JPS5845236A - 合成樹脂フイルム複合用水性エマルジヨンコ−テイング剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、機械安定性、特に希釈時の機械安定性に優れ
、極性や小さい合成樹脂フィルムに対する接着力を著し
く向上させた共重合体水性エマにジ冒ンを主成分とする
合成樹脂フィルム複合用エマルシヨンコーティング剤に
関する。

近年、合成樹脂フィルムは多くの用途に使用されている
。そして、フィルム用途の拡大に伴い要求される性能も
多岐にわたっている。また、合成樹脂フィルムを他のフ
ィルムや紙、アルミ箔などの基材とラミネートしたり、
フィルムにガス遮断性コーティング剤などを塗布したり
した複合フィルムも多く使用されている。

しかしながら、合成樹脂フィルム、特にボリオレフィン
フィルムは、極性が小さく接着性に乏しいので複合フィ
ルム用基材として種々の問題があった。

そのため、ポリオレアインフィルムなどの合成Ｗ脂フィ
ルムに強く接着するラミネート用接層剤や、合成樹脂フ
ィルムにガス遮断性コーティング剤を強く接着させるた
めのアンカーコーティング剤の開発が望まれており、し
かもこの両方の性能を兼ね備え、かつ毒性の問題や火災
の危険性、溶剤回収などの点から水性エマルジョン型の
合成樹脂フィルム複合用コーティング剤の出現がつよく
要求されていた。

かかるコーティング剤は、グラビアロールコータ−やエ
ヤーナイフコーターなどを用いてフィルム上に塗工され
ることが多いが、その場合塗布置を０．１〜Ｉ９／ｍ２
と極めて少量にしなければならないので、固形分も１０
重量％前後まで希釈して用いている。従って希釈された
状態でシエヤーがかけられることになる。合成樹脂水性
エマルジョンは、通常合成樹脂粒子が乳化剤によって保
護されて水中に安定に分散しているものであるが、エマ
ルジョンを水で希釈すると合成樹脂粒子を保護している
乳化剤も希釈されてしまうので合成樹脂粒子が不安定と
なり、機械安定性が着しく低下する。そのため、かかる
コーティング剤には特に希釈時の機械安定性にすぐれて
いることが要求される。

また、従来のエマルジョンコーティング剤は含有してい
る乳化剤が親水性のため、極性の小さい合成樹脂フィル
ムに対する接着性が小さいことおよび耐水性が小さいこ
とが問題になっており、このような性質を向上させるこ
ともつよく要求される。

しかしながら、未だこのような性能を兼備する合成樹脂
フィルム複合用水性エマルジョンコーティング剤はなか
った。

本発明者らは、このような問題を解決すべく研究を重ね
た結果、本発明を完成し、問題をことごとく解決した。

すなわち本発明は、官能基を有しないエチレン性不飽和
単量体８０〜９９．９重量％と、官能基を有するエチレ
ン性不飽和単量体０．１〜２０ｊｌｉ［Ｊｉｔ％からな
る混合単量体１００重量部を、共重合性不飽和基および
親水性基を有する共重合性乳化剤０．１〜１０重量部と
ともに水性媒体中で乳化重合させてえられる共重合体水
性エマルジョンを主成分とする合成樹脂フィルム複合用
水性エマルジョンコーティング剤である。

また、共重合体水性エマルジョンに接着促進触媒を加え
た合成樹脂フィルム複合用水性エマルジョンコーティン
グ剤は、特に耐水接着力に優れている。

本発明の合成樹脂フィルム複合用水性エマルジョンコー
ティング剤の特徴は、主成分である共重合体水性エマル
ジョンの製造に使用する乳化剤として、共重合性不飽和
基および親水性基を有する共重合性乳化剤を用いること
にある。

