JPH06511028A - プラストマー相溶化ポリエチレン/ポリプロピレンブレンド - Google Patents

プラストマー相溶化ポリエチレン/ポリプロピレンブレンド

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JPH06511028A
JPH06511028A JP5506182A JP50618293A JPH06511028A JP H06511028 A JPH06511028 A JP H06511028A JP 5506182 A JP5506182 A JP 5506182A JP 50618293 A JP50618293 A JP 50618293A JP H06511028 A JPH06511028 A JP H06511028A
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    • DTEXTILES; PAPER
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    • D04H1/56Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by welding together the fibres, e.g. by partially melting or dissolving in association with fibre formation, e.g. immediately following extrusion of staple fibres

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】 本発明はポリエチレンとポリプロピレンのブレンドに関し、特に、例えば、不織 布において使用される繊維ような用途に適するように、低分子量プラストマーで 相溶化されているブレンドに関する。
発明の背景 使い捨ておむつ及び衛生ナプキン用のインナーカバーの原料のような用途におい て使用できるポリオレフィン繊維に対する大きな需要が存在する。このような用 途においては、繊維は不織布に形成されるが、これは、柔らかい風合い(皮膚に 対する心地好い感触)、軽量さ、及び高い引張り強さを含む特定の特性的要件を 有している。繊維は幾つかの従来的技術によってお互いに結合されて不織布を形 成する。例えば、ニードルパンチ法は繊維を絡み合わせて結合させて布にする。
繊維の結合は繊維のウェブ上に接着剤の溶液を付着させることによっても達成で きるが、接着剤から溶媒を除去するために追加の処理とエネルギーを必要とする 。
もう一つの方法は、布巾の大部分のばら繊維よりも低い融点を有する結合繊維を 使用することであった。結合繊維は加熱されてばら繊維を融着して不織布を形成 する。
繊維の製造においてポリエチレンを使用するために、従来技術においては様々な 試みがなされてきた。ポリエチレンとポリプロピレンを含む繊維が不織布の製造 に使用されてきている。ポリプロピレンは高い強度と良好な加工性で知られてい るが、柔軟さを欠く (風合いが悪い)という欠点を有している。一方、ポリエ チレンは良好な風合いで知られているが、強度と加工性の点で劣っている。特性 の良好なバランスを有する繊維を形成するためのポリエチレンとポリプロピレン のブレンド、即ち、ポリエチレンの風合いとポリプロピレンの強度及び加工特性 を有するポリオレフィンは、長くめられていた目標であった。しかしながら、ポ リエチレンとポリプロピレンの両方を含むポリオレフィン繊維の製造において問 題が生じた。低密度ポリエチレン(L D P E)と高密度ポリエチレン(H DPE)が二成分系繊維形成ポリマーとして使用されているが人気はない。
なぜなら、これらのポリエチレンを使用して製造された不織布は好ましくないほ ど堅く柔らかい感触がしないからである。線状低密度ポリエチレン(LLDPE )とポリプロピレンは一般に非混和性及び非相溶性である。それらを含む二成分 繊維は「二成分系(bicomponent)j形態を有している。即ち、ポリ エチレンとポリプロピレンは、一方の成分のフィブリルが他方のマトリックス中 に分散しているのではなく、共連続相(並列又はさや/核状)として繊維中に存 在している。このことは様々な加工上の問題をもたらし、これらの問題は一般に 特定の密度とメルトインデックス又はメルトフロー比を有するポリエチレンとポ リプロピレンの賢明な選択によって解決をはかられている。
米国特許第4.874.666号には、25〜100 dg/分のメルトインデ ックス(Mりと25 cal/ g未満の融解熱を有する線状低密度ポリエチレ ン(LLDPE)50重量%以上と20dgZ分未膚の溶融流量(MFR)を有 する結晶性ポリプロピレン50重量%未満を含むブレンドを溶融紡糸することに よって製造された二成分繊維が教示されている。これらの繊維は比較的高い紡糸 速度で製造できると記載されている。しかしながら、LLDPEのMlが25未 満の場合繊維が高速紡糸では製造できないこと、及びLLDPEのMIが100 より高い場合その粘度がポリプロピレンと合わず、そのため溶融紡糸中に均一な ブレンドが得られず、押し出されるフィラメントが紡糸口金から出るとしばしば 切れるという重大な欠陥が生じることが教示されている。同様に、均一なブレン ドを得るためには、LLDPEは低い融解熱を持たなければならないことが教示 されている。また、結晶性ポリプロピレンは20を越えるMFRを持てず、そう でなければLLDPEとの均一な混合が公知の一般的に使用されている紡糸装置 では得られず、その結果、ブレンドを高速で紡糸するとき大きな困難が生じるこ とが教示されている。紡糸された繊維中のLLDPEは連続相であり、ポリプロ ピレンは分散相であること、及びLLDPEとポリプロピレンとの間の溶融粘度 の大きな相違が分散ポリプロピレンの粒度をスムーズな高速紡糸には大きすぎる ほど大きくすることも教示されている。
