WO2014097964A1 - ホットメルト接着剤用樹脂組成物およびこれを用いたホットメルト接着フィルム - Google Patents
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Abstract
本発明の目的は耐熱性および接着性を有するホットメルト接着剤用樹脂組成物およびこれを用いたホットメルト接着フィルムを提供することにある。 融点が180℃以下であるポリオレフィン系樹脂(A)と融点が200℃以上であるポリオレフィン系樹脂(B)を含むポリオレフィン系樹脂組成物にエチレン性二重結合を有する単量体を用いてグラフト変性して得られるホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物であって、変性前のポリオレフィン系樹脂(B)の260℃、5kgにおけるメルトフローレートが10~50g/10分であることを特徴とする。
Description
本発明は、変性ポリオレフィン系樹脂からなるホットメルト接着剤用樹脂組成物および当該樹脂組成物からなるホットメルト接着フィルムに関する。
ホットメルト接着フィルムは、フィルム状の熱可塑性樹脂を主成分とする無溶剤タイプの接着剤で、加熱溶融させて接着面に貼り合わせ、基材同士を加圧密着した後、冷却固化させることで基材同士を接着させる。ホットメルト接着フィルムの熱可塑性樹脂として、成形性、剛性、耐薬品性、電気絶縁性などが優れ、さらに安価であるポリオレフィン系樹脂を変性した変性ポリオレフィン系樹脂が用いられている。
ホットメルト接着フィルムでは、使用した基材の表面に意匠性を付与する点から塗装することがあり、その場合、塗装した表面を高温で乾燥させる。例えば、アクリル樹脂系塗料を塗布した場合、一般的には150℃程度で塗料を乾燥させる。そのため、その温度において基材同士が剥離しないような剥離強度を有する耐熱性のホットメルト接着フィルムが求められている。しかしながら、十分に満足したホットメルト接着フィルムが出来ていない。
例えば、特許文献1には、ポリオレフィン系樹脂にエポキシ基含有ビニル単量体及び芳香族ビニル単量体を、またはさらに(メタ)アクリル酸エステル単量体をグラフトさせた樹脂組成物であって、融点が80~190℃の範囲で2つ以上有しており、100℃を超える融点と100℃以下の融点をそれぞれ少なくとも1つ有することを特徴とする変性ポリオレフィン系樹脂組成物が開示されている。しかしながら、より高い温度における耐熱性については、まだ改善の余地がある。
例えば、特許文献2には、高融点ポリオレフィン系樹脂である4-メチル-1-ペンテン系重合体と不飽和カルボン酸変性α-オレフィン系重合体と不飽和カルボン酸変性エチレン・α-オレフィン共重合体からなる樹脂組成物を接着剤として使用することが開示されており、このような方法によれば確かに耐熱性の向上は期待できる。しかしながら、このような組成物をホットメルト接着剤として使用する場合、高い耐熱性が仇となり一般的な加熱接着条件では十分な接着性が得られないばかりか、フィルム等へ加工する際には厚みが安定しないなど加工面での不具合が生じることがあった。
本発明の目的は、耐熱性および接着性を有するホットメルト接着剤用樹脂組成物およびこれを用いたホットメルト接着フィルムを提供することにある。
本発明者らは、上述の現状に鑑み鋭意検討した結果、特定のポリオレフィン系樹脂2種または3種を混合した後、極性基を有する単量体を用いてグラフト変性することで上記課題を解決できることを見出した。
すなわち、本発明は、融点が180℃以下であるポリオレフィン系樹脂(A)と融点が200℃以上であるポリオレフィン系樹脂(B)を含むポリオレフィン系樹脂組成物にエチレン性二重結合を有する単量体を用いてグラフト変性して得られるホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物であって、
変性前のポリオレフィン系樹脂(B)の260℃、5kgにおけるメルトフローレートが10~50g/10分であることを特徴とするホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物に関する。
変性前のポリオレフィン系樹脂(B)の260℃、5kgにおけるメルトフローレートが10~50g/10分であることを特徴とするホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物に関する。
さらに、融点が130~180℃で融解熱量が30mJ/mgを超えるポリオレフィン系樹脂(C)を含有し、ポリオレフィン系樹脂(A)の融点は100~160℃で融解熱量が30mJ/mg以下であることが好ましい。
ポリオレフィン系樹脂(B)の含有量は、ポリオレフィン系樹脂(A)およびポリオレフィン系樹脂(B)中に10~50重量%であることが好ましい。
ポリオレフィン系樹脂(A)、(B)及び(C)の含有量は、ポリオレフィン系樹脂(A)50~95重量%、ポリオレフィン系樹脂(B)3~40重量%、及びポリオレフィン系樹脂(C)2~25重量%であることが好ましい。
前記単量体成分は、エチレン性二重結合およびエポキシ基を同一分子内に含む化合物、および芳香族ビニル化合物を含有することが好ましい。
前記単量体成分は、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、及び(メタ)アクリル酸グリシジルからなる群より選ばれる少なくとも1つであることが好ましい。
前記芳香族ビニル化合物はスチレンであることが好ましい。
また、本発明は、前記変性ポリオレフィン系樹脂組成物を用いて得られることを特徴とするホットメルト接着フィルムに関する。
厚みは20~200μmであることが好ましい。
さらに、本発明は、前記ホットメルト接着フィルムと、粘着性を有しない熱可塑性樹脂フィルムが積層されたインサート成形用積層ホットメルト接着フィルムに関する。
本発明によれば、融点が180℃以下であるポリオレフィン系樹脂(A)と融点が200℃以上であるポリオレフィン系樹脂(B)を含むポリオレフィン系樹脂組成物にエチレン性二重結合を有する単量体を用いてグラフト変性しているため、耐熱性および接着性に優れたホットメルト接着剤用ポリオレフィン系樹脂組成物およびそれからなるホットメルト接着フィルムを提供することが出来る。
本発明の一実施形態について説明すれば以下の通りである。なお、本発明は以下の説明に限定されるものではない。
<ポリオレフィン系樹脂組成物>
本発明のホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、融点が180℃以下であるポリオレフィン系樹脂(A)と融点が200℃以上であるポリオレフィン系樹脂(B)を含むポリオレフィン系樹脂組成物にエチレン性二重結合を有する単量体を用いてグラフト変性して得られるものであって、変性前のポリオレフィン系樹脂(B)の260℃、5kgにおけるメルトフローレート(MFR)は10~50g/10分である。
本発明のホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、好ましい態様において、さらに、融点が130~180℃で融解熱量が30mJ/mgを超えるポリオレフィン系樹脂(C)を含有し、ポリオレフィン系樹脂(A)の融点は100~160℃で融解熱量は30mJ/mg以下であることが好ましい。
本発明のホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、融点が180℃以下であるポリオレフィン系樹脂(A)と融点が200℃以上であるポリオレフィン系樹脂(B)を含むポリオレフィン系樹脂組成物にエチレン性二重結合を有する単量体を用いてグラフト変性して得られるものであって、変性前のポリオレフィン系樹脂(B)の260℃、5kgにおけるメルトフローレート(MFR)は10~50g/10分である。
本発明のホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、好ましい態様において、さらに、融点が130~180℃で融解熱量が30mJ/mgを超えるポリオレフィン系樹脂(C)を含有し、ポリオレフィン系樹脂(A)の融点は100~160℃で融解熱量は30mJ/mg以下であることが好ましい。
ポリオレフィン系樹脂(A)としては、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ-1-ブテン、ポリイソブチレン、プロピレンとエチレンおよび/または1-ブテンとのあらゆる比率でのランダム共重合体またはブロック共重合体、エチレンとプロピレンとのあらゆる比率においてジエン成分が50重量%以下であるエチレン-プロピレン-ジエン三元共重合体、エチレンまたはプロピレンと50重量%以下のビニル化合物などとのランダム共重合体、ブロック共重合体などが挙げられる。
