专利名称：聚烯烃合成纸浆及其用途的制作方法
技术领域：
本发明涉及用作电池隔膜、模塑纤维板、热合纸等的聚烯烃合成纸浆，并涉及含该聚烯烃合成纸浆的热合纸。
目前，聚丙烯(PP)单纤维和聚烯烃合成纸浆作为粘合剂广泛地用于粘结电池隔膜、模塑纤维板等中的无机粉末。它们还广泛地用于热合纸，如茶叶包装袋、杀菌纸和干燥袋。
近来在使用PP单纤维和聚烯烃合成纸浆的电池隔膜、模塑纤维板、热合纸等领域中要求通过减小厚度来降低成本。形成合成纸浆的纤维必须具有大的断裂长度和高的内部结合力，从而能减小电池隔膜、模塑纤维板和热合纸等的厚度。但是，常规的PP纤维和聚烯烃合成纸浆不总是具有大的纤维断裂长度或令人满意的内部结合力。因此，需要对其进行改进。
因此，需要一种合成纸浆，与常规的PP纤维和合成纸浆相比，它具有更高的纤维断裂长度和更大的内部结合力，它的热合强度与常规的PP纤维和合成纸浆的热合强度相当或更高，并且它的厚度能够降低。
对用作茶叶包装袋等的热合纸，由纸浆纤维和合成纤维的混合物组成的常规的混合型热合纸正逐渐被双层型热合纸取代，所述双层型热合纸包括一层主要由纸浆纤维组成的基层和层压在该层上的一层主要由合成纤维组成的热合层。原因是为了避免合成纤维熔融在热板上，这种现象在采用常规的混合型热合纸的热合步骤中时常发生，因而导致生产率下降。
基层和热合层的层间粘结强度以及热粘性是双层型热合纸的热合层必需具有的性能。随着制袋机等运行速度的增加，在这些必需的性能中，在由低温至高温的宽的热合温度范围内尤其需要稳定的热合和热粘性。
已经用于热合层的合成纤维是，例如由聚丙烯(PP)制得的单纤维和由聚乙烯(PE)制得的合成纸浆。但是，尽管在高温范围内由PP单纤维制得的热合纸表现出优良的热合性和热粘性，但是在低温范围内热合性和热粘性差。另一方面，尽管在低温范围内由PE合成纸浆制得的热合纸的热合性和热粘性要优于由PP单纤维制得的热合纸的热合性和热粘性，但是与由PP单纤维制得的热合纸相比，其高温范围内的热合性和热粘性不能令人满意。
本发明着眼于解决现有技术的上述缺点。本发明的一个目的是提供一种聚烯烃合成纸浆，与常规的PP单纤维和聚烯烃合成纸浆相比，它具有更大的纤维断裂长度和更大的内部结合力，它的热合强度与常规PP纤维和合成纸浆的热合强度相当或更大，它的厚度能够降低。
本发明的另一个目的是提供一种聚烯烃合成纸浆，在由高温至低温的宽的温度范围内，它均表现出稳定的热合性和热粘性。
本发明再一个目的是提供一种由上述合成纸浆制得的热合纸，它表现出优良的热合性能，并适用于高速设备，如高速制袋机。
本发明第一种聚烯烃合成纸浆包括用不饱和羧酸或其衍生物接枝改性的聚烯烃树脂。
本发明第二种聚烯烃合成纸浆包括聚烯烃树脂组合物，该聚烯烃树脂组合物包括50-100重量％乙烯/α，β-不饱和羧酸的共聚物和0-50重量％聚乙烯树脂，共聚物中α，β-不饱和羧酸的含量为1-20重量％。
本发明热合纸包括一层纤维基层，它的至少一个表面与一层上述聚烯烃合成纸浆层层压在一起并成为一体。
下面，先详细描述本发明聚烯烃合成纸浆。
用不饱和羧酸或其衍生物接枝改性的聚烯烃树脂或者含乙烯/α，β-不饱和羧酸的共聚物和聚乙烯树脂的聚烯烃树脂组合物被作为本发明聚烯烃合成纸浆的原料。
改性的聚烯烃树脂作为本发明第一种聚烯烃合成纸浆的原料的改性聚烯烃树脂是用不饱和羧酸或其衍生物接枝改性的聚烯烃树脂。
乙烯均聚物、乙烯/α-烯烃的共聚物、丙烯均聚物或丙烯/α-烯烃的共聚物是较好地用作接枝改性制造这种改性聚烯烃树脂之前的聚烯烃树脂。
作为接枝改性前的聚烯烃树脂，乙烯均聚物的熔体流动速率(MFR，根据ASTM D-1238在190℃，2.16kg的负荷下测得)较好为0.01-1000g/10分钟，宜为0.1-500g/10分钟，最好为1-100g/10分钟。使用MFR在上述范围内的乙烯均聚物能使获得的合成纸浆高度支化并表现出优良的缠结性能。
