CN109477266B - 聚丙烯非织造纤维、织物及其制造方法 - Google Patents

聚丙烯非织造纤维、织物及其制造方法 Download PDF

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Abstract

一种生产非织造织物的方法，其包含形成包含主要的聚丙烯和至少一种次要的聚烯烃的聚合物组合物；在纺粘方法中由该聚合物组合物来形成纤维，然后形成织物；和将该织物曝露于50℃‑250℃的加热环境。

Description

聚丙烯非织造纤维、织物及其制造方法
优先权要求
本申请要求2016年7月22日提交的美国临时申请系列No.62/365765和2016年9月12日提交的欧洲申请No.16188234.5的优先权，其公开内容在此以其全部引入作为参考。
发明领域
本发明涉及基于丙烯的纤维和由其形成的非织造织物，和更具体地涉及具有增加的热收缩的基于丙烯的纤维。
发明背景
合成纤维和非织造织物经常缺乏柔软感觉或者“手”状天然纤维和织物。不同的美学感觉归因于合成材料中缺乏“耸立”或者“膨松”，即，天然纤维的空间填充特性。天然纤维经常不是平坦材料，而且它们在三维上表现出一些卷曲或者纹理，其使得纤维之间具有空间。天然纤维经常会铺设到一个平面上，并且具有从那个平面突出的表面，其是“三维的”。合成纤维是基本上平坦的，因此缺乏天然纤维的耸立和感觉。存在许多方法来赋予成纤维或者织物以“膨松性”或者“耸立”，包括机械处理例如卷绕，喷气纹理化或者皱褶化。这些方法通常不容易以成本有效的方式应用于纺粘非织造织物。使用“双组分”纤维(其包括以组织化的空间排列例如“并排”或者“鞘芯”排列在单个纤维内的两种不同聚合物)时如果这两种不同的组分可以采用例如加热的方式(其引起所述组分不同的收缩)来处理，则可以提供“自卷曲”纤维的途径。但是，生产这样的双组分纤维需要复杂的装置。
期望的是提供一种方法，在该方法中生产了含有纺粘纤维的纺粘织物或者层合物，其增加了该织物或者层合物的“耸立”或者“膨松”，而不影响双组分纤维的生产。该方法应当是简单的和适于以高生产率来制备织物，典型地用于现有技术的纺粘生产装置上。
本发明人已经发现当纤维和非织造织物是由聚烯烃混合物制成时，并且曝露于高温例如曝露于热空气时，该织物收缩和形成“膨松”和“纹理”，会增加基于丙烯的纤维和非织造织物的热收缩。
所关注的参考文献包括WO97/07274；WO2010/087921，US2012/0116338A1；US6228951；US6506873；US5244482；和US5723217。
发明内容
本文公开的是包含纤维的非织造织物，该纤维包含主要的聚丙烯和至少一种次要的聚烯烃，该主要的聚丙烯的分子量分布(Mw/Mn，或者“MWD”)小于5.5和熔体流动速率是1-500g/10min(ASTM D1238，2.16kg，230℃)，其中该纤维的热收缩比单独的主要的聚丙烯的热收缩高了至少5％，其是根据ASTM D2259测定的。
本文还公开的是层合物，其包含至少2层上述纤维的非织造织物，和/或包含其的制品。
本文还公开的是生产非织造织物的方法，该方法包括形成包含主要的聚丙烯和至少一种次要的聚烯烃的聚合物组合物；在纺粘方法中，由该聚合物组合物形成纤维，然后形成织物，和优选将所形成的织物曝露于低于50℃温度的冷却环境(“骤冷”)；然后将该织物曝露于50℃-250℃的加热环境。优选该纤维的热收缩比单独的主要的聚丙烯的热收缩高了至少5％，其是根据ASTM D2259测定的。该纺粘方法优选以大于2500m/min的纺纱速度进行。
具体实施方式
包含主要的聚丙烯的某些聚丙烯组合物被用于制造非织造纤维和织物(“基于丙烯的织物”)，其与单独的主要的聚丙烯相比表现出改进的性能，例如热收缩。这些主要的聚丙烯在某些实施方案中是使用齐格勒-纳塔催化剂制造的。该聚丙烯组合物特别适于在熔纺方法例如熔喷，纺粘和/或棵纺(coform)方法中制造纤维和织物。该纤维是相对细的，平均直径小于20μm，或者旦尼尔(g/9000m)小于2.0或者二者。这些属性赋予了由其形成的织物以令人期望的性能例如制造更轻(低基重)织物的能力，其保持了它们的强度。此外，该聚丙烯组合物使得它们可以用于使用相对高的通量和高减薄力或者压力来制造细纤维。
作为本文使用的，“熔纺”指的是通过形成纤维网(“织物”)的方法制造的织物，其中聚合物熔体或者溶液通过喷丝头挤出来形成细丝，其然后通过适当的手段减薄和铺设到移动筛网，鼓或者其他合适的装置上。熔纺方法包括但不限于纺粘，闪蒸纺纱，棵纺和熔喷。熔纺纤维典型的平均直径小于250，或者150，或者60，或者40或者20，或者10或者5μm。用于制造熔纺纤维的合适的聚合物的非限定性例子是聚丙烯(例如均聚物，共聚物，冲击共聚物)，聚酯(例如PET)，聚酰胺，聚氨酯(例如LycraTM)，基于乙烯的聚合物(例如LDPE，LLDPE，HDPE，塑性体)，聚碳酸酯及其混合物。
任何纤维“网”，不管如何形成，可以在它是(未粘合)或者粘合时例如通过加热，例如通过将纤维网送过加热的压延机或者辊子时使用。
作为本文使用的，“纺粘”指的是一种形成织物的熔纺方法，其中聚合物熔体或者溶液挤出穿过喷丝头来形成细丝，将其冷却，然后通过合适的手段例如通过静电荷或者高速空气来减薄，这样的减薄的细丝(“纤维”)然后铺设在移动筛网上来形成该织物。由纺粘方法形成的纤维典型地具有一些其中所赋予的分子取向度。作为本文使用的，“熔喷”指的是一种形成织物的方法，其中聚合物熔体或者溶液挤出穿过喷丝头来形成细丝，将其通过合适的手段例如通过静电荷或者高速空气来减薄，这样的减薄的细丝(“纤维”)然后铺设在移动筛网上来形成该织物。所述纤维本身可以称作是“纺粘”或者“熔喷”的。
作为本文使用的，术语“棵纺”指的是另一种熔纺方法，其中至少一个熔纺模头头排列在斜道附近，其他材料穿过该斜道在所述织物形成时加入到其中。这样的其他材料可以例如是纸浆，超吸收剂粒子，纤维素或者短纤维。棵纺方法描述在US4818464和US4100324中。在本发明中，该棵纺方法被认为是熔纺方法的一种具体的实施方案。在某些实施方案中，本文所述的基于丙烯的织物是棵纺织物。
作为本文使用的，“纤维”是这样的结构，它的长度明显大于它的直径或者宽度；该平均直径的量级是0.1-250μm，并且包含天然和/或合成材料。纤维可以是“单组分”或者“双组分”。双组分纤维包含两种或者更多种不同的化学和/或物理性能的聚合物，其是由分别的挤出机来挤出的，但是使用相同的喷丝头，并且两种聚合物处于同一细丝内，这产生了具有不同域的纤维。这样的双组分纤维的构造可以例如是鞘/芯排列，其中一种聚合物被另一聚合物包围或者可以是并排的，如US5108820所述，或者是“海岛型的”，如US7413803所述。纤维也可以是“单成分”或者“多成分”的，这意味着它们是由单个聚合物或者两种或者更多种聚合物混合物制成的，来制造不分层的单域纤维。在特定的实施方案中，本文所述的基于丙烯的纤维是单组分和单成分的。
