(57)【要約】  積層接着剤組成物であって、ａ）エポキシ化合物を吸収させた熱可塑性ポリマー粒子の水性分散体であって、エポキシ化合物の濃度が、水性分散体の固形分の総重量に基づいて１重量パーセント〜４０重量パーセントである、水性分散体と、ｂ）ポリアミン、ポリアミド、アミドアミン、カルボン酸官能性ポリエステル、無水物、メルカプタン、ポリメルカプタン、環状アミジン、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの水乳化性または水分散性のエポキシ硬化剤と、を含む、積層接着剤組成物が開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）エポキシ化合物を吸収させた熱可塑性ポリマー粒子の水性分散体であって、前記エポキシ化合物の濃度が、前記水性分散体の固形分の総重量に基づいて１〜４０重量パーセントである、水性分散体と、
ｂ）ポリアミン、ポリアミド、アミドアミン、カルボン酸官能性ポリエステル、無水物、メルカプタン、ポリメルカプタン、環状アミジン、及びこれらの組み合わせから選択される、少なくとも１つの水乳化性または水分散性のエポキシ硬化剤と、を含む、積層接着剤組成物。
【請求項２】
前記エポキシ化合物が、１，２−プロパンジオールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリ（プロピレングリコール）ジグリシジルエーテル、１，４−シクロヘキサンドメタノール（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｍｅｔｈａｎｏｌ）ジグリシジルエーテル、１，３−シクロヘキサンドメタノール（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｍｅｔｈａｎｏｌ）ジグリシジルエーテル、３’，４’−エポキシシクロヘキシメチル（ｅｐｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｍｅｔｈｙｌ）−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシラート、３，４−エポキシシクロヘキシルオキシラン、２−（３’，４’−エポキシシクロヘキシル）−５，１”−スピロ−３”，４”−エポキシシクロヘキサン−１，３−ジオキサン、ビニルシクロヘキセンモノオキシド、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジパート、フタル酸のジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸のジグリシジルエステル、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）、ＤＧＥＢＡ系の固体エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、クレゾールエポキシノボラック、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１に記載の組成物。
【請求項３】
ａ）エポキシ樹脂を水と混合して、５０ナノメートル〜１０ミクロンの範囲の大きさを有するエポキシ粒子を含むエポキシエマルションを形成することと、
ｂ）前記エポキシエマルションを水性アクリラート分散体と混合して、エポキシを吸収させたアクリル粒子を有するアクリル／エポキシラテックスを形成することと、
ｃ）前記アクリル／エポキシラテックスを硬化剤と混合して、接着剤組成物を形成することと、を含む、方法。
【請求項４】
前記エポキシ樹脂が、１，２−プロパンジオールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリ（プロピレングリコール）ジグリシジルエーテル、１，４−シクロヘキサンドメタノール（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｍｅｔｈａｎｏｌ）ジグリシジルエーテル、１，３−シクロヘキサンドメタノール（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｍｅｔｈａｎｏｌ）ジグリシジルエーテル、３’，４’−エポキシシクロヘキシメチル（ｅｐｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｍｅｔｈｙｌ）−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシラート、３，４−エポキシシクロヘキシルオキシラン、２−（３’，４’−エポキシシクロヘキシル）−５，１”−スピロ−３”，４”−エポキシシクロヘキサン−１，３−ジオキサン、ビニルシクロヘキセンモノオキシド、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジパート、フタル酸のジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸のジグリシジルエステル、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）、ＤＧＥＢＡ系の固体エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、クレゾールエポキシノボラック、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項３に記載の方法。
【請求項５】
前記ステップ（ａ）における混合が、１０〜９０℃の範囲の温度で生じ、かつ前記ステップ（ｂ）における混合が、２０〜８０℃の範囲の温度で生じる、請求項３に記載の方法。
【請求項６】
硬化した積層物を形成するための方法であって、
ａ）請求項１に記載の硬化性組成物を第１の基材へ適用することと、
ｂ）前記硬化性組成物を乾燥させることと、
ｃ）第２の基材を前記コーティングした第１の基材に積層させて、積層物を形成することと、
ｄ）前記積層物を硬化させて、前記硬化した積層物を形成することと、を含む、方法。
【請求項７】
前記第１及び／または第２の基材が、ポリマー薄膜、金属化ポリマー薄膜、箔、ポリマーで裏打ちされた金属箔、紙、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、請求項６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願の参照
本出願は、２０１５年１２月２２日出願の米国仮出願第６２／２７０，６０８号の利益を主張する。
【背景技術】
【０００２】
積層接着剤は、食品包装用途のための可撓性積層物（２層以上を有する）の製造において広く用いられている。接着性組成物に基づいて、積層接着剤は、３つの区分、すなわち、溶媒媒介性（ＳＢ）、無溶媒（ＳＬ）及び水媒介性（ＷＢ）に分類することができる。水媒介性乾燥積層接着剤（ＷＢＤＬ）は、清浄化するのがより安全で、すなわち、ＶＯＣの問題または溶媒の保持がなく、かつ容易であることが既知である。ＷＢＤＬ接着剤用途のための１つの現行技術は、アクリル／ポリウレタン系２Ｋ系である。これは、少量の低分子量ポリオールによって改質されたアクリルラテックスであり、適用前に水乳化性イソシアナートと組み合わされる。これらの積層接着剤は、一般的及び中程度の性能の適用について比較的十分に挙動する。しかしながら、より需要のある中程度〜高い性能の適用については、これらのＷＢＤＬ接着剤はしばしば、温度、水分、及び化学物質への脆弱な耐性により失敗に終わる。さらに、これらの接着剤は、箔または金属薄膜のようなある特定の物質への適切な接着を呈しない。それゆえ、より良好な性能特性を備えたＷＢＤＬ接着剤が所望である。
【発明の概要】
【０００３】
本発明の１つの広範な態様において、ａ）エポキシ化合物を吸収させた熱可塑性ポリマー粒子の水性分散体であって、エポキシ化合物の濃度が、水性分散体の固形分の総重量に基づいて１重量パーセント〜４０重量パーセントである、水性分散体と、ｂ）ポリアミン、ポリアミド、アミドアミン、カルボン酸官能性ポリエステル、無水物、メルカプタン、ポリメルカプタン、環状アミジン、及びこれらの組み合わせから選択される少なくとも１つの水乳化性または水分散性のエポキシ硬化剤と、を含む、からなる、あるいはから本質的になる、積層接着剤組成物が開示される。
【０００４】
本発明の別の態様において、ａ）請求項１に記載の硬化性組成物を第１の基材へ適用するステップと、ｂ）硬化性組成物を乾燥させるステップと、ｃ）第２の基材をコーティングした第１の基材へ積層させて、積層物を形成するステップと、ｄ）当該積層物を硬化させて、硬化した積層物を形成するステップと、を含む、からなる、またはから本質的になる、硬化した積層物を形成するための方法が開示される。
【発明を実施するための形態】
【０００５】
