JPS601214A - 変性塩素化ポリエチレンの製造方法 - Google Patents

変性塩素化ポリエチレンの製造方法

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JPS601214A
JPS601214A JP10927683A JP10927683A JPS601214A JP S601214 A JPS601214 A JP S601214A JP 10927683 A JP10927683 A JP 10927683A JP 10927683 A JP10927683 A JP 10927683A JP S601214 A JPS601214 A JP S601214A
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polyethylene
anhydride
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JP10927683A
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Shoji Aoki
青木 昭二
Teru Aoyanagi
輝 青柳
Masami Matsuoka
松岡 正巳
Masahisa Yokota
昌久 横田
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Resonac Holdings Corp
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Showa Denko KK
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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】 ■ 発明の目的 本発明は変性塩素化ポリエチレンの製造方法に関する。
さらにくわしくは、(A)塩素化ポリエチレン、(B)
不飽和カルボン酸および/またはその無水物ならびに(
C)有機過酸化物を混練機を使用して80℃ないし25
0℃の温度で滞留時間が60秒以上の条件下で混練させ
ることを特徴とする変性塩素化ポリエチレンの製造方法
に関するものであり、接着性および架橋性の改良された
変性塩素化ポリエチレンを安価に製造することを目的と
するものである。
叩 発明の背景 ポリエチレンを塩素化させることによって得られる塩素
化ポリエチレンは、耐候性、耐薬品性、耐溶性、耐熱老
化性、可撓性、衛生性、電気的性質などの特性がすぐれ
ているため、広く工業的に生産され、多方面にわたって
使用されている。しかしながら、鉄、アルミニウム、銅
などの金属およびこれらの金属を主成分とする金属材料
、ポリアミド、ポリエステル、エチレン−ビニルアルコ
ール共重合体、ポリウレタン、アクリル樹脂などの極性
ポリマーならびにマイカ、ガラスなどの無機材料との複
合材料、積層物を製造するさいの接着性(密着性)が乏
しいという欠点がある。また、化学構造上飽和結合で構
成され、かつ反応性の高い官能基を有していないため、
架橋させてその特性を改良する場合、ゴムでは一般に用
いられている硫黄を使用して架橋(加硫)させることは
不可能である。
このため、接着性または架橋性を改良させる種々の方法
が提案されている。それらの代表的な方法としては、コ
ロナ放電などによる放電処理方法、極性基を有するビニ
ル化合物(たとえば、酢酸ビニル)とランダム共重合し
たエチレン共重合体を塩素化させる方法、塩素化ポリエ
チレンに不飽和カルボン酸などの極性基を有する不飽和
有機化合物をグラフトさせる方法があげられる。これら
の方法のうち、不飽和カルボン酸をグラフトさせる方法
は、塩素化ポリエチレンが本来有している前記のすぐれ
た特性をそこなうことなく接着性を付与させることがで
きる。しかし、このグラフトさせる方法では、溶液法お
よび懸濁法が提案されているが、これらの方法では溶液
、懸濁液からの生成物の回収、精製および乾燥のごとき
後処理にコストがかかり、高価となる。また、架橋させ
る方法でも、有機過酸化物による方法が一般的であり、
スコーチが問題となるばかりでなく、成形加工条件が制
