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WO2015186733A1 - 水性分散体および積層体 - Google Patents

水性分散体および積層体 Download PDF

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WO2015186733A1
WO2015186733A1 PCT/JP2015/066022 JP2015066022W WO2015186733A1 WO 2015186733 A1 WO2015186733 A1 WO 2015186733A1 JP 2015066022 W JP2015066022 W JP 2015066022W WO 2015186733 A1 WO2015186733 A1 WO 2015186733A1
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WO
WIPO (PCT)
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acid
resin
aqueous dispersion
modified
polypropylene resin
Prior art date
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Ceased
Application number
PCT/JP2015/066022
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English (en)
French (fr)
Inventor
剛正 吉野
暢康 奥村
晴樹 大藤
志波 賢人
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Unitika Ltd
Original Assignee
Unitika Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
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Priority to JP2016525202A priority patent/JP6628718B2/ja
Publication of WO2015186733A1 publication Critical patent/WO2015186733A1/ja
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Ceased legal-status Critical Current

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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/08Copolymers of ethene
    • C08L23/0846Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing atoms other than carbon or hydrogen
    • C08L23/0869Copolymers of ethene with unsaturated hydrocarbons containing atoms other than carbon or hydrogen with unsaturated acids, e.g. [meth]acrylic acid; with unsaturated esters, e.g. [meth]acrylic acid esters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32LAYERED PRODUCTS
    • B32BLAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B27/00Layered products comprising a layer of synthetic resin
    • B32B27/32Layered products comprising a layer of synthetic resin comprising polyolefins
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    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08L23/06Polyethene
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08LCOMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
    • C08L23/00Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers
    • C08L23/02Compositions of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Compositions of derivatives of such polymers not modified by chemical after-treatment
    • C08L23/10Homopolymers or copolymers of propene
    • C08L23/14Copolymers of propene

Definitions

  • the present invention relates to an aqueous dispersion which is excellent in adhesiveness to various base materials, and particularly has good adhesiveness in a laminate in which a polyolefin base material and other base materials are bonded.
  • Polyolefin resins such as polypropylene resins are excellent in electrical properties, mechanical properties, chemical properties, formability, hygiene, recyclability, etc., and are used mainly in automobiles, electricity, packaging, daily goods, and the like.
  • a polyolefin resin has a problem that it is difficult to adhere with an adhesive because it does not have a polar group in a molecular chain. Therefore, it has been proposed to use a chlorinated polyolefin resin as an adhesive component when bonding to a polyolefin resin such as a polypropylene resin.
  • chlorinated polyolefin resin generates harmful substances such as acid gas when discarded by incineration, the shift to non-chlorine binder resins is strongly desired in recent years as interest in the environment increases. Yes.
  • Patent Documents 1 and 2 disclose a technique for obtaining an acid-modified polyolefin resin aqueous dispersion without substantially using a surfactant.
  • Patent Document 3 discloses an aqueous dispersion containing an acid-modified polyolefin resin and a polyester resin.
  • Patent Document 4 discloses an aqueous dispersion containing two acid-modified polyolefin resins having different olefin component carbon numbers. Dispersions are disclosed.
  • the coatings obtained from the aqueous dispersions disclosed in Patent Documents 1 to 3 have room for improvement in adhesion to polyolefin resins such as cycloolefin polymers, and are water resistant, alkali resistant, and chemical resistant. Was inferior.
  • the aqueous dispersion containing the acid-modified polyolefin resin and the polyester resin disclosed in Patent Document 3 may increase in viscosity or gel when stored for a long period of time.
  • the coating film obtained from the aqueous dispersion containing two kinds of acid-modified polyolefin resins disclosed in Patent Document 4 has improved adhesion to polyolefin resins such as cycloolefin polymers.
  • the present invention eliminates the above-mentioned drawbacks of the prior art, and is an aqueous dispersion excellent in liquid stability comprising an acid-modified polyolefin resin aqueous dispersion, which has adhesiveness to a polyolefin resin substrate and water resistance. It is an object to provide an aqueous dispersion capable of forming a coating film excellent in alkali resistance and chemical resistance by a low-temperature press and capable of producing a laminate excellent in content resistance. is there.
  • an aqueous dispersion containing a specific acid-modified polyethylene resin and a specific acid-modified polypropylene resin can solve the above problems, and have reached the present invention.
  • the gist of the present invention is as follows. (1) An aqueous dispersion containing an acid-modified polyethylene resin (A), an acid-modified polypropylene resin (B), and an aqueous medium,
  • the acid-modified polyethylene resin (A) contains an olefin component containing ethylene and an unsaturated carboxylic acid component as a copolymerization component, and the content of the unsaturated carboxylic acid component is 0.1 to 15% by mass
  • the acid-modified polypropylene resin (B) contains an olefin component consisting of propylene and butene and an unsaturated carboxylic acid component as a copolymer component
  • An aqueous dispersion, wherein the mass ratio (A / B) of the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B) is 95/5 to 50/50.
  • the aqueous dispersion of the present invention contains a specific acid-modified polyethylene resin (A) and a specific acid-modified polypropylene resin (B), thereby providing a coating having good water resistance, alkali resistance, and chemical resistance. Films can be obtained, and laminates excellent in adhesion strength with polyolefin resin substrates such as cycloolefin polymers and various substrates can be obtained with a low-temperature press, and a bag made from this laminate is Excellent content resistance.
  • the aqueous dispersion of the present invention is excellent in liquid stability. Therefore, the aqueous dispersion of the present invention can be suitably used for various applications including optical films that require chemical resistance.
  • the aqueous dispersion of the present invention contains an acid-modified polyethylene resin (A) and an acid-modified polypropylene resin (B) in a specific ratio in an aqueous medium.
  • the acid-modified polyethylene resin (A) contains an olefin component containing ethylene and an unsaturated carboxylic acid component as copolymerization components.
  • the ethylene content in the olefin component is preferably 50% by mass or more, and more preferably 70% by mass or more. If the ethylene content in the olefin component is less than 50% by mass, characteristics such as adhesion to the substrate derived from polyethylene resin may be lost.
  • Examples of the olefin component other than ethylene include alkenes such as propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene, 1-hexene and 1-octene, and cycloalkenes such as norbornene, and mixtures thereof can also be used.
  • alkenes having 3 to 6 carbon atoms such as propylene, isobutylene, 1-butene, 1-pentene and 1-hexene are preferable, and alkenes having 3 to 4 carbon atoms such as propylene, isobutylene and 1-butene are more preferable.
  • the content of the unsaturated carboxylic acid component as a copolymerization component needs to be 0.1 to 15% by mass.
  • the mass is preferably 0.1% by mass, more preferably 0.1 to 5% by mass, still more preferably 0.5 to 4% by mass, and particularly preferably 1 to 4% by mass.
  • aqueous dispersion of the acid-modified polyethylene resin (A) becomes difficult.
  • the content of the unsaturated carboxylic acid component exceeds 15% by mass, the resulting coating film may have poor water resistance, alkali resistance, and chemical resistance.
  • the unsaturated carboxylic acid component is an unsaturated carboxylic acid or an anhydride thereof, specifically, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, etc.
  • Other examples include half esters and half amides of unsaturated dicarboxylic acids. Among them, acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, and maleic anhydride are exemplified, and acrylic acid and maleic anhydride are preferable.
  • the unsaturated carboxylic acid component may be copolymerized in the acid-modified polyethylene resin (A), and the form thereof is not limited. Examples thereof include random copolymerization, block copolymerization, and graft copolymerization.
  • the acid anhydride component introduced into the acid-modified polyethylene resin (A) is easy to take an acid anhydride structure in a dry state, and a part or all of the acid anhydride component is ring-opened in an aqueous medium containing a basic compound described later. However, it tends to be a carboxylic acid or a salt thereof.
  • the method for introducing the unsaturated carboxylic acid component into the unmodified polyethylene resin is not particularly limited.
  • the unmodified polyethylene resin and the unsaturated carboxylic acid component are heated above the melting point of the unmodified polyethylene resin.
  • the method of graft-copolymerizing an unsaturated carboxylic acid component is mentioned.
  • radical generator used for graft copolymerization examples include di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, tert-butyl cumyl peroxide, benzoyl peroxide, dilauryl peroxide, Examples thereof include organic peroxides such as cumene hydroperoxide, tert-butyl peroxybenzoate, methyl ethyl ketone peroxide, and di-tert-butyl diperphthalate, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile. These may be appropriately selected and used depending on the reaction temperature.
  • the unsaturated carboxylic acid component is introduced into the unmodified polyethylene resin by the method as described above, the unreacted unsaturated carboxylic acid monomer remains in the acid-modified polyethylene resin (A). Moreover, if there is much content of the unsaturated carboxylic acid component as a copolymerization component in acid-modified polyethylene resin (A), it exists in the tendency which many unreacted unsaturated carboxylic acid monomers remain
  • the acid-modified polyethylene resin (A) preferably contains a (meth) acrylic acid ester component for the purpose of improving adhesiveness with various thermoplastic resin substrates, including polyolefin resin substrates such as polypropylene resins. .
  • the content of the (meth) acrylic acid ester component in the acid-modified polyethylene resin (A) is preferably 0.5 to 40% by mass, more preferably 1 to 35% by mass, and 3 to 30% by mass. More preferably, it is 5 to 25% by mass, most preferably 10 to 25% by mass.
  • the adhesiveness with the substrate may be lowered, and when it exceeds 40% by mass, the properties derived from the polyethylene resin are lost, Adhesiveness may be reduced.
  • the (meth) acrylic acid ester component include esterified products of (meth) acrylic acid and alcohols having 1 to 30 carbon atoms. Among them, (meth) acrylic acid and carbon atoms of 1 are easy to obtain. Esterified products with ⁇ 20 alcohols are preferred.
  • Such compounds include methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, propyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl (meth) acrylate, (meth) acrylic acid.
  • examples include octyl, decyl (meth) acrylate, lauryl (meth) acrylate, octyl (meth) acrylate, dodecyl (meth) acrylate, stearyl (meth) acrylate, and the like. Mixtures of these may be used.
  • methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, butyl (meth) acrylate, hexyl acrylate, and octyl acrylate are more preferable from the viewpoint of adhesion to the substrate, and ethyl acrylate. Further, butyl acrylate is more preferable, and ethyl acrylate is particularly preferable.
  • (meth) acrylic acid means “acrylic acid or methacrylic acid”.
  • the acid-modified polyethylene resin (A) may contain 10% by mass or less of other components other than the above components based on the total acid-modified polyethylene resin.
  • Other components include dienes, maleic esters such as dimethyl maleate, diethyl maleate and dibutyl maleate, (meth) acrylic amides, alkyl vinyl ethers such as methyl vinyl ether and ethyl vinyl ether, vinyl formate, Vinyl esters such as vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl versatate, vinyl alcohol obtained by saponifying vinyl esters with basic compounds, 2-hydroxyethyl acrylate, glycidyl (meth) acrylate, ( (Meth) acrylonitrile, styrene, substituted styrene, carbon monoxide, sulfur dioxide and the like can be mentioned, and a mixture thereof can also be used.
  • Examples of the acid-modified polyethylene resin (A) include ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid ester-maleic anhydride copolymer, ethylene-maleic anhydride copolymer, ethylene- Propylene-maleic anhydride copolymer, ethylene-butene-maleic anhydride copolymer, ethylene-propylene-butene-maleic anhydride copolymer, or these acid-modified resins further modified with acrylic ester Is mentioned.
  • the polyethylene resin may be chlorinated in the range of 5 to 40% by mass.
  • the acid-modified polyethylene resin (A) in the present invention preferably has a weight average molecular weight of 5,000 to 100,000, more preferably 10,000 to 80,000, and 20,000 to 70,000. Is more preferably 30,000, and most preferably 30,000 to 60,000. If the weight average molecular weight of the acid-modified polyethylene resin (A) is less than 5,000, the adhesion to the base material tends to decrease or the resulting coating film tends to be hard and brittle, while the weight average molecular weight is If it exceeds 100,000, it tends to be difficult to make the resin water-based. In addition, the weight average molecular weight of resin can be calculated
  • GPC gel permeation chromatography
  • a commercially available acid-modified polyethylene resin (A) may be used.
  • examples include the Nucleel series manufactured by Mitsui DuPont, the Bond First series manufactured by Sumitomo Chemical, the Bondine series manufactured by Sumitomo Chemical, and the Primacor series manufactured by Dow Chemical.
  • an unmodified polyethylene resin such as Novatec series manufactured by Nippon Polyethylene Co., Ltd. or Zeonex series manufactured by Prime Polymer Co., Ltd. may be used in which an unsaturated carboxylic acid component is introduced by a known method. .
  • the acid-modified polypropylene resin (B) contains an olefin component composed of propylene and butene and an unsaturated carboxylic acid component as copolymerization components.
  • the olefin component of the acid-modified polypropylene resin (B) needs to be composed of propylene and butene (1-butene, isobutene, etc.). When other olefins are contained as the olefin component, the resulting aqueous dispersion is bonded at low temperature.
  • the coating film may have poor chemical resistance, and a bag made from the laminate may have poor content resistance.
  • the mass ratio of propylene to butene (propylene / butene) in the olefin component is 60/40 from the viewpoint of reducing the dispersed particle size of the acid-modified polypropylene resin (B) and improving the adhesion to the polypropylene resin substrate. It is preferably ⁇ 95 / 5, more preferably 60/40 to 80/20.
  • the dispersed particle size of the acid-modified polypropylene resin (B) becomes large, making it difficult to disperse the resin in water, and the resulting aqueous dispersion
  • the body tends to have low adhesion to a polypropylene resin substrate or a cycloolefin polymer substrate.
  • the aqueous dispersion of the present invention becomes an aqueous dispersion in which the difference in the number average particle diameter of each of the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B) is small as described later, Low temperature adhesion may also be reduced.
  • a plurality of acid-modified polypropylene resins (B) may be mixed and used as necessary.
  • the content of the unsaturated carboxylic acid component as a copolymerization component is 0.000 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the olefin component consisting of propylene and butene, from the viewpoint of dispersibility in an aqueous medium. It is preferably 5 to 15 parts by mass, more preferably 0.5 to 10 parts by mass, further preferably 0.5 to 8 parts by mass, and particularly preferably 1 to 7 parts by mass. Most preferably, it is 1.5 to 7 parts by mass.
  • the content of the unsaturated carboxylic acid component is less than 0.5 parts by mass, it may be difficult to make the acid-modified polypropylene resin (B) water-based, while when the content exceeds 15 parts by mass. However, it is easy to make the resin water-based, but the adhesion to the polypropylene resin substrate may be lowered.
  • unsaturated carboxylic acid components acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, maleic anhydride, itaconic acid, itaconic anhydride, aconitic acid, aconitic anhydride, fumaric acid, crotonic acid, citraconic acid, mesaconic acid, allyl succinic acid, etc.
