JPS6360041B2 - - Google Patents
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- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
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Description
本発明は、オレフインの単独重合体もしくは共
重合体などのオレフイン系重合体またはその他の
合成高分子材料に配合して成形した際に、従来の
帯電防止剤において必要とされていた高温でのエ
ージングやコロナ処理などの後処理を施さなくと
も、帯電防止効果の発現およびその効果の持続性
に関して優れた性能を有し、かつ該高分子材料の
性質に悪影響を及ぼすことがないなどの利点を有
する帯電防止剤として有用な新規のカルボベタイ
ン変性オレフイン系重合体ならびに該カルボベタ
イン変性オレフイン系重合体からなる帯電防止剤
に関する。
オレフインの単独重合体もしくは共重合体など
のオレフイン系重合体、その他の疎水性の合成高
分子材料は静電気を帯び易い。その結果、このよ
うな高分子材料でフイルム、シート、繊維、その
他の成形品類を製造する際、またはこれらの成形
品の後加工もしくは後処理の際あるいは得られた
製品を使用する際には、吸塵、スパークの発生、
その他の帯電による障害が起こり易いという欠点
がある。
このような疎水性合成高分子材料の静電気によ
る帯電を防止しようとする試みは以前から行われ
ている。たとえば、丸茂秀雄著、「帯電防止剤」、
幸書房発行、などに記載されているように、種々
の帯電防止剤が開発され、使用されてきた。しか
し、性能ならびに使い易さなどの面からまだ充分
に満足すべきものがなく、その探索が依然として
続けられているのが現状である。
従来、たとえばベタイン型の帯電防止剤は、特
公昭40−1645号公報、特公昭48−14654号公報、
特公昭50−29928号公報などに提案されて公知で
ある。しかしながら、このようなベタイン型の帯
電防止剤を配合して成形品、たとえばフイルムな
どに成形しても、所望の帯電防止効果が得難いた
め、これらのベタイン型帯電防止剤を配合して成
形したフイルムを一軸もしくは二軸延伸したのち
に帯電防止効果を発現させるためには、たとえば
コロナ処理のような表面活性化処理手段を施す方
法が特公昭44−29757号公報、特公昭49−5746号
公報あるいは特公昭50−33827号公報に提案され
ている。しかし、これらの方法では操作が煩雑で
あつてかつ不利益な表面活性化処理手段を必要と
するうえに、水などと接触すると成形品から帯電
防止剤が溶出するためにその帯電防止効果の持続
性に乏しいなどの難点がある。
また、特公昭46−30293号公報および特公昭49
−26955号公報には、カルボベタイン型官能基含
有不飽和単量体を含有する重合体または共重合体
を製造する方法が開示され、かつこれらの方法に
よつて製造された重合体または共重合体は恒久的
帯電防止剤として使用できることが記載されてい
る。しかしながら、これらの公知文献に開示され
たカルボベタイン型官能基含有不飽和単量体を含
有する重合体または共重合体をポリエテレンやポ
リプロピレン等のオレフインの単独重合体もしく
は共重合体などのオレフイン系重合体に配合しよ
うとしても、該カルボベタイン型官能基含有不飽
和単量体成分単位を含有する重合体または共重合
体は前記オレフイン系重合体への相溶性が劣るた
めに、充分な帯電防止効果が得られないことなど
の他にも多くの欠点がある。たとえば、該カルボ
ベタイン含有不飽和単量体成分単位を含有する重
合体または共重合体を配合したオレフイン系重合
体からたとえばフイルムなどの成形品を作つて
も、帯電防止効果を得るためにはコロナ処理など
の表面活性化処理を必要としたり、該成形品を水
蒸気、水、その他の溶媒などに接触させると該カ
ルボベタイン含有不飽和単量体成分単位を含有す
る重合体または共重合体が溶出し、帯電防止効果
の持続性が著しく低下するなどの欠点がある。
本発明者らは、オレフインの単独重合体もしく
は共重合体等のオレフイン系重合体などの合成高
分子材料に成形加工した際に、従来公知のベタイ
ン型帯電防止剤やカルボベタイン型官能基含有不
飽和単量体を含有する重合体または共重合体から
なる帯電防止剤のように特殊な表面活性化処理を
施すことを必要とせず、しかも帯電防止効果の発
現ならびにその効果の持続性などの性能に優れ、
かつ安価に製造することのできる帯電防止剤の開
発研究を行つた。その結果、本発明は、特殊な構
造を有するカルボベタイン型官能基が結合したカ
ルボベタイン変性オレフイン系重合体が新規物質
であること、およびこのカルボベタイン変性オレ
フイン系重合体は従来公知のベタイン型帯電防止
剤またはカルボベタイン型官能基含有不飽和単量
体成分単位を含有する重合体または共重合体の前
述の欠点ないしは難点を完全に克服し、優れた帯
電防止性能を示すことを見出したことに基づくも
のである。とくに、本発明のカルボベタイン変性
オレフイン系重合体を配合した成形物はコロナ処
理などの特殊な表面活性化処理を施さなくても、
成形直後から充分な帯電防止効果を示しかつその
効果の持続性が優れており、さらには従来公知の
ベタイン型帯電防止剤またはカルボベタイン型官
能基含有不飽和単量体成分単位を含有する重合体
または共重合体にくらべて、たとえばオレフイン
系重合体などの合成高分子材料への相溶性が良好
であること、フイルムやシートなどの成形品のブ
ロツキング性を低下させないこと、表面のべとつ
き等が起こらないこと、表面の印刷性や光沢性な
どの基材の合成高分子材料の性能を低下させない
こと、他の物質と接触しても成形品から脱離しに
くく、水蒸気、水やその他の溶媒と接触しても該
カルボベタイン変性オレフイン系重合体の溶出が
起こりにくいので、帯電防止効果の持続性が良好
であることなどの利点を有することを見出したこ
とに基づくものである。
すなわち、本発明は、炭素数2ないし6のα−
オレフイン成分単位からなるオレフイン系重合体
基体樹脂の不特定の炭素原子に、一般式〔〕
および/または一般式〔〕
(式〔〕および式〔〕において、R1は炭
素数1ないし3のアルキレン基を示し、R2はメ
チレン基を示し、R3およびR4はそれぞれ炭素数
1ないし2のアルキル基を示し、R5ないしR6は
それぞれ水素原子を示し、R7は水素原子を示し、
Xは酸素原子または>NHを示す。)で表わされ
るカルボベタイン型官能基がカルボベタイン変性
オレフイン系重合体100gあたり0.05ないし0.25
モル当量グラフト結合し(基体樹脂分子あたり平
均0.25ないし62.5個接木し)、かつその数平均分
子量が500ないし25000の範囲にあるカルボベタイ
ン変性オレフイン系重合体である。また本発明
は、該カルボベタイン変性オレフイン系重合体の
用途発明に関し、前記該カルボベタイン変性オレ
フイン系重合体からなる帯電防止剤に関する。
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合
体は、炭素数2ないし6のα−オレフイン成分単
位を主成分とするオレフイン系重合体からなる基
体樹脂の炭素原子に、前記一般式〔〕および/
または一般式〔〕で表わされるカルボベタイン
型官能基が結合している点に関して特異であり、
従来のカルボベタイン型官能基含有不飽和単量体
成分単位含有重合体または共重合体とは明確に区
別される。本発明のこのカルボベタイン変性オレ
フイン系重合体は、たとえば主成分が炭素数2な
いし6のα−オレフイン成分単位であるオレフイ
ン系重合体からなる基体樹脂を変性することによ
り製造される。
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合
体に導かれる基体部分のオレフイン系重合体は、
主成分が炭素数2ないし6のα−オレフイン成分
単位からなるオレフイン系重合体であり、該α−
オレフイン成分単位の含有率が好ましくは70ない
し100モル%の範囲、とくに80ないし100モル%の
範囲にあることが好ましい。具体的には、炭素数
2ないし6のα−オレフインの単独重合体もしく
はその共重合体、炭素数が2ないし6のα−オレ
フイン成分単位およびα,β−不飽和極性化合物
成分単位から構成されかつ該オレフイン成分単位
を主成分とする共重合体である。この基体樹脂と
なるオレフイン系重合体は、数平均分子量が通常
約300ないし約80000、好ましくは約300ないし約
22000の範囲にあり、分子量分布(w/n)
が通常約1.0ないし約10、好ましくは約1.1ないし
約8の範囲にあるオレフイン系重合体である。
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合
体を構成し、かつ基体樹脂のオレフイン系重合体
を構成する炭素数2ないし6のα−オレフイン成
分として具体的には、たとえばエチレン、プロピ
レン、1−ブテン、4−メチル−1−ペンテンな
どを例示することができ、これらの1種または2
種以上の混合物として利用することもできる。
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系共重
合体に導かれかつその基体樹脂となる前記オレフ
イン系重合体として具体的には、ポリエチレン、
ポリプロピレン、ポリ−1−ブテン、ポリ−4−
メチル−1−ペンテンなどのα−オレフインの単
独重合体、エチレン・プロピレン共重合体、エチ
レン・1−ブテン共重合体、エチレン・4−メチ
ル−1−ペンテン共重合体、エチレン・ブタジエ
ン共重合体、エチレン・プロピレン・ジエン共重
合体、プロピレン・エチレン共重合体、プロピレ
ン・1−ブテン共重合体、プロピレン・4−メチ
ル−1−ペンテン共重合体などのα−オレフイン
成分を主成分として含有する重合体を例示するこ
とができる。
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合
体は炭素数2ないし6のα−オレフイン成分単位
を主成分とするオレフイン系重合体からなる基体
樹脂の不特定の炭素原子に、一般式〔〕
および/または一般式〔〕
で表わされるカルボベタイン型官能基が結合した
構造を有するカルボベタイン変性オレフイン系重
合体である。すなわち基体樹脂の幹を構成する不
特定の炭素原子に結合しおよび/又は分枝構造を
有する基体樹脂の分枝の不特定の炭素原子に結合
している。ここで、両式中R1は炭素数1ないし
3のアルキレン基を示し、R2はメチレン基を示
し、R3およびR4はそれぞれ炭素数1ないし2の
アルキル基を示し、R5およびR6はそれぞれ水素
原子を示し、R7は水素原子を示し、Xは酸素原
子または>NHを示す。
前記一般式〔〕および/または一般式〔〕
で表わされるカルボベタイン型官能基を構成する
各官能基を例示すると、次のものがあげられる。
R1として具体的には、メチレン基、エチレン基、
プロピレン基などを例示することができる。R3
およびR4としてそれぞれ具体的には、水素原子、
メチル基、エチル基を例示することができる。
前記一般式〔〕および/または一般式〔〕
で表わされるカルボベタイン型官能基において、
R7
は該カルボベタイン型官能基中のR1または
R2の鎖長に応じていずれかのカルボキシレート
アニオン〔−COO
〕と結合するが、いずれの
カルボキシレートアニオンと結合していても差し
つかえない。
