活性能量射线固化性树脂以及包含该树脂的固化物的气体阻隔性层叠体的制作方法_3

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),根据JIS K7136对 涂膜进行雾度的测定。
[0252] 下述实施例A1~A9中使用的树脂组合物A~H是用以下方法制备的。
[0253] (树脂组合物A)
[0254] 在反应容器中加入lmol的间苯二甲胺(MXDA)。在氮气气流下升温至60°C,用1 小时滴加〇.88mol的丙烯酸甲酯(MA)。一边蒸馏除去所生成的甲醇一边升温至165°C,保 持2. 5小时165°C。为了使固体成分浓度成为65%,用1. 5小时滴加相当量的甲醇,冷却至 30°C。其后,加入1. 15mol的甲基丙烯酸缩水甘油酯,并且加入相当量的甲醇以使固体成分 浓度成为65%,在60°C下反应5小时而得到树脂组合物A。
[0255] 通过所得的树脂的1H-NMR分析和GPC测定来确认树脂结构。
[0256] (树脂组合物B)
[0257] 在反应容器中加入lmol的间苯二甲胺。在氮气气流下升温至60°C,用1小时滴 加0.9〇!11 〇1的丙烯酸甲酯。一边蒸馏除去所生成的甲醇一边升温至165°(:,保持2.5小时 165°C。为了使固体成分浓度成为65%,用1.5小时滴加相当量的甲醇,冷却至30°C。其 后,加入1. 15mol的甲基丙烯酸缩水甘油酯,并且加入相当量的甲醇以使固体成分浓度成 为65%,在60°C下反应5小时而得到树脂组合物B。
[0258] 通过所得的树脂的1H-NMR分析和GPC测定来确认树脂结构。
[0259] (树脂组合物C)
[0260] 在反应容器中加入lmol的间苯二甲胺。在氮气气流下升温至60°C,用1小时滴 加0.93!11 〇1的丙烯酸甲酯。一边蒸馏除去所生成的甲醇一边升温至165°(:,保持2.5小时 165°C。为了使固体成分浓度成为65%,用1.5小时滴加相当量的甲醇,冷却至30°C。其 后,加入1. 15mol的甲基丙烯酸缩水甘油酯,并且加入相当量的甲醇以使固体成分浓度成 为65%,在60°C下反应5小时而得到树脂组合物C。
[0261 ] 通过所得的树脂的1H-NMR分析和GPC测定来确认树脂结构。
[0262] (树脂组合物D)
[0263] 在反应容器中加入lmol的间苯二甲胺。在氮气气流下升温至60°C,用1小时滴 加0.9〇!11 〇1的丙烯酸甲酯。一边蒸馏除去所生成的甲醇一边升温至165°(:,保持2.5小时 165°C。为了使固体成分浓度成为65%,用1.5小时滴加相当量的甲醇,冷却至30°C。其 后,加入0.57mol的甲基丙烯酸缩水甘油酯,并且加入相当量的甲醇以使固体成分浓度成 为65%,在60°C下反应5小时而得到树脂组合物D。
[0264] 通过所得的树脂的1H-NMR分析和GPC测定来确认树脂结构。
[0265] (树脂组合物E)
[0266] 在反应容器中加入lmol的间苯二甲胺。在氮气气流下升温至60°C,用1小时滴 加0.88!11 〇1的丙烯酸甲酯。一边蒸馏除去所生成的甲醇一边升温至165°(:,保持2.5小时 165°C。为了使固体成分浓度成为65%,用1.5小时滴加相当量的甲醇,冷却至30°C。其 后,加入0.57mol的甲基丙烯酸缩水甘油酯,并且加入相当量的甲醇以使固体成分浓度成 为65%,在60°C下反应5小时而得到树脂组合物E。
[0267] 通过所得的树脂的1H-NMR分析和GPC测定来确认树脂结构。
[0268] (树脂组合物F)
[0269] 在反应容器中加入lmol的间苯二甲胺。在氮气气流下升温至60°C,用1小时滴 加0. 88mol的甲基丙烯酸甲酯。一边蒸馏除去所生成的甲醇一边升温至165°C,保持2. 5小 时165°C。为了使固体成分浓度成为65%,用1.5小时滴加相当量的甲醇,冷却至30°C。其 后,加入1. 15mol的甲基丙烯酸缩水甘油酯,并且加入相当量的甲醇以使固体成分浓度成 为65%,在60°C下反应5小时而得到树脂组合物F。