中でもポリプロピレン単独共重合体やオレフィン系エラストマーが好適である。具体的には、ランダムポリプロピレン、ブロックポリプロピレン、ホモポリプロピレン、エチレン・プロピレン共重合体、エチレン・1-ブテン共重合体、エチレン・1-ヘキセン共重合体、エチレン・1-オクテン共重合体、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・エチレン・1-ブテン共重合体、1-ブテン単独重合体、1-ブテン・エチレン共重合体、1-ブテン・プロピレン共重合体、プロピレン・1-ブテン共重合体、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチレン・メタクリル酸共重合体、エチレン・メタクリル酸メチル共重合体等を挙げることができる。原料調達の容易さや変性後の物性から、ポリプロピレン単独重合体、エチレン・プロピレン共重合体が特に好ましい。さらに、これらを任意の比率で混合した樹脂も好適に用いることが出来る。
ポリオレフィン系樹脂(A)は、グラフト変性前の230℃、2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)が、5.0~60.0g/10分が好ましく、5.0~30.0g/10分がより好ましい。
ポリオレフィン系樹脂(A)は、示差走査熱量測定装置(DSC)にて測定された融点が180℃以下であるが、100~180℃が好ましく、110~170℃がより好ましく、130~170℃がさらに好ましい。融点が100℃未満であると、熱により樹脂が容易に軟化するため耐熱性が低下する傾向にある。
後述するポリオレフィン系樹脂(C)を配合する場合、ポリオレフィン系樹脂(A)は各種流動性の異なるものが使用可能であるが、フィルム加工性および接着性の観点から、230℃、2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)は、3.0~60.0g/10分が好ましく、4.0~40.0g/10分がより好ましく、5.0~30.0g/10分がさらに好ましい。
後述するポリオレフィン系樹脂(C)を配合する場合、ポリオレフィン系樹脂(A)は、示差走査熱量測定装置(DSC)にて測定された融点が100~160℃でかつ融解熱量が30mJ/mg以下であることが好ましい。融点と融解熱量が上記範囲にあることで、接着性と耐熱性の両立が得られやすい。融点は110~155℃がより好ましく、120~150℃がさらに好ましい。融点が100℃未満であると、熱により樹脂が容易に軟化するため耐熱性が低下する傾向にある。融解熱量は20mJ/mg以下がより好ましく、15mJ/mg以下がさらに好ましい。
前記、ポリオレフィン系樹脂(A)には、必要に応じて、他の樹脂またはゴムを本発明の効果を損なわない範囲内で添加してもよい。
前記の他の樹脂またはゴムとしては、たとえばプロピレン含有量が75重量%未満のプロピレン/ブテン-1共重合体などのエチレンまたはα-オレフィン/α-オレフィン共重合体;プロピレン含有量が75重量%未満のエチレン/プロピレン/5-エチリデン-2-ノルボルネン共重合体などのエチレンまたはα-オレフィン/α-オレフィン/ジエン単量体共重合体;ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのポリジエン共重合体;スチレン/ブタジエンランダム共重合体、スチレン/イソプレンランダム共重合体などのビニル単量体/ジエン単量体ランダム共重合体;スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体、スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体などのビニル単量体/ジエン単量体/ビニル単量体ブロック共重合体;水素化(スチレン/ブタジエンランダム共重合体)、水素化(スチレン/イソプレンランダム共重合体)などの水素化(ビニル単量体/ジエン単量体ランダム共重合体);水素化(スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体)、水素化(スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体)などの水素化(ビニル単量体/ジエン単量体/ビニル単量体ブロック共重合体);アクリロニトリル/ブタジエン/スチレングラフト共重合体、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレングラフト共重合体などのビニル単量体/ジエン単量体/ビニル単量体グラフト共重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンなどのビニル重合体;塩化ビニル/アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体などのビニル共重合体などが挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂(A)に対するこれら他の樹脂またはゴムの添加量は、この樹脂の種類またはゴムの種類により異なり、前述のように本発明の効果を損なわない範囲内にあればよいものであるが、通常、25重量%程度以下であることが好ましい。
また、ポリオレフィン系樹脂(A)(各種の添加材料を含む場合もある)は粒子状のものであってもペレット状のものであってもよく、その大きさや形はとくに制限されるものではない。
また、前記の添加材料(ほかの樹脂、およびゴム)を用いる場合は、この添加材料は予めポリオレフィン系樹脂(A)に添加されているものであっても、ポリオレフィン系樹脂(A)を溶融するときに添加されるものであってもよい。
ポリオレフィン系樹脂(A)は、該ポリオレフィン系樹脂(A)に対しラジカルが発生し易くなる点で、プロピレン単位が過半量であることが好ましい。ここでいう過半量とはポリオレフィン系樹脂に対するプロピレン成分が50重量%以上のことを意味する。
ポリオレフィン系樹脂(B)としては、例えば4-メチル-1-ペンテンの単独重合体もしくは、4-メチル-1-ペンテンと他のα-オレフィンとの共重合体が挙げられる。α-オレフィンとしては、例えばエチレン、プロピレン、1-ブテン、1-ヘキセン、1-オクテン、1-デセン、1-テトラデセン、1-オクタデセン等の炭素数2~20のα-オレフィンが挙げられる。
ポリオレフィン系樹脂(B)は、260℃、5.00kgで測定したメルトフローレートが10~50g/10分であるが、20~40g/10分が好ましく、20~35g/10分がより好ましい。メルトフローレートが10g/10分未満である場合、樹脂の溶融粘度が高いため、単量体との混練が低下しグラフト変性が起こりにくくなる。一方、メルトフローレートが50g/10分を超える場合、加熱により樹脂が流動しやすくなるため、耐熱性が低下する傾向がある。
ポリオレフィン系樹脂(B)は、示差走査熱量測定装置(DSC)にて測定された融点が200℃以上であるが、200~260℃が好ましく、200~250℃がより好ましく、200~240℃がさらに好ましい。融点が200℃未満であると耐熱性が低下する恐れがあり、融解温度が260℃を超えると樹脂を溶融するための温度が高くなり加工性が低下する恐れがある。
後述するポリオレフィン系樹脂(C)を配合する場合、ポリオレフィン系樹脂(B)は、示差走査熱量測定装置(DSC)にて測定された融点が200℃以上、MFR(260℃、5kg)が10以上であり、i)MFR(260℃、5kg)が50以下、または、ii)ビカット軟化点が150℃以上、の少なくともいずれかを満たすものである。
融点は、210℃以上が好ましく、220℃以上がより好ましい。200℃以上であることで、所望の耐熱性が得られやすくなる。融点の上限は、加工性の観点から260℃以下が好ましく、250℃以下がより好ましく、240℃以下がさらに好ましい。
MFR(260℃、5kg)は、15以上が好ましく、20以上がより好ましい。10以上であることで、他成分への分散性、加工性およびグラフト変性時の単量体との混練性が向上する。MFR(260℃、5kg)は40以下が好ましく、30以下がより好ましい。ビカット軟化点は155℃以上が好ましく、160℃以上がより好ましい。
なお、上記要件i)、ii)の双方が上記範囲を外れると所望の耐熱性が得られにくくなる傾向にある。
MFR(260℃、5kg)は、15以上が好ましく、20以上がより好ましい。10以上であることで、他成分への分散性、加工性およびグラフト変性時の単量体との混練性が向上する。MFR(260℃、5kg)は40以下が好ましく、30以下がより好ましい。ビカット軟化点は155℃以上が好ましく、160℃以上がより好ましい。
なお、上記要件i)、ii)の双方が上記範囲を外れると所望の耐熱性が得られにくくなる傾向にある。