  • compounds having at least one carboxyl group or acid anhydride group in the molecule (in the monomer unit) such as unsaturated dicarboxylic acid half esters and half amides, can also be used.
  • maleic anhydride acrylic acid and methacrylic acid are preferred, and maleic anhydride is more preferred from the viewpoint of easy introduction into a polypropylene resin containing propylene and butene (hereinafter referred to as unmodified polypropylene resin). . Therefore, in this invention, it is preferable to use a propylene / butene / maleic anhydride terpolymer as the acid-modified polypropylene resin (B).
  • the unsaturated carboxylic acid component only needs to be copolymerized in the acid-modified polypropylene resin, and the form thereof is not limited. Examples thereof include random copolymerization, block copolymerization, and graft copolymerization.
  • the acid anhydride component introduced into the acid-modified polypropylene resin (B) easily takes an acid anhydride structure in a dry state, and a part or all of the acid anhydride component is ring-opened in an aqueous medium containing a basic compound described later. However, it tends to be a carboxylic acid or a salt thereof.
  • the method for introducing the unsaturated carboxylic acid component into the unmodified polypropylene resin is not particularly limited.
  • the unmodified polypropylene resin and the unsaturated carboxylic acid component are heated to the melting point of the unmodified polypropylene resin or higher in the presence of a radical generator.
  • the method of graft-copolymerizing an unsaturated carboxylic acid component is mentioned.
  • radical generator used for graft copolymerization examples include di-tert-butyl peroxide, dicumyl peroxide, tert-butyl hydroperoxide, tert-butyl cumyl peroxide, benzoyl peroxide, dilauryl peroxide, Examples thereof include organic peroxides such as cumene hydroperoxide, tert-butyl peroxybenzoate, methyl ethyl ketone peroxide, and di-tert-butyl diperphthalate, and azo compounds such as azobisisobutyronitrile. These may be appropriately selected and used depending on the reaction temperature.
  • the unsaturated carboxylic acid component is introduced into the unmodified polypropylene resin by the method as described above, the unreacted unsaturated carboxylic acid monomer remains in the acid-modified polypropylene resin (B). Moreover, if there is much content of the unsaturated carboxylic acid component as a copolymerization component in acid-modified polypropylene resin (B), it exists in the tendency for many unreacted unsaturated carboxylic acid monomers to remain
  • the acid-modified polypropylene resin (B) in the present invention may contain other components other than those described above as necessary.
  • Other components include (meth) acrylates such as methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and butyl (meth) acrylate, maleic acid such as dimethyl maleate, diethyl maleate, and dibutyl maleate.
  • Acid esters (meth) acrylic amides, alkyl vinyl ethers such as methyl vinyl ether and ethyl vinyl ether, vinyl esters such as vinyl formate, vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl pivalate, vinyl versatate and vinyl esters Vinyl alcohol, 2-hydroxyethyl acrylate, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acrylonitrile, styrene, substituted styrene, vinyl halides, vinylidene halides, carbon monoxide, Diacid Sulfur and the like, may be a mixture thereof. In general, the content of these other components is preferably 10% by mass or less of the acid-modified polypropylene resin (B).
  • acid-modified polypropylene resin (B) may be used.
  • acid-modified polypropylene resin (B) a commercially available unmodified polypropylene resin obtained by introducing an unsaturated carboxylic acid component by a known method may be used.
  • the acid-modified polypropylene resin (B) in the present invention preferably has a weight average molecular weight of 5,000 to 200,000, more preferably 10,000 to 150,000, and more preferably 20,000 to 120,000. Is more preferably 30,000, particularly preferably 30,000 to 100,000, and most preferably 35,000 to 80,000. If the weight average molecular weight of the acid-modified polypropylene resin (B) is less than 5,000, the adhesion with the base material tends to decrease or the resulting coating film tends to be hard and brittle, while the weight average molecular weight is low. If it exceeds 200,000, it tends to be difficult to make the resin water-based. In addition, the weight average molecular weight of resin can be calculated
  • GPC gel permeation chromatography
  • the aqueous dispersion of the present invention contains an aqueous medium together with the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B).
  • the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B ) Is dispersed or dissolved in an aqueous medium.
  • an aqueous medium is a liquid which has water as a main component, and may contain the basic compound and organic solvent which are mentioned later.
  • ammonia or an organic amine compound which volatilizes during the formation of the coating film is preferable from the viewpoint of water resistance of the coating film, and an organic amine compound having a boiling point of 30 to 250 ° C., more preferably 50 to 200 ° C. is particularly preferable.
  • an organic amine compound having a boiling point of 30 to 250 ° C., more preferably 50 to 200 ° C. is particularly preferable.
  • the boiling point is less than 30 ° C., the rate of volatilization when the resin described later becomes aqueous may increase, and the aqueous formation may not proceed completely.
  • the boiling point exceeds 250 ° C. it becomes difficult to disperse the organic amine compound from the resin coating film by drying, and the water resistance of the coating film may decrease.
  • organic amine compound examples include triethylamine, N, N-dimethylethanolamine, isopropylamine, aminoethanol, dimethylaminoethanol, diethylaminoethanol, ethylamine, diethylamine, isobutylamine, dipropylamine, 3-ethoxypropylamine, 3 -Diethylaminopropylamine, sec-butylamine, propylamine, n-butylamine, 2-methoxyethylamine, 3-methoxypropylamine, 2,2-dimethoxyethylamine, monoethanolamine, morpholine, N-methylmorpholine, N-ethylmorpholine, Examples include pyrrole and pyridine.
  • the compounding amount of the basic compound is preferably 0.5 to 10 times equivalent, preferably 0.8 to 5 times equivalent to the carboxyl group in the acid-modified polyethylene resin (A) or acid-modified polypropylene resin (B). Is more preferable, and 0.9 to 3.0 times equivalent is particularly preferable. If the amount is less than 0.5 times equivalent, the effect of adding a basic compound is not recognized, and if the amount exceeds 10 times equivalent, the drying time during coating formation may be prolonged, or the stability of the aqueous dispersion may be reduced. is there.
  • a hydrophilic organic solvent may be added at the time of aqueous formation in order to promote the aqueous formation of the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B) and reduce the dispersed particle size.
  • the content of the hydrophilic organic solvent is preferably 50% by mass or less, more preferably 1 to 45% by mass, still more preferably 2 to 40% by mass, and particularly preferably 3 to 35% by mass with respect to the entire aqueous medium. preferable.
  • the content of the hydrophilic organic solvent exceeds 50% by mass, it cannot be regarded as an aqueous medium substantially and does not deviate from one of the objects of the present invention (environmental protection).
  • the stability of the aqueous dispersion may be reduced.
  • the solubility in water at 20 ° C. is preferably 10 g / L or more, more preferably 20 g / L or more, and more preferably 50 g / L. More than L is more preferable.
  • the hydrophilic organic solvent those having a boiling point of 150 ° C. or less are preferable from the viewpoint of efficiently removing them from the coating film during the film forming process.
  • a hydrophilic organic solvent having a boiling point exceeding 150 ° C. tends to be difficult to scatter from the coating film by drying, and particularly the water resistance of the coating film at low temperature drying and the adhesion to the substrate are reduced. There is.
  • Preferred hydrophilic organic solvents include, for example, methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, tert-butanol, n-amyl alcohol, isoamyl alcohol, sec-amyl alcohol, tert- Alcohols such as amyl alcohol, 1-ethyl-1-propanol, 2-methyl-1-butanol, n-hexanol, cyclohexanol, ketones such as methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, ethyl butyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dioxane, etc.
  • Ethers ethyl acetate, n-propyl acetate, isopropyl acetate, n-butyl acetate, isobutyl acetate, sec-butyl acetate, 3-methoxybutyl acetate, propion Esters such as methyl, ethyl propionate, diethyl carbonate, dimethyl carbonate, glycol derivatives such as ethylene glycol monomethyl ether, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, ethylene glycol ethyl ether acetate, and 1-methoxy-2-propanol, 1-ethoxy-2-propanol, 3-methoxy-3-methyl-1-butanol, methoxybutanol, acetonitrile, dimethylformamide, dimethylacetamide, diacetone alcohol, ethyl acetoacetate, 1, Examples include 2-dimethylglycerin
  • ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, methyl ethyl ketone, cyclohexanone, tetrahydrofuran, dioxane, ethylene glycol monoethyl ether, ethylene glycol monopropyl ether, ethylene glycol monobutyl ether, diethylene glycol monomethyl ether are water-based acid-modified polyolefin resins. This is preferable because it is more effective in promoting crystallization.
  • a plurality of these hydrophilic organic solvents may be mixed and used.
  • a hydrophobic organic solvent may be further added.
  • the hydrophobic organic solvent those having a solubility in water at 20 ° C. of less than 10 g / L and having a boiling point of 150 ° C. or less for the same reason as described above are preferable.
  • hydrophobic organic solvent examples include olefin solvents such as n-pentane, n-hexane, n-heptane, cycloheptane, cyclohexane and petroleum ether, aromatic solvents such as benzene, toluene and xylene, Examples thereof include halogen solvents such as carbon chloride, 1,2-dichloroethane, 1,1-dichloroethylene, trichloroethylene, 1,1,1-trichloroethane, and chloroform.
  • the addition amount of these hydrophobic organic solvents is preferably 15% by mass or less, more preferably 10% by mass or less, and further preferably 5% by mass or less with respect to the aqueous dispersion. When the addition amount exceeds 15% by mass, gelation or the like may be caused.
  • the aqueous dispersion of the present invention contains an acid-modified polyethylene resin (A), an acid-modified polypropylene resin (B), and an aqueous medium, and includes an acid-modified polyethylene resin (A) and an acid-modified polypropylene resin (B).
  • the mass ratio (A / B) needs to be 95/5 to 50/50, and is preferably 90/10 to 70/30 from the viewpoints of adhesiveness and heat sealability.
  • the content of the acid-modified polypropylene resin (B) is less than 5% by mass, the adhesion to a polyolefin resin substrate such as a polypropylene resin or a cycloolefin polymer is deteriorated. Adhesiveness with other substrates may be impaired.
  • the amount of unsaturated carboxylic acid monomer in the dry residue of the aqueous dispersion is 10,000 ppm or less. Preferably, it is 5,000 ppm or less, more preferably 3,000 ppm or less, particularly preferably 1,000 ppm or less, and most preferably 300 ppm or less.
  • the dry residue refers to the dry residue of the aqueous dispersion after the additive is added.
  • an unsaturated carboxylic acid component is introduced into an unmodified polyethylene resin or unmodified polypropylene resin by the method as described above, the unreacted unsaturated carboxylic acid monomer is converted into an acid-modified polyethylene resin (A) or an acid-modified polypropylene resin. It remains in (B).
  • the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer contained in the dry residue of the aqueous dispersion exceeds 10,000 ppm, the resulting coating film may be inferior in water resistance, chemical resistance and adhesion. In particular, when it exceeds 5,000 ppm, the adhesiveness and chemical resistance may be inferior.
  • the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer in the dry residue of the aqueous dispersion containing only the acid-modified polyolefin resin as a solid component is the amount of unsaturated carboxylic acid measured with each raw material of the acid-modified polyolefin resin before the aqueousization It has been confirmed that it matches the total amount of acid monomers. Therefore, the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B) constituting the aqueous dispersion are preferably used so that the total amount of unsaturated carboxylic acid monomers is 10,000 ppm or less, It is more preferable to use it so that it may become 5,000 ppm or less.
  • the method for reducing the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer in the acid-modified polyethylene resin (A) or the acid-modified polypropylene resin (B) is not particularly limited.
  • the acid-modified polyethylene resin (A) or the acid-modified polypropylene resin (B ) Under reduced pressure, a method in which acid-modified polyethylene resin (A) or acid-modified polypropylene resin (B) is dissolved in a solvent and reprecipitated, and acid-modified polyethylene resin (A in powder or pellet form) ) Or acid-modified polypropylene resin (B) is washed in water or an organic solvent, and is reduced by a Soxhlet extraction method.
  • a method of distilling under reduced pressure a method of separating by dissolving in a solvent and reprecipitation, and a method of washing in water or an organic solvent in the form of powder or pellets are preferable.
  • the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer in the dry residue of the aqueous dispersion and the amount of the unsaturated carboxylic acid monomer in the acid-modified polyethylene resin (A) or acid-modified polypropylene resin (B) should be quantified using high performance liquid chromatography described later. Can do.
  • the difference in the number average particle diameter of each of the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B) is 20 nm or more from the viewpoint of adhesion to the substrate. Is preferable, and it is more preferable that it is 50 nm or more.
  • the difference in the number average particle diameter between the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B) is less than 20 nm, the adhesion to a polyolefin resin substrate and the low-temperature adhesion tend to decrease.
  • the aqueous dispersion in the present invention does not substantially contain a non-volatile aqueous agent.
  • the present invention does not exclude the use of a non-volatile aqueous auxiliary agent, the acid-modified polyolefin resin is stable in an aqueous medium within a weight average particle size of 0.15 ⁇ m or less without using an aqueous auxiliary agent. Can be dispersed.
  • aqueous auxiliary means a drug or compound added for the purpose of promoting aqueous formation or stabilizing the aqueous dispersion in the production of an aqueous dispersion
  • nonvolatile means It means that it does not have a boiling point at normal pressure or has a high boiling point (for example, 300 ° C. or higher) at normal pressure.
  • Substantially no non-volatile aqueous additive means that such an auxiliary is not used at the time of production (resin aqueous), and the resulting aqueous dispersion does not contain this auxiliary as a result. Means.
  • the content of such an aqueous auxiliary agent is zero, but it is contained in an amount of less than about 0.5% by mass with respect to the acid-modified polyolefin resin component as long as the effects of the present invention are not impaired. There is no problem.
  • non-volatile auxiliary agent used in the present invention examples include an emulsifier described later, a compound having a protective colloid effect, a modified wax, an acid-modified compound having a high acid value, and a water-soluble polymer.
  • the emulsifier examples include a cationic emulsifier, an anionic emulsifier, a nonionic emulsifier, and an amphoteric emulsifier.
  • surfactants are also included.
  • anionic emulsifiers include higher alcohol sulfates, higher alkyl sulfonates, higher carboxylates, alkyl benzene sulfonates, polyoxyethylene alkyl sulfate salts, polyoxyethylene alkyl phenyl ether sulfate salts, vinyl sulfosuccinates.
  • Nonionic emulsifiers include polyoxyethylene alkyl ether, polyoxyethylene alkyl phenyl ether, polyethylene glycol fatty acid ester, ethylene oxide propylene oxide block copolymer, polyoxyethylene fatty acid amide, ethylene oxide-propylene oxide.
  • Compounds having a polyoxyethylene structure such as copolymers and sorbitan derivatives such as polyoxyethylene sorbitan fatty acid esters
  • amphoteric emulsifiers lauryl betaine, lauryl dimethyl amine oxide, and the like.
