JPH06239934A - 溶融紡糸することによって繊維、フィラメント及びウェブを製造するためのポリオレフィン成形材料 - Google Patents
溶融紡糸することによって繊維、フィラメント及びウェブを製造するためのポリオレフィン成形材料Info
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Abstract
一かまたは異なっており、そしてそれぞれ水素または直
鎖状もしくは枝分かれしているC1-C15- アルキルである
か、またはR a と Rb とはこれらを互いにつなぐ原子と
一緒になって環系を形成している] で表される少なくと
も 3個の炭素原子を有するオレフィンとコモノマーとし
てのエチレンまたは上記と同様の第 2のオレフィン 0〜
10重量% から形成されるポリオレフィンから本質的に成
るポリオレフィン成形材料であって、5 〜1000g/10分の
MFI 230/2.16、15〜3000g/10分のMFI 230/5 、分子量(M
w )75,000 〜350,000g/mol、多分散性(Mw /Mn )1.8〜3.
5 、粘度数70〜300cm3/g、融点 120〜165 ℃、アイソタ
クチックブロック長さ25〜150 及びポリマーの全重量に
基づいて、エーテル抽出物 2重量% 未満によって特徴づ
けられる上記ポリオレフィン成形材料。 【効果】 加工費がかなり削除でき、本発明の成形材料
から製造される繊維及びフィラメントは、明らかにより
高い強力及びそれから製造されるウェブがより高い引張
強さを有する。
Description
リオレフィン成形材料に関する。
することは公知である。そのような適用に使用されるポ
リオレフィン、例えばポリプロピレンは重合に続く付加
的な段階において過酸化物で化学的に処理される。
公知のこの成形材料は 2つの重大な欠点を有する: 1) 付加的な過酸化物処理は生産費を増大させ、そして 2) 過酸化物との反応は、このポリマーから製造される
繊維に付着する恐れのある好ましくない臭いを有する低
分子量フラグメントをも生じさせる。
こす可能性がある。この製品は高速度紡糸 (フィラメン
トストランドを破壊する危険がある) にごく限られた有
用性しか持たない。過酸化物による化学的処理を受けて
いないポリオレフィン、例えばポリプロピレンは、遅い
引取速度においてもフィラメントストランド破壊が発生
してしまうので、高速度紡糸加工には不適当である。
技術の不利な性質を持たない成形材料、即ち不利な過酸
化物処理段階を必要とせず、その上高速度紡糸加工にお
いても使用することができる成形材料を提供することで
ある。
媒を用いて重合することによって製造できるある種のポ
リオレフィン成形材料が、更なる状態調節段階、例えば
過酸化物加工なしで上述の要求に適うことがここに発見
された。
されることによって加工費がかなり削減できるほど、本
発明のこのポリオレフィン成形材料は、通例のCRポリマ
ーと直接比較して、紡糸口金における明らかに低い溶融
温度で溶融紡糸されて繊維、フィラメント及びウェブに
なることも発見された。その上、本発明の成形材料から
製造される繊維及びフィラメントは明らかにより高い強
力に注目され、そしてそれから製造されるウェブはより
高い引張強さを有する。
中、 Ra 及び Rb は同一かまたは異なっており、そして
それぞれ水素または直鎖状もしくは枝分かれしているC1
-C15- アルキルであるか、または Ra と Rb とはそれら
