JP2002517587A - 低煙発生性オレフィンポリマー組成物及び当該組成物から調製された繊維、フィルム及びファブリック - Google Patents

低煙発生性オレフィンポリマー組成物及び当該組成物から調製された繊維、フィルム及びファブリック

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Abstract

(57)【要約】 ポリマー組成物並びにそれから調製される繊維、フィルム及びファブリックに関する。当該組成物は、(i)飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩以外の酸中和剤、(ii)最大で２００ppm存在する飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩を含有する、処理補助剤、(iii)(a) 2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]及びトリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスフィットからなる群より選ばれるホスフィット；及び(b)N,N-ジアルキルヒドロキルシアミン、を含有する安定剤システムを含む。さらに、ポリオレフィン繊維、フィルム又はファブリックの製造方法を開示し、これは、(A) 上記添加剤をオレフィンポリマー中に混合し、安定化ポリオレフィンポリマーを製造する工程；及び、(B)この安定化オレフィンポリマーを、ダイを通して押し出し、オレフィンポリマー繊維又はフィルムを製造する工程を含む。織又は不織ファブリックは、このオレフィンポリマー繊維又はフィルムから調製されてもよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 (発明の背景) オレフィンポリマー特にポリプロピレンは、一般に、溶融したポリマーをダイ
開口部、例えば紡績口金、フィルム又はシートダイを通して押し出し、溶融した
フィラメント、フィルム又はシートを急冷し、フィラメント、フィルム又はシー
トを延伸し、及び延伸したフィラメント、フィルム又はシートをヒートセットす
ることを、ボビンに巻く前に行うことによって、繊維、フィルム又はシートに紡
績される。織及び不織ファブリックは、一般にそのようなフィラメント、フィル
ム又はシートから作られる。
【０００２】 チーグラー・ナッタ型触媒を使用して製造したポリオレフィンに関する問題は
、目に見える「煙」の発生が、繊維紡績及びフィルム押し出し操作におけるポリ
オレフィンの溶融押し出し中に起こることである。この「煙」は、ダイで放出さ
れ、２０〜５０炭素原子の揮発性有機化合物からなると考えられている。この放
出された揮発性有機化合物は、実質的に濃縮され、装置を被覆し、前記繊維から
又はフィルムで形成された不織ファブリックの非均一性という問題を生じる。煙
を減少又は除去する試みは、良くても部分的な成功である。融点温度と押し出し
成型機滞留時間とを、一定レベル未満に最小化することは、処理の問題を引き起
こし得る。ポリマーの供給源量を押し出す前に加熱することによって揮発分を除
去し、約２０％まで煙の発生を減少し得る。これとは対照的に、本発明は、８６
％まで又はそれ以上に煙を減少し得る。
【０００３】 種々の添加剤をオレフィンポリマー材料中に及び／又は上に取り込んで、熱安
定性、ＵＶ耐性、及び加工性を改善することが知られている。例えば、酸中和剤
をオレフィンポリマー組成物中に含めることが、オレフィンポリマーに含まれる
触媒残留物を少量にするために必要である。この触媒残留物は、処理装置、例え
ば、型の表面及びダイリップの腐食を引き起こし得る。好適な酸中和剤を添加す
ると、そのような残留物による腐食の可能性を除去又は少なくとも減少し得る。
【０００４】 酸中和剤の選択は重要である。これは、オレフィンポリマー組成物の全体の酸
性度／塩基性度に影響し、かつポリマー組成物中の多くの有機添加物の反応に影
響し得るからである。加えて、ポリオレフィンの遊離特性は、酸中和剤によって
影響され得るからである。 実際は、金属ステアレート、例えば、ステアリン酸ナトリウム、カルシウム及
び亜鉛は、一般にオレフィンポリマー材料に酸中和剤として添加され、ステアリ
ン酸カルシウムが最も一般的である。ステアリン酸カルシウムは、有意に使用さ
れる。これは、酸中和剤として作用することに加え、外部潤滑剤や処理補助剤(p
rocessing aid)としても機能するからである。一般に、ステアリン酸カルシウム
を少なくとも500ppm添加することが、効果的な酸中和剤として機能し得ることを
確保するためには必要である。
【０００５】 ホスフィット(phosphite)化合物は、2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,
3',5,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]を
含み、熱的及び酸化的分解に対して安定化するために、典型的にポリオレフィン
組成物に添加される。種々の形態の2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',
5,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]が知ら
れている。例えば、米国特許第5,326,802号明細書は、2,2',2"−ニトロ[トリエ
チル−トリス(3,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)
ホスフィット]のβ結晶性の改良種を開示する。実施例６は、ステアリン酸カル
シウム７５０ppmを含むポリプロピレンの安定化を開示する。米国特許第5,331,0
31号及び第5,405,893号明細書は、2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5
,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]のγ結