  • Compounds having protective colloid action, modified waxes, acid-modified compounds with high acid value, water-soluble polymers include polyvinyl alcohol, carboxyl group-modified polyvinyl alcohol, carboxymethylcellulose, hydroxyethylcellulose, hydroxypropylcellulose, modified starch, polyvinylpyrrolidone Polyacrylic acid and salts thereof, carboxyl group-containing polyethylene wax, carboxyl group-containing polypropylene wax, carboxyl group-containing polyethylene-propylene wax and the like, acid-modified polyolefin waxes having a number average molecular weight of usually 5000 or less and salts thereof, acrylic acid-anhydride Maleic acid copolymer and salts thereof, styrene- (meth) acrylic acid copolymer, ethylene- (meth) acrylic acid copolymer, isobutylene-maleic anhydride A carboxyl group-containing polymer having an unsaturated carboxylic acid content of 10% by mass or more, such as a mutual
  • the method for producing the aqueous dispersion of the present invention is not limited as long as the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B) are uniformly mixed and dispersed in an aqueous medium.
  • an aqueous dispersion of acid-modified polyethylene resin (A) prepared in advance and an aqueous dispersion of acid-modified polypropylene resin (B) are mixed, and water or a hydrophilic organic solvent is added as necessary.
  • Examples thereof include a method of adding, a method of mixing the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B), and stirring and heating with water and a solvent. Any of the above methods can easily prepare an aqueous dispersion having a desired component ratio, but the former method is more convenient and preferable.
  • the method for producing the aqueous dispersion of the acid-modified polyethylene resin (A) and the aqueous dispersion of the acid-modified polypropylene resin (B) is not particularly limited, but for example, an acid-modified polyethylene resin ( A) or acid-modified polypropylene resin (B), the above-mentioned hydrophilic organic solvent, the above-mentioned basic compound, water and other raw materials are added, and stirring is performed while maintaining the temperature in the tank at about 40 to 150 ° C. And a method of forming an aqueous dispersion.
  • aqueous dispersion of the acid-modified polyethylene resin (A) commercially available ones can be used.
  • the Saixen series manufactured by Sumitomo Seika Co., Ltd. (Xyxen A, Xyxen L), the Chemipearl series manufactured by Mitsui Chemicals (S -100, S-75N, etc.).
  • the content of the resin composed of the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B) in the aqueous dispersion of the present invention is appropriately adjusted depending on the film forming conditions, the thickness and performance of the target adhesive layer, and the like.
  • the content is preferably 1 to 50% by mass, and 5 to 40% by mass. More preferably.
  • a crosslinking agent can be added to the aqueous dispersion of the present invention in order to further improve various coating film performances such as water resistance, chemical resistance and adhesiveness.
  • the crosslinking agent is not particularly limited, and a crosslinking agent having self-crosslinking property, a compound having a plurality of functional groups that react with a carboxyl group in the molecule, a metal complex having a multivalent coordination site, and the like can be used.
  • oxazoline group-containing compounds, carbodiimide group-containing compounds, isocyanate group-containing compounds, epoxy group-containing compounds, melamine compounds, urea compounds, aziridine compounds, zirconium salt compounds, silane coupling agents and the like can be mentioned.
  • the addition amount of the crosslinking agent is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 80 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B).
  • the aqueous dispersion of the present invention may further contain other polymer, an aqueous dispersion thereof, a tackifier component, an antiblocking agent, and the like.
  • the aqueous dispersion of other polymer is not particularly limited, but polyvinyl acetate, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, styrene-maleic acid resin, styrene-butadiene resin, butadiene resin, Aqueous dispersion of acrylonitrile-butadiene resin, polyurethane resin, poly (meth) acrylonitrile resin, (meth) acrylamide resin, chlorinated polyethylene resin, chlorinated polypropylene resin, polyester resin, modified nylon resin, phenol resin, silicone resin, epoxy resin, etc. Examples include the body. You may use these in mixture of 2 or more types. In particular, it is preferable to add a polyurethane resin from the viewpoint of adhesiveness to the substrate.
  • the content is not particularly limited, but it is 1 to 300 parts by mass with respect to 100 parts by mass in total of the acid-modified polyethylene resin (A) and the acid-modified polypropylene resin (B). preferable.
  • the tackifier component is not particularly limited, and examples thereof include rosins, terpenes, petroleum resins, coumarone resins, and indene resins.
  • a pigment or a dye may be added according to the purpose of use, or the aqueous dispersion of the present invention may be added to a paint or ink.
  • the pigment or dye to be used is not particularly limited.
  • the pigment examples include titanium dioxide, zinc oxide, chromium oxide, cadmium sulfide, calcium carbonate, barium carbonate, barium sulfate, clay, talc, yellow lead, iron oxide, carbon Inorganic pigments such as black, azo, diazo, condensed azo, thioindigo, indanthrone, quinacridone, anthraquinone, benzimidazole, perylene, perinone, phthalocyanine, halogenated phthalocyanine, anthrapyridine And organic pigments such as dioxazines.
  • the dye include direct dyes, reactive dyes, acid dyes, cationic dyes, vat dyes, and mordant dyes. The above pigments or dyes may be used alone or in combination of two or more.
  • additives such as a leveling agent, an antifoaming agent, an anti-waxing agent, a pigment dispersant, and an ultraviolet absorber may be added to the aqueous dispersion of the present invention as necessary.
  • a good coating film and adhesive layer can be formed by removing the aqueous medium from the aqueous dispersion. Since the aqueous dispersion of the present invention is excellent in film forming ability, known film forming methods such as gravure roll coating, reverse roll coating, wire bar coating, lip coating, air knife coating, curtain flow coating, spray coating, Uniform coating on the surface of various substrates by dip coating, brushing, etc., and setting as near room temperature as necessary, followed by heat treatment for drying or drying and baking Can be bonded to various substrate surfaces.
  • a heating device at this time a normal hot air circulation type oven, an infrared heater, or the like may be used. Further, the heating temperature and the heating time are appropriately selected depending on the characteristics of the base material, the kind of the crosslinking agent, the blending amount, etc., and are not particularly limited. . Further, an aging treatment may be performed at about 20 to 60 ° C. in order to advance the crosslinking reaction.
  • the thickness of the coating film obtained by removing the aqueous medium from the aqueous dispersion of the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 20 ⁇ m, more preferably 3 to 15 ⁇ m, and more preferably 5 to 13 ⁇ m. More preferably, it is particularly preferably 8 to 10 ⁇ m.
  • the thickness is less than 0.5 ⁇ m, the laminate strength is low and the effect as an adhesive is small, and if it exceeds 20 ⁇ m, the drying time becomes long.
  • a different type or the same kind of base material can be bonded together using the coating film formed by removing the aqueous medium from the aqueous dispersion as an adhesive layer to form a laminate.
  • the bonding conditions are not particularly limited, but the temperature is preferably 60 ° C. or higher, and when a thermoplastic resin film is used as the substrate, it is preferably lower than the melting point of the thermoplastic resin.
  • the laminating method include a method of laminating while applying pressure with a hot roll.
  • the aqueous dispersion of the present invention is excellent in adhesiveness with a polyolefin resin, and as a substrate to which the aqueous dispersion of the present invention is applied, a polyolefin resin substrate such as polyethylene, polypropylene, and cycloolefin polymer is preferable.
  • a resin having a relatively low heat resistance for example, a polyolefin resin having a melting point of 180 ° C. or less such as polyethylene or polypropylene. It can be applied to a substrate.
  • Examples of the cycloolefin polymer include cyclic rings in the main chain described in JP-A-10-120768, JP-A-11-43566, JP-A-2004-51949, JP-A-2004-156048, and the like.
  • the thermoplastic olefin resin which has the following olefin frame
  • Examples of commercially available cycloolefin polymers include ARTON manufactured by JSR, ZEONOR and ZEONEX manufactured by Nippon Zeon, TOPAS manufactured by Polyplastics, and APEL manufactured by Mitsui Chemicals.
  • a base material to which the aqueous dispersion of the present invention is applied in addition to the above polyolefin resin base material, metals such as a film or a molded body made of a thermoplastic resin, paper, synthetic paper, glass, aluminum foil, and the like can be given.
  • thermoplastic resins other than polyolefin resins include polyamide resins such as nylon 6, nylon 66, nylon 46, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, polytrimethylene terephthalate, polytrimethylene naphthalate, polybutylene terephthalate, polybutylene naphthalate.
  • polyester resins such as polyethylene succinate, polyglycolic acid, polylactic acid, polycarbonate, and polyarylate, polyurethane resins, polyimide resins, ABS resins, acrylic resins, and mixtures thereof.
  • shape of the thermoplastic resin constituting the substrate include films and molded bodies, and laminates thereof.
  • the thermoplastic resin film may be an unstretched film or a stretched film, and the production method is not limited.
  • the thickness of the thermoplastic resin film is not particularly limited, but is usually in the range of 5 to 500 ⁇ m.
  • the thermoplastic resin film may contain a filler. Examples of the filler include, but are not limited to, calcium carbonate, clay, silica, diatomaceous earth, talc, titanium oxide, barium titanate, barium sulfate, and alumina.
  • the thermoplastic resin film may be subjected to various functional treatments such as various barrier coatings, easy adhesion coatings, antistatic coatings, ultraviolet shielding coatings, and various vapor deposition treatments such as silica, alumina, and aluminum.
  • the combination of substrates to be bonded using the aqueous dispersion of the present invention is not particularly limited, but polyolefin resin and metal such as aluminum, polyolefin resin and polyester resin, polyolefin resin and polycarbonate resin, polyolefin resin and acrylic resin, polyolefin resin And a combination of different materials such as polyamide resin, polyolefin resin and triacetyl cellulose, and a combination of polyolefin resins such as polypropylene, and the aqueous dispersion of the present invention has particularly good adhesion to these substrates. .
  • an adhesive of the aqueous dispersion of the present invention is not particularly limited, but various depositions such as an adhesive for optical films such as a touch panel, an anchor coating agent, an adhesive for solar battery backsheet, silica, alumina, aluminum and the like.
  • Adhesives such as the vapor deposition surface of the treated vapor deposition film, adhesives for building materials such as wall materials, adhesives for packaging materials, adhesives for paper containers, adhesives for lid materials, adhesives for in-mold transfer foils, PP steel sheet adhesive, flocking adhesive, secondary battery electrode binder adhesive, secondary battery exterior adhesive, automotive belt molding adhesive, automotive component adhesive, heterogeneous substrate adhesive, etc. Is mentioned.
  • the aqueous dispersion of this invention can be used conveniently also as a coating agent, a primer, a coating material, ink, etc. other than the said adhesive agent.
  • Specific examples include anchor coating agent for PP extrusion lamination, coating agent for secondary battery separator, primer for UV curable coating agent, primer for shoes, primer for automobile bumper, primer for clear box, paint for PP substrate, fiber Examples include sizing agents.
  • MFR Melt flow rate of acid-modified polyethylene resin (A) It measured by the method of JIS6730 description (190 degreeC, 2160g load).
  • Weight average molecular weights of acid-modified polyethylene resin (A) and acid-modified polypropylene resin (B) The weight average molecular weight was determined by GPC analysis (HLC-8020 manufactured by Tosoh Corporation, and two KF-804L and KF805L columns manufactured by SHODEX). And tetrahydrofuran was used as the eluent, and the flow rate was 1 mL / min and measurement was performed at 40 ° C. About 10 mg of resin was dissolved in 5.5 mL of tetrahydrofuran and filtered through a PTFE membrane filter as a measurement sample. The weight average molecular weight was determined from a calibration curve prepared with a polystyrene standard sample. When it was difficult to dissolve in tetrahydrofuran, it was dissolved in orthodichlorobenzene.
  • the amount of unsaturated carboxylic acid monomer was less than 1000 ppm, the amount of resin pellets was changed to 0.5 g, and the amount was similarly determined.
  • the calibration curve was prepared using an unsaturated carboxylic acid monomer standard sample with a known concentration.
  • Aqueous Dispersion and Acid-Modified Polypropylene Resin Aqueous Dispersion (1) Solid Concentration A suitable amount of the aqueous dispersion was weighed, and the mass of the residue (solid content) at 150 ° C. was heated to reach a constant weight, and the solid content concentration was determined.
  • Viscosity of acid-modified polypropylene resin (B) aqueous dispersion The aqueous dispersion after 300 mesh filtration was rotated at a temperature of 20 ° C. using a B-type viscometer (DVL-BII digital viscometer manufactured by Tokimec). The viscosity (mPa ⁇ s) was measured.
  • COP-1 cycloolefin polymer film (ZEONOR ZF-14-100, manufactured by ZEON Corporation, thickness 100 ⁇ m)
  • COP-2 cycloolefin copolymer plate (polyplastics, TOPAS 5013L-10 molded product, 10 cm ⁇ 5 cm ⁇ 2 mm thickness)
  • CPP unstretched polypropylene film (manufactured by Tosero Co., Ltd., thickness 50 ⁇ m)
  • PE unstretched polyethylene film (manufactured by Tamapoly, thickness 40 ⁇ m)
  • PET Biaxially stretched polyethylene terephthalate film (Embret PET manufactured by Unitika Ltd., thickness 50 ⁇ m)
  • PC Polycarbonate plate (Nippon Test Panel, 10cm x 2cm x 2mm thickness)
  • Ac Acrylic board (manufactured by Nippon Test Panel,
  • Peel strength A measurement sample having a width of 15 mm was cut out from each laminate prepared by the following method, and a tensile tester (precision universal material testing machine 2020 manufactured by Intesco) was used to pull a pulling speed of 200 mm / min and a pulling angle of 180. The peel strength between the substrates was measured in degrees. In addition, if the peeling strength was the following numerical value, it was set as the pass. (7.1) Bonding of PET and COP-1 The aqueous dispersion was coated on the corona surface of PET with a Mayer bar so that the thickness of the adhesive layer after drying was 10 ⁇ m, and dried at 120 ° C. for 1 minute. COP-1 was bonded to the adhesive-coated surface of PET and pressed at 125 ° C. with a heat press (sealing pressure 0.5 MPa for 60 seconds). A peel strength of 10 N / 15 mm or more was accepted.
  • the aqueous dispersion of acid-modified polyethylene resin (A) used for the production of the aqueous dispersion was produced by the following method.
  • (Production of acid-modified polyethylene resin aqueous dispersion A-1) Using a stirrer equipped with a hermetic pressure-resistant 1 liter glass container with a heater, 60.0 g of acid-modified polyethylene resin (manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd., Bondine HX-8290), 60.0 g of isopropanol, 2.2 g Of triethylamine and 177.8 g of distilled water were placed in a glass container and sealed, and then stirred at a rotation speed of the stirring blade of 300 rpm.
  • Table 1 shows the composition of the acid-modified polyethylene resin used in the production of the acid-modified polyethylene resin aqueous dispersions A-1 to A-3 and various characteristics of the aqueous dispersions A-1 to A-3.