前記一般式〔〕および/または一般式〔〕
で表わされるカルボベタイン型官能基として具体
的には、たとえば、
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合
体中に含有される前記一般式〔〕および/また
は一般式〔〕で表わされる該カルボベタイン型
官能基の含有量は該カルボベタイン変性オレフイ
ン系重合体100g中に約0.05ないし約0.25モル当
量の範囲である(下記の数平均分子量の範囲と共
に算定すると、基体樹脂分子あたり平均0.25ない
し62.5個の該カルボベタイン型官能基が接木して
いる)。
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合
体の数平均分子量は500ないし25000の範囲にある
ことが必要である。該カルボベタイン変性オレフ
イン系重合体の数平均分子量が約500未満となる
と、該カルボベタイン変性オレフイン系共重合体
を合成高分子材料に配合して得られた組成物を成
形した際に該カルボベタイン変性オレフイン系重
合体が成形品表面にブリードアウトして表面がべ
たついたり、あるいは成形品表面が水と接触した
際に該カルボベタイン変性オレフイン系重合体が
溶出し易くなるので帯電防止効果の持続性が劣る
ようになる。また、該カルボベタイン変性オレフ
イン系重合体の数平均分子量が25000よりも大き
くなると、合成高分子材料に配合して成形した際
に該材料に均一に分散し難くなり、その結果充分
な帯電防止性能が得られなくなつたり、また成形
品の外観が劣るようになる。該カルボベタイン変
性オレフイン系重合体の基体樹脂の分子量分布
(w/n)は通常1.0ないし10、好ましくは
1.1ないし8の範囲である。
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合
体の数平均分子量は、変性前の基体樹脂のオレフ
イン系重合体の数平均分子量、該カルボベタイン
変性オレフイン系重合体を構成する前記カルボベ
タイン型官能基の構造ならびにその含有率から計
算によつて求めた。また、前記変性前の基体樹脂
の前記オレフイン系重合体の数平均分子量は、蒸
気圧浸透計(クナウエル社製)によつて測定し
た。
また、本発明のカルボベタイン変性オレフイン
系重合体の分子量分布は、ゲルパーミエイシヨ
ン、クロマトグラフ(ウオーターズ社製)によつ
て測定した。さらに、本発明のカルボベタイン変
性オレフイン系重合体ならびに変性前の基体樹脂
のオレフイン系重合体を構成する各成分単位の組
成はそれぞれの重合体の核磁気共鳴スペクトルの
測定結果から求められる。また、本発明のカルボ
ベタイン型官能基の含有率は、微量分析による窒
素含量より計算によつて求めた。
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合
体は次の方法によつて製造することができる。
その第一の方法として、前述のオレフイン系重
合体に、一般式〔〕
(式中、R5およびR6はいずれも前記と同一の
基を示す。)で表わされるα,β−不飽和ジカル
ボン酸無水物または一般式〔〕
(式中、R5,R6およびR7はいずれも前記と同
一の基を示す。)で表わされるα,β−不飽和ジ
カルボン酸および/またはその誘導体をグラフト
共重合させることにより、前記オレフイン系重合
体に一般式〔〕
(式中、R5およびR6はいずれも前記と同一の
基を示す。)で表わされるα,β−不飽和カルボ
ン酸無水物成分単位が結合したα,β−不飽和ジ
カルボン酸無水物変性オレフイン系重合体、また
は前記オレフイン系重合体に一般式〔〕
(式中、R5,R6およびR7はいずれも前記と同
一の基を示す。)で表わされるα,β−不飽和ジ
カルボン酸成分単位またはその誘導体成分単位が
結合したα,β−不飽和ジカルボン酸またはその
誘導体変性オレフイン系重合体(これらを中間変
性オレフイン系重合体〔A〕と呼ぶ)が得られ
る。
さらに、これらの中間変性オレフイン系重合体
〔A〕に一般式〔〕
(式中、R1,R3およびR4はそれぞれ前記と同
一の基を示す。)で表わされるヒドロキシアルキ
ルアミンを反応させるか、または一般式〔〕
(式中、R1,R3およびR4はそれぞれ前記と同
一の基を示す。)で表わされるN,N−ジ置換ア
ルキレンジアミンを反応させることにより、一般
式〔〕
および/または一般式〔〕
(式〔〕および式〔〕において、R1,R3,
R4,R5,R6,R7およびXはいずれも前記と同一
の基を示す。)で表わされるα,β−不飽和ジカ
ルボン酸誘導体成分単位が結合した中間変性オレ
フイン系重合体(これを中間変性オレフイン系重
合体〔B〕とする。)が生成する。このようにし
て得られた中間変性オレフイン系重合体〔B〕
に、さらに一般式〔XI〕
Y−R2−COOR7 〔XI〕
(式中、R2は前記と同一の基を示し、Yはハ
ロゲン原子を示し、R7は前記と同一の基を示
す。)で表わされるハロゲン化低級脂肪族カルボ
ン酸の塩またはそのエステルを反応させることに
より、前記一般式〔〕および/または一般式
〔〕で表わされるカルボベタイン型官能基を含
有する本発明のカルボベタイン変性オレフイン系
重合体が得られる。
また、第二の製造方法として、次の方法を例示
することができる。基体樹脂の前記オレフイン系
重合体に前記一般式〔〕で表わされるα,β−
不飽和ジカルボン酸無水物または前記一般式
〔〕で表わされるα,β−不飽和ジカルボン酸
および/またはその誘導体をグラフト共重合させ
ることにより得られる前記中間変性オレフイン系
重合体〔A〕に、一般式〔XII〕
(式中、R1,R2,R3およびR4はいずれも前記
と同一の基を示す。)で表わされるN−ヒドロキ
シアルキルカルボベタインを反応させることによ
り、前記一般式〔〕および一般式〔〕におい
てXが酸素原子であるカルボベタイン型官能基を
含有する本発明のカルボベタイン変性オレフイン
系重合体が得られる。また、前記中間変性オレフ
イン系重合体〔A〕に、一般式〔〕
(式中、R1,R2,R3およびR4はいずれも前記
と同一の基を示す。)で表わされるN−アミノア
ルキルカルボベタインを反応させることにより、
前記一般式〔〕および/または一般式〔〕に
おいてXが>NHであるカルボベタイン型官能基
を含有する本発明のカルボベタイン変性オレフイ
ン系重合体が得られる。
また、第三の製造方法として次の方法を例示す
ることができる。基体樹脂の前記オレフイン系重
合体に、一般式〔〕
および/または一般式〔〕
(式中、R1,R2,R3,R4,R5,R6,R7および
Xは前記と同一の基を示す。)で表わされるカル
ボベタイン型官能基含有α,β−不飽和ジカルボ
ン酸誘導体成分をグラフト共重合することによ
り、一般式〔〕および/または一般式〔〕で
表わされるカルボベタイン型官能基を含有する本
発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合体が
得られる。
本発明のカルボベタイン変性オレフイン系重合
体は、前述のごとく優れた性能の帯電防止剤とし
て利用される。帯電防止剤としての用途に関して
次に説明する。帯電防止剤として利用される変性
オレフイン系共重合体は前記カルボベタイン変性
オレフイン系重合体であり、また本発明のカルボ
ベタイン変性オレフイン系重合体のうちで帯電防
止剤として好適な性能を有する該変性オレフイン
系重合体も前述のとおりである。
本発明の帯電防止済を使用することによつて効
果の認められる合成高分子材料として具体的に
は、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、
ポリ−1−プテン、ポリ−4−メチル−1−ペン
テン、ポリスチレン、エチレン・プロピレン共重
合体、エチレン・1−ブテン共重合体、エチレ
ン・4−メチル−1−ペンテン共重合体、エチレ
ン・酢酸ビニル共重合体などのポリオレフイン
類、ポリアミド、ポリエステル、ポリ塩化ビニ
ル、ポリカーボネート、ABS、ASアクリル系樹
脂、アクリロニトリル系樹脂、ポリウレタン、フ
エノール樹脂、メラミン樹脂、尿素樹脂などがあ
げられる。これらの合成高分子材料のうちでは、
オレフインの単独重合体もしくは共重合体などの
オレフイン系重合体等のポリオレフイン類に本発
明の帯電防止剤を配合するととくに優れた効果が
認められる。
本発明の帯電防止剤を前記合成高分子に配合す
る方法としてはとくに限定されることなく、どの
ような方法で配合しても差し支えない。たとえ
ば、合成高分子材料の粉末、ペレツトなどに必要
に応じてその他の添加剤と共に所定の濃度になる
ように均一に配合する方法を採用することもでき
る。この際、帯電防止剤を溶媒に溶解または懸濁
して合成高分子材料に配合し、その後溶媒を留去
する方法を採用することもできる。前記合成高分
子材料に配合する本発明の帯電防止剤の配合割合
は、帯電防止剤の種類、該カルボベタイン型官能
基の含有量、合成高分子材料の種類およびその用
途などによつて異なるが、合成高分子材料100g
に対する前記カルボベタイン型官能基として通常
は0.01ないし300ミリモル、好ましくは0.05ない
し250ミリモルの範囲となる量である。前記の合
成高分子材料に本発明の帯電防止剤を配合する方
法として、特に限定されないが、たとえば、合成
高分子材料にあらかじめ高濃度に配合したマスタ
ーバツチを作成しておき、これを前記高分子材料
に配合する方法を採用することもできるし、また
場合によつてはオレフインモノマーの重合時に添
加することもできる。
本発明の帯電防止剤を前記合成高分子材料に配
合する際に、本発明の帯電防止剤の他に酸化防止
剤、紫外線吸収剤、滑剤、可塑剤、離形剤、難燃
剤または他種の帯電防止剤などと一緒に配合する
こともできる。
本発明の帯電防止剤の配合された合成高分子材
料の組成物は種々の形態に成形して使用される。
たとえば、フイルム、延伸フイルム、テープ、延
伸テープ、シート、繊維、その他の立体成形品に
成形される。これらの成形品のうちでは、フイル
ム、延伸フイルム、テープ、延伸テープ、シート
または繊維に、本発明の帯電防止剤を配合した合
成高分子材料の組成物を成形することが好まし
い。
本発明の帯電防止剤を配合した合成高分子材料
からなる組成物から作成した成形品は、従来のベ
タイン型帯電防止剤を配合した合成高分子材料か
らなる組成物から作成した成形品にくらべて、コ
ロナ処理などの特殊な表面活性化処理やガラス転
移点以上の温度でのエージングを施さなくとも直
ちに優れた帯電防止効果が現われること、表面が
水や溶媒などと接触しても帯電防止剤が溶出しな
いので効果の持続性が良好であることなどの特徴
があることの他に、ブロツキング性、表面への印
刷性や光沢性などの基材の高分子材料の性能を低
下させないこと、表面のべとつき等が起こらない
ことなどの利点を有している。
次に、本発明のカルボベタイン変性オレフイン
系重合体ならびに該変性オレフイン系重合体から
なる帯電防止剤を実施例によつて具体的に説明す
る。
実施例 1
ポリエチレンワツクス(数平均分子量1100、
w/n2.5)200gを撹拌羽根および冷却管を備
えた500c.c.のガラスリアクターに仕込み、190℃に
加温してワツクスを溶融させ、系内を窒素置換し
た後、強撹拌下に無水マレイン酸31.4gとジター
シヤリーブチルペルオキシド1.5gとを4時間か
けて滴下しそのまま2時間後反応を行つた。反応
終了後、ただちに反応混合物をバツト上に取り出
して室温まで放冷した。これを粉砕し、約1の
