TW201339385A - 纖維及由彼製得之非織材料 - Google Patents

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Abstract

本發明關於纖維、非織織物及非織層合物，其包含至少一種衝擊共聚物及至少一種基於丙烯的彈性體之摻合物。摻合物包含約45至約85重量%之衝擊共聚物，衝擊共聚物包含：丙烯均聚物及共聚物之摻合物，共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元。摻合物進一步包含約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。

Description

纖維及由彼製得之非織材料
本發明關於纖維、非織物及非織層合物，其包含至少一種衝擊共聚物及至少一種基於丙烯的彈性體之摻合物。
優先權
本申請案主張2011年12月22日提出之USSN 13/334,854一案的優先權及其權益，其所揭露的內容全文係藉由引用方式併入本案。
相關申請案的對照參考
本申請案與2011年12月2日提出之USSN 13/310,146(2011EM293)、2010年11月9日提出之USSN 61/411,708(2010EM300)、2011年1月27日提出之USSN 13/015,364(2010EM048/2)、2008年11月14日提出之USSN 12/271,526(2008EM290)、2008年9月30日提出之USSN 61/101,341(2008EM066)、2009年3月4日提出之USSN 61/157,524(2008EM066A)、2009年9月24日提出之USSN 12/566,564(2008EM066A/2)、2009年2月27日提出之USSN 61/156,078(2008EM066B)、2009年9月24日提出之USSN 12/566,410(2008EM066B/2)、2009年4月21日提出之USSN 61/171,135(2008EM066C)、2009年9月24日提出之 USSN 12/566,434(2008EM066C/2)、2009年10月2日提出之USSN 61/248,254(2009EM208)、2010年9月30日提出之USSN 12/894,955(2008EM208/2)、2010年3月12日提出之USSN 12/723,317(2010EM070)、2010年3月12日提出之USSN 12/723,336(2010EM071)及2010年3月18日提出之USSN 12/726,642(2010EM091)有關，每一件之全文皆藉由引用方式併入本文。
使用不同熱塑性樹脂以製作纖維與織物係為一般習知。特別地，基於丙烯之聚合物及共聚物(有時視為基於丙烯的彈性體)即因包括了非織布料之製造的不同應用的有效性而為業界熟知。此種布料具有很廣泛的用途，諸如醫療與衛生產品、衣物、過濾介質及吸附劑產品。非織布料在衛生產品特別地有用，諸如嬰兒尿布、成人失禁產品及女性衛生產品。這些布料的一項重要觀點，特別在衛生應用中，即為具低成本良好滲漏性能以製造美學上討喜之布料的能力。
丙烯衝擊共聚物(impact copolymer)為另一種熱塑性樹脂，一般使用於需要力量與衝擊阻抗之應用中，諸如模製與擠出的汽車零件、家用器具、行李箱及家具。丙烯均聚物則經常不適合這類應用，因為其過度脆性且具有較低衝擊阻抗，特別是在低溫時，反而是丙烯衝擊共聚物特別地被設計於諸如此類的應用。
雖然常被用於製作薄膜，丙烯衝擊共聚物並不一般性地被用於製作纖維與布料，因為衝擊阻抗常常不是這類應 用所需的特性。對纖維與布料而言，製造者注重於諸如強度、加工性能、軟度及透氣性。美國專利公告第6,440,882與第6,248,833號及美國專利申請案第2009/0311938號與第2009/0149605號揭露以衝擊共聚物所製備之纖維與布料。
在許多衛生應用中，多層非織材料或層合物係以具有至少一彈性核心層與至少一可延展的頂面層，其中該彈性層即提供所需的舒適度並符合產品(及所致的良好滲漏性能)，以及該可延展頂面層提供所需美感。而基於丙烯彈性體係普遍地被用於形成此彈性層，頂面層通常為雙組分聚合物摻合物所組成。此摻合物可能包括丙烯均聚物、乙烯均聚物、任意丙烯共聚物及其他基於丙烯或基於乙烯聚合物及其摻合物，其中該摻合物具有核心/護套結構。然而，此雙組分材料之形成會增加非織材料製造方法之複雜性。如同本發明之一項具體實施例，為紡熔法提供具良好延展性與良好可紡性之單組分非織纖維與布料便成為需求。
我們已發現由丙烯衝擊共聚物與基於丙烯彈性體摻合物所製備的非織纖維與布料，可以在非織材料製造方法中，尤其是配備有單組分紡嘴者，提供高度的交叉方向伸長率與良好可紡性。
本發明關於纖維與非織組成物(例如：織物)，其包含至少一種丙烯衝擊共聚物(〝ICP〞)及至少一種基於丙烯之彈性體的摻合物(〝PBE〞)。由這些摻合物製備的纖維與非織材料在紡熔法中展現出高度伸長率與良好可紡性。特別地，其中所述摻合物包含約45至約85重量%之ICP，與約15至55重量%之PBE，其中ICP包含(較佳為異相摻合)丙烯均聚物與乙烯含量約20至80重量%之丙烯乙烯共聚物，以及PBE包含約5至約25重量%之C2或C4-C12 α-烯烴的單元共單體，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。提供包含摻合物的纖維、非織材料組成及非織層合物，以及提供用以形成摻合物與纖維及其所製備之組成物(如織物)之方法。
在此提供包含至少一種衝擊共聚物及至少一種基於丙烯的彈性體(PBE)之摻合物的纖維、非織纖維及其他非織物件以及用以形成纖維、非織纖維及其他非織物件的方法。
如本文所使用的詞語〝共聚物〞係指包括聚合物，其具有兩種或多種單體，任意地有其他單體，且可為互聚物、三聚物等。如本文所使用的詞語〝聚合物〞包括但不限於均聚物、共聚物、三聚物等，及其合金與摻合物。如本文所使用的詞語〝聚合物〞亦包括衝擊、嵌段、接枝、 隨機及交替共聚物。除了另有說明，詞語〝聚合物〞應進一步包括所有可能的幾何構形。此種構形可包括等規、間規及隨機對稱。如本文所使用的詞語〝摻合物〞意指兩種或多種聚合物的混合物。詞語〝彈性體〞應表示任何存在某程度彈性的聚合物，其中彈性係為一種材料被外力(諸如伸展)變形而當外力移除時能回到至少部分或其原來尺寸的能力。
如本文所使用的詞語〝單體〞或〝共單體〞意指用以形成聚合物的單體，例如在聚合反應前為未經反應的化合物形式，且在混入聚合物後亦意指單體，在此亦稱作〝[單體]-衍生單元〞，憑藉著聚合反應，與聚合反應前相比，[單體]-衍生單元通常具有較少的氫原子。不同的單體係討論於此，包括丙烯單體、乙烯單體及二烯單體。
如本文所使用的〝聚丙烯〞包括丙烯或其混合物的均聚物及共聚物。包括與一或多種額外單體聚合的一或多種丙烯單體之產品可已知為隨機共聚物(RCP)或衝擊共聚物(ICP)。衝擊共聚物亦為本領域所已知的多相共聚物。如本文所使用的〝基於丙烯〞係指包括任何包含丙烯的聚合物，可單獨或與一或多種共單體組合，其中丙烯為主要組分(例如大於50重量%的丙烯)。
如本文所使用的〝反應等級〞意指聚合後未經化學或機械性處理或摻合而努力改變聚合物的平均分子量、分子量分佈或黏度的聚合物。特別排除在描述為反應等級的聚合物外的聚合物係為經減黏或其他以過氧化物處理或塗覆 過的聚合物。然而，針對本說明書的目的，反應等級聚合物包括反應摻合物的聚合物。
如本文所使用的〝反應摻合物〞意指因序列或平行聚合一或多種單體與在另一聚合物的存在下形成一聚合物或藉由在平行反應器中分別製造的溶液摻合聚合物所原地製造的兩種或多種聚合物之高分散且機械不可分的摻合物。反應摻合物應被製造於單一反應器、系列反應器或平行反應器，且係為反應等級摻合物。反應摻合物可藉由任何聚合方法被製造，包括批次、半連續或連續系統。特別排除〝反應摻合物〞聚合物，其包含兩種或多種聚合物的摻合物，其中聚合物係移地摻合，諸如攪拌器、擠壓機或其他類似的裝置中藉由物理上或機械上摻合。
