CN101611181A - 得自聚烯烃共混物的纺粘纤维和织物 - Google Patents

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Abstract

所述的本发明涉及一种适用于纺粘纤维或长丝组合物的聚烯烃共混物组合物，并且涉及由其得到的织物组合物和复合结构，所述共混物包含：a)60－98wt％的至少一种无规丙烯共聚物，具有8－25wt％的共聚单体含量和通过差示扫描量热法(DSC)测量的约40℃－约110℃的结晶熔点(Tm)；和b)2－40wt％的至少一种基本上全同立构的聚丙烯均聚物或包含一种或多种C2和/或C4－C8共聚单体的共聚物，具有通过DSC测量的大于或等于120℃的结晶熔点(Tm)。本发明的共混物通常具有100g/10min－约500g/10min的熔体流动速率(MFR)。

Description

得自聚烯烃共混物的纺粘纤维和织物
技术领域
[0001]本文中描述和请求保护的本发明涉及包含聚烯烃热塑性组分(其中的至少一种是具有显著的丙烯结晶度的弹性乙烯-丙烯共聚物)的纺粘弹性纤维。
背景技术
[0002]聚丙烯是公知的商品并且用于本领域那些普通技术人员公知的广泛种类的应用中。聚丙烯广泛用于许多纤维、织物或类似的产品应用中。然而，普遍知道其在要求高软度的应用例如用于一次性服装和尿布的无纺织物中存在不足。对于这类软的最终使用的纤维和织物应用，具有统计学布置的丙烯和乙烯单体单元的大分子(下文中为无规共聚物)已经投入使用，因为它们可以加工成与由聚丙烯均聚物制成的纤维和织物相比展现出改进的软度和褶皱(drape)特征的纤维和织物。
[0003]长久以来，无规基于丙烯的共聚物用于制备无纺纺粘的织物。在典型的纺粘工艺中，首先将颗粒或粒料形式的无规丙烯共聚物树脂送入挤出机，其中同时将树脂熔融并且借助加热熔融螺杆强制使其通过系统。在螺杆的末端，纺丝泵将熔融的聚合物计量通过过滤器到达具有多个孔(下文中为毛细管)的模头(下文中为喷丝头)，在那里熔融的聚合物在压力下通过毛细管挤出成纤维。使排出喷丝头的纤维固化并且通过高速空气喷射拉伸成较细直径的纤维。将固化的纤维无规地铺在移动带上形成无规的纤维筛网状结构-本领域已知为纤维网。传统上，这些无规共聚物通过将通常为基于总聚合物重量的0.5-约6.0wt％的少量乙烯加入到包含丙烯和能够将乙烯单体引入大分子链的催化剂的反应介质中来制备，由此降低大分子的总结晶度和刚性。由于它们较低的结晶度和刚性，因此无规共聚物在需要增强的软度的纤维和织物应用中优于聚丙烯均聚物。然而，许多实际的约束限制了无规共聚物在软的纤维和织物使用中的应用。因此，专利文献论述了解决这些问题的各种方式。
[0004]U.S.专利No.6,218,010涉及一种适用于在商业可接受的加工条件下制备具有软度的纤维和无纺纺粘织物的乙烯-丙烯共聚物合金化聚合物(alloy)。该合金化聚合物包含：数量为合金化聚合物的约40-约90wt％的具有约1-约5wt％乙烯含量的无规共聚物；和数量为合金化聚合物的约10-约60wt％的具有约5-约40wt％乙烯含量的第二乙烯-丙烯共聚物。该共聚物合金化聚合物被描述为通过多个反应器的工艺制备，该工艺包括在单个或多个反应器中在能够将乙烯单体和/或α-烯烃无规地引入大分子中的催化剂体系存在下将乙烯和丙烯的混合物聚合形成无规共聚物的第一阶段，和进一步在包含活性催化剂的无规共聚物存在下以单个阶段或多个阶段将乙烯和丙烯的混合物聚合形成第二乙烯-丙烯共聚物的第二阶段。
[0005]能够通过熔喷工艺和纺粘工艺制备的由乙烯-丙烯聚烯烃合金化聚合物构成的纤维在U.S.专利No.6,342,565中提出。这些纤维由包含聚烯烃共混物的软的抗永久变形退火纤维构成，所述共混物包括：a)第一聚合物组分，其是具有80wt％或更多的丙烯并且具有20wt％或更少的乙烯的丙烯-乙烯共聚物，基于所述聚烯烃的总重量，所述第一聚合物组分以75-98wt％存在于所述纤维中，并且所述第一聚合物组分具有通过差示扫描量热法(DSC)测量的25-70℃的熔点和小于25J/g的熔化热；和b)基于所述纤维中的总的聚合物以2-25wt％存在于所述纤维中的第二聚合物组分，其中所述第二聚合物组分是具有通过DSC测量的大于130℃的熔点和大于120J/g的熔化热的立构规整的全同立构聚丙烯(iPP)。
[0006]US专利No.6,635,715描述了第一全同立构聚丙烯均聚物或共聚物组分与第二α-烯烃和丙烯共聚物组分的共混物，其中第一全同立构聚丙烯组分具有高于约110℃，优选高于约115℃的熔点，和第二共聚物具有约25℃-105℃的熔点。该共混物被描述具有2-95wt％的第一组分和98-5wt％的第二共聚物组分。在实施例中，使用的聚丙烯是Escorene
