CN102791481B - 弹性熔喷层压体构造及其制造方法 - Google Patents

弹性熔喷层压体构造及其制造方法 Download PDF

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Abstract

提供了多层熔喷复合材料,由其制得的制品和它们的制造方法。所述熔喷复合材料可以包括第一熔喷层,该第一熔喷层包含一种或多种具有大约50%-大约250%的根据ASTM D412测量的极限伸长率(UE)的树脂;和第二熔喷层,该第二熔喷层包含具有大约5wt%-大约20wt%的乙烯含量;大约10g/10min-大约30g/10min的MFR(ASTM-1238D,2.16kg,230℃);和75J/g或更低的熔化热的丙烯-α-烯烃共聚物。

Description

弹性熔喷层压体构造及其制造方法
发明人:Alistair D.Westwood和Galen Richeson
优先权声明
本申请与PCT/US2010/___(2010EM070)同时提交。本申请要求于2010年3月12日提交的USSN 12/723,336(2010EM071)和于2010年3月12日提交的USSN 12/723,317(2010EM070)的优先权和利益,它们中每一篇全文引入本文供参考。
技术领域
本公开内容涉及含丙烯-α-烯烃共聚物的弹性熔喷纤维,以及由其制得的弹性熔喷织物,由其制得的多层构造及其制造方法。
背景技术
市场希望具有必要美学质量的高度弹性、透气性不要求机械活化形式的无纺织物。现有的产品是由弹性膜(通常苯乙烯类嵌段共聚物(“SBC”)或聚氨酯)组成的复杂层压体,所述弹性膜具有共挤出到所述膜上以防止粘连的聚烯烃表皮层和以提供正确的美学性(柔软、蓬松、垫状质地)的无纺布和在某些构造中,将所述无纺布与所述弹性膜的两面粘结的热熔胶合层。这些类型的构造一旦形成就通常由于非弹性组分例如聚烯烃表皮层和无纺面层的约束影响而是没有弹性的。
为了除去非弹性元件的约束影响,许多复合材料要求机械拉伸或活化过程以使非弹性组分拉伸或断裂。机械拉伸除去限制条件并产生通过SBC膜控制的弹性复合材料。另外,此类复合材料要求膜是有孔的以使这些层压体透气。这种方法涉及膜的受控刺孔/撕裂与膜失效和增加的不良率的相关问题。
最近,不要求机械活化的膜复合材料已经上市。这些产品仍然使用SBC膜层与高度可延伸的射流喷网法面层,该面层使用热熔胶水的细线附贴到该膜的任一面。胶合区域之间的区域不受约束并因此是弹性的,因为该膜没有共挤出皮层并且该无纺织物是可延伸的且非约束性的。然而,这些产品是不透气的,要求粘合剂并且像所有膜层压体产品一样制备是昂贵的。
所述问题的解决方案是用能够熔喷低熔体流动速率弹性体以原位制备可延伸无纺布和高度弹性、透气性、高分子量熔喷织物的层压体(“构造”)的熔喷系统制备高度可延伸(用低拉力,>500%极限伸长率)无纺织物,而无需粘合剂或外热或机械结合方法。
一些相关公开内容可以包括欧洲专利号1 712 351 A;和美国专利号:4,380,570;5,476,616;5,804,286;5,921,973;6,342,565;6,417,121;6,444,774;6,506,698和美国公开号:2003/0125696;2005/0130544A1;2006/0172647和R.Zhao,在INT'L NONWOVENS J.中的"熔喷聚甲醛共聚物",pp.19-24(2005年夏)。
发明内容
提供了多层熔喷复合材料,由其制得的制品和它们的制造方法。在至少一个特定实施方案中,所述熔喷复合材料可以包括第一熔喷层,该第一熔喷层包含一种或多种具有大约50%-大约250%的根据ASTMD412测量的极限伸长率(UE)的树脂;和第二熔喷层,该第二熔喷层包含具有大约5wt%-大约20wt%的乙烯含量;大约10g/10min-大约30g/10min的MFR(ASTM-1238D,2.16kg,230℃);和75J/g或更低的熔化热的丙烯-α-烯烃共聚物。
在至少一个特定实施方案中,所述方法包括将第一材料熔喷以形成第一熔喷层;和将第二材料熔喷在所述第一熔喷层的至少一部分上,其中所述第二熔喷层包含具有大约5wt%-大约20wt%的乙烯含量;大约10g/10min-大约30g/10min的MFR(ASTM-1238D,2.16kg,230℃)和75J/g或更低的熔化热的丙烯-α-烯烃共聚物。
在至少一个特定实施方案中,提供了包括多层熔喷复合材料作为一种或多种组分的制品。所述多层熔喷复合材料可以包括第一熔喷层,该第一熔喷层包含一种或多种具有大约50%-大约250%的根据ASTMD412测量的极限伸长率(UE)的树脂;和包含一种或多种具有200%或更高的根据ASTM D412测量的极限伸长率(UE)的树脂的第二熔喷层,其中至少一种树脂包含具有大约5wt%-大约20wt%的乙烯含量;大约10g/10min-大约30g/10min的MFR(ASTM-1238D,2.16kg,230℃)和75J/g或更低的熔化热的丙烯-α-烯烃共聚物。
附图说明
图1描绘了根据所述一个或多个实施方案的用于制造多层熔喷复合材料的说明性熔喷系统的示意图。
图2描绘了根据所述一个或多个实施方案的说明性模头组件的放大示意图。
图3描绘了根据所述一个或多个实施方案的用于制造多层熔喷层压体或复合材料的说明性熔喷系统的示意图。如所描绘,模头和收集表面可以垂直地布置。
图4描绘了根据所述一个或多个实施方案的用于制造多层熔喷层压体或复合材料的另一种说明性熔喷系统的示意图。如所描绘,模头和收集表面可以水平地布置。
图5以图形描绘了表1和2中列出的两个样品组,其中x轴是丙烯-α-烯烃共聚物(“PCP”)基重/总织物基重且y轴上是峰值力100%/回缩力50%。
具体实施方式
已经发现,表达式y=Axb,其中A是3,b是零到无穷大,x是峰值负荷100%/回缩力50%,y是面层约束,被发现用于描述含一种或多种丙烯-α-烯烃共聚物的使用本文提供的多层成形法制得的多层构造或层压体的一般弹性。令人惊奇地,其它树脂及其它成形法对于这种表达式显示不同的值。
不希望受理论束缚,据显示不同面层引入不同水平的由y的值限定的约束。随着丙烯-α-烯烃共聚物含量与总体织物基重之比减小,正如x值所定义的那样(即,对于恒定面层构造,更少丙烯-α-烯烃共聚物),峰值力与回缩力之比增加。随着对于恒定面层构造,丙烯-α-烯烃共聚物含量降低,约束的水平遵循所述的一般指数定律。换言之,面层性质方面的改变将改变约束的水平;然而,一般指数定律正好保持指数改变。
还已经发现,面层施加的约束越少,“b”值越低。相反地,由面层施加的约束越大,“b”值越大。两种极端情况是,如果面层无论如何不对层压体施加约束,则b=0且y值将等于3,正好是没有面层的纯丙烯-α-烯烃共聚物的值。另一极端将是,如果面层是高度约束性刚性塑料层,则一旦拉伸到100%不允许任何超过50%的恢复。因此,如果在50%的回缩力是0,则该比例是无限的且b接近无穷大。
弹性熔喷纤维、织物和由其制得的多层构造或层压体可以包括至少一个弹性熔喷织物层。弹性熔喷织物和由其制得的多层构造或层压体还可以至少一个可延伸熔喷织物层。优选地,所述熔喷层彼此相邻布置。然而,预期一个或多个射流喷网、纺粘、纺丝成网、纺织品、气流成网、纸浆、纺织、超吸收剂聚合物(“SAP”)或膜可以布置在熔喷层上或布置在熔喷层之间。
每个熔喷层可以包括一种或多种相同或不同的树脂。每种树脂可以是可延伸树脂、弹性树脂或非弹性树脂。任何给定层的适合的树脂也可以是两种或更多种树脂的共混物,其中每种树脂是可延伸、非弹性或弹性的,以致所得的共混物可以是可延伸、非弹性或弹性的,这取决于所选定的树脂,和它们的相对量。
本文所使用的"复合材料"或"织物"是具有厚度满足它妨碍空气通过,而不中止空气通过的厚度的结构,优选平坦,但是可弯曲且不然可成形的结构,该结构由经由化学粘结、熔体粘附或纺织(机械联接)粘合在一起以致它们形成所述结构的纤维制造。本文所使用的"纤维"是其长度远大于其直径或宽度的材料:平均直径的数量级为5-250μm,并包括天然和/或合成物质。
本文所使用的称为是"弹性"的材料、树脂、纤维和/或织物是在100%变形后可以恢复至少70%的那些。本文所使用的称为是"非弹性"的材料、树脂、纤维和/或织物是在100%变形后可以恢复少于20%的那些。本文所使用的称为是"可延伸的"材料、树脂、纤维和/或织物是通过ASTM D412测定在100%变形后能恢复20%-70%的那些。可延伸材料和织物是本领域中熟知的并且在一种情况下是由可延伸的材料形成或通过机械扭曲或扭转织物(天然或合成织物)形成的那些,例如美国专利号5,523,141中描述那样。
适合的树脂可以是或包括纤维素塑料、尼龙、聚缩醛、聚萘二甲酸二醇酯、聚酯、共聚酯、聚氨酯、聚酰亚胺(polyamids)、聚酰胺、聚烯烃、聚烯烃均聚物、聚烯烃共聚物、丙烯酸系树脂和它们的共混物。除非另有说明,术语"共聚物"是指衍生自两种或更多种单体(包括三元共聚物、四元共聚物等,它们可以按无规、嵌段或接枝分布)的聚合物,并且术语"聚合物"是指具有衍生自一种或多种不同单体的重复单元的任何含碳化合物。
优选的纤维素材料包括人造丝和纤维粘胶。优选的聚缩醛是聚甲醛共聚物。优选的聚酯包括聚烯烃-对苯二甲酸酯和聚对苯二甲酸二醇酯,例如聚(对苯二甲酸乙二醇酯)(PET)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)(PBT)和聚(对苯二甲酸环己烷二亚甲基酯)(PCT)。