作为本文使用的，“层合物”包含至少两个织物和/或膜层。层合物可以通过本领域已知的任何手段来形成。这样的层合物可以例如通过如下方式来制造：首先将熔纺织物层依次沉积到移动成形带上，然后沉积另一熔纺织物层或者将干法成网织物加入到第一熔纺织物层的顶部上，然后将熔纺织物层加入到那些层的顶部上，随后是该层合物的一些粘合，例如通过热点粘合或者所述层固有的彼此粘附的倾向，水刺等。可选择地，该织物层可以单个制造，收集到辊中，并且在分别的粘合步骤或多个步骤中组合。多层的层合物也可以在许多不同的构造中具有不同的层数，并且可以包括其他材料如膜或者棵纺材料，熔喷和纺粘材料，气流成网材料等。
作为本文使用的，“膜”是塑性和/或弹性体材料的平坦的无支撑区段，它的厚度相对于它的宽度和长度是非常窄的，并且具有连续或者接近连续的宏观形态，它的整个结构允许空气以扩散受限速率或者更低速率送过。本文所述的层合物可以包括一种或多种膜层和可以包含本文用于织物所述的任何材料。在某些实施方案中，膜没有本文所述的层合物。本文所述的膜可以包含添加剂，其通过处理促进了穿孔和允许空气和/或流体送过该膜。还可以加入添加剂例如粘土，抗氧化剂等，如本文所述的。
主要的聚丙烯
作为本文使用的，“主要的聚丙烯”指的是丙烯均聚物或者丙烯共聚物，或者丙烯均聚物和共聚物的一些混合物。
在某些实施方案中，本发明的主要的聚丙烯主要是结晶的，证据在于熔点通常大于110℃，可选择地大于115℃和最优选大于130℃，或者其范围是从110或者115或者130℃至150或者160或者170℃。作为本文使用的，术语“结晶的”表征了那些聚合物，其具有高的分子间和分子内序列度。该聚丙烯优选的熔融热大于60J/g，可选择地至少70J/g，可选择地至少80J/g，其是通过DSC分析来测定的。熔融热取决于聚丙烯的组成。聚丙烯均聚物的熔融热将高于共聚物或者均聚物和共聚物的混合物。这种熔融热的确定受到样品处理的影响。
该主要的聚丙烯在结构组成可以广泛变化。例如可以使用基本上全同立构聚丙烯均聚物或者丙烯共聚物，其含有等于或者小于9wt％的其他单体，即，含有至少90wt％丙烯。此外，该主要的聚丙烯可以以接枝或者嵌段共聚物的形式存在，其中聚丙烯的嵌段具有与丙烯-α-烯烃共聚物基本上相同的立构规整度，只要该接枝或者嵌段共聚物具有高于110℃和可选择地高于115℃和可选择地高于130℃的尖锐熔点，这是立构规整丙烯序列的特性。该主要的聚丙烯可以是本文所述的均聚丙烯，和/或无规，和/或嵌段共聚物的组合。当上述主要的聚丙烯是无规共聚物时，共聚的α-烯烃在该共聚物中的百分比通常高到该聚丙烯的9wt重量％，可选择地是该聚丙烯重量的0.5wt％-8wt％，可选择地是重量的2wt％-6wt％。优选的α-烯烃是乙烯或者C4-C10，或者C20α-烯烃。一种或者两种或者更多种α-烯烃与丙烯共聚。
该主要的聚丙烯重均分子量(Mw)可以是从40000或者50000，或者80000g/摩尔至200000，或者400000，或者500000，或者1000000g/摩尔。数均分子量(Mn)是从20000，或者30000，或者40000g/摩尔至50000，或者55000，或者60000，或者70000g/摩尔。z均分子量(Mz)是至少300000，或者350000g/摩尔，或者其范围是从300000，或者350000g/摩尔至500000g/摩尔。在任何实施方案中分子量分布Mw/Mn小于5.5，或者5，或者4.5，或者4，或者其范围是从1.5，或者2，或者2.5，或者3至4，或者4.5或者5或者5.5。
该主要的聚丙烯的熔体流动速率(MFR)可以是1-500g/10min，可选择地从1，或者5，或者10，或者15，或者20，或者25g/10min至45，或者55，或者100，或者300，或者350，或者400，或者450，或者500g/10min，其是根据ASTM1238，2.16kg在230℃测量的。
在任何实施方案中，该主要的聚丙烯可以形成热塑性共混物，其包括按共混物重量计1wt％-95wt％的聚丙烯聚合物组分。例如本发明的该主要的聚丙烯包括按共混物重量计从2，或者5，或者10wt％至20，或者25，或者30，或者35，或者40，或者50wt％的次要的聚烯烃，其在下面进一步描述。最优选，其他聚烯烃例如聚乙烯和其他聚丙烯(“基于丙烯的聚合物”，特别是“基于丙烯的弹性体”)可以与该主要的聚丙烯组分共混。
对于制备本发明的主要的聚丙烯的方法没有特别限制。例如该聚合物可以是通过在单级或者多级反应器中均聚丙烯所获得的丙烯均聚物。共聚物可以通过将丙烯和乙烯和/或C4-C10，或者C20α-烯烃在单级或者多级反应器中共聚来获得。聚合方法包括高压，淤浆，气相，本体或者溶液相或者其组合，其使用传统的齐格勒-纳塔催化剂或者单活性位置，茂金属催化剂体系或者其组合，其包括双金属负载的催化剂体系。聚合可以通过连续或者间歇方法进行，并且可以包括使用链转移剂，清除剂或者被认为可使用的其他这样的添加剂。但是最优选使用齐格勒-纳塔催化剂来形成该主要的聚丙烯。
该主要的聚丙烯可以是反应器级的，这意味着它没有经历与过氧化物，交联剂，电子束，γ射线反应的任何反应器后改性或者其他类型的受控的流变改性。在任何实施方案中，该主要的聚丙烯可以通过过氧化物进行减粘裂化，如本领域已知的。在任何情况中，用于此处所述实施例中，和如上所述的聚烯烃具有所述性能，如使用的，减粘裂化或者没有。
在主要的聚丙烯中的聚丙烯聚合物的示例性市售产品包括聚丙烯均聚物，无规共聚物和冲击共聚物，其是使用齐格勒-纳塔催化剂体系生产的，具有宽的Mw/Mn。这样的产品的一个例子是ExxonMobil PP3155，一种MFR为36g/10min的均聚物，获自德克萨斯州Baytown的ExxonMobil Chemical Company。
聚合物组合物
所述纤维和织物可以包含(或者基本组成为，或者组成为)聚合物组合物，该聚合物组合物包含该主要的聚丙烯和次要的聚烯烃，最优选基于乙烯的聚合物或者基于丙烯的聚合物组分。该次要的聚烯烃组分可以通过本领域公知的方法加入该主要的聚丙烯中，例如通过熔融混合等加入。该次要的聚烯烃在任何实施方案中在组合物中的存在范围是从2或者5或者10wt％至20或者25或者30或者35或者40或者50wt％的次要的聚烯烃，基于该组合物的重量。
该基于乙烯的聚合物组分可以是低密度聚乙烯(密度0.90至小于0.935g/cm3)，线性低密度聚乙烯，超低密度聚乙烯(密度0.85至小于0.90g/cm3)，中密度聚乙烯(密度0.935至小于0.945g/cm3)，高密度聚乙烯(密度0.945-0.98g/cm3)或者其组合。
该基于乙烯的聚合物不限于任何具体制备方法，并且可以使用本领域已知的任何方法形成。例如该基于乙烯的聚合物可以使用气相，溶液或者淤浆方法来形成。
在优选的实施方案中，该基于乙烯的聚合物的密度是0.900-0.945g/cm3，熔融指数(MI)，I2.16是0.1-15g/10min，MWD是1.5-5.5，和熔融指数比(MIR)，I21.6/I2.16是10-100。在不同的实施方案中，上述基于乙烯的聚合物可以具有一种或多种下面的性能：
·密度(根据ASTM D-4703制备的样品，并且根据ASTM D-1505测量)是0.900-0.940g/cm3，或者0.912-0.935g/cm3；
·MI(I2.16，ASTM D-1238，2.16kg，190℃)是0.1-15g/10min，或者0.3-10g/10min，或者0.5-5g/10min；
·MIR(I21.6(190℃，21.6kg)/I2.16(190℃，2.16kg))是10-100，或者15-80，或者16-50；
