JP6075515B1 - バリア材用ポリエステル樹脂組成物、及びバリアフィルム - Google Patents
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Abstract
Description
なお、本発明には、バリア材として、常温常圧で気体であるガスに対するバリア性を有するガスバリア材、及び水蒸気に対するバリア性を有する水蒸気バリア材が含まれるが、ガス又は水蒸気に対するバリア効果が確認されれば、当然にバリア性を発現すると考えられる対象物へのバリア材をも含まれる。
本発明で使用する硬化剤は、全記一般式(A)において、R1は一般式(2)で表される。
ポリエステル樹脂の水酸基と反応しうる硬化剤であれば特に限定はなく、ポリイソシアネートやエポキシ化合物等の公知の硬化剤を混合できる。
で表される基である。
バリア材用ポリエステル樹脂組成物の質量部から希釈溶剤質量、硬化剤に含まれる揮発成分質量、無機成分を除く質量を接着剤樹脂全固形分の質量とする。
本発明で使用するポリエステル樹脂化合物は、多価アルコールとして、炭素原子数2〜6のアルキレンジオール以外の多価アルコール成分を、本発明の効果を損なわない範囲において共重合させてもよい。具体的には、グリセロール、エリスリトール、ペンタエリトール、ジペンタエリスリトール、ジエチレングリコール、トリエチレングリコール、テトラエチレングリコール、ジプロピレングリコール、トリプロピレングリコール、テトラエチレングリコール、トリプロピレングリコール等の脂肪族多価アルコール、シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンジメタノール等の脂環族多価アルコール、ヒドロキノン、レゾルシノール、カテコール、ナフタレンジオール、ビフェノール、ビスフェノールA、ヒスフェノールF、テトラメチルビフェノール等の芳香族多価フェノール、或いはこれらのエチレンオキサイド伸長物、水添化脂環族を例示することができる。
本発明のポリエステル樹脂は、多価カルボン酸成分としてカルボン酸がオルト位に置換された芳香族多価カルボン酸又はその無水物を必須とするが、本発明の効果を損なわない範囲において、他の多価カルボン酸成分を共重合させてもよい。具体的には、脂肪族多価カルボン酸としては、コハク酸、アジピン酸、アゼライン酸、セバシン酸、ドデカンジカルボン酸等を、不飽和結合含有多価カルボン酸としては、無水マレイン酸、マレイン酸、フマル酸等を、脂環族多価カルボン酸としては1,3−シクロペンタンジカルボン酸、1,4−シクロヘキサンジカルボン酸等を、芳香族多価カルボン酸としては、テレフタル酸、イソフタル酸、ピロメリット酸、トリメリット酸、1,4−ナフタレンジカルボン酸、2,5−ナフタレンジカルボン酸、2,6−ナフタレンジカルボン酸、ナフタル酸、ビフェニルジカルボン酸、ジフェン酸及びその無水物、1,2−ビス(フェノキシ)エタン−p,p’−ジカルボン酸及びこれらジカルボン酸の無水物或いはエステル形成性誘導体;p−ヒドロキシ安息香酸、p−(2−ヒドロキシエトキシ)安息香酸及びこれらのジヒドロキシカルボン酸のエステル形成性誘導体等の多塩基酸を単独で或いは二種以上の混合物で使用することができる。
或いは、各々の原料を多段階に分けて反応させてもよい。また、反応温度にて揮発してしまったジオール成分を追加しながら、水酸基価を±5%以内に入るように調製してもよい。
本発明のポリエステル樹脂組成物は、ガスバリア性を損なわない範囲で、各種の添加剤を配合してもよい。添加剤としては、例えば、シリカ、アルミナ、マイカ、タルク、アルミニウムフレーク、ガラスフレークなどの無機充填剤、層状無機化合物、安定剤(酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤等)、可塑剤、帯電防止剤、滑剤、ブロッキング防止剤、着色剤、フィラー、結晶核剤等が例示できる。膨潤性無機層状化合物としては、例えば、含水ケイ酸塩(フィロケイ酸塩鉱物等)、カオリナイト族粘土鉱物(ハロイサイト、カオリナイト、エンデライト、ディッカイト、ナクライト等)、アンチゴライト族粘土鉱物(アンチゴライト、クリソタイル等)、スメクタイト族粘土鉱物(モンモリロナイト、バイデライト、ノントロナイト、サポナイト、ヘクトライト、ソーコナイト、スチブンサイト等)、バーミキュライト族粘土鉱物(バーミキュライト等)、雲母又はマイカ族粘土鉱物(白雲母、金雲母等の雲母、マーガライト、テトラシリリックマイカ、テニオライト等)が挙げられる。これらの鉱物は天然粘土鉱物であっても合成粘土鉱物であってもよい。膨潤性無機層状化合物は単独で又は二種以上組み合わせて使用される。
