WO2018021213A1 - ポリオレフィン用接着剤および多層構造体 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an adhesive for polyolefins, and more particularly to an adhesive for polyolefins exhibiting excellent adhesion to both polypropylene and polyethylene, and further comprising such an adhesive. It also relates to a multilayer structure with an adhesive layer.
- Plastics are widely used for various applications because they are easy to mold and can be easily molded into various forms.
- the container wall has flexibility, and the viscous fluid content can be effectively discharged. Therefore, for example, containers containing high viscosity fluids such as ketchup, aqueous glue, honey, various sauces, mayonnaise, mustard, dressing, jam, chocolate syrup, toothpaste, milky lotion, liquid detergent, shampoo, rinse, etc. As widely used.
- the direct blow container as described above, one having a multilayer structure including an ethylene resin layer and a propylene resin layer is known (for example, see Patent Document 1).
- flexibility is ensured by the ethylene-based resin layer, and at the same time, appropriate rigidity is imparted by the propylene-based resin layer.
- the discharge can be performed more effectively.
- the container body can be easily depressed and recessed, but the rigidity is poor, and therefore the recessed body is difficult to return to its original form, that is, the squeeze property is low. It has become a thing.
- an adhesive for joining the ethylene resin layer and the propylene resin layer is required.
- an adhesive using chemical bonding there are known an adhesive using chemical bonding and an adhesive using physical compatibility.
- Typical examples of the adhesive using chemical bonding include acid-modified olefin resins obtained by acid-modifying ethylene resins or propylene resins with maleic anhydride, and the like, in particular, ethylene-vinyl alcohol copolymers, etc. It is widely used for adhesion between the gas barrier layer and the olefin resin layer.
- an adhesive using physical adhesion uses a resin that is highly compatible with the resin to be bonded. For example, an adhesive for an ethylene resin is compatible with the ethylene resin.
- a highly soluble resin specifically a copolymer of ethylene and another ⁇ -olefin
- a resin having high compatibility with the ethylene resin specifically, Specifically, a copolymer of propylene and another ⁇ -olefin is used.
- the adhesive and physical adhesive by chemical bonds as described above are different in adhesion to propylene resin and adhesion to ethylene resin, and show high adhesion to propylene resin.
- the adhesiveness to the ethylene-based resin is not so high, and when the adhesiveness to the ethylene-based resin is high, the adhesiveness to the propylene-based resin is not so high. This tendency is particularly noticeable for physical adhesives.
- an object of the present invention is to provide an adhesive for polyolefins that exhibits excellent adhesion to both propylene-based resins and ethylene-based resins.
- Another object of the present invention is to provide a multilayer structure including a propylene-based resin layer and an ethylene-based resin layer and further including the above-mentioned polyolefin adhesive layer as an adhesive layer.
- the olefin resin has methyl branches at a ratio of 12 to 200 per 1000 main chain carbon atoms, (2) that the olefin resin is acid-modified, Is preferred.
- the intermediate layer made of the polyolefin adhesive is between the propylene-based resin layer and the ethylene-based resin layer.
- An intermediate layer made of the polyolefin adhesive is provided adjacent to the propylene-based resin layer and the ethylene-based resin layer; (4) The polyolefin adhesive is acid-modified and further has a gas barrier layer as an intermediate layer; (5) An intermediate layer made of the polyolefin adhesive is provided between the propylene-based resin layer and the gas barrier layer, and between the ethylene-based resin layer and the gas barrier layer, Is preferable, and in particular, (6) To be used as a direct blow container, Is preferred.
- the polyolefin adhesive of the present invention comprises an olefin resin in which methyl branches are distributed at a constant ratio (10 to 200 per 1000 C) in the main chain (that is, an ethylene chain extending linearly). It is. Due to the presence of such a linear main chain and methyl branches, excellent adhesion to propylene resins with many methyl branches and ethylene resins with less branching and higher linearity than propylene resins. Is shown. Therefore, the polyolefin adhesive of the present invention is suitably used for adhesion between a propylene-based resin and an ethylene-based resin, and is effective, for example, as an adhesive layer provided between a propylene-based resin layer and an ethylene-based resin layer.
- the polyolefin adhesive of the present invention is composed of an olefin resin, and this olefin resin has 10 to 200, preferably 10 to 200, methyl branches in the ethylene main chain per 1000 C atoms in the main chain.
- Such a molecular structure exhibits excellent adhesion to both propylene-based resins and ethylene-based resins. That is, the excellent adhesion exhibited by this polyolefin adhesive to propylene-based resins and ethylene-based resins is due to physical adhesion.
- methyl branch is a branched structure containing many methyl branches.
- the compatibility with propylene-based resins having high molecular weight is improved (easily entangled with the molecular chain of the propylene-based resin).
- This adhesive also has a higher molecular linearity than propylene resin due to the limited number of methyl branch distributions. Therefore, it exhibits high compatibility with ethylene resin and excellent adhesion. It shows sex.
- the polyolefin adhesive of the present invention when the number of methyl branches is less than the above range, even if excellent adhesiveness to the ethylene-based resin is exhibited, Adhesiveness to propylene resin will be unsatisfactory. Moreover, when there are more methyl branches than the said range, even if it shows the outstanding adhesiveness with respect to propylene-type resin, the adhesiveness with respect to ethylene-type resin will become unsatisfactory.
- the number of alkyl branches larger than that of the methyl branch is preferably suppressed to a range of 50 or less per 1000 C of the main chain.
- the linearity of the molecule is impaired, so the adhesion to ethylene resins tends to decrease, and the compatibility with propylene resins due to methyl branches also decreases.
- the adhesion to the propylene resin also tends to be impaired.
- the olefin resin having such a methyl branch is not particularly limited as long as the number of methyl branches is within the above range, and for example, various polyethylenes may be used. That is, polyethylene is generally classified into high-density polyethylene, medium-density polyethylene, and low-density polyethylene, and these are obtained by using a high-pressure method, a low-pressure method, or a metallocene-based catalyst. There are few branches and high linearity. Even if it is polyethylene obtained by any method, the number of methyl branches should just be in the said range.
- the number of methyl branches may be adjusted within the above range by appropriately copolymerizing a small amount of an ⁇ -olefin other than ethylene.
- the polymer is not limited to polyethylene, and may be, for example, a polymer of an ⁇ -olefin (hexene-1, pentene-1, octene-1, decene-1, etc.) having a C number of 6 or more.
- the olefinic resin may be acid-modified as long as the number of methyl branches is within the above range.
- the olefin resin is graft-modified with maleic acid or maleic anhydride, and 1 to 100 meq / 100 g in the side chain.
- Carbonyl groups (> C ⁇ O) may be introduced into the side chain in an amount of resin, especially 10-100 meq / 100 g resin.
- Such an acid-modified product also exhibits adhesiveness due to chemical bonds, and therefore has high adhesion to not only propylene-based resins and ethylene-based resins but also gas barrier resins typified by ethylene-vinyl alcohol copolymers.
- it is extremely useful as an adhesive layer of a multilayer structure having a gas barrier layer as an intermediate layer together with a propylene-based resin layer and an ethylene-based resin layer.
- the olefin-based resin having a methyl branch may have a molecular weight or MFR corresponding to the application.
- MFR molecular weight or MFR corresponding to the application.
- Those having an MFR of ⁇ 10 g / 10 min (190 ° C.) are preferably used, and when used as an adhesive layer of a multilayer structure by injection molding, have an MFR of 5 to 80 g / 10 min (190 ° C.) Those are preferably used.
- the above-mentioned adhesive for polyolefins composed of olefinic resins having methyl branches has excellent adhesion to propylene-based resins and ethylene-based resins, and therefore adheres to multilayer structures including propylene-based resin layers and ethylene-based resin layers.
- it is preferably used as the agent layer.
