JP6317931B2 - 酸変性ポリオレフィン樹脂組成物およびそれを用いた積層体 - Google Patents
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〔1〕ポリオレフィン(A)に不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)がグラフトされた酸変性ポリオレフィン(D)、並びに該ポリオレフィン(A)にグラフトしていない不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)を含有する酸変性ポリオレフィン組成物(ただし、成分(B)と成分(C)の化学構造は相互に同一でも異なっていてもよい)。
〔2〕酸変性ポリオレフィン組成物中の、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)の含有量が、酸変性ポリオレフィン組成物に対して0.005〜10重量%である〔1〕に記載の酸変性ポリオレフィン組成物。
〔3〕前記不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)が非極性基を備えている〔1〕または〔2〕に記載の酸変性ポリオレフィン組成物。
〔4〕非極性基が芳香族基である〔3〕に記載の酸変性ポリオレフィン組成物。
〔5〕芳香族基を備えた不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)が、ベンジルコハク酸および無水ベンジルコハク酸から選ばれる1種以上の化合物である〔4〕に記載の酸変性ポリオレフィン組成物。
〔6〕ポリオレフィン(A)がプロピレン系重合体である〔1〕〜〔5〕のいずれかに記載の酸変性ポリオレフィン組成物。
〔7〕不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)が無水マレイン酸である〔1〕〜〔6〕のいずれかに記載の酸変性ポリオレフィン組成物。
〔8〕前記〔1〕〜〔7〕のいずれかに記載の酸変性ポリオレフィン組成物を接着層(I)として用いた積層体。
〔9〕接着層(I)、および該接着層(I)の少なくても片面上に存在する樹脂層(II)からなる〔8〕に記載の積層体。
〔10〕樹脂層(II)が、ポリアミドおよびエチレン・ビニル共重合体から選ばれる樹脂からなる層である〔9〕に記載の積層体。
本発明の酸変性ポリオレフィン組成物は、ポリオレフィン(A)に不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)がグラフトされた酸変性ポリオレフィン(D)、並びに該ポリオレフィン(A)にグラフトしていない不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)を含有してなる組成物である。グラフト反応は通常ラジカル開始剤としての有機過酸化物の共存下で行われる。なお、本発明においては、前記成分(B)と前記成分(C)の化学構造は相互に同一であっても異なっていてもよい)。以下、本発明の酸変性ポリオレフィン組成物を構成する各成分について詳説する。
酸変性ポリオレフィン(D)中にグラフトされた、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)のグラフト量は通常0.5重量%以上、好ましくは1.0重量%以上である。酸変性ポリオレフィン(D)中の、グラフトされた不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)の量に上限はないが、通常20重量%を超えると、未変性のポリオレフィンとの相溶性が悪化する傾向にあるので、20重量%を超えないことが好ましい。
また、酸変性ポリオレフィン(D)の、135℃のデカリン中で測定した極限粘度は0.3dl/g以上、好ましくは0.4dl/g以上、さらに好ましくは0.6dl/g以上である。これは、酸変性ポリオレフィン(D)の極限粘度が高いほど、未変性ポリオレフィンとの相溶性が向上するためである。
本発明で用いられる酸変性ポリオレフィン(D)の原料となる未変性のポリオレフィン(A)は、特に限定されるものではないが、エチレン、プロピレン、ブテン−1、ペンテン−1、2−メチルブテン−1、3−メチルブテン−1、ヘキセン−1、3−メチルペンテン−1、4−メチルペンテン−1、3,3−ジメチルブテン−1、ヘプテン−1、メチルヘキセン−1、ジメチルペンテン−1、トリメチルブテン−1、エチルペンテン−1、オクテン−1、メチルペンテン−1、ジメチルヘキセン−1、トリメチルペンテン−1、エチルヘキセン−1、メチルエチルペンテン−1、ジエチルブテン−1、プトピルペンテン−1、デセン−1、メチルノネン−1、ジメチルオクテン−1、トリメチルヘプテン−1、エチルオクテン−1、メチルエチルヘプテン−1、ジエチルヘキセン−1、ドデセン−1およびヘキサドデセン−1等のα−オレフィンの単独重合体、あるいは、これらα−オレフィンの任意の二種以上を原料モノマーとする共重合体を挙げることができる。これらの中でも、プロピレンを主成分モノマーとするプロピレン系重合体が好ましく、プロピレンの単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・ブテンー1ランダム共重合体がより好ましい。
ポリオレフィン(A)にグラフトされる不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)は、カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物、カルボン酸基を有する不飽和カルボン酸化合物とアルキルアルコールとのエステル、無水カルボン酸基を1以上有する不飽和化合物(たとえば、不飽和ジカルボン酸の無水物)であり、不飽和基としては、ビニル基、ビニレン基、不飽和環状炭化水素基などを挙げることができる。また、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)としては、1種単独使用することもできるし、2種以上を組み合せて使用することもできる。このような不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)としては、たとえば、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、ナジック酸、エンドシス−ビシクロ[2,2,1]ヘプト−5−エン−2,3−ジカルボン酸などの不飽和カルボン酸が好適に挙げられる。
