JP2004002858A - 共押出しバインダー組成物と、この組成物を接着層として用いた共押出し多層複合材料 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】下記(1)と(2)とから成るバインダー組成物:
(1) エチレン性不飽和結合を有するカルボン酸、その酸無水物および誘導体の中から選択される少なくとも1種のグラフトモノマーを耐衝撃性または結晶性のスチレンのホモポリマー(a)および粘着付与樹脂(d)にグラフトさせて得られるグラフトポリマー(A4):10〜30重量%、
(2) 下記(B1)および(B2)の中から選択されるポリマー(B):70〜90重量%:
(B1) 上記定義のグラフトモノマーをエチレン−酢酸ビニルコポリマーまたはエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマー(c)にグラフトさせて得られるグラフトポリマー、
(B2) エチレンと、α−オレフィンまたは酢酸ビニルまたはアルキル(メタ)アクリレートと、上記定義のグラフトモノマーとのターポリマー。
【選択図】 なし
Description
【産業上の利用分野】
本発明は共押出しバインダー組成物と、この組成物を接着層として用いた共押出し多層複合材料とに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
共押出しで得られる多層複合材料の外側層をポリスチレン、ポリカーボネートまたはポリエステル、特にポリスチレンにしたものは食品容器、例えばヨーグルト、コンポート等のポット型カップや、蓋用の熱成形または熱収縮性のフィルムとして使用されている。
一般に、これらの外側層はエチレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリアミド、ポリエステルアミド、ポリオレフィンまたはこれらポリマーの混合物の層でライニングされているが、これらの層は外側層に対して親和性が低いため、2つの層の間に接着層を設ける必要がある。こうした多層複合材料としては3層複合材料(例えば、ポリエチレン/バインダー/ポリスチレン)または5層複合材料(例えばポリエチレン/バインダー/エチレン−ビニルアルコールコポリマー/バインダー/ポリスチレン)等が挙げられる。
【0003】
複合材料を加熱積層法または樹脂被覆法で作る場合には、バインダーを含む複数の層をポリ(メチルメタクリレート)、ポリスチレン、ポリ(エチレンテレフタレート)等のシート上に押出す。シートへの接着はバインダーによって確実に行われる。このための接着性配合物は種々開発され、文献に記載されている。大抵の場合、この配合物は無水マレイン酸および/またはスチレンをグラフトしたエチレン−酢酸ビニルコポリマーと、グラフトしていないエチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリスチレン、耐衝撃性ポリスチレン、石油樹脂等の他の成分とを組み合わせたものである。
【0004】
下記文献には上記以外の接着性配合物が記載されている。
【特許文献1】米国特許第 4 861 676号明細書
【特許文献2】米国特許第 4 861 677号明細書
下記文献には、25〜45重量%の(メタ)アクリル酸エステルと、5〜30重量%のポリスチレンと、0〜30重量%の他のポリマー(エチレン−酢酸ビニルコポリマーにすることができる)とからなるエチレン−(メタ)アクリル酸エステルコポリマーを40〜95重量%含む混合物に、不飽和カルボン酸またはその誘導体をグラフトさせて得られるバインダー組成物が開示されている。
【特許文献3】フランス国特許第2 677 658号公報
文献記載のいくつかの樹脂は接着性能の点から満足できるものであるが、接着性能にはまだ改良の余地がある。しかも、多層複合材料の切断が確実に行えない場合が非常に多い。一般に、この切断は、熱成形後または充填した容器に蓋を取付けた後に、金属「ポンチ」をテーブルに押圧するか剪断で行われる。この切断が確実に行われないと、熱成形した製品が多層複合材料のシートに付着したままになるため、予定外の生産停止と切断刃の交換が必要になる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の目的は、優れた接着性能、特に公知組成物を上回る接着性能を有するとともに、公知組成物に比べてはるかに容易に切断可能な組成物を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は下記(A) で構成されることを特徴とする共押出しバインダー組成物を提供する:
(A) 下記(A1)〜(A4)の中から選択される少なくとも1種のポリマー:
(A1) エチレン性不飽和結合を有するカルボン酸、これに対応する酸無水物およびこれらの酸および酸無水物の誘導体の中から選択される少なくとも1種類のグラフトモノマーを下記(a)および/または(b)にグラフトさせて得られるグラフトポリマー:
