JPH11279832A - 繊維用ポリプロピレン系樹脂組成物及び繊維 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】通常の溶融紡糸法で繊維を製造した場合でも、
繊維強度が高くしかも細さが１デニール以下の繊維を安
定的に得られるポリプロピレン系樹脂組成物及び該組成
物によって得られた繊維を提供する。 【解決手段】ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対し
て、下記一般式(Ｉ)で示される脂肪酸エステル０．１〜
３．０重量部を含有する事を特徴とする繊維用ポリプロ
ピレン系樹脂組成物及びこれを紡糸・延伸して得られる
繊維である。 【化１】 （式中Ｒ¹、Ｒ²はそれぞれ同種または異種の炭素数１〜
２０のアルキル基又はアルケニル基を表し、ｎは０〜１
０、ｍとｌは０〜５の整数を表す。）

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は不織布、フィルター
等に好適に用いられる細デニール繊維用ポリプロピレン
系樹脂組成物に関する。詳しくは、通常の溶融紡糸機で
細さが１デニール以下の繊維を安定的に製造できるポリ
プロピレン系樹脂組成物を提供するものである。

【０００２】

【従来の技術】ポリプロピレン系樹脂は加工性、耐薬品
性及び機械的性質等の特性に優れており、射出成形品や
押出成形品の原料として広く用いられており、繊維分野
においても、良好な紡糸性を示す事から好適に用いられ
ている。

【０００３】ポリプロピレン系樹脂繊維は一般に溶融紡
糸機を用いて紡糸され、引き続き延伸処理を行い製造さ
れている。製造された繊維は不織布、フィルター等に加
工され使用されているが、近年フィルター等の高機能化
に伴い繊維の細デニール化が進んでいる。

【０００４】従来、細デニール繊維の製造方法は、溶融
紡糸時のドラフト比を上げ更に延伸工程での延伸倍率を
上げる方法で行われているが、溶融紡糸時のドラフト比
を上げるためには、ポリプロピレンのメルトフローレー
ト（ＭＦＲ）を高くしなければならない。

【０００５】しかしながら、ポリプロピレン重合段階に
高いＭＦＲに調整する方法及びペット成形時に有機過酸
化物を配合して高いＭＦＲに調整する方法では溶融時の
粘性が著しく小さいことからバックフローによる吐出量
低下及びカッティング不良等などトラブルが多くペレッ
ト化が困難になる。

【０００６】上記の問題を解決する為に、特開昭５９−
９４６１０号公報、特開昭６０−１７１１１号公報に
は、ポリプロピレン樹脂に有機過酸化物を添加し、溶融
紡糸機中で分子量調整を行う方法が提案されているが、
溶融紡糸機中でのポリプロピレンのＭＦＲが非常に高く
なり溶融粘度が極端に低下することで、紡糸時の未延伸
糸同士が絡まりやすく、紡糸安定性については未だ改良
の余地を残し、また、上記技術により１デニール以下の
繊維を製造する事は可能であるが高ＭＦＲ化により得ら
れる繊維の強度が低下する。

【０００７】更に、特開平３−２４９２６９号公報に
は、ポリオレフィン樹脂とパラフィンワックスとの混合
物を繊維化し、得られた繊維からパラフィンワックスを
溶剤抽出する事で極細繊維を製造する方法が提案されて
いるが、製品繊維に不必要なパラフィンワックスを多量
に使用し、またパラフィンワックスの抽出工程が必要と
なり、生産性において問題がある。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】従って、通常の紡糸方
法を適用した場合でも、細デニールでの安定な紡糸が可
能で、得られる繊維の強度が高い繊維用ポリプロピレン
系樹脂の開発が望まれていた。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
を解決するため鋭意研究を重ねた結果、驚くべきことに
ポリプロピレン系樹脂に特定の脂肪酸エステルを特定量
添加することにより、上記目的が達成できることを見い
出し本発明を完成するに至った。

【００１０】すなわち、本発明は、ポリプロピレン系樹
脂１００重量部に対して、下記一般式(Ｉ)

【００１１】

【化２】

【００１２】（式中Ｒ¹、Ｒ²はそれぞれ同種または異種
の炭素数１〜２０のアルキル基又はアルケニル基を表
し、ｎは０〜１０、ｍとｌは０〜５の整数を表す。）で
示される脂肪酸エステル０．１〜３重量部を含有する事
を特徴とする繊維用ポリプロピレン系樹脂組成物および
該ポリプロピレン系樹脂組成物からなる繊維である。

