JP2022167851A - エマルジョン用樹脂組成物及びコーティング剤 - Google Patents
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Abstract
【課題】脂肪族ポリエステル系樹脂を含有しながらも、エマルジョン組成物の製造が容易になり、しかも、安定性に優れるエマルジョン組成物が得られるエマルジョン用樹脂組成物等を提供する。【解決手段】(A)脂肪族ポリエステル系樹脂、及び(B)エステル系可塑剤を含有するエマルジョン用樹脂組成物。【選択図】なし
Description
本発明は、生分解性樹脂を含有するエマルジョン用樹脂組成物に関する。詳細には、脂肪族ポリエステル系樹脂を含有するエマルジョン用樹脂組成物及びコーティング剤等に関する。
近年、環境負担の軽減要請を背景に、各種の生分解性樹脂に関する研究開発が進んでいる。なかでも、脱有機溶剤化を促進する観点から、生分解性樹脂を含有するエマルジョン用樹脂組成物が注目されている。
例えば、生分解性に優れるエマルジョン用樹脂組成物として、ポリ乳酸、ポリブチレンサクシネート等の脂肪族ポリエステル系樹脂を、ポリビニルアルコール等の分散剤を用いて乳化したエマルジョン組成物が提案されており、接着剤、塗料、コーティング剤等の様々な用途への展開が期待されている(特許文献1)。
しかし、脂肪族ポリエステル系樹脂を含有するエマルジョン用樹脂組成物は、押出機等を用いて製造することが困難な場合があり、得られたエマルジョン組成物の安定性が不十分な場合もあるため、未だ改善の余地がある。
また、所定の安定性を備えた該エマルジョン組成物を製造し得たとしても、コーティング剤等に求められる特性、例えば、造膜性やヒートシール性等が不十分な場合があり、実用性の観点から更なる改善が求められている。
本発明は、前記課題に鑑みなされたものであり、脂肪族ポリエステル系樹脂を含有しながらも、エマルジョン組成物の製造が容易であり、しかも、安定性に優れるエマルジョン組成物が得られるエマルジョン用樹脂組成物等を提供することを目的とする。
また、本発明は、造膜性やヒートシール性に優れるエマルジョン組成物が得られるエマルジョン用樹脂組成物等を提供することを他の目的とする。
本発明者等は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、意外にも、脂肪族ポリエステル系樹脂と共に、特定の可塑剤を配合することにより、エマルジョン組成物の製造が容易になり、エマルジョン組成物の安定性が高まることを見出し、本発明を完成した。
また、本発明者等は、かかる事情に鑑み鋭意研究を重ねた結果、意外にも、脂肪族ポリエステル系樹脂と共に、特定の可塑剤を配合することにより、造膜性やヒートシール性に優れるエマルジョン組成物が得られることを見出し、本発明を完成した。
本発明は、以下の[1]~[19]を提供する。
[1] (A)脂肪族ポリエステル系樹脂、及び(B)エステル系可塑剤を含有するエマルジョン用樹脂組成物。
[2] 前記(A)脂肪族ポリエステル系樹脂に対する前記(B)エステル系可塑剤の質量比〔(B)/(A)〕が、0.05~0.5である、[1]記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[3] 前記エマルジョン用樹脂組成物の190℃、2.16kgにおけるメルトフローレートが、8g/10分以上である、[1]又は[2]記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[4] 前記(B)エステル系可塑剤として、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤を含有する、[1]~[3]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[5] 更に、(C)分散剤を含有する、[1]~[4]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[6] 更に、水を含有する、水系のエマルジョン用樹脂組成物である、[1]~[5]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[7] [1]~[4]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物。
[8] [5]記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物。
[9] [6]記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物。
[10] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するコーティング剤。
[11] 被コーティング物が紙基材である、[10]記載のコーティング剤。
[12] 被コーティング物がプラスチック基材である、[10]記載のコーティング剤。
[13] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を用いてなる成形体。
[14] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を用いてなるフィルム。
[15] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する化粧料。
[16] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する農業用組成物。
[17] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する塗料。
[18] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するインク。
[19] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する粘着剤。
[1] (A)脂肪族ポリエステル系樹脂、及び(B)エステル系可塑剤を含有するエマルジョン用樹脂組成物。
[2] 前記(A)脂肪族ポリエステル系樹脂に対する前記(B)エステル系可塑剤の質量比〔(B)/(A)〕が、0.05~0.5である、[1]記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[3] 前記エマルジョン用樹脂組成物の190℃、2.16kgにおけるメルトフローレートが、8g/10分以上である、[1]又は[2]記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[4] 前記(B)エステル系可塑剤として、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤を含有する、[1]~[3]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[5] 更に、(C)分散剤を含有する、[1]~[4]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[6] 更に、水を含有する、水系のエマルジョン用樹脂組成物である、[1]~[5]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物。
[7] [1]~[4]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物。
[8] [5]記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物。
[9] [6]記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物。
[10] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するコーティング剤。
[11] 被コーティング物が紙基材である、[10]記載のコーティング剤。
[12] 被コーティング物がプラスチック基材である、[10]記載のコーティング剤。
[13] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を用いてなる成形体。
[14] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を用いてなるフィルム。
[15] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する化粧料。
[16] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する農業用組成物。
[17] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する塗料。
[18] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するインク。
[19] [1]~[6]のいずれかに記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する粘着剤。
本発明によれば、脂肪族ポリエステル系樹脂を含有しながらも、エマルジョン組成物の製造が容易になり、しかも、安定性に優れるエマルジョン組成物を得ることができるエマルジョン用樹脂組成物等を提供することができる。
また、本発明によれば、造膜性やヒートシール性に優れるエマルジョン組成物を得ることができるエマルジョン用樹脂組成物等を提供することができる。
