JP3086507B2 - 熱可塑性合成樹脂成形品 - Google Patents

熱可塑性合成樹脂成形品

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JP3086507B2
JP3086507B2 JP03255299A JP25529991A JP3086507B2 JP 3086507 B2 JP3086507 B2 JP 3086507B2 JP 03255299 A JP03255299 A JP 03255299A JP 25529991 A JP25529991 A JP 25529991A JP 3086507 B2 JP3086507 B2 JP 3086507B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、物理的性能及び工程性
に優れた熱可塑性合成樹脂成形品に関する。更に詳しく
は、合成樹脂本来の特性を持ち、かつ吸湿性を有する熱
可塑性合成樹脂成形品に関する。
【0002】
【従来の技術】熱可塑性合成樹脂成形品は、その優れた
特性等により繊維及び、フィルム等をはじめ種々の形態
のものが、広く一般的に使用されている。しかしなが
ら、かかる熱可塑性合成樹脂成形品は、概ね疎水性であ
るため吸湿性が欠如していて展開が困難な分野がみられ
る。特に繊維、フィルムにおいてこの疎水性の性状は致
命的となって、著しく展開分野が限定されている。
【0003】そこで、従来より熱可塑性合成樹脂成形品
に吸湿性を付与すべく、数々の提案がなされているが、
未だに実用化されたものは殆どない。例えば金属スルホ
ネート化合物及び、またはポリオキシアルキレングリコ
ール等の親水性第三成分を成形品を形成する熱可塑性合
成樹脂成分に共重合あるいはブレンドし、吸湿性あるい
は、制電性の改善を試みることが数多く提案されてい
る。
【0004】しかしながら、かかる方法によって得られ
る熱可塑性合成樹脂成形品の性能は、十分なものではな
い。このため性能を向上させるために添加量を増加する
と、得られる成形品の物理的な物性値は実用性の乏しい
ものとなり、本来の熱可塑性合成樹脂成形品の持つ優れ
た物理特性を犠牲にしなければならなかった。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来公知の
熱可塑性合成樹脂成形品が有する前述の課題を解消し
て、実用上十分な吸湿性を有する熱可塑性合成樹脂成形
品を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、前述の目
的を達成すべく鋭意検討した結果、ポリオキシアルキレ
ングリコールとスルホネート化合物を予め縮重合反応さ
せた縮合体は、200℃以下の融点を有し、熱可塑性合
成樹脂に容易に混合または、反応させうることを発見し
た。また、この縮合体は、ポリオキシアルキレングリコ
ールあるいは、スルホネート化合物を各々単独及び、ま
たは、両者を単純に共重合する場合に比べ、著しく吸湿
性が向上することを発見し本発明に至ったものである。
【0007】すなわち、本発明は、(1)式で示す平均
分子量が異なる2種以上のポリオキシアルキレングリコ
ールと(2)式で示すスルホネート化合物との縮合体を
成形品の重量1kg当たりスルホン酸基で0.1モル以
上0.7モル以下含有させることを特徴とする熱可塑性
合成樹脂成形品、である。
【0008】
【化2】
【0009】本発明でいう熱可塑性合成樹脂とは、熱可
塑性であれば、どのようなものでも使用できるが、ポリ
エチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、また
は、ポリスチレン、ポリメタクリル酸メチル、または、
ナイロン6、ナイロン66等のポリアミドである。な
お、これらを主成分とし、他の成分を共重合及び(また
は)混合した樹脂、さらにはこれらの樹脂を混合したも
のであっても一向に差し支えない。
【0010】本発明でいうポリオキシアルキレングリコ
ールとは、繰り返し単位が、−CHR1 −CHR2 −O
