JPS62199625A - シリカ被覆オレフイン−酸系共重合体成形用ペレツト - Google Patents

シリカ被覆オレフイン−酸系共重合体成形用ペレツト

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JPS62199625A
JPS62199625A JP62038127A JP3812787A JPS62199625A JP S62199625 A JPS62199625 A JP S62199625A JP 62038127 A JP62038127 A JP 62038127A JP 3812787 A JP3812787 A JP 3812787A JP S62199625 A JPS62199625 A JP S62199625A
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リチヤード・ジエイムズ・パウエル
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    • C08J3/00Processes of treating or compounding macromolecular substances
    • C08J3/12Powdering or granulating
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
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    • C08K3/00Use of inorganic substances as compounding ingredients
    • C08K3/34Silicon-containing compounds
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C08ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08JWORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
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    • C08J2323/02Characterised by the use of homopolymers or copolymers of unsaturated aliphatic hydrocarbons having only one carbon-to-carbon double bond; Derivatives of such polymers not modified by chemical after treatment
    • C08J2323/04Homopolymers or copolymers of ethene
    • C08J2323/08Copolymers of ethene

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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】 本発明は低濃度の微分散した二酸化珪素で表面処理され
た、低級オレフィンとエチレン系不飽和カルボン酸の共
重合体のペレットに関する。このように処理されたペレ
ットは粘着温度試験により測定すると、劇的に増大した
粘着耐性(taek  resistance)を呈す
る。
え1失」 米国特許第3,909,487号はエチレン/エチレン
系不飽和カルボン酸共重合体又は対応するアイオフマー
の微粒子のシラン処理した熱分解法シリカによる処理を
開示している。重合体は100ノフン又はそれより細か
く、好適には直径が1oo−ioo  μmの粗な球形
の粒子である。0゜1−0.5重量%の疎水性の脂肪族
系シラン処理された二酸化珪素を重合体に添加する。こ
のシリカの量は本発明に比較すると重置%単位ではやや
多く、g/、2単位ではややすくな。組成物のガラスへ
の付着はシリカの存在によって改善される。
重合体の粘着性の減少についでは記載がない。
米国特許第3,595,827号は、0.02−2゜0
%の7ミドワツクス(awide  wax)(“両親
媒性の化合物”)及び0.01−2%の合成無定形シリ
カを有する酸−含有共重合体の組成物を開示している。
