JP5261196B2 - 接着剤およびそれを用いた積層体 - Google Patents
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Description
本発明で用いられるポリプロピレン成分(A)は、プロピレンの単独重合体および/またはプロピレン・α-オレフィン共重合体である。
本発明におけるエチレン・プロピレン・α-オレフィン共重合体(B)は、下記の(i)〜(ii)で規定される。(i)プロピレン成分を45〜90モル%,エチレン成分を10〜25モル%,炭素数4〜20のα-オレフィン由来の成分単位を1〜30モル%含有し、(ii)135℃デカリン中での極限粘度[η]が、0.1〜10dl/gの範囲にある。α-オレフィンとしては、炭素数4〜10のα-オレフィンがより好適に使用でき、この範囲にあれば1種単独でも2種以上使用してもよい。各モノマー成分の比率については、プロピレン:50〜85モル%,エチレン;10〜22モル%,α-オレフィン;5〜28モル%が好ましく、プロピレン:55〜80モル%,エチレン;10〜20モル%,α-オレフィン;10〜28モル%が更に好ましい。(ii)については極限粘度[η]が、0.5〜8の範囲にあると好ましく、0.8〜6の範囲にあると更に好ましい。上記の範囲にあると、柔軟性と機械強度のバランスに優れ、接着力の高い接着剤を得ることができる。
本発明のエチレン・α-オレフィン共重合体成分(C)は、下記の(i)〜(ii)で規定される。(i)エチレン成分を50〜99モル%,炭素数3〜20のα-オレフィン由来の成分単位を1〜50モル%含有し、(ii)135℃デカリン中での極限粘度[η]が、0.1〜10dl/gの範囲にある。α-オレフィンしては、炭素数3〜10のα-オレフィンがより好適に使用でき、この範囲にあれば1種単独でも2種以上使用してもよい。各モノマー成分の比率については、エチレン:55〜98モル%,α-オレフィン;2〜45モル%が好ましく、エチレン:60〜95モル%,α-オレフィン;5〜40モル%が更に好ましい。(ii)については極限粘度[η]が0.5〜8の範囲にあると好ましく、0.8〜6の範囲にあると更に好ましい。上記の範囲にあると、柔軟性と機械強度のバランスに優れ、接着力の高い接着剤を得ることができる。
本発明の接着剤は、組成物の1部がグラフト変性されている。ポリプロピレン成分(A)、エチレン・プロピレン・α-オレフィン共重合体成分(B)、エチレン・α-オレフィン共重合体成分(C)のいずれかに含まれる樹脂がグラフトモノマーで変性されていてもよい。グラフトモノマーとしては、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体を好ましく用いることができる。不飽和カルボン酸および/またはその誘導体としては、カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物、カルボン酸基を有する化合物とアルキルアルコールとのエステル、無水カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物等を挙げることができ、不飽和基としては、ビニル基、ビニレン基、不飽和環状炭化水素基などを挙げることができる。また、本発明において不飽和カルボン酸および/またはその誘導体を使用する場合には、1種単独で使用することもできるし、2種以上を組み合せて使用することもできる。これらの中では、不飽和ジカルボン酸またはその酸無水物が好適であり、特にマレイン酸、ナジック酸またはこれらの酸無水物が好ましく用いられる。不飽和カルボン酸および/またはその誘導体で変性されたのち、更にジアミン、カルボジイミド等で修飾してもよい。
