JPH031144B2 - - Google Patents

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JPH031144B2
JPH031144B2 JP60215378A JP21537885A JPH031144B2 JP H031144 B2 JPH031144 B2 JP H031144B2 JP 60215378 A JP60215378 A JP 60215378A JP 21537885 A JP21537885 A JP 21537885A JP H031144 B2 JPH031144 B2 JP H031144B2
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copolymer
welding
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ethylene
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Dainippon Plastics Co Ltd
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Description

【発明の詳細な説明】
(イ) 産業上の利用分野 本発明は、樹脂成形体の溶着方法に関する。さ
らに詳しくは、特定の樹脂成形体ことにフイルム
状やシート状の成形体を溶着して所望形状の成形
品とする際に用いる溶着方法に関する。 (ロ) 従来の技術 従来、食品包装材料、医用材料等における透明
で柔軟な成形体を得る合成樹脂として、軟質ポリ
塩化ビニル、エチレン−アクリレート共重合体、
熱可塑性ポリウレタン、熱可塑性ポリエステル等
の種々のものが提案され実用化されている。 しかしながら、かかる合成樹脂は、柔軟性、耐
熱性、透明性、引張強度、毒性等のいずれかの点
で問題点を有していた。 この点に関し、本発明者らは、上記問題点がい
ずれも解消された優れた樹脂組成物として、下記
組成： (a) 芳香族ビニル化合物の重合体からなる両端ブ
ロツクと共役ジエン系重合体からなる中間ブロ
ツクとからなるブロツク共重合体の両端ブロツ
クが共重合体中10〜40重量％でその10％以下が
水添されてなりかつ中間ブロツク90％以上水添
されてなるブロツク共重合体：30重量％〜90重
量％、 (b) 融点150℃以上のアイソタクチツクポリプロ
ピレン又はそれを主成分とする共重合：５重量
％〜40重量％、及び (c′) アクリレート含量５％以上のエチレンアク
リレート共重合体：５〜40重量％ からなる混合樹脂組成物を先に見出した（特開昭
59−74153公報）。 一方、合成樹脂成形体の加工法の一つである高
周波溶着法は、ポリ塩化ビニルフイルムやシート
の溶着加工法として、日用雑貨類、自動車の内
装、医療用の血液バツグ、輸液バツグ等の各種成
形品の製造法に広く用いられている。かかる高周
波溶着法は誘電率（ε）と誘電正接（tanδ）との
積が大きな合成樹脂（例えば、軟質塩化ビニルで
は10-1オーダ）に従来適用されており、例えばポ
リエチレンやポリプロピレンのごときポリオレフ
イン系の合成樹脂はε・tanδが低く（10-3〜10-5
オーダ）一般的な高周波溶着条件、ことに工業用
使用周波数帯（ISMバンド）の最大である約40M
Hzの高周波数を用いても溶着は不可能であり、さ
らに予熱を行なつても溶着は困難であつた。従つ
て、ポリオレフイン系合成樹脂の接着加工は従
来、熱板溶着、熱ロール圧着、超音波溶着等を用
いて行なわれているが、ポリ塩化ビニルの高周波
溶着のように短時間で強力な接着強度を得ること
は困難で、ことに気密、水密性を要求される血液
バツクや輸液バツク等の成形品の製造に適してい
ない。 (ハ) 発明が解決しようとする問題点 この点に関し、前述した成分(a)、(b)、（c′）か
らなる混合樹脂組成物は、ポリプロピレンを含有
しかつ吸水性が低く極性が弱いためε・tanδも
10-3〜10-4オーダと低く、ポリオレフイン系樹脂
と同様に高周波溶着は不可能とされていた。ま
た、（c′）成分としてビニルエステル含量５％以
上のエチレンビニルエステル共重合体を用いた際
にもε・tanδの点で高周波溶着を行なえないとい
う問題点があつた。 本発明は、かかる問題点に鑑みなされたもので
