由丙烯聚合物材料及烯烃聚合组合物共纺纤维制得无纺织材料.pdf

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摘要
申请专利号:

CN93119723.6

申请日:

1993.10.30

公开号:

CN1093128A

公开日:

1994.10.05

当前法律状态:

终止

有效性:

无权

法律详情:

未缴年费专利权终止IPC(主分类):D04H 1/54申请日:19931030授权公告日:19991222终止日期:20091130|||授权||||||公开

IPC分类号:

D04H1/54

主分类号:

D04H1/54

申请人:

黑蒙特股份有限公司;

发明人:

库马尔·奥加尔; 迈克尔·E·斯特拉辛尼克

地址:

美国特拉华州

优先权:

1992.10.30 US 07/968,766

专利代理机构:

上海专利事务所

代理人:

陈文青

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内容摘要

本发明阐述了一种无纺织材料,它包括丙烯聚合物材料与烯烃聚合物材料混合共纺的纤维。

权利要求书

1: 1、一种无纺织材料,其特征在于,制备纤维的混合物包括(A)5-95%的丙烯聚合物材料,该材料选自下述一组物质:具有等规定指数大于90的结晶丙烯均聚物和乙烯含量少于10%的丙烯-乙烯共聚物,和(B)95-5%的聚烯烃材料,它选自下述一组材料: (1)实质上由下述物质形成的无规丙烯三元共聚物: (a)约85-96%丙烯, (b)约
2: 5-5%乙烯,和 (c)约
3: 5-10%C 4-8 α-烯烃; (2)实质上含下述物质的一种丙烯聚合物混合体: (a)30-65%的丙烯和一种C 4-8 α-烯烃的共聚物,该共聚物含有80-98%的丙烯,和 (b)35-70%的丙烯,乙烯或必要时和一种C 4-8 α-烯烃的二元或三元共聚物。 (3)实质上含有下述组份的聚丙烯组合物: (a)30-60%的线性,低密度聚乙烯,和 (b)40-70%的一种或多种丙烯结晶共聚物,该共聚物含一个或多个共聚单体,共聚单体选自乙烯或C 4-8 α-烯烃,或二者的混合物;和 (4)实质上含下述物质的聚丙烯组合物: (a)10-50%等规度指数大于80的聚丙烯或丙烯与乙烯或一个C 4-8 α-烯烃或二者并用的共聚物,它含有80%以上的丙烯,其等规度指数大于80。 (b)约5-20份半结晶共聚组份,它在室温或常温下不溶于二甲苯,及 (c)40-80%的乙烯共聚组份,它是乙烯,丙烯或一种C 4-8 α-烯烃共聚而成,必要时也可与少量的二烯共聚,该共聚组份含有少于40%的乙烯或C 4-8 α-烯烃或其二者之混合体,它在室温下溶于二甲苯,特性粘度为1.5-4dl/g,其中(b)和(c)组份的总量为烯烃聚合物组份的50%至90%,(b)/(c)的重量地小于0.4。 2、根据权利要求1所述的无纺织材料,其特征在于,其中所述的纤维小于10旦。 3、根据权利要求2所述的无纺织材料,其特征在于,其中的烯烃聚合物材料(B)是(1)。 4、根据权利要求3所述的无纺织材料,其特征在于,其中(B)(1)的含量是10-70%。 5、根据权利要求2所述的无纺织材料,其特征在于,其中的烯烃聚合物材料(B)是(2)。 6、根据权利要求5所述的无纺织材料,其特征在于,其中(B)(2)的含量为10-70%。 7、根据权利要求2所述的无纺织材料,其特征在于,其中所述的烯烃聚合物材料(B)是(3)。 8、根据权利要求7所述的无纺织材料,其特征在于,其中(B)(3)的含量为10-70%。 9、根据权利要求2所述的无纺织材料,其特征在于,其中所述的烯烃聚合物材料(B)是(4)。 10、根据权利要求9所述的无纺织材料,其特征在于,其中(B)(4)的含量为10-70%。

说明书


本发明涉及由丙烯聚合材料及烯烃聚合组合物共纺纤维制成的无纺织材料。

    在该技术领域中含有种种热塑性纤维的无纺织材料广为人知。除了在诸如模压件之类结构元素方面的重要用途外,聚丙烯还是制作纱线机织和无纺织材料主要的纤维材料。为了利用其强度、高熔点和化学惰性以及低成本,一般用于上述用途的聚合物都是结晶的均聚聚丙烯。但是,由聚丙烯纤维制得的纺织材料,如无纺织材料其性能,一般都不能满足要求,诸如柔软性和悬垂性能等。