(a) 耐衝撃性または結晶スチレンホモポリマーおよびコポリマー、
(b) スチレン−ジエン弾性ブロックコポリマーおよびその水素化状態のコポリマー (ただし、(b) は(A) または(A+B)の混物合物中の唯一のポリマーではない)、
(A2) 上記定義の少なくとも1種のコポリマー(b)と下記定義の少なくとも1種のポリマー(B1)との混合物、
(A3) 上記定義の少なくとも1種のグラフトモノマーを下記(1)および(2)の混合物に共グラフトさせて得られるグラフトポリマー:
(1) 上記定義の少なくとも1種のポリマー(a)、
(2) エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマー、エチレンホモポリマーおよびエチレン−α−オレフィンコポリマーの中から選択される少なくとも1つ(c)
(ただし、バインダー組成物中の主成分が(A3)の場合には、ポリスチレン含有量が30重量%以下の場合のエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマーはコグラフトされる混合物の40重量%以上であってはならない)
(A4) 上記定義の少なくとも1つのグラフトモノマーを、上記定義の少なくとも1つのポリマー(a) および少なくとも1種の粘着付与樹脂(d) に共グラフトさせて得られるグラフトポリマー、このグラフトポリマーは下記定義の少なくとも1種のポリマー(B1)と混合される、
必要な場合には、下記(B)(C)から選ばれる少なくとも1つをさらに含む:
(B) 下記(B1)および(B2)の中から選択されるポリマー:
(B1) 上記定義の少なくとも1種のグラフトモノマーを、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−α−オレフィンコポリマー、エチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマー、エチレンホモポリマーの中から選択されるポリマー(c) にグラフトさせて得られるグラフトポリマー
(B2) エチレン−α−オレフィンまたは酢酸ビニルまたはアルキル(メタ)アクリレート−上記グラフトモノマー型のモノマーのターポリマー、
(C) 上記定義のポリマー(a)、(b)および(c)。
【0007】
【実施の態様】
本発明組成物に含まれるグラフトポリマー(A1)、(B1)、共グラフトコポリマー(A3)および共グラフト樹脂(d)の各々は、一般に、グラフトされるポリマーまたはポリマー混合物に対してグラフトモノマー由来の単位を0.005〜5重量%含んでいる。グラフトモノマーは(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水イタコン酸、無水マレイン酸または置換基を有する無水マレイン酸、例えばジメチルマレイン酸無水物あるいはエチレン性不飽和結合を有するカルボン酸の塩、アミド、イミドおよびエステル、例えばマレイン酸ナトリウム、マレイン酸二ナトリウム、アクリルアミド、マレイミドおよびジエチルフマレートの中から選択される。無水マレイン酸とマレイン酸が好ましい。
【0008】
グラフトは公知の方法で行うことができ、グラフトすべきポリマーを溶融し、それにグラフトモノマーとポリマーに対して50〜20,000ppm のラジカル重合開始剤とを添加し、混練してグラフトモノマーと開始剤とをポリマー中に均一に分散させ、得られた混合物を押出機中でポリマーの融点よりも高い温度で混練し、得られたグラフトポリマーを成形品、ペレットまたはその他の形状に押出し成形し、それをそのまま用いるか、他のポリマーと混合して多層構造体の共押出しに利用する。
【0009】
グラフトは押出機以外で行うこともできる。可能な一つの方法は溶液中でグラフトする方法であり、これはグラフトすべきポリマーを溶剤に溶かし、これにグラフトモノマーと開始剤とを添加し、80〜150℃の温度でグラフト重合する方法である。
【0010】
フリーラジカル開始剤は当業者に周知の各種のものの中から選択することができ、例としては過酸化物、パーエステル、ヒドロペルオキシドおよびジアゾ化合物を挙げることができる。過酸化物としてはジクミルペルオキシド、ジ−tert−ブチルペルオキシド、ベンゾイルペルオキシド、ラウロイルペルオキシド、α,α’−ビス (t−ブチルペルオキシ−m−イソプロピル)ベンゼン、2,5−ジメチル−2,5− ジ (t−ブチルペルオキシ)ヘキサンおよび2,5−ジメチル−2,5− ジ− (t−ブチルペルオキシ)−3−ヘキシンを挙げることができる。パーエステルとしてはtert− ブチルパーベンゾエートを挙げることができ、ヒドロペルオキシドとしてはt−ブチルヒドロペルオキシドおよびクメンヒドロペルオキシドを、さらにジアゾ化合物としてはアゾビスイソブチロニトリルを挙げることができる。
【0011】