优选的聚烯烃可以由单烯烃单体制备,该单烯烃单体包括但不限于,含2-8个碳原子的单体,例如乙烯、丙烯、1-丁烯、异丁烯、1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、3-甲基-1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、5-甲基-1-己烯,它们的混合物和它们与(甲基)丙烯酸酯和/或乙酸乙烯酯的共聚物。其它适合的聚烯烃可以包括一种或多种丙烯均聚物(100wt%丙烯衍生的单元)、丙烯共聚物、丙烯-α-烯烃共聚物、聚丙烯炕冲击共聚物(ICP)、无规共聚物(RCP)直链低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、乙烯嵌段共聚物(例如,InfuseTM烯烃嵌段共聚物)、苯乙烯类嵌段共聚物(例如,KratonTM苯乙烯类共聚物)、乙烯乙酸乙烯酯、氨基甲酸酯、聚酯和它们的共混物。某些特定可延伸树脂可以包括聚丙烯腈、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸亚环己基二亚甲基酯(PCT)、聚酰胺和/或丙烯酸系树脂。
本文所使用的"聚丙烯"是指丙烯均聚物、或丙烯的共聚物、或丙烯均聚物和共聚物的某种混合物。在某些实施方案中,本文描述的聚丙烯是主要结晶的,因此该聚丙烯可以具有大于110℃或115℃或130℃的熔点(Tm)。本文所使用的术语"结晶"表征具有高度的分子间和分子内序态的那些聚合物。在某些实施方案中,聚丙烯具有大于60J/g或70J/g或80J/g的通过DSC分析测定的熔化热(Hf)。熔化热依赖于聚丙烯的组成;聚丙烯的最高阶热能估算在189J/g,即100%结晶度等于189J/g的熔化热。聚丙烯均聚物将具有比共聚物或均聚物和共聚物的共混物更高的熔化热。
在某些实施方案中,聚丙烯可以是全同立构的。聚丙烯中的丙烯序列的全同立构规整度可以通过选择合乎需要的催化剂组合物的聚合达到。聚丙烯的通过13C NMR测量的并表示为内消旋二单元组含量的全同立构规整度在某些实施方案中大于90%(内消旋二单元组[m]>0.90)或95%或97%或98%,如US 4,950,720中那样通过13C NMR测定。按另一种方式表示,聚丙烯的通过13C NMR测量并表示为五单元组含量的全同立构规整度在某些实施方案中大于93%或95%或97%。
聚丙烯可以在组成上大范围地变化。例如,可以使用基本上全同立构聚丙烯均聚物或丙烯共聚物,其含有等于或小于10wt%的其它单体,即含至少90wt%的丙烯。此外,聚丙烯可以以接枝或嵌段共聚物的形式存在,其中聚丙烯的嵌段具有与丙烯-α-烯烃共聚物(如下所述)大体上相同的立构规整性,只要该接枝或嵌段共聚物具有高于110℃或115℃或130℃的明确熔点就行,这是立构规整丙烯序列的特征。
聚丙烯可以是本文所述的均聚聚丙烯,和/或无规和/或嵌段共聚物的组合。当聚丙烯是无规共聚物时,该共聚物中α-烯烃衍生的单元的百分率一般占该聚丙烯的至多5wt%,在另一个实施方案中0.5wt%-5wt%,在又一个实施方案中1wt%-4wt%。优选的共聚单体衍生自乙烯或含4-12个碳原子的α-烯烃。一种、两种或更多种共聚单体可以与丙烯共聚合。示例性的α-烯烃可以选自乙烯;1-丁烯;1-戊烯-2-甲基-1-戊烯-3-甲基-1-丁烯;1-己烯-3-甲基-1-戊烯-4-甲基-1-戊烯-3,3-二甲基-1-丁烯;1-庚烯;1-己烯;1-甲基-1-己烯;二甲基-1-戊烯;三甲基-1-丁烯;乙基-1-戊烯;1-辛烯;甲基-1-戊烯;二甲基-1-己烯;三甲基-1-戊烯;乙基-1-己烯;1-甲基乙基-1-戊烯;1-二乙基-1-丁烯;丙基-1-戊烯;1-癸烯;甲基-1-壬烯;1-壬烯;二甲基-1-辛烯;三甲基-1-庚烯;乙基-1-辛烯;甲基乙基-1-丁烯;二乙基-1-己烯;1-十二碳烯和1-十六碳烯。
聚丙烯的重均分子量(Mw)可以在50,000g/mol-3,000,000g/mol,或在另一个实施方案中,90,000g/mol-500,000g/mol之间,分子量分布(MWD,Mw/Mn)在1.5-2.5;或3.0-4.0;或5.0-20.0的范围内。聚丙烯可以具有10dg/min-15dg/min;或18dg/min-30dg/min;或35dg/min-45dg/min;或40dg/min-50dg/min的MFR(2.16kg/230℃)。
本文所使用的术语"无规聚丙烯"(“RCP”)广泛地是指含至多9wt%,优选2wt%-8wt%的α-烯烃共聚单体的单一相丙烯共聚物。优选的α-烯烃共聚单体含2个碳原子,或4-12个碳原子。优选地,α-烯烃共聚单体是乙烯。
丙烯抗冲共聚物(“ICP”)是多相的并且可以包括含70-95wt%均聚聚丙烯的第一相和含5-30wt%乙烯-丙烯橡胶的第二相,基于所述抗冲共聚物的总重量。丙烯抗冲共聚物可以包括78-95wt%均聚聚丙烯和5-22wt%乙烯-丙烯橡胶,基于所述抗冲共聚物的总重量。在某些实施方案中,丙烯-基聚合物可以包括90wt%-95wt%均聚聚丙烯和5wt%-10wt%乙烯-丙烯橡胶,基于所述抗冲共聚物的总重量。
对本文描述的聚丙烯的制备方法不存在特别限制。然而,例如,聚合物是通过丙烯在单阶段或多阶段反应器中的均聚获得的丙烯均聚物。可以通过在单阶段或多阶段反应器中将丙烯和乙烯或含4-20个碳原子的α-烯烃共聚合获得共聚物。聚合方法包括,但不限于,使用任何适合的催化剂例如传统的齐格勒-纳塔催化剂或单中心、金属茂催化剂体系,或它们的的组合,包括双金属(即,齐格勒-纳塔和金属茂)负载型催化剂体系的高压、淤浆、气相、本体相或液相或它们的组合。
示例性的商业主聚丙烯包括AchieveTM聚合物家族(ExxonMobilChemical Company,Baytown,TX)。所述Achieve聚合物是使用金属茂催化剂体系制备的。在某些实施方案中,这种金属茂催化剂体系制备窄分子量分布聚合物。MWD通常在1.5-2.5的范围内。然而,在有多个反应器的方法中可以制备出较宽MWD的聚合物。在各反应器中制备不同MW的聚合物以增宽MWD。Achieve聚合物例如Achieve 3854即具有24dg/min的MFR的均聚物可以用作本文描述的共混物组分。或者,Achieve聚合物例如Achieve 6936G1,即1,550dg/min MFR均聚物可以用作本文描述的共混物组分。也可使用其它聚丙烯无规共聚物和抗冲共聚物。聚丙烯MFR的选择可以用作调节共混物,特别是面层组合物的最终MFR的手段。本文描述的任何聚丙烯可以通过受控流变学改性以改进纺丝性能,如本领域中已知的那样。
“丙烯-α-烯烃共聚物”或“PCP”是丙烯衍生的单元和一种或多种衍生自乙烯或C4-C10α-烯烃的单元和任选的一种或多种二烯衍生的单元的共聚物,并且是较弹性的和/或形成弹性的无纺纤维和织物(极限伸长率大于500%)。该共聚物的总共聚单体含量在一个实施方案中在5-35wt%的范围内。在一些实施方案中,当存在多于一种共聚单体时,特定的共聚单体的量可以小于5wt%,但总共聚单体含量大于5wt%。所述丙烯-α-烯烃共聚物可以通过许多不同参数描述,并且那些参数可以包括由本文对于丙烯-α-烯烃共聚物描述的任何合乎需要的上限与任何合乎需要的下限构成的数值范围。
丙烯-α-烯烃共聚物可以是丙烯的三元共聚物、嵌段共聚物(共聚单体衍生的单元沿着长序列存在)、丙烯的抗冲共聚物、无规聚丙烯、无规共聚物(共聚单体衍生的单元沿着聚合物主链无轨分布)或它们的混合物。无规性或"嵌段性"在共聚物中的存在可以通过本领域中已知的13C NMR测定并描述在例如,18J.POLY.Sci.,POLY.LETT.ED.pp.389-394(1980)中。
在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物可以按占该共聚物5wt%;或7wt%;或8wt%;或10wt%-18wt%;或20wt%;或25wt%;或32wt%;或35wt%的范围包括乙烯或C4-C10α-烯烃衍生的单元(或"共聚单体衍生的单元")。丙烯-α-烯烃共聚物还可以包括两种不同的共聚单体衍生的单元。此外,这些共聚物和三元共聚物可以包括如下所述的二烯衍生的单元。在一个特定的实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物包括丙烯衍生的单元和选自乙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯的共聚单体单元。并且在一个更特定的实施方案中,共聚单体是乙烯,并因此所述丙烯-α-烯烃共聚物是丙烯-乙烯共聚物。
在一个实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物包括占该共聚物少于10wt%或8wt%或5wt%或3wt%的二烯衍生的单元(或"二烯"),在又一个实施方案中,在0.1wt%;或0.5wt%;或1wt%-5wt%;或8wt%;或10wt%内。适合的二烯包括例如:1,4-己二烯;1,6-辛二烯;5-甲基-1,4-己二烯;3,7-二甲基-1,6-辛二烯;双环戊二烯(DCPD);乙叉基降冰片烯(ENB);降冰片二烯;5-乙烯基-2-降冰片烯(VNB);和它们的组合。如果存在,二烯最优选是ENB。
在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有通过13C NMR测量的大于75%;或80%;或82%;或85%;或90%的三个丙烯单元的三单元组立构规整度。在一个实施方案中,三单元组立构规整度在50-99%的范围内;在另一个实施方案中,在60-99%的范围内;在又一个实施方案中,在75-99%的范围内;在又一个实施方案中,在80-99%的范围内;在又一个实施方案中,在60-97%的范围内。三单元组立构规整度如下测定:本文表示为“m/r”的立构规整度指数通过13C NMR测定。立构规整度指数m/r由H.N.Cheng在Vol.17MACROMOLECULESpp.1950-1955(1984)中限定的那样计算。符号“m”或“r”描述邻接丙烯基对的立体化学,“m”是指内消旋,“r”是指外消旋。1.0的m/r比值一般描述间同立构聚合物,2.0的m/r比值描述无规立构材料。全同立构材料理论上可以具有接近无穷大的比值,并且许多副产物无规聚合物具有足够的全同立构含量以导致大于50的比值。丙烯-α-烯烃共聚物的实施方案具有在4或6至8或10或12的范围内的立构规整度指数m/r。
