JP7625239B2 - Molded article containing side-chain crystalline block copolymer and method for producing same - Google Patents
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Description
本発明は、側鎖結晶性ブロック共重合体を含む成形体、及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a molded article containing a side-chain crystalline block copolymer and a method for producing the same.
ポリオレフィン系樹脂など、多くの熱可塑性樹脂が、多様な用途に合わせて成形され、実用化されている。これらの樹脂の成形体は、それぞれの樹脂の性質により物性が異なる。これらの成形体には表面に接着性などの特定の物性を付与することが求められる場合がある。これらの樹脂の成形体の表面の改質には、プラズマ処理や、コロナ処理、フレーム処理、UV照射などにより、表面に接着性などを付与することが行われていた。しかし、このような処理には特殊な装置が必要となり、またその効果が短時間の限定的なものとなる場合があった。 Many thermoplastic resins, such as polyolefin resins, have been molded to suit a variety of applications and put to practical use. Molded bodies of these resins have different physical properties depending on the nature of the respective resins. There are cases where these molded bodies are required to have specific physical properties, such as adhesiveness, on their surfaces. To modify the surfaces of these molded bodies of resins, plasma treatment, corona treatment, flame treatment, UV irradiation, and the like have been used to impart adhesiveness to the surface. However, such treatments require special equipment, and the effects may be limited to a short period of time.
このような樹脂成形体の改質方法として、本発明者らは、側鎖に長鎖アルカン鎖を有するブロックと、様々な機能性を発現する機能性ブロックを有する側鎖結晶性ブロック共重合体(Side-Chain Crystalline Block Copolymer:SCCBC)を用いる改質などを提案してきた(特許文献1~3、非特許文献1)。 As a method for modifying such resin molded bodies, the present inventors have proposed a method using a side-chain crystalline block copolymer (SCCBC) that has a block with a long alkane chain in the side chain and a functional block that exhibits various functions (Patent Documents 1 to 3, Non-Patent Document 1).
例えば、特許文献1は、少なくとも一部がポリエチレンである基材と、前記ポリエチレンの表面を修飾するポリマーと、を備え、前記ポリマーは、炭素数10以上の長さのアルカン鎖を持つアクリレートである第1のモノマー、及び第3級アミンのアクリレートである第2のモノマーを含むモノマーのブロック共重合体、あるいは炭素数10以上の長さのアルカン鎖を持つ(メタ)アクリレートである第1のモノマー、及び炭素数4以上の-CF2-構造の側鎖を持つ(メタ)アクリレートである第2のモノマーを含むモノマーのブロック共重合体であることを特徴とする表面修飾材料に関する。ここでは、具体的には、表面修飾用組成物により、基材の表面を修飾する方法としては、例えば、ディップ法やコーティング法により、基材の表面に表面修飾用組成物を付着させ、その後、分散媒を除去する方法が開示されている。 For example, Patent Document 1 relates to a surface modification material comprising a substrate at least a part of which is polyethylene and a polymer that modifies the surface of the polyethylene, the polymer being a block copolymer of monomers including a first monomer that is an acrylate having an alkane chain having 10 or more carbon atoms in length and a second monomer that is an acrylate of a tertiary amine, or a block copolymer of monomers including a first monomer that is a (meth)acrylate having an alkane chain having 10 or more carbon atoms in length and a second monomer that is a (meth)acrylate having a side chain having 4 or more carbon atoms and a -CF 2 - structure. Specifically, a method of modifying the surface of a substrate with a surface modification composition is disclosed, in which the surface modification composition is attached to the surface of the substrate by, for example, a dipping method or a coating method, and then the dispersion medium is removed.
特許文献2は、第1のモノマー(A)由来の構造と、第2のモノマー(B)由来の構造とを有するポリエチレン改質用の共重合体であって、前記モノマー(A)が、その側鎖に炭素数8以上の長さのアルカン鎖を有するモノマーであり、前記モノマー(B)が、その側鎖に特定のフッ素化アルキル基を有するモノマーである共重合体を溶媒に溶解させた共重合体溶液を調製する工程と、前記共重合体溶液をポリエチレン系樹脂の成形品に接触させる工程と、前記成形品に接触させた前記共重合体溶液の溶媒を揮発させることで前記成形品の表層に前記共重合体層を形成させる工程と、を有するポリエチレン系樹脂の成形品の改質方法を開示している。 Patent Document 2 discloses a method for modifying a polyethylene-based resin molded product, which includes the steps of: preparing a copolymer solution by dissolving a copolymer for modifying polyethylene, the copolymer having a structure derived from a first monomer (A) and a structure derived from a second monomer (B), the monomer (A) being a monomer having an alkane chain with a length of 8 carbon atoms or more in its side chain, and the monomer (B) being a monomer having a specific fluorinated alkyl group in its side chain, in a solvent; bringing the copolymer solution into contact with a polyethylene-based resin molded product; and forming the copolymer layer on the surface of the molded product by volatilizing the solvent of the copolymer solution brought into contact with the molded product.
特許文献3は、側鎖結晶性ブロック共重合体を含む共重合体溶液と、ポリプロピレン樹脂成形体とを、前記共重合体溶液の温度を40~120℃で接触させる工程を有するポリプロピレン樹脂成形体の改質方法を開示している。 Patent Document 3 discloses a method for modifying a polypropylene resin molded body, which includes a step of contacting a copolymer solution containing a side-chain crystalline block copolymer with a polypropylene resin molded body at a temperature of 40 to 120°C.
特許文献1~3は、側鎖結晶性ブロック共重合体を溶媒に溶解・分散させた溶液・分散液を用いる手法が開示されている。これらにより、樹脂の成形体を改質することができるが、溶媒を用いた塗工あるいは浸漬を行う必要がある。 Patent Documents 1 to 3 disclose methods that use a solution or dispersion in which a side-chain crystalline block copolymer is dissolved or dispersed in a solvent. These methods can modify the properties of resin molded bodies, but require coating or immersion in a solvent.
溶媒を用いる場合、そのための塗工や浸漬する工程を行う必要があり、また溶媒の乾燥工程も必要となるが溶媒の使用が制限される環境や、製品等も考えられる。また、改質される部分も溶液・分散液が接触できる表面のみであった。製造条件の自由度向上等のために、改質された成形体を得ることができる新たな手法等も求められている。 When using a solvent, a coating or immersion process is required, and a drying process is also required, but there are also environments and products where the use of solvents is restricted. Furthermore, only the surface that can come into contact with the solution or dispersion is modified. In order to increase the freedom of manufacturing conditions, new methods that can obtain modified molded bodies are also required.
係る状況下、本発明の目的は、表面層や表面近傍層が改質された成形体及びその製造方法を提供することである。 In this situation, the object of the present invention is to provide a molded body with a modified surface layer or a layer near the surface, and a method for producing the same.
本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、下記の発明が上記目的に合致することを見出し、本発明に至った。すなわち、本発明は、以下の発明に係るものである。 As a result of intensive research aimed at solving the above problems, the inventors discovered that the following invention meets the above objective, and thus arrived at the present invention. That is, the present invention relates to the following inventions.
<1> 熱可塑性樹脂と、側鎖結晶性ブロック共重合体とを混練した混練樹脂を溶融成形することで、成形体の表面層を改質する成形体の製造方法。
<2> 前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及びポリアクリル系樹脂からなる群から選択される1以上の樹脂であり、
前記混練樹脂における、前記側鎖結晶性ブロック共重合体の含有量(側鎖結晶性ブロック共重合体の質量/混練樹脂の質量)が、0.05~10.0質量%である前記<1>に記載の成形体の製造方法。
<3> 前記側鎖結晶性ブロック共重合体が、側鎖に炭素数8以上のアルキル基を有する構成単位の繰り返しである第1の重合ブロックと、機能性基を有する構成単位の繰り返しである第2の重合ブロックとを含む、前記<1>または<2>に記載の成形体の製造方法。
<4> 前記機能性基が、極性基及び/または金属吸着能を有する機能性基である前記<3>に記載の成形体の製造方法。
<5> 前記第1の重合ブロックが、炭素数8以上のアルキル基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマー(A)の重合体であり、
前記第2のブロックが、アミノ基、アミド基、スルホ基、オキシアルキレン基、及びオキシラニル基からなる群から選択されるいずれかの基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマー(B)の重合体である前記<3>または<4>に記載の成形体の製造方法。
<6> 熱可塑性樹脂と、側鎖結晶性ブロック共重合体とを含有し、
前記側鎖結晶性ブロック共重合体が選択的に偏在し配列した部分を有する表面層と、
前記表面層に接し、前記側鎖結晶性ブロック共重合体を含む部分を有する表面近傍層と、を有する成形体。
<1> A method for producing a molded article, comprising melt-molding a kneaded resin obtained by kneading a thermoplastic resin and a side-chain crystalline block copolymer, thereby modifying a surface layer of the molded article.
<2> The thermoplastic resin is one or more resins selected from the group consisting of polyolefin-based resins, polyester-based resins, polystyrene-based resins, and polyacrylic resins,
The method for producing a molded article according to <1>, wherein the content of the side chain crystalline block copolymer in the kneaded resin (mass of side chain crystalline block copolymer/mass of kneaded resin) is 0.05 to 10.0 mass%.
<3> The method for producing a molded article according to <1> or <2>, wherein the side chain crystalline block copolymer includes a first polymer block which is a repeat of a structural unit having an alkyl group having 8 or more carbon atoms in a side chain, and a second polymer block which is a repeat of a structural unit having a functional group.
<4> The method for producing a molded article according to <3>, wherein the functional group is a polar group and/or a functional group having a metal adsorption ability.
<5> The first polymer block is a polymer of any one monomer (A) selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, the monomer having an alkyl group having 8 or more carbon atoms,
The method for producing a molded article according to <3> or <4>, wherein the second block is a polymer of any one of monomers (B) selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, the monomer having any one of groups selected from the group consisting of an amino group, an amide group, a sulfo group, an oxyalkylene group, and an oxiranyl group.
<6> A thermoplastic resin and a side chain crystalline block copolymer are contained,
a surface layer having a portion where the side chain crystalline block copolymer is selectively distributed and arranged;
a surface-nearby layer in contact with the surface layer and having a portion containing the side-chain crystalline block copolymer.
本発明の製造方法によれば、表面層が改質された成形体が得られる。また、本発明の成形体は、表面層や表面近傍層が側鎖結晶性ブロック共重合体を含み、改質された物性を有する。 The manufacturing method of the present invention allows for the production of a molded article with a modified surface layer. In addition, the molded article of the present invention has a surface layer or a layer near the surface that contains a side-chain crystalline block copolymer, and has modified physical properties.
以下に本発明の実施の形態を詳細に説明するが、以下に記載する構成要件の説明は、本発明の実施態様の一例(代表例)であり、本発明はその要旨を変更しない限り、以下の内容に限定されない。なお、本明細書において「~」という表現を用いる場合、その前後の数値を含む表現として用いる。 The following describes in detail the embodiment of the present invention, but the description of the constituent elements described below is one example (representative example) of the embodiment of the present invention, and the present invention is not limited to the following content as long as the gist of the present invention is not changed. Note that when the expression "~" is used in this specification, it is used as an expression including the numerical values before and after it.
[本発明の成形体の製造方法]
本発明の成形体の製造方法は、熱可塑性樹脂と、側鎖結晶性ブロック共重合体とを混練した混練樹脂を溶融成形することで、成形体の表面層を改質する成形体の製造方法である。
本発明の成形体の製造方法によれば、表面層が改質された成形体が得られる。この製造方法は、溶媒等による処理を行う必要がなく、任意の形状に成形された成形体の表面層を改質したものとすることができる。
[Method of manufacturing the molded article of the present invention]
The method for producing a molded article of the present invention is a method for producing a molded article in which a kneaded resin obtained by kneading a thermoplastic resin and a side-chain crystalline block copolymer is melt-molded to modify the surface layer of the molded article.
According to the method for producing a molded article of the present invention, a molded article having a modified surface layer can be obtained. This production method does not require treatment with a solvent or the like, and can produce a molded article having a modified surface layer molded into any shape.
[本発明の成形体]
本発明の成形体は、熱可塑性樹脂と、側鎖結晶性ブロック共重合体とを含有し、前記側鎖結晶性ブロック共重合体が選択的に偏在し配列した部分を有する表面層と、前記表面層に接し、前記側鎖結晶性ブロック共重合体を含む部分を有する表面近傍層と、を有する。
[Molded article of the present invention]
The molded article of the present invention has a surface layer that contains a thermoplastic resin and a side-chain crystalline block copolymer and has a portion where the side-chain crystalline block copolymer is selectively distributed and arranged unevenly, and a surface-nearby layer that is in contact with the surface layer and has a portion containing the side-chain crystalline block copolymer.
本発明の成形体は本発明の成形体の製造方法により製造することができ、本願においてそれぞれに対応する構成は相互に利用することができる。 The molded body of the present invention can be manufactured by the manufacturing method of the molded body of the present invention, and the corresponding configurations in this application can be used interchangeably.
