JP3232317B2 - 酸変性ポリオレフィン樹脂組成物及びそれを使用して得られる接着性フィルム又はシート - Google Patents
酸変性ポリオレフィン樹脂組成物及びそれを使用して得られる接着性フィルム又はシートInfo
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Description
オレフィンやエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂
(以下EVOHと呼ぶ時もある。)等との接着性が良好
な酸変性ポリオレフィン樹脂組成物および該組成物を成
形して得られる透明性に優れた接着性フィルム又はシー
トに関するものである。
透明性、成形性、衛生性等に優れているため広い分野に
わたって使用されている。しかし、積層体としての利用
を考えた場合、ポリオレフィンは無極性のためEVOH
の様な極性物質との接着性が悪く、これを改良するため
種々の改質が行われている。例えば、極性物質をブレン
ドしたり、極性モノマーをグラフト反応させることが試
みられているが、まだ接着性は充分とは言えない。その
ため、接着性を更に改良するために、例えば不飽和カル
ボン酸或いはその誘導体をグラフトした変性ポリオレフ
ィン樹脂(以下単に「酸変性ポリオレフィン樹脂」とも
いう)にエチレン−プロピレン共重合体等のゴム物質や
低密度ポリエチレン等を混合した酸変性ポリオレフィン
樹脂組成物を用いる方法が提案されている(特公昭54
−40112号、同54−40113号)。
様にして製造された酸変性ポリオレフィン樹脂組成物
は、ある程度の接着性の改良効果はあるが、その効果は
まだ十分でなく、例えばシュリンク包装用途の場合、フ
ィルムを加熱収縮させた時に高収縮率条件では白化した
りする問題があり、改良が望まれていた。
リオレフィン樹脂の接着性を向上させ、しかも、フィル
ムまたはシートに成形したときの透明性が良好な組成物
を提供すべく、種々の添加剤を検討した中からエチレン
−ビニルアルコール共重合樹脂を配合することに着目し
た。即ち、酸変性ポリオレフィン樹脂にEVOHを適当
量配合させる事で接着性が大幅に向上する事を見い出し
た。
量の酸変性ポリオレフィンエラストマーを含んでいると
接着性がより改善される事を知得し、更には酸変性ポリ
オレフィン樹脂とEVOH樹脂を溶融混合させる際に比
エネルギーが0.3kw・hr/kg以上となる条件下
で行なう事で透明性も改善される事を見い出し本発明を
完成するに至った。即ち本発明の要旨は、酸変性ポリオ
レフィン樹脂60〜98重量%とエチレン−ビニルアル
コール共重合体樹脂2〜40重量%、更に必要に応じて
酸変性ポリオレフィン樹脂100重量部に対して、最大
2000重量部までの未変性ポリオレフィン樹脂を、比
エネルギーが0.3kw・hr/kg以上となる条件下
で溶融混合して得た酸変性ポリオレフィン樹脂組成物、
及び該組成物を成形して得た接着性フイルム又はシート
に存する。
おける酸変性ポリオレフィン樹脂は、任意の方法によ
り、ポリプロピレン及び/またはポリエチレン等に不飽
和カルボン酸またはその誘導体をグラフト反応させるこ
とにより得られる。例えば、ポリオレフィンと不飽和カ
ルボン酸類とを、溶融状態で反応させる方法(例えば特
公昭43−27421号)、溶液状態で反応させる方法
(例えば特公昭44−15422号)、スラリー状態で
反応させる方法(例えば特公昭43−18144号)、
気相状態で反応させる方法(例えば特開昭50−774
93号)などがある。これらの方法の中で押出機を用い
る溶融混練法が操作上簡便であるため好ましく用いられ
る。
は、例えば、ポリプロピレンやポリエチレンのホモポリ
マーおよびコポリマーが使用される。コポリマーとして
は、プロピレンと1〜5重量%のエチレンとのランダム
またはブロック共重合体、エチレンと、1〜10重量%