- the simplest layer structure is the following three layers when the propylene-based resin layer is represented by PP, the ethylene-based resin layer is represented by PE, and the adhesive layer comprising the polyolefin adhesive of the present invention is represented by AD. It is a configuration. PP / AD / PE
- the ethylene resin may be low density polyethylene, medium density, high density polyethylene, or ethylene and other ⁇ -olefins (propylene, 1-butene, 4- A random or block copolymer obtained by copolymerizing a small amount of methyl-1-pentene or the like, or a plant-derived resin is used.
- ⁇ -olefins propylene, 1-butene, 4- A random or block copolymer obtained by copolymerizing a small amount of methyl-1-pentene or the like, or a plant-derived resin is used.
- a propylene-based resin polypropylene or random or block copolymerized with a small amount of other ⁇ -olefin (ethylene 1-butene, 4-methyl-1-pentene, etc.) within a range not impairing the properties of polypropylene.
- a copolymer is used.
- what has extrusion grade and injection grade MFR is used for said ethylene resin and propylene-type resin according
- the polyolefin adhesive of the present invention may be polyethylene except that the number of methyl branches is somewhat high, those that are not acid-modified should be used as an alternative to ethylene resins. You can also. In such a case, the above three-layer configuration can be replaced with the following two-layer configuration.
- PP / PE (AD) PP / PE (AD)
- the multilayer structure provided with the polyolefin adhesive of the present invention as an adhesive layer is not limited to the above three-layer structure, and may have a gas barrier layer as an intermediate layer. As described above, an acid-modified one is preferably used. Yes.
- the gas barrier layer as described above is formed of a gas barrier resin typified by an ethylene-vinyl alcohol copolymer or an aromatic polyamide (for example, polymetaxylylene amide), and particularly an ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferably used. Is done.
- the ethylene-vinyl alcohol copolymer used as a gas barrier resin is generally an ethylene-vinyl acetate copolymer having an ethylene content of 20 to 60 mol%, particularly 25 to 50 mol%, and has a saponification degree.
- a copolymer saponified product obtained by saponification to be 96 mol% or more, particularly 99 mol% or more is preferred.
- a so-called oxygen absorption layer can also be used as a gas barrier layer.
- the oxygen absorption layer is a layer containing an oxidizing polymer and a transition metal catalyst as described in JP-A-2002-240813 and the like, and the oxidizing polymer is oxidized by oxygen by the action of the transition metal catalyst. This absorbs oxygen and blocks the permeation of oxygen.
- Such an oxidizable polymer and a transition metal catalyst are described in detail in the above-mentioned JP-A No.
- oxidizable polymer examples include Olefin resins having tertiary carbon atoms (eg, polypropylene, polybutene-1, etc., or copolymers thereof), thermoplastic polyesters or aliphatic polyamides; xylylene group-containing polyamide resins; ethylenically unsaturated group-containing polymers ( For example, a polymer derived from a polyene such as butadiene).
- the inorganic salt, organic acid salt, or complex salt of transition metals, such as iron, cobalt, and nickel are typical.
- Examples of the layer structure of the multilayer structure including the gas barrier layer as described above are not limited thereto, but the following layer structures can be exemplified.
- the gas barrier layer is indicated by GB. PP / AD / GB / AD / PE PP / AD / GB / AD / PP / AD / GB / AD / PE PE / AD / GB / AD / PP / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE / AD / GB / AD / PE
- a polyester layer such as polyethylene terephthalate can be provided together with the PP layer or PE layer, and in this case, the acid-modified polyolefin adhesive of the present invention can be used for adhesion of the polyester layer. it can.
- the thickness of each layer is determined according to the characteristics required for the multilayer structure.
- the thickness of the adhesive layer (AD) of the polyolefin adhesive according to the present invention is usually about 0.5 to 20 ⁇ m.
- the adhesive layer adjacent to the propylene-based resin layer (PP) and the adhesive layer adjacent to the ethylene-based resin layer (PE) are formed using the same adhesive. This is a great advantage in terms of cost reduction.
- the multilayer structure of the present invention can have various forms, it is particularly preferably used in the form of a packaging material such as a packaging container, a lid material, and a cap. Since it has rigidity due to the resin layer and thereby exhibits excellent squeeze properties, it is most preferably used in the form of a so-called direct blow container.
- a packaging material such as a packaging container, a lid material, and a cap. Since it has rigidity due to the resin layer and thereby exhibits excellent squeeze properties, it is most preferably used in the form of a so-called direct blow container.
- the direct blow container has, for example, a bottle shape shown in FIG.
- a container 10 indicated as a whole includes a neck 11 provided with a thread, a trunk wall 15 connected to the neck 11 via a shoulder 13, and a bottom wall 17 that closes the lower end of the trunk wall 15.
- the mouth portion formed in the state of the neck portion 11 is filled with the contents, sealed with an aluminum foil 19 or the like, and further fitted with a cap 20 for sale.
- a pipe-shaped parison is formed by co-extrusion so as to have the layer structure described above, and at the same time as the forming, the end of the extruded parison is pinched off and closed.
- Such a direct blow container has the multilayer structure described above, and in the multilayer structure described above, a structure in which an ethylene-based resin layer (PE) is present on the inner surface side is particularly suitable. That is, since the ethylene-based resin layer is highly flexible and easily deformed, the contents can be quickly discharged by deformation when squeezed by having such a layer on the inner surface of the container.
- PE ethylene-based resin layer
- a liquid for enhancing the slipperiness with respect to the contents for example, silicone oil, fatty acid triglyceride, various vegetable oils, etc. is sprayed on the inner surface of the container, or these liquids. It is preferable to form a liquid film by a bleed phenomenon by providing a resin containing the resin in the innermost layer of the container.
- a liquid having a surface tension in the range of 10 to 40 mN / m, particularly 16 to 35 mN / m may be used.
- Fluorine liquid, fluorine surfactant, silicone oil, fatty acid Triglycerides and various vegetable oils are representative.
- Suitable vegetable oils include soybean oil, rapeseed oil, olive oil, rice oil, corn oil, bean flower oil, sesame oil, palm oil, castor oil, avocado oil, coconut oil, almond oil, walnut oil, sandwich oil, salad oil, etc. Can be used for Thereby, the discharge
- Such a liquid film is generally formed in an amount of about 0.2 to 50 g / m 2 , and thereby ketchup, aqueous glue, honey, various sauces, mayonnaise, mustard, dressing, jam, chocolate It is possible to remarkably enhance the discharge performance for viscous contents such as syrups and emulsions, liquid detergents, shampoos and rinses.
- the surface of the multilayer structure of the present invention may be finely uneven.
- a roughening agent may be blended in the container layer or the outermost resin, or may be externally added.
- the roughening agent is usually fine particles having an average particle size of 40 ⁇ m or less, particularly 0.2 to 20 ⁇ m.
- the average particle diameter is not particularly limited as long as it is in the above range, but generally, metal oxide particles such as titanium oxide, alumina and silica, carbonates such as calcium carbonate and sodium carbonate, carbon such as carbon black, etc.
- Typical are organic fine particles composed of system fine particles, polymethyl (meth) acrylate, polyethylene particles, silicone particles represented by polyorganosilsesquioxane, and the like.
- fine particles may be hydrophobized with a silane coupling agent or silicone oil.
- a silane coupling agent or silicone oil since it can be carried out also by extrusion molding typified by direct blow molding, it is only necessary to maintain the particle diameter after melt molding.
- fine particles that have been hydrophobized, particularly hydrophobic silica, polymethyl A methacrylate cured product, ultrahigh molecular weight polyethylene, polyorganosilsesquioxane, and silicone particles are preferably used.
- the direct blow container may be used for the purpose of further improving the discharge performance.
- the average particle size of the fine particles varies depending on the type and size of the fine particles, but in general, a method using an electron microscope such as a transmission electron microscope or a scanning electron microscope, or a laser diffraction particle size distribution measurement. It can be measured by a laser diffraction / scattering method using an apparatus.
