(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
前記ポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)は、前記ポリエステルポリオール(A−1)、前記ポリイソシアネート(A−2)、前記炭素数5以上のヒドロキシ(メタ)アクリレート(A−3)に加えて、水酸基を3個以上有する多価アルコール(A−4)を反応させてなる請求項1〜3の何れかに記載の活性エネルギー線硬化型ラミネート接着剤樹組成物。
【発明を実施するための形態】
【0011】
本発明のポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)は特定範囲量の芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸を原料としてなるポリエステルポリオール(A−1)、ポリイソシアネート(A−2)、炭素数5以上のヒドロキシ(メタ)アクリレート(A−3)、水酸基を3個以上有する多価アルコール(A−4)を反応させてなり、数平均分子量5000〜40000、(メタ)アクリロイル基の平均官能基数が2〜4である事を特徴とする。
本発明における数平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により測定したものである。
【0012】
本発明のポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)は特に接着性、フィルム加工性に優れたものであり、数平均分子量が5000未満であると、硬化収縮が大きく、柔軟性も損なわれるため、軟包装基材への接着力が低下する。また数平均分子量が40000を超えると粘度が高く、レベリング性も低下するため、塗工作業性が悪くなる。さらに、硬化後の架橋密度が低くなりラミネートフィルムの加工性が低下、特に金属箔同士或いは金属箔とプラスチックフィルムを貼り合せた場合、これらのラミネートフィルムを延伸すると金属箔にクラックが生じ易くなる。
【0013】
また、(メタ)アクリロイル基の平均官能基数が4を超えると硬化収縮が大きく、柔軟性も損なわれるため、軟包装基材への接着力が低下し、(メタ)アクリロイル基の平均官能基数が2未満であると硬化後の架橋密度が低くなりラミネートフィルムの加工性が低下、特に金属箔同士或いは金属箔とプラスチックフィルムを貼り合せた場合、これらのラミネートフィルムを延伸すると金属箔にクラックが生じ易くなる。
【0014】
本発明のポリエステルポリオール(A−1)は多塩基酸とグリコール(a−3)を脱水縮合することで得られ、全多塩基酸中の芳香族ジカルボン酸(a−1)の配合割合は50〜80重量%、脂肪族ジカルボン酸(a−2)の配合割合は20〜50重量%が好ましく、より好ましくは芳香族ジカルボン酸(a−1)が60〜75重量%、脂肪族ジカルボン酸(a−2)が25〜40重量%である。芳香族ジカルボン酸(a−1)の配合割合が50重量%未満では耐熱性の低下や凝集力不足により接着力が低下する。また、芳香族ジカルボン酸(a−1)の配合割合が80重量%以上では粘度が高くなり、塗工作業性が低下する。さらに、硬化膜は硬く、脆くなり凝集破壊が起こり易くなる。一方、脂肪族ジカルボン酸(a−2)の配合割合が20重量%未満では柔軟性が失われ、軟包装基材への接着力が低下、或いは凝集破壊が起こり易くなる。また、脂肪族ジカルボン酸(a−2)の配合割合が50重量%以上では耐熱性の低下や凝集力不足により接着力が低下する。本発明のポリエステルポリオール(A−1)は単独でも2種以上を併用してもよい。
【0015】
前記芳香族ジカルボン酸(a−1)としてはフタル酸、イソフタル酸、テレフタル酸、無水フタル酸などを単独或いは2種以上併用することができ、脂肪族ジカルボン酸(a−2)としてはコハク酸、アジピン酸、セバシン酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸やこれらの酸無水物、テトラヒドロ無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラクロル無水フタル酸、無水ヘット酸、無水ハイミック酸などを単独或いは2種以上併用することができる。
【0016】
前記芳香族ジカルボン酸(a−1)や脂肪族ジカルボン酸(a−2)の他に多塩基酸として無水トリメリット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸無水物、無水ピロメリット酸なども使用することができるが、これら3価以上の多塩基酸を使用すると合成時にゲル化し易いため、好ましくは全多塩基酸中に30重量%以下、より好ましくは20重量%以下、さらには10重量%以下になるよう配合することが最も好ましい。
【0017】
前記グリコール(a−3)としてはエチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレンジオール、ネオペンチルグリコール、トリエチレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラメチレングリコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、1,3−ブチレンジオール、1,4−ブタンジオール、1,5−ペンタンジオール、1,6−ヘキサンジオール、1,9−ノナンジオール、2−メチル−1,8−オクタンジオール、水素化ビスフェノールAなどを単独或いは2種以上併用することができる。
【0018】