·MWD是1.5-5.5；和/或
·支化指数是0.9-1.0，或者0.96-1.0，或者0.97-1.0。支化指数是聚合物支化量的指示，并且定义为g'＝[Rg]2 br/[Rg]2 lin。“Rg”表示回转半径，并且是使用Waters 150凝胶渗透色谱仪测量的，其装备有多角度激光散射(“MALLS”)检测器，粘度检测器和差示折射率检测器。“[Rg]br”是支化的聚合物样品的回转半径和“[Rg]lin”是线性聚合物样品的回转半径。
在任何实施方案中，使用茂金属催化剂体系生产的基于乙烯的聚合物(mPE)；例如乙烯均聚物或者共聚物可以采用。在一个具体例子中，mPE均聚物和共聚物是那些基于乙烯的聚合物，其衍生自纯乙烯，或者乙烯和一种或多种C3-C10，或者C20α-烯烃共聚单体的混合物，该基于乙烯的聚合物的密度是0.900-0.945g/cm3，熔融指数(MI)，I2.16是0.1-15g/10min，MWD是1.5-5.5和熔融指数比(MIR)，I21.6/I2.16是10-100。示例性但非排他性的市售产品是在商标名EnableTM下获自德克萨斯州Baytown的ExxonMobil Chemical Company以及工业上其他公知的产品。
该基于丙烯的聚合物组分可以是高熔体强度聚丙烯或者基于丙烯的弹性体。本文所述的基于丙烯的弹性体是丙烯衍生的单元和衍生自乙烯或者C4-C10α-烯烃中的至少一种单元的共聚物。该基于丙烯的弹性体可以包含至少50wt％的丙烯衍生的单元。该基于丙烯的弹性体可以具有有限的结晶度，其归因于相邻的全同立构丙烯单元和熔点，如本文所述的。通过在丙烯嵌入中引入误差，使得该基于丙烯的弹性体的结晶度和熔点可以低于高度全同立构聚丙烯。该基于丙烯的弹性体通常在立构规整度和共聚单体组成中没有任何明显的分子间非均匀性，以及通常在分子内组成分布中没有任何明显的非均匀性。
丙烯衍生的单元在该基于丙烯的弹性体中的存在量可以是从上限95wt％，94wt％，92wt％，90wt％或者85wt％到下限60wt％，65wt％，70wt％，75wt％，80wt％，84wt％或者85wt％，基于该基于丙烯的弹性体。包括乙烯或者C4-C10α-烯烃中的至少一种的该共聚单体衍生的单元的存在量可以是1-35wt％，或者5-35wt％，或者7-32wt％，或者8-25wt％，或者8-20wt％，或者8-18wt％，基于该基于丙烯的弹性体。可以调节该共聚单体含量，以使得该基于丙烯的弹性体的熔融热小于80J/g，熔点是105℃或者更低，和结晶度是全同立构聚丙烯结晶度的2％-65％，和熔体流动速率(MFR)是2-20g/min。
在优选的实施方案中，该共聚单体是乙烯，1-己烯，或者1-辛烯，并且乙烯是最优选的。在其中该基于丙烯的弹性体包含乙烯衍生的单元的实施方案中，该基于丙烯的弹性体可以包含5-25wt％，或者8-20wt％，或者9-16wt％的乙烯衍生的单元。在一些实施方案中，该基于丙烯的弹性体的基本组成为衍生自丙烯和乙烯的单元，即，该基于丙烯的弹性体不包含这样量的任何其他共聚单体，其不同于在聚合过程中典型地作为杂质存在于乙烯和/或丙烯供料流的量，或者将实质性影响该基于丙烯的弹性体的熔融热，熔点，结晶度或者熔体流动速率的量，或者使得任何其他共聚单体有意加入该聚合方法中的量。
在一些实施方案中，该基于丙烯的弹性体可以包含大于一种的共聚单体。具有大于一种共聚单体的基于丙烯的弹性体优选的实施方案包括丙烯-乙烯-辛烯，丙烯-乙烯-己烯，和丙烯-乙烯-丁烯聚合物。在其中存在着大于一种共聚单体衍生自乙烯或者C4-C10α-烯烃中的至少一种的实施方案中，一种共聚单体的量可以小于该基于丙烯的弹性体的5wt％，但是该基于丙烯的弹性体的共聚单体的合计量是5wt％或者更大。
该基于丙烯的弹性体通过13C NMR所测量的三个丙烯单元的三元组立构规整度是至少75％，至少80％，至少82％，至少85％或者至少90％。优选该基于丙烯的弹性体的三元组立构规整度是50-99％，或者60-99％，或者75-99％，或者80-99％。在一些实施方案中，该基于丙烯的弹性体的三元组立构规整度可以是60-97％。
该基于丙烯的弹性体通过DSC所测量的熔融热(“Hf”)是80J/g或者更低，或者70J/g或者更低，或者50J/g或者更低，或者40J/g或者更低。该基于丙烯的弹性体的下限Hf可以是0.5J/g，或者1J/g，或者5J/g。例如Hf值可以是从1.0，1.5，3.0，4.0，6.0或者7.0J/g至30，35，40，50，60，70，75或者80J/g。
该基于丙烯的弹性体的根据本文所述的DSC程序所测定的结晶度百分比是全同立构聚丙烯的结晶度的2-65％，或者0.5-40％，或者1-30％，或者5-35％。最高量级丙烯(即，100％结晶度)的热能估计是189J/g。在一些实施方案中，该共聚物的结晶度小于全同立构聚丙烯结晶度的40％，或者是0.25-25％，或者0.5-22％。
在一些实施方案中，该基于丙烯的弹性体可以进一步包含二烯衍生的单元(作为本文使用的，“二烯”)。任选的二烯可以是具有至少两个不饱和键的任何烃结构，其中至少一个不饱和键容易引入聚合物中。例如该任选的二烯可以选自直链非环烯烃，例如1,4-己二烯和1,6-辛二烯；支化链非环烯烃，例如5-甲基-1,4-己二烯，3,7-二甲基-1,6-辛二烯和3,7-二甲基-1,7-辛二烯；单环脂环族烯烃，例如1,4-环己二烯，1,5-环辛二烯，和1,7-环十二碳二烯；多环脂环族稠环和桥连的环烯烃，例如四氢化茚，降冰片二烯，甲基四氢化茚，二环戊二烯，双环-(2.2.1)-庚-2，5-二烯，降冰片二烯，烯基降冰片烯，烷叉基降冰片烯，例如乙叉基降冰片烯(“ENB”)，环烯基降冰片烯，和环亚烷基降冰片烯(例如5-亚甲基-2-降冰片烯，5-乙叉基-2-降冰片烯，5-丙烯基-2-降冰片烯，5-异亚丙基-2-降冰片烯，5-(4-环戊烯基)-2-降冰片烯，5-环亚己基-2-降冰片烯，5-乙烯基-2-降冰片烯)；和环烯基取代的烯烃例如乙烯基环己烯，烯丙基环己烯，乙烯基环辛烯，4-乙烯基环己烯，烯丙基环癸烯，乙烯基环十二碳烯和四环-(A-11,12)-5,8-十二碳烯。该二烯衍生的单元在该基于丙烯的弹性体中的存在量范围可以是从上限15％，10％，7％，5％，4.5％，3％，2.5％或者1.5％到下限0％，0.1％，0.2％，0.3％，0.5％，1％，3％或者5％，基于该基于丙烯的弹性体的重量。
该基于丙烯的弹性体可以具有通过DSC测定的单峰熔融转变。在一些实施方案中，该共聚物的主峰转变温度是90℃或者更低，并且宽熔融转变结束温度是110℃或者更大。该峰“熔点”(“Tm”)定义为样品熔融中最大热吸收的温度。但是，该共聚物可以表现出与主峰相邻，和/或在熔融转变结束温度的次级熔融峰。在本发明中，这样的次级熔融峰一起被认为是单熔点的，并且这些峰中最高的被认为是该基于丙烯的弹性体的Tm。该基于丙烯的弹性体的Tm可以是110℃或者更低，105℃或者更低，100℃或者更低，90℃或者更低，80℃或者更低，或者70℃或者更低。在一些实施方案中，该基于丙烯的弹性体的Tm是25-105℃，或者60-105℃或者70-105℃，或者90-105℃。
该基于丙烯的弹性体的密度可以是0.850-0.900g/cm3，或者0.860-0.880g/cm3，其是在22℃根据ASTM D1505测量的。