在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有在0.5;或1;或5J/g至35;或40;或50;或65;或75J/g范围内的根据本文描述的差示扫描量热法(“DSC”)程序测定的熔化热(“Hf”)。在某些实施方案中,Hf值少于75;或65;或55J/g。
在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有0.5-40%,在另一个实施方案中,1-30%,在又一个实施方案中,5-25%的百分率结晶度,其中"百分率结晶度"是根据本文描述的DSC程序测定的。(聚丙烯的最高阶热能估算为189J/g(即,100%结晶度等于189J/g))。在另一个实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有少于40%或25%或22%或20%的百分率结晶度。
在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有通过DSC测定的单一峰值熔化转变;在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有小于90℃的主峰值熔化转变,与大于大约110℃的宽的熔化结束转变。峰“熔点”(“Tm”)定义为在样品熔化范围内最大吸热的温度。然而,丙烯-α-烯烃共聚物可以显示与主峰相邻的副熔融峰,和/或熔化转变结束,但是对于本文目的,此种副熔融峰一起看作单一熔点,其中这些峰的最高峰认为是丙烯-α-烯烃共聚物的Tm。丙烯-α-烯烃共聚物具有在某些实施方案中,小于70;或80;或90;或100;或105℃;在其它实施方案中,在10;或15;或20;或25至65;或75;或80;或95;或105℃的范围内的峰熔融温度(Tm)。
DSC测定的程序如下。称出大约0.5克聚合物并在大约140℃-150℃下,使用“DSC模具”和MylarTM作为衬板压制到大约15-20密耳(大约381-508微米)的厚度。通过悬挂在空气中(没有除去Mylar)允许该压制垫片冷却到环境温度。在室温下(大约23-25℃)退火该压制垫片大约8天。在此阶段结束时,使用冲模从该压制垫片取出大约15-20mg圆片并放入10微升铝样品盘中。将该样品放入差示扫描量热计(Perkin Elmer Pyris 1 Thermal Analysis System)中并冷却到大约-100℃。以大约10℃/min加热样品以达到大约165℃的最终温度。放热量(记录为样品熔融峰下的面积)是熔化热的量度并且可以用焦耳/克(J/g)聚合物表示并且通过Perkin Elmer System自动地计算。在这些条件下,熔化曲线显示两个(2)最大值,在最高温度处的最大值取作在样品的熔化范围内相对于聚合物的随温度变化的增加性热容量的基线测量值的熔点。
在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有0.840-0.920g/cm3;在另一个实施方案中,0.845-0.900g/cm3;在又一个实施方案中,0.850-0.890g/cm3的密度,该值是在室温下根据ASTM D-1505试验方法测得的。
在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有在10;或20至80;或90肖氏A的范围内的肖氏A硬度(ASTM D2240)。在又一个实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有大于500%,1,000%或2,000%的极限伸长率(ASTM-D412)。丙烯-α-烯烃共聚物还可以具有大约300%;400%;或500%的下限到大约800%;1,200%;1,800%;2,000%或3,000%的上限的极限伸长率(ASTM-D412)。
在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有在20,000-5,000,000g/mol,在另一个实施方案中50,000-1,000,000g/mol,在又一个实施方案中70,000-400,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)值。在另一个实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有4,500-2,500,000g/mol;在又一个实施方案中20,000-250,000g/mol,在又一个实施方案中50,000-200,000g/mol的数均分子量(Mn)值。在又一个实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物具有20,000-7,000,000g/mol;在另一个实施方案中100,000-700,000g/mol;在又一个实施方案中140,000-500,000g/mol的Z-均分子量(Mz)值。
在某些实施方案中,通过将丙烯-α-烯烃共聚物减粘裂化达到合乎需要的分子量(因此,合乎需要的MFR)。“减粘裂化丙烯-α-烯烃共聚物”(本领域中还称为“受控流变”或“CR”)是已经用减粘裂化剂处理以致该试剂使聚合物链分裂的共聚物。减粘裂化剂的非限制性实例包括过氧化物、羟胺酯及其它氧化和自由基产生剂。换言之,减粘裂化共聚物可以是减粘裂化剂和共聚物的反应产物。特别地,减粘裂化丙烯-α-烯烃共聚物是已经用减粘裂化剂处理以致其MFR相对于处理之前的MFR值增加,在一个实施方案中,增加至少10%,在另一个实施方案中,增加至少20%的减粘裂化丙烯-α-烯烃共聚物。
在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物的分子量分布(MWD)在特定的实施方案中在1.5;或1.8;或2.0至3.0;或3.5;或4.0;或5.0;或10.0的范围内。测定分子量(Mn、Mz和Mw)和分子量分布(MWD)的技术如下,并且如Verstate等人在Vol.21,MACROMOLECULESpp.3360-3371(1988)中所述那样。本文描述的条件支配公开的试验条件。在配有Chromatix KMX-6在线光散射光度计的Waters 150凝胶渗透色谱仪上测量分子量和分子量分布。在135℃、采用1,2,4-三氯苯作为移动相的情况下,利用该系统。使用ShowdexTM(Showa-DenkoAmerica,Inc.)聚苯乙烯凝胶柱802、803、804和805。在LIQUIDCHROMATOGRAPHY OF POLYMERS AND RELATED MATERIALSIII,pp.207-234(J.Cazes编辑,Marcel Dekker,1981)中讨论了这一技术。对于柱子的展开来说,采用没有校正的情况;然而,根据通常接受的标准,例如由National Bureau of Standards,Polyethylene(SRM 1484)得到的数据,和阴离子生产的氢化聚异戊二烯(乙烯-丙烯的交替共聚物)证明,对Mw/Mn或Mz/Mw的这种校正小于0.05个单位。根据洗脱时间-分子量关系计算Mw/Mn,然而使用光散射光度计评价Mz/Mw。使用可商购的计算机软件GPC2(可以从LDC/MiltonRoy-Riviera Beach,Fla获得的MOLWT2)进行数值分析。
本文描述的丙烯-α-烯烃共聚物可以使用对于制备聚丙烯已知的任何催化剂和/或方法制备。在某些实施方案中,丙烯-α-烯烃共聚物可以包括根据国际公开号WO 02/36651、美国专利号6992158和/或国际公开号WO 00/01745中的程序制备的共聚物。制备丙烯-α-烯烃共聚物的优选的方法参见美国专利公开号2004/0236042和美国专利号6,881,800。优选的丙烯-α-烯烃共聚物是可以商品名VISTAMAXXTM(ExxonMobil Chemical Company,休斯敦,TX,USA)和VERSIFYTM(The Dow Chemical Company,Midland,密歇根,USA),某些等级的TAFMERTM XM或NOTIOTM(Mitsui Company,日本)、某些等级的LMPOTM(得自Idemitsu)或某些等级的SOFTELLTM(Lyondell BasellPolyolefine GmbH,德国)商购的。
在一个或多个实施方案中,熔喷树脂可以是或包括:天然橡胶(NR)、合成聚异戊二烯(IR)、丁基橡胶(异丁烯和异戊二烯的共聚物,IIR)、卤化丁基橡胶(氯化丁基橡胶:CIIR);溴-丁基橡胶:BIIR)、聚丁二烯(BR)、苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)、SEBS嵌段共聚物;SIS嵌段共聚物;SBS嵌段共聚物;乙烯-辛烯嵌段共聚物;乙烯-辛烯共聚物;乙烯-己烯共聚物;乙烯-丁烯共聚物;腈橡胶、氢化腈橡胶、氯丁二烯橡胶(CR)、聚氯丁二烯、氯丁橡胶、EPM(乙烯-丙烯橡胶);EPDM橡胶(乙烯-丙烯-二烯橡胶);氯醇橡胶(ECO);聚丙烯酸系橡胶(ACM,ABR);硅酮橡胶;氟硅酮橡胶;含氟弹性体;全氟弹性体;聚醚嵌段酰胺(PEBA);氯磺化聚乙烯(CSM);乙烯-乙酸乙烯酯(EVA);热塑性弹性体(TPE);热塑性硫化橡胶(TPV);热塑性聚氨酯(TPU);热塑性烯烃(TPO);聚硫化物橡胶或这些弹性体中任何两种或更多种的共混物。在至少一个特定实施方案中,弹性树脂是或包括一种或多种聚烯烃聚合物。术语"聚烯烃聚合物"是指α-烯烃的具有小于40%结晶度,或小于75J/g的熔化热(Hf)的均聚物或共聚物。