    现已知道,以融点低于聚丙烯的聚烯烃与聚丙烯共纺的纤维制成无纺织材料,可以避免或减少迄今无纺织材料存在的上述问题或其他缺点。

    因此,本发明提供了一种具有更好的强度、悬垂性、柔软性和粘合性能的无纺织材料,所用的纤维由(A)选用基本上是结晶的均聚聚丙烯或丙烯与乙烯共聚物以及(B)选用下列任一种聚烯烃共纺而成:

    (1)实质上由下述组份形成的无规三元共聚物:

    a)85-96%丙烯,

    b)1.5-5%乙烯,以及

    c)2.5-10%C4-8α-烯烃,

    (2)实质上由下列组份形成的聚丙烯组成物:

    (a)30到65%的含80-98%丙烯的丙烯与C4-8α-烯烃共聚物。和

    (b)35-70%的丙烯与乙烯及必需时C4-8α-烯烃的共聚物或三元共聚物。

    (3)实质上由下列组份形成的聚丙烯组成物:

    (a)30-60%的线性低密度聚乙烯(LCDPE)以及

    (b)40-70%的丙烯与下述一个或多个共聚单体形成的一种或一种以上的丙烯结晶共聚物,这些共聚单体选自乙烯或C4-8α-烯烃或者它们的混合物。

    (4)实质上由下列组份形成的聚丙烯组成物:

    (a)10-50%地等规度指数大于80的丙烯聚合物或者含丙烯80%以上的丙烯与乙烯或C4-8α-烯烃或其混合的共聚物,其等规度指数大于80。

    (b)5-20%半结晶共聚物组份,该共聚组份在室温或常温下不溶于二甲苯,以及

    (c)40-80%乙烯与丙烯或C4-8α-烯烯或其混合物的共聚物,以及必要时也含少量二烯,该共聚物组份含有少于40%乙烯或C4-8α-烯烃或其混合物,在室温下溶于二甲苯,其特性粘度为1.5-4dl/g,(b)和(c)组份的总量为约聚烯烃组合物总量的50-90%,(b)/(c)的重量比小于0.4。

    图1显示对照样1,即结晶丙烯均聚物熔纺纤维,和本发明的实施例1即90%结晶丙烯均聚物和10%含有25%丙烯-乙烯共聚物和75%的乙烯丙烯共聚物减粘裂化至MFR(熔融流动速度)为40共纺纤维之间的纤维粘合强度和纤维收缩对于温度和函数关系。

    图2显示对照样1即结晶丙烯均聚物纤维和本发明的实施例2即80%结晶丙烯均聚物和20%含有50%丙烯一个烯共聚物和50%丙烯-乙烯共聚物的烯烃聚合物的混合物,减粘裂化至MFR40共纺纤维之间的纤维粘合强度和纤维收缩对于温度的函数关系。

    图3显示对照样1即结晶丙烯均聚物纤维和本发明实施例3,即80%结晶丙烯均聚物20%含有50%丙烯-丁烯共聚物和50%丙烯-乙烯共聚物的减粘裂化至MFR400的混合物共纺纤维之间,纤维粘合强度和纤维收缩对于温度的函数关系。

    除非另有说明,本申请所有的百分率和份数均以重量计。

    用于本发明的组份(A)可以是等规度指数大于90。较好则大于96结晶丙烯均聚物或是等规度指数大于85的丙烯与乙烯的共聚物,其乙烯组份少于10%,较好则少于5%。

    用于本发明的烯烃聚合物材料,组份(B)是选自下列物质:

    (1)实质上含由下述物质组成的无规三元共聚物:

    (a)85-90%丙烯,较好的是约90-95%,最好为约92-94%,

    (b)1.5-5%乙烯,较好的是约2-3%,最好是约2.2-2.7%,以及

    (c)约2.5-10%,较好是约4-6%,最好为4.4-4.6的C4-8α-烯烃,其中丙烯共聚单体的总浓度为约4-15%,

    (2)实质上由下列材料组成的聚丙烯组成物:

    (a)30-65%,较好为45-65%丙烯与C4-8α-烯烃共聚物,该共聚物中含有80-98%,较好的是85-95%的丙烯成份。

    (b)35-70%,较好的是约35-55%丙烯与乙烯共聚物或与第三单体的三元共聚物,该第三单体为C4-8α-烯烃。其中当(b)是三元共聚物时,共聚单体,即乙烯和C4-8α-烯烃的总含量为2-10%,较好的是3-8%,乙烯组份较好的是1-3%,当(b)是共聚物时,乙烯的含量为7-9%。

    (3)实质上由下述材料组成的丙烯聚合体共混物:

    (a)30-60%,较好的是40-60%的线性低密度聚乙烯(LIDPE),其融化指数E(根据ASTMD-1238测定MIE)为0.1-15,较好为0.5-5,其密度为约0.94-0.90,较好的是0.94-0.91,最好是0.93-0.915,它宜含有3-20%,最好为5-15%的一种或多种共聚单体,该共聚体选自C3-C12,较好的是C4-C8的α-烯烃。及

    (b)40-70%,较好是40-60%一种或多种结晶丙烯共聚物,由乙烯或C4-8α-烯烃或其混合中选择一种或多种作为共聚单体,其中这一种或多种共聚单体含量为5-20%,较好者为8,-15%,其中在50℃的正己烷中可萃取的量少于%,较好者应少于5.5%,最好少于3%。

    (4)实质上由下述材料组成的丙烯聚合体共混物:

    (a)10-50%,较好是10-40%,最好是20-35%的丙烯均聚物,其等规度指数宜为85-98%,或是选自下述共聚物中的一种共聚物:(ⅰ)丙烯和乙烯,(ⅱ)丙烯、乙烯和CH2=CHRα-烯烃,其中R是C2-8的直链或支链烷基,以及(ⅲ)丙烯和上述(a)(ⅱ)所定义的α-烯烃,此处所说的共聚物宜含90%,其等规度指数大于80。

    (b)5-20%,较好为约7-15%的半结晶、基本线性共聚物组从,由差示扫描量热器(DSC)测得其结晶长为约20-60%,该共聚物系选自:(ⅰ)乙烯和丙烯,其中乙烯成份大于55%;(ⅱ)乙烯、丙烯和上述(a)(ⅱ)中所定义的α-烯烃,α-烯烃含量为1-10%,和乙烯的含量为55%-98%,较好为80-95%;(ⅲ)乙烯和(a)(ⅱ)所定义的α-烯烃,该α-烯烃的含量为55-98%,较好为80-95%,该共聚物在室温或常温下不溶于二甲苯,以及

    (c)40-80%,较好为50-70%的共聚物组份,它选自:(ⅰ)乙烯和丙烯的共聚物,它含有20%到不足40%,较好为20-38%,最好为25-38%的乙烯;(ⅱ)乙烯、丙烯和(a)(ⅱ)所定义的α-烯烃的共聚物,其中α-烯烃的含量为1-10%,较好为1-5%,乙烯和α-烯烃的总含量为20%到不足40%;(ⅲ)乙烯及(a)(ⅱ)所定义的α-烯烃,α-烯烃的含量为20%至不足40%,较好为20-38%,最好为25-38%,必要时也可含有0.5-10%,较好1-5%的二烯,该共聚物组份在常温下溶于二甲苯,其特性粘度为1.7-3.0dl/g。(b)和(c)总量约为烯烃聚合物组份的65-80%,(b)/(c)的重量比宜为0.1-0.3,该α-烯烃单元或乙烯单元,或者,当两者同时存在时,乙烯-α-烯单元的总量为15-35%。乙烯或C4-8α-烯烃或两者(b+c)的总含量少于50%,较好的是20-45%。

    组份(B)(4)具有至少一个DSC熔融峰,其温度高于120℃,以及还有至少一个玻璃转变点,其温度在-10至-35℃之间,此外,(B)(4)组份弯曲模量小于150MPa,一般在20-100MPa之间;屈状抗张强度为10-20MPa,断裂伸长大于400%;75%应变时的张力定型为20-50%;邵氏D硬度为20-35;雾值小于40%,较好者小于35%,当在-50℃下进行伊佐德冲击试验时,不断裂(无脆性冲击破坏)。制备混合物组份(B)中重要的C4-8α-烯烃包括丁烯-1,戊烯-1,己烯-1,4-甲基戊烯-1及辛烯-1。其中丁烯-1最理想。

