JP3171702B2 - ポリオレフィンの延伸フイルムの修飾方法 - Google Patents

ポリオレフィンの延伸フイルムの修飾方法

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はポリオレフィンの延伸フ
イルムの修飾方法に関する。詳しくは特定のモノマーを
共重合したポリオレフィンから得た延伸フイルムをアル
キレンオキサイドで処理することからなるポリオレフィ
ンの延伸フイルムの修飾方法に関する。
【0002】
【従来の技術】耐溶剤性の改良、極性基を含有するポリ
マーとの接着性の改良、気体透過性の改質などの目的で
ポリオレフィンにグラフト重合して改質することは広く
行われている。極性基を含有する単量体とラジカル発生
剤をポリオレフィンと混合して加熱溶融してグラフト重
合することは簡便であるが、ポリオレフィンの分解とか
単量体の単独重合などの副反応が起こるため目的のグラ
フト重合だけを起こさせることは困難であり、また不飽
和化合物以外を導入することはできない。これに対して
は、ポリオレフィンに重合の開始点になる基を重合で導
入しておいてグラフト重合することが考えられるが、ポ
リオレフィン本来の物性を低下させることなく開始点を
導入すること、さらにはそれを有効に利用してグラフト
重合することは極めて困難であり有効な方法は知られて
いなかった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ポリオレフィンの改
質、特にポリオレフィンの延伸フイルムの特性をグラフ
ト重合することで改良できればその用途が広がることが
予想され、ポリオレフィンの延伸フイルムを有効に修飾
する方法を開発することが望まれる。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明者らは上記問題を
解決して簡便にポリオレフィンの延伸フイルムを修飾す
る方法について鋭意検討し本発明を完成した。
【0005】即ち本発明は、アルケニルシランとオレフ
ィンの共重合体を加熱溶融して得たシートを少なくとも
1方向に延伸してなるフイルムを、ロジウムの塩、白金
の塩及び下記一般式(化6)
【化6】 (式中R 1 、R 2 は、同じか異なる炭素数1〜12の炭
化水素残基、nは0〜3の整数、Mはチタン、ジルコニ
ウム、ハフニウムから選ばれた金属。)で表される周期
律表IVB族金属のアルコキシ化合物から選ばれた触媒の
存在下にアルキレンオキサイドと接触することを特徴と
するポリオレフィンの延伸フイルムの修飾方法である。
【0006】本発明においてアルケニルシランとしては
少なくとも一つのSi−H結合を有するものが好ましく
用いられ、例えば下記一般式(化1)で表される化合
物、
【0007】
【化1】H2C=CH-(CH2)n -SiHP R3-P (式中nは0〜12、pは1〜3、Rは炭素数1 〜12の炭
化水素残基。)が例示でき、具体的にはビニルシラン、
アリルシラン、ブテニルシラン、ペンテニルシラン、あ
るいはこれらのモノマーの一部のSi−H結合のHがク
ロルで置換された化合物などが例示できる。
【0008】またオレフィンとしては下記一般式(化
2)で示される化合物、
【0009】
【化2】H2C=CH-R (式中Rは水素または炭素数1 〜12の炭化水素残基。)
が例示でき、具体的にはエチレン、プロピレン、ブテン
-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、2-メチルペンテン、ヘプ
テン-1、オクテン-1などのα−オレフィンの他にスチレ
ンまたはその誘導体も例示される。
【0010】本発明においてオレフィンとアルケニルシ
ランの共重合体は、不活性溶媒を使用する溶媒法の他に
塊状重合法、気相重合法で製造することができる。また
製造するに用いる触媒としては遷移金属化合物と有機金
属化合物からなる触媒を用いるのが一般的であり、遷移
金属化合物としてはハロゲン化チタンが、有機金属化合
物としては有機アルミニウム化合物が好ましく用いられ
る。
【0011】具体的には四塩化チタンを金属アルミニウ
ム、水素或いは有機アルミニウムで還元して得た三塩化
