JPH01165632A - 無滴性高分子物質及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ａ、　産業上の利用分野 本発明は、無滴性高分子物質及びその製造方法に関し、
より具体的には、表面処理した高分子フィルムに、水溶
性単量体あるいは水溶性高分子と架橋剤とを溶剤に溶解
した溶液を塗布し、これを紫外線光で照射することによ
りなる無滴性高分子物質及びその製造方法に関するもの
である。

ｂ、　従来の技術 高分子フィルムは、機械的性質、柔軟性、無毒性、光学
的性質などの物性に優れているため、広範囲に使用され
ている。

Ｃ９発明が解決しようとする課題 しかし、従来の高分子フィルムは、その表面の性質に問
題がある。例えば、従来の高分子フィルムによって作ら
れたビニルハウスにおいては、ハウス内の空気中に存在
する水蒸気がフィルムや高分子シートの表面に凝結して
、ハウス内の透明度が低下し、植物の生育を妨害してし
まうことがある。また、凝結した水滴が植物の葉、発芽
中の朔、花の葉などに落下して、これらが枯死する場合
もある。

また、高分子フィルムを食品包装材料として使用した場
合に、発生した水滴のために内容物の腐敗などの変性が
助長されることがある。

このような問題点を解決するために、従来は、特殊界面
活剤を塗布する方法、高分子フィルム材に無滴剤を混錬
する方法、放射線と低温プラズマ処理を利用して水溶性
高分子をグラフト重合する方法、紫外線光処理によって
グラフト重合する方法などが採られていた。

これらの方法のなかで、特殊界面性剤を塗布する方法に
よると、無滴剤の含有層の厚さが薄いので吸水力が小さ
く、耐久性が劣っているという欠点である。また、この
特殊界面活性剤としては親水性界面活性剤等を使用して
いるが、使用の際にこの界面活性剤とフィルムの表面に
付着している水分の水滴との乳化が起るため、無滴剤が
容易に流出してしまうという欠点もある。したがって、
特殊界面活性剤を塗布する方法には、初期の効果は優秀
であるが、持続性が非常に悪いという欠点がある。

また、高分子フィルムに無滴剤を混錬する方法によると
、使用する樹脂と無滴剤との相溶性が悪いために、フィ
ルムの表面に無滴剤が放出される。

このためフィルムに不透明な部分が発生し、太陽光線が
不均一に透過されるなどの事態がおこる。

このような事態は、相溶性が良い無滴剤を選べば避ける
ことができるが、相溶性の良い無滴剤は親水性であるた
め、無滴剤がフィルム表面に存在すればこれが水滴によ
って溶出され、無滴性が低下し、この場合も不透明な部
分が発生する。すなわち、この混合形フィルムの場合、
ある程度不透明な部分の発生をさけることができない。

放射線と低温プラズマ処理を利用して水溶性高分子をフ
ィルムにグラフト重合する方法は、処理効果が大きく、
処理効果が多様性に富むという利点もあるが、初期設備
費がかさみ、作業性、生産性が減少するという欠点があ
るので、実用化は難しいのが実情である。

これに対して、紫外線光により高分子フィルムにグラフ
ト重合する方法は、上記の放射線と低温プラズマ重合に
よる方法よりも簡便であるので、印刷適性とか接着性等
の性質を改良する目的には比較的有効に用いられている
。しかし、これらのグラフト重合だけでは、農業用フィ
ルムなどに適用する高分子フィルムとしては、水滴やそ
の他周囲環境に対する耐久性が乏しいのが決定的な弱点
である。

ｄ、　課題を解決するための手段 本発明は、光開始剤の存在下で光を利用して水溶性単量
体をグラフト重合させ、同時に架橋する方法によって、
極めて優れた無滴性を持つポリオレフィンフィルムなど
の無滴性高分子物質を提供するものであって、この方法
は連続的であり、低廉な投資設備、容易な製造方法によ
り行なうことができるという特徴を存するものである。