[0270] 通过所得的树脂的1H-NMR分析和GPC测定来确认树脂结构。
[0271] (树脂组合物G)
[0272] 在反应容器中加入lmol的间苯二甲胺。在氮气气流下升温至60°C,用1小时滴 加0.88!11 〇1的丁烯酸甲酯。一边蒸馏除去所生成的甲醇一边升温至165°(:,保持2.5小时 165°C。为了使固体成分浓度成为65%,用1.5小时滴加相当量的甲醇,冷却至30°C。其 后,加入1. 15mol的甲基丙烯酸缩水甘油酯,并且加入相当量的甲醇以使固体成分浓度成 为65%,在60°C下反应5小时而得到树脂组合物G。
[0273] 通过所得的树脂的1H-NMR分析和GPC测定来确认树脂结构。
[0274] (树脂组合物H)
[0275] 在反应容器中加入lmol的间苯二甲胺。在氮气气流下升温至60°C,用1小时滴 加0.7〇!11 〇1的丙烯酸甲酯。一边蒸馏除去所生成的甲醇一边升温至165°(:,保持2.5小时 165°C后,冷却至60°C。其后,加入lmol的甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯,在60°C下反应 2小时。进而,加入相当量的甲醇进行稀释以使固体成分浓度成为65%,得到树脂组合物H。
[0276] 通过所得的树脂的1H-NMR分析和GPC测定来确认树脂结构。
[0277] [表 1]
[0278]
[0279] MXDA:间苯二甲胺
[0280] MA:丙烯酸甲酯
[0281] MMA:甲基丙烯酸甲酯
[0282] MC: 丁烯酸甲酯
[0283] GMA:甲基丙烯酸缩水甘油酯
[0284] IEMA :甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯
[0285] 实施例A1
[0286] 〈树脂溶液A的制备〉
[0287] 制备包含由上述制备的树脂组合物A153. 8质量份以及甲醇68. 42质量份的溶液。 在其中加入聚硅氧烷系消泡剂(匕' 7夕? ^ S -公司制;BYK065)0. 2质量份,充分搅拌,由 此得到树脂溶液A。
[0288] 〈透氧系数的测定〉
[0289] 在作为基材的厚度12 ym的酯膜(东洋纺织株式会社制;E5100)上使用棒涂机 No. 8来涂布由上述制备的树脂溶液A (涂布量:5. Og/m2 (固体成分)),在85 °C下干燥30秒。 其后,使用设定成540mJ/cm2的紫外线照射量的输送带式的紫外线照射装置U-0303(GS工 7寸株式会社制,使用高压汞灯,灯输出功率80W/cm,输送带速度3m/分钟)使树脂组合物 A固化,由此得到试样。
[0290] 使用制得的涂膜,用上述方法求出树脂组合物A的固化物的透氧系数。将结果示 于表1。
[0291] 〈粘合性、铅笔硬度、卷曲、雾度〉
[0292] 在作为基材的厚度250 ym的酯膜(东洋纺织株式会社制;E5101)上使用棒涂机 No. 24来涂布树脂溶液A(涂布量:10.0 g/m2(固体成分)),在85°C下干燥30秒。其后,使 用设定成540mJ/cm2的紫外线照射量的输送带式的紫外线照射装置U-0303 (GS工7寸株式 会社制,使用高压汞灯,灯输出功率80W/cm,输送带速度3m/分钟)使树脂组合物A固化,由 此得到试样。
[0293] 使用制得的涂膜,用上述方法测定树脂组合物A的粘合性(划格试验)、铅笔硬度、 卷曲、雾度。将结果示于表1。
[0294] 〈层压强度的测定〉
[0295] 在厚度12 y m的拉伸聚酯薄膜(东洋纺织株式会社制;E5101)上使用棒涂机No. 8 来涂布树脂溶液A (涂布量:5. Og/m2 (固体成分)),在85°C下干燥30秒。其后,利用压辊使 厚度40 ym的线性低密度聚乙烯薄膜(三井化学東七口株式会社制;TUX-MCS)贴合。立即 使用设定成540mJ/cm2的紫外线照射量的输送带式的紫外线照射装置U-0303 (GS工7寸株 式会社制,使用高压汞灯,灯输出功率80W/cm,输送带速度3m/分钟)照射紫外线,得到层压 薄膜。使用制得的层压薄膜,用上述方法测定层压强度。将结果示于表2。
