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JP7322134B2 - エラストマー樹脂組成物、粘接着フィルム及びその製造方法、フィルム、並びに成形体 - Google Patents

エラストマー樹脂組成物、粘接着フィルム及びその製造方法、フィルム、並びに成形体 Download PDF

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Description

本発明は、エラストマー樹脂組成物、粘接着フィルム及びその製造方法、フィルム、並びに成形体に関する。
家電製品、電子部品、機械部品、自動車部品などの様々な用途で耐久性、耐熱性、機械強度に優れたセラミックス、金属、合成樹脂などの部材が幅広く使用されている。これらの部材は家電製品の外装・壁紙、自動車の内装などの用途において、木目調などの絵柄による加飾、メタリック調やピアノブラック調などの意匠性付与および耐傷つき性や耐候性などの機能性付与を目的として、加飾フィルムが接着されて用いられることが多い。加飾フィルムとしては、一般的に(メタ)アクリル系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、ポリプロピレン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ABS系樹脂などが用いられ、被着体としてはポリプロピレン系樹脂、ABS系樹脂などが挙げられる。
しかしながら、特に加飾フィルムと被着体とが極性の異なる材料である場合、加飾フィルムが被着体に接着しないという問題がある。このような場合、フィルムを被着体に接着させるために、別途接着剤の塗布が必要となる。この作業には溶剤の塗工工程や乾燥工程、養生工程が必要であり接着性の付与に長い時間を要したり、VOCによる作業環境の悪化が懸念されたり、塗布ムラによる接着不良等が発生する。したがって、接着剤を必要とせず極性材料及び非極性材料の両方に接着可能な粘接着フィルムが求められている。
斯かる問題を解決するために、特許文献1には、フィルム成形可能な熱可塑性重合体樹脂組成物が開示されている。
また、特許文献2には、基材層と接着層を共押出で作る複層フィルムが開示されている。また、特許文献3には、基材層に接着層を塗工する複層フィルムが開示されている。
特許第5998154号公報 特開2018-16698号公報 特開2018-2891号公報
しかしながら、特許文献1に記載の樹脂組成物はフィルム状に押出成形すると、溶融張力に乏しく通紙時に破断してしまうだけでなく、ネックインが激しく、生産性に劣り、高価格となるといった問題がある。
また、特許文献2に記載の共押出で作る複層フィルムはライン速度が小さいため、高価格になってしまう。また、特許文献3に記載の複層フィルムは基材を別工程で作製する工程、塗工工程、乾燥工程、養生工程が必要であり、工程に長い時間を要したり、VOCによる作業環境の悪化、必要エネルギーが大きく環境に悪いといった問題がある。
本発明の目的は、前記した従来技術の問題点に鑑み、押出加工性に優れ、極性材料及び非極性材料に良好な接着性を示すエラストマー樹脂組成物、該エラストマー樹脂組成物を用いた粘接着フィルム及びその製造方法、該粘接着フィルムを有するフィルム、並びにこれらのフィルムを具備する成形体を提供することにある。
本発明者らは、前記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、熱可塑性エラストマーに伸長粘度比が5.0以上という特性を有するポリプロピレン系重合体を適正量加えることで、接着性を落とさず押出成形時のネックインを抑制するエラストマー樹脂組成物を見出し、本発明を完成するに至った。本発明の第1の発明によれば、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a1)および共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)を有するブロック共重合体またはその水素添加物である熱可塑性エラストマー(A)と、一軸伸長粘度測定において、歪速度1.0sec-1及び測定温度180℃の条件で測定した際の、歪み量1.0、2.5における伸長粘度を、それぞれ、η1.0、η2.5とすると、伸長粘度比η2.5/η1.0が5.0以上であるポリプロピレン系重合体(B)とを含み、前記ポリプロピレン系重合体(B)の含有量が、前記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、5~15質量部である、エラストマー樹脂組成物が提供される。
また、本発明の第2の発明によれば、第1の発明において、熱可塑性エラストマー(A)の共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)の1,2-結合量および3,4-結合量の合計が40mоl%以上である、エラストマー樹脂組成物が提供される。
さらに、本発明の第3の発明によれば、第1または第2の発明において、ポリプロピレン系重合体(B)のMFR(230℃、21.18N)が、0.1g/10分以上10g/10分以下である、エラストマー樹脂組成物が提供される。
また、本発明の第4の発明によれば、第1~第3のいずれかの発明において、熱可塑性エラストマー(A)とポリプロピレン系重合体(B)の合計100質量部に対し、ポリプロピレン系重合体(B)とは異なるポリプロピレン系重合体(C)を0~20質量部含む、エラストマー樹脂組成物が提供される。
さらに、本発明の第5の発明によれば、第4の発明において、ポリプロピレン系重合体(C)の一部または全部が極性基含有ポリプロピレン系重合体である、エラストマー樹脂組成物が提供される。
また、本発明の第6の発明によれば、第1~第5のいずれかの発明に記載のエラストマー樹脂組成物よりなる層を有する、粘接着フィルムが提供される。
さらに、本発明の第7の発明によれば、第6の発明に記載の粘接着フィルムの片面に加飾層を有する、フィルムが提供される。
また、本発明の第8の発明によれば、第1~第5のいずれかの発明に記載のエラストマー樹脂組成物を押出成形する、第6の発明に記載の粘接着フィルムの製造方法が提供される。
また、本発明の第9の発明によれば、第6または第7の発明に記載のフィルムおよび被着体を有する、成形体が提供される。
本発明のエラストマー樹脂組成物を用いると、押出成形時のネックインが小さい粘接着フィルムを得ることができる。かかる粘接着フィルムは極性、非極性材料を問わず様々な被着体と良好に接着する成形体を得ることができる。
[エラストマー樹脂組成物]
本発明のエラストマー樹脂組成物は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a1)および共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)を有するブロック共重合体またはその水素添加物である熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対し、一軸伸長粘度測定において、歪速度1.0sec-1、測定温度180℃で測定した際の、歪み量1.0、2.5における伸長粘度をη1.0、η2.5とすると、伸長粘度比η2.5/η1.0が5.0以上であるポリプロピレン系重合体(B)を5~15質量部含む樹脂組成物である。
また、押出成形性を確保できる範囲において、ポリプロピレン系重合体(C)として極性基含有ポリプロピレン系重合体を含んでも良い。以下、各樹脂について説明する。
<熱可塑性エラストマー(A)>
