WO2016039461A1 - 変性ポリオレフィン粒子及びその製造方法 - Google Patents

変性ポリオレフィン粒子及びその製造方法 Download PDF

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WO2016039461A1
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modified polyolefin
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polyolefin particles
molecular weight
weight
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綾平 志賀
圭一 池田
和人 杉山
伊崎 健晴
青木 正義
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Mitsui Chemicals Inc
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Mitsui Chemicals Inc
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    • C08F255/04Macromolecular compounds obtained by polymerising monomers on to polymers of hydrocarbons as defined in group C08F10/00 on to polymers of olefins having two or three carbon atoms on to ethylene-propylene copolymers

Definitions

  • the present invention relates to modified polyolefin particles and a method for producing the same.
  • Polyolefin resins have many excellent features such as chemical resistance and mechanical properties, but have the disadvantage of low affinity with polar substances because they are nonpolar polymers.
  • the polyolefin is modified by adding a polar group derived from an organic carboxylic acid having a carbon-carbon double bond to the polyolefin by a graft reaction using an organic peroxide as an initiator. The method is being used.
  • a method of blending a modifier with polyolefin and extruding the polyolefin in a molten state using an extruder or the like to modify under high temperature and high shear (melting method) or dissolving the polyolefin in a solvent a method of modifying a polyolefin by adding a modifier to this solution (solution method) or the like is employed.
  • JP-A-2006-328388 Patent Document 2
  • Patent Document 2 JP-A-2006-328388
  • Patent Document 2 JP-A-2006-328388
  • a method of obtaining acid-modified polypropylene by mixing is disclosed.
  • a solid phase method is known in which modification is performed at a temperature below the melting point of the polyolefin polymer.
  • the advantage of the solid-phase method is that the shearing force accompanying agitation does not act on the molecular chain in the course of the denaturation reaction, so that the molecular chain is not broken due to shearing, and the decrease in molecular weight can be suppressed accordingly. is there.
  • the grafting reaction is localized, so that the quality of the product tends to be uneven, and the resulting product is It tends to contain a gel.
  • a crosslinking reaction may occur simultaneously with the graft reaction.
  • the modified polyolefin obtained by a known method has a problem that, when a gel is generated by a crosslinking reaction or the like, a fish eye is generated when it is processed into a film.
  • strength at the time of processing into a composite body with carbon fiber, glass fiber, a cellulose fiber, a vegetable fiber, etc. falls.
  • Patent Document 1 discloses an alcohol compound and / or epoxy contained as an impurity in 1,1,2-trichloroethane as a solvent when grafting an unsaturated carboxylic acid to a polyolefin in a solvent.
  • the reaction temperature is set to 40 to 130 ° C., and the reaction pressure is set to 1 MPa or less, an unsaturated carboxylic acid-grafted polyolefin having a low gel content and low coloration is obtained.
  • a manufacturing method is disclosed.
  • the unsaturated carboxylic acid grafted polyolefin obtained by this production method contains a gel insoluble in xylene heated to 140 ° C., but its content is less than 0.02% by weight, It is also disclosed that the amount of unsaturated carboxylic acid grafted is 0.1 to 10% by weight.
  • Patent Document 1 since the method described in Patent Document 1 is a solution method, as described above, there is room for improvement in the balance between the graft amount and the molecular weight, and the 1,1,2 used as a solvent when the graft reaction is performed.
  • a step of removing alcohol compounds and / or epoxy compounds contained as impurities in 1,1,2-trichloroethane in advance is necessary, which is not economically preferable.
  • the provided particles generally have a particle size of 0.1 mm or less, and there is a concern that the workability of handling during molding and mixing with various resins is inferior.
  • the purpose of the present invention is a modified polyolefin that has both a graft amount and a molecular weight, is substantially free of gel, and has excellent handling workability during molding and mixing with various resins. To provide particles.
  • the present invention relates to the following [1] to [25].
  • the graft amount x of the monomer having the ethylenically unsaturated group and the polar functional group in the same molecule is 0.5% by weight or more and 20% by weight or less.
  • Tm melting point
  • A a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule
  • B an organic peroxide
  • c impregnated with a solution comprising an organic solvent, and at a temperature lower than (Tm-10) ° C.
  • the polymer according to [2] is a homopolymer of propylene, The method according to [2], wherein the value of (number of moles of (a) ⁇ number of moles of (b)) is 1.5 to 10.
  • the polymer according to [2] is a random copolymer containing propylene as a main component, The method according to [2], wherein the value of (number of moles of (a) ⁇ number of moles of (b)) is 3 to 10.
  • the polymer according to [2] is a random copolymer or a homopolymer mainly composed of 4-methylpentene-1.
  • the content of an aliphatic alcohol having a molecular weight of 150 or less measured by headspace gas chromatography in the gas generated when the modified polyolefin particles are heated at 190 ° C. for 30 minutes is 1 ⁇ g or more per 1 g of the modified polyolefin particles.
  • the content of aliphatic alcohol having a molecular weight of 110 or less as measured by headspace gas chromatography in the gas generated when the modified polyolefin particles are heated at 190 ° C. for 30 minutes is also 1 ⁇ g per 1 g of the modified polyolefin particles.
  • Grafting is performed by graft-reacting the polyolefin resin with the monomer having the ethylenically unsaturated group and the polar functional group in the same molecule in the presence of a radical initiator,
  • the radical initiator is an organic peroxide comprising an aliphatic alkoxy radical moiety having a molecular weight of 150 or less and an aromatic ring-containing compound radical moiety having a molecular weight of 250 or less as constituent parts [1], [9 ] To [14] and [17].
  • the organic peroxide is an organic peroxide comprising an aliphatic alkoxy radical moiety having a molecular weight of 150 or less and an aromatic ring-containing compound radical moiety having a molecular weight of 250 or less as constituent parts [2], [21] And the manufacturing method in any one of [22].
  • modified polyolefin particles having a low gel content and an appropriate particle size can be obtained. Thereby, it is expected that the handling workability at the time of molding or mixing with various resins is excellent, and problems such as generation of fish eyes when processed into a film are expected to be solved.
  • the modified polyolefin particle according to the present invention is an ethylenically non-polymerized polymer having a melting point of 50 ° C. or higher and lower than 250 ° C., which is composed of one or more ⁇ -olefins selected from ⁇ -olefins having 2 to 18 carbon atoms.
  • a monomer having a saturated group and a polar functional group in the same molecule is grafted to satisfy the following requirements (1) to (3): (1)
  • the graft amount of the monomer having the ethylenically unsaturated group and the polar functional group in the same molecule is 0.5% by weight or more.
  • the gel content is less than 1% by weight.
  • the polymer serving as the base material constituting the modified polyolefin particles is composed of one or more ⁇ -olefins selected from ⁇ -olefins having 2 to 18 carbon atoms, and has a melting point of 50 ° C. or higher and 250 ° C.
  • a polymer of less than 0 ° C. is employed.
  • preferred polymers are: A polymer containing ethylene as a main component, a polymer containing propylene as a main component, a polymer containing butene as a main component, and a polymer containing 4-methylpentene-1 as a main component.
  • a polymer mainly composed of propylene and a copolymer mainly composed of 4-methylpentene-1 are preferable, and among these, a homopolymer of propylene, propylene ⁇ Particularly preferred are an ethylene random copolymer, a propylene / butene-1 random copolymer, and a random copolymer of 4-methylpentene-1 and decene-1.
  • the propylene content is 70 mol% or more and less than 99.9 mol%, preferably 80 mol% or more and less than 99.5 mol%, More preferably, it is 90 mol% or more and less than 99 mol%.
  • the 4-methylpentene-1 content is 80 mol% or more, preferably 85 mol% or more and less than 99.5 mol%. More preferably, it is 90 mol% or more and less than 99 mol%.
  • a polymer composed of one or more ⁇ -olefins selected from ⁇ -olefins having 2 to 18 carbon atoms and having a melting point of 50 ° C. or higher and lower than 250 ° C.
  • polyolefin resin or simply “polyolefin”.
  • the particles made of the polymer may be simply referred to as “polyolefin particles”.
  • the modified polyolefin particles of the present invention can optionally contain known materials other than the above polyolefin resins as long as their unique properties are not changed.
  • the blending amount of the known material is usually 20% by weight or less, preferably 10% by weight or less based on the polyolefin resin.
  • the modified polyolefin particles of the present invention are composed only of the polyolefin resin.
  • polymer may be used simply as a concept encompassing homopolymers and copolymers.
  • the modified polyolefin particle of the present invention is grafted with a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule on the polyolefin resin. Is included in the state.
  • a repeating unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule is introduced into the polyolefin chain constituting the polyolefin resin.
  • a hydroxyl group-containing ethylenically unsaturated compound an amino group-containing ethylenically unsaturated compound
  • Epoxy group-containing ethylenically unsaturated compounds nitrogen-containing aromatic vinyl compounds
  • lactam structure-containing ethylenically unsaturated compounds unsaturated carboxylic acids and their derivatives
  • vinyl ester compounds nitrile group-containing unsaturated compounds
  • vinyl chloride vinyl silane compounds Is mentioned.
  • hydroxyl group-containing ethylenically unsaturated compound examples include hydroxyethyl (meth) acrylate, 2-hydroxypropyl (meth) acrylate, 3-hydroxypropyl (meth) acrylate, 2-hydroxy-3-phenoxy- Propyl (meth) acrylate, 3-chloro-2-hydroxypropyl (meth) acrylate, glycerin mono (meth) acrylate, pentaerythritol mono (meth) acrylate, trimethylolpropane mono (meth) acrylate, tetramethylol ethane mono (meth) (Meth) acrylic acid esters such as acrylate, butanediol mono (meth) acrylate, polyethylene glycol mono (meth) acrylate, 2- (6-hydroxyhexanoyloxy) ethyl acrylate 10-undecen-1-ol, 1-octen-3-ol, 2-methanol norbornene
  • the amino group-containing ethylenically unsaturated compound is a compound having an ethylenic double bond and an amino group, and as such a compound, a vinyl-based compound having at least one amino group and a substituted amino group represented by the following formula: A monomer can be mentioned.
  • R 6 represents a hydrogen atom, a methyl group or an ethyl group
  • R 7 represents a hydrogen atom, an alkyl group having 1 to 12 carbon atoms, preferably 1 to 8 carbon atoms, or 6 to 12 carbon atoms, A 6 to 8 cycloalkyl group is preferred.
  • the above alkyl group and cycloalkyl group may further have a substituent.
  • amino group-containing ethylenically unsaturated compounds include aminoethyl (meth) acrylate, propylaminoethyl (meth) acrylate, 2- (dimethylamino) ethyl methacrylate, and aminopropyl (meth) acrylate.
  • Alkyl ester derivatives of acrylic acid or methacrylic acid such as phenylaminoethyl methacrylate and cyclohexylaminoethyl methacrylate; vinylamine derivatives such as N-vinyldiethylamine and N-acetylvinylamine; allylamine, methacrylamine, N- Allylamine derivatives such as methyl (meth) acrylamine; (meth) acrylamide, N-methyl (meth) acrylamide, N, N-dimethyl (meth) acrylamide, and N, N-dimethylaminopropyl (meth) Aminostyrene such as p- aminostyrene; acrylamide derivatives such as acrylamide 6-aminohexyl succinimide and 2-aminoethyl succinimide and the like. Among these, aminoethyl (meth) acrylate, propylaminoethyl (meth) acrylate, (me
  • the epoxy group-containing ethylenically unsaturated compound is a monomer having at least one polymerizable unsaturated bond and epoxy group in one molecule.
  • Specific examples of such epoxy group-containing ethylenically unsaturated compounds include glycidyl acrylate, glycidyl methacrylate, mono and diglycidyl esters of maleic acid, mono and diglycidyl esters of fumaric acid, mono and diglycidyl esters of crotonic acid, tetrahydro Mono and diglycidyl esters of phthalic acid, mono and glycidyl esters of itaconic acid, mono and diglycidyl esters of butenetricarboxylic acid, mono and diglycidyl esters of citraconic acid, endo-cis-bicyclo [2.2.1] hept- Mono- and diglycidyl esters of 5-ene-2,3-dicarboxylic acid (Nadic acid TM ), endo
  • nitrogen-containing aromatic vinyl compounds include 4-vinylpyridine, 2-vinylpyridine, 5-ethyl-2-vinylpyridine, 2-methyl-5-vinylpyridine, 2-isopropenylpyridine, 2-vinylquinoline. , 3-vinylisoquinoline, N-vinylcarbazole and the like.
  • lactam structure-containing ethylenically unsaturated compound examples include N-vinylpyrrolidone.
  • unsaturated carboxylic acid examples include acrylic acid, methacrylic acid, maleic acid, nadic acid, fumaric acid, tetrahydrophthalic acid, itaconic acid, citraconic acid, crotonic acid, isocrotonic acid, norbornene dicarboxylic acid, bicyclo [2,2 , 1]
  • unsaturated carboxylic acids such as hept-2-ene-5,6-dicarboxylic acid.
  • Examples of the unsaturated carboxylic acid derivative include —C ( ⁇ O) —X (where X is an atom selected from Group 15 to 17 elements) such as acid anhydrides, acid halides, amides, imides and esters of the above unsaturated carboxylic acids.
  • (meth) acrylic acid, maleic anhydride, methyl (meth) acrylate, ethyl (meth) acrylate, and tetrahydrofurfuryl (meth) acrylate are particularly preferable.
  • vinyl ester compounds include vinyl acetate, vinyl propionate, vinyl n-butyrate, vinyl isobutyrate, vinyl pivalate, vinyl caproate, vinyl versatate, vinyl laurate, vinyl stearate, vinyl benzoate, p Examples thereof include vinyl (t-butyl) benzoate, vinyl salicylate, and vinyl cyclohexanecarboxylate.
  • nitrile group-containing unsaturated compound examples include (meth) acrylonitrile, fumaronitrile, allyl cyanide, cyanoethyl acrylate, etc. Among them, (meth) acrylonitrile is preferable.
  • epoxy group-containing ethylenically unsaturated compounds such as allyl glycidyl ether, and vinylsilane compounds are also preferred.
  • graft monomer a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule may be simply referred to as “graft monomer”.
  • the content (x) of the monomer having a grafted ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule is 0.5% by weight or more, Preferably it is 1.0 weight% or more, More preferably, it is 1.4 weight% or more, More preferably, it is 2.0 weight% or more, Most preferably, it is 2.4 weight% or more.
  • the determination as to whether the content is greater than or equal to the lower limit value can be made by rounding off the second decimal place.
  • the content may be expressed as a graft amount or an M value.
  • the amount of the monomer having a grafted ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule there is no upper limit to the amount of the monomer having a grafted ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule, but generally the compatibility with the unmodified polyolefin deteriorates when the amount exceeds 20% by weight. Since there is a tendency, it is preferable not to exceed 20% by weight, and more preferable not to exceed 8% by weight.
  • the total content thereof is preferably 1.0% by weight or more.
  • the total content of these is more preferably within the above preferred range.
  • the modified polyolefin particles of the present invention include monomers having an ethylenically unsaturated group in addition to monomers having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule in the polyolefin resin.
  • a monomer other than the above-mentioned “monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule” (hereinafter referred to as “other monomer”) is further included in a grafted state. Also good.
  • the modified polyolefin particles of the present invention comprise a repeating unit derived from a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule with respect to the polyolefin chain constituting the polyolefin resin, And a repeating unit derived from “a monomer”.
  • examples of “other monomers” that can be additionally grafted optionally to the modified polyolefin particles of the present invention include aromatic vinyl compounds other than the above “nitrogen-containing aromatic vinyl compound”.
  • examples of the aromatic vinyl compound other than the “nitrogen-containing aromatic vinyl compound” include compounds represented by the following formulae.
  • R 8 and R 9 may be the same or different from each other and each represents a hydrogen atom or an alkyl group having 1 to 3 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, and Mention may be made of the isopropyl group.
  • R 10 independently represents a hydrocarbon group or halogen atom having 1 to 3 carbon atoms, specifically, a methyl group, an ethyl group, a propyl group, an isopropyl group, a chlorine atom, a bromine atom, or an iodine atom.
  • N represents an integer of usually 0 to 5, preferably 1 to 5.
  • aromatic vinyl compounds include styrene, ⁇ -methylstyrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, m-methylstyrene, p-chlorostyrene, m-chlorostyrene and p-chloro.
  • aromatic vinyl compounds include styrene, ⁇ -methylstyrene, o-methylstyrene, p-methylstyrene, m-methylstyrene, p-chlorostyrene, m-chlorostyrene and p-chloro.
  • examples include methylstyrene, and among these, styrene is preferable.
  • the modified polyolefin particles of the present invention have a somewhat large molecular weight even if the graft amount by the graft monomer is large.
  • the relationship between the content (x) of the monomer having a grafted ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule and the intrinsic viscosity [ ⁇ ] measured in 135 ° C. decalin is: When x is expressed by weight% and [ ⁇ ] is expressed by dl / g, log 10 [ ⁇ ] ⁇ 0.1-0.15x And preferably log 10 [ ⁇ ] ⁇ 0.15-0.15x More preferably, log 10 [ ⁇ ] ⁇ 0.2-0.15x Meet.
  • the value of (log 10 [ ⁇ ] + 0.15x) is 0.1 or more, preferably 0.15 or more, and more preferably 0.2 or more.
  • the polyolefin-based resin is a nonpolar polymer, it generally has a drawback of low affinity with a polar substance.
  • the content (x) of the monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule and the intrinsic viscosity [ ⁇ ] measured in decalin at 135 ° C By setting the relationship within a range that satisfies the above formula, it is possible to improve the affinity with the polar substance, which is a defect, while maintaining the mechanical properties that are the characteristics of the polyolefin resin.
  • the relationship between the content of the monomer introduced by grafting and the intrinsic viscosity in the modified polyolefin varies depending on the modification method of the polyolefin.
  • a melting method that has been conventionally used as a method of blending a modifier with polyolefin and extruding the polyolefin in a molten state using an extruder or the like to modify under high temperature and high shear
  • a single amount introduced by grafting is used.
  • the molecular weight of the resulting modified polyolefin tends to decrease. Therefore, it can be estimated that it is difficult to satisfy the above-described relational expression in the modified polyolefin obtained by the melting method.
  • the rule of thumb is that even if the content of the monomer introduced by grafting increases. , The molecular weight of the resulting modified polyolefin tends to be kept high. Therefore, in the solid phase method, modified polyolefin particles satisfying the above relational formula tend to be easily obtained.
  • the modified polyolefin particles according to the present invention have a gel content of less than 1% by weight, preferably 0.6% by weight or less, more preferably 0.3% by weight or less.
  • the lower limit of the gel content is usually 0.0% by weight or more, preferably 0.00003% by weight or more, more preferably 0.03% by weight or more.
  • the gel content needs to be less than 1% by weight, preferably 0.6% by weight or less, more preferably 0.3%. % By weight or less.
  • the gel content is preferably 0.00003% by weight or more, and more preferably 0.03% by weight or more.
  • the gel content is 0.00003% by weight or less from the viewpoint that it is inherently ideal that the gel content is 0, and such a gel content is used.
  • the grafting amount of the monomer to a polymer composed of one or two or more ⁇ -olefins selected from ⁇ -olefins having 2 to 18 carbon atoms and having a melting point of 50 ° C. or higher and lower than 250 ° C. is reduced. In some cases, these problems are likely to occur simultaneously. Based on these facts, it is preferable that the gel content be in the above range, particularly in an ⁇ -olefin polymer excluding a propylene homopolymer. Also, when used for composite materials such as carbon fiber reinforcement, such graft-modified polyolefin resin has few defects that can be a starting point of destruction, so that a composite material with excellent mechanical strength can be obtained. .
  • the gel content in the present invention means that about 0.3 gram of modified polyolefin particles is stored in a 330 mesh (mesh 45 ⁇ m) wire mesh, 100 ml of xylene is added to the modified polyolefin particles in that state, and heated to reflux. Is the ratio of the weight of the undissolved portion remaining in the wire mesh after 2 hours to the total weight of the modified polyolefin particles.
  • the melting point (Tm) + 20 ° C. to Tm + 30 ° C. in the case of a propylene / ethylene random copolymer, a homopolymer or copolymer having 4-methylpentene-1 as a main component.
  • the modified polyolefin particles according to the present invention are usually 0.2 mm or more and 10 mm or less, preferably 0.2 mm or more and 2.5 mm or less, more preferably 0.3 mm or more and 1.5 mm or less, and further preferably 0.3 mm or more. It has an average particle size of 0.7 mm or less.
  • an average particle diameter means the average particle diameter by the laser beam diffraction scattering method (when the average particle diameter is less than 1 mm) or the classification method using a sieve (when the average particle diameter is 1 mm or more). . Since the modified polyolefin particles of the present invention have the above average particle size, the workability of handling during molding and mixing with various resins becomes good.
  • the modified polyolefin particles obtained by the conventional solid phase method have a dense structure without pores, although the surface has irregularities.
  • the surface of the modified polyolefin particle has such a dense structure without pores, for example, complex formation containing known additives such as various functional groups to impart physical or chemical properties to the particle
  • additives such as various functional groups to impart physical or chemical properties to the particle
  • an agent, a surfactant, an antioxidant, or the like is to be introduced
  • additives sufficient to express these physical or chemical properties cannot be effectively introduced (adsorbed).
  • the surface of the particle is so dense, it is estimated that it is difficult to improve the storage stability by introducing a stabilizer.
  • the modified polyolefin particles in the present invention contain 5 to 400 pores having a size of 0.05 ⁇ m to 0.2 ⁇ m on the particle surface when the particle surface is observed at a magnification of 10,000 using a scanning electron microscope. It is preferable to have an area of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m.
  • the modified polyolefin particle according to the present invention focuses on pores having a size of 0.05 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less contained in a region of 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m.
  • Known additives for imparting physical properties or chemical properties to the particles for example, stabilizers for enhancing storage stability, more specifically, storage stability such as antioxidant properties of polyolefin particles. It is based on what is considered effective for uniformly introducing an antioxidant for enhancing the polyolefin particles.
  • the number of holes having a size of 0.05 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less is 5 or more and 400 or less, preferably 10 or more and 100 or less, more preferably 20 or more and 50 or more. Contains no more.
  • an effect of uniformly introducing the additive such as a stabilizer into the polyolefin particle can be expected.
  • the observation of the particle surface can be performed by specifically observing the particle surface at three arbitrary positions in a visual field of 13 ⁇ m ⁇ 10 ⁇ m.
  • the modified polyolefin particles according to the present invention preferably have such a 1 ⁇ m ⁇ 1 ⁇ m region on the surface of one or more of the three locations.
  • the modified polyolefin particles of the present invention may be obtained by using pellets which are molding materials granulated into a particle shape using a cutting device.
  • the production method of the present invention described later is used. Even if it is obtained by use, the above-mentioned holes may not be observed on the surface.
  • the modified polyolefin particles of the present application have the above-described pores on the surface
  • the modified polyolefin particles are obtained by the production method of the present invention described later using “particles other than pellets” described later as raw materials. It is preferable that As will be described later, since the “particles other than pellets” usually have an average particle diameter of 2.5 mm or less, the modified polyolefin particles of the present application have an average particle diameter of 2.5 mm or less. It is preferable to have.
  • the modified polyolefin particles of the present invention are often produced in the presence of a radical initiator as will be described later. However, as described later, when a specific radical initiator is used, the above requirements (1) to (4) are used. It is easy to obtain modified polyolefin particles satisfying At this time, the kind and content of the component derived from the radical initiator contained in the modified polyolefin particles tend to vary depending on the radical initiator used. In consideration of these matters, the kind and content of a specific component contained in the modified polyolefin particle can be an important evaluation item in evaluating the characteristics of the modified polyolefin particle.
  • the content of the component to be evaluated can be specifically measured according to the following measurement conditions (a): Measurement conditions (a): Gas generated when the modified polyolefin particles are heated at 190 ° C. for 30 minutes is analyzed by head space gas chromatography.
  • one of the components contained in the modified polyolefin particles that can be evaluated particularly in the present invention is an alcohol having a molecular weight of 150 or less, particularly an aliphatic alcohol having a molecular weight of 150 or less. Therefore, the modified polyolefin particles of the present invention preferably have a content of alcohol having a molecular weight of 150 or less measured according to the measurement condition (a) in the range of 1 to 10,000 ⁇ g per 1 g of the modified polyolefin particles.
  • the modified polyolefin particles of the present invention can be obtained by graft-reacting a monomer having a specific ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule to a polyolefin resin in the presence of a radical initiator.
  • a radical initiator an organic peroxide that generates an alkoxy radical having a molecular weight of 150 or less by thermal decomposition, more specifically, an organic peroxide that includes an aliphatic alkoxy radical part having a molecular weight of 150 or less as a constituent part. Is preferably used.
