CN1918228A - 适合纤维和无纺布的聚丙烯树脂 - Google Patents

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Abstract

提供了共混的聚丙烯组合物、纤维和由其制备的无纺制品。在一个方面，所述共混的聚丙烯组合物包含分子量分布是2.5～8的第一聚合物组分，以及分子量分布是1.8～3的第二聚合物组分。所述第一聚合物组分具有大于30g/10min的熔体流动速率，而第二聚合物组分具有小于40g/10min的熔体流动速率，而且所述共混的聚丙烯组合物具有大于5g/10min的熔体流动速率。

Description

适合纤维和无纺布的聚丙烯树脂
本申请要求2004年2月12日提出的美国专利申请60/543,964的权益。
发明背景
发明领域
本发明的实施方案一般而言涉及共混的聚丙烯树脂。更具体地说，本发明的实施方案涉及用于制备纺粘纤维和由其制备的层压材料的共混的聚丙烯树脂。
相关技术的描述
聚烯烃树脂已用来形成适用于制作无纺布(nonwoven fabrics)和无纺织物(nonwoven webs)的纤维。无纺布和无纺织物适用于多种消费品和工业用途，例如尿布、妇女卫生用品、毛巾、娱乐织物和保护性织物。当产品的纤维摸起来是软的并且贴合穿戴者的身体时，目的是由消费者穿戴的这样的产品是更理想的。例如，从具有更高伸长率的纤维制作的纺织品或无纺布可拉伸性更好，并因此具有更好的身体适应性。因此，很多研究致力于改善聚烯烃纤维的伸长率，和改善从这样的纤维制作的无纺布的伸长性。
然而，改善无纺布的伸长性通常伴随牺牲纤维的加工性和纺丝速率。因此，需要提供比通常生产的那些具有更大伸长率并且还能够被以高纺丝速率加工的聚烯烃纤维。
发明概述
本发明提供了适用于纤维和从所述纤维制作的无纺制品的共混的聚丙烯组合物。在一个方面，所述共混的聚丙烯组合物包含分子量分布是2.5～8的第一聚合物组分，以及分子量分布是1.8～3的第二聚合物组分。所述第一聚合物组分具有大于20g/10min的熔体流动速率，而所述第二聚合物组分具有小于40g/10min的熔体流动速率。所述共混的聚丙烯组合物具有大于5g/10min的熔体流动速率。
在另一方面，所述共混的聚丙烯组合物包含一种具有小于40g/10min的熔体流动速率和2.5～8的分子量分布的高分子量组分，和一种具有大于20g/10min的熔体流动速率和1.8～3的分子量分布的低分子量组分。所述共混的聚丙烯组合物具有大于5g/10min的熔体流动速率。
在又一方面，所述共混的聚丙烯组合物包含一种具有小于40g/10min的熔体流动速率和1.8～3的分子量分布的高分子量组分，和一种具有大于20g/10min的熔体流动速率和2.5～8的分子量分布的低分子量组分。所述共混的聚丙烯组合物具有大于5g/10min的熔体流动速率。
在又一方面，所述共混的聚丙烯组合物包含至少一种高分子量聚合物组分以及至少一种低分子量聚合物组分，所述高分子量聚合物组分具有大于140,000的重均分子量，根据ASTM D-1238、条件230/2.16测定的小于40g/10min的熔体流动速率，和2.5～8的分子量分布；所述低分子量聚合物组分具有小于200,000的重均分子量，根据ASTM D-1238、条件230/2.16测定的大于20g/10min的熔体流动速率，和1.8～3的分子量分布。所述共混的聚丙烯组合物具有根据ASTM D-1238、条件230/2.16测定的大于5g/10min的熔体流动速率。
在又一方面，所述共混的聚丙烯组合物包含至少一种高分子量组分以及至少一种低分子量组分，所述高分子量组分具有大于140,000的重均分子量，小于40g/10min的熔体流动速率，和1.8～3的分子量分布；所述低分子量组分具有小于200,000的重均分子量，大于20g/10min的熔体流动速率，和2.5～8的分子量分布。所述共混的聚丙烯组合物具有根据ASTM D-1238、条件230/2.16测定的大于5g/10min的熔体流动速率。
在又一方面，所述共混的聚丙烯组合物包含基本上由第一聚丙烯构成的第一聚合物组分和基本上由第二聚丙烯构成的第二聚合物组分，所述第一聚丙烯具有大于140,000的重均分子量，根据ASTM D-1238、条件230/2.16测定的40g/10min或更小的熔体流动速率；所述第二聚丙烯具有小于200,000的重均分子量，根据ASTM D-1238、条件230/2.16测定的20g/10min或更大的熔体流动速率。所述第一聚丙烯的分子量分布是1.8～3，而所述第二聚丙烯的分子量分布是2.5～8，或者作为可选择的方案，所述第一聚丙烯的分子量分布是2.5～8，而所述第二聚丙烯的分子量分布是1.8～3。
