TWI478975B - 紡黏纖維及由聚烯烴摻合物製得之織物 - Google Patents

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Description

紡黏纖維及由聚烯烴摻合物製得之織物
本文所述之發明及申請專利範圍係關於紡黏彈性纖維，其包含聚烯烴熱塑性成分，該等成分之至少一者是具有顯著丙烯結晶度之彈性乙烯－丙烯共聚物。
聚丙烯是一種習知的商品，且被利用於精於此技藝者已知之廣泛應用中。聚丙烯廣泛地被利用於很多纖維、織物或類似產品之應用中。然而，通常已知其在需要高度柔軟性之應用(例如供拋棄式外衣及尿布之不織織物)中是不足的。對於此種柔軟之最終用途的纖維及織物應用，具有丙烯及乙烯單體單元之統計學上之配置的巨分子(下文稱無規共聚物)已被使用，因為彼可被加工成纖維及織物，後二者顯現出比聚丙烯均聚物所製之纖維及織物更為改良之柔軟性及皺褶特性。
以丙烯為底質之無規共聚物常久以來已用於不織紡黏織物之製造中。在典型之紡黏方法中，顆粒狀或丸狀之丙烯無規共聚物樹脂首先饋入擠出機中，其中樹脂藉熱熔螺桿同時被熔化且被驅使通過系統。在螺桿末端，旋轉幫浦將熔化之聚合物經濾器計量至具有多個孔(下文稱毛細管)之模(下文稱紡絲頭)，其中熔化之聚合物在加壓下經毛細管擠成纖維。自紡絲頭排出之纖維被固化且藉高速空氣噴嘴拉伸成更細直徑之纖維。固化之纖維隨意地置放於移動帶上以形成無規纖維之篩眼狀結構，彼在此技藝中已知為纖維網。這些無規共聚物傳統上已藉下列方式製得：添加少量乙烯(以聚合物總重計典型是0.5至約6.0重量%)於包含丙烯及能將乙烯單體併入巨分子鏈之觸媒的反應介質中，以降低巨分子之總結晶度及剛度。因其較低之結晶度及剛度，無規共聚物在需要加強柔軟度之纖維及織物應用中比聚丙烯均聚物更佳。然而，很多實際的限制已侷限無規共聚物的應用在軟纖維及織物的用途中。因此，專利文獻已討論解決這些問題之方法。
美國專利6,218,010係關於乙烯－丙烯共聚物合膠，其適於在經濟可接受之加工條件下製造具有柔軟度之纖維及不織紡黏織物。該合膠包含佔合膠之約40至約90重量%之具有約1至約5重量%乙烯含量的無規共聚物；及佔合膠之約10至約60重量%之具有約5至約40重量%乙烯含量的第二乙烯－丙烯共聚物。共聚物合膠被描述成藉多反應器方法所製備者，該方法包含在單一或多個反應器中於能將乙烯單體及/或α－烯烴無規併入巨分子的觸媒系統存在下聚合乙烯及丙烯之混合物以形成無規共聚物的第一階段；及在另外含活性觸媒之無規共聚物之存在下在單一階段或多個階段中聚合乙烯及丙烯之混合物以形成第二乙烯－丙烯共聚物的第二階段。
在美國專利6,342,565中提議可藉熔化吹製及紡黏製程二者製備之包含乙烯－丙烯聚烯烴合膠的纖維。這些纖維包含一種柔軟、抗固化且經退火之包含聚烯烴摻合物的纖維，該摻合物包括：a)第一聚合物成分，其為具有80重量%或更高之丙烯且具有20重量%或更低之乙烯的丙烯－乙烯共聚物，該第一聚合物成分在該纖維中之存在量以該聚烯烴之總重量計是在75－98重量%範圍內，且該第一聚合物成分具有如微分掃描卡計(DSC)所測定之在25至70℃範圍內之熔點及少於25焦耳/克之熔化熱；及b)以該纖維中總聚合物計在2－25重量%範圍內之存在於該纖維中之第二聚合物成分，其中該第二聚合物成分是具有如DSC所測得之高於130℃的熔點及高於120焦耳/克之熔化熱的立體有規之等規聚丙烯(iPP)。
美國專利6,635,715描述一種第一等規聚丙烯均聚物或共聚物成分與第二α－烯烴及丙烯共聚物成分的摻合物，其中該第一等規聚丙烯成分具有在約110℃以上，較佳是在約115℃以上之熔點，第二共聚物具有在約25℃至約105℃間之熔點。該摻合物被描述成具有2至95重量%之第一成分及98至5重量%之第二聚合物成分。在實例中，所用之該聚丙烯是Escorene4292，其為一種具有2.0克/10分鐘之通稱熔融流速(MFR)的等規聚丙烯均聚物；且例示的第二共聚物具有由248,900至318,900之Mw(重量平均分子量)及12.1至38.4之孟納黏度(ML(1＋4)，依照ASTM D1646在125℃下)。摻合物係關於改良之加工機械性、增加之抗張強度、伸長率及總韌度。