シリカは表面処理としての使用ではない。それは例えば
溶融押し出しにより加えることができ、重合体上に散布
されたものではない。シリカ粒子はワックスが迅速に表
面に移行できるようにする物質本体を通るチャンネルを
提供していると記されている。該特許はシリカ単独の使
用(ワックス無しの)は“精々重要でない効果を持つ”
と述べている。無定形シリカのみが使用でき、−一多く
の他の種類のものは作用がない。
米国特許第3,463,751号は、最高20%メタク
リル酸を含むことのでさるE/VA共重合体において多
種類の粘着防止剤(シリカを含む)の使用を開示してい
る。実用的な粘着防止剤はシリカのような二次剤とPv
C粉末の混合物である。
“粘着防止剤と共にポリ塩化ビニル粉末を使用すること
が必須である。それらのどちらかの使用が除外されれば
、本発明の目的にはほとんど効果がない、″ 処理され
る重合体は、ペレットの処理に対して好適である本発明
とは対象的に、分散物の形のものである。
五溌」しと4約一 本発明は酸基を含むエチレン重合体の粘着耐性が、重合
体の表面を0.025重量%という低濃度の二酸化珪素
粉末で処理することにより、20゜ないし30 ’Cも
劇的に増大することの発見に関している。
床薫LjbE 本発明において使用される重合体は、最高10の炭素原
子を有するa、β−エチレン系の不飽和なカルボン酸の
付加共重合体である。これはモノカルボン酸、ジカルボ
ン酸、及びジカルボン酸の半エステル、アミド、及1ニ
トリルを含む。
使用される好適なα、β−不飽和酸は少なくとも一個の
遊#l酸基を含み、下記構造式%式% からなる群から選ばれ、そして −R2は、−H,−CH,、−C2H,、−CONHR
,、−000R、、−CN。
−CH2COOH1−CH,C0OH。
−CH2CON HR、、及び−CH2−CNいし4個
の炭素原子を含むアリキル基であり、−[<、は−R1
又は −Hである、を有している。これらのa、β−不
飽和酸はアクリル酸、メタクリル酸、エタクリル酸、イ
タコン酸、マレイン酸、7マール、該ジカルボン酸のモ
ノエステル、例えばマレイン酸モノメチル、77−ル酸
モ/メチル、及び7マール酸モノエチルエステル、牛7
ミド、例えばβ−カルボキシアクリルアミド及び半ニト
リル、β−シアノアクリル酸を含み、好適にはアクリル
酸及びメタクリル酸である。α、β−不飽和カルボン酸
又はジカルボン酸の比率は、全重合体組成の単量体の2
ないし50重量%、好適には3ないし20重量%、及び
最も好適には4ないし15重量%の範囲であることがで
さる。
共重合体基剤は必ずしも二成分の重合体からなる必要は
ない。即ち、共重合体のオレフィン含量は少なくとも5
0重量%でなければならないが、共重合体基剤の炭化水
素性を付与するために、一種以上のオレフィンを使用す
ることができる。好適には少なくとも重合体の25重呈
%がエチレンであるべきである。更に任意の第三の共重
合性単量体を、オレフィン及びカルボン酸コモノマーと
併用して使用することができる。本発明においで使用す
るのに適当した基剤共重合体の例には、エチレン/アク
リル酸共重合体、エチレン/メタクリル酸共重合体、エ
チレン/イタコン酸共重合体、エチレン/マレイン酸モ
ノメチルエステル共重合体、エチレン/マレイン酸共重
合体、エチレン/n−ブチル7クリレート/メタクリル
酸、エチレン/ミーブチルアクリレート/メタクリル酸
、エチレン/アクリル酸/メチルメタクリート共重合体
、エチレン/メタクリル酸/エチル7クリレート共重合
体、エチレン/イタコン酸/メチルメタクリレート共重
合体、エチレン/マレイン酸モノメチルエステル/エチ
ルアクリレ−)共ffi合体、エチレン/メタクリル1
m/#l:fiビニル共重合体、エチレン/アクリル酸
/ビニルアルコール共重合体、エチレン/プロピレン/
アクリル酸共重合体、エチレン/スチレン/アクリル酸
共重合体、エチレン/メタクリル酸/アクリロニトリル
共重合体、エチレン/7マール酸/ビニルメチルエーテ
ル共重合体及びエチレン/塩化ビニリデン/アクリル酸
共重合体が含まれる。
好適な三成分共重合体は2ないし10個の炭素原子を有
するα−オレフィンを少なくともeo1fL量%含み、
2ないし10モル%のa、β−不飽和カルボン酸、及び
これらと共重合し得る単量体を最高48モル%含む共重
合体である。三成分共重合体において使用し得る適当な
第三の単量体は、好適には“ビニルアルコール”、酢酸
ビニル、及び下記構造式 %式% 群から選ばれ、R,は−R1,7ヱニル、−〇N、−O
R?  及び−COOR7からなる群から選ばれ、ここ
