JPH05504371A - エチレン/一酸化炭素共重合体の組成物 - Google Patents

エチレン/一酸化炭素共重合体の組成物

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JPH05504371A JP4501782A JP50178292A JPH05504371A JP H05504371 A JPH05504371 A JP H05504371A JP 4501782 A JP4501782 A JP 4501782A JP 50178292 A JP50178292 A JP 50178292A JP H05504371 A JPH05504371 A JP H05504371A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 エチレン/−酸化炭素共重合体の組成物本発明は、第1成分としてのエチレン/ −酸化炭素共重合体および第2成分からなる組成物に関する。
第2成分か共重合体の溶媒であるような溶液状の組成物は欧州特許出願公開筒3 60.358号から公知である。そこには、如何にして、この溶液を紡糸してフ ァイバーを形成し、次いて溶媒を除去する処理に付し、溶媒を含まない状態で最 後に延伸して、高強度・高弾性率のファイバーを得るかが記載されている。上記 の出願に記載されている共重合体の溶媒は、m−クレゾール、ヘキサフルオロイ ソプロパツールおよびその混合物である。これらの溶媒か不利な点は、その毒性 か非常に高いことである。このことは、例えば、m−クレ/−ルでは5 ppm であるように、それらのMAC値か低いことからも明らかである。その上、ヘキ サフルオロイソプロパツールかさらに不利な点は、価格が非常に高く、この物質 の利用可能性が限られていることである。このことは、エチレン/−酸化炭素共 重合体の溶媒として工業的規模で使用する上で重大な障害となり、経済的にも全 く興味かない。さらに、従来、エチレン/−酸化炭素共重合体用として当該分野 で公知の唯一の溶媒は2−クロロフェノールおよび3−クロロフェノールである 。
エチレン/−酸化炭素共重合体は、以下ではC○共重合体と呼ぶが、一般に、そ の融点付近の温度ですてに熱分解を示すので、CO共重合体の溶融物から物品を 製造することは限られた規模でしか可能でない。他方、この重合体の融点より充 分に低い温度では、熱分解のおそれがなく、適当な組成物、例えばこの重合体の 溶液がらC○共重合体製の物品を製造することができる。加工性が良好なC○共 重合体の組成物の利用可能性はC○共重合体の加工および応用の可能性を実質的 に拡大する。
ここて、第2成分か、へ/ズアルデヒド、ニトロベンゼン、ベンンルアルコール 、アニソール、/クロヘキサノン、/クロヘキサノール、γ−ブチロラクトン、 ツメチルフタレート、N、N−ジメチルアセトアミド、フェニルヒドラジン、〇 −/クロロベンセン、カプロラクタム、フェノール、ビリノン、安息香酸、キ酸 、N−メチルピロリ/ノン、アニリペフェノキンエタノール、N−メチルイミダ ゾールおよびこれらの物質の2種またはそれ以上の混合物からなる群から選択さ れる組成物は、C○共重合体の融点以下で良好に加工できることか見い出された 。
CO共重合体とは、オレフィン性不飽和モノマー単位および一酸化炭素単位に由 来する単位で交互に構成された交互共重合体を意味する。それゆえ、各成分の占 有率は50モル%である。これは、このような共重合体においてCO単位が取り 得る最大の占有率でもある。本発明の範囲内では、共重合体の少なくとも48モ ル%がCO単位からなる場合についても、交互共重合体という。使用されるオレ フィノ性不飽和モノマーは、例えば、エチレン、またはエチレンと他のアルケン 、好ましくはプロピレンもしくはオクテンとの混合物、あるいはエチレンと別の すレフイノ性不飽和モノマーとの混合物でよい。オレフィン性不飽和モ/マーと してエチレンだけを使用したC○共重合体は、他の不飽和モノマーまたは混合物 が存在するものより高い最高257°Cまての融点を有する。従って、CO共重 合体から製造された製品の用途か高い耐熱性を必要とする場合には、これらの共 重合体は好ましい。このような等級のCO共重合体の製造法は、それ自体、例え ば欧州特許出願公開筒121,963号および第239,145号から公知であ る。