Figure A20078005127600071
4292-一种具有2.0g/10min的标称熔体流动速率(MFR)的全同立构聚丙烯均聚物，和第二共聚物由248,900-318,900的Mw(重均分子量)和12.1-38.4的门尼粘度(在125℃下根据ASTMD1646的ML(1+4))来举例说明。该共混物旨在提高的加工机械性能、增加的拉伸强度、伸长率和总韧度。
[0007]尽管有上面提供的改进，但仍然需要能够拉伸同时保持总的完整性的软弹性织物-可用于例如婴儿尿布、拉起罩(pull-uppant)、成人失禁产品、一次性服装和其它覆盖物中的各种部件的一类。
发明内容
发明概述
[0008]在多个实施方案中，本文中描述和请求保护的本发明提供了一种适用于纺粘纤维或长丝组合物的聚烯烃共混物组合物，其包含：a)60-98wt％的至少一种无规丙烯共聚物，其具有基于总共聚物总重量为8-25wt％的共聚单体含量和通过差示扫描量热法(DSC)测量的约40℃-约110℃的结晶熔融转变点(Tm)；和b)2-40wt％的至少一种基本上全同立构的聚丙烯均聚物或共聚物，具有通过DSC测量的大于约120℃的结晶熔融转变点(Tm)。该共混物通常具有约100g/10min-约500g/10min的熔体流动速率(MFR)。
[0009]包含本发明的聚烯烃共混物组合物的纤维或长丝可用于纺粘无纺织物，包括被切割和固定或者粘结在其它塑料或天然布料段上以制得复合片材商品的那些。因此，本发明的聚烯烃共混物组合物可用于纺粘无纺织物中，该织物反过来可用于复合结构中，该复合结构包括但不限于，婴儿尿布、成人失禁服和其它防护性服装或覆盖物，例如医用长衣或围裙、被褥和类似的一次性服装和覆盖物。
附图简述
[0010]图1是得自纺粘纤维(包括由本发明的聚烯烃共混物制得的那些)的测试织物的滞后曲线的比较。
发明详述
[0011]根据本发明的聚烯烃共混物组合物可用于纺粘工艺中形成用于具有优良的拉伸强度和伸长率性能的平衡的无纺织物的纤维。由此制备的织物展现出优良的“触摸”特征，这特别适用于如在前一段落中提出的尿布、其它失禁服和防护性服装或覆盖物的外层覆盖物。因此，本文中描述的共混物和织物具有所希望的工业实用性。
丙烯共聚物组分
[0012]本聚烯烃共混物的丙烯共聚物组分引入至少约75wt％的丙烯衍生的单元，其中该丙烯衍生的单元通常是全同立构排列的，和至少一种选自C2和/或C4-C6烯烃的共聚单体，例如乙烯、1-丁烯和/或1-己烯，优选乙烯。该共聚物通常包含约8wt％-25wt％(基于共聚物的总重量)的所述至少一种共聚单体。共聚单体含量优选为约8-约18wt％，更优选约10-约18wt％，例如12-18wt％。通过差示扫描量热法(DSC)测量，该共聚物优选具有从小于110℃，小于100℃，小于90℃或小于75℃的上限到大于20℃，大于25℃，大于40℃或大于45℃的下限的熔融转变点(Tm)。该共聚物通常具有小于约75J/g，优选约0.5-约70J/g的熔化热。
[0013]用于测量聚合物的Tm的差示扫描量热法(DSC)步骤如下所述。在热压机中在约200℃-约230℃的温度下将聚合物压制，并且在环境条件下将所得的聚合物片悬挂在空气中冷却。用冲模取出约6-10mg聚合物片。将该6-10mg样品在室温下退火约80-100小时。在该时间末尾，将样品放入差示扫描量热仪(Perkin Elmer Pyris OneThermal Analysis System)并且冷却至约-50℃至约-70℃。将样品在10℃/min下加热以达到约200℃的最终温度。将样品保持在200℃下5分钟并且进行第二次冷-热循环。记录得自两次循环的情况。热输出被记录为样品的熔融峰下面的面积，该熔融峰通常出现在约0℃-约200℃。其以焦耳测量并且是聚合物的熔化热(Hf)的量度。熔点被记录为样品熔程内的最大热吸收温度。
[0014]如上所述，本发明的聚合物共混物组合物的该丙烯共聚物组分包含丙烯和至少一种另外的具有6个或更少碳原子的烯烃单体，优选乙烯。任选地，除了上述共聚单体之外，该丙烯共聚物可以进一步包含少量(例如基于共聚物总重量为0.5-6.0wt％)的C4-C20二烯烃，例如1，4-己二烯、双环戊二烯、乙叉基降冰片烯和乙烯基降冰片烯。本发明组合物的该无规共聚物组分优选具有窄的组成分布(CD)。聚合物的该分子间的组成分布通过在溶剂例如己烷或庚烷中热分馏确定。该热分馏步骤通常如下。一般而言，将约75wt％并且更优选85wt％的聚合物分离成一个或两个相邻的可溶级分，余量的聚合物在紧接着的之前或之后的级分中。为了用于具有如上所述窄的组成分布的共聚物，每一分离的级分将通常具有与整个第二聚合物组分的平均wt％乙烯含量的差值不大于20wt％(相对)并且更优选不大于10wt％(相对)的组成(wt％乙烯含量)。