  • the “radical site” is a term indicating a partial structure of a molecule, and is used separately from the term “radical” indicating a reaction intermediate or an actual molecular species.
  • the alcohol having a molecular weight of 150 or less is generated when an alkoxy radical generated by thermal decomposition of an organic peroxide used as an initiator for the graft reaction extracts hydrogen from the polyolefin.
  • a gas generated when heated at 90 ° C. for 30 minutes a molecular weight of 150 or less measured by headspace gas chromatography. Assess by fatty alcohol.
  • an aliphatic alcohol having a molecular weight of 150 or less, measured by headspace gas chromatography, of a gas generated when heated at 190 ° C. for 30 minutes is the heat of the organic peroxide used as an initiator for the graft reaction.
  • the alkoxy radical generated by the decomposition is generated by extracting hydrogen from the polyolefin.
  • the radical generated by the thermal decomposition of the organic peroxide newly generates a radical on the molecular chain of the polyolefin by extracting hydrogen of the polyolefin, and becomes a starting point of the graft reaction.
  • the molecular weight of the alcohol that can be contained in the modified polyolefin particles of the present invention is preferably 110 or less, more preferably 100 or less, and even more preferably 80 or less.
  • aliphatic alcohols having a molecular weight of 150 or less that satisfy such conditions include t-butyl alcohol (molecular weight 74), t-hexyl alcohol (molecular weight 102), isopropyl alcohol (molecular weight 60), ethanol (molecular weight 46), Methanol (molecular weight 32) is mentioned. Of these, t-butyl alcohol and isopropyl alcohol are preferable, and t-butyl alcohol is particularly preferable.
  • the aliphatic alcohol having a molecular weight of more than 150 may not be included in the aliphatic alcohol measured by headspace gas chromatography of the gas generated when heated at 190 ° C. for 30 minutes.
  • more than 110 is not included. Therefore, even when the content of alcohol having a molecular weight of 110 or less is measured according to the measurement condition (a), the content of alcohol having a molecular weight of 110 or less is in the range of 1 to 10000 ⁇ g per gram of modified polyolefin particles. It is preferable that the content of the alcohol having a molecular weight of 110 or less and the content of the alcohol having a molecular weight of 150 or less are the same.
  • substances that can be generated by thermal decomposition of organic peroxides include ethers, ketones, aliphatic hydrocarbons, and aromatic hydrocarbons.
  • the molecular weight of the ether, ketone, aliphatic hydrocarbon and aromatic hydrocarbon measured by headspace gas chromatography of the gas generated when heated at 190 ° C. for 30 minutes is, in principle, 150. More preferably, it does not exceed.
  • the modified polyolefin particles of the present invention may contain an aromatic ring-containing compound having a molecular weight of 250 or less in addition to the aliphatic alcohol having a molecular weight of 150 or less.
  • the content of the aromatic ring-containing compound having a molecular weight of 250 or less measured according to the measurement condition (a) is preferably in the range of 1 to 10,000 ⁇ g per 1 g of the modified polyolefin particles.
  • an organic peroxide containing an aliphatic alkoxy radical site having a molecular weight of 150 or less as a constituent site is preferably used as the radical initiator.
  • such an organic peroxide may also contain an aromatic ring-containing compound radical site having a molecular weight of 250 or less as a constituent site.
  • an aromatic ring-containing compound having a molecular weight of 250 or less measured by headspace gas chromatography of a gas generated when heated at 190 ° C. for 30 minutes is often a fat having a molecular weight of 150 or less.
  • radicals generated by thermal decomposition of the organic peroxide used as an initiator for the graft reaction are generated by extracting hydrogen from the polyolefin.
  • the product from the radical generated by the thermal decomposition of the organic peroxide is not limited to the product obtained by extracting hydrogen from the polyolefin, but can be obtained by breaking bonds and / or rearrangement in the radical. In some cases.
  • benzene may be generated after decarboxylation.
  • methyl radicals and acetophenone may be generated as secondary products by ⁇ -scission.
  • the radical generated by the thermal decomposition of the organic peroxide newly generates a radical on the molecular chain of the polyolefin by extracting hydrogen of the polyolefin, and becomes a starting point of the graft reaction.
  • the molecular weight of the aliphatic alcohol is preferably 110 or less, more preferably 100 or less, and still more preferably. 80 or less.
  • Examples of the aliphatic alcohol having a molecular weight of 150 or less satisfying such conditions are as described above.
  • the molecular weight of the aromatic ring-containing compound that can be contained in the modified polyolefin particles of the present invention is 250 or less, more preferably 200 or less, and even more preferably 150 or less.
  • aromatic ring-containing compounds satisfying such conditions include acetophenone (molecular weight 120), ⁇ -cumyl alcohol (molecular weight 136), 3′-acetylacetophenone (molecular weight 162), 2- (3-acetylphenyl)- 2-propanol (molecular weight 178), ⁇ , ⁇ '-dihydroxy-1,3-diisopropylbenzene (molecular weight 194), benzene (molecular weight 78), benzoic acid (molecular weight 122), methylbenzoic acid (molecular weight 136), dimethylbenzoic acid (Molecular weight 150).
  • benzene, benzoic acid, methylbenzoic acid, and dimethylbenzoic acid are more preferable, and benzene is particularly preferable
  • the content of alcohol having a molecular weight of 150 or less is in the range of 1 ⁇ g to 10,000 ⁇ g, preferably 30 ⁇ g to 5000 ⁇ g, per 1 g of the modified polyolefin particles. More preferably, it is in the range of 40 ⁇ g to 3000 ⁇ g.
  • the modified polyolefin of the present invention contains an aromatic ring-containing compound having a molecular weight of 250 or less, the content of the aliphatic alcohol having a molecular weight of 150 or less and the aromatic having a molecular weight of 250 or less, which can be contained in the modified polyolefin of the present invention.
  • the content of the ring-containing compound is in the range of 1 ⁇ g to 10,000 ⁇ g, preferably 10 ⁇ g to 5000 ⁇ g, more preferably 20 ⁇ g to 500 ⁇ g, and most preferably 20 ⁇ g to 50 ⁇ g, per 1 g of modified polyolefin particles.
  • the content of an alcohol having a molecular weight of 150 or less is larger than the above upper limit, particularly when it is larger than 10,000 ⁇ g per gram of acid-modified polyolefin particles. , It may adversely affect the adhesion performance with polar substances.
  • modified polyolefin of the present invention contains an aromatic ring-containing compound having a molecular weight of 250 or less, particularly when the content of the aromatic ring-containing compound having a molecular weight of 250 or less is larger than the above upper limit, The same applies to the case of greater than 10,000 ⁇ g per gram of polyolefin particles.
  • the content of alcohol having a molecular weight of 150 or less it is not practical to make the content of alcohol having a molecular weight of 150 or less, more strictly, an aliphatic alcohol having a molecular weight of 150 or less less than 1 ⁇ g per 1 g of the modified polyolefin particles because the purification process becomes complicated.
  • the modified polyolefin of the present invention contains an aromatic ring-containing compound having a molecular weight of 250 or less
  • the content of the aromatic ring-containing compound having a molecular weight of 250 or less may be less than 1 ⁇ g per 1 g of the modified polyolefin particles. Further, the purification process becomes complicated and is not realistic.
  • the modified polyolefin particles after the graft reaction are dissolved in a solvent such as high-temperature toluene and xylene, cooled, and then the precipitate generated by adding a polar solvent such as acetone is collected (“reprecipitation method”)
  • a solvent such as high-temperature toluene and xylene
  • the precipitate generated by adding a polar solvent such as acetone is collected
  • the reprecipitation method uses a large amount of solvent and heat energy, so it is not cost effective. There is a case.
  • one or both of the content of the aliphatic alcohol having a molecular weight of 150 or less and the compound having an aromatic ring having a molecular weight of 250 or less in the modified polyolefin is less than 1 ⁇ g per 1 g of the modified polyolefin particles.
  • the content of the aliphatic alcohol in the modified polyolefin and the content of the compound having an aromatic ring having a molecular weight of 250 or less are both Has permeability to polyolefin particles prior to the graft reaction, and Dissolves a monomer having an unreacted ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule, an aliphatic alcohol having a molecular weight of 150 or less derived from the organic peroxide, and an aromatic ring-containing compound having a molecular weight of 250 or less.
  • solvents examples include: aliphatic hydrocarbons such as hexane, heptane, decane, cyclohexane; aromatic hydrocarbons such as benzene, toluene, xylene; acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone, acetophenone, benzophenone, cyclohexanone, etc.
  • Ketone benzyl alcohol, 1-butanol, 2-butanol, t-butanol, 1-pentanol, 2-pentanol, 3-pentanol, 2-ethyl-1-hexanol, normal propyl alcohol, isopropyl alcohol, ethanol, methanol Alcohols such as ethyl ether, ethylene glycol monomethyl ether, anisole, phenyl ether, dioxane, and tetrahydrofuran; esters such as ethyl acetate and butyl acetate; And the mixed solvent which consists of these 2 or more types can be mentioned. Ketones and alcohols are preferred, and acetone and isopropyl alcohol are particularly preferred.
  • the washing temperature may be a temperature higher than room temperature as long as the polyolefin particles after the grafting reaction maintain the particle shape, preferably room temperature to 110 ° C., more preferably 40 to 100 ° C. Preferably, it is 50 to 80 ° C.
  • the cleaning temperature when the cleaning temperature is set higher than the boiling point of the cleaning solvent at atmospheric pressure, it is preferably performed in a sealed state in order to prevent volatilization of the cleaning solvent.
  • the washing treatment is preferably performed in an autoclave.
  • the modified polyolefin particle of the present invention is a polymer composed of one or more ⁇ -olefins selected from ⁇ -olefins having 2 to 18 carbon atoms and having a melting point of 50 ° C. or higher and lower than 250 ° C., that is, As long as the above polyolefin resin is grafted with a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule, and satisfies the above requirements (1) to (4),
  • the organic peroxide may be obtained using a radical initiator as a radical initiator.
  • an organic peroxide containing an aliphatic alkoxy radical moiety having a molecular weight of 150 or less is preferable to use as a radical initiator and graft reaction of the polyolefin resin in the presence of the radical initiator.
  • an organic peroxide containing an aliphatic alkoxy radical site having a molecular weight of 110 or less as a constituent site is used as a radical initiator, and the presence of the radical initiator is present.
  • a radical initiator is used as a radical initiator, and the presence of the radical initiator is present.
  • the molecular weight of the aliphatic alkoxy radical site having the molecular weight of 150 or less constituting the organic peroxide is 110 or less.
  • organic peroxides examples include Organic peroxides containing an n-propyloxy radical moiety (molecular weight 59) as a constituent moiety, such as di-n-propyl peroxydicarbonate; Organic peroxides containing an isopropyloxy radical moiety (molecular weight 59) as a constituent moiety, such as diisopropyl peroxydicarbonate; An organic peroxide containing a sec-butyloxy radical moiety (molecular weight 73) as a constituent moiety, such as di-sec-butylperoxydicarbonate; t-butylperoxyneodecanoate, t-butylperoxyneoheptanoate, t-butylperoxypivalate, t-butylperoxy-2-ethylhexanoate, t-butylperoxyisobutyrate, 1,1-di (t-butylperoxy) -2-methylcyclohex
  • organic peroxides containing a t-butyloxy radical moiety as a constituent part are preferred, and organic peroxides containing an isopropyloxy radical part as a constituent part are preferred, and organic peroxides containing a t-butyloxy radical part as a constituent part are preferred.
  • Oxides are particularly preferred.
  • an aromatic ring is included as the aliphatic alkoxy radical moiety as exemplified above.
  • Organic peroxides having no alkoxy radical sites can be used particularly preferably.
  • the organic compound having an alkoxy radical moiety containing an aromatic ring as the aliphatic alkoxy radical moiety.
  • the use of peroxides is not excluded. Examples of such organic peroxides include organic peroxides containing a cumyloxy radical site (molecular weight 135) as a constituent site, such as dicumyl peroxide and cumylperoxyneodecanoate.
  • Such organic peroxides can be used singly or in combination of two or more.
  • the organic peroxide is a radical part having a molecular weight of more than 150, excluding an aromatic ring-containing compound radical part having a molecular weight of 250 or less, which will be described later, in the molecular formula. More preferred are organic peroxides that do not contain a radical moiety as shown in Formula (1) or Structural Formula (2) [Note that R 1 in Formula (1) represents a hydrocarbon group having a molecular weight of 107 or more, R 2 in the formula (2) represents a hydrocarbon group having a molecular weight of 91 or more].
  • Examples of the radical site represented by formula (1) and formula (2) include the radical sites represented by the following structural formulas (1 ′) and (2 ′), respectively.
  • preferred organic peroxides are 2,5-dimethyl-2,5-di- (t-butylperoxy) hexane, di-t-butyl peroxide, and t-butylperoxyisopropyl monocarbonate. Of these, t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate is particularly preferred.
  • the organic peroxide contained as a site has good compatibility with the polyolefin resin before modification, and the generated radical has a low molecular weight. Since diffusion within the solid phase is easy, it is considered that it is advantageous not only for improving the graft amount but also for carrying out uniform grafting over the entire particle.
  • an organic peroxide containing an aliphatic alkoxy radical site having a molecular weight of 150 or less as a constituent site is preferably used as the radical initiator.
  • an organic peroxide containing an aliphatic alkoxy radical moiety having a molecular weight of 150 or less and an aromatic ring-containing compound radical moiety having a molecular weight of 250 or less as a radical is used as a radical. Examples thereof include those obtained by graft reaction of the above polyolefin resins in the presence of the radical initiator.
  • organic peroxides examples include t-butylcumyl peroxide, 1,3-di (2-t-butylperoxyisopropyl) benzene, t-butylperoxybenzoate, t-amylperoxybenzoate, t-hexylperoxybenzoate, 2,5-dimethyl-2,5-di (benzoylperoxy) hexane.
  • organic peroxides can be used singly or in combination of two or more.
  • t-butyl peroxybenzoate, t-amyl peroxybenzoate, and t-hexyl peroxybenzoate are more preferable, and t-butyl peroxybenzoate is particularly preferable.
  • An organic peroxide containing an aliphatic alkoxy radical part having a molecular weight of 150 or less and an aromatic ring-containing compound radical part having a molecular weight of 250 or less as a constituent part has good compatibility with the polyolefin resin before modification and is generated. Due to the low molecular weight of the radicals, when the reaction is carried out in the solid phase in the state of being impregnated with polyolefin, diffusion inside the solid phase is easy, so that not only the graft amount is improved, but also the entire particle. It is considered advantageous for all uniform grafting.
  • an organic peroxide containing an aliphatic alkoxy radical moiety having a molecular weight of 150 or less and an aromatic ring-containing compound radical moiety having a molecular weight of 250 or less as separate constituent parts, for example, a cumyloxy radical
  • An organic peroxide having a radical site that is an aliphatic alkoxy radical site having a molecular weight of 150 or less and a radical site that is also an aromatic ring-containing compound radical having a molecular weight of 250 or less, such as a site (molecular weight 135) is converted into a radical initiator.
  • organic peroxide it may be used as in the modified polyolefin particles of the present invention, a case where such an organic peroxide is used as a radical initiator can also be a preferred embodiment.
  • organic peroxides include dicumyl peroxide and cumyl peroxyneodecanoate. Even when such an organic peroxide is used, the same effect as an organic peroxide containing an aliphatic alkoxy radical moiety having a molecular weight of 150 or less and an aromatic ring-containing compound radical moiety having a molecular weight of 250 or less as constituent parts is obtained. be able to.
  • the amount of the organic peroxide used is usually 0.01 to 30 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 2 parts by weight based on 100 parts by weight of the polyolefin particles used in the graft reaction. An amount of 15 parts by weight.
  • the production method for obtaining the modified polyolefin particles of the present invention described above is not particularly limited as long as the modified polyolefin particles obtained satisfy the above-described requirements.
  • a melting point of 50 ° C. or more and 250 ° C. comprising one or more ⁇ -olefins selected from ⁇ -olefins having 2 to 18 carbon atoms.
  • examples thereof include a method of obtaining modified polyolefin particles by a graft reaction between a polyolefin particle composed of less than a polymer and a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule.
  • this grafting reaction is carried out at a temperature not higher than the melting point (Tm) of the polyolefin particles, using an organic peroxide, in particular, the organic peroxide described in the above-mentioned “organic peroxide” section as an initiator.
  • Tm melting point
  • the average particle diameter of the polyolefin particles may be, for example, 0.2 mm to 2.5 mm, but is not limited thereto as described later.
  • the melting point of the polyolefin particles is 50 ° C. or higher and lower than 240 ° C. in one exemplary embodiment of the present invention, but is not limited to this and is 240 as long as it is within the above melting point range. It does not prevent it from exceeding °C.
  • This grafting reaction can be carried out without a solvent, but is preferably carried out in the presence of an organic solvent.
  • the polymer is composed of one or more ⁇ -olefins selected from ⁇ -olefins having 2 to 18 carbon atoms, a polymer having a melting point of 50 ° C. or higher and lower than 250 ° C., and an average particle size of, for example, 0.2 mm to 10 mm.
  • polyolefin particles preferably 0.2 mm to 2.5 mm, A monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule;
  • An organic peroxide in particular the organic peroxide described in the section "Organic peroxide" above, An organic solvent
  • the modified polyolefin particles of the present invention can be suitably obtained by impregnating the above three with the polyolefin particles impregnated in a solid state and carrying out a graft reaction at a temperature below the melting point Tm of the polyolefin resin.
  • fusing point Tm of polyolefin resin is melting
  • the peak temperature on the low temperature side is taken as the melting point.
  • the grafting reaction is performed at a temperature below the melting point Tm of the polyolefin resin
  • direct heating by an electric heater heating indirectly through a heat medium heated by an electric heater, infrared heater, etc.
  • heating by infrared irradiation using s examples include silicon oil and water vapor.
  • the heating can also be performed by microwave irradiation.
  • the polyolefin particles used in the graft reaction can be made of the polyolefin resin described above in the section “Polyolefin resin”, and are usually 0.2 mm or more and 10 mm or less, preferably 0.2 mm or more and 2.
  • the average particle size is 5 mm or less, more preferably 0.3 mm or more and 1.5 mm or less, and still more preferably 0.3 mm or more and 0.7 mm or less.
  • the modified polyolefin particles obtained from pellets are employed as the polyolefin particles used in the graft reaction, the above-mentioned pores may not be observed on the surface of the obtained modified polyolefin particles. Therefore, in order to reliably obtain the modified polyolefin particles having pores, it is preferable to employ particles other than pellets as the polyolefin particles used in the graft reaction. Such “particles other than pellets” usually have an average particle diameter of 2.5 mm or less.
  • the monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule used in the graft reaction is described in the above-mentioned “monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule”.
  • the amount used is usually 0.01 to 50 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 16 parts by weight, particularly preferably 100 parts by weight of polyolefin particles. An amount of 2 to 15.5 parts by weight.
  • the organic peroxide used in the graft reaction is typically described in the above “organic peroxide”, and the amount used is usually 0 with respect to 100 parts by weight of the polyolefin particles. 0.01 to 30 parts by weight, preferably 1 to 20 parts by weight, more preferably 2 to 15 parts by weight.
  • the gel content in the resulting modified polyolefin particles is the use amount of the above-mentioned “monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule”.
  • the gel content in the resulting modified polyolefin particles is the use amount of the above-mentioned “monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule”.
  • the gel content in the resulting modified polyolefin particles is the use amount of the above-mentioned “monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule”.
  • the ratio of the “monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule” to the “organic peroxide” is somewhat small. Is preferred. Based on these, (the number of moles of monomers used in the same molecule having ethylenically unsaturated groups and polar functional groups) divided by the number of moles of organic peroxide used. ) Value (ratio) is usually in the range of 1-20, preferably 2-15, more preferably 3-10, even more preferably 3.5-6.
  • the ratio can be changed depending on the type of the “polyolefin resin”, for example, In the case of a propylene homopolymer, 1.5 to 10, preferably 2 to 10, In the case of a polymer containing propylene as a main component, in particular, a propylene random copolymer, 3 to 10, preferably 4 to 10, more preferably 5 to 10, For random copolymers or homopolymers based on 4-methylpentene-1, 4-15, preferably 5-15, more preferably 6.5-15 Are preferred respectively.
  • the value (ratio) of (number of moles of monomer used having ethylenically unsaturated groups and polar functional groups in the same molecule) ⁇ (number of moles of organic peroxide used) is within the above range. When it exists, it exists in the tendency for the modified polyolefin particle with little gel content to be obtained suitably.
  • a solvent exhibiting swellability with respect to the amorphous olefin polymer portion of the polyolefin particles that is, a swelling solvent is preferably used.
  • a swelling solvent As the organic solvent used for the graft reaction, a solvent exhibiting swellability with respect to the amorphous olefin polymer portion of the polyolefin particles, that is, a swelling solvent is preferably used.
  • a swelling solvent as the organic solvent, the monomer having the ethylenically unsaturated group and the polar functional group in the same molecule as well as the organic peroxide can penetrate well into the polyolefin particles. It becomes possible to uniformly modify the inside of the particles.
  • swelling solvents examples include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene, aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane and decane, cyclohexane, methylcyclohexane and decahydronaphthalene.
  • aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene and xylene
  • aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane and decane
  • cyclohexane methylcyclohexane and decahydronaphthalene.
  • Alicyclic hydrocarbon solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, chlorinated hydrocarbon solvents such as methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, tetrachloroethylene, 1-methyl-2-pyrrolidone, ethylene Carbonate, propylene carbonate, ⁇ -butyrolactone, N-methyl-2-pyrrolidone, propylene glycol monomethyl ether acetate, tributyl acetylcitrate, 2,4-pentadiene, dimethyl sulfoxide, n-alkyl adipate, 2,2, - trimethyl-1,3-pentanediol diisobutyrate, 3-methoxy-3-methyl-1-butyl acetate, and the like. Of these, toluene and benzene chloride are preferred.
  • These swelling solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the organic solvent used in the graft reaction it is also possible to use a mixture of the above swelling solvent and an appropriate amount of a poor solvent.
  • the poor solvent include alcohol solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, sec-butanol and tert-butanol, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ethyl acetate, Examples include ester solvents such as dimethyl phthalate, and ether solvents such as dimethyl ether, diethyl ether, di-n-amyl ether, tetrahydrofuran, and dioxyanisole.
  • the amount of the poor solvent can be, for example, 0.1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the swelling solvent.
  • the polyolefin particles When the organic solvent in which the swelling solvent and the poor solvent are mixed is contacted with the polyolefin particles used as described above, the polyolefin particles, particularly the amorphous olefin polymer portion of the polymer particles are swollen and modified.
  • the agent and the radical initiator play a role of facilitating entry into the particles.
  • the swelling solvent is usually used in an amount of 5 to 50 parts by weight, preferably 12 to 40 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the polyolefin particles.
  • the amount of the swelling solvent is expressed in terms of the concentration of the polyolefin with respect to the total amount of the polyolefin and the swelling solvent, the 5 to 50 parts by weight corresponds to 952 g / kg to 667 g / kg, and the above 12 to 40 The parts by weight correspond to 892 g / kg to 714 g / kg.
  • the organic solvent has a boiling point at atmospheric pressure when Tm is a melting point measured at a heating rate of 10 ° C./min in the differential scanning calorimetry of the polyolefin resin constituting the polyolefin particles. Tm-10) It is preferably lower than 0 ° C. An organic solvent having such a boiling point has a better swelling effect since the molecular mobility is good at the temperature of the graft reaction.
  • Examples of the contacting order or contacting method of the components as described above include the following: (P1) A method of mixing a polyolefin particle, a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule, an organic peroxide, and an organic solvent to form a mixture, and then reacting the mixture; (P2) Polyolefin particles, an ethylenically unsaturated group and a monomer having a polar functional group in the same molecule and an organic solvent are mixed in advance in a heated state to obtain a raw material mixture, and after this raw material mixture is once cooled, A method of further mixing organic peroxides and reacting them; (P3) A raw material mixture obtained by mixing a polyolefin particle, a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule, and an organic solvent, and then heating the raw material mixture.
  • the contact order or contact method is the method of (p6) above.
  • an organic solvent solution of a monomer having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule and an organic peroxide organic
  • the time required for supplying the solvent solution at a low speed is not particularly limited, but is 1.5 to 100 times the decomposition half-life time of the organic peroxide at the reaction temperature, preferably 2 0.0 times to 50 times.
