JPH02133481A

JPH02133481A - ポリオレフィン成形品と極性を有する異種材料との接着方法

Info

Publication number: JPH02133481A
Application number: JP63287045A
Authority: JP
Inventors: Kaneyuki Takagi; 高木　謙行
Original assignee: Sankei Giken Kogyo Co Ltd
Current assignee: Sankei Giken Kogyo Co Ltd
Priority date: 1988-11-14
Filing date: 1988-11-14
Publication date: 1990-05-22
Anticipated expiration: 2010-01-25
Also published as: JPH075864B2

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〕本発明は、ポリオレフィンと極性を有する異種材料とを
、ポリオレフィン面に前処理もしくはプライマーの塗布
のいずれも行わずに接着でき、しかも均衡のとれた引っ
張りせん断強さとはく離強さが得られる新規なホントメ
ルト型接着剤による接着方法に関するもので、ポリプロ
ピレンが多量に使用され、且つ、単味でなく金属等の他
材料と組み合わせ使用されている自動車、家庭電気製品
、音響機器などに通用される。また耐食あるいは軽量構
造材として使用されるポリオレフィンと鋼板・アルミニ
ウム板等との積層材にも適用できる。

〔従来の技術〕

ポリオレフィンは極性基を持たず、ン容剤にも溶解し難
く、接着が困難な材料である。ポリオレフィンを相互に
、プライマーを使用せずに接着する接着剤は種々市販さ
れているが、金属、セラミックス、その他極性を有する
他材料との接着には有効でない。

ポリオレフィンと前記極性を有する異種材料とを接着す
るには、ポリオレフィン成形品の被着面をコロナ放電・
火焔・プラズマ等による表面処理、あるいはクロム酸・
硫酸混液によるエツチング処理により表面を改質した後
、市販のエポキシ系接着剤・シアノアクリレート系接着
剤等を使用する方法、タルク・木粉等の充填剤および／
あるいはエラストマーの添加によって改質された改質ポ
リオレフィン成形品にプライマーを塗布した後、市販接
着剤を適用する方法が行われてきた。最近は専用プライ
マーおよび専用接着剤を組み合わせ使用し、非改質ポリ
オレフィンでも高度の接着強さが得られる瞬間接着剤が
市販されるようになったが高価である。

〔発明が解決しようとする課題〕

前処理による表面改質においては、コロナ放電処理は形
状の制約、プラズマ処理は大きさの制約、装置が高価な
こと、また火焔処理は火気の使用による危険性等それぞ
れ問題点を有する外に、被処理面に異物が接触した場合
活性が失われるので、被処理物の取り扱いが困難である
という共通の問題点がある。

化学処理では、公害源となる薬品の使用、および特殊な
処理槽を必要とする。ポリオレフィン用の特殊接着剤は
高価なこと、そしてプライマー塗布工程を必要とする等
コスト面からの制約がある。

以上のように極性を有する異種材料とプラスチックとの
接着を行う場合、プラスチックとしてポリオレフィンを
使用することは、樹脂単価が安いから有利であるとは言
えない。

従って、物性上ポリオレフィンが要求される場合以外は
、プラスチックと異種材料の接着にポリオレフィンは使
用されていない。

〔課題を解決するための手段］本発明者は、上記課題の解決手段として、さきに接着剤
原料として一般的で安価な材料を使用して、無処理でポ
リプロピレンと異種材料との接着が可能な特願昭６１−
２４２８４０号の接着剤および接着方法を発明し、さら
に特願昭６２−３１３９０３号および開開６３−９１１
１９号の発明をなした。

すなわち、特願昭６１−２４２８４０号の発明は低塩素
化ポリプロピレンがポリプロピレンに対し接着性を示し
、高塩素化ポリオレフィンおよび塩化ゴムが、鉄・アル
ミニウム等の極性を有する異種材料に対し接着性を示し
、クロロプレンを基材として低塩素化ポリプロピレンと
高塩素化ポリオレフィンおよび／または塩化ゴムを添加
した配合物は、ポリプロピレンと前記異種材料との両者
を接着するばかりでなく、その接着強さは、それぞれの
材料を相互に接着する場合に示す接着強さより高いこと
、さらに加熱乾燥する際は、常温乾燥の場合より接着強
さが著しく増大することを見出したものである。

