JP4607341B2 - アクリル系樹脂プラスチゾル組成物 - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、固化して、プラスチックフイルム特にポリエステルフィルムと十分な接着力を有するプラスチゾル組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、アクリル系樹脂は、サスペンジョン重合、バルク重合、反応押出成形等により重合されるものが多く、エマルジョン重合されるものは、エマルジョンのまま塗料や粘接着剤等の用途に主に利用されており、乾燥し樹脂パウダーを取り出し可塑剤を配合してプラスチゾルとすることはあまり行われていなかった。
【０００３】
エマルジョン重合されたポリ塩化ビニル系樹脂用い、可塑剤を配合したポリ塩化ビニル系樹脂プラスチゾルは、各種基材にコーティングされ加熱により固化積層されてシーリング材または塗料、緩衝材、滑止材、スペーサ材等としての用途がある。
近年、燃焼時の塩素系ガスの発生等の問題でポリ塩化ビニル系樹脂の代替として、可塑剤を配合することによりプラスチゾルとすることができる点で、アクリル系樹脂を使用したアクリル系樹脂プラスチゾルの開発が行われるようになった。
【０００４】
そして前記基材としてプラスチックフィルムを用いた場合、以下のような要望があった。
ポリ塩化ビニル系樹脂を用いたプラスチゾルは、プラスチゾルの流動が無くなる現象（以下「固化」と表現する場合もある）が発現する温度が高温であり、加熱時間も長くする必要がある。これらの加工要因及びポリ塩化ビニル系樹脂の特性により、プラスチックフイルムへの接着は比較的良好である。
【０００５】
しかしながら、アクリル系樹脂プラスチゾルのゲル化温度は比較的低温であり、加熱温度を上げることはエネルギーの浪費であるため、加工可能温度にてプラスチックフイルム、特にポリエステルフィルムへの接着が良好なプラスチゾル組成物が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、必要以上の加熱をせずともプラスチックフィルムとの接着の良好なプラスチゾル固化物が得られるアクリル系樹脂プラスチゾル組成物を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクリル系樹脂プラスチゾル組成物は、主としてアクリル系樹脂と可塑剤とからなり、アクリル系樹脂１００重量部に対して、可塑剤を８０〜１２０重量部、ヘキサメチレンジイソシアネートをアセト酢酸エステルでブロック化したブロックイソシアネート０．５〜５重量部を含有することを特徴とする。
【０００８】
アクリル系樹脂としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート等のアルキル炭素数１〜１３の（メタ）アクリル酸アルキルエステルから選ばれる１種以上のモノマーの単独重合体又は共重合体が使用できる。
【０００９】
さらに前記モノマーと、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、酢酸ビニル、スチレン、α−メチルスチレン、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、グリシジル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート等のモノマーを共重合した共重合体を使用することもできる。
【００１０】
アクリル系樹脂として共重合体を用いる場合は、アルキル炭素数１〜１３の（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマーの共重合比率が５０モル％より多いことが好ましい。さらに好ましくは７０モル％以上である。この数値が５０モル％より小さいとアクリル系樹脂と可塑剤との相溶性が悪くプラスチゾル化が困難となったり、加熱固化後に可塑剤がブリードする傾向にある。
【００１１】
また、前記アクリル系樹脂は、プラスチゾルを調製するのに適している一括仕込み重合法、モノマー滴下法、エマルジョン滴下法、シード重合法等のエマルジョン重合法によって得られたものを用いることが好ましく、サスペンジョン重合によって得られたものを混合することもできるがその割合は３０重量％未満である。
【００１２】
