JPS61211347A - ポリプロピレン樹脂組成物の表面処理方法 - 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辷関する。

〔従来技術及び発明が解決しようどする問題点〕従来よ
り、ポリプロピレン樹脂は耐熱性２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
あった。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５〜６
０重量％を配合した成形品表面を１００ｍＨｇ以下の条
件下、低温プラズマ処理する方法（特開昭５６−８２８
２６号公報）　、（２）ポリエチレンおよびポリプロピ
レンの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
いものであった。

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って
、分子量、メルトインデックス（Ｍｌ）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−オレフィン含有量３０重量％以下の
ランダムポリプロピレン共重合体。

ブロッ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、珪酸カルシウム、珪酸
マグネシウム。

ゼオライト、無水硅酸、カーボンブラックなどが挙げら
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
％重量である。特に本発明にあっては数％の配合によっ
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２着色剤などを適宜添加したものであっても良い。

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−オレフィン共重合体、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、
膜状のフィルム、シート等あるいは所望の異形物に成形
される。ここで、フィ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ｆ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って、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って
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ってその成
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っ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、シートあるいはフィルム等の場合は
加熱ロール、輻射加熱、熱風加熱などで行なえばよい。

また、裏打ちしたフィルムにあっては、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（、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、−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、二酸化炭素ガス、−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ｎ間隙で置かれたナイフ
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って
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９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ン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。

したがって、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ィルムが好ましいが、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ィルム
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ったものである必
要はないが、コロナ放電処理を行なったものであっても
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〜ｌＯ℃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２
Ａ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２Ｂ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
なうこともてきる。

〔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系樹脂組
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
いて必要であっ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（製造することが可能となる。

したがって、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、本発明の詳細な説明する。

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■製、商品名「出光ポリプロＥ１００ＧＭＪ
、ＭＩ０．６ｇ／１０分、密度０．９１ｇ　／ａＪ）か
らなる３００μのシート（Ａ）とエチレン−ビニルアル
コール共重合体（−クラレ、商品名「エバール　ＢＰ−
ＦＩＯＩＪ、エチレン含量３２モル％、Ｍｌｌ、３ｇ／
１０分、密度１．１９ｇ　／　ｃｔｌ　）からなる２０
０μ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？　Ｇｏ、、加熱ロール径３５ｖａφ。

コロナ出カフ　０００　Ｖ、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℃でコロナ処
理時間（Ｓ）　　剥離強度（ｋｇ／１５ｍ’）０．１５
　　　　　　　　２．５ ５４．０ 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った。

【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。 ■・・・・・・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・・・コロナ放電用電源第１図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （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. （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。