を互いにつなぐ原子と一緒になって環系を形成してい
る] で表される少なくとも 3個の炭素原子を有するオレ
フィンとコモノマーとしてのエチレンまたは上記と同様
の第 2のオレフィン 0〜10重量% から形成されるポリオ
レフィンから本質的に成るポリオレフィン成形材料であ
って、5 〜1000g/10分のMFI 230/2.16、15〜3000g/10分
のMFI 230/5 、分子量(Mw )75,000 〜350,000g/mol、好
ましくは80,000〜250,000g/mol、多分散性(Mw /Mn )1.8
〜3.5 、好ましくは 2.0〜 3.0、粘度数70〜300cm3/g、
好ましくは100〜250cm3/g、融点 120〜165 ℃、好まし
くは140 〜 165℃、アイソタクチックブロック長さ n
iso 25〜150 、好ましくは30〜150 、及びポリマーの全
重量に基づいて、エーテル抽出物 2重量% 未満、好まし
くは 1重量% 未満によって特徴づけられる上記ポリオレ
フィン成形材料を提供する。
の製造法は公知である (例えば、ヨーロッパ特許出願公
開第 537,686号明細書、ヨーロッパ特許出願公開第 54
9,900号明細書、ヨーロッパ特許出願公開第 545,303号
明細書、ヨーロッパ特許出願第93109966.7 号明細書)
。
レフィンであり、特にポリプロピレン及びプロピレン含
有コポリマーである。本発明の成形材料は、ポリオレフ
ィンに加えて、通例の添加物、例えば核剤、安定剤、酸
化防止剤、紫外線吸収剤、光保護剤、金属奪活剤、遊離
基掃去剤、潤滑剤(glidants)、乳化剤、顔料、蛍光増白
剤、難燃剤または帯電防止剤を含んでいてもよい。
配位子として置換されたインデニル系を有するジルコノ
センを用いて製造されるのが好ましい。本発明の成形材
料は、好ましくない臭い及び黄変がないばかりではな
く、フィラメント及び繊維の従来のポリオレフィンより
も高い強力、及び低い加工温度に注目される。
しい分野は不織ウェブ製造及び高速度引取でのフィラメ
ント製造である。以下の実施例は本発明を説明する。
0,485,823号明細書に記載される通りに製造される。本
発明の成形材料が触媒系及び重合方法の性質の定義に適
う限り、本発明の成形材料はあらゆる適当な触媒系及び
あらゆる適当な重合方法を用いて製造することができ
る。 実施例 1 乾燥した150dm3の反応器をプロピレンでパージし、そし
て沸騰範囲 100〜120℃のナフサ留分 80dm3を20℃にお
いて装入する。液状プロピレン50リットルを添加し、次
いでメチルアルミノキサン溶液64cm3(トルエン溶液、Al
100mmol に相当する) を添加する。反応器の内容物を40
℃にし、そして水素を反応器のガス空間中の含有率が
1.3容量% になるまで配量供給する。rac-ジメチルシリ
ルビス(2-メチル-1- インデニル) ジルコニウムジクロ
ライド 17.8mg をメチルアルミノキサントルエン溶液32
mol(Al50mmolに相当する) 中に溶解し、そして反応器に
添加する。反応器中の水素含有率を 1.3± 0.5容量% に
一定に維持しながら、その中身を40℃で18時間保って重
合させる。重合を CO2ガスを用いて終了させ、そしてポ
リマー懸濁液を下流の反応器中に放出する。懸濁媒質を
水蒸気蒸留によって濾過棒を経て、粉末ポリマーから分
離し、次いでポリマー水性懸濁液を加圧ヌッツェ濾過器
を経て、水から分離する。この粉末を80℃/100mbarにお
