JPH03255144A - 超高分子量ポリプロピレン組成物 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の技術分野 本発明は超高分子量ポリプロピレン組成物に関し、さら
に詳しくは、高強度で破断点伸度が大きく且つ破断に到
るまでのエネルギー吸収量の大きい超高分子量ポリプロ
ピレン延伸成形体を、紡糸・延伸法によって調整する際
に用いられる超高分子量ポリプロピレン組成物に関する
。

発明の技術的背景 超高分子量ポリエチレンを繊維あるいはテープ等に成形
し、これを延伸することにより、高弾性率および高引張
り強度を有する延伸成形体が得られることは既に公知で
あり、数多くの特許が公開されている。

例えば、特開昭５６−１５．４０８号公報には、超高分
子量ポリエチレンの希薄溶液を紡糸した後、得られたフ
ィラメントを延伸するという、いわゆるゲル紡糸・超延
伸法に関する方法が示されている。

また、特開昭５８−５，２２８号公報には、非揮発性溶
液を用いて超高分子量熱可塑結晶性重合物の希薄溶液を
調整し、これを紡糸することによりキセロゲル繊維を形
成した後に、延伸するという方法か示されている。この
方法は、前述したゲル紡糸・超延伸法と基本的には同じ
手法であるか、超高分子量ポリエチレンを用いることに
より、弾性率が１００ＧＰａ以上てあり、しかも引張り
強度が３ＧＰａ以上であるような高弾性率、高強度の延
伸成形体を得ることかできる。

このように超高分子量ポリエチレンの場合にあっては、
希薄溶液を媒体とすることにより、高弾性率、高引張り
強度を有する繊維の製造方法がほぼ確立されており、そ
の原理については日本レオロジー学会誌（松虫、Ｖｏｌ
、１３．Ｎｏ、ｌ、Ｐ４〜１５１９８５）に詳細に躬説
されている。

このような超高分子量ポリエチレンにおける技術を利用
して、超高分子量ポリプロピレンから高弾性率および高
引張り強度の繊維を得るために数々の研究が行われてい
る。

例えば、肋木らは、ポリエチレンにおいて成功したゾー
ン延伸法をポリプロピレンに適用して、分子！４７，５
万のポリプロピレンを延伸することにより、１６．９０
Ｐａの弾性率と、０４７４ＧＰａの引張り強度を有する
ポリプロピレン繊維を得ている（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ
　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｏ１ｙｌＩｌｅｒ　５ｃｉｅｎｃ
ｅＶｏ１．２ｇ、Ｐ１７９−１８９．１９８３）　、こ
こでゾーン延伸法とは、あらかじめ従来の溶融紡糸法な
とて調製した繊維の１〜２帥部分を局所加熱炉を使用し
て加熱し、当該部分を延伸することにより超延伸を行う
方法である。また、前述したケル繊維・超延伸法をポリ
プロピレンに適用した例としては、ＰｅｇｕｙとＭａｎ
　Ｉ　ｅｙの報告（Ｐｏｌｙｍｅｒ　Ｃｏｍｍｕｎｉｃ
ａｔｉｏｎｓ、Ｖ。

２５、Ｐ３９〜４２．１９８４）があり、彼らは、Ｓｍ
１ｔｈとｌ−、ｅ　ｍ　５ｔｒａが超高分子量ポリエチ
レンにおいて採用した方法（Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｒＰｏ
ｌｙｍｅｒ　Ｂｕｌｌｅｔｉｎ、Ｖｏｌ、ｌ、７３３１
９７９）と同様の方法により、０．７５〜１．５重量％
の溶液を用いてゲル紡糸・超延伸を行い、３６ＧＰａの
弾性率および１，０３０Ｐａの引張り強度を有するポリ
プロピレン繊維を得ている。

さらに、前記特開昭５８−５，２２８号公報には、前述
したポリエチレンの実施例と同様にポリプロピレンの実
施例についても開示されており、極限粘度［η］１８ｄ
Ｎ／ｇ（分子量３３０万）の超高分子量ポリプロピレン
の６重量％の濃度の溶液から、弾性率が２３．９０Ｐａ
てあり、引張り強度が１．０４ＧＰａである超高分子量
ポリプロピレン繊維を製造する例か示されている。

ところが、このような従来の超高分子量ポリエチレン繊
維の調整方法を利用した方法により得られた超高分子量
ポリプロピレン繊維あるいはテープについて検討してみ
ると、いずれの方法を利用しても得られる超高分子量ポ
リプロピレン延伸ヤーンあるいはテープの弾性率は７〜
１００Ｐａ程度、引張り強度は、０．５〜１．０４ＧＰ
ａ程度である。

ところで、超高分子量ポリエチレンの理論強度は３２Ｇ
Ｐａ程度であり、超高分子量ポリプロピレンの理論強度
は１．８ＧＰａ程度であり、超高分子量ポリプロピレン
の理論強度が超高分子量ポリエチレンの理論強度の１／
２程度になることがすてに知られている（「繊維と工業
Ｊ　Ｖｏｌ、４０．Ｐ、４０７〜４１８゜１９８４）。