    若用二烯类时,则一般为丁二烯、1,4-己二烯、1,5-己二烯或乙叉,降冰片烯二烯类单体。

    用于制备本发明无纺织材料纤维的组份是,5-95%结晶丙烯聚合物材料,组份(A),与上述烯烃聚合物材料(B)混和。组份(A)的含量30-95%时更好含量在50-95%时则最好。

    本发明无纺织材料所用纤维中生产中重要的丙烯聚合物和烯烃聚合物材料制定如下,在链烯烃聚合物的场合一般用序列聚合法,在Ziepler-Natta立体空白催化剂存在下,使有关的单体进行聚合,催化体系的固体催化成份以活性的卤化镁为担体。重要的是,这种固体催化剂组份应含有钛化合物,而该钛化合物至少含一个卤一钛键,此外,还有一个供电子化合物,该共电子化合物被支持在活性二卤化镁上。用于制备丙烯聚合物的这类催化体系的特征是,在最佳工艺条件下,它所产生的聚丙烯等规度指数大于95%,大于95%则更好。具有这类特征的催化剂系统在专利文献中是常常被提到的,该催化体系的特殊优点于U.S.P.4,339,054,4,472,524和4,473,660及E.P.45,977等专利中都有描述。

    用于该催化剂系统的固体催化剂组份包括:作为电子供体化合物,在醚、酮、内酯;含N.P和/或S的化合物,以及单羧酸和二羧酸的酯。特别有用的电子供体是邻苯二酸酯,如邻苯二酸二异丁酯、二辛酯及二苯酯以及邻苯二酸苄丁酯;丙二酸二异丁酯和二乙酯等丙二酸酯;烷基马来酸酯及碳酸芳酯和烷酯,如碳酸二异丁酯,碳酸乙苯酯及碳酸二苯酯;琥珀酸酯,诸如琥珀酸单乙酯和二乙酯。

    其它特定适合的电子供体是有下式结构的醚类化合物:

    其中RⅠ、RⅡ可相同或不同,为C4-18直链或支链烷基,C4-18环烷基或C6-18芳基;RⅢ和RⅣ可相同或不同,为C1-4直链或支链烷基。这类醚及其制备方法于U.S.P5,095,153有描述,在此揭出以备参考。这类醚化合物的例子包括2-甲基-2-异丙基-1,3-二甲氧基丙烷,2,2-二异丁基-1,3-二甲氧基丙烷及2-异丙烯-2-环戊基-1,3-二甲氧基丙烷。

    具有担体的催化剂组份的制备为,将通常的无水二卤化镁即含水量少于1%的未活性二卤在镁,钛化合物和电子供体化合物一起研磨,其条件应是以使二卤化镁活化。然后在90-135℃温度下用过量的TiCl4对研磨产物处理1次或多次,并用烃类(例如己烷)反复洗至洗液中无氯离子为止。

    或者,用传统方法使无水卤化镁预活化,然后用含有电子供体化合物的过量TiCl4溶液在80-135℃下处理。重复用TiCl4处理,然后用己烷或其它合适的烃类溶剂洗涤固体以除去微量未反应的TiCl4。用含卤钛化合物,较好的是TiCl4处理镁化合物便能就地形成二卤化镁化合物或其络合物。

    另一种方法是,以二氯化镁和醇作用如乙醇、丙醇、丁醇、异丁醇和2-乙基己醇等,形成一种加成物,最好是球形颗粒状,其中二氯化镁和醇的摩尔比为1∶1-1∶3,然后用过量的含电子供体的TiCl4溶液进行处理。处理温度在80-120℃之间分离出固体用TiCl4处理。再次分离出固体并用烃类洗涤至洗液中检不出氯离子为止。

    尚有另一个方法,在上述的反应条件下,用过量的含有电子供体化合物的TiCl4溶液处理烷氧基镁化合物和烷氧基氯化镁化合物(根据USP4,220,554所述的方法来制备烷氧基氯化镁化合物,此处引述以为参考)。