在某些实施方案中,熔喷树脂可以是或包括一种或多种金属茂聚乙烯(“mPE”),包括一种或多种mPE均聚物或共聚物。mPE均聚物或共聚物可以使用单或双-环戊二烯基渡金属催化剂结合活化剂铝氧烷和/或非配位阴离子在溶液、淤浆、高压或气相中制备的。催化剂和活化剂可以是负载型或非负载型的并且环戊二烯基环可以是取代或未取代的。用此类催化剂/活化剂组合制备的数种商业产品市可从德克萨斯,Baytown的ExxonMobil Chemical Company以商品名称EXACTTM商购。对于制备此类mPE均聚物和共聚物的方法和催化剂/活化剂的更多信息,参见PCT专利公开号:WO 94/26816;WO 92/00333;WO 91/09882;WO 94/03506;和WO 94/03506;欧洲专利号0 277 003;0 129 368;0 520 732;0 426 637;0 573 403;0 520 732;0 495 375;0 500944;0 570 982;和0 277004;美国专利号5,153,157;5,198,401;5,240,894;5,324,800;5,264,405;5,096,867;5,507,475;5,055,438;和5,017,714;和加拿大专利号1,268,753。
在某些实施方案中,熔喷树脂可以是或包括一种或多种第三单体和第四单体,它们可以是一种或多种C3-C20烯烃,任何C4-C20直链、环状或支链二烯或三烯和任何苯乙烯类单体例如苯乙烯、α-甲基苯乙烯或对甲基苯乙烯。优选的实例包括丁二烯、戊二烯、环戊二烯、己二烯、环己二烯、庚二烯、辛二烯、壬二烯、降冰片烯、乙烯降冰片烯、乙叉基降冰片烯、异戊二烯和庚二烯。
C3-C20和C4-C20烯烃可以是任何可聚合烯烃单体并优选是直链、支链或环状烯烃,更加优选α-烯烃。适合的烯烃的实例包括:丙烯;丁烯;异丁烯;戊烯;异戊烯;环戊烯;己烯;异己烯;环己烯;庚烯;异庚烯;环庚烯;辛烯;异辛烯;环辛烯;壬烯;环壬烯;癸烯;异癸烯;十二碳烯;异癸烯;4-甲基-戊烯-1;3-甲基-戊烯-1和3,5,5-三甲基己烯-1。适合的共聚单体还包括二烯、三烯和苯乙烯类单体。优选的实例包括:苯乙烯;α-甲基苯乙烯;对烷基苯乙烯(例如对甲基苯乙烯);己二烯;降冰片烯;乙烯降冰片烯;乙叉基降冰片烯;丁二烯;异戊二烯;庚二烯;辛二烯和环戊二烯。乙烯共聚物的优选的共聚单体是丙烯、丁烯、己烯和/或辛烯。
在某些实施方案中,熔喷树脂可以包括一种或多种聚α烯烃(PAO)。PAO是高纯度烃,具有完全链烷结构和高支化度。适合的PAO是具有-10℃或更低的倾点和3cSt或更高的100℃运动粘度(KV100℃)的液体。此类PAO可以包括C3-C24(优选C5-C18,优选C6-C14,优选C8-C12)α-烯烃,优选直链α-烯烃(LAO)的C15-C1500(优选C20-C1000,优选C30-C800,优选C35-C400,最优选C40-C250)低聚物(例如二聚物、三聚物等),条件是C3和C4α-烯烃按30wt%或更少(优选20wt%或更少,优选10wt%或更少,优选5wt%或更少)存在。适合的LAO包括:丙烯;1-丁烯;1-戊烯;1-己烯;1-庚烯;1-辛烯;1-壬烯;1-癸烯;1-十一碳烯;1-十二碳烯;1-十三碳烯;1-十四碳烯;1-十五碳烯;1-十六碳烯;和它们的共混物。
在一个或多个实施方案中,使用单一LAO制备低聚物。优选的实施方案包括1-辛烯或1-癸烯,优选1-癸烯的低聚。在一个或多个实施方案中,PAO是或包括两种或更多种C3-C18LAO的低聚物,以制备"二元共聚物"或"三元共聚物"或更高阶共聚物组合,条件是C3和C4LAO存在30wt%或更少(优选20wt%或更少,优选10wt%或更少,优选5wt%或更少)。优选的实施方案包括选自具有偶数碳数的C6-C18LAO的LAO的混合物的低聚。另一个优选的实施方案包括1-辛烯、1-癸烯和1-十二碳烯的低聚。
在一个或多个实施方案中,PAO包含具有5-24(优选6-18,更优选8-12,最优选10)的碳数的单一α-烯烃物质的低聚物。在一个或多个实施方案中,PAO包含混合α-烯烃(即,两种或更多种α-烯烃物质)的低聚物,每种α-烯烃具有5-24(优选6-18,优选8-12)的碳数。在一个或多个实施方案中,PAO包含混合α-烯烃(即,包括两种或更多种α-烯烃物质)的低聚物,其中α-烯烃混合物的加权平均碳数是6-14(优选8-12,优选9-11)。
在一个或多个实施方案中,PAO或PAO共混物具有400-15,000g/mol(优选400-12,000g/mol,优选500-10,000g/mol,优选600-8,000g/mol,优选800-6,000g/mol,优选1,000-5,000g/mol)的数均分子量(Mn)。在一个或多个实施方案中,PAO或PAO共混物具有大于1,000g/mol(优选大于1,500g/mol,优选大于2,000g/mol,优选大于2,500g/mol)的Mn。
在一个或多个实施方案中,PAO或PAO共混物具有3cSt或更高(优选4cSt或更高,优选5cSt或更高,优选6cSt或更高,优选8cSt或更高,优选10cSt或更高,优选20cSt或更高,优选30cSt或更高,优选40cSt或更高,优选100或更高,优选150cSt或更高)的KV100℃。在一个或多个实施方案中,PAO具有3-3,000cSt优选4-1,000cSt,优选6-300cSt,优选8-150cSt,优选8-100cSt,优选8-40cSt)的KV100℃。在一个或多个实施方案中,PAO或PAO共混物具有10-1000cSt(优选10-300cSt,优选10-100cSt)的KV100℃。在又一个实施方案中,PAO或PAO共混物具有4-8cSt的KV100℃。在又一个实施方案中,PAO或PAO共混物具有25-300cSt(优选40-300cSt,优选40-150cSt)的KV100℃。在一个或多个实施方案中,PAO或PAO共混物具有100-300cSt的KV100℃。
在一个或多个实施方案中,PAO或PAO共混物具有120或更高(优选130或更高,优选140或更高,优选150或更高,优选170或更高,优选190或更高,优选200或更高,优选250或更高,优选300或更高)的粘度指数(VI)。在一个或多个实施方案中,PAO或PAO的共混物具有120-350(优选130-250)的VI。
在一个或多个实施方案中,PAO或PAO的共混物具有-10℃或更低(优选-20℃或更低,优选-25℃或更低,优选-30℃或更低,优选-35℃或更低,优选-40℃或更低,优选-50℃或更低)的倾点。在一个或多个实施方案中,PAO或PAO的共混物具有-15至-70℃(优选-25至-60℃)的倾点。
在一个或多个实施方案中,PAO或PAO的共混物具有-40℃或更低(优选-50℃或更低,优选-60℃或更低,优选-70℃或更低,优选-80℃或更低)的玻璃化转变温度(Tg)。在一个或多个实施方案中,PAO或PAO的共混物具有-50至-120℃(优选-60至-100℃,优选-70至-90℃)的Tg。
在一个或多个实施方案中,PAO或PAO的共混物具有200℃或更高(优选210℃或更高,优选220℃或更高,优选230℃或更高),优选240℃和290℃之间的闪点。在一个或多个实施方案中,PAO或PAO的共混物具有0.86或更低(优选0.855或更低,优选0.85或更低,优选0.84或更低)的比重(15.6℃)。
在一个或多个实施方案中,PAO或PAO共混物具有2或更高(优选2.5或更高,优选3或更高,优选4或更高,优选5或更高,优选6或更高,优选8或更高,优选10或更高)的分子量分布(Mw/Mn)。在一个或多个实施方案中,PAO或PAO共混物具有5或更低(优选4或更低,优选3或更低)的Mw/Mn和10cSt或更高(优选20cSt或更高,优选40cSt或更高,优选60cSt或更高)的KV100℃。
受希望的PAO可作为SpectraSynTM和SpectraSyn UltraTM从ExxonMobil Chemical(USA)商购。其它有用的PAO包括可作为SynfluidTM从ChevronPhillips Chemical(USA),作为DurasynTM从Innovene(USA),作为NexbaseTM从Neste Oil(Finland)和作为SyntonTM从Chemtura(USA)获得的那些。对于PAO,在链型链烷结构中的碳百分率(CP)接近于100%(典型地大于98%或甚至99%)。其它细节描述在例如,美国专利号3,149,178;4,827,064;4,827,073;5,171,908和5,783,531以及合成润滑剂及高性能功能流体(Leslie R.Rudnick&Ronald L.Shubkin,ed.Marcel Dekker,Inc.1999)pp.3-52中。
添加剂
任何树脂或层还可以包括一种或多种添加剂。适合的添加剂可以包括任一种或多种加工油(芳族、链烷和环烷矿物油);增容剂;煅烧粘土;高岭土;纳米粘土;滑石;硅酸盐;碳酸盐;硫酸盐;碳黑;沙子;玻璃珠;矿质集料;硅灰石;云母;玻璃纤维;其它填料;颜料;着色剂;染料;碳黑;填料;分散剂;阻燃剂;抗氧化剂;导电性颗粒;UV抑制剂;稳定剂;光稳定剂;吸光剂;偶联剂,包括硅烷和钛酸酯;增塑剂;润滑剂;粘连剂;防粘连剂;抗静电剂;蜡;发泡剂;成核剂;滑动剂;除酸剂;润滑剂;助剂;表面活性剂;结晶助剂;聚合物添加剂;消泡剂;防腐剂;增稠剂;流变学改进剂;保湿剂;助剂;硫化/交联/固化剂;硫化/交联/固化剂促进剂;固化迟延剂和它们的组合。
复合材料的制造方法
多层复合材料或织物可以使用任何熔喷方法形成。优选地,从可以在大于500psi(3.45MPa)的熔体压力和100℃-350℃的熔体温度下操作并且能够制造平均直径细到1微米的纤维的设备熔喷多层复合材料。