本発明者らは、熱可塑性樹脂の表面層や表層近傍層の改質にあたり、側鎖結晶性ブロック共重合体の利用を検討した。熱可塑性樹脂は、射出成形や押出成形などで、溶融成形される。この溶融成形時の熱履歴は、高温での処理であり、耐熱性や加熱時の挙動などの考慮が必要であり混合できるものには制限があると考えられる。 The present inventors have investigated the use of side-chain crystalline block copolymers to modify the surface layer or the layer near the surface of a thermoplastic resin. Thermoplastic resins are melt-molded by injection molding, extrusion molding, or the like. The thermal history during this melt molding is a high-temperature process, and it is necessary to take into consideration factors such as heat resistance and behavior when heated, and it is thought that there are limitations to what can be mixed.
側鎖結晶性ブロック共重合体による、各種成形体の改質にあたっては、溶媒に溶解・分散した状態で用いられていた。このときの側鎖結晶性ブロック共重合体の使用量は表面に直接塗工等するもののため、比較的少量でよい。しかし、熱可塑性樹脂組成物の溶融混練等を伴う成形等に使用すると、均一に分散して表面に残存する量などを考慮すると相当多量に用いることが必要になるとも考えられる。一方で、多量の側鎖結晶性ブロック共重合体を混合すると、側鎖結晶性ブロック共重合体単独で自己凝集するミセル化が生じることも懸念される。ミセル化が生じると、成形体の内層等が主に寄与するような物性も大きく変わってしまい、当初の用途に適さなかったり、成形体を得られないことも考えられる。 When modifying various molded products with side-chain crystalline block copolymers, they have been used in a dissolved/dispersed state in a solvent. In this case, a relatively small amount of side-chain crystalline block copolymer is used because it is directly applied to the surface. However, when used in molding involving melt-kneading of a thermoplastic resin composition, a considerably large amount may be required, taking into account the amount that is uniformly dispersed and remains on the surface. On the other hand, there is a concern that micellization, in which the side-chain crystalline block copolymers self-aggregate, may occur when a large amount of side-chain crystalline block copolymer is mixed. When micellization occurs, the physical properties that are mainly contributed by the inner layer of the molded product, change significantly, making it unsuitable for the original use or making it impossible to obtain a molded product.
このようなことが想定されるところ、本発明者らは、熱可塑性樹脂に、比較的少量の側鎖結晶性ブロック共重合体を混合させて溶融成形を行った。すると、側鎖結晶性ブロック共重合体は、表面層や表面近傍層に選択的に偏在させることができ、内側層への影響は少なく、表面層や表面近傍層を改質できることを見出した。また、このとき、側鎖結晶性ブロック共重合体は完全に表面に析出するものではなく、構造の一部は熱可塑性樹脂と親和性が高いことから、成形体の内層に向けて配置されるアンカリングのような現象が生じると考えられ、安定した改質効果を奏すると考えられる。本発明はかかる知見に基づくものである。 Assuming this would occur, the inventors mixed a relatively small amount of a side-chain crystalline block copolymer into a thermoplastic resin and performed melt molding. They found that the side-chain crystalline block copolymer could be selectively distributed in the surface layer or the layer near the surface, with little effect on the inner layer, and that the surface layer or the layer near the surface could be modified. In addition, the side-chain crystalline block copolymer does not precipitate completely on the surface, and part of its structure has a high affinity with the thermoplastic resin, so it is believed that a phenomenon similar to anchoring occurs in which the side-chain crystalline block copolymer is arranged toward the inner layer of the molded body, resulting in a stable modification effect. The present invention is based on this finding.
[熱可塑性樹脂]
本発明における成形体は、熱可塑性樹脂を主たる成分として含む樹脂組成物の成形体である。熱可塑性樹脂は、加熱することで可塑性を示す樹脂である。熱可塑性樹脂は、射出成形や押出成形など加熱などにより流動性を有する状態として成形される任意の樹脂を用いることができる。樹脂組成物は、このような熱可塑性樹脂を主たる成分として含む組成物である。
[Thermoplastic resin]
The molded article in the present invention is a molded article of a resin composition containing a thermoplastic resin as a main component. The thermoplastic resin is a resin that exhibits plasticity when heated. The thermoplastic resin may be any resin that is molded into a state having fluidity by heating, such as injection molding or extrusion molding. The resin composition is a composition that contains such a thermoplastic resin as a main component.
樹脂組成物において、熱可塑性樹脂は、50質量%以上含むものとすることができる。熱可塑性樹脂の種類や、成形体の用途、他の混合物等に応じて、樹脂組成物における熱可塑性樹脂が占める割合は、60質量%以上、70質量%以上、80質量%以上、90質量%以上、95質量%以上としてもよい。 The resin composition may contain 50% by mass or more of thermoplastic resin. Depending on the type of thermoplastic resin, the use of the molded body, other mixtures, etc., the proportion of thermoplastic resin in the resin composition may be 60% by mass or more, 70% by mass or more, 80% by mass or more, 90% by mass or more, or 95% by mass or more.
樹脂組成物における、熱可塑性樹脂以外の成分として、少なくとも側鎖結晶性ブロック共重合体が含まれる。また、これらの他にも、樹脂組成物を用いる成形体に含まれる各種成分を含むものとすることができる。 The resin composition contains at least a side-chain crystalline block copolymer as a component other than the thermoplastic resin. In addition to these, the resin composition may contain various components contained in a molded product using the resin composition.
熱可塑性樹脂は、例えば、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、ポリアクリル系樹脂などを用いることができる。特に、熱可塑性樹脂は、疎水性のものを対象とすることが好ましい。熱可塑性樹脂は複数種のものを含むものを用いてもよい。 Thermoplastic resins that can be used include, for example, polyolefin resins, polyester resins, polystyrene resins, and polyacrylic resins. In particular, it is preferable that the thermoplastic resin is hydrophobic. Thermoplastic resins that contain multiple types of resins may be used.
熱可塑性樹脂は、ポリオレフィン系樹脂が特に好ましい。ポリオレフィン樹脂とは、ポリエチレン樹脂やポリプロピレン樹脂等のように、1位に二重結合をもつα-オレフィンの重合で得られる結晶性を有する高分子である。ポリオレフィン系樹脂としては、ポリエチレン系樹脂や、ポリプロピレン系樹脂が挙げられる。ポリエチレンを主成分とするものをポリエチレン系樹脂、ポリプロピレンを主成分とするものをポリプロピレン系樹脂と呼ぶ場合がある。 The thermoplastic resin is particularly preferably a polyolefin resin. A polyolefin resin is a crystalline polymer obtained by polymerization of an α-olefin having a double bond at the 1-position, such as polyethylene resin or polypropylene resin. Examples of polyolefin resins include polyethylene resin and polypropylene resin. Resins made mainly of polyethylene are sometimes called polyethylene resins, and those made mainly of polypropylene are sometimes called polypropylene resins.
また、これらの熱可塑性樹脂は、リサイクル樹脂を用いてもよい。なお、リサイクル樹脂とは、バージン品のペレットから熱可塑性樹脂組成物を成形する工程で生じる廃棄物や不良品のようなプレコンシューマ品や、容器包装リサイクルプラスチック(いわゆる「容リプラ」)のような成形体として市場流通し、消費された後に廃棄される樹脂の総称である。このようなリサイクル樹脂の一例として、リサイクルポリオレフィン樹脂は、容器包装プラスチックから製造(再生)したポリエチレン樹脂またはポリプロピレン樹脂などが挙げられる。 These thermoplastic resins may be recycled resins. Recycled resin is a general term for pre-consumer products such as waste and defective products generated in the process of molding a thermoplastic resin composition from virgin pellets, and resins that are distributed on the market as molded products such as recycled plastic containers and packaging (so-called "container replastics") and then discarded after consumption. An example of such a recycled resin is recycled polyolefin resin, such as polyethylene resin or polypropylene resin manufactured (regenerated) from container and packaging plastic.
ポリエステル系樹脂は、多価カルボン酸と多価アルコールとを、脱水縮合してエステル結合を形成させることによって合成された重縮合体である。例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリブチレンテレフタレート(PBT)、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート(PEN)などが挙げられる。 Polyester resins are polycondensates synthesized by dehydrating and condensing polycarboxylic acids and polyalcohols to form ester bonds. Examples include polyethylene terephthalate (PET), polybutylene terephthalate (PBT), polycyclohexane dimethylene terephthalate, and polyethylene naphthalate (PEN).
ポリスチレン系樹脂は、スチレン誘導体をモノマーとして重合されるポリマーである。 Polystyrene resins are polymers that are polymerized using styrene derivatives as monomers.
ポリアクリル系樹脂は、アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エステルをモノマーとして重合されるポリマーである。例えば、PMMA(ポリメタクリル酸メチル)などが挙げられる。 Polyacrylic resins are polymers that are polymerized using acrylic acid esters or methacrylic acid esters as monomers. For example, PMMA (polymethyl methacrylate) is one example.
[側鎖結晶性ブロック共重合体]
側鎖結晶性ブロック共重合体は、側鎖に結晶性を示す構造を有する重合体と、改質効果を示す構造を有する重合体とのブロック共重合体であり、熱可塑性樹脂にこのブロック共重合体の一部が相互侵入した部位を形成することができる共重合体である。
[Side Chain Crystalline Block Copolymer]
A side-chain crystalline block copolymer is a block copolymer of a polymer having a structure exhibiting crystallinity in the side chain and a polymer having a structure exhibiting a modifying effect, and is a copolymer that can form a site in a thermoplastic resin where a part of this block copolymer interpenetrates.
側鎖結晶性ブロック共重合体は、側鎖に炭素数8以上のアルキル基(アルカン鎖)を有する構成単位の繰り返しである第1の重合ブロックと、機能性基を有する構成単位の繰り返しである第2の重合ブロックとを含む。第1の重合ブロックは、モノマー(A)を重合したものとすることができ、第2の重合ブロックはモノマー(B)を重合したものとすることができ、これらの共重合体とすることができる。 The side-chain crystalline block copolymer includes a first polymerization block which is a repeating structural unit having an alkyl group (alkane chain) having 8 or more carbon atoms in the side chain, and a second polymerization block which is a repeating structural unit having a functional group. The first polymerization block can be a polymerized monomer (A), and the second polymerization block can be a polymerized monomer (B), and the copolymers thereof can be used.
モノマー(A)が、その側鎖に炭素数8以上の長さのアルカン鎖を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマーであることが好ましい。また、モノマー(B)が、機能性基を有するモノマーであることが好ましい。
また、モノマー(A)が重合した部分であるモノマー(A)由来重合ブロックと、モノマー(B)が重合した部分であるモノマー(B)由来の重合ブロックとを有するブロック共重合体とすることができる。
The monomer (A) is preferably any monomer selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, which has an alkane chain having 8 or more carbon atoms in its side chain, and the monomer (B) is preferably a monomer having a functional group.
In addition, the copolymer may be a block copolymer having a polymerization block derived from monomer (A), which is a portion formed by polymerization of monomer (A), and a polymerization block derived from monomer (B), which is a portion formed by polymerization of monomer (B).
側鎖結晶性ブロック共重合体において、モノマー(A)由来の構造を「ブロック(A)」とよび、モノマー(B)由来の構造を「ブロック(B)」とよぶ場合がある。 In side-chain crystalline block copolymers, the structure derived from monomer (A) is sometimes called "block (A)" and the structure derived from monomer (B) is sometimes called "block (B)."
なお、本願に用いる側鎖結晶性ブロック共重合体は、特許第6445258号公報や、特開2018-030927号公報、特開2019-137779号公報、特開2018-080329号公報などに開示された側鎖結晶性ブロック共重合体を参照したものを用いることができる。 The side-chain crystalline block copolymer used in this application may be one that references the side-chain crystalline block copolymers disclosed in Japanese Patent No. 6445258, JP-A No. 2018-030927, JP-A No. 2019-137779, JP-A No. 2018-080329, etc.
[モノマー(A)]
モノマー(A)は、側鎖に炭素数8以上の長さのアルカン鎖を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群より選ばれるいずれかのモノマーが好ましい。このモノマー(A)を用いることで、側鎖結晶性ブロック共重合体は、モノマー(A)に由来する構成単位(A)を有する。
[Monomer (A)]
The monomer (A) is preferably any monomer selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, which has an alkane chain having 8 or more carbon atoms in its side chain. By using this monomer (A), the side chain crystalline block copolymer has a structural unit (A) derived from the monomer (A).
なお、ここで、本願において、「(メタ)アクリレート」とは、アクリレート及びメタアクリレートの両者を意味する。同様に、「(メタ)アクリルアミド」とは、アクリルアミド及びメタアクリルアミドの両者を意味する。 In this application, "(meth)acrylate" means both acrylate and methacrylate. Similarly, "(meth)acrylamide" means both acrylamide and methacrylamide.
[構成単位(A)]
側鎖のアルカン鎖が結晶性を示す構造となりやすく、熱可塑性樹脂と相互作用しやすくなるため、構成単位(A)は、側鎖に炭素数8以上の長さのアルカン鎖を有する、(メタ)アクリレートまたはα-オレフィンのモノマーに由来する構成単位であることが好ましい。
[Structural unit (A)]
The structural unit (A) is preferably a structural unit derived from a (meth)acrylate or α-olefin monomer having an alkane chain in a side chain with a length of 8 or more carbon atoms, because the alkane chain in the side chain is likely to have a structure exhibiting crystallinity and is likely to interact with the thermoplastic resin.