米国特許第4.839.228号には、繊維を製造するための、プロピレンと2 0乃至45重量%のLLDPE又はLDPE又はHDPEとの二成分(two− part)ブレンドが開示されている。
米国特許第4.748.206号には、成形品に使用される、20乃至70重量 %の結晶性ポリプロピレン、10乃至50重量%の非晶質コポリマー(EPR)  、5乃至50重量%のエチレン/アルファーオレフィンコポリマー、典型的に は、ULDPE。
及び5乃至30重量%のLLDPE又はHDPEの四成分ブレンドが開示されて いる。
米国特許第4.634.735号には、成形品の製造用の、50乃至97重量% のアイソタクチックポリプロピレン、2乃至49重量%のエラストマー(EPR )、及び1乃至30重量%の0.935までの密度を有するLLDPEの三成分 ブレンドが開示されている。
JP9043043−Aには、フィルムの製造用の、100重量部のポリプロピ レン、3乃至10重量部のLLDPE、及び5乃至15重量部のエラストマー、 典型的にはEPHの三成分ブレンドが開示されている。
米国特許第4.833.195号には、フィルム及び布の製造用の三成分ブレン ドであって、オレフィン性エラストマー、典型的にはEPR,及び官能基を有す る熱可塑性オレフィン、典型的にはLLDPEとブレンドされたオリゴマー性又 は分解ポリオレフィンが開示されている。
最後の四つの引例は全て、プラストマーではなくエラストマーを含むブレンドを 開示している。以下で説明するように、プラストマーはエラストマーとは大きく 異なる。簡単に述べると、本発明のプラストマーはエラストマーよりも高い結晶 性を有し、これは特に予想外に高い強度と磨耗抵抗性をもたらす。
図面の簡単な説明 第1図はMwとムーニー粘度の関係を表すグラフである。
発明の要約 本発明によれば、繊維及び不織布の製造に特に有用なポリエチレン/ポリプロピ レンブレンドが提供される。低分子量プラストマーを相溶化剤として使用するこ とによって、線状低密度ポリエチレン(L L D P E)をポリプロピレン の一般に連続なマトリックス中に分散できることが判明した。この分散体はポリ プロピレンのマトリックス相中に分散したLLDPEの比較的小さい粒子をもた らし、このことは強度と風合いの良好なバランスを有する溶融紡糸又は溶融ブロ ーン(melt blown)繊維にブレンドを加工するのを容易にする。
一般に、本発明に従って、結晶性ポリプロピレン、LLDPE、及びプラストマ ーから成る本発明のポリエチレン/ポリプロピレンブレンドが提供される。ポリ プロピレンはブレンドの約50重量%以上を構成するのが好ましい。LLDPE はブレンドの少なくとも約10重量%であるが、約50重量%以下であるのが好 ましい。LLDPEはポリプロピレンのマトリックス中に分散される。プラスト マーは相溶化剤として作用し、従って、プラストマーの相溶化量が存在する。プ ラストマーは、約5000乃至約50.000の重量平均分子量、約0.865  g/crn”乃至約0.90g/cm3の密度、及び一般に50 dg/分よ り大きいメルトインデックスを有するエチレン/アルファーオレフィンコポリマ ーである。
もう一つの面において、本発明はプラストマーで相溶化されたポリエチレン/ポ リプロピレンブレンドから製造された繊維を提供する。溶融紡糸繊維は、ポリプ ロピレンが約20乃至約50 dg/分、好ましくは少なくとも約35 dg/ 分の溶融流量を有するブレンドから調製するのが好ましい。溶融ブローン繊維は 、ポリプロピレンが約400乃至約1000 dg/分の溶融流量を有するブレ ンドから調製するのが好ましい。いずれの場合も、ポリプロピレンは約4未満、 特に約1.5乃至約2.5のMW/M nを有する制御されたレオロジーのもの であるのが好ましい。
LLDPEはエチレンと少なくとも1種の04〜C1□アルフアーオレフインと のコポリマーを含み、約0.915乃至約0.94g/c加3の密度、及び約1 0乃至約100 dg/分のメルトインデックスを有するのが好ましい。
本発明のさらに別の面において、相溶化されたポリエチレン/ポリプロピレンの 溶融紡糸又は溶融ブローンブレンドから製造された不織布が提供される。
発明の詳細な説明 本発明のブレンドは、必須成分として、結晶性ポリプロピレン、線状低密度ポリ エチレン(LLDPE) 、及びプラストマーを含む。第1の成分は、好ましく はブレンドの少なくとも約50重量%以上の量のポリプロピレンであり、約50 乃至約85重量%がより好ましく、約55乃至約80重量%がより好ましく、約 60乃至約75重量%がさらに好ましい。使用されるポリプロピレンの量が不十 分であると、ブレンドの強度特性に悪影響を与える。使用されるポリプロピレン の量が多すぎると、相溶化されたポリエチレンの存在によって与えられるブレン ドの特性、即ち、改良された風合いが得られない。
ポリプロピレンは一般に結晶性であり、例えば、アイソタクチックである。ポリ プロピレンは、一般に、高分子量ポリプロピレン(これは本技術分野で公知の温 度/条件下チーグラー−ナツタ触媒の存在下にプロピレンを重合することによっ て製造される)に過酸化物又はその他のラジカル開始剤を用いて従来的な制御さ れた流動学的処理を施してより低い分子量と狭い分子量分布を有するポリプロピ レンを提供することによって製造される。ポリプロピレンは約4未満、特に約1 .5乃至約2.5のMw/Mnを有するのが好ましい。ポリプロピレンのMFR はブレンドの意図する用途によって異なる。例えば、ブレンドが溶融紡糸されて 繊維になる場合、ポリプロピレンのMFRは少なくとも20 dg/分であるべ きであり、好ましくは少なくとも約35 dg/分である。一般により低い溶融 粘度を必要とする溶融ブローン繊維に対しては、ポリプロピレンは約400乃至 約1000 dg/分の範囲内のMFRを有するべきである。本明細書中で使用 されているポリプロピレンのMFRはASTM D−1238,条件りに従って 測定される。そのようなポリプロピレンは本技術分野で公知であり、市販されて いる。
