ES2948399T3

ES2948399T3 - Composición polimérica y fibra o tela no tejida elaborada a partir de la misma

Info

Publication number: ES2948399T3
Application number: ES20000405T
Authority: ES
Inventors: Tai-Yi Shiu; Feng-Yu Yang; Yu-Chuan Tsai; Der-Kai Sun; Ching Ting
Original assignee: Taiwan Synthetic Rubber Corp
Current assignee: Taiwan Synthetic Rubber Corp
Priority date: 2019-11-08
Filing date: 2020-11-06
Publication date: 2023-09-11
Anticipated expiration: 2040-11-06
Also published as: EP3819315B1; CN112778947B; US20210139692A1; US20210139749A1; CN112778685B; JP2021091874A; EP3819339A1; TW202118827A; EP3819315A1; JP7146875B2; TWI752718B; TW202118828A; CN112778947A; US11718771B2; TWI776272B; CN112778685A; EP3819339B1

Abstract

La presente invención proporciona una composición polimérica para fibras o telas no tejidas, que comprende un copolímero a base de vinilo aromático y de 0 a 30% en peso de un polímero a base de olefina basado en el peso total de la composición polimérica. El copolímero vinilaromático está representado por una fórmula A1-B-A2, en la que el bloque A1 y el bloque A2 son bloques vinilaromáticos iguales o diferentes, el bloque A1 o el bloque A2 tienen de 3.800 a 4.800 de un peso molecular máximo, y el bloque B es un bloque de dieno conjugado hidrogenado. El contenido de estructura de vinilo de un contenido de monómero de dieno conjugado en el copolímero de base vinilaromático es de 32% en peso a 50% en peso; y el índice de flujo de fusión (MFI) del copolímero de base vinilaromático es de 20 g/10 min ~ 60 g/10 min (230°C, 2,16 kg). La presente invención también proporciona las fibras o las telas no tejidas fabricadas a partir de la composición polimérica. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN

Composición polimérica y fibra o tela no tejida elaborada a partir de la misma

Antecedentes de la invención

Campo de la invención

La presente invención se refiere a una composición polimérica, en particular a una composición polimérica que comprende un copolímero de base aromática de vinilo y la aplicación a fibras o telas no tejidas a partir del mismo.

Descripción del estado de la técnica

La tela no tejida es una aplicación viable de los copolímeros de base aromática de vinilo. Generalmente, las telas no tejidas están hechas de polipropileno utilizando un equipo de unión por hilado y soplado en estado fundido, pero tales telas no tejidas no tienen elasticidad ni capacidad de estiramiento. En los últimos años, debido a la creciente demanda de alta permeabilidad al aire y propiedades elásticas de los productos de higiene, el desarrollo de telas no tejidas elásticas puede satisfacer esa demanda de aplicación. La Patente de Estados Unidos n°. 9,963,585 divulga un elastómero de estireno termoplástico utilizado para la extrusión de fibras, que tiene excelentes propiedades elásticas. Durante el procesamiento de este elastómero, es difícil de procesar y moldear debido a las malas propiedades de fluidez del elastómero. Por lo tanto, es necesario agregar polímeros de poliolefina de alta fluidez o aumentar la temperatura de procesamiento para un procesamiento y moldeo exitosos. Sin embargo, la adición de polímeros de poliolefina de alta fluidez perderá las propiedades elásticas superiores de la tela/fibra no tejida. Además, a temperaturas de procesamiento elevadas, las fibras extruidas se adherirán fácilmente entre sí, dando como resultado una mala calidad de la tela no tejida y dificultades para un procesamiento exitoso.

Las patentes de Estados Unidos n° 7,910,208 y 8,003,209 proponen el uso de copolímeros de estireno de alta fluidez y sus formulaciones, en las que los materiales deben procesarse en el equipo de unión por hilado de dos componentes para producir telas no tejidas elásticas a alta velocidad. Sin embargo, el equipo de unión por hilado de dos componentes es escaso y no se usa mucho en la fabricación general de telas no tejidas. Por otro lado, estas patentes mencionan que el elastómero tiene una estructura de vinilo alta de 70 ~ 85 % en peso, lo que sacrificará el rendimiento de la fuerza de recuperación elástica (tensión de descarga), lo que dará como resultado propiedades elásticas deficientes. Además, la patente n° TWI641636 también divulga una composición polimérica que contiene copolímero de base aromática de vinilo que se puede aplicar a las fibras, pero aún tiene la desventaja de una fluidez insuficiente. El documento WO 2007/027990 A2 se refiere a fibras elastoméricas que comprenden un polímero termoplástico y un compuesto elastomérico. El compuesto elastomérico comprende un copolímero de bloque selectivamente hidrogenado de mono alquenil areno y dieno conjugado que tiene un bloque elástico que es un copolímero de distribución controlada del mono alquenil areno y el dieno conjugado. El copolímero de bloque tiene la configuración general A-B, A-B-A, (A-B)n, (A-B-A)n, (A-B-A)nX, (A-B)nX o mezclas de los mismos, en la que n es un número entero de 2 a aproximadamente 30, y X es un residuo del agente de acoplamiento. Antes de la hidrogenación, cada bloque A es un bloque de polímero de monoalquenil areno y cada bloque B es un bloque de copolímero de distribución controlada de al menos un dieno conjugado y al menos un mono alquenil areno. Cada bloque B comprende regiones terminales adyacentes al bloque A que son ricas en unidades de dieno conjugado y una o más regiones no adyacentes al bloque A que son ricas en unidades de monoalquenil areno. Cuando se fabricó un monofilamento a partir del copolímero de bloques de distribución controlada (Polímero A solo), el monofilamento se podía hilar pero los hilos eran excesivamente pegajosos.

