JPH0254849B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリプロピレン樹脂組成物の表面処理
方法に関し、詳しくはポリプロピレン樹脂組成物
の物性、特に接着性、塗装性、印刷性等の改良効
果が大きく、しかも比較的容易な操作にて安価に
行ない得るポリプロピレン樹脂組成物の表面処理
方法に関する。

〔従来技術及び発明が解決しようとする問題点〕

従来より、ポリプロピレン樹脂は耐熱性、強
度、透湿性などに優れており、種々の素材として
使用されている。しかしながら、ポリプロピレン
樹脂は無極性、結晶性であるため、樹脂の表面特
性、特に接着性、塗装性、印刷性などの低いもの
であり、利用において、制限があつた。そこで、
これらの表面特性を改良するために、種々の表面
処理が行なわれている。また、この表面処理によ
る接着性の向上や接着剤の利用により他の機能性
材料との積層方法が種々提案されている。

例えば、(1)プロピレン重合体に無機質微粉末５
〜60重量％を配合した成形品表面を100mmHg以下
の条件下、低温プラズマ処理する方法（特開昭56
−82826号公報）、(2)ポリエチレンおよびポリプロ
ピレン混合物からなる層とポリエチレン層よりな
る多層材料のポリエチレン層側を溶融状態でオゾ
ン含有気体を吹付け、この面にアンカーコートし
た素材を積層する方法（特開昭58−112740号公
報）、(3)押出された直後の膜にコロナ放電処理し、
基材と接着する方法（特公昭46−1112号公報）、
(4)ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール
共重合体を特定の接着性樹脂を介して接着するに
際し、あらかじめコロナ放電処理を行なう方法
（特開昭60−15129号公報）等がある。しかし、(1)
の方法では高真空状態を必要とし、設備費が高
く、高真空のために連続処理が困難である上に充
填材が比較的多い組成物に限定されるものであ
り、(2)の方法ではアンカーコートが必要であり、
アンカーコートのための設備、工程のため高価と
なると共に、アンカーコート処理による安全性の
問題がある。また(3)の方法では、接着力が低く、
(4)においては接着性樹脂が必要であり、しかも接
着強度レベルも低いものであつた。

このように、ポリプロピレン樹脂の表面特性の
改良方法としては充分満足すべきものは未だ見い
出されていない。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで、本発明者らは、ポリプロピレン樹脂組
成物の表面特性の改良方法を検討した結果、特定
の樹脂組成物に特定の処理を行なうことにより、
目的が達成されることを見い出し、この知見に基
づいて、本発明を完成した。

すなわち本発明は、ポリプロピレン樹脂組成物
の表面を処理するにあたり、無機質粉末を含有す
るポリプロピレン樹脂組成物を、ポリプロピレン
樹脂の融点以上の温度で酸素含有量10容量％以下
の雰囲気下、コロナ放電処理することを特徴とす
るポリプロピレン樹脂組成物の表面処理方法を提
供するものである。

本発明の組成物はポリプロピレン樹脂および無
機質粉末からなるものである。ここで、原料であ
るポリプロピレン樹脂としては、実質的にホモポ
リプロピレンであつて、分子量、メルトインデツ
クス（MI）等は特に制限されない。通常、MIは
0.1〜20ｇ／10分、好ましくは0.5〜10ｇ／10分で
ある。

なお、ポリプロピレン樹脂としては必要により
ホモポリプロピレンに、α−オレフイン含有量30
重量％以下のランダムポリプロピレン共重合体、
ブロツクポリプロピレン共重合体を配合すること
もできる。

本発明において、上記ポリプロピレン樹脂は無
機質粉末を含有するものでなければならない。こ
こで無機質粉末としては酸化チタン、タルク、ク
レー、カオリン、炭酸カルシウム、硫酸カルシウ
ム、硫酸バリウム、酸化マグネシウム、水酸化マ
グネシウム、硅酸カルシウム、硅酸マグネシウ
ム、ゼオライト、無水硅酸、カーボンブラツクな
どが挙げられる。これらの粒径等は特に制限はな
いが、通常0.1〜30μ、好ましくは0.2〜20μ程度の
ものが使用される。

これら上記の無機質粉末の配合量は特に制限は
ないが、通常0.5〜60重量％、好ましくは1.0〜50
重量％程度である。特に本発明にあつては数％の
配合によつてすぐれた効果が得られる特徴を有し
ている。

本発明の原料組成物はポリプロピレン樹脂に、
上記の如き無機質粉末を配合したものであるが、
必要により、他の樹脂、例えばエチレン重合体、
エチレン系共重合体等あるいは各種添加剤、例え
ば酸化、熱、光などに対する安定剤、ガラス繊
維、炭素繊維などの補強材、ゴム類、滑剤、帯電
防止剤、可塑剤、着色剤などを適宜添加したもの
であつても良い。なお、ここでエチレン重合体、
エチレン系共重合体としては各種のものがあり、
例えばポリエチレン、エチレン−α−オレフイン
共重合体、エチレン−不飽和酸共重合体、エチレ
ン−プロピレンゴム（EPR）、エチレンとプロピ
レンに少量のジエンを共重合させた三元共重合体
（EPDM）等を挙げることができる。