在又一方面，所述共混的聚丙烯组合物包含10～30重量％的、具有根据ASTM D-1238条件230/2.16测定的约2g/10min的熔体流动速率的第一聚合物组分；以及90～70重量％的、具有根据ASTM D-1238条件230/2.16测定的约36g/10min或更大的熔体流动速率的第二聚合物组分，其中所述第一聚合物组分和所述第二聚合物组分各自具有2.5～8的分子量分布或1.8～3的分子量分布。所述共混的聚丙烯组合物具有根据ASTM D-1238条件230/2.16测定的大于20g/10min的熔体流动速率。
详细描述
本发明提供了能够以大于3000m/min的纺丝速率制备高伸长率纤维的聚合物树脂。该聚合物树脂优选是至少两种聚合物组分的共混物，其中至少一种聚合物组分具有宽分子量分布(MWD)，而且至少一种聚合物组分具有窄MWD。例如，该聚合物树脂可以是具有宽MWD的低分子量聚合物组分和具有窄MWD的高分子量聚合物组分的共混物。该聚合物树脂还可以是具有窄MWD的低分子量聚合物组分和具有宽MWD的高分子量聚合物组分的共混物。
分子量分布(MWD)是给定聚合物样品内分子量范围的量度。众所周知，MWD的宽度可通过各分子量平均值的比率来表征，例如重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)的比率，或者Z均分子量(Mz)与重均分子量(Mw)的比率。除非另外说明，本文使用的“MWD”是指Mw与Mn的比率。
在一个方面，所述聚合物树脂具有2.5或更大的MWD。在另一方面，所述聚合物树脂具有3或更大的MWD。在又一方面，所述聚合物树脂具有4或更大的MWD。在又一方面，所述聚合物树脂具有5或更大的MWD。在又一方面，所述聚合物树脂具有2.5～6、或3～5、或2.5～5的MWD。
本文使用的术语“聚合物”包括但不限于均聚物、共聚物、三元共聚物等，以及它们的合金和共混物。本文使用的术语“聚合物”还包括抗冲共聚物、嵌段共聚物、接枝共聚物、无规共聚物和交替共聚物。除非另外具体说明，术语“聚合物”应该还包括所有可能的几何构型。这样的构型可以包括全同立构、间同立构和无规对称的。
本文使用的术语“共混物”是指两种或更多种聚合物的混合物。本文使用的术语“合金”是指共混物的一个亚类，其中各组分是不溶混的，但是已被增容。“溶混性”和“不溶混性”定义为分别具有负的和正的混合自由能值的共混物。此外，“增容”定义为为了制备合金而改变不溶混的聚合物共混物的界面性能的过程。
优选地，各聚合物组分包括聚丙烯。本文使用的“聚丙烯”包括丙烯的均聚物、共聚物，或它们的混合物。包括与一种或多种另外的单体聚合的一种或多种丙烯单体的产品通常被称为无规共聚物(RCP)或抗冲共聚物(ICP)。抗冲共聚物在本领域还被称为多相共聚物。
在一个实施方案中，各聚合物组分还包括一种或多种选自下组的烯烃：乙烯或者直链或支化的C4～C20α-烯烃，优选乙烯或C4～C8α-烯烃，更优选乙烯、1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、3-甲基-1-戊烯、3，5，5-三甲基-1-己烯和1-辛烯，更更优选丙烯或1-丁烯，并任选地还包括少量非共轭的二烯烃，优选C6～C20二烯烃。所述α-烯烃可以含有完全饱和的环状结构，这样α-烯烃单体不含有具有任何烯属不饱和度或任何芳香结构的环状部分。优选的α-烯烃是单烯烃。
在一个实施方案中，各聚合物组分优选包含作为主要单体的丙烯以及一种或多种除丙烯外的α-烯烃。丙烯的含量通常是88mol％或更多，更优选是99mol％或更多。所述除丙烯以外的一种或多种α-烯烃(例如乙烯)的含量通常是12mol％或更小，更优选是1mol％或更小。
在一个实施方案中，至少一种聚合物组分主要是结晶性的，意思是它具有大于110℃、优选大于115℃、最优选大于130℃的熔点。本文使用的术语“结晶性的”是指具有大于60J/g、优选至少70J/g、或更优选至少80J/g的熔化热的那些聚合物，所述熔化热通过差示扫描量热法(DSC)以10℃/分钟的加热速率测定。
结晶温度(Tc)和熔解温度(Tm)可如下测定。例如，在约150℃～200℃下压制并用冲模取下约6～10mg的聚合物或增塑聚合物的片。将样品放入差示扫描量热计(Perkin Elmer 7系列热分析系统)，加热到200℃并保持10分钟。将样品以10℃/min的速率冷却到25℃的最终温度。记录热输出，并且通过电子区分热输出数据确定指示热容变化的热输出数据中的拐点。差示热输出数据中的最大值相应于样品的结晶温度。将样品在25℃保持10分钟，再以10℃/min的速率加热到200℃。记录热输入，并且通过电子区分热输入数据确定指示热容变化的热输入数据中的拐点。差示热输入数据中的最大值相应于样品的熔解温度。