晶性の改良種を開示する。実施例４は、ステアリン酸カルシウム７５０ppmを含
むポリプロピレンの安定化を例証する。2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3
,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]の
アモルファス固体改良種は、米国特許第5,276,076号明細書によって開示されて
いる。実施例３は、ステアリン酸カルシウム７５０ppmを含むポリプロピレンの
安定化を例証する。
【０００６】 N,N-ジアルキルヒドロキシルアミンをポリオレフィンの安定化に使用すること
も公知である。従って、米国特許第4,668,721号明細書は、ヒドロキシルアミン
誘導体が、ポリオレフィン組成物を押し出しによる分解、天然ガスの燃焼生成物
への暴露、ガンマ線照射又は貯蔵に対して安定化するために使用されてもよいこ
とを開示する。ヒドロキシルアミン誘導体は、１４の構造式のうちの一つと一致
する化学構造を有してもよい。実施例２１において、ヒドロキシルアミンとステ
アリン酸カルシウムの混合物(１０００ppm)は、ヒドロキシルアミンだけよりも
、２６０℃で加工されたポリプロピレンの黄変の耐性についてはるかに優れてい
るといわれている。 米国特許第4,876,300号明細書は、長鎖のN,N-ジアルキルヒドロキシルアミン
を、プロピレン組成物用の工程安定剤として使用して、押し出しによる、変色及
びメルトフローレイトの増加を最小限にすることを開示する。実施例１６〜１８
及び２０は、１０００ppmのステアリン酸カルシウムを含むポリプロピレンの工
程安定化を示す一方、実施例１９は、１０００ppmのステアリン酸亜鉛を含むポ
リプロピレンの工程安定化を示す。
【０００７】 国際特許公開番号WO94/24344は、効果的な量の選択されたヒンダードアミン(h
indered amine)、選択されたN,N-ジアルキルヒドロキシルアミン、及び2,2',2"
−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル
−2,2'−ジイル)]ホスフィットであってもよいホスフィットで安定化されたポリ
プロピレンを開示する。このポリプロピレン組成物は、伝統的に使用されてきた
いかなるフェノール酸化防止剤も存在せず、又は実質的に存在せず、光安定性が
強化され、長期間加熱安定性が強化され、及び特にガスフェード(gas fade)安定
性が強化された方法といえる。実施例に開示された全ての製剤は、７５０ppmの
ステアリン酸カルシウムを含む。
【０００８】 本発明の目的は、安定化したオレフィンポリマー組成物であって、良好な処理
特性を示し、かつ繊維又はフィルムに押し出す間に最少量の煙しか発生しないも
のを提供することにある。 本発明の他の目的は、ポリオレフィン繊維及びフィルムの製造中に生成した揮
発性有機化合物を８６％まで減少する方法を提供する。
【０００９】 （本発明の概要） ある特徴において、本発明は、以下の成分を含むオレフィンポリマーを含有す
るポリマー組成物に関する。 (i)飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩以外の酸中和剤、 (ii) 最大で２００ppm存在する飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩を含有する処理補
助剤、 (iii)(a) 2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−
1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]及びトリス(2,4-ジ-t-ブチルフ
ェニル)ホスフィットからなる群より選ばれるホスフィット；及び (b)N,N-ジアルキルヒドロキシルアミン を含有する安定剤系。
【００１０】 他の特徴において、本発明は、以下を含むオレフィンポリマー繊維又はフィル
ムの調製方法に関する。 (A)以下の添加剤をオレフィンポリマー中に混合し、それによって安定化ポリオ
レフィンポリマーを製造する工程： (i) 飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩以外の酸中和剤、 (ii)最大で２００ppm存在する飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩を含有する処理補
助剤、 (iii)(a) 2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−
1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]及びトリス(2,4-ジ-t-ブチルフ
ェニル)ホスフィットからなる群より選ばれるホスフィット；及び (b)N,N-ジアルキルヒドロキシルアミン、 を含有する安定剤系；及び (B)この安定化オレフィンポリマーを、ダイを通して押し出し、それによってオ
レフィンポリマー繊維又はフィルムを製造する工程。
【００１１】 （本発明の態様の詳細な説明） 良好な処理特性を示し、かつ繊維又はフィルムに押し出す間に最少量の煙しか
発生しない安定化オレフィンポリマー組成物が発見されたのは予想外である。所
望の特性の組合せは、当該ポリオレフィン組成物の注意深い製造によって示され
る。第一に、本発明は、飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩以外の酸中和剤を使用す
る。第二に、本発明の組成物は、従来にない(unconventionally)低量のステアリ
ン酸カルシウムであって、それ自体では、酸中和剤として機能しないが、処理剤
として有効なものを含む。第三に、選択されたホスフィット及びヒドロキシルア
ミンを含む安定剤系は、ステアリン酸カルシウムの存在によって、発生する煙を
減少するように作用する。得られる組成物は、従来の量のステアリン酸カルシウ