あり、ことに前記した特定の混合樹脂組成物から
なる成形体を高周波を用いて溶着する方法を提供
しようとするものである。 (ニ) 問題点を解決するための手段及び作用 かくして本発明によれば、下記組成： (a) 芳香族ビニル化合物の重合体からなる両端ブ
ロツクと共役ジエン系重合体からなる中間ブロ
ツクとからなるブロツク共重合体の両端ブロツ
クが共重合体中10〜40重量％でその10％以下が
水添されてなりかつ中間ブロツクが90％以上水
添されてなるブロツク共重合体：30重量％〜90
重量％、 (b) 融点150℃以上のアイソタクチツクポリプロ
ピレン又はそれを主成分とする共重合体：５重
量％〜40重量％、及び (c) アクリレート又はビニルエステル含量５％以
上のエチレンアクリレート共重合体又はエチレ
ンビニルエステル共重合体：５〜40重量％ からなる混合樹脂成形体を、40〜90℃に予熱して
周波数約20MHz以上の高周波溶着条件に付すこと
を特徴とする樹脂成形体の溶着方法が提供され
る。 本発明は、前記した混合樹脂組成物が、ε・
tanδが低いにかかわらず、特定の予備加熱及び特
定の周波数域の高周波条件に付すことにより、理
論上不可能されていた高周波溶着を行なうことが
可能となるという意外な事実に基づくものであ
る。 本発明に用いる高周波の周波数は約20MHz以上
の高周波であることが必要である。しかしながら
実際には電波法上約40MHz以上の高周波を用いる
には特別な装置を必要とするので、実用的には約
20〜約40MHzの高周波が好ましい。特に好ましい
のは40MHzである。また、20MHz以下の場合は、
溶着時間を長くしたり、予熱温度を高くしても、
充分な溶着結果を得ることは困難である。 本発明ではあらかじめ被溶着物の混合成樹脂成
形体を40〜90℃に予熱しておくことが必要であ
る。これは樹脂温度を上げることでその樹脂の誘
電正接を高め高周波溶着の効率をあげるとともに
樹脂の溶融温度までの温度上昇時間を短縮する効
果を存する。90℃以上の場合一部電極付近の樹脂
が電極に溶着してはがすことにより表面が荒れ、
高周波溶着の特徴である内部発熱による溶着のた
めに表面が比較的均一な状態という利点が失われ
好ましくない。また、40℃以下の加熱では効果が
不充分である。特に好ましい予熱温度の範囲は60
〜80℃である。予備加熱は電極へのヒータのとり
つけにより容易に行なうことができる。電極に用
いる材料は黄銅が好ましく、また温度調節は温調
器又はスライダツクによる電力調節が有利であ
る。 溶着時には電極と樹脂の間に絶縁材をはさむこ
とが好ましい。これは溶着時、樹脂の電気絶縁破
壊を防ぎ製品の損傷を防ぐためばかりでなく加熱
された樹脂の電極への熱伝導による損失も防ぐ効
果がある。絶縁材の種類としてはワニスクロス、
ガラス、マイカ、フエノール樹脂板、四弗化エチ
レン、ゴム、シリコン樹脂をガラス繊維に含浸さ
せたものが用いられ、その厚みは0.1から0.2mmが
適当である。なお、溶着時間は通常、２秒以上と
するのが適しており、４〜６秒が好ましい。 この発明の対象となる前記(a)、(b)、(c)成分から
なる樹脂組成物のうち、(a)成分のブロツク共重合
体は、ポリブタジエン、ポリイソプレン、ポリク
ロロプレン等の共役ジエン系直鎖状重合体鎖（中
間ブロツク）の両端に、ポリスチレン、ポリ−α
−メチルスチレン、ポリ−ｐ−メチルスチレン、
ポリクロルスチレン等の芳香族ビニル化合物の重
合体鎖（両端ブロツク）を有する直鎖状重合体を
水添処理して得られるものである。この際、中間
ブロツクの水添割合が95％以上となるように充分
に水添されたものを用いるのが耐熱性、耐候性等
の点で好ましい。かような充分な水添処理を行な
つても、両端ブロツク中のアリール基の水添割合
は通常、10％以内に抑えられる。また、中間ブロ
ツクの平均分子量は通常、5000〜125000とされ、
両端ブロツクの平均分子量は通常、10000〜
300000とされる。最も適切な共重合体(a)は、両端
ブロツクがポリスチレンで中間ブロツクがエチレ
ン−ブチレン共重合体構造（ポリブタジエンの水
添物）のもの及び両端ブロツクがポリスチレンで
中間ブロツクがエチレン−プロピレン共重合体構
造（ポリイソプレンの水添物）のものである。か
かるブロツク共重合体(a)は、クレイトンＧ−
1650、Ｇ−1652、Ｇ−1657、Ｇ−1658（いずれも
