JPH0694207B2 - ポリオレフィン成形品と極性を有する異種材料との複合品 - Google Patents

ポリオレフィン成形品と極性を有する異種材料との複合品

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JPH0694207B2
JPH0694207B2 JP26486788A JP26486788A JPH0694207B2 JP H0694207 B2 JPH0694207 B2 JP H0694207B2 JP 26486788 A JP26486788 A JP 26486788A JP 26486788 A JP26486788 A JP 26486788A JP H0694207 B2 JPH0694207 B2 JP H0694207B2
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polyolefin
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【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリオレフィン成形品と極性を有する異種材
料とが、ポリオレフィン成形品の面に前処理もしくはプ
ライマの塗布のいずれも行わず、新規な接着層を介して
接着された複合品に関するもので、ポリオレフィン特に
ポリプロピレンが多量に使用され、且つ、単味でなく金
属等の他の材料と組み合わせ使用されている自動車、家
庭電気製品、音響機器などに適用される。また、耐食材
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・アルミ板等の金属板との積層材に適用できる。
〔従来の技術〕
ポリオレフィンは無極性で、且つ溶剤にも溶解し難く、
接着が困難である。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、
鉄・アルミニウム等の金属、ガラス、セラミックス、そ
の他極性を有する異種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の接着の
ためには、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
酸と硫酸の混液による表面処理により表面を改質した
後、市販のエポキシ接着剤、シアノアクリレート系接着
剤等を使用する方法、ポリオレフィンとタルク、木粉等
の充填材および/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を用いた成形品にプライ
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
度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、また化焔処理は火気の使用による危険性とそれぞ
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。
化学的前処理では、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
る等作業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、樹脂の単価は安くても有利であるとは
言えない。
従って、物性上ポリオレフィンを必要とする場合以外
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、前処理なしで
ポリプロピレンと異種材料との接着可能な特願昭61−24
2840号の接着剤および接着方法を発明し、さらに特願昭
62−313903号および同昭63−91119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
化ポリオレフィン及び塩化ゴムが、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、それぞれの材料の相互
の接着の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、常温で乾燥する場合にくらべ接着強さが
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、高塩素化物を、金属に対
し接着性を示し、且つ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61−242840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、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と
の接着に適用された場合に高い接着強度が得られる理由
として、塩素原子の金属面側への配向が考えられる。こ
の配向の結果、接着剤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られる。
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
接着剤組成物によるものであるが、作業環境および作業
性の点で、溶剤型よりホットメルト型接着剤のニーズが