特願昭６２−３１３９０３号の発明は、前記高塩素化物
を、金属に対し接着性を示し、クロロプレンに相溶する
フェノール樹脂に置換できることを見出したものであり
、特願昭６３−９１１１９号の発明は、特願昭６１−２
４２８４０号の発明をさらに簡略化し得ること、すなわ
ち、ポリプロピレンの低塩素化物を使用せず高塩素化物
のみでも、接着強さは若干低下するが実用に供し得る接
着強さを示すことを見出したものである。

これらの発明の接着剤組成物がポリオレフィンと金属等
との接着に適用された場合に高い接着強さを示す理由と
して、塩素原子の金属面側への配向が考えられる。すな
わち、この配向の結果、接着層の金属面側は塩素原子密
度が高くなり、反対のポリオレフィン面側はより無極性
となり、ポリオレフィンとの親和性を増すためと考える
。

前記これらの発明はクロロプレンを基材とした溶剤型の
接着剤、およびこれらによる接着方法であるが、作業環
境および生産性の面で、溶剤型よりホントメルト型接着
剤に対する要求が高いので、本発明者は、前記接着機構
の推論をホットメルト型接着剤に適用することを試みた
。すなわちクロロプレンの代わりに、ホットメルト型接
着に使用される各種熱可塑性エラストマーと粘着性付与
剤から成る組成物を使用検討の結果、ＳＢＳ系エラスト
マー、テルペン樹脂系粘着性付与剤および低塩素化ポリ
プロピレンとの組み合わせにおいて前述の配向によるも
のと考えられる効果が認められた。この組み合わせの検
討において、引っ張りせん断強さと１８０度はく離強さ
を求めたが、配合と接着強さの関係において、両者は傾
向を異にし、両者がいずれも高い値を示す範囲は著しく
限定され、且つこの範囲の組成物を溶剤溶液とするとき
、放置すると２層に分離する。したがって溶液を使用し
て実施する場合、使用時に十分なかく拌混合が必要であ
り、溶液型ホットメルト剤としては商品化できない。本
発明者は、２層分離を回避するために、層分離しない２
液に分割し、各法を被着材のいずれか一方に塗布する方
法を試み、低塩素化ポリプロピレンを主成分とする液（
本発明ではプライマーと呼称）と、エラストマーを必須
成分とする？Ｆｉ、　（本発明では接着剤と呼称）の２
液とし、且つ前者を金属面側に塗布、後者をポリオレフ
ィン側に塗布することにより、貰い引っ張りせん断強さ
とはく離強さを両立して得られることを見出し、本発明
を完成した。

すなわち、本発明はポリオレフィン成形品と極性を有す
る異種材料との接着に際し、下記組成のプライマーおよ
び接着剤を使用し、該プライマーを異種材料側被着部に
塗布乾燥した後、該接着剤により溶融接着することを特
徴とするポリオレフィン成形品と極性を存する異種材料
との接着方法である。

ブライマー二非渾発性成分として塩素含有量３０重量％
以下の低塩素化ポリプロピレン（ａ）９０重量％以上、熱可塑性エラストマーであるスチレン・アルキレン・スチレンブロックコポリマー（ｂ）０〜１０重量％、およびテルペン樹脂系粘着性付与剤（ｃ１０〜１０重量％からなる組成物を含有するプライマー但し、前記（ｂ）を含有しない場合は（８１４０重量％以上、および（ｃ）６０重量９ぞ以下
とからなる組成物を含有するプライマー接　着　剤：塩素含有量３０重量％以下の低塩素化ポリ
プロピレン（ａ）０〜１０重量％、エラストマーとしてスチレン・アルキレン・スチレンブロックコポリマー［有］）４０〜１００重量％、テルペン樹
脂系粘着性付与剤（ｃ）０〜６０重量％から成る組成物を含有する固まり状または液状のホットメルト型接着剤。