作为接枝改性前的聚烯烃树脂，乙烯/α-烯烃的共聚物是乙烯和具有3-20个碳原子的α-烯烃的共聚物。该共聚物的密度(ASTM D-1505)较好为0.850-0.950g/cm3，宜为0.870-0.945g/cm3，最好为0.900-0.940g/cm3，该共聚物根据ASTMD-1238在190℃，2.16kg负荷下测得的熔体流动速率(MFR)较好为0.1-100g/10min，宜为0.5-50g/10min，最好为1-20g/10min。使用密度和MFR在上述范围内的乙烯/α-烯烃的共聚物能使获得的合成纸浆高度支化并表现出优良的缠结性能。
具有3-20个碳原子用来与乙烯共聚的α-烯烃的例子有，丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯或1-二十碳烯。
上述乙烯/α-烯烃的共聚物的乙烯含量一般较好为50摩尔％至小于100摩尔％，宜为80.0-99.5摩尔％，最好为90.0-99.0摩尔％。
作为接枝改性前的聚烯烃树脂，丙烯均聚物的熔体流动速率(MFR，根据ASTM D-1238在230℃，2.16kg的负荷下测得)较好为0.1-500g/10分钟，宜为0.5-100g/10分钟，最好为1-50g/10分钟。使用MFR在上述范围内的丙烯均聚物能使获得的合成纸浆高度支化并表现出优良的缠结性能。
作为接枝改性前的聚烯烃树脂，丙烯/α-烯烃的共聚物是丙烯和具有2或4-20个碳原子的α-烯烃的共聚物。该共聚物的熔点较好为130-165℃，该共聚物根据ASTM D-1238在230℃，2.16kg负荷下测得的熔体流动速率(MFR)较好为0.1-500g/10min，宜为0.5-100g/10min，最好为1-50g/10min。使用熔点和MFR在上述范围内的丙烯/α-烯烃的共聚物能使获得的合成纸浆高度支化并表现出优良的缠结性能。
具有2或4-20个碳原子用来与丙烯共聚的α-烯烃的例子有，乙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯、1-十四碳烯、1-十六碳烯、1-十八碳烯或1-二十碳烯。
上述丙烯/α-烯烃的共聚物的丙烯含量一般较好为50摩尔％至小于100摩尔％，宜为80.0-99.5摩尔％，最好为90.0-99.0摩尔％。
作为接枝改性前的聚烯烃树脂，乙烯均聚物、乙烯/α-烯烃的共聚物、丙烯均聚物和丙烯/α-烯烃的共聚物可在常用的催化剂(如齐格勒-纳塔催化剂或茂金属催化剂)的存在下通过常规的聚合方法(如气相法、本体法或淤浆法)由单体聚合或共聚而制得。
用于本发明的改性聚烯烃树脂是一种改性产物，它是将不饱和羧酸或其衍生物接枝在上述聚烯烃树脂上得到的。
合适的不饱和羧酸及其衍生物(下面称为不饱和羧酸等)的例子包括不饱和羧酸，如丙烯酸、甲基丙烯酸、巴豆酸、马来酸和衣康酸；酸酐，如马来酸酐、衣康酸酐、降冰片烯羧酸酐和四氢化邻苯二甲酸酐；及其羟烷酯和羟基烷氧基烷酯，如丙烯酸2-羟乙酯、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯酸3-羟丙酯和甲基丙烯酸羟基乙氧基酯。在本发明中，马来酸酐是最好的。这些不饱和羧酸等可以单独使用或组合使用。
对于不饱和羧酸等接枝单体，以接枝改性前聚烯烃树脂的重量计，用于改性上述聚烯烃树脂的不饱和羧酸等的接枝比宜为0.01-10重量％，较好为0.1-5重量％。当接枝比在上述范围内，可使制得的合成纸浆高度支化并表现出优良的缠结特性，即合成纸浆具有高的内部结合力。
用于本发明的改性聚烯烃树脂可用常规的聚烯烃树脂的接枝改性方法制得，例如可在不使用任何溶剂的情况下使用挤出机等使聚烯烃树脂与不饱和羧酸或其衍生物反应从而实施改性的方法。