本発明組成物の一般的な定義では、例えばポリスチレンにグラフトし、次いで必要な場合には得られたグラフトポリマーを少なくとも1種の他のポリマー(それ自体グラフト可能)で「希釈」できるということは理解できよう。もう1つの解決法は例えばポリスチレンとエチレン−酢酸ビニルコポリマーに共グラフトする方法である。この方法ではコグラフト後に希釈を行わずに必要な組成物が直接得られるので、製造が簡単になるという利点がある。
【0012】
本発明組成物に含まれるポリマーは、スチレンのホモポリマーおよびコポリマー(結晶性ポリマー)、ゴム成分を含むポリスチレン(耐衝撃性ポリマー)、特に高耐衝撃性ポリマーといわれるもので構成される。
スチレンのコポリマーの例としては、クロロポリスチレン、ポリ−α−メチルスチレン、スチレン−クロロスチレンコポリマー、スチレン−プロピレンコポリマー、スチレン−ブタジエンコポリマー、スチレン−イソプレンコポリマー、スチレン−塩化ビニルコポリマー、スチレン−酢酸ビニルコポリマー、スチレン−アルキルアクリレート(メチル、エチル、ブチル、オクチル、フェニルアクリレート)コポリマー、スチレン−アルキルメタクリレート(メチル、エチル、ブチル、フェニル、メタクリレート)コポリマー、スチレン−α−メチルクロロアクリレートコポリマーおよびスチレン−アクリロニトリル−アルキルアクリレートコポリマーを挙げることができる。これらのコポリマーにおけるコモノマー含有量は通常20重量%以下である。
【0013】
ゴム状成分を含むポリスチレンはブタジエンおよびイソプレン等のゴム成分由来の単位を1〜20重量%含むものである。
コポリマー(b) は、スチレンとブタジエン、イソプレン等のジエンとの共重合で得られる上記ブロックコポリマーである。2ブロックのスチレン−ブタジエンおよびスチレン−イソプレンと、3ブロックのスチレン−ブタジエン−スチレンおよびスチレン−イソプレン−スチレンコポリマーを挙げることができる。これらは直鎖または分岐鎖を有する生成物であり、これらコポリマーは水素化されていてもよい。水素化のベースとしてSBSを使用するかSISを使用するかによってSEBSまたはSEPSが得られる。これらのコポリマーのスチレン含有量は50重量%以下である。スチレン/ジエンの重量比は10/90〜50/50にする。
【0014】
(A3)成分の定義にも含まれるポリマー(c) は下記のものである:
1) 酢酸ビニル含有量が一般に60重量%以下、特に50重量%以下のエチレン−酢酸ビニルコポリマー、
2) エチレンのホモポリマーおよびエチレンと少なくとも1種のα−オレフィンとのコポリマー(これらのコポリマーは通常PE、LDPE、LLDPE、VLDPE、HDPEおよびEPRで表される)。α−オレフィンは一般に3〜12個の炭素原子を有し、特にプロピレン、ブテン−1、4−メチル−ペンテン−1 、ヘキセン−1、オクテン−1およびこれらの混合物の中から選択され、エチレン由来の単位の含有量は一般に40重量%以上であり、ホモポリマーおよびコポリマーの密度は一般に 0.880〜0.970 である、
【0015】
3) エチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマー、特にエチレンと(メタ)アクリレートの含有率が一般に5〜60重量%、好ましくは7〜40重量%のC1〜C12アルキル(メタ)アクリレートとのコポリマー。アルキル(メタ)アクリレートとしてはメチル、エチルおよびブチル(メタ)アクリレートが挙げられる。
【0016】
グラフトまたは共グラフトされる少なくとも1種のポリマーまたはポリマー混合物に接着能を有する少なくとも1種の樹脂(d) の一定量を添加して、本発明の組成物に含まれるグラフト化合物または共グラフト化合物を生成することもできる。
共グラフトされた本発明の共押出しバインダー組成物に含まれる粘着付与樹脂(d) としてはスチレンベースの樹脂、例えばポリ−α−メチルスチレン樹脂、ロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、脂肪族石油樹脂、テルペン、テルペン−フェノール、クマロンおよびクマロン−インデン芳香族樹脂を挙げることができる。これらの樹脂は通常、組成物の40重量%以上にすることはできない。これらの粘着付与樹脂の組成物中での含有量は所望のメルトインデックスに応じて決定され、10重量%を超えないのが好ましい。また、その一部、例えばロジン樹脂、脂肪族石油樹脂およびテルペン樹脂等は水素化されていてもよい。
【0017】
特に有利であることが分かっている本発明組成物は以下のものである(各成分の合計は 100重量%):
a) 下記で構成される組成物:
1) 少なくとも1種の耐衝撃性または結晶性グラフトポリスチレンよりなるポリスチレン(グラフト化されていない耐衝撃性ポリスチレンをさらに含むことができるが、その場合にはグラフト化されていない耐衝撃性ポリスチレンは組成物の40重量%以下) 5〜70重量%と、
2) グラフト化されたエチレン−酢酸ビニルコポリマーまたはグラフト化されたエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマーまたはエチレン−酢酸ビニルまたはアルキル(メタ)アクリレート−無水マレイン酸ターポリマー(グラフトは無水マレイン酸のグラフト) 30〜95重量%。
