JP6973166B2 - 接着性樹脂組成物、接着層及びそれを用いた積層体 - Google Patents
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このようなことから、内容物適性の拡大のために、接着性樹脂組成物の耐油性を向上させることが求められる。
なお、本発明において、「〜」を用いてその前後に数値又は物性値を挟んで表現する場合、その前後の値を含むものとして用いることとする。
本発明の接着性樹脂組成物は、ポリアルキレンエーテルグリコールセグメントの含有率が58〜73質量%である飽和ポリエステル系熱可塑性エラストマーを、ラジカル発生剤の存在下、不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体により変性処理して得られる変性ポリエステル系エラストマー(A)25〜65質量%と、酢酸ビニル含量が15〜50質量%であるエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)35〜75質量%とを合計で100質量%含むことを特徴とする。
本発明における変性とは、ポリアルキレンエーテルグリコールセグメントを含有する飽和ポリエステル系熱可塑性エラストマーの不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体によるグラフト変性、末端変性及びエステル交換反応による変性、分解反応による変性等をいう。具体的に、不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体が結合している部位としては、末端官能基やアルキル鎖部分が考えられ、特に末端カルボン酸、末端水酸基及びポリアルキレンエーテルグリコールセグメントのエーテル結合に対してα位やβ位の炭素原子が挙げられる。特に、ポリアルキレンエーテルグリコールセグメントのエーテル結合に対してα位の炭素原子に多く結合しているものと推定される。
i)炭素原子数2〜12の脂肪族及び/又は脂環式ジオールと、
ii)芳香族ジカルボン酸及び/又は脂環式ジカルボン酸或いはこれらのアルキルエステルと、
iii)数平均分子量が400〜6000のポリアルキレンエーテルグリコール
とを原料とし、エステル化反応又はエステル交換反応により得られたオリゴマーを重縮合させて得ることができる。
芳香族ジカルボン酸及び/又は脂環式ジカルボンのアルキルエステルを用いる場合は、上記のジカルボン酸のジメチルエステルやジエチルエステル等が用いられる。好ましいものは、ジメチルテレフタレート及び2,6−ジメチルナフタレートである。
不飽和結合を有する化合物とは、不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体以外の炭素−炭素多重結合を有する化合物のことをいい、具体的には、スチレン、メチルスチレン、エチルスチレン、イソプロピルスチレン、フェニルスチレン、o−クロロメチルスチレン等のビニル芳香族単量体等が挙げられる。これらの配合により、変性効率の向上が期待できる。
A1786/(Ast×r)
[ただし、A1786は、変性ポリエステル系エラストマー(A)の厚さ20μmのフィルムについて測定された、1786cm−1のピーク強度であり、Astは、標準試料(ポリアルキレンエーテルグリコールセグメントの含有量が65質量%である飽和ポリエステル系熱可塑性エラストマー)の厚さ20μmのフィルムについて測定された、基準波数のピーク強度であり、rは、変性ポリエステル系エラストマー(A)中のポリエステルセグメントのモル分率を、上記標準試料中のポリエステルセグメントのモル分率で除した値である。]
すなわち、厚さ20μmのフィルム状の試料を100℃で15時間減圧乾燥して未反応物を除去し、赤外吸収スペクトルを測定する。得られたスペクトラムから、1786cm−1に現れる酸無水物由来のカルボニル基の伸縮振動による吸収ピーク(1750〜1820cm−1の範囲にある該吸収帯の両側の山裾を結んだ接線をベースラインとする)のピーク高さを算出して「ピーク強度A1786」とする。
一方、標準試料(ポリアルキレンエーテルグリコールセグメントの含有量が65質量%である飽和ポリエステル系熱可塑性エラストマー)の厚さ20μmのフィルムについて、同様に赤外線吸収スペクトルを測定する。得られたスペクトラムから、基準波数のピーク、例えばベンゼン環を含む芳香族ポリエステル系熱可塑性エラストマーの場合は、872cm−1に現れるベンゼン環のC−Hの面外変角による吸収ピーク(850〜900cm−1の範囲にある該吸収帯の両側の山裾を結んだ接線をベースラインとする)のピーク高さを算出して「ピーク強度Ast」とする。なお、この基準波数のピークについては、変性による影響を受けず、かつ、その近傍に重なり合うような吸収ピークのないものから選択すればよい。