前記グリコール(a−3)以外の多価アルコールとしてグリセリン、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリスヒドロキシメチルアミノメタンなどの3価のアルコールやペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなどの4価以上のアルコールなども使用することができるが、これら3価以上のアルコールを使用すると合成時にゲル化し易いため、好ましくは全多価アルコール中に30重量%以下、より好ましくは20重量%以下、さらには10重量%以下になるよう配合することが最も好ましい。
【0019】
本発明のポリイソシアネート(A−2)としては2,4−トリレンジイソシアネート、2,6−トリレンジイソシアネート、1,3−キシレンジイソシアネート、1,4−キシレンジイソシアネート、1,5−ナフタレンジイソオシアネート、m−フェニレンジイソシアネート、p−フェニレンジイソシアネート、3,3’−ジメチル−4,4’−ジフェニルメタンジイソシアネート、3,3’−ジメチルフェニレンジイソシアネート、1,6−ヘキサメチレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート、メチレンビス(4−シクロヘキシルイソシアネート)、2,2,4−トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、1,4−ヘキサメチレンジイソシアネート、ノルボルネンジイソシアネート等や、さらに多官能ポリイソシアネートとしては、これらのビューレット体、ヌレート体、およびトリメチロールプロパンアダクト体などが挙げられ、単独或いは2種以上併用することができる。
【0020】
本発明のヒドロキシ(メタ)アクリレート(A−3)は炭素数が5以上のものであり、(メタ)アクリロイル基を1個有する化合物としては、2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピル(メタ)アクリレート、1,5−ペンタンジオールモノ(メタ)アクリレート、1,6−ヘキサンジオールモノ(メタ)アクリレート、シクロヘキサンジメタノールモノ(メタ)アクリレート、ポリエーテル変性ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、カプロラクトン変性ヒドロキシエチル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、アクリロイル基を2個以上有する化合物としてはトリメチロールプロパンジ(メタ)アクリレート、トリメチロールエタンジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールジ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールトリ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールテトラ(メタ)アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ(メタ)アクリレート、2−ヒドロキシ−3アクリロイロキシプロピル(メタ)アクリレートなどが挙げられ、ポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)の(メタ)アクリロイル基の平均官能基数が4を超えない範囲で単独或いは2種以上併用することができる。また、合成時の反応速度を考慮すると1級水酸基を有する化合物が好ましく、中でも2−ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、4−ヒドロキシブチル(メタ)アクリレートが特に好ましい。
【0021】
本発明の多価アルコール(A−4)は水酸基を3個以上有するものであり、ポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)を合成する際にウレタン化反応の鎖長剤・分岐剤として用い、トリメチロールエタン、トリメチロールプロパン、トリスヒドロキシメチルアミノメタン、ペンタエリスリトール、ジペンタエリスリトールなどが挙げられ単独或いは2種以上併用することができる。
【0022】
ポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)の合成法に特に限定はないが、例を1つ挙げると、前記ポリエステルポリオール(A−1)が両末端に水酸基を有する線状ポエリエステルジオール、ポリイソシアネート(A−2)がジイソシアネート、ヒドロキシ(メタ)アクリレート(A−3)が1個の水酸基と1個の(メタ)アクリロイル基を有する化合物、多価アルコール(A−4)が3価のアルコールの場合、先ずポリエステルポリオール(A−1)の両末端にポリイソシアネート(A−2)を反応させポリエステルジイソシアネートとし、その後、片末端にヒドロキシ(メタ)アクリレート(A−3)を反応させ、片末端イソシアネート含有ポリエステルポリウレタンモノ(メタ)アクリレートとした後に多価アルコール(A−4)と反応させる。多価アルコール(A−4)の配合量によりポリエステルポリウレタンモノ(メタ)アクリレート(A)−α、ポリエステルポリウレタンジ(メタ)アクリレート(A)−β、ポリエステルポリウレタントリ(メタ)アクリレート(A)−θのいずれか1種若しくはこれら2種以上の混合物が得られる。
【0023】
ポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)の合成は必要に応じて溶剤中で行っても良く、アルコール類以外の炭化水素類、酢酸エステル類、ケトン類などが挙げられ、塗工作業性の観点から好ましくは酢酸エチルやメチルエチルケトンである。
