TW201918516A - 聚丙烯樹脂組成物、聚丙烯樹脂成形體及聚丙烯樹脂成形體之製造方法 - Google Patents

聚丙烯樹脂組成物、聚丙烯樹脂成形體及聚丙烯樹脂成形體之製造方法 Download PDF

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Abstract

本發明提供一種能夠由染料染色的聚丙烯樹脂組成物、聚丙烯樹脂成形體以及聚丙烯樹脂成形體的製造方法。本發明之聚丙烯樹脂組成物的特徵在於,包含未改性的聚丙烯以及與未改性的聚丙烯相容的馬來酸酐改性聚丙烯,馬來酸酐改性聚丙烯中的馬來酸酐的接枝改性率為1.50質量%~2.50質量%。

Description

聚丙烯樹脂組成物、聚丙烯樹脂成形體及聚丙烯樹脂成形體之製造方法
本發明係關於一種能夠由染料染色的聚丙烯樹脂組成物、聚丙烯樹脂成形體以及聚丙烯樹脂成形體的製造方法。
聚丙烯(PP)與其他化學纖維、天然纖維相比,係比重輕至0.91而浮在水上的輕型材料。例如,關於化學纖維的比重,聚酯為1.38,尼龍為1.14,丙烯酸為1.14,乙酸酯為1.30,人造絲為1.50。又,關於天然纖維的比重,棉為1.54,羊毛為1.32,真絲為1.40,麻為1.50。再者,因聚丙烯具有疏水性,因此速乾性、保溫性較高,並且耐化學品性、強度亦很優異。
為了有效利用聚丙烯的上述特性,使聚丙烯纖維化並對其進行著色,應用於養護用的藍鋼皮、建築工程用網眼片等工業用途。例如,作為可染性的聚丙烯纖維,提出將聚丙烯與陽離子可染性聚合物混合而成的具有海島構造的聚合物合金纖維(專利文獻1)。
又,作為能夠藉由水性染浴染色的改性聚丙烯絲,提出包含羥基且是規定分子量的CR-聚丙烯與二官能性的羧酸或者對應的羧酸衍生物的反應物(專利文獻2)。
【先前技術文獻】 【專利文獻】
【專利文獻1】日本特開2015-148027號公報
【專利文獻2】日本專利第4188557號公報
然而,聚丙烯的染色性不足,例如在利用分散染料進行染色處理的情況下,僅能夠染色至受到污染的程度。因此,使用聚丙烯纖維的衣料產品等與其他纖維的衣料相比而發色性較差,因此現狀幾乎沒有將聚丙烯作為普遍的衣料用途進行流通。
因而,作為衣料用途而使用染色性良好的聚酯等聚丙烯以外的纖維,但在該情況下,纖維的比重較大,因此產品的輕型化成為問題。
為此,若能夠將聚丙烯適用作衣料用途的纖維,則比重輕於聚酯等其他材料,因此能夠製造輕型產品。再者,與其他纖維相比,絲不會極細化,與此相應地,表觀濃度增大,因此能夠減少染料的使用量,能夠期待滿足染色牢固度。
鑑於上述的問題點,本發明之目的在於提供一種能夠由染料染色的聚丙烯樹脂組成物、聚丙烯樹脂成形體以及聚丙烯樹脂成形體的製造方法。
為了解決上述課題,作為本發明的一個態樣的聚丙烯樹脂組成物的特徵在於,包含未改性的聚丙烯以及與上述未改性的聚丙烯相容的馬來酸酐改性聚丙烯,上述馬來酸酐改性聚丙烯中的馬來酸酐的接枝改性率為1.50質量%~2.50質量%。
亦可以是,上述未改性的聚丙烯與上述馬來酸酐改性聚丙烯的質量比為50:50~97:3。
亦可以是,上述馬來酸酐改性聚丙烯的Z平均分子量為50000~100000。
亦可以是,上述未改性的聚丙烯的Z平均分子量為50000~100000。
亦可以是,上述聚丙烯樹脂組成物的熔體流動速率在溫度為230℃、負載為2.16kg的條件下為10g/10分鐘~40g/10分鐘。
又,作為本發明的一個態樣的聚丙烯樹脂成形體的特徵在於,包含未改性的聚丙烯與馬來酸酐改性聚丙烯的相容體,上述馬來酸酐改性聚丙烯中的馬來酸酐的接枝改性率為1.50質量%~2.50質量%。
亦可以是,上述未改性的聚丙烯與上述馬來酸酐改性聚丙烯的質量比為50:50~97:3。
亦可以是,上述馬來酸酐改性聚丙烯的Z平均分子量為50000~100000。