チタンを電子供与性化合物で変性処理したものと有機ア
ルミニウム化合物、さらに必要に応じ含酸素有機化合物
などの電子供与性化合物からなる触媒系、或いはハロゲ
ン化マグネシウム等の担体或いはそれらを電子供与性化
合物で処理したものにハロゲン化チタンを担持して得た
遷移金属化合物触媒と有機アルミニウム化合物、必要に
応じ含酸素有機化合物などの電子供与性化合物からなる
触媒系、あるいは塩化マグネシウムとアルコールの反応
物を炭化水素溶媒中に溶解し、ついで四塩化チタンなど
の沈澱剤で処理することで炭化水素溶媒に不溶化し、必
要に応じエステル、エーテルなどの電子供与性の化合物
で処理し、ついでハロゲン化チタンで処理する方法など
によって得られる遷移金属化合物触媒と有機アルミニウ
ム化合物、必要に応じ含酸素有機化合物などの電子供与
性化合物からなる触媒系等が例示される(例えば、以下
の文献に種々の例が記載されている。Ziegler-Natta Ca
talysts and Polymerization by John Boor Jr(Academi
c Press),Journal of Macromorecular Science Reviews
in MacromolecularChemistry and Physics,C24(3) 355
-385(1984)、同C25(1) 578-597(1985)) 。
【0012】あるいは炭化水素溶剤に可溶な遷移金属触
媒とアルミノキサンからなる触媒を用いて重合すること
もできる。
【0013】ここで電子供与性化合物としては通常エー
テル、エステル、オルソエステル、アルコキシ硅素化合
物などの含酸素化合物が好ましく例示でき、さらにアル
コール、アルデヒド、水なども使用可能である。
【0014】有機アルミニウム化合物としては、トリア
ルキルアルミニウム、ジアルキルアルミニウムハライ
ド、アルキルアルミニウムセスキハライド、アルキルア
ルミニウムジハライドが使用でき、アルキル基としては
メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ヘキシル
基などが例示され、ハライドとしては塩素、臭素、沃素
が例示される。また上記有機アルミニウムと水または結
晶水とを反応することで得られるオリゴマー〜ポリマー
であるアルミノキサンも利用できる。
【0015】ここでアルケニルシランとオレフィンの重
合割合としては架橋度を高くするという意味から、通常
アルケニルシランが 0.1〜30モル%程度、好ましくは0.
5 〜10モル%である。また他のオレフィンの重合体と混
合して用いる場合には1〜20モル%である。
【0016】重合体の分子量としては特に制限はなく目
的に応じてその分子量は定められる。物性という点では
比較的分子量は高い方が良いが、成形性という点では分
子量があまり高いと成形性が悪くなることから、通常は
135℃のテトラリン溶液で測定した極限粘度が0.5 〜10
程度、特に好ましくは 1.0〜 5.0程度とするのが一般的
である。
【0017】ポリオレフィン(例えば、下記のような混
合して用いるポリオレフィンが使用できる。)にアルケ
ニルシランをグラフト重合して得たグラフト共重合体も
本発明の目的に使用可能であり、その場合、ポリオレフ
ィンにアルケニルシランをグラフトする方法としては特
に制限はなく、通常のグラフト共重合に用いる方法及び
条件が利用でき、通常は用いるポリオレフィンとアルケ
ニルシランをパーオキサイドなどのラジカル開始剤の存
在下にラジカル開始剤の分解温度以上に加熱することで
簡単にグラフト共重合することができる。
【0018】本発明においては必要に応じ上記共重合体
とポリオレフィンを混合して用いることができ、用いる
ポリオレフィンとしては上記一般式(化2)で示される
オレフィン、具体的にはエチレン、プロピレン、ブテン
-1、ペンテン-1、ヘキセン-1、2-メチルペンテン、ヘプ
テン-1、オクテン-1などのα−オレフィンあるいは、ス
チレンまたはその誘導体の単独重合体、相互のランダム
共重合体、或いは、始めにオレフィン単独、或いは少量
の他のオレフィンと共重合し、ついで2種以上のオレフ
ィンを共重合することによって製造される所謂ブロック
共重合体などが例示される。