適切なエポキシ化合物の例としては、脂肪族エポキシ樹脂、脂肪環エポキシ樹脂、及び芳香族エポキシ樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。より具体的な例としては、１，２−プロパンジオールジグリシジルエーテル、１，４−ブタンジオールジグリシジルエーテル、１，６−ヘキサンジオールジグリシジルエーテル、ポリ（プロピレングリコール）ジグリシジルエーテル、１，４−シクロヘキサンドメタノール（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｍｅｔｈａｎｏｌ）ジグリシジルエーテル、１，３−シクロヘキサンドメタノール（ｃｙｃｌｏｈｅｘａｎｅｄｍｅｔｈａｎｏｌ）ジグリシジルエーテル、３’，４’−エポキシシクロヘキシメチル（ｅｐｏｘｙｃｙｃｌｏｈｅｘｙｍｅｔｈｙｌ）−３，４−エポキシシクロヘキサンカルボキシラート、３，４−エポキシシクロヘキシルオキシラン、２−（３’，４’−エポキシシクロヘキシル）−５，１”−スピロ−３”，４”−エポキシシクロヘキサン−１，３−ジオキサン、ビニルシクロヘキセンモノオキシド、ビス（３，４−エポキシシクロヘキシルメチル）アジパート、フタル酸のジグリシジルエステル、ヘキサヒドロフタル酸のジグリシジルエステル、ビスフェノールＡのジグリシジルエーテル（ＤＧＥＢＡ）、ＤＧＥＢＡ系の固体エポキシ樹脂、フェノキシ樹脂、ビスフェノールＦのジグリシジルエーテル、エポキシノボラック樹脂、及びクレゾールエポキシノボラックが挙げられるが、これらに限定されない。
【０００６】
アクリラート粒子の中に封入されるエポキシ樹脂の量は概して、アクリラート分散体における固形の総重量に基づいて１重量パーセント〜４０重量パーセントの範囲にあり、種々の他の実施形態においては１重量パーセント〜１５重量パーセント、種々の他の実施形態においては１重量パーセント〜１０重量パーセントの範囲にある。
【０００７】
アクリラート分散体は、遊離基のエマルションもしくは懸濁液の付加重合を通じて、またはあらかじめ形成されたポリマーの水性媒体中への剪断下での分散によって調製されることができる。アクリルラテックス粒子の調製に適したモノマーは、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸グリシジル、アクリル酸２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸ブチル、及びメタクリル酸２−エチルヘキシル、ならびにこれらの組み合わせのような、アクリレート類及びメタクリレート類を含むが、これらに限定されない。
【０００８】
アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、メタクリル酸ホスホエチル、スチレンスルホン酸ナトリウム、及びスルホン酸アクリルアミド−メチル−プロパンのような、酸官能性を有するモノマーも含まれ得る。概して、酸モノマーの濃度は、当該ポリマーの重量に基づいて２０重量パーセント以下である。酸モノマーの濃度は、一部の実施形態において、最高１５重量パーセントであり得、種々の他の実施形態において、最高５重量パーセントであり得る。
【０００９】
種々の実施形態において、アクリルラテックスは、スチレン及びアクリロニトリルのような他のモノマーの構造単位、ならびにアクリル酸グリシジル及びメタクリル酸グリシジルのような、同時に硬化できる官能性を付与することのできるモノマーの構造単位も含み得る。
【００１０】
種々の実施形態において、エポキシエマルションは、エポキシ樹脂を水と混合することによって調製される。種々の実施形態において、この混合は、１０℃〜９０℃、好ましくは２０℃〜６０℃の範囲の温度で生じ、高速のミキサーまたはホモジナイザーが使用される。種々の実施形態において、界面活性剤は、エポキシエマルションの調製において使用されることができる。適切な界面活性剤は、酸化ポリアルキレンブロックコポリマーのようなＡＰＥＯ非含有の非イオン性湿潤剤を含む非イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレングリコールアルキルエーテル、グルコシドアルキルエーテル、脂肪酸エステル、グリセロールアルキルエステル、ソルビタンアルキルエステル、ならびにＴｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能なＴＲＩＴＯＮ（商標）Ｘ−４０５  Ｏｃｔｙｌｐｈｅｎｏｌ  Ｅｔｈｏｘｙｌａｔｅのような市販の湿潤剤を含む、ポリオキシエチレングリコールアルキルフェノールエーテルを含むが、これらに限定されない。界面活性剤を使用する場合、０．５重量パーセント〜５重量パーセントの範囲の濃度で概して使用される。
【００１１】
エポキシエマルションは、５０ナノメートル〜１０ミクロンの範囲の大きさを有するエポキシ粒子を含む。５０ｎｍ〜５０ミクロンのいかなる範囲も及びすべての範囲は、本明細書に含まれ、本明細書において開示され、例えば、エポキシ粒子は、５０ｎｍ〜１５ミクロン、または５０ｎｍ〜１０ミクロンの範囲の大きさを有し得る。