限される。
l 発明の構成 以上のことから、本発明者らは、前記のごとき問題点(
欠点)を改良することについて種々探索した結果、 (A) 塩素化ポリエチレン 100重量部、(B) 
不飽和カルボン酸および/またはその無水物 001〜
20重量部 ならびに (C)1分間の半減温度が80℃ないし250℃の有機
過酸化物 o、ooi〜20重量部を混練機を使用して
80℃ないし250℃の温度で混練時間が60秒以上の
条件下で混練させることを特徴とする変性塩素化ポリエ
チレンの製造方法が、 グラフト反応性が高いのみならず、安価な方法で接着性
および易架橋性のすぐれた変性塩素化ポリエチレンを製
造する方法であることを見出し、本発明に到達した。
(I■ 発明の効果 本発明によって得られる変体物(変性塩素化ポリエチレ
ン)は、従来の方法が有していた前記の問題点を大幅に
改良するために下記の効果(特徴)を発揮する。
(1)得られた変性物は不飽和カルボン酸またはその無
水物がグラフトしているので、鉄、アルミニウム、銅、
鉛、亜鉛、錫およびニッケルのごとき金属ならびにそれ
を主成分とする合金(たとえば、ステンレス銅、真ちゅ
う)などの金属材料、ポリアミド(ナイロン)、エチレ
ン−ビニルアルコール共重合体、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、ポリメチルメタ
クリレート、ポリアセタール、酢酸セルロース、硝酸セ
ルロース、ポリウレタン、クロロブレン系ゴム、アクリ
ル酸エステル系コムおよびアクリロニトリル−ブタジェ
ン(NBR)のごとき極性基を有するポリマーならびに
マイカ、タルクおよびガラスのごとき無機材料と強固に
接着性を示すばかりでなく、長期的な接着耐久性にもす
ぐれている。さらに、塩素化ポリエチレンと同等の性質
を有しているので、塩素化ポリエチレンとも接着し、さ
らにポリオレフィン(ポリエチレン、ポリプロピレンナ
ト)、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンとも接着す
る。
(2)本発明による変性方法では、未反応の不飽和カル
ボン酸および/またはその無水物が少ないため、臭気が
ほとんどなく、本発明の変性塩素化ポリエチレンを用い
て成形物を製造するさいに作業上問題もなく、成形物を
使用するさいに不快感もない。
さらに、安価に製造することができる。
(3)塩素化ポリエチレンの主鎖に反応性(官能性〕の
不飽和カルボン酸および/またはその無水物がグラフト
しているため、反応性の高い塩素化ポリエチレンが得ら
れる。また、この官能性を利用し、アルカリ金属、アル
カリ土類金属などによってイオン架橋が可能となり、成
形加工性が良好であり、スコーチのない架橋物が得られ
る。さらに、カルボン酸と反応する基、たとえばアミノ
基、水酸基(−OH)、ヱポキシ基、イソシアネート基
などを分子中に少なくとも2個有する多官能性架橋剤に
よる架橋が期待される。
本発明によって得られる変性塩素化ポリエチレンは以上
のごときすぐれた効果を発揮するため、多方面にわたっ
て使用することができる。
代表的な用途を下記に示す。
(1)前記の金属または合金の金属板とポリオレフ合材
として建材、自動車部品、家具、飛行機部品、内装材、
など軽量板、遮音板、断熱板など(2)前記の金属また
は合金の箔とポリオレフィン、塩素化ポリエチレン、ポ
リ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンのシートまたはフィ
ルムとの?1シートまたはフィルムとして食品包装材、
薬品包装材など (3)金属管の被覆材 (4)前記の極性基を有するポリマーとポリオレフィン
、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニ
リデンとの多層のフィルム、シート、ボトルなどの多層
成形品として食品、薬品などの包装材、容器など (5)ポリオレフィン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化
ビニル、ポリ塩化ビニリデンと前記の無機材料との複合
材料 (6) ポリオレフィン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデンと木材との複合体(7)