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剤で使用される
各種熱可塑性エラストマーとタッキファイア(ロジン、
フェノール樹脂その他の粘着性付与剤)から成る組成物
に適用、種々検討の結果、塩素化ポリオレフィン、タッ
キファイアーおよびエラストマーとの特殊な組み合わせ
において前述の配向と考えられる効果が認められ、高い
接着強度が得られることを見出し、本発明を完成した。
本発明者はホットメルト型接着剤用エラストマーとして
しばしば用いられるスチレン系各種エラストマーについ
て、塩素化ポリオレフィン類および各種のタッキファイ
ヤとの組み合わせを、トルエン溶液を使用して詳細に検
討、エラストマーとしてSBS系エラストマー、中でもSBS
の水添品であるSEBSが最も好ましく、また、SEBSと組み
合わせるタッキファイヤとして、脂環族炭化水素樹脂、
テルペン系樹脂が優れ、中でも、水添テルペン樹脂が著
しく優れていることを見出した。高塩素化ポリオレフィ
ンは相溶性不良で、クロロプレンに配合した時のような
効果は認められず、低塩素化物が好ましいことを見出し
た。
すなわち、本発明は少なくとも下記A、B、Cの成分の
組み合わせから成る組成の接着層 A:塩素含有量が35重量%以下の塩素化ポリプロピレン B:SBSおよびSEBSのいずれか一種もしくは2種以上の混
合物 C:テルペン系樹脂および脂環族炭化水素樹脂から成る群
より選ばれた1種もしくは2種以上の混合物 を介して接着されてい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複合品を要旨とす
る。
上記各成分の組み合わせにおいて好ましい組み合わせは Aが塩素含有量20〜30重量%の塩素化ポリプロピレン、
BがSEBS、Cが水添テルペン樹脂 であり、上記各成分の好ましい配合比は、A/(A+B+
C)が1〜90重量%、B/(B+C)が10〜90重量%であ
ること要旨とする。
〔作用} 非改質ポリオレフィンと極性を有する異種材料とを接着
するには、従来の理論では、いずれかのポリオレフィン
側の被着面に、脱脂処理以外に、何らかの物理化学的前
処理または特殊プライマー塗布等の処置が必要とされる
が、本発明の組成物を接着層とする場合、脱脂処理以外
の処置を必要としない。すなわちこの組成物のトルエン
等の芳香族溶剤溶液、もしくは塩素化炭化水素系溶剤溶
液を、脱脂された被着面に塗布乾燥後、被着面を重ね合
わせ固定して加熱溶融するか、本発明の組成物の各成分
を混合、溶融混練して得られる組成物をそのまま被着面
に塗布、または一旦フィルム状に成形し、該フィルムを
被着面間にサンドイッチ状に挟んで加熱溶融する等の接
着操作によって強固な接着強さが得られ、好ましい配合
組成では、はく離せず材料破断する引っ張りせん断強
さ、また、180度はく離試験では10kg/25mm以上のはく離
強さを示す。
以下更に詳細に説明する。
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
の充填材が添加された複合材料も含まれる。極性を有す
る異種材料とは、鉄・アルミ等の金属、ガラス・陶磁器
等のセラミックス、水酸基・アミノ基またはアミド結合
を有し、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。
接着層の成分として塩素化ポリプロピレンはその塩素含
有量が35重量%以下と規定されているのは、35%重量以
上の場合、本発明のBおよびC成分を基体とする樹脂に
おいては、基体樹脂自身が示す接着強さを低下させ、接
着強さの改善効果を示すのは、塩素含有量が35重量%以
下、特に好ましい範囲は20〜30重量%である。
また塩素化ポリプロピレンの好ましい配合量A/(A+B
+C)は1〜90重量%で、90%以上の場合は、引っ張り
せん断強さの改善効果はあるが180度はく離強さが不良
となる。
本発明のB成分である熱可塑性エラストマーのSBSおよ
びSBSの水添品であるSEBSは接着層に対し粘弾性を付与
し、その結果としては、はく離強さが発現するものと考
えられる。熱可塑性エラストマー無添加品のはく離強さ
は極めて低い。
なお、SEBSはこれ自体ポリオレフィンに対し若干の接着
性を示し、本発明のC成分との組み合わせにおいてSEBS
は著しく接着性を増す。
C成分として挙げられているテルペン系樹脂とはテルペ
ン樹脂、水添テルペン樹脂、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であり、B成分のSE
BSとの組み合わせにおいて最も好ましいのは水添テルペ
ン樹脂である。C成分の配合量B/(B+C)を増すと引
っ張りせん断強さを増すが、90%以上の場合180度はく
離強さは著しく低下する。
なお接着層の組成において、製造時、加工時および接着
複合品の使用時の熱劣化防止のため、酸化防止材の添
加、作業性改善のためワックス類を添加しても差支えな
い。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明の複合品は、ポリオレフィン
成形品と、金属・ガラス等の極性を有するポリオレフィ
ンとは全く異質な材料との、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
いた接着がなされたものである。しかも使用する材料は