【0019】これらのポリオレフィンの製造法について
は既に公知であり種々の銘柄のものが市場で入手可能で
ある。またアルケニルシランを用いない他は上記オレフ
ィンとアルケニルシランの共重合体の製造法と同様に行
うことでも製造可能である。
【0020】本発明においてポリオレフィンの延伸フイ
ルムを製造する方法については特に制限はなくポリオレ
フィンの融点以上の温度、通常150 〜300 ℃で、押出成
形法あるいはプレス成形法でシート状とした後、ポリオ
レフィンの融点よりやや低い温度に加熱して延伸する方
法で行うのが一般的であり、種々の方法が既に良く知ら
れている。ここで成形に際し、アルケニルシランとオレ
フィンの共重合体のみではなく、アルケニルシランを含
有しないポリオレフィンを併用したり、触媒も同時に混
合することも可能である。さらに種々のフィラーを混入
することも可能であり、それらのものとしては金属の水
酸化物、酸化物、窒化物、炭化物などで針状のもの、鱗
片状のもの、繊維状のものなど補強効果の大きい形状を
したものが好ましく利用される。具体的には、タルク、
カオリン、マイカ、炭酸カルシウム、珪酸カルシウム、
硫酸カルシウム、亜硫酸カルシウム、チタン酸バリウム
などが例示される。
【0021】ここで延伸フイルム中のアルケニルシラン
濃度としては0.01〜20モル%、好ましくは0.1 〜10モル
%になるようにするとアルキレンオキサイドを高濃度で
グラフトすることが可能である。
【0022】本発明においてアルキレンオキサイドとし
ては炭素−炭素不飽和結合に酸素が付加した三員環のエ
ーテル基を有する下記一般式(化3)で示される化合物
が例示できる。
【0023】
【化3】 (式中R1 は水素または炭素数1〜20の炭化水素残
基。) 具体的にはエチレンオキサイド、プロピレンオキサイ
ド、ペンテンオキサイド、ヘキセンオキサイド、オクテ
ンオキサイド、シクロヘキセンオキサイド、スチレンオ
キサイドなどが例示できる。
【0024】本発明において用いられる触媒としては、
塩化ロジウムのシクロオクタジエン錯体、トリフェニル
フォスフィン錯体などのロジウムの塩、沃化白金、臭化
白金酸、塩化白金のベンゾニトリル錯体、あるいはチタ
ン酸エステルなどの以下の一般式(化4)で示す周期律
表IVB 族金属のアルコキシ化合物が用いられる。
【0025】
【化4】R1 n M(O-R2)4-n (式中R1 、R2 は、同じか異なる炭素数1〜12の炭化
水素残基、nは0〜3の整数、Mはチタン、ジルコニウ
ム、ハフニウムから選ばれた金属。) 。
【0026】本発明においてはついで延伸フイルムは
触媒およびアルキレンオキサイドと接触される。触媒
を予め延伸フイルムに混入している場合、あるいは延伸
フイルムを始めに触媒の溶液と接触する場合にはアルキ
レンオキサイドの溶液、あるいはガスと接触することで
反応を行うことができる。また触媒をアルキレンオキサ
イドを溶媒として用いて溶解した溶液、あるいは後述の
溶媒に触媒およびアルキレンオキサイドを溶解した溶液
に延伸フイルムを接触させることでも可能である。溶液
で反応する場合の触媒濃度としては0.1 〜10000ppmとす
るのが一般的である。触媒を予めアルケニルシランとオ
レフィンの共重合体に混合する場合には、ポリマー中の
触媒濃度が0.1 〜10000ppmとなるようにするのが一般的
である。ここでアルキレンオキサイドのグラフト量とし
ては特に制限はないが、通常共重合体の 0.001%以上、
10%以下となるようにするのが一般的である。
【0027】接触温度としては常温〜ポリオレフィンの
融点、接触時間としては数分〜数時間である。
【0028】本発明において用いる溶媒としては、炭素
数1 〜20の炭化水素化合物、ハロゲン化炭化水素化合物
が利用でき、とくにハロゲン化炭化水素化合物、芳香族
炭化水素化合物が好ましく利用される。具体的には、ベ
ンゼン、トルエン、キシレン、エチルベンゼン、ジクロ
ロメタン、クロロホルム、ジクロロエタン、トリクロロ
エタン、パークロロエタンなどが例示され触媒を溶解し
て用いる場合には通常0.1〜10000ppmの触媒濃度となる
様に溶解して利用される。
【0029】
【実施例】以下に実施例を示しさらに本発明を説明す