これらの両ピーク強度から、前記式に従って赤外吸収スペクトル法による変性量を算出する。その際、rとしては、変性量を求める変性ポリエステル系エラストマー(A)中のポリエステルセグメントのモル分率を、上記標準試料中のポリエステルセグメントのモル分率で除した値を使用する。また、各試料のポリエステルセグメントのモル分率mrは、ポリエステルセグメント及びポリアルキレンエーテルグリコールセグメントの重量分率(W1及びW2)と両セグメントを構成する単量体単位の分子量(e1及びe2)とから、次式によって求める。
mr=(W1/e1)/[(W1/e1)+(W2/e2)]
本発明で用いるエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)は、公知のエチレン・酢酸ビニル共重合体であって、酢酸ビニル含量が15〜50質量%であることが必要であり、エチレン・酢酸ビニル共重合体(B)の酢酸ビニル含量は好ましくは20〜45質量%、さらに好ましくは25〜43質量%である。酢酸ビニル含量が上記範囲未満では、変性ポリエステル系エラストマー(A)との親和性が乏しく、接着性樹脂組成物としての機械的強度が低下する。すなわち、スチレン系樹脂層やエチレン・ビニルアルコール共重合体層との接着強度が良好であっても、接着層自体の強度が低いために、接着層の凝集破壊となり、良好な接着強度が得られない。酢酸ビニル含量が上記範囲を超えるとエチレン・酢酸ビニル共重合体としての結晶性が低下するため、耐熱性および耐油性も低下し、好ましくない。
本発明の接着性樹脂組成物を構成する変性ポリエステル系エラストマー(A)とエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)の配合割合は、これらの合計100質量%に対して変性ポリエステル系エラストマー(A)が25〜65質量%であることが必要であり、好ましくは30〜60質量%、より好ましくは35〜55質量%である。変性ポリエステル系エラストマー(A)が上記範囲未満では接着強度に乏しく、上記範囲を超えると流動性が高すぎるため、共押出成形時に均一な膜厚を得られにくく、また吸湿しやすくなるため、成形時に発泡し、良好な品質の積層体が得られにくく、成形性が乏しくなる。
本発明の接着性樹脂組成物には、変性ポリエステル系エラストマー(A)及びエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)以外にも本発明の目的・効果を損なわない範囲で、目的に応じて任意の成分を配合することができる。具体的には、変性ポリエステル系エラストマー(A)及びエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)以外の樹脂成分や、ゴム成分、タルク、炭酸カルシウム、マイカ、ガラス繊維等のフィラー、パラフィンオイル等の可塑剤、酸化防止剤、熱安定剤、光安定剤、紫外線吸収剤、中和剤、滑剤、防曇剤、アンチブロッキング剤、スリップ剤、架橋剤、架橋助剤、着色剤、難燃剤、分散剤、帯電防止剤、防菌剤、蛍光増白剤等の各種添加物を添加することができる。中でも、フェノール系、ホスファイト系、チオエーテル系、芳香族アミン系等の各種酸化防止剤の少なくとも一種を添加することが好ましい。
本発明の接着性樹脂組成物は、変性ポリエステル系エラストマー(A)、エチレン・酢酸ビニル共重合体(B)、及び必要に応じて用いられるその他の付加的成分を、種々公知の手法、例えばタンブラーブレンダー、Vブレンダー、リボンブレンダー、ヘンシェルミキサー等を用いて混合し、混合後、単軸押出機、二軸押出機、バンバリーミキサー、ニーダー等で溶融混練し、造粒あるいは粉砕する手法により製造することができる。
本発明の接着性樹脂組成物は、食品、添加物等の規格基準(昭和34年厚生省告示第370号)の蒸発残留物試験法のヘプタン溶出試験における蒸発残留物が400μg/ml以下であることが好ましい。
ヘプタン溶出試験における蒸発残留物は耐油性の指標であり、ヘプタン溶出試験における蒸発残留物が400μg/ml以下であれば耐油性に優れ、幅広い種類の内容物の包装に用いることができる。
なお、ヘプタン溶出試験の具体的な方法は、後掲の実施例の項に記載する通りである。