在另一个实施方案中，至少一种聚合物组分是基本上全同立构的聚丙烯均聚物或者含有等于或小于10重量％的其它单体的丙烯共聚物。在又一个实施方案中，至少一种聚合物组分呈接枝或嵌段共聚物的形式。在又一个实施方案中，至少一种聚合物组分是均聚丙烯和/或无规和/或嵌段共聚物的组合。
当所述聚合物组分是无规共聚物时，在所述共聚物中共聚的α-烯烃的百分比是至多9重量％，优选1～8重量％，最优选2～6重量％。优选的α-烯烃含有2个或4～12个碳原子。所述共聚物可以包括但不限于一种、两种或更多种与丙烯共聚的α-烯烃。示例性的α-烯烃包括但不限于例如乙烯、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、十二烯-1和十六烯-1。
任何已知聚合方法都可用来制备所述聚合物组分。例如，聚丙烯均聚物可以通过在一段或多段反应器内的丙烯均聚而获得。共聚物可通过将丙烯与一种或多种具有2个或4～20个碳原子的α-烯烃(优选乙烯)在一段或多段反应器内共聚合而获得。聚合方法包括高压、淤浆、气相、本体或溶液相，或其任意组合。还可以使用任何催化剂或催化剂体系，例如齐格勒-纳塔催化剂和金属茂催化剂。聚合可以通过连续或间歇工艺进行，并且可以包括链转移剂、清除剂或被认为合适的其它这样的添加剂的应用。
根据ASTM D-1238、条件230/2.16测定，所述具有低分子量的聚合物组分或者“低分子量聚合物组分”在230℃下通常具有约20g/10min或更大的熔体流动速率(MFR)。优选地，所述低分子量聚合物组分具有30g/10min或更大、或35g/10min或更大、或40g/10min或更大、或50g/10min或更大、或100g/10min或更大、或200g/10min或更大、或300g/10min或更大、或400g/10min或更大的MFR。更优选地，所述低分子量聚合物组分具有30g/10min～400g/10min、或40g/10min～200g/10min、或40g/10min～100g/10min、或40g/10min～60g/10min的MFR。而且，所述低分子量聚合物组分具有小于200,000重均分子量(基于GPC分析)，例如小于180,000、小于170,000或小于165,000的分子量。优选地，所述低分子量聚合物组分具有约160,000，例如156,000～164,000的分子量。
所述具有高分子量的聚合物组分或者“高分子量聚合物组分”通常具有约40g/10min或更小的熔体流动速率(MFR)。更优选地，所述高分子量聚合物组分具有35g/10min或更小、或30g/10min或更小、或25g/10min或更小、或20g/10min或更小、或15g/10min或更小、或12g/10min或更小、或10g/10min或更小、或5g/10min或更小的MFR。在一个方面，所述MFR可以低到2或0.1。在另一个方面，所述高分子量聚合物组分具有0.1g/10min～30g/10min、或2g/10min～30g/10min、或5g/10min～30g/10min、或5g/10min～10g/10min、或1g/10min～5g/10min、或0.1g/10min～5g/10min的MFR。熔体流动速率(MFR)是聚合物或聚合物共混物的粘度的量度。MFR以在2.16kg负荷下10分钟内从已知尺寸的毛细管流过的材料的重量表示，并且根据例如ASTMD-1238测试、条件230/2.16，在230℃下，以克/10分钟为单位测定。另外，所述高分子量聚合物组分具有大于140,000重均分子量(基于GPC分析)，例如大于160,000或大于180,000或大于200,000的分子量。
通过受控制的流变学方法，可以将聚合物组分的分子量和分子量分布调节到所希望的水平。可以使用任何合适的受控制的流变学方法。例如，一个典型的受控制的流变通过在用于将聚合物颗粒转化为丸粒的挤出机中进行的自由基解聚过程实现。优选加入过氧化物作为热活化的引发剂，以引发所述解聚反应。
共混的聚合物树脂