    在固体催化剂组份中,Ti化合物,以Ti表示的含量为0.5-10%(重量);固定在固体对应物(内部供体)上的电子供化合物的量为二卤化镁的5-20%(摩尔)。用于制备固体催化剂组份的有效钛化合物是钛的卤化物及钛的烷氧基卤化物。四氯化钛是较合适的化合物。三卤化钛和诸如TiCl3OR(其中R是苯基)的钛的烷氧基卤化物也可得到满意的结果。

    除了上述可形成活性二卤化镁的反应以外,文献中还有其它一些反应可用卤化物外的镁化合物,如烷氧基镁化合物和碳酸镁制得到活性形式的二卤化镁。

    固体催化剂组份中的活性形式的二卤化镁由固体催化剂的X-射线光谱来确证,它表现为非活性二卤化镁(比表面积少于3m2/克)X-射线光谱中应有的高强度衍射线的消失,而代之以相对于非活性二卤化镁的高强度衍射线的位置偏移了的最大强度和晕环,或者表现为所述的高强度衍射性峰的加宽,其中峰宽度至少比非活性二卤化镁的高强度衍射线半峰宽度大30%。活性最高的固体催化剂组份,其X-射线光谱中有前述晕环的出现。

    二氯化镁是较相宜的化合物。对于大多数活性形式的二氯化镁而言,所述固体催化剂组份的X-射线光谱中有一个晕环而不是出现在2.56A距离处的非活性二氯化镁的衍射线。

    用作共催化剂的烷基铝化合物包括三烷基铝类,如三乙基铝、三异丙基铝及-三异丁基铝;;二烷基(C1-6烷基)氢化铝类,诸如二乙基氢化铝;含有两个或多个以氧原子相连的铝原子、氮和/或硫等杂原子的化合物,如:

    其中n是1-20的整数,较好的烷基铝化合物是三乙基铝(TEAL)。

    此外,可以使用AlR2OR',其中R'是一个或两个位置被C1-6α-烯烃烷基取代的芳基,R是C1-6烷基。

    烷基铝化合物的用量是Al/Ti比为1-1000。

    可用作以烷基铝化合物为共催化剂中电子供体的电子供体化合物包括芳酸酯类。如苯甲酸烷酯及有机硅烷化合物。典型的有机硅烷化合物是具有Si-OR,Si-OCOR或Si-NR2键的化合物,其中R是C1-20烷基,C2-20烯基,C6-20芳基,C7-20芳烷基或C5-20环烷基,以Si(Ⅳ)作为中心原子。这类化合物于USP4,472,524、4,522,930、4,560,671、4,581,342、4,657,882及E.P.第45976和45977号有揭示。合适的有机硅烷化合物包括(叔丁基)2Si(OCH3)2,(环己基)2Si(OCH3)2及(苯基)2Si(OCH3)2。

    具有上述分子式的1,3-二醚也可以使用,它们也有其优点。若内供体是这些二醚中的一种,则外供体可以不用。

    该无规结晶共聚物组合物的聚合,至少分两个阶段进行,以便使组份(a)和(b)及必要性(c)能分别在不同的阶段中形成,在后继阶段操作中,前一阶段制备的聚合体和所用的催化剂仍然存在,亦即,第二阶段无需补加催化剂。

    例如,可在前一个步骤制备组份(b),而组份(a)则可在后一个步骤中制备。制备组份(a)和(b)的顺序并不重要。

    聚合反应可按已知技术分批进行或连续进行,并用惰性气体保护,单体为液相或气相,或两者均有。并且必要时还可能有惰性烃类溶剂的存在,温度为20-100℃,较好为50-80℃,压力一般为常压至1000psi,较好为200-500psi,聚合在液相进行,以及常压至约600psi下进行气相聚合。气相聚合反应较好,一般滞留时间为75分钟至6小时。

    如有必要,则可加入氢作为链转移剂,以降低聚合物的分子量。

    催化剂可用少量有关的烯烃单体进行预处理(预聚合反应),保持催化剂在烃类溶剂中以悬浮状态存在,在60℃或低于60℃下进行足够时间的聚合,以生成0.5-300,较好的是50-300倍于催化剂重量的聚合物。预聚合反应亦可在液相单体或气相单体状态进行,在此情况下,生成高达1000倍于催化剂重量的聚合物。