【００１３】

【発明の実施形態】本発明で用いるポリプロピレン系樹
脂は、プロピレンの単独重合体及びプロピレンとプロピ
レン以外の他のα―オレフィンを５重量部以下の割合で
含有するプロピレン−α−オレフィン共重合体を、各々
単独で或いは任意の混合物として使用することができ
る。上記プロピレン以外の他のα―オレフィンが５重量
部を超える場合には、得られる繊維の引張強度低下や融
点低下を生じるため好ましくない。

【００１４】上記、プロピレン以外のα―オレフィンと
しては、例えば、エチレン、１−ブテン、１−ペンテ
ン、１−ヘキセン、１−ヘプテン、１−オクテン、１−
ノネン、１−デセン、３−メチル−１−ブテン、４−メ
チル−１ペンテン等を挙げることができ、これらの中で
も特にエチレン、ブテン−１が好ましい。プロピレン−
α―オレフィン共重合体としては、ランダム共重合体及
びブロック共重合体のいずれも用いることができる。

【００１５】また、本発明においてはポリプロピレン系
樹脂は他の熱可塑性樹脂、例えば、ポリプロピレン系樹
脂以外のポリオレフィン、ポリオレフィン系エラストマ
ー、石油樹脂、テルペン樹脂等を５重量部以下の割合で
含有していても良い。

【００１６】但し、前記プロピレン−α−オレフィン共
重合体と上記他の熱可塑性樹脂とを同時に使用する場
合、他のα―オレフィンと他の熱可塑性樹脂との合計量
が５重量％を越えないように調整することが好ましい。

【００１７】本発明で好ましく使用されるポリプロピレ
ン系樹脂のＭＦＲは５〜１００ｇ／１０分であり、好ま
しくは１０〜５０ｇ／１０分である。ＭＦＲが５ｇ／１
０分未満では溶融紡糸時に糸切れが発生しやすくなると
ともに、紡糸性も低下し、好ましくない。一方、ＭＦＲ
が１００ｇ／１０分を超えると紡糸性は向上するもの得
られる繊維の強度が低下し、好ましくない。

【００１８】本発明において、ポリプロピレン系樹脂に
特定の脂肪酸エステルを添加することが、後に詳述する
優れた紡糸特性を発揮するために重要である。通常、か
かる脂肪酸エステルは、通常塩ビ、合成ゴム、天然ゴ
ム、酢酸ビニル樹脂等の可塑剤として使用されている
が、本発明者らはポリプロピレン系樹脂に該脂肪酸エス
テルを含有させることで、繊維の製造において本発明の
目的とする効果を見い出した。

【００１９】上記脂肪酸エステルは、前記一般式（I）
で示される化合物が、何ら問題なく使用できる。

【００２０】

【化３】

【００２１】（式中Ｒ¹、Ｒ²はそれぞれ同種または異種
の炭素数１〜２０のアルキル基又はアルケニル基を表
し、ｎは０〜１０、ｍとｌは０〜５の整数を表す。） 特に、上記一般式で示される化合物のうち、Ｒ¹、Ｒ²の
炭素数が１〜１２、また、ｌ、ｍが０〜３、更に、ｎが
０〜５のものが好適に使用される。

【００２２】本発明において好適に使用される脂肪酸エ
ステルを具体的に例示すると、ジ−２−エチルヘキシル
アジペート、ジイソブチルアジペート、ジブチルアジペ
ート、ジイソデシルアジペート、ジブチルジグリコール
アジペート、ジ−２−エチルヘキシルアゼレート、ジブ
チルセバケート、ジ−２−エチルヘキシルセバケート、
ジイソノニルアジペート、ジ−２−エチルヘキシルドラ
カノエート、ジ−ｎ−ヘキシルアゼレート、ブチルオレ
エート等が挙げられ、これらの中でも特にジイソブチル
アジペート、ジイソデシルアジペート、ジ−２−エチル
ヘキシルアジペート等が挙げられる。

【００２３】本発明で用いる脂肪酸エステルの含有量は
ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対し０．１〜３重
量部であり、好ましくは０．５〜２重量部である。

【００２４】上記、脂肪酸エステルの含有量が、０．１
重量部より少なくても、また、３重量部を超えても、細
デニールの繊維を得る場合に、紡糸時に糸切れが発生し
易くなり、また、紡糸性及び延伸性も共に低下するため
好ましくない。

【００２５】本発明のポリプロピレン組成物には、その
特性を失わない限りにおいて他の添加剤、例えば酸化防
止剤、中和剤、有機過酸化物、充填剤、光安定剤、紫外
線吸収剤、滑剤、顔料等を添加してもよい。

