JPH01144481A - 接着剤 - Google Patents

接着剤

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JPH01144481A
JPH01144481A JP19786488A JP19786488A JPH01144481A JP H01144481 A JPH01144481 A JP H01144481A JP 19786488 A JP19786488 A JP 19786488A JP 19786488 A JP19786488 A JP 19786488A JP H01144481 A JPH01144481 A JP H01144481A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野J 本G IgIはポリプロピレン層とエチレン−ビニルア
ルコール共重合体の層との間の接着剤にがんする。
[従来の技術] 食品、医薬品などの包装材料として、水蒸気透過率と酸
素透過率が共に低い樹脂が求められている。
水蒸気透過率が低い樹脂としては、ポリエチレン、ポリ
プロピレンなどのポリオレフィンの如3極性基を持たな
い樹脂が優れている。ところが。
極性基を持たない樹脂では酸素透過率が高く内容物が変
質し易いという問題がある。
一方、酸素透過率が低い樹脂としては、エチレン−ビニ
ルアルコール共重合体などの極性基を有する樹脂が優れ
ている。しかし、極性基を有する樹脂は、水蒸気透過率
が高いという問題がある。
そのため、ポリオレフィンとエチレン−ビニルアルコー
ル共重合体などの酸素透過性の低い樹脂とを積層した積
層物として利用されている。中でも、ポリプロピレンと
エチレン−ビニルアルコール共重合体とを積層した積層
物は、水蒸気透過率、酸素透過率が低いだけでなく、透
明性および剛性にも優れており1食品、医薬品などの包
装材料、容器として最も好ましいとされている。
ところで、ポリプロピレンはエチレン−ビニルアルコー
ル共重合体のような極性基を有する樹脂とは親和性に乏
しく、通常の成形方法では接着しない、そこで、ポリプ
ロピレン層とエチレン−ビニルアルコール共重合体層と
の間の接着には接着剤として不飽和カルボン酸もしくは
その誘導体をグラフトした変性ポリプロピレンを用いる
ことが試みられている(例えば、特開昭49−3987
8号公報、特開昭49−09546号公報など)、また
、ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共ff
l 合体との間の接着強度を高める手段として、不飽和
カルボン酸もしくはその誘導体をグラフトした変性ポリ
プロピレンに低密度ポリエチレンを加える方法(例えば
、米国特許4.058.847号)、中低圧法により重
合されたエチレン系重合体を不飽和カルボン酸もしくは
その誘導体をグラフトした変性ポリプロピレンに加えて
接着強度を高める方法(例えば、特公昭5El−385
86号)が提案されている。
しかし、変性ポリプロピレンに低密度ポリエチレンを加
えるような方法では、通常の低密度ポリエチレン、いわ
ゆる高圧法により重合されたポリエチレンを変性ポリプ
ロピレンに加えても接着剤の接着強度は十分に高まらず
、また、中低圧法により重合されたエチレン系重合体を
変性ポリプロピレン加えて接着剤の接着強度を高める方
法によれば、ポリプロピレン層とエチレン−ビニルアル
コール共重合体層間の接着強度はある程度高められる。
しかし、接着剤の層を薄くした場合、二次加工、例えば
、積層シートを圧空成形成いは真空成形した場合や過酷
な条件下で積層物を使用した場合は接着強度が不足して
いた。二次加工後十分な接着強度がないと包装材料とし
て利用しても、部分的に接着強度が低いところに剥離を
生じ、その結果、水蒸気や酸素の透過量が多い不良品を
生じることもあった。
また、二次加工の際、著しく接着強度が低下することを
防止するため一部または全部が不飽和カルボン酸もしく
はその誘導体でグラフトされた変性ポリプロピレンにさ
