JP3469605B2 - アイオノマー組成物の製造方法 - Google Patents
アイオノマー組成物の製造方法Info
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Description
オノマー組成物を、工業的に有利に製造する方法に関す
る。 【0002】 【従来の技術】エチレンと、不飽和カルボン酸と、任意
に他の重合成分とから構成される共重合体が、部分的又
は完全に中和された構造を有するエチレン共重合体アイ
オノマーは、イオン架橋に基づく特徴ある性質を示し、
単味で、あるいは他の重合体と複合して広く使用されて
いる。このようなアイオノマーは通常はスクリュー押出
機中でエチレン・不飽和カルボン酸共重合体を溶融混練
しつつ、イオン源となる金属化合物と反応させることに
よって、工業的に有利に製造することができる。しかる
に原料共重合体における不飽和カルボン酸重合単位が増
加するにつれ、金属への接着性が増すため、溶融混練時
にスクリューに融着して、押し出し不能になることがあ
り、またサージング等の現象が見られ生産性にも問題が
あった。このようなトラブルは、スクリュー回転数、温
度、滞留時間等を調節することによって回避することは
可能であるが、イオン化反応を阻害する方向となり、未
反応金属化合物が反応生成物中に少なからず混入する結
果となり、実用上採用しうる方法ではなかった。 【0003】さらにまた、不飽和カルボン酸重合単位の
多い及び/又は高イオン化度のエチレン共重合体アイオ
ノマーは、吸湿性が大きいため、押出加工時や他樹脂と
の溶融ブレンド時に発泡し易いという欠点があった。高
イオン化度のエチレン共重合体アイオノマーはまた一般
に溶融粘度が高いため円滑な溶融押出しが難かしく、他
樹脂と溶融ブレンドする際に均一なブレンドを行うこと
は容易でなかった。 【0004】 【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明者ら
は、エチレン共重合体アイオノマーが他のオレフィン重
合体とブレンドして用いられる分野が多いことに着目
し、予め原料共重合体にこのようなオレフィン重合体の
一部又は全部を配合した状態で同様のイオン化反応を試
みたところ、前述したスクリューへの融着トラブルが回
避できるのみならず、均一なブレンドと共にイオン化反
応も円滑に進行し、結果として物性良好なアイオノマー
組成物が発泡トラブルもなく容易に得られることを見出
すに至り、本発明に到達した。従って、本発明の目的
は、イオン化反応操作が困難な不飽和カルボン酸含有量
の多いエチレン共重合体から、工業的に有用なエチレン
共重合体アイオノマー組成物を簡単な操作で製造しうる
方法を提供するにある。本発明の他の目的は、不飽和カ
ルボン酸含有量の多い、及び/又はイオン化度の高いエ
チレン共重合体アイオノマーとオレフィン重合体からな
る組成物を工業的に有利に、かつ均一なブレンド品とし
て製造する方法を提供するにある。 【0005】 【課題を解決するための手段】本発明は、スクリュー押
出機中で、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体を溶融
混練しながらイオン源となる金属化合物と反応させてア
イオノマーを製造するに際し、前記共重合体以外のオレ
フィン重合体を共存させること特徴とするアイオノマー
組成物の製造方法に関する。 【0006】本発明のエチレン・不飽和カルボン酸共重
合体における不飽和カルボン酸としては、アクリル酸、
メタクリル酸、無水マレイン酸、マレイン酸モノメチル
などを例示することができるが、とくにアクリル酸又は
メタクリル酸が好ましい。該共重合体には他の重合成
分、例えばアクリル酸やメタクリル酸のエステル、具体
的にはアクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル
酸n−ブチル、アクリル酸イソブチル、メタクリル酸メ
チル、メタクリル酸イソブチルなど、あるいは酢酸ビニ
ルなどが共重合されたものであってもよい。 【0007】本発明においてはこのような共重合体の中
でイオン化反応操作の困難な不飽和カルボン酸含有量の
多い共重合体、例えば、不飽和カルボン酸単位が15〜
35重量%、とくに17〜30重量%の共重合体に適用
した場合に効果的である。また前記他の重合成分を、例
えば35重量%以下、とくに30重量%以下の如き量で
共重合された共重合体を用いることができる。 【0008】前記共重合体としてはまた190℃、21
60g荷重におけるメルトフローレートが、例えば1〜