雖有以上所提供之改良，仍持續需要能被拉伸且保持總整體性之軟的彈性織物，亦即有用於不同物件例如嬰兒尿布、上拉型褲、成人失禁用產品、拋棄式外衣及其他覆蓋物者。
 發明總論
本文中所述及申請之發明在不同具體表現中提供適於紡黏纖維或纖絲組成物之聚烯烴摻合物，其包含a)60至98重量%之至少一種無規丙烯共聚物，其具有以總共聚物的總重計為8至25重量%之共聚單體含量及具有微分掃描卡計(DSC)所測得之約40℃至約110℃之結晶熔化轉換點(Tm)；及b)2至40重量%之至少一種實質等規聚丙烯均聚物或共聚物，其具有由DSC所測得之高於120℃之結晶熔化轉換點(Tm)。摻合物通常具有約100克/10分鐘至約500克/10分鐘之熔融流速(MFR)。
包含本發明之聚烯烴摻合物組成物之纖維或纖絲可用於紡黏不織織物，包括那些被切割及固著或黏至其他塑膠或天然布之部分以製備複合片商品者。因此，本發明之聚烯烴摻合物組成物可用在紡黏不織織物中，該織物轉而用在包括但不限於嬰兒用尿布、成人失禁用衣物及其他防護用外衣或覆蓋物，例如醫療用袍或圍裙、床單及類似之拋棄式之外衣及覆蓋物等之複合構造物。
發明之詳細說明
本發明之聚烯烴摻合物組成物可用於紡黏方法中以形成用於具有優越平衡之抗張強度與伸長率的不織織物之纖維。由此所製之織物顯現出優越之”觸感“特性而特別適合於尿布之外部覆蓋物、其他失禁用衣物及保護性外衣或覆蓋物，如前段所討論者。照此，本文所述之摻合物及織物具有所欲之工業適用性。
丙烯共聚物成分
聚烯烴摻合物之丙烯共聚物成分摻入至少75重量%之丙烯衍生的單體(其中丙烯衍生的單體通常被等規排列)；及至少一種選自C2 及/或C4 －C6 烯烴類之共聚單體，例如乙烯、1－丁烯及/或1－己烯，較佳是乙烯。共聚物典型包含約8重量%至約25重量%(以共聚物之總重量計)之該至少一種共聚單體。該共聚單體之含量較佳是約8至約18重量%，更佳是約10至約18重量%，例如12－18重量%。共聚物之結晶熔化轉換點(Tm)(由微分掃描卡計(DSC)所測得)的範圍之上限是低於約110℃、低於100℃、低於90℃、或低於75℃，下限為高於20℃、高於25℃、高於40℃、或高於45℃。共聚物通常具有少於約75焦耳/克，較佳是約0.5至約70焦耳/克之熔化熱。
測定聚合物之Tm所用之微分掃描卡計(DSC)程序描述如下。聚合物在經加熱之加壓機中在約200℃至約230℃溫度下加壓，且所得之聚合物片被懸掛在空氣中周圍條件下以冷卻。用打孔模除去約6至10毫克之聚合物。此6至10毫克之樣品在室溫下退火約80至約100小時。在此期間結束時，樣品置於微分掃描卡計(Perkin Elmer Pyris One Thermal Analysis System)中，且冷卻至約－50℃至約－70℃。樣品以10℃/分鐘之速率加熱以達成約200℃之最終溫度。樣品在200℃下保持5分鐘，且進行第二次冷卻－加熱循環。紀錄此二次循環之狀況。以樣品之熔化峰下之面積紀錄熱輸出，其典型在約0℃至約200℃發生。彼之測量單位是焦耳，且是聚合物之熔化熱(Hf)的量度。以在樣品熔化範圍內最大熱吸收之溫度紀錄為熔點。