以下、本発明の実施形態に基づいて本発明をより詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されない。
なお、本明細書において、「X~Y」(X,Yは任意の数字)と表現する場合、特にことわらない限り「X以上Y以下」の意と共に、「好ましくはXより大きい」又は「好ましくはYより小さい」の意も包含する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)又は「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」又は「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
更に、「X及び/又はY(X,Yは任意の構成)」とは、X及びYの少なくとも一方を意味し、Xのみ、Yのみ、X及びY、の3通りを意味する。
また、「X以上」(Xは任意の数字)又は「Y以下」(Yは任意の数字)と表現した場合、「Xより大きいことが好ましい」又は「Y未満であることが好ましい」旨の意図も包含する。
更に、「X及び/又はY(X,Yは任意の構成)」とは、X及びYの少なくとも一方を意味し、Xのみ、Yのみ、X及びY、の3通りを意味する。
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物は、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂、及び(B)エステル系可塑剤を含有するエマルジョン用樹脂組成物である。本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物としては、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂、及び(B)エステル系可塑剤を分散質として含有し、更に(C)分散剤、及び(D)分散媒を含有する水系のエマルジョン用樹脂組成物が好適である。
また、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物が好適である。かかるエマルジョン組成物は、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物を用いて、転相乳化法等の公知の製造方法によって得られるものである。
また、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物が好適である。かかるエマルジョン組成物は、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物を用いて、転相乳化法等の公知の製造方法によって得られるものである。
〔(A)脂肪族ポリエステル系樹脂〕
(A)成分は、脂肪族構造(脂環構造を含む)のモル比率が全体構造に対して最大比率となるポリエステル系樹脂であれば特に限定されず、例えば、脂肪族構造以外に、部分的に芳香族構造を有する脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂であってもよい。より具体的には、例えば、(A1)脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂;(A2)脂肪族オキシカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂;(A3)脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位、及び芳香族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂;及びそれらの混合物が挙げられる。これらのなかでも、(A1)脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂が好ましい。
(A)成分は、脂肪族構造(脂環構造を含む)のモル比率が全体構造に対して最大比率となるポリエステル系樹脂であれば特に限定されず、例えば、脂肪族構造以外に、部分的に芳香族構造を有する脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂であってもよい。より具体的には、例えば、(A1)脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂;(A2)脂肪族オキシカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂;(A3)脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位、及び芳香族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂;及びそれらの混合物が挙げられる。これらのなかでも、(A1)脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂が好ましい。
ここで、「単位」とは、脂肪族ポリエステル系樹脂の製造に用いた単量体成分に由来して脂肪族ポリエステル系樹脂中に含まれる構成単位を意味し、「主たる構成単位」とは、対象とする単量体成分に由来する構成単位を、脂肪族ポリエステル系樹脂の全構成単位中に50モル%以上含むことを意味する。この対象とする単量体に由来する構成単位の含有量は、好ましくは60モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80~100モル%である。例えば、脂肪族ジオールと脂肪族ジカルボン酸成分とを、脂肪族ポリエステル系樹脂の重合反応に用いる全単量体成分中に50モル%以上、好ましくは60モル%以上、より好ましくは70モル%以上、更に好ましくは80~100モル%含む原料を重合反応して製造されたものであることが好ましい。
[(A1)脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂]
(A1)成分は、例えば、下記式(1)で表される脂肪族ジオール単位及び下記式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂である。
(A1)成分は、例えば、下記式(1)で表される脂肪族ジオール単位及び下記式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂である。
-O-R11-O- (1)
[式(1)中、R11は、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の鎖状脂肪族炭化水素基を示し、共重合されている場合には1種に限定されない。]
[式(1)中、R11は、鎖中に酸素原子を有していてもよい2価の鎖状脂肪族炭化水素基を示し、共重合されている場合には1種に限定されない。]
-OC-R21-CO- (2)
[式(2)中、R21は、直接結合を示すか、2価の鎖状脂肪族炭化水素基を示し、共重合されている場合には1種に限定されない。]
[式(2)中、R21は、直接結合を示すか、2価の鎖状脂肪族炭化水素基を示し、共重合されている場合には1種に限定されない。]
式(1)のジオール単位を与える脂肪族ジオールとしては、特に限定されないが、例えば、炭素数2~10の脂肪族ジオールが好ましく、より好ましくは炭素数4~6の脂肪族ジオールである。具体的には、例えば、エチレングリコール、1,2-プロパンジオール、1,3-プロパンジオール、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、1,7-ヘプタンジオール、1,8-オクタンジオール、1,9-ノナンジオール、1,10-デカンジオール、ネオペンチルグリコール、ジエチレングリコール、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エーテルグリコール等が挙げられる。なかでも、1,4-ブタンジオールが好ましい。前記脂肪族ジオールは、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
式(2)の脂肪族ジカルボン酸単位を与える脂肪族ジカルボン酸成分は、脂肪族ジカルボン酸或いはそのアルキルエステル等の脂肪族ジカルボン酸誘導体であり、その脂肪族ジカルボン酸としては、特に限定されないが、例えば、炭素数2~40の脂肪族ジカルボン酸が好ましく、より好ましくは炭素数4~10の脂肪族ジカルボン酸である。具体的には、例えば、コハク酸、アジピン酸、スベリン酸、セバシン酸、ドデカン二酸等が挙げられる。なかでも、コハク酸、アジピン酸、セバシン酸が好ましく、コハク酸とアジピン酸がより好ましく、コハク酸が特に好ましい。前記の脂肪族ジカルボン酸成分は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(A1)成分の具体例としては、例えば、1,4-ブタンジオールとコハク酸を含む脂肪族ポリエステル系樹脂、1,4-ブタンジオール、アジピン酸、及びコハク酸を含む脂肪族ポリエステル系樹脂等が挙げられる。より具体的には、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペート等が挙げられる。これらのなかでも、ポリブチレンサクシネート、ポリブチレンサクシネートアジペートが好ましい。
脂肪族ジカルボン酸がコハク酸である場合、脂肪族ポリエステル系樹脂の全ジカルボン酸単位中のコハク酸由来の構成単位の割合は、通常50~100モル%、好ましくは80~100モル%、より好ましくは90~100モル%である。