適当て加工性か良好な組成物は、いずれにしても、公知の成形技術を用いてC○ 共重合体の融点以下で加工して所望の形状のCO共重合体含有物品を形成するこ とができるという要求を満足する。このためには、一般に、第2成分はCO共重 合体と共に、成形が容易であり、好ましくは均質で、本質的には単−相の組成物 を形成する必要かある。このような組成物は、第2成分中て膨潤した共重合体の 性質を有し、例えば、本来は乾燥した共重合体粉末を第2成分と必要なら高温で 均質に混合することによって形成される。このことは、融点以下では成形が困難 な乾燥粉末を、重合体の融点以下ても所望の形状を与えることができる膨潤した 粉末粒子の成形可能な塊に変化させる。ここで、第2成分の存在によって、膨潤 した粉末粒子が確実に良好な凝集を示し、これは第2成分を除去した後でも保持 される。このような技術は、それ自体、例えば、欧州特許出願公開筒292.0 74号から公知である。加工性が適当であるためには、組成物が膨潤した共重合 体の形態を有すれば、その少なくとも20%(wt)は第2成分てなければなら ず、好ましくは、その少なくとも50%(wt)は第2成分からなる。膨潤した 重合体の形態の組成物は、ペースト押出法やラム押出法および常温成形や熱間成 形技術などの固体成形技術によって成形することができる。上記のように、Co 共重合体に対して、それを膨潤させるのに充分な親和性を示す第2成分であるか 、大気圧下、第2成分の融点と、1.Co共重合体の融点および2.第2成分の 沸点のうち低い方との間の温度てCo共重合体か均質な溶液を形成できない第2 成分を、以下では膨潤剤と呼ぶ。一般に、2種またはそれ以上の膨潤剤の混合物 は、2種の溶媒の混合物かやはり一般的には溶媒であるのと同様に、やはり膨潤 剤である。溶媒と膨潤剤との混合物の挙動は、選択された組合せおよび混合物中 における2種の物質の割合に強く依存する。限られた範囲の割合でのみ、このよ うな混合物は溶媒であることが見い出され、大抵の場合、このような混合物は膨 潤剤のように挙動する。
膨潤した共重合体の形態のCo共重合体組成物は、成形部品や大型物品を製造す るのに非常に適しているか、少な(とも1つの方向に非常に小さい寸法を有する 物品、例えば、ファイバーやテープまたはフィルムなどの製造には、それほと適 していない。しかし、Co共重合体は耐熱性のファイバーやフィルム用として非 常に適しており、このような物品は紡糸技術や押出技術によって製造することが 好ましい。Co共重合体の紡糸や押出は、その融点以上での重合体の熱分解と関 連して、溶液から行うことが好ましい。そういう訳で、第2成分を、フェノール 、ビリノン、安叡香酸、ギ酸、N−メチルビロリンノン、アニリン、フェノキン エタノール、N−メチルイミダゾールおよびこれらの物質の2種またはそれ以上 の混合物、40〜45%(wt)フェノールと60〜55%(wt)ヘンズアル デヒドとの混合物および25〜35%(wt)カプロラクタムと75〜65%( wt)フェノールとの混合物からなる群から選択することか好ましい。これらの 共通の特性は、それらかCo共重合体の溶媒であることである。