亦可以是,上述未改性的聚丙烯的Z平均分子量為 50000~100000。
亦可以是,上述相容體是由分散染料染色的染色物。
又,作為本發明的一個態樣的聚丙烯樹脂成形體的製造方法的特徵在於,其包含:獲得上述聚丙烯樹脂組成物的熔融體的熔融體製造工序;對上述熔融體進行成形而形成預備成形體的成形工序;以及對上述預備成形體進行冷卻固化而獲得成形體的冷卻固化工序。
亦可以是,上述聚丙烯樹脂成形體的製造方法包含利用分散染料對上述冷卻固化工序後的上述成形體進行染色的染色工序。
如上述說明,根據本發明,可以提供由染料染色的聚丙烯樹脂組成物、聚丙烯樹脂成形體以及聚丙烯樹脂成形體的製造方法。
10‧‧‧給料斗
11‧‧‧開口部
20‧‧‧圓筒
21、22、23、24‧‧‧圓筒20中的部分
30‧‧‧噴嘴
31‧‧‧頭部
40‧‧‧加熱筒
50‧‧‧冷卻筒
60‧‧‧上油輥
70‧‧‧預張輥
80、81、82、83‧‧‧延伸輥
90‧‧‧線軸
100‧‧‧複絲製造裝置
A‧‧‧空氣
P‧‧‧壓力
Y‧‧‧絲
【圖1】表示用於紡絲的複絲製造裝置的側視圖。
下述為對於本發明的聚丙烯樹脂組成物、聚丙烯樹脂成形體以及聚丙烯樹脂成形體的製造方法的一個態樣進行詳細說明。
[聚丙烯樹脂組成物]
聚丙烯樹脂組成物包含未改性的聚丙烯及與上述未改性的聚丙烯相容的馬來酸酐改性聚丙烯。未改性的聚丙烯(以下,亦寫作「未 改性PP」)是使丙烯聚合而成的熱塑性樹脂,且是在縮聚時不使用任何改性劑而未發生改性的聚合物。若採用這樣的未改性PP,則因比重較輕,因此即使增大例如纖維、絲等的表面積亦能夠減少染料的使用量,能夠提供染色牢固度較高的輕型產品。又,能夠對纖維等產品賦予作為聚丙烯的特徵的速乾性、保溫性、耐化學品性以及強度。
使用與上述未改性的聚丙烯相容的材料作為上述馬來酸酐改性聚丙烯(以下,亦寫作「改性PP」)。藉由以馬來酸酐進行改性而改質的聚丙烯與未改性PP相比而染色性優異。尤其是基於分散染料的染色性與通常作為衣料用途的聚酯同等。這樣的改性PP與未改性PP相容,由此染色牢固度高且為輕型,並且能夠在滿足速乾性、保溫性、耐化學品性以及強度等的同時發揮均勻的染色性。
例如,當使用與未改性PP不相容的改性PP時,在形成絲、纖維等產品的情況下,未改性PP與改性PP的分佈變得不均勻,未改性PP與改性PP有可能形成海島構造。於是,因在未改性PP與改性PP中染色性不同,因此存在作為產品整體而無法滿足均勻的染色性的情況。
在上述馬來酸酐改性聚丙烯中,馬來酸酐的接枝改性率為1.50質量%~2.50質量%。馬來酸酐的接枝改性率是上述馬來酸酐改性聚丙烯中的馬來酸酐的含量。藉由使接枝改性率處於該範圍內,能夠在滿足作為聚丙烯的特性的同時發揮優異的染色性。若馬來酸酐的改性率較小,則存在無法滿足染色性的情況。又,在改性率較大的情況下,有可能與未改性PP不相容。若接枝改性率為1.75質量%~2.15質量%,則在滿足與未改性PP的相容性的同時,即使在使用各種顏色的染料的情況下,亦能夠穩 定地發揮染色性。
作為具有上述特徵的聚丙烯樹脂組成物的具體形態,例如可列舉為粉末狀、顆粒狀、球粒狀以及薄片狀等固態的未改性PP與改性PP的混合物。可列舉為任意的PP均呈球粒狀的混合物的情況、一方的PP呈薄片狀且另一方的PP呈球粒狀的混合物的情況、一方的PP呈粉末狀以及球粒狀且另一方的PP呈薄片狀的情況等。又,使未改性PP與改性PP熔融而相容化一體化並形成為粉末狀、顆粒狀、球粒狀以及薄片狀等固態的形態、將未改性PP與改性PP形成為聚合物合金的形態、以及使未改性PP和改性PP溶解于溶劑而形成為液態的形態均能夠適用作聚丙烯樹脂組成物。但是,在本發明中,聚丙烯樹脂組成物不限於上述形態。