  • the grafting reaction is performed at a temperature within a range where the polyolefin particles substantially maintain the solid particle shape. That is, in the present invention, the modification reaction is performed at a temperature equal to or lower than the temperature at which the polyolefin particles melt and the particles do not fuse with each other.
  • the temperature at which modification can be performed in such a state varies depending on the type of polyolefin, but is generally measured at a rate of temperature increase of 10 ° C./min in differential scanning calorimetry of the polyolefin resin constituting the polyolefin particles.
  • a temperature range of (Tm ⁇ 10) ° C. to (Tm ⁇ 30) ° C. is preferred when the melting point is Tm, and this can be known experimentally in advance.
  • the upper limit of the modification temperature is around 200 ° C.
  • the upper limit is around 150 ° C.
  • the upper limit of the denaturation temperature of the olefin particles is around 90 ° C..
  • the temperature of the graft reaction is as high as possible as long as the above conditions are satisfied.
  • the monomer, organic peroxide, and thermal decomposition thereof having an ethylenically unsaturated group and a polar functional group in the same molecule.
  • the boiling point at atmospheric pressure is higher than (Tm ⁇ 10) ° C. It is preferable that the temperature be equal to or higher than the boiling point of a low organic solvent.
  • antioxidants such as hindered phenol compounds, process stabilizers, heat stabilizers, heat aging agents, weather stabilizers, antistatic agents, slips as long as they do not interfere with the object of the present invention
  • Radical scavengers represented by nitroxy radicals such as anti-blocking agents, anti-blocking agents, anti-fogging agents, lubricants, pigments, dyes, nucleating agents, plasticizers, hydrochloric acid absorbents, flame retardants, anti-blooming agents, piperidines,
  • additives such as known softeners, tackifiers, processing aids, adhesion promoters, fillers such as carbon fibers, glass fibers and whiskers can be used in combination.
  • other polymer compounds can be blended in small amounts without departing from the spirit of the present invention.
  • the graft reaction as described above can be used without particular limitation as long as it is an apparatus capable of mixing and heating polyolefin particles.
  • both vertical and horizontal reactors can be used. Specific examples include a fluidized bed, a moving bed, a loop reactor, a horizontal reactor with a stirring blade, a vertical reactor with a stirring blade, a rotating drum, and the like.
  • equipment capable of mixing and heating polyolefin particles is a multi-axis / spinning / revolving combined mixer such as a planetary mixer, kneader, paddle dryer, Henschel mixer, static mixer, V blender, tumbler, and nauter. Mixers can also be used.
  • the reaction is preferably performed in a sealed state.
  • the grafting reaction is preferably performed in an autoclave.
  • the reaction can be performed while flowing an inert gas such as nitrogen supplied to the reaction system in order to suppress side reactions instead of being performed in a sealed state.
  • the flow rate of the inert gas is preferably set to a minimum amount that can suppress the side reaction.
  • the solvent vapor volatilized during the reaction may be captured, cooled and liquefied, recovered, and returned to the original reaction system.
  • the reaction time for the graft reaction as described above can be appropriately set in consideration of conditions such as the reaction temperature and the half-life of the decomposition reaction of the organic peroxide used. Usually, it is 3 to 10 times, preferably 4 to 6 times the decomposition half-life of the organic peroxide at the reaction temperature. Specifically, it is usually 1/60 to 20 hours, preferably 0.5 to 15 hours.
  • Modified polyolefin particles obtained by the present invention include, for example, filler reinforced resin compositions, compatibilizers for various polymer alloys, adhesives, adhesive layers of laminates, varnishes, aqueous dispersions, coating materials such as powder paints, etc. It is suitable for use.
  • Filler reinforced resin compositions and various polymer alloy compatibilizer filler reinforced resin compositions include inorganic fillers such as silica, diatomaceous earth, alumina, titanium oxide, magnesium oxide, pumice powder, pumice balloon, aluminum hydroxide, hydroxide Magnesium, basic magnesium carbonate, dolomite, calcium sulfate, calcium titanate, barium sulfate, calcium sulfite, talc, clay, mica, asbestos, glass fiber, glass flake, glass beads, calcium silicate, montmorillonite, bentonite, boron fiber, Compositions reinforced with carbon fiber, carbon black, carbon nanofibers, aluminum powder, molybdenum sulfide, etc., and stronger than organic fillers chemically bonded to inorganic fillers as exemplified above And a composition reinforced with organic fillers, for example, fully aromatic polyamide fibers, aliphatic polyamide fibers, polyester fibers, cellulose fibers, and the like, fine dispersions of liquid crystal polyester, poly
  • the filler reinforced resin composition contains the modified polyolefin particles obtained by the present invention and fillers such as the above inorganic filler and / or organic filler.
  • Carbon fiber is mentioned as a particularly effective filler in the filler reinforced resin composition.
  • Various conventionally known carbon fibers can be used as the carbon fibers.
  • Specific examples include carbon fibers such as polyacrylonitrile-based, rayon-based, pitch-based, polyvinyl alcohol-based, regenerated cellulose, and pitch-based manufactured from mesophase pitch.
  • the fiber diameter of the carbon fiber is preferably 3 to 30 ⁇ m, more preferably 4 to 10 ⁇ m. If the fiber diameter is too small, the fibers are easily damaged, and the productivity of the reinforcing fiber bundle may be reduced. Moreover, when pellets are continuously produced, a large number of fibers must be bundled, and a troublesome work for linking the fiber bundles is required, which is not preferable because productivity is reduced. In addition, when the pellet length is determined, if the fiber diameter is too large, the aspect ratio of the fiber is lowered, and the reinforcing effect may not be sufficiently exhibited. The aspect ratio is preferably 5 to 6000. If the aspect ratio is too small, the strength decreases, and if it is too large, the moldability may decrease. The aspect ratio of the carbon fiber can be determined by the average fiber length / average fiber diameter from the average fiber diameter and the average fiber length.
  • a continuous fiber bundle is used as a raw material for carbon long fibers.
  • the average fiber diameter is 3 to 30 ⁇ m, and the number of filaments is 500 to 24,000.
  • the average fiber diameter is 4 to 10 ⁇ m and the number of bundles is 6,000 to 15,000.
  • chopped strands can also be used as the carbon fiber.
  • the length of the chopped strand is usually 1 to 20 mm, and the fiber diameter is about 3 to 30 ⁇ m, preferably 4 to 10 ⁇ m.
  • the fiber length of the carbon fibers constituting the filler reinforced resin composition is usually 0.05 to 200 mm, preferably 0.2 to 50 mm, more preferably 4 to 20 mm.
  • the average aspect ratio (fiber length / fiber diameter) is usually 5 to 6000, preferably 30 to 3000, more preferably 100 to 2000.
  • the carbon fibers are preferably arranged in parallel with substantially the same length, particularly 2 to 200 mm, preferably 4 to 20 mm.
  • the surface of the carbon fiber is preferably subjected to surface treatment by oxidation etching or coating.
  • Oxidation etching treatment includes air oxidation treatment, oxygen treatment, treatment with oxidizing gas, treatment with ozone, corona treatment, flame treatment, (atmospheric pressure) plasma treatment, oxidizing liquid (nitric acid, alkali metal hypochlorite) Aqueous solution, potassium dichromate-sulphuric acid, potassium permanganate-sulfuric acid), etc.
  • the substance covering the carbon fiber include carbon, silicon carbide, silicon dioxide, silicon, plasma monomer, ferrocene, iron trichloride and the like.
  • the “compatibility agent for various polymer alloys” containing the modified polyolefin particles of the present invention includes (1) polystyrene, ethylene / vinyl alcohol copolymer, ionomer resin, polyurethane, polyamide, polyester, polyphenylene ether, polycarbonate, polyacetal.
  • Various engineering plastics such as polyphenylene sulfide, polysulfone, polyether ketone, polyether ether ketone, polyimide, and (2) various polyolefins described in the above-mentioned “polyolefin resin” section; and (3) nitrile rubber, butadiene rubber , Chloroprene rubber, butyl rubber, isoprene rubber, styrene-isoprene-styrene block copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, hydrogenated styrene-butyl - diene various elastomers such as styrene block copolymers; compatibilizer polymer alloy in which the subject is preferably used for such.
  • the modified polyolefin particle of the present invention is a reinforced resin comprising at least one selected from (1) to (3) and at least one filler selected from the above-mentioned fillers such as glass fiber and carbon fiber. It is also suitably used as a compatibilizing agent.
  • filler-reinforced resin compositions and various polymer alloys can be molded by any known method. Specifically, air-cooled inflation molding, air-cooled two-stage cooling inflation molding, high-speed inflation molding, T-die film molding, water-cooled inflation molding, pipe molding, profile extrusion, wire coating, filament extrusion, injection molding, blow molding, It can be manufactured by press molding, stamping mold molding, calendar molding or the like.
  • the obtained molded body can be stretched as necessary.
  • an extruded sheet or extruded film (unstretched) as described above can be produced, for example, by a tenter method (longitudinal and transverse stretching, transverse and longitudinal stretching), simultaneous biaxial stretching method, or uniaxial stretching method.
  • the filler remaining after the molding maintains its shape in the course of manufacturing the filler reinforced resin composition and the molded product.
  • the weight average fiber length after molding is usually 0.01 mm or more, preferably 0.1 mm or more, more preferably 1 mm or more, the effect of improving rigidity, impact resistance, durability and the like can be obtained. can get.
  • the molded body obtained by such a method is used in a wide range of applications from household items such as daily necessities and recreational uses to general industrial uses and industrial supplies.
  • household items such as daily necessities and recreational uses to general industrial uses and industrial supplies.
  • home appliance material parts, communication equipment parts, electrical parts, electronic parts, automotive parts, other vehicle parts, ships, aircraft materials, mechanical mechanism parts, building material-related parts, civil engineering parts, agricultural materials, power tool parts, food Containers, films, sheets, fibers and the like can be mentioned.
  • automotive parts include front doors, foil caps, gasoline tanks, seats (filling, outer material, etc.), belts, ceilings, compatible tops, armrests, door trims, rear package trays, carpets, mats, sun visors, foil covers.
  • Examples include ceiling plates, partition plates, side walls, carpets, wallpaper, wall covering materials, exterior materials, interior materials, roof materials, soundproof plates, heat insulating plates, window materials, and the like.
  • home appliance material parts include, for example, printers, personal computers, word processors, keyboards, PDAs (small information terminals), headphone stereos, mobile phones, telephones, facsimiles, copying machines, Office / OA equipment such as ECR (electronic cash register), calculator, electronic notebook, electronic dictionary, card, holder, stationery; washing machine, refrigerator, vacuum cleaner, microwave oven, lighting equipment, game machine, iron, bag, etc.
  • ECR electronic cash register
  • calculator electronic notebook, electronic dictionary, card, holder, stationery
  • washing machine refrigerator, vacuum cleaner, microwave oven, lighting equipment, game machine, iron, bag, etc.
  • AV equipment such as TVs, VTRs, video cameras, radio cassette recorders, tape recorders, mini-discs, CD players, speakers, liquid crystal displays; connectors, relays, capacitors, switches, printed boards, coil bobbins, semiconductor encapsulating materials, electric wires , Cables, transformers, deflection yokes, distribution boards, watches, etc. It is.
  • daily necessities include clothing, curtains, sheets, plywood, plywood, carpets, doormats, sheets, buckets, hoses, containers, glasses, bags, cases, goggles, skis, rackets, tents, musical instruments, etc. ⁇ Sports equipment.
  • Adhesive and Laminate Adhesive Layer When the modified polyolefin particles of the present invention are used as an adhesive, polystyrene, ethylene / vinyl alcohol copolymer, ionomer resin, polyurethane, polyamide, polyester, polyphenylene ether, polycarbonate, polyacetal, polyphenylene
  • Various engineering plastics such as sulfide, polysulfone, polyetherketone, polyetheretherketone, polyimide, etc., and polymer alloy compatibilizers, nitrile rubber, butadiene for various polyolefins described in the above section “Polyolefin Resin” Rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, isoprene rubber, styrene-isoprene-styrene block copolymer, styrene-butadiene-styrene block copolymer, hydrogenated High adhesion to various substances such as resins such as various elastomers
  • the modified polyolefin particles of the present invention may be used alone, but more preferably used as a thermoplastic resin composition containing modified polyolefin particles and unmodified polyolefin.
  • the unmodified polyolefin the polyolefin described in the above section “Polyolefin resin” is preferably used.
  • the thermoplastic resin composition containing such modified polyolefin particles and unmodified polyolefin can be produced by using a known method, for example, by any of the following methods. .
  • An unmodified polyolefin, the modified polyolefin particles of the present invention, and other components to be added as required are suitable good solvents (for example, hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, decane, cyclohexane, benzene, toluene and xylene) ) And then the solvent is removed.
  • suitable good solvents for example, hydrocarbon solvents such as hexane, heptane, decane, cyclohexane, benzene, toluene and xylene
  • a polyolefin resin preferably a layer (hereinafter also referred to as “base material”) composed of a polyolefin described in the above section “Polyolefin resin”, an adhesive layer, and polarity A laminate comprising a resin layer in this order is preferable.
  • the modified polyolefin particles of the present invention may be used alone, but more preferably used as a thermoplastic resin composition containing modified polyolefin particles and unmodified polyolefin.
  • the unmodified polyolefin the polyolefin described in the above section “Polyolefin resin” is preferably used.
  • thermoplastic resin composition containing such modified polyolefin particles and unmodified polyolefin can be produced by, for example, a known method as described in the above (1) to (4).
  • the substrate is usually in the form of a sheet or film.
  • the thickness of the substrate can be appropriately selected depending on the material, shape, application, etc. of the substrate, but is preferably 0.01 mm or more, more preferably 0.03 mm or more in order to maintain the rigidity as the substrate. .
  • the thickness of the base material is preferably 10 mm or less, more preferably 2 mm or less from the viewpoint of ease of handling.
  • the thickness of the adhesive layer containing the adhesive of the present invention is preferably 0.001 mm or more, more preferably 0.003 mm or more in order to obtain a sufficient adhesive function. However, even if it is too thick, the effect is not changed and the cost is increased. Therefore, the thickness of the adhesive layer is preferably 0.3 mm or less, more preferably 0.1 mm or less.
  • examples of the polar resin include ethylene / vinyl alcohol copolymer (EVOH), polyamide such as polyamide-6, polyamide-66, and polyamide 6T, and polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate. It is done.
  • EVOH ethylene / vinyl alcohol copolymer
  • polyamide such as polyamide-6, polyamide-66, and polyamide 6T
  • polyester such as polyethylene terephthalate and polybutylene terephthalate. It is done.
  • the thickness of the layer made of polar resin is preferably 0.001 mm or more, more preferably 0.003 mm or more.
  • the thickness of the layer made of a polar resin is preferably 0.3 mm or less, more preferably 0.1 mm or less.
  • the manufacturing method of such a laminated body can use a conventionally well-known thing, and is not specifically limited.
  • the laminate is obtained, for example, by a coextrusion injection method or a thermal lamination method.
  • the shape of the obtained laminated body is not specifically limited, For example, shapes, such as a bottle, a cup, a tube, a sheet
  • Specific uses of these laminates include shampoo and detergent bottles, seasoning bottles such as edible oil and soy sauce, beverage bottles such as mineral water and juice, lunch boxes, and bowls for steaming rice bowls.
  • Containers, dishes, tableware such as chopsticks, various other food containers, standard bags, sugar bags, oil packaging bags, water packaging bags, food packaging (corresponding to high temperature sterilization processing), various packaging films such as retort pouches, Examples include packaging bags and agricultural materials.
  • the varnish contains the modified polyolefin particle and a solvent.
  • the solvent include aromatic hydrocarbon solvents such as benzene, toluene, xylene, aliphatic hydrocarbon solvents such as pentane, hexane, heptane, octane, nonane, decane, cyclohexane, methylcyclohexane, decahydronaphthalene, etc.
  • alicyclic hydrocarbon solvents such as chlorobenzene, dichlorobenzene, trichlorobenzene, methylene chloride, chloroform, carbon tetrachloride, tetrachloroethylene and the like.
  • solvents may be used alone or in combination of two or more.
  • the concentration of solids in the varnish is usually 1 to 99% by weight, preferably 10 to 90% by weight.
  • the poor solvent examples include alcohol solvents such as methanol, ethanol, n-propanol, iso-propanol, n-butanol, sec-butanol and tert-butanol, ketone solvents such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, ether acetate, Examples include ester solvents such as dimethyl phthalate, and ether solvents such as dimethyl ether, diethyl ether, di-n-amyl ether, tetrahydrofuran, and dioxyanisole.
  • the amount of the poor solvent can be, for example, 0.1 to 100 parts by weight with respect to 100 parts by weight of the swelling solvent.
  • modified polyolefin particles of the present invention When using the modified polyolefin particles of the present invention as an aqueous dispersion, it is particularly preferable to use modified polyolefin particles grafted with a monomer having an ethylenically unsaturated group and a carboxyl group in the same molecule.
  • the aqueous dispersion can be produced by a known method, for example, by neutralizing a carboxyl group using a neutralizing agent as necessary and dispersing it in water.
  • the neutralizing agent in this case include ammonia, monomethylamine, monoethylamine, dimethylamine, trimethylamine, triethylamine, ethyldimethylamine, sodium hydroxide, potassium hydroxide and the like.
  • nonionic surfactants anionic surfactants, cationic surfactants and antifoaming agents can be used, and as an optional component, the solvent described in the above “varnish” section can be used. It can also be used together. That is, the aqueous dispersion contains the modified polyolefin particles or a salt of the modified polyolefin particles and the neutralizing agent, and water, and if necessary, a nonionic surfactant, an anionic surfactant, a cation It may further contain a surfactant such as a system surfactant, an antifoaming agent, the solvent described in the above “Varnish” section, and the like.
  • a surfactant such as a system surfactant, an antifoaming agent, the solvent described in the above “Varnish” section, and the like.
  • varnishes or aqueous dispersions are used as binders or antiwear agents for paints and inks used in various fields such as automobiles, electrical and electronic parts, construction and packaging materials, dyeing aids, dispersion aids such as pigments, Anti-blocking agent, anti-corrosive paint additive, primer, coating agent and adhesive, floor polish, car wax, glass fiber and carbon fiber sizing agent, paper softener, coated paper paint additive, It can be suitably used as a urethane foam, rubber molding release agent, and toner release agent.
  • the measurement when viewing each of the three locations was performed as follows, using a scanning electron microscope JSM-6380, and observing the particle surface at a magnification of 10,000 times in a 10 ⁇ m ⁇ 13 ⁇ m field of view.
  • the number of holes was measured at three arbitrary locations where the number of holes having a size of 0.05 ⁇ m or more and 0.2 ⁇ m or less existing on the 1 ⁇ m square of the surface was maximized.
  • t-butyl alcohol t-BuOH
  • m / z 59 cleavage ion characteristic of the mass spectrum of t-butyl alcohol
  • the amount generated was determined by the absolute calibration curve method using the peak area with a retention time of 6.9 minutes.
  • the amount generated was determined by an absolute calibration curve method using a peak area with a retention time of 7.5 minutes.
  • Graft amount of graft monomer The graft amount when an unsaturated carboxylic acid was used as the graft monomer was determined as follows.
  • a modified polyolefin from which ungrafted unsaturated carboxylic acid has been removed is hot-pressed at 250 ° C. to prepare a film, and an infrared absorption spectrum of this film is measured. Based on the absorption near 1790 cm ⁇ 1 or 1860 cm ⁇ 1 , The amount of unsaturated carboxylic acid graft was quantified. This value was converted into a measured value by 1 H-NMR by a calibration curve based on a correlation between a previously measured value by 1 H-NMR and a value by infrared absorption spectrum.
  • the graft amount when a monomer other than unsaturated carboxylic acid was used as the graft monomer was determined by measuring the modified polyolefin from which the ungrafted monomer had been removed by 1 H-NMR.
  • Average particle diameter The average particle diameter of each polyolefin particle sample and the modified polyolefin particle sample, if less than 1000 .mu.m, by laser beam diffraction scattering method, was measured ethanol as a dispersion medium. For those having a diameter of 1000 ⁇ m or more, eight types of sieves having an opening diameter of 100 ⁇ m, 180 ⁇ m, 355 ⁇ m, 850 ⁇ m, 1180 ⁇ m, 1400 ⁇ m, 1700 ⁇ m, and 2800 ⁇ m were used to classify polyolefin particles mixed with a very small amount of carbon black as an antistatic agent. . Based on the result, the median diameter obtained by a conventional method was defined as the average particle diameter.
  • Tm Melting point
  • melt flow rate The melt flow rate (MFR) of various polyolefin particles was measured under the conditions of 230 ° C. and 2.16 kg load according to ASTM D1238.
  • copolymer particles of 4-methylpentene-1 and decene-1 were measured under a load condition of 260 ° C. and 5 kg.
  • modified polyolefin particles were filtered using a G2 glass filter and dried at room temperature. In this state, 0.5 grams of the modified polyolefin particles were put into 5 grams of methanol and stirred at room temperature for 10 minutes to remove the unimpregnated antioxidant adhered to the surface of the modified polyolefin particles.
  • the modified polyolefin particles adsorbed with the antioxidant thus obtained are modified polyolefin particles made of propylene homopolymer and modified polyolefin particles made of propylene / ethylene random copolymer at 200 ° C., 4-methylpentene.
  • the oxidation induction time was measured at 250 ° C. in an oxygen atmosphere.
  • the inventors of the present application that the oxidation induction time is long (that is, excellent in antioxidant property) in this example is equivalent to that the impregnation and adsorption of the antioxidant into the pores are sufficiently advanced. I believe that.
  • the measurement temperature is 260 ° C. in the case of Example 7 and Comparative Example 4 using random copolymer particles of 4-methylpentene-1 and decene-1, and in the case of other Examples and Comparative Examples The temperature was 170 ° C.
  • NOF Corporation Perbutyl I
  • a solution obtained by dissolving 3.4 parts by weight of toluene in 3.5 parts by weight of toluene was simultaneously dropped in parallel.
  • the time required for dropping was 4 hours for a toluene solution of maleic anhydride and 1 hour and 40 minutes for a toluene solution of t-butylperoxyisopropyl monocarbonate.
  • heating and stirring were continued for another hour to complete the reaction.
  • the autoclave was kept sealed.
  • the reaction mixture was cooled, 280 parts by weight of acetone was added, the autoclave was sealed again, and the mixture was heated in an oil bath at 100 ° C.
  • reaction time term of * 1 means that only the polypropylene homopolymer is initially charged in a reaction vessel, heated to 120 ° C., and then a toluene solution of maleic anhydride is added. It means that the toluene solution of the organic peroxide was added dropwise over 1 hour and 40 minutes and further reacted for 1 hour.
  • Example 2 3.4 parts by weight of t-butyl peroxy isopropyl monocarbonate (NOF Corporation, Perbutyl I) is added to 3.7 parts by weight of t-butyl peroxybenzoate (NOF Corporation, Perbutyl Z), and the heating temperature is 125. The same operation as in Example 1 was performed except that the temperature was changed to ° C. Table 1-1 shows the charged amounts of each raw material and the grafting conditions.
  • Example 1 The same operation as in Example 1 was carried out except that 3.4 parts by weight of t-butylperoxyisopropyl monocarbonate was changed to 6.1 parts by weight. Table 1-3 shows the charged amounts of each raw material and the grafting conditions.
  • Example 2 100 parts by weight of the same propylene-ethylene random copolymer particles as used in Example 1 were charged into a 1 liter autoclave, and 5 parts by weight of maleic anhydride was added to 17 parts by weight of toluene while stirring at room temperature in a nitrogen atmosphere.
  • Table 1-2 The charged amount of each raw material and the grafting conditions are shown in Table 1-2.
  • Table 1-3 the item * 2 in the amount of toluene charged (peroxide dissolved) indicates that this comparative example uses xylene instead of toluene as the solvent used for charging organic peroxide. This corresponds to the case where it is used, and it means that the equivalent amount of xylene contained in the xylene solution is described in the column of the amount of toluene charged (peroxide dissolved).
  • Example 3 100 parts by weight of the same propylene-ethylene random copolymer particles as used in Example 1, 10 parts by weight of maleic anhydride, t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate (NOF Corporation, Perbutyl I) as the organic peroxide
  • a pressure-resistant container having a capacity of 20 ml and replacing the inside with nitrogen
  • 8.7 parts by weight of toluene was added and sealed, and heated for 5 hours in an oil bath heated to 120 ° C. for reaction. It was.
  • the reaction mixture was cooled and the contents of the pressure vessel were extracted, and the same post-treatment as in Example 1 was performed.
  • Table 1-1 shows the charged amounts of each raw material and the grafting conditions.