[0015]对于具有5-40wt％的乙烯的乙烯含量的共聚物，可以如下测量乙烯含量。根据ASTM D-3900的子方法A压制薄的均匀薄膜。然后将其置于Perkin Elmer Spectrum 2000红外分光光度计上。使用以下参数记录整个光谱：分辨率：4.0cm-1、光谱范围：4500-450cm-1。通过获得在1155cm-1下丙烯段面积与732cm-1下乙烯段面积的比值(C3/C2＝AR)并且将其用于以下方程来确定乙烯含量：
Wt％乙烯＝73.492-89.298X+15.637X2，
其中X＝AR/(AR+1)并且AR是峰面积比值(1155cm-1/722cm-1)。
[0016]该丙烯共聚物组分优选具有通常约1.8-约5.0，优选小于或等于4.0的窄分子量分布(MWD)，更优选约2.0-约3.2的MWD。MWD被定义为聚合物的重均分子量(Mw)与聚合物的数均分子量(Mn)的比值。
[0017]制备无规丙烯共聚物的方式是文献中公知的，并且通常使用单点过渡金属有规立构催化剂体系进行。尽管传统的Ziegler-Natta聚丙烯催化剂确实制得了全同立构序列的丙烯，但它们通常不能形成具有本文中描述的其它特征例如共聚单体数量、共聚单体的无规引入、以及丙烯和共聚单体均匀引入聚合物链的聚合物。因此优选手性桥连的双环戊二烯基过渡金属催化剂，参见例如U.S.专利No.6,218,010、6,342,565和6,635,715。还优选某些过渡金属为中心的杂芳基配体催化剂体系，参见例如U.S.专利No.6,960,635。这类单点催化剂通常与活化的助催化剂例如烷基铝化合物、烷基铝氧烷化合物和非-配位离子，例如U.S.专利No.6,121,395和6,245,706的那些一起使用。聚合工艺是公知的并且可以通过连续或间歇工艺，特别是连续的溶液、本体、淤浆或气相聚合进行，并且可以包括使用链转移剂、清除剂或者其它添加剂例如已知可用于本领域中的添加剂。
基本上全同立构的聚丙烯组分
[0018]根据本发明，本共混物的全同立构聚丙烯(iPP)组分可以包括丙烯均聚物、包含丙烯的共聚物，或它们的一些共混物。本发明的iPP组分主要是结晶的，即其具有通常大于约120℃，优选大于约140℃的熔点。一般而言，通过上面的DSC程序测量，iPP的结晶度将大于50％。最高等级的聚丙烯的热能(Hf)被估算为189J/g(即100％结晶度等于189J/g)。
[0019]在iPP共聚物构成共混物的iPP组分的情况下，正如通过DSC测量的熔点的差异所反映的，它们与前述的无规共聚物的不同主要在于引入的共聚单体的量和/或它的无规度。用于本共混物中的iPP的形式可以广泛变化。例如可以使用基本上全同立构的聚丙烯均聚物，或者该聚丙烯可以为含有少于或等于约10wt％的其它单体，即至少约90wt％丙烯并且最优选至少约94wt％丙烯的共聚物形式。另外，iPP可以接枝或嵌段共聚物的形式存在，其中聚丙烯嵌段具有基本上与丙烯-α-烯烃共聚物相同的立体规整度，只要该接枝或嵌段共聚物具有高于约120℃的尖锐熔点-立构规整丙烯序列的特征。iPP组分可以为均聚丙烯和/或本文中描述的无规和/或嵌段共聚物的组合，并且可以包括在工业中已知为反应器共聚物或抗冲共聚物的那些聚合物。当i PP组分是无规共聚物时，一般而言，共聚物中共聚的烯烃单体的百分比为至多约10wt％，优选约2-约8wt％，最优选约2-约6wt％。烯烃共聚单体可以是一种或多种C2和/或C4-C12α-烯烃。最优选的烯烃是乙烯。可以将一种、两种或更多种烯烃与丙烯共聚。
[0020]例举的烯烃包括乙烯和高级α-烯烃，例如丁烯-1、戊烯-1、2-甲基戊烯-1、3-甲基丁烯-1、己烯-1、3-甲基戊烯-1、4-甲基戊烯-1、3，3，-二甲基丁烯-1、庚烯-1、己烯-1、甲基己烯-1、二甲基戊烯-1、三甲基丁烯-1、乙基戊烯-1、辛烯-1、甲基戊烯-1、二甲基己烯-1、三甲基戊烯-1、乙基己烯-1、甲基乙基戊烯-1、二乙基丁烯-1、丙基戊烯-1、癸烯-1、甲基壬烯-1、壬烯-1、二甲基辛烯-1、三甲基庚烯-1、乙基辛烯-1、甲基乙基丁烯-1、二乙基己烯-1和十二碳烯-1。
