JP3916760B2 - 高周波融着性樹脂組成物 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波融着性樹脂組成物に関するものである。さらに詳しくは、特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物からなる高周波融着性樹脂組成物に関するものである。また、ポリオレフィン系樹脂に特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物が配合された高周波融着性樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂からなるフィルム、成型品を熱接合する手段として、ヒートシール、インパルスシールに代表される外部加熱方法、また、超音波接合、高周波接合に代表される内部加熱方法がある。このうち高周波接合は内部発熱を利用した接着方法であり、外部加熱方法に比べ、▲１▼フィルム、成型品の外層部の熱劣化が少ない、▲２▼温度の上昇が速い、▲３▼温度の均一性が高い、等の長所を有している。しかしながら、この接合方法は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、塩素化ポリエチレン、ポリアミド等誘電体損失の大きい合成樹脂に適したもので、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂は誘電体損失が小さいため、この方法に適していなかった。一方、高周波接合装置を設備している加工業者においては同一の装置でポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂の接合も行いたいという要望が強い。この要望をかなえるため、従来より種々の工夫がなされてきた。例えば、特開平７−２７６５８１号公報には、−ＯＨ、−ＣＮ、−Ｃｌ、−ＣＯＮＨ−、または−ＣＯ−等の極性基を有する合成樹脂が高周波融着性を有することを示唆する記載がある。しかしながら、極性基を有する合成樹脂であっても極性基の種類や、合成樹脂全体に占める極性基の比率等の条件によっては必ずしも良好な高周波融着性を示さないものがある。
【０００３】
また、エチレンとビニルエステルや不飽和カルボン酸エステル等のコモノマーを共重合させて得られるポリマーを用いる方法が提案されている。例えば特開平６−２８７３６２号公報等には、酢酸ビニル含量が４０〜８０重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体とポリオレフィンを所定量含む高周波融着可能な樹脂組成物が提案されている。しかしながら十分な高周波融着特性が得られる程度にまで酢酸ビニル含量、および／または、エチレン−酢酸ビニル共重合体の配合量を増やすと、フィルム、成型品の剛性や耐熱性が低下するという問題、さらにフィルムの場合にあっては、フィルム同士がブロッキングしやすくなるという問題がある。またポリオレフィン系樹脂にカーボンブラックや金属粉等の導電性材料を配合するという方法も考えられる。しかしながらこの方法を用いた場合、その成型品の透明性が著しく損われるという問題、さらには発熱のコントロールが難しく、発熱が行き過ぎるとポリオレフィン系樹脂が熱劣化を起こしてしまうという問題がある。
以上述べた従来技術を総括してみると、組成物中に誘電体損失の大きな成分を存在させることによって組成物全体としての誘電体損失を高めるという技術、あるいは組成物中に導電性を有する粉体を添加するという技術が大勢であり、本発明者らによって見いだされ、以下の説明においてその詳細が明らかとなる、「特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物を用いるという技術思想」は未だ報告されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような状況に鑑みなされた。すなわち高周波融着性が、従来高周波融着適性に優れていると言われるポリ塩化ビニル樹脂等と比較し、遜色ない樹脂組成物を提供することを課題とする。また、ポリオレフィン系樹脂を主体とした高周波融着性を有する組成物であって、ポリオレフィンの特性が維持され、成形加工性が良好な樹脂組成物を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高周波を照射することによって発熱する合成樹脂について鋭意研究を重ねた結果、上記性能を有する合成樹脂に求められる要件として、合成樹脂の表面抵抗率が挙げられることをまず見いだした。すなわち、表面抵抗率と高周波発熱性とは密接な関連性があり、合成樹脂の表面抵抗率が低下するにしたがって高周波発熱性が良好となることを見いだしたのである。
本発明者らはさらに研究を重ねた。この結果、特定の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物を必須成分として含む組成物が高周波融着性を有することを見いだし本発明に到った。また、ポリオレフィン特定量と特定の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物特定量から成る組成物がポリオレフィンの特性を維持したまま優れた高周波融着性を示すことを見いだし本発明に到った。
すなわち、本発明によれば、
【０００６】
（Ａ）表面抵抗率が１×１０１１（Ω／□）以下に調整された（ａ）分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー、（ｂ）アイオノマーおよび（ｃ）これらとイオン電解質を含む組成物から選ばれるイオン導電性ポリマーまたはイオン導電性ポリマー組成物２重量％以上と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８重量％以下から成る高周波融着用樹脂組成物が提供される。
【０００７】
また、（Ａ）表面抵抗率が１×１０１１（Ω／□）以下に調整された（ａ）分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー、（ｂ）アイオノマーおよび（ｃ）これらとイオン電解質を含む組成物から選ばれるイオン導電性ポリマーまたはイオン導電性ポリマー組成物２〜４０重量％と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８〜６０重量％から成る高周波融着用樹脂組成物が提供される。
【０００８】
また、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂が、エチレン７０〜９５重量％と、エチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマー３０〜５重量％とから得られるポリオレフィン系共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の高周波融着用樹脂組成物が提供される。
【０００９】
更により好ましくは、（Ａ）中に多価アルコールが含有されていることを特徴とする前記いずれかの高周波融着用樹脂組成物が提供される。
また本発明により、前記の高周波融着用樹脂組成物からなる成形体を用いることを特徴とする高周波熱融着方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明においては、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物が用いられる。そしてこれらイオン導電性ポリマー、または、イオン導電性ポリマー組成物の表面抵抗率は１×１０10（Ω／□）以下、さらには１×１０9 （Ω／□）以下に調整されていることが好ましい。なお、以下においては簡単のため、イオン導電性ポリマー、および、イオン導電性ポリマー組成物をイオン導電材料と総称することとする。また、前記した表面抵抗率とは、イオン導電材料を成形した後、２３℃、５０％ＲＨの条件下に２４時間保ち、１０Ｖの電圧を印加し、１０秒後の抵抗値を測定したものをいう。表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）を越えるイオン導電材料を用いた場合、最終的に得られる組成物に良好な高周波融着性を付与することができず好ましくない。