−(但し、R1 、R2 は、水素または炭化水素であ
る。)なる構造であり、前記のスルホネート化合物と縮
合体を形成できれば、どの様なものでもよいが、ポリエ
チレングリコール及び、ポリプロピレングリコールが好
ましく、ポリエチレングリコールが特に好ましい。
【0011】また、本発明でいうスルホネート化合物と
しては、例えば、3,5−ジカルボキシベンゼンスルホ
ン酸金属塩、3,5−ビス(カルボメトキシ)ベンゼン
スルホン酸金属塩、3,5−ビス(ヒドロキシエトキ
シ)ベンゼンスルホン酸金属塩、1,8−ビス(カルボ
キシメトキシ)ナフタレン−3−スルホン酸金属塩、
2,6−ビス(カルボキシメトキシ)ナフタレン−4−
スルホン酸金属塩、1,5−ビス(カルボメトキシ)ベ
ンゼンスルホン酸金属塩等があげられる。
【0012】使用するポリオキシアルキレングリコール
の分子量は、前記の縮合体を形成可能で、以下に述べる
条件を満たしている方が本発明実施の上でより好適とな
る。すなわち、合成樹脂本来が有する優れた特性を損な
わないためには、配合する縮合体の吸湿性能は高い方が
好ましいことは自明のことである。本発明で使用される
縮合体は、含有されるスルホネート化合物の重量分率が
高い程、吸湿性能は高くなる。
【0013】つまり、スルホネート化合物とポリオキシ
アルキレングリコールとは等モル反応しているため、ス
ルホネート化合物と共に縮合体を構成するポリオキシア
ルキレングリコールの分子量は低い方がスルホネート化
合物の重量分率が高くなるため、好ましく、その結果、
吸湿性は高くなる。しかしながら、分子量の低い方にも
限界があり、(1)式のR1 、R2 が共に水素で、mが
1のエチレングリコールの重量分率が20%以上になる
と、熱溶融性が不良となるので好ましくない。このた
め、使用するポリオキシアルキレングリコールの分子量
としては、100以上が好ましい。
【0014】一方、理由は明らかではないが、分子量1
000未満のポリオキシアルキレングリコールのみで縮
合体を構成すると、同量のスルホネート化合物を含有し
ていても吸湿性が低下してくるため分子量は、高い方が
好ましく、具体的には、1000以上が好ましい。従っ
て、これらの相反する条件を満足させるために、鋭意検
討した結果、本発明者らは、スルホネート化合物と反応
させるポリオキシアルキレングリコールとして、縮合体
の吸湿性の低下を防ぐために、分子量が1000から4
000のものを一部使用し、また、スルホネート化合物
の重量分率を上げ、縮合体の吸湿性を高くするために、
低分子量の100以上1000以下のものを、更に好ま
しくは、150以上600以下のもの使い、スルホネー
ト化合物とのモル比率を合わせ縮合体を構成することに
より、優れた吸湿性を有する熱溶融性の縮合体を合成で
きることを発見した。
【0015】例えば、分子量150のトリエチレングリ
コール108g(0.72モル)、平均分子量1000
のポリエチレングリコール68g(0.068モル)、
3,5−ビス(ヒドロキシルエトキシ)スルホイソフタ
レートナトリウム塩の35%エチレングリコール溶液
(但し、ヒドロキシエトキシ基70%、カルボキシメト
キシ基30%の反応混合物)756g(0.788モ
ル)及び、触媒等を縮合機に仕込み、重縮合反応を行う
ことによりエチレングリコールの含有量が8重量%、融
点120℃、粘性のある淡黄色の縮合体が得られる。
【0016】また、ここでいう縮合体とは、縮重合反応
で得られる重合度の低いものから重合度の高いものまで
包括した縮重合反応物をいう。縮合体の重合度は低いも
のから高いものまで使用できるが、反応性と得られる組
成の観点から好適な範囲があるので必要に応じて選択す
るのが好ましい。本発明に用いる縮合体は、熱可塑性合
成樹脂中にブロック状で存在することが肝要であり、ス
ルホネート化合物成分とポリオキシアルキレングリコー
ル成分とがランダム共重合化するような熱履歴は極力避
けるべきである。ランダム共重合に比べ、縮合体をブロ
ック共重合させることにより高い吸湿性が発現する理由
は明らかではないが、ブロック共重合状で存在するとア
