JP2685904B2 - 撥液性の優れた熱可塑性樹脂成形体の製造方法 - Google Patents

撥液性の優れた熱可塑性樹脂成形体の製造方法

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、特定のパーフルオロアルキル基含有ポリマ
ーを熱可塑性樹脂と溶融ブレンドし成形することにより
得られる撥液性の優れた熱可塑性樹脂成形体の製造方法
に関する。本発明によって製造された成形体は、更に汚
れ防止、成形時の離型性等の性能にもすぐれ、液切れの
よい容器、キャップ、汚れ付着のはげしい成形品等に利
用することができる。
〔従来の技術及び発明が解決しようとする課題〕
従来、樹脂の表面を撥液化するための手段として、 i)低表面張力の化合物で成形物の表面をコーティング
する。
ii)低表面張力の化合物を成形物の表面でプラズマ処理
等の方法を用い化学反応させる。
iii)低表面張力の化合物を溶融ブレンドする。等の方
法が行われている。これらのうちi),ii)については
一旦成形したものでさらに加工する為に、処理工程が複
雑になる点や特殊な機械が必要である点で好ましいもの
でなく、iii)の溶融ブレンドで効果が発揮できれば生
産工程上、最も好ましい。
低表面張力の化合物としては一般にフッ素化合物やケ
イ素化合物がよく知られているが、特にパーフルオロ化
合物が好ましい。しかし、例えば市販のパーフルオロア
ルキルアルコール、パーフルオロアルキルカルボン酸、
フッ素系界面活性剤を樹脂と混練しても撥液化は達成さ
れず、特開昭60−181141号公報に記載されているパーフ
ルオロアルキルアルコールとステアリン酸から得られる
フッ素エステルを混練しても初期の撥液性は付与される
ものの持続性は必ずしもよくないものであった。
また、特公昭55−12467号公報、特開昭60−233131号
公報には特定の変性含フッ素重合体を樹脂に配合するこ
とにより撥水撥油性、耐汚染性等を改善できることが記
載されている。更に、特開昭60−40161号公報、特開昭6
2−89752号公報ではポリフルオロアルキル基含有不飽和
エステルのオリゴマーを樹脂又はゴムに混合することに
より、防湿性改良あるいは汚染防止が図られている。
しかし、これら先行技術に基づいて熱可塑性樹脂の改
質を行っても、液体洗浄剤等の界面活性剤溶液に対して
充分な撥液性を示すものは得難く、それら特殊な液体の
容器・キャップ等において優れた撥液性を発揮し得るも
のは見出されていなかった。
〔課題を解決するための手段〕
そこで本発明者らは鋭意研究を重ねた結果、パーフル
オロアルキル(メタ)アクリレートを主成分とする特定
のパーフルオロアルキル基含有ポリマー(オリゴマー)
を熱可塑性樹脂と溶融ブレンドすることにより撥液性が
優れしかも撥液性の持続性の高い熱可塑性樹脂成形体が
得られることを見出し、本発明に至った。
即ち、本発明は炭素数5〜16のパーフルオロアルキル
基を有する(メタ)アクリル酸エステルを 式 CmH2m+1SH (式中、mは8〜18の数を表す) で表されるメルカプタン化合物の存在下に単独重合もし
くは共重合可能なモノマーと共重合させてなるパーフル
ロアルキル基含有ポリマー0.1〜5重量部を、熱可塑性
樹脂100重量部に添加配合した熱可塑性樹脂組成物を成
形した後、70〜130℃で加熱処理することを特徴とする
撥液性の優れた熱可塑性樹脂形成体の製造方法を提供す
るものである。
本発明で用いられる炭素数5〜16のパーフルオロアル
キル基を有する(メタ)アクリル酸エステルとしては、
例えば CH2=CHCOOC2H4C6F13,CH2=C(CH3)COOC2H4C6F13, CH2=CHCOOC2H4C8F17,CH2=C(CH3)COOC2H4C8F17, CH2=CHCOOC2H4C16F33,CH2=C(CH3)COOC2H4C16F33, 等の直鎖又は分岐状パーフルオロアルキル基を有する