ポリオレフィン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル
、ポリ塩化ビニリデンと紙との複合フィルム (8)ポリオレフィン、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化
ビニル、ポリ塩化ビニリデンと木粉、セルロース繊維と
の複合材料 その他の種々の材料とポリオレフィン、塩素化ポリエチ
レン、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデンとを組み合
せて種々の分野に応用が可能である。
凹 発明の詳細な説明 (A) 塩素化ポリエチレン 本発明において使われる塩素化ポリエチレンはポリエチ
レン粉末または粒子を水性懸濁液中で塩素化するか、あ
るいは有機溶媒中に溶解したポリエチレンを塩素化する
ことによって得られるものである(水性懸濁液中で塩素
化することによって得られるものが望ましい)。一般に
は、その塩素含有量が15〜55重量−の非結晶性また
は〜結晶性の塩素化ポリエチレンであり、特に塩素含量
が25〜45重量%の非結晶性および結晶性の塩素化ポ
リエチレンが好ましい。さらに、メルトフローレート(
JIS K−7210にしたがい、温度が180℃の条
件で測定以下「MFRJと云う〕が荷重が21.6 K
/で0.1 g / i o分ないし荷重が2、16 
K9で500.9710分以下のものが望ましい。さら
に、残存結晶度が90チ以下のものが好ましい。
前記ポリエチレンはエチレンを単独重合またはエチレン
−と多くとも10重Rチのα−オレフィン(一般には、
炭素数が多くとも12個)とを共重合することによって
得られるものである。その密度は一般には0.910〜
0.970/σ3である。
また、メルトインデックス(JIS K−6760にし
たがい、温度が190℃および荷重が21゜0 K90
条件で測定、以下「HLMIJと云う〕は通常0.01
〜10009/lO分であり、0.05〜700.j7
710分のものが望ましく、とりわけ0、1〜500 
g / 10分のものが好適である。
HLMIfJ″−0,001g710分未満のポリエチ
レンを使用するならば、塩素化ポリエチレンの加工。
性が乏しく、混練機内で発熱して脱塩酸を生じる。
一方、HLMIが1000g/10分を越えた塩素化ポ
リエチレンを用いると、塩素化ポリエチレンが脱塩酸し
易く、本来有している緒特性がそこなわれてしまう。
この塩素化ポリエチレンを製造するために使われるポリ
エチレンはエチレン単独またはエチレンとプロピレンも
しくはエチレンと前記のα−オレフィンとをいわゆるチ
ーグラー(Ziegler) 触媒またはフィリップス
触媒を用いて共重合することによって得られる。チーグ
ラー触媒は遷移金属化合物(たとえば、チタンのハロゲ
ン含有化合物)または該遷移金属化合物を担体(たとえ
ば、マグネシウム含有化合物、該マグネシウム含有化合
物を電子供与性有機化合物で処理することによって得ら
れるもの)に担持することによって得られるいわゆる担
体担持型固体触媒成分と有機アルミニウム化合物とから
得られるものである。また、フィリップス触媒はクロム
もしくはモリブデンの酸化物またはこれらの酸化物とジ
ルコニウムの化合物とを担体(たとえばシリカ、シリカ
−アルミナ〕に担持することによって得られる担体担持
触媒あるいは該担体担持触媒と有機金属化合物とから得
られるものである。さらに、このポリエチレンはエチレ
ンをラジカル開始剤(たとえば、有機過酸化物)を用い
て高圧重合させることによって得ることができる。
堤の触媒はチーグラー触媒およびフィリップス触媒の代
表的なものを示したに過ぎず、その他の公知の触媒も適
用することができる。また、このポリエチレンの製造方
法もよく知られている方法である。
(B) 不飽和カルボン酸またはその無水物また、本発
明において用いられる不飽和カルボン酸またはその無水
物の代表例としては、炭素数が多くとも10個であり、
少なくとも一個の二重結合を有する一塩基カルボン酸(
たとえば、アクリル酸、メタアクリル酸)および炭素数
が多くとも15個であり、少なくとも一個の二重結合を