可塑剤は、アクリル系樹脂プラスチゾルの加熱固化後に可塑剤が表面に滲み出るブリード現象が少ないものが良く、かつアクリル系樹脂プラスチゾルとしたときの粘度安定性が良い可塑剤が選択され、構造式（１）に示すフタル酸エステル化合物、構造式（２）に示すトリメリット酸エステル化合物等が使用できる。具体的にはジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ）、トリオクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）等を挙げることができる。
また、その他の可塑剤を２次可塑剤として最大１０重量％程度であれば併用使用することも可能である。
【化１】
【化２】
【００１３】
可塑剤の配合量は加熱固化後の所望の硬度等の物性、コーティング適性等の加工性を考慮して適宜選定されるものであり特に限定されるものではないが、アクリル系樹脂１００重量部に対して５０〜２００重量部、好ましくは８０〜１２０重量部の範囲である。５０重量部未満では、プラスチゾルの粘度が高くなってしまいプラスチックフィルム等へのコーティングが困難になり、２００重量部超では加熱固化後にブリードし易くなる。
【００１４】
ブロックイソシアネートの合成は、黄変、ひび割れ、剥離等の問題の少ないヘキサメチレンジイソシアネートへ、ブロック化剤を滴下する等の方法で混合し、イソシアネート基が消滅するまで撹拌することによって得られる。ブロック化剤としては、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸ｎ−プロピル、アセト酢酸ｔ−ブチル、アセト酢酸ｎ−ブチル、アセト酢酸ベンジル、アセト酢酸フェニル等のアセト酢酸エステルが使用でき、中でもプラスチックフィルムとの良好な接着を発現する解離温度が得られるのでアセト酢酸エチルを主体（７０重量％以上）に使用することが好ましい。
【００１５】
アクリル系樹脂、可塑剤、ブロックイソシアネートを十分に混合攪拌して均一なプラスチゾルに調整する装置としては、その粘度特性などからディゾルバーミキサー、ホモミキサーなどの攪拌機が好適に使用される。
【００１６】
このようにして得られるアクリル系樹脂プラスチゾルには、プラスチゾルの加熱固化の際の加工性を制御するために、イソシアネート化合物に通常使用されるオクチル酸亜鉛、ジブチル錫アセテート、ジブチル酸ジラウレート等の有機金属塩を解離触媒として添加してもよく、また遅延剤を添加してもよい。
また、アクリル系樹脂プラスチゾルは、塩化ビニル系樹脂プラスチゾルに比較して熱安定性や耐候性が良好であるが、必要ならば耐候安定剤、耐光安定剤等を添加しても良い。
さらに、必要に応じて、充填材、着色のための顔料等を添加しても良い。
【００１７】
得られたアクリル系樹脂プラスチゾルは、プラスチックフィルムにコーティングされ加熱されることによって固化される。加熱に関しては、樹脂の種類、可塑剤の配合量、プラスチックフィルムへのコーティング量により変化するが、一般的にオーブン加熱の場合は１１０℃〜１５０℃程度の温度で１分〜５分間程度が好ましい。ただし、加熱条件は、ブロックイソシアネートのブロック化剤の解離温度よりも１０℃〜１５℃高い温度であることが必要である。また、プラスチゾルをコーティングするプラスチックフイルムの種類にもよるが、フイルムの融点、軟化点を超えないことが必要である。
【００１８】
【実験例】
以下に具体的な実験例を挙げ、本発明のアクリル系樹脂プラスチゾル組成物に関して詳細に説明するが、本願発明は以下に挙げる例に限定されるものではない。
（アクリル系樹脂プラスチゾルの調製）
表１に示す薬品を計量混合し、プロペラミキサーで十分攪拌し実験例１〜７のプラスチゾルを調製した。なお、配合量は重量部で表した。
【表１】
アクリル系樹脂：メチルメタクリレート系重合体（三菱レイヨン社製ダイアナールＬＰ−３１０２
可塑剤Ａ：ジイソノニルフタレート（ＤＩＮＰ）
可塑剤Ｂ：ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）
イソシアネート化合物Ａ：ヘキサメチレンジイソシアネートをアセト酢酸エチルでブロック化したもの（旭化成工業社製 Ｄｕｌａｎａｔｅ ＭＦ−Ｋ６０Ｘ）
イソシアネート化合物Ｂ：ヘキサメチレンジイソシアネートをメチルエチルケトンオキシムでブロック化したもの（武田薬品工業社製 タケネートＢ−８８３ＮＳ）
【００１９】
（性能評価）