また、反応促進剤としては公知のものが使用でき、ジブチルチンジアセテート、ジブチルチンジラウレート、ジオクチルチンジラウレート、ジブチルチンジマレートなどの金属系触媒や、1,8−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7、1,5−ジアザビシクロ(5,4,0)ウンデセン−7などの3級アミンや、トリエタノールアミンのような反応性3級アミンなどが挙げられる。
【0024】
本発明におけるポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)の(メタ)アクリロイル基の平均官能基数とは、例えばポリエステルポリウレタンモノ(メタ)アクリレート(A)−α、ポリエステルポリウレタンジ(メタ)アクリレート(A)−β、ポリエステルポリウレタントリ(メタ)アクリレート(A)−θの生成割合若しくは配合割合が1:1:1の場合は平均官能基数が2となり、ポリエステルポリウレタンジ(メタ)アクリレート(A)−βとポリエステルポリウレタントリ(メタ)アクリレート(A)−θの生成割合若しくは配合割合が1:1の場合は平均官能基数が2.5となる。
【0025】
本発明の酸無水物(B)は特に接着性、耐油性、耐酸性に効果があり、
ラジカル重合性不飽和結合を含有しないものとしては無水コハク酸、無水アジピン酸、無水アゼライン酸、無水セバシン酸、無水フタル酸、ヘキサヒドロ無水フタル酸、テトラブロム無水フタル酸、テトラクロル無水フタル酸、無水トリメリット酸、無水ピロメリット酸や無水マレイン酸−アクリル共重合体、無水マレイン酸−スチレン共重合体などが挙げられ、単独或いは2種以上併用することができる。
ラジカル重合性不飽和結合を含有するものとしては無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水ハイミック酸、無水ヘット酸、メチルシクロヘキセントリカルボン酸などが挙げられ、特にラジカル共重合性の良い無水マレイン酸が好ましい。
【0026】
本発明の酸無水物(B)の配合方法として、無水コハク酸のようにラジカル重合性不飽和結合を含有しない場合は少なくとも1個以上の水酸基を有するポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)に予めエステル化反応により付加させておく必要がある。ラジカル重合性不飽和結合を含有しない酸無水物(B)を直接配合すると接着性、耐油性、耐酸性の効果が少ないばかりか、耐水性が低下する。
一方、酸無水物(B)が無水マレイン酸のようにラジカル重合性不飽和結合を含有する場合はポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)に付加させても直接配合しても同等の効果が得られる。
また、配合比としては0.1〜5重量%が好ましく、0.1重量%未満では効果が得られず、5重量%を超えると耐水性が低下する。
【0027】
本発明のエポキシ樹脂(C)は特に耐湿熱性に効果があり、さらに光カチオン開始剤(D)と併用することが好ましい。
また、エポキシ樹脂(C)の数平均分子量が2000以上であるとポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)との相溶性が低下することからエポキシ樹脂(C)の数平均分子量は2000未満が好ましい。
さらに、エポキシ樹脂(C)の配合比としては1重量%未満では効果が得られず、20重量%を超えるとラミネートフィルムの加工性が低下することから、1〜20重量%が好ましい。
【0028】
前記エポキシ樹脂(C)としては、ビスフェノールA型エポキシ樹脂、ビスフェノールF型エポキシ樹脂、脂環式エポキシ樹脂などが挙げられ、例えばビスフェノールA型エポキシ樹脂として三菱化学株式会社製(JER825、JER827、JER828、JER1001、JER1002、JER1003、JER1004)など、ビスフェノールF型エポキシ樹脂として三菱化学株式会社製(JER4004P、JER4005P)など、脂環式エポキシ樹脂として株式会社ダイセル製(セロキサイト2021P、セロキサイト2081、エポリードGT401)などが挙げられ、これらは単独或いは2種以上併用することができる。
【0029】
前記光カチオン開始剤(D)は前記エポキシ樹脂(C)のカチオン重合開始剤として用いるカチオン部とアニオン部からなるイオン性の芳香族スルホニウム塩系や芳香族ヨードニウム塩系などのオニウム塩などで、例えばBASF株式会社製(Irugacure250、Irugacure270、Irugacure290)、株式会社ADEKA製(アデカオプトマーSPシリーズ)、サンアプロ株式会社製(CPI100P、CPI101A)などが挙げられる。配合比としては反応性の観点から0.5〜5重量%が好ましい。
【0030】
本発明のリン酸含有(メタ)アクリレート(E)は特に金属箔や金属などの蒸着フィルムへの接着性に効果がある。
配合比としては5重量%以上配合すると接着性は良好であるが著しく耐水性、耐湿熱接着性などの耐久接着性が低下するため、0.1〜5重量%が好ましく、より好ましくは0.1〜3重量%である。
(メタ)アクリロイル基を含まないリン化合物なども単独若しくは併用することはできるが、架橋反応に関与するリン酸含有(メタ)アクリレート(E)の方が優れた接着性、耐久性を得られる為、より好ましい。
リン酸含有(メタ)アクリレート(E)としては2−(メタ)アクリロイルオキシエチルアシッドフォスフェートやビス(2−(メタ)アクリロイルオキシエチル)−アシッドフォスフェートなどがあり、例えば共栄社化学株式会社製(ライトエステルP-1M、ライトエステルP-2M、ライトアクリレートP-1A)、BASF株式会社製(PA9083)が挙げられ、単独或いは2種以上併用することができる。
【0031】