  • the acid-modified polypropylene resin (B) used for the production of the aqueous dispersion was produced by the following method.
  • the obtained reaction product was put into a large amount of acetone to precipitate a resin.
  • Production Example 2 Acid-modified polypropylene resin P-2 An acid-modified polypropylene resin P-2 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that the acetone solution of triethylamine was changed to acetone and the subsequent acetone washing was changed to methanol washing.
  • Production Example 3 Acid-modified polypropylene resin P-3
  • the amount of maleic anhydride added was changed to 60.0 g instead of 40.0 g, and the same operation was performed except that the washing step of acetone solution of triethylamine and the washing step of acetone were omitted.
  • Polypropylene resin P-3 was obtained.
  • Production Example 4 Acid-modified polypropylene resin P-4 The same procedure as in Production Example 1 was carried out except that the amount of maleic anhydride added was 24.0 g and the amount of dicumyl peroxide added was 18.5 g. Thus, an acid-modified polypropylene resin P-4 was obtained. .
  • Production Example 5 Acid-modified polypropylene resin P-5 An acid-modified polypropylene resin P-5 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that a propylene-butene copolymer having a mass ratio (propylene / 1-butene) of 97/3 was used.
  • Production Example 6 Acid-modified polypropylene resin P-6 An acid-modified polypropylene resin P-6 was obtained in the same manner as in Production Example 1, except that a propylene-butene copolymer having a mass ratio (propylene / 1-butene) of 65/35 was used.
  • Production Example 7 Acid-modified polypropylene resin P-7 An acid-modified polypropylene resin P-7 was obtained in the same manner as in Production Example 1 except that a propylene-butene copolymer having a mass ratio (propylene / 1-butene) of 50/50 was used.
  • Table 2 shows the properties of the acid-modified polypropylene resins (B) obtained in Production Examples 1 to 9.
  • the aqueous dispersion of acid-modified polypropylene resin (B) used for the production of the aqueous dispersion was produced by the following method.
  • (Production of acid-modified polypropylene resin aqueous dispersion B-1) Using a stirrer equipped with a heat-resistant 1 L glass container with a heater, 60.0 g of acid-modified polypropylene resin P-1, 99.0 g of tetrahydrofuran, 11.6 g of N, N-dimethylethanolamine (DMEA) ) And 159.4 g of distilled water were charged into a glass container and stirred at a rotation speed of the stirring blade of 300 rpm.
  • the liquid component in the flask was subjected to pressure filtration (air pressure 0.2 MPa) with a 300 mesh stainless steel filter (wire diameter 0.035 mm, plain weave) to obtain a milky white uniform acid-modified polypropylene resin aqueous dispersion B-3.
  • aqueous dispersion B-11 was obtained in the same manner as in the production method of the aqueous dispersion B-1, except that P-9 was used instead of the acid-modified polypropylene resin P-1.
  • aqueous dispersion In the production of the aqueous dispersion, the following were used as additives.
  • -Polyurethane resin Polyether-type polyurethane resin aqueous dispersion (manufactured by Enomoto Kasei Co., Ltd., NeoRezR-600, solid content concentration: 33% by mass)
  • -Crosslinking agent aqueous solution of oxazoline group-containing compound (Nippon Shokubai Co., Ltd., Epocros WS-700, solid content concentration 25% by mass)
  • Crosslinking agent aqueous dispersion of epoxy group-containing compound (manufactured by ADEKA, Adeka Resin EM-0517, solid content concentration 51% by mass)
  • Example 1 The acid-modified polyethylene resin aqueous dispersion A-1 and the acid-modified polypropylene resin aqueous dispersion B-1 have a solid content mass ratio of 95/5 between the acid-modified polyolefin resin aqueous dispersion and the acid-modified polypropylene resin aqueous dispersion. The mixture was mixed and stirred at room temperature for 5 minutes to obtain an aqueous dispersion. Various performance evaluation was performed using the obtained aqueous dispersion.
  • Examples 2 to 20 Comparative Examples 1 to 17 As shown in Tables 3 and 4, the types and solid content mass ratios of the acid-modified polyethylene resin (A) aqueous dispersion and the acid-modified polypropylene resin (B) aqueous dispersion were changed, and added in Examples 18 to 20.
  • Comparative Examples 12 to 17 the same operations as in Example 1 were performed except that an aqueous polyester dispersion or an acrylic aqueous dispersion was used instead of the acid-modified polypropylene resin (B) aqueous dispersion. An aqueous dispersion was obtained.
  • Tables 3 and 4 show the results of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 17.
  • the aqueous dispersions of Examples 1 to 20 were excellent in liquid stability, and the obtained coating films were excellent in water resistance, alkali resistance and chemical resistance, and had high peel strength from various substrates and excellent adhesion. It was a thing. Moreover, a laminated body could be obtained with a low-temperature press, and the bag produced from this laminated body was excellent in content resistance. Among them, the coating film obtained from an aqueous dispersion to which a cross-linking agent such as an oxazoline group-containing compound or an epoxy group-containing compound or a polyurethane resin is added has further improved peel strength from various substrates, and is more excellent in adhesiveness. It was.
  • a cross-linking agent such as an oxazoline group-containing compound or an epoxy group-containing compound or a polyurethane resin
  • Comparative Examples 10 to 11 since the acid-modified polyethylene resin (A) has a content of unsaturated carboxylic acid component larger than the specified amount of the present invention, the peel strength from the substrate is low, and the coating film has water resistance and It was inferior in alkali resistance and chemical resistance. Since the aqueous dispersions of Comparative Examples 12 to 17 used a polyester aqueous dispersion or an acrylic aqueous dispersion instead of the acid-modified polypropylene resin (B) aqueous dispersion, the liquid stability may be inferior. The alkali resistance and chemical resistance were poor, the peel strength from the substrate was low, and the adhesiveness was poor.

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Abstract

 酸変性ポリエチレン樹脂(A)と、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)と、水性媒体とを含有する水性分散体であって、樹脂(A)が、エチレンを含有するオレフィン成分と不飽和カルボン酸成分とを共重合成分として含有し、不飽和カルボン酸成分の含有量が0.1~15質量%であり、樹脂(B)が、プロピレンとブテンとからなるオレフィン成分と不飽和カルボン酸成分とを共重合成分として含有し、樹脂(A)と樹脂(B)の質量比(A/B)が、95/5~50/50であることを特徴とする水性分散体。

Description

水性分散体および積層体
 本発明は、各種基材との接着性に優れ、特に、ポリオレフィン基材とその他基材とを接着した積層体において接着性が良好である水性分散体に関するものである。
 ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂は、電気特性、力学特性、化学特性、賦形性、衛生性、リサイクル性等に優れており、自動車、電気、包装、日用雑貨等を中心に使用されている。しかし、一般にポリオレフィン樹脂は、分子鎖中に極性基を持たないため、接着剤によって接着することが困難であるという問題がある。
 このため、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂に対して接着する際には、接着剤成分として塩素化ポリオレフィン樹脂を使用することが提案されている。しかし、塩素化ポリオレフィン樹脂は、焼却によって廃棄する際に、酸性ガス等の有害物質を発生するため、近年、環境への関心が高まるにつれ、非塩素系のバインダー樹脂への移行が強く望まれている。
 また、従来、タッチパネルなどの分野では、光学ポリエチレンテレフタレートフィルムとポリカーボネートフィルム、トリアセチルセルロース(TAC)フィルムの貼り合わせなどで、タッチパネルの積層構成が作製されてきた。しかし、光学ポリエチレンテレフタレートフィルムは、オリゴマー成分のブリードにより、耐久性低下や加水分解等の問題が生じていた。よって、近年は、光学ポリエチレンテレフタレートフィルムに代えて高い透明性を有するシクロオレフィンポリマーフィルムが多く使用されている。シクロオレフィンポリマー(COP)は、高透明性に加え、高耐熱性、低誘電率・低誘電正接という優れた特性を併せ持つ材料であり、光学用途、医療用途、自動車用途、包装用途、電子部材用途などの多方面において非常に注目されている。しかし、シクロオレフィンポリマーも、難接着性の樹脂であるため、接着性が良好な接着剤が望まれている。
 上記のような背景から、非塩素系のバインダー樹脂として、ポリオレフィン樹脂を酸などで変性した酸変性ポリオレフィン樹脂の開発が行われ、また界面活性剤を実質的に用いずに酸変性ポリオレフィン樹脂を水性化する検討が行われている。例えば、特許文献1、2には、界面活性剤を実質的に使用することなく、酸変性ポリオレフィン樹脂水性分散体を得る技術が開示されている。また、特許文献3には、酸変性ポリオレフィン樹脂とポリエステル樹脂とを含有する水性分散体が開示され、特許文献4には、オレフィン成分の炭素数が異なる2種の酸変性ポリオレフィン樹脂を含有する水性分散体が開示されている。
国際公開第2002/055598号 国際公開第2004/104090号 特開2003-327756号公報 特開2007-177148号公報
 しかしながら、特許文献1~3に開示された水性分散体から得られた塗膜は、シクロオレフィンポリマーなどのポリオレフィン樹脂に対する接着性に改善の余地があり、また、耐水性、耐アルカリ性、耐薬品性に劣ることがあった。また特許文献3に開示された酸変性ポリオレフィン樹脂とポリエステル樹脂とを含有する水性分散体は、長期にわたり保存すると粘度が上昇したり、ゲル化することがあった。
 一方、特許文献4に開示された、2種の酸変性ポリオレフィン樹脂を含有する水性分散体から得られた塗膜は、シクロオレフィンポリマーなどのポリオレフィン樹脂に対する接着性は改善されているが、ポリオレフィン樹脂を基材に接着して積層する際には、高温でプレスすることが必要であり、低温での接着性に劣るものであった。また、ポリオレフィン樹脂を接着して得られた積層体は、袋を作製して内容物を入れて長期間保存すると、積層体の層間接着性が低下し、耐内容物性に劣るものであった。
 本発明は、上記の従来技術の欠点を解消するものであり、酸変性ポリオレフィン樹脂水性分散体からなる液安定性に優れる水性分散体であって、ポリオレフィン樹脂基材との接着性や、耐水性、耐アルカリ性、耐薬品性に優れた塗膜を低温プレスで形成することができるとともに、耐内容物性に優れた積層体を作製することができる水性分散体を提供することを課題とするものである。
