JP3300004B2 - アイオノマー組成物 - Google Patents

アイオノマー組成物

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は非帯電性が改善されたア
イオノマー組成物に関する。更に詳しくはポリオキシア
ルキレンポリオールが配合されたアイオノマー組成物の
改良に関する。
【0002】
【従来の技術】カリウム,ルビジウム,セシウムなどの
アルカリ金属をイオン源とし、これらのイオンを相当量
で含有するエチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイ
オノマーが、非帯電性に優れていることは古くから知ら
れている。またこのような非帯電性のアイオノマーのフ
ィルムに液状のポリオキシエチレングリコールを含浸さ
せることにより、一層非帯電性が高められることも知ら
れている。このような非帯電性アイオノマーにおいて、
アルカリ金属イオン量やポリオキシエチレングリコール
の含浸量が多い程非帯電性は向上する。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし実用面では、ア
ルカリ金属イオン量が増加するにつれ溶融粘度が高くな
って加工性が悪化するとともに吸水性が大きくなる傾向
となるし、ポリオキシエチレングリコールの含浸量が多
くなるにつれブリードによる表面汚染の確率が高まって
くるという欠点が生ずる。従ってより効率的な非帯電性
の向上策が望まれていた。
【0004】そこで本発明者らは、加工性が良好で吸水
傾向を抑制しつつ非帯電性を向上させる方法について検
討を行った。その結果、カルボン酸含有量の異なる複数
のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマー
混合物を使用することによりこの目的が達成できること
を見出すに至った。
【0005】
【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、アル
カリ金属をイオン源とし、不飽和カルボン酸成分割合を
異にする少なくとも2種のエチレン・不飽和カルボン酸
共重合体のアイオノマーを含み、アイオノマー成分10
0重量部当り、25℃で液状を呈するポリオキシアルキ
レンポリオールが0.1〜30重量部の割合で配合され
てなるアイオノマー組成物である。
【0006】本発明において用いられるアイオノマー
は、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体のカルボキシ
ル基の一部又は全部がアルカリ金属で中和した構造のも
のである。本発明においては、このようなアイオノマー
において不飽和カルボン酸成分単位、すなわちフリーの
不飽和カルボン酸重合単位と塩の形で存在する不飽和カ
ルボン酸重合単位の総和が相異なるものを2種以上用い
るものである。3種以上のアイオノマーを用いる場合に
はそのうちの2種が上記要件を満足する限り、他の1種
以上は、前記2種のいずれかと不飽和カルボン酸成分割
合が同一のものでも異なるものであってもよい。上記エ
チレン・不飽和カルボン酸共重合体には、他の不飽和単
量体成分、例えばアクリル酸メチル,アクリル酸エチ
ル,アクリル酸イソブチル,アクリル酸nーブチル,メ
タクリル酸メチルのようなアクリル酸又はメタクリル酸
のエステル,酢酸ビニルなどが共重合されていてもよ
い。
【0007】本発明のアイオノマーとしてはエチレン成
分が85〜99モル%、好ましくは88〜98モル%で
あり、不飽和カルボン酸成分、すなわち不飽和カルボン
酸及びその塩が1〜15モル%、好ましくは2〜12モ
ル%、その他の不飽和単量体成分が0〜5モル%、好ま
しくは0〜3モル%の如き重合組成のものを用いるのが
一般的であるが、不飽和カルボン酸成分割合の大きい方
のアイオノマーとしては、とくに不飽和カルボン酸成分
割合が4モル%以上、好ましくは5モル%以上であり不
飽和カルボン酸成分割合の小さい方のアイオノマーとし
て、不飽和カルボン酸成分割合が5モル%以下、好まし
くは4モル%以下のものであって、両者の不飽和カルボ
ン酸成分割合の差が少なくとも1〜7モル%、好ましく
は2〜5モル%の範囲にあることが望ましい。またアイ
オノマー中、不飽和カルボン酸成分割合の大きいアイオ
ノマーを20〜80重量%、好ましくは30〜70重量
%、不飽和カルボン酸成分割合の少ないアイオノマーを
80〜20重量%、好ましくは70〜30重量%となる
ような割合で使用することが望ましい。
