JP4902113B2 - 可染性ポリプロピレン樹脂組成物及びこれを用いた繊維・不織布 - Google Patents
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Description
例えば、官能基として、エポキシ基、アミド基を有する化合物でポリプロピレンを改質する方法が提案されている(例えば、特許文献1、2を参照)。しかしながら、これらの方法は、反応工程が複雑で、未反応物の除去等も必要となるため基礎研究レベルに留まり実用的利用に至っていない。
特許文献4〜6では、ポリオレフィンとポリエーテルエステルアミド系化合物との混合物が着色性を改善することを開示している。アミド化合物は、染料の発色性に寄与し、その一種であるポリエーテルエステルアミド系化合物も同様の作用を持つ。染料が鮮やかに発色することは調色を容易にすると共に意匠性の面で重要な要素である。
染色性付与剤としてのポリエーテルエステルアミド系化合物はポリプロピレンに比べ概ね10倍以上高価な化合物でポリプロピレン繊維に求められる経済性を損なう要因となる。
[1]下記成分(A)〜(C):
(A)ポリプロピレン系樹脂 85〜95質量%、
(B)エチレンビニルアセテート(EVA) 3〜9質量%、及び
(C)ポリエーテルエステルアミド系化合物 2〜6質量%
を溶融ブレンドしてなるポリプロピレン樹脂組成物であって、
成分(B)エチレンビニルアセテートの酢酸ビニル含量が、20質量%以上40質量%以下であり、かつ、メルトフローレートが、10g/10分以上40g/10分以下であることを特徴とするポリプロピレン樹脂組成物。
[2]請求項1に記載のポリプロピレン樹脂組成物100質量部に対し、さらに、成分(D)及び(E):
(D)ヒンダードアミン系光安定剤 0.05〜0.5質量部、及び
(E)紫外線吸収剤 0.05〜0.5質量部
を含有する上記[1]に記載のポリプロピレン樹脂組成物。
[3]上記[1]又は[2]に記載のポリプロピレン樹脂組成物を用いた染色性ポリプロピレン繊維。
[4]上記[3]に記載の染色性ポリプロピレン繊維を用いた不織布。
本発明によれば、適量のヒンダードアミン系光安定剤及び紫外線吸収剤をさらに溶融混合した樹脂組成物は、耐候性が著しく向上した繊維を提供することができる。
本発明のポリプロピレン樹脂組成物(以下、本発明の組成物という)は、下記成分(A)〜(C):
(A)ポリプロピレン系樹脂 85〜95質量%、
(B)エチレンビニルアセテート(EVA) 3〜9質量%、及び
(C)ポリエーテルエステルアミド系化合物 2〜6質量%
を溶融ブレンドしてなる。
そして、成分(B)エチレンビニルアセテートは、その酢酸ビニル含量が、20質量%以上40質量%以下であり、かつ、メルトフローレートが、10g/10分以上40g/10分以下であることを特徴とする。
さらに、本発明の組成物は、上記成分(A)〜(C)の合計100質量部に対し、さらに、成分(D)及び(E):
(D)ヒンダードアミン系光安定剤 0.05〜0.5質量部、及び
(E)紫外線吸収剤 0.05〜0.5質量部
を含有することが好ましい。
(A)ポリプロピレン系樹脂
本発明の組成物に用いられるポリプロピレン系樹脂としては、特に限定されず、公知のポリプロピレンであれば、如何なる種類のものであってもよい。
このようなポリプロピレンの市販品としては、例えば、IDEMITSU PP Y−900GV、IDEMITSU PP Y−2005GP、IDEMITSU PP Y−2000GV、IDEMITSU PP Y−3002G、IDEMITSU PP Y−6005GM(いずれも出光興産(株)製)等が挙げられる。
本発明の組成物において、エチレンビニルアセテート(EVA)は、ポリプロピレン系樹脂に、染色性を付与する機能を果たす成分であり、下記特定の物性を有していなければならない。
本発明の組成物に用いられるポリエーテルエステルアミド系化合物としては、特に制限されず、合成したものでも、市販品でもよい。
本発明の組成物に用いられるポリエーテルエステルアミド系化合物の市販品としては、例えば、IRGASTAT P16、P18、P20、P22(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;いずれも商品名)、PEBAX
MV1074(ELF−ATOCHEM社製)、ペレスタット1250、6321、300等(三洋化成社製)が挙げられる。ポリエーテルエステルアミド系化合物は、1種又は2種類以上を用いることができる。
本発明の組成物は、上記成分(A)〜(C)を下記割合で配合したものである。
成分(A)は、85〜95質量%の範囲内で配合され、成分(A)の割合が85質量%未満では、ポリプロピレンとしての強度、耐熱性を損ない、95質量%を超えると染色性に劣る。
また、本発明によれば、高価な成分(C)を、わずか2〜6質量%配合すればよく、従来の染色性ポリプロピレン樹脂組成物に比べ、産業上有利である。
本発明の組成物には、必要に応じて光安定剤を添加することができる。特に、ヒンダードアミン系光安定剤と共に下記の(E)紫外線吸収剤を添加することによって、耐候性が著しく改善される。
ヒンダードアミン系光安定剤(以下、HALSということがある)としては、特に制限されないが、高分子量タイプのヒンダードアミン系光安定剤が好ましい。高分子量タイプのヒンダードアミン系光安定剤は、光、熱等による樹脂の劣化サイクルを断ち、繊維の脆化を抑制する機能を有する。
hindered amine Oligomer))、CHIMASSORB2020(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製;ジブチルアミン−1,3,5−トリアジン−N,N’−ビス(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル−1,6−ヘキサメチレンジアミンとN−(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)ブチルアミンの重縮合物)、CHIMASSORB944(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製;ポリ[{6−(1,1,3,3−テトラメチルブチル)アミノ−1,3,5−トリアジン−2,4−ジイル}{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]ヘキサメチレン{(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ}]、CYASORB UV−3346(サイテック社製;ポリ[(6−モルフォリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル)[2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル]イミノ]−ヘキサメチレン[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ])、CYASORB UV−3346(サイテック社製;ポリ[(6−モルフォリノ−s−トリアジン−2,4−ジイル)[2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル]イミノ]−ヘキサメチレン[(2,2,6,6−テトラメチル−4−ピペリジル)イミノ]]、CYASORB UV−3529(サイテック社製;1,6−ヘキサンジアミン−N,N’−ビス(1,2,2,6,6−ペンタメチル−4−ピペリジル)とモルフォリン−2,4,6−トリクロロ−1,3,5−トリアジンのメチル化重合体)、Hastavin N30(グラリアント社製;2,2,4,4−テトラメチル−7−オキサ−3,20−ジアザ−20(2,3−エポキシ−プロピル)ジスピロ−[5,1,11,2]−ヘネイコサン−21−オンの重合体)が挙げられる。
本発明の組成物には、必要に応じて紫外線吸収剤を添加することができる。紫外線吸収剤を、上記の(D)ヒンダードアミン系光安定剤と共に添加することによって、耐候性が著しく改善される。紫外線吸収剤は、本発明において、光(紫外線)による染料の分解を抑制し、色の退色を防止する機能を有する。
紫外線吸収剤としては、特に制限されず、種々の市販品を用いることができる。
成分(D)及び(E)は、上記成分(A)〜(C)の合計100質量部に対して添加される。
成分(D)は、0.05〜0.5質量部の範囲内で添加され、好ましくは0.1〜0.3質量部の範囲内である。成分(D)の添加量が0.05質量部未満であると、繊維の耐候暴露での糸の脆化抑制に効果が十分でなく、0.5質量部を超えると、その効果に対して経済的ではなく、好ましくない。
本発明の組成物は、ポリプロピレン系樹脂に使用されることが公知の酸化防止剤、ステアリン酸カルシウムのような脂肪酸金属塩、ハイドロタルサイト類、無機充填剤等を含んでいてもよい。
本発明の繊維は、上記本発明のポリプロピレン樹脂組成物を、公知の溶融紡糸方法に従って繊維化することによって得られる。溶融紡糸方法は、ワインダーによるものに限らず、スパンボンド、メルトブロー等の空気による紡糸方法を用いることもできる。
参考例1
MFR=18g/10分の繊維用銘柄ポリプロピレン(出光興産(株)製;IDEMITSU PP Y−2000GV)に、染色性付与剤として、MFR=18g/10分、酢酸ビニル含量28質量%のエチレンビニルアセテート(EVA)(東ソー社製;ウルトラセン710)、ポリエーテルエステルアミド系化合物(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;IRGASTAT P16)を、90:6:4の割合で配合し、十分に撹拌した。この混合物を、直接φ40mm単軸押出機(田辺プラスチック社製)を使用し、孔径φ0.5mmのノズルから紡糸温度220℃、吐出0.3g/分・孔で溶融樹脂を押出し、250m/分の紡糸速度で、12dtexの糸を紡糸した。