    由于组份(a)和(b)以及必要时(c)以聚合反应直接制得,所得的烯烃聚合物材料组合物即是聚合时产生的颗粒形式。组份(A)和(B)充分相混合,所以聚丙烯组合物可直接用于生产纤维而无需聚合反应后处理,如成粒。

    相宜的烯烃聚合物材料呈球形式惰球形颗粒,其直径为0.5-7mm,最好具有狭窄的粒径分布,至少90%的颗粒直径在0.5-5.5mm之间。按照U.S.P.4,472,524所述的催化剂系统可得到这样的粒聚合体,这里引用的供参考。

    用于本发明混合物的结晶丙烯聚合物材料较好的是“减粘”聚合物,以前述的球形颗粒制得,其熔融流动速率(MFR,根据ASTMD-1238,在230℃,2.16kg下测得)一般为5-400,较好为10-200,最好为20-100,减粘前的初始MFR应为0.2-20,最好为0.5-3。

    烯烃聚合物材料宜为“减粘”聚合物,其熔化流动速率(MFR,根据ASTMD-1238),在230℃2.16kg下测量)为5-1000,较好的是10-400,最好是约30-4000,但组份(B)(4)除外,其较好的MFR为10-40,原始的MFR为0.5-10,较好的是0.5-3。

    所用的特定的丙烯和烯烃聚合物材料的MFR,随制备无纺布的工艺而异。例如,当在熔吹工艺制备无纺材料时,混合物的MFR为40-400,使用的组份(B)(4)则不同,它一般是10-40MFR。

    另外,组份(A)和(B)可在聚合反应器中直接生产现来,并具有相宜的MFR。必要时,可分别对组份(A)和(B)进行减粘处理,也可以在它们相互存在时进行减粘处理。

    对丙烯聚合物材料(或烯烃聚合物材料)的减粘处理方法为领域中技术人员所熟知。一般处理过程如下:以“聚合产品”形式,例如从聚合反应器中出料的薄片、粉末或球形粒子或丸化成形,或喷洒于,或混合于助老剂或游离基发生。例如液体或粉末形式的过氧化狐或过氧化物/聚丙烯浓缩体如Xantrix  3024过氧化物浓缩物(美国黑蒙特(HIMONT)公司生产)。然后将丙烯聚合物材料或烯烃聚合物材料及过氧化物输入一种装置(挤压机)中进行热塑合并挤出之。根据所选择的特定过氧化物(即,以挤出机的工作温度下过氧化物半衰期为基础)控制滞留时间及温度,使聚合物链裂解至所需的程度。最终的结果使聚合物的分子量分布变窄,并减降低总平均分子量,从而增加原聚合的MFR。例如,具有分数MFR(即MFR小于1)的聚合物或MFR为0.5-10的聚合物可以通过选择过氧化物种类、挤出机温度及挤出机滞留时间选择性减粘至MFR15-50,较好为28-42,例如约35而不会使实验过度。在处理含乙烯共聚物时,必须十分小心,避免交联的发生;一般地,在共聚物中乙烯含量足够低时可以容易地避免交联的发生;一般地,在共聚物中乙烯含量足够低时可以容易地避免交联发生。

    过氧化物的分解速率用半衰期来表示,即半衰期即在所给定的温度下一半过氧化物分子分解所需的时间。据报道,(USP 4,451,589)例如用Lupersol 101过氧化物在典型的挤出机丸化条件下(450F,2.5分钟的滞留时间)丸化后令有2×10-13%过氧化物残留。

    一般而言,助老剂反应干扰常规使用的聚丙烯稳定剂或受到它的不良影响,它反在分解时有效地产生自由基以引发聚丙烯的降解。然而在聚合物制备挤出温度下助老剂应有足够短的半衰期,以使在被挤出挤压机前完全反应掉。物相宜的是,550F时,其在聚丙烯中的半衰期要小于9秒,这样至少99%助老剂在挤出机1分钟滞留时间前就在熔融地聚合物中反应掉。这类助老剂包括(仅是例举不限于此):2,5-二甲基-2,5-二(过氧叔丁基)己烷03及4-甲基-4-过氧叔丁基-2-戊酮(例如,Lupersol  130及Lupersol  120过氧化物,由Lucidol  Diviscion,Penwalt公司生产),3,6,6,9,9,-五甲基-3-(乙酸乙酯)-1,2,4,5-四氧环壬烷(例如USP-138过氧化物,Witco化学公司生产)及1,1'-二(过氧叔丁基)二异丙基苯9例如,Vulcup  R过氧化物,由Hercules公司生产)。较好的自由基源助老剂的浓度为聚合物重量的0.01-0.4%。当将过氧化物喷于或混入丙烯聚合物时,最好用Lupersol  101过氧化物,当于230℃被送入挤压机前,其浓度为约0.1%(重量),在挤压机中的滞留时间为约2-3分钟。在有机过氧化物存在下挤压处理含丙烯聚合物以增加熔融流速(MFR)并减少粘度的工艺过程,在该技术领域中已很熟知,例如USP  3,862,265;4,456,589和4,578,430已作了揭示。