1000g/10分、好ましくは5〜700g/10分
の如きものを使用するのがよい。 【0009】本発明においてアイオノマー製造の際に共
存させて使用されるオレフィン重合体は、前記したエチ
レン・不飽和カルボン酸共重合体及びそのアイオノマー
以外の重合体であって、オレフィンの単独重合体、オレ
フィン同志の共重合体あるいはオレフィンと他の重合成
分、例えば不飽和エステルとの共重合体である。より具
体的には低密度ポリエチレン、線状低密度ポリエチレ
ン、中高密度ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ−1
−ブテン、ポリ−4−メチル−1−ペンテン、1,2−
ポリブタジエン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、エチ
レン・アクリル酸エステル共重合体、エチレン・メタク
リル酸エステル共重合体などを例示することができる。
このようなオレフィン重合体は、スクリュー押出可能な
溶融粘度を有するものであれば種々の性状のものを使用
することができる。例えばエチレンを主体とする重合体
にあっては190℃、2160g荷重におけるメルトフ
ローレートが0.1〜200g/10分、プロピレンを
主体とする重合体にあっては、230℃、2160g荷
重におけるメトルフローレートが0.1〜200g/1
0分程度のものを使用することができる。 【0010】本発明において使用されるイオン源となる
金属化合物は、リチウム、ナトリウム、カリウムなどの
アルカリ金属;マグネシウム、カルシウム、バリウムな
どのアルカリ土類金属;亜鉛、コバルト、クロム、銅な
どの遷移金属、アルミニウムなどの各種金属の酸化物、
水酸化物、炭酸塩、重炭酸塩、酢酸塩、ギ酸塩などであ
る。 【0011】本発明の反応は、前記したエチレン・不飽
和カルボン酸共重合体、オレフィン重合体及び金属化合
物をスクリュー押出機に供給し、各重合体が溶融する温
度で混練することによって行なわれる。エチレン・不飽
和カルボン酸共重合体とオレフィン重合体の使用比率は
広い範囲で選択することができるが、スクリューへの融
着性や生成するアイオノマー組成物の有用性を考慮する
と前者1〜99重量部、とくに10〜90重量部に対
し、後者99〜1重量部、とくに90〜10重量部の割
合で使用するのが好ましい。イオン源となる金属化合物
の使用量は、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体を所
望の中和度にするための化学量論的量であればよい。す
なわち前記中和度として、例えば10〜90%になるよ
うな量で用いるのがよい。本発明は高イオン化度アイオ
ノマー組成物の製造に用いた場合においても均一なブレ
ンドが得られるので、特に効果的である。金属化合物は
直接スクリュー押出機に供給してもよいが、反応を円滑
に進めるために、エチレン・不飽和カルボン酸共重合体
やオレフィン重合体をベースポリマーとするマスターバ
ッチを作って使用するのが好ましい。 【0012】イオン化反応は、例えば共重合体の融点か
ら300℃までの温度範囲で滞留時間が60秒以上の如
き条件で行えばよい。またスクリュー押出機としては、
相当の混練能力を有し、上記滞留時間をとれるものであ
れば種々のタイプのものを使用することができる。また
イオン化反応によって生ずる副生物を除去するため、ベ
ント機構を有するものを使用するのが好ましい。 【0013】 【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。なお、実施例および比較例で用いた原料樹脂の組
成、物性、組成物の調製法および生産性の評価方法は次
のとおりである。 【0014】1.原料 (1)酸共重合体 表1に示す組成及び物性を有するエチレン・メタクリル
酸ランダム共重合体。 【0015】 【表1】 【0016】(2)アイオノマー 上記酸共重合体1を亜鉛にてメタクリル酸を40モル%
中和したもの。 【0017】(3)高圧法低密度ポリエチレン MFR10g/10分、密度0.917g/cm3 【0018】(4)イオン化マスターバッチ イオン源金属化合物粉末を配合したエチレン・メタクリ
ル酸共重合体を使用した。その組成は表2の通りであ
る。 【0019】 【表2】 【0020】 2.アイオノマー組成物の調製法及び生産性の評価 65mmφのベント装置付きスクリュー押出機に、各原
料樹脂ペレットをブレンドして供給し、これにイオン化
マスターバッチを供給し、樹脂温度240〜250℃、
押出量15kg/hにて押し出した。ベント部分では発