そして、現時点において、超高分子量ポリエチレン繊維
については、すてに引張り強度が６　ＧＰａ程度のもの
か得られており、この値からすると、超高分子量ポリプ
ロピレン繊維に関する弓張り強度０．５〜１．０４ＧＰ
ａという値は必すしも満足できる値ではない。すなわち
、超高分子量ポリプロピレンに関しては、引張り強度が
３　ＧＰａになるはずてあり、この値からすると、その
引張り強度はほとんと改良されていないのか実情である
。

超高分子量ポリプロピレンの改良に若干成功した例とし
ては、金兄らによって報告された方法（日本繊維学会誌
、昭和６２年度年次大会研究発表会予編集）がある。こ
の方ｌ去では、１９６以下の濃度の超高分子量ポリプロ
ピレン溶液から溶媒を蒸発除去することにより、ソルベ
ント・キャストフィルムを調整し、次いてこのフィルム
をポリエチレン製のビユレットで両側から挾み込むよう
にして擬メルト状態て固相延伸し、さらにコニカルダイ
を通過させることにより約６倍に延伸した後、この固相
延伸フィルムを通常の引張り延伸することにより延伸比
約、７２倍の高延伸繊維を得ている。

この方法ては、ポリエチレン製のビユレットを用いてい
るため、脆弱的な試料を用いても、試料が損傷破断する
ことなく高い延伸率で延伸することができ、具体的には
この方法により、分子量３６０万の超高分子量ポリプロ
ピレンを使用して、引張り強度２．３ＧＰａを有する超
高分子量ポリプロピレン延伸成形体が得られている。

しかしながら、この方法においては、超高分子量ポリプ
ロピレンをビユレット中に挾み込んでコニカルダイにて
固相延伸しているため、連続して繊維を製造することが
難しく、工業的な生産性およびコストの点で極めて不利
である。また、この方法で得られた超高分子量ポリプロ
ピレン延伸成形体の破断点伸度は極めて小さい。

すなわち、超高分子量ポリプロピレン繊維は、一般に超
高分子量ポリプロピレンの希薄溶液を調製し、この溶液
から紡糸したゲル繊維を高延伸することにより製造され
る。

他方、紡糸する際に温度勾配とせん断心力とを繊維に与
えなから紡糸した繊維を熱処理することにより、１００
％近い変形においても、塑性変形することなく弾性が回
復するハード・エラスチック・ファイバーが得られるこ
とが知られている（繊維と工業　Ｖｏｌ、３０．Ｎｏ、
１．Ｐ、１８〜２１．１９７０）。この他にも、ポリプ
ロピレンを高速紡糸し、熱処理することにより、伸びの
大きいハード・エラスチック・ファイバーが得られるこ
とが報告されている（繊維と工業　Ｖｏｌ　、３Ｂ、ｐ
、５１〜５７．１９８０）。また、多孔質ポリプロピレ
ン繊維が伸び率４０％という値を有し、この繊維がエネ
ルギー吸収繊維に適していることが報告されている（特
開昭６３−２４９．７１１号公報）。しかしながら、こ
の繊維の強度は低い。これらの方法は、いずれも紡糸後
いずれかの段階において、繊維に熱処理を行うことが必
要であり、この熱処理工程が複雑であるため、高強度で
、破断点伸度か大きい延伸繊維を工業的に生産する方法
としては不利である。さらに、このような熱処理によっ
ては、繊維の伸び率の改善に限界かあり、この超高分子
量重合体を用いた繊維のエネルギー吸収値も充分に高く
することは困難であった。

発明の目的 本発明は、上記のような従来技術に伴う問題点を解決し
ようとするものであって、高強度で、破断点伸度か大き
く且つエネルギー吸収特性に優れた超高分子量ポリプロ
ピレン延伸成形体形成用組成物を提供することを目的と
している。

発明の概要 本発明に係る超高分子量ポリプロピレン組成物は、 （Ａ）極限粘度［η］が５ｄ、＆／ｇ以上である超高分
子量ポリプロピレン５０〜９９重量部と、（Ｂ）炭素数
４〜１８のα−オレフィンから誘導される極限粘度［η
］が５ｄｌ／ｇ以上であるａ−オレフィン系重合体１〜
５０重量部とからなることを特徴としている。

また、本発明は、 （Ａ）極限粘度［η］か５ｄｌｌ／ｇ以上である超高分
子量ポリプロピレン５０〜９９重量部と、（Ｂ）炭素数
４〜コ８のα−オレフィンから誘導される極限粘度［η
］か５ｄＩｌ／ｇ以上であるα−オレフィン系重合体１
〜５０重量部と、（Ｃ）融点が１０℃以上であり、かつ
沸点が１３０℃以上である希釈剤とからなり、しかも該
希釈剤が、超高分子量ポリプロピレンとα−オレフィン
系重合体との合計［（Ａ）＋（Ｂ）　１１００重量部に
対して、１５〜１２５０重量部の範囲内で含まれている
ことを特徴とする超高分子量ポリプロピレン組成物をも
提供する。

本発明の組成物は、特定の超高分子量ポリプロピレンと
α−オレフィン系重合体とを特定の割合で含むため、特
に、伸び率が高く、エネルギー吸収値の高い延伸成形体
を得ることができる。

