(57)【要約】【課題】ＰＰ樹脂からなる材料に対して優れた接着性を有し、かつ熱接着工程での成形部材の寸法精度に優れた熱接着用ＰＯ系樹脂組成物を提供することを目的とする。【解決手段】  未変性のポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、変性ポリオレフィン系樹脂（Ｂ）を主成分とし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の重量比（Ａ）：（Ｂ）が、１：９９〜９０：１０であり、１６０℃における溶融粘度が１０〜５００Ｐａ・ｓである熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
未変性のポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、変性ポリオレフィン系樹脂（Ｂ）を主成分とし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の重量比（Ｂ）／（Ａ）が、９９／１〜１０／９０であり、１６０℃における溶融粘度が１０〜５００Ｐａ・ｓである熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項２】
１４０℃における溶融粘度が２００〜１，０００Ｐａ・ｓである、請求項１に記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項３】
前記（Ａ）成分の融点が１２０〜１６０℃である請求項１または２のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項４】
前記（Ａ）成分が、プロピレン構造単位（ａ）と、エチレン構造単位（ｂ）および／またはブテン構造単位（ｃ）のランダム共重合体である、請求項１〜４のいずれかに記載の熱接着性ポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項５】
前記（Ｂ）成分が、カルボキシル基、酸無水物基、水酸基、エポキシ基、アミノ基からなる群より選択される少なくとも1種の基で変性された変性ポリオレフィン系樹脂である、請求項１〜４のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項６】
前記（Ｂ）成分の酸価、ＯＨ価、エポキシ価、アミン価のいずれかで表される変性度が１０以上である、請求項１〜５のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項７】
前記（Ｂ）成分の重量平均分子量が１，０００〜１００，０００である、請求項１〜６のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
【請求項８】
前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の重量比（Ｂ）／（Ａ）が、７０／３０〜３０／７０である、請求項１〜７のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリプロピレン樹脂からなる成形部材を熱接着させる際に用いる熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物に関し、成形部材の接着強度に優れ、かつ熱接着工程での成形部材の寸法精度に優れたポリオレフィン系樹脂組成物に関する。
【背景技術】
【０００２】
ポリオレフィン（以降ＰＯと略す）、特にポリプロピレン（以降ＰＰと略す）は樹脂材料の中では低比重、低コスト、供給面でも優位性があり、その用途は近年ますます増加している。
【０００３】
これに伴い、ＰＰ樹脂の適用技術も多種多様化しており、例えばＰＰ樹脂を成形した部材を、他の部材に接合するような機会も増えている。
【０００４】
通常、部材接合には接着剤が頻繁に使用されているが、ＰＰ樹脂に対し良好な接合力を有する接着剤がないのが現状である。これは、ＰＰ樹脂自体が反応性官能基に乏しく化学結合を形成しにくいことが原因である。