らに炭化水素系合成エラストマ3〜20重量%を加える
方法が提案されている(例えば、米国特許4,198,
327号など)。
この方法では、室温で十分な接着強度を有しているがそ
のような接着剤を用いて製造したポリプロピレンとエチ
レン−ビニルアルコール共重合体の多層ボトルでは高温
の液体を充填し、スクリュー式キャンプを取付締め付け
るなど高温下で力をかけると接着剤の層の耐熱性が不足
し、接君剤層とポリプロピレン層或いは/又はエチレン
−ビニルアルコール共重合体層が剥離するという問題が
あった。スクリュー式キャップを締め付ける力を低める
とlq離は生じないが、ポリプロピレン製のボトルでは
少なくとも80℃で30kg)ルク以りの力で締め付け
ないと、十分に密月できず、内容物が腐敗する場合がし
ばしばあった。
[発明が解決しようとする課題] 従って、本発明の目的は、高い接着強度を有し、かつ、
ポリプロピレン層とエチレン−ビニルアルコール共重合
体層とが高温下でも剥離することなく、接着剤層が良好
な耐熱性を有する接着剤を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明者らは、上記問題点を解決すべく鋭意検討した結
果、ポリプロピレンとエチレン−ビニルアルコール共重
合体とを接合して積層物を製造するにあたり、接着剤と
して変性ポリプロピレンと特定の融点及び特定の密度を
有するエチレン−α−オレフィン共重合体を用い更に特
に限定された量の炭化水素系合成エラストマーを配合す
ることにより高温下でもポリプロピレン層とエチレン−
ビニルアルコール共重合体層の間で高い接着強度を有す
る接着剤が得られることを見出し、本発明に到達した。
すなわち、本発明は、A)一部または全部が不飽和カル
ボン酸もしくはその誘導体でグラフトされた変性ポリプ
ロピレン88.9〜58.8重量%、B)密度0.91
5〜0.940g/cc 、且つ融点115〜130℃
であるエチレン・−α−オレフィン共重合体1.0〜4
.0重2%、およびC)炭化水素系合成エラストマー0
.1重量%以上3重量%未満からなることを特徴とする
ポリプロピレンの層とエチレン−ビニルアルコール共重
合体層との間の接着剤である。
本発明でA)成分として用いる一部または全部が不飽和
カルボン酸もしくはその誘導体でグラフトされた変性ポ
リプロピレンは、従来からポリプロピレン層とエチレン
−ビニルアルコール共重合体層の接着層組成物として用
いている変性ポリプロピレンを支障なく使用できる(例
えば、特公昭59−43045号)。
A)ff1分の変性ポリプロピレンの原料となるポリプ
ロピレンとしては、プロピレンの単独重合体、あるいは
プロピレンとエチレン、1−ブテン、3−メチルブテン
−1,1−ヘキセン、4−メチルペンテン−1など他の
α−オレフィン類との共重合体であってもよい。
ポリプロピレンの変性に用いられる不飽和カルボン酸も
しくはその誘導体としては、例えば、アクリル酸、メタ
アクリル酸、マレイン酸、フマル酸、イタコン酸、無水
マレイン酸、無水シトラコン酸、無水イタコン酸、アク
リル酸メチル、メタアクリル酸エチル、メタアクリル酸
ブチル、アクリル酸グリシジル、メタアクリル酸グリシ
ジル、マレイン酸モノエチルエステル、マレイン酸ジエ
チルエステル、フマル酸モノメチルエステル、イタコン
酸ジエチルエステル、アクリル酸アミド。
マレイン酸モノアミド、マレイン酸ジアミド、マレイン
醜−N−モノエチルアミド、マレイン醜−N、N−ジエ
チルアミド、マレイン1%1−N−モツプチルアミド、
マレイン酸−N、N−ジブチルアミド、フマル酸モノア
ミド、フマル酸ジアミド、フマル酸−N−モノエチルア
ミド、2マル酸−N、N−ジエチルアミド、フマル酸−
N、N−ジブチルアミド、マレイミド、N−1チルマレ
イミド、N−フェニルマレイミド、アクリル酸ナトリウ
ム、アクリル酸カリウム、メタクリル酸ナトリウム、メ
タクリル酸カリウムなどが挙げられる。特に無水マレイ
ン酸が好ましい。
上記ポリプロピレンの変性に用いる不飽和カルボン酸も