Sumario de la invención

En un aspecto, la presente invención proporciona una composición polimérica para fibras y telas no tejidas, que comprende un copolímero de base aromática de vinilo y un polímero con base en olefina de 0 a 30% en peso con base en el peso total de la composición polimérica. El copolímero de base aromática de vinilo es el copolímero de base aromática de vinilo con buenas propiedades de fluidez.

En otro aspecto, la presente invención proporciona la composición polimérica para fibras y telas no tejidas como se describió anteriormente, en la que el copolímero de base aromática de vinilo está representado por una fórmula de A1-B-A2, el bloque A1 y el bloque A2 representan idénticos o diferentes bloques aromáticos de vinilo, el bloque A1 o el bloque A2 tiene un peso molecular máximo de 3,800 ~ 4,800, y el bloque B representa un bloque de dieno conjugado hidrogenado. El contenido de estructura de vinilo de un contenido de monómero de dieno conjugado en el copolímero de base aromática de vinilo es de 32 % en peso ~ 50 % en peso, y el índice de fluidez (MFI) del copolímero de base aromática de vinilo es de 20 g/10 min ~ 60 g/10 min (230 °C, 2.16 kg).

En otro aspecto, la presente invención proporciona una fibra y una tela no tejida fabricada a partir de la composición polimérica, en particular una fibra y una tela no tejida con elasticidad para aplicaciones en materiales y tejidos higiénicos.

La presente invención también incluye otros aspectos para resolver otros problemas, que se combinarán con los aspectos anteriores y se divulgarán en detalle en las siguientes realizaciones.

Descripción detallada de las realizaciones

Las realizaciones preferidas de la presente invención se demostrarán a continuación para ilustrar adicionalmente los métodos, características y ventajas de la presente invención, pero no se utilizan para limitar el alcance de la presente invención. El alcance de la presente invención debe estar sujeto a las reivindicaciones adjuntas. Para evitar oscurecer el contenido de la presente invención, la siguiente descripción también omite componentes convencionales, materiales relacionados y técnicas de procesamiento relacionadas.

Métodos de medición de varias propiedades en la presente invención

El contenido de monómero aromático de vinilo del copolímero de base aromática de vinilo: medido con un analizador de resonancia magnética nuclear, que es un método de medición bien conocido por los expertos en la técnica. El contenido de estructura de vinilo del contenido de monómero de dieno conjugado en el copolímero de base aromática de vinilo: medido con un analizador de resonancia magnética nuclear, que es un método de medición bien conocido por los expertos en la técnica.

Peso molecular máximo/peso molecular promedio en peso del bloque aromático de vinilo de los copolímeros de base aromática de vinilo y peso molecular máximo/peso molecular promedio en peso de los copolímeros de base aromática de vinilo: medido por cromatografía de permeación en gel, que es un método de medición bien conocido por los expertos en la materia.

Peso molecular verdadero del bloque aromático de vinilo copolímero de base aromática de vinilo y peso molecular real del bloque aromático de vinilo del copolímero de base aromática de vinilo y peso molecular real del copolímero de base aromática de vinilo: medido mediante cromatografía de permeación en gel-instrumento de dispersión de luz, que es un método de medición bien conocido por los expertos en la técnica.

Tasa de hidrogenación del bloque de dieno conjugado del copolímero de base aromática de vinilo: medida con un analizador de resonancia magnética nuclear, que es un método de medida bien conocido por los expertos en la técnica. Contenido en dibloques del copolímero de base aromática de vinilo: medido con un analizador de resonancia magnética nuclear, que es un método de medición bien conocido por los expertos en la técnica.

Temperatura de transición de orden-desorden (ODT): medida con análisis mecánico dinámico (DMA) utilizando ARES-II de TA Instruments que es un método de medición bien conocido por los expertos en la técnica.

Índice de fluidez (MFI): medido de acuerdo con la norma ASTM D1238.

Tensión máxima del 200 %: medida de acuerdo con la norma ASTM D882.

Fuerza de recuperación elástica del 50 % o referida al 50 % de tensión de descarga (MPa): medida de acuerdo con la norma ASTM D882. La fuerza de recuperación elástica representa el valor de resistencia que mantiene la muestra durante el proceso de recuperación, por lo que cuanto mayor sea el valor de la fuerza de recuperación elástica, mejor será la elasticidad.

Endurecimiento permanente: medido de acuerdo con la norma ASTM D882. Cuanto menor sea el endurecimiento permanente, mejor será la elasticidad.

