特許 7233585 ポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂成形体およびポリプロピレン樹脂成形体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-02-24

(45)【発行日】2023-03-06

(54)【発明の名称】ポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂成形体およびポリプロピレン樹脂成形体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   C08L 23/10 20060101AFI20230227BHJP

   C08L 23/26 20060101ALI20230227BHJP

   D01F 6/06 20060101ALI20230227BHJP

   D06P 5/00 20060101ALI20230227BHJP

   D06P 1/16 20060101ALI20230227BHJP

【ＦＩ】

C08L23/10

C08L23/26

D01F6/06 A

D06P5/00 D

D06P1/16 Z

【請求項の数】 3

(21)【出願番号】P 2022039161

(22)【出願日】2022-03-14

(62)【分割の表示】P 2018149739の分割

【原出願日】2018-08-08

(65)【公開番号】P2022066607

(43)【公開日】2022-04-28

【審査請求日】2022-03-14

(31)【優先権主張番号】P 2017176330

(32)【優先日】2017-09-14

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】517323614

【氏名又は名称】株式会社ニッカファインテクノ

(74)【代理人】

【識別番号】100134832

【弁理士】

【氏名又は名称】瀧野 文雄

(74)【代理人】

【識別番号】100165308

【弁理士】

【氏名又は名称】津田 俊明

(74)【代理人】

【識別番号】100115048

【弁理士】

【氏名又は名称】福田 康弘

(74)【代理人】

【識別番号】100161001

【弁理士】

【氏名又は名称】渡辺 篤司

(72)【発明者】

【氏名】木藤 隆文

(72)【発明者】

【氏名】坂戸 秀哉

(72)【発明者】

【氏名】米澤 昭彦

(72)【発明者】

【氏名】松尾 直輝

【審査官】渡辺 陽子

(56)【参考文献】

【文献】特開平８－３１１２９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平５－２０９３１１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平７－１８８４８２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００７－３０８８３９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平６－１２８８５８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１５１０１４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開昭６３－１８２４８０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｃ０８Ｌ、Ｄ０６Ｐ１，５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

分散染料で染色するためのポリプロピレン樹脂組成物であって、
樹脂として、無変性のポリプロピレンと、
前記無変性のポリプロピレンと相溶する無水マレイン酸変性ポリプロピレンとの相溶体のみを含み、
前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンにおける無水マレイン酸のグラフト変性率が１．５０～２．５０質量％であり、
前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンのＺ平均分子量が、５００００～１０００００であり、
前記無変性のポリプロピレンのＺ平均分子量が、５００００～１０００００である、
ポリプロピレン樹脂組成物。

【請求項2】

前記無変性のポリプロピレンと前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンとの質量比が、５０：５０～９７：３であることを特徴とする、請求項１に記載のポリプロピレン樹脂組成物。

【請求項3】

メルトフローレートが、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で１０～４０ｇ／１０分であることを特徴とする、請求項１または２に記載のポリプロピレン樹脂組成物。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、染料により染色可能なポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂成形体およびポリプロピレン樹脂成形体の製造方法に関するものである。

【背景技術】

【0002】

ポリプロピレン（ＰＰ）は、他の化学繊維や天然繊維と比べて比重が０．９１と軽く、水に浮く軽量な素材である。例えば、化学繊維の比重は、ポリエステルが１．３８、ナイロンが１．１４、アクリルが１．１４、アセテートが１．３０、レーヨンが１．５０である。また、天然繊維の比重は、綿が１．５４、羊毛が１．３２、絹が１．４０、麻が１．５０である。さらに、ポリプロピレンは、疎水性であるために速乾性や保温性が高く、また、耐薬品性や強度にも優れている。

【0003】

ポリプロピレンは、このような特性を有効活用するべく、繊維化して着色し、養生用のブルーシート、建築工事用メッシュシート等の産業用途に用いられている。例えば、可染性のポリプロピレン繊維として、ポリプロピレンとカチオン可染性ポリマーとをブレンドしてなる海島構造を有するポリマーアロイ繊維が提案されている（特許文献１）。

【0004】

また、水性染浴によって染色可能な改質ポリプロピレン糸として、ヒドロキシル基を含み所定分子量のＣＲ－ポリプロピレンと、二官能性のカルボン酸または対応するカルボン酸誘導体との反応物が提案されている（特許文献２）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【文献】特開２０１５－１４８０２７号公報

【文献】特許第４１８８５５７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、ポリプロピレンはその染色性が十分ではなく、例えば分散染料で染色処理をした場合、汚染される程度にしか染色されない。そのため、ポリプロピレン繊維を使用した衣料製品等は、他の繊維の衣料と比べて発色性に劣ることから、ポリプロピレンは一般的な衣料用途としてはほとんど流通していないというのが現状である。

【0007】

したがって、衣料用途としては、染色性の良好なポリエステル等の、ポリプロピレン以外の繊維が用いられるが、この場合は繊維の比重が大きいため、製品の軽量化が課題となる。