如本文所使用的〝減黏〞係為藉由將聚合物鏈切斷而用於降低聚合物的分子量之方法。減黏方法亦增加聚合物的MFR，且能減少其分子量分佈。一些不同種類的化學反應可被應用於減黏基於丙烯的聚合物。一個實施例為熱解，其係藉由將聚合物暴露於高溫中完成，例如在擠壓機於350℃或更高。其他方法係暴露於強大的氧化劑且暴露於游離輻射。減黏在商業應用中最常使用的方法係添加降解助劑至聚合物。當與聚合物混合時，降解助劑為促進鏈切斷的物質，聚合物接著在擠壓條件下被加熱。商業應用中使用的降解助劑之實施例為烷基氫過氧化物及二烷基過氧化物。這些材料在高溫下起始造成聚丙烯分子切斷的自由基鏈反應。詞語〝降解助劑〞及〝減黏劑〞係在本文交 互使用。經由減黏方法經歷鏈切斷的聚合物於本文中係為〝經減黏〞。這些經減黏聚合物等級，特別是聚丙烯等級，係經常意指工業中的〝經控制流變〞或〝CR〞等級。
如本文所使用之〝觸媒系統〞意指一或多種觸媒與一或多種活化劑及任意地一或多種載體組成物的組合。〝活化劑〞為任何化合物或組分，或化合物或組分的組合，能增加一或多種觸媒將單體聚合成聚合物的能力。
衝擊共聚物
能用於製造本發明的纖維及織物之衝擊共聚物(〝ICP〞)包含至少兩種主要組分，組分A及組分B。在一或多個具體實施例中，組分A係為丙烯均聚物，且較佳為等間丙烯均聚物，雖然少量的共單體可用以獲得特定的性質。通常此種共聚物包含少於10%，或少於6%，或少於4%之共單體，諸如乙烯、丁烯、己烯或辛烯。最後結果通常為與均聚物組分A相比具有較低抗撓性但得到衝擊強度的產品。
在一或多個具體實施例中，組分A具有範圍狹小的分子量分佈，Mw/Mn(〝MWD〞)，例如低於4.5，或低於4.0或低於3.5，或低於3.0。在某些具體實施例中，這些分子量分佈係在減黏不存在的情況下使用過氧化物或其他設計用以降低分子量之後反應器處理而獲得。組分A可具有至少100,000，或至少200,000之重量平均分子量(Mw，由GPC測定)及至少145℃，較佳至少150℃之熔 點(Tm)。決定Tm的方法詳細描述於下。
在一或多個具體實施例中，組分B可為包含丙烯及共單體的共聚物。共單體較佳為乙烯，雖然其他丙烯共聚物或三聚物適合取決於所需的特定產品性質。例如可使用丙烯/丁烯、己烯或辛烯聚合物。在一些具體實施例中，組分B係為包含至少20重量%之等間丙烯，或自約20至約80重量%丙烯，或自約20至約70重量%丙烯，或自約30至約60重量%丙烯；且自約20至約80重量%共單體，或自約30至約80重量%共單體，或自約40至約70重量%共單體，諸如乙烯。在某些具體實施例中，組分B可實際由丙烯及自約20至約80重量%乙烯，或自約30至約70重量%乙烯，或自約40至約60重量%乙烯組成。
在一或多種具體實施例中，組分B可具有大於1.00 dl/g，或大於1.50dl/g，或大於2.00dl/g之固有黏度。用於本文中之詞語〝固有黏度〞或〝IV〞意指當聚合物組成物在無限稀釋時聚合物溶液的黏度，諸如在已知溫度已知溶劑中的組分B。根據ASTM D1601標準，IV量測使用標準毛細管黏度量測裝置，其中在已知溫度於溶劑中一系列濃度之聚合物的黏度係經測定。針對組分B，十氫萘為合適的溶劑且一般溫度為135℃。從不同濃度溶液的黏度值，無限稀釋的黏度可由外推法決定。
組分B可具有大於60%、或大於65%、或大於70%、或大於75%、或大於80%之組成物分佈寬度指數(CDBI)。CDBI係詳述於美國專利公告第5,382,630號中，其全文 係藉由引用方式併入本文。CDBI係定義為共聚物分子的重量百分比，其具有單體含量在50%之中值總莫耳共單體含量內。
適合用於本文之ICP的熔態流動率(〝MFR〞)取決於所需的最終用途，但是針對熔噴的纖維及織物係一般在約10至約4000克/10分鐘的範圍內，或約50至約3000克/10分鐘的範圍內，或約100至約2000克/10分鐘的範圍內，或約400至約2000克/10分鐘的範圍內。MFR係由一般方法諸如ASTM-1238(條件L)測定。
對於紡絲黏合纖維及織物，MFR係一般在約5至約400克/10分鐘的範圍內，或約10至約200克/10分鐘的範圍內，或約10至約100克/10分鐘的範圍內，或約15至約70克/10分鐘的範圍內，或約20至約50克/10分鐘的範圍內。
在一或多種具體實施例中，ICP包含約40至約95重量%之組分A及約5至約60重量%之組分B，或約50至約90重量%之組分A及約10至約50重量%之組分B，或約60至約90重量%之組分A及約10至約40重量%之組分B。在一些具體實施例中，ICP可實際由組分A及B組成。在同樣或其他具體實施例中，所有共單體(例如乙烯)含量可在約30至約70重量%之範圍，或約40至約60重量%之範圍。
本發明適合用於聚合物摻合物中之ICP可在一些具體實施例中為反應摻合物，意指在聚合反應後組分A及B不 物理性或機械性的摻合在一起，而是在至少一個反應器中相互聚合，通常在兩個或多個串聯反應器中。然而，由一個或多個反應器獲得的最終ICP可與不同其他包括其他聚合物或添加劑之組分摻合。在其他具體實施例中，本文所述之ICP可由在不同反應器中製造組分A與B並一旦其離開各自的反應器時物理上摻合而形成。
在本文之一或多種具體實施例中ICP可描述為〝多相〞。如本文所使用，多相代表聚合物具有兩種或多種相。通常，多相ICP包含在一種相中的基質組分，且第二橡膠組分相分散於基質中。在本文之一或多種具體實施例中，ICP包含基質相及分散相，基質相包含丙烯均聚物(組分A)，且分散相包含丙烯-乙烯共聚物(組分B)。共聚物組分(組分B)具有橡膠特性並提供耐衝擊性，同時基質組分(組分A)提供所有抗撓性。
各種添加劑可併入ICP用於各種用途。例如，添加劑包括但不限於安定劑、抗氧化劑、填充劑、著色劑、成核劑及脫模劑。一級及二級抗氧化劑包括例如受阻酚類、受阻胺類及磷酸鹽類。成核劑包括例如苯甲酸鈉及滑石。亦可包括分散劑諸如Acrowax C。助滑劑包括例如油醯胺及芥酸醯胺。通常亦使用觸媒去活劑，例如硬脂酸鈣、水滑石及氧化鈣。
適合用於本發明之ICP組成物可藉由習知聚合反應技術製備，諸如使用Ziegler-Natta觸媒之二步驟氣相方法。例如參見美國專利公告第4,379,759號，其全文係藉由引 用方式併入本文。雖然有時並不實際，但可能在單一反應器中製造ICP。用於本發明之ICP亦可在串連運作的反應器中被製造。在此種串聯運行，第一聚合反應(組分A的聚合反應)較佳係為液態泥漿或溶液聚合反應方法，且第二聚合反應(組分B的聚合反應)較佳係在氣相中進行。在一或多種具體實施例中，氫可被加入一或兩個反應器以控制分子量、IV及/或MFR。氫用於此種用途的使用係已為本領域中熟習技術者所知。
基於茂金屬的觸媒系統亦可用以製造本文所述之ICP組成物。現今特別適合的茂金屬係為在同屬類別的經橋接、經取代雙(環戊二烯基)茂金屬、特別經橋接、經取代雙(茚基)茂金屬，已知用以製造高分子量、高熔點、高等間丙烯聚合物。一般來說，揭露於美國專利公告第5,770,753號(其全文藉由引用方式併入本文)之同屬類別的茂金屬是合適的。
當與一或多種下述之基於丙烯的彈性體(PBE)摻混，我們已發現上述ICP係特別有用於製造非織織物及多層層合物。如本文所使用之〝非織織物〞亦指穿插的個別纖維或細絲之網狀結構，但非如在編織物之可識別的方式。
基於丙烯之彈性體
在本發明之特定具體實施例中，用以形成本文所述之纖維及織物的聚合物摻合物包含一或多種基於丙烯之彈性 體(PBE)，其包含丙烯且自約5至約25重量%之一或多種共單體，共單體選自乙烯及/或C4-C12 α-烯烴。在一或多種具體實施例中，α-烯烴共單體單元可衍生自乙烯、丁烯、戊烯、己烯、4-甲基-1-戊烯、辛烯或癸烯。下述的具體實施例係關於乙烯作為α-烯烴共單體，但具體實施例係同樣適用於其他共聚物。在這點上，對於乙烯作為α-烯烴，共聚物可簡單被視作為基於丙烯聚合物。