- the average particle size of the fine particles is defined as the average particle size measured in the observation by an electron microscope, and in the measurement by the laser diffraction / scattering method, the integrated value in terms of volume in the obtained particle size distribution is 50%. Is defined as the particle size.
- the particle size of the secondary particles is defined as the average particle size.
- the fine particles used as such a roughening additive are usually 0.1 to 30 parts by weight, preferably 0.3 to 20 parts by weight, more preferably 0.3 to 10 parts by weight per 100 parts by weight of the resin. Used in parts by weight. If the amount used is outside this range, it is difficult to form a rough surface capable of suitably forming the liquid convex portion.
- the propylene-based resin layer and the ethylene-based resin layer are well bonded, and peeling of these layers is effectively prevented.
- Bottle configuration measurement The layer configuration in the horizontal section of the barrel at a position 50 mm from the bottom of the multilayer bottle formed by the method described later was observed with a polarizing microscope to determine the barrel configuration of the bottle. The layer configuration at the positions of 0 °, 90 °, 180 ° and 270 ° with respect to the cross section was observed, and the average value in the four directions was taken as the layer configuration of the bottle.
- Example 1 The following were prepared as the resin for forming various layers and the liquid for forming a liquid film on the inner surface.
- Inner layer forming resin High pressure low density polyethylene (LDPE) MFR: 0.3 g / 10 min (190 ° C., 2.16 kg) Density: 0.922 g / cm 3 Cyclic olefin resin (COC); ethylene-tetracyclododecene copolymer MFR: 30 g / 10 min (260 ° C., 2.16 kg) Density: 1.02 g / cm 3 Tg: 80 ° C Gas phase linear low density polyethylene (LLDPE) MFR: 7.0 g / 10 min (190 ° C., 2.16 kg) Density: 0.922 g / cm 3 Resin for forming outer layer and main layer; Ethylene-propylene random copolymer resin (PP) MFR: 1.3 to 1.9 g / 10 min Density: 0.90 g /
- Methyl group 20.3 Ethyl group: 0 Butyl group: 4.5 Pentyl group: 2.0 Gas barrier layer forming resin; Ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) Density: 1.19 g / cm 3 Tg: 69 ° C Liquid forming liquid; Medium chain fatty acid triglyceride (MCT) Surface tension (23 ° C.): 28.8 mN / m, Viscosity (23 ° C.): 33.8 mPa ⁇ s Boiling point: 210 ° C or higher Flash point: 242 ° C (reference value)
- the surface tension of the liquid used the value measured at 23 degreeC using the solid-liquid interface analysis system DropMaster700 (made by Kyowa Interface Science Co., Ltd.).
- the density of the liquid necessary for measuring the surface tension of the liquid was a value measured at 23 ° C. using a density specific gravity meter DA-130 (manufactured by Kyoto Electronics Industry Co., Ltd.). Further, the viscosity of the lubricating liquid is a value measured at 23 ° C. using a tuning fork type vibration viscometer SV-10 (manufactured by A & D Co., Ltd.).
- LDPE high pressure method low density polyethylene
- MFR 0.3
- COC cyclic olefin resin
- LLDPE gas phase method linear low density polyethylene
- MCT medium chain fatty acid triglyceride
- Example 2 A multilayer bottle was molded in the same manner as in Example 1 except that only high-pressure low-density polyethylene (LDPE) was used as the inner layer forming resin. Using the produced bottle, the above-described bottle configuration measurement and adhesion evaluation were performed. The results are summarized in Tables 1 and 2.
- LDPE high-pressure low-density polyethylene
- Example 3 Maleic anhydride-modified polyethylene B (resin B) was prepared as the adhesive layer forming resin.
- the branched chain structure of Resin B measured by the above method is as follows. Methyl group: 11.1 Ethyl group: 0 Butyl group: 4.1 Pentyl group: 2
- a multilayer bottle was molded in the same manner as in Example 1 except that the adhesive layer forming resin was changed to the above resin. Using the produced bottle, the above-described bottle configuration measurement and adhesion evaluation were performed. The results are summarized in Tables 1 and 2.