ポリオレフィン系樹脂(C)としては、上述したポリオレフィン系樹脂(A)と同様の成分が使用できる。これらの中でも、ポリオレフィン系樹脂(A)およびポリオレフィン系樹脂(B)との分散性や耐熱性の観点から、プロピレン単独重合体、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレン・1-ブテン共重合体が好ましく、さらにはプロピレン単独重合体が好ましい。
ポリオレフィン系樹脂(C)は各種流動性の異なるものが使用可能であるが、フィルム加工性および耐熱性の観点から、230℃、2.16kgにおけるメルトフローレート(MFR)は、5.0~70.0g/10分が好ましく、8.0~60.0g/10分がより好ましく、10.0~50.0g/10分がさらに好ましい。さらにポリオレフィン系樹脂(A)への分散性の観点からポリオレフィン系樹脂(A)より高いMFRを有することが好ましい。
ポリオレフィン系樹脂(C)は、示差走査熱量測定装置(DSC)にて測定された融点が130~180℃でかつ融解熱量が30mJ/mgを超えるものであることが好ましい。融点と融解熱量が上記範囲にあることで、接着性と耐熱性の両立が得られやすい。融点は140~170℃がより好ましく、150~165℃がさらに好ましい。またポリオレフィン系樹脂(C)の融点は、ポリオレフィン系樹脂(A)の融点より高いことが好ましく、10℃以上高いことがより好ましい。このような関係とすることで、接着性と耐熱性を両立し易くなる傾向にある。融解熱量は50mJ/mg以上がより好ましく、80mJ/mg以上がさらに好ましい。
ポリオレフィン系樹脂組成物としてポリオレフィン系樹脂(A)とポリオレフィン系樹脂(B)を必須成分として含有する場合、ポリオレフィン系樹脂(B)の含有量は、前記ポリオレフィン系樹脂(A)およびポリオレフィン系樹脂(B)中に10~50重量%であることが好ましく、10~40重量%であることがより好ましく、10~30重量%であることがさらに好ましい。ポリオレフィン系樹脂(B)の含有量が該範囲であると、それを用いてグラフト変性した変性ポリオレフィン系樹脂組成物は接着性と耐熱性を両立できるため好ましい。
ポリオレフィン系樹脂組成物としてポリオレフィン系樹脂(A)、(B)及び(C)を必須成分として含有する場合、ポリオレフィン系樹脂組成物中に、ポリオレフィン系樹脂(A)の含有量は50~95重量%、ポリオレフィン系樹脂(B)の含有量は3~40重量%、ポリオレフィン系樹脂(C)の含有量は2~25重量%であることが好ましい。ポリオレフィン系樹脂(A)の含有量が60~92重量%、ポリオレフィン系樹脂(B)の含有量が5~30重量%、ポリオレフィン系樹脂(C)の含有量が3~20重量%であることがより好ましく、ポリオレフィン系樹脂(A)の含有量が65~85重量%、ポリオレフィン系樹脂(B)の含有量が10~27重量%、ポリオレフィン系樹脂(C)の含有量が3~15重量%であることがさらに好ましい。上記範囲にあることで、それを用いてグラフト変性した変性ポリオレフィン系樹脂組成物は所望の接着性と耐熱性を両立することが可能となる。特にポリオレフィン系樹脂(C)は上記配合の中で比較的少量添加するだけで、接着性と耐熱性のバランスを取りやすくなる効果があり、ポリオレフィン系樹脂(C)の添加量は、ポリオレフィン系樹脂(B)よりも少量であることが好ましい。
<変性ポリオレフィン系樹脂組成物>
本発明の変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)、さらに必要に応じてポリオレフィン系樹脂(C)を含有するポリオレフィン系樹脂組成物をグラフト変性することで得られる。本発明の変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、上記各ポリオレフィン系樹脂がブレンドされたポリオレフィン系樹脂組成物をグラフト変性、より好ましくは溶融グラフト変性する(共変性)点に特徴があり、共変性することで、耐熱性および接着性に優れた接着フィルムを得ることが出来る。
本発明の変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、ポリオレフィン系樹脂(A)及びポリオレフィン系樹脂(B)、さらに必要に応じてポリオレフィン系樹脂(C)を含有するポリオレフィン系樹脂組成物をグラフト変性することで得られる。本発明の変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、上記各ポリオレフィン系樹脂がブレンドされたポリオレフィン系樹脂組成物をグラフト変性、より好ましくは溶融グラフト変性する(共変性)点に特徴があり、共変性することで、耐熱性および接着性に優れた接着フィルムを得ることが出来る。
ポリオレフィン系樹脂組成物をグラフト変性するためのエチレン性二重結合を有する単量体としては、例えば、エチレン性二重結合およびエポキシ基を同一分子内に含む化合物、水酸基含有エチレン性不飽和化合物、アミノ基含有エチレン性不飽和化合物、芳香族ビニル化合物、共役ジエン系化合物、ビニルエステル化合物、塩化ビニル、オキサゾリン基含有不飽和単量体、カルボキシル基含有不飽和単量体等が挙げられる。これらは単独で用いても良いし、2種以上を併用しても良い。単独で用いる場合は、エチレン性二重結合およびエポキシ基を同一分子内に含む化合物あるいはカルボキシル基含有不飽和単量体が好ましい。併用する場合は、エチレン性二重結合およびエポキシ基を同一分子内に含む化合物と芳香族ビニル化合物との組み合わせが好ましい。
エチレン性二重結合およびエポキシ基を同一分子内に含む化合物の具体例としては、(メタ)アクリル酸グリシジル、マレイン酸ジグリシジル、イタコン酸ジグリシジル、アリルコハク酸ジグリシジル、p-スチレンカルボン酸グリシジル、アリルグリシジルエーテル、メタアリルグリシジルエーテル、スチレン-p-グリシジルエーテル、p-グリシジルスチレン、3,4-エポキシ-1-ブテン、3,4-エポキシ-3-メチル-1-ブテン、ビニルシクロヘキセンモノオキシドなどを挙げることができる。カルボキシル基含有不飽和単量体としては、例えば、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸等が挙げられる。これらの中では、金属材料との層間密着性を得るためには(メタ)アクリル酸グリシジル、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸が好ましい。
芳香族ビニル化合物を用いた場合、ポリプロピレンなどの分子鎖切断型ポリオレフィンへのグラフトの際に分子鎖の切断が抑制され、高い分子量を保ったまま、エチレン性二重結合およびエポキシ基を同一分子内に含む単量体を高い比率で導入することができるので好ましい。
芳香族ビニル化合物を例示するならば、スチレン;o-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-メチルスチレン、α-メチルスチレン、β-メチルスチレン、ジメチルスチレン、トリメチルスチレンなどのメチルスチレン;o-クロロスチレン、m-クロロスチレン、p-クロロスチレン、α-クロロスチレン、β-クロロスチレン、ジクロロスチレン、トリクロロスチレンなどのクロロスチレン;o-ブロモスチレン、m-ブロモスチレン、p-ブロモスチレン、ジブロモスチレン、トリブロモスチレンなどのブロモスチレン;o-フルオロスチレン、m-フルオロスチレン、p-フルオロスチレン、ジフルオロスチレン、トリフルオロスチレンなどのフルオロスチレン;o-ニトロスチレン、m-ニトロスチレン、p-ニトロスチレン、ジニトロスチレン、トリニトロスチレンなどのニトロスチレン;o-ヒドロキシスチレン、m-ヒドロキシスチレン、p-ヒドロキシスチレン、ジヒドロキシスチレン、トリヒドロキシスチレンなどのビニルフェノール;o-ジビニルベンゼン、m-ジビニルベンゼン、p-ジビニルベンゼンなどのジビニルベンゼン;o-ジイソプロペニルベンゼン、m-ジイソプロペニルベンゼン、p-ジイソプロペニルベンゼンなどのジイソプロペニルベンゼン;などの1種または2種以上が挙げられる。これらのうちスチレン、α-メチルスチレン、p-メチルスチレンなどのメチルスチレン、ジビニルベンゼン単量体またはジビニルベンゼン異性体混合物が安価であるという点で好ましい。なかでもスチレンが特に好ましい。
エチレン性二重結合を有する単量体の使用量は、特に制限されないが、ポリオレフィン系樹脂組成物100重量部に対して0.1~10重量部が好ましく、0.1~7重量部がより好ましい。
エチレン性二重結合およびエポキシ基を同一分子内に含む化合物の使用量は、特に制限されないが、ポリオレフィン系樹脂組成物100重量部に対して0.1~10重量部が好ましく、0.1~7重量部がより好ましく、0.1~4重量部がさらに好ましい。0.1重量部より少ないと接着性が十分でない場合がある。一方、10重量部より多いと、残留モノマーが多く発生し、物性に悪影響を与える場合がある。