不论何种接枝改性的方式，最好在自由基引发剂的存在下进行接枝反应，以便有效地进行上述接枝单体的接枝共聚。
按100重量份聚烯烃树脂计，自由基引发剂的用量一般为0.001-1重量份，较好为0.01-0.5重量份。
可将有机过氧化物、有机过酯和偶氮化合物用作自由基引发剂。合适的自由基引发剂的例子包括过氧化苯甲酰、过氧化二氯苯甲酰、过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、2，5-二甲基-2，5-二(过氧化苯甲酰氧基)-3-己炔、1，4-二(叔丁过氧基异丙基)苯、过氧化月桂酰、过乙酸叔丁酯、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)-3-己炔和2，5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷；过苯甲酸叔丁酯、过苯基乙酸叔丁酯、过异丁酸叔丁酯、过仲辛酸叔丁酯、过新戊酸叔丁酯、过新戊酸枯酯和过二乙基乙酸叔丁酯。
偶氮二异丁腈和偶氮二异丁酸二甲酯。其中，较好是二烷基过氧化物，如过氧化二枯基、过氧化二叔丁基、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)-3-己炔、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁过氧基)己烷和1，4-二(叔丁过氧基异丙基)苯。
在使用上述自由基引发剂的接枝反应和不使用自由基引发剂的接枝反应中，一般将反应温度设定在120-350℃。
与常规聚丙烯(PP)单纤维和使用聚烯烃树脂作为原料得到的合成纸浆相比，使用这种改性的聚烯烃树脂能使制得的聚烯烃合成纸浆具有更长的纤维断裂长度和更大的内粘结强度。另外，使用这种改性聚烯烃树脂制得的聚烯烃合成纸浆的热合强度与常规PP纤维和合成纸浆的热合强度相当或更高。
聚烯烃树脂组合物用于形成本发明第二种聚烯烃合成纸浆的聚烯烃树脂组合物包括50-100重量％乙烯/α，β-不饱和羧酸的共聚物(A)和0-50重量％聚乙烯树脂(B)，共聚物(A)中α，β-不饱和羧酸的含量为1-20重量％。
<乙烯/α，β-不饱和羧酸的共聚物(A)>
作为聚烯烃树脂组合物的原料组分的乙烯/α，β-不饱和羧酸的共聚物(A)含有1-20重量％，较好为5-10重量％的α，β-不饱和羧酸单元。当α，β-不饱和羧酸的含量在上述范围内时，含该聚合物的合成纸浆在由低温至高温的宽的温度范围内表现出所需的热合性和热粘性。另外，该合成纸浆的打浆度能满足湿使用的要求。
合适的α，β-不饱和羧酸的例子包括丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、马来酸酐、富马酸、衣康酸、巴豆酸和hymic酸酐。在本发明中，第二项发明中的术语“α，β-不饱和羧酸”还包括该羧酸的衍生物，如丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯和马来酸单甲酯。其中，较好是作为一元酸的丙烯酸和甲基丙烯酸。
另外，适用于本发明的乙烯/α，β-不饱和羧酸共聚物可以是离聚物树脂的形式，它是用金属离子(如Na+、K+、Zn++、Ca++、或Mg++)至少部分中和该共聚物中的部分羧基而得到的。
乙烯/α，β-不饱和羧酸共聚物可通过例如，乙烯和α，β-不饱和羧酸直接共聚制得。一般来说，可用高压聚合法进行这种制备。在这种共聚中，可单独使用上述α，β-不饱和羧酸，或者组合使用之。例如，可以共聚乙烯、甲基丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯，或者共聚乙烯、丙烯酸和甲基丙烯酸甲酯。
