JP2007527460A - エチレンコポリマー変性配向ポリプロピレン - Google Patents

Abstract

（ａ）少なくとも一種のポリプロピレンポリマーと；（ｂ）少なくとも一種のエチレンコポリマー、例えばエチレン／酢酸ビニルジポリマー、エチレン／酢酸ビニルターポリマー、エチレン／（メタ）アクリル酸アルキルジポリマー、エチレン／（メタ）アクリル酸アルキルターポリマー、官能化エチレンコポリマー、エチレン／酸コポリマーおよびそれらの塩を含んでなる組成物から調製された配向フィルム、テープおよび溶融紡糸繊維を開示する。このフィルム、テープおよび繊維は、未変性ポリプロピレン組成物と比較して改善された引張強度および破断点伸びなどの引張特性を示す。また記載された配向溶融紡糸繊維から調製された織物、不織物および編物材料、ならびに本発明のスリットフィルム繊維の製造方法も開示する。

Description

本発明は、任意に配向されていてもよく、ポリプロピレンとエチレンコポリマーとを含んでなるフィルム、テープおよび繊維、この繊維から調製された織物、不織物および編物材料、ならびに本発明のフィルム、テープおよび繊維の調製方法に関する。

当該分野において既知の多くの方法によって、ポリプロピレンを含んでなる配向フィルムを溶融ポリマーから形成することができる。例えばキャストフィルム押出において、フラットフィルムを冷却水浴にまたは急冷用の冷却ロール上へ押出することができる。あるいはブローンフィルム押出において、管型ブローンフィルムを環状ダイから押出して、空気急冷することができる。張力付与デバイスによる熱延伸およびアニーリングによって、フィルムを一方向で配向させることができる。また適切な張力付与デバイスによって、フィルムを二方向（縦方向および横断方向）で配向させることも可能である。配向ポリプロピレンフィルムは多種多様な包装用途のために有用である。

フィルムの急冷後または配向前後に、例えばナイフで切り裂くことによって押出ポリプロピレンフィルムからテープを調製することもできる。次いで張力付与デバイスによる縦方向での熱延伸および伸長テープのアニーリングによって、それらの最初の長さの数倍までテープを伸長してもよい（すなわち一軸配向）。テープは制御された幅（例えば約２．５ｍｍ〜約６ｍｍ）を有し得る。ポリプロピレンテープは多くの用途において使用可能である。例えば様々な適切な接着剤でテープをコーティングして、接着テープを調製することができる。

溶融紡糸、遠心紡糸および溶融ブローイングを含む当該分野において既知の多くの方法によって、ポリプロピレンを含んでなる繊維を溶融ポリマーから直接形成することもできる。これらの方法は、典型的に少なくとも部分的に配向された繊維を製造する。

ドライレイド（ｄｒｙ ｌａｉｄ）、ウェットレイド（ｗｅｔ ｌａｉｄ）、エアレイド（ａｉｒ ｌａｉｄ）、スパンボンド、スパンレースおよびニードルパンチプロセスを含む多くの技術によって、溶融紡糸繊維を不織物材料中に組み入れることができる。そのように製造された不織物を衣服、カーペットバッキング、アグロテキスタイル（ａｇｒｏｔｅｘｔｉｌｅ）およびジオテキスタイル（ｇｅｏｔｅｘｔｉｌｅ）を含む広範囲の用途で使用することができる。

よりひもまたはロープにおいて、またはカーペット用のヤーンを調製するために、ポリプロピレン繊維を使用可能である。ターポーリン、ライナー、バナー、サッキング、カーペットバッキング、アグロテキスタイルおよびジオテキスタイルなどの用途で使用される布帛へとポリプロピレンヤーンを織込むか、または編込むことも可能である。

材料の節約のため、従ってコスト削減のため、典型的に伸長比を増加させることによって、テープおよび繊維のデニールおよびフィルム厚さを減少させることは望ましい。しかしながら、従来のポリプロピレン組成物では、より高い伸長比および減少されたデニールは、引張破断荷重、粘靭性（引張破断応力）および破断点伸びなどの物理特性の容認できない低下をもたらし得る。高伸長比でのポリプロピレンテープの望ましくないフィブリル化も克服されるべきである。

改善された機械特性を有するポリプロピレン繊維は、ポリプロピレンに少量の添加剤を添加することによって調製されている。例えば、ＰＣＴ特許出願、国際公開第２００３／０４８４３４号パンフレット、欧州特許第００８０２７４Ｂ１号明細書およびＪｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｏｌｙｍｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ，１９８６，３１（８），２７５３−６８を参照のこと。

しかしながら、依然として、フィルム、溶融紡糸繊維およびスリットフィルムテープで使用されるポリプロピレン組成物の引張破断荷重、粘靭性および破断点伸びなどの機械特性を改善すること；引張特性の損失がない状態でＣａＣＯ₃などの不活性充填剤のより高レベルによって充填されたポリプロピレンポリマー配合物の弾性特性を改善または維持すること；（引き裂きの前に）冷却ロール上でキャストフィルムを冷却することによって加工されるポリプロピレン配合物の物理特性を改善すること；「低速」穿孔および「高速」穿孔を改善すること；ならびに（同一の厚さで）テープの幅を増加して、寸法あたりのテープの数を減少することによって織物布の構造体を減少すること（例えば、８×８テープ／平方インチを含んでなる構造体から５×５テープ／平方インチを含んでなる構造体へ進行すること）が好ましい。

本発明は、（ａ）少なくとも一種のポリプロピレンポリマーと（ｂ）０．１重量％〜３０重量％の少なくとも一種のＥ／Ｘ／Ｙコポリマーとを含んでなる組成物を含んでなるか、またはそれから調製されたフィルムを提供する。