将所述各聚合物组分以一定的比率共混，使得共混的聚合物树脂具有5g/10min或更大的MFR。优选地，所述共混的聚合物树脂具有10g/10min或更大的MFR。更优选地，所述共混的聚合物树脂具有20g/10min或更大的MFR。甚至更优选地，所述聚合物树脂具有25g/10min或更大的MFR。在一个方面，所述共混的聚合物树脂具有约20g/10min～约60g/10min的MFR。在另一个方面，所述共混的聚合物树脂具有约20g/10min～约50g/10min的MFR。在又一方面，所述共混的聚合物树脂具有约20g/10min～约40g/10min的MFR。在又一方面，所述共混的聚合物树脂具有约25g/10min～约35g/10min的MFR。在又一方面，所述共混的聚合物树脂具有约20g/10min～约30g/10min的MFR。
在一个方面，所述共混的聚合物树脂包含约10重量％的高分子量聚合物组分～约40重量％的高分子量聚合物组分。在另一个方面，所述共混的聚合物树脂包含约10重量％的高分子量聚合物组分～约35重量％的高分子量聚合物组分。在另一个方面，所述共混的聚合物树脂包含约10重量％的高分子量聚合物组分～约30重量％的高分子量聚合物组分。在另一个方面，所述共混的聚合物树脂包含约10重量％的高分子量聚合物组分～约25重量％的高分子量聚合物组分。在另一个方面，所述共混的聚合物树脂包含约10重量％的高分子量聚合物组分～约20重量％的高分子量聚合物组分。
因此，所述共混的聚合物树脂包含约90重量％的低分子量聚合物组分～约70重量％的低分子量聚合物组分。优选地，所述共混的聚合物树脂包含约85重量％的低分子量聚合物组分～约75重量％的低分子量聚合物组分。
所述聚合物树脂可以通过任何保证各组分的紧密混合物的后反应器(post reactor)方法共混。聚合物的共混和均化是本领域熟知的，包括单螺杆和双螺杆混合挤出机、用于混合低粘度的熔融聚合物流的静态混合机、撞击式混合机以及设计成以紧密接触的方式分散高分子量聚合物组分和低分子量聚合物组分的其它机械和方法。例如，可以通过熔体共混或干混，在连续或间歇方法中掺合所述聚合物组分和其它少量组分。这些方法是本领域熟知的，并且包括单螺杆和双螺杆混合挤出机，以及设计成熔化或充分均化聚合物组分的其它机械和方法。熔体掺合或混合挤出机通常装备了造粒模头，以便将均化的聚合物转化为丸粒形式。然后可以将所述均化的丸粒进料到纤维挤出机或无纺加工设备中，以生产纤维或织物。
所述聚合物树脂还可以通过本领域目前已知的任何反应器共混方法生产。反应器共混物是高度分散的和机械作用不可分离的聚合物共混物，是由于一种或多种单体的序列聚合(在另一种聚合物存在下形成一种聚合物)而就地产生的。所述聚合物可以通过任何上述聚合方法生产。所述反应器共混物可以在单个反应器或者依序排列的两个或更多个反应器中生产。
所述聚合物树脂还可以通过将反应器共混与后反应器共混相结合来生产。
纤维产品
所述共混的聚合物树脂可以被用于生产纤维产品。示例性的纤维产品包括但不限于用于下列产品的长丝：纺织品、无纺织品、地毯、尿布、泳装、小孩训练裤、成人失禁患者衣服、妇女护理用品、医疗服装、床垫、手术室帷帘、衣服衬里、擦脚垫(scrubbing pads)、机动车内部部件、服装、胶布、面具和口罩、空气过滤器、真空袋、油和化学品溅出吸附剂、绝热材料、急救敷料、医疗包扎物、纤维填塞物、外衣、床被填充物、家具垫、过滤器介质、擦脚垫、揩擦材料及其组合。
本文使用的“无纺织物”是指通过非纺织方法生产的织物材料。在无纺布中，通过中间体一维纱线态，所述纤维被直接加工成平的片状织物结构，然后被化学法或热法粘结或机械互连(或二者)而获得粘结的织物。
纺粘方法
所述纤维产品可以通过任何方法形成，包括例如熔融纺丝、干纺、湿纺、热变定、热松弛、加捻、交织、捆扎、卷曲、熔体喷射、纺粘、气流成网(air laying)、粘合粗梳织物加工和切割。优选地，通过纺粘法生产所述纤维产品例如无纺织品。在一种典型的纺粘方法中，可以使用配备或没有配备掺合装置的料斗。所述料斗供应聚合物给加热的挤出机，以熔化和均化所述聚合物。挤出机供应熔化的聚合物给喷丝头，在此聚合物在通过在喷丝头中呈一行或多行排列的细开口时变成丝，形成长丝的幕帘。所述长丝通常用低温空气骤冷，拉伸(通常气动拉伸)，然后淀积在移动的垫、皮带或“成型丝网”上，以形成无纺布。参见例如美国专利4,340,563、美国专利3,692,618、美国专利3,802,817、美国专利3,338,992、美国专利3,341,394、美国专利3,502,763和美国专利3,542,615。
在纺粘方法中生产的纤维的直径通常在约10～约50微米的范围内，取决于工艺条件和将从这样的纤维生产的织物所要求的最终用途。例如，增大聚合物分子量或降低加工温度导致更大直径的纤维。骤冷空气温度和气动拉伸压力的变化也影响纤维直径。
熔体喷出法
