JPH08188679A - 接着性樹脂組成物ならびにその積層体およびその製造方法 - Google Patents
接着性樹脂組成物ならびにその積層体およびその製造方法Info
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Landscapes
- Laminated Bodies (AREA)
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- Adhesives Or Adhesive Processes (AREA)
Abstract
高ドローダウン性、良好な感熱接着性、良好なカレンダ
ー成形性を有し、かつ、ポリアミド、アルミ箔、特にポ
リエステルからなる基材への強力な接着性を具備した接
着性樹脂組成物および該接着性樹脂組成物を用いた積層
体を提供することを目的とする。 【構成】 (A)メルトフローレートが0.1〜30g
/10分であるポリオレフィン、及び(B)分子内にエ
ポキシ基を2個以上有し、分子量が3000以下である
エポキシ化合物からなり、(A)成分+(B)成分に対
する(B)成分の含量が0.01〜5重量%である接着
性樹脂組成物。
Description
性、低ネックイン性、高ドローダウン性、良好な感熱接
着性、良好なカレンダー成形性を有し、かつ、ポリエス
テル、ポリアミド、金属箔等、特にポリエステルからな
る基材への強力な接着性を具備した接着性樹脂組成物お
よび該接着性樹脂組成物からなる層を有する積層体に関
する。かかる積層体は、食品包装等の各種包装材として
用いられる。
性に優れ、押出加工が容易であることから、単層のフィ
ルム、シートあるいは成形容器用材料として用いられる
だけでなく、各種樹脂フィルムまたはシート、アルミ箔
等の金属箔、紙等との積層体としても広く用いられてい
る。しかし、ポリオレフィンは本来非極性であり、異種
材料、特に極性を有した材料に対して接着しにくいとい
う欠点を有している。したがって、ポリオレフィンを用
いて多層積層体を形成するためには、種々の方法が提案
されている。
層体を製造するためには、ポリエチレン単独ではなく、
変性ポリオレフィンを用いた次のような方法が行われて
いる。 (1)不飽和カルボン酸またはその誘導体をポリオレフ
ィンにグラフト重合してえられる変性ポリオレフィン、
エチレンと不飽和カルボン酸またはその誘導体とを共重
合してえられるエチレン共重合体、あるいは、これらの
重合体とポリオレフィンとからなる組成物とポリアミド
樹脂とを溶融させてダイから押出して積層体を得る、い
わゆる共押出による方法、(2)ポリアミドフィルムを
予め作成しておき、その上にポリエチレンと上記重合体
とのブレンド物を押出ラミネート(コーティング)する
方法、(3)ポリオレフィンと上記重合体とをポリアミ
ドフィルム上に共押出ラミネートする方法。また、ポリ
エチレンとポリエステルとの積層体を製造するために
は、グリシジルメタクリレートやアリルグリシジルエー
テル等をポリオレフィンにグラフトしたり、エチレンと
共重合させてえられる重合体を用いて、ポリエステルと
の共押出成形やポリエステルフィルム等の基材に押出ラ
ミネート成形する方法が提案されている。
接着強度が得られても、フィルム、シート、紙等の基材
にラミネートするラミネート成形方法の場合には充分な
接着強度を付与することができない。特にポリエステル
系の基材に対しては接着強度の強い積層体をえることは
困難である。
を上げる方法があるが、かかる重合体は熱安定性が悪
く、分解反応が起こるため、成形時には臭い、発煙の問
題があり、また、積層体製品にも臭いが残る問題があ
る。
材にコロナ放電をかける方法もある。しかし、この場合
は特別の装置を別途準備する必要があり、基材との接着
強度も充分でない。
た樹脂にオゾンを吹きつけて表面を酸化させるオゾン処
理法等が行われている。オゾン処理は低温で接着を必要
とする面だけを酸化させることができる利点がある(特
開昭57−157724公報)。しかし、オゾンには臭
気、腐食性等の問題があり、まだその利用が限られてお
