JP2006282720A

JP2006282720A - 低金属粘着性材料

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Publication number: JP2006282720A
Application number: JP2005101353A
Authority: JP
Inventors: Mitsunori Akiyama; 光紀秋山; Hiroshi Ogasawara; 啓小笠原
Original assignee: Du Pont Mitsui Polychemicals Co Ltd
Current assignee: Dow Mitsui Polychemicals Co Ltd
Priority date: 2005-03-31
Filing date: 2005-03-31
Publication date: 2006-10-19
Anticipated expiration: 2025-03-31
Also published as: JP4810114B2

Abstract

【課題】金属に対する粘着性が低減されたアイオノマーからなる低金属粘着性材料を提供する。
【解決手段】アクリル酸含量が１乃至３５重量％のエチレン−アクリル酸共重合体を亜鉛により中和してなり、その中和度が１０乃至７０モル％の範囲にあり且つ１９０℃、荷重２１６０ｇにおけるメルトフローレート（ＪＩＳＫ７２１０に準拠）が０．１乃至５０ｇ／１０分の範囲にあるエチレン−アクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマーからなる。
【選択図】無し

Description

本発明は、金属に対する粘着性の低い低金属粘着性材料に関するものであり、より詳細には、特定のアイオノマーからなる低金属粘着性材料に関する。

アイオノマーは、極性の低い高分子骨格に低濃度のイオン側鎖を有するイオン性高分子であり、最も典型的なものは、エチレンとアクリル酸またはメタクリル酸との共重合体のカルボキシル基の一部或いは全部を金属イオンで中和したものである。このようなアイオノマーは、フィルム強度、ヒートシール性、ホットタック性などの特性に優れ、フィルムやシートなどの成形体として種々の用途に適用され（特許文献１、２）、またゴルフボールなどの用途にも適用されている（特許文献３）。
特許第３５４０４５３号特開２０００−３３６２３１号公報特開平１１−３２３０４５号公報

ところで、アイオノマーは、金属イオンを含有しているため、金属に対する粘着力が高いという性質を有している。このため、アイオノマーを用いてフィルム成形などを行うと、ロールスティック（巻き取りロールの表面へのフィルム付着）などの成形トラブルを生じ易いという問題が生じ易い。また、バンバリーミキサー、ニーダー等のバッチ式混練機を用いて他の成分との混練を行った場合などには、混練機内部にアイオノマーが付着して残留してしまい、排出トラブルを生じたり、或いは付着残留したアイオノマーが次バッチ以降の混練物にコンタミとして混入して悪影響を与えてしまうなどの不都合を生じてしまうなどの問題がある。

このように、アイオノマーは、金属に対する粘着性が高いという性質を有しているため、その粘着性を利用して種々の用途に適されるものの、金属に対する粘着性に起因して種々の不都合を生じている。このようなアイオノマーについて、金属に対する粘着性を低下させるアプローチはほとんど試みられておらず、従って、アイオノマーを、金属に対する粘着性の低い低金属粘着性材料としての用途に適用する提案は全くなされていないのが現状である。

従って、本発明の目的は、金属に対する粘着性が低減されたアイオノマーからなる低金属粘着性材料を提供することにある。

本発明によれば、アクリル酸含量が１乃至３５重量％のエチレン−アクリル酸共重合体を亜鉛により中和してなり、その中和度が１０乃至７０モル％の範囲にあり且つ１９０℃、荷重２１６０ｇにおけるメルトフローレート（ＪＩＳＫ７２１０に準拠）が０．１乃至５０ｇ／１０分の範囲にあるエチレン−アクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマーからなる低金属粘着性材料が提供される。
本発明によれば、また、前記低金属粘着性材料からなる成形体が提供される。
本発明によれば、さらに、少なくとも一方の面が前記低金属粘着性材料から形成されているシートまたはフィルムが提供される。
さらに、本発明によれば、前記低金属粘着性材料からなる粘着抑制剤、前記低金属粘着性材料と熱可塑性樹脂とからなる樹脂組成物、及び前記低金属粘着性材料からなるクリーニング材料が提供される。