【００１１】
以下に本発明で用いられるイオン導電材料について説明する。
本発明で用いられるイオン導電材料は、イオン導電性を発現することが可能なポリマー成分と、必要により配合される各種添加剤から構成される。すなわち、イオン導電性を発現することが可能なポリマー成分のみで表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下になる場合は、組成物の形態をとらずイオン導電性を発現することが可能なポリマー成分単独の形態であってもよい。
【００１２】
表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下のイオン導電材料を得るために用いられるポリマーとしてはまず、ポリエチレンオキサイド、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体、エチレンオキサイドとエピクロロヒドリンの共重合体、ポリエーテルエステル、ポリエーテルエステルアミド等の分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマーが挙げられる。
【００１３】
次いで挙げられるものとして、分子中に４級アンモニウム塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩等のイオン基を含有するポリマー、所謂、アイオノマーがある。これらポリマーはいずれも３０００以上の分子量を有していることが望ましい。なお、以上述べたポリマーはあくまで例示であり、用いるポリマー自体の表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下である場合は本発明の目的を達成できる。
【００１４】
次に、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下のイオン導電材料を得るために、上記ポリマーに必要により配合される各種添加剤について説明する。
上記ポリマーのうち分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマーに配合される成分としては、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属のチオシアン酸塩、リン酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、ハロゲンの酸素酸塩等のイオン電解質が挙げられる。より具体的には、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸リチウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム等が例示できる。これらイオン電解質の配合量は特に限定されるものではないが、ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー１００重量部に対し０．１〜３０重量部、より好ましくは、０．２〜２０重量部である。なお、ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー成分自体の表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下である場合にあっても、これらのイオン電解質が併用されることによって、該ポリマーの表面抵抗率をさらに低下させることができ、本発明に用いられるイオン導電材料としてさらに好適なものとなる。
【００１５】
一方、前記ポリマーのうち分子中にイオン基を含有するポリマー、所謂、アイオノマーに用いられる添加剤としては、グリセロール、ジグリセロール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールが挙げられる。特に、分子中にカルボン酸ナトリウム塩を有するアイオノマーのごとく、それ自体では１×１０11（Ω／□）以下の表面抵抗率を示さないポリマーに前記多価アルコールが配合されると、その組成物は１×１０11（Ω／□）以下の表面抵抗率を示すようになり本発明に用いられるイオン導電材料として好適なものとなる。
【００１６】
また、先に、分子中にイオン基を含有するポリマー、所謂、アイオノマーの表面抵抗率を低下させる添加剤として多価アルコールが有効である旨を述べたが、多価アルコールはアイオノマーのみならず、上記したすべてのイオン導電材料についてその表面抵抗率を低下させる作用を有する。したがって、すでに１×１０11（Ω／□）以下の表面抵抗率が達成されているイオン導電材料にさらに多価アルコールが含まれることが好ましい。このようにして表面抵抗率がさらに低下したイオン導電材料は、大きな発熱量が必要とされる場合、あるいはイオン導電材料の配合量を低減させることが求められるような用途においては特に有効である。
【００１７】
以上のようにして、本発明の高周波融着性樹脂組成物に用いられるイオン導電材料が構成される。該イオン導電材料は単独で、あるいは、複数種組み合わせて用いることができる。
【００１８】
一方、本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などのポリエチレンや、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリ４−メチルペンテン−１などのα−オレフィンホモポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−メタアクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン−メチルメタアクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体などのエチレンと他のモノマーとの共重合体などの単独もしくは複数のポリマーのブレンド物等が用いられる。
【００１９】
また、コスト的観点、組成物の環境依存特性の観点等から、組成物中のイオン導電材料の量を低く抑える必要がある場合、あるいは大きな高周波融着性能が要求される場合には、ポリオレフィン系樹脂として、エチレン７０〜９５重量％と、エチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマー３０〜５重量％とから得られるポリオレフィン系共重合体を選択するようにするのが好ましい。エチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマーとしては酢酸ビニル、エチルアクリレート、メチルアクリレート、アクリル酸、メタアクリル酸、メチルメタアクリレート等が挙げられ、具体的なポリオレフィン系共重合体として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−メタアクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン−メチルメタアクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）等が例示できる。
【００２０】
上記したポリオレフィン系共重合体とイオン導電材料が組み合わされることにより、このレベルのコモノマー含量のポリオレフィン系共重合体単独では不十分であった高周波融着性が飛躍的に向上する。そして、この組成物は該組成物を構成するポリオレフィン系共重合体中のコモノマーの含量が比較的低レベルに抑えられているため、組成物から得られる成形品の剛性や耐熱性の低下を低く抑えることができるとともに、成形品がフィルムの場合にあっては、フィルム同士がブロッキングしやすくなるという問題を避けることもできる。
【００２１】
以上述べたイオン導電材料とポリオレフィン系樹脂から本発明の高周波融着性樹脂組成物が構成される。次いで両者の量的関係について述べる。まず本発明の第一発明においては、イオン導電材料２重量％以上に対してポリオレフィン系樹脂９８重量％以下となるように、より好ましくは、イオン導電材料２〜９５重量％、ポリオレフィン系樹脂９８〜５重量％となるように設定される。この範囲でイオン導電材料が含まれることにより、良好な高周波融着性が付与される。
