JP5982800B2 - 非石油由来成分を用いたガスバリア性接着剤、及びガスバリア性多層フィルム、容器、及びチューブ - Google Patents
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Description
前記ポリオール成分の一部が非石油由来成分の短鎖ポリオール成分(a1)であるか、又は前記ポリカルボン酸成分の一部が非石油由来成分のポリカルボン酸成分(a2)であることを特徴とするガスバリア性接着剤により上記課題を解決した。
本発明で使用するポリエステルポリオール(A)は、ポリオール成分と、ポリカルボン酸成分から合成される2個以上の水酸基を有するものであって、前記ポリオール成分の一部が非石油由来成分の短鎖ポリオール成分(a1)であるか、又は前記ポリカルボン酸成分の一部が非石油由来成分のポリカルボン酸成分(a2)であることを特徴とする。尚、本発名でいう非石油由来成分とは、植物由来又は動物由来の再生可能な成分を指す。中でも植物由来原料は植物が生育の際に吸収した二酸化炭素が原料となっているため、カーボンニュートラルの観点から特に好ましい。
本発明のポリエステルポリオール(A)はポリカルボン酸成分に非石油成分由来のモノマー(a2)を含有しない場合には、非石油由来成分の短鎖ポリオール成分(a1)を原料モノマーを必須として用いる。その一方で、ポリカルボン成分(a2)を含有する場合にも短鎖ポリオール成分(a1)が含まれていてもよい。短鎖ポリオール成分(a1)にはエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、グリセロール等が例示される。エチレングリコールは、例えば、常法によって得られるバイオエタノールからエチレンを経て製造される。1,3−プロパンジオールは植物資源(例えば、トウモロコシ)を分解してグルコースが得られる発酵法により、グリセロールから3−ヒドロキシプロピルアルデヒド(HPA)を経て、製造される。1,4−ブタンジオールは、植物資源からグリコールを製造し発酵することで得られたコハク酸を得、これを水添することによって製造できる。グリセロールは、前記の1,3−プロパンジオールを植物資源から得る中間体としてえられる。短鎖アルキルがガス特に酸素バリア性骨格として好ましく用いられるのは、酸素原子間の炭素原子数が少ないほど、分子鎖が過剰に柔軟にならずに、酸素透過しにくいと推定されるためである。これらの短鎖ポリオール成分は、現時点ですでに商業ベースで量産可能な材料として流通している。しかしながら非石油成分由来の短鎖ポリオール(炭素数が6以下)であればこれらのポリオールには限定されない。
本発明のポリエステルポリオール(A)はポリオール成分に非石油成分由来のモノマー(a1)を含有しない場合には、非石油由来成分のポリカルボン酸成分(a2)を原料モノマーとして必須として用いる。その一方で、ポリオール成分(a1)を含有する場合にもポリカルボン酸成分(a2)が含まれていてもよい。
本発明で使用するポリオールは、非石油由来成分の短鎖ポリオール成分(a1)が十分に含まれていればそれ以外に石油由来成分が含まれていても差し支えない。具体的には、一般に石油由来成分より製造される脂肪族ジオールとしてはネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、メチルペンタンジオール、ジメチルブタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、芳香族多価フェノールとして、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ナフタレンジオール、ビフェノール、ビスフェノールA、ヒスフェノールF、テトラメチルビフェノールや、これらの、エチレンオキサイド伸長物、水添化脂環族を例示することができる。また、石油成分由来のエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、グリセロールが含まれていても差し支えない。ポリカルボン酸とポリオールとの重縮合反応は、公知慣用の方法で行うことができる。
本発明のポリエステルポリオール(A)は、非石油由来成分の短鎖ポリオール成分(a1)及び/又はポリカルボン酸成分(a2)が含まれていればそれ以外に石油由来成分が含まれていても差し支えない。ポリカルボン酸成分として具体的には、脂肪族ポリカルボン酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸等を、脂環族ポリカルボン酸としては1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等を、芳香族ポリカルボン酸としては、オルトフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸及びこれらジカルボン酸の無水物或いはエステル形成性誘導体;p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安息香酸及びこれらのジヒドロキシカルボン酸のエステル形成性誘導体等の多塩基酸を単独で或いは二種以上の混合物で使用することができる。また、これらの酸無水物も使用することができる。中でも、バリア性を得る為には非石油由来成分のポリカルボン酸成分(b2)で言及したコハク酸の他、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、オルトフタル酸、オルトフタル酸の酸無水物、イソフタル酸が好ましく、更にはオルトフタル酸及びその酸無水物がより好ましい。また、石油成分由来のコハク酸、セバシン酸が含まれていても差し支えない。
