JPH03124782A - Method for modifying surface of polyolefin - Google Patents

Method for modifying surface of polyolefin

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JPH03124782A
JPH03124782A JP1250806A JP25080689A JPH03124782A JP H03124782 A JPH03124782 A JP H03124782A JP 1250806 A JP1250806 A JP 1250806A JP 25080689 A JP25080689 A JP 25080689A JP H03124782 A JPH03124782 A JP H03124782A
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polyolefin
weight
polypropylene
backbone
film
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JP1250806A
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Japanese (ja)
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Casmir S Ilenda
カシミール スタニスラウス イレンダ
Dennis James Labanoski
デニス ジェイムス ラバノスキー
An Martin Sheryl
シェリル アン マーチン
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Rohm and Haas Co
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Rohm and Haas Co
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Publication date
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Abstract

PURPOSE: To improve the adhesion to a paint, a coating, an ink, an adhesive, etc., by mixing a specific copolymer with a polyolefin matrix and them molding the mixture.
CONSTITUTION: To (a) a polyolefin backbone (e.g. PP), one or a plurality of chains derived from (b) (i) not less than 60 wt.% lower alkyl methacrylate (e.g. methyl methacrylate) and (ii) 5-40 wt.% copolymrizable unsaturated compound (e.g. methacrylic acid) and having a wt. average mol.wt. of about 20,000 are graft-copolymerized to obtain a graft copolymer (B). With a polylolefin matrix (A) selected from PP, PE and a copolymer of ethylene and propylene, 2-10 wt.% component (B) is mixed and then the mixture is molded into a film, a sheet or a molded product. On this film, sheet or molded product a second substance of a paint, a coating, an ink, an adhesive or an adhesive-coated film or a sheet of paper is provided.
COPYRIGHT: (C)1991,JPO

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、ポリオレフィン表面への接着を改善する方法
、及び作られた複合物に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Field of the Invention The present invention relates to a method for improving adhesion to polyolefin surfaces and to the composites made.

〔従来の技術及び解決すべき課題〕[Conventional technology and issues to be solved]

ポリオレフィンは、多数の有用な商品へと加工できる。 Polyolefins can be processed into many useful products.

これら物品の多くは、たとえば印刷、インク付け、スプ
レーコーティング、ラベル添付などにより何らかの形で
ラベリングされることを要する。他の物品は、たとえば
多層ボトル、共押出しシートなどにおけるように、他の
プラスチックに積層又は接着されることを要する。ポリ
オレフィン、特にポリプロピレン、ポリエチレン及びこ
れらの共重合体は、「無極性」ポリマーとして知られ、
接着剤、インク等を接着することが困難である。
Many of these articles require some form of labeling, such as by printing, inking, spray coating, labeling, and the like. Other articles need to be laminated or adhered to other plastics, such as in multilayer bottles, coextruded sheets, and the like. Polyolefins, particularly polypropylene, polyethylene and their copolymers, are known as "non-polar"polymers;
It is difficult to attach adhesives, inks, etc.

ポリオレフィンを酸素、オゾン又はフッ素のような気体
で処理して表面変性できるが、特別の装置が必要であり
、複雑な形の物品の高速加工に常に適用できるとは限ら
ない。第二のアプローチは、ポリオレフィンマトリック
スに組込まれた極性基を持つポリマー状接着剤を用いる
ことである。そのような接着剤はしばしば、得られた配
合物の物性又は加工性を損う。
Polyolefins can be surface modified by treating them with gases such as oxygen, ozone or fluorine, but this requires special equipment and is not always applicable to high speed processing of articles with complex shapes. A second approach is to use polymeric adhesives with polar groups incorporated into a polyolefin matrix. Such adhesives often impair the physical properties or processability of the resulting formulation.

従って、配合物の物性又は最終物品の製造の際の加工性
を維持する又は増大させながら、ポリオレフィン表面へ
のインク、コーティング及び接着剤の接着を改善するポ
リマー・状接着剤を見出すことが望まれる。
It is therefore desirable to find polymeric adhesives that improve the adhesion of inks, coatings and adhesives to polyolefin surfaces while maintaining or increasing the physical properties of the formulation or processability during the manufacture of the final article. .

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明者は、ポリオレフィン幹及び少くとも80%のメ
タクリレートエステルから成る一以上の鎖のグラフトよ
り成るグラフト共重合体の類が、ポリオレフィンの溶融
レオロジーを変えるのに有用であり、高剪断速度での加
工性が本質的に影響されず、しかし低剪断速度での熱成
形及び他の操作が未変性ポリオレフィンと比べて著しく
改善されることを見出した。この効果の大きな現われは
、変性したポリオレフィンの垂下り抵抗性の改善である
。その発見は、特願平1−80238号明細書に記載さ
れている。本発明者は更に、グラフト鎖が約5〜約40
重量%の共重合しうる不飽和酸を含む場合に、印刷性及
び接着に関する表面特性が改善されることを見出した。
The inventors have discovered that a class of graft copolymers consisting of a polyolefin backbone and the grafting of one or more chains consisting of at least 80% methacrylate ester are useful for altering the melt rheology of polyolefins and that It has been found that processability is essentially unaffected, but thermoforming and other operations at low shear rates are significantly improved compared to unmodified polyolefins. A major manifestation of this effect is an improvement in the sag resistance of the modified polyolefin. The discovery is described in Japanese Patent Application No. 1-80238. The inventor has further determined that the graft strands are about 5 to about 40.
It has been found that the surface properties with respect to printability and adhesion are improved when containing % by weight of copolymerizable unsaturated acids.

