CN101589103B - 用丙烯系弹性体制备的纤维和无纺织物 - Google Patents

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Abstract

一种由组合物制造的无纺织物,其包含(a)丙烯系弹性体,其特征在于包括约5%到约35%重量的衍生自α-烯烃的单元并且由DSC测定的小于80J/g的熔融热,(b)丙烯系热塑性聚合物,其特征在于约3到约300dg/min的MFR(ASTM D-12382.16kg230℃)和由DSC测定的大于80J/g的熔融热,以及(c)触感改性剂,其选自(i)具有超过400dg/min的MFR(ASTM D-12382.16kg230℃)的高MFR热塑性树脂,(ii)烃树脂,(iii)聚烯烃蜡,(iv)官能化烃树脂,(v)官能化聚烯烃,以及(vi)前述触感改性剂的两种或多种的组合,(d)任选的滑动助剂。

Description

用丙烯系弹性体制备的纤维和无纺织物
技术领域
本发明的实施方案直接涉及由包括丙烯系弹性体和触感改性剂的组合物制备的纤维和无纺织物。在一个或多个实施方案中,该无纺织物的特征在于有利的触感性质以及期望的物理和弹性体性质。
背景技术
还可以称为半无定形的丙烯共聚物或可结晶丙烯系共聚物的丙烯系弹性体已经用于纤维和无纺织物的制造。这些共聚物经常与其他聚合物共混以便寻求各种期望的性质。
例如,U.S.专利6,342,565教导了可结晶丙烯系共聚物与主要是结晶的丙烯系聚合物的共混物。可结晶丙烯系聚合物的特征在于小于105℃的熔融温度和小于45J/g的熔融热。主要是结晶的丙烯系聚合物的特征在于大于110℃的熔融温度、大于60J/g的熔融热和10000到5000000的分子量,以及1.5和40之间的分子量分布。由这些共混物制造的纤维希望具有降低的挠曲模量和增加的承载容量,以及低的定型和承载衰减值。
U.S.公开No.2005/0107529教导了由丙烯系弹性体制备的纤维。例如,实施例1教导了由包含20MFR的含有15重量%乙烯的丙烯-乙烯共聚物与丙烯均聚物的熔体制备纤维。该丙烯均聚物为36MFR的均聚物或400MFR的均聚物。这种纤维通过使用常规纤维纺丝生产线以部分取向的纱线模式形成。实施例2中将相似的共混物纺丝粘合。由此制备的纤维和无纺织物可以加热以便提供耐久的织物。
U.S.公开No.2005/0106978教导了由包括结晶形全同立构丙烯聚合物和α-烯烃共聚物的共混物制备的纤维和无纺织物,其为丙烯均聚物或无规丙烯共聚物,其中丙烯的立构规整度通过共聚单体中断。该共聚物的特征在于由DSC测定的1.0J/g到50J/g的熔融热。这种共混物可以包括额外的组分,例如添加剂,加工助剂,增粘树脂,增塑剂,滑动助剂,填料,固化剂以及类似物。得到的织物是弹性的并且在个人卫生产品中是有用的,例如尿布,医用织物和消费品。
U.S.公开No.2006/0172647教导了由包括半结晶性聚合物和半无定形聚合物的聚合物共混物制备的纤维和无纺织物。该半结晶性聚合物的特征在于100℃和160℃之间的熔点,0.2到2,000dg/min的熔体流动速率,1,031到1,720MPa的1%正割弯曲模量和大于60J/g的熔融热。该半无定形聚合物包括丙烯和10到25%重量的衍生自α-烯烃单体的单元。半无定形聚合物的特征在于约2.5到约35%重量的结晶度,105℃或更低的熔点以及小于70J/g的熔融热。由这些共混物制备的无纺制品在35gsm的织物基础重量下具有40g或更低的手感(Hand)。
发明内容
本发明的一个或多个实施方案提供了一种由组合物制备的无纺织物,该组合物包含(a)丙烯系弹性体,其特征在于包括约5%到约35%重量的衍生自α-烯烃的单元和由DSC测定的小于80J/g的熔融热,(b)丙烯系热塑性聚合物,其特征在于约3到约300dg/min的MFR(ASTM D-1238 2.16kg  230℃)和由DSC测定的大于80J/g的熔融热,以及(c)触感改性剂,其选自(i)具有超过400dg/min的高MFR(ASTM D-1238 2.16kg  230℃)热塑性树脂,(ii)烃树脂,(iii)聚烯烃蜡,(iv)官能化烃树脂,(v)官能化聚烯烃和(vi)前述触感改性剂中的两种或多种的组合,和(d)任选的滑动助剂。
示例性实施方案的详细描述
根据本发明的一个或多个实施方案,纤维和/或无纺织物由包括丙烯系弹性体,丙烯系热塑性树脂和触感改性剂的组合物制备。在一个或多个实施方案中,触感改性剂包括(i)高MFR热塑性聚合物,(ii)烃树脂,(iii)聚烯烃蜡,(iv)官能化烃树脂,(v)官能化聚烯烃,或(vi)前述改性剂中的两种或多种。在某些实施方案中,该组合物还可以包括滑动助剂。在特别的实施方案中,纤维和无纺织物有利的通过使用纺丝粘合技术制备。一个或多个实施方案中的纤维和/或无纺织物有利的特征在于期望的触感。丙烯系弹性体
在一个实施方案中,还可以称为丙烯系橡胶共聚物或丙烯-α-烯烃共聚物的丙烯系弹性体包括衍生自丙烯的单元(即基体(mer)单元),一种或多种衍生自乙烯或包括4到约20个碳原子的α-烯烃的共聚单体单元,和任选的一种或多种衍生自二烯烃的共聚单体单元。在一个或多个实施方案中,α-烯烃共聚单体单元可以衍生自乙烯,1-丁烯,1-己烯,4-甲基-1-戊烯和或1-辛烯。在一个或多个实施方案中,二烯烃共聚单体单元可以衍生自5-亚乙基-2-降冰片烯,5-乙烯基-2-降冰片烯,二乙烯基苯,1,4-己二烯,5-亚甲基-2-降冰片烯,1,6-辛二烯,5-甲基-1,4-己二烯,3,7-二甲基-1,6-辛二烯,1,3-环戊二烯,1,4-环己二烯,二环戊二烯或它们的组合。以下描述的实施方案是关于乙烯作为α-烯烃共聚单体的讨论,但是该实施方案等同适用于具有其它α-烯烃共聚单体的其它共聚物。在这一点上,共聚物可以简单地指的是以乙烯作为α-烯烃有关的丙烯系弹性体。
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体可以包括至少5%重量的乙烯衍生单元,在另一个实施方案中其为至少6%重量,在其它实施方案中其为至少8%重量,且在其它的实施方案中其为至少10%重量;在这些或其它实施方案中,共聚物可以包括至多35%重量的乙烯衍生单元,在其它的实施方案中至多32%重量,在另外的实施方案中至多25%重量,且在其它的实施方案中至多20%重量,其中该重量百分数基于丙烯衍生单元、α-烯烃衍生单元和二烯烃衍生单元的总重量。换言之,丙烯系弹性体可以包括至少75%重量的丙烯衍生单元,或者在其它的实施方案中其为至少80%重量,且在这些或其它的实施方案中,共聚物可以包括至多95%重量的丙烯衍生的单元,在其它的实施方案中其为至多94%重量,在另外的实施方案中其为至多92%重量,且在其它的实施方案中其为至多90%重量,其中该重量百分数基于丙烯衍生的、α-烯烃衍生的和二烯烃衍生的基体单元的总重量。
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体可以包括至少0.5%重量的二烯烃衍生的单元,在其它的实施方案中其为至少1.5%重量,且在另外的实施方案中其为至少3%重量;在这些或其它的实施方案中,丙烯系弹性体可以包括至多11%重量的二烯烃衍生的单元,在其它的实施方案中其为至多6%重量,且在另外的实施方案中其为至多4%重量,其中该重量百分数基于丙烯衍生的,乙烯衍生的和二烯烃衍生的单元的总重量。
一个或多个实施方案的丙烯系弹性体的特征在于具有通过差示扫描量热法(DSC)测定的单一熔融温度。熔点定义为在样品熔化的范围内的最大热吸收温度。丙烯系弹性体可以表现出与主要峰邻近的第二熔融峰,但是为了本申请的目的,认为将这些第二熔融峰一起作为单一熔点,这些峰的最高点视为丙烯系橡胶共聚物的熔点(Tm)。