また、本発明の第二発明においてはイオン導電材料２〜４０重量％、ポリオレフィン系樹脂９８〜６０重量％となるように設定される。この範囲において組成物に、良好な高周波融着性が付与されるとともに、ポリオレフィン系樹脂が本来有する良好な物理的、機械的特性が維持される。高周波融着性組成物にポリオレフィン系樹脂の特性を維持させたい場合には特に有効である。
上記いずれの場合においても組成物中に占めるイオン導電材料の割合が２重量％を下回ると、該組成物の高周波融着性が十分でなくなり好ましくない。
【００２２】
また本発明においてはポリオレフィン系樹脂とイオン導電材料との相溶性を向上させる目的で、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体をグラフト反応せしめることにより得られる変性ポリオレフィンなど公知の相溶化剤を適宜使用することができる。さらに必要に応じて酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、滑剤、アンチブロッキング剤、加工助剤、顔料等を添加することもできる。
【００２３】
本発明の高周波融着性樹脂組成物は、通常の混練ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、一軸押出機、二軸押出機等を用いて溶融混練することによって調製できる。本発明の高周波融着性樹脂組成物の用途例を挙げるならば、高周波融着性を有さないフィルム、シートにシーラント層として積層して高周波融着性を有する積層体とする用途、該組成物を成型して高周波融着性を有する成形体とする用途等が挙げられ、これら用途に応じて、フィルム、シート、チューブ、パイプ等の形状に成形されて使用される。
【００２４】
以下本発明の実施形態を要約する。
【００２５】
▲１▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物２重量％以上と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８重量％以下から成る高周波融着性樹脂組成物。
▲２▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物２〜９５重量％と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８〜５重量％から成る高周波融着性樹脂組成物。
▲３▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物２〜４０重量％と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８〜６０重量％から成る高周波融着性樹脂組成物。
▲４▼（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂が、エチレン７０〜９５重量％と、エチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマー３０〜５重量％とから得られるポリオレフィン系共重合体であることを特徴とする▲１▼〜▲３▼のいずれかに記載の高周波融着性樹脂組成物。
▲５▼前記ポリオレフィン系共重合体がエチレン酢酸ビニル共重合体、および／または、エチレン−メチルメタクリレート共重合体であることを特長とする▲４▼に記載の高周波融着性樹脂組成物。
▲６▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物が、分子中にカルボン酸塩を含有するアイオノマーから選ばれるものであることを特徴とする▲５▼に記載の高周波融着性樹脂組成物。
▲７▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物が、分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー、あるいは、該ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマーにイオン電解質が配合された組成物であることを特徴とする▲５▼に記載の高周波融着性樹脂組成物。
▲８▼（Ａ）中に多価アルコールが含有されていることを特徴とする▲１▼〜▲７▼のいずれかに記載の高周波融着性樹脂組成物。
【００２６】
【実施例】
以下本発明を実施例に基づき、より詳細に説明する。なお、以下の実施例、比較例においてはポリオレフィンとして以下に示すものを用いた。
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡと略称する）：日本ユニカー（株）製「ＮＵＣ−３７５８」（酢酸ビニル含量：１５重量％、密度：０．９３ｇ／ｃｍ３ 、ＭＩ：２．３ｇ／１０ｍｉｎ、融点：９３℃）
・エチレン−メチルメタアクリレート共重合体（ＥＭＭＡと略称する）：住友化学工業（株）製「アクリフトＣＭ２００７」（メチルメタクリレート含量：１８重量％、密度：０．９４ｇ／ｃｍ３ 、ＭＩ：３ｇ／１０ｍｉｎ、融点：８９℃））
・直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬと略称する）：住友化学（株）製「スミカセンα ＦＺ２０１−０」（密度：０．９１２ｇ／ｃｍ３ 、ＭＩ：２ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１１７℃）
・ポリプロピレン（ＰＰと略称する）：住友化学（株）製「ノーブレンＷＦ９０５Ｅ」（密度：０．８９ｇ／ｃｍ３ 、ＭＩ：３ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１３８℃）
一方、イオン導電材料としては表１に示すものを用いた。また、比較例２においては、実施例１〜１０で用いたイオン導電材料に替えて表２に示す成分を用いた。そして、表３以下においてはこれらを、表１、２に示したごとく略称する。
【００２７】
さらに、表１で示したイオン導電材料、および、表２で示した成分の表面抵抗率の測定は以下の手順によった。
各イオン導電材料および成分を厚み１００μｍに調整し、２３℃、５０％ＲＨの条件下に２４時間保った後、三菱化学（株）製「ハイレスタＩＰ」を用い、ＨＲＳプローブにより電圧１０Ｖを印加し、１０秒後の値を測定した。また、表２で示した成分については同測定条件では測定可能範囲の上限を越えていたため測定不能であった。このため、アドバンテスト社製「ウルトラハイレジスタンスメーター Ｒ８３４０Ａ」を用い、ＪＩＳプローブにより電圧１００Ｖを印加し、１０秒後の値を測定した。
【００２８】
【表１】
【００２９】
【表２】
【００３０】
［実施例１〜１０、比較例１〜２］
加圧式ニーダーに、表３に示すような割合で各成分を仕込み、溶融混練の後、ペレット化した。そして、インフレーション成形機（東洋精機製作所（株）製、ラボプラストミル）を用いて厚み約６０μｍの透明なフィルムを得た。なお、これら組成物の成形性は良好であり、得られたフィルムの強度も十分なものであった。次いで得られたフィルムの高周波融着性を評価した。なお、高周波融着性の評価はパール工業（株）製の高周波ウェルダーを用い、二枚重ねにしたフィルムに高周波を印加してその接合状況を判断することによった。この結果を表３に示す。なお、接合条件および高周波融着性の評価基準は以下のとおりである。
＜接合条件＞
周波数：４０．４６（ＭＨｚ）
印加時間 ：≦５（秒）
圧力 ：５（Ｋｇ／ｃｍ２）
＜高周波融着性の判断基準＞
Ａ…２秒未満の印加時間で十分に接合される
Ｂ…２秒以上５秒未満の印加時間で十分に接合される
Ｃ…５秒の印加時間で十分に接合される
Ｄ…５秒の印加時間で接合されない
【００３１】
【表３】
【００３２】