本発明において、グラフト共重合体の幹は、変性される
べきマトリックスポリマーと類似又は異るポリオレフィ
ンであることができる。改善された表面特性を達成する
ために、グラフト共重合体がマトリックスポリオレフィ
ン中に良好に分散されることが望ましい。すると変性さ
れたマトリックスポリマーの表面に亘って接着性部位が
均一な間隔で存在する。従って、幹ポリマーがマトリッ
クスポリマーと類似であることが好ましい。
In the present invention, the backbone of the graft copolymer can be a polyolefin similar to or different from the matrix polymer to be modified. In order to achieve improved surface properties, it is desirable that the graft copolymer be well dispersed in the matrix polyolefin. Adhesive sites are then uniformly spaced over the surface of the modified matrix polymer. Therefore, it is preferred that the backbone polymer is similar to the matrix polymer.

変性されるマトリックスポリマーは、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリブチレン、ポリ(4−メチルペンテ
ン−1)、上記オレフィン同志の共重合体、及び上記オ
レフィン特にエチレンと少量の1−アルケン、たとえば
ヘキセン−1又はドデセン−1、ビニルエステル、ビニ
ルクロライド、アクリルエステル、メタクリルエステル
、アクリル酸及びメタクリル酸との共重合体であること
ができる。
Matrix polymers to be modified include polyethylene, polypropylene, polybutylene, poly(4-methylpentene-1), copolymers of the above-mentioned olefins, and the above-mentioned olefins, especially ethylene and small amounts of 1-alkenes, such as hexene-1 or dodecene-1. 1. Can be vinyl ester, vinyl chloride, acrylic ester, methacrylic ester, copolymer with acrylic acid and methacrylic acid.

幹ポリオレフィンは、下記の可能なマトリックスポリマ
ーのいずれでもよい。好ましくは、ポリプロピレン、ポ
リエチレン、又はプロピレンとエチレンの共重合体であ
る。非共役二重結合を持つジエンモノマーたとえばヘキ
サジエン−1,4又はエチリデンノルボルナジェンもま
た、少量で存在してよい。
The backbone polyolefin can be any of the possible matrix polymers listed below. Preferred are polypropylene, polyethylene, or a copolymer of propylene and ethylene. Diene monomers with non-conjugated double bonds, such as hexadiene-1,4 or ethylidenenorbornadiene, may also be present in small amounts.

グラフトされた鎖は、約60〜約95重量%のメタクリ
ル酸エステルを含み、該エステルは、アルキル、置換ア
ルキル、アリール、置換アリール、アルカリール、置換
アルカリール、アラルキル又は置換アラルキルの−又は
二以上である。適当な例として下記のエステルが挙げら
れる。メチル、エチル、ブチル、ドデシル、2−エトキ
シエチル、フェニル、クロルフェニル、ベンジル、p−
トルイル、及びp−メチルベンジル。更に、グラフトさ
れた鎖は、アクリレートエステル又はビニル芳香族化合
物、たとえばエチルアクリレート又はスチレンを含んで
もよい。
The grafted chain contains from about 60 to about 95% by weight methacrylic ester, which ester is an alkyl, substituted alkyl, aryl, substituted aryl, alkaryl, substituted alkaryl, aralkyl, or substituted aralkyl. It is. Suitable examples include the esters listed below. Methyl, ethyl, butyl, dodecyl, 2-ethoxyethyl, phenyl, chlorphenyl, benzyl, p-
toluyl, and p-methylbenzyl. Additionally, the grafted chains may include acrylate esters or vinyl aromatics, such as ethyl acrylate or styrene.

グラフトされた鎖は、約5〜約40重曾%の共重合しう
る不飽和酸、たとえば不飽和カルボン酸、リン含有酸又
は硫黄含有酸を含む。そのような非カルボン系の酸とし
ては、p−ビニルベンゼンスルホン酸、3−スルホプロ
ピルメタクリレート、2−ヒドロキシエチルアクリレー
ト モノスルフェート、2−ヒドロキシエチルアクリレ
ートモノホスフェート、又はp−ビニルベンゼンホスホ
ン酸が挙げられる。
The grafted chain contains from about 5% to about 40% by weight of a copolymerizable unsaturated acid, such as an unsaturated carboxylic acid, a phosphorus-containing acid, or a sulfur-containing acid. Examples of such non-carboxylic acids include p-vinylbenzenesulfonic acid, 3-sulfopropyl methacrylate, 2-hydroxyethyl acrylate monosulfate, 2-hydroxyethyl acrylate monophosphate, or p-vinylbenzenephosphonic acid. It will be done.

好ましくは、不飽和カルボン酸、たとえばp−ビニル安
息香酸、モノビニルアジピン酸、アクリロキシプロピオ
ン酸、α−メチレン−δ−メチルアジピン酸、イタコン
酸、マレイン酸、フマル酸、アクリル酸及びメタクリル
酸である。特にメタクリル酸は、共重合が容易なので好
ましい。 グラフト鎖と幹ポリマーとの重量比は、約1
=9〜約4:1である。合成容易のために、約3=2〜
約2:3の比が好ましい。
Preference is given to unsaturated carboxylic acids such as p-vinylbenzoic acid, monovinyladipic acid, acryloxypropionic acid, α-methylene-δ-methyladipic acid, itaconic acid, maleic acid, fumaric acid, acrylic acid and methacrylic acid. . In particular, methacrylic acid is preferred because it is easily copolymerized. The weight ratio of the graft chain to the backbone polymer is approximately 1
=9 to about 4:1. For ease of synthesis, approximately 3=2~
A ratio of about 2:3 is preferred.