【００２６】本発明で用いる脂肪酸エステルをポリプロ
ピレン系樹脂に配合する方法は特に制限されるものでは
なく、均質な組成物を得るのに適したあらゆる方法を採
用することができ、例えば一軸押出機、二軸押出機など
を用いて溶融混練する方法が挙げられる。

【００２７】本発明にかかる繊維用ポリプロピレン系樹
脂組成物を使用した繊維の製造方法は、公知の溶融紡糸
法が制限なく使用できる。

【００２８】例えば、紡糸温度はポリプロピレン系樹脂
組成物が劣化せずフィラメントの集合体が成形加工でき
る範囲であればよく、通常は２００〜３００℃が好まし
い。

【００２９】上記温度で紡糸用ノズルから吐出された溶
融樹脂は一般に、冷却ダクトで冷却個化された後、オイ
リングローラーにより油剤が付与され、ロールにより巻
き取られ未延伸糸が得られる。未延伸糸は引き続き延伸
工程によりさらに細デニール化されるが、延伸工程後１
デニール以下の繊維を得るには未延伸糸で１〜１０デニ
ールに制御する事が好ましい。未延伸糸が１デニール未
満である場合、延伸工程で糸切れが発生し易くなり、ま
た、１０デニールを超える場合には、延伸工程で１デニ
ール以下の繊維を得る事が困難になり好ましくない。

【００３０】未延伸糸のデニールの制御は、溶融紡糸時
のドラフト比により決定され、一般にドラフト比が高く
なれば得られる未延伸糸のデニールは小さくなる。

【００３１】本発明の繊維用ポリプロピレン系樹脂組成
物は上記のように、紡糸において、１０デニール以下と
なる条件を採用しても糸切れがなく、しかも良好な紡糸
性を維持しながら、極めて安定して紡糸を行うことが可
能である。

【００３２】上記、紡糸によって得られる未延伸糸は延
伸工程にかけられ更に高強度化されるが、本発明の延伸
方法は、公知の延伸機を使用する方法が特に制限なく採
用される。

【００３３】延伸方法としては、冷却された未延伸糸を
連続して延伸する方法と、一旦ボビンに巻き取った後に
別の工程で延伸を行う方法があるが、本発明ではどちら
の方法も適用することが可能である。

【００３４】上記延伸温度はポリプロピレン繊維が白
化、ケバ立ち、糸切れが発生しない範囲１００〜１８０
℃が好ましい、延伸温度が１００℃以下及び１８０℃以
上では高延伸倍率による延伸が難しくなり繊維の白化、
ケバ立ち、糸切れの原因となり好ましくない。

【００３５】また、延伸倍率は得られる繊維の強度を勘
案すると３〜６倍が好ましい。延伸倍率が３倍未満では
十分な繊維強度、繊維太さの均一性が得られ難く、ま
た、６倍を超えると繊維の白化、ケバ立ち、糸切れが発
生する為、好ましくない。

【００３６】

【発明の効果】以上の説明より理解されるように、本発
明の繊維用ポリプロピレン樹脂組成物は、ポリプロピレ
ン系樹脂として比較的低いＭＦＲの樹脂を使用した場合
でも、１デニール以下の極細デニール繊維を安定して製
造することが可能である。

【００３７】また、得られた細デニールの繊維は、後記
の実施例に見られるように、０．３〜１デニールという
極細繊維であっても引張強度が９ｇ／デニール（ｄ）以
上という優れた強度を有し、不織布、高機能性フィルタ
ー等に好適に用いられる。

【００３８】

【実施例】以下、実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるもの
ではない。

【００３９】なお実施例における物性値の測定方法及び
評価方法は次の通りである。

【００４０】（１）紡糸性 紡糸性の評価は１２０分間連続して溶融紡糸を行って未
延伸糸を得た場合の糸切れの発生回数により評価を行っ
た。

【００４１】○； １２０分間の連続紡糸で糸切れ発生
回数が１回以下 △； １２０分間の連続紡糸で糸切れ発生回数が２回〜
５回 ×； １２０分間の連続紡糸で糸切れ発生回数が６回以
上 （２）引張強度（ｇ／ｄ） ＪＩＳ Ｋ７１１３に準拠した。

【００４２】実施例１ （造粒工程）ＭＦＲが１８ｇ／１０分のホモポリプロピ
レン１００重量部に対しジ−２−エチルヘキシルアジペ
ート１．０重量部、酸化防止剤０．０５重量部、ステア
リン酸カルシュウム０．０５重量部を混合し、押出機を
用いてペレット化した。