图1描绘了根据一个或多个实施方案制造多层熔喷复合材料的说明性熔喷系统或装置100的示意图。系统100包括至少一个挤出机110,并可以包括马达120以维持在该系统100内的熔体压力。挤出机110可以与至少一个模头块或阵列模头130耦合,该模头块或阵列模头130与喷丝头部分或喷丝头140耦合。模头块130还与至少一个用于将高压空气递送到模头块130的喷丝头部分140的空气歧管135耦合。喷丝头140包括多个纺丝喷嘴145,经过该喷嘴挤出熔体并同时用空气压力减细以形成纤丝,或纤维150。纺丝喷嘴145优选是圆形的模头毛细管。优选地,喷丝头140具有20、30或40个孔/英寸至200、250或320个孔/英寸的喷嘴密度。在一个实施方案中,每个喷嘴145具有大约0.05mm、0.10mm或0.20mm至0.80mm、0.90mm或1.00mm的内径。
在模头喷丝头140中,熔体线或纤丝与热、高速气流(例如,空气或氮气)会聚而使熔融热塑性材料的纤丝减细形成单根纤维150。减细用气流的温度和流速可以使用换热器160和空气阀170控制。可以通过气流将纤丝的直径减小至所需尺寸。此后,通过高速气流载运熔喷纤维150并沉积在凝聚面180上以形成至少一个具有随机分配的熔喷纤维的网幅185。凝聚面180可以是例如,真空鼓的外表面。
图2描绘了根据所述一个或多个实施方案的说明性模头组件200的放大示意图。模头组件200包括模头块130和喷丝头140。如描绘的那样,空气("主空气")经由至少位于模头喷丝头140侧面上的主喷气嘴210提供。可以使用主空气、电阻加热元件或其它已知的装置或技术(未显示)加热模头块130,以防止当熔融聚合物离开和冷却时模头块130变得为固化聚合物所阻塞。空气还将熔体拉伸或使之变细成纤维。处于大于室温的温度下的辅助,或淬火空气也可以经由模头块130提供。主气流速率通常为大约1到30标准立方英尺/分/英寸模头宽度(SCFM/英寸)。在某些实施方案中,熔喷方法中的主空气压力在模头块130中的刚好在出口之前的位置处通常为大约2psig(14kPa)、3psig(21kPa)、5psig(34kPa)或7psig(48kPa)的下限至大约10psig(69kPa)、15psig(103kPa)、20psig(138kPa)或30psig(207kPa)。主空气温度通常在150℃、200℃或230℃至300℃、320℃或350℃的范围内。
树脂的熔融温度(Tm)可以为50℃-300℃。在还有的其它实施方案中,熔融温度是至少50℃且小于150℃;200℃;220℃;230℃;250℃;260℃;270℃;280℃;290℃;300℃;310℃或320℃。树脂可以在大于500psi(3.4MPa);或750psi(5.2MPa);或1,000psi(6.9MPa);或2,000psi(17.3MPa);或在500psi(3.5MPa);或750psi(5.2MPa);至1,000psi(6.9MPa);或2,000psi(13.8MPa)或2,500psi(17.3MPa)的范围内的熔体压力下形成纤维。
按照每单位时间流过每英寸模头的组合物的量表示,使用本文描述的组合物制造熔喷织物的通量通常在0.1;0.2;0.3;或0.5至1.0;1.5;2.0;或3.0克/孔/分钟(ghm)的范围内。因此,对于具有30个孔/英寸的模头,聚合物通量通常是大约0.25,0.5或1.0至大约4,8或12磅/英寸/小时(PIH)。
因为可以使用此种高温,所以为了使离开喷嘴的纤维淬火或凝固,令人希望地从纤维除去大量热。虽然没有显示,但是空气或氮气的冷气体可以用于加速熔喷纤维的冷却和凝固。特别地,相对于纤维伸长的方向沿错流方向(垂直或有角度)流动的冷却("辅助")空气可用来将熔喷纤维淬火。此外,其它、冷却器加压的淬火空气可以使用并可以导致纤维的更快冷却和凝固。在某些实施方案中,辅助冷空气流可用来减细纤维。经由控制空气与阵列模口温度、空气压力和聚合物进料速率,可以调节在熔喷过程中形成的纤维的直径。
图3描绘了根据所述一个或多个实施方案的用于制造多层熔喷层压体或复合材料350的说明性熔喷系统300的示意图。该熔喷系统300可以包括三个或更多垂直排列的模头305A、305B、305C。每个模头305A、305B、305C可以类似于上面参照图2论述和描述的模头200。任何树脂或树脂的组合可以经过任何给定模头305A、305B、305C吹塑,其中第一模头305A提供第一面层或第一外层,第二模头305B提供芯层或中间层,第三模头305C提供第二面层或第二外层。
熔喷系统300还可以包括两个或更多个垂直配向的收集表面380A、380B。每个收集表面380A、380B可以类似于上面参照图1描绘和描述的收集鼓180。收集表面380A、380B可以彼此相邻以致在其中界定所需间隙("辊隙")。如描绘的那样,将纤维从每个模头305A、305B、305C水平地朝向收集表面380A和/或380B引导并收集在收集表面380A和/或380B上而形成三层织物复合材料350。模头305A、305B、305C可以独立地彼此之间相对移动。模头305A、305B、305C也可以相对于收集表面380A、380B移动以改变模头与收集器距离("DCD")。
图4描绘了根据一个或多个实施方案的用于制造多层熔喷层压体或复合材料450的另一种说明性熔喷系统400的示意图。熔喷系统400可以包括三个或更多水平排列的模头405A、405B、405C和水平对齐的收集表面480A、480B。每个模头405A、405B、405C可以类似于上面参照图2论述和描述的模头200。每个收集表面480A、480B可以类似于上面参照图1描绘和描述的收集鼓180。模头405A、405B、405C可以独立地彼此之间相对移动。模头405A、405B、405C也可以独立地相对于收集表面480A、480B移动以改变DCD。
任何树脂或树脂的组合可以经垂直地挤出穿过任何给定模头405A、405B、405C以提供具有绕着芯层布置的第一和第二面层的多层复合材料,如本文描述那样。如描绘那样,将纤维从每个模头405A,405B、405C朝向收集表面480A和/或480B引导并收集在收集表面480A和/或480B上而形成三层织物复合材料450。
参照上面100、200、300、400描述的任何系统或装置,当使另一个可延伸的构造与层压体接触形成多层构造时,可以让层压体穿过未加热或加热的光滑收集表面,或未加热或加热的图案化收集表面,或它们中两个或更多个的组合间的辊隙,同时在其上施加轻微压力。如果形成本文所述的多层构造,则在某些实施方案中,粘合剂基本上不存在于构造中,这是指不使用粘合剂来将织物和/或膜的层彼此固定。本文所使用的"粘合剂"是如本领域中已知的那样用来将两个膜或织物层彼此固定的物质。粘合剂物质的实例包括聚烯烃、聚乙酸乙烯酯聚酰胺、烃树脂、蜡、天然沥青、苯乙烯类橡胶和它们的共混物。
熔喷纤维可以是连续或不连续的并且平均直径一般在0.5-250微米,优选小于200微米,小于150微米,小于100微米,小于75微米,小于50微米,小于40微米,小于30微米,小于20微米,小于10微米,小于5微米,小于4微米,小于3微米,小于2微米或小于1微米的范围内。在某些实施方案中,熔喷纤维可以具有平均直径在5;或6;或8;或10至20;或50;或80;或100;或150;或200;或250μm范围内的直径,在其它实施方案中,具有小于80或50或40或30或20或10或5μm的直径。
多层复合材料的每个层的纤维直径可以是相同或不同的。因此,相邻层的纤维直径之比可以相同或变化。例如,相邻层的纤维直径之比可以从大约0.1:1的下限至大约1:200的上限。此种比例也可以为大约1:150;1:100;1:75;1:50;1:25;1:10;1:5;或1:2。
在多层结构的任何给定层中纤维的至少1%可以是共连接或连接的。更优选,多层结构的任何给定层中纤维的至少2%;5%;10%;15%;20%或25%可以是共连接或连接的。共连接或连接的纤维的量也可以从大约1%;5%;或10%的下限至大约25%;35%或45%的上限。
多层结构的任一个或多个层的纤维可以与任一个或多个邻接层的纤维显示或具有某种程度的熔合,熔融,夹带或机械连锁,而在层之间没有明显的划定的界面。
多层结构的至少一个层在100%延伸后可以恢复其原始长度的至少80%并且在200%延伸后可以恢复其原始长度的至少70%。在一个或多个实施方案中,多层结构在100%延伸后可以恢复其原始长度的至少80%并且在200%延伸后可以恢复其原始长度的至少70%。
在将样品延长至其原始长度的100%,然后卸荷后,多层结构的至少一个层在50%延伸按的力为大约1.3×10-3lbf/in/gsm。
多层结构具有大约0.05mbar/gsm或更高的水压头。优选地,水压头大于0.1mbar/gsm,0.2mbar/gsm,0.3mbar/gsm,0.4mbar/gsm或0.5mbar/gsm。水压头还可以从大约0.1mbar/gsm,0.2mbar/gsm或0.3mbar/gsm的下限至大约0.7mbar/gsm,0.8mbar/gsm或0.9mbar/gsm的上限。
多层结构的任一个或多个层的透气率为大约0.02cm3/cm2/s或更高。在一个或多个实施方案中,多层结构的透气率为大约0.02cm3/cm2/s或更高。透气率还可以从大约0.02cm3/cm2/s,0.05cm3/cm2/s,或1.0cm3/cm2/s的下限至大约2.0cm3/cm2/s,3.0cm3/cm2/s或5.0cm3/cm2/s的上限。