シエル化学製）等の名称及び型番で容易に入手可
能である。これらは二種以上組合せて用いてもよ
い。 一方(b)成分としては成形材料として一般に使用
されているものが使用でき、その共重合体として
は、プロピレンと他のα−オレフイン（エチレ
ン、１−ブテン等）とのブロツク又はランダムコ
ポリマーが適しているが、柔軟な成形品を得る点
でとくにランダムコポリマーを用いるのが好まし
い。かかる(b)成分はこの発明における混合樹脂組
成物の成形性の向上及び高温強度の向上に寄与す
るものであり、かつ(a)成分の透明性を阻害するこ
となくポリブレンドできるものである。 また(c)成分も一般に使用されているものが適用
でき、アクリレート含量５％以上のエチレンアク
リレート共重合体のアクリル成分としてはメチル
アクリレート、エチルアクリレート、ブチルアク
リレート、２−エチルヘキシルアクリレート及び
これらに相当するメタクリル酸アルキルエステル
等が適しており、最も好ましいのはメチルアクリ
レート及びエチルアクリレートである。また、エ
チレン−ビニルエステル共重合体におけるビニル
エステルとしてはギ酸ビニル、酢酸ビニル、プロ
ピオン酸ビニル、酪酸ビニル、ステアリン酸ビニ
ル等があるが最も好ましいのは酢酸ビニルであ
る。なお、共重合物中のこれらアクリレート又は
ビニルエステルの最大の含量は特に規制するもの
ではないが、30％程度までが適当である。通常、
低温柔軟性、高温強度、安定性等の点でエチレン
−アクリレート共重合体を用いるのが好ましい。
アクリレート含量が５％未満では、この発明の高
周波溶着法を行なつても良好な溶着強度を得るの
が困難であり、かつ組成物自体の透明性や柔軟性
が不充分となり適さない。これら(c)成分は、混合
樹脂組成物の成形性、低温柔軟性、透明性等の改
善並びに高周波溶着性の向上に結びつくものであ
る。 なお、本発明で用いる混合樹脂組成物は第１図
に実線内に示したものである。同図は三成分に組
成比を示す三角座標で各頂点Ａ、Ｂ、Ｃはそれぞ
れ本発明に用いるブロツク共重合体〔成分(a)〕、
ポリプロピレン系重合体〔成分(b)〕及びエチレン
−アクリレート共重合体又はエチレン−ビニルエ
ステル共重合体〔成分(c)〕の単独組成（100重量
％）を意味し、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇ、Ｈは本発明の限
界組成を示す。即ち各点の組成物構成を(a)、(b)、
(c)成分の重量％で示すとＤ（90、５、５）、Ｅ（55、
40、５）、Ｆ（30、40、30）、Ｇ（30、30、40）、Ｈ
（55、５、40）となりこれらの点を順次つないで
得られる五角形の内容がこの発明の対象となる混
合樹脂組成物の範囲となる。ここで、ブロツク共
重合体は30重量％以上90重量％以下であることが
必要である。30重量％以下の場合は柔軟性及び透
明性が不充分となり、90重量％以上では高温強度
及び成形性が不充分である。特に好ましいのは40
重量％以上80重量％以下である。ポリプロピレン
成分(b)は５重量％以上40重量％以下であることが
必要である。５重量％以下の場合、高温強度及び
成形性が不充分となり、40重量％以上では柔軟性
及び透明性が不充分となる。特に好ましいのは10
重量％以上30重量％以下である。エチレンアクリ
レート又はエチレンビニルエステル共重合体成分
は５重量％以上40重量％以下であることが必要で
ある。５重量％以下では成形性、柔軟性および透
明性及び特に高周波溶着性が不充分となり、40重
量％以下では高温強度及び透明性が不充分とな
る。特に好ましいのは10重量％以上30重量％以下
である。 ことに、(a)ブロツク共重合体：40〜80重量％、
(b)のアイソタクチツクポリプロピレン又はそれを
主成分とする共重合体：10〜30重量％、及び(c)の
エチレンアクリレート共重合体又はエチレンビニ
ルエステル共重合体：10〜30重量％からなる樹脂
組成物は、柔軟性、透明性が良好でかつ高温強度
及び成形性に優れたものでありかつ本発明の方法
による高周波溶着性能にも富み、特に好ましい組
成範囲である。 なお、この発明に用いる組成物は上記必須主要
樹脂成分のほかに用途に応じ、柔軟性、透明性、
高温強度、成形性及び安全性を阻害しない程度の
量の各種の可塑剤、ブロツキング防止剤、シール