いて24時間乾燥する。収量は20.5kgである。この粉末は
以下のデータを持つことがわかった: MFI(230/5) = 94g/10 分; VN = 146 cm3/g;M w = 174 5
00 g/mol; Mw /Mn = 2.2;融点 150℃, II = 96.5% ,
n iso = 54. 実施例 2 水素濃度 2.5±0.3 容量% 及びメタロセン 21.3mg を用
いて実施例 1の手順を繰り返えすと、22.5kgの粉末が生
じた。この粉末は以下のデータを持つことがわかった: MFI (230/5) = 194g/10 分; VN = 125cm3/g;M w = 148
500g/mol, Mw /Mn = 2.2;融点 150℃, II = 96.7%, n
iso = 55. 実施例 3 全重合時間15時間の間中エチレン250gを定率で配量供給
で添加して、実施例 2の手順を繰り返し、19.1kgの粉末
が生じた。
った:エチエン含有率 1.2重量%, nPE < 1.2 (即ち: エ
チレン単位の大多数は離れて組み込まれている). MFI (230/5) = 165g/10 分; VN = 142 cm3/g;M w = 137
500 g/mol, Mw /Mn = 2.2;融点 148℃ 実施例 4 メタロセンとしてrac-ジメチルシリルビス(2- メチル-1
- フェニル-4- インデニル)-ZrCl2 7.9mg を用いて、重
合温度50℃及び水素 3.1±0.4 容量% として実施例2 の
手順を繰り返し、18.5kgの粉末ポリマーが生じた。
った: MFI (230/5) = 92 g/10 分; VN = 152 cm3/g;M w = 194
500 g/mol, Mw /Mn = 2.0;融点 159℃ 実施例 5 全重合時間中エチレン750gを定率で配量供給で添加し
て、実施例 3の手順を繰り返し、18.2kgの粉末ポリマー
が生じた。
った:エチレン含有量 3.3重量%, nPE < 1.3 (即ち: ポ
リプロピレン鎖中にエチレン分子が離れて組み込まれて
いる). MFI (230/5) = 90g/10分; VN = 170 cm3/g;M w = 198 5
00 g/mol, Mw /Mn = 2.1;融点 144℃ 実施例 6 水素 2.1±0.3 容量% として実施例 4の手順を繰り返
し、19.2kgの粉末ポリマーが生じた。
った: MFI (230/5) = 48g/10分, VN = 167 cm3/g;M w = 225 0
00 g/mol, Mw /Mn = 2.0;融点 160℃ 実施例 7 乾燥した反応器24dm3 に窒素をパージし、次いで液状プ
ロピレン12dm3 を装入する。
3(Al52mmolに相当する、オリゴマーの平均重合度 n=20)
を添加し次いでそのバッチを30℃で15分攪拌する。それ
とは別に、rac-ジメチルシリルビス(2- メチル-1- イン
デニル) ジルコニウムジクロライドをメチルアルミノキ
サントルエン溶液13.5cm3 中に溶解し、予備活性化のた
めに15分間そのままに保つ。
加熱しそして冷却して 1時間78℃までに抑える。重合を
過剰のモノマーを放出させることによって終了させる。
この粉末を80℃/200mbar/24 時間で乾燥する。メタロセ
ン活性度は 435kg PP/メタロセン(g) ×時間(h) であ
る。 VN = 159 cm3/g; Mw = 161 500 g/mol, Mw /Mn = 2.