ムを含むポリオレフィンに典型的な、良好な処理特性を有する一方で、繊維又は
フィルムに押し出す間に、従来の量のステアリン酸カルシウムを含むポリオレフ
ィン組成物よりも、有意に少ない煙を生じる。
【００１２】 レオロジーを制御したオレフィンポリマーは、オレフィンモノマーを比較的高
い質量平均分子量に重合することによって調製される。これは、過酸化物で処理 して(「ビスブレーキング」して)分子量を所望の平均値まで減少することによる 。これとは別に、レオロジーを制御したポリマーは、所望の重量平均分子量を提 供することで知られるチーグラー・ナッタ触媒システムを使用することにより、 及び十分な量の連鎖移動剤、例えば水素を、所望のメルトフローレイトを達成す るために重合の間に使用することにより調製できる。
【００１３】 オレフィンポリマーは、少なくとも１つのモノ−α−オレフィン、例えばエチ
レン、プロピレン、イソブチレン、ブテン−１、３−メチル−1-ブテン及び４−
メチル−１−ペンテンを重合することによって得られる。ポリエチレンは、ホモ
ポリマー及びコポリマー共に、例えば、中密度、高密度又は線状低密度ポリエチ
レンであってもよい。 モノ−α−オレフィンのコポリマーは、インスタント組成物(instant composi
tions)に使用されてもよく、例えば、エチレン／プロピレンコポリマー、プロピ
レン／ブテン−１コポリマー、プロピレン／オクテン−１コポリマー、エチレン
／ブテン−１コポリマー、エチレン／オクテン−１コポリマー並びにエチレン／
酢酸ビニルコポリマーがある。
【００１４】 異相性(heterophasic)又は耐衝撃性オレフィンポリマーも、本発明の組成物に
使用されてよい。好適な異相性オレフィンポリマーは以下を含む。 （ａ）以下を含むオレフィンポリマー組成物。 (i)アイソタクチックインデックスが８０より大きい結晶性プロピレンホモポリ
マー、又は、(a)プロピレン及びエチレン、(b)プロピレン、エチレン及びＣ4〜
Ｃ8のα−オレフィン、及び(c)プロピレン及びＣ4〜Ｃ8のα−オレフィンからな
る群より選択され、プロピレン含有量が８５質量％より大きく、かつアイソタク
チックインデックスが８５より大きい結晶性コポリマーを、約１０質量部〜約６
０質量部； (ii)エチレンと、プロピレン又は周囲温度でキシレン不溶性のＣ4〜Ｃ8のα−オ
レフィンとのコポリマーを、約５質量部〜約２５質量部；及び (iii) (a) エチレン及びプロピレン、(b)エチレン、プロピレン及びＣ4〜Ｃ8の
α−オレフィン、及び(c)エチレン及びＣ4〜Ｃ8のα−オレフィンからなる群よ
り選択され、任意に約０.５質量％〜約１０質量％のジエン及び７０質量％未満
のエチレンを含み、かつ周囲温度でキシレン可溶性で、１３５℃のテトラヒドロ
ナフタレン中約１.５〜約４.０dl/gの固有粘度を有するエラストマーコポリマー
を、約３０質量部〜約７０質量部； ここで、全(ii)及び(iii)は、全オレフィンポリマー組成物の約５０％〜約９０
％であり、(ii)／(iii)の質量比は、０.４未満であり、当該組成物は、少なくと
も２段階で重合されることにより調製され、１５０mPa未満の曲げ弾性率を有す
る。 （ｂ）以下を含むオレフィンポリマー。 (i)８０より大きいアイソタクチックインデックスを有するプロピレンホモポリ
マー、又は、(a)エチレン及びプロピレン、(b)エチレン、プロピレン及びＣ4〜
Ｃ8のα−オレフィン、及び(c)エチレン及びＣ4〜Ｃ8のα−オレフィンからなる
群より選択され、プロピレン含有量が８５％より大きく、かつアイソタクチック
インデックスが８５％より大きい結晶性コポリマーを、約１０％〜約６０％； (ii) (a)エチレン及びプロピレン、(b)エチレン、プロピレン及びＣ4〜Ｃ8のα
−オレフィン、及び(c)エチレン及びＣ4〜Ｃ8のα−オレフィンからなる群より
選択され、任意に約０.５％〜約１０％のジエン及び７０％未満のエチレンを含
み、かつ周囲温度でキシレン可溶性のアモルファスコポリマーを、約２０％〜約
６０％；及び (iii) 周囲温度でキシレン不溶性の、エチレンと、プロピレン又はＣ4〜Ｃ8のα
−オレフィンとのコポリマーを、約３％〜約４０％； ここで、当該組成物は、１５０mPaより大きく１２００mPa未満の、好ましくは２
００〜１１００mPa、最も好ましくは２００〜１０００mPaの曲げ弾性率を、２３
℃、１Ｈｚの周期測定、２℃／分のスキャニング温度で測定したときに有する；
及び （ｃ）以下を含むオレフィンポリマー組成物。 (i)９０より大きいアイソタクチックインデックスを有するポリプロピレンホモ
ポリマーからなる群より選ばれるポリマー材料、及び、８５より大きいアイソタ
クチックインデックスのプロピレンと、少なくとも１の式ＣＨ2＝ＣＨＲ（式中
、ＲはＨ又はＣ2〜Ｃ6アルキル基）のα−オレフィンとを有する結晶性コポリマ
ーを、約３０％〜約９８％； ここで、当該α−オレフィンは、当該コポリマーの１０％未満が、式中のＲがＨ
であり、２０％未満が、式中のＲがＣ2〜Ｃ6アルキル基又はＲ＝Ｈとの組合せで
ある、及び (ii)プロピレンと、式ＣＨ2＝ＣＨＲ（式中、ＲはＨ又はＣ2〜Ｃ8アルキル基）
のα−オレフィンとのエラストマーコポリマー（当該α−オレフィンはエラスト
マーコポリマーの約４５％〜７５％である）を約２％〜約７０％、及び周囲温度
でキシレン不溶性のエラストマーコポリマー、又はエチレンと、Ｃ4〜Ｃ8α−オ
レフィンとのエラストマーポリマー（α−オレフィン含有量約１５％〜約６０％
）を約１０％〜約４０％。 ここで、室温、又は周囲温度は、約２５℃である。
【００１５】 (ａ)中の重合エチレンの総量は、好ましくは、約１０〜約４０質量％である。 (ａ)と(ｂ)の調製に有用なＣ4 〜 8のα−オレフィンには、例えば、ブテン−１
；ペンテン−１；ヘキセン−１；４−メチル−１−ペンテン、及びオクテン−１
を含む。 ジエンは、もし存在すれば、典型的に、ブタジエン、1,4-ヘキサジエン、１，
５−ヘキサジエン、又はエチリデンノルボルネンである。
【００１６】 (ａ)及び(ｂ)のプロピレンポリマーは、少なくとも２段階の重合によって調製
