JP2000219758A - 疎水性高分子成形品のグラフト重合加工品及びその製造方法 - Google Patents

疎水性高分子成形品のグラフト重合加工品及びその製造方法

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JP2000219758A
JP2000219758A JP11023803A JP2380399A JP2000219758A JP 2000219758 A JP2000219758 A JP 2000219758A JP 11023803 A JP11023803 A JP 11023803A JP 2380399 A JP2380399 A JP 2380399A JP 2000219758 A JP2000219758 A JP 2000219758A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 疎水性高分子成形品にエチレン性不飽和有機
酸を均一で効率よく、かつ副生成重合体の膠着が生じな
いようグラフト重合して成形品を得ること。 【解決手段】 疎水性ラジカル開始剤、N−アルキルフ
タルイミド系化合物及びエチレン性不飽和有機酸を含む
水性乳化液中に疎水性高分子成形品を浸漬、加熱処理す
るグラフト重合加工においてかつアルカリ金属化合物に
より室温でのpHが2.5以上3.5以下になるように
調整された水性乳化液を用いることを特徴とする副生成
重合体の膠着がない疎水性高分子成形品のグラフト重合
加工方法およびそれにより得られた成形品。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、疎水性高分子成形
品のグラフト重合加工品に関し、エチレン性不飽和有機
酸を均一かつ効率よくグラフト重合し、しかも副生重合
体の膠着が生じないグラフト重合加工方法に関する。
【0002】
【従来の技術】疎水性高分子成形品は多くの優れた機械
的性質を有している為に、極めて広い用途を有している
が、その反面帯電し易い、油汚れが落ちにくい、溶融し
て孔があき易い、また繊維成形物とし特に衣料として用
いる場合、吸水性、吸湿性がないためにべとつき、蒸し
暑いと言った欠点を有している。従来これらの欠点を改
良するために、疎水性合成重合体に親水性不飽和重合体
をグラフト重合する方法が提案されている。しかしなが
ら、一般に疎水性高分子成形品にアクリル酸、メタクリ
ル酸のような親水性不飽和単量体をグラフト重合する場
合、グラフト重合効率が著しく低く、また不均一になり
やすい欠点を有している。
【0003】従来、グラフト重合方法としては、疎水性
ラジカル開始剤、開始剤の溶液、疎水性重合体の膨潤剤
及び乳化剤を配合した水系乳化分散液を疎水性重合体に
付着させ加熱、水洗して該重合体に重合活性中心を導入
した後、ラジカル重合によって重合し得る二重結合を有
する単量体を作用させる二浴法(特公昭45−502号
公報)、芳香族ポリエステル成型物を、疎水性有機溶
剤、疎水性ラジカル開始剤、ラジカル重合によって重合
し得る二重結合を有する親水性単量体及び、乳化剤から
なる水性分散液で処理する一浴法(特公昭48−277
43号公報)等が提案されている。しかし、前者の方法
は活性化処理工程とグラフト重合工程との二工程からな
り、操作が煩雑で時間を必要とするばかりか、グラフト
率の変動、グラフト重合の不均一化を生じて常に安定し
た均一グラフト重合を得ることが困難である。また、後
者の方法は単一工程という利点はあるが、グラフト重合
の均一性に欠けること、重合効率が低い等の欠点を有し
ている。
【0004】また、グラフト重合加工の際に、グラフト
効率を高めるために、疎水性重合体の膨潤剤としてキャ
リヤーを用いることが知られているが、用いられるキャ
リヤーの臭気が非常に特徴的でなおかつ強く、最終製品
にまで臭気が残り、問題である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは上記問題
を解決して、疎水性高分子成形品にエチレン性不飽和酸
を均一かつ高い効率で、しかも副生成物の膠着を生じ
ず、最終製品として臭気が残らないようにグラフト重合
する方法につき鋭意研究の結果、本発明に到達した。
【0006】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、グラ
フト重合における副生成重合体の膠着が実験的に防止さ
れた疎水性高分子成形品のグラフト重合加工品であり、
さらに疎水性ラジカル開始剤、フタルイミド系の化合物
及びエチレン性不飽和有機酸を含む水性乳化液中に疎水
性高分子成形品を浸漬、加熱処理するグラフト重合方法
において、エチレン性不飽和有機酸濃度が0.5重量%
以上10重量%であり、かつアルカリ金属化合物により
室温でのpHが2.5以上3.5以下になるように調整
された水性乳化液を用いることを特徴とするグラフト重