で−R7は最?:610個の炭素原子を有するアルキル
残基である、 を有する単量体である。最も好適な第三の単量体はn−
ブチルアクリレート及びインブチルアクリレートを含む
重合体中の酸基は0ないし90%が金属イオンで中和さ
れている。特に元素周期率表のI−A。
1−B、l−A、l−B、IV−A及び■族の一価及び
二価の金属イオン(ハンドブック・オブ・ケミストリー
[Handbook  of  Chemistryl
、ケミカルφラバー量パブリッシング・コンパニー[C
he@1casl  Rubber  Publish
ing  Co、 ]発行、37版、392頁参照)が
適当なイオン性結合金属イオンである。好適な金属イオ
ンはNa”、K十 、 Li”  、 Mg+  2、
 Ca中 ”、  Sr”  ”、  Ba十 ”、p
b+2及びZn+≧を含む。最も好適なものはNa中、
Zn+十である。一種の金属イオンのみが共重合体のイ
オン的結合に用いられる必要はなく、或場合には一種以
上の金属イオンが好適であることができる。
本発明はペレツトに限定されず、フィルム又は他の形状
のものにも適応される。ペレットは“ペレット”と耳う
6葉に包含される普通の大きさであることがでトる。広
範囲には100ベレツト当たり0.4−18g(球とし
て1−7m)であることができる。通常のペレットは1
00ベレツト当たり1−5  g (2,7−4,6t
tm )、普通は100ベレツト当たり2−4 FK(
3,4−4,2rm )である。ペレットの大きさは本
発明に対して重要な効果を持ってはいない、小さいペレ
ットは大きいペレットよりは迅速に冷却されるが、容易
に粘着する傾向があり、しかしこれはペレット本末の様
相であって、本発明に直接関係するものではない。
ペレットは新しく成形されたもの或いは熟成された(a
ged)もののいずれでもよい。新しく成形されたペレ
ットは“粘着温度(stick  tesperatu
re)”(後記参照)が低く、従ってそれらにシリカを
添加することが重要であることがしばしばある。
堅均的な粒子を処理するシリカの量の範囲は0゜005
−2重葉%であり、好適には0.01−1重量%で、最
も好適には0.02−Q、05重量%である。
又一方シリカの禁は表面積当たりのg’t’表すことが
できる。組成物中に大量のシリカを導入することなく、
粘着に対する改善された抵抗性を有するペレットを提供
するためには、シリカの檄は低位にある刀が好ましい。
しかし、或種の用途には大量のシリカ(約0.1ないし
1.0重量%)を使用することが有用である。例えば約
0.2%のシリカを被覆した酸含有重合体のペレットは
240℃に長期間加熱したときでもf#融せず、−緒に
流れる(flow)ことはない。従って本発明を使用す
ることにより、例えば加熱撓み温度のような高温度的性
質が劇的に改善されたペレット、フィルム又は他の押出
し或いは成形品を提供することが可能である。
即ち平均直径4−の球形粒子は約0.0335 gの重
量があり、5×10−5m2の表面積を有している。0
.025%のシリカによる被覆は0.17g/m2に対
応する。従って広い範囲での使用量は0.034−13
.4 g /−に対応し、好適量は0.067−6.7
 g/口2であり、最も好適な量は0.13−0.34
 g /論2である。これはペレット並びにフィルム、
成形品等に対して重量%よりも一般的な表現法である。
シリカ粒子の寸法が特に重要であることは知られでいな
い。粒子寸法は100  μ論よりは小さい心易があり
、0.004ないし5 μ霞の粒子寸法が好適である。
酸含有エチレン1合体のペレット粘着温度が、シリカ粉
末を表面に少量添加(0,025重量%)することによ
り大きく増大(20−30℃)することは意外であり、
重要な因子である。シリカの添加量が低いことは、 1)樹脂の最終用途の物理的性質にほとんど又は老く影
響がない、 2)’!!!!品の配合機の汚染が最小となる、及び3
)顧客の貯蔵区域の汚染が最小となる、という理由で有
利である。
滑呑億j粘首題廖め憎+r十太魯冊め加工め士亜な尺度
である。本発明が室温に近い粘着温度を有する重合体に
適用できることは極めて明らかである。しかし史に高い
粘着温度を有する重合体は、高温におけるその粘着性が
減少する。即ち重合体の粘着温度に限定されるものでは
ない、一般に本発明は10゛ないし100℃の粘着温度
を有する重合体に適用できる。
粘着温度は一定条件で保圧(holdup) した後、
総ての重合体ペレットが一分以内に試験装置から排出さ