[0296] 实施例A2
[0297] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物B以外,与实施例A1同样地操作来制备 树脂溶液B,用与实施例A1同样的方法来进行各种测定。将结果示于表2。
[0298] 实施例A3
[0299] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物C以外,与实施例A1同样地操作来制备 树脂溶液C,用与实施例A1同样的方法来进行各种测定。将结果示于表2。
[0300] 实施例A4
[0301] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物D以外,与实施例A1同样地操作来制备 树脂溶液D,用与实施例A1同样的方法来进行各种测定。将结果示于表2。
[0302] 实施例A5
[0303] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物E以外,与实施例A1同样地操作来制备 树脂溶液E,用与实施例A1同样的方法来进行各种测定。将结果示于表2。
[0304] 实施例A6
[0305] 制备包含树脂组合物E100. 0质量份、由间苯二甲胺衍生的具有缩水甘油基氨基 的环氧树脂(三菱瓦斯化学株式会社制;TETRAD-X) 17. 4质量份、以及甲醇65. 71质量份的 溶液。在其中加入聚硅氧烷系消泡剂(匕' 7夕? ^ S -公司制;BYK065)0. 2质量份,充分 搅拌,由此得到树脂溶液F。
[0306] 除了替代树脂溶液A而使用上述树脂溶液F以外,用与实施例A1同样的方法来进 行各种测定。将结果示于表2。
[0307] 实施例A7
[0308] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物F以外,与实施例A1同样地操作来制备 树脂溶液G,用与实施例A1同样的方法来进行各种测定。将结果示于表2。
[0309] 实施例A8
[0310] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物G以外,与实施例A1同样地操作来制备 树脂溶液H,用与实施例A1同样的方法来进行各种测定。将结果示于表2。
[0311] 实施例A9
[0312] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物H以外,与实施例A1同样地操作来制备 树脂溶液I,用与实施例A1同样的方法来进行各种测定。将结果示于表2。
[0313] 比较例A1
[0314] 制备包含UV-7600B(日本合成化学工业株式会社制,紫外线固化型氨基甲酸酯丙 烯酸酯树脂,含有光聚合引发剂4phr的产品)100重量份和乙酸乙酯100质量份的溶液,得 到树脂溶液J。
[0315] 除了替代树脂溶液A而使用树脂溶液J以外,用与实施例A1同样的方法来进行各 种测定。将结果示于表2。
[0316] [表 2]
[0317]
[0318] 上述说明的树脂是不需要高温下热处理的、透明性和操作性优异的活性能量射线 固化性树脂。上述说明的树脂或树脂组合物通过固化体现出优异的气体阻隔性。因此,可 利用于以防腐蚀、美妆为目的的涂料;要求高气体阻隔性的食品、医药产品等的包装材料; 电子部件等广泛的工业领域。尤其,可以适宜地用作对于各种透气性基材例如在食品、医药 产品等的包装材料用途中所使用的聚烯烃、聚酯、聚酰胺等塑料薄膜、片材的涂层材料以及 它们的粘合剂。
[0319] 〈第2方案〉
[0320] [气体阻隔性层叠体]