本発明のポリエステル樹脂組成物を硬化させてなるガスバリアフィルムは、ポリエステル樹脂組成物塗工液を基材となるフィルムに塗布、硬化させることによって得られる。塗工液は溶剤型又は無溶剤型のいずれの形態であってもよい。溶剤型の場合、溶剤はポリエステル樹脂及び硬化剤の製造時に反応媒体として使用され、更に塗装時に希釈剤として使用される。使用できる溶剤としては例えば酢酸エチル、酢酸ブチル、セロソルブアセテート等のエステル類、アセトン、メチルエチルケトン、イソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン類、テトラヒドロフラン、ジオキサン等のエーテル類、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類、メチレンクロリド、エチレンクロリド等のハロゲン化炭化水素類、ジメチルスルホキシド、ジメチルスルホアミド等が挙げられる。特に本発明のポリエステル樹脂組成物はこれらのうち酢酸エチルやメチルエチルケトン溶剤への溶解性に優れることから、酢酸エチルやメチルエチルケトンを使用するのが好ましい。
(製造例1)グリセロールとオルトフタル酸とエチレングリコールからなるポリエステル樹脂「GLY(oPAEG)1」製造方法
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを92.09部、無水フタル酸148.1部、エチレングリコール64.57部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.03部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=3、水酸基価=592.6、水酸基価から計算される理論数平均分子量284のポリエステル樹脂「GLY(oPAEG)1」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、89.07/284.26=31.33%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを92.09部、無水フタル酸296.2部、エチレングリコール124.1部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.05部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=3、水酸基価=353.3、水酸基価から計算される理論数平均分子量476.43のポリエステル樹脂「GLY(oPAEG)2」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、18.69%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを92.09部、無水フタル酸444.36部、エチレングリコール186.21部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.07部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=3、水酸基価=251.7、水酸基価から計算される理論数平均分子量668.60のポリエステル樹脂「GLY(oPAEG)3」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、13.32%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを92.09部、無水フタル酸888.72部、エチレングリコール372部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.13部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=3、水酸基価=135.2、水酸基価から計算される理論数平均分子量1245.10のポリエステル樹脂「GLY(oPAEG)6」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、7.15%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを92.09部、無水2,3−ナフタレンジカルボン酸396.34部、エチレングリコール124.14部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.06部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=3、水酸基価=284.0、水酸基価から計算される理論数平均分子量592.59のポリエステル樹脂「GLY(oNAEG)2」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、15.03%であった。
「EGoPA」製造方法