本文使用的术语“熔喷纤维”是指通过如下方法形成的纤维：将熔化的热塑性材料挤出通过多个细的、通常圆形的模头毛细管，以熔融的线或丝的形式进入高速气流(例如空气)中，所述高速气流使熔化的热塑性材料的丝变细以减小它们的直径，所述纤维的直径可以到微纤维的直径。所述纤维由所述高速气流携带到收集表面，以在移动的传送带丝网上形成无规分布的熔喷纤维的网。然后，所述微纤维网可以被热粘合以使它的强度和表面稳定性最大化，或者不被粘合以使其容量和过滤效果最大化。这样的方法例如公开于美国专利3,849,241和6,268,203中。熔喷纤维是直径通常小于10微米的微纤维。本文使用的术语熔体喷出意图包括熔体喷射(meltspray)法。
层压法
所述聚合物树脂还适用于制备多层层压材料。本文使用的“多层层压材料”是指一种层状结构，其中一些层是纺粘型非织造织物，而一些是熔喷法非织造织物。例如，一种常见的多层层压材料是纺粘/熔喷/纺粘(SMS)层压材料。其它层压材料结构描述于例如美国专利4,041,203、5,169,706、5,145,727、5,178,931和5,188,885中。本发明制备的纺粘型非织造织物(在所述织物的另外的下游处理前或后)可与其它基材例如膜或其它类型的无纺布层压。
熔体添加剂
可利用某些添加剂来改变所述聚合物树脂的物理和/或化学性能，从而改变纤维产品的性能。这样的性能包括例如强度、排斥性、吸收性、阻燃性、抗静电性、紫外线稳定性和γ射线稳定性。添加剂可以包括但不限于稳定剂、抗氧化剂、填料、着色剂、成核剂、分散剂、脱模剂、增滑剂、阻燃剂、增塑剂、颜料、硫化剂或固化剂、硫化或固化促进剂、硫化延迟剂、加工助剂、增粘树脂等。其它添加剂可以包括填料和/或增强材料，例如炭黑、粘土、滑石、碳酸钙、云母、二氧化硅、硅酸盐、它们的组合等。这里所述的列表并不是意图包括所有类型的可以使用的添加剂。在阅读了本文公开内容后，本领域技术人员将明白，可以使用其它添加剂来提高所述组合物的性能。
最终用途
上述无纺产品可以用于很多制品中，例如卫生用品，包括但不限于尿布、妇女护理用品和成人失禁产品，这仅是几个例子。所述无纺产品还可以用于医疗产品，例如无菌包裹料、隔离外衣、手术室长袍、手术衣和其它一次性用品。其它一些具体的无纺制品包括但不限于手术室帷帘、妇女卫生用品、失禁患者衣服、训练裤、泳装、外衣、床被填充物、家具垫、过滤器介质、擦脚垫、衣服衬里、机动车内部部件、面具和口罩、真空袋、油和化学品溅出吸附剂、绝热材料、急救敷料、医疗包扎物、揩擦材料和其它产品。一些具体的产品包括但不限于小孩训练裤、床垫、带材、空气过滤器和纤维填塞物。
实施例
为了提供对前文讨论的更好的理解，给出如下非限制性的实施例。虽然这些实施例可能针对具体的实施方案，它们不应被看成在任何具体的方面限制本发明。除非另外说明，所有的份、比例和百分数都基于重量。除非另外指出，所有的分子量都是重均分子量。包括重均分子量(Mw)、数均分子量(Mn)和z-均分子量(Mz)的分子量都是通过凝胶渗透色谱法(GPC)，也称为尺寸排阻色谱法(SEC)测定的。在如下实施例中，使用的GPC仪是在145℃下操作的、配备了ultrastyro凝胶柱的Waters色谱仪。使用的洗脱溶剂是三氯苯。使用十六个已知准确分子量的聚苯乙烯标准物校准所述柱。从所述标准物获得的聚苯乙烯的保留体积与被测试的聚合物的保留体积的关系得出聚合物的分子量。
实施例1～18
在各实施例中，将标记为“组分A”的聚丙烯组分与标记为“组分B”的另一个聚丙烯组分以特定的比率共混，以获得聚合物树脂，然后将所述聚合物树脂纺粘以形成纺粘的无纺布。下表1总结了各组分A和B的特性以及聚合物树脂的物理性能和测定的特性。还示出了各聚合物树脂的最大纺丝速度和纤维性能(伸长率和韧度)。
实施例1～8、10～13和15～18的共混物是通过熔体混合方法制备的，而实施例9和14的共混物是通过干混方法制备的。在熔体混合方法中，将聚合物组分A和B以所述比率加到旋转的双锥式掺合机中并混合，以形成物理共混物。将该物理共混物进料到双螺杆挤出机或单螺杆挤出机中，在那里所述共混物被熔化和均化。然后利用水下造粒机将所述均化的熔融聚合物造粒。然后将所述已造粒的材料(熔体共混物)进料到纤维纺丝挤出机中。在干混方法中，将聚合物组分A和B翻滚混合，以形成均匀的丸粒共混物，但没有熔化该丸粒共混物。随后将所述丸粒共混物直接进料到纤维纺丝挤出机中。或者，可以将组分A和B按所述比率分别进料到纤维纺丝挤出机的料斗中。在挤出机料斗中的搅拌器掺合所述组分A和B，这样在纤维纺丝以前，在纤维纺丝挤出机中完成所述两种组分的均化。
