylene ⁇ alpha-olefin copolymer It is a preferable form that (A2) is contained.
- Density of the ethylene ⁇ alpha-olefin copolymer (A2) is preferably 890 kg / m 3 or less, more preferably 880 kg / m 3 or less.
- the density of the ethylene / ⁇ -olefin copolymer (A2) is preferably 865 kg / m 3 or more.
- the melting point of the ethylene / ⁇ -olefin copolymer (A2) measured by DSC is usually 80 ° C. or lower, preferably 70 ° C. or lower.
- the term “° C. or lower” means that a polymer having no melting point is also included, as shown below.
- the DSC means the melting point measured by the DSC under the conditions described in the ethylene polymer (A1) portion.
- the ethylene / ⁇ -olefin copolymer (A2) may be amorphous, that is, it may not have a melting point, and may have a melting point of 40 ° C. or higher, or 50 ° C. or higher. Good.
- Examples of the ⁇ -olefin constituting the ethylene / ⁇ -olefin copolymer (A2) include propylene, 1-butene, 3-methyl-1-butene, 4-methyl-1-pentene, and 3-methyl-1-pentene.
- 1-Heptene, 1-Hexene, 1-decene, 1-dodecene and the like ⁇ -olefins having 3 to 12 carbon atoms can be mentioned. Among these ⁇ -olefins, 1-butene is preferable.
- the content (mol%) of the structural unit derived from the ⁇ -olefin in the ethylene / ⁇ -olefin copolymer (A2) is preferably in the range of 5 to 50 mol%. From the viewpoint of further enhancing the heat-sealing property while increasing the retention coefficient of the dynamic friction coefficient, it is preferable that the polyolefin (A) contains an ethylene polymer (A1) and an ethylene / ⁇ -olefin copolymer (A2). It is a form.
- Examples of the combination of the ethylene-based polymer (A1) and the ethylene / ⁇ -olefin copolymer (A2) include low-density polyethylene and ethylene-butene copolymer, linear low-density polyethylene and ethylene-butene common weight.
- the mass ratio of the ethylene polymer (A1) and the ethylene / ⁇ -olefin copolymer (A2) [(A1). ) / (A2)] is preferably 90/10 to 10/90, and more preferably 80/20 to 20/80.
- polyolefins may be used alone or in combination of two or more.
- the unsaturated carboxylic acid polymer (B) is a polymer and / or a salt thereof containing an unsaturated carboxylic acid or a derivative of the unsaturated carboxylic acid as a structural unit, for example, an ester or an acid anhydride.
- Examples of the unsaturated carboxylic acid polymer (B) include an ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) which is a copolymer of ethylene and an unsaturated carboxylic acid, and / or a salt thereof (B1), and a salt thereof (B1).
- a polymer (B2) of (meth) acrylic acid ester, which is a derivative of unsaturated carboxylic acid, can be mentioned.
- ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) is a copolymer of ethylene and an unsaturated carboxylic acid.
- the unsaturated carboxylic acid is a monomer having at least one ethylenically unsaturated bond and a carboxy group in one molecule, and examples thereof include monobasic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.
- monobasic acids such as acrylic acid, methacrylic acid, and crotonic acid.
- dibasic acids such as maleic acid, fumaric acid, and itaconic acid can be mentioned.
- unsaturated carboxylic acids may be used alone or in combination of two or more.
- unsaturated carboxylic acid monobasic acid is preferably used from the viewpoint of water resistance, and acrylic acid and methacrylic acid are more preferable.
- a structural unit derived from ethylene hereinafter, also referred to as "ethylene unit” and a structural unit derived from unsaturated carboxylic acid (hereinafter, “unsaturated carboxylic acid unit”) in the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1).
- the content ratio of ethylene is, for example, 75% by mass or more, preferably 78% by mass or more, and for example, 90% by mass or less, preferably 88% by mass or less, based on the total amount thereof. ..
- the unsaturated carboxylic acid unit is, for example, 10% by mass or more, preferably 12% by mass or more, and for example, 25% by mass or less, preferably 22% by mass or less.
- the coating film formed from the aqueous dispersion has excellent adhesive strength and blocking resistance. Can be expressed.
- the polymerization method of ethylene and unsaturated carboxylic acid is not particularly limited, and a known polymerization method can be adopted.
- Examples of the polymerization method include a method in which ethylene, an unsaturated carboxylic acid, and a known polymerization initiator such as a peroxide are brought into contact with each other under high temperature and high pressure conditions.
- the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) can be obtained as a dispersion (aqueous dispersion) in which the single particles (hereinafter, resin particles (I)) are dispersed in water.
- a dispersion aqueous dispersion
- resin particles (I) single particles
- Japanese Patent Publication No. 7-008933 Japanese Patent Publication No. 5-039975
- Japanese Patent Publication No. 4-030970 Japanese Patent Publication No. 42-000275
- Japanese Patent Publication No. 42-023085 Japanese Patent Publication No. 45.
- the polymerization can be carried out by the methods described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 029909, Japanese Patent Application Laid-Open No. 51-062890 and the like.
- the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) has a self-emulsifying property.
- an emulsifier (surfactant) described later can be blended as necessary from the viewpoint of improving production stability.
- the blending ratio of the emulsifier is appropriately set.
- a pH adjuster for example, a metal ion encapsulant such as ethylenediaminetetraacetic acid and a salt thereof.
- known additives such as molecular weight regulators (chain transfer agents) such as mercaptans and low molecular weight halogen compounds can be blended in an appropriate ratio.
- the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) and / or its salt (B1) contains the ethylene / unsaturated carboxylic acid from the viewpoint of improving dispersion stability and printability of the laminate (described later).
- the salt (B1) of the copolymer (b1) is preferred.
- the salt (B1) of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) is, for example, the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1), specifically, the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer. It can be prepared by adding a base to the dispersion of the coalescence (b1).
- the base examples include inorganic bases such as sodium hydroxide and potassium hydroxide, and organic bases such as amines such as ammonia, triethylamine, triethanolamine and dimethylethanolamine.
- the base preferably includes an inorganic base, and more preferably sodium hydroxide.
- the amount of the base added (that is, the amount of substance / valence) is the carboxy group in the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) from the viewpoint of improving dispersion stability and printability of the laminate (described later).
- 100 mol for example, it is 5 mol or more, preferably 30 mol or more, more preferably 50 mol or more, and for example, 100 mol or less, preferably 95 mol or less.
- the amount of the base added is equal to or higher than the above lower limit, the dispersion stability of the aqueous dispersion is excellent and the printability of the laminate is excellent. Further, when the amount of the base added is not more than the above lower limit value, the viscosity of the aqueous dispersion is not too high and the workability is excellent.
- the holding temperature is, for example, 40 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, and for example 190 ° C. or lower, preferably 180 ° C. or lower.
- the holding time is, for example, 30 minutes or more, preferably 1 hour or more, for example, 12 hours or less, preferably 10 hours or less.
- the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) is neutralized, and dispersion stability and printability of the laminate (described later) can be improved.
- the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (B1) is a salt of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1)
- the degree of neutralization thereof is, for example, 30% or more, preferably 50%.
- the above is, for example, 100% or less, preferably 95% or less.
- the degree of neutralization is calculated based on the method adopted in the examples described later.
- the infrared absorption spectrum of the sample is measured, and the peak height of absorption of 1700 cm -1 corresponding to the carboxy group is determined (the peak height is a).
- the sample is brought into contact with hydrochloric acid to remove metal ions in the resin (demetallation) to obtain an acid copolymer having no ionic bond (intramolecular cross-linking).
- the infrared absorption spectrum of the acid copolymer sample is measured to determine the peak height of absorption of 1700 cm -1 (the peak height is b).
- the weight average molecular weight of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) and / or a salt thereof (B1) is, for example, 5,000 or more, preferably 5,000 or more, in terms of standard polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC). It is 10,000 or more, for example, 1 million or less, preferably 500,000 or less.
- the melting point of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) and / or its salt (B1) as measured by DSC (Differential Scanning Calorimetry) is, for example, 55 ° C. or higher, preferably 65 ° C. or higher. For example, it is 110 ° C. or lower, preferably 100 ° C. or lower.
- the solid content concentration of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) and / or its salt (B1) in the dispersion of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) and / or its salt (B1) is For example, it is 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and for example, 60% by mass or less, preferably 50% by mass or less.
- the dispersion of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) and / or a salt thereof (B1) can also be obtained as a commercially available product.
- These ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymers and / or salts thereof (B1) may be used alone or in combination of two or more.
- the dispersion of the ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) and / or its salt (B1) is an ethylene / acrylic acid copolymer ( A mixture of b1-1) and / or a salt thereof (B1-1) and an ethylene / methacrylic acid copolymer (b1-2) and / or a salt thereof (B1-2) is also a preferable form.
- a mixture of b1-1) and / or a salt thereof (B1-1) and an ethylene / methacrylic acid copolymer (b1-2) and / or a salt thereof (B1-2) is also a preferable form.
- the (meth) acrylic acid ester polymer (B2) is a structural unit obtained from at least a (meth) acrylic acid ester ((meth) acrylic acid ester monomer) as a structural unit (hereinafter, "(meth) acrylic acid ester unit"). Also described).
- the (meth) acrylic acid ester is defined as an acrylic acid ester and / or a methacrylic acid ester.
- examples of the (meth) acrylic acid ester include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, and iso-butyl (meth) acrylate. It has an alkyl moiety having 1 to 12 carbon atoms, such as s-butyl (meth) acrylate, t-butyl (meth) acrylate, 2-ethylhexyl (meth) acrylate, and lauryl (meth) acrylate. Meta) Acrylic acid ester can be mentioned.
- the (meth) acrylic acid ester is preferably methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, n-butyl (meth) acrylate, iso-butyl (meth) acrylate, t (meth) acrylate.
- the polymer (B2) may contain a polymerization unit obtained from a copolymerizable monomer copolymerizable with the (meth) acrylic acid ester as an optional component.
- the copolymerizable monomer include functional group-containing vinyl monomers, aromatic vinyl monomers, N-substituted unsaturated carboxylic acid amides, heterocyclic vinyl compounds, vinylidene halogenated compounds, ⁇ -olefins, and dienes. Be done.
- Examples of the functional group-containing vinyl monomer include a carboxy group-containing vinyl monomer, a hydroxyl group-containing vinyl monomer, an amino group-containing vinyl monomer, a glycidyl group-containing vinyl monomer, a cyano group-containing vinyl monomer, a sulfonic acid group-containing vinyl monomer and a salt thereof, and an aceto.
- Examples thereof include an acetoxy group-containing vinyl monomer, a phosphoric acid group-containing compound, an amide group-containing vinyl monomer, and vinyl esters.
- Examples of the carboxy group-containing vinyl monomer include (meth) acrylic acid, maleic anhydride, maleic acid, fumaric acid, itaconic acid, and crotonic acid.
- Examples of the hydroxyl group-containing vinyl monomer include 2-hydroxyethyl (meth) acrylate and 2-hydroxypropyl (meth) acrylate.
- amino group-containing vinyl monomer examples include 2-aminoethyl (meth) acrylate, 2- (N-methylamino) ethyl (meth) acrylate, and 2- (N, N-dimethylamino) (meth) acrylate. Ethyl and the like can be mentioned.
- Examples of the glycidyl group-containing vinyl monomer include glycidyl (meth) acrylate.
- Examples of the cyano group-containing vinyl monomer include (meth) acrylonitrile.
- Examples of the sulfonic acid group-containing vinyl monomer include allyl sulfonic acid and metallic sulfonic acid.
- Examples of the salt include alkali metal salts such as sodium salt and potassium salt of the sulfonic acid group-containing vinyl monomer, for example, ammonium salt and the like. Specific examples thereof include sodium allyl sulfonate, sodium methallyl sulfonate, and ammonium metharyl sulfonate.
- acetoxy group-containing vinyl monomer examples include acetoxyethyl (meth) acrylate.
- examples of the phosphoric acid group-containing compound include 2-methacryloxyethyl acid phosphate.
- Examples of the amide group-containing vinyl monomer include (meth) acrylamide.
- Examples of vinyl esters include vinyl propionate (excluding vinyl acetate).
- Examples of the aromatic vinyl monomer include styrene, ⁇ -methylstyrene, and divinylbenzene.
- Examples of the N-substituted unsaturated carboxylic acid amide include N-methylol (meth) acrylamide.
- heterocyclic vinyl compound examples include vinylpyrrolidone.
- halogenated vinylidene compound examples include vinylidene chloride and vinylidene fluoride.
- Examples of ⁇ -olefins include ethylene and propylene.
- Examples of the diene include butadiene.
- a crosslinkable vinyl monomer can also be mentioned.
- crosslinkable vinyl monomer examples include compounds containing two or more vinyl groups, such as methylenebis (meth) acrylamide, divinylbenzene, and polyethylene glycol chain-containing di (meth) acrylate.
- copolymerizable monomers may be used alone or in combination of two or more.