<聚乙烯树脂(B)>
适合作为本发明聚烯烃树脂组合物的原料组分的聚乙烯树脂(B)可以是低密度或高密度乙烯均聚物或乙烯/α-烯烃共聚物。
当聚乙烯树脂是乙烯均聚物时，该聚合物的密度较好为0.900-0.970g/cm3，最好为0.920-0.970g/cm3，根据ASTM D-1238在190℃和2.16kg负荷下测得的熔体流动速率(MFR)宜为0.1-100g/10min，较好为1-20g/10min。使用密度和MFR在上述范围内的乙烯均聚物可使获得的合成纸浆中的纸浆纤维高度支化并表现出优良的缠结性。在上述乙烯均聚物中，密度为0.941-0.970g/cm3的高密度聚乙烯是最好的。
另一方面，当聚乙烯树脂是乙烯/α-烯烃共聚物时，该共聚物的乙烯含量宜为90-99摩尔％，较好为95-99摩尔％，α-烯烃的含量宜为1-10摩尔％，较好为1-5摩尔％，密度宜为0.900-0.940g/cm3，较好为0.920-0.940g/cm3，并且是结晶共聚物。用于与乙烯共聚的α-烯烃较好是具有3-20个碳原子的烯烃，它可例如选自丙烯、1-丁烯、1-戊烯、3-甲基-1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯、1-辛烯、1-癸烯、1-十二碳烯或1-十四碳烯。
这种乙烯/α-烯烃的共聚物根据ASTM D-1238在190℃，2.16kg负荷下测得的熔体流动速率(MFR)较好为0.1-100g/10min。使用密度和MFR在上述范围内的乙烯/α-烯烃的共聚物能使获得的合成纸浆的纸浆纤维高度支化并表现出优良的缠结性能。
在这些乙烯/α-烯烃的共聚物中，密度为0.920-0.940g/cm3，MFR为1-10g/10min的乙烯/1-丁烯共聚物、乙烯/4-甲基-1-戊烯共聚物和乙烯/1-己烯共聚物是较好的。
作为聚乙烯树脂的上述乙烯均聚物和乙烯/α-烯烃共聚物可在常用的催化剂(如齐格勒-纳塔催化剂或茂金属催化剂)的存在下通过常规的聚合方法(如气相法、本体法、淤浆法或溶液法)由乙烯和任选的α-烯烃单体一起均聚或共聚而制得。
用于本发明的聚烯烃树脂组合物包括上述乙烯/α，β-不饱和羧酸共聚物(A)作为一种原料，和聚乙烯树脂(B)作为另一种原料。该聚烯烃树脂组合物可仅由原料(A)组成，或者由混有，按原料(A)与原料(B)的总重量计，高达50％原料(B)的原料(A)组成。具体地说，原料(A)与原料(B)的共混比((A)/(B)，重量％)宜为100/0-50/50，较好为90/10-50/50，最好为80/20-60/40。条件是原料(A)和原料(B)的总量为100重量％。当原料(A)和原料(B)的共混比在上述范围内，较好在90/10-50/50的范围内时，可获得优良的合成纸浆，它的打浆度能满足湿使用的要求，并使聚烯烃合成纸浆在由低温至高温的宽的热合温度范围内表现出稳定的热合性和热粘性。
聚烯烃合成纸浆本发明聚烯烃合成纸浆可通过将上述改性的聚烯烃树脂或聚烯烃树脂组合物制成纸浆而获得。
可适当地使用常规的方法将上述树脂或树脂组合物制成纸浆，从而获得合成纸浆。例如，制造合成纸浆的方法详细描述在《化学技术百科全书》第三版，第19卷，420-425页中。例如，在该百科全书中描述了将熔纺纤维切短并打浆的方法以及先进行熔融闪纺(melt flash)或乳液闪纺，随后打浆的方法。
将上述改性聚烯烃树脂或聚烯烃树脂组合物转变层溶液或乳液并闪纺的方法适合于制造本发明合成纸浆。尤其是使用聚乙烯醇(PVA)作为亲水性赋予剂的乳液闪纺方法特别合适。当使用这种方法时，按包括PVA的聚烯烃合成纸浆的总重量计，PVA的加入量宜为0.01-10重量％，较好为0.1-5重量％。所加入的PVA包含在或粘合在制得的聚烯烃合成纸浆中。