Copolímero de base aromática de vinilo

La presente invención proporciona el copolímero de base aromática de vinilo con buenas propiedades de fluidez. El copolímero de base aromática de vinilo está representado por una fórmula de A1-B-A2, en la que el bloque A1 y el bloque A2 representan bloques aromáticos de vinilo idénticos o diferentes, el bloque A1 o el bloque A2 tiene un peso molecular máximo de 3,800 ~ 4,800, y el bloque B representa un bloque de dieno conjugado hidrogenado. El contenido de estructura de vinilo de un contenido de monómero de dieno conjugado en el copolímero de base aromática de vinilo es del 32 % en peso ~ 50 % en peso, preferiblemente menor o igual al 45 % en peso, por ejemplo, del 32 % en peso ~ 45 % en peso, más preferiblemente del 32 % en peso ~ 42% en peso, y particularmente preferiblemente 36% en peso ~ 40% en peso. Un índice de fluidez (MFI) del copolímero de base aromática de vinilo es de 20 g/10 min ~ 60 g/10 min (230 °C, 2.16 kg), preferiblemente de 30 g/10 min ~ 50 g/10 min (230 °C, 2.16 kg) , particularmente preferible 35 g/10 min ~ 45 g/10 min (230 °C, 2.16 kg). Una tensión de descarga del 50 % del copolímero de base aromática de vinilo es superior o igual a 0.49 MPa. Un endurecimiento permanente del copolímero de base aromática de vinilo es inferior o igual al 25 %. En una realización preferida, el contenido de monómero aromático de vinilo del copolímero de base aromática de vinilo es 16 % en peso ~ 28 % en peso, preferiblemente 18 % en peso ~ 26 % en peso, o más preferiblemente 20 % en peso - 24 % en peso. En una realización preferida, el bloque B representa un bloque de dieno conjugado hidrogenado con una tasa de hidrogenación de al menos el 90 %, más preferiblemente un bloque de dieno conjugado hidrogenado con una tasa de hidrogenación de más del 95 %. De acuerdo con una realización preferida, la temperatura de transición de orden-desorden (ODT) del copolímero de base aromática de vinilo es de 200 °C ~ 220 °C. En una realización preferida, el peso molecular máximo del copolímero de base aromática de vinilo es de 62,000 a 74,000, más preferiblemente de 64,000 ~ 72,000; y un peso molecular real que corresponde al peso molecular máximo descrito anteriormente es preferiblemente 38,000 ~ 46,000, más preferiblemente 40,000 ~ 44,000; en el que el peso molecular máximo y el peso molecular promedio en peso del copolímero de base aromática de vinilo tienen el mismo intervalo preferible y más preferible. De acuerdo con una realización preferida, el peso molecular máximo del bloque A1 o bloque A2 tiene un intervalo preferible de 3,800-4,800 y un intervalo más preferible de 4,400 ~ 4,700, en el que el peso molecular máximo, el peso molecular real y el peso molecular promedio en peso del bloque A1 o el bloque A2 tienen el mismo intervalo.

El bloque A1 o bloque A2 es un bloque aromático de vinilo, que puede derivarse de un monómero aromático de vinilo. Por ejemplo, el monómero aromático de vinilo puede seleccionarse entre los siguientes: estireno, metil estireno, etil estireno, tert-butil estireno, dimetil estireno, metoxiestireno, ciclohexil estireno, vinil bifenilo, 1-vinil-5-hexilnaftaleno, vinil naftaleno, vinilo antraceno, 2,4-diisopropilestireno, 5-tert-butil-2-metilestireno, divinilbenceno, trivinilbenceno, divinilnaftaleno, tert-butoxiestireno, 4-propilestireno, 4-dodecilestireno, 2-etil-4-bencilestireno, 4-(fenilbutil)estireno , N-4-vinilfenil-N,N-dimetilamina, (4-vinilfenil)dimetilaminoetil éter, N,N-dimetilaminometilestireno, N,N-dimetilaminoetil estireno, N,N-dietilaminometilestireno, N,N-dietilaminoetilestireno, vinil xileno, vinil piridina, difenil etileno, 2,4,6-trimetilestireno, a-metil-2,6-dimetilestireno, a-metil-2,4-dimetilestireno, p-metil-2,6-dimetilestireno, p-metil-2,4-dimetilestireno, indeno, difeniletileno que contiene un grupo amino terciario y cualquier combinación de los mismos. El bloque A1 y el bloque A2 son bloques aromáticos de vinilo idénticos o diferentes. El bloque B es preferiblemente un bloque de dieno conjugado hidrogenado con una tasa de hidrogenación de al menos el 90 %, y los monómeros pueden derivarse, por ejemplo, de los siguientes: 1,3-butadieno, 1,3-pentadieno, 1,3-hexadieno, 1,3-heptadieno, 2-metil-1,3-butadieno (isopreno), 2-metil-1,3-pentadieno, 2-hexil-1,3-butadieno, 2-fenil-1,3-butadieno, 2-fenil-1,3-pentadieno, 2-ptolil-1,3-butadieno, 2-bencil-1,3-butadieno, 3-metil-1,3-pentadieno, 3-metil-1,3-hexadieno, 3-butil-1,3-octadieno, 3-fenil-1,3-pentadieno, 4-metil-1,3-pentadieno, 1,4-difenil-1,3-butadieno, 2,3-dimetil-1,3-butadieno, 2,3-dimetil-1,3-pentadieno, 2,3-dibencil-1,3-butadieno, 4,5-dietil-1,3-octadieno, mirceno y cualquier combinación de los mismos.