有する二環基カルボン酸(たとえば、シトラコン酸、イ
タコン酸、マレイン酸)ならびに該二環基カルボン酸の
無水物(たとえば、無水マレイン酸、無水イタコン酸、
無水シトラコン酸、無水ハイミック酸)があげられる。
これらの不飽和カルボン酸またはその誘導体のうち、と
りわけマレイン酸および無水マレイン酸が好ましい。
(C) 有機過酸化物 さらに、本発明において使用される有機過酸化物として
は、2.5−ジメチル2,5−ジオ−ブチルパーオキシ
ヘキサン、2.5−ジメチル2゜5−ジオ−ブチルパー
オキシヘキシン−3、ジクミルパーオキサイド、α、d
−ビスt−ブチルパーオキシイソプロビルベンゼン、t
−ブチルパーオキシベンゾエート、2.5−ジメチル2
,5−ジベンゾイルバーオキシヘキサン、ベンゾイルパ
ーオキサイドなどが用いられる。該有機過酸化物は、1
分間の半減温度が80〜250℃のものであり、とりわ
け100〜220℃のものが好適である。
前記の塩素化ポリエチレン、不飽和カルボン酸および/
またはその無水物ならびに有機過酸化物はそれぞれ単独
で使用してもよく、二種以上を併用してもよい。
(D) 使用割合 本発明の変性塩素化ポリエチレンを製造するにあたり、
100重量部の塩素化ポリエチレンに対する不飽和カル
ボン酸および/またはその無水物の使用割合はそれらの
合計量として0.01〜20重量部であり、0.02〜
20重量部が好ましく、特に0,05〜15重量部が好
適である。100重量部の塩素化ポリエチレンに対する
不飽和カルボン酸および/またはその無水物の使用割合
が合計量として0.01重量部未満では、得られる変性
塩素化ポリエチレンの接着性および易架橋性が乏しい。
一方、20重量部を越えると、グラフト反応効率が低下
するために未反応の不飽和カルボン酸および/またはそ
の無水物が得られる変性塩素化ポリエチレンに残存する
ばかりでなく、塩素化ポリエチレンが本来有している物
性がそこなわれる。
また、100重量部の塩素化ポリエチレンに対する有機
過酸化物の使用割合は0.001〜20重量部であり、
0.002〜20重量部が望ましく、とりわけ0.01
〜10重量部が好適である。100重量部の塩素化ポリ
エチレンに対する有機過酸化物の使用割合が0.001
重量部未満では、満足すべきグラフト物(変性塩素化ポ
リエチレン〕が得られない。一方、20重量部を越える
と、塩素化ポリエチレンが本来有している物性がそこな
われる。
(E) 変性方法 本発明の変性塩素化ポリエチレンは後記の条件で一般の
合成樹脂およびゴムの分野において使用されている溶融
混練機(たとえば、押出機、ニーグー、ロール)を使っ
て溶融混練しながら処理させることによって得ることが
できる。このさい、用いられる押出機はノンベント式お
よびベント式のいずれを使用してもよいが、未反応の不
飽和カルボン酸またはその無水物の除去および有機過酸
化物およびその分解物の除去の点からベント式の押出機
が好ましい。さらに、混練温度は80〜250℃であり
、使われる塩素化ポリエチレンおよび有機過酸化物の種
類によって異なるが、90〜1200℃が望ましい。ま
た、混練時間は一般には60秒以上であり、とりわけ9
0秒以上が好適である。混練温度が80℃未満では、良
好な変性塩素化ポリエチレンが得られない。一方、25
0℃を越えると、塩素化ポリエチレンの一部が劣化を伴
なう。また、混練時間が60秒未満では、満足すべき変
性塩素化ポリエチレンが得られない。
このようにして得られた変性塩素化ポリエチレンを接着
樹脂として使用する場合、変性塩素化ポリエチレンをそ
のまま用いてもよいが、変性塩素化ポリエチレンとポリ
オレフィン、塩素化ポリオレフィン、ポリ塩゛化ビニル
およびポリ塩化ビニリデンのごとき変性塩素化ポリエチ
レンと相溶性のある重合体とを併用してもよい。この場
合、変性塩素化ポリエチレンの原料として使われる塩素
化ポリエチレンと混合される塩素化ポリエチレンおよび
ポリエチレンは同一でもよく、また異なってもよい。
(F) 変性物の加工、利用 本発明の変性物の耐衝撃性、接着性、架橋特性レンーブ
タジエン共重合ゴムおよびエチレン−酢酸ビニル共重合
ゴムのごときゴム状物を配合してもよい。この場合、変
性塩素化ポリエチレン100重量部に対するゴム状物の