・3個以上の水酸基を有するポリエステルポリオールにカルボン酸無水物又はポリカルボン酸を反応させることにより得られるポリエステルポリオール(A1)、
・重合性炭素−炭素二重結合を有するポリエステルポリオール(A2)、
・グリセロール骨格を有するポリエステルポリオール(A3)、
・オルト配向ポリカルボン酸成分と、ポリオール成分を重縮合して得られるポリエステルポリオール(A4)、
・イソシアヌル環を有するポリエステルポリオール(A5)、
等を挙げることができる。
以下、各ポリエステルポリオールについて説明する。
本発明で使用するポリエステルポリオール(A1)は、3個以上の水酸基を有するポリエステルポリオール(I)にカルボン酸無水物又はポリカルボン酸を反応させることにより得られる少なくとも1個のカルボキシ基と2個以上の水酸基を有するものである。3個以上の水酸基を有するポリエステルポリオール(I)はポリカルボン酸又はポリオールの一部を三価以上とすることで得られる。
オルトフタル酸及びその無水物は、骨格が非対称構造である。従って、得られるポリエステルの分子鎖の回転抑制が生じると推定され、これによりガスバリア性に優れると推定している。また、この非対称構造に起因して非結晶性を示し、十分な基材密着性が付与され、接着力とガスバリア性に優れると推定される。さらにドライラミネート接着剤として用いる場合には必須である溶媒溶解性も高いことで取扱い性にも優れる特徴を持つ。
3個以上の水酸基を有するポリエステルポリオール(I)を合成する際に、ポリカルボン酸成分により分岐構造を導入する場合には、三価以上のカルボン酸を少なくとも一部に有する必要がある。これらの化合物としては、トリメリット酸およびその酸無水物、ピロメリット酸及びその酸無水物等があげられるが、合成時のゲル化を防ぐ為には三価以上のポリカルボン酸としては三価カルボン酸が好ましい。
これ以外の成分として本発明のポリエステルポリオール(I)は、本発明の効果を損なわない範囲において、他のポリカルボン酸成分を共重合させてもよい。具体的には非石油成分由来であるポリカルボン酸である、コハク酸、セバシン酸等の脂肪族ポリカルボン酸を用いると、ポリエステルポリオール中の非石油成分由来の含有率を高められるため好ましい。その他のポリカルボン酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸等を、不飽和結合含有ポリカルボン酸としては、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸等を、脂環族ポリカルボン酸としては1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等を、芳香族ポリカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸及びこれらジカルボン酸の無水物或いはエステル形成性誘導体;p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安息香酸及びこれらのジヒドロキシカルボン酸のエステル形成性誘導体等の多塩基酸を単独で或いは二種以上の混合物で使用することができる。
本発明で使用するポリオールは、非石油成分由来のエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールを含むことが好ましい。中でも、酸素原子間の炭素原子数が少ないほど、分子鎖が過剰に柔軟にならずに、酸素透過しにくいと推定されること、植物由来の材料が広く流通している点よりエチレングリコールを使用することが最も好ましい。これ以外のポリオール成分としてはネオペンチルグリコール、及びシクロヘキサンジメタノールの何れかを用いてもガス透過率が低い観点から好ましい。
3個以上の水酸基を有するポリエステルポリオール(I)を合成する際に、ポリオール成分により分岐構造を導入する場合には、三価以上のポリオールを少なくとも一部に有する必要がある。これらの化合物としては非石油成分由来のグリセロールを用いることが、非石油由来成分比率を高くできることから好ましい。トリメチロールプロパン、トリメチロールエタン、トリス(2−ヒドロキシエチル)イソシアヌレート、1,2,4−ブタントリオール、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスルトール等があげられるが、合成時のゲル化を防ぐ為には三価以上のポリオールとしては三価アルコールが好ましい。