纤维纺丝机从位于West Melbourne，Florida的Hills，Inc.商购得到。所述纤维纺丝机是实验室规模的，具有2英寸的单螺杆挤出机。喷丝头具有72个毛细管。各毛细管直径是0.6mm，并且纺丝速度大于1,500m/min。将纤维收集在线轴上，并且按照标准试验测定所述纤维的韧度和伸长率。具体地说，使用装载了Textechno程序FPAM0210E的Textechno Statimat M测定纤维伸长率和韧度。这些Tetechno产品从位于德国Monchengladbach的Textechno Herbert Stein GmbH & Co.商购得到。
为了测试所述纤维，使纤维束穿过Statimat M上的陶瓷导轨进入气动夹。将纤维束以1270mm/min的速度拉伸直到其被破坏。记录拉伸纤维束的力和纤维束的应变，直到破坏发生。破坏是突发性断裂或从试验期间记录的峰值力减小90％。进行最少五次拉伸来完成试验。收集的数据包括峰值力、极限伸长率和韧度，韧度是通过将峰值力除以纤维的旦尼尔或重量计算的。下表1中总结了所述数据。
表1：
实施例： 1 2 3 4 5 6 7
  组分A：MFR共混物的％MnMwMzMz+lMw/Mn组分B：MFR共混物的％MnMwMzMz+lMw/Mn共混物：MFRMnMwMzMz+1Mw/Mn纤维：断裂时的纺丝速度，m/min韧度(g/den)以1500m/m生产的纤维以2500m/m生产的纤维伸长率(％)以1500m/m生产的纤维以2500m/m生产的纤维 2579420434117788306216437613.624004326501921942285484886643.4823.93642820593670191214276365.6545601.411.76377308 4.5546556527631373994314443034.214004626501921942285484886643.4826.93431319676459643310884365.7346101.491.91368289 4.5656556527631373994314443034.2115003515793598021077361523413.7919.33403119686860154611824795.7846701.411.81338274 2082604541804323537765785002.984001826501921942285484886643.4835435571618073492496131583.715000*1.972.21238196 2057.5604541804323537765785002.9840042.526501921942285484886643.4875350381379523161755659283.945000*1.681.86263206 2057.5604541804323537765785002.9840042.526501921942285484886643.4870.8345571283112835974917033.715000*1.762.05283221 3670635001625873089485163662.564003026501921942285484886643.4871.7434991338922732444774033.0849701.922.37230188
续表1
  实施例：   8   9   10   11   12   13   14
  组分A：MFR共混物的％MnMwMzMz+lMw/Mn组分B：MFR共混物的％MnMwMzMz+lMw/Mn共混物：MFRMnMwMzMz+1Mw/Mn纤维：断裂时的纺丝速度，m/min韧度(g/den)以1500m/m生产的纤维以2500m/m生产的纤维伸长率(％)以1500m/m生产的纤维以2500m/m生产的纤维 3674635001625873089485163662.564.2266531128769779026016010084.4122.6628521739783803937229142.775000*1.892.27318259 3674635001625873089485163662.564.2266531128769779026016010084.41------49302.042.23291231 3686635001625873089485163662.564001426501921942285484886643.4850556951430812714684393722.575000*2.221.47234173 3670.2635001625873089485163662.5640029.826501921942285484886643.4875424821341002771064666233.1649601.922.17238184 