また、本発明の無滴性高分子物質は、形成された塗布膜
の厚さが１μ以下であり、全体的重さの増加が殆んどな
いという特徴を有するものである。

すなわち、本発明の無滴性高分子物質は、高分子フィル
ムであるポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプロピレ
ン、ポリスチレン、ポリアミド−６、ポリカーボネート
、ポリエチレンテレフタレート、ポリ−４−メチル−１
−ペンテン、ポリメチルメタクリレート、ポリペンタジ
ェンの中から選ばれた少なくとも１種の材料に、コロナ
放電、酸処理、気相処理の中から選ばれた少なくとも１
種で表面処理し、これに水溶性単量体であるアクリル酸
、メタクリル酸、エン−ビニルピロリドン、アクリルア
ミド、メタクリルアミド、２−ヒドロキシエチルメタク
リレートの中から選ばれた少な（とも１種の化合物、あ
るいは水溶性高分子であるポリアクリル酸、ポリエン−
ビニル−ピロリドン、ポリアクリルアミドの中から選ば
れた少なくとも１種の化合物と、架橋剤であるアリール
メタクリレート、エチレングリコールジメタクリレート
、Ｎ。

Ｎ′　−メチレンビスアクリルアミドの中から選ばれた
少なくとも１種の化合物とを溶解した溶液を塗布し、紫
外線光で照射してなることを特徴とするものである。

そして、本発明の無滴性高分子物質の製造方法は、高分
子フィルムであるポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ
プロピレン、ポリスチレン、ポリアミド−６、ポリカー
ボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ−４−メ
チル−１−ペンテン、ポリメチルメタクリレート、ポリ
ペンタジェンの中から選ばれた少なくとも１種の材料に
、コロナ放電、酸処理、気相処理の中から選ばれた少な
くとも１種で表面処理し、これに水溶性単量体である・
アクリル酸、メタクリル酸、エン−ビニルピロリドン、
アクリルアミド、メタクリルアミド、２−ヒドロキシエ
チルメタクリレートの中から選ばれた少なくとも１種の
化合物、あるいは水溶性高分子であるボリア多すル酸、
ポリエン−ビニル−ピロリドン、ポリアクリルアミドの
中から選ばれた少なくとも１種の化合物と、架橋剤であ
るアリールメタクリレート、エチレングリコールジメタ
、クリレート、Ｎ、Ｎ’　　−メチレンビスアクリルア
ミドの中から選ばれた少なくとも１種の化合物とを溶解
した溶液を塗布したのち紫外線光で照射してなることを
特徴とするものである。

本発明に使用できる高分子フィルムは、光を受ければグ
ラフト重合を起こすことのできるラジカル、イオン等を
生成することができ、かつ重合開始可能な活性点を高分
子の主鎖又は側鎖に生成することのできる高分子であり
、具体的には、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリプ
ロピレン、ポリスチレン、ポリアミド−６、ポリカーボ
ネート、ポリエチレンテレフタレート、ポリ−４−メチ
ル−１−ペンテン、ポリメチルメタクリレート、ポリペ
ンタジェンなどの材料によって作製された高分子フィル
ムを用いることができる。

上記の高分子のなかで、側鎖に活性点を発生できる高分
子としては、ポリスチレン、ポリプロピレン、ポリエチ
レン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、ポリメチルメ
タクリレート、ポリアミド−６などが挙げられ、主鎖に
活性点を発生できる高分子としては、ポリペンタジェン
が挙げられる。

本発明で使用することのできる水溶性単量体としては、
アクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド、メタクリ
ルアミド、２−ヒドロキシメチルメタクリレート、２−
ヒドロキシエチルメタクリレート、エン−ビニルピロリ
ドンなどが挙げられる。

また、水溶性高分子としては、上記の水溶性単量体から
なる単一重合体及び二種以上の単量体からなる共重合体
を使用することができる。すなわち、ポリアクリル酸、
ポリエン−ビニルピロリドン、ポリアクリルアミドなど
を用いることができる。

