JPS61275319A - 水性被覆用組成物 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は水性被覆用組成物に係り、さらに詳しくは、導
電性共重合体を含む水媒体中にてアクリル系単ｆｉ１体
混合物を重合してなり、プラスチックスフィルム（以■
フィルムと略す）に対して、水性の媒質により塗布する
ことができ、フィルムにヒートシール性を付与し得るア
クリル系共重合体水性分散液からなる水性被覆用組成物
に関するものである。

（従来技術） 近年自動包装機の普及に伴ない、連続的に包装すること
のできる易ヒートシール性と帯電防止性を併せもつフィ
ルムの要求が高まり、この種のフィルムの製造方法につ
いて種々の提案がなされている。

フィルムに易ヒートシール性と帯電防止性を付与する有
効な方法として、これらの性質を右するコーティング剤
をフィルムに塗布する方法があり、そのコーディング剤
としては例えば、特開昭５４−９５６３６号において開
示されているスルホン酸塩等を有する導電性ビニル単量
体を含む水性分散液をフィルムに塗布することによって
と一トシール性と帯電防止性を付与することができる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、最近自動包装機の包装速度のより一層の
高速化によって、フィルムに静電気が発生し、帯電が起
り易くなったため、ヒートシール性を損なうことなくさ
らに優れた帯電防止性を付与することが必要になってき
た。

（発明の構成） 即ち本発明は「　Ａ成分として スルホン酸塩を有する導電性ビニル単量体の１種または
２種以上１００〜２５重量％と、これと共重合可能なビ
ニル単分体Ｏ〜７５重最％からなる単ω体混合物０．５
〜２０．０重 開部、Ｂ成分として（ａ）１個または２個以上のカルボ
キシル基を右する、β−不飽和カルボン酸および／また
はその塩の１種または２種以上０〜１０重量％、および
（ｂ）（メタ）アクリル酸アルキルエステル（そのアル
キル基は１〜１２個の炭素原子を有する）の１種または
２種以上１０〜９８重量％、（ｃ）（メタ）アクリル酸
のヒドロキシアルキルエステルにε−力プロラク１−ン
を付加した単量体を１〜３０ｍｆｆ１部、さらに必要に
応じて、（ｄ）共重合可能なビニル単量体の１種または
２種以上Ｏ〜８０重担％からなるＩＦ’畿体湿体混合物
１００重量部なり、Ａ成分をあらかじめ水媒体重合して
得られる分散液中にて、Ｂ成分を重合して得られる共重
合体を実質的に粒子として含む水性分散液よりなる水性
被覆用組成物」である。

本発明において使用するスルホンＭ塩を右する導電性ビ
ニル単量体としては、一般式（１）〜（ＩＩ）に示す単
量体が挙げられる。

ただし、式中　ｍ＝ｏ、１ Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、に等（１）　７　／Ｌ、カリ金属また
はＮＨ４ 一般式（ＩＩ） ド。

ただし、式中　ｍ＝０．１ ｎ＝１〜４ Ｒ１−ＨまたはＣ］１３ Ｍ＝Ｌｉ、Ｎａ、に等のアルカリ 金属またはＮＨ４ これらのうち、一般式（Ｉ）の範躊のｐ−スヂレンスル
ホン酸のナトリウム塩またはアンモニウム塩およびビニ
ルベンジルスルホン酸ナトリウムが特に好適に使用でき
る。

本発明において、前記導電性ビニル単は休を含むＡ成分
はＢ成分１００車Ｉｄ部に対して０．５〜２０．０重量
部、好ましくは２．０〜１０．０重ｈｔ部添加すること
が必要であり、０．５重量部よりＩａ度が小さくなると
帯電防止性が発現しない。一方、２０ｍ　ｆｆｉ部を越
えると、水性分散液の粘度が上がり、重合安定性が悪く
なったり、耐ブロッキング性が低下するので好ましくな
い。