配合割合は多くとも50重量部である。
本発明の変性塩素化ポリエチレンまたはその組成物を製
造するにあたり、塩素化ポリエチレン、ポリ塩化ビニル
、ポリ塩化ビニリデンの分野において一般に使われてい
る酸素および熱に対する安定剤、脱塩化水素防止剤、金
属劣化防止剤、充填剤(たとえば、マイカ、タルク、ガ
ラス、有機繊維、木粉)、滑剤ならびに難燃化剤をさら
に添加してもよい。また、充填剤を比較的多量に添加し
て、複合材料として使用してもよい。
このようにして得られる変性塩素化ポリエチレンまたは
変性塩素化ポリエチレン組成物は、前記のごとき金属材
料、ポリオレフィン、塩素化ポリオレフィン、ポリ塩化
ビニル、ポリ塩化ビニリデン、極性基を有するポリマー
および無機材料と強固な接着性を示し、界面が強固に接
着することができるため、これらの材料の成形品または
これらの材料とともに成形品を製造し、複合物、積層物
を製造することができる。
複合物および積層物を製造するには、本発明の組成物ま
たは前記複合材料のペレットをそのまま一般に行なわれ
ている押出成形法、射出成形法、中空成形法、圧縮成形
法ならびにインフレーション法およびT−ダイ法のよう
な方法によるフィルム成形法のごとき成形法によって成
形物を製造し、得られる成形物を後記の方法で複合物お
よび積層物を製造してもよい。
また、複合物および積層物を製造するさい、前記のペレ
ットと前記の他の材料とを同時に成形(たとえば共押出
)しながら圧着してもよい(たとえば、電線などの製造
)。さらに、前記のようにして製造した成形物と他の材
料とを圧着してもよい。また、他の材料の表面に本発明
の変性物または変性物の組成物もしくは複合材料の粉末
またはペレットを付着させ圧着しても製造することがで
きる。さらに、溶液、分散液を塗布した後、圧着しても
製造することができる。
圧着の方法には、熱ロール、赤外線ヒーター、熱板、加
熱空気、電磁誘導などを単独あるいは2組合せて加熱し
ながらロール、プレス機などを用いて圧着する。この加
熱方法および圧着方法は特定の方法を採用する必要はな
く、一般に行なわれている方法を適用すればよい。
圧着するさい、加熱温度は使用する変性ポリオレフィン
または変性ポリオレフィンとポリオレフィンとのブレン
ド物の融点以上であることが必要である。一般には、温
度は高い方が接着性が良好である。
本発明によって得られる変性塩素化ポリエチレン(変性
物)は、反応性の不飽和カルボン酸および/またはその
無水物が主鎖にグラフトしているため、該変性物および
前記ゴム状物との組成物はナトリウム、カリウムおよび
リチウムのごときアルカリ金属のイオンまたはベリリウ
ム、マグネシウム、カルシウムおよび亜鉛のごとき第二
族の金属のイオンとイオン架橋物を得ることができる。
さらに、カルボン酸と反応する基、たとえばアミノ基、
水酸基〔−〇H基〕、エポキシ基、イソシアネート基な
どを分子中に少なくとも2個有する多官能性架橋剤を添
加することによって良好な物性を有する架橋物を得るこ
とができる。
帥 実施例および比較例 以下、実施例によって本発明をさらにくわしく説明する
なお、実施例および比較例において、剥離強度はJ I
 S K −6750にしたがい、50叫/分の速度で
試験片(幅 25 rtan )を引張試験機を使って
引張りせん断剥離して測定した。
実施例 I HLMIが100.!il/10分であるポリエチレン
(密度 0.95017cm )を水性懸濁法で塩素化
させることによって製造した塩素化ポリエチレン〔塩素
化度 30.5重量係、MFR4(1/ i o分(荷
重 21.6に51) ) 100重量部、5重量部の
アクリル酸、1重量部のベンゾイルパーオキサイドおよ
び2重量部のジオクチルスズマレートをヘンシェルミキ
サーを用いてあらかじめ3分間トライブレンドを行なっ
た。得られた混合物を押出機に供給し、温度が180℃
および滞留時間が90秒の条件で混練しながらアクリル
酸グラフト塩素化ポリエチレンを製造した。得られた変
性塩素化ポリエチレンをTダイ成形法によって厚さが1
00ミクロンのフィルムを成形した。このフィルムを二
枚の銅板(厚さ 5 wm)の間にはさみ、温度が18
0℃において10Ky/cm2の加圧下で2分間加熱圧
着を行なった。得られた積層物の剥離強度は85Kg/