本発明のエラストマー組成物が含有する熱可塑性エラストマー(A)は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(a1)と、共役ジエン化合物に由来する構造単位を含む重合体ブロック(a2)とを含有するブロック共重合体またはその水素添加物である。前記熱可塑性エラストマー(A)は、エラストマー樹脂組成物に柔軟性や、良好な力学特性および成形加工性などを付与するものであり、該組成物中でマトリックスの役割を果たす。
-芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a1)-
前記重合体ブロック(A)を構成する芳香族ビニル化合物としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、2-メチルスチレン、3-メチルスチレン、4-メチルスチレン、4-プロピルスチレン、4-シクロヘキシルスチレン、4-ドデシルスチレン、2-エチル-4-ベンジルスチレン、4-(フェニルブチル)スチレン、1-ビニルナフタレン、2-ビニルナフタレンなどに由来する構造単位を含むものが挙げられる。芳香族ビニル化合物からなる重合体ブロックは、これらの芳香族ビニル化合物の1種のみに由来する構造単位からなっていてもよいし、2種以上に由来する構造単位からなっていてもよい。中でも、スチレン、α-メチルスチレン、4-メチルスチレンが好ましい。
芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a1)は、好ましくは芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を80質量%以上、より好ましくは該構造単位を90質量%以上、さらに好ましくは該構造単位を95質量%以上含有する重合体ブロックである。前記重合体ブロック(a1)は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位のみを有していてもよいが、本発明の効果を損なわない限り、該構造単位と共に、他の共重合性単量体に由来する構造単位を有していてもよい。他の共重合性単量体としては、例えば、1-ブテン、ペンテン、ヘキセン、ブタジエン、イソプレン、メチルビニルエーテルなどが挙げられる。他の共重合性単量体に由来する構造単位を有する場合、その割合は、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位および他の共重合性単量体に由来する構造単位の合計量に対して、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
-共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)-
前記重合体ブロック(a2)を構成する共役ジエン化合物に由来する構造単位としては、例えば、ブタジエン、イソプレン、2,3-ジメチル-1,3-ブタジエン、1,3-ペンタジエン、1,3-ヘキサジエンなどに由来するものが挙げられる。中でも、ブタジエンまたはイソプレンが好ましい。
共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)は、これらの共役ジエン化合物の1種のみに由来する構造単位からなっていてもよいし、2種以上に由来する構造単位からなっていてもよい。特に、ブタジエンまたはイソプレンに由来する構造単位、またはブタジエンおよびイソプレンに由来する構造単位からなっていることが好ましい。
共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)は、好ましくは共役ジエン化合物に由来する構造単位を80質量%以上、より好ましくは該構造単位を90質量%以上、さらに好ましくは該構造単位を95質量%以上含有する重合体ブロックである。前記重合体ブロック(a2)は、共役ジエン化合物に由来する構造単位のみを有していてもよいが、本発明の妨げにならない限り、該構造単位と共に、他の共重合性単量体に由来する構造単位を有していてもよい。他の共重合性単量体としては、例えば、スチレン、α-メチルスチレン、4-メチルスチレンなどが挙げられる。他の共重合性単量体に由来する構造単位を有する場合、その割合は、共役ジエン化合物に由来する構造単位および他の共重合性単量体に由来する構造単位の合計量に対して、好ましくは20質量%以下、より好ましくは10質量%以下、さらに好ましくは5質量%以下である。
共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)を構成する共役ジエンの結合形態は特に制限されない。例えば、ブタジエンの場合には、1,2-結合、1,4-結合を、イソプレンの場合には、1,2-結合、3,4-結合、1,4-結合をとることができる。そのうちでも、共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)がブタジエンに由来する構造単位からなる場合、イソプレンに由来する構造単位からなる場合、またはブタジエンとイソプレンの両方に由来する構造単位からなる場合は、前記重合体ブロック(a2)における1,2-結合量および3,4-結合量の合計は、高い接着性能の発現と後述するネックイン抑制の観点から、40mоl%以上であることが好ましい。前記重合体ブロック(a2)における全結合量に対する1,2-結合量および3,4-結合量の合計の割合は、40~90mоl%であることが好ましく、50~80mоl%であることがより好ましく、55~80mоl%であることがさらに好ましい。
なお、1,2-結合量および3,4-結合量の合計量は、H-NMR測定によって算出できる。具体的には、1,2-結合および3,4-結合をした構造単位に由来する4.2~5.0ppmに存在するピークの積分値および1,4-結合した構造単位に由来する5.0~5.45ppmに存在するピークの積分値の比から算出できる。
熱可塑性エラストマー(A)における芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a1)と、共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)との結合形態は特に制限されず、直鎖状、分岐状、放射状、またはこれらの2つ以上が組み合わさった結合形態のいずれであってもよいが、直鎖状の結合形態であることが好ましい。
直鎖状の結合形態の例としては、芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a1)をaで、共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)をbで表したとき、a-bで表されるジブロック共重合体、a-b-aまたはb-а-bで表されるトリブロック共重合体、a-b-a-bで表されるテトラブロック共重合体、a-b-a-b-aまたはb-a-b-a-bで表されるペンタブロック共重合体、(а-b)nX型共重合体(Xはカップリング残基を表し、nは2以上の整数を表す)、およびこれらの混合物が挙げられる。これらの中でも、トリブロック共重合体が好ましく、a-b-aで表されるトリブロック共重合体であることがより好ましい。
熱可塑性エラストマー(A)における芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a1)の含有量は、その柔軟性、力学特性の観点から、熱可塑性エラストマー(A)全体に対して、好ましくは5~75質量%、より好ましくは5~60質量%、さらに好ましくは10~40質量%である。