本発明の接着性樹脂組成物は積層体の接着層を構成する接着性樹脂組成物として有用であり、その場合、本発明の接着性樹脂組成物からなる接着層と接する層として、スチレン系樹脂、EVOH、ポリアミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、アクリル系樹脂およびポリカーボネート樹脂などの熱可塑性樹脂が用いられる。具体的には、エチレン含量が15〜60モル%であるEVOH;ポリエチレンテレフタレート(PET)、共重合PET、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリシクロヘキシレンテレフタレート等のポリエステル系樹脂(PES系樹脂);6−ナイロン、6,6−ナイロン、6−6、6−ナイロン、12−ナイロン、キシリレン基含有ポリアミド樹脂等のポリアミド系樹脂(PA系樹脂);ポリプロピレン系樹脂、ポリエチレン系樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・アクリル酸共重合体、エチレン・アクリル酸エステル共重合体、4−メチル−1−ペンテン樹脂等のポリオレフィン系樹脂(PO系樹脂);一般用ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、スチレン・メタクリル酸共重合体等のスチレン系樹脂(PS系樹脂);ポリアクリロニトリル、ポリメチルメタクリレート、アクリロニトリル・メチルアクリレート・ブタジエン共重合体等のアクリル系樹脂;およびポリカーボネート樹脂(PC系樹脂);さらに、前記樹脂と板状フィラー等の充填材との混合物等の材料が挙げられる。
本発明の積層体を製造する方法としては、従来より公知の種々手法を採用することができる。例えば、押出機で溶融させた、個々の溶融樹脂を多層ダイスに供給し、ダイスの中で積層する共押出手法によるインフレーションフィルム、Tダイフィルム、シート、パイプや、溶融した個々の樹脂を同一金型内にタイムラグを付けインジェクションする、共インジェクション成形等が挙げられる。
<変性ポリエステル系エラストマー(A)の構成材料>
飽和ポリエステル系熱可塑性エラストマーA−1:
ポリブチレンテレフタレートをハードセグメントとし、数平均分子量2000のポリテトラメチレンエーテルグリコールをソフトセグメントとするポリエステルポリエーテルブロック共重合体であって、該共重合体中のポリテトラメチレンエーテルグリコールセグメントの含有量が72質量%の飽和ポリエステル系熱可塑性エラストマー
不飽和カルボン酸B−1:和光純薬工業株式会社製「無水マレイン酸(試薬特級)」
ラジカル発生剤C−1:日油株式会社製「ナイパーBW」(ベンゾイルパーオキサイド)
飽和ポリエステル系熱可塑性エラストマーA−1:100質量部、不飽和カルボン酸B−1:0.5質量部、ラジカル発生剤C−1:0.13質量部を、株式会社日本製鋼所製TEX−30型混練機(径30mm、温度190〜220℃)中で溶融混練した後、ペレタイザ―を通してペレット化し、変性ポリエステル系エラストマー(A)を得た。
変性ポリエステル系エラストマー(A)物性評価は以下に示す方法で行った。
得られたペレットについて、JIS K7210に準拠して、温度230℃、荷重2.16kgの条件でMFRを測定した。
得られたペレットをプレス成形(230℃)により、厚さ20μmのフィルム状に成形したサンプルを使用し、FT−IR装置(JASCO FT/IR610、日本分光株式会社製)にて、本文記載の手順に従い、赤外吸収スペクトル法による変性量を算出した。なお、標準試料中のポリエステルセグメントのモル分率は0.15、Astは0.144であった。
MFR(230℃,2.16kg):34g/10分
変性量:0.28
エチレン・酢酸ビニル共重合体(B)としては以下のものを用いた。
B−1:三井・デュポンポリケミカル社製「エバフレックス EV270」
酢酸ビニル含量:28質量%
MFR(190℃,2.16kg,JIS K7210):1g/10分
B−2:日本ポリエチレン社製「ノバテックEVA LV430」
酢酸ビニル含量:15質量%
MFR(190℃,2.16kg,JIS K7210):1g/10分
B−3:三井・デュポンポリケミカル社製「エバフレックス EV40LX」
酢酸ビニル含量:41質量%
MFR(190℃,2.16kg,JIS K7210):2g/10分:
比較のためのポリエチレンとして、以下の低密度ポリエチレンを用いた。
E−1:日本ポリエチレン社製「ノバテックLD LF280H」
酢酸ビニル含量:0質量%
MFR(190℃,2.16kg,JIS K7210):0.7g/10分
変性ポリエステル系エラストマー(A)を45質量%、エチレン・酢酸ビニル共重合体(B−1)を55質量%配合し、タンブラーブレンド後、二軸スクリュ押出機(温度200℃、吐出量10kg/時間、回転数300rpm)で溶融混練させ、これをダイよりストランド状に押出し、カッティングして接着性樹脂組成物を作製し、以下の接着性評価および耐油性評価を行った。
結果を表1に示す。
得られた接着性樹脂組成物を用い、Tダイ成形機を用いて、耐衝撃性ポリスチレン/接着性樹脂組成物/EVOH/接着性樹脂組成物/直鎖状低密度ポリエチレンの4種5層積層フィルムを成形した。成形温度230℃、ラインスピード20m/minで各層の厚さ30/10/20/10/30μmの層構成で、総厚み100μmのフィルムを得た。耐衝撃性ポリスチレン層にはPSジャパン社製「HT478」、EVOH層にはクラレ社製の「EVAL F101B」(エチレン含量:32モル%)、直鎖状低密度ポリエチレン層には日本ポリエチレン社製の「ノバテックC6 SF8402」を用いた。