【０００５】
近年では、変性ＰＰなどの官能基を有する成分を混合して使用することで、反応性を付与する方法が開示されている（特許文献１）が、十分な接合強度が得られていない。
【０００６】
一方で、熱接着による接合も頻繁に行われている。これは接合界面を加熱、溶融させることで被着材と溶着させる方法であり、ＰＰ樹脂同士であれば十分な接合強度が得られる。
【０００７】
しかしながら、上記方法では、加熱するためにＰＰ樹脂の部材が熱変形したり、熱履歴により寸法精度が低下することが問題となる。また、ＰＰ樹脂の部材に、異なった樹脂成分からなる部材を熱接着させる際には、十分な接着強度が得られないという問題がある。
【特許文献１】特開平２−１５０４８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、ＰＰ樹脂からなる材料に対して優れた接着性を有し、かつ熱接着工程での成形部材の寸法精度に優れた熱接着用ＰＯ系樹脂組成物を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、上記課題を達成できる繊維強化複合材料板を見出した。
【００１０】
すなわち、（１）未変性のポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、変性ポリオレフィン系樹脂（Ｂ）を主成分とし、（Ａ）成分と（Ｂ）成分の重量比（Ｂ）／（Ａ）が、９９／１〜１０／９０であり、１６０℃における溶融粘度が１０〜５００Ｐａ・ｓである熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
（２）１４０℃における溶融粘度が２００〜１，０００Ｐａ・ｓである、前記（１）に記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
（３）前記（Ａ）成分の融点が１２０〜１６０℃である前記（１）または（２）のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
（４）前記（Ａ）成分が、プロピレン構造単位（ａ）と、エチレン構造単位（ｂ）および／またはブテン構造単位（ｃ）のランダム共重合体である、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の熱接着性ポリオレフィン系樹脂組成物。
（５）前記（Ｂ）成分が、カルボキシル基、酸無水物基、水酸基、エポキシ基、アミノ基からなる群より選択される少なくとも1種の基で変性された変性ポリオレフィン系樹脂である、前記（１）〜（４）のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
（６）前記（Ｂ）成分の酸価、ＯＨ価、エポキシ価、アミン価のいずれかで表される変性度が１０以上である、前記（１）〜（５）のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
（７）前記（Ｂ）成分の重量平均分子量が１，０００〜１００，０００である、前記（１）〜（６）のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
（８）前記（Ａ）成分と（Ｂ）成分の重量比（Ｂ）／（Ａ）が、７０／３０〜３０／７０である、前記（１）〜（７）のいずれかに記載の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の熱接着用ＰＯ系樹脂組成物は、ＰＰ樹脂からなる成形部材との接着強度に優れ、かつ熱接着工程での成形部材の寸法精度に優れた熱接着用ＰＯ系樹脂組成物である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明について、具体的に説明する。
【００１３】