DMFに加温して溶解させ、室温まで放冷後、反
応混合物を大過剰のアセトン中で析出させて得た
中間変性ポリマーをアセトンにてよく洗浄して減
圧下室温にて一昼夜乾燥し、201.2gの中間変性
ポリマーを得た。この中間変性ポリマーの無水マ
レイン酸含量は、該中間変性ポリマー中の酸素含
有量より計算して、1.3mmol/gであり、数平均
分子量は1250であつた。
次にジメチルエタノールアミン
〔HOCH2CH2N(CH3)2〕とモノクロル酢酸ナト
リウムとを反応させて合成した反応試剤
〔HOCH2CH2N(CH3)2COO
〕10.8g、中間
変性ポリマー20g及びDMF200c.c.を撹拌羽根と冷
却管のついた500c.c.のガラス製リアクター内に仕
込み、系内を窒素置換した後に140℃まで昇温し、
撹拌下に8時間反応させた。反応終了後、室温ま
で放冷し、この反応混合物を大過剰のメタノール
で析出させて得たポリマーを水−メタノールの混
合溶媒で3回洗浄し、さらにアセトンでよく洗浄
して、50℃で減圧下に一昼夜乾燥して、式
で表わされるカルボベタイン型官能基含量が
1mmol/g(微量分析による窒素含量より算出。
以下同じ。)のカルボベタイン変性ポリマー21.8
gを得た。このカルボベタイン変性ポリマーは前
記中間変性ポリマーの酸無水物基の90%がカルボ
ベタイン型官能基に変性されたものであり、数平
均分子量1500であつた。またカルボベタイン型官
能基の導入は赤外線吸収スペクトル分析において
約1620cm-1の特徴的吸収ピークからも確認した
(以下の実施例においても同じ)。このカルボベタ
イン変性ポリマーを帯電防止剤Aとする。
実施例 2
N,N−ジメチル−1,3−プロパンジアミン
〔H2NCH2CH2CH2N(CH3)2〕とモノクロル
酢酸ナトリウムとから合成した反応試剤
〔H2NCH2CH2CH2N(CH3)2CH2COO
〕
10.6gと実施例1で合成した中間変性ポリマー20
gおよびDMF200c.c.を撹拌羽根および冷却管を備
えた500c.c.のガラス製リアクター中に仕込み、系
内を窒素にて置換した後に撹拌しながら140℃ま
で昇温し、そのまま5時間反応させた。反応終了
後、室温まで放冷して反応混合物を大過剰のメタ
ノールで析出させて得たポリマーを水−アセトン
の混合溶媒およびアセトンで何回もよく洗浄した
後に、50℃で一昼夜減圧乾燥して、式
および
で表わされるカルボベタイン型官能基含量が
0.7mmol/gのカルボベタイン変性ポリマー21.2
gを得た。このカルボベタイン変性ポリマーは中
間変性ポリマーの酸無水物基の65%が変性された
ものであり、数平均分子量は1400であつた。この
カルボベタイン変性ポリマーを帯電防止剤Bとす
る。
実施例 3
ジエチルエタノールアミン〔HOCH2CH2N
(C2H5)2〕とモノクロル酢酸ナトリウムとを反応
させて合成した反応試剤〔HOCH2CH2N
(C2H5)2CH2COO
〕16.6gと実施例1で合成し
た中間変性ポリマー20g及びDMF200c.c.を撹拌羽
根および冷却管を備えた500c.c.のガラス製リアク
ターに仕込み、撹拌下に系内を窒素置換した後に
140℃まで昇温して3時間反応を行つた。反応終
了後、実施例1と同じ後処理を行つて、式
で表わされるカルボベタイン型官能基の含量が
0.7mmol/gのカルボベタイン変性ポリマー21.4
gを得た。このカルボベタイン変性ポリマーは中
間変性ポリマーの酸無水物基の60%が変性された
ものであり、数平均分子量は1400であつた。この
カルボベタイン変性ポリマーを帯電防止剤Cとす
る。
実施例 4
ポリエチレンワツクス(数平均分子量2000、
w/n3)50gとo−ジクロルベンゼン200gと
を撹拌羽根および冷却管を備えた500c.c.のガラス
製リアクターに仕込み、系内を窒素置換した後に
撹拌しながら140℃まで昇温した。その溶液中へ
無水マレイン酸17.2gとジターシヤリーブチルペ
ルオキシド0.7gとを4時間かけて滴下し、さら
に2時間そのまま反応させた。反応終了後、反応
混合物の温度が室温になるまで放冷して、この反
応混合物を大過剰のアセトン中で析出させて得た
原料ポリマーをアセトンにてよく洗浄し、減圧下
に100℃で一昼夜乾燥して、無水マレイン酸含量
0.96mmol/gで数平均分子量が2200の中間変性
ポリマー59gを得た。
次に、この中間変性ポリマー20g、カルボベタ
イン化剤〔H2NCH2CH2CH2N(CH3)2CH2COO
〕12g、パラキシレン300c.c.及びジメチルスル
ホキシド150c.c.を撹拌羽根と冷却管をつけた1
のガラスリアクターへ仕込み、系内を窒素置換し
た後に撹拌しながら135℃まで昇温し、6時間反
応させた。反応終了後、反応混合物を室温まで放
冷し、実施例1と同様の後処理を行つて、式
で表わされるカルボベタイン型官能基の含量が
0.8mmol/gのカルボベタイン変性ポリマー21.2
gを得た。このカルボベタイン変性ポリマーは、
前記中間変性ポリマーの酸無水物基の90%が変性
されたものであり、数平均分子量は2500であつ
た。このカルボベタイン変性ポリマーを帯電防止
剤Dとする。
実施例5〜8、比較例1
ポリプロピレン(三井石油化学工業(株)製、商品
名三井石油化学ポリプロJ300)を機械的に粉砕し
て得たパウダー100重量部に、帯電防止剤Aを2
重量部添加し、ヘンシエルミキサーによつて均一
に混合した後に、ペレタイズ工程を経て帯電防止
剤配合ペレツトを得た(実施例5)。同様にして
パウダー100重量部に帯電防止剤B3重量部(実施
例6)、帯電防止剤C3重量部(実施例7)及び帯
電防止剤D2.5重量部(実施例8)をそれぞれ添
加して帯電防止剤配合ペレツトを得た。ついで、
これらの4種のペレツトを用いて、空冷インフレ
ーシヨン成形機によつてフイルム成形を行い、フ
イルム1〜〔帯電防止剤Aを2重量部配合したもの
(実施例5)〕、フイルム2〜〔帯電防止剤Bを3重
量部配合したもの(実施例6)〕、フイルム3〜〔帯
電防止剤Cを3重量部配合したもの(実施例
7)〕、フイルム4〜〔帯電防止剤Dを2.5重量部配
合したもの(実施例8)〕の4種のフイルムを得
た。同様にして帯電防止剤を配合していないフイ
ルムを成形して、フイルム5〜とした(比較例1)。
これらのフイルムを25℃、60%R.H.の条件下で
2日間調湿後、タケダ理研製の表面固有抵抗測定
器を用いてその表面固有抵抗値を測定した。結果
を表1に示す。
The present invention is capable of aging at high temperatures, which is required for conventional antistatic agents, when it is blended into olefin polymers such as olefin homopolymers or copolymers, or other synthetic polymer materials and molded. It has the advantage that it has excellent performance in terms of the expression and sustainability of the antistatic effect even without post-treatment such as or corona treatment, and has no adverse effect on the properties of the polymer material. The present invention relates to a novel carbobetaine-modified olefin polymer useful as an antistatic agent and an antistatic agent comprising the carbobetaine-modified olefin polymer. Olefin polymers such as olefin homopolymers or copolymers, and other hydrophobic synthetic polymer materials are easily charged with static electricity. As a result, when producing films, sheets, fibers, and other molded articles from such polymeric materials, or during post-processing or post-treatment of these molded articles, or when using the resulting products, Dust absorption, generation of sparks,
Another disadvantage is that problems due to charging are likely to occur. Attempts have been made for some time to prevent electrostatic charging of such hydrophobic synthetic polymer materials. For example, "Antistatic agent" written by Hideo Marumo,
Various antistatic agents have been developed and used, as described in, for example, published by Saiwai Shobo. However, there is still nothing that is fully satisfactory in terms of performance and ease of use, and the search for it is still ongoing. Conventionally, for example, betaine-type antistatic agents have been disclosed in Japanese Patent Publications No. 1645-1973, Japanese Patent Publication No. 14654-1973,
