JPH07258349A - エチレンまたはエチレン誘導体とフッ素化(メタ)アクリレートとの共重合体と、その製造と、その応用 - Google Patents

エチレンまたはエチレン誘導体とフッ素化(メタ)アクリレートとの共重合体と、その製造と、その応用

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 水上または雪上滑走面の形成、疎水性保護表
面の形成に適したエチレンまたはエチレン誘導体とフッ
素化(メタ)アクリレートとの共重合体。 【構成】 エチレン(1つのハロゲン原子、同一の炭素
上にある2つのハロゲン原子またはフェニル基で置換さ
れていてもよい)と〔化1〕(Rは水素またはメチル、
nは1以上の整数)のフッ素化(メタ)アクリレートと
の共重合体: 【化1】 【効果】 自由表面エネルギーが低く、しかもメルトイ
ンデックスが用途に適している。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はエチレンまたはエチレン
誘導体と、フッ素化(メタ)アクリレートとの共重合体
と、その製造方法と、その滑動・摺動面形成への応用と
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】大抵の滑走面、特にスキー板の底はポリ
エチレンで作られている。このような用途では当業者は
高温メルトインデックス(すなわちASTM規格D1238
−62Tに準じて測定したメルトインデックス)が2〜2
0、好ましくは4〜15のポリエチレンを使用する。すな
わち、このメルトインデックスが2以下のものは長鎖ポ
リマーで、硬過ぎるため上記用途には適さない。逆に、
このメルトインデックスが20以上であるものは短鎖ポリ
マーで、柔か過ぎて直ぐに削れてしまう。また、滑走特
性、特にスキー板の滑走特性は接触面の材料の自由表面
エネルギーが低い程良くなるということも知られてい
る。スキー板の底の自由表面エネルギーを低くするため
には一般にフッ素化誘導体、特にパーフルオロ化ワック
スをスキー板の底面に塗っている。しかし、ワックスが
けは時間と技術とを必要とし、頻繁に塗り直しをしなけ
ればならないという欠点がある。従って、適当なメルト
インデックスを有し、自由表面エネルギーが低い素材、
特にスキー板の一部で使われているポリエチレンに比較
し得るような素材の開発が強く望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的はこの要
求に答えることにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の対象は、下記
〔化1〕で表されるモノマーと下記〔化2〕で表される
フッ素化(メタ)アクリレートとのランダム共重合体で
あって、〔化2〕の(メタ)アクリレートの含有比率が
0.1〜30重量%である共重合体にある:
【0005】
【化3】 (ここで、R1 ,R2 ,R3 およびR4 が水素である
か、R1 が塩素またはフッ素で、R2 ,R3 およびR4
が水素であるか、R1 とR2 が塩素またはフッ素で、R
3 とR4 が水素であるか、R1 がフェニルで、R2 ,R
3 およびR4 が水素である。)
【0006】
【化4】 (ここで、Rは水素またはメチル基であり、nは1以上
の整数である。)
【0007】
【作用】好ましい共重合体はエチレンと〔化4〕でRが
水素でnが4〜10の間の整数、特に6〜8の間の整数で
あるアクリレートとから得られる。本発明の共重合体は
〔化4〕の(メタ)アクリレートを1〜20重量%含有す
るのが好ましい。
【0008】本発明の他の対象は〔化3〕で表されるモ
ノマーと〔化4〕で表されるフッ素化(メタ)アクリレ
ートとの塊状共重合方法にある。本発明の方法は、(1)
〔化3〕で表されるモノマーを気体状態で導入し、(2)
これを反応器内で8×107 Pa〜25×107 Paの圧力まで少
しずつ上げ、(3) 反応器の入口で〔化3〕のモノマー流
に〔化4〕のフッ素化(メタ)アクリレートコモノマー
と共重合開始剤とを注入し、(4) 温度150 〜300 ℃で10
秒〜5分間反応させ、(5) 共重合体および残留モノマー
を取り出し、次第に圧力を低下させることによって分離
する。上記方法は、従来の適当な公知装置を用いて連続
的または不連続的に行うことができる。
【0009】注入する(メタ)アクリレートの量は一般
に〔化3〕のモノマーの導入量に対して 0.1〜2重量
%、好ましくは 0.3〜1重量%にする。しかし、(メ
タ)アクリレートを取り込む反応性の比から、生成する
共重合体での(メタ)アクリレートの濃度は2つのモノ
マーの反応混合物より4〜8倍高くなる。
【0010】フッ素化(メタ)アクリレートはそのまま
の状態または溶媒で希釈して注入する。後者の場合、フ
ッ素化(メタ)アクリレート用溶媒の機能は反応に関与
しないで(メタ)アクリレートを移送することだけにあ