ルキレングリコール基とスルホネート化合物中のスルホ
ン酸金属基とがより近接して存在するために、ランダム
共重合体のものから予測されるより高い吸湿性を生じる
ものと推測している。従って、本発明に用いる縮合体の
熱可塑性合成樹脂への添加時期は、成形時あるいは樹脂
の合成反応終了直前が好ましい。
【0017】また、本発明の熱可塑性樹脂成形品に用い
る縮合体の含有量は、実用的な吸湿性を付与するために
スルホン酸基で0.1モル以上0.7モル以下成形品1
kg含有されていることが必要である。更には、0.2
5モル以上0.5モル以下が、特に好ましい。本発明の
合成樹脂成形品は、必要に応じて、各種添加剤、例えば
染料、顔料、充填剤、滑剤、補強剤、難燃剤、安定剤及
び紫外線吸収剤等を配合されていてもよい。
【0018】本発明の熱可塑性合成樹脂成形品には、各
種繊維、その編織物、不織布、フィルム、シート(板)
及び管等任意の形態のものが含まれる。本発明の熱可塑
性樹脂成形品は、合成樹脂原料と縮合体等から任意の成
形、賦形手段で、例えば紡糸、延伸成形、押出成形、射
出成形、圧縮成形等により容易に製造できる。
【0019】
【実施例】以下、実施例により本発明を具体的に説明す
るが、これらは本発明の範囲を制限するものでない。実
施例中の%は重量%、部は重量部の省略である。なお吸
湿率(以下MRと略す)の測定は、20℃、相対湿度6
5%の恒温恒湿器(タバイエスペック(株)製、PR−
2G)中に、恒量になるまで放置して得られた値であ
り、次式により算出した。
【0020】MR=(吸湿成形品重量−絶乾成形品重
量)/絶乾成形品重量×100
【0021】
【実施例1】分子量150のトリエチレングリコール1
08部、平均分子量1000のポリエチレングリコール
68部、3,5−ビス(ヒドロキシルエトキシ)スルホ
イソフタレートナトリウム塩の35%エチレングリコー
ル溶液(但し、ヒドロキシエトキシ基70%、カルボキ
シメトキシ基30%の反応混合物)756部、酢酸リチ
ウム2水塩0.8部、テトライソプロピルチタネート
1.2部を重合機に仕込み、220℃にて窒素フローの
もとで2時間加熱攪拌した後、温度を240℃に上げ、
45分間かけて減圧し、最終的には0.2mmHgまで
減圧した。
【0022】この状態で、15分間保った後、重合機よ
り払い出し、淡黄色で粘性のある縮合体(以下SPlと
略す)を得た。得られたSP1は、120℃で溶融し
た。また、SP1のMRは13%であった。得られたS
P1の20部をηrが2.45(1gポリマー/95.
5%硫酸100ml、25℃)のナイロン6チップ80
部にチップブレンドし通常の手法にて紡糸、延伸し10
0デニール24フィラメントの長繊維を得た。得られた
長繊維のMRは、6.9%であった。
【0023】
【実施例2】実施例1で用いたSP1の20部をηrが
2.50(1gポリマー/95.5%硫酸100ml、
25℃)80部のナイロン66に溶融成形時に配合し、
実施例1と同様に100デニール24フィラメントの長
繊維を得た。得られた長繊維のMRは、6.7%であっ
た。
【0024】
【実施例3】実施例1で用いたSP1の15部を溶融流
れ指数(Melt Flow Rate(以下MFRと
略す)が4.5g/10分(JISK−6758法に準
拠)85部のポリプロピレンに溶融成形時に配合し、厚
さ100μmのフィルムを得た。得られたフィルムのM
Rは、2.1%であった。
【0025】
【実施例4】実施例1で用いたSP1の15部をMFR
が7.5g/10分(荷重5kg、200℃)85部の
ポリスチレンに溶融成形時に配合し、厚さ1mmのプレ
ートを得た。得られたプレートのMRは、2.5%であ
った。
【0026】
【実施例5】実施例1で用いたSP1の15部をMFR
が5.1g/10分(荷重10kg、200℃)85部
のポリメタクリル酸メチルに溶融成形時に配合し、厚さ
1mmのプレートを得た。得られたプレートのMRは、
3.8%であった。
【0027】
【比較例1〜5】実施例1〜5で用いたナイロン6、ナ
イロン66、ポリプロピレン、ポリスチレン及びポリメ