上述未改性的聚丙烯與上述馬來酸酐改性聚丙烯的質量比理想為50:50~97:3。藉由使質量比處於該範圍內,能夠在滿足作為聚丙烯的特性的同時發揮優異的染色性。若未改性PP的比例較大,則存在無法滿足染色性的情況。又,即使增大改性PP的比例,染色性亦不會提高。若使上述質量比為70:30~95:5,則在滿足作為聚丙烯的特性以及染色性的同時,加工成絲、纖維、薄膜等產品時的加工性優異,因此更加理想。
上述馬來酸酐改性聚丙烯的Z平均分子量(Mz)理想為50000~100000。聚合物的分子量對與其他聚合物的相容性造成影響,並且熔融黏度等發生變化,因此亦對加工性造成影響。藉由使改性PP的Z平均分子量處於該範圍內,能夠滿足與未改性PP的相容性以及加工性。若改性PP的Z平均分子量較小,則存在馬來酸酐對PP的改質造成的影響增 大的情況,雖然染色性提高,但與未改性PP的相容性有可能降低。又,在改性PP的Z平均分子量較大的情況下,存在馬來酸酐對PP的改質造成的影響變小的情況,染色性有可能降低。若上述Z平均分子量為70000~90000,則能夠滿足與未改性PP的相容性以及加工性,並且對產品賦予速乾性、保溫性、耐化學品性以及強度,因此更加理想。
Z平均分子量例如能夠由GPC(凝膠滲透層析法)測定,能夠藉由以下的式(1)來求出。
Z平均分子量=Σ(Mi‧Mi‧Hi)/Σ(Mi‧Hi)...式(1)
在此,Mi是從峰值開始點起第i個的分子量,Hi是從峰值開始點起第i個的與基線相距的峰值高度。
上述未改性的聚丙烯的Z平均分子量理想為50000至100000。藉由使未改性PP的Z平均分子量處於該範圍內,能夠滿足與改性PP的相容性以及加工性。若未改性PP的Z平均分子量較大,則存在因熔融黏度增大等而使加工性降低的情況。又,若未改性PP的Z平均分子量較小,則在形成絲、纖維等產品的情況下有可能使強度受損。若考慮加工性以及產品強度,則上述Z平均分子量更理想為85000~95000。
聚丙烯樹脂組成物的熔體流動速率(MFR)理想為在溫度為230℃、負載為2.16kg的條件下為10g/10分鐘~40g/10分鐘。藉由使熔體流動速率處於該範圍內,能夠滿足作為對聚丙烯樹脂組成物進行加熱使其熔融的狀態而加工為絲、纖維等時的加工性。在熔體流動速率的值較大的情況或者熔體流動速率的值較小的情況下,加工性有可能降低。若考慮 到針對用於熔融紡絲的各種製造裝置的適用性,上述熔體流動速率更理想為20g/10分鐘~30g/10分鐘。此外,熔體流動速率例如能夠以JIS K 7210(1999)為準進行測定。
作為聚丙烯樹脂組成物,可以在未改性的聚丙烯和馬來酸酐改性聚丙烯的基礎上含有其他成分。例如,出於聚丙烯的改質等目的,亦可以含有與未改性PP以及改性PP相容的聚合物、添加劑等,又出於容易加工的觀點,亦可以含有溶劑等。
[聚丙烯樹脂成形體]
接下來,對聚丙烯樹脂成形體進行說明。聚丙烯樹脂成形體包含未改性的聚丙烯與馬來酸酐改性聚丙烯的相容體。未改性PP是使丙烯聚合而成的熱塑性樹脂,且是在縮聚時不使用任何改性劑而未進行改質的聚合物。若採用這樣的未改性PP,則因比重較輕,因此即使增大例如纖維、絲等的表面積亦能夠減少染料的使用量,能夠形成染色牢固度較高的輕型的聚丙烯樹脂成形體。又,能夠對聚丙烯樹脂成形體賦予作為聚丙烯的特徵的速乾性、保溫性、耐化學品性以及強度。
改性PP是藉由馬來酸酐改性來進行改質的聚丙烯,與未改性PP相比而染色性優異。尤其是基於分散染料的染色性與通常作為衣料用途的聚酯同等。藉由含有這樣的改性PP與未改性PP的相容體,聚丙烯樹脂成形體的染色牢固度高且為輕型,並且能夠在滿足速乾性、保溫性、耐化學品性以及強度等的同時發揮均勻的染色性。相容體是多種物質彼此具有親和性而形成的溶液、混合物。在聚丙烯樹脂成形體中,相容體 是不存在海島構造等分佈的不均、而將未改性PP與改性PP均勻地熔化混合而成的混合物。
