JP6920356B2 - 改善されたタフトロックを有する人工芝 - Google Patents
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Description
本出願は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる、2016年6月30日に出願された欧州特許出願第16382313.1号の優先権を主張する。
本明細書に記載される延伸フィラメントは、少なくとも1つの官能化ポリマーと非官能化ポリオレフィンとを含むブレンドから形成される。「ブレンド」という用語は、2つ以上のポリマーの密接な物理的混合物(すなわち、反応なし)を意味する。ブレンドは、相溶性であってもよく、またはそうでなくてもよい(分子レベルで相分離していなくてもよい)。ブレンドは、相分離していてもよく、またはしていなくてもよい。ブレンドは、透過電子分光法、光散乱、X線散乱、および当該技術分野で既知の他の方法から判定されたときに、1つ以上のドメイン構成を含有してもよく、または含有しなくてもよい。ブレンドは、マクロレベル(例えば、溶融ブレンド樹脂もしくは配合)またはミクロレベル(例えば、同じ反応器内での同時成形)で2つ以上のポリマーを物理的に混合することによって達成され得る。本明細書で使用するとき、「非官能化ポリオレフィン」という用語は、グラフト化部分を含まないポリオレフィンを指す。具体的には、この場合の「非官能化」エチレン系ポリマーは、エチレンおよび1つの他のコモノマー(例えば、プロピレン、オクテン、ヘキセン、ブテンなど)のみを有する樹脂、ならびに別の成分との官能化の第2のステップを通過しないポリマーである。様々な実施形態では、官能化ポリマーは、上でグラフト化された1つ以上の官能基を有するプロピレン系プラストマーまたはエラストマーである。官能基は、例えば、アミン基またはイミド基であってもよい。官能化ポリマーは、100℃〜130℃のDSC融点を有する。延伸フィラメントが5の延伸比に延伸されるとき、延伸フィラメントは、0.9cN/dtexよりも大きい靱性を有する。
非官能化ポリオレフィンは、限定ではなく、例として、非官能化ポリエチレンまたは非官能化ポリプロピレンを含み得る。「ポリエチレン」という用語は、50重量パーセント超の重合エチレンモノマー(重合性モノマーの総量に基づいて)を含有し、任意選択的に、少なくとも1つのコモノマーを含有し得るポリマーを指す。コモノマー含有量は、核磁気共鳴(「NMR」)分光法に基づく技術などの任意の好適な技術を使用して、例えば、参照により本明細書に組み込まれる米国特許第7,498,282号に記載される13C NMR分析によって測定され得る。
上記のように、本明細書に記載される延伸フィラメントは、少なくとも1つの官能化ポリマーを更に含む。様々な実施形態では、官能化ポリマーは、その塩基ポリマーとして、プロピレン系プラストマーまたはエラストマーを有し、本明細書では、プロピレン系プラストマーまたはエラストマーと称され、その上にグラフト化された1つ以上の官能基を有する。一実施形態では、少なくとも1つの官能化ポリマーは、上でグラフト化された「アミン含有化合物」または「イミド含有化合物」から選択される少なくとも1つの有機化合物を有するプロピレン系プラストマーまたはエラストマーから形成されるポリマーである。本明細書で使用するとき、「アミン含有化合物」という用語は、少なくとも1つのアミン基を含む化学化合物を指す。本明細書で使用するとき、「イミド含有化合物」という用語は、少なくとも1つのイミド基を含む化学化合物を指す。
様々な実施形態では、少なくとも1つの官能化ポリマーは、プロピレン系プラストマーまたはエラストマーの上へ「アミン反応性」基をグラフト化して、グラフト化プロピレン系プラストマーまたはエラストマーを形成し、次いで、グラフト化プロピレン系プラストマーまたはエラストマーを、「アミン含有化合物」または「イミド含有化合物」と反応させることによって形成される。
H2N−R1−NH−R2(I)。
本明細書に記載される延伸フィラメントがプロセスから独立しているので、本明細書に記載される延伸フィラメントは、ポリマー組成物からの延伸フィラメントの製造のための任意の適切な方法を使用して作製され得る。いくつかの実施形態では、延伸フィラメントを製造する方法は、本明細書に前述のとおり、非官能化ポリオレフィンと官能化プロピレン系プラストマーまたはエラストマーとのブレンドを提供することと、非官能化ポリオレフィンと官能化プロピレン系プラストマーまたはエラストマーとのブレンドを延伸フィラメント内に押し出すことと、を含み得る。延伸フィラメントは、押し出し機の物理的寸法に応じて、指定された幅、厚さ、および/または断面形状に押し出され得る。上記のように、延伸フィラメントは、モノフィラメント、マルチフィラメント、フィルム、繊維、糸、例えばテープ糸、原線維からなるテープ糸、スリットフィルム糸、連続リボン、および/または人工芝場の合成芝葉もしくは線維を形成するために使用される他の繊維材料を含み得る。