This method has been proposed in Japanese Patent Publication No. 50-29928 and is well known. However, even if such betaine type antistatic agents are blended and molded into a molded product, such as a film, it is difficult to obtain the desired antistatic effect. In order to develop an antistatic effect after uniaxially or biaxially stretching, a method of applying a surface activation treatment such as corona treatment is disclosed in Japanese Patent Publication No. 44-29757, Japanese Patent Publication No. 49-5746, or Japanese Patent Publication No. 49-5746. This was proposed in Japanese Patent Publication No. 50-33827. However, these methods require complicated operations and disadvantageous surface activation treatment means, and the antistatic effect is not maintained because the antistatic agent is eluted from the molded product when it comes into contact with water. There are disadvantages such as lack of sexuality. In addition, Special Publication No. 46-30293 and Special Publication No. 49
Publication No. 26955 discloses a method for producing a polymer or copolymer containing an unsaturated monomer containing a carbobetaine type functional group, and also discloses a method for producing a polymer or copolymer containing an unsaturated monomer containing a carbobetaine type functional group. It is stated that the combination can be used as a permanent antistatic agent. However, the polymers or copolymers containing the carbobetaine-type functional group-containing unsaturated monomers disclosed in these known documents cannot be used as olefin polymers such as olefin homopolymers or copolymers such as polyethylene and polypropylene. Even if the polymer or copolymer containing the carbobetaine type functional group-containing unsaturated monomer unit is poor in compatibility with the olefinic polymer, sufficient antistatic effect may not be obtained. There are many other drawbacks, such as the inability to obtain For example, even if a molded article such as a film is made from an olefinic polymer blended with a polymer or copolymer containing the carbobetaine-containing unsaturated monomer component unit, corona The polymer or copolymer containing the carbobetaine-containing unsaturated monomer unit may be eluted if surface activation treatment such as treatment is required, or if the molded product is brought into contact with steam, water, or other solvents. However, there are drawbacks such as the durability of the antistatic effect is significantly reduced. The present inventors have discovered that when molded into synthetic polymer materials such as olefin homopolymers or copolymers of olefin, conventionally known betaine-type antistatic agents and carbobetaine-type functional group-containing Unlike antistatic agents made of polymers or copolymers containing saturated monomers, it does not require special surface activation treatment, and it also exhibits antistatic effect and maintains its effect. Excellent in
We conducted research and development on an antistatic agent that can be manufactured at low cost. As a result, the present invention discloses that a carbobetaine-modified olefin-based polymer to which a carbobetaine-type functional group having a special structure is bonded is a new substance, and that this carbobetaine-modified olefin-based polymer is a conventionally known betaine-type charged polymer. It has been found that the above-mentioned drawbacks or difficulties of polymers or copolymers containing unsaturated monomer component units containing inhibitors or carbobetaine-type functional groups can be completely overcome and exhibit excellent antistatic performance. It is based on In particular, molded products containing the carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention can be easily treated without special surface activation treatment such as corona treatment.
A polymer that exhibits a sufficient antistatic effect immediately after molding and has an excellent sustainability of the effect, and furthermore contains a conventionally known betaine type antistatic agent or a carbobetaine type functional group-containing unsaturated monomer component unit. Or, compared to copolymers, it has better compatibility with synthetic polymer materials such as olefin polymers, does not reduce the blocking properties of molded products such as films and sheets, and does not cause surface stickiness, etc. It does not degrade the performance of the base synthetic polymer material such as surface printability or gloss, it does not easily detach from the molded product even when it comes into contact with other substances, and it does not come into contact with steam, water, or other solvents. This is based on the discovery that the carbobetaine-modified olefin polymer is less likely to be eluted even when the olefin polymer is modified, so that it has advantages such as good sustainability of the antistatic effect. That is, the present invention provides α-
At an unspecified carbon atom of an olefin polymer base resin consisting of olefin component units, and/or general formula [] (In formula [] and formula [], R 1 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 represents a methylene group, R 3 and R 4 each represent an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 5 to R 6 each represent a hydrogen atom, R 7 represents a hydrogen atom,
X represents an oxygen atom or >NH. ) is 0.05 to 0.25 per 100 g of the carbobetaine-modified olefin polymer.