かかる乳化剤は、乳化共重合時にエチレン性不飽和単蓋
体とともに共重合する。したがって、この乳化剤は共重
合体水性エマルジョン中では共重合体粒子中に存在し、
共重合体粒子を安定化している。そのため通常の乳化剤
に使用されている界面活性剤や水溶性高分子保饅コロイ
ドのように、共重合体粒子の表面に吸着して安定化して
いるものと黒なり、共重合体水性エマルジョンを希釈し
ても乳化剤が遊離されてしまうことがないため、希釈時
においても共重合体水性エマルジョンはすぐれた機械安
定性を示す。

またかかる共重合性乳化剤を用いることにより、乳化剤
による耐水性の低下がなくすぐれた耐水性を示すばかり
か、特に極性の小さいポリオレアインフィルムのごとき
合成樹脂フィルムにもすぐれた接着力を示す。

本発明に使用される官能基を有しないエチレン性不飽和
単量体としては、酢酸ビニル、プロピオ＞ｅｌｋビニル
、ラウリン酸ビニル、ステアリン醗ヒニル、α−位で分
岐したカルボン酸ビニル〔ピバリン酸ビニルやベオバ（
シェル化学社の商品名）なと）などのビニルエステル類
ニアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブ
チル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸２−エチルヘ
キシル、アクリル酸ラウリルなどのアクリル酸エステル
類；メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタク
リル酸ブチル、メタクリル酸イソブチル、メタクリル＃
２−エチルヘキシル、メタクリル酸ラウリルなどのメタ
クリル酸エステル類；りｐトン酸メチル、クロトン酸エ
チル、マレイン酸ジプチル、７マル酸ジエチルなどの前
記以外の不飽和カルボン嫉エステル類あるいは不飽和多
価カルボン酸エステルｌｌニーｒクリロニトリル、メタ
クリロニトリル；スチレン、メチルスチレン、クロルス
チレン；塩化ビニル、塩化ビニリデン；エチレンなどの
１柚または２種以上である。

本発明に使用される官能基を有するエチレン性不飽和単
量体としては、アクリル酸、メタクリル酸、クロトン酸
、マレイン酸、７マル酸、イタフン酸、無水マレイン酸
、マレイン酸モノエステル、フマル酸モノエステルナト
の不飽和カルボン酸あるいは不飽和多価カルボン酸誘導
体類；アクリルアミド、メタクリルアミドなどの不飽和
カルボン酸ア之ド類；Ｎ−メチロールアクリルア電ド、
Ｎ−メチロールメタクリルアミドなどのＮ−メチロール
不飽和カルボン酸アミド類；グリシジルアクリレート、
グリシジルメタクリレートなどの不飽和グリシジル化合
物類；ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロ
ピルメタクリレート、ヒドロキシビニルエーテルなどの
アルキロール化不飽和化合物類；フタル酸ジアリル、ジ
ビニルベンゼンなどのジビニルまたはジアリル化合物類
などの１種または２種以上である。

官能基を有しないエチレン性不飽和単量体および官能基
を有するエチレン性不飽和単量体は、使用される合成樹
脂フィルムの種類や複合用基材の種類によって適宜選択
し使用される。使用割合は、官能基を有しないエチレン
性不飽和単社体８０〜９９．蝋量％と、官能基を有する
エチレン性不飽和単量体０・１〜２０重量％である。官
能基を有するエチレン性不飽和単量体が０．１重鳳襲未
満では官能基による反応あるいは架橋が充分ではなく、
また２０重量襲を超えると反応あるいは架橋に関与しな
い遊離の官能基により接庵力あるいは耐水性などが著し
く低下するため好ましくない。

本発明に使用される共重合性不飽和基および親水性基を
有する共重合性乳化剤としては、２−スルホエチルアク
リレート、２−スルホエチルミーエチルアクリレートな
どのごとき不飽和カルボン酸のスルホエステル類；不飽
和ジカルボン酸の誘導体にスルホン酸又は硫酸のアルカ
リ金属塩、アンモニウム塩またはアミン塩基を付加した
化合物；少なくとも１個のアリル基またはメタリル基を
含有する不飽和ジカルボン酸のジエステルと亜硫醗塩類
とを反応させることによって得られるアリル基またはメ
タリル基含有スルホン酸塩類などの１ｆａまたは２種以
上である。特に、単独重合性が僅少でしかもエチレン性
不飽和単量体との共重合性に冨む不飽和ジカルボン酸の
誘導体からなる共重合性乳化剤あるいはアリル基または
メタリル基含有スルホン酸塩類からなる共重合性乳化剤
を用いると、共重合体水性エマルジョンの機械安定性が
より優れているので好ましい。