特に好ましくは、幹がポリプロピレンであり、メタクリ
レートエステルがメチルメタクリレートであり、共重合
しうる酸がメタクリル酸であり、グラフトポリマーの重
量平均分子量が20,000以上である。この高い分子
量は、グラフト共重合体によりポリオレフィンマトリッ
クスに与えられる溶融レオロジーに寄与する。
Particularly preferably, the backbone is polypropylene, the methacrylate ester is methyl methacrylate, the copolymerizable acid is methacrylic acid, and the weight average molecular weight of the graft polymer is 20,000 or more. This high molecular weight contributes to the melt rheology imparted to the polyolefin matrix by the graft copolymer.

マトリックスポリマーへの接着の改善のために有用なグ
ラフト共重合体の量は、グラフト中の共重合しうる酸の
量、グラフトと幹との比、マトリックスに加えられたグ
ラフトの重量%に依存して変るであろう。配合物全体に
対し約0.5〜2%の酸が好ましい範囲である。もし幹
/グラフトの重合比が1:1であり、グラフト中の酸の
量が20%であり、配合されたグラフト共重合体の量が
約10%なら、配合物中の酸の母は約1%であろう。
The amount of graft copolymer useful for improving adhesion to the matrix polymer depends on the amount of copolymerizable acid in the graft, the graft to backbone ratio, and the weight percent of the graft added to the matrix. It will change. A preferred range is about 0.5-2% acid based on the total formulation. If the trunk/graft polymerization ratio is 1:1, the amount of acid in the graft is 20%, and the amount of graft copolymer formulated is about 10%, then the parent acid in the formulation is about Probably 1%.

グラフト共重合体は、特願平1−80238号明細書に
記載される方法によって調製できる。そこでは、ポリオ
レフィンを溶媒に、その溶融する温度以上で溶解し、低
ラジカル流速(flux)の存在下でモノマー混合物を
徐々に加えることにより重合を行う。グラフト共重合体
を分離する便利な手段は、揮発除去(devolati
 fizing)押出機にグラフト共重合体の溶液又は
分散物を通すことであり、これにより溶媒、未反応のメ
タクリレートモノマー及び不飽和酸を除去する。メタク
リル酸のような低沸点酸が好ましい別の理由は、揮発除
去法でのような低沸点酸の除去である。
The graft copolymer can be prepared by the method described in Japanese Patent Application No. 1-80238. There, the polyolefin is dissolved in a solvent above its melting temperature and polymerization is carried out by gradually adding a monomer mixture in the presence of low radical flux. A convenient means of separating graft copolymers is devolatilization.
fizing) passing the graft copolymer solution or dispersion through an extruder to remove solvent, unreacted methacrylate monomer, and unsaturated acid. Another reason why low boiling acids such as methacrylic acid are preferred is their removal, such as in volatile removal methods.

あるいは、グラフト共重合体は、溶液中で作られ、非溶
媒又は反応物の冷却による沈澱により分離される。
Alternatively, the graft copolymer is made in solution and separated by precipitation with a non-solvent or cooling of the reactants.

もし望むなら、グラフトしていないメタクリレートエス
テル/不飽和酸共重合体は、適当な抽出技術たとえばテ
トラヒドロフラン又はアセトンのような極性溶媒での抽
出、又は水性塩基による抽出によって除去できる。接着
を改善する目的のためには、非グラフトポリマーを抽出
することは一般に必要でない。
If desired, the ungrafted methacrylate ester/unsaturated acid copolymer can be removed by suitable extraction techniques such as extraction with polar solvents such as tetrahydrofuran or acetone, or extraction with an aqueous base. For the purpose of improving adhesion, it is generally not necessary to extract the non-grafted polymer.

グラフトされていない幹ポリマー及びグラフト共重合体
を含み、所望により非グラフト化メタクリレート/酸ポ
リマーを伴うグラフト共重合体混合物は、望む製品の製
造のために直接用いることができる。一般に、ポリオレ
フィンマトリックスポリマーへ更に配合するためにこの
混合物を用いるのが好ましい。そのような配合は、ミル
ロール、バンバリーミキサ−1押出し及び溶融混合など
のようないくつかの混合手段のいずれかを用いて行いう
る。配合物は、望む物品へ直接に加工でき、あるいはペ
レットとした後に適当な装置で再加工できる。
The graft copolymer mixture comprising an ungrafted backbone polymer and a graft copolymer, optionally with an ungrafted methacrylate/acid polymer, can be used directly for the production of the desired product. It is generally preferred to use this mixture for further incorporation into polyolefin matrix polymers. Such compounding may be accomplished using any of several mixing means, such as mill rolls, Banbury Mixer-1 extrusion, melt mixing, and the like. The blend can be processed directly into the desired article or it can be pelletized and reprocessed in suitable equipment.

接着の改善に関係する表面改質のテストは、印刷、グラ
ビア又は接着技術で知られているいくつかのテスト法に
より行える。一つの方法は、変性された表面及び未変性
の表面に、テストインクを含む適当なペンで同じ圧力で
書き、インクの乗りの改善及びキズに対するインクの抵
抗力を光学的又は視覚的に測定することである。別のテ
ストは、水性又は非水性液(ヨウ化メチレンがしばしば
用いられる)を表面に与え、接触角を測定することであ
る。表面が濡れやすいと、角度が小さくなる。
Testing of surface modifications related to improved adhesion can be carried out by several test methods known in printing, gravure or adhesion technology. One method is to write on the modified and unmodified surfaces with a suitable pen containing the test ink at the same pressure and optically or visually measure the improvement in ink coverage and the resistance of the ink to scratches. That's true. Another test is to apply an aqueous or non-aqueous liquid (methylene iodide is often used) to a surface and measure the contact angle. The easier the surface gets wet, the smaller the angle will be.