1;MFI (230/5) = 109 g/10分;融点 = 142℃, n iso = 3
6. 実施例 8 水素 8.7±0.5 容量% として実施例 4の手順を繰り返
し、19.9kgの粉末ポリマーが生じた。
った: MFI (230/2.16) = 290g/10分; VN = 91cm3/g;M w = 92
500 g/mol, Mw /Mn = 1.9;融点 161℃; II = 98.9 % ,
n iso = 127. B 成形材料及び本発明による溶融紡糸試験 (使用
例) 実施例 9 実施例 2の粉末ポリマーに、ペンタエリトリチルテトラ
キス[3-(3,5-ジ- タート- ブチル-4- ヒドロキシフェニ
ル) プロピオネート] 0.05重量% 、トリス(2,4- ジ- タ
ート- ブチルフェニル) ホスフィット0.05重量% 及びス
テアリン酸カルシウム0.05重量% を酸化抵抗性及び潤滑
性及び粒状を改質するための添加物としてWerner und P
fleiderer 社製のZSK 28 二軸スクリュー押出機を用い
て混合する。この押出機の 5カ所の加熱帯域の温度はこ
の場合 150℃ (取り入れ口) 、220 ℃、260 ℃、280 ℃
及び260 ℃ (ダイプレート) である。溶融温度は 265℃
であり、そして押出スクリューは250rpmで操作される。
得られた粒体は無臭、無色及び透明である。機械的デー
タを測定するために、射出成形によって標準形体を製造
する。
を持つことがわかった。 MFI (230 /2.16) = 59g/10分; MFI (230/5) = 201g/10
分;BIH (358 N) = 69 Nmm-2, 引張弾性率 (割線) = 155
0 Nmm-2,アイゾット衝撃強さ = 62 mJmm-2;SY = 3.7.
この成形材料の加工性を実験室用紡糸プラント(Reifenh
aeuser 30押出機; 溶融容積配量供給ポンプ、直径 0.4m
mの36個の孔を有する温度制御される紡糸パック付き)
を用いて試験する。
用される押出速度は 4.5m/分であり、それ故ジェット延
伸率は 622である。紡糸口金での溶融物の温度は 265℃
である。
った。 線密度 : 36dtex; 強力 : 45 cN/tex, 伸び率 : 89% 実施例 10 紡糸口金での溶融温度を 240℃にして実施例 9の手順を
繰り返す。 繊維データ : 線密度 36 dtex; 強力 43 cN/tex, 伸び
率 : 87% 実施例 11 紡糸口金での溶融温度を 225℃にして実施例 9の手順を
繰り返す。 繊維データ : 線密度 36 dtex; 強力 42cN/tex, 伸び
率 : 85% 実施例 12 紡糸口金での溶融温度を 205℃にして実施例 9の手順を
繰り返す。 繊維データ : 線密度 36dtex; 強力 44 cN/tex, 伸び
率 : 87% 紡糸性及び繊維またはフィラメントの品質に不利な影響
を与えることなしに溶融温度を下げることができること
が実施例 9〜12からわかる。これは著しいエネルギーの
節約となる。本発明の成形材料が明らかにより優れた強
力を有する繊維またはフィラメントを製造するために使
用できることを比較実施例 3及び 4が示しているのに対
し、従来のポリマー材料ではこのような用途に使用でき
ないという事実が比較実施例 1及び 2によってここに示
されるであろう。 比較実施例 1 本発明の成形材料の代わりに、以下のデータを有する市
販の溶融紡糸用品種(Hostalen PPW 1780 F1)をポリマー
として使用して実施例12の手順を繰り返す。 MFI (230/5) = 198g/ 10分; BIH (358 N) = 73Nmm -2;
引張弾性率 (割線) = 1550 Nmm-2; アイゾット衝撃強さ
= 52 mJmm-2; SY = 5.3; Mw = 161 000g/mol; Mw /M
n = 3.9 破損してしまうため紡糸はできなかった。 比較実施例 2 紡糸口金での溶融温度を 225℃ (実施例11と同じ) にし
て比較実施例 1の手順を繰り返す。
て比較実施例 1の手順を繰り返す。 繊維データ: 線密度 36 dtex; 強力 28 cN/tex, 伸び率
148% 比較実施例 4 紡糸口金での溶融温度を 265℃にして比較実施例 1の手
順を繰り返す。 繊維データ : 線密度 36 dtex; 強力 34 cN/tex, 伸び
率 93% 実施例 13 実施例 1の粉末ポリマーを用いて実施例 9の手順を繰り
返す。粒状化においての溶融温度 (温度 : 150℃ (取り
入れ口) 、 250℃、 250℃、 280℃及び 260℃( ダイプ
レート))は270 ℃であり、そして押出スクリューは 270
