JPH03109439A - ポリマー表面の改質方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はポリマーの表面において有機シランを活性エネ
ルギー線照射によりグラフト化し、ポリマー表面の濡れ
性及び無機材との接着性を向上させることに関するもの
である。

〔従来の技術〕

ポリマーは大量に使用されているが多（の場合水に対し
ての濡れ性に乏しくまた、セメント。

アルミニウム、鉄等の金属類、セルロース、木質板、等
との複合材を得るに当たっては界面における接着性が悪
い。これらの点を改良するために以下のような方法がと
られている。まず−射的に行われている方法にコロナ放
電処理がある。この方法はコロナ放電処理によりポリマ
ー表面にヒドロキシル基、カルボニル基、カルボキシル
基、などの親水性基を形成し濡れ性の向上を図っており
、簡便であることより良く使用されている。しかし、こ
の方法では無機材との接着性は不十分であり、また徐々
に界面における接着性能が落ちる欠点がある。他の方法
としてシランカップリング剤を用いる方法がある。シラ
ンカップリング剤は、一般にＲＳｉ　（ＯＲ）　３の式
で表わされる物質で、Ｒはアルキル基、エポキシ基など
の疎水性の官能基でありポリマーとの親和性を持つ。Ｏ
Ｒで示されるアルコキシ基は空気中、無機材表面の水分
により加水分解されシラノール基を生成し無機材との接
着性を示すと考えられている。具体的処理方法としてシ
ランカップリング剤の希薄溶液をポリマー表面に薄く塗
布し無機材と接着を行うが、シランカップリング剤は表
面に均一な膜を形成することが難しい。また、充分な接
着効果を得るために長時間を要する。これを短縮するた
めには接着加工を２００℃以上の高温で行う必要があり
、このときポリマーが変形または溶融したりするために
接着時間を短縮することは非常に困難なことである。

活性エネルギー線を用いる表面改質法として、まずポリ
マーに活性エネルギー線を照射し、ポリマー表面にラジ
カル、パーオキサイドなどの活性種を形成し、その後ポ
リマー表面にメタアクリル酸メチル、アクリルアミドな
と重合性モノマーを接触させ熱重合させる前照射法があ
る（接着、１９８７，４２３〜、ｍａｃｒｏｎ＋ｏｌｅ
ｃｕｌｅｓ、　１９８６．１８０４〜）。しかし、この
方法では活性エネルギー線を照射する工程と、熱重合を
行う工程の２工程となることと、ラジカル効率が悪いた
め照射必要線量が多くなりポリマーの劣化を招く欠点が
ある。また、予め多官能性モノマーをポリマーと混練し
、その後活性エネルギー線を照射することにより表面の
濡れ性を向上させる方法が開示されている（特開昭６０
−１０１１２４）。しかし、この方法も２工程からなっ
ており必ずしも容易ではなく、接着時ポリマー表面にシ
ラン化合物を移行させるのに１２０℃以上の温度を必要
とし、使用する多官能性モノマー量も比較的多いもので
ある。また、この方法においては成形体など肉厚のポリ
マーについての照射は困難である。特にこの場合使用す
る有機シラン量は多量になる。

有機シランを活性エネルギー線照射しポリマー表面のみ
にグラフト化し、濡れ性と無機材との接着性を向上させ
た報告は無い。

［発明が解決しようとする課題１ 本発明者らは上記の欠点を改善するため研究を重ねた結
果、有機シランを活性エネルギー線照射することにより
、ポリマーにグラフト化し、従来より濡れ性と接着性に
優れ、また、接着時従来より低温で接着効果のあるポリ
マーの改質方法を確立した。

〔課題を解決するための手段Ｊ 本発明は、ポリマーの、表面の濡れ性および、無機材と
の接着性の向上を目的としてなされたものであって１本
発明で使用するポリマーはポリオレフィン（エチレン、
プロピレン、■−ブテンなど炭素数２〜ｌＯのαオレフ
ィンの単独もしくは共重合体）、ポリエステル（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な
ど）、ポリカーボネート、ポリスチレン、などが挙げら
れるがこの限りではない。

このときのポリマーの形状としてフィルム、シート、成
形体、粉体などを挙げることができるがこの限りではな
い。

有機シラン薄膜の形成方法として、刷毛塗装、吹き付は
法、流し塗装、浸せき法、静電塗装法、ローラー塗装法
、などの方法が挙げられるがこの限りではない。

有機シランとして例えば、ビニルトリアルコキシシラン
、アリルトリアルコキシシラン、ジアリルジアルコキシ
シラン、（メタ）アクリロキシプロピルトリアクコキシ
シラン、グリシジルオキシプロピルトリアルコキシシラ
ン、３−メルカプトプロピルトリメトキシシラン等が挙
げられるがこの限りではない。