表３より表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下のカリウム塩系アイオノマーをイオン導電材料として所定量用いて得られる本発明の高周波融着性樹脂組成物は良好な高周波融着性を有することがわかる。さらに、該イオン導電材料に多価アルコールであるグリセロールが併用され、表面抵抗率が引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例４、５、６）では、グリセロールが併用されていない系（実施例１、２、３）に比べ高周波融着性が向上していることがわかる。一方比較例１より、所定の表面抵抗率を有するイオン導電材料を用いても配合量が本発明で示された値以下であると良好な高周波融着性を示さないことがわかる。さらに実施例１、２を実施例３と比較すること、また実施例４、５を実施例６、７と比較することによって、ポリオレフィン系樹脂としてエチレン特定含量とエチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマー特定含量とから得られるポリオレフィン系共重合体（本実施例ではＥＶＡ、あるいはＥＭＭＡ）を用いた場合、得られる組成物は際だって良好な高周波融着性を示すことがわかる。
また、イオン導電性を有さないナトリウム塩系アイオノマーを用いた系（比較例２）は高周波融着性を示さないが、ナトリウム塩系アイオノマーにグリセロールが併用され、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電材料を所定量用いた系（実施例１０）は良好な高周波融着性を示すことがわかる。
【００３３】
［実施例１１〜１５、比較例３］
加圧式ニーダーに、表４に示すような割合で各成分を仕込み、溶融混練の後、ペレット化した。なお実施例１２〜１４においては溶融混練時、相溶化剤として以下のものを用いた。
無水酸変性低分子量ポリエチレン：三洋化成工業（株）製「ユーメックス２０００」
そして、インフレーション成形機（東洋精機製作所（株）製、ラボプラストミル）を用いて厚み約６０μｍの透明なフィルムを得た。なお、これら組成物の成形性は良好であり、得られたフィルムの強度も十分なものであった。次いで得られたフィルムの高周波融着性を評価した。この結果を表４に示す。なお、高周波融着性の評価方法は実施例１〜１０と同様である。
【００３４】
【表４】
【００３５】
表４より、ポリアルキレンオキサイド系化合物を用い、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電材料を所定量用いて得られる本発明の高周波融着性樹脂組成物は良好な高周波融着性を有することがわかる。そしてポリアルキレンオキサイド系化合物に過塩素酸リチウムが併用され、表面抵抗率が引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例１２）は高融点を有するＰＰをベースとしているにもかかわらず、より低融点のＥＶＡにポリアルキレンオキサイド系化合物が単独で使用された系（実施例１１）に比べて、遜色のない高周波融着性を示すことがわかる。さらに、ポリアルキレンオキサイド系化合物に、過塩素酸リチウムと多価アルコールであるグリセロールが併用され、表面抵抗率がさらに引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例１４）では、グリセロールが併用されない系（実施例１３）に比べ、高周波融着性がより一層向上することがわかる。
一方、実施例１５と比較例３との比較により、所定の表面抵抗率を有するイオン導電材料を用いても配合量が本発明で示された値以下であると良好な高周波融着性を示さないことがわかる。
【００３６】
［実施例１６〜１９、比較例４］
加圧式ニーダーに、表５に示すような割合で各成分を仕込み、溶融混練の後、ペレット化した。そして、インフレーション成形機（東洋精機製作所（株）製、ラボプラストミル）を用いて厚み約６０μｍの透明なフィルムを得た。なお、これら組成物の成形性は良好であり、得られたフィルムの強度も十分なものであった。次いで得られたフィルムの高周波融着性を評価した。この結果を表５に示す。なお、高周波融着性の評価方法は実施例１〜１０と同様である。
【００３７】
【表５】
【００３８】
表５より、ポリエーテルエステルアミド系化合物を用い、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電材料を所定量用いて得られる本発明の高周波融着性樹脂組成物は良好な高周波融着性を有することがわかる。そしてポリエーテルエステルアミド系化合物に過塩素酸リチウムが併用され、表面抵抗率が引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例１７）では、過塩素酸リチウムが併用されていない系（実施例１６）に比べて高周波融着性が向上していることがわかる。さらに、ポリエーテルエステルアミド系化合物に過塩素酸リチウムと多価アルコールであるグリセロールが併用され、表面抵抗率がさらに引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例１９）では、グリセロールが併用されない系（実施例１８）に比べ、高周波融着性がより一層向上することがわかる。
一方比較例４より、所定の表面抵抗率を有するイオン導電材料を用いても配合量が本発明で示された値以下であると良好な高周波融着性を示さないことがわかる。
【００３９】
［実施例２０〜２２、比較例５］
加圧式ニーダーに、表６に示すような割合で各成分を仕込み、溶融混練の後、ペレット化した。そして、インフレーション成形機（東洋精機製作所（株）製、ラボプラストミル）を用いて厚み約６０μｍの透明なフィルムを得た。なお、これら組成物の成形性は良好であり、得られたフィルムの強度も十分なものであった。次いで得られたフィルムの高周波融着性を評価した。この結果を表６に示す。なお、高周波融着性の評価方法は実施例１〜１０と同様である。
【００４０】
【表６】
【００４１】
表６より、４級アンモニウム塩基含有共重合体を用い、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電材料を所定量用いて得られる本発明の高周波融着性樹脂組成物は良好な高周波融着性を有することがわかる。
一方比較例５より、所定の表面抵抗率を有するイオン導電材料を用いても配合量が本発明で示された範囲内でない場合は、良好な高周波融着性が付与されないことがわかる。
【００４２】
[実施例２３]
以上の実施例において用いたポリプロピレン樹脂を６０μｍの厚みにインフレーション成形して得られたフィルム（イ）と実施例２１で得られたフィルム（ロ）とを重ね合わせて熱圧プレスし、一体化した。次いで得られた積層フィルムのフィルム（ロ）側を重ね合わせて高周波融着性を評価した。なお、評価条件は以上述べた実施例、比較例と同一である。この結果はＢ（２秒以上５秒未満の印加時間で十分に接合される）であり、本発明の高周波融着性組成物はフィルム化あるいはシート化して高周波融着性シーラントとして用いることも可能であることがわかる。
【００４３】
本発明の目的は高周波融着性が良好な樹脂組成物を提供することである。その実施形態をいくつかの好適な例に言及して説明してきたが、これらは、例示であって限定ではない。よって、当業者によるこれらの例の変形は特許請求の範囲に示された思想範囲内にある限り、本発明の一部に含まれるものと考えられる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高周波融着性が、従来高周波融着適性に優れていると言われるポリ塩化ビニル樹脂等と比較し、遜色ない樹脂組成物が提供される。またさらに、ポリオレフィン系樹脂を主体とした高周波融着性を有する組成物であって、ポリオレフィンの特性が保持され、成形加工性が良好な樹脂組成物が提供される。そして該樹脂組成物は目的に応じて、フィルム、シート、チューブ、あるいはパイプ等に加工され、その高周波融着性を生かして有用に活用されるものであり、産業に利するところ大である。
【発明の属する技術分野】
本発明は高周波融着性樹脂組成物に関するものである。さらに詳しくは、特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物からなる高周波融着性樹脂組成物に関するものである。また、ポリオレフィン系樹脂に特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物が配合された高周波融着性樹脂組成物に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