本発明においては、無滴性を付与するためにグラフト重
合した高分子の耐久性を増加させるために、架橋剤を用
いて架橋結合させる。

このとき用いる架橋剤としては、Ｎ、Ｎ’　　−メチレ
ンビスアクリルアミド、アリールメタクリレート、エチ
レングリコールジメタクリレート、及びこれらの誘導体
などが挙げられる。

本発明において、水溶性単量体、水溶性高分子、光開始
剤、架橋剤などを溶解させる溶媒としては、メチルアル
コール、エチルアルコール、アセトン、メチルエチルケ
トン及び水、あるいはこれらの２種以上の適当な混合液
を使用することができる。

本発明においては、水溶性単量体、水溶性高分子、架橋
剤、光開始剤などを混合した光重合溶液を、高分子フィ
ルムに均一に塗布するように、また、高分子フィルムと
水溶性単量体あるいは水溶性重合体とのグラフト重合が
容易に進行するように、高分子フィルムにコロナ放電処
理、気相処理、液相化学処理等の表面処理を施こす。

コロナ放電処理は、火花ギャップ式や真空管方式の何れ
でも行うことができ、液相化学処理は硫酸溶液、重クロ
ム酸溶液、過マンガン酸カルシウム溶液及び表面加水分
解法の何れかの処理方法によって行うことができる。ま
た、気相処理は、花火処理、オゾン処理、酸素処理、塩
素処理、亜硫酸ガス処理、二酸化窒素ガス処理のいずれ
の処理方法によっても行うことができる。また、紫外線
光で表面処理することもできる。

本発明においては、紫外線光により、水溶性単量体ある
いは水溶性重合体をグラフト重合する。

この際用いる光源は、光開始剤を分解してラジカル、イ
オンなど活性点を生成させることのできるものであり、
２００〜７００ｎｍの波長を有する低圧水銀燈、蛍光燈
、キセノン燈、金属ハロゲン燈、ケルンーアーク燈、タ
ングステン燈、太陽光線などを用いることができる。

照射時間は０．１秒ないし２４時間の間が好ましい。

光開始剤としては、ベンゾフェノン、アセトフヱノン、
イソプロピルベンゾインエーテル、ベンゾイルパーオキ
シド、Ｎ、Ｎ’　　−アゾビスイソブチロニトリルなど
を使用することができる。

本発明においては、表面処理された高分子フィルムの無
滴性の試験は次の方法によって行なった。

直径８ａｉ、高さ１０１のビーカーに水を４　、５　ａ
ａの高さまで満たし、水温を常に４０°〜４５℃に保持
した。そして、このビーカーの上部に表面処理されたフ
ィルムを置いて無滴性に対する耐久性を試験し、各々の
フィルムに対して接触角を測定した。

本発明における無滴性高分子フィルムの製造方法は、高
分子フィルムの欠点を改良しながら固有の機械的物性を
低下されることなくフィルムの表面に水滴が全く生じな
い無滴性高分子フィルムを得ることのできるものである
。

ｅ、　実施例 以下に、実施例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが
、本発明はこれに限定されるものではない。

実施例１ 光源として４００Ｗの高圧水銀燭を用い、これをフィル
ムから１０ｃ１）上部に５個を連続的に３０（Ｊの間隙
で設置した。

アクリル酸１００ｇＸＮ−ビニルピロリドン４２ｇ、ベ
ンゾフェノン１８ｇ１及び架橋剤としてのエチレングリ
コールジメタクリレート１０ｇを、アセトン４１０　ｇ
に均一に溶解することにより、光重合溶液を調製した。

厚さ３０μ、幅１５ｃｍのポリプロピレンフィルムをコ
ロナ処理で出力２００Ｗ、５　ｍ／ｍｉｎの速度で前表
面処理したのち、浸漬法により上記光重合溶液を厚さ５
μに塗布したのち、５０°±５℃にて、５ｍ／ｌ１ｉｎ
の速度で紫外線光源を照射して、表面を改質した。

実験結果を表−１に示す。

実施例２ アクリル酸１００　ｇ、アクリルアミド５４ｇ、及びベ
ンゾフェノン２０ｇ１アリールメタクリレ−）１４を、
エチルメチルケトン４９０　ｇに均一に混合することに
より光重合溶液を調製した。