導電性ビニル単量体と共重合可能なビニル単量体として
は、特に制限はないが、Ｂ成分の単量体の組成と同一か
、それに近い組成にするのが望ましい８．これにより導
電性重合体とＢ成分共重合体との相溶性が増ずため、ヒ
ートシール性が向上し、透明性に優れた被覆組成物が得
られる。ざらに、共重合可能なビニル単量体どして二次
転移温度の高い重合体を与える単量体組成にすることに
より、耐ブロッキング性が向上する。

導電性ビニル単量体と共重合するビニル単量体の割合は
０〜１５重量％であり、好ましくは２０〜６７重量％で
ある。この割合が２０重最％以上になると得られる共重
合体は完全には水に溶けないため、耐水性、耐ブロッキ
ング性のよい被覆塗膜が１７られる。７５重饋％を越え
ると、帯電防止効果が低下するので好ましくない。

これら導電性ビニル単量体の単独重合体または共重合体
が分散組合において分散安定性を向上させるという性質
を利用して、該重合体を分散安定剤として本発明の被覆
組成物を製造できるので、得られる組成物中には実質的
には乳化剤を含有していないが、必要に応じては少量の
一般的な乳化剤、保護コロイドを補助的に添加してもよ
い。

本発明のＢ成分である１ｌｌｆｆｔ体混合物に使用され
る（ａ）の１個または２個以上のカルボ４二シル基を有
するα、β−不飽和カルボン酸またはその塩とは、例え
ば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコン
酸、クロトン酸、フマル酸、無水マレイン酸またはこれ
らのアルカリ金属塩やアンモニウム塩等がある。また２
個以上のカルボキシル基を有するα、β−不飽和カルボ
ン酸またはその塩を使用する場合には、そのハーフェス
テルでも良い。これらのカルボン酸またはその塩は主に
フィルムとの密着性を向上しうる効果があり、その使用
量は０〜１０重量％がよい。１０重Ｍ％を越えると、得
られる被覆塗膜の耐水性、耐ブロッキング性や耐摩耗性
が低下するので好ましくない。

また（ｂ）の（メタ）アクリル酸アルキルエステルとは
、例えばアルキル ソプロピル、ｎ−ブチル、ｉｓｏ−ブチル、アミル、ｎ
−ヘキシル、２−エチルヘキシル、ラウリル基等である
（メタ）アクリレート類である。これらは得られる被覆
塗膜の可どう性や耐ブロッキング性および得られる重合
体の二次転移温度に影響を与える必要な成分である。特
に、二次転移温度の点を考慮して適宜組合わけて用いら
れる。その使用量は１０〜９８重量％が好ましい。

また（ｃ）の（メタ）アクリル酸のヒドロキシアルキル
エステルにε−カプロラクトンを付加した単量体とは一
般式（ＩＩＩ）で示される単量体である。

一般式（Ｉ［［） ただし、式中　ｍ＝１〜４ ｎ≧１ Ｒ１＝ＨまたはＣ１１３ 一般式（■）で示される単量体のうち、（メタ）アクリ
ル酸２−ビトロキシエチルにε−カブ【コラクトンを１
〜１０モル（即ち一般式（ＩＩＩ）にＪ３いてｎ＝１〜
１０）付加したものがＴ業的に入手し易く、また取り扱
い易く、さらに本発明に使用する単量体およびその単量
体からなる重合体との相溶性がよく、従って外観の良好
な被覆塗膜が１９られるので好ましい。

（ｃ）の単量体の使用量は０．１〜３０重量％、好まし
くは１〜１５重量％である。０．１重量％未満では（ｃ
）の単量体を使用した効果が少なく、また３０重蚤％を
越えて使用すると得られる被覆塗膜の外観を損なうこと
がある。

本発明の水性被覆用組成物の塗膜において帯電防止性が
発現するのは、主にスルホンｖｔ塩を有する導電性ビニ
ル単量体部分による電気のイオン伝導機構によるものと
考えられ、カルボキシル基や水Ｍ基等の寄与は小さいと
思われる。しかるに、）の単量体はフィルムへの水性被
覆用組成物の密着性を向上させるだけでなく、本発明に
おいてスルホンｌ！ｌ塩を有する導電性ビニル単量体と
ともに（ｃ）の単量体を用いると、α、β−不飽和カル
ボン酸のヒドロキシアルキルニスデルからは予想されな
い、水性被覆用組成物を塗布したフィルムの帯電防止性
の向上効果が発現Ｊる。

