JP7208973B2 - 水性接着剤組成物およびその作製方法 - Google Patents
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Description
本出願は、2017年8月8日に出願されたイタリア特許出願第102017000091909号の利益を主張する。
開示されているアクリルエマルションは、任意の既知の重合技術によって、例えば、乳化重合によって、形成することができる。例えば、モノマー混合物は、界面活性剤と一緒に水性媒体全体に分散され、それにより水性モノマーエマルションを形成し得る。界面活性剤は、乳化剤として作用し、疎水性である不飽和モノマーの液滴を、水性媒体全体に形成することを可能にする。次いで、開始剤が水性モノマーエマルション中に導入される。開始剤は、不飽和モノマーの全てまたは実質的に全てが重合するまで、水性媒体全体に分散した不飽和モノマーと反応する。モノマー混合物がアクリル系モノマーを含む場合、最終結果は、水性媒体中のアクリルコポリマー粒子の分散液を含むアクリルエマルションであり、ポリマー粒子は、モノマー混合物中の特定のモノマーに各々誘導される構成単位を含む。本明細書で使用される場合、「コポリマー」とは、2つ以上の異なるタイプのモノマーが同じポリマー鎖で結合されているポリマーを指す(例えば、ターポリマー、クォーターポリマーなどを含む)。
いくつかの実施形態では、架橋剤(B)は、脂肪族イソシアネートを含む。本明細書で使用されるとき、「脂肪族イソシアネート」は、他の脂肪族基に結合することができる脂肪族ラジカルに結合したイソシアネートラジカル、脂環式ラジカル、または芳香環(ラジカル)を含有する。「脂環式ポリイソシアネート」は、化学鎖が環構造を有する脂肪族イソシアネートのサブセットである。いくつかの実施形態では、架橋剤(B)は、親水性脂肪族イソシアネートを含む。
いくつかの実施形態では、シラン化合物(C)は、オルガノシランである。このような化合物は、2つの注目すべき要素:(1)ポリマーマトリックスと相互作用する非加水分解性有機部分、および(2)無機基材間の結合を提供できる加水分解性基を有する。二重の反応性を考えると、オルガノシランは、金属などの無機基材とポリマーの間のブリッジとして機能することができる。積層構造体の基材の1つにアルミニウム箔が含まれる場合、シラン化合物(C)を架橋剤(B)に組み込むと、アクリル接着剤(A)とアルミニウム箔基材の間に共有結合が形成されると考えられる。同時に、架橋剤(B)の存在は、架橋を介して接着剤系の硬度を改善する。
いくつかの実施形態では、水性アクリル接着剤組成物中のアクリルエマルション(A)と、架橋剤(B)およびシラン化合物(C)の総重量との重量による混合比、すなわち、(A):((B)+(C))は、100:1~100:10、または100:2~100:8、または100:3~100:5、または100:4である。
これより、例示的な実施例(「IE」)および比較例(集合的に「CE」)を考察することによって、本開示をさらに詳細に説明する。しかしながら、本開示の範囲は、当然ながら、実施例に限定されない。
IE1は、次のように調製される:約480グラムのCR-3(96%w/w)が、窒素雰囲気下で、オーバーヘッドスターラおよび温度計を備えた1リットルの反応器に充填される。反応器の内容物を50℃の水浴で加熱し、撹拌し続ける。次いで、20グラムの3-グリシドキシプロピルトリメトキシシラン(4%w/w)を反応器に添加する。混合物を、均質になるまで撹拌したままにする。得られた混合物は、CR-3および3-グリシドキシプロピルトリメトキシシランの組み合わせである。
IE2は、次のように調製される:約480グラムのCR-3(96%w/w)が、窒素雰囲気下で、オーバーヘッドスターラおよび温度計を備えた1リットルの反応器に充填される。反応器の内容物を50℃の水浴で加熱し、撹拌し続ける。次いで、20グラムの3-(トリエトキシシリル)プロピルイソシアネート(4%w/w)を反応器に加える。混合物を、均質になるまで撹拌したままにする。得られた混合物は、CR-3および3-(トリエトキシシリル)プロピルイソシアネートの組み合わせである。