厚さ５０μ、幅２０ｃｍのｐ、ｖ、ｃフィルムを４二酸
化窒素ガスあるいは塩素ガスで１５分間処理したのち、
その表面を水で洗滌し、乾燥後フィルムに上記共重合溶
液を浸漬法により均一に塗布し、５０°　±５℃にて５
　ｍ／ｍｉｎの速度で紫外線光源を連続的に照射して、
表面を改質した。

実験結果を表−１に示す。

実施例３ アクリル酸１８０ｇ、ポリアクリル酸５ｇ、アセトフェ
ノン２０ｇ及びエチレングリコールジメタクリレート１
０ｇ、Ｎ、Ｎ’　−アゾビスイソブチロニトリル２ｇを
エタノール５００　ｇに均一に混合、溶解させて光重合
溶液を調製した。

厚さ７５μ、幅２０ｃｍのポリエチレンフィルムを実施
例１と同様にコロナ放電処理機で前処理したのち、これ
に塗布器を利用して、上記光重合溶液を均一に塗布した
。これを５０°±５℃にて窒素気流の存在下で１．５ｍ
／＋＊ｉｎの速度で連続的に紫外線を照射してフィルム
の表面を改質した。

実験結果は表−Ｉに示す。

実施例４ メタクリル酸４２ｇ、Ｎ−ビニルピロリドン２５ｇ１ポ
リビニルピロリドン２７ｇ、イソプロピルベンゾインエ
ーテル１８ｇ、及びＮ、Ｎ’　−メチレンビスアクリル
アミド１０ｇを、メタノール６００　ｇに溶解すること
により光重合溶液を調製した。

厚さ５０μ、輻２０ｃｍのポリアミド−６フイルムを実
施例１と同様に前処理したのち、上記光重合溶液を塗布
器で５μの厚さに塗布した。これに５ｏ。

±５℃にて、４　ｍ／ｗｉｎの速度で連続的に紫外線光
を照射した。

実験結果を表−１に示す。

実施例５ アクリルｆａ１３０ｇ、ベンゾフェノン１８ｇ、エチレ
ングリコールジメタクリレーＨＯｇを、アセトン４１０
ｇに均一に溶解することにより光重合溶液を調製した。

厚さ２５μ、輻２０ｃｍのポリエチレンフィルムを実施
例１と同様に前処理したのち、浸漬法で上記光重合溶液
を均一に塗布した。これに５０”　±５℃にて１．５ｍ
／ｓｉｎの速度で連続的に紫外線光を照射した。

実験結果を表−１に示す。

実施例６ 厚さ１２μ、輻２０ｃｍのポリエチレンテレフタレート
フィルムを、１５％のＮａＯＨ水溶液で表面加水分解処
理したのち、これに実施例１と同様の光重合溶液を５μ
の厚で均一に塗布し、５０°±５℃にて５　ｓ／ｓｉｎ
の速度で紫外線光を照射することにより表面を改質した
。

実験結果を表−１に示す。

実施例７ 厚さ３鶴、横１０ｃｍ、縦１０ｃｍのポリスチレンフィ
ルムを硫酸で５分間前処理したのち、これに実施例５と
同様の光重合溶液を塗布し、紫外線光で照射してフィル
ムの表面を改質した。

実験結果を表−１に示す。

実施例８ メタクリレート５４ｇ、２−ヒドロキシエチルメタクリ
レート　１３０ｇ、ベンゾフェノン２０ｇ、及びアリー
ルメタクリレート１４ｇを、エタノール５８０ｇに均一
に混合することにより光重合溶液を調製した。

厚さ１）、幅２０１のポリ−４−メチル−１−ペンテン
を実施例１と同じくコロナ放電処理機で前処理したのち
、これに上記光重合溶液を均一に塗布し、５０°　±５
℃にて４　＋ｗ／ｍｔｎの速度で連続的に紫外線光を照
射して、表面を改質した。