これらの溶液中におけるCo共重合体のa責は広い範囲内で様々な値をとりうる 。Co共重合体の濃度か05%(vt)以下の組成物たけから、溶媒を含まない 物品を製造できることが見い出されたか、このような物品は、凝集か不充分であ るので、さらに加工することかできない。従って、本発明の組成物におけるCo 共重合体の濃度は少なくとも0.5%(★t)であることが好ましい。経済的な 観点から、Co共重合体の濃度が低い、例えば、2%(wt)以下の組成物は、 比較的多量の溶媒を含有するので、それほど興味深くない。このような組成物を 使用しながら、Co共重合体からなる物品を製造する場合には、これらの溶媒を 除去して、さらに加工しなければならない。従って、Co共重合体のa度が少な くとも2%(wt)の溶液を使用することか好ましく、濃度か少なくとも5%( vt)であれば、より好ましい。Co共重合体の濃度が約50%(wt)までの 溶液状の組成物は、依然として、紡糸、流延または押出などの溶液加工技術を用 いて、良好に加工することかできる。共重合体の濃度が増大するにつれて、組成 物の性質は、たとえ溶媒を第2成分として使用しても、溶液の性質から膨潤した 重合体の性質へ除々に変化する。しかし、当業者は、本発明の各組成物に対して 最も適した成形技術を選択することがてきる。
Co共重合体の溶液は、特に、紡糸、押出、流延などの組成物を成形する方法に 使用し、その後で溶媒の除去を行い、しばしば、さらに後の工程、例えば、圧縮 や延伸と組合せて使用することができる。このようにして、欧州特許出願公開筒 360,358号の方法により、Co共重合体から高弾性率・高引張強度のファ イバーが製造される。
上記の溶媒のうちいくつかは、Co共重合体と共に、ゲル化点以下に冷却すると 熱可逆ゲルに変化する溶液状の組成物を形成することが見い出されている。この ような重合体溶液の挙動は、それ自体、例えば、ケラ−(Keller)および バーハム(Barhaa+)のプラスティック・アンド・ラバー・インターナシ ョナル(Plastics and RubberInternat 1ona l) C第6巻1号(1981年)、25頁Eと、そこに引用された文献から公 知である。これらの溶液が熱可逆的にゲル化する挙動によって、それからゲル物 品を製造することが可能になる。これらの物品は高度の延伸性によって特徴付け られることが見い出され、延伸の間に、引張強度および弾性率は非常に高い値ま で連続的に増大する。重合体組成物から熱可逆的なケル化によってケル物品を製 造することや、それに伴う高い延伸度は、CO共重合体以外の数多くの重合体に ついては、例えば、英国特許第2.04.2.414号、第2.051,667 号、欧州特許出願公開105,169号および欧州特許第144.983号から 公知である。ゲル物品の製造は、一般に、溶解温度より高い温度で重合体の熱可 逆ケル化溶液を紡糸または押出し、その後で、この溶液からなる物品をケル化声 、以下に冷却することによって行う。この方法では、溶媒を完全または部分的に 除去することによって、あるいは除去することなく、上記のように良好な延伸特 性を有するゲル物品か形成する。そういう訳で、第2成分を、C○共重合体と共 にゲル化溶液を形成する安息香酸、ギ酸、N−メチルピロリジノン、アニリン、 フェノキンエタノール、N−メチルイミタ/−ルおよびこれらの物質の2種また はそれ以上の混合物、40〜45%(宥t)フェノールと60〜55%(wt) ペンズアルテヒドとの混合物および25〜35%(wt)カプロラクタムと75 〜65%(wt)フェノールとの混合物からなる群から選択することか好ましい 。
安息香酸およびギ酸をゲル化溶媒として使用することが、特に好ましい。これら は、大部分の公知の膨潤剤や溶媒とは異なって、毒性を有しないか、あるいは単 に毒性が非常に低く、従って環境や加工に従事する人々の保護および安全性につ いて最小限の予防措置を取るたけで適用することができるという利点を有する。
本願で取り上げた他の公知溶媒に加えてケル化溶媒を使用する場合の補足的な利 用、は、CO共重合体か、これらの第2成分に対して、その融点よりはるかに高 い温度でのみ溶解するという事実である。