该基于丙烯的弹性体的熔体流动速率(“MFR”，其是根据ASTM D1238，2.16kg在230℃测量的)可以是至少2g/10min。在一些实施方案中，该基于丙烯的弹性体的MFR可以是2-20g/10min，或者2-10g/10min，或者2-5g/10min。
该基于丙烯的弹性体的根据ASTM D412测量的断裂伸长率可以小于2000％，小于1800％，小于1500％，小于1000％，或者小于800％。
该基于丙烯的弹性体的重均分子量(Mw)可以是5000-5000000g/摩尔，或者10000-1000000g/摩尔，或者50000-400000g/摩尔。该基于丙烯的弹性体的数均分子量(Mn)可以是2500-250000g/摩尔，或者10000-250000g/摩尔，或者25000-250000g/摩尔。该基于丙烯的弹性体的z均分子量(Mz)可以是10000-7000000g/摩尔，或者80000-700000g/摩尔，或者100000-500000g/摩尔。最后，该基于丙烯的弹性体的分子量分布MWD可以是1.5-20，或者1.5-15，或者1.5-5，或者1.8-3，或者1.8-2.5。
本文公开的聚合物组合物可以包括一种或多种不同的基于丙烯的弹性体，例如不同的基于丙烯的弹性体，其每个具有一种或多种不同的性能例如诸如不同的共聚单体或者共聚单体含量。这样的不同的基于丙烯的弹性体的组合全部处于本发明的范围内。
该基于丙烯的弹性体可以包含根据WO02/36651，US6992158和/或WO00/01745所述的程序制备的共聚物。优选的生产该基于丙烯的弹性体的方法可以在US7232871和US6881800中找到。本发明不限于用于制备该基于丙烯的弹性体的任何具体的聚合方法，并且该聚合方法不限于任何具体类型的反应容器。
合适的基于丙烯的弹性体可以是在商标名VistamaxxTM(ExxonMobil ChemicalCompany，美国德克萨斯州休斯顿)，VersifyTM(The Dow Chemical Company，美国密歇根州Midland)，某些等级的TafmerTM XM或者NotioTM(日本三井公司)和某些等级的SoftelTM(荷兰的Basell Polyolefins)下市售的。适用于本发明的具体等级的市售基于丙烯的弹性体可以使用本领域公知的方法来容易地确定。
添加剂
多种添加剂可以引入上述的用于制造纤维和织物的主要的聚丙烯和/或聚合物组合物中。这样的添加剂包括例如稳定剂，抗氧化剂，填料，着色剂，成核剂和滑动添加剂。主和次抗氧化剂包括例如受阻酚，受阻胺和磷酸酯。成核剂包括例如苯甲酸钠和滑石。同样，还可以使用其他成核剂例如齐格勒-纳塔烯烃产品或者其他高结晶聚合物。还可以包括其他添加剂例如分散剂例如Acrowax C。滑动剂包括例如油酰胺和芥酸酰胺。通常还使用催化剂失活剂例如硬脂酸钙，水滑石和氧化钙和/或本领域已知的其他酸中和剂。
其他添加剂包括例如阻火剂/阻燃剂，增塑剂，硫化剂或者固化剂，硫化或者固化加速剂，固化延迟剂，加工助剂，增粘树脂等。前述添加剂还可以包括填料和/或增强材料，其独立加入或者引入添加剂中。例子包括炭黑，粘土，滑石，硅酸钙，云母，二氧化硅，硅酸盐，其组合等。其他添加剂(其可以用于增强性能)包括抗结块剂，润滑剂和成核剂。本文所述的列表并非打算包括全部类型的可以用于本发明的添加剂。通过阅读本发明，本领域技术人员将理解其他添加剂可以用于增强性能。如本领域技术人员所理解的，本发明的混合物可以根据期望改变来调节该混合物的特性。
在任何实施方案中，本文所述的聚合物组合物的组成为主要的聚丙烯，次要的聚烯烃和0.1-3或者4或者5wt％的添加剂，基于该聚合物组合物的重量。最优选那些添加剂组成为主和次抗氧化剂，除酸剂，成核剂和颜料或者其他着色剂。
聚合物组合物的共混
该共混物可以通过任何程序来制备，其产生了所述组分的共混物，例如干燥共混，熔融共混等。在某些实施方案中，该聚合物组分的完全混合物是通过该聚合物组分的分散体的形态均匀性来指示的。在优选的实施方案中，该主要的聚丙烯在聚合物组合物中的存在量是98或者95或者90wt％-80或者75或者70或者65或者60或者50wt％，基于该共混物的重量。该共混物的其他组分可以是下面的一种或多种：聚乙烯，聚氨酯，本文所述的另一基于丙烯的聚合物(其具有不同于该主要的聚丙烯的性能)，或者弹性体例如基于丙烯的弹性体或者苯乙烯类嵌段共聚物。
熔融共混：通常使用连续熔融混合装置。这些方法是本领域公知的，并且包括单和双螺杆配混挤出机以及其他机器和方法，其设计来将该聚合物组分密切均化。
干燥共混：该主要的聚丙烯和其他组分可以干燥共混和直接供入纤维或者非织造加工挤出机。干燥共混是通过将主要的聚丙烯和其他组分在干燥共混装置中合并来完成。这样的装置和方法是本领域公知的，并且包括鼓翻转器，双锥体混合器等。在这种情况中，将主要的聚丙烯和其他组分类似于熔融混合方法在加工挤出机中熔融和均化。代替制造粒料，将均化的熔融聚合物传送到模头或者喷丝头来形成纤维和织物。
生产纤维的非织造织物的方法
本发明进一步公开一种生产纤维的非织造织物的方法，其包含：(a)形成聚合物组合物，其包含一种或多种主要的聚丙烯，其MWD小于5.5，优选的范围是从1.5或者2或者2.5或者3至4或者4.5或者5或者5.5，和熔体流动速率是1-500g/10min，可选择地5或者10或者15或者20或者25g/10min至300或者350或者400或者450或者500g/10min，其是根据ASTM1238，2.16kg在230℃测量的；(b)在纺粘方法中，由该聚合物组合物形成纤维，然后形成织物；和(c)将该织物曝露于至少50℃的温度加热环境；其中该纤维的热收缩比单独的主要的聚丙烯的热收缩高了至少5％，优选10或者20或者30或者40或者50％，其是根据ASTMD2259测定的；可选择地，该纤维的热收缩是至少5，可选择地10或者15或者20或者25或者30或者35或者40或者50，其是根据ASTM D2259测定的。
本文具体公开的是使用主要的聚丙烯或者包括这样的主要的聚丙烯的聚合物组合物所生产的非织造织物(“基于丙烯的织物”)。该非织造织物在某些实施方案中是熔纺织物，和在一种具体实施方案中是纺粘的。该纺粘方法在某些实施方案中包括方法：将期望的材料熔融挤出穿过一个或多个喷丝头(其包含具有小直径孔的至少一个模头)，该熔融材料的流然后通过加压空气来减薄(牵拉)，这产生了文丘里效应。所述材料可以作为具有令人期望的添加剂的粒料加入熔融挤出机中，或者添加剂可以在这个步骤中组合。
具体地，主要的聚丙烯细丝的形成是通过将熔融材料挤出穿过本领域已知的包含多个喷丝头(毛细管，孔)的适当的模头，随后用骤冷空气系统将该熔融材料(在模头内具有期望的熔融温度)骤冷来完成，该骤冷空气系统的温度是可以控制的。常规的骤冷空气系统包括在交叉流动方向上传递温度受控空气的那些。细丝然后被拉离开所述的一个或多个喷丝头和因此被减薄。为了完成此，细丝是通过送过文丘里装置来减薄的，在其中由于加压空气流，而加速和/或减薄了细丝。增加文丘里装置内空气的速度可以通过本领域所述的多种方法来进行，包括升高文丘里装置内的空气压力。典型地，增加这种空气速度(例如增加空气压力)导致增加的细丝速度和更大的细丝减薄。空气压力越高，该主要的聚丙烯在由其形成的纤维的速度和旦尼尔方面被加速和因此被减薄得越大。为了实现更细的纤维，高空气压力是令人期望的。但是，这是通过细丝由于过度的压力而断裂的倾向来平衡的。本文所述的主要的聚丙烯可以使用高于典型的其他纺粘方法中的空气压力来减薄。在任何实施方案中，用于纺粘方法的减薄空气压力在其他实施方案中大于2000或者3000或者4000或者6000Pa，和小于600或者500或者400kPa；并且在其他实施方案中范围是从2000或者3000或者4000至8000或者10000或者15000Pa。这样的空气压力可以在其中纤维被减薄的封闭区间例如“舱室”内产生，并且其中的空气压力有时间被称作“舱室压力”。