また、脂肪族ジカルボン酸がコハク酸とアジピン酸である場合、脂肪族ポリエステル系樹脂の全ジカルボン酸単位中のコハク酸由来の構成単位の割合は、通常50~95モル%、好ましくは60~93モル%、より好ましくは70~90モル%であり、全ジカルボン酸単位中のアジピン酸由来の構成単位の割合は、通常5~50モル%、好ましくは7~40モル%、より好ましくは10~30モル%である。
(A1)成分は、以下の物性を有するものが好ましい。
(A1)成分の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは10,000以上、より好ましくは20,000以上、更に好ましくは50,000以上であり、また、好ましくは1,000,000以下、より好ましくは500,000以下、更に好ましくは400,000以下である。
なお、前記重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを標準物質として測定した値である。
なお、前記重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを標準物質として測定した値である。
(A1)成分のメルトフローレート(MFR)は、190℃、2.16kgで測定した場合、通常0.1g/10分以上であり、好ましくは0.5g/10分以上、より好ましくは1g/10分以上であり、また、通常1,000g/10分以下であり、好ましくは500g/10分以下、より好ましくは100g/10分以下、更に好ましくは50g/10分以下である。
(A1)成分の融点は、好ましくは70℃以上、より好ましくは75℃以上であり、また、好ましくは250℃以下、より好ましくは200℃以下、特に好ましくは150℃以下である。融点が複数存在する場合には、少なくとも1つの融点が前記範囲内にあることが好ましい。
また、本発明で用いる(A)脂肪族ポリエステル系樹脂の物性は、特段の記載がない場合、[(A1)脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂]の項に記載された前記物性と同様である。
[(A2)脂肪族オキシカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂]
(A2)成分の脂肪族オキシカルボン酸単位を与える脂肪族オキシカルボン酸成分の具体例としては、例えば、乳酸、グリコール酸、2-ヒドロキシ-n-酪酸、3-ヒドロキシ酪酸、4-ヒドロキシ酪酸、2-ヒドロキシカプロン酸、6-ヒドロキシカプロン酸、2-ヒドロキシ-3,3-ジメチル酪酸、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸、2-ヒドロキシイソカプロン酸、3-ヒドロキシ吉草酸、リンゴ酸、クエン酸等、又はこれらの低級アルキルエステル若しくは分子内エステル等が挙げられる。また、ε-カプロラクトン等のラクトン化合物も本発明において脂肪族オキシカルボン酸に包含される。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体又はラセミ体のいずれでもよく、形態としては固体、液体又は水溶液であってもよい。これらのなかでも、乳酸、グリコール酸、3-ヒドロキシ酪酸、4-ヒドロキシ酪酸、6-ヒドロキシカプロン酸、3-ヒドロキシ吉草酸が好ましい。これら脂肪族オキシカルボン酸は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(A2)成分の脂肪族オキシカルボン酸単位を与える脂肪族オキシカルボン酸成分の具体例としては、例えば、乳酸、グリコール酸、2-ヒドロキシ-n-酪酸、3-ヒドロキシ酪酸、4-ヒドロキシ酪酸、2-ヒドロキシカプロン酸、6-ヒドロキシカプロン酸、2-ヒドロキシ-3,3-ジメチル酪酸、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸、2-ヒドロキシイソカプロン酸、3-ヒドロキシ吉草酸、リンゴ酸、クエン酸等、又はこれらの低級アルキルエステル若しくは分子内エステル等が挙げられる。また、ε-カプロラクトン等のラクトン化合物も本発明において脂肪族オキシカルボン酸に包含される。これらに光学異性体が存在する場合には、D体、L体又はラセミ体のいずれでもよく、形態としては固体、液体又は水溶液であってもよい。これらのなかでも、乳酸、グリコール酸、3-ヒドロキシ酪酸、4-ヒドロキシ酪酸、6-ヒドロキシカプロン酸、3-ヒドロキシ吉草酸が好ましい。これら脂肪族オキシカルボン酸は、1種を単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
(A2)成分の具体例としては、例えば、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、ポリ3-ヒドロキシブチレート、ポリ4-ヒドロキシブチレート、ポリ(3-ヒドロキシブチレート-co-3-ヒドロキシバレエート)、ポリカプロラクトン等が挙げられる。
ポリ乳酸に含まれる乳酸の構成としては、モル比で、D-乳酸:L-乳酸=100:0~85:15、又は、0:100~15:85であることが好ましい。また、D-乳酸とL-乳酸との構成割合が異なった他のポリ乳酸をブレンドすることも可能である。D-乳酸のみ、又は、L-乳酸のみを構成単位とするポリ乳酸は結晶性樹脂となり、融点が高く、耐熱性、機械的物性に優れる傾向にある。
更には、ポリ乳酸は、前述のポリ乳酸と、他のオキシカルボン酸との共重合体であってもよく、また少量の鎖延長剤に由来する単位を含んでいてもよい。他のオキシカルボン酸としては、乳酸の光学異性体(L-乳酸に対してはD-乳酸、D-乳酸に対してはL-乳酸)、グリコール酸、3-ヒドロキシ酪酸、4-ヒドロキシ酪酸、2-ヒドロキシ-n-酪酸、2-ヒドロキシ-3,3-ジメチル酪酸、2-ヒドロキシ-3-メチル酪酸、2-メチル乳酸、2-ヒドロキシカプロン酸等の2官能脂肪族オキシカルボン酸類、及びカプロラクトン、ブチロラクトン、バレロラクトン等のラクトン類が挙げられる。このような他のオキシカルボン酸に由来する単位は、ポリ乳酸の全構成単位中15モル%未満で使用するのがよい。
(A2)成分の重量平均分子量(Mw)は、好ましくは60,000以上、より好ましくは80,000以上、特に好ましくは100,000以上であり、また、好ましくは700,000以下、より好ましくは400,000以下、特に好ましくは300,000以下である。
なお、前記重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを標準物質として測定した値である。
なお、前記重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを標準物質として測定した値である。
[(A3)脂肪族ジオール単位、脂肪族ジカルボン酸単位、及び芳香族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂]
(A3)成分は、例えば、前記式(1)で表される脂肪族ジオ-ル単位、前記式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸単位、及び、下記式(3)で表される芳香族ジカルボン酸単位を必須成分とするものである。更に前述のオキシカルボン酸単位を有していてもよい。
(A3)成分は、例えば、前記式(1)で表される脂肪族ジオ-ル単位、前記式(2)で表される脂肪族ジカルボン酸単位、及び、下記式(3)で表される芳香族ジカルボン酸単位を必須成分とするものである。更に前述のオキシカルボン酸単位を有していてもよい。
-OC-R31-CO- (3)
[式(3)中、R31は2価の芳香族炭化水素基を示し、共重合されている場合には1種に限定されない。]
[式(3)中、R31は2価の芳香族炭化水素基を示し、共重合されている場合には1種に限定されない。]
式(1)のジオール単位を与える脂肪族ジオール及び式(2)の脂肪族ジカルボン酸単位を与える脂肪族ジカルボン酸成分については、前記[(A1)脂肪族ジオール単位と脂肪族ジカルボン酸単位を主たる構成単位として有する脂肪族ポリエステル系樹脂]の説明で例示したものと同様であり、好ましいものも同様である。
式(3)の芳香族ジカルボン酸単位を与える芳香族ジカルボン酸成分としては、特に限定されないが、例えば、テレフタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸、ジフェニルジカルボン酸等が挙げられる。これらは酸無水物であってもよい。また、芳香族ジカルボン酸の誘導体として、これらの芳香族ジカルボン酸の低級アルキルエステル等が挙げられる。これらのなかでも、テレフタル酸、イソフタル酸、又はそれらの低級アルキル(例えば、炭素数1~4のアルキル)エステル誘導体が好ましい。これらは1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して使用してもよい。特にテレフタル酸及び/又はテレフタル酸のメチルエステルか、テレフタル酸及び/又はテレフタル酸のメチルエステルとイソフタル酸及び/又はイソフタル酸のメチルエステルとを含有する混合物が好ましい。
脂肪族芳香族ポリエステル系樹脂の具体例としては、ポリブチレンアルキレートテレフタレートが好ましく、ポリブチレンアジペートテレフタレート又はポリブチレンサクシネートテレフタレートがより好ましく、ポリブチレンアジペートテレフタレートが特に好ましい。
本発明において、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂は、1種のみを用いてもよく、2種以上を併用してもよい。例えば、ジオール単位やジカルボン酸単位の異なる脂肪族ポリエステル系樹脂の2種以上を混合して用いてもよい。