本発明のブレンド及び繊維中で使用されるLLDPEは、エチレンと3乃至約1 2、好ましくは4乃至8の炭素原子を有する少なくとも1種のアルファーオレフ ィンとのコポリマーである。アルファーオレフィンコモノマー(1種以上)は一 般にLLDPEの約1乃至約15重量%を構成する。LLDPEは一般に約0、 915乃至約0.94g/am’の密度及び約10乃至約100 dg/分のM lを有する。本明細書中で使用されているLLDPEのMlはASTM D−1 238,条件Eに従って測定される。
LLDPE成分は所望の特性、例えば、強度及び加工性のようなポリプロピレン の望ましい特性をあまり損なうことなく改良された風合いを得るのに十分な量で ブレンド中に存在していなければならない。LLDPEはブレンドの約10乃至 約50重量%を構成するのが好ましく、約15乃至約40重量%がより好ましく 、約20乃至約30重量%がさらに好ましい。
プラストマーは低分子量のエチレン/アルファーオレフィンコポリマーであり、 一般に熱可塑性(thera+o匹astic)物質とゴム弾性(ela旦on eric)物質の中間の特性を有し、従って、「プラストマー(plastom er)Jという用語がつけられている。本発明のブレンド及び繊維中で使用され るプラストマーは、ウェルボーン(felborn)の欧州特許第29.368 号、ターナ−(Tarner)の米国特許第4.752,597号、ウェルボー ンの米国特許第4.808.561号及び第4.897.455号に開示されて いる触媒のような単−座メタワセン触媒を使用する線形様式(linear f ashion)において重合された、エチレンと少なくとも1種のC1〜C2゜ アルファーオレフィン、好ましくは04〜C8アルフアーオレフインを含む。上 記の特許は引用によって本明細書中に組み入れられている。アルファーオレフィ ンコモノマーは約5乃至25モル%の量で存在でき、約7乃至約22モル%が好 ましく、約9乃至約18モル%がより好ましい。一般にプラストマーは約0.8 65乃至約0.90g/cm’の範囲内の密度を有する。プラストマーは一般に 約5000乃至約50.000の範囲内のMwを有し、約20.000乃至約3 0.000が好ましい。プラストマーのメルトインデックスは、ASTMD−1 238,条件Eに従って測定して、一般に約50 dg/分より大きく、約50 乃至約200 dg/分が好ましい。プラストマーは、LLDPE/ポリプロピ レンブレンドを相溶化するのに十分な量、即ち、ポリプロピレン中へのLLDP Hの分散を容易にするのに十分な量で使用される。過剰な量のプラストマーの使 用を避けてポリマーの望ましい強度特性に悪影響を与えないようにするのが好ま しい。プラストマーは約2乃至約15重量%の量で使用するのが好ましく、約5 乃至約12重量%がより好ましい。プラストマーはまた少なくとも10%、好ま しくは15乃至約25%のX線結晶度によっても特徴付けられる。
プラストマーは幾つかの重要な点でエラストマーとは異なる。エラストマーは典 型的には0.86乃至0.875の密度と高い分子量(100,000+Mw) を有し、一般に、タイヤ、車のバンパー、その他のような成形品を製造するのに 使用され、本発明のプラストマーは0.88乃至0.90の密度と5.000乃 至50.000のMwを有する。
さらに、プラストマーとエラストマーは固有の特性において異なる。プラストマ ーはエラストマーより高い結晶度を有し、このことは増加した引張り強さとより 大きい耐磨耗性に寄与する。結晶性の低いエラストマーは一般にそのような引張 り強さと耐磨耗性を持たない。その結果、プラストマーはエラストマーと異なり 充填剤及び/″又は架橋に対する必要がなくそのまま使用できる。プラストマー とエラストマーの間の特性上の相違を証明するデータを第1表に示す。
第1表・エチレン/アルファーオレフィンエラストマーとプラストマーの間の分 Mw(重量平均)42,000 97,000 100,000密度(g/c膳 3)0.901 0.872 0.86661、物理的特性はそのままのベース ポリマーの圧縮成形パッドについて測定した。
2、 X線結晶度はX線回折法(エル・イー・アレキサンダー(L、 E、^1 exander)のX−ra Diffraction Methods in  Pol met 5cience、ワイリー(インターサイエ:/ス) (f iley (Interscience))、ニューヨーク、1969、を参照 のこと)によって測定した。
第1表のデータは、本発明のプラストマーの分子量がエラストマー生成物の半分 未満であるにもかかわらず、そのままのプラストマーが、エラストマー生成物と は対照的に、物理的特性のより良好なバランス、即ち、>1000 psiの破 断点引張り強さ、>100 ft、lb/in2の引張り衝撃強さ、〉80のシ ョアA硬度を与えることを示している。
第1表は、プラストマーがエラストマーよりも良好な引張り強さ、良好な衝撃強 さ、耐磨耗性(より高い硬度値にもかかわらず)を有していることを示している 。予想されたパターン、即ち、Mwが低下するにつれて強度特性が低下するとい う予想とは正反対に、より低い分子量の生成物でより良好な特性が達成される。