A partir de lo anterior, se puede observar que el copolímero de base aromática de vinilo es un copolímero de bloque lineal, y la estructura no contiene un residuo de un agente de acoplamiento. En una realización preferida, el contenido de dibloque del copolímero de base aromática de vinilo es inferior al 3 % en peso, más preferiblemente inferior al 1 % en peso, con base en el peso total del copolímero de base aromática de vinilo.

El método para producir el copolímero de base aromática de vinilo antes mencionado incluye la polimerización aniónica y la hidrogenación. En cuanto al proceso de polimerización aniónica, la opción preferida es utilizar el compuesto orgánico de metal alcalino que contiene organolitio como iniciador del catalizador, de modo que el monómero seleccionado se pueda añadir en un disolvente adecuado a una temperatura de 0 °C a 100 °C para obtener un polímero activo. Dado que el extremo de la cadena molecular contiene un ion de carbono-litio, cuando se agrega el monómero, la cadena molecular crecerá y la polimerización continuará. Los ejemplos específicos de iniciadores de organolitio incluyen n-propil litio, isopropil litio, n-butil litio, sec-butil litio, tert-butil litio, n-pentil litio, fenil litio, tolil litio, etc., preferiblemente n-butil litio o sec-butil litio. La cantidad de iniciador de organolitio utilizado en la polimerización depende del peso molecular del polímero a obtener, que normalmente depende del consumo real de los monómeros totales. Para el método de polimerización aniónica, se puede hacer referencia a documentos similares tales como la patente de los Estados Unidos n°. 4,039,593. Los disolventes adecuados para la reacción de polimerización incluyen un disolvente orgánico pasivo, lo que significa un disolvente que no participa en la reacción durante la reacción de polimerización. Los ejemplos de dichos disolventes incluyen hidrocarburos alifáticos tales como butano, isobutano, pentano, n-pentano, isopentano, 2,2,4-trimetilpentano, isohexano, n-hexano, isoheptano, n-heptano, isooctano y noctano; cicloalcanos tales como ciclohexano, metilciclohexano, etilciclohexano, ciclopentano, cicloheptano y metilciclopentano; y compuestos de hidrocarburos aromáticos tales como benceno, tolueno, xileno, etilbenceno, dietilbenceno y propilbenceno, en los que el disolvente preferido adecuado para la presente invención es el ciclohexano.

La hidrogenación se lleva a cabo después de la reacción de polimerización. El método convencional utilizado para preparar el copolímero de bloques hidrogenado de la presente invención implica un catalizador o precursor catalítico adecuado que comprende un sistema catalítico con base en titanio, un agente reductor adecuado tal como alquilos de aluminio y un estabilizador de catalizador adecuado tal como los grupos fosfato, etc. La hidrogenación normalmente se lleva a cabo en un intervalo de temperatura de 0 °C ~ 200 °C y un intervalo de presión de hidrógeno de 1 ~ 90 kg/cm2. La concentración de catalizador normalmente oscila entre aproximadamente 10 ppm hasta aproximadamente 200 ppm del catalizador con base en titanio, con base en el peso del contenido sólido total del polímero. Para el método de preparación de copolímeros de bloques hidrogenados, se puede hacer referencia a documentos similares tales como la patente de los Estados Unidos n°. 7,612,148.

Ejemplo de copolímero de base aromática de vinilo - polímero A

El Polímero A es un ejemplo ejemplar del copolímero de base aromática de vinilo antes mencionado, que se prepara mediante el siguiente método. Se cargó un reactor de 100 litros con 48 kg de ciclohexano y 120 g de THF (tetrahidrofurano). Se añadieron 9.50 g de NBL (n-butillitio) y luego 690 g de monómero de estireno para iniciar la reacción. Una vez completada la polimerización del estireno, se añadieron 4.89 kg de butadieno. Una vez completada la polimerización del butadieno, se añadieron 690 g de estireno. Una vez completada la polimerización del estireno, se formó el copolímero tribloque de SBS y se detuvo la polimerización de este polímero con metanol. Se tomaron 1000 g de la solución polimérica del copolímero tribloque de SBS preparado anteriormente, se colocaron en un reactor de hidrogenación resistente a la presión y se mantuvieron en atmósfera de nitrógeno. Se disolvieron 0.11 milimoles del estabilizador en 10 mL de ciclohexano a temperatura ambiente; se dispersaron 0.055 milimoles de dicloruro de bis(ciclopentadienil)titanio en 10 mL de ciclohexano; y se disolvieron 0.33 milimoles de triisobutilaluminio en 10 mL de ciclohexano. La solución anterior se añadió al copolímero tribloque de SBS. Se inyectó hidrógeno a una presión de 25 kg/cm2 a 80 °C para la hidrogenación. A continuación, el copolímero tribloque de SBS se hidrogenó hasta saturar más del 95% de los dobles enlaces de butadieno. El polímero producido se depositó en agua para formar partículas coloidales y luego se secó.