It is a carbobetaine-modified olefin polymer which is grafted in molar equivalents (average of 0.25 to 62.5 grafts per base resin molecule) and whose number average molecular weight is in the range of 500 to 25,000. The present invention also relates to an invention for the use of the carbobetaine-modified olefin polymer, and relates to an antistatic agent comprising the carbobetaine-modified olefin polymer. The carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention has the above general formula [] and/or a carbon atom of a base resin made of an olefin polymer mainly composed of α-olefin component units having 2 to 6 carbon atoms.
or is unique in that a carbobetaine type functional group represented by the general formula [] is bonded,
It is clearly distinguished from conventional polymers or copolymers containing unsaturated monomer component units containing carbobetaine type functional groups. The carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention is produced, for example, by modifying a base resin consisting of an olefin polymer whose main component is an α-olefin unit having 2 to 6 carbon atoms. The olefinic polymer of the base portion that is introduced into the carbobetaine-modified olefinic polymer of the present invention is:
It is an olefin polymer whose main component is an α-olefin component unit having 2 to 6 carbon atoms, and the α-
The content of olefin component units is preferably in the range from 70 to 100 mol%, particularly preferably in the range from 80 to 100 mol%. Specifically, it is composed of a homopolymer of α-olefin having 2 to 6 carbon atoms or a copolymer thereof, an α-olefin component unit having 2 to 6 carbon atoms, and an α,β-unsaturated polar compound component unit. And it is a copolymer containing the olefin component unit as a main component. The olefinic polymer used as the base resin usually has a number average molecular weight of about 300 to about 80,000, preferably about 300 to about 80,000.
22000, molecular weight distribution (w/n)
is usually in the range of about 1.0 to about 10, preferably about 1.1 to about 8. Specifically, the α-olefin component having 2 to 6 carbon atoms constituting the carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention and constituting the olefin polymer of the base resin includes, for example, ethylene, propylene, 1-butene, Examples include 4-methyl-1-pentene, and one or two of these
It can also be used as a mixture of more than one species. Specifically, the olefinic polymer that is introduced into the carbobetaine-modified olefinic copolymer of the present invention and serves as its base resin includes polyethylene,
Polypropylene, poly-1-butene, poly-4-
Homopolymers of α-olefins such as methyl-1-pentene, ethylene/propylene copolymers, ethylene/1-butene copolymers, ethylene/4-methyl-1-pentene copolymers, ethylene/butadiene copolymers , ethylene/propylene/diene copolymer, propylene/ethylene copolymer, propylene/1-butene copolymer, propylene/4-methyl-1-pentene copolymer, etc. as the main component. Examples include polymers. The carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention has the general formula [] and/or general formula [] This is a carbobetaine-modified olefin polymer having a structure in which carbobetaine-type functional groups represented by the following formula are bonded. That is, it is bonded to an unspecified carbon atom constituting the trunk of the base resin and/or is bonded to an unspecified carbon atom of a branch of the base resin having a branched structure. Here, in both formulas, R 1 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 represents a methylene group, R 3 and R 4 each represent an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, and R 5 and R 6 each represents a hydrogen atom, R 7 represents a hydrogen atom, and X represents an oxygen atom or >NH. Said general formula [] and/or general formula []
The following are examples of the functional groups constituting the carbobetaine type functional group represented by:
Specifically, R 1 includes a methylene group, an ethylene group,
Examples include propylene groups. R3
and R 4 specifically represent a hydrogen atom,
Examples include methyl group and ethyl group. Said general formula [] and/or general formula []
In the carbobetaine type functional group represented by,
R 7 is R 1 in the carbobetaine type functional group or
Depending on the chain length of R 2 , it binds to either carboxylate anion [-COO], but it does not matter whether it binds to any carboxylate anion. Said general formula [] and/or general formula []
Specifically, the carbobetaine type functional group represented by, for example, The content of the carbobetaine-type functional group represented by the general formula [] and/or general formula [] contained in the carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention is as follows: (calculated in conjunction with the number average molecular weight range described below, an average of 0.25 to 62.5 such carbobetaine-type functional groups are grafted per base resin molecule). The number average molecular weight of the carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention must be in the range of 500 to 25,000. When the number average molecular weight of the carbobetaine-modified olefin-based polymer is less than about 500, when the composition obtained by blending the carbobetaine-modified olefin-based copolymer into a synthetic polymer material is molded, the carbobetaine The modified olefin polymer bleeds out onto the surface of the molded product, making the surface sticky, or when the surface of the molded product comes into contact with water, the carbobetaine-modified olefin polymer tends to elute, reducing the sustainability of the antistatic effect. becomes inferior. In addition, if the number average molecular weight of the carbobetaine-modified olefin polymer is greater than 25,000, it will be difficult to uniformly disperse it into the synthetic polymer material when it is blended into the material and molded, resulting in sufficient antistatic performance. or the appearance of the molded product may deteriorate. The molecular weight distribution (w/n) of the base resin of the carbobetaine-modified olefin polymer is usually 1.0 to 10, preferably
It ranges from 1.1 to 8. The number average molecular weight of the carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention is the number average molecular weight of the olefin polymer of the base resin before modification, and the structure of the carbobetaine-type functional group constituting the carbobetaine-modified olefin polymer. It was also calculated from the content. Further, the number average molecular weight of the olefin polymer of the base resin before modification was measured using a vapor pressure osmometer (manufactured by Knawell). Further, the molecular weight distribution of the carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention was measured by gel permeation and chromatography (manufactured by Waters). Further, the composition of each component unit constituting the carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention and the olefin polymer of the base resin before modification can be determined from the results of nuclear magnetic resonance spectroscopy of each polymer. Further, the content of the carbobetaine type functional group of the present invention was determined by calculation from the nitrogen content determined by microanalysis. The carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention can be produced by the following method. The first method is to add the above-mentioned olefin polymer with the general formula [] (In the formula, R 5 and R 6 both represent the same groups as above.) α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride or general formula [] (In the formula, R 5 , R 6 and R 7 all represent the same groups as above.) By graft copolymerizing an α,β-unsaturated dicarboxylic acid and/or a derivative thereof, the olefin General formula for the system polymer [] (In the formula, R 5 and R 6 both represent the same groups as above.) α,β-unsaturated dicarboxylic acid anhydride modified with α,β-unsaturated carboxylic acid anhydride component units bonded Olefin polymer, or the general formula [] for the above olefin polymer (In the formula, R 5 , R 6 and R 7 all represent the same groups as above.) An olefinic polymer modified with a saturated dicarboxylic acid or its derivative (these are referred to as an intermediate modified olefinic polymer [A]) is obtained. Furthermore, these intermediate modified olefin polymers [A] have the general formula [] (In the formula, R 1 , R 3 and R 4 each represent the same group as above.) or the general formula [] (In the formula, R 1 , R 3 and R 4 each represent the same group as above.) By reacting the N,N-disubstituted alkylene diamine represented by the general formula [] and/or general formula [] (In formula [] and formula [], R 1 , R 3 ,
R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and X all represent the same groups as above. ) An intermediate modified olefinic polymer (hereinafter referred to as an intermediate modified olefinic polymer [B]) to which α,β-unsaturated dicarboxylic acid derivative component units represented by (a) are bonded is produced. Intermediately modified olefin polymer [B] thus obtained
In addition, the general formula [XI] Y-R 2 -COOR 7 [XI] (wherein, R 2 represents the same group as above, Y represents a halogen atom, and R 7 represents the same group as above) .) By reacting a salt of a halogenated lower aliphatic carboxylic acid or an ester thereof, the carboxylic acid of the present invention containing a carbobetaine-type functional group represented by the general formula [] and/or the general formula [] can be obtained. A betaine-modified olefin polymer is obtained. Further, as the second manufacturing method, the following method can be exemplified. The olefinic polymer of the base resin has α,β- represented by the general formula []
The intermediate modified olefinic polymer [A] obtained by graft copolymerizing an unsaturated dicarboxylic acid anhydride or an α,β-unsaturated dicarboxylic acid represented by the general formula [] and/or a derivative thereof, Formula [XII] (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 all represent the same groups as above.) By reacting N-hydroxyalkylcarbobetaine represented by the general formula [] and the general formula The carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention containing a carbobetaine-type functional group in which X is an oxygen atom is obtained. Further, the intermediate modified olefin polymer [A] has the general formula [] (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 and R 4 all represent the same groups as above.) By reacting N-aminoalkylcarbobetaine,
The carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention containing a carbobetaine-type functional group in which X is >NH in the general formula [] and/or [] is obtained. Furthermore, the following method can be exemplified as the third manufacturing method. The olefin polymer of the base resin has the general formula [] and/or general formula [] (In the formula, R 1 , R 2 , R 3 , R 4 , R 5 , R 6 , R 7 and X are the same groups as above.) By graft copolymerizing the saturated dicarboxylic acid derivative component, the carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention containing a carbobetaine-type functional group represented by the general formula [] and/or the general formula [] can be obtained. The carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention is used as an antistatic agent with excellent performance as described above. The use as an antistatic agent will be explained next. The modified olefin-based copolymer used as an antistatic agent is the carbobetaine-modified olefin-based polymer described above, and among the carbobetaine-modified olefin-based polymers of the present invention, the modified olefin-based copolymer has properties suitable as an antistatic agent. The olefin polymer is also as described above. Specifically, examples of synthetic polymer materials that are effective when using the antistatic material of the present invention include polyethylene, polypropylene,
Poly-1-butene, poly-4-methyl-1-pentene, polystyrene, ethylene/propylene copolymer, ethylene/1-butene copolymer, ethylene/4-methyl-1-pentene copolymer, ethylene/acetic acid Examples include polyolefins such as vinyl copolymers, polyamides, polyesters, polyvinyl chloride, polycarbonates, ABS, AS acrylic resins, acrylonitrile resins, polyurethanes, phenolic resins, melamine resins, and urea resins. Among these synthetic polymer materials,
Particularly excellent effects are observed when the antistatic agent of the present invention is blended with polyolefins such as olefin-based polymers such as olefin homopolymers or copolymers. The method of blending the antistatic agent of the present invention with the synthetic polymer is not particularly limited, and any method may be used. For example, it is also possible to adopt a method of uniformly blending the powder, pellets, etc. of a synthetic polymer material with other additives as necessary to a predetermined concentration. At this time, it is also possible to adopt a method in which the antistatic agent is dissolved or suspended in a solvent and blended into the synthetic polymer material, and then the solvent is distilled off. The blending ratio of the antistatic agent of the present invention to be blended into the synthetic polymeric material varies depending on the type of antistatic agent, the content of the carbobetaine type functional group, the type of synthetic polymeric material, its use, etc. , 100g of synthetic polymer material
The amount of the carbobetaine-type functional group relative to the total amount is usually in the range of 0.01 to 300 mmol, preferably 0.05 to 250 mmol. The method of blending the antistatic agent of the present invention into the synthetic polymer material is not particularly limited, but for example, a master batch containing the synthetic polymer material at a high concentration is prepared in advance, and this is added to the synthetic polymer material. It is also possible to adopt a method in which the olefin monomer is blended into the olefin monomer, or in some cases, it can be added during the polymerization of the olefin monomer. When blending the antistatic agent of the present invention into the synthetic polymer material, in addition to the antistatic agent of the present invention, antioxidants, ultraviolet absorbers, lubricants, plasticizers, mold release agents, flame retardants, or other additives may be added. It can also be blended with an antistatic agent. The composition of the synthetic polymer material containing the antistatic agent of the present invention is used after being molded into various forms.