実験例１〜７について、アクリル系樹脂プラスチゾルを配合調製３日後に表２に示すプラスチックフィルム上に０．１ｍｍの隙間を有するアプリケーターを用いて０．１ｍｍ厚さで塗布した後、表２に示す加熱条件で加熱固化して積層シートを得た。
【表２】
【００２０】
（プラスチックフィルムとの接着性）
前記積層シートを２５ｍｍ幅に切り、端部を爪で剥離し、ゆっくりとプラスチゾル固化物とプラスチックフイルムとを１８０度剥離する。この操作を同一試料にて３回繰り返し、接着性を下記の基準で判定した結果を表１に示す。
○：剥離不可能またはプラスチゾル固化物が界面で材料破壊。
△：一部プラスチゾル固化物がプラスチックフイルムに付着する程度。
×：プラスチゾル固化物が材料破壊せずにプラスチックフイルムから完全に剥がれる。
ＮＡ：プラスチゾルの粘度が１５０Ｐａ・ｓ以上となりコーティングできなかった。
【００２１】
（プラスチックフィルムへのコーティング適性）
プラスチゾルの調製後の粘度において、１５０Ｐａ・ｓ以上になるとプラスチックフィルムへのコーティングが困難になることから、前記粘度が１５０Ｐａ・ｓ未満を○とし１５０Ｐａ・ｓ以上を×として表１に示す。
【００２２】
実験例１及び実験例３の配合で調製したプラスチゾルは、固化後のブリードが少なく、経時での粘度増加も少なく、比較的低温でプラスチックフィルムとの接着性が良好なものであった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のアクリル系樹脂プラスチゾル組成物は、アクリル系樹脂１００重量部に対して、ヘキサメチレンジイソシアネートをアセト酢酸エステルでブロック化したブロックイソシアネート０．５〜５重量部を含有したので、プラスチゾルの加熱固化後の経時での黄変、ひび割れ、剥離等の問題が少なく、比較的低温の加熱条件でもアクリル系樹脂プラスチゾル固化物とプラスチックフィルムとの接着性に優れるものである。
また、特定の可塑剤を使用すれば、経時においてほとんど増粘せず粘度安定性が高いので、ある期間貯蔵することができる。
【発明の属する技術分野】
本発明は、固化して、プラスチックフイルム特にポリエステルフィルムと十分な接着力を有するプラスチゾル組成物に関する。
【０００２】
【従来技術】
従来、アクリル系樹脂は、サスペンジョン重合、バルク重合、反応押出成形等により重合されるものが多く、エマルジョン重合されるものは、エマルジョンのまま塗料や粘接着剤等の用途に主に利用されており、乾燥し樹脂パウダーを取り出し可塑剤を配合してプラスチゾルとすることはあまり行われていなかった。
【０００３】
エマルジョン重合されたポリ塩化ビニル系樹脂用い、可塑剤を配合したポリ塩化ビニル系樹脂プラスチゾルは、各種基材にコーティングされ加熱により固化積層されてシーリング材または塗料、緩衝材、滑止材、スペーサ材等としての用途がある。
近年、燃焼時の塩素系ガスの発生等の問題でポリ塩化ビニル系樹脂の代替として、可塑剤を配合することによりプラスチゾルとすることができる点で、アクリル系樹脂を使用したアクリル系樹脂プラスチゾルの開発が行われるようになった。
【０００４】
そして前記基材としてプラスチックフィルムを用いた場合、以下のような要望があった。
ポリ塩化ビニル系樹脂を用いたプラスチゾルは、プラスチゾルの流動が無くなる現象（以下「固化」と表現する場合もある）が発現する温度が高温であり、加熱時間も長くする必要がある。これらの加工要因及びポリ塩化ビニル系樹脂の特性により、プラスチックフイルムへの接着は比較的良好である。
【０００５】
しかしながら、アクリル系樹脂プラスチゾルのゲル化温度は比較的低温であり、加熱温度を上げることはエネルギーの浪費であるため、加工可能温度にてプラスチックフイルム、特にポリエステルフィルムへの接着が良好なプラスチゾル組成物が望まれていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、必要以上の加熱をせずともプラスチックフィルムとの接着の良好なプラスチゾル固化物が得られるアクリル系樹脂プラスチゾル組成物を提供するものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明のアクリル系樹脂プラスチゾル組成物は、主としてアクリル系樹脂と可塑剤とからなり、アクリル系樹脂１００重量部に対して、可塑剤を８０〜１２０重量部、ヘキサメチレンジイソシアネートをアセト酢酸エステルでブロック化したブロックイソシアネート０．５〜５重量部を含有することを特徴とする。