本明細書に記載される延伸フィラメントの1つ以上の実施形態は、人工芝地を形成するために使用され得る。図2を参照すると、本明細書に示されおよび/または記載された1つ以上の実施形態に従って人工芝地200の破断図が描写される。人工芝地200は、上面210および底面215を有する一次基布205、ならびに本明細書に前述のとおり、少なくとも1つの延伸フィラメント220を備える。少なくとも1つの延伸フィラメント220が、一次基布205の上面210から外方に延在するタフテッド面225を提供するように、少なくとも1つの延伸フィラメント220は、一次基布205に接着され得る。本明細書で使用されるとき、「固定する」、「固定された」、または「固定している」は、直接的または間接的関係を介してある物体を別の物体に結合、取り付け、接続、締め付け、接合、連結、または固着することが含まれるが、それらに限定されない。タフテッド面225は、一次基布205の上面210から延在して、カットパイル設計を有し得、延伸フィラメントループは、タフティングの間、またはその後のどちらかで切断されて、ループの代わりに単一延伸フィラメント端部のパイルを製造し得る。
密度
密度は、ASTM D792に従って測定され、1立方センチメートル当たりのグラム(g/cm3またはg/cc)で報告される。
メルトインデックスまたはI2は、ASTM D1238に従って190℃および2.16kgで測定され、10分ごとに溶出されるグラムで報告される。メルトインデックスまたはI10は、ASTM D1238に従って190℃および10kgで測定される。
プロピレン系ポリマーのためのメルトフローレートMFR2は、230℃および2.16kgではASTM D1238に従って測定され、10分ごとに溶出されるグラムで報告される。プロピレン系ポリマーのためのメルトフローレートMFR10は、230℃および10kgではASTM D1238に従って測定され、10分ごとに溶出されるグラムで報告される。
TA InstrumentのDSC Q1000のベースライン較正は、ソフトウェアで較正ウィザードを使用することによって実施される。第1に、ベースラインは、アルミニウムDSCパンにおける任意の試料なしで、−90℃〜300℃のセルを加熱することによって得られる。その後、サファイア規格が、ウィザードの指示に従って使用される。次いで、約3〜4mgの新しいインジウム試料が、試料を100℃に加熱して平衡化し、続いて10℃/分の加熱速度で試料を100℃〜180℃に加熱することにより分析される。インジウム試料の融解熱および融解開始温度は、融解開始時には156.6℃〜1.3℃以内、融解熱については28.71J/g〜0.8J/g以内であることが判定および確認される。
グラフト化の量は、フーリエ変換赤外分光法(FTIR)によって判定された。とりわけ、2gのグラフト化ポリマーは、150mLのトルエン中に溶解された。グラフト化ポリマーの全てが溶液中にあるまで、混合物は加熱および撹拌された。溶液は、10分間冷却され、100mLの冷メタンが、添加されて、沈殿物を形成した。溶液は、#2定性濾紙を通して吸引し、沈殿物を回収した。沈殿物は、100℃で1時間強制空気オーブン内で乾燥され、フィルム状に押し付けられた。フィルムは、次いで、FTIR分光計を使用して処理された。
フィラメントの基本重量は、当該産業において、典型的にdtex値によって報告される。モノフィラメントのdtexは、10kmのモノフィラメントのグラムで重量と等しい。
フィラメントの引張強度は、ISO527に従って測定される。
伸び率は、ISO527に従って測定された。
モノフィラメントの収縮率(モノフィラメントの1メートル試料の長さの減少率として表される)は、モノフィラメントを90℃に維持されたシリコンオイルの浴に20秒間浸漬することによって測定される。収縮率は、次いで、(前の長さ−後の長さ)/前の長さ*100%として算出される。