構成単位(A)は、その側鎖に炭素数8以上のアルカン鎖を有するものである。このような構成単位(A)の側鎖の炭素数8以上のアルカン鎖としては、例えば、デシル基、ドデシル基、トリデシル基、テトラデシル基、ヘキサデシル基、オクタデシル基(ステアリル基)、ドコシル基(ベヘニル基)等が挙げられる。また、側鎖のアルカン鎖は、主鎖に直接結合してもよく、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、ベンゼン環等の連結基を介して主鎖と結合してもよい。 The structural unit (A) has an alkane chain having 8 or more carbon atoms in its side chain. Examples of the alkane chain having 8 or more carbon atoms in the side chain of the structural unit (A) include a decyl group, a dodecyl group, a tridecyl group, a tetradecyl group, a hexadecyl group, an octadecyl group (stearyl group), a docosyl group (behenyl group), and the like. The alkane chain in the side chain may be directly bonded to the main chain, or may be bonded to the main chain via a linking group such as an ester bond, an amide bond, an ether bond, or a benzene ring.
結晶性を示しやすく、共重合体と熱可塑性樹脂との相互作用をより向上させることができるため、構成単位(A)は、炭素数12以上のアルカン鎖を有することが好ましく、16以上のアルカン鎖を有することがより好ましい。なお、このアルカン鎖は直鎖状のアルカン鎖であることが好ましい。 The structural unit (A) preferably has an alkane chain having 12 or more carbon atoms, and more preferably has an alkane chain having 16 or more carbon atoms, because this tends to exhibit crystallinity and can further improve the interaction between the copolymer and the thermoplastic resin. In addition, this alkane chain is preferably a linear alkane chain.
一方、その上限は、製造時の溶媒への分散性や溶融成形時の分散性等を考慮し、熱可塑性樹脂の表面を改質することができる範囲で適宜設定することができる。具体的な上限としては、現実的には50以下が好ましく、40以下がより好ましく、30以下がさらに好ましい。アルカン鎖が大きすぎると共重合体として適当な立体構造がとれず熱可塑性樹脂への相互侵入性が低下したりする場合がある。また、側鎖結晶性ブロック共重合体を製造するための重合条件の設定が難しくなったりする場合がある。 On the other hand, the upper limit can be appropriately set within a range that allows modification of the surface of the thermoplastic resin, taking into consideration dispersibility in the solvent during production and dispersibility during melt molding. A specific upper limit is preferably 50 or less, more preferably 40 or less, and even more preferably 30 or less in reality. If the alkane chain is too large, the copolymer may not have an appropriate three-dimensional structure, resulting in reduced interpenetration with the thermoplastic resin. In addition, it may be difficult to set the polymerization conditions for producing a side-chain crystalline block copolymer.
具体的には、ブロック(A)は、以下の一般式(A-1)または(A-2)で表されるいずれかであることが好ましい。 Specifically, block (A) is preferably represented by the following general formula (A-1) or (A-2).
一般式(A-1)及び(A-2)において、Ra1は、水素原子またはメチル基を表す。 In formulae (A-1) and (A-2), R a1 represents a hydrogen atom or a methyl group.
一般式(A-1)及び(A-2)において、Ra2は、炭素数8以上のアルカン鎖を表す。上記の通り、Ra2は直鎖状のアルカン鎖であることが好ましい。また、Ra2で表されるアルカン鎖の炭素数は、12以上が好ましく、16以上がより好ましい。また、その上限は、50以下や40以下、30以下、25以下などにすることができる。 In general formulas (A-1) and (A-2), R a2 represents an alkane chain having 8 or more carbon atoms. As described above, R a2 is preferably a linear alkane chain. The number of carbon atoms in the alkane chain represented by R a2 is preferably 12 or more, and more preferably 16 or more. The upper limit can be 50 or less, 40 or less, 30 or less, 25 or less, or the like.
モノマーの入手のしやすさや、重合条件の制御のしやすさ、炭素数8以上のアルカン鎖同士の相互作用のしやすさなどの観点から、ブロック(A)は、一般式(A-1)であることがより好ましい。 From the viewpoints of ease of obtaining the monomer, ease of controlling the polymerization conditions, ease of interaction between alkane chains having 8 or more carbon atoms, etc., it is more preferable that block (A) be general formula (A-1).
一般式(A-1)及び(A-2)において、nは2以上の整数である。nは、側鎖のアルカン鎖の長さや構成単位(A)及び構成単位(B)の配列、構成単位(B)の重合度等に応じて、熱可塑性樹脂の成形体の表面層などを改質することができる範囲で適宜決定される。側鎖結晶性ブロック共重合体がブロック共重合体である場合、nは、2~1,000であることが好ましく、5以上や、10以上とすることがより好ましい。5以上や、10以上とすることで、側鎖が結晶性を有するものとなりやすく、より安定して熱可塑性樹脂と溶融混練して成形体の表面層などを改質することができる。また、側鎖結晶性ブロック共重合体がブロック共重合体である場合、構成単位(A)及び構成単位(B)の効果が十分に得られる範囲で、nは、800以下や、500以下としてもよい。 In the general formulas (A-1) and (A-2), n is an integer of 2 or more. n is appropriately determined within a range in which the surface layer of a molded thermoplastic resin can be modified, depending on the length of the alkane chain in the side chain, the arrangement of the structural unit (A) and the structural unit (B), the polymerization degree of the structural unit (B), and the like. When the side chain crystalline block copolymer is a block copolymer, n is preferably 2 to 1,000, and more preferably 5 or more or 10 or more. By making it 5 or more or 10 or more, the side chain is more likely to have crystallinity, and it is possible to more stably melt-knead with the thermoplastic resin to modify the surface layer of the molded body. Furthermore, when the side chain crystalline block copolymer is a block copolymer, n may be 800 or less or 500 or less within a range in which the effects of the structural unit (A) and the structural unit (B) can be sufficiently obtained.
モノマー(A)を具体的に例示すると、ヘキサデシルアクリレート、ドデシルアクリレート(ラウリルアクリレート)、ドデシルメタクリレート(ラウリルメタクリレート)、オクタデシルアクリレート(ステアリルアクリレート)、オクタデシルメタクリレート(ステアリルメタクリレート)、ドコシルアクリレート(ベヘニルアクリレート)、ドコシルメタクリレート(ベヘニルメタクリレート)等が挙げられる。 Specific examples of monomer (A) include hexadecyl acrylate, dodecyl acrylate (lauryl acrylate), dodecyl methacrylate (lauryl methacrylate), octadecyl acrylate (stearyl acrylate), octadecyl methacrylate (stearyl methacrylate), docosyl acrylate (behenyl acrylate), docosyl methacrylate (behenyl methacrylate), etc.
[モノマー(B)]
モノマー(B)が、機能性基を有するモノマーである。機能性基は、極性基を有するものとすることができる。
[Monomer (B)]
The monomer (B) is a monomer having a functional group. The functional group may have a polar group.
モノマー(B)は、アミノ基、アミド基、スルホ基、オキシアルキレン基、及びオキシラニル基からなる群から選択されるいずれかを有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマーとすることができる。 Monomer (B) may be any monomer selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, having any one selected from the group consisting of amino group, amide group, sulfo group, oxyalkylene group, and oxiranyl group.
[構成単位(B)]
側鎖結晶性ブロック共重合体は、側鎖に機能性基を有する構造を有する構成単位(B)を有するものとすることができる。
[Structural unit (B)]
The side chain crystalline block copolymer may have a structural unit (B) having a structure having a functional group in the side chain.
[機能性基]
ここで機能性基は、重合後の共重合体内に存在し、本発明の成形体で、成形体を改質する機能を奏する基である。機能性としては、例えば、親水性や、イオン伝導性、接着性、重金属担持性、有機溶媒親和性、染色性などが挙げられる。機能性基はこれらに対応する構造である。代表的な極性基としては、アミノ基(-NR2)、カルボキシ基(-COOH)、ヒロドキシ基(-OH)、カルボニル基(-C=O-)、エーテル基(-O-)、スルホ基(-SO3H)、エステル基(-COO-)、アミド基(-CONR2-)、オキシアルキレン基(-CnH2nO-)などが挙げられる。これらの機能性基は、(B)の主鎖中や主鎖となる部分に直接結合、または、連結基(エステル結合、アミド結合、エーテル結合、ベンゼン環等)を介して結合している。
[Functional Group]
Here, the functional group is a group that exists in the copolymer after polymerization and has a function of modifying the molded article of the present invention. Examples of the functionality include hydrophilicity, ion conductivity, adhesiveness, heavy metal carrying ability, organic solvent affinity, and dyeability. The functional group is a structure corresponding to these. Representative polar groups include an amino group (-NR 2 ), a carboxy group (-COOH), a hydroxyl group (-OH), a carbonyl group (-C=O-), an ether group (-O-), a sulfo group (-SO 3 H), an ester group (-COO-), an amide group (-CONR 2 -), and an oxyalkylene group (-C n H 2n O-). These functional groups are directly bonded to the main chain or the part that becomes the main chain of (B) or are bonded via a linking group (an ester bond, an amide bond, an ether bond, a benzene ring, etc.).
[極性基]
側鎖結晶性ブロック共重合体は、側鎖に極性基を有する構造を有する構成単位(B)を有するものとすることができる。ここで極性基は、電荷分布に大きな偏りがある基である。これらの極性基を有する構造がある共重合体を用いることで、改質された成形体が接着性向上や親水性向上、染色性向上などの効果が生じる。
[Polar group]
The side chain crystalline block copolymer can have a structural unit (B) having a structure with a polar group in the side chain. Here, the polar group is a group with a large bias in the charge distribution. By using the copolymer having a structure with these polar groups, the modified molded body has the effects of improving adhesion, improving hydrophilicity, improving dyeability, etc.
[金属吸着能]
側鎖結晶性ブロック共重合体は、側鎖に金属吸着能を奏する構造を持つ構成単位(B)を有するものとすることができる。ここで金属吸着能は、分子構造に極性基を有するために金属や金属イオンと吸着特性を示したり、金属や金属イオンと化学結合したり、錯形成しやすい分子構造が共重合体内に設けられ、その構造が成形体の表面に配置されることで金属や金属イオンが担持され吸着・保持される性質を奏することをいう。
[Metal adsorption capacity]
The side chain crystalline block copolymer may have a structural unit (B) having a structure exhibiting metal adsorption ability in the side chain. Here, the metal adsorption ability means that a molecular structure that exhibits adsorption characteristics with metals or metal ions due to a polar group in the molecular structure, or that is chemically bonded to metals or metal ions or that is easily complexed is provided in the copolymer, and the structure is arranged on the surface of a molded article, thereby exhibiting the property of supporting, adsorbing, and holding metals or metal ions.
[構成単位(B)の基]
構成単位(B)は、アミノ基、アミド基、スルホ基、オキシアルキレン基、及びオキシラニル基からなる群から選択されるいずれか1以上の基を有することが好ましい。
[Group of structural unit (B)]
The structural unit (B) preferably has at least one group selected from the group consisting of an amino group, an amido group, a sulfo group, an oxyalkylene group, and an oxiranyl group.
より好ましくは、これらの構造を側鎖に有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群より選ばれるいずれかのモノマーに由来する構造である。 More preferably, the structure is derived from any monomer selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, which has these structures in the side chain.
[アミノ基]
モノマー(B)はアミノ基を有するものであってもよい。このアミノ基は、アミンとして重合後の側鎖結晶性ブロック共重合体の構造内に存在する。ここで、アミンとは、アンモニアの水素原子を炭化水素基で置換した化合物の総称である。置換した数が1つのものを第一級アミン、2つのものを第2級アミン、3つのものを第3級アミン、アルキル基が第3級アミンに結合したものを第4級アンモニウムイオンと呼ぶ。これらの各種アミンが、モノマー(B)由来の構造として側鎖結晶性ブロック共重合体に存在することで、親水性や、イオン伝導性、接着性、染色性、金属吸着能、重金属担持性、有機溶媒親和性などの機能を発揮することができる。また、このような各種アミンを有する共重合体を用いることで、成形体に対する優れたメッキ接着性を奏することができる。メッキ用等に用いるとき、特に第3級アミンを有するモノマーを用いることが好ましい。
[Amino group]
The monomer (B) may have an amino group. This amino group is present as an amine in the structure of the side chain crystalline block copolymer after polymerization. Here, amine is a general term for a compound in which a hydrogen atom of ammonia is substituted with a hydrocarbon group. A compound with one substitution is called a primary amine, a compound with two substitutions is called a secondary amine, a compound with three substitutions is called a tertiary amine, and a compound with an alkyl group bonded to a tertiary amine is called a quaternary ammonium ion. These various amines are present in the side chain crystalline block copolymer as a structure derived from the monomer (B), and thus functions such as hydrophilicity, ion conductivity, adhesiveness, dyeability, metal adsorption ability, heavy metal carrying ability, and organic solvent affinity can be exhibited. In addition, by using a copolymer having such various amines, excellent plating adhesion to a molded body can be exhibited. When used for plating, etc., it is particularly preferable to use a monomer having a tertiary amine.