本發明之聚合物摻合物組成物的丙烯共聚物成分包含丙烯及至少一種具有6或更少碳原子之其他烯烴單體，如上述較佳是乙烯。隨意地，丙烯共聚物除了包含上述共聚單體之外，另外可以包含少量(例如以共聚物之總重量計0.5至6.0重量%)之C4 －C20 之二烯烴，例如1,4－己二烯、二環戊二烯、亞乙基－原冰片烯及乙烯基－原冰片烯。本發明組成物之無規共聚物成分較佳具有窄的組成分布(CD)。聚合物之分子間組成分布藉於溶劑(例如己烯或庚烯)中之熱分餾步驟來測定。此種熱分餾步驟通常是如下。典型地，約75重量%且更佳是85重量%之聚合物離析成為一或二個鄰近之可溶餾份，且其餘聚合物則於稍後或接續之餾份中。為使共聚物具有如上所討論之窄的組成分布，每一離析之餾份的組成(乙烯含量之重量%)與整個第二聚合物成分之乙烯含量之平均重量%之差異通常不大於20重量%(相對)，且更佳10重量%(相對)。
對於一種具有5至40重量%乙烯含量之共聚物而言，乙烯含量可測量如下。依照ASTM D－3900之次級方法A來加壓一薄的均質膜。彼而後安置於Perkin Elmer Spectrum 2000紅外分光光度計上。使用以下參數紀錄完整光譜：解析度：4.0 cm－1 ，光譜範圍：4500－450 cm－1 。藉取得在1155 cm－1 之丙烯譜帶面積對在732 cm－1 之乙烯譜帶面積之比例(C3 /C2 ＝AR)且將之代入下式中而測定乙烯含量：乙烯之重量%＝73.492－89.298X＋15.637X2 ，其中X＝AR/(AR＋1)，且AR是峰面積之比例(1155 cm－1 /722 cm－1 )。
丙烯共聚物成分較佳具有窄的分子量分布(MWD)，通常在約1.8至約5.0之間，較佳少於或等於4.0，且MWD更佳是在約2.0至約3.2之間。MWD定義為聚合物之重量平均分子量(Mw)對該聚合物之數目平均分子量(Mn)之比例。
製備無規丙烯共聚物方式在文獻中是習知的且通常是使用單一位點之過渡金屬的立體專一性之觸媒系統來進行。雖然，傳統之其格勒－那塔型之聚丙烯觸媒確實產生丙烯之等規序列，但彼不形成具有本文所述之其他特性之聚合物，該等特性係例如共聚單體之量、共聚單體之無規合併－及丙烯及共聚單體併入聚合物鏈中之均勻度。因此，對掌性之橋接雙環戊二烯基過渡金屬觸媒是較佳的，參見例如美國專利6,218,010、6,342,565及6,635,715。某些以金屬為中心之雜芳基配合基觸媒系統也是較佳的，參見例如美國專利6,960,635。此種單一位點之觸媒典型與活化用輔觸媒(例如烷基鋁化合物、烷基鋁氧烷化合物)及非配位之離子(例如美國專利6,121,395及6,245,706所揭示者)一起使用。聚合方法是習知的且可以藉連續或分批方法來進行，特別是連續溶液、本體、漿液或氣相聚合，且可以包括鏈傳遞劑、清除劑或已知適於此技藝之其他此種添加劑之使用。
實質等規聚丙烯成分
依本發明，摻合物之等規聚丙烯(iPP)成分可以包含丙烯之均聚物、含有丙烯之共聚物或其之一些摻合物。本發明之iPP成分主要是結晶狀的，亦即彼具有通常高於約120℃，較佳高於約140℃之熔點。通常，iPP之結晶度會大於50%，如藉以上DSC程序所測定的。最高級數之聚丙烯之熱能(Hf)估計為189焦耳/克(亦即100%之結晶度等於189焦耳/克)。
在iPP共聚物組成摻合物之iPP成分時，彼在所併入之共聚單體的量及/或其無規度上大幅異於前述之無規共聚物，如DSC所測得之熔點差異所反映的。本摻合物中所用之iPP形式變化極廣。例如，實質等規之聚丙烯均聚物可以被使用，或聚丙烯可以是含有少於或等於約10重量%之其他單體之共聚物形式，亦即至少約90重量%丙烯，最佳至少約94重量%丙烯之共聚物形式。另外，iPP可呈接枝或嵌段共聚物形式，其中聚丙烯嵌段具有與丙烯－α－烯烴共聚物實質相同之立體有規性，只要接枝或嵌段共聚物具有高於約120℃之鮮明的熔點，此為立體有規之丙烯序列之特性。iPP成分可以是如本文所述之均聚丙烯及/或無規及/嵌段共聚物的組合物，且可以包含那些在工業中已知作為反應器共聚物或衝擊共聚物之聚合物。當iPP成份是無規共聚物時，共聚物中共聚合之烯烴單體的百分比通常至高約10重量%，較佳約2至約8重量%，最佳約2至約6重量%。烯烴共聚單體可以是一或多種C2 及/或C4 －C12 α－烯烴。最佳之烯烴是乙烯。一、二或更多之烯烴類可與丙烯共聚合。