本発明の酸変性ポリオレフィン(D)は、ポリオレフィン(A)に不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)がグラフトされてなり、且つ、上記要件を満たすものである限り、どのような有機過酸化物をラジカル開始剤として用いて得られたものであっても良い。有機過酸化物の例としては、ジ−n−プロピルパーオキシジカーボネート、ジイソプロピルパーオキシジカーボネート、ジ−sec−ブチルパーオキシジカーボネート、t−ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオデカノエート、t−アミルパーオキシネオデカノエート、t−ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t−ヘキシルパーオキシピバレート、t−ブチルパーオキシピバレート、t−アミルパーオキシピバレート、t−ヘキシルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシイソブチレート、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−2−メチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、1,1−ジ(t−アミルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2−ジ(4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン、t−アミルパーオキシイソノナノエート、t−ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−アミルパーオキシノルマルオクトエート、t−ブチルパーオキシマレイン酸、t−ブチルパーオキシ-3,5,5−トリメチルヘキサノエート、t−ブチルパーオキシラウレート、t−アミルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−アミルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシ−2−エチルヘキシルモノカーボネート、t−ヘキシルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシアセテート、t−アミルパーオキシアセテート、2,2−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ブタン、t−ブチルパーオキシイソノナノエート、t−アミルパーオキシベンゾエート、t−ブチルパーオキシベンゾエート、n−ブチル−4,4−ジ−(t−ブチルパーオキシ)バレエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、エチル−3,3−ジ(t−ブチルパーオキシ)ブチレート、ジ−t−ヘキシルパーオキサイド、1,3−ジ(2−t−ブチルパーオキシイソプロピル)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、t−ブチルクミルパーオキサイド、ジ−t−アミルパーオキサイド、ジ−t−ブチルパーオキサイド、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキシン−3、t−アミルハイドロパーオキサイド、t−ブチルハイドロパーオキサイド、1,1−ビス(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサン、1,1−ジ(t−ブチルパーオキシ)−3,3,5−トリメチルシクロヘキサンが挙げられる。このような有機過酸化物は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。好ましい有機過酸化物は、2,5−ジメチル−2,5−ジ−(t−ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ−t−ブチルパーオキサイド、t−ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t−ブチルパーオキシベンゾエートである。
本発明の酸変性ポリオレフィン組成物は、酸変性ポリオレフィン(D)と、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)を含有してなる組成物である。本発明に係る不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)は前記した不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)と同じ化学構造をもつものであってもよいし異なる化学構造のものであってもよい。また、本発明の酸変性ポリオレフィン組成物を積層体の接着層として用いた場合の接着強度の視点からは成分(C)としては非極性基を備えたものが好ましく、非極性基が炭素数1〜30の炭化水素基であることがより好ましい。
前記の酸変性ポリオレフィン(D)と、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)とから、本発明の酸変性ポリオレフィン組成物が調製される。以下、その調製方法について述べる。
なお、無水マレイン酸変性ポリオレフィンに、ベンジルコハク酸または無水ベンジルコハク酸を後添加する方法の代替方法として、ポリオレフィン(A)のグラフト変性の際にベンジルコハク酸または無水ベンジルコハク酸を副生成物として生成させ、これら化合物を含有する酸変性ポリオレフィン組成物としてもよい。
本発明の酸変性ポリオレフィン組成物は、アルミニウム、金、銅、鉄等の金属、それらの金属酸化物等からなる無機層(III)、あるいは該酸変性ポリオレフィン組成物とは異なる樹脂からなる層(以下、「樹脂層(II)」)との接着層(I)として好適に使用されるが、樹脂層(II)がより好ましい。それ故、本発明によれば、本発明の酸変性ポリオレフィン組成物からなる接着層(I)、およびこの接着層(I)の少なくとも片面上に存在する樹脂層(II)からなることを特徴とする積層体が提供される。積層体を構成する樹脂層(II)に用いられる樹脂 として種々の熱可塑性樹脂、例えばポリオレフィンに代表される非極性樹脂は勿論のこと、ポリエステル、ポリアミドあるいはエチレン・ビニルアルコール共重合体に代表される極性ポリマーが使用できる。これらのうち、ポリアミド、エチレン・ビニルアルコール共重合体が好ましく使用される。