【0008】

そこで、ポリプロピレンを衣料用途の繊維として適用することができれば、ポリエステル等の他の素材よりも比重が軽いため、軽量な製品を製造することが可能となる。さらに、他の繊維と比べて、糸を極細化しない分、見掛け濃度が大きくなるため、染料の使用量を減らすことが可能であり、染色堅牢性を満足することが期待できる。

【0009】

上記の問題点に鑑み、本発明では、染料により染色可能なポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂成形体およびポリプロピレン樹脂成形体の製造方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0010】

上記課題を解決するために、本発明の一態様であるポリプロピレン樹脂組成物は、無変性のポリプロピレンと、前記無変性のポリプロピレンと相溶する無水マレイン酸変性ポリプロピレンとを含み、前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンにおける無水マレイン酸のグラフト変性率が１．５０～２．５０質量％であることを特徴とする。

【0011】

前記無変性のポリプロピレンと前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンとの質量比が、５０：５０～９７：３であってもよい。

【0012】

前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンのＺ平均分子量が、５００００～１０００００であってもよい。

【0013】

前記無変性のポリプロピレンのＺ平均分子量が、５００００～１０００００であってもよい。

【0014】

前記ポリプロピレン樹脂組成物は、メルトフローレートが、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で１０～４０ｇ／１０分であってもよい。

【0015】

また、本発明の一態様であるポリプロピレン樹脂成形体は、無変性のポリプロピレンと無水マレイン酸変性ポリプロピレンとの相溶体を含み、前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンにおける無水マレイン酸のグラフト変性率が１．５０～２．５０質量％であることを特徴とする。

【0016】

前記無変性のポリプロピレンと前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンとの質量比が、５０：５０～９７：３であってもよい。

【0017】

前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンのＺ平均分子量が、５００００～１０００００であってもよい。

【0018】

前記無変性のポリプロピレンのＺ平均分子量が、５００００～１０００００であってもよい。

【0019】

前記相溶体が、分散染料により染色された染色物であってもよい。

【0020】

また、本発明の一態様であるポリプロピレン樹脂成形体の製造方法は、前記ポリプロピレン樹脂組成物の溶融体を得る溶融体製造工程と、前記溶融体を成形して予備成形体とする成形工程と、前記予備成形体を冷却固化して成形体を得る冷却固化工程と、を含むことを特徴とする。

【0021】

前記ポリプロピレン樹脂成形体の製造方法は、前記冷却固化工程後の前記成形体を分散染料により染色する染色工程を含んでもよい。

【発明の効果】

【0022】

以上説明したように、本発明によれば、染料により染色可能なポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂成形体およびポリプロピレン樹脂成形体の製造方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0023】

【図1】紡糸に用いたマルチフィラメント製造装置を模式的に表す側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0024】

以下、本発明のポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂成形体およびポリプロピレン樹脂成形体の製造方法の一態様について、詳細に説明する。

【0025】

［ポリプロピレン樹脂組成物］
ポリプロピレン樹脂組成物は、無変性のポリプロピレンと、前記無変性のポリプロピレンと相溶する無水マレイン酸変性ポリプロピレンとを含む。無変性のポリプロピレン（以下、「無変性ＰＰ」とする場合がある）は、プロピレンを重合させた熱可塑性樹脂であり、重縮合の際に何らの変性剤も用いられておらず、改質されていないポリマーである。このような無変性ＰＰであれば、比重が軽いため、例えば繊維や糸等の表面積を大きくしても染料の使用量を低減することが可能であり、染色堅牢性の高い軽量な製品を提供することができる。また、ポリプロピレンの特徴である速乾性、保温性、耐薬品性および強度を繊維等の製品に付与することができる。

【0026】

前記無水マレイン酸変性ポリプロピレン（以下、「変性ＰＰ」とする場合がある）としては、前記無変性のポリプロピレンと相溶するものを用いる。無水マレイン酸で変性することにより改質したポリプロピレンは、無変性ＰＰと比べて染色性に優れている。特に分散染料による染色性は、衣料用途として一般的なポリエステルと同等である。このような変性ＰＰが、無変性ＰＰと相溶することにより、染色堅牢性が高く、軽量であると共に、速乾性、保温性、耐薬品性および強度等を満足しつつ、均一な染色性を発揮することができる。

【0027】

例えば、無変性ＰＰと相溶しない変性ＰＰを用いると、糸や繊維等の製品とした場合に無変性ＰＰと変性ＰＰの分布が均一とならず、無変性ＰＰと変性ＰＰとが海島構造を形成するおそれがある。そうすると、無変性ＰＰと変性ＰＰとでは染色性が異なるため、製品全体として均一な染色性を満足することができない場合がある。