- a functional group-containing vinyl monomer is preferably used.
- the (meth) acrylic acid ester a methacrylic acid ester is preferable among the acrylic acid ester and the methacrylic acid ester from the viewpoint of water resistance.
- the content ratio of the (meth) acrylic acid ester unit and the structural unit derived from other copolymerizable monomers (hereinafter, also referred to as “copolymerizable monomer unit”) in the polymer (B2) is 100, which is the total of these.
- the (meth) acrylic acid ester unit is, for example, 50% by mass or more, preferably 70% by mass or more, and more preferably 77% by mass or more.
- the copolymerizable monomer unit is 50% by mass or less, preferably 30% by mass or less, and more preferably 23% by mass or less.
- the polymer (B2) may consist of only the (meth) acrylic acid ester unit without containing the copolymerizable monomer unit, and may be composed of the above-mentioned ratio of the (meth) acrylic acid ester component. It may consist of a copolymerizable monomer component.
- the polymer (B2) preferably comprises only (meth) acrylic acid ester units, or comprises the above proportions of (meth) acrylic acid ester units and copolymerizable monomer units.
- the (meth) acrylate is preferably composed of only (meth) acrylate having an alkyl moiety of 4 carbon atoms. , Methyl (meth) acrylate and a (meth) acrylate having an alkyl moiety of 4 carbon atoms.
- the (meth) acrylic acid ester consists only of the (meth) acrylic acid ester having an alkyl moiety having 4 carbon atoms
- the (meth) acrylic acid ester particularly preferably consists of only n-butyl methacrylate or It consists of a combination of n-butyl methacrylate and n-butyl acrylate.
- the (meth) acrylic acid ester is a combination of methyl (meth) acrylate and a (meth) acrylic acid ester having an alkyl moiety having 4 carbon atoms
- the (meth) acrylic acid ester is particularly preferable.
- the glass transition temperature of the polymer (B2) can be adjusted within the range described later.
- the other copolymerizable monomer is a carboxy group-containing vinyl monomer
- the proportion of the structural unit derived from the carboxy group-containing vinyl monomer in the polymer (B2) is, for example, 5 from the viewpoint of production stability. It is mass% or less, preferably 3 mass% or less.
- the method for producing the polymer (B2) is not particularly limited, and a known production method can be adopted.
- Examples of the production method include a method in which water, a (meth) acrylic acid ester component and a polymerization initiator are blended and the (meth) acrylic acid ester component is polymerized in water.
- the polymerization initiator is not particularly limited, but for example, hydrogen peroxide; Persulfates such as ammonium persulfate, potassium persulfate, sodium persulfate; Organic peroxides such as cumene hydroperoxide, t-butyl hydroperoxide, benzoyl peroxide, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxybenzoate, lauroyl peroxide; and azobisiso A redox initiator in combination with azo compounds such as butyronitrile and metal ions such as iron ions and reducing agents such as sodium sulfoxylate, formaldehyde, sodium pyrosulfate, sodium hydrogen sulfite, L-ascorbic acid, and longalit. Can be mentioned. These polymerization initiators may be used alone or in combination of two or more.
- the blending ratio of the polymerization initiator is appropriately set, but is, for example, 0.1% by mass or more, for example, 5% by mass or less, based on the total amount of the monomer components. Further, in the polymerization, a molecular weight modifier can be added, if necessary.
- the molecular weight modifier examples include mercaptans such as t-dodecyl mercaptan and n-dodecyl mercaptan, and allyl compounds such as allyl sulfonic acid, metaallyl sulfonic acid and soda salts thereof. These molecular weight modifiers may be used alone or in combination of two or more. The blending ratio of the molecular weight modifier is appropriately set.
- the polymerization temperature is, for example, 30 ° C. or higher, preferably 50 ° C. or higher, for example 95 ° C. or lower, preferably 85 ° C. or lower.
- the polymerization time is, for example, 1 hour or more, preferably 2 hours or more, for example, 30 hours or less, preferably 20 hours or less.
- an emulsifier (surfactant) can be added, if necessary, from the viewpoint of improving production stability.
- the emulsifier (surfactant) include anionic surfactants, nonionic surfactants, and cationic surfactants.
- anionic surfactants include sodium dodecylbenzene sulfonate, sodium lauryl sulfate, sodium alkyldiphenyl ether disulfonate, sodium alkylnaphthalene sulfonate, sodium dialkyl sulfosuccinate, sodium stearate, potassium oleate, and sodium dioctyl sulfosuccinate.
- Polyoxyethylene alkyl ether sulfate sodium, polyoxyethylene alkyl ether sulfate sodium, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate sodium dialkyl sulfosuccinate sodium stearate, sodium oleate, t-octylphenoxyethoxypolyethoxyethyl sulfate sodium salt Can be mentioned.
- nonionic surfactant examples include polyoxyethylene lauryl ether, polyoxyethylene octylphenyl ether, polyoxyethylene oleylphenyl ether, polyoxyethylene nonylphenyl ether, oxyethylene / oxypropylene block copolymer, and t-octylphenoxy.
- examples thereof include ethyl polyethoxyethanol and nonylphenoxy ethyl polyethoxyethanol.
- cationic surfactant examples include lauryltrimethylammonium chloride and stearyltrimethylammonium chloride. These emulsifiers (surfactants) may be used alone or in combination of two or more.
- the emulsifier (surfactant) is preferably an anionic surfactant, and more preferably sodium dodecylbenzenesulfonate.
- the blending ratio of the emulsifier (surfactant) is not particularly limited, but from the viewpoint of production stability, for example, 0. 02 parts by mass or more, for example, 5 parts by mass or less.
- a pH adjuster for example, a metal ion encapsulant such as ethylenediamine tetraacetic acid and a salt thereof, for example, mercaptans, small molecules.
- a molecular weight regulator chain transfer agent
- a halogen compound can be blended in an appropriate ratio.
- the weight average molecular weight of the polymer (B2) is, for example, 5,000 or more, preferably 10,000 or more, for example, 1 million or less, preferably 500,000 in terms of standard polystyrene measured by gel permeation chromatography (GPC). It is as follows.
- the glass transition temperature of the polymer (B2) is, for example, ⁇ 28 ° C. or higher, preferably ⁇ 10 ° C. or higher, for example, 80 ° C. or lower, preferably 60 ° C. or lower.
- excellent adhesive strength and blocking resistance can be obtained.
- the glass transition temperature of the polymer (B2) is preferably 20 ° C. or lower, more preferably 10 ° C. or lower. Further, from the viewpoint of improving the blocking resistance of the aqueous dispersion, the glass transition temperature of the polymer (B2) preferably exceeds 0 ° C., more preferably 10 ° C. or higher.
- the amide wax (C) is a compound having a long-chain fatty acid group and an amide group in the molecule.
- Examples of the amide wax (C) include an amide compound obtained by reacting a monocarboxylic acid with a monoamine, or a monocarboxylic acid with a diamine, an amide compound obtained by reacting a monoamine with a polybasic acid, and an amide compound. Examples thereof include an amide compound obtained by reacting a monocarboxylic acid, a polybasic acid and a diamine.
- the monoamine is preferably a monoamine having 5 or more carbon atoms, and examples thereof include pentylamine, hexylamine, heptylamine, octylamine, nonylamine, decylamine, dodecylamine, stearylamine, cyclohexylamine, and benzylamine. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, aliphatic monoamines having 10 to 20 carbon atoms are particularly preferable.
- the monocarboxylic acid is preferably an aliphatic monocarboxylic acid having 5 or more carbon atoms and a hydroxycarboxylic acid, and is preferably valeric acid, caproic acid, caprylic acid, lauric acid, myristic acid, palmitic acid, stearic acid, oleic acid, linoleic acid, and behen. Acids, montanic acid, 12-hydroxystearic acid, valeric acid and the like can be mentioned. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, an aliphatic monocarboxylic acid having 10 to 30 carbon atoms is particularly preferable.
- diamine examples include ethylenediamine, 1,3-diaminopropane, 1,4-diaminopropane, tetramethylenediamine, hexamethylenediamine, nonamethylenediamine, undecamethylenediamine, dodecamethylenediamine, m-xylylenediamine, and the like.
- examples thereof include paraxylylenediamine, tolylenediamine, phenylenediamine, and isophoronediamine. These may be used alone or in combination of two or more. Of these, ethylenediamine is particularly preferable.
- the polybasic acid is a carboxylic acid of dibasic acid or more, and specific examples thereof include aliphatic dicarboxylic acids such as malonic acid, succinic acid, adipic acid, sebacic acid, pimelic acid, and azelaic acid, phthalic acid, and terephthalic acid. Examples thereof include aromatic dicarboxylic acids such as acids and isophthalic acids, alicyclic dicarboxylic acids such as cyclohexanedicarboxylic acids and cyclohexylsuccinic acid. These may be used alone or in combination of two or more.
- amide wax (C) examples include N-oleyl palmitoamide, ethylene bisoleic acid amide, and N-stearyl erucic acid amide.
- the aqueous dispersion of the present invention may contain a polymer (ethylene-vinyl acetate copolymer, etc.) or an additive other than the above-mentioned components (A), (B) and (C).
- the additive examples include the above-mentioned emulsifiers, hardeners, cross-linking agents, film-forming aids, defoamers, anti-repellent agents, leveling agents, tackifiers, hardness-imparting agents, preservatives, thickeners, etc.
- Known additives such as antifreeze agents, dispersants, inorganic pigments and organic pigments can be mentioned. These additives may be used alone or in combination of two or more. The blending ratio and blending timing of the additive are appropriately set according to the purpose and application.
- the aqueous dispersion of the present invention is a dispersion containing the above-mentioned polyolefin (A), the above-mentioned unsaturated carboxylic acid polymer (B), the amide wax (C), and water. It is set as appropriate according to the application.
- the content of the polyolefin (A) in the aqueous dispersion of the present invention is, for example, 30% by mass or more, preferably 45. It is mass% or more, more preferably 50% by mass or more, still more preferably 60% by mass or more, for example, 70% by mass or less, preferably 65% by mass or less, more preferably 60% by mass or less.
- the content of the unsaturated carboxylic acid polymer (B) in the aqueous dispersion of the present invention is, for example, 30% by mass. As mentioned above, it is preferably 35% by mass or more, more preferably 40% by mass or more, for example, 70% by mass or less, preferably 55% by mass or less, more preferably 50% by mass or less, still more preferably 40% by mass or less.
- the amount of the amide-based wax (C) contained in the aqueous dispersion of the present invention is 0.15 to 3.0 with respect to 100 parts by mass of the component (A) + the component (B) of the aqueous dispersion. It is by mass, preferably 0.15 to 2.5 parts by mass, and more preferably 0.2 to 2.0 parts by mass.
- the solid content of the aqueous dispersion is a component other than water and an organic solvent (which can be contained as an optional component) among the components contained in the aqueous dispersion of the present invention.
- ⁇ Manufacturing method of aqueous dispersion> As a method for producing an aqueous dispersion of the present invention, the above-mentioned components are mixed at the above-mentioned predetermined ratio and emulsified at once, and individual components are emulsified and then mixed at the above-mentioned predetermined ratio. The method can be mentioned.
- the aqueous dispersion of the present invention may contain the above-mentioned polymer component (that is, polyolefin (A) and component (B)) as a non-particulate polymer, or a particle-like weight. It may be contained as a coalescence. Preferably, the polymer component is contained as a particulate polymer.
- polymer component that is, polyolefin (A) and component (B)
- the polymer component is contained as a particulate polymer.
- the weight average particle size of the particles is, for example, 10 nm or more, for example, 10 ⁇ m or less, preferably 5 ⁇ m or less.
- the polymer component may be a single particle of each polymer, or a composite particle composed of two or more kinds of polymers. There may be.
- an ethylene / unsaturated carboxylic acid copolymer (b1) and / or a salt thereof (B1) and a (meth) acrylic acid ester polymer (B2) may form composite particles.
- the method for producing such composite particles is not particularly limited, and a known method can be adopted.
- the form of the composite particle is not particularly limited, and examples thereof include a core / shell structure, a composite structure, a localized structure, a dull structure, a squid-like structure, a raspberry-like structure, a multi-particle composite structure, and an IPN structure.
- the solid content concentration of the aqueous dispersion of the present invention is, for example, 10% by mass or more, preferably 20% by mass or more, and for example, 60% by mass or less, preferably 50% by mass or less.
- the pH of the aqueous dispersion of the present invention is, for example, 7 or more, preferably or more, and for example, 11 or less, preferably 10 or less.
- the aqueous dispersion of the present invention can quickly exhibit low friction after coating on a base material.
- aqueous dispersion of the present invention is used for forming an adhesive layer (heat seal layer) of a laminated body, a laminated body having excellent adhesive strength can be obtained.
- the aqueous dispersion is suitably used as an adhesive composition for forming an adhesive layer in a laminated body including a base material and an adhesive layer laminated on at least one surface of the base material. be able to.