- the body part layer constitutions of the bottles prepared in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1, 2, and 3 were as follows. Outer layer: 150 ⁇ m Adhesive layer: 10 ⁇ m Gas barrier layer: 20 ⁇ m Adhesive layer: 10 ⁇ m Main layer: 450 ⁇ m Adhesive layer: 10 ⁇ m Gas barrier layer: 20 ⁇ m Adhesive layer: 10 ⁇ m Inner layer: 80 ⁇ m
- Examples 1, 2, and 3 using an adhesive having a methyl group branching number of 10 / 1000C or more were strongly bonded to both adjacent PP or LDPE without peeling. Even when Examples 1 and 2 are compared, it can be seen that if the main component of the LDPE layer adjacent to the adhesive layer is LDPE, even if an additive is mixed, the adhesiveness is excellent without inferiority. However, in Comparative Example 1 in which the number of branched methyl groups was 10/1000 C or less, the adjacent LDPE was adhered, but peeled off from PP. Further, in Comparative Example 2 in which the number of branched methyl groups was 200/1000 C or more, it was adhered to adjacent PP but peeled off from LDPE. This shows that different materials of PP and LDPE can be bonded by using an adhesive having a methyl group branch number in the range of 10 to 200 / 1000C.
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Abstract
少なくともプロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層を有する押出成形多層構造体に用いられる接着剤であって、オレフィン樹脂からなり、該オレフィン樹脂は、主鎖炭素数1000個当たり10~200個の割合でメチル分岐を有していることを特徴とするポリオレフィン用接着剤が提供される。
Description
本発明は、ポリオレフィン用接着剤に関するものであり、より詳細には、ポリプロピレン及びポリエチレンの何れに対しても優れた接着性を示すポリオレフィン用接着剤に関するものであり、さらには、かかる接着剤からなる接着剤層を備えた多層構造体にも関する。
プラスチックは、成形が容易であり、種々の形態に容易に成形できることなどから、各種の用途に広く使用されている。特に、容器壁がオレフィン系樹脂で形成されているダイレクトブロー容器は、器壁が柔軟性を有しており、粘稠な流動性内容物を効果的に排出することができる。そのため、例えば、ケチャップ、水性糊、蜂蜜、各種ソース類、マヨネーズ、マスタード、ドレッシング、ジャム、チョコレートシロップ、練り歯磨き、乳液等の化粧液、液体洗剤、シャンプー、リンスなどの高粘性流体を収容する容器として広く使用されている。
上記のようなダイレクトブロー容器としては、エチレン系樹脂層とプロピレン系樹脂層とを備えた多層構造を有しているものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
このような多層構造を有するダイレクトブロー容器では、エチレン系樹脂層により柔軟性を確保すると同時に、プロピレン系樹脂層により適度な剛性を付与し、これにより優れたスクイズ性が発現し、高粘性流体の排出をより効果的に行うことができる。例えば、エチレン系樹脂層のみでは、容器胴部を押し込んで凹ませることは容易にできるが、剛性が乏しく、このため、凹んだ胴部が元の形態に復帰し難く、即ち、スクイズ性が低いものとなっている。一方、プロピレン系樹脂層のみでは、剛性が高いため、容器の胴部を押し込んだときの凹みが少なく、やはりスクイズ性が乏しい。従って、エチレン系樹脂層とプロピレン系樹脂層とを含む多層構造とすることにより、より高いスクイズ性を発現させているわけである。
このような多層構造を有するダイレクトブロー容器では、エチレン系樹脂層により柔軟性を確保すると同時に、プロピレン系樹脂層により適度な剛性を付与し、これにより優れたスクイズ性が発現し、高粘性流体の排出をより効果的に行うことができる。例えば、エチレン系樹脂層のみでは、容器胴部を押し込んで凹ませることは容易にできるが、剛性が乏しく、このため、凹んだ胴部が元の形態に復帰し難く、即ち、スクイズ性が低いものとなっている。一方、プロピレン系樹脂層のみでは、剛性が高いため、容器の胴部を押し込んだときの凹みが少なく、やはりスクイズ性が乏しい。従って、エチレン系樹脂層とプロピレン系樹脂層とを含む多層構造とすることにより、より高いスクイズ性を発現させているわけである。
ところで、上記のような多層構造体においては、エチレン系樹脂層とプロピレン系樹脂層とを接合するための接着剤が必要となる。
このような接着剤としては、化学結合による接着を利用したものと、相溶性による物理的接着を利用したものとが知られている。化学結合による接着を利用した接着剤としては、例えばエチレン系樹脂やプロピレン系樹脂を無水マレイン酸等で酸変性した酸変性オレフィン系樹脂が代表的であり、特に、エチレン-ビニルアルコール共重合体などのガスバリア層とオレフィン系樹脂層との接着に広く利用されている。一方、物理的接着を利用した接着剤は、接着すべき樹脂に対して相溶性の高い樹脂を用いるものであり、例えば、エチレン系樹脂用の接着剤としては、該エチレン系樹脂に対して相溶性の高い樹脂、具体的にはエチレンと他のα-オレフィンとの共重合体などが使用され、プロピレン系樹脂用の接着剤としては、該エチレン系樹脂に対して相溶性の高い樹脂、具体的にはプロピレンと他のα-オレフィンとの共重合体などが使用される。
このような接着剤としては、化学結合による接着を利用したものと、相溶性による物理的接着を利用したものとが知られている。化学結合による接着を利用した接着剤としては、例えばエチレン系樹脂やプロピレン系樹脂を無水マレイン酸等で酸変性した酸変性オレフィン系樹脂が代表的であり、特に、エチレン-ビニルアルコール共重合体などのガスバリア層とオレフィン系樹脂層との接着に広く利用されている。一方、物理的接着を利用した接着剤は、接着すべき樹脂に対して相溶性の高い樹脂を用いるものであり、例えば、エチレン系樹脂用の接着剤としては、該エチレン系樹脂に対して相溶性の高い樹脂、具体的にはエチレンと他のα-オレフィンとの共重合体などが使用され、プロピレン系樹脂用の接着剤としては、該エチレン系樹脂に対して相溶性の高い樹脂、具体的にはプロピレンと他のα-オレフィンとの共重合体などが使用される。
しかしながら、上記のような化学結合による接着剤及び物理的接着剤は、何れも、プロピレン系樹脂に対する接着性とエチレン系樹脂に対する接着性に差異があり、プロピレン系樹脂に対して高い接着性を示す場合には、エチレン系樹脂に対する接着性はさほど高くなく、エチレン系樹脂に対して高い接着性を示す場合には、プロピレン系樹脂に対する接着性はさほど高くない。この傾向は、特に物理的接着剤に顕著である。
従って、本発明の目的は、プロピレン系樹脂及びエチレン系樹脂の何れに対しても優れた接着性を示すポリオレフィン用接着剤を提供することにある。
本発明の他の目的は、プロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層を含み、さらに、接着剤層として上記ポリオレフィン用接着剤の層を含む多層構造体を提供することにある。
本発明の他の目的は、プロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層を含み、さらに、接着剤層として上記ポリオレフィン用接着剤の層を含む多層構造体を提供することにある。
本発明によれば、少なくともプロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層を有する押出成形多層構造体に用いられる接着剤であって、オレフィン樹脂からなり、該オレフィン樹脂は、主鎖炭素数1000個当たり10~200個の割合でメチル分岐を有していることを特徴とするポリオレフィン用接着剤が提供される。
また、本発明のポリオレフィン用接着剤においては、