共重合性不飽和基および親水性基を有する共重合性乳化
剤の使用量は、前記混合単量体１００重量部に対して０
．１〜１０重量部である。共重合性乳化剤が０．１重量
部未満であると得られた合成樹脂フィルム複合用水性エ
マルジョンコーティング剤の機械安定性が′充分ではな
く、また１０重量部を超えると親水性基の増加による接
着力あるいは耐水性などの低下が着しく好ましくない。

また、本発明の合成樹脂フィルム複合用水性エマルジー
ンコーティング剤には接着促進触媒を含有させることが
できる。

接着促進触媒としては、パラトルエンスルホン酸、シュ
ウ酸、クエン酸、硝酸アンモニウム・［化７ンモニウム
、硫酸チタニル、塩化チタニルなどがあり、共重合体水
性エマルジョン中の官能基の反応あるいは架橋を充分に
促進し、耐水接着力を向上せしめることができる。

接着促進触媒の使用量は、合成樹脂フィルム複合用水性
エマルジョンコーティング剤の２０重Ｊｌｔ％以下であ
る。２０重量襲を超えると合成樹脂フィルムへの接着力
などが着しく低下する。

本発明の合成樹脂フィルム複合用水性コーティング剤の
主成分である共重合体水性エマルジョンは、前述の共重
合性不飽和基および親水性基を有する共重合性乳化剤を
使用し、ラジカル重合開始剤、ｐＨ１ｆｌｌ整剤、また
必要に応じて重合するエチレン性不飽和単量体を乳化共
重合することにより得られる。

班会方式は、バッチ式及び連続弐恵合方式のいずれでも
可能である。重合反応温度としては、通常６０〜９０°
Ｃの範囲が適当である。

ラジカル重合開始剤は、通常の乳化重合に用いられる水
溶性ラジカル重合開始剤、例えば過酸化水素、過硫酸カ
リウム、過硫酸す）　ＩＪウム・過硫酸アンモニウム、
ブチルヒドロパーオキサイドなどを単独あるいはｌ−ア
スコルビン酸、亜硫酸塩、ロンガリット、硫酸第１鉄の
ような還元剤を組み合わせたレドックス系が用いられる
。

ｐＨ調整剤としては、塩酸、リン酸、酢酸、コハク酸、
ホウ酸、炭酸などの酸及びその塩、アルカリ金属水酸化
物、アンモニア水、アミンなどの塩基が使用される〇 重合連鎖移動剤としては、メルカプタン−四塩化炭素、
りｐロホルムなどを必要に応じて使用することができる
。

乳化剤としては、前述の共重合性不飽和基および親水性
基を有する共重合性乳化剤に、非イオン系界面活性剤、
アニオン系界面活性剤、保護コロイドなどを併用するこ
ともできるが、多量の使用が許されないことは勿論であ
る。

特に界面活性剤は、合成樹脂フィルム複合用水性エマル
シ習ンコーティング剤のフィルムへの漏れを向上する効
果があり、後添加することもできるが、乳化剤として併
用しておくことも好ましい。

本発明の合成樹脂フィルム複合用水性エマルジ目ンコー
ティング剤は、前述の方法によって得られた共重合体水
性エマルジョンをそのまま使用することもできるが、か
かる共重合体水性エマルジョンに濡れ改質剤や消泡剤、
粘度調整剤、充填剤、防腐剤、凍結安定剤、造膜助剤、
可塑剤、粘着付与剤などの添加剤を必要に応じて加えて
もよい。