【０００８】
アクリル系樹脂としては、メチル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチル（メタ）アクリレート、ｉｓｏ−ブチル（メタ）アクリレート、ｔｅｒｔ−ブチル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、オクチル（メタ）アクリレート、デシル（メタ）アクリレート等のアルキル炭素数１〜１３の（メタ）アクリル酸アルキルエステルから選ばれる１種以上のモノマーの単独重合体又は共重合体が使用できる。
【０００９】
さらに前記モノマーと、（メタ）アクリル酸、イタコン酸、クロトン酸等の不飽和カルボン酸、アクリロニトリル、（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジメチル（メタ）アクリルアミド、Ｎ−ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート、Ｎ−ジエチルアミノエチル（メタ）アクリレート、酢酸ビニル、スチレン、α−メチルスチレン、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、エチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ブチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ジビニルベンゼン、グリシジル（メタ）アクリレート、アリル（メタ）アクリレート等のモノマーを共重合した共重合体を使用することもできる。
【００１０】
アクリル系樹脂として共重合体を用いる場合は、アルキル炭素数１〜１３の（メタ）アクリル酸アルキルエステルモノマーの共重合比率が５０モル％より多いことが好ましい。さらに好ましくは７０モル％以上である。この数値が５０モル％より小さいとアクリル系樹脂と可塑剤との相溶性が悪くプラスチゾル化が困難となったり、加熱固化後に可塑剤がブリードする傾向にある。
【００１１】
また、前記アクリル系樹脂は、プラスチゾルを調製するのに適している一括仕込み重合法、モノマー滴下法、エマルジョン滴下法、シード重合法等のエマルジョン重合法によって得られたものを用いることが好ましく、サスペンジョン重合によって得られたものを混合することもできるがその割合は３０重量％未満である。
【００１２】
可塑剤は、アクリル系樹脂プラスチゾルの加熱固化後に可塑剤が表面に滲み出るブリード現象が少ないものが良く、かつアクリル系樹脂プラスチゾルとしたときの粘度安定性が良い可塑剤が選択され、構造式（１）に示すフタル酸エステル化合物、構造式（２）に示すトリメリット酸エステル化合物等が使用できる。具体的にはジ−２−エチルヘキシルフタレート（ＤＯＰ）、トリオクチルトリメリテート（ＴＯＴＭ）等を挙げることができる。
また、その他の可塑剤を２次可塑剤として最大１０重量％程度であれば併用使用することも可能である。
【化１】
可塑剤の配合量は加熱固化後の所望の硬度等の物性、コーティング適性等の加工性を考慮して適宜選定されるものであり特に限定されるものではないが、アクリル系樹脂１００重量部に対して５０〜２００重量部、好ましくは８０〜１２０重量部の範囲である。５０重量部未満では、プラスチゾルの粘度が高くなってしまいプラスチックフィルム等へのコーティングが困難になり、２００重量部超では加熱固化後にブリードし易くなる。
【００１４】
ブロックイソシアネートの合成は、黄変、ひび割れ、剥離等の問題の少ないヘキサメチレンジイソシアネートへ、ブロック化剤を滴下する等の方法で混合し、イソシアネート基が消滅するまで撹拌することによって得られる。ブロック化剤としては、アセト酢酸メチル、アセト酢酸エチル、アセト酢酸イソプロピル、アセト酢酸ｎ−プロピル、アセト酢酸ｔ−ブチル、アセト酢酸ｎ−ブチル、アセト酢酸ベンジル、アセト酢酸フェニル等のアセト酢酸エステルが使用でき、中でもプラスチックフィルムとの良好な接着を発現する解離温度が得られるのでアセト酢酸エチルを主体（７０重量％以上）に使用することが好ましい。
【００１５】
アクリル系樹脂、可塑剤、ブロックイソシアネートを十分に混合攪拌して均一なプラスチゾルに調整する装置としては、その粘度特性などからディゾルバーミキサー、ホモミキサーなどの攪拌機が好適に使用される。
【００１６】