そのような表面変性されたポリオレフィンの用途は明白
である。−層ボトルの形において、それは、インクで又
は接着剤含有紙ラベルでラベリングされうる。押出した
シートのような変性マトリックスプラスチックの別の形
態は、同様の方法で、又は適当なラベルをシルクスクリ
ーンすることにより又は写し絵の適用によりラベリング
されうる。多層構造品、たとえば共押出し又は積層物に
おいては、接着剤の使用による第二層の改善された接着
が見られる。エチレン−ビニルアセテート接着剤を用い
て積層されたエチレン−ビニルアルコールのような、ビ
ンにおけるバリアー層の積層において改善された接着が
見られる。
The uses of such surface-modified polyolefins are obvious. - In the form of a layered bottle, it can be labeled with ink or with an adhesive-containing paper label. Other forms of modified matrix plastics, such as extruded sheets, may be labeled in a similar manner or by silk-screening a suitable label or by applying decals. In multilayer constructions, such as coextrusions or laminates, improved adhesion of the second layer is found through the use of adhesives. Improved adhesion is seen in the lamination of barrier layers on bottles, such as ethylene-vinyl alcohol laminated with ethylene-vinyl acetate adhesives.

グラフト共重合体とポリオレフィンの配合物又はグラフ
ト共重合体単独の他の用途は、繊維紡糸、繊維の染色(
正に荷電した基を持つ染料又は顔料分子の受容のため)
、ホットメルト接着剤及び押出コーティング(ポリマー
/布、カーペット、箔及び他の多層構造物の製造のため
)を含む。グラフト共重合体自体は、非相容性のポリマ
ー間の中間層として用いうる。
Other uses of blends of graft copolymers and polyolefins or of graft copolymers alone include fiber spinning, fiber dyeing (
(for acceptance of dye or pigment molecules with positively charged groups)
, hot melt adhesives and extrusion coatings (for the production of polymers/fabrics, carpets, foils and other multilayer structures). The graft copolymer itself can be used as an interlayer between incompatible polymers.

以下の実施例は、本発明を例示するものである。The following examples illustrate the invention.

実施例 1〜4 本実施例は、ポリプロピレン幹へメチルメタクリレート
とメタクリル酸との共重合体をグラフトするグラフト共
重合体の製造を例示し、ここでグラフトされた鎖はグラ
フト共重合体全体の38.6%であり、グラフトされた
鎖は供給した組成メチルメタクリレ−) (MMA)/
メタクリル酸(MAA)/エチルアクリレー) (EA
)=76/20/4から成る。機械的撹拌、窒素導入口
、還流冷却器、モノマー供給ポンプ、及び温度測定及び
制御手段を備えたガラス釜反応器に、294.6部のt
−ブチルベンゼン及び50部のポリプロピレンホモポリ
マー(メルトフロー速度=4)を入れた。
Examples 1-4 This example illustrates the preparation of a graft copolymer in which a copolymer of methyl methacrylate and methacrylic acid is grafted onto a polypropylene backbone, where the grafted chains are 38% of the total graft copolymer. .6% and the grafted chains were supplied with a composition of methyl methacrylate (MMA)/
Methacrylic acid (MAA)/ethyl acrylate) (EA
) = 76/20/4. 294.6 parts of t were added to a glass kettle reactor equipped with mechanical stirring, nitrogen inlet, reflux condenser, monomer feed pump, and temperature measurement and control means.
- Butylbenzene and 50 parts of polypropylene homopolymer (melt flow rate = 4) were charged.

系を真空にし、窒素で4度パージし、次にポリプロピレ
ンが溶解するまで撹拌下に140℃に加熱した。0.1
38部のt−ブチルパーベンゾエート、60.8部のメ
チルメタクリレート、16.0部のメタクリル酸及び3
,2部のエチルアクリレートの溶液を、モノマー供給ポ
ンプを介して1時間かけて加えた。
The system was evacuated and purged with nitrogen four times, then heated to 140° C. with stirring until the polypropylene was dissolved. 0.1
38 parts t-butyl perbenzoate, 60.8 parts methyl methacrylate, 16.0 parts methacrylic acid and 3
, 2 parts of ethyl acrylate was added via the monomer feed pump over a period of 1 hour.

モノマー供給が完了した後に、更に26部のt−ブチル
ベンゼンを反応器に加え、反応を140℃で更に1時間
続けた。反応混合物を室温に冷却し、するとポリマーが
総て沈澱した。溶媒を濾過により除去し、ポリマーを真
空下で乾燥して溶媒及びモノマーを除去した。81.4
7部のグラフト共重合体(グラフトされていないポリマ
ーと混ざっている)が分離された。特記しない限り、グ
ラフト共重合体は更に精製することなく用いられた。こ
の重合体を実施例1とする。
After the monomer feed was complete, an additional 26 parts of t-butylbenzene was added to the reactor and the reaction continued at 140°C for an additional hour. The reaction mixture was cooled to room temperature and all the polymer precipitated. The solvent was removed by filtration and the polymer was dried under vacuum to remove solvent and monomer. 81.4
Seven parts of the graft copolymer (mixed with ungrafted polymer) were isolated. Unless otherwise specified, graft copolymers were used without further purification. This polymer is referred to as Example 1.

グラフト鎖に対応する可溶性の重合体を除去するために
、キシレン/エタノールで重合体を抽出した。
The polymer was extracted with xylene/ethanol to remove the soluble polymer corresponding to the grafted chains.