(A)成分の含有量は、特に制限されないが、エマルジョン用樹脂組成物全量(又はエマルジョン組成物全量)に対して、15質量%以上が好ましく、より好ましくは20質量%以上、更により好ましくは30質量%以上である。また、50質量%以下が好ましく、より好ましくは46質量%以下、更により好ましくは44質量%以下である。
〔(B)エステル系可塑剤〕
(B)成分は、分子内にエステル結合を有する可塑剤であり、通常用いられる公知一般のエステル系可塑剤を用いることができる。例えば、アジピン酸エステル系可塑剤、セバシン酸エステル系可塑剤、アゼライン酸エステル系可塑剤等の脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、グリコール酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、リシノール酸エステル系可塑剤、安息香酸エステル系可塑剤、酢酸エステル系可塑剤等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
(B)成分は、分子内にエステル結合を有する可塑剤であり、通常用いられる公知一般のエステル系可塑剤を用いることができる。例えば、アジピン酸エステル系可塑剤、セバシン酸エステル系可塑剤、アゼライン酸エステル系可塑剤等の脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤、フタル酸エステル系可塑剤、リン酸エステル系可塑剤、クエン酸エステル系可塑剤、グリコール酸エステル系可塑剤、トリメリット酸エステル系可塑剤、リシノール酸エステル系可塑剤、安息香酸エステル系可塑剤、酢酸エステル系可塑剤等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
アジピン酸エステル系可塑剤としては、例えば、アジピン酸ジメチル、アジピン酸ジブチル、アジピン酸ジオクチル、アジピン酸イソブチル、アジピン酸イソデシル、アジピン酸ジイソノニル、アジピン酸ジビニル、アジピン酸ジベンジル、アジピン酸と芳香族アルコール及び脂肪族アルコールとの混基エステル等が挙げられる。
アジピン酸と芳香族アルコール及び脂肪族アルコールとの混基エステルとしては、例えば、ベンジルアルキルジグリコールアジペート等が挙げられる。ベンジルアルキルジグリコールアジペートにおけるアルキル基は直鎖状又は分岐鎖状のいずれでもよく、当該アルキル基の炭素数は特に制限されないが、通常1~20程度である。これらのなかでも、直鎖状アルキル基が好ましく、より好ましくは炭素数1~8の直鎖状アルキル基、更により好ましくは炭素数1~4の直鎖状アルキル基である。より具体的には、例えば、ベンジルメチルジグリコールアジペート、ベンジルエチルジグリコールアジペート、ベンジルプロピルジグリコールアジペート、及びベンジルブチルジグリコールアジペート等が挙げられる。
セバシン酸エステル系可塑剤としては、例えば、セバシン酸ジメチル、セバシン酸ジブチル、セバシン酸ジ-2-エチルヘキシル、セバシン酸ジオクチル、セバシン酸ジイソオクチル等が挙げられる。
アゼライン酸エステル系可塑剤としては、例えば、アゼライン酸ジオクチル、アゼライン酸2-エチルヘキシル、アゼライン酸イソブチル、アゼライン酸イソデシル、アゼライン酸ジイソノニル、アゼライン酸ジヘキシル、アゼライン酸ジビニル、アゼライン酸ジベンジル等が挙げられる。
フタル酸エステル系可塑剤としては、例えば、フタル酸ジメチル、フタル酸ジエチル、フタル酸ジブチル、フタル酸ジへプチル、フタル酸ジオクチル、フタル酸ジイソオクチル、フタル酸ジ2-エチルへキシル、イソフタル酸ジ2-エチルヘキシル、フタル酸ジノニル、フタル酸ジイソノニル、フタル酸ジイソデシル、フタル酸ジトリデシル、フタル酸ジブチルペンチル、フタル酸ジシクロヘキシル、フタル酸ジウンデシル、フタル酸ジフェニル等が挙げられる。
リン酸エステル系可塑剤としては、例えば、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、リン酸トリブチル、リン酸トリ2-エチルヘキシル、リン酸2-エチルヘキシルジフェニル、リン酸トリフェニル、リン酸トリクレジル、リン酸ジフェニルエチル等が挙げられる。
クエン酸エステル系可塑剤としては、例えば、クエン酸トリエチル、アセチルクエン酸トリエチル、クエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリブチル、アセチルクエン酸トリ2-エチルヘキシル等が挙げられる。
グリコール酸エステル系可塑剤としては、例えば、トリアセチン、トリブチリン、エチルグリコール酸メチルフタリル、エチルグリコール酸エチルフタリル、ブチルグリコール酸ブチルフタリル等が挙げられる。
トリメリット酸エステル系可塑剤としては、例えば、トリメリット酸トリオクチル、トリメリット酸トリ2-エチルヘキシル、トリメリット酸ジイソオクチルモノイソデシル、トリメリット酸トリイソノニル等が挙げられる。
リシノール酸エステル系可塑剤としては、例えば、リシノール酸メチルアセチル、リシノール酸ブチルアセチル等が挙げられる。
安息香酸エステル系可塑剤としては、例えば、ジエチレングリコールジベンゾエート、ジプロピレングリコールジベンゾエート、トリエチレングリコールジベンゾエート、ポリエチレングリコールジベンゾエート等が挙げられる。
これら(B)成分のなかでも、エマルジョン組成物の安定性を高める観点から、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤が好ましく、より好ましくはアジピン酸エステル系可塑剤、更により好ましくはベンジルアルキルジグリコールアジペートである。
(B)成分の重量平均分子量(Mw)は、特に制限されないが、例えば、100以上が好ましく、より好ましくは200以上、更により好ましくは300以上である。また、2,000以下が好ましく、より好ましくは1,500以下、更により好ましくは1,000以下である。
なお、前記重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを標準物質として測定した値である。
なお、前記重量平均分子量(Mw)は、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)により、ポリスチレンを標準物質として測定した値である。
(A)成分に対する(B)成分の質量比〔(B)/(A)〕は、0.05~0.5であることが好ましく、より好ましくは0.07~0.5、更により好ましくは0.09~0.5、特に好ましくは0.1~0.4であり、0.15~0.3であってもよい。(B)成分の含有割合が少なすぎると、エマルジョン組成物の製造が困難になる傾向があり、また、得られるエマルジョン組成物の安定性が低くなる傾向がある。
また、(B)成分の含有量は、特に制限されないが、エマルジョン用樹脂組成物全量(又はエマルジョン組成物全量)に対して、1質量%以上が好ましく、より好ましくは2質量%以上、更により好ましくは3質量%以上、特に好ましくは5質量%以上である。また、40質量%以下が好ましく、より好ましくは30質量%以下、更により好ましくは20質量%以下、特に好ましくは15質量%以下である。
〔(C)分散剤〕
(C)分散剤としては、通常用いられる公知一般の分散剤を用いることができる。例えば、水溶性高分子、各種の界面活性剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
(C)分散剤としては、通常用いられる公知一般の分散剤を用いることができる。例えば、水溶性高分子、各種の界面活性剤等が挙げられる。これらは単独で用いてもよく、2種類以上を併用してもよい。
水溶性高分子としては、以下に制限されないが、例えば、ポリビニルアルコール系樹脂(以下、「PVA系樹脂」)、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、ヒドロキシブチルメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、カルボキシメチルセルロース、アミノメチルヒドロキシプロピルセルロース、アミノエチルヒドロキシプロピルセルロース等のセルロース誘導体類、デンプン、トラガント、ペクチン、グルー、アルギン酸又はその塩、ゼラチン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸又はその塩、ポリメタアクリル酸又はその塩、ポリアクリルアミド、ポリメタアクリルアミド、酢酸ビニルとマレイン酸、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、クロトン酸等の不飽和酸との共重合体、スチレンと前記不飽和酸との共重合体、ビニルエーテルと前記不飽和酸との共重合体及び前記共重合体の塩類等が挙げられる。
界面活性剤としては、例えば、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤等が挙げられる。具体的には、以下に制限されないが、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルノニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルモノエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル等が挙げられる。
これらのなかでも、エマルジョン組成物の安定性を高める観点から、PVA系樹脂が好適に用いられる。
