JP2001300981A - 接着性改質剤配合ポリオレフィン系組成物を用いた二色成形体およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 接着性を向上させたポリオレフィン組成物と
熱可塑性エラストマーとの二色成形体およびその製造方
法を提供する。 【解決手段】 オレフィン系ポリマーと接着性改質剤と
をブレンドしたポリオレフィン組成物１と、スチレン系
エラストマー２とを順次射出成形して二色成形体とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、接着性の向上を図
ったポリオレフィン系組成物と熱可塑性エラストマーと
の二色成形体およびその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ポリプロピレンやポリエチレンなどのポ
リオレフィンは結晶性が高く、その成形品は他の材料と
の接着性が悪いので、従来から接着性を高める技術が検
討されている。

【０００３】例えば、ポリプロピレン成形品の表面に粘
着剤を付与して剥離強度を高めたり、ポリプロピレン成
形品の表面をプラズマ等で表面処理して接着性を向上さ
せたりする技術、表面に接着性を有する物質をコーティ
ングする技術、又はポリプロピレン成形品の表面を溶融
させて粗して接着性を高める技術等が知られている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た各技術を用いても十分な剥離強度は得られないという
問題がある。また、表面を粗す技術に粘着性を有する材
料の塗布や接着性物質のコーティングなどの技術を組み
合わせることも考えられるが、処理工程が増大し、製造
コストが大きく上昇するという問題がある。

【０００５】本発明はこのような事情に鑑み、接着性を
向上させたポリオレフィン組成物と熱可塑性エラストマ
ーとの二色成形体およびその製造方法を提供することを
課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の第１の態様は、オレフィン系ポリマーと接着性改質
剤とをブレンドしたポリオレフィン組成物と、スチレン
系エラストマーとを順次射出成形してなることを特徴と
する二色成形体にある。

【０００７】本発明の第２の態様は、第１の態様におい
て、前記接着性改質剤として変性ポリエチレン、ポリエ
チレン−ポリプロピレン共重合体、および変性スチレン
系エラストマーから選択された少なくとも一種をブレン
ドしたポリオレフィン組成物を用いたことを特徴とする
二色成形体にある。

【０００８】本発明の第３の態様は、第１又は２の態様
において、前記接着性改質剤が、前記オレフィン系ポリ
マーよりも粘性が高いことを特徴とする二色成形体にあ
る。

【０００９】本発明の第４の態様は、第１〜３の何れか
の態様において、前記接着性改質剤が、前記オレフィン
系ポリマーよりも高分子量であることを特徴とする二色
成形体にある。

【００１０】本発明の第５の態様は、第１〜４の何れか
の態様において、前記接着性改質剤が、前記オレフィン
系ポリマーの成形体の表面に偏在していることを特徴と
する二色成形体にある。

【００１１】本発明の第６の態様は、第１〜５の何れか
の態様において、前記接着性改質剤が、前記オレフィン
系ポリマー１００重量部に対して、１〜３０重量部配合
されたポリオレフィン組成物を用いたことを特徴とする
二色成形体にある。

【００１２】本発明の第７の態様は、第１〜６の何れか
の態様において、前記オレフィン系ポリマーが、ポリプ
ロピレンおよびポリエチレンから選択されたことを特徴
とする二色成形体にある。

【００１３】本発明の第８の態様は、オレフィン系ポリ
マーと接着性改質剤とのブレンドしたポリオレフィン組
成物を用いてポリオレフィン射出成形体を成形する工程
と、このポリオレフィン射出成形体を保持した金型内に
スチレン系エラストマーを順次射出成形して二色成形体
を成形する工程とを具備することを特徴とする二色成形
体の製造方法にある。

【００１４】本発明の第９の態様は、第８の態様におい
て、前記接着性改質剤として変性ポリエチレン、ポリエ
チレン−ポリプロピレン共重合体、および変性スチレン
系エラストマーから選択された少なくとも一種をブレン
ドしたポリオレフィン組成物を用いたことを特徴とする
二色成形体の製造方法にある。

【００１５】本発明の第１０の態様は、第８又は９の態
様において、前記接着性改質剤として、前記オレフィン
系ポリマーよりも粘性が高いものを用いることを特徴と
する二色成形体の製造方法にある。

【００１６】本発明の第１１の態様は、第８〜１０の何
れかの態様において、前記接着性改質剤として、前記オ
レフィン系ポリマーよりも高分子量のものを用いたこと
を特徴とする二色成形体の製造方法にある。