このフィルムは、３以上の延伸比でポリプロピレンの融点未満の温度での延伸によって調製される。

本発明は、このフィルムから調製されたスリットフィルムテープも提供する。

本発明は、前記フィルムから調製された前記スリットフィルムテープの熱延伸および任意にアニーリングによって調製された繊維も提供する。

本発明は、（ａ）少なくとも一種のポリプロピレンポリマーと（ｂ）０．１重量％〜１５重量％の少なくとも一種のＥ／Ｘ／Ｙコポリマーとを含んでなる組成物を含んでなるか、またはそれから調製された配向溶融紡糸繊維をさらに提供する。３以上の延伸比でポリプロピレンの融点未満の温度での延伸によって、この繊維を調製することができる。

また本発明は、前記溶融紡糸繊維から調製された織物、不織物および編物材料も提供する。

本発明は、前記組成物が（ｃ）０．０１重量％〜４０重量％の充填剤、艶消し剤、ＵＶ安定剤、顔料および他の添加剤よりなる群から選択される少なくとも一種の追加成分をさらに含んでなるフィルム、スリットフィルムテープ、繊維（例えばスリットフィルム繊維または溶融紡糸繊維）および不織物材料も提供する。

本発明は、
（１）（ａ）少なくとも一種のポリプロピレンポリマーと；（ｂ）０．１重量％〜３０重量％の少なくとも一種のＥ／Ｘ／Ｙコポリマーと；任意に（ｃ）０．０１重量％〜４０重量％の少なくとも一種の追加成分または添加剤とを含んでなる組成物を調製する工程と；
（２）前記組成物からフィルムを形成する工程と；
（３）前記フィルムを引き裂いてテープにする工程と；
（４）工程（３）のテープを熱延伸および任意にアニーリングする工程と；
を含んでなるスリットフィルム繊維の調製方法も提供する。

ポリプロピレンポリマーは、一種以上のポリプロピレンホモポリマー；ポリプロピレンとエチレンとのランダムコポリマーもしくはブロックコポリマー；またはポリプロピレンとエチレンと一種の他のオレフィンとのランダムターポリマーもしくはブロックターポリマーであり得る。Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーにおいて、Ｅはエチレンを含んでなり；Ｘは酢酸ビニルおよび（メタ）アクリル酸アルキルエステルよりなる群から選択されるモノマーであり；そしてＹは一酸化炭素；二酸化硫黄；アクリロニトリル；無水マレイン酸；マレイン酸ジエステル；（メタ）アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、イタコン酸、フマル酸、フマル酸モノエステルおよびそれらの塩；アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルおよびグリシジルビニルエーテルを含む一種以上のコモノマーであり；Ｘ は前記Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーの０重量％〜５０重量％であり、Ｙは前記Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーの０重量％〜３５重量％であり、ＸおよびＹの重量％が両方とも０であることはなく、そしてＥはその残量であるが；ただし、Ｘが（メタ）アクリル酸アルキルである場合、Ｙの重量％は０以外である。追加成分または添加剤は、一種以上の添加剤、充填剤、艶消し剤、ＵＶ安定剤、顔料または他の添加剤であり得る。

本発明は、伸長されたポリプロピレンフィルムおよびテープの引張破断荷重、引張係数、粘靭性（引張破断応力）および破断点伸び（％）などの機械特性の向上、ならびに溶融紡糸ポリプロピレン繊維の粘靭性および破断点伸び（％）の向上に関する。これらの向上の一種以上は、フィルムおよび繊維を調製するために使用されるポリプロピレン配合物中に少ないパーセント（約０．１重量％〜約３０重量％または約１重量％〜約１５重量％）のエチレン／酢酸ビニルジポリマー、エチレン／酢酸ビニルターポリマー、エチレン／（メタ）アクリル酸アルキルジポリマー、エチレン／（メタ）アクリル酸アルキルターポリマー、官能化エチレンコポリマー、エチレン／酸コポリマーおよびそれらの塩などのエチレンコポリマーを組み入れることによって達成され得る（ポリプロピレン配合物は、ＣａＣＯ₃などの充填剤およびＵＶ安定剤、顔料などの添加剤等から選択される他の材料を任意に含有してもよい）。エチレンコポリマーをポリプロピレンとブレンドすることによって、例えば溶融ポリプロピレン樹脂の溶融強度が増加されてポリプロピレン樹脂の加工性も改善される。またこれらのブレンドは、従来のポリプロピレンフィルムおよび繊維以上にフィルムおよび繊維に関して典型的に改善された伸長性を提供する。

また変性ポリプロピレンブレンドは、同一装置処理量で、未変性繊維と同一の性能レベルを有するより微細デニールのポリプロピレン繊維の製造を可能にすることによって、コスト削減も提供し得る。あるいは改善された性能を伴って、同一デニールでより高い処理量を達成することもできる。このブレンドは、より少ないストランドおよびウェブ破断の結果として、ほとんどのプロセスに対してより低い製造ダウン時間も提供し得る。

これらのブレンドから調製されるテープの延伸性も、製造の間に改善される。例えばブレンドは、テープのフィブリル化がないか、またはフィブリル化が低下された状態で延伸比を増加させる。さらに、冷却ロール上で（切り裂きの前に）キャストフィルムを冷却することによって加工されたポリプロピレン配合物の物理特性は、冷却水浴を使用することによって加工された配合物のものより都合が悪くなり得る。より遅い冷却によってより結晶性のフィルムが得られるため、冷却ロール上で冷却されるフィルムの伸長性は乏しい。エチレンコポリマーの組み入れは、通常、フィルムの伸長性を向上させ、そしてその後の延伸においてかかるフィルムから調製されるスリットフィルムテープのフィブリル化を克服するか、または低下させる。さらにエチレンコポリマーの組み入れによって連続性が改善され、そして／または配向フィルム加工時の破断が減少され得る。また加工間にエネルギー消費の低下がもたらされて押出機トルクを低下させる。また溶融紡糸繊維の延伸性が向上し得、そして延伸された繊維の引張特性が向上する。