空气减薄可以通过任何例如所述的手段来完成，并且该方法不限于任何减薄细丝的具体方法。在任何实施方案中，使纤维减薄的文丘里效应是通过使用抽吸器狭缝拉伸主要的聚丙烯细丝来获得的(狭缝拉伸)，所述狭缝在该机器的宽度上延伸。在另一个实施方案中，文丘里效应是通过将细丝拉伸穿过喷嘴或者抽吸器枪来获得的。可以使用多个枪，因为可以改变孔尺寸来实现期望的效应。在任何实施方案中将因此形成的该主要的聚丙烯的细丝在筛网(“丝网”)上控制，或者在另一个实施方案中在多孔形成带上收集，来形成细丝的织物。典型地，将真空保持在所述带的下侧来促进均匀织物的形成和除去用于减薄该细丝和产生空气压力的空气。实际的空气减薄方法不是关键的，只要能够获得期望的加速空气速度(经常反映为空气压力)和因此文丘里效应来减薄该主要的聚丙烯细丝就行。
在任何实施方案中模头块中的压力是通过齿轮泵来产生的。这种在模头块中形成压力的方法不是关键的，但是在任何实施方案中模头块内的压力是35-50巴(3500-5000kPa)，和在另一个实施方案中是36-48巴(3600-4800kPa)，和在仍然的另一个实施方案中是37-46巴(3700-4600kPa)。
在任何实施方案中该主要的聚丙烯熔体在模头中的熔融温度是200-260℃，和在另一个实施方案中是200-250℃和在仍然的另一个实施方案中是210-245℃。
可以使用任何数目的喷丝头，其包括任何数目的模头。在任何实施方案中，所用的模头包含4000-9000个孔/米，和在另一个实施方案中4500-8500个孔/米，和在仍然的另一个实施方案中5000-8000个孔/米，其中任何模头孔上限可以与任何模头孔下限组合来获得令人期望的模头孔范围。
在某些实施方案中，所述纺粘生产线生产量是150或者170至200或者270至300kg/h。在某些其他实施方案中，所述纺粘线生产量/孔是0.20或者0.30或者0.40至0.60或者0.70或者0.90克/孔/分钟。
在某些实施方案中，该纺粘方法是以纺纱速度700或者900或者1100或者1300或者1500m/min至2000或者2500或者3000或者3500或者4000或者4500或者5000m/min来进行的。
在形成基于丙烯的织物中，存在任意数目的分配或者分布细丝来形成均匀织物的方式。在任何实施方案中，使用固定或者移动的偏转器。在另一个实施方案中，使用静电或者空气湍流来改进织物均匀性。还可以使用本领域已知的其他手段。在任何情况中，所形成的织物典型地送过压缩辊以改进织物完整性。该织物在任何实施方案中然后送过加热的压延机辊之间，这里在一个辊上的凸起地方在某些点上粘合该织物以进一步增加纺粘织物的完整性。在任何实施方案中所述压缩和加热的压延机可以与其中形成细丝的区间隔开。
优选将因此形成的织物(粘合的或者未粘合的)曝露于冷却环境到低于50，或者45或者40或者45或者40℃，或者范围20-50℃的温度。冷却可以通过任何手段例如冷却空气，或者急冷辊来进行。在该冷却之后，将织物加热，优选在压延机辊，加热空气或者加热烘箱环境等中加热到至少50或者55或者60或者65或者70或者75或者80或者85或者90℃，或者范围是50或者55-80或者90或者100或者120℃的温度。更具体地，热可以通过本领域已知的任何合适的方法来施加，例如加热的空气，红外加热器，加热的压送辊，或者将该织物或者层合物部分地包裹在一个或多个加热辊或者蒸汽筒等的周围。热也可以施加到凹槽辊本身。还应当理解的是其他凹槽辊排列同样是合适的，例如彼此紧邻布置的两个凹槽辊。
因此，在任何实施方案中是一种生产非织造织物的方法，所述方法包括(a)形成聚合物组合物，其包含一种或多种MWD小于5.5和熔体流动速率是1-500g/10min的主要的聚丙烯；(b)在纺粘方法中，由该聚合物组合物形成纤维，然后形成织物；和任选地将该织物冷却到小于50或者40，或者30℃的温度；随后将该织物曝露于从50或者60或者80或者100℃到200或者220或者250℃的温度环境；其中该纤维的热收缩比单独的主要的聚丙烯的热收缩高了至少5％，其是根据ASTM D2259测定的。
可以进行本领域已知的不同的另外的潜在加工和/或整饰步骤，例如纵裂，处理，印刷图形等，而不脱离本发明的主旨和范围。例如该织物或者包含该织物的层合物可以任选地在机器横向和/或机器方向上机械拉伸来增强延展性。在任何实施方案中，该织物或者层合物可以送过两个或者更多个辊子，其在CD和/或MD方向上具有凹槽。这样的凹槽辅助辊/支承辊排列描述在US2004/0110442和US2006/0151914和US5914084中。例如该织物或者层合物可以送过两个或者更多个辊，其在CD和/或MD方向上具有凹槽。该凹槽辊可以由钢或者其他硬材料(例如硬橡胶)构成。除了凹槽辊之外，其他技术也可以用于在一个或多个方向上机械拉伸所述复合材料。例如该复合材料可以送过拉幅机框架，其拉伸该复合材料。这样的拉幅机框架是本领域公知的，并且例如描述在US2004/0121687中。
不管如何形成和压延，该基于丙烯的织物在某些实施方案中包含平均直径小于20或者17或者15或者12μm的纤维，在某些实施方案中可选择地0.5或者1或者2或者3或者4至12或者15或者17或者20μm，和/或旦尼尔(g/9000m)小于2.0或者1.9或者1.8或者1.6或者1.4或者1.2或者1.0，可选择地是从0.2，或者0.4或者0.6至1.0，或者1.2或者1.4或者1.6或者1.8或者2.0。这样的织物在某些实施方案中当在110-150℃的温度(压延机设置温度)压延时MD拉伸强度(WSP110.4(05))大于20或者25N/5cm。该织物当在其他实施方案中在110-150℃的温度(压延机设置温度)压延时CD拉伸强度(WSP110.4(05))大于10或者15N/5cm。
在某些实施方案中，用于形成该基于丙烯的织物的纤维是双组分或者“共轭物”纤维。它们包括这样的结构，即并排，分段，鞘/芯，海岛结构(“矩阵微纤”)和本领域已知的其他结构。在这些结构中，用于制造所述纤维的至少一种聚合物是该主要的聚丙烯。该共轭物纤维的第二、第三等组分可以由任何合适的材料例如聚丙烯，聚乙烯(例如LDPE，LLDPE，HDPE)，塑性体(乙烯-α-烯烃共聚物)，聚氨酯，聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚乳酸，聚氯乙烯，聚四氟乙烯，苯乙烯嵌段共聚物，丙烯-α-烯烃弹性体(例如VistmaxxTM)乙烯乙酸乙烯酯共聚物，聚酰胺，聚碳酸酯，纤维素(例如棉花，RayonTM，LyocellTM，TencilTM)，木材，纤维胶和任何两种或者更多种的这些材料的混合物来制成。一种特别优选的第二(或第三等)组分是基于乙烯的聚合物。