より技術的に述べると、エチレン/アルファーオレフィンエラストマーに対して プラストマーを区別する重要な分析的特徴は、より低い分子量とより高い結晶度 (又は密度)である。エチレン/アルファーオレフィンエラストマーの大部分は 〉20ム一ニー粘度(125℃で)であり、これは分子量を特徴付けるために一 般に使用されている単位である。ムーニー粘度>20 (125℃で)は分子量 (Mw。
重量平均)>100.000を意味する(ムーニー粘度とMwの関係を示す第2 図を参照のこと)。これと対照的に、本発明のプラストマーは< 100.00 0のMwのポリマーを含む。結晶度に関しては、エチレン/アルファーオレフィ ンエラストマーは実質的に非晶質であり、一般に〈7%のX線結晶度水準(密度 < 0.875g/am’)を有する。これと対照的に、本発明のプラストマー は大部分がン0.875g/cm3のポリマーを含む。より詳細に述べると、0 .89g/cI++’又は約20%の結晶度及び20.000乃至30.000 のMwを有するプラストマーは、一般に受け入れられているエチレン/アルファ ーオレフィンエラストマーの定義の範囲外であることは明らかであり、エチレン /アルファーオレフィンエラストマーを製造するために一般に使用されている標 準的製造装置/方法では製造できなかった。上で強調した分析的相違は特性及び 性能上の相違を説明する。例えば、エチレン/アルファーオレフィンエラストマ ーは実質的に非晶質であるから、それらは劣った固有引張り特性、低い磨耗抵抗 性(例えば、低い硬度)、及び低いモジュラスを有する。
従って、それらは充填及び/又は架橋されずに使用されることはめったにない。
その代わり、それらはその他のポリマーとブレンドされて有用な強度特性が導入 される。これと対照的に、プラストマーは適切な固有の引張り及び耐衝撃特性を 提供するので、充填及び/又は架橋の必要なくそのまま使用できる。この実際的 な相違を示す例は第1表に与えられている。
プラストマーをエラストマーから区別するもう一つの方法はブレンド中でそれら を使用することである。エチレン/アルファーオレフィンエラストマーの重要な 商業的用途はその他のポリマーとのブレンドにおけるものである(例えば、衝撃 強度を上げるためのポリプロピレンとのブレンド)。ブレンドのパートナ−同の サイズが小さくなることは本技術分野で公知である。粒度が小さくなればなるほ ど(一般に1〜2ミクロン以下)良好な機械的特性(例えば、耐衝撃性)を提供 することもよく知られている。プラストマーはこの分野においてエチレン/アル ファーオレフィンエラストマーとは異なる応答を与える。それらの低い分子量は 、標準的な混合技術を使用して容易なブレンドを可能にし、好ましい小さい粒度 の良好に分散されたブレンドを与える。これと対照的に、エチレン/アルファー オレフィンエラストマー(分子量がより高い)とのブレンドの粘度の適合は劣る 。良好な分散及び好ましい小さい粒度を達成するためには、特殊な混合装置/混 合方法が一般に必要とされる。プラストマーの分子量が低いということは分散が 良好であることを意味している。このことはより速くより簡単な加工に寄与して いる。従って、これらのブレンドは、高いMwのエラストマーとは異なり、高価 な調整装置を作る必要なく、標準的機械で加工できる。
本発明のブレンドは比較的少量の従来的ポリオレフィン用添加剤、例えば、着色 剤、顔料、紫外線安定剤、酸化防止剤、熱安定剤、及びブレンドの望ましい特性 をあまり損なわない類似物も含むことができる。しかしながら、本発明のブレン ドはブレンド成分同志の相溶性に悪影響を与える添加剤、及び特にブレンドから 繊維を形成する能力に悪影響を与える成分を本質的に含むべきではない。
ブレンド成分は、例えば、ロールミル、バンバリーミキサ−、ブラベンダー、押 出し機などのような従来的ブレンド装置を使用してどのような順序でもブレンド することができる。連続ポリプロピレンマトリックス中に相溶化されたLLDF ’E粒子を良好に分散させるためには混合押出し機を使用するのが好ましい。未 配向状態、即ち、繊維の形成又はその他の機械的延伸の前は、ブレンドはポリプ ロピレン中に懸濁し、たLLDPHの比較的微細な粒子の分散体によって特徴付 けられる。もちろん、ブレンドが繊維の形成又はその他の機械的延伸技術によっ て配向されたとき、粒子は球というよりもむしろ楕円体及び/又はフィブリル状 になる。球状のLLDPEfi子は一般に約30ミクロン未満の粒度を有し、好 ましくは約1乃至約5ミクロンの粒度を有する。このことはプラストマー相溶化 剤を使用せずに調製された従来技術のブレンドと極めて対照的であり、プラスト マー相溶化剤を使用しないと分散相の粒子が大きくなり、極端な場合、共連続相 (cocontinnous phase)をもたらし、これは繊維の形成に悪 影響を与える。
本発明のブレンドは、従来的繊維形成装置、例えば、溶融紡糸用に通常使用され る装置又は溶融ブローン繊維を形成するための装置、又は類似物、を使用して繊 維に形成することができる。溶融紡糸においては、モノフィラメント又は微細デ ニール繊維のいずれの場合も、高い溶融強度が一般に必要とされ、ポリプロピレ ンが約20乃至約50 dg/分のMFRを有するのが好ましい。ポリプロピレ ンの約35 dg/分の目標MFRが通常適切である。典型的溶融紡装置糸は混 合押出し機を含み、混合押出し機は紡糸ポンプを供給し、紡糸ポンプは機械的フ ィルターと内部に複数の押出し穴を有する紡糸口金にポリマーを供給する。紡糸 口金から形成された一本以上のフィラメントはポリオレフィンが固化して繊維を 形成した後巻取ロールに巻き取られる。所望により、繊維に、加熱して又は低温 でさらに延伸を施すことができ、また、例えば、ジェットテキスチャライシング (jettexturizing)、スチームジェットテキスチャラインング、 スタッフィングホックス処理、ステープルへの切断又はクリンプ加工などのよう なテキスチャラインングも施すことができる。