在一或多種具體實施例中，PBE可包括至少約5重量%，至少約6重量%，至少約7重量%，或至少約8重量%，或至少約9重量%，或至少約10重量%，或至少約12重量%之乙烯衍生單元。在那些或其他具體實施例，PBE可包括高達約30重量%，或高達約25重量%，或高達約22重量%，或高達約20重量%，或高達約19重量%，或高達約18重量%，或高達約17重量%之乙烯衍生單元，其中重量百分比係基於丙烯衍生及α-烯烴衍生單元的總重。所述的其他方法，PBE可包括至少約70重量%，或至少約75重量%，或至少約80重量%，或至少約81重量%之丙烯衍生單元，或至少約82重量%之丙烯衍生單元，或至少約83重量%之丙烯衍生單元；且在這些或其他具體實施例中，PBE可包括高達約95重量%，或高達約94重量%，或高達約93重量%，或高達約92重量%，或高達約90重量%，或高達約88重量%之丙烯衍生單元，其中重量百分比係基於丙烯衍生及α-烯烴衍生單元的總重。在特定具體實施例中，PBE可包含自約5至約25重量%之乙烯衍 生單元，或自約9至18重量%之乙烯衍生單元。
PBE之一或多種具體實施例係以熔點(Tm)為特徵，其可藉由微差掃描熱量測定法(DSC)測定。針對在此的目的，最高溫度峰值的最大值係被認為是聚合物的熔點。在內文中的〝峰值〞係定義為DSC曲線(熱流比溫度)之一般斜率中從正到負，在基線中沒有移動形成最大值的改變，其中繪製DSC曲線使吸熱反應以正峰值顯示。
在一或多種具體實施例中，PBE(由DSC測定)之Tm係少於約115℃，或少於約110℃，或少於約100℃，或少於約95℃，或少於約90℃。
在一或多種具體實施例中，PBE可以其熔合熱(Hf)，由DSC測定。在一或多種具體實施例中，PBE可具有Hf，其至少約0.5J/g，或至少約1.0J/g，或至少約1.5J/g，或至少約3.0J/g，或至少約4.0J/g，或至少約5.0J/g，或至少約6.0J/g，或至少約7.0J/g。在這些或其他具體實施例中，PBE以少於約75J/g、或少於約70J/g、或少於約60J/g、或少於約50J/g、或少於約45J/g、或少於約40J/g、或少於約35J/g、或少於約30J/g之Hf為特徵。
如本說明書所使用，DSC程序針對測定包括下列的Tm及Hf。在熱壓熨中於自約200℃至約230℃之溫度壓製聚合物，且在環境條件掛起最終聚合物片材在空氣中冷卻。以衝孔模移除約6至10毫克的聚合物片材。此6至10毫克的樣本係在室溫退火約80至100小時。在此期間的末期，將樣本置放於DSC(Perkin Elmer Pyris One熱 分析系統)並冷卻至約-50℃至約-70℃。樣本係於10℃/min加熱以到達最後約200℃之溫度。維持樣本在200℃ 5分鐘且進行第二冷-熱循環。紀錄兩次循環的情況。記錄熱輸出為在樣本熔融波峰下的區域，其典型地發生在約0℃至約200℃之間。以焦耳量測且量測聚合物的Hf。
PBE可具有三丙烯單元的三元組體立體規正性，如13C NMR測定的75%或更大，80%或更大，85%或更大，90%或更大，92%或更大，95%或更大，97%或更大。在一或多種具體實施例，三元組體立體規正性範圍自約75%至約99%，或自約80%至約99%，或自約85%至約99%，或自約90%至約99%，或自約90%至約97%，或自約80%至約97%。三元組體立體規正性係由美國專利公告第7,232,871號所述之方法測定。
PBE可具有立體規正性指數範圍自4或6之下限至8或10或12之上限。立體規正性指數，在此表示為〝m/r〞係由13C核磁共振(〝NMR〞)測定。立體規正性指數m/r係計算為由17 MACROMOLECULES 1950(1984)中之H.N.Cheng定義，其藉由引用方式併入本文。命名〝m〞或〝r〞描述鄰接丙烯基團對之立體化學，〝m〞代表中間且〝r〞代表消旋。m/r比例為1.0通常描述間規聚合物，且m/r比例為2.0為無規材料。無規材料理論上可具有比例接近無限，且許多副產品無規聚合物具有足夠的等規內容以導致比例大於50。
在一或多種具體實施例中，PBE可具有a%之結晶度 為自約0.5%至約40%，或自約1%至約30%，或自約5%至約25%，根據DSC程序測定。結晶度可藉由將樣本的Hf除以100%晶性聚合物之Hf，其係針對等間聚丙烯假定為189焦耳/克或針對聚乙烯假定為350焦耳/克。
在一或多種具體實施例中，PBE在室溫可具有密度為自約0.85g/cm3至約0.92g/cm3，或自約0.86g/cm3至約0.90g/cm3，或自約0.86g/cm3至約0.89g/cm3，依照每個ASTM D-792試驗方法量測。
在一或多種具體實施例中，PBE可具有熔融指數(MI)(ASTM D-1238,2.16kg @ 190℃)為小於或等於約100g/10min，或小於或等於約50g/10min，或小於或等於約25g/10min，或小於或等於約10g/10min，或小於或等於約9.0g/10min，或小於或等於約8.0g/10min，或小於或等於約7.0g/10min。
在一或多種具體實施例中，PBE可具有熔體流率(MFR)，如根據ASTM D-1238(2.16kg重@ 230℃)所量測，為大於約1g/10min，或大於約2g/10min，或大於約5g/10min，或大於約8g/10min，或大於約10g/10min。在相同或其他具體實施例中，PBE可具有MFR小於約500g/10min，或小於約400g/10min，或小於約300g/10min，或小於約200g/10min，或小於約100g/10min，或小於約70g/10min，或小於約50g/10min。在特定具體實施例中，PBE可具有MFR自約1至約100g/10min，或自約2至約75g/10min，或自約5至約50g/10min。
在一或多種具體實施例中，PBE可為如上述所定義之反應等級聚合物。在其他具體實施例中，PBE可為聚合物，其在離開反應器後經減黏以增加MFR。如本文所使用的〝減黏〞係為藉由聚合物經過鏈切斷用以降低聚合物分子量的方法。減黏方法亦增加聚合物的MFR，且可縮小其分子量分佈。
在一或多種具體實施例中，PBE可具有木尼黏度[ML(1+4)@ 125℃]，如根據ASTM D-1646所量測，為小於約100，或小於約75，或小於約50，或小於約30。
在一或多種具體實施例中，PBE可具有g’指數值為0.95或更大，或至少0.97，或至少0.99，其中g’係使用等間聚丙烯之固有黏度作為基線在聚合物的Mw量測。用於此處，g’指數係定義為： 其中ηb為聚合物的固有黏度，且ηl為與聚合物相同黏度-平均分子量(Mv)的線性聚合物之固有黏度。ηl=KMvα，K和α為針對線性聚合物的量測值，且應在如用於g’指數量測之相同儀器上獲得。
在一或多種具體實施例中，PBE可具有重量平均分子量(Mw)為自約50,000至約5,000,000g/mol，或自約75,000至約1,000,000g/mol，或自約100,000至約500,000g/mol，或自約125,000至約300,000g/mol。在相同或其他具體實施例中，PBE可具有數量平均分子量(Mn)為自約2,500至約2,500,000g/mole，或自約5,000至約 500,000g/mole，或自約10,000至約250,000g/mole，或自約25,000至約200,000g/mole。在相同或其他具體實施例中，PBE具有Z-平均分子量(Mz)為自約10,000至約7,000,000g/mole，或自約50,000至約1,000,000g/mole，或自約80,000至約700,000g/mole，或自約100,000至約500,000g/mole。在特定具體實施例中，PBE之分子量分佈(MWD，等於Mw/Mn)可自約1至約40，或自約1至約15，或自約1.8至約5，或自約1.8至約3。
用於測定分子量(Mn,Mw及Mz)及MWD的技術可見於美國專利公告第4,540,753號(Cozewith,Ju及VerStrate)(因美國實務目的，其係藉由引用方式併入本文)及其中所引用的參考文件以及Macromolecules,1988,Vol.21,pp.3360-3371(VerStrate et al.)及其中所引用的參考文件，因美國實務目的，其係藉由引用方式併入本文。例如，分子量可藉由粒度排拒層析(SEC)藉由使用Waters 150凝膠滲透層析儀測定，其配備有示差折射率檢測器且使用聚苯乙烯標準校正。