同様の方法で、本質的に同じ幹//グラフト鎖比のグラ
フト共重合体を作った。但し、MMA/MAA/EA−
90,25/ 5/4.75 (実施例2)、MMA/
MAA/EA=85.5/10/4.5  (実施例3
)及びMMA/MAA/EA=57/40/3  (実
施例4)のグラフト鎖である。総ての場合に、グラフト
鎖の分子量は20.000より大きい。分子量は、ポリ
(メチルメタクリレート)標準を用いてゲル浸透クロマ
トグラフィーを用いて測定され、実施例2からの抽出物
は重量平均分子ff194,000であった。
In a similar manner, graft copolymers with essentially the same backbone//graft chain ratio were made. However, MMA/MAA/EA-
90,25/ 5/4.75 (Example 2), MMA/
MAA/EA=85.5/10/4.5 (Example 3
) and MMA/MAA/EA=57/40/3 (Example 4). In all cases the molecular weight of the grafted chains is greater than 20,000. Molecular weight was determined using gel permeation chromatography using poly(methyl methacrylate) standards and the extract from Example 2 had a weight average molecular weight ff of 194,000.

実施例 5〜8 これら実施例は、グラフト共重合体が表面光沢と表面エ
ネルギーを改善しつつ、ポリプロピレンの垂下り抵抗を
改善することを示す。配合物は、ポリプロピレン(実施
例1〜4と同じ)及び実施例1のグラフト共重合体から
作った。実施例5は、変性しないポリプロピレン、実施
例6は実施例1のグラフト共重合体2.5%を含み(配
合物の酸量ff1=0.19重量%)、実施例7は実施
例1のグラフト共重合体5%を含み(配向物の成金ff
1=0.39重量%)、実施例8は実施例1のグラフト
共重合体7.5%を含んだ(配合物の酸量ff1=0.
58重出%)。
Examples 5-8 These examples demonstrate that the graft copolymers improve the sag resistance of polypropylene while improving surface gloss and surface energy. The formulation was made from polypropylene (same as Examples 1-4) and the graft copolymer of Example 1. Example 5 contains unmodified polypropylene, Example 6 contains 2.5% of the graft copolymer of Example 1 (acid content of the formulation ff1 = 0.19% by weight), and Example 7 contains the graft copolymer of Example 1. Contains 5% graft copolymer (formed metal ff of oriented material)
1=0.39% by weight), Example 8 contained 7.5% of the graft copolymer of Example 1 (acid content of the formulation ff1=0.
58%).

配合物は、二本ロールミルで195℃で混合して作った
。それらは、次にカーバー(carver)プレス機で
241部m X 241mm X 3.18mmの型で
約6800 kgの圧力下に210℃で圧縮成形した。
The formulations were made by mixing on a two roll mill at 195°C. They were then compression molded in a carver press in a 241 part m x 241 mm x 3.18 mm mold at 210°C under a pressure of about 6800 kg.

高められた温度での垂下り抵抗の尺度として、垂下り傾
きを下記のように測下した。
As a measure of sag resistance at elevated temperatures, the sag slope was measured as follows.

シートを7.6cmの四方の開口部を有するフレームで
とめた。垂下り測定のために、フレームの前面と背面に
金属物差を取り付けた。フレーム及びシートを熱い強制
空気オーブン(代表的には190℃)中に置いた。それ
から、シート中央の垂下り量を時間の関数として記録し
た。「傾き」は、垂下り(cm )の自然対数対時間で
プロットしたときの傾きを表わし、その結果直線になっ
た。大きい傾きは、物質が急速に垂下ることを示し、小
さい傾きは、垂下りが遅いことを示す。
The sheet was secured in a frame with a 7.6 cm square opening. Metal objects were attached to the front and back of the frame to measure sag. The frame and sheet were placed in a hot forced air oven (typically 190°C). The amount of sag in the center of the sheet was then recorded as a function of time. "Slope" refers to the slope when plotted as the natural logarithm of droop (cm ) versus time, resulting in a straight line. A large slope indicates that the material is sagging quickly, and a small slope indicates that the material is sagging slowly.

実施例6〜8の配合物は、変性していない対照の実施例
5より良い垂下り抵抗を示した。但し、より高い温度で
MAAなしで作ったグラフト共重合体程には垂下りの低
減に有効でない。
The formulations of Examples 6-8 exhibited better sag resistance than the unmodified control Example 5. However, it is not as effective at reducing sag as graft copolymers made without MAA at higher temperatures.

成形品の光沢を視覚的に評価した。対照(実施例5)は
、梨地(マット)表面を有した。実施例6からの試料は
少し光沢があり、実施例7及び8からの試料は光沢があ
った。
The gloss of the molded product was visually evaluated. The control (Example 5) had a matte surface. The sample from Example 6 was slightly shiny and the samples from Examples 7 and 8 were shiny.

表面にマークするのに要するエネルギーを測定した。数
値が大きければ、大きな極性を意味し、インクの保持が
予想される。テストは、ASTMD−2578−84r
ポリエチレン及びポリプロピレンフィルムの濡れ張力の
ための標準テスト法」の変法である。種々の表面張力の
一連の液体を、表面を丁度濡らす(連続的フィルムが3
秒又はそれ以上保持されることにより判定)混合物が見
つかるまで、表面に与える。用いる液体は、Sherm
an Treaters(North America
)社(カナダ、オンタリオ)によりShermanイン
クとして売られている規定の表面張力の一連のインクで
ある。ASTMテストは、インク、コーティング又は接
着剤接着の完全に許容できる尺度ではないが、それと関
連づけて35ダイン/ cm以上を述べている。35ダ
イン/cmの値は、一般にポリエチレンへの接着を予言
すると判っている。ポリプロピレンについての相関はま
だ確立されていない。
The energy required to mark the surface was measured. A higher number means greater polarity and more ink retention is expected. The test is ASTM D-2578-84r
This is a modification of the "Standard Test Method for Wet Tension of Polyethylene and Polypropylene Films". A series of liquids of various surface tensions are just wetted on the surface (the continuous film is
Apply to the surface until the mixture is found (determined by holding for seconds or more). The liquid used is Sherm.
an Treaters (North America)
) Inc. (Ontario, Canada) as Sherman Inks, a series of defined surface tension inks. ASTM testing states that 35 dynes/cm or higher is not a completely acceptable measure of ink, coating or adhesive adhesion. A value of 35 dynes/cm has been found to be generally predictive of adhesion to polyethylene. A correlation has not yet been established for polypropylene.

