(57)【要約】  ２３０℃／２．１６ｋｇで２〜１６ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有するポリプロピレンからなり、０．０５０ｍｍ以上の直径及び改善された耐摩耗性を持ったポリプロピレンモノフィラメントを生産する方法であって、押出機の上流でポリプロピレンに２０〜０．０１重量％の添加剤が添加され、溶融物が水浴中に紡糸されてモノフィラメントに延伸され、このモノフィラメントが巻き取られることを特徴とする。  ２３０℃／２．１６ｋｇで２〜１６ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有するポリプロピレンからなり、０．０５０ｍｍ以上の直径及び改善された耐摩耗性を持ったポリプロピレンモノフィラメントは、３０％未満の最大引張応力に相当する伸び（破断点伸び）について少なくとも５０ｃＮ／ｔｅｘの強度を有する。また、このものは、０．０５％未満の摩耗率及び１２０℃で２４時間処理した後に相対破砕エネルギー＞１００％を有する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
２３０℃／２．１６ｋｇで２〜１６ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有するポリプロピレンからなり、０．０５０ｍｍ以上の直径及び改善された耐摩耗性を持ったポリプロピレンモノフィラメントを生産するにあたり、押出機の上流でポリプロピレンに２０〜０．０１重量％の添加剤が添加されること、溶融物が水浴中に紡糸されてモノフィラメントに延伸されること、このモノフィラメントが巻き取られることを特徴とする、ポリプロピレンモノフィラメントの生産方法。
【請求項２】
０．５〜１．２重量％の量の、滑剤と充填剤と熱安定剤の混合物が添加剤として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
０．０５〜１重量％の滑剤が添加剤として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
０．０１〜１．０重量％の充填剤が添加剤として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
０．１〜０．８重量％の熱安定剤が添加剤として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
１から２０重量％の量の、融点≧１４０℃を有するポリプロピレン／ポリエチレン共重合体が添加剤として使用されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
２３０℃／２．１６ｋｇで２〜１６ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有するポリプロピレンからなり、０．０５０ｍｍ以上の直径及び改善された耐摩耗性を持ったポリプロピレンモノフィラメントであって、３５％未満、好ましくは３０％未満の最大引張応力に相当する伸び（破断点伸び）について少なくとも５０ｃＮ／ｔｅｘの強度を特徴とするポリプロピレンモノフィラメント。
【請求項８】
０．０５％未満の摩耗率を特徴とする請求項７に記載のモノフィラメント。
【請求項９】
１２０℃で２４時間処理した後に相対破砕エネルギー＞１００％を特徴とする請求項７に記載のモノフィラメント。
【請求項１０】
化学、製薬及び食品の各工業におけるろ過用の二次元製品を製造するための請求項１〜７のいずれかに記載のモノフィラメント。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、２３０℃／２．１６ｋｇで２〜１６ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有するポリプロピレンからなり、０．０５０ｍｍ以上の直径及び改善された耐摩耗性を有するポリプロピレンモノフィラメントの生産方法に関する。また、本発明は、このポリプロピレンのモノフィラメント及びそれらの用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
二次元ポリプロピレン繊維製品は、化学、製薬及び食品の各工業におけるろ過のための耐薬品性で機械抵抗性のろ過手段として大いに興味がある。この分野では、０．０５０ｍｍ以上の直径を持つ比較的粗大なモノフィラメントが特に要求される。