しくはその誘導体の含有率としては。
1O−4〜5重量%の範囲にあるものが好ましいが、あ
らかじめ該量が0.01〜60亜量%である変性ポリプ
ロピレンのマスター樹脂を製造しておき、それを未変性
ポリプロピレンで適当に稀釈して変性ポリプロピレンと
して使用してもよい、なお、ここで稀釈に用いるポリプ
ロピレンとしては変性ポリプロピレンの原料ポリプロピ
レンと同じであっても異なっていてもよい、この場合に
は稀釈用のポリプロピレンは接着剤組成物が溶融したと
きのlIt動性か被接着層のポリプロピレンと同等にな
るように、変性ポリプロピレンの原料のポリプロピレン
とは異なるポリプロピレン、例えば。
エチレン合間が!、0〜?、0重駄%であるエチレン−
プロピレン共重合体などを使用して被接着層との流動性
を調整することかで56ので望ましい。
変性ポリプロピレンの配合量は、接着剤組成物の中98
.3〜53.9重忙%の範囲が好ましい、 58.91
3量%未満ではポリプロピレン層との接着強度が低い。
本発明でB)成分として用いるエチレン−α−オレフィ
ン共共合合体8度0.1?15〜0.940g/cc、
比つ融点が115〜130”oであるものを用いる。こ
の密度範囲にないエチレン−α−オレフィン共重合体1
例えば、高圧法で重合される一般の低密度ポリエチレン
や密度が0.94g/ccを超える高密度ポリエチレン
などを使用しても高い接着強度は得られない、特にメル
トインデックス(以下MIとする)が0.2〜4.0の
ものが好ましい。
ここでエチレンと共重合したα−オレフィンモノマーと
しては、例えば、プロピレン、1−ブテン、l−ペンテ
ン、l−ヘキセン、1−ヘプテン、1−オクテン、3−
メチルブテン−1,4−メチルペンテン=1などであり
、特にl−ヘキセン、1−オクテン、4−メチルペンテ
ン−1が好ましい、また、共重合体としては、通常、エ
チレンの高立体規則性をかえる触媒の存在下に製造し得
られるものである。
B〕酸成分エチレン−α−オレフィン共重合体の配合量
は接着剤組成物中、1.0〜40重量%が好ましく、i
、o 重量%未満ではエチレン−ビニルアルコール共重
合体層との接着強度が不足する。
40重量%を超えるとポリプロピレン層との接着強度が
低下する。
本発明C)成分として用いる炭化水素系合成エラストマ
ーとは、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレ
ン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)、アクリ
ルニトリル−スチレンゴム、エチレン−1−ブテンゴム
、ブチルゴム、ブタジェンゴム、スチレン−ブタジェン
ゴム(SBR)、エタレンープタジェンゴム(EBR)
、インブチレンゴム、クロロプレンゴム、塩素化ポリエ
チレン、Jt!素化ポリグロビレンなどが挙げられる。
中でも、エチレン−プロピレンゴム(EPM)、エチレ
ン−プロピレン−ジエン共重合体(EPDM)が好まし
い。
炭化水素系合成エラストマーの配合量としては接看剤組
酸物中0.1重量%以上3重后%未満の範囲である。3
重量%以上配合した接着剤は、室温での接着強度はある
が耐熱性に乏しく高温下で力がかかる容器などを製造す
るには適さない、0.1重量%未満では室温下での接看
力が不足する。
本発明の接着剤には、必要に応じ他の樹脂や添加剤、例
えば、通常の中低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレ
ン、エナレンービニルアルコール共玉合体、ナイロンな
どの樹IN、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、染料、
充填剤、核剤、ブロッキング防止剤、スリップ剤、帯電
防+h剤、難燃剤などを接着剤の接着強度と耐熱性が著
しく低下しない範囲で適量加えてもよい。
特に接着剤を押し出し機などで溶融し押し出す場合、密
度が0.!315〜0.935且つ融点が105〜12
0℃の高圧法ポリエチレンでB)成分のエチレン−α−