3658.9635001625873089485163662.5640041.126501921942285484886643.48100412301286652885825309743.125000*1.571.96236192 3674.2635001625873089485163662.564.225.8604541804323537765785002.98205786018596147551110490263.215000*1.912.15286249 3674.2635001625873089485163662.56225.89420434117788306216437613.62------5000*1.992.21364292
续表1
实施例： 15 16 17 18   对比实施例1   对比实施例2
  组分：MFR共混物的％MnMwMzMz+lMw/Mn组分B：MFR共混物的％MnMwMzMz+1Mw/Mn共混物：MFRMnMwMzMz+1Mw/Mn纤维：断裂时的纺丝速度，m/min韧度(g/den)以1500m/m生产的纤维以2500m/m生产的纤维伸长率(％)以1500m/m生产的纤维以2500m/m生产的纤维 3674.2635001625873089485163662.56225.89420434117788306216437613.6218566591462132724074465362.5843601.982.28347266 4005726501921942285484886643.482439420434117788306216437613.6227371371780024917518704014.7945001.511.80375271 4006326501921942285484886643.484.5376556527631373994314443034.2167.02887915883957874112943695.5043901.371.48405274 4005426501921942285484886643.482469420434117788306216437613.6223.3373002035167316621566355.4644551.511.75356290 36100635001625873089485163662.56-------35.8602601492352716134329212.485000*2.482.75197169 24100923381615082460263323171.81-------23.8821791541682312293207561.8849703.104.05169115
如上表1中所示，令人惊奇地发现了，具有300％或更大伸长率的聚烯烃纤维能以高于4,000m/min的速率纺丝。甚至更惊奇的是，这些聚烯烃纤维在高达5,000m/min的纺丝速率下具有大于250克/旦尼尔的韧度。
下表2总结了根据本文描述的实施方案制备的各种纺粘的无纺布样品。提供了各样品所采用的关键加工条件，即生产率、织物基本重量、吸风机RPM、冷风机RPM和热粘合辊的温度设置。生产率以克/喷丝头毛细管孔/分钟表示。使用吸风机和冷风机速率(RPM)来控制纤维骤冷速率和纤维拉伸速度。表2还示出了纤维样品的峰值载荷和峰值伸长率。
在加固的一米Reicofil线上生产了这些无纺布样品，Reicofil线可从位于Tennessee-Knoxville大学的The Textiles and NonwovensDevelopment Center(TANDEC)的德国Troisdorf的Reifenhauser Gmbh& Maschinenfabrik商购得到。挤出机为70mm(2.75英寸)，具有30∶0的长度与直径比。有4036个口模板孔，每个孔直径为0.6mm。Reifenhauser系统的其它细节可见于美国专利4,820,142。
根据ASTM标准D5035-90(如下例外)进行了织物测试。使用了5英寸的标距和5英寸/分钟的十字头速度。沿测试用纺粘织物的纵向(MD)和横向(TD)切割六条1英寸宽的条。织物破坏定义为拉力下降到峰值载荷的90％时的点。关于MD和TD测试了最大载荷、最大载荷时的伸长率，和断裂伸长率。
样品A是根据前述熔体混合法制备的74％的36MFR PP均聚物和26％的4.2MFR PP均聚物的熔体共混料。
样品B是根据前述熔体混合法制备的70％的36MFR PP均聚物和30％的400MFR PP均聚物的熔体共混料。