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、無水フタル酸396.34部、エチレングリコール173.73部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.05部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=2、水酸基価=187.0、水酸基価から計算される理論数平均分子量600のポリエステル樹脂「oPAEG」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、0.0%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを92.09部、イソフタル酸498.39部、エチレングリコール186.21部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.07部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=3、水酸基価=251.7、水酸基価から計算される理論数平均分子量668.6のポリエステル樹脂「GLY(iPAEG)3」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、13.32%であった。
製造例3におけるグリセロール92.09の代わりにトリメチロールプロパン 134.17部へ置き換えた以外は製造例3と同様にして、数平均分子量710.68ポリエステルポリオール「TMP(oPAEG)3」を得た。
このポリエステルポリオールが有するグリセロールの質量%は0.0%であった。
製造例4におけるグリセロール92.09部の代わりにトリメチロールプロパン 134.17部へ置き換えた以外は製造例4と同様にして、設計官能基数 N=3、水酸基価=236.8、水酸基価から計算される理論数平均分子量1287.18のポリエステルポリオール「TMP(oPAEG)6」を得た。
このポリエステルポリオールが有するグリセロールの質量%は0.0%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを276.27部、無水フタル酸592.4部、エチレングリコール130.2部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.09部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=5、水酸基価=304.6、水酸基価から計算される理論数平均分子量920.89のポリエステル樹脂「GLY3oPA4EG2」を得た。このポリエステル樹脂は1分子あたり平均3つのグリセロールを有するので、この樹脂が有するグリセロール質量%は、(89.07×3)/920.89=29.02%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを276.27部、無水フタル酸1036.84部、エチレングリコール325.87部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.16部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=5、水酸基価=187.3、水酸基価から計算される理論数平均分子量1497.46のポリエステル樹脂「GLY3oPA7EG5」を得た。このポリエステル樹脂は1分子あたり平均3つのグリセロールを有するので、この樹脂が有するグリセロール質量%は、(89.07×3)/1497.46=17.84%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを460.45部、無水フタル酸1185部、エチレングリコール260.09部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.19部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=7、水酸基価=224.4、水酸基価から計算される理論数平均分子量1749.70のポリエステル樹脂「GLY5oPA8EG4」を得た。このポリエステル樹脂は1分子あたり平均3つのグリセロールを有するので、この樹脂が有するグリセロール質量%は、(89.07×5)/1749.70=25.45%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを276.27部、無水ヘキサヒドロフタル酸616.64部、エチレングリコール130.2部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.19部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=5、水酸基価=296.8、水酸基価から計算される理論数平均分子量945.05のポリエステル樹脂「GLY3oHHPA4EG2」を得た。このポリエステル樹脂は1分子あたり平均3つのグリセロールを有するので、この樹脂が有するグリセロール質量%は、(89.07×3)/945.05=28.27%であった。