必要に応じて、耐衝撃性または結晶性ポリスチレンおよび/またはエチレン−酢酸ビニルコポリマーおよび/またはエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマーと混合される。
【0018】
b) 下記混合物:
1) 少なくとも1種の耐衝撃性または結晶性ポリスチレン5〜70重量%と、
2) (A3)に定義の条件を満たすエチレン−酢酸ビニルコポリマーおよび/またはエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマー30〜95重量%
または、必要に応じて耐衝撃性または結晶性ポリスチレンおよび/またはエチレン−酢酸ビニルコポリマーおよび/またはエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマーをさらに混合した混合物に、無水マレイン酸を共グラフトさせて得られる生成物。
【0019】
c) 下記で構成される組成物:
1) 耐衝撃性ポリスチレンと少量のα−メチルスチレン粘着付与樹脂との混合物に無水マレイン酸を共グラフトさせて得られる生成物 10 〜40重量%、 2) グラフト化されたエチレン−酢酸ビニルコポリマーまたはエチレン−メチル(メタ)アクリレートコポリマー 60〜90重量%。
【0020】
d) 下記で構成される組成物:
1) スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー 10〜30重量%、
2) 無水マレイン酸をグラフトした耐衝撃性ポリスチレン 70〜90重量%。
【0021】
本発明の他の対象は下記1)〜3)の3つの層の積層体を1回以上含む共押出し多層複合材料にある:
1) ポリスチレンまたはポリカーボネートまたはポリエステルの層、
2) 請求項1〜13のいずれか一項に定義の共押出しバインダー組成物の層、
3) ポリオレフィン、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリアミドおよびポリエステルの中から選択される少なくとも1種の樹脂から成る層。
【0022】
特に、下記組み合わせを挙げることができる:
PS/バインダ/EVOH、PS/バインダ/PA、PS/バインダ/PET、PS/バインダ/PO、PS/バインダ/EVOH/バインダ/PS、PS/バインダ/EVOH/バインダ/PO、PS/バインダ/EVOH/バインダ/PET、PS/バインダ/EVOH/PA/バインダ/PS
(ここで、PS=ポリスチレン、EVOH=エチレン−ビニルアルコールコポリマー、PA=ポリアミド、PET=ポリ(エチレンテレフタレート)、PO=ポリオレフィンを表す)。
【0023】
ポリスチレンPSは上記に定義のものである。
ポリオレフィンPOには、この場合、エチレン−α−オレフィンコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレンとアルキル(メタ)アクリレートの含有量が25重量%未満であるアルキル(メタ)アクリレートとのコポリマー、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレンおよびこれらのポリマーの混合物が含まれる。
【0024】
エチレン−ビニルアルコールEVOHコポリマーには、鹸化率が50モル%以上であるエチレン−酢酸ビニルの鹸化コポリマーを含む。良好な接着性と気体不透過性とを得るために、このコポリマーは30モル%以上のビニルアルコール単位を含むのが好ましい。
ポリアミドPAはジアミンとジカルボン酸との縮合、アミノ酸の縮合またはラクタムの開環で得られる酸アミド結合を有する直鎖ポリマーである。このポリアミドの代表例はナイロン6、ナイロン6−6、ナイロン6−10、ナイロン11およびナイロン12である。
【0025】
本発明の共押出し複合材料で用いられるポリエステルは飽和ジアシドとグリコールとの縮合で得られるポリマーであり、特にエチレングリコールとテレフタル酸から得られるポリ(エチレンテレフタレート)、フタル酸、イソフタル酸、サバシン酸、アジピン酸、アゼライン酸、グルタミン酸、琥珀酸、シュウ酸等の飽和ジアシドを共重合成分として含むポリ(エチレンテレフタレート)のコポリマー、1,4−シクロヘキサンジメタノール、ジエチレングリコール、プロピレングリコール等のジオールを共重合成分として含むポリ(エチレンテレフタレート)コポリマーおよびこれらポリマーの混合物を挙げることができる。
【0026】
本発明複合材料の厚さは 100μm〜3mm、好ましくは 500μm〜2mmである。ポリスチレン/バインダ/密封材料(例えば低密度ポリエチレン、直鎖低密度ポリエチレン、エチレン−酢酸ビニルコポリマー等)の3層複合材料の場合の複合材料の厚さは100〜1,000 μm、好ましくは 100〜600μmである。本発明の複合材料中のポリスチレン層の厚さは積層体全体の厚さの30〜69%、好ましくは60〜90%であり、バインダー組成物層の厚さは複合材料全体の厚さの1〜35%、好ましくは2〜20%であり、密封材料層の厚さは複合材料全体の厚さの1〜35%、好ましくは2〜20%である。