For example, it is formed into films, stretched films, tapes, stretched tapes, sheets, fibers, and other three-dimensional molded products. Among these molded products, it is preferable to mold a synthetic polymer composition containing the antistatic agent of the present invention into a film, stretched film, tape, stretched tape, sheet, or fiber. A molded article made from a composition made of a synthetic polymer material containing the antistatic agent of the present invention has a higher performance than a molded article made from a composition made from a synthetic polymer material containing a conventional betaine type antistatic agent. , an excellent antistatic effect appears immediately without special surface activation treatments such as corona treatment or aging at temperatures above the glass transition point, and the antistatic agent remains intact even when the surface comes into contact with water or solvents. In addition to being characterized by good durability of the effect because it does not elute, it does not reduce the performance of the base polymer material such as blocking properties, printability on the surface, and gloss, and it does not affect the surface finish. It has the advantage of not causing stickiness or the like. Next, the carbobetaine-modified olefin polymer of the present invention and the antistatic agent comprising the modified olefin polymer will be specifically explained with reference to Examples. Example 1 Polyethylene wax (number average molecular weight 1100,
w/n2.5) Pour 200g into a 500c.c. glass reactor equipped with a stirring blade and a cooling tube, heat it to 190℃ to melt the wax, replace the system with nitrogen, and then stir under strong stirring. 31.4 g of maleic anhydride and 1.5 g of ditertiary butyl peroxide were added dropwise over 4 hours, and the reaction was continued for 2 hours. Immediately after the reaction was completed, the reaction mixture was taken out into a vat and allowed to cool to room temperature. Crush this and make about 1
After heating and dissolving in DMF and allowing to cool to room temperature, the reaction mixture was precipitated in a large excess of acetone to obtain an intermediate modified polymer, which was thoroughly washed with acetone and dried under reduced pressure at room temperature overnight.201.2 An intermediate modified polymer of g was obtained. The maleic anhydride content of this intermediately modified polymer was calculated from the oxygen content in the intermediately modified polymer, and was 1.3 mmol/g, and the number average molecular weight was 1,250. Next, 10.8 g of a reaction reagent [HOCH 2 CH 2 N(CH 3 ) 2 COO] synthesized by reacting dimethylethanolamine [HOCH 2 CH 2 N (CH 3 ) 2 ] with sodium monochloroacetate, and 20 g of intermediate modified polymer. and DMF200c.c. were placed in a 500c.c. glass reactor equipped with a stirring blade and a cooling pipe, and after purging the system with nitrogen, the temperature was raised to 140℃.
The reaction was allowed to proceed for 8 hours while stirring. After the reaction was completed, the reaction mixture was allowed to cool to room temperature, and the resulting polymer was precipitated with a large excess of methanol. The resulting polymer was washed three times with a mixed solvent of water and methanol, and then thoroughly washed with acetone, and then heated at 50°C under reduced pressure. Leave it to dry for a day and night, then apply the formula. The carbobetaine type functional group content expressed as
1 mmol/g (calculated from nitrogen content by microanalysis.
same as below. ) carbobetaine modified polymer 21.8
I got g. This carbobetaine-modified polymer had 90% of the acid anhydride groups of the intermediate modified polymer modified to carbobetaine-type functional groups, and had a number average molecular weight of 1,500. The introduction of the carbobetaine type functional group was also confirmed from a characteristic absorption peak at about 1620 cm -1 in infrared absorption spectrum analysis (the same applies to the following examples). This carbobetaine-modified polymer is referred to as antistatic agent A. Example 2 Reaction reagent synthesized from N,N-dimethyl-1,3-propanediamine [H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 N(CH 3 ) 2 ] and sodium monochloroacetate [H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 N( CH3 ) 2CH2COO 〕
10.6g and intermediate modified polymer 20 synthesized in Example 1
g and DMF200c.c. were placed in a 500c.c. glass reactor equipped with a stirring blade and a cooling tube, and after purging the system with nitrogen, the temperature was raised to 140°C with stirring, and the reaction was continued for 5 hours. I let it happen. After the reaction was completed, the reaction mixture was allowed to cool to room temperature and precipitated with a large excess of methanol. The resulting polymer was thoroughly washed several times with a mixed solvent of water and acetone and acetone, and then dried under reduced pressure at 50°C overnight. ,formula and The carbobetaine type functional group content expressed as
0.7 mmol/g carbobetaine modified polymer 21.2
I got g. This carbobetaine-modified polymer had 65% of the acid anhydride groups of the intermediately modified polymer modified and had a number average molecular weight of 1,400. This carbobetaine-modified polymer is referred to as antistatic agent B. Example 3 Diethylethanolamine [HOCH 2 CH 2 N
(C 2 H 5 ) 2 ] and sodium monochloroacetate [HOCH 2 CH 2 N
(C 2 H 5 ) 2 CH 2 COO] 16.6 g, 20 g of the intermediate modified polymer synthesized in Example 1, and 200 c.c. of DMF were charged into a 500 c.c. glass reactor equipped with a stirring blade and a cooling tube, and the mixture was stirred. After replacing the system with nitrogen,
The temperature was raised to 140°C and the reaction was carried out for 3 hours. After the reaction was completed, the same post-treatment as in Example 1 was carried out to obtain the formula The content of carbobetaine type functional group represented by
0.7 mmol/g carbobetaine modified polymer 21.4
I got g. This carbobetaine-modified polymer had 60% of the acid anhydride groups of the intermediately modified polymer modified and had a number average molecular weight of 1,400. This carbobetaine-modified polymer is referred to as antistatic agent C. Example 4 Polyethylene wax (number average molecular weight 2000,
50 g of w/n3) and 200 g of o-dichlorobenzene were charged into a 500 c.c. glass reactor equipped with a stirring blade and a cooling tube, and after purging the system with nitrogen, the temperature was raised to 140° C. while stirring. 17.2 g of maleic anhydride and 0.7 g of ditertiary butyl peroxide were added dropwise into the solution over 4 hours, and the reaction was allowed to continue for another 2 hours. After completion of the reaction, the reaction mixture was allowed to cool to room temperature, and the reaction mixture was precipitated in a large excess of acetone. The raw material polymer obtained was thoroughly washed with acetone, and the mixture was heated at 100°C under reduced pressure overnight. Dry, maleic anhydride content
59 g of an intermediate modified polymer having a number average molecular weight of 2200 and a concentration of 0.96 mmol/g was obtained. Next, 20 g of this intermediate modified polymer, a carbobetaining agent [H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 N(CH 3 ) 2 CH 2 COO
] 12g, paraxylene 300c.c. and dimethyl sulfoxide 150c.c. 1 with stirring blade and cooling pipe attached
The mixture was charged into a glass reactor, and after purging the system with nitrogen, the temperature was raised to 135°C while stirring, and the reaction was allowed to proceed for 6 hours. After the reaction was completed, the reaction mixture was allowed to cool to room temperature, and the same post-treatment as in Example 1 was performed to obtain the formula The content of carbobetaine type functional group represented by
0.8 mmol/g carbobetaine modified polymer 21.2
I got g. This carbobetaine-modified polymer is
90% of the acid anhydride groups in the intermediately modified polymer were modified, and the number average molecular weight was 2,500. This carbobetaine-modified polymer is referred to as antistatic agent D. Examples 5 to 8, Comparative Example 1 2 parts by weight of antistatic agent A was added to 100 parts by weight of powder obtained by mechanically crushing polypropylene (manufactured by Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., trade name Mitsui Petrochemical Polypro J300).