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体的Tm(通过DSC测定)小于110℃,在其它的实施方案中其小于90℃,在另外的实施方案中其小于80℃,且在其它的实施方案中其小于70℃;在这些或其它的实施方案中,丙烯系弹性体具有至少25℃的Tm,在其它的实施方案中其为至少35℃,在另外的实施方案中其为至少40℃,且在其它的实施方案中其为至少45℃。
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体的特征可以在于通过DSC测定的熔融热(Hf)。在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体的特征可以在于至少0.5J/g的熔融热,在其它的实施方案中其为至少1.0J/g,在另外的实施方案中其为至少1.5J/g,在其它的实施方案中其为至少3.0J/g,在其它的实施方案中其为至少4.0J/g,在其它的实施方案中其为至少6.0J/g,并且在其它的实施方案中其为至少7.0J/g。在这些或其它的实施方案中,丙烯系弹性体的特征可以在于小于80J/g的熔融热,在其它的实施方案中其为小于70J/g,在其它的实施方案中其为小于60J/g,在其它的实施方案中其为小于50J/g,在其它的实施方案中其为小于40J/g,在其它的实施方案中其为小于45J/g,并且在其它的实施方案中其为小于30J/g。
正如在本说明书中使用的,用于测定Tm和Hf的DSC程序包括以下内容。在约200℃到约230℃的温度下以热压的方式压制聚合物,并且在环境条件下在空气中悬挂得到的聚合物片材以便将其冷却。用冲压模具移走约6到10mg的聚合物片材。在室温下将这6到10mg的样品退火约80到100小时。在这一阶段的最后,将样品放置在差示扫描量热器(Perkin Elmer Pyris One Thermal Analysis System)中并且冷却到约-50℃对约-70℃。以10℃/min加热样品以获得约200℃的最终温度。将样品保持在200℃5分钟并且进行第二次冷热循环。记录两个循环的活动。热输出记录为样品熔融峰下的面积,其典型的发生在约0℃和约200℃之间。其以焦耳进行测量并且其为聚合物熔融热(Hf)的量度。熔点记录为在样品熔融的范围内关于基线的最大热吸收温度。
丙烯系弹性体可以具有通过13C NMR测量的三个丙烯单元的三单元组立构规整度,其为75%或更高,80%或更高,82%或更高,85%或更高,或90%或更高。在一个或多个实施方案中,该范围包括约50到约99%,在其它的实施方案中其为约60到约99%,在其它的实施方案中其为约75到约99%,在其它的实施方案中其为约80到约99%,且在其它的实施方案中其为约60到约97%。三单元组立构规整度通过U.S.专利申请公开No.2004/0236042中描述的方法测定。
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体可以具有根据DSC程序测定的0.5%到40%的%结晶度,在其它的实施方案中其为1%到30%,且在其它的实施方案中其为5%到25%。结晶度可以通过使样品的熔融热除以100%结晶度的聚合物的熔融热而确定,对于全同立构聚丙烯其假设为189焦耳/克或者对于聚乙烯其为350焦耳/克。在其它的实施方案中,丙烯-乙烯聚合物可以具有小于40%的结晶度,在另外的实施方案中其为约0.25%到约25%,在其它的实施方案中其为约0.5%到约22%,且在其它的实施方案中且为约0.5%到约20%。
在一个或多个方案中,丙烯系弹性体可以具有在室温下根据ASTM D-792测试方法测量的约0.85g/cm3到约0.92g/cm3的密度,在其它的实施方案中其为约0.87g/cm3到约0.90g/cm3,且在其它的实施方案中其为约0.88g/cm3到约0.89g/cm3
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体可以具有小于或等于10dg/min的熔融指数(MI)(ASTM D-1238,2.16kg  190℃),在其它的实施方案中其为≤6.5dg/min,在其它的实施方案中其为≤6dg/min,在其它的实施方案中其为≤5.5dg/min且在其它的实施方案中其为≤5dg/min。
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体可以具有根据ASTM D-1238,2.16kg重量 230℃测量的等于或大于0.3dg/min的熔体流动速率(MFR),在其它的实施方案中其为至少0.2dg/min,在另外的实施方案中其为至少0.5dg/min,且在其它的实施方案中其为至少1.0dg/min。在这些或其它实施方案中,该熔体流动速率可以等于或小于350dg/min,且在其它的实施方案中其为小于100dg/min。在一个实施方案中,丙烯系弹性体具有0.5dg/min到350dg/min的MFR,在其它的实施方案中其为2dg/min到30dg/min,在其它实施方案中其为5dg/min到30dg/min,在其它实施方案中其为10dg/min到30dg/min,且在其它实施方案中其为10dg/min到25dg/min。
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体可以具有根据ASTM D-1646测定的小于100的门尼粘度[ML(1+4) 125℃],在其它的实施方案中其为小于75,在其它的实施方案中其为小于60,且在其它的实施方案中其为小于30。
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体可以具有约5,000到约5,000,000g/摩尔的重均分子量(Mw),在其它的实施方案中其具有约10,000到约1,000,000g/摩尔的Mw,在其它的实施方案中其具有约20,000到约500,000g/摩尔的Mw,且在其它的实施方案中其具有约50,000到约400,000g/摩尔的Mw
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体可以具有约2,500到约2,500,000g/摩尔的数均分子量(Mn),在其它的实施方案中其具有约5,000到约500,000g/摩尔的Mn,在其它的实施方案中其具有约10,000到约250,000g/摩尔的Mn,且在其它的实施方案中其具有约25,000到约200,000g/摩尔的Mn
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体可以具有约10,000到约7,000,000g/摩尔的Z均分子量(Mz),在其它的实施方案中其具有约50,000到约1,000,000g/摩尔的Mz,在其它的实施方案中其具有约80,000到约700,000g/摩尔的Mz,且在其它的实施方案中其具有约100,000到约500,000g/摩尔的Mz
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体的分子量分布(MWD=(MW/Mn))可以为约1到约40,在其它的实施方案中其为约1到约5,在其它的实施方案中其为约1.8到约5,且在其它的实施方案中其为约1.8到约3。
可以在U.S.专利No.4,540,753(Cozewith,Ju和Verstrate)(为了U.S.的实践,通过参考文献将其并入本申请)和其中引用的参考文献中以及为了U.S.的实践,通过参考文献将其并入本申请的Macromolecules,1988,第21卷,3360页(Verstrate等)以及其中引用的参考文件中找到用于测定分子量(Mn,Mw和Mz)和分子量分布(MWD)的技术。例如,分子量可以通过使用装备有差示折光率检测器的Waters 150凝胶渗透色谱采用尺寸排除色谱法(SEC)并且使用聚苯乙烯标准校准进行测定。丙烯系热塑性聚合物