Ejemplos de copolímeros de base aromática de vinilo-polímero B y polímero C

El método de preparación del polímero B y el polímero C es similar al del polímero A, excepto que el método de preparación del polímero B y el polímero C ajusta la cantidad de NBL (n-butillitio), que a su vez cambia el peso molecular máximo de los bloques de estireno del polímero B y del polímero C (el peso molecular máximo del bloque A1 o del bloque A2 de fórmula A1-B-A2). El resto del proceso de preparación es bastante similar y no se repetirá de forma redundante.

Los copolímeros de base aromática de vinilo T-6014, polímero D, polímero E y polímero F que no están incluidos en la presente invención.

El método de preparación de T-6014, polímero D, polímero E y polímero F es similar al del polímero A, excepto que el método de preparación de los polímeros anteriores ajustó la cantidad de NBL (n-butillitio) y la relación de uso de estireno a butadieno, que a su vez cambia el peso molecular máximo, el contenido de estireno y el peso molecular máximo del bloque de estireno de los polímeros anteriores. El resto del proceso de preparación es bastante similar y no se repetirá de forma redundante.

Con respecto al polímero A, el polímero B y el polímero C, así como otros polímeros de base aromática de vinilo que se usan en los ejemplos comparativos y no están incluidos en la presente invención (T-6014, polímero D, polímero E, polímero F, MD-1648 (producto de la empresa Kraton)), sus propiedades se muestran en la Tabla 1. En comparación con T-6014, polímero D, polímero E y polímero F (el peso molecular máximo del bloque de estireno es superior a 5000), polímero A, polímero B y el polímero C tienen obviamente mejores índices de fluidez (MFI). Aunque MD-1648 tiene un índice de fluidez más alto, tiene un rendimiento elástico insuficiente debido a la gran cantidad de estructura de vinilo.

Tabla 1

Composición polimérica

La presente invención proporciona una composición polimérica, que se puede utilizar para producir fibra/tela no tejida elástica con una elasticidad/fluidez de trabajo superior. De acuerdo con una realización, la composición polimérica de la presente invención incluye al menos un copolímero de base aromática de vinilo y 0 a 30 % en peso (no más del 30% en peso) de polímero con base en olefina con base en el peso total de la composición polimérica.

El copolímero de base aromática de vinilo puede ser el copolímero de base aromática de vinilo mencionado anteriormente ejemplificado por el polímero A, el polímero B o el polímero C. En otras realizaciones, por ejemplo, el copolímero de base aromática de vinilo puede ser un copolímero de bloque de estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS), copolímero de bloque de estireno-etileno-propileno-estireno (SEPS), copolímero de bloque de estirenoetileno-(etileno-propileno)-estireno (SEEPS), o una combinación de los mismos, en el que SEBS es el ejemplo preferido.

Un polímero con base en olefina es un homopolímero con base en olefina, un copolímero con base en olefina o una combinación de los mismos. Por ejemplo, el monómero del polímero con base en olefina es preferiblemente una olefina que tiene de 2 ~ 10 átomos de carbono, más preferiblemente una olefina que tiene de 2 ~ 8 átomos de carbono, aún más preferiblemente una olefina que tiene de 2 ~ 5 átomos de carbono, y particularmente preferiblemente una olefina que tiene 2 ~ 4 átomos de carbono. Por ejemplo, el monómero del polímero con base en olefina puede ser ejemplificado por etileno, propileno, 1-buteno, 1-penteno, 1-hexeno, 1-hepteno, 1-octeno, 1-noneno, 1-deceno, isobutileno, 3- metil-1-buteno, 3-metil-1-penteno, 3-etil-1-penteno, 4-metil-1-penteno, 4-metil-1-hexeno, 4,4-dimetil-1-hexeno, 4,4-dimetil-1-penteno, 4-etil-1-hexeno, 3-etil-1-hexeno, isopreno, tetrafluoroetileno, 1-dodeceno, 1-tetradeceno, 1-hexadeceno, 1-octadeceno, 1-eicoseno, ciclobuteno, ciclopenteno, ciclohexeno, cicloocteno, 1,3-butadieno, 1,3-pentadieno, 3,4-dimetilciclopenteno, 3-metilciclohexeno, 2-(2-metilbutil)-1-ciclohexeno, 1,4-hexadieno, 4-metil-1,4-hexadieno, 5-metil-1,4-hexadieno, 7-metil-1,6-octadieno, 3,7-dimetil-1,6-octadieno, 5,7-dimetil-1,6-octadieno, 1,7-octadieno, 3,7,11-trimetil-1,6,10-octatrieno, 6-metil-1,5-heptadieno, 1,6-heptadieno, 1,8-nonadieno, 1,9-decadieno, o 1,10-undecanodieno, etc.