在上述馬來酸酐改性聚丙烯中,馬來酸酐的接枝改性率為1.50質量%~2.50質量%。馬來酸酐的接枝改性率是上述馬來酸酐改性聚丙烯中的馬來酸酐的含量。藉由使接枝改性率處於該範圍內,能夠在滿足作為聚丙烯的特性的同時發揮優異的染色性。若馬來酸酐的改性率較小,則存在無法滿足染色性的情況。又,在改性率較大的情況下,有可能與未改性PP不相容。若接枝改性率為1.75質量%~2.15質量%,則在滿足與未改性PP的相容性的同時,即使在使用各種顏色的染料的情況下,亦能夠穩定地發揮染色性。
具有上述特徵的聚丙烯樹脂成形體藉由對聚丙烯樹脂組成物進行加工而成,例如可列舉為絲、纖維、紡織物、編織物、無紡布、衣料、薄膜、片材、容器、蓋、注射器等醫療用器具等。但是,在本發明中,聚丙烯樹脂成形體不限於此等。
上述未改性的聚丙烯與上述馬來酸酐改性聚丙烯的質量比理想為50:50~97:3。藉由使質量比處於該範圍內,能夠在滿足作為聚丙烯的特性的同時發揮優異的染色性。若未改性PP的比例較大,則存在無法滿足染色性的情況。又,即使增大改性PP的比例,染色性亦不會提高。若上述質量比為70:30~95:5,則在滿足作為聚丙烯的特性以及染色性的同時,加工成絲、纖維、薄膜等產品時的加工性優異,因此更加理想。
上述馬來酸酐改性聚丙烯的Z平均分子量理想為50000至 100000。聚合物的分子量對與其他聚合物的相容性造成影響,又因熔融黏度等發生改變,因此亦對加工性造成影響。藉由使改性PP的Z平均分子量處於該範圍內,能夠滿足與未改性PP的相容性以及加工性。若改性PP的Z平均分子量較小,則存在由馬來酸酐引起的改質的影響增大的情況,與未改性PP的相容性、染色性有可能降低。又,在改性PP的Z平均分子量較大的情況下,存在因熔融黏度增大等而使加工性降低的情況。若上述Z平均分子量為70000~90000,則能夠滿足與未改性PP的相容性以及加工性,並且對產品賦予速乾性、保溫性、耐化學品性以及強度,因此更加理想。
上述未改性的聚丙烯的Z平均分子量理想為50000至100000。藉由使未改性PP的Z平均分子量處於該範圍內,能夠滿足與改性PP的相容性以及加工性。當未改性PP的Z平均分子量大時,存在因熔融黏度增大等而使加工性降低的情況。又,若未改性PP的Z平均分子量較小,在形成絲、纖維等產品的情況下有可能使強度受損。若考慮到加工性以及產品強度,上述Z平均分子量更理想為85000~95000。
上述相容體可以是由分散染料染色的染色物。作為染料,可列舉為分散染料、陽離子染料、酸性染料、水溶性染料等,可以根據目的而由各種染料單獨進行染色或者將各種染料組合來進行染色。作為衣料用途,尤其是藉由使用分散染料,可消除不均而滿足均勻的染色性。可以使用向染料中浸漬相容體等通常的染色方法來進行染色。
作為聚丙烯樹脂成形體,可以在未改性的聚丙烯和馬來酸酐改性聚丙烯的基礎上含有其他成分。例如可以出於聚丙烯的改質等目的 而含有與未改性PP以及改性PP相容的聚合物、添加劑、增塑劑等,又可以含有上述的染料等。
[聚丙烯樹脂成形體的製造方法]
接下來,對上述的聚丙烯樹脂成形體的製造方法進行說明。該製造方法包含以下所示的熔融體製造工序、成形工序以及冷卻固化工序。
(熔融體製造工序)
熔融體製造工序是獲得本發明的聚丙烯樹脂組成物的熔融體的工序。例如可以藉由對聚丙烯樹脂組成物進行加熱、減壓等而使其熔融。熔融體是使未改性PP與改性PP相容而均勻地熔化混合而成的混合物,呈具有流動性的液態。對聚丙烯樹脂組成物進行加熱、減壓的方法可以採用通常的方法。例如,藉由向具備加熱機構的罐內投入聚丙烯樹脂組成物的球粒,一邊對球粒進行加熱一邊利用攪拌葉片等對其進行混煉,由此能夠獲得熔融體。
(成形工序)
成形工序是對上述熔融體進行成形而形成為預備成形體的工序。例如,在製造絲作為聚丙烯樹脂組成物的情況下,在上述罐上設有紡絲金屬口等能夠將熔融體從罐中擠出的擠出口,藉由從該擠出口中擠出熔融體,能夠獲得作為絲線的流動體的預備成形體。