実施例5では34ダイン/am、実施例6では38ダイ
ン/cm、実施例7では86ダイン/am、実施例8で
は38ダイン/ cmであった。酸を含有するグラフト
共重合体を含む変性した試料は総て、より高い表面エネ
ルギー値を示した。但し、驚くことに酸含量を増しても
値は増大しない。
In Example 5, it was 34 dynes/am, in Example 6, 38 dynes/cm, in Example 7, 86 dynes/am, and in Example 8, 38 dynes/cm. All modified samples containing acid-containing graft copolymers showed higher surface energy values. However, surprisingly, increasing the acid content does not increase the value.

実施例 9〜10 実施例4の重合体を10%の量で、ポリプロピレンマト
リックスポリマーのペレットと配合した。
Examples 9-10 The polymer of Example 4 was blended in an amount of 10% with pellets of polypropylene matrix polymer.

両者は予め乾燥された。50.8mm幅の押出ダイを備
え、押出機及びダイアセンブリ−の設定温度210℃の
25.4mmキリオン(Killon)単一スクリュー
押出機で配合物を押出し、1.2〜1 、3 mm厚さ
のストリップを押出した。この配合物を実施例9とする
Both were pre-dried. The formulations were extruded in a 25.4 mm Killon single screw extruder equipped with a 50.8 mm wide extrusion die and extruder and die assembly set temperatures of 210° C. to 1.2 to 1.3 mm thickness. extruded strips. This formulation is designated as Example 9.

酸含量は約1.54重量%であった。マトリックスポリ
プロピレンホモポリマー(メルトフロー速度=4)も実
施例10(対照)として押出した。
The acid content was approximately 1.54% by weight. A matrix polypropylene homopolymer (melt flow rate = 4) was also extruded as Example 10 (control).

25.4mmキリオン押出機を、L−32スクリユーと
3Orpmのスクリュー速度で用いた。押出物を作るた
めに50.8mmダイを用いた。押出物を切断して片と
なし、空気乾燥した。押出機及びダイアセンブリ−を通
しての設定温度は410°Fであった。
A 25.4 mm Killion extruder was used with an L-32 screw and a screw speed of 3 Orpm. A 50.8 mm die was used to make the extrudates. The extrudate was cut into pieces and air dried. The set temperature through the extruder and die assembly was 410°F.

表面エネルギーの測定を、押出されたストリップについ
て行った。実施例9では36ダイン/ cmが測定され
、対して実施例1.0(対照)では32ダイン/ cm
あった。実施例9の表面において、試料のESCA測定
は1.7%酸素を検出し、実施例10では1.1%であ
った。対照の値は予期せぬほど高い。
Surface energy measurements were made on the extruded strips. Example 9 measured 36 dynes/cm vs. Example 1.0 (control) 32 dynes/cm
there were. On the surface of Example 9, ESCA measurements of the sample detected 1.7% oxygen, and for Example 10 it was 1.1%. Control values are unexpectedly high.

未知の理由により、押出されたシートを実施例5〜8の
ように顆粒化し、乾燥し、試料片へと圧縮成形した場合
、表面エネルギ一又は表面温れのための接触角が対照と
差がなかった。
For unknown reasons, when the extruded sheets were granulated, dried, and compression molded into specimens as in Examples 5-8, the contact angle due to surface energy or surface warming was different from the control. There wasn't.

実施例 11〜14 本実施例では、グラフトされていないポリプロピレンと
の配合物であるグラフト共重合体を直接に測定した。グ
ラフト相中における5%、10%及び20%のMAAの
量で、実施例1と同様にポリプロピレンホモポリマー(
メルトフロー速度−4)ヘゲラフトした。ポリマーを乾
燥し、次に210℃で5ミル厚さの片へと圧縮成形した
。第1表に結果をまとめて示す。実施例14は、圧縮成
形後の金属当て板(caul plate)への強い接
着を示した。
Examples 11-14 In this example, graft copolymers blended with ungrafted polypropylene were measured directly. Polypropylene homopolymer (
Melt flow rate-4) Hegel rafted. The polymer was dried and then compression molded at 210°C into 5 mil thick pieces. Table 1 summarizes the results. Example 14 showed strong adhesion to the metal caul plate after compression molding.

接触角の低下は、表面の濡れの改善を示す。テストは、
ASTM D 724−45 r紙の表面温れのための
標準テスト法(接触角法)」の変法である。濡らす物質
は水及びヨウ化メチレン(CH2I 2 )であった。
A decrease in contact angle indicates improved surface wetting. The test is,
ASTM D 724-45r Standard Test Method for Surface Warming of Paper (Contact Angle Method)". The wetting substances were water and methylene iodide (CH2I2).

接触角を測定するためにラーメーハート(Rame”〜
Hart)ゴニオメータを用いた。
Rame heart (Rame”~) to measure the contact angle.
Hart) goniometer was used.