この前記モノマー(B)を具体的に例示すると、第2級または第3級アミンを有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマーが好ましいモノマーとして挙げられる。このモノマーは、アミンが共重合体の側鎖となり、親水性や、イオン伝導性、接着性、染色性、金属吸着能、重金属担持性、有機溶媒親和性等を発揮する。さらに、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかは、共重合体の主鎖を形成する。 Specific examples of the monomer (B) include any monomer having a secondary or tertiary amine and selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene. This monomer exhibits hydrophilicity, ion conductivity, adhesion, dyeability, metal adsorption ability, heavy metal carrying ability, organic solvent affinity, etc., with the amine forming the side chain of the copolymer. Furthermore, any monomer selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene forms the main chain of the copolymer.
特に、これらの機能を発揮させるためには、モノマー(B)の側鎖に、第2級、第3級あるいは、第4級のアミンを有するモノマーを用いることが好ましい。第2級、第3級アミンは、より具体的には、「-N(R1)(R2)」で表される構造を持つ置換基であって、R1及びR2は、それぞれ独立に、H又は炭化水素である。この炭化水素における炭素数は、例えば、1~4とすることができる。 In particular, to achieve these functions, it is preferable to use a monomer having a secondary, tertiary, or quaternary amine in the side chain of monomer (B). More specifically, secondary and tertiary amines are substituents having a structure represented by "-N(R1)(R2)", where R1 and R2 are each independently H or a hydrocarbon. The number of carbon atoms in this hydrocarbon can be, for example, 1 to 4.
モノマー(B)由来の構造は、ブロック(B)として側鎖結晶性ブロック共重合体の構造となる。モノマー(B)由来の構成単位(B)は、アミノ基を側鎖に有する構造が挙げられ、これによりアミン構造を側鎖に有するものとすることができる。例えば、一般式(Y)で表される置換基を側鎖に有するものとすることができる。また、一般式(Y)は、主鎖に直接結合してもよく、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、ベンゼン環、アルキレン鎖(アルキレン基)等の連結基を介して主鎖と結合してもよい。アルキレン鎖は、炭素数1~5程度や、炭素数1~3程度のものとしてもよい。 The structure derived from monomer (B) is a structure of a side-chain crystalline block copolymer as block (B). The structural unit (B) derived from monomer (B) may have an amino group in the side chain, and thus may have an amine structure in the side chain. For example, the structural unit (B) may have a substituent represented by general formula (Y) in the side chain. In addition, general formula (Y) may be directly bonded to the main chain, or may be bonded to the main chain via a linking group such as an ester bond, an amide bond, an ether bond, a benzene ring, or an alkylene chain (alkylene group). The alkylene chain may have about 1 to 5 carbon atoms or about 1 to 3 carbon atoms.
一般式(Y)において、Ry1、Ry2はそれぞれ独立に、水素原子またはアルキル基、カルボキシアルキレン基である。なお、カルボキシアルキレン基とは、カルボキシ基とアルキレン基が結合した置換基であって、アルキレン基をRalkyleneで表すと、-Ralkylene-COOHで表される置換基である。
中でも、Ry1及びRy2は、水素原子または炭素数1~5の直鎖または分岐アルキル基、炭素数1~5のカルボキシアルキレン基であることが好ましい。アルキル基やカルボキシアルキレン基の炭素数は1~4としてもよい。Ry1及びRy2で表されるアルキル基またはアルキレン基の炭素数が大きくなると、金属と相互作用しにくい場合がある。
In general formula (Y), R y1 and R y2 each independently represent a hydrogen atom, an alkyl group, or a carboxyalkylene group. Note that the carboxyalkylene group is a substituent in which a carboxy group and an alkylene group are bonded, and when the alkylene group is represented by R alkylene , it is a substituent represented by -R alkylene -COOH.
Among these, R y1 and R y2 are preferably a hydrogen atom, a linear or branched alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, or a carboxyalkylene group having 1 to 5 carbon atoms. The number of carbon atoms in the alkyl group or carboxyalkylene group may be 1 to 4. If the number of carbon atoms in the alkyl group or alkylene group represented by R y1 and R y2 is large, it may be difficult to interact with a metal.
また、これらの置換基が、適宜、炭素数1~5程度や、炭素数1~3程度のアルキレン鎖を介して、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンのいずれかに結合したものを用いることができる。例えば、2-(ジメチルアミノ)エチルメタクリレート(2-(Dimethylamino) ethyl Methacrylate、DMAEMA)、2-(ジメチルアミノ)エチルアクリレート(2-(Dimethylamino) ethyl Acrylate、DMAEA)、2-(ジエチルアミノ)エチルメタクリレート(2-(Diethylamino) ethyl Methacrylate、DEAEMA)、2-(ジエチルアミノ)エチルアクリレート(2-(Diethylamino) ethyl Acrylate、DEAEA)、2-(tert-ブチルアミノ)エチルメタクリレート(2-(tert-Butylamino) ethyl Methacrylate、TBAEMA)が挙げられる。 In addition, these substituents may be bonded to any of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene via an alkylene chain having about 1 to 5 carbon atoms or about 1 to 3 carbon atoms, as appropriate. Examples include 2-(dimethylamino)ethyl methacrylate (DMAEMA), 2-(dimethylamino)ethyl acrylate (DMAEA), 2-(diethylamino)ethyl methacrylate (DEAEMA), 2-(diethylamino)ethyl acrylate (DEAEA), and 2-(tert-butylamino)ethyl methacrylate (TBAEMA).
[アミド基]
また、モノマー(B)はアミド基を有するものであってもよい。また、アミド基が、適宜、炭素数1~5程度や、炭素数1~3のアルキレン鎖を介して、または直接、主鎖となる構造と結合しているモノマー等を用いることができる。このモノマーを用いた共重合体により、熱可塑性樹脂の成形体に親水性や、イオン伝導性、接着性、染色性、金属吸着能、重金属担持性、有機溶媒親和性等を付与することができる。具体的な、アミド基を側鎖に有するモノマーとしては、N,N-ジメチルアクリルアミド(N、N-Dimethylacrylamide、DMAA)、N,N-ジメチルアミノプロピルアクリルアミド(N、N-Dimethylaminopropyl Acrylamide、DMAPAA)、及びN,N-ジエチルアクリルアミド(N、N-Diethylacrylamide、DEAA)などが挙げられる。
[Amide group]
The monomer (B) may have an amide group. A monomer in which the amide group is bonded to the main chain structure via an alkylene chain having 1 to 5 carbon atoms or 1 to 3 carbon atoms, or directly, can be used. A copolymer using this monomer can impart hydrophilicity, ion conductivity, adhesiveness, dyeability, metal adsorption ability, heavy metal support, organic solvent affinity, and the like to a thermoplastic resin molded body. Specific examples of monomers having an amide group in a side chain include N,N-dimethylacrylamide (DMAA), N,N-dimethylaminopropyl acrylamide (DMAPAA), and N,N-diethylacrylamide (DEAA).
[スルホ基]
モノマー(B)は、スルホ基を有するものであってもよい。また、スルホ基が、適宜、炭素数1~5程度や、炭素数1~3のアルキレン鎖を介して、または直接、主鎖となる構造と結合しているモノマー等を用いることができる。このモノマーを用いた共重合体により、熱可塑性樹脂の成形体に親水性や、プロトン伝導性、イオン伝導性、接着性、染色性、金属吸着能、重金属担持性、有機溶媒親和性等を付与することができる。スルホ基を有するモノマーとしては、例えば、ビニルスルホン酸や、2-(メタクリロイルオキシ)エタンスルホン酸、ATBS(Acrylamide Tertiary Butyl Sulfonic Acid)、そのナトリウム塩であるATBSNaなどが挙げられる。
[Sulfo group]
The monomer (B) may have a sulfo group. In addition, a monomer in which the sulfo group is appropriately bonded to the main chain structure via an alkylene chain having about 1 to 5 carbon atoms or 1 to 3 carbon atoms, or directly, can be used. A copolymer using this monomer can impart hydrophilicity, proton conductivity, ion conductivity, adhesiveness, dyeability, metal adsorption ability, heavy metal supportability, organic solvent affinity, and the like to a thermoplastic resin molded body. Examples of monomers having a sulfo group include vinyl sulfonic acid, 2-(methacryloyloxy)ethanesulfonic acid, ATBS (Acrylamide Tertiary Butyl Sulfonic Acid), and its sodium salt ATBSNa.
[オキシアルキレン基]
モノマー(B)はオキシアルキレン基を有するものとすることができる。ここで、オキシアルキレン基とは、一般式(-CnH2nO-)で表される基である。この一般式において、nは1~10までの整数であることが好ましい。例えば、nが1のとき、オキシメチレン(-CH2O-)、nが2のときオキシエチレン(-CH2CH2O-)と呼ばれる。これらのオキシアルキレン基が複数つながることで、ポリオキシアルキレン基(一般式、(-CnH2nO)m-)と呼ばれる。代表的な直鎖状のポリオキシアルキレン基((-(CH2)nO)m-)としては、ポリオキシエチレン((-CH2CH2O)m-)等が挙げられる。これらのオキシアルキレン基やポリオキシアルキレン基を主鎖や、側鎖として有するモノマーをモノマー(B)として用いて共重合体を作製し利用することで、熱可塑性樹脂の成形体に親水性や、Li等のイオン伝導性、接着性、染色性、金属吸着能、重金属担持性、有機溶媒親和性等を付与することができる。
[Oxyalkylene group]
The monomer (B) may have an oxyalkylene group. Here, the oxyalkylene group is a group represented by the general formula (-C n H 2n O-). In this general formula, n is preferably an integer from 1 to 10. For example, when n is 1, it is called oxymethylene (-CH 2 O-), and when n is 2, it is called oxyethylene (-CH 2 CH 2 O-). When a plurality of these oxyalkylene groups are linked together, it is called a polyoxyalkylene group (general formula: (-C n H 2n O) m -). A representative linear polyoxyalkylene group ((-(CH 2 ) n O) m -) is polyoxyethylene ((-CH 2 CH 2 O) m -), etc. may be mentioned. By preparing a copolymer using, as the monomer (B), a monomer having such an oxyalkylene group or polyoxyalkylene group as the main chain or side chain, it is possible to impart hydrophilicity, ion conductivity for Li or the like, adhesiveness, dyeability, metal adsorption ability, heavy metal supportability, organic solvent affinity, and the like to a molded article of a thermoplastic resin.
オキシアルキレン基を有するモノマー(B)として、その側鎖にオキシアルキレン基を有する(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマーが挙げられる。このモノマーを用いた共重合体により、熱可塑性樹脂の成形体に親水性や、イオン伝導性、接着性、染色性、金属吸着能、重金属担持性、有機溶媒親和性等を付与することができる。また、このような共重合体を用いることで、樹脂成形体に対する優れたメッキ接着性を奏することができる。 The monomer (B) having an oxyalkylene group may be any monomer selected from the group consisting of (meth)acrylates, (meth)acrylamides, vinyl ethers, vinyl esters, siloxanes, α-olefins, and substituted styrenes, each of which has an oxyalkylene group on its side chain. A copolymer using this monomer can impart hydrophilicity, ion conductivity, adhesiveness, dyeability, metal adsorption ability, heavy metal support, organic solvent affinity, and the like to a thermoplastic resin molded body. In addition, the use of such a copolymer can provide excellent plating adhesion to the resin molded body.
オキシアルキレン基を側鎖に有する構成単位(B)としては、例えば、一般式(X)で表される置換基を側鎖に有するものとすることができる。また、一般式(X)は、主鎖に直接結合してもよく、エステル結合、アミド結合、エーテル結合、ベンゼン環、アルキレン鎖等の連結基を介して主鎖と結合してもよい。 The structural unit (B) having an oxyalkylene group on the side chain can be, for example, one having a substituent represented by general formula (X) on the side chain. In addition, general formula (X) may be directly bonded to the main chain, or may be bonded to the main chain via a linking group such as an ester bond, an amide bond, an ether bond, a benzene ring, or an alkylene chain.
一般式(X)において、Rx1は水素原子またはアルキル基であり、pは1以上の整数であり、qは1以上の整数である。
Rx1で表されるアルキル基は、直鎖であっても分岐していてもよいが、直鎖であることが好ましい。また、アルキル基の炭素数が大きくなると、熱可塑性樹脂の成形体との相互作用が強くなり金属吸着能を十分に発揮できなかったり、金属触媒と相互作用しにくくなる場合がある。そのため、Rx1は水素原子または炭素数1~5のアルキル基であることが好ましく、水素原子、メチル基またはエチル基であることがより好ましい。
In formula (X), R x1 is a hydrogen atom or an alkyl group, p is an integer of 1 or more, and q is an integer of 1 or more.