界面活性剤としては、例えば、ノニオン界面活性剤、カチオン界面活性剤、アニオン界面活性剤等が挙げられる。具体的には、以下に制限されないが、例えば、ポリオキシエチレンノニルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンオクチルノニルエーテル、ポリオキシエチレンドデシルフェニルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルアリルエーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノラウレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノパルミテート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノオレエート、ポリオキシアルキレンアルキルエーテルリン酸エステルモノエタノールアミン塩、ポリオキシエチレンラウリルアミノエーテル、ポリオキシエチレンステアリルアミノエーテル等のポリオキシエチレンアルキルアミノエーテル等が挙げられる。
これらのなかでも、エマルジョン組成物の安定性を高める観点から、PVA系樹脂が好適に用いられる。
[PVA系樹脂]
本発明で用いられるPVA系樹脂としては、未変性PVA樹脂、変性PVA系樹脂が挙げられる。
本発明で用いられるPVA系樹脂としては、未変性PVA樹脂、変性PVA系樹脂が挙げられる。
未変性PVA樹脂は、ビニルエステル系化合物を重合して得られるビニルエステル系重合体をケン化することにより製造することができる。
かかるビニルエステル系化合物としては、例えば、ギ酸ビニル、酢酸ビニル、トリフルオロ酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、酪酸ビニル、カプリン酸ビニル、ラウリル酸ビニル、バーサティック酸ビニル、パルミチン酸ビニル、ステアリン酸ビニル等が挙げられるが、酢酸ビニルが好ましい。前記ビニルエステル系化合物は単独で用いても、2種以上を併用してもよい。
変性PVA系樹脂は、前記ビニルエステル系化合物と、ビニルエステル系化合物と共重合可能な不飽和単量体とを共重合させた後、ケン化することにより製造することができる。
前記ビニルエステル系化合物と共重合可能な不飽和単量体としては、例えば、エチレン、プロピレン、イソブチレン、α-オクテン、α-ドデセン、α-オクタデセン等のオレフィン類、3-ブテン-1-オール、4-ペンテン-1-オール、5-ヘキセン-1-オール等のヒドロキシ基含有α-オレフィン類及びそのアシル化物等の誘導体;アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、ウンデシレン酸等の不飽和酸類、その塩、モノエステル、あるいはジアルキルエステル;ジアセトンアクリルアミド、アクリルアミド、メタクリルアミド等のアミド類;エチレンスルホン酸、アリルスルホン酸、メタアリルスルホン酸等のオレフィンスルホン酸類あるいはその塩等が挙げられる。これらは単独でもしくは2種以上併せて用いることができる。
また、変性PVA系樹脂として、側鎖に一級水酸基を有するもので、例えば、側鎖の一級水酸基の数が、通常1~5個、好ましくは1~2個、特に好ましくは1個であるものが挙げられる。更には、変性PVA系樹脂として、一級水酸基以外にも二級水酸基を有することが好ましい。かかる変性PVA系樹脂としては、例えば、側鎖にヒドロキシアルキル基を有するPVA系樹脂、側鎖に1,2-ジオール構造単位を有するPVA系樹脂等が挙げられる。
PVA系樹脂の平均ケン化度は、70モル%以上であることが好ましく、より好ましくは75~99モル%、更により好ましくは78~95モル%、特に好ましくは82~90モル%である。かかる平均ケン化度が小さすぎると、エマルジョン用樹脂組成物を用いて得られるフィルムの耐水性が低下する傾向がある。
特に、PVA系樹脂として、未変性PVA樹脂を用いる場合には、その平均ケン化度は、75モル%以上であることが好ましく、より好ましくは78~95モル%、更により好ましくは82~90モル%である。かかる平均ケン化度が小さすぎると、エマルジョン用樹脂組成物を用いて得られるフィルムの耐水性が低下する傾向がある。
また、PVA系樹脂として、変性PVA系樹脂を用いる場合には、その平均ケン化度は、72モル%以上であることが好ましく、より好ましくは75~99モル%、更により好ましくは80~95モル%である。かかる平均ケン化度が小さすぎると、エマルジョン用樹脂組成物を用いて得られるフィルムの耐水性が低下する傾向がある。
前記の平均ケン化度は、JIS K 6726 3.5に準拠して測定される。
また、PVA系樹脂の20℃における4質量%水溶液粘度は10~70mPa・sであることが好ましく、より好ましくは15~45mPa・s、更により好ましくは20~40mPa・sである。かかる粘度が小さすぎると、エマルジョン組成物の安定性が低下する傾向がある。
PVA系樹脂として、未変性PVA樹脂を用いる場合には、未変性PVA樹脂の20℃における4質量%水溶液粘度は、5~50mPa・sであることが好ましく、より好ましくは13~45mPa・s、更により好ましくは17~40mPa・sである。かかる粘度が小さすぎると、エマルジョン組成物の安定性が低下する傾向がある。
また、PVA系樹脂として、変性PVA系樹脂を用いる場合には、変性PVA系樹脂の20℃における4質量%水溶液粘度は、5~50mPa・sであることが好ましく、より好ましくは13~40mPa・s、更により好ましくは17~30mPa・sである。かかる粘度が小さすぎると、エマルジョン組成物の安定性が低下する傾向がある。
前記4質量%水溶液粘度は、JIS K 6726 3.11.2に準じて測定される。
PVA系樹脂の平均重合度としては、50~5,000であることが好ましく、より好ましくは150~4,000であり、更により好ましくは300~3,000である。 なお、平均重合度は、JIS K 6726に記載の平均重合度の算出方法にしたがって求めることができる。
本発明において、前記PVA系樹脂はそれぞれ単独で用いることができ、また未変性PVA樹脂同士を併用すること、変性PVA系樹脂同士を併用すること、未変性PVA樹脂と変性PVA系樹脂を併用すること、更に、平均ケン化度、粘度、変性種、変性量等が異なる2種以上を併用すること等もできる。
(A)及び(B)成分の合計含有量に対する(C)分散剤の含有量の質量比〔(C)/[(A)+(B)]〕は、特に制限されないが、0.05~0.2が好ましく、より好ましくは0.06~0.18、更により好ましくは0.07~0.15、特に好ましくは0.08~0.12である。かかる範囲を外れると、エマルジョン組成物の安定性が低下する傾向がある。
また、(C)成分の含有量は、特に制限されないが、エマルジョン用樹脂組成物全量(又はエマルジョン組成物全量)に対して、0.1質量%以上が好ましく、より好ましくは0.5質量%以上、更により好ましくは1質量%以上、特に好ましくは3質量%以上である。また、20質量%以下が好ましく、より好ましくは15質量%以下、更により好ましくは12質量%以下、特に好ましくは10質量%以下である。かかる範囲を外れると、エマルジョン組成物の安定性が低下する傾向がある。
〔(D)分散媒〕
(D)分散媒は、通常、エマルジョン組成物の安定性に影響を与えない物質・濃度範囲においては、水溶性成分ならば特に限定されず、それらを含む水溶液なら何でもよく、水のみ、多糖類水溶液、セルロース(CNF)水溶液等が挙げられ、少量ならば水溶性の有機溶媒を併用してもよい。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、アセトン等が挙げられる。これらのなかでも分散媒としては水が最も好ましい。
(D)分散媒は、通常、エマルジョン組成物の安定性に影響を与えない物質・濃度範囲においては、水溶性成分ならば特に限定されず、それらを含む水溶液なら何でもよく、水のみ、多糖類水溶液、セルロース(CNF)水溶液等が挙げられ、少量ならば水溶性の有機溶媒を併用してもよい。有機溶媒としては、例えば、メタノール、エタノール、アセトン等が挙げられる。これらのなかでも分散媒としては水が最も好ましい。
(D)成分の含有量は、特に制限されないが、エマルジョン用樹脂組成物全量(又はエマルジョン組成物全量)に対して、25質量%以上が好ましく、より好ましくは35質量%以上、更により好ましくは40質量%以上である。また、80質量%以下が好ましく、より好ましくは70質量%以下、更により好ましくは60質量%以下である。
また、水と有機溶媒を併用した分散媒とする場合、当該分散媒全量に対する水の含有割合は60質量%以上が好ましく、より好ましくは70質量%以上、更により好ましくは90質量%以上である。これらのなかでも、水のみを分散媒するのが最も好ましい。
(D)成分の含有量に対する(A)成分及び(B)成分の合計含有量の質量比〔[(A)及び(B)]/(D)〕は、特に制限されないが、0.7~1.3であることが好ましく、より好ましくは0.8~1.25、更により好ましくは0.9~1.2である。
〔その他の成分〕
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物には、前記各成分以外に、その他の成分として、エマルジョン用樹脂組成物に常用されている成分を、本発明の効果を損なわない範囲(例えば、10質量%以下)で含有させることができる。かかる成分としては、特に制限されないが、例えば、防腐剤、防カビ剤、抗菌剤、熱可塑性樹脂、各種安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防錆剤、硬化剤、充填剤等が挙げられる。