本発明のアルコキシシリル基含有ラジカル重合性化合物(F)は金属箔や金属などの蒸着フィルムのような無機表面に対する接着性に効果がある。特に、シリカ蒸着フィルムやアルミナ蒸着フィルムに対する接着性に優れる。
配合比としては5重量%以上配合すると逆に接着性が低下すため、0.1〜5重量%が好ましい。
一般的なシランカップリグ剤として、メチルトリメトキシシラン、ジメチルメトキシシラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエトシキシラン、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリメトキシシラン、n−プロピルトリメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシラン、イソブチルトリエトキシシラン、n−ヘキシルトリメトキシシラン、n−ヘキシルトリエトキシシラン、シクロヘキシルメチルジメトキシシラン、n−オクチルトリエトキシシラン、n−デシルトリメトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、メチルトリクロロシラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルクロロシラン、n−オクチルジメチルクロロシラン、テトラエトキシシラン、1,1,1,3,3,3−ヘキサメチルジシラザン、3−アミノプロピルトリメトキシシラン、3−アミノプロピルトリエトキシシラン、3−(2−アミノエチル)アミノプロピルトリメトキシシラン、3−フェニルアミノプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、3−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、2−(3,4−エポキシシクロヘキシル)エチルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルトリメトキシシラン、3−メルカプトプロピルメチルジメトキシシランなども単独或いは2種以上を併用することはできるが、架橋反応に関与するアルコキシシリル基含有ラジカル重合性化合物(F)が接着性に優れている為、より好ましい。
【0032】
アルコキシシリル基含有ラジカル重合性化合物(F)としてはビニルトリアセトキシシラン、ビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、ビニルトリブトキシシラン、アリルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリメトキシシラン、3−(メタ)アクリロキシプロピルトリエトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシラン、p−スチリルトリメトキシシランやこれらを単独或いは2種以上又はこれら少なくとも1種と前記一般的なシランカップリング剤とを縮合して得られるオルガノシロキサンなど下記一般式で表される化合物が挙げられ、単独或いは2種以上併用することができる。
【0033】
【化2】
(式中、Xはラジカル重合性不飽和結合を有する有機基若しくは炭素数1〜10の有機基で少なくとも1つ以上はラジカル重合性不飽和結合を有する有機基を含む。Rは水素原子若しくは炭素数1〜4の有機基を示し、nは1〜20までの整数。)
反応性の観点からXは(メタ)アクリロイル基が好ましく、より好ましくはアクリロイル基であり、Rはメチル基、エチル基が好ましく、より好ましくはメチル基である。
【0034】
本発明の接着剤樹脂組成物には必要に応じ、短エージング化の要望を損なわない範囲でポリイソシアネートやラジカル重合性不飽和結合を有するイソシアネート化合物を配合することができる。
特に前記ポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)が水酸基を有する場合はイソシアネート基との反応により凝集力が高まり、接着力が向上する。また、架橋密度も高くなるため、ラミネートフィルムの加工性が向上する。
配合比としては20重量%以上配合すると短エージング化が大きく損なわれる或いは湿気などの水とイソシアネートが反応することにより炭酸ガスが発生し、接着剤層に気泡を生じる場合があるため、20重量%未満が好ましく、より好ましくは10重量%未満である。
【0035】
本発明の接着剤樹脂組成物には必要に応じ、当該性能を損なわない範囲でラジカル重合性オリゴマーを配合することができる。例えば、ウレタン(メタ)アクリレートオリゴマー、ポリエステル(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、エポキシ(メタ)アクリレートオリゴマー、ブタジエン(メタ)アクリレートオリゴマー、シリコーン(メタ)アクリレートオリゴマー、アクリル(メタ)アクリレートオリゴマーなどが挙げられる。
【0036】
本発明の接着剤樹脂組成物には必要に応じ、当該性能を損なわない範囲で着色顔料、体質顔料、分散剤、消泡剤、湿潤剤、増粘剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、ラジカル捕捉剤などを配合することができる。
【0037】
本発明の接着剤樹脂組成物は紫外線(UV)や電子線(EB)などを照射することにより瞬時に硬化するものであるが、紫外線(UV)を使用する場合は光ラジカル開始剤を必要とする。