発明の詳細な説明 以下に、本発明に係る超高分子量ポリプロピレン組成物
について、具体的に説明する。

本発明者は、従来の超高分子量ポリプロピレンでは達成
されていないような非常に高いエネルギー吸収量を有す
る延伸成形体を製造するのに適した樹脂組成物を見いた
した。すなわち、本発明に係る樹脂組成物は、超高分子
量ポリプロピレンが基本的に有している配向構造を利用
して、高いエネルギー吸収量を有する延伸成形体を製造
するのに適した樹脂組成物である。そして、本発明によ
れば、延伸成形体の伸び率を新規な方法で改良すること
によりさらにエネルギー吸収量を向上させることができ
る。

一般に繊維の強度を向上させるためには、繊維を延伸す
る方法が利用できる。しかし延伸倍率が高くなるに従っ
て、分子が高配向するため、弾性率が向上し、この結果
伸び率は低下する。このように伸び率が低下した繊維を
ローブ、特に係留ローブや牽引ローブなどのいわゆる動
索として使用すると瞬間的に過剰な負荷がかかった時に
、きれやすくなる。従って、このような動索用途として
は、弾性率が低く、すなわち強度か高く、かつ伸び率が
高く且つエネルギー吸収特性に優れた繊維を用いること
か望まれる。

しかし、弾性率および伸び率は共に分子の配向性に起因
した因子であるため、従来からの方法では両者か共に連
動して変化し、このように弾性率を一定のレベルに維持
して低下させることなく、かつ伸び率を向上させるのは
困難であった。

本発明は、超高分子量ポリプロピレン繊維あるいはフィ
ルムを延伸する際に、分子が配向して結晶化するのを抑
制し、しかも伸び率を向」−させる方法として、超高分
子量ポリプロピレンに特定のα−オレフィン系重合体を
配合した組成物を用いることが有効であるとの知見を得
た。すなわち、高い引張り強度を有する延伸繊維を得る
ためには、ラメラ（延伸前の未延伸糸の結晶）とラメラ
の間に存在する分子同士の絡み合い（エンタングルメン
ト）を必要かつ最少限度にすることか必要である。そし
て、超高分子量ポリプロピレンに特定のα−オレフィン
系重合体を配合した樹脂組成物を用い、しかもこのよう
な樹脂を希釈剤中に分散させて超高分子量ポリプロピレ
ンのエンタングルメントおよびタイ分子の量を制御する
ことにより、強度の高い延伸繊維を得ることができる。

さらに、延伸の際に超高分子量ポリプロピレンの結晶化
かα−オレフィン系重合体によっである程度抑制される
ため、得られた繊維の伸び率が向上すると考えられる。

以下、本発明で用いられる各成分について説明する。

超高分子量ポリプロピレン（Ａ） 本発明において用いられる超高分子量ポリプロピレンは
、デカリン溶媒中１３５℃で測定した極限粘度［η］が
少なくとも５ｄρ／ｇ以上てあり、好ましくは１０ｄＤ
／ｇ以上である。この極限粘度［η］が５ｄＮ／ｇ以上
の超高分子量ポリプロピレンは良好な分子鎖長を有して
いるため、引張り強度に優れた延伸成形体を製造するこ
とができる。一方、凰限粘度［ηコの上限は、一般には
、３０ｄｆｆ／ｇてあり、極限粘度［η］が３０ｄ、Ｑ
／に以下の超高分子量ポリプロピレンを使用することに
よりドープ液の濃度が極端に高くなることがないので、
メルトフラクチャ等が発生することがなく効率よく紡糸
体を製造することができる。

本発明における超高分子量ポリプロピレンとしては、配
位アニオン重合により得られるプロピレン単独重合体、
あるいはプロピレンと少量（例えば１０モル９６以下）
の他のα−オレフィン、例えはエチレン、１−ブテン、
４−メチル−１−ペンテン、ｌ−ペンテン、ｌ−ヘキセ
ン、１−オクテン、ｔ−デセン等を共重合体としたプロ
ピレン系共重合体か用いられる。

本発明の樹脂組成物において、樹脂成分中に上記の超高
分子量ポリプロピレンは５０〜９９重量部、好ましくは
６０〜９０重量部の量で配合されている。

α−オレフィン系重合体（Ｂ） 本発明で用いられるα−オレフィン系重合体（Ｂ）は、
エチレン性二重結合を一つ以上有する炭素数が４以上、
好ましくは炭素数が４〜１８まてのα−オレフィンを重
合あるいは共重合させることにより得られる重合体ある
いは共重合体である。従って、本発明においてα−オレ
フィン系重合体として、エチレン単独重合体およびプロ
ピレン単独重合体は使用することができない。

これらのα−オレフィンとして、具体的には、ポリ−１
−ブテン、ポリ−１−ペンテン、ポリ−１−ヘキセン、
ポリ−３−メチル−１−ブテン、ポリ−４−メチル−１
−ペンテン、ポリ−４−メチル−１，３−ペンタジェン
、ポリ−５−メチル−１−ヘキセン、ポリ−４−メチル
−１−ヘキセン、ポリ−４−フェニル−１−ブテン、ポ
リ−１−ヘプテン、ポリ−１−オクテン、ポリ１−ノネ
ン、ポリ−１−デセンなどが挙げられる。

これらのなかでも、ポリ−１−ブテン、ポリ−１−ペン
テン、ポリ−１−ヘキセン、ポリ−３−メチル−１ブテ
ン、ポリ−４−メチル−１−ペンテン、ポリ−４−メチ
ル刊、３−ペンタジェン、ポリ−５−メチル−１−ヘキ
セン、ポリ−４−メチル−１−ヘキセン、ポリ−４−フ
ェニル−１−ブテンなどが好ましい。