のプロピレンとのランダムまたはブロック共重合体、プ
ロピレンまたはエチレンと1〜10重量%のC4 以上の
α−オレフィンとの共重合体、およびこれらの混合物等
が用いられる。これらのうち特にメルトフローインデッ
クス(以下単にMFIと略記する)が0.5乃至30g
/10分、特に、5乃至15g/10分のホモポリプロ
ピレンおよびプロピレン−エチレンランダム共重合体又
は、MFIが0.3乃至30g/10分のポリエチレン
及びエチレン−αオレフィン共重合体が好ましく用いら
れる。
8の規格に基づきポリプロピレンの場合230℃、ポリ
エチレンの場合190℃で測定した値である。また、不
飽和カルボン酸類としては、例えばアクリル酸、メタク
リル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、シトラコ
ン酸、またそれら酸無水物、エステル、アミド、イミ
ド、金属塩等であり、これらのうち、無水マレイン酸を
用いるのが最も好ましい。
との反応を促進するために有機過酸化物が用いられる。
有機過酸化物としては、例えば、ベンゾイルパーオキサ
イド、ラウロイルパーオキサイド、アゾビスイソブチロ
ニトリル、ジクミルパーオキサイド、α,α′−ビス
(t−ブチルパーオキシジイソプロピル)ベンゼン、
2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキ
シ)ヘキサン、2,5−ジメチル−2,5−ジ(t−ブ
チルパーオキシ)ヘキシン−3、ジ−t−ブチルパーオ
キサイド、クメンヒドロパーオキサイド、t−ブチルヒ
ドロパーオキサイドなどが挙げられる。有機過酸化物の
添加量は特に制限されないが、ポリオレフィン100重
量部に対して通常0.005乃至5重量部、好ましくは
0.01乃至1重量部である。
ポリオレフィン樹脂は、上記に示したポリオレフィン、
不飽和カルボン酸類、有機過酸化物をタンブラー、ヘン
シエルミキサー等で充分に混合し、ポリオレフィンの融
点以上、一般には融点以上280℃以下の温度で溶融混
練してグラフト化反応を行なわせる。溶融混練する方法
は特に制限されず、例えばスクリュー押出機、バンバリ
ーミキサー、ミキシングロールなどを用いて行うことが
できるが、操作の簡便さのためスクリュー押出機が好ま
しく使用される。溶融混練の温度および時間は用いる有
機過酸化物の分解温度により変化するが、一般に160
乃至280℃で0.3乃至30分間、好ましくは170
乃至250℃で1乃至10分間が適当である。
ィン樹脂は少なくとも2重量%以上、好ましくは3〜5
0重量%、特に好ましくは、5〜25重量%の酸変性ポ
リオレフィンエラストマーを含有した方がより良好な接
着性が得られる。酸変性ポリオレフィンエラストマーの
原料としては、例えば、エチレンと炭素数3以上のα−
オレフィンとの共重合エラストマーが使用される。中で
も、密度が0.91g/cm3 未満、好ましくは0.8
5〜0.90g/cm3 で、メルトフローシレオ(MF
R)が0.1〜50g/10分(ASTM−D123
8、190℃)、好ましくは、1〜20g/10分のも
のが好適である。エチレンと共重合させる炭素数3以上
のα−オレフィンとしてはプロピレン、1−ブテン、1
−ペンテン、1−ヘキセン、4−メチル−1−ペンテン
等が挙げられ、これらと共に1,4−ヘキサジエン、ジ
シクロペンタジエン、エチリデンノルボルネン等の非共
役ジエンを使用することもできる。
ストマーは、チーグラー型触媒、中でもオキシ三塩化バ
ナジウム、四塩化バナジウム等のバナジウム化合物と有
機アルミニウム化合物とからなる触媒を用いて、エチレ
ンとα−オレフィンとを共重合させることにより製造す
ることができ、エラストマー中のエチレン含有量が40
〜90モル%の範囲であり、α−オレフィンの含有量が
10〜60モル%の範囲であるのが望ましい。上記エチ