入手困難な特殊品でなく、市販の容易に入手し得る材料
であり、その上、この接着は溶剤揮発のないホットメル
ト型で実施できるので、作業環境改善を考慮した設備の
必要がなく、どこででも容易に実施できる。
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〕
接着試料の作製 (1)接着層形成法 実施例結果各表記載の接着層組成を非揮発性成分とする
トルエン溶液(非揮発性成分含有量25重量%)を次の要
領で調製した。すなわちA成分である低塩素化ポリプロ
ピレン(溶液)を秤取し、所定量のトルエンを加えて希
釈し、次いで前記C成分を添加し、完全に溶解させた
後、前記B成分を加え、24時間以上室温放置した後、十
分攪拌し、更に24時間以上室温放置する。得られた溶液
を脱脂された試験片の被着部に塗布し、常温で乾燥後、
被着部を重ね合わせ、被着部の樹脂側裏面にガラス片を
当てて、クリップで固定する。これを特に記載のない限
り、150℃、5分間、熱衝撃試験装置の高温槽内で加熱
し、樹脂を溶融して接着層を形成した。なお、樹脂溶液
が2層に分離している場合は、十分に攪拌して、攪拌直
後に塗布した。表の使用材料は次の通りである。
A 注1:山陽国策パルプ株式会社製 スーパークロン822 (塩素含有量24.5%) 注2:山陽国策パルプ株式会社製 スーパークロン803MW (塩素含有量29.5%) 注3:山陽国策パルプ株式会社製 スーパークロン773H (塩素含有量32%) B 注1:旭化成株式会社製 タフテックH 注2:旭化成株式会社製 ソルプレンT414 C 注1:安原油脂工業株式会社製 YSレジンTO85 注2:安原油脂工業株式会社製 クリアロンM 注3:安原油脂工業株式会社製 YSポリスターT 注4:安原油脂工業株式会社製 YSポリスター#2000 注5:荒川化学工業株式会社製 アルコンM115 (2)試験片の材質・寸法 試験片の内容を下記第1表に示す。
(3)接着試料の作製 前記(2)記載の試験片を使用し、ポリオレフィン試験
片は被着部をイソプロピルアルコール、他の試験片はト
ルエンを使用して脱脂したのち、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
−6854(接着剤のはく離強さ試験方法)に準じ、試験片
の被着部に、前記(1)記載の方法で接着層を形成させ
て作製した。
〔試験条件〕 前記方法で作製した接着試料は、それぞれJIS K−685
0(引っ張り速度50mm/分)およびJIS K−6854(引っ
張り速度200mm/分)の条件で引っ張り試験を行った。
〔試験結果〕
1.A、B、C各成分の各種材料を組み合わせ、下記の条
件で被着試験を行った結果を下記第2表に示す。
配合比:A/(A+B+C) 30% ;B/(B+C) 33% 被着材:ポリプロピレンブロックコポリマーとステンレ
ス鋼SUS430M 2.A成分を塩素含有量24.5%の塩素化ポリプロピレン、
B成分をSEBS、C成分を水添テルペン樹脂とし、被着材
にポリプロピレンブロックポリマーとステンレス鋼SUS4
30Mを使用して、前記各成分の配合比を変えて試験した
結果を下記第3表に示す。
3.接着層成分を前記2と同様とし、被着材のポリオレフ
ィンの材質にポリプロピレンランダムコポリマーを使用
して、各成分の配合比を変えて180度はく離試験を行っ
た結果を下記第4表に示す。
4.各種被着材について、接着層の成分A、BおよびCは
前記2と同様とし、その配合比をA30%、B/(B+C)
を33%とした接着層を介して接着した試験結果を下記第
5表に示す。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C09D 153/00 PGY 7308−4J // C09J 123/28 JCM 7107−4J

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】少なくとも下記A、B、Cの成分の組み合
    わせから成る組成の接着層を介して接着されていること
    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
    材料との複合品。 A:塩素含有量が35重量%以下の塩素化ポリプロピレン B:スチレン、ブダジエン、スチレンブロックコポリマー
    (以後SBSと略称)およびスチレン、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)の
    いずれか一種もしくは2種以上の混合物 C:テルペン系樹脂および脂環族炭化水素樹脂から成る群
    より選ばれた1種もしくは2種以上の混合物
  2. 【請求項2】Aが塩素含有量20〜30重量%の塩素化ポリ
    プロピレン、BがSEBS、Cが水添テルペン樹脂であるこ
    とを特徴とする請求項第1項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複合品。
  3. 【請求項3】A/(A+B+C)が1〜90重量%、B/(B
    +C)が10〜90重量%であることを特徴とする請求項第
    1項または第2項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複合品。
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