れて空になる最高の温度と定義される。粘着温度を測定
するためには、内径3.9cm 、にさ23.2cm 
 で、厚さ5ミル(0,13am)のポリ(エチレンテ
レフタレート)のフィルム(マイラー[MylarJQ
 500 D 、デュポンlDe  Pont1社製)
で緩やかに内張すした垂直のチューブに重合体ペレット
を入れる。ペレットの頂部に4086 gの重りを置く
と、下に掛かる圧力は33.5kPaである。加熱空気
を23.5Lcぜ/1lInの速度で15分間ペレット
を通して上方に流し、次いで周1ffl温度の空気を5
分間流す6次ぎに重りを取り去り、チュ−ブを転倒する
。総てのペレットがチューブを流れ出る時間を記録する
。次第に温度を上げてチューブから共重合体のペレット
が一部しか、又は全く流れ出ない、αに達するまでこの
試験を繰り返す。
粘着温度は総てのペレットが一号以内に流れ出る最後の
最も高い温度である。
与えられた共重合体の粘着温度は成程度ペレットの寸法
及び形状に依存する。小さく、非球状のペレットは、大
きく、球状のペレットよりは粘着し易い。従って、各粘
着温度の測定には対照試験を行う事が重要である。
更に、粘着温度は他の因子、例えば特定のペレット化技
術及び装置及び引き続いての取り扱いにより1g響を受
ける。
重合体のメルトインデックス(meliy  1nde
x)、密度等は、本発明に対しそれらが樹脂の粘着温度
に影響し得るという息でのみ重安性がある。
本発明の生成物を製造するために数種の方法を用いるこ
とができる。一つの方法では既知2Rfiのペレットを
プラスチック製の袋に入れる。ペレットに所安量のシリ
カ又は他の添加剤を添加する。
袋を密閉し添加剤がペレット上に均一に分布するように
約2分間浸盪する。
他の方法ではシリカを配合機の頂部に添加する。
良い添加法の一つはペレットが配合機に移送されるに従
ってペレットにシリカを添加することである。配合作用
により混合が完遂される。
別な方法ではシリカをメルト・カッター水(論elt 
 cutter  water)を介してペレットの表
面に添加する。シリカの水中の混合物は調製でき、メル
ト・カッター水として使用できる。乾燥したペレットに
はシリカの被覆が保持されている。
配合の温度は、普通のペレットの取り扱い温度範囲、約
10”ないし60℃であれば特に重要ではない。最適配
合温度は多数の変数の関数であり、当該分野に習熟した
人には自明のことである。
使」L吏迷− 少量の二酸化珪素粉末を用いて、アイオノマー及びエチ
レン/n−ブチルアクリレート/メタクリルam合体の
ような酸基を含むエチレン共重合体及び三元共重合体の
粘着抵抗性を増大させる能力によって、物理的性質に影
響を及ぼすことなくこれらの樹脂を高温でパーク(pu
rge) L %ホッパー車に包装(可能な場合)する
ことが可能となる。
粒子の摩擦から発生する“微粉”及び4F、属表面に重
合体が付着することから生じる“蛇革(snakesk
ins)”を減少させる結果も得られる0本技術は酸度
の高い樹脂の取り扱いを改善することができる。
酸基を持たないエチレン重合体の粘着抵抗はペレット表
面に二酸化珪素粉末を少量添加することによっては著し
い#雪を受けない。珪酸アルミニウム、炭酸カルシウム
のような他の小粒子径の粉末を、本発明記載のような少
ない量で表面添加しても、酸基を有し又は有しないエチ
レン重合体の粘着抵抗にはほとんど又は全く効果がなか
った。
荒1燵 実施例においてペレットとシリカの乾式配合は、適当量
のペレットとシソ力を密封した袋中で室温で約2ブナ間
浸盪することによって什なわれた。
衷1jL−L エチレンから誘導された反復単位85重量%及びメチク
リル酸から誘導された反復単位15重量%を含み、メル
トインデックスが60である共重合体の市販の熟成した
ペレットに、平均粒子径が0.019  μ−で表面積
が1 g当たり140平ノiメートルである無定形水和
シリカ(a+5orpboc+5hydrated  
5ilica)を各種の添加量で乾式配合し、粘着温度
を各配合物について測定した。得られた結果は下記の第
1iiに報告されている。
第  1  表 適−一暖   と−ニーに−Ll−二撥       
    ℃A0,00040 B           O,01050CO,025
72 D           O,05072E     
      O,10072F           
O,25080#S 1表から明らかなように、0.0
25重量%で12℃の+!−坦域に達し、0.1重量%
まで不変であった。
