JP6005649B2 - ブテン−1コポリマーを用いる感圧接着剤 - Google Patents
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Description
WO0245949号には、多層構造における熱シール性および再密閉性の一般的原理が開示され、具体的には、接着性再密閉可能層を含む開けやすくしかも再密閉可能熱シール材料を記載する。具体的には、接着性再密閉層は、スチレン樹脂(少なくとも30wt%のSISもしくはSBS樹脂)少なくとも50%のタッキファイヤー、少なくとも6%の強化用充填成分および最大7%の可塑剤を含むホットメルト接着剤成分からなるものを開示する。
A)ブテン−1(コ)ポリマーであって:
− ブテン−1誘導単位含量が80wt%以上、好ましくは84wt%以上
− 曲げ弾性率(MEF)が80MPa以下、好ましくは、60MPa以下、より好ましくは、40MPa以下、さらにより好ましくは30MPa以下
− 溶融温度DSC(TmI)が110℃未満、好ましくは50℃以下
を示し;そして、場合により、
B)タッキファイヤー:当該タッキファイヤーは「水素化炭化水素樹脂」である
を含むポリオレフィン組成物から実質的になる。
60〜95wt%、より好ましくは、70〜95wt%、さらにより好ましくは、70〜80wt%の前記ブテン−1(コ)ポリマー(A)
5〜40wt%、より好ましくは5〜30wt%、さらにより好ましくは、20〜30wt%のタッキファイヤー(B)
を含む。
本発明の感圧接着剤(PSA)組成物の製造のための主要成分として使用される1ブテン−1(コ)ポリマー(A)は、典型的には、弾性から可塑性までの挙動を示し、ホモポリマーまたはブテン−1と1種以上のα−オレフィン(ブテン−1と異なる)とのコポリマーであることができる。ブテン−1(コ)ポリマー中のコモノマーとして存在できる、α−オレフィンとして好適なものは、式H2CH=CHR(式中、Hもしくはメチル、またはC3−6線状もしくは分枝状アルキルである)の様なものであり、特に、エチレン、プロピレン、ペンテン−1、ヘキセン−1、4−メチルペンテンおよびオクテン−1である。コモノマーとして特に好適なものはエチレンである。
(A1) ブテン−1ホモポリマーまたはコポリマーであって:
− アイソタクチックペンタド%(mmmm%)が10%〜50%、好ましくは、10%〜40%であり、そしてより好ましくは、下記の特性
− GPCにより測定した分子量分布(Mw/Mn)が3を超え、好ましくは、3〜4であり、
− 4,1挿入ブテン単位が存在しない;
(A2) ブテン−1ホモポリマーまたはコポリマー、好ましくは、ブテン−1/エチレンコポリマーまたはブテン−1/エチレン/プロピレンターポリマーであって:
− GPCにより測定した分子量分布(Mw/Mn)が3以下、好ましくは2〜3であり、そしてより好ましくは、下記の特性
− アイソタクチックペンタド%(mmmm%)が80%を超え、好ましくは、85%以上であり、さらに好ましくは90%を超える
からなる群から選択される。
(a)MgCl2に担持されたTi化合物および内部電子供与体化合物を含む固体成分;
(b)アルキルアルミニウム助触媒;ならびに
(c)外部供与体として式(I)の化合物
を含む。触媒の立体規則性能力の減少は外部電子供与体化合物に結合されたとみなされる。外部電子供与体化合物(c)は、有機アルミニウム化合物と該電子供与体化合物との間のモル比(Al/c)が2を超えるような量で供給され、それは、4〜1000、より好ましくは10〜200、さらにより好ましくは20〜150である。
i)上記(A1またはA2)の特性を示すブテン−1ポリマーを80wt%以上、好ましくは、85〜95wt%、より好ましくは、93〜90wt%、そして
ii)結晶性プロピレンポリマーを20wt%まで、好ましくは、5〜15wt%、より好ましくは、7〜10wt%、
からなるさらに有利な組成物であることができ、ただし、組成物(i)+(ii)中のエチレンおよび/またはプロピレン誘導単位の総含量が16wt%以下の量で存在することを条件とする。
− シール用外層(好適な厚さは3〜10ミクロン、例えば、5ミクロン)、
− 感圧接着剤内層(好適な厚さは10〜30ミクロン、好ましくは、15〜25ミクロン、例えば、20ミクロン)であり、本発明の感圧接着剤を含むか実質的に当該感圧性接着剤からなる、
− 外部支持層、前記内層と他側で接触する(好適な厚さは10〜50ミクロン、例えば約30ミクロン)
を含む。