又,在製造薄膜的情況下,例如藉由將上述罐中的熔融體 朝向具備歧管、唇等的T模送出,使熔融體經由歧管在寬度方向上擴寬,利用狹縫狀的唇來調整薄膜的厚度等,由此能夠獲得作為薄膜狀的流動體的預備成形體。
(冷卻固化工序)
冷卻固化工序是對上述預備成形體進行冷卻固化而獲得成形體的工序。預備成形體是熔融的流動體,藉由對其進行冷卻,能夠使其固化。例如,在製造絲作為聚丙烯樹脂組成物的情況下,藉由使絲線的流動體暴露在室溫條件下,從而固化而能夠成為絲。
又,在製造薄膜的情況下,藉由將薄膜狀的流動體例如向鑄造裝置送出,使其與鑄造裝置的冷卻輥接觸,由此能夠使其冷卻、固化而實現薄膜化。
[染色工序]
聚丙烯樹脂成形體的製造方法可以進一步包含染色工序。作為染色工序所使用的染料,可列舉為分散染料、陽離子染料、酸性染料、水溶性染料等,可以根據目的而由各種染料單獨進行染色或者將各種染料組合來進行染色。作為衣料用途,尤其是藉由使用分散染料,可消除不均而滿足均勻的染色性。對染色工序沒有特別限定,例如可以包含向溶解有分散染料的分散液中浸漬相容體,加熱至130℃而進行30分鐘左右的染色處理後,利用皂洗劑來除去相容體表面的多餘染料並進行水洗、脫水、乾燥等通常的染色手法。染色工序可以在冷卻固化工序後進行,或者亦可以在上述的各工序之間進行、與上述的各工序一併進行。例如,可以 在獲得聚丙烯樹脂組成物的熔融體之後,向該熔融體添加染料進行染色後,對熔融體進行成形。
作為聚丙烯樹脂成形體的製造方法,可以在上述的熔融體製造工序、成形工序、冷卻固化工序以及染色工序的基礎上進一步包含其他工序。例如,可以在冷卻固化工序後包含將成形體加工成規定形狀的加工工序等。
具體而言,在製造絲作為聚丙烯樹脂組成物的情況下,可列舉對上述冷卻固化工序後的絲再次加熱而將其延長的延伸工序、藉由熱處理取得絲的應變的熱處理工序、將絲切斷為規定的長度的切斷工序、以及將絲捲繞於線軸等的捲繞工序等。
又,在製造薄膜的情況下,可列舉將上述冷卻固化工序後的薄膜沿縱向、橫向延伸的延伸工序、用於提高墨水、黏合劑的附著性的電暈處理工序、火焰處理工序、化學品處理工序、由捲繞機等進行捲繞的捲繞工序等。
如上所述,根據本發明,因能夠由染料進行染色,從而能夠提供尤其適用於通常的衣料用途的聚丙烯樹脂組成物、聚丙烯樹脂成形體以及聚丙烯樹脂成形體的製造方法。
[實施例]
以下,基於實施例以及比較例,再者具體地對本發明進行說明。但是,本發明不受下述實施例的任何限定。
[作為衣料用途的染料的選擇]
使用表1所示的黑色染料,對未改性的聚丙烯、馬來酸酐改性聚丙烯以及聚酯的染色性進行評價。在表2中表示未改性的聚丙烯以及馬來酸酐改性聚丙烯的物性。此外,作為染色性的對比所使用的聚酯,使用通常作為衣料用途的聚對苯二甲酸乙二醇酯(MFR(280℃,2.16kg):30g/10min,熔點:250℃,比重:1.38,Z平均分子量:160000)。
(染色方法)
作為各聚合物,使用球粒狀的母料,在以下條件下進行各球粒狀聚合物的染色。
‧分散染料:將聚合物在加熱至130℃的分散染料中浸漬30分鐘。
‧陽離子染料:將聚合物在加熱至120℃的陽離子染料中浸漬30分鐘。
‧酸性染料:將聚合物在加熱至100℃的酸性染料中浸漬30分鐘。
‧直接染料:將聚合物在加熱至90℃的直接染料中浸漬30分鐘。
在進行上述染色之後,使各球粒狀聚合物在室溫下自然乾燥,對染色性進行評價。將結果示於表3。在表3中,將使用分光光度計的亮度(L*)不足20的聚合物評價為染色性優異記作○,將亮度為20~60的聚合物評價為能夠染色記作△,將亮度大於60的聚合物評價為染色不充分記作×。
改性PP在由分散染料染色的情況下,發揮與用於衣料產 品的聚酯同樣的染色性。又,改性PP亦能夠由陽離子染料染色,但無法由酸性染料、直接染料充分染色。
又,未改性PP能夠由分散染料染色,但無法滿足作為衣料用途的染色性。