ポリプロピレン（ＰＰ）ポリマーとしては、プロピレンのホモポリマー、ランダムコポリマー、ブロックコポリマーおよびターポリマーが挙げられる。プロピレンのコポリマーとしては、プロピレンと、他のオレフィン、例えばエチレン、１−ブテン、２−ブテンおよび様々なペンテン異性体等とのコポリマー、そして好ましくはプロピレンとエチレンとのコポリマーが挙げられる。プロピレンのターポリマーとしては、プロピレンと、エチレンおよび一種の他のオレフィンとのコポリマーが挙げられる。ランダムコポリマーは統計的（ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ）コポリマーとしても既知であり、プロピレンおよびコモノマーが、プロピレン対コモノマーの供給比に対応する比率でポリマー鎖を通してランダムに分散されているポリマーである。ブロックコポリマーは、プロピレンホモポリマーよりなる鎖セグメントから、および例えばプロピレンとエチレンとのランダムコポリマーよりなる鎖セグメントから構成される。これら前記ポリプロピレンは好ましいポリプロピレンであるが、他のポリプロピレンは除外されない。用語「ポリプロピレン」は、本明細書で使用される場合、プロピレンを含んでなるポリマーのいずれかまたは全てを指すために一般的に使用される。

ポリプロピレンホモポリマーまたはランダムコポリマーをいずれかの既知のプロセスによって製造可能である。例えば、有機金属化合物および三塩化チタン含有固体をベースとするチーグラー−ナッタ触媒系の存在下でＰＰポリマーを調製可能である。

プロピレンが第１段階で単独で一般的に初期重合され、次いで第１段階で得られたポリマーの存在下でプロピレンおよび追加のエチレンなどのコモノマーが第２段階で重合されることを除き、同様にブロックコポリマーを製造することができる。例えば炭化水素希釈剤中の懸濁液で、液体プロピレン中の懸濁液で、または気体相で、連続的または非連続的に、同一反応器中または別々の反応器中で、これらの段階のそれぞれを実行可能である。

ブロックコポリマーおよびそれらの製造に関する追加的な情報は、特に１９７３年にＡｐｐｌｉｅｄ Ｓｃｉｅｎｃｅ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ Ｌｔｄによって出版されたＤ．Ｃ．ＡｌｌｐｏｒｔおよびＷ．Ｈ．Ｊａｎｅｓ編集の著書「Ｂｌｏｃｋ Ｃｏｐｏｌｙｍｅｒｓ」の第４．４章および第４．７章に見出され得る。

適切なエチレンコポリマーはＥ／Ｘ／Ｙコポリマーであり、Ｅがエチレンを含んでなり、Ｘが酢酸ビニルおよび（メタ）アクリル酸アルキルエステルよりなる群から選択されるコモノマーであり；そしてＹが、例えば一酸化炭素；二酸化硫黄；アクリロニトリル；無水マレイン酸；マレイン酸ジエステル；（メタ）アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、イタコン酸、フマル酸、フマル酸モノエステルおよびそれらの塩；アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルおよびグリシジルビニルエーテルなどの一種以上の追加的なコモノマーを含んでなる。

この関係で、用語「（メタ）アクリル酸」および略語「（Ｍ）ＡＡ」はメタクリル酸および／またはアクリル酸を指す。同様に、用語「（メタ）アクリレート」および「（メタ）アクリル酸アルキル」はメタクリル酸および／またはアクリル酸のエステルを指す。

注目すべきは、エチレン／酢酸ビニルジポリマー、エチレン／酢酸ビニルターポリマー、エチレン／（メタ）アクリル酸アルキルターポリマー、官能化エチレンコポリマー、エチレン／酸コポリマーおよびそれらの塩である。

一般的にＸの量は、Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーの総重量を基準にして約５０重量％までの範囲であり得、そして好ましくは４０重量％以下である。Ｙの量は、Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーの総重量を基準にして約３５重量％までの範囲であり得る。ＸおよびＹの総量がゼロに等しくてはならない。言い換えると、エチレンコポリマーはＸおよび／またはＹの限定量を含有するべきである。

Ｘが（メタ）アクリル酸アルキルエステルを含んでなる場合、アルキル基はＣ_1〜10またはＣ_1〜8またはＣ_1〜6、分枝鎖または非分枝鎖、飽和ヒドロカルビル基である。また（メタ）アクリル酸アルキルコモノマー中のアルキル基は１個〜４個の炭素原子を有してもよい。（メタ）アクリル酸アルキルの例としては、アクリル酸メチル、アクリル酸エチルおよびアクリル酸ブチルが挙げられる。メチル基が頻繁に使用される。

（メタ）アクリル酸アルキルコモノマーは５〜３５重量％または１０〜３０重量％または１０〜２５重量％のエチレンコポリマー濃度範囲を有し得る。注目すべきは、エチレンコポリマーの重量を基準にして２５重量％のアクリル酸アルキルを含んでなるエチレンアクリル酸アルキルコポリマーである。

本発明の特定の実施形態においてＹの量はゼロである。注目すべき他の実施形態においてＸの量はゼロである。さらにＸが（メタ）アクリル酸アルキルである場合、Ｙコモノマーは限定量で存在し、すなわち、Ｙの重量％は０に等しくはならない。

エチレンコポリマー中に存在するＸおよびＹコモノマーの相対量および選択は、得られるコポリマーが熱可塑性組成物中でどのように、そしてどの程度まで極性ポリマー成分としてみなされるかということに寄与するものとしてみなされ得る。

適切なＹ成分としては、限定されないが、一酸化炭素、二酸化硫黄およびアクリロニトリルよりなる群から選択されるコモノマーが挙げられる。注目すべきは、エチレン／アクリル酸メチル／一酸化炭素（Ｅ／ＭＡ／ＣＯ）、エチレン／アクリル酸エチル／一酸化炭素（Ｅ／ＥＡ／ＣＯ）およびエチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／一酸化炭素（Ｅ／ｎ−ＢＡ／ＣＯ）およびエチレン／酢酸ビニル／一酸化炭素（Ｅ／ＶＡ／ＣＯ）などのＥ／Ｘ／Ｙターポリマーである。