合加工品の製造方法である。
【0007】本発明によると、副生成重合体の膠着も無
く、均一性が優れ、高反応率でグラフト重合された疎水
性高分分子成形品が得られるばかりでなく、これらによ
り作られた製品からの臭気は非常に少ない。更に、グラ
フト重合率の再現性も高く、副生成重合体の除去も容易
であり、抽出処理工程を削減しても、実用上問題ない等
の工業化における大きな利点を有する。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明における、疎水性高分子と
はポリエステル系、ポリアミド系、ポリアクリル系、ポ
リオレフィン系などであり、その成形品の形態はわた、
トウ、糸、織編物、フィルム、合成紙、不織布、敷物な
どいずれでもよい。
【0009】また、疎水性ラジカル開始剤としては、ベ
ンゾイルパーオキサイド、トルイルパーオキサイド、芳
香族アルキルパーオキサイド系化合物、ジクロルベンゾ
イルパーオキサイド、ジクミルパーオキサイド、アゾビ
スイソブチロニトリル、キュメンハイドロパーオキサイ
ド、過安息香酸、過安息香酸エステル等があげられる。
その使用量は一般にグラフト重合浴に対し0.01重量
%以上5重量%以下である。
【0010】また、フタルイミド系化合物とはフタルイ
ミド基を有する化合物であり、フタルイミドのN基に脂
肪族もしくは芳香族のアルキル基を有するN置換フタル
イミド化合物が好ましく、加工処理後の製品への残存
量、臭気、安全性、取り扱い性から、メチル、エチル、
プロピル、イソプロピル、ブチル、イソブチル等の低分
子量脂肪族アルキル基を有するN−アルキルフタルイミ
ド系化合物がより好ましい。また、これらの化合物は単
独で用いても、数種類混合して用いても良い。
【0011】このフタルイミド系化合物の使用量は、グ
ラフト重合浴に対し、0.01重量%以上2.0重量%
以下が望ましい。これより少ないと、均一にグラフト重
合が行われず、重合率も上がらない。また、これ以上使
用量を増やしても、反応効率は良くならず、最終製品に
残存するフタルイミド化合物の量も多くなり、臭気が残
り、消費特性上好ましくない。また、安全性、処理液コ
スト、反応性の点から、より好ましくは0.1重量%以
上1.0重量%以下である。
【0012】これらにより作られた最終製品中に残存す
るフタルイミド系化合物の量は2000ppm以下であ
る事が望ましい。これ以上残存量が多くなると臭気が残
るだけでなく、消費特性上も好ましくない。これらは、
最終製品5gを充てん管に入れ、180℃で15分間熱
処理し、発生したガスをクロロホルムで抽出し、ガスク
ロマトグラフィーを用いて測定することができる。ま
た、最終製品におけるフタルイミド系化合物の量を20
00ppmにするためには、フルタルイミド系化合物の
使用量にもよるが、反応後の製品乾燥もしくは成形工程
にて、140℃以上の温度で処理してやればよい。
【0013】本発明で重合浴の安定化のために使用でき
る界面活性剤としては、非イオン型界面活性剤、アニオ
ン型界面活性剤、カチオン型界面活性剤、両性界面活性
剤、非イオンアニオン型界面活性剤、非イオンカチオン
型界面活性剤などが用いられ、これらは単独又は場合に
よっては2種以上の併用で用いられるが、乳化系の安定
性及びグラフト重合の効率の面からは、非イオン系界面
活性剤、非イオンアニオン型界面活性剤又は非イオン型
界面活性剤とアニオン型活性剤の混合物が好ましい。
【0014】本発明におけるエチレン性不飽和有機酸と
してはアクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、イタコ
ン酸、スチレンスルホン酸、クロトン酸、ブテントリカ
ルボン酸等が例示され、各各単独または混合物としてグ
ラフト重合に用いられるが、特にアクリル酸及び/又は
メタクリル酸が好ましい。また、不飽和有機酸以外のエ
チレン性不飽和単量体を共存させても良い。これらの不
飽和単量体の例としては、不飽和有機酸エステル類、こ
れらのフッ素や臭素の置換体、リンや硫黄含有化合物な
ど各種の機能性を付与できる化合物が挙げられる。
【0015】グラフト重合浴中における、エチレン性不
飽和有機酸の濃度は0.5重量%以上10重量%が好ま
しく、0.5〜5重量%がより好ましい。これらのモノ
マー濃度が10重量%を超えると、非グラフト重合体で
ある副生成重合体が多くなる傾向があるが通常2〜10
0%のグラフト率を得ることが可能である。本発明にお
けるグラフト重合率は、好ましくは10%以上、より好
ましくは12%以上、さらに好ましくは15%以上であ
る。吸湿性を高める上ではグラフト率が高い方がよい
が、高すぎると繊維の強度低下が大きくなるため、グラ
フト率は30%程度までが実用性の点で好ましい。
【0016】本発明においては、上記組成からなるグラ
フト重合浴の室温におけるpHが2.5以上3.5以下
となるようにアルカリ金属化合物によりpH調整するこ