光ラジカル開始剤としてはベンゾフェノン、2,2−ジメトキシー1,2−ジフェニルエタン−1−オン、1−ヒドロキシ−シクロヘキシル−フェニル−ケトン、2−ヒドロキシ−2−メチル−1−フェニル−プロパン−1−オン、1−[4−(2−ヒドロキシエトキシ)−フェニル]−2−ヒドロキシ−2−メチル−1−プロパン−1−オン、2−ヒドロキシ−1−{4−[4−(2−ヒドロキシ−2−メチル−プロピオニル)−ベンジル]−フェニル}−2−メチル−プロパン−1−オン、フェニルグリオキシリックアシッドメチルエステル、2−メチル−1−[4−(メチルチオ)フェニル]−2−モルフォリノプロパン−1−オン、2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)−ブタノン−1、2−ジメチルアミノ−2−(4−メチル−ベンジル)−1−(4−モリフォリン−4−イル−フェニル)−ブタン−1−オン、ビス(2,4,6−トリメチルベンゾイル)−フェニルフォスフィンオキサイド、2,4,6−トリメチルベンゾイル−ジフェニル−フォスフィンオキサイド、1,2−オクタンジオン,1−[4−(フェニルチオ)−,2−(0−ベンゾイルオキシム)]、エタノン,1−[9−エチル−6−(2−メチルベンゾイル)−9H−カルバゾール−3−イル]−,1−(0−アセチルオキシム)などが挙げられ、これらは単独或いは2種以上併用することができる。
配合比は反応性の観点から0.1〜10重量%が好ましく、より好ましくは1〜5重量%である。
【0038】
本発明の接着剤樹脂組成物は塗工方法や塗工機の仕様に合わせ、粘度調整のために炭化水素類、酢酸エステル類、ケトン類、アルコール類などの溶剤で希釈することができる。
塗工作業性の観点から好ましくは酢酸エチルやメチルエチルケトンである。
【0039】
本発明の接着剤樹脂組成物は塗工方法や塗工機の仕様に合わせ、粘度調整のため、当該性能を損なわない範囲でラジカル重合性を持つ反応性希釈剤を使用することができる。
反応性希釈剤としては4−ターシャリーブチルシクロヘキサノール(メタ)アクリレート、2−(2−エトキシエトキシ)エチルアクリレート、ステアリル(メタ)アクリレート、ジエチレングリコールモノブチルエーテル(メタ)アクリレート、テトラヒドロフルフリル(メタ)アクリレート、ラウリル(メタ)アクリレート、イソオクチル(メタ)アクリレート、トリデシル(メタ)アクリレート、イソボルニル(メタ)アクリレート、ミリスチル(メタ)アクリレートなどの単官能(メタ)アクリレート類や、1,3−ブチレングリコールジアクリレート、1,4−ブタンジオールジ(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、1,6−ヘキサンジオールジ(メタ)アクリレート、ネオペンチルグリコールジ(メタ)アクリレート、トリエチレンブリコールジ(メタ)アクリレート、トリプロピレングリコールジ(メタ)アクリレートなどの2官能(メタ)アクリレートや、トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、エトキシ化(3)トリメチロールプロパントリ(メタ)アクリレート、プロポキシ化(3)グリセリルトリ(メタ)アクリレートなどの多官能(メタ)アクリレートが挙げられ、単独或いは2種以上併用することができる。
【0040】
本発明は、前記(A)(E)及び(F)の成分を含む接着剤樹脂組成物として実施することにより、最も望ましくは前記(A)〜(F)の成分を全て含む接着剤樹脂組成物として実施することにより、優れた接着強度、加工性、耐湿熱性、耐酸性を有するラミネート接着剤組成物であって、活性エネルギー線を照射することで短時間で硬化し、従来の接着剤の欠点である硬化にかかる時間を大幅に短縮することができる。特に、ポリイソシアネートを実質的に含有しないものとして実施することによって、活性エネルギー線を照射することにより瞬時に硬化し、エージングしなくとも、上記の諸性能を発揮することができる。
【0041】
本発明の接着剤樹脂組成物は通常の方法を用いてラミネート加工すればよく、例えば溶剤で希釈する場合はドライラミネーション方式などによりフィルムに塗工し、乾燥後に別のフィルムを貼り合せ、その後紫外線(UV)若しくは電子線(EB)を照射し硬化させる。塗布量としては乾燥常態で1〜10g/m
2の範囲が一般的であるが、フィルムの種類や、要求性能に合せ決定すればよい。
【0042】
ラミネート可能なフィルムについては、特に限定はなく、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのプラスチックフィルムや、これらのフィルムにアルミ、シリカ、アルミナなどを蒸着したフィルム、アルミ箔、銅箔、ステンレス箔などの金属箔をラミネートすることができる。
【実施例】
【0043】
以下の実施例および比較例により本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれら実施例のみに限定されるものではない。
【0044】
〈ポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[1]の合成例〉
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、ネオペンチルグリコール(128.0g)、1,6−ヘキサンジオール(155.2g)、エチレングリコール(37.6g)、イソフタル酸(320.0g)、アジピン酸(32.0g)、セバシン酸(127.2g)を加え、撹拌しながら内温180〜200℃で脱水縮合し、樹脂酸価が15mgKOH/gになったことを確認した後、窒素バブリングを行いながら、200〜240℃でさらに脱水反応を進めた。その後、樹脂酸価が2mgKOH/g以下になったことを確認し、内圧を15Torrに減圧して引き続き反応を進め、樹脂酸価0.1mgKOH/g以下になったことを確認して反応を終了させた。得られたポリエステルポリオールは数平均分子量=3000、水酸基価=37.4mgKOH/gであり、これをポリエステルポリオール(A−1)−[1]とした。