IE2は、次のように調製される:約450グラムのCR-3(90%w/w)が、窒素雰囲気下で、オーバーヘッドスターラおよび温度計を備えた1リットルの反応器に充填される。反応器の内容物を50℃の水浴で加熱し、撹拌し続ける。次いで、50グラムの3-(トリエトキシシリル)プロピルイソシアネート(10%w/w)を反応器に加える。混合物を、均質になるまで撹拌したままにする。得られた混合物は、CR-3および3-(トリエトキシシリル)プロピルイソシアネートの組み合わせである。
IE1、IE2、およびIE3の各々は、表2および/または表3に示される混合比(重量による)でROBOND(商標)L-350と混合され、実施例の積層構造に使用される水性アクリル接着剤組成物を形成する。比較例CE1およびCE2は、表2および表3に明示される混合比(重量による)でのCR-3およびROBOND(商標)L-350の混合物である接着剤組成物を含む。比較例は、シラン化合物を含有しない。
試験は、ポリエステル(「PET」)//アルミニウム箔(「ALU」)//ポリエチレン(「PE」)層およびPET//ALU//キャストポリプロピレン(「CPP」)層を含む積層構造で実施される。性能試験は、Nordmeccanicaから市販されているLABO COMBI(商標)400ラミネーターを使用して実行される。ラミネーターの条件は次のとおりである:室温の接着温度(~25℃)、ニップ温度60℃、機械速度30m/分、乾燥温度75-85-95℃、適用接着剤固形分45重量%、コーティング重量2~5g/m2。CPPフィルムを含む積層構造体の場合、CPPフィルムは、コロナ処理されている。
(A)水性媒体中に分散されたアクリルコポリマー粒子を含むアクリルエマルションと、
(B)親水性脂肪族イソシアネートを含む架橋剤と、
(C)架橋剤(B)に組み込まれたシラン化合物と、を含む、水性アクリル接着剤組成物。
水性媒体中に分散されたアクリルコポリマー粒子を含むアクリルエマルション(A)を提供することと、
親水性脂肪族イソシアネートを含む架橋剤(B)を提供することと、
シラン化合物(C)を架橋剤に組み込むことと、
アクリルエマルション(A)を、シラン化合物(C)が内部に組み込まれた架橋剤(B)と混合し、それにより、水性アクリル接着剤組成物を形成することと、を含む、方法。
水性アクリル接着剤組成物を提供することと、
水性媒体中に分散されたアクリルコポリマー粒子を含むアクリルエマルション(A)を提供することと、
親水性脂肪族イソシアネートを含む架橋剤(B)を提供することと、
シラン化合物(C)を架橋剤に組み込むことと、
アクリルエマルション(A)を、シラン化合物(C)が内部に組み込まれた架橋剤(B)と混合し、それにより、水性アクリル接着剤組成物を形成することと、
第1の基材の表面上に水性アクリル粘着剤組成物を適用することと、
第1の基材の表面上の水性アクリル粘着剤組成物を第2の基材の表面と接触させることと、
水性アクリル接着剤組成物を硬化させて、それにより積層構造体を形成することと、を含む、方法。
本願は以下の態様にも関する。
(1) 水性アクリル接着剤組成物であって、
(A)水性媒体中に分散されたアクリルコポリマー粒子を含むアクリルエマルションと、
(B)親水性脂肪族イソシアネートを含む架橋剤と、
(C)前記架橋剤(B)に組み込まれたシラン化合物と、を含む、水性アクリル接着剤組成物。
(2) 前記シラン化合物(C)が、前記架橋剤(B)および前記シラン化合物(C)の総重量の4~10重量%を占める、前記(1)に記載の水性アクリル接着剤組成物。
(3) 前記シラン化合物(C)が、有機ケイ素である、前記(1)に記載の水性アクリル接着剤組成物。
(4) 前記シラン化合物(C)が、(3-グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシラン,3-(トリエトキシシリル)プロピルイソシアネート、およびその組み合わせからなる群から選択される、前記(1)に記載の水性アクリル接着剤組成物。
(5) 前記シラン化合物(C)が、(3-グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシランである、前記(1)に記載の水性アクリル接着剤組成物。
(6) 前記シラン化合物(C)が、3-(トリエトキシシリル)プロピルイソシアネートである、前記(1)に記載の水性アクリル接着剤組成物。
(7) 前記アクリルエマルション(A)と、前記架橋剤(B)および前記シラン化合物(C)との重量比が、100:1~100:10である、前記(1)に記載の水性アクリル接着剤組成物。
