JP2022529235A - 不織ウェブ、およびその製造のためのプロセス - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2019年4月16日に出願された米国仮特許出願第62/834,673号に対する優先権を主張し、その開示全体が参照により本明細書に組み込まれる。
密度
エチレン/アルファ-オレフィンインターポリマーの密度測定は、ASTM D792、方法Bに従って行われる。
エチレン/アルファ-オレフィンインターポリマーのメルトインデックス(I2)値は、ASTM D1238に従って、190℃、2.16kgで測定する。値をg/10分単位で報告し、これは10分当たりに溶出したグラムに対応する。
クロマトグラフィーシステムは、内蔵型IR5赤外線検出器(IR5)を備えたPolymerChar GPC-IR(Valencia,Spain)高温GPCクロマトグラフからなる。オートサンプラのオーブンコンパートメントは、160℃に設定し、カラムコンパートメントは、150℃に設定する。使用したカラムは、4つのAgilent「Mixed A」30cm、20ミクロンの直線混合床カラムである。使用されるクロマトグラフィーの溶媒は、1,2,4トリクロロベンゼンであり、200ppmのブチル化ヒドロキシトルエン(BHT)を含有する。溶媒源は窒素注入される。使用される注入体積は、200マイクロリットルであり、流速は1.0ミリリットル/分である。
Mポリエチレン=A×(Mポリスチレン)B (等式1)
式中、Mは分子量であり、Aは0.4315の値を有し、Bは1.0に等しい。
∫重量GPC(lg MW)d lg MW=1.00 (等式4)
流量有効=流量公称×(RV(FM較正済み)/RV(FM試料)) (等式6)
原液(3.26g)を、10mmのNMR管中の0.133gのポリマー試料に添加する。源液は、テトラクロロエタン-d2(TCE)およびペルクロロエチレン(重量50:50)と0.001MのCr3+との混合物である。管中の溶液をN2で5分間パージして、酸素の量を減少させる。蓋をした試料管を室温で一晩放置して、ポリマー試料を膨潤させた。試料を110℃で周期的にボルテックス混合しながら溶解させる。試料は、不飽和の一因となり得る添加剤、例えばエルカミドなどのスリップ剤を含まない。各1H NMR分析を、Bruker AVANCE 400MHz分光計で、120℃の10mmの凍結プローブを用いて実行する。
NC=I合計/2 (式7)
Nビニレン=Iビニレン/2 (等式8a)、
Nトリ置換=Iトリ置換 (等式8b)、
Nビニル=Iビニル/2 (等式8c)、
Nビニリデン=Iビニリデン/2 (等式8d)。
Nビニレン/1,000C=(Nビニレン/NC)*1,000 (等式9a)、
Nトリ置換/1,000C=(Nトリ置換/NC)*1,000 (等式9b)、
Nビニル/1,000C=(Nビニル/NCH2)*1,000 (等式9c)、
Nビニリデン/1,000C=(Nビニリデン/NC)*1,000 (等式9d)。
繊維寸法は、光学顕微鏡で測定される。デニール(9000メートルに対するそのような繊維の重量として定義される)は、各ポリマー成分の密度および繊維寸法に基づいて計算される。
フィラメント速度は、次式に基づいて計算される。
フィラメント速度(メートル毎分)=処理速度(g/分)/デニール(g/9000m)*9,000(等式10)
二成分繊維を、コア/シース(CS)形状および「海島」(INS)形状で生成した。具体的には、20グラム/平方メートルの二成分繊維不織物は、コア/シースまたは「海島」構成の単一ビームREICOFIL4スパンボンドライン上で生成された。機械(REICOFIL 4スパンボンドライン)は、7022個の穴(6861穴/m)および0.6mmの各穴の出口直径を有する紡糸口金を装備した。穴のL/D比は、4であった。処理能力は、0.56ghm(グラム/穴/分)で一定に保たれた。この二成分紡糸システムでは、コア/シース繊維構造は、以下のように生成された:一次領域押出機には、様々なポリエチレンが供給され、二次押出機には、ポリプロピレンまたはポリプロピレン/ポリエチレン(92.5/7.5重量比)配合物が供給された。一次領域および二次領域は、50:50の重量比を有する。この実施例において使用されたポリプロピレンは、Polypropylene CP360Hという名前で、Braskemから入手可能なホモポリマーポリプロピレン(PP)であった。二次領域におけるポリマーは、246℃で押出された。一次領域のポリマーは、233℃で押出された。