- the laminate of the present invention includes a base material and an adhesive layer laminated on at least a part of the surface of at least one of the base materials.
- Examples of the base material include a resin base material, a metal base material, and a composite base material.
- Examples of the resin base material include cellophane, polyethylene, ethylene / vinyl acetate copolymer, ionomer, polypropylene, polyamide (nylon), polyester, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene / vinyl alcohol copolymer, and the like.
- Examples include plastic films, containers and cups made of plastic materials such as polypropylene, polystyrene and polyvinylidene copolymers.
- Examples of the metal base material include metal plates, metal foils, containers, and cups, and examples of metals include aluminum, gold, silver, copper, nickel, zinc, titanium, cobalt, indium, and chromium.
- a metal for example, a metal (aluminum, gold, silver, copper, nickel, zinc, titanium, cobalt, indium, chromium, etc.) or an oxide thereof (aluminum oxide, silicon oxide, etc.) is placed on the plastic film.
- a metal aluminum, copper, nickel, zinc, titanium, cobalt, indium, chromium, etc.
- an oxide thereof aluminum oxide, silicon oxide, etc.
- examples thereof include a vapor-deposited film.
- the base material includes paper and non-woven fabric. These base materials may be used alone or in combination of two or more.
- the base material preferably includes a metal base material, more preferably a metal base material made of aluminum, and further preferably a metal foil made of aluminum.
- the base material may be surface-treated, if necessary.
- the surface treatment include ink (solvent-based, water-based) coating treatment, plating treatment, coupling treatment, vacuum plasma treatment, and the like, preferably ink coating treatment, and more preferably solvent-based ink coating. Processing can be mentioned.
- the adhesive layer is a dried product of the above-mentioned aqueous dispersion, and can be obtained by applying (coating) the above-mentioned aqueous dispersion on one side surface of the base material and drying it.
- the aqueous dispersion may be applied to the entire surface of one side surface of the base material, or if the aqueous dispersion is used for forming a heat seal layer, it is laminated among the one side surfaces of the base material. It suffices if it is applied to the portion where the laminated body and other materials are heat-sealed (bonded).
- the method for applying (coating) the aqueous dispersion is not particularly limited, and for example, known methods such as gravure roll coating, three-roll coating, immersion coating, and spray coating are adopted. Further, when the coating film of the applied aqueous dispersion is dried, the drying temperature is, for example, 100 to 200 ° C., and the drying time is, for example, 10 seconds to 30 minutes.
- a primer titanium dioxide, polyethyleneimine, etc.
- Pretreatment such as discharge treatment and chemical conversion treatment may be performed.
- the aqueous dispersion of the present invention is not a dispersion in which particles are dispersed in an organic solvent such as ethyl acetate and toluene, the amount of residual organic solvent in the adhesive layer is preferably 100 ppm or less, more preferably 100 ppm or less. It can be 10 ppm or less.
- the laminate of the present invention is used as a material for heat sealing in various industrial fields. At the time of heat sealing, the base material and the adherend layer are attached via the adhesive layer.
- the adherend layer is a material to which the above-mentioned laminate is adhered, and examples thereof include a resin material, a metal material, and a composite material.
- the resin material include cellophane, polyethylene, ethylene / vinyl acetate copolymer, ionomer, polypropylene, polyamide (nylon), polyester, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, ethylene / vinyl alcohol copolymer, and polycarbonate.
- Polystyrene a plastic film made of a plastic material such as a polyvinylidene copolymer.
- Examples of the metal material include a metal plate and a metal foil, and examples of the metal include aluminum, gold, silver, copper, nickel, zinc, titanium, cobalt, indium, and chromium.
- a metal aluminum, copper, nickel, zinc, titanium, cobalt, indium, chromium, etc.
- an oxide thereof aluminum oxide, silicon oxide, etc.
- examples of the adherend layer include paper and non-woven fabric. Further, the adherend layer may be surface-treated, if necessary. Examples of the surface treatment include ink (solvent-based, water-based) coating treatment, plating treatment, coupling treatment, and vacuum plasma treatment, preferably ink coating treatment, and more preferably solvent-based ink coating treatment. Can be mentioned.
- adherend layer a laminate having a base material and an adhesive layer can also be mentioned. These adherend layers may be used alone or in combination of two or more.
- adherend layer a plastic film made of polyvinyl chloride or polyvinylidene chloride is preferable from the viewpoint of adhesive strength and ease of adhesion.
- the method for heat-sealing the base material and the adherend layer is not particularly limited, and a known method is adopted. For example, a method of laminating a base material and an adherend layer via an adhesive layer, and then heating and pressurizing the substrate can be mentioned.
- the adherend layer the adhesive layers are bonded to each other, and the two base materials are laminated via the two adhesive layers, and are heated and pressurized. Will be done.
- the heating temperature is, for example, 80 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, for example 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower.
- the pressure is, for example, 50 kPa or more, preferably 100 kPa or more, and for example, 500 kPa or less, preferably 300 kPa or less.
- the base material and the adherend layer are heat-sealed (thermocompression bonding).
- the adhesive strength between the base material and the adherend layer can be measured by the peel strength between the base material and the adherend layer.
- the laminate in which the adherend layer is laminated on one side surface of the adhesive layer in this way is included in the present invention regardless of the heat-sealed state (that is, before and after the heat-sealing).
- Such a laminated body is obtained by using the above-mentioned aqueous dispersion, it is excellent in low frictional property. Moreover, such laminates have excellent adhesive strength.
- the laminate is suitably used as a packaging material in various industrial fields.
- the object to be packaged by the laminate is not particularly limited, and examples thereof include various industrial products such as confectionery, foods, daily necessities, pharmaceuticals, and papers.
- the adhesive composition for forming the adhesive layer is an aqueous dispersion, it has a feature that the load on the environment is small.
- ⁇ Diameter> For the particle size of the solid content in the aqueous dispersion produced in Examples and the like, the particle size of each dispersion was measured using a laser diffraction / scattering type particle size distribution measuring device Microtrac series.
- ⁇ Dynamic friction resistance> The dynamic friction coefficient (COF) of the coating film of the laminate manufactured in Examples and the like is moved between the coating film surfaces at a speed of 100 mm / min using a friction measuring machine TR-2 (manufactured by Toyo Seiki Seisakusho Co., Ltd.). It was measured by letting it.
- COF dynamic friction coefficient
- Dynamic friction coefficient retention rate (%) (Dynamic friction coefficient of the dry coating film after a lapse of a predetermined time from the production of the laminate / Dynamic friction coefficient of the dry coating film immediately after the production of the laminate) ⁇ 100 ⁇ Heat sealability>
- the laminate produced in Examples and the like is left at room temperature for a whole day and night, then cut into strips having a width of 15 mm, and the dried coating films are overlapped with each other and heated for 0.5 seconds at a temperature of 110 ° C. and a pressure of 2 kgf / cm 2.
- a test piece was obtained by sealing. Using the obtained test piece, the peel strength was measured at 180 degrees under the condition of a tensile speed of 200 mm / sec.
- Example 1 ⁇ Manufacturing of aqueous dispersion> High-pressure low-density polyethylene as polyolefin (A) using the kneading device described in FIG. 1 of JP-A-63-46273 [manufactured by Mitsui Dow Polychemical Co., Ltd., trade name: Mirason FL60, hereinafter. Also referred to as "LDPE”. ] And an ethylene / acrylic acid copolymer as an unsaturated carboxylic acid polymer (B) [manufactured by Mitsui Dow Polychemical Co., Ltd., trade name: Nucrel (ethylene content: 72% by mass), hereinafter also referred to as "EAA”. Describe.
- aqueous dispersion was adjusted to have a solid content concentration of 24% by adding deionized water, and then the coating amount was 3 g on the entire surface of one surface of the aluminum foil (thickness: 40 ⁇ m). It was applied with a wire bar so as to be / m 2, and dried at 120 ° C. for 30 seconds to obtain a laminate composed of a soft aluminum foil and a dry coating film of an aqueous dispersion.
- Examples 2 to 5 The amount of amide-based wax during the production of the aqueous dispersion was changed to 0.5 parts by mass, 1.0 part by mass, 1.5 parts by mass, and 2.0 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the resin component. The same operation as in Example 1 was carried out to obtain three aqueous dispersions (particle size: 2 ⁇ m) of Examples 2 to 5. Next, using these aqueous dispersions, laminates of Examples 2 to 5 were obtained in the same manner as in Example 1.
- Comparative Example 1 An aqueous dispersion of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that no wax was added. Using the aqueous dispersion, the laminate of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in the method for producing the laminate of Example 1. The measurement result of the dynamic friction coefficient of the laminated body is shown in FIG.
- Example 6 The same as in Example 1 except that the wax was changed to ethylene bisoleic acid amide, which is an amide wax, and the concentration of the wax was only 0.3 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the total amount of the resin components. , The aqueous dispersion of Example 6 was obtained. Next, using the aqueous dispersion, a laminate of Example 6 was obtained in the same manner as in Example 1. The particle size of the solid content in the aqueous dispersion was 2 ⁇ m. The measurement results of the dynamic friction coefficient of the laminated body are shown in FIGS. 2 and 3.
- Ethylene / methacrylic acid copolymer manufactured by Mitsui Dow Polychemical Co., Ltd., trade name: nucleol (ethylene content 85% by mass), also referred to as "EMAA" below.
- Ethylene / methacrylic acid copolymer manufactured by Mitsui Dow Polychemical Co., Ltd., trade name: nucleol (ethylene content 85% by mass), also referred to as "EMAA” below.
- Potassium hydroxide, water, and N-oleyl palmitoamide (0.3% by mass of the total amount of the resin component
- the mixture was stirred for -8 hours.
- the mixture was cooled to room temperature to obtain an aqueous dispersion of Comparative Example 6 having a solid content concentration of 42% by mass and a good dispersion state.
- the laminated body of Comparative Example 6 was obtained using the aqueous dispersion.
- the particle size of the solid content in the aqueous dispersion was 2.0 ⁇ m.
- Example 7 to 16, Comparative Examples 7 and 8 The composition of the aqueous dispersion was changed to the composition shown in Table 2 below, and the aqueous dispersions of Examples 7 to 16 and Comparative Examples 7 and 8 were prepared in the same manner as in Example 1. Then, using these, laminates of Examples 7 to 16 and Comparative Examples 7 and 8, respectively, were obtained.
- Table 2 l-LDPE is Evolu SP0540 manufactured by Prime Polymer, ethylene-butene copolymer is Toughmer DF7350 manufactured by Mitsui Chemicals Co., Ltd., and ethylene-acrylic acid copolymer is Nucrel (containing ethylene) manufactured by Mitsui Dow Polychemical Co., Ltd.
- ethylene-methacrylic acid copolymer 1 is Nucrel manufactured by Mitsui Dow Polychemical Co., Ltd. (ethylene content: 91% by mass)
- ethylene-methacrylic acid copolymer 2 is Mitsui Dow Polychemical. Nuclel (ethylene content: 85% by mass) manufactured by Nuclel Co., Ltd. was used.
- FIG. 1 shows the effects on the amount of polyethylene wax and amide wax added and the coefficient of dynamic friction (immediately after coating). From FIG. 1, it can be seen that the aqueous dispersion of Example 1 in which the amide wax was used as the wax had a smaller coefficient of dynamic friction than the aqueous dispersion of Comparative Example 6 in which the polyethylene wax was used as the wax.
- FIG. 2 shows the relationship between the leaving time of the aqueous dispersion after coating and the coefficient of dynamic friction.
- FIG. 3 shows the relationship between the leaving time of the aqueous dispersion after coating and the retention rate of the dynamic friction coefficient. From FIG. 3, the dynamic friction coefficient retention rate of the dry coating film formed from the aqueous dispersions of Examples 1 and 6 after 3 hours from coating (that is, from the production of the laminate) is about 80%. On the other hand, the retention rate of the dry coating film formed from the aqueous dispersion of Comparative Example 6 is 40%, and it can be seen that the coefficient of kinetic friction varies greatly depending on the leaving time after coating.