(8) 可撓性食品包装物品における使用に好適な水性アクリル接着剤組成物を調製するための方法であって、
水性媒体中に分散されたアクリルコポリマー粒子を含むアクリルエマルション(A)を提供することと、
親水性脂肪族イソシアネートを含む架橋剤(B)を提供することと、
シラン化合物(C)を前記架橋剤に組み込むことと、
前記アクリルエマルション(A)と、前記シラン化合物(C)が内部に組み込まれた前記架橋剤(B)と、を混合し、それにより、前記水性アクリル接着剤組成物を形成することと、を含む、方法。
(9) 可撓性食品包装物品における使用に好適な積層構造体を調製するための方法であって、
水性アクリル接着剤組成物を提供することと、
水性媒体中に分散されたアクリルコポリマー粒子を含むアクリルエマルション(A)を提供することと、
親水性脂肪族イソシアネートを含む架橋剤(B)を提供することと、
シラン化合物(C)を前記架橋剤に組み込むことと、
前記アクリルエマルション(A)を、前記シラン化合物(C)が内部に組み込まれた前記架橋剤(B)と混合し、それにより、水性アクリル接着剤組成物を形成することと、
第1の基材の表面上に前記水性アクリル粘着剤組成物を適用することと、
前記第1の基材の前記表面上の前記水性アクリル粘着剤組成物を第2の基材の表面と接触させることと、
前記水性アクリル接着剤組成物を硬化させ、それにより、前記積層構造体を形成することと、を含む、方法。
Claims (8)
- 水性アクリル接着剤組成物であって、
(A) 水性媒体中に分散されたアクリルコポリマー粒子を含むアクリルエマルションと、
(B) 親水性脂肪族イソシアネートを含む架橋剤と、
(C) 前記架橋剤(B)に結合したシラン化合物と、を含み、
前記シラン化合物(C)が、前記架橋剤(B)および前記シラン化合物(C)の総重量の4~10重量%を占める、水性アクリル接着剤組成物。 - 前記シラン化合物(C)が、有機ケイ素である、請求項1に記載の水性アクリル接着剤組成物。
- 前記シラン化合物(C)が、(3-グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシラン,3-(トリエトキシシリル)プロピルイソシアネート、およびその組み合わせからなる群から選択される、請求項1に記載の水性アクリル接着剤組成物。
- 前記シラン化合物(C)が、(3-グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシランである、請求項1に記載の水性アクリル接着剤組成物。
- 前記シラン化合物(C)が、3-(トリエトキシシリル)プロピルイソシアネートである、請求項1に記載の水性アクリル接着剤組成物。
- 前記アクリルエマルション(A)と、前記架橋剤(B)および前記シラン化合物(C)との重量比が、100:1~100:10である、請求項1に記載の水性アクリル接着剤組成物。
- 可撓性食品包装物品における使用に好適な水性アクリル接着剤組成物を調製するための方法であって、
水性媒体中に分散されたアクリルコポリマー粒子を含むアクリルエマルション(A)を提供することと、
親水性脂肪族イソシアネートを含む架橋剤(B)を提供することと、
シラン化合物(C)を前記架橋剤に組み込むことと、
前記アクリルエマルション(A)と、前記シラン化合物(C)が内部に結合した前記架橋剤(B)と、を混合し、それにより、前記水性アクリル接着剤組成物を形成することと、を含む、方法。 - 可撓性食品包装物品における使用に好適な積層構造体を調製するための方法であって、
水性アクリル接着剤組成物を提供することと、
水性媒体中に分散されたアクリルコポリマー粒子を含むアクリルエマルション(A)を提供することと、
親水性脂肪族イソシアネートを含む架橋剤(B)を提供することと、
シラン化合物(C)を前記架橋剤に組み込むことと、
前記アクリルエマルション(A)を、前記シラン化合物(C)が内部に結合した前記架橋剤(B)と混合し、それにより、水性アクリル接着剤組成物を形成することと、
第1の基材の表面上に前記水性アクリル粘着剤組成物を適用することと、
前記第1の基材の前記表面上の前記水性アクリル粘着剤組成物を第2の基材の表面と
接触させることと、
前記水性アクリル接着剤組成物を硬化させ、それにより、前記積層構造体を形成することと、を含む、方法。
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