JPH0214444B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

多くのオレフイン重合体は繊維およびフイラメ
ントとすることができる。このものにはポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリブテン、ポリペンテ
ンおよび他のオレフイン系単量体とエチレン例え
ば高級オレフインとの共重合体が包含される。湿
潤性を有するオレフイン重合体も知られている重
合体（繊維またはフイラメント形態の重合体を包
含する）の湿潤性は重合体に付与された湿潤剤に
より達成される。 この分野の代表例は米国特許第3847676号、同
第4073852号、同第4307143号、同第4273892号、
および同第4274971号である。また、米国特許第
4189420号には、ポリブテンおよび２−６個の炭
素原子を有するアシル基を少くとも１個および８
−22個の炭素原子を有するアシル基を少くとも１
個有する混合グリセライドを配合したある種のエ
チレン重合体が開示されている。米国特許第
3048263号には、ポリオレフイン組成物中のポリ
エチレンオキサイド誘導体のカブリ防止剤が開示
されている。米国特許第3048263号には、脂肪酸
のモノグリセライドからなるポリオレフインカブ
リ防止剤が開示されている。米国特許第2462331
号には、飽和または不飽和モノカルボキシル脂肪
酸の多価アルコールエステルまたは金属塩をポリ
エチレンに添加することが開示されている。 本発明は、湿潤性繊維および（または）微細フ
イラメントを製造するのに使用される湿潤剤を配
合したオレフイン重合体、殊に線状低密度ポリエ
チレン共重合体（LLDPE）に関する。湿潤剤は
次のものの少くとも１種を包含する。(1) 混合モ
ノ−、ジ−、および（または）トリ−グリセライ
ドとアルコキシ化アルキルフエノール、(2) ポリ
オキシアルキレン脂肪酸エステル、あるいは(3)
(2)と(1)のいずれかもしくは全部との組合せ例えば
ポリアルキレン脂肪酸エステルおよびアルコキシ
化アルキルフエノール、混合モノ−、ジ−および
（または）トリ−グリセライド、あるいはアルコ
キシ化アルキルフエノールおよび混合グリセライ
ド両者。更に詳しくは、本発明は、線状低密度ポ
リエチレン（LLDPE）およびLLDPEとその他の
オレフイン重合体との配合物もしくはアロイから
製造された湿潤性繊維または微細フイラメントに
関する。好ましくは、このような湿潤性繊維およ
び微細フイラメントは約15デニールより小さい押
出しストランドである。 高分子量オレフイン重合体および共重合体を製
造するのに基本的に２種の重合技術がある。最も
よい商業上の技術には、高圧、高温および遊離基
開始剤例えば過酸化物の使用によつて一般に低密
度ポリエチレン（LDPE）として知られている重
合体を生成させることが包含される。これらはま
たICI系ポリエチレンとして知られている。これ
らのLDPE重合体は主重合体「主鎖」からペンダ
ントの重合された単量体の有枝鎖を含有し、かつ
一般に0.910−0.935gms／c.c.の範囲の密度を有し
ている。 他の商業上の技術は、「チーグラー」もしくは
「フイリツプス」型の配位触媒を包含し、チーグ
ラー型の変形例えばナツタ型を包含している。こ
れらの触媒は非常に高い圧力で使用し得るが、一
般には非常に低いかまたは中間の圧力で使用され
る。これらの配位触媒によつて製造される生成物
は、主重合体「主鎖」からペンダントの重合され
た単量体の有枝鎖が実質的に存在していないため
に、「線状」重合体として一般に知られている。