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Abstract
本発明は、塗工直後から動摩擦抵抗が小さい塗膜を形成することのできる水分散体を提供することを目的とする。 本発明は、ポリオレフィン(A)、不飽和カルボン酸重合体(B)、アミド系ワックス(C)および水を含有する水分散体を含む。
Description
本発明は、水分散体および積層体に関し、詳しくは、水分散体、および、その水分散体を用いて得られる積層体に関する。
従来、各種産業分野では、プラスチックフィルム、蒸着フィルム、金属箔、紙、不織布などの基材同士あるいは基材と他の被着体とを、熱と圧力により貼り合わせる(すなわち、ヒートシールする)ことが、知られている。ヒートシールする際には、通常、基材同士、あるいは基材と被着体を直接、貼り合わせる方法が用いられているが、基材と被着体とのヒートシール性を改良するために、予め基材上にヒートシール剤(接着剤)層が形成され、それら基材同士や、基材とその他の被着体とが、接着剤層を介して貼り合わされる方法も用いられている。
このようなヒートシールに用いられる接着剤としては、例えば、樹脂成分と、水とを含有し、樹脂成分として、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体と、アクリル酸エステル単位を重合単位として有する重合体と、エチレン・酢酸ビニル系共重合体を含む水分散体が提案されており、また、その水分散体を基材に塗布および乾燥させて基材表面に塗膜を形成した積層体も提案されている。(例えば、特許文献1参照)。
基材の表面に形成された塗膜(ヒートシール剤)には、作業場での積層体の搬送の容易性、あるいは内容物の充填効率の向上の観点から、その表面の動摩擦係数が小さいことが要求されている。また、塗膜は、塗膜形成の直後から動摩擦係数が小さいことも望まれている。
すなわち、本発明は、塗工直後から動摩擦抵抗が小さい塗膜を形成することのできる水分散体を提供すること、および基材と動摩擦抵抗が小さい塗膜との積層体を提供することを目的とする。
本発明は以下の[1]~[7]に関する。
[1]ポリオレフィン(A)、不飽和カルボン酸重合体(B)、アミド系ワックス(C)および水を含有する水分散体。
[1]ポリオレフィン(A)、不飽和カルボン酸重合体(B)、アミド系ワックス(C)および水を含有する水分散体。
[2]前記[1]に記載の水分散体であって、前記アミド系ワックス(C)の濃度が、前記水分散体の成分(A)+成分(B)=100質量部に対して0.15~3.0質量部である水分散体。
[3]前記不飽和カルボン酸重合体(B)が、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)、ならびに(メタ)アクリル酸エステル重合体(B2)からなる群から選ばれる少なくとも一種である、前記[1]または[2]の水分散体。
[4]前記不飽和カルボン酸重合体(B)が、前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)および前記アクリル酸エステル重合体(B2)を含む複合粒子である、前記[1]~[3]のいずれかの水分散体。
[5]基材と、前記基材の少なくとも一方の表面の少なくとも一部に積層された接着剤層とを備え、前記接着剤層が、前記[1]~[4]のいずれかの水分散体の乾燥物からなる積層体。
[5]基材と、前記基材の少なくとも一方の表面の少なくとも一部に積層された接着剤層とを備え、前記接着剤層が、前記[1]~[4]のいずれかの水分散体の乾燥物からなる積層体。
[6]さらに、前記接着剤層の、前記基材側とは反対の表面に積層された被着体層を備える前記[5]の積層体。
[7]前記基材がアルミニウムからなる前記[5]または[6]の積層体。
[7]前記基材がアルミニウムからなる前記[5]または[6]の積層体。
本発明の水分散体によれば、基材への塗工直後から動摩擦抵抗が小さい塗膜を形成することができる。また、本発明の積層体の塗膜の動摩擦抵抗は小さい。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
[水分散体]
本発明に係る水分散体は、ポリオレフィン(A)、不飽和カルボン酸重合体(B)、アミド系ワックス(C)および水を含有することを特徴としている。
[水分散体]
本発明に係る水分散体は、ポリオレフィン(A)、不飽和カルボン酸重合体(B)、アミド系ワックス(C)および水を含有することを特徴としている。
<ポリオレフィン(A)>
前記ポリオレフィン(A)は、オレフィンの単独重合体、二種以上のオレフィン同士の共重合体、あるいはオレフィンとジエンとの共重合体である。
前記ポリオレフィン(A)は、オレフィンの単独重合体、二種以上のオレフィン同士の共重合体、あるいはオレフィンとジエンとの共重合体である。
前記ポリオレフィン(A)としては、例えば、
低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1-ブテン、ポリ3-メチル-1-ブテン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、ポリ3-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、直鎖状低密度ポリエチレン(l-LDPE)等のエチレン・1-ヘキセン共重合体、プロピレン・1-ブテン共重合体で代表される、エチレン、プロピレン、1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-ヘキセン、1-デセン、1-ドデセン等の炭素数2~12のα-オレフィンの単独重合体または共重合体など、および、
エチレン・ブタジエン共重合体、エチレン・エチリデンノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・ブタジエン3元共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン3元共重合体、エチレン・プロピレン・1,5-ヘキサジエン3元共重合体で代表されるα-オレフィンと共役ジエンまたは非共役ジエンとの共重合体などが挙げられる。
低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン等のポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ1-ブテン、ポリ3-メチル-1-ブテン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、ポリ3-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、直鎖状低密度ポリエチレン(l-LDPE)等のエチレン・1-ヘキセン共重合体、プロピレン・1-ブテン共重合体で代表される、エチレン、プロピレン、1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-ヘキセン、1-デセン、1-ドデセン等の炭素数2~12のα-オレフィンの単独重合体または共重合体など、および、
エチレン・ブタジエン共重合体、エチレン・エチリデンノルボルネン共重合体、エチレン・プロピレン・ブタジエン3元共重合体、エチレン・プロピレン・ジシクロペンタジエン3元共重合体、エチレン・プロピレン・1,5-ヘキサジエン3元共重合体で代表されるα-オレフィンと共役ジエンまたは非共役ジエンとの共重合体などが挙げられる。
動摩擦係数の保持率を高める点からは、上記ポリオレフィン系重合体(A)として、密度が900kg/m3以上、940kg/m3以下の、エチレンの単独重合体、またはエチレンを主体とするエチレンとα-オレフィンとの共重合体であるエチレン系重合体(A1)が含まれていることが、好ましい一形態である。
前記エチレン系重合体(A1)の密度は、好ましくは900kg/m3以上、935kg/m3以下である。
前記エチレン系重合体(A1)の、下記条件で示差走査熱量測定法(DSC)により測定される融点は、好ましくは、95℃以上、140℃以下、より好ましくは95℃以上、130℃以下である。
前記エチレン系重合体(A1)の、下記条件で示差走査熱量測定法(DSC)により測定される融点は、好ましくは、95℃以上、140℃以下、より好ましくは95℃以上、130℃以下である。
〔DSC測定条件〕 示差走査熱量計を用いて、約5.0mgの試料を窒素雰囲気下で30℃から昇温速度10℃/分で200℃まで昇温し、その温度で10分間保持する。さらに降温速度10℃/分で30℃まで冷却し、その温度で5分間保持した後、昇温速度10℃/分で200℃まで昇温する。この2度目の昇温の際に観測される吸熱ピークを融解ピークとし、融解ピークが現れる温度を融点とする。融解ピークが多峰性の場合は、最も高温側の融解ピークが現れる温度を融点とする。
エチレン系重合体(A1)となり得るエチレン・α-オレフィン共重合体におけるα-オレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-ヘキセン、1-デセン、1-ドデセン等の炭素数3~12のα-オレフィンが挙げられる。これらα-オレフィンの中でも1-ヘキセンが好ましい。エチレン・α-オレフィン共重合体におけるα-オレフィンに由来する構造単位の含有率(モル%)は、好ましくは0.01~10モル%である。
前記エチレン系重合体(A1)の製造方法は、上記所望の物性を満たす重合体となっている限り特に限定はされない。
前記エチレン系重合体(A1)の具体例としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンが挙げられる。
前記エチレン系重合体(A1)の具体例としては、低密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレンが挙げられる。
本発明の積層体の低温ヒートシール性を向上する観点からは、上記ポリオレフィン系重合体(A)として、密度が860kg/m3以上、895kg/m3以下の、エチレン・α-オレフィン共重合体(A2)が含まれていることが好ましい一形態である。
前記エチレン・α-オレフィン共重合体(A2)の密度は、好ましくは890kg/m3以下、より好ましくは880kg/m3以下である。また前記エチレン・α-オレフィン共重合体(A2)の密度は、好ましくは865kg/m3以上である。
前記エチレン・α-オレフィン共重合体(A2)の、DSCにより測定される融点は、通常80℃以下、好ましくは70℃以下である。なお、本発明において、℃以下とは、下記に示すように、融点を有しない重合体をも含むことを意味する。また上記DSCはエチレン系重合体(A1)の部分で記載した条件でDSCで測定された融点を意味する。
前記エチレン・α-オレフィン共重合体(A2)は、非晶性であってもよく、即ち、融点を有しなくてもよく、40℃以上、または50℃以上の融点を有していてもよい。
前記エチレン・α-オレフィン共重合体(A2)を構成するα-オレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-ヘキセン、1-デセン、1-ドデセン等の炭素数3~12のα-オレフィンが挙げられる。これらα-オレフィンの中でも、1-ブテンが好ましい。
前記エチレン・α-オレフィン共重合体(A2)を構成するα-オレフィンとしては、プロピレン、1-ブテン、3-メチル-1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン、3-メチル-1-ペンテン、1-ヘプテン、1-ヘキセン、1-デセン、1-ドデセン等の炭素数3~12のα-オレフィンが挙げられる。これらα-オレフィンの中でも、1-ブテンが好ましい。
前記エチレン・α-オレフィン共重合体(A2)におけるα-オレフィンに由来する構造単位の含有率(モル%)は、好ましくは5~50モル%の範囲にある。
動摩擦係数の保持率を高めつつ、ヒートシール性をより高める観点からは、前記ポリオレフィン(A)として、エチレン系重合体(A1)及びエチレン・α-オレフィン共重合体(A2)を含むことが好ましい一形態である。エチレン系重合体(A1)及びエチレン・α-オレフィン共重合体(A2)の組合わせとしては、例えば、低密度ポリエチレンとエチレン・ブテン共重合体、直鎖状低密度ポリエチレンとエチレン・ブテン共重合体が挙げられる
動摩擦係数の保持率の向上、ヒートシール性の向上を両立する観点からは、エチレン系重合体(A1)とエチレン・α-オレフィン共重合体(A2)との質量比[(A1)/(A2)]は、好ましくは90/10~10/90であり、より好ましくは80/20~20/80である。
動摩擦係数の保持率を高めつつ、ヒートシール性をより高める観点からは、前記ポリオレフィン(A)として、エチレン系重合体(A1)及びエチレン・α-オレフィン共重合体(A2)を含むことが好ましい一形態である。エチレン系重合体(A1)及びエチレン・α-オレフィン共重合体(A2)の組合わせとしては、例えば、低密度ポリエチレンとエチレン・ブテン共重合体、直鎖状低密度ポリエチレンとエチレン・ブテン共重合体が挙げられる
動摩擦係数の保持率の向上、ヒートシール性の向上を両立する観点からは、エチレン系重合体(A1)とエチレン・α-オレフィン共重合体(A2)との質量比[(A1)/(A2)]は、好ましくは90/10~10/90であり、より好ましくは80/20~20/80である。
これらポリオレフィンは、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
<不飽和カルボン酸重合体(B)>
前記不飽和カルボン酸重合体(B)は、構造単位として、不飽和カルボン酸、もしくは不飽和カルボン酸の誘導体、例えば、エステル、酸無水物などを含む重合体および/またはその塩である。
前記不飽和カルボン酸重合体(B)は、構造単位として、不飽和カルボン酸、もしくは不飽和カルボン酸の誘導体、例えば、エステル、酸無水物などを含む重合体および/またはその塩である。
前記不飽和カルボン酸重合体(B)としては、例えば、エチレンと不飽和カルボン酸との共重合体であるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)、ならびに不飽和カルボン酸の誘導体である(メタ)アクリル酸エステルの重合体(B2)が挙げられる。
〈エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)〉
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)は、エチレンと不飽和カルボン酸との共重合体である。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)は、エチレンと不飽和カルボン酸との共重合体である。
前記不飽和カルボン酸は、1分子中に少なくとも1つのエチレン性不飽和結合とカルボキシ基とを併有するモノマーであって、その例としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸などの一塩基酸、例えば、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸などの二塩基酸が挙げられる。
これら不飽和カルボン酸は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
不飽和カルボン酸として、耐水性の観点から、好ましくは、一塩基酸が挙げられ、より好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられる。