芳香族ビニル化合物の使用量は、ポリオレフィン系樹脂組成物100重量部に対して、0.01~10重量部が好ましく、0.1~7重量部がより好ましく、0.1~4重量部がさらに好ましい。使用量が少なすぎるとポリオレフィン系樹脂組成物に対するエチレン性二重結合及びエポキシ基を同一分子内に含む単量体のグラフト率が劣る傾向がある。一方、使用量が10重量部を超えるとエチレン性二重結合及びエポキシ基を同一分子内に含む単量体のグラフト効率が飽和域に達する場合がある。
上記ポリオレフィン系樹脂組成物とエチレン性二重結合を有する単量体を、ラジカル重合開始剤の存在下で加熱して反応させることにより、変性ポリオレフィン系樹脂組成物を得ることができる。
ラジカル重合開始剤としては、有機過酸化物あるいはアゾ化合物などを挙げることができる。例示するならば、メチルエチルケトンパーオキサイド、メチルアセトアセテートパーオキサイドなどのケトンパーオキサイド;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-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレート、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタンなどのパーオキシケタール;パーメタンハイドロパーオキサイド、1,1,3,3-テトラメチルブチルハイドロパーオキサイド、ジイソプロピルベンゼンハイドロパーオキサイド、クメンハイドロパーオキサイドなどのハイドロパーオキサイド;ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、t-ブチルク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などのジアルキルパーオキサイド;ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド;ジ(3-メチル-3-メトキシブチル)パーオキシジカーボネート、ジ-2-メトキシブチルパーオキシジカーボネートなどのパーオキシジカーボネート;t-ブチルパーオキシオクテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシラウレート、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-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルパーオキシイソフタレートなどのパーオキシエステルなどの有機過酸化物の1種または2種以上が挙げられる。
これらのうち、とくに水素引き抜き能が高いものが好ましく、そのようなラジカル重合開始剤としては、たとえば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-ビス(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、n-ブチル-4,4-ビス(t-ブチルパーオキシ)バレレート、2,2-ビス(t-ブチルパーオキシ)ブタンなどのパーオキシケタール;ジクミルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、α,α’-ビス(t-ブチルパーオキシ-m-イソプロピル)ベンゼン、t-ブチルク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などのジアルキルパーオキサイド;ベンゾイルパーオキサイドなどのジアシルパーオキサイド;t-ブチルパーオキシオクテート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、t-ブチルパーオキシラウレート、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-ブチルパーオキシイソプロピルカーボネート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルパーオキシアセテート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、ジ-t-ブチルパーオキシイソフタレートなどのパーオキシエステルなどの1種または2種以上が挙げられる。
ラジカル重合開始剤の添加量は、ポリオレフィン系樹脂組成物100重量部に対して、0.01~10重量部が好ましく、0.2~5重量部がより好ましい。0.01重量部未満では変性が充分に進行せず、10重量部を超えると流動性、機械的特性の低下を招くことがある。
グラフト変性のための重合反応としては、特に制限されないが、溶液重合、含浸重合、溶融重合などを用いることができる。特に、溶融重合が簡便で好ましい。
溶融重合は、ポリオレフィン系樹脂組成物、ラジカル重合開始剤、およびエチレン性二重結合を有する単量体を、ポリオレフィン系樹脂組成物の溶融下、混練する方法である。
溶融混練時の加熱温度は、100~300℃であることが、ポリオレフィン系樹脂組成物が充分に溶融し、かつ熱分解しないという点で好ましい。また溶融混練の時間は、通常30秒間~60分間である。
溶融混練の装置としては、押出機、バンバリーミキサー、ミル、ニーダー、加熱ロールなどを使用することができる。生産性の面から単軸あるいは2軸の押出機を用いる方法が好ましい。また、各々の材料を充分に均一に混合するために、溶融混練を複数回繰返してもよい。
変性ポリオレフィン系樹脂組成物には必要に応じて、酸化防止剤、金属不活性剤、脱水剤、制酸吸着剤などの安定剤、または架橋剤、連鎖移動剤、核剤、滑剤、可塑剤、充填材、強化材、顔料、染料、難燃剤などの添加剤を本発明の効果を損なわない範囲内で添加してもよい。これらの安定剤および添加剤を用いる場合は、予めポリオレフィン系樹脂組成物に添加されているものであってもよく、ポリオレフィン系樹脂組成物をグラフト変性させる際に添加されるものであってもよく、また変性ポリオレフィン系樹脂組成物を製造したのちに適宜の方法でこの変性ポリオレフィン系樹脂組成物に添加されるものであってもよい。
変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、本発明の効果を損なわない範囲で他の熱可塑性樹脂と混合して用いても使用することができる。
変性ポリオレフィン系樹脂組成物に混合される熱可塑性樹脂としては、例えばポリプロピレン単独重合体、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレン、ポリ-1-ブテン、ポリイソブチレンなどのポリα-オレフィン;プロピレン含有量が75重量%未満のプロピレン/ブテン-1共重合体などのエチレンまたはα-オレフィン/α-オレフィン共重合体;プロピレン含有量が75重量%未満のエチレン/プロピレン/5-エチリデン-2-ノルボルネン共重合体などのエチレンまたはα-オレフィン/α-オレフィン/ジエン単量体共重合体;スチレン-イソブチレン-スチレン、スチレン-エチレン・プロピレン-スチレンなどのオレフィン系エラストマー;ポリブタジエン、ポリイソプレンなどのポリジエン共重合体;スチレン/ブタジエンランダム共重合体、スチレン/イソプレンランダム共重合体などのビニル単量体/ジエン単量体ランダム共重合体;スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体、スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体などのビニル単量体/ジエン単量体/ビニル単量体ブロック共重合体;水素化(スチレン/ブタジエンランダム共重合体)、水素化(スチレン/イソプレンランダム共重合体)などの水素化(ビニル単量体/ジエン単量体ランダム共重合体);水素化(スチレン/ブタジエン/スチレンブロック共重合体)、水素化(スチレン/イソプレン/スチレンブロック共重合体)などの水素化(ビニル単量体/ジエン単量体/ビニル単量体ブロック共重合体);アクリロニトリル/ブタジエン/スチレングラフト共重合体、メタクリル酸メチル/ブタジエン/スチレングラフト共重合体などのビニル単量体/ジエン単量体/ビニル単量体グラフト共重合体;ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ブチル、ポリメタクリル酸メチル、ポリスチレンなどのビニル重合体;塩化ビニル/アクリロニトリル共重合体、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合体、アクリロニトリル/スチレン共重合体、メタクリル酸メチル/スチレン共重合体などのビニル共重合体などが挙げられ、これらは単独でまたは2種以上を混合して用いることができる。