例示之烯烴類包括乙烯及較高碳之α－烯烴，例如丁烯－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、丙基戊烷－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及十二碳烯－1。
iPP成分可在商業上獲得，及/或可以典型地藉使用能以立體有規之等規方式添加丙烯單體至成長中之鏈的觸媒之配位聚合反應而製備。對於製備本發明之iPP成分之方法並無特別限制。然而，通常聚合物是藉單一階段或多階段反應器中丙烯之均聚合所得之丙烯均聚物，或藉單一階段或多階段反應器中(例如串聯或並聯之一或多個反應器，其中反應器可以是類似或不同之形式)共聚合丙烯與一或多種烯烴所得之共聚物。聚合方法可以包括高壓、漿液、本體或溶液相方法或其一或多種之組合，且使用傳統之其格勒－那塔型之立體專一性觸媒系統及/或任何能供立體有規聚合之過渡金屬觸媒系統。適合之觸媒系統因此包括對掌性二茂金屬觸媒系統(參見例如美國專利5,441,920)，及以過渡金屬為中心之雜芳族配合基觸媒系統(參見例如美國專利6,960,635)。所用之觸媒較佳是具有高的等專一性(isospecificity)者。聚合可以藉連續或分批方法來進行，且可以包括鏈傳遞劑、清除劑或被認為是適用之其他此種添加劑之使用。
因此，適合之iPP成分可以包括在市場上已知作為反應器共聚物、衝擊共聚物之聚丙烯共聚物、及其他無規、嵌段或接枝之聚丙烯共聚物，彼均具有120℃或高於120℃之熔化轉換點。本發明之等規均聚物及共聚物二者之分子量分布(MWD)者(使用聚苯乙烯標準之凝膠滲透層析法(GPC)測試且藉光角度散射方法所提供以恰當校正)為具有約2至約10，較佳約2至約8，及依照ASTM D 1238或ISO 1133具有約0.2至約1500克/分鐘之熔融流速。ASTM及ISO方法在測試程序上有一些不同，但提供類似結果。
依本發明之摻合物組成物典型會包含約60至約98重量%之丙烯共聚物成分及約2至約40重量%之iPP成分，其中該重量%是以總聚合物重量計。摻合物組成物較佳會包含60－95重量%之丙烯成分及5－40重量%之iPP成分，更佳包含70－92重量%丙烯共聚物及8－30重量%之iPP，且最佳包含80－90重量%之丙烯共聚物及10－20重量%之iPP。
在正常實施本發明時，可選擇地但可能想要地包括在塑料加工工業中已知為改良加工或安定最終摻合物以對抗曝於環境時之降解、老化或類似者所用之化學添加劑。因此，不同添加劑可以存在以增強特定性質或因個別成分之加工結果而存在。可合併之添加劑包括(但不限於)阻燃劑、抗氧化劑、塑化劑、顏料、硫化或固化劑、硫化或固化加速劑、阻固化劑、加工助劑、阻焰劑、凝膠化樹脂、流動改良劑、及類似者。也可以使用抗結塊劑、著色劑、潤滑劑、脫模劑、核晶劑、強化劑及填料(包括顆粒、纖維或粉末狀)。核晶劑及填料可以改良物件之剛度。滑動劑也適合作為添加劑且可以改良物件之整體觸感。此種滑動劑包括優若醯胺(euracamide)、油醯胺及類似者。適合添加劑之特定實例示於美國專利公告2006－0183861。添加劑之量隨功能而稍微變化，但以組成物之總重量計通常是0或約0.2至少於或等於約10重量%。本文中所提供之添加劑的明細表僅供說明，且非企圖作為可用於本發明中之所有形式之添加物的限制性描述。
由本發明之聚烯烴聚合物摻合物所製之纖維可以藉例如以下步驟製備：摻合丙烯共聚物及iPP成分以使在摻合時最終之摻合物具有在本發明所述範圍內之MFR(亦即約100至約500)；具有低於所述範圍之MFR的最終摻合物也可以進行此技藝中習知的控制流變(CR)的方法以使摻合物在所述MFR範圍內。CR方法進一步詳述於下。適於本發明之摻合物組成物之各成分的MFR值對丙烯共聚物而言為0.1至200克/10分鐘且對ipp而言為0.1至2000克/10分鐘。每一者之合適量應在所述範圍內，因此使一般技術者能選擇各成分以製造具有所要MFR值之摻合物。例如，90重量%之MFR150之丙烯共聚物能與10重量%之MFR1500克/10分鐘之iPP摻合以獲得MFR170克/10分鐘之摻合物。