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、グリセロールを276.27部、無水4−メチルヘキサヒドロフタル酸672.76部、エチレングリコール130.2部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.19部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=5、水酸基価=280.2、水酸基価から計算される理論数平均分子量1001.17のポリエステル樹脂「GLY3oMHPA4EG2」を得た。このポリエステル樹脂は1分子あたり平均3つのグリセロールを有するので、この樹脂が有するグリセロール質量%は、(89.07×3)/1001.17=26.53%であった。
製造例3に用いるエチレングリコール186.21部を1,3−プロパンジオール部に変えた以外は製造例3と同様にして、
設計官能基数 N=3、水酸基価=236.8、水酸基価から計算される理論数平均分子量710.68のポリエステル樹脂「GLY(oPAPG)3」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、12.53%であった。
製造例3に用いるエチレングリコール186.21部を1,6−ヘキサンジオール389.96部に変えた以外は製造例3と同様にして、
設計官能基数 N=3、水酸基価=201.1、水酸基価から計算される理論数平均分子量668.60のポリエステル樹脂「GLY(oPAHG)3」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、10.64%であった。
「EGoPA」のポリエステル溶液A製造方法
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、無水フタル酸396.34部、エチレングリコール173.73部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.05部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=2、水酸基価=124.6、水酸基価から計算される理論数平均分子量900のポリエステル樹脂「oPAEG」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、0.0%であった。得られた樹脂160部に対して40部の酢酸エチルを加え溶解させることでポリエステル溶液Aを得た。
「PGoPA」のポリエステル溶液B製造方法
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、無水フタル酸396.34部、1,3−プロピレングリコール271.58部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.05部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=2、水酸基価=124.6、水酸基価から計算される理論数平均分子量900のポリエステル樹脂「oPAPG」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、0.0%であった。得られた樹脂160部に対して40部の酢酸エチルを加え溶解させることでポリエステル溶液Bを得た。
「HGoPA」のポリエステル溶液C製造方法
攪拌機、窒素ガス導入管、スナイダー管、コンデンサーを備えたポリエステル反応容器に、無水フタル酸396.34部、1,6−ヘキサンジオール389.96部、及びチタニウムテトライソプロポキシド0.05部を仕込み、精留管上部温度が100℃を超えないように徐々に加熱して内温を220℃に保持した。酸価が1mgKOH/g以下になったところでエステル化反応を終了し、設計官能基数 N=2、水酸基価=187.0、水酸基価から計算される理論数平均分子量900のポリエステル樹脂「oPAHG」を得た。このポリエステル樹脂が有するグリセロールの質量%は、0.0%であった。得られた樹脂160部に対して40部の酢酸エチルを加え溶解させることでポリエステル溶液Cを得た。
(製造例20)末端イソシアネート樹脂組成物「(EGoPA)nXDI2」(1)の製造例