    结晶聚丙烯和聚乙烯材料混和物的制备可以用物理混合法或以多步连续聚合法进行之在多步聚合方法中,结晶聚丙烯材料在至少一个步骤中形成,聚烯烃材料在至少另一个步骤中形成这样的混合物可通过现有任何已知的纺丝技术纺成纤维。由于这两种材料可加热塑化并在合适的温度条件下熔融,纤维的制造宜采用熔纺工艺而不宜用溶剂纺丝过程。

    在熔纺工艺中,聚合物在挤压机中加热至熔点,在高压下用计量泵将融体以恒空速度压过多孔纺丝板。一般说来,流动性的熔融聚合物由纺丝板出来垂直向下移动,进入冷却气流,一般为空气流。聚合物熔体细流因冷却而固化形成细丝,并被汇集在一起,绕于筒管上,或者补成纤维网片并粘结起来。必要时,用蒸气或诸如CO2,氮气等惰性气体将挤压机中的聚合物融体保护起来,防止氧气的作用。

    本发明的无纺织材料可以用通常的纺粘工艺,熔喷工艺或者通机核成网,或气流成网工艺将短纤维制成网片。制造本发明无纺织材料的纤维规格一般小于10旦,较好的是2-4旦。小于2-0.4旦者亦在本发明的范围以内。

    在制备用于本发明无纺织材料的纤维时,也可用这方面常用的添加剂,与聚合物进行混合。这类添加剂包括稳定剂、抗氧剂、防滑移剂、阻燃剂、润滑剂、填料、着色剂、抗静电剂及防污剂之类。

    本发明的无纺织材料用作用个体卫生用品,例如婴儿护理及成人失禁护理产品,保护性外套,例如外科手术袍及鞋套以及其它一次性使用的医疗和衣着产品。

    下列实施例仅用于说明,本发明及权利要求,但并不限于此。

    下表中所列的物理性质数据系用下列方法测定的。

    性质  方法

    熔融流动速率,g/10分钟  ASTM-D  1238,条件L

    抗拉强度,MD/CD  ASTM  1682

    断裂伸长%  ASTM  1682

    弯曲长度MD/CD  ASTM  1682

    本发明的组份可用一般的工艺制备,该工艺包括将下列实施例中所说的组份(A)和组份(B)与lupersol  101  2,5-二甲基-2,5-二(过氧叔丁基)己烷及由500ppm  Irganox  1076tqpgyjjht  500ppm的硬脂酸钙组成的稳定剂包进行翻颠混合约1分钟,直至得到均匀的混合物。这样的混合物在200-250℃下的挤压丸化,将丸粒用下述设备进行纺丝:

    -具有10-175mm直径的挤压螺杆,长度/直径比为24-32的挤压器和聚烯烃螺杆;

    -计量泵;

    -喷丝口温度为190-300;

    -熔体抽伸机构,其速率范围为250-4000米/分钟。将纤维以无规状态沉降在移动的多孔带上,形成纤维网,如此即成为无纺织材料,再将该网通过温度90-145℃,压力10-100pli(磅/英吋长)的两个压滚进行压合。

    对照例1

    片状的结晶烯烃均聚物,从初始MFR0.4减粘为MFR40,再依据上述方法纺成纤维。

    对照例2

    将初始MFR为5的球粒状丙烯均聚物为MFR25,再以上述方法纺成纤维。

    对照例3

    将乙烯含量为3%的乙烯-丙烯无规共聚物减粘至40MFR。再按上述一般方法纺成纤维。

    对照例4

    30%乙烯-丙烯无规共聚物和70%如对照例2所述的丙烯均聚物,按照上述对照例3的一般过程和组份来制备混合物,并依上述的一般方法纺成纤维。

    实施例1

    将(A)90%对照例1的结晶丙烯聚物和(B)10%的乙烯聚合材料的混合物以上述一般方法制成纤维。其中烯烃聚合体以至少两步的顺序聚合制备,它含有25%的丙烯-乙烯共聚物(聚合单元重量比为96∶4)和75%的乙烯-丙烯共聚体(聚合单元重量地为30∶70),原始MFR0.8,减粘至MFR40。