不飽和カルボン酸として、耐水性の観点から、好ましくは、一塩基酸が挙げられ、より好ましくは、アクリル酸、メタクリル酸が挙げられる。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)におけるエチレンに由来する構造単位(以下「エチレン単位」とも記載する。)および不飽和カルボン酸に由来する構造単位(以下「不飽和カルボン酸単位」とも記載する。)の含有割合は、それらの総量に対して、エチレン単位が、例えば75質量%以上、好ましくは78質量%以上であり、例えば90質量%以下、好ましくは88質量%以下である。また、不飽和カルボン酸単位が、例えば10質量%以上、好ましくは12質量%以上であり、例えば25質量%以下、好ましくは22質量%以下である。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)におけるエチレン単位および不飽和カルボン酸単位の含有割合が上記範囲であれば、水分散体から形成された塗膜は優れた接着強度および耐ブロッキング性を発現することができる。
エチレンと不飽和カルボン酸との重合方法としては、特に制限はなく、公知の重合方法が採用可能である。重合方法の例としては、エチレンと不飽和カルボン酸と、過酸化物などの公知の重合開始剤とを、高温および高圧の条件で接触させる方法が挙げられる。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)は、その単独粒子(以下、樹脂粒子(I))が水に分散されてなるディスパージョン(水分散体)として得ることができる。このような場合、例えば、特公平7-008933号公報、特公平5-039975号公報、特公平4-030970号公報、特公昭42-000275号公報、特公昭42-023085号公報、特公昭45-029909号公報、特開昭51-062890号公報などに記載の方法により、重合を行うことができる。エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)は自己乳化性を有する。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)の製造においては、製造安定性の向上を図る観点から、必要に応じて、後述する乳化剤(界面活性剤)を配合することができる。乳化剤の配合割合は、適宜設定される。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)の製造においては、製造安定性の向上を図る観点から、例えば、pH調整剤、例えば、エチレンジアミン四酢酸およびその塩などの金属イオン封止剤、例えば、メルカプタン類、低分子ハロゲン化合物などの分子量調節剤(連鎖移動剤)など、公知の添加剤を適宜の割合で配合することができる。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)としては、分散安定性、積層体(後述)の印刷性の向上を図る観点から、前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)の塩(B1)が好ましい。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)の塩(B1)は、例えば、前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)、具体的には、前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)のディスパージョンに、塩基を添加することによって調製できる。
塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどの無機塩基、例えば、アンモニア、トリエチルアミン、トリエタノールアミン、ジメチルエタノールアミンなどのアミン類などの有機塩基が挙げられる。
これらの塩基は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
塩基としては、好ましくは、無機塩基が挙げられ、より好ましくは、水酸化ナトリウムが挙げられる。
塩基としては、好ましくは、無機塩基が挙げられ、より好ましくは、水酸化ナトリウムが挙げられる。
塩基の添加量(すなわち、物質量/価数)は、分散安定性、積層体(後述)の印刷性の向上を図る観点から、前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)におけるカルボキシ基100モルに対して、例えば、5モル以上、好ましくは、30モル以上、より好ましくは、50モル以上であり、例えば、100モル以下、好ましくは、95モル以下である。
塩基の添加量が上記下限値以上であると、水分散体の分散安定性が優れ、積層体の印刷性に優れる。また、塩基の添加量が上記下限値以下であると、水分散体の粘度が高過ぎず、作業性に優れる。
また、前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)に前記塩基を添加した後、好ましくは、これらを所定温度で所定時間保持する。保持温度は、例えば40℃以上、好ましくは50℃以上であり、例えば190℃以下、好ましくは180℃以下である。また、保持時間は、例えば30分以上、好ましくは1時間以上であり、例えば12時間以下、好ましくは10時間以下である。
上記条件で保持することにより、前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)が中和され、分散安定性、積層体(後述)の印刷性の向上を図ることができる。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(B1)が前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)の塩である場合、その中和度は、例えば、30%以上、好ましくは、50%以上であり、例えば、100%以下、好ましくは、95%以下である。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(B1)が前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)の塩である場合、その中和度は、例えば、30%以上、好ましくは、50%以上であり、例えば、100%以下、好ましくは、95%以下である。
中和度が上記範囲であれば、優れた接着強度および耐ブロッキング性を得ることができる。なお、中和度は、後述する実施例で採用された方法に準拠して算出される。
試料の赤外吸収スペクトルを測定し、カルボキシ基に相当する1700cm-1の吸収のピーク高さを求める(ピーク高さをaとする。)。
試料の赤外吸収スペクトルを測定し、カルボキシ基に相当する1700cm-1の吸収のピーク高さを求める(ピーク高さをaとする。)。
また、試料を塩酸と接触させて、樹脂中の金属イオンを除去し(脱メタル化)、イオン結合(分子内架橋)がされていない酸共重合体を得る。この酸共重合体の試料の赤外吸収スペクトルを測定し、1700cm-1の吸収のピーク高さを求める(ピーク高さをbとする。)。
ピーク高さaは、樹脂中のイオン結合がされていないカルボキシル基の数に対応する。
また、ピーク高さbは、樹脂中の全てのカルボキシル基の数に対応する。
そこで、下記の式により、中和度(%)を求める。
中和度(%)=100-100×a/b
また、ピーク高さbは、樹脂中の全てのカルボキシル基の数に対応する。
そこで、下記の式により、中和度(%)を求める。
中和度(%)=100-100×a/b
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定による標準ポリスチレン換算で、例えば0.5万以上、好ましくは1万以上であり、例えば100万以下、好ましくは50万以下である。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)のDSC(示差走査熱量測定法)により測定される融点は、例えば55℃以上、好ましくは65℃以上であり、例えば110℃以下、好ましくは100℃以下である。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)のディスパージョンにおけるエチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)の固形分濃度は、例えば、10質量%以上、好ましくは、20質量%以上であり、例えば、60質量%以下、好ましくは、50質量%以下である。
前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)のディスパージョンは、市販品として入手することもできる。
これらエチレン・不飽和カルボン酸共重合体および/またはその塩(B1)は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
これらエチレン・不飽和カルボン酸共重合体および/またはその塩(B1)は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
得られる積層体の摩擦抵抗保持率向上の観点からは、前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)のディスパージョンとしては、エチレン・アクリル酸共重合体(b1-1)および/またはその塩(B1-1)とエチレン・メタクリル酸共重合体(b1-2)および/またはその塩(B1-2)との混合物も好ましい一形態である。摩擦抵抗保持率向上の詳細なメカニズムは不明であるが、上記混合物を水分散体では、重合体成分を含む重合体粒子がより微細化し、成膜性能が向上する事が、上記物性の向上に何らかの寄与をしているものと推定される。
<(メタ)アクリル酸エステル重合体(B2)>
前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(B2)は、構造単位として、少なくとも(メタ)アクリル酸エステル((メタ)アクリル酸エステルモノマー)から得られる構造単位(以下「(メタ)アクリル酸エステル単位」とも記載する。)を有する。
前記(メタ)アクリル酸エステル重合体(B2)は、構造単位として、少なくとも(メタ)アクリル酸エステル((メタ)アクリル酸エステルモノマー)から得られる構造単位(以下「(メタ)アクリル酸エステル単位」とも記載する。)を有する。
なお、(メタ)アクリル酸エステルとは、アクリル酸エステルおよび/またはメタクリル酸エステルと定義される。
前記(メタ)アクリル酸エステルとしては、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iso-ブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル、(メタ)アクリル酸ラウリルなどの、炭素数1~12のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
前記(メタ)アクリル酸エステルとしては、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iso-ブチル、(メタ)アクリル酸s-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシル、(メタ)アクリル酸ラウリルなどの、炭素数1~12のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。
これら(メタ)アクリル酸エステルは、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
前記(メタ)アクリル酸エステルとして、好ましくは、(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n-ブチル、(メタ)アクリル酸iso-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシルが挙げられ、より好ましくは、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸n-ブチルが挙げられ、さらに好ましくは、メタクリル酸メチル、メタクリル酸n-ブチル、アクリル酸ブチルが挙げられる。
前記(メタ)アクリル酸エステルとして、好ましくは、(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n-ブチル、(メタ)アクリル酸iso-ブチル、(メタ)アクリル酸t-ブチル、(メタ)アクリル酸2-エチルへキシルが挙げられ、より好ましくは、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸n-ブチルが挙げられ、さらに好ましくは、メタクリル酸メチル、メタクリル酸n-ブチル、アクリル酸ブチルが挙げられる。
また、前記重合体(B2)は、任意成分として、(メタ)アクリル酸エステルと共重合可能な共重合性モノマーから得られる重合単位を含有してもよい。
前記共重合性モノマーとしては、例えば、官能基含有ビニルモノマー、芳香族ビニルモノマー、N-置換不飽和カルボン酸アミド、複素環式ビニル化合物、ハロゲン化ビニリデン化合物、α-オレフィン類、ジエン類が挙げられる。
前記共重合性モノマーとしては、例えば、官能基含有ビニルモノマー、芳香族ビニルモノマー、N-置換不飽和カルボン酸アミド、複素環式ビニル化合物、ハロゲン化ビニリデン化合物、α-オレフィン類、ジエン類が挙げられる。
官能基含有ビニルモノマーとしては、例えば、カルボキシ基含有ビニルモノマー、水酸基含有ビニルモノマー、アミノ基含有ビニルモノマー、グリシジル基含有ビニルモノマー、シアノ基含有ビニルモノマー、スルホン酸基含有ビニルモノマーおよびその塩、アセトアセトキシ基含有ビニルモノマー、リン酸基含有化合物、アミド基含有ビニルモノマー、ビニルエステル類が挙げられる。
カルボキシ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸が挙げられる。
水酸基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピルが挙げられる。
水酸基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシエチル、(メタ)アクリル酸2-ヒドロキシプロピルが挙げられる。
アミノ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸2-アミノエチル、(メタ)アクリル酸2-(N-メチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸2-(N,N-ジメチルアミノ)エチルなどが挙げられる。
グリシジル基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸グリシジルが挙げられる。
シアノ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロニトリルが挙げられる。
シアノ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリロニトリルが挙げられる。
スルホン酸基含有ビニルモノマーとしては、例えば、アリルスルホン酸、メタリルスルホン酸が挙げられる。また、その塩としては、上記スルホン酸基含有ビニルモノマーの、例えば、ナトリウム塩、カリウム塩などのアルカリ金属塩、例えば、アンモニウム塩などが挙げられる。具体的には、例えば、アリルスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸ナトリウム、メタリルスルホン酸アンモニウムが挙げられる。