され得る。第１段階では、プロピレン、又は、プロピレン及びエチレン若しくは
α−オレフィン、又は、プロピレン、エチレン及びα−オレフィンを重合して、
(ａ)及び(ｂ)の成分(ｉ)を生成し、続く段階で、エチレン及びプロピレン若しく
はα−オレフィン、又はエチレン、プロピレン及びα−エチレン、及び任意のジ
エンの混合物を重合して、(ａ)及び(ｂ)の成分(ii)及び(iii)を生成する。
【００１７】 (ａ)及び(ｂ)の重合は、液相、気相又は液−気相において、分離反応器を使用
し、全て、バッチ又は連続式によって行われ得る。例えば、成分(ｉ)の重合を液
体プロピレンを希釈剤として使用して行い、及び成分(ii)及び(iii)の重合を気
相中で行い、プロピレンの部分的脱気を除く中間段階なく行うことができる。全
て気相が、好適な方法である。 プロピレンポリマー材料(ａ)の調製は、米国特許第5,212,246号明細書及び第5
,409,992号明細書に、より詳しく開示され、これらは、ここで参考として取り入
れる。プロピレンポリマー材料(ｂ)の調製は、米国特許第3,302,454号明細書及
び第5,409,992号明細書に、より詳しく開示され、これは、ここで参考として取
り入れる。
【００１８】 ポリマー成分(ｃ)は、モノマーのシーケンシャル重合をチーグラー・ナッタ触
媒の存在中に行うか、又は成分(ｉ)及び(ii)を機械的に混合することによって得
られ得る。前記経時的重合は、米国特許第5,486,419号明細書により詳しく開示
され、ここで、参考として取り入れる。 このシーケンシャル重合は、チーグラー・ナッタ及びメタロセン触媒の混合物
によって、又は、チーグラー・ナッタ触媒を１つの反応器、好ましくは第１反応
器中で使用して、メタロセン触媒を他の反応器、好ましくは第１反応器の後の反
応器で使用して、行われ得る。 ホモポリマー若しくはオレフィンコポリマーの混合物、又は双方の混合物が、
使用され得る。
【００１９】 このオレフィンポリマーは、好ましくは、結晶性プロピレンポリマーであり、
最も好ましくは、９０より大きい、最も好ましくは９３より大きいアイソタクチ
ックインデックスを有する結晶性プロピレンホモポリマー、又は、プロピレンと
エチレン若しくはＣ4〜Ｃ10α−オレフィンとの、アイソタクチックインデック
スが８５より大きい結晶性ランダムコポリマーのいずれかである。このプロピレ
ンポリマーは、好ましくはビスブレーキングし、ASTM1238、条件Ｌに従って測定
して１５〜５０ｇ／１０分、最も好ましくは、２５〜３８ｇ／１０分のメルトフ
ローレイト（以下、「ＭＦＲ」とする）を有するものである。前記プロピレンポ
リマーは、Montell USA Inc.から入手可能である。
【００２０】 プロピレンポリマー材料のビスブレーキングの方法は、当業者に周知の方法で
ある。一般に、以下のように行われる：粒子形態の、例えば「重合したまま(as-
polymerized)」のフレーク又はペレット状のプロピレンポリマーは、前分解剤(p
rodegradant)又はフリーラジカル発生源、例えば液体又は粉末形態の過酸化物の
上に噴霧され又はそれらと共に混合され、又は、例えばポリプロピレン／過酸化
物の濃縮物として担体上及び／又は中に吸収される。プロピレンポリマー及び過
酸化物又はプロピレンポリマー／過酸化物濃縮物は、その後、熱的可塑化し又は
融解混合し、及びこの混合物を運搬する手段、例えば高い温度の押し出し機に導
かれる。滞留時間及び温度は、所望の程度のポリマー鎖分解をもたらすために選
択された特定の過酸化物に関連して調節される(即ち、押し出し機の処理温度に
おける過酸化物の半減期に基づく)。最終結果は、プロピレンポリマーの分子量
分布は狭くなり、並びに全体的な分子量は減少し、及びそれによってＭＦＲが重
合したままのプロピレンポリマーと比べて増加する。例えば、分数のＭＦＲ(即
ち１未満)のプロピレンポリマー、又は０.５〜１０ｇ／１０分のＭＦＲを有する
プロピレンポリマーは、過度に実験することなく、過酸化物のタイプ、押し出し
機の温度及び押し出し機の滞留時間を選択することによって、１５〜５０、好ま
しくは２５〜３８ｇ／１０分のＭＦＲに選択的にビスブレークされる。製法の実
行において、エチレン含有コポリマーの存在により架橋することを回避するため
に、十分な注意が払われるべきであり、典型的に、架橋は、コポリマーのエチレ
ン含有量が十分に低い場合に回避される。
【００２１】 ポリオレフィン成分は、飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩を含有する処理補助剤
を含み、これは、最大量で２００ppm存在する。ステアリン酸カルシウムが好ま
しく、好ましくは１００〜２００ppmの量で存在し、より好ましくは１２５〜１
７５ppmの量で存在する。 本発明のポリマー組成物は、飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩以外の酸中和剤、
好ましくは、金属ステアレート及び特にステアリン酸カルシウムを含む。脂肪酸
は、典型的に、末端のカルボキシル基(ＣＯＯＨ)を有する４〜２２の炭素原子を
有する。典型的な金属は、周期律表の１Ａ及びＩＩＡ族の金属である。
【００２２】 本発明で使用する好ましい酸中和化合物は、ゼオライト構造物（天然及び合成
のヒドロタルサイト）、ケイ酸アルミニウム、炭酸カルシウム、安息香酸ナトリ
ウム及びＩＡ及びＩＩＡ族の金属の酸化物及び水酸化物を含む。乳酸カルシウム
、水酸化カルシウム、酸化カルシウム又はこれらの混合物が最も好ましい。ヒド
ロタルサイトは、典型的に、ヒドロタルサイトの質量に対して３〜１０質量％の
ステアリン酸カルシウムを含み、このステアリン酸カルシウムの分布がポリオレ
フィン組成物中に存在するステアリン酸カルシウムの量の調整に考慮されるなら
ば使用してもよい。 酸中和剤の効果的な量は、ポリマーの２００〜２０００ppm、好ましくは、２
００〜１０００ppmの範囲にあり、これは、ポリオレフィンの酸性度及び酸中和
剤の等量(equivalent weight)に依存する。ポリプロピレンの場合、酸中和剤、