(メタ)アクリル酸エステルが挙げられる。中でも、炭
素数8〜12(メタ)アクリル酸エステルが好ましい。こ
れらは1種のみを単独で、あるいは2種以上を組み合わ
せて用いることができ、更にこれらと共重合し得る他の
モノマーを撥液性を阻害しない範囲で組み合わせて用い
ることもできる。
上記共重合モノマーとしては、例えば、酢酸ビニル、
塩化ビニル、スチレン、α−メチルスチレン等のビニル
化合物、(メタ)アクリル酸アルキルエステル、(メ
タ)アクリル酸アミド等が挙げられる。
これら共重合モノマーは、使用量が少ないほど撥液性
は優れており、特に界面活性剤溶液を対象とする場合に
は共重合モノマーを上記含フッ素モノマーに対し0〜10
重量%の範囲で用いるのが好ましく、より好ましくは共
重合モノマーは用いない方がよい。
しかしながら、対象とする液体によっては、含フッ素
モノマーに対し10〜50重量%の共重合モノマーを用いる
ことにより樹脂とのアンカー効果を強め撥液性の持続性
を高めることができる。その場合、共重合モノマーとし
ては(メタ)アクリル酸の長鎖(炭素数8〜22)アルキ
ルエステルが好ましい。
本発明においては、上記パーフルオロアルキル基含有
モノマーを、必要に応じて共重合モノマーとともに 式 CmH2m+1SH (式中、mは8〜18の数を表す) で表される炭素数8〜18のアルキルメルカプタン化合物
の存在下に重合させる。
一般にビニル重合において、メルカプタン化合物が連
鎖移動剤として用いられることは公知であるが、本発明
は、パーフルオロアルキル基含有(メタ)アクリル酸エ
ステルモノマーの重合あるいはこれと共重合可能な他の
モノマーとの共重合に際して特定の長鎖アルキルメルカ
プタン化合物を用いることを特徴の一つとする。
これにより、得られるパーフルオロアルキル基含有ポ
リマーの分子量が調節され、該ポリマーが表面に移行し
やすくなる上に、ポリマーの末端にアルキル基が導入さ
れアンカー効果により撥液性の持続性を高めることがで
きる。全モノマーに対するメルカプタン化合物の添加量
は3〜50モル%が好ましい。メルカプタン化合物の添加
量が3モル%未満の場合、得られるパーフルオロアルキ
ル基含有ポリマーの分子量が過大となり樹脂中での表面
への移行性が乏しくなると推定され、撥液性が発現しに
くい。一方、50モル%よりも多くなれば分子量が極端に
低下し、低分子フッ素エステルの場合と同様初期の撥液
性は付与されるものの持続性が悪化する。
また、メルカプタン化合物をアルキル基が炭素数7以
下のものを用いると、撥液性の持続性が乏しくなり好ま
しくない。
メルカプタン化合物の具体例としては、例えばC8H17S
H,C12H25SH,C18H37SH等が例示されるが、撥液性の発
現、持続性の点から炭素数12〜18のものがより好まし
い。又、これらのメルカプタン化合物は単独でも複数の
組み合わせでも用いることができる。
パーフルオロアルキル基含有ポリマーを得るための重
合方式としては、塊状重合、溶液重合、懸濁重合、乳化
重合のいずれでもよく又、熱重合以外にも光重合、放射
線重合などの採用も可能である。重合開発剤としては既
存の有機アゾ化合物、過酸化物、過硫酸塩等各種のもの
を用いることができる。
得られたパーフルオロアルキル基含有ポリマーは分子
量約1,000〜10,000であり、融点(DSCにより測定)が約
40〜80℃のワックス状固体である。
このようにして得られたパーフルオロアルキル基含有
ポリマーを熱可塑性樹脂100重量部に対し、0.1〜5重量
部添加する。ポリマーの添加量が0.1重量部以下では撥
液性の効果は十分に現れず、5重量部以上ではコスト的
に不利である。より好ましい範囲は0.5〜3重量部であ
る。
本発明に用いられる熱可塑性樹脂としてはポリオレフ