 本発明者らは、鋭意検討した結果、特定の酸変性ポリエチレン樹脂と、特定の酸変性ポリプロピレン樹脂とを含有する水性分散体が、上記課題を解決できることを見出し、本発明に到達した。
 すなわち、本発明の要旨は以下のとおりである。
(1)酸変性ポリエチレン樹脂(A)と、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)と、水性媒体とを含有する水性分散体であって、
酸変性ポリエチレン樹脂(A)が、エチレンを含有するオレフィン成分と不飽和カルボン酸成分とを共重合成分として含有し、不飽和カルボン酸成分の含有量が0.1~15質量%であり、
酸変性ポリプロピレン樹脂(B)が、プロピレンとブテンとからなるオレフィン成分と不飽和カルボン酸成分とを共重合成分として含有し、
酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の質量比(A/B)が、95/5~50/50であることを特徴とする水性分散体。
(2)プロピレンとブテンとの質量比(プロピレン/ブテン)が、60/40~95/5であることを特徴とする(1)記載の水性分散体。
(3)酸変性ポリエチレン樹脂(A)が、さらに(メタ)アクリル酸エステル成分を共重合成分として含有することを特徴とする(1)または(2)記載の水性分散体。
(4)酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)のそれぞれの数平均粒子径が、20nm以上の差を有することを特徴とする(1)~(3)のいずれかに記載の水性分散体。
(5)上記(1)~(4)のいずれかに記載の水性分散体から形成された層が基材上に積層されたことを特徴とする積層体。
(6)基材上に積層された層の上に、さらに同種または異種の基材が積層されたことを特徴とする(5)記載の積層体。
(7)少なくとも一方の基材がポリプロピレン基材またはシクロオレフィンポリマー基材であることを特徴とする(6)記載の積層体。
 本発明の水性分散体によれば、特定の酸変性ポリエチレン樹脂(A)と、特定の酸変性ポリプロピレン樹脂(B)とを含有することにより、耐水性や耐アルカリ性、耐薬品性が良好な塗膜を得ることができ、またシクロオレフィンポリマーなどのポリオレフィン樹脂基材や各種基材との接着強度に優れた積層体を、低温プレスで得ることができ、さらにこの積層体から作製された袋は、耐内容物性に優れる。また本発明の水性分散体は、液安定性に優れる。したがって、本発明の水性分散体は、耐薬品性が必要とされる光学用フィルムをはじめとする各種用途に好適に使用することができる。
 以下、本発明を詳細に説明する。
 本発明の水性分散体は、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)とを特定の割合で水性媒体中に含有する。
<酸変性ポリエチレン樹脂(A)>
 本発明において、酸変性ポリエチレン樹脂(A)は、エチレンを含有するオレフィン成分と不飽和カルボン酸成分とを共重合成分として含有するものである。
 オレフィン成分におけるエチレンの含有量は、50質量%以上であることが好ましく、70質量%以上であることがより好ましい。オレフィン成分におけるエチレンの含有量が50質量%未満では、ポリエチレン樹脂由来の基材密着性等の特性が失われてしまうことがある。
 エチレン以外のオレフィン成分としては、プロピレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン等のアルケンや、ノルボルネン等のシクロアルケンが挙げられ、これらの混合物を用いることもできる。中でも、プロピレン、イソブチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン等の炭素数3~6のアルケンが好ましく、プロピレン、イソブチレン、1-ブテン等の炭素数3~4のアルケンがより好ましい。
 酸変性ポリエチレン樹脂(A)における、共重合成分としての不飽和カルボン酸成分の含有量は、0.1~15質量%であることが必要であり、接着性の点から、0.1~10質量%であることが好ましく、0.1~5質量%であることがより好ましく、0.5~4質量%であることがさらに好ましく、1~4質量%であることが特に好ましい。不飽和カルボン酸成分の含有量が0.1質量%未満であると、酸変性ポリエチレン樹脂(A)の水性分散化が困難となる。一方、不飽和カルボン酸成分の含有量が15質量%を超えると、得られる塗膜は、耐水性や耐アルカリ性、耐薬品性が低下することがある。
 不飽和カルボン酸成分は、不飽和カルボン酸やその無水物であり、具体的には、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、フマル酸、クロトン酸等のほか、不飽和ジカルボン酸のハーフエステル、ハーフアミド等が挙げられる。中でもアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸が挙げられ、アクリル酸、無水マレイン酸が好ましい。
 不飽和カルボン酸成分は、酸変性ポリエチレン樹脂(A)中に共重合されていればよく、その形態は限定されるものではない。例えば、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合等が挙げられる。
 なお、酸変性ポリエチレン樹脂(A)に導入された酸無水物成分は、乾燥状態では酸無水物構造を取りやすく、後述する塩基性化合物を含有する水性媒体中ではその一部または全部が開環し、カルボン酸またはその塩となる傾向がある。
 不飽和カルボン酸成分を、未変性ポリエチレン樹脂へ導入する方法は特に限定されず、例えば、ラジカル発生剤存在下、未変性ポリエチレン樹脂と不飽和カルボン酸成分とを未変性ポリエチレン樹脂の融点以上に加熱溶融して反応させる方法や、未変性ポリエチレン樹脂と不飽和カルボン酸成分を有機溶剤に溶解させた後、ラジカル発生剤の存在下で加熱、攪拌して反応させる方法等により、未変性ポリエチレン樹脂に不飽和カルボン酸成分をグラフト共重合する方法が挙げられる。
 グラフト共重合に使用するラジカル発生剤としては、例えば、ジ-tert-ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、tert-ブチルヒドロパーオキシド、tert-ブチルクミルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ジラウリルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、メチルエチルケトンパーオキシド、ジ-tert-ブチルジパーフタレート等の有機過酸化物類や、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物類が挙げられる。これらは反応温度によって、適宜選択して使用すればよい。
 通常、上記のような方法により不飽和カルボン酸成分を未変性ポリエチレン樹脂に導入した場合、未反応の不飽和カルボン酸モノマーが、酸変性ポリエチレン樹脂(A)に残存する。また、酸変性ポリエチレン樹脂(A)における、共重合成分としての不飽和カルボン酸成分の含有量が多ければ、未反応の不飽和カルボン酸モノマーが多く残存する傾向にある。
 酸変性ポリエチレン樹脂(A)は、ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン樹脂基材をはじめ、様々な熱可塑性樹脂基材との接着性を向上させる理由から、(メタ)アクリル酸エステル成分を含有することが好ましい。
 酸変性ポリエチレン樹脂(A)における(メタ)アクリル酸エステル成分の含有量は、0.5~40質量%であることが好ましく、1~35質量%であることがより好ましく、3~30質量%であることがさらに好ましく、5~25質量%であることが特に好ましく、10~25質量%であることが最も好ましい。(メタ)アクリル酸エステル成分の含有量が0.5質量%未満では、基材との接着性が低下することがあり、40質量%を超えるとポリエチレン樹脂由来の性質が失われ、基材との密着性が低下することがある。
 (メタ)アクリル酸エステル成分としては、(メタ)アクリル酸と炭素数1~30のアルコールとのエステル化物が挙げられ、中でも入手のし易さの点から、(メタ)アクリル酸と炭素数1~20のアルコールとのエステル化物が好ましい。そのような化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸プロピル、(メタ)アクリル酸ブチル、(メタ)アクリル酸ヘキシル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸デシル、(メタ)アクリル酸ラウリル、(メタ)アクリル酸オクチル、(メタ)アクリル酸ドデシル、(メタ)アクリル酸ステアリル等が挙げられる。これらの混合物を用いてもよい。これらの中で、基材との接着性の点から、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル、アクリル酸ヘキシル、アクリル酸オクチルがより好ましく、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチルがさらに好ましく、アクリル酸エチルが特に好ましい。なお、「(メタ)アクリル酸~」とは、「アクリル酸~またはメタクリル酸~」を意味する。
 また、酸変性ポリエチレン樹脂(A)は、上記成分以外の他の成分を、酸変性ポリエチレン樹脂全体の10質量%以下含有してもよい。他の成分としては、ジエン類、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル等のマレイン酸エステル類、(メタ)アクリル酸アミド類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテルなどのアルキルビニルエーテル類、ぎ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル類ならびにビニルエステル類を塩基性化合物等でケン化して得られるビニルアルコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、置換スチレン、一酸化炭素、二酸化硫黄などが挙げられ、これらの混合物を用いることもできる。
 酸変性ポリエチレン樹脂(A)としては、たとえば、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸エステル-無水マレイン酸共重合体、エチレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-プロピレン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-ブテン-無水マレイン酸共重合体、エチレン-プロピレン-ブテン-無水マレイン共重合体、あるいはこれらの酸変性樹脂にさらにアクリル酸エステル等でアクリル変性したもの等が挙げられる。ポリエチレン樹脂は5~40質量%の範囲で塩素化されていてもよい。
 本発明における酸変性ポリエチレン樹脂(A)は、重量平均分子量が、5,000~100,000であることが好ましく、10,000~80,000であることがより好ましく、20,000~70,000であることがさらに好ましく、30,000~60,000であることが最も好ましい。酸変性ポリエチレン樹脂(A)の重量平均分子量が5,000未満であると、基材との接着性が低下したり、得られる塗膜が硬くてもろくなる傾向があり、一方、重量平均分子量が100,000を超えると、樹脂の水性化が困難になる傾向がある。なお、樹脂の重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いてポリスチレン樹脂を標準として求めることができる。
 本発明では、酸変性ポリエチレン樹脂(A)として市販のものを用いてもよい。例えば、三井デュポン社製ニュクレルシリーズ、住友化学社製ボンドファーストシリーズ、住友化学工業社製ボンダインシリーズ、ダウ・ケミカル社製プリマコールシリーズなどが挙げられる。また、酸変性ポリエチレン樹脂(A)として、日本ポリエチレン社製ノバテックシリーズ、プライムポリマー社製ゼオネックスシリーズなど未変性ポリエチレン樹脂に、公知の方法で不飽和カルボン酸成分を導入したものを用いてもよい。
<酸変性ポリプロピレン樹脂(B)>
 次に、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)について説明する。
 本発明において、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)は、プロピレンとブテンとからなるオレフィン成分と不飽和カルボン酸成分とを共重合成分として含有するものである。
 酸変性ポリプロピレン樹脂(B)のオレフィン成分は、プロピレンとブテン(1-ブテン、イソブテンなど)とからなることが必要であり、オレフィン成分としてその他のオレフィンを含有すると、得られる水性分散体は低温接着性が劣り、また塗膜は耐薬品性が劣り、また積層体から作製した袋は耐内容物性に劣るものとなることがある。
 オレフィン成分におけるプロピレンとブテンの質量比(プロピレン/ブテン)は、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の分散粒子径を小さくする観点、およびポリプロピレン樹脂基材への接着性を向上させる観点から、60/40~95/5であることが好ましく、60/40~80/20であることがより好ましい。プロピレンの割合が60質量%未満または、95質量%を超えると、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の分散粒子径が大きくなり、樹脂の水性分散化が困難となることがあり、また得られる水性分散体は、ポリプロピレン樹脂基材やシクロオレフィンポリマー基材への接着性が低下しやすい傾向にある。また、本発明の水性分散体は、後述するように酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)のそれぞれの樹脂粒子の数平均粒子径の差が小さい水性分散体となるため、低温接着性についても低下することがある。
 なお、本発明においては、必要に応じて複数種の酸変性ポリプロピレン樹脂(B)を混合使用してもよい。
 酸変性ポリプロピレン樹脂(B)における、共重合成分としての不飽和カルボン酸成分の含有量は、水性媒体への分散性の観点から、プロピレンとブテンとからなるオレフィン成分100質量部に対し、0.5~15質量部であることが好ましく、0.5~10質量部であることがより好ましく、0.5~8質量部であることがさらに好ましく、1~7質量部であることが特に好ましく、1.5~7質量部であることが最も好ましい。不飽和カルボン酸成分の含有量が0.5質量部未満であると、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)を水性化することが困難となることがあり、一方、含有量が15質量部を超えると、樹脂の水性化は容易になるが、ポリプロピレン樹脂基材への接着性が低下することがある。
 不飽和カルボン酸成分としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、無水マレイン酸、イタコン酸、無水イタコン酸、アコニット酸、無水アコニット酸、フマル酸、クロトン酸、シトラコン酸、メサコン酸、アリルコハク酸等のほか、不飽和ジカルボン酸のハーフエステル、ハーフアミド等のように、分子内(モノマー単位内)に少なくとも1個のカルボキシル基または酸無水物基を有する化合物も用いることができる。中でも、プロピレンとブテンとを含有するポリプロピレン樹脂(以下、未変性ポリプロピレン樹脂と称する)への導入のし易さの点から、無水マレイン酸、アクリル酸、メタクリル酸が好ましく、無水マレイン酸がより好ましい。
 したがって、本発明では、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)として、プロピレン/ブテン/無水マレイン酸三元共重合体を使用することが好ましい。
 不飽和カルボン酸成分は、酸変性ポリプロピレン樹脂中に共重合されていればよく、その形態は限定されるものではない。例えば、ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合等が挙げられる。
 なお、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)に導入された酸無水物成分は、乾燥状態では酸無水物構造を取りやすく、後述する塩基性化合物を含有する水性媒体中ではその一部または全部が開環し、カルボン酸またはその塩となる傾向がある。
 不飽和カルボン酸成分を、未変性ポリプロピレン樹脂へ導入する方法は特に限定されず、例えば、ラジカル発生剤存在下、未変性ポリプロピレン樹脂と不飽和カルボン酸成分とを未変性ポリプロピレン樹脂の融点以上に加熱溶融して反応させる方法や、未変性ポリプロピレン樹脂と不飽和カルボン酸成分を有機溶剤に溶解させた後、ラジカル発生剤の存在下で加熱、攪拌して反応させる方法等により、未変性ポリプロピレン樹脂に不飽和カルボン酸成分をグラフト共重合する方法が挙げられる。
 グラフト共重合に使用するラジカル発生剤としては、例えば、ジ-tert-ブチルパーオキシド、ジクミルパーオキシド、tert-ブチルヒドロパーオキシド、tert-ブチルクミルパーオキシド、ベンゾイルパーオキシド、ジラウリルパーオキシド、クメンハイドロパーオキシド、tert-ブチルパーオキシベンゾエート、メチルエチルケトンパーオキシド、ジ-tert-ブチルジパーフタレート等の有機過酸化物類や、アゾビスイソブチロニトリル等のアゾ化合物類が挙げられる。これらは反応温度によって、適宜選択して使用すればよい。
 通常、上記のような方法により不飽和カルボン酸成分を未変性ポリプロピレン樹脂に導入した場合、未反応の不飽和カルボン酸モノマーが、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)に残存する。また、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)における、共重合成分としての不飽和カルボン酸成分の含有量が多ければ、未反応の不飽和カルボン酸モノマーが多く残存する傾向にある。
 本発明における酸変性ポリプロピレン樹脂(B)には、必要に応じて上記以外の他の成分が含まれていてもよい。他の成分としては、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸ブチル等の(メタ)アクリル酸エステル類、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチル、マレイン酸ジブチル等のマレイン酸エステル類、(メタ)アクリル酸アミド類、メチルビニルエーテル、エチルビニルエーテル等のアルキルビニルエーテル類、ぎ酸ビニル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、ピバリン酸ビニル、バーサチック酸ビニル等のビニルエステル類並びにビニルエステル類を塩基性化合物等でケン化して得られるビニルアルコール、2-ヒドロキシエチルアクリレート、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロニトリル、スチレン、置換スチレン、ハロゲン化ビニル類、ハロゲン化ビリニデン類、一酸化炭素、二酸化硫黄等が挙げられ、これらの混合物を用いてもよい。