合成樹脂からなるフィルム、成型品を熱接合する手段として、ヒートシール、インパルスシールに代表される外部加熱方法、また、超音波接合、高周波接合に代表される内部加熱方法がある。このうち高周波接合は内部発熱を利用した接着方法であり、外部加熱方法に比べ、▲１▼フィルム、成型品の外層部の熱劣化が少ない、▲２▼温度の上昇が速い、▲３▼温度の均一性が高い、等の長所を有している。しかしながら、この接合方法は、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、塩素化ポリエチレン、ポリアミド等誘電体損失の大きい合成樹脂に適したもので、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂は誘電体損失が小さいため、この方法に適していなかった。一方、高周波接合装置を設備している加工業者においては同一の装置でポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂の接合も行いたいという要望が強い。この要望をかなえるため、従来より種々の工夫がなされてきた。例えば、特開平７−２７６５８１号公報には、−ＯＨ、−ＣＮ、−Ｃｌ、−ＣＯＮＨ−、または−ＣＯ−等の極性基を有する合成樹脂が高周波融着性を有することを示唆する記載がある。しかしながら、極性基を有する合成樹脂であっても極性基の種類や、合成樹脂全体に占める極性基の比率等の条件によっては必ずしも良好な高周波融着性を示さないものがある。
【０００３】
また、エチレンとビニルエステルや不飽和カルボン酸エステル等のコモノマーを共重合させて得られるポリマーを用いる方法が提案されている。例えば特開平６−２８７３６２号公報等には、酢酸ビニル含量が４０〜８０重量％であるエチレン−酢酸ビニル共重合体とポリオレフィンを所定量含む高周波融着可能な樹脂組成物が提案されている。しかしながら十分な高周波融着特性が得られる程度にまで酢酸ビニル含量、および／または、エチレン−酢酸ビニル共重合体の配合量を増やすと、フィルム、成型品の剛性や耐熱性が低下するという問題、さらにフィルムの場合にあっては、フィルム同士がブロッキングしやすくなるという問題がある。またポリオレフィン系樹脂にカーボンブラックや金属粉等の導電性材料を配合するという方法も考えられる。しかしながらこの方法を用いた場合、その成型品の透明性が著しく損われるという問題、さらには発熱のコントロールが難しく、発熱が行き過ぎるとポリオレフィン系樹脂が熱劣化を起こしてしまうという問題がある。
以上述べた従来技術を総括してみると、組成物中に誘電体損失の大きな成分を存在させることによって組成物全体としての誘電体損失を高めるという技術、あるいは組成物中に導電性を有する粉体を添加するという技術が大勢であり、本発明者らによって見いだされ、以下の説明においてその詳細が明らかとなる、「特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定値以下の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物を用いるという技術思想」は未だ報告されていない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明はこのような状況に鑑みなされた。すなわち高周波融着性が、従来高周波融着適性に優れていると言われるポリ塩化ビニル樹脂等と比較し、遜色ない樹脂組成物を提供することを課題とする。また、ポリオレフィン系樹脂を主体とした高周波融着性を有する組成物であって、ポリオレフィンの特性が維持され、成形加工性が良好な樹脂組成物を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、高周波を照射することによって発熱する合成樹脂について鋭意研究を重ねた結果、上記性能を有する合成樹脂に求められる要件として、合成樹脂の表面抵抗率が挙げられることをまず見いだした。すなわち、表面抵抗率と高周波発熱性とは密接な関連性があり、合成樹脂の表面抵抗率が低下するにしたがって高周波発熱性が良好となることを見いだしたのである。
本発明者らはさらに研究を重ねた。この結果、特定の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物を必須成分として含む組成物が高周波融着性を有することを見いだし本発明に到った。また、ポリオレフィン特定量と特定の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー、または、特定の表面抵抗率を有するイオン導電性ポリマー組成物特定量から成る組成物がポリオレフィンの特性を維持したまま優れた高周波融着性を示すことを見いだし本発明に到った。
すなわち、本発明によれば、
【０００６】
（Ａ）表面抵抗率が１×１０１１（Ω／□）以下に調整された（ａ）分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー、（ｂ）アイオノマーおよび（ｃ）これらとイオン電解質を含む組成物から選ばれるイオン導電性ポリマーまたはイオン導電性ポリマー組成物２重量％以上と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８重量％以下から成る高周波融着用樹脂組成物が提供される。
【０００７】
また、（Ａ）表面抵抗率が１×１０１１（Ω／□）以下に調整された（ａ）分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー、（ｂ）アイオノマーおよび（ｃ）これらとイオン電解質を含む組成物から選ばれるイオン導電性ポリマーまたはイオン導電性ポリマー組成物２〜４０重量％と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８〜６０重量％から成る高周波融着用樹脂組成物が提供される。
【０００８】
また、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂が、エチレン７０〜９５重量％と、エチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマー３０〜５重量％とから得られるポリオレフィン系共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の高周波融着用樹脂組成物が提供される。
【０００９】
更により好ましくは、（Ａ）中に多価アルコールが含有されていることを特徴とする前記いずれかの高周波融着用樹脂組成物が提供される。
また本発明により、前記の高周波融着用樹脂組成物からなる成形体を用いることを特徴とする高周波熱融着方法が提供される。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を詳しく説明する。
本発明においては、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物が用いられる。そしてこれらイオン導電性ポリマー、または、イオン導電性ポリマー組成物の表面抵抗率は１×１０10（Ω／□）以下、さらには１×１０9 （Ω／□）以下に調整されていることが好ましい。なお、以下においては簡単のため、イオン導電性ポリマー、および、イオン導電性ポリマー組成物をイオン導電材料と総称することとする。また、前記した表面抵抗率とは、イオン導電材料を成形した後、２３℃、５０％ＲＨの条件下に２４時間保ち、１０Ｖの電圧を印加し、１０秒後の抵抗値を測定したものをいう。表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）を越えるイオン導電材料を用いた場合、最終的に得られる組成物に良好な高周波融着性を付与することができず好ましくない。
【００１１】
以下に本発明で用いられるイオン導電材料について説明する。