生するガス及び水を真空ポンプにて除去した。 【0021】上記方法にてアイオノマー組成物を調製し
た時の、ポリマーのスクリューへの融着、サージング現
象及びダイから出てくるストランドの発泡性を観察し
た。また、得られたポリマーを熱プレスして2mm厚の
シートとし外観のムラを観察し、混練性の評価とした。 【0022】[実施例1]酸共重合体1、酸共重合体2
及び高圧法低密度ポリエチレンを表3に示す配合割合で
ブレンドし、更にイオン化マスターバッチ1を供給し、
上記2の方法により、表3に示すイオン濃度のアイオノ
マー/高圧法低密度ポリエチレン組成物を調製した。結
果を表3に示す。 【0023】[実施例2]酸共重合体1、高圧法低密度
ポリエチレンとイオン化マスターバッチ2とを表3に示
す配合割合で実施例1と同様の方法でブレンドして表3
に示すイオン濃度のアイオノマー/高圧法低密度ポリエ
チレン組成物を得た。結果を表3に示す。 【0024】[比較例1]高圧法低密度ポリエチレンを
添加せず、酸共重合体1、酸共重合体2及びイオン化マ
スターバッチ2とをブレンドして表3に示す配合割合で
ブレンドして表3に示すイオン濃度のアイオノマーを製
造した。ポリマーのスクリューへの融着、サージング、
発泡等の現象が見られた。結果を表3に示す。 【0025】[比較例2]高圧法低密度ポリエチレン6
0wt%と、別に製造されたアイオノマー40wt%と
をブレンドしてアイオノマー/高圧法低密度ポリエチレ
ン組成物を調製した。得られた組成物のイオン濃度は実
施例1、2と同等であるにも拘らず、ブレンド時に発泡
が生じ、また混練性不良で均一なブレンドが得られなか
った。結果を表3に示す。 【0026】 【表3】【0027】 【発明の効果】本発明によれば、不飽和カルボン酸含有
量の大きいエチレン・不飽和カルボン酸共重合体を原料
に用いても、スクリュー押出機中で円滑にイオン化反応
を行うことができる。押出機から得られる生成物は、エ
チレン共重合体アイオノマーとオレフィン重合体の均一
なブレンドであり、押出条件を選ぶことにより、未反応
の金属化合物量を痕跡程度に抑えることができる。かく
して得られる上記ブレンドはそのままで、あるいはさら
にオレフィン重合体や他の重合体にブレンドして用いる
ことができる。
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項1】 スクリュー押出機中で、エチレン・不飽
和カルボン酸共重合体を溶融混練しながらイオン源とな
る金属化合物と反応させてアイオノマーを製造するに際
し、前記共重合体以外のオレフィン重合体を共存させる
ことを特徴とするアイオノマー組成物の製造方法。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP09878393A JP3469605B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | アイオノマー組成物の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP09878393A JP3469605B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | アイオノマー組成物の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
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| JPH06287223A JPH06287223A (ja) | 1994-10-11 |
| JP3469605B2 true JP3469605B2 (ja) | 2003-11-25 |
Family
ID=14228970
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP09878393A Expired - Lifetime JP3469605B2 (ja) | 1993-04-01 | 1993-04-01 | アイオノマー組成物の製造方法 |
Country Status (1)
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-
1993
- 1993-04-01 JP JP09878393A patent/JP3469605B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
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