【００１７】本発明の第１２の態様は、第８〜１１の何
れかの態様において、前記接着性改質剤が、前記オレフ
ィン系ポリマーの成形体の表面に偏在していることを特
徴とする二色成形体の製造方法にある。

【００１８】本発明の第１３の態様は、第８〜１２の何
れかの態様において、前記接着性改質剤が、前記オレフ
ィン系ポリマー１００重量部に対して、１〜３０重量部
配合されたポリオレフィン組成物を用いたことを特徴と
する二色成形体の製造方法にある。

【００１９】本発明の第１４の態様は、第８〜１３の何
れかの態様において、前記オレフィン系ポリマーが、ポ
リプロピレンおよびポリエチレンから選択されたことを
特徴とする二色成形体の製造方法にある。

【００２０】かかる本発明で用いるポリオレフィン組成
物は、接着性改質剤が配合されているので、通常では接
着されないとされている熱可塑性エラストマーと、界面
に接着剤や粘着剤を塗布することなく接着することがで
きる。すなわち、ポリオレフィン組成物にブレンドされ
ている変性ポリエチレン、ポリエチレン−ポリプロピレ
ン共重合体、あるいは変性スチレン系エラストマーのよ
うな接着性改質剤は、基本的にはポリオレフィンと相溶
しないが、ポリオレフィン成形品と熱可塑性エラストマ
ー成形品との界面で接着剤として作用し、両者の間に分
散力又は分子間力などによる接着力が発生すると推察さ
れる。また、これら接着性改質剤はポリオレフィンと相
溶しないので、成形品表面近傍に偏在し、界面での接着
剤として有効に作用すると推察される。特に、接着性改
質剤として、前記オレフィン系ポリマーよりも粘性が高
いもの、前記オレフィン系ポリマーよりも高分子量のも
のを用いた場合に、成形品表面近傍に偏在しやすいこと
を知見した。

【００２１】ここで、変性ポリエチレンは、特に、メチ
ルアクリレート基修飾ポリエチレン、すなわち、ポリエ
チレンの水素を部分的に、例えば、２０％〜３０％程
度、メチルアクリレート基で置換したものが好ましい
が、これに限定されるものではない。また、変性ポリエ
チレンの代わりに、同様に変性したポリエチレン−ポリ
プロピレン共重合体を用いることもできる。

【００２２】また、変性スチレン系エラストマーは、例
えば、部分的にエポキシ化したスチレン系エラストマー
であるが、これに限定されるものではない。

【００２３】かかる変性ポリエチレン等の接着性改質剤
の配合量は、ポリプロピレン１００重量部に対して、５
重量部以上添加すれば好ましく、好適には、１重量部〜
３０重量部であり、さらに好適には、５〜２０重量部添
加することにより、約２〜３倍以上の剥離強度を得るこ
とができる。

【００２４】かかる変性ポリエチレン等の接着性改質剤
は、二色成形品の成形時に容易に溶融して熱可塑性エラ
ストマーと良好に接着する。この場合、先にポリエチレ
ン組成物を成形し、次いで、熱可塑性エラストマーを成
形する際に、変性ポリエチレン等の接着性改質剤が溶融
する条件とするのが好ましい。この条件は、成形方法、
成形材料により異なるが、例えば、成形型を３０℃程
度、溶融熱可塑性エラストマーの射出成形温度を１６０
〜２５０℃程度にする。一方、この成形条件は、ポリプ
ロピレン自体が溶融するような条件とするのは好ましく
ない。先に成形したポリプロピレン成形品の形状が崩
れ、また、クラック発生等の原因になるからである。

【００２５】このような本発明のポリプロピレン組成物
は、一般的な汎用ポリプロピレンと同様に成形でき、熱
可塑性エラストマー、特に特定のスチレン系熱可塑性エ
ラストマーとの接着性が良好である。すなわち、熱可塑
性エラストマーとしてポリプロピレンに接着性を有する
ものを選択すれば、変性ポリエチレンが存在しない界面
においてもポリエチレンと熱可塑性エラストマーとの接
着が生じ、両者の剥離強度をさらに向上させることがで
きる。これにより、特に接着剤を使用することなく十分
な剥離強度を有する二色成形品が製造できる。

【００２６】このような二色成形は、好ましくは、溶融
した熱可塑性エラストマーの熱でポリプロピレン成形品
の変性ポリエチレンが溶融するような条件で行うのが好
ましい。これにより、ポリプロピレンと熱可塑性エラス
トマーとの界面が荒らされたのと同様な効果が得られ、
さらに接着強度が向上する。