本発明の低金属粘着性材料は、アクリル酸含量が一定の範囲にあるエチレン−アクリル酸共重合体を亜鉛により中和してなり、その中和度及びメルトフローレート（ＭＦＲ）が一定の範囲に調整されたエチレン−アクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマーからなるものであるが、金属に対する粘着性が抑制されているため、従来のアイオノマーを用いたときの金属粘着性に由来する種々の不都合を有効に回避することができ、さらには、かかる低金属粘着性材料を、従来のアイオノマーとは全く異なる用途に適用することができる。

例えば、本発明の低金属粘着性材料は、種々の形状の成形体に成形可能であるが、特にフィルムもしくはシートに成形するときには、ロールスティック（巻き取りローラ表面などへの付着）による成形トラブルを有効に防止することができる。

また、この低金属粘着性材料単独でフィルムもしくはシートに成形する場合は勿論のこと、他の樹脂（特に金属粘着性の高い樹脂）に積層したラミネートフィルムもしくはシートとする場合にも、少なくとも一方の面を、この低金属粘着性材料により形成することにより、ロールスティックによる成形トラブルを有効に防止することができる。

さらに、本発明の低金属粘着性材料は、金属に対する粘着性が低いことから粘着抑制剤として使用することができ、特に金属に対する粘着性の高い熱可塑性樹脂と混合することにより、その粘着性を低減させ、金属粘着性に起因する成形トラブルを有効に防止することができる。

また、本発明の低金属粘着性材料は、クリーニング材料として使用することができる。具体的には、金属に対する粘着性の高い材料を用いて混練が行われた後のバッチ式混練機などのクリーニングを、この低金属粘着性材料を用いて行うことにより、混練機内の付着残留物を容易に排出することができる。

（低金属粘着性材料）
本発明の低金属粘着性材料は、エチレン−不飽和カルボン酸共重合体を金属イオンで中和したアイオノマーからなるが、かかるアイオノマーは、共重合成分である不飽和カルボン酸がアクリル酸であり、且つ金属イオンが亜鉛であるエチレン−アクリル酸共重合体亜鉛アイオノマーでなければならない。例えば、後述する比較例からも明らかな通り、不飽和カルボン酸としてメタクリル酸が使用されている場合には、金属に対する粘着性が極めて高く、低金属粘着性材料として使用することができない。同様に、金属イオンとして、亜鉛イオン以外のもの、例えば各種アルカリ金属やマグネシウム、カルシウム、コバルト、ニッケルなどの金属イオンを用いたものも、金属に対する粘着性が高く、本発明の低金属粘着性材料として使用することができない。

また、本発明の低粘着性材料として用いる上記エチレン−アクリル酸共重合体亜鉛アイオノマーは、エチレン−アクリル酸共重合体として、アクリル酸含量が１乃至３５重量％、好ましくは３乃至３０重量％、最も好ましくは４乃至２５重量％の範囲にあるものを使用し、かかる共重合体を亜鉛で中和したものであり、且つ亜鉛イオンによる中和度が１０乃至７０モル％、好ましくは２０乃至６０モル％、最も好ましくは３０乃至５５モル％の範囲にあり、しかも、１９０℃、荷重２１６０ｇにおけるＭＦＲ（ＪＩＳＫ７２１０に準拠）が０．１乃至５０ｇ／１０分、好ましくは０．１乃至１０ｇ／１０分、最も好ましくは０．２乃至５ｇ／１０分の範囲にあることが必要であり、これらの条件の一つでも満足していない場合には、金属に対する粘着性が増大してしまう。

本発明で用いられる上記のエチレン−アクリル酸共重合体亜鉛アイオノマーは、エチレン−アクリル酸共重合体を亜鉛イオンで所定の中和度となるように中和し或いは中和後にケン化することにより得られるが、かかるエチレン−アクリル酸共重合体は、前述したアクリル酸含量を有し、且つ所定の範囲のＭＦＲが確保できる限り、エチレン及びアクリル酸以外の他の単量体を含有していてもよい。このような他の単量体としては、メタクリル酸、エタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水マレイン酸、無水イタコン酸、マレイン酸モノメチル、マレイン酸モノエチル等のアクリル酸以外の不飽和カルボン酸や、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニルのようなビニルエステル、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸イソプロピル、アクリル酸イソブチル、アクリル酸ｎブチル、アクリル酸イソオクチル、アクリル酸−２−エチルヘキシル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸イソブチル、マレイン酸ジメチル、マレイン酸ジエチルなどの不飽和カルボン酸エステル、一酸化炭素、二酸化硫黄などを例示することができる。但し、これら他の単量体の含有量が増大すると、金属に対する粘着性が増大する傾向があるため、その含有量は、２０重量％以下、特に１８重量％以下とするのが好ましい。