本発明においては、まず上記の如き原料をよく
混練して組成物を製造した後、通常の成形方法に
て、種々の形態に成形する。成形は、一般に押出
成形により行なわれ、膜状のフイルム、シート等
あるいは所望の異形物に成形される。ここで、フ
イルムあるいはシートとした場合、他の樹脂との
多層共押出成形としたり、必要により、アルミニ
ウム箔や他の耐熱性樹脂シート類で裏打ちしても
良い。

次いで、このように膜状物あるいは異形物の如
き形状に成形された樹脂組成物にコロナ放電処理
を施す。

ここでコロナ放電処理は、ポリプロピレン樹脂
の融点以上の温度で酸素含有量10容量％以下の雰
囲気下に行なわれる。

ポリプロピレン樹脂の融点以上の温度とは、該
樹脂が溶融状態にある温度であつて、通常融点よ
りも１〜60℃、好ましくは２〜40℃程度高い温度
が好適である。

ここでポリプロピレン共重合体を配合した場合
にあつては、最も融点の低いポリプロピレン樹脂
の融点以上、好ましくはホモポリプロピレンの融
点以上である。

すなわち、押出成形により成形した場合であつ
てその成形物表面が、融点以上の温度に保たれて
いる場合にはそのまま、連続してコロナ放電を行
なうことができる。また、融点よりも低い温度に
なつた場合には再加熱して、融点以上の温度とし
て、コロナ放電処理を行なえば良い。ここで再加
熱は、シートあるいはフイルム等の場合は加熱ロ
ール、輻射加熱、熱風加熱などで行なえばよい。
また、裏打ちしたフイルムにあつては、その処理
すべき面のみを加熱すれば良い。いずれにしても
本発明の処理温度は処理表面の温度がポリプロピ
レン樹脂の融点以上であればよく、処理設備、工
程により最適な方法を選択すればよい。

このような融点以上の温度の成形物表面にコロ
ナ放電処理が行なわれる。この処理は酸素含有量
10容量％以下の雰囲気下に行なわなければならな
い。このような雰囲気下に行なう方法としては、
二酸化炭素ガス、一酸化二窒素ガス、水蒸気、ア
ルゴン、ヘリウム等のガス雰囲気処理室中にてコ
ロナ放電処理を行なう方法、あるいはコロナ放電
処理面に上述の如きガスを吹き付けながらコロナ
放電処理を行なう方法などが挙げられる。ここで
処理ガスとしては特に、一酸化炭素ガス、一酸化
二窒素ガスが好ましい。

本発明においては、雰囲気中に酸素が10容量％
以下、好ましくは５容量％以下含まれてもよい。
ここで酸素含有量が多くなると本発明の効果を十
分達成することができない。

コロナ放電処理は、通常接地された誘電被覆ロ
ールまたは誘電被覆金属板と、それに数mm間〓で
置かれたナイフ状電極との間に高電圧をかけてコ
ロナ放電され、電極とロールなどの間を、シート
類を走行されることによつて行なわれる。処理条
件は処理効果、目的などにより任意に決定すれば
よい。

上記本発明の処理法は具体的に樹脂シートの場
合第１図に示す装置にて行なうことができる。す
なわち、押出成形機のダイ出口より押し出された
融点以上の温度のシート４を所定のガス雰囲気室
１に直接押出し、次いで所定量のコロナ放電処理
をコロナ放電処理電極２により行ない、その後、
冷却、巻き取り等の方法により、表面処理された
樹脂シートが得られるのである。ここで処理電極
２としては、例えば一対のセラミツク電極が用い
られる。

このようなコロナ放電処理された膜状物あるい
は異形物の表面は、優れた接着性、塗装性、印刷
性等を有したものである。

したがつて、前記ポリプロピレン樹脂とは異な
る素材と、高い接着力にて積層体あるいは積層物
を容易に製造することができる。このような素材
としては、エチレン−ビニルアルコール共重合
体、ポリアミド、ポリ塩化ビニリデン、ポリエス
テル等の機能性材料からなる単層或いは多層シー
トまたはフイルムが好ましいが、その他に、アル
ミニウム箔などの金属あるいはこれらの積層体な
どが挙げられる。

