JPH11501083A - フルオロエラストマーおよび熱可塑性ポリアミドを含む組成物と、得られたフィルム - Google Patents

フルオロエラストマーおよび熱可塑性ポリアミドを含む組成物と、得られたフィルム

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JPH11501083A JP9523368A JP52336897A JPH11501083A JP H11501083 A JPH11501083 A JP H11501083A JP 9523368 A JP9523368 A JP 9523368A JP 52336897 A JP52336897 A JP 52336897A JP H11501083 A JPH11501083 A JP H11501083A
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Abstract

(57)【要約】 フルオロエラストマーと熱可塑性ポリアミドとからなる改質剤組成物と、材料混合物と、最終組成物と、最終組成物から得られるフィルム。

Description

【発明の詳細な説明】 フルオロエラストマーおよび熱可塑性ポリアミドを含む組成物と、 得られたフィルム開示 本発明は、プラスチックの使用性を改良するのに用いられる、フルオロエラス トマーと熱可塑性ポリアミドとで構成される組成物に関するものである。 本発明はさらに、フルオロエラストマーと熱可塑性ポリアミドととで構成され る炭化水素ポリマーをベースとした組成物に関するものである。 本発明はさらに、フルオロエラストマーおよび熱可塑性ポリアミド等の改質剤 を含む光学的特性および機械的特性が改良された均質な熱可塑性フィルムに関す るものである。 プラスチックの押出し時に臨界剪断速度を越えるとダイの出口で流れが不規則 になることは一般に知られている。すなわち、臨界剪断速度以下では押出物は平 滑であるが、臨界剪断速度を越えると表面欠陥が見られる。この欠陥は「溶融割 れ(melt fracture)」とよばれ、いくつかの形がある。剪断速度が臨界剪断速度 よりわずかに高い場合には、押出吹込成形で得られたフィルムは透明性および光 輝を失う。高い生産性を求めて剪断速度を著しく高くすると、粗表面の平滑区域 の均質性が損なわれる。これらの欠陥荷よってフィルムの光学的特性および機械 的特性は大幅に低下する。同じ現象はロッドに押出す場合にも見られ、ロッド表 面が光輝を失い、無光沢で粗くなった場合を「オレンジスキン」と比較すること が多い。 これらの問題点を解決するために提案された種々の解決策の中では工業的には 改質剤の使用が極めて有用である。 米国特許第3,334,157号ではポリテトラフルオロエチレンを混和することによ ってポリエチレンフィルムの光学的特性を高めている。 米国特許第4,855,360号および米国特許第5,015,693号ではフルオロエラストマ ーをポリオキシアルキレンと組合せて炭化水素ポリマーの成形率を高めるために 用いている。 米国特許第4,983,677号および4,863,983号では炭化水表ポリ マーの成形率を高めるためにフルオロエラストマーと有機燐酸エステルまたは有 機亜燐酸エステルとを組合せて用いている。 しかし、プラスチック成形では必らず用いられる添加剤、例えば粘着防止剤、 充填剤、増量剤、染料およびステアレート等はフルオロエラストマーと相互作用 するため、その有効性が大幅に低下する。 国際特許第WO-91/05007号ではこの問題点を解決するために、先ず最初に押 出ダイを改質剤で処理した後にプラスチックを成形する方法が記載されている。 使用する改質剤はテトラフルオロエチレン単位と官能基とを有するフルオロモノ マーを含む官能性フルオロコポリマーである。この方法の実施には2段階が必要 であるという欠点がある。 本発明者は、押出機で使用する際に上記欠点無しにプラスチックの成形性を向 上させる組成物を見出した。本発明の対象はフルオロエラストマーと熱可塑性ポ リアミドとを含む組成物である。本発明は「溶融割れ」をなくすだけでなく、押 出条件の確立するまでの時間を短くして均質なフィルムを得ることができる。 本発明はプラスチックの成形性を改良する下記(a)と(b)とで構成される改質剤 組成物を提供する: (a )フルオロエラストマー (b) 熱可塑性ポリアミド。 