また、このようなα−オレフィン系重合体は、デカリン
溶媒中１３５℃で測定した極限粘度［η］か、５ｄ（１
／ｇ以上てあり、好ましくは１２，５ｄｌ／ｇ以上であ
る。

極限粘度［η］が５ｄｉ！／ｇ以上のα−オレフィン系
重合体を使用することにより、ｎ−デカン等の溶媒中て
の延伸時に、延伸配向成形体が膨潤してべとついたり、
溶解する虞がなくなる。

一方、α−オレフィン系重合体の極限粘度［η］の上限
は特に限定されてないか、通常は３０ｄｇ／ｇ以下の重
合体が使用され、このような共重合体を用いることによ
り、紡糸安定性が向上する。

上記のようなα−オレフィン系重合体は、通常は、結晶
内分子構造がラセン型をとっていると考えられ、このよ
うな構造をとることにより超高分子量ポリプロピレンを
延伸する際に、超高分子量ポリプロピレン分子がタイト
に配向して結晶化することを有効に阻止することができ
る。従って、高強度で、かつ弾性率が比較的低く、伸び
率の大きい超高分子量ポリプロピレン繊維を形成するこ
とができる。

本発明におけるα−オレフィン系重合体は、配位アニオ
ン重合より得られるα−オレフィン系単独粗合体、配位
アニオン重合より得られる二種以上のオレフィンモノマ
ーから形成されるα−オレフィン系共重合体、α−オレ
フィンと少量の他のモ、ツマ−を含むα−オし・フィン
系共重合体であってもよい。

本発明の樹脂Ｍｉ或酸物おいて、樹脂成分中に上記のα
−オレフィン系重合体は、１〜５０重量部、好ましくは
１０〜４０重量部の量で配合されている。

なお、本発明において、超高分子量ポリプロピレンとａ
−オレフィン系重合体は、上記範囲内において両者の合
計が１００重量部になるように用いられる。

このように超高分子量ポリプロピレンとα−オレフィン
系重合体とを配合することにより、延伸により超高分子
量ポリプロピレンが配向して結晶化することに伴う高弾
性率化を防止することができると共に、伸び率の高い延
伸繊維を得ることができる。

希釈剤（Ｃ） 本発明の樹脂組成物は、通常は、上記のような超高分子
量ポリプロピレンと特定のα−オレフィン系重合体とを
希釈剤に配合して使用する。

本発明で用いられる希釈剤（Ｃ）としては、融点か１０
℃以上であり、かつ沸点が１３０℃以上である脂肪族炭
化水素誘導体を用いる。

これらの中でも、特に融点が２０〜１２０℃の範囲にあ
る脂肪族炭化水素誘導体が好ましく、さらには４０〜１
００℃の範囲にある脂肪族炭化水素誘導体が特に好まし
い。また、融点と同様に沸点が１６０℃以上である誘導
体か好ましく、１９０℃以上にある誘導体か特に好まし
い。

融点が１０℃未満の脂肪族炭化水素誘導体を用いても、
スクリュー式押し出し機などを使用する際、組成物か共
回りをおこして均一な溶融紡糸がてきない。

また、沸点が１３０℃未満であると、紡糸の際に希釈剤
が蒸発除去されるため円滑に紡糸することかてきない。

希釈剤として使用される脂肪族炭化水素誘導体としては
、前記特性を有する限り特に限定されないが、炭素数て
８以上であり、特に炭素数が１２〜５０である誘導体を
用いることが灯ましい。また、この誘導体の分子量は、
通常は１３０〜２０００、特に２００〜８００の範囲に
あることが好ましい。

また、このような脂肪族炭化水素誘導体は、分子末端、
あるいは分子の主鎖または側鎖に官能基を有していても
よい。

このような官能基としては、具体的には、カルボキシル
基、水酸基、カルバモイル基、エステル基、メルカプト
基、カルボニル基などを挙げることができる。

この中でも、カルボキシル基、水酸基、アミノ基、エス
テル基なとの官能基が好ましい。

このような脂肪族炭化水素誘導体としては、ワックス類
、脂肪酸、脂肪族アルコール、脂肪族アミド、脂肪族エ
ステル、脂肪族メルカプタン、脂肪族アルデヒド、脂肪
族ケトン等を挙げることができる。

そして、具体的には、 石油から分離精製された、いわゆるパラフィンワックス
、エチレンあるいはエチレンと他のα−オレフィンとを
共重合して得られる低分子量重合体である中低級ポリエ
チレンワックス、エチレン共重合ワックス、あるいは低
中高圧法ポリエチレンなどのポリエチレンを熱分解して
分子量を代下させたワックスおよびそれらのワックス酸
化物、あるいはマレイン酸変性などの変性ワックスなど
のワックス類 カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸
、ステアリン酸、オレイン酸なとの脂肪酸。

ラウリルアルコール、ミリスチルアルコール、セチルア
ルコール、ステアリルアルコールなとの脂肪族アルコー
ル： カプリンアミド、ラウリンアミド、バルミチンアミド、
ステアリルアミドなとの脂肪酸アミドステアリル酢酸エ
ステルなどの脂肪酸エステルエなどを挙げることができ
る。