本発明において不飽和カルボン酸および/またはその誘導体から選ばれるグラフトモノマーをグラフトさせる場合には、その方法については特に限定されず、溶液法、溶融混練法等、従来公知のグラフト重合法を採用することができる。例えばポリマーを溶融し、そこへグラフトモノマーを添加してグラフト反応させる方法、あるいはポリマーを溶媒に溶解して溶液となし、そこへグラフトモノマーを添加してグラフト反応させる方法等がある。
本発明の接着剤の製造方法としては特に限定されるものではなく、公知の方法を採用できる。例えば、ポリプロピレン(A)、エチレン・プロピレン・αオレフィン共重合体(B)、エチレン・αオレフィン共重合体(C)、あるいは更に必要に応じ配合される他の成分を一括で、または逐次に溶融混練する方法が挙げられる。グラフト変性を行う場合には、(A),(B),(C)成分が同時に存在する状態でグラフト変性を行うか、(A)もしくは(B)もしくは(C)成分の一部をグラフト変性し、そののち得られたグラフト変性物を未変性樹脂とともに溶融混練して変性ポリオレフィン組成物を得る方法等がある。中でも、ポリプロピレン(A)の一部または全部をグラフト変性した後、未変性成分を溶融混合する方法は有用である。
本発明の接着剤は、積層体の接着層として好適に使用される。積層体を構成する他の熱可塑性樹脂層の樹脂としては、種々の熱可塑性樹脂、例えばポリオレフィン、ポリエステル、ポリアミドあるいはエチレン・ビニルアルコール共重合体が使用でき、これらの中では、エチレン・ビニルアルコール共重合体が好ましく使用される。
本実施例等においては、以下の方法に従って測定を実施した。
[メルトフローレート(MFR)]
ASTM D1238に従い、230℃、2.16kg荷重の下、測定を実施した。
[密度]
密度は、JIS K7112に準拠して測定した。
[極限粘度[η]]
[η]は、ASTM D1601に準拠して測定した。
[nデカン可溶分のモノマー組成分析]
試料をnデカンに加熱溶解させた後、放冷し室温まで冷却する。この状態でnデカンに溶解している成分がnデカン可溶分となる。nデカン可溶分のモノマー組成を分析するには、この溶液にアセトンを混合しポリマー成分を析出させた後、得られたポリマーのIRを測定するという手法が用いられる。
(使用したポリオレフィン)
実施例及び比較例において使用したポリオレフィンを以下に示す。尚、特に断らない限りはいずれも常法に従い重合を行い調製した。
(無水マレイン酸グラフト量=1.0wt%、[η]=0.8)
変性PP−2 :変性ホモポリプロピレン
(無水マレイン酸グラフト量=3.0wt%、[η]=0.4)
PP−1 :ランダムポリプロピレン
(プロピレン=96mol%、エチレン=3mol%、ブテン=1mol%
、[η]=2.0)
PEBR−1 :エチレン・プロピレン・α-オレフィン共重合体
(エチレン=13mol%、プロピレン=68mol%、ブテン=19mol%
、[η]=1.9)
EPR−1 :エチレン・プロピレン共重合体
(エチレン=80mol%、プロピレン=20mol%、[η]=1.9)
EPR−2 :エチレン・プロピレン共重合体
(エチレン=80mol%、プロピレン=20mol%、[η]=2.2)
LDPE :高圧法低密度ポリエチレン
(MFR=8 g/10分)
[実施例1]
(キャストフィルムの接着力)
<接着剤の製造>
(A)[η]が0.8である変性ホモポリプロピレン(変性PP-1)20重量%と、(B)[η]が1.9であるエチレン・プロピレン・α-オレフィン共重合体(PEBR-1)55重量%と、(C)[η]が2.2であるエチレン・プロピレン共重合体(EPR−2)25重量%を1軸押出機を用いて230℃で溶融混練し、接着剤−1を得た。得られた接着剤−1のメルトフローレートは5.2 g/10分であった。
以下に示した構成からなる各層を、下記の条件で共押出して、3層フィルムを成形した。
エチレン・ビニルアルコール共重合体(以下EVOHという)として、(株)クラレ製エバール(登録商標)F101A(MFR=1.0 g/10分)を、直径40mm、L/D=28のスクリューを用いて220℃で押出した。