K6730に準拠して測定した。
<繊維の評価方法及び評価基準>
(1)紡糸性
参考例1で得られたポリプロピレン樹脂組成物から上記の方法で12dtexの糸を紡糸し、評価した。
紡糸した糸が採取できたものについて、染料としてポリエステル用分散染料(住化ケムテックス社製;SumikaronRedS−RPD(N))を用い、3%owf(繊維当たりの質量)、染色浴に対して0.1%の界面活性剤(花王社製「ファミリーフレッシュ」)を加え、浴比1:90の染色浴に2gの繊維サンプルを浸漬し、密閉した。容器を5℃/分で130℃まで温度を上げ、続いて130℃に維持し、1時間保持した。この時の容器の内圧は約2kg/cm2であった。その後、最大冷却したのち、容器から糸を取り出した。染色糸を十分に水洗し、室温で乾燥して、染色繊維を得た。
○:あざやか
△:薄い、くすんでいる
×:通常のポリプロピレンと大差ない
染料移行度が高いほど染色性がよいことになる。染料移行度が低く、鮮やかさに欠けるものは以降の評価に値しないものとして、以降の評価は実施しなかった。
十分に染色性を有するものについてさらに、得られた染色糸を0.5gサンプル瓶に採取し、アセトン20mlを入れ、室温で30分間浸漬させた。蒸留水:アセトン=1:3の混合溶媒で、染色に用いたポリエステル用分散染料(住化ケムテックス社製;SumikaronRedS−RPD(N))の3%の溶液を100とし、これをアセトンで希釈したものを染料濃度の見本に用いて、染色糸を浸漬した後のアセトン溶液の色を染料濃度見本と比較し、染料の繊維からの抽出度(%)を下記基準に従って評価した。この抽出度が小さいほど耐洗浄性がよいことになる。
抽出度30(%)以下を合格(表1では「○」と表示)とした。
各評価結果を下記表1に示す。
染色性付与剤としてMFR=30g/10分、酢酸ビニル含量32質量%のエチレンビニルアセテート(EVA)(東ソー社製;ウルトラセン750)を用いた以外は、参考例1と同様にして、ポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸について、参考例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
染色性付与剤としてポリエーテルエステルアミド系化合物(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;IRGASTAT P18)を用いた以外は、参考例1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸について、参考例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
染色性付与剤としてMFR=30g/10min、酢酸ビニル含量32%のEVA(東ソー社製;ウルトラセン750)、ポリエーテルエステルアミド系化合物(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;IRGASTAT
P18)を用いた以外は、参考例1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸について、参考例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
染色性付与剤を使用しなかった以外は参考例1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸について、参考例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
染色性付与剤としてEVA(東ソー社製;ウルトラセン710)のみを90:10の配合で用いた以外は参考例1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸について、参考例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
染色性付与剤としてエチレンビニルアセテート(EVA)(東ソー社製;ウルトラセン750)を用いた以外は比較例2−1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸について、参考例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
