JPS5814455B2 - 極性高分子フイルムの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、新規な極性高分子フイルムの製造方法、さら
に詳しくいえば、非極性高分子フイルムに簡単な手段で
極性基を導入することにより極性高分子フイルムを製造
する方法に関するものである。

一般に、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレンー酢
酸ビニル共重合体などの非極性高分子フイルムは、農業
用フイルム、包装用フイルム等として広く使用されてい
るが、その使用目的に応じ帯電防止性、接着性などの特
殊な性質や他の化合物との反応性を付与するために、極
性高分子フイルムへの変換を必要とする場合がある。

これまで、非極性高分子フイルムに、極性基をもつ構造
単位を導入する方法としては、所定の極性基をもつ単量
体をグラフト反応させる方法が知られている。

このグラフト反応は、通常、液体単量体又は気体単量体
を基体フイルムと接触させ、放射線照射することによっ
て行われているが、ラジカル反応の特徴として酸素の存
在により反応が著しく阻害されるため、空気中ではグラ
フト反応が進行しないか、進行したとしても極めて低い
効率になるのを免れない。

したがって、使用する単量体を脱気した上、真空下又は
不活性気体雰囲気中で反応させることが必要であり、複
雑な装置、はん雑な操作を用いなければならないため、
工業的に実施するには不適当であった。

本発明者らは、このようなグラフト反応を用いる極性高
分子フイルムの製造方法における欠点を克服し、簡単な
手段で容易に目的を達成しうる方法を開発すべく鋭意研
究を重ねた結果、無水マレイン酸、マレイン酸イミドな
どの単量体の昇華性を利用してこれを非極性高分子フイ
ルムに収着させたのち、これに太陽光、紫外線のような
活性光を照射させ、さらに加水分解を施すことにより容
易に極性基を導入しうろことを見出し、この知見に基づ
いて本発明をなすに至った。

すなわち、本発明は、無水マレイン酸、マレイン酸イミ
ド及びその誘導体の中から選ばれた昇華性固体単量体を
あらかじめ昇華収着させた非極性高分子フイルムに、太
陽光又は紫外線を空気中で照射したのち、加水分解処理
することを特徴とする極性高分子フイルムの製造方法を
提供するものである。

本発明方法において用いられる非極性高分子フイルムと
しては、例えば高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレ
ン、ポリプロピレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体、
ポリアミド、ポリエステル、ポリビニルアルコール、エ
チルセルロースなどのフイルムがある。

次に、これらに収着させる昇華性固体単量体としては、
無水マレイン酸、マレイン酸イミド、アルキル置換マレ
イン酸イミド例えばメチルマレイン酸イミド、エチルマ
レイン酸イミドなどが用いられるが、特に昇華圧が高く
、かつ前記非極性高分子フイルムにある程度親和性を有
するものが好ましい。

これらの単量体は、一般に加水分解前の方が加水分解後
よりも極性が小さいため、加水分解しない単量体は、よ
り容易にフイルムに収着する。

したがって、本発明方法においては、まず環状構造を維
持したままの昇華性固体単量体を所定のフイルムにグラ
フトさせる処理を行ったのち、加水分解する手段がとら
れる。

本発明方法においては、前記の昇華性固体単量体を単独
で用いる必要はなく、他の単量体と組み合わせて用いる
ことができる。

また、本発明方法において、所定の単量体蒸気を収着し
た非極性高分子フイルムに照射する活性光は、太陽光の
ような自然光及び紫外線が用いられる。

またこの照射は空気中の開放系で行うことができ工業的
に極めて有利である。

本発明方法を好適に実施するには、前記した非極性高分
子フイルムを、好ましくは適当なスペーサ例えば薄紙又
は金網とともに巻き込んで真空容器内に装入する。

他方、昇華性固体単量体は、適当な開放容器に入れ、や
はり同じ真空容器内に置く。

次に、真空容器を閉じ、１０−３ｍｍＨｇ程度の真空度
になるまで排気し、そのまま室温又は高めた温度におい
て、数時間ないし数１０時間放置し、単量体蒸気を十分
に非極性フイルムに収着させる。

この際、時間及び温度を制御することにより、使用目的
に応じて単量体層厚及び収着量を調節する。

次いで、フイルムを取り出し、拡げた状態で太陽光又は
紫外線に露光する。

太陽光による場合は、１日分の日照時間で十分にその目
的を達成することができる。

活性光での照射処理が終了したのち、得られたフイルム
を、ベンゼン、メタノール、水などの溶剤に浸せきして
末反応の単量体を洗浄除去する。

次いでこのフイルムを加温した濃厚アルカリ溶液例えば
ナトリウムメチラートのメタノール溶液に浸せきし、ゆ
るやかにかきまぜる。

この際の処理温度、処理時間は、所望の加水分解度、あ
るいは反応到達深度すなわち表面だけ加水分解するか、
内部まで加水分解するかによって左右されるが、表面の
変性だけに止める場合は、室温で短時間浸せきするだけ
で十分である。