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物には、前記各成分以外に、その他の成分として、エマルジョン用樹脂組成物に常用されている成分を、本発明の効果を損なわない範囲(例えば、10質量%以下)で含有させることができる。かかる成分としては、特に制限されないが、例えば、防腐剤、防カビ剤、抗菌剤、熱可塑性樹脂、各種安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、酸化防止剤、帯電防止剤、防錆剤、硬化剤、充填剤等が挙げられる。
〔エマルジョン用樹脂組成物及びエマルジョン組成物の製造方法〕
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物及びエマルジョン組成物の製造方法は、転相乳化法等の当該分野において公知の製造方法を採用することができる。例えば、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂と、(B)エステル系可塑剤を含有する組成物を溶融混練する工程と、溶融混練された前記組成物に対して、(C)分散剤、及び(D)分散媒とを添加して混合する転相乳化工程により製造される。
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物及びエマルジョン組成物の製造方法は、転相乳化法等の当該分野において公知の製造方法を採用することができる。例えば、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂と、(B)エステル系可塑剤を含有する組成物を溶融混練する工程と、溶融混練された前記組成物に対して、(C)分散剤、及び(D)分散媒とを添加して混合する転相乳化工程により製造される。
(A)脂肪族ポリエステル系樹脂と(B)エステル系可塑剤を溶融混練する工程により得られた組成物の融点は、特に制限されないが、例えば、110℃以下が好ましく、より好ましくは108℃以下、更により好ましくは105℃以下である。かかる融点が前記範囲内であると、分散媒と混合する転相乳化工程において、エマルジョン組成物の製造が容易になる傾向があり、また、得られるエマルジョン組成物の安定性が高くなる傾向がある。なお、前記融点の下限値は特に制限されないが、例えば、70℃程度である。
(A)脂肪族ポリエステル系樹脂と、(B)エステル系可塑剤を溶融混練する工程により得られた組成物のメルトフローレート(MFR)は、190℃、2.16kgで測定した場合、8g/10分以上が好ましく、より好ましくは9g/10分以上、更により好ましくは10g/10分以上である。また、50g/10分以下が好ましく、より好ましくは45g/10分以下、更により好ましくは42g/10分以下、特に好ましくは40g/10分以下である。かかるメルトフローレートが前記範囲内であると、エマルジョン組成物の安定性が高くなる傾向がある。
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン組成物の製造方法は、具体的には、混練機に、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂と(B)エステル系可塑剤を投入し、必要ならば、任意に溶剤等を投入し、加熱条件下において溶融混練し、これにPVA系樹脂等の(C)分散剤、水等の(D)分散媒を投入し、これらの成分を混合・転相乳化する方法により製造される。加熱温度は、通常、40~250℃、好ましくは60~200℃、より好ましくは60~160℃、更により好ましくは80~150℃で行う。加熱時間は、通常、10~1,800秒間、好ましくは10~600秒間、より好ましくは20~180秒間である。
前記混練機としては、例えば、押出機、ホモジナイザー(高圧)、ロールミル、ニーダー、インクロール、バンバリーミキサー等が挙げられる。これらのなかでも、生産性の観点から、押出機が好ましく、二軸押出機等のように二本以上のスクリューを有する多軸押出機が特に好ましい。
押出機を用いて製造する場合は、例えば、(A)脂肪族ポリエチレン系樹脂と(B)エステル系可塑剤を押出機のホッパー又は、別系統の供給口より連続的に供給して加熱条件下において溶融混練し、PVA系樹脂等の(C)分散剤及び水等の(D)分散媒を押出機に設けられた他の供給口より添加し、混錬分散して転相乳化した後、ダイから連続的に押出すことにより、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン組成物を得ることができる。
また、例えば、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂と(B)エステル系可塑剤とを押出機等を用いて加熱条件下において溶融混練して得られたペレットを用い、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン組成物を得ることもできる。具体的には、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂及び(B)エステル系可塑剤を含有する組成物のペレットを押出機のホッパーより連続的に供給して加熱条件下において溶融混練し、PVA系樹脂等の(C)分散剤及び水等の(D)分散媒を同押出機に設けられた他の供給口より添加し、混練分散して転相乳化した後、ダイから連続的に押出すことにより、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン組成物を得ることができる。
〔エマルジョン用樹脂組成物及びエマルジョン組成物〕
前記のようにして得られた本実施形態のエマルジョン用樹脂組成物は、水系のエマルジョン用樹脂組成物であり、水系のエマルジョン用樹脂組成物から得られるエマルジョン組成物が好適である。水系のエマルジョン組成物とは、粒子状物質が水系溶媒中で分散してエマルジョン化したものであり、具体的には、分散質が実質的に溶解しない若しくは分散質の溶解度が著しく低い水及び/又は有機溶媒等の水性液体を分散媒(即ち、連続相)とするエマルジョン系である。本実施形態のエマルジョン組成物においては、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂と(B)エステル系可塑剤の混合組成物が分散質であり、これらが水系溶媒中に分散した水系のエマルジョン組成物である。
前記のようにして得られた本実施形態のエマルジョン用樹脂組成物は、水系のエマルジョン用樹脂組成物であり、水系のエマルジョン用樹脂組成物から得られるエマルジョン組成物が好適である。水系のエマルジョン組成物とは、粒子状物質が水系溶媒中で分散してエマルジョン化したものであり、具体的には、分散質が実質的に溶解しない若しくは分散質の溶解度が著しく低い水及び/又は有機溶媒等の水性液体を分散媒(即ち、連続相)とするエマルジョン系である。本実施形態のエマルジョン組成物においては、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂と(B)エステル系可塑剤の混合組成物が分散質であり、これらが水系溶媒中に分散した水系のエマルジョン組成物である。
前記のようにして得られた本実施形態のエマルジョン組成物は、安定性に優れるものである。エマルジョン組成物の安定性は、例えば、後記の実施例に記載の方法により評価することができる。例えば、後記の実施例に記載の方法により測定される沈降率が、10%以下が好ましく、より好ましくは8%以下、更により好ましくは6%以下、特に好ましく3%以下である。
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン組成物における分散質の分散粒子径は、10μm以下であり、5μm以下が好ましく、より好ましくは2.5μm以下、更により好ましく2μm以下である。また、下限値は通常0.01μm程度である。
なお、当該分散粒子径は、体積基準で積算粒子径分布の値が50%に相当するメジアン径(d50)であり、例えば、レーザー回折粒子径測定装置(例えば、品番LA-950V2、堀場製作所社製)で測定することができる。
なお、当該分散粒子径は、体積基準で積算粒子径分布の値が50%に相当するメジアン径(d50)であり、例えば、レーザー回折粒子径測定装置(例えば、品番LA-950V2、堀場製作所社製)で測定することができる。
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物は、更に生分解性を向上させる観点から、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂、(B)エステル系可塑剤、と共に、(C)分散剤として生分解性を有する成分を用いるのが好ましく、なかでも、(C)分散剤としてPVA系樹脂を用いることがより好ましい。
〔用途〕
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物は、以下に制限されないが、公知の成形方法により得られる、前記エマルジョン用樹脂組成物を用いて成形された成形体(フィルム等)の形態として用いることができる。
また、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物は、例えば、接着剤、粘着剤、これらの改質剤、コーティング剤、ヒートシール剤、塗料、塗料用プライマー、インク、バインダー等として、紙、フィルム、シート、構造材料、建築材料、自動車部品、電気・電子製品、包装材料、衣料、医薬品、化粧料(シャンプー、リンス、乳液、ローション、香水等)、農業用組成物(農薬乳剤等)、健康食品、食品等に使用することができる。なかでも、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物を含有する化粧料、農業用組成物、塗料、インク、又は接着剤が好適である。