本発明の熱接着用ＰＯ系樹脂組成物は、未変性のポリプロピレン系樹脂（Ａ）と、変性ポリオレフィン系樹脂（Ｂ）を主成分とするものである。ここでいう主成分とは、通常組成物中に６０〜１００重量％含まれることをいい、第３成分として後述するような、種々の充填材や添加剤を含んでも良い。（Ａ）成分と、（Ｂ）成分の重量比（Ｂ）／（Ａ）が、９９／１〜１０／９０であり、好ましくは、８０／２０〜２０／８０であり、さらに好ましくは、７０／３０〜３０／７０であり、とりわけ好ましくは６５／４０〜５０／５０である。重量比（Ｂ）／（Ａ）が１０／９０未満であると反応性官能基に乏しく接着強度が不十分となり、９９／１を超えると取扱性や加工性を満足できない。７０／３０〜３０／７０であると取扱性や加工性と接着強度がバランスよく得られるため好ましい。
【００１４】
また、本発明の熱接着用ＰＯ系樹脂組成物は、１６０℃における溶融粘度が１０〜５００Ｐａ・ｓであり、好ましくは２０〜４００Ｐａ・ｓであり、より好ましくは３０〜３００Ｐａ・ｓである。１６０℃における溶融粘度を１０〜５００Ｐａ・ｓの範囲内とすることで、該温度において十分に被着材と接着することが可能であり、本発明の優れた接着強度を達成できる。さらにはＰＰ樹脂からなる部材との接着工程において、部材の変形温度以下でを熱接着させることが可能となる。
【００１５】
従って、熱接着時の部材の変形を抑える観点から、前記熱接着用ＰＯ樹脂組成物の溶融温度および溶融粘度は低い方が好ましく、１４０℃における溶融粘度が２００〜１，０００Ｐａ・ｓであることが好ましく、２５０〜８００Ｐａ・ｓであることがより好ましい。
【００１６】
さらに、熱接着時の部材の変形を抑える観点から、（Ａ）成分の融点が１２０〜１６０℃のポリプロピレン系樹脂を含んでなることが好ましく、さらに好ましい融点は１３０〜１５５℃である。
【００１７】
（Ａ）成分を構成する未変性のＰＰ系樹脂は、溶融温度を効果的に低くする観点から、プロピレン構造単位（ａ）と、エチレン構造単位（ｂ）および／またはブテン構造単位（ｃ）のランダム共重合体であることが好ましい。ランダム共重合体はポリプロピレン樹脂の結晶性を低下させる効果を有するため、溶融温度を容易に低くでき、好ましい。ここでいうブテン構造単位とは、ブタジエンを重合させた場合に形成し得る２種の構造（(ｃ１)２，３位間が二重結合、１，４位で主鎖に結合、(ｃ２) ３，４位間が二重結合、１，２位で主鎖に結合）の一方または両方を含む構造とする。
【００１８】
（Ｂ）成分は、被着材との接着性確保のために反応性官能基を含むことが好ましく、カルボキシル基、酸無水物基、水酸基、エポキシ基、アミノ基から選択される少なくとも1種で変性されてなるＰＯ系樹脂であることが好ましい。より好ましくは酸無水物基で変性されてなるＰＯ系樹脂である。
【００１９】
さらに前記（Ｂ）成分は、反応性官能基が、カルボキシル基、酸無水物基の場合は酸価、水酸基の場合は水酸基価、エポキシ基の場合はエポキシ価、アミノ基の場合はアミン価のいずれかで表される変性度が１０以上であることが好ましい。変性度を１０以上とすることで、被着材と共有結合、水素結合、ファンデルワールス結合などの化学結合を形成しやすくなり、接着性の向上が可能となり好ましい。より好ましくは変性度が２０以上、さらに好ましくは３０以上である。かかる変性度のＰＯ系樹脂は、各種ある変性ＰＯ樹脂の中から適宜選択して使用できる。
【００２０】
またこれらの変性度は、次のような測定法で確認することも可能である。
【００２１】
酸価は次のように評価する。（Ｂ）成分をアセトンやＤＭＦなどの中性溶媒に溶解し、０．１規定の水酸化カリウム−エタノール標準液で滴定したのち、以下の式で求める。ここで、酸無水物変性されてなるＰＯ系樹脂の酸価は酸無水物基を加水分解し、遊離の酸とした後、測定するものとする。
【００２２】
酸価＝（５．６１１×Ａ×Ｆ）／Ｂ
Ａ：０．１規定水酸化カリウム−エタノール標準液使用量（ｍｌ）
Ｆ：０．１規定水酸化カリウム−エタノール標準液のファクター
Ｂ：試料採取量（ｇ）
また、エポキシ価は、ＪＩＳ  Ｋ７２３６（２００１）に準じて測定されたエポキシ当量（１当量のエポキシ基を含む試料の重量）の逆数に水酸化カリウムの分子量（５６）を乗じて、ｍｇ換算するものとし、水酸基価は、ＪＩＳ  Ｋ１５５７（１９７０）に準じて、資料ｇ中の水酸基に相当する水酸化カリウムのｍｇ数で表したものとし、アミン価は、ＡＳＴＭ  Ｄ２０７４に従って測定する１、２、３級アミンの総量を示す指標で、（Ａ）成分１ｇを中和するのに要する塩酸に当量の水酸化カリウムのｍｇ数で表すものとする。