可以称为丙烯系热塑性聚合物的丙烯系热塑性树脂包括那些固体,通常主要包含衍生自丙烯聚合的单元的高分子量塑性树脂。在某些实施方案中,至少75%丙烯系聚合物的单元衍生自丙烯的聚合,在其他的实施方案中其为至少90%,在其他的实施方案中其为至少95%且在其他的实施方案中其为至少97%。在特殊的实施方案中,这些聚合物包括丙烯的均聚物。
在某些实施方案中,丙烯系热塑性聚合物还可以包括衍生自乙烯和/或α-烯烃聚合的单元,所述α-烯烃例如为1-丁烯,1-己烯,1-辛烯,2-甲基-1-丙烯,2-甲基-1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,5-甲基-1-己烯,以及它们的混合物。特别包括的有丙烯与乙烯或以上描述的高级α-烯烃、或与C10-C20的二烯烃的反应器、冲击性和无规共聚物。
在一个或多个实施方案中,丙烯系热塑性聚合物可以包括结晶的和半结晶的聚合物。在一个或多个实施方案中,这些聚合物的特征可以在于通过DSC测定的至少40%重量的结晶度,在其他的实施方案中其为至少55%重量,在其他的实施方案中其为至少65%,且在其他的实施方案中其为至少70%重量。在一个或多个实施方案中,这些聚合物的特征可以在于至少80J/g的Hf,在其他的实施方案中其为超过100J/g,在其他的实施方案中其为超过125J/g,且在其他的实施方案中其为超过140J/g。
在一个或多个实施方案中,有用的丙烯系热塑性聚合物的特征可以在于约50到约2000kg/摩尔的Mw,且在另外的实施方案中其为约100到约600kg/摩尔。它们的特征还可以在于通过GPC测定的并且用聚苯乙烯作为标准的约25到约1000kg/摩尔的Mn,且在另外的实施方案中其为约50到约300kg/摩尔。
在一个或多个实施方案中,有用的丙烯系热塑性聚合物可以具有约0.1到约400dg/min的MFR(ASTM D-1238,2.16kg  230℃),在其他的实施方案中其为约0.5到约250dg/min,且在其他的实施方案中其为约1到约100dg/min。在这些或其他的实施方案中,丙烯系热塑性聚合物可以具有小于400dg/min的MFR,在其他的实施方案中其为小于100dg/min,在其他的实施方案中其为小于50dg/min,且在其他的实施方案中其为小于10dg/min。
在一个或多个实施方案中,有用的丙烯系热塑性聚合物可以具有约110℃到约250℃的Tm,在其他的实施方案中其为约155℃到约170℃,且在其他的实施方案中其为约160℃到约165℃。它们还可以具有约-10到约10℃的玻璃化转变温度(Tg),在其他的实施方案中其为约-3到约5℃,且在其他的实施方案中其为约0到约2℃。在一个或多个实施方案中,它们可以具有至少约75℃的结晶温度(Tc),在其他的实施方案中其为至少约95℃,在其他的实施方案中其为至少约100℃,且在其他的实施方案中其为至少约105℃,在一个实施方案中其在105℃到115℃的范围内。
丙烯系热塑性聚合物可以通过使用现有技术中合适的聚合技术合成,举例来说但不限于常规的齐格勒-纳塔型聚合反应和使用包括但不限于金属茂催化剂的单位点有机金属催化剂的催化聚合。
在一个实施方案中,丙烯系热塑性聚合物包括高结晶度全同立构或间同立构的聚丙烯的均聚物。这种聚丙烯可以具有约0.85到约0.91g/cc的密度,及很多全同立构聚丙烯具有约0.90到约0.91g/cc的密度。并且可以使用具有分级熔体流动速率的高分子量和超高分子量的聚丙烯。在一个或多个实施方案中,聚丙烯树脂的特征可以在于小于或等于10dg/min的MFR(ASTM D-1238,2.16kg  230℃),在其他的实施方案中其为小于或等于1.0dg/min,且在其他的实施方案中其为小于或等于0.5dg/min。烃树脂
在一个或多个实施方案中,烃树脂可以包括天然树脂,合成树脂以及低分子量聚合物或低聚物。在一个或多个实施方案中,在温度和压力的标准条件下烃树脂是固体材料。可以聚合以合成该合成树脂或低分子量聚合物或低聚物的单体可以包括从含有混合物或多种不饱和原料的炼油厂物流或从纯单体物料中获得的那些单体。这些单体可以包括脂肪族单体,脂环族单体,芳香族单体或它们的混合物。脂肪族单体可以包括C4、C5和C6链烷烃、烯烃和共轭二烯烃。这些脂肪族单体或脂环族单体可以包括丁二烯,异丁烯,1,3-戊二烯(戊间二烯)以及1,4-戊二烯,环戊烯,1-戊烯,2-戊烯,2-甲基-1-戊烯,2-甲基-2-丁烯,2-甲基-2-戊烯,异戊二烯,环己烯,1-3-己二烯,1-4-己二烯,环戊二烯和二环戊二烯。芳香族单体可以包括C8、C9和C10的芳香族单体。这些芳香族单体的实例包括苯乙烯,茚,苯乙烯的衍生物,茚的衍生物以及它们的组合。
在一个和多个实施方案中,烃树脂的类型包括石油树脂,萜烯树脂,苯乙烯树脂和环戊二烯树脂。烃树脂的实例包括脂肪族烃树脂,至少部分氢化的脂肪族烃树脂,脂肪族/芳香族烃树脂,至少部分氢化的脂肪族/芳香族烃树脂,环脂肪族烃树脂,至少部分氢化的环脂肪族树脂,环脂肪族/芳香族树脂,至少部分氢化的环脂肪族/芳香族树脂,至少部分氢化的芳香族烃树脂,聚萜烯树脂,萜烯-酚树脂,松香,松香酯,氢化松香,氢化松香酯,以及它们中两种或多种的混合物。
在一个和多个实施方案中,烃树脂的特征可以在于约400到约5000g/摩尔的Mn,在其他的实施方案中其为约500g/摩尔到约3000g/摩尔,在其他的实施方案中其为约600g/摩尔到约2000g/摩尔,且在其他的实施方案中其为约700g/摩尔到约1000g/摩尔。这些烃树脂的特征还可以在于约500g/摩尔到约6000g/摩尔的Mw,且在其他的实施方案中其为约700g/摩尔到约5000g/摩尔。此外进一步的,这些烃树脂的特征可以在于约700g/摩尔到约15000g/摩尔的Mz,且在其他的实施方案中其为约8000g/摩尔到约12000g/摩尔。
在某些实施方案中,体树脂包括通过二环戊二烯(DCPD)和取代的DCPD热聚合制备的那些树脂,它们可以进一步包括脂肪族和芳香族单体。在一个实施方案中,DCPD和取代的DCPD与芳香族单体共聚合,且最后的产物包括小于10%的芳香族含量。在另一个实施方案中,烃树脂衍生自脂肪族单体和芳香族单体两者的共聚合。
合成的低聚物可以包括石油馏出物单体的二聚体、三聚体、四聚体、五聚体、六聚体、七聚体和八聚体。在一个和多个实施方案中,石油馏出物单体可以具有约30℃到约210℃的沸点。低聚物可以包含包括热和催化聚合的树脂聚合的副产物。例如,低聚物可以衍生自其中DCPD,脂肪族单体,和/和芳香族单体低聚合并且然后接枝的过程。
在一个和多个实施方案中,烃树脂可以包括特征在于芳香族含量为约1到约60%的那些树脂,在其他的实施方案中其为约2到约40%,且在其他的实施方案中其为约5到约10%。同样,烃树脂可以至少部分的被氢化。例如,烃树脂可以含有少于90的烯烃质子,在其他的实施方案中其为少于50,在其他的实施方案中其为少于25,在其他的实施方案中其为少于10,在其他的实施方案中其为少于2,在其他的实施方案中其为少于1,在其他的实施方案中其为少于0.5且在其他的实施方案中其为少于0.05。芳香族含量和烯烃含量可以通过1H-NMR直接由来自分光计的1H-NMR光谱测量而测量,其中磁场强度大于300MHz,且在另一个实施方案中其为400MHz(频率当量)。芳香族含量包括芳香族质子与质子总数的整合。烯烃质子和烯烃质子含量包括烯烃质子与质子总数的整合。
在一个和多个实施方案中,烃树脂的特征可以在于约10℃到约180℃的软化点,在其他的实施方案中其为约10℃到约160℃,在其他的实施方案中其为约60℃到约130℃,在其他的实施方案中其为约90℃到约130℃,在其他的实施方案中其为约80℃到约120℃,在去他的实施方案中其为约80℃到约150℃,且在其他的实施方案中其为约90℃到约110℃,其中软化点的任何上限和任何下限可以合并为期望的软化点范围。软化点(℃)可以根据ASTM E-28(1996修订本)测定为环球软化点。在这些和其他实施方案中,软化点可以大于30℃,在其他实施方案中大于50℃,在其他实施方案中大于75℃,在其他的实施方案中大于100℃,且在其他的实施方案中大于120℃。