熱可塑性エラストマー(A)における共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)の含有量は、その柔軟性、力学特性の観点から、熱可塑性エラストマー(A)全体に対して、好ましくは25~95質量%、より好ましくは40~95質量%、さらに好ましくは60~90質量%である。
熱可塑性エラストマー(A)における重合体ブロック(a1)及び重合体ブロック(a2)の合計含有量は、97質量%以上、より好ましくは99質量%以上、さらに好ましくは100質量%である。
また、熱可塑性エラストマー(A)の重量平均分子量は、その力学特性、成形加工性の観点から、好ましくは30,000~500,000、より好ましくは50,000~400,000、より好ましくは60,000~200,000、さらに好ましくは70,000~200,000、特に好ましくは70,000~190,000、最も好ましくは80,000~180,000である。である。ここで、重量平均分子量とは、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)測定によって求めたポリスチレン換算の重量平均分子量である。
熱可塑性エラストマー(A)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
熱可塑性エラストマー(A)の製造方法としては、特に限定されないが、例えばアニオン重合法により製造することができる。具体的には、(i)アルキルリチウム化合物を開始剤として用い、前記芳香族ビニル化合物、前記共役ジエン化合物、次いで前記芳香族ビニル化合物を逐次重合させる方法;(ii)アルキルリチウム化合物を開始剤として用い、前記芳香族ビニル化合物、前記共役ジエン化合物を逐次重合させ、次いでカップリング剤を加えてカップリングする方法;(iii)ジリチウム化合物を開始剤として用い、前記共役ジエン化合物、次いで前記芳香族ビニル化合物を逐次重合させる方法などが挙げられる。
前記アニオン重合の際、有機ルイス塩基を添加することによって、熱可塑性エラストマー(A)における前記重合体ブロック(a2)の1,2-結合量および3,4-結合量を増やすことができ、該有機ルイス塩基の添加量によって、1,2-結合量および3,4-結合量を容易に制御することができる。
該有機ルイス塩基としては、例えば、酢酸エチル等のエステル;トリエチルアミン、N,N,N’,N’-テトラメチルエチレンジアミン(TMEDA)、N-メチルモルホリン等のアミン;ピリジン等の含窒素複素環式芳香族化合物;ジメチルアセトアミド等のアミド;ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、テトラヒドロフラン(THF)、ジオキサンなどのエーテル;エチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル等のグリコールエーテル;ジメチルスルホキシド等のスルホキシド;アセトン、メチルエチルケトン等のケトン;などが挙げられる。
熱可塑性エラストマー(A)は、耐熱性および耐候性を向上させる観点から、共役ジエン化合物を含有する重合体ブロック(a2)の一部または全部が水素添加(以下、「水添」と略称することがある)されていることが好ましい。その際の共役ジエン化合物を含有する重合体ブロックの水添率は、好ましくは80%以上、より好ましくは90%以上である。ここで、本明細書において、水添率は、水素添加反応前後のブロック共重合体のヨウ素価を測定して得られる値である。
水添された熱可塑性エラストマー(A)は、未水添の熱可塑性エラストマー(A)を水素添加反応に付すことによって製造することができる。水素添加反応は、反応および水素添加触媒に対して不活性な溶媒に上述したように得られた未水添の熱可塑性エラストマー(A)を溶解させるか、または、未水添の熱可塑性エラストマー(A)を前記の反応液から単離せずにそのまま用い、水素添加触媒の存在下、水素と反応させることにより行うことができる。
また、熱可塑性エラストマー(A)としては、市販品を使用することもできる。
前記熱可塑性エラストマー(A)は、本発明の主旨を損なわない限り、場合により、分子鎖中及び/又は分子末端に、カルボキシル基、水酸基、酸無水物基、アミノ基、エポキシ基などの官能基の1種又は2種以上を有していてもよい。
本発明のエラストマー樹脂組成物中の前記熱可塑性エラストマー(A)の含有量は、好ましくは50質量%以上、より好ましくは70質量%以上、更に好ましくは80質量%以上、より更に好ましくは85質量%以上であり、好ましくは95.2質量%以下、より好ましくは95.1質量%以下、更に好ましくは95.0質量%以下、より更に好ましくは94.5質量%以下、より更に好ましくは94.0質量%以下である。前記範囲内であることによって、本発明の効果がより得られやすい。
<ポリプロピレン系重合体(B)>
本発明で用いるポリプロレン系樹脂(B)は一軸伸長粘度測定において、歪速度1.0sec-1及び測定温度180℃の条件で測定した際の、歪み量1.0、2.5における伸長粘度を、それぞれ、η1.0、η2.5とすると、伸長粘度比η2.5/η1.0が5.0以上である。伸長粘度比η2.5/η1.0は5.2以上であることが好ましく、5.7以上であることがより好ましく、20以下であってもよく、15以下であってもよく、10以下であってもよい。前記範囲内であることによって、ネックイン率を抑えることができる。
ポリプロピレン系重合体(B)のMFR(230℃、21.18N、JIS K7210に準拠)としては、小さいほど伸長粘度比η2.5/η1.0が大きくなる傾向があり、得られるフィルムの柔軟性、計量安定性、伸長粘度比の観点から、好ましくは0.1~100g/10分、より好ましくは0.1~30g/10分、さらに好ましくは、0.1~10g/10分である。
また、ポリプロピレン系重合体(B)の伸長粘度比が5.0未満であると、ネックインの抑制と接着性の両立が困難となる。
以上のような特性を有するポリプロピレン系重合体としては、例えば、架橋構造、長鎖分岐構造あるいは高分子量成分を有するものが挙げられる。この中でも特に、フィルムの柔軟性の維持という観点から、長鎖分岐構造を有するポリプロピレン系重合体が好ましい。長鎖分岐を導入する方法としては、ポリプロピレンにラジカル重合性モノマーをグラフトさせる方法(Macromolecules 26(1993)3467)、プロピレンとポリエンを共重合させる方法(特開平5-194778号公報)、メタロセン触媒を利用したマクロマ―共重合法(特開平2009-057542号公報)、ポリプロピレンと共役ジエン化合物及びラジカル重合開始剤を溶融混合する方法(特開2015-098542号公報)、などが挙げられる。この中でも特に、ゲル発生の懸念があるためメタロセン型触媒を利用したマクロマ―共重合法により製造されたポリプロピレン系重合体が良い。
本発明のエラストマー樹脂組成物には、成分(B)のポリプロピレン系重合体が1種のみ含まれていてもよく、MFRや伸長粘度比、分子構造の異なるものの2種以上が含まれていてもよい。成分(B)のポリプロピレン系重合体は後述するポリプロピレン系重合体(C)と同様の共重合体であってもよい。
ポリプロピレン系重合体(B)の融点は、耐熱性の観点から、好ましくは100℃以上、より好ましくは100~170℃、さらに好ましくは110~160℃である。
<ネックイン抑制の原理>
押出成形時におけるネックイン抑制の原理は、ダイから押し出された樹脂の歪み量が大きくなる引き延ばされた部分において、分子の絡み合い効果により伸長粘度が大きくなり、引き延ばされにくくなることによると推測される。本発明においては、前記の構造を有するポリプロピレン系重合体(B)を含有させることにより、前記効果を実現している。