例えば、乳酸カルシウムの好ましい量は、ポリマーの２００〜３００ppmである
。
【００２３】 本出願人は、いかなる発明の理論によっても拘束されることを望まない。現在
のところ、酸中和剤は、それ自身で、又は従来にない低い量のステアリン酸カル
シウムと協力して作用し、ポリマー中に存在する酸を中和すると考えられる。さ
らに詳細には、酸中和剤の効果的な量は、ポリマー中に存在するステアリン酸カ
ルシウム処理補助剤の量と共に選択された、特定の酸中和剤の等量に依存しても
よい。 従って、ステアリン酸カルシウムは、(１)処理剤として役立つ、及び(２)酸中
和剤と協力して作用し、ポリマー組成物中に含まれる酸を中和する、ことの２つ
の機能を有していてもよい。重要なことは、ステアリン酸カルシウムの量が、そ
れ自身、ポリマー組成物中に存在する酸を完全に中和するのに不十分であること
である。
【００２４】 ホスフィット安定剤は、2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5,5'−テ
トラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]又はトリス(2,4
-ジ-t-ブチルフェニル)ホスフィットのいずれかであり得る。これらの化合物は
、共に市場で入手できる。2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5,5'−テ
トラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]は、米国特許第
4,318,845号明細書で開示され、ここで参考として取り入れる。 N,N-ジアルキルヒドロキシルアミンは、窒素原子に結合する水酸基を有し、好
ましくは、以下の式に従う： Ｒ1Ｒ2ＮＯＨ 式中、Ｒ1及びＲ2は、独立して、水酸基で置換されない又は置換されたＣ1-36ア
ルキルである。上式を含む実施例のヒドロキシルアミンは、N,N-ジステアリルヒ
ドロキシルアミン及びジ(水素化獣脂(tallow))アミンを含む。
【００２５】 典型的なジ(水素化獣脂)アミンは、以下のアルキル置換基の分布を有する。 動物源に起因する当該ジ(水素化獣脂)アミンは、アルキル置換基の特定の分布
によって良好に変化するが、当該ジ(水素化獣脂)アミンは、主にN,N-ジヘキサデ
シルアミン、N,N-ジオクタデシルアミン及びN-へキサデシル-N-オクタデシルア
ミンの量を含む。この混合物の個々の成分は、高真空下で蒸留することによって
分離され得る。 しかしながら、本発明の目的のために、そのような分離を行う必要はなく、か
つジ(水素化獣脂)アミンから調製されるヒドロキシルアミンは、本発明の好まし
い態様である。
【００２６】 長鎖N,N-ジアルキルヒドロキシルアミンは、多くの方法によって調製され得る
。この方法には、(a)対応する第二アミンを過酸化水素水で酸化して、所望のN,N
-ジアルキルヒドロキシルアミンを直接生成する方法；(b)第二アミンをα,β−
不飽和化合物、例えば、アクリル酸アルキルに添加して、マイケル付加生成物を
生成し、次いで、過酸化水素水を使用して対応する第三アミン酸化物に酸化し、
その後、α,β−不飽和化合物をコープ反応によって除去し、N,N-ジアルキルヒ
ドロキシルアミンを得る方法；(c)ハロゲン化アルキルとヒドロキシルアミンと
を、アルカリ、例えばナトリウムアミドの存在下で複分解反応する方法；及び(d
)アミンとペルオキシ化合物、例えば、過酸化ベンゾイルとを反応させ、その後
中間体をケン化して所望のヒドロキシルアミン誘導体を生成する方法、が含まれ
る。
【００２７】 安定剤系の効果的な量は、典型的にポリマーの２５０〜２０００ppm、好まし
い量は、ポリマーの７００〜１５００ppmである。この安定剤系は、１０〜８０
％のN,N-ジアルキルヒドロキシルアミンと９０〜２０％のホスフィットを含んで
もよい。 本発明の安定剤系は、少なくとも１つの他の安定剤化合物も含む。例えば、他
のホスフィット化合物は、経済的理由から、第一ホスフィット安定剤化合物の部
分的置換に使用されてもよい。しかしながら、発明者は、そのような置換は、単
に部分的（即ち、約５０％）であり、第１ホスフィット化合物の完全な置換は、
煙の発生を有意に増加することを見出した。好適なホスフィットの部分的置換物
は、トリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスフィット及び2,4,6-トリ-t-ブチルフ
ェニル-2-ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールホスフィットを含む。
【００２８】 安定剤系は、煙の発生への悪影響が少ない又は悪影響のない従来の安定剤化合
物を含み得る。例えば、ヒンダードアミン光安定剤(ＨＡＬＳ)は、安定剤系に加
えられ得る。好適なＨＡＬＳは、ポリ[6-[(1,1,3,3-テトラメチル−ブチル)アミ
ノ-s-チアジン 2,4-イル]2,2,6,6-テトラメチル−４−ピペリンジル)イミノ]へ
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]及び1,3,5-トリア
ジン-2,4,6-トリアミン-N,N"-[1,2-エタンジルビス[N-(3-[4,6-ビス-(ブチル-1,
2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)アミン]プロピル-[N,N-ジブチル-N,N-ビ
ス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)を含む。同様にフェノール安定剤
、例えば、テトラキス[メチレン(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロサイナメ
ート)]メタン及びテトラキス[メチレン 3-(3',5'-ジ-t-ブチル-4'-ヒドロキシフ
ェニル)プロピオネート]メタンが、熱安定性を向上するために添加され得る。
【００２９】 安定化ポリオレフィン組成物は、他の添加剤を、組成物の用途に適するように