【０００３】
純粋なポリプロピレンモノフィラメントは、製織過程でこの物質の耐摩耗性が低いために多量の粉塵を形成するという欠点を有する。また、摩耗の問題がその他の熱可塑プラスチックの場合にも知られる。しかして、ＥＰ−Ａ２−０７８４１０７には、製紙機械用の織物の生産及びへり切り用のワイヤを意図したポリアミド、ポリエステル又はポリプロピレンの溶融紡糸モノフィラメントが記載されている。この特許によれば、耐摩耗性モノフィラメントが、７０〜９９重量％の繊維形成性重合体と１〜３０重量％の無水マレイン酸変性ポリエチレン／ポリプロピレンゴム及びその他の添加剤を使用することにより得られる。しかし、実施例は、繊維形成性重合体に関しては、ポリアミドのナイロン−６、ポリエチレンテレフタレート並びにＰＡ−６，６／ＰＡ−６コポリアミドに限られている。紡糸速度は詳しく説明されていない。
【０００４】
また、ＥＰ−Ａ−１０５９３７０から、繊維製品への適用を意図したポリプロピレンマルチフィラメントの生産方法が知られる。原料としてメタロセン触媒によるアイソタクチックポリプロピレンが使用されるが、所望の収縮特性を達成しようと望むならば、このポリプロピレンのメルトフローインデックスは１９ｇ／１０分よりも大きくなければならない。これは、低い収縮を得るために、高いＭＦＩ値が必要であるからである。上記の特許は、１０ｄｐｆ（単位フィラメント当たりのデニール）［０．０３９５３ｍｍ］の完全延伸糸（ＦＯＹ）及び２ｄｐｆ（単位フィラメント当たりのデニール）［０．０１７６８ｍｍ］の部分延伸糸（ＰＯＹ）を記載している。生産された糸に関しては、一般的な指摘が示されているに過ぎない。モノフィラメントの説明はない。
【特許文献１】ＥＰ−Ａ２−０７８４１０７
【特許文献２】ＥＰ−Ａ−１０５９３７０
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の課題は、粗大な耐摩耗性のポリプロピレンモノフィラメントの経済的な生産方法を提供することにある。本発明の他の課題は、製織中に改善された耐摩耗性を示す粗大ポリプロピレンモノフィラメントを生産することにある。
【０００６】
更に他の課題は、二次元の高性能製品、特にろ過用を意図した製品を生産するために、良好な耐摩耗性を持った粗大なモノフィラメントを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題は、本発明により、押出機の上流でポリプロピレンに２０〜０．０１重量％の添加剤を添加し、その溶融物を水浴中に紡糸し、モノフィラメントに延伸し、このモノフィラメントを巻き取ることからなる方法によって解決される。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
ポリプロピレンとしては、２ｇ／１０分以上、好ましくは６〜１３ｇ／１０分、特に１２〜１３ｇ／１０分のメルトフローインデックスを有するホモ重合体を使用することが好ましい。１６ｇ／１０分よりも大きいＭＦＩは、不十分な機械的性質及び劣った耐摩耗性を与えるという欠点を有する。
【０００９】
滑剤と充填剤と熱安定剤の混合物よりなる添加剤を使用することが適切である。滑剤と充填剤と熱安定剤の混合物としては、０．５〜１．２重量％の量の、ポリエチレンワックスと炭酸カルシウムと立体障害フェノールとが特に好適であることが証明された。
【００１０】
他の具体例では、０．０５〜１．０重量％、特に０．３〜１．０重量％の滑剤を添加剤として使用するのが適切である。滑剤としては、カルボン酸の金属塩、線状又は分岐状の炭化水素、フルオロエラストマー及びポリジメチルシロキサンが特に好適である。
【００１１】
更に他の具体例では、充填剤を添加剤として使用することが適切である。充填剤としては、０．０１〜０．１重量％のエーロシル及び０．１〜１．０重量％の炭酸カルシウムが特に好適であることが証明された。
【００１２】
更に他の具体例では、０．１〜０．８重量％の熱安定剤を添加剤として使用することが適切である。立体障害フェノール、ホスファイト及びホスホナイトが特に好適であることが証明された。
【００１３】
更に他の具体例では、１〜２０重量％の、融点≧１４０℃を有するポリプロピレン／ポリエチレン共重合体を添加剤することが適切である。
【００１４】
モノフィラメントは、３５％未満、好ましくは３０％未満の最高引張応力に相当する伸び（破断点伸び）について少なくとも５０ｃＮ／ｔｅｘの強度を有することが適切である。これは、５０ｃＮ／ｔｅｘ未満の強度は製織の過程で糸の破断数を増大させるという欠点を有するからである。