この時、分子の絡み合いは、ポリプロピレン系重合体とマトリクス樹脂との相溶性、ポリプロピレン系重合体の分岐の量、分岐鎖の長さ、主鎖の長さに影響を受ける。さらに、伸長粘度は熱可塑性エラストマー(A)の重合体ブロック(a2)における1,2-結合量および3,4-結合量の合計の影響も受けることが見出されている。これは、1,2-結合および3,4-結合により、ポリプロピレン系重合体(B)との相溶性が増しているためと考えられる。
また、ネックインはエアギャップ、ライン速度、リップ開度の影響を受ける。即ち、エアギャップが長いほど、ライン速度が大きいほど、リップ開度が小さいほどネックインは起きやすく成形機などによりこれらに制限がある場合は、特にネックインを抑制することが有効である。
<極性材料との接着原理>
WO2017/200014に記載の通り本発明のエラストマー樹脂組成物と極性材料との接着界面には熱可塑性エラストマー(A)を構成する芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a1)が膜構造の相を形成していると考えられる。本発明のエラストマー樹脂組成物の場合、ポリプロピレン系重合体(B)の含有量が適当に調整されていることで膜構造の相形成が阻害されず、接着性が確保されると考えられる。
熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対するポリプロピレン系重合体(B)の含有量としては、5~15質量部である限り、特に制限はないが、優れた接着性と低タック性の両立の観点で、好ましくは5.2~14.5質量部、より好ましくは5.4~14.0質量部、さらに好ましくは5.5~13.5質量部である。
熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対するポリプロピレン系重合体(B)の含有量が、5質量部未満であると、押出加工性が不足することがあり、一方、15質量部超であると、極性材料及び非極性材料との接着性が劣ることがある。
<ポリプロピレン系重合体(C)>
ポリプロピレン系重合体(C)は、エラストマー樹脂組成物に含有させることにより成形加工性を向上させることができる。また、フィルムの力学特性が向上し、取扱いが容易となる。さらに、被着材への接着性を付与するものであり、加熱処理で被着材と良好に接着することができる。
ポリプロピレン系重合体(C)は、前記ポリプロピレン系重合体(B)とは異なるポリプロピレン系重合体であり、プロピレン単独重合体またはプロピレンと炭素数2~8のα-オレフィンとの共重合体が挙げられる。プロピレンと炭素数2~8のα-オレフィンとの共重合体の場合、共重合体中のα-オレフィンとしては、エチレン、ブテン-1、イソブテン、ペンテン-1、ヘキセン-1、4-メチルペンテン-1、オクテン-1 等が挙げられる。ポリプロピレン系重合体(C)としては、例えば、ホモポリプロピレン、プロピレン-エチレンランダム共重合体、プロピレン-エチレンブロック共重合体、プロピレン-ブテンランダム共重合体、プロピレン-エチレン-ブテンランダム共重合体、プロピレン-ペンテンランダム共重合体、プロピレン-ヘキセンランダム共重合体、プロピレン-オクテンランダム共重合体、プロピレン-エチレン-ペンテンランダム共重合体、プロピレン-エチレン-ヘキセンランダム共重合体等が挙げられる。ポリプロピレン系重合体(C)が有する全構造単位においてプロピレン以外の前記α-オレフィンに由来する構造単位が占める割合は、熱可塑性エラストマー(A)との親和性の観点から、好ましくは0~45mоl%であり、より好ましくは0~35mоl%であり、さらに好ましくは0~25mоl%の範囲である。換言すれば、ポリプロピレン系重合体(C)におけるプロピレンに由来する構造単位の含有量は55mоl%以上が好ましく、65mоl%以上がより好ましく、75mоl%以上がさらに好ましい。
ポリプロピレン系重合体(C)は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせて用いてもよい。
ポリプロピレン系重合体(C)は、従来公知の方法で合成することができ、例えば、チーグラー・ナッタ型触媒やメタロセン型触媒を用いて、プロピレン単独重合体、ランダム、もしくはブロックのプロピレンとα-オレフィンとの共重合体を合成することができる。また、ポリプロピレン系重合体(C)は市販品を用いてもよい。
ポリプロピレン系重合体(C)の含有量としては、特に制限はないが、熱可塑性エラストマー(A)とポリプロピレン系重合体(B)の合計100質量部に対し、好ましくは0~20質量部、より好ましくは0超20質量部以下、さらに好ましくは3~20質量部、よりさらに好ましくは3~18質量部である。
-極性基含有ポリプロピレン系重合体-
ポリプロピレン系重合体(C)の一部または全部は、極性基含有ポリプロピレン系重合体であってもよい。極性基含有ポリプロピレン系重合体は、エラストマー樹脂組成物に含有させることにより、セラミックス、金属または合成樹脂などと良好に接着することが可能となる。
極性基としては、例えば、(メタ)アクリロイルオキシ基;水酸基;アミド基;塩素原子等のハロゲン原子; カルボキシル基; 酸無水物基などが挙げられる。該極性基含有ポリプロピレン系重合体の製造方法としては、特に制限はなく、例えば、プロピレンおよび極性基含有共重合性単量体を用いた公知の方法(ランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合など)が挙げられる。これらの中でも、ランダム共重合、グラフト共重合が好ましく、グラフト共重合体がより好ましい。
このほかにも、ポリプロピレン系重合体を公知の方法で酸化または塩素化などの反応に付することによっても得られる。
極性基含有ポリプロピレン系重合体は、プロピレンと共に、プロピレン以外のα-オレフィンを極性基含有共重合性単量体と共重合させたものであってもよい。該α-オレフィンとしては、エチレン、1-ブテン、1-ペンテン、1-ヘキセン、1-オクテン、4-メチル-1-ペンテン、シクロヘキセンなどが挙げられる。該α-オレフィンは公知の方法で極性基含有共重合性単量体と共重合することができる。前記公知の方法としては、例えばランダム共重合、ブロック共重合、グラフト共重合、などが挙げられる。これらプロピレン以外のα-オレフィンを由来とする構造単位の、極性基含有ポリプロピレン系重合体が有する全構造単位に対する割合は、好ましくは0~45mоl%、より好ましくは0~35mоl%、さらに好ましくは0~25mоl%である。
極性基含有共重合性単量体としては、例えば、酢酸ビニル、塩化ビニル、酸化エチレン、酸化プロピレン、アクリルアミド、不飽和カルボン酸またはそのエステルもしくは無水物が挙げられる。これらの中でも、不飽和カルボン酸またはそのエステルもしくは無水物が好ましい。不飽和カルボン酸またはそのエステルもしくは無水物としては、例えば、(メタ)アクリル酸、(メタ)アクリル酸エステル、マレイン酸、無水マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水イタコン酸、ハイミック酸、無水ハイミック酸などが挙げられる。これらの中でも、マレイン酸、無水マレイン酸がより好ましい。これらの極性基含有共重合性単量体は、1種を単独で用いてもよいし、2種以上を組み合わせてもよい。
極性基含有ポリプロピレン系重合体としては、接着性の観点から、極性基としてカルボキシル基を含有するポリプロピレン、つまりカルボン酸変性ポリプロピレン系重合体が好ましく、マレイン酸変性ポリプロピレン系重合体、無水マレイン酸変性ポリプロピレン系重合体がより好ましい。