本発明の合成樹脂フィルム複合用水性エマルジョンコー
ティング剤は、希釈時においてもすぐれた機械安定性を
示すばかりでなく、耐水性も大きく、ポリオレフィン系
フィルムなどにも優れた接層性を示す。このように優れ
た性質を有する本発明の合成樹脂フィルム複合用水性エ
マルジョンコーティング剤は、作業性を損うことなく水
で希釈してフィルムにコーティングすることができるた
め、０．１〜０．５９／！１１２という極めて装置の塗
布社で塗工して、密着力の優れた極めて薄い塗膜を形成
することができる。このような効果は公知の種々の合成
樹脂フィルム用水性コーティング剤からは到底推測し得
ない優れた効果である。

本発明の合成樹脂フィルム複合用水性エマルジ璽ンコー
ティング剤は、合成樹脂フィルＡ（７）ラミネート加工
用接着剤として使用できる。また合成樹脂フィルムにガ
ス遮断性コーティング剤やヒートシール加工用コーティ
ング剤などを塗工するためのアンカーコーティング剤と
して使用することができる。また合成樹脂フィルムに粘
着性接着剤を塗布するための下塗り剤としても使用する
ことができる。さらに合成樹脂フィルムに防曇剤、紫外
線吸収剤、着色剤などを塗工するためのバインダーなど
としても使用することができる。

このように本明細書において、合成樹脂フィルム複合用
水性エマルジョンコーティング剤は、合成樹脂フィルム
の被覆材および接着剤、さらにアンカーコーティング剤
を総称した意味で使用されていることを一理解すべきで
ある。

本発明の合成樹脂フィルム複合用水性エマルジミンコー
ティング剤を合成樹脂フィルムにコーティングする方法
としては、グラビアロールコータ−、エアーナイフコー
ターなどを用いる公知の方法でコーティングすることが
できる。

以下、本発明を実施例により説明するが、これらのみに
限定されるものではない。

￥凪例１ 撹拌機、還流冷却機、温度針を備えた反応容器に、水１
５０重組部、酢酸す）　ＩＪウム０．５息社部および乳
化剤として下記の化学式： ％式％ で示されるアリル基およびスルホン酸塩基を有する共重
合性乳化剤１．５重一部を仕込み、次に下記の組成 アクリル戯２−エチルヘキシル　　　　　ｓｓ　ｍ１ｔ
ｅメタクリル酸メチル　　　　　　　　　　５７慮ｋｉ
アクリル酸　　　　　　　　　　４重一部Ｎ−メチロー
ルアクリルア主ド　　　　　、ａｆｃ瀘Ｗの混合単量体
１００重量部を仕込み、攪拌して混合単量体を乳化し、
さらに過硫酸アンモニウム０．５重量部を加え重合を開
始させ、反応温度を約７０°Ｏに保ち、約２時間乳化重
合を行なった。

反応終了後約８０ｑＯで１時間熟成させ、濃度４０重量
％、粘度５６０ａｐの共重合体水性エマルジョンからな
る合成樹脂フィルム複合用水性エマルジョンコーティン
グ剤を得た。

実施例２ 攪拌機、還流冷却機、温度針を備えた反応容器に、水１
５０重量部、酢酸す）　ＩＪウム０．５重置部および乳
化剤として下記の化学式： ％式％ で示される不飽和二重結合とスルホン酸塩基を有する共
重合性乳化剤１．５重量部を仕込み、次に下記の組成 アクリル酸２−エチルヘキシル　　　　　５６重量部メ
タクリル酸メチル　　　　　　　　　　６０重量部アク
リロニトリル　　　　　　　　　　　１０重量部メタク
リル酸　　　　　　　　５重皺部アクリル酸ヒドロキシ
エチル　　　　　　２重ｉｌｔ部の混合単量体１００重
量部を仕込み、攪拌して混合単量体を乳化し、さらに過
硫酸アンモニウム０．５重量部を加え重合を開始させ、
反応温度を約７００ａに保ち、約２時間乳化重合を行な
った。

反応経了後約８０６０で１時間熟成させ、濃度４０重社
％、粘度１５００Ｆの共重合体水性エマルジョンからな
る合成樹脂フィルム複合用水性エマルジョンコーティン
グ剤を得た。