根據上述的結果可知,改性PP的基於分散染料的染色性優異。但是,因MFR的值較高,因此難以加工成絲、纖維。另一方面,未改性PP雖然在染色性方面不如改性PP,但MFR的值較低,容易加工成絲、纖維。對此,為了找到能夠滿足染色性與加工性的聚丙烯,如以下所示,製備未改性PP與改性PP的相容體,對染色性以及加工性進行評價。
[聚丙烯樹脂組成物的染色性的評價]
製作將未改性PP與改性PP以規定比例混合而成的相容體,測定相容體的MFR,並且對使用上述分散染料的染色性進行評價。將結果示於表4。在表4中,染色性的評價方法與表3相同。
為了加工成絲、纖維,聚合物的MFR理想為10g/10分鐘~40g/10分鐘。根據表4的結果可知,若採用未改性PP與改性PP的質量比為95:5~67:33的相容體,則滿足加工性以及染色性。
此外,在上述中對假定為絲、纖維時的加工性進行評價,但在製造為片材、薄膜的情況下,可以與表4的結果無關地調整為與製造裝置相適的MFR來進行製造。
[紡絲性以及紡絲的評價]
接下來,在上述的[作為衣料用途的染料的選擇]的評價結果的基礎上,實施下述所示的實施例1~4以及比較例1,在對聚丙烯樹脂組成物進行紡絲並編成筒狀後進行染色,對紡絲性、紡絲的染色性以及染色牢固度進行評價。
〈紡絲〉
紡絲機使用複絲製造裝置(株式會社musashino-kikai製造)。在圖1中示出示意性表示用於紡絲的複絲製造裝置100的側視圖。
(複絲製造裝置)
複絲製造裝置100具備供原料投入的給料斗10、對從給料斗10送來的原料進行加熱使其熔融的圓筒20、以箭頭所示的壓力P將從圓筒20擠出的熔融的原料從圓孔擠出而形成絲線的噴嘴30、從周圍對從噴嘴擠出的絲Y進行加熱的加熱筒40、從周圍對自加熱筒40送來的絲進行冷卻的冷卻筒50、對從冷卻筒50送來的絲進行上油處理的上油輥60、對上油處理後的絲以一定時間內施加一定負載而除去初始伸長的預張輥70、對絲進行延伸處理的延伸輥80、以及捲繞延伸後的絲的線軸90。
(紡絲處理)
將球粒狀的聚丙烯樹脂組成物作為原料,從給料斗10的開口部11將原料向複絲製造裝置100投入,在圓筒20中使其熔融而向噴嘴30送出,藉由從未圖示的齒輪泵向頭部31施加的壓力,從圓孔擠出原料,形成多條絲線。然後,一邊將多條絲捆成一根絲Y一邊穿過加熱筒40以及冷卻筒50使絲Y固化。在冷卻筒50內,輸送箭頭所示的空氣A,對絲Y進行冷卻。之後,進行上油處理以及延伸處理而將絲捲繞於線軸90,由此結束紡絲處理。
作為紡絲條件,將圓筒20中的附圖標記21~24的部分的溫度分別設為180℃、190℃、200℃、200℃,將噴嘴的圓孔金屬口設為24絲噴嘴。又,將噴嘴30中的樹脂溫度設為220℃、將來自圓孔的擠出 量設為7.5g/分鐘。作為延伸條件,將上油輥的線速度設為150m/分鐘,將預張輥70的線速度設為200m/分鐘,將延伸輥81的線速度設為210m/分鐘,在溫度50℃下將延伸輥82的線速度設為250m/分鐘(延伸倍率1.2倍),在溫度40℃下將延伸輥83的線速度設為240m/分鐘,並且使溫度為40℃。將能夠一小時以上穩定地紡絲的情況評價為紡絲性良好。
〈筒編〉
為了將上述製造的紡絲試驗編成筒狀,使用試驗用筒編機(koikemachine公司製造)進行筒編。
〈精煉〉
為了對在獲得的筒狀編織物上附著的污漬、油分進行精煉,向以1g/L的比例添加有表面活性劑(北廣化學公司製造的Score roll E13)的清洗液中投入筒狀編織物,在60℃下清洗10分鐘。之後,進行水洗而將污漬、油分以及表面活性劑從筒狀編織物上去除。
〈染色〉
針對精煉後的筒狀編織物,使用表1所示的分散染料,與通常的聚酯的染色方法同樣地將筒狀編織物在加熱至130℃的分散染料中浸漬30分鐘進行染色。染色後,使筒狀編織物在室溫下自然乾燥,進行亮度的測定以及染色牢固度的評價。