他の適切なＹ成分としては（メタ）アクリル酸が挙げられる。注目すべきは、約２〜約３０重量％の（Ｍ）ＡＡを有するＥ／（Ｍ）ＡＡジポリマーを含むエチレン／酸コポリマーである。これらのコポリマーは本発明の関係において、Ｘの重量％が０であり、そしてＹが約２〜約３０重量％の（メタ）アクリル酸であり、残部がエチレンであるＥ／Ｘ／Ｙコポリマーとして定義され得る。

特定の実施形態において、エチレンコポリマーは、Ｅがエチレンであり、ＸがＣ₁〜Ｃ₈（メタ）アクリル酸アルキルエステルよりなる群から選択され、そしてＹが（メタ）アクリル酸であるＥ／Ｘ／Ｙターポリマーである。適切なエチレン／酸ターポリマーとしては、エチレン／（メタ）アクリル酸ｎ−ブチル／（メタ）アクリル酸ターポリマー、エチレン／（メタ）アクリル酸イソ−ブチル／（メタ）アクリル酸ターポリマー、エチレン／（メタ）アクリル酸メチル／（メタ）アクリル酸ターポリマーおよびエチレン／（メタ）アクリル酸エチル／（メタ）アクリル酸ターポリマーが挙げられる。

エチレン／酸コポリマーは、少なくとも部分的に中和されて塩型となってもよい。アルカリ金属、遷移金属またはアルカリ土類金属カチオン、好ましくはリチウム、ナトリウム、カリウム、マグネシウム、カルシウムもしくは亜鉛またはこれらのカチオンの組み合わせなどの少なくとも一種のカチオンがコポリマー中の酸基のいくつかの部分を中和するために使用される。これらの中和された酸コポリマーは、一般的にイオノマー樹脂（「イオノマー」）と称される。利用可能な酸部分の好ましくは少なくとも３０％または少なくとも４５％または少なくとも５０％または少なくとも６０％は中和される。

本発明において有用なイオノマーとしては、約２〜約３０重量％の（Ｍ）ＡＡを有するＥ／（Ｍ）ＡＡジポリマーから調製されるものが挙げられる。本発明で使用される組成物の成分（ｂ）として注目すべきは、Ｙがアクリル酸およびメタクリル酸ならびにそれらの塩よりなる群から選択されるエチレンコポリマーである。Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）という商標でＥ．Ｉ． ｄｕ Ｐｏｎｔ ｄｅ Ｎｅｍｏｕｒｓ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｎｙ（ＤｕＰｏｎｔ），Ｗｉｌｍｉｎｇｔｏｎ，Ｄｅｌａｗａｒｅによって、ならびに「Ｅｓｃｏｒ」および「ｌｏｔｅｋ」という商品名でＥｘｘｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎによって様々なイオノマー樹脂は販売されている。

官能化エチレンコポリマーを製造するために使用可能な官能化コモノマーもＥ／Ｘ／Ｙコポリマー中のＹ成分として適切である。本明細書で使用される場合、用語「官能化エチレンコポリマー」は、例えば共有結合によって他の成分と反応可能な無水物およびエポキシドなどの反応性官能基を組み入れるエチレンのコポリマーを示す。

従って適切な官能化コモノマーＹとしては、例えば無水マレイン酸、ならびに例えばメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピルおよびｎ−ブチルアルコールなどのＣ_1-4アルコールのエステルを含むマレイン酸ジエステルまたはモノエステル（マレイン酸半エステル）が挙げられる。注目すべきは、無水マレイン酸を含むエチレン／マレエートコポリマーである。またマレイン酸モノエステルを含むエチレン／マレエートコポリマーも注目すべきである。エチレンコポリマーがマレイン酸の残基またはマレイン酸モノエステルを含む場合、これらの部分はそれらの塩型へと中和されてもよい。好ましいイオンおよび中和レベルはイオノマーに関して前記された通りである。注目すべきいくつかの官能化コポリマーは、Ｓｕｒｌｙｎ（登録商標）という商標でＤｕＰｏｎｔから市販品として入手可能である。

マレエート化エチレンコポリマー（マレエート化ポリエチレン）をグラフト化によって合成することもできる。本明細書に記載されるようなグラフト化Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーとしては、Ｅ成分の一部がコポリマーの密度を修正するためにブテン、ヘキセンまたはオクタンなどのエチレン以外のアルファ−オレフィンを含んでなるコポリマーが挙げられる。グラフト化無水マレイン酸変性直鎖高密度ポリエチレンの例は、Ｃｒｏｍｐｔｏｎ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手可能なＰｏｌｙｂｏｎｄ（登録商標）３００９という商標で販売される製品である。類似のマレエート化ポリオレフィンは、ＤｕＰｏｎｔから入手可能なＦｕｓａｂｏｎｄ（登録商標）という商標で販売されている。代表的なグラフト化Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーは、エチレンコポリマーの総重量を基準にして約０．３〜約２重量％の範囲で無水マレイン酸が組み入れられるものである。

無水マレイン酸などの反応性官能基を含むエチレンコポリマーは、高圧フリーラジカルプロセスによっても容易に入手可能である。かかるコポリマーの調製で使用するために適切な高圧プロセスは、例えば米国特許第４，３５１，９３１号明細書に記載されている。これは、無水マレイン酸官能化ポリマーを製造するために従来使用されるグラフト化の第２のプロセス工程を排除する。加えてこのプロセスを使用して２重量％より高レベルまで無水マレイン酸の組み入れを得ることは、グラフト化よりも簡単である。特にこのプロセスによってエチレンおよび官能性コモノマーから調製されるコポリマーは約３重量％〜約１５重量％の官能性コモノマーを含んでなり得る。注目すべきは、高圧オートクレーブ中で直接合成されるエチレン／無水マレイン酸（Ｅ／ＭＡＨ）、エチレン／マレイン酸水素エチル（別名エチレン／マレイン酸モノエステルまたはＥ／ＭＡＭＥ）コポリマーおよびＥ／ＭＭＡ／ＭＡＭＥコポリマーなどのコポリマーである。

アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルまたはグリシジルビニルエーテル（すなわち２，３−エポキシ−１−プロパノールから誘導された部分を含有するコモノマー）などのエポキシ官能化コモノマーも本発明において有用なＥ／Ｘ／Ｙコポリマー中のＹ成分として適切である。

エポキシ官能化コポリマーは式Ｅ／Ｘ／Ｙによって表され得、式中、Ｅはエチレンから誘導されたコポリマー単位−（ＣＨ₂ＣＨ₂）−であり；Ｘはコポリマー単位−（ＣＨ₂ＣＲ¹Ｒ²）−であって、Ｒ¹が水素またはメチルであり、そしてＲ²が１〜１０個の炭素原子のカルボアルコキシ（例えばＸはアクリル酸アルキル、メタクリル酸アルキルから誘導される）またはアセチルオキシであり；そしてＹはコポリマー単位−（ＣＨ₂ＣＲ³Ｒ⁴）−であって、Ｒ³が水素またはメチルであり、そしてＲ⁴がカルボグリシドキシまたはグリシドキシ（例えばＹはアクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルまたはグリシジルビニルエーテルから誘導される）である。

好ましいＥ／Ｘ／Ｙコポリマーは、Ｘが前記Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーの５〜５０重量％であり、Ｙが前記Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーの０．３〜１５重量％であって、Ｅがその残部であるものである。

グリシジル部分（例えば、アクリル酸グリシジルまたはメタクリル酸グリシジル）を含有するコモノマーは、エポキシ官能化エチレンコポリマーの約０．３（または約０．５）重量％〜約８（または約１０）重量％であり、そしてアクリル酸アルキルは約５〜約４０（は約２０〜約４０または約２５〜約３５）重量％である。

注目すべきは、エチレン／アクリル酸メチル／メタクリル酸グリシジル（Ｅ／ＭＡ／ＧＭＡ）、エチレン／アクリル酸エチル／メタクリル酸グリシジル（Ｅ／ＥＡ／ＧＭＡ）およびエチレン／アクリル酸ｎ−ブチル／メタクリル酸グリシジル（Ｅ／ｎ−ＢＡ／ＧＭＡ）などのコポリマーである。

またエポキシド含有モノマー、より好ましくはグリシジル含有モノマーがモノマーの同時反応によって反応物コポリマー中に組み入れられ、そしてグラフト重合によってポリマー上にグラフト化されないことも好ましい。

エチレンコポリマーのグレードの具体的な選択は、変性剤およびポリプロピレンのメルトインデックス、エチレンコポリマーおよびポリプロピレンのそれぞれの軟化点と相対的な配合されたブレンドの延伸温度、または所望の延伸プロフィール（延伸速度および延伸比）に依存し得る。他の要因としては、充填剤とより容易にブレンドされるように、より高い相対的分子量コポリマーに関する増加された弾性回復および相対的に低分子量コポリマーのプラグマティック（ｐｒａｇｍａｔｉｃ）能力が挙げられる。

本発明において有用な組成物は、任意にＣａＣＯ₃などの充填剤、ならびにＴｉＯ₂などの艶消し剤、熱および紫外線（ＵＶ）安定剤、ＵＶ吸収剤、帯電防止剤、停止剤、蛍光増白剤、顔料またはポリプロピレンフィルムおよび溶融紡糸繊維の分野で慣例の他の添加剤などの他の添加剤をさらに含んでもよい。これらの従来成分は、一般的に０．０１〜４０重量％、０．０１〜２０重量％または０．１〜１５重量％の量で組成物中に存在し得る。

ポリプロピレンおよびエチレンコポリマーを含んでなる組成物中へのかかる従来成分の任意の組み入れは、いずれかの既知のプロセスによって実行可能である。例えば乾燥ブレンドによって、様々な成分の混合物の押出によって、従来のマスターバッチ技術、添加剤濃縮物の添加、ポリマー担体に混合された充填材などの添加剤の添加等によって、このような組み入れを実行可能である。典型的なマスターバッチは７５〜９０重量％のＣａＣＯ₃を含んでなり得る。注目すべきは、ＣａＣＯ₃およびエチレンコポリマーを含んでなるマスターバッチの使用である。添加剤の適切なレベルおよびポリマー組成物中へのそれらの組み入れ方法に関するさらなる情報は、標準参照文献に見出され得る。

本発明のフィルム、テープおよび繊維の粘靭性、引張破断荷重、破断点伸びおよびデニールなどの機械特性は、以下を含む様々なパラメータを調節することによって釣り合わせることが可能である。
・樹脂配合物デザイン（ベース樹脂、添加されるＣａＣＯ₃、ＵＶ安定剤、顔料などの添加剤のレベルおよび種類）；
・使用されるエチレンコポリマーの量および種類；
・プロセス装置（急冷、切り裂き、延伸およびアニーリング配置）；ならびに
・プロセス条件（押出機スクリュー配置、温度プロフィールおよびポリマー処理量、伸長およびアニーリング温度およびプロフィール、ライン速度等）。

典型的にフィルムまたは繊維を調製するための製造設備は、装置およびプロセス条件を修正するための限定的な能力を有する。従って本明細書に記載のポリプロピレン樹脂のエチレンコポリマー変性は、コスト修正を導入することなく調製されるポリプロピレンフィルム、テープおよび繊維の機械特性における著しい改善を提供可能である。

熱可塑性組成物は、熱可塑性組成物のために適切であるプロセス手段のいずれかによるフィルムの調製のために適切である。押出プロセスは最も典型的な方法である。フィルムは収縮フィルムを含む多種多様な包装用途において、およびスリットフィルムテープを調製するために有用である。