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、空気導入口及び環流冷却器を備えた四つ口フラスコにポリエステル溶液(A)1125部とキシリレンジイソシアネート(XDIと略す)188部と酢酸エチル235部を仕込み、窒素気流下75℃で3時間反応させた。NCO当量が630とほぼ理論当量値となったので、50℃まで冷却し、不揮発分80%・数平均分子量1276の末端イソシアネート組成物を得た。以後、この組成物を硬化剤(1)という。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、空気導入口及び環流冷却器を備えた四つ口フラスコにポリエステル溶液ポリエステル溶液(A)1125部とトリレンジイソシアネート(TDIと略す)174部と酢酸エチル44部を仕込み、窒素気流下75℃で3時間反応させた。NCO当量が620とほぼ理論当量値となったので、50℃まで冷却し、不揮発分80%・数平均分子量1248の末端イソシアネート樹脂組成物を得た。以後、この組成物を硬化剤(2)という。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、空気導入口及び環流冷却器を備えた四つ口フラスコにポリエステル溶液ポリエステル溶液(A)1125部と4−4‘ジフェニルメタンジイソシアネート(MDIと略す)250部と酢酸エチル63部を仕込み、窒素気流下75℃で3時間反応させた。NCO当量が700とほぼ理論当量値となったので、50℃まで冷却し、数平均分子量1400の末端イソシアネート樹脂組成物を得た。以後、この組成物を硬化剤(3)という。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、空気導入口及び環流冷却器を備えた四つ口フラスコにポリエステル溶液ポリエステル溶液(B)1125部とキシリレンジイソシアネート(XDIと略す)188部と酢酸エチル47部を仕込み、窒素気流下75℃で3時間反応させた。NCO当量が625とほぼ理論当量値となったので、50℃まで冷却し、不揮発分80%・数平均分子量1276の末端イソシアネート組成物を得た。以後、この組成物を硬化剤(4)という。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、空気導入口及び環流冷却器を備えた四つ口フラスコにポリエステル溶液ポリエステル溶液(A)1125部と4−4‘ジシクロヘキシルメタンジイソシアネート(H12MDIと略す)262部と酢酸エチル66部を仕込み、窒素気流下75℃で3時間反応させた。NCO当量が715とほぼ理論当量値となったので、50℃まで冷却し、数平均分子量1424の末端イソシアネート樹脂組成物を得た。以後、この組成物を硬化剤(5)という。
合成例6: a)末端イソシアネート樹脂組成物(6)
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、空気導入口及び環流冷却器を備えた四つ口フラスコにポリエステル溶液ポリエステル溶液(B)1125部とシクロヘキサン−1,2−ジイルビス(メチレン)ジイソシアネート(H6XDIと略す)194部と酢酸エチル49部を仕込み、窒素気流下75℃で3時間反応させた。NCO当量が647とほぼ理論当量値となったので、50℃まで冷却し、不揮発分80%・数平均分子量1288の末端イソシアネート組成物を得た。以後、この組成物を硬化剤(6)という。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、空気導入口及び環流冷却器を備えた四つ口フラスコにポリエステル溶液(C)750部とキシリレンジイソシアネート(XDIと略す)188部と酢酸エチル235部を仕込み、窒素気流下75℃で3時間反応させた。NCO当量が488とほぼ理論当量値となったので、50℃まで冷却し、不揮発分80%・数平均分子量976の末端イソシアネート組成物を得た。以後、この組成物を硬化剤(7)という。
温度計、攪拌機、不活性ガス導入口、空気導入口及び環流冷却器を備えた四つ口フラスコに、製造例17で合成のポリエステル樹脂「oPAEG」(実質的に、ポリエステル溶液Aの溶媒を含有していないポリエステル成分)675部とXDIを188部とを仕込み、窒素気流下65℃で5時間反応させた。NCO当量が1050とほぼ理論当量値となったので、50℃まで冷却し、数平均分子量1424の末端イソシアネート樹脂組成物を得た。以後、この組成物を硬化剤(8)という。
三井化学製「タケネート500」(キシリレンジイソシアネート 不揮発成分 100% NCO% 44.7%))を硬化剤aとした。
(硬化剤k)
三井化学製「タケネート600」(水添キシリレンジイソシアネート 不揮発成分 100% NCO% 43.2%))を硬化剤bとした。
住化バイエルウレタン製「デスモジュールN3200」(ヘキサメチレンジイソシアネートのビューレット体)不揮発分100.0% NCO% 23.0%)を硬化剤eとした。
前記製造方法で得たポリエステルポリオールをメチルエチルケトンで希釈して、不揮発分50%の樹脂溶液を得、更に末端イソシアネート樹脂組成物「(EGoPA)nXDI2」(硬化剤1)、「(EGoPA)nTDI2」(硬化剤2)、「(EGoPA)nMDI2」(硬化剤3)、「(PGoPA)nXDI2」(硬化剤4)、「(EGoPA)nH12MDI」(硬化剤5)、「(PGoPA)nH6XDI」(硬化剤6)、「(HGoPA)nXDI」(硬化剤7)、硬化剤a、b、c、d、eを表1、2、及び5に示す様に配合し、後述の塗工方法で使用するポリエステル樹脂塗工液を得た。