任意地，PBE可能也包括一或多種二烯類。“二烯”一詞係定義為一種具有兩個不飽和位置(亦即一種具有兩個連接碳原子之雙鍵的化合物)的碳氫化合物。根據前後文，本專利中“二烯”一詞係廣泛地代表聚合作用前的二烯單體，例如聚合作用介質的組成部分，或聚合作用發生之後的二烯單體(也被視為二烯單體單元或二烯衍生單元)。適合本發明的示例性二烯包括但不限於，丁二烯、戊二烯 、己二烯(如：1,4-己二烯)、庚二烯(如：1,6-庚二烯)、辛二烯(如；1,7-辛二烯)、壬二烯(如：1,8-壬二烯)、癸二烯(如1,9-癸二烯)、十一碳二烯(如：1,10-十一碳二烯)、十二碳二烯(如：1,11-十二碳二烯)、十三碳二烯(如；1,12-十三碳二烯)、十四碳二烯(如：1,13-十四碳二烯)、十五碳二烯、十六碳二烯、十七碳二烯、十八碳二烯、十九碳二烯、二十碳二烯、二十一碳二烯、二十二碳二烯、二十三碳二烯、二十四碳二烯、二十五碳二烯、二十六碳二烯、二十七碳二烯、二十八碳二烯、二十九碳二烯、三十碳二烯，及具有分子量(Mw)小於1000克/莫耳的聚丁二烯。直鏈無環二烯的範例包括但不限於，1,4-己二烯與1,6-辛二烯。支鏈無環二烯的範例包括但不限於，5-甲基-1,4-己二烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯及3,7-二甲基-1,7-辛二烯。單環脂環族二烯的範例包括但不限於，1,4-環己二烯、1,5-環辛二烯及1,7-環十二碳二烯。多環脂環族稠合與橋接化環二烯的範例包括但不限於，四氫茚、二環庚二烯、甲基四氫茚、雙環戊二烯、雙環(2.2.1)戊-2,5-二烯，與烯基、烷叉基、環烯基及環烷叉基原冰片烯(包括例如：5-甲烯-2-原冰片烯、5-亞乙基-2-原冰片烯、5-丙烯基-2-原冰片烯、5-亞異丙基-2-原冰片烯、5-(4-環戊烯基)-2-原冰片烯、5-亞環己烯基-2-原冰片烯及5-乙烯基-2-原冰片烯)。環烯基取代之烯類包括但不限於，乙烯基環己烯、丙烯基環己烯、乙烯基環辛烯、4-乙烯基環己烯、丙烯基環癸烯、乙烯基環十二烯 及四環十二碳二烯。本發明的某些具體實施例中，二烯係選自5-亞乙基-2-原冰片烯(ENB)、1,4-己二烯、5-甲烯-2-原冰片烯(MNB)、1,6-辛二烯、5-甲基-1,4-己二烯、3,7-二甲基-1,6-辛二烯、1,3-環庚二烯、1,4-環己二烯、乙烯基原冰片烯(VNB)、二環庚二烯(DCPC)及其之混合。在一個或多個具體實施例中，二烯即為ENB。
在一些具體實施例中，PBE可任意的包含自0.05至約6重量%之二烯衍生單元。在另外具體實施例，聚合物包含自約0.1至約5.0重量%之二烯衍生單元，或自約0.25至約3.0重量%之二烯衍生單元，或自約0.5至約1.5重量%之二烯衍生單元。
在一或多種具體實施例中，PBE可任意地使用一或多種接枝單體接枝(例如經官能化)。如本文所使用，詞語〝接枝〞表示接枝單體共價連結至PBE之聚合物鏈。
接枝單體係可以是為或包括至少一種乙烯系不飽和羧酸或酸衍生物，諸如酸酐、酯類、鹽類、醯胺類、亞醯胺類、丙烯酸酯或其類似物。示例性單體包括但不限於丙烯酸、甲基丙烯酸、順丁烯二酸、反丁烯二酸、亞甲基丁二酸、甲基順丁烯二酸、甲基反丁烯二酸、順丁烯二酸酐、4-甲基環己烯-1,2-二羧酸酸酐、二環(2.2.2)辛烯2,3-二羧酸酸酐、1,2,3,4,5,8,9,10-八氫萘-2,3-二羧酸酸酐、2-氧雜-1,3-二酮基螺(4.4)壬烯、二環(2.2.1)庚烯-2,3-二羧酸酸酐、馬來海松酸、四氫苯二甲酸酐、原冰片烯-2,3-二羧酸酸酐、橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酸酐(nadic anhydride)、甲基橋亞甲基四氫鄰苯二甲酸酸酐(methyl nadic anhydride)、原冰片烯醯酸酐(himic anhydride)、甲基原冰片烯醯酸酐(methyl himic anhydride)及5-甲基二環(2.2.1)己烯-2,3-二羧酸酸酐。其他合適的接枝單體包括甲基丙烯酸酯(methyl acrylate)與較高烷基丙烯酸酯類、甲基丙烯酸甲酯(methyl methacrylate)與較高烷基丙烯酸甲酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、羥甲基丙烯酸甲酯、羥基-乙基丙烯酸甲酯與較高羥-烷基丙烯酸甲酯，及環氧丙基丙烯酸甲酯。順丁烯二酸酸酐係較佳接枝單體。
在一或多種具體實施例中，經接枝PBE包含自約0.5至約10重量%乙烯化未飽和羧酸或酸衍生物，更佳自約0.5至約6重量%，更佳自約0.5至約3重量%；在其他具體實施例中，自約1至約6重量%，更佳自約1至約3重量%。在一較佳具體實施例中，其中接枝單體為馬來酸酐，在接枝聚合物中馬來酸酐濃度係較佳在約1至約6重量%的範圍內，較佳至少約0.5重量%，且非常佳約1.5重量%。
基於丙烯之彈性體之製備
PBE的聚合反應係藉由在本文所述之觸媒系統的存在下於0℃至200℃之溫度持續1秒至10小時反應單體而進行。較佳地，使用勻相條件，諸如連續溶液方法或以多餘單體做為稀釋劑之總體聚合方法。連續方法可使用一些形式的攪拌以降低反應器的濃度差並維持穩定態聚合反應條 件。聚合反應熱係較佳藉由冷卻聚合反應進料及允許聚合反應加熱至聚合反應而移除，雖然可使用內冷卻系統。
適合製備本文所述PBE之示例方法的進一步描述係見於美國專利公告第6,881,800號，其全文係因應美國實務而藉由引用方式併入本文。
PBE之三元組體立體規正性及立體規正性指數可藉由影響丙烯位置決定的立體規則性之觸媒、聚合反應溫度及藉由共單體的種類及量控制，根據聚合反應溫度可藉由增加溫度降低立體規則性，共單體傾向於降低長丙烯衍生序列的等級。
太多的共單體會降低由立體規則丙烯衍生序列至材料缺少強度的位置之結晶化提供之結晶度；太少則材料過於晶化。共單體含量及聚合物的序列分佈可使用13C核磁共振(NMR)以本領域中熟習技術者已知的方法量測。共單體含量之分離分子量範圍可使用本領域中熟習技術者所已知的方法量測，如Wheeler及Willis,Applied Spectroscopy,1993，卷47，頁1128-1130中所描述，包括傅立葉轉換紅外光譜(FTIR)與GPC的樣本。針對包含大於75重量%丙烯之丙烯乙烯共聚物，此種聚合物之共單體含量(乙烯含量)可測量如下：均勻薄膜係在約150℃或更高的溫度壓製，且設置在Perkin Elmer PE 1760紅外線光譜儀上。記錄自600cm-1至4000cm-1之樣本全頻譜且根據下列等式計算乙烯之單體重量百分比：乙烯重量%=82.585-111.987X+30.045X2，其中X為峰高度在1155cm-1及峰高 度在722cm-1或732cm-1的比例，無論哪個比較高。針對丙烯乙烯共單體具有75重量%或少於丙烯含量，共單體(乙烯)含量可使用Wheeler及Willis揭露的方法量測。
參考文件為美國專利公告第6,525,157號，其試驗方法亦為全適用於本發明書指出的各種量測，並主張且包含GPC量測的更多細節，藉由NMR及DSC量測來測定乙烯含量。
觸媒亦可控制立體規則性與共單體及聚合反應溫度。本文所描述的PBE係使用一或多種觸媒系統備製。如本文所使用的〝觸媒系統〞包含至少過渡金屬化合物(亦代表觸媒前驅物)及活化劑。接觸聚合反應器溶液上游或揭露方法之聚合反應器中的過渡金屬化合物(觸媒前驅物)及活化劑產出觸媒系統的觸媒活化化合物(觸媒)。任何給定的過渡金屬化合物或觸媒前驅物可產出觸媒活化組分(觸媒)與各種活化劑，於本發明之方法中提供大批的觸媒。本發明之觸媒系統包含至少一種過渡金屬化合物及至少一種活化劑。然而，目前揭露中的觸媒系統亦可包含超過一種過渡金屬化合物與一或多種活化劑。此種觸媒系統可任意地包括雜質除去劑。於下進一步描述這些化合物每一者的細節。
在本發明之一或多種具體實施例中，使用以製造PBE的觸媒系統包含茂金屬化合物。在一些具體實施例中，茂金屬化合物為經橋接雙茚基茂金屬，具有通式(In1)Y(In2)MX2，其中In1及In2係(較佳同樣的)經取代 或未經取代茚基基團連接至M且以Y橋接，Y為橋聯基，其中直接鏈中連接In1及In2的原子數為1至8，且直接鏈包含C或Si，且M為基團3,4,5或6族過渡金屬。In1及In2可為經取代或未經取代。若In1及In2為由一或多種取代基取代，取代基係選自由鹵素原子、C1至C10烷基、C5至C15芳基、C6至C25烷芳基及含N-或P-烷基或芳基所組成的群組。此種示例茂金屬化合物包括但不限於μ-二甲基甲矽烷基雙(茚基)鉿二甲基及μ-二甲基甲矽烷基雙(茚基)鋯二甲基。