织物可以具有10或20或30至50或80或100或150g/m2的基重。这些织物还可以特征在于具有大于200%或300%或500%或1,000%的极限伸长率。这样,可以形成具有至少三个熔喷层("MMM")的多层构造。其它多层熔喷结构被考虑,例如MxQ;QMxQ;Mx;QMx;QxS;MxAyMy;QMxAyMyQ;QMxQMyS;QMxQMy;MxQMyQ;QQMxQ,其中x是至少3且y是0至100。例如,x可以是3至100;3-50;3-25;或3-10;x还可以从大约3,4,或5的下限至大约6,10或15的上限;x还可以从大约1,2,3,4或5的下限至大约6,7,8,10或15的上限。"M"代表熔喷织物层(其中构造中的每个"M"可以是相同或不同的);"Q"代表纺粘、射流喷网、纺织织物或膜(其中构造中的每个"S"可以是相同或不同的),"A"代表一种或多种添加剂。当希望熔喷纤维与另一种织物的此种粘附时,可以减弱和/或加热辅助冷却空气流来维持某种熔体质量并因此维持正在形成的弹性熔喷纤维与它们粘结在其上的织物的粘结能力。
更具体地说,在形成多层构造方面,可以将聚烯烃聚合物熔喷到在正形成着熔喷织物下面或前面通过的可延伸织物例如射流喷网织物上。喷丝头和正通过的可延伸织物之间的熔体温度和距离经调节满足当接触织物以形成两或三层构造时,纤维仍然处于熔体或部分熔体状态。经涂覆织物然后具有与其粘附的熔体部分熔融的弹性熔喷纤维/织物。
然后可以机械地拉伸多层构造以定制复合材料的弹性性能。不希望受理论束缚,据信初始拉伸改变复合材料中弹性组分的结构,和可能地改变层间和/或层内的纤维当中的界面粘合。初始拉伸可以减小滞后环线,该滞后环线是在变形期间弹性体吸收的能量的量度。理想的弹性体没有滞后,或换言之,流入弹性体,或储存在弹性体中的所有能量在使弹性体恢复至其原始尺寸和成形后被返还。存在很少弹性体和甚至更少弹性层压体显示理想的弹性行为。如果不是全部至少大多数显示某种水平的滞后。初始负荷和卸荷循环通常将减小滞后环线,这意味着该材料或层压体是更多高效的弹性体。弹性体和弹性复合材料的机械拉伸可以具有其它有利的效果例如减小变形时的峰值负荷,可能改进的永久变形,回缩力和调节外层/表面的美感。
存在许多不同的同时沿纵向(MD)和横向(CD)机械拉伸复合材料的方法。基于啮合叶片或圆盘的装置有效分别沿MD或CD,或当单元串联放置时同时沿MD和CD递增拉伸织物。术语递增拉伸源自这样的事实,即按递增的方式跨越它们的整个宽度或长度拉伸织物。通过相邻圆盘或叶片的间隔和两组圆盘或叶片间的互相贯通的距离测定织物被拉伸的增量或距离。使用有槽辊而不是独立圆盘的这种技术和相似的技术的实例可以参见美国专利号4,223,059;4,251,585;4,285,100和4,368,565。允许有效地拉伸更窄的网幅/膜,或增加拉伸的量或改变跨越网幅拉伸的量的这种基础技术的进一步改进可以参见美国专利号5,143,679;5,156,793和5,167,897。
其它技术可用于拉伸适合于MD拉伸的网幅。对于这一目的使用夹辊的实例描述在美国专利号7,320,948中,其中按不同速度运转的两个夹辊组使织物和层压体能够沿MD拉伸。
纤维
纤维可以是单组分纤维。纤维也可以是多组分纤维,该多组分纤维由这样一种方法形成,在该方法中,从分离的挤出机中挤出至少两种聚合物并熔喷或纺丝在一起形成一种纤维。在一个或多个实施方案中,用于多组分纤维的聚合物是相同或基本上相同的。在一个或多个实施方案中,用于多组分纤维的聚合物彼此不同。多组分纤维的构型可以是,例如,鞘/芯布置、并肩布置、派式布置、海包岛布置或它们的变体。纤维还可以经由取向进行拉伸以增强机械性能,并随后在高温但小于晶体熔点的温度下退火以降低收缩和改进在高温下的尺寸稳定性。
当独立的织物或层开卷到方法中,并例如,用作层压体的面层时,这些织物可以是连续纤维例如纺粘织物中发现的那些,短纤维或非连续纤维,例如梳理织物中发现的那些。短纤维的长度和直径可以根据纤维增强的组合物的所需韧性和刚性改变。在一个或多个实施方案中,纤维具有1/4英寸的长度,或在具有1/8英寸(0.3175cm),或1/6英寸(0.423cm)的下限和1英寸(2.54cm)、或1.5英寸(3.81cm)或5英寸(12.70cm)的上限的范围内的长度。在一个或多个实施方案中,纤维的直径在具有0.1微米的下限和100微米的上限的范围内。直径还可以从0.1微米,0.5微米或1.0微米的下限至大约5微米,10微米或15微米的上限。适合的范围还包括0.1以8微米;0.2-7微米;0.3-6微米,0.1-5微米;和0.1-3微米。
本文描述的熔喷织物(或多层构造)的机械性能可以通过拉伸或取向方法加强。退火可以与沿CD或MD任一或两者的机械取向结合。如果需要的话,可使织物临时强制伸长然后在没有拉伸力的情况下松驰而完成机械取向。在熔喷方法中,可能存在由于单独的搁置或纺丝方法赋予的沿MD的某种程度的纤维取向。而是在某些实施方案中,不需要附加的机械取向或拉伸。因此,在某些实施方案中,本文描述的熔喷织物具有低程度的取向,或没有取向。在其它实施方案中,沿CD而不是沿MD施加取向。因此,在某些实施方案中,熔喷织物具有小于20或50或80或100%的MD伸长率和大于100或200或300%的CD伸长率。换言之,熔喷织物具有0.1或0.5至2或3或5或7或10之间的CD/MD断裂伸长率比。
弹性纤维和织物的形成包括有或者没有机械取向的退火步骤。退火也可以在由弹性纤维制造织物之后进行。在某些实施方案中,在50℃或60℃至130℃或160℃的温度下将弹性熔喷纤维或织物退火。织物的热退火如下进行:将织物维持在上面范围内的温度下1秒至1分钟,优选1至10秒。可以对任何特定的共聚物或共聚物组合物调节退火时间和温度。在另一个实施方案中,可以在单步中通过在低张力下的压延期间通过加热的辊子将熔喷织物退火。在其它实施方案中,熔喷织物要求很少至不要求制造后加工。
正形成多层构造进一步如下加工:让多层构造穿过水力缠绕设备,从而进一步通过用高速水流将纤维绕着彼此联锁和缠绕而将弹性纤维的网幅与彼此或与其它相邻织物层粘结。水力缠绕是本领域中已知的并由A.M.Seyam等人较详细地描述,"水力缠绕工艺变量的考察",INT'L NONWOVENS J.,pp.25-33(Spring 2005)。
如上所述,纤维可以是连续(长纤维)或不连续的(短纤维)。长纤维将具有大于60,优选200-500的长度与直径长径比;短纤维将具有小于60,优选20-60的长度与直径长径比。熔喷织物的每平方英寸纤维数目(纤维密度)优选从20根纤维/in2,40根纤维/in2,或50根纤维/in2的下限至100根纤维/in2,250根纤维/in2,或500根纤维/in2的上限。适合的范围还包括:25根纤维/in2-400根纤维/in2;50根纤维/in2-300根纤维/in2;60根纤维/in2-200根纤维/in2;20根纤维/in2-80根纤维/in2;和30根纤维/in2-70根纤维/in2
特定层共混物
在一个或多个优选的实施方案中,多层复合材料的至少一个层或织物可以包括至少一种丙烯-α-烯烃共聚物("PCP")。至少一个层可以任选地包括一种或多种聚丙烯。例如,至少一个层可以含有50wt%的一种或多种丙烯-α-烯烃共聚物和50wt%的一种或多种聚丙烯树脂。丙烯-α-烯烃共聚物树脂在层中的量可以是至少5wt%;10wt%;20wt%;30wt%;40wt%;50wt%;60wt%;70wt%;80wt%;85wt%;90wt%;95wt%;97wt%;98wt%;99wt%或100wt%。层范围可以主要由丙烯-α-烯烃共聚物树脂构成。丙烯-α-烯烃共聚物树脂在层中的量还可以从大约40wt%,50wt%或60wt%的下限至大约75wt%,85wt%或100wt%的上限。聚丙烯树脂在层中的量可以从大约1wt%;5wt%;或10wt%的下限至大约20wt%;40wt%;或60wt%的上限。优选的PCP具有大约12wt%-大约20wt%;或大约13wt%-大约16wt%;或大约14-大约15wt%;或大约15wt%的乙烯含量。优选的PCP进一步具有大约10dg/min-大约30dg/min;大约12dg/min-大约25dg/min;或大约14dg/min-大约23dg/min或大约16dg/min-大约21dg/min;或大约18dg/min-大约19dg/min;或大约18dg/min的MFR(ASTM-1238D,2.16kg,230℃)。优选的PCP具有75J/g或更低;70J/g或更低;65J/g或更低;60J/g或更低;或57J/g或更低的熔化热(Hf),并且Hf可以从大约30;35;或40J/g的下限至大约55;65;或75J/g的上限。
在一个或多个优选的实施方案中,多层复合材料的至少一个层包括至少一种丙烯-基或乙烯-基均聚物或或无规、嵌段或接枝共聚物,该共聚物不含(即均聚物)或含占聚合物0.1wt%;或1wt%;或2wt%;或5wt%-10wt%;或15wt%;或20wt%;或45wt%的选自乙烯和C4-C10α-烯烃(丙烯-基聚合物)和C3-C10α-烯烃(乙烯-基聚合物)的共聚单体衍生的单元。优选地,多层复合材料的至少一个层包括占织物层/组合物大约50wt%-99wt%;或60wt%-95wt%;或50wt%-90wt%;或55wt%-85wt%的一种或多种聚丙烯。在一个或多个实施方案中,多层复合材料的至少一个层主要由一种或多种聚丙烯构成。
在一个或多个优选的实施方案中,多层复合材料的至少一个层或织物包括聚丙烯和少于50wt%的一种或多种共混物组分的共混物。共混物组分可以是一种或多种抗冲共聚物,一种或多种无规共聚物(RCP),一种或多种聚乙烯,一种或多种具有小于20,000g/mol的Mw的聚乙烯,一种或多种具有少于20,000g/mol的Mw的聚丙烯,一种或多种聚α-烯烃或它们的任何组合。共混物组分(非聚丙烯)的量可以按大约0.5wt%;1wt%或5wt%的下限至大约30wt%;40wt%;或50wt%的上限的量存在。例如,共混物组分的量可以为大约1wt%-49wt%;或大约5wt%-45wt%;或大约5wt%-40wt%;或大约5wt%-25wt%。