【００２７】このような二色成形品の例として、車載用
のＣＤプレーヤーに用いるＣＤダンパ、ＣＤクランパー
の他、プリンター等に用いられる重送防止パッド、給紙
搬送ロール、スキージーロール、さらには、医療機器用
部材等を挙げることができる。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明を実施例に基づいて
詳細に説明する。

【００２９】汎用ポリプロピレン（融点：１６０℃）１
００重量部に、変性ポリエチレン（部分的に水素をメチ
ルアクリレート基で、置換したもの；エクソン化学社
製；融点：８０℃）５，１０，２０，３０重量部それぞ
れブレンドし、実施例１〜４のポリプロピレン組成物と
した。

【００３０】これに、スチレン系低硬度熱可塑性エラス
トマーを用いて二色成形品を製造した。このとき、熱可
塑性エラストマー成形時の型温度を３０℃、熱可塑性エ
ラストマーの射出温度を２２０℃とした。二色成形品は
図１のようなものであり、長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、
厚さ１．５ｍｍの板状のポリプロピレン成形体１の長手
方向一端から中央部までの長さ２５ｍｍの部分を接着部
としてスチレン系エラストマー成形体２を接着したもの
であり、スチレン系エラストマー成形体２の接着部の厚
さは１．５ｍｍであり、接着部以外の厚さは１ｍｍとし
た。

【００３１】これを用い、ポリプロピレン成形体１の長
手方向片端を固定し、スチレン系エラストマー成形体２
の一端部を直交する方向に引っ張って剥離強度（ｇ）を
測定する９０℃剥離試験を行った結果を表１に示す。比
較のため、変性ポリエチレンを添加しないでポリプロピ
レンのみを用いたもの（比較例１）、変性ポリエチレン
のみを用いたもの（比較例２）についても同様に試験
し、結果を表１に併せて示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】この結果、ポリプロピレンに変性ポリエチ
レンを少なくとも５重量部程度配合すると、剥離強度が
著しく向上することがわかった。

【００３４】ここで、成形体の接着界面近傍の断面を透
過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）で観察したところ、変性ポリ
エチレンの存在を示すラメラが、熱可塑性エラストマー
との界面近傍に長く、太く、多く観察され、界面から離
れるに従って（内側ほど）ラメラの存在が認められなく
なった。

【００３５】この状態を図２に模式的に示す。ポリプロ
ピレン成形体１中に観察された変性ポリエチレンの存在
を示すラメラ３は、スチレン系エラストマー成形体２と
の境界４近傍に太く多く観察され、境界４から離れるほ
ど少なかった。

【００３６】なお、撮影条件は以下の通りであり、１５
万倍で観察した。

【００３７】 撮影装置：透過型電子顕微鏡 （株）日立製作所製 Ｈ−７１００ＦＡ型 加速電圧：１００ｋＶ 切片作製装置：ウルトラミクロトーム ライカ（株）製 ＥＭ−ＵＬＴＲＡＣ ＵＴ・Ｓ 凍結切片作製装置：クライオシステム ライカ（株）製 ＲＥＩＣＨＥＲＴ ＮＩＳＳＥＩ−ＦＣＳ ナイフ：ダイヤモンドナイフ ＤＩＡＴＯＭＥ社製 ＤｉＡＴＯＭＥ ＵＬＴ ＲＡ ＣＲＹＯ ＤＲＹ 染色剤：四酸化ルテニウム 特級 （株）レアメタリック製 四酸化オスミウム 特級 広島和光（株）製

【００３８】また、この剥離した接着面を観察すると、
間欠的に破断繊維の集合体が見られ、これがポリエチレ
ンから形成されていることがわかった。これにより、変
性ポリエチレンが間欠的に相分離しており、成形時に溶
融して、熱可塑性エラストマーとの接着部を形成してい
ることが認められた。ただし、変性ポリエチレンの配合
量が増加すると、変性ポリエチレンとポリプロピレンの
相溶性が良好でないため、変性ポリエチレン−ポリプロ
ピレン間の剥離が起こりやすくなるため、観察される剥
離強度が低下する傾向が見られた。