本発明で用いられる脂肪族炭化水素誘導体としては、こ
のような官能基を１個以上有し、好ましくは１〜２個有
し、さらに好ましくは１個有する化合物なく用いられる
。

このような希釈剤は、超高分子量ポリプロピレンおよび
α−オレフィン系重合体に対して優れた分散性を有して
いる。

この分散性は、高倍率走査型電子顕微鏡を使用し、未延
伸糸の断面を観察することにより確認することができる
。すなわち、未延伸原糸を長手方向に直行するようにミ
クロトームなどの鋭利な刃で切断し、この断面かへキサ
ン、ヘプタンあるいは熱エタノールなどの抽出液に接触
するように未延伸原糸を浸漬して希釈剤を抽出除去した
後、抽出処理断面を走査型電子顕微鏡を用いて３０００
倍以上の倍率で観察すると、上記のような希釈剤を用い
て調製された未延伸原糸には０．１μｍ以上の陥没はほ
とんど観察されない。

このような希釈剤の量は、配合される化合物の種類によ
っても異なるが、超高分子量ポリプロピレンとａ−オレ
フィン系重合体との合ε１重量１００重量部に対して、
一般には１５〜１．２５０重量部、好ましくは１７．６
〜１１５０重量部の量で用いられる。

希釈剤の量が上記範囲よりも少ない場合には、紡糸原液
の粘度が高くなりすぎ、超高分子のエンタングルメント
（絡み合い）が多すぎて、分散や紡糸が困難になるばか
りではなく、得られる繊維の肌荒れおよび延伸切れを生
じやすくなる。一方、希釈剤の量か上記範囲より多いと
、超高分子のエンタンクルメントが少なすぎて、紡糸時
の曳糸性および繊維の延伸性が不十分になる。

なお、本発明において、上記の融点は、ＡＳＴＭＭ　Ａ
　３４１８により、示差走査型熱量計（ＤＳＣ）を用い
て測定した値である。

樹脂組成物の製造方法 本発明の樹脂組成物は、超高分子量ポリプロピレンおよ
びα−オレフィン系重合体、さらには希粗剤を公知の方
法に従って混合することにより調製することができる。

例えば、超高分子量ポリプロピレン延伸成形体形成用組
成物と希釈剤との混合は、使用する希釈剤の種類によっ
ても異なるか、一般に、スクリュー式押し出し機などを
用いて、１４０〜２８０℃、好ましくは１８０〜２１０
℃の温度で、さらに好ましくは１９０〜２００℃の温度
で混合を行うことが望ましく、上記温度範囲を逸脱して
混合温度か低いと超高分子量ポリプロピレンおよびａ−
本レフイン系重合体が希釈剤に分散しに＜＜ｔよｌ）、
その結果、紡糸により均一な未延伸成形体５．、　？Ｑ
にくくなる。一方、上記範囲より高い温度にて混乙を行
うと、超高分子量ポリプロピレンの分子量が低下するこ
とかあり、高強度の延伸成形体を得ることか困難になる
。

このような混合は、加熱可能な撹拌翼を備えた混合器に
よって行うことができ、また単軸あるいは多軸押し出し
機を用いて行うことも可能である。

このようにして調製された釦成物を紡糸圧ｉｒ＆として
用いることにより、引張り強度および伸び率の高い紡糸
体を製造することができる。

なお、上記のようにして本発明の組成物を製造する際に
は、超高分子量ポリプロピレンおよびα−オレフィン系
重合体の熱劣化を防止するために安定剤を配合すること
が望ましい。この場合に使用することかできる安定剤と
しては、例えば３．５−ジーｔｅｒｔ−ブチルー４−ハ
イドロキシトルエンおよびテトラキス［メチレン−３−
（３，５−ジーｔｅｒｔ−ブチルー４ハイドロキシフェ
ニル）プロピオネート］　メタンなとを使用することか
できる。

紡　　糸 上記のようにして得られた紡糸圧ｉ＆を用いて、一般に
溶融押し出し成形性を採用することにより紡糸すること
ができる。すなわち、紡糸原液を、たとえばスクリュー
式押し出し機のダイの紡糸口金から押し出すことにより
延伸用フィラメントが得られ、また、フラットダイから
押し出すことにより延伸用フィルムあるいはシートまた
はテープが得られ、さらにサーキュラ−ダイから即し出
すことにより、延伸中空糸成形用バイブか得られる。

本発明の組成物は延伸フィラメントの製造に特に有用で
あり、この際に、ダイの温度を１４０〜３００℃、特に
好ましくは１９０〜２００℃にすることにより、安定し
てフィラメントを紡糸することかできる。

このようにして得られたフィラメントは、そのまま使用
することができるが、係留ローブや牽引ローブ等の動索
として使用する場合には延伸することが好ましい。この
場合、紡糸口金から押し出された溶融物に張力をかけな
がら紡糸することにより、後の延伸工程における延伸性
が向上する。

この際のトラフト比は、通常は３〜１０００てあり、特
に１０〜１５０であることか好ましい。

このようにして押し出された紡糸原液は、風鈴や、冷媒
、例えば水、メタノール、エタノール、アセトン等の強
制冷却手段を用いて冷却することにより結晶化速度をコ
ントロールすることもてきる。