タクリル酸メチルのみを成形し、MRを測定した。得ら
れた成形品のMRを表1に示す。
【0028】
【比較例6】ヘキサメチレンジアミン41部、アジピン
酸52部、ポリエチレングリコール1000を3.6
部、トリエチレングリコール5.8部、5−ナトリウム
スルホイソフタル酸11.3部を重合機に仕込み、29
0℃のソルトバスに入れ、内圧が17.5kg/cm2
に達してから2時間保った。その後、徐々に圧力を下げ
て、常圧で30分保ってから払いだし、ηrが2.20
の共重合ナイロン66得た。このポリマーを実施例1と
同様に紡糸した。得られた繊維のMRは5.9%であ
り、ブロック共重合であり、添加量が同一である実施例
に比較し、0.8%MRが低下した。
【0029】
【比較例7】平均分子量1000のポリエチレングリコ
ール788部、3,5−ビス(ヒドロキシルエトキシ)
スルホイソフタレートナトリウム塩の35%エチレング
リコール溶液(但し、ヒドロキシエトキシ基70%、カ
ルボキシメトキシ基30%の反応混合物)756部、酢
酸リチウム2水塩0.8部、テトライソプロピルチタネ
ート1.2部を重合機に仕込み、実施例1と同様に反応
させ淡黄色で粘性のある縮合体(以下SP2と略す)を
得た。得られたSP2は、120℃で溶融した。また、
SP2のMRは5%であり、SP1の約40%であっ
た。
【0030】
【比較例8】分子量150のトリエチレングリコール9
7部、平均分子量1000のポリエチレングリコール6
1部、3,5−ビス(ヒドロキシルエトキシ)スルホイ
ソフタレートナトリウム塩の35%エチレングリコール
溶液(但し、ヒドロキシエトキシ基70%、カルボキシ
メトキシ基30%の反応混合物)756部、酢酸リチウ
ム2水塩0.8部、テトライソプロピルチタネート1.
2部を重合機に仕込み、実施例1と同様に反応させ、濁
りのある淡黄色で粘性のある縮合体(以下SP3と略
す)を得た。得られたSP3は、エチレングリコールの
含有量が25%であり、溶融試験を行ったところ不融物
が見られた。
【0031】
【比較例9】分子量150のトリエチレングリコール1
08部、平均分子量400のポリエチレングリコール2
7部、3,5−ビス(ヒドロキシルエトキシ)スルホイ
ソフタレートナトリウム塩の35%エチレングリコール
溶液(但し、ヒドロキシエトキシ基70%、カルボキシ
メトキシ基30%の反応混合物)756部、酢酸リチウ
ム2水塩0.8部、テトライソプロピルチタネート1.
2部を重合機に仕込み、実施例1と同様に反応させ、淡
黄色で粘性のある縮合体(以下SP4と略す)を得た。
得られたSP4は、110℃で溶融した。また、SP4
のMRは10%であり、SP1に比較し3%低かった。
【0032】
【比較例10】実施例1で用いたSP1の2部を実施例
で用いた98部のナイロン6に溶融成形時に配合し、
100デニール24フィラメントの長繊維を得た。得ら
れた長繊維のMRは、4.6%であった。
【0033】
【比較例11】実施例1でSP1の配合量を40%(ス
ルホン酸基で0.85モル/kg)にして、溶融紡糸し
たところ、紡糸性が非常に悪く、繊維が採取できなかっ
た。
【0034】
【表1】
【0035】
【発明の効果】本発明の熱可塑性合成樹脂成形品は、熱
可塑性樹脂の本来の物理特性を損なうことなく、従来の
ものに比較して優れた吸湿性をもつものである。

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (1)式で示す平均分子量が異なる2種
    以上のポリオキシアルキレングリコールであって、少な
    くとも1種の分子量が100以上1000以下であり、
    かつ少なくとも1種の分子量が1000から4000で
    あるポリオキシアルキレングリコールと(2)式で示す
    スルホネート化合物との縮合体を成形品の重量1kg当
    たりスルホン酸基で0.1モル以上0.7モル以下含有
    させることを特徴とする熱可塑性合成樹脂成形品。 【化1】
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