− シール用外層(好適な厚さは3〜10ミクロン、例えば、5ミクロン)であり、MIE@190℃/2.16Kgが0.1〜8g/10分、密度が0.916〜0.935g/cm3を示し、好ましくはLLdPEもしくはLDPEもしくはMDPEのポリエチレンホモポリマーまたはポリエチレンと他のC3−C10α−オレフィンとのコポリマーからなり、
− 感圧接着剤内層(好適な厚さは10〜30ミクロン、好ましくは、15〜25ミクロン、例えば、20ミクロン)であり、本発明の感圧接着剤を含むか、当該接着剤から実質的になり、
− 外部支持層であり、前記内層と他側で接触し(好適な厚さは10〜50ミクロン、例えば約30ミクロン)、MIL@230℃/2.16Kgが0.5〜15g/10分、密度が0.880〜0.910g/cm3を示すポリプロピレンホモポリマーまたはプロピレンとエチレンもしくは他のC4−C10α−オレフィンとのコポリマーからなる
を含む。
−MFR: ISO1133 190℃で2.16kgの荷重を使用(異なる温度および荷重を特定する場合を除く);
−極限粘度: 135℃のテトラヒドロナフタレン中で決定(ASTM D2857);
−密度: ISO1183;
−曲げ弾性率: ISO178;
−硬度(ショアA): ISO868;
−DMTA分析によるTg決定: 成型標本(76mm×13mm×1mm)を引張応力のためDMTA装置に固定する。試料の引張の周波数を1Hzに固定する。DMTAは、−100℃から出発して130℃までに標本の弾性応答を転移する。このようにして、弾性応答対温度をプロットすることができる。粘弾性物質の弾性率を、E=E’+iE”として決定する。DMTAを、それらの共鳴により2成分E’およびE”に分けることができ、プロットE’対温度およびE’/E”=tan(δ)対温度である。
−コモノマー含量: IR分光学によりまたはNMR(特定するとき)により決定。特に、ブテン−1(コ)ポリマーについて、コモノマーの量は、実施例のコポリマーの13C−NMRスペクトルから算出した。測定は、120℃の二重水素化1,1,2,2−テトラクロロ−エタン中のポリマー溶液(8〜12wt%)で行った。Bruker AV−600スペクトロメーターを用い、150.91MHzで、1H−13Cカップリングを除くため、90°パルス、パルス間の15秒遅延およびCPD(WALTZ16)を使用して120℃のフーリエ変換モードで13CNMRスペクトルを得た。60ppm(0〜60ppm)のスペクトルウインドウを使用して32Kデータ点で約1500トランジエントをストアーした。
−コポリマー組成
−下記の関係を使用する13CNMRスペクトルからジアド分布を算出する:
PP=100I1/Σ
PB=100I2/Σ
BB=100(I3−I19)/Σ
PE=100(I5−I6)/Σ
BE=100(I9+I10)/Σ
EE=100(0.5(I15+I6+I10)+0.25(I14))/Σ
ここで、Σ=I1+I2+I3−I19+I5+I6+I9+I10+0.5(I15+I6+I10)+0.25(I14)
下記の関係を使用してジアドからモル含量を得る。
P(m%)=PP+0.5(PE+PB)
B(m%)=BB+0.5(BE+PB)
E(m%)=EE+0.5(PE+BE)
I1、I2、I3、I5、I6、I10、I14、I15、I19は、13CNMRスペクトルのピーク(参照として29.9ppmでEEEシーケンスのピーク)の積分である。これらのピークの割り当ては、J.C. Randal, Macromol. Chem Phys., C29, 201 (1989), M. Kakugo, Y. Naito, K. Mizunuma およびT. Miyatake, Macromolecules, 15, 1150, (1982), および H.N. Cheng, Journal of Polymer Science, Polymer Physics Edition, 21, 57 (1983)にしたがって行う。それらは表Aに準じて収集する(C.J. Carman, R.A. Harrington and C.E. Wilkes, Macromolecules, 10, 536 (1977)にしたがって命名)。