 これら他の成分の含有量は、一般に、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の10質量%以下であることが好ましい。
 本発明では、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)として市販のものを用いてもよい。例えば、住友化学社製のタフセレンシリーズ、三井化学社製のタフマーシリーズ、REXtac社製のAPAOシリーズ(非晶性ポリアルファオレフィン)、クラリアント社製のリコセンPPシリーズ、エボニック・デグサ社製のベストプラストなどが挙げられる。また、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)として、市販の未変性ポリプロピレン樹脂に、公知の方法で不飽和カルボン酸成分を導入したものを用いてもよい。
 本発明における酸変性ポリプロピレン樹脂(B)は、重量平均分子量が、5,000~200,000であることが好ましく、10,000~150,000であることがより好ましく、20,000~120,000であることがさらに好ましく、30,000~100,000であることが特に好ましく、35,000~80,000であることが最も好ましい。酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の重量平均分子量が5,000未満であると、基材との接着性が低下したり、得られる塗膜が硬くてもろくなる傾向があり、一方、重量平均分子量が200,000を超えると、樹脂の水性化が困難になる傾向がある。なお、樹脂の重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)を用いてポリスチレン樹脂を標準として求めることができる。
<水性媒体>
 本発明の水性分散体は、上記の酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)とともに、水性媒体を含有するものであり、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)は、水性媒体中に分散もしくは溶解している。本発明において、水性媒体とは、水を主成分とする液体であり、後述する塩基性化合物や有機溶剤を含有していてもよい。
 塩基性化合物としては、塗膜形成時に揮発するアンモニアまたは有機アミン化合物が塗膜の耐水性の面から好ましく、中でも沸点が30~250℃、さらには50~200℃の有機アミン化合物が好ましい。沸点が30℃未満の場合は、後述する樹脂の水性化時に揮発する割合が多くなり、水性化が完全に進行しない場合がある。沸点が250℃を超えると樹脂塗膜から乾燥によって有機アミン化合物を飛散させることが困難になり、塗膜の耐水性が低下する場合がある。
 有機アミン化合物の具体例としては、トリエチルアミン、N,N-ジメチルエタノールアミン、イソプロピルアミン、アミノエタノール、ジメチルアミノエタノール、ジエチルアミノエタノール、エチルアミン、ジエチルアミン、イソブチルアミン、ジプロピルアミン、3-エトキシプロピルアミン、3-ジエチルアミノプロピルアミン、sec-ブチルアミン、プロピルアミン、n-ブチルアミン、2-メトキシエチルアミン、3-メトキシプロピルアミン、2,2-ジメトキシエチルアミン、モノエタノールアミン、モルホリン、N-メチルモルホリン、N-エチルモルホリン、ピロール、ピリジン等が挙げられる。
 塩基性化合物の配合量は、酸変性ポリエチレン樹脂(A)や酸変性ポリプロピレン樹脂(B)中のカルボキシル基に対して0.5~10倍当量であることが好ましく、0.8~5倍当量がより好ましく、0.9~3.0倍当量が特に好ましい。0.5倍当量未満では、塩基性化合物の添加効果が認められず、10倍当量を超えると塗膜形成時の乾燥時間が長くなったり、水性分散体の安定性が低下したりすることがある。
 本発明においては、酸変性ポリエチレン樹脂(A)や酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の水性化を促進し、分散粒子径を小さくするために、水性化の際に親水性有機溶剤を配合することが好ましい。親水性有機溶剤の含有量としては、水性媒体全体に対し50質量%以下が好ましく、1~45質量%であることがより好ましく、2~40質量%がさらに好ましく、3~35質量%が特に好ましい。親水性有機溶剤の含有量が50質量%を超える場合には、実質的に水性媒体と見なせなくなり、本発明の目的の一つ(環境保護)を逸脱するだけでなく、使用する親水性有機溶剤によっては水性分散体の安定性が低下することがある。
 親水性有機溶剤としては、分散安定性良好な水性分散体を得るという点から、20℃の水に対する溶解性が10g/L以上のものが好ましく、20g/L以上のものがより好ましく、50g/L以上のものがさらに好ましい。
 親水性有機溶剤としては、製膜の過程で効率よく塗膜から除去させる観点から、沸点が150℃以下のものが好ましい。沸点が150℃を超える親水性有機溶剤は、塗膜から乾燥により飛散させることが困難となる傾向にあり、特に低温乾燥時の塗膜の耐水性や基材との接着性等が低下することがある。
 好ましい親水性有機溶剤としては、例えば、メタノール、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、イソブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール、n-アミルアルコール、イソアミルアルコール、sec-アミルアルコール、tert-アミルアルコール、1-エチル-1-プロパノール、2-メチル-1-ブタノール、n-ヘキサノール、シクロヘキサノール等のアルコール類、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、エチルブチルケトン、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、酢酸エチル、酢酸-n-プロピル、酢酸イソプロピル、酢酸-n-ブチル、酢酸イソブチル、酢酸-sec-ブチル、酢酸-3-メトキシブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、炭酸ジエチル、炭酸ジメチル等のエステル類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールエチルエーテルアセテート等のグリコール誘導体、さらには、1-メトキシ-2-プロパノール、1-エトキシ-2-プロパノール、3-メトキシ-3-メチル-1-ブタノール、メトキシブタノール、アセトニトリル、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ジアセトンアルコール、アセト酢酸エチル、1,2-ジメチルグリセリン、1,3-ジメチルグリセリン、トリメチルグリセリン等が挙げられる。
 中でも、エタノール、n-プロパノール、イソプロパノール、n-ブタノール、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、テトラヒドロフラン、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテルは、酸変性ポリオレフィン樹脂の水性化促進により効果的であり、好ましい。
 本発明では、これらの親水性有機溶剤を複数混合して使用してもよい。
 酸変性ポリエチレン樹脂(A)や酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の水性化をより促進させるために、疎水性有機溶剤をさらに添加してもよい。疎水性有機溶剤としては、20℃の水に対する溶解性が10g/L未満であり、上記と同じ理由で、沸点が150℃以下であるものが好ましい。このような疎水性有機溶剤としては、例えば、n-ペンタン、n-ヘキサン、n-ヘプタン、シクロヘプタン、シクロヘキサン、石油エーテル等のオレフィン系溶剤、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族系溶剤、四塩化炭素、1,2-ジクロロエタン、1,1-ジクロロエチレン、トリクロロエチレン、1,1,1-トリクロロエタン、クロロホルム等のハロゲン系溶剤等が挙げられる。これらの疎水性有機溶剤の添加量は、水性分散体に対して15質量%以下であることが好ましく、10質量%以下であることがより好ましく、5質量%以下であることがさらに好ましい。添加量が15質量%を超えると、ゲル化等を引き起こすことがある。
<水性分散体>
 本発明の水性分散体は、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)と水性媒体とを含有するものであり、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の質量比(A/B)は、95/5~50/50であることが必要であり、接着性、ヒートシール性の点から、90/10~70/30であることが好ましい。酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の含有量が5質量%未満であると、ポリプロピレン樹脂やシクロオレフィンポリマーなどのポリオレフィン樹脂基材との接着性が低下し、逆に50質量%を超えると、ポリオレフィン樹脂以外の基材との接着性を損なうことがある。
 本発明の、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)と水性媒体を含有する水性分散体においては、水性分散体の乾燥残渣における不飽和カルボン酸モノマー量が10,000ppm以下であることが好ましく、5,000ppm以下であることがより好ましく、3,000ppm以下であることがさらに好ましく、1,000ppm以下であることが特に好ましく、300ppm以下であることが最も好ましい。後述する添加物を含む場合、乾燥残渣とは、添加物添加後の水性分散体の乾燥残渣を指す。
 通常、上述のような方法により不飽和カルボン酸成分を未変性ポリエチレン樹脂または未変性ポリプロピレン樹脂に導入した場合、未反応の不飽和カルボン酸モノマーが、酸変性ポリエチレン樹脂(A)または酸変性ポリプロピレン樹脂(B)に残存する。
 水性分散体の乾燥残渣に含まれる不飽和カルボン酸モノマー量が10,000ppmを超えると、得られる塗膜は、耐水性、耐薬品性、接着性に劣ることがある。特に5,000ppmを超えると、接着性、耐薬品性に劣ることがある。
 本発明者らによると、酸変性ポリオレフィン樹脂のみを固形成分とする水性分散体の乾燥残渣における不飽和カルボン酸モノマー量は、水性化前のそれぞれの酸変性ポリオレフィン樹脂原料にて測定した不飽和カルボン酸モノマー量の合計量と一致することが確認されている。
 したがって、水性分散体を構成する酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の原料は、不飽和カルボン酸モノマーの合計量が10,000ppm以下となるように使用することが好ましく、5,000ppm以下となるように使用することがより好ましい。
 酸変性ポリエチレン樹脂(A)または酸変性ポリプロピレン樹脂(B)中の、不飽和カルボン酸モノマー量を低減する方法は特に限定されないが、例えば、酸変性ポリエチレン樹脂(A)または酸変性ポリプロピレン樹脂(B)から減圧留去する方法、酸変性ポリエチレン樹脂(A)または酸変性ポリプロピレン樹脂(B)を溶媒に溶解させて再沈殿することにより分離する方法、粉末やペレット状にした酸変性ポリエチレン樹脂(A)または酸変性ポリプロピレン樹脂(B)を水や有機溶媒中で洗浄する方法、ソックスレー抽出法により低減する方法などが挙げられる。中でも、操作性や低減効率の観点から、減圧留去する方法、溶媒に溶解させて再沈殿することにより分離する方法、粉末やペレット状にして、水や有機溶媒中で洗浄する方法が好ましい。
 水性分散体の乾燥残渣における不飽和カルボン酸モノマー量、酸変性ポリエチレン樹脂(A)または酸変性ポリプロピレン樹脂(B)における不飽和カルボン酸モノマー量は、後述する高速液体クロマトグラフィーを用いて定量することができる。
 本発明の水性分散体は、基材との接着性の観点から酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)のそれぞれの樹脂粒子の数平均粒子径の差は20nm以上であることが好ましく、50nm以上であることがより好ましい。酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の数平均粒子径の差が20nm未満であると、ポリオレフィン樹脂基材などへの接着性や低温接着性が低下する傾向にある。
 また、本発明における水性分散体は、不揮発性の水性化助剤を実質的に含有しないことが好ましい。本発明は、不揮発性水性化助剤の使用を排除するものではないが、水性化助剤を用いずとも、酸変性ポリオレフィン樹脂を重量平均粒子径0.15μm以下の範囲で水性媒体中に安定的に分散することができる。
 ここで、「水性化助剤」とは、水性分散体の製造において、水性化促進や水性分散体の安定化の目的で添加される薬剤や化合物のことであり、「不揮発性」とは、常圧での沸点を有さないか、もしくは常圧で高沸点(例えば300℃以上)であることを指す。「不揮発性水性化助剤を実質的に含有しない」とは、こうした助剤を製造時(樹脂の水性化時)に用いず、得られる水性分散体が結果的にこの助剤を含有しないことを意味する。したがって、こうした水性化助剤は、含有量がゼロであることが特に好ましいが、本発明の効果を損ねない範囲で、酸変性ポリオレフィン樹脂成分に対して0.5質量%未満程度含まれていても差し支えない。
 本発明でいう不揮発性水性化助剤としては、例えば、後述する乳化剤、保護コロイド作用を有する化合物、変性ワックス類、高酸価の酸変性化合物、水溶性高分子などが挙げられる。
 乳化剤としては、カチオン性乳化剤、アニオン性乳化剤、ノニオン性乳化剤、あるいは両性乳化剤が挙げられ、一般に乳化重合に用いられるもののほか、界面活性剤類も含まれる。例えば、アニオン性乳化剤としては、高級アルコールの硫酸エステル塩、高級アルキルスルホン酸塩、高級カルボン酸塩、アルキルベンゼンスルホン酸塩、ポリオキシエチレンアルキルサルフェート塩、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテルサルフェート塩、ビニルスルホサクシネート等が挙げられ、ノニオン性乳化剤としては、ポリオキシエチレンアルキルエーテル、ポリオキシエチレンアルキルフェニルエーテル、ポリエチレングリコール脂肪酸エステル、エチレンオキサイドプロピレンオキサイドブロック共重合体、ポリオキシエチレン脂肪酸アミド、エチレンオキサイド-プロピレンオキサイド共重合体などのポリオキシエチレン構造を有する化合物やポリオキシエチレンソルビタン脂肪酸エステルなどのソルビタン誘導体等が挙げられ、両性乳化剤としては、ラウリルベタイン、ラウリルジメチルアミンオキサイド等が挙げられる。
 保護コロイド作用を有する化合物、変性ワックス類、高酸価の酸変性化合物、水溶性高分子としては、ポリビニルアルコール、カルボキシル基変性ポリビニルアルコール、カルボキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、変性デンプン、ポリビニルピロリドン、ポリアクリル酸及びその塩、カルボキシル基含有ポリエチレンワックス、カルボキシル基含有ポリプロピレンワックス、カルボキシル基含有ポリエチレン-プロピレンワックスなどの数平均分子量が通常5000以下の酸変性ポリオレフィンワックス類及びその塩、アクリル酸-無水マレイン酸共重合体及びその塩、スチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、エチレン-(メタ)アクリル酸共重合体、イソブチレン-無水マレイン酸交互共重合体、(メタ)アクリル酸-(メタ)アクリル酸エステル共重合体等の不飽和カルボン酸含有量が10質量%以上のカルボキシル基含有ポリマー及びその塩、ポリイタコン酸及びその塩、アミノ基を有する水溶性アクリル系共重合体、ゼラチン、アラビアゴム、カゼイン等、一般に微粒子の分散安定剤として用いられている化合物等が挙げられる。
<水性分散体の製造方法>
 次に、本発明の水性分散体を製造する方法について説明する。
 本発明の水性分散体を製造する方法としては、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)とが水性媒体中に均一に混合・分散される方法であれば、限定されない。たとえば、それぞれ予め調製された、酸変性ポリエチレン樹脂(A)の水性分散体と、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の水性分散体とを混合し、さらに必要に応じて水または親水性有機溶剤などを添加する方法や、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)を混合し、水や溶剤と共に攪拌・加熱を行う方法が挙げられる。前記いずれの方法でも、所望の成分比の水性分散体を簡便に調製できるが、前者の方法がより簡便であり好ましい。
 本発明において、酸変性ポリエチレン樹脂(A)の水性分散体や酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の水性分散体を製造する方法は特に限定されないが、例えば、密閉可能な容器に、酸変性ポリエチレン樹脂(A)または酸変性ポリプロピレン樹脂(B)、上記親水性有機溶剤、上記塩基性化合物、水などの原料を投入し、槽内の温度を40~150℃程度の温度に保ちつつ撹拌を行うことにより、水性分散体とする方法などが挙げられる。
 酸変性ポリエチレン樹脂(A)の水性分散体としては市販のものを使用することができ、住友精化社製のザイクセンシリーズ(ザイクセンA、ザイクセンL)、三井化学社製のケミパールシリーズ(S-100、S-75Nなど)等が挙げられる。
 本発明の水性分散体における、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)とからなる樹脂の含有率は、成膜条件、目的とする接着層の厚さや性能等により適宜調整され、特に限定されるものではないが、水性分散体の粘性を適度に保ち、かつ良好な塗膜、接着層を得るために、1~50質量%であることが好ましく、5~40質量%であることがより好ましい。
<添加物>
 本発明の水性分散体には、耐水性、耐薬品性、接着性などの各種の塗膜性能をさらに向上させるために、架橋剤を添加することができる。架橋剤としては、特に限定されないが、自己架橋性を有する架橋剤、カルボキシル基と反応する官能基を分子内に複数個有する化合物、多価の配位座を有する金属錯体等を用いることができ、このうちオキサゾリン基含有化合物、カルボジイミド基含有化合物、イソシアネート基含有化合物、エポキシ基含有化合物、メラミン化合物、尿素化合物、アジリジン化合物、ジルコニウム塩化合物、シランカップリング剤等が挙げられる。また、これらの架橋剤を組み合わせて使用してもよい。