在一个和多个实施方案中,烃树脂的特征可以在于通过DSC测定的约-40℃到约130℃的玻璃化转变温度(Tg),在其他的实施方案中其为约40℃到约80℃,且在其他的实施方案中其为约30℃到约70℃,其中Tg的任何上限和任何下限可以合并为期望的Tg范围。在这些和其他的实施方案中,烃树脂的Tg可以大于30℃,在其他的实施方案中大于50℃,在其他的实施方案中大于60℃,且在其他的实施方案中大于70℃。
在一个和多个实施方案中,烃树脂可以包括官能化烃树脂。这些树脂包括至少一个官能团。还可以称为官能化取代基和官能化部分的官能团包括杂原子。在一个和多个实施方案中,该官能团包括极性基团。极性基团的实例包括羟基,羰基,醚,卤根,胺,亚胺,腈和异氰酸酯基团。包含羰基部分的示例性的基团包括羧酸,酸酐,酮,酰卤,酯,酰胺和酰亚胺基团,以及它们的衍生物。在一个实施方案中,官能团包括琥珀酸酐基团,或相应的酸,其可以衍生自与马来酸酐的反应(例如聚合和接枝反应),或者β-烷基取代的丙酸基团或其衍生物。在一个或多个实施方案中,官能团是悬垂在烃树脂主链上的。有用的官能化烃树脂包括U.S.专利申请Nos.2004/0260021 A1和2004/0266947 A1中描述的那些。
在实践本发明中可以使用商购获得的烃树脂。示例性的商购获得的树脂包括PA 609TM(ExxonMobil),EMPR 120,104,111,106,112,115,EMPR 100和100A,1035 ECR-373和
Figure G2007800504266D00121
2101,2203,2520,5380,5600,5618,5690(从ExxonMobil Chemical Companyof Baytown,TX,USA商购获得);ARKONTM M90,M100,M115,和M135以及SUPER ESTERTM松香酯(从Arakawa Chemical Company of Japan商购获得);商购获得的羟基SYLVARESTM苯酚改性的苯乙烯,甲基苯乙烯树脂,苯乙烯化的萜烯树脂,ZONATACTM萜烯-芳香族树脂以及萜烯酚醛树脂(从Arizona Chemical Company of Jacksonville,FL,USA商购获得);SYLVATACTM和SYLVALITETM松香酯(从ArizonaChemical Company of Jacksonville,FL,USA商购获得);NORSOLENETM脂肪族芳香族树脂(从Cray Valley of France商购获得);DERTOPHENETM萜烯酚醛树脂(从DRT Chemical Company of Landes,France商购获得);EASTOTACTM树脂,PICCOTACTM C5/C9树脂,REGALITETM和REGALREZTM芳香族和REGALITETM脂环族/芳香族树脂(从EastmanChemical Company of Kingsport,TN商购获得);WINGTACKTM ET和EXTRATM(从Sartomer of Exton,PA,USA商购获得);FORALTM,PENTALYNTM和PERMALYNTM松香和松香酯(从Hercules,现在的Eastman ChemicalCompany of Kingsport,TN,USA商购获得);QUINTONETM酸改性的C5树脂,C5/C9树脂和酸改性的C5/C9树脂(从Nippon Zeon of Japan商购获得);LXTM混合的芳香族/脂环族树脂(从Neville ChemicalCompany of Pittsburgh,PA,USA商购获得);CLEARONTM氢化萜烯芳香族树脂(从Yasuhara of Japan商购获得)以及PICCOLYTETM(从Loos & Dilworth,Inc.of Bristol,PA,USA商购获得)。在U.S.专利No.5,667,902中可以找到其他合适的烃树脂。高MFR热塑性树脂
在一个或多个实施方案中,高MFR热塑性树脂包括具有400到1800dg/min的MFR(ASTM D-1238 2.16kg  230℃)的那些树脂,在其他的实施方案中其为约500到1700dg/min,且在其他的实施方案中其为约1000到约1600dg/min。在这些或其他实施方案中,高MFR热塑性树脂具有大于400dg/min的MFR,在其他实施方案中其大于600dg/min,在其他实施方案中其大于800dg/min,在其他实施方案中其大于1000dg/min,且在其他实施方案中其大于1200dg/min。
在这些或其他实施方案中,高MFR热塑性树脂的特征可以在于相对低的分子量。在一个或多个实施方案中,高MFR热塑性树脂的特征可以在于约29到约55kg/摩尔的Mw,且在其他实施方案中其为约30到约51kg/摩尔。它们的特征还在于通过GPC并且使用聚苯乙烯标准测量的约8到约15kg/摩尔的Mn,且在其他的实施方案中其为约9.5到约14.5kg/摩尔。在这些或其他的实施方案中,高MFR热塑性树脂的特征可以在于小于16kg/摩尔的Mn,在其他的实施方案中其为小于13kg/摩尔,且在其他的实施方案中其为小于11kg/摩尔。
高MFR热塑性树脂可以包括各种单体的聚合产物。在一个或多个实施方案中,高MFR热塑性树脂包括一种或多种包括乙烯的α-烯烃单体的聚合产物。在这些或其他的实施方案中,高MFR热塑性树脂包括丙烯系聚合物,例如那些主要包含衍生自丙烯聚合的单元的固体塑性树脂。在某些实施方案中,至少75%的丙烯系聚合物的单元衍生自丙烯的聚合,在其他的实施方案中其为至少90%,在其他的实施方案中其为至少95%,且在其他的实施方案中其为至少97%。在特殊的实施方案中,这些高MFR热塑性树脂包括丙烯的均聚物。
在某些实施方案中,高MFR热塑性树脂还可以包括衍生自乙烯和/或α-烯烃的聚合的单元,所述α-烯烃例如为1-丁烯,1-己烯,1-辛烯,2-甲基-1-丙烯,3-甲基-1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,5-甲基-1-己烯以及它们的混合物。特别包括的有丙烯与乙烯或以上描述的高级α-烯烃、或与C10-C20的二烯烃的反应器、冲击性和无规共聚物。
在一个或多个实施方案中,有用的高MFR热塑性树脂可以具有约110℃到约250℃的Tm,在其他的实施方案中其为约155℃到约170℃,且在其他的实施方案中其为约160℃到约165℃。它们可以具有约-10到约10℃的Tg,在其他的实施方案中其为约-3到约5℃,且在其他的实施方案中其为约0℃到约2℃。在一个或多个实施方案中,它们可以具有至少约75℃的Tc,在其他的实施方案中其为至少约95℃,在其他的实施方案中其为至少约100℃,且在其他的实施方案中其为至少约105℃,而在一个实施方案中其在105℃到115℃的范围内。
高MFR热塑性树脂可以通过使用现有技术中合适的聚合技术合成,例如但不限于常规的齐格勒-纳塔型聚合反应以及使用包括但不限于金属茂催化剂的单位点有机金属催化剂的催化聚合。官能化聚烯烃
在一个或多个实施方案中,也可以称为官能化热塑性树脂的官能化热塑性聚烯烃包括至少一个官能团。在一个或多个实施方案中,这种还可以称为官能化取代基或官能化部分的官能团包括杂原子。在一个或多个实施方案中,官能团包括极性基团。极性基团的实例包括羟基,丙氧基,羰基,醚,卤根,胺,亚胺和腈基团。包含羰基部分的示例性的基团包括羧酸,酸酐,酮,酰卤,酯,酰胺和酰亚胺基团,以及它们的衍生物。在一个实施方案中,官能团包括琥珀酸酐基团,或相应的酸,其可以衍生自与马来酸酐的反应(例如聚合和接枝反应),或者β-烷基取代的丙酸基团或其衍生物。在一个或多个实施方案中,官能团是悬垂在烃树脂主链上的。
在一个或多个实施方案中,官能化聚烯烃可以通过将接枝单体接枝到聚烯烃上制备。接枝的方法可以包括聚烯烃与接枝单体的合并,接触或反应。哲学官能化聚烯烃包括U.S.专利Nos.4,957,968,5624,999和6,503,984中描述的那些。