また、（ｃ）の単量体は高分子主鎖から離れた位置に、
化学的に反応性の高い１級水酸基が存在する重合体を形
成づ′るため、この水ＩＬＭを利用して高分子反応を行
なうことが容易であり、例えばメラミン樹脂やイソシア
ネート化合物、エポキシ化合物等の架橋剤を用いて架橋
させるときに右利である。

次に（ｄ）のビニル単量体としては下記（ｉ）〜（Ｖｉ
ｉｉ）のものが挙げられるが、これらに限定されるもの
ではない。

（ｉ）スチレン、α−メチルスチレン等のビニル置換芳
香族炭化水素類。

（ｉｉ）アクリロニトリル、メタクリロニトリル等のα
、β−不不飽和脂肪族上トリル類 （＋＋＋）酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等の有機酸
ビニルエステル類。

（ｉｖ）塩化ビニル、塩化ごニリデン等のハロゲン化ビ
ニル類。

また反応性官能基を有する単量体として（Ｖ）アクリル
アミド、メタクリルアミド、Ｎ−メ１〜キシアクリルア
ミド等のα、β−不飽和力ルボン酸アミド類。

（ｖｉ）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）アクリレート等のα、
β−不飽和カルボン酸のヒドロキシアルキルエステル類
。

（ｖｉｉ）グリシジル（メタ）アクリレート、グリシジ
ルアリルエーテル等のエポキシ基を有する単量体。

（ｖｉｉｉ）ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレー
ト、ジメチルアミノエチル（メタ）アクリレート等のα
、β−不飽和カルボン酸のアミノアル４−ルエステル類
。

これらの共重合可能なビニル単は１体は、必要に応じて
１種または２種以上を用いる。その使用量はＯ〜８０槍
聞％が好ましい。これらは主に得られる被１塗膜の硬度
、耐ブロッキング性と二次転移温度に影響を与えると考
えられる。

目的とするアクリル系共重合体は、平均分子量が５　、
０００〜１５０，０００で、好ましくはａ、ｏｏｏ〜８
０，０００であり、二次転移温度が２０〜１００℃で好
ましくは２５〜ｌＯ℃である。平均分子量がｓ、ｏｏｏ
未満では被覆塗膜としての特性が発揮されにくくなり、
充分なヒートシール強度が得られない。１５０．０００
を越えるとフィルムへの密着性が低下し、良好なヒート
シール性を得るための粘性流動特性がなくなる。なお、
ここでいう平均分子量とは数平均分子量である。また二
次転移温度が２０℃未満になると、被覆塗膜が常温でも
粘着性を示し、ブロッキングを起こす。二次転移温度が
１００℃以上の場合は被覆塗膜が堅く、可とう性が低下
し、ヒートシール性が損われる。

これらの共重合体は実質的に粒子として含まれる水性分
散液として合成される。この“実質的に粒子゛°とは電
子顕微鏡下で粒子がＭ１認されるものであれば良い。

次に本発明の水性被覆用組成物を製造する方法について
記述する。

スルホン酸塩を有する導電性ビニル単量体１００〜２５
重最％と、これと共重合可能なビニル単量体０〜７５重
量％との単量体混合物を（Ｂ）成分１００重徂％に対し
て、０．５〜２０．０重量部あらかじめ水媒体中にて重
合する。なお、重合系は酸素を除去するため窒素等で置
換しておくことが好ましい。

重合開始剤としては、ｔ−ブヂルヒドロベルオキシド、
２，５−ジメチル−２，５−ジ（ドブデルベンジルオキ
シ）ヘキサン、過酸化水素等の過酸化物、過硫酸カリウ
ム、過硫酸アンモニウムおにびこれらの重合開始剤と各
種還元剤との組合せによるレドックス系開始剤、さらに
は２−２　　アゾビス（２−アミシソプロパン）ヒドロ
クロリド等の水溶性アゾ系化合物を用いて重合をＵ１１
始することができる。