【0027】
本発明の複合材料の剥離強度は、バインダー層の厚さが30μmの場合で6N/15mm以上、一般には9N/15mm以上である。
本発明のバインダ組成物とこの組成物を用いた多層複合材料は共押出し後に優れた接着強度と耐層分離特性とを示し、優れた切断特性を示するので、食品容器等に極めて有用である。
【0028】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明するが、本発明が下記実施例に限定されるものではない。
下記実施例では、パーセントは特に記載のない限り重量%で示されている。また、実施例で用いた共押出しバインダー組成物はタイプII〜IXで、これらの詳細は〔表1〕に示してある。タイプIは参考組成物である。
【0029】
【表1】
【0030】
〔表1〕では各成分が下記略号で表されている:
PS: :ポリスチレン
EVA共 :エチレン−酢酸ビニルコポリマー
EMA共 :エチレン−メチルアクリレートコポリマー
EVA/MA共 :エチレン−酢酸ビニル−無水マレイン酸ターポリマー
EBA/MA共 :エチレン−ブチルアクリレート−無水マレイン酸ターポリマー
gMA :無水マレイン酸をグラフト
【0031】
また、下記実施例では〔表2〕の最初の欄に記載の各成分を用いた。各グラフトコポリマーでの成分単位の含有量はFTIRスペクトルで測定した含有重量であり、メルトインデックス(g/10分で表示)はASTM規格D−1238 に従って測定したものであり、耐衝撃性PSと結晶性PSの場合には条件L(23℃、2.16kg)、耐衝撃性PSgMA、結晶性PSgMAおよびその他のコポリマーおよびターポリマーの場合には条件E(190 ℃、2.16kg)で測定した。また、アイゾット衝撃強度はISO規格180/1Aに準じて測定したものであり、ビカー軟化点はISO規格306 Bに準じて測定したものである。融点はATD法に従って測定した。
【0032】
使用成分
実施例で使用した耐衝撃性PS1、2、3および4および結晶性PSは、エルフアトケム(Elf Atochem S.A.)社から市販のポリスチレンシリーズである(商品名ラクレン(Lacqrene、登録商標)。その特性は〔表2〕の通り。
【0033】
【表2】
【0034】
耐衝撃性PS1gMA( Lacqrene 8350 gMA )の調製
耐衝撃性ポリスチレンであるラクレン(Lacqrene、登録商標)8350と、耐衝撃性ポリスチレンに対して1.5 重量%の無水マレイン酸とを同時回転する2本のスクリューを備えたワーナー(Werner 30) 型の押出機(12バレル、直径30mm)に導入する。押出機の第4バレルで側方から 8,500 ppmの2,5−ジメチル−2,5− ジ(t−ブチルペロキシ)ヘキサン(Trigonox 101) を注入する。バレルの温度は180 ℃(第1バレル)〜210℃(第10バレル)とした。材料温度は約 200℃である。第10バレルで脱気して残留する遊離無水マレイン酸を除去する。押出機全体の吐出量は20kg/時で、スクリューの回転速度は 280回転/分にした。
得られた0.9 %の無水マレイン酸をグラフトした耐衝撃性ポリスチレンのメルトインデックスは 3.2であった。
【0035】
耐衝撃性PS2gMA( Lacqrene 7240 gMA) の調製
耐衝撃性PS2を用いる以外は耐衝撃性PS1gMAの調製時と同じ操作を行う。得られたポリマーは0.96%の無水マレイン酸がグラフトしたメルトインデックス 3.3の耐衝撃性ポリスチレンである。
【0036】
耐衝撃性PS3gMA( Lacqrene 5240 gMA) の調製
耐衝撃性PS3と1,5000 ppmのトリゴノックス(Trigonox) 101とを用いる以外は耐衝撃性PS1gMAの調製時と同じ操作を行う。得られたポリマーは1.2%の無水マレイン酸がグラフトしたメルトインデックス 3.1の耐衝撃性ポリスチレンである。
【0037】
結晶性PSgMA( Lacqrene 1160 gMA )の調製
結晶PSであるラクレン(Lacqrene、登録商標)1160 を用いる以外は耐衝撃性PS1gMAの調製時とほぼ同じ操作を行う。導入する無水マレイン酸の割合は1.5重量%とし、1.1 重量%のトリゴノックス(Trigonox) 101を側方より注入する。これらの量は結晶PSに対する量である。スクリュー回転速度は 130回転/分とし、吐出量は10kg/時とした。
得られた0.98%の無水マレイン酸でグラフトされた結晶性ポリスチレンのメルトインデックスは 3.3である。
【0038】
EVA共gMAの調製