在将上述树脂或树脂组合物制成纸浆时，可加入各种添加剂，只要其不影响达到本发明的目的即可。这种添加剂的例子包括抗氧剂、抗静电剂、天侯老化稳定剂、颜料等。
本发明聚烯烃合成纸浆最好具有这种性能，即纤维的平均长度为0.1-10mm，较好为0.2-5mm，最好为0.5-2mm，并且根据Canadian StandardFreeness(CSF)其打浆度不大于700cc。平均纤维长度在上述范围内的聚烯烃合成纸浆具有优良的纤维缠结性能。
当由改性的聚烯烃树脂制得聚烯烃合成纸浆后，由下面实施例所述条件制得的纸张的纤维断裂长度一般较好为3-8km，其内部结合力为3-8kg.cm，这随用途的不同而不同。另外，在180℃或更高温度下的热合强度较好为100g或更大。将这种聚烯烃合成纸浆用于不同的领域中时，与常规的聚烯烃合成纸浆相比，其厚度减小程度更高，因为它具有更高的内部结合力。
聚烯烃合成纸浆的用途本发明聚烯烃合成纸浆可用作添加剂或片材。另外，可将本发明聚烯烃合成纸浆与天然纸浆和/或其它合成纸浆以及任选的有机纤维、无机纤维和无机粉末等混合在一起，用于制造各种合成纸或片材。可使用常规的技术制造合成纸和片材。用本发明聚烯烃合成纸浆制得的合成纸和片材本身尽管也能用于各种领域，但是可以例如以含其它片材的层压物的形式使用。
本发明聚烯烃合成纸浆形成片材尤其适合于作为例如容纳液体的器件，如电池隔膜，模塑纤维板，用于制造例如茶叶包装袋纸、杀菌纸(用于例如杀菌仪器的包装袋)和干燥袋等的热合纸。
另外，可将本发明聚烯烃合成纸浆加工成各种形式，以适合不同的用途。
例如，可将本发明聚烯烃合成纸浆干燥并粉碎成棉花状，作为例如增稠添加剂用作涂料等的的防流挂剂、热合剂、密封剂、填缝材料、粘合剂等。另外，可将所述聚烯烃合成纸浆与天然纸浆(如木纸浆)混合在一起制成防水纸，用作例如标签纸、薄绵纸、纸巾或擦拭材料。此外，所述聚烯烃合成纸浆可与其它合成纤维混合在一起制成片材，用作例如合成纸或模内标签纸。另外，所述聚烯烃合成纸浆可与其它粉碎的纸浆等混合在一起，制成片材或垫子，用作例如液体(如水、油、溶剂和尿液)的吸附片或垫。另外，所述聚烯烃合成纸浆可与劈裂的纱线混合在一起，用作例如电缆的护套、绝缘纸或干粘剂(如书本封面)。
此外，本发明聚烯烃合成纸浆可用作胶粘剂产品，如纤维胶粘剂、气体过滤剂、液体过滤剂、掩模、过滤剂材料如陶瓷纸、模塑纤维板如纸盘、吊顶纸、用于防震地板的背衬材料、墙体材料的增强纤维、瓷砖灰浆、过滤助剂等。
下面将详细描述本发明聚烯烃合成纸浆的主要用途。
<热合纸>
可用本发明聚烯烃合成纸浆制备混合型或双层型热合纸。
可将约20-80重量％(按总重量计)本发明聚烯烃合成纸浆与纤维素纸浆混合在一起，并将混合物制成纸张面制得混合型热合纸。
较好的双层型热合纸是一种层压纸，它是将聚烯烃合成纸浆制成基本重量约为2-20g/m2的片材，随后将该片材层压在由纤维素纸浆等制成的纤维基层的至少一侧上，使用热烘箱、热辊等加热该层压纸，使所述片材和所述层成为一体而制得的。如此获得的层压纸在聚烯烃合成纸浆层和纤维基层之间具有高的层间粘结强度，在热合步骤中不会在热板上发生会使生产效率下降的熔化现象，并能使热合具有高的热合强度。
该热合纸具有优良的热合性能，尤其适合作为例如茶叶包装袋、杀菌纸和干燥袋。
与使用常规合成纸浆相比，使用本发明聚烯烃合成纸浆，尤其是由接枝改性的聚烯烃树脂组成的本发明聚烯烃合成纸浆，可更大程度地降低热合纸的厚度。
<电池隔膜>
本发明聚烯烃合成纸浆尤其适合于制造电池隔膜。具体地说，该聚烯烃合成纸浆可作为电池隔膜中无机粉末的粘合剂。
可使用任何常规的方法制造电池隔膜。可例如使用将合成纸浆、聚烯烃单纤维和氧化硅无机粉末混合在一起，制成纸张的方法，或者使用将合成纸浆与玻璃纤维混合在一起并制成纸张的方法进行制造。