〈亮度的測定〉
在藉由目視觀察而確認染色後的筒狀編織物被均勻地染色之後,利用分光光度計針對筒狀編織物的三處位置來測定亮度(L*),將該三處位置的亮度的平均值不足20的情況判斷為沒有問題地染成黑色, 評價為良好。又,在平均值為20以上的情況下,向黑色的染色不充分,評價為不良。
〈染色牢固度〉
(摩擦牢固度)
依據JIS L0849並使用摩擦試驗機對摩擦牢固度進行評價。將乾摩擦為3-4級以上、並且濕摩擦為3-4級以上的情況評價為摩擦牢固度良好。
(洗滌牢固度)
依據JIS L0844(A-2法)對洗滌牢固度進行測定。作為添加布而使用棉以及尼龍,將污染度較大的添加布為3-4級以上的情況評價為洗滌牢固度良好。
〔實施例1〕
將表2所示的未改性PP(日本聚丙烯株式會社製造的Novatec SA3A)的球粒和改性PP(Kayaku Akzo公司製造的Kayabrid 006P)的球粒以90:10的質量比在240℃下混合,獲得MFR為18.8(230℃,2.16kg)、平均分子量(Mz)為90000的球粒。對該球粒進行紡絲而獲得300分特24絲的聚合物纖維。從紡絲開始起1小時以上不產生斷頭,紡絲性良好。
對獲得的聚合物纖維進行筒編,在精煉後以4%o.w.f的條件(以聚合物纖維為100g計,使用4g染料)由分散染料進行染色。亮度為18.17,評價為良好,摩擦牢固度為乾摩擦3-4級、濕摩擦3-4級,評價 為良好。再者,關於洗滌牢固度亦為3-4級,評價為良好。
〔實施例2〕
將表2所示的未改性PP(日本聚丙烯株式會社製造的NovatecSA3A)的球粒和改性PP(Kayaku Akzo公司製造的Kayabrid 006P)的球粒以85:15的質量比在240℃下混合,獲得MFR為22.0(230℃,2.16kg)、平均分子量(Mz)為89000的球粒。對該球粒進行紡絲而獲得300分特24絲的聚合物纖維。從紡絲開始起一小時以上不產生斷頭,紡絲性良好。
對獲得的聚合物纖維進行筒編,在精煉後以4%o.w.f的條件由分散染料進行染色。亮度為16.87,評價為良好,摩擦牢固度為乾摩擦3-4級、濕摩擦3-4級,評價為良好。再者,關於洗滌牢固度亦為3-4級,評價為良好。
〔實施例3〕
將表2所示的未改性PP(日本聚丙烯株式會社製造的NovatecSA3A)的球粒和改性PP(Kayaku Akzo公司製造的Kayabrid 006P)的球粒以80:20的質量比在240℃下混合,獲得MFR為24.5(230℃,2.16kg)、平均分子量(Mz)為89000的球粒。對該球粒進行紡絲而獲得300分特24絲的聚合物纖維。從紡絲開始起一小時以上不產生斷頭,紡絲性良好。
對獲得的聚合物纖維進行筒編,在精煉後以4%o.w.f的條件由分散染料進行染色。亮度為15.76,評價為良好,摩擦牢固度為乾摩 擦3-4級、濕摩擦3-4級,評價為良好。再者,關於洗滌牢固度亦為3-4級,評價為良好。
〔實施例4〕
將表2所示的未改性PP(日本聚丙烯株式會社製造的NovatecSA3A)的球粒和改性PP(Kayaku Akzo公司製造的Kayabrid 006P)的球粒以75:25的質量比在240℃下混合,獲得MFR為27.3(230℃,2.16kg)、平均分子量(Mz)為89000的球粒。對該球粒進行紡絲而獲得300分特24絲的聚合物纖維。從紡絲開始起一小時以上不產生斷頭,紡絲性良好。
對獲得的聚合物纖維進行筒編,在精煉後以4%o.w.f的條件由分散染料進行染色。亮度為15.68,評價為良好,摩擦牢固度為乾摩擦3-4級、濕摩擦3-4級,評價為良好。再者,關於洗滌牢固度亦為3-4級,評價為良好。
〔比較例1〕
不使用改性PP,對表2所示的未改性PP(日本聚丙烯株式會社製造的Novatec SA3A)的球粒進行紡絲,獲得300分特24絲的聚合物纖維。從紡絲開始起一小時以上不產生斷頭,紡絲性良好。