(1)上記のオレフィン樹脂は、主鎖炭素数1000個当たり12~200個の割合でメチル分岐を有していること、
(2)上記のオレフィン系樹脂が酸変性されていること、
が好ましい。
(1)上記のオレフィン樹脂は、主鎖炭素数1000個当たり12~200個の割合でメチル分岐を有していること、
(2)上記のオレフィン系樹脂が酸変性されていること、
が好ましい。
本発明によれば、また、プロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層とを含む多層構造体において、上記のポリオレフィン用接着剤からなる中間層が、前記プロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層との間に設けられていることを特徴とする多層構造体が提供される。
かかる多層構造体においては、
(3)前記ポリオレフィン用接着剤からなる中間層が、前記プロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層に隣接して設けられていること、
(4)前記ポリオレフィン用接着剤が酸変性されたものであり、さらに、ガスバリア層を中間層として有していること、
(5)前記ポリオレフィン用接着剤からなる中間層が、前記プロピレン系樹脂層とガスバリア層の間、及び前記エチレン系樹脂層とガスバリア層との間に設けられていること、
という態様が好適であり、特に、
(6)ダイレクトブロー容器として使用されること、
が好適である。
(3)前記ポリオレフィン用接着剤からなる中間層が、前記プロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層に隣接して設けられていること、
(4)前記ポリオレフィン用接着剤が酸変性されたものであり、さらに、ガスバリア層を中間層として有していること、
(5)前記ポリオレフィン用接着剤からなる中間層が、前記プロピレン系樹脂層とガスバリア層の間、及び前記エチレン系樹脂層とガスバリア層との間に設けられていること、
という態様が好適であり、特に、
(6)ダイレクトブロー容器として使用されること、
が好適である。
本発明のポリオレフィン用接着剤は、主鎖(即ち、直線状に延びているエチレン連鎖)に一定割合(C数1000個当たり10~200個)でメチル分岐が分布しているオレフィン樹脂からなるものである。このような直線状の主鎖とメチル分岐との存在により、メチル分岐の多いプロピレン系樹脂や、プロピレン系樹脂に比して分岐が少なく直線性の高いエチレン系樹脂に対しても優れた接着性を示すものである。
従って、本発明のポリオレフィン用接着剤は、プロピレン系樹脂とエチレン系樹脂との接着に好適に使用され、例えば、プロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層との間に設けられる接着剤層として有効であり、これにより、プロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層との剥離を有効に防止することができる。
特に、無水マレイン酸等で酸変性されているものは、ガスバリア性樹脂に対する接着性も良好であり、特にプロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層との間の中間層としてガスバリア層とを備えた多層構造体において、ガスバリア層とプロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層との接着剤層として好適に使用することができる。
従って、本発明のポリオレフィン用接着剤は、プロピレン系樹脂とエチレン系樹脂との接着に好適に使用され、例えば、プロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層との間に設けられる接着剤層として有効であり、これにより、プロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層との剥離を有効に防止することができる。
特に、無水マレイン酸等で酸変性されているものは、ガスバリア性樹脂に対する接着性も良好であり、特にプロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層との間の中間層としてガスバリア層とを備えた多層構造体において、ガスバリア層とプロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層との接着剤層として好適に使用することができる。
<ポリオレフィン用接着剤>
既に述べたように、本発明のポリオレフィン用接着剤は、オレフィン樹脂からなるものであり、このオレフィン樹脂は、エチレン主鎖にメチル分岐が、主鎖のC数1000個当たり10~200個、好ましくは12~200個、特に好ましくは10~100個の割合で分布している分子構造を有するものである。このような分子構造によって、プロピレン系樹脂及びエチレン系樹脂の何れに対しても優れた接着性を示す。
即ち、このポリオレフィン用接着剤がプロピレン系樹脂やエチレン系樹脂に対して示す優れた接着性は、物理的接着によるものであり、例えば、上記のメチル分岐の存在が、メチル分岐を多く含む分岐構造を有するプロピレン系樹脂に対する相溶性が高められている(プロピレン系樹脂の分子鎖と絡みやすい)。また、この接着剤は、メチル分岐の分布数が制限されているため、プロピレン系樹脂よりも分子の線形性が高く、このため、エチレン系樹脂に対しても高い相溶性を示し、優れた接着性を示すのである。
既に述べたように、本発明のポリオレフィン用接着剤は、オレフィン樹脂からなるものであり、このオレフィン樹脂は、エチレン主鎖にメチル分岐が、主鎖のC数1000個当たり10~200個、好ましくは12~200個、特に好ましくは10~100個の割合で分布している分子構造を有するものである。このような分子構造によって、プロピレン系樹脂及びエチレン系樹脂の何れに対しても優れた接着性を示す。
即ち、このポリオレフィン用接着剤がプロピレン系樹脂やエチレン系樹脂に対して示す優れた接着性は、物理的接着によるものであり、例えば、上記のメチル分岐の存在が、メチル分岐を多く含む分岐構造を有するプロピレン系樹脂に対する相溶性が高められている(プロピレン系樹脂の分子鎖と絡みやすい)。また、この接着剤は、メチル分岐の分布数が制限されているため、プロピレン系樹脂よりも分子の線形性が高く、このため、エチレン系樹脂に対しても高い相溶性を示し、優れた接着性を示すのである。
従って、上記の説明から理解されるように、本発明のポリオレフィン用接着剤において、メチル分岐の数が上記範囲よりも少ない場合には、エチレン系樹脂に対して優れた接着性を示すとしても、プロピレン系樹脂に対する接着性が不満足となってしまう。また、メチル分岐の数が上記範囲よりも多い場合には、プロピレン系樹脂に対して優れた接着性を示すとしても、エチレン系樹脂に対する接着性が不満足となってしまう。
また、このようなメチル分岐を有するオレフィン系樹脂は、メチル分岐よりも大きなアルキル分岐の数は、主鎖のC数1000個当たり50個以下の範囲に抑制されていることが好ましい。メチルよりも大きなアルキルの分岐が多く存在していると、分子の直線性が損なわれるため、エチレン系樹脂に対する接着性が低下する傾向があり、また、メチル分岐によるプロピレン系樹脂に対する相溶性も低下し、プロピレン系樹脂に対する接着性も損なわれる傾向がある。
本発明において、このようなメチル分岐を有するオレフィン系樹脂としては、メチル分岐の数が上記範囲内にある限り、特に制限されず、例えば、各種のポリエチレンであってよい。即ち、ポリエチレンは、一般に高密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、低密度ポリエチレンに分類され、これらは、高圧法、低圧法、或いはメタロセン系触媒を用いて得られ、その中には、分岐の多いものから分岐が少なく直線性の高いものがある。何れの方法で得られるポリエチレンであっても、メチル分岐の数が上記範囲内にあればよい。例えば、直線性の高いポリエチレンでは、適宜、エチレン以外の他のα-オレフィンを少量共重合させて、メチル分岐数が上記範囲内に調整されていてもよい。
また、ポリエチレンに限定されるものではなく、例えば、C数が6以上のα-オレフィン(ヘキセン-1、ペンテン-1、オクテン-1、デセン-1など)の重合体であってもよい。
また、ポリエチレンに限定されるものではなく、例えば、C数が6以上のα-オレフィン(ヘキセン-1、ペンテン-1、オクテン-1、デセン-1など)の重合体であってもよい。
また、上記のオレフィン系樹脂は、メチル分岐数が上記範囲内にある限り、酸変性されていてもよく、例えば、マレイン酸もしくは無水マレイン酸等によりグラフト変性され、側鎖に1~100meq/100g樹脂、特に10~100meq/100g樹脂の量でカルボニル基(>C=O)が側鎖に導入されていてもよい。このような酸変性されたものは、化学結合による接着性も示すため、プロピレン系樹脂やエチレン系樹脂のみならず、エチレン-ビニルアルコール共重合体に代表されるガスバリア性樹脂に対する接着性も高く、特に、プロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層と共に、ガスバリア層を中間層として有する多層構造体の接着剤層として極めて有用である。