rpm で操作される。得られた粒体は無臭、無色及び透明
である。機械的データを測定するために、標準形体を射
出成形によって製造する。
を持つことがわかった。 MFI (230/2.16) = 36g/ 10分, MFI (230/5) = 95g/10
分;BIH = 72 Nmm-2; 引張弾性率 (割線) = 1600 Nmm-2;
アイゾット衝撃強さ = 54mJmm-2; SY = 3.5 紡糸試験を実施例 9に倣って行う。 繊維データ : 線密度 36 dtex, 強力 44 cN/tex, 伸び
率 92% 実施例 14 紡糸口金での溶融温度を 225℃にして実施例13の手順を
繰り返す。 繊維データ : 線密度 36 dtex, 強力 43 cN/tex, 伸び
率 85% 実施例 15 引取速度2400m/分及び押出速度 3.9m/分にして実施例14
の手順を繰り返す。 繊維データ : 線密度 36 dtex, 強力 40 cN/tex, 伸び
率 89% 実施例16 押出速度 3.6m/分として実施例14の手順を繰り返す。 繊維データ : 線密度 29 dtex, 強力 42 cN/tex, 伸び
率 85% 実施例17 引取速度3500m/分及び押出速度 5.6m/分にして実施例14
の手順を繰り返す。 繊維データ : 線密度 36 dtex, 強力 48 cN/tex, 伸び
率 73% 実施例 18 引取速度6000m/分及び押出速度 9.8m/分にして実施例14
の手順を繰り返す。 繊維データ : 線密度 36 dtex, 強力 50 cN/tex, 伸び
率 65% 実施例 19 実施例 3の粒状粉末ポリマーを用いて実施例 9の手順を
繰り返し (温度 : 150℃ (取り入れ口) 、 240℃、 240
℃、 270℃及び 260℃ (ダイプレート) 、溶融温度 250
℃、押出スクリュー rpm250) 、そして紡糸口金での溶
融温度を 200℃にして紡糸試験に使用する。 成形材料データ: MFI (230/2.16) = 52g/ 10分;BIH (358 N) = 70 Nmm-2;
引張弾性率 (割線) = 1400 Nmm-2;アイゾット衝撃強さ
= 100mJmm-2;SY = 4.0 繊維データ : 線密度 36 dtex, 強力 40 cN/tex, 伸び
率 100% 実施例20〜24 実施例 4〜8 の粉末ポリマーを用いて実施例19の手順を
繰り返す。 成形材料の製造 : 実施例 使用するポリマー 押出機のパラメーター と対応する実施例 温度 (℃) 引取口 帯域 I 帯域II 帯域III ダイ 20 4 150 220 260 270 260 21 5 140 210 260 270 260 22 6 150 220 260 270 260 23 7 150 220 250 250 250 24 8 150 220 280 280 260 スクリュー 溶融温度 rpm (℃) 250 260 250 255 250 265 300 250 250 270 成形材料のデータ 実施例 MFI (230/2.16) BIH (358 N) 引張弾性率 SY [g/19 分 ] [Nmm -2] [Nmm -2] 20 31 82 1750 3.5 21 32 65 1450 4.0 22 16 79 1700 3.0 23 40 64 1300 3.2 24 305 90 1800 3.7 引取速度2800m/分及び押出速度 4.5m/分として紡糸試験
を行う。紡糸口金での溶融温度を実施例20及び22では 2
25℃、実施例21及び24では 205℃そして実施例23では 1
85℃にする。 製造された繊維のデータ : 実施例 線密度 強力 伸び率 [dtex] [cN/tex] [%] 20 36 47 80 21 36 39 96 22 36 46 85 23 36 40 90 24 36 46 78 実施例25 メタロセンとしてrac-ジメチルシリルビス(2- メチル-4
-(1-ナフチル)-1-インデニル) ジルコニウムジクロライ
ドを用いて、重合温度65℃、重合時間 6時間及び反応器
中の水素含有率 6.0±0.2 容量% として実施例 1の手順
を繰り返し、23.4kgの粉末ポリマーが生じた。
った。 MFI (230/2.16) = 1000 g/10分; VN = 71 cm3/g;M w =
75400g/mol, Mw /M n = 2.0; 融点 165℃, II = 99.5
% 押出成形によってこの粉末から本発明の成形材料を製造
するために実施例 9の手順を次いで行う。溶融温度は 2
45℃でありそして押出スクリューは 3000rpmで操作され
る。機械的データを測定するために、標準形体を射出成
形によって製造する :この標準成形品は以下の機械的デ