K鳳遣−じし 実施例1で用いられた市販の共重合体ペレットを、再度
押出してメルトカッターを用いて水中カットペレットを
製造した。実施例1のように、新しく調製したペレット
に同一の無定形水和シリカを種々の量で使用し、乾式配
合した。その結果は下記の第2表に報告されている。
$2   表 縛U      シ  リ  カ        O・
       ℃G     O,00024 HOoo 25    72 1    0.050    72 J     O,10072 K     O,25087 新しく調製されたペレットの粘着温度は、実施例1の包
装された対照物が40℃であるに比べ24℃であった。
市販の製造されたペレットの粘着温度は製造時には約2
4℃であるが、ペレットの荒加工(rougbeniB
)、熟成及び残留揮発分の散逸によって約40℃に上昇
している。0.025重量%のシリカは粘着温度を72
℃まで増大させ、対照物に比べて48℃もの増加を示し
た。実施例1で認められた結果と類似の結果が得られた
東JJIL エチレンから誘導された反復単位90重量%、及びメタ
クリク酸から誘導された反復単位10重量%からなり、
その酸基の71%が亜鉛で中和されており、メルトイン
デックス1.1を有する共重合体の市販の熟成したペレ
ットを、実施例1で使用された無定形水利シリカと各種
の添加量で乾式配合した。結果は第3表に報告されてい
る。
@  3  表 ルL−1i劃     シ  リ  カ       
  0゜   智[−ラミー二編、−刀LufqyL0
,00039 M           O,010>41N    
      O,0505500,250>71 犬傭」L−1 エチレンから誘導された反復単位91重量%及びメタク
リル酸から誘導された反復単位9重量%を含み、10の
フルトインデ・ンクスを有する共重合体の市販の熟成し
たペレットに、実施例1で用いられたシリカを各種の配
合祉で乾式配合した。
結果は第4表に報告されて(する。
第4表 シLjL      シ  1   力       
  0            ゛       。
Po、0048 Q          0.025         
 75RO,250>80 火1ヱ115 実施例1で用いられた共重合体ペレットを()。
025重量%の他のシリカと乾式配合した。シリカ1は
平均粒子径0.008  μm、表面積325m2/g
の熱分解法シリカ(fumed  5ilica)であ
る。
シリカ2は平均粒子径0.014  μm1表面積20
0m”7gの熱分解法シリカである。シリカ3は平均粒
子径0.21 μm、表面積150m”7gの完全水和
シリカ(fully  hydrated  5ili
ca)である、シリカ4は平均粒子径0.08 μm1
表面積30w2/gの無定形水和シリカである。結果は
第5表に報告されている。
第5表 シ虹−−−l(シ  i   力          
                   ℃T    
                         
 70TJ                    
          71コj; 害−鴇夕−−( 実施例3で使用された共重合体ペレットを、実施例5に
記載された他のシリカ0.025重量%と乾式配合した
。結果は第6表に報告されている6#S  6  表 uK   リ  カ  、  擾11−一一二1;  
  −”      cどくンツーW        
     1            65X    
         2            58Y
             3           
  51Z             4      
      53未1け[ 実施例4の共重合体ペレットを、実施例5に記載された
シリカ0.025重量%と乾式配合した。
結果はf57表に報告されている。
第   7   表 邸とm−1(シ  リ  カ  、  種      
   着 ”1     ℃AA          
    1              66AB  
            2            
  70AC367 AD                       
       70’#JL例−−L エチレンから誘導された反復単位73.7重量%、n−
ブチルアクリレートから誘導された反復単位16.5重
量%及びメタクリル酸から誘導された反復単位9.8重
量%を含み、23のメルトインデックスを有する三元共
重合体のペレットを、実施例5に記載されたシリカ0.