本発明で用いられるイオン導電材料は、イオン導電性を発現することが可能なポリマー成分と、必要により配合される各種添加剤から構成される。すなわち、イオン導電性を発現することが可能なポリマー成分のみで表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下になる場合は、組成物の形態をとらずイオン導電性を発現することが可能なポリマー成分単独の形態であってもよい。
【００１２】
表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下のイオン導電材料を得るために用いられるポリマーとしてはまず、ポリエチレンオキサイド、エチレンオキサイドとプロピレンオキサイドの共重合体、エチレンオキサイドとエピクロロヒドリンの共重合体、ポリエーテルエステル、ポリエーテルエステルアミド等の分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマーが挙げられる。
【００１３】
次いで挙げられるものとして、分子中に４級アンモニウム塩、スルホン酸塩、カルボン酸塩等のイオン基を含有するポリマー、所謂、アイオノマーがある。これらポリマーはいずれも３０００以上の分子量を有していることが望ましい。なお、以上述べたポリマーはあくまで例示であり、用いるポリマー自体の表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下である場合は本発明の目的を達成できる。
【００１４】
次に、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下のイオン導電材料を得るために、上記ポリマーに必要により配合される各種添加剤について説明する。
上記ポリマーのうち分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマーに配合される成分としては、アルカリ金属、またはアルカリ土類金属のチオシアン酸塩、リン酸塩、硫酸塩、ハロゲン化物、ハロゲンの酸素酸塩等のイオン電解質が挙げられる。より具体的には、チオシアン酸カリウム、チオシアン酸ナトリウム、チオシアン酸リチウム、過塩素酸カリウム、過塩素酸ナトリウム、過塩素酸リチウム等が例示できる。これらイオン電解質の配合量は特に限定されるものではないが、ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー１００重量部に対し０．１〜３０重量部、より好ましくは、０．２〜２０重量部である。なお、ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー成分自体の表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下である場合にあっても、これらのイオン電解質が併用されることによって、該ポリマーの表面抵抗率をさらに低下させることができ、本発明に用いられるイオン導電材料としてさらに好適なものとなる。
【００１５】
一方、前記ポリマーのうち分子中にイオン基を含有するポリマー、所謂、アイオノマーに用いられる添加剤としては、グリセロール、ジグリセロール、トリメチロールプロパン等の多価アルコールが挙げられる。特に、分子中にカルボン酸ナトリウム塩を有するアイオノマーのごとく、それ自体では１×１０11（Ω／□）以下の表面抵抗率を示さないポリマーに前記多価アルコールが配合されると、その組成物は１×１０11（Ω／□）以下の表面抵抗率を示すようになり本発明に用いられるイオン導電材料として好適なものとなる。
【００１６】
また、先に、分子中にイオン基を含有するポリマー、所謂、アイオノマーの表面抵抗率を低下させる添加剤として多価アルコールが有効である旨を述べたが、多価アルコールはアイオノマーのみならず、上記したすべてのイオン導電材料についてその表面抵抗率を低下させる作用を有する。したがって、すでに１×１０11（Ω／□）以下の表面抵抗率が達成されているイオン導電材料にさらに多価アルコールが含まれることが好ましい。このようにして表面抵抗率がさらに低下したイオン導電材料は、大きな発熱量が必要とされる場合、あるいはイオン導電材料の配合量を低減させることが求められるような用途においては特に有効である。
【００１７】
以上のようにして、本発明の高周波融着性樹脂組成物に用いられるイオン導電材料が構成される。該イオン導電材料は単独で、あるいは、複数種組み合わせて用いることができる。
【００１８】
一方、本発明で用いられるポリオレフィン系樹脂としては、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬＤＰＥ）などのポリエチレンや、ポリプロピレン、ポリブテン−１、ポリ４−メチルペンテン−１などのα−オレフィンホモポリマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−メタアクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン−メチルメタアクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン−１共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体などのエチレンと他のモノマーとの共重合体などの単独もしくは複数のポリマーのブレンド物等が用いられる。
【００１９】
また、コスト的観点、組成物の環境依存特性の観点等から、組成物中のイオン導電材料の量を低く抑える必要がある場合、あるいは大きな高周波融着性能が要求される場合には、ポリオレフィン系樹脂として、エチレン７０〜９５重量％と、エチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマー３０〜５重量％とから得られるポリオレフィン系共重合体を選択するようにするのが好ましい。エチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマーとしては酢酸ビニル、エチルアクリレート、メチルアクリレート、アクリル酸、メタアクリル酸、メチルメタアクリレート等が挙げられ、具体的なポリオレフィン系共重合体として、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−エチルアクリレート共重合体（ＥＥＡ）、エチレン−メチルアクリレート共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−メタアクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン−メチルメタアクリレート共重合体（ＥＭＭＡ）等が例示できる。
【００２０】
上記したポリオレフィン系共重合体とイオン導電材料が組み合わされることにより、このレベルのコモノマー含量のポリオレフィン系共重合体単独では不十分であった高周波融着性が飛躍的に向上する。そして、この組成物は該組成物を構成するポリオレフィン系共重合体中のコモノマーの含量が比較的低レベルに抑えられているため、組成物から得られる成形品の剛性や耐熱性の低下を低く抑えることができるとともに、成形品がフィルムの場合にあっては、フィルム同士がブロッキングしやすくなるという問題を避けることもできる。
【００２１】
以上述べたイオン導電材料とポリオレフィン系樹脂から本発明の高周波融着性樹脂組成物が構成される。次いで両者の量的関係について述べる。まず本発明の第一発明においては、イオン導電材料２重量％以上に対してポリオレフィン系樹脂９８重量％以下となるように、より好ましくは、イオン導電材料２〜９５重量％、ポリオレフィン系樹脂９８〜５重量％となるように設定される。この範囲でイオン導電材料が含まれることにより、良好な高周波融着性が付与される。
また、本発明の第二発明においてはイオン導電材料２〜４０重量％、ポリオレフィン系樹脂９８〜６０重量％となるように設定される。この範囲において組成物に、良好な高周波融着性が付与されるとともに、ポリオレフィン系樹脂が本来有する良好な物理的、機械的特性が維持される。高周波融着性組成物にポリオレフィン系樹脂の特性を維持させたい場合には特に有効である。
上記いずれの場合においても組成物中に占めるイオン導電材料の割合が２重量％を下回ると、該組成物の高周波融着性が十分でなくなり好ましくない。
【００２２】