 架橋剤の添加量は、特に限定されないが、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の合計100質量部に対し、0.01~80質量部であることが好ましい。
 本発明の水性分散体には、さらに他の重合体やその水性分散体、粘着付与成分、ブロッキング防止剤等を添加することができる。
 他の重合体の水性分散体としては、特に限定されないが、ポリ酢酸ビニル、エチレン-酢酸ビニル共重合体、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビリニデン、スチレン-マレイン酸樹脂、スチレン-ブタジエン樹脂、ブタジエン樹脂、アクリロニトリル-ブタジエン樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリ(メタ)アクリロニトリル樹脂、(メタ)アクリルアミド樹脂、塩素化ポリエチレン樹脂、塩素化ポリプロピレン樹脂、ポリエステル樹脂、変性ナイロン樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂等の水性分散体等が挙げられる。これらは、2種以上を混合して使用してもよい。特に基材との接着性の観点から、ポリウレタン樹脂を添加することが好ましい。
 添加物としてポリウレタン樹脂を用いる場合、その含有量は特に限定されないが、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の合計100質量部に対して1~300質量部であることが好ましい。
 粘着付与成分としては、特に限定されないが、ロジン類、テルペン類、石油樹脂、クマロン樹脂、インデン樹脂等が挙げられる。
 本発明の水性分散体には、使用目的に応じて顔料または染料を添加してもよいし、塗料やインキに本発明の水性分散体を添加してもよい。使用する顔料または染料は特に限定されるものではなく、顔料としては、二酸化チタン、酸化亜鉛、酸化クロム、硫化カドミウム、炭酸カルシウム、炭酸バリウム、硫酸バリウム、クレイ、タルク、黄鉛、酸化鉄、カーボンブラックなどの無機顔料、アゾ系、ジアゾ系、縮合アゾ系、チオインジゴ系、インダンスロン系、キナクリドン系、アントラキノン系、ベンゾイミダゾール系、ペリレン系、ペリノン系、フタロシアニン系、ハロゲン化フタロシアニン系、アントラピリジン系、ジオキサジン系等の有機顔料が挙げられる。また、染料としては直接染料や反応染料、酸性染料、カチオン染料、バット染料、媒染染料等が挙げられる。上記の顔料または染料は単独もしくは2種類以上が含有されていてもよい。
 さらに、本発明の水性分散体には、必要に応じて、レベリング剤、消泡剤、ワキ防止剤、顔料分散剤、紫外線吸収剤等の各種添加剤を添加してもよい。また、水性分散体の保存安定性を損なわない範囲で、上記以外の有機もしくは無機の化合物を添加してもよい。
<水性分散体の使用方法>
 本発明の水性分散体は、各種基材に対する良好な接着性、密着性を有することから、水性分散体から水性媒体を除去することにより、良好な塗膜、接着層を形成することができる。
 本発明の水性分散体は、塗膜形成能に優れているので、公知の成膜方法、例えばグラビアロールコーティング、リバースロールコーティング、ワイヤーバーコーティング、リップコーティング、エアナイフコーティング、カーテンフローコーティング、スプレーコーティング、浸漬コーティング、はけ塗り法等により各種基材表面に均一にコーティングし、必要に応じて室温付近でセッティングした後、乾燥または乾燥と焼付けのための加熱処理に供することにより、均一な樹脂塗膜を各種基材表面に接着させて形成することができる。このときの加熱装置としては、通常の熱風循環型のオーブンや赤外線ヒーター等を使用すればよい。また、加熱温度や加熱時間は、基材の特性や架橋剤の種類、配合量等により適宜選択されるものであり、特に限定されず、例えば、加熱温度50~250℃程度の範囲で使用できる。また、架橋反応を進行させるために20~60℃程度でエージング処理を行ってもよい。
 本発明の水性分散体から水性媒体を除去してなる塗膜の厚さは、特に限定されないが、0.5~20μmであることが好ましく、3~15μmであることがより好ましく、5~13μmであることがさらに好ましく、8~10μmであることが特に好ましい。厚さが0.5μm未満ではラミネート強度が低くなり、接着剤としての効果が小さく、20μmを超えると乾燥時間が長くなる。
 上記方法によって、水性分散体から形成された層が基材上に積層され、本発明の積層体を得ることができる。
 また、水性分散体から水性媒体を除去してなる塗膜を接着層として、異種または同種の基材を貼り合わせて積層体とすることができる。
 貼り合わせ条件は特に限定されないが、温度は、60℃以上であることが好ましく、基材として熱可塑性樹脂フィルムを用いる場合は、熱可塑性樹脂の融点以下であることが好ましい。ラミネート方法としては、例えば、熱ロールで圧力をかけながらラミネートする方法が挙げられる。
<基材>
 本発明の水性分散体は、ポリオレフィン樹脂との接着性に優れ、本発明の水性分散体が塗布される基材としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、シクロオレフィンポリマー等のポリオレフィン樹脂基材が好ましい。なお、本発明の水性分散体は、比較的低温条件の熱処理でも優れた密着性が得られるため、耐熱性の比較的低い樹脂、例えば、ポリエチレンやポリプロピレンのような融点が180℃以下のポリオレフィン樹脂基材に適用することができる。
 上記シクロオレフィンポリマーとしては、例えば、特開平10-120768号公報、特開平11-43566号公報、特開2004-51949号公報、特開2004-156048号公報等に記載された、主鎖に環状のオレフィン骨格を有する熱可塑性オレフィン系樹脂が挙げられる。シクロオレフィンポリマーの市販品としては、JSR社製のARTON、日本ゼオン社製のZEONOR、ZEONEX、ポリプラスチックス社製のTOPAS、三井化学社製のAPELなどが挙げられる。
 本発明の水性分散体を適用する基材としては、上記ポリオレフィン樹脂基材の他に、熱可塑性樹脂からなるフィルムや成形体、紙、合成紙、ガラス、アルミニウム箔等の金属が挙げられる。
 ポリオレフィン樹脂以外の熱可塑性樹脂としては、ナイロン6、ナイロン66、ナイロン46等のポリアミド樹脂や、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリトリメチレンテレフタレート、ポリトリメチレンナフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリブチレンナフタレートポリエチレンサクシネート、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリカーボネート、ポリアリレート等のポリエステル樹脂や、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ABS樹脂、アクリル樹脂またはそれらの混合物が挙げられる。
 基材を構成する熱可塑性樹脂の形状は、フィルムや成形体のほか、それらの積層体が挙げられる。
 熱可塑性樹脂フィルムは、未延伸フィルムでも延伸フィルムでもよく、製法も限定されない。熱可塑性樹脂フィルムの厚さも特に限定されないが、通常5~500μmの範囲のものが用いられる。
 熱可塑性樹脂フィルムは、フィラーを含有していてもよい。フィラーとしては、特に限定されないが、炭酸カルシウム、クレイ、シリカ、けいそう土、タルク、酸化チタン、チタン酸バリウム、硫酸バリウム、アルミナ等を挙げることができる。
 熱可塑性樹脂フィルムは、様々なバリアコーティング、易接着コーティング、帯電防止コーティング、紫外線遮蔽コーティング等の機能性処理や、シリカ、アルミナ、アルミニウム等の各種蒸着処理が施されていてもよい。
 本発明の水性分散体を用いて接着する基材の組合せは、特に限定されないが、ポリオレフィン樹脂とアルミニウム等の金属、ポリオレフィン樹脂とポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂とポリカーボネート樹脂、ポリオレフィン樹脂とアクリル樹脂、ポリオレフィン樹脂とポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂とトリアセチルセルロースといった異種素材どうしの組合せや、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂どうしの組合せが挙げられ、本発明の水性分散体は、これら基材との接着性が特に良好である。
 本発明の水性分散体の接着剤としての用途としては、特に限定されないが、タッチパネルなどの光学フィルム用接着剤やアンカーコート剤、太陽電池バックシート用接着剤、シリカ、アルミナ、アルミニウム等の各種蒸着処理が施された蒸着フィルムの蒸着面等の接着剤、壁材等の建材用接着剤、包装材用接着剤、紙容器用接着剤、蓋材用接着剤、インモールド転写箔用接着剤、PP鋼板用接着剤、植毛用接着剤、二次電池電極用バインダー用接着剤、二次電池外装用接着剤、自動車用ベルトモール用接着剤、自動車部材用接着剤、異種基材用接着剤等が挙げられる。
 また、本発明の水性分散体は、上記接着剤以外に、コーティング剤、プライマー、塗料、インキ等としても好適に使用できる。具体例としては、PP押出ラミ用アンカーコート剤、二次電池セパレータ用コーティング剤、UV硬化型コート剤用プライマー、靴用プライマー、自動車バンパー用プライマー、クリアボックス用プライマー、PP基材用塗料、繊維収束剤などが挙げられる。
 以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。
 なお、各種の特性については以下の方法によって測定または評価した。
1.樹脂の特性
(1)酸変性ポリエチレン樹脂(A)、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の構成
 H-NMR分析(バリアン社製、300MHz)より求めた。樹脂(A)、(B)は、オルトジクロロベンゼン(d)を溶媒とし、120℃で測定した。
(2)酸変性ポリエチレン樹脂(A)、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の不飽和カルボン酸成分の共重合量
 酸変性ポリエチレン樹脂(A)における不飽和カルボン酸成分の共重合量と、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)におけるプロピレンとブテンとの合計100質量部に対する不飽和カルボン酸成分の共重合量は、それぞれ赤外吸収スペクトル分析(Perkin Elmer System-2000 フーリエ変換赤外分光光度計、分解能4cm-1)により求めた。
(3)酸変性ポリエチレン樹脂(A)のメルトフローレート(MFR)
 JIS 6730記載(190℃、2160g荷重)の方法で測定した。
(4)酸変性ポリエチレン樹脂(A)の融点
 DSC(Perkin Elmer社製DSC-7)を用いて昇温速度10℃/分で測定した。
(5)酸変性ポリエチレン樹脂(A)、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の重量平均分子量
 重量平均分子量は、GPC分析(東ソー社製HLC-8020、カラムはSHODEX社製KF-804L2本、KF805L1本を連結して用いた。)を用い、溶離液としてテトラヒドロフランを用い、流速1mL/min、40℃の条件で測定した。約10mgの樹脂をテトラヒドロフラン5.5mLに溶解し、PTFEメンブランフィルターでろ過したものを測定用試料とした。ポリスチレン標準試料で作成した検量線から重量平均分子量を求めた。テトラヒドロフランに溶解し難い場合はオルトジクロロベンゼンで溶解した。
(6)酸変性ポリエチレン樹脂(A)、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の不飽和カルボン酸モノマー量
 樹脂ペレットを凍結粉砕によって微細化されたもの約0.05gを精秤し、20mLのメタノールを抽出溶媒とし、連続転倒混和により室温で21時間抽出を行った。この抽出液をディスクフィルター(孔径0.45μm)で濾過した濾液について、高速液体クロマトグラフィー(Hewlett Packard社製 HP1100、カラムはWaters社製 Puresil 5μm C18 120Å φ4.6mm×250mm(40℃))にて定量した。
 不飽和カルボン酸モノマー量が1000ppm未満の場合、樹脂ペレット量を0.5gに変更して同様に定量した。
 検量線は、濃度既知の不飽和カルボン酸モノマー標準サンプルを用いて作成した。
2.酸変性ポリエチレン樹脂(A)水性分散体と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)水性分散体の特性
(1)固形分濃度
 水性分散体を適量秤量し、これを150℃で残存物(固形分)の質量が恒量に達するまで加熱し、固形分濃度を求めた。
(2)樹脂(A)粒子と樹脂(B)粒子の数平均粒子径、重量平均粒子径、および分散度
 日機装社製、Nanotrac Wave-UZ152粒度分布測定装置を用いて、数平均粒子径(mn)、重量平均粒子径(mw)を測定した。なお、樹脂の屈折率は1.5とした。
 分散度は、下記式に基づき算出した。
 分散度=重量平均粒子径(mw)/数平均粒子径(mn)
(3)酸変性ポリプロピレン樹脂(B)水性分散体の粘度
 300メッシュ濾過後の水性分散体を、B型粘度計(トキメック社製、DVL-BII型デジタル粘度計)を用い、温度20℃における回転粘度(mPa・s)を測定した。
3.水性分散体の特性
 以下の水性分散体の評価において、基材を使用する場合は、下記のものを使用した。
COP-1:シクロオレフィンポリマーフィルム(日本ゼオン社製ゼオノアZF-14-100、厚さ100μm)
COP-2:シクロオレフィンコポリマー板(ポリプラスチックス社製、TOPAS 5013L-10の成形品、10cm×5cm×厚さ2mm)
CPP:未延伸ポリプロピレンフィルム(東セロ社製、厚さ50μm)
PE:未延伸ポリエチレンフィルム(タマポリ社製、厚さ40μm)
PET:2軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルム(ユニチカ社製エンブレットPET、厚さ50μm)
PC:ポリカーボネート板(日本テストパネル社製、10cm×2cm×厚さ2mm)
Ac:アクリル板(日本テストパネル社製、10cm×5cm×厚さ2mm)
Ny:ナイロン6フィルム(ユニチカ社製、厚さ15μm)
Al:アルミニウム箔(三菱アルミニウム社製、厚さ25μm)
(1)不飽和カルボン酸モノマー量
 実施例、比較例で作製した水性分散体を乾燥して得た乾燥残渣を凍結粉砕し、得られた微粉末を約0.05g精秤して用いた以外は、上記「1.樹脂の特性」の(6)に記載の樹脂ペレット中の不飽和カルボン酸モノマー量の測定方法と同様にして、水性分散体中の不飽和カルボン酸モノマー量を測定した。
(2)液安定性
 実施例、比較例で作製した水性分散体を50℃で3ヶ月間保存し、液の状態を目視し、液安定性を評価した。
○:作製直後と変化なし
×:増粘またはゲル化あり
(3)耐水性
 水性分散体を、COP-1上に、乾燥後の厚さが2μmになるようにメイヤーバーを用いて塗布し、90℃で1分間乾燥した。得られた積層体を40℃で1日放置後、60℃の温水に24時間浸漬し、風乾燥後の塗膜の状態を目視し、耐水性を評価した。
○:塗膜に変化なし
△:塗膜がくもる
×:塗膜が剥離している
(4)耐アルカリ性
 水性分散体を、PET上に、乾燥後の厚さが1μmになるように塗布し、100℃で2分間乾燥した。得られた積層体を1日放置後、30℃、pH12.0の水酸化ナトリウム水溶液に1日浸漬し、塗膜の状態を目視し、耐アルカリ性を評価した。
○:塗膜に変化なし
×:塗膜が完全に溶解しているかまたは剥離している
(5)耐薬品性
 水性分散体を、COP-1上に、乾燥後の厚さが約2μmになるようにメイヤーバーを用いて塗布し、130℃で10分間乾燥した。得られた積層体を20℃の模擬ガソリン(トルエンとイソオクタン(いずれも和光純薬工業社製)の等体積混合物)中に24時間浸漬した後、乾燥した。COP-1上の塗膜の状態を目視し、耐薬品性を評価した。
○:塗膜に変化なし
△:塗膜は剥離していないが、白化やブリスターが確認される
×:塗膜が剥離している
(6)密着性
 水性分散体を、PET上に、乾燥後の厚さが2μmになるようにメイヤーバーを用いて塗布した後、120℃で1分間乾燥した。得られた積層体の塗布面を碁盤目状に100分割した。100分割面にセロハンテープ(ニチバン社製)を貼り、勢いよく剥がし、分割された塗膜のうち、基材から剥がれたものを計数し、密着性を評価した。
○:0~5個剥離
△:6~10個剥離
×:11個以上剥離
(7)剥離強度
 下記の方法で作成した各積層体から幅15mmの測定サンプルを切り出し、引張り試験機(インテスコ社製精密万能材料試験機2020型)を用い、引張り速度200mm/分、引張り角度180度で基材間の剥離強度を測定した。なお、剥離強度は以下のような数値であれば合格とした。
(7.1)PETとCOP-1の貼り合わせ
 水性分散体をPETのコロナ面に乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、120℃で1分間乾燥した。PETの接着剤塗布面にCOP-1を貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて125℃でプレスした。剥離強度は10N/15mm以上であれば合格とした。
(7.2)PCとCOP-1の貼り合わせ
 水性分散体をPCに乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、120℃で1分間乾燥した。PCの接着剤塗布面にCOP-1を貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて125℃でプレスした。剥離強度は10N/15mm以上であれば合格とした。
(7.3)AcとCOP-1の貼り合わせ
 水性分散体をAcに乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、90℃で1分間乾燥した。Acの接着剤塗布面にCOP-1を貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて90℃でプレスした。剥離強度は10N/15mm以上であれば合格とした。
(7.4)PETとCOP-2の貼り合わせ
 水性分散体をPETのコロナ面に乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、120℃で1分間乾燥した。PETの接着剤塗布面にCOP-2を貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて125℃でプレスした。剥離強度は10N/15mm以上であれば合格とした。
(7.5)PEとCPPの貼り合わせ