オレフィン共重合体をその50重量%以下の割合で近き
かえると、押し出し機のスクリューへの接着剤の付着を
防止でき、安定性良く長時間連続運転することがでさ好
ましい、ここで用いる高圧法ポリエチレンはラジカル重
合で得られるいわゆる低密度ポリエチレンを意味する。
本発明の接着剤組成物を調製する方法としては、公知の
種々の方法、例えば、上記成分をリボンブレンダー、■
型ブレンダー、タンブラ−、ヘンシェルミキサーなどで
混合した後、押出機、バンバリーミキサ−1二本ロール
、ニーダ−などで溶融混練する方法、あるいは、上記成
分を溶媒に溶解させよく攪拌した後、51溶媒を添加し
て析出させる方法などが挙げられる。
本発明の接着剤を適用するポリプロピレン層及びエチレ
ン−ビニルアルコール共重合体層は特に制限は受す、一
般に公知のものを用いることができる。また、これらの
層は、必要に応じ、公知の添加剤1例えば、酸化防止剤
、紫外線吸収剤、顔料、染料、充填剤、核剤、ブロッキ
ング防止剤、スリップ剤、帯7ヒ防止剤、難燃剤などを
含んでいてもよい、またポリプロピレン層は本発明の接
着剤を用いた積層物のスクラップを配合してもよい。
本発明の接着剤を用いa音物を製造する方法としては、
予めポリプロピレン、エチレン−ビニルアルコール共重
合体および接着剤のそれぞれのフィルム又はシートを製
造しておき、接着剤を他の樹脂のフィルム又はシートで
挟んで熱圧着する方法、ポリプロピレンとエチレン−ビ
ニルアルコール共重合体のいずれかのフィルム又はシー
ト」;に溶融した接着剤を押し出し、ざらに他方の樹脂
のフィルム又はシートを仇ね合わせる方法、あるいはポ
リプロピレン、エチレユ7−ビニルアルコール共重合体
、エチレン−ビニルアルコール共重合体及び接着剤を押
出機で溶融し同一のダイスにより共押出しによりシート
、フィルム、ボトルなどを得る方法が採用できる。ポリ
プロピレンやエチレン−ビニルアルコール共重合体を押
出す場合の押出温度は、従来の押tム温度でよい、接着
剤の押iff温度は1通常、190〜300℃、好まし
くは、200〜280℃が適当である。
接着剤層の厚みは、0.005〜0.11禦の範囲が好
ましい。0.005m層未満では、十分な接着強度が得
られない、また、0.1mm以上に厚みを増加しても接
着強度は高ま・らない。
本発明の接着剤を適用しうる積層物の形状としては種々
のものがあり、例えば、フィルム、シート、パイプ、波
板あるいは射出成形及びブロー成形などで製造されるボ
トルなどの容器が挙げられ、また積層シートを予め製造
しておいた後、真空成形、圧空成形などの方法により種
々の容器などを製造することも可能である。特に、高温
の液体などを充填した後、スクリュー式のキャップを用
いて栓をする用途に供せられる容器に特に好ましい。
[実施例] 以下、実施例により本発明を説明する。
接着強度はJIS K−6854(T層剥離試験〕によ
り、エチレン−α−オレフィン共重合体とポリエチレン
の融点は示差走査S量測定方法(10℃/分の昇温法)
により測定される吸熱過程の最大吸熱罎により、また、
ポリプロピレン、エチレン−α−オレフィン共1合体、
ポリエチレン、エチレン−ビニルアルコール共重合体、
炭化水素系合成エラストマーのMIおよびエチレン−α
−オレフィ/共共合合体炭化水素系合成エラストマー、
ポリエチレンの密度はJIS K−8780により測定
した。
実施例1及び2 ホモポリプロピレン(M I −0,7)100 重%
FAニ無水マレイン酸を15i量部の割合でクラフトし
たもの(以下、GPPと略す)2重量%と稀釈用のポリ
プロピレンとしてエチレン−プロピレンランダム共重合
体(エチレン含量5%、M I = 1.5、以下、稀
釈用PPと略す) 88.3重量%及び79.6重量%
の況合物、炭化水素系合成エラストマーとしてエチレン
−プロピレンゴム(密度0.881/cc。
M I = 1.0以下、EPにと略す) 1.0重量
%、工fレンー1−オクテン共屯合体(融点128℃、
密度0.930g/cc 、 M I −2,5)8.