なお、ここで、ドラフト比は、紡糸口金の内径ＤＯと溶
融物を冷却固化して巻取った繊維径Ｄｉとの比を表し、
下式で定義される。

ドラフト比−Ｄｏ　／ＤＩ 延伸 このようにして得られた超高分子量ポリプロピレンの未
延伸成形体を延伸することにより伸び率か高く、しかも
引張り強度の高い繊維あるいはフィルムなどの延伸成形
体をｔ！ｌることかできる。

超高分子量ポリプロピレン威形体の延伸は、般に４０〜
２３０℃、好ましくは７０〜２１０℃、さらに好ましく
は９０〜１７０℃の温度にて行われる。

この未延伸成形体を前記温度に加熱保持するための熱媒
体としては、空気、水蒸気、液体媒体のいずれをも用い
ることかできる。

延伸に先たって、予め加えた希釈剤を未延伸成形体から
溶剤などにより抽出除去（溶出除去）あるいは惨出除去
することが好ましい。

ここで使用される抽出溶媒としては、未延伸成形体中に
含有される希釈剤を抽出すると共に、未延伸成形体を加
熱することかできる媒体を用いることか好ましく、この
ような媒体としては、沸点が延伸温度よりも高い溶媒を
使用することが好ましく、このような溶媒の具体的な例
としては、デカン、テトラリン、デカリン、灯油等を挙
げることができる。

なお、抽出溶媒と熱媒体とは、同一である必要はなく、
希釈剤の除去効果を有する抽出剤を用いて希釈剤を除去
した後、熱媒体中で未延伸成形体を加熱することもてき
る。

このようにして、希釈剤を抽出あるいは惨出除去して、
未延伸原糸中の希釈剤の量を通常は１０重量％以下、好
ましくは１．５重量％以下、さらに好ましくは０．５１
ｆ量％以下にする。

こうして希釈剤を除去した後、延伸することにより高強
度て破断点伸度が大きく且つエネルギー吸収特性に優れ
た延伸成形体を製造することができる。

そして、この際の延伸の程度は、少なくとも１軸方向に
分子配向が付与される程度におこなえばよい。

この延伸操作は、−段あるいは二段以上の多段のいずれ
によっても行うことができる。前記延伸操作は、一般に
は二段以上の多段延伸方式でおこなうことが有利であり
、−段目の延伸は６０〜１２０℃、好ましくは９０〜１
０５℃の比較的低い温度で行うことか好ましい。二段目
以降は１２０〜２３０℃の温度で、好ましくは１３５〜
１６５℃の温度で、しかも前段の延伸温度より１５〜２
０℃以上の高い温度差をつけた延伸温度で延伸するのが
好ましい。

また、延伸は、得ようとする延伸成形体の分子配向およ
び延伸の際の加熱温度なとによって異なるが、一般に３
倍以上、好ましくは１１３以上、さらに好ましくは１２
〜１．　Ｏ０倍の佑率となるように延伸操作を行うこと
か好ましい。

延伸成形体 上記のような超高分子量ポリプロピレン組成物から得ら
れた延伸成形体は、その組成が、極限粘度［ηコが少な
くとも５ｄｐ／ｇである超高分子量ポリプロピレンが５
０〜９９重量９６と、極限粘度［η］が少なくとも５ｄ
Ｎ／ｇであるα−オレフィン系重合体１〜５０重量％と
、希釈剤の含有率が１０重量％以下である。

そして、このようにして得られた延伸成形体の引張り弾
性率が１５ＧＰａ以下てあり、破断点強度が０．５ＧＰ
ａ以上であり、破断点伸度が２０％以上であり、また強
伸度曲線の５０％破断点強度より求めたエネルギー吸収
値か１ｋｇｆｍ／ｇ以上である。発明の効果 本発明に係る超高分子量ポリプロピレン組成物から、強
度が高く、破断点伸度か大きく、耐クリープ性に優れる
とともにエネルギー吸収値にち優れた超高分子量ポリプ
ロピレン延伸成形体を得ることがてきる。

そして、この延伸成形体は、係留ロープや牽引ロープ等
の動索、高強度マルチフィラメント、ひも、織布、不織
布なとの産業用紡織材料として有用である。。

また、フィラメントの形態の延伸成形体を、エポキシ樹
脂、不飽和ポリエステルなとの各種樹脂や合成ゴムなど
に対する補強繊維として用いると、この繊維は、高強度
でしかも密度が小さいことから、従来のガラス繊維、炭
素繊維、ボロン繊維、芳香族ポリアミド繊維を用いた成
形体に比べ、特に軽量化を図れるので有効である。

また、ガラス繊維なとと同様に、ＵＤ（ＬｉｎｉＬＤｉ
ｒｅｃｔｉｏｎ　）積層板、Ｓ　Ｍ　Ｃ（Ｓｈｅｅｔ　
ＭｏｌｄｉｎｇＣｏｍｐｏｕｎｄ）　、Ｂ　Ｍ　Ｃ（Ｂ
ｕｌｋ　Ｍｏｌｄｉｎｇ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ　）なとの
成形加工の際に使用することができ、］〕動車部品、ボ
ートやヨツトの構造体、電子回路用基板、音響材料なと
の軽量、高強度分野での各８複合材料への用途か期待さ
れる。