紡糸パックのチャネルは、ポリマーの流れを分割し、両方のポリマーを各紡糸口金のバックホールに、シース(一次領域)で囲まれたコア(二次領域)を備えた同心のシース/コア断面を作成する配置で送達した。紡糸口金を出ると、繊維を、23℃で急冷させた。「海島」構成では、1つの海(一次領域)に33の島(二次領域)が存在した。再循環性試験を、7.5重量%のポリエチレンと92.5重量%のPPを配合し、その配合物を2次領域に押出することによって実行した。キャビンの圧力および/または空気急冷を、破断することなく安定した繊維紡糸を維持するように調整した。紡糸安定性(または紡糸性)を、目視検査によって繊維の破断が繰り返されない場合に判定した。実験を、3つの異なるポリエチレン、ASPUN(商標)6000、ASPUN(商標)6850、および実施例3で生成されたポリマーで繰り返した。加工条件および繊維紡糸の観察結果は、表1に記録される。
二成分繊維を、コア/シース(CS)形状および「海島」(INS)形状で生成した。具体的には、繊維を、0.6グラム/穴/分(ghm)の処理速度でHills Bicomponent Continuous Filament Fiber Spinning Line上で紡糸した。一次領域の押出機には、様々なポリエチレンが供給され、二次押出機には、ポリプロピレンまたはポリプロピレン/ポリエチレン(92.5/7.5の重量比)配合物が供給された。一次領域および二次領域は、50:50の重量比を有する。この実施例において使用されたポリプロピレンは、Polypropylene CP360Hという名前で、Braskemから入手可能なホモポリマーポリプロピレン(PP)であった。使用したポリエチレンは、The Dow ChemicalCompanyから入手可能なASPUN(商標)6000であった。
全原料(エチレンモノマー、1-オクテンコモノマー)およびプロセス溶媒(狭い沸点範囲の高純度イソパラフィン溶媒、ExxonMobil Chemicalから入手可能な商品名Isopar-E)を、反応環境に導入する前に、分子篩で精製した。水素は、高純度グレードとして加圧して供給され、それ以上精製しない。反応器エチレン供給流を、機械的圧縮機を介して反応圧力を上回るまで加圧した。溶媒とコモノマーの供給物を、ポンプを介して反応圧力を上回るまで加圧した。個々の触媒成分を、精製された溶媒で好適な成分濃度まで手動でバッチ希釈し、反応圧力を上回るまで加圧した。全ての反応供給流を質量流量計で測定し、コンピュータ自動弁制御系で独立して制御した。
いくつかの考えられるポリエチレン材料の特性は、表5に報告される。1つ以上の実施形態では、ポリエチレンは、表5の定量化された特性のいずれかのプラスまたはマイナス5%、10%、20%以内であり得る。例えば、ポリエチレンは、0.935g/ccなどの5%、10%、または20%以内の密度を有し得る。
Claims (15)
- 不織ウェブを製造するためのプロセスであって、
二成分繊維を形成することであって、前記二成分繊維が、1つ以上の一次ポリマー領域および2つ以上の二次ポリマー領域を含み、
前記一次ポリマー領域が、ポリエチレンを含み、
前記二次ポリマー領域が、ポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドを含み、
前記一次ポリマー領域が、少なくとも2.5重量%のポリプロピレン、ポリエステル、もしくはポリアミドを含むか、または前記二次ポリマー領域が、少なくとも2.5重量%のポリエチレンを含むか、またはその両方であり、
前記一次ポリマー領域が少なくとも2.5重量%のポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドを含むとき、前記一次ポリマー領域が、供給不織ウェブ材料から少なくとも部分的に形成され、
前記二次ポリマー領域が少なくとも2.5重量%のポリエチレンを含むとき、前記二次ポリマー領域が、前記供給不織ウェブ材料から少なくとも部分的に形成され、
前記供給不織ウェブ材料が、
ポリエチレンと、
ポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドと、を含む、形成することと、
前記二成分繊維を前記不織ウェブに形成することと、を含む、プロセス。 - 前記二成分繊維が、「海島」形状において少なくとも15の二次ポリマー領域を含む、請求項1に記載のプロセス。
- 前記供給不織ウェブ材料が、請求項1のプロセスで形成された前記不織ウェブの廃棄部分である、請求項1または2に記載のプロセス。