【0008】本発明におけるアイオノマーのイオン源と
しては、アルカリ金属、すなわちリチウム,ナトリウ
ム,カリウム,ルビジウム,セシウムが用いられるが、
とくにカリウムが好適である。またアイオノマー中の不
飽和カルボン酸成分としては、アクリル酸,メタクリル
酸,フマル酸,マレイン酸モノメチル,マレイン酸モノ
エチル,無水マレイン酸などを例示することができる。
アイオノマー成分中のアルカリ金属イオンの含有量は、
非帯電性の点から考慮すると、アイオノマー1g当り
0.4〜4ミリモル、とくに0.6〜1.5ミリモル程
度存在することが望ましい。
【0009】本発明で用いられるポリオキシアルキレン
ポリオールは、25℃において液状を呈するものであ
る。固体状のものでは非帯電性の顕著な改善が認められ
ないので好ましくない。一方、あまり低分子量のものは
ブリードする傾向が大きいので通常、数平均分子量が2
00〜800、とくに300〜700のものの使用が望
ましい。ポリオキシアルキレンポリオールの具体例とし
ては、ポリオキシエチレングリコール,ポリオキシエチ
レンオキシプロピレングリコールなどが例示できるが、
ポリオキシエチレングリコールの使用が最も好ましい。
【0010】ポリオキシアルキレンポリオールの配合量
はアイオノマー成分100重量部当り0.1〜30重量
部であり、とくに1〜10重量部の範囲で選択するのが
よい。
【0011】本発明のアイオノマー組成物は種々の方法
で調製することができる。例えば複数種のアイオノマー
とポリオキシアルキレンポリオールを同時的あるいは順
次的に配合する方法、複数種のアイオノマーの前駆体で
ある複数種のエチレン・不飽和カルボン酸共重合体を同
時的にイオン化を施す際にポリオキシアルキレンポリオ
ールを共存させる方法、不飽和カルボン酸重合割合の大
きいエチレン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマ
ーと不飽和カルボン酸重合割合の小さいエチレン・不飽
和カルボン酸共重合体とポリオキシアルキレンポリオー
ルを同時的又は順次的に配合し、部分的にイオン交換を
行いながら配合する方法、複数種のアイオノマーの前駆
体である複数種のエチレン・不飽和カルボン酸エステル
を同時的にケン化する際にポリオキシアルキレンポリオ
ールを共存させる方法などを例示することができる。上
記方法の原料となるエチレン・不飽和カルボン酸共重合
体やエチレン・不飽和カルボン酸エステル共重合体は、
高圧,高温の条件下にラジカル共重合することによって
得られる。またイオン化やけん化の方法もすでに知られ
ている方法に準じて行うことができる。
【0012】ポリオキシアルキレンポリオールの配合は
種々の装置により行なうことができるが、特に上記のポ
リオキシアルキレンポリオールの配合と同時的にイオン
化を施す際には押出機中で行なうのが好適であり、この
際イオン化反応の原料は押出機の原料供給部から供給さ
れ、ポリオキシアルキレンポリオールは、押出機の溶融
圧縮部以降の共重合体が溶融し、かつ好ましくは5〜3
00kg/cm2 に加圧されたゾーンに圧入するのがよい。
又イオン化反応で副生する水、炭酸ガス等を除去するた
め、ベント式押出機を用いるのが好ましい。またイオン
化反応をさらに促進するために少量の水を共存させても
よい。
【0013】このようなアイオノマー組成物には、目的
に応じ任意の添加剤、例えば酸化防止剤,耐候安定剤,
紫外線吸収剤,スリップ剤,顔料,染料,架橋剤,発泡
剤,粘着付与剤,無機充填剤などを配合することができ
る。
【0014】このようなアイオノマー組成物は他の熱可
塑性重合体をブレンドすることによって改質することが
できる。また他の熱可塑性重合体に、帯電防止付与の目
的で配合することができる。上記熱可塑性重合体として
は、例えば高圧法ポリエチレン,線状、中,低密度ポリ
エチレン,高密度ポリエチレン,ポリプロピレン,ポリ
−1−ブテン,ポリ−4−メチル−1−ペンテン,エチ
レン・酢酸ビニル共重合体,エチレン・不飽和カルボン
酸エステル共重合体のようなポリオレフィン系樹脂,ポ
リスチレン,AS樹脂,ABS樹脂,スチレン・ブタジ
エンブロックコポリマー及びその水素添加物の如きスチ
レン系重合体,ナイロン6,ナイロン66,ナイロン1
2,非晶質ナイロンのようなポリアミド,ポリエチレン
テレフタレート,ポリブチレンテレフタレートのような
ポリエステル,ポリカーボネート,ポリアセタール,ポ
リフェニレンエーテル,アクリル樹脂,オレフィン系エ
ラストマー,ポリエステルエラストマー,ポリ塩化ビニ