[0021]iPP组分可以商购获得，和/或通常可以使用能够将丙烯单体以立构规整的全同立构方式加入增长链中的催化剂通过配位聚合制备。对制备本发明的iPP组分的方法没有特别限制。然而一般而言，该聚合物是通过在单级或多级反应器中丙烯均聚得到的丙烯均聚物，或者通过在单级或多级反应器例如一个或多种串联或并联的反应器中将丙烯和一种或多种烯烃共聚得到的共聚物，其中这些反应器可以是相同或不同的类型。聚合方法可以包括使用传统的Ziegler-Natta有规立构催化剂体系和/或任何能够立构规整聚合的过渡金属催化剂体系的高压、淤浆、气相、本体或溶液相方法，或它们的一种或多种的组合。合适的催化剂体系因此包括手性金属茂催化剂体系，参见例如U.S.专利No.5,441,920，和过渡金属为中心的杂芳基配体催化剂体系，参见例如U.S.专利No.6,960,635。使用的催化剂优选为具有高的等规立构度(isospecificity)的一类。聚合可以通过连续或间歇工艺进行，并且可以包括使用链转移剂、清除剂或其它添加剂例如被认为可用的添加剂。
[0022]因此，合适的iPP组分可以包括在商业中已知的全部具有120℃或高于120℃的熔融转变点的反应器共聚物、抗冲共聚物和其它无规、嵌段或接枝聚丙烯共聚物的那些聚丙烯共聚物。使用聚苯乙烯标准物伴随着由光角度散射方法提供的合适校正，通过凝胶渗透色谱(GPC)测量，本发明的全同立构均聚物和共聚物均具有约2-约10，优选约2-约8的分子量分布(MWD)，和根据ASTM D1238或ISO1133的约0.2-约1500g/min的熔体流动速率。该ASTM和ISO方法在试验步骤上稍微变化，但提供类似的结果。
[0023]根据本发明的共混物组合物将通常包含约60-约98wt％的丙烯共聚物组分和约2-约40wt％的iPP组分，其中所述重量百分比基于总的聚合物重量。该共混物组合物优选将包含60-95wt％的丙烯组分和5-40wt％的iPP组分，更优选70-92wt％的丙烯共聚物和8-30wt％的iPP，并且最优选80-90wt％的丙烯共聚物和10-20wt％的iPP。
[0024]在本发明的通常实践中，为了改进加工或者使最终共混物相对于由于环境暴露的分解、老化等稳定的目的，任选地但可能希望包括在塑料加工工业中已知的化学添加剂。因此，各种添加剂可以存在以增强特定的性能或者可以作为各个组分加工的结果存在。可以引入的添加剂包括，但不限于，阻燃剂、抗氧化剂、增塑剂、颜料、硫化或固化剂、硫化或固化促进剂、固化阻滞剂、加工助剂、阻燃剂、增粘树脂、流动改进剂等。也可以使用防粘剂、着色剂、润滑剂、脱模剂、成核剂、增强材料和填料(包括粒状、纤维或粉末状的)。成核剂和填料可以改进制品的刚性。滑爽剂也适合作为添加剂，并且可以改进制品的整体触感。这类滑爽剂包括芥酰胺(euracamide)、油酰胺等。合适的添加剂的具体例子在U.S.专利公开No.2006-0183861中示出。添加剂的量将根据功能而稍微变化，但将通常为基于组合物总重量的从0或从约0.2wt％至少于或等于约10wt％。这里提供的添加剂的列表仅仅是说明性的并且不意在是可用于本发明的所有添加剂类型的限制性描述。
[0025]由本发明的聚烯烃聚合物共混物制得的纤维可以例如以下方式制备：将丙烯共聚物和iPP组分共混以使得当共混时，最终共混物具有处于本发明所述范围内的MFR(即约100-约500)；也可以将具有低于所述范围的MFR的共混物组合物经历本领域公知的受控的流变(CR)工艺以将共混物带入所希望的MFR范围内。CR工艺在下面进一步详细描述。对于本发明的共混物组合物的组分，合适的MFR值对于丙烯共聚物而言为0.1-200g/10min，对于iPP而言为0.1-2000g/10min。每一种的合适的量应该处于所述的范围内，由此使得本领域普通技术人员能够选择组分以生成具有所希望的MFR值的共混物。例如，可以将90wt％的MFR 150的丙烯共聚物与10wt％的MFR1500g/10min的iPP共混得到MFR 170g/10min的共混物。
[0026]在CR工艺中，通过自由基试剂例如过氧化物，尤其是二烷基过氧化物的作用使共聚物减粘裂化或“裂化”成具有较窄的分子量分布和较高的熔体流动速率的树脂以有助于纤维纺丝。减粘裂化的共聚物共混物的熔体流动速率(MFR)决定了熔体粘度的水平和纤维的最终物理性能。通过试验ASTM D1238，条件L(230℃，2.16kg)测量的减粘裂化的共混物的MFR可以为100-约500g/10min，优选约120-约400g/10min，并且最优选约160-约350g/10min。减粘裂化的合金化聚合物的MWD也可以在宽的范围内变化，但通常窄的总MWD优选用于纤维应用。MWD在熔体加工性以及可实现的物理性能的水平和平衡性中起作用。减粘裂化的合金化聚合物的MWD可以从极窄(如约2的多分散性Mw/Mn)变化到宽(如约12的多分散性)。优选约2-约6的MWD，并且最优选约2-约4的MWD。