- 前記二成分繊維が、ステープル繊維またはスパンボンド繊維である、請求項1~3のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記不織ウェブが、スパンボンド不織物またはカード不織物である、請求項1~4のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記一次ポリマー領域が、少なくとも5重量%のポリプロピレン、ポリエステル、もしくはポリアミドを含むか、または
前記二次ポリマー領域が、少なくとも5重量%のポリエチレンを含むか、
またはその両方である、請求項1~5のいずれか一項に記載のプロセス。 - 前記二成分繊維が、「コア/シース」形状を有さない、請求項1~6のいずれか一項に記載のプロセス。
- 前記一次ポリマー領域が、少なくとも80重量%のポリエチレンを含み、
前記二次ポリマー領域が、少なくとも80重量%のポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドを含む、請求項1~7のいずれか一項に記載のプロセス。 - 不織ウェブを製造するためのプロセスであって、
繊維形成デバイスの一次ポリマー領域材料供給口にポリエチレンを供給し、二次ポリマー領域材料供給口にポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドを供給することによって、二成分繊維を形成することであって、前記二成分繊維が、各々前記ポリエチレンから形成された1つ以上の一次ポリマー領域と、前記ポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドから形成された2つ以上の二次ポリマー領域と、を含む、形成することと、
前記不織ウェブの廃棄部分を除去することであって、前記廃棄部分が、
ポリエチレンと、
ポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドと、を含む、除去することと、
二成分繊維が形成されるように、前記廃棄部分の少なくとも一部を繊維形成機に供給することであって、
前記一次ポリマー領域が、少なくとも2.5重量%のポリプロピレン、ポリエステル、もしくはポリアミドを含むか、または
前記二次ポリマー領域が、少なくとも2.5重量%のポリエチレンを含むか、
またはその両方である、供給することと、を含む、プロセス。 - 前記二成分繊維が、「海島」形状において少なくとも15の二次ポリマー領域を含む、請求項9に記載のプロセス。
- 前記一次ポリマー領域が、少なくとも5重量%のポリプロピレン、ポリエステル、もしくはポリアミドを含むか、または
前記二次ポリマー領域が、少なくとも5重量%のポリエチレンを含むか、
またはその両方である、請求項9または10に記載のプロセス。 - 前記一次ポリマー領域が、少なくとも80重量%のポリエチレンを含み、
前記二次ポリマー領域が、少なくとも80重量%のポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドを含む、請求項9~11のいずれか一項に記載のプロセス。 - 二成分繊維から形成された不織ウェブであって、前記二成分繊維が、
1つ以上の一次ポリマー領域および2つ以上の二次ポリマー領域を含み、
前記一次ポリマー領域が、少なくとも80重量%のポリエチレンを含み、
前記二次ポリマー領域が、少なくとも80重量%のポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドを含み、
前記一次ポリマー領域が、少なくとも2.5重量%のポリプロピレン、ポリエステル、またはポリアミドを含み、前記一次ポリマー領域が、(a)ポリエチレンと、(b)ポリプロピレン、ポリエステル、もしくはポリアミドと、を含む供給不織ウェブ材料から少なくとも部分的に形成されるか、または
前記二次ポリマー領域が、少なくとも2.5重量%のポリエチレンを含み、前記二次ポリマー領域が、(a)ポリエチレンと、(b)ポリプロピレン、ポリエステル、もしくはポリアミドと、を含む供給不織ウェブ材料から少なくとも部分的に形成されるか、
またはその両方である、不織ウェブ。 - 前記二成分繊維が、「海島」形状において少なくとも15の二次ポリマー領域を含む、請求項13に記載の不織ウェブ。
- 前記一次ポリマー領域が、少なくとも5重量%のポリプロピレン、ポリエステル、もしくはポリアミドを含むか、または
前記二次ポリマー領域が、少なくとも5重量%のポリエチレンを含むか、
またはその両方である、請求項13または14に記載の不織ウェブ。
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