熱可塑性ポリアミドはポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むポ リマーである。ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを含むポリマーは 反応性末端を有するポリアミド単位と、反応性末端を有するポリエーテル単位と を共重縮合して得られ、共重縮合の例としては下記を挙げることができる: 1) 鎖末端にジアミンを有するポリアミド単位と、鎖末端にジカルボン酸を有す るポリオキシアルキレン単位との共重縮合 2) 鎖末端にジカルボン酸を有するポリアミド単位と、鎖末端にポリエーテルジ オールといわれるα-ω-ジヒドロキシ脂肪族ポリオキシアルキレン単位のシアノ エチル化および水素化で得られたジアミン鎖末端を有するポリオキシアルキレン 単位との共重縮合 3) 鎖末端にジカルボン酸を有するポリアミド単位と、ポリエーテルジオールと の共重縮合(この場合に得られる生成物がポリエーテルエステルアミドである) 鎖末端にジカルボン酸を有するポリアミド単位は、例えば鎖制限剤のジカルボ ン酸の存在下でラクタムまたはジカルボン酸のα-ω-アミノカルボン酸とジアミ ンとを縮合して得られる。ポリアミドブロックはポリアミド-12またはポリアミ ド-6であるのが好ましい。 3,000である。 ポリアミドブロックとポリエーテルブロックの配列はランダムでももよい。こ のポリマーはポリエーテルとポリアミドブロックの先駆物質の同時反応で製造す ることもできる。 例えば、ポリエーテルジオール、ラクタム(またはα-ω-アミノ酸)および鎖 制限剤のジアシッドを少量の水の存在下で反応させることによって基本的にポリ エーテルブロックと種々の長さのポリアミドブロックとを有し、各反応物がポリ マー鎖に沿って統計的にランダムに配列されたポリマーが得らる。 ポリエーテル単位とポリアミド単位との共重縮合を予め行うか、反応を1段で 行って得られるポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有するポリマー は、例えばショアーD硬度が20〜75、好ましくは30〜70で、初期濃度0.8g/100ml で250℃のメタクレゾールで測定した固有粘度が0.8〜2.5である。 ポリエーテルブロックをポリエチレングリコール、ポリオキシプロピレングリ コールまたはポリオキシテトラメチレングリコールから得た場合には、これらを そのまま用いてカルボキシル末端を有するポリアミドブロックと共重縮合するか 、アミン化してポリエーテルジアミンに変え、カルボキシル末端を有するポリア ミドブロックと縮合させる。これらをポリアミド先駆物質および鎖制限剤と混合 してランダムに配列された単位を有するポリアミドブロックとポリエーテルブロ ックのポリマーを得ることもできる。 ポリエーテルとポリアミドブロックとを有するポリマーは米国特許第4,331,78 6号、第4,115,475号、第4,195,015号、第4,839,441号、第4,864,014号、第4,230 ,838号および第4,332,920号に記載されている。 ポリエーテルは例えばポリエチレングリコール(PEG)、ポリプロピレング リコール(PPG)またはポリテトラメチレングリコール(PTMG)にするこ とができる。ポリテトラメチレングリコール(PTMG)はポリテトラヒドロフ ラン(PTHF)ともいわれる。 ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有するポリマー鎖中でポリエ ーテルブロックがジオールまたはジアミンの形で存在している場合は単にPEG ブロックまたはPPGブロックまたはPTMGブロックとよばれる。 ポリエーテルブロックが異なる単位、例えばエチレングリコール、プロピレン グリコールまたはテトタラメチレングリコールから誘導された単位を含む場合も 本発明から逸脱するものではない。 ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有する好ましいポリマーは、 1つの形式のポリアミドと1つの形式のポリエーテルブロックのみを有するもの であり、PA12ブロックとPEGブロックとを含むポリマー、PA12ブロッ クとPTMGブロックとを含むポリマーおよびPA6ブロックとPEGブロック とを含むポリマーを用いるのが有利である。 ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有するポリマーは、ポリアミ ドがブロックの形で鎖中にランダムに分布し且つポリアミドブロックとポリエー テルブロックとを有するポリマーの50重量%以上でものが有利である。ポリアミ ドおよびポリエーテルの量は(ポリアミド/ポリエーテル)の比が2/3〜3/ 1、好ましくは1/1に近いものが有利である。 ポリアミドブロックとポリエーテルブロックとを有する親水性のポリマー、す なわちPEGブロックを有するか、ポリマー中のポリエーテルブロックの単位の 大部分がエチレンオキサイドから誘導されたポリマーが特に好ましい。 本発明のフィルムは帯電防止性がある。 フルオロエラストマーは粉末または顆粒の形にすることができ,一般にはフッ 素/炭素比が0.5以上であるフルオロオレフィンのホモポリマーまたはコポリマ ーである。フッ素/炭素原子比は1に近いのが特に好ましく、ホモポリマーの中 ではフッ化ポリビニリデンまたはフッ化ポリビニルを挙げることができ、コポリ マーはフッ化ビニリデンから誘導され且つ1種または複数のフッ化オレフィン を有するものを選択する有利である。 特に好ましいフルオロエラストマーはフッ化ビニリデンとプロピレンヘキサフ ルオリドのコポリマーである。50モル%以上のフッ化ビニリデンを含むポリマー を用いるのが有利である。 本発明の改質剤組成物はそのままの形で使用するか、改質剤組組成物をポリマ ーまたはポリマー混合物で希釈して使用して材料混合物にすることができる。こ の材料混合物は被改質プラスチックと同じ形式のプラスチックにフルオロエラス トマーとポリアミドを入れたもので構成するのが有利であり。同じ形式のプラス チックという用語は同じモノマーを基本的に同じ比率で有する材料を意味する。 押出すべきプラスチックの粘度に近い粘度を有するプラスチックが特に好ましい 。 この材料混合物は充填剤、特に酸化防止剤をさらに含むことができる(以下、 特に記載のない限り%は重量%である)。 改質剤組成物は材料混合物中のフルオロエラストマーの含有率が一般に0.1% 以上、好ましくは0.3〜5重量%で且つ熱可塑性ポリアミドの含有率が一般に0.1 %以上、好ましくは0.3〜20重量%となるように希釈する。 本発明の材料混合物は押出機の出口ダイの予備処理に使用することができ、ま た、成形されるプラスチックに成形前または成形中に混合することができる。成 形前に材料混合物をプラスチック中で希釈して最終組成物にするのが有利である 。 フルオロエラストマーと、熱可塑性ポリアミドと、押出すべきプラスチックと からなる最終組成物も本発明の別の対象であり、これには粘着防止剤、例えばシ リカ、増量剤、例えば二酸化チタンおよびステアレートを含めることができる。 プラスチックという用語はオレフィン単位、例えばエチレン、プロピレン、1 -ブテン等の単位を有するポリマーを意味する。例としては下記を挙げることが できる: 1) ポリエチレン、ポリプロピレンおよびα-オレフィンとエチレンのコポリマ ー。これらは不飽和カルボン酸無水物、例えば無水マレイン酸または不飽和エポ キシド、例えばグリシジルメタクリレートでグラフトされていてもよい。 2) エチレンと、(i)不飽和カルボン酸、その塩およびエステル、(ii)飽和カル ボン酸のビニルエステル、(iii)不飽和ジカルボン酸、その塩およびエステル、 ヘミ エステルおよび無水物および(iv)不飽和エポキシドからなる群の中から選択され る少なくとも1種の化合物とのコポリマー。これらエチレンコポリマーは不飽和 ジカルボン酸無水物または不飽和エポキシドでグラフトすることもできる。 3) 必要に応じてマレイン処理をしたスチレン/エチレンブテン/スチレン(S EBS)ブロックコポリマー。 これらポリオレフインの2種以上の混合物を使用することもできる。