官能团可以对其接枝的聚烯烃可以包括通过聚合乙烯或α-烯烃形成的聚合物,所述α-烯烃例如为丙烯,1-丁烯,1-己烯,1-辛烯,2-甲基-1-丙烯,3-甲基-1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,5-甲基-1-己烯和它们的混合物。乙烯和丙烯以及乙烯和/或丙烯与另外α-烯烃的共聚物也是可以预期的,所述α-烯烃例如为1-丁烯,1-己烯,1-辛烯,2-甲基-1-丙烯,3-甲基-1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,5-甲基-1-己烯或它们的混合物。其他的聚烯烃共聚物可以包括烯烃与苯乙烯的共聚物,例如苯乙烯-乙烯共聚物或烯烃与α,β-不饱和酸、和/或α,β-不饱和酯的聚合物,例如聚乙烯-丙烯酸酯共聚物。
这些均聚物和共聚物可以通过使用现有技术中已知的合适的聚合技术合成。这些技术可以包括常规的齐格勒-纳塔型聚合反应、使用包括但不限于金属茂催化剂的单位点有机金属催化剂的催化聚合以及高压自由基聚合。
可以与接枝单体接枝的聚烯烃可以包括固体的、通常是高分子量的塑性材料。这些塑料包括结晶的和半结晶的聚合物。在一个或多个实施方案中,这些热塑性聚合物的特征可以在于通过DSC测定的至少20%的结晶度,在其他的实施方案中其为至少25%,且在其他的实施方案中其为至少30%。在这些或其他实施方案中,官能化聚烯烃的特征可以在于具有通过DSC测定的至少40J/g的熔融热,在其他的实施方案中其为超过50J/g,在其他的实施方案中其为超过75J/g,在其他的实施方案中其为超过95J/g,且在其他的实施方案中其为超过100J/g。
在一个或多个实施方案中,接枝前的热塑性聚合物的特征可以在于约100kg/摩尔到约2000kg/摩尔的Mw,且在其他的技术方案中其为约300kg/摩尔到约600kg/摩尔。它们的特征还在于约80kg/摩尔到约800kg/摩尔的Mn,且在其他的技术方案中其为约90kg/摩尔到约200kg/摩尔。分子量可以通过例如使用装备有差示折光率检测器的Waters 150凝胶渗透色谱采用尺寸排除色谱法(SEC)并且使用聚苯乙烯标准校准进行测定。
在一个或多个实施方案中,接枝前的热塑性聚合物的特征在于约0.3到约2000dg/min的MFR(ASTM D-1238,在230℃和2.16kg负荷下),在其他的实施方案中其为约0.5到约1000dg/min,且在其他的实施方案中其为约1到约1000dg/min。
在一个或多个实施方案中,这些接枝前的热塑性树脂可以具有约110℃到约250℃的Tm,在其他的实施方案中其为约120℃到约170℃,且在其他的实施方案中其为约130℃到约165℃。在一个或多个实施方案中,它们可以具有至少约75℃的Tc,在其他的实施方案中其为至少约95℃,在其他的实施方案中其为至少约100℃,且在其他的实施方案中其为至少约105℃,在一个实施方案中其在105℃到115℃的范围内。
官能化聚烯烃的官能化程度可以借助基于官能化聚合物总重量的悬垂的官能部分的重量百分数表示。在一个或多个实施方案中,官能化聚烯烃可以包括至少0.2%重量的官能化,在其他的实施方案中其为至少0.4%重量,在其他的实施方案中其为至少0.6%重量,且在其他的实施方案中其为至少1.0%重量的官能化。在这些或其他的实施方案中,官能化热塑性聚合物可以包括5%重量的官能化,在其他的实施方案中其为小于3%重量,且在其他的实施方案中其为小于2%重量。
在一个或多个其中官能化热塑性聚合物是官能化丙烯系聚合物的实施方案中,其特征在于约20到约2000dg/min的MFR(ASTMD-1238,2.16kg  230℃),在其他的实施方案中其为约100到约1500dg/min,且在其他的实施方案中其为约150到约750dg/min。在一个或多个其中官能化热塑性聚合物是官能化乙烯系聚合物的实施方案中,其特征在于约0.2到约2000dg/min的MI(ASTM D-1238,2.16kg & 190℃),在其他的实施方案中其为约1到约1000dg/min,且在其他的实施方案中其为约5到约100dg/min。
官能化热塑性聚合物是商购获得的。例如,可以获得商品名为FUSABONDTM(DuPont),POLYBONDTM(Crompton),EXXELORTM,EXXELORTMPO1015,EXXELORTM PO 1020(ExxonMobil)或EPOLENETM(Eastman)的马来酸酯丙烯系聚合物;还可以预期使用硅树脂接枝的聚乙烯共聚物,例如可获得的商品名为LUBOTENE(Optatech)的那些。聚烯烃蜡
在一个或多个实施方案中,聚烯烃蜡可以包括低分子量聚烯烃。这些聚烯烃可以衍生自烯烃例如乙烯或α-烯烃的聚合,该α-烯烃是例如丙烯,1-丁烯,1-己烯,1-辛烯,2-甲基-1-丙烯,3-甲基-1-戊烯,4-甲基-1-戊烯,5-甲基-1-己烯和它们的混合物。
在一个或多个实施方案中,这些蜡的特征可以在于在190℃下小于2,000cP的布氏粘度,在其他的实施方案中其为小于1,000cP且在其他的实施方案中其为小于100cP。滑动助剂
在一个或多个实施方案中,有用的滑动助剂包括那些与纤维的聚合物基质(即丙烯系弹性体和/或丙烯系热塑性树脂和/或触感改性剂)不相容的并且因此迁移到纤维表面的化合物或分子。在一个或多个实施方案中,滑动助剂在纤维的表面(或者其一部分)上形成单层。在这些或其他的实施方案中,有用的滑动助剂的特征在于相对低的分子量,这可以便于其迁移到表面。滑动助剂的类型包括Handbook of Antiblocking,Release and Slip Additives,GeorgeWypych,23页中公开的脂肪酸酰胺。脂肪酸酰胺的实例包括山嵛酰胺,芥子酰胺,N-(2-hdri乙基)芥子酰胺,月桂酰胺,N,N′-亚乙基-双油酰胺,N,N′-亚乙基双硬脂酰胺,油酰胺,油基棕榈酰胺,硬脂基芥子酰胺,牛油脂酰胺以及它们的混合物。在一些实施方案中,可以将一种或多种滑动助剂添加到本发明的共混物中作为母料的一部分。在这种实施方案中,将滑动助剂以在最后的纤维或织物中提供有效的约1000到约10000ppm滑动助剂的浓度的方式添加,优选为约3000到约6000ppm。其他添加剂
本发明的共混物还可以包含其他组分。例如,本发明的共混物可以包含成核剂,其可以基于共混组合物中总聚合物为50到4000ppm存在。成核剂包括,例如苯甲酸钠和滑石等。此外,还可以使用其他成核剂,例如齐格勒-纳塔烯烃产物或其他高结晶型聚合物。成核剂包括Hyperform,例如HPN-68和Millad添加剂(例如Millad 3988)(Milliken Chemicals,Spartanburg,SC)以及有机磷酸酯,例如NA-11和NA-21(Amfine Chemicals,Allendale,NJ)。
此外,可以将多种添加剂混合到上述实施方案中用于制备用作多种目的共混物,纤维和织物。其他的添加剂包括,例如稳定剂,抗氧剂和/或填料。主要的和次要的抗氧剂包括例如受阻酚,受阻胺和亚磷酸盐。还可以包括其他添加剂例如分散剂,如Acrowax C。催化剂灭活剂也可以包括使用,例如硬脂酸钙,水滑石和氧化钙,和/或现有技术已知的其他酸中和剂。
其他添加剂包括例如耐火/阻燃剂,增塑剂,硫化剂或固化剂,硫化促进剂或固化促进剂,固化延迟剂,加工助剂以及类似物。前述的添加剂还可以包括填料和/或增强材料,或者单独添加或者混合到添加剂中。其实例包括碳黑,粘土,滑石,碳酸钙,云母,二氧化硅,硅酸盐,它们的组合以及类似物。其他用于增强性质的添加剂包括抗结块剂或润滑剂。
还在其他的实施方案中,异链烷烃,聚α烯烃,聚丁烯或它们中的两种或多种的混合物可以添加到本发明的组合物中。聚α烯烃可以包括WO 2004/014998中描述的那些,特别是第17页第19行到第19页第25行中描述的那些。这些聚α烯烃可以以约0.5到约40%重量的量添加,在其他的实施方案中其为约1到约20%重量,且在其他的实施方案中其为约2到约10%重量。用量