【0028】

前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンにおいて、無水マレイン酸のグラフト変性率は１．５０～２．５０質量％である。無水マレイン酸のグラフト変性率は、前記無水マレイン酸変性ポリプロピレン中における無水マレイン酸の含有量である。グラフト変性率がこの範囲内であることにより、ポリプロピレンとしての特性を満足しつつ、優れた染色性を発揮することができる。無水マレイン酸の変性率が小さいと、染色性を満足することができない場合がある。また、変性率が大きい場合には、無変性ＰＰと相溶しないおそれがある。グラフト変性率が、１．７５～２．１５質量％であれば、無変性ＰＰとの相溶性を満足しつつ、種々の色の染料を用いた場合においても、安定して染色性を発揮することができる。

【0029】

上記特徴を有するポリプロピレン樹脂組成物の具体的な形態としては、例えば、粉末状、顆粒状、ペレット状およびフレーク状等の固形の無変性ＰＰと変性ＰＰとの混合物が挙げられる。いずれのＰＰもペレット状の混合物である場合や、一方のＰＰがフレーク状で、他方のＰＰがペレット状の混合物の場合、一方のＰＰが粉末状およびペレット状であり、他方のＰＰがフレーク状である場合等が挙げられる。また、無変性ＰＰと変性ＰＰを溶融させて相溶化して一体化させ、粉末状、顆粒状、ペレット状およびフレーク状等の固形としたもの、無変性ＰＰと変性ＰＰとをポリマーアロイとしたもの、また、無変性ＰＰと変性ＰＰとを溶剤に溶解させて液状としたものも、ポリプロピレン樹脂組成物に該当し得る。ただし、本発明においてポリプロピレン樹脂組成物は、これらのものに限定されない。

【0030】

前記無変性のポリプロピレンと前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンとの質量比は、５０：５０～９７：３であることが好ましい。質量比がこの範囲内であることにより、ポリプロピレンとしての特性を満足しつつ、優れた染色性を発揮することができる。無変性ＰＰの割合が大きいと、染色性を満足することができない場合がある。また、変性ＰＰの割合を大きくしても、染色性は向上しない。前記質量比が７０：３０～９５：５であれば、ポリプロピレンとしての特性および染色性を満足しつつ、糸や繊維、フィルム等の製品への加工性に優れるため、より好ましい。

【0031】

前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンのＺ平均分子量（Ｍｚ）が、５００００～１０００００であることが好ましい。ポリマーの分子量は、他のポリマーとの相溶性に影響し、また溶融粘度等が変わるために加工性にも影響する。変性ＰＰのＺ平均分子量がこの範囲内であることにより、無変性ＰＰとの相溶性および加工性を満足することができる。変性ＰＰのＺ平均分子量が小さいと、無水マレイン酸によるＰＰの改質への影響が大きくなる場合があり、染色性は上がるものの、無変性ＰＰとの相溶性が低下するおそれがある。また、変性ＰＰのＺ平均分子量が大きい場合には、無水マレイン酸によるＰＰの改質への影響が小さくなる場合があり、染色性が低下するおそれがある。前記Ｚ平均分子量が７００００～９００００であれば、無変性ＰＰとの相溶性および加工性を満足すると共に、速乾性、保温性、耐薬品性および強度を製品に付与することができるため、より好ましい。

【0032】

Ｚ平均分子量は、例えばＧＰＣ（ゲル・パーミエーションクロマトグラフィー）により測定することができ、以下の式（１）により求めることができる。
Ｚ平均分子量＝Σ（Ｍｉ・Ｍｉ・Ｈｉ）／Σ（Ｍｉ・Ｈｉ） ・・・（１）
ここで、Ｍｉはピーク開始点からｉ番目における分子量、Ｈｉはピーク開始点からｉ番目におけるベースラインからのピーク高さを意味する。

【0033】

前記無変性のポリプロピレンのＺ平均分子量は、５００００～１０００００であることが好ましい。無変性ＰＰのＺ平均分子量がこの範囲内であることにより、変性ＰＰとの相溶性および加工性を満足することができる。無変性ＰＰのＺ平均分子量が大きいと、溶融粘度が大きくなる等によって加工性が低下する場合がある。また、無変性ＰＰのＺ平均分子量が小さいと、糸や繊維等の製品とした場合に強度が損なわれるおそれがある。加工性および製品強度を考慮すると、前記Ｚ平均分子量が８５０００～９５０００であることが、より好ましい。

【0034】

ポリプロピレン樹脂組成物のメルトフローレート（ＭＦＲ）は、温度２３０℃、荷重２．１６ｋｇの条件で１０～４０ｇ／１０分であることが好ましい。メルトフローレートがこの範囲内であることにより、ポリプロピレン樹脂組成物を加熱して溶融させた状態として、糸や繊維等に加工する際の、加工性を満足することができる。メルトフローレートの値が大きい場合や小さい場合には、加工性が低下するおそれがある。溶融紡糸に用いる種々の製造装置への適用性を考慮すると、前記メルトフローレートが２０～３０ｇ／１０分であることが、より好ましい。なお、メルトフローレートは、例えばＪＩＳ Ｋ ７２１０（１９９９）に準じて測定することができる。