フィルムは単層または多層ポリマーフィルムであり得る。多層フィルムは、例えば、他の層の存在がポリプロピレンおよびエチレンコポリマーを含んでなる層の好ましい特性を打ち消さないことを条件として、本発明のフィルムおよび繊維を定義するポリプロピレンおよびエチレンコポリマーを含んでも含まなくてもよい結合層を含む二層以上の層を含んでなる。例えばキャスティングまたは同時押出による多層フィルム構造の形成方法は当該分野で周知である。当該分野において一般的に実行される様々な添加剤が多層フィルム構造のいずれかの層に存在し得るが、ただし再び、それらの存在が本発明のフィルムの特性を打ち消さないことを条件とする。従って、酸化防止剤および熱安定剤、紫外線（ＵＶ）光安定剤、顔料および染料、充填剤、艶消し剤、抗スリップ剤、可塑剤、他のプロセス助剤等などの様々な添加剤が都合よく利用され得ると考えられる。

フィルムは、当業者に既知の実質的にいずれの押出プロセス方法によっても製造可能である。例えば、いわゆる「ブローンフィルム」または「フラットダイ」法を使用して前記組成物を押出することによって第１のフィルムは製造され得る。環状ダイを通してポリマー組成物を押出し、そして得られた管型フィルムを空気流によって膨張させてブローンフィルムを提供することによって、ブローンフィルムを調製する。キャストフラットフィルムは、フラットダイを通して組成物を押出することによって調製される。ダイから出たフィルムを内部循環流体を含有する少なくとも１本のロール（冷却ロール）によって、または水浴によって冷却して、キャストフィルムを提供する。本発明のフィルムは、例えば約６０ｃｍ（２フィート）の幅を有する。

フィルムの即時急冷またはキャスティング後、フィルムをさらに配向することができる。このプロセスは、溶融ポリマーの層流を押出する工程と、押出物を急冷する工程と、急冷された押出物を少なくとも一方向で配向する工程とを含んでなる。「急冷された」という用語は、固体フィルム材料を得るためにその融点未満で実質的に冷却される押出物を説明する。

フィルムは一軸配向されても、機械特性および物理特性の満足な組み合わせを達成するためにフィルムの平面の２つの相互に垂直な方向で延伸することによって二軸配向されてもよい。ニートポリプロピレンの融点未満の温度でフィルムを延伸してよい。延伸比は一般的に約２：１以上、約３：１以上、約４：１以上または約６：１以上であってよい。延伸比は３：１〜約１６：１の範囲にあってよく、いくつかの組成物の典型的な延伸比は約４：１〜約１０：１であってよい。

当業者は、フィルムを二軸配向する場合、一般的に両軸に沿って最大の可能な延伸比に到達することは不可能であることを知っている。従って、本明細書において、二軸配向フィルムの延伸比は各軸に沿う延伸比の積として定義される。

一軸または二軸伸長フィルムへの配向および伸長装置は当該分野で既知であり、そして本発明のフィルムを製造するために当業者によって適応されてよい。かかる装置およびプロセスの例としては、例えば米国特許第３，２７８，６６３号明細書；同第３，３３７，６６５号明細書；同第３，４５６，０４４号明細書；同第４，５９０，１０６号明細書；同第４，７６０，１１６号明細書；同第４，７６９，４２１号明細書；同第４，７９７，２３５号明細書および同第４，８８６，６３４号明細書に開示されるものが挙げられる。

本発明のブローンフィルムをダブルバブル押出プロセスを使用して配向してもよい。ここで同時二軸配向は、第１の管を押出し、これをその後急冷し、再加熱し、次いで内部気体圧によって膨張して横断配向を誘導して、そしてディファレンシャルスピードニップまたはコンベアローラーによって縦配向が誘導される速度で延伸することによって実行され得る。

配向ブローンフィルムを得るためのプロセスはダブルバブル技術として当該分野において既知であり、そして米国特許第３，４５６，０４４号明細書に開示されるように実行可能である。第１の管を環状ダイから溶融押出することができる。結晶化を最小にするために、このように押出された第１の管を迅速に冷却する。次いで、それを（例えば水浴によって）その配向温度まで加熱する。フィルム製作装置の配向ゾーンにおいて、両方向で好ましくは同時に膨張が生じるような温度で第２の管がインフレーションによって形成され、それによってフィルムが横断方向で放射状に膨張し、そして縦方向で引っ張られるか、または伸長され；このような管の膨張は延伸点における厚さの急減少によって達成される。次いで、ニップロールを通して再び管型フィルムを平坦化させる。フィルムを補強すること、およびアニーリング工程を施すことが可能であり（熱固定化）、この工程間に、収縮特性を調節するためにもう一度加熱される。

フィルム中のポリマー鎖を押出方向に一般的に一列に整列させる押出プロセスによってフィルムが形成され得る。直鎖ポリマーは、高度に一軸配向された後、配向方向において著しい強度を有するが、横断方向では強度が低い。このような整列によって押出方向においてフィルムに強度が加えられ、それはスリットフィルムヤーンの長さ寸法と一致する。あるいは、当業者に既知のブローイングプロセスによってフィルムが形成されてもよい。

本明細書に開示されたフィルムからスリットフィルムテープを調製可能である。前記好ましいフィルムからテープを調製可能である。急冷後および切り裂き前にフィルムを延伸してよい。しかしながら、好ましくは巻き上げる前に第１の非配向フィルムを切り裂いてテープにし、これを延伸する。支持フレームと；それぞれが対立する切断刃および対立する端部を含む複数の実質的に平面な切断ブレードと；支持フレームに切断ブレードを取り付けるための取り付け構造と；支持フレームに結合され、そしてブレードの暴露された切断刃上で下流方向にフィルムを供給するように配列された供給ロールとを含んでなる切り裂き装置でスリットフィルムテープを製造することができる。取り付け構造は、切断ブレードを実質的に一列に整列させて平行になるように、そして間隔をあけて取り付けるように配列される。ここでブレードは、各ブレードが切断のために暴露された切断刃の１つを有するように取り付けられ、そして隣接するブレードの切断刃は互いに間隔をあけている。