【００１５】
また、モノフィラメントが０．０５％未満の摩耗率を示すことが重要である。これは、摩耗率が０．０５％以上であるときは、製織中にむらが生じ、おさがあまりにも迅速に汚染されるようになるためである。このことは、洗浄操作の間隔を短縮しなければならず、これによって織機の生産性が低下することを意味する。
【００１６】
モノフィラメントは、１２０℃で２４時間処理した後に、特にオーブンで熟成した後に、相対破砕エネルギー＞１００％を特徴とすることが適切である。これは、フィルターが比較的高い熱応力や攻撃的な薬品に付されるときに、フィルターの寿命を増大させるという利点を有する。
【００１７】
本発明によるモノフィラメントは、化学、製薬及び食品の各工業におけるろ過を意図した二次元製品を生産するのに特に好適である。
【実施例】
【００１８】
本発明を実施例によって詳細に説明する。
【００１９】
重合体
試験では、繊維形成性重合体として、２３０℃／２．１６ｋｇで６．０〜１３．０ｇ／１０分のメルトフローインデックス（ＭＦＩ）を有する５種の異なった商業的に入手できるポリプロピレンを使用した。何れの場合も、５０ｋｇのポリプロピレン顆粒を、１００ｋｇドラムと偏心ミキサーを使用して配合した。配合は、添加剤に応じて、二つの異なった方法で実施した。種々の方法を実施例で説明する。顆粒／添加剤のブレンドを押出機に直接供給し、溶融させた。
【００２０】
紡糸条件
押出機          直径：４０ｍｍ、バレルの長さ：Ｌ／Ｄ＝２５
押出機の圧力：８０バール
押出量：１９．７６ｋｇ／時
５個の加熱帯域
紡糸ポンプ      押退け体積：１０ｃｍ3／回転
紡糸ユニット    電気加熱
計量ポンプ      ２３．１９ｒｐｍ
ダイス          直径：０．７ｍｍ
細管の長さ：３×Ｄ
水浴            ダイス／水浴の距離：４５ｍｍ
温度：３０℃
【００２１】
延伸台及び加熱路
延伸台１    ７本のロール、ロールの直径：２３０ｍｍ、１個の加熱路
延伸台２    ７本のロール、ロールの直径：２３０ｍｍ、１個の加熱路
延伸台３    ７本のロール、ロールの直径：２３０ｍｍ、２個の加熱路
延伸台４    ４本のロール、ロールの直径：２３０ｍｍ
紡糸液の調製
５％水溶液
【００２２】
試験片の調製
例２、５、６及び７
充填剤、滑剤、熱安定剤などのような微粉状添加剤の場合には、この方法は、これらの粒状物の半分をベイシロンＭ１００（バイエル社の商品名）のような接着剤中で１時間ロールミル処理することによって開始し、次いで添加剤の残りを添加し、更に１．５時間配合する。
【００２３】
例４
変性ポリオレフィンの場合には、ポリプロピレンとＰＰ／ＰＥ変性ポリオレフィンからなり、融点＞１４０℃を有する顆粒のブレンドを１時間配合した。
【００２４】
実施例を表１に示す。
【００２５】
【表１】
2005511906.tif 000002
【００２６】
例１：（対照例１）：１３．０ｇ／１０分のＭＦＩのポリプロピレン
例２：６．０ｇ／１０分のＭＦＩのポリプロピレン＋添加剤としての混合物
例３：（対照例２）：１２．０ｇ／１０分のＭＦＩのポリプロピレン
例４：１２．０ｇ／１０分のＭＦＩのポリプロピレン＋添加剤としての融点＞１４０℃のＰＰ／ＰＥ
例５：１３．０ｇ／１０分のＭＦＩのポリプロピレン＋添加剤としての滑剤
例６：１３．０ｇ／１０分のＭＦＩのポリプロピレン＋添加剤としての熱安定剤をベースとした混合物
例７：１３．０ｇ／１０分のＭＦＩのポリプロピレン＋添加剤としての混合物
例８：１３．０ｇ／１０分のＭＦＩのポリプロピレン＋ガス消失防止安定化
例９：９．０ｇ／１０分のＭＦＩのポリプロピレン＋ガス消失防止安定化
【００２７】
更に詳細に説明するために、結果を添付の図に示す。
図１は、例２に従う添加剤を添加した場合と添加しない場合の、比破砕エネルギー、オーブン熟成の場合及び摩耗率を示すヒストグラムを示す。
図２は、例４に従う添加剤を添加した場合と添加しない場合の、比破砕エネルギー、オーブン熟成の場合及び摩耗挙動を示すヒストグラムを示す。
図３ａは、例１（対照例）に従って生産されたヤーデージの関数としての、添加剤を添加しない場合の摩耗挙動を示素写真である。
図３ｂは、例８（具体例）に従って生産されたヤーデージの関数としての、添加剤を添加しない場合の摩耗挙動を示す写真である。
【００２８】