これらはまた高密度ポリエチレン（HDPE）とし
ても知られている。線状ポリエチレン（HDPE）
は通常0.941−0.965gms／c.c.の範囲の密度を有し
ている。 エチレンとその他のα−オレフインとの共重合
体の製造に同じ配位触媒および重合技術を使用す
る。コモノマーの効果は密度をHDPE範囲以下に
低下させることにあるが、重合体は「線状」タイ
プのまゝである。 本発明の最も好ましいオレフイン重合体は、微
量のアルケン分子当り３−12個、好ましくは４−
８個の炭素原子を有するα，β−エチレン系不飽
和アルケンとの「線状」エチレン共重合体であ
る。アルケンコモノマーの量は、重合体上のアル
キル側鎖により、重合体の密度をLDPEと同一の
密度範囲近辺とするのに十分なものである。重合
体は「線状」分類のまゝであるが、これらは便宜
上「線状低密度ポリエチレン」（LLDPE）と称さ
れる。これらはHDPEホモポリマーに通例みられ
る強度、結晶度およびじん性の大部分を保持して
いる。本発明の範囲内のその他のポリオレフイン
には、LLDPEよりも好ましいとはいえないが、
HDPE、ポリプロピレンおよびポリブテンを包含
する。 本発明は、高い湿潤性能を有する湿潤性繊維お
よび微細フイラメントを形成する添加剤およびポ
リプロピレン樹脂の組成物を包含する。ポリオレ
フインそのまゝでは疎水性物質であるので、ポリ
オレフイン樹脂から形成される繊維構造は水で容
易に湿潤されない。ある種の適用例、例えば繊維
を水性媒質に分散させ、繊維構造の組立物を経て
水性媒質に移すかそれを移すことを包含する適用
例では、この疎水性によりポリオレフイン繊維の
性能が低下する。ポリオレフイン繊維構造に持続
性または用途変化し得る表面湿潤性を付与するこ
とによつて、過構造物、輸送膜および補強マト
リクスとしてのそれらの用途が改善、拡大され
る。 本発明の重合体処方は好ましくは界面活性剤
（湿潤剤）、単独またはそれらの混合物で、0.01−
５重量％を含有している。最も好ましくは、0.1
−３％を使用する。 本発明の実施化に使用される界面活性剤は少く
とも次の１種である。(1) 混合モノ−、ジ−およ
び（または）トリ−グリセライドと共に（もしく
は組合せて）アルコキシ化アルキルフエノール、
または(2) ポリオキシアルキレン脂肪酸エステ
ル、または(3) (2)と(1)のいずれかもしくは全部分
との組合せ。 好ましくは、アルコキシ化アルキルフエノール
は次の式（）を有している。 式中、Ｒは１−20個、好ましくは５−15個、最
も好ましくは６−12個の炭素原子を有するアルキ
ル基であり；そしてｎは好ましくは10−55、更に
好ましくは10−30、最も好ましくは12−20の範囲
の数値である。数値ｎは平均値を示す（ポリアル
コキシ鎖の長さは分子毎で若干変化しているから
である）。ポリエトキシ鎖が好適なポリアルコキ
シ鎖である。 混合グリセライドは（）で例示される。 式中、OR₁、OR₂およびOR₃は独立してヒドロ
キシ基または脂肪酸エステル基を示す。但し、少
くとも１個は脂肪酸エステルである。すなわち、
混合グリセライドはモノ−、ジ−またはトリグリ
セライド（脂肪酸のトリグリセライド）である。
脂肪酸は飽和または不飽和であつてよく、好まし
くは12−18個の炭素原子範囲の炭素鎖長さを有す
る脂肪酸の混合物である。例えばパーム油はこの
範囲内の炭素鎖長さを有する脂肪酸混合物の好都
合な源である。 好適なポリオキシアルキレン脂肪酸エステルは
式（）で例示される。 Ｒ−（CH₂CH₂O）_o−CH₂CH₂OH （） 式中、Ｒは飽和または不飽和の脂肪酸エステル
基であり、そして好ましくは12−18個の炭素原子