尚、上記のこのようなエチレン・アクリル酸共重合体の分子量は、亜鉛イオンで中和したときのＭＦＲが前述した範囲となるものでなければならない。

（用途）
上述した低金属性粘着性材料は、金属に対する粘着性は低下されているが、ヒートシール性、熱成形性、フィルム強度等の特性は、従来公知のアイオノマーと同程度の特性を有しているため、必要により、それ自体公知の樹脂用添加剤を配合して、種々の成形方法により成形して、所定形状の成形体として種々の用途に適用することができる。

尚、必要により、配合される樹脂用添加剤としては、例えば、酸化防止剤、熱安定剤、紫外線吸収剤、光安定剤、染料、顔料、架橋剤、架橋助剤、発泡剤、発泡助剤、難燃剤、滑剤、ブロッキング防止剤、可塑剤、帯電防止剤、補強材、無機充填剤などを例示することができ、その配合量は、この低金属粘着性材料の特性が損なわれない限り、特に制限されない。

また、成形方法としては、射出成形、ブロー成形、押出成形、プレス成形、真空成形、圧空成形などを採用することができ、成形体としては、これに限定されるものではないが、シート、フィルム、容器、ロッド、チューブ、パイプ、ゴルフボール等を挙げることができる。このような成形体では、金属に対する粘着性が低減されているため、従来公知のアイオノマーを用いて成形を行うときに生じるようなロールスティックや各種混練機（特にバンバリーミキサーやニーダー等のバッチ式混練機）内部での付着残存などの不都合が有効に回避されているため、成形トラブルを回避し、高生産性を確保することができる。特に、本発明の低金属粘着性材料からなるフィルム若しくはシートは、ロールスティックが有効に抑制されているため、極めて生産性が高い。

また、フィルム若しくはシートは、他の樹脂との共押出や共射出などにより積層体とすることも本発明の低金属粘着材料の特性を活かす上で好ましく、特に金属に対する粘着性の高い熱可塑性樹脂との積層体として用いる場合には、その少なくとも一方の面を、本発明の低金属粘着性材料で形成し、且つロールでの巻き取りに際しては、この低金属粘着性材料により形成されている面がロール面に接触するようにして巻き取ることにより、ロールスティックによる成形トラブルを確実に回避することができる。

また、本発明の低金属粘着性材料は、その金属に対する低粘着性を活かして、粘着抑制剤として使用することができる。即ち、種々の熱可塑性樹脂にブレンドすることにより、その粘着性を調整することができる。特に、粘着性の高い熱可塑性樹脂に本発明の低金属粘着性材料を粘着抑制剤としてブレンドした樹脂組成物は、金属に対する粘着性を大幅に低減することができ、混練時等における混練機内での樹脂の付着残存を回避し、またロールスティックによる成形トラブルを有効に改善することができる。

上記のような粘着性の高い熱可塑性樹脂としては、本発明の低金属粘着性材料として用いるエチレン−アクリル酸共重合体亜鉛アイオノマー以外のアイオノマー等を挙げることができ、本発明の低金属粘着性材料は、このような熱可塑性樹脂１００重量部当り、０乃至５０重量部程度の量で配合することにより、該熱可塑性樹脂の粘着性以外の特性を損なわずに、金属に対する粘着性を低減させることができる。また、このような本発明の低金属粘着性材料がブレンドされた樹脂組成物においても、必要により、前述した樹脂添加剤をブレンドし、種々の成形体として使用することができる。

また、本発明の低金属粘着性材料を、粘着性抑制剤として、例えば各種ポリエステル樹脂、スチレン系樹脂、スチレン−アクリル系樹脂等のトナー用結着樹脂に配合することにより、画像形成に際しての定着ローラへのオフセットを有効に防止することもできる。