〔作用〕

非改質ポリオレフィン成形品と極性を有する異種材料と
を接着するには、従来の方法ではポリオレフィン側の被
着面を、ポリオレフィンに対し若干の溶解性を示し、前
処理的意義もあるトリクレン等の塩素化炭化水素系溶剤
を使用する脱脂処理を行い、次いで何らかの物理化学的
前処理、またはポリオレフィン用特殊プライマーを塗布
した後、接着剤を使用して接着を行っているが、本発明
の方法ではトリクレン等衛生上問題視されている脱脂剤
を使用せず、ポリオレフィンに対し全く溶解性を示さな
いイソプロピルアルコール脱脂を行った後、他の物理化
学的前処理を行うことなく本発明の方法を適用でき、好
ましい組成のプライマーと接着剤の組み合わせでは、６
０ｋｇ／ｃル以上の引っ張りせん断強さ、１０　ｋ　ｇ
／２５ｍｍ以上の１８０度はく離強さという均衡のとれ
た接着強さが得られる。

以下詳細に説明する。

本発明を適用するポリオレフィンとは、ポリプロピレン
ホモポリマー、プロピレンとエチレンもしくは他のαオ
レフィンとのコポリマー、密度０゜９５以上の高密度ポ
リエチレンホモポリマー、またはエチレンとαオレフィ
ンとのコポリマーで、またこれらに有機または無機質の
充填剤が添加された複合材料を含むものである。極性を
有する異種材料とは、鉄・アルミニウム等の金属、ガラ
ス・陶磁器等のセラミックス、水酸基・アミン基または
アミド結合ををし、接着するための加熱に耐えられる天
然材料および合成樹脂である。

またプライマーに使用する溶剤は低塩素化ポリプロピレ
ンをン容解するン容剤であればよいがトルエン、キシレ
ン等の芳香族炭化水素系溶剤、トリクレン、トリクロロ
エタン等の塩素化炭化水素系溶剤、あるいはこれらの混
合溶剤を主成分とするものが該当する。プライマーに使
用する塩素化ポリプロピレンの塩素含有量は３０重量％
以上の場合、接着剤との相乗効果を示さず、かえって負
の効果を示す。好ましい塩素含有量は２０〜２５重量％
である。

テルペン樹脂系粘着性付与剤とは、テルペン樹脂、水素
添加テルペン樹脂、テルペンフェノール樹脂およびテル
ペンビスフェノール樹脂等である。

プライマーにエラストマー成分（ｂ）および／または粘
着性付与剤（ｃ）を少量添加するのは接着剤との相溶性
を促進し、低塩素化ポリプロピレンのみ使用するときよ
りはく離試験において、はく離強さの均一性が改善され
る。エラストマー成分を１０重量％以下としたのは、１
０重量％以上とすると、２層に分離するためである。

エラストマー成分い）を含まない場合は２層に分離する
ことがなく、粘着性付与剤（ｃ）は低塩素化ポリプロピ
レンと自由に混合するが、６０重量％以上添加した場合
、接着剤に対する接着性の改善効果が小さいか示さなく
なる。

上記材料を使用して調製された前記組成のプライマーお
よび接着剤は、これらをそれぞれ単独に使用してポリオ
レフィンと異種材料との接着を行うことができるが、後
述の実施例に示されるように、プライマーは高い引っ張
りせん断強さを示すが、１８０度はく離強さは著しく低
く、一方接着剤は、はく離強さはある程度示すが引っ張
りせん断強さは低い。しかしながら両者を併用、プライ
マーをポリオレフィン側でなく金属側に塗布して接着を
行うとき、プライマーの引っ張りせん断強さを保持し、
はく離強さは接着剤単独使用の場合より高い値を示し、
相乗効果が認められる。しかし、逆の使用法では接着強
さは著しく低下する。

なお接着剤は固まり状のものであっても差支えなく、ま
た、ワックス等を添加したものであっても差支えない、
低塩素化ポリプロピレンはポリオレフィンに対する接着
性改良剤とされ、これを使用したプライマーはポリオレ
フィン側に塗布するのが常法であるが、本発明の方法で
は、常識に反して金属側に塗布することにより高い接着
強さが得られ、これと反対の常識的な方法では接着強さ
が得られない。

〔発明の効果）以上述べたように、本発明の接着方法はポリオレフィン
成形品と金属・ガラス等のポリオレフィンと全く異質な
材料との接着をポリオレフィン側に物理化学的な前処理
およびプライマー塗布のいずれも行わずに接着するとい
う、従来至難とされていた接着を可能としたものである
。しかも使用する材料は入手困難な特殊品でなく、市販
の容易に入手出来る材料であり、特にＳＥＢＳと水添テ
ルペン樹脂よりなる組成物を含むホットメルト型接着剤
はそのまま市販され、本発明の方法に利用し得るもので
ある。