在CR方法中，藉自由基作用劑(例如過氧化物，特別是二烷基過氧化物)之作用將共聚物減黏裂化或”裂解“成具有較窄分子量分布及較高熔融流速之樹脂以促進纖維之紡絲。減黏裂化之共聚物摻合物的熔融流速(MFR)決定纖維之熔融黏度之程度及最終物性。如ASTM D1238,Condition L(230℃,2.16公斤)之測試所決定之減黏裂化之摻合物的MFR可以在100至約500克/10分鐘，較佳在約120至約400克/10分鐘，且最佳在約160至約350克/10分鐘之範圍間變化。減黏裂化之合膠的MWD也可以在廣範圍內變化，但對於纖維應用而言通常窄的整體MWD是較佳的。MWD在熔化加工性以及可達成之物性之程度及平衡上扮演重要角色。減黏裂化之合膠的MWD可以從極窄的(如多分散性Mw/Mn約為2者)至廣的(如多分散性為約12者)範圍內變化。在約2至約6範圍內之MWD是較佳的，且在約2至約4範圍內之MWD是最佳的。
在摻合或CR方法之任一者之後，可能想要轉化聚合物熔化物或顆粒成為丸以更容易地饋送入纖維紡絲擠出機。可以隨意地添加一些或所有添加劑例如安定劑、顏料、填料、抗氧化劑、紫外光篩除劑、核晶劑、某些加工油及類似者至摻合或CR方法中；然而此不應視為本發明之限制。CR方法描述於美國專利4,143,099中，其描述因美國專利實務之目的被併入以作為參考。
在本發明之MFR範圍內或被裂解成此範圍後之聚合物摻合物而後可以藉此技藝中習知的基本熔化擠出纖維方法的修正方法而拉伸成細直徑纖維。此方法包括以下步驟：(1)連續饋送共聚物合膠至熔融螺桿擠出機；(2)同時熔化且強制將共聚物合膠通過紡絲頭，藉此合膠在加壓下經由孔擠出以成為纖維，該孔按照所要之纖維產品可以在數目、尺寸及形狀上廣泛地變化；(3)藉著將熱量傳遞至周圍介質中以將纖維固化；及(4)將固化之纖維捲繞在包裝上。進一步的加工包括藉著將彼拉伸成原有長度之很多倍而令纖維定向。並且，按照所要之纖維最終性質，可以利用在此技藝中習知的多種熱及紡織處理。在本發明之某些具體表現中，聚合物摻合物在通常高的噴絲頭拉伸速度下被拉伸成細直徑纖維，且不需在結晶點以下將個別纖維黏在一起。
雖然”噴絲頭拉伸速度“及”結晶點“在精於此技藝者中是習知的，為明確之故在本發明中提供簡要說明。藉著在特定輸出速率(典型是0.3－1.2克/孔/分鐘)下將聚合物擠出以經過毛細管而測量噴絲頭拉伸速度。增加纖維之捲取速度直至纖維破裂。在纖維破裂時之捲取速度定義為噴絲頭拉伸速度。為要在紡黏方法中能有效紡絲，樹脂應具有至少約1,000公尺/分鐘之噴絲頭拉伸速度之能力。
結晶點是纖維在噴絲頭下方某處固化的距離。由摻合物熔融黏度所得之特性係導致柔軟性、紡絲能力及物性(包括低的力對延伸性之比值、彈性及伸長率)有特別的平衡。
本發明之一具體表現包含使用本發明之聚合物摻合物以製造紡黏織物。常用之紡黏方法說明於美國專利3,825,379；4,813,864；4,405,297；4,208,366；及4,334,340中；所有這些因美國專利實務之目的被併入以作為參考。紡黏方法是織物製造技藝中習知者。通常，連續纖維被擠出、置於無末端之帶上，而後彼此黏合，且常藉加熱之壓延滾筒或藉添加黏合劑以附加在第二層(例如熔融吹製層)上。可從L.C.Wadsworth and B.C.Goswami,Nonwovens Fabrics：”Spunbonded and Melt Blown Process.“Proceeding ofthe Eighth Annual Nonwovens Workshop,Jul.30－Aug.3,1990,sponsored by TANDEC,University of Tennessee,Knoxville,Tenn.獲得紡黏之概論。