図１において、例２に従う添加剤を添加した場合と添加しない場合について、左の対の柱は比破砕エネルギーを、中央のものはオーブン熟成の場合を、そして右のものは摩耗率を表わす。左の柱は従来技術を反映しており、右の柱は本発明に従うモノフィラメントで得られた結果を表わす。この図は、摩耗率に関しては、１００％よりも大きい改善を示している。ここに、１００％よりも小さい摩耗率は、織機が洗浄されなければならない前に、少なくとも２倍長く操業できることを意味する。同様の結果が相対破砕エネルギーについて得られる。この場合に、中央の対の柱の右側の柱も、５０％よりも大きい改善を示している。また、左の対の柱の右側の柱により示される比破砕エネルギーは、従来技術を超える改善を示している。
【００２９】
図２は、これが例４に従う添加剤を添加した場合及び添加しない場合についての摩耗率を示す点で、図１と異なっている。
【００３０】
図３ａは、純ポリプロピレンモノフィラメント（対照試験：例１）から１００ｍ、２００ｍ及び３００ｍの織物を生産した後の織機のおさの状態を示す写真を表わす。３００ｍの織物を生産した後のポリプロピレンの毛羽による汚染が非常に大きかったので、織機は操業停止しなければならなかった。
【００３１】
図３ｂは、本発明に従うモノフィラメント（例８）から１００ｍ、２００ｍ及び３００ｍの織物を生産した後の織機のおさの状態を示す写真を表わす。３００ｍの織物を生産した後でさえも、生じた毛羽の量は、対照例において１００ｍ生産した場合について得られた量よりも少ないままである。
【００３２】
測定方法
・メルトフローインデックスは、ＡＳＴＭ  Ｄ１２３８に従う。
・線密度は、ＳＮ１９７０１２及びＳＮ１９７０１５（ＤＩＮ５３８３０により補足された。）に従って決定する。
・機械定数ＭＣの計算は、次の式
【数１】
2005511906.tif 000003
（ここに、Ｄは％で表わした伸びを示し、ＦはｃＮ／ｔｅｘで表わした強度を示す。）
から行なう。
【００３３】
摩耗試験の説明
部分的おまき（ｂｅａｍ）の生産
種々の具体例の８０個のボビンからのモノフィラメントを使用して、それぞれ１０００ｍの部分的おまきを生産した。
【００３４】
製織試験
リボン織機で製織試験を実施した。
最大可能生産：４０００ｒｐｍ
杼口をカムにより形成した。
作業態様：緯糸の再挿入なし。
経糸用糸の密度：２２．８０本／ｃｍ
おさ：開口：０．１７５ｍｍ
おさはの厚み：０．２６４ｍｍ
おさはの幅：７．０ｍｍ
織機の回転速度：１０００ｒｐｍ
製織速度：１０ｍ／時
製織：Ｌ１／１のシートクロス
【００３５】
摩耗挙動の評価
・おさの目視評価
・生じた毛羽の量の重量法による決定
目視検査のために、１００ｍ、２００ｍ、好ましくは３００ｍの操業時間後に、おさの写真撮影をし、評点を付けた。これを行なうために、３００ｍの操業時間後に、形成された毛羽の全てを集め、秤量し、次式
【数２】
2005511906.tif 000004
を使用して、経糸用糸の重量と関連させる。
【００３６】
直径≧０．０５０ｍｍを持つ本発明によるモノフィラメントは、ろ過用を意図した織物を摩耗無しで生産するのに好適である。
【００３７】
本発明による方法並びに本発明によるモノフィラメントのおかげで、まず、ポリプロピレンモノフィラメントを実質的に摩耗無しで製織すること、織機の操業時間を相当に延長させることが可能になった。このモノフィラメントは、化学、製薬及び食品の各工業におけるろ過に使用される織物の生産に特に好適である。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明に従う添加剤を添加した場合と添加しない場合の、比破砕エネルギー、オーブン熟成の場合及び摩耗率を示すヒストグラムを示す。
【図２】本発明に従う添加剤を添加した場合と添加しない場合の、比破砕エネルギー、オーブン熟成の場合及び摩耗挙動を示すヒストグラムを示す。
【図３ａ】対照例に従って生産されたヤーデージの関数としての、添加剤を添加しない場合の摩耗挙動を示素写真である。
【図３ｂ】本発明に従って生産されたヤーデージの関数としての、添加剤を添加しない場合の摩耗挙動を示す写真である。
【図１】
2005511906.tif 000005
【図２】
2005511906.tif 000006
【図３ａ】
2005511906.tif 000007
【図３ｂ】
2005511906.tif 000008
【国際調査報告】
2005511906.tif 000009
2005511906.tif 000010
2005511906.tif 000011
2005511906.tif 000012