これ以外の成分として本発明では前述のポリオール成分は、本発明の効果を損なわない範囲において、他のポリカルボン酸成分を共重合させてもよい。具体的には、脂肪族ジオールとしては1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、メチルペンタンジオール、ジメチルブタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、芳香族多価フェノールとして、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ナフタレンジオール、ビフェノール、ビスフェノールA、ヒスフェノールF、テトラメチルビフェノールや、これらの、エチレンオキサイド伸長物、水添化脂環族を例示することができる。
また、本発明のポリエステルポリオール(A2)として、更に、分子内に重合性炭素−炭素二重結合を有するものを挙げることができる。
本発明で使用するポリエステルポリオール(A2)は、ポリカルボン酸とポリオールを反応することにより得られ、ポリカルボン酸、ポリオールの成分として重合性炭素−炭素二重結合をもつ成分を使用することにより、ポリエステルポリオール(A2)の分子内に重合成炭素−炭素二重結合を導入することができる。
本発明のポリエステルポリオール(A2)は、ポリカルボン酸成分として非石油成分由来であるポリカルボン酸であるコハク酸、セバシン酸等の脂肪族ポリカルボン酸を用いると、ポリエステルポリオール中の非石油成分由来の含有率を高められるため好ましい。その他のポリカルボン酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸等を、脂環族ポリカルボン酸としては1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等を、芳香族ポリカルボン酸としては、オルトフタル酸、テレフタル酸、イソフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸及びこれらジカルボン酸の無水物或いはエステル形成性誘導体;p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安息香酸及びこれらのジヒドロキシカルボン酸のエステル形成性誘導体等の多塩基酸を単独で或いは二種以上の混合物で使用することができる。また、これらの酸無水物も使用することができる。中でも、バリア性からの観点では1,3−シクロペンタンジカルボン酸、オルトフタル酸、オルトフタル酸の酸無水物、イソフタル酸が好ましく、更にはオルトフタル酸及びその酸無水物がより好ましい。
ポリカルボン酸において重合性炭素−炭素二重結合をもつポリカルボン酸として無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸、4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸及びその酸無水物、3−メチル−4−シクロヘキセン−1,2−ジカルボン酸及びその無水物等があげられる。中でも、炭素原子数が少ないほど、分子鎖が過剰に柔軟にならずに、酸素透過しにくいと推定されることから、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸が好ましい。
本発明で使用するポリオールは、他に非石油由来成分を含まない場合には少なくとも一部には非石油成分由来のエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールを含む必要がある。他の脂肪族ジオールとしては、ネオペンチルグリコール、シクロヘキサンジメタノール、1,5−ペンタンジオール、3−メチル−1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、メチルペンタンジオール、ジメチルブタンジオール、ブチルエチルプロパンジオール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、芳香族多価フェノールとして、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ナフタレンジオール、ビフェノール、ビスフェノールA、ヒスフェノールF、テトラメチルビフェノールや、これらの、エチレンオキサイド伸長物、水添化脂環族を例示することができる。中でも非石油由来の材料が広く流通している上、酸素原子間の炭素原子数が少ないほど、分子鎖が過剰に柔軟にならずに、酸素透過しにくいと推定されることから、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールが好ましく、更にはエチレングクリコールがより好ましい。
ポリオールにおいて重合性炭素−炭素二重結合をもつポリオールとして2−ブテン−1,4−ジオール等があげられる。