【００１２】
次に、エポキシエマルションをアクリラート分散体と混合して、エポキシを完全に吸収させたアクリル粒子を有するアクリル／エポキシラテックスを形成する。この混合は、２０℃〜８０℃、好ましくは４０℃〜６０℃の範囲の温度で典型的に生じる。
【００１３】
吸収させたアクリル／エポキシラテックス組成物を硬化剤で硬化させる。適切な硬化剤の例としては、脂肪族アミン、芳香族アミン、アミン付加物、ポリアミド、アミドアミン、カルボン酸官能性ポリエステル、無水物、メルカプタン、ポリメルカプタン、環状アミジン、ポリエーテルアミン、及びこれらの何らかの２つ以上の組み合わせが含まれるが、それらに限定されない。より具体的な例としては、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、２，２，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、２，４，４−トリメチルヘキサメチレンジアミン、１，６−ヘキサンジアミン、１−エチル−１，３−プロパンジアミン、ビス（３−アミノプロピル）ピペラジン、Ｎ−アミノエチルピペラジン、Ｎ，Ｎ−ビス（３−アミノプロピル）エチレンジアミン、２，４−トルエンジアミン、２，６−トルエンジアミン、１，２−ジアミノシクロヘキサン、１，４−ジアミノ−３，６−ジエチルシクロヘキサン、１，２−ジアミノ−４−エチルシクロヘキサン、１，４−ジアミノ−３，６−ジエチルシクロヘキサン、１−シクロヘキシル−３，４−ジアミノシクロヘキサン、イソホロン−ジアミン、ノルボランジアミン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、４，４’−ジアミノジシクロヘキシル−プロパン、２，２−ビス（４−アミノシクロヘキシル）プロパン、３，３’−ジメチル−４，４’−ジアミノジシクロヘキシルメタン、３−アミノ−１−シクロヘキサン−アミノ−プロパン、１，３−及び１，４−ビス（アミノメチル）シクロヘキサン、ｍ−キシレンジアミン、ｐ−キシレンジアミン、ポリオキシプロピレンジアミン、ポリアミドアミン、ならびに尿素及びメラミンとアルデヒドとの反応によって形成されるアミノプラスト樹脂が挙げられるが、これらに限定されない。
【００１４】
吸収させたアクリル／エポキシラテックス組成物は、広範な温度範囲にわたって有効な時間硬化させることができる。種々の実施形態において、この硬化は、硬化性組成物（硬化剤を吸収させたアクリル／エポキシラテックス）が基材へ適用された後に生じる。この基材は、ポリマー薄膜、金属化ポリマー薄膜、箔、ポリマーで裏打ちされた金属箔、紙、及びこれらの組み合わせからなる群から概して選択される。
【００１５】
種々の実施形態において、アクリル／エポキシラテックスは、硬化剤（ｈａｒｄｎｅｒ）／硬化剤（ｃｕｒｉｎｇ  ａｇｅｎｔ）と混合して、第１の基材上をコーティングして、１．５〜２．２ｌｂ／連の乾燥コーティング重量を生じる。次に、第２の基材を第１の基材へ積層することができ、結果として生じる積層物は、４０〜５０℃のような室温または高温で硬化させることができる。この基材は、ポリマー薄膜、金属化ポリマー薄膜、箔、ポリマーで裏打ちされた金属箔、紙、及びこれらの組み合わせからなる群から概して選択される。
【実施例】
【００１６】
材料
Ｒｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−９０Ｍ：Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、固形分〜４２％を有するアクリルエマルション。
【００１７】
Ｒｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−３３０：Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、固形分〜４５％を有するアクリルエマルション。
【００１８】
Ｒｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−２３０：Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、固形分〜４５％を有するアクリルエマルション。
【００１９】
ＤＥＲ３３１：Ｏｌｉｎから入手可能な、エポキシ当量（ＥＥＷ）１８２〜１９２のビスフェノールＡ系液体エポキシ樹脂。
【００２０】
ＤＥＲ７３１：Ｏｌｉｎから入手可能な、ＥＥＷ：１３０〜１４５の脂肪族液体エポキシ樹脂。