在其他具體實施例中，茂金屬化合物可為經橋接雙茚基茂金屬，具有通式(In1)Y(In2)MX2，其中In1及In2係(較佳同樣的)2,4-經取代茚基基團連接至M且以Y橋接，Y為橋聯基，其中直接鏈中連接In1及In2的原子數為1至8，且直接鏈包含C或Si，且M為基團3,4,5或6族過渡金屬。In1及In2可在2位置由甲基基團取代且在4位置由取代基取代，取代基係選自由C5至C15芳基、C6至C25烷芳基及含N-或P-烷基或芳基所組成的群組。此種示例茂金屬化合物包括但不限於(μ-二甲基甲矽烷基)雙(2-甲基-4-(3,5’-二-第三-丁基苯基)茚基)鋯-二甲基、(μ-二甲基甲矽烷基)雙(2-甲基-4-(3,5’-二-第三-丁基苯基)茚基)鉿-二甲基、(μ-二甲基甲矽烷基)雙(2-甲基-4-萘基茚基)鋯二甲基、(μ-二甲基甲矽烷基)雙(2-甲基-4-萘基茚基)鉿二甲基、(μ-二甲基甲矽烷基)雙(2-甲基-4-(N-卡唑基)茚基)鋯二甲基及(μ-二甲基甲矽 烷基)雙(2-甲基-4-(N-卡唑基)茚基)鉿二甲基。
另外在本發明之一或多種具體實施例中，茂金屬化合物可相當於美國專利公告號第7,601,666號中揭露的一或多種配方。此種茂金屬化合物包括但不限於二甲基甲矽烷基雙(2-(甲基)-5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氫苯並(f)茚基)鉿二甲基、二苯基甲矽烷基雙(2-(甲基)-5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氫苯並(f)茚基)鉿二甲基、二苯基甲矽烷基雙(5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氫苯並(f)茚基)鉿二甲基、二苯基甲矽烷基雙(2-(甲基)-5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氫苯並(f)茚基)鋯二氯化物及環-丙基甲矽烷基雙(2-(甲基)-5,5,8,8-四甲基-5,6,7,8-四氫苯並(f)茚基)鉿二甲基。
在本發明之一或多種具體實施例中，使用以製造PBE之觸媒系統的活化劑包含陽離子組分。在一些具體實施例中，陽離子組分具有分子式[R1R2R3AH]+，其中A為氮，R1及R2一起為-(CH2)a-基團，其中a為3,4,5或6，且經由鄰近環碳原子與氮原子一起形成4-,5-,6-或7-員非芳香環至-(CH2)a-基團，任意地稠合一或多種芳香或雜芳環，且R3為C1、C2、C3、C4或C5烷基，或N-甲基吡咯烷或N-甲基哌啶烷。在其他具體實施例中，陽離子組分具有分子式[RnAH]+，其中A為氮，n為2或3，且所有R為相同且為C1至C3烷基基團，諸如例如三甲銨、三甲基苯胺、三乙銨、二甲基苯胺或二甲基銨。
在本發明之一或多種具體實施例中，用以製造PBE之 觸媒系統的活化劑包含陰離子組分，[Y]-。在一些具體實施例中，陰離子組分為非配位陰離子(NCA)，具有分子式[B(R4)4]-，其中R4為芳基或經取代芳基，其中一或多種取代基為相同或不同，且係選自由烷基、芳基、鹵素原子、經鹵化芳基及鹵烷基芳基基團所組成的群組。在一或多種具體實施例中，取代基為過鹵化芳基基團或過氟化芳基基團，包括但不限於過氟苯基、過氟萘基及過氟二苯基。
同時，本文所描述之觸媒系統的陽離子及陰離子組分形成活化劑化合物。在本發明之一或多種具體實施例中，活化劑可為N,N-二甲基苯胺-四(全氟苯基)硼酸、N,N-二甲基苯胺-四(全氟萘基)硼酸、N,N-二甲基苯胺-肆(全氟二苯基)硼酸、N,N-二甲基苯胺-肆(3,5-雙(三氟甲基)苯基)硼酸、三苯碳烯-四(全氟苯基)硼酸、三苯碳烯-四(全氟萘基)硼酸、三苯碳烯-肆(全氟二苯基)硼酸或三苯碳烯-肆(3,5-雙(三氟甲基)苯基)硼酸。
任何由前述段落提及的茂金屬化合物、陽離子活化劑化合物及陰離子活化劑化合物之任何組合造成的觸媒系統應被明確地揭露於本文，且可在一或多種烯烴單體之聚合反應中根據本發明使用。兩種不同活化劑的組合亦可與相同或不同的茂金屬使用。
用於本發明方法的適合活化劑亦包括烷氧基鋁(或鋁氧烷)及鋁烷基。不被理論所限，鋁氧烷係典型地被認為是由通式(Rx-Al-O)n所表示的寡聚鋁，其為環狀化合物， 或Rx(Rx-Al-O)nAlRx 2所表示的寡聚鋁，其為線性化合物。更常見地，鋁氧烷係被認為是環狀及線性化合物的混合物。在一般鋁氧烷化學式中Rx係獨立的C1-C20烷基基團，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、其異構物及類似物，且n為1-50的整數。在一或多種具體實施例中，Rx為甲基，且n為至少4。甲基鋁氧烷(MAO)，如同含一些高烷基基團之經修飾MAO，以增進溶解力，乙基鋁氧烷、異丁基鋁氧烷及其類似物係有用於本文所揭露之方法。
再者，適合用於本發明之觸媒系統除了上述的過渡金屬化合物及活化劑，還可包含另外地活化劑(共活化劑)及/或去除劑。共活化劑係為能與過渡金屬複合物反應的化合物，諸如當與活化劑結合使用，形成活化觸媒。共活化劑包括鋁氧烷及鋁烷基。
在本發明之一些具體實施例中，去除劑可用以〝清理〞與觸媒反應且去活化的任何位置之反應。一般用作去除劑之鋁或硼烷基組分係由通式RxJZ2表示，其中J為鋁或硼，Rx為C1-C20烷基基團，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基及其異構物，且每一Z係獨立為Rx或不同單價的陰離子配位體，諸如鹵素(Cl,Br,I)、烷氧化物(ORx)及其類似物。示例性鋁烷基包括三乙基鋁、二乙基鋁氯化物、乙基鋁二氯化物、三-異-丁基鋁、三-正-辛基鋁、三-正-己基鋁、三甲基鋁及其組合。示例性硼烷基包括三乙基硼。去除化合物亦可為鋁氧烷及包括甲基鋁氧 烷之經修飾鋁氧烷類，及經修飾甲基鋁氧烷。
在一些具體實施例中，用以製造本文所描述之PBE之觸媒系統包括過渡金屬化合物，其為橋接雙茚基茂金屬，具有通式(In1)Y(In2)MX2，其中In1及In2係相同經取代或未經取代茚基基團連接至M且以Y橋接，Y為橋聯基，其中直接鏈中連接In1及In2的原子數為1至8，且直接鏈包含C或Si，且M為基團3,4,5或6族過渡金屬。In1及In2可為經取代或未經取代。若In1及In2為由一或多種取代基取代，取代基係選自由鹵素原子、C1至C10烷基、C5至C15芳基、C6至C25烷芳基及含N-或P-烷基或芳基所組成的群組。在一或多種具體實施例中，用以製造基於丙烯聚合物的過渡金屬化合物為μ-二甲基甲矽烷基雙(茚基)鉿二甲基。
聚合物摻合物
根據本發明之聚合物摻合物包含如前述之至少一種衝擊共聚物(ICP)及至少一種基於丙烯彈性體(PBE)。在一或多種具體實施例中，摻合物可包含自約40至約85重量%之ICP，或自約40至約80重量%之ICP，或自約45至約80重量%之ICP，或自約45至約75重量%之ICP，或自約45至約70重量%之ICP，或自約50至約65重量%之ICP。在相同或其他具體實施例中，摻合物可包含自約15至約60重量%之PBE，或自約20至約60重量%之PBE，或自約20至約55重量%之PBE，或自約25至約55 重量%之PBE，或自約30至約55重量%之PBE，或自約35至約50重量%之PBE。換句話說，摻合物可包含大於約10重量%之PBE，或大於約15重量%之PBE，或大於約20重量%之PBE，或大於約25重量%之PBE，或大於約30重量%之PBE，或大於約35重量%之PBE。
各種添加物可藉由引用方式併入本文所述之聚合物摻合物，取決於所需的目的。例如，當摻合物係用以形成纖維及非織織物，此種添加劑可包括但不限於安定劑、抗氧化劑、填充劑、著色劑、成核劑、分散劑、脫模劑、助滑劑、耐燃劑、塑化劑、顏料、硫化或硬化劑、硫化或硬化加速劑、硫化延遲劑、處理助劑、增黏樹脂及類似物。其他添加劑可包括填充劑及/或加強材料，諸如碳黑、黏土、滑石、碳酸鈣、雲母、二氧化矽、矽酸鹽、其組合及類似物。一級及二級抗氧化劑包括例如受阻酚類、受阻胺類及磷酸鹽類。成核劑包括例如苯甲酸鈉及滑石。又為了增進結晶速率，亦可使用其他成核劑諸如Ziegler-Natta烯烴產物或其他高結晶度聚合物。亦可包括其他添加劑諸如分散劑，例如Acrowax C。助滑劑包括例如油醯胺及芥酸醯胺。通常亦使用觸媒去活劑，例如硬脂酸鈣、水滑石及氧化鈣及/或本領域已知的其他酸中和劑。