公知のものを含む多くの溶媒を用いれば、溶媒が液体である事実上どのような温 度でもCO共重合体が溶解することが見い出され、しかも、これら公知の溶媒に 対してC○共重合体が非常に高い親和性を示すことか見い出されている。このこ とは、低a度の場合でさえ、溶液の帖変か非常に高いことから明らかである。従 って、公知溶媒を1更用すれば、低Jliの組成物しか調製することはできず、 それゆえ、C○共重合体の濃度が1〜8%(wt)以上の溶液は、重合体の分子 量にも依存するが、公知ではない。CO共重合体か上記の溶媒に溶解しない温度 範囲か存在するので、C○共重合体および第2成分としてのこれら溶媒からなり 、公知溶媒を使用して実現可能なa変より高濃度の組成物を通常の技術で製造す ることかできる。より高度に濃縮されたこれらの本発明組成物の調製に使用する ことができるそれ自体公知の方法は、溶媒に溶解させるへき物質の懸濁液を、こ の物質かまた溶媒に溶解しない温度で調製し、その後で、この懸濁液のt温度を 溶解点以上に上昇させることである。この方法では、そうして、対応する濃度の 溶液か形成する。池のC○共重合体用溶媒を使用すれば、この手法は使用するこ とができないか、あるいは非常に困難を伴う。重合体を溶媒に添加すると直ちに それに溶解するか、その後、低a度でも非常に粘稠な組成物か形成されつつある からである。さらに重合体を添加すると、もはや均質に分布して溶解することは ない。分子量が増大すると、この効果は低a度でも生じる。
本発明の組成物は、主として、このような組成物に基づいてCO共重合体から物 品を製造することに使用する。従って、本発明は、この組成物をCO共重合体含 宵物品の製造に使用することにも関する。
本発明を以下の実施例によって説明するが、本発明はこれらの実施例に限定され ない。使用したC○共重合体は一酸化炭素およびエチレンからなる交互共重合体 てあり、各成分の占有率は50モル%である。これらの共重合体は欧州特許出願 公開第239,145号に記載の方法によって合成する。固有粘度(I V)は 100°Cのm−クレゾール中で測定する。
実施例I 数多くの物質について、それらがCQ共重合体の膨潤剤または溶媒であるかどう かを判定するための実験を行う。このために、ある量の固有粘度9.9dl/g の粉末状C○共重合体を、調べるべき物質4mlを入れたガラスビーカーに毎回 室温で添加する。共重合体の量は組成物中におけるその占有率が2%(wt)に なるように選択する。
絶えず撹拌しなから、その全体を窒素雰囲気中で、かなりの効果が生じるまで、 たたし、この物質の沸声、未満の温度で加熱する。第1群の物質を使用すれば、 共重合体と物質との間に相互作用は存在しないことが見い出されている。第2群 に属する物質では、重合体粉末は、その膨潤状態において重合体および物質の原 体積の少なくとも10%を占めるまでは、明確に目視可能な膨潤を示すことか見 い出されている。膨潤した重合体に加えて、非吸収液体が残存する。
撹拌せずに冷却した後、膨潤した重合体は自ら非吸収液体から分離するので、2 つの層か明確に目視てきる。膨潤した重合体の体積は、依然として全体積の少な くとも10%である。第3群の物質では、この物質が室温ですでに液体である場 合には直接的に、あるいは、この物質をその融点以上に加熱して液体になれば直 ちに、共重合体は溶解して透明な均質溶液を形成することが見い出されている。
第4群の物質では、共重合体は、液体物質および共重合体粉末のa合物を、ある 温度、すなわち溶解温度以上に加熱して初めて溶解することが見い出されている 。実際的には溶解温度と一致するゲル化点以下に溶液を冷却すると、ゲル物品が 形成する。表1には、上記の4群について、膨潤も溶解も起こらない場合には記 号「−」で、膨潤か起こる場合には記号「O」で、室温以上かつ物質の融点以上 のどの温度でも、共重合体がそれに溶解する場合には記号rxJで、共重合体お よび物質の混合物に対する明確な溶解温度が存在する場合には記号「+」で順番 に表す。なお、混合物を使用する場合、各成分の量は重量%て示す。