典型之紡黏方法通常包括連續纖絲擠出製程、接著拉伸、藉某種形式之噴射器之使用以形成網狀物、及黏合網。依本發明，典型地，高的MFR摻合物丸被送入擠出機中。或者，摻合物成分可以在擠出機加料斗處獨立地被計量。在擠出機中，丸同時被計量且藉加熱熔化螺桿強制通過此系統。在螺桿末端，紡絲幫浦將熔化之聚合物經濾器計量至紡絲頭，其中熔化之聚合物在壓力下通常以約0.3－1.0克/孔/分鐘之速率，通過毛細管而擠出。紡絲頭典型含有數百個直徑約0.4－0.6毫米之毛細管。聚合物常被加熱至在其熔點以上約30℃－50℃之溫度以達成足夠低之熔融黏度以供擠出。使由紡絲頭擠出之纖維驟冷，且藉1000－6000公尺/分鐘速度之冷空氣噴射以拉伸成直徑約10－40微米之細纖維。固化之纖維隨意置放在移動帶上以形成在此技藝中已知為網狀物之網狀結構。在網狀物形成後，網狀物通常藉使用此技藝中已知為熱黏合壓延機之加熱的紡織壓延機被熱黏合以達成其最終強度。壓延機可以含有二個加熱之鋼滾筒；一滾筒是平坦的，而另一個則具有突升點之圖形。網狀物傳遞至壓延機，且藉著在約60℃－100℃之黏合溫度下在滾筒間加壓網狀物以形成織物。
雖然可以在廣的溫度範圍內發生黏合，但應將黏合溫度最佳化以達成具有最大機械強度之織物。過度黏合(亦即在高於最佳溫度之溫度下黏合)在黏合點周圍導致顯著較弱之纖維，此係因纖維之過度熔化。這些變成織物中之弱點。低度黏合(亦即在低於最佳溫度之溫度下黏合)導致在纖維對纖維之連接處有不充分之黏合。最佳之黏合溫度易於被精於此技藝之人士，按照製成纖維之材料的本質所決定。
使用本發明之聚烯烴摻合物所產製之紡黏織物組成物在柔軟性及機械強度上顯現出令人驚訝的良好平衡。再者，其最佳黏合溫度低於常用之無規共聚物者，因此能有較不昂貴之加工。注意到：圖1中所示之所有共聚物在相同低之噴絲頭拉伸速度下被熔化紡絲以使能供有意義之比較。
藉溶液二茂金屬聚合製備一種例示之丙烯共聚物，其包含15重量%乙烯(”PE1“)，具有20克/10分鐘之MFR及0.863克/立方公分之密度，且具有丙烯結晶性。PE1由ExxonMobil Chemical Co.銷售為VM2000。在退火4日後，使用前述之DSC程序，PE1測定為具有48℃之Tm及19焦耳/克之熔化熱。PE1具有1.9之MWD(藉GPC測量且以LALLS校正)、134,000之Mw及72,000之Mn。
在以下實例中，PE1被丸化，而後與不同量之在商業上由ExxonMobil Chemical Co獲得為PP3155之聚丙烯均聚物丸(”PP1“)及在商業上由Arkema Inc.獲得為Luperox101之有機二烷基過氧化物(2,5－二甲基－2,5－二(第三丁基過氧基)己烷)一同熔化摻合。PP1是一種用於不織及纖維應用之適合等級者，且具有166℃之Tm及98焦耳/克之熔化熱(在第一熱循環中)。PP1具有36克/10分鐘之MFR及小於3.0之MWD。在具有L：D比例為24/1且配備有水中丸化機之單螺桿Davis擠出機中完成摻合。保持聚丙烯摻合物之典型溫度變化曲線(亦即220℃至250℃)，且產率為50磅/小時(22.7公斤/小時)。所得摻合物之組成示於表1中。摻合物A1及A4是對照用之摻合物，而摻合物A2、A3及A5代表本發明之摻合物。
在位於University of Tennessee in Knoxville,TN.之TANDEC紡黏設備之ReicofilTM 線(由Reifenhauser Company,Germany)上進行紡黏織物測試。單螺桿擠出機尺寸是70毫米，且具有30：1之L/D(長度：直徑)比例。紡絲頭具有4036個模片孔，每一者具有0.6毫米之直徑。將連續纖維擠在無末端之帶上，而後使用加熱之壓延機滾筒彼此黏合，該滾筒之一是平坦的且另一者帶有突升點圖形。真實之黏合面積佔網狀物總面積之約14.5%。在模處溫度為215℃且驟冷用空氣是12℃至13℃之條件下處理樹脂。壓延機滾筒保持在185℃－195.6℃下且用最小之挾持壓力。如以下表2中所用的，簡稱GHM意指每分鐘每孔之聚合物的克數，且GSM意指克/每平方呎，如g/ft2 (g/cm2 )所給定的。對於所有摻合物樣品織物而言，觀察到織物”形成“(纖維在織物中分布之均勻性)是令人滿意的。