本発明のポリエステルポリオール(A3)として、更に、一般式(1)で表されるグリセロール骨格を有するポリエステルポリオールを挙げることができる。
ガスバリア性接着剤用樹脂組成物の質量部から希釈溶剤質量、硬化剤に含まれる揮発成分質量、無機成分を除く質量をガスバリア性接着剤用有機樹脂全固形分の質量とする。
本発明で使用するポリエステルポリオール(A3)は、ポリオールとして、炭素原子数2〜6のアルキレンジオール以外のポリオール成分を、本発明の効果を損なわない範囲において共重合させてもよい。この時に非石油由来の原料を用いることができると非石油由来成分比率を高くできることから好ましい。非石油由来の材料の例として具体的には、グリセロール、エリスリトール等が例示できる。他に、石油由来のケースが多い原料としてペンタエリトール、ジペンタエリスリトール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の脂肪族ポリオール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環族ポリオール、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ナフタレンジオール、ビフェノール、ビスフェノールA、ヒスフェノールF、テトラメチルビフェノール等の芳香族多価フェノール、或いはこれらのエチレンオキサイド伸長物、水添化脂環族を例示することができる。
本発明のポリエステルポリオール(A3)は、ポリカルボン酸成分としてカルボン酸がオルト位に置換された芳香族ポリカルボン酸又はその無水物を必須とするが、本発明の効果を損なわない範囲において、他のポリカルボン酸成分を共重合させてもよい。具体的には非石油成分由来であるポリカルボン酸である、コハク酸、セバシン酸等の脂肪族ポリカルボン酸を用いると、ポリエステルポリオール中の非石油成分由来の含有率を高められるため好ましい。その他のポリカルボン酸としては、脂肪族ポリカルボン酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸等を、不飽和結合含有ポリカルボン酸としては、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸等を、脂環族ポリカルボン酸としては1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等を、芳香族ポリカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ジフェン酸及びその無水物、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸及びこれらジカルボン酸の無水物或いはエステル形成性誘導体;p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安息香酸及びこれらのジヒドロキシカルボン酸のエステル形成性誘導体等の多塩基酸を単独で或いは二種以上の混合物で使用することができる。
本発明で使用するポリエステルポリオール(A4)は、オルトフタル酸及びその無水物を少なくとも1種以上含むポリカルボン酸成分と、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、及びシクロヘキサンジメタノールからなる群から選ばれる少なくとも1種を含むポリオール成分からなる。特に、前記オルトフタル酸及びその無水物の、ポリカルボン酸全成分に対する使用率が70〜100質量%であるポリエステルポリオールが好ましい。またこの時、他に非石油由来成分を含まない場合には少なくとも一部には非石油成分由来のエチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオールを含む必要がある。
本発明のポリエステルポリオール(A4)は、ポリカルボン酸成分として前記オルトフタル酸及びその無水物を必須とするが、本発明の効果を損なわない範囲において、他のポリカルボン酸成分を共重合させてもよい。具体的には非石油成分由来であるポリカルボン酸である、コハク酸、セバシン酸等の脂肪族ポリカルボン酸を用いると、ポリエステルポリオール中の非石油成分由来の含有率を高められるため好ましい。その他のポリカルボン酸としては
脂肪族ポリカルボン酸としては、アジピン酸、アゼライン酸、ドデカンジカルボン酸等を、不飽和結合含有ポリカルボン酸としては、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸等を、脂環族ポリカルボン酸としては1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等を、芳香族ポリカルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸及びこれらジカルボン酸の無水物或いはエステル形成性誘導体;p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安息香酸及びこれらのジヒドロキシカルボン酸のエステル形成性誘導体等の多塩基酸を単独で或いは二種以上の混合物で使用することができる。中でも、コハク酸、1,3−シクロペンタンジカルボン酸、イソフタル酸が好ましい。