次に、内温を20℃まで冷却しジブチル錫ジラウレート(0.2g)、イソホロンジイソシアネート(118.4g)を加え、窒素気流下85〜90℃で反応を進めた。その後、滴定によりイソシアネート基濃度が2.44重量%になったことを確認し、2-ヒドロキシエチルアクリレート(30.9g)を加え、80〜85℃で反応を進めた。さらに、滴定によりイソシアネート基濃度が1.18重量%になったことを確認した後、トリメチロールプロパン(14.3g)を加え反応を進め赤外吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収が完全に消失していることを確認し合成を終了させた。数平均分子量=8700のポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[1]を得た。
【0045】
〈ポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[2]の合成例〉
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、ネオペンチルグリコール(127.2g)、1,6−ヘキサンジオール(154.4g)、エチレングリコール(37.6g)、イソフタル酸(341.6g)、セバシン酸(139.2g)を加え、撹拌しながら内温180〜200℃で脱水縮合し、樹脂酸価が15mgKOH/gになったことを確認した後、窒素バブリングを行いながら、200〜240℃でさらに脱水反応を進めた。その後、樹脂酸価が2mgKOH/g以下になったことを確認し、内圧を15Torrに減圧して引き続き反応を進め、樹脂酸価0.1mgKOH/g以下になったことを確認して反応を終了させた。得られたポリエステルポリオールは数平均分子量=5600、水酸基価=20.0mgKOH/gであり、これをポリエステルポリオール(A−1)−[2]とした。
次に、内温を20℃まで冷却しジブチル錫ジラウレート(0.2g)、イソホロンジイソシアネート(63.4g)を加え、窒素気流下85〜90℃で反応を進めた。その後、滴定によりイソシアネート基濃度が1.39重量%になったことを確認し、2-ヒドロキシエチルアクリレート(16.6g)を加え、80〜85℃で反応を進めた。さらに、滴定によりイソシアネート基濃度が0.68重量%になったことを確認した後、トリメチロールプロパン(7.7g)を加え反応を進め赤外吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収が完全に消失していることを確認し合成を終了させた。数平均分子量=14900のポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[2]を得た。
【0046】
〈ポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[3]の合成例〉
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、ネオペンチルグリコール(132.5g)、1,6−ヘキサンジオール(66.3g)、エチレングリコール(75.8g)、ジエチレングリコール(66.3g)、イソフタル酸(265.1g)、テレフタル酸(76.6g)、アジピン酸(117.4g)を加え、撹拌しながら内温180〜200℃で脱水縮合し、樹脂酸価が15mgKOH/gになったことを確認した後、窒素バブリングを行いながら、200〜240℃でさらに脱水反応を進めた。その後、樹脂酸価が2mgKOH/g以下になったことを確認し、内圧を15Torrに減圧して引き続き反応を進め、樹脂酸価0.1mgKOH/g以下になったことを確認して反応を終了させた。得られたポリエステルポリオールは数平均分子量=6900、水酸基価=16.3mgKOH/gであり、これをポリエステルポリオール(A−1)−[3]とした。
次に、内温を20℃まで冷却しジブチル錫ジラウレート(0.2g)、イソホロンジイソシアネート(51.5g)を加え、窒素気流下85〜90℃で反応を進めた。その後、滴定によりイソシアネート基濃度が1.14重量%になったことを確認し、2-ヒドロキシエチルアクリレート(13.4g)を加え、80〜85℃で反応を進めた。さらに、滴定によりイソシアネート基濃度が0.56重量%になったことを確認した後、トリメチロールプロパン(6.2g)を加え反応を進め赤外吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収が完全に消失していることを確認し合成を終了させた。数平均分子量=18100のポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[3]を得た。
【0047】
〈ポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[4]の比較合成例〉
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、ネオペンチルグリコール(200.0g)、エチレングリコール(72.0g)、ジエチレングリコール(64.0g)、イソフタル酸(120.0g)、テレフタル酸(64.0g)、セバシン酸(108.0g)、アジピン酸(172.0g)を加え、撹拌しながら内温180〜200℃で脱水縮合し、樹脂酸価が15mgKOH/gになったことを確認した後、窒素バブリングを行いながら、200〜240℃でさらに脱水反応を進めた。その後、樹脂酸価が2mgKOH/g以下になったことを確認し、内圧を15Torrに減圧して引き続き反応を進め、樹脂酸価0.1mgKOH/g以下になったことを確認して反応を終了させた。得られたポリエステルポリオールは数平均分子量=2000、水酸基価=56.1mgKOH/gであり、これをポリエステルポリオール(A−1)−[4]とした。