重合温度、重合系内の圧力、攪拌方式は開始剤の種類、
単量体の種類、組合せに応じて選定すべきである。重合
温度としては、一般的にはレドックス系開始剤を使用す
る場合には２０〜８５℃、過酸化物あるいはアゾ系開始
剤を使用する場合には４０〜１２０℃が好ましい。

このようにして得られた共重合体の存在下に、Ｂ成分の
単量体Ｕ合物と開始剤とを添加し、水媒体中で重合する
。この際に使用される開始剤や重合温度は導電性ビニル
単か体を含む共重合体を製造するときに用いられたもの
と同じであってもよいが、必ずしも同一である必要はな
い。

このようにして得られる水性分散液は、そのままでも安
定であるが、都合によってはアンモニア、水酸化ナトリ
ウム、水酸化カリウム、ジエヂルアミン、ジェタノール
アミン、トリエチルアミン等のアルカリ性物質でｐＨを
調整した方がさらに安定性が向上し、好適である。また
、該水性被覆用組成物にコロイド状シリカ、タルク等の
ホットスリツブ剤や天然ワックス、脂肪酸アミドなどの
抗ブロツキング剤、防曇剤、増粘剤、安定剤等を必要に
応じて添加しても良い。

（発明の利用） 本発明の水性被覆用組成物はフィルムの被覆に用いられ
るのが好適で、その対象となるフィルムは、例えば、ポ
リエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム等のポリ
オレフィン系フィルム、ボリスヂレンフィルム、ポリ塩
化ビニルフィルム、ポリアミドフィルムやポリニスデル
フィルムである。これらのフィルムは無延伸もしくは延
伸したものであっても良いが特に二軸延伸ポリプロピレ
ンフィルムに本発明の水性被覆用組成物を用いるのが有
効である。またフィルム表面をコロナ放電処理や酸化処
理等の表面処理を行なった後に、本発明の水性被覆用組
成物を塗布するのが望ましい。

本発明の水性被覆用組成物をフィルムに塗布するにあた
っては、各種の方法が適用できる。例えば、ロールコー
タ−、ディップコーター、グラビアコーターあるいはス
プレーコーター等の塗布装置を用いて塗４ｉ　シ、乾燥
するなどの方法が使用できる。塗布量としてはフィルム
１′ｗｔ当り　０．１〜５ｇ程度の共重合体重量になる
ようにするのが一般的である。かかるフィルムに用いる
本発明の水性被覆用組成物は水を媒体としているため、
フィルム中の残留溶剤の問題もなく、優れた帯電防止性
とじ−１−シール性とを合せもっており、特に高速のオ
ーバーラツプ式の自動包装機で包装されるタバコ、キャ
ラメル、ヂョコレート等の外包用の包装材料として特に
適しているばかりでなく、一般の包装用フィルムとして
も適している。

また、本発明の水性被覆用組成物は、その特性、例えば
帯電防止性（導電性）を活かして包装用フィルム以外に
も多くの用途に利用でき、例えばマスキングフィルム、
リスフィルム等の写真製版用材料、あるいは複写材料の
防塵、帯電防止、または静電記録用シートの導電層の材
料として使用できる。

また本発明の水性被覆用組成物はプラスチックスフィル
ム以外にも、金属箔、紙、セロハン、プラスチックス製
品、皮革類等のコーティング剤、帯電防止剤として利用
でき、また紙、布、プラスチックスフィルム、金属箔等
のラミネート用接着剤、あるいは防暑剤等としてら利用
できる。

さらに実施例にて、本発明を説明する。尚、実施例およ
び比較例において、特にことわりのない場合は、％は重
量％を示す。

尚、実施例、比較例にＪ３いて、得られた被覆フィルム
の性能は次の測定法によって求められた値である。

帯電特性・・・スタティック・オネストメーター（宍戸
商会）を使用し、１０にＶの電圧印加し、温度２０℃、
湿度６５％Ｒ１１の雰囲気で帯電圧の減衰半減時間を測
定 した。