再者，在一些示例性具體實施例中，添加劑可直接被併入聚合物摻合物，或作為部分母料，例如含有以預定比例一次加入的些許添加劑之添加物包。在本文之一或多種具體實施例中，本發明之纖維進一步包含母料，其包含助 滑劑。可以任何適當的量加入母料以完成所需的結果。例如，母料包含助滑添加物，其可基於聚合物摻合物及母料的總重，以自約0.1至約10重量%，或自約0.25至約7.5重量%，或自約0.5至約5重量%，或自約1至約5重量%，或自約2至約4重量%範圍的量使用。在具體實施例中，母料包含芥酸醯胺作為助滑添加劑。
由聚合物摻合物製備之纖維、非織組成物及層合物
在一或多種具體實施例中，本發明係針對融熔紡絲(例如熔噴或紡絲黏合)纖維及非織組成物(例如織物)，其包含上述聚合物摻合物。如本文所使用之〝融熔紡絲非織組成物〞代表具有至少一融熔紡絲層的組成物，且不需要整體組成物為融熔紡絲或非織。在一些具體實施例中，非織組成物另外包含一或多種層位於非織層的一面或雙面，非織層包含ICP/PBE摻合物。如本文所使用之〝非織〞代表紡織材料，其藉由有別於編織的方法製造。在非織織物中，纖維係直接處理成平面薄片狀織物結構，且接著係化學地、熱學地或互鎖機械性地(或兩者)連接以達到內聚織物。
本發明係不只針對纖維及非織組成物，亦針對用以形成包含本文所述之聚合物摻合物之非織組成物的方法。在一或多種具體實施例中，此種方法包含步驟為：形成熔融聚合物組成物，其包含如上述之至少一種ICP及至少一種PBE的摻合物；且形成包含聚合物摻合物之纖維。在特定 具體實施例中，纖維可具有厚度自約1至約10丹尼，或自約2至約8丹尼，或自約4至約6丹尼。雖然一般在本領域中提到且使用於本文便利的作為厚度的指標，丹尼係更精確的描述為纖維的線性重量密度。丹尼為每9,000公尺纖維之質量(克)。實際上，量測9,000公尺既耗費時間也浪費。通常，秤重較短長度(例如900公尺、90公尺或其他適合的長度)，且結果乘上適當的因子以獲得纖維的丹尼。在相同或其他具體實施例中，纖維可為單組分纖維或雙組分纖維。較佳地，纖維為單組分纖維，意指纖維具有一致的組成物貫穿其截面。
在一些具體實施例中，方法進一步包含由其他纖維形成非織組成物。在其他具體實施例中，由ICP/PBE摻合物形成的非織組成物係用作飾面層，且方法可進一步包含步驟為形成一或多種非織彈性層，且設置包含ICP/PBE摻合物的飾面層於彈性層上。任意地，兩種或多種飾面層可設置於彈性層上或於相對面，諸如彈性層係三明治般地夾於飾面層間。在一或多種具體實施例中，彈性層或層可包含具有組成物及上述性質的PBE。在特定具體實施例中，非織組成物包含ICP/PBE摻合物可被描述為可延長的。如本文所使用之〝可延長的〞意指任何在外力應用於其上時產出或變形(例如延展)纖維或非織組成物。當許多可延長的材料亦為彈性的，詞語可延長的亦包含在移除外力時維持延展或變形的這些材料。當可延長的飾面層係與彈性蕊心層一起使用，因當依附的彈性層延展及縮回，可延長層 永久的變形可造成所需的美學性質。此造成有柔軟感之起皺紋的或有紋理的外表面，其特別適合飾面層與穿戴者肌膚接觸的物件。
本發明之纖維及非織組成物可由本領域中任何已知方法形成。例如，非織組成物可由熔噴或紡絲黏合方法製造。在本文之特定具體實施例中，本發明之層或非織組成物的層係由紡絲黏合方法製造。當組成物進一步包含一或多種彈性層時，彈性層可由熔噴方法製造，由紡絲黏合或高噴水網方法，或藉由任何其他適合的非織方法製造。
本文所述之非織層或層可主要由前述之ICP及PBE之摻合物所組成。在一或多種具體實施例中，非織組成物可具有基礎重量為自約10至約75g/m2(〝gsm〞)，或自約15至約65gsm，或自約20至約55gsm，或自約22至約53gsm，或自約24至約51gsm，或自約25至約50gsm。在相同或其他具體實施例中，不織布可具有抗張強度在絲流方向(MD)自約5至約65N/5cm，或自約7至約60N/5cm，或自約10至約55N/5cm，或自約10至約50N/5cm，或自約15至約45N/5cm。換句話說，不織布可具有MD抗張強度大於約5N/5cm，或大於約10N/5cm，或大於約15N/5cm，或大於約20N/5cm。在相同或其他具體實施例中，不織布可具有抗張強度在橫向(CD)自約5至約55N/5cm，或自約7至約50N/5cm，或自約10至約45N/5cm，或自約10至約40N/5cm，或自約15至約35N/5cm。換句話說，不織布可具有MD抗張強度大於約5N/5cm，或大 於約10N/5cm，或大於約15N/5cm，或大於約20N/5cm。
在一或多種具體實施例中，非織組成物可具有在絲流方向(MD)之峰值伸長率大於約70%，或大於約75%，或大於約80%，或大於約85%，或大於約90%，或大於約95%，或大於約100%。在相同或其他具體實施例中，非織組成物可具有在橫向(CD)之峰值伸長率大於約80%，或大於約85%，或大於約90%，或大於約100%，或大於約105%，或大於約110%，或大於約115%，或大於約120%。抗張強度及伸長率係依照ASTM D882測定。
如本文所使用之〝熔噴纖維〞及〝熔噴組成物〞(或熔噴織物〞)代表藉由在特定處理溫度通過複數個微細、通常為圓的、毛細管模噴出熔噴熱塑材料作為熔融紗線或細絲，進入能衰減熔融熱塑材料之細絲以降低其直徑(可為微纖維直徑)之高速、通常為熱氣流而形成。因此，熔噴纖維係由高速氣流攜載，且係沉積於收集表面上以形成隨機散佈熔噴纖維之棉網或非織織物。此種方法係通常描述於例如美國專利公告號第3,849,241號及第6,268,203號。熔噴纖維為微纖維，其係連續或不連續且取決於樹脂，可為小於約10微米(例如針對高MFR等間聚丙烯樹脂諸如PP3746G或AchieveTM 6936G1，由ExxonMobil化學公司提供)；而針對特定樹脂(例如VistamaxxTM基於丙烯彈性體，由ExxonMobil化學公司提供)或本文中所述之這些特定高生產量方法，熔噴纖維可具有大於10微米的直徑，諸如自約10至約30微米，或約10至約15微米。 本文所使用之詞語熔噴係意指包含熔灑(meltspray)方法。
商用的熔噴方法利用具有相當高產量的擠出系統，超過0.3克/每洞每分鐘(〝ghm〞)，或超過0.4ghm，或超過0.5ghm，或超過0.6ghm，或超過0.7ghm。本發明之非織組成物可使用商用熔噴方法製造，較佳由Biax-Fiberfilm股份有限公司提供之高壓熔噴方法，或測試或大量生產方法。在本發明之一或多種具體實施例中，使用以形成非織組成物的纖維係使用擠出系統形成，擠出系統具有生產率自約0.01至約3.0ghm，或自約0.1至約2.0ghm，或自約0.3至約1.0ghm。
在典型紡絲黏合方法，聚合物係供應至加熱擠出器以熔融及均勻聚合物。擠出器供應經熔融聚合物至紡嘴，其中當通過在紡嘴排列成一或多列的細小開口時，纖維化聚合物形成一廉細絲。細絲通常以空氣在低溫急冷，通常風動地牽引，且沉積在移動墊、帶或〝成形線〞上以形成非織組成物。詳見例如美國專利公告號第4,340,563；3,692,618；3,802,817；3,338,992；3,341,394；3,502,763號；以及美國專利公告號第3,542,615號。本文所使用的詞語紡絲黏合係意指包括高噴水網方法，其中細絲係使用高速噴水交纏以形成棉網(已知為〝水力纏絡〞)。
在紡絲黏合方法中製造的纖維通常係在直徑範圍為自約10至約50微米，取決於方法條件及所需的最終用途，以從這些纖維製造織物。例如增加聚合物之分子量或降低處理溫度造成大直徑的纖維。急冷空氣溫度的改變及氣流 抽壓亦對纖維直徑有影響。
本文所述之非織組成物可為單層，或可為多層層合物。一種應用為由熔噴(〝M〞)及紡絲黏合(〝S〞)非織組成物製造一層合物(或「合成物」)，其結合紡絲黏合之強度優勢及熔噴組分之較大屏障性能。典型的層合物或組成物具有三或多層，熔噴層夾在兩或多層紡絲黏合層或〝SMS〞非織組成物之間。其他組合的實施例為SSMMSS、SMMS及SMMSS組成物。組成物亦可由本發明之熔噴或紡絲黏合不織布與其他合成或天然材料製成以製造出有用的物件。