生产双组分纤维的主要目标是开发在任一单独聚合物中不存在的能力。通过这种技术，可以生产任何横截面形状或者几何形状的纤维，其可以是设想的。并排纤维通常用作自卷曲纤维。存在着几个用于获得自卷曲纤维的系统。它们之一是基于每个组分的不同收缩特性。已经尝试基于组分不同的电测性能来生产自卷曲纤维。一些类型的并排纤维在除去拉伸张力时自然卷曲，而其他具有“潜在卷曲”，其是在获得某些环境条件时表现出来的。在一些实施方案中，使用了“可逆”和“不可逆的”卷曲，当可逆时，卷曲会在在纤维浸入水中时消失和当纤维干燥时重新出现。这种现象是基于组分的溶胀特性。当纤维用作热粘非织造网中的粘合纤维时，利用了该纤维侧面上不同的熔点。鞘-芯双组分纤维是那些纤维，潜在所述组分之一(芯)完全被第二组分(鞘)包围。粘附性对于纤维完整性来说并不是基本的。
最常用的生产鞘-芯纤维的方法是这样的技术，其中两种聚合物液体分别导向非常接近于喷丝头孔的位置，然后以鞘-芯形式挤出。在同心纤维的情况中，提供“芯”聚合物的孔处于纺纱孔出口的中心，并且当纺纱时严格控制芯聚合物液体的流动条件来保持两种组分的同心。偏心纤维生产是基于几个方案：内聚合物通道的偏心布置和控制两种组分聚合物的供给速率；在鞘组分熔体供给附近引入不同的元件；在即将从孔中出来之前引入与同心的鞘-芯组分合并的单个组分流；和通过将纺成的同心纤维在热边缘上输送来使得它变形。矩阵微纤纤维是由两种聚合物以所需比例的混合物来纺成的；其中一种聚合物以小滴形式悬浮在第二熔体中。生产矩阵微纤纤维中的特征是必须立即在喷丝头孔紧下面人工冷却所述纤维。两种组分不同的可纺性将几乎使得混合物失去可纺性，除了低浓度混合物(小于20％)。双组分纤维用于制造织物，其将加入这样的产品如尿布，妇女护理产品和成人失禁产品(如顶片，背片，腿翻边，弹性腰带，转移层)；气流成网的非织造结构用作湿巾中的吸收剂芯；和用于纺成的非织造产品如医用一次性纺织品，过滤产品。
但是，在任何实施方案中，双组分鞘/芯纤维和织物(双组分)不存在本文所述的任何层合物，并且该纤维和织物本身是简单的单组分纤维和织物，其是使用单个聚合物例如该主要的聚丙烯，或者多个紧密混合的聚合物组合物来制造的。
在某些实施方案中，该一种或多种基于丙烯的织物可以与自身或者与其他次级层形成层合物。可以进行不同层的层合，来将CD和/或MD取向赋予该织物或者层合物，特别是在其中该层合物包括至少一种弹性体层时更是如此。许多方案可以采用来形成包含弹性体膜和/或织物层的层合物，其在层合物层粘合在一起时保持了弹性。一种方案是在将它粘合到弹性体膜之前，折叠，弄皱，皱缩或者聚集该织物层。该聚集的织物在规定的点或者线处粘合到所述膜上，而非沿着膜表面连续。虽然所述膜/织物处于松弛态，但是该织物在膜上保持了皱化或者折叠；一旦该弹性体膜被拉伸，则该织物层被弄平，直到折叠的材料基本上平坦，在这个点时停止弹性体拉伸。
另一方案是拉伸该弹性体膜/织物，然后将该织物在所述膜拉伸时粘合到该膜上。同样，该织物是在规定的点或线处粘合到膜上，而非沿着膜表面连续。当允许拉伸的膜松弛时，该织物在未拉伸的弹性体膜上皱化或者折叠。
另一方案是在将它粘合到弹性体层之前，使得所述织物“颈缩”，如US5336545，US5226992，US4981747和/或US4965122所述。颈缩是一种方法，通过其将织物在一个方向上拉伸，其导致该织物中的纤维更接近地滑动在一起，并且该织物在垂直于拉伸方向的方向上的宽度降低。如果颈缩的织物是以点粘合到弹性体层上，则所形成的层合物将在垂直于该织物在颈缩方法过程中拉伸方向的方向上发生某些拉伸，这是因为该颈缩织物的纤维在层合物拉伸时可以彼此滑离。
层合物
本发明进一步提供一种层合物，其包含一层或多层的非织造织物，该非织造织物包含本文所述的包含至少一种主要的聚丙烯的聚合物组合物，其中该纤维的热收缩比单独的该主要的聚丙烯的热收缩高了至少5％，优选10或者20或者30或者40或者50％，其是根据ASTM D2259测定的；可选择地，该纤维的热收缩是至少5，可选择地10或者15或者20或者25或者30或者35或者40或者50，其是根据ASTM D2259测定的。
优选如果事先加热，则使得层合物冷却到低于50或者45或者40或者45或者40℃，或者范围是20-50℃的温度。冷却可以通过任何手段来进行，例如冷却空气，或者急冷辊。在冷却后，该织物是以类似于激活上述单个织物的方式，通过加热该层合物来激活的。具体地，该层合物可以加热，优选在压延机辊，加热空气或者加热烘箱环境等中加热到至少50或者55或者60或者65或者70或者75或者80或者85或者90℃的温度，或者范围是从50或者55至80或者90或者100或者120℃。更具体地，热可以通过本领域已知的任何合适的方法来施加，例如加热的空气，红外加热器，加热的压送辊，或者将该织物或者层合物部分地包裹在一个或多个加热辊或者蒸汽筒等的周围。热也可以施加到凹槽辊本身。还应当理解的是其他凹槽辊排列同样是合适的，例如彼此紧邻布置的两个凹槽辊。
仍然的另一方案是通过该层合物的物理处理，改变或者变形来激活所述层合物，所述的激活是通过机械手段来进行的。例如该层合物可以使用互连辊来增量拉伸，如US5422172或者US2007/0197117所述，来赋予该层合物以可拉伸性和可去除性。最后，该膜或者织物可以使得它不需要激活，并且简单地在次级层上形成和/或结合到次级层来形成层合物。
在一些实施方案中，该层合物包含一个或多个次级层，其包含由天然和/或合成材料制备的其他织物，网状物，棵纺织物，平纹织物和/或膜。该材料在某些实施方案中可以是可延展的，弹性的或者塑性的。在具体实施方案中，该一个或多个次级层包含选自下面的材料：聚丙烯，聚乙烯，塑性体，聚氨酯，聚酯例如聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚乳酸，聚氯乙烯，聚四氟乙烯，苯乙烯类嵌段共聚物，乙烯乙酸乙烯酯共聚物，聚酰胺，聚碳酸酯，纤维素类(例如棉花，RayonTM，LyocellTM，TencilTM)，木材，纤维胶和任何两种或者更多种的这些材料的共混物。任何次级层也可以包含(或者基本组成为)任何弹性材料，其例子包括丙烯-α-烯烃弹性体，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；溴化丁基橡胶：BIIR)，聚丁二烯(BR)，苯乙烯-丁二烯橡胶(SBR)，丁腈橡胶，氢化丁腈橡胶，氯丁二烯橡胶(CR)，聚氯丁二烯，氯丁橡胶，EPM(乙烯-丙烯橡胶)和EPDM橡胶(乙烯-丙烯-二烯橡胶)，表氯醇橡胶(ECO)，聚丙烯酸类橡胶(ACM，ABR)，硅橡胶，氟硅橡胶，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)，热塑性硫化物(TPV)，热塑性聚氨酯(TPU)，热塑性烯烃(TPO)，聚硫化物橡胶或者任何两种或者更多种的这些弹性体的共混物。在某些实施方案中，该一种或多种弹性体层包含丙烯-α-烯烃弹性体，苯乙烯-丁二烯橡胶或者其共混物。在仍然的其他实施方案中，该一种或多种弹性层的基本组成为丙烯-α-烯烃弹性体。在具体的实施方案中，多层织物中不存在基于苯乙烯类的弹性体(包含至少10wt％苯乙烯或者取代的苯乙烯衍生单元的聚合物)。