レン−α−オレフィン共重合エラストマーの市販品とし
ては、例えば、CdF Chimie E.P.社のN
ORSOFLEX(FW1600,FW1900,MW
1920,SMW2440,LW2220,LW250
0,LW2550);日本ユニカーのフレックスレジン
(DFDA1137,DFDA1138,DEFD12
10,DEFD9042);三井石油化学社のタフマー
(A4085,A4090,P0180,P048
0)、日本合成ゴム社のJSR−EP(EP02P,E
P07P,EP57P)などが挙げられる。
リオレフィン樹脂の酸変性と同様に行うことができる。
本発明においては、未変性のポリオレフィン樹脂とエラ
ストマーを混練しながら同時に酸変性処理を施してもよ
い。酸変性ポリオレフィン樹脂(酸変性ポリオレフィン
エラストマーを用いる場合はこれを含む)中の不飽和カ
ルボン酸類のグラフト量は0.01〜3重量%、好まし
くは0.03〜1重量%である。不飽和カルボン酸類の
グラフト量が0.01重量%以下では接着性が低下し、
3重量%以上ではゲル化物が増大し易くなるため好まし
くない。
フィン樹脂100重量部に対して、最大2000重量部
までの未変性ポリオレフィン樹脂を混合してもよい。そ
の際、最終混合物中の不飽和カルボン酸類のグラフト量
が上記範囲内になるように混合するのがよい。かかる未
変性ポリオレフィン樹脂としては、上述した酸変性ポリ
オレフィン樹脂の原料であるポリプロピレンやポリエチ
レンが挙げられる。
エチレン−ビニルアルコール共重合樹脂としては通常M
FRが1〜20g/10分(230℃)のものが使用さ
れる。酸変性ポリオレフィンとの相溶性や成形性の観点
から好ましくはMFRが1〜10g/10分、より好ま
しくは2〜7g/10分のものが望ましい。MFRが1
g/10分未満では相溶性、押出性が悪く、逆に20g
/10分を越えると相溶性、成膜安定性が低下する。更
にエチレン−ビニルアルコール共重合樹脂中のエチレン
含有量も性能に大きく影響し、好ましくはエチレンが2
0〜60モル%、より好ましくは25〜50モル%が望
ましい。
性に問題を生じ、逆に50モル%を越えると相溶性が低
下する。酸変性ポリオレフィン樹脂とEVOH樹脂との
混合は、樹脂に対する比エネルギー0.3kW・hr/
kg以上、好ましくは、0.4〜2.0kW・hr/k
g、特に好ましくは、0.5〜1.5kW・hr/kg
の条件に溶融混合するのが好ましい。例えば、酸変性ポ
リオレフィン樹脂とEVOH樹脂とを、上記条件で、1
90〜350℃でスクリュー押出機、バンバリーミキサ
ー、ミキシングロール等で溶融混合する。
する際に、単位重量当り(1kg)の樹脂に混練設備か
ら混練の効果の為に与えられるエネルギーをいい、数値
が大きい場合が練りの効果が高い事になる。例えば押出
機の場合、1kgの樹脂を押し出すのに必要なスクリュ
ー駆動用モーターの消費電力で近似的に表わされる。ま
たバンバリーミキサー等のロール式混練機の場合は、樹
脂1kg処理するのに必要なロールの駆動用モーターの
消費電力で近似的に表わされる。
電圧計等を取り付け、これからモーターの電力消費量を
得、これにモーターの力率(通常0.85程度)を掛
け、1kgの樹脂に加えられる混練力(kw・hr/k
g)を得る。比エネルギーを0.3kw・hr/kg以
上とするための手段は、溶融混合に用いるスクリュー押
出機や、バンバリーミキサー、ミキシングロール等のロ
ール式混練機等の設備の状況、混合条件により種々異な
るが、一般的には練りを強い方向にして行う。例えば、
スクリュー押出機を用いる場合はスクリューの圧縮比や
L/Dを大きくしたり、スクリューを(強制)冷却した
り、シリンダーの温度設定を調整したり、ミキシング部
を調整したり、シリンダー先端に設置するオリフィスの
口径を小さくしたりする。バンバリーミキサーやミキシ