  • the contents are cooled and extracted, put into an autoclave, 280 parts by weight of acetone is added, the autoclave is sealed, heated with stirring in an oil bath at 100 ° C. for 1 hour, Cooling and filtration were performed. The same operation was repeated three times in total, and vacuum drying was performed at 60 ° C. for 5 hours.
  • * 3 in the reaction time section means that only the polypropylene homopolymer is initially charged in a reaction vessel, heated to 125 ° C., and then a toluene solution of maleic anhydride is added to 4 It means that the toluene solution of peroxide was dropped over 2 hours and 40 minutes from 30 minutes after the start of dropping of the maleic anhydride, and the reaction was further continued for 1 hour.
  • PLM-2 a planetary mixer
  • * 4 in the reaction time section means that only the polypropylene homopolymer is initially charged in a reaction vessel, heated to 140 ° C., and then a toluene solution of maleic anhydride is added to 4 It means that a toluene solution of peroxide was dropped over a period of 2 hours and 40 minutes, and the reaction was further continued for 1 hour.
  • t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate NOF Corporation, Perbutyl I
  • reaction mixture was cooled, the content was extracted, 280 parts by weight of acetone was added, and the mixture was stirred and filtered at room temperature for 10 minutes. The same operation was repeated 4 times in total, and vacuum drying was performed at 60 ° C. for 5 hours.
  • the propylene homopolymer particles used in this example are pellets unlike the polymer particles used in other examples.
  • NOF Corporation Perbutyl I
  • the solution was charged into a 2 liter planetary mixer (PLM-2 manufactured by Inoue Seisakusho), the inside was purged with nitrogen, and then reacted by heating in an oil bath heated to 150 ° C. for 1 hour. After completion of the reaction, it was cooled and the contents of the planetary mixer were extracted. Acetone was added thereto to make the total volume 1 liter, and the mixture was stirred at room temperature for 10 minutes, followed by filtration. The same operation was repeated 4 times in total, and vacuum drying was performed at 60 ° C. for 5 hours.
  • PLM-2 manufactured by Inoue Seisakusho
  • Table 2-3 shows the physical properties of the obtained anhydrous maleic-modified polypropylene.
  • a solution in which 5 parts by weight of glycidyl ether is dissolved in 17 parts by weight of toluene and 2.6 parts by weight of t-butyl peroxyisopropyl monocarbonate (Nippon Oil Corporation, Perbutyl I) as an organic peroxide are 3.5 parts by weight of toluene.
  • the solution dissolved in was simultaneously dropped in parallel over about 20 minutes.
  • the surface of the particles at arbitrary three locations was observed with a visual field of 10 ⁇ m ⁇ 13 ⁇ m.
  • 0.05 ⁇ m to 0.2 ⁇ m present on 1 ⁇ m square of the particle surface.
  • the maximum number of holes was 25. When the three locations were viewed individually, the maximum was 25, 20, and 18 for each location.
  • the graft amount of allyl glycidyl ether in the allyl glycidyl ether grafted polypropylene particles was 1.9 wt%, and the average particle size was 380 ⁇ m.
  • the oxidation induction time determined by the method described in (10) above was 13 minutes.
  • the content of t-butyl alcohol as the alcohol derived from the decomposition of the organic peroxide was measured by the headspace gas chromatography, and was found to be 50 ⁇ g per 1 g of allyl glycidyl ether-modified polypropylene particles, and the content of isopropyl alcohol. was 1550 ⁇ g.
  • the intrinsic viscosity [ ⁇ ] of the allyl glycidyl ether grafted polypropylene particles was 0.95 dl / g.
  • Example 9 to 13 Modified polypropylene particles were prepared in the same manner as in Example 8 except that the types of graft monomers and organic peroxides and the amounts of raw materials charged were changed as shown in Tables 3-1 and 3-2 below. Got. The analysis results of the resulting modified polypropylene particles are shown in Tables 4-1 and 4-2 below.
  • NOF Corporation Perbutyl I
  • a solution prepared by dissolving a part in 3.5 parts by weight of toluene was dropped simultaneously in parallel.
  • the time required for dropping was 4 hours for a toluene solution of allyl glycidyl ether and 2 hours and 40 minutes for a toluene solution of t-butylperoxyisopropyl monocarbonate.
  • the autoclave was kept sealed.
  • the reaction mixture was cooled, 280 parts by weight of acetone was added, the autoclave was sealed again, and the mixture was heated in an oil bath at 100 ° C.
  • Table 4-2 shows the physical properties of the obtained allyl glycidyl ether-modified polypropylene.

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Abstract

 本発明が目的とするところは、グラフト量と分子量を両立したうえで、ゲルを実質的に含まず、成形加工時や各種樹脂との混合の際の取り扱いの作業性に優れた変性ポリオレフィン粒子を提供することにある。炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上240℃未満の重合体に、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体がグラフトされてなり、以下の要件(1)~(3)を満たす変性ポリオレフィン粒子:(1)前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体のグラフト量xが0.5重量%以上20重量%以下であり;(2)前記グラフト量x(重量%)と、135℃デカリン中で測定した極限粘度〔η〕(dl/g)との関係が、log10〔η〕≧0.1-0.15xの式を満たし;(3)ゲル含有量が1重量%未満である。

Description

変性ポリオレフィン粒子及びその製造方法
 本発明は、変性ポリオレフィン粒子およびその製造方法に関するものである。
 ポリオレフィン系樹脂は、耐薬品性、機械特性など多くの優れた特長を持つ一方で、非極性ポリマーであるために、極性物質との親和性が低いという欠点を有する。この欠点を克服するために、従来からポリオレフィンに炭素-炭素二重結合を有する有機カルボン酸などに由来する極性基を、有機過酸化物を開始剤としたグラフト反応により付与してポリオレフィンを変性する方法が利用されている。
 このようなポリオレフィンの変性には、ポリオレフィンに変性剤を配合し、押出成形機等を用いてポリオレフィンを溶融状態で押出して高温、高せん断下で変性する方法(溶融法)あるいはポリオレフィンを溶媒に溶解し、この溶液に変性剤を配合してポリオレフィンの変性を行う方法(溶液法)等が採用されている。
 しかし、溶融法においては、特に、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリメチルペンテンなど、3級炭素を含有するポリオレフィンにおいては、当該3級炭素の部位において分解が発生しやすい。炭素-炭素結合を有する有機カルボン酸などをグラフトさせる反応はグラフト反応であるため、高いグラフト量を有する変性ポリオレフィンを得ようとする場合に、分解反応は一層顕著になる。したがって、溶融法においてはグラフト量と分子量を両立させることが困難である。
 また、溶液法においては、溶融法よりも反応温度を低く設定することにより分解反応を抑制することは原理的には可能であるが、一方では、そのような低温での反応条件においては、一般に、溶液粘度が非常に高くなり、撹拌が困難になるなどの問題がある。このため、溶液法においても、グラフト量と分子量は両立することは困難である。
 グラフト量と分子量を両立した検討事例としては、例えば、特開2006-328388(特許文献2)で、アイソタクティクポリプロピレン、有機酸成分、パーオキシカーボネート構造を含む過酸化物を有機溶媒中で加熱混合することにより酸変性ポリプロピレンを得る方法が開示されている。しかし、このような方法にあっても、炭素繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、植物繊維などとの複合体に加工した際の強度が十分に発現できるとはいえず、グラフト量と分子量のバランスの改良が求められている。
 グラフト量と分子量のバランスを更に改良する方法として、ポリオレフィン重合体の溶融点以下の温度で変性する固相法が知られている。固相法の利点は、変性反応の過程で、分子鎖に対して撹拌に伴うせん断力が作用しないため、せん断に伴う分子鎖の切断が発生せず、その分、分子量の低下を抑制できることにある。
 ところが、これらの公知の方法における問題点として、変性を行う方法によっては、特に固相法によっては、グラフト反応が局所的となるために生成物の品質が不均一となりやすく、得られる生成物がゲルを含有しがちな傾向にあることが挙げられる。また、もう一つの問題点として、変性の対象となるポリオレフィンの種類によっては、グラフト反応と同時に架橋反応を併発する場合があることも挙げられる。公知の方法で得られる変性ポリオレフィンには、架橋反応などによりゲルが発生すると、フィルムに加工した際にフィッシュアイを発生する等の問題がある。また、炭素繊維、ガラス繊維、セルロース繊維、植物繊維などとの複合体に加工した際の強度が低下する等の問題がある。
 ここで、上記溶液法については、変性反応を行う際に使用する溶媒に着目し、特定の不純物を除去してなる溶媒を用いることによりこの課題を解決しようとする試みがなされている。たとえば、特開2010-18750(特許文献1)には、溶剤中でポリオレフィンに不飽和カルボン酸をグラフト反応するに際し、溶剤として1,1,2-トリクロロエタンに不純物として含まれるアルコール化合物及び/またはエポキシ化合物を除去した1,1,2-トリクロロエタンを用い、かつ、反応温度を40~130℃、反応圧力を1MPa以下とすることにより、ゲル含量が少なく且つ着色も少ない不飽和カルボン酸グラフトポリオレフィンを得る製造方法が開示されている。ここで、特許文献1には、この製造方法により得られた不飽和カルボン酸グラフトポリオレフィンは、140℃に加熱したキシレンに不溶のゲルを含むがその含有量は0.02重量%未満であり、かつ、不飽和カルボン酸のグラフト量が0.1~10重量%であることも開示されている。
特開2010-18750号公報 特開2006-328388号公報
 しかし、特許文献1記載の方法では、溶液法であるために、上述のごとく、グラフト量と分子量のバランスには改善の余地があるうえ、グラフト反応を行う際、溶媒として用いる1,1,2-トリクロロエタンについて、1,1,2-トリクロロエタンに不純物として含まれるアルコール化合物及び/またはエポキシ化合物を事前に除去する工程が必要であり、経済的には好ましくない。また、提供される粒子は一般には粒径0.1mm以下であり、成形加工時や各種樹脂との混合の際の取り扱いの作業性に劣ることが懸念される。
 そこで、本発明が目的とするところは、グラフト量と分子量を両立したうえで、ゲルを実質的に含まず、成形加工時や各種樹脂との混合の際の取り扱いの作業性に優れた変性ポリオレフィン粒子を提供することである。
 本発明者らは、上記状況を鑑み鋭意研究した結果、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、次の〔1〕~〔25〕に関する。
 〔1〕 炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体に、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体がグラフトされてなり、以下の要件(1)~(3)を満たす変性ポリオレフィン粒子:
 (1) 前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体のグラフト量xが0.5重量%以上20重量%以下である。
 (2) 前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体のグラフト量x(重量%)と、135℃デカリン中で測定した極限粘度〔η〕(dl/g)との関係が、
  log10〔η〕≧ 0.1-0.15x
の式を満たす。
 (3) ゲル含有量が1重量%未満である。
 ここで、上記ゲル含有量は、変性ポリオレフィン粒子の約0.3グラムを330メッシュの金網に収納し、その状態の当該変性ポリオレフィン粒子にキシレン100mlを添加し、加熱還流を2時間行ったのちに金網内に残存する未溶解分の重量の、当該変性ポリオレフィン粒子全体の重量に対する割合である。
 〔2〕 炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点(Tm)が50℃以上250℃未満の重合体の粒子に、
 (a)エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体
 (b)有機過酸化物
 (c)有機溶媒
からなる溶液を含浸させ、(Tm-10)℃より低い温度で反応させること、および
 ((a)のモル数÷(b)のモル数)の値が1~20であることを特徴とする、〔1〕に記載の変性ポリオレフィン粒子の製造方法。
 〔3〕 〔2〕に記載の前記重合体が、プロピレンの単独重合体であり、
 ((a)のモル数÷(b)のモル数)の値が1.5~10であることを特徴とする、〔2〕に記載の製造方法。
 〔4〕 〔2〕に記載の前記重合体が、プロピレンを主成分とするランダム共重合体であり、
 ((a)のモル数÷(b)のモル数)の値が3~10であることを特徴とする、〔2〕に記載の製造方法。
 〔5〕 前記ランダム共重合体におけるプロピレンの含有量が70モル%以上、99.9モル%未満であることを特徴とする、〔4〕に記載の製造方法。
 〔6〕 前記ランダム共重合体が、エチレン、ブテンから選ばれる少なくとも1種のコモノマーを含むランダム共重合体であることを特徴とする〔5〕に記載の製造方法。
 〔7〕 〔2〕に記載の前記重合体が4-メチルペンテン-1を主成分とするランダム共重合体または単独重合体であり、
 ((a)のモル数÷(b)のモル数)の値が4~15であることを特徴とする、〔2〕に記載の製造方法。
 〔8〕 前記ランダム共重合体または単独重合体における4-メチルペンテン-1の含有量が80モル%以上であることを特徴とする、〔7〕に記載の製造方法。
 〔9〕 平均粒径が0.2mm~10mmであることを特徴とする、〔1〕に記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔10〕 平均粒径が0.2mm~2.5mmであることを特徴とする、〔1〕に記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔11〕 ゲル含有量が0.00003重量%以上であることを特徴とする〔1〕に記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔12〕 前記重合体が、プロピレンの単独重合体を除くα-オレフィンの重合体であり、かつ、ゲル含有量が0.00003重量%以上であることを特徴とする〔11〕に記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔13〕 走査型電子顕微鏡を用い、倍率10000倍で粒子表面を観察したときに、粒子表面に、0.05μm~0.2μmの大きさの孔を5個~400個含む1μm×1μmの領域を有することを特徴とする、〔10〕に記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔14〕 走査型電子顕微鏡を用い、倍率10000倍で任意の3か所の粒子表面を13μm×10μmの視野で観察したときに、当該3か所中、1か所または2か所以上の粒子表面に、0.05μm~0.2μmの大きさの孔を10個~400個含む1μm×1μmの領域を有することを特徴とする〔13〕に記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔15〕 変性ポリオレフィン粒子を190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される分子量が150以下の脂肪族アルコールの含有量が、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg以上10000μg以下であることを特徴とする〔1〕および〔9〕~〔14〕のいずれかに記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔16〕 変性ポリオレフィン粒子を190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される分子量が110以下の脂肪族アルコールの含有量もまた、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg以上10000μg以下であることを特徴とする〔15〕に記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔17〕 変性ポリオレフィン粒子を190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される分子量が150以下の脂肪族アルコールの含有量および分子量が250以下の芳香環含有化合物の含有量が、いずれも、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg以上10000μg以下であることを特徴とする〔1〕および〔9〕~〔14〕のいずれかに記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔18〕 グラフトが、ラジカル開始剤の存在下で前記ポリオレフィン樹脂に前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体をグラフト反応させることにより行われるものであり、
 当該ラジカル開始剤が、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物であることを特徴とする〔1〕,〔9〕~〔14〕および〔16〕のいずれかに記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔19〕 前記脂肪族アルコキシラジカル部位の分子量が110以下である〔18〕に記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔20〕 グラフトが、ラジカル開始剤の存在下で前記ポリオレフィン樹脂に前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体をグラフト反応させることにより行われるものであり、
 当該ラジカル開始剤が、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位および分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物であることを特徴とする〔1〕,〔9〕~〔14〕および〔17〕のいずれかに記載の変性ポリオレフィン粒子。
 〔21〕 前記重合体の粒子の平均粒径が0.2mm~10mmであることを特徴とする、〔2〕に記載の製造方法。
 〔22〕 前記重合体の粒子の平均粒径が0.2mm~2.5mmであることを特徴とする、〔2〕に記載の製造方法。
 〔23〕 前記有機過酸化物が、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物である〔2〕,〔21〕および〔22〕のいずれかに記載の製造方法。
 〔24〕 前記脂肪族アルコキシラジカル部位の分子量が110以下である〔23〕に記載の製造方法。
 〔25〕 前記有機過酸化物が、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位と分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物である〔2〕,〔21〕および〔22〕のいずれかに記載の製造方法。
 本発明によれば、ゲル含有量が少なく、且つ適度の粒径を有する変性ポリオレフィン粒子を得ることができる。これにより、成形加工時や各種樹脂との混合の際の取り扱いの作業性に優れ、かつ、フィルムに加工した際に、フィッシュアイを発生する等の問題が解決されることが期待される。
走査型電子顕微鏡で撮影した、実施例1で得られた無水マレイン変性ポリプロピレン粒子の表面を表す画像を示す図である。
 以下に本発明を詳細に説明する。
 <変性ポリオレフィン粒子>
 本発明に係る変性ポリオレフィン粒子は、炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体に、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体がグラフトされてなり、以下の要件(1)~(3)を満たすことを特徴としている:
 (1) 前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体のグラフト量が、0.5重量%以上である。
 (2) 前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体のグラフト量x(重量%)と、135℃デカリン中で測定した極限粘度〔η〕(dl/g)との関係が、
  log10〔η〕≧ 0.1-0.15x
の式を満たす。
 (3)ゲル含有量が1重量%未満である。
 炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体(ポリオレフィン樹脂)
 本発明においては、変性ポリオレフィン粒子を構成する基材となる重合体として、炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体が採用される。ここで、本発明の例示的な態様の1つにおいては、このような重合体として、50℃以上240℃未満の融点を持つものが好適に採用される。しかし、本発明では、融点が50℃以上250℃未満の重合体として、240℃以上の融点を有する重合体の使用を排除するものではない。
 本発明において、炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体の例としては、エチレン、プロピレン、ブテン-1、ペンテン-1、2-メチルブテン-1、3-メチルブテン-1、ヘキセン-1、3-メチルペンテン-1、4-メチルペンテン-1、3,3-ジメチルブテン-1、ヘプテン-1、メチルヘキセン-1、ジメチルペンテン-1、トリメチルブテン-1、エチルペンテン-1、オクテン-1、メチルペンテン-1、ジメチルヘキセン-1、トリメチルペンテン-1、エチルヘキセン-1、メチルエチルペンテン-1、ジエチルブテン-1、プロピルペンテン-1、デセン-1、メチルノネン-1、ジメチルオクテン-1、トリメチルヘプテン-1、エチルオクテン-1、メチルエチルヘプテン-1、ジエチルヘキセン-1、オクタデセン-1、ドデセン-1およびヘキサドデセン-1、等のα-オレフィンの単独重合体、あるいは、共重合体を挙げることができる。
 これらのうち、好ましい重合体として、
 エチレンを主成分とする重合体、プロピレンを主成分とする重合体、ブテンを主成分とする重合体、4-メチルペンテン-1を主成分とする重合体が挙げられ、
 特に好ましい重合体として、
 プロピレン単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・ブテンランダム共重合体、プロピレン・エチレン・ブテンランダム共重合体、
 ブテン単独重合体、ブテン・エチレンランダム共重合体、ブテン・プロピレンランダム共重合体、ブテン・エチレン・プロピレンランダム共重合体、
 4-メチルペンテン-1の単独重合体、4-メチルペンテン-1とプロピレンのランダム共重合体、4-メチルペンテン-1とヘキセン-1のランダム共重合体、4-メチルペンテン-1とデセン-1とのランダム共重合体、4-メチルペンテン-1とテトラデセンとのランダム共重合体、4-メチルペンテン-1とヘキサデセン-1とのランダム共重合体、4-メチルペンテン-1とオクタデセン-1とのランダム共重合体、および、4-メチルペンテン-1とヘキサデセン-1とオクタデセン-1のランダム共重合体、
が挙げられる。
 これらの中でも、耐熱性、機械特性のバランスから、プロピレンを主成分とする重合体および4-メチルペンテン-1を主成分とする共重合体が好ましく、その中でも、プロピレンの単独重合体、プロピレン・エチレンランダム共重合体、プロピレン・ブテン-1ランダム共重合体、4-メチルペンテン-1とデセン-1とのランダム共重合体、が特に好ましい。