En una realización preferida, el polímero con base en olefina se selecciona de polímeros con base en etileno y polímeros con base en propileno. El polímero con base en etileno es cualquier homopolímero o copolímero que contiene etileno como monómero, tal como polietileno, copolímero de etileno/acetato de vinilo (EVA), copolímero de etileno-acrilato de butilo (EBA), etileno acrilato, ionómeros de etileno-ácido acrílico, polímeros de olefina cíclica tales como copolímeros de etileno-norborneno, copolímeros de etileno-a-olefina (bloque o al azar), entre los cuales los copolímeros de etileno-a-olefina son la opción preferida. Tomando el polietileno (PE) como ejemplo, los ejemplos incluyen: polietileno de alta densidad, polietileno de alta densidad de ultra alto peso molecular, polietileno de baja densidad, polietileno lineal de baja densidad y polietileno de ultra baja densidad, etc. Tomando el copolímero de etileno a-olefina como ejemplo, los ejemplos incluyen: copolímero de etileno-propileno, copolímero de etileno-1-buteno, copolímero de etileno-1-hexeno, copolímero de etileno-1-hepteno, copolímero de etileno-1-octeno, copolímero de etileno-4-metil-1-penteno, copolímero de etileno-1-noneno, copolímero de etileno-1-deceno, copolímero de polietileno clorado propileno-buteno, o sus modificadores, etc. El polímero con base en propileno es cualquier homopolímero o copolímero que contiene propileno como monómero, tal como polipropileno, polipropileno clorado, copolímero de propileno-a-olefina (bloque o al azar). Tomando como ejemplo el copolímero de propileno-a-olefina, los ejemplos incluyen: copolímero de propileno-etileno, copolímero de propileno-1-buteno, copolímero de propileno-1-hexeno, copolímero de propileno-1-hepteno, copolímero de propileno-1-octeno, copolímero de propileno-4-metil-1-penteno, copolímero de propileno-1-noneno, copolímero de propileno-1-deceno, copolímero aleatorio de propileno-penteno, copolímero aleatorio de propileno-etileno-penteno, copolímero aleatorio de propileno-etileno-hexeno, etc., o sus modificadores etc.

En una realización preferida, el polímero con base en olefina se selecciona de polietileno de alta densidad (HDPE), polipropileno isotáctico (PP), copolímero de etileno-a-olefina (POE) y una combinación de los mismos.

En una realización preferida, con base en el peso total de la composición polimérica, el contenido del polímero con base en olefina no es superior al 20 % en peso o preferiblemente no superior al 15 % en peso. La presente invención también incluye ejemplos en los que no se añaden polímeros con base en olefina. Además, cuando el contenido del polímero con base en olefina es superior al 0 % en peso con base en el peso total de la composición polimérica, es decir, cuando la composición polimérica incluye el polímero con base en olefina, el índice de fluidez (MFI) de la composición polimérica es de 20 g/10 min ~ 60 g/10 min (230 °C, 2.16 kg), preferiblemente 30 g/10 min ~ 50 g/10 min (230 °C, 2.16 kg). La tensión de descarga del 50% de la composición polimérica es mayor o igual a 0.49 MPa. El endurecimiento permanente de la composición polimérica es inferior o igual al 25%.

De acuerdo con algunas realizaciones, con el fin de aumentar aún más la aplicabilidad o mejorar las propiedades físicas o químicas, la composición polimérica puede incluir además menos del 7 % en peso de auxiliares de procesamiento en función del peso total de la composición polimérica. El auxiliar de procesamiento puede incluir un plastificante, un potenciador de la resistencia a la fusión, un antioxidante, un agente antiadherente, un lubricante, un suavizante, un compatibilizador, un agente antiestático o una combinación de los mismos.

Aplicación de la composición polimérica.

La presente invención proporciona fibras y telas no tejidas formadas por la composición polimérica antes mencionada, en particular fibras elásticas y telas no tejidas para materiales de higiene y aplicaciones textiles. La presente invención proporciona fibras y telas no tejidas con elasticidad y fluidez de trabajo superiores. La fibra de la presente invención se fabrica a partir de la composición polimérica mencionada anteriormente. La tela no tejida de la presente invención tiene una estructura multicapa que incluye al menos una capa de fibra no tejida, que está hecha de la composición polimérica antes mencionada, en la que la capa de fibra no tejida se forma mediante unión por hilado (S) o soplado en fusión. (M). El método de unión por hilado extruye y estira la composición polimérica fundida para formar filamentos continuos. Los filamentos se colocan en una red, que luego se convierte en una tela no tejida mediante la unión por sí misma, unión térmica, unión química o refuerzo mecánico. En el método de soplado en fusión, la composición polimérica fundida se extruye en una corriente de aire caliente de alta velocidad mediante una extrusora para formar fibras superfinas, que se soplan al colector y se acumulan para formar la estructura de red de fibras superfinas.

Específicamente, la composición polimérica de la presente invención puede combinarse en una extrusora de un solo husillo o de dos husillos para formar una mezcla. Esta mezcla se puede granular según sea necesario. El siguiente es un ejemplo en el que la composición polimérica de la presente invención se granula y luego se convierte en una lámina para detectar propiedades mecánicas.

Ejemplo 1

La composición polimérica del Ejemplo 1: 100% en peso de polímero B. Esta composición polimérica se mezcló y granuló a 160 ~ 220 °C en una extrusora de doble husillo. El producto granulado se inyectó para formar una pieza de prueba con un espesor de 2 mm (largo y ancho: 12 cm x 12 cm) mediante la máquina de inyección, y luego la pieza de prueba inyectada se presionó en caliente en láminas delgadas (espesor = 200 ~ 300 |jm) utilizando una máquina de moldeo a una temperatura de procesamiento de 160 °C con precalentamiento durante tres minutos, agotando dos veces y prensado en caliente real durante cuatro minutos. Las piezas de prueba estándar (longitud y ancho: 1 pulgada x 12 pulgadas) se cortaron de las láminas prensadas en caliente usando un cortador de película y luego se sometieron a varias pruebas de propiedades. Los resultados se muestran en la Tabla 2.