前記変性ポリオレフィン系樹脂組成物に混合される熱可塑性樹脂の配合量は、接着フィルムとした際の接着性の観点から、変性ポリオレフィン系樹脂組成物100重量部に対して、0.1~50重量部が好ましく、0.1~30重量部がよりが好ましい。
変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、粘着付与剤を混合して用いても使用することが出来る。粘着付与剤としては、特に限定なく種々のものを用いることができる。粘着付与剤の具体例としては、ロジン系樹脂(ガムロジン、トール油ロジン、ウッドロジン、水添ロジン、不均化ロジン、重合ロジン、マレイン化ロジン、ロジンエステル等)、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂(α-ピネン、β-ピネン、リモネンなどの重合体)、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、石油樹脂(脂肪族系、脂環族系、芳香族系等)、クマロン・インデン樹脂、スチレン系樹脂、フェノール樹脂(アルキルフェノール、フェノールキシレンホルムアルデヒド、ロジン変性フェノール樹脂等)、キシレン樹脂などが挙げられ、これらは単独あるいは2種以上をあわせて用いることができる。これらのうち、熱安定性の観点から、ロジン系樹脂、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂、芳香族炭化水素変性テルペン樹脂、石油樹脂、水添石油樹脂が好ましく、金属への接着性の観点から、ロジン系樹脂、テルペンフェノール樹脂、テルペン樹脂が特に好ましい。
粘着付与剤の配合量としては、特に制限されないが、変性ポリオレフィン系樹脂組成物100重量部に対して、5~60重量部であることが好ましい。
変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、260℃、2.16kg荷重にて測定したメルトフローレート(MFR)が15~50g/10分が好ましく、15~40g/10分がより好ましく、15~30g/10分がさらに好ましい。メルトフローレートが15g/10分未満であると、樹脂の流動性が低いため、フィルム状などに加工する際の加工性が低下する傾向にあり、50g/10分を超えると樹脂の流動性が高いため、接着性や耐熱性が低下する恐れがある。
示差走査熱量測定装置(DSC)にて測定された変性ポリオレフィン系樹脂組成物の融点は、100~180℃の範囲に1つ以上と、200~260℃の範囲に1つ以上を有することが好ましい。融点が各範囲で存在する場合、フィルム状などへの加工性と接着性と耐熱性を両立できることから好ましい。融点とは、得られたDSC曲線の吸熱ピークにおけるピークトップの温度である。
<シートまたはフィルム状成形体>
本発明のホットメルト接着フィルムは、上記変性ポリオレフィン系樹脂組成物を用いて得られる。変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、熱接着性を有するシートまたはフィルム状成形体にすることができ、ホットメルト接着フィルムとして好適に用いることが出来る。ここでいう熱接着性とは、熱で溶けて被着体と接合する性質のことである。本発明のホットメルト接着フィルムは、成形体の厚みとしては3μm~3mmが例示でき、好ましくは10μm~1mm、さらに好ましくは20μm~200μmであり、シートまたはフィルムとして利用することができるものである。
本発明のホットメルト接着フィルムは、上記変性ポリオレフィン系樹脂組成物を用いて得られる。変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、熱接着性を有するシートまたはフィルム状成形体にすることができ、ホットメルト接着フィルムとして好適に用いることが出来る。ここでいう熱接着性とは、熱で溶けて被着体と接合する性質のことである。本発明のホットメルト接着フィルムは、成形体の厚みとしては3μm~3mmが例示でき、好ましくは10μm~1mm、さらに好ましくは20μm~200μmであり、シートまたはフィルムとして利用することができるものである。
熱接着性を有するフィルム状成形体の製造方法は、特に限定されるものではないが、例えば変性ポリオレフィン系樹脂組成物を溶融混練した後に、先端にT型ダイスを有する押出成形機、カレンダー成形機、インフレーション成形機、ロール成形機、あるいは加熱プレス成形機などを用いてフィルム状成形体に成形加工することが可能である。
本発明のインサート成形用積層ホットメルト接着フィルムは、上記ホットメルト接着フィルムと、粘着性を有しない熱可塑性樹脂フィルムが積層されたフィルムである。熱接着性を有するフィルム状成形体は粘着性を有しない他の熱可塑性樹脂フィルムと共に積層してもよい。この時に使用される粘着性を有しない熱可塑性樹脂フィルムは、特に限定されるものではないが、例えば、ポリエチレン系樹脂やポリプロピレン系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂からなるフィルムなどが好適に用いることが出来る。また、これら熱可塑性樹脂フィルムは延伸されてフィルムでも無延伸のフィルムでも好適に用いることが出来る。これら熱可塑性樹脂フィルムの厚みとしては3μm~3mmが例示でき、好ましくは10μm~1mmである。上記積層ホットメルト接着フィルムは、インサート成形用として好適に用いることが出来る。
熱接着性を有するフィルム状成形体と他の熱可塑性樹脂フィルムとの積層方法としては、特に限定されるものではないが、例えば変性ポリオレフィン系樹脂組成物を押出機に入れ、押出機先端に設けたT型ダイスからフィルム状に成形した溶融樹脂に対して熱可塑性樹脂フィルムを積層する押出ラミネート法や、熱接着性を有するフィルム状成形体と熱可塑性樹脂フィルムをロール成形機にて熱圧着するドライラミネート法、変性ポリオレフィン系樹脂組成物と他の熱可塑性樹脂を共に溶融させ、共押出しすることにより積層する方法などが挙げられる。
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるものではない。下記実施例および比較例中「部」および「%」は、それぞれ「重量部」および「重量%」を示す。
<実施例、比較例において用いた試料>
1)ポリオレフィン系樹脂(A)
・POA1:ポリプロピレンエチレンラバー(ダウケミカル社製「Versify3401.05」、MFR(230℃、2.16kg)=8、融点=140℃、融解熱量=8mJ/mg)
・POA2:ポリプロピレンエチレンラバー(ダウケミカル社製「Versify3401」、MFR(230℃、2.16kg)=8、融点=97℃)
・POA3:変性ポリオレフィン系樹脂(製造例1で合成)
・POA4:ランダムポリプロピレン(住友化学社製S131、MFR(230℃、2.16kg)=3、融点136℃)
2)ポリオレフィン系樹脂(B)
・POB1:ポリメチルペンテン(三井化学社製「TPX RT18」、MFR(260℃、5kg)=26、融点=232℃、ビカット軟化点=168℃)
・POB2:ポリメチルペンテン(三井化学社製「TPX DX231」、MFR(260℃、5kg)=100、融点=232℃、ビカット軟化点=178℃)
・POB3:ポリメチルペンテン(三井化学社製「TPX MX002」、MFR(260℃、5kg)=21、融点=224℃、ビカット軟化点=149℃)
・POB4:変性ポリオレフィン系樹脂(製造例2で合成)
・POB5:ポリメチルペンテン(三井化学社製「TPX DX310」、MFR=100、融点=226℃、ビカット軟化点=145℃)
3)ポリオレフィン系樹脂(C)
・POC1:ホモポリプロピレン(プライムポリマー社製「プライムポリプロJ106G」、MFR(230℃、2.16kg)=15、融点=164℃、融解熱量=103mJ/mg)
・POC2:変性ポリオレフィン系樹脂(製造例3で合成)
4)変性モノマー
・GMA:(メタ)アクリル酸グリシジル
・St:スチレン
1)ポリオレフィン系樹脂(A)
・POA1:ポリプロピレンエチレンラバー(ダウケミカル社製「Versify3401.05」、MFR(230℃、2.16kg)=8、融点=140℃、融解熱量=8mJ/mg)
・POA2:ポリプロピレンエチレンラバー(ダウケミカル社製「Versify3401」、MFR(230℃、2.16kg)=8、融点=97℃)
・POA3:変性ポリオレフィン系樹脂(製造例1で合成)
・POA4:ランダムポリプロピレン(住友化学社製S131、MFR(230℃、2.16kg)=3、融点136℃)
2)ポリオレフィン系樹脂(B)