アセトアセトキシ基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリル酸アセトアセトキシエチルが挙げられる。
リン酸基含有化合物としては、例えば、2-メタクロイロキシエチルアシッドフォスフェートが挙げられる。
リン酸基含有化合物としては、例えば、2-メタクロイロキシエチルアシッドフォスフェートが挙げられる。
アミド基含有ビニルモノマーとしては、例えば、(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
ビニルエステル類としては、例えば、プロピオン酸ビニルが挙げられる(但し、酢酸ビニルを除く)。
ビニルエステル類としては、例えば、プロピオン酸ビニルが挙げられる(但し、酢酸ビニルを除く)。
芳香族ビニルモノマーとしては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、ジビニルベンゼンが挙げられる。
N-置換不飽和カルボン酸アミドとしては、例えば、N-メチロール(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
N-置換不飽和カルボン酸アミドとしては、例えば、N-メチロール(メタ)アクリルアミドが挙げられる。
複素環式ビニル化合物としては、例えば、ビニルピロリドンが挙げられる。
ハロゲン化ビニリデン化合物としては、例えば、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンが挙げられる。
ハロゲン化ビニリデン化合物としては、例えば、塩化ビニリデン、フッ化ビニリデンが挙げられる。
α-オレフィン類としては、例えば、エチレン、プロピレンが挙げられる。
ジエン類としては、例えば、ブタジエンが挙げられる。
さらに、共重合性モノマーとして、架橋性ビニルモノマーを挙げることもできる。
ジエン類としては、例えば、ブタジエンが挙げられる。
さらに、共重合性モノマーとして、架橋性ビニルモノマーを挙げることもできる。
架橋性ビニルモノマーとしては、例えば、メチレンビス(メタ)アクリルアミド、ジビニルベンゼン、ポリエチレングリコール鎖含有ジ(メタ)アクリレートなど、2つ以上のビニル基を含有する化合物が挙げられる。
これら共重合性モノマーは、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
共重合性モノマーとして、好ましくは、官能基含有ビニルモノマーが挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸エステルとしては、耐水性の観点から、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの中でもメタクリル酸エステルが好ましい。
共重合性モノマーとして、好ましくは、官能基含有ビニルモノマーが挙げられる。
また、(メタ)アクリル酸エステルとしては、耐水性の観点から、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステルの中でもメタクリル酸エステルが好ましい。
前記重合体(B2)における(メタ)アクリル酸エステル単位および他の共重合性モノマーに由来する構造単位(以下「共重合性モノマー単位」とも記載する。)の含有割合は、これらの合計を100質量%とすると、(メタ)アクリル酸エステル単位が、例えば50質量%以上、好ましくは70質量%以上、より好ましくは77質量%以上である。また、共重合性モノマー単位が50質量%以下、好ましくは30質量%以下、より好ましくは23質量%以下である。
(メタ)アクリル酸エステル単位と共重合性モノマー単位との含有割合が上記範囲であれば、優れた接着強度および耐ブロッキング性を得ることができる。
すなわち、前記重合体(B2)は、共重合性モノマー単位を含有することなく、(メタ)アクリル酸エステル単位のみからなっていてもよく、また、上記の割合の(メタ)アクリル酸エステル成分と共重合性モノマー成分とからなっていてもよい。前記重合体(B2)は、好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル単位のみからなるか、または、上記の割合の(メタ)アクリル酸エステル単位と共重合性モノマー単位とからなる。
すなわち、前記重合体(B2)は、共重合性モノマー単位を含有することなく、(メタ)アクリル酸エステル単位のみからなっていてもよく、また、上記の割合の(メタ)アクリル酸エステル成分と共重合性モノマー成分とからなっていてもよい。前記重合体(B2)は、好ましくは、(メタ)アクリル酸エステル単位のみからなるか、または、上記の割合の(メタ)アクリル酸エステル単位と共重合性モノマー単位とからなる。
前記重合体(B2)が(メタ)アクリル酸エステル単位のみからなる場合、(メタ)アクリル酸エステルは、好ましくは、炭素数4のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸エステルのみからなるか、または、(メタ)アクリル酸メチルと、炭素数4のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸エステルとの組み合わせからなる。
(メタ)アクリル酸エステルが、炭素数4のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸エステルのみからなる場合、(メタ)アクリル酸エステルは、とりわけ好ましくは、メタクリル酸n-ブチルのみからなるか、またはメタクリル酸n-ブチルとアクリル酸n-ブチルとの組み合わせからなる。
また、(メタ)アクリル酸エステルが、(メタ)アクリル酸メチルと、炭素数4のアルキル部分を有する(メタ)アクリル酸エステルとの組み合わせである場合、(メタ)アクリル酸エステルは、とりわけ好ましくは、メタクリル酸メチルとメタクリル酸n-ブチルとの組み合わせ、またはメタクリル酸メチルとアクリル酸n-ブチルとの組み合わせからなる。
(メタ)アクリル酸エステルがこのような組み合わせであると、重合体(B2)のガラス転移温度を後述の範囲に調整することができる。
また、他の共重合性モノマーが、カルボキシ基含有ビニルモノマーである場合、前記重合体(B2)中のカルボキシ基含有ビニルモノマーに由来する構造単位の割合は、製造安定性の観点から、例えば5質量%以下、好ましくは3質量%以下である。
また、他の共重合性モノマーが、カルボキシ基含有ビニルモノマーである場合、前記重合体(B2)中のカルボキシ基含有ビニルモノマーに由来する構造単位の割合は、製造安定性の観点から、例えば5質量%以下、好ましくは3質量%以下である。
前記重合体(B2)の製造方法としては、特に制限はなく、公知の製造方法が採用可能である。製造方法の例としては、水、(メタ)アクリル酸エステル成分および重合開始剤を配合し、水中において、(メタ)アクリル酸エステル成分を重合する方法が挙げられる。
重合開始剤としては、特に制限されないが、例えば、
過酸化水素;
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩;
クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ラウロイルパーオキサイドなどの有機過酸化物;および
アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、ならびに
これらと鉄イオンなどの金属イオンおよびナトリウムスルホキシレート、ホルムアルデヒド、ピロ亜硫酸ソーダ、亜硫酸水素ナトリウム、L-アスコルビン酸、ロンガリットなどの還元剤との組み合わせによるレドックス開始剤が挙げられる。これら重合開始剤は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
過酸化水素;
過硫酸アンモニウム、過硫酸カリウム、過硫酸ナトリウムなどの過硫酸塩;
クメンハイドロパーオキサイド、t-ブチルハイドロパーオキサイド、ベンゾイルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ラウロイルパーオキサイドなどの有機過酸化物;および
アゾビスイソブチロニトリルなどのアゾ化合物、ならびに
これらと鉄イオンなどの金属イオンおよびナトリウムスルホキシレート、ホルムアルデヒド、ピロ亜硫酸ソーダ、亜硫酸水素ナトリウム、L-アスコルビン酸、ロンガリットなどの還元剤との組み合わせによるレドックス開始剤が挙げられる。これら重合開始剤は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
重合開始剤の配合割合は、適宜設定されるが、モノマー成分の総量に対して、例えば、0.1質量%以上であり、例えば、5質量%以下である。
また、重合においては、必要に応じて、分子量調節剤を配合することができる。
また、重合においては、必要に応じて、分子量調節剤を配合することができる。
分子量調節剤としては、例えば、t-ドデシルメルカプタン、n-ドデシルメルカプタンなどのメルカプタン類、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸およびこれらのソーダ塩などのアリル化合物が挙げられる。これら分子量調節剤は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。分子量調節剤の配合割合は、適宜設定される。
常圧下において重合する場合、重合温度は、例えば30℃以上、好ましくは50℃以上であり、例えば95℃以下、好ましくは85℃以下である。また、重合時間は、例えば1時間以上、好ましくは2時間以上であり、例えば30時間以下、好ましくは20時間以下である。
また、重合体(B2)の製造においては、製造安定性の向上を図る観点から、必要に応じて、乳化剤(界面活性剤)を配合することができる。
乳化剤(界面活性剤)としては、例えば、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤が挙げられる。
乳化剤(界面活性剤)としては、例えば、アニオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤が挙げられる。
アニオン系界面活性剤としては、例えば、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウム、ラウリル硫酸ナトリウム、アルキルジフェニルエーテルジスルホン酸ナトリウム、アルキルナフタレンスルホン酸ナトリウム、ジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸カリウム、ナトリウムジオクチルスルホサクシネート、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルエーテル硫酸ナトリウム、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル硫酸ナトリウムジアルキルスルホコハク酸ナトリウム、ステアリン酸ナトリウム、オレイン酸ナトリウム、t-オクチルフェノキシエトキシポリエトキシエチル硫酸ナトリウム塩が挙げられる。
非イオン系界面活性剤としては、例えば、ポリオキシエチレンラウリルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオレイルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、オキシエチレン・オキシプロピレンブロックコポリマー、t-オクチルフェノキシエチルポリエトキシエタノール、ノニルフェノキシエチルポリエトキシエタノールが挙げられる。
カチオン系界面活性剤としては、例えば、ラウリルトリメチルアンモニウムクロライド、ステアリルトリメチルアンモニウムクロライドが挙げられる。
これら乳化剤(界面活性剤)は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
これら乳化剤(界面活性剤)は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
乳化剤(界面活性剤)としては、好ましくは、アニオン系界面活性剤が挙げられ、より好ましくは、ドデシルベンゼンスルホン酸ナトリウムが挙げられる。
乳化剤(界面活性剤)の配合割合は、特に制限されないが、製造安定性の観点から、(メタ)アクリル酸エステルおよび任意の他の共重合体モノマーの総量100質量部に対して、例えば0.02質量部以上、例えば5質量部以下である。
乳化剤(界面活性剤)の配合割合は、特に制限されないが、製造安定性の観点から、(メタ)アクリル酸エステルおよび任意の他の共重合体モノマーの総量100質量部に対して、例えば0.02質量部以上、例えば5質量部以下である。
前記重合体(B2)の製造においては、製造安定性の向上を図る観点から、例えば、pH調整剤、例えば、エチレンジアミン四酢酸およびその塩などの金属イオン封止剤、例えば、メルカプタン類、低分子ハロゲン化合物などの分子量調節剤(連鎖移動剤)など、公知の添加剤を適宜の割合で配合することができる。
前記重合体(B2)の重量平均分子量は、ゲル浸透クロマトグラフィー(GPC)測定による標準ポリスチレン換算で、例えば0.5万以上、好ましくは1万以上であり、例えば100万以下、好ましくは50万以下である。
前記重合体(B2)のガラス転移温度は、例えば-28℃以上、好ましくは-10℃以上であり、例えば80℃以下、好ましくは60℃以下である。前記重合体(B2)のガラス転移温度が上記範囲であれば、優れた接着強度および耐ブロッキング性を得ることができる。
とりわけ、水性分散体の接着強度の向上を図る観点から、重合体(B2)のガラス転移温度は、好ましくは、20℃以下、さらに好ましくは、10℃以下である。
また、水性分散体の耐ブロッキング性の向上を図る観点から、前記重合体(B2)のガラス転移温度は、好ましくは0℃を超過し、さらに好ましくは10℃以上である。
また、水性分散体の耐ブロッキング性の向上を図る観点から、前記重合体(B2)のガラス転移温度は、好ましくは0℃を超過し、さらに好ましくは10℃以上である。
<アミド系ワックス(C)>
前記アミド系ワックス(C)は、分子内に長鎖脂肪酸基とアミド基を有する化合物である。
前記アミド系ワックス(C)は、分子内に長鎖脂肪酸基とアミド基を有する化合物である。
前記アミド系ワックス(C)としては、例えば、モノカルボン酸とモノアミン、またはモノカルボン酸とジアミンとを反応させて得られるアミド化合物、モノアミンと多塩基酸とを反応して得られるアミド化合物、およびモノカルボン酸と多塩基酸とジアミンとを反応して得られるアミド化合物が挙げられる。
前記モノアミンとしては炭素数5以上のモノアミンが好ましく、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン、ノニルアミン、デシルアミン、ドデシルアミン、ステアリルアミン、シクロヘキシルアミン、ベンジルアミンなどが例示できる。これらは1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。中でも炭素数10~20の脂肪族モノアミンが特に好ましい。
前記モノカルボン酸は炭素数5以上の脂肪族モノカルボン酸およびヒドロキシカルボン酸が好ましく、吉草酸、カプロン酸、カプリル酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、オレイン酸、リノール酸、ベヘン酸、モンタン酸、12-ヒドロキシステアリン酸、安息香酸などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。中でも炭素数10~30の脂肪族モノカルボン酸が特に好ましい。