極性基含有ポリプロピレン系重合体が有する極性基は、重合後に後処理されていてもよい。例えば、(メタ)アクリル酸基やカルボキシル基の金属イオンによる中和を行ってアイオノマーとしていてもよいし、メタノールやエタノールなどによってエステル化していてもよい。また、酢酸ビニルの加水分解などを行っていてもよい。
ポリプロピレン系重合体(C)の230℃、21.18Nの条件下におけるMFR(230℃、21.18N、JIS K7210に準拠)は、好ましくは0.1~300g/10分、より好ましくは0.1~100g/10分、より好ましくは0.1~70g/10分、より好ましくは0.1~50g/10分、より好ましくは1~30g/10分、さらに好ましくは1~20g/10分、特に好ましくは1~15g/10分である。ポリプロピレン系重合体(C)の前記条件下におけるMFRが0.1g/10分以上であれば、良好な成形加工性が得られる。一方、該MFRが300g/10分以下であれば、力学特性が発現し易い。
ポリプロピレン系重合体(C)の融点は、耐熱性の観点から、好ましくは100℃以上、より好ましくは100~170℃、さらに好ましくは110~145℃である。
<その他の成分>
本発明のエラストマー樹脂組成物は、発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて粘着付与樹脂、軟化剤、酸化防止剤、滑剤、光安定剤、加工助剤、顔料や色素などの着色剤、難燃剤、帯電防止剤、艶消し剤、シリコンオイル、ブロッキング防止剤、紫外線吸収剤、離型剤、発泡剤、抗菌剤、防カビ剤、香料などを含有していてもよい。
粘着付与樹脂としては、例えば、脂肪族不飽和炭化水素樹脂、脂肪族飽和炭化水素樹脂、脂環式不飽和炭化水素樹脂、脂環式飽和炭化水素樹脂、芳香族炭化水素樹脂、水添芳香族炭化水素樹脂、ロジンエステル樹脂、水添ロジンエステル樹脂、テルペンフェノール樹脂、水添テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂、水添テルペン樹脂、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、クマロン・インデン樹脂、フェノール樹脂、キシレン樹脂などが挙げられる。
軟化剤としては、例えば、一般にゴム、プラスチックスに用いられる軟化剤が挙げられる。例えばパラフィン系、ナフテン系、芳香族系のプロセスオイル;ジオクチルフタレート、ジブチルフタレート等のフタル酸誘導体;ホワイトオイル;ミネラルオイル;エチレンとα-オレフィンのオリゴマー;パラフィンワックス;流動パラフィン;ポリブテン;低分子量ポリブタジエン;低分子量ポリイソプレン;などが挙げられる。
酸化防止剤としては、例えばヒンダードフェノール系、リン系、ラクトン系、ヒドロキシル系の酸化防止剤などが挙げられる。これらの中でも、ヒンダードフェノール系酸化防止剤が好ましい。
<エラストマー樹脂組成物の製造方法>
本発明のエラストマー樹脂組成物を調製する方法は特に制限されないが、該エラストマー樹脂組成物を構成する各成分の分散性を高めるため、例えば、溶融混練して混合する方法が推奨される。この場合に、熱可塑性エラストマー(A)と長鎖分岐ポリプロピレン系重合体(B)と、必要に応じて添加されるその他の成分とを同時に混合して溶融混練してもよい。混合操作は、例えばニーダールーダー、押出機、ミキシングロール、バンバリーミキサーなどの既知の混合または混練装置を使用して行なうことができる。特に、熱可塑性エラストマー(A)とポリプロピレン系重合体(B)の混練性、相溶性を向上させる観点から、二軸押出機を使用することが好ましい。混合・混練時の温度は、使用する熱可塑性エラストマー(A)、ポリプロピレン系重合体(B)等の溶融温度などに応じて適宜調節するのがよく、通常110℃~300℃の範囲内の温度で混合するとよい。
このようにして、本発明のエラストマー樹脂組成物を、ペレット、粉末などの任意の形態で得ることができる。得られたエラストマー樹脂組成物は、フィルム、シート、プレート、パイプ、チューブ、棒状体、粒状体など種々の形状に成形することができる。これらの製造方法は特に制限はなく、従来からの各種成形法、例えば射出成形、ブロー成形、プレス成形、押出成形、カレンダー成形などにより成形することができる。
[粘接着フィルム及びその製造方法]
本発明の粘接着フィルムは、本発明のエラストマー樹脂組成物よりなる層を有する。
本発明のエラストマー組成物よりなる層を形成する方法としてのエラストマー樹脂組成物をフィルム化する方法は、特に制限されないが、製造コスト、表面平滑性の面から押出ラミネート法が好ましい。押出成形としての押出ラミネートは、予め製造した基材の表面上に、Tダイより押出した溶融樹脂を基材上に連続的に被覆・圧着する方法で、被覆と接着を同時に行う成形加工方法である。その際、成形性を確保するために基材フィルムで本発明のエラストマー樹脂組成物を挟む方法が推奨される。その場合の基材フィルムの少なくとも一方は、離形性を有することが好ましい。
基材としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂、エチレン・酢酸ビニル共重合体鹸化物、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ4-メチル-1-ペンテン、ポリカーボネート樹脂、ポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド12等ポリアミド樹脂等の熱可塑性樹脂のフィルムまたはシート等、紙、アルミや鉄などの金属箔も、挙げられる。
また、かかる熱可塑性樹脂のフィルム又はシートは、一軸もしくは二軸延伸が施されていてもよく、コスト、耐熱性の観点から延伸ポリエステル樹脂が好ましい。
基材の厚さは、通常、5~100μm程度である。
基材の形態は、フィルムやシートに限定されず、織布、不織布のような形状であってもよい。また、基材は、粘接着構造であっても複層構造であってもよい。複層構造の基材の作製方法としては、特に限定されるものではなく、共押フィルム法、ドライラミネート法、ウェットラミネート法、ホットメルトラミネート法、押出ラミネート法、サーマルラミネート法等が挙げられる。
また、これら基材には、予めアンカーコート加工、金属蒸着加工、コロナ放電処理加工、印刷加工等の各種フィルム加工処理を施されていてもよい。
基材上に、本発明のエラストマー樹脂組成物を押出成形(押出ラミネート)する際、樹脂組成物の溶融押出温度は、使用する熱可塑性エラストマー(A)、ポリプロピレン系重合体(B)等に応じて適宜調整するのがよく、通常150~320℃、好ましくは200~300℃である。320℃を超えると、成形性が低下する可能性がある。
押出ラミネート成形速度は、生産性に直接関わるため、15m/min以上で成形され、好ましくは30m/min以上で成形される。本発明のエラストマー樹脂組成物を用いることでネックインが抑えられ、高成形速度が可能になる。
また、本発明のエラストマー樹脂組成物の溶融膜表面に、極性基を導入することを目的に、オゾン処理を施すことができる。オゾン処理量は、溶融膜の表面積に対して、0.01~1g/mで行われることが好ましい。
押出ラミネートは、通常、基材の片側表面に対して行うが、必要に応じて、両側に押出ラミネートすることができる。形成された粘接着フィルムの厚みは、通常、10~200μm、好ましくは、50~150μmである。
押出ラミネート加工により得られた積層体には、さらに、金属蒸着加工、コロナ放電処理加工、印刷加工等の各種フィルム加工処理を施すことができる。