第   1   表 接触角(度) 実施例 グラフト中の酸 表面エネルギー 水 ヨウ化
(%)    (ダイン/am)     メチレン1
1    ・・・(対照)      36    9
L、6  54.512      L、9     
 48    90.5  53J13     3.
9      >50    89.3  49.31
4     7.8      >50実施例 15 本実施例は、エチレン−プロピレンゴムへのメタクリレ
ートエステルのグラフト共重合体に酸基を導入しうるこ
と、及び得られたグラフトが大きい分子量を持つことを
示す。実願平1−80238号明細書に詳述した溶液重
合法により、デュポン社のエチレン−プロピレン−ジエ
ンエラストマー(Nordel 2722)へのグラフ
トを150℃で作った。
Table 1 Contact angle (degrees) Example Acid in graft Surface energy Water Iodide (%) (dyne/am) Methylene 1
1...(control) 36 9
L, 6 54.512 L, 9
48 90.5 53J13 3.
9 >50 89.3 49.31
4 7.8 >50 Example 15 This example shows that acid groups can be introduced into a graft copolymer of methacrylate ester onto ethylene-propylene rubber and that the resulting graft has a high molecular weight. Grafts to DuPont ethylene-propylene-diene elastomer (Nordel 2722) were made at 150° C. by the solution polymerization method detailed in U.S. Pat.

メチルメタクリレート90%7/エチルアクリレート5
%/メタクリル酸5%の混合物を重合した。ラジカル流
束は、0.0015当量ラジ力ル/fl/分て′あった
Methyl methacrylate 90% 7/Ethyl acrylate 5
%/5% methacrylic acid mixture was polymerized. The radical flux was 0.0015 equivalent rad/fl/min.

ポリマーを揮発除去により分離し、分析したところ56
%のエラストマーと44%のアクリル三元ポリマーを含
むことが判った。アセトンでの抽出によると、混合物は
9%のグラフトされたアクリル三元ポリマーを含むはず
である。
When the polymer was separated by evaporation and analyzed, 56
% elastomer and 44% acrylic terpolymer. According to extraction with acetone, the mixture should contain 9% grafted acrylic terpolymer.