【００２１】
ＣＲ９−１０１：Ｔｈｅ  Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、イソシアナート系水分散性架橋剤。
【００２２】
Ａｎｑｕａｍｉｎｅ４０１：Ａｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから入手可能な、水中の７０％固体で供給される、アミン水素当量２００の、改質された脂肪族アミン硬化剤。使用前に脱イオン水を用いて１：１の重量比で希釈される。
【００２３】
トリトンＸ−４０５：Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、水中で７０％の非イオン性界面活性剤であるオクチルフェノールエトキシラート。
【００２４】
ＰＥＴ（９２ＬＢＴ）：Ｄｕｐｏｎｔから入手可能な、厚さ２３ミクロン（９２ゲージ）のポリエステルであるポリ（エチレングリコール−テレフタラート）。
【００２５】
ＯＰＰ：Ｃｏｅｘ  ＰＰ（７５ＳＬＰ）：Ｅｘｘｏｎ  Ｍｏｂｉｌから入手可能な、厚さ１９マイクロメートル（０．７５ミル）の非ヒートシール性のＢｉｃｏｒ  ＳＬＰ指向性ポリプロピレン。
【００２６】
ＰＥ：ＧＦ−１９、Ｂｅｒｒｙ  Ｐｌａｓｔｉｃｓ  Ｃｏｒｐ．から入手可能な、厚さ２５．４マイクロメートル（１．０ミル）の高スリップ低密度のポリエチレン薄膜。
【００２７】
ＰＥＴ−Ｆｏｉｌ：Ｄｏｗ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｃｏｍｐａｎｙから入手可能な、３．２６ｇ／ｍ２（２．００ｌｂ／ｒｅａｍ）のＡｄｃｏｔｅ５５０／Ｃｏｒｅａｃｔａｎｔ  Ｆを有する０．０００３５ミルのＡｌ  Ｆｏｉｌへ積層した１２マイクロメートル（４８ゲージ）のポリエステル（ＰＥＴ）薄膜。
【００２８】
アクリルエポキシ混成物（ＡＥＨ）分散体の例
アクリルエポキシ混成物分散体の例を、２つのステップで調製した。第１のステップにおいて、エポキシエマルションを高剪断下で調製し、第２のステップにおいて、高温でエポキシエマルションをアクリルラテックスと混合して、このエポキシ樹脂をラテックス粒子中へとオーバーヘッド撹拌下で緩徐に分散させておいた。詳細な配合を表１に要約する。
【００２９】
Ｒｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−９０Ｍ及びＤＥＲ３３１に基づくアクリルエポキシ混成物（ＡＥＨ）の例、例えば、アクリルエポキシ混成物例１であるＡＥＨ−１を調製する典型的な例において、３０ｇのトリトンＸ−４０５及び６７ｇの脱イオン水を金属缶の中で、均質な界面活性剤溶液を形成するまで数分間混合し、次に、１２９．５ｇの予熱しておいたＤＥＲ３３１（樹脂粘度を低下させるために６０℃のオーブンにおいて予熱）をこの界面活性剤溶液へ、オーバーヘッド撹拌の下で添加し、この混合物を、エポキシ液滴が容器の壁に接着しなくなるまで撹拌した。次に、エポキシ／界面活性剤／水混合物を高剪断条件下で、オーバーヘッド高速ミキサーを用いて３０００ｒｐｍで２０分間混合した。最後に、４５．３ｇの形成されたエポキシエマルションを、６５ｇの予熱しておいたＲｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−９０Ｍ（６０℃）を含有するフラスコへ添加した。このエポキシ／Ｒｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−９０Ｍ混合物を６０℃で１〜２時間撹拌した。試料をフラスコから周期的に採取して、ＤＬＳによってラテックス粒径を確認した。大きなエポキシ液滴がＤＬＳ分析において観察されなくなったとき、撹拌を中止した。試料をガラス瓶へと入れ、室温で保存した。
【００３０】
３０重量％未満のエポキシを含有するアクリルエポキシ混成物分散体を２つの方法において調製した。
方法１：直接的な封入。５％（固体に基づく）ＤＥＲ７３１を封入したＲｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−３３０を調製する典型的な例（ＡＥＨ−９）において、３０ｇのトリトンＸ−４０５及び６７ｇの脱イオン水をまず金属缶の中で均質な界面活性剤溶液が形成されるまで数分間混合した。次に、１２９．５ｇのＤＥＲ７３１を界面活性剤溶液へオーバーヘッド撹拌の下で添加し、この混合物をエポキシ液滴が容器の壁へ接着しなくなるまで撹拌した。次に、このエポキシ／界面活性剤／水混合物を高剪断条件下で、オーバーヘッド高速ミキサーを用いて２０００ｒｐｍで２０分間混合した。最後に、２４．２ｇの形成されたエポキシエマルションを、６０℃で予熱しておいた６００ｇのＲｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−３３０を含有するフラスコへ添加した。このエポキシ／Ｒｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−３３０混合物を６０℃で４時間撹拌した。試料をフラスコから周期的に採取して、ＤＬＳによってラテックス粒径を確認した。大きなエポキシ液滴がＤＬＳ分析において観察できなくなったとき、撹拌を中止した。試料をガラス瓶へと入れ、室温で保存した。