また本発明においてはポリオレフィン系樹脂とイオン導電材料との相溶性を向上させる目的で、不飽和カルボン酸および／またはその誘導体をグラフト反応せしめることにより得られる変性ポリオレフィンなど公知の相溶化剤を適宜使用することができる。さらに必要に応じて酸化防止剤、光安定剤、紫外線吸収剤、難燃剤、滑剤、アンチブロッキング剤、加工助剤、顔料等を添加することもできる。
【００２３】
本発明の高周波融着性樹脂組成物は、通常の混練ロール、ニーダー、バンバリーミキサー、一軸押出機、二軸押出機等を用いて溶融混練することによって調製できる。本発明の高周波融着性樹脂組成物の用途例を挙げるならば、高周波融着性を有さないフィルム、シートにシーラント層として積層して高周波融着性を有する積層体とする用途、該組成物を成型して高周波融着性を有する成形体とする用途等が挙げられ、これら用途に応じて、フィルム、シート、チューブ、パイプ等の形状に成形されて使用される。
【００２４】
以下本発明の実施形態を要約する。
【００２５】
▲１▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物２重量％以上と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８重量％以下から成る高周波融着性樹脂組成物。
▲２▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物２〜９５重量％と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８〜５重量％から成る高周波融着性樹脂組成物。
▲３▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物２〜４０重量％と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８〜６０重量％から成る高周波融着性樹脂組成物。
▲４▼（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂が、エチレン７０〜９５重量％と、エチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマー３０〜５重量％とから得られるポリオレフィン系共重合体であることを特徴とする▲１▼〜▲３▼のいずれかに記載の高周波融着性樹脂組成物。
▲５▼前記ポリオレフィン系共重合体がエチレン酢酸ビニル共重合体、および／または、エチレン−メチルメタクリレート共重合体であることを特長とする▲４▼に記載の高周波融着性樹脂組成物。
▲６▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物が、分子中にカルボン酸塩を含有するアイオノマーから選ばれるものであることを特徴とする▲５▼に記載の高周波融着性樹脂組成物。
▲７▼（Ａ）表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー、または、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電性ポリマー組成物が、分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー、あるいは、該ポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマーにイオン電解質が配合された組成物であることを特徴とする▲５▼に記載の高周波融着性樹脂組成物。
▲８▼（Ａ）中に多価アルコールが含有されていることを特徴とする▲１▼〜▲７▼のいずれかに記載の高周波融着性樹脂組成物。
【００２６】
【実施例】
以下本発明を実施例に基づき、より詳細に説明する。なお、以下の実施例、比較例においてはポリオレフィンとして以下に示すものを用いた。
・エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡと略称する）：日本ユニカー（株）製「ＮＵＣ−３７５８」（酢酸ビニル含量：１５重量％、密度：０．９３ｇ／ｃｍ３ 、ＭＩ：２．３ｇ／１０ｍｉｎ、融点：９３℃）
・エチレン−メチルメタアクリレート共重合体（ＥＭＭＡと略称する）：住友化学工業（株）製「アクリフトＣＭ２００７」（メチルメタクリレート含量：１８重量％、密度：０．９４ｇ／ｃｍ３ 、ＭＩ：３ｇ／１０ｍｉｎ、融点：８９℃））
・直鎖状低密度ポリエチレン（ＬＬと略称する）：住友化学（株）製「スミカセンα ＦＺ２０１−０」（密度：０．９１２ｇ／ｃｍ３ 、ＭＩ：２ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１１７℃）
・ポリプロピレン（ＰＰと略称する）：住友化学（株）製「ノーブレンＷＦ９０５Ｅ」（密度：０．８９ｇ／ｃｍ３ 、ＭＩ：３ｇ／１０ｍｉｎ、融点：１３８℃）
一方、イオン導電材料としては表１に示すものを用いた。また、比較例２においては、実施例１〜１０で用いたイオン導電材料に替えて表２に示す成分を用いた。そして、表３以下においてはこれらを、表１、２に示したごとく略称する。
【００２７】
さらに、表１で示したイオン導電材料、および、表２で示した成分の表面抵抗率の測定は以下の手順によった。
各イオン導電材料および成分を厚み１００μｍに調整し、２３℃、５０％ＲＨの条件下に２４時間保った後、三菱化学（株）製「ハイレスタＩＰ」を用い、ＨＲＳプローブにより電圧１０Ｖを印加し、１０秒後の値を測定した。また、表２で示した成分については同測定条件では測定可能範囲の上限を越えていたため測定不能であった。このため、アドバンテスト社製「ウルトラハイレジスタンスメーター Ｒ８３４０Ａ」を用い、ＪＩＳプローブにより電圧１００Ｖを印加し、１０秒後の値を測定した。
【００２８】
【表１】
【表２】
［実施例１〜１０、比較例１〜２］
加圧式ニーダーに、表３に示すような割合で各成分を仕込み、溶融混練の後、ペレット化した。そして、インフレーション成形機（東洋精機製作所（株）製、ラボプラストミル）を用いて厚み約６０μｍの透明なフィルムを得た。なお、これら組成物の成形性は良好であり、得られたフィルムの強度も十分なものであった。次いで得られたフィルムの高周波融着性を評価した。なお、高周波融着性の評価はパール工業（株）製の高周波ウェルダーを用い、二枚重ねにしたフィルムに高周波を印加してその接合状況を判断することによった。この結果を表３に示す。なお、接合条件および高周波融着性の評価基準は以下のとおりである。
＜接合条件＞
周波数：４０．４６（ＭＨｚ）
印加時間 ：≦５（秒）
圧力 ：５（Ｋｇ／ｃｍ２）
＜高周波融着性の判断基準＞
Ａ…２秒未満の印加時間で十分に接合される
Ｂ…２秒以上５秒未満の印加時間で十分に接合される
Ｃ…５秒の印加時間で十分に接合される
Ｄ…５秒の印加時間で接合されない
【００３１】
【表３】
表３より表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下のカリウム塩系アイオノマーをイオン導電材料として所定量用いて得られる本発明の高周波融着性樹脂組成物は良好な高周波融着性を有することがわかる。さらに、該イオン導電材料に多価アルコールであるグリセロールが併用され、表面抵抗率が引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例４、５、６）では、グリセロールが併用されていない系（実施例１、２、３）に比べ高周波融着性が向上していることがわかる。一方比較例１より、所定の表面抵抗率を有するイオン導電材料を用いても配合量が本発明で示された値以下であると良好な高周波融着性を示さないことがわかる。さらに実施例１、２を実施例３と比較すること、また実施例４、５を実施例６、７と比較することによって、ポリオレフィン系樹脂としてエチレン特定含量とエチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマー特定含量とから得られるポリオレフィン系共重合体（本実施例ではＥＶＡ、あるいはＥＭＭＡ）を用いた場合、得られる組成物は際だって良好な高周波融着性を示すことがわかる。