ータを持つことがわかった。 MFI (230/2.16) = 990g/10分; BIH (358 N) = 110Nm
m-2;引張弾性率 (割線) = 1925 Nmm-2; SY 3.5 この成形材料の加工性を実験室用紡糸プラントで実施例
9の方法によって試験する。
9.8m/分であり、それ故ジェット延伸率は612 である。
紡糸口金での溶融温度は 180℃である。この繊維は以下
のデータを持つことがわかった: 線密度: 36 dtex ; 強力 : 50 cN/tex; 伸び率 : 69% 実施例 26 メタロセンとしてrac-ジメチルシリルビス(2- メチル-
4,5- ベンゾ-1- インデニル) ジルコニウムジクロライ
ドを使用し、及び反応器中の水素含有率 4.2±0.1 容量
% として実施例25の手順を繰り返す。
った : MFI (230/2.16) = 978g/10分; VN = 75 cm3/g ;M w = 7
8400 g/mol, Mw /Mn = 2.3 ; 融点 149℃, II = 97.1%,
n iso = 61 この標準射出成形品が以下の機械的データを持つことが
わかった : MFI (230/2.16) = 995g/10分; BIH (358 N) = 81 Nm
m-2;引張弾性率 (割線) = 1690 Nmm-2; SY = 4.0 高速度紡糸試験の結果:線密度 36 dtex; 強力 48 cN/te
x; 伸び率 86% 実施例27 rac-ジメチルシリルビス(2- エチル-4- フェニル-1- イ
ンデニル) ジルコニウムジクロライドを用いて、そして
反応器中の水素含有率 5.0±0.2 容量% として実施例25
の手順を繰り返す。
った : MFI (230/2.16) = 920g/10分; VN = 82cm3/g;M w = 80,
000 g/mol, Mw /Mn = 2.1 ; 融点 163℃, II = 99.3% この標準射出成形品は以下の機械的データを持つことが
わかった : MFI (230/2.16) = 945g/10分; BIH (358 N) = 105Nm
m-2;引張弾性率 (割線) = 1895 Nmm-2; SY = 3.0 高速度紡糸試験の結果:線密度 36 dtex; 強力 49 cN/te
x; 伸び率 73% 実施例25〜27は本発明の低分子量ポリマーの優れた加工
性と非常に良好な製品特性を示しており、非常に高速な
引取速度及び紡糸口金での比較的低い温度並びに非常に
高い強力が特筆される。
Claims (7)
- 【請求項1】 式 Ra -CH=CH-Rb [式中、 Ra 及び Rb
は同一かまたは異なっており、そしてそれぞれ水素また
は直鎖状もしくは枝分かれしているC1-C15-アルキルで
あるか、またはR a と Rb とはこれらを互いにつなぐ原
子と一緒になって環系を形成している] で表される少な
くとも 3個の炭素原子を有するオレフィンとコモノマー
としてのエチレンまたは上記と同様の第 2のオレフィン
0〜10重量% から形成されるポリオレフィンから本質的
に成るポリオレフィン成形材料であって、5 〜1000g/10
分のMFI 230/2.16、15〜3000g/10分のMFI 230/5 、分子
量(Mw )75,000 〜350,000g/mol、多分散性(Mw /Mn )1.8
〜3.5 、粘度数70〜300cm3/g、融点 120〜165 ℃、アイ
ソタクチックブロック長さ25〜150 及びポリマーの全重
量に基づいて、エーテル抽出物 2重量% 未満によって特
徴づけられる上記ポリオレフィン成形材料。 - 【請求項2】 上記の定義を有する第 2のオレフィン 0
〜10重量% またはエチレン 0〜10重量% を含む請求項 1
のポリオレフィン成形材料。 - 【請求項3】 ポリオレフィンがポリプロピレンである
請求項 1または 2のポリオレフィン成形材料。 - 【請求項4】 更に核剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線
吸収剤、光保護剤、金属奪活剤、遊離基掃去剤、潤滑
剤、乳化剤、顔料、蛍光増白剤、難燃剤または帯電防止
剤を含む請求項 1〜3 のいづれかのポリオレフィン成形
材料。 - 【請求項5】 繊維、フィラメント及びウェブ製造のた
めに請求項 1〜4 のいづれかの成形材料を使用する方
法。 - 【請求項6】 溶融紡糸によって請求項 1〜4 のいづれ
かの成形材料から製造できる造形品。 - 【請求項7】 高速度溶融紡糸によって請求項 1〜4 の
いづれかの成形材料から製造できる造形品。
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