【００２３】
また成分（Ｂ）は、重量平均分子量が１，０００〜１００，０００であることが好ましい。上記範囲であれば、本発明の熱接着用ＰＯ系樹脂組成物の被着材への濡れ性も良く、また熱接着用ＰＯ系樹脂組成物自体の強度も十分であり、優れた熱接着性を確保できるため好ましい。より好ましくは３，０００〜１００，０００であり、より好ましくは１０，０００〜１００，０００である。重量平均分子量はゲルパーミエーションクロマトグラフィー（ＧＰＣ）など既存の測定方法を用いて評価することが可能である。
【００２４】
また用途等に応じ、本発明の熱接着用ポリオレフィン系樹脂組成物には、他の充填材や添加剤を含有しても良い。例えば、無機充填材、難燃剤、導電性付与剤、結晶核剤、紫外線吸収剤、酸化防止剤、制振剤、抗菌剤、防虫剤、防臭剤、着色防止剤、熱安定剤、離型剤、帯電防止剤、可塑剤、滑剤、着色剤、顔料、染料、発泡剤、制泡剤、カップリング剤など、また耐衝撃性向上のために、他のエラストマーあるいはゴム成分を添加してもよい。
【００２５】
本発明の熱接着用ＰＯ系樹脂組成物で熱接着させるポリプロピレン樹脂からなる成形部材には特に制限はない。補強のために炭素繊維や金属繊維などの強化繊維やその他強化材、充填材、添加剤を含んでいても構わない。
【００２６】
本発明の熱接着用ＰＯ系樹脂組成物はポリプロピレン樹脂からなる成形部材の熱接着を用いた様々な用途に適用可能であり、例えば自動車、二輪車、自転車、または航空機、建材用の部品、部材やパネル外板、パソコン、ディスプレー、携帯電話、携帯情報端末などの電気または電子機器、ＯＡ機器、家電機器、医療機器の用途などが挙げられる。
【実施例】
【００２７】
実施例および比較例に基づき、本発明を更に具体的に説明する。
実施例に記載の接着強度は評価はＩＳＯ４５８７に基づき、引張試験装置“インストロン（登録商標）”５５６５型万能材料試験機（インストロン・ジャパン（株）製）にて、試験速度１．２７ｍｍ／分にて測定した。図１に、試験片１の形状および寸法（単位：ｍｍ）を示す。ポリプロピレン樹脂からなる板材２および、被着材３の厚みはそれぞれ０．６〜０．８ｍｍに調製した。
実施例１  ＰＰ樹脂板／ＰＰ樹脂成形品の熱接着
（ａ）熱接着用ＰＯ系樹脂組成物フィルム
ランダム共重合ＰＰ樹脂（プライムポリマー（株）製Ｊ２２９Ｅ、融点１５５℃）５５重量％と酸変性ＰＰ系樹脂（三洋化成（株）製ユーメックス１０１０、酸価約５２、融点１４２℃、重量平均分子量３０，０００）４５重量％とを、日本製鋼所（株）製２軸押出機（ＴＥＸ−３０α２）を用い、２００℃で溶融混練したペレットを、加熱プレスで１０μｍ厚みのフィルム状に加工したものを用いた。この熱接着用ＰＯ系樹脂組成物を島津製作所（株）製キャピラリーレオメーターＣＦＴ−５００Ｄを用い、１６０℃、予熱８分、荷重１０ｋｇｆで測定した溶融粘度は２００Ｐａ・ｓであった。
（ｂ）部材の熱接着
ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー（株）製Ｊ１０６Ｇ、融点１６２℃）製の板材同士の間に上記（ａ）で作成した熱接着用変性ＰＯ系樹脂組成物フィルムを挟み、１５０℃で３分間、０．５ＭＰａの圧力で熱溶着させた。得られた熱接着品の接着評価を行ったところ界面剥離せず、引張強度４ＭＰａでポリプロピレン樹脂からなる板材２が破断した。また、加熱による厚み変化がなく、獲られた成形品の寸法精度は良好であった。
実施例２  ナイロン６樹脂板／ＰＰ樹脂成形品の熱接着
（ａ）熱接着用ＰＯ系樹脂組成物フィルム
ランダム共重合ＰＰ樹脂（プライムポリマー（株）製Ｊ２２９Ｅ、融点１５５℃）４５重量％と酸変性ＰＰ系樹脂（三洋化成（株）製ユーメックス１０１０、酸価約５２、融点１４２℃、重量平均分子量３０，０００）５５重量％とを実施例１（ａ）と同様にして溶融混錬し、加熱プレスで２０μｍ厚みのフィルム状に加工したものを用いた。
（ｂ）部材の熱接着