次に、内温を20℃まで冷却しジブチル錫ジラウレート(0.2g)、イソホロンジイソシアネート(177.6g)を加え、窒素気流下85〜90℃で反応を進めた。その後、滴定によりイソシアネート基濃度が3.44重量%になったことを確認し、2-ヒドロキシエチルアクリレート(46.4g)を加え、80〜85℃で反応を進めた。さらに、滴定によりイソシアネート基濃度が1.64重量%になったことを確認した後、トリメチロールプロパン(21.5g)を加え反応を進め赤外吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収が完全に消失していることを確認し合成を終了させた。数平均分子量=5500のポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[4]を得た。
【0048】
〈ポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[5]の比較合成例〉
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、ネオペンチルグリコール(132.5g)、1,6−ヘキサンジオール(134.6g)、エチレングリコール(53.8g)、イソフタル酸(305.1g)、テレフタル酸(99.4g)、アジピン酸(74.6g)を加え、撹拌しながら内温180〜200℃で脱水縮合し、樹脂酸価が15mgKOH/gになったことを確認した後、窒素バブリングを行いながら、200〜240℃でさらに脱水反応を進めた。その後、樹脂酸価が2mgKOH/g以下になったことを確認し、内圧を15Torrに減圧して引き続き反応を進め、樹脂酸価0.1mgKOH/g以下になったことを確認して反応を終了させた。得られたポリエステルポリオールは数平均分子量=6100、水酸基価=18.4mgKOH/gであり、これをポリエステルポリオール(A−1)−[5]とした。
次に、内温を20℃まで冷却しジブチル錫ジラウレート(0.2g)、イソホロンジイソシアネート(58.2g)を加え、窒素気流下85〜90℃で反応を進めた。その後、滴定によりイソシアネート基濃度が1.28重量%になったことを確認し、2-ヒドロキシエチルアクリレート(15.2g)を加え、80〜85℃で反応を進めた。さらに、滴定によりイソシアネート基濃度が0.63重量%になったことを確認した後、トリメチロールプロパン(7.0g)を加え反応を進め赤外吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収が完全に消失していることを確認し合成を終了させた。数平均分子量=15600のポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[5]を得た。
【0049】
〈ポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[6]の比較合成例〉
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、1,4−ブタンジオール(265.9g)、エチレングリコール(72.0g)、アジピン酸(462.1g)を加え、撹拌しながら内温180〜200℃で脱水縮合し、樹脂酸価が15mgKOH/gになったことを確認した後、窒素バブリングを行いながら、200〜240℃でさらに脱水反応を進めた。その後、樹脂酸価が2mgKOH/g以下になったことを確認し、内圧を15Torrに減圧して引き続き反応を進め、樹脂酸価0.1mgKOH/g以下になったことを確認して反応を終了させた。得られたポリエステルポリオールは数平均分子量=2000、水酸基価=56.1mgKOH/gであり、これをポリエステルポリオール(A−1)−[6]とした。
次に、内温を20℃まで冷却しジブチル錫ジラウレート(0.2g)、イソホロンジイソシアネート(177.6g)を加え、窒素気流下85〜90℃で反応を進めた。その後、滴定によりイソシアネート基濃度が3.44重量%になったことを確認し、2-ヒドロキシエチルアクリレート(46.4g)を加え、80〜85℃で反応を進めた。さらに、滴定によりイソシアネート基濃度が1.64重量%になったことを確認した後、トリメチロールプロパン(21.5g)を加え反応を進め赤外吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収が完全に消失していることを確認し合成を終了させた。数平均分子量=5500のポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[6]を得た。
【0050】
〈ポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[7]の比較合成例〉
窒素導入管、撹拌機、精留塔、コンデンサーを備えたフラスコに、ネオペンチルグリコール(128.0g)、1,6−ヘキサンジオール(155.2g)、エチレングリコール(37.6g)、イソフタル酸(320.0g)、アジピン酸(32.0g)、セバシン酸(127.2g)を加え、撹拌しながら内温180〜200℃で脱水縮合し、樹脂酸価が15mgKOH/gになったことを確認した後、窒素バブリングを行いながら、200〜240℃でさらに脱水反応を進めた。その後、樹脂酸価が2mgKOH/g以下になったことを確認し、内圧を15Torrに減圧して引き続き反応を進め、樹脂酸価0.1mgKOH/g以下になったことを確認して反応を終了させた。得られたポリエステルポリオールは数平均分子量=3000、水酸基価=37.4mgKOH/gであり、これをポリエステルポリオール(A−1)−[1]とした。