025重量%及び実施例1で用いられたシリカ(シリカ
5)と共に乾式配合した。試験AJはシリカを入れない
対照物である。結果は第8表に報告されている。
第  8  表 跡、−一1(シ  リ  カ  、  判L−]」  
    着 e 度  ℃)AE          
    1              62AF  
           2             
 55AG             3      
        64AH−$           
    55AI             5   
           63AJ          
                   47K(例 
9 エチレンから誘導された反復単位95.6重置%及びメ
タクリル酸から誘導された反復単位4゜4重量%を含み
、8.0のメルトインデックスを有する共重合体のペレ
ットを試験し、63℃の粘着温度を有することを認めた
。この重合体のペレットを更に実施例1で用いられたシ
リカ0.025重量%と乾式配合し、78℃の粘着温度
を有することを認めた。
叉1」[−11− 911i%のエチレン、9重量%のメタクリル酸からな
り、その18%が亜鉛で中和されている共重合体のペレ
ットを、粒子径0.019  μmの無定形水和シリカ
0.2重量%で乾式配合により被覆した。かように処理
したペレットの一部を浅皿に入れ、輻射式管状炉中で窒
素気流下に240℃で2時間加熱した。炉から収り出す
際にペレットは事実上その始めの形を保有しており、者
しく流れることはなかった。ペレットは相互に接触した
場所で一緒に溶融していたが、出来な凝集物は脆弱であ
った。このような条件で同じ重合体をシリカでの処理を
せずに加熱すると、ペレットは溶融し、流れて溜り状に
なった。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、少なくとも25重量パーセントのエチレンから誘導
    された反復単位、少なくとも60重量パーセントの2−
    10個の炭素原子を含むα−オレフィンから誘導された
    反復単位、及び2ないし50重量%の3ないし8個の炭
    素原子を含むエチレン系不飽和カルボン酸から誘導され
    た反復単位を含有し、その表面に粒子径0.004ない
    し5μmのシリカを表面積1m^2当たり0.034な
    いし13.4g有することを特徴とする通常固体状の付
    加重合体。 2、ペレット100個当たり0.4ないし18gの重量
    を有するペレットの形状であることを特徴とする特許請
    求の範囲1項記載の重合体。 3、該カルボン酸から誘導された反復単位がアクリル酸
    又はメタクリル酸から誘導されていることを特徴とする
    特許請求の範囲2項記載の重合体ペレット。 4、酸基の最高90パーセントが金属イオンと反応して
    いることを特徴とする特許請求の範囲3項記載の重合体
    ペレット。 5、該ペレットがその表面1m^2当たり0.067な
    いし6.7gのシリカを有することを特徴とする特許請
    求の範囲4項記載の重合体ペレット。 6、該ペレットがその表面1m^2当たり0.13ない
    し0.34gのシリカを有することを特徴とする特許請
    求の範囲5項記載の重合体ペレット。 7、該重合体がエチレン、ブチルアクリレート及び4−
    15重量パーセントのメタクリル酸又はアクリル酸から
    なる三元共重合体であることを特徴とする特許請求の範
    囲5項記載の重合体ペレット。 8、該重合体が8ないし12重量パーセントのメタクリ
    ル酸又はアクリル酸を含むことを特徴とする特許請求の
    範囲7項記載の 重合体ペレット。 9、該金属イオンが亜鉛又はナトリウムであることを特
    徴とする特許請求の範囲8項記載の重合体ペレット。
JP62038127A 1986-02-25 1987-02-23 シリカ被覆オレフイン−酸系共重合体成形用ペレツト Expired - Lifetime JPH0699567B2 (ja)

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