溶融ブローン繊維の場合、溶融物がダイのオリフィスでばらばらになって空気の 通過によって短い繊維に延伸され、繊維は付着し所望により加熱されていてもよ いスクリーン又はロール上にマット又はウェブとして巻き取られる前に固化する ように、ブレンドは一般的に高圧の空気又はその他の不活性ガスとともに押出し ダイに供給される。溶融ブローン繊維の成形は一般に低い溶融粘度の材料を必要 とし、このため、溶融ブローン繊維の成形においては約400乃至約1000  dg/分の範囲内のMFRを有するポリプロピレンを使用するのが望ましい。
好ましい実施態様において、本発明のブレンドは不織布を形成するのに使用でき る。繊維は、例えば、ニードルパンチ、接着結合剤、結合剤繊維、熱エンボスロ ールカレンダリングなどのような従来技術を使用して結合できる。特に好ましい 実施態様において、本発明の繊維は、外側の溶融紡糸層の間に付着した溶融ブロ ーン繊維の内側層に結合した溶融紡糸繊維の向がい合わせの外側層を有する布を 形成するのに使用できる。典型的には、各々の外側層は内側層よりも約5乃至約 10倍厚い。本発明により製造された溶融紡糸繊維は片側又は両側の外側層とし て使用するのが好ましく、本発明の溶融ブローン繊維は内側の溶融ブローン繊維 層用である。しかしながら、所望により、片側又は両側の紡糸結合層に対して異 なる材料を使用することができ、或いは溶融ブローン繊維層に対して異なる溶融 ブローン繊維を使用することができる。従来的加熱カレンダリング装置を使用し て、外側層よりも簡単に溶融する内側層を少なくとも部分的に溶融させるのに十 分な程度に複合層化構造体を加熱することによって、外側の溶融紡糸層を中間の 溶融ブローン繊維層に結合させることができる。よく知られているように、不十 分な加熱は繊維を結合させるのに不適切であり、一方、過剰な加熱は内側及び/ 又は外側層の完全な溶融と気孔の形成を生じる可能性がある。冷却すると、内側 の溶融ブローン繊維層が隣接する外側層の繊維に融着し外側層と結合する。
本発明のブレンドは、繊維が並列(side−by−side)又はさや/核( sheath−core)配置で第2の成分を含む二成分系繊維の1成分として も使用できる。例えば、ポリプロピレン/ポリエチレンテレフタレート(PET )二成分系の形成用として知られている装置と方法を使用して、ポリプロピレン /LLDPEブレンド及びPETを並列又はさや/核二成分繊維に形成すること ができる。
本発明を以下の実施例で説明する。
実施例1 70/20/10の重量比率のポリプロピレン、LLDPE、及びプラストマー を一緒にブレンドして、評価用にプレスフィルムとモノフィラメントに形成した 。
ポリプロピレンは1.0のMFRのポリプロピレンから過酸化物処理して35の MFRの制御されたレオロジーのポリプロピレンを得ることによって製造した。
LLDPEはエチレンと4重量%の1−ブテンのコポリマーであり、0.924  g/C!13の密度と220M1を有していた。プラストマーは120のMl と0.89 g/cm3の密度を有するエチレン−ブテンコポリマーであった。
ブレンドをグラベンダーミキサー中170〜200℃で5〜10分間約60〜8 0 rpmの混合ヘッド速度で混合した。ブレンドをカーバー(Carver) プレス機を使用して約100 psi、170〜200℃で約1〜4分間プレス してフィルムにした。実施例1の組成物を後述の第2表中にまとめる。プレスさ ねたフィルムの低電圧走査電子顕微鏡写真は分散形態であることを示し、そこて は■、LDPEがポリプロピレンの連続相中に分散していた。LLDPE粒子は 1〜2ミクロンの範囲の大きさだった。このフィルムは、4110 psiの破 断応力、10%の破断歪、104.000 psiのモジュラス、及び51bs /inの衝撃強さを有していた。これらの物理的特性を後述の第3表中にまとめ る。ブレンドはまた特殊1穴ダイ装置を使用して繊維に形成したが、この装置に おいてポリマーブレンドをメルトインデックス測定装置に似た装置中180〜2 50℃で溶融させ、ダイから繊維が切れるまで次第にスピードを速くしながら巻 取スプールによってダイの穴から延伸1.た。繊維は2.4のコンプライアンス を示し、440フィート/分の速度で紡糸でき、そして3.2gの溶融強さを有 していた。繊維の形成と形態を後述の第4表中にまとめる。
実施例2 実施例1の装置と方法を使用して、60重量%のポリプロピレン、30重量%の LLDPE、及び10重量%のプラストマーから成る類似のブレンドを製造した 。
ポリプロピレンは過酸化物処理によって1.0のMFRのポリプロピレンから製 造された400のM F Rの制御されたレオロジーのポリプロピレンであった 。
LLDPEはエチレンと28モル%の1−オクテンのコポリマーであり、約0. 92g/’Cln3の密度と117のMIを有していた。実施例1と同じプラス トマーを使用した。実施例2の組成物を後述の第2表中にまとめる。ブレンドの 低電圧走査電子顕微鏡写真は分散形態であることを示し、そこではLLDPEが ポリプロピレンの連続相中に分散していた。LLDPE粒子は1〜30ミクロン の範囲の大きさだった。このポリプロピレンのMFRは機械的試験用のフィルム や1穴ダイ装置から繊維を製造するには高すぎた。このブレンドは許容可能な特 性を有する溶融ブローン繊維にされた。