本発明の粘接着フィルムの全厚さは好ましくは10~700μmの範囲であり、より好ましくは50~500μmの範囲であり、さらに好ましくは50~150μmの範囲である。粘接着フィルムの厚さが50μm以上であれば製造が容易となり、耐衝撃性および加熱時の反り低減に優れる。粘接着フィルムの厚さが700μm以下であれば、製造時安定性、成形性が良くなる。
[フィルム]
本発明のフィルムは、本発明の粘接着フィルムの片面に加飾層を有する。
<加飾層>
加飾層としては、樹脂フィルム、不織布、人工皮革、天然皮革などを用いることができる。中でも、加飾層としては樹脂フィルムからなる層を少なくとも有するものが特に好ましい。
前記樹脂フィルムを構成する樹脂としては、例えばポリオレフィン系樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、アクリロニトリルスチレン樹脂、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、(メタ)アクリル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル樹脂;ナイロン6、ナイロン66、ポリアミドエラストマー等のポリアミド;ポリ塩化ビニル;ポリ塩化ビニリデン;ポリビニルアルコール;エチレン-ビニルアルコール共重合体;ポリアセタール;ポリフッ化ビニリデン;ポリウレタン;などが挙げられる。中でも透明性、耐候性、表面光沢性、耐擦傷性の観点から(メタ)アクリル系樹脂が好ましい。また、加飾層の厚みについて、何ら限定するわけではないが、成形加工性、経済性の観点から薄いことが好ましい。
前記(メタ)アクリル系樹脂は各種の添加剤、例えば酸化防止剤、熱安定剤、滑剤、加工助剤、帯電防止剤、熱劣化防止剤、紫外線吸収剤、光安定剤、高分子加工助剤、着色剤、耐衝撃助剤などを含有してもよい。
前記樹脂フィルムの原料となる樹脂の調整方法に特に制限はなく、前記成分を均一に混合し得る方法であればいずれの方法で調製してもよいが、溶融混練して混合する方法が好ましい。
加飾層は着色されていてもよい。着色法としては、樹脂フィルムを構成する樹脂自体に、顔料または染料を含有させ、フィルム化前の樹脂自体を着色する方法;樹脂フィルムを、染料が分散した液中に浸漬して着色させる染色法などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。
加飾層は印刷が施されていてもよい。印刷によって絵柄、文字、図形などの模様、色彩が付与される。模様は有彩色のものであっても、無彩色のものであってもよい。印刷は、印刷層の退色を防ぐために、本発明の粘接着フィルムと接する側に施してもよい。
加飾層は蒸着が施されていてもよい。たとえば、インジウム蒸着によって、金属調、光沢が付与される。蒸着は、粘接着フィルムと接する側に施してもよい。
加飾層に(メタ)アクリル系樹脂フィルムを用いる場合、表面がJIS鉛筆硬度(厚さ75μm)で、好ましくはHBまたはそれよりも硬く、より好ましくはFまたはそれよりも硬く、さらに好ましくはHまたはそれよりも硬い。表面が硬い(メタ)アクリル系樹脂フィルムを加飾層に用いることにより、傷つき難いので、意匠性の要求される成形品の表面の加飾兼保護フィルムとして好適に用いられる。
なお、加飾層は、延伸処理が施されたフィルムであってもよい。延伸処理によって、機械的強度が高まり、ひび割れし難くなる。延伸方法は特に限定されず、同時二軸延伸法、逐次二軸延伸法、チュブラー延伸法、圧延法などが挙げられる。
前記のようにして得られた加飾層に対する粘接着フィルムの積層は、ラミネートする方法を挙げることができる。
[成形体]
本発明の成形体は、本発明の粘接着フィルムまたは本発明のフィルム(以下、「加飾フィルム」ともいう)を被着体の表面に具備するものである。より好ましくは、本発明の粘接着フィルムまたは本発明のフィルム(加飾フィルム)が、他の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、木質基材または非木質繊維基材、金属等よりなる被着体の表面に設けられてなるものである。
該被着体に用いられる他の熱可塑性樹脂としては、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリスチレン樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、他の(メタ)アクリル樹脂、ABS(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合)樹脂などが挙げられる。他の熱硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂などが挙げられる。また、成形体は、本発明の粘接着フィルムまたは本発明のフィルム(加飾フィルム)が、木製基材やケナフなどの非木質繊維の被着体表面に設けられてなるものであってもよい。
成形体の製法は、特に制限されない。例えば、本発明の粘接着フィルムまたは本発明のフィルム(加飾フィルム)を、他の熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂、木製基材および非木質繊維基材等の被着体の表面に、加熱下で真空成形・圧空成形・真空圧空成形・圧縮成形することにより、本発明の成形体を得ることができる。
成形体の製法のうち、別の好ましい方法は、射出成形同時貼合法と一般に呼ばれている方法である。
この射出成形同時貼合法は、本発明の粘接着フィルムまたは本発明のフィルム(加飾フィルム)を射出成形用雌雄金型間に挿入し、その金型に該フィルムの粘接着層側の面から溶融した熱可塑性樹脂を射出して、射出成形体を被着体として形成すると同時に、その射出成形体の表面に前記粘接着フィルムまたは前記フィルム(加飾フィルム)を貼合する方法である。
金型に挿入される粘接着フィルムまたはフィルム(加飾フィルム)は、平らなものそのままであってもよいし、真空成形、圧空成形等で予備成形して凹凸形状に賦形されたものであってもよい。
粘接着フィルムまたはフィルム(加飾フィルム)の予備成形は、別個の成形機で行ってもよいし、射出成形同時貼合法に用いる射出成形機の金型内で予備成形を行ってもよい。
本発明の粘接着フィルムまたは本発明のフィルム(加飾フィルム)を被着体表面に具備する成形体は、粘接着フィルムの良好な延伸性および成形加工性、優れた両極性接着性および表面平滑性を活かして、意匠性の要求される物品に適用することができる。例えば、広告塔、スタンド看板、袖看板、欄間看板、屋上看板等の看板部品;ショーケース、仕切板、店舗ディスプレイ等のディスプレイ部品;蛍光灯カバー、ムード照明カバー、ランプシェード、光天井、光壁、シャンデリア等の照明部品;家具、ペンダント、ミラー等のインテリア部品;ドア、ドーム、安全窓ガラス、間仕切り、階段腰板、バルコニー腰板、レジャー用建築物の屋根等の建築用部品;自動車内外装部材、バンパー等の自動車外装部材等の輸送機関係部品;音響映像用銘板、ステレオカバー、自動販売機、携帯電話、パソコン等の電子機器部品;保育器、定規、文字盤、温室、大型水槽、箱水槽、浴室部材、時計パネル、バスタブ、サニタリー、デスクマット、遊技部品、玩具、壁紙;マーキングフィルム、各種家電製品の加飾用途に好適に用いられる。本発明の粘接着フィルムは前記特性を備えるため、特に加飾フィルムとして好適に用いることができる。
以下、実施例などにより本発明をさらに詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に何ら限定されない。なお、実施例および比較例で用いた各成分は以下の通りである。
<製造例1>〔熱可塑性エラストマー(A-1)の合成〕