ィン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、アクリル樹脂、
ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアミド等の一般
的な熱可塑性樹脂を挙げることができるが、本発明は特
にポリオレフィンの撥液性向上のために有効である。
ポリオレフィンとしては、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、エチレン−プロピレンランダム共重合体、エチレ
ン−プロピレンブロック共重合体、エチレン又はプロピ
レンとα−オレフィンの共重合体、ポリブタジエン、ポ
リイソプレン、エチレン−アクリル酸エステル共重合
体、エチレン−酢ビ共重合体、塩素化ポリエチレン、塩
素化ポリプロピレン、ブタジエン−スチレン共重合体、
ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−
アクリロニトリル−スチレン共重合体等が挙げられる
が、これらに限定されるものでない。
パーフルオロアルキル基が有ポリマーと熱可塑性樹脂
を溶融ブレンドする方法としては、例えば一軸押出機、
二軸押出機、オープンロール、ニーダー、ミキサー等い
ずれも採用することができる。
こうして得られた熱可塑性樹脂組成物を、押出成形、
射出成形、圧縮成形、フィルム化等公知の方法により成
形することにより撥液性のある成形体を得ることができ
る。撥液性を充分に発揮させるためには、成形後更に加
熱処理する必要がある。
加熱処理は、例えば成形体を加熱オーブン中に所定時
間放置することにより行われるが、その温度は70〜130
℃、好ましくは80〜120℃である。
又、本発明の熱可塑性樹脂組成物にはパーフルオロア
ルキル基含有ポリマーと同時にフィラー、顔料、帯電防
止剤等の添加剤を撥液性の効果を損なわない程度に加え
ることも可能である。
〔発明の効果〕
本発明では特定のパーフルオロアルキル基含有ポリマ
ーを熱可塑性樹脂と溶融ブレンドした組成物を成形する
ことにより撥液性の優れた熱可塑性樹脂成形体を得るこ
とができ、更に得られた成形体は汚れ防止、成形時の離
型性等の性能にも優れ、例えば液切れのよい容器、キャ
ップ汚れの付着の激しい成形品質に利用することができ
る。
〔実施例〕
以下、実施例によって本発明を説明するが、本発明は
この実施例に限定されるものではない。
参考例1 500mlの4つ口フラスコにパーフルオロアルキルメタ
クリレート〔CH2=C(CH3)COOC2H4C8F17〕100g、トリ
フルオロトルエン100g、2,2′−アゾビス−(2,4−ジメ
チルバレロニトリル)1g、ラウリルメルカプタン3.8g
(モノマーに対し10モル%)を加え窒素雰囲気下、撹拌
しながら60℃で6時間重合させた。
その後大量のメタノールに投入し、沈澱物を濾別後減
圧乾燥した。収量95gであった。
参考例2 500mlの4つのフラスコにパーフルオロアルキルメタ
クリレート〔CH2=C(CH3)COOC2H4C8F17〕50g、 ベヘニルメタクリレート〔CH2=C(CH3)COOC22H45〕5
0g、トリフルオロトルエン100g、2,2′−アゾビス−
(2,4−ジメチルバレロニトリル)1g、ラウリルメルカ
プタン4.47g(全モノマーに対し10モル%)を加えた参
考例1と同様に重合した。収量91gであった。
参考例3 500mlの4つの口フラスコにパーフルオロアルキルメ
タクリレート〔CH2=C(CH3)COOC2H4C8F17〕90g、 ステアリルメタクリレート〔CH2=C(CH3)COOC
18H37〕10g、トリフルオロトルエン100g、2,2′−アゾ
ビス−(2,4−ジメチルバレロニトリル)1g、ラウリル
メルカプタン4,02g(全モノマーに対した10モル%)を
加え、参考例1と同様に重合した、収量93gであった。
参考例4 ラウリルメルカプタンの代わりにオクチルメルカプタ