比較実施例A 実施例1の装置と方法を使用して、60重量%のポリプロピレン、40重量%の LLDPE、及びプラストマー無しのブレンドを製造した。実施例1の相溶化さ れたポリプロピレン/LLDPEブレンドとは対照的に、比較実施例Aは高いコ ンプライアンス(5,1)を有し、低速度(24oフィート/分)でしが紡糸で きず、低い溶融強さとポリプロピレンの連続相中に幾らかのLLDPEが分散さ れている共連続形態を示した。組成、物理的特性、及び紡糸と形態的特徴を後述 の第2.3.4表中にまとめる。
比較実施例B 実施例1の装置と方法を使用して、47.5重量%のポリプロピレン、47.5 重量%のLLDPE、及び5重量%のプラストマーのブレンドを製造した。実施 例1の相溶化されたポリプロピレン/LLDPEブレンドとは対照的に、比較実 施例Bは低速度(25フィート/分以下)でも紡糸できず、共連続形態を示した 。組成、物理的特性、及び紡糸と形態的特徴を後述の第2.3.4表中にまとめ る。
第2表 1、35MFR;2.5Mw/Mn 2、22MI;0.924 g/cll13;4wtXブテン3、120MI; 0.89 g/am’;ブテン−1コポリマー4、400MFR;3.7Mw/ Mn 5、117MI;0.92 g/cm3;2.8 mole%1−オクテン第3 表 第4表 N/A =データが得られない 以上の記載から、ポリプロピレンか主成分である相溶化されたポリプロピレンと LLDPHのブレンドかプラストマー相溶化剤を使用することによって製造でき ることが分かる。これと対照的に、相溶化剤を使用せずに製造されたブレンドは 繊維の簡単な形成に必要な特性を有しておらず、機械的特性が劣っている。しか しながら、以上の教示は本発明を説明するためのものであり、最良の態様であり 、本発明を限定するためのものではない。以上の説明から当業者は様々な改良や 変更を思い付(だるう。添付の請求の範囲の範囲及び精神に含まれるそのような 改良や変更は全て請求の範囲に包含されるものである。
上」Lld〔1止ニと呈色 L3囮旦Lユ 補正書の写しく翻訳文)提出帯(特許法第184条の8)1 特許出願の表示 PCT/US92107812 2 発明の名称 プラストマー相溶化ポリエチレン/ポリプロピレンブレンド3 特許出願人 住 所 アメリカ合衆国、テキサス州 77520、ペイタウン、ヘイウェイ・ ドライブ 5200 名 称 エクソン・ケミカル・バテンツ・インク4代理人 住 所 東京都千代田区永田町1丁目11番28号相互永田町ヒルディング8階 張り強さと耐磨耗性を持たない。その結果、プラストマーはエラストマーと異な り充填剤及び/又は架橋に対する必要がなくそのまま使用できる。プラストマー とエラストマーの間の特性上の相違を証明するデータを第1表に示す。
町1」二巨乙盪二:拙二Ω三■二2虹1ひ二≦1迂析的及び特性/性能的相違 MW(重ji平均) 42.000 97,000 100.000密度(g/ cm3) 01901 0.872 0.86661、物理的特性はそのままの ベースポリマーの圧縮成形パッドについて測定した。
2、 X線結晶度はX線回折法(エル・イー・アレキサンダー(L、E、 Al exander)のX−ra Diffraction Methods in  Pol met 5cience、ワイリー(インターサイエンス) (Ii ley (Interscience))、ニューヨーク、1969、を参照の こと)によって測定した。
第1表のデータは、本発明のプラストマーの分子量がエラストマー生成物の半分 未満であるにもかかわらず、そのままのプラストマーが、エラストマー生成物と は対照的に、物理的特性のより良好なバランス、即ち、> 1000 pst( 6,89511Pa)の破断点引張り強さ、>100 ft、 lb/1n2( 6,9X 10’ N/Mりの引張り衝撃強さ、〉80のショアA硬度を与える ことを示している。
第1表は、プラストマーがエラストマーよりも良好な引張り強さ、良好な衝撃強 さ、耐磨耗性(より高い硬度値にもかかわらず)を有していることを示している 。予想されたパターン、即ち、Mwが低下するにつれて強度特性が低下するとい う予想とは正反対に、より低い分子量の生成物でより良好な特性が達成される。
より技術的に述べると、エチレン/アルファーオレフィンエラストマーに対して プラストマーを区別する重要な分析的特徴は、より低い分子量とより高い結晶度 (又は密度)である。エチレン/アルファーオレフィンエラストマーの大部分は 〉20ム一ニー粘度(125℃で)であり、これは分子量を特徴付けるために一 般に使用されている単位である。ムーニー粘度>20 (125℃で)は分子量 (Mw。
重量平均)>100.000を意味する(ムーニー粘度とMwの関係を示す第2 図を参照のこと)。これと対照的に、本発明のプラストマーは< 100.00 0のMwのポリマーを含む。結晶度に関しては、エチレン/アルファーオレフィ ンエラストマーは実質的に非晶質であり、一般にく7%のX線結晶度水準(密度 < 0.875g/c1)を有する。これと対照的に、本発明のプラストマーは 大部分が>0.875g/cm3のポリマーを含む。より詳細に述べると、0. 89g/cm’又は約20%の結晶度及び20.000乃至30.000のMw を有するプラストマーは、一般に受け入れられているエチレン/アルファーオレ フィンエラストマーの定義の範囲外であることは明らかであり、エチレン/アル ファーオレフィンエラストマーを製造するために一般に使用されている標準的製 造装置/方法では製造できなかった。上で強調した分析的相違は特性及び性能上 の相違を説明する。例えば、エチレン/アルファーオレフィンエラストマーは実 質的に非晶質であるから、それらは劣った固有引張り特性、低い磨耗抵抗性(例 えば、低い硬度)、及び低いモジュラスを有する。
従って、それらは充填及び/又は架橋されずに使用されることはめったにない。