予め耐圧容器を窒素置換することで、耐圧容器を乾燥させた。斯かる耐圧容器に、溶媒としてシクロヘキサン50.0kg、アニオン重合開始剤としてsec-ブチルリチウムの10.5質量%シクロヘキサン溶液94.1g(sec-ブチルリチウム9.9g当量)、およびルイス塩基としてテトラヒドロフラン300gを仕込んだ。斯かる溶液を50℃に昇温した。斯かる溶液に、スチレン(1)1.25kgを加えた後に、1時間の重合反応を行った。引き続いて斯かる溶液に、イソプレン10.00kgを加えた後に、2時間の重合反応を行った。更に斯かる溶液に、スチレン(2)1.25kgを加えた後に、1時間の重合反応を行った。以上により、スチレン-イソプレン-スチレントリブロック共重合体を含む反応液を得た。
この反応液に、水素添加触媒としてパラジウムカーボンを、ブロック共重合体100質量%あたり5質量%添加した。なおパラジウムカーボン100質量%あたりのパラジウムの担持量は5質量%である。水素圧力2MPa、150℃の環境下で10時間の反応を行った。反応液を放冷し、かつ放圧した。その後、濾過により反応液からパラジウムカーボンを除去し、濾液を濃縮し、該濃縮液を真空乾燥してスチレン-イソプレン-スチレントリブロック共重合体の水素添加物であるブロック共重合体(A-1)を得た。ポリイソプレンブロックにおける全結合量に対する1,2-結合量および3,4-結合量の合計の割合は55mоl%であった。
<製造例2>〔熱可塑性エラストマー(A-2)の合成〕
窒素置換し、乾燥させた耐圧容器に、溶媒としてシクロヘキサン50.0kg、アニオン重合開始剤としてsec-ブチルリチウム(10.5質量%シクロヘキサン溶液)61.1g(sec-ブチルリチウム6.42g)を仕込み、50℃に昇温した後、スチレン(1)0.81kgを加えて1時間重合させ、引き続いてイソプレン10.87kgを加えて2時間重合を行い、更にスチレン(2)0.81kgを加えて1時間重合することにより、スチレン-イソプレン-スチレントリブロック共重合体を含む反応液を得た。
この反応液に、水素添加触媒としてパラジウムカーボン(パラジウム担持量:5質量%)を前記ブロック共重合体に対して5質量%添加し、水素圧力2MPa、150℃の条件で10時間反応を行った。
放冷、放圧後、濾過によりパラジウムカーボンを除去し、濾液を濃縮し、更に真空乾燥することにより、スチレン-イソプレン-スチレントリブロック共重合体の水素添加物(A-2-1)を得た。ポリイソプレンブロックにおける全結合量に対する1,2-結合量および3,4-結合量の合計の割合は7mоl%であった。
また前記水素添加物(A-2-1)を得た手順と同様に、窒素置換し、乾燥させた耐圧容器に、溶媒としてシクロヘキサン50.0kg、アニオン重合開始剤としてsec-ブチルリチウム(10.5質量%シクロヘキサン溶液)420.0g(sec-ブチルリチウム44.1g)を仕込み、50℃に昇温した後、スチレン(1)2.83kgを加えて1時間重合させ、引き続いてイソプレン19.81kgを加えて2時間重合を行い、スチレン-イソプレンジブロック共重合体を含む反応液を得た。
この反応液に、前記と同様に水素添加を行い、スチレン-イソプレンジブロック共重合体の水素添加物(A-2-2)を得た。
前記で得られた(A-2-1)および(A-2-2)をコぺリオン社製二軸押出機ZSK26MegaCompounder(L/D=54)を用いてスクリュー300rpm、混練温度200℃にて溶融混練してスチレン系熱可塑性エラストマー組成物(A-2)を得た。
<製造例3>〔熱可塑性エラストマー(A-3)の合成〕
(1)窒素置換した攪拌装置付き耐圧容器に、α-メチルスチレン4.29kg、シクロヘキサン6.25kg、メチルシクロヘキサン1.18kgおよびテトラヒドロフラン0.15kgを仕込んだ。この混合液にsec-ブチルリチウム(1.3Mシクロヘキサン溶液)0.42Lを添加し、-10℃で5時間重合させた。重合開始3時間後のポリα-メチルスチレン(ブロックS)の重量平均分子量をGPCにより測定したところ、ポリスチレン換算で6600であり、α-メチルスチレンの重合転化率は90%であった。次いで、この反応混合液にブタジエン0.88kgを添加し、-10℃で30分間攪拌して、ブロックt1の重合を行った後、シクロヘキサン41.8kgを加えた。この時点でのα-メチルスチレンの重合転化率は90%であり、ポリブタジエンブロック(t1)の重量平均分子量(GPC測定、ポリスチレン換算)は3700であり、H-NMR測定から求めた1,2-結合量は81mol%であった。
次に、この反応液にさらにブタジエン7.71kgを加え、50℃で2時間重合反応を行った。この時点のサンプリングで得られたブロック共重合体(構造:S-t1-t2)のポリブタジエンブロック(t2)の重量平均分子量(GPC測定、ポリスチレン換算)は、29800であり、H-NMR測定から求めた1,2-結合量は40mol%であった。
(2)続いて、この重合反応溶液に、ジクロロジメチルシラン(0.5Mトルエン溶液)0.54Lを加え、50℃にて1時間攪拌し、ポリ(α-メチルスチレン)-ポリブタジエン-ポリ(α-メチルスチレン)トリブロック共重合体を得た。この時のカップリング効率を、カップリング体(ポリ(α-メチルスチレン)-ポリブタジエン-ポリ(α-メチルスチレン)トリブロック共重合体:S-t1-t2-X-t2-t1-S)と未反応ブロック共重合体(ポリ(α-メチルスチレン)-ポリブタジエンブロック共重合体:S-t1-t2)のGPCにおけるUV吸収の面積比から算出すると94%であった。また、H-NMR測定の結果、ポリ(α-メチルスチレン)-ポリブタジエン-ポリ(α-メチルスチレン)トリブロック共重合体中のα-メチルスチレン重合体ブロック含有量は31質量%であり、ブタジエン重合体ブロックT全体(すなわち、ブロックt1およびブロックt2)の1,4-結合量が55mol%であった。
(3)前記(2)で得られた重合反応溶液中に、オクチル酸ニッケルおよびトリエチルアルミニウムから形成されるチーグラー系水素添加触媒を水素雰囲気下に添加し、水素圧力0.8MPa、80℃で5時間の水素添加反応を行なうことにより、ポリ(α-メチルスチレン)-ポリブタジエン-ポリ(α-メチルスチレン)トリブロック共重合体の水素添加物(以下、これをブロック共重合体1と略称する)を得た。得られたブロック共重合体1をGPC測定した結果、主成分はMt(平均分子量のピークトップ)=81000、Mn(数平均分子量)=78700、Mw(重量平均分子量)=79500、Mw/Mn=1.01であるポリ(α-メチルスチレン)-ポリブタジエン-ポリ(α-メチルスチレン)トリブロック共重合体の水添物(カップリング体)であり、GPCにおけるUV(254nm)吸収の面積比から、カップリング体は94%含まれることが判明した。また、H-NMR測定により、ブロックt1およびブロックt2から構成されるブタジエンブロックBの水素添加率は97.5%であった。以上のようにして、熱可塑性エラストマー(A-3)を得た。
[ポリプロピレン系重合体(B-1)]
ポリプロピレン系重合体(B-1)として、日本ポリプロ株式会社製のウェイマックスTM(登録商標)MFX8(230℃、21.18NにおけるMFRが1.1g/10min、伸長粘度比η2.5/η1.0が6.0)を使用した。
[ポリプロピレン系重合体(B-2)]
ポリプロピレン系重合体(B-2)として、日本ポリプロ株式会社製のウェイマックスTM(登録商標)MFX3(230℃、21.18NにおけるMFRが9.0g/10min、伸長粘度比η2.5/η1.0が5.4)を使用した。
[ポリプロピレン系重合体(B-3)]
ポリプロピレン系重合体(B-3)として、日本ポリプロ株式会社製のウィンテックTM(登録商標)WFX4TA(230℃、21.18NにおけるMFRが7.0g/10min、伸長粘度比η2.5/η1.0が0.9)を使用した。