ルなどを例示することができる。使用目的によっても異
なるが、前記アイオノマー組成物と熱可塑性重合体は、
例えば前者20〜100重量部に対して、後者80〜0
重量部の如き割合で配合することができる。
【0015】
【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、実施例およびその原料として用いた共重合
体樹脂、ポリオキシアルキレン化合物の組成、物性、お
よび得られた樹脂組成物の物性の測定方法は次のとおり
である。
【0016】1.原料 (1)酸共重合体 エチレン−メタクリル酸ランダム共重合体を使用した。
その組成、物性は表1の通りである。
【0017】表1
【0018】(2)ポリオキシアルキレンポリオール 三洋化成製 ポリエチレングリコール PEG600 平均分子量 600
【0019】2.測定法 (1)MFR JIS K6760 (2)表面抵抗率 三菱油化製高抵抗抵抗率計(HIRESTA−IP)で
測定(500V,10秒) 試料を23℃、40%RH、60%RHで24時間エー
ジング後、測定した。
【0020】実施例1〜8 65mmφのベント及び注入装置付きスクリュー押出機
に、酸共重合体1及び2のペレットを表2に示す割合に
てブレンドして供給し、これにK2 CO3 の粉末を70
重量%含む酸共重合体によるマスターバッチを表2に示
す様なKイオン濃度で供給し、樹脂温度240〜250
℃、押出量15kg/hにて押し出した。その際、注入
口より表2に示す量で水で希釈したPEG(分子量60
0)を注入した。又、ベント部分では発生するガス及び
水を真空ポンプにて除去した。得られたアイオノマーを
熱プレスして2mm厚のシートとし、恒温恒湿槽内で表
面固有抵抗を測定した。結果を表2に示す。実施例で得
られたアイオノマー組成物はいずれも非帯電性を示し
た。
【0021】
【表2】
【0022】比較例1〜2 原料共重合体として実施例1で原料として用いた酸共重
合体1及び2をそれぞれ単独で用い、表2に示す量でK
2 CO3 マスターバッチ及びPEGを供給した以外は実
施例1〜8と同様にしてアイオノマーの製造を行ない、
PEG配合アイオノマー組成物を製造し、実施例1〜8
と同じ方法で物性を測定した。結果を表3に示す。1種
類の酸共重合体から製造されたアイオノマー組成物は、
いずれも実施例で得られたものに較べて、帯電性が大き
い傾向を示した。
【0023】比較例3〜4 注入口よりPEGを注入しなかったこと以外は、それぞ
れ実施例4及び7と同様にしてアイオノマーを製造し、
実施例と同様に物性を評価した。結果を表3に示す。
【0024】
【表3】
【0025】
【発明の効果】本発明のアイオノマー組成物は、単一の
アイオノマーとポリオキシアルキレングリコールとから
なる組成物に比較して、より少ないアルカリ金属イオン
量及び又はより少ないポリオキシアルキレングリコール
量で同等の非帯電性レベルとなる。従って吸水傾向が少
なく、またブリード傾向が少ない非帯電性の組成物を提
供することができる。本発明によればまた不飽和カルボ
ン酸成分割合の少ないアイオノマーを一成分にしている
ところから、溶融粘度の調整を幅広く行うことができ、
加工性良好な組成物の製造が容易である。本発明の組成
物はまた透明性,ヒートシール性,ネットタック性等に
も優れるところからフィルム,シート,中空体,チュー
ブ,管,各種成形物品などに利用することができる。

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルカリ金属をイオン源とし、不飽和
    カルボン酸成分割合を異にする少なくとも2種のエチレ
    ン・不飽和カルボン酸共重合体のアイオノマーを含み、
    アイオノマー成分100重量部当り、25℃で液状を呈
    するポリオキシアルキレンポリオールが0.1〜30重
    量部の割合で配合されてなるアイオノマー組成物。
  2. 【請求項2】 少なくとも2種のアイオノマーの不飽和
    カルボン酸成分割合の差が1〜7モル%である請求項1
    記載の組成物。
  3. 【請求項3】 アイオノマー成分中のアルカリ金属含有
    量が、アイオノマー成分1g当り0.4〜4ミリモルの
    範囲にある請求項1又は2記載の組成物。
  4. 【請求項4】 アルカリ金属がカリウムである請求項1
    〜3のいずれかに記載の組成物。
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