さらに、メチル分岐を有するオレフィン系樹脂は、その用途に応じた分子量或いはMFRを有してればよく、例えば、押出成形による多層構造体の接着剤層として使用される場合には、0.1~10g/10min(190℃)のMFRを有するものが好適に使用され、射出成形による多層構造体の接着剤層として使用される場合には、5~80g/10min(190℃)のMFRを有するものが好適に使用される。
<多層構造体>
上述したメチル分岐を有するオレフィン系樹脂からなるポリオレフィン用接着剤は、プロピレン系樹脂及びエチレン系樹脂に対する接着性が優れているため、プロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層を備えた多層構造体の接着剤層として好適に使用されることは、繰り返し述べたとおりである。
例えば、その層構成として最もシンプルなものは、プロピレン系樹脂層をPP、エチレン系樹脂層をPE、及び本発明のポリオレフィン用接着剤からなる接着剤層をADで表したとき、下記の三層構成である。
PP/AD/PE
上述したメチル分岐を有するオレフィン系樹脂からなるポリオレフィン用接着剤は、プロピレン系樹脂及びエチレン系樹脂に対する接着性が優れているため、プロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層を備えた多層構造体の接着剤層として好適に使用されることは、繰り返し述べたとおりである。
例えば、その層構成として最もシンプルなものは、プロピレン系樹脂層をPP、エチレン系樹脂層をPE、及び本発明のポリオレフィン用接着剤からなる接着剤層をADで表したとき、下記の三層構成である。
PP/AD/PE
このような層構成において、エチレン系樹脂としては、低密度ポリエチレン、中密度、高密度ポリエチレン、或いは、ポリエチレンの特性を損なわない範囲でエチレンと他のα-オレフィン(プロピレン、1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン等)が少量共重合されたランダムあるいはブロック共重合体、植物由来樹脂が使用される。
また、プロピレン系樹脂としては、ポリプロピレン、或いはポリプロピレンの特性を損なわない範囲でプロピレンに他のα-オレフィン(エチレン1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン等)が少量共重合されたランダム或いはブロック共重合体が使用される。
尚、上記のエチレン系樹脂及びプロピレン系樹脂は、その成形法に応じて、押出グレードや射出グレードのMFRを有するものが使用される。
また、プロピレン系樹脂としては、ポリプロピレン、或いはポリプロピレンの特性を損なわない範囲でプロピレンに他のα-オレフィン(エチレン1-ブテン、4-メチル-1-ペンテン等)が少量共重合されたランダム或いはブロック共重合体が使用される。
尚、上記のエチレン系樹脂及びプロピレン系樹脂は、その成形法に応じて、押出グレードや射出グレードのMFRを有するものが使用される。
尚、本発明のポリオレフィン用接着剤は、メチル分岐数が多少多いことを除けばポリエチレンであってもよいことから、酸変性されていないものは、これをエチレン系樹脂の代替品として使用することもできる。
このような場合、上記の三層構成は、下記の二層構成に置き換えることができる。
PP/PE(AD)
このような場合、上記の三層構成は、下記の二層構成に置き換えることができる。
PP/PE(AD)
また、本発明のポリオレフィン用接着剤を接着剤層として備えた多層構造体は、上記の三層構成に限定されるものではなく、ガスバリア層を中間層として有するものであってもよく、この場合には、先にも述べたように、酸変性されたものが好適に使用される。
い。
い。
上記のようなガスバリア層には、エチレン-ビニルアルコール共重合体や芳香族ポリアミド(例えば、ポリメタキシリレンアミド)に代表されるガスバリア樹脂により形成され、特にエチレン-ビニルアルコール共重合体が好適に使用される。
ガスバリア性樹脂として使用される上記のエチレン-ビニルアルコール共重合体は、一般に、エチレン含有量が20~60モル%、特に25~50モル%のエチレン-酢酸ビニル共重合体を、ケン化度が96モル%以上、特に99モル%以上となるようにケン化して得られる共重合体ケン化物が好適である。
また、所謂酸素吸収層をガスバリア層として使用することもできる。
酸素吸収層は、特開2002-240813号等に記載されているように、酸化性重合体及び遷移金属系触媒を含む層であり、遷移金属系触媒の作用により酸化性重合体が酸素による酸化を受け、これにより、酸素を吸収して酸素の透過を遮断する。このような酸化性重合体及び遷移金属系触媒は、上記の特開2002-240813号等に詳細に説明されているので、その詳細は省略するが、酸化性重合体の代表的な例は、第3級炭素原子を有するオレフィン系樹脂(例えばポリプロピレンやポリブテン-1等、或いはこれらの共重合体)、熱可塑性ポリエステル若しくは脂肪族ポリアミド;キシリレン基含有ポリアミド樹脂;エチレン系不飽和基含有重合体(例えばブタジエン等のポリエンから誘導される重合体);などである。また、遷移金属系触媒としては、鉄、コバルト、ニッケル等の遷移金属の無機塩、有機酸塩或いは錯塩が代表的である。
酸素吸収層は、特開2002-240813号等に記載されているように、酸化性重合体及び遷移金属系触媒を含む層であり、遷移金属系触媒の作用により酸化性重合体が酸素による酸化を受け、これにより、酸素を吸収して酸素の透過を遮断する。このような酸化性重合体及び遷移金属系触媒は、上記の特開2002-240813号等に詳細に説明されているので、その詳細は省略するが、酸化性重合体の代表的な例は、第3級炭素原子を有するオレフィン系樹脂(例えばポリプロピレンやポリブテン-1等、或いはこれらの共重合体)、熱可塑性ポリエステル若しくは脂肪族ポリアミド;キシリレン基含有ポリアミド樹脂;エチレン系不飽和基含有重合体(例えばブタジエン等のポリエンから誘導される重合体);などである。また、遷移金属系触媒としては、鉄、コバルト、ニッケル等の遷移金属の無機塩、有機酸塩或いは錯塩が代表的である。
上記のようなガスバリア層を備えた多層構造体の層構成の例としては、これに限定されるものではないが、以下の層構成を例示することができる。尚、ガスバリア層はGBで示した。
PP/AD/GB/AD/PE
PP/AD/GB/AD/PP/AD/GB/AD/PE
PE/AD/GB/AD/PP/AD/GB/AD/PE
また、上記のような多層構造の構造体を成形する際に発生するバリ等のスクラップをエチレン系樹脂やプロピレン系樹脂のバージンの樹脂とブレンドとしたリグライド層を中間層として設けることも可能である。
勿論、必要に応じて、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルの層は、PP層やPE層と共に設けることもでき、この場合においても、本発明の酸変性ポリオレフィン用接着剤をポリエステル層の接着に用いることができる。
PP/AD/GB/AD/PE
PP/AD/GB/AD/PP/AD/GB/AD/PE
PE/AD/GB/AD/PP/AD/GB/AD/PE
また、上記のような多層構造の構造体を成形する際に発生するバリ等のスクラップをエチレン系樹脂やプロピレン系樹脂のバージンの樹脂とブレンドとしたリグライド層を中間層として設けることも可能である。
勿論、必要に応じて、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステルの層は、PP層やPE層と共に設けることもでき、この場合においても、本発明の酸変性ポリオレフィン用接着剤をポリエステル層の接着に用いることができる。
上述した各種の多層構造体において、各層の厚みは、この多層構造体に要求される特性に応じた厚みとされる。本発明によるポリオレフィン用接着剤による接着剤層(AD)の厚みは、通常、0.5~20μm程度である。
また、本発明では、上記のような多層構造において、プロピレン系樹脂層(PP)に隣接する接着剤層もエチレン系樹脂層(PE)に隣接する接着剤層も、同じ接着剤を用いて形成することができ、これは、コストダウンの点で大きな利点である。
また、本発明では、上記のような多層構造において、プロピレン系樹脂層(PP)に隣接する接着剤層もエチレン系樹脂層(PE)に隣接する接着剤層も、同じ接着剤を用いて形成することができ、これは、コストダウンの点で大きな利点である。
<多層構造体の形態>
本発明の多層構造体は、種々の形態を有することができるが、特に包装容器や蓋材、キャップなどの包装材の形態で好適に使用されるが、エチレン系樹脂層による柔軟性とプロピレン系樹脂層による剛性とを備え、これにより優れたスクイズ性を発揮するため、所謂ダイレクトブロー容器の形態で最も好適に使用される。
本発明の多層構造体は、種々の形態を有することができるが、特に包装容器や蓋材、キャップなどの包装材の形態で好適に使用されるが、エチレン系樹脂層による柔軟性とプロピレン系樹脂層による剛性とを備え、これにより優れたスクイズ性を発揮するため、所謂ダイレクトブロー容器の形態で最も好適に使用される。
ダイレクトブロー容器は、例えば図1に示すボトル形態を有している。
図1において、全体として10で示されるこの容器は、螺条を備えた首部11、肩部13を介して首部11に連なる胴部壁15及び胴部壁15の下端を閉じている底壁17を有しており、首部11の状態に形成されている口部は、内容物を充填した後、アルミ箔19等によってシールされ、さらにキャップ20が装着されて販売されるというものである。