ヒートシール強度・・・フィルム塗布面と塗布面を合せ
て、バータイプヒートシーラー を用いて、１２０℃、１にｇ／ｃｄの圧力で１秒間ヒー
トシールした。このフ ィルムを温度２０℃、湿度６５％旧１の雰囲気中に２４
時間放置したのち、引張 り試ＭｌｌＩを用いて、１００ｍｍ／ｍｉｎの速度でフ
ィルムを引剥がすのに必要な 力を測定した。

摩擦係数・・・フィルムを張り付けた６５ｍｍｘ　６１
．５ｍｍの金属板を固定されたフィルム面上 で引張り速Ｕ　１５０ｍ１１／ｆｆ１ｉｎで通過さセ、
フィルムの被覆面同志の動摩擦係数 および静ａｍ係数を測定した。

耐ブロッキング性・・・フィルムの被覆面同志を重ね合
わせ、温度４０℃、湿度８０％Ｒ１１の雰囲気下、　５
００（］／　ｃｉの加重ドで４８時間放置後、室温にま
で冷ｆＪＩ　Ｌ、た。フィルムのブロッキングしていな
いも のを合格とした。

二次転移温度・・・共重合に用いた各ｉａｔ体の単独重
合体の二次転移温度から以下の計算 式によって針筒して求めた。（小野 木重冶訳ｒ高分子の複合材料の力学 的性質」（株）化学同人（１９７６） 但し、１．ｒ：共重合体の二次転移温度（’ｋ　）Ｔ３
１Ｌ：　ａ成分の単独重合体の二次転移温度Ｗ、：　ａ
成分の重量分率 Ｔ、１４：　ｂ成分の単独重合体の二次転移温度Ｗ呑：
ｂ成分の重量分率 なお、各車椿体の単独重合体の二次転移温度は以下の数
値を用いた。

アクリル酸：３７９℃ アクリル酸エチル：２５１℃ メタクリル酸メチル：３７８℃ メタクリル酸ヒドロキシエチル：３２８℃ スチレン：３７３℃ プラクセルＦＭ２：２４５℃ 還流冷却器４、温度計、攪拌磯、滴下ロートを付した２
ｆｔパラプルフラスコ内に水９６１ｇと下記Ａ成分と分
子量調節剤として、ｔ−ドデシルメルカプタン０，１ｇ
とを仕込み窒素雰囲気トで攪拌しながら、８５℃まで昇
温りる。このものに過硫酸カリウム０．２９を水１８０
に溶解して添加し、２０分間重合する。ついで、下記日
成分とｔ−ドデシルメルカプタン４，４ｇとの混合液と
、過硫酸カリウム２ｇを水１６２ｇに溶かした水溶液と
をそれぞれ別の滴下ロートから２時間かけで滴下りる。

滴下終了後８５℃にてざらに３時間巾合を行なった後冷
ＩＪＩする。

（Ａ成分〕 （導電性ビニル単量体） ｐ−スチレンスルホン酸ナトリウム　２７（１（共重合
可能なビニル単１４体） プラクセルＦＨ−２（ダイセル化学（製）：メタクリル
酸２−ヒドロキシエチルにε−カプロラクトンを２モル
付加した単量体）　　　１．５１；１アクリル酸　　　
　　　　　　　　　０．２ｇメタクリル酸メチル　　　
　　　　２．７ｇアクリル酸エチル　　　　　　　　　
２．９ｇスチレン　　　　　　　　　　　　２．７ｇ（
Ｂ成分〕 Ａ成分の共重合可能なビニル単量体と同一組成の混合物
　４４０Ｑ かくして得られる水性分散液の固形分は３０％、ｐｌ＋
２．１、粘度２３ｃｐｓ／３０℃であった。

このアニオン性水性分散液の固形分１００重間部に対し
て、天然ワックス５重量部、シリカ０，３重量部、コロ
イダルシリカ０．０３重量部を配合しさらに水を添加し
て、固形分を２０％とＪ′る。コロナ放電処理した二軸
延伸ボリプＤピレンフィルムに上記配合液をＮｏ、　５
のバーコーターを用いて塗布し、１０５℃２分間乾燥し
た。得られた被覆フィルムの塗布ｍは０．９（１／ｃｆ
ｆｌであった。この被覆フィルムの性状を表２に示す。