在一个或多个实施方案中,基于组合物的总重量,用于制造根据本发明的纤维或无纺织物的组合物可以包括约1%到约99%重量的丙烯系弹性体,在其他的实施方案中其为约10%到约95%重量,在其他的实施方案中其为约50%到约90%重量,且在其他的实施方案中其为约60%到约70%重量。
在一个或多个实施方案中,基于组合物的总重量,用于制造纤维和织物的组合物可以包括约1%到约99%重量的丙烯系热塑性树脂,在其他的实施方案中其为约2%到约50%重量,在其他实施方案中其为约5%到约20%重量,且在其他实施方案中其为约10%到约13%重量。
在一个或多个实施方案中,基于组合物的总重量,用于制造纤维和织物的组合物可以包括约0百万分之一份(ppm)到约50000ppm的滑动助剂,在其他的实施方案中其为约1ppm到约40000ppm,在其他的实施方案中其为约2ppm到约30000ppm,且在其他实施方案中其为约3ppm到约7000ppm。
在一个或多个实施方案中,基于组合物的总重量,用于制造纤维和织物的组合物可以包括约0.1%到约50%重量的触感改性剂,在其他的实施方案中其为约0.5%到约40%重量,在其他的实施方案中其为约1%到约30%重量,且在其他的实施方案中其为约1%到约10%重量。
在触感改性剂包括烃树脂和高MFR热塑性树脂的共混物的情况下,烃树脂与高MFR热塑性树脂的重量比可以是约0.2∶1到约100∶1,在其他实施方案中其为约0.3∶1到约5∶1,在其他的实施方案中其为约0.4∶1到约3∶1,且在其他的实施方案中其为约0.5∶1到约2∶1。
在一个或多个实施方案中,基于化合物的总重量,用于制造纤维和织物的组合物可以包括约0到约30重量%的其他添加剂,在其他的实施方案中其为约1到约25重量%,在其他的实施方案中其为约2到约20重量%,且在其他实施方案中其为约3到约10重量%。这些其他的添加剂可以包括以上描述的那些添加剂。制备组合物
用于制造本发明一个或多个实施方案的纤维和/或无纺织物的组合物可以通过使用几种技术制备。在一个实施方案中,可以首先制备丙烯系弹性体和丙烯系热塑性树脂(即低MFR树脂)的共混物,然后可以将其他组分(例如烃和/或高MFR树脂)添加或引入到该共混物中。丙烯系弹性体和丙烯热塑性树脂可以通过任何导致组分密切混合的过程制备。例如,它们可以在滚筒,静态混合器,间歇式混合器,挤出机或它们的组合中共混。在这些或其他实施方案中,混合可以作为用于制造纤维的加工方法的一部分发生。在其他的实施方案中,内部混合器可以用于熔融共混,例如,组分可以在BrabenderPlastograph中在180℃到240℃下混合1到20分钟。还在其他的实施方案中,聚合物可以在Banbury内部混合器中在高于聚合物的熔化温度(例如在180℃下约5分钟)下共混。还在其他的实施方案中,可以使用那些现有技术中公知的连续混合器,例如双螺杆混合挤出机,用于混合低粘度熔融聚合物物流的静态混合器,冲击混合器以及类似的混合器。在另一个实施方案中,丙烯系弹性体和丙烯系热塑性树脂可以用过氧化物以熔体的形式处理以便将聚合物的粘度处理为更高的熔体流动速率。正如现有技术中已知的,MFR的降低可以称为减粘度。
在其它的实施方案中,共混物原位形成或通过连续聚合的方法形成。这包括反应器共混物,其中丙烯系热塑性树脂在一个反应器(或者在一个反应器的一段)中聚合且聚合的产物转移到不同的反应器或同一个反应器的不同段中,在其中丙烯系弹性体发生聚合。
在一个或多个实施方案中,丙烯系弹性体和丙烯系热塑性树脂的共混可以是非均相共混物,其中丙烯系热塑性树脂是连续相而丙烯系弹性体是非连续相。正如本领域技术人员所熟知的,非均相固态共混物包括两种聚合物的那些共混物,其中一种聚合物形成分散在另一种聚合物基质中的离散群(例如颗粒)。在其它实施方案中,非均相共混物包括共连续共混物,其中共混组分各自可见,但是并不清楚哪个是连续相,哪个是非连续相。
向丙烯系弹性体和丙烯系热塑性树脂的共混物中添加或引入额外的组分(例如触感改性剂和/或滑动助剂)可以通过使用相似的用于形成初始共混物的方法发生。在特殊的实施方案中,额外的组分作为纤维形成过程的一部分添加。例如,高MFR树脂和/或烃树脂和/或滑动助剂可以添加到用于纤维制备工艺的挤出机中。纤维和织物的形成
由前述组合物形成无纺织物可以包括通过挤出制造纤维,之后进行纺织或粘合。这种挤出过程可以伴随着纤维的机械或空气动力拉伸。本发明的纤维和织物可以通过现有技术中已知的任何技术和/或设备制造,其中许多是公知的。例如,纺丝粘合无纺织物可以通过Troisdorf,Germany的Reifenhauser GmbH & Co.纺丝粘合无纺生产线制备。这种Reifenhasuer体系利用了U.S.专利No.4,820,142中描述的狭槽拉伸技术。常规的细微丹尼尔纤维
在一个或多个实施方案中,纤维可以通过连续长丝、膨体连续长丝或人造短纤维形成技术制备。例如,聚合物熔体可以挤出穿过模头(喷丝头)上的孔洞,这可以例如是直径在0.3mm和0.8mm之间。聚合物的低熔体粘度可以通过使用高熔融温度(例如230℃到280℃)和使用的聚合物的高熔体流动速率(例如15g/10min到40g/10min)实现。相对大型挤出机可以装备有歧管以便将高输出的熔融聚合物分配到来自约八个到约二十个喷丝头的纱架。每一个纺丝头可以装备有:单独的齿轮泵以控制从纺丝头的输出;被“断路器板”支撑的过滤器组,以及头部的喷丝头盘。喷丝头盘中孔洞的数目决定着纱线中长丝的数目并且认为随着不同的纱线结构而变化,但是典型的在50到250的范围内。这些孔洞可以组成圆形,环形或矩形的方式以便很好的帮助骤冷气流的分配。连续长丝
连续长丝(CF)纱线可以在40丹尼尔到2000丹尼尔(丹尼尔=克数/9000yd)的范围内。长丝可以在1到20丹尼尔每根长丝(dpf)的范围内,虽然预期有更大的范围。纺丝速度可以从800m/min到1500m/min变化(2500ft/min到5000ft/min)。一种示例性的方法可以如下进行。将长丝以3∶1或更多的拉伸比拉伸(一步或两步拉伸)并且缠绕在包装上。两步拉伸允许获得更高的拉伸比。缠绕速度为2,000m/min到3,500m/min(6,600ft/min到11,500ft/min)。纺丝速度超过900m/min(3000ft/min)会需要具有窄分子量分布的树脂以便得到最佳可纺性与更细长丝,例如最小MFR为5且具有窄分子量分布的树脂,例如低于2.8dg/min。在较慢的纺丝加工中或者在较重的丹尼尔长丝中,16-MFR反应器级产品可能是更合适的。部分取向的纱线(POY)
部分取向的纱线(POY)是直接由纤维纺丝而没有固体状态拉伸(作为上述的连续长丝)而生产的纤维。纤维中分子的取向在熔融聚合物刚离开喷丝头后的熔融状态下进行。一旦纤维固化,就不再发生纤维的拉伸且纤维缠绕在包装上。POY纱线(与全部取向的纱线或FOY相反,其通过固体状态取向且具有较高抗张强度和较低伸长率)倾向于具有较高伸长率和较低韧性。膨体连续长丝
膨体连续长丝的制造方法分为两种基本类型,单步骤方法或两步骤方法。例如,在两步骤方法中,未拉伸的纱线以小于1,000m/min(3,300ft/min)的速度纺丝,通常为约750m/min,并且放置在包装上。纱线拉伸(通常在两个阶段)并且在称为卷纱机的机器上“成膨体”。缠绕和拉伸速度受到膨胀或卷纱装置的限制,通常为2,500m/min(8,200ft/min)或更小。在两步CF方法中,二次结晶要求迅速的拉伸卷纱。通常膨体连续长丝方法包括单步纺丝/拉伸/纹饰(SDT)过程。这种方法可以比两步方法提供更好的经济、效率和品质。它们与单步骤CF方法相似,除了膨体装置是在生产线中。膨体或质地可以改变纱线的外观,分离长丝并且添加足够温和的弯曲并且折叠以使得纱线显得更饱满(更膨松)。人造短纤维