[0027]在共混或CR工艺之后，可能希望将聚合物熔体或颗粒转化成粒料以更容易进料到纤维纺丝挤出机中。可以任选地将添加剂例如稳定剂、颜料、填料、抗氧化剂、紫外线遮蔽剂、成核剂、某些加工油等的一些或全部加入共混或CR工艺中；然而，这不应该被认为是本发明的限制。CR工艺描述于U.S.专利No.4,143,099中，出于U.S.专利实践的目的，该描述在此引入作为参考。
[0028]然后可以通过本领域公知的基础熔体挤出纤维工艺的几种改进的一种将处于本发明的MFR范围内或者在裂化后达到该范围的聚合物共混物拉伸成细直径纤维。该工艺包括以下步骤：(1)将共聚物合金化聚合物连续送入熔融螺杆挤出机；(2)同时使共聚物合金化聚合物熔融并且通过喷丝头，由此在压力下通过孔将合金化聚合物挤出成纤维，取决于所希望的纤维产品，孔的数目、尺寸和形状可以广泛变化；(3)通过将热传到周围的介质将纤维固化；和(4)将固化的纤维缠绕到包装上。进一步加工通常包括通过将其拉伸到其原始长度的许多倍而使纤维取向。并且取决于所希望的纤维最终性能，可以使用本领域公知的各种热和变形处理。在本发明的一些实施方案中，在通常高的拉伸速度下将聚合物共混物拉伸成细直径纤维，而没有单根纤维在结晶点以下粘结在一起。
[0029]尽管术语“拉伸速度”和“结晶点”在本领域那些技术人员当中是公知的，但为了清楚在此提供简要的解释。拉伸速度通过以下方式测量：在给定的产率，通常为0.3-1.2g/孔/min下通过毛细管将聚合物挤出。增加纤维的卷取速度直到纤维断裂。在其下纤维断裂的最大卷取速度被定义为拉伸速度。为了在纺粘工艺中有效的纺丝，树脂应该具有至少约1,000米/分钟的拉伸速度能力。
[0030]结晶点是在喷丝头下方一定距离的点，在那里纤维固化。共混物的特征所得熔体粘度导致形成产生优良的软度、纺丝能力和物理性能(包括低的伸长力、弹性和伸长率)的平衡的细纤维。
[0031]本发明的一个实施方案涉及本发明的聚合物共混物在制备纺粘织物中的应用。传统的纺粘工艺描述于U.S.专利No.3,825,379；4,813,864；4,405,297；4,208,366和4,334,340中，出于U.S.专利实践的目的，所有这些在此引入作为参考。纺粘工艺是在织物制备领域中公知的一类。一般而言，将连续的纤维挤出、铺在环形的带上，并且然后通常通过热的轧光辊或通过加入粘合剂彼此粘结，并且通常粘结在第二层例如熔喷层上。纺粘的综述可以从由TANDEC，University of Tennessee，Knoxville，Tenn发起的L.C.Wadsworth and B.C.Goswami，Nonwoven Fabrics：“Spunbondedand Melt Blown Processes”Proceedings of the Eighth AnnualNonwovens Workshop，Jul.30-Aug.3，1990中获得。
[0032]典型的纺粘工艺通常包括连续的长丝挤出工艺、随后是拉伸、通过使用一些类型的喷射器形成网、并且粘结网。根据本发明，通常将高MFR共混物粒料送入挤出机。可选择地，可以将共混物组分在挤出机料斗中独立地计量。在挤出机中，通过热的熔融螺杆同时使粒料熔融并且迫使其通过系统。在螺杆的末端，纺丝泵将熔融的聚合物计量通过过滤器到达喷丝头，在那里熔融的聚合物在压力下通常在约0.3-1.0克/孔/分钟的速率下通过毛细管挤出。喷丝头通常包含几百个测量的约0.4-0.6mm直径的毛细管。聚合物通常被加热到高于其熔点约30℃-50℃的温度以获得足够低的熔体粘度用于挤出。通过具有1000-6000m/分钟速度的冷空气喷射将排出喷丝头的纤维骤冷，并且拉伸成测量的约10-40微米直径的细纤维。将固化的纤维无规地铺在移动带上形成本领域已知为网的网状结构。在网形成后，通常通过使用本领域已知为热粘轧光机的热的织物轧光机将网热粘结以获得它的最终强度。轧光机可以包含两个热的钢辊；一个辊是平的并且另一个带有凸起点图案。将网传送到轧光机，并且通过在约60℃-100℃的粘结温度下在辊之间压制网形成织物。
[0033]尽管粘结可以在宽的温度范围内进行，但应该将粘结温度最优化以获得具有最大机械强度的织物。过粘结，即在大于最佳温度的温度下粘结，由于纤维的过度熔融而因此导致在粘结点周围显著较弱的纤维。这些成为织物中弱的点。不足粘结，即在低于最佳温度的温度下粘结，导致在纤维-纤维连接处不充足的粘结。最佳粘结温度容易地由本领域技术人员确定，并且取决于由其制得纤维的材料的性质。