逆方向に回転する2本のスクリューを備えたワーナー(Werner) 30 型の押出機(上記参照)に、エチレン−酢酸ビニルコポリマー(酢酸ビニル含有量:28重量%、メルトインデックス=4)、EVAコポリマーに対して0.25%の割合の無水マレイン酸およびEVAコポリマーに対して 200ppm の割合の2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルペロキシ)ヘキサン(Luperox 101) を導入する。バレル温度は170 ℃(第1バレル)〜220 ℃(第8バレル)にし、材料の温度は約 200℃にした。第10バレルで脱気して残留する遊離無水マレイン酸を除去する。押出機全体の吐出量は15kg/時である。
得られた2,000ppmの無水マレイン酸をグラフトしたEVAコポリマーのメルトインデックスは3〜3.5 、融点は75℃、ビカー軟化点は51℃である。
【0039】
EMA共gMAの調製
逆方向に回転する2本のスクリューを備えたワーナー(Werner) 30 型の押出機(上記参照)のホッパーに、エチレン−メチルアクリレートコポリマー(メチルアクリレートの含有量:29%、メルトインデックス=3.1)と、EMAコポリマーに対して0.5 %の割合の無水マレイン酸と、EMAコポリマーに対して 150ppmの割合のルペロックス(Luperox)101 とを導入する。材料の温度は約 200℃にした。ライン脱気して残留する遊離無水マレイン酸を除去する。期待されたポリマーが得られた。このポリマーは2,300ppmの無水マレイン酸をグラフトしたEMAで、そのメルトインデックスは 2.5、融点が66℃、ビカー軟化点は40℃以下である。
【0040】
実施例で使用したEVAコポリマーは、商品名エバタン(Evatane、登録商標)2805でエルフアトケム社から市販のもので、その酢酸ビニル含有量は27〜29重量%、メルトインデックスは5〜8g/10分、融点は73℃、ビカー軟化点は43℃である。
実施例で用いたSBSブロックコポリマーは商品名カリフレックス(Cariflex、登録商標) KX 139で市販の直鎖スチレン−ブタジエン−スチレン3元ブロックコポリマーである。
【0041】
実施例で使用したポリ−α−メチルスチレン樹脂はDSM社から商品名クリスタレックス(Kristallex)F120で市販の樹脂である。
実施例で使用したEVA/MAターポリマーは、メルトインデックスが7g/10分で、酢酸ビニル含有量が26重量%のエチレン−酢酸ビニル−無水マレイン酸ターポリマーである。
実施例で使用したEBA/MAターポリマーは、エルフアトケム社から商品名ロタデル(Lotader、登録商標) 3700として市販のエチレン−ブチルアクリレート−無水マレイン酸ターポリマーで、そのメルトインデックスは6g/10分、ブチルアクリレートの含有量は30重量%である。
【0042】
以下の実施例1〜25は参考例バインダー組成物(実施例1)と、本発明バインダー組成物(実施例2〜25)とを示す。これらの組成物は、全体の厚さが 790μmの5層シートを温度 220℃で共押出しして接着性を評価した。各層は〔表3〕に示す特性を有している。
【0043】
【表3】
【0044】
接着性評価のために、NFT規格76−112part2に従う実験室材料評価規格によって実験室で剥離試験を行った。しかし、剥離角度は 180から90に変更し、試験片の幅は 25mm から 15mm に変更した。
試験片は共押出ししたシートの押出し方向の中央部分から取った。剥離速度は200 mm/分とした。剥離強度はISO規格6133に従って求めた。シーケンス全体(共押出し/剥離)の再現性は同じバインダを日と時間を変えて何度も用いて確認した。
【0045】
実施例1(参考例)
バインダとしてEVA共gMAを用いて上記5層シートを作った。この例は剥離強度としてどのような値が得られるかを示すものである。
【0046】
実施例2
〔表5〕に示す重量組成を有するペレットを乾燥混合して得られた混合物を反転スクリューを備えたバス社の共混練機(Buss PR 46/70)(L/D=11)のホッパに導入する。全体吐出量は25kg/時、混練機の回転速度は200 回転/分、材料温度は 200〜205 ℃とした。反転スクリューの回転速度は33回転/分とした。共混練機の第3バレルで脱気した。
〔表5〕を見やすくするために〔表5〕を拡大4分割したものを[表6]〜〔表9〕として示す。
得られた「化合物」のメルトインデックスは2.6である。これを用いて上記の5層複合材料を作った。剥離強度は[表5](=〔表6〕〜〔表9〕)に示してある。
【0047】
実施例3〜 16
実施例2と同じ操作を行うが、成分の種類と比率とを〔表5〕(=[表6]〜〔表8〕)に示すように変えた。これらの表に示す剥離強度は参考である実施例1の値よりも常に高い。
【0048】
実施例 17
EVA共gMAと下記実施例の方法で作った「コグラフト」(耐衝撃性SP1+ポリ−α−メチルスチレン樹脂)gMAとを実施例2と同様に混合した。剥離強度の結果は〔表5〕(=[表6]〜〔表8〕)に示してある。
【0049】
実施例 18