本発明のポリエステルポリオール(A)は、下記一般式(3)で表されるイソシアヌル環を有するポリエステルポリオール(A5)を含むと更に好ましい。
で表される基を表す。但しR1、R2及びR3の少なくとも1つは前記一般式(4)で表される基である)
Xは1,2−フェニレン基、1,2−ナフチレン基、2,3−ナフチレン基、2,3−アントラキノンジイル基、及び2,3−アントラセンジイル基から成る群から選ばれ、置換基を有していてもよいアリーレン基を表す。
ガスバリア性接着剤用樹脂組成物の質量部から希釈溶剤質量、硬化剤に含まれる揮発成分質量、無機成分を除く質量をガスバリア性接着剤用有機樹脂全固形分の質量とする。
本発明では、ポリエステルポリオール(A)100質量%に対し、非石油由来成分の含有率が20〜80質量%であることが好ましい。本含有率が20質量%以下となると、接着層全体に占める非石油成分由来の含有率が少なくなることから、環境への貢献が少なくなり、80質量%を超えると、ガスバリア機能を持つポリエステルポリオール構造とするのに制約が生じ、良好なバリア機能を出しにくくなる。非石油由来成分の含有率は下記式(e)により求められる。
(接着剤 硬化剤)
本発明で使用する硬化剤は、前記ポリエステルポリオール(A)の水酸基と反応しうる硬化剤であれば特に限定はなく、ポリイソシアネートやエポキシ化合物等の公知の硬化剤を使用できる。中でも、接着性や耐レトルト性の観点から、ポリイソシアネートを使用することが好ましい。加えて、このときに非石油由来原料を用いた硬化剤原料を用いると接着剤全体での非石油由来成分比率を高くできることから更に好ましい。
本発明の接着剤は、ガスバリア性を損なわない範囲で、各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、アルミニウムフレーク、ガラスフレークなどの無機充填剤、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤等)、可塑剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、着色剤、フィラー、結晶核剤等が例示できる。
本発明の接着剤用樹脂組成物では、板状無機化合物を含有させても良い。
本発明に板状無機化合物が用いられる場合には、接着剤用樹脂組成物を硬化させてなる接着剤のラミネート強度とガスバリア性を向上させる効果を有する。
無機化合物の含有率(配合物のPWC)は下記式(f)により求めることができる。
本発明の接着剤は、溶剤型又は無溶剤型のいずれの形態であってもよい。溶剤型の場合、溶剤はポリエステルポリオール及び硬化剤の製造時に反応媒体として使用してもよい。更に塗装時に希釈剤として使用される。使用できる溶剤としては、例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチレンクロリド、エチレンクロリド等のハロゲン化炭化水素類、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホアミド等が挙げられる。これらのうち通常は酢酸エチルやメチルエチルケトンを使用するのが好ましい。また、無溶剤で使用する場合は必ずしも有機溶剤に可溶である必要は無いと考えられるが、合成時の反応釜の洗浄やラミネート時の塗工機等の洗浄を考慮すると、有機溶剤に対する溶解性が必要である。この時、非石油由来成分の有機溶剤である乳酸メチル、乳酸エチル、大豆油、亜麻仁油、桐油、ヤシ油、パーム油等を、ポリエステルポリオールや、イソシアネートの溶解性や硬化性に影響が出ない範囲で使用すると、接着剤全体に占める非石油由来成分比率を高くできることから好ましい。
ドライラミネーション方法は、具体的には、基材フィルムの一方に本発明の接着剤をグラビアロール方式で塗工後、もう一方の基材フィルムを重ねてドライラミネーション(乾式積層法)により貼り合わせる。ラミネートロールの温度は室温〜60℃程度が好ましい。
本発明のガスバリア用多層フィルムが遮断できるガスとしては、酸素の他、二酸化炭素、窒素、アルゴン等の不活性ガス、メタノール、エタノール、プロパノール等のアルコール成分、フェノール、クレゾール等のフェノール類の他、低分子化合物からなる香気成分類、例えば、醤油、ソース、味噌、レモネン、メントール、サリチル酸メチル、コーヒー、ココアシャンプー、リンス、等を例示することができる。
また、本発明のガスバリア性接着剤は、ガスバリア性容器の接着剤層として用いることができる。当該容器は、コーヒー類、ココア類、味噌、ヨーグルト、料理済み米飯、焼肉用のタレ類、ドレッシング類、チーズ容器、ピザ等のソース類、等の容器等として用いることができる。