样品C是根据前述熔体混合法制备的57.5％的20MFR PP均聚物和42.5％的400MFR PP均聚物的熔体共混料。
样品D是根据前述熔体混合法制备的74％的36MFR PP均聚物和26％的4.2MFR PP均聚物的干混料。
样品E是根据前述熔体混合法制备的43％的2MFR PP均聚物和57％的400MFR PP均聚物的熔体共混料。
样品F是根据前述熔体混合法制备的75％的36MFR PP均聚物和25％的2MFR PP均聚物的熔体共混料。
对比实施例是可从ExxonMobil Chemical Company of Houston，Texas商购的PP3155聚丙烯均聚物。PP3155具有约36g/10min的MFR。
表2纺粘织物制备和对比
    操作条件     粘合辊表面温度   织物性能
树脂样品     生产量(ghm)     基本重量(g/m2)     吸风机RPM     冷风机RPM     上辊    下辊     CD峰值载荷lbs     CD峰值伸长率％
    对比样品样品A样品B样品C样品D样品E样品F 0.250.250.250.250.250.250.250.25 1515151568151515 156415701568-2241158413901366 187318701870-2471188916771668 272273272271271272272271 268268268268268268268267 2.292.571.871.8210.652.692.102.51 609553608411372104
除非另外说明，本文提到的ASTM试验方法都按照目前的2003方法进行。此外，本文使用了叙述的参数范围。这些范围包括所述端点值以及由所述端点值定义或在所述端点值之间的那些值。一个给定的范围意图包含在具体测定方法的误差范围以内的、在所叙述范围之外的值。所叙述范围还应当延伸到统计上并非与所叙述那些值不同的值。此外，所述范围应当延伸超过所叙述的端点值以包括已知或已发现在功能上等于所叙述范围内的值或其端点值的所有值。
虽然前述内容涉及本发明的实施方案，但在不偏离本发明的基本范围的情况下可以设想本发明的其它或进一步的实施方案，并且本发明的范围由下文的权利要求书限定。

Claims (13)

1.共混的聚丙烯组合物，它包含：
70～90重量％的第一丙烯聚合物组分，它具有约30g/10min～约400g/10min的根据ASTM D-1238、条件230/2.16测定的熔体流动速率；以及
30～10重量％的第二丙烯聚合物组分，它具有约.1g/10min～约30g/10min的根据ASTM D-1238、条件230/2.16测定的熔体流动速率，其中
所述共混的聚丙烯组合物具有大于5g/10min的根据ASTMD-1238、条件230/2.16测定的熔体流动速率。
2.权利要求1的组合物，其中所述第一聚合物组分具有小于200,000的重均分子量，而且其中所述第二聚合物组分具有大于140,000的重均分子量。
3.权利要求1或2的组合物，其中所述第一聚合物组分具有约40g/10min～约200g/10min的根据ASTM D-1238、条件230/2.1测定的熔体流动速率。
4.权利要求1～3的组合物，其中所述第二聚合物组分具有约.1g/10min～约10g/10min的根据ASTM D-1238、条件230/2.1测定的熔体流动速率。
5.权利要求1～4的组合物，它具有大于10dg/10min的根据ASTMD-1238、条件230/2.1测定的熔体流动速率。
6.权利要求1～5的组合物，它具有大于25dg/10min的根据ASTMD-1238、条件230/2.1测定的熔体流动速率。
7.权利要求1～6的组合物，其中所述共混的聚丙烯组合物被用于制备纤维，当在正常冷却条件下以1,500m/min的速度和0.6克/孔/分钟的生产率纺制时，所述纤维具有大于1克/旦尼尔的韧度。
8.权利要求1～7的组合物，其中所述两种组分中的至少一种是丙烯均聚物。
9.权利要求1～8的组合物，其中一种或两种组分是使用金属茂催化剂生产的。
10.包含权利要求1～9任一项的组合物的纤维。
11.权利要求10的纤维，当在正常冷却条件下以1,500m/min的速度和0.6克/孔/分钟的生产率纺制时，它具有大于200％的伸长率。
12.权利要求10的纤维，当在正常冷却条件下以1,500m/min的速度和0.6克/孔/分钟的生产率纺制时，它具有大于1克/旦尼尔的韧度。
13.包含权利要求10～12任一项的纤维的无纺布。
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