The alkyl group represented by R x1 may be linear or branched, but is preferably linear. In addition, if the number of carbon atoms in the alkyl group is large, the interaction with the molded body of the thermoplastic resin becomes strong, and the metal adsorption ability may not be fully exhibited, or the interaction with the metal catalyst may become difficult. Therefore, R x1 is preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom, a methyl group, or an ethyl group.
pは1~10が好ましい。また、キレート効果により金属と相互作用しやすくなるため、qは2~10が好ましい。 p is preferably 1 to 10. Also, q is preferably 2 to 10, since it facilitates interaction with metals due to the chelating effect.
オキシアルキレン基を有するモノマーとしては、ジ(エチレングリコール)エチルエーテルアクリレート(CH2=CH(CO)O(CH2―CH2―O―)2C2H5)、ポリエチレングリコール-モノアクリレート(CH2=CH(CO)O(CH2―CH2―O―)nH)(n=2~10)、メトキシ-ポリエチレングリコール-アクリレート(CH2=CH(CO)O(CH2―CH2-O-)nCH3)(n=2~9)などが挙げられる。また、ポリ(エチレングリコール)モノアクリレート(Poly(ethylene glycol) monoacrylate(PGMA))等のポリオキシアルキレン構造を側鎖に有するモノマーも挙げられる。 Examples of monomers having an oxyalkylene group include di(ethylene glycol) ethyl ether acrylate ( CH2 =CH(CO)O( CH2 - CH2- O-) 2C2H5 ), polyethylene glycol monoacrylate ( CH2 =CH(CO)O(CH2 - CH2 - O- ) nH ) (n=2-10), and methoxy-polyethylene glycol acrylate ( CH2 =CH(CO)O( CH2 - CH2 -O-) nCH3 ) (n= 2-9 ). Other examples include monomers having a polyoxyalkylene structure in the side chain, such as poly(ethylene glycol) monoacrylate (PGMA).
[オキシラニル基]
モノマー(B)は、オキシラニル基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマーとすることができる。モノマー(B)としては、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジル等が挙げられる。
[Oxiranyl group]
The monomer (B) may be any monomer selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene having an oxiranyl group. Examples of the monomer (B) include glycidyl acrylate and glycidyl methacrylate.
これらのモノマーを用いて得られる共重合体は、側鎖にオキシラニル基を有するものとなる。この側鎖のオキシラニル基を反応性基として、イミノ二酢酸等の第3級アミンを有する化合物を反応させると、側鎖に、イミノ二酢酸由来の第3級アミンの構造を有するものとなり、金属吸着能を奏するものとなる。 The copolymer obtained using these monomers has an oxiranyl group in the side chain. When this oxiranyl group in the side chain is reacted with a compound having a tertiary amine such as iminodiacetic acid as a reactive group, the copolymer has a tertiary amine structure derived from iminodiacetic acid in the side chain, and exhibits metal adsorption ability.
[キレート構造]
構成単位(B)は、キレート構造を側鎖に有することができる。キレート構造を有する構造としては、イミノ二酢酸(IDA)基、低分子ポリアミノ基、アミノリン酸基、イソチオニウム基、ジチオカルバミン酸基、グルカミン基、オキシアルキレン構造等の種々の構造を有するものとすることができる。
[Chelate structure]
The structural unit (B) may have a chelate structure in the side chain. The chelate structure may be an iminodiacetic acid (IDA) group, a low molecular weight polyamino group, an aminophosphate group, an isothionium group, a dithiocarbamic acid group, a glucamine group, an oxyalkylene structure, or any other structure.
[一般式(B-1)~(B-4)]
具体的には、ブロック(B)は、以下の一般式(B-1)~(B-4)で表される構造が挙げられる。これらは順に、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステルを有する構造である。
[General formulas (B-1) to (B-4)]
Specifically, the block (B) may have structures represented by the following general formulas (B-1) to (B-4), which are (meth)acrylate, (meth)acrylamide, and vinyl ether, respectively. , a structure having a vinyl ester.
一般式(B-1)~(B-4)において、Rb1は、水素原子またはメチル基を表す。また、RLは、単結合またはアルキレン鎖を表し、単結合または炭素数1~4のアルキレン鎖であることが好ましい。また、アルキレン鎖は、アルコキシ基やヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基等の置換基を有してもよいが、Rb2の自由度が高くなり、金属と相互作用しやすい立体配置を取りやすくなり金属との親和性が向上するため、無置換のアルキレン鎖が好ましい。 In the general formulae (B-1) to (B-4), R b1 represents a hydrogen atom or a methyl group. R L represents a single bond or an alkylene chain, and is preferably a single bond or an alkylene chain having 1 to 4 carbon atoms. The alkylene chain may have a substituent such as an alkoxy group, a hydroxy group, or a hydroxyalkyl group, but an unsubstituted alkylene chain is preferred because this increases the degree of freedom of R b2 and makes it easier for the alkylene chain to assume a configuration that easily interacts with metals, thereby improving the affinity with metals.
一般式(B-1)~(B-4)において、Rb2は、水素原子、アルキレン鎖、ヒドロキシ基、アミノ基、スルホ基、オキシラニル基、及び一般式(X)で表される置換基からなる群から選択されるいずれかを表す。なお、一般式(X)で表される置換基は、上記の通りである。
金属と相互作用しやすく、メッキ層の接着性がより優れたものとなるため、Rb2は、アミノ基または一般式(X)で表される置換基であることが好ましい。アミノ基としては、無置換のアミノ基(-NH2)であっても、アルキル基等が置換したアミノ基であってもよいが、上記一般式(Y)で表される構造がより好ましい。
In the general formulae (B-1) to (B-4), R b2 represents any one selected from the group consisting of a hydrogen atom, an alkylene chain, a hydroxy group, an amino group, a sulfo group, an oxiranyl group, and a substituent represented by the general formula (X). The substituent represented by the general formula (X) is as described above.
R b2 is preferably an amino group or a substituent represented by general formula (X) because it easily interacts with metals and provides better adhesion to the plating layer. The amino group may be an unsubstituted amino group (-NH 2 ) or an amino group substituted with an alkyl group or the like, but the structure represented by general formula (Y) above is more preferred.
一般式(B-2)において、Rb3は、水素原子またはアルキル基を表し、水素原子または炭素数1~5のアルキル基が好ましく、水素原子または炭素数1~3のアルキル基がより好ましい。 In formula (B-2), R b3 represents a hydrogen atom or an alkyl group, preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 5 carbon atoms, and more preferably a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms.
[一般式(B-5)~(B-7)]
また、ブロック(B)は、下記一般式(B-5)~(B-7)の構造とすることができる。これらは順に、シロキサン、α-オレフィン、置換スチレンを有する構造である。
[General formulas (B-5) to (B-7)]
The block (B) may have structures represented by the following general formulas (B-5) to (B-7), which are structures having siloxane, α-olefin, and substituted styrene, respectively.
一般式(B-5)~(B-7)において、Rb1は、水素原子またはメチル基を表す。また、RLは、単結合またはアルキレン鎖を表し、単結合または炭素数1~4のアルキレン鎖であることが好ましい。また、アルキレン鎖は、アルコキシ基やヒドロキシ基、ヒドロキシアルキル基等の置換基を有してもよいが、無置換のアルキレン鎖が好ましい。 In the general formulae (B-5) to (B-7), R b1 represents a hydrogen atom or a methyl group. R L represents a single bond or an alkylene chain, and is preferably a single bond or an alkylene chain having 1 to 4 carbon atoms. The alkylene chain may have a substituent such as an alkoxy group, a hydroxy group, or a hydroxyalkyl group, but is preferably an unsubstituted alkylene chain.
Rb4は、ヒドロキシ基、アミノ基、スルホ基、オキシラニル基、及び一般式(X)で表される置換基からなる群から選択されるいずれかを表す。なお、一般式(X)で表される置換基は、上記の通りである。 R b4 represents any one selected from the group consisting of a hydroxy group, an amino group, a sulfo group, an oxiranyl group, and a substituent represented by general formula (X). The substituent represented by general formula (X) is as described above.
例えば、メッキに用いる場合、金属と相互作用しやすく、メッキとの接着性がより優れたものとなるため、Rb4は、アミノ基または一般式(X)で表される置換基であることが好ましい。アミノ基としては、無置換のアミノ基(-NH2)であっても、アルキル基等が置換したアミノ基であってもよいが、上記一般式(Y)で表される構造がより好ましい。 For example, when used in plating, R b4 is preferably an amino group or a substituent represented by general formula (X) because it easily interacts with metals and provides better adhesion to plating. The amino group may be an unsubstituted amino group (-NH 2 ) or an amino group substituted with an alkyl group or the like, but the structure represented by general formula (Y) above is more preferred.
一般式(B-1)~(B-7)において、mは2以上の整数である。mは、金属吸着能を有する基の構造や構成単位(A)及び構成単位(B)の配列、構成単位(B)の重合度等に応じて適宜決定される。 In the general formulas (B-1) to (B-7), m is an integer of 2 or more. m is appropriately determined depending on the structure of the group having metal adsorption ability, the arrangement of the structural unit (A) and the structural unit (B), the degree of polymerization of the structural unit (B), etc.
側鎖結晶性ブロック共重合体は、mは2~1,000であることが好ましい。より安定した改質効果を発揮し、熱可塑性樹脂の成形体の表面に金属吸着能を付与するためには、mは、2以上が好ましく、5以上や、10以上とすることがより好ましい。また、mは、構成単位(A)及び構成単位(B)の効果が十分に得られる範囲で、800以下や、500以下としてもよい。 In the side chain crystalline block copolymer, m is preferably 2 to 1,000. In order to exert a more stable modifying effect and impart metal adsorption ability to the surface of a molded thermoplastic resin body, m is preferably 2 or more, and more preferably 5 or more or 10 or more. Furthermore, m may be 800 or less, or 500 or less, as long as the effects of the structural unit (A) and the structural unit (B) are sufficiently obtained.
[共重合体]
側鎖結晶性ブロック共重合体は、構成単位(A)と、構成単位(B)とを含む共重合体である。側鎖結晶性ブロック共重合体は、本発明の目的を損なわない範囲でさらにその他の構成単位を含んでいてもよい。例えば、後述するように、構成単位(B)が、その前駆体ポリマーの側鎖に金属吸着性部位を導入することで得られるものであるとき、側鎖結晶性ブロック共重合体は、共重合体(A)と共重合体(B)に加えて、構成単位(B)の前駆体モノマーに由来する構造を含みうる。
[Copolymer]
The side chain crystalline block copolymer is a copolymer containing a structural unit (A) and a structural unit (B). The side chain crystalline block copolymer may further contain other structural units within a range that does not impair the object of the present invention. For example, as described below, when the structural unit (B) is obtained by introducing a metal-adsorbing site into the side chain of its precursor polymer, the side chain crystalline block copolymer may contain a structure derived from the precursor monomer of the structural unit (B) in addition to the copolymer (A) and the copolymer (B).
また、側鎖結晶性ブロック共重合体は、構成単位(A)及び構成単位(B)を主成分として含むものであり、構成単位(A)と構成単位(B)との合計の割合が、側鎖結晶性ブロック共重合体中、80質量%以上が好ましく、90質量%以上であることがより好ましい。 The side-chain crystalline block copolymer contains the structural unit (A) and the structural unit (B) as main components, and the total proportion of the structural unit (A) and the structural unit (B) in the side-chain crystalline block copolymer is preferably 80% by mass or more, and more preferably 90% by mass or more.
好ましい側鎖結晶性ブロック共重合体のひとつは、一般式(A-1)または(A-2)で表されるブロック(A)と、一般式(B-1)で表されるブロック(B)とを含む共重合体であり、より好ましくは、一般式(A-1)で表されるブロック(A)と、一般式(B-1)で表されるブロック(B)とを含む共重合体である。 One preferred side chain crystalline block copolymer is a copolymer containing a block (A) represented by general formula (A-1) or (A-2) and a block (B) represented by general formula (B-1), and more preferably a copolymer containing a block (A) represented by general formula (A-1) and a block (B) represented by general formula (B-1).
また、側鎖結晶性ブロック共重合体は、ランダム共重合体、交互共重合体、ブロック共重合体、トリブロック共重合体等のいずれであってもよいが、好ましくは、ブロック共重合体である。ブロック共重合体とすることで、ブロック(A)からなる構造ユニットと、ブロック(B)からなる構造ユニットとのそれぞれの機能が十分に発揮されやすくなる。 The side chain crystalline block copolymer may be any of a random copolymer, an alternating copolymer, a block copolymer, a triblock copolymer, etc., but is preferably a block copolymer. By using a block copolymer, the respective functions of the structural unit consisting of block (A) and the structural unit consisting of block (B) can be easily and sufficiently exerted.
側鎖結晶性ブロック共重合体において、ブロック(A)に対応する分子量と、ブロック(B)に対応する分子量とは、それぞれ1000以上であることが好ましい。ブロック(A)に対応する分子量が1000以上であることで、基材となる熱可塑性樹脂の成形体に、より強固に接着することができる。ブロック(A)に対応する分子量は、1,500以上であることが好ましく、2,000以上であることがより好ましい。 In the side-chain crystalline block copolymer, the molecular weight corresponding to block (A) and the molecular weight corresponding to block (B) are each preferably 1000 or more. When the molecular weight corresponding to block (A) is 1000 or more, it can adhere more firmly to the molded body of thermoplastic resin that serves as the substrate. The molecular weight corresponding to block (A) is preferably 1,500 or more, and more preferably 2,000 or more.