纤维的制造方法包括两种方法:传统的和压紧纺丝。传统的方法典型的包括两个步骤:i)生产、应用涂饰和缠绕,之后为ii)拉伸、二次涂饰应用、卷曲以及切断成短纤维。在传统的纺丝过程期间,随着将产生为纤维的“三角”从设备中拉伸出来。压紧纺丝最小化或消除了这种三角,并且可以减少细线中散乱纤维和弱点的数量。称之为“压紧”是因为外部纤维随着缠绕向纱线中心压紧。
例如长丝可以在1.5dpf到>70dpf的范围内,这取决于应用。短纤维的长度可以是7mm这样短或200mm这样长(0.25英寸到8英寸)以适合应用。对于许多应用,纤维是卷曲的。卷曲通过将丝束过度送入具有一对压送辊的蒸汽加热的填充器箱中而实现。过渡进料使丝束在箱中叠加,形成长丝中的弯曲或卷曲。这些弯曲可以通过注射到箱中的蒸汽加热定型。树脂的MW,MWD和全同立构含量可以影响卷曲的稳定性,幅度和卷曲的容易性。熔喷织物
熔喷织物可以指的是具有在20到0.1微米范围内直径的细长丝的网。在一些实施方案中,熔喷纤维的纤维直径可以在1到10微米的范围内,或者在其他的实施方案中其在1到约5为微米的范围内。通过这些细纤维直径形成的无纺织物网具有非常小的孔隙尺寸并且因此可以具有优良的阻隔性质。例如,在熔喷方法中,挤出机熔化聚合物并且将其送到计量熔体泵中。熔体泵将熔融的聚合物以稳定的输出速率送到特殊的熔喷模头中。随着熔融的聚合物离开模具,它与高温高流速的空气(称为加工或主要空气)接触。这种空气快速的拉伸长丝并且在与骤冷空气结合固化长丝。全部的纤维形成过程典型的在模头的几英寸中发生。模头设计对有效的制造有品质的产品是重要的。织物通过直接在多孔形成带上吹制长丝形成,典型的从喷丝头为200mm到400mm(8英寸到15英寸)。较大的形成距离可以用于更重的基础重量,更高放样的产品。虽然在其他的实施方案中MFR低至20g/10min的树脂可以在更高的加工温度下使用,但是熔喷会要求非常高的熔体流动速率树脂例如那些大于200g/10min的树脂,以获得可能最细的纤维。纺丝粘合织物
纺粘纤维或纺丝粘合的纤维包括例如通过熔融聚合物从具有几千个孔洞的大型喷丝头或较小喷丝头(例如包含少至40个孔洞)的纱架挤出制备的纤维。从喷丝头中出来之后,熔融的纤维通过交叉流动的空气骤冷体系骤冷,然后离开喷丝头并且通过高速空气变细(拉伸)。通常有两种空气变细的方法,这两种都利用了文丘里管效应。第一种使用吸出器狭槽拉伸纤维(狭槽拉伸),这可以在喷丝头的宽度或机器的宽度上进行。第二种方法通过喷嘴或吸出器枪拉伸纤维。用这种方式形成的纤维可以收集在筛(“丝线”)上或多孔性形成带上以形成网。然后网可以穿过压缩辊并且之后穿过加热的压延辊之间,其中一个辊上的凸起部位在例如覆盖它表面10%到40%的点将纤网粘合以形成无纺织物。在另一个实施方案中,纤维的熔接还可以利用对流或辐射加热进行。还在另一个实施方案中,纤维的熔接可以通过摩擦使用水力卷绕或针冲孔方法进行。
纤维以连续长丝的形式形成或者由纤维形成无纺材料后可以进行退火。退火可以部分的减轻伸长的纤维中的内部应力并且再生纤维中共混物的弹性恢复性质。退火表现出导致结晶结构内部组织和无定形相与半结晶相相对排列的显著改变。这可以导致弹性性质的恢复。例如,在高于室温至少40℃的温度(但是稍微低于共混物的结晶熔点)下退火可足以恢复纤维中的弹性性质。
纤维的热退火可以通过使纤维(或者由该纤维制备的织物)保持一定的温度进行,例如,在室温直到160℃之间,或者替代地到最大值130℃几秒钟到小于1小时的一段时间。在100℃下典型的退火时间为1到5分钟。退火时间和温度可以基于使用的组合物调整。在其他实施方案中,退火温度为60℃到130℃的范围。在另一个实施方案中,该温度为约100℃。
在某些实施方案中,例如常规的连续纤维纺丝,退火可以通过使纤维穿过加热的辊子(导丝辊)进行,而不用应用常规的退火技术。为了赋予纤维弹性,退火可以期望的在非常低的纤维张力下实现以便允许纤维的收缩。在无纺加工中,纤网通常穿过压延机到粘合(巩固)纤网的点。在相对高温下松散的无纺织物网通过加热的压延机的穿越可以充分的使纤维退火并且增加无纺织物网的弹性。与纤维的退火相类似,可以期望无纺织物网在低的张力下实现以便允许网在纵向(MD)和横向(CD)上均收缩以增强无纺织物网的弹性。在其他的实施方案中,粘合压延辊的温度范围为100℃到130℃。在另一个实施方案中,该温度为约100℃。对于任何特殊的共混物可以调整退火温度。工业实用性
本发明的纤维和无纺织物可以用于许多应用。在一个或多个实施方案中,它们可以有利的用于尿布和/或类似的个人卫生用品。特别的,它们可以用作这些用品的动态或伸展组分,例如但不限于弹性安全带。在一个或多个实施方案中,可以使用本发明的织物而不使用额外的组分,例如界面层,这可以用于常规的追求触感的应用。
在其他的实施方案中,本发明的纤维和织物可以用于制造过滤介质。例如,特别的应用包括用于官能化树脂,其中无纺织物纤维可以充静电以形成电介体。
为了说明本发明的实践,制备并测试了以下实施例。但是这些实施例不应视为限制本发明的范围。权利要求将用于限定本发明。具体实施方式实施例实施例I
将包含15wt%乙烯的丙烯系弹性体(MFR:20dg/min,密度:0.863g/cm3)和聚丙烯均聚物树脂熔融共混并且当熔融时,用过氧化物处理以便将共混物的MFR调整为约80。共混物I包含85wt%的丙烯系弹性体和15wt%的聚丙烯树脂。共混物II包含90wt%的丙烯系弹性体和10wt%的聚丙烯树脂。纺丝粘合的织物通过使用ReicofilTM1.5纺丝粘合横梁生产线由共混物制造(Reifenhauser GmbH,Troisdorf,Germany)。
纺丝横梁具有约1米宽的具有约4000个孔洞的矩形喷丝头。每个孔洞具有0.6mm的直径。纺丝粘合系统包括将均化的熔融聚合物运送到熔体泵的挤出机,其将熔融的聚合物运送到纺丝横梁。
通过将滑动助剂和/或高MFR聚丙烯和/或烃树脂引入到聚丙烯系弹性体和聚丙烯的共混物制备几种不同的组合物并且纺丝。将这些额外的组分通过纺丝粘合系统的挤出机上的侧进料器引入共混物中。挤出机的温度分布调整为提供209℃的熔体温度。输出速率通常在约0.2到约0.3克/孔洞/分钟(ghm)的范围内,调整这些用于期望的表I中列出的纤维尺寸。表I中列出了添加到共混物中的额外组分的量和类型。
从喷丝头中离开的熔融聚合物细线通过冷空气骤冷并且向下拉伸成细纤维。拉伸力通过骤冷吹风机r.p.m.表示。骤冷吹风机的r.p.m.的最大值列于表I中,且纤维的基础重量表示为克每平方米(gsm)。该基础重量保持在50gsm,且对于包含烃树脂的组合物,骤冷吹风机rpm降低到最佳纺丝条件并且消除纤维滴液。基础重量根据ASTM D6242-98测定。
骤冷的和高拉伸的纤维沉积在移动的多孔网上以形成无纺织物网的垫子。未粘合的网穿过加热到约88℃的压延辊。随着网穿过压延的夹缝,纤维退火(即热粘合)。压延辊压力保持在至少50dN/m。
使用United六态张力测试仪测试织物的张力和弹性性质,试样宽25.4mm。拉伸测试通过在127mm每分钟的交叉头速度下同时拉伸5个织物样品直到所有的试样破坏而进行。每个组合物都在纵向(MD)和横向(CD)上测试。来自多个试样的平均值用于分析和表现测试数据。用于限定参数的各种属性如下:
张力,测量为g/cm,对应于标准化到样品宽度的最大负载;
伸长率,测量为百分数,对应于最大负载下的伸长率;
永久变形,测量为百分数,其为对应于回复时,在拉伸无纺织物样品到100%延伸时零力量的应变水平。
负载损失,测量为百分数,对应于(上升曲线上的负载-下降曲线上的负载)/上升曲线上的负载。在50%应变水平下计算负载损失。
机械滞后,测量为百分数,对应于通过负载位移曲线的上升和下降部分封闭的面积。
预拉伸测量在第二次循环中进行,或者在样品已经一次拉伸到100%应变之后进行。
Figure G2007800504266D00271
Figure G2007800504266D00281
表I中的数据显示,烃树脂的添加将控制织物的触感由橡胶感改进为干燥触感(C1或C2),这可以进一步调谐为柔滑感,干燥触感取决于添加剂(实施例1到5)。但是注意到触感是非常主管的测试并且没有标准的表征这一参数的方法。实施例II