範囲の炭素鎖長さを有する脂肪酸混合物から誘導
され、そしてｎは好ましくは10−55、更に好まし
くは10−30、最も好ましくは12−20の範囲の数値
である。ポリオキシエチレン鎖は好ましいポリオ
キシアルキレン鎖である。 界面活性剤をエチレンポリマーに混和するの
は、溶融重合体および普通に使用されている技術
例えばロール練り、バンブリタイプミキサでの混
和または押出機バレルでの混和で行われる。熱履
歴（上昇した温度に保持される時間）は、重合体
の塊中への界面活性剤の実質的に均一な分布を達
成するように、界面活性剤を未加熱のポリマー粒
子と混合することによつて短縮され、これによつ
て溶融温度での強い混合に必要な時間量が減少さ
れる。 好都合には、界面活性剤を所望され得る任意の
他の添加剤（着色剤、染料等）と実質的に同時に
もしくはその次に加えることもできる。界面活性
剤はまたその他の添加剤と予備配合し、そして配
合物をポリマーに加えることもできる。場合にお
いては、これらの界面活性剤は他の添加剤がエチ
レン重合体に更に容易もしくは均一に分散または
溶解されるようになる助けをする追加の利点も有
している。バツチ−バツチの品質管理をより容易
にするために、重合体／剤配合物の濃厚マスター
バツチを使用するのが好ましいことがあり、これ
を次に追加量のポリマーと配合して所望の最終処
方物とすることができる。マスターバツチもしく
は添加剤そのまゝを新たに調製した重合体に注入
してもよく、一方重合体は、重合容器もしくは装
置に残つた後もなお溶融していて、そして重合体
を固体に冷却するかもしくは更に処理する前に配
合する。 遊離開始剤または配位触媒を用いて製造した上
記LDPE、LLDPE、HDPEまたはその他のオレ
フイン重合体もしくは共重合体であつてよいオレ
フイン重合体の配合物もしくはアロイを使用し得
る。ポリプロピレンは、配位触媒（例えば、周知
のチーグラーもしくはナツタ触媒またはその変化
物）を用いて製造してオレフインポリマーの例で
あり、ポリエチレンに比して本来低密度を示して
いる。 ポリオレフイン繊維の使用は織物および関連産
業での成長分野である。実質的な利点が認められ
つつあり、これは経剤性の考慮により高価な合
成、天然繊維の置き換えが推進されている。ポリ
オレフイン繊維は使い捨ておむつ市場に食い込み
つつある。使い捨ておむつでは現在皮膚接触イン
ナーライナーとして非織、繊維ウエブを使用して
いる。このインナーライナーは、心材機構を介し
ておむつを一緒に保持し、皮膚から液体を運び去
り、そして快適な皮膚接触表面を提供するよう
に、裏地に合体していなければならない。インナ
ーライナーのための選択材料は現在ポリエステル
およびポリプロピレンを伴うセルロースであり、
市場のシエアが増大しつつある。インナーライナ
ーは様々な長さの極く微細な、内部結合繊維から
なる。ポリエステルインナーライナーはかなり容
易に湿潤し、そして有効に心となるが、ポリエス
テルウエブは粗い感触を有している。ポリプロピ
レンはポリエステルよりも更に軟いウエブを提供
するが、湿潤が乏しく、それ故に界面活性剤の添
加を必要とする。セルロースウエブは水をともか
く吸収し、保持している。これにより、液体をイ
ンナーライナーの毛細管マトリクスにおし入れる
のが難しいために、液体輸送の速度および効率が
制約される。 線状低密度ポリエチレン（LLDPE）繊維は、
ポリプロピレンおよび高密度ポリエチレンに比し
て、増大された触質性例えば軟かさを示す。線状
低樹脂と界面活性剤の組合せを伴う溶融配合およ
び配合物の融紡糸により、裸（そのまゝの）線状
低密度ポリエチレン樹脂の繊維にまさる触質性を