また、イオン導電性を有さないナトリウム塩系アイオノマーを用いた系（比較例２）は高周波融着性を示さないが、ナトリウム塩系アイオノマーにグリセロールが併用され、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電材料を所定量用いた系（実施例１０）は良好な高周波融着性を示すことがわかる。
【００３３】
［実施例１１〜１５、比較例３］
加圧式ニーダーに、表４に示すような割合で各成分を仕込み、溶融混練の後、ペレット化した。なお実施例１２〜１４においては溶融混練時、相溶化剤として以下のものを用いた。
無水酸変性低分子量ポリエチレン：三洋化成工業（株）製「ユーメックス２０００」
そして、インフレーション成形機（東洋精機製作所（株）製、ラボプラストミル）を用いて厚み約６０μｍの透明なフィルムを得た。なお、これら組成物の成形性は良好であり、得られたフィルムの強度も十分なものであった。次いで得られたフィルムの高周波融着性を評価した。この結果を表４に示す。なお、高周波融着性の評価方法は実施例１〜１０と同様である。
【００３４】
【表４】
表４より、ポリアルキレンオキサイド系化合物を用い、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電材料を所定量用いて得られる本発明の高周波融着性樹脂組成物は良好な高周波融着性を有することがわかる。そしてポリアルキレンオキサイド系化合物に過塩素酸リチウムが併用され、表面抵抗率が引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例１２）は高融点を有するＰＰをベースとしているにもかかわらず、より低融点のＥＶＡにポリアルキレンオキサイド系化合物が単独で使用された系（実施例１１）に比べて、遜色のない高周波融着性を示すことがわかる。さらに、ポリアルキレンオキサイド系化合物に、過塩素酸リチウムと多価アルコールであるグリセロールが併用され、表面抵抗率がさらに引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例１４）では、グリセロールが併用されない系（実施例１３）に比べ、高周波融着性がより一層向上することがわかる。
一方、実施例１５と比較例３との比較により、所定の表面抵抗率を有するイオン導電材料を用いても配合量が本発明で示された値以下であると良好な高周波融着性を示さないことがわかる。
【００３６】
［実施例１６〜１９、比較例４］
加圧式ニーダーに、表５に示すような割合で各成分を仕込み、溶融混練の後、ペレット化した。そして、インフレーション成形機（東洋精機製作所（株）製、ラボプラストミル）を用いて厚み約６０μｍの透明なフィルムを得た。なお、これら組成物の成形性は良好であり、得られたフィルムの強度も十分なものであった。次いで得られたフィルムの高周波融着性を評価した。この結果を表５に示す。なお、高周波融着性の評価方法は実施例１〜１０と同様である。
【００３７】
【表５】
表５より、ポリエーテルエステルアミド系化合物を用い、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電材料を所定量用いて得られる本発明の高周波融着性樹脂組成物は良好な高周波融着性を有することがわかる。そしてポリエーテルエステルアミド系化合物に過塩素酸リチウムが併用され、表面抵抗率が引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例１７）では、過塩素酸リチウムが併用されていない系（実施例１６）に比べて高周波融着性が向上していることがわかる。さらに、ポリエーテルエステルアミド系化合物に過塩素酸リチウムと多価アルコールであるグリセロールが併用され、表面抵抗率がさらに引き下げられたイオン導電材料を用いた系（実施例１９）では、グリセロールが併用されない系（実施例１８）に比べ、高周波融着性がより一層向上することがわかる。
一方比較例４より、所定の表面抵抗率を有するイオン導電材料を用いても配合量が本発明で示された値以下であると良好な高周波融着性を示さないことがわかる。
【００３９】
［実施例２０〜２２、比較例５］
加圧式ニーダーに、表６に示すような割合で各成分を仕込み、溶融混練の後、ペレット化した。そして、インフレーション成形機（東洋精機製作所（株）製、ラボプラストミル）を用いて厚み約６０μｍの透明なフィルムを得た。なお、これら組成物の成形性は良好であり、得られたフィルムの強度も十分なものであった。次いで得られたフィルムの高周波融着性を評価した。この結果を表６に示す。なお、高周波融着性の評価方法は実施例１〜１０と同様である。
【００４０】
【表６】
表６より、４級アンモニウム塩基含有共重合体を用い、表面抵抗率が１×１０11（Ω／□）以下に調整されたイオン導電材料を所定量用いて得られる本発明の高周波融着性樹脂組成物は良好な高周波融着性を有することがわかる。
一方比較例５より、所定の表面抵抗率を有するイオン導電材料を用いても配合量が本発明で示された範囲内でない場合は、良好な高周波融着性が付与されないことがわかる。
【００４２】
[実施例２３]
以上の実施例において用いたポリプロピレン樹脂を６０μｍの厚みにインフレーション成形して得られたフィルム（イ）と実施例２１で得られたフィルム（ロ）とを重ね合わせて熱圧プレスし、一体化した。次いで得られた積層フィルムのフィルム（ロ）側を重ね合わせて高周波融着性を評価した。なお、評価条件は以上述べた実施例、比較例と同一である。この結果はＢ（２秒以上５秒未満の印加時間で十分に接合される）であり、本発明の高周波融着性組成物はフィルム化あるいはシート化して高周波融着性シーラントとして用いることも可能であることがわかる。
【００４３】
本発明の目的は高周波融着性が良好な樹脂組成物を提供することである。その実施形態をいくつかの好適な例に言及して説明してきたが、これらは、例示であって限定ではない。よって、当業者によるこれらの例の変形は特許請求の範囲に示された思想範囲内にある限り、本発明の一部に含まれるものと考えられる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、高周波融着性が、従来高周波融着適性に優れていると言われるポリ塩化ビニル樹脂等と比較し、遜色ない樹脂組成物が提供される。またさらに、ポリオレフィン系樹脂を主体とした高周波融着性を有する組成物であって、ポリオレフィンの特性が保持され、成形加工性が良好な樹脂組成物が提供される。そして該樹脂組成物は目的に応じて、フィルム、シート、チューブ、あるいはパイプ等に加工され、その高周波融着性を生かして有用に活用されるものであり、産業に利するところ大である。
Claims (5)
- （Ａ）表面抵抗率が１×１０１１（Ω／□）以下に調整された（ａ）分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー、（ｂ）アイオノマーおよび（ｃ）これらとイオン電解質を含む組成物から選ばれるイオン導電性ポリマーまたはイオン導電性ポリマー組成物２重量％以上と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８重量％以下から成る高周波融着用樹脂組成物。
- （Ａ）表面抵抗率が１×１０１１（Ω／□）以下に調整された（ａ）分子中にポリアルキレンオキサイド鎖を有するポリマー、（ｂ）アイオノマーおよび（ｃ）これらとイオン電解質を含む組成物から選ばれるイオン導電性ポリマーまたはイオン導電性ポリマー組成物２〜４０重量％と、（Ｂ）ポリオレフィン系樹脂９８〜６０重量％から成る高周波融着用樹脂組成物。
- （Ｂ）ポリオレフィン系樹脂が、エチレン７０〜９５重量％と、エチレン性不飽和二重結合を有する極性モノマー３０〜５重量％とから得られるポリオレフィン系共重合体であることを特徴とする請求項１または２に記載の高周波融着用樹脂組成物。
- （Ａ）中に多価アルコールが含有されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の高周波融着用樹脂組成物。
- 請求項１〜４のいずれかに記載の高周波融着用樹脂組成物からなる成形体を用いることを特徴とする高周波熱融着方法。
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