[0321] 在一个实施方式中,本发明的气体阻隔性层叠体(以下,有时称为层压薄膜或涂 膜。)包含基材层和至少1个气体阻隔层,气体阻隔层是通过上述第1方案中记载的树脂的 固化而形成的。
[0322] [层叠体的层构成]
[0323] 基材层可以为1层,也可以为2层以上。基材层的各层各自的至少一面与气体阻 隔层(G)直接接触是优选的。
[0324] 另外,本发明的气体阻隔性层叠体可以直接使用,或者也可以进一步层叠其它的 层来使用。
[0325] 首先,对于将包含上述第1方案中记载的树脂的固化物的气体阻隔层用作位于层 叠体的最外侧的涂层的情况进行说明(以下,将本方案的气体阻隔性层叠体也称为气体阻 隔性涂膜)。
[0326] 在一个实施方式中,对于本发明的气体阻隔性层叠体,气体阻隔层位于气体阻隔 性层叠体的至少一侧的层叠表面。"位于至少一侧的层叠表面"是指,包括位于层叠体的表 面和背面这两侧的情况以及位于表面和背面中任一侧的情况。
[0327] [气体阻隔性涂膜的层构成]
[0328] 基材层为选自挠性聚合物薄膜层(F)、纸层(P)、以及金属箱层(M)中的1种以上 的层。选自挠性聚合物薄膜层(F)、纸层(P)、金属箱层(M)中的至少1种的层的至少一面 与气体阻隔层(G)直接接触是优选的。挠性聚合物薄膜层(F)、纸层(P)、以及金属箱层(M) 可根据用途任意地选择,也可以将它们组合。例如,作为本发明的气体阻隔性涂膜的构成有 (G) / (F), (G) / (F) / (G), (G) / (P), (G) / (P) / (G), (G) / (M), (G) / (M) / (G), (G) / (F) / (M), (G) / (F)AP)、(G)AP)AF)、(G)AP)AM)、(G)AM)AF)、(G)AM)AP)等,但不限于这些构成。 进而,也可以包括吸氧层、粘合剂层、锚固涂层等。
[0329] [挠性聚合物薄膜层(F)]
[0330] 作为挠性聚合物薄膜,只要是能够保持气体阻隔层的薄膜,就可以使用任意的挠 性聚合物薄膜。例如,可以举出低密度聚乙稀、高密度聚乙稀、线性低密度聚乙稀、聚丙烯等 聚烯烃系薄膜;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯等聚酯系薄膜;尼龙6、尼 龙6, 6、己二酰间苯二甲胺(N-MXD6)等聚酰胺系薄膜;聚乳酸等生物降解薄膜;聚丙烯腈系 薄膜、聚(甲基)丙烯酸系薄膜、聚苯乙烯系薄膜、聚碳酸酯系薄膜、乙烯-乙酸乙烯酯共聚 物皂化物(EV0H)系薄膜、聚乙烯醇系薄膜等。其中,优选聚烯烃系薄膜、聚酯系薄膜、聚酰 胺系薄膜。
[0331] 另外,可以使用对这些材料利用聚偏二氯乙烯(PVDC)树脂、聚乙烯醇树脂、乙 烯-乙酸乙烯酯共聚物皂化物系树脂、丙烯酸系树脂等各种聚合物实施涂布的膜、蒸镀有 二氧化硅、氧化铝、铝等各种无机化合物或金属的膜、分散有无机填料等的膜、赋予氧气捕 捉功能的I吴等。
[0332] 进而,也可以在所涂布的各种聚合物中分散无机填料。作为无机填料,可以举出二 氧化硅、氧化铝、云母、滑石、铝粉、玻璃鳞片等,但优选蒙脱石等层状硅酸盐。作为其分散方 法,例如可以使用挤出混炼法、向树脂溶液的混合分散法等现有公知的方法。作为赋予氧气 捕捉功能的方法,例如可以举出使用至少一部分的包含受阻酚类、维生素C、维生素E、有机 磷化合物、没食子酸、焦掊酚等与氧气反应的低分子有机化合物或者包含钴、锰、镍、铁、铜 等过渡金属化合物等的组合物的方法等。
[0333] 作为上述薄膜材料的厚度,从实用的观点出发,优选为10 ym~300 ym,更优选为 10 ym~100 ym,特别优选为10 ym~50 ym。另外,上述膜也可以是沿单轴或双轴方向拉 伸了的膜。