また、ブロック(B)に対応する分子量が1000以上であることで、より金属吸着能に優れた共重合体とすることができる。ブロック(B)に対応する分子量は、1,500以上であることが好ましく、2,000以上であることがより好ましい。 In addition, by having a molecular weight corresponding to block (B) of 1000 or more, a copolymer with superior metal adsorption ability can be obtained. The molecular weight corresponding to block (B) is preferably 1,500 or more, and more preferably 2,000 or more.
なお、これらの分子量は、GPCにより得られる結果から、ポリスチレン換算で求めることができる値「Mw:重量平均分子量」である。また、共重合体が溶媒に溶けにくく重量平均分子量を測定しにくい場合がある。そのような場合には、元素分析、IR、NMRなどの手法により各々の重量平均分子量を算出することができる。 These molecular weights are values (Mw: weight average molecular weight) that can be calculated in polystyrene equivalent from the results obtained by GPC. In some cases, the copolymer is difficult to dissolve in a solvent, making it difficult to measure the weight average molecular weight. In such cases, the weight average molecular weights can be calculated by methods such as elemental analysis, IR, and NMR.
側鎖結晶性ブロック共重合体の一例として、下記化学式(I)で表されるポリマーが挙げられる。これは、モノマー(A)として、ベヘニルアクリレート(BHA:側鎖が、炭素数22の直鎖状のアルキル基である。)を重合させ、その後、モノマー(B)としてメタクリル酸2-(tert-ブチルアミノ)エチル(2-(tert-Butylamino)ethyl Methacrylate:TBAEMA)を用いて共重合させたブロック共重合体である。これは、いわゆるAB型のブロック共重合体である。この共重合体は、BHA由来の構造により熱可塑性樹脂の成形体への接着性を示すブロック共重合体部を有し、一方で、TBAEMA由来のアミン構造により、熱可塑性樹脂の成形体(被処理物)に金属吸着能を付与することができる。 An example of a side-chain crystalline block copolymer is the polymer represented by the following chemical formula (I). This is a block copolymer obtained by polymerizing behenyl acrylate (BHA: the side chain is a linear alkyl group having 22 carbon atoms) as the monomer (A) and then copolymerizing it with 2-(tert-butylamino)ethyl methacrylate (TBAEMA) as the monomer (B). This is a so-called AB-type block copolymer. This copolymer has a block copolymer portion that exhibits adhesion to thermoplastic resin molded bodies due to the structure derived from BHA, while the amine structure derived from TBAEMA can impart metal adsorption ability to thermoplastic resin molded bodies (workpieces).
また、側鎖結晶性ブロック共重合体の例として、化学式(II)、(III)、(IV)のポリマーなども挙げられる。これらは、モノマー(A)としてステアリルアクリレート(STA)を用いている。また、モノマー(B)として、TBAEMA、ジエチレングリコールモノエチルエーテルアクリレート(DEEA)、アクリル酸(AA)を用いている。 Other examples of side-chain crystalline block copolymers include polymers of chemical formulas (II), (III), and (IV). These use stearyl acrylate (STA) as monomer (A). Also, TBAEMA, diethylene glycol monoethyl ether acrylate (DEEA), and acrylic acid (AA) as monomer (B).
[重合方法]
側鎖結晶性ブロック共重合体の重合方法は、特に限定されず、各種リビング重合法(ラジカル、アニオン、カチオン)等の公知の技術により重合することが可能である。リビングラジカル重合法としては、NMP法やATRP法、RAFT法などを用いることができる。また、上記のように、側鎖結晶性ブロック共重合体はブロック共重合体であることが好ましく、ブロック共重合体となるように製造することが好ましい。
[Polymerization method]
The polymerization method of the side chain crystalline block copolymer is not particularly limited, and the copolymerization can be performed by known techniques such as various living polymerization methods (radical, anionic, cationic). As the living radical polymerization method, the NMP method, the ATRP method, the RAFT method, etc. can be used. In addition, as described above, the side chain crystalline block copolymer is preferably a block copolymer, and is preferably produced to be a block copolymer.
例えば、その側鎖に炭素数8以上の長さのアルカン鎖を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群より選ばれるいずれかであるモノマー(A)と、側鎖に金属吸着能を有する構造を有するモノマー(B1)とを重合させて得ることができる。 For example, it can be obtained by polymerizing a monomer (A) selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, which has an alkane chain with 8 or more carbon atoms in its side chain, with a monomer (B1) having a structure with metal adsorption ability in its side chain.
具体的には、モノマー(A)を重合溶媒に開始剤と共に混合して、モノマー(A)混合溶液を調製するモノマー(A)混合溶液調製工程を行う。次に、この混合溶液調製工程で調製されたモノマー(A)混合溶液を、適当な重合温度(例えば約90~120℃)で、リアクター内で適宜撹拌しながら、窒素雰囲気等の下でリビングラジカル重合等の開始剤の重合機構に基づくモノマー(A)重合工程を行い、モノマー(A)ブロック重合体を得る。 Specifically, a monomer (A) mixed solution preparation step is performed in which monomer (A) is mixed with an initiator in a polymerization solvent to prepare a monomer (A) mixed solution. Next, the monomer (A) mixed solution prepared in this mixed solution preparation step is subjected to a monomer (A) polymerization step based on the polymerization mechanism of the initiator, such as living radical polymerization, in a nitrogen atmosphere or the like, while appropriately stirring the monomer (A) mixed solution prepared in the mixed solution preparation step at an appropriate polymerization temperature (e.g., about 90 to 120°C), to obtain a monomer (A) block polymer.
さらに、このモノマー(A)ブロック重合体を混合させている溶液に、側鎖に金属吸着能を有する構造を有するモノマー(B1)(例えば、アミノ基を有する、(メタ)アクリレート)を混合して、溶液中のラジカル等によってさらにモノマー(B1)を重合させるモノマー(B1)重合工程を行う。これにより、モノマー(A)由来ブロックとモノマー(B1)由来ブロックを有するブロック共重合体を得ることができる。モノマー(A)とモノマー(B1)との重合を行う順序は、重合させようとするモノマー種や重量平均分子量、それぞれの重合条件等に応じて変更することもできる。 Furthermore, a monomer (B1) having a structure with metal adsorption ability in the side chain (e.g., (meth)acrylate having an amino group) is mixed into the solution in which the monomer (A) block polymer is mixed, and a monomer (B1) polymerization step is carried out in which the monomer (B1) is further polymerized by radicals in the solution. This makes it possible to obtain a block copolymer having a block derived from monomer (A) and a block derived from monomer (B1). The order in which the monomer (A) and monomer (B1) are polymerized can be changed depending on the type of monomer to be polymerized, the weight average molecular weight, the polymerization conditions for each, etc.
[前駆体ポリマーの利用]
また、モノマー(A)と、その側鎖にオキシラニル基等の反応性基を有するモノマー(B2)(構成単位(B)の前駆体モノマー)とを重合させて、前駆体ポリマーを合成した後、アミノ基等と反応させて得ることができる。
[Use of precursor polymer]
Alternatively, the structural unit (B) can be obtained by polymerizing monomer (A) with monomer (B2) (a precursor monomer of structural unit (B)) having a reactive group such as an oxiranyl group on its side chain to synthesize a precursor polymer, and then reacting the precursor polymer with an amino group or the like.
具体的には、上記と同様に、モノマー(A)を重合溶媒に開始剤と共に混合して、適当な重合温度(例えば約90~120℃)で、リアクター内で適宜撹拌しながら、窒素雰囲気等の下でリビングラジカル重合等の開始剤の重合機構に基づくモノマー(A)重合工程を行い、モノマー(A)ブロック重合体を得る。 Specifically, as described above, monomer (A) is mixed with an initiator in a polymerization solvent, and the monomer (A) polymerization step is carried out based on the polymerization mechanism of the initiator, such as living radical polymerization, in a reactor at an appropriate polymerization temperature (e.g., about 90 to 120°C) while being appropriately stirred, under a nitrogen atmosphere, etc., to obtain a monomer (A) block polymer.
このモノマー(A)ブロック重合体を混合させている溶液に、オキシラニル基を有するモノマー(B2)(例えば、オキシラニル基を有する、(メタ)アクリレート)を混合して、溶液中のラジカル等によってさらにモノマー(B2)を重合させるモノマー(B2)重合工程を行う。これにより、モノマー(A)由来ブロックとモノマー(B2)由来ブロックを有する前駆体ポリマーが混合した溶液が得られる。次いで、この前駆体ポリマーにイミノ二酢酸を反応させると、オキシラニル基とイミノ二酢酸とが反応し、イミノ二酢酸由来のアミンの構造を有するものとなり、モノマー(B2)由来ブロックの側鎖に金属吸着能を有する共重合体となる。 A monomer (B2) having an oxiranyl group (e.g., a (meth)acrylate having an oxiranyl group) is mixed into the solution in which the monomer (A) block polymer is mixed, and a monomer (B2) polymerization step is carried out in which the monomer (B2) is further polymerized by radicals in the solution. This results in a solution in which a precursor polymer having a block derived from monomer (A) and a block derived from monomer (B2) is mixed. Next, when this precursor polymer is reacted with iminodiacetic acid, the oxiranyl group reacts with iminodiacetic acid to form an amine structure derived from iminodiacetic acid, and a copolymer having metal adsorption ability in the side chain of the block derived from monomer (B2).
その他の構成単位を含むときには、モノマー(C)として、モノマー(A)及びモノマー(B)と重合させてもよい。 When other structural units are included, they may be polymerized with monomer (A) and monomer (B) to form monomer (C).
このように合成された側鎖結晶性ブロック共重合体は、適宜、加熱や噴霧乾燥等して、ペースト状や粉体状などに、濃縮や乾燥等した状態で用いることができる。 The side-chain crystalline block copolymer thus synthesized can be used in a concentrated or dried state, such as in a paste or powder form, by heating or spray drying as appropriate.
本発明の成形体の製造方法は、混練した混練樹脂を成形体に溶融成形することで、成形体の表面層や表面近傍層を改質する。 The method for producing a molded body of the present invention involves melt-molding a kneaded resin into a molded body, thereby modifying the surface layer and the layer near the surface of the molded body.
[混練樹脂]
熱可塑性樹脂と、側鎖結晶性ブロック共重合体とを含む混練樹脂は、任意の方法で混練樹脂とすることができる。混練樹脂は、熱可塑性樹脂と側鎖結晶性ブロック共重合体を、予め溶融混練機で混練して、塊状としたものを適宜破砕等して得たものをマスターバッチとして利用してもよい。
[Mixed resin]
The kneaded resin containing the thermoplastic resin and the side chain crystalline block copolymer can be prepared by any method. The kneaded resin may be prepared by kneading the thermoplastic resin and the side chain crystalline block copolymer in advance in a melt kneader to form a mass, which is then crushed appropriately to obtain a master batch.
なお、このマスターバッチは、改質された成形体におけるものよりも側鎖結晶性ブロック共重合体の濃度が高いものとして、側鎖結晶性ブロック共重合体の取り扱いを行いやすいものとしてもよい。例えば、マスターバッチの樹脂において側鎖結晶性ブロック共重合体の濃度は、5~80質量%や10~80質量%、30~80質量%、40~80質量%などとすることができる。このようなマスターバッチと熱可塑性樹脂を乾燥状態で混合して、本発明の成形体を製造するときの側鎖結晶性ブロック共重合体の濃度を管理してもよい。 The master batch may have a higher concentration of the side chain crystalline block copolymer than that in the modified molded body, making it easier to handle the side chain crystalline block copolymer. For example, the concentration of the side chain crystalline block copolymer in the master batch resin may be 5 to 80 mass%, 10 to 80 mass%, 30 to 80 mass%, or 40 to 80 mass%, etc. Such a master batch and a thermoplastic resin may be mixed in a dry state to control the concentration of the side chain crystalline block copolymer when producing the molded body of the present invention.
また、乾燥状態で各成分を分散するように混合して成形機のホッパーに原料として投入することで成形機の溶融混練部で混練樹脂としてもよい。また、予め混合したものをペレッター等で混練してペレット化したペレットをさらなる成形の原料としてもよい。 The components may also be mixed in a dry state so as to be dispersed, and then fed into the hopper of the molding machine as a raw material to be kneaded into a resin in the melt-kneading section of the molding machine. The premix may also be kneaded in a pelletizer or the like to form pellets, and the pellets may be used as raw material for further molding.
[比率]
混練樹脂における、側鎖結晶性ブロック共重合体の含有量(側鎖結晶性ブロック共重合体の質量/混練樹脂の質量)が、0.05~10.0質量%であることが好ましい。このような含有量の範囲内とすることで、側鎖結晶性ブロック共重合体により表層に改質効果が得られた成形体を効率よく得ることができる。
[ratio]
The content of the side-chain crystalline block copolymer in the kneaded resin (mass of side-chain crystalline block copolymer/mass of kneaded resin) is preferably 0.05 to 10.0 mass %. By setting the content within this range, a molded article having a surface layer modified by the side-chain crystalline block copolymer can be efficiently obtained.