・POB1:ポリメチルペンテン(三井化学社製「TPX RT18」、MFR(260℃、5kg)=26、融点=232℃、ビカット軟化点=168℃)
・POB2:ポリメチルペンテン(三井化学社製「TPX DX231」、MFR(260℃、5kg)=100、融点=232℃、ビカット軟化点=178℃)
・POB3:ポリメチルペンテン(三井化学社製「TPX MX002」、MFR(260℃、5kg)=21、融点=224℃、ビカット軟化点=149℃)
・POB4:変性ポリオレフィン系樹脂(製造例2で合成)
・POB5:ポリメチルペンテン(三井化学社製「TPX DX310」、MFR=100、融点=226℃、ビカット軟化点=145℃)
3)ポリオレフィン系樹脂(C)
・POC1:ホモポリプロピレン(プライムポリマー社製「プライムポリプロJ106G」、MFR(230℃、2.16kg)=15、融点=164℃、融解熱量=103mJ/mg)
・POC2:変性ポリオレフィン系樹脂(製造例3で合成)
4)変性モノマー
・GMA:(メタ)アクリル酸グリシジル
・St:スチレン
<ポリオレフィン系樹脂の変性>
(製造例1)
ポリオレフィン系樹脂(A)として、100重量部のPOA1に対して、1,3-ジ(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油社製:パーブチルP、1分間半減期175℃)0.5重量部をホッパー口よりシリンダー温度240℃、スクリュー回転数150rpmに設定した二軸押出機(神戸製鋼所社製、品名KTX46;φ46mm)に供給して溶融混練した後、次いで、シリンダー途中よりスチレン4重量部、(メタ)アクリル酸グリシジル4重量部を加え溶融混練して変性ポリオレフィン系樹脂(A)ペレット(POA3)を得た。
(製造例1)
ポリオレフィン系樹脂(A)として、100重量部のPOA1に対して、1,3-ジ(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油社製:パーブチルP、1分間半減期175℃)0.5重量部をホッパー口よりシリンダー温度240℃、スクリュー回転数150rpmに設定した二軸押出機(神戸製鋼所社製、品名KTX46;φ46mm)に供給して溶融混練した後、次いで、シリンダー途中よりスチレン4重量部、(メタ)アクリル酸グリシジル4重量部を加え溶融混練して変性ポリオレフィン系樹脂(A)ペレット(POA3)を得た。
(製造例2)
ポリオレフィン系樹脂(B)として、100重量部のPOB1に対して、1,3-ジ(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油社製:パーブチルP、1分間半減期175℃)0.5重量部をホッパー口よりシリンダー温度240℃、スクリュー回転数150rpmに設定した二軸押出機(神戸製鋼所社製、品名KTX46;φ46mm)に供給して溶融混練した後、次いで、シリンダー途中よりスチレン4重量部、(メタ)アクリル酸グリシジル4重量部を加え溶融混練して変性ポリオレフィン系樹脂(B)ペレット(POB4)を得た。
ポリオレフィン系樹脂(B)として、100重量部のPOB1に対して、1,3-ジ(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油社製:パーブチルP、1分間半減期175℃)0.5重量部をホッパー口よりシリンダー温度240℃、スクリュー回転数150rpmに設定した二軸押出機(神戸製鋼所社製、品名KTX46;φ46mm)に供給して溶融混練した後、次いで、シリンダー途中よりスチレン4重量部、(メタ)アクリル酸グリシジル4重量部を加え溶融混練して変性ポリオレフィン系樹脂(B)ペレット(POB4)を得た。
(製造例3)
ポリオレフィン系樹脂(C)として、100重量部のPOC1に対して、1,3-ジ(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油社製:パーブチルP、1分間半減期175℃)0.5重量部をホッパー口よりシリンダー温度240℃、スクリュー回転数150rpmに設定した二軸押出機(神戸製鋼所社製、品名KTX46;φ46mm)に供給して溶融混練した後、次いで、シリンダー途中よりスチレン4重量部、(メタ)アクリル酸グリシジル4重量部を加え溶融混練して変性ポリオレフィン系樹脂(C)ペレット(POC2)を得た。
ポリオレフィン系樹脂(C)として、100重量部のPOC1に対して、1,3-ジ(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油社製:パーブチルP、1分間半減期175℃)0.5重量部をホッパー口よりシリンダー温度240℃、スクリュー回転数150rpmに設定した二軸押出機(神戸製鋼所社製、品名KTX46;φ46mm)に供給して溶融混練した後、次いで、シリンダー途中よりスチレン4重量部、(メタ)アクリル酸グリシジル4重量部を加え溶融混練して変性ポリオレフィン系樹脂(C)ペレット(POC2)を得た。
<樹脂、組成物の評価>
(MFR)
MFRは、JIS K 7210(1999)記載のA法の規定に準拠し、メルトインデクサーS-01(東洋精機製作所社製)を用い、所定温度、一定荷重下でダイから一定時間に押し出される樹脂量から、10分間に押し出される量に換算した値である。
(MFR)
MFRは、JIS K 7210(1999)記載のA法の規定に準拠し、メルトインデクサーS-01(東洋精機製作所社製)を用い、所定温度、一定荷重下でダイから一定時間に押し出される樹脂量から、10分間に押し出される量に換算した値である。
(ビカット軟化点)
ビカット軟化点は、ASTM-D1525に準拠し測定され、加熱浴槽の中にセットされた試験片に断面積1mm2の針を押し当てた状態で浴槽の温度を上昇させ、試験片への針の侵入深さが1mmになった時の温度である。
ビカット軟化点は、ASTM-D1525に準拠し測定され、加熱浴槽の中にセットされた試験片に断面積1mm2の針を押し当てた状態で浴槽の温度を上昇させ、試験片への針の侵入深さが1mmになった時の温度である。
(示差走査熱量測定(DSC)による融点、融解熱量)
試料を6.0mg秤量した。これをアルミニウム製のセルに入れ、Shimadzu DSC-50(島津製作所社製)にて昇温速度20℃/分で20℃から300℃まで昇温した。この時得られたDSC曲線から融点を求めた。融点とは、一般的に得られたDSC曲線の吸熱ピークにおけるピークトップの温度である。融解熱量は、DSC曲線とベースラインとで囲まれた面積から算出される熱量から求めた。
試料を6.0mg秤量した。これをアルミニウム製のセルに入れ、Shimadzu DSC-50(島津製作所社製)にて昇温速度20℃/分で20℃から300℃まで昇温した。この時得られたDSC曲線から融点を求めた。融点とは、一般的に得られたDSC曲線の吸熱ピークにおけるピークトップの温度である。融解熱量は、DSC曲線とベースラインとで囲まれた面積から算出される熱量から求めた。
<ホットメルト接着フィルムの評価>
(接着性)
アルミ箔(幅100mm×長さ150mm×厚み200μm)に、変性ポリオレフィン系樹脂組成物層とポリアミドフィルムからなるフィルム状成形体(巾80mm×長さ120mm×厚み100μm(変性ポリオレフィン系樹脂組成物層の厚み75μm、ポリアミドフィルムの厚み25μm))を積層し、160℃に加熱したラミネーター装置(フジプラ社製 LPD3212)で挟み込み、アルミ箔と変性ポリオレフィン系樹脂組成物層間のエア抜きを行った。次に、該積層体を220℃、3分間オーブンで加熱し、アルミ箔とフィルム状成形体を接着させた。接着処理後のサンプルを剥離処理し、下記基準にて評価した。下記基準のうち、○が接着性に優れるものと評価した。
○:接着層が凝集破壊するもの
△:一部接着界面での剥離が見られるもの
×:大半が接着界面で隔離するもの
(接着性)
アルミ箔(幅100mm×長さ150mm×厚み200μm)に、変性ポリオレフィン系樹脂組成物層とポリアミドフィルムからなるフィルム状成形体(巾80mm×長さ120mm×厚み100μm(変性ポリオレフィン系樹脂組成物層の厚み75μm、ポリアミドフィルムの厚み25μm))を積層し、160℃に加熱したラミネーター装置(フジプラ社製 LPD3212)で挟み込み、アルミ箔と変性ポリオレフィン系樹脂組成物層間のエア抜きを行った。次に、該積層体を220℃、3分間オーブンで加熱し、アルミ箔とフィルム状成形体を接着させた。接着処理後のサンプルを剥離処理し、下記基準にて評価した。下記基準のうち、○が接着性に優れるものと評価した。
○:接着層が凝集破壊するもの
△:一部接着界面での剥離が見られるもの
×:大半が接着界面で隔離するもの
(耐熱性1)