下記を付 用するのが有利である: ポリエチレン、 エチレンとα−オレフィンとのコポリマー、好ましくは低密度コポリマー(L DPE)、さらに好ましくは直鎖低密度コポリマー(LLDPE)、 エチレン/アルキル(メタ)アクリレートコポリマー、 無水マレイン酸はグラフトまたは共重合されたエチレン/アルキル(メタ)ア クリレートコポリマー/無水マレイン酸コポリマー、 グリシジルメタクリレートはグラフトまたは共重合されたエチレン/アルキル (メタ)アクリレート/グリシジルメタクリレートコポリマー、 ポリプロピレン。 最終組成物中に存在するフルオロエラストマーの量は、10ppm以上、好ましく は100〜1000ppmにすることができる。 最終組成物中に存在する熱可塑性ポリアミドの量は広範囲に変えることができ るが、一般には10ppm〜5%、好ましくは100ppm〜1%である。 本発明の最終組成物は周知の任意の手段、例えば射出成形、押出成形、中空牧 品の押出込成形およびフィルムのインフレーション成形で成形できる。 本発明の他の対象は上記の最終組成物を押出吹込成形して得られた熱可塑性フ ィルムにある。フルオロエラストマーと熱可塑性ポリアミドとからなる本発明の フィルムは均質で、光学的特性および機械的特性に優れており、さらに帯静電防 止性があるあるという利点を有する。 本発明フィルムは押出機の条件を確立までの時間が2時間以下、通常は1時間 以下である。 以下、本発明の実施例を説明するが、本発明が下記実施例に限定されるもので はない。 使用したプラスチック PEbdl LL0209 AA: BP社から市販のブテン単位を含む主としてエチ レン単位からなる直鎖低密度ポリエチレンコポリマー: 190℃、2.16kgの荷重下でのMI(溶融指数)= 0.9 密度=0.92 Kynar 2821: 88重量%のビニリデンジフルオリドと12重量%のプロピレン ヘキサフルオライドとからなるコポリマー。 Pebax M: Mn=1500のPA-12と、Mn=1500、ショアーD硬度40のPEGブ ロックとからなる熱可塑性ポリアミド。 材料混合物は、各種改質剤、添加剤およびポリマーを機械的に混練するか、B uss PR46/70 11D ブレンダーで混練して得られる。この場合の温度分布は170 ℃−195℃−200℃で、ダイ温度は210℃である。次いで、材料混合物をPEbdl LL0209 AAで希釈し、必要に応じて追加の添加剤を添加し、単純な機械的混 練で最終組成物にする。 下記2種類の押出機を用いて最終組成物中の改質剤を評価した: a)Haake(ハッケ)押出機 Haake Rheolox(ハッケ フェオロックス)押出機はスクリュー径が30mmで 、有効スクリュー長さがこの径の25倍である。押出機の圧縮率は3である。ダイ の径は3mmで、ダイの長さはこの径の3倍である。ダイ入口に対する角度は18 0°である。押出機の温度分布は190℃−200−210℃−220℃−225℃で、全ての試 験で一定であり、ダイ温度はほぼ同じ215℃である。 b)Kaufman(カオフマン)押出機 Kaufman 押出機は最終組成物を押出吹込成形によってフィルムに成形する。 押出機およびダイの特徴は表1に示してある。押出機スクリューの各部の特徴は 表2に示してあり、各帯域の温度分布は表3に示してある。これらは全ての試験 で一定である。 押出吹込成形で得られたフィルムの光学的特性および機械的特性をLumaquita ine(ルマッキテーヌ)試験および落槍試験で調べた。 Lumaquitaine試験では、光源によって照明されたコリメータの固定溝の画像 を レンズ系を通して形成し、その画像を記録用フォトメターを備えた移動するシヌ ソイド透明窓すなわち「サイト」で受ける。回転試料ホルダーに直径が20mmの 円形部分を有するフィルム試料を入れる。このホルダーをコリメータとサイトと の間の光学的軸線上に光線と平行に配置する。サイトのシフトによる変調光の強 度の変動曲線を記録する。 シヌソイド曲線から得られたベースラインの最大分離距離がMミリメートルで 、ベースラインの最小分離距離がmミリメートルである場合、コントラスト比は 下記式で与えられる: このコントラスト比から各波数に対するフィルムの減衰率を求めることができ る。 落槍試験は66cmの高さから自由落下する300g以上の質量を有するパンチの衝撃 でプラスチックフィルムを破壊するのに必要なエネルギーを求める方法である。 同じ試料の50%試験片(少なくとも10個)を条件下で試験したときに破壊し た落下体の質量を求める。落下体質量はパンチの質量に追加質量と各質量の固定 用カラーの質量とを加えたものである。