7 mMk%及び17.4重量%とをヘンシェルミキサ
ーで混合した後、30鵬■押出機により押し出して接着
剤のベレットを得た。
上記接着剤とポリプロピレン“三井ノーブレンMJS−
G ”  (商標、三井東圧化学(株)製、MI=1.
0)とエチレンルビニルアルコール共重合体“エパール
F″ (クラレ社製、M I = 1.3)を多層ブロ
ーグイを用いポリプロピレン層/接着剤層/エチレン−
ビニルアルコール共重合体層/接着剤層/ポリプロピレ
ン層の3層5層からなる500 mfl用スタスクリュ
ー付ボトル部の外径22mm、内径20履履)を製造し
た。フィードブロックへ、ポリプロピレンは40+sm
押出機により、接着剤は301厘押出機により、エチレ
ン−ビニルアルコール共重合体は別の30mm押出機に
より供給した。それぞれの層の厚みは、0.4hm70
.02mm/ 0.02mm70.02m層10.04
膳1であった。また、押出温度は、ポリプロピレン、接
着剤およびエチレン−ビニルアルコール共重合体ともに
210℃であった。このボトルに80℃の湯500  
■立を充填し、スクリュー式のキャップを取付け、30
kg)ルクの力で封をしたが、いずれのmff1剤も#
熱性は十分で接着剤層とポリプロピレン層或いは/およ
びエチレン−ビニルアルコ−°ル共重合体層が洞離する
ことはなかった。接着剤の組成、1111熟性および接
着強度を表−1に示す。
実施例3 EPMを0.5重量%とし、エチレン−1−オクテン共
重合体の代りにエチレン−1−ヘキセン共重合体(融点
122℃、密度0.920g/cc 、 M I =3
.5312.0重量%を用い、ざらに稀釈用PPを88
.5重量%とした以外は、実施例1と同様にして多層1
ボトルを得た。この接着剤も十分な接着強度と耐熱性を
有していた。接B剤の組成、耐熱性および接着強度を表
−1に示す。
実施例4及び5 炭化水素系合成エラストマーとしてエチレン−プロピレ
ン−ジエン共重合体(′M度0.88g/cc、MI=
0.8.以下、EPDMと略す)2.0重量%を用い、
稀釈用PPの配合量をそれぞれ87.3玉量%及び78
.6重層%に代えた以外は、実施例1及び2と同様にし
て多層ボトルを得た。この接着剤も十分な接着強度と耐
熱性を有していた。接着剤の組成、耐熱性および接着強
度を表−1に示す。
実施例6 実施例4の稀釈用PPの配合量を80.3%とし、ポリ
エチレン(融点108℃、密度0−922g/cc、M
 I= 8.0)を7.0重量%配合した以外は、実施
例4と同様にして多層ボトルを得た。この接着剤も十分
な接着強度と耐熱性を有していた。また、この接着剤を
押し出した押し出し機のスクリューへの接着剤の付着も
なかった。接着剤の組成、耐熱性および接着強度を表−
1に示す。
比較例1〜3 実施例2の方法で用いたエチレン−1=オクテン共重合
体(融点128℃、密度0.930.  M I =2
.5)に代えて本願発明の範囲外の種々のエチレン重合
体又は共重合体を用いた。
比較例1:密度0.946 、融点135℃、MI=1
.1のエチレン−プロピレン共重合体 比較例2:密度0.930 、融点108℃、M I 
= 4.0の高圧法ポリエチレン 比較例3:密度0.958 、融点133℃、M I 
= 1.0の高密度ポリエチレン 実施例2と同様の方法で多層ボトルを得た。
得られた多層ボトルの接着強度及び耐熱性の評価結果を
表−1に示す。
室温での接着強度はいずれの場合も実施例2と比べると
著しく低かった。
室温でのni着強度が著しく低いので、#熱性の試験を
実施する以前に接着剤層とポリプロピレン層或いは/お