その代わり、ぞれらはその他のポリマーとブレンドされて有用な強度特性が導入 LLDPEはエチレンと4重量%の]−−ブテンのコポリマーであり、0.92 4 g/am3の密度と22のMIを有していた。プラストマーは120のMI と0.89 g/crn3の密度を有するエチレン−ブテンコポリマーであった 。ブレンドをグラベンダーミキサー中170〜200℃で5〜10分間約60〜 80 rp+uの混合ヘッド速度で混合した。ブレンドをカーバー(Carve r)プレス機を使用して約100 psi、170〜200℃で約1へ4分間プ レスしてフィルムにした。実施例1の組成物を後述の第2表中にまとめる。プレ スされたフィルムの低電圧走査電子顕微鏡写真は分散形態であることを示し、そ こではLLDPEがポリプロピレンの連続相中に分散していた。
LLDPE粒子は1〜2ミクロンの範囲の大きさだった。このフィルムは、41 .10psi(2g、3 MPa)の破断応力、10%の破断歪、104.00 0 psi(717,1菖I’a)のモジュラス、及び51bs/inの衝撃強 さを有していた。これらの物理的特性を後述の′s3表中にまとめる。ブレンド はまた特殊1穴グイ装置を使用して繊維に形成したが、この装置においてポリマ ーブレンドをメルトインデックス測定装置に似た装置中180〜250℃で溶融 させ、グイから繊維が切れるまで次第にスピードを速くしながら巻取スプールに よってダイの穴から延伸した。繊維は2.4のコンプライアンスを示し、440 フィート/分(134,2+n/分)の速度で紡糸でき、そして3.2gの溶融 強さを有していた。繊維の形成と形態を後述の策4表中にまとめる。
実施例2 実施例1の装置と方法を使用して、60重量%のポリプロピレン、30重量%の LLDPE、及び10重量%のプラストマーから成る類似のブレンドを製造した 。
ポリプロピレンは過酸化物処理によって1.0のMFRのポリプロピレンから製 造された400のMFRの制御されたレオロジーのポリプロピレンであった。
LLDPEはエチレンと2.8モル%の1−オクテンのコポリマーであり、約0 .92g/cm’の密度と117のMlを有していた。実施例1と同じプラスト マーを使用した。実施例2の組成物を後述の第2表中にまとめる。ブレンドの低 電圧走査電子顕微鏡写真は分散形態であることを示し、そこではLLDPEがポ リプロピレンの連続相中に分散していた。LLDPE粒子は1〜30ミクロンの 範囲の大きさだった。このポリプロピレンのMFRは機械的試験用のフィルムや 1穴ダイ装置から繊維を製造するには高すぎた。このブレンドは許容可能な特性 を有する溶融ブローン繊維にされた。
比較実施例A 実施例1の装置と方法を使用して、60重量%のポリプロピレン、40重量%の LLDPE、及びプラストマー無しのブレンドを製造した。実施例1の相溶化さ れたポリプロピレン/LLDPEブレンドとは対照的に、比較実施例Aは高いコ ンプライアンス(5,1)を有し、低速度(24oフィート/分(73,2m/ 分))でしか紡糸できず、低い溶融強さとポリプロピレンの連続相中に幾らかの LLDPEが分散されている共連続形態を示した。組成、物理的特性、及び紡糸 と形態的特徴を後述の第2.3.4表中にまとめる。
比較実施例日 実施例1の装置と方法を使用して、47゜5重量%のポリプロピレン、47.5 重量%のLLDPE、及び5重量%のプラストマーのブレンドを製造した。実施 例1の相溶化されたポリプロピレン/LLDPEブレンドとは対照的に、比較実 施例Bは低速度(25フィート/分(7,6m/分)以下)でも紡糸できず、共 連続形態を示した。組成、物理的特性、及び紡糸と形態的特徴を後述の第2.3 .4表中にまとめる。
第2表 1、35MFR;2.5Mv/Mn 2、22MI;0.924 g/cm’;4wt%ブテン3.120MI;0. 89 g/cm3;ブテン−1コポリマー4、400MFR;3.7Mw/Mn 5、117MI;0.92 g/cm’;2.8 mole%1−オクテン第3 表 第4表 以上の記載から、ポリプロピレンが主成分である相溶化されたポリプロピレンと LLDPEのブレンドがプラストマー相溶化剤を使用することによって製造でき ることが分かる。これと対照的に、相溶化剤を使用せずに製造されたブレンドは 繊維の簡単な形成に必要な特性を有しておらず、機械的特性が劣っている。しか しながら、以上の教示は本発明を説明するためのものであり、最良の態様であり 、本発明を限定するためのものではない。以上の説明から当業者は様々な改良や 変更を思い付くだろう。添付の請求の範囲の範囲及び精神に含まれるそのような 改良や変更は全て請求の範囲に包含されるものである。
14、請求項1のポリエチレン/ポリプロピレンブレンドから溶融ブローンされ た繊維を含む、不織布。
15、ポリプロピレンが約400乃至約1000 dg/分の溶融流量を有する 、請求項14の不織布。
16、外側層の間に付着した溶融ブローン繊維に結合した溶融紡糸繊維の向かい 合わせの外側層を含む不織布であって、少なくとも1方の外側層が請求項1のブ レンドから溶融紡糸された繊維を含む、不織布。
17、外側層の間に付着した溶融ブローン繊維に結合した溶融紡糸繊維の向かい 合わせの外側層を含む不織布であって、溶融ブローン繊維が請求項1のブレンド を含む、不織布。
18、プラストマーがエチレン/C3〜C2゜アルファーオレフィンのコポリマ ーである、請求項1のブレンド。
19、アルファーオレフィンが約5乃至約25モル%存在する、請求項1のブレ ンド。
20、アルファーオレフィンが約7乃至約22モル%存在する、請求項1のブレ ンド。
21、アルファーオレフィンが約9乃至約18モル%存在する、請求項1のブレ ンド。
22、プラストマーが約5乃至約12重量%存在する、請求項1のブレンド。