【００３９】また、ポリオレフィンとしてポリプロピレ
ンの代わりにポリエチレンを用いた以外は上述した実施
例と同様にした場合を下記表２に示す。

【００４０】

【表２】

【００４１】この結果、ポリオレフィンとしてポリプロ
ピレンの代わりにポリエチレンを使用しても剥離強度が
向上する傾向が見られた。

【００４２】次に、接着性改質剤としてメチルアクリレ
ート化ＰＥ（エクソン化学製：ＴＣ１１３）、ＰＥ−Ｐ
Ｐ共重合体（三菱化学製：モディックＰ５０５）及び部
分エポキシ化スチレン系エラストマー（ダイセル化学
製：エポフレンドＡ１０２０）を５重量部配合した場合
について下記表３に示す。

【００４３】

【表３】

【００４４】この結果、ポリプロピレン組成物とスチレ
ン系熱可塑性エラストマーの接着性は、上記のどの改質
剤を配合しても良好になる傾向が見られた。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によると、
本来的には接着できないポリオレフィンと熱可塑性エラ
ストマーとの二色成形体を容易に製造することができ
る。

【００４６】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態で製造した二色成形体の側面
図である。

【図２】透過型電子顕微鏡写真を模式的に示す図であ
る。

【符号の説明】

１ ポリプロピレン成形体 ２ スチレン系エラストマー成形体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｌ 53:02） Ｃ０８Ｌ 53:02） Ｂ２９Ｋ 9:06 Ｂ２９Ｋ 9:06 23:00 23:00 25:00 25:00

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 オレフィン系ポリマーと接着性改質剤と
   をブレンドしたポリオレフィン組成物と、スチレン系エ
   ラストマーとを順次射出成形してなることを特徴とする
   二色成形体。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記接着性改質剤と
   して変性ポリエチレン、ポリエチレン−ポリプロピレン
   共重合体、および変性スチレン系エラストマーから選択
   された少なくとも一種をブレンドしたポリオレフィン組
   成物を用いたことを特徴とする二色成形体。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、前記接着性改
   質剤が、前記オレフィン系ポリマーよりも粘性が高いこ
   とを特徴とする二色成形体。
4. 【請求項４】 請求項１〜３の何れかにおいて、前記接
   着性改質剤が、前記オレフィン系ポリマーよりも高分子
   量であることを特徴とする二色成形体。
5. 【請求項５】 請求項１〜４の何れかにおいて、前記接
   着性改質剤が、前記オレフィン系ポリマーの成形体の表
   面に偏在していることを特徴とする二色成形体。
6. 【請求項６】 請求項１〜５の何れかにおいて、前記接
   着性改質剤が、前記オレフィン系ポリマー１００重量部
   に対して、１〜３０重量部配合されたポリオレフィン組
   成物を用いたことを特徴とする二色成形体。
7. 【請求項７】 請求項１〜６の何れかにおいて、前記オ
   レフィン系ポリマーが、ポリプロピレンおよびポリエチ
   レンから選択されたことを特徴とする二色成形体。
8. 【請求項８】 オレフィン系ポリマーと接着性改質剤と
   のブレンドしたポリオレフィン組成物を用いてポリオレ
   フィン射出成形体を成形する工程と、このポリオレフィ
   ン射出成形体を保持した金型内にスチレン系エラストマ
   ーを順次射出成形して二色成形体を成形する工程とを具
   備することを特徴とする二色成形体の製造方法。
9. 【請求項９】 請求項８において、前記接着性改質剤と
   して変性ポリエチレン、ポリエチレン−ポリプロピレン
   共重合体、および変性スチレン系エラストマーから選択
   された少なくとも一種をブレンドしたポリオレフィン組
   成物を用いたことを特徴とする二色成形体の製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項８又は９において、前記接着性
    改質剤として、前記オレフィン系ポリマーよりも粘性が
    高いものを用いることを特徴とする二色成形体の製造方
    法。
11. 【請求項１１】 請求項８〜１０の何れかにおいて、前
    記接着性改質剤として、前記オレフィン系ポリマーより
    も高分子量のものを用いたことを特徴とする二色成形体
    の製造方法。
12. 【請求項１２】 請求項８〜１１の何れかにおいて、前
    記接着性改質剤が、前記オレフィン系ポリマーの成形体
    の表面に偏在していることを特徴とする二色成形体の製
    造方法。
13. 【請求項１３】 請求項８〜１２の何れかにおいて、前
    記接着性改質剤が、前記オレフィン系ポリマー１００重
    量部に対して、１〜３０重量部配合されたポリオレフィ
    ン組成物を用いたことを特徴とする二色成形体の製造方
    法。
14. 【請求項１４】 請求項８〜１３の何れかにおいて、前
    記オレフィン系ポリマーが、ポリプロピレンおよびポリ
    エチレンから選択されたことを特徴とする二色成形体の
    製造方法。