逆方向に回転する2本のスクリューを備えたワーナー型の押出機(12バレル)に、30重量%の衝撃耐性PS4と、70重量%のEVA共と、0.5 重量%の無水マレイン酸と、ポリエチレン粉末担体に担持させた 150ppm のルペロックス(Luperox) 101 とから成る顆粒混合物を導入する。この混合物を15kg/時の吐出量(200回転/分)、材料温度約210 ℃で押出す。押出機の第10バレルで揮発性物質(グラフトしていない無水マレイン酸と残留過酸化物)を脱気する。押出機の出口で得られる「コグラフト」のメルトインデックスは 2.2で、グラフト含有量はグラフトされたMA 1,600ppm である。
得られたバインダーを5層複合材料で用いて実施例2に記載の方法で共押出した。得られる剥離強度は〔表5〕(=[表6]〜〔表8〕)に示してある。
【0050】
実施例 19 〜 25
実施例18と同じ操作をするが、〔表4〕、〔表5〕(=[表6]〜〔表8〕)の通りに変更した。〔表5〕(=[表6]〜〔表8〕)には組成物と剥離強度の結果も示している。
【0051】
【表4】
【0052】
【表5】
【0053】
【表6】
【0054】
【表7】
【0055】
【表8】
【0056】
【表9】
Claims (15)
- 下記(A)、(B)および(C)で構成されることを特徴とする共押出しバインダー組成物:
(A) 下記(A1)〜(A4)の中から選択される少なくとも1種のポリマー:
(A1) エチレン性不飽和結合を有するカルボン酸、これに対応する酸無水物およびこれらの酸および酸無水物の誘導体の中から選択される少なくとも1種以のグラフトモノマーを下記(a)および/または(b)にグラフトさせて得られるグラフトポリマー:
(a) 耐衝撃性または結晶スチレンホモポリマーおよびコポリマー、
(b) スチレン−ジエン弾性ブロックコポリマーおよびその水素化状態のコポリマー(ただし、(b) は(A) または(A+B)の混物合物中の唯一のポリマーではない)、
(A2) 上記定義の少なくとも1種のコポリマー(b)と下記定義の少なくとも1種のポリマー(B1)との混合物、
(A3) 上記定義の少なくとも1種のグラフトモノマーを下記 (1)および(2)の混合物に共グラフトさせて得られるグラフトポリマー:
(1) 上記定義の少なくとも1種のポリマー(a)、
(2) エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマー、エチレンホモポリマーおよびエチレン−α−オレフィンコポリマーの中から選択される少なくとも1つ(c)
(ただし、バインダー組成物中の主成分が(A3)の場合には、ポリスチレン含有量が30重量%以下の場合のエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマーはコグラフトされる混合物の40重量%以上であってはならない)
(A4) 上記定義の少なくとも1つのグラフトモノマーを、上記定義の少なくとも1つのポリマー(a)と少なくとも1種の粘着付与樹脂(d)とに共グラフトさせて得られるグラフトポリマー、このグラフトポリマーは下記定義の少なくとも1種のポリマー(B1)と混合される、
必要な場合には、下記(B)(C)から選ばれる少なくとも1つをさらに含む:
(B) 下記(B1)および(B2)の中から選択されるポリマー:
(B1) 上記定義の少なくとも1種のグラフトモノマーを、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、エチレン−α−オレフィンコポリマー、エチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマー、エチレンホモポリマーの中から選択されるポリマー(c) にグラフトさせて得られるグラフトポリマー
(B2) エチレン−α−オレフィンまたは酢酸ビニルまたはアルキル(メタ)アクリレート−上記グラフトモノマー型のモノマーのターポリマー、
(C) 上記定義のポリマー(a)、(b)および(c)。 - 組成物中の各グラフトポリマーまたは共グラフトポリマーがグラフトモノマー由来の単位を0.005〜5重量%含む請求項1に記載の共押出しバインダー組成物。
- グラフトモノマーが(メタ)アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、クロトン酸、無水イタコン酸、無水マレイン酸または置換基を有する無水マレイン酸、例えばジメチルマレイン酸無水物、エチレン性不飽和結合を有するカルボン酸の塩、アミド、イミドおよびエステル、例えばマレイン酸ナトリウム、マレイン酸二ナトリウム、アクリルアミド、マレイミドおよびジエチルフマレート、無水マレイン酸およびマレイン酸の中から選択される請求項1または2に記載の共押出しバインダー組成物。
- ポリマー(a) がスチレンホモポリマー、スチレンコポリマーおよびゴム成分由来の単位を1〜20重量%含むスチレンポリマーの中から選択される請求項1〜3のいずれか一項に記載の共押出しバインダー組成物。