有する湿潤性繊維を生成する。湿潤性線状低密度
ポリエチレン繊維のウエブは迅速な湿潤および繊
維マトリツクスを経て水性媒質の輸送を示す。こ
れらの繊維構造は良好な性能ポテンシアルを示
し、そしてオレフイン重合体について新しい市場
を開拓する手段を提供する。 湿潤性は隣接する固相、液相間の界面表面エネ
ルギーを最小化する表面現象である。水およびポ
リオレフインの場合、湿潤性は一般に重合体表面
の改変を要している。これは共重合体組成物を介
してまたは補助界面活性剤の作用により達成し得
る。共重合体は往々にしてポリオレフイン材料特
性を損じ、費用を増大しそして処理をより難しく
する。界面活性剤は、一般に重合体表面上で界面
相溶化性層として凝集する移動種である。表面層
の移動度により溶媒和化および機械的分散を受け
易くする。他の事例では、界面活性剤がポリオレ
フイン基質に対して強力な親和性を有する場合、
繊維特性は、可塑化および（または）有害な構造
転位により、劣化することがある。界面活性剤は
一般に適用もしくは活性化のために追加の処理工
程を要し、先行技術では繊維もしくは織布生成物
を形成した後加えられることが多い。 本発明は、後で添加された界面活性剤と対比し
て、樹脂と直接配合された界面活性種の相乗的組
合せの実施態様を包含する。配合樹脂を常法で製
造し、そして湿潤性は製造された生成物にみられ
る。本発明での樹脂は容易に処理され、特性に不
利な変化はない。所望の相乗挙動の範囲にわたつ
て添加剤パツケージ（即ち添加剤全体の混合物）
の濃度および組成を変えることにより、広範囲な
湿潤特性例えば湿潤度および耐久度を得ることが
できる。溶媒和化および機械的分散に対する抵抗
性は、部分的に基質マトリクスに包含されたまゝ
であつて、同時に界面域に関与する少くとも１種
の界面活性種を提供することによつて調節するこ
とができる。 本発明は、共重合体に導入したり、製造した繊
維構造物に表面処理を施すよりもむしろ塊状重合
体樹脂に直接界面活性剤を添加することにより、
先行技術と異つているものである。界面活性剤は
製造された繊維の表面にブルームし、そこで界面
活性剤の少くとも１種が重合体マトリツクス中に
部分的に包含されている。湿潤耐久性は添加剤の
組成および濃度により調節することができる。添
加剤中のより移動性の成分は、二次機能例えばス
キン、コンデイシヨナーまたはプロセス補助とし
て働くようにすることがができる。 本発明の好適な配合物はオレフインポリマー約
95−99.9重量％、残りが湿潤剤もしくは総最終配
合物の一部分を構成し得るその他の添加剤（例え
ば、顔料、着色剤、増量剤等）の重量を除いた混
合物からなる。 次に、実施例をあげて本発明の特別な態様を更
に具体的に説明する。 実施例 １ 2.5MIおよび0.935ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を、エチレンオキサイ
ド14単位を有するエトキシ化アルキルフエノール
とC₁₂−C₁₆脂肪酸付加物を有する混合グリセライ
ド〔商品名アトマ（Atmer）685で市販〕との組
合せを含む湿潤剤包装１重量％と溶融配合した。
インストロン（Instron）細管レオメーターを用
いて、微細フイラメントを250℃で紡糸した。フ
イラメントを様々な速度のロールで細くし、採集
した。同一の紡糸条件を用いて裸の（未混和）の
樹脂から紡糸したフイラメントと一緒に、湿潤性
を比較、検討した。各試料につき４組を試験し
た。 湿潤試験 No.１ 連続フイラメントを金属支持フレームに巻きつ
けて平らで準連続表面を形成した。脱イオン水の
小滴を巻きとりフイラメント表面にのせた。D.I.