実験結果を表−１に示す。

実施例９ 厚さ２鶴、横１０ｃｍ、　［１０ｃｎのポリメチルメタ
クリレートフィルムをコロナ放電処理機で前処理したの
ち、これに実施例８と同様の光重合溶液を均一に塗布し
、紫外線光を５分間照射して、表面を改質した。

実験結果を表−１に示す。

実施例１０ 厚さ２鶴、輻１０３、縦１０ｃｓｉのポリカーボネート
フィルムを、実施例９と同じ方法で表面を改質した。

実験結果を表−１に示す。

実施例１） 厚さ５０μ、輻２０ａｍのポリペンタジェンフィルムを
、実施例５と同様の方法で表面を改質した。

実験結果を表−１に示す。

上記実施例１〜１）において製造された無滴性高分子物
質は、疎水性高分子化合物と親水性単量体、又は高分子
化合物が化学的に結合されているので、親水性及び疎水
性を同時に持ち、また架橋化されているので、水に溶け
ないことを確認した。

比較例１ コロナ放電処理を行なわない以外は、実施例１と同様に
して、ポリプロピレンフィルムの表面を改質した。

実験結果を表−１に示す。

比較例２ エチレングリコールジメタクリレートを添加しない以外
は、実施例５と同様にして光重合溶液を調製したのち、
紫外線光を利用して光重合を行った。

実験結果を表−１に示す。

表−１ 表−１に示す結果から明らかなように、実施例１〜１）
においては処理後の接触角が２０°〜０°であるため、
フィルムの表面に水滴が全く生じなかった。また、耐久
性も優れていた。

これに対して比較例１〜２においては、処理後の接触角
が処理前の接触角と殆ど同じで、水滴が生じた。また、
耐久性が極めて劣っていた。

特許出願人　　材間法人　韓国他事研究所（ほか２名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）高分子フィルムであるポリエチレン、ポリ塩化ビ
   ニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド−６
   、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポ
   リ−４−メチル−１−ペンテン、ポリメチルメタクリレ
   ート、ポリペンタジエンの中から選ばれた少なくとも１
   種の材料に、コロナ放電、酸処理、気相処理の中から選
   ばれた少なくとも１種で表面処理し、これに水溶性単量
   体であるアクリル酸、メタクリル酸、エン−ビニルピロ
   リドン、アクリルアミド、メタクリルアミド、２−ヒド
   ロキシエチルメタクリレートの中から選ばれた少なくと
   も１種の化合物、あるいは水溶性高分子であるポリアク
   リル酸、ポリエン−ビニル−ピロリドン、ポリアクリル
   アミドの中から選ばれた少なくとも１種の化合物と、架
   橋剤であるアリールメタクリレート、エチレングリコー
   ルジメタクリレート、Ｎ、Ｎ′−メチレンビスアクリル
   アミドの中から選ばれた少なくとも１種の化合物とを溶
   解した溶液を塗布し、紫外線光で照射してなることを特
   徴とする無滴性高分子物質。
2. （２）高分子フィルムであるポリエチレン、ポリ塩化ビ
   ニル、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアミド−６
   、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート、ポ
   リ−４−メチル−１−ペンテン、ポリメチルメタクリレ
   ート、ポリペンタジエンの中から選ばれた少なくとも１
   種の材料に、コロナ放電、酸処理、気相処理の中から選
   ばれた少なくとも１種で表面処理し、これに水溶性単量
   体であるアクリル酸、メタクリル酸、エン−ビニルピロ
   リドン、アクリルアミド、メタクリルアミド、２−ヒド
   ロキシエチルメタクリレートの中から選ばれた少なくと
   も１種の化合物、あるいは水溶性高分子であるポリアク
   リル酸、ポリエン−ビニル−ピロリドン、ポリアクリル
   アミドの中から選ばれた少なくとも１種の化合物と、架
   橋剤であるアリールメタクリレート、エチレングリコー
   ルジメタクリレート、Ｎ、Ｎ′−メチレンビスアクリル
   アミドの中から選ばれた少なくとも１種の化合物とを溶
   解した溶液を塗布したのち紫外線光で照射してなること
   を特徴とする無滴性高分子物質の製造方法。