After adding parts by weight and uniformly mixing with a Henschel mixer, pellets containing an antistatic agent were obtained through a pelletizing process (Example 5). Similarly, 3 parts by weight of antistatic agent B (Example 6), 3 parts by weight of antistatic agent C (Example 7), and 2.5 parts by weight of antistatic agent D (Example 8) were added to 100 parts by weight of powder. Pellets containing an antistatic agent were obtained. Then,
Using these four types of pellets, films were molded using an air-cooled inflation molding machine, and films 1 to 1 (containing 2 parts by weight of antistatic agent A (Example 5)) and films 2 to 2 were formed using an air-cooled inflation molding machine. Films containing 3 parts by weight of antistatic agent B (Example 6); Films 3 to 3 containing 3 parts by weight of antistatic agent C (Example 7); Films 4 to 2.5 parts by weight of antistatic agent D. Four types of films were obtained (Example 8). Films containing no antistatic agent were molded in the same manner as films 5 to 5 (Comparative Example 1).
After conditioning these films for 2 days at 25° C. and 60% RH, their surface resistivity values were measured using a surface resistivity meter manufactured by Takeda Riken. The results are shown in Table 1.
【表】【table】
【表】
実施例9、比較例2
ポリエチレンペレツト〔三井石油化学工業(株)
製、商品名ハイゼツクス5000S〕を機械粉砕して
得たパウダー100重量部に帯電防止剤Bを2重量
部添加して、ヘンシエルミキサーによつて混合し
た後に、ペレタイズ工程を経て帯電防止剤配合ペ
レツトを得た。ついで、このペレツトからインフ
レーシヨン成形機によつてフイルム6〜を得た(実
施例9)。またポリエチレンペレツト(前記商品
名ハイゼツクス5000S)を同じ方法で成形し、帯
電防止剤無添加のフイルム7〜を得た。これらのフ
イルムを25℃、65%RHの雰囲気下に2日間放置
した後に、表面固有抵抗値を測定した。その結果
を表2に示した。[Table] Example 9, Comparative Example 2 Polyethylene pellets [Mitsui Petrochemical Industries, Ltd.]
2 parts by weight of antistatic agent B was added to 100 parts by weight of the powder obtained by mechanically crushing ``HIZEX 5000S'', which was manufactured by HIZEX 5000S), and mixed in a Henschel mixer, and then subjected to a pelletizing process to form pellets containing the antistatic agent. I got it. Films 6 to 6 were then obtained from the pellets using an inflation molding machine (Example 9). In addition, polyethylene pellets (trade name: HIZEX 5000S) were molded in the same manner to obtain films 7 to 7 containing no antistatic agent. After these films were left in an atmosphere of 25° C. and 65% RH for 2 days, the surface resistivity values were measured. The results are shown in Table 2.
【表】
実施例10〜13、比較例3〜6
ポリプロピレン〔三井石油化学工業(株)製、商品
名三井石油化学ポリプロJ300〕を粉砕して得たパ
ウダー100重量部に対して、市販の帯電防止剤4
種すなわち、ラウリルベタイン〔花王アトラス(株)
社製、商品名アンヒトールB(比較例3)〕、ヒド
ロキシエチル−ソデイオカルボキシメチル−アル
キルベタイン〔三洋化成(株)社製、商品名ケミスタ
ツト4700(比較例4)〕、アルキルベタイン〔第1
工業製薬(株)社製、商品名アモーゲンK(比較例
5)〕、ジメチルアルキルベタイン〔日本油脂(株)社
製、商品名アノンBF(比較例6)〕をそれぞれ1.5
重量部添加し、ヘンシエルミキサーにて均一に混
合した後ペレタイズ工程を経てペレツトとした。
ついで、これらのペレツトをダイスに続いた押出
機によつてシートとし、さらに縦方向と横方向と
におのおの5倍延伸して2軸延伸フイルムを成形
した(比較例3〜6)。また実施例5〜8で得た
4種の帯電防止剤配合ペレツトを用いて、同様の
方法で二軸延伸フイルムを成形した(実施例10〜
13)。これらのフイルムについて、成形したすぐ
にコロナ放電処理を施し、ただちに表面固有抵抗
値を測定した。また、40℃、80%R.H.の雰囲気
下で1週間エージングを施して表面固有抵抗値を
測定した。その結果を表3に示す。[Table] Examples 10 to 13, Comparative Examples 3 to 6 Commercially available charged Inhibitor 4
Seeds: lauryl betaine [Kao Atlas Co., Ltd.]
manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., trade name Amhitol B (Comparative Example 3)], hydroxyethyl-sodiocarboxymethyl-alkylbetaine [manufactured by Sanyo Kasei Co., Ltd., trade name Chemistat 4700 (Comparative Example 4)], alkylbetaine [No.
[manufactured by Kogyo Seiyaku Co., Ltd., trade name Amogen K (Comparative Example 5)] and dimethylalkyl betaine [manufactured by Nihon Yushi Co., Ltd., trade name Anon BF (Comparative Example 6)] at 1.5% each.
Parts by weight were added, mixed uniformly in a Henschel mixer, and then subjected to a pelletizing process to form pellets.
Then, these pellets were made into a sheet using an extruder connected to a die, and further stretched 5 times in the machine direction and the width direction to form a biaxially stretched film (Comparative Examples 3 to 6). In addition, biaxially stretched films were formed in the same manner using the pellets containing the four types of antistatic agents obtained in Examples 5 to 8 (Examples 10 to 8).
13). These films were subjected to corona discharge treatment immediately after being molded, and the surface resistivity values were immediately measured. In addition, the surface resistivity was measured after aging for one week in an atmosphere of 40° C. and 80% RH. The results are shown in Table 3.
【表】【table】
【表】
実施例14〜17、比較例7〜10
前記実施例10ないし13、比較例3ないし6で成
形した二軸延伸フイルムを用いて、コロナ放電処
理を施したものと、施さないものとを作り、25
℃、60%R.H.の雰囲気下で10日間放置した後に
表面固有抵抗値を測定した。結果を表4に示す。[Table] Examples 14 to 17, Comparative Examples 7 to 10 The biaxially stretched films formed in Examples 10 to 13 and Comparative Examples 3 to 6 were subjected to corona discharge treatment and those not subjected to corona discharge treatment. and make 25
The surface resistivity value was measured after being left in an atmosphere of 60% RH for 10 days. The results are shown in Table 4.
【表】
比較例11〜13、実施例18〜21
前記実施例10ないし13、比較例3ないし6で得
たコロナ処理を施こしたフイルムについて、水と
エタノールとを用い、それぞれ60℃で1時間及び
40℃で1時間抽出操作を行つた。抽出操作終了
後、フイルムをアセトンでよく洗浄してから、減
圧下に室温で一昼夜乾燥した。これらのフイルム
を25℃、60%R.H.の雰囲気下に一夜放置した後
に、表面固有抵抗値を測定した。その結果を表5
に示した。[Table] Comparative Examples 11 to 13, Examples 18 to 21 The corona-treated films obtained in Examples 10 to 13 and Comparative Examples 3 to 6 were treated with water and ethanol at 60°C, respectively. time and
The extraction operation was performed at 40°C for 1 hour. After the extraction operation was completed, the film was thoroughly washed with acetone and then dried under reduced pressure at room temperature overnight. These films were left in an atmosphere of 25° C. and 60% RH overnight, and then the surface resistivity values were measured. Table 5 shows the results.
It was shown to.