上述した通りフィルムを切り裂いてテープにした後に、延伸操作を促進するためにフィルムを軟化するために有効な温度まで加熱されたオーブンにおいて、３〜６メートル（１０〜２０フィート）の範囲で延伸操作を実行する。典型的に生じることは、オーブンを通過する経路の開始においてフィルムは冷たく、そしてオーブンを通過すると次第に加熱されて軟化するということである。オーブンへの入口から特定の距離にあるネックラインでネッキングが生じる。ネッキングゾーンの場所は、伸長速度、オーブンの温度、ならびにフィルム材料の性質および厚さを含む多くの要因に依存する。典型的な予備伸長テープは、例えば約１２０ミクロン（μ）の厚さおよび約６ｃｍ〜約８ｃｍの幅を有し得る。伸長後に、最終テープは約３０〜５０μの厚さおよび約２．５ｃｍ〜約３ｃｍの幅を有する。特定の目的のためにテープをより幅広く、またはより狭く製造することができる。例えば、減少されたエンドカウントの織物布のための繊維は約４ｍｍ〜約６ｍｍの最終幅を有し得、ポリプロピレンストラッピングは約１０ｍｍ〜約１５ｍｍの最終幅を有し得る。

ニートポリプロピレンの融点未満の温度でテープを延伸してよい。スリットフィルムテープを延伸することから得られる配向繊維は、本明細書において、「スリットフィルム繊維」と称される。

延伸比は一般的に約２：１以上、約３：１以上、約４：１以上または約６：１以上である。延伸比は約３：１〜約１６：１の範囲であってよく、そしていくつかの組成物に関する典型的な延伸比は約４：１〜約１０：１であってよい。織物テープに対する延伸比は好ましくは約５：１〜約８：１である。より幅の広いストラッピングテープに対する延伸比は典型的に約１０：１〜約１５：１である。熱延伸後、得られる織物テープ用物フィラメント繊維は典型的に約７００〜約１７００のデニールを有する。ポリプロピレンストラッピングは約３０００〜約６０００のデニールを有し得る。縦の延伸が生じる距離は、使用される技術によって異なる。短距離の延伸では、数インチの距離で伸長が生じ、他の技術ではより長い距離を伴う。

遠心紡糸、溶融紡糸、スパンボンディングおよび溶融ブローイングを含む押出プロセスから直接繊維を調製することもできる。

遠心紡糸において、迅速回転供給源からポリマー溶融が促進される時に繊維が形成される。炉からの溶融材料を回転スピナー中に転送し、そして遠心力が紡績デバイスの側面の小さい穴を通して材料を押出する時に繊維が製造される。

溶融紡糸において、紡糸口金を通しての押出のために繊維形成物質を溶解し、次いで冷却によって直接凝固させる。溶融紡糸繊維は、異なる断面形状（円形、三葉、五葉、八葉等）の紡糸口金から押出可能である。制御された温度および速度で運転している回転ロールの組の周囲の移動スレッドラインをラッピングすることによって、インライン延伸は実行される。具体的な溶融紡糸プロセスおよびその後のプロセス工程次第で、モノフィラメント、ヤーン、トウまたは不織物（例えばスパンボンド）として製品を回収することができる。溶融紡糸繊維に関する一般的な参照に関しては、Ｆｉｂｅｒｓ ｆｒｏｍ Ｓｙｎｔｈｅｔｉｃ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ，Ｒｏｗｌａｎｄ Ｈｉｌｌ編，Ｅｌｓｅｖｉｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ Ｃｏ．，ＮＹ，１９５３を参照のこと。

スパンボンディングは、それらが溶融紡糸される時に繊維からの不織物材料ウェブの直接配置（ｌａｙｄｏｗｎ）である。紡糸口金を通して連続的フィラメントが押出されて、促進され（ロールまたはジェットによって）、そして不織物シートを形成するために移動ベルト上へ配置される。溶融繊維クロスオーバー点でボンディングが生じる。

メルトブローイングはもう１つの直接配置プロセスであり、ここでは繊維がダイ先端を通して押出され、加熱された高速空気によって減衰（および破砕）され、そして移動ベルトまたはスクリーン上へ析出されて、微細（低デニール）繊維の織物ウェブが形成される。

スパンボンド（Ｓ）およびメルトブローン（Ｍ）材料ウェブは、形成後、カレンダー加工によってさらに結合可能であり、そして／またはパターン化可能である。複数の層状不織物（例えばＳＭＳ、ＳＭＭＳ、ＳＭＭＭＳ）も本発明の繊維から調製可能である。

スリットテープ繊維を含む本明細書で記載されるように調製された繊維は、コード、よりひもまたはロープの調製のために有用である。例えば、ねじり、編組、インターレース等によって多くの繊維が結合され、コードが形成される。一般的に、よりひもはロープより低い数の繊維を含有し、かつ直径がより小さい。これらのコード、よりひもまたはロープは概円形であっても、または横断面が平坦化されていてもよい。コードおよびよりひもを靴ひも、バッグ、ブリーフケース等用のストラップに使用することができ、そして包装用途で使用可能である。ロープを多種多様な工業用途および海洋用途に使用可能である。またコード、よりひもおよびロープは、例えば漁網、貨物用網等などの相対的に開放構造を有する網織物を調製するためにさらにインターレース加工（例えば編み）されてもよい。

本発明のスリットテープ繊維を、カーペットタフティング、人工芝、マット材料等用のモノフィラメント繊維として使用可能である。それらはまたストラッピングとしても使用可能である。接着剤が適用される場合、家具の、または材料を結合するためのストラッピングなどの用途のための接着剤テープとしてそれらを使用可能である。