 プロピレンを主成分とするランダム共重合体、例えば、プロピレン・エチレンランダム共重合体においては、プロピレン含量が70モル%以上99.9モル%未満、好ましくは80モル%以上99.5モル%未満、更に好ましくは90モル%以上99モル%未満である。
 4-メチルペンテン-1を主成分とするランダム共重合体または単独重合体においては、4-メチルペンテン-1含量は80モル%以上であり、好ましくは85モル%以上99.5モル%未満、更に好ましくは90モル%以上99モル%未満である。
 なお、本明細書においては、以後、炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体のことを、「ポリオレフィン樹脂」、あるいは、単に「ポリオレフィン」ということがある。また、当該重合体からなる粒子を単に「ポリオレフィン粒子」ということがある。
 本発明の変性ポリオレフィン粒子は、その特有の性質を変動させない限りは上記ポリオレフィン樹脂以外に公知の材料を任意に含有することができる。その場合の公知材料の配合量は該ポリオレフィン樹脂に対して通常20重量%以下、好ましくは10重量%以下である。通常は、該ポリオレフィン樹脂のみで本発明の変性ポリオレフィン粒子が構成される。
 なお、本明細書において、単独重合体および共重合体を包括する概念として、単に「重合体」という語が用いられることがある。
 エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体
 本発明の変性ポリオレフィン粒子には、ポリオレフィン樹脂にエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体がグラフトされた状態で含まれている。具体的には、本発明の変性ポリオレフィン粒子は、上記ポリオレフィン樹脂を構成するポリオレフィン鎖に対して、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体由来の繰り返し単位が導入された構造を有する。
 ここで、本発明の変性ポリオレフィン粒子にグラフトされるエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体としては、水酸基含有エチレン性不飽和化合物、アミノ基含有エチレン性不飽和化合物、エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物、窒素含有芳香族ビニル化合物、ラクタム構造含有エチレン性不飽和化合物、不飽和カルボン酸およびその誘導体、ビニルエステル化合物、ニトリル基含有不飽和化合物、塩化ビニル、ビニルシラン化合物が挙げられる。これらは、1種単独で、あるいは、2種以上を組み合わせて用いることができる。
 これらのうち、水酸基含有エチレン性不飽和化合物の具体例としては、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、3-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、2-ヒドロキシ-3-フェノキシ-プロピル(メタ)アクリレート、3-クロロ-2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート、グリセリンモノ(メタ)アクリレート、ペンタエリスリトールモノ(メタ)アクリレート、トリメチロールプロパンモノ(メタ)アクリレート、テトラメチロールエタンモノ(メタ)アクリレート、ブタンジオールモノ(メタ)アクリレート、ポリエチレングリコールモノ(メタ)アクリレート、2-(6-ヒドロキシヘキサノイルオキシ)エチルアクリレートなどの(メタ)アクリル酸エステル;10-ウンデセン-1-オール、1-オクテン-3-オール、2-メタノールノルボルネン、ヒドロキシスチレン、ヒドロキシエチルビニルエーテル、ヒドロキシブチルビニルエーテル、N-メチロールアクリルアミド、2-(メタ)アクロイルオキシエチルアシッドフォスフェート、グリセリンモノアリルエーテル、アリルアルコール、アリロキシエタノール、2-ブテン-1,4-ジオール、グリセリンモノアルコールなどが挙げられる。これらの中でも、ヒドロキシエチル(メタ)アクリレート、および2-ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレートが好ましい。
 アミノ基含有エチレン性不飽和化合物は、エチレン性二重結合とアミノ基を有する化合物であり、このような化合物としては、次式で表されるアミノ基および置換アミノ基を少なくとも1種類有するビニル系単量体を挙げることができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000001
上記式中、R6 は水素原子、メチル基またはエチル基を示し、R7 は、水素原子、炭素原子数が1~12、好ましくは1~8のアルキル基または炭素原子数が6~12、好ましくは6~8のシクロアルキル基である。なお上記のアルキル基、シクロアルキル基は、さらに置換基を有してもよい。
 このようなアミノ基含有エチレン性不飽和化合物の具体例として、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸プロピルアミノエチル、メタクリル酸2-(ジメチルアミノ)エチル、(メタ)アクリル酸アミノプロピル、メタクリル酸フェニルアミノエチルおよびメタクリル酸シクロヘキシルアミノエチルなどのアクリル酸またはメタクリル酸のアルキルエステル系誘導体類;N-ビニルジエチルアミンおよびN-アセチルビニルアミンなどのビニルアミン系誘導体類;アリルアミン、メタクリルアミン、N-メチル(メタ)アクリルアミンなどのアリルアミン系誘導体;(メタ)アクリルアミド、N-メチル(メタ)アクリルアミド、N,N-ジメチル(メタ)アクリルアミド、およびN,N-ジメチルアミノプロピル(メタ)アクリルアミドなどのアクリルアミド系誘導体;p-アミノスチレンなどのアミノスチレン類;6-アミノヘキシルコハク酸イミド、2-アミノエチルコハク酸イミドなどが挙げられる。これらの中でも、(メタ)アクリル酸アミノエチル、(メタ)アクリル酸プロピルアミノエチル、(メタ)アクリルアミド、およびN,N-ジメチル(メタ)アクリルアミドが好ましい。
 エポキシ基含有エチレン性不飽和化合物は、1分子中に重合可能な不飽和結合およびエポキシ基を少なくとも1個以上有するモノマーである。このようなエポキシ基含有エチレン性不飽和化合物の具体例として、グリシジルアクリレート、グリシジルメタクリレート、マレイン酸のモノおよびジグリシジルエステル、フマル酸のモノおよびジグリシジルエステル、クロトン酸のモノおよびジグリシジルエステル、テトラヒドロフタル酸のモノおよびジグリシジルエステル、イタコン酸のモノおよびグリシジルエステル、ブテントリカルボン酸のモノおよびジグリシジルエステル、シトラコン酸のモノおよびジグリシジルエステル、エンド-シス-ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2,3-ジカルボン酸(ナジック酸TM)のモノおよびジグリシジルエステル、エンド-シス-ビシクロ[2.2.1]ヘプト-5-エン-2-メチル-2,3-ジカルボン酸(メチルナジック酸TM)のモノおよびジグリシジルエステル、アリルコハク酸のモノおよびグリシジルエステルなどのジカルボン酸モノおよびアルキルグリシジルエステル(モノグリシジルエステルの場合のアルキル基の炭素原子数1~12)、p-スチレンカルボン酸のアルキルグリシジルエステル、アリルグリシジルエーテル、2-メチルアリルグリシジルエーテル、スチレン-p-グリシジルエーテル、3,4-エポキシ-1-ブテン、3,4-エポキシ-3-メチル-1-ブテン、3,4-エポキシ-1-ペンテン、3,4-エポキシ-3-メチル-1-ペンテン、5,6-エポキシ-1-ヘキセン、ビニルシクロヘキセンモノオキシドなどが挙げられる。これらの中でも、グリシジル(メタ)アクリレート、およびアリルグリシジルエーテルが好ましい。
 窒素含有芳香族ビニル化合物の具体例としては、4-ビニルピリジン、2-ビニルピリジン、5-エチル-2-ビニルピリジン、2-メチル-5-ビニルピリジン、2-イソプロペニルピリジン、2-ビニルキノリン、3-ビニルイソキノリン、N-ビニルカルバゾールなどを挙げることができる。
 ラクタム構造含有エチレン性不飽和化合物の具体例としては、N-ビニルピロリドンなどが挙げられる。
 不飽和カルボン酸の具体例としては、アクリル酸、メタクリル酸、マレイン酸、ナジック酸、フマル酸、テトラヒドロフタル酸、イタコン酸、シトラコン酸、クロトン酸、イソクロトン酸、ノルボルネンジカルボン酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン-5,6-ジカルボン酸などの各種不飽和カルボン酸が挙げられる。
 不飽和カルボン酸の誘導体としては、上記不飽和カルボン酸の酸無水物、酸ハライド、アミド、イミド、エステルなど、-C(=O)-X(Xは第15~17族元素から選ばれる原子)なる構造を有する誘導体が挙げられ、これらの具体例としては、塩化マレニル、マレニルイミド、無水マレイン酸、無水イタコン酸、無水シトラコン酸、テトラヒドロ無水フタル酸、ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン-5,6-ジカルボン酸無水物、マレイン酸ジメチル、マレイン酸モノメチル、マレイン酸ジエチル、フマル酸ジエチル、イタコン酸ジメチル、シトラコン酸ジエチル、テトラヒドロフタル酸ジメチル、ビシクロ[2,2,1]ヘプト-2-エン-5,6-ジカルボン酸ジメチル、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、アクリル酸プロピル、アクリル酸ブチル、アクリル酸-2-エチルヘキシル、塩化アクリロイル、アクリルアミド、マレニルイミド、2-ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシプロピルアクリレート、グリシジルアクリレート、アクリル酸アミノエチル、アクリル酸アミノプロピル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、メタクリル酸プロピル、メタクリル酸ブチル、メタクリル酸-2-エチルヘキシル、塩化メタクリロイル、メタクリルアミド、ヒドロキシエチルメタクリレート、ヒドロキシプロピルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、メタクリル酸アミノエチル、メタクリル酸アミノプロピル、および、メタクリル酸テトラヒドロフルフリル、などを挙げることができる。
 上記不飽和カルボン酸およびその誘導体の中では、アクリル酸、アクリル酸メチル、アクリル酸エチル、メタクリル酸、メタクリル酸メチル、メタクリル酸エチル、アクリルアミド、メタクリルアミド、無水マレイン酸、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、メタクリル酸アミノプロピル、アクリル酸テトラヒドロフルフリル、メタクリル酸テトラヒドロフルフリルが好ましい。これらの中でも、(メタ)アクリル酸、無水マレイン酸、(メタ)アクリル酸メチル、(メタ)アクリル酸エチル、(メタ)アクリル酸テトラヒドロフルフリルが特に好ましい。
 ビニルエステル化合物の例としては、酢酸ビニル、プロピオン酸ビニル、n-酪酸ビニル、イソ酪酸ビニル、ピバリン酸ビニル、カプロン酸ビニル、バーサティック酸ビニル、ラウリル酸ビニル、ステアリン酸ビニル、安息香酸ビニル、p-(t-ブチル)安息香酸ビニル、サリチル酸ビニル、シクロヘキサンカルボン酸ビニルなどを挙げることができる。
 ニトリル基含有不飽和化合物の例としては、(メタ)アクリロニトリル、フマロニトリル、アリルシアニド、シアノエチルアクリレート等を挙げることができ、これらの中でも、(メタ)アクリロニトリルが好ましい。
 また、これらの化合物に加えて、アリルグリシジルエーテルなどのエポキシ基含有エチレン性不飽和化合物、およびビニルシラン化合物もまた好適に挙げられる。
 なお、本明細書においては、以後、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体を、単に、「グラフトモノマー」ということがある。
 本発明の変性ポリオレフィン粒子を構成するグラフト変性ポリオレフィン樹脂において、グラフトしたエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の含有量(x)は、0.5重量%以上、好ましくは1.0重量%以上、より好ましくは1.4重量%以上、さらに好ましくは2.0重量%以上、最も好ましくは2.4重量%以上である。ここでいう含有量について、下限値以上であるかそうでないかの判断は、小数点以下第2位を四捨五入することにより行うことができる。なお、本発明においては当該含有量をグラフト量またはM値と表記する場合がある。グラフトしたエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の量に上限はないが、20重量%を超えると一般的には、未変性のポリオレフィンとの相溶性が悪化する傾向にあるので、20重量%を超えないことが好ましく、8重量%を超えないことが更に好ましい。
 ここで、上記「エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体」が2種以上用いられる場合、これらの含有量の合計が1.0重量%以上であることが好ましく、これらの含有量の合計として上記好ましい範囲内にあることがさらに好ましい。
 その他の単量体
 本発明の変性ポリオレフィン粒子には、ポリオレフィン樹脂にエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体のほかに、エチレン性不飽和基を含む単量体であって上記「エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体」以外の単量体(以下、「その他の単量体」)がグラフトされた状態でさらに含まれていてもよい。この態様では、本発明の変性ポリオレフィン粒子は、上記ポリオレフィン樹脂を構成するポリオレフィン鎖に対して、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体由来の繰り返し単位と、「その他の単量体」由来の繰り返し単位とが導入された構造を有する。
 ここで、本発明の変性ポリオレフィン粒子に任意に追加でグラフトされうる「その他の単量体」の例として、上記「窒素含有芳香族ビニル化合物」以外の芳香族ビニル化合物、などが挙げられる。
 ここで、上記「窒素含有芳香族ビニル化合物」以外の芳香族ビニル化合物としては、下記式で表される化合物が挙げられる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000002
上記式において、R8 およびR9 は、互いに同一でも異なっていてもよく、水素原子または炭素原子数が1~3のアルキル基を示し、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基およびイソプロピル基を挙げることができる。また、R10はそれぞれ独立に炭素原子数が1~3の炭化水素基またはハロゲン原子を示し、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基およびイソプロピル基並びに塩素原子、臭素原子およびヨウ素原子などを挙げることができる。また、nは通常は0~5、好ましくは1~5の整数を表す。
 このような芳香族ビニル化合物の具体的な例としては、スチレン、α-メチルスチレン、o-メチルスチレン、p-メチルスチレン、m-メチルスチレン、p-クロロスチレン、m-クロロスチレンおよびp-クロロメチルスチレンが挙げられ、これらの中でもスチレンが好ましい。
 変性ポリオレフィン粒子の物性・性状
 本発明の変性ポリオレフィン粒子は、グラフトモノマーによるグラフト量が多くても、ある程度大きな分子量を有する。具体的には、グラフトしたエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の含有量(x)と、135℃デカリン中で測定した極限粘度〔η〕との関係は、xを重量%で、〔η〕をdl/gで表したときに、
  log10〔η〕≧ 0.1-0.15x
を満たしており、好ましくは、
  log10〔η〕≧ 0.15-0.15x
を満たしており、更に好ましくは、
  log10〔η〕≧ 0.2-0.15x
を満たす。
 言い換えると、(log10〔η〕+0.15x)の値は、0.1以上、好ましくは0.15以上、さらに好ましくは0.2以上である。
 上述したように、ポリオレフィン系樹脂は、非極性ポリマーであるために、一般的に、極性物質との親和性が低いという欠点を有する。しかし、変性ポリオレフィン粒子としたときに、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の含有量(x)と、135℃デカリン中で測定した極限粘度〔η〕との関係を、上式を満たす範囲とすることにより、ポリオレフィン樹脂の特長である機械特性を維持しつつも、欠点である極性物質との親和性を改良することができる。
 なお、[η]の値に上限はないが、[η]≦1.5dl/gが好ましい。
 ここで、変性ポリオレフィンにおける、グラフトにより導入された単量体の含有量と、極限粘度との関係は、ポリオレフィンの変性方法により変わる。例えば、ポリオレフィンに変性剤を配合し、押出成形機等を用いてポリオレフィンを溶融状態で押出して高温、高せん断下で変性する方法として従来用いられている溶融法では、グラフトにより導入された単量体の含有量が増えると、得られる変性ポリオレフィンの分子量が小さくなる傾向にある。したがって、溶融法によって得られる変性ポリオレフィンでは、上記の関係式を満たすことが難しいと推定できる。一方、粒状のポリオレフィン重合体を用い、当該ポリオレフィン重合体の溶融点以下の温度で変性する方法である固相法では、経験則上、グラフトにより導入された単量体の含有量が増えても、得られる変性ポリオレフィンの分子量を高いまま保持できる傾向にある。したがって、固相法では上記関係式を満たす変性ポリオレフィン粒子が得られやすい傾向にある。
 また、本発明にかかる変性ポリオレフィン粒子は、ゲル含有量が1重量%未満、好ましくは0.6重量%以下、更に好ましくは0.3重量%以下である。ゲル含有量の下限値は通常、0.0重量%以上、好ましくは0.00003重量%以上、より好ましくは0.03重量%以上である。
 このように、本発明の変性ポリオレフィン粒子を構成するグラフト変性ポリオレフィン樹脂において、ゲル含有量は1重量%未満であることが必要であり、好ましくは0.6重量%以下、更に好ましくは0.3重量%以下である。ゲル含有量を上記のような範囲とすることで、フィルムに加工した際にフィッシュアイ等の問題のない良好な外観のフィルムを得ることができる。一方で、特にプロピレン単独重合体を除くα-オレフィン重合体においては、ゲル含有量は0.00003重量%以上であることが好ましく、0.03重量%以上であることがさらに好ましい。本発明では、ゲル含有量が0であることが本来的には理想的であるという見地からは、ゲル含有量を0.00003重量%以下とすることが好ましく、そのようなゲル含有量とするには、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体と有機過酸化物のモル比を高い値、たとえば20以上の値にすることで達成しうる。その反面、このモル比を高くすると、今度はエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体が単独重合を引き起こす割合が高くなり、また、単量体の当該単独重合により、当該単量体の、炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点50℃以上250℃未満の重合体へのグラフト量が低下するなどの問題が同時に発生しやすくなる場合もある。これらのことを踏まえて、特にプロピレン単独重合体を除くα-オレフィン重合体においては、ゲル含有量を上記の範囲とすることが好ましいとしたのである。
 また、炭素繊維強化材などの複合材用途に供する場合において、このようなグラフト変性ポリオレフィン樹脂は、破壊の起点となりうるような欠陥が少ないことから、機械強度の優れた複合材を得ることができる。
 ここで、本発明におけるゲル含有量とは、変性ポリオレフィン粒子の約0.3グラムを330メッシュ(目開き45μm)の金網に収納し、その状態の変性ポリオレフィン粒子にキシレン100mlを添加し、加熱還流を2時間行ったのちに金網内に残存する未溶解分の重量の、当該変性ポリオレフィン粒子全体の重量に対する割合を指すものとする。
 また、本発明にかかる変性ポリオレフィン粒子は、プロピレン・エチレンランダム共重合体、4-メチルペンテン-1を主成分とする単独重合体または共重合体の場合、その融点(Tm)+20℃ないしTm+30℃の任意の温度領域において、角周波数ω=0.1rad/秒、角周波数ω=1rad/秒、および角周波数ω=10rad/秒のもとで、回転型レオメータを用いて測定した複素粘性率をそれぞれ|η*|0.1(Pa・秒)、|η*|1(Pa・秒)、および|η*|10(Pa・秒)とすると、好ましくは、
  |η*|0.1 ÷|η*|10 ≦ 1+0.07×〔log10{|η*|1}〕3.4
さらに好ましくは、
  |η*|0.1 ÷|η*|10 ≦ 1+0.05×〔log10{|η*|1}〕3.5
の関係が成り立つ。|η*|0.1 ÷|η*|10 の値が上記の関係を満たすことは、長鎖分岐が少なく、ゲル分率が概ね1重量%未満であることを意味する。
 また、本発明にかかる変性ポリオレフィン粒子は、通常は0.2mm以上10mm以下、好ましくは0.2mm以上2.5mm以下、より好ましくは0.3mm以上1.5mm以下、さらに好ましくは0.3mm以上0.7mm以下の平均粒径を有している。ここで、本発明において、平均粒径は、レーザー光回折散乱法(平均粒径1mm未満の場合)、または篩を用いた分級法(平均粒径1mm以上の場合)による平均粒径を意味する。本発明の変性ポリオレフィン粒子は、上記のような平均粒径を有することで、成形加工時や各種樹脂との混合の際の取り扱いの作業性が良好となる。
 ここで、本発明者らは、従来の固相法で得られた変性ポリオレフィン粒子は、表面に凹凸があるものの、孔のない緻密な構造を有していることを見出した。変性ポリオレフィン粒子の表面がこのように孔のない緻密構造である場合、例えば、粒子に物理的性質あるいは化学的性質を付与するために公知の添加剤、例えば各種の官能基を含有する、錯形成剤、界面活性剤、酸化防止剤などを導入しようとする場合にこれら物理的又は化学的性質を発現するに足りる添加剤を効果的に導入(吸着)できないことが懸念される。例えば、粒子の表面がこのように緻密である場合、安定剤を導入して保存安定性を向上させるのは困難であると推定される。一つの例として、変性ポリオレフィン粒子に酸化防止剤を導入して酸化安定性を向上させる場合を想定した場合、公知技術では酸化安定性を発現させるための酸化防止剤の使用量を増やさざるを得ず経済的には好ましくない。酸化防止剤を導入するためにペレタイズする方法も考えられるが、ペレタイズにも多くの熱エネルギーが必要である。少ないエネルギーで粒子を得られる固相法のメリットを考慮すると、更なる改良が求められる。本発明における変性ポリオレフィン粒子は、走査型電子顕微鏡を用い、倍率10000倍で粒子表面を観察したときに、粒子表面に、0.05μm~0.2μmの大きさの孔を5個~400個含む1μm×1μmの領域を有することが好ましい。
 ここで、本発明にかかる変性ポリオレフィン粒子は、1μm×1μmの領域に含まれる0.05μm以上0.2μm以下の大きさの孔に着目しているが、これは、この大きさの孔が、当該粒子に物理的性質あるいは化学的性質を付与するための公知の添加剤、例えば、保存安定性を高めるための安定剤、より具体的には、ポリオレフィン粒子の抗酸化性の如き保存安定性を高めるための酸化防止剤をポリオレフィン粒子内に均一に導入するために有効と考えられることに基づく。本発明では、上記1μm×1μmの領域において、0.05μm以上0.2μm以下の大きさの孔が、5個以上400個以下、好ましくは10個以上100個以下、より好ましくは20個以上50個以下含まれる。このような1μm×1μmの領域が変性ポリオレフィン粒子表面に存在すると、安定剤などの前記添加剤をポリオレフィン粒子内に均一に導入できる効果が期待できる。
 ここで、本発明において、上記粒子表面の観察は、具体的には、任意の3箇所の粒子表面を13μm×10μmの視野で観察することによって行うことができる。この場合、本発明にかかる変性ポリオレフィン粒子は、このような1μm×1μmの領域を、当該3箇所のうち1箇所以上の粒子表面に有することが好ましい。
 なお、後述する本発明の製造方法においては、ポリオレフィン粒子として、ポリオレフィンに必要に応じて各種の添加剤を加えて溶融混練したのち、冷却固化させた状態、あるいは溶融状態のままで、ペレタイザーなどの切断装置を用いて粒子形状に造粒された成形材料であるペレットを用いて本発明の変性ポリオレフィン粒子を得る場合もあるところ、ペレットから得られる変性ポリオレフィン粒子では、後述する本発明の製造方法を用いて得られたものであっても上述した孔が表面に観察されない場合がある。したがって、本願の変性ポリオレフィン粒子が確実に上述した孔を表面に有するためには、当該変性ポリオレフィン粒子が、後述する「ペレット以外の粒子」を原料とし後述する本発明の製造方法によって得られたものであることが好ましい。後述するようにこの「ペレット以外の粒子」は通常2.5mm以下の平均粒径を有していることから、これに対応して、本願の変性ポリオレフィン粒子は、2.5mm以下の平均粒径を有することが好ましい。
 ところで、本発明においては、変性ポリオレフィン粒子の特性を評価する上で、ある特定の含有成分の種類および含量に着目することがある。本発明の変性ポリオレフィン粒子は、後述するように多くの場合ラジカル開始剤の存在下で製造されるところ、後述するように、ある特定のラジカル開始剤を用いると、上記要件(1)~(4)を満たす変性ポリオレフィン粒子を得やすい傾向にある。このとき、用いたラジカル開始剤によって、変性ポリオレフィン粒子に含まれるラジカル開始剤由来の成分の種類および含量が変わる傾向にある。これらのことを考慮すると、変性ポリオレフィン粒子に含まれるある特定の含有成分の種類および含量は、変性ポリオレフィン粒子の特性を評価する上で、重要な評価項目となり得る。
 ここで、本発明においては、評価対象とする成分の含量は、具体的には、以下の測定条件(a)に従って測定することができる:
 測定条件(a):変性ポリオレフィン粒子を190℃、30分加熱した際に発生するガスを、ヘッドスペ-スガスクロマトグラフィーにより分析する。
 ここで、本発明において特に評価対象となりうる変性ポリオレフィン粒子中の含有成分の1つとして、分子量150以下のアルコール、特に分子量150以下の脂肪族アルコールが挙げられる。したがって、本発明の変性ポリオレフィン粒子は、上記測定条件(a)にしたがって測定した分子量150以下のアルコールの含量が変性ポリオレフィン粒子1gあたり、1~10000μgの範囲内にあることが好ましい。
 本発明の変性ポリオレフィン粒子は、ラジカル開始剤の存在下で、ポリオレフィン樹脂に特定のエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体をグラフト反応させることにより得られる。このとき、ラジカル開始剤として、熱分解によって分子量150以下のアルコキシラジカルを発生させる有機過酸化物、より具体的には、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物が好ましく用いられる。なお本発明において「ラジカル部位」とは分子の部分構造を示す用語であり、反応中間体や実在する分子種を示す用語「ラジカル」とは区別して用いられる。ここで、分子量150以下のアルコールは、グラフト反応の開始剤として用いる有機過酸化物の熱分解により発生したアルコキシラジカルが、ポリオレフィンから水素を引き抜くことにより生成するものである。ただ、本発明では、分子量150以下のアルコールについて、より厳密に且つより具体的には、90℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される分子量150以下の脂肪族アルコールによって評価する。本発明において、190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される分子量150以下の脂肪族アルコールは、グラフト反応の開始剤として用いる前記有機過酸化物の熱分解により発生したアルコキシラジカルがポリオレフィンから水素を引き抜くことにより生成するものである。なお、有機過酸化物の熱分解により発生したラジカルは、ポリオレフィンの水素を引き抜くことにより、ポリオレフィンの分子鎖上に新たにラジカルを発生し、グラフト反応の起点となる。
 本発明の変性ポリオレフィン粒子に含有しうる上記アルコール、より厳密には、脂肪族アルコールの分子量は、好ましくは110以下、より好ましくは100以下、さらに好ましくは80以下である。このような条件を満たす分子量150以下の脂肪族アルコールの例としては、t-ブチルアルコール(分子量74)、t-へキシルアルコール(分子量102)、イソプロピルアルコール(分子量60)、エタノール(分子量46)、メタノール(分子量32)が挙げられる。これらのうちでも、t-ブチルアルコール、イソプロピルアルコールが好ましく、t-ブチルアルコールが特に好ましい。
 本発明においては、190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガクロマトグラフィーによって測定される上記脂肪族アルコールのなかに、分子量が150を超える脂肪族アルコールが含まれないことが好ましく、110を超えるものが含まれないことが、より好ましい。したがって、上記測定条件(a)にしたがって分子量110以下のアルコールの含量を測定した場合であっても、当該分子量110以下のアルコールの含量が、変性ポリオレフィン粒子1gあたり、1~10000μgの範囲内にあることが好ましく、当該分子量110以下のアルコールの含量と、上記分子量150以下のアルコールの含量とが同じであることが、より好ましい。
 また、有機過酸化物の熱分解により発生しうる物質としては脂肪族アルコール以外に、エーテル、ケトン、脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素があげられる。