在特定具體實施例中，本發明之熔噴或紡絲黏合非織組成物包含一或多種彈性層，其包含PBE且進一步包含一或多種包含本文所述之ICP/PBE摻合物之飾面層，設置於彈性層的上面或兩面。在一些具體實施例中，彈性層及飾面層可在單一整合程序中製造，較佳是連續程序。例如紡絲熔融生產線可併入熔噴技術，諸如製造多層非織層合物，其包含一或多種熔噴彈性層在單一連續整合方法中層壓至一或多種其他紡絲黏合層(可為彈性或非彈性)。
上述之非織產品可被用在許多物件中，諸如衛生產品，包括但不限於尿布、女性照護產品、及成人失禁產品。非織產品亦可用在醫療產品，諸如滅菌包、隔離衣、操作室衣、手術衣、手術簾、急救服及其他可拋棄品項。
實例
包含ICP及PBE之根據本發明之聚合物摻合物，視為樣本1-18，係如表1所示般製備。如ASTM D1238(230℃,2.16kg)所測定，ICP具有MFR為35克/10分鐘，且係由ExxonMobil Chemicla Co.商業提供為ICP等級PP7035。PBE具有乙烯為15重量%及MFR為18克/10分鐘，且係以商標VistamaxxTM6202由ExxonMobil Chemical Co.商業提供。除了上述所指明的ICP及PBE，每一樣本1-18亦包括含有芥酸醯胺作為助滑添加劑(經指定S1428，且由Polyvel Inc.商業提供)的母料。
纖維及紡絲黏合織物係接著形成自樣本1-18。該纖維為部分定向的產生於連續細絲紡纖設備上的紗纖維。纖維係在Reifenhauser GmbH及Co.提供的Reicofil 4紡絲黏合方法設備中製造。織物係製造於產線速度範圍為自54至136公尺/分鐘，生產率為自173至221公斤/小時，模壓為自37至43巴，模熔解溫度為自216至217℃，平均壓延溫度範圍自140至145℃，且夾持壓為100N/mm。除了樣本1-18，纖維及織物亦係由兩種比較材料形成，視為C1及C2。C1包含100重量%之丙烯均聚物，由Exxon Mobil Chemical Co.商業提供作PP3155。C2包含100重量%之用於樣本1-18之相同ICP。所產生之纖維及織物之經挑選的性質係顯示於下表2。
由樣本C1、C2及1-18製備之紡絲黏合非織織物在絲流方向及橫向的抗張強度及伸長率係根據ASTM D882評估。結果係報告於下表3。
如表3反映出，摻合ICP與PBE造成具有高伸長率的織物，特別在橫向，且抗張強度與比較織物相等或更佳。織物具有所需的美學性質，包括柔軟、類布料的感受。另 外，對於聚合物摻合物在紡絲黏合束上處理時，觀察到單組分纖維之改善的可紡性。
為了方便的目的，上述之各種特定試驗程序係用於測定特定性質。然而，當通常技術者閱讀此專利且希望測定不論是組成物或聚合物具有如申請專利範圍所認定之特定性質，接著可遵循任何出版或廣為認可的方法或試驗步驟以測定此性質，雖然較佳為特別鑑別程序。每個申請專利範圍應理解為含括任何此種程序的結果，甚至含括不同程序會產出不同結果或量測之範圍。因此本領域中通常技術者係預期在量測的性質會有實驗變異，其係反映於申請專利範圍中。
已描述了本文組成物之各種面向，本發明之進一步特定具體實施例包括下述標有字母的段落中所提出的內容：
A.纖維包含自約45至約85重量%之衝擊共聚物，其中衝擊共聚物包含(較佳為摻合物)丙烯均聚物及共聚物，共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，其中基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。
B.段落A之纖維，其中纖維包含約25至約50重量%之該基於丙烯的彈性體。
C.段落A及B之纖維，其進一步包含助滑添加 劑。
D.段落A至C之纖維，其中纖維具有約4至約6丹尼之厚度。
E.段落A至D之纖維，其中衝擊聚合物具有約20至約50克/10分鐘之熔態流動率。
F.段落A至E之纖維，其中基於丙烯之彈性體包含自約9至約18重量%之乙烯衍生單元。
G.段落A至F之纖維，其中纖維具有單組分結構。
H.一種紡絲黏合織物，包含一或多種如段落A至G中任一項之纖維。
I.一種非織組成物，其包含：自約45至約85重量%之衝擊共聚物，其中衝擊共聚物包含丙烯均聚物及共聚物之摻合物，共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，其中基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。
J.段落I之組成物，其中組成物包含約25至約50重量%之基於丙烯的彈性體。
K.段落I及J之組成物，其進一步包含約1至約5重量%之母料，母料包含助滑添加劑。
L.段落I至K中任一項之組成物，其中組成物係紡絲黏合。
M.段落I至L中任一項之組成物，其中衝擊共聚物具有約20至約50克/10分鐘之熔態流動率。
N.段落I至M中任一項之組成物，其中基於丙烯之彈性體包含自約9至約18重量%之乙烯衍生單元。
O.段落I至N中任一項之組成物，其中組成物具有約20至約55克/平方公尺之基礎重量。
P.段落I至O中任一項之組成物，其中組成物具有大於約100%之橫向伸長率。
Q.段落I至P中任一項之組成物，其中組成物具有大於約85%之絲流方向。
R.一種非織層合物包含彈性層及至少一飾面層，其中飾面層包含根據段落A至H的任何一項之纖維。
S.一種非織層合物包含彈性層及至少一飾面層，其中飾面層包含根據段落I至Q的任何一項之非織組成物。
T.一種非織層合物包含：(i)彈性層；及(ii)一或多種飾面層，其中飾面層包含自約45至約85重量%之衝擊共聚物，其中衝擊共聚物包含(較佳為摻合物)丙烯均聚物及共聚物，共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及其中飾面層進一步包含約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，其中基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。
U.段落T之非織層合物，其中飾面層包含約25至約50重量%之基於丙烯的彈性體。
V.段落T及U中任一項之非織層合物，其中飾面層進一步包含約1至約5重量%之母料，其包含助滑添加劑。
W.段落T至V中任一項之非織層合物，其中飾面層係由單組分纖維形成，單組分纖維具有約4至約6丹尼之厚度。
X.段落T至W中任一項之非織層合物，其中飾面層為紡絲黏合非織物，具有約20至約55克/平方公尺之基礎重量。
Y.段落T至X中任一項之非織層合物，其中彈性層包含了包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元之基於丙烯之彈性體，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。
Z.段落T至Y中任一項之非織層合物，其中層合物包含兩層飾面層，設置於彈性層之相對面。
AA.段落T至Z中任一項之非織層合物，其中彈性層係熔噴而成，且每一飾面層係紡絲黏合。
AB.一種用於製造紡絲熔融，較佳噴熔或紡絲黏合纖維之方法，其包含：(i)形成聚合物摻合物，聚合物摻合物包含：約45至約85重量%之衝擊共聚物，其中衝擊共聚物包含(較佳為摻合物)丙烯均聚物及共聚物，共聚 物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，其中基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱；以及(ii)形成包含聚合物摻合物之纖維。
AC.一種用以製造紡絲熔融，較佳噴熔或紡絲黏合之非織組成物之方法，其包含：(i)形成聚合物摻合物，聚合物摻合物包含：約45至約85重量%之衝擊共聚物，其中衝擊共聚物包含(較佳為摻合物)丙烯均聚物及共聚物，共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，其中基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱；(ii)形成包含聚合物摻合物之纖維；以及(iii)由纖維形成非織層。