有機シランの量としてポリマーの表面積１ｒｆに対し０
．０００１〜ｌログラムであり、好ましくは０．０００
５〜５グラムである。このときの有機シラン層の膜厚は
０゜００１−１０μの間が望ましい。

有機シランは単独で用いても良いが、不飽和結合を有す
るアルコキシシランに対して不活性な溶媒で稀釈して用
いてもよい。稀釈可能な溶媒の例として炭化水素系（シ
クロヘキサン、オクタン、トルエンなど）、エーテル系
（ジオキサン、　ｎ　−プロピルエーテルなど）、エス
テル系（酢酸エチル、酢酸ブチルなと）が挙げられるが
この限りではない。

また、活性エネルギー線の種類は特に制限はな（、例え
ば電子線、γ−線等が有効である。照射線量は０．１〜
５０Ｍｒａｄの範囲で好ましくは０．５〜３０Ｍｒａｄ
である。

活性エネルギー線照射時の温度は室温付近が望ましいが
その限りではない。

尚、活性エネルギー線照射は不活性雰囲気中で行うほう
が望ましいが、必ずしも厳密である必要はない。

〔実施例〕

本発明のポリマー改質方法はポリマー表面の濡れ性と接
着性の向上について特に有効であり、その場合について
説明する。

実施にあたり電子線照射機はＥＳＩ社製（加速電圧１６
５ＫｅＶ　）を使用した。

濡れ性試験方法はＪＩＳ　Ｋ−６７６８に準じた。

接着性試験方法として１５ｍｍｘ　１５０ｍｍに切断し
た各サンプルフィルムとアルミニウム箔を５０＋＋ｍだ
け重なるようにずらして重ね合わせ、　１００℃、１０
ｋｇ／　ｃ　ｒｒ？、の条件で１５分間プレスする。

プレス片を引張り試験機にかけ、つかみ間隔を１０ｃｍ
としＩ［１ｃｍ／ｍｉｎの速度で引っ張り、その最大加
重を剥離強度とする。

実施例１ 高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）（厚さ２０μ、面積２
２５ｃｒｎ”）にパーコーター＃４を用い、有機シラン
化合物としてアリルトリエトキシシラン（ＴＥＡＳ）の
５重量％オクタン溶液を、２．０μの（有機シランとし
て０．１μ）膜厚で塗布し、５分間風乾した後電子線を
５．　ＯＭｒａｄ照射した。

実施例２〜３ 照射線量をそれぞれ１．０．１０．　ＯＭｒａｄとし他
は実施例１と同様に行った。

実施例４〜５ 有機シランのオクタン溶液をそれぞれ２５重量％、０．
５重量％を、有機シランとしての膜厚０．５μ、０．０
１μで塗布し他は実施例１と同様に行った。

実施例６〜８ 有機シランとしてビニルトリメトキシシラン（ＶＴＭＳ
）　、ジアリルジメトキシシラン（ＤＡＤＭＳ）、メタ
アクリロキシプロピルトリメトキシシラン（ＡＰＴＭＳ
）を用い、他は実施例１と同様に行った。

実施例９〜１０ ＨＤＰＨの厚さを３００　ｕ、２．０ｃｏ＋とじ他は実
施例１と同様に行った。

実施例１１九１５ 使用するポリマーを低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）（
１００μ）、ポリプロピレン（ｐｐ）　　（ｓ。

μ）、ポリエステル（ＰＥＴ）（１００μ）、エチレン
−プロピレンブロック共重合体（ＨＩＰＰ）（６０μ）
、ポリカーボネート（ＰＣ）（１００μ）を用い他は実
施例１と同様に行った。

その表面張力測定結果を第１表に示す。

照射前と照射後の表面張力の差が実施例では２〜９ｄｙ
ｎｅ　／　ｃｍ上昇し、濡れ性の向上が確認されている
が、比較例では全（変化がない。

（以下余白） ここで各々のフィルムについて濡れ性の良好であった実
施例、ｌ、１１．１２．１３．１４について接着性試験
を行った。その結果を第２表に示す。

第２表 比較例として用いた各サンプルフィルムの未処理品の剥
離強度はほぼＯに近い値である。

実施例では各サンプル共第２表に示した剥離強度を与え
たが、比較例では接着性は全く認められなかった。

〔発明の効果］ 本発明によるポリマー改質方法は応用用途として、金属
箔とのラミネート、アスベスト代替材料、印刷可能なフ
ィルムなどの大きな可能性が有る。また、種々のポリマ
ー成形体の表面改質に応用できる非常に有効な改質方法
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ポリマー表面に有機シランの薄膜を形成し、活性エネル
   ギー線を照射することを特徴とするポリマー表面の改質
   方法。