り、また接着強度のレベルもまだ不充分であり、特に積
層体が吸湿することによって、接着強度が大幅に低下す
るといった問題がある。
確実な方法として、アンカーコート材と呼ばれる接着剤
を併用する方法がある。この方法は基材とラミネート樹
脂の間に接着層を介在させる方法であり、接着剤として
は、ポリエチレンイミン等のイミン系、ウレタン系等の
接着剤が用いられ、一般には、高い接着強度を発現する
ウレタン系接着剤が広く用いられている。しかし、この
方法では、高い接着強度が得られるものの、コーティン
グ工程が煩雑であり、また、有機溶剤を用いるため、安
全上あるいは労働環境上の問題もある。更に、アンカー
コート液の調製、ロールに付着したアンカーコート剤の
拭き取りが必要であることなど、作業効率を大きく低下
させる問題がある。
なく、高速成形性、薄肉成形性、低ネックイン性、高ド
ローダウン性、良好な感熱接着性、良好なカレンダー成
形性を有し、かつ、ポリエステル、ポリアミド、アルミ
箔等、特にポリエステルからなる基材への強力な接着性
を具備した接着性樹脂組成物および該接着性樹脂組成物
からなる層を有する積層体の提供を課題とする。
行った結果、ポリエチレンに、エポキシ基を有した特定
の化合物を配合することによって、上記課題を解決でき
ることを見出し、本発明に至った。即ち、本発明は
(1)(A)メルトフローレートが0.1〜30g/1
0分であるポリオレフィン、及び(B)分子内にエポキ
シ基を2個以上有し、分子量が3000以下であるエポ
キシ化合物からなり、(A)成分+(B)成分に対する
(B)成分の含量が0.01〜5重量%である接着性樹
脂組成物、(2)該接着性樹脂組成物からなる層と、該
層に直接接触する基材とからなる、少なくとも2層から
なる積層体、(3)該積層体を、押出ラミネート法、感
熱接着法、カレンダー加工法のいずれかの方法により製
造する方法を提供するものである。以下、本発明を詳細
に説明する。
フィンは、エチレンまたは炭素数が3〜16のα−オレ
フィンの単独または共重合体であり、分岐状低密度ポリ
エチレン(以下、LDPEという)、直鎖状低密度ポリ
エチレン(以下、LLDPEという)、中・高密度ポリ
エチレン(以下、HDPEという)、エチレンと酢酸ビ
ニルおよび/または(メタ)アクリル酸エステルとの共
重合体、プロピレン系重合体等が例示され、特にLDP
Eが好ましい。これらのポリオレフィンは単独でも、2
種以上を用いることもできる。
圧の高圧下でパーオキサイド等の遊離基発生剤の存在下
で重合させて得られ、多くの長鎖分岐を有することを特
徴の一つとし、そのために優れた押出成形性を保持する
ことが知られている。重合に用いられる反応器はオート
クレーブあるいはチューブラータイプのいずれであって
もよい。
グラー触媒、メタロセン触媒、フィリップス触媒等とよ
ばれる触媒を用いてエチレンを単独重合させたり、エチ
レンと炭素数3〜16のα−オレフィンとを共重合させ
て得ることができる。一般には中・低圧法で製造される
が、高圧法で製造することもでき、気相法、溶液法、ス
ラリー法等のいずれの方法でも製造される。
タ)アクリル酸エステルとの共重合体は、一般に、LD
PEと同様パーオキサイド等の遊離基発生剤の存在下で
重合させて得られる。
単独重合体、あるいはプロピレンとエチレン、または炭
素数が4〜16のα−オレフィンとのランダムあるいは
ブロック共重合体が挙げられる。
IS K6758による。ポリエチレン系樹脂は190
℃における、またポリプロピレン系樹脂は230℃にお
ける測定値を示し、以下MFRという)は0.1〜30
g/10分であり、1〜15g/10分が好ましい。M
FRが0.1g/10分未満では高速成形性と薄肉成形
性に劣り、30g/10分を超えるとヒートシール強
度、ネックイン特性が低下する。
化合物は分子内に少なくとも2個以上のエポキシ基(オ
キシラン基)を含む分子量3000以下の多価エポキシ
化合物である。エポキシ化合物は分子内に少なくとも2
個以上のエポキシ基(オキシラン基)を含むことが必要
であり、エポキシ基が分子内に1個では、本発明の目的