该次级层可以处于膜，织物或者二者的形式。膜可以流延，吹塑或者通过任何其他合适的手段来制造。当该次级层是织物时，该次级层可以是熔纺，干法成网或者湿法成网织物。该干法成网方法包括机械手段，例如如何生产梳毛加工的织物，和气动手段例如气流成网方法。干法成网非织造物是用短纤维加工机例如梳毛机和废料来源的纤维来制造的，其设计来处理干燥状态的短纤维。这个类别中还包括的是由处于粗纤维形式的纤维制成的非织造物，和包含短纤维和缝合细丝或者纱线的织物，即，缝合粘合的非织造物。通过湿法成网方法所制造的织物是用与纸浆纤维化(例如锤式磨机)和纸张形成相关的机器来制造的。网粘合方法可以描述为是化学方法或者物理方法。在任何情况中，干法成网和湿法成网织物可以喷射和/或水刺来形成水刺布织物，如本领域已知的。化学粘合指的是使用水基和溶剂基聚合物来将纤维网粘合在一起。这些粘合剂可以通过浸透(浸渍)，喷涂，印刷来施用，或者作为发泡体来施用。物理粘合方法包括加热方法例如压延和热空气粘合，和机械方法例如针刺和水刺。纺粘非织造物是以一种连续方法来制造的：纤维是通过熔体挤出来纺成的，然后通过偏转器直接分散在网中或者可以用空气流来引导。
在某些实施方案中，该基于丙烯的聚合物可以形成棵纺织物。形成这样的织物的方法描述在例如US4818464和US5720832中。通常，可以形成两种或者更多种不同的热塑性和/或弹性体材料的织物。
该纤维的非织造织物可以用于制造制品，例如个人护理产品、婴儿尿布、训练裤、吸收剂垫料、泳衣、抹布、妇女卫生产品、绷带、伤口护理产品、医用服装、手术袍、过滤器、成人失禁产品、手术帘、覆盖物、衣服、清洁制品和设备。
实施例
下面的非限定性实施例显示了本发明方法和组合物的特征。那些特征是通过本文所述的测试来说明的。
熔体流动速率
熔体流动速率(“MFR”)定义为聚合物克数/10min(g/10min或者它的等价单位dg/min)，并且是根据ASTM D1238(2.16kg，230℃)测量的。对于未稳定的反应器粒子和/或粉末聚丙烯(“PP”)样品，在测量MFR之前，依照下面的样品制备程序。丁基化羟基甲苯(BHT)的己烷溶液是通过将40±1g的BHT溶解在4000±10ml己烷中来制备的。将10±1g的粒子/粉末PP样品称重到铝称重盘中。在罩子下将10±1ml的BHT/己烷溶液加入该铝盘中。如果需要，搅拌该样品来彻底湿润全部粒子。将该样品淤浆置于105±5℃的烘箱中最少20min。从烘箱除去样品，并且置于氮气净化的干燥器中最少15分钟，以使得样品冷却。依照ASTM D1238程序测量MFR。
分子量表征
分子量性能(Mz，Mw，Mn，Mw/Mn等)是使用高温凝胶渗透色谱仪(PolymerChar GPC-IR)测定的，其装备有多通信道滤波器基红外检测器组件IR5，其中使用宽带信道来测量该聚合物浓度，同时两个窄带信道用于表征组成。使用三个Agilent Plgel 10μm混合-B LS柱来提供聚合物分离。具有300ppm BHT的Aldrich试剂级1,2,4-三氯苯(TCB)用作流动相。该TCB混合物是通过0.1μm特氟龙过滤品牌在来过滤的，并且用在线脱气机脱气，然后进入GPC仪器。标称流速是1.0mL/min和标称注射体积是200μL。将包括转移管线，柱，检测器的整个系统包含在保持于145℃的烘箱中。称重给定量的聚合物样品，并且密封在标准小瓶中和将10μL流动标记剂(庚烷)加入其中。在将该小瓶装入自动取样机之后，将聚合物自动溶解在所述仪器中，并且加入8mL的TCB溶剂。该聚合物是在160℃连续摇动1小时(用于大部分的聚乙烯(“PE”)样品)或者2小时(用于PP样品)来溶解的。用于浓度计算的TCB密度在22℃是1.463g/mL和在145℃是1.284g/mL。该样品溶液浓度是0.2-2.0mg/ml，并且较低的浓度用于较高的分子量样品。MWD值可以是测定到±0.05。
在色谱图每个点的浓度c是由基线减去的IR5宽带信号I，使用下面的等式来计算的：
c＝αI
其中“α”是用PE或者PP标准物所测定的质量常数。质量回收率是由浓度色谱图在洗提体积上的积分面积和注入质量的比率来计算的，注入质量等于预定浓度乘以注入回路体积。
分子量是通过将通用校正关系与柱校正合并来确定的，其是用一系列单分散聚苯乙烯(PS)标准物来进行的。MW是在每个洗提体积用下面的等式计算的：
Figure BDA0001950775000000241
其中具有下标“X”的变量表示测试样品，而具有下标“PS”的那些表示“聚苯乙烯”样品。在这种方法中，aX＝0.67和KPS＝0.000175，而aX和KX获自公开文献。具体地，a/K＝0.695/0.000579(聚乙烯均聚物)和0.705/0.0002288(聚丙烯均聚物)。
所述通用校正方法用于测定洗提聚合物部分的分子量分布(MWD，Mw/Mn)和分子量平均值(Mn，Mw，Mz等)。使用13个1.5-8200kg/摩尔的窄分子量分布的聚苯乙烯标准物(获自Polymer Labs，英国)来产生通用校正曲线。Mark-Houwink参数获自附录I,Mori，S.；Barth，H.G.排阻色谱法(Springer，1999)。对于聚苯乙烯使用K＝1.38×10-4dl/g和α＝0.7；和对于聚乙烯使用K＝5.05×10-4dl/g和α＝0.693。对于聚合物部分，其在温度步骤洗提，其的重量分数(重量％回收率)小于0.5％，MWD和分子量平均值未计算；此外，这样的聚合物部分不包括在所述部分的聚集物的MWD和分子量平均值的计算中。
热收缩
由线性绞纱收缩所代表的热收缩是根据ASTM D2259测量的。纱线的绞纱是通过将50圈纱线从绕线筒上缠绕到标准尺寸旦尼尔测试轮上来生产的。该绞纱(回路)是从钩子上挂起的，并且将90g的重量施加到该绞纱来保持它垂直。该绞纱的长度是使用mm单位的尺子测量的，并且记录为初始L0。除去所述重量，并且将绞纱在100℃的循环空气烘箱中悬挂15秒，然后除去。将绞纱从钩子上挂起，重新悬挂90g重量，并且使用mm单位的尺子测量绞纱的长度。该长度记录为“最终长度”L1，并且统一比初始长度短。
线性绞纱收缩(LSS)＝(L0-L1)*100/L0 (1)
纱线是使用部分定向纱线(POY)生产装置来生产的。生产了七十二(72)个细丝纱线，其具有大约1.5旦尼尔/细丝的细丝。纤维生产速度是1000m/min-5000m/min。将样品纱线缠绕到绕线筒上来用于随后测试。
熔点温度(Tm)
熔点温度(Tm)是通过差示扫描量热法(DSC)，使用TA Instruments 2920 DSC来测量的。将6-10mg的样品(其已经在22℃存储了至少48小时)在铝盘中密封，并且加入22℃的所述仪器中。该样品在25℃平衡化，然后以10℃/min的冷却速率冷却到-80℃，来获得结晶热(Tc)。然后该样品在-80℃保持5min，然后以10℃/min的加热速率加热到25℃。玻璃化转变温度(Tg)是由这个加热循环测量的。另外，将该样品在25℃平衡化，然后以10℃/min的加热速率加热到150℃。如果存在，分析了吸热熔融转变，来用于转变开始和峰温度。所报告的熔点温度(Tm)和熔融热(Hf)是来自于第二热循环的峰熔融温度，除非另有规定。对于表现出多峰的样品来说，Tm定义是来自于DSC熔融追踪的峰值熔融温度(即，与在那个温度范围的最大吸热量热相应有关)。该Tm测量为±0.2℃之内。热输出(作为样品的熔融峰下的面积来记录)是熔融热(Hf)的度量，并且可以以焦耳/克(J/g)聚合物来表达。