【0035】

ポリプロピレン樹脂組成物としては、無変性のポリプロピレンと無水マレイン酸変性ポリプロピレンに加え、その他の成分を含んでもよい。例えば、ポリプロピレンの改質等の目的により無変性ＰＰおよび変性ＰＰと相溶するポリマーや添加剤等を含んでもよく、また、加工を容易とする観点から溶剤等を含んでもよい。

【0036】

［ポリプロピレン樹脂成形体］
次に、ポリプロピレン樹脂成形体について説明する。ポリプロピレン樹脂成形体は、無変性のポリプロピレンと無水マレイン酸変性ポリプロピレンとの相溶体を含む。無変性ＰＰは、プロピレンを重合させた熱可塑性樹脂であり、重縮合の際に何らの変性剤も用いられておらず、改質されていないポリマーである。このような無変性ＰＰであれば、比重が軽いため、例えば繊維や糸等の表面積を大きくしても染料の使用量を低減することが可能であり、染色堅牢性の高い軽量なポリプロピレン樹脂成形体とすることができる。また、ポリプロピレンの特徴である速乾性、保温性、耐薬品性および強度をポリプロピレン樹脂成形体に付与することができる。

【0037】

変性ＰＰは、無水マレイン酸で変性することにより改質したポリプロピレンであり、無変性ＰＰと比べて染色性に優れている。特に分散染料による染色性は、衣料用途として一般的なポリエステルと同等である。このような変性ＰＰと無変性ＰＰとの相溶体を含むことにより、ポリプロピレン樹脂成形体は、染色堅牢性が高く、軽量であると共に、速乾性、保温性、耐薬品性および強度等を満足しつつ、均一な染色性を発揮することができる。相溶体は、複数の物質が相互に親和性を有して形成された溶液や混和物である。ポリプロピレン樹脂成形体においては、相溶体は、海島構造等の分布の偏りがなく、無変性ＰＰと変性ＰＰが均一に溶けて混ざり合った混和物である。

【0038】

前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンにおいて、無水マレイン酸のグラフト変性率は１．５０～２．５０質量％である。無水マレイン酸のグラフト変性率は、前記無水マレイン酸変性ポリプロピレン中における無水マレイン酸の含有量である。グラフト変性率がこの範囲内であることにより、ポリプロピレンとしての特性を満足しつつ、優れた染色性を発揮することができる。無水マレイン酸の変性率が小さいと、染色性を満足することができない場合がある。また、変性率が大きい場合には、無変性ＰＰと相溶しないおそれがある。グラフト変性率が、１．７５～２．１５質量％であれば、無変性ＰＰとの相溶性を満足しつつ、種々の色の染料を用いた場合においても、安定して染色性を発揮することができる。

【0039】

上記特徴を有するポリプロピレン樹脂成形体は、ポリプロピレン樹脂組成物を加工したものであり、例えば、糸、繊維、織物、編物、不織布、衣料、フィルム、シート、容器、キャップ、注射器等の医療用器具等が挙げられる。ただし、本発明においてポリプロピレン樹脂成形体は、これらのものに限定されない。

【0040】

前記無変性のポリプロピレンと前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンとの質量比は、５０：５０～９７：３であることが好ましい。質量比がこの範囲内であることにより、ポリプロピレンとしての特性を満足しつつ、優れた染色性を発揮することができる。無変性ＰＰの割合が大きいと、染色性を満足することができない場合がある。また、変性ＰＰの割合を大きくしても、染色性は向上しない。前記質量比が７０：３０～９５：５であれば、ポリプロピレンとしての特性および染色性を満足しつつ、糸や繊維、フィルム等の製品への加工性に優れるため、より好ましい。

【0041】

前記無水マレイン酸変性ポリプロピレンのＺ平均分子量が、５００００～１０００００であることが好ましい。ポリマーの分子量は、他のポリマーとの相溶性に影響し、また溶融粘度等が変わるために加工性にも影響する。変性ＰＰのＺ平均分子量がこの範囲内であることにより、無変性ＰＰとの相溶性および加工性を満足することができる。変性ＰＰのＺ平均分子量が小さいと、無水マレイン酸による改質の影響が大きくなる場合があり、無変性ＰＰとの相溶性や染色性が低下するおそれがある。また、変性ＰＰのＺ平均分子量が大きい場合には、溶融粘度が大きくなる等によって加工性が低下する場合がある。前記Ｚ平均分子量が７００００～９００００であれば、無変性ＰＰとの相溶性および加工性を満足すると共に、速乾性、保温性、耐薬品性および強度を製品に付与することができるため、より好ましい。

【0042】

前記無変性のポリプロピレンのＺ平均分子量は、５００００～１０００００であることが好ましい。無変性ＰＰのＺ平均分子量がこの範囲内であることにより、変性ＰＰとの相溶性および加工性を満足することができる。無変性ＰＰのＺ平均分子量が大きいと、溶融粘度が大きくなる等によって加工性が低下する場合がある。また、無変性ＰＰのＺ平均分子量が小さいと、糸や繊維等の製品とした場合に強度が損なわれるおそれがある。加工性および製品強度を考慮すると、前記Ｚ平均分子量が８５０００～９５０００であることが、より好ましい。