含めてもよい。前記添加剤は、帯電防止剤、耐炎剤、粘着防止剤、潤滑剤、色素
、任意の漂白剤、成核剤及び透明剤を含む。 安定剤系成分は、いかなる従来の方法によって、例えば、安定剤系をポリマー
ペレットとを、回転ミキサー及びHenschelブレンダーを用いて直接乾燥混合する
ことによって、オレフィンポリマー中に混合されてもよい。安定剤系の溶液、エ
マルジョン又はスラリーは、粒状ポリマーの上に噴霧され又は粒状ポリマーと混
合され得る。例えば、安定剤成分は、流動床において、オレフィンポリマーの粒
の上に、米国特許第5,141,772号明細書の方法に従って被覆され得る。当該米国
特許の開示は、ここで参考として取り入れる。安定剤成分は、さらに、溶融ポリ
マーと、Banburyミキサー、Bradbenderミキサー、ロールミル又はスクリュー押
し出し機を用いて混合され得る。
【００３０】 安定剤系は、オレフィンポリマーにマスターバッチ(masterbatch)の形態で、
米国特許第5,236,962号明細書に開示された従来技術に従って添加される。当該
開示は、ここで参考として取り入れる。 本発明の安定化ポリオレフィン組成物は、従来の技術及び装置に使用して、繊
維又はフィルムに好適に製造される。さらに、安定化オレフィンポリマーは、従
来の温度(即ち、２１０〜２８０℃)でダイを通して押し出し、急冷し、部分的又
は全体的に延伸し、ヒートセットすることを、ボビンに巻き、又はスパン結合(s
punbonded)繊維又は溶融吹込(melt blown)繊維にする更なる処理にかける前に行
い、及び最終的に織ウェブ及び不織ウェブとする。
【００３１】 ここで使用する「不織ウェブ」の語は、個々の繊維又は中間に入れた糸の構造
を有するウェブを意味するが、編んだウェブにおける様式と同様の様式ではない
。不織ウェブは、多くの方法から生成され、例えば、溶融吹込法、スパン結合法
、及び結合カードウェブ法(bonded carded web process)がある。不織ウェブの
基本質量は、通常、材料のオンス／立方ヤード(osy)又はグラム／立方メートル(
gsm)で表現され、かつ繊維の直径は、通常ミクロンで表現される。 ここで使用する「スパン結合繊維」の語は、小さい直径の繊維であって、溶融
熱可塑性材料を、複数の微細で通常円形の、押し出したフィラメントの直径を有
する紡績口金のキャピラリーからフィラメントとして押し出し、急速に縮めるこ
とによって生成され、例えば、米国特許第4,340,563、3,692,618、3,802817、3,
338,992、3,341,394、3,502,763及び3,542,615号明細書に記載されたように生成
したものである。スパン結合繊維は、一般に連続で、７μｍ(ミクロン)より大き
い平均直径を有し(少なくとも１０の試料による)、特に約１０〜２０μｍ(ミク
ロン)である。
【００３２】 ここで使用する「溶融吹込繊維」の語は、繊維であって、溶融熱可塑性材料を
複数の微細で通常円形のダイキャピラリーに通して押し出し、溶融糸又はフィラ
メントを、高速で通常熱い気体(例えば空気)流中に入れて集束し、溶融熱可塑性
材料のフィラメントを繊維化し、直径を縮め、微小繊維(microfiber)の直径にな
ることによって生成される繊維を意味する。その後、溶融吹込繊維は、高速度気
体流によって運ばれ、集束表面上に堆積されて、ランダムに分散した溶融吹込繊
維のウェブを生成する。このような方法は、米国特許第3,849,241号明細書に開
示されている。溶融吹込繊維は、連続又は非連続であってもよい微小繊維であり
、一般に平均直径で１０μｍ(ミクロン)未満であり、かつ一般に集束表面上に堆
積したときに粘着性である。米国特許第5,667,562号明細書は、フィルター中膜
のポリプロピレンベースの繊維からの製造に、スパン結合法を使用することを開
示する。当該開示は、ここで参考として取り入れる。
【００３３】 特に好ましい樹脂組成物は、乳酸カルシウム２５０ppmを酸中和剤として；ス
テアリン酸カルシウム１５０ppmを処理補助剤として；及び2,2',2"−ニトロ ト
リエチル−トリス(3,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイ
ル)ホスフィット４４０ppm、N,N-ジ(ステアリル)ヒドロキシルアミン８００ppm
；及びテトラキス[メチレン(3,5-ジ-t-ブチル-4-ヒドロキシヒドロサイナメート
)]メタン５００ppmの組合せを安定化剤として含む。
【００３４】 (実施例) この実施例は、例示のみの目的で存在し、ここで開示された本発明の本質又は
範囲を、いかなる方法によっても限定するために解釈されるべきではない。 以下の式で使用された製品の化学的素性は、以下の通りである。オレフィンポリマー ：PF-305ポリプロピレンポリマー、Montell USA Inc.より入
手可能ホスフィット ：Irgafos 12 2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5,5'−
テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]、Ciba Speci
alty Chemicals Corporationより入手可能ヒドロキシルアミン ：FS-042 N,N-ジ(ステアリル)ヒドロキシルアミン、Ciba S
pecialty Chemicals Corporationより入手可能ヒンダードフェノール酸化防止剤 ：Irganox 1076 オクタデシル-3,5-ジ-t-ブチ
ル-4-ヒドロキシヒドロサイナメート、Ciba Specialty Chemicals Corporation
より入手可能その他 ： Pationic 1240 乳酸カルシウム、American Ingredients Companyより入手可能 DHT-4A ヒドロタルサイト、Kyowa Chemicals Industry Co., Ltd.より入手可能
【００３５】 （実施例１） ３つの試料製剤を、ポリプロピレン供給原料に基づいて調製した。当該ポリプ