[0034]使用本发明的聚烯烃共混物制得的纺粘织物组合物展现出令人惊奇地好的软度和机械强度的平衡。此外，它们的最佳粘结温度低于传统的无规共聚物，由此允许较廉价的加工。注意：为了允许有意义的比较，使图1中所示的所有共聚物在相同的低拉伸速度下熔融纺丝。
实施例
[0035]通过溶液金属茂聚合制备作为例子的包含15wt％乙烯、具有20g/10min的MFR和0.863g/cm3密度，并且具有丙烯结晶度的丙烯共聚物(“PE1”)。PE1作为VM2000由ExxonMobil Chemical Co.出售。在退火四天后，使用前述的DSC程序，确定PE1具有48℃的Tm和19J/g的熔化热。PE1具有1.9的MWD(通过由LALLS校正的GPC)、134,000的Mw和72,000的Mn。
[0036]在以下实施例中，将PE1造粒并且然后与各种数量的可作为PP3155从ExxonMobil Chemical Co商购获得的聚丙烯均聚物粒料(“PP1”)，和可作为Luperox
Figure A20078005127600161
101(2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷)从Arkema Inc商购获得的有机二烷基过氧化物熔融共混。PP1是用于无纺和纤维应用的合适的等级，并且具有166℃的Tm和98J/g的熔化热(在第一热循环中)。PP1具有36g/10min的MFR和＜3.0的MWD。共混在装有水下造粒机、具有24/1的L∶D比的单螺杆Davis挤出机中完成。伴随着50lbs/hr(22.7kg/hr)的产率保持了聚丙烯共混物的典型温度分布，即220℃-250℃。所得共混物的组成示于表1中。共混物A1和A4是对照共混物，而共混物A2、A3和A5代表本发明的共混物。
表1
  共混物   PP1数量(wt％)  过氧化物数量(ppm)   共混物MFR(g/10min)
  A1   15   700   80
  A2   10   700   80
  A3   15   2000   200
  A4   10   2000   200
[0037]纺粘织物试验在位于University of Tennessee inKnoxville，TN的TANDEC纺粘设备上的ReicofilTM线(由ReifenhauserCompany，Germany生产)上进行。单螺杆挤出机尺寸为70mm，具有30∶1L/D(长度∶直径)比。喷丝头具有4036个模板孔，每一个具有0.6mm直径。将连续的纤维挤出到环形的带上，并且然后使用热的轧光辊-一个平的并且另一个带有凸起点图案而彼此粘结。实际粘结面积占总的网表面积的约14.5％。树脂在215℃的温度下在具有12℃-13℃的骤冷空气的模头中行进。用最小的轧点压力将轧光辊保持在185℃-195.6℃下。下表2中使用的缩写GHM表示每个孔每分钟的聚合物克数，并且GSM表示克/平方英尺，其作为g/ft2(g/cm2)给出。对于所有的共混物实施例织物，观察到织物‘形成’(织物中纤维的分布均匀性)令人满意。
[0038]这里使用的纤维或无纺样品(包括织物)的峰值力和峰值伸长率根据ASTM D-5035-95(2003)测量，对于每一样品作出四个改进：1)夹钳宽度为5in(12.7cm)代替3in(7.6cm)；2)试验速度为5in/min(12.7cm/min)代替12in/min(30.5cm/min)；3)使用金属弧型上紧线钳和平的下橡胶钳代替平的金属上钳和平的金属下钳；和4)6MD和6TD测量代替5MD和8TD测量。每一试验进程(test run)的工艺条件示于表2中，并且所得织物的性能示于表3中。
表2.A 3和A4以及作为对照的A1和A2的工艺条件
  进程号   共混物   产量g/孔/min   基重g/m2   鼓风机rpm   抽气机rpm   纤维直径(μm)   纤维直径标准偏差％
  1   A1   0.2   69.4   2696   2283   16.3   8.73
  2   A1   0.4   69   3027   2491   15.6   11.19
  3   A1   0.4   69.5   3008   2496   20   7.65
  4   A1   0.4   68.9   2705   2200   22.9   7.27
  5   A4   0.4   67   3022   2479   24.7   6.22
  6   A4   0.2   68   2595   2080   21.1   13.8
  7   A4   0.2   72.5   3018   2488   18   4.54