本发明的纺粘织物
根据下面的通用程序制备了本发明的实施例A，其包含ExxonMobil PP3155(MFR是36g/10min，MWD＝3.8，Mw＝170000g/摩尔，Mn＝47000g/摩尔和Mz＝370000g/摩尔)作为主要的聚丙烯和聚乙烯(“PE”，ExxonMobil EnableTM35-05)作为次要的聚烯烃，如表2所述。将该熔融混合的聚合物组合物供入纤维纺纱挤出机中。该纤维纺纱是在常规的纤维纺纱线中在部分定向纱线模式来进行的。它装备有2英寸直径的单螺杆挤出机。将来自于挤出机的熔融聚合物组合物供给到熔体泵，其将该熔融聚合物组合物传递到喷丝头。该喷丝头包含72个毛细管，每个的直径是0.6mm。离开喷丝头的熔融聚合物组合物是通过15.6℃的冷空气冷却的，并且冷却速度是18.3m/min。该冷却的纤维是通过机械辊(或者导丝辊)取出的，其可以在0到5000m/min变化，并且两个纺纱速度设定在2500m/min和3500m/min。
还依照同样的程序制备了对比例。每个样品的热收缩是如表1所示来计算的。本发明实施例A的热收缩大于9。如果本发明的实施例A的聚合物组合物的双成分相可以在所述方法过程中形成，则热收缩可以增加高到28。从表1中可见纺纱速度越快，则热收缩越高。
表1.本发明的实施例在不同的纺纱速度的热收缩
Figure BDA0001950775000000261
在第二组实施例中，将基于乙烯的聚合物(“PE”，ExxonMobil EnableTM35-05)和基于丙烯的弹性体(“PBE”，VistamaxxTM6202基于丙烯的弹性体)选择为聚合物组合物的次要的聚烯烃，如表2所示。
表2.该聚合物组合物的基础材料的性能
性能 PP3155 PBE PE
MFR(g/10min) 36 20 0.5
密度(g/cm<sup>3</sup>) 0.91 0.86 0.94
Tm(℃) 168.5 57 123.3
MWD 3.8 3.4 3.3
PP3155(主要的聚丙烯)和PBE或者PE(次要的聚烯烃)的共混物可以干燥共混，并且直接供入纺粘方法的挤出机来形成本发明的实施例B-E。将该熔融混合的聚合物组合物供入纺粘系统的挤出机。输出速率可以是0.2-0.4克/孔/分钟，其取决于所期望的纤维尺寸。该纺粘系统的挤出机将均化的熔融物传递到熔体泵，其将该熔融聚合物传递到纺纱梁。该纺纱梁具有大约1米宽的矩形喷丝头，其具有大约4000个孔。每个孔的直径是0.6mm。将离开喷丝头的熔融聚合物丝线骤冷和通过冷空气(小于15.6℃)牵拉成细纤维。将该骤却和高度拉伸的纤维沉积到移动的多孔网(形成网)来形成非织造网的配对物。然后将未粘合的网送过压延机辊，该辊加热到大约93℃。在所述网送过压延机的啮合辊时，纤维在单个步骤中退火，并且增强了纤维的弹性。
全部样品的热收缩显示在表3中。很显然本发明的织物的热收缩高于单独的主要的聚丙烯的织物，例如至少高了5％，优选10％，或者20％，或者25％，或者30％，或者35％，或者40％，或者50％。
表3本发明的实施例在不同的组合物比率时的热收缩
Figure BDA0001950775000000271
本文公开的不同的说明性元件和数字范围可以与其他说明性元件和数字范围组合，来描述所述织物和层合物优选的实施方案，和形成它们的方法；此外，任何元件的数字上限可以与相同元件的任何数字下限组合来描述优选的实施方案，包括在允许这样的权限中的实施例中的值。在这方面，措词“在范围X-Y中(或者“内”)”目的是包括“X”和“Y”端值。
对于其中适用“引入作为参考”原则的全部权限，全部的测试方法，专利公开文献，专利和参考论文由此以其全部引入作为参考或者用于它们提及的相关部分的参考。

Claims (19)

1.一种生产非织造织物的方法，包括：
a)形成聚合物组合物，该聚合物组合物包含主要的聚丙烯和至少一种次要的聚烯烃，其中该主要的聚丙烯是聚丙烯均聚物和该主要的聚丙烯在聚合物组合物中的存在范围是98-50wt％，基于该聚合物组合物的重量，和该次要的聚烯烃的存在范围是2-50wt％，基于该聚合物组合物的重量；
b)在纺粘方法中，由该聚合物组合物形成纤维，然后形成织物，所述纺粘方法以2500m/min或更大的纺纱速度进行；
c)将步骤(b)中所形成的织物曝露于低于50℃温度的冷却环境；和
d)将该织物曝露于50℃-250℃的加热环境。
2.权利要求1的方法，其中该主要的聚丙烯的分子量分布(MWD)小于5.5和熔体流动速率是1-500g/10min(ASTM D1238，2.16kg，230℃)。
3.权利要求1的方法，其中该次要的聚烯烃是基于丙烯的弹性体，其具有至少60wt％丙烯衍生的结构单元和3-25wt％乙烯衍生的结构单元，基于该基于丙烯的弹性体的重量，并且熔融热小于80J/g。
4.权利要求1的方法，其中该次要的聚烯烃是基于乙烯的聚合物，其衍生自乙烯和任选的一种或多种C3-C20α-烯烃共聚单体，其中该基于乙烯的聚合物的密度范围是0.900-0.945g/cm3，熔融指数(MI)，I2.16范围是0.1-15g/10min，MWD范围是1.5-5.5和熔融指数比(MIR)，I21.6/I2.16范围是10-100。
5.权利要求1的方法，其中该纤维的热收缩比单独的主要的聚丙烯的热收缩高了至少5％，其是根据ASTM D2259测定的。
6.权利要求1的方法，其中该纤维的热收缩比单独的主要的聚丙烯的热收缩高了至少20％，其是根据ASTM D2259测定的。
7.权利要求1的方法，其中该纤维的热收缩大于10，其是根据ASTM D2259，在纺纱速度2500m/min纺成后测定的。
8.权利要求1的方法，其中该纤维的热收缩大于20，其是根据ASTM D2259，在纺纱速度3500m/min纺成后测定的。
9.权利要求1的方法，其中该纤维的平均直径小于20μm，或者旦尼尔(g/9000m)小于2。
10.权利要求1的方法，其中该主要的聚丙烯是使用齐格勒-纳塔催化剂体系来生产的。
11.权利要求1的方法，其中该主要的聚丙烯的MWD范围是3-4.5，其是通过GPC测定的。
12.权利要求1的方法，其中该主要的聚丙烯的熔体流动速率是10-250g/10min，其是根据ASTM1238，2.16kg在230℃测定的。
13.一种层合物，其包含通过权利要求1的方法形成的非织造织物的一层或多层。
14.权利要求13的层合物，其中该层合物包含一个或多个次级层，其包含由天然和/或合成材料制成的其他织物、网状物、棵纺织物、稀松布和/或膜。
15.权利要求13的层合物，其中该纤维的热收缩大于10，其是根据ASTM D2259，在纺纱速度2500m/min纺成后测定的。
16.权利要求13的层合物，其中该纤维的平均直径小于20μm，或者旦尼尔(g/9000m)小于2.0。
17.权利要求13的层合物，其中该层合物曝露于至少50℃的加热环境。
18.一种制品，其包含通过权利要求1的方法制成的织物。
19.权利要求18的制品，其中该制品包含个人护理产品、婴儿尿布、训练裤、吸收剂垫料、泳衣、抹布、妇女卫生产品、绷带、伤口护理产品、医用服装、手术袍、过滤器、成人失禁产品、手术帘、覆盖物、衣服、清洁制品和设备。
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