Ejemplo comparativo con PP

La composición polimérica del ejemplo comparativo con PP: 100 % en peso de polipropileno isotáctico (PP isotáctico: Yungsox PP-1352F, Formosa Plastics Corporation). Las etapas restantes son las mismas que en el Ejemplo 1, y los resultados se muestran en la Tabla 2.

Tabla 2

El MFI que se muestra en las tablas de la presente invención se puede considerar como un índice de fluidez de la composición polimérica, y cuanto mayor sea el MFI, mejores serán la fluidez y la procesabilidad. La tensión de descarga del 50% y el endurecimiento permanente que se muestran en las tablas de la presente invención pueden considerarse como el índice de elasticidad de la lámina. Cuanto mayor sea la tensión de descarga del 50 % o menor sea el endurecimiento permanente, mejor será la elasticidad. La Tabla 2 muestra que la lámina de polipropileno isotáctico del Ejemplo Comparativo con PP no puede medir el endurecimiento permanente y la tensión de descarga del 50 %. En comparación con el Ejemplo Comparativo con PP, la lámina de polímero B del Ejemplo 1 tiene obviamente una mejor elasticidad.

El método de preparación de las láminas de los Ejemplos 2 a 8 ejemplificados en la presente invención y los Ejemplos Comparativos 1 a 9 es el mismo que el del Ejemplo 1, excepto por la composición polimérica.

Tabla 3

A partir de los Ejemplos 1 a 4 de la Tabla 3, puede verse que a medida que aumenta el polipropileno isotáctico en la composición polimérica, la elasticidad de la lámina se deteriora gradualmente. En comparación con la lámina de polímero T-6014 del Ejemplo Comparativo 1, la lámina de polímero B del Ejemplo 1 tiene mejor elasticidad bajo la condición de composición polimérica sin polipropileno isotáctico. En comparación con la lámina de polímero T-6014 del Ejemplo Comparativo 2/Ejemplo Comparativo 3, las láminas de polímero B del Ejemplo 2/Ejemplo 3 tienen una mejor flexibilidad bajo la condición de composición polimérica que contiene 15% en peso/30% en peso de polipropileno isotáctico. Bajo la condición de composición polimérica que contiene 50% en peso de polipropileno isotáctico, la elasticidad de la lámina de polímero T-6014 del Ejemplo Comparativo 4 y la lámina de polímero B del Ejemplo 4 obviamente no son buenas. Además, T-6014 tiene un MFI bajo con y sin adición de polipropileno isotáctico, que obviamente muestra una fluidez deficiente. Sin embargo, el polímero B puede mantener un MFI alto incluso si se agrega polipropileno isotáctico. Se puede observar que el polímero B todavía tiene las ventajas de una alta fluidez y una alta elasticidad al mismo tiempo cuando se agrega una cantidad apropiada de polipropileno isotáctico.

Tabla 4

Con referencia a la Tabla 4, en comparación con la lámina de polímero MD-1648 del Ejemplo Comparativo 5, la lámina de polímero A del Ejemplo 5 tiene mejor elasticidad bajo la condición de composición polimérica sin polipropileno isotáctico. En comparación con la lámina de polímero MD-1648 del ejemplo comparativo 6, la lámina de polímero A del ejemplo 6 tiene mejor elasticidad bajo la condición de composición polimérica que contiene 30% en peso de polipropileno isotáctico. En detalle, debido al alto contenido de vinilo del polímero MD-1648, después de la adición de polipropileno isotáctico, las propiedades elásticas del polímero MD-1648 se degradan seriamente y no cumplen con los requisitos de la aplicación; mientras que el polímero A tiene un bajo contenido de vinilo y todavía tiene un mejor rendimiento elástico incluso si se agrega polipropileno isotáctico. Puede verse que el polímero A todavía tiene las ventajas de una alta fluidez y una alta elasticidad al mismo tiempo cuando se añade una cantidad apropiada de polipropileno isotáctico. Como en el Ejemplo 7, se añadió 30% de Engage-8407 (POE) a la composición polimérica en lugar de polipropileno isotáctico. Los resultados mostraron que, en comparación con el Ejemplo 6, en el que se agrega polipropileno isotáctico, el uso de POE en el Ejemplo 7 podría mejorar las propiedades elásticas de las láminas para obtener un endurecimiento permanente más bajo y una fuerza de recuperación elástica más alta. Engage-8407 es un copolímero de etileno-a-olefina producido por Dow Inc.