実施例３ 攪拌機、還流冷却機、温度計を備えた反応容器に、水１
５０５０重社酢酸す）　１３ウム０．５態量部および乳
化剤として下記の化学式： ％式％ で示されるメタリル基およびスルホン酸塩基を有する共
重合性乳化剤１．５重社部を仕込み、次に下記の組成 アクリル酸エチル　　　　　　　　　　６０重量部メタ
クリル酸メチル　　　　　　　　　　６４重量部アクリ
ル酸　　　　　　　　　　６重量部アクリル酸ヒドロキ
シエチル　　　　　　　２・５重量部ジビニルベンゼン
　　　　　　　　　　　０・５重量部の混合単量体１０
０重量部を仕込み、攪拌して混合単量体を乳化し、さら
に過硫酸アンモニウム０・５重量部を加え重合を開始さ
せ、反応温度を約７０６０に保ち、約２時間乳化重合を
行なった。

反応終了後約８０６０で１時間熟成させ、濃度４００重
量部粘度２２００Ｆの共重合体水性エマルジョンからな
る合成樹脂フィルム複合用水性エマルジ四ンコーティン
グ剤を得た。

実施例４ 攪拌機、還流冷却機、温度計を備えた反応容器に、水１
５０重量部、酢酸す）　ＩＪウム０．５重量部および乳
化剤として下記の化学式： ％式％ で示されるアリル基およびスルホン酸塩基を有する共重
合性乳化剤１．０重量部とポリオキシエチレンアルキル
フェノールエーテルｏ、５ｍｍ５とを仕込み、次に下記
の組成 アクリル醗エチル　　　　　　　　　　　５０重量部ア
クリル酸ブチル　　　　　　　　　　　２ｏ重一部酢酸
ビニル　　　　　　　　　　１５重に部メタクリル酸　
　　　　　　　　４重置部メタクリル酸グリシジル　　
　　　　　　　１重社部の混合単量体１００重量部を仕
込み、攪拌して混合単数体を乳化し、さらに過硫酸アン
モニウム０．５重量部を加え重合を開始させ、反応温度
を約７０００に保ち、約２時間乳化重合を行なった。

反応終了後約８０°Ｃで１時間熟成させ、濃度４０重鼠
％、粘度９０　ｃＰの共重合体水性エマルジョンからな
る合成＆脂フィルム複合用水性エマルジョンコーティン
グ剤を得た。

比較例１ 実施例１において乳化剤として使用したアリル基および
スルホン酸塩基を有する共重合性乳化剤１．５重ｋｋｓ
の代わりに、非イオン糸界面活性剤であるポリオキシエ
チレンアルキルフェノールエーテル１．５重量部を使用
した以外は、実施例１と同様にして濃度４０重量％、粘
度４２０ｃＰの共重合体水性エマルジョンを得た。

比較例２ 実施例１において乳化剤として使用したアリル基および
スルホン酸塩基を有する共重合性乳化剤１．５重量部の
代わりに、アニオン系界面活性剤であるドデシルベンゼ
ンスルホン酸ソーダ１．５重置部を使用した以外は、実
施例１と同様にして濃度４０重量％、粘度６ｊＤｏＰの
共重合水性エマルジョンを得た。

試験例１ 実施例１〜４で得た合成樹脂フィルム複合用水性エマル
ジョンコーティング剤および比較例１〜２で得た共重合
体水性エマルジョンノ機械安定性および希釈時の機械安
定性を下記の方法により試験した。

試験結果は第１表の通りであった。

機械安定性試験 固形分濃度を５０重量％および１０重量％に希釈した試
料２０００９を用意し、ステンレス製ロータリーギヤー
ポンプにより回転数５０Ｏｒｐｍで試料を循して得られ
る生成粗粒子の量を測定し、下記式により数値を得た。