[0334] 为了使这些薄膜材料的表面能够形成没有膜破裂、收缩等缺陷的气体阻隔层,根 据需要实施火焰处理、电晕放电处理等各种表面处理是理想的。这样的处理促进气体阻隔 层对各种薄膜材料的良好的粘合。另外,在薄膜材料的表面进行合适的表面处理之后,也 可以根据需要设置印刷层。设置印刷层时,同样可以使用凹版印刷机、柔性版印刷机、胶印 机等现有的对于聚合物薄膜印刷中一直使用的一般的印刷设备。另外,关于用于形成印刷 层的油墨,可以同样地适用由偶氮系、酞菁系等颜料;松香、聚酰胺树脂、聚氨酯等树脂;甲 醇、乙酸乙酯、甲基乙基甲酮等溶剂等形成的、现有聚合物薄膜的印刷层中一直使用的油 墨。
[0335] [纸层(P)]
[0336] 作为纸层(P),考虑其可以成为构成纸容器的基本原材料,可以使用具有成型性、 抗挠曲性、刚性、韧性、强度等的纸层。例如,可以使用漂白或未漂白的纸基材或者有光纸、 牛皮纸、纸板、加工纸等以及它们的再生纸、碳酸钙纸、氢氧化铝纸等各种纸基材。
[0337] 作为上述纸基材,可以使用基重约40~600g/m2的纸基材,优选基重约50~500g/ m 2的纸基材。需要说明的是,在上述纸基材上可以用通常的印刷方式任意地形成例如文字、 图形、图案、符号、其它等所需的印刷图案。
[0338] [金属箱层(M)]
[0339] 金属箱层(M)只要是金、银、铜、锌、铁、铅、锡以及它们的合金;钢、不锈钢、错等延 展性优异的金属的箱,就没有特别限制,但工业上特别适宜的金属箱为铝箱。这些金属箱的 厚度通常为4~50 ym是优选的。
[0340] 基材层和气体阻隔层之间也可以形成底漆(中间(medium))层。此时,只要与基 材具有密合性,就可以使用1液系、2液系以及各种化学结构的底漆。可适宜地用作粘合剂 的主溶剂的、甲醇等醇的浸透性低的聚酯系底漆由于实用,故优选。
[0341] 另外,从实用的观点出发,底漆层的厚度优选为0. 01 ym~20 ym。更优选为 0. 05 y m~5 y m,特别优选为0. 1 y m~3. 0 y m。若处于该范围,则容易发挥充分的密合性, 并且形成均一厚度的底漆层变得容易。
[0342] [气体阻隔层(G)]
[0343] 气体阻隔层(G)可以通过上述第1方案中记载的活性能量射线固化性树脂的固化 来形成。
[0344] [活性能量射线固化性树脂及其制造方法]
[0345] 所使用的活性能量射线固化性树脂及其制造方法如上述第1方案中的说明所述。
[0346] 活性能量射线固化性树脂也可以以树脂组合物的形式使用。树脂组合物中所含成 分及其含量等如上述第1方案中记载所述。
[0347] [活性能量射线固化性树脂的固化]
[0348] 利用活性能量射线使活性能量射线固化性树脂固化时的方法如上述第1方案中 记载所述。
[0349] 所得气体阻隔层的透氧系数优选为2. 0ml ? mm/m2 ?天? MPa(23°C,60% RH)以下。 更优选为1. 9以下,特别优选为1. 8以下。
[0350] 需要说明的是,透氧系数的测定通过后述实施例B中记载的方法进行。
[0351] [实施例B]
[0352] 下面通过实施例具体地说明上述第2方案。但是,本发明并不因这些实施例而受 到任何限制。
[0353] 气体阻隔性涂膜的性能评价(透氧系数、粘合性(划格试验)、铅笔硬度、卷曲以及 透明性)的评价方法如上述第1方案的实施例A中记载所述。
[0354] 下述实施例B1~B9中使用的树脂组合物A~H按照上述第1方案的实施例A中 记载的那样进行制备。
[0355] [表 3]
[0356]
[0357] MXDA:间苯二甲胺
[0358] MA:丙烯酸甲酯
[0359] MMA:甲基丙烯酸甲酯
[0360] MC: 丁烯酸甲酯
[0361] GMA:甲基丙烯酸缩水甘油酯
[0362] IEMA :甲基丙烯酸-2-异氰酸根合乙酯
[0363] 实施例B1
[0364] 〈涂膜的制作(透氧系数测定用)>
[0365] 制备包含树脂组合物A153. 8质量份和甲醇68. 42质量份的溶液。在其中加入聚 硅氧烷系消泡剂(匕' 7夕? ^ S -公司制;BYK065)0. 2质量份,充分搅拌,由此得到树脂溶 液A〇