  8   A4   0.2   69.9   3017   2474   17.7   7.24
  9   A4   0.2   45.7   3013   2476   18   6.24
  10   A4   0.4   71.5   3022   2476   25.7   6.27
  11   A3   0.2   68.5   3010   2481   16.8   8.39
  12   A3   0.2   41   3001   2481   16.4   9.19
  13   A3   0.4   70   3000   2481   22.7   9.1
  14   A2   0.2   69.2   2700   2300   17.5   8.42
表3.描述于表2中的织物的织物性能
  进程号   树脂ID   纤维直径(μm)   纤维直径标准偏差(％)   峰值负荷MD(lb(kg))   伸长率MD(％)   峰值负荷TD(lb(kg))   伸长率TD(％)
  1   A1   16.3   8.73   7.23(3.3)   130   3.83(1.7)   189
  2   A1   15.6   11.19   7.94(3.6)   131   4.3(2.0)   191
  3   A1   20   7.65   4.27(1.9)   154   2.92(1.3)   204
  4   A1   22.9   7.27   3.06(1.4)   171   2.08(0.9)   197
  5   A4   24.7   6.22   1.4(0.6)   214   0.85(0.4)   321
  6   A4   21.1   13.8   2.8(1.3)   186   1.59(0.7)   231
  7   A4   18   4.54   3.3(1.5)   160   2.27(1.0)   154
  8   A4   17.7   7.24   3.35(1.5)   137   1.77(0.8)   187
  9   A4   18   6.24   1.82(0.8)   115   1.06(0.5)   169
  10   A4   25.7   6.27   1.39(0.6)   179   0.95(0.4)   226
  11   A3   16.8   8.39   5.39(2.5)   136   3(1.4)   176
  12   A3   16.4   9.19   2.48(1.1)   99   1.29(0.6)   141
  13   A3   22.7   9.1   2.55(1.2)   175   1.89(0.9)   202
  14   A2   17.5   8.42   4.94(2.2)   145   2.8(1.3)   197
[0039]将在类似的条件下制备并且具有类似的基重的织物比较。特别地，将进程8和11的本发明织物与进程1的对照织物比较。结果示于表4中。样品的滞后在具有2in.(5.08cm)钳的Instron仪器上测量，其也在图1中用图示出。将尺寸为2ft x 7ft(61cm x 213cm)的样品用于3in.(7.6cm)的隔距长度和20in/min(50.8cm/min)的十字头速度。进行3次循环的试验直至100％伸长率，在循环之间不将织物重新定位。定义：1)50％的负荷损失＝100x(加负荷-降负荷)/加负荷(100x(load-up-load-down)/load-up)；2)永久变形＝在下降循环(down cycle)中在其下负荷等于0的伸长率，其以％表示。
[0040]在表4中看出，本发明的织物具有与对照织物类似的弹性(由永久变形测量所示)，这是不可预期的，因为本发明的织物具有较低的分子量并且因此将被预期具有降低的弹性。另外，如由50％的负荷损失说明的，本发明织物的伸长力值低于对照织物，这对于其中织物的容易伸长是关键性能的应用例如尿布或其它内衣而言是有利的。因此，本发明的聚合物具有低的伸长力同时保持了织物的弹性。
表4.从表3.中选择的织物的弹性数据
Figure A20078005127600191
[0041]本发明实施例与对照织物的曲线比较(图1)表明在给定的伸长率下负荷的显著减少，导致具有类似弹性的更软的织物。
[0042]尽管已经参照它的某些方面和实施方案相当详细地描述了本发明，但其它的方面和实施方案是可能的。例如，尽管例举了乙烯乙酸乙烯酯共聚物，但也考虑了其它的共聚物。因此，附属的权利要求的精神和范围将不限于本文中包含的变型的描述。