実施例 次に、実施例を挙げて本発明をより詳細に説明するが、
本発明はその要旨を越えないかきりこれらの例に同等制
約されるものではない。

実施例１ 極限粘度［η］か、１．４．６　ｄＮ　／ｇの超高分子
量ポリプロピレンの粉末９０ｇと、極限粘度［ηコが１
７．０ｄ（１／ｇの超高分子量ポリ−１−ブテンの粉末
１０ｇと、パラフィンワックス（融点−６９℃、分子量
−４６０）とを２０開φ　ｌ、／１）　−２０のスクリ
ュー式押し出し機を用いて樹脂温度２００℃で混合を行
って超高分子量ポリプロピレン樹脂組成物を調製した。

この際、プロセス安定剤として、３，５−ジーｔｅｒｔ
−ブチルー４−ハイドロキシトルエンおよびテトラキス
［メチレン−３（３，５−ジーｔｅｒｔ−ブチルー４−
ハイドロキシフェニル）プロピオネートコメタンを超高
分子量ポリプロピレンと超高分子量ポリ−１−ブテンと
の総和に対して各々０．１重量％添加した。

紡　　糸 上記のようにして調製した超高分子量ポリプロピレン組
成物を紡糸原液として溶融物を次の条件で紡糸し、繊維
を得た。

すなわち、２帥φの紡糸ノズルが装着されたプランジャ
ー型押し出し機により１９０℃の樹脂温度で、上記紡糸
原液を押し出した。

この押し出された溶融物を、約７０ｃｎ＋のエアキャッ
プ下で、２５℃の空気中で、ドラフト比３０でボビンに
巻取り原糸とした。

延　　伸 上記のようにして調製された繊維（原糸）を５台のゴデ
ツトロールと４個の延伸槽（槽長さ５０ｃｍ　）を用い
て連続延伸をおこなった。

すなわち、第１ゴデツトロールの回転速度を２５ｃｍ／
ｍｉｎに、第２ゴデツトロールの回転速度を１８７゜５
ｃｍ／ｍｉｎに、第３ゴデツトロールの回転速度を２４
３．　８ｃｍ／ｍｉｎに、第４ゴデツトロールの回転速
度を２９２．　６ｃｍ／ｍｉｎに、第５ゴデツトロール
の回転速度を３５０ｃｎ＋／ｍｉｎにし、４段延伸で総
延伸倍率を１４倍とした。

また、第１と２ゴデツトロ一ル間の延伸槽には、１００
℃のｎ−デカンを、第２と３ゴデツトロ一ル間の延伸槽
には、１２０℃のｎ−デカンを、第３と４ゴデツトロ一
ル間の延伸槽には、１４０℃のフルゾールＰ（サーマル
化学産業株式会社製熱媒）を熱媒として用い、第４と５
ゴデツ］・ロール間の延伸槽には、１６０℃のフルゾー
ルＰを熱媒として用いた。

また、延伸槽の有効長さはそれぞれ５０（イ）である。

ここで、総延伸倍率を、第５ゴデツトロールと第１ゴデ
ツトロールとの回転速度比により求めである。

得られた延伸繊維の引張り弾性率、破断点強度、破断点
伸度および５０９６強度でのエネルギー吸収値を表１に
示す。

なお、得られた延伸繊維の引張り弾性率、破断点伸度お
よび破断点強度を品性製作所側製オートグラフＤＣ５−
５０Ｍ型を用いて室温（２５℃）にて測定した。測定条
件をクランプ間の試料長２５ｍｎ＋、引張り速度２５ｍ
１ｌ／分、チャート速度２５０關／分に設定した。

たたし、引張り弾性率は２％歪における応力を用いて計
算しており、引算に必要な繊維断面積は、繊維の密度を
０．　９１　ｇ／ｃｍ”とし、試料の重量とからｉｔ　
Ｗにより求めた。

また、５０％強度におけるエネルギー吸収値は強伸度−
回復曲線の面積量より酊算で求めた。

なお、以下に記載する実施例および比較例において、引
張り弾性率、破断点強度、破断点伸度および５０％強度
てのエネルギー吸収値は、上記のようにして測定した。

実施例２ 実施例１において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度［η］が、１４．６ｄＤ／ｇの超高分子量ポリ
プロピレンの粉末８０．を使用し、α−オレフィン系重
合体として、極限粘度［η］が１．７．Ｏｄρ／ｇの超
高分子量ポリ−１−ブテンの粉末２　Ｑ　ｇを使用した
以外は同様にして超高分子量ポリプロピレン樹脂組成物
を調製した。

二〇組成物を原液として、実施例１と同様にして紡糸体
および延伸繊維を調製した。得られた繊維の総延伸倍率
は１３倍であった。

得られた延伸繊維の特性を表１に記載する。

実施例３ 実施例１において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度［η］か、１４．６ｄＮ／ｇの超高分子量ポリ
プロピレンの粉末５０ｇを使用し、α−オレフィン系重
合体として、極限粘度〔ηコが１７．０ｄＤ／ｇの超高
分子量ポリ−１−ブテンの粉末５０ｇを使用した以外は
同様にして超高分子量ポリプロピレン樹脂組成物を調製
した。