さらに、本発明の低金属粘着性材料は、金属に対する粘着性が低いことから、クリーニング材料として用いることもできる。即ち、ニーダーやバンバリーミキサー等のバッチ式混練機を、金属に対する粘着性の高い材料の混練に用いたときには、このような材料が当該混練機内部に付着残存し、その排出が困難となり、次バッチ以降でコンタミとして混入するなどの不都合を生じてしまうが、このような混練機に、本発明の低金属性材料をクリーニング材料として投入し、混練及び排出を行うことにより、混練機内部を有効にクリーニングすることができ、内に付着残留した高粘着性材料を容易に排出することができる。

次に実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明する。但し、本発明はそれらの実施例のみに限定されるものではない。

以下に実施例・比較例に使用したエチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー（以下アイオノマー）の組成及び物性を示す。

アイオノマーＡ：
酸種；アクリル酸
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の酸含量；１５重量％
中和度；５０モル％
ＭＦＲ（１９０℃、荷重２１６０ｇ、JIS K 7210-1999）；
６０ｇ／１０分
イオン種；亜鉛

アイオノマーＢ：
酸種；アクリル酸
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の酸含量；２０重量％
中和度；５０モル％
ＭＦＲ（１９０℃、荷重２１６０ｇ、JIS K 7210-1999）；
０．２ｇ／１０分
イオン種；亜鉛

アイオノマーＣ：
酸種；メタクリル酸
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の酸含量；１５重量％
中和度；５０モル％
ＭＦＲ（１９０℃、荷重２１６０ｇ、JIS K 7210-1999）；
１．３ｇ／１０分
イオン種；亜鉛

アイオノマーＤ：
酸種；アクリル酸
エチレン・不飽和カルボン酸共重合体の酸含量；１５重量％
中和度；４０モル％
ＭＦＲ（１９０℃、荷重２１６０ｇ、JIS K 7210-1999）；
３ｇ／１０分
イオン種；Ｎａ

（実施例１）
加圧ニーダーを用い、５５重量部のエチレン−メタクリル酸共重合体と、４５重量部の酸化亜鉛を、１８０℃、３０回転で１５分間混練した後に混練物を排出した（ブランク試験）。このときのローター部及びミキサー部での残留混練物の付着の程度を観察したところ、何れの部分にも多量の残留混練物が付着していた。

上記のブランク試験後の加圧ニーダーを用い、１００重量部のアイオノマーＡを投入し、ブランク試験と同じ条件で１５分間混練を行い、混練物を排出した。このときのローター部及びミキサー部での残留混練物の付着の程度を観察し、その程度を下記の基準で評価し、ブランク試験後に投入したアイオノマーの金属に対する粘着性の程度を判定し、その結果を表１に示した。

評価基準：
Ａ：残留混練物がほとんど観察されない。クリーニング効果が極めて大きく、金属に対する粘着性が著しく低い。
Ｂ：残留混練物が少し観察されるが、ブランク試験後と比較すると付着の程度がかなり低減されている。クリーニング効果が認められ、金属に対する粘着性が低い。
Ｃ：残留混練物がブランク試験後と比較すると同程度である。クリーニング効果が認められず、金属に対する粘着性が高い。
Ｄ：残留混練物がブランク試験後よりも増大している。クリーニング効果は全く認められず、金属に対する粘着性が著しく高い。

（実施例２、比較例１，２）
アイオノマーＡの代わりに、アイオノマーＢ、アイオノマーＣ及びアイオノマーＤをそれぞれ使用し、実施例１と全く同様にして、これらのアイオノマーをブランク試験後の加圧ニーダーに投入し、混練及び排出を行い、ローター部及びミキサー部での残留混練物の付着の程度を観察し、その結果を表１に示した。

Claims

アクリル酸含量が１乃至３５重量％のエチレン−アクリル酸共重合体を亜鉛により中和してなり、その中和度が１０乃至７０モル％の範囲にあり且つ１９０℃、荷重２１６０ｇにおけるメルトフローレート（ＪＩＳＫ７２１０に準拠）が０．１乃至５０ｇ／１０分の範囲にあるエチレン−アクリル酸共重合体の亜鉛アイオノマーからなる低金属粘着性材料。
請求項１の低金属粘着性材料からなる成形体。
少なくとも一方の面が請求項１の低金属粘着性材料から形成されているシートまたはフィルム。
請求項１の低金属粘着性材料からなる粘着抑制剤。
請求項１の低金属粘着性材料と熱可塑性樹脂とからなる樹脂組成物。
請求項１の低金属粘着性材料からなるクリーニング材料。