ポリエステル樹脂塗工液を、バーコーターを用いて、塗布量5.0g/m2(固形分)となるように厚さ12μmのPETフィルム(東洋紡績(株)製「E−5100」)に塗布し、温度70℃に設定したドライヤーで希釈溶剤を揮発させ乾燥し、次いで、この複合フィルムを40℃/3日間かけて硬化させ、本発明の水蒸気バリア性フィルムを得た。
ポリエステル樹脂塗工液を、バーコーターを用いて、塗布量5.0g/m2(固形分)となるように厚さ12μmのPETフィルム(東洋紡績(株)製「E−5100」)に塗布し、温度70℃に設定したドライヤーで希釈溶剤を揮発させ乾燥し、次いで、この複合フィルムと未延伸PPフィルム(東レフィルム加工株式会社製「ZK−93KM」)を温度40℃、圧力0.4MPa、ラミネート速度40m/minにてドライラミネートして、PET/ポリエステル樹脂組成物/CPP積層体を得た。
ポリエステル樹脂塗工液を、バーコーターを用いて、塗布量5.0g/m2(固形分)となるように厚さ15μmのナイロン(Ny)フィルム(ユニチカ(株)製「エンブレムON―BC」)に塗布し、温度70℃に設定したドライヤーで希釈溶剤を揮発させ乾燥し、次いで、この複合フィルムと未延伸LLDPEフィルム(東セロ社製TUX−HC 60μ)を温度40℃、圧力0.4MPa、ラミネート速度40m/minにてドライラミネートして、Ny/ポリエステル樹脂組成物/LLDPE積層体を得た。
ポリエステル樹脂塗工液を、バーコーターを用いて、塗布量5.0g/m2(固形分)となるように厚さ12μmのアルミ蒸着ポリエステル(VM−PET)フィルム(東レフィルム加工(株)製「1310」)に塗布し、温度70℃に設定したドライヤーで希釈溶剤を揮発させ乾燥し、次いで、この複合フィルムと未延伸PPフィルム(東レフィルム加工株式会社製「ZK−93KM」)を温度40℃、圧力0.4MPa、ラミネート速度40m/minにてドライラミネートして、VM−PET/ポリエステル樹脂組成物/CPP積層体を得た。
ポリエステル樹脂塗工液を、バーコーターを用いて、塗布量5.0g/m2(固形分)となるように厚さ12μmのポリエステル(PET)フィルム(東洋紡績(株)製「E−5100」)に塗布し、温度70℃に設定したドライヤーで希釈溶剤を揮発させ乾燥し、次いで、この複合フィルムとアルミ蒸着未延伸CPPフィルム(東レフィルム加工(株)製「2203」)(VM−CPP)を温度40℃、圧力0.4MPa、ラミネート速度40m/minにてドライラミネートして、PET/ポリエステル樹脂組成物/VM−CPP積層体を得た。
前記製造方法で得たポリエステルポリオールを、更に溶剤を含有してない末端イソシアネート樹脂組成物「(EGoPA)nXDI2」(硬化剤8)、及び硬化剤eを表2、及び5に示す様に配合し、90℃に加温溶融下で2分間攪拌混合し、後述の塗工方法で使用するポリエステル樹脂塗工材を得た。
バーコーターの代わりに、加熱下で塗工が可能なロールコーターを用い80℃の加温下でロールコートを行った以外は、前記の塗工方法、及び、ラミネート方法1〜4と同様なフィルムを用いて、水蒸気バリア性フィルム及び、各種フィルム構成の積層体を得た。
エージングが終了した積層フィルムを、塗工方向と平行に15mm幅に切断し、PETフィルムとCPPフィルムとの間、もしくはNyフィルムとLLDPEフィルムとの間を、(株)オリエンテック製テンシロン万能試験機を用いて、雰囲気温度25℃、剥離速度を300mm/分に設定し、180度剥離方法で剥離した際の引っ張り強度をラミネート強度とした。ラミネート強度の単位はN/15mmとした。
測定中フィルム破談となる場合は結果にF及びピーク値を記載した。
エージングが終了した水蒸気バリア性フィルムを、モコン社製酸素透過率測定装置OX−TRAN2/21MHを用いてJIS−K7126(等圧法)に準じ、23℃、0%RHおよび90%RHの雰囲気下で測定した。
P1:塗膜単体の酸素透過率
P2:12μmPETフィルムの酸素透過率(0%RH:130cc/m2・24時間・atm、90%RH:100cc/m2・24時間・atmとして計算)
エージングが終了した積層フィルムを、水蒸気透過度試験法 伝導度法「ISO−15106−3」に準じ、Illinois社製測定装置を用いて40℃、90%RHの雰囲気下で評価を行った。なおRHとは、湿度を表す。
P1:塗膜単体の水蒸気透過率
P2:12μmPETフィルムの水蒸気透過率(46g/m2・24時間として計算)
厚さ12μmのPET(2軸延伸ポリエチレンテレフタレート)フィルム(東洋紡績(株)製E−5100)の酸素透過率を測定し、フィルム厚み5g/m2の透過率として換算した。その結果、240cc/m2・day・atmであった。
実施例、比較例の結果を表3、4及び表6に示す。