【0043】

前記相溶体が、分散染料により染色された染色物であってもよい。染料としては、分散染料、カチオン染料、酸性染料、水溶性染料等が挙げられ、目的に応じて種々の染料を単独または組み合わせて染色することができる。衣料用途としては、特に分散染料を用いることで、ムラが無く均一な染色性を満足する。染色は、染料へ相溶体を浸漬する等、通常の染色手法を用いて行うことができる。

【0044】

ポリプロピレン樹脂成形体としては、無変性のポリプロピレンと無水マレイン酸変性ポリプロピレンに加え、その他の成分を含んでもよい。例えば、ポリプロピレンの改質等の目的により無変性ＰＰおよび変性ＰＰと相溶するポリマーや添加剤、可塑剤等を含んでもよく、また、上記した染料等を含むことができる。

【0045】

［ポリプロピレン樹脂成形体の製造方法］
次に、上記したポリプロピレン樹脂成形体の製造方法について、説明する。当該製造方法は、以下に示す溶融体製造工程と、成形工程と、冷却固化工程とを含む。

【0046】

（溶融体製造工程）
本発明のポリプロピレン樹脂組成物の溶融体を得る工程である。例えば、ポリプロピレン樹脂組成物は、加熱や減圧等することにより、溶融させることができる。溶融体は、無変性ＰＰと変性ＰＰが相溶して、均一に溶けて混ざり合った混和物であり、流動性を有する液状である。ポリプロピレン樹脂組成物を加熱や減圧する方法は、通常の方法を採用することができる。例えば、加熱手段を備えたタンク内にポリプロピレン樹脂組成物のペレットを投入し、ペレットを加熱しつつ撹拌羽根等で混練することにより、溶融体を得ることができる。

【0047】

（成形工程）
前記溶融体を成形して予備成形体とする工程である。例えば、ポリプロピレン樹脂組成物として糸を製造する場合には、前記タンクに、紡糸口金等の溶融体をタンクから押し出すことのできる押出口を設け、この押出口から溶融体を押し出すことにより、糸条の流動体としての予備成形体を得ることができる。

【0048】

また、フィルムを製造する場合には、例えば、前記タンク中の溶融体を、マニホールド、リップ等を備えるＴダイへ送り出し、溶融体をマニホールドにて幅方向に広げ、スリット状のリップでフィルムの厚さを調整すること等により、フィルム状の流動体としての予備成形体を得ることができる。

【0049】

（冷却固化工程）
前記予備成形体を冷却固化して成形体を得る工程である。予備成形体は溶融した流動体であり、これを冷却することにより、固化させることができる。例えば、ポリプロピレン樹脂組成物として糸を製造する場合には、糸条の流動体を室温条件下にさらすことにより、固化して糸となり得る。

【0050】

また、フィルムを製造する場合には、フィルム状の流動体を例えばキャスティング装置へ送り出し、キャスティング装置の冷却ロールに接触させることにより、冷却、固化してフィルム化することができる。

【0051】

［染色工程］
ポリプロピレン樹脂成形体の製造方法は、さらに染色工程を含むことができる。染色工程に用いる染料としては、分散染料、カチオン染料、酸性染料、水溶性染料等が挙げられ、目的に応じて種々の染料を単独または組み合わせて染色することができる。衣料用途としては、特に分散染料を用いることで、ムラが無く均一な染色性を満足する。染色工程は、特に限定されないが、例えば分散染料を溶かした分散液に相溶体を浸漬し、１３０℃に加熱して３０分程度染色処理後、ソーピング剤により相溶体表面の余分な染料を除去して、水洗、脱水、乾燥する等、通常の染色手法を含むことができる。染色工程は、冷却固化工程後に行うことができ、また、上記した各工程の間に行うことや、上記した各工程と共に行うことができる。例えば、ポリプロピレン樹脂組成物の溶融体を得た後に、この溶融体に染料を加えて染色後、溶融体を成形することができる。

【0052】

ポリプロピレン樹脂成形体の製造方法としては、前記した溶融体製造工程、成形工程、冷却固化工程および染色工程に加え、さらにその他の工程を含んでもよい。例えば、冷却硬化工程後に成形体を所定形状に加工する加工工程等を含むことができる。

【0053】

具体的には、ポリプロピレン樹脂組成物として糸を製造する場合には、前記冷却固化工程後の糸を再度加熱して引き延ばす延伸工程、熱処理により糸のひずみをとる熱処理工程、糸を所定の長さに切断する切断工程、糸をボビン等に巻き取る巻き取り工程等が挙げられる。