ン2.75g(モノマーに対し10モル%)を加え、他は参考
例1と同様に重合した。収量96gであった。
参考例5 ラウリルメルカプタンを添加せず、他は参考例1と同
様に重合した。収量は96gであった。
実施例1 ポリプロピレン(三井東圧化学(株)製 三井ノーブ
レンBJHH−G)100部に参考例1で得られたパーフルオ
ロアルキル基含有ポリマーを0.5部加え2軸押出機で溶
融ブレンドし(190〜220℃)、その後熱プレスでプレス
成形した。成形品を100℃で30分間熱処理した。
実施例2 参考例1で得られたパーフルオロアルキル基含有ポリ
マーを2部加えること以外は実施例1と同様に行った。
実施例3 参考例2で得られたパーフルオロアルキル基含有ポリ
マーを0.5部加えること以外は実施例1と同様に行っ
た。
実施例4 参考例2で得られたパーフルオロアルキル基含有ポリ
マーを2部加えること以外は実施例1と同様に行った。
実施例5 参考例3で得られたパーフルオロアルキル基含有ポリ
マーを0.5部加えること以外は実施例1と同様に行っ
た。
実施例6 参考例3で得られたパーフルオロアルキル基含有ポリ
マーを2部加えること以外は実施例1と同様に行った。
実施例7 高密度ポリエチレン(昭和電工(株)製 ショウレッ
クス3004B)100部に参考例1で得られたパーフルオロア
ルキル基含有ポリマーを2部加え、その他は実施例1と
同様に行った。
実施例8 参考例4で得られたパーフルオロアルキル基含有ポリ
マーを2部加えること以外は実施例1と同様に行った。
初期の撥水性や液切れ性は良いが、持続性に劣る結果が
得られた。
比較例1 パーフルオロアルキル基含有ポリマーを添加せずその
他は実施例1と同様に行った。
比較例2 パーフルオロアルキルアルコール〔C8F17C2H4OH〕を
2部加えること以外は実施例1と同様に行った。
比較例3 パーフルオロアルキルアルコールとステアリン酸から
得られるエステル〔C8F17C2H4OCOC17H35〕を2部加える
こと以外は実施例1と同様に行った。
比較例4 参考例5で合成したパーフルオロアルキル基含有ポリ
マーを2部加えること以外は実施例1と同様に行った。
比較例5 パーフルオロアルキル基含有ポリマーを添加せず、そ
の他は実施例7と同様に行った。
上記実施例1〜8、比較例1〜5で得られた熱可塑性
樹脂成形対についてイオン交換水で接触角で測定した。
更に持続性評価としてアセトンに30分間浸漬した後、イ
オン交換水で接触角を測定した。接触角の大きいものほ
ど撥水性は優れている。
また、液切れ性評価として縦40mm、横20mm、厚さ1mm
の試験片を家庭用液体洗浄に浸漬した後、ピンセットで
引き上げ、10秒後の液残り量を定量した。
これらの評価結果を表−1に示す。
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭58−208344(JP,A) 特開 平3−7745(JP,A) 特開 昭58−149936(JP,A) 特開 昭61−152771(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】炭素数5〜16のパーフルオロアルキル基を
    有する(メタ)アクリル酸エステルを 式 CmH2m+1SH (式中、mは8〜18の数を表す) で表されるメルカプタン化合物の存在下に単独重合もし
    くは共重合可能なモノマーと共重合させてなるパーフル
    オロアルキル基含有ポリマー0.1〜5重量部を、熱可塑
    性樹脂100重量部に添加配合した熱可塑性樹脂組成物を
    成形した後、70〜130℃で加熱処理することを特徴とす
    る撥液性の優れた熱可塑性樹脂形成体の製造方法。
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