[0043]本发明的某些特征根据一组数字上限和一组数字下限来描述。应该理解的是从任何下限到任何上限的范围处于本发明的范围内，除非另外说明。
[0044]本申请中列举的所有专利、试验方法和其它文献全部以其中允许这些引入的所有权限引入作为参考。

Claims (21)

1.一种适用于纺粘纤维或长丝组合物的聚烯烃共混物组合物，所述共混物包含：
a)约60-约98wt％的至少一种无规丙烯共聚物，其具有基于共聚物总重量为8-25wt％的共聚单体含量和通过差示扫描量热法(DSC)测量的约40℃-约110℃的结晶熔融转变点(Tm)；和
b)约2-约40wt％的至少一种基本上全同立构的聚丙烯均聚物或共聚物，具有通过DSC测量的大于约120℃的结晶熔融转变点(Tm)，
其中所述共混物具有约100g/10min-约500g/10min的熔体流动速率(MFR)。
2.根据权利要求1的聚烯烃共混物组合物，其中所述共混物具有约120g/10min-约400g/10min的MFR。
3.根据权利要求2的聚烯烃共混物组合物，其中所述共混物具有约160g/10min-约350g/10min的MFR。
4.根据权利要求1的聚烯烃共混物组合物，其中所述无规丙烯共聚物包含乙烯作为共聚单体。
5.根据权利要求4的聚烯烃共混物组合物，其中所述乙烯占共聚物总重量的8-18wt％。
6.根据权利要求1的聚烯烃共混物组合物，其中所述无规丙烯共聚物具有通过差示扫描量热法(DSC)测量的约40℃-约90℃的结晶熔融转变点(Tm)。
7.根据权利要求1的聚烯烃共混物组合物，其中所述无规丙烯共聚物具有约0.5J/g-约70J/g的熔化热。
8.根据权利要求1的聚烯烃共混物组合物，其中所述共混物包含60-95wt％的无规丙烯共聚物和5-40wt％的全同立构聚丙烯。
9.根据权利要求8的聚烯烃共混物组合物，其中所述共混物包含70-92wt％的无规丙烯共聚物和8-30wt％的全同立构聚丙烯。
10.一种包含根据权利要求1的共混物组合物的纺粘无纺织物。
11.根据权利要求10的织物，其进一步包含一种或多种滑爽剂。
12.根据权利要求10的织物，其中所述织物用于复合结构中。
13.根据权利要求12的织物，其中所述结构是尿布、成人失禁服、防护性服装、或覆盖物。
14.一种制备纺粘织物组合物的方法，其包括：
a)提供聚烯烃共混物组合物，其包含：i)约60-约98wt％的至少一种无规丙烯共聚物，具有8-25wt％的共聚单体含量和通过差示扫描量热法(DSC)测量的约40-约110℃的结晶熔点(Tm)；和ii)约2-约40wt％的至少一种基本上全同立构的丙烯均聚物或包含一种或多种C2和/或C4-C8共聚单体的共聚物，具有通过DSC测量的大于或等于120℃的结晶熔点(Tm)；
b)使该共混物经历受控的流变工艺以获得约100dg/min-约500g/10min的熔体流动速率(MFR)；
c)将该共混物拉伸成具有约10-约40微米直径的纤维；和
d)将该纤维无规地铺在移动带上并且通过热进行粘结。
15.根据权利要求14的方法，其中所述无规丙烯共聚物包含乙烯作为共聚单体。
16.根据权利要求15的方法，其中所述乙烯占共聚物的8-18wt％。
17.根据权利要求14的方法，其中所述无规丙烯共聚物具有通过DSC测量的约40℃-约90℃的结晶熔点(Tm)。
18.根据权利要求14的方法，其中所述无规丙烯共聚物具有约0.5J/g-约70J/g的熔化热。
19.根据权利要求14的方法，其中所述共混物包含60-95wt％的无规丙烯共聚物和5-40wt％的全同立构聚丙烯。
20.根据权利要求19的方法，其中所述共混物包含70-92wt％的无规丙烯共聚物和8-30wt％的全同立构聚丙烯。
21.一种制备纺粘织物组合物的方法，其包括：
a)提供聚烯烃共混物组合物，其包含：i)约60-约98wt％的至少一种无规丙烯共聚物，具有8-25wt％的共聚单体含量和通过差示扫描量热法(DSC)测量的约40-约110℃的结晶熔点(Tm)；和ii)约2-约40wt％的至少一种基本上全同立构的包含一种或多种C2和/或C4-C8共聚单体的丙烯聚合物，具有通过DSC测量的大于或等于120℃的结晶熔点(Tm)；其中该无规丙烯共聚物和该基本上全同立构的丙烯聚合物这样选择：使得所得共混物的MFR为约100g/10min-约500g/10min；
b)将该共混物拉伸成具有约10-约40微米直径的纤维；和
c)将该纤维无规地铺在移动带上并且通过热进行粘结。
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