【0054】

また、フィルムを製造する場合には、前記冷却固化工程後のフィルムを縦や横に延伸する延伸工程、インクや接着剤の付着性を向上させるためのコロナ処理工程、火炎処理工程、薬品処理工程、巻取機等で巻き取る巻取工程等が挙げられる。

【0055】

以上のように、本発明によれば、染料により染色可能であることにより、特に一般的な衣料用途に好適なポリプロピレン樹脂組成物、ポリプロピレン樹脂成形体およびポリプロピレン樹脂成形体の製造方法を提供することができる。

【実施例】

【0056】

以下、実施例および比較例に基づき、本発明を更に具体的に説明する。ただし、本発明は以下の実施例に何ら限定されるものではない。

【0057】

［衣料用途としての染料の選択］
表１に示す黒色染料を用いて、無変性のポリプロピレン、無水マレイン酸変性ポリプロピレンおよびポリエステルの染色性について評価した。無変性のポリプロピレンおよび無水マレイン酸変性ポリプロピレンの物性について、表２に示す。なお、染色性の対比用に使用したポリエステルとしては、衣料用途として一般的な、ポリエチレンテレフタレート（ＭＦＲ（２８０℃、２．１６ｋｇ）：３０ｇ／１０ｍｉｎ、融点：２５０℃、比重：１．３８、Ｚ平均分子量：１６０，０００）を使用した。

【0058】

【表1】

【0059】

【表2】

【0060】

（染色方法）
各ポリマーとしては、ペレット状のマスターバッチを使用し、以下の条件にて各ペレット状ポリマーの染色を行った。
・分散染料：１３０℃に加熱した分散染料中に、ポリマーを３０分浸漬。
・カチオン染料：１２０℃に加熱したカチオン染料中に、ポリマーを３０分浸漬。
・酸性染料：１００℃に加熱した酸性染料中に、ポリマーを３０分浸漬。
・直接染料：９０℃に加熱した直接染料中に、ポリマーを３０分浸漬。

【0061】

上記の染色を行った後に、各ペレット状ポリマーを室温にて自然乾燥させ、染色性を評価した。結果を表３に示す。表３において、分光光度計を用いた明度（Ｌ*）が２０未満であるものを、染色性に優れるとして〇、明度が２０～６０であるものを、染色可能であるとして△、明度が６０より大きいものを、染色が不十分であるものとして×、と評価した。

【0062】

【表3】

【0063】

変性ＰＰは、分散染料により染色した場合において、衣料製品に用いられるポリエステルと同様の染色性を発揮した。また、変性ＰＰはカチオン染料によっても染色可能であるが、酸性染料や直接染料では十分に染色されなかった。

【0064】

また、無変性ＰＰは、分散染料によって染色することは可能であるが、衣料用途としての染色性を満足するものではなかった。

【0065】

上記の結果より、変性ＰＰは分散染料による染色性に優れることがわかった。ただし、ＭＦＲの値が高いために糸や繊維に加工することは困難である。その一方で、無変性ＰＰは染色性については変性ＰＰに劣るものの、ＭＦＲの値が低く、糸や繊維への加工が容易なものであった。そこで、染色性と加工性を満足し得るポリプロピレンを見出すべく、以下に示すように、無変性ＰＰと変性ＰＰとの相溶体を作製し、染色性および加工性について評価を行った。

【0066】

［ポリプロピレン樹脂組成物の染色性の評価］
無変性ＰＰと変性ＰＰとを所定比率に混同した相溶体を作製し、相溶体のＭＦＲの測定、および上記の分散染料を用いた染色性について評価した。結果を表４に示す。表４において、染色性の評価手法は、表３と同様である。

【0067】

【表4】

【0068】

糸や繊維に加工するためには、ポリマーのＭＦＲは１０～４０ｇ／１０分であることが好ましい。表４の結果から、無変性ＰＰと変性ＰＰとの質量比が９５：５～６７：３３の相溶体であれば、加工性および染色性を満足することがわかった。

【0069】

なお、上記では糸や繊維を想定した加工性を評価したが、シートやフィルムを製造する場合には、表４の結果にかかわらず、製造装置に適したＭＦＲに調整して製造することができる。

【0070】

［紡糸性および紡糸の評価］
次に、上記の［衣料用途としての染料の選択］の評価結果を踏まえたうえで、以下に示す実施例１～４および比較例１を実施し、ポリプロピレン樹脂組成物を紡糸して筒編み後に染色して、紡糸性、紡糸の染色性、および染色堅牢度について評価を行った。

【0071】

〈紡糸〉
紡糸機はマルチフィラメント製造装置（株式会社ムサシノキカイ製）を使用した。図１に、紡糸に用いたマルチフィラメント製造装置１００を模式的に表す側面図を示す。