 この場合、190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される当該エーテル、ケトン、当該脂肪族炭化水素、芳香族炭化水素の分子量は、原則として、150を超えないことが更に好ましい。
 ただ、本発明の変性ポリオレフィン粒子においては、上記分子量が150以下の脂肪族アルコールのほかに、分子量が250以下の芳香環含有化合物が含まれていてもよい。このとき、上記測定条件(a)にしたがって測定した分子量が250以下の芳香環含有化合物の含有量が、変性ポリオレフィン粒子1gあたり、1~10000μgの範囲内にあることが好ましい。
 ここで、上述したように、本発明においては、ラジカル開始剤として、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物が好ましく用いられるところ、本発明の好適な態様の1つにおいて、このような有機過酸化物は、分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位をも構成部位として含むことがある。本発明において、190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される、分子量が250以下の芳香環含有化合物もまた、多くの場合、分子量が150以下の脂肪族アルコールと同様、グラフト反応の開始剤として用いる有機過酸化物の熱分解により発生したラジカルがポリオレフィンから水素を引き抜くことにより生成するものである。ただ、有機過酸化物の熱分解により発生したラジカルからの生成物は、ポリオレフィンからの水素の引き抜きによって得られる生成物に限られず、当該ラジカル内にある結合の切断および/または転位等によって得られる場合もある。例えば、有機過酸化物の熱分解によりベンゾイルオキシラジカルが生じる場合は、脱炭酸反応を起こしたのちにベンゼンを生じることがある。また、有機過酸化物の熱分解によりクミルオキシラジカルが生じる場合は、β切断(β-scission)による二次生成物としてメチルラジカルとアセトフェノンを生じることもある。なお、有機過酸化物の熱分解により発生したラジカルは、ポリオレフィンの水素を引き抜くことにより、ポリオレフィンの分子鎖上に新たにラジカルを発生し、グラフト反応の起点となる。
 ここで、本発明の変性ポリオレフィン粒子が、分子量が250以下の芳香環含有化合物を含有する場合にもまた、上記脂肪族アルコールの分子量は、好ましくは110以下、より好ましくは100以下、さらに好ましくは80以下である。このような条件を満たす分子量150以下の脂肪族アルコールの例は、上述したとおりである。
 また、本発明の変性ポリオレフィン粒子に含有しうる上記芳香環含有化合物の分子量は、250以下、より好ましくは200以下、さらに好ましくは150以下である。このような条件を満たす芳香環含有化合物の例としては、アセトフェノン(分子量120)、α-クミルアルコール(分子量136)、3'-アセチルアセトフェノン(分子量162)、2-(3-アセチルフェニル)-2-プロパノール(分子量178)、α,α'-ジヒドロキシ-1,3-ジイソプロピルベンゼン(分子量194)、ベンゼン(分子量78)、安息香酸(分子量122)、メチル安息香酸(分子量136)、ジメチル安息香酸(分子量150)、などがあげられる。これらの化合物のなかでもより好ましいものはベンゼン、安息香酸、メチル安息香酸、ジメチル安息香酸であり、特に好ましいものはベンゼンである。
 また、本発明の変性ポリオレフィンにおいて、分子量150以下のアルコール、より厳密には、分子量150以下の脂肪族アルコールの含有量は、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg以上10000μg以下の範囲、好ましくは30μg以上5000μg以下、更に好ましくは40μg以上3000μg以下の範囲である。
 一方、本発明の変性ポリオレフィンが、分子量が250以下の芳香環含有化合物を含有する場合、本発明の変性ポリオレフィンに含有されうる、分子量150以下の脂肪族アルコールの含有量および分子量が250以下の芳香環含有化合物の含有量は、いずれも、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg以上10000μg以下の範囲、好ましくは10μg以上5000μg以下、更に好ましくは20μg以上500μg以下、最も好ましくは20μg以上50μg以下の範囲である。
 本発明の変性ポリオレフィンにおける分子量150以下のアルコール、より厳密には、分子量150以下の脂肪族アルコールの含有量が、上記上限値より大きい場合、特に、酸変性ポリオレフィン粒子1gあたり10000μgより大きい場合には、極性物質との接着性能に悪影響を及ぼすことがある。このことは、本発明の変性ポリオレフィンが、分子量が250以下の芳香環含有化合物を含有する場合において、分子量が250以下の芳香環含有化合物の含有量が、上記上限値より大きい場合、特に、変性ポリオレフィン粒子1gあたり10000μgより大きい場合においても同様である。
 また、分子量150以下のアルコール、より厳密には、分子量150以下の脂肪族アルコールの含有量を、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg未満とすることは精製工程が煩雑になり現実的でない。同様に、本発明の変性ポリオレフィンが、分子量が250以下の芳香環含有化合物を含有する場合において、分子量が250以下の芳香環含有化合物の含有量を、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg未満とすることもまた精製工程が煩雑になり現実的でない。
 このことについて、以下に具体的に述べる。例えば、グラフト反応後の変性ポリオレフィン粒子を、高温のトルエン、キシレン等の溶媒に溶解させ、冷却した後に、アセトン等の極性溶媒を添加することで発生する沈殿を収集する(「再沈殿法」と呼ばれる)などの方法により脂肪族アルコール含有量を低減することで1gあたり1μg未満の実現は可能ではあるが、一般に再沈殿法は多量の溶媒、熱エネルギーを用いるため、コスト的には得策ではない場合がある。このように、本発明では、上記変性ポリオレフィンにおける分子量150以下の脂肪族アルコールおよび分子量が250以下の芳香環を有する化合物の含有量のうち一方または両方を、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg未満とすることを妨げるものではないが、このような再沈殿法のコストを考慮すると、そのような低い含有量とすることが必ずしも得策ではない場合がある。
 なお、変性ポリオレフィン中の脂肪族アルコールの含有量、および、分子量が250以下の芳香環を有する化合物の含有量は、いずれも、
 グラフト反応前のポリオレフィン粒子に対して浸透性を有し、かつ、
 未反応のエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体や、上記の有機過酸化物由来の分子量150以下の脂肪族アルコールおよび分子量が250以下の芳香環含有化合物を溶解することのできる
溶媒で、グラフト反応後の変性ポリオレフィン粒子を洗浄することにより、本発明で定義する範囲内に収めることが可能である。
 このような溶媒の例としては、ヘキサン、ヘプタン、デカン、シクロヘキサンなどの脂肪族炭化水素;ベンゼン、トルエン、キシレンなどの芳香族炭化水素;アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、シクロヘキサノンなどのケトン;ベンジルアルコール、1-ブタノール、2-ブタノール、t-ブタノール、1-ペンタノール、2-ペンタノール、3-ペンタノール、2-エチル-1-ヘキサノール、ノルマルプロピルアルコール、イソプロピルアルコール、エタノール、メタノールなどのアルコール;エチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、アニソール、フェニルエーテル、ジオキサン、テトラヒドロフランなどのエーテル;酢酸エチル、酢酸ブチルなどのエステル;および、これらの2種以上からなる混合溶媒を挙げることができる。好ましくはケトン、アルコールであり、アセトン、イソプロピルアルコールが特に好ましい。また、洗浄温度は、グラフト反応後のポリオレフィン粒子が粒子の形態を維持する限りにおいては室温以上の温度で可能であるが、このましくは室温~110℃、より好ましくは40~100℃、更に好ましくは50~80℃である。
 ここで、洗浄温度が、洗浄溶媒の大気圧における沸点よりも高く設定する場合は、洗浄溶媒の揮散を防止するために、密閉状態で行うことが好ましい。この点、洗浄処理はオートクレーブ内で行うことが好ましい。
 有機過酸化物
 本発明の変性ポリオレフィン粒子は、炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体、すなわち、上記ポリオレフィン樹脂に、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体がグラフトされてなり、且つ、上記要件(1)~(4)を満たすものである限り、どのような有機過酸化物をラジカル開始剤として用いて得られたものであっても良い。ただし、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物をラジカル開始剤として用い、当該ラジカル開始剤の存在下で上記ポリオレフィン樹脂をグラフト反応させて得られたものが好ましい。
 ここで、本発明の変性ポリオレフィン粒子のより好ましい態様の一つとして、分子量が110以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物をラジカル開始剤として用い、当該ラジカル開始剤の存在下で上記ポリオレフィン樹脂をグラフト反応させて得られたものが挙げられる。すなわち、本発明において、有機過酸化物を構成する上記分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位の分子量が110以下であることが好ましい。
 このような有機過酸化物の例としては、
 ジ-n-プロピルパーオキシジカーボネートなど、n-プロピルオキシラジカル部位(分子量59)を構成部位として含む有機過酸化物;
 ジイソプロピルパーオキシジカーボネートなど、イソプロピルオキシラジカル部位(分子量59)を構成部位として含む有機過酸化物;
 ジ-sec-ブチルパーオキシジカーボネートなど、sec-ブチルオキシラジカル部位(分子量73)を構成部位として含む有機過酸化物;
 t-ブチルパーオキシネオデカノエート、t-ブチルパーオキシネオヘプタノエート、t-ブチルパーオキシピバレート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシイソブチレート、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)-2-メチルシクロヘキサン、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキサン、2,2-ジ(4,4-ジ-(t-ブチルパーオキシ)シクロヘキシル)プロパン、t-ブチルパーオキシマレイン酸、t-ブチルパーオキシ-3,5,5-トリメチルヘキサノエート、t-ブチルパーオキシラウレート、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-ブチルパーオキシアセテート、2,2-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ブタン、t-ブチルパーオキシイソノナノエート、t-ブチルパーオキシベンゾエート、n-ブチル-4,4-ジ-(t-ブチルパーオキシ)バレエート、メチルエチルケトンパーオキサイド、ジ(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、エチル-3,3-ジ(t-ブチルパーオキシ)ブチレート、1,3-ジ(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、t-ブチルクミルパーオキサイド、ジ-t-ブチルパーオキサイド、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ヘキシン-3、t-ブチルハイドロパーオキサイド、1,1-ジ(t-ブチルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサンなど、t-ブチルオキシラジカル部位(分子量73)を構成部位として含む有機過酸化物;
 t-アミルパーオキシネオデカノエート、t-アミルパーオキシピバレート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、1,1-ジ(t-アミルパーオキシ)シクロヘキサン、t-アミルパーオキシイソノナノエート、t-アミルパーオキシノルマルオクトエート、t-アミルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-アミルパーオキシ-2-エチルヘキシルモノカーボネート、t-アミルパーオキシアセテート、t-アミルパーオキシベンゾエート、ジ-t-アミルパーオキサイド、t-アミルハイドロパーオキサイドなど、t-アミルオキシラジカル部位(分子量87)を構成部位として含む有機過酸化物;
 t-ヘキシルパーオキシネオデカノエート、t-ヘキシルパーオキシピバレート、t-ヘキシルパーオキシ-2-エチルヘキサノエート、1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)-3,3,5-トリメチルシクロヘキサン、1,1-ジ(t-ヘキシルパーオキシ)シクロヘキサン、t-ヘキシルパーオキシイソプロピルモノカーボネート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、ジ-t-ヘキシルパーオキサイドなど、t-ヘキシルオキシラジカル部位(分子量101)を構成部位として含む有機過酸化物
が挙げられる。これらのうちでも、t-ブチルオキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物、イソプロピルオキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物が好ましく、t-ブチルオキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物が特に好ましい。
 このように、本発明においては、「分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物」のうち、上記に例示したような、脂肪族アルコキシラジカル部位として芳香環を含まないアルコキシラジカル部位を有する有機過酸化物を特に好適に用いることができる。ただ、このことは、本発明において、「分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物」のうち、脂肪族アルコキシラジカル部位として芳香環を含むアルコキシラジカル部位を有する有機過酸化物を使用することを排除するものではない。そのような有機過酸化物の例として、ジクミルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエートなど、クミルオキシラジカル部位(分子量135)を構成部位として含む有機過酸化物を挙げることができる。
 このような有機過酸化物は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。
 ここで、当該有機過酸化物は、ポリオレフィンとの相溶性の観点から、分子式中に、後述する分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位を除く、分子量が150より大きいラジカル部位、例えば下記構造式(1)や構造式(2)で示されるようなラジカル部位を含まないような有機過酸化物がより好ましい〔なお式(1)におけるR1は、分子量107以上の炭化水素基を示し、式(2)におけるR2は、分子量91以上の炭化水素基を示す〕。式(1)および式(2)で表されるラジカル部位としては、各々下記構造式(1')および(2')で表されるラジカル部位を例示することができる。
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000003
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-C000006
 本発明において好ましい有機過酸化物は、2,5-ジメチル-2,5-ジ-(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン、ジ-t-ブチルパーオキサイド、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートである。このなかでもt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートが特に好ましい。
 熱分解で発生するラジカルがアルコキシラジカルであり、かつ、当該アルコキシラジカルの分子量が150以下であるような有機過酸化物、特に、分子量が150以下、好ましくは110以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物は、変性前のポリオレフィン樹脂との相溶性が良好で、かつ、発生するラジカルが低分子量であるために、ポリオレフィンに含浸させた状態で固相にて反応させる際に、固相内部での拡散が容易であるため、グラフト量を向上させるのみならず、粒子全体に亘っての均一なグラフトを行うために有利であると考えられる。
 上述したとおり、本発明においては、ラジカル開始剤として、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物が好ましく用いられる。ここで、本発明の変性ポリオレフィン粒子のもう一つの好ましい態様として、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位および分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物をラジカル開始剤として用い、当該ラジカル開始剤の存在下で上記ポリオレフィン樹脂をグラフト反応させて得られたものがあげられる。
 このような有機過酸化物の例としては、t-ブチルクミルパーオキサイド、1,3-ジ(2-t-ブチルパーオキシイソプロピル)ベンゼン、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-アミルパーオキシベンゾエート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエート、2,5-ジメチル-2,5-ジ(ベンゾイルパーオキシ)ヘキサン、が挙げられる。このような有機過酸化物は、1種単独であるいは2種以上を組み合わせて使用することができる。この中でも、t-ブチルパーオキシベンゾエート、t-アミルパーオキシベンゾエート、t-ヘキシルパーオキシベンゾエートがより好ましく、t-ブチルパーオキシベンゾエートが特に好ましい。
 分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位および分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物は、変性前のポリオレフィン樹脂との相溶性が良好で、かつ、発生するラジカルが低分子量であるために、ポリオレフィンに含浸させた状態で固相にて反応させる際に、固相内部での拡散が容易であるため、グラフト量を向上させるのみならず、粒子全体に亘っての均一なグラフトを行うために有利であると考えられる。
 また、本発明においては、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位と、分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位とを別々の構成部位として含む有機過酸化物のほか、例えばクミルオキシラジカル部位(分子量135)のように、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位であると同時に、分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位でもあるラジカル部位を有する有機過酸化物を、ラジカル開始剤として用いてもよい。本発明の変性ポリオレフィン粒子では、このような有機過酸化物をラジカル開始剤として用いた場合もまた、好ましい態様となり得る。このような有機過酸化物の例として、ジクミルパーオキサイド、クミルパーオキシネオデカノエートなどを挙げることができる。このような有機過酸化物を用いた場合でも、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位および分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物と同様の効果を得ることができる。
 なお、上記有機過酸化物の使用量は、グラフト反応に用いられるポリオレフィン粒子100重量部に対して、通常は、0.01~30重量部、好ましくは1~20重量部、更に好ましくは2~15重量部の量である。
 <変性ポリオレフィン粒子の製造方法>
 上述した本発明の変性ポリオレフィン粒子を得るための製造方法は、得られる変性ポリオレフィン粒子が上述した要件を満たす限りにおいて、特に制限されない。
 ただ、本発明の変性ポリオレフィン粒子を得るための好適な製造方法として、炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体からなるポリオレフィン粒子と、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体とのグラフト反応によって変性ポリオレフィン粒子を得る方法が挙げられる。ここで、このグラフト反応は、有機過酸化物、特に上記「有機過酸化物」の項に記載された有機過酸化物を開始剤として、当該ポリオレフィン粒子の融点(Tm)以下の温度で行うことができる。ここで、上記ポリオレフィン粒子の平均粒径は、例えば0.2mm~2.5mmとすることができるが、後述するようにこれに限られるものではない。また、上記ポリオレフィン粒子の融点は、本発明の例示的な態様の1つにおいては50℃以上240℃未満であるが、これに限定されるわけでなく、上記の融点の範囲内である限り240℃以上であることを妨げるものでない。
 このグラフト反応は、無溶媒で行うこともできるが、有機溶媒の存在下で行うことが好ましい。
 より具体的には、
 炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体からなり、且つ平均粒径が例えば0.2mm~10mm以下、好ましくは0.2mm~2.5mmであるポリオレフィン粒子に対して、
 エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体と、
 有機過酸化物、特に上記「有機過酸化物」の項に記載された有機過酸化物と、
 有機溶媒と、
の3者を、当該ポリオレフィン粒子が固体の状態で含浸させ、当該ポリオレフィン樹脂の融点Tm以下の温度でグラフト反応を行うことで、本発明の変性ポリオレフィン粒子を好適に得ることができる。ここで、ポリオレフィン樹脂の融点Tmは、当該ポリオレフィン樹脂を、示差走査熱分析において10℃/分の昇温速度で測定した融点である。
 ここで、融点ピークが2つ以上発現する場合は、低温側のピーク温度を融点とする。
 当該ポリオレフィン樹脂の融点Tm以下の温度でグラフト反応を行わせる際の加熱の方法としては、電熱ヒーターによる直接加熱、電熱ヒーターにより加熱した熱媒体を介して間接的に行う加熱、及び、赤外線ヒーターなどを用いた赤外線照射による加熱等が挙げられる。ここで、前記熱媒体として、たとえばシリコンオイル、水蒸気などが挙げられる。また、前記加熱は、マイクロ波の照射によって行うことも可能である。
 ここで、グラフト反応に用いられるポリオレフィン粒子は、上記「ポリオレフィン樹脂」の項で上述したポリオレフィン樹脂からなるものとすることができ、通常は0.2mm以上10mm以下、好ましくは0.2mm以上2.5mm以下、より好ましくは0.3mm以上1.5mm以下、さらに好ましくは0.3mm以上0.7mm以下の平均粒径を有する。
 ここで、グラフト反応に用いられるポリオレフィン粒子として、ペレットから得られる変性ポリオレフィン粒子を採用した場合、得られる変性ポリオレフィン粒子の表面に上記孔が観察されない場合がある。したがって、上記孔を有する変性ポリオレフィン粒子を確実に得る上では、グラフト反応に用いられるポリオレフィン粒子として、ペレット以外の粒子を採用することが好ましい。なお、このような「ペレット以外の粒子」は通常2.5mm以下の平均粒径を有している。
 また、グラフト反応に用いられるエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体は、上記「エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体」に記載されたものであり、その使用量は、ポリオレフィン粒子100重量部に対して、通常は0.01~50重量部、好ましくは1~20重量部、更に好ましくは2~16重量部、特に好ましくは2~15.5重量部の量である。
 また、グラフト反応に用いられる有機過酸化物は、典型的には上記「有機過酸化物」に記載されたものであり、その使用量は、ポリオレフィン粒子100重量部に対して、通常は、0.01~30重量部、好ましくは1~20重量部、更に好ましくは2~15重量部の量である。
 また、本発明の変性ポリオレフィン粒子の製造方法において、得られる変性ポリオレフィン粒子中のゲル含有量は、上記「エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体」の使用量と上記「有機過酸化物」の使用量との割合によって左右される傾向がある。すなわち、上記「有機過酸化物」に対する上記「エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体」の比率が大きいほど、得られる変性ポリオレフィン粒子中のゲル含有量が少なくなる傾向にある。一方、グラフト量(効率)を充分に確保する観点からは、上記「有機過酸化物」に対する上記「エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体」の比率がある程度小さい方が好ましい。これらを踏まえると、グラフト反応に用いられるところの(エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の使用量のモル数)÷(有機過酸化物の使用量のモル数)の値(比)は、通常は1~20、好ましくは2~15、より好ましくは3~10、さらに好ましくは3.5~6の範囲である。
 上記比は、上記「ポリオレフィン樹脂」の種類によって変えることができ、例えば、
  プロピレン単独重合体では、1.5~10、好ましくは2~10、
  プロピレンを主成分とする重合体、特に、プロピレン系ランダム共重合体では、3~10、好ましくは4~10、更に好ましくは5~10、
  4-メチルペンテン-1を主成分とするランダム共重合体または単独重合体では、4~15、好ましくは5~15、更に好ましくは6.5~15
がそれぞれ好ましい。
 (エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の使用量のモル数)÷(有機過酸化物の使用量のモル数)の値(比)が上記の範囲内であると、ゲル含有量の少ない変性ポリオレフィン粒子が好適に得られる傾向にある。
 グラフト反応に用いられる有機溶媒としては、ポリオレフィン粒子の非晶性オレフィン重合体部に対して膨潤性を示す溶媒、すなわち膨潤溶媒が好ましく用いられる。有機溶媒として膨潤溶媒を使用することにより、上記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体並びに、有機過酸化物がポリオレフィン粒子の内部にまで良好に侵入するので、ポリオレフィン粒子の内部まで均一に変性を行うことが可能となる。
 このような膨潤溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン等の脂環族炭化水素系溶媒、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン、トリクロルベンゼン、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロルエチレン等の塩素化炭化水素系溶媒、1-メチル-2-ピロリドン、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、γ-ブチロラクトン、N-メチル-2-ピロリドン、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、アセチルクエン酸トリブチル、2,4-ペンタジエン、ジメチルスルフォキシド、n-アルキルアジペート、2,2,4-トリメチル-1,3-ペンタンジオールジイソブチレート、3-メトキシ-3-メチル-1-ブチルアセテート、を挙げることができる。これらのうち、トルエンおよび塩化ベンゼンが好ましい。
 以上のような膨潤溶媒は、1種単独で用いてもよく、あるいは、2種以上を組み合わせたものであっても良い。
 ここで、グラフト反応に用いられる有機溶媒として、上記の膨潤溶媒に、貧溶媒を適当量混合したものを使うことも可能である。貧溶媒としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エチル、ジメチルフタレート等のエステル系溶媒、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジ-n-アミルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキシアニソール等のエーテル系溶媒を挙げることができる。この貧溶媒の量は、膨潤溶媒100重量部に対して例えば0.1~100重量部とすることができる。
 上記の膨潤溶媒と貧溶媒を混合した有機溶媒は、上述のように使用されるポリオレフィン粒子と接触した場合に、該ポリオレフィン粒子、特に重合体粒子の非晶性オレフィン重合体部を膨潤させて変性剤およびラジカル開始剤が該粒子内に侵入しやすくする役割を果たしている。