靱性は、モノフィラメントの260mmの長さで動作するZwick引張試験機を使用し、フィラメントが破断するまで250mm/分の伸長速度を使用して測定される。靱性(cN/dtex)は、線重量(dtex)で除算した破断時の引張応力(cN)である。モノフィラメントの線重量(dtex)は、50メートルのモノフィラメント分の重量に等しい。
試料は、湿式フィルムアプリケーターを使用して、0.76mmの厚さでポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムにポリウレタン(PU)反応混合物を塗布することによって、調製された。1つのフィラメントは、コーティングと注意深く結合され、空気ポケットの混入を最小化する努力を行った。PET/PU/フィラメント試料は、試料平坦度を維持するために予熱された安全ガラスの2枚のプレートの間に載置されて、次いで、PUを硬化するために5分間85℃のオーブン内に載置された。試料を、7日間調整して、PUを完全に硬化させた。各フィラメント組成物について、測定は6回繰り返された。PUからのフィラメントの剥離は、手で開始され、Instron引張試験機で継続された。接着力を記録した。
イミド化プロピレン系エラストマーまたはプラストマー樹脂は、二段法によって製造された。第1に、プロピレン系エラストマーまたはプラストマーは、無水マレイン酸(MAH)でグラフト化された。MAHグラフト化ポリマーは、次いで、ジアミンと更に反応された。N−エチルエチレンジアミンを使用した反応の模式図が以下に示される。
官能化ポリマーと非官能化ポリオレフィンとを含むブレンドは、表2で概説されるように調製された。様々な実施例および比較例(実施例1および2ならびに比較例1および2)は、非官能化ポリオレフィンとしてThe Dow Chemical Company(ミシガン州ミッドランド)から入手可能なDOWLEX(商標)SC2107Gを含んだ。DOWLEX(商標)SC2107Gは、ASTM D792に従って測定される場合の0.917g/ccの密度、190℃および2.16kgでASTM D1238に従って測定された2.3g/10分のメルトインデックスI2、ならびにASTM D1238(190℃および10kg)に従って測定された6〜14のメルトフロー比I10/I2を有する直鎖状低密度ポリエチレン(LLDPE)樹脂である。第3の実施例(実施例3)は、非官能化ポリオレフィンとしてBraskem(ブラジル、サンパウロ)から入手可能なBraskem D105.02を含んだ。Braskem D105.02は、230℃、2.16kgでASTM D1238に従って測定された3g/10分のMFR2を有する非官能化ポリプロピレンホモポリマーである。
延伸フィラメントは、実施例から調製された。フィラメント配合物は、下記の表2の総フィラメント配合物の重量%として提示される。添加剤、色(カラーマスターバッチBASF Sicolen85125345)、および加工助剤(Argus ARX−741)は、押し出しの前にポリマー組成物とブレンドされた。フィラメントの各々は、本明細書に記載されるように、コリンズ繊維紡糸ライン(図1Bを参照)で調製された。
本願は以下の態様にも関する。
(1)ブレンドから形成された延伸フィラメントであって、
少なくとも1つの官能化ポリマーであって、前記官能化ポリマーが、プロピレン系プラストマーもしくはエラストマー上でグラフト化された1つ以上の官能基を有する前記プロピレン系プラストマーまたはエラストマーであり、前記1つ以上の官能基が、アミン基およびイミド基からなる群から選択され、前記少なくとも1つの官能化ポリマーが、100℃〜130℃の示差走査熱量測定(DSC)融点を有する、官能化ポリマーと、
非官能化ポリオレフィンと、を含み、
前記延伸フィラメントが5の延伸比に延伸されるとき、前記延伸フィラメントは、0.90cN/dtexよりも大きい靱性を有する、延伸フィラメント。
(2)前記非官能化ポリオレフィンが、0.900g/cc〜0.950g/ccの密度(ASTMD792に従って測定された)ならびにASTMD1238(190℃および2.16kg)に従って測定された0.1g/10分〜10g/10分のメルトインデックスI 2 を有するポリエチレンを含む、上記(1)に記載の延伸フィラメント。
(3)前記非官能化ポリオレフィンが、0.915g/cc〜0.940g/ccの密度(ASTMD792に従って測定された)ならびにASTMD1238(190℃および2.16kg)に従って測定された0.7g/10分〜5g/10分のメルトインデックスI 2 を有するポリエチレンを含む、上記(1)に記載の延伸フィラメント。