更に、本発明のガスバリア性接着剤は、ガスバリア性チューブ用の接着剤層として用いることができる。当該チューブは、練りカラシ、練りワサビ、コンデンスミルク、生クリーム、豆板醤、ケチャップ、マヨネーズ、マスタード、バター、歯磨き粉、毛染め、ハンドクリーム、洗剤、ヘアクリーム用のチューブとして用いることができる。
本ポリエステルは、ポリエステル(A1)、(A2)、(A3)の構造を併せ持つ接着剤の主剤である。攪拌機、窒素ガス導入管、精留管、水分分離器等を備えたポリエステル反応容器に、無水フタル酸1316.8部、植物成分由来のエチレングリコール573.9部、植物成分由来のグリセロール409.3部及びチタニウムテトライソプロポキシドをポリカルボン酸とポリオールとの合計量に対して100ppmに相当する量を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、水酸基価339.9mgKOH/gのポリエステルポリオールを得た。次いで温度を120℃まで下げ、これに無水マレイン酸421.8部を仕込み120℃を保持した。酸価が無水マレイン酸の仕込み量から計算した酸価の概ね半分になったところでエステル化反応を終了し、数平均分子量約520、水酸基価216.6mgKOH/g、酸価96.2mgKOH/gの植物由来成分から合成されたポリエステルポリオールを得た。ポリエステルポリオール(A)1分子当たりの設計上の官能基の数 水酸基:2個、カルボキシ基:1個である。また、この時の植物由来成分の含有率は39質量%である。
本ポリエステルは、ポリエステル(A4)の構造を持つ接着剤の主剤である。
本ポリエステルは、ポリエステル(A4)の構造を持つ接着剤の主剤である。
本ポリエステルは、ポリエステル(A5)の構造を持つ接着剤の主剤である。
三井化学製「タケネートD−110N」(メタキシリレンジイソシアネートのトリメチロールプロパンアダクト体)と三井化学製「タケネート500」(メタキシリレンジイソシアネート不揮発分)を50/50(質量比)の割合で混合し硬化剤aとした。硬化剤aの不揮発分は87.5%、NCO%28.1%である。
住化バイエルウレタン製「デスモジュールN3200」(ヘキサメチレンジイソシアネートのビウレット体)と三井化学製「タケネート500」を33/67(質量比)の割合で混合し、硬化剤bとした。硬化剤bの不揮発分は99%以上、NCO%は37.4%である。
表1中の実施例2〜3の配合比に従い、ポリエステルポリオール、溶剤型接着剤用硬化剤a、および溶剤を混合し、溶剤型接着剤を得た。本接着剤は下記の塗工方法1の方法で塗工しラミネートを実施し本発明のガスバリア用積層フィルムを得た。
溶剤型ラミネート用接着剤主剤であるディックドライLX−703VL(DICグラフィックス社製:ポリエステルポリオール、不揮発分/約62%、ポリエステルポリオール中の植物成分由来原料0%)と、溶剤型接着剤用硬化剤aを表2の通りに混合して、溶剤型接着剤を得た。本接着剤は下記の塗工方法1の方法で塗工しラミネートを実施し、本発明に対する比較用フィルムを得た。
前記溶剤型接着剤を、バーコーターを用いて、塗布量5.0g/m2(固形分)となるように厚さ15μmの延伸ナイロン(ONY)フィルム(ユニチカ製「エンブレムON」)のコロナ処理面に塗布し、温度70℃に設定したドライヤーで希釈溶剤を揮発させ乾燥し、接着剤が塗布された延伸ナイロンフィルムの接着剤面と、厚さ60μmの未延伸ポリエチレン(LLPDE)フィルム(東セロ(株)製「TUX-HC」)のコロナ処理面とラミネートし、ONYフィルムフィルム/接着層/LLPDEフィルムの層構成を有する複合フィルムを作成した。次いで、この複合フィルムを40℃/3日間のエージングを行い、接着剤の硬化を行って、本発明のガスバリア用積層フィルムを得た。
(1)接着強度
エージングが終了したガスバリア用積層フィルムを、塗工方向と平行に15mm幅に切断し、ONYフィルムとLLDPEフィルムとの間を、(株)オリエンテック製テンシロン万能試験機を用いて、雰囲気温度25℃、剥離速度を300mm/分に設定し、180度剥離方法で剥離した際の引っ張り強度を接着強度とした。接着強度の単位はN/15mmとした。
(2)酸素透過率
エージングが終了したガスバリア用積層フィルムを、モコン社製酸素透過率測定装置OX−TRAN2/21MHを用いてJIS−K7126(等圧法)に準じ、23℃90%RHの雰囲気下で測定した。なおRHとは、湿度を表す。
エージングが終了した各種積層フィルムを10cm×10cm角に切断した。これを差圧法型のガス透過率測定装置である、GTRテスター“M−C1”(東洋精機株式会社製)にセットし不活性ガスの代表として窒素ガス透過率を測定した。尚、測定温度は25℃である。また、差圧法の測定原理により湿度条件は0%での測定に相当する。
エージングが終了した各種積層フィルムを10cm×15cm角に切断した。フィルムの長辺側を半分に折りまげ、10cm×7.5cm角の内の2辺を160℃、1秒でヒートシールした後、エチルアルコールを2.00g入れ、残り1辺をヒートシールして3方シール型で密閉した。これを温度30℃、相対湿度30%下の恒温槽中で10日間保存し、10日間経過後の重量を測定した。この際の重量減少から、それぞれのアルコール透過率(単位 m2/g・day)を算出した。