**:80℃加温でも流動性が無く無溶剤塗工が不可
この結果、実施例1〜14、16〜20の樹脂組成物を硬化させた樹脂層5g/m2厚みは、いずれも水蒸気透過率が70g/m2・day以下と12μm延伸PETフィルムの110g/m2・dayを大きく下回った。
また、実施例19,20の樹脂組成物を硬化させた樹脂を無溶剤型接着剤として、実施例1〜18に示したドライラミネート用接着剤と同様に、フィルム構成に依存せずに良好な接着性を発揮した。
以上のように、実施例1〜20の樹脂組成物は、良好なバリア性能と良好なラミネート接着強度を両立出来ている。
一方、比較例5は、PET/CPP構成、Ny/LLDPE構成、VM−PET構成やVM−CPP構成にてラミネート強度が良好であるが、水蒸気バリア性水蒸気透過率が205g/m2・day、酸素透過率(23℃0%RH)が225cc/m2・day・atm、酸素透過率(23℃90%RH)が199cc/m2・day・atmとバリア性能が悪い結果となっている。
さらに、比較例10では溶媒溶解性が不十分でドライラミネートができなかった比較例9と同一の樹脂組成では80℃への加温によっても樹脂粘度が十分に低下せず、無溶剤型接着剤としても使用することが出来なかった。
比較例6〜8のVM−PET構成やVM−CPP構成でもラミネート強度が1N/15mm未満で接着が悪い結果となっている。
Claims (10)
- 一般式(A)で表される分子量600以上の2官能イソシアネート基含有硬化剤と、一般式(2)もしくは一般式(3)を含有しガラス転移温度が−30℃〜70℃であるポリエステルポリオールとを含有してなるバリア材用ポリエステル樹脂組成物。
[式(A)中、R1は一般式(1)で表される基を表す。
(式中、nは1〜5の整数を表し、Xは、置換基を有してもよい1,2−フェニレン基、1,2−ナフチレン基、2,3−ナフチレン基、2,3−アントラキノンジイル基、及び2,3−アントラセンジイル基から成る群から選ばれるアリーレン基、又は置換基を有してもよい1,2−フェニレン基、1,2−ナフチレン基、2,3−ナフチレン基、2,3−アントラキノンジイル基、及び2,3−アントラセンジイル基から成る群から選ばれるアリーレン基の水素添加反応により得られる基を表し、Yは炭素原子数2〜6のアルキレン基を表す。)
また、式(A)中、R2は置換基を有してもよい、トリレン基、フェニレン基、フェニレンジイル基、メチレンジフェニレン基、ナフチレン基、アントラキノンジイル基、及びアントラセンジイル基から成る群から選ばれるアリーレン基、又は置換基を有してもよいトリレン基、フェニレン基、フェニレンジイル基、メチレンジフェニレン基、ナフチレン基、アントラキノンジイル基、及びアントラセンジイル基から成る群から選ばれるアリーレン基の水素添加反応により得られる基を表わす。)
(式(2)中、R 3 〜R 5 は、各々独立に、水素原子、又は一般式(3)
(但し、nは1〜5の整数を表し、Xは、置換基を有してもよい1,2−フェニレン基、
1,2−ナフチレン基、2,3−ナフチレン基、2,3−アントラキノンジイル基、及び2,3−アントラセンジイル基から成る群から選ばれるアリーレン基、又は置換基を有してもよい1,2−フェニレン基、1,2−ナフチレン基、2,3−ナフチレン基、2,3−アントラキノンジイル基、及び2,3−アントラセンジイル基から成る群から選ばれるアリーレン基の水素添加反応により得られる基を表し、Yは炭素原子数2〜6のアルキレン基を表す。)
で表される基を表し、R 1 〜R 3 のうち少なくとも一つは、一般式(3)で表される基である。) - 前記ポリエステルポリオールの酸価が5mgKOH/g以下である請求項1に記載のバリア材用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記一般式(2)で表されるポリエステルポリオールのグリセロール残基を、水蒸気バリア材ポリエステル樹脂組成物中に5質量%以上含有する請求項1又は2に記載のバリア材用ポリエステル樹脂組成物。
- 前記R2が、トリレン基、キシレンジイル基、メチレンジフェニレン基、ナフチレン基、又は、トリレン基、キシレンジイル基、メチレンジフェニレン基、或いはナフチレン基を水素添加した基である請求項1〜3の何れかに記載のバリア材用ポリエステル樹脂組成物。
- 請求項1〜4の何れかに記載のバリア材用ポリエステル樹脂組成物を用いてなるコーティング材。
- 無溶剤型である、請求項5に記載のコーティング材。
- 請求項1〜4の何れかに記載のバリア材用ポリエステル樹脂組成物を用いてなる接着剤。
- 無溶剤型である、請求項7に記載の接着剤。
- 請求項1〜4の何れかに記載のバリア材用ポリエステル樹脂組成物を硬化させた樹脂層を有する水蒸気バリアフィルム。
- 請求項1〜4の何れかに記載のバリア材用ポリエステル樹脂組成物を硬化させた樹脂層を有するガスバリアフィルム。
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