【００３１】
方法２：３０％エポキシを含有するアクリルラテックスとよりアクリル性のあるエマルションとのブレンド。５％（固体に基づく）ＤＥＲ３３１を封入したＲｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−９０Ｍを調製する典型的な例（ＡＥＨ−５）において、１１８ｇのＲｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−９０Ｍラテックスを、２０ｇのＡＥＨ−１（３０％ＤＥＲ３３１を含有するＲｏｂｏｎｄ（商標）Ｌ−９０Ｍ）とともにローラ上で２時間混合した。典型的な配合を表２に要約する。
【００３２】
【表１】
2019506463.tif 000002
【００３３】
【表２】
2019506463.tif 000003
【００３４】
積層接着剤の実施例及び比較実施例
エポキシ樹脂を含有するアクリルラテックスをアミン硬化剤と混合した後、積層し、エポキシド／ＮＨ基の化学量論を１：０．８〜１：１に設定したので、具体的な配合を表３に示す。このプラスチック薄膜を約０．１２〜０．１４ＫＷというより低レベルでコロナ処理した後、積層した。典型的には、各試料を、約１．６〜１．８ｌｂ／ｒｍであるよう調整されたコーティング重量を有する一次薄膜上へと手動コーティングした後、８０℃での温度設定を有するオーブンの中で１分間乾燥させた。この一次薄膜を１８０°Ｆでのニップ温度設定を有する油系積層装置上で二次薄膜へと積層した。結合力検査を容易にするために、少なくとも５個の積層物（約９インチ×１１インチ）を、一部の積層物内に結合ストリップを有しながら各配合について調製した。この積層物を、積層物試料にわたって等価の圧力を適用するために、１〜２ｌｂの重しの下に置き、この積層物を室温で２週間または５０℃で１日硬化させておいた。
【００３５】
積層構造の結合力測定
Ｔ−剥離結合力を、１インチのストリップ上で、５０Ｎの負荷セルを備えたＩｎｓｔｒｏｎ引張検査装置上で１０インチ／分の速度で測定した。５個のストリップを各積層物について検査し、高い及び平均の強度を失敗モードとともに記録した。薄膜の裂け及び薄膜の伸びの場合、高い値を記録し、他の失敗モードにおいては、平均Ｔ−剥離結合力を報告した。典型的な失敗モードは以下を含む。
ＡＦ−接着剤の不全（一次との接着）、
ＡＴ−接着剤の移送（二次との接着）、
ＡＳ−接着剤の裂け（接着剤の粘着性不全）、
ＦＴ−薄膜の裂け（結合の破壊）
ＦＳ−薄膜の伸び（結合の破壊）
【００３６】
積層物のボイルインバッグ検査
硬化した積層物（９インチ×１１インチ）のうちの１つを折りたたんで二重の層を得た。縁をペーパーカッターで、約５インチ×７インチの折りたたんだピースへと調えた。次に、縁を熱で密封して、４インチ×６インチの内部の大きさを有するパウチを得た。２つのパウチを各検査について作った。次に、パウチを１００ｍＬの脱イオン水または１：１：１のソース（等重量部分のケチャップ、酢及び植物油の配合）のいずれかで、開いた縁を通じて満たした。充填後、パウチの内側に空気が捉えられているのを最小限にする様式でパウチを密封した。次に、充填したパウチを沸騰水の中に注意深く入れ、そこで３０分間維持し、バッグが全過程の間に水中に常に浸漬していたことを確認する。完了した時、トンネリング、脱積層または漏逸の程度を、標識した既存の欠陥と比較した。次に、バッグを空け、少なくとも２個の１インチストリップをパウチから切り出し、Ｔ−剥離結合力をできるだけすぐに測定した。
【００３７】
【表３】
2019506463.tif 000004
【００３８】
比較実施例１、実施例１及び実施例２