投射体質量を変えて、同じグループの10 個の試験片の中で0〜100%の少なくとも3つの異なるレベルの破壊度を示す破 壊試験片と無傷の試験片とを得る。フィルムの衝撃破壊量Wfは下記式でグラム で表される: Wf=W1−ΔW[S/100-0.5] (ここで、W1は全ての試験片を破壊する落下体最低質量(g)であり、ΔWは 1つの試験から別の試験へ移る時の増加量であり、Sは各落下体質量に対する破 壊率の和である(この和は破壊しない時の質量から追加質量W1までに使用した 全ての投射体質量に対応するパーセンテージである)。 フィルムの帯静電防止性は表面の静電荷漏れ能力に基ずく方法で評価した。こ の方法では、先ず最初にフィルム表面を高圧で数秒間電荷し、高圧源を切った後 のハーフ放電時間すなわち最大電位Vmaxからこの値の半分の値Vmax/2にな るのに必要な時間を記録する。帯静電防止特性のある材料は電荷のリークがし易 くので、ハーフ放電時間は短い。 試験方法 i)PEbdl LL0209 AA を用いて押出機条件を確立する。 ii) 最終組成物を用いて押出を開始する。 iii) 押出パラメータおよびサンプリング条件を設定する。 a) Haake Rheolox 押出機 ダイ入口での圧力および温度、各回転速度(20〜80回転/分)でのトルク、流量 、膨潤とのカップル値 b) Kaufman 押出機 濾過前および濾過後の圧力(bar) 試験の開始時および1時間毎のダイ温度(℃),強度(A),冷却速度(%)お よび引き抜き速度(m/分) iv) Haake Rheolox 押出機をPEbdl LL0209 AAでパージする。 1) アセトン浴でダイを分解、洗浄する。 2)Kaufman押出機をShulmanから市販のPolybatch KC30(50重量%の添加 剤を含むポリエチレンをベースとした材料混合物、密度=1.38,190℃、2.16kgの 荷重下でのMI=1.3)でパージする。 3) KaufmanダイおよびスリーブをLacqrene 1260ポリスチレン結晶、200℃、 5kgの荷重下でのMI=4、密度=1.05でパージする。 v) 押出機は次の試験を実行できる状態にある。 全ての試験はKaufman押出機で実施した。スクリューの回転速度は35回転/分 、引き抜き速度は8.5m/分にし、押出機を下記にセットした: フィルム幅 = 500mm フィルム厚さ= 50μm実施例1 成形すべきプラスチック(PEbdI LL0209 AA)のみを含む最終組成物を用 いた。 この最終組成物をHaake Rheoloex押出機を用いてロッドに成形した。20回 転/分の回転速度、215℃のダイ温度で押出しを開始してから1時間後にパラメ ータと試料(表4)を記録した。 また、Kaufman押出し機を用いた押出吹込成形によってフィルムに成形した。 得られたロッドおよびフィルムの外観は表4に示す。実施例2 成形すべきプラスチック(PEbdl LL0209 AA)中に下記組成物の材料混 合物を2%希釈した: PEbdl LL0209 AA粉末 =97.9% Kynar 2821 =2.0% Irganox B 900(酸化防止剤) =0.1% こうして得られた最終組成物は下記で構成される: PEbdl LL0209 AA粉末 =99.958% Kynar 2821 =0.04% Irganox B9 00(酸化防止剤) =0.002% この最終組成物を実施例1と同じ方法で成形する。実施例3 最終組成物を実施例2と同じ方法で製造するが、約15%のシリカを含むShulm annら市販のMMF15Cを2%添加した。 最終組成物は下記で構成される: PEbdl LL0209 AA粉末 =99.658% Kynar 2821 =0.04% Irganox B 900(酸化防止剤) =0.002% シリカ =0.3% 最終組成物を実施例2と同じ方法で成形する。実施例4 最終組成物を実施例3と同じ方法で製造するが、2%のMMF15CをSyntheco lor から市販の2%のエルクアミド(Erucamide)スリップ防止剤を含む4%のMMC MPF 59080に代えた。 最終組成物は下記で構成される: PEbdl LL 0209 AA粉末 =95.958% Kynar 2821 =0.04% Irganox B 900(酸化防止剤) =0.002% MM CMPF 59080 =4% 最終組成物を実施例2と同じ方法で成形した。 