図1において、全体として10で示されるこの容器は、螺条を備えた首部11、肩部13を介して首部11に連なる胴部壁15及び胴部壁15の下端を閉じている底壁17を有しており、首部11の状態に形成されている口部は、内容物を充填した後、アルミ箔19等によってシールされ、さらにキャップ20が装着されて販売されるというものである。
このような形態のダイレクトブロー容器は、前述した層構造となるように共押出を行ってパイプ形状のパリソンを成形し、成形と同時に、押し出されたパリソンの端部をピンチオフして閉じ、次いでブロー流体を内部に供給してボトル形態に賦形することにより製造される。
かかるダイレクトブロー容器は、前述した多層構造を有するものであるが、前述した多層構成において、特にエチレン系樹脂層(PE)が内面側に存在している構成が好適である。即ち、エチレン系樹脂層は柔軟性が高く、変形し易いため、係る層を容器の内面に存在させることにより、スクイズしたときの変形により、内容物を速やかに排出することができるからである。
かかるダイレクトブロー容器は、前述した多層構造を有するものであるが、前述した多層構成において、特にエチレン系樹脂層(PE)が内面側に存在している構成が好適である。即ち、エチレン系樹脂層は柔軟性が高く、変形し易いため、係る層を容器の内面に存在させることにより、スクイズしたときの変形により、内容物を速やかに排出することができるからである。
尚、上記のダイレクトブロー容器では、成形後、内容物に対する滑り性を高めるための液、例えば、シリコーンオイル、脂肪酸トリグリセライド、各種の植物油などを容器内面にスプレー噴霧することにより、或いは、これらの液を含有させた樹脂を容器最内層に設けブリード現象により、液膜を形成しておくことが好適である。このような液体の具体例としては、表面張力が10~40mN/m、特に16~35mN/mの範囲にある液体を用いるのが良く、フッ素系液体、フッ素系界面活性剤、シリコーンオイル、脂肪酸トリグリセライド、各種の植物油などが代表的である。植物油としては、大豆油、菜種油、オリーブオイル、米油、コーン油、べに花油、ごま油、パーム油、ひまし油、アボガド油、ココナッツ油、アーモンド油、クルミ油、はしばみ油、サラダ油などが好適に使用できる。これにより、水分を含む粘稠な内容物の排出性を大きく向上させることができる。
このような液膜は、一般に、液量が0.2~50g/m2程度の量で形成され、これにより、ケチャップ、水性糊、蜂蜜、各種ソース類、マヨネーズ、マスタード、ドレッシング、ジャム、チョコレートシロップ、乳液等の化粧液、液体洗剤、シャンプー、リンス等の粘稠な内容物に対する排出性を著しく高めることができる。
また本発明の多層構造体の表面を微細凹凸化してもよい。粗面化剤が容器層あるいは最外層の樹脂に配合されていてもよいし、外添してもよい。上記粗面化剤は通常、平均粒子径が40μm以下、特に0.2~20μmの微細粒子が使用される。例えば、平均粒子径が上記範囲にある限り特に制限されないが、一般的には、例えば酸化チタン、アルミナ、シリカ等の金属酸化物粒子、炭酸カルシウム、炭酸ナトリウムなどの炭酸塩、カーボンブラックなどの炭素系微粒子、ポリメチル(メタ)アクリレートや、ポリエチレン、ポリオルガノシルセスキオキサンに代表されるシリコーン粒子などから成る有機微粒子が代表的である。これらの微細粒子は、シランカップリング剤やシリコーンオイル等により疎水化処理されていてもよい。本発明においては、ダイレクトブロー成形に代表される押出成形によっても実施可能であるため、溶融成形後に粒子径が保持できれば良く、例えば、疎水化処理されている微細粒子、特に疎水性シリカ、ポリメチルメタクリレート硬化物、超高分子量ポリエチレン、ポリオルガノシルセスキオキサン、シリコーン粒子が好適に使用される。前記ダイレクトブロー容器では、排出性をさらに向上させる目的で使用してもよい。
尚、微細粒子の平均粒子径は、微細粒子の種類や大きさによっても異なるが、一般的には、透過型電子顕微鏡や走査型電子顕微鏡など電子顕微鏡観察による方法や、レーザ回折式粒度分布測定装置などのレーザ回折・散乱法による方法等によって測定することができる。微粒子の平均粒子径は、電子顕微鏡観察による測定においては測定した粒子の平均径として定義され、また、レーザ回折・散乱法による測定においては得られた粒度分布における体積換算での積算値50%での粒子径として定義される。なお、シリカなどの一次粒子径が0.2μm以下の微粒子においては、一次粒子のまま単独で存在させることが極めて困難であるため、二次粒子の粒子径が平均粒子径として定義される。
このような粗面化用添加剤として使用される微細粒子は、通常、樹脂100質量部当り0.1~30重量部、好ましくは0.3~20重量部、さらに好ましくは0.3~10重量部の量で使用される。この範囲外での使用量では、液状凸部を好適に形成し得る粗面を形成することが困難である。
上述した多層構造体は、プロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層とが良好に接着されており、これら層の剥離が有効に防止されている。
本発明を次の実験例にて説明する。
尚、以下の実施例等で行った各種の特性、物性等の測定方法及び多層構造体(ボトル)の成形に用いた樹脂等は次の通りである。
尚、以下の実施例等で行った各種の特性、物性等の測定方法及び多層構造体(ボトル)の成形に用いた樹脂等は次の通りである。
1.ボトル構成測定
後述の方法で成形した多層ボトルの底から50mmの位置での胴部水平断面における層構成を偏光顕微鏡にて観察し、ボトルの胴部層構成を求めた。断面に対し、0°、90°、180°、270°の位置での層構成を観察し、4方向での平均値をボトルの層構成とした。
後述の方法で成形した多層ボトルの底から50mmの位置での胴部水平断面における層構成を偏光顕微鏡にて観察し、ボトルの胴部層構成を求めた。断面に対し、0°、90°、180°、270°の位置での層構成を観察し、4方向での平均値をボトルの層構成とした。
2.接着剤層形成用樹脂の構造解析
接着剤層形成用樹脂0.06gに対し、ベンゼン/オルトジクロロベンゼン=1/3重水素体の混合溶媒を0.6ml加えて溶封し、13C-NMR(EX-270:日本電子(株))測定(温度:120℃、積算回数:10000回)を行った。得られたスペクトルより接着剤層形成用樹脂の主鎖骨格に含まれる側鎖の種類とその分岐数を求めた。分岐数は主鎖骨格中の炭素原子1000個中の個数として算出した。
接着剤層形成用樹脂0.06gに対し、ベンゼン/オルトジクロロベンゼン=1/3重水素体の混合溶媒を0.6ml加えて溶封し、13C-NMR(EX-270:日本電子(株))測定(温度:120℃、積算回数:10000回)を行った。得られたスペクトルより接着剤層形成用樹脂の主鎖骨格に含まれる側鎖の種類とその分岐数を求めた。分岐数は主鎖骨格中の炭素原子1000個中の個数として算出した。
3.接着性評価
後述の方法で成形した多層ボトルの口部をリーマーにて切削して断面の観察を行った。ピンセットを用いて断面をひっかき、層界面で剥離がおきているものを×、剥離がおきないものを○とした。剥離しているものについてはいずれの層で剥離しているか光学顕微鏡(LSM5 Pascal:Carl Zeiss)を用いて確認した。
後述の方法で成形した多層ボトルの口部をリーマーにて切削して断面の観察を行った。ピンセットを用いて断面をひっかき、層界面で剥離がおきているものを×、剥離がおきないものを○とした。剥離しているものについてはいずれの層で剥離しているか光学顕微鏡(LSM5 Pascal:Carl Zeiss)を用いて確認した。
<実施例1>
各種層を形成する樹脂ならびに内面に液膜を形成するための液体として、以下のものを用意した。
内層形成用樹脂;
高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)
MFR:0.3g/10min (190℃、2.16kg)
密度:0.922g/cm3
環状オレフィン系樹脂(COC);エチレン-テトラシクロドデセン共
重合体
MFR:30g/10min (260℃、2.16kg)
密度:1.02g/cm3
Tg:80℃
気相法リニア低密度ポリエチレン(LLDPE)
MFR:7.0g/10min (190℃、2.16kg)
密度:0.922g/cm3
外層、メイン層形成用樹脂;
エチレン-プロピレンランダム共重合体樹脂(PP)
MFR:1.3~1.9g/10min
密度:0.90g/cm3
接着剤層形成用樹脂;
無水マレイン酸変性ポリエチレンA(樹脂A)
前述の方法で測定した樹脂Aの分岐鎖構造は下記の通りである。
メチル基:20.3
エチル基:0
ブチル基:4.5
ペンチル基:2.0
ガスバリア層形成用樹脂;
エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)
密度:1.19g/cm3
Tg:69℃
液膜形成用液体;
中鎖脂肪酸トリグリセライド(MCT)
表面張力(23℃):28.8mN/m、
粘度(23℃):33.8mPa・s
沸点:210℃以上
引火点:242℃(参考値)
尚、液体の表面張力は固液界面解析システムDropMaster700(協和界面科学(株)製)を用いて23℃にて測定した値を用いた。なお、液体の表面張力測定に必要な液体の密度は、密度比重計DA-130(京都電子工業(株)製)を用いて23℃で測定した値を用いた。また、潤滑液の粘度は音叉型振動式粘度計SV-10((株)エー・アンド・デイ製)を用いて23℃にて測定した値を示した。
各種層を形成する樹脂ならびに内面に液膜を形成するための液体として、以下のものを用意した。