ナイロン６樹脂（東レ（株）製ＣＭ１００１Ｇ１５、融点２１０℃）製の板材と、ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー（株）製Ｊ１０６Ｇ、融点１６２℃）製の板材の間に上記（ａ）で作成した熱接着用変性ＰＯ系樹脂組成物フィルムを挟み、１５０℃で３分間、０．５ＭＰａの圧力で熱溶着させた。得られた熱接着品の接着評価は、実施例１と同様に引張強度４ＭＰａでポリプロピレン樹脂からなる板材２が破断した。また、加熱による厚み変化がなく、獲られた成形品の寸法精度は良好であった。
比較例１  ＰＰ樹脂板／ＰＰ樹脂成形品の熱接着
熱接着用ＰＯ系樹脂組成物フィルムを用いず、ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー（株）製Ｊ１０６Ｇ、融点１６２℃）製の板材同士を、１６５℃で３分間、０．５ＭＰａの圧力で熱溶着させた。得られた熱接着品の接着強度は３ＭＰａであった。さらに、加熱による厚み変化を生じ、ポリプロピレン樹脂からなる板材２の表面には凹凸状に変形した。
比較例２  ナイロン６樹脂板／ＰＰ樹脂成形品の熱接着
熱接着用ＰＯ系樹脂組成物フィルムを用いなかった以外は実施例２と同様にしてナイロン６樹脂板／ＰＰ樹脂成形品の熱接着を行ったところ、両部材は全く接着せず、接着強度の評価試験に供することができなかった。
比較例３  ナイロン６樹脂板／ＰＰ樹脂成形品の熱接着
（ａ）熱接着用ＰＯ系樹脂組成物フィルム
ＰＰ樹脂（プライムポリマー（株）製Ｊ１０６Ｇ、融点１６２℃）９５重量％と酸変性ＰＰ系樹脂（三洋化成（株）製ユーメックス１０１０、酸価約５２、融点１４２℃、重量平均分子量３０，０００）５重量％とを実施例１（ａ）と同様にして溶融混錬し、加熱プレスで１０μｍ厚みのフィルム状に加工したものを用いた。この熱接着用ＰＯ系樹脂組成物を島津製作所（株）製キャピラリーレオメーターＣＦＴ−５００Ｄを用い、１６０℃、予熱８分、荷重１０ｋｇｆで溶融粘度の測定試験に供したが、十分に流動せず測定は不可であった。
（ｂ）部材の熱接着
ナイロン６樹脂（東レ（株）製ＣＭ１００１Ｇ１５、融点２１０℃）製の板材と、ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー（株）製Ｊ１０６Ｇ、融点１６２℃）製の板材の間に上記（ａ）で作成した熱接着用変性ＰＯ系樹脂組成物フィルムを挟み、１５０℃で３分間、０．５ＭＰａの圧力で熱溶着させた。得られた熱接着品は加熱による変形は少なく、寸法精度は良好であったものの、接着強度は０．６ＭＰａであり、容易に剥離するものであった。
比較例４  ナイロン６樹脂板／ＰＰ樹脂成形品の熱接着
（ａ）熱接着用ＰＯ系樹脂組成物フィルム
酸変性ＰＰ系樹脂（三洋化成（株）製ユーメックス１０１０、酸価約５２、融点１４２℃、重量平均分子量３０，０００）を加熱プレスで１０μｍ厚みのフィルム状に加工したものを用いた。この熱接着用ＰＯ系樹脂組成物を島津製作所（株）製キャピラリーレオメーターＣＦＴ−５００Ｄを用い、１６０℃、予熱８分、荷重１０ｋｇｆで測定した溶融粘度は９０Ｐａ・ｓであった。
（ｂ）部材の熱接着
ナイロン６樹脂（東レ（株）製ＣＭ１００１Ｇ１５、融点２１０℃）製の板材と、ポリプロピレン樹脂（プライムポリマー（株）製Ｊ１０６Ｇ、融点１６２℃）製の板材の間に上記（ａ）で作成した熱接着用変性ＰＯ系樹脂組成物フィルムを挟み、１５０℃で３分間、０．５ＭＰａの圧力で熱溶着させた。得られた熱接着品は加熱による変形は少なく、寸法精度は良好であったものの、接着強度は１．２ＭＰａで、熱接着用変性ＰＯ系樹脂組成物フィルムの界面の脆性破壊による剥離を生じ、容易に剥離するものであった。
【００２８】
以上のように実施例１、２では接着、寸法精度とも良好であるが、比較例１〜４では接着強度と寸法精度との両立には至らなかった。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】接着強度の測定に用いられる試験片の斜視図。
【符号の説明】
【００３０】
１  試験片
２  ポリプロピレン樹脂からなる板材
３  被着材
【図１】
2007070390.tif 000002