混練樹脂における、側鎖結晶性ブロック共重合体の含有量が10.0質量%を超える場合、成形体表面の改質効果が飽和する可能性がある。また、側鎖結晶性ブロック共重合体が多いことから、自己凝集するミセル化が発生して、側鎖結晶性ブロック共重合体が内層に塊をつくったり、表層に現れても斑状となる恐れがある。混練樹脂における、側鎖結晶性ブロック共重合体の含有量は、7.0質量%以下がより好ましく、6.0質量%以下や、5.0質量%以下、4.0質量%以下、3.5質量%以下、3.0質量%以下としてもよい。 If the content of the side chain crystalline block copolymer in the kneaded resin exceeds 10.0% by mass, the surface modification effect of the molded article may become saturated. In addition, since there is a large amount of side chain crystalline block copolymer, self-aggregation into micelles may occur, and the side chain crystalline block copolymer may form lumps in the inner layer or may appear in a spotty form on the surface. The content of the side chain crystalline block copolymer in the kneaded resin is more preferably 7.0% by mass or less, and may be 6.0% by mass or less, 5.0% by mass or less, 4.0% by mass or less, 3.5% by mass or less, or 3.0% by mass or less.
側鎖結晶性ブロック共重合体の含有量が0.05質量%未満の場合、改質効果が得られない場合がある。この含有量は、0.08質量%以上がより好ましく、0.10質量%以上や、0.15質量%以上、0.2質量%以上、0.3質量%以上としてもよい。 If the content of the side chain crystalline block copolymer is less than 0.05% by mass, the modifying effect may not be obtained. This content is more preferably 0.08% by mass or more, and may be 0.10% by mass or more, 0.15% by mass or more, 0.2% by mass or more, or 0.3% by mass or more.
[ペレット成形機10]
図1はペレット化するためのペレット成形機の一例を示すものである。また、図2はフィルム化するためのフィルム成形機の一例を示すものである。これらの成形機は、本発明の製造方法に適している。
[Pellet molding machine 10]
Fig. 1 shows an example of a pellet molding machine for forming pellets, and Fig. 2 shows an example of a film molding machine for forming a film. These molding machines are suitable for the manufacturing method of the present invention.
図1のペレット成形機10は、供給口11と、供給口12と、溶融混練部2と、吐出部3と、ペレタイザー4を有する。このペレット成形機10により、樹脂組成物を溶融してペレット状に成形することができる。得られたペレット61は、フレキシブルコンテナバッグ等のコンテナ5に収集される。以下さらに詳しくペレット成形機10を説明する。 The pellet molding machine 10 in FIG. 1 has a supply port 11, a supply port 12, a melt kneading section 2, a discharge section 3, and a pelletizer 4. This pellet molding machine 10 can melt a resin composition and mold it into pellets. The resulting pellets 61 are collected in a container 5 such as a flexible container bag. The pellet molding machine 10 will be described in more detail below.
[供給口11、12]
供給口11、12は、ホッパー状の供給口である。この供給口11、12の上部から塊状や粉状、ペレット状などの熱可塑性樹脂組成物が供給され、溶融混練部2へと移送される。供給口11、12はそれぞれ異なる原料を投入することができる。例えば、供給口11に熱可塑性樹脂を投入し、供給口12に側鎖結晶性ブロック共重合体を投入することができる。
[Supply ports 11, 12]
The supply ports 11 and 12 are hopper-shaped supply ports. A thermoplastic resin composition in the form of a lump, powder, pellets, or the like is supplied from the top of the supply ports 11 and 12 and transferred to the melt-kneading section 2. Different raw materials can be fed into the supply ports 11 and 12, respectively. For example, a thermoplastic resin can be fed into the supply port 11, and a side-chain crystalline block copolymer can be fed into the supply port 12.
[溶融混練部2]
溶融混練部2は、供給口11、12から供給された熱可塑性樹脂組成物を溶融混練する。この溶融混練部2は、熱可塑性樹脂組成物の溶融温度に加熱されており、モーターMにより、シリンダ21に連結されたスクリュー22を回転させることで熱可塑性樹脂組成物が押し出される。また、この配管とスクリューとの間等を通るとき、熱可塑性樹脂組成物にせん断応力がかかり、熱可塑性樹脂組成物は混練される。
[Melting and kneading section 2]
The melt-kneading section 2 melts and kneads the thermoplastic resin composition supplied from the supply ports 11 and 12. The melt-kneading section 2 is heated to the melting temperature of the thermoplastic resin composition, and the thermoplastic resin composition is extruded by rotating a screw 22 connected to a cylinder 21 by a motor M. In addition, when passing between the pipe and the screw, etc., a shear stress is applied to the thermoplastic resin composition, and the thermoplastic resin composition is kneaded.
[吐出部3]
吐出部3は、溶融混練された後の熱可塑性樹脂組成物をストランド状に吐出する。ペレタイザー4は、吐出部3より吐出されたストランド状の熱可塑性樹脂組成物を細断しペレット化する。なお、本発明の成形機は、吐出部から吐出後、直ちに細断するホットカットやアンダーウォーターカットなどによりペレット化してもよく、ストランド状には、短い状態のものも含む。本発明の成形機は、このような吐出部から吐出された熱可塑性樹脂組成物を細断しペレット化する細断部を有する成形機としてもよい。
[Discharge section 3]
The discharge section 3 discharges the thermoplastic resin composition after melt kneading in the form of strands. The pelletizer 4 chops the thermoplastic resin composition in the form of strands discharged from the discharge section 3 into pellets. The molding machine of the present invention may pelletize the composition by hot cutting or underwater cutting, which chops the composition immediately after discharge from the discharge section, and the strand shape also includes short strands. The molding machine of the present invention may be a molding machine having a chopping section that chops the thermoplastic resin composition discharged from such a discharge section into pellets.
このペレット成形機10により熱可塑性樹脂組成物をペレット化することで得られる樹脂ペレットはマスターバッチとすることができ、これを成形体を製造するときの原料として用いることもできる。 The resin pellets obtained by pelletizing the thermoplastic resin composition using this pellet molding machine 10 can be used as masterbatches, which can also be used as raw materials when manufacturing molded products.
[成形温度]
本発明の成形体の成形温度は、主たる成分となる熱可塑性樹脂の標準的な成形温度で行うことができる。この温度は射出成形機のスクリュー部の設定温度等で管理することができる。
[Molding temperature]
The molding temperature of the molded article of the present invention may be a standard molding temperature for the thermoplastic resin that is the main component, and this temperature can be controlled by the setting temperature of the screw part of the injection molding machine, etc.
図2の成形機101は、図1の成形機10のペレタイザー4に代えて、吐出部3の後、フィルム成形用のTダイ51を取り付けたものである。また、供給口11,供給口12に代えて、供給口1のみとしたものである。そして、Tダイ51から吐出された樹脂組成物は、ローラー52に吐出されて、適宜延伸ローラー(図示省略)などで延伸等されながらフィルム62に成形され巻取り用ローラー53に巻き取られる。 In the molding machine 101 of FIG. 2, instead of the pelletizer 4 of the molding machine 10 of FIG. 1, a T-die 51 for film formation is attached after the discharge section 3. Also, instead of the supply ports 11 and 12, only the supply port 1 is provided. The resin composition discharged from the T-die 51 is discharged onto a roller 52, and formed into a film 62 while being appropriately stretched by a stretching roller (not shown) or the like, and then wound up on a winding roller 53.
[成形体]
本発明の成形体は、熱可塑性樹脂と、側鎖結晶性ブロック共重合体とを含有する。これらの樹脂組成物を用いて成形される成形体の形状としては、特に限定されず、例えば、シート、板、糸、フィラメント、繊維、多孔質材料、各種部材、構造体などの成形体が挙げられる。
[Molded body]
The molded article of the present invention contains a thermoplastic resin and a side-chain crystalline block copolymer. The shape of the molded article molded using these resin compositions is not particularly limited, and examples thereof include molded articles such as sheets, plates, threads, filaments, fibers, porous materials, various members, and structures.
本発明の成形体は、表面層に側鎖結晶性ブロック共重合体が選択的に偏在し配列している配列層と、配列層に接する表面近傍層に側鎖結晶性ブロック共重合体を含む分散層と、を有する。これらの表面層や、表面近傍層の側鎖結晶性ブロック共重合体は、厚さ方向の各部分についてIRにより側鎖結晶性ブロック共重合体の有無やその程度を同定することで確認してもよい。または、表面を洗浄したとき、表面近傍層が存在することで改質された物性を一定程度維持することで確認してもよい。表面層は、成形体の外部に直接露出している層である。表面近傍層は、この表面層の内側で表面層の近くの層である。 The molded article of the present invention has an orientation layer in which the side-chain crystalline block copolymer is selectively distributed and arranged in the surface layer, and a dispersion layer containing the side-chain crystalline block copolymer in the surface vicinity layer in contact with the orientation layer. The side-chain crystalline block copolymer in the surface layer and the surface vicinity layer may be confirmed by identifying the presence or absence and the degree of the side-chain crystalline block copolymer in each part in the thickness direction by IR. Alternatively, when the surface is washed, it may be confirmed by maintaining a certain degree of the physical properties modified by the presence of the surface vicinity layer. The surface layer is a layer directly exposed to the outside of the molded article. The surface vicinity layer is a layer inside this surface layer and close to the surface layer.
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明するが、本発明は、その要旨を変更しない限り以下の実施例に限定されるものではない。 The present invention will be described in more detail below with reference to examples, but the present invention is not limited to the following examples unless the gist of the invention is changed.
[評価項目]
[IRスペクトル]
Perkin Elmer社製フーリエ変換赤外分光分析装置「Spectrum two(登録商標)」を用いて、測定した。
[Evaluation items]
[IR spectrum]
The measurement was carried out using a Fourier transform infrared spectrometer "Spectrum two (registered trademark)" manufactured by Perkin Elmer.
[引張せん断試験(接着性)]
JIS K6850(1999)に準じて、引張せん断試験を行い、接着性を評価した。接着剤は、シアノアクリレート系接着剤(製品名:アロンアルファ 201、東亞合成社製)を用いた。試験装置は、SHIMADZU製の小型卓上試験機EZ-LXを用いた。試験片は25mm幅、長さ100mmとし、接着長さを12.5mmとした。
試験片の両端を測定装置の把持具に把持させて10mm/minで離隔する方向に引っ張り、接着力を測定した。
試験を3回行い、全測定範囲の最大荷重の平均値を求めた(表中で「最大荷重 (破断力 N)」と表記)。
[Tensile shear test (adhesion)]
A tensile shear test was carried out in accordance with JIS K6850 (1999) to evaluate the adhesiveness. A cyanoacrylate adhesive (product name: Aron Alpha 201, manufactured by Toagosei Co., Ltd.) was used as the adhesive. A small tabletop tester EZ-LX manufactured by Shimadzu was used as the test device. The test piece was 25 mm wide and 100 mm long, with an adhesive length of 12.5 mm.
Both ends of the test piece were held by grippers of the measuring device and pulled apart at 10 mm/min to measure the adhesive strength.
The test was carried out three times, and the average value of the maximum load over the entire measurement range was calculated (represented as "maximum load (breaking force N)" in the table).
[原料]
・HDPE:旭化成株式会社「サンテック(登録商標) F184」
・LDPE:宇部丸善ポリエチレン株式会社「UBEポリエチレン F522N」
・L-LDPE:旭化成株式会社「ユメリット(登録商標) 3540N」
・PP:株式会社プライムポリマー「プライムポリプロ(登録商標) J137G」
・ブロックPP:株式会社プライムポリマー「プライムポリプロ(登録商標) B-150」
[Raw materials]
HDPE: Asahi Kasei Corporation "Suntech (registered trademark) F184"
・LDPE: UBE Maruzen Polyethylene Co., Ltd. "UBE Polyethylene F522N"
・L-LDPE: Asahi Kasei Corporation "Yumerit (registered trademark) 3540N"
PP: Prime Polypro (registered trademark) J137G, Prime Polymer Co., Ltd.
Block PP: Prime Polypro (registered trademark) B-150, Prime Polymer Co., Ltd.
[モノマー(A)]
・モノマー(A-1-1):BHA ベヘニルアクリレートを用いた。このモノマーは、炭素数22のアルキル基を側鎖に有するモノマーである。
[Monomer (A)]
Monomer (A-1-1): BHA behenyl acrylate was used. This monomer has an alkyl group with 22 carbon atoms in the side chain.
[モノマー(B)]
・モノマー(B-1-1):TBAEMA メタクリル酸2-(tert-ブチルアミノ)エチル(2-(tert-Butylamino)ethyl methacrylate:TBAEMA)を用いた。このモノマーは、側鎖に第2級アミノ基を有し、メタクリレート構造が主鎖となるモノマーである。
[Monomer (B)]
Monomer (B-1-1): TBAEMA 2-(tert-butylamino)ethyl methacrylate (TBAEMA) was used. This monomer has a secondary amino group in the side chain and a methacrylate structure as the main chain.