とする基材との接着性に効果がない。エポキシ化合物の
分子量は3000以下が必要であり、1500以下が好
ましい。分子量が3000を超えると組成物にした際
に、十分に高い接着強度が得られない。
シジルエステル、イソフタル酸ジグリシジルエステル、
テレフタル酸ジグリシジルエステル、アジピン酸ジグリ
シジルエステル、トリメチロールプロパンポリグリシジ
ルエーテル、ポリグリセロールポリグリシジルエーテ
ル、ペンタエリスリトールポリグリシジルエーテル、ブ
タンジオールジグリシジルエーテル、水添ビスフェノー
ルAジグリシジルエーテル、フェノールノボラックポリ
グリシジルエーテル、エポキシ化植物油等が挙げられ、
なかでも、ポリエステル基材に対する接着性付与につい
てはエポキシ化植物油が好適である。ここで、エポキシ
化植物油とは、天然植物油の不飽和二重結合を例えば過
酸を用いてエポキシ化したものであり、エポキシ化大豆
油、エポキシ化オリーブ油、エポキシ化サフラワー油、
エポキシ化コーン油、エポキシ化亜麻仁油等を挙げるこ
とができる。エポキシ化植物油は、例えば旭電化工業
(株)のO−130P(エポキシ化大豆油)、O−18
0A(エポキシ化亜麻仁油)等として、市販されてい
る。なお、植物油をエポキシ化する際に若干副生するエ
ポキシ化されていないか、エポキシ化が不十分な油分の
存在は本発明の趣旨・本質をなんら妨げるものではな
い。
(A)成分+(B)成分に対する含量が0.01〜5重
量%であり、0.01〜0.9重量%が好ましい。
(B)成分の添加量が0.01重量%未満では基材との
接着強度向上が充分でなく、また5重量%を超えると接
着強度は向上するものの、成形体が臭いを発する等の問
題が発生し、好ましくない。
は、ポリ塩化ビニル等のポリマーの安定剤あるいは可塑
剤として用いられ、あるいは、カルボン酸基あるいはカ
ルボン酸の誘導体基を分子内に含むような高分子化合物
に添加して架橋剤として用いる技術も開示されている
(特開昭60−112815)。しかし、これらのエポ
キシ化合物が、極性を有しないポリエチレンに単にブレ
ンドする等の樹脂組成物にすることにより、基材、特に
ポリエステルからなる基材に対して極めて強力な接着向
上効果をもたらすことは予想もされないことであった。
この接着性向上の理由は、必ずしも明らかではないが、
ポリオレフィンの溶融成形時に押出機内あるいはTダイ
等から押出された際に空気と触れる中で、ポリオレフィ
ンが空気酸化され、この酸化の過程でエポキシ化合物と
反応し、まずエポキシ化合物がポリエチレンにグラフト
され、このグラフトされたエポキシ化合物の分子内に残
っている未反応のエポキシ基が基材(被着体)の官能基
(アミノ基、カルボキシル基、カルボニル基等)と反応
するためと推定される。ポリエステルに対しては、エポ
キシ化植物油が特に有効である。
能基を有するオレフィン系重合体は必須成分ではない
が、添加することにより接着性をさらに向上させること
ができる。
ルボキシル基またはその誘導体、アミノ基、フェノール
基、水酸基、チオール基等が挙げられる。この中でも反
応性と安定性のバランスから、酸無水物基、カルボキシ
ル基およびカルボン酸金属塩からなる群から選ばれた少
なくとも1種の基を分子内に有することが好ましい。エ
ポキシ基と反応する官能基の導入方法としては主として
共重合法とグラフト法があげられる。
と反応する官能基を有するオレフィン系重合体として
は、エチレンと共重合可能な化合物とエチレンとの多元
共重合体が挙げられる。
合物としては、(メタ)アクリル酸等のα,β−不飽和
カルボン酸、(メタ)アクリル酸ナトリウム塩等のα,
β−不飽和カルボン酸金属塩、無水マレイン酸、無水イ
タコン酸、無水シトラコン酸等の不飽和カルボン酸無水
物、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)
アリルアルコール等の水酸基含有化合物、アリルアミン
等の不飽和アミノ化合物等が例示されるがこの限りでは
ない。更に、これらの不飽和化合物に加えて(メタ)ア