このようにして、例えはエチルマレイン酸イミドをグラ
フト重合させたエチレンー酢酸ビニル一ＣＯＯＨ、−Ｃ
ＯＮＨＣ２Ｈ５などが存在することが、赤外線吸収スペ
クトルなどによって確認されている。

本発明方法において、開放系でのグラフト反応が可能な
のは、昇華性固体単量体を用いたためであって、これに
よりフイルムに収着された固体単量体は容易に脱着する
ことがなく、照射が終了するまでフイルムとの接触を維
持することができ、また収着した固体単量体と非極性高
分子フイルムを構成する高分子との間で固溶体を形成す
るため、固体のままの場合よりも著しく重合速度を大き
くしうるという利点を生じる。

さらに、前記の固溶体となった単量体は、酸素による重
合阻害を受けないので、空気中で反応を進行させること
ができるという利点もある。

このように、昇華性固体単量体は、通常の液体又は気体
単量体を用いた場合とは全く異なったグラフト重合挙動
を示すのである。

本発明方法により得られる極性高分子フイルムは、基体
として十分な強度をもつ汎用高分子フイルムを用いるこ
とができるので、金属イオンの捕集用材料、高バリャー
性隔膜などに利用しうるほか、低帯電性フイルム、不溶
不融性フイルム、高接着性フイルムなどとしても好適で
ある。

次に実施例によって本発明をさらに詳細に説明する。

実施例 １ 酢酸ビニル（ＶＡＣ）含有量１９％のエチレンー酢酸ビ
ニル共重合体（ＥＶＡ）フイルム３．９０１ｇ（たて１
４．２ｃｍ、よこ２４．５ｃｍ，厚さ０．０９０ｍｍ）
を薄紙とともに巻き、再結晶、昇華により精製したエチ
ルマレイン酸イミド結晶約０．２ｇを底部に入れた直径
３ｃＩｒＬの真空コック付すり合せ試験管中に入れる。

試験管を真空系に接続し上部のコックを経て十分排気し
て１０＝ｍｍＨｇ以下に到らせたのちコックを閉じ、そ
のまま暗所で約１００時間４０℃に保つ。

収着率はもとのフイルムの５．６５％であった。

フイルムを取出し薄い低密度ポリエチレン製の袋に延ば
して入れて空気を押出し、袋の開口部、下部、側部をた
て３０ｃｍ、よこ２５ｃｍのクロムメッキ鉄板の上に張
りつけ、鉄板を太陽に面した３０℃の恒温水を循環させ
た箱型恒温槽の平板部に密着させ、６時間太陽光照射を
行った。

太陽光の集積照射紫外線量は、ＵＶ２５Ｄフィルターを
上面に装着したセレン光電池（５００オーム抵抗並列）
からの電圧を記録しその面積から計算したところ約３０
０ｅｒｇ／ｃｍ２であった。

照射後ただちにメタノールに浸せきして一夜放置したの
ち、さらに数回メタノールを用いて洗浄風乾して真空乾
燥を行った結果、グラフト率はもとのフイルム重量に対
し４．６１％で、未反応の単量体は収着量の１８．５％
であった。

このグラフトフイルム（８ｃｍ×８ｃｍ）０．６９５．
９を約１００ｍ７の２８％ナトリウムメチラートのメタ
ノール溶液に浸し、４０℃でときどきかきまぜながら２
時間保ち、次いでメタノール、希塩酸及び水でよく洗浄
し乾燥したところ、わずかに褐色を帯びたフイルム０．
６ ８ ２ ．９が得られた。

加水分解による重量減少はグラフトフイルムの１．９％
であった。

このフイルムの二、三の物性をもとのフイルムと比較し
て第１表に示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 無水マレイン酸、マレイン酸イミド及びその誘導体
   の中から選ばれた昇華性固体単量体をあらかじめ昇華収
   着させた非極性高分子フイルムに、太陽光又は紫外線を
   空気中で照射したのち、加水分解処理することを特徴と
   する極性高分子フイルムの製造方法。 ２ 非極性高分子フイルムが、ポリエチレン、ポリプロ
   ピレン、エチレンー酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、
   ポリエステル、ポリビニルアルコール又はセルロース誘
   導体のフイルムである特許請求の範囲第１項記載の方法
   。