また、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物は、ヒートシール性や造膜性等に優れる観点から、被コーティング物(コーティングの対象物)のコーティング剤として好適に用いられる。前記エマルジョン用樹脂組成物を含有するコーティング剤の当該ヒートシール性及び造膜性は、例えば、後記の実施例に記載の方法により評価することができる。
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物は、以下に制限されないが、公知の成形方法により得られる、前記エマルジョン用樹脂組成物を用いて成形された成形体(フィルム等)の形態として用いることができる。
また、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物は、例えば、接着剤、粘着剤、これらの改質剤、コーティング剤、ヒートシール剤、塗料、塗料用プライマー、インク、バインダー等として、紙、フィルム、シート、構造材料、建築材料、自動車部品、電気・電子製品、包装材料、衣料、医薬品、化粧料(シャンプー、リンス、乳液、ローション、香水等)、農業用組成物(農薬乳剤等)、健康食品、食品等に使用することができる。なかでも、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物を含有する化粧料、農業用組成物、塗料、インク、又は接着剤が好適である。
また、本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物は、ヒートシール性や造膜性等に優れる観点から、被コーティング物(コーティングの対象物)のコーティング剤として好適に用いられる。前記エマルジョン用樹脂組成物を含有するコーティング剤の当該ヒートシール性及び造膜性は、例えば、後記の実施例に記載の方法により評価することができる。
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物によりコーティングされる被コーティング物は、特に制限されないが、例えば、紙基材が好ましく、当該紙基材としては、感熱記録紙、離型紙、剥離紙、インクジェット紙、カーボン紙、ノンカーボン紙、紙コップ用原紙、耐油紙、マニラボール、白ボール、ライナー等の板紙、一般上質紙、中質紙、グラビア用紙等の印刷用紙、上・中・下級紙、新聞用紙等が挙げられる。例えば、紙基材からなる層と、前記紙基材にコーティングされてなるエマルジョン用樹脂組成物からなる層とを含む積層体も好適である。
また、被コーティング物は、プラスチック基材であることが好ましく、当該プラスチック基材としては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)樹脂、ポリプロピレン(PP)樹脂〔二軸延伸ポリプロピレン(OPP)、無軸延伸ポリプロピレン(CPP)〕、ナイロン樹脂、各種生分解性樹脂、ポリエチレン(PE)樹脂〔低密度ポリエチレン(LDPE)、高密度ポリエチレン(HDPE)〕等が挙げられる。例えば、プラスチック基材からなる層と、前記プラスチック基材にコーティングされてなるエマルジョン用樹脂組成物からなる層とを含む積層体も好適である。
本発明の実施形態の一例に係るエマルジョン用樹脂組成物を用いたコーティング方法としては、特に制限されないが、例えば、ロールコーティング法、ディップコーティング法、バーコーティング法、ノズルコーティング法、ダイコーティング法、スプレーコーティング法、スピンコーティング法、カーテンコーティング法、フローコーティング法等が挙げられる。
以下、実施例により本発明を更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り以下の実施例に限定されるものではない。なお、例中、「部」、「%」とあるのは、質量基準を意味する。
(A)成分、(B)成分、及び(C)成分として、以下のものを用意した。
<(A)成分>
・(a1)ポリブチレンサクシネートアジペート〔PTT MCC Biochem社製の「BiOPBS(FD92PM)」、メルトフローレート(MFR)4g/10分(190℃、2.16kg)、融点86℃〕
<(B)成分>
・(b1)混基二塩基酸エステル〔大八化学工業社製の「DAIFATTY-101(アジピン酸エステル含有化合物)」、アジピン酸エステルの重量平均分子量338〕
<(C)成分>
・(c1)PVA系樹脂〔未変性PVA樹脂、平均重合度1,700、ケン化度87~89%、20℃における4質量%粘度20.5~24.5mPa・s〕
<(A)成分>
・(a1)ポリブチレンサクシネートアジペート〔PTT MCC Biochem社製の「BiOPBS(FD92PM)」、メルトフローレート(MFR)4g/10分(190℃、2.16kg)、融点86℃〕
<(B)成分>
・(b1)混基二塩基酸エステル〔大八化学工業社製の「DAIFATTY-101(アジピン酸エステル含有化合物)」、アジピン酸エステルの重量平均分子量338〕
<(C)成分>
・(c1)PVA系樹脂〔未変性PVA樹脂、平均重合度1,700、ケン化度87~89%、20℃における4質量%粘度20.5~24.5mPa・s〕
[実施例1]
ポリブチレンサクシネートアジペート(a1)、及びエステル系可塑剤として混基二塩基酸エステル(b1)を80:20(a1:b1)の質量割合で、二軸押出機〔品番KZW15TW-60MG、テクノベル社製、L/D=60〕のホッパーより連続的に供給し、140℃条件下で溶融混練して組成物を調製し、融点86℃、メルトフローレート(190℃、2.16kg)が31g/10分の当該組成物を得た。次に同押出機に設けられた供給口より、分散剤としてPVA系樹脂(c1)及び分散媒として水を連続的に供給しながら、加熱温度(シリンダー温度)90~105℃、加熱時間180秒間の条件下にて連続的に押出し(スクリュー回転数:300rpm)、後記表1に記載の質量比からなるエマルジョン組成物を得た。
当該エマルジョン組成物における分散粒子径(メジアン径)を、レーザー回折粒子径測定装置(品番LA-950V2、堀場製作所社製)にて測定したところ、1.6μmであった。
ポリブチレンサクシネートアジペート(a1)、及びエステル系可塑剤として混基二塩基酸エステル(b1)を80:20(a1:b1)の質量割合で、二軸押出機〔品番KZW15TW-60MG、テクノベル社製、L/D=60〕のホッパーより連続的に供給し、140℃条件下で溶融混練して組成物を調製し、融点86℃、メルトフローレート(190℃、2.16kg)が31g/10分の当該組成物を得た。次に同押出機に設けられた供給口より、分散剤としてPVA系樹脂(c1)及び分散媒として水を連続的に供給しながら、加熱温度(シリンダー温度)90~105℃、加熱時間180秒間の条件下にて連続的に押出し(スクリュー回転数:300rpm)、後記表1に記載の質量比からなるエマルジョン組成物を得た。
当該エマルジョン組成物における分散粒子径(メジアン径)を、レーザー回折粒子径測定装置(品番LA-950V2、堀場製作所社製)にて測定したところ、1.6μmであった。
[実施例2]
ポリブチレンサクシネートアジペート(a1)、混基二塩基酸エステル(b1)を85:15(a1:b1)の質量割合で二軸押出機により、140℃条件下で溶融混練して組成物〔当該組成物の融点:86℃、メルトフローレート(190℃、2.16kg):19g/10分〕を調製した以外は実施例1と同様にして、後記表1に記載の質量比からなるエマルジョン組成物を得た。
当該エマルジョン組成物における分散粒子径(メジアン径)は1.9μmであった。
ポリブチレンサクシネートアジペート(a1)、混基二塩基酸エステル(b1)を85:15(a1:b1)の質量割合で二軸押出機により、140℃条件下で溶融混練して組成物〔当該組成物の融点:86℃、メルトフローレート(190℃、2.16kg):19g/10分〕を調製した以外は実施例1と同様にして、後記表1に記載の質量比からなるエマルジョン組成物を得た。
当該エマルジョン組成物における分散粒子径(メジアン径)は1.9μmであった。
[実施例3]
ポリブチレンサクシネートアジペート(a1)、混基二塩基酸エステル(b1)を90:10(a1:b1)の質量割合で二軸押出機により、140℃条件下で溶融混練して組成物〔当該組成物の融点:86℃、メルトフローレート(190℃、2.16kg):13g/10分〕を調製した以外は実施例1と同様にして、後記表1に記載の質量比からなるエマルジョン組成物を得た。
当該エマルジョン組成物における分散粒子径(メジアン径)は2.2μmであった。
ポリブチレンサクシネートアジペート(a1)、混基二塩基酸エステル(b1)を90:10(a1:b1)の質量割合で二軸押出機により、140℃条件下で溶融混練して組成物〔当該組成物の融点:86℃、メルトフローレート(190℃、2.16kg):13g/10分〕を調製した以外は実施例1と同様にして、後記表1に記載の質量比からなるエマルジョン組成物を得た。
当該エマルジョン組成物における分散粒子径(メジアン径)は2.2μmであった。
[比較例1]
ポリブチレンサクシネートアジペート(a1)を二軸押出機〔品番KZW15TW-60MG、テクノベル社製、L/D=60〕のホッパーより連続的に供給し、同押出機に設けられた供給口より分散剤としてPVA系樹脂(c1)及び分散媒として水を連続的に供給しながら、加熱温度(シリンダー温度)90~105℃にて連続的に押出し(スクリュー回転数:300rpm)、後記表1に記載の質量比からなるエマルジョン組成物を得た。 当該エマルジョン組成物における分散粒子径(メジアン径)は2.4μmであった。