る。
【0030】実施例1 直径12mmの鋼球9kgの入った内容積4リットルの粉砕用
ポットを4個装備した振動ミルを用意する。各ポットに
窒素雰囲気下で塩化マグネシウム 300g、テトラエトキ
シシラン60mlおよびα, α, α−トリクロロトルエン45
mlを入れ、40時間粉砕した。こうして得た共粉砕物 300
gを5リットルのフラスコに入れ、四塩化チタン 1.5リ
ットルおよびトルエン 1.5リットルを加え、 100℃で30
分間撹拌処理し、次いで上澄液を除いた。再び四塩化チ
タン 1.5リットルおよびトルエン1.5 リットルを加え、
100℃で30分間撹拌処理し、次いで上澄液を除いた。そ
の後固形分をn-ヘキサンで繰り返し洗浄して遷移金属触
媒スラリーを得た。一部をサンプリングしてチタン分を
分析したところチタン分は 1.9wt%であった。
【0031】内容積5リットルのオートクレーブに窒素
雰囲気下トルエン40ml、上記遷移金属触媒 100mg、ジエ
チルアルミニウムクロライド 0.128ml、p-トルイル酸メ
チル0.06mlおよびトリエチルアルミニウム0.20mlを入
れ、プロピレン 1.5kg、ビニルシラン80gを加え、水素
0.5Nリットル圧入した後、75℃で2時間重合した。重合
後未反応のプロピレンをパージし、パウダーを取り出
し、濾過乾燥して 480gのパウダーを得た。
【0032】135 ℃のテトラリン溶液で極限粘度 (以下
ηと略記する) を測定し、示差熱分析装置を用い10℃/
min で昇温或いは降温することで融点及び結晶化温度を
最大ピーク温度として測定したところ、得られたパウダ
ーは、ηが2.35であり、融点156 ℃、結晶化温度 120℃
である結晶性のプロピレン共重合体であった。尚、元素
分析によればビニルシラン単位を 1.3wt%含有してい
た。
【0033】得られた共重合体100gを260 ℃でプレス成
形することで厚さ約800 μm のシートを作り、158 ℃で
5×5倍に延伸して約30μm の延伸フイルムとした。こ
のフイルムを塩化ロジウムのシクロオクタジエン錯体10
0mg を100ml のシクロヘキセンオキサイドに溶解した溶
液に60℃で3時間接触した。次いでフイルムの表面をト
ルエンで洗浄し赤外吸収スペクトルを測定したところ約
1100cm-1に吸収が見られ、約1.8 の重量増加が見られ
た。
【0034】実施例2 ビニルシランに変えアリルシラン1gを用いた他は実施
例1と同様に重合してアリルシラン含量0.25wt%のプロ
ピレンの共重合体を製造した。共重合体のηは1.85であ
り、融点 158℃、結晶化温度 115℃、沸騰n-ヘプタンで
6時間抽出した時の抽出残分の割合が96.8%であった。
このパウダー100gを用いた他は実施例1と同様にして成
形物を作り、シクロヘキセンオキサイドにかえプロピレ
ンオキサイド30mlをトルエン70mlに溶解した溶液を用い
た他は実施例1と同様にしたところ約1.1 の重量増加で
あり、同様に赤外吸収スペクトルで1100cm-1に吸収が見
られた。
【0035】
【発明の効果】本発明の方法を実施することにより効率
良く延伸フイルムを修飾することができ工業的に極めて
価値がある。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B29L 7:00

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アルケニルシランとオレフィンの共重合体
    を加熱溶融して得たシートを少なくとも1方向に延伸し
    てなるフイルムを、ロジウムの塩、白金の塩及び下記一
    般式(化5) 【化5】 (式中R 1 、R 2 は、同じか異なる炭素数1〜12の炭
    化水素残基、nは0〜3の整数、Mはチタン、ジルコニ
    ウム、ハフニウムから選ばれた金属。)で表される周期
    律表IVB族金属のアルコキシ化合物から選ばれた触媒の
    存在下にアルキレンオキサイドと接触することを特徴と
    するポリオレフィンの延伸フイルムの修飾方法。
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