性改良剤、熱安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収
剤、滑剤、結晶核剤、着色剤等を含有することも
可能である。 この発明で用いる成形体は、通常、上記混合樹
脂組成物の配合に応じて各種原料をミキサー、ブ
レンダー等で混和後押出成形機によりペレツトを
作製しこれから押出成形、射出成形等により製造
される。通常、高周波溶着に適したフイルム状や
シート状の成形体を対象とするのが適している。 前記混合樹脂組成物のような極性の少ない材料
が本発明の方法により高周波溶着が可能になるこ
との理由は明確ではないが第２図に示すようにか
かる組成物は高周波溶着の可能性を示す誘電率と
誘電正接の積の周波数変化がポリエチレン、軟質
ビニルに比し、はるかに大きく、高周波領域にな
つて徐々に軟質塩化ビニル付近に近づくこと及び
温度を上げることにより、誘電率と誘電正接の積
（ε・tanδ）が増加し、且つ樹脂溶融するまでの
時間を短縮させること等の諸効果が総合されて本
発明の結果を得ることができるものと推測され
る。 次に実施例により本発明を詳細に説明するがこ
の実施例は本発明を説明するためのものでありこ
れを限定するものではないことは勿論である。 (ホ) 実施例 実施例 １ 下記の配合によりペレツトを作製し、さらに
0.33mm厚のシートを製造しこれを用いて高周波溶
着をおこなつた。周波数は40MHzでおこなつた。 成分(a) シエル化学製クレイトンG1652
……20重量％ シエル化学製クレイトンG1657
……30重量％ 成分(b) 融点165℃のポリプロピレンランダムコ
ポリマー ……25重量％ 成分(c) DPDJ−6182 ……25重量％ （日本ユニカー製エチルアクリレート15％のエ
チレンアクリレート共重合体） （なお、クレイトンG1652は、両端ブロツクが
ポリスチレンで中央水添ブロツクがエチレン−ブ
チレン共重合体であり前者対後者の重量比率が
28／72のもの：クレイトンG1657は、両端ブロツ
クがポリスチレンで中央水添ブロツクがエチレン
−ブチレン共重合体であり、前者対後者の重量比
率が14／86のものである） 絶縁体 種類 ワニスクロス 厚み 0.1mm 予熱温度 常温（23℃）及び70℃
【表】
【表】 予熱温度70℃では約３秒で充分な接着強度が得
られるが常温では４秒でも満足すべき結果は得ら
れない。 さらに(ウ)の条件でシール巾５mmで３方をシール
した後100mlの水を入れ、残る一方を高周波溶着
し密閉したバツグを作製し、これを121℃30分蒸
気滅菌をおこなつたが、すべて破袋せず良好な接
着強度であることが確認された。 実施例 ２ 実施例１と同様にして下記の配合によりペレツ
トを作製し、さらに0.20mm厚のシートを製造して
高周波溶着を周波数40MHzでおこなつた。 成分(a) シエル化学製クレイトンG1650
……５重量％ シエル化学製クレイトンG1657
……30重量％ 成分(b) 融点165℃のポリプロピレンランダムコ
ポリマー ……20重量％ 成分(c) DPDJ−6182 ……45重量％ 絶縁体 種類 ワニスクロス 厚み 0.1mm 予熱温度 50℃ （なお、クレイトンG1650はクレイトンG1652
と同一組成で分子量の高いものである。）
【表】 上表のように２秒でもかなりの強度が得られ４
秒の場合シートの厚みが0.2mmのためシートが破
断してしまうほどの強度が得られた。 実施例 ３ 実施例１と同様にして下記の割合で配合ペレツ
ト化し、さらに0.33mm厚のシートを製造して高周
波溶着を周波数40MHzでおこなつた。 成分(a) シエル化学製クレイトンG1652
……20重量％ シエル化学製クレイトンG1657
……60重量％ 成分(b) 融点165℃のポリプロピレンランダムコ
ポリマー ……10重量％ 成分(c) DPDJ−6182 ……10重量％ 絶縁体 種類 ワニスクロス 厚み 0.2mm 予熱温度 常温及び80℃
【表】 実施例 ４ 実施例１と同様にして下記の割合で配合、ペレ
ツト化し、さらに0.33mm厚のシートを製造して高
周波溶着を周波数40MHzで行なつた。 成分(a) シエル化学製クレイトンG1652
……20重量％ シエル化学製クレイトンG1657
……30重量％ 成分(b) 融点165℃のポリプロピレンランダムコ
ポリマー ……25重量％ 成分(c) DQDJ−1868 ……25重量％ （日本ユニカー製ビニルアセテート18％のエチ