优选的多层复合材料具有至少一个面层,其中面层树脂或共混物的MFR(ASTM D1238,230℃,2.16kg)小于2,000dg/min(g/10min);优选1,500dg/min或更低;1,200dg/min或更低;900dg/min或更低;600dg/min或更低;300dg/min或更低;200dg/min或更低;150dg/min或更低;100dg/min或更低;或90dg/min或更低。在某些实施方案中,可延伸树脂或共混物的MFR可以从大约50dg/min;75dg/min;或80dg/min的下限至大约250dg/min;500dg/min;或1,000dg/min的上限。面层树脂或共混物的MFR还可以从大约20dg/min;30dg/min;或40dg/min的下限至大约90dg/min;120dg/min;或150dg/min的上限。面层树脂或共混物的MFR还可以从大约20dg/min;35dg/min;或45dg/min的下限至大约65dg/min;80dg/min;或95dg/min的上限。面层树脂或共混物的MFR进一步可以从大约0.1dg/min;0.5dg/min;1dg/min或5dg/min的下限至大约30dg/min;40dg/min;70dg/min;或90dg/min的上限。
面层树脂或共混物的重均分子量(Mw)优选小于500,000;400,000;300,000;或250,000。例如,面层树脂或共混物的Mw可以从大约50,000至大约200,000。在一个或多个实施方案中,面层树脂或共混物的Mw可以从大约50,000;80,000;或100,000的下限至大约155,000;170,000;或190,000的上限。在一个或多个实施方案中,面层树脂或共混物的Mw可以从大约80,000至大约200,000;从大约100,000,至大约175,000;或从大约140,000,至大约180,000。
优选的多层复合材料还具有至少一个芯层,其中该芯层树脂或共混物的MFR(ASTM D1238,230℃,2.16kg)优选小于2,000dg/min(g/10min);更优选1,500dg/min或更低;1,200dg/min或更低;900dg/min或更低;600dg/min或更低;300dg/min或更低;200dg/min或更低;150dg/min或更低;100dg/min或更低;或90dg/min或更低。在某些实施方案中,芯层树脂或共混物的MFR可以从大约50dg/min;75dg/min;或80dg/min的下限至大约250dg/min;500dg/min;或1,000dg/min的上限。芯层树脂或共混物的MFR还可以从大约20dg/min;30dg/min;或40dg/min的下限至大约90dg/min;120dg/min;或150dg/min的上限。芯层树脂或共混物的MFR还可以从大约25dg/min;35dg/min;或45dg/min的下限至大约75dg/min;85dg/min;或95dg/min的上限。芯层树脂或共混物的MFR进一步可以从大约0.1dg/min;0.5dg/min;1dg/min或5dg/min的下限至大约30dg/min;40dg/min;70dg/min;或90dg/min的上限。在至少一个特定实施方案中,芯层树脂或共混物的MFR从大约2dg/min至大约90dg/min;大约2dg/min至大约20dg/min;大约3dg/min至大约90dg/min;或大约3dg/min至大约20dg/min。
芯层树脂或共混物的重均分子量(Mw)优选小于500,000;400,000;300,000;或250,000。例如,芯层树脂或共混物的Mw可以从大约50,000至大约290,000。在一个或多个实施方案中,芯层树脂或共混物的Mw可以从大约50,000;65,000;或80,000的下限至大约130,000;190,000;或290,000的上限。在一个或多个实施方案中,芯层树脂或共混物的Mw可以从大约80,000至大约285,000;从大约80,000,至大约240,000;或从大约80,000,至大约140,000。
表征多层构造弹性的一种方法是根据以下循环试验程度测定滞后曲线。一般而言,使用可从Instron Corporation商购的Instron 1130仪器拉伸无纺织物的样品一倍或多倍。除非另有说明,本文所用来产生滞后曲线的试验参数是:样品宽度=1英寸;样品长度=3英寸;标距,即夹具之间的距离是1英寸,十字头速度,即施加拉伸力的顶部夹具的速度是10in/min。本文所使用的"第一循环"和"第二循环"是指单个样品被拉伸的次数。
通过首先将无纺织物样品切割到规定样品尺寸试验样品。通过首先将样品与十字头/顶部夹具连接,然后与底部夹具连接将每个试验样品装入Instron 1130仪器。夹具之间的距离是规定标距。不在样品上施加预张力。
然后使用10in/min的十字头速度,即拉伸速度将样品拉伸到所需应变,例如,100%,或200%,如通过样品长度测量的那样。然后按相同十字头速度而无任何保持时间将样品恢复到零负荷。记录在延伸和缩回期间样品上随应变变化的力。
从仪器取出样品以便进一步表征或如果希望附加的循环数据,例如第二循环数据,则拉伸一倍或多倍。通过重新安装已经在第一循环中试验的样品准备第二循环滞后曲线。使用相同标距安装样品,除非特别报道不同。对于第二循环使用上面对第一循环描述的相同程序。
除非本文有不同描述,永久变形是样品在从规定应变缩回后样品中残留的应变的量,表示为该规定应变的百分率。用在缩回后在零负荷下样品中残留的伸长率(通过缩回曲线与x轴的拦截测定)除以在该循环期间将样品拉伸的最大伸长率。
除非本文有不同描述,在50%的回缩力是在拉伸到给定伸长率并允许该样品缩回到该伸长率的二分之一后样品施加的力。
除非本文有不同描述,峰值负荷(lbs/in)是在伸长期间施加于样品上的最大载荷(磅力)除以样品的宽度(英寸)。
除非本文有不同描述,峰值力MD(N)是在伸长期间沿纵向(MD)施加于样品上的最大力,以牛顿表示。
除非本文有不同描述,峰值力CD(N)是在伸长期间沿横向(CD)施加于样品上的最大力,以牛顿表示。
除非本文有不同描述,断裂伸长率MD(%)是在沿纵向伸长后在断裂点时测量的样品长度增加除以原始标距,表示为百分率。
除非本文有不同描述,断裂伸长率CD(%)是在沿横向拉伸后在其断裂点时测量的样品长度增加除以原始标距,表示为百分率。
制品
多层构造尤其可用于要求以下性能或属性中任一种或更多种的应用:吸收性、防液性、回弹力、拉伸、软度、强度、阻燃性、可洗性、缓冲、过滤、细菌阻隔和无菌。示例性的应用和应用可以包括,但不限于,卫生、医疗、过滤器和土工布等。
例如,多层构造可以用于制备婴儿尿布、女性卫生巾、成人失禁产品、个人卫生擦拭物,绑带、伤口敷料、空气过滤器、液体过滤器、家庭擦拭物、工作室毛巾、电池隔板、真空吸尘器袋、化妆品垫、食品包装、服装、衣服、医疗服和一次性内衣。尤其适合的应用包括婴儿尿布上的封闭系统、拉链(pull-ups)、训练罩、成人失禁短裤和尿布、绑带及其它单一应用或一次性物品。
常用的过滤应用包括汽油、油和空气过滤器;水、咖啡和茶袋子;液体盒和袋滤器;真空袋和过敏素膜。说明性的土工布和其应用包括土壤稳定剂和道路垫层、地基稳定剂、侵蚀控制、渠道建筑、排水系统、地质处理用膜保护、防霜、农业覆盖物、水池和渠道水阻隔物和用于排液瓦管的沙子浸润阻隔物。
本文提供的多层构造的其它制品和应用可以包括,例如,地毯背衬、船舶帆船层压体、台布层压体、短切原丝薄毡、机器刺绣的背衬/稳定剂、包装、绝缘材料、枕头、垫和室内装饰品垫、被子或安慰物中的棉胎、消费装置和邮政封套、帆布以及帐篷和运输(木材、钢)包裹。
整个制品可以由多层构造形成,或多层构造可以形成其个体段或部分。例如,在婴儿尿布中,预期多层构造形成后片、翼和/或襟的至少一部分。
实施例
可以参照以下非限制性实施例进一步描述上述论述。在提供的实施例中,使用与R.Zhao,"熔喷聚甲醛共聚物",INT'L NONWOVENSJ.,pp.19-24(2005年夏)类似的设备和条件形成熔喷织物和多层构造。特别地,使用Biax-FiberfilmTM熔喷生产线(Biax-FiberfilmCorp.,Greenville,WI)形成熔喷织物和多层构造,该生产线在1200psi(6.89MPa)-1700psi(10.34MPa)的熔体压力和200℃-275℃的熔体温度下使用具有50-150个孔/英寸的喷丝头孔密度的阵列模头操作。该生产线具有挤出机、模块和喷丝头,以及空气歧管以便为喷丝头供应5psi-20psi(34kPa-138kPa)的空气压力和220℃-260℃的空气温度。
在每个实施例中,在这些条件下使用Biax-FiberfilmTM熔喷生产线将具有18dg/min的MFR和大约15wt%的乙烯含量的丙烯-α-烯烃共聚物("PCP-01")熔喷而形成织物和多层构造。在挤出机中将PCP-01熔体共混,并经由Biax-FiberfilmTM阵列模头熔喷到在熔喷PCP-01的正在形成的纤维下面或前面通过的射流喷网织物的可延伸构造上。纤维平均直径在15μm-45μm的范围内。喷丝头和正通过的射流喷网织物之间的熔体温度和距离经调节满足当接触该射流喷网织物以形成两或三层构造时,纤维仍然处于熔体或部分熔体状态。
表1示出了各自使用15"模头与以双孔排列的0.020"喷嘴以低通量(大约0.15ghm)制备的样品1至4的数据。面层是PP和PET短纤维的射流喷网30gsm 50/50混纺物。
表2示出了各自使用15"模头与以四孔排列的0.020"喷嘴以低通量(大约0.15ghm)制备的样品5至8的数据。面层是射流喷网30gsm100%PP短纤维。纯100样品是使用15"模头,0.020"喷嘴,2排,和0.145ghm熔喷的单层PCP-01织物。
表1:熔喷到射流喷网PP/PET短纤维的面层上的PCP-01
表2:熔喷到射流喷网PP短纤维的面层上的PCP-01
表3:纯PCP-01熔喷层(无面层)