内層形成用樹脂;
高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)
MFR:0.3g/10min (190℃、2.16kg)
密度:0.922g/cm3
環状オレフィン系樹脂(COC);エチレン-テトラシクロドデセン共
重合体
MFR:30g/10min (260℃、2.16kg)
密度:1.02g/cm3
Tg:80℃
気相法リニア低密度ポリエチレン(LLDPE)
MFR:7.0g/10min (190℃、2.16kg)
密度:0.922g/cm3
外層、メイン層形成用樹脂;
エチレン-プロピレンランダム共重合体樹脂(PP)
MFR:1.3~1.9g/10min
密度:0.90g/cm3
接着剤層形成用樹脂;
無水マレイン酸変性ポリエチレンA(樹脂A)
前述の方法で測定した樹脂Aの分岐鎖構造は下記の通りである。
メチル基:20.3
エチル基:0
ブチル基:4.5
ペンチル基:2.0
ガスバリア層形成用樹脂;
エチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)
密度:1.19g/cm3
Tg:69℃
液膜形成用液体;
中鎖脂肪酸トリグリセライド(MCT)
表面張力(23℃):28.8mN/m、
粘度(23℃):33.8mPa・s
沸点:210℃以上
引火点:242℃(参考値)
尚、液体の表面張力は固液界面解析システムDropMaster700(協和界面科学(株)製)を用いて23℃にて測定した値を用いた。なお、液体の表面張力測定に必要な液体の密度は、密度比重計DA-130(京都電子工業(株)製)を用いて23℃で測定した値を用いた。また、潤滑液の粘度は音叉型振動式粘度計SV-10((株)エー・アンド・デイ製)を用いて23℃にて測定した値を示した。
30mm押出機Aに、高圧法低密度ポリエチレン(LDPE、MFR=0.3)と環状オレフィン系樹脂(COC)と気相法リニア低密度ポリエチレン(LLDPE)と中鎖脂肪酸トリグリセライド(MCT)とが10/3/1/1(重量部)の割合からなる樹脂組成物(内層形成用樹脂)のペレット、40mm押出機に最外層形成用樹脂ペレット、50mm押出機にメイン層形成用樹脂ペレット、30mm押出機Bに接着剤層形成用樹脂ペレット、及び30mm押出機Cにガスバリア層形成用樹脂ペレットをそれぞれ供給し、温度210℃の多層ダイヘッドより溶融パリソンを押し出し、金型温度20℃にて公知のダイレクトブロー成形法により、内容量150g、重量15gの5種9層の多層ボトルを作製した。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
<実施例2>
内層形成用樹脂に高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)のみを使用した以外は実施例1と同様に多層ボトルを成形した。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
内層形成用樹脂に高圧法低密度ポリエチレン(LDPE)のみを使用した以外は実施例1と同様に多層ボトルを成形した。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
<実施例3>
接着剤層形成用樹脂として、無水マレイン酸変性ポリエチレンB(樹脂B)を用意した。
前述の方法で測定した樹脂Bの分岐鎖構造は下記の通りである。
メチル基:11.1
エチル基:0
ブチル基:4.1
ペンチル基:2
接着剤層形成用樹脂を、上記の樹脂に変更した以外は実施例1と同様に多層ボトルを成形した。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
接着剤層形成用樹脂として、無水マレイン酸変性ポリエチレンB(樹脂B)を用意した。
前述の方法で測定した樹脂Bの分岐鎖構造は下記の通りである。
メチル基:11.1
エチル基:0
ブチル基:4.1
ペンチル基:2
接着剤層形成用樹脂を、上記の樹脂に変更した以外は実施例1と同様に多層ボトルを成形した。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
<比較例1>
接着剤層形成用樹脂として、無水マレイン酸変性ポリエチレンC(樹脂C)を用意した。
前述の方法で測定した樹脂Cの分岐鎖構造は下記の通りである。
メチル基:0
エチル基:0
ブチル基:0.1
ペンチル基:1.5
接着剤層形成用樹脂を、上記の樹脂に変更した以外は実施例1と同様に多層ボトルを成形した。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
接着剤層形成用樹脂として、無水マレイン酸変性ポリエチレンC(樹脂C)を用意した。
前述の方法で測定した樹脂Cの分岐鎖構造は下記の通りである。
メチル基:0
エチル基:0
ブチル基:0.1
ペンチル基:1.5
接着剤層形成用樹脂を、上記の樹脂に変更した以外は実施例1と同様に多層ボトルを成形した。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
<比較例2>
接着剤層形成用樹脂として、無水マレイン酸変性ポリエチレンD(樹脂D)を用意した。
前述の方法で測定した樹脂Dの分岐鎖構造は下記の通りである。
メチル基:216.5
エチル基:5.2
ブチル基:8.9
ペンチル基:0
接着剤層形成用樹脂を、上記の樹脂に変更した以外は実験例1と同様に多層ボトルを成形した。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
接着剤層形成用樹脂として、無水マレイン酸変性ポリエチレンD(樹脂D)を用意した。
前述の方法で測定した樹脂Dの分岐鎖構造は下記の通りである。
メチル基:216.5
エチル基:5.2
ブチル基:8.9
ペンチル基:0
接着剤層形成用樹脂を、上記の樹脂に変更した以外は実験例1と同様に多層ボトルを成形した。
作製したボトルを用い、前述のボトル構成測定、接着性評価を行った。結果をまとめて表1、表2に示す。
実施例1、2、比較例1、2、3で作成したボトルの胴部層構成はいずれも以下の通りであった。
外層:150μm
接着剤層:10μm
ガスバリア層:20μm
接着剤層:10μm
メイン層:450μm
接着剤層:10μm
ガスバリア層:20μm
接着剤層:10μm
内層:80μm
外層:150μm
接着剤層:10μm
ガスバリア層:20μm
接着剤層:10μm
メイン層:450μm
接着剤層:10μm
ガスバリア層:20μm
接着剤層:10μm
内層:80μm
メチル基分岐数が10個/1000C以上の接着剤を使用した実施例1、2、3は、剥離することなく隣接するPP或いはLDPE両方と強く接着していた。実施例1と2を比較しても接着層と隣接するLDPE層の主体成分がLDPEであれば添加物が混在していても遜色なく接着性が良好であることがわかる。しかしメチル基分岐数が10個/1000C以下の比較例1では、隣接するLDPEとは接着しているが、PPとは剥離した。またメチル基分岐数が200個/1000C以上の比較例2では、隣接するPPとは接着するが、LDPEとは剥離した。
このことからメチル基分岐数が10~200個/1000Cの範囲にある接着剤を用いることで、PPとLDPEの異種材料を接着可能であることがわかる。
このことからメチル基分岐数が10~200個/1000Cの範囲にある接着剤を用いることで、PPとLDPEの異種材料を接着可能であることがわかる。
10:ボトル
11:首部
13:肩部
15:胴部壁
17:底壁
11:首部
13:肩部
15:胴部壁
17:底壁
Claims (8)
- 少なくともプロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層を有する押出成形多層構造体に用いられる接着剤であって、オレフィン樹脂からなり、該オレフィン樹脂は、主鎖炭素数1000個当たり10~200個の割合でメチル分岐を有していることを特徴とするポリオレフィン用接着剤。
- 前記オレフィン樹脂は、主鎖炭素数1000個当たり12~200個の割合でメチル分岐を有している請求項1に記載のポリオレフィン用接着剤。
- 前記オレフィン系樹脂が酸変性されている請求項1に記載のポリオレフィン用接着剤。
- プロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層とを含む多層構造体において、
請求項1に記載のポリオレフィン用接着剤からなる中間層が、前記プロピレン系樹脂層とエチレン系樹脂層との間に設けられていることを特徴とする多層構造体。 - 前記ポリオレフィン用接着剤からなる中間層が、前記プロピレン系樹脂層及びエチレン系樹脂層に隣接して設けられている請求項4に記載の多層構造体。
- 前記ポリオレフィン用接着剤が酸変性されたものであり、さらに、ガスバリア層を中間層として有している請求項4に記載の多層構造体。
- 前記ポリオレフィン用接着剤からなる中間層が、前記プロピレン系樹脂層とガスバリア層の間、及び前記エチレン系樹脂層とガスバリア層との間に設けられている請求項4に記載の多層構造体。
- ダイレクトブロー容器として使用される請求項4に記載の多層構造体。
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|---|---|---|---|
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