このようにして得られるアクリル系樹脂プラスチゾルには、プラスチゾルの加熱固化の際の加工性を制御するために、イソシアネート化合物に通常使用されるオクチル酸亜鉛、ジブチル錫アセテート、ジブチル酸ジラウレート等の有機金属塩を解離触媒として添加してもよく、また遅延剤を添加してもよい。
また、アクリル系樹脂プラスチゾルは、塩化ビニル系樹脂プラスチゾルに比較して熱安定性や耐候性が良好であるが、必要ならば耐候安定剤、耐光安定剤等を添加しても良い。
さらに、必要に応じて、充填材、着色のための顔料等を添加しても良い。
【００１７】
得られたアクリル系樹脂プラスチゾルは、プラスチックフィルムにコーティングされ加熱されることによって固化される。加熱に関しては、樹脂の種類、可塑剤の配合量、プラスチックフィルムへのコーティング量により変化するが、一般的にオーブン加熱の場合は１１０℃〜１５０℃程度の温度で１分〜５分間程度が好ましい。ただし、加熱条件は、ブロックイソシアネートのブロック化剤の解離温度よりも１０℃〜１５℃高い温度であることが必要である。また、プラスチゾルをコーティングするプラスチックフイルムの種類にもよるが、フイルムの融点、軟化点を超えないことが必要である。
【００１８】
【実験例】
以下に具体的な実験例を挙げ、本発明のアクリル系樹脂プラスチゾル組成物に関して詳細に説明するが、本願発明は以下に挙げる例に限定されるものではない。
（アクリル系樹脂プラスチゾルの調製）
表１に示す薬品を計量混合し、プロペラミキサーで十分攪拌し実験例１〜７のプラスチゾルを調製した。なお、配合量は重量部で表した。
【表１】
可塑剤Ａ：ジイソノニルフタレート（ＤＩＮＰ）
可塑剤Ｂ：ジオクチルアジペート（ＤＯＡ）
イソシアネート化合物Ａ：ヘキサメチレンジイソシアネートをアセト酢酸エチルでブロック化したもの（旭化成工業社製 Ｄｕｌａｎａｔｅ ＭＦ−Ｋ６０Ｘ）
イソシアネート化合物Ｂ：ヘキサメチレンジイソシアネートをメチルエチルケトンオキシムでブロック化したもの（武田薬品工業社製 タケネートＢ−８８３ＮＳ）
【００１９】
（性能評価）
実験例１〜７について、アクリル系樹脂プラスチゾルを配合調製３日後に表２に示すプラスチックフィルム上に０．１ｍｍの隙間を有するアプリケーターを用いて０．１ｍｍ厚さで塗布した後、表２に示す加熱条件で加熱固化して積層シートを得た。
【表２】
（プラスチックフィルムとの接着性）
前記積層シートを２５ｍｍ幅に切り、端部を爪で剥離し、ゆっくりとプラスチゾル固化物とプラスチックフイルムとを１８０度剥離する。この操作を同一試料にて３回繰り返し、接着性を下記の基準で判定した結果を表１に示す。
○：剥離不可能またはプラスチゾル固化物が界面で材料破壊。
△：一部プラスチゾル固化物がプラスチックフイルムに付着する程度。
×：プラスチゾル固化物が材料破壊せずにプラスチックフイルムから完全に剥がれる。
ＮＡ：プラスチゾルの粘度が１５０Ｐａ・ｓ以上となりコーティングできなかった。
【００２１】
（プラスチックフィルムへのコーティング適性）
プラスチゾルの調製後の粘度において、１５０Ｐａ・ｓ以上になるとプラスチックフィルムへのコーティングが困難になることから、前記粘度が１５０Ｐａ・ｓ未満を○とし１５０Ｐａ・ｓ以上を×として表１に示す。
【００２２】
実験例１及び実験例３の配合で調製したプラスチゾルは、固化後のブリードが少なく、経時での粘度増加も少なく、比較的低温でプラスチックフィルムとの接着性が良好なものであった。
【００２３】
【発明の効果】
本発明のアクリル系樹脂プラスチゾル組成物は、アクリル系樹脂１００重量部に対して、ヘキサメチレンジイソシアネートをアセト酢酸エステルでブロック化したブロックイソシアネート０．５〜５重量部を含有したので、プラスチゾルの加熱固化後の経時での黄変、ひび割れ、剥離等の問題が少なく、比較的低温の加熱条件でもアクリル系樹脂プラスチゾル固化物とプラスチックフィルムとの接着性に優れるものである。
また、特定の可塑剤を使用すれば、経時においてほとんど増粘せず粘度安定性が高いので、ある期間貯蔵することができる。
Claims (1)
- 主としてアクリル系樹脂と可塑剤とからなり、アクリル系樹脂１００重量部に対して、可塑剤を８０〜１２０重量部、ヘキサメチレンジイソシアネートをアセト酢酸エステルでブロック化したブロックイソシアネート０．５〜５重量部を含有することを特徴とするアクリル系樹脂プラスチゾル組成物。
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