    实施例2

    将(A)80%如对照例1的结晶丙烯均聚物与(B)20%的聚烯烃材料共混物按照上述一般方法纺制成纤维,该聚烯烃材料以两步连继聚合法制得,在第一步制成50%的丙烯-丁烯共聚物(聚合单元重量比为90∶10),在第二步制成另外50%的丙烯-乙烯共聚物(聚合单元重量比为95∶5),聚合体原始MFR5,减粘处理至MFR40。

    实施例3

    按照上述实施例2所述的一般方法和组份混和并纺制成纤维,但其中的组份(B),即烯烃聚合体材料减粘至MFR400。

    实施例4

    按照上述实施例1所述的一般方法和组份制成混合体并纺制纤维,但其中的组份(A)是90%上述对照例2的(A)组份而不是对照例1的,同时,其组份(B)则减粘至MFR400而不是MFR40。

    实施例5

    按照上述实施例4所述的一般方法和组份制备混合聚合物并纺制纤维,但混合聚合物含70%的组份(A),和30%的组份(B)。

    实施例6

    按照上述实施例2所述的一般方法和组份制备的混合聚合体纺制纤维,但其组份(A)为90%对照例2,而不是80%对照例,并且进行(B)用10%而不是20%。

    实施例7

    按照上述实施例6所述的一般方法和组份制备混合聚合物并纺制纤维,但使用70%组份(A)和30%组份(B),而不是象实施例6那样用90%组份(A)和10%组份(B)。

    实施例8

    将(A)70%对照例2所述的聚合体与(B)30%含有4%乙烯,90%丙烯和6%丁烯,并从初始MFR5减粘处理至MFR40的聚烯烃混和,并以上述一般的方法纺制成纤维。

    粘合强度与收缩率

    图1-3为0-160℃范围后粘合强度(g)对收缩率(%)的关系。这些数据的获得是,先分别测定0-160℃温度范围内各温度下的纤维的粘合强度和收缩率,然后取给定温度下的粘合强度和收缩率值对(x,y)来作图。

    以对照例1和本发明实施例1-3制得的纤维每200根为一束。每根单丝纤度为2旦,纺制和并丝条件为2250m/min。

    为了得到形态稳定性好强度高的织物,需有高的粘合强度和低的收缩率。

    从图1-3可见,与对照例1制得的纤维相比,本发明的混合物制得的纤维具有较好的粘合强度及较小的收缩率。当提高对照例1纤维的粘合强度,使之与实施例1-3混合物制得的纤维时,则其收缩率增加。

    纺织粘无纺布-柔软性、悬垂性及其强度

    由上述一般方法制备对照例2-4和本发明实施例4-8的聚合物的纺粘无纺布。以弯曲长度测定仅分别测定其纵向和横向(MD/CD)的柔软度和悬垂度,用强度测定仅测定织物的纵向横向(MD/CD)总强度。测度结果列于下述表1。

    如上表所示,对照例2的纤维具有良好的总强度,但其余柔软度和悬垂度则不良,而如其高拉伸强度值(MD/CD)和低弯曲长度值(MD/CD)所显示的;对照例3之无纺布具有良好的柔软度和悬垂性,而总强度却很差;而且,无规共聚物混和纺丝,也不见有什么好处。其柔软性和悬垂性都有改善,而且,其总强度也有提高,正如其低弯曲长度及高的拉伸强度的说明的。

    本发明的其它特征,优点和具体化方式对于本领域的熟练人员来说,只要读了前述说明,都是显而易见的。在这方面,因为本发明的具体实施方法也经描述相当详细,那么就可以对上述具体实施进行变更和修正而不会背离本发明所描述和申明的范围和基本精神。

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本发明阐述了一种无纺织材料,它包括丙烯聚合物材料与烯烃聚合物材料混合共纺的纤维。 。

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