如本文中所用的，依照具有以下四項改良之ASTM D－5035－95(2003)測量纖維或不織樣品(包括織物)之峰力及峰伸長率：1)鉗口寬度是5吋(12.7公分)，而非3吋(7.6公分)；2)測試速度是5吋/分鐘(12.7公分/分鐘)，而非12吋/分鐘(30.5公分/分鐘)；3)使用金屬弧型上方線夾頭及平的下方橡膠夾頭，而非平的金屬上方夾頭及平的金屬下方夾頭；4)對每一樣品進行6MD及6TD測量，而非5MD及8TD測量。每一測試實施之處理條件顯示於表2中，而所得織物性質顯示於表3中。
比較在類似條件下製成且具有類似基礎重量之織物。特別地，運轉8及11之本發明之織物與運轉1之對照組織物比較。結果顯示於表4中。亦在圖1中顯示之樣品的滯後現象是在一個具有2吋(5.08公分)夾頭之Instron Instrument上測量。使用尺寸為2吋乘7吋(61公分乘213公分)之樣品，且標距為3吋(7.6公分)，及十字頭速度為20吋/分鐘(50.8公分/分鐘)。進行3－循環之測試直至有100%之伸長率且在循環之間無重新置放織物。定義：1)在50%時之負荷損失＝100×(升負荷－降負荷)/(升負荷)；2)永久固定＝在下循環中負荷等於0時之伸長率，以%表示。
如表4中所見的，本發明之織物彈性(如藉永久固定測量所示者)類似於對照組之織物者，此為不能預期的，因為本發明之織物具有較低之分子量，因此被預期會具有減低之彈性。另外，本發明織物之力對延伸性之比值(以在50%負荷損失表示)是低於對照組之織物者，這對例如尿布或其他內衣之應用(其中織物延伸之容易性乃為關鍵性質)是較佳的。以此狀況，本發明之聚合物具有低的力對延伸性之比值，且同時保持織物之彈性。
本發明之實例與對照組之物之曲線比較顯示在特定伸長率下負荷明顯降低，而獲得具有類似彈性之較軟織物。
雖然本發明已參考其某些方面及具體表現來明顯詳細地描述，其他方面及具體表現是可能的。例如，雖然已例示乙烯－乙酸乙烯酯共聚物，但也可預期其他之共聚物。因此，所附之申請專利範圍之精神及範圍應不限於本文所含之版本的描述。
本發明之某些特徵鑒於一組數字上限及一組數字下限來描述。應了解：任何下限至任何上限間之範圍是在本發明範圍內，除非另有指明。
在本申請案中所提及之所有專利、測試程序及其他文件完全併入為參考以供允許此種合併之所有裁量權。
圖1是由包括本發明之聚烯烴摻合物所製者之紡黏纖維之測試用織物的滯後曲線的比較。

Claims (20)

  1. 一種紡黏非織物組成物，其包括適用於紡黏纖維或纖絲組成物之聚烯烴摻合物組成物，該聚烯烴摻合物組成物包含：a)約60至約98重量%之至少一種無規丙烯共聚物，其具有以總共聚物重量計為8至25重量%共聚單體含量及由微分掃描卡計(DSC)測得之約40℃至約110℃之結晶熔化轉換點(Tm)；及b)約2至約40重量%之至少一種實質等規聚丙烯均聚物或共聚物，其具有由DSC測得之高於約120℃之結晶熔化轉換點(Tm)；其中該聚烯烴摻合物組成物具有約160克/10分鐘至約500克/10分鐘之熔融流速(MFR)。
  2. 如申請專利範圍第1項之紡黏非織物組成物，其中該聚烯烴摻合物組成物具有約160克/10分鐘至約400克/10分鐘之MFR。
  3. 如申請專利範圍第2項之紡黏非織物組成物，其中該聚烯烴摻合物組成物具有約160克/10分鐘至約350克/10分鐘之MFR。
  4. 申請專利範圍第1項之紡黏非織物組成物，其中該無規丙烯共聚物包含乙烯作為共聚單體。