前記スリップテープ繊維または溶融紡糸繊維から織物または編物材料を調製可能である。一般的に、織物布は編物布より密接な構造体を有し得る。本明細書に記載されるように調製されたポリプロピレンヤーンから布を織込み、これをフィルター、ターポーリン、セイル、ボートトップ、カバー、オーニング、テント、脱出スライド、キャノピー、バナー、構造体（例えばルーフィング）膜、マシンベルト、荷物またはパッケージ用ライナー、重包装サッキング、カーペットバッキング、ブックカバー、履物、家具用、自動車用、ボート用、航空機用等の室内装飾材料、衣服、アグロテキスタイル（種子防除用、雑草防除用、ガーデニング用、温室用およびサイロ用）およびジオテキスタイル（浸食制御用および土壌制御用）などの用途で使用することができる。編物布は、食料雑貨、薪等などのかさばる材料の運搬用サッキング；ならびに構造体および産業用網として使用可能である。

本発明による織物布は、より低いスリップ傾向を有し、それは特に重包装サッキングの製造において有用である。

カーペットバッキングに関して材料の収縮が重要である（例えば４５℃で２．５％未満の収縮が望ましい）。カーペットに強度、寸法安定性および形状を提供するためのカーペットの第１のバッキングとして織物カーペットバッキングが典型的に使用される。それらは本発明のスリットテープ繊維から調製可能である。

カーペットヤーンが固定される基材を提供するための第２のカーペットバッキングを使用可能である。それらは不織物材料から調製可能である。本発明の溶融紡糸繊維は、第２のカーペットバッキングとして有用な不織物基材を提供するために有用である。

本発明の不織布は帽子、ガウン、ブーティおよびマスクを含む個人保護装置等などの医療用衣服、ドレープ、カバー、ブランケット等などの衛生保護用品、パッケージング、耐久性ペーパー、ワイプ、ラップ、バナー、ジオテキスタイル、アグロテキスタイル、室内装飾材料、衣服、フィルター、ライナー、建築物の熱および湿気制御用構造体ラップまたはルーフィング膜において使用可能である。

ジオテキスタイルは砂利および舗装層の下の道路に使用されて、道路の特質を改善する。ジオテキスタイル布は典型的に幅約２．５ｍｍを有するポリプロピレンテープを織込むことによって製造される。また溶融紡糸繊維から誘導されたスパンボンド不織物材料からジオテキスタイルを調製する。ジオテキスタイルの収縮要求条件はカーペットバッキングほど厳密ではない。しかしながら、ジオテキスタイルに関して穿孔耐性が望ましい。

Claims (11)

1. （ａ）少なくとも一種のポリプロピレンポリマーと、（ｂ）０．１重量％〜３０重量％または０．１重量％〜１５重量％または１重量％〜１５重量％の少なくとも一種のＥ／Ｘ／Ｙコポリマーと、任意に（ｃ）０．０１重量％〜４０重量％の少なくとも一種の添加剤とを含んでなる組成物を含んでなるか、またはそれから調製された配向フィルムであって、
   前記ポリプロピレンポリマーが一種以上のポリプロピレンホモポリマー；ポリプロピレンとエチレンとのランダムコポリマーもしくはブロックコポリマー；またはポリプロピレンとエチレンと一種の他のオレフィンとのランダムターポリマーもしくはブロックターポリマーを含み；
   Ｅがエチレンを含んでなり；Ｘが酢酸ビニルおよび（メタ）アクリル酸アルキルエステルよりなる群から選択されるモノマーであり；そしてＹが一酸化炭素、二酸化硫黄、アクリロニトリル、無水マレイン酸、マレイン酸ジエステル、（メタ）アクリル酸、マレイン酸、マレイン酸モノエステル、イタコン酸、フマル酸、フマル酸モノエステルおよびそれらの塩、アクリル酸グリシジル、メタクリル酸グリシジルまたはグリシジルビニルエーテルを含む一種以上の追加のコモノマーであり；そして
   Ｘが前記Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーの０重量％〜５０重量％であり、Ｙが前記Ｅ／Ｘ／Ｙコポリマーの０重量％〜３５重量％であり、ＸおよびＹの重量％が両方とも０であることはなく、そしてＥがその残量であるが；ただし、Ｘが（メタ）アクリル酸アルキルである場合、Ｙの重量％は０以外であり；そして３以上の延伸比でポリプロピレンの融点未満の温度での延伸によって調製されるフィルム。
2. Ｘが酢酸ビニルを含んでなる請求項１に記載のフィルム。
3. Ｙがアクリル酸、メタクリル酸、アクリル酸もしくはメタクリル酸の塩、無水マレイン酸、マレイン酸、マレイン酸のジエステルもしくはモノエステル、マレイン酸もしくはマレイン酸モノエステルの塩またはそれらの二種以上の組み合わせを含んでなる請求項１または２に記載のフィルム。
4. 前記添加剤が充填剤、艶消し剤、ＵＶ安定剤、顔料または他の添加剤である請求項１、２または３のいずれか一項に記載のフィルム。
5. 請求項１、２、３または４のいずれか一項に記載のフィルムを含んでなるか、またはそれから調製されたスリットフィルムテープ。
6. 請求項５に記載のスリットフィルムテープを含んでなるか、または請求項５に記載のスリットフィルムの約３：１〜約１６：１の範囲の延伸比での熱延伸および任意にアニーリングによって調製されたスリットフィルム繊維。
7. 請求項１、２、３または４のいずれか一項に記載の組成物を含んでなる配向繊維。
8. 約３：１〜約１６：１の範囲の延伸比での延伸によって調製された請求項７に記載の繊維。
9. 溶融紡糸された請求項８に記載の繊維。
10. （１）請求項１、２、３または４のいずれか一項に記載の組成物を調製する工程と；
    （２）前記組成物からフィルムを形成する工程と；
    （３）前記フィルムを引き裂いてテープにする工程と；
    （４）ポリプロピレンの融点未満の温度および３以上、好ましくは３：１〜１６：１の間の延伸比で前記テープを熱延伸して延伸テープを製造し、そして任意に前記延伸テープをアニーリングする工程と；
    を含んでなるスリットフィルム繊維の調製方法。
11. 請求項６、７、８、９または１０のいずれか一項に記載の繊維から調製された織物、不織物または編物材料。