图5以图形描绘了表1-3中报道的具有PCP-01的样品,其中x轴是基重/总织物基重且y轴上是峰值力100%/回缩力50%。x轴上处于1.0的数据代表表3中描述的纯100gsm PCP-01织物。这代表随着面层的相对量降低和它们对弹性熔喷PCP-01的约束接近零时,该三-层压体应该接近的渐近值。
图5示出了对指数定律的非常好的拟合:y=Axb,其中A=3且b对于软拉伸PP/PET实施例(1-4)是-1.67且b对于PP实施例(5-8)的两个面层是-2.75。令人惊奇地,发现表达式y=Axb(其中A=3,b=0→∞,x=峰值负荷100%/回缩力50%,y=面层约束)描述使用多层构造方法制得的含PCP-01的层压体的一般弹性性能。令人惊奇地发现,在第二滞后循环上在100%应变的峰值负荷与在50%应变的回缩力之比是恒定的,对于PCP-01具有为3的值。
仍然参照图5,已经发现,不同面层将引入不同水平的约束,正如y的值所限定的那样。随着PCP含量与总体织物基重之比降低,正如x值所限定的那样(即,对于恒定面层构造,更少PCP),峰值力与回缩力之比增加。随着对于恒定面层构造,PCP含量降低,约束的水平遵循所述的一般指数定律关系。令人惊讶地,改变面层性质将改变约束的水平;然而,一般指数定律正好保持改变的指数。
面层施加的约束越少,"b"值越低。相反地,由面层施加的约束越大,"b"值越大。两种极端情况是,如果面层无论如何不对层压体施加约束,则b=0且"y"值将等于3,正好是没有面层的纯PCP的值。另一极端将是,如果面层是高度约束性刚性塑料层,则一旦拉伸到100%不允许任何超过50%的恢复。因此,如果在50%的回缩力是0,则该比例是无限的且b接近无穷大。
下面提供了其它编号实施方案:
1.熔喷复合材料,包含:
包含一种或多种具有大约50%-大约250%的根据ASTM D412测量的极限伸长率(UE)的树脂的第一熔喷层;和
第二熔喷层,该第二熔喷层包含具有大约5wt%-大约20wt%的乙烯含量;大约10g/10min-大约30g/10min的MFR(ASTM-1238D,2.16kg,230℃);和75J/g或更低的熔化热的丙烯-α-烯烃共聚物。
2.实施方案1的熔喷复合材料,其中所述第二熔喷层包含至少60wt%的所述丙烯-α-烯烃共聚物。
3.实施方案1或2的熔喷复合材料,其中所述第二熔喷层主要由所述丙烯-α-烯烃共聚物构成。
4.根据实施方案1-3中任一项的熔喷复合材料,其中所述第一熔喷层包含均聚聚丙烯、聚丙烯、聚乙烯或它们的共混物。
5.根据实施方案1-4中任一项的熔喷复合材料,其中所述第一熔喷层包含至少5wt%的聚丙烯。
6.根据实施方案1-5中任一项的熔喷复合材料,其中所述丙烯-α-烯烃共聚物具有大约15g/10min-大约20g/10min的MFR(ASTMD1238,2.16kg,230℃)。
7.根据实施方案1-6中任一项的熔喷复合材料,其中所述丙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为大约13wt%-大约16wt%。
8.根据实施方案1-7中任一项的熔喷复合材料,其中每个熔喷层具有10g/m2-150g/m2的基重。
9.根据实施方案1-8中任一项的熔喷复合材料,其中所述第一熔喷层具有5g/m2-300g/m2的基重;所述第二熔喷层具有15g/m2-150g/m2的基重。
10.形成多层熔喷复合材料的方法,包括:
将第一材料熔喷而形成第一熔喷层;和
将第二材料熔喷在所述第一熔喷层的至少一部分上,其中所述第二熔喷层包含具有大约5wt%-大约20wt%的乙烯含量;大约10g/10min-大约30g/10min的MFR(ASTM-1238D,2.16kg,230℃)和75J/g或更低的熔化热的丙烯-α-烯烃共聚物。
11.实施方案10的方法,其中将每种材料熔喷到运动表面上。
12.实施方案10或11的方法,其中所述第二熔喷层包含至少60wt%的所述丙烯-α-烯烃共聚物。
13.根据实施方案10-12中任一项的方法,其中所述第二熔喷层主要由所述丙烯-α-烯烃共聚物构成。
14.根据实施方案10-13中任一项的方法,其中所述第一熔喷层包含均聚聚丙烯、聚丙烯、聚乙烯或它们的共混物。
15.根据实施方案10-14中任一项的方法,其中所述第一熔喷层包含至少5wt%的聚丙烯。
16.根据实施方案10-15中任一项的熔喷复合材料,其中所述丙烯-α-烯烃共聚物具有大约15g/10min-大约20g/10min的MFR(ASTMD1238,2.16kg,230℃)。
17.根据实施方案10-16中任一项的方法,其中所述丙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为大约13wt%-大约16wt%。
18.根据实施方案10-17中任一项的方法,其中每个熔喷层具有10g/m2-150g/m2的基重。
19.根据实施方案10-18中任一项的方法,其中所述第一熔喷层具有5g/m2-300g/m2的基重;所述第二熔喷层具有15g/m2-150g/m2的基重。
20.制品,包括多层熔喷复合材料作为一种或多种组分,该多层熔喷复合材料具有:
包含一种或多种具有大约50%-大约250%的根据ASTM D412测量的极限伸长率(UE)的树脂的第一熔喷层;和
包含一种或多种具有200%或更高的根据ASTM D412测量的极限伸长率(UE)的树脂的第二熔喷层,其中至少一种树脂包含具有大约5wt%-大约20wt%的乙烯含量;大约10g/10min-大约30g/10min的MFR(ASTM-1238D,2.16kg,230℃)和75J/g或更低的熔化热的丙烯-α-烯烃共聚物。
已经使用一组数值上限和一组数值下限描述了某些实施方案和特征。不言而喻的是,从任何下限到任何上限的范围应被考虑,除非另有说明。某些下限、上限和范围出现在下面一个或多个权利要求中。所有数值是"大约"或"大致"指示值,并且考虑本领域中普通技术人员将预计的实验误差和偏差。
上面已经定义了各种术语。如果权利要求中使用的术语没有在上面限定,则应该为它赋予最宽的定义,因为相关领域人员已经知道该术语反映在至少一篇印刷的出版物或发布的专利中。另外,本申请中引用的所有专利、试验程序和其它文献在此公开物与本发明一致并且针对允许这种引入的所有权限的程度上充分引入供参考。
虽然上述内容涉及本发明的实施方案,但是可以在不脱离本发明基本范围的情况下设计本发明的其它和另外的实施方案,并且本发明的范围由随后的权利要求确定。

Claims (18)

1.熔喷复合材料,包含:
包含一种或多种具有50%-250%的根据ASTM D412测量的极限伸长率的树脂的第一熔喷层;和
由丙烯-α-烯烃共聚物组成的第二熔喷层,所述丙烯-α-烯烃共聚物具有5wt%-20wt%的乙烯含量;根据ASTM-1238D,2.16kg,230℃的10g/10min-30g/10min的MFR;和通过DSC分析测定的75J/g或更低的熔化热。
2.根据权利要求1的熔喷复合材料,其中所述第一熔喷层包含聚丙烯、聚乙烯或它们的共混物。
3.根据权利要求2的熔喷复合材料,其中所述聚丙烯是均聚聚丙烯。
4.根据权利要求1的熔喷复合材料,其中所述第一熔喷层包含至少5wt%的聚丙烯。
5.根据权利要求1-4中任一项的熔喷复合材料,其中所述丙烯-α-烯烃共聚物具有根据ASTM D1238,2.16kg,230℃测定的15g/10min-20g/10min的MFR。
6.根据权利要求1-4中任一项的熔喷复合材料,其中所述丙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为13wt%-16wt%。
7.根据权利要求1-4中任一项的熔喷复合材料,其中每个熔喷层具有10g/m2-150g/m2的基重。
8.根据权利要求1-4中任一项的熔喷复合材料,其中所述第一熔喷层具有5g/m2-300g/m2的基重;所述第二熔喷层具有15g/m2-150g/m2的基重。
9.形成多层熔喷复合材料的方法,包括:
将第一材料熔喷而形成第一熔喷层;和
将第二材料熔喷在所述第一熔喷层的至少一部分上以形成第二熔喷层,其中所述第二熔喷层由具有5wt%-20wt%的乙烯含量;根据ASTMD1238,2.16kg,230℃测定的10g/10min-30g/10min的MFR和通过DSC分析测定的75J/g或更低的熔化热的丙烯-α-烯烃共聚物组成。
10.根据权利要求9的方法,其中将每种材料熔喷到运动表面上。
11.根据权利要求9的方法,其中所述第一熔喷层包含聚丙烯、聚乙烯或它们的共混物。
12.根据权利要求11的方法,其中所述聚丙烯是均聚聚丙烯。
13.根据权利要求9的方法,其中所述第一熔喷层包含至少5wt%的聚丙烯。
14.根据权利要求9-13中任一项的方法,其中所述丙烯-α-烯烃共聚物具有根据ASTM D1238,2.16kg,230℃测定的15g/10min-20g/10min的MFR。
15.根据权利要求9-13中任一项的方法,其中所述丙烯-α-烯烃共聚物的乙烯含量为13wt%-16wt%。
16.根据权利要求9-13中任一项的方法,其中每个熔喷层具有10g/m2-150g/m2的基重。
17.根据权利要求9-13中任一项的方法,其中所述第一熔喷层具有5g/m2-300g/m2的基重;所述第二熔喷层具有15g/m2-150g/m2的基重。
18.制品,包括多层熔喷复合材料作为一种或多种组分,该多层熔喷复合材料具有:
包含一种或多种具有50%-250%的根据ASTM D412测量的极限伸长率的树脂的第一熔喷层;和
由具有200%或更高的根据ASTM D412测量的极限伸长率的树脂组成的第二熔喷层,其中该树脂由具有5wt%-20wt%的乙烯含量;根据ASTM-1238D,2.16kg,230℃测定的10g/10min-30g/10min的MFR和通过DSC分析测定的75J/g或更低的熔化热的丙烯-α-烯烃共聚物组成。
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