クリル酸エステル、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル等
のビニルアルコールエステル等を共重合させて用いるこ
ともできる。これらの化合物は、エチレンとの共重合体
において、2種以上を混合して用いることができる。ま
た、これらの化合物とエチレンとの共重合体は、2種以
上を併用することもできる。
な官能基を導入したポリオレフィンは、ポリオレフィン
とラジカル発生剤と変性用の化合物とを溶融もしくは溶
液状態で作用させて製造するのが一般的である。
は、LDPE、LLDPE、HDPE、ポリプロピレ
ン、プロピレン−エチレン共重合体、プロピレン−ブテ
ンー1共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチ
レン−(メタ)アクリル酸エステル共重合体、エチレン
−酢酸ビニル−(メタ)アクリル酸エステル共重合体等
の単独もしくは2種以上の混合物が挙げられる。また、
例えばエチレン−(メタ)アクリル酸エステル−無水マ
レイン酸共重合体のように酸あるいはその誘導体を既に
含むような共重合体を更にグラフト変性したものを用い
ても何ら差し支えない。
はないが、一般に有機過酸化物が用いられ、中でも特に
反応性と取り扱いの容易さからジクミルパーオキサイ
ド、2,5−ジメチル−2,5−ビス(t−ブチルパー
オキシ)ヘキサン、1,3−ビス(2−t−ブチルパー
オキシイソプロピル)ベンゼン、ベンゾイルパーオキサ
イドが有用な具体例として挙げられる。
レンと共重合可能な化合物と同様の不飽和化合物が用い
られ、酸あるいはその無水物基、その金属塩基、エステ
ル、アミノ基、水酸基等、および、ラジカル反応可能な
不飽和基を有していれば基本的には使用可能である。変
性用の不飽和化合物としては、(メタ)アクリル酸等の
不飽和カルボン酸、(メタ)アクリル酸ナトリウム塩等
不飽和カルボン酸金属塩、無水マレイン酸、無水イタコ
ン酸、無水シトラコン酸等の不飽和カルボン酸無水物、
ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、(メタ)アリ
ルアルコール等不飽和水酸基含有化合物、アリルアミン
等の不飽和アミノ化合物等が例示されるがこの限りでは
ない。
能基を有するオレフィン系重合体の使用量は、一般に
(A)成分+(B)成分+(C)成分に対し30重量%
未満であり、2〜25重量%が好ましく、5〜20重量
%が特に好ましい。30重量%以上添加しても効果はあ
るものの、経済的でない。
用の添加剤、例えば可塑剤、滑剤、各種安定剤、ブロッ
キング防止剤、帯電防止剤、染料、顔料、各種充填剤な
どを添加してもよい。
記各成分を、ヘンシェルミキサー、リボンミキサー等に
より混合するか、混合したものをさらにオープンロー
ル、バンバリーミキサー、ニーダー、押出機などを使用
して混練する方法を適宜利用すればよい。混練の温度
は、通常110〜350℃であり、120〜300℃が
好ましい。
接着性が良好なため、積層体として使用される。基材と
してはポリアミド6、ポリアミド66、ポリアミド6・
66、ポリアミド12等のポリアミド、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、エチレン酢酸ビニル共重合体鹸化物(以下、E
VOHという)等の熱可塑性樹脂のフィルムまたはシー
ト、シリカあるいはアルミニウムを蒸着した樹脂フィル
ム、鉄、アルミ等の金属箔、紙等一般にフィルムまたは
シートとして用いられているものを使用でき、形状は、
織布、不織布、板状のようなものであっても差し支えな
い。これらの基材の中でもポリアミド、ポリエステルの
フィルムまたはシート、アルミ箔が好ましく、ポリエス
テルのフィルムまたはシートが特に好ましい。またこれ
らの基材に対しては、コロナ処理、フレーム処理、プレ
ヒート処理、プラズマ処理等を行ってもよい。
が、接していることが必要であるが、接着性樹脂層ある
いは基材上にさらに他の層を有していてもよいことはい
うまでもない。
積層体を成形するには、押出ラミネート成形、共押出成