 水性分散体をPEに乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、90℃で1分間乾燥した。PEの接着剤塗布面にCPPを貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて90℃でプレスした。剥離強度は20N/15mm以上であれば合格とした。
(7.6)PETとCPPの貼り合わせ
 水性分散体をPETのコロナ面に乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、120℃で1分間乾燥した。PETの接着剤塗布面にCPPを貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて125℃でプレスした。剥離強度は15N/15mm以上であれば合格とした。
(7.7)NyとCPPの貼り合わせ
 水性分散体をNyの光沢面に乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、120℃で1分間乾燥した。Nyの接着剤塗布面にCPPを貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて125℃でプレスした。剥離強度は20N/15mm以上であれば合格とした。
(7.8)AlとCPPの貼り合わせ
 水性分散体をAlの光沢面に乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、120℃で1分間乾燥した。Alの接着剤塗布面にCPPを貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて125℃でプレスした。剥離強度は20N/15mm以上であれば合格とした。
(7.9)PETとPEの貼り合わせ
 水性分散体をPETのコロナ面に乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、120℃で1分間乾燥した。PETの接着剤塗布面にPEを貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて90℃でプレスした。剥離強度は20N/15mm以上であれば合格とした。
(7.10)PETとPETの貼り合わせ
 水性分散体をPETのコロナ面に乾燥後の接着層の厚さが10μmになるようにメイヤーバーでコートし、120℃で1分間乾燥した。PETの接着剤塗布面にPETを貼り合わせ、ヒートプレス機(シール圧0.5MPaで60秒間)にて120℃でプレスした。剥離強度は10N/15mm以上であれば合格とした。
(8)内容物試験後の剥離強度
 上記(7.6)記載の方法で得られた、CPP/接着層/PETからなる積層体を用いて、CPP面が内面になるように、5×10cmの袋を作製した。袋に内容物としてタバスコ(登録商標)5gを入れて封をした。袋を50℃で2ヶ月間保存したのち開封し、袋を構成する積層体の剥離強度を(7)記載の方法で測定し、耐内容物性を評価した。剥離強度は10N/15mm以上であれば合格とした。
(9)低温接着性
 上記(7.6)記載の貼り合わせ方法において、ヒートプレス機によるプレス温度125℃を70℃に変更した以外は同様にして積層体を作製した。得られた積層体の剥離強度を(7)記載の方法で測定し、低温接着性を下記の基準で評価した。
○:7N/15mm以上
△:4N/15mm以上、7N/15mm未満
×:4N/15mm未満
 水性分散体の製造に使用する酸変性ポリエチレン樹脂(A)の水性分散体は、次の方法によって製造した。
(酸変性ポリエチレン樹脂水性分散体A-1の製造)
 ヒーター付きの密閉できる耐圧1リットル容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、60.0gの酸変性ポリエチレン樹脂(住友化学工業社製、ボンダインHX-8290)、60.0gのイソプロパノール、2.2gのトリエチルアミン、および177.8gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、密閉した後、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂粒状物の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を120℃に保ってさらに20分間撹拌した。その後、空冷にて、回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、乳白色の均一な酸変性ポリエチレン樹脂水性分散体A-1を得た。
(酸変性ポリエチレン樹脂水性分散体A-2の製造)
 酸変性ポリエチレン樹脂水性分散体A-1の製造において、酸変性ポリエチレン樹脂として、住友化学工業社製ボンダインHX-8290に代えて、住友化学工業社製ボンダインTX-8030を使用した以外は、同様の操作を行い、乳白色の均一な酸変性ポリエチレン樹脂水性分散体A-2を得た。
(酸変性ポリエチレン樹脂水性分散体A-3の製造)
 ヒーター付きの密閉できる耐圧1L容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、60.0gの酸変性ポリエチレン樹脂(ダウ・ケミカル社製、プリマコール5980I)、16.8gのトリエチルアミン、および223.2gの蒸留水をガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂粒状物の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を130℃に保ってさらに30分間撹拌した。その後、空冷にて、回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、微白色の酸変性ポリエチレン樹脂水性分散体A-3を得た。
 酸変性ポリエチレン樹脂水性分散体A-1~A-3の製造に使用した酸変性ポリエチレン樹脂の組成と、水性分散体A-1~A-3の各種特性を表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
 水性分散体の製造に使用する酸変性ポリプロピレン樹脂(B)は、次の方法によって製造した。
製造例1:酸変性ポリプロピレン樹脂P-1
 プロピレン-ブテン共重合体(質量比:プロピレン/1-ブテン=80/20)280gを4つ口フラスコ中、窒素雰囲気下でキシレン470gに加熱溶解させた後、系内温度を140℃に保って攪拌下、不飽和カルボン酸として無水マレイン酸40.0gとラジカル発生剤としてジクミルパーオキサイド28.0gをそれぞれ2時間かけて加え、その後6時間反応させた。反応終了後、得られた反応物を多量のアセトン中に投入し、樹脂を析出させた。
 この析出させた樹脂を、トリエチルアミンのアセトン溶液(質量比:トリエチルアミン/アセトン=1/4)で1回洗浄し、その後アセトンで洗浄することで未反応の無水マレイン酸を低減した後、減圧乾燥機中で乾燥して、酸変性ポリプロピレン樹脂P-1を得た。
製造例2:酸変性ポリプロピレン樹脂P-2
 製造例1において、トリエチルアミンのアセトン溶液をアセトンに変更し、その後のアセトン洗浄をメタノール洗浄に変更した以外は、同様の操作を行って、酸変性ポリプロピレン樹脂P-2を得た。
製造例3:酸変性ポリプロピレン樹脂P-3
 製造例1において、無水マレイン酸の添加量を40.0gに代えて60.0gとし、トリエチルアミンのアセトン溶液の洗浄工程およびアセトンの洗浄工程を省いた以外は、同様の操作を行って、酸変性ポリプロピレン樹脂P-3を得た。
製造例4:酸変性ポリプロピレン樹脂P-4
 製造例1において、無水マレイン酸の添加量を24.0gとし、ジクミルパーオキサイドの添加量を18.5gとした以外は、同様の操作を行って、酸変性ポリプロピレン樹脂P-4を得た。
製造例5:酸変性ポリプロピレン樹脂P-5
 製造例1において、質量比(プロピレン/1-ブテン)が97/3であるプロピレン-ブテン共重合体を用いた以外は、同様の操作を行って、酸変性ポリプロピレン樹脂P-5を得た。
製造例6:酸変性ポリプロピレン樹脂P-6
 製造例1において、質量比(プロピレン/1-ブテン)が65/35であるプロピレン-ブテン共重合体を用いた以外は、同様の操作を行って、酸変性ポリプロピレン樹脂P-6を得た。
製造例7:酸変性ポリプロピレン樹脂P-7
 製造例1において、質量比(プロピレン/1-ブテン)が50/50であるプロピレン-ブテン共重合体を用いた以外は、同様の操作を行って、酸変性ポリプロピレン樹脂P-7を得た。
製造例8:酸変性ポリプロピレン樹脂P-8
 製造例1において、プロピレン-ブテン共重合体に代えて、プロピレン-エチレン共重合体(質量比:プロピレン/エチレン=92/8)を用いた以外は、同様の操作を行って、酸変性ポリプロピレン樹脂P-8を得た。
製造例9:酸変性ポリプロピレン樹脂P-9
 製造例1において、プロピレン-ブテン共重合体に代えて、プロピレン-ブテン-エチレン共重合体(質量比:プロピレン/1-ブテン/エチレン=65/24/11)を用いた以外は、同様の操作を行って、酸変性ポリプロピレン樹脂P-9を得た。
 製造例1~9で得られた酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の特性を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 水性分散体の製造に使用する酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の水性分散体は、次の方法によって製造した。
(酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体B-1の製造)
 ヒーター付きの密閉できる耐圧1L容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、60.0gの酸変性ポリプロピレン樹脂P-1、99.0gのテトラヒドロフラン、11.6gのN,N-ジメチルエタノールアミン(DMEA)および159.4gの蒸留水を、ガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を130℃に保ってさらに60分間撹拌した。
 そして、空冷にて回転速度300rpmのまま撹拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、微白濁の酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体B-1を得た。この際、フィルター上に樹脂はほとんど残っていなかった。
(酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体B-2の製造)
 ヒーター付きの密閉できる耐圧1L容ガラス容器を備えた撹拌機を用いて、60.0gの酸変性ポリプロピレン樹脂P-1、45.0gのエチレングリコール-n-ブチルエーテル、8.0gのDMEAおよび137.0gの蒸留水を、ガラス容器内に仕込み、撹拌翼の回転速度を300rpmとして撹拌したところ、容器底部には樹脂の沈澱は認められず、浮遊状態となっていることが確認された。そこでこの状態を保ちつつ、10分後にヒーターの電源を入れ加熱した。そして系内温度を160℃に保ってさらに60分間撹拌した。
 その後、空冷にて内温が80℃になるまで冷却し、開封して、45.0gのテトラヒドロフラン、5.0gのDMEAおよび30.0gの蒸留水を添加した。その後、密閉し、撹拌翼の回転速度を300rpmとして系内温度を140℃に保ってさらに60分間撹拌した。
 そして、空冷にて回転速度300rpmのまま攪拌しつつ室温(約25℃)まで冷却した後、300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、微白濁の酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体B-2を得た。この際、フィルター上に樹脂はほとんど残っていなかった。
(酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体B-3の製造)
 水性分散体B-2を250gと、蒸留水120gを0.5Lの2口丸底フラスコに仕込み、メカニカルスターラーとリービッヒ型冷却器とを設置し、フラスコをオイルバスで加熱していき、水性媒体を留去した。約120gの水性媒体を留去したところで、加熱を終了し、室温まで冷却した。冷却後、フラスコ内の液状成分を300メッシュのステンレス製フィルター(線径0.035mm、平織)で加圧濾過(空気圧0.2MPa)し、乳白色の均一な酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体B-3を得た。
(酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体B-4~10の製造)
 水性分散体B-2の製造方法において、酸変性ポリプロピレン樹脂P-1に代えて、B-4ではP-2を、B-5ではP-3を、B-6ではP-4を、B-7ではP-5を、B-8ではP-6を、B-9ではP-7を、B-10ではP-8を用いた以外は同様の操作を行って、水性分散体B-4~10を得た。なお、B-5においては、最初のDMEAの添加量を8.0gから12.0gに変更し、2回目のDMEAの添加量は、B-2の製造方法と同様に、5.0gとした。
(酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体B-11の製造)
 水性分散体B-1の製造方法において、酸変性ポリプロピレン樹脂P-1に代えて、P-9を用いた以外は、同様の操作を行って、水性分散体B-11を得た。
 水性分散体B-1~B-11の各種特性を表2に示す。
 水性分散体の製造において、添加物として、下記のものを使用した。
・ポリウレタン樹脂:ポリエーテル型ポリウレタン樹脂水性分散体(楠本化成社製、NeoRezR-600、固形分濃度33質量%)
・架橋剤:オキサゾリン基含有化合物の水性溶液(日本触媒社製、エポクロスWS-700、固形分濃度25質量%)
・架橋剤:エポキシ基含有化合物の水性分散体(ADEKA社製、アデカレジンEM-0517、固形分濃度51質量%)
・ポリエステル水性分散体(U-1):ユニチカ社製エリーテルKA-3556(固形分濃度:30%、数平均粒子径:11nm)
・アクリル水性分散体(N-1):NeoCrylA-6045(楠本化成社製、固形分濃度:40%、数平均粒子径:120nm)
実施例1
 酸変性ポリエチレン樹脂水性分散体A-1と酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体B-1とを、酸変性ポリオレフィン樹脂水性分散体と酸変性ポリプロピレン樹脂水性分散体の固形分質量比が95/5になるように配合し、室温で5分間、混合攪拌し、水性分散体を得た。得られた水性分散体を用いて各種性能評価を行った。
実施例2~20、比較例1~17
 表3、4に示したように、酸変性ポリエチレン樹脂(A)水性分散体と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)水性分散体の種類および固形分質量比を変更し、また実施例18~20では添加物を添加し、比較例12~17では、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)水性分散体に代えてポリエステル水性分散体やアクリル水性分散体を用いた以外は、実施例1と同様の操作を行って水性分散体を得た。
 実施例1~20、比較例1~17の結果を表3、4に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
 実施例1~20の水性分散体は、液安定性に優れ、得られた塗膜は、耐水性や耐アルカリ性、耐薬品性に優れ、各種基材との剥離強度が大きく密着性に優れたものであった。また、低温プレスで積層体を得ることができ、この積層体から作製された袋は、耐内容物性に優れたものであった。なかでも、オキサゾリン基含有化合物やエポキシ基含有化合物等の架橋剤やポリウレタン樹脂を添加した水性分散体から得られた塗膜は、各種基材との剥離強度がさらに向上し、より接着性に優れていた。
 これに対し、比較例1~7の水性分散体は、酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)との質量比が、本発明で規定する範囲外であるため、塗膜は基材との剥離強度が低く、また低温接着性に劣ることがあった。
 比較例8~9では、基材との剥離強度は良好であるが、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)のオレフィン成分が、本発明で規定するプロピレンとブテンとからなるものではないため、低温接着性、耐内容物性に劣っていた。
 比較例10~11では、酸変性ポリエチレン樹脂(A)が、不飽和カルボン酸成分の含有量が本発明の規定量より多いため、基材との剥離強度が低く、塗膜は、耐水性や耐アルカリ性、耐薬品性に劣るものであった。
 比較例12~17の水性分散体は、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)水性分散体に代えてポリエステル水性分散体またはアクリル水性分散体を用いたため、液安定性に劣ることがあり、塗膜は、耐アルカリ性、耐薬品性に劣り、基材との剥離強度が低く接着性に劣るものであった。
 
 

Claims (7)

  1.  酸変性ポリエチレン樹脂(A)と、酸変性ポリプロピレン樹脂(B)と、水性媒体とを含有する水性分散体であって、
    酸変性ポリエチレン樹脂(A)が、エチレンを含有するオレフィン成分と不飽和カルボン酸成分とを共重合成分として含有し、不飽和カルボン酸成分の含有量が0.1~15質量%であり、
    酸変性ポリプロピレン樹脂(B)が、プロピレンとブテンとからなるオレフィン成分と不飽和カルボン酸成分とを共重合成分として含有し、
    酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)の質量比(A/B)が、95/5~50/50であることを特徴とする水性分散体。
  2.  プロピレンとブテンとの質量比(プロピレン/ブテン)が、60/40~95/5であることを特徴とする請求項1記載の水性分散体。
  3.  酸変性ポリエチレン樹脂(A)が、さらに(メタ)アクリル酸エステル成分を共重合成分として含有することを特徴とする請求項1または2記載の水性分散体。
  4.  酸変性ポリエチレン樹脂(A)と酸変性ポリプロピレン樹脂(B)のそれぞれの数平均粒子径が、20nm以上の差を有することを特徴とする請求項1~3のいずれかに記載の水性分散体。
  5.  請求項1~4のいずれかに記載の水性分散体から形成された層が基材上に積層されたことを特徴とする積層体。
  6.  基材上に積層された層の上に、さらに同種または異種の基材が積層されたことを特徴とする請求項5記載の積層体。
  7.  少なくとも一方の基材がポリプロピレン基材またはシクロオレフィンポリマー基材であることを特徴とする請求項6記載の積層体。
     
     
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