次に、内温を20℃まで冷却しジブチル錫ジラウレート(0.2g)、イソホロンジイソシアネート(118.4g)を加え、窒素気流下85〜90℃で反応を進めた。その後、滴定によりイソシアネート基濃度が2.44重量%になったことを確認し、2-ヒドロキシエチルアクリレート(30.9g)を加え、80〜85℃で反応を進めた。さらに、滴定によりイソシアネート基濃度が1.18重量%になったことを確認した後、エチレングリコール(9.9g)を加え反応を進め赤外吸収スペクトルでイソシアネート基の吸収が完全に消失していることを確認し合成を終了させた。数平均分子量=5500のポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[7]を得た。
【0051】
得られたポリエステルポリオール(A−1)−[1]〜(A−1)−[6]の芳香族ジカルボン酸と脂肪族ジカルボン酸の配合比率を表1に、ポリエステルポリウレタンアクリレートの合成例(A)−[1]〜(A)−[3]または比較合成(A)−[4]〜(A)−[7]に用いたポリエステルポリオール(A−1)と鎖長剤として用いた多価アルコール(A−4)の種類、および1分子中の平均アクリロイル基数を表2に示す。
【0052】
【表1】
【0053】
【表2】
【0054】
〈接着剤樹脂組成物の作製例および試験結果〉
上記で得られたポリエステルポリウレタンアクリレート(A)−[1]〜(A)−[7]および他の成分を表3に示す配合比に従い配合し、活性エネルギー線硬化型ラミネート接着剤樹脂組成物の作製を行った。なお、このときの配合割合は全て重量比である。また、試験結果についても同表に示す。
【0055】
【表3】
【0056】
〈ラミネートフィルムの作製〉
表3に示す実施例1〜7および比較例1〜6の接着剤樹脂組成物をバーコーターにて乾燥塗布量が5.0g/m
2になるように30μmのアルミニウム箔(ALM)に塗工し、ドライヤーにて酢酸エチルを揮発させた後、二軸延伸ナイロンフィルム(ONY)〔エンブレムONBC−RT 25μm:ユニチカ株式会社社製〕を貼り合せた。さらに裏面のアルミニウム箔にも同様に乾燥塗布量が5.0g/m
2となるように塗工し、ドライヤーで酢酸エチルを揮発させた後、無延伸ポリプロピレンフィルム(CPP)〔パイレンフィルム−CT P−1146 60μm:東洋紡株式会社社製〕を貼り合せ、60℃のホットプレート上にてニップした。
その後UV照射機〔アイグランテージ:アイグラフィックス株式会社社製〕にて500mJ/cm
2の紫外線を二軸延伸ナイロンフィルム面から照射した後、同様に無延伸ポリプロピレンフィルム面からも500mJ/cm
2の紫外線を照射しラミネートフィルムを得た。
【0057】
〈評価方法〉
表3に示す実施例1〜7および比較例1〜6の接着剤樹脂組成物および上記で得られたラミネートフィルムの物性を以下の方法で評価した。
なお、実施例1〜7および比較例1〜5の接着剤組成物は、紫外線照射後、直ちに硬化したものであるが、照射後直ちに試験準備に取りかかり、照射後3時間以内に各評価を行っている。また、比較例6は比較例5と同じ組成物であり、40℃×72時間加温エージングを行った後に各評価を行ったものである。
【0058】
〈接着強度〉
上記ラミネートフィルムを15mm幅にカットし、引っ張り試験機を用い50mm/minの引っ張り速度におけるT型剥離強度を測定した。
【0059】
〈加工性〉
上記ラミネートフィルムを55mm角にカットし、カッピング試験機を用いCPP面からONY面に向って半球状の棒を押出し、加工を行った。
〔評価基準〕
○:7.5mm以上押し出してもクラックが発生しない。
△:7.0mm以上押し出してもクラックが発生しない。
×:7.0mm未満でクラックが生じる。
【0060】
〈耐湿熱性〉
上記加工法で7mm押出し加工したラミネートフィルムを耐湿熱性試験機にて温度85℃、湿度85%の条件で耐湿熱性試験を行った。
〔評価基準〕
○:120時間試験後デラミネーションしていない。
△:24時間試験後デラミネーションしていない。
×:24時間未満でデラミネーションする。
【0061】
〈耐内容物テスト〉
上記ラミネートフィルムで15cm×20cmの平袋をつくり、これに食酢/水/サラダ油=1/1/1の混合液を注入する。135℃、20分間、3.8kg/cm
2の加圧下で熱水過熱滅菌後、50℃で30日間保存し、ALM/CPP間のデラミネーション観察およびALM箔表面の腐食状況観察を行った。
【0062】
〔評価基準〕
デラミネーション観察
○:デラミネーションしていない。
△:デラミネーションが点在している。
×:デラミネーションが多い。
【0063】
ALM箔表面の腐食状況観察
○:変化なし
△:部分的に白化
×:全面白化
【0064】
上述の比較例1〜4にあっては、実施例1〜6と同等の成分(B〜F)を配合しているにも関わらず、比較例にあっては充分な性能を示すことができないことが確認された。これは、ポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)の主骨格であるポリエステルポリオール(A−1)としては、全多塩基酸中、芳香族ジカルボン酸(a−1)が50〜80重量%、脂肪族ジカルボン酸(a−2)が20〜50重量%であること、またポリエステルポリウレタン(メタ)アクリレート(A)の数平均分子量が5000〜40000、(メタ)アクリロイル基の平均官能基数が2〜4であることが不可欠であることがわかる。また、組成物中に30%ポリイソシアネートを配合した比較例5,6の場合、紫外線照射後、3時間以内に前述の各評価を行なった比較例5にあっては充分な性能を示すことが出来ず、比較例6の様に加温エージングを行ってはじめてその性能が充分発揮できるものである事が確認された。