[0366] 在作为基材的厚度12 ym的聚酯薄膜(东洋纺织株式会社制;E5100)上使用棒涂 机No. 8来涂布树脂溶液A(涂布量:5. Og/m2(固体成分)),在85°C下干燥30秒。其后,使 用设定成540mJ/cm2的紫外线照射量的输送带式的紫外线照射装置U-0303 (GS工7寸株式 会社制,使用高压汞灯,灯输出功率80W/cm,输送带速度3m/分钟)使树脂组合物A固化,由 此得到试样。
[0367] 使用制得的涂膜,用上述方法求出树脂组合物A的固化物的透氧系数。结果示于 表4。
[0368] 〈涂膜的制作(粘合性、铅笔硬度以及卷曲测定用)>
[0369] 在作为基材的厚度250 ym的聚酯薄膜(东洋纺织株式会社制;E5101)上使用 棒涂机No. 24涂布由上述制备的树脂溶液A(涂布量:10.0 g/m2(固体成分)),在85°C下 干燥30秒。其后,使用设定成540mJ/cm2的紫外线照射量的输送带式的紫外线照射装置 U-0303 (GS工7寸株式会社制,使用高压汞灯,灯输出功率80W/cm,输送带速度3m/分钟) 使树脂组合物A固化,由此得到试样。
[0370] 使用制得的涂膜,用上述方法测定树脂组合物A的粘合性(划格试验)、铅笔硬度、 卷曲。结果示于表4。
[0371] 实施例B2
[0372] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物B以外,与实施例B1同样地操作来制备 树脂溶液B,用与实施例B1同样的方法来进行各种测定。结果示于表4。
[0373] 实施例B3
[0374] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物C以外,与实施例B1同样地操作来制备 树脂溶液C,用与实施例B1同样的方法来进行各种测定。结果示于表4。
[0375] 实施例B4
[0376] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物D以外,与实施例B1同样地操作来制备 树脂溶液D,用与实施例B1同样的方法来进行各种测定。结果示于表4。
[0377] 实施例B5
[0378] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物E以外,与实施例B1同样地操作来制备 树脂溶液E,用与实施例B1同样的方法来进行各种测定。结果示于表4。
[0379] 实施例B6
[0380] 制备包含树脂组合物E100. 0质量份、由间苯二甲胺衍生的具有缩水甘油基氨基 的环氧树脂(三菱瓦斯化学株式会社制;TETRAD-X) 17. 4质量份、甲醇65. 71质量份的溶 液。在其中加入聚硅氧烷系消泡剂(匕' 7夕? ^ S -公司制;BYK065)0. 2质量份,充分搅 拌,由此得到树脂溶液F。
[0381] 除了替代树脂溶液A而使用上述树脂溶液F以外,用与实施例B1同样的方法来进 行各种测定。结果示于表4。
[0382] 实施例B7
[0383] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物F以外,与实施例B1同样地操作来制备 树脂溶液G,用与实施例B1同样的方法来进行各种测定。结果示于表4。
[0384] 实施例B8
[0385] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物G以外,与实施例B1同样地操作来制备 树脂溶液H,用与实施例B1同样的方法来进行各种测定。结果示于表4。
[0386] 实施例B9
[0387] 除了替代树脂组合物A而使用树脂组合物H以外,与实施例B1同样地操作来制备 树脂溶液I,用与实施例B1同样的方法来进行各种测
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