30/70 γ−ブチロラクトン/ベンズアルデヒド 〇45155 ンクロへ キサノン/ベンジルアルコール 090/102−クロロフェノール/カプロラ クタム 040/60 ヘンズアルテヒド/m−クレゾール 0溶解温度°C融 点℃ フエ7−ル x 43 43 ビリンン x <20 −42 安息香酸 工 180 122 ギ酸 −808 N−メチルピロリ/ノン − 200 −24アニリン 〒 150 −6 フエ/キシエタ7−ル −1−23011〜13N−メチルイミダゾール +  110 −645155 フェノール/ベンズアルデヒド+ 84 <3530 /70 カプロラクタム/フェノール + 175 <35実施例■ 三角フラスコ中で、固有粘度1.1dl/gのCO共重合体0.5gを、アニリ ン9.5gと共に、窒素雰囲気中で撹拌しながら、150℃に加熱して粘稠な均 質溶液を形成する。この溶液を150℃の紡糸容器に移し、圧力をかけて0.5 11+mの紡糸口から押出した。こうして形成されたファイバーを25℃の水中 で急冷すると、これらのファイバーはゲル化する。アニリンを抽出した後、これ らのファイバーを200′Cで後延伸に付して巻取る。
フェノール45gおよびベンズアルデヒド55gの混合物に、固有粘度9.9d l/gのCO共重合体4gを添加する。この混合物を、窒素雰囲気中で撹拌しな がら、90°Cに加熱する。84°Cて、重合体は溶解する。この溶液を絶えず 撹拌しながら90℃で10分間放置することによって均質化する。次いて、この 溶液をカラス皿中に注ぎ入れ、室温に冷却すると、硬質ケルが形成する。茂発処 理によって溶媒を除去すると、自立性のフィルムか残る。
実施例■ 固有粘V 9 、9 dl/gのC○共重合体Logを、三角フラスコ中で、フ ェノール90gと混合する。絶えず撹拌しなから、この混合物を窒素雰囲気下で 50°Cに加熱する。この結果、粘稠な均質溶液が形成する。室温に冷却すると 、この溶液は溶媒の結晶化によって固化する。昇華でフェノールを除去すること によって、非常に多孔質の構造体を得る。
実施例V 固有粘度9.9dl/gOCO共重合体5gを、ノクロヘキサノン95gと混合 する。撹拌しながら、この混合物を窒素雰囲気下で150°Cに加熱する。この 結果、非常に膨潤した重合体が形成する。
この混合物を室温に冷却し、膨潤した重合体を溶媒から濾過によって取り出す。
ンクロヘキサノンを含む膨潤した重合体を、25バールで150°Cの型中で圧 縮して、凝集フィルムを形成する。蒸発処理によって溶媒を除去すると、自立性 のフィルムか残る。
実施例■ 固有粘度9.9dl/gのCO共重合体2.5gを、液体窒素中で、安息香酸2 .5gと混合して、均質な分散液を形成する。液体窒素を蒸発させると、粉末状 の均質な混合物が残る。この混合物を、鋼製の容器中で、窒素雰囲気中、210 °Cに加熱する。この工程の間に、この混合物は均質な溶液に変化する。この溶 液に圧力をかけて直径1+nmの丸孔から押出す。この方法では、さらに処理す るのに適した均質なゲルファイバーを得る。
実施例■ 固有粘度9.9dl/gのCO−エチレン共重合体2.5gを、三角フラスコに 入れた安息香酸50gと室温で混合する。絶えず撹拌しなから、この混合物を窒 素雰囲気下で2000Cに加熱する。180’cて、重合体は溶融した安9香酸 に溶解する。15分後、溶液を13000のロール上に注き出すことによって、 厚さ0.3mmの均一なフィルムを得る。室温に冷却した後、このフィルムを、 アセトンを使用した抽出処理に付すことによって、多孔質フィルムを得る。
実施例■ 安息香酸を、真空下、室温で昇華することによって除去すること以外は、実施例 〜1を繰り返すことによって、非常に多孔質の軟質フィ実施例■の条件下で、安 息香酸300g中における固有粘度99dl/lのCO−エチレン共重合体25 gの溶液を調製する。この溶液を200’Cて10分間撹拌することによって均 質化した後、この溶液を、ブランンヤーおよび紡糸口を備えた鋼製の紡糸容器に 移す。
この溶液を室温のアセトン槽中へ直径0.25mmの紡糸口から紡糸する。この 工程では、白いファイバーか形成する。紡糸口とアセトン槽中の液体表面との距 離は20mmである。安息香酸を抽出した後、ファイバーを220°Cて8倍に 延伸する。延伸したファイバーの引張強度は0.8GPaであり、ヤング率は1 8GPaである。