形、感熱接着法、カレンダー成形法等を用いることがで
きる、特に押出ラミネート成形においては従来法に比べ
て著しい接着強度の改善が図られ好ましい。本発明の積
層体を共押出法で製造する場合、共押出用の樹脂として
は、例えばポリアミド、ポリエステル、EVOH等が例
示されるがこの限りではない。
て、ポリオレフィンが酸化される温度で成形することが
好ましい。成形温度は成形速度との関係で一該には限定
できないが、ポリエチレン系樹脂の場合は、一般に12
0℃以上であり、200〜400℃が好ましく、280
〜340℃が特に好ましい。また、ポリプロピレン系樹
脂の場合は、一般に170℃以上であり、200〜35
0℃が好ましく、240〜320℃が特に好ましい。こ
こで、成形速度は押出機内での滞留時間、あるいは溶融
状態で空気と接している時間に影響するため、ポリオレ
フィンの酸化に関係するのである。
ゾンまたは酸素処理を行うと、より低温度で成形が可能
である。ここで、オゾンまたは酸素処理とは、ダイから
でた樹脂に酸素ガスもしくはオゾンガスを吹きつけて樹
脂の表面を酸化させる方法をいう。更に押出しラミネー
ト成形によって製造された積層体を,20〜160℃、
好ましくは30〜80℃の温度で熱処理することによ
り,接着強度の更なる向上を図ることが出来,この熱処
理を必要に応じて行うことができる。
らに詳細に説明する。なお、実施例及び比較例の各物性
値は、下記の方法に準じて測定した。 (1)高速成形性 押出機:90mmφ(50rpm)、Tダイ幅750m
m、エアギャップ120mmに設定し、温度300℃で
引取速度を増速し、膜切れの起こる速度(m/分)で評
価した。 (2)ネックイン 上記装置により、膜厚み20μm 、引取速度200m/
分で成形し、基材上のコート幅を測定し、ダイ幅との差
(mm)で評価した。 (3)接着強度 押出機:90mmφ(30rpm)、Tダイ幅750m
mに設定し、基材に2軸延伸されたポリアミド6フィル
ム、ポリエチレンテレフタレートフィルムを用いて、所
定の温度で、成形速度200m/分でラミネート成形し
積層フィルムを得た。この積層フィルムを吸湿処理(3
0℃で24時間、水浸漬)を行ったものをサンプルとし
た。このラミネートサンプルをポリアミド6またはポリ
エチレンテレフタレートフィルムとラミネート膜との界
面で剥離し、サンプル幅15mm、剥離速度300mm
/分、180度剥離での剥離強度をもって接着強度とし
た。 (4)臭い 押出機:90mmφ(50rpm)、Tダイ幅750m
mに設定し、所定の温度でフィルムを成形した。下記の
LD4を300℃で成形して臭いの比較標準として用い
た。すなわち、得られたフィルム100gをガラス瓶に
詰め密栓し、これを60℃で4時間加熱、室温まで徐冷
し、開栓し臭いをかいだ。比較標準としてのLDPEの
臭いを基準として、同等の臭いレベルであり実用上問題
ない場合を○、少しきついが実用上問題ない場合を△、
著しくきつく実用上問題がある場合を×とし3段階で評
価した。臭いの比較標準としてのLDPEは下記のLD
4を用いた。
は、以下のポリエチレンを用いた。 LD4:MFR4.0g/10分、密度0.921g/
cm3 のLDPE LD19:MFR18.7g/10分、密度0.919
g/cm3 のLDPE LD35:MFR35g/10分、密度0.918g/
cm3 のLDPE
以下のものを用いた。 B−1:エポキシ化大豆油(旭電化工業(株)製O−1
30P) B−2:エポキシ化亜麻仁油(旭電化工業(株)製O−
180A) B−3:フタル酸ジグリシジルエステル
る C−1:グリシジルメタクリレートの含有量が12%、
数平均分子量が10000であるエチレン−グリシジル
メタクリレート共重合体(高圧法により製造した) C−2:メタクリル酸の含有量が8重量%、MFRが8
g/10分であるエチレン−メタクリル酸共重合体(三
井・デュポン ポリケミカル(株)社製、ニュークレル
0908C)
−1 0.5重量%とからなる組成で、各成分をヘンシ
ェルミキサーで混合後、40mm同方向2軸押出機を用
いて180℃で混練りして接着性樹脂組成物を製造し