よびエチレン−ビニルアルコール共重合体層が剥離して
耐熱性試験による評価はできなかった。
比較例4 炭化水素合成エラストマーを加えず、エチレン−1−オ
クテン共重合体と稀釈用PPの配合量をそれぞれ70重
量%、28重量%とした以外は、実施例1と同様の方法
で多層ボトルを得た。vi着剤の組成、耐熱性および接
着強度を表−1に示す。
接着強度は実施例1と比べて低く、接着剤の耐熱性は比
較例1〜3と同様に測定できなかった。
比較例5 エチレン−1−オクテン共重合体を加えず、EPMを4
.0重量%、稀釈用PPの配合量を94重量%とじた以
外は、実施例1と同様の方法で積層シートを得た。接着
剤の組成、耐熱性および接着強度を表−1に示す。
室温下での接着強度は問題なかったが、耐熱性に劣り、
80℃の4500  層文を充填し、スクリュー式のキ
ャップを取付け、30kgトルクの力で月をしたところ
11剤とポリプロピレン層およびエチレン−ビニルアル
コール共重合体層が剥離し問題があった。
比較例6 EPDMを20重量%、稀釈用PPを60.8重敬%と
じた以外は実施例5と同様の方法で多量ボトルを得た。
接着剤のMl成、耐熱性および接着強度を表−1に示す
室温下での接着強度は問題なかったが、比較例5と同様
に、耐熱性に劣り高温下で力をかけると接着剤層とポリ
プロピレン層およびエチレン−ビニルアルコール共重合
体層が剥離した。
[発明の効果] 本発明の接着剤はポリプロピレン層とエチレン−ビニル
アルコール共重合体層との間の接着強度が良好であり、
例えば、これらの樹脂から多層ボトルを製造するに際し
て従来の接着性樹脂に比べ高温時の接着強度が高いので
、高温の液体をボトルに充填しスクリュー式のキャップ
などで封をする際、接着剤の耐熱性が不足してポリプロ
ピレン層と接着剤層、エチレン−ビニルアルコール共重
合体層と接着剤層、あるいはこれらの両方の間が2II
IIl&することがない。そのため1本発明の接着剤を
用いたポリプロピレン/エチレン−ビニルアルコール共
重合体の積層物は、水蒸気透過率、[i透過率のいづれ
も低く、かつ耐熱性を損なうことがない。

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)A)一部又は全部が不飽和カルボン酸もしくはそ
    の誘導体でグラフトされた変性ポリプロピレン98.9
    〜59.9重量%、 B)密度0.915〜0.940g/cc、且つ融点1
    15〜130℃を有するエチレン−α−オレフィン共重
    合体1.0〜40重量%および、 C)炭化水素系合成エラストマー0.1重量%以上で3
    重量%未満からなることを特徴とするポリプロピレンの
    層とエチレン−ビニルアルコール共重合体の層との接着
    剤。
  2. (2)上記B)成分のエチレン−α−オレフィン共重合
    体が0.2〜4.0のメルトインデックスを有する特許
    請求の範囲第1項の接着剤。
  3. (3)上記B)成分のエチレン−α−オレフィン共重合
    体がその50重量%以下の割合で密度0.915〜0.
    935g/cc且つ融点105〜120℃を有する高圧
    法ポリエチレンで置き換えられる特許請求の範囲第1項
    の接着剤。
  4. (4)上記接着剤が高温の液体を充填した後キャップで
    締付け栓をするタイプの、ポリプロピレン層とエチレン
    −ビニルアルコール共重合体層よりなる多層ボトルの製
    造に用いられる特許請求の範囲第1項の接着剤。
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