σ であった。
実施例 2” 実施例1において用いたアクリル酸のかわりに1重量部
の無水マレイン酸を使用し、さらにベンゾイルパーオキ
サイドの使用量を0.1重量部にかえたほかは、実施例
1と同様にトライブレンドを行なった。得られた混合物
を実施例1と同様に混練しながら無水マレイン酸変性塩
素化ポリエチレンを製造した。この変性塩素化ポリエチ
レンを実施例1と同様にフィルムを成形し、加熱圧着を
行なって積層物を製造した。積層物の剥離強度は110
Kp/cm2であツタ。
実施例 3 実施例2において使った塩素化ポリエチレンのかわりに
、密度が0.930 、!i’ / Cm3であるポリ
エチレン(HLMI 4.11/10分)を水性懸濁法
で塩素化させることによって製造した塩素化ポリエチレ
ン〔塩素化度 40.4重量係、MFR2,09/10
分(荷重 21.6Kg)]を用い、さらにベンゾイル
パーオキサイドのかわりに、0.1重量部の2,5−ジ
ー第三級−オクチルバーオキシヘキセンを使用したほか
は、実施例1と同様にトライブレンドを行なった。得ら
れた混合物を実施例1と同様に溶融混練りを行なって無
水マレイン酸変性塩素化ポリエチレンを製造した後、フ
ィルムを成形した。このフィルムを実施例1と同様に加
熱圧着し、積層物を製造した。得られた積層物の剥離強
度は120Ky/crn2であった。
実施例 4 実施例3において用いた塩素化ポリエチレンのかわりに
、密度が0.920 g/cm3であるポリエチレン(
HLMI 60.!11710分、1000個の主鎖に
対する分岐(メチル基)の数 10個〕を水性懸濁法で
塩素化させることによって製造した塩素化ポリエチレン
〔塩素化度 40.5重量係、MFR20!j、710
分(荷重 2x、6Ky))を使ったほかは、実施例3
と同様にトライブレンドを行なった。得られた混合物を
実施例3と同様に溶融混練を行なって無水マレイン酸変
性塩素化ポリエチレンを製造した。得られた変性塩素化
ポリエチレンを実施例3と同様にフィルムを成形し、こ
のフィルムを実施例3と同様に加熱圧着して積層物を製
造した。得られた積層物の剥離強度は110Kg/cm
2であった。
比較例 1 実施例1において用いた塩素化ポリエチレンのみを使っ
て実施例1と同様にフィルムを製造した。
得られたフィルムを実施例1と同様に加熱圧着して積層
物を製造した。得られた積層物の剥離強度は5KP/c
m2テあツタ。
比較例 2 実施例2において使用したベンゾイルパーオキサイドを
用いなかったほかは、実施例2と同様にトライブレンド
を行なった。得られた混合物を実施例2と同様に溶融混
線を行なった。得られた変性塩素化ポリエチレンを実施
例2と同様にシートを製造し、このシー トを実施例2
と同様に加熱圧着して積層物を製造した。得られた積層
物の剥離強度は9Ky/cm2であった。
比較例 3 実施例1において用いたアクリル酸の使用量を30重量
部にかえ、さらにベンゾイルパーオキサイドの使用量を
5重量部にかえたほかは、実施例1と同様にトライブレ
ンドを行なった。゛得られた混合物を実施例1と同様に
溶融混練を行ない、アクリル酸変性塩素化ポリエチレン
を製造した。この変性塩素化ポリエチレンを実施例1と
同様にフィルムを加熱圧着して積層物を製造した。得ら
れた積層物の剥離強度は16Kp/cm2であった。
特許出願人 昭和電工株式会社 代理人 弁理士菊地精−

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (A) 塩素化ポリエチレン 100重量部、(B) 
    不飽和カルボン酸および/またはその無水物 0.01
    〜20重量部 ならびに (C)1分間の半減期の温度が80℃ないし250℃の
    有機過酸化物 0.001〜20重量部を混練機を使用
    して80℃ないし250℃の温度で滞留時間が60秒以
    上の条件下で混練させることを特徴とする変性塩素化ポ
    リエチレンの製造方法。
JP10927683A 1983-06-20 1983-06-20 変性塩素化ポリエチレンの製造方法 Pending JPS601214A (ja)

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