た。得られた接着性樹脂組成物および基材としてポリエ
チレンテレフタレートフィルムを用いて、90mmφ押
出し機(30rpm)により、Tダイ幅750mm、所
定の温度で、成形速度200m/分でラミネート成形
し、積層フィルムを得た。評価結果は表1に示すとお
り、高速成形性、ネックイン、接着強度、臭い共に良好
であった。
実施例1と同様に接着性樹脂組成物を製造し、ラミネー
ト積層フィルムを得た。評価結果は表1に示すとおり、
いずれも高速成形性、ネックイン、接着強度、臭い共に
良好であった。
1と同様にラミネート積層フィルムを得たが、接着強度
が低かった。
施例1と同様に接着性樹脂組成物を製造し、ラミネート
積層フィルムを得た。評価結果は表1に示すとおり、成
形できないか、高速成形性、ネックイン、臭いが悪かっ
た。
1と同様に接着性樹脂組成物を製造し、ラミネート積層
フィルムを得た。評価結果は表1に示すとおり、接着強
度が悪かった。
レンダー成形法等の手法により、特にポリアミドやポリ
エステルからなる基材に良好な接着性を有する安価なポ
リエチレン系接着性樹脂組成物による積層体を得ること
ができ産業上有用である。
Claims (8)
- 【請求項1】 (A)メルトフローレートが0.1〜3
0g/10分であるポリオレフィン、および(B)分子
内にエポキシ基を2個以上有し、分子量が3000以下
であるエポキシ化合物からなり、(A)成分+(B)成
分に対する(B)成分の含量が0.01〜5重量%であ
る接着性樹脂組成物。 - 【請求項2】 (A)メルトフローレートが0.1〜3
0g/10分であるポリオレフィン、(B)分子内にエ
ポキシ基を2個以上有し、分子量が3000以下である
エポキシ化合物、および(C)エポキシ基と反応する官
能基を有するオレフィン系重合体からなり、(A)成分
+(B)成分に対する(B)成分の含量が0.01〜5
重量%であり、(C)成分の含量が30重量%未満であ
る接着性樹脂組成物。 - 【請求項3】 (A)ポリオレフィンが分岐状低密度ポ
リエチレンであることを特徴とする請求項1または請求
項2記載の接着性樹脂組成物。 - 【請求項4】 (B)エポキシ化合物が、エポキシ化植
物油であることを特徴とする請求項1〜3のいずれか1
項に記載の接着性樹脂組成物。 - 【請求項5】 (C)エポキシ基と反応する官能基を有
するオレフィン系重合体が、酸無水物基、カルボキシル
基およびカルボン酸金属塩からなる群から選ばれた少な
くとも1種の基を分子内に有するポリオレフィン系樹脂
であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に
記載の接着性樹脂組成物。 - 【請求項6】 請求項1〜5のいずれか1項に記載の接
着性樹脂組成物からなる層と、該層に直接接触する基材
とからなる、少なくとも2層からなる積層体。 - 【請求項7】 基材がポリエステル、ポリアミド、アル
ミからなるフィルムまたはシートである請求項6記載の
積層体。 - 【請求項8】 請求項6または請求項7記載の積層体
を、押出ラミネート法、感熱接着法、カレンダー加工法
のいずれかの方法により製造する方法。
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| EP95115169A EP0721975B1 (en) | 1995-01-12 | 1995-09-26 | Adhesive resin composition and laminate thereof and production process of laminate |
| DE69514902T DE69514902T2 (de) | 1995-01-12 | 1995-09-26 | Klebstoffzusammensetzung und darauf basierendes Laminat und Herstellungsverfahren des Laminates |
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