このような素材と、前記の如くコロナ放電処理
されたポリプロピレン樹脂組成物からなるシート
またはフイルムのコロナ放電処理面を積層するこ
とにより二層或いはそれ以上の層よりなる積層体
を製造することができる。ここでコロナ放電処理
されたポリプロピレン樹脂組成物と積層する素材
はコロナ放電処理を行なつたものである必要はな
いが、コロナ放電処理を行なつたものであつても
よい。また、積層にあたり上記素材は加熱してお
くことが好ましい。積層は通常、前記ポリプロピ
レン樹脂の融点以上、好ましくは融点より２〜10
℃高い温度範囲にて行なわれる。

例えば、積層体を製造する場合、第２図に示し
た如き装置にて行なえば連続的に効率良く、しか
も接着力の大きい積層体を製造すことができる。
すなわち、樹脂シート４および他の素材のシート
５をガイドロールにより各々、所定ガス雰囲気室
１に導入し、ポリプロピレン樹脂組成物シート４
にコロナ放電電極２Ａによりコロナ放電処理を行
ない、必要によりシート５にもコロナ放電電極２
Ｂによりコロナ放電処理を行ない、その処理面を
積層させ、冷却ロール６などにより冷却すること
により積層体７が得られる。ここで、シート４の
表面は、ポリプロピレン樹脂の融点以上のコロナ
処理温度に保つために加熱ロール３により加熱さ
れる。

なお、両シートの積層時にはポリプロピレン樹
脂は融点以上であることが必要であるが、シート
５は加熱されていることが好ましいが、該樹脂の
融点以上である必要はない。第２図においてシー
ト４として第１図に示したように、処理室にＴダ
イより直接押出しコロナ処理を行なうこともでき
る。

〔発明の効果〕

上述の如く、本発明のポリプロピレン樹脂組成
物の表面処理方法によれば、上記の如きポリプロ
ピレン樹脂組成物の表面物性、特に接着性、塗装
性、印刷性等が大きく改良される。また、従来の
如き低温プラズマ処理において必要であつた高真
空設備が不要となるため、設備費の低減や処理操
作の簡易化、特に連続処理に大きく寄与するもの
である。さらに、本発明の処理方法は接着性の改
良効果が非常に高く、接着性にすぐれた積層体を
安価にかつ安全性高く製造することができる。す
なわち、接着性樹脂が不要となるため、そのため
の押出設備、原料が不要となり、また成形作業性
などの点においても有利となる。さらに、積層す
る他の素材の表面処理やアンカー処理が不要とな
るため、積層体をより安価に安全性高く製造する
ことが可能となる。

したがつて、本発明は各種成形品の表面物性の
改良、特に積層体の製造などに極めて有用であ
る。

〔実施例〕

次に実施例により、本発明を詳しく説明する。

実施例 １ 酸化チタン４重量％を含有するホモポリプロピ
レン（出光石油化学(株)製、商品名「出光ポリプロ
E100GM」、M10.6ｇ／10分、密度0.91ｇ／cm³）か
らなる300μシートＡとエチレン−ビニルアルコ
ール共重合体（(株)クラレ、商品名「エバール
EP−F101」、エチレン含量32モル％、M11.3ｇ／
10分、密度1.19ｇ／cm³）からなる200μのシートＢ
を共に28μアルミニウム箔で裏打ちした。

これらのシートを第２図に示すコロナ処理装置
（雰囲気ガス：CO₂、加熱ロール径35mmφ、コロ
ナ出力7000V、冷却ロール50℃）を用いてシート
温度Ａ／Ｂ＝198℃／167℃でポリプロピレンシー
トのみをコロナ放電処理し、融着温度Ａ／Ｂ＝
204℃／172℃で加熱ロールで加圧圧着して積層体
を得た。各処理時間における剥離強度測定結果は
次のとおりであつた。

コロナ処理時間（Ｓ） 剥離強度（Kg／15mm） 0.15 2.5 ５ 4.0 比較例 １ 実施例１において、酸化チタンを全く配合しな
いホモポリプロピレンを使用したこと以外は実施
例１と同様にして積層体を製造した。ＡおよびＢ
シートは全く接着せず、積層体は得られなかつ
た。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の処理方法を実施するための装
置の概略図を示し、第２図は本発明の処理方法を
利用した積層体の製造のための装置の概略図を示
す。 １……処理室、２Ａ，２Ｂ……コロナ放電電
極、３……加熱ロール、４……ポリプロピレン樹
脂組成物シート、５……他の素材の樹脂シート、
６……冷却ロール、７……積層体、８……コロナ
放電用電源。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ポリプロピレン樹脂組成物の表面を処理する
   にあたり、無機質粉末を含有するポリプロピレン
   樹脂組成物を、ポリプロピレン樹脂の融点以上の
   温度で酸素含有量10容量％以下の雰囲気下、コロ
   ナ放電処理することを特徴とするポリプロピレン
   樹脂組成物の表面処理方法。 ２ 無機質粉末の含有量が0.5〜60重量％である
   特許請求の範囲第１項記載の表面処理方法。