【表】
比較例 15
ポリエチレン(数平均分子量85000w/
n4.0)50gとo−ジクロルベンゼン2500gを撹拌
羽根と冷却管のついた1のガラス製リアクター
内に仕込み、系内を窒素置換した後に撹拌しなが
ら165℃まで昇温した。この溶液中に無水マレイ
ン酸19.6gとジターシヤリーブチルペルオキシド
0.4gとを4時間にわたつて滴下して、そのまま
2時間反応させた。反応終了後、反応混合物を実
施例4と同様の方法で後処理を行い、無水マレイ
ン酸含量が1.33mmol/gで数平均分子量が96500
の中間変性ポリマー56gを得た。
次に、この中間変性ポリマー20gとカルボベタ
イン化剤〔H2NCH2CH2CH2N(CH3)2CH2COO
〕13g、パラキシレン800c.c.およびジメチルス
ルホキシド300c.c.とを撹拌羽根および冷却管を備
えた容量1のガラス製リアクター内に仕込み、
系内を窒素置換した後に140℃まで昇温し、7時
間反応させた。反応終了後、反応混合物を実施例
1と同様の方法で後処理して、式
で表わされるカルボベタイン型官能基含量が
0.65mmol/gのカルボベタイン変性ポリマーを
得た。このカルボベタイン変性ポリマーは中間変
性ポリマーの酸無水物基の55%が変性されたもの
であり、数平均分子量は106500であつた。
このポリマー2重量部を、ポリプロピレンパウ
ダー〔三井石油化学工業(株)製、商品名三井石油化
学ポリプロJ300を粉砕したもの〕100重量部に添
加してヘンシエルミキサーにより均一に混合した
後、プレタイズ工程を経てペレツトとした。つぎ
に、このペレツトをダイスに続いた押出機によつ
てシートとし、さらに横方向と縦方向におのおの
5倍延伸を行つたところ、延伸中に膜割れがおこ
り二軸延伸フイルムは得られなかつた。[Table] Comparative example 15 Polyethylene (number average molecular weight 85000w/
n4.0) and 2500 g of o-dichlorobenzene were charged into a glass reactor 1 equipped with a stirring blade and a cooling tube, and after purging the system with nitrogen, the temperature was raised to 165° C. with stirring. In this solution are 19.6 g of maleic anhydride and ditertiary butyl peroxide.
0.4 g was added dropwise over 4 hours, and the mixture was allowed to react for 2 hours. After the reaction was completed, the reaction mixture was post-treated in the same manner as in Example 4, and the maleic anhydride content was 1.33 mmol/g and the number average molecular weight was 96500.
56 g of intermediately modified polymer was obtained. Next, 20 g of this intermediate modified polymer and a carbobetaining agent [H 2 NCH 2 CH 2 CH 2 N(CH 3 ) 2 CH 2 COO
] 13 g, paraxylene 800 c.c. and dimethyl sulfoxide 300 c.c. were charged into a glass reactor with a capacity of 1 equipped with a stirring blade and a cooling tube,
After purging the system with nitrogen, the temperature was raised to 140°C and the reaction was allowed to proceed for 7 hours. After the reaction was completed, the reaction mixture was worked up in the same manner as in Example 1 to obtain the formula The carbobetaine type functional group content expressed as
A carbobetaine-modified polymer of 0.65 mmol/g was obtained. This carbobetaine-modified polymer had 55% of the acid anhydride groups of the intermediately modified polymer modified and had a number average molecular weight of 106,500. 2 parts by weight of this polymer was added to 100 parts by weight of polypropylene powder (made by Mitsui Petrochemical Industries, Ltd., product name: Mitsui Petrochemical Polypro J300 pulverized) and mixed uniformly with a Henschel mixer, followed by a pretizing process. After that, it was made into pellets. Next, this pellet was made into a sheet using an extruder connected to a die, and further stretched 5 times in both the transverse and longitudinal directions, but film cracking occurred during stretching and a biaxially stretched film could not be obtained. .
Claims (1)
からなるオレフイン系重合体基体樹脂の不特定の
炭素原子に、一般式〔〕 および/または一般式〔〕 (式〔〕および式〔〕において、R1は炭
素数1ないし3のアルキレン基を示し、R2はメ
チレン基を示し、R3およびR4はそれぞれ炭素数
1ないし2のアルキル基を示し、R5ないしR6は
それぞれ水素原子を示し、R7は水素原子を示し、
Xは酸素原子または>NHを示す。)で表わされ
るカルボベタイン型官能基がカルボベタイン変性
オレフイン系重合体100gあたり0.05ないし0.25
モル当量グラフト結合し(基体樹脂分子あたり平
均0.25ないし62.5個接木し)、かつその数平均分
子量が500ないし25000の範囲にあるカルボベタイ
ン変性オレフイン系重合体。 2 該カルボベタイン型官能基の結合している基
体樹脂の分子量分布(w/n)が、1.0ない
し10の範囲にある特許請求の範囲第1項に記載の
カルボベタイン変性オレフイン系重合体。 3 該カルボベタイン型官能基の結合している基
体樹脂が、それを構成する炭素数2ないし6のα
−オレフイン成分単位の含有率が70ないし100モ
ル%の範囲にあるオレフイン系重合体である特許
請求の範囲第1項又は第2項に記載のカルボベタ
イン変性オレフイン系重合体。 4 炭素数2ないし6のα−オレフイン成分単位
からなるオレフイン系重合体基体樹脂の不特定の
炭素原子に、一般式〔〕 および/または一般式〔〕 (式〔〕および式〔〕において、R1は炭
素数1ないし3のアルキレン基を示し、R2はメ
チレン基を示し、R3およびR4はそれぞれ炭素数
1ないし2のアルキル基を示し、R5ないしR6は
それぞれ水素原子を示し、R7は水素原子を示し、
Xは酸素原子または>NHを示す。)で表わされ
るカルボベタイン型官能基がカルボベタイン変性
オレフイン系重合体100gあたり0.05ないし0.25
モル当量グラフト結合し(基体樹脂分子あたり平
均0.25ないし62.5個接木し)、かつその数平均分
子量が500ないし25000の範囲にあるカルボベタイ
ン変性オレフイン系重合体からなる帯電防止剤。 5 該カルボベタイン型官能基の結合している基
体樹脂の分子量分布(w/n)が、1.0ない
し10の範囲にある特許請求の範囲第1項に記載の
カルボベタイン変性オレフイン系重合体からなる
帯電防止剤。 6 該カルボベタイン型官能基の結合している基
体樹脂が、それを構成する炭素数2ないし6のα
−オレフイン成分単位の含有率が70ないし100モ
ル%の範囲にあるオレフイン系重合体である特許
請求の範囲第4項又は第5項に記載のカルボベタ
イン変性オレフイン系重合体からなる帯電防止
剤。[Scope of Claims] 1. An unspecified carbon atom of an olefinic polymer base resin consisting of α-olefin component units having 2 to 6 carbon atoms is represented by the general formula [] and/or general formula [] (In formula [] and formula [], R 1 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 represents a methylene group, R 3 and R 4 each represent an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 5 to R 6 each represent a hydrogen atom, R 7 represents a hydrogen atom,
X represents an oxygen atom or >NH. ) is 0.05 to 0.25 per 100 g of the carbobetaine-modified olefin polymer.
A carbobetaine-modified olefin polymer which is grafted in molar equivalents (an average of 0.25 to 62.5 grafts per base resin molecule) and whose number average molecular weight is in the range of 500 to 25,000. 2. The carbobetaine-modified olefin polymer according to claim 1, wherein the base resin to which the carbobetaine-type functional group is bonded has a molecular weight distribution (w/n) in the range of 1.0 to 10. 3. The base resin to which the carbobetaine-type functional group is bonded has α of 2 to 6 carbon atoms constituting it.
- The carbobetaine-modified olefin polymer according to claim 1 or 2, which is an olefin polymer in which the content of olefin component units is in the range of 70 to 100 mol%. 4 An unspecified carbon atom of an olefin polymer base resin consisting of an α-olefin component unit having 2 to 6 carbon atoms is represented by the general formula [] and/or general formula [] (In formula [] and formula [], R 1 represents an alkylene group having 1 to 3 carbon atoms, R 2 represents a methylene group, R 3 and R 4 each represent an alkyl group having 1 to 2 carbon atoms, R 5 to R 6 each represent a hydrogen atom, R 7 represents a hydrogen atom,
X represents an oxygen atom or >NH. ) is 0.05 to 0.25 per 100 g of the carbobetaine-modified olefin polymer.
An antistatic agent comprising a carbobetaine-modified olefin polymer which is grafted in molar equivalents (an average of 0.25 to 62.5 grafts per base resin molecule) and whose number average molecular weight is in the range of 500 to 25,000. 5 Consisting of the carbobetaine-modified olefin polymer according to claim 1, wherein the molecular weight distribution (w/n) of the base resin to which the carbobetaine type functional group is bonded is in the range of 1.0 to 10. Antistatic agent. 6 The base resin to which the carbobetaine type functional group is bonded has a carbon number of 2 to 6,
- An antistatic agent comprising a carbobetaine-modified olefin polymer according to claim 4 or 5, which is an olefin polymer having a content of olefin component units in the range of 70 to 100 mol%.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2407680A JPS56120709A (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | Carbobetaine modified olefin polymer and its use |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2407680A JPS56120709A (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | Carbobetaine modified olefin polymer and its use |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS56120709A JPS56120709A (en) | 1981-09-22 |
JPS6360041B2 true JPS6360041B2 (en) | 1988-11-22 |
Family
ID=12128324
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2407680A Granted JPS56120709A (en) | 1980-02-29 | 1980-02-29 | Carbobetaine modified olefin polymer and its use |
Country Status (1)
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JP (1) | JPS56120709A (en) |
-
1980
- 1980-02-29 JP JP2407680A patent/JPS56120709A/en active Granted
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JPS56120709A (en) | 1981-09-22 |
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