AD.段落AC之方法，其中可延長的非織層為飾面層。
AE.段落AD之方法，其中方法進一步包含形成彈性非織層，且將彈性非織層與非織飾面層組合以形成非織層合物。
AF.段落AE之方法，其中彈性非織層包含丙烯及約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的 單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。
AG.段落AE及AF中任一項之方法，其中可延長的非織飾面層及彈性非織層係在單一整合步驟中製造。
AH.段落A-AG中任一項之纖維、組成物、層合物或方法，以衝擊共聚物重量計，其中衝擊共聚物包含約50至約90重量%之丙烯均聚物，且約5至約60重量%之共聚物。
特定具體實施例與特徵已使用一組數字化之較高界線及一組數字化之較低界線而被加以描述。其應被理解為除非另有指定則任何較低界線至任何較高界線之間即是被預期的範圍。特定較低界線、較高界線與範圍顯示在以下之一或多個請求項中。所有數字化的值係〝大約〞或〝近似〞於所指定的值，並且考慮本領域中具有一般技術人士可以預期之實驗誤差與變異。
此處所用詞語〝實際不是〞與〝實際上沒有〞係意指目標項目並沒有刻意被使用或被加入任何量，但可能因為環境或程序條件所導致之雜質而有極小量存在。
專利申請範圍中些許詞彙並未在前面被定義，其應被賦予恰當技術領域人士對於映現於至少一出版刊物或授權專利之該詞彙所給予的最廣泛定義。更進一步地，所有本申請案中引用之專利、試驗步驟及其他文件，在所有裁量權允許下，皆完全地藉由引用方式併入本文此揭露未與本申請案不一致的範圍。
前文所述雖然被指示為本發明之具體實施例，其他及進一步的本發明之具體實施例，可以在不脫離本發明基本範疇的情形下被設計，且本發明之基本範疇係由以下之申請專利範圍而決定。

Claims (25)

  1. 一種纖維，其包含：a.約45至約85重量%之衝擊共聚物(impact copolymer)，該衝擊共聚物包含丙烯均聚物及共聚物之摻合物，該共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及b.約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，該基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。
  2. 如申請專利範圍第1項之纖維，其中該纖維包含約25至約50重量%之該基於丙烯的彈性體。
  3. 如申請專利範圍第1或2項之纖維，其進一步包含助滑添加劑。
  4. 如申請專利範圍第1或2項之纖維，其中該纖維具有約4至約6丹尼之厚度。
  5. 如申請專利範圍第1或2項之纖維，其中該衝擊聚合物具有約20至約50克/10分鐘之熔態流動率。
  6. 如申請專利範圍第1或2項之纖維，其中該纖維具有單組分結構。
  7. 如申請專利範圍第1或2項之纖維，其中以該衝擊聚合物之重量計，該衝擊聚合物包含約50至約90重量% 之該丙烯均聚物，且約5至約60重量%之該共聚物。
  8. 一種紡絲黏合織物，包含一或多種如申請專利範圍第1或2項之纖維。
  9. 一種非織組成物，其包含：a.約45至約85重量%之衝擊共聚物，該衝擊共聚物包含丙烯均聚物及共聚物之摻合物，該共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及b.約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，該基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。
  10. 如申請專利範圍第9項之組成物，其中該組成物包含約25至約50重量%之該基於丙烯的彈性體。
  11. 如申請專利範圍第9項之組成物，其進一步包含約1至約5重量%之母料，該母料包含助滑添加劑。
  12. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之組成物，其中該組成物係紡絲黏合。
  13. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之組成物，其中該組成物具有約20至約55克/平方公尺之基礎重量。
  14. 如申請專利範圍第9至11項中任一項之組成物，其中該組成物具有(a)大於約100%之橫向伸長率及 (b)大於約85%之絲流方向(machine direction)伸長率之至少一種。
  15. 一種非織層合物，其包含：a.彈性層；及b.一或多層飾面層(facing layer)，其中該飾面層包含：i.約45至約85重量%之衝擊共聚物，其中該衝擊共聚物包含丙烯均聚物及共聚物之摻合物，該共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及ii.約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，該基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。
  16. 如申請專利範圍第15項之非織層合物，其中該飾面層包含約25至約50重量%之該基於丙烯的彈性體。
  17. 如申請專利範圍第15或16項之非織層合物，其中該飾面層係由單組分纖維形成，該單組分纖維具有約4至約6丹尼之厚度。
  18. 如申請專利範圍第15或16項之非織層合物，其中該飾面層為紡絲黏合非織組成物，具有約20至約55克/平方公尺之基礎重量。
  19. 如申請專利範圍第15或16項之非織層合物，其中該彈性層包含了包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元之基於丙烯之彈性體，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱。
  20. 如申請專利範圍第15或16項之非織層合物，其中該層合物包含兩層飾面層，設置於該彈性層之相對面。
  21. 如申請專利範圍第20項之非織層合物，其中該彈性層係熔噴而成，且每一該飾面層係紡絲黏合。
  22. 一種用於製造纖維之方法，其包含：a.形成聚合物摻合物，該聚合物摻合物包含：i.約45至約85重量%之衝擊共聚物，其中該衝擊共聚物包含丙烯均聚物及共聚物之摻合物，該共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及ii.約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，該基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱；以及b.形成包含該聚合物摻合物之纖維。
  23. 一種用以製造非織組成物之方法，其包含：a.形成聚合物摻合物，該聚合物摻合物包含： i.約45至約85重量%之衝擊共聚物，其中該衝擊共聚物包含丙烯均聚物及共聚物之摻合物，該共聚物包含約20至約80重量%之丙烯衍生單元及約20至約80重量%之乙烯衍生單元；及ii.約15至約55重量%之基於丙烯的彈性體，其中該基於丙烯的彈性體包含約5至約25重量%之衍生自一或多種C2或C4-C12 α-烯烴的單元，且具有大於約90%之三元組體立體規正性及小於約75焦耳/克之熔解熱；b.形成包含該聚合物摻合物之纖維；以及c.由該纖維形成非織層。
  24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該非織層為飾面層。
  25. 如申請專利範圍第24項之方法，其中該方法進一步包含形成彈性非織層，且將該彈性非織層與該非織飾面層組合以形成非織層合物。
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