Tabla 5

Como se mencionó anteriormente, en comparación con el polímero D, el polímero E y el polímero F, el polímero A, el polímero B y el polímero C tienen un índice de fluidez (MFI) significativamente mejor. La Tabla 5 muestra que, en comparación con la composición polimérica compuesta principalmente por polímero D, polímero E o polímero F o las láminas obtenidas a partir de las composiciones poliméricas anteriores (Ejemplo Comparativo 7, Ejemplo Comparativo 8 y Ejemplo Comparativo 9), la composición polimérica compuesta principalmente por polímero A, polímero B o polímero C o la lámina obtenida a partir de las composiciones poliméricas anteriores (Ejemplo 5, Ejemplo 1 y Ejemplo 8) tiene las ventajas de una alta fluidez y una alta elasticidad al mismo tiempo. A partir de los resultados experimentales anteriores, se puede observar que debido a que la composición polimérica de la presente invención tiene la ventaja de una alta fluidez, cuando la composición polimérica de la presente invención se usa para fibras o telas no tejidas, la procesabilidad se puede mejorar para producir fibras o telas no tejidas sin problemas. Además, al examinar los resultados de prueba de la tensión de descarga del 50% y el endurecimiento permanente de las láminas compuestas por la composición polimérica de la presente invención, se puede observar que la composición polimérica de la presente invención tiene la ventaja de una alta elasticidad. Cuando la composición polimérica de la presente invención se usa para fibras o telas no tejidas, también puede mejorar la elasticidad de las fibras o telas no tejidas para cumplir con los requisitos de rendimiento del producto.

Claims

REIVINDICACIONES

1. Una composición polimérica para fibras o telas no tejidas, que comprende:

un copolímero de base aromática de vinilo representado por una fórmula de A1-B-A2, en la que el bloque A1 y el bloque A2 representan bloques aromáticos de vinilo idénticos o diferentes, el bloque A1 o el bloque A2 tiene un peso molecular máximo de 3,800-4,800, medido de acuerdo con el método descrito en la memoria descriptiva, el bloque B representa un bloque de dieno conjugado hidrogenado, un contenido de estructura de vinilo de un contenido de monómero de dieno conjugado en el copolímero de base aromática de vinilo es 32% en peso ~ 50% en peso, y un índice de fluidez (MFI) del copolímero de base aromática de vinilo es de 20 g/10 min ~ 60 g/10 min (230 °C, 2.16 kg); y un polímero con base en olefina de 0 ~ 30 % en peso con base en el peso total de la composición polimérica.

2. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el contenido de monómero aromático de vinilo del copolímero de base aromática de vinilo es del 16 % en peso ~ 28 % en peso, preferiblemente del 18 % en peso ~ 26 % en peso, más preferiblemente del 20 % en peso - 24 % en peso.

3. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el contenido de estructura de vinilo del contenido de monómero de dieno conjugado en el copolímero de base aromática de vinilo es 32 % en peso ~ 45 % en peso, más preferiblemente 32 % en peso - 42 % en peso, particularmente preferiblemente 36 % en peso ~ 40% en peso

4. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el índice de fluidez del copolímero de base aromática de vinilo es de 30 g/10 min ~ 50 g/10 min (230 °C, 2.16 kg), preferiblemente 35 g/10 min ~ 45 g /10 min (230 °C, 2.16 kg).

5. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que la temperatura de transición de orden-desorden (ODT) del copolímero de base aromática de vinilo es de 200 °C - 220 °C, medida de acuerdo con el método descrito en la memoria descriptiva.

6. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el peso molecular máximo del copolímero de base aromática de vinilo es 62,000 - 74,000.

7. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el peso molecular máximo del bloque A1 o del bloque A2 es 4,400 - 4,700.

8. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que una tensión de descarga del 50 % de la composición polimérica es mayor o igual a 0.49 MPa, en la que la tensión de descarga del 50 % se mide de acuerdo con la norma ASTM D882.

9. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el endurecimiento permanente de la composición polimérica es inferior o igual al 25 %, en la que el endurecimiento permanente se mide de acuerdo con la norma ASTM D882.

10. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el copolímero con base aromática de vinilo es copolímero de bloque de estireno-etileno-butileno-estireno (SEBS), copolímero de bloque de estireno-etilenopropileno-estireno (SEPS), copolímero de bloque de estireno-etileno-(etileno-propileno)-estireno (SEEPS), o una combinación de los mismos.

11. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el polímero con base en olefina es un homopolímero con base en olefina, un copolímero con base en olefina o una combinación de los mismos.

12. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el polímero con base en olefina se selecciona de un polietileno de alta densidad (HDPE), un polipropileno isotáctico (Pp), un copolímero de etileno-a-olefina (POE) y una combinación de los mismos.

13. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el contenido del polímero con base en olefina no es superior al 20 % en peso con base en el peso total de la composición polimérica, preferiblemente no superior al 15 % en peso con base en el peso total de la composición polimérica.

14. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que la composición polimérica no contiene el polímero con base en olefina.

15. La composición polimérica de la reivindicación 1, en la que el contenido del polímero con base en olefina es superior al 0 % en peso con base en el peso total de la composición polimérica, y el índice de fluidez de la composición polimérica es 20 g/10 min ~ 60 g/10 min (230 °C, 2.16 kg).

16. Una fibra elaborada con la composición polimérica de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.

17. Una tela no tejida que tiene una estructura multicapa que comprende al menos una capa de fibra no tejida elaborada con la composición polimérica de cualquiera de las reivindicaciones 1 a 15.