アルミ片(A1050 幅25mm×長さ120mm×厚み1.0mm)の端部に、幅25mm×長さ12.5mm×厚み75μmの2成分系の変性ポリオレフィン系樹脂組成物層とポリアミドフィルムからなるホットメルト接着フィルムを変性ポリオレフィン系樹脂組成物層がアルミ片側にくるよう貼り合せを行い、220℃、3分加熱した。次にホットメルト接着フィルムを貼り付けたアルミ片を射出成形金型に挿入し、ガラス繊維入りポリアミド樹脂をホットメルト接着フィルム部位に射出成形し、アルミ片とポリアミド樹脂が接着した試験片を得た。得られた試験片をオーブンに入れ、150℃4時間加熱し、アルミ片とポリアミド樹脂間の剥離の有無を確認した。評価は以下のようにした。
○:剥離なし
×:剥離あり
アルミ片(A1050 幅25mm×長さ120mm×厚み1.0mm)の端部に、幅25mm×長さ12.5mm×厚み75μmの2成分系の変性ポリオレフィン系樹脂組成物層とポリアミドフィルムからなるホットメルト接着フィルムを変性ポリオレフィン系樹脂組成物層がアルミ片側にくるよう貼り合せを行い、220℃、3分加熱した。次にホットメルト接着フィルムを貼り付けたアルミ片を射出成形金型に挿入し、ガラス繊維入りポリアミド樹脂をホットメルト接着フィルム部位に射出成形し、アルミ片とポリアミド樹脂が接着した試験片を得た。得られた試験片をオーブンに入れ、150℃4時間加熱し、アルミ片とポリアミド樹脂間の剥離の有無を確認した。評価は以下のようにした。
○:剥離なし
×:剥離あり
(耐熱性2)
3成分系の変性ポリオレフィン系樹脂組成物層の接着性試験において、接着処理後の積層体を幅25mm×長さ120mmに切り出し剥離試験用の試験片とし、該試験片を23℃、50%RHの恒温室に一晩静置させた。次にAUTOGRAPH(島津製作所社製)を用いて160℃下にて引張り速度50mm/分でT字剥離試験を行い、剥離強度(N/25mm)を評価した。剥離試験時の接着層凝集破壊時の剥離強度を下記基準にてランク分けした。下記基準のうち、A~Cが耐熱性に優れるものと評価した。
A:0.45N以上
B:0.4以上0.45N未満
C:0.35以上0.4N未満
D:0.3以上0.35N未満
E:0.3N未満
3成分系の変性ポリオレフィン系樹脂組成物層の接着性試験において、接着処理後の積層体を幅25mm×長さ120mmに切り出し剥離試験用の試験片とし、該試験片を23℃、50%RHの恒温室に一晩静置させた。次にAUTOGRAPH(島津製作所社製)を用いて160℃下にて引張り速度50mm/分でT字剥離試験を行い、剥離強度(N/25mm)を評価した。剥離試験時の接着層凝集破壊時の剥離強度を下記基準にてランク分けした。下記基準のうち、A~Cが耐熱性に優れるものと評価した。
A:0.45N以上
B:0.4以上0.45N未満
C:0.35以上0.4N未満
D:0.3以上0.35N未満
E:0.3N未満
<2成分系のホットメルト接着フィルムの製造例>
(実施例1)
表1に示す通り、ポリオレフィン系樹脂(A)としてPOA1を90重量%、ポリオレフィン系樹脂(B)としてPOB1を10重量%含有するポリオレフィン系樹脂組成物100重量部に対して、1,3-ジ(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油社製:パーブチルP、1分間半減期175℃)0.5重量部をホッパー口よりシリンダー温度240℃、スクリュー回転数150rpmに設定した二軸押出機(神戸製鋼所社製、品名KTX46;φ46mm)に供給して溶融混練した後、次いで、シリンダー途中よりスチレン4重量部、(メタ)アクリル酸グリシジル4重量部を加え溶融混練して変性ポリオレフィン系樹脂ペレットを得た。得られた変性樹脂の融点を測定し、表1に示した。
(実施例1)
表1に示す通り、ポリオレフィン系樹脂(A)としてPOA1を90重量%、ポリオレフィン系樹脂(B)としてPOB1を10重量%含有するポリオレフィン系樹脂組成物100重量部に対して、1,3-ジ(t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン(日油社製:パーブチルP、1分間半減期175℃)0.5重量部をホッパー口よりシリンダー温度240℃、スクリュー回転数150rpmに設定した二軸押出機(神戸製鋼所社製、品名KTX46;φ46mm)に供給して溶融混練した後、次いで、シリンダー途中よりスチレン4重量部、(メタ)アクリル酸グリシジル4重量部を加え溶融混練して変性ポリオレフィン系樹脂ペレットを得た。得られた変性樹脂の融点を測定し、表1に示した。
次に、得られた樹脂ペレットを、押出ラミネーター装置に付随する単軸押出機に投入し、ダイス先端に取り付けたT型ダイスより、幅約600mm、厚み50μmの表面粘着性を有する接着フィルムを押出した。押出した接着フィルムと幅600mm×厚み25μmのポリアミドフィルム(三菱樹脂社製無延伸ナイロンフィルム、ダイアミロンCZ)とを押出ラミネート法により積層し、フィルム状成形体を得た。
得られた接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価を行い、その結果を表1に示した。
得られた接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価を行い、その結果を表1に示した。
(実施例2~3、比較例1~3、5)
表1に示す成分および配合を用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。得られた変性樹脂の融点、接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価の結果を表1に示した。
表1に示す成分および配合を用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。得られた変性樹脂の融点、接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価の結果を表1に示した。
(比較例4)
ポリオレフィン系樹脂(A)としてPOA3のペレット70重量%に、ポリオレフィン系樹脂(B)としてPOB3を30重量%の比率で混合して変性ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。次に、得られた樹脂ペレットを、押出ラミネーター装置に付随する単軸押出機に投入し、ダイス先端に取り付けたT型ダイスより、幅約600mm、厚み50μmの表面粘着性を有する接着フィルムを押出した。押出した接着フィルムと幅600mm×厚み25μmのポリアミドフィルム(三菱樹脂社製無延伸ナイロンフィルム、ダイアミロンCZ)とを押出ラミネート法により積層し、フィルム状成形体を得た。得られた接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価を行い、その結果を表1に示した。
ポリオレフィン系樹脂(A)としてPOA3のペレット70重量%に、ポリオレフィン系樹脂(B)としてPOB3を30重量%の比率で混合して変性ポリオレフィン系樹脂組成物を得た。次に、得られた樹脂ペレットを、押出ラミネーター装置に付随する単軸押出機に投入し、ダイス先端に取り付けたT型ダイスより、幅約600mm、厚み50μmの表面粘着性を有する接着フィルムを押出した。押出した接着フィルムと幅600mm×厚み25μmのポリアミドフィルム(三菱樹脂社製無延伸ナイロンフィルム、ダイアミロンCZ)とを押出ラミネート法により積層し、フィルム状成形体を得た。得られた接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価を行い、その結果を表1に示した。
(比較例6~7)
表1に示す成分および配合を用いたこと以外は、比較例4と同様に行った。得られた変性樹脂の融点、接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価の結果を表1に示した。
表1に示す成分および配合を用いたこと以外は、比較例4と同様に行った。得られた変性樹脂の融点、接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価の結果を表1に示した。
耐熱性について、実施例1~3は、融点が180℃以下のポリオレフィン系樹脂(A)と、融点が200℃以上で、MFRが10~50g/10分のポリオレフィン系樹脂(B)とをブレンドした後にグラフト変性(共変性)して得られた変性ポリオレフィン系樹脂組成物からなるホットメルト接着フィルムを用いた例であり、試験片を加熱して耐熱性を評価したが剥離は起こらなかった。これに対して、比較例1~3の結果から、実施例1~3と同様に、ポリオレフィン系樹脂(A)とポリオレフィン系樹脂(B)とを共変性した場合でも、ポリオレフィン系樹脂(B)のMFRが50g/10分を超えると、耐熱性に劣ることが分かる。比較例5の結果から、ポリオレフィン系樹脂(A)のみを用いた場合、耐熱性に劣ることが分かる。また、比較例4の結果から、予めポリオレフィン系樹脂(A)を変性し、これをポリオレフィン系樹脂(B)とブレンドした場合、耐熱性に劣ることが分かる。比較例6~7の結果から、予めポリオレフィン系樹脂(A)、(B)をそれぞれ変性した樹脂同士をブレンドした場合、耐熱性に劣ることが分かる。