与使用常规合成纸浆相比，使用本发明聚烯烃合成纸浆，尤其是由接枝改性的聚烯烃树脂组成的本发明聚烯烃合成纸浆，可更大程度地降低电池隔膜的厚度。
<模塑纤维板>
如上所述，本发明改性的聚烯烃合成纸浆尤其适合作为模塑纤维板(尤其是用于汽车的模塑纤维板)中的粘合剂。可使用任何常规的方法制造模塑纤维板。可例如使用将纤维素纸浆、合成纸浆和滑石粉混合在一起并制成纸张的方法进行制造。与使用常规合成纸浆相比，使用本发明聚烯烃合成纸浆，尤其是由接枝改性的聚烯烃树脂组成的本发明聚烯烃合成纸浆，可更大程度地降低模塑纤维板的厚度。
本发明提供聚烯烃合成纸浆，它可用于各种用途，例如用于制造电池隔膜、模塑纤维板、热合纸等。
具体地说，由改性的聚烯烃树脂组成的本发明第一种聚烯烃合成纸浆具有比聚丙烯(PP)单纤维和用常规聚烯烃树脂作为原料制得的合成纸浆更高的纤维断裂长度和更大的内部结合力。另外，它的热合强度与常规的PP纤维和合成纸浆相当或更高。因此，与使用常规的合成纸浆相比，使用本发明聚烯烃合成纸浆能更大程度地降低电池隔膜、模塑纤维板、热合纸等的厚度。
由乙烯/α，β-不饱和羧酸共聚物和聚乙烯树脂组成的本发明第二种聚烯烃合成纸浆在由低温至高温的宽的热合温度范围内表现出稳定的热合性能和热粘性。使用这种聚烯烃合成纸浆制得的热合纸尤其适用于高速设备，如高速制袋机。
本发明热合纸具有优良的内部结合力，并在由低温至高温的宽的温度范围内表现出稳定的热合性和热粘性。因此，该热合纸适用于高速设备，并且例如能适合使用高速制袋机用于制造茶叶包装纸等。
实施例下面将参照实施例对本发明作进一步说明，这些实施例不对本发明范围构成限制。
在实施例和比较例中，用下列方法测定合成纸浆和混合纸的性能。
(1)平均纤维长度使用自动纤维长度仪(FS-200型，Kajaani，Finland制)测定单位重量的平均纤维长度(mm)。
(2)根据Canadian Standard Freeness(CSF)的打浆度根据日本工业标准(JIS)P-8121测定Canadian Standard Freeness(单位cc)。
(3)热合强度[热合法]在下列条件下使用Tester Sangyo K.K.制造的热合试验机进行热合。热合温度列于表中。
热合条宽度10.0mm热合压力 1.0kgf/cm2热合时间 1.0s热合温度 列于各表(上热合条和下热合条具有同样的温度)[热合强度的测定]对经上述条件下热合并冷却的试样纸进行拉伸剥离试验，该试验是使用恒速拉伸试验机在下列条件下进行的试样纸的形状 15mm宽，50mm长剥离速度 100mm/min测量时的环境温度 23℃(4)断裂长度根据JIS P-8113测定断裂长度。
(5)内部结合力根据JAPAN TAPPI纸浆试验步骤No.54测定内部结合力。
(6)热粘性将两片双层手工纸(hand sheet)叠在一起，使合成纸浆层相互接触。在130℃、150℃、170℃和190℃在1kg/cm2的压力下对其热合0.5秒。随后，施加45g的负荷，测定热合部分的剥离长度(mm)。根据该强度评价热粘性。
实施例1向一个装有挡板和搅拌器的80升高压釜中加入20升正己烷(23℃)、20升水(23℃)、1000克用马来酸酐改性的乙烯/1-丁烯无规共聚物(根据ASTM D-1238在190℃和2.16kg负荷下测定的MFR为3.5g/10min，熔点为123℃，接枝比为0.86％)和20克聚乙烯醇(PVA，皂化度为99％，4％水溶液(20℃)的粘度为4.6-6.0厘泊，商品名为Gohsenol NL-05，购自Nippon Synthetic Chemical IndustryCo.，Ltd.)。在以900rpm的转速搅拌的同时将该液体混合物加热至145℃。随后，将温度保持在145℃的同时将该液体混合物再搅拌30分钟。由此获得悬浮液。