ロピレン供給原料は、室温におけるキシレン可溶量が４.０％であり、初期のＭ
ＦＲがASTM 1238、条件Ｌに従って測定して１．５g/１０分であり、ビスブレー
キングして目標ＭＦＲの３８ｇ／１０分とした、市販用に製造されたポリプロピ
レンフレークである。 当該３つの試料を、その後、Kokneader押し出し機で混合し、ペレットとした
。煙の発生は、各製剤の試料４．５ｋｇ（１０ポンド）を４．５ｋｇ（１０ポン
ド）／時間の割合で、２６０℃で３．１７５ｃｍ(１.２５インチ)の繊維押し出
し機を通して押し出し、適度な条件下で急冷することによって測定した。揮発性
有機化合物を、ダイ開口部から、真空システムを介して、試料チャンバーに吸引
された放出煙から、レーザー粒子カウンターで揮発性粒子の濃度をｍｇ／ｍ3で
測定することによって測定しかつ記録した。その結果をストリップチャートレコ
ーダーで記録した。当該試料製剤及びその煙の測定を、以下に示す：
【表１】 表１
【００３６】 表１の試験は、本発明によって示される揮発性有機化合物発生の劇的な減少を
示す。特に、本発明の試料I-2は、揮発性有機化合物発生において、従来量のス
テアリン酸カルシウムと１０００ppmのヒンダードフェノール酸化防止剤を含む
対照試料PF-305と比べて８６％の減少を達成し、従来量のステアリン酸カルシウ
ムと本発明の製剤と同じ安定化添加物を含む対照試料I-1と比べて４２％の減少
を達成した。 他の特徴は、ここで開示された発明の利点及び態様は、前記開示を読んだ後の
当業者であれば容易に明白であろう。この点につき、本発明の特別な態様は、か
なり詳細に開示したが、これらの態様の改変及び修正は、記載されかつ請求され
たような発明の精神及び範囲から逸脱することなく引き出され得る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ０８Ｋ 5:098 Ｃ０８Ｋ 5:098 5:32 5:32 5:526 5:526 5:5353） 5:5353） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ， ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，Ｉ Ｔ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ， ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，Ｋ Ｅ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＬ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，Ｅ Ａ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ ，ＴＭ)，ＡＥ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ， ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，Ｇ Ｅ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ， ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，Ｍ Ｎ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ， ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＡ，Ｚ Ｗ Ｆターム(参考） 4J002 BB021 BB051 BB121 BB151 DE086 DE236 DE286 DJ006 EG036 EG076 EJ029 EN108 EV319 EW067 EW069 FD037 FD038 FD049 GK01

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】以下の成分を含むオレフィンポリマーを含有することを特徴と
    するポリマー組成物。 (i)飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩以外の酸中和剤。 (ii)最大で２００ppm存在する飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩を含有する、処理
    補助剤。 (iii)(a) 2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−
    1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]及びトリス(2,4-ジ-t-ブチルフ
    ェニル)ホスフィットからなる群より選ばれるホスフィット；及び (b)N,N-ジアルキルヒドロキシルアミン、 を含有する安定剤系。
  2. 【請求項２】前記酸中和剤が、ヒドロタルサイト、ケイ酸アルミニウム、及
    びＩＩ族の金属の酸化物及び水酸化物からなる群より選ばれた少なくとも１つで
    ある、請求項１に記載のポリマー組成物。
  3. 【請求項３】前記酸中和剤が、乳酸カルシウム、水酸化カルシウム、酸化カ
    ルシウム及びこれらの混合物からなる群より選ばれる、請求項２に記載のポリオ
    レフィン組成物。
  4. 【請求項４】前記処理補助剤が、１００〜２００ppmの量のステアリン酸カ
    ルシウムを含む、請求項１に記載のポリオレフィン組成物。
  5. 【請求項５】前記ステアリン酸カルシウムが、１２５〜１７５ppmの量で存
    在する、請求項４に記載のポリオレフィン組成物。
  6. 【請求項６】前記ホスフィットが、2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3
    ,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]で