23、ポリプロピレンが約50乃至約85重量%存在する、請求項1のブレンド 。
24、ポリプロピレンが約55乃至約80重量%存在する、請求項1のブレンド 。
25、ポリプロピレンが約60乃至約75重量%存在する、請求項1のブレンド 。
26、LLDPEが約10乃至約50重量%存在する、請求項1のブレンド。
27、LLDPEが約15乃至約40重量%存在する、請求項1のブレンド。
28、LLDPEが約20乃至約30重量%存在する、請求項1のブレンド。
29、プラストマーが20.000乃至30.000の重量平均分子量を有する 、請求項1のブレンド。
30、プラストマーが15乃至25%のX線結晶度を有する、請求項1のブレン ド。
国際調査報告 、、+j+ PCT/IIs 92107812フロントページの続き (51Hnt、C1,5識別記号庁内整理番号D 01 F 8106 719 9−3BDO4H1/42 K 7199−3B(72)発明者 メタ、アプシ ・ケキ アメリカ合衆国、テキサス州 77346、ハングル、フオレスト・ティンバー ス 5611I (72)発明者 モンタナ、アンジェロ・アンソニーアメリカ合衆国、テキサス 州 77019、ヒユーストン、インウッド・ドライブ 3702

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1.少なくとも50重量%の結晶性ポリプロピレン、少なくとも約10重量%の 、前記ポリプロピレンのマトリックス中に分散されている線状低密度ポリエチレ ン、 相溶化量のエチレン/アルファーオレフィンプラストマーであうて、約5000 乃至約50,000の重量平均分子量、約0.88g/cm3乃至約0.90g /cm3の密度、及び少なくとも10%のX線結晶度を有するもの、を含む、ポ リエチレン/ポリプロピレンブレンド2.ポリプロピレンがアイソタクチックで ある、請求項1のブレンド。 3.ポリプロピレンが20dg/分より大きい溶融流量を有する、請求項1のブ レンド。 4.ポリプロピレンが約400乃至約1000dg/分の溶融流量を有する、請 求項1のブレンド。 5.ポリプロピレンが約4未満のMw/Mnを有する、請求項1のブレンド。 6.線状低密度ポリエチレンがエチレンと少なくとも1種のC4〜C12アルフ ァーオレフィンとのコポリマーを含み、約0.915乃至約0.94g/cm3 の密度を有する、請求項1のブレンド。 7.プラストマーがブレンドの約2乃至約15重量%を構成する、請求項1のブ レンド。 8.請求項1のブレンドから溶融紡糸された繊維。 9.ポリプロピレンが約20乃至約50dg/分の溶融流量を有する、請求項8 の繊維。 10.請求項1のブレンドから溶融ブローンされた繊維。 11.ポリプロピレンが約400乃至約1000dg/分の溶融流量を有する、 請求項10の繊維。 12.請求項1のポリエチレン/ポリプロピレンブレンドから溶融紡糸された繊 維を含む、不織布。 13.ポリプロピレンが20dg/分より大きい溶融流量を有する、請求項12 の不織布。 14.請求項1のポリエチレン/ポリプロピレンブレンドから溶融ブローンされ た繊維を含む、不織布。 15.ポリプロピレンが約400乃至約1000dg/分の溶融流量を有する、 請求項14の不織布。 16.外側層の間に付着した溶融ブローン繊維に結合した溶融紡糸繊維の向かい 合わせの外側層を含む不織布であって、少なくとも1方の外側層が請求項1のブ レンドから溶融紡糸された繊維を含む、不織布。 17.外側層の間に付着した溶融ブローン繊維に結合した溶融紡糸繊維の向かい 合わせの外側層を含む不織布であって、溶融ブローン繊維が請求項1のブレンド を含む、不織布。 18.プラストマーがエチレン/C3〜C20アルファーオレフィンのコポリマ ーである、請求項1のブレンド。 19.アルファーオレフィンが約5乃至約25モル%存在する、請求項1のコポ リマー。 20.アルファーオレフィンが約7乃至約22モル%存在する、請求項1のコポ リマー。 21.アルファーオレフィンが約9乃至約18モル%存在する、請求項1のコポ リマー。 22.プラストマーが約5乃至約12重量%存在する、請求項1のブレンド。 23.ポリプロピレンが約50乃至約85重量%存在する、請求項1のブレンド 。 24.ポリプロピレンが約55乃至約80重量%存在する、請求項1のブレンド 。 25.ポリプロピレンが約60乃至約75重量%存在する、請求項1のブレンド 。 26.LLDPEが約10乃至約50重量%存在する、請求項1のブレンド。 27.LLDPEが約15乃至約40重量%存在する、請求項1のブレンド。 28.LLDPEが約20乃至約30重量%存在する、請求項1のブレンド。 29.プラストマーが20,000乃至30,000の重量平均分子量を有する 、請求項1のブレンド。 30.プラストマーが15乃至25%のX線結晶度を有する、請求項1のブレン ド。 31.プラストマーが10乃至25%のX線結晶度を有する、請求項1のブレン ド。 32.プラストマーが20乃至25%のX線結晶度を有する、請求項1のブレン ド。 33.プラストマーが0.89dg/分以上の密度を有する、請求項1のブレン ド。 34.請求項1のブレンドから製造された、製品。 35.ポリプロピレンが約60乃至約75重量%存在し、線状低密度ポリエチレ ンが約20乃至約30重量%存在し、プラストマーが約5乃至約12重量%存在 し、エチレンと約5乃至約25モル%のC3〜C6アルファーオレフィンとのコ ポリマーであり、20,000乃至約50,000の重量平均分子量、0.89 乃至0.90の密度、50乃至約200dg/分のMI、及び少なくとも10% のX線結晶度を有する、請求項1のブレンド。
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