とが重要である。pHが2.5未満ではグラフト率が低
下し、非グラフト重合体の副生成物が増加し、高分子成
形品の表面に膠着する上、機械的特性の低下も見られ
る。pHが3.5をこえると、副生成重合体の膠着は生
じないがグラフト率が低下する。グラフト率が10%未
満では膠着は比較的生じにくいが、グラフト率が10%
以上では膠着し易く、本発明におけるpH調整が重要で
ある。
【0017】pH調整剤として用いられるアルカリ金属
化合物としては、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、
水酸化リチウム、炭酸カリウムのようなアルカリ金属炭
酸塩等の他、リン酸−2−ナトリウム、リン酸−3−ナ
トリウム、ピロリン酸ナトリウム、トリリン酸ナトリウ
ム、リン酸ー3−カリウムのような無機弱酸のアルカリ金属
塩、酢酸ナトリウム、プロピオン酸ナトリウム、アクリ
ル酸ナトリウム、メタクリル酸ナトリウムのような、有
機酸のアルカリ金属塩等の水に溶解してアルカリ性を示
す広範囲の化合物がしようできるが、特に無機弱酸のア
ルカリ金属塩が使用しやすい。
【0018】本発明においては調整されたグラフト重合
浴中に疎水性高分子成型品を浸漬して加熱処理するが、
処理条件は通常50℃から150℃で5分から3時間で
あり、好ましくは70℃から130℃で30から120
分間である。雰囲気としては窒素ガス雰囲気が好まし
い。
【0019】得られた成形品は吸水吸湿性、吸湿発熱
性、帯電防止性、耐熱性、接着性、アンモニア消臭性、
アルカリガス吸着性、pHバランス性、染色性等の他、
他の化合物との反応性、金属蒸着性、メッキ性等の多く
の改善された性質を有する。
【0020】
【実施例】以下、実施例により本発明を説明する。 (実施例1、3、4、比較例1、2、3)疎水性ラジカ
ル開始剤としてベンゾイルパーオキサイドを0.1重量
%を使用し、表1に示したようにN−ブチルフタルイミ
ドを添加し、さらにポリエチレングリコールとアニオン
系の界面活性剤を加えて乳化水性液とし、さらにアクリ
ル酸とメタクリル酸の等量混合モノマーを3重量%にな
るように加え、さらに炭酸ナトリウムを加えてグラフト
重合浴のpHを表1のように調整し、このグラフト重合
浴の1/15重量のポリエチレンテレフタレートフィラ
メント加工糸編物(75d/36f)をグラフト重合浴
に浸漬して、窒素ガス雰囲気下、100℃で1時間グラ
フト重合を行った。その後、沸騰水で30分洗浄し、乾
燥機を用いて乾燥させ(150℃×5分)最終製品を得
た。
【0021】(実施例2)疎水性高分子重合体として、
ナイロン6フィラメント加工糸編物(75d/36f)
を用いた以外は、実施例1と同様の方法で最終製品を得
た。
【0022】上記実施例および比較例で得られた繊維製
品について、グラフト重合後の副生成ポリカルボン酸の
膠着状態とグラフト率(初期重量に対する重量増加
率)、N−アルキルフタルイミド残存量、および最終製
品の臭気を調べた。この結果を表1に示す。
【0023】
【表1】
【0024】
【発明の効果】本発明の方法を用いれば、副生成重合体
の膠着が無く、均一性に優れ、高反応率でグラフト重合
された疎水性高分子成形品が得られる。また、これらに
より作られた製品からの臭気は非常に少なく、消費特性
上好ましい。更に、グラフト重合率の再現性も高く、副
生成重合体の除去も容易であり、抽出処理工程を削減し
ても、実用上問題ない等の工業化における大きな利点を
有する。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 4F073 AA03 AA28 AA32 BA06 BA18 BA23 BA29 BB01 EA02 EA11 EA62 FA03 FA04 FA05 4J026 AA11 AA44 AB07 AB28 BA08 BA25 BA34 BA38 DB04 DB08 DB12 DB15 GA01 GA02 4L033 AC15 CA19 CA70

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】副生成重合体の膠着が実質的に防止された
    疎水性高分子成形品のグラフト重合加工品。
  2. 【請求項2】 疎水性ラジカル開始剤、フタルイミド系
    化合物及びエチレン性不飽和有機酸を含む水性乳化液中
    に疎水性高分子成形品を浸漬、加熱処理するグラフト重
    合加工において、かつアルカリ金属化合物により室温で
    のpHが2.5以上3.5以下になるように調整された
    水性乳化液を用いることを特徴とするグラフト重合加工
    品の製造方法。
  3. 【請求項3】 フタルイミド系化合物の残存量が200
    0ppm以下である事を特徴とする請求項1又は3記載
    の疎水性高分子成形品。
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