接着，从一个装在该高压釜上的直径3mm，长20mm的喷嘴将该悬浮液通过一管道闪蒸至一转鼓中，从而快速蒸发溶剂，所述转鼓中为氮气气氛并且压力设定在400mmHg。由此获得纤维产品。
将如此获得的纤维产品加入一接受容器中，在该容器中转化成10g/l浓度的水浆。用12英寸直径的圆盘均浆机将该水浆打浆。制得马来酸酐改性的乙烯/1-丁烯无规共聚物合成纸浆。该合成纸浆的性能列于表1。
将0.48g如此制得的合成纸浆、0.72g木纸浆(针叶树(松柏科树)漂白的牛皮纸浆，NBKP，CSF＝350cc)和2升水一起加入JIS型碎浆机并搅拌混合10分钟。由此获得水浆。
然后，使用159mm直径的圆筒造纸机由该水浆制得基本重量60g/m2的混合纸。用表面温度设定在110℃的旋转干燥设备将该混合纸干燥2分钟。另外，将表面温度设定在135℃对该混合纸热处理2分钟。如此获得所需的混合纸。
用上述方法测定如此获得的混合纸的热合强度、断裂长度和内部结合力。结果列于表2。
实施例2用与实施例1相同的方法制得合成纸浆和混合纸(热处理温度为145℃)，但是使用马来酸酐改性的乙烯均聚物(根据ASTM D-1238在190℃和2.16kg负荷下测定的MFR为5.2g/10min，熔点为134℃，接枝比为0.44％)代替马来酸酐改性的乙烯/1-丁烯无规共聚物。用上述方法测定如此获得的混合纸的热合强度、断裂长度和内部结合力。结果列于表2。
实施例3用与实施例1相同的方法制得合成纸浆和混合纸(热处理温度为175℃)，但是使用马来酸酐改性的丙烯均聚物(根据ASTM D-1238在230℃和2.16kg负荷下测定的MFR为11g/10min，熔点为165℃，接枝比为0.60％)代替马来酸酐改性的乙烯/1-丁烯无规共聚物。用上述方法测定如此获得的混合纸的热合强度、断裂长度和内部结合力。结果列于表2。
比较例1用与实施例1相同的方法制得混合纸(热处理温度为175℃)，但是使用PP单纤维(根据ASTM D-1238在230℃和2.16kg负荷下测定的MFR为30g/10min，熔点为165℃)代替合成纸浆。用上述方法测定如此获得的混合纸的热合强度、断裂长度和内部结合力。结果列于表2。
表1<
1马来酸酐改性的乙烯/1-丁烯无规共聚物*2马来酸酐改性的乙烯均聚物*3马来酸酐改性的丙烯均聚物*4PP单纤维表2<
>由表2可见，与比较例1的混合纸相比，实施例1-3的混合纸具有更大的断裂长度和更高的内部结合力。
实施例4向一个装有挡板和搅拌器的80升高压釜中加入20升正己烷(23℃)、20升水(23℃)、700克乙烯/甲基丙烯酸共聚物(MFR(190℃)为1.5g/10min，熔点为99℃，甲基丙烯酸含量为9重量％)、300克高密度聚乙烯(MFR(190℃)为13g/10min，熔点为135℃，密度为0.965g/cm3)和20克聚乙烯醇(PVA)(皂化度为99％，4％水溶液(20)℃的粘度为4.6-6.0厘泊，商品名为Gohsenol NL-05，购自Nippon Synthetic Chemical Industry Co.，Ltd.)。在以900rpm的转速搅拌的同时将该液体混合物加热至145℃。随后，将温度保持在145℃的同时将该液体混合物再搅拌30分钟。由此获得悬浮液。
接着，从一个装在该高压釜上的直径3mm，长20mm的喷嘴将该悬浮液通过一管道闪蒸至一转鼓中，从而快速蒸发溶剂，所述转鼓中为氮气气氛并且压力设定在400mmHg。由此获得纤维产品。
将如此获得的纤维产品加入一接受容器中，在该容器中转化成10g/l浓度的水浆。用12英寸直径的圆盘均浆机将该水浆打浆。制得纸浆产品。该合成纸浆的性能列于表3。