−0℃におけるキシレン中の可溶性画分及び不溶性画分(XS 0℃): 撹拌下、2.5gのブテン−1(コ)ポリマー(成分C)を135℃の250mlキシレンに溶解する。30分後、溶液を、撹拌を続けながら100℃に冷却し、水および氷浴中に入れ、0℃に冷却する。次いで、得られた溶液を水氷浴中に1時間沈静化させる。濾紙で沈殿物を濾過する。濾過中、できるだけ0℃付近にフラスコ内部温度を保つようにフラスコを水および氷浴中に入れておく。濾過を終了させると、ろ液温度を25℃に平衡させ、約30分間水流浴中に容量フラスコを浸漬し、次いで、二つの50mlアリコートに分ける。これらの溶液アリコートを窒素流中で蒸発させ、真空下80℃で恒量に達するまで残渣を乾燥させる。二つの残渣間の重量差は3%未満でなければならず、さもなければ、この試験を繰り返す。かくて、2残渣の平均重量から、ポリマー可溶分の重量%(0℃におけるキシレン可溶分=XS0℃)を算出する。0℃におけるo−キシレンの不溶画分(0℃におけるキシレン不溶分=XI%0℃)は、XI%℃=100−XS%0℃である。
−X−線結晶性の決定
固定用スリットを備えたCu−KαI照射線を使用し、6秒毎に0.1°のステップで回折角2Θ=5°および2Θ=35°間のスペクトルを集めてX−線回折粉末回折計を用いて測定した。
−熱特性(溶融温度およびエンタルピー) をPerkin Elmer DSC−7装置の示差走査熱量計(D.S.C)により決定した。ブテン−1ホモポリマーおよびコポリマーの溶融温度を次の方法にしたがって、決定した:
−TmII(2度目の加熱操作で測定):重合から得た秤量試料(5〜10mg)をアルミニウム製パン中に密封し、20℃/分に相当する走査速度で200℃に加熱した。試料を5分間200℃に維持して総ての結晶を完全に溶融させ、試料の熱履歴をキャンセルした。続いて、10℃/分に相当する走査速度で−20℃に冷却した後、ピーク温度を結晶化温度(Tc)として採用した。−20℃で5分間放置した後、10℃/分に相当する走査速度で試料を200℃に2度目の加熱をした。この2度目の加熱操作で、ピーク温度(存在するとき)をポリブテン−1(PB)結晶形IIの溶融温度(TmII)として採用し、その面積をグローバル溶融エンタルピー(ΔHfII)として採用した。
−10日後の溶融エンタルピーおよび結晶形Iの溶融温度(TmI): 次のようにして、Perkin Elmer DSC−7装置の示差走査熱量計(D.S.C)を使用することにより決定した:重合から得た秤量試料(5〜10mg)をアルミニウム製パン中に密封し、20℃/分に相当する走査速度で200℃に加熱した。5分間試料を200℃に維持し、総ての結晶の溶融を完全にした。次いで、試料を10日間室温で貯蔵した。10日後、試料をDSCに付し、−20℃に冷却し、次いで、10℃/分に相当する走査速度で200℃に加熱した。この加熱操作で、サーモグラムの低温度側から来る第1ピーク温度を溶融温度(TmI)として採用し、面積を10日後のグローバル溶融エンタルピー(ΔHf)として採用した。
−アイソタクチックペンタド含量: 各々50mgの試料を0.5mlのC2D2Cl4に溶解した。Bruker DPX−400(100.61Mhz、90°パルス、パルス間の遅延12秒)で13CNMRスペクトルを得た。約3000トランジェントを各スペクトルについてストアし、mmmmペンタドピーク(27.73ppm)を参照として使用した。文献(Asakura T. et Al.によるMacromolecules 1991, 24, 2334-2340, およびChujo R. et Al.によるPolymer, 1994, 35, 339)に記載されている通りにして、ミクロ構造分析を行った。
総ての試料について分子量パラメータおよび分子量分布を、Waters GPCV2000装置を使用して測定した。前記装置は、4本のPLgel Olexis ミックスゲル(Polymer Laboratories)カラムセットおよびIR4赤外検出器(PolymerChar)を備えた。カラムの寸法300×7.5mmであり、その粒径は13μmだった。使用した移動相は1−2−4−トリクロロベンゼン(TCB)であり、その流速は1.0mL/分に維持した。総ての測定を150℃で行った。溶液濃度はTCB中0.1g/dLであり、分解を防止するため0.1g/Lの2,6−ジターブチル−p−クレゾールを加えた。GPC算出のため、万能補正曲線は、ポリマーラボラトリーにより供給されている10ポリスチレン(PS)標準試料(ピーク分子量が580〜8500000)を使用して得た。3次元多項式フィッティングを、実験データを補完するために使用し、関連補正曲線を得た。Empower(Waters)を使用してデータ取得および処理を行った。分子量分布および関連平均分子量を決定するのに、Mark−Houwink関係を使用した:K値は、PSおよびPBそれぞれについてKPS=1.21×10−4dL/gおよびKPB=1.78×10−4であり、一方Mark−Houwink指数はPSについてα=0.706であり、PBについてα=0.725を使用した。ブテン/エチレンコポリマーについて、データ評価が関係する限り、各試料について、組成物が分子量の全範囲で一定であると推測され、Mark−Houwink関係のK値を下記に示す線状組み合わせを使用して算出した:
KEB=χEKPE + χPKPB
(式中、KEBはコポリマーの定数であり、KPE(4.06×10−4dL/g)およびKPB(1.78×10−4dL/g)はポリエチレンおよびポリブテンの定数であり、χEおよびχBはエチレンおよびブテンwt%含量である)
Mark−Houwink指数α=0.725を組成物において独立して総てのブテン/エチレンコポリマーについて使用した。ブテン/プロピレンコポリマーについて、PPおよびPBは非常に類似のKを示すので、訂正は行われず、コポリマーはPBのK値およびα値を使用して完成される。
温度:76℃
ブテン供給=90.9Kg/時
水素供給=0.65g/時
滞留時間:135分。
PB2およびPB4は、WO2004/099269号公報およびWO2009/000637号公報に記載されている方法にしたがって、製造したブテン−1/エチレンコポリマー(タイプA2)である。
− 剥離強度 を、ASTM F2029/ASTM F88に準拠して測定した(N/15mm)。各試験について、上記製造した三層フィルム標本を、ポリエチレンフィルムと一直線上に重ね、隣接層が三層フィルムのシール外層とポリエチレン支持フィルムとである。押出から少なくとも7日後、RDMシーラー(型式HSE−3、多層シール)を用いて上に重ねた標本を横断方向にシールした。シール時間は、4バール圧力で2秒である。シール温度は、100℃から始めて各シールについて増加させる。シール試料を冷却し、標準条件(23℃、50%相対湿度)下で7日貯蔵する。シールした試料を15mm幅ストリップに切断し、シールしていない端部をインストロン機械に付着させ、50mmグリップ間の初期距離を用い、100mm/分の牽引速度で試験した。引張試験の間に測定した平均力(プラトー)を剥離強度と定義する。
Claims (7)
- A)60〜95wt%のブテン―1コポリマー(A)と、
B)5〜40wt%のタッキファイヤーと、
を含み、
前記ブテン―1コポリマーが、
− ブテン−1誘導単位含量が80wt%以上、
− 曲げ弾性率(MEF)が80MPa以下、
− 溶融温度DSC(TmI)が50℃以下
を示す;
感圧接着剤を用いて作成された少なくとも1つの内層を含む、
ヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。 - ブテン―1コポリマー(A)が、X線により測定して40%未満の結晶性を示す、請求項1に記載のヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。
- ブテン―1コポリマー(A)のショアA硬度が90未満である、請求項1又は2に記載のヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。
- タッキファイヤーが、水素化炭化水素樹脂である請求項1〜3のいずれか1項に記載のヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。
- ブテン―1コポリマーが 、
(A1) ブテン−1コポリマーであって:
− アイソタクチックペンタド%(mmmm%)が10%〜50%である;および
(A2) ブテン−1コポリマーであって:
− GPCにより測定した分子量分布(Mw/Mn)が3未満である、からなる群から選択される請求項1〜4のいずれか1項に記載のヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造。 - 多層同時押出フィルムであり、前記内層に加え、
更に、
− シール用外層
− 前記内層と他側上に接触状態の他側外部支持層
を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載のヒートシール用剥離容易再密閉可能多層フィルム構造。 - − ブテン−1誘導単位含量が80wt%以上、
− 曲げ弾性率(MEF)が80MPa以下、
− 溶融温度DSC(TmI)が50℃以下
を示す、ブテン―1コポリマー(A)60〜95wt%と、
5〜40wt%のタッキファイヤーと
を含む感圧接着剤を、ヒートシール用多層容易剥離再密閉可能フィルム構造の製造に使用する方法。
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