[重合開始剤] BlocBuilder(登録商標) MA(アルケマ社製)
[溶媒] 酢酸ブチル
[Polymerization initiator] BlocBuilder (registered trademark) MA (manufactured by Arkema)
[Solvent] Butyl acetate
[1]ブロック共重合体の製造
(1-1)ブロック共重合体(BHA-TBAEMA)の製造
セパラブルフラスコに、酢酸ブチル5.0質量部、ベヘニルアクリレート(BHA)5.0質量部を入れて、酢酸ブチルとBHAを混合した後、脱気、窒素置換をした。窒素雰囲気下で、酢酸ブチルとBHAの混合液を撹拌し、BHAを酢酸ブチルに溶解させた後、開始剤(Blocbuilder MA)0.38質量部を加えた。窒素雰囲気下、110℃で24時間、BHAを重合させて、BHA重合体の溶液を得た。
BHA重合体の溶液に2-(tert-ブチルアミノ)エチルメタクリレート(TBAEMA)5.0質量部と酢酸ブチル5.0質量部を加えて、さらに窒素雰囲気下、110℃で24時間重合を行った。メタノールを加えて再沈殿し乾燥することで、BHAとTBAEMAのブロック共重合体(BHA-TBAEMA)を得た。
[1] Production of block copolymer (1-1) Production of block copolymer (BHA-TBAEMA) 5.0 parts by mass of butyl acetate and 5.0 parts by mass of behenyl acrylate (BHA) were placed in a separable flask, and the butyl acetate and BHA were mixed, followed by degassing and nitrogen replacement. Under a nitrogen atmosphere, the mixture of butyl acetate and BHA was stirred to dissolve BHA in butyl acetate, and then 0.38 parts by mass of an initiator (Blocbuilder MA) was added. Under a nitrogen atmosphere, BHA was polymerized at 110°C for 24 hours to obtain a solution of BHA polymer.
To the BHA polymer solution, 5.0 parts by mass of 2-(tert-butylamino)ethyl methacrylate (TBAEMA) and 5.0 parts by mass of butyl acetate were added, and polymerization was further carried out for 24 hours at 110° C. under a nitrogen atmosphere. Methanol was added to cause reprecipitation and drying, thereby obtaining a block copolymer of BHA and TBAEMA (BHA-TBAEMA).
得られたBHA-TBAEMAの構造式を以下に一般式(I)として示す。(1-1)で得られたブロック共重合体(BHA-TBAEMA)は、Mwが、10,000であった。 The structural formula of the obtained BHA-TBAEMA is shown below as general formula (I). The block copolymer (BHA-TBAEMA) obtained in (1-1) had an Mw of 10,000.
[混練条件]
熱可塑性樹脂と、側鎖結晶性ブロック共重合体を秤量して、乾燥状態で混合した。
・混練機:東洋精機製作所社製「ラボプラストミル 4C150」を用いて、予備混練を行い、マスターバッチを作成した。
PE(HDPE、LDPE、L-LDPE)は、180℃、30rpm、3分で混練を行った。
PP(ブロックPP)は、210℃、30rpm、3分で混練を行った。
[Kneading conditions]
The thermoplastic resin and the side chain crystalline block copolymer were weighed and mixed in a dry state.
Mixer: A "Labo Plastomill 4C150" manufactured by Toyo Seiki Seisakusho was used to carry out preliminary mixing to prepare a master batch.
PE (HDPE, LDPE, L-LDPE) was kneaded at 180° C., 30 rpm, and 3 minutes.
PP (block PP) was kneaded at 210° C., 30 rpm, and 3 minutes.
[ポリエチレン(PE)の製膜条件]
・製膜条件(A):予備混練を行って得られた塊状の混練組成物を、プレス成形機を用いて厚み500μmのスペーサー内に配置し、プレス温度180℃、プレス圧力25MPa、加熱時間2分でプレス成形することでフィルム状の成形体を得た。
・製膜条件(B):製膜条件(A)で製膜したフィルムから、接着試験片を採取した後の残部を回収したものを混練組成物として、製膜条件(A)に準じて製膜した。
・製膜条件(C):熱可塑性樹脂と側鎖結晶性ブロック共重合体を秤量して、直接乾燥状態で混合したものをそのまま用いて、プレス成形機を用いて厚み500μmのスペーサー内に配置し、180℃でプレス成形することでプレス成形機のスペーサー中で溶融混練させて成形し、フィルム状の成形体を得た。
[Polyethylene (PE) film formation conditions]
Film-forming conditions (A): The bulk kneaded composition obtained by preliminary kneading was placed in a spacer having a thickness of 500 μm using a press molding machine, and press-molded at a press temperature of 180° C., a press pressure of 25 MPa, and a heating time of 2 minutes to obtain a film-shaped molded body.
Film-forming condition (B): From the film formed under the film-forming condition (A), the remainder after taking an adhesion test piece was recovered, and the kneaded composition was used to form a film in accordance with the film-forming condition (A).
Film-forming conditions (C): A thermoplastic resin and a side-chain crystalline block copolymer were weighed out and mixed in a dry state. The mixture was placed in a spacer having a thickness of 500 μm using a press molding machine and press-molded at 180° C. to melt-knead and mold the mixture in the spacer of the press molding machine, thereby obtaining a film-like molded product.
[ポリエチレン(PP)の製膜条件]
前述のポリエチレンの製膜条件のプレス温度180℃を、210℃に変更した以外は、同様の条件で製膜を行った。
[Polyethylene (PP) film formation conditions]
A film was formed under the same conditions as those for forming the polyethylene film, except that the press temperature was changed from 180° C. to 210° C.
熱可塑性樹脂や側鎖結晶性ブロック共重合体(SCCBC)の種類や濃度等、製膜条件を設定変更しながら行った試験例等について、その条件と評価結果を表1~3に示す。 Tables 1 to 3 show the conditions and evaluation results of test examples in which film-making conditions were changed, such as the type and concentration of thermoplastic resin and side-chain crystalline block copolymer (SCCBC).
[試験例A1~A14、比較例1について(表1)]
表1は、HDPEを用いた試験に関する。HDPEを用いたとき、再プレス(製膜条件(B))と、混練(製膜条件(A))では0.1wt%以上で接着力の向上が認められた。一方、5wt%以上では接着力の低下が認められた。5wt%では再プレスすることにより接着力が向上したが、10wt%では再プレス後も接着力改質効果は低かった。
[Test Examples A1 to A14 and Comparative Example 1 (Table 1)]
Table 1 relates to tests using HDPE. When HDPE was used, an improvement in adhesive strength was observed at 0.1 wt% or more in re-pressing (film-forming condition (B)) and kneading (film-forming condition (A)). On the other hand, a decrease in adhesive strength was observed at 5 wt% or more. At 5 wt%, adhesive strength improved by re-pressing, but at 10 wt%, the adhesive strength improvement effect was low even after re-pressing.
[試験例B1~B14について(表2)]
表2は、PPを用いた試験に関する。PPを用いたとき、SCCBCが1.0wt%以上でより接着力の向上が認められた。一方、10wt%以上では接着力が低下し始める傾向が認められる。
[Test Examples B1 to B14 (Table 2)]
Table 2 shows the results of the test using PP. When PP was used, the adhesive strength was improved when the SCCBC was 1.0 wt% or more. On the other hand, when the SCCBC was 10 wt% or more, the adhesive strength started to decrease.
[試験例C1~C6について(表3)]
表3は、各種熱可塑性樹脂を用いた評価結果である。LDPE,L-LDPE,ブロックPPはいずれも接着面で剥離するよりも先に基板が伸びたり、破壊したりと強固な接着性を有していた。
[Test Examples C1 to C6 (Table 3)]
The evaluation results using various thermoplastic resins are shown in Table 3. LDPE, L-LDPE, and block PP all had such strong adhesiveness that the substrate stretched or broke before peeling occurred at the adhesive surface.
本発明により得られる熱可塑性樹脂組成物の成形体は、従来の熱可塑性樹脂組成物の物性を改質したものとして種々の用途に利用することができ、産業上有用である。 The molded articles of the thermoplastic resin composition obtained by the present invention can be used in various applications as products with improved physical properties of conventional thermoplastic resin compositions, and are industrially useful.
1、11、12 供給口
10、101 成形機
2 溶融混練部
21 シリンダ
22 スクリュー
3 吐出部
4 ペレタイザー
5 コンテナ
51 Tダイ
52 ローラー
53 巻取り用ローラー
61 ペレット
62 フィルム
Reference Signs List 1, 11, 12 Supply port 10, 101 Molding machine 2 Melt kneading section 21 Cylinder 22 Screw 3 Discharge section 4 Pelletizer 5 Container 51 T-die 52 Roller 53 Winding roller 61 Pellet 62 Film
Claims (3)
前記側鎖結晶性ブロック共重合体が、側鎖に炭素数8以上のアルキル基を有する構成単位の繰り返しである第1の重合ブロックと、機能性基を有する構成単位の繰り返しである第2の重合ブロックとを含み、
前記第1の重合ブロックが、炭素数8以上のアルキル基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマー(A)の重合体であり、
前記第2のブロックが、アミノ基、アミド基、スルホ基、オキシアルキレン基、及びオキシラニル基からなる群から選択されるいずれかの基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマー(B)の重合体であり、
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及びポリアクリル系樹脂からなる群から選択される1以上の樹脂であり、
前記混練樹脂における、前記側鎖結晶性ブロック共重合体の含有量(側鎖結晶性ブロック共重合体の質量/混練樹脂の質量)が、0.05~10.0質量%である成形体の製造方法。 The method for producing a molded article includes melt molding a kneaded resin obtained by kneading a thermoplastic resin and a side-chain crystalline block copolymer, and modifying a surface layer of the molded article,
the side chain crystalline block copolymer comprises a first polymer block which is a repeat of a structural unit having an alkyl group having 8 or more carbon atoms in a side chain, and a second polymer block which is a repeat of a structural unit having a functional group;
the first polymer block is a polymer of any one monomer (A) selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, the monomer having an alkyl group having 8 or more carbon atoms;
the second block is a polymer of any one of monomers (B) selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, the monomer (B) having any one of groups selected from the group consisting of an amino group, an amide group, a sulfo group, an oxyalkylene group, and an oxiranyl group,
the thermoplastic resin is one or more resins selected from the group consisting of polyolefin-based resins, polyester-based resins, polystyrene-based resins, and polyacrylic-based resins;
The method for producing a molded article, wherein the content of the side-chain crystalline block copolymer in the kneaded resin (mass of side-chain crystalline block copolymer/mass of kneaded resin) is 0.05 to 10.0 mass % .
前記側鎖結晶性ブロック共重合体が選択的に偏在し配列した部分を有する表面層と、
前記表面層に接し、前記側鎖結晶性ブロック共重合体を含む部分を有する表面近傍層と、を有し、
前記側鎖結晶性ブロック共重合体が、側鎖に炭素数8以上のアルキル基を有する構成単位の繰り返しである第1の重合ブロックと、機能性基を有する構成単位の繰り返しである第2の重合ブロックとを含み、
前記第1の重合ブロックが、炭素数8以上のアルキル基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマー(A)の重合体であり、
前記第2のブロックが、アミノ基、アミド基、スルホ基、オキシアルキレン基、及びオキシラニル基からなる群から選択されるいずれかの基を有する、(メタ)アクリレート、(メタ)アクリルアミド、ビニルエーテル、ビニルエステル、シロキサン、α-オレフィン及び置換スチレンからなる群から選択されるいずれかのモノマー(B)の重合体であり、
前記熱可塑性樹脂が、ポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリスチレン系樹脂、及びポリアクリル系樹脂からなる群から選択される1以上の樹脂であり、
前記側鎖結晶性ブロック共重合体の含有量が、0.05~10.0質量%である成形体。 The composition contains a thermoplastic resin and a side-chain crystalline block copolymer,
a surface layer having a portion where the side chain crystalline block copolymer is selectively distributed and arranged;
a surface vicinity layer in contact with the surface layer and having a portion containing the side chain crystalline block copolymer ,
the side chain crystalline block copolymer comprises a first polymer block which is a repeat of a structural unit having an alkyl group having 8 or more carbon atoms in a side chain, and a second polymer block which is a repeat of a structural unit having a functional group;
the first polymer block is a polymer of any one monomer (A) selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, the monomer having an alkyl group having 8 or more carbon atoms;
the second block is a polymer of any one of monomers (B) selected from the group consisting of (meth)acrylate, (meth)acrylamide, vinyl ether, vinyl ester, siloxane, α-olefin, and substituted styrene, the monomer (B) having any one of groups selected from the group consisting of an amino group, an amide group, a sulfo group, an oxyalkylene group, and an oxiranyl group,
the thermoplastic resin is one or more resins selected from the group consisting of polyolefin-based resins, polyester-based resins, polystyrene-based resins, and polyacrylic-based resins;
The content of the side chain crystalline block copolymer is 0.05 to 10.0% by mass.
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