将如此获得的合成纸浆(基本重量4g/m2)与100％由马尼拉麻纸浆纤维组成的茶叶包装袋基纸(基本重量14g/m2)复合在一起，获得双层纸。用热空气干燥器将该双层纸在50℃干燥5分钟。另外，在190℃将该双层纸热处理1分钟。测定得到的双层纸的热合强度和热粘性。结果列于表4。
实施例5用与实施例4相同的方法制得合成纸浆和双层纸，但是使用乙烯/1-己烯无规共聚物(MFR(190℃)为4g/10min，熔点为122℃，1-己烯的含量为8.5重量％，密度为0.920g/cm3)代替高密度聚乙烯。测定得到的双层纸的热合强度和热粘性。结果列于表4。
比较例2用与实施例4相同的方法制得合成纸浆和双层纸，但是仅使用上述高密度聚乙烯代替乙烯/甲基丙烯酸共聚物和高密度聚乙烯的混合物。测定得到的双层纸的热合强度和热粘性。结果列于表4。
比较例3用与实施例4相同的方法制得双层纸，但是使用聚丙烯单纤维(PP)(MFR(230℃)为30g/10min，熔点为165℃)代替合成纸浆。测定得到的双层纸的热合强度和热粘性。结果列于表4。
表3
表4
由性能测定的结果可见，在实施例4和实施例5中获得了所需纤维形式的合成纸浆，由该纸浆制得的双层纸在130-190℃的宽的温度范围内表现出高的热合强度，并且作为热粘性尺度的剥离长度(strength)较低，从而证明其具有所需的热粘性。
权利要求
1.一种聚烯烃合成纸浆，它包括用不饱和羧酸或其衍生物接枝改性的聚烯烃树脂。
2.如权利要求1所述的聚烯烃合成纸浆，其特征在于所述改性的聚烯烃树脂是乙烯均聚物、乙烯/α-烯烃的共聚物、丙烯均聚物或丙烯/α-烯烃的共聚物，这些聚烯烃树脂中的每一种均用不饱和羧酸或其衍生物接枝改性，以接枝改性前聚烯烃树脂的重量计，不饱和羧酸或其衍生物，单体，的接枝比为0.01-10重量％。
3.如权利要求1或2所述的聚烯烃合成纸浆，其特征在于所述不饱和羧酸或其衍生物是马来酸酐。
4.一种聚烯烃合成纸浆，它包括聚烯烃树脂组合物，该聚烯烃树脂组合物包括50-100重量％乙烯/α，β-不饱和羧酸的共聚物和0-50重量％聚乙烯树脂，共聚物中α，β-不饱和羧酸的含量为1-20重量％。
5.如权利要求4所述的聚烯烃合成纸浆，其特征在于所述聚烯烃树脂组合物包括50-90重量％乙烯/α，β-不饱和羧酸的共聚物和10-50重量％聚乙烯树脂。
6.如权利要求4或5所述的聚烯烃合成纸浆，其特征在于所述α，β-不饱和羧酸是丙烯酸或甲基丙烯酸。
7.如权利要求4-6中任何一项所述的聚烯烃合成纸浆，其特征在于所述聚乙烯树脂是乙烯均聚物或乙烯/α-烯烃的共聚物。
8.如权利要求1-7中任何一项所述的聚烯烃合成纸浆，它还包括按聚烯烃合成纸浆的总重量计0.01-10％的聚乙烯醇。
9.如权利要求1-8中任何一项所述的聚烯烃合成纸浆，其特征在于纤维的平均长度为0.1-10mm。
10.一种热合纸，包括一层纤维基层，该基层的至少一个表面上层压有一层如权利要求1-9中任何一项所述的聚烯烃合成纸浆并与其成为一体。
全文摘要
一种聚烯烃合成纸浆,包括用不饱和羧酸或其衍生物接枝改性的聚烯烃树脂;或包括乙烯/α,β－不饱和羧酸共聚物和聚乙烯树脂的聚烯烃树脂组合物。另外,还公开一种热合纸,包括一层纤维基层,及在其至少一个表面上层压并成为一体的一层聚烯烃合成纸浆。该纸浆具有大的断裂长度和优良的内部结合力,并在由低温至高温的宽温度范围内表现出稳定的热合性和热粘性。该纸浆适合制造电池隔膜、模塑纤维板和热合纸等,这种热合纸具有优良的热合性。
文档编号D21H13/00GK1252470SQ99123
公开日2000年5月10日 申请日期1999年10月26日 优先权日1998年10月27日
发明者中川德彦, 庄司昌纪, 妹尾利一, 中丸真, 河野幸雄 申请人:三井化学株式会社