る。この溶媒は有機溶媒等の任意の溶媒でよく、特に飽
和炭化水素、特にヘキサンまたはヘプタンを使用するこ
とができる。溶媒中での(メタ)アクリレートの濃度は
(メタ)アクリレート注入ポンプの最小吐出量によって
決定する。
【0011】1種以上の共重合開始剤を添加する必要が
ある。反応器頭部より注入する開始剤は反応条件下で即
座に分解し、しかも反応中活性が持続するものを選択す
る。特に過酸化物、特にtert−ブチルパーピバレートと
tert−ブチルパーベンゾエートとを挙げることができ
る。開始剤は適当な溶媒、好ましくは(メタ)アクリル
コモノマーと同じ種類の溶媒に溶解して注入する。開始
剤の使用量は導入されるモノマーの全重量に対して0.00
1 〜5重量%、好ましくは 0.005〜2重量%にする。
【0012】共重合反応は発熱反応であり不連続運転す
る場合の反応器の温度は150 〜300℃であり、連続運転
する場合も上記範囲内にする。反応時間は30秒から2分
間にするのが好ましい。上記の温度および高圧の反応条
件下では生成するコポリマは単一相混合物を形成し、モ
ノマーとともに超臨界状態になる。次第に圧力を低下さ
せて、生成するコモノマと気体の残留モノマーとを反応
器出口で分離する。当業者は反応の全てのパラメータ、
例えば開始剤の種類と量、モノマー量、温度および圧力
を設定して、所望の変換率で所望のメルトインデックス
を有する共重合体を得ることができる。
【0013】本発明の他の対象は、〔化3〕のモノマー
と〔化4〕のフッ素化(メタ)アクリレートとの共重合
体を用いて作った雪上または水上を滑走する道具、特に
スキー板、ボートの船体、ウィンドサーフィンボードま
たはサーフボード等にある。本発明の共重合体はメルト
インデックスおよび自由表面エネルギーの面で加工性お
よび滑走性に優れている。
【0014】本発明のさらに他の対象は〔化3〕のモノ
マーと〔化4〕のフッ素化(メタ)アクリレートとの共
重合体を表面、特にフロントガラス、窓ガラスに塗布し
て水の滑りを向上させたり、配水管に塗布して圧損を下
げる方法にある。
【0015】本発明のさらに他の対象は〔化3〕のモノ
マーと〔化4〕のフッ素化(メタ)アクリレートとの共
重合体を表面に塗布することによって表面を疎水性に
し、それによって表面を保護する方法にある。この表面
には曇り止め効果と落書き防止効果がある。以下、本発
明の実施例を説明する。
【0016】実施例 エチレンガスを3×106 Paの圧力で室温で合成装置へ導
入する。この気体を温度−15℃の凝縮器中で圧力3×10
6 Paで液化する。冷却ヘッドを有するダイヤフラムポン
プで液体エチレンを3×107 Paまで加圧する。冷却ヘッ
ドを有する第2のダイヤフラムポンプで圧力を8×107
Pa〜25×107 Paの間の調整可能な値まで上昇させる。今
の場合には15×107 Paにする(反応器圧力)。エチレン
を攪拌しながら内径21mm、長さ1.5 メートルの管式反応
器へ連続的に導入する。フッ素化アクリレートのヘプタ
ン溶液を貫通式可変高圧ポンプを用いて反応器の入口で
エチレン流に連続的に注入する。tert−ブチルパーピバ
レート、tert−ブチルパーベンゾエートまたはこれれら
の混合物のヘプタン溶液を別の高圧ポンプを用いて反応
器の頭部から連続的に注入する。
【0017】共重合は反応器の頭部で既に始まってお
り、反応管を通過する間継続する。滞留時間は調節可能
であるが、60秒程度である。反応器出口に設けた圧力調
節バルブを用いて共重合体と残留モノマーとを取り出
す。反応器出口で得られる共重合体と残留モノマーの単
相混合物は圧力3×107 Paおよび1×105 Paに設定され
た一連の分離装置で相分離されて、未反応のモノマーか
ら共重合体が分離される。未反応のモノマーは再循環さ
れる。最後に低圧分離装置を開放して共重合体を回収す
る。結果は〔表1〕および〔表2〕に示す。実施例1〜
26の結果を示す〔表1〕はエチレンと下記〔化5〕との
共重合の結果である:
【0018】
【化5】 実施例27〜30の結果を示す〔表2〕はエチレンと下記
〔化6〕との共重合の結果である:
【0019】
【化6】 これらの表には導入した各モノマーの流量、開始剤の種
類と注入時の流量、エチレン導入量に対するアクリレー
ト導入量(重量%)、共重合変換率、共重合体のメルト
インデックス(ASTM規格1238−65Tに準じて測定し
たメルトインデックス)および生成した共重合体中のア
クリレート含有量 (重量)(赤外線分析で測定) が示して
ある。表でAはtert−ブチルパーピバレートを示し、B
はtert−ブチルパーベンゾエートを示す。変換率が約8
〜14%である共重合体のメルトインデックスは各種滑走
表面、特にスキー板底を製造するのに容易に適用でき
る。
【0020】実施例19’〜26’は実施例19〜26をフッ素
化アクリレートを用いずに再試験したものであり、実施
例19〜26の共重合体と同じメルトインデックスを示すポ