以上の理由により、ポリオレフィン成形品と、金属・ガ
ラス・セラミックス等極性を有する異種材料との組み合
わせ使用が容易となり、この組み合わせ使用の適用範囲
が拡大され、工業的に極めて有益である。

〔実施例〕

（１）プライマーおよび接着剤の調製筒１表組成の欄に記載されている組成のプライマーおよ
び溶剤型のホットメルト型接着剤を調製した。使用溶剤
はいずれもトルエン、濃度はプライマー２０％、接着剤
は３０％。

（２）試験片の材質・寸法試験片の内容を第２表に示す。

（３）接着試料の作製第２表記載の試験片を使用、ポリオレフィン試験片はイ
ソプロピルアルコールにより、他はトルエンにより脱脂
したのち、引っ張りせん断試験用接着試料はＪＩＳ　　
Ｋ−６８５０（接着剤の引っ張りせん断強さ試験方法）
に準じ、はく離試験用接着試料はＪＩＳ　　Ｋ−６８５
４（接着剤のはく離強さ試験方法）に準し、試験片の被
着部に次の要領でプライマーおよび接着剤を適用して作
製した。但し、引っ張りせん断試験試料の接着代は材料
破断を少なくするため、接着代を１０同とした。

■）対照試料（プライマーおよび接着剤をそれぞれ単独
使用した接着試料）ポリオレフィン試験片と異種材料試験片の量試験片に、
それぞれ同一のプライマーあるいは接着剤を塗布、乾燥
後重ね合わせ固定溶着した。

２）実施例試料第３表組み合わせ欄記載の組み合わせでプライマーを異
種材料被着部に、接着剤をポリオレフィン側に塗布、乾
燥後側試験片の塗布面を重ね合わせ固定、溶着した。

被着部固定方法：ポリオレフイン側の面にガラス小片を
あて、コクヨ製Ｗクリップ（中）により固定、引っ張りせん断試験試料はクリップ１個、はく離試験試料は２個使用。

熔着条　　件：ポリプロピレンホモポリマーおよびブロ
ックコポリマ１５０°Ｃ５分ポリプロピレンランダムコポリマー　１４０’Ｃ５分高密度ポリエチレン１３０°Ｃ５分加熱装置はサーマルショックチスター試験条件：ＪＴＳ　　Ｋ−６８５０および、ＪＩＳ　　
Ｋ−６８５４を適用試験結果：１、対照試料の試験結果を第１表右欄に示す。

２、プライマーと接着剤を組み合わせ使用する実施例結
果を第３表に示す。

３、種ノ、の被着剤について、プライマーＮα４と接着
剤Ｎｏ、　５を組み合わせ使用した実施例結果を第４表
に示す。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）ポリオレフィン成形品と極性を有する異種材料と
の接着に際し、下記組成のプライマーおよび接着剤を使
用し、該プライマーを異種材料側被着部に塗布乾燥した
後、該接着剤により溶融接着することを特徴とするポリ
オレフィン成形品と極性を有する異種材料との接着方法
。プライマー：非揮発性成分として塩素含有量３０重量％
以下の低塩素化ポリプロピレン（ａ）９０重量％以上、
スチレン・アルキレン・スチレンブロックコポリマー（
ｂ）０〜１０重量％、およびテルペン樹脂系粘着性付与剤（ｃ）０〜１０重量
％からなる組成物を含有するプライマー。但し、前記（ｂ）を含有しない場合は（ａ）４０重量％
以上、および（ｃ）６０重量％以下とからなる組成物を
含有するプライマー。接着剤：塩素含有量３０重量％以下の低塩素化ポリプロ
ピレン（ａ）０〜１０重量％、スチレン・アルキレン・
スチレンブロックコポリマー（ｂ）４０〜１００重量％
、テルペン樹脂系粘着性付与剤（ｃ）０〜６０重量％か
ら成る組成物を含有する固まり状または液状のホットメ
ルト型接着剤。
（２）スチレン・アルキレン・スチレンブロックコポリ
マー（ｂ）がスチレン・エチレン・ブチレン・スチレン
ブロックコポリマー（以後ＳＥＢＳと略称）であること
を特徴とする請求項（１）記載のポリオレフィン成形品
と極性を有する異種材料との接着方法。