なお、表１は各実施例、比較例における各成分の組成比
を示したものである。

また族１中の略号は以下の通りである。

Ｎａ５Ｓ：　　ｐ−スチレンスルホン酸ナトリウムＦＭ
−２：　　メタクリル酸２−ヒドロキシエチルにε−カ
プロラクトンが２モル付加 した単量体 ＦＭ−７：　　メタクリル酸２−ヒドロキシエチルにε
−カプロラクトンが７モル付加 した単量体 ＦＡ−２；　　アクリル酸２−ヒドロキシエチルにε−
カブロラク［・ンが２七ル付加し た単量体 ＡＡ　　：　アクリル酸 ＭＭΔ　；　メタクリル酸メチル ＥＡ　　；　アクリル酸エチル ＳＴ　　；　スチレン ＨＥＭ△；　メタクリル酸２−ヒドロ：にジエチルＡ成
分中のＩ！電性ビニル単単量およびその使用量、Ａ成分
中の共重合可能なビニル９６４体およびＢ成分の組成を
表１の如く使用して、他は実施例１と同様にしてアクリ
ル系共重合体水性分散液を得た。

このアクリル系共重合体水性分散液に、実施例１と同様
にワックス、シリカ、微粉末シリカを配合し、さらに固
形分を２０％に調整したのら、実施例１と同様にコロナ
放電処理した二軸延伸ポリプロピレンフィルムに塗布し
て被覆フィルムを得た。

その性状を表２に示ず。

比較例１〜２ Ａ成分中の導電性ビニル単量体およびその使用量、Ａ成
分中の共重合可能なビニル単量体おＪ：びＢ成分の組成
を表の如く使用して、他は実施例１と同様にしてアクリ
ル系共重合体水性分散液を得た。比較例１は（メタ）ア
クリル酸のヒドロキシアルキルニスデルにε−カプロラ
クトンを付加した単量体および（メタ）アクリル酸のヒ
ドロキシアルキルニスデルを含まない水性分散液であり
、比較例２は、（メタ）アクリル酸のヒドロキシアルキ
ルエステルにε−カプロラクトンを付加した単量体を含
まない水性分散液である。

このアクリル系共重合体水性分散液に、実施例１と同様
にワックス、シリカ、微粉末シリカを配合し、さらに固
形分２０％に調整したのち、実施例１と同様にコｉ］す
放電処理した二軸延伸ポリプロピレンフィルムに塗布し
て、被覆フィルムを得た。

その性状を表２に示？ｉ。

表２からも明らかなように、ε−カプロラクトンを付加
した単量体を含有した組成物を被覆した実施例１〜５の
フィルムは帯電用も少で、またそ・の減衰速度も早く、
しかもヒートシール強度も大であり、他の特性も損なわ
れていない優れたものであることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 Ａ成分として スルホン酸塩を有する導電性ビニル単量体の１種または
   ２種以上１００〜２５重量％と、これと共重合可能なビ
   ニル単量体０〜７５重量％からなる単量体混合物０．５
   〜２０．０重量部、 Ｂ成分として （ａ）１個または２個以上のカルボキシル基を有するα
   、β−不飽和カルボン酸および／またはその塩の１種ま
   たは２種以上０〜１０重量％、および（ｂ）（メタ）ア
   クリル酸アルキルエステル（そのアルキル基は１〜１２
   個の炭素原子を有する）の１種または２種以上１０〜９
   ８重量％、（ｃ）（メタ）アクリル酸のヒドロキシアル
   キルエステルにε一カプロラクトンを付加した単量体を
   １〜３０重量％、さらに必要に応じて、（ｄ）共重合可
   能なビニル単量体の１種または２種以上０〜８０重量％
   からなる単量体混合物１００重量部からなり、Ａ成分を
   あらかじめ水媒体重合して得られる分散液中にて、Ｂ成
   分を重合して得られる共重合体を実質的に粒子として含
   む水性分散液よりなる水性被覆用組成物。