【0072】

（マルチフィラメント製造装置）
マルチフィラメント製造装置１００は、原料が投入されるホッパー１０、ホッパー１０より送られてきた原料を加熱して溶融するシリンダー２０、シリンダー２０より押し出された溶融した原料を矢印で示す圧力Ｐで丸孔から押し出して糸条にするノズル３０、ノズルから押し出された糸Ｙを周囲から加熱する加熱筒４０、加熱筒４０から糸を周囲から冷却する冷却筒５０、冷却筒５０から送られてきた糸をオイリング処理するオイリングロール６０、オイリング処理後の糸に一定荷重を一定時間かけて、初期伸びを除去するプリテンションロール７０、糸を延伸処理する延伸ロール８０、延伸後の糸を巻き取るボビン９０を備える。

【0073】

（紡糸処理）
ペレット状のポリプロピレン樹脂組成物を原料とし、ホッパー１０の開口部１１より原料をマルチフィラメント製造装置１００へ投入し、シリンダー２０で溶融させてノズル３０へ送り、未図示のギアポンプからヘッド３１へかかる圧力により丸孔から原料を押出し、複数の糸条とした。そして、複数の糸を一本の糸Ｙに束ねつつ、加熱筒４０および冷却筒５０を通して糸Ｙを固化させた。冷却筒５０内には、矢印で示す空気Ａが送られ、糸Ｙを冷却した。その後、オイリング処理および延伸処理を行って糸をボビン９０に巻取ることで、紡糸処理を終了した。

【0074】

紡糸条件は、シリンダー２０における符号２１～２４の部分の温度をそれぞれ１８０℃、１９０℃、２００℃、２００℃とし、ノズルの丸孔口金を２４フィラメントノズルとした。また、ノズル３０における樹脂温度を２２０℃とし、丸孔からの押出量を７.５ｇ／分とした。延伸条件としては、オイリングロールの周速を１５０ｍ／分、プリテンションロール７０の周速を２００ｍ／分、延伸ロール８１の周速を２１０ｍ／分、温度５０℃、延伸ロール８２の周速を２５０ｍ／分（延伸倍率１.２倍）、温度４０℃、延伸ロール８３の周速を２４０ｍ／分、温度４０℃とした。１時間以上安定して紡糸可能であった場合を紡糸性良好と評価した。

【0075】

〈筒編み〉
上記にて製造した紡糸を筒状に試験編みするべく、試験用筒編み機（koikemachine社製）を使用して筒編みした。

【0076】

〈精練〉
得られた筒編みに付着する汚れや油分を精練するため、界面活性剤（北広ケミカル社製スコアロールＥ１３）を１ｇ／Ｌの割合で添加した洗浄液に筒編みを投入し、６０℃にて１０分洗浄した。その後、水洗して汚れや油分および界面活性剤を筒編みから除去した。

【0077】

〈染色〉
精錬後の筒編みに対し、表１に示す分散染料を使用して、一般的なポリエステルの染色方法と同様に、１３０℃に加熱した分散染料中に筒編みを３０分浸漬して染色した。染色後、筒編みを室温にて自然乾燥させ、明度の測定および染色堅牢度の評価を行った。

【0078】

〈明度の測定〉
染色後の筒編みが均一に染色されていることを目視にて確認後、分光光度計により筒編みの３か所について明度（Ｌ*）を測定し、その平均値が２０未満のものを、問題なく黒色に染まっているものと判断し、良好と評価した。また、平均値が２０以上のものは、黒色への染色が不十分であり、不良と評価した。

【0079】

〈染色堅牢度〉
（摩擦堅牢度）
ＪＩＳ Ｌ０８４９に準じ、摩擦試験機を使用して摩擦堅牢度を評価した。乾摩擦３－４級以上であり、かつ湿摩擦３－４級以上のものを、摩擦堅牢度が良好であると評価した。

【0080】

（洗濯堅牢度）
ＪＩＳ Ｌ０８４４（Ａ－２法）に準じ、洗濯堅牢度を測定した。添付布としては綿およびナイロンを使用し、汚染度の大きい添付布が３－４級以上のものを、洗濯堅牢度が良好であると評価した。

【0081】

［実施例１］
表２に示す無変性ＰＰ（日本ポリプロ社製ノバテックＳＡ３Ａ）のペレットと、変性ＰＰ（化薬アクゾ社製 カヤブリッド００６Ｐ）のペレットを、質量比９０：１０として２４０℃にて混合し、ＭＦＲ１８．８（２３０℃、２．１６ｋｇ）、平均分子量（Ｍｚ）９００００のペレットを得た。このペレットを紡糸して３００デシテックス２４フィラメントのポリマー繊維を得た。紡糸開始より１時間以上糸切れは発生せず、紡糸性は良好であった。

【0082】

得られたポリマー繊維を筒編みし、精練後に分散染料を４％ｏ.ｗ.ｆの条件（ポリマー繊維１００ｇに対して４ｇの染料を使用）で染色した。明度は１８．１７で良好であり、摩擦堅牢度は乾摩擦３－４級、湿摩擦３－４級で良好であった。さらに、洗濯堅牢度についても３－４級であり、良好であった。