市販のポリプロピレン(プライムポリマー社製 F327D、MFR=7)を直径50mm、有効長さL/D=28のスクリューを用いて230℃で押出した。
接着剤−1を直径40mm、有効長さL/D=28のスクリューを用いて230℃で押出した。
外層、内層、及び中間層用として押し出された樹脂は、フィードブロック内で内層、中間層、外層の順に積層した。ダイス温度は230℃であり、厚さ約70μmのフィルム状に共押出された各樹脂の積層体は、チルロールで冷却を受けつつ、20m/分の速さで引き取った。各層の厚さは外層(ポリプロピレン)/中間層(接着剤)/内層(EVOH)=40/10/20μmとした。また、40m/分で引き取った場合、各層の厚さは、外層(ポリプロピレン)/中間層(接着剤)/内層(EVOH)=20/5/10μmとした。成形された積層体の層間接着力を表1に示す。
上記で製造した積層体を15mm幅に切り、EVOH層と接着剤層の界面を、引張試験機を使用してTピール法にて接着力(単位:N/15mm)を室温23℃で測定した。クロスヘッドスピードは300mm/minとした。
表1に示した配合処方に従い実施例1と同様の方法で接着剤を製造した。得られた接着剤の物性および成形された積層体の測定・評価結果を表1に示す。
(延伸フィルムの接着力)
<接着剤の製造>
(A)[η]が2.0であるランダムポリプロピレン(PP-1)75.5重量%と、(B)[η]が1.9であるエチレン・プロピレン・α-オレフィン共重合体(PEBR−1)15重量%と、(C)[η]が2.2であるエチレン・プロピレン共重合体(EPR−2)5重量%と、(D)[η]が0.4である変性ホモポリプロピレン(変性PP−2)4.5重量%を、1軸押出機を用いて230℃で溶融混練して、接着剤−1を得た。得られた接着剤−1のメルトフローレートは7.9 g/10分であった。
以下に示した構成からなる各層を、下記の条件で共押出して、5層延伸フィルムを成形した。
[外層および内層]
市販のポリプロピレン(プライムポリマー社製 E−233GV、MFR=1)を直径40mm、有効長さL/D=28のスクリューを用いて230℃で押出した。
接着剤−1を直径40mm、有効長さL/D=28のスクリューを用いて230℃で押出した。
エチレン・ビニルアルコール共重合体(以下EVOHという)として、(株)クラレ製エバール(登録商標)F101B(MFR=1.0 g/10分)を、直径30mm、L/D=24のスクリューを用いて220℃で押出した。
外層、内層、接着層及び中間層用として押し出された樹脂は、フィードブロック内で内層、接着層、中間層、接着層、外層に積層した。ダイス温度は220℃であり、厚さ約850μmのシート状に共押出された各樹脂の積層体は、チルロールで冷却を受けつつ、1m/分の速さで引き取った。各層の厚さは外層(ポリプロピレン)/接着層(接着剤−1)/中間層(EVOH)/接着層(接着剤−1)/内層(ポリプロピレン)=350/50/50/50/350μmとした。
[延伸フィルム成形条件]
140℃で予熱した後、引取速度1.5m/分で面積比として6倍に同時2軸延伸し、100℃でアニール、室温で冷却することで、延伸フィルムを成形した。各層の厚さは外層(ポリプロピレン)/接着層(接着剤−1)/中間層(EVOH)/接着層(接着剤−1)/内層(ポリプロピレン)=60/8/8/6/60μmとした。成形された積層体の層間接着力を表1に示す。
上記で製造した積層体を15mm幅に切り、EVOH層と接着剤層の界面を、引張試験機を使用してTピール法にて接着力(単位:N/15mm)を室温23℃で測定した。クロスヘッドスピードは300mm/minとした。
表2に示した配合処方に従い実施例3と同様の方法で接着剤を製造した。得られた接着剤の物性および成形された積層体の測定・評価結果を表2に示す。
(押出コーティングフィルムの接着力および耐白化性)
<接着剤の製造>