小滴水の接触角をカイエネス（kayeness）接触
角ビユーアで測定し、結果を表に示す。裸の樹
脂フイラメント表面は、非湿潤表面を指示する鈍
角の接触角度を示した。樹脂プラス添加剤フイラ
メント表面は直ちに湿潤し、1゜より小さい接触角
度を生じた。この表面のD.I.水は隣接するフイラ
メント界面を通過した。 湿潤試験 No.２ 各樹脂試料からのフイラメントを短繊維に裁断
し、擬似非織マツトに組み上げた。D.I.水滴をマ
ツト表面に適用し、補助手段なしで肉眼で観察し
た。結果を表に示す。裸の樹脂試料では鈍角の
接触角度が再び認められた。水滴は風乾するまで
表面に残つていた。添加剤を伴う樹脂から作製し
た試料マツトは直ちに湿潤し、水がウエブ構造の
下に移行した。表面上の水は認められなかつた。 実施例 ２ 2.0MIおよび0.925密度を有するエチレン／１−
オクテン共重合体を実施例１で用いたのと同一の
添加剤１重量％と溶融配合した。微細フイラメン
トを実施例と同一の装置を用いて220℃で紡糸し
た。湿潤性を湿潤試験No.２で測定した。磨耗に対
する湿潤の耐久性を２種の磨耗試験で検討した。 磨耗試験 No.１ セルロース性実験室用布巾の層間に20回小フイ
ラメント束をこする。D.I.水滴をこすつた束に適
用し、構造物中への水の浸透を計時し、そして表
面の水を記録する。 磨耗試験 No.２ 裸の閉じた手指の間で20回小フイラメント束を
こする。D.I.水滴をこすつた束に適用し、構造物
中への水の浸透を計時し、そして表面の水を記録
する。 実施例２の結果を表に示す。 実施例 ３ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を実施例１で用いたの
と同一の添加剤１重量％と溶融配合した。湿潤性
能を湿潤試験No.２および磨耗試験No.１および２で
試験した（結果は表、実施例３を参照）。フイ
ラメントは実施例２の如く紡糸した。 実施例 ４ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を実施例１の添加剤
0.5重量％と溶融配合した。実施例３の如く、フ
イラメントを紡糸し、試験した（結果は表、実
施例６を参照）。 実施例 ５ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を実施例１の添加剤
0.25重量％と溶融配合した。実施例３の如く、フ
イラメントを紡糸し、試験した（結果は表、実
施例５を参照）。 実施例 ６ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を、エチレンオキサイ
ド14単位未満を有するエトキシ化アルキルフエノ
ールおよびC₁₂−C₁₆脂肪酸付加物を伴う混合グリ
セライド（商品名アトマ645で市販）からなる添
加剤１重量％と溶融配合した。実施例３の如く、
フイラメントを紡糸し、試験した（結果は表、
実施例６を参照）。 実施例 ７ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を、湿潤剤ポリオキシ
エチレンラウレート〔C.P.ホール．ケミカル．カ
ンパニー（Hall Chemical Company）から商品
名CHP376−Ｎで市販〕１重量％と溶融配合し
た。実施例３の如く、フイラメントを紡糸し、試
験した（結果は表、実施例９を参照）。 参考例 １ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を湿潤剤、ノニルフエ
ノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール（エチ
レンオキサイド20モル）１重量％と溶融配合し
た。実施例３の如く、フイラメントを紡糸し、試
験した（結果は表、実施例10を参照）。 参考例 ２ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を湿潤剤、ノニルフエ
ノキシポリ（エチレンオキシ）エタノール（エチ
レンオキサイド30モル）１重量％と溶融配合し
た。実施例３の如く、フイラメントを紡糸し、試
験した（結果は表、実施例11を参照）。 実施例 ８ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を、モノ−およびジグ
リセライド0.5重量％およびノニルフエノキシポ
リ（エチレンジオキシ）エタノール（エチレンオ
キサイド20モル）0.5重量％を生じる添加剤と溶