ングロールを用いる場合はロール間のギャップを狭くし
たり、ロールの回転を高く設定したり、ロールを(強
制)冷却したり、ミキシング時間を長くしたりする。例
えば、スクリュー直径Dが40〜50mmクラスの単軸
押出機を使用する場合には、押出機シリンダーの先端に
オリフィスをセットし、スクリューのL/D(Lはスク
リュー長さ、Dはスクリュー直径)を25〜35程度に
設定してオリフィス径を2〜20mm程度、溶融温度2
20〜250℃、滞留時間を1〜5分程度にすることに
より、上記比エネルギーを達成することができる。ま
た、バンバリーミキサーを使用する場合は、混練ロール
の消費動力を常時観察しながら、所定の比エネルギーが
達成されるまで混練時間を適宜に調節する方法が簡便で
ある。例えば、処理量100kg/hrクラスのバンバ
リーミキサーに酸変性ポリオレフィン樹脂とポリアミド
樹脂10kgを仕込み、混練温度220〜250℃、2
個のローターの回転数比を1.1〜1.4として低回転
数側ローターを50〜150rpmとする場合は、2〜
7分程度の混練で上記比エネルギーを達成することがで
きる。EVOH樹脂は、得られる樹脂組成物中、2〜4
0重量%、好ましくは10〜25重量%となるように混
合する。これらの範囲外だと接着性、透明性の改良効果
が低下するのであまり好ましくない。
は、通常使用する程度の耐熱安定剤、耐候安定剤、滑
剤、帯電防止剤、核剤、充填剤、顔料、染料、難燃剤、
ブロッキング防止剤等の添加物を0.0005〜30重
量%程度含有させてもよい。かくして得られる本発明の
酸変性ポリオレフィン樹脂組成物を、常法に従い成形す
ることによって、接着性が良好で、しかも、透明性の優
れたフィルム或いはシートを得ることができる。例え
ば、Tダイ、インフレーション等の成形機を使用し、押
出温度190〜350℃、ダイス温度190〜350℃
の条件下で押出成形することによって、所望の厚さのフ
ィルムやシートを得ることができる。
透明度が50%以上、接着強度が600g/15ミリ幅
以上(フィルム厚みが50〜100μの場合)のものが
得られる。また、上記で得られたフィルム、シートを延
伸することによって透明性や機械的強度を向上させるこ
ともできる。
は、例えば、ポリオレフィン、EVOH、ポリアミド、
ポリエステル、ガラス、金属等を基材層として形成され
る各種積層体の接着層として好適に使用できる。基材層
を形成するポリオレフィンとしては、例えば、低密度ポ
リエチレン、線状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、ポリブテン−1、またはこれら
の共重合体や組成物が挙げられる。エチレン−酢酸ビニ
ル共重合体ケン化物としてはガスバリアー性、耐油性、
水透過性等から考えてエチレン含有が20〜60モル
%、好ましくは25〜50モル%のものが挙げられる。
のが挙げられる。具体的に好ましい積層体の例として
は、例えば、ポリプロピレン又はポリエチレン層とEV
OH層の接着層として、酸変性ポリプロピレン又は酸変
性ポリエチレン樹脂組成物を使用して形成される積層フ
ィルムが挙げられる。このような積層フィルムは、多層
インフレーション法、多層Tダイ法、多層ブロー成形
法、押出しラミネート成形法等の通常の積層体の成形法
によって製造することができる。そして、得られる積層
フィルムは、良好な接着性を有するとともに、透明性に
優れており、食品用等の包装材料等に好適に使用でき
る。
が、本発明はその要旨を超えない限り実施例に限定され
るものではない。
MFI=9g/10分(230℃測定)、プロピレン−
エチレンランダム共重合体)80重量部と、エラストマ
ー{三井石油化学工業(株)製、商品名:タフマーA2
0090、MFR=18g/10分(190℃測定)、
エチレン−ブテンランダム共重合エラストマー}20重
量部と、無水マレイン酸1.5重量部と、2,5−ジメ