与实施例I中相似的技术和材料用于制备其他的纤维和织物,除了纤维在74℃下压延。表II提供了使用的组分,纤维制造参数和纤维的物理性质。表II
  样品   C3   C4   6   7
  组分(%重量)
  共混物I   98   ---   88   ---
  共混物II   ---   97   ---   88
  烃树脂   ---   ---   10   10
  滑动助剂   2   3   2   2
  纤维制造参数
  基础重量(gsm)   60   61   59   62
  输出(ghm)   0.2   0.3   0.3   0.3
  骤冷吹风机(rpm)   2511   2540   2407   2502
  纤维拉伸性质
  纵向拉伸
  峰值负载(gm/cm)   1016   628   693   777
  伸长率(%)   194   236   218   199
  横向拉伸
  峰值负载(lb)   519   279   490   478
  伸长率(%)   232   270   225   227
  纤维弹性性质
  纵向
  永久变形(%)   31   21   44   34
  变形预拉伸(%)   30   17   41   33
  负载损失(%)   90   85   98   97
  机械滞后(%)   74   80   86   88
  机械滞后预拉伸(%)   74   72   79   70
  横向
  永久变形(%)   31   16   47   34
  变形预拉伸(%)   27   14   40   34
  负载损失(%)   94   83   98   96
  机械滞后(%)   88   71   86   86
  机械滞后预拉伸(%)   82   67   83   80
  织物触感   绸缎感&橡胶感   绸缎感&橡胶感   绸缎感&干燥   绸缎感&干燥
表II中的数据表明烃树脂触感改性剂的添加提供了干燥触感并且增强了在机械方向的伸长(实施例C3对6)。
本发明其他的实施方案存在于以下段落中:A.一种由组合物制造的无纺织物,该组合物包含:(a)丙烯系弹性体,其包含约5%到约35%重量的衍生自α-烯烃的单元并且具有由DSC测定的小于80J/g的熔融热;(b)丙烯系热塑性聚合物,其特征在于约3到约300dg/min的MFR(ASTM D-1238 2.16kg  230℃)和由DSC测定的大于80J/g的熔融热;以及(c)触感改性剂,其选自(i)具有超过400dg/min的MFR(ASTM D-1238 2.16kg  230℃)的高MFR热塑性树脂,(ii)烃树脂,(iii)聚烯烃蜡,(iv)官能化烃树脂,(v)官能化聚烯烃,以及(vi)前述触感改性剂的两种或多种的组合;以及(d)任选的滑动助剂。B.段落A的无纺织物,其中丙烯系弹性体进一步的特征在于小于40%的结晶度。C.段落A或B的无纺织物,其中丙烯系弹性体进一步的特征在于小于110℃的熔融温度。D.段落A到C任一项的无纺织物,其中丙烯系热塑性聚合物进一步的特征在于约5到约100dg/min的MFR。E.段落A到D任一项的无纺织物,其中触感改性剂为烃树脂。F.段落E的无纺织物,其中烃树脂的特征在于约10℃到约180℃的软化点。G.段落E或F的无纺织物,其中烃树脂的特征在于约60℃到约130℃的软化点。H.段落E到G任一项的无纺织物,其中烃树脂的特征在于大于30℃(ASTM D 341-88)的玻璃化转变温度。I.段落E到H任一项的无纺织物,其中烃树脂的特征在于大于50℃(ASTM D 341-88)的玻璃化转变温度。J.段落A到I的无纺织物,其中触感改性剂是高MFR热塑性树脂。K.段落J的无纺织物,其中高MFR热塑性树脂具有至少600dg/min的MFR。L.段落J或K的无纺织物,其中高MFR热塑性树脂具有至少1000dg/min的MFR。M.段落A到L任一项的无纺织物,其中触感改性剂是官能化烃树脂。N.段落A到L任一项的无纺织物,其中触感改性剂是官能化聚烯烃。O.段落A到L任一项的无纺织物,其中触感改性剂是聚烯烃蜡。P.段落A到O任一项的无纺织物,其中组合物包括滑动助剂。Q.段落A到P任一项的无纺织物,其中基于组合物的总重量,该组合物包括约1到约99%重量的所述丙烯系弹性体,约99到约1%重量的所述丙烯系热塑性聚合物,约0到约50000ppm的所述滑动助剂,和约0.1%到约50%重量的所述触感改性剂。R.段落A到Q任一项的无纺织物,其中该组合物进一步包括异链烷烃,聚α烯烃,聚丁烯或它们中的两种或多种的混合物。
并不背离本发明方位和精神的多种变型和替换对本领域技术人员来说是显而易见的。这里列出的说明性的实施例并不适当的限制本发明。

Claims (12)

1.一种由组合物制造的无纺织物,该组合物包含:
(a)丙烯系弹性体,其包含5%到35%重量的衍生自α-烯烃的单元并且具有由DSC测定的小于80J/g的熔融热;
(b)丙烯系热塑性聚合物,其特征在于根据ASTM D-1238在2.16kg230℃测量的3到300dg/min的熔体流动速率和由DSC测定的大于80J/g的熔融热;以及
(c)触感改性剂,其选自
(i)具有根据ASTM D-1238在2.16kg230℃测量的400dg/min至1800dg/min的熔体流动速率的高熔体流动速率热塑性树脂,
(ii)根据ASTM D341-88测定的玻璃化转变温度大于30℃的烃树脂,
(iii)聚烯烃蜡,
(iv)官能化烃树脂,以及
(v)前述触感改性剂的两种或多种的组合;以及
(d)任选的滑动助剂。
2.一种由组合物制造的无纺织物,该组合物包含:
(a)丙烯系弹性体,其包含5%到35%重量的衍生自α-烯烃的单元并且具有由DSC测定的小于80J/g的熔融热;
(b)丙烯系热塑性聚合物,其特征在于根据ASTM D-1238在2.16kg230℃测量的3到300dg/mi n的熔体流动速率和由DSC测定的大于80J/g的熔融热;以及
(c)触感改性剂,其选自
(i)具有根据ASTM D-1238在2.16kg230℃测量的400dg/min至1800dg/min的熔体流动速率的高熔体流动速率热塑性树脂,
(ii)根据ASTM D341-88测定的玻璃化转变温度大于30℃的烃树脂,
(iii)聚烯烃蜡,
(iv)官能化聚烯烃,以及
(v)前述触感改性剂的两种或多种的组合;以及
(d)任选的滑动助剂。
3.权利要求1或2的无纺织物,其中丙烯系弹性体进一步的特征在于小于40%的结晶度。
4.权利要求1或2的无纺织物,其中丙烯系弹性体进一步的特征在于小于110℃的熔融温度。
5.权利要求1或2的无纺织物,其中丙烯系热塑性聚合物进一步的特征在于5到100dg/min的熔体流动速率。
6.权利要求1或2的无纺织物,其中触感改性剂为根据ASTM D341-88测定的玻璃化转变温度大于30℃的烃树脂。
7.权利要求1或2的无纺织物,其中高熔体流动速率热塑性树脂具有从至少600dg/min至1800dg/min的熔体流动速率。
8.权利要求2的无纺织物,其中触感改性剂是官能化聚烯烃。
9.权利要求1或2的无纺织物,其中触感改性剂是聚烯烃蜡。
10.权利要求1或2的无纺织物,其中基于组合物的总重量,该组合物包括1到99%重量的所述丙烯系弹性体,99到1%重量的所述丙烯系热塑性聚合物,0到50000ppm的所述滑动助剂,和0.1到50%重量的所述触感改性剂,其中该组合物各组分之和为100%重量。
11.权利要求1或2的无纺织物,其中该组合物进一步包括异链烷烃,聚α烯烃或它们中的两种或多种的混合物。
12.权利要求1或2的无纺织物,其中该组合物进一步包括异链烷烃,聚丁烯或它们中的两种或多种的混合物。
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