對獲得的聚合物纖維進行筒編,在精煉後以4%o.w.f的條件由分散染料進行染色。亮度為25.07,向黑色的染色不充分。又,摩擦牢固度為乾摩擦3-4級、濕摩擦3-4級,評價為良好。再者,關於洗滌牢固度亦為3-4級,評價為良好。
在表5中表示實施例1~4以及比較例1中的球粒的未改性PP與改性PP的混合比、MFR、平均分子量、亮度以及染色性的評價結果。
為了進行紡絲,聚合物的MFR理想為10g/10分鐘~40g/10分鐘,根據表4,若採用未改性PP與改性PP的質量比為95:5~67:33的相容體,則可獲得滿足加工性以及染色性的結果。在表5中,示出實際進行紡絲並對紡絲性、染色性等進行評價的結果,該結果能夠證明表4。
〔總結〕
由實施例得以明確,若採用本發明的聚丙烯樹脂組成物,則能夠製造並提供加工性優異、能夠由分散染料等染色的聚丙烯樹脂組成物。因此,適用作衣料產品用的絲、纖維,並且亦能夠適用於片材、薄膜等。
以上,對於本發明的理想實施方式進行詳細說明,但本發明不限於此等例子。顯然,具有本發明所屬技術領域具有通常知識者能夠 在申請專利範圍所記載之技術思想的範圍內想到各種變更例或者修正例,並且應當能夠理解關於此等變更例以及修正例當然亦屬於本發明的技術範圍。

Claims (12)

  1. 一種聚丙烯樹脂組成物,其特徵係,前述聚丙烯樹脂組成物包含未改性的聚丙烯以及與前述未改性的聚丙烯相容的馬來酸酐改性聚丙烯,前述馬來酸酐改性聚丙烯中的馬來酸酐的接枝改性率為1.50質量%~2.50質量%。
  2. 如申請專利範圍第1項所記載之聚丙烯樹脂組成物,其中,前述未改性的聚丙烯與前述馬來酸酐改性聚丙烯的質量比為50:50~97:3。
  3. 如申請專利範圍第1或2項所記載之聚丙烯樹脂組成物,其中,前述馬來酸酐改性聚丙烯的Z平均分子量為50000~100000。
  4. 如申請專利範圍第1至3項中任一項所記載之聚丙烯樹脂組成物,其中,前述未改性的聚丙烯的Z平均分子量為50000~100000。
  5. 如申請專利範圍第1至4中任一項所記載之聚丙烯樹脂組成物,其中,前述聚丙烯樹脂組成物的熔體流動速率在溫度為230℃、負載為2.16kg的條件下為10g/10分鐘~40g/10分鐘。
  6. 一種聚丙烯樹脂成形體,其特徵係,前述聚丙烯樹脂成形體包含未改性的聚丙烯與馬來酸酐改性聚丙烯的相容體,前述馬來酸酐改性聚丙烯中的馬來酸酐的接枝改性率為1.50質量%~2.50質量%。
  7. 如申請專利範圍第6項所記載之聚丙烯樹脂成形體,其中,前述未改性的聚丙烯與前述馬來酸酐改性聚丙烯的質量比為50:50~97:3。
  8. 如申請專利範圍第6或7項所記載之聚丙烯樹脂成形體,其中,前述馬來酸酐改性聚丙烯的Z平均分子量為50000~100000。
  9. 如申請專利範圍第6至8項中任一項所記載之聚丙烯樹脂成形體,其中,前述未改性的聚丙烯的Z平均分子量為50000~100000。
  10. 如申請專利範圍第6至9項中任一項所記載之聚丙烯樹脂成形體,其中,前述相容體是由分散染料染色的染色物。
  11. 一種聚丙烯樹脂成形體的製造方法,其特徵係,前述聚丙烯樹脂成形體的製造方法包含:熔融體製造工序,在該熔融體製造工序中,獲得請求項1至5中任一項所記載之聚丙烯樹脂組成物的熔融體;成形工序,在該成形工序中,對前述熔融體進行成形而形成預備成形體;以及冷卻固化工序,在該冷卻固化工序中,對前述預備成形體進行冷卻固化而獲得成形體。
  12. 如申請專利範圍第11項所記載之聚丙烯樹脂成形體的製造方法,其中,前述聚丙烯樹脂成形體的製造方法包含染色工序,在該染色工序中,利用分散染料對前述冷卻固化工序後的前述成形體進行染色。
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