【００４３】（紡糸工程）造粒工程で得られたペレット
を４０φ押出機を用いて押出温度２８０℃の条件で、
０．７φ、１９８孔からなる紡糸ノズルより押し出し
た。押し出されたフィラメントを長さ１０００ｍｍの冷
却筒で冷却後、オイリングローラーで油剤を付与した
後、ドラフト比を１０００、１３００、１５００で引き
取り、未延伸糸を得た。

【００４４】（延伸工程）紡糸工程で得られた未延伸糸
を１６０℃に設定した熱風循環式延伸機に導き、５倍に
延伸した。

【００４５】上記方法において紡糸性の評価及び延伸後
に得られた繊維のデニール測定及び引張試験を行った。
結果を表１に示した。

【００４６】実施例２ 実施例１で使用したジ−２−エチルヘキシルアジペート
の添加量を１．５重量部とした以外は実施例１と同様な
操作を行った。結果を表１に示した。

【００４７】実施例３ 実施例１で使用したジ−２−エチルヘキシルアジペート
の代わりにジイソブチルアジペートを用いた以外は実施
例１と同様な操作を行った。結果を表１に示した。

【００４８】実施例４ 実施例１で使用したジ−２−エチルヘキシルアジペート
の代わりにジイソデシルルアジペート以外は実施例１と
同様と同様な操作を行った。結果を表１に示した。

【００４９】実施例５ 実施例１で使用したＭＦＲが１８ｇ／１０分のホモポリ
プロピレンをＭＦＲ１８ｇ／１０分のエチレン−プロピ
レンランダム共重合体（エチレン含有量２．０重両部）
にした以外は実施例１と同様な操作を行った。結果を表
１に示した。

【００５０】実施例６ 実施例１で使用したＭＦＲが１８ｇ／１０分のホモポリ
プロピレンをＭＦＲ３０ｇ／１０分のホモポリプロピレ
ンにした以外は実施例１と同様な操作を行った。結果を
表１に示した。

【００５１】実施例７ 実施例１で使用したＭＦＲが１８ｇ／１０分のホモポリ
プロピレンをＭＦＲ４０ｇ／１０分のホモポリプロピレ
ンにした以外は実施例１と同様な操作を行った。結果を
表１に示した。

【００５２】比較例１ 実施例１で使用したジ−２−エチルヘキシルアジペート
を使用しなかった以外は実施例１と同様な操作を行っ
た。

【００５３】表１に示す通り、紡糸時に糸切れが発生し
紡糸時間が短く安定紡糸が出来ない。又、延伸倍率５倍
では糸切れが発生し延伸できなかった。

【００５４】比較例２ 実施例１で使用したジ−２−エチルヘキシルアジペート
を使用せず未延伸糸の延伸倍率を３倍とした以外は実施
例１と同様な操作を行った。結果を表１に示した。

【００５５】比較例３ ジ−２−エチルヘキシルアジペートを使用しなかった以
外は実施例５と同様な操作を行った。結果を表１に示し
た。

【００５６】比較例４ ジ−２−エチルヘキシルアジペートを使用しなかった以
外は実施例６と同様な操作を行った。結果を表１に示し
た。

【００５７】比較例５ 実施例１で使用したジ−２−エチルヘキシルアジペート
を使用せず有機過酸化物を０．２重量部添加しＭＦＲを
１２０ｇ／１０分にし紡糸温度を２４０℃にした以外は
実施例１と同様な操作を行った。結果を表１に示す。

【００５８】比較例６ 実施例１で使用したジ−２−エチルヘキシルアジペート
を使用せず有機過酸化物を０．３重量部添加しＭＦＲを
１６０ｇ／１０分にし紡糸温度を２４０℃にした以外は
実施例１と同様な操作を行った。結果を表１に示す。

【００５９】

【表１】

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポリプロピレン系樹脂１００重量部に対し
   て、下記一般式(Ｉ) 【化１】 （式中Ｒ¹、Ｒ²はそれぞれ同種または異種の炭素数１〜
   ２０のアルキル基又はアルケニル基を表し、ｎは０〜１
   ０、ｍとｌは０〜５の整数を表す。）で示される脂肪酸
   エステル０．１〜３重量部を含有する事を特徴とする繊
   維用ポリプロピレン系樹脂組成物。
2. 【請求項２】ポリプロピレン系樹脂のメルトフローレー
   トが１０〜５０ｇ／１０分である請求項１記載の繊維用
   ポリプロピレン系樹脂組成物。
3. 【請求項３】請求項１又は２に記載のポリプロピレン系
   樹脂組成物からなる繊維。
4. 【請求項４】一軸延伸され、細さが１デニール以下であ
   ることを特徴とする請求項３記載の繊維。