比較実施例１、実施例１、及び実施例２をＰＥＴ／ＰＥ積層物において評価した。Ａｎｑｕａｍｉｎｅ４０１を硬化剤として実施例１及び実施例２について使用した。エポキシド：ＮＨ基の化学量論を１：０．８に設定した。表４において示されるように、比較実施例１と比較すると、実施例１及び実施例２を積層物に使用したとき、初期結合の液滴は観察されなかった。実際、わずかにより高い初期結合が、実施例２の場合において達成された。結合力は、エポキシ樹脂が経時的に硬化するにつれて増大した。例えば、実施例２を積層物に使用したとき、結合力は、１日硬化させた後に２５０ｇ／インチから３２０ｇ／インチを超えるまで増大し、室温で１週間硬化させた後に８００ｇ／インチ超という非常により高い結合力を達成した。薄膜の裂けは、積層物を室温で２週間硬化させておいたときに観察された。対照的に、比較実施例１に基づく積層物の結合力は、２週間後でさえ〜３２０ｇ／インチに過ぎなかった。また、結合力の持続的なビルドアップが実施例１において観察され、２週間の硬化後に薄膜が裂けた。
【００３９】
実施例１を上回る実施例２の結合力の改善は、期待されていない。いずれの実施例も、同じポリマー粒子を含有していた。しかしながら、実施例２は、脂肪族エポキシを吸収していたのに対し、実施例１はビスフェノールＡエポキシを吸収していた。コーティングのような従来のエポキシ用途において、ビスフェノールＡエポキシ樹脂は通常、より良好な機械力、化学耐性、及び耐熱性を実証している。
【００４０】
【表４】
2019506463.tif 000005
【００４１】
比較実施例２、実施例３、実施例４及び実施例５
比較実施例２、実施例３、実施例４、及び実施例５の積層接着剤を、ＰＥＴ／ＰＥ積層物において評価した。Ａｎｑｕａｍｉｎｅ４０１を実施例３、実施例４、及び実施例５のための硬化剤として使用した。エポキシド：ＮＨ基の化学量論を１：０．８に設定した。表５に示されるように、実施例４を積層物に使用したとき、結合力は、１日の硬化後に１７０ｇ／インチから４００ｇ／インチ超まで増大し、薄膜の裂けは、室温で１週間硬化させた後に達成した。実施例３を積層物に使用した場合、結合力の増大は、エポキシが硬化するにつれて観察された。実施例５を積層接着剤として使用したとき、初期結合力は３８０ｇ／インチ（ＡＳ）で測定され、薄膜の裂けは、室温で１週間硬化させた後に観察された。
【００４２】
比較実施例２と比較すると、実施例５は、完全に硬化した後の比較実施例２と同等の／当該比較実施例２と比べて良好な結合力を示した。
【００４３】
実施例４及び実施例５は、実施例３よりも改善された結合力及び迅速な結合を実証した。実施例４及び実施例５に脂肪族エポキシ樹脂を吸収させたのに対し、実施例３にビスフェノールＡエポキシ樹脂を吸収させた。ビスフェノールＡ吸収接着剤を上回る脂肪族エポキシ吸収接着剤の改善された結合力及び迅速な結合は、期待されていない。食品接触性用途におけるビスフェノールＡの使用に関する懸念により、実施例４及び実施例５が好ましい。
【００４４】
また、比較実施例２、実施例４及び実施例５を、ＯＰＰ／ＰＥ及びＰＥＴ−箔／ＰＥを含む他の積層構造を用いて評価した。典型的な結合力を表６に要約する。実施例４及び実施例５を接着剤として使用したとき、先の構造すべてに関して良好な結合力を観察した。実施例４及び実施例５は、５０℃で１日間硬化させた後に、すべての構造、すなわちＰＥＴ／ＰＥ、ＯＰＰ／ＰＥ、及びＰＥＴ−箔／ＰＥに関して比較実施例２を上回る改善された結合力を実証した。
【００４５】
【表５】
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【００４６】
【表６】
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【００４７】
比較実施例２、実施例６及び実施例７
比較実施例２ならびに実施例６及び実施例７の積層接着剤をＰＥＴ／ＰＥ積層物において評価した。Ａｎｑｕａｍｉｎｅ４０１を実施例６及び実施例７のための硬化剤として使用した。エポキシド：ＮＨ基の化学量論を１：１に設定した。典型的な結合力の結果を表７に要約する。比較実施例２と比較すると、実施例６及び実施例７は、完全に硬化した後の比較実施例２よりも良好な結合力を示した。薄膜の裂けは、すべての場合において観察された。
【００４８】
積層物の耐熱性及び化学耐性を、硬化した積層物とともに調製した、パウチの中へと充填させた脱イオン水または１：１：１のソースのいずれかを用いるボイルインバッグ検査において試験した。実施例６及び実施例７は、比較実施例２よりも良好な耐熱性及び化学耐性を示した。１：１：１のソースへ曝露された１００℃で３０分間のボイルインバック検査において、より高い結合力が観察された。
【００４９】
【表７】
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【国際調査報告】
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