リエチレンが得られた。実施例19,26,19' ,26' で得
られた(共)重合体を180 ℃で圧縮成形して厚さ1mmの
シートにして、このシートの自由表面エネルギーをIS
O規格8296に準じて測定した。実施例19' と26' では自
由表面エネルギーが31 mN/mであるのに対し、本発明
の共重合体である実施例19と26の自由表面エネルギーが
22.6 mN/m以下(この規格での測定限界値以下)まで
低下した。フッ素化コモノマーの導入によって表面張力
が大幅に低下しており、このことは本発明の共重合体が
優れた滑走表面を形成することを示している。
【0021】
【表1】
【0022】
【表2】
【0023】
【表3】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C08L 23/08 LDC

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 下記〔化1〕で表されるモノマーと、下
    記〔化2〕で表されるフッ素化(メタ)アクリレートと
    のランダム共重合体であって、〔化2〕の(メタ)アク
    リレートの含有比率が 0.1〜30重量%である共重合体: 【化1】 (ここで、 R1 ,R2 ,R3 およびR4 が水素であるか、 R1 が塩素またはフッ素で、R2 ,R3 およびR4 が水
    素であるか、 R1 とR2 が塩素またはフッ素で、R3 とR4 が水素で
    あるか、 R1 がフェニルで、R2 ,R3 およびR4 が水素であ
    る) 【化2】 (ここで、 Rは水素またはメチル基であり、 nは1以上の整数である)。
  2. 【請求項2】 エチレンと、〔化2〕においてRが水素
    で、nが4〜10の間の整数を示すアクリレートとから得
    られる請求項1に記載の共重合体。
  3. 【請求項3】 〔化2〕においてnが6〜8の間の整数
    であるアクリレートから得られる請求項1に記載の共重
    合体。
  4. 【請求項4】 (メタ)アクリレートが1〜20重量%で
    ある請求項1に記載の共重合体。
  5. 【請求項5】(1) 〔化1〕で表されるモノマーを気体状
    態で導入し、(2) これを反応器内で8×107 Pa〜25×10
    7 Paの圧力まで少しずつ上げ、(3) 反応器の入口で〔化
    1〕のモノマー流に〔化2〕のフッ素化(メタ)アクリ
    レートコモノマーと共重合開始剤とを注入し、(4) 温度
    150 〜300 ℃で10秒〜5分間反応させ、(5) 共重合体お
    よび残留モノマーを取り出し、次第に圧力を低下させる
    ことによって分離することを特徴とする請求項1に記載
    の〔化1〕で表されるモノマーと〔化2〕で表されるフ
    ッ素化(メタ)アクリレートとの塊状共重合方法。
  6. 【請求項6】 〔化2〕の(メタ)アクリレートの導入
    量が〔化1〕のモノマーの導入量の 0.1〜2重量%であ
    る請求項5に記載の方法。
  7. 【請求項7】 〔化2〕の(メタ)アクリレートの導入
    量が〔化1〕のモノマーの導入量の 0.3〜1重量%であ
    る請求項5に記載の方法。
  8. 【請求項8】 フッ素化(メタ)アクリレートを飽和炭
    化水素溶液で導入する請求項5に記載の方法。
  9. 【請求項9】 共重合開始剤を tert-ブチルパーピバレ
    ート、 tert-ブチルパーベンゾエートまたはこれらの混
    合物から選択する請求項5に記載の方法。
  10. 【請求項10】 共重合開始剤の使用量をモノマーの全
    導入量に対して 0.001〜5重量%にする請求項5に記載
    の方法。
  11. 【請求項11】 共重合開始剤の使用量をモノマーの全
    導入量に対して 0.005〜2重量%にする請求項5に記載
    の方法。
  12. 【請求項12】 反応時間を30秒〜2分間にする請求項
    5に記載の方法。
  13. 【請求項13】 請求項1に記載の共重合体で作られた
    滑動する物品。
  14. 【請求項14】 請求項1に記載の共重合体を表面に有
    する滑動する物品。
  15. 【請求項15】 請求項1に記載の共重合体を底面に有
    するスキー板。
  16. 【請求項16】 請求項1に記載の共重合体の層を表面
    に塗布して表面上の水の滑りを良くする方法。
  17. 【請求項17】 請求項1に記載の共重合体を表面に塗
    布することによって疎水性を付与して表面を保護する方
    法。
JP5093717A 1992-03-27 1993-03-29 エチレンまたはエチレン誘導体とフッ素化(メタ)アクリレートとの共重合体と、その製造と、その応用 Expired - Lifetime JP3015222B2 (ja)

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