[ポリプロピレン系重合体(B-4)]
ポリプロピレン系重合体(B-4)として、日本ポリプロ株式会社製のノバテックTM(登録商標)EA9(230℃、21.18NにおけるMFRが0.5g/10min、伸長粘度比η2.5/η1.0が1.3)を使用した。
[ポリプロピレン系重合体(B-5)]
ポリプロピレン系重合体(B-5)として、株式会社プライムポリマー製のプライムポリプロTM(登録商標)J229E(230℃におけるMFRが50.0g/10min、伸長粘度比η2.5/η1.0が0.6)を使用した。
[ポリプロピレン系重合体(C-1)]
極性基含有ポリプロピレン系重合体(C-1)として、三洋化成工業株式会社製のユーメックスTM(登録商標)5500を使用した。
[伸長粘度の測定方法、伸長粘度比の算出方法]
伸長粘度比の測定方法に関しては、一軸伸長粘度測定であれば、どのような条件であっても、原理的に同一の値が得られ、例えば、公知文献Polymer 42(2001)8663に測定方法及び測定機器の詳細が記載されている。本願におけるポリプロピレン系重合体の測定に当たり、下記測定方法及び測定機器を使用した。
装置:ティーエーインスツルメント社製DHR-2
冶具:SER2 Extensiоnal
測定温度:180℃
歪速度:1.0sec-1
前記条件で測定した伸長粘度について、歪量1.0、2.5での伸長粘度をそれぞれη1.0、η2.5とすると、伸長粘度比はη2.5/η1.0である。
[エラストマー樹脂組成物]
表1に記載の原料を、表1に記載の質量割合(質量部)で、二軸押出機を用いて230℃、スクリュー回転200rpmの条件で溶融混錬した後、ストランド状に押し出し、切断してエラストマー樹脂組成物のペレットを得た。エラストマー樹脂組成物の組成と、後述する方法で測定した各組成物の接着強度(PP)および接着強度(PC/ABS)、フィルムにした際のネックイン率を示す。
Figure 0007322134000001
表1に示すエラストマー樹脂組成物のネックイン率、接着強度の評価は、以下のようにして行った。
[ネックイン率](押出加工性の評価)
表1に示すエラストマー樹脂組成物のネックイン率を以下のように定義する。即ち、2軸押出機にTダイを付属した成形機を用いて、混錬およびダイ設定温度230℃、リップ幅150mmのTダイを用い、リップ開度0.5mm、エアギャップ5cmの条件においてフィルムを製膜し、リップ幅をL0、取得フィルム幅をL1とした際に、ネックイン率は(L0-L1)/L0×100とする。
[エラストマー樹脂組成物の接着強度(PP)](非極性材料に対する接着性の評価)
表1に示すエラストマー樹脂組成物のペレットを、圧縮成形機を用いて200℃ 、50kgf/cm(4.9MPa)の条件下で2分間圧縮成形することで、エラストマー樹脂組成物からなるシートを得た。150×150mmのエラストマー樹脂組成物からなるシート(縦150mm×横150mm×厚さ0.5mm)、ポリイミドフィルム(東レ・デュポン社製カプトンフィルム、縦75mm×横150mm×厚さ0.05mm)、ポリプロピレンシート(日本ポリプロ株式会社製のMA3、縦150mm×横150mm×厚さ0.4mm)をこの順で重ね、内寸150mm×150mm、厚さ0.8mmの金属製スペーサーの中央部に配置した。この重ねたシートと金属製スペーサーをポリテトラフルオロエチレン製シートで挟み、さらに外側から金属板で挟み、圧縮成形機を用いて、150℃、0kgf/cm(0MPa)5分間予熱の後に50kgf/cm(4.9MPa)で5秒間圧縮成形することで、衝撃吸収層を形成する組成物とポリプロピレンの多層フィルムを得た。
該多層フィルムを25mm幅に切断し、接着強度測定用試験片とし、エラストマー樹脂組成物とポリプロピレン間の剥離強度をJIS K 6854-2に準じて、ピール試験機(島津製作所社製AGS-X)を使用して、剥離角度180°、引張速度100mm/分、環境温度23℃の条件で測定し、組成物の接着強度(PP)とした。
[粘接着フィルムを形成する組成物の接着強度(PC/ABS)](極性材料に対する接着性の評価)
ポリプロピレンシートの代わりにPC/ABS(ダイセルポリマー株式会社製ノバロイS1500)からなるシート(縦150mm×横150mm×厚さ0.4mm)を用いた以外は前記[エラストマー樹脂組成物の接着強度(PP)]項に記載した内容と同様にして測定した剥離強度を、組成物の接着強度(PC/ABS)とした。
[接着強度の評価]
前記記載の方法で取得した接着強度について、測定中に被着体が材料破壊したものを「良」、それ以外のものは剥離強度を数値(N/25mm)で示した。
いずれの実施例においても接着強度およびネックイン率において良好な結果を示した。伸長粘度比η2.5/η1.0が6.0であるポリプロピレン系重合体(B-1)の含有量が少ない比較例1はネックインが大きく、ポリプロピレン系重合体(B-1)の含有量が多い比較例2はPC/ABSとの接着性に劣る。また、伸長粘度比η2.5/η1.0が5.0に満たないポリプロピレン系重合体を用いた比較例3~5は、ネックインが大きく、押出成形性に劣った。
実施例1、2及び比較例1、2よりネックイン率はポリプロピレン系重合体(B-1)の量の増大につれ低下する傾向にあるが、接着強度はポリプロピレン系重合体(B-1)が25質量部で急激に低下することが判る。

Claims (9)

  1. 芳香族ビニル化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a1)および共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)を有するブロック共重合体またはその水素添加物である熱可塑性エラストマー(A)と、一軸伸長粘度測定において、歪速度1.0sec-1及び測定温度180℃の条件で測定した際の、歪み量1.0、2.5における伸長粘度を、それぞれ、η1.0、η2.5とすると、伸長粘度比η2.5/η1.0が5.0以上であるポリプロピレン系重合体(B)とを含み、前記ポリプロピレン系重合体(B)の含有量が、前記熱可塑性エラストマー(A)100質量部に対して、5~15質量部である、エラストマー樹脂組成物。
  2. 前記熱可塑性エラストマー(A)の共役ジエン化合物に由来する構造単位を含有する重合体ブロック(a2)の1,2-結合量および3,4-結合量の合計が40mоl%以上である、請求項1に記載のエラストマー樹脂組成物。
  3. 前記ポリプロピレン系重合体(B)のMFR(230℃、21.18N)が、0.1g/10分以上10g/10分以下である、請求項1または2に記載のエラストマー樹脂組成物。
  4. 前記熱可塑性エラストマー(A)と前記ポリプロピレン系重合体(B)の合計100質量部に対し、前記ポリプロピレン系重合体(B)とは異なるポリプロピレン系重合体(C)を0~20質量部含む、請求項1~3のいずれか1項に記載のエラストマー樹脂組成物。
  5. 前記ポリプロピレン系重合体(C)の一部または全部が極性基含有ポリプロピレン系重合体である、請求項4に記載のエラストマー樹脂組成物。
  6. 請求項1~5のいずれか1項に記載のエラストマー樹脂組成物よりなる層を有する、粘接着フィルム。
  7. 請求項6に記載の粘接着フィルムの片面に加飾層を有する、フィルム。
  8. 請求項1~5のいずれか1項に記載のエラストマー樹脂組成物を押出成形する、請求項6に記載の粘接着フィルムの製造方法。
  9. 請求項6または7に記載のフィルムおよび被着体を有する、成形体。
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