- ブロックコポリマーがスチレン−ブタジエン、スチレン−イソプレン、スチレン−ブタジエン−スチレンおよびスチレン−イソプレン−スチレンコポリマーの中から選択され、スチレン/ジエンの重量比が10/90〜50/50である請求項1〜4のいずれか一項に記載の共押出しバインダー組成物。
- エチレン−酢酸ビニルコポリマー(c)の酢酸ビニル含有量が60重量%以下である請求項1〜5のいずれか一項に記載の共押出しバインダー組成物。
- 粘着付与樹脂(d) の一定量をグラフトまたは共グラフトされる少なくとも1種のポリマーまたはポリマー混合物に添加して、組成物に含まれるグラフト化合物または共グラフト化合物とする請求項1〜6のいずれか一項に記載の共押出しバインダー組成物。
- 粘着付与樹脂(d) がα−メチルスチレン樹脂、水素化されていてもよいロジン樹脂、ロジンエステル樹脂、水素化されていてもよい脂肪族石油樹脂、水素化されていてもよいテルペン樹脂およびテルペン−フェノール樹脂、クマロン樹脂およびクマロン−インデン芳香族樹脂の中から選択される請求項1〜7のいずれか一項に記載の共押出しバインダー組成物。
- 粘着付与樹脂(d) の含有量が組成物全体の40重量%以下、特に10重量%以下である請求項1〜8のいずれか一項に記載の共押出しバインダー組成物。
- 下記:
1) 少なくとも1種の耐衝撃性または結晶性グラフトポリスチレンよりなるポリスチレン(グラフト化されていない耐衝撃性ポリスチレンをさらに含むことができるが、その場合にはグラフト化されていない耐衝撃性ポリスチレンは組成物の40重量%以下) 5〜70重量%と、
2) グラフト化されたエチレン−酢酸ビニルコポリマーまたはグラフト化されたエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマーまたはエチレン−酢酸ビニルまたはアルキル(メタ)アクリレート−無水マレイン酸ターポリマー(グラフトは無水マレイン酸のグラフト) 30〜95重量%と、
で構成され、必要に応じて、耐衝撃性または結晶性ポリスチレンおよび/またはエチレン−酢酸ビニルコポリマーおよび/またはエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマーと混合された、請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物。 - 下記混合物:
1) 少なくとも1種の耐衝撃性または結晶性ポリスチレン5〜70重量%と、
2) 請求項1の(A3)に定義の条件を満たすエチレン−酢酸ビニルコポリマーおよび/またはエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマー30〜95重量%、または、必要に応じて耐衝撃性または結晶性ポリスチレンおよび/またはエチレン−酢酸ビニルコポリマーおよび/またはエチレン−アルキル(メタ)アクリレートコポリマーをさらに混合した混合物に、無水マレイン酸を共グラフトさせて得られる生成物で構成される請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物。 - 下記で構成される請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物:
1) 耐衝撃性ポリスチレンと少量のα−メチルスチレン粘着付与樹脂との混合物に無水マレイン酸を共グラフトさせて得られる生成物 10 〜40重量%、
2) グラフト化されたエチレン−酢酸ビニルコポリマーまたはエチレン−メチル(メタ)アクリレートコポリマー 60〜90重量%。 - 下記で構成される請求項1〜9のいずれか一項に記載の組成物:
1) スチレン−ブタジエン−スチレンブロックコポリマー 10〜30重量%、
2) 無水マレイン酸をグラフトした耐衝撃性ポリスチレン 70〜90重量%。 - 下記1)〜3)の3つの層の積層体を1回以上含む共押出し多層複合材料:
1) ポリスチレンまたはポリカーボネートまたはポリエステルの層、
2) 請求項1〜13のいずれか一項に定義の共押出しバインダー組成物の層、
3) ポリオレフィン、エチレン−ビニルアルコールコポリマー、ポリアミドおよびポリエステルの中から選択される少なくとも1種の樹脂から成る層。 - 下記組み合わせのいずれかで構成される請求項14に記載の共押出し多層複合材料:
PS/バインダ/EVOH、PS/バインダ/PA、PS/バインダ/PET、PS/バインダ/PO、PS/バインダ/EVOH/バインダ/PS、PS/バインダ/EVOH/バインダ/PO、PS/バインダ/EVOH/バインダ/PET、PS/バインダ/EVOH/PA/バインダ/PS
(ここで、PS=ポリスチレン、EVOH=エチレン−ビニルアルコールコポリマー、PA=ポリアミド、PET=ポリ (エチレンテレフタレート) 、PO=ポリオレフィンを表す)。
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