チル−2,5−ジ(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−
3を0.15重量部とを50mmφ押出機にて210℃
で溶融混練してペレット化を行ない、エラストマー含有
酸変性ポリオレフィン樹脂を得た。このエラストマー含
有酸変性ポリオレフィン樹脂中の無水マレイン酸のグラ
フト量は1.2重量%であった。
フィン樹脂20重量部とポリプロピレン樹脂(商品名:
三菱ポリプロ6500J)60重量部、更にEVOH樹
脂(日本合成化学工業(株)製、商品名:ソアノール3
803、エチレン含有量38mol%、MFR4.0g
/10分(230℃)20重量部を単軸押出機にて樹脂
に対する比エネルギーが0.6kW・hr/kg、溶融
温度220℃となるような条件下に溶融混合し、ペレッ
ト化して酸変性ポリオレフィン樹脂組成物を得た。な
お、押出機はスクリュー直径D50mm、スクリューの
L/Dを32、オリフィス径を12mmに設定した。
着層として積層フィルムを製造した。即ち、3層Tダイ
成形機にて上記のEVOH樹脂を押出温度220℃で、
また上記ポリプロピレン樹脂を230℃で、酸変性ポリ
オレフィン樹脂組成物を220℃で、ダイス温度240
℃の条件で成形して、EVOH層/接着層/ポリプロピ
レン層(30μ/10μ/30μ)の積層フィルムを得
た。得られた積層フィルムの接着強度及び透明性(透明
度)を表1に示した。
研究所製の透明度測定器を用いて測定し、MAX値で表
示した。
ように変えたほかは同様にして、酸変性ポリオレフィン
樹脂組成物を製造し、次いで、実施例1と同様にして積
層フィルムを得た。結果を表1に示した。
ロピレン共重合エラストマー(日本合成ゴム(株)製、
EP02P、MFR=3.2g/10分)を表1に示す
量使用したほかは同様にして酸変性ポリオレフィン樹脂
組成物を製造し、次いで、実施例1と同様にして積層フ
ィルムを得た。結果を表1に示した。
ピレン樹脂100重量部のみに対して酸変性処理を行な
った事以外は実施例1と同様にして積層フィルムを得
た。結果を表1に示した。
オレフィン樹脂とEVOH樹脂とを溶融混合することに
より、EVOH樹脂が酸変性ポリオレフィン樹脂中にミ
クロサイズでしかも均一に分散された接着性の良好な組
成物を得ることができる。更に、該組成物を成形して得
られるフィルムまたはシートは、透明性に優れており、
包装材料などの各種積層体の接着層等として有利に使用
できる。
Claims (3)
- 【請求項1】酸変性ポリオレフィン樹脂60〜98重量
%とエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂2〜40
重量%、更に必要に応じて酸変性ポリオレフィン樹脂1
00重量部に対して、最大2000重量部までの未変性
ポリオレフィン樹脂を、比エネルギーが0.3kw・h
r/kg以上となる条件下で溶融混合して得た酸変性ポ
リオレフィン樹脂組成物。 - 【請求項2】酸変性ポリオレフィン樹脂は、その2〜5
0重量%が酸変性ポリオレフィンエラストマーであるこ
とを特徴とする請求項1に記載の酸変性ポリオレフィン
樹脂組成物。 - 【請求項3】酸変性ポリオレフィン樹脂60〜98重量
%とエチレン−ビニルアルコール共重合体樹脂2〜40
重量%、更に必要に応じて酸変性ポリオレフィン樹脂1
00重量部に対して、最大2000重量部までの未変性
ポリオレフィン樹脂を、比エネルギーが0.3kw・h
r/kg以上となる条件下で溶融混合して得た酸変性ポ
リオレフィン樹脂組成物を成形して得た接着性フィルム
又はシート。
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Cited By (2)
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