数値の大きいほど機械安定性がわるい。

第　　１　　表 試験例２ 実施例１〜４で得た合成樹脂フィルム複合用水性エマル
ジョンコーティング剤および比較例１〜２で得た共重合
体水性エマルジョンをアンカーコーティング剤として使
用し、次の条件でガス遮断性コーティングフィルムを作
成した。

０使用フイルム　　表面処理ポリプロピレンフィルムポ
リエステルフィルム Ｏアンカーコーティング剤 塗布量（固形分）　　　　　０・５ｇ／ｍ２乾燥条件　
　　　　１２０’０，３０秒Ｏガス遮断性コーティング
剤 （固形分５０重ｉｔ％の塩化ビニリデン系ラテックス）
塗布量（固形分）　　　　　　５ｇ／ｍ”乾燥条件　　
　　　１２０００１６０秒得られたガス遮断性コーティ
ングフィルムについて、密着力、耐水性および耐水密着
力を試験した。

試験結果は第２表の通りであった。

Ｏ密着力 ガス遮断性コーテイング面にセｐハン粘着テープを圧着
し、急速に＃離して、コーテイング面を観察した。

○・・・・・・コーテイング面が剥離しないＸ・・・・
・・コーテイング面が剥離するＯ耐水性・耐水密着力 ガス遮断性コーティングフィルムを水中に４８時間浸漬
し状態を観察する。

○・・・・・・透明のまま白濁しない ×・・・・・・白濁する ただちに表面の水分を除き前記密着力と同様に測定する
。

第２表 試験例６ 実施例１と６で得た合成樹脂フィルム複合用水性エマル
ジョンコーティング剤１００重量部に、ベンゾフェノン
誘導体からなる紫外線吸収剤１０重量部を加えて均一に
攪拌混合し、塗覆液を得た。ロールコータ−を用いて表
面処理ポリエチレンフィルムに塗覆液を固形分がＩＯｇ
／！ＩＩ２になるように塗工し、熱風乾燥して紫外線遮
断層塗工フィルムを作成した。

紫外線遮断層は、ポリエチレンフィルムへの密着力に優
れ、耐水性にも優れていた。

試執例４ 実施例２および４で得た合成樹脂フィルム複合用水性コ
ーティング剤および比較例１〜２で得た共重合体水性エ
マルジョンをラミネート用接着剤として使用し、次の条
件で２種のフィルムをラミネートした。

Ｏ使用フィルム　　　表面処理ポリプロピレンフィルム
ポリエステルフィルム ｏ５ｔネート条件 表面処理−ポリエチレンフィルムの一面に接着剤を固形
分で２．５９７ｍ２塗布後、乾燥し、その上にポリエス
テルフィルムを合わせて１１０°Ｏで１秒間プレスした
。

得られたラミネートフィルムについて、１８０°剥離試
験を行なった。

試験結果は第６表の通りであった。

第　　３　　表 注　　※は、接着剤の表面処理ポリプロピレンフィルム
への密着力が弱く、接着剤と表面処理ポリプロピレンフ
ィルムの界面より剥離した。

−３（

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　官能基を有しないエチレン性不飽和単量体８０〜ｑ
   ｑ、ｑ＊ｔ％と、官能基を有するエチレン性不飽和単量
   体０．１〜２０重量％からなる混合単量体１００重量部
   を、共重合性不飽和基および親水性基を有する共重合性
   乳化剤０．１〜１０重量部とともに水性媒体中で乳化重
   合させてえられる共重合体水性エマルジョンを主成分と
   する合成樹Ｈｄフィルム奈会合用水性エマルジョンコー
   ティング剤 ２　官能基を有しないエチレン性不飽和単量体８０〜９
   ９−９ｍｊｔ％と、官能基を有するエチレン性不飽和単
   一体０．１〜２０３１！に％からなる混合単量体１００
   嵐一部を、共重合性不飽和基および親水性基を有する共
   重合性乳化剤０．１〜１０重量部とともに、水性媒体中
   で乳化共重させて見られる共重合体水性エマルシヨンに
   、接着促進触媒を加えてなる合成樹脂フィルム複合用水
   性エマルジ曹ンコーティング剤。