 上記のような膨潤溶媒を用いる場合、膨潤溶媒は、ポリオレフィン粒子100重量部に対して通常は、5~50重量部、好ましくは12~40重量部の量で使用される。ここで、前記膨潤溶媒の量を、ポリオレフィンと膨潤溶媒の合計量に対するポリオレフィンの濃度に換算して表すと、前記5~50重量部は952g/kg~667g/kgに相当し、前記12~40重量部は892g/kg~714g/kgに相当する。
 さらに、本発明において、上記有機溶媒は、大気圧における沸点が、ポリオレフィン粒子を構成するポリオレフィン樹脂の示差走査熱分析において10℃/分の昇温速度で測定した融点をTmとしたときに、(Tm-10)℃よりも低いものであることが好ましい。このような沸点の有機溶媒は、グラフト反応の温度において、分子の運動性が良好なため、膨潤効果が更に良好である。
 また、本発明の製造方法において、上記ポリオレフィン粒子と、上記不飽和カルボン酸および/またはその誘導体と、上記有機過酸化物との接触方法および接触順序については、特に制限はなく、種々の方法を採用することができる。
 上記のような成分の接触順序あるいは接触方法の例としては、以下のものが挙げられる:
 (p1)ポリオレフィン粒子とエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体と有機過酸化物と有機溶媒とを混合して混合物とし、その後、この混合物を反応させる方法;
 (p2)ポリオレフィン粒子とエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体と有機溶媒とを予め昇温状態で混合して原料混合物とし、この原料混合物を一旦冷却した後に、有機過酸化物をさらに混合し、これらを反応させる方法;
 (p3)ポリオレフィン粒子とエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体と有機溶媒とを混合して原料混合物とし、ついでこの原料混合物を加熱するなどすることにより、この原料混合物を反応が実質的に進行しうる状態に導いた後、有機過酸化物をさらに配合し、これらを反応させる方法;
 (p4)ポリオレフィン粒子と有機過酸化物と有機溶媒とを混合して原料混合物とし、ついでこの原料混合物を加熱するなどすることにより、この原料混合物を反応が実質的に進行しうる状態に導いた後、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体をさらに配合し、これらを反応させる方法;
 (p5)ポリオレフィン粒子を、加熱するなどすることにより反応が実質的に進行しうる状態に導いた後、このポリオレフィン粒子に対して、下記(s5a)~(s5d)のうちのいずれかの工程を行う方法:
  (s5a)エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体、有機過酸化物、および有機溶媒を同時に混合して、これらを反応させる工程、
  (s5b)エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体、有機過酸化物、および有機溶媒の各成分を任意の量に分割したうえで、各成分を、分割した量ごとに同時に混合して、これらを反応させる工程、
  (s5c)エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体、有機過酸化物、および有機溶媒のうち、任意の1成分、または2成分を先行して、当該成分の所定量を一度に、あるいは分割して混合したあとに、残りの2成分、または1成分を、当該成分の所定量を一度に、あるいは分割して混合した後に、これらを反応させる工程、
  (s5d)エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体、有機過酸化物、および有機溶媒を1成分ずつ、任意の順序で混合した後に、これらを反応させる工程;
 (p6)ポリオレフィン粒子を、加熱するなどすることにより反応が実質的に進行しうる状態に導いた後、このポリオレフィン粒子に対して、下記(s6a)、(s6b)または(s6c)の工程を行う方法:
  (s6a)エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の有機溶媒溶液、および、有機過酸化物の有機溶媒溶液を同時に、低速で連続的に供給し、反応させる工程、
  (s6b)エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の有機溶媒溶液、および、有機過酸化物の有機溶媒溶液の任意の何れかを先行して、低速で連続的に供給した後、他方
の有機溶媒溶液を低速で連続的に供給して反応させる工程、
  (s6c)エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の有機溶媒溶液、および、有機過酸化物の有機溶媒溶液の任意の何れかを先行して低速で連続的に供給を開始した後、当該有機溶媒の溶液の供給途中に、他方の有機溶媒溶液を低速で供給開始し、引き続き、両者の供給を継続することにより反応させる工程、
 (p7)ポリオレフィン粒子と有機過酸化物と有機溶媒を混合して混合物とし、この混合物を加熱しながら気体状態のエチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体に接触させて、反応させる方法。
 本発明の好適な態様の1つにおいて、上記接触順序あるいは接触方法は上記(p6)の方法である。ここで、上記(s6a)、(s6b)または(s6c)の工程において、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体の有機溶媒溶液、および、有機過酸化物の有機溶媒溶液を低速供給する際の、当該供給の所要時間は、特に制限はないが、当該反応を行う温度における有機過酸化物の分解半減期の時間の1.5倍~100倍、好ましくは2.0倍~50倍である。
 グラフト反応は、ポリオレフィン粒子が固体状態の粒子形状を実質的に維持する範囲の温度で行われる。すなわち、本発明においては、ポリオレフィン粒子が溶融して粒子同士が互いに融着しない温度以下の温度で変性反応を行う。一般にこのような状態で変性を行うことができる温度は、ポリオレフィンの種類によって異なるが、一般的には、ポリオレフィン粒子を構成するポリオレフィン樹脂の示差走査熱分析において10℃/分の昇温速度で測定した融点をTmとしたときに、(Tm-10)℃~(Tm-30)℃の温度範囲が好適に挙げられ、これは、あらかじめ実験的に知ることができる。
 ポリオレフィン粒子を構成するポリオレフィン樹脂の変性温度の上限例を示せば、ポリ-4-メチルペンテン-1を主成分とするポリオレフィン粒子(示差走査熱分析において10℃/分の昇温速度で測定した融点=220~230℃)の変性温度の上限は200℃前後であり、ポリプロピレンを主成分とするポリオレフィン粒子(示差走査熱分析において10℃/分の昇温速度で測定した融点=約160℃)の上限は150℃前後であり、高密度ポリエチレンを主成分とするポリオレフィン粒子(示差走査熱分析において10℃/分の昇温速度で測定した融点=125~135℃)の上限は115℃前後であり、低密度ポリエチレン(示差走査熱分析において10℃/分の昇温速度で測定した融点=100~120℃)を主成分とするポリオレフィン粒子の変性温度の上限は90℃前後である。
 グラフト反応の温度は、上記の条件を満たす限りにおいては、できるだけ高い温度であることが、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体、有機過酸化物およびその熱分解で発生するラジカルのポリオレフィン粒子内への拡散、均一含浸のために好ましい。この点からは、グラフト反応の温度を、反応溶媒として用いる有機溶媒の沸点以上の温度とすることが好ましい。
 具体的には、ポリオレフィン粒子を構成するポリオレフィン樹脂の示差走査熱分析において10℃/分の昇温速度で測定した融点をTmとしたときに、大気圧における沸点が(Tm-10)℃よりも低い有機溶媒の、当該沸点以上の温度とすることが好ましい。
 また、本発明の目的を妨げない範囲において、公知の添加剤、たとえば、ヒンダードフェノール化合物などの酸化防止剤、プロセス安定剤、耐熱安定剤、耐熱老化剤、耐候安定剤、帯電防止剤、スリップ防止剤、アンチブロッキング剤、防曇剤、滑剤、顔料、染料、核剤、可塑剤、塩酸吸収剤、難燃剤、ブルーミング防止剤、ピペリジン類などのニトロキシラジカル類に代表されるラジカル捕捉剤、公知の軟化剤、粘着付与剤、加工助剤、密着性付与剤、炭素繊維、ガラス繊維、ウイスカなどの充填剤、などの各種の添加剤を併用することができる。また、本発明の趣旨を逸脱しない限り他の高分子化合物を少量ブレンドすることも可能である。
 上記のようなグラフト反応は、ポリオレフィン粒子の混合および加熱が可能な装置であれば特に制限なく使用することができる。例えば縦型および横型のいずれの反応器であっても使用することができる。具体的には、流動床、移動床、ループリアクター、攪拌翼付横置反応器、攪拌翼付縦置反応器、回転ドラム、等を挙げることができる。また、「ポリオレフィン粒子の混合および加熱が可能な装置」として、プラネタリーミキサーなどの多軸・自転公転併用方式の混合機、ニーダー、パドルドライヤー、ヘンシェルミキサー、スタティックミキサー、Vブレンダー、タンブラー、ナウターミキサーも使用することができる。
 ただし、反応途上における有機溶媒の揮散を防止するために、反応は密閉状態で行うことが好ましい。この点、グラフト化反応をオートクレーブ内で行うことが好ましい。また、反応は、密閉状態で行う代わりに、副反応を抑制するために反応系に供給する窒素などの不活性ガスを流しながら行うこともできる。この場合、当該不活性ガスの流量を、当該副反応を抑制可能な最小限の量とすることが好ましい。また、反応途上で揮散する溶媒蒸気は捕捉のうえ、冷却液化、回収させて、元の反応系に戻してもよい。
 上記のようなグラフト反応のための反応時間は、反応温度や用いる有機過酸化物の分解反応の半減期等の条件を考慮して適宜設定することができる。通常は、反応温度における有機過酸化物の分解半減期の3~10倍、好ましくは4~6倍である。具体的には、通常は、1/60~20時間、好ましくは0.5~15時間である。
 <変性ポリオレフィン粒子の用途>
 本発明により得られる変性ポリオレフィン粒子は、たとえば、フィラー強化樹脂組成物、各種ポリマーアロイの相溶化剤、接着剤、積層体の接着層、ワニス、水性分散体、粉体塗料などのコーティング材、などの用途に好適である。
 フィラー強化樹脂組成物および各種ポリマーアロイの相溶化剤
 フィラー強化樹脂組成物としては、無機フィラー、たとえば、シリカ、珪藻土、アルミナ、酸化チタン、酸化マグネシウム、軽石粉、軽石バルーン、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム、塩基性炭酸マグネシウム、ドロマイト、硫酸カルシウム、チタン酸カルシウム、硫酸バリウム、亜硫酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ、アスベスト、ガラス繊維、ガラスフレーク、ガラスビーズ、ケイ酸カルシウム、モンモリロナイト、ベントナイト、ボロン繊維、炭素繊維、カーボンブラック、カーボンナノファイバー、アルミニウム粉、硫化モリブデンなどにより強化した組成物、更には上記に例示したような無機フィラーに対し、有機物を化学的に結合させたものにより強化した組成物、また、有機フィラー、たとえば、全芳香族ポリアミド繊維、脂肪族ポリアミド繊維、ポリエステル繊維、セルロース繊維などの繊維や、液晶ポリエステル、ポリアミドなどの微分散体などにより強化した組成物、が挙げられる。さらには植物を繊維状あるいは粉体状に分解処理したものにより強化したものも挙げられる。すなわち、上記フィラー強化樹脂組成物は、本発明により得られる上記変性ポリオレフィン粒子と、上記のような無機フィラーおよび/または有機フィラーなどのフィラーとを含むことになる。
 フィラー強化樹脂組成物において特に効果的なフィラーとして炭素繊維が挙げられる。炭素繊維としては従来公知の種々の炭素繊維を使用することができる。具体的には、ポリアクリルニトリル系、レーヨン系、ピッチ系、ポリビニルアルコール系、再生セルロース、メゾフェーズピッチから製造されたピッチ系等の炭素繊維が挙げられる。
 炭素繊維の繊維径は、好ましくは3~30μmであり、さらに好ましくは4~10μmである。繊維径が過小であると、繊維が破損しやすいため、強化繊維束の生産性が低下することがある。また、ペレットを連続製造するときに、繊維を多数本束ねなければならなくなり、繊維束をつなぐ煩雑な手間が必要となり、生産性が低下するため好ましくない。また、ペレット長が決まっている場合は繊維径が過大であると、繊維のアスペクト比が低下することとなり、補強効果が充分発揮されなくなることがあることから好ましくない。アスペクト比は5~6000が好ましい。アスペクト比が過小であると強度が低下し、大きすぎると成形性が低下する恐れがある。炭素繊維のアスペクト比は、平均繊維径と平均繊維長から、平均繊維長/平均繊維径によって求めることができる。
 炭素長繊維の原料としては、連続状繊維束が用いられる。通常、その平均繊維径は3~30μm、フィラメント集束本数は500~24,000本である。好ましくは平均繊維径4~10μm 、集束本数6,000~15,000本である。
 他に、炭素繊維として、チョップドストランドを用いることもできる。このチョップドストランドの長さは、通常1~20mm、繊維の径は3~30μm程度、好ましくは4~10μmのものである。
 フィラー強化樹脂組成物を構成する炭素繊維の繊維長は、通常、0.05~200mm 、好ましくは0.2~50mm、より好ましくは4~20mmである。
 平均アスペクト比(繊維長/繊維径)は、通常、5~6000、好ましくは30~3000、より好ましくは100~2000である。
 炭素繊維は、互いにほぼ同じ長さ、特に2~200mm、好ましくは4~20mmの長さで平行に配列していることが好ましい。
 炭素繊維の表面は、酸化エッチングや被覆等で表面処理を行ったものが好ましい。酸化エッチング処理としては、空気酸化処理、酸素処理、酸化性ガスによる処理、オゾンによる処理、コロナ処理、火炎処理、(大気圧)プラズマ処理、酸化性液体(硝酸、次亜塩素酸アルカリ金属塩の水溶液、重クロム酸カリウム- 硫酸、過マンガン酸カリウム-硫酸) 等が挙げられる。炭素繊維を被覆する物質としては、炭素、炭化珪素、二酸化珪素、珪素、プラズマモノマー、フェロセン、三塩化鉄等が挙げられる。
 また、本発明の変性ポリオレフィン粒子を含む「各種ポリマーアロイの相溶化剤」としては、(1)ポリスチレン、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アイオノマー樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドなど、種々のエンジニアリングプラスチックや、(2)上記「ポリオレフィン樹脂」の項で述べた各種のポリオレフィン;および(3)ニトリルゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体、水添スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体などの各種エラストマー;を対象にしたポリマーアロイの相溶化剤、などに好適に用いられる。また、本発明の変性ポリオレフィン粒子は、これら(1)~(3)から選ばれる少なくとも1種と、ガラス繊維、炭素繊維など、上述のフィラーから選ばれる少なくとも1種の充填剤とによる強化樹脂における相溶化剤などにも好適に用いられる。
 これらフィラー強化樹脂組成物、各種ポリマーアロイの成形方法は、公知のあらゆる方法が可能である。具体的には空冷インフレーション成形、空冷2段冷却インフレーション成形、高速インフレーション成形、T-ダイフィルム成形、水冷インフレーション成形、パイプ成形、異形押出、電線被覆、フィラメントなどの押出成形、射出成形、ブロー成形、プレス成形、スタンピングモールド成形、カレンダー成形等で製造することができる。
 また、必要に応じて、得られた成形体を延伸することも可能である。たとえば、上記のような押出シートまたは押出フィルム(未延伸)を、たとえばテンター法(縦横延伸、横縦延伸)、同時二軸延伸法、一軸延伸法インフレーションフィルムを製造することもできる。
 また、フィラー強化樹脂組成物において、成形後に残存するフィラーは、フィラー強化樹脂組成物および成形品を製造する過程で、その形状が保たれていることが好ましい。例えば炭素繊維の場合、成形後の重量平均繊維長は、通常0.01mm以上、好ましくは0.1mm以上、より好ましくは1mm以上であれば、剛性、耐衝撃性、耐久性等の向上効果が得られる。
 このような方法により得られる成形体は、日用品やレクリエーション用途など家庭用品から一般産業用途、工業用品に至る広い用途で用いられる。たとえば、家電材料部品、通信機器部品、電気部品、電子部品、自動車用部品、その他の車両の部品、船舶、航空機材料、機械機構部品、建材関連部材、土木部材、農業資材、電動工具部品、食品容器、フィルム、シート、繊維などが挙げられる。
 自動車部品の具体例としては、フロントドア、ホイルキャップ、ガソリンタンク、座席(詰物、表地など)、ベルト、天井張り、コンパーチブルトップ、アームレスト、ドアトリム、リアパッケージトレイ、カーペット、マット、サンバイザー、ホイルカバー、タイヤ、マットレスカバー、エアバック、絶縁材、吊り手、吊り手帯、電線被服材、電気絶縁材、塗料、コーティング材、上張り材、床材、隅壁、デッキパネル、カバー類、合板、天井板、仕切り板、側壁、カーペット、壁紙、壁装材、外装材、内装材、屋根材、防音板、断熱板、窓材などが挙げられる。
 家電材料部品、通信機器部品、電気部品、電子部品の具体例としては、例えば、プリンター、パソコン、ワープロ、キーボード、PDA(小型情報端末機)、ヘッドホンステレオ、携帯電話、電話機、ファクシミリ、複写機、ECR(電子式金銭登録機)、電卓、電子手帳、電子辞書、カード、ホルダー、文具等の事務・OA機器;洗濯機、冷蔵庫、掃除機、電子レンジ、照明器具、ゲーム機、アイロン、炬燵などの家電機器;TV、VTR、ビデオカメラ、ラジカセ、テープレコーダー、ミニディスク、CDプレイヤー、スピーカー、液晶ディスプレイなどのAV機器;コネクター、リレー、コンデンサー、スイッチ、プリント基板、コイルボビン、半導体封止材料、電線、ケーブル、トランス、偏向ヨーク、分電盤、時計など、が挙げられる。
 日用品の具体例としては、衣類、カーテン、シーツ、合板、合繊板、絨毯、玄関マット、シート、バケツ、ホース、容器、眼鏡、鞄、ケース、ゴーグル、スキー板、ラケット、テント、楽器などの生活・スポーツ用品などが挙げられる。
 接着剤、および、積層体の接着層
 本発明の変性ポリオレフィン粒子を接着剤として用いる場合、ポリスチレン、エチレン・ビニルアルコール共重合体、アイオノマー樹脂、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリフェニレンエーテル、ポリカーボネート、ポリアセタール、ポリフェニレンスルフィド、ポリサルホン、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミドなど、種々のエンジニアリングプラスチックや、上記「ポリオレフィン樹脂」の項で述べた各種のポリオレフィンを対象にしたポリマーアロイの相溶化剤、ニトリルゴム、ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、イソプレンゴム、スチレン-イソプレン-スチレンブロック共重合体、スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体、水添スチレン-ブタジエン-スチレンブロック共重合体などの各種エラストマーなどの樹脂、アルミニウム、鉄、ニッケル、銅などの金属、紙、綿や化学繊維などの生地等、種々の物質に対して高い接着性を有する。
 ここで、接着剤として用いる場合、本発明の変性ポリオレフィン粒子を単独で用いてもよいが、変性ポリオレフィン粒子と未変性のポリオレフィンとを含む熱可塑性樹脂組成物として用いることがより好ましい。この場合、未変性のポリオレフィンは、上記「ポリオレフィン樹脂」の項で述べたポリオレフィンが好適に用いられる。また、他の成分として、酸化防止剤、耐候安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、難燃剤、発泡剤などの公知の添加剤を含んでもよい。
 このような変性ポリオレフィン粒子と未変性のポリオレフィンとを含む熱可塑性樹脂組成物は、公知の方法を利用して製造することができ、例えば、下記のような方法のいずれかで製造することができる。
 (1)未変性のポリオレフィンと、本発明の変性ポリオレフィン粒子、および所望により添加される他成分を、押出機、ニーダーなどを用いて機械的にブレンドする方法。
 (2)未変性のポリオレフィンと、本発明の変性ポリオレフィン粒子、および所望により添加される他成分を適当な良溶媒(例えば;ヘキサン、ヘプタン、デカン、シクロヘキサン、ベンゼン、トルエンおよびキシレンなどの炭化水素溶媒)に溶解し、次いで溶媒を除去する方法。
 (3)未変性のポリオレフィンと、本発明の変性ポリオレフィン粒子、および所望により添加される他成分を適当な良溶媒にそれぞれ別個に溶解した溶液を調製した後混合し、次いで溶媒を除去する方法。
 (4)上記(1)~(3)の方法を組み合わせて行う方法。
 本発明の変性ポリオレフィン粒子を積層体の接着層として用いる場合、ポリオレフィン樹脂、好ましくは上記「ポリオレフィン樹脂」の項で述べたポリオレフィンからなる層(以下「基材」ともいう)、接着層、および極性樹脂からなる層をこの順に備えた積層体が好ましい。
 また、積層体の接着層として用いる場合、本発明の変性ポリオレフィン粒子を単独で用いてもよいが、変性ポリオレフィン粒子と未変性のポリオレフィンとを含む熱可塑性樹脂組成物として用いることがより好ましい。この場合、未変性のポリオレフィンは、上記「ポリオレフィン樹脂」の項で述べたポリオレフィンが好適に用いられる。また、他の成分として、酸化防止剤、耐候安定剤、帯電防止剤、紫外線吸収剤、結晶核剤、難燃剤、発泡剤などの公知の添加剤を含んでもよい。
 このような変性ポリオレフィン粒子と未変性のポリオレフィンとを含む熱可塑性樹脂組成物は、例えば、上述の(1)~(4)で述べたような公知の方法で製造することができる。
 基材は、通常、シート状又はフィルム状である。
 基材の厚さは、基材の材質、形状、用途等によって適宜選びうるが、基材としての剛性を保つために、好ましくは0.01mm以上であり、より好ましくは0.03mm以上である。但し取り扱い易さ等から、基材の厚さは、好ましくは10mm以下であり、より好ましくは2mm以下である。
 本発明の接着剤を含む接着層の厚さは、接着機能を十分に得るためには0.001mm以上が好ましく、より好ましくは0.003mm以上である。但し厚すぎても効果は変らずコスト高となるため、接着層の厚さは0.3mm以下が好ましく、より好ましくは0.1mm以下である。
 極性樹脂からなる層において、極性樹脂としては、たとえば、エチレン・ビニルアルコール共重合体(EVOH)、ポリアミド-6、ポリアミド-66、ポリアミド6Tなどのポリアミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレートなどのポリエステルが挙げられる。
 極性樹脂からなる層の厚さは、0.001mm以上が好ましく、より好ましくは0.003mm以上である。極性樹脂からなる層の厚さは0.3mm以下が好ましく、より好ましくは0.1mm以下である。
 このような積層体の製造方法は、従来公知のものを用い得ることができ、特に限定されない。積層体は、具体的には例えば、共押出射出法、又は熱ラミネート法などにより得られる。得られる積層体の形状は特に限定されないが、例えば、ボトル、カップ、チューブ、シート等の形状が挙げられる。
これらの積層体の具体的用途しては、シャンプーや洗剤などのボトル、食用油、醤油などの調味料ボトル、ミネラルウォーターやジュースなどの飲料用ボトル、弁当箱、茶碗蒸し用椀などの耐熱食品用容器、皿、箸などの食器類、その他各種食品容器や、規格袋、砂糖袋、油物包装袋、水物包装袋、食品包装(の高温滅菌処理対応)、レトルトパウチなどの各種包装フィルム、包装袋、農業用資材などが挙げられる。
 ワニス、および、水性分散体
 ・ワニス
 本発明の変性ポリオレフィン粒子をワニスとして用いる場合、当該ワニスは、上記変性ポリオレフィン粒子と、溶媒とを含む。ここで、溶媒としては、ベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素系溶媒、ペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナン、デカン等の脂肪族炭化水素系溶媒、シクロヘキサン、メチルシクロヘキサン、デカヒドロナフタレン等の脂環族炭化水素系溶媒、クロルベンゼン、ジクロルベンゼン、トリクロルベンゼン、塩化メチレン、クロロホルム、四塩化炭素、テトラクロルエチレン等の塩素化炭化水素系溶媒を挙げることができる。
 以上の溶媒は、1種単独で用いてもよく、あるいは、2種以上を組み合わせたものであっても良い。
 ワニス中の固形分の濃度は、通常、1~99重量%、好ましくは10~90重量%である。
 また、上記の溶媒に、必要に応じて、貧溶媒を適当量混合したものを使うことも可能である。貧溶媒としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、iso-プロパノール、n-ブタノール、sec-ブタノール、tert-ブタノール等のアルコール系溶媒、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン系溶媒、酢酸エーテル、ジメチルフタレート等のエステル系溶媒、ジメチルエーテル、ジエチルエーテル、ジ-n-アミルエーテル、テトラヒドロフラン、ジオキシアニソール等のエーテル系溶媒を挙げることができる。この貧溶媒の量は、膨潤溶媒100重量部に対して例えば0.1~100重量部とすることができる。
 ・水性分散体
 本発明の変性ポリオレフィン粒子を水性分散体として用いる場合は、エチレン性不飽和基とカルボキシル基を同一分子内に有する単量体をグラフトした変性ポリオレフィン粒子を用いることが特に好ましく、当該水性分散体は、公知の方法、たとえば、必要に応じて中和剤を用いてカルボキシル基を中和し、水に分散させることで製造可能である。この場合の中和剤としては、アンモニア、モノメチルアミン、モノエチルアミン、ジメチルアミン、トリメチルアミン、トリエチルアミン、エチルジメチルアミン、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムなどを挙げることができる。
 また、必要に応じてノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤や消泡剤を用いることも可能であり、任意成分として、上記「ワニス」の項で述べた溶媒を併用することもできる。すなわち、上記水性分散体は、上記変性ポリオレフィン粒子もしくは当該変性ポリオレフィン粒子と上記中和剤との塩と、水とを含み、必要に応じて、ノニオン系界面活性剤、アニオン系界面活性剤、カチオン系界面活性剤などの界面活性剤、消泡剤、上記「ワニス」の項に記載の溶媒などをさらに含むことができる。
 これらワニス、あるいは水性分散体は、自動車、電機電子部品、建築および包装材料等のさまざまな分野で使用される塗料・インキ用のバインダーあるいは耐摩耗剤、染色助剤、顔料等の分散助剤、アンチブロッキング剤、防錆塗料用添加剤、プライマー、コーティング剤および接着剤、フロアーポリッシュ、カーワックスとして、また、ガラス繊維や炭素繊維の集束剤、紙用柔軟仕上げ剤、コート紙塗料用添加剤、ウレタンフォームおよびゴム成形用離型剤、トナー離型剤、として好適に使用できる。
 次に本発明を実施例により説明するが、本発明はこれら実施例によって限定されるものではない。
 以下の実施例・比較例において、各種の分析方法は以下の手順により行った。
 (1)粒子表面の0.05~0.2μmの大きさの孔の数
 日本電子株式会社製、走査型電子顕微鏡JSM-6380型を用い、倍率10000倍で任意の3箇所の粒子表面を、10μm×13μmの視野で観察し、粒子表面の1μm四方に存在する0.05μm以上0.2μm以下の大きさの孔の数が、最大になるような箇所について、その最大値を求めた。
 また、3箇所を個々に見たときの測定は、以下のように行った、走査型電子顕微鏡JSM-6380型を用い、倍率10000倍で粒子表面を、10μm×13μmの視野で観察し、粒子表面の1μm四方に存在する0.05μm以上0.2μm以下の大きさの孔の数が、最大になるような任意の3箇所について孔数を測定した。
 (2)分子量150以下の脂肪族アルコール含有量および分子量250以下の芳香環含有化合物の含有量の測定
 20mg(もしくは10mg)のサンプルを20mlのバイヤルビンに入れて密栓し、ヘッドスペースサンプラーを用いて190℃、30分加熱し、そのヘッドスペースガスをガスクロマトグラフィー質量分析法により分析した。
 ここで、例えば分子量150以下の脂肪族アルコールとしてのt-ブチルアルコール(t-BuOH)含有量を測定する場合は、t-ブチルアルコールのマススペクトルに特徴的な開裂イオン(m/z 59)を用いた抽出イオンクロマトグラム処理により得られた保持時間6.54分のピーク面積を用いて、絶対検量線法により発生量を求めた。
 イソプロピルアルコール(IPA)含量を測定する場合は、保持時間6.9分のピーク面積を用いて、絶対検量線法により発生量を求めた。
 また、分子量250以下の芳香環含有化合物としてのベンゼンの含有量を測定する場合は、保持時間7.5分のピーク面積を用いて、絶対検量線法により発生量を求めた。
 (3)極限粘度(〔η〕)
 試料をデカリンに溶かし希薄溶液を作る。自動粘度測定装置でウベローデ改良型粘度計を用いて、135℃の比粘度を測定し、極限粘度を算出した。
 (4)未グラフト不飽和カルボン酸の除去
 反応終了後の変性ポリオレフィン粒子から未反応の不飽和カルボン酸を完全に除去するために、以下の操作をおこなった:変性ポリオレフィン粒子1gを採取し、キシレン約50mlを加え、還流冷却器を備えたフラスコ中で加熱溶解させた。ついで溶液を室温まで冷却し、アセトンを加えて変性ポリオレフィンを析出させたのち、濾過し、得られた析出物を乾燥処理した。
 (5)グラフトモノマーのグラフト量
 グラフトモノマーとして不飽和カルボン酸を用いたときのグラフト量は、以下のようにして求めた。