前記ジアミンの具体例としてはエチレンジアミン、1,3-ジアミノプロパン、1,4-ジアミノプロパン、テトラメチレンジアミン、ヘキサメチレンンジアミン、ノナメチレンジアミン、ウンデカメチレンジアミン、ドデカメチレンジアミン、メタキシリレンジアミン、パラキシリレンジアミン、トリレンジアミン、フェニレンジアミン、イソホロンジアミンなどが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。なかでもエチレンジアミンが特に好適である。
前記多塩基酸とは、二塩基酸以上のカルボン酸であり、その具体例としてはマロン酸、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸、ピメリン酸、アゼライン酸などの脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸などの芳香族ジカルボン酸、シクロへキサンジカルボン酸、シクロヘキシルコハク酸などの脂環式ジカルボン酸などが挙げられる。これらは1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
前記アミド系ワックス(C)の具体例としては、N-オレイルパルミトアミド、エチレンビスオレイン酸アミド、N-ステアリルエルカ酸アミドが挙げられる。
<他の成分>
本発明の水分散体は、上記成分(A)、(B)および(C)以外の重合体(エチレン・酢酸ビニル共重合体等)または添加剤を含有していてもよい。
本発明の水分散体は、上記成分(A)、(B)および(C)以外の重合体(エチレン・酢酸ビニル共重合体等)または添加剤を含有していてもよい。
添加剤としては、例えば、上記した乳化剤、その他、硬化剤、架橋剤、造膜助剤、消泡剤、ハジキ防止剤、レベリング剤、粘着付与剤、硬度付与剤、防腐剤、増粘剤、凍結防止剤、分散剤、無機顔料、有機顔料などの公知の添加剤が挙げられる。これら添加剤は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。添加剤の配合割合および配合のタイミングは、目的および用途に応じて、適宜設定される。
<水分散体>
本発明の水分散体は、上記ポリオレフィン(A)、上記不飽和カルボン酸重合体(B)、アミド系ワックス(C)および水を含有する分散体であり、上記成分の含有割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。
本発明の水分散体は、上記ポリオレフィン(A)、上記不飽和カルボン酸重合体(B)、アミド系ワックス(C)および水を含有する分散体であり、上記成分の含有割合は、目的および用途に応じて、適宜設定される。
ポリオレフィン(A)と不飽和カルボン酸重合体(B)の合計量を100質量%とすると、本発明の水分散体中のポリオレフィン(A)の含有量は、例えば30質量%以上、好ましくは45質量%以上、より好ましくは50質量%以上、さらに好ましくは60質量%以上であり、例えば70質量%以下、好ましくは65質量%以下、より好ましくは、60質量%以下である。
ポリオレフィン(A)と不飽和カルボン酸重合体(B)の合計量を100質量%とすると、本発明の水分散体中の不飽和カルボン酸重合体(B)の含有量は、例えば30質量%以上、好ましくは35質量%以上、より好ましくは40質量%以上であり、例えば70質量%以下、好ましくは55質量%以下、より好ましくは50質量%以下、さらに好ましくは40質量%以下である。
ポリオレフィン(A)と不飽和カルボン酸重合体(B)の含有割合が上記範囲であると、優れた接着強度を得ることができるとともに、アミド系ワックスの添加効果が速やかに発現しやすくなる。
本発明の水分散体に含まれる前記アミド系ワックス(C)の量は、水分散体の前記成分(A)+前記成分(B)=100質量部に対して、0.15~3.0質量部、好ましくは0.15~2.5質量部、より好ましくは0.2~2.0質量部である。
なお、水分散体の固形分とは、本発明の水分散体に含まれる成分のうち水および(任意成分として含まれ得る)有機溶剤以外の成分である。
<水分散体の製造方法>
本発明の水分散体の製造方法としては、上記成分を、上記の所定の比率で混合し、一度に乳化する方法、個々の成分を、乳化した後で、上記の所定の比率にて混合する方法が挙げられる。
本発明の水分散体の製造方法としては、上記成分を、上記の所定の比率で混合し、一度に乳化する方法、個々の成分を、乳化した後で、上記の所定の比率にて混合する方法が挙げられる。
また、本発明の水分散体には、上記重合体成分(すなわち、ポリオレフィン(A)および成分(B))が、非粒子状の重合体として含有されていてもよく、また、粒子状の重合体として含有されていてもよい。好ましくは、重合体成分は、粒子状の重合体として含有される。
粒子の重量平均粒子径(測定方法:光散乱測定)は、例えば10nm以上であり、例えば10μm以下、好ましくは5μm以下である。
重合体成分が、粒子状の重合体として水分散体に含有される場合、重合体成分は、各重合体の単独粒子であってもよく、また、2種類以上の重合体からなる複合粒子であってもよい。
重合体成分が、粒子状の重合体として水分散体に含有される場合、重合体成分は、各重合体の単独粒子であってもよく、また、2種類以上の重合体からなる複合粒子であってもよい。
例えば、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)と、(メタ)アクリル酸エステル重合体(B2)とが複合粒子を形成してもよい。
このような複合粒子の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。
このような複合粒子の製造方法は、特に制限されず、公知の方法を採用することができる。
複合粒子の形態は特に制限されず、例えば、コア/シェル構造、複合構造、局在構造、だるま状構造、いいだこ状構造、ラズベリー状構造、多粒子複合構造、IPN構造などが挙げられる。
本発明の水分散体の固形分濃度は、例えば10質量%以上、好ましくは20質量%以上であり、例えば60質量%以下、好ましくは50質量%以下である。
本発明の水分散体のpHは、例えば7以上、好ましくは、以上であり、例えば11以下、好ましくは10以下である。
本発明の水分散体のpHは、例えば7以上、好ましくは、以上であり、例えば11以下、好ましくは10以下である。
本発明の水分散体は、基材に塗工後に速やかに低摩擦性を発現することができる。
本発明の水分散体を、積層体の接着剤層(ヒートシール層)の形成に用いれば、優れた接着強度を備える積層体を得ることができる。
本発明の水分散体を、積層体の接着剤層(ヒートシール層)の形成に用いれば、優れた接着強度を備える積層体を得ることができる。
そのため、水分散体は、基材と、その基材の少なくとも一方側表面に積層される接着剤層とを備える積層体において、接着剤層を形成するための接着剤組成物として、好適に用いることができる。
<積層体>
本発明の積層体は、基材と、前記基材の少なくとも一方の表面の少なくとも一部に積層される接着剤層とを備えている。
本発明の積層体は、基材と、前記基材の少なくとも一方の表面の少なくとも一部に積層される接着剤層とを備えている。
基材としては、例えば、樹脂基材、金属基材、複合基材などが挙げられる。
樹脂基材としては、例えば、セロハン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン、ポリアミド(ナイロン)、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル共重合体などのプラスチック材料からなるプラスチックフィルム、容器、カップが挙げられる。
樹脂基材としては、例えば、セロハン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン、ポリアミド(ナイロン)、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル共重合体などのプラスチック材料からなるプラスチックフィルム、容器、カップが挙げられる。
金属基材としては、例えば、金属板、金属箔、容器、カップが挙げられ、金属としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、亜鉛、チタン、コバルト、インジウム、クロムが挙げられる。
複合基材としては、例えば、上記プラスチックフィルム上に、金属(アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、亜鉛、チタン、コバルト、インジウム、クロムなど)またはその酸化物(酸化アルミニウム、酸化珪素など)を蒸着した蒸着フィルムが挙げられる。
さらに、基材としては、例えば、紙、不織布が挙げられる。
これら基材は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
基材としては、好ましくは、金属基材が挙げられ、より好ましくは、アルミニウムからなる金属基材が挙げられ、さらに好ましくは、アルミニウムからなる金属箔が挙げられる。
これら基材は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
基材としては、好ましくは、金属基材が挙げられ、より好ましくは、アルミニウムからなる金属基材が挙げられ、さらに好ましくは、アルミニウムからなる金属箔が挙げられる。
基材は、必要に応じて、表面処理されていてもよい。表面処理としては、例えば、インキ(溶剤系、水系)塗工処理、めっき処理、カップリング処理、真空プラズマ処理などが挙げられ、好ましくは、インキ塗工処理、より好ましくは、溶剤系インキ塗工処理が挙げられる。
接着剤層は、上記の水分散体の乾燥物であって、基材の一方側表面に、上記の水分散体を塗布(塗工)し、乾燥させることにより得ることができる。
前記水分散体は、基材の一方側表面の全面に塗布されてもよく、あるいは前記水分散体がヒートシール層の形成に用いられる場合であれば、基材の一方側表面のうち、積層された積層体と他の材料とをヒートシール(接着)する部分に塗布されていればよい。
前記水分散体は、基材の一方側表面の全面に塗布されてもよく、あるいは前記水分散体がヒートシール層の形成に用いられる場合であれば、基材の一方側表面のうち、積層された積層体と他の材料とをヒートシール(接着)する部分に塗布されていればよい。
水分散体の塗布(塗工)方法としては、特に制限されず、例えば、グラビアロール塗装、3本ロール塗装、浸漬塗装、噴霧塗装などの公知の方法が採用される。
また、塗布された水分散体の塗膜を乾燥させる際に、乾燥温度は、例えば100~200℃であり、乾燥時間は、例えば10秒~30分である。
また、塗布された水分散体の塗膜を乾燥させる際に、乾燥温度は、例えば100~200℃であり、乾燥時間は、例えば10秒~30分である。
また、塗布および乾燥の前に、基材と接着剤層との密着性の向上を図るため、基材に対して、プライマー(チタネートやポリエチレンイミンなど)を塗工してもよく、また、コロナ放電処理や化成処理などの前処理を施してもよい。
このような積層体によれば、上記の水分散体がヒートシール層(接着剤層)に用いられているため、優れた接着強度および低摩擦性を得ることができる。また、本発明の水分散体は、酢酸エチル、トルエンなどの有機溶剤中に粒子が分散している分散体ではないため、接着剤層中の残留有機溶剤量を好ましくは100ppm以下、より好ましくは10ppm以下とすることができる。
そのため、本発明の積層体は、各種産業分野において、ヒートシール用材料として用いられる。
ヒートシールの際には、基材と、被着体層とが、接着剤層を介して貼着される。
ヒートシールの際には、基材と、被着体層とが、接着剤層を介して貼着される。
被着体層は、上記の積層体が接着される材料であって、例えば、樹脂材料、金属材料、複合材料などが挙げられる。
樹脂材料としては、例えば、セロハン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン、ポリアミド(ナイロン)、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル共重合体などのプラスチック材料からなるプラスチックフィルムが挙げられる。
樹脂材料としては、例えば、セロハン、ポリエチレン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、アイオノマー、ポリプロピレン、ポリアミド(ナイロン)、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、エチレン・ビニルアルコール共重合体、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアクリロニトリル共重合体などのプラスチック材料からなるプラスチックフィルムが挙げられる。
金属材料としては、例えば、金属板、金属箔が挙げられ、金属としては、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、亜鉛、チタン、コバルト、インジウム、クロムが挙げられる。
複合材料としては、例えば、上記プラスチックフィルム上に、金属(アルミニウム、金、銀、銅、ニッケル、亜鉛、チタン、コバルト、インジウム、クロムなど)またはその酸化物(酸化アルミニウム、酸化珪素など)を蒸着した蒸着フィルムが挙げられる。
さらに、被着体層としては、例えば、紙、不織布が挙げられる。
また、被着体層は、必要に応じて、表面処理されていてもよい。表面処理としては、例えば、インキ(溶剤系、水系)塗工処理、めっき処理、カップリング処理、真空プラズマ処理が挙げられ、好ましくは、インキ塗工処理、より好ましくは、溶剤系インキ塗工処理が挙げられる。
また、被着体層は、必要に応じて、表面処理されていてもよい。表面処理としては、例えば、インキ(溶剤系、水系)塗工処理、めっき処理、カップリング処理、真空プラズマ処理が挙げられ、好ましくは、インキ塗工処理、より好ましくは、溶剤系インキ塗工処理が挙げられる。
また、被着体層として、基材および接着剤層を備える積層体も挙げられる。
これら被着体層は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
被着体層として、接着強度および接着容易性の観点から、好ましくは、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンからなるプラスチックフィルムが挙げられる。
これら被着体層は、1種単独で用いてもよく2種類以上を併用してもよい。
被着体層として、接着強度および接着容易性の観点から、好ましくは、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンからなるプラスチックフィルムが挙げられる。
基材と被着体層とをヒートシールする方法としては、特に制限されず、公知の方法が採用される。例えば、基材と被着体層とを、接着剤層を介して積層し、その後、加熱し且つ加圧する方法が挙げられる。なお、被着体層として本発明の積層体が用いられる場合には、接着剤層同士が貼り合わされ、それら2層の接着剤層を介して2つの基材が積層され、加熱され且つ加圧される。
加熱温度は、例えば80℃以上、好ましくは100℃以上であり、例えば250℃以下、好ましくは200℃以下である。また、圧力は、例えば50kPa以上、好ましくは100kPa以上であり、例えば500kPa以下、好ましくは300kPa以下である。
これにより、基材と被着体層とがヒートシール(熱圧着)される。
基材と被着体層との接着強度は、基材と被着体層との剥離強度で測定できる。
なお、このようにして接着剤層の一方側表面に被着体層が積層された積層体は、そのヒートシール状態(つまり、ヒートシールの前後)に関わらず、本発明に含まれる。