染色性付与剤としてエチレンビニルアセテート(EVA)MFR4g/10min、酢酸ビニル含量26%のもの(東ソー社製;ウルトラセン634)を用いた以外は比較例2−1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行ったが、糸切れが激しく、以降の評価に値しないものとして、以降の評価は実施しなかった。
染色性付与剤としてポリエーテルエステルアミド系化合物(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;IRGASTAT P16)のみを90:10の配合で用いた以外は、参考例1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸について、参考例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
染色性付与剤としてポリエーテルエステルアミド系化合物(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;IRGASTAT
P18)を用いた以外は比較例2−2と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行ったが、糸切れが激しく、以降の評価に値しないものとして、以降の評価は実施しなかった
染色性付与剤としてポリエーテルエステルアミド系化合物(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;IRGASTAT P18)を用いた以外は比較例2−2と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸について、参考例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
染色性付与剤としてエチレンビニルアセテート(EVA)にMFR4g/10分、酢酸ビニル含量26質量%のもの(東ソー社製;ウルトラセン634)、コポリアミド(ナイロン6/66共重合(宇部興産社製;5013B):ナイロン6/12共重合(宇部興産社製;7115U)=1:1)を90:6:4の配合で用いた以外は参考例1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行ったが、糸切れが激しく、以降の評価に値しないものとして、以降の評価は実施しなかった。
参考例1と同じポリプロピレンに、染色性付与剤としてエチレンビニルアセテート(EVA)にMFR4g/10分、酢酸ビニル含量26質量%のもの(東ソー社製;ウルトラセン634)、コポリアミド(ナイロン6/66共重合(宇部興産社製;5013B):ナイロン6/12共重合(宇部興産社製;7115U)=1:1)を90:6:4の割合で配合し、ポリプロピレン樹脂組成物を得た。得られた組成物を、2軸混練機(東芝機械社製;TEM−35B)を用いて180℃で溶融混練し、ストランドを冷却カットしペレット化したものを得た。得られたペレットを用い、参考例1と同様に評価を実施した。結果を下記表1に示す。
A:IRGSTAT P16
B:IRGASTAT P18
C:IRGASTAT P20
D:ナイロン共重合
これに対し、ポリプロピレン樹脂は紡糸性には問題はないが、染色されず(比較例1)、ポリエーテルエステルアミド系化合物を添加しないと、鮮度不良を生じる(比較例2−1、2−2)ことがわかる。さらに、エチレンビニルアセテート(EVA)のメルトフローレート(MFR)が、10g/分未満であると、糸切れが生じることがわかる(比較例2−3、4−1)。また、エチレンビニルアセテート(EVA)を添加しないと、発泡したり、糸切れが生じたり、耐洗浄性が劣ることがわかる(比較例3−1〜3−3)。
高分子量HALSとして、TINUVIN111(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)を0.1質量%、及び紫外線吸収剤(UVA)としてTINUVIN234(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)を0.2質量%添加した以外は参考例2と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸を、参考例1と同様に染色した。得られた染色糸について、下記評価方法に従って耐候性を評価した。結果を下記表2に示す。
得られた染色糸を、JIS L0843:1998 A法A−1に準拠し、キセノンウェザー、63℃で、300−400nmの照射照度45W/m2に曝露した。染色糸の色が退色するまでの時間、及び糸が脆化するまでの時間(保持時間)を測定した。