ポリブチレンサクシネートアジペート(a1)を二軸押出機〔品番KZW15TW-60MG、テクノベル社製、L/D=60〕のホッパーより連続的に供給し、同押出機に設けられた供給口より分散剤としてPVA系樹脂(c1)及び分散媒として水を連続的に供給しながら、加熱温度(シリンダー温度)90~105℃にて連続的に押出し(スクリュー回転数:300rpm)、後記表1に記載の質量比からなるエマルジョン組成物を得た。 当該エマルジョン組成物における分散粒子径(メジアン径)は2.4μmであった。
前記実施例1~3、比較例1のエマルジョン組成物について、下記に示すエマルジョン性能の評価を実施した。まず、エマルジョン組成物の安定性を評価するために、沈降率の評価を実施した。また、エマルジョン組成物のコーティング性能を評価するために、造膜性の評価、及びコーティング層のヒートシール性の評価を行った。その結果を後記表1に示す。
[エマルジョン組成物の安定性試験(沈降率)]
得られたエマルジョン組成物を沈降管(底面積9.62cm2、高さ7.8cm)に入れ、50℃条件下に4週間静置した後、その分離層の体積を目視にて評価した。その際、沈降管の目盛りの読み値(分離層の高さ)に基づいて算出される沈降率を算出した。沈降率は下記式に基づいて算出する。
[式]沈降率=分離層の高さ(cm)/エマルジョン組成物全量の高さ(cm)×100
得られたエマルジョン組成物を沈降管(底面積9.62cm2、高さ7.8cm)に入れ、50℃条件下に4週間静置した後、その分離層の体積を目視にて評価した。その際、沈降管の目盛りの読み値(分離層の高さ)に基づいて算出される沈降率を算出した。沈降率は下記式に基づいて算出する。
[式]沈降率=分離層の高さ(cm)/エマルジョン組成物全量の高さ(cm)×100
[造膜性試験]
得られたエマルジョン組成物を、テフロン(登録商標)シート上にクリアランス100μmのアプリケーターを用いて塗工した後、80℃で10分間乾燥し、造膜するか否かを確認すると共に、テフロンシート上にエマルジョン組成物を造膜できた場合は、形成された塗膜の上からセロハン粘着テープ(CT-18S、ニチバン社製)を貼り付けた後に同テープを剥がして塗膜を剥離することにより、造膜性を評価した。評価基準は下記のとおりである。
(評価基準)
〇・・・造膜する。剥離の際にひび割れが発生しない。
△・・・造膜する。剥離の際にひび割れが発生する。
×・・・造膜しない。
得られたエマルジョン組成物を、テフロン(登録商標)シート上にクリアランス100μmのアプリケーターを用いて塗工した後、80℃で10分間乾燥し、造膜するか否かを確認すると共に、テフロンシート上にエマルジョン組成物を造膜できた場合は、形成された塗膜の上からセロハン粘着テープ(CT-18S、ニチバン社製)を貼り付けた後に同テープを剥がして塗膜を剥離することにより、造膜性を評価した。評価基準は下記のとおりである。
(評価基準)
〇・・・造膜する。剥離の際にひび割れが発生しない。
△・・・造膜する。剥離の際にひび割れが発生する。
×・・・造膜しない。
[ヒートシール性試験]
得られたエマルジョン組成物を坪量60g/m2のコピー用紙上にバーコーダーで塗布し、140℃で5分間乾燥した。得られた塗工紙を長さ15cm、幅15mmの短冊状に切り出し、塗工面同士を重ね合わせ、140℃、1.25kg/cm2の圧力、2秒間の条件にてヒートシールを行って試験片(コーティング紙)を得た。この試験片を使用し、引張試験機(島津製作所社製、AG-IS)を用いて、引張速度100mm/minの条件にて180°剥離試験を行い、以下の基準にて評価した。
(評価基準)
〇・・・試験片のヒートシール部が剥離しない。
×・・・試験片のヒートシール部が剥離する。
得られたエマルジョン組成物を坪量60g/m2のコピー用紙上にバーコーダーで塗布し、140℃で5分間乾燥した。得られた塗工紙を長さ15cm、幅15mmの短冊状に切り出し、塗工面同士を重ね合わせ、140℃、1.25kg/cm2の圧力、2秒間の条件にてヒートシールを行って試験片(コーティング紙)を得た。この試験片を使用し、引張試験機(島津製作所社製、AG-IS)を用いて、引張速度100mm/minの条件にて180°剥離試験を行い、以下の基準にて評価した。
(評価基準)
〇・・・試験片のヒートシール部が剥離しない。
×・・・試験片のヒートシール部が剥離する。
表1に示すとおり、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂を含有するエマルジョン組成物であって、更に(B)エステル系可塑剤を含有する実施例1~3は、沈降率が低く、エマルジョン組成物の安定性に優れるものであるのに対し、(B)エステル系可塑剤を含有しない比較例1は、実施例に比較して沈降率が高く、エマルジョン組成物の安定性に劣るものであることが分かる。
また、表1に示すとおり、(A)脂肪族ポリエステル系樹脂を含有するエマルジョン組成物であって、更に(B)エステル系可塑剤を含有する実施例1~3は、コーティング性能(造膜性及びヒートシール性)に優れるものであるのに対し、(B)エステル系可塑剤を含有しない比較例1は、実施例に比較してコーティング性能(造膜性)に劣るものであることが分かる。
本発明のエマルジョン用樹脂組成物及びエマルジョン組成物は、特に、各種のコーティング剤として有用であり、例えば、紙基材のコーティング剤、プラスチック基材のコーティング剤等として有用である。
Claims (19)
- (A)脂肪族ポリエステル系樹脂、及び(B)エステル系可塑剤を含有するエマルジョン用樹脂組成物。
- 前記(A)脂肪族ポリエステル系樹脂に対する前記(B)エステル系可塑剤の質量比〔(B)/(A)〕が、0.05~0.5である、請求項1記載のエマルジョン用樹脂組成物。
- 前記エマルジョン用樹脂組成物の190℃、2.16kgにおけるメルトフローレートが、8g/10分以上である、請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物。
- 前記(B)エステル系可塑剤として、脂肪族二塩基酸エステル系可塑剤を含有する、請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物。
- 更に、(C)分散剤を含有する、請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物。
- 更に、水を含有する、水系のエマルジョン用樹脂組成物である、請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物。
- 請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物。
- 請求項5記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物。
- 請求項6記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するエマルジョン組成物。
- 請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するコーティング剤。
- 被コーティング物が紙基材である、請求項10記載のコーティング剤。
- 被コーティング物がプラスチック基材である、請求項10記載のコーティング剤。
- 請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物を用いてなる成形体。
- 請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物を用いてなるフィルム。
- 請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する化粧料。
- 請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する農業用組成物。
- 請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する塗料。
- 請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有するインク。
- 請求項1又は2記載のエマルジョン用樹脂組成物を含有する粘着剤。
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JP2021072836 | 2021-04-22 | ||
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JP2022070293A Pending JP2022167851A (ja) | 2021-04-22 | 2022-04-21 | エマルジョン用樹脂組成物及びコーティング剤 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2023190059A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 積水化成品工業株式会社 | ポリブチレンサクシネートアジペート樹脂粒子水分散体、その製造方法、および、ポリブチレンサクシネートアジペート樹脂粒子 |
-
2022
- 2022-04-21 JP JP2022070293A patent/JP2022167851A/ja active Pending
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WO2023190059A1 (ja) * | 2022-03-28 | 2023-10-05 | 積水化成品工業株式会社 | ポリブチレンサクシネートアジペート樹脂粒子水分散体、その製造方法、および、ポリブチレンサクシネートアジペート樹脂粒子 |
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