得られた積層フィルムを15mm幅の短冊状に切出し、耐衝撃ポリスチレン層の1層と接着性樹脂組成物/EVOH/接着性樹脂組成物/直鎖状低密度ポリエチレンの4層との間の接着強度を、T型剥離試験により剥離速度300mm/分で測定した。剥離強度が3N/15mm以上あれば十分な接着強度であり、包装材として用いることができる。
食品、添加物等の規格基準(昭和34年厚生省告示第370号)の蒸発残留物試験法のヘプタン溶出試験を参考に、下記の通り行った。
接着性樹脂組成物をプレス成形(温度200℃,加圧50kgf/cm2、2分間)し、厚さ0.5mmのシートを作製した。そのシートをヘプタンとともにフラスコに入れ、25℃で1時間浸漬させ、可溶性分を浸出させた。その後、試験溶液をナス型フラスコに250ml移し、減圧濃縮して数mlとした。その濃縮液およびそのフラスコをヘプタン約5mlずつで2回洗った洗液を、あらかじめ105℃で乾燥した重量既知の耐熱ガラス製の蒸発皿に採り、水浴上で蒸発乾固した。次いで、105℃で2時間乾燥した後、デシケータ―中で放冷した。その後、秤量し、蒸発皿の前後の重量差を求め、次式により蒸発残留物の量を求めた。
蒸発残留物(μg/ml)=(a−b)×1000/試験溶液の採取量(ml)
上記式において、aは蒸発皿の前後の重量差(mg)であり、bは試験溶液と同量のヘプタンについて得た空試験値(mg)である。
ヘプタン溶出試験における蒸発残留物が200μg/ml以下であれば、耐油性に優れるため、包装材として、内容物適性を広くすることができる。
なお、耐油性評価は接着強度が3N/15mm以上の高い接着強度を発現したものに対してのみ行った。
配合を表1に示す通り変更した以外は、実施例1と同様にして接着性樹脂組成物を作製し、接着性評価および耐油性評価を行った。
なお、比較例3および4は接着強度が3N/15mm以下であり、不十分であったため耐油性試験は行わなかった。
結果を表1に示す。
変性ポリエステル系エラストマー(A)単品についてそのまま接着性評価を試みたが、積層フィルムを成形できなかった。
エチレン・酢酸ビニル共重合体(B−1)単品についてそのまま接着性評価を行った。結果を表1に示す。
従来技術の粘着付与剤配合品を以下の通り調製し、接着性評価および耐油性評価を行い、結果を表1に示した。
直鎖状エチレン・1−ブテン共重合体(密度0.920g/cm3、MFR2g/10分(190℃,2.16kg))100質量部、およびマレイン酸無水物1質量部、t−ブチルパーオキシベンゾエート(日本油脂社製、パーブチルD)0.04質量部を、スーパーミキサーで1分間混合した後、二軸押出機(径30mm、L/D42)を用いて、混練温度230℃、スクリュ回転数300rpm、吐出量15kg/時間の条件で溶融混練し、これをダイよりストランド状に押出し、カッティングすることにより変性エチレン系重合体を得た。
このエチレン系重合体20質量部、直鎖状エチレン・オクテン共重合体(密度0.870g/cm3、MFR1g/10分(190℃、2.16kg))60質量部、粘着付与剤として荒川化学工業社製「アルコン P−115」20質量部を、スーパーミキサーで1分間混合した後、二軸押出機(径30mm、L/D42)を用いて、混練温度230℃、スクリュ回転数300rpm、吐出量15kg/時間の条件で溶融混練させ、これをダイよりストランド状に押出し、カッティングすることにより従来技術の粘着付与剤配合品を得た。
Claims (5)
- ポリアルキレンエーテルグリコールセグメントの含有率が58〜73質量%である飽和ポリエステル系熱可塑性エラストマーを、ラジカル発生剤の存在下、不飽和カルボン酸及び/又はその誘導体により変性処理して得られる変性ポリエステル系エラストマー(A)と、酢酸ビニル含量が15〜50質量%であるエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)とを含み、変性ポリエステル系エラストマー(A)とエチレン・酢酸ビニル共重合体(B)との合計100質量%における変性ポリエステル系エラストマー(A)の割合が25〜65質量%で、エチレン・酢酸ビニル共重合体(B)の割合が35〜75質量%である接着性樹脂組成物であって、
食品、添加物等の規格基準(昭和34年厚生省告示第370号)の蒸発残留物試験法のヘプタン溶出試験における蒸発残留物が400μg/ml以下である接着性樹脂組成物。 - 粘着付与剤を含有しないことを特徴とする請求項1に記載の接着性樹脂組成物。
- 請求項1又は2に記載の接着性樹脂組成物よりなる接着層。
- 請求項3に記載の接着層を含む積層体。
- 前記接着層の一方の面に接する層がスチレン系樹脂層であり、他方の面に接する層がエチレン・ビニルアルコール共重合体層である、請求項4に記載の積層体。
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