 未グラフト不飽和カルボン酸を除去した変性ポリオレフィンを250℃で熱プレスしてフィルムを作成し、このフィルムについて赤外吸収スペクトルを測定し、1790cm-1付近あるいは1860cm-1付近の吸収に基づいて、不飽和カルボン酸グラフト量を定量した。この値を、予め求めておいた1H-NMRによる測定値と赤外吸収スペクトルによる値との相関による検量線により、1H-NMRによる測定値に換算した。
 一方、グラフトモノマーとして不飽和カルボン酸以外の単量体を用いたときのグラフト量は、未グラフトモノマーを除去した変性ポリオレフィンについて、1H-NMRにより測定して求めた。
 (6)平均粒径
 各ポリオレフィン粒子試料及び各変性ポリオレフィン粒子試料の平均粒径は、1000μm未満の場合は、レーザー光回折散乱法により、エタノールを分散媒体として測定した。1000μm以上のものについては、目開き径100μm、180μm、355μm、850μm、1180μm、1400μm、1700μm、2800μmの8種の篩を用い、帯電防止剤として極少量のカーボンブラックを混合したポリオレフィン粒子を分級した。その結果を基に常法により求めたメディアン径を平均粒径とした。
 (7)融点(Tm)
 各種ポリオレフィン粒子の融点(Tm)は、示差走査熱分析において10℃/分の昇温速度で測定することにより測定した。具体的には、測定は、粒子形状の試料をアルミパンに詰め、10℃/分で200℃まで昇温し、昇温時のΔHが1J/g以上の融解ピーク頂点の位置の温度を融点とした。
 (8)メルトフローレート(MFR)
 各種ポリオレフィン粒子のメルトフローレート(MFR)は、ASTM D1238に従い、230℃、2.16kg荷重の条件下で測定を実施した。
 ただし、4-メチルペンテン-1とデセン-1との共重合体粒子については、260℃、5kgの荷重条件下で測定した。
 (9)有機過酸化物の略称
 下記に示す各実施例および比較例において用いられる有機過酸化物の略称は、以下の化合物または製品を指す。
 PBI:t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)
 PBZ:t-ブチルパーオキシベンゾエート(日油株式会社・パーブチルZ)
 NP-BMT:ベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイル-m-メチルベンゾイルパーオキサイド、m-トルオイルパーオキサイドの混合物(理論活性酸素量=6.05%、日油株式会社・ナイパー(登録商標)BMT-K40、40%キシレン溶液)
 (10)酸化防止剤を吸着させた変性ポリオレフィン粒子の抗酸化性の評価
 酸化防止剤としてペンタエリスリトールテトラキス(3-(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシフェニル)プロピオネート)(ビーエーエスエフ社製、イルガノックス1010)の1グラムをテトラヒドロフラン9グラムに溶解させたものに、変性ポリオレフィン粒子1グラムを投入し、室温にて24時間放置し、グラフト重合体粒子に酸化防止剤を含浸させた。ついで、G2のガラスフィルターを用いて変性ポリオレフィン粒子を濾過し、室温にて乾燥させた。この状態の変性ポリオレフィン粒子0.5グラムを5グラムのメタノールに投入し、室温で10分間撹拌し、変性ポリオレフィン粒子表面に付着した未含浸の酸化防止剤を除去した。このようにして得られた、酸化防止剤が吸着された変性ポリオレフィン粒子について、プロピレン単独重合体による変性ポリオレフィン粒子、プロピレン・エチレンランダム共重合体による変性ポリオレフィン粒子の場合は200℃、4-メチルペンテン-1とデセン-1のランダム共重合体による変性ポリオレフィン粒子の場合は、250℃にて、酸素雰囲気の条件下で酸化誘導時間を測定した。
 なお、本願発明者らは本実施例において酸化誘導時間が長い(すなわち、抗酸化性に優れる)ということは、酸化防止剤の孔部分への含浸と吸着が十分に進行していることと等価であると考えている。
 (11)ゲル含有量の測定
 330メッシュの金網で作成した容器に、変性ポリオレフィン約0.3グラムを秤量し、キシレン100mlを加えて、加熱還流操作を2時間実施した。金網中に未溶解のまま残存したゲル分を、真空乾燥機にて120℃、12時間乾燥を行った後に、重量を測定し、最初に秤量したサンプル重量に対するゲル分の重量の比(百分率)をゲル含有量とした。
 (12)複素粘性率(|η*|)
 厚さ2mm、直径25mmの円盤形状の平行プレート型の試験片をプレス成形により成形し、アントンパール社製PhysicaMCR301型粘弾性測定装置を用いて、ひずみ1%にて、角周波数100rad/s~0.1rad/sの範囲で測定し、0.1rad/sと、10rad/sにおける複素粘性率の比を求めた。
 ここで、測定温度は、4-メチルペンテン-1とデセン-1のランダム共重合体粒子を用いた実施例7及び比較例4の場合には260℃、それ以外の実施例及び比較例の場合には170℃とした。
 [実施例1]
 MFR=0.4(g/10分)、融点145℃、平均粒径250μmのプロピレン-エチレンランダム共重合体粒子100重量部を1リットルのオートクレーブに仕込み、窒素雰囲気下で攪拌しつつ、120℃のオイルバスで加熱する。この状態で、オートクレーブ内に、無水マレイン酸7.5重量部をトルエン26重量部に溶解させた溶液と、有機過酸化物としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)3.4重量部をトルエン3.5重量部に溶解させた溶液とを同時に並行して滴下した。滴下に要する時間は、無水マレイン酸のトルエン溶液は4時間、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートのトルエン溶液は1時間40分とした。無水マレイン酸のトルエン溶液を滴下終了後、さらに1時間、加熱・攪拌を継続し、反応終了とした。反応中は、オートクレーブは密閉状態とした。反応終了後、冷却してアセトン280重量部を加え、再度、オートクレーブを密閉状態とし、撹拌しつつ、100℃のオイルバスで1時間加熱し、加熱終了後、冷却、濾過を行った。同様の操作を合計で3回、繰り返し、60℃で5時間、真空乾燥を行った。各原料の仕込み量およびグラフト条件を表1-1にまとめて示す。
 ここで、下記表1-1中、反応時間の項に*1とあるのは、最初にポリプロピレン単独重合体のみ反応容器に仕込み、120℃に昇温の後、無水マレイン酸のトルエン溶液を4時間かけて滴下するとともに、有機過酸化物のトルエン溶液を1時間40分かけて滴下し、更に1時間反応させたことを意味する。
 得られた無水マレイン変性ポリプロピレンの物性を表2-1に示す。
 [実施例2]
 t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)3.4重量部を、t-ブチルパーオキシベンゾエート(日油株式会社・パーブチルZ)3.7重量部に、加熱温度を125℃に、それぞれ変更した以外は実施例1と同様の操作を行った。各原料の仕込み量およびグラフト条件を表1-1に示す。
 得られた無水マレイン変性ポリプロピレンの物性を表2-1に示す。
 [比較例1]
 t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート3.4重量部を6.1重量部に変更した以外は、実施例1と同様の操作を行った。各原料の仕込み量およびグラフト条件を表1-3に示す。
 得られた無水マレイン変性ポリプロピレンの物性を表2-3に示す。
 [比較例2]
 実施例1で用いたものと同じプロピレン-エチレンランダム共重合体粒子100重量部を1リットルのオートクレーブに仕込み、室温、窒素雰囲気下で攪拌しつつ、無水マレイン酸5重量部をトルエン17重量部に溶解させた溶液および有機過酸化物としてベンゾイルパーオキサイド、ベンゾイル-m-メチルベンゾイルパーオキサイド、m-トルオイルパーオキサイドの混合物の40%キシレン溶液(日油株式会社、商品名 ナイパー(登録商標)BMT-K40)11重量部を滴下して30分攪拌を継続した後、100℃に加熱したオイルバスにより4時間、加熱して反応させた。反応中は、オートクレーブは密閉状態とした。反応終了後、冷却してオートクレーブの内容物を抜き出した。これにアセトンを加えて合計の体積を1リットルとし、室温で10分間攪拌した後、濾過を行った。同様の操作を合計で4回繰り返し、60℃で5時間、真空乾燥を行った。各原料の仕込み量およびグラフト条件を表1-2に示す。ここで、表1-3中、トルエン仕込み量(過酸化物溶解分)の項に*2とあるのは、本比較例は、有機過酸化物の仕込みに用いた溶媒としてトルエンではなくキシレンを用いた場合に相当するものであり、トルエン仕込み量(過酸化物溶解分)の欄に、上記キシレン溶液に含まれるキシレン相当量を記載したことを意味する。
 得られた無水マレイン変性ポリプロピレンの物性を表2-3に示す。
 [実施例3]
 実施例1で用いたものと同じプロピレン-エチレンランダム共重合体粒子100重量部、無水マレイン酸10重量部、有機過酸化物としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)3.2重量部を容量20mlの耐圧容器に仕込み、内部を窒素置換した後に、トルエン8.7重量部を添加して密栓し、120℃に加熱したオイルバスにより5時間、加熱して反応させた。反応終了後、冷却して耐圧容器の内容物を抜き出し、実施例1と同様の後処理を行った。各原料の仕込み量およびグラフト条件を表1-1に示す。
 得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレン粒子の物性を下記表2-1に示す。
 [実施例4]
 MFR=0.6(g/10分)、融点160℃、平均粒径380μmのプロピレン単独重合体粒子100重量部を容量2リットルのプラネタリーミキサー(井上製作所製、PLM-2)に仕込み、窒素雰囲気下で攪拌しつつ、125℃のオイルバスで加熱する。この状態で、プラネタリーミキサー内に、無水マレイン酸8.3重量部をトルエン35重量部に溶解させた溶液を4時間かけて滴下した。当該無水マレイン酸のトルエン溶液の滴下開始の30分後に、有機過酸化物としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)6.8重量部をトルエン3.5重量部に溶解させた溶液の滴下を開始し、2時間40分かけて全量を滴下させた。無水マレイン酸のトルエン溶液を滴下終了後、さらに1時間、加熱・攪拌を継続し、反応終了とした。反応中、プラネタリーミキサー内は、常に窒素雰囲気下とした。反応終了後、冷却して内容物を抜出し、オートクレーブに投入し、アセトン280重量部を加えて、オートクレーブを密閉状態とし、撹拌しつつ、100℃のオイルバスで1時間加熱し、加熱終了後、冷却、濾過を行った。同様の操作を合計で3回、繰り返し、60℃で5時間、真空乾燥を行った。
 得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレンの物性を表2-2に示す。
 ここで、下記表1-2中、反応時間の項に*3とあるのは、最初にポリプロピレン単独重合体のみ反応容器に仕込み、125℃に昇温の後、無水マレイン酸のトルエン溶液を4時間かけて滴下、当該無水マレイン酸の滴下開始の30分後から過酸化物のトルエン溶液を2時間40分かけて滴下し、更に1時間反応させたことを意味する。
 [実施例5]
 実施例4で用いたものと同じMFR=0.6(g/10分)、平均粒径380μmのプロピレン単独重合体粒子100重量部を容量2リットルのプラネタリーミキサー(井上製作所製、PLM-2)に仕込み、窒素雰囲気下で攪拌しつつ、140℃のオイルバスで加熱する。この状態で、プラネタリーミキサー内に、無水マレイン酸8.3重量部をトルエン35重量部に溶解させた溶液と、有機過酸化物としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)6.8重量部をトルエン3.5重量部に溶解させた溶液とを同時に並行して滴下した。滴下に要する時間は、無水マレイン酸のトルエン溶液は4時間、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートのトルエン溶液は2時間40分とした。無水マレイン酸のトルエン溶液を滴下終了後、さらに1時間、加熱・攪拌を継続し、反応終了とした。反応中は、プラネタリーミキサー内は、常に窒素雰囲気下とした。反応終了後、冷却して内容物を抜出し、オートクレーブに投入し、アセトン280重量部を加え、オートクレーブを密閉状態とし、撹拌しつつ、100℃のオイルバスで1時間加熱し、加熱終了後、冷却、濾過を行った。同様の操作を合計で3回、繰り返し、60℃で5時間、真空乾燥を行った。
 得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレンの物性を表2-2に示す。
 ここで、下記表1-2中、反応時間の項に*4とあるのは、最初にポリプロピレン単独重合体のみ反応容器に仕込み、140℃に昇温の後、無水マレイン酸のトルエン溶液を4時間、過酸化物のトルエン溶液を2時間40分かけて滴下し、更に1時間反応させたことを意味する。
 [実施例6]
 MFR=2(g/10分)、融点160℃、平均粒径4mmのプロピレン単独重合体粒子100重量部、無水マレイン酸8.3重量部をトルエン35重量部に溶解させた溶液と、有機過酸化物としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)6.8重量部を容量300ミリリットルのガラス容器に仕込んだ。容器内を窒素で置換したあと、125℃のオイルバスで5時間加熱し、反応させた。反応中は、ガラス容器内は、常に窒素雰囲気下とした。反応終了後、冷却して内容物を抜出しアセトン280重量部を加え、室温で10分間、撹拌、濾過を行った。同様の操作を合計で4回、繰り返し、60℃で5時間、真空乾燥を行った。
 得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレンの物性を表2-2に示す。
 なお、本実施例で用いたプロピレン単独重合体粒子は、他の実施例で用いた重合体粒子とは異なりペレットである。
 [実施例7]
 デセン-1単位含量=3重量%、MFR=5g/10分、平均粒径380μm、融点232℃の、4-メチルペンテン-1とデセン-1との共重合体粒子100重量部、無水マレイン酸5重量部をトルエン17重量部に溶解させた溶液と、過酸化物としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)1.3重量部をトルエン3.5重量部に溶解させた溶液を、容量2リットルのプラネタリーミキサー(井上製作所製PLM-2)に仕込み、内部を窒素置換した後に、150℃に加熱したオイルバスにより1時間、加熱して反応させた。反応終了後、冷却してプラネタリーミキサーの内容物を抜き出した。これにアセトンを加えて合計の体積を1リットルとし、室温で10分間攪拌した後、濾過を行った。同様の操作を合計で4回繰り返し、60℃で5時間、真空乾燥を行った。
 得られた無水マレイン酸変性4-メチルペンテン-1とデセン-1の共重合体の物性を表2-2に示す。
 [比較例3]
 実施例1に用いたものと同じMFR=0.4(g/10分)、融点145℃、平均粒径250μmのプロピレン-エチレンランダム共重合体粒子100重量部に対し、無水マレイン酸2重量部、過酸化物として2,5-ジメチル-2,5-ジ(t-ブチルパーオキシ)ヘキサン(日油株式会社、パーヘキサ25B)を0.5重量部添加してドライブレンドし、230℃に設定した2軸押出機にて混練し、変性ポリオレフィンを得た。
 得られた無水マレイン酸変性ポリプロピレンの物性を表2-3に示す。
 [比較例4]
 実施例7で用いたものと同じ4-メチルペンテン-1とデセン-1との共重合体粒子100重量部、無水マレイン酸5重量部、過酸化物としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)3.1重量部を容量20mlの耐圧容器に仕込み、内部を窒素置換した後に、トルエン17重量部を添加して密栓し、125℃に加熱したオイルバスにより5時間、加熱して反応させた。反応終了後、冷却して耐圧容器の内容物を抜き出し、実施例7と同様の後処理を行った。
 得られた無水マレイン変性ポリプロピレンの物性を表2-3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000007
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000008
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000009
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000010
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000011
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000012
 [実施例8]
 MFR=0.6(g/10分)、平均粒径380μmのプロピレン単独重合体粒子(融点:160℃)100重量部を1リットルのオートクレーブに仕込み、室温、窒素雰囲気下で攪拌しつつ、アリルグリシジルエーテル5重量部をトルエン17重量部に溶解させた溶液および有機過酸化物としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)2.6重量部をトルエン3.5重量部に溶解させた溶液を同時に並行して約20分かけて滴下した。滴下終了後、30分攪拌を継続した後、125℃に加熱したオイルバスにより5時間、加熱して反応させた。反応中は、オートクレーブは密閉状態とした。反応終了後、冷却してオートクレーブの内容物を抜き出した。これにアセトンを加えて合計の体積を1リットルとし、室温で10分間攪拌した後、濾過を行った。同様の操作を合計で4回繰り返し、60℃で5時間、真空乾燥を行った。
 このようにして得られたアリルグリシジルエーテルグラフトポリプロピレン粒子について、任意の3箇所の粒子表面を、10μm×13μmの視野で観察した結果、粒子表面の1μm四方に存在する0.05μm~0.2μmの大きさの孔の数は、最大で25個であり、3箇所を個々に見たときには、各箇所について、最大で25個、20個、18個であった。
 また、このアリルグリシジルエーテルグラフトポリプロピレン粒子におけるアリルグリシジルエーテルのグラフト量は、1.9wt%であり、平均粒径は380μmであった。
 このアリルグリシジルエーテルグラフトポリプロピレン粒子について、上記(10)に記載する方法により求めた、酸化誘導時間は13分であった。
 また、有機過酸化物の分解由来のアルコールとしてのt-ブチルアルコールの含有量を、前記ヘッドスペースガスクロマトグラフィーにより測定したところ、アリルグリシジルエーテル変性ポリプロピレン粒子1gあたり50μgであり、イソプロピルアルコールの含有量は1550μgであった。
 このアリルグリシジルエーテルグラフトポリプロピレン粒子の極限粘度〔η〕は0.95dl/gであった。
 [実施例9~13]
 グラフトモノマーおよび有機過酸化物の種類、並びに、各原材料の仕込み量などを下記表3-1および3-2に示すように変更した以外は、実施例8と同様の操作を行い、変性ポリプロピレン粒子を得た。得られた変性ポリプロピレン粒子の分析結果を下記表4-1および表4-2に示す。
 [実施例14]
 実施例8で用いたものと同じMFR=0.6(g/10分)、平均粒径380μmのプロピレン単独重合体粒子100重量部を1リットルのオートクレーブに仕込み、窒素雰囲気下で攪拌しつつ、125℃のオイルバスで加熱する。この状態で、オートクレーブ内に、アリルグリシジルエーテル15重量部をトルエン35重量部に溶解させた溶液と、有機過酸化物としてt-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネート(日油株式会社・パーブチルI)12重量部をトルエン3.5重量部に溶解させた溶液とを同時に並行して滴下した。滴下に要する時間は、アリルグリシジルエーテルのトルエン溶液は4時間、t-ブチルパーオキシイソプロピルモノカーボネートのトルエン溶液は2時間40分とした。アリルグリシジルエーテルのトルエン溶液を滴下終了後、さらに1時間、加熱・攪拌を継続し、反応終了とした。反応中は、オートクレーブは密閉状態とした。反応終了後、冷却してアセトン280重量部を加え、再度、オートクレーブを密閉状態とし、撹拌しつつ、100℃のオイルバスで1時間加熱し、加熱終了後、冷却、濾過を行った。同様の操作を合計で3回、繰り返し、60℃で5時間、真空乾燥を行った。得られたアリルグリシジルエーテル変性ポリプロピレンの物性を表4-2に示す。
 ここで、下記表3-2中、反応時間の項に*とあるのは、最初にポリプロピレン単独重合体のみ反応容器に仕込み、125℃に昇温の後、アリルグリシジルエーテルのトルエン溶液を4時間かけて滴下するとともに、有機過酸化物のトルエン溶液を2時間40分かけて滴下し、更に1時間反応させたことを意味する。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000013
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000014
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000015
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000016

Claims (25)

  1.  炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点が50℃以上250℃未満の重合体に、エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体がグラフトされてなり、以下の要件(1)~(3)を満たす変性ポリオレフィン粒子:
     (1) 前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体のグラフト量xが0.5重量%以上20重量%以下である。
     (2) 前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体のグラフト量x(重量%)と、135℃デカリン中で測定した極限粘度〔η〕(dl/g)との関係が、
      log10〔η〕≧ 0.1-0.15x
    の式を満たす。
     (3) ゲル含有量が1重量%未満である。
     ここで、上記ゲル含有量は、変性ポリオレフィン粒子の約0.3グラムを330メッシュの金網に収納し、その状態の当該変性ポリオレフィン粒子にキシレン100mlを添加し、加熱還流を2時間行ったのちに金網内に残存する未溶解分の重量の、当該変性ポリオレフィン粒子全体の重量に対する割合である。
  2.  炭素数2~18のα-オレフィンから選ばれる1種類または2種類以上のα-オレフィンからなる、融点(Tm)が50℃以上250℃未満の重合体の粒子に、
     (a)エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体
     (b)有機過酸化物
     (c)有機溶媒
    からなる溶液を含浸させ、
    (Tm-10)℃より低い温度で反応させること、および
     ((a)のモル数÷(b)のモル数)の値が1~20であることを特徴とする、請求項1に記載の変性ポリオレフィン粒子の製造方法。
  3.  請求項2に記載の前記重合体が、プロピレンの単独重合体であり、
     ((a)のモル数÷(b)のモル数)の値が1.5~10であることを特徴とする、請求項2に記載の製造方法。
  4.  請求項2に記載の前記重合体が、プロピレンを主成分とするランダム共重合体であり、
     ((a)のモル数÷(b)のモル数)の値が3~10であることを特徴とする、請求項2に記載の製造方法。
  5.  前記ランダム共重合体におけるプロピレンの含有量が70モル%以上、99.9モル%未満であることを特徴とする、請求項4に記載の製造方法。
  6.  前記ランダム共重合体が、エチレン、ブテンから選ばれる少なくとも1種のコモノマーを含むランダム共重合体であることを特徴とする請求項5に記載の製造方法。
  7.  請求項2に記載の前記重合体が4-メチルペンテン-1を主成分とするランダム共重合体または単独重合体であり、
     ((a)のモル数÷(b)のモル数)の値が4~15であることを特徴とする、請求項2に記載の製造方法。
  8.  前記ランダム共重合体または単独重合体における4-メチルペンテン-1の含有量が80モル%以上であることを特徴とする、請求項7に記載の製造方法。
  9.  平均粒径が0.2mm~10mmであることを特徴とする、請求項1に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  10.  平均粒径が0.2mm~2.5mmであることを特徴とする、請求項1に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  11.  ゲル含有量が0.00003重量%以上であることを特徴とする請求項1に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  12.  前記重合体が、プロピレンの単独重合体を除くα-オレフィンの重合体であり、かつ、ゲル含有量が0.00003重量%以上であることを特徴とする請求項11に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  13.  走査型電子顕微鏡を用い、倍率10000倍で粒子表面を観察したときに、粒子表面に、0.05μm~0.2μmの大きさの孔を5個~400個含む1μm×1μmの領域を有することを特徴とする、請求項10に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  14.  走査型電子顕微鏡を用い、倍率10000倍で任意の3か所の粒子表面を13μm×10μmの視野で観察したときに、当該3か所中、1か所または2か所以上の粒子表面に、0.05μm~0.2μmの大きさの孔を10個~400個含む1μm×1μmの領域を有することを特徴とする請求項13に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  15.  変性ポリオレフィン粒子を190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される分子量が150以下の脂肪族アルコールの含有量が、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg以上10000μg以下であることを特徴とする請求項1および9~14のいずれか1項に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  16.  変性ポリオレフィン粒子を190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される分子量が110以下の脂肪族アルコールの含有量もまた、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg以上10000μg以下であることを特徴とする請求項15に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  17.  変性ポリオレフィン粒子を190℃、30分加熱した際に発生するガスの、ヘッドスペースガスクロマトグラフィーによって測定される分子量が150以下の脂肪族アルコールの含有量および分子量が250以下の芳香環含有化合物の含有量が、いずれも、変性ポリオレフィン粒子1gあたり1μg以上10000μg以下であることを特徴とする請求項1および9~14のいずれか1項に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  18.  グラフトが、ラジカル開始剤の存在下で前記ポリオレフィン樹脂に前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体をグラフト反応させることにより行われるものであり、
     当該ラジカル開始剤が、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物であることを特徴とする請求項1,9~14および16のいずれか1項に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  19.  前記脂肪族アルコキシラジカル部位の分子量が110以下である請求項18に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  20.  グラフトが、ラジカル開始剤の存在下で前記ポリオレフィン樹脂に前記エチレン性不飽和基と極性官能基を同一分子内に有する単量体をグラフト反応させることにより行われるものであり、
     当該ラジカル開始剤が、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位および分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物であることを特徴とする請求項1,9~14および17のいずれか1項に記載の変性ポリオレフィン粒子。
  21.  前記重合体の粒子の平均粒径が0.2mm~10mmであることを特徴とする、請求項2に記載の製造方法。
  22.  前記重合体の粒子の平均粒径が0.2mm~2.5mmであることを特徴とする、請求項2に記載の製造方法。
  23.  前記有機過酸化物が、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物である請求項2,21および22のいずれか1項に記載の製造方法。
  24.  前記脂肪族アルコキシラジカル部位の分子量が110以下である請求項23に記載の製造方法。
  25.  前記有機過酸化物が、分子量が150以下の脂肪族アルコキシラジカル部位と分子量が250以下の芳香環含有化合物ラジカル部位を構成部位として含む有機過酸化物である請求項2,21および22のいずれか1項に記載の製造方法。
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