グラフトしていないアクリル三元ポリマーは、127.
000の重量平均分子量を持つと判った。20部の非グ
ラフトポリマーと80部のメチルメタクリレート市販成
形粉末の配合物は、非変性成形品の約2倍のノツチ付き
アイゾツト衝撃強度を持つと判った。
The ungrafted acrylic terpolymer is 127.
It was found to have a weight average molecular weight of 0.000. A blend of 20 parts of ungrafted polymer and 80 parts of methyl methacrylate commercial molding powder was found to have a notched Izo impact strength approximately twice that of the unmodified molded article.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1、ポリオレフィン表面への接着を改善する方法におい
て、 (a)(i)ポリオレフィン幹、及び (ii)少くとも60重量%の低級アルキルメタクリレ
ート及び約5〜40重量%の共重合しうる不飽和酸から
誘導されたポリマーのグラフトされた一又は複数の鎖 を含むグラフト共重合体約2〜約10重量%をポリオレ
フィンマトリックスと混合すること、 (b)得た混合物をフィルム、シート又は成形品へと加
工すること、 (c)上記フィルム、シート又は成形品に、ペイント、
コーティング、インク、接着剤、又は接着剤を塗布され
たフィルム又は紙から成る第二の物質を施与し、もって
上記加工された混合物と第二の物質との間の接着が上記
グラフト共重合体なしのポリオレフィンと第二の物質と
の間の接着より大きくされるところの方法。 2、ポリオレフィンマトリックスがポリプロピレン、ポ
リエチレン、又はプロピレンとエチレンの共重合体であ
り、ポリオレフィン幹がポリプロピレンであり、低級ア
ルキルメタクリレートがメチルメタクリレートであり、
共重合しうる不飽和酸がメタクリル酸であり、グラフト
された一又は複数の鎖が少くとも約20,000の重量
平均分子量を持つところの請求項1記載の方法。 3、(a)ポリオレフィンマトリックス、 (b)(i)ポリオレフィン幹、及び (ii)少くとも60重量%の低級アルキルメタクリレ
ート及び約5〜40重量%の共重合しうる不飽和酸から
誘導されたポリマーのグラフトされた一又は複数の鎖 を含むグラフト共重合体約2〜約10重量%を含む、フ
ィルム、シート又は成形品の形の複合物。 4、上記シート、フィルム又は成形品の表面の少くとも
一部の上に、ペイント、コーティング、インク、接着剤
、又は接着剤を塗布されたフィルム又は紙から成る連続
的層を更に有する請求項3記載の複合物。 5、ポリオレフィンマトリックスがポリプロピレン、ポ
リエチレン、又はプロピレンとエチレンの共重合体であ
り、ポリオレフィン幹がポリプロピレンであり、低級ア
ルキルメタクリレートがメチルメタクリレートであり、
共重合しうる不飽和酸がメタクリル酸であり、グラフト
された一又は複数の鎖が少くとも約20,000の重量
平均分子量を持つところの請求項3又は4記載の複合物
。 6、上記連続的層と上記表面の間の接着が、上記グラフ
ト共重合体なしでのポリオレフィンマトリックスと連続
的層との間の接着より大きいところの請求項4記載の複
合物。 7、インク、コーティング及び接着剤に対する改善され
た接着を示しうるポリオレフィン組成物を作る方法にお
いて、 (a)(i)ポリオレフィン幹、及び (ii)少くとも60重量%の低級アルキルメタクリレ
ート及び約5〜40重量%の共重合しうる不飽和酸から
誘導されたポリマーのグラフトされた一又は複数の鎖 を含むグラフト共重合体約2〜約10重量%をポリオレ
フィンマトリックスと混合すること、及び(b)該混合
物をフィルム、シート又は成形品へと加工すること を含む方法。 8、ポリオレフィンマトリックスがポリプロピレンであ
り、ポリオレフィン幹がポリプロピレンであり、低級ア
ルキルメタクリレートがメチルメタクリレートであり、
共重合しうる不飽和酸がメタクリル酸であり、上記混合
物の加工が溶融押出によるところの請求項7記載の方法
。 9、(a)ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブチレ
ン、ポリ(4−メチルペンテン)、上記オレフィン同志
の共重合体、及び上記オレフィンと少量の1−アルケン
、ビニルエステル、ビニルクロライド、アクリルエステ
ル、メタクリルエステル、アクリル酸及びメタクリル酸
との1以上の共重合体から成る群から選択される無極性
ポリオレフィンの幹、(b)該幹に共有結合でグラフト
結合し、該幹との重量比が約1:9〜約4:1である少
くとも1つのメタクリレート鎖であって、少くとも約6
0重量%〜約80重量%の式CH_2=C(CH_3)
COOR(Rはアルキル、アリール、置換アルキル、置
換アリールまたは置換アルカリールである)のメタクリ
ルエステル単量体及び約20〜約40重量%の共重合可
能な不飽和酸から導かれ、約20,000〜200,0
00の分子量を持つところのメタクリレート鎖 を含むグラフト共重合体。 10、幹ポリマーがポリプロピレンであり、Rがメチル
であり、重量比が約3:2〜約2:3である請求項9記
載のグラフト共重合体。
Claims: 1. A method of improving adhesion to a polyolefin surface comprising: (a) (i) a polyolefin backbone; and (ii) at least 60% by weight of a lower alkyl methacrylate and about 5-40% by weight of a copolymer. (b) blending from about 2 to about 10 weight percent of a graft copolymer comprising one or more grafted chains of a polymer derived from a polymerizable unsaturated acid with a polyolefin matrix; (b) applying the resulting mixture to a film; (c) Processing the film, sheet or molded product into a sheet or molded product;
Applying a second material consisting of a coating, an ink, an adhesive, or a film or paper coated with an adhesive, such that the adhesion between the processed mixture and the second material is the graft copolymer. A method where the adhesion between the polyolefin and the second substance is made greater than none. 2. The polyolefin matrix is polypropylene, polyethylene, or a copolymer of propylene and ethylene, the polyolefin backbone is polypropylene, and the lower alkyl methacrylate is methyl methacrylate;
2. The method of claim 1, wherein the copolymerizable unsaturated acid is methacrylic acid and the grafted chain or chains have a weight average molecular weight of at least about 20,000. 3. (a) a polyolefin matrix; (b) a (i) polyolefin backbone; and (ii) a polymer derived from at least 60% by weight lower alkyl methacrylate and about 5-40% by weight copolymerizable unsaturated acid. A composite in the form of a film, sheet or molded article comprising from about 2 to about 10% by weight of a graft copolymer comprising one or more grafted chains of. 4. The sheet, film or molded article further comprises a continuous layer of film or paper coated with paint, coating, ink, adhesive or adhesive on at least a portion of the surface of the sheet, film or molded article. Compounds described. 5. The polyolefin matrix is polypropylene, polyethylene, or a copolymer of propylene and ethylene, the polyolefin backbone is polypropylene, and the lower alkyl methacrylate is methyl methacrylate;
5. A composite according to claim 3 or 4, wherein the copolymerizable unsaturated acid is methacrylic acid and the grafted chain or chains have a weight average molecular weight of at least about 20,000. 6. The composite of claim 4, wherein the adhesion between the continuous layer and the surface is greater than the adhesion between the polyolefin matrix and the continuous layer without the graft copolymer. 7. A method of making a polyolefin composition capable of exhibiting improved adhesion to inks, coatings and adhesives, comprising: (a) (i) a polyolefin backbone; and (ii) at least 60% by weight of a lower alkyl methacrylate and from about 5 to (b) mixing from about 2 to about 10 weight percent of a graft copolymer comprising one or more grafted chains of a polymer derived from a copolymerizable unsaturated acid with a polyolefin matrix; A method comprising processing the mixture into a film, sheet or molded article. 8. The polyolefin matrix is polypropylene, the polyolefin backbone is polypropylene, the lower alkyl methacrylate is methyl methacrylate,
8. The method of claim 7, wherein the copolymerizable unsaturated acid is methacrylic acid and the processing of the mixture is by melt extrusion. 9. (a) Polyethylene, polypropylene, polybutylene, poly(4-methylpentene), a copolymer of the above olefins, and the above olefin and a small amount of 1-alkene, vinyl ester, vinyl chloride, acrylic ester, methacrylic ester, acrylic a non-polar polyolefin backbone selected from the group consisting of one or more copolymers with acid and methacrylic acid; (b) covalently grafted onto the backbone, the weight ratio with the backbone being from about 1:9 to at least one methacrylate chain in a ratio of about 4:1 and at least about 6
0% to about 80% by weight of the formula CH_2=C(CH_3)
COOR (R is alkyl, aryl, substituted alkyl, substituted aryl or substituted alkaryl) methacrylic ester monomer and from about 20 to about 40% by weight of a copolymerizable unsaturated acid; ~200,0
A graft copolymer containing methacrylate chains with a molecular weight of 0.00. 10. The graft copolymer of claim 9, wherein the backbone polymer is polypropylene, R is methyl, and the weight ratio is from about 3:2 to about 2:3.
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