実施例X 固有粘度9.9dl/gのCO−エチレン共重合体4gを、絶えず撹拌しながら 、窒素雰囲気中で、ギ酸96gに溶解する。約ao’cて、共重合体は溶解する 。撹拌を中止し、この溶液を均質化するために、95°Cで15分間放置する。
この溶液を直径0.5mmの丸い紡糸孔から紡糸して、ファイバーを形成する。
紡糸したファイバーを20℃の水槽に通すことによって、取り扱い可能なゲルフ ァイバーを形成する。依然としてファイバー中に存在するギ酸は、水を用いて2 時間抽出する。抽出後、このフィルムを、窒素雰囲気中、60°Cで48時間乾 燥させる。乾燥後、ファイバーを220°Cで9倍に延伸する。延伸したファイ バーの引張強度は1 、3 GPaであり、弾性率は33GPaである。
実施例M 絶えず撹拌しながら、固有粘度1 、1 dl/gのCQ共重合体Logを、窒 素雰囲気中、ギ酸40gに溶解する。この溶液を98°Cで30分間放置するこ とによって均質化する。次いて、この粘稠な溶液を90°Cに加熱した2つのロ ール間で成形してフィルムを形成する。ロール間の開口部の幅はO,l+nmで ある。フィルムを室温に冷却し、水を用いて2時間抽出し、次いで窒素雰囲気中 、70°Cて48時間乾燥する。得られたフィルムの多孔度は45%である。
要約書 エチレン/−酸化炭素共重合体と膨潤剤またはゲル化もしくは非ゲル化溶媒とし て機能する第2成分とからなり、この共重合体の融点以下で通常の成形技術を用 いて成形するのに適し、その第2成分がエチレン/−酸化炭素共重合体の組成物 の成分としては従来知られていない群から選択される組成物。
PCT/+iL 9110024B

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 1.第1成分としてのエチレン/一酸化炭素共重合体および第2成分からなる組 成物であって、第2成分が、ベンズアルデヒド、ニトロベンゼン、ベンジルアル コール、アニソール、シクロヘキサノン、シクロヘキサノール、γ−ブチロラク トン、ジメチルフタレート、N,N−ジメチルアセトアミド、フェニルヒドラジ ン、0−ジクロロベンゼン、カプロラクタム、フェノール、ビリジン、安息香酸 、ギ酸、N−メチルピロリジノン、アニリン、フェノキシエタノール、N−チル イミダゾールおよびこれらの物質の2種またはそれ以上の混合物からなる群から 選択されることを特徴とする組成物。
  2. 2.第2成分が、フェノール、ピリジン、安息香酸、ギ酸、N−メチルビロリジ ノン、アニリン、フェノキシエタノール、N−メチルイミダゾールおよびこれら の物質の2種またはそれ以上の混合物、40〜45%(wt)フェノールと60 〜55%(wt)ベンズアルデヒドとの混合物および25〜35%(wt)カプ ロラクタムと75〜65%(wt)フェノールとの混合物からなる群から選択さ れることを特徴とする請求項1記載の組成物。
  3. 3.第2成分が、安息香酸、ギ酸、N−メチルビロリジノン、アニリン、フェノ キシエタノール、N−メチルイミダゾールおよびこれらの物質の2種またはそれ 以上の混合物、40〜45%(wt)フェノールと60〜55%(wt)ベンズ アルデヒドとの混合物および25〜35%(wt)カプロラクタムと75〜65 %(wt)フェノールとの混合物からなる群から選択されることを特徴とする請 求項2記載の組成物。
  4. 4.第2成分が安息香酸およびギ酸からなる群から選択されることを特徴とする 請求項3記載の組成物。
  5. 5.請求項1〜4のいずれか1項に記載の組成物から製造された物品。
  6. 6.実施例に記載および/または説明された組成物またはそれによって製造され た物品。
JP50178292A 1990-12-05 1991-12-04 エチレン/一酸化炭素共重合体の組成物 Expired - Fee Related JP3169961B2 (ja)

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