この組成物を原液として、実施例１と同様にして紡糸体
および延伸繊維を調製した。得られた繊維の総延伸倍率
は１２倍であった。

得られた延伸繊維の特性を表１に記載する。

実施例４ 実施例１において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度［η］が’１７．５ｄＤ／ｇの超高分子量ポリ
プロピレンの粉末８０ｇを使用し、α−オレフィン系重
合体として、極限粘度［η］が１２．０　ｄｇ／ｇの超
高分子量ポリ−１−ブテンの粉末２０ｇを使用し、樹脂
温度を２００℃にした以外は同様にして超高分子量ポリ
プロピレン樹脂組成物を調製した。

この組成物を原液として、実施例１と同様にして紡糸体
および延伸繊維を、Ｗ９製した。得られた繊維の総延伸
ｆ１３率は１２５陀てあった。

得られた延伸繊維の特性を表１に記載する。

実施例５ 実施例１において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度［ηコか、１７．５６Ｆ／ｇの超高分子量ポリ
プロピレンの粉末６５ｇを使用し、α−オレフィン系重
合体として、極限粘度［η］が１２．０ｄｆｉ／ｇの超
高分子量ポリ−１−ブテンの粉末３５ｇを使用し、樹脂
温度を２００℃にし７た以外は同様にして超高分子量ポ
リプロピレン樹脂組成物を調製した。

この組成物を原液として、実施例１と同様にして紡糸体
および延伸繊維を調製した。冑られた繊維の総延伸倍率
は１２．５倍であった。

得られた延伸繊維の特性を表１に記載する。

実施例６ 実施例〕において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度〔η］か、１７．５ｄＲ／ｇの超高分子量ポリ
プロピレンの粉末９０　ｇを使用し、α−オレフィン系
重合体として、極限粘度［η］が１２゜０ｄｌ）／ｇの
超高分子量ポリ−ｊ−ブテンの粉末１０ｇを使用し、樹
脂温度を２００℃にした以外は同様にして超高分子量ポ
リプロピレン樹脂組成物を調製した。

この組成物を原液として、実施例１と同様にして紡糸体
および延伸繊維を調製した。得られた繊維の総延伸倍率
は１６倍であった。

得られた延伸繊維の特性を表１に記載する。

比較例１ 実施例］において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度［η］が、１４．　６　ｄρ／ｇの超高分子量
ポリプロピレンの粉末８０　ｇ、を使用し、α−オレフ
ィン系Ｌ［！　６体として、Ｎ５限砧度［η］か４．８
ｄｕ／ｇの超高分子量ポリ刊−ブテ／の粉末２０ｇを使
用し、樹脂温度を２００℃にした以外は同様にして樹脂
組成物を調製した。

この樹脂組成物を用いて実施例１と同様の方法により紡
糸した後、９（］℃のｎ−デカノ中で延伸しようとした
が、原糸か溶解して延伸することかできなかった。

比較例２ 実施例１において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度［η〕か、１４．６＋ｌ／ｇの超高分子量ポリ
プロピレンの粉末１００ｇを使ＬｔＪし、ａ−オレフィ
ン系重合体を使用せずに、樹脂温度を２００　℃にした
以外は同様にして樹脂組成物を調製した。

この組成物を原ｌ＆として、実施例］と同＋１にして紡
糸体および延伸繊維を調製した。得られた繊維の総延伸
倍率は１２倍であった。

得られた延伸繊維の特性を表１に記載する。

比較例３ 実施例〕において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度［η］か、１７．５ｒｌβ／ｇの超高分子量ポ
リプロピレンの粉末１００　ｇ、を使用し、ａ−オレフ
ィン系重合体を使用せずに、樹脂温度を２００℃にした
以外は同社にして樹脂組成物を調製した。

この組成物を原波として、実施例１と同様にして紡糸体
および延伸繊維を調製した。得られた締。

維の総延伸倍率は１５倍であった。

得られた延伸繊維の特性を表１に記載する。

比較例４ 実施例１において、超高分子量ポリプロピレンとして、
極限粘度［η］か、１７．　６　ｄ＃　／ｇの超高分子
量ポリプロピレンの粉末８０ｇを使用シ、α−オレフィ
ン系重合体の代わりにエチレン−プロピレン共重合体（
ムーニー粘度−８０）を２０ｇ使用し、樹脂温度を２０
０℃とした以外は同様にして樹脂組成物を調製した。

この組成物を原液として、実施例１と同様にして紡糸体
および延伸繊維を調製した。得られた繊維の総延伸倍率
は１２．５倍であった。

得られた延伸繊維の特性を表１に記載する。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上である超高分子
   量ポリプロピレン５０〜９９重量部と、炭素数４〜１８
   のα−オレフィンから誘導される極限粘度［η］が５ｄ
   ｌ／ｇ以上であるα−オレフィン系重合体１〜５０重量
   部とからなることを特徴とする超高分子量ポリプロピレ
   ン組成物。
2. （２）極限粘度［η］が５ｄｌ／ｇ以上である超高分子
   量ポリプロピレン５０〜９９重量部と、炭素数４〜１８
   のα−オレフィンから誘導される極限粘度［η］が５ｄ
   ｌ／ｇ以上であるα−オレフィン系重合体１〜５０重量
   部と、融点が１０℃以上であり、かつ沸点が１３０℃以
   上である希釈剤とからなり、しかも該希釈剤が、超高分
   子量ポリプロピレンとα−オレフィン系重合体との合計
   １００重量部に対して、１５〜１２５０重量部の範囲内
   で含まれていることを特徴とする超高分子量ポリプロピ
   レン組成物。