【0083】

［実施例２］
表２に示す無変性ＰＰ（日本ポリプロ社製ノバテックＳＡ３Ａ）のペレットと、変性ＰＰ（化薬アクゾ社製 カヤブリッド００６Ｐ）のペレットを、質量比８５：１５として２４０℃にて混合し、ＭＦＲ２２．０（２３０℃、２．１６ｋｇ）、平均分子量（Ｍｚ）８９０００のペレットを得た。このペレットを紡糸して３００デシテックス２４フィラメントのポリマー繊維を得た。紡糸開始より１時間以上糸切れは発生せず、紡糸性は良好であった。

【0084】

得られたポリマー繊維を筒編みし、精練後に分散染料を４％ｏ.ｗ.ｆの条件で染色した。明度は１６．８７で良好であり、摩擦堅牢度は乾摩擦３－４級、湿摩擦３－４級で良好であった。さらに、洗濯堅牢度についても３－４級であり、良好であった。

【0085】

［実施例３］
表２に示す無変性ＰＰ（日本ポリプロ社製ノバテックＳＡ３Ａ）のペレットと、変性ＰＰ（化薬アクゾ社製 カヤブリッド００６Ｐ）のペレットを、質量比８０：２０として２４０℃にて混合し、ＭＦＲ２４．５（２３０℃、２．１６ｋｇ）、平均分子量（Ｍｚ）８９０００のペレットを得た。このペレットを紡糸して３００デシテックス２４フィラメントのポリマー繊維を得た。紡糸開始より１時間以上糸切れは発生せず、紡糸性は良好であった。

【0086】

得られたポリマー繊維を筒編みし、精練後に分散染料を４％ｏ.ｗ.ｆの条件で染色した。明度は１５．７６で良好であり、摩擦堅牢度は乾摩擦３－４級、湿摩擦３－４級で良好であった。さらに、洗濯堅牢度についても３－４級であり、良好であった。

【0087】

［実施例４］
表２に示す無変性ＰＰ（日本ポリプロ社製ノバテックＳＡ３Ａ）のペレットと、変性ＰＰ（化薬アクゾ社製 カヤブリッド００６Ｐ）のペレットを、質量比７５：２５として２４０℃にて混合し、ＭＦＲ２７．３（２３０℃、２．１６ｋｇ）、平均分子量（Ｍｚ）８９０００のペレットを得た。このペレットを紡糸して３００デシテックス２４フィラメントのポリマー繊維を得た。紡糸開始より１時間以上糸切れは発生せず、紡糸性は良好であった。

【0088】

得られたポリマー繊維を筒編みし、精練後に分散染料を４％ｏ.ｗ.ｆの条件で染色した。明度は１５．６８で良好であり、摩擦堅牢度は乾摩擦３－４級、湿摩擦３－４級で良好であった。さらに、洗濯堅牢度についても３－４級であり、良好であった。

【0089】

［比較例１］
変性ＰＰは使用せずに、表２に示す無変性ＰＰ（日本ポリプロ社製ノバテックＳＡ３Ａ）のペレットを紡糸して、３００デシテックス２４フィラメントのポリマー繊維を得た。紡糸開始より１時間以上糸切れは発生せず、紡糸性は良好であった。

【0090】

得られたポリマー繊維を筒編みし、精練後に分散染料を４％ｏ.ｗ.ｆの条件で染色した。明度は２５．０７であり、黒色への染色は不十分であった。また、摩擦堅牢度は、乾摩擦３－４級、湿摩擦３－４級で良好であった。さらに、洗濯堅牢度についても３－４級であり、良好であった。

【0091】

表５に、実施例１～４および比較例１におけるペレットの無変性ＰＰと変性ＰＰとの混合比、ＭＦＲ、平均分子量、明度および染色性の評価結果を示す。

【0092】

【表5】

【0093】

紡糸するためには、ポリマーのＭＦＲは１０～４０ｇ／１０分であることが好ましく、表４より、無変性ＰＰと変性ＰＰとの質量比が９５：５～６７：３３の相溶体であれば、加工性および染色性を満足する結果が得られている。表５では、実際に紡糸して紡糸性や染色性等を評価した結果を示しているが、この結果は、表４を裏付けることができるものであった。

【0094】

［まとめ］
実施例より明らかなように、本発明のポリプロピレン樹脂組成物であれば、加工性に優れ、分散染料等により染色可能なポリプロピレン樹脂組成物を製造し、提供することができる。よって、衣料製品用の糸や繊維として好適なものであり、また、シートやフィルム等にも適用可能である。

【0095】

以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

【符号の説明】

【0096】

１０ ホッパー
１１ 開口部
２０ シリンダー
２１、２２、２３、２４ シリンダー２０における部分
３０ ノズル
３１ ヘッド
４０ 加熱筒
５０ 冷却筒
６０ オイリングロール
７０ プリテンションロール
８０、８１、８２、８３ 延伸ロール
９０ ボビン
１００ マルチフィラメント製造装置
Ａ 空気
Ｐ 圧力
Ｙ 糸

【図1】