(4)前記ポリエチレンが、5〜14のメルトフロー比I 10 /I 2 を有し、I 10 が、ASTMD1238(190℃および10kg)に従って測定される、上記(2)または(3)に記載の延伸フィラメント。
(5)前記非官能化ポリオレフィンが、ポリプロピレンホモポリマーを含む、上記(1)〜(4)のいずれかに記載の延伸フィラメント。
(6)前記非官能化ポリオレフィンが、0.5g/10分〜25g/10分のメルトフローレート(MFR 2 )を有する、上記(5)に記載の延伸フィラメント。
(7)前記ポリプロピレンホモポリマーが、0.5g/10分〜10g/10分のMFR 2 を有する、上記(5)に記載の延伸フィラメント。
(8)前記官能化ポリマーが、0.1重量%〜3.0重量%のグラフトレベルを有する、上記(1)〜(7)に記載の延伸フィラメント。
(9)前記プロピレン系プラストマーまたはエラストマーが、プロピレン/エチレンコポリマーまたはプロピレン/α−オレフィンコポリマーであり、前記α−オレフィンが、C 4 −C 20 α−オレフィンである、上記(1)〜(8)に記載の延伸フィラメント。
(10)前記少なくとも1つの官能化ポリマーが、ASTMD1238(230℃および2.16kg)に従って測定された1g/10分〜20g/10分のメルトフローレート(MFR 2 )を有する、上記(1)に記載の延伸フィラメント。
(11)人工芝システムであって、
一次基布と、
二次基布と、
上記(1)に記載の延伸フィラメントと、を備える、人工芝システム。
Claims (11)
- ブレンドから形成された延伸フィラメントであって、
少なくとも1つの官能化ポリマーであって、前記官能化ポリマーが、プロピレン系プラストマーもしくはエラストマー上でグラフト化された1つ以上の官能基を有する前記プロピレン系プラストマーまたはエラストマーであり、前記1つ以上の官能基が、アミン基およびイミド基からなる群から選択され、前記少なくとも1つの官能化ポリマーが、100℃〜130℃の示差走査熱量測定(DSC)融点を有する、官能化ポリマーと、
非官能化ポリオレフィンと、を含み、
前記延伸フィラメントが5の延伸比に延伸されるとき、前記延伸フィラメントは、0.90cN/dtexよりも大きい靱性を有する、延伸フィラメント。 - 前記非官能化ポリオレフィンが、0.900g/cc〜0.950g/ccの密度(ASTM D792に従って測定された)ならびにASTM D1238(190℃および2.16kg)に従って測定された0.1g/10分〜10g/10分のメルトインデックスI2を有するポリエチレンを含む、請求項1に記載の延伸フィラメント。
- 前記非官能化ポリオレフィンが、0.915g/cc〜0.940g/ccの密度(ASTM D792に従って測定された)ならびにASTM D1238(190℃および2.16kg)に従って測定された0.7g/10分〜5g/10分のメルトインデックスI2を有するポリエチレンを含む、請求項1または2に記載の延伸フィラメント。
- 前記ポリエチレンが、5〜14のメルトフロー比I10/I2を有し、I10が、ASTM D1238(190℃および10kg)に従って測定される、請求項2または3に記載の延伸フィラメント。
- 前記非官能化ポリオレフィンが、ポリプロピレンホモポリマーを含む、請求項1〜4のいずれか一項に記載の延伸フィラメント。
- 前記非官能化ポリオレフィンが、0.5g/10分〜25g/10分のメルトフローレート(MFR2)を有する、請求項5に記載の延伸フィラメント。
- 前記ポリプロピレンホモポリマーが、0.5g/10分〜10g/10分のMFR2を有する、請求項5または6に記載の延伸フィラメント。
- 前記官能化ポリマーが、0.1重量%〜3.0重量%のグラフトレベルを有する、請求項1〜7のいずれか一項に記載の延伸フィラメント。
- 前記プロピレン系プラストマーまたはエラストマーが、プロピレン/エチレンコポリマーまたはプロピレン/α−オレフィンコポリマーであり、前記α−オレフィンが、C4−C20α−オレフィンである、請求項1〜8のいずれか一項に記載の延伸フィラメント。
- 前記少なくとも1つの官能化ポリマーが、ASTM D1238(230℃および2.16kg)に従って測定された1g/10分〜20g/10分のメルトフローレート(MFR2)を有する、請求項1に記載の延伸フィラメント。
- 人工芝システムであって、
一次基布と、
二次基布と、
請求項1に記載の延伸フィラメントと、を備える、人工芝システム。
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