レンビニルアセテート共重合体） 絶縁体 種類 ワニスクロス 厚み 0.2mm 予熱温度 70℃
【表】 実施例 ５ 実施例１と同様にして下記の割合で配合、ペレ
ツト化しさらに0.33mm厚のシートを製造して周波
数27MHzで高周波溶着を行なつた。 成分(a) シエル化学製クレイトンG1652
……20重量％ シエル化学製クレイトンG1657
……30重量％ 成分(b) 融点165℃のポリプロピレンランダムコ
ポリマー ……25重量％ 成分(c) DPDJ−6182 ……25重量％ 絶縁体 種類 ワニスクロス 厚み 0.2mm 予熱温度 常温及び80℃
【表】 周波数が27MHzのため実施例１よりは長い溶着
時間を要する。 比較例 １ これまでの配合に対してエチレンエチルアクリ
レート又はエチレンビニルアセテート共重合体を
除いて、実施例１と同様にして下記の割合で配合
しペレツト化して、0.33mm厚のシートを製造し、
そのシートを用いて周波数40MHzで高周波溶着を
行なつた。 成分(a) シエル化学製クレイトンG1652
……25重量％ シエル化学製クレイトンG1657
……50重量％ 成分(b) 融点165℃のポリプロピレンランダムコ
ポリマー ……25重量％ 絶縁体 種類 ワニスクロス 厚み 0.2mm 予熱温度 常温及び80℃
【表】 エチレン・エチルアクリレート又はエチレンビ
ニルアセテート共重合体のようなある程度極性の
成分がないと十分な接着強度は得られないことが
明らかである。 比較例 ２ 下記の配合によりペレツトを作製し、さらに
0.33mm厚のシートを製造しこれにより高周波溶着
を周波数13MHzで行なつた。 成分(a) シエル化学製クレイトンG1652
……20重量％ シエル化学製クレイトンG1657
……30重量％ 成分(b) 融点165℃のポリプロピレンランダムコ
ポリマー ……25重量％ 成分(c) DPDJ−6182 ……25重量％ 絶縁体 種類 ワニスクロス 厚み 0.2mm 予熱温度 常温及び80℃
【表】 この周波数ではこの樹脂組成物は十分な接着強
度は得られないことは明らかである。 (ヘ) 発明の効果 本発明の方法によれば、優れた柔軟性、透明
性、高温強度及び成形性を有しかつ無毒の特定の
混合樹脂組成物からなる成形体を、従来困難であ
つた高周波溶着法によつて強固に溶着することが
可能となる。これによりことに気密や水密性を要
求される血液バツグや輸液バツグ等の成形品を簡
便にかつ高品質に製造することができる。そして
とくに、上記混合樹脂組成物を用いて従来使われ
ている軟質塩化ビニルの高周波溶着機を使つた輸
液バツグ等の製造ラインをそのまま利用できるこ
とは大きな利点である。
【図面の簡単な説明】
第１図は、本発明の対象となる混合樹脂組成物
の組成範囲を三角座標で示すグラフであり、第２
図は、混合樹脂組成物のε・tanδと周波数との関
係を比較例と共に示すグラフである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 １ 下記組成： (a) 芳香族ビニル化合物の重合体からなる両端ブ
    ロツクと共役ジエン系重合体からなる中間ブロ
    ツクとからなるブロツク共重合体の両端ブロツ
    クが共重合体中10〜40重量％でその10％以下が
    水添されてなりかつ中間ブロツクが90％以上水
    添されてなるブロツク共重合体：30重量％〜90
    重量％、 (b) 融点150℃以上のアイソタクチツクポリプロ
    ピレン又はそれを主成分とする共重合体：５重
    量％〜40重量％、及び (c) アクリレート又はビニルエステル含量５％以
    上のエチレンアクリレート共重合体又はエチレ
    ンビニルエステル共重合体：５〜40重量％ からなる混合樹脂成形体を、40〜90℃に予熱して
    周波数約20MHz以上の高周波溶着条件に付すこと
    を特徴とする樹脂成形体の溶着方法。 ２ 混合樹脂成形体が、シート又はフイルム状成
    形体である特許請求の範囲第１項記載の方法。 ３ 予熱温度が60〜80℃である特許請求の範囲第
    １項記載の方法。 ４ 周波数約20〜40MHzの高周波溶着条件に付さ
    れる特許請求の範囲第１項記載の方法。
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