    ある、請求項１に記載のポリオレフィン組成物。
  7. 【請求項７】前記N,N-ジアルキルヒドロキシルアミンが、以下の式に従う、
    請求項１に記載のポリマー組成物。 Ｒ1Ｒ2ＮＯＨ 式中、Ｒ1及びＲ2は、独立して、水酸基で置換されない又は置換されたＣ1-36ア
    ルキルである。
  8. 【請求項８】前記N,N-ジアルキルヒドロキシルアミンが、N,N-ジステアリル
    ヒドロキシルアミンである、請求項７に記載のポリマー組成物。
  9. 【請求項９】前記N,N-ジアルキルヒドロキシルアミンが、ジ(水素化獣脂)ヒ
    ドロキシルアミンである、請求項７に記載のポリマー組成物。
  10. 【請求項１０】前記安定剤系が、前記ポリマーの２５０〜２０００ppmの量
    で存在する、請求項１に記載のポリオレフィン組成物。
  11. 【請求項１１】前記安定剤系が、前記ポリマーの７００〜１５００ppmの量
    で存在する、請求項１０に記載のポリオレフィン組成物。
  12. 【請求項１２】該安定剤系が、１０〜８０％のN,N-ジアルキルヒドロキシル
    アミンと９０〜２０％のホスフィットを含む、請求項１に記載のポリオレフィン
    組成物。
  13. 【請求項１３】さらに以下の成分を含む、請求項１に記載のポリマー組成物
    。 (c)フェノール、ヒンダードアミン及び2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,
    3',5,5'−テトラ-t-ブチル−1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]又
    はトリス(2,4-ジ-t-ブチルフェニル)ホスフィット以外のホスフィットからなる
    群より選ばれる少なくとも１つを含む、少なくとも１つの他の安定剤化合物。
  14. 【請求項１４】前記他の安定剤化合物が、2,4,6-トリ-t-ブチルフェニル-2-
    ブチル-2-エチル-1,3-プロパンジオールホスフィットである、請求項１３に記載
    のポリオレフィン組成物。
  15. 【請求項１５】前記他の安定剤化合物が、ポリ[6-[(1,1,3,3-テトラメチル
    −ブチル)アミノ-s-チアジン 2,4-イル]2,2,6,6-テトラメチル−４−ピペリンジ
    ル)イミノ]へキサメチレン[(2,2,6,6-テトラメチル-4-ピペリジル)イミノ]及び1
    ,3,5-トリアジン-2,4,6-トリアミン-N,N"-[1,2-エタンジルビス[N-(3-[4,6-ビス
    -(ブチル-1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)アミン]プロピル-[N,N-ジブ
    チル-N,N-ビス(1,2,2,6,6-ペンタメチル-4-ピペリジニル)からなる群より選ばれ
    るヒンダードアミンである、請求項１３に記載のポリオレフィン組成物。
  16. 【請求項１６】前記他の安定剤組成物が、テトラキス[メチレン(3,5-ジ-t-
    ブチル-4-ヒドロキシヒドロサイナメート)]メタン及びテトラキス[メチレン 3-(
    3',5'-ジ-t-ブチル-4'-ヒドロキシフェニル)プロピオネート]メタンからなる群
    より選ばれるフェノールである、請求項１３に記載のポリオレフィン組成物。
  17. 【請求項１７】前記オレフィンポリマーが、アイソタクチックインデックス
    が９０より大きい結晶性プロピレンホモポリマーであるか、又はプロピレンと、
    エチレン若しくはＣ4〜Ｃ10１−オレフィンとの結晶性ランダムコポリマーであ
    る、請求項１に記載のポリマー組成物。
  18. 【請求項１８】前記オレフィンポリマーが、ASTM 1238、条件Ｌに従って測
    定して、１５〜５０ｇ／１０分のメルトフローレイトを有する、ビスブレーキン
    グしたポリプロピレンである、請求項１に記載のポリマー組成物。
  19. 【請求項１９】前記メルトフローレイトが、ASTM 1238、条件Ｌに従って測
    定して、２５〜３８ｇ／１０分である、請求項１８に記載のポリマー組成物。
  20. 【請求項２０】以下の工程を含むことを特徴とする、オレフィンポリマー繊
    維又はフィルムの調製方法。 (A) 以下の添加剤をオレフィンポリマー中に混合し、それによって安定化ポリオ
    レフィンポリマーを製造する工程： (i) 飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩以外の酸中和剤、 (ii)最大で２００ppm存在する飽和又は不飽和脂肪酸の金属塩を含有する処理補
    助剤、 (iii)(a) 2,2',2"−ニトロ[トリエチル−トリス(3,3',5,5'−テトラ-t-ブチル−
    1,1−ビフェニル−2,2'−ジイル)ホスフィット]及びトリス(2,4-ジ-t-ブチルフ
    ェニル)ホスフィットからなる群より選ばれるホスフィット；及び (b)N,N-ジアルキルヒドロキシルアミン、 を含有する安定剤系；及び (B)前記安定化オレフィンポリマーを、ダイを通して押し出し、それによってオ
    レフィンポリマー繊維又はフィルムを製造する工程。
  21. 【請求項２１】請求項２０に記載の方法により製造された繊維。
  22. 【請求項２２】請求項２０に記載の方法により製造されたフィルム。
  23. 【請求項２３】請求項２１に記載の複数の繊維を含むファブリック。
  24. 【請求項２４】前記ファブリックが、スパン結合法又は溶融吹込法を用いて
    調製された不織ファブリックである、請求項２３に記載のファブリック。
JP2000553507A 1998-06-12 1999-05-14 低煙発生性オレフィンポリマー組成物及び当該組成物から調製された繊維、フィルム及びファブリック Pending JP2002517587A (ja)

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