(A)[η]が0.8である変性ホモポリプロピレン(PP−1)20重量%と、(B)[η]が1.9であるエチレン・プロピレン・α-オレフィン共重合体(PEBR−1)55重量%と、(C)[η]が1.9であるエチレン・α-オレフィン共重合体(EPR−1)25重量%を1軸押出機を用いて230℃で溶融混練し、接着剤−1を得た。得られた接着剤−1のメルトフローレートは5.2 g/10分であった。
以下に示した構成からなる各層を、下記の条件で共押出コーティングして、3層フィルムを成形した。
市販のポリプロピレン(プライムポリマー社製 F329RA、MFR=24)および接着剤−1を直径50mm、有効長さL/D=28のスクリューを用いて290℃で押出した。
外層および内層用として押出された樹脂は、フィードブロック内で内層、外層の順に積層した。ダイス温度は290℃であり、厚さ約40μmのフィルム状に共押出された各樹脂の積層体は溶融状態でアルミ箔(厚さ20μm)表面と接触した後、ピンチロール付きのチルロールで冷却を受けつつ、50m/分の速さで引き取った。各層の厚さは外層(ポリプロピレン)/内層(接着剤)=20/20μmとした。成形された積層体の層間接着力を表3に示す。
上記で製造した積層体を15mm幅に切り、アルミ箔と接着剤層の界面を、引張試験機を使用してTピール法にて接着力(単位:N/15mm)を室温23℃で測定した。クロスヘッドスピードは300mm/minとした。
上記で製造した積層体を噛合い深さ5mmの金型で深絞り成形し、壁面の白化の有無を目視で確認した。
表3に示した配合処方に従い実施例4と同様の方法で接着剤を製造した。得られた接着剤の物性および成形された積層体の測定・評価結果を表3に示す。
Claims (9)
- ポリプロピレン成分(A)(ただし、成分(B)を除く)、エチレン・プロピレン・α-オレフィン共重合体成分(B)、エチレン・α-オレフィン共重合体成分(C)を含み、その一部が、カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物、カルボン酸基を有する化合物とアルキルアルコールとのエステル、無水カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物から選択される少なくとも1種でグラフト変性された樹脂組成物であって、成分(A)、(B)及び(C)の合計100質量部中、成分(A)が5〜80質量部、成分(B)が5〜70質量部、成分(C)が1〜40質量部であり、nデカン可溶分のエチレン/プロピレン/α−オレフィンの比が5〜95/5〜95/1〜50モル%、かつ組成物全体に対するグラフト化率が0.01〜5wt%であり、成分(A)におけるプロピレン成分が50モル%以上100モル%未満であり、成分(B)におけるプロピレン成分が45〜90モル%,エチレン成分が10〜25モル%,炭素数4〜20のα-オレフィン由来の成分単位が1〜30モル%であり、成分(C)におけるエチレン成分が50〜99モル%,炭素数3〜20のα-オレフィン由来の成分単位が1〜50モル%である接着性樹脂組成物を含む接着剤。
- 成分(B)の135℃デカリン中での極限粘度[η]が,0.1〜10dl/gである請求項1記載の接着剤。
- 成分(C)の135℃デカリン中での極限粘度[η]が,0.1〜10dl/gである請求項1または2に記載の接着剤。
- 成分(A)の135℃デカリン中での極限粘度[η]が,0.1〜10dl/gである請求項1〜3のいずれか1項に記載の接着剤。
- さらに粘着付与剤を含む請求項1〜4のいずれか1項に記載の接着剤。
- 請求項1〜5のいずれか1項に記載の接着剤を含む層を少なくとも1層有する積層体。
- 成形速度が40m/min以上のキャストフィルム成形法によって成形された請求項6記載の積層体。
- 面積比として2倍以上に延伸された請求項6記載の積層体。
- 押出コーティング法によって成形された請求項6記載の積層体。
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