融配合した。実施例３の如く、フイラメントを紡
糸し、試験した（結果は表、実施例８を参照）。 実施例 ９ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を、モノ−およびジグ
リセライド0.5重量％およびノニルフエノキシポ
リ（エチレンオキシ）エタノール（エチレンオキ
サイド30モル）0.5重量％を生じる、添加剤と溶
融配合した。実施例３の如く、フイラメントを紡
糸し、試験した（結果は表、実施例13を参照）。 参考例 ３ 2.3MIおよび0.917ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体をエトキシ化モノ−お
よびジグリセライド〔商品名シエレクス
（Sherex）LI−42で市販〕１重量％と溶融配合し
た。実施例３の如く、フイラメントを紡糸し、試
験した（結果は表、実施例14を参照）。 実施例 10 実施例３の配合樹脂からのフイラメントを24時
間1NHClおよび１％NH₄OHに浸軟させた。次
に、フイラメントをD.I.H₂Oで十分に洗い、そし
て一夜風乾した。D.I.水滴を束表面に適用する
と、フイラメントは１秒以内に完全に湿潤した。 実施例 11 6.0MIおよび0.919ｇ／c.c.密度を有するエチレ
ン／１−オクテン共重合体を実施例１の添加物１
重量％と溶融配合した。溶融ギヤポンプおよび紡
糸口金パツクを供給するスクリコー押出機を用い
て連続フイラメント束を製造した。フイラメント
束を空冷し、そして機械的巻取り1000−1500ｍ／
分で採集した。また、フイラメント束の若干をラ
ンダムウエブでスクリーンに空気レイダウンする
ことにより採集した。紡糸したてのフイラメント
は湿潤試験No.２で判定すると直ちに水で湿潤する
ことがわかつた。これらのフイラメントから裁断
されたステープル、フアイバー2.5cmを非織ウエ
ブもしくはカード、ガーネツト（Garnett）およ
びランド−ウエバ（Rando−Webber）に処理し
た。これらの非織ウエブは湿潤試験No.２で判定す
ると直ちに水で湿潤することを示した。

【表】 潤 湿潤

【表】 しない しない

【表】 しない しない
本発明の湿潤繊維は例えばおむつインナーライ
ナー、電池隔室セパレータ、フイルター、紙補強
マトリツクス、分離膜、水分透過性ダイヤフラム
および建築材補強マトリツクスのような最終生成
物に使用することができる。本発明の繊維はまた
その他の繊維のための配合成分としても有用であ
り、これによつて繊維の熱可塑性ならびに湿潤性
が有利である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 湿潤剤を添加したオレフインポリマーからな
   り、而して該湿潤剤が、(1)混合モノ−、ジ−およ
   び（または）トリグリセライドとアルコキシ化ア
   ルキルフエノール、(2)ポリオキシアルキレン脂肪
   酸エステルまたは(3)(1)のいずれかもしくは全部と
   (2)との組合せの少なくとも１種からなり、且つ組
   成物中0.01−５重量％の量で存在し、そして該オ
   レフインポリマーが線状低密度ポリエチレン
   （LLDPE）およびLLDPEとその他のオレフイン
   ポリマーとの配合物もしくはアロイである組成物
   から製造される15デニールより細いデニールの湿
   潤性繊維もしくは微細フイラメント。 ２ (A) アルコキシ化アルキルフエノールが式
   （） （式中、Ｒは１−20個の炭素原子を有するアル
   キル基であり、そしてｎは10−55の数値であ
   る）を有し； (B) 混合グリセライドが式（） （式中、OR₁、OR₂およびOR₃は独立してヒド
   ロキシ基または脂肪酸エステル基を示す。但
   し、少なくとも１個は脂肪酸エステルである）
   を有し；そして (C) ポリオキシアルキレン脂肪酸エステルが式
   （） Ｒ−（CH₂CH₂O）_o−CH₂CH₂OH （） （式中、Ｒは飽和または不飽和脂肪酸エステル
   基であり、そしてｎは10−55の範囲内の数値で
   ある）を有する特許請求の範囲第１項記載の繊
   維もしくは微細フイラメント。 ３ オレフインポリマーが線状低密度ポリエチレ
   ン（LLDPE）である特許請求の範囲第１項記載
   の繊維もしくは微細フイラメント。 ４ オレフインポリマーがエチレンとC₃−C₁₂α
   −オレフインの少なくとも１種との共重合体であ
   る特許請求の範囲第１項記載の繊維もしくは微細
   フイラメント。