基材と被着体層との接着強度は、基材と被着体層との剥離強度で測定できる。
なお、このようにして接着剤層の一方側表面に被着体層が積層された積層体は、そのヒートシール状態(つまり、ヒートシールの前後)に関わらず、本発明に含まれる。
そして、このような積層体は、上記の水分散体を用いて得られるため、低摩擦性に優れる。
さらに、このような積層体は、優れた接着強度を備える。
さらに、このような積層体は、優れた接着強度を備える。
そのため、積層体は、各種産業分野において、包装材料として好適に用いられる。
積層体により包装される被包装物としては、特に制限されず、例えば、菓子、食品類、日用品、医薬品、紙類などの種々の産業製品が挙げられる。
積層体により包装される被包装物としては、特に制限されず、例えば、菓子、食品類、日用品、医薬品、紙類などの種々の産業製品が挙げられる。
特に、医薬品および食品包装分野において、ヒートシール時に包装材料や被包装物が変質することを抑制する効果、充填速度の高速化による生産性の向上と消費電力の低減、などの効果が期待される。また、接着剤層を形成するための接着剤組成物が水分散体であるため、環境への負荷が小さいという特長を有する。
以下に、実施例および比較例を挙げて、本発明を詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
[評価方法]
実施例等で製造された水分散体および積層体を以下の方法で評価した。
実施例等で製造された水分散体および積層体を以下の方法で評価した。
<粒径>
実施例等で製造された水分散体中の固形分の粒径は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置マイクロトラックシリーズを用いて、各分散液の粒子径を測定した。
実施例等で製造された水分散体中の固形分の粒径は、レーザー回折・散乱式粒子径分布測定装置マイクロトラックシリーズを用いて、各分散液の粒子径を測定した。
<動摩擦抵抗>
実施例等で製造された積層体が有する塗膜の動摩擦係数(COF)を、摩擦測定機TR-2((株)東洋精機製作所製)を用い、塗膜面同士を速度100mm/分で移動させることにより測定した。
実施例等で製造された積層体が有する塗膜の動摩擦係数(COF)を、摩擦測定機TR-2((株)東洋精機製作所製)を用い、塗膜面同士を速度100mm/分で移動させることにより測定した。
また、下式により動摩擦係数保持率を算出した。
動摩擦係数保持率(%)=(積層体製造から所定時間経過後の乾燥塗膜の動摩擦係数/積層体製造直後の乾燥塗膜の動摩擦係数)×100
<ヒートシール性>
実施例等で製造された積層体を、一昼夜常温放置した後、15mm幅の短冊状に切り出し、乾燥塗膜同士を重ね合わせ、温度110℃、圧力2kgf/cm2の条件で0.5秒間熱シールして試験片を得た。得られた試験片を用い、引っ張り速度200mm/秒の条件で180度剥離強度を測定した。
動摩擦係数保持率(%)=(積層体製造から所定時間経過後の乾燥塗膜の動摩擦係数/積層体製造直後の乾燥塗膜の動摩擦係数)×100
<ヒートシール性>
実施例等で製造された積層体を、一昼夜常温放置した後、15mm幅の短冊状に切り出し、乾燥塗膜同士を重ね合わせ、温度110℃、圧力2kgf/cm2の条件で0.5秒間熱シールして試験片を得た。得られた試験片を用い、引っ張り速度200mm/秒の条件で180度剥離強度を測定した。
[実施例1]
<水分散体の製造>
特開昭63-46273号公報の第1図に記載された混練装置を用いて、ポリオレフィン(A)としての高圧法低密度ポリエチレン〔三井ダウポリケミカル(株)製、商品名:ミラソンFL60、以下「LDPE」とも記載する。〕と、不飽和カルボン酸重合体(B)としてのエチレン・アクリル酸共重合体〔三井ダウポリケミカル(株)製、商品名:ニュクレル(エチレン含有率:72質量%)、以下「EAA」とも記載する。〕とを5/5の重量比で混練装置のホッパーに投入し、溶融混練した。溶融混練中に、混練機内にエチレン・アクリル酸共重合体中のアクリル酸単位の中和度が50%になるように水酸化カリウム水溶液を投入し、アクリル酸成分を中和した。その後、混練機内に水、およびワックスとして、樹脂成分の全量100質量部に対して0.3質量部となる量のアミド系ワックスであるN-オレイルパルミトアミドを供給した後、混練機内の混合物を室温まで冷却し、最後に水をさらに加えることで固形分濃度40質量%の水分散体を得た。
得られた水分散体中の固形分の粒径は、2μmであった。
<水分散体の製造>
特開昭63-46273号公報の第1図に記載された混練装置を用いて、ポリオレフィン(A)としての高圧法低密度ポリエチレン〔三井ダウポリケミカル(株)製、商品名:ミラソンFL60、以下「LDPE」とも記載する。〕と、不飽和カルボン酸重合体(B)としてのエチレン・アクリル酸共重合体〔三井ダウポリケミカル(株)製、商品名:ニュクレル(エチレン含有率:72質量%)、以下「EAA」とも記載する。〕とを5/5の重量比で混練装置のホッパーに投入し、溶融混練した。溶融混練中に、混練機内にエチレン・アクリル酸共重合体中のアクリル酸単位の中和度が50%になるように水酸化カリウム水溶液を投入し、アクリル酸成分を中和した。その後、混練機内に水、およびワックスとして、樹脂成分の全量100質量部に対して0.3質量部となる量のアミド系ワックスであるN-オレイルパルミトアミドを供給した後、混練機内の混合物を室温まで冷却し、最後に水をさらに加えることで固形分濃度40質量%の水分散体を得た。
得られた水分散体中の固形分の粒径は、2μmであった。
<積層体の製造>
得られた水分散体を、脱イオン水を加えてその固形分濃度が24%となるように調整した後、アルミニウム箔(厚さ:40μm)の一方の表面の全面に、塗工量が3g/m2になるようにワイヤーバーで塗布し、120℃で30秒間乾燥させ、軟質アルミニウム箔と、水分散体の乾燥塗膜とからなる積層体を得た。
得られた水分散体を、脱イオン水を加えてその固形分濃度が24%となるように調整した後、アルミニウム箔(厚さ:40μm)の一方の表面の全面に、塗工量が3g/m2になるようにワイヤーバーで塗布し、120℃で30秒間乾燥させ、軟質アルミニウム箔と、水分散体の乾燥塗膜とからなる積層体を得た。
[実施例2~5]
水分散体製造時のアミド系ワックスの量を、樹脂成分の全量100質量部に対して0.5質量部、1.0質量部および1.5質量部、2.0質量部のそれぞれに変更した以外は、実施例1と同じ操作を行い、実施例2~5の3つの水分散体(粒径は、いずれも2μm)を得た。次いで、これらの水分散体を用いて実施例1と同様にしてそれぞれ実施例2~5の積層体を得た。
水分散体製造時のアミド系ワックスの量を、樹脂成分の全量100質量部に対して0.5質量部、1.0質量部および1.5質量部、2.0質量部のそれぞれに変更した以外は、実施例1と同じ操作を行い、実施例2~5の3つの水分散体(粒径は、いずれも2μm)を得た。次いで、これらの水分散体を用いて実施例1と同様にしてそれぞれ実施例2~5の積層体を得た。
実施例1~5の積層体の動摩擦係数の測定結果を図1~3に、実施例1のヒートシール性の評価結果を表1に示す。
[比較例1]
ワックスを添加しなかったこと以外は実施例1と同様にして比較例1の水分散体を得た。該水分散体を用いて、実施例1の積層体の製造方法と同様にして比較例1の積層体を製造した。
積層体の動摩擦係数の測定結果を図1に示す。
ワックスを添加しなかったこと以外は実施例1と同様にして比較例1の水分散体を得た。該水分散体を用いて、実施例1の積層体の製造方法と同様にして比較例1の積層体を製造した。
積層体の動摩擦係数の測定結果を図1に示す。
[実施例6]
ワックスをアミド系ワックスであるエチレンビスオレイン酸アミドに変更したこと、およびワックスの濃度を樹脂成分の全量100質量部に対して0.3質量部のみとしたこと以外は実施例1と同様にして、実施例6の水分散体を得た。次いで、該水分散体を用いて実施例1と同様にして実施例6の積層体を得た。水分散体中の固形分の粒径は、2μmであった。
積層体の動摩擦係数の測定結果を図2および図3に示す。
ワックスをアミド系ワックスであるエチレンビスオレイン酸アミドに変更したこと、およびワックスの濃度を樹脂成分の全量100質量部に対して0.3質量部のみとしたこと以外は実施例1と同様にして、実施例6の水分散体を得た。次いで、該水分散体を用いて実施例1と同様にして実施例6の積層体を得た。水分散体中の固形分の粒径は、2μmであった。
積層体の動摩擦係数の測定結果を図2および図3に示す。
[比較例2~5]
ワックスをポリエチレンワックス(三井化学(株)製、商品名:W200)に変更したこと、およびワックスの濃度を樹脂成分の全量に対して0.5質量部、1.0質量部、1.5質量部および2.0質量部したこと以外は実施例1と同様にして、比較例2~5の水分散体を得た。次いで、これらの水分散体を用いて実施例1と同様にして比較例2~5の積層体を得た。
比較例2~5の水分散体中の固形分の粒径は、いずれも2μmであった。積層体の動摩擦係数の測定結果を図1に示す。
ワックスをポリエチレンワックス(三井化学(株)製、商品名:W200)に変更したこと、およびワックスの濃度を樹脂成分の全量に対して0.5質量部、1.0質量部、1.5質量部および2.0質量部したこと以外は実施例1と同様にして、比較例2~5の水分散体を得た。次いで、これらの水分散体を用いて実施例1と同様にして比較例2~5の積層体を得た。
比較例2~5の水分散体中の固形分の粒径は、いずれも2μmであった。積層体の動摩擦係数の測定結果を図1に示す。
[比較例6]
エチレン・メタクリル酸共重合体〔三井ダウポリケミカル(株)製、商品名:ニュクレル(エチレン含有率85質量%)、以下「EMAA」とも記載する。〕、水酸化カリウム、水、およびN-オレイルパルミトアミド(樹脂成分の全量の0.3質量%)をオートクレーブへ投入し、130℃~180℃の温度条件かつ加圧条件下で、4時間~8時間撹拌した。その後室温まで冷却し、固形分濃度42質量%の分散状態の良好な比較例6の水分散体を得た。次いで、該水分散体を用いて比較例6の積層体を得た。水分散体中の固形分の粒径は2.0μmであった。
エチレン・メタクリル酸共重合体〔三井ダウポリケミカル(株)製、商品名:ニュクレル(エチレン含有率85質量%)、以下「EMAA」とも記載する。〕、水酸化カリウム、水、およびN-オレイルパルミトアミド(樹脂成分の全量の0.3質量%)をオートクレーブへ投入し、130℃~180℃の温度条件かつ加圧条件下で、4時間~8時間撹拌した。その後室温まで冷却し、固形分濃度42質量%の分散状態の良好な比較例6の水分散体を得た。次いで、該水分散体を用いて比較例6の積層体を得た。水分散体中の固形分の粒径は2.0μmであった。
積層体の動摩擦係数の測定結果を図2および図3に、ヒートシール性の評価結果を表1に示す。
[実施例7~16、比較例7、8]
水分散体の組成を、下記表2の組成に変更して実施例1と同様にして実施例7~16、ならびに比較例7および8の水分散体を調製した。次いで、これらを用いてそれぞれ実施例7~16、ならびに比較例7および8の積層体を得た。表2中、l-LDPEはプライムポリマー製エボリューSP0540、エチレン-ブテン共重合体は三井化学(株)製タフマーDF7350、エチレン-アクリル酸共重合体は三井ダウポリケミカル(株)製ニュクレル(エチレン含有率:72質量%)、エチレン-メタアクリル酸共重合体1は三井ダウポリケミカル(株)製ニュクレル(エチレン含有率:91質量%)、エチレン-メタアクリル酸共重合体2は三井ダウポリケミカル(株)製ニュクレル(エチレン含有率:85質量%)を使用した。
水分散体の組成を、下記表2の組成に変更して実施例1と同様にして実施例7~16、ならびに比較例7および8の水分散体を調製した。次いで、これらを用いてそれぞれ実施例7~16、ならびに比較例7および8の積層体を得た。表2中、l-LDPEはプライムポリマー製エボリューSP0540、エチレン-ブテン共重合体は三井化学(株)製タフマーDF7350、エチレン-アクリル酸共重合体は三井ダウポリケミカル(株)製ニュクレル(エチレン含有率:72質量%)、エチレン-メタアクリル酸共重合体1は三井ダウポリケミカル(株)製ニュクレル(エチレン含有率:91質量%)、エチレン-メタアクリル酸共重合体2は三井ダウポリケミカル(株)製ニュクレル(エチレン含有率:85質量%)を使用した。
得られた各積層体の、積層体製造直後の動摩擦係数(初期COF)、積層体製造後3時間後の動摩擦係数(3時間後COF)、積層体製造3時間後の動摩擦係数保持率(3時間後COF保持率)およびヒートシール強度を実施例1と同様にして得た。結果を表2に示した。なお、総合判定として、初期COFが0.28以下および3時間後COF保持率が50%以上をOKとし、それ以外をNGとした。
<考察>
図1は、ポリエチレン系ワックスとアミド系ワックスの添加量と動摩擦係数(塗工直後)に対する影響を示す。図1により、ワックスとしてアミド系ワックスが用いられた実施例1の水分散体の方が、ワックスとしてポリエチレン系ワックスが用いられた比較例6の水分散体よりも動摩擦係数が小さいことがわかる。
図1は、ポリエチレン系ワックスとアミド系ワックスの添加量と動摩擦係数(塗工直後)に対する影響を示す。図1により、ワックスとしてアミド系ワックスが用いられた実施例1の水分散体の方が、ワックスとしてポリエチレン系ワックスが用いられた比較例6の水分散体よりも動摩擦係数が小さいことがわかる。
図2は、水分散体の塗工後の放置時間と動摩擦係数の関係を示す。図2より、実施例1、6の水分散体(樹脂成分:LDPE/EAA=5/5(ワックス量:0.3質量部))は、比較例6の水分散体(樹脂成分:EMAA=100%(ワックス量:0.3質量部)に比べて塗工後の短時間のうちに、低い動摩擦係数を示したことがわかる。
図3は、水分散体の塗工後の放置時間と動摩擦係数の保持率の関係を示す。図3より、実施例1、6の水分散体から形成された乾燥塗膜の、塗工から(すなわち、積層体の製造から)3時間後の動摩擦係数保持率は、約80%である。これに対し、比較例6の水分散体から形成された乾燥塗膜の同保持率は40%であり、塗工後の放置時間による動摩擦係数の変動が大きいことがわかる。
表2中の実施例8~16のヒートシール強度の結果から、本発明においてポリオレフィン(A)を2種併用することで、低温でのヒートシール強度を向上させることができることがわかる。
Claims (7)
- ポリオレフィン(A)、不飽和カルボン酸重合体(B)、アミド系ワックス(C)および水を含有する水分散体。
- 請求項1に記載の水分散体であって、前記アミド系ワックス(C)の濃度が、前記水分散体の成分(A)+成分(B)=100質量部に対して0.15~3.0質量部である水分散体。
- 前記不飽和カルボン酸重合体(B)が、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)、並びに(メタ)アクリル酸エステル重合体(B2)からなる群から選ばれる少なくとも一種である、請求項1または2に記載の水分散体。
- 前記不飽和カルボン酸重合体(B)が、前記エチレン・不飽和カルボン酸共重合体(b1)および/またはその塩(B1)および前記アクリル酸エステル重合体(B2)を含む複合粒子である、請求項1~3のいずれか1項に記載の水分散体。
- 基材と、前記基材の少なくとも一方の表面の少なくとも一部に積層された接着剤層とを備え、前記接着剤層が、請求項1~4のいずれか1項に記載の水分散体の乾燥物からなる積層体。
- さらに、前記接着剤層の、前記基材側とは反対の表面に積層された被着体層を備える請求項5に記載の積層体。
- 前記基材がアルミニウムからなる請求項5または6記載の積層体。
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