(1)メルトフローレート(MFR)
ASTM D1238に従い、230℃、2.16kg荷重の下、測定を実施した。
(2)不飽和カルボン酸のグラフト量
未グラフト不飽和カルボン酸を除去した酸変性ポリオレフィンを210℃で熱プレスして300μmのフィルムを作成し、赤外吸収スペクトルを測定し、1790cm−1付近の吸収より、不飽和カルボン酸グラフト量を定量した。この値を、予め求めておいた1H−NMRによる測定値と赤外吸収スペクトルによる値との相関による検量線により、1H−NMRによる測定値に換算した。
(3)積層体の接着強度
ポリプロピレン/接着層/エチレン・ビニルアルコール共重合体/接着層/ポリプロピレン=350/50/50/50/350μmの3種5層の積層体を作成し、接着層/エチレン・ビニルアルコール共重合体の界面におけるTピール法での剥離試験を行った。剥離試験は以下の条件で行った。測定温度23℃、試験速度300mm/min、試験区間10.0〜70.0mm、試験片幅15.0mm
WO2007/086425に記載の製造法に準じて製造した、MFR=5.0g/10min、密度0.9g/cm3、無水マレイン酸グラフト量0.5wt%の無水マレイン酸変性ポリプロピレン(変性PP−1)100重量部に対し、ベンジルコハク酸(アルドリッチ製、ラセミ体)を0.02重量部添加した。このようにして得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレン組成物を接着層として用い、前記3種5層の積層体を作成した。
この積層体の剥離強度は65N/15mmであった。
前記変性PP−1 100重量部に対し、ベンジルコハク酸を0.2重量部添加した。このようにして得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレン組成物を接着層として用い、前記3種5層の積層体を作成した。
この積層体の剥離強度は72N/15mmであった。
前記変性PP−1 100重量部に対し、ベンジルコハク酸を1重量部添加した。このようにして得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレン組成物を接着層として用い、前記3種5層の積層体を作成した。
この積層体の剥離強度は85N/15mmであった。
前記変性PP−1 80重量部、MFR=1g/10min、密度0.87g/cm3、プロピレン含量19mol%のエチレン・プロピレン共重合体(EBR−1)20重量部に対して、無水ベンジルコハク酸を0.02重量部添加した。このようにして得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレン組成物を接着層として用い、前記3種5層の積層体を作成した。
この積層体の剥離強度は88N/15mmであった。
WO2007/086425に記載の製造法に準じて製造した、MFR=15.0g/10min、密度0.9g/cm3、無水マレイン酸グラフト量1.0wt%の無水マレイン酸変性ポリプロピレン(変性PP−2)100重量部に対し、無水ベンジルコハク酸を0.02重量部添加した。このようにして得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレン組成物を接着層として用い、前記3種5層の積層体を作成した。
この積層体の剥離強度は69N/15mmであった。
前記変性PP−1を接着層として用いて、前記3種5層の積層体を作成した。
この積層体の剥離強度は40N/15mmであった。
前記変性PP−2 80重量部に対し、前記EBR−1 20重量部を混練した無水マレイン酸変性ポリプロピレン組成物を接着層として用い、前記3種5層の積層体を作成した。
この積層体の剥離強度は45N/15mmであった。
上記実施例および比較例の結果を表1にまとめた。
Claims (7)
- ポリオレフィン(A)に不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)がグラフトされた酸変性ポリオレフィン(D)、並びに該ポリオレフィン(A)にグラフトしていない不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)を含有し、前記不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)がベンジルコハク酸および無水ベンジルコハク酸から選ばれる1種以上の化合物である酸変性ポリオレフィン組成物(ただし、成分(B)と成分(C)の化学構造は相互に同一でも異なっていてもよい)。
- 酸変性ポリオレフィン組成物中の、不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(C)の含有量が、酸変性ポリオレフィン組成物に対して0.005〜10重量%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組成物。
- ポリオレフィン(A)がプロピレン系重合体であることを特徴とする請求項1または2に記載の酸変性ポリオレフィン組成物。
- 不飽和カルボン酸および/またはその誘導体(B)が無水マレイン酸であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の酸変性ポリオレフィン組成物。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の酸変性ポリオレフィン組成物を接着層(I)として用いた積層体。
- 接着層(I)、および該接着層(I)の少なくても片面上に存在する樹脂層(II)からなることを特徴とする請求項5に記載の積層体。
- 樹脂層(II)が、ポリアミドおよびエチレン・ビニル共重合体から選ばれる樹脂からなる層であることを特徴とする請求項6に記載の積層体。
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