高分子量HALSとして、Uvinl5050H(BASF社製)を0.1質量%を用いた以外は、実施例1−1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸を、参考例1と同様に染色した。得られた染色糸について、実施例1−1と同様にして耐候性を評価した。結果を下記表2に示す。
紫外線吸収剤(UVA)としてUvinl3030(BASF社製)を用いた以外は実施例1−1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸を、参考例1と同様に染色した。得られた染色糸について、実施例1−1と同様にして耐候性を評価した。結果を下記表2に示す。
高分子量HALSとして、TINUVIN111(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)のみを0.1質量%添加した以外は実施例1−1と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸を、参考例1と同様に染色した。得られた染色糸について、実施例1−1と同様にして耐候性を評価した。結果を下記表2に示す。
高分子量HALSとして、Uvinl5050H(BASF社製)のみを0.1質量%添加した以外は実施例1−2と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸を、参考例1と同様に染色した。得られた染色糸について、実施例1−1と同様にして耐候性を評価した。結果を下記表2に示す。
紫外線吸収剤(UVA)としてTINUVIN234(チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製)のみを0.2質量%添加した以外は実施例1−2と同様にしてポリプロピレン樹脂組成物を製造し、紡糸を行って糸を得た。得られた糸を、参考例1と同様に染色した。得られた染色糸について、実施例1−1と同様にして耐候性を評価した。結果を下記表2に示す。
HALS A:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;TINUVIN111(N,N’,N’’,N’’’−テトラキス−(4,6−ビス−(ブチル−(N−メチル−2,2,6,6−テトラメチルピペリジン−4−イル)アミノ)−トリアジン−2−イル)−4,7−ジアザデカン−1,10−ジアミン(45%)とコハク酸ジメチルと4−ヒドロキシ−2,2,6,6−テトラメチル−1−ピペリジンエタノールの重合物(55%))
HALS B:BASF社製;Uvinul5050H(立体障害アミンオリゴマー(Sterically
hindered amine Oligomer))
UVA C:チバ・スペシャルティ・ケミカルズ社製;TINUVIN234(2−(2H−ベンゾトリアゾール−2−イル)−4−6−ビス(1−メチル−1−フェニルエチル)フェノール)
UVA D:BASF社製;Uvinul3030(1,3−ビス−{[(2’−シアノ−3’,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]−2,2−ビス−[(2−シアノ−3’,3−ジフェニルアクリロイル)オキシ]メチル}プロパン)
これに対し、ヒンダードアミン系光安定剤及び紫外線吸収剤のいずれか一方のみを含む比較例5−1〜5−3では、保持時間が220〜280時間と短いことがわかる。
また、本発明によれば、適量のヒンダードアミン系光安定剤及び紫外線吸収剤をさらに溶融混合した樹脂組成物は、耐候性が著しく向上した繊維を提供することができる。
Claims (4)
- 下記成分(A)〜(C):
(A)ポリプロピレン系樹脂 85〜95質量%、
(B)エチレンビニルアセテート(EVA) 3〜9質量%、及び
(C)ポリエーテルエステルアミド系化合物 2〜6質量%
を溶融ブレンドしてなるポリプロピレン樹脂組成物であって、
成分(B)エチレンビニルアセテートの酢酸ビニル含量が、20質量%以上40質量%以下であり、かつ、メルトフローレートが、10g/10分以上40g/10分以下であり、
前記ポリプロピレン樹脂組成物100質量部に対し、さらに、成分(D)及び(E):
(D)ヒンダードアミン系光安定剤 0.05〜0.5質量部、及び
(E)紫外線吸収剤 0.05〜0.5質量部
を含有する、ポリプロピレン樹脂組成物。 - 前記(A)ポリプロピレン系樹脂の配合量が86〜94質量%であり、
前記(B)エチレンビニルアセテート(EVA)の配合量が3〜9質量%であり、
前記(C)ポリエーテルエステルアミド系化合物の配合量が3〜5質量%である、請求項1に記載のポリプロピレン樹脂組成物。 - 請求項1又は2に記載のポリプロピレン樹脂組成物を用いた染色性ポリプロピレン繊維。
- 請求項3に記載の染色性ポリプロピレン繊維を用いた不織布。
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