  5. 如申請專利範圍第4項之紡黏非織物組成物，其中該乙烯佔總共聚物重量之8至18重量%。
  6. 如申請專利範圍第1項之紡黏非織物組成物，其中 該無規丙烯共聚物具有由微分掃描卡計(DSC)測得之約40℃至約90℃之結晶熔化轉換點(Tm)。
  7. 如申請專利範圍第1項之紡黏非織物組成物，其中該無規丙烯共聚物具有約0.5焦耳/克至約70焦耳/克之熔化熱。
  8. 如申請專利範圍第1項之紡黏非織物組成物，其中該聚烯烴摻合物組成物包含60至95重量%之無規丙烯共聚物及5至40重量%之等規聚丙烯。
  9. 如申請專利範圍第8項之紡黏非織物組成物，其中該聚烯烴摻合物組成物包含70至92重量%之無規丙烯共聚物及8至30重量%之等規聚丙烯。
  10. 如申請專利範圍第1項之紡黏非織物組成物，其另外包含一或多種滑動劑。
  11. 如申請專利範圍第1項之紡黏非織物組成物，其中該非織物被用在複合構造物中。
  12. 成人失禁用衣物、防護用外衣或覆蓋物，其包括如申請專利範圍第1項之紡黏非織物組成物。
  13. 一種製備紡黏非織物組成物之方法，其包含：a)提供聚烯烴摻合物組成物，其包含i)約60至約98重量%之至少一種無規丙烯共聚物，彼具有8至25重量%共聚單體含量及具有由微分掃描卡計(DSC)測得之約40℃至約110℃之結晶熔點(Tm)；及ii)約2至約40重量%之至少一種實質等規丙烯 均聚物或共聚物，彼包含一或多種C2 及/或C4 -C8 共聚單體且具有由DSC測得之高於或等於120℃之結晶熔點(Tm)；b)使該聚烯烴摻合物組成物進行受控制之流變製程以達到約160克/10分鐘至約500克/10分鐘之熔融流速(MFR)；c)將該聚烯烴摻合物組成物拉伸成具有約10至約40微米直徑之纖維；及d)將該纖維隨意地置放於移動帶上，且藉加熱使黏合。
  14. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該無規丙烯共聚物包含乙烯作為共聚單體。
  15. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該乙烯佔共聚物之8至18重量%。
  16. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該無規丙烯共聚物具有由DSC測得之約40℃至約90℃之結晶熔點(Tm)。
  17. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該無規丙烯共聚物具有約0.5焦耳/克至約70焦耳/克之熔化熱。
  18. 如申請專利範圍第13項之方法，其中該聚烯烴摻合物組成物包含60至95重量%之無規丙烯共聚物及5至40重量%之等規聚丙烯。
  19. 如申請專利範圍第18項之方法，其中該聚烯烴摻合物組成物包含70至02重量%之無規丙烯共聚物及8至 30重量%之等規聚丙烯。
  20. 一種製備紡黏非織物組成物之方法，其包含：a)提供聚烯烴摻合物組成物，其包含i)約60至約98重量%之至少一種無規丙烯共聚物，彼具有8至25重量%共聚單體含量及具有由微分掃描卡計(DSC)測得之約40℃至約110℃之結晶熔點(Tm)；及ii)約2至約40重量%之至少一種實質等規丙烯聚合物，彼包含一或多種C2 及/或C4 -C8 共聚單體且具有由DSC所測得之高於或等於120℃之結晶熔點(Tm)；其中選擇該無規丙烯共聚物及該實質等規丙烯聚合物以使所得聚烯烴摻合物組成物之MFR在約160克/10分鐘至約500克/10分鐘之間；b)將該聚烯烴摻合物組成物拉伸成具有約10至約40微米直徑之纖維；及c)將該纖維隨意地置放於移動帶上，且藉加熱使黏合。
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