エージングが終了した各種積層フィルムを10cm×15cm角に切断した。フィルムの長辺側を半分に折りまげ、10cm×7.5cm角の内の2辺を160℃、1秒でヒートシールした後、醤油を1cc入れ、残り1辺をヒートシールして3方シール型で密閉した。この袋をただちに柏洋硝子(株)製のマヨネーズ瓶(M−70)に入れ密閉し、温度27℃、相対湿度60%下で2ヶ月間以上保存した。各経時毎に官能試験により臭気漏れの有無を確認した。3日以内に臭気漏れしたものを×、7日以内に臭気漏れしたものを△、14日以内に臭気漏れしたものを○、2ヶ月以上臭気漏れしたものを◎とした。
Claims (18)
- ポリオール成分と、ポリカルボン酸成分から合成される2個以上の水酸基を有するポリエステルポリオール(A)と、2個以上のイソシアネート基を有するポリイソシアネート(B)とを含有してなるガスバリア性接着剤において、
前記ポリオール成分の一部が非石油由来成分の短鎖ポリオール成分(a1)であるか、又は前記ポリカルボン酸成分の一部が非石油由来成分のポリカルボン酸成分(a2)であることを特徴とするガスバリア性接着剤であって、
ポリエステルポリオール(A)が、オルト配向芳香族ジカルボン酸又はその無水物の少なくとも1種を含むポリカルボン酸成分と、エチレングリコール、1,3−プロパンジオール、1,4−ブタンジオール、ネオペンチルグリコール、及びシクロヘキサンジメタノールからなる群から選ばれる少なくとも1種を含むポリオール成分を重縮合して得られるポリエステルポリオール(A4)であることを特徴とするガスバリア性接着剤。 - オルト配向芳香族ジカルボン酸又はその無水物が、オルトフタル酸又はその無水物、ナフタレン2,3−ジカルボン酸又はその無水物、ナフタレン1,2−ジカルボン酸又はその無水物、アントラキノン2,3−ジカルボン酸又はその無水物、及び2,3−アントラセンジカルボン酸又はその無水物から成る群から選ばれる少なくとも1つのポリカルボン酸又はその無水物である請求項1に記載のガスバリア性接着剤。
- オルト配向芳香族ジカルボン酸又はその無水物の、ポリカルボン酸全成分に対する使用率が70〜100質量%である請求項1又は2に記載のガスバリア性接着剤。
- ポリエステルポリオール(A)100質量%に対し、非石油由来成分の含有率が20〜80質量%である請求項1〜3の何れかに記載のガスバリア性接着剤。
- ポリイソシアネート(B)が、芳香族環を有するポリイソシアネートを含有するものである請求項1〜3の何れかに記載のガスバリア性接着剤。
- 芳香族環を有するポリイソシアネートが、メタキシレンジイソシアネート、又はメタキシレンジイソシアネートと2個以上の水酸基を有するアルコールとの反応生成物である請求項5に記載のガスバリア性接着剤。
- 芳香族環を有するポリイソシアネートが、トルエンジイソシアネート、又はトルエンジイソシアネートと2個以上の水酸基を有するアルコールとの反応生成物である請求項5に記載のガスバリア性接着剤。
- ガスバリア性接着剤が、更に結晶性ポリエステルを含有する請求項1〜7の何れかに記載のガスバリア性接着剤。
- ガスバリア性接着剤が、更に層間が非イオン性であるか、或いは水に対して非膨潤性である板状無機化合物(C)を含有する請求項1〜8の何れかに記載のガスバリア性接着剤。
- ポリエステルポリオール(A)とポリイソシアネート(B)から得られる硬化塗膜の塗布量が略5g/m2である場合において、該硬化塗膜の23℃湿度90%における酸素透過性が50cc/m2・day・atm以下である請求項1〜9の何れかに記載のガスバリア性接着剤。
- ポリエステルポリオール(A)、ポリイソシアネート(B)、及び板状無機化合物(C)の総質量を100質量%とした場合、板状無機化合物(C)の含有量が5〜50質量%である請求項9又は10に記載のガスバリア性接着剤。
- 板状無機化合物(C)が、粒径が0.1μm以上の粒子を含有するものである請求項10〜11の何れかに記載のガスバリア性接着剤。
- ポリエステルポリオール(A)を、ケトン系溶剤、エステル系溶剤、又はケトン系溶剤若しくはエステル系溶剤を含有する混合溶剤に溶解させて得られる請求項1〜12の何れかに記載のガスバリア性接着剤。
- 無溶剤型である請求項1〜12の何れかに記載のガスバリア性接着剤。
- 請求項1〜14の何れかに記載のガスバリア性接着剤を接着剤層として用いるガスバリア性多層フィルム。
- ガスバリア性接着剤層の他に、少なくとも基材フィルム層、又はシーラント層を有する請求項15に記載のガスバリア性多層フィルム。
- 請求項1〜14の何れかに記載のガスバリア性接着剤を接着剤層として用いるガスバリア性容器。
- 請求項1〜14の何れかに記載のガスバリア性接着剤を接着剤層として用いるガスバリア性チューブ。
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