実施例5 Kaufman押出機を用いてフィルムの押出吹込成形の経時挙動を実施例2の最終 組成物を用いて調べた。記録したパラメータおよび得られたフィルムの外観は表 5に示してある。実施例6 実施例6〜8はKaufman押出機で実施した。 MM 29790 PG=酸化防止剤(Santonox) 最終組成物は下記材料混合物から製造した: PEbdl LL0209 AA(顆粒) =97.7% Kynar 2821 =2.0% MM 29790 PG =0.3% この材料混合物を成形すべきプラスチック(PEbdl LL0209 AA)中に2 %だけ希釈し、それに2%のShulmannから市販のMMF15Cを添加した。 得られた最終組成物は下記で構成される: PEbdl LL0209 AA =97.598% シリカ =0.3% Kynar 2821 =0.04% MM 29790 PG =0.006% PE(ポリエチレン) =1.7%実施例7 実施例6と同様に操作するが、4%のPebax Mを含む材料混合物を使用した 。 最終組成物は下記で構成される: PEbdl LL0209 AA =97.874% シリカ =0.3% Pebax M =0.08% Kynar 2821 =0.04% MM 29790 PG =0.006% PE(ポリエチレン) =1.7%実施例8 実施例7と同様に操作するが、8%のPebax Mを含む材料混合物を4%のPe bax Mを含む材料混合物に代えて使用した。 最終組成物は下記で構成される: PEbdl LL0209 AA =97.794% シリカ =0.3% Pebax M =0.16% Kynar 2821 =0.04% MM 29790 PG =0.006% PE(ポリエチレン) =1.7% 表6および表7は得られたフィルムの光学的特性および機械的特性を押出機の 条件が確立するまでの時間の関数で示したものである。 PE(ポリエチレン)はMMF 15CとMM 29790 PGとの材料混合物から得 た。 実施例6〜8の最終組成物フィルムを押出吹込成形して得られたフィルムの各 点(25)のコントラストを得るためにパラメータを調べることによってフィルム の均質性を演鐸することができる。 すなわち、表8および表9はフルオロエラストマーと熱可塑性ポリアミドとを 含む最終組成物のフィルムを押出吹込成形して得られたフィルムは、フルオロエ ラストマーのみを有する最終組成物を成形して得られたフィルムより均質である ことを示している。 さらに、実施例6および8の組成物から得られたフィルムの静電特性を上記の 方法で評価した。その結果、実施例6で得られたフィルムのハーフ放電時間は16 9秒であるが、400ppmのKynarと1600ppmのPebax(実施例8)とからなるPEbd lの組成物から得られたフィルムではハーフ放電時間は18秒に短くなることが確 認された。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.下記(a)と(b)で構成されるプラスチックの成形性を改良するための改質剤組 成物: (a) フルオロエラストマー (b) 熱可塑性ポリアミド 2.(a)が50モル%のフッ化ビニリデンを含むコポリマーであり、(b)がポリアミ ドブロックとポリエーテルブロックとを含むポリマーである請求項1に記載の組 成物。 3.(a)および(b)がプラスチックで希釈され、プラスチックおよび(a)と(b)との 総重量に対して(a)の含有率は0.3〜5%、(b)の含有率は0.3〜20%である請求項 1または2に記載の組成物。 4.プラスチックがポリエチレンのホモ−またはコポリマーである請求項1〜3 のいずれか一項に記載の組成物。 5.請求項1〜4のいずれか一項に記載の改質剤を含むプラスチックフィルム。 6.共押出し吹込成形によって得られる請求項5に記載のフィルム。
JP9523368A 1995-12-22 1996-12-20 フルオロエラストマーおよび熱可塑性ポリアミドを含む組成物と、得られたフィルム Pending JPH11501083A (ja)

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