接着性については、実施例1~3は、接着層が凝集破壊したのに対し、比較例1~7では、一部あるいは大半が接着界面で剥離した。
接着性については、実施例1~3は、接着層が凝集破壊したのに対し、比較例1~7では、一部あるいは大半が接着界面で剥離した。
上記の結果から、2成分系において、耐熱性および接着性に優れたホットメルト接着フィルムを得るには、融点が180℃以下のポリオレフィン系樹脂(A)と融点が200℃以上のポリオレフィン系樹脂(B)をブレンドした後にグラフト変性すること、及びポリオレフィン系樹脂(B)のMFRが10~50g/10分の範囲にあることが必要であるといえる。実施例1~3の組成物では、ポリオレフィン系樹脂(B)の配合量が少ないにもかかわらず、グラフト変性した変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、マトリックスのポリプロピレン樹脂の融点よりも高い優れた耐熱性を示した。優れた耐熱性を有しているのは、ポリオレフィン系樹脂(A)および(B)を共変性する際に、ポリオレフィン系樹脂(A)と(B)の主鎖同士が変性モノマーによって一部結合した構造が形成されていることによるものと推測される。
<3成分系のホットメルト接着フィルムの製造例>
(実施例4~8、比較例8~9、11、15)
表2に示す成分および配合を用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。得られたホットメルト接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価の結果を表2に示した。
(実施例4~8、比較例8~9、11、15)
表2に示す成分および配合を用いたこと以外は、実施例1と同様に行った。得られたホットメルト接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価の結果を表2に示した。
(比較例10、12~14)
表2に示す成分および配合を用いたこと以外は、比較例4と同様に行った。得られたホットメルト接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価の結果を表2に示した。
表2に示す成分および配合を用いたこと以外は、比較例4と同様に行った。得られたホットメルト接着フィルムの耐熱性評価及び接着性評価の結果を表2に示した。
耐熱性について、実施例4~8は、融点が100~160℃で、融解熱量が30mJ/mg以下のポリオレフィン系樹脂(A)と、融点が200℃以上で、MFRが10~50g/10分のポリオレフィン系樹脂(B)と、融点が130~180℃で、融解熱量が30mJ/mgを超えるポリオレフィン系樹脂(C)とをブレンドした後にグラフト変性(共変性)して得られた変性ポリオレフィン系樹脂組成物からなるホットメルト接着フィルムを用いた例であり、いずれも優れた耐熱性を示した。これに対して、比較例9の結果から、実施例4~8と同様に、ポリオレフィン系樹脂(A)、(B)、(C)を共変性した場合でも、ポリオレフィン系樹脂(B)のMFRが50g/10分を超えると、耐熱性に劣ることが分かる。また、比較例8、11の結果から、ポリオレフィン系樹脂(A)のみを用いた場合や、ポリオレフィン系樹脂(A)と(C)のみを用いて共変性した場合、耐熱性に劣ることが分かる。比較例10の結果から、予めポリオレフィン系樹脂(A)を変性し、これをポリオレフィン系樹脂(B)、(C)とブレンドした場合は、耐熱性に劣ることが分かる。比較例12~14の結果から、予めポリオレフィン系樹脂(A)、(B)、(C)をそれぞれ変性した樹脂同士をブレンドした場合、各変性ポリオレフィン系樹脂の含有量によって耐熱性評価にばらつきがあり、変性ポリオレフィン系樹脂(B)の含有量が多いほど、耐熱性が向上する傾向にあった。なお、比較例15の結果から、実施例4~8と同様に、ポリオレフィン系樹脂(A)、(B)、(C)を共変性する場合において、ポリオレフィン系樹脂(B)のMFRが50g/10分を超えるものを使用したとしても、ポリオレフィン系樹脂(B)のビカット軟化点が150℃以上のときは、耐熱性に優れることが分かる。
接着性については、大部分の実施例、比較例で優れた結果を示したが、変性ポリオレフィン系樹脂(A)を用いた比較例10、13、14については、接着性および剥離性にムラがあり、実用性に劣ることが示された。
接着性については、大部分の実施例、比較例で優れた結果を示したが、変性ポリオレフィン系樹脂(A)を用いた比較例10、13、14については、接着性および剥離性にムラがあり、実用性に劣ることが示された。
上記の結果から、3成分系において、耐熱性および接着性に優れたホットメルト接着フィルムを得るには、(i)融点が100~160℃で、融解熱量が30mJ/mg以下のポリオレフィン系樹脂(A)、融点が200℃を超えるポリオレフィン系樹脂(B)、及び、融点が130~180℃で、融解熱量が30mJ/mgを超えるポリオレフィン系樹脂(C)をブレンドした後にグラフト変性すること、及び(ii)ポリオレフィン系樹脂(B)のMFRが10~50g/10分の範囲にあるか、又は(iii)ポリオレフィン系樹脂(B)のビカット軟化点が150℃以上であること、が必要であるといえる。実施例4~8の組成物では、ポリオレフィン系樹脂(B)の配合量が少ないにもかかわらず、グラフト変性した変性ポリオレフィン系樹脂組成物は、マトリックスのポリプロピレン樹脂の融点よりも高い優れた耐熱性を示した。優れた耐熱性を有しているのは、ポリオレフィン系樹脂(A)、(B)および(C)を共変性する際に、ポリオレフィン系樹脂(A)および(C)と、ポリオレフィン樹脂(B)の主鎖同士が変性モノマーによって一部結合した構造が形成されていることによるものと推測される。
Claims (10)
- 融点が180℃以下であるポリオレフィン系樹脂(A)と融点が200℃以上であるポリオレフィン系樹脂(B)を含むポリオレフィン系樹脂組成物にエチレン性二重結合を有する単量体を用いてグラフト変性して得られるホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物であって、
変性前のポリオレフィン系樹脂(B)の260℃、5kgにおけるメルトフローレートが10~50g/10分であることを特徴とする、ホットメルト接着剤用変性ポリオレフィン系樹脂組成物。 - さらに、融点が130~180℃で融解熱量が30mJ/mgを超えるポリオレフィン系樹脂(C)を含有し、ポリオレフィン系樹脂(A)の融点が100~160℃で融解熱量が30mJ/mg以下である、請求項1に記載の変性ポリオレフィン系樹脂組成物。
- ポリオレフィン系樹脂(B)の含有量が、ポリオレフィン系樹脂(A)およびポリオレフィン系樹脂(B)中に10~50重量%である、請求項1または2に記載の変性ポリオレフィン系樹脂組成物。
- ポリオレフィン系樹脂(A)、(B)及び(C)の含有量が、ポリオレフィン系樹脂(A)50~95重量%、ポリオレフィン系樹脂(B)3~40重量%、及びポリオレフィン系樹脂(C)2~25重量%である、請求項2に記載の変性ポリオレフィン系樹脂組成物。
- 前記単量体成分が、エチレン性二重結合およびエポキシ基を同一分子内に含む化合物、および芳香族ビニル化合物を含有する、請求項1~4の何れか一項に記載の変性ポリオレフィン系樹脂組成物。
- 前記単量体成分が、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、及び(メタ)アクリル酸グリシジルからなる群より選ばれる少なくとも1つである、請求項1~5の何れか一項に記載の変性ポリオレフィン系樹脂組成物。
- 前記芳香族ビニル化合物がスチレンである、請求項5または6に記載の変性ポリオレフィン系樹脂組成物。
- 請求項1~7の何れか一項に記載の変性ポリオレフィン系樹脂組成物を用いて得られるホットメルト接着フィルム。
- 厚みが20~200μmである、請求項8に記載のホットメルト接着フィルム。
- 請求項8または9に記載のホットメルト接着フィルムと、粘着性を有しない熱可塑性樹脂フィルムが積層されたインサート成形用積層ホットメルト接着フィルム。
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Ref document number: 13863867 Country of ref document: EP Kind code of ref document: A1 |