包含聚乙烯掺合物的纤维的制作方法
【专利说明】包含聚乙烯掺合物的纤维
【背景技术】
[0001] 本发明涉及基于乙烯的聚合物的纤维，其适用于纺粘无纺织物。纺粘无纺织物广 泛用于多种应用，如卫生、医学、工业或汽车应用，以提供低基重、经济、结实并且布状的织 物。在如尿布的卫生用品的情况下，需要软无纺织物。与基于聚丙烯的习知无纺织物相比 时，用于无纺织物中的基于乙烯聚合物的纤维使织物的柔软度增强。然而，与由聚丙烯制成 的等效纤维和织物相比时，基于乙烯的聚合物的纤维及由其制造的无纺织物具有较低模量 和拉伸强度。由于与无纺织物下游处理成如婴儿尿布的卫生用品相关的要求以及最终用途 性能要求，在用使柔软度增强的基于乙烯的聚合物代替聚丙烯中缺乏类似模量和拉伸强度 为一难题。
[0002] 因此需要模量和拉伸强度增加的基于乙烯的聚合物纤维，其可制成模量和拉伸强 度增加的软无纺织物。
【发明内容】
[0003] 本发明提供一种纤维，其由（i)高密度基于乙烯的聚合物和少量低密度基于乙烯 的聚合物的聚合掺合物构成。与由纯（i)高密度基于乙烯的聚合物构成的纤维相比，所述 纤维展现模量增强。
[0004] 在一实施例中，所述纤维包括包含（i) 95wt%到99wt%的Mw/MnS2. 0至3. 0的高 密度基于乙稀的聚合物和（ii) 5wt%到lwt%的恪融指数为5g/10min到15g/10min的低密 度基于乙烯的聚合物的聚合掺合物。所述纤维的密度为1旦尼尔到2旦尼尔并且3%正割 模量为8. 5克/旦尼尔到20克/旦尼尔。
[0005] 在一实施例中，所述纤维的渐变断裂值（ramp-to-break)为2600米/分钟（mpm) 到 3200mpm。
[0006] 本发明提供一种织物。在一实施例中，织物包括所述纤维。
【附图说明】
[0007] 图1为展示针对不饱和度测定进行分析的区域的NMR摄谱图。
[0008]图2为展示每长丝纤维2旦尼尔的HDPEl、HDPE2以及PP的负载伸长曲率线的图 式。
[0009] 图3为展示每长丝纤维2旦尼尔的HDPEl与3%、4%以及5%LDPE2的掺合物的 负载伸长率曲线的图式。
[0010] 图4为展示每长丝纤维2旦尼尔的与多个含量的LDPE2和LDPE3掺合的HDPEl的 3%伸长率下的正割模量的图式。
[0011] 图5为由100%高密度基于乙烯的聚合物HDPEl制成的纺粘无纺织物的扫描电子 显微法（SEM)显微照片，图示纤维的表面粗糙度高。插图中的显微照片通过经由厚度方向 切开的织物的光学显微法获得，并且指示纤维中存在大球粒，从而导致表面粗糙度高。
[0012] 图6为由100%高密度基于乙烯的聚合物HDPE2制成的纺粘无纺织物的SEM显微 照片，图示纤维平滑。插图中的显微照片通过在厚度方向上切开的织物的光学显微法获得， 纤维中并无球粒的迹象，从而导致表面粗糙度高。
[0013] 图7为由100%HDPEl制成的单纺纤维的SEM显微照片，说明表面粗糙度与图5中 类似。插图中的显微照片通过在厚度方向上切开的织物的光学显微法获得，并且指示存在 精细球粒状形态。
[0014] 图8为通过97%HDPEl和3%LDPE2的单纺纤维的扫描电子显微法获取的SEM显 微照片，说明通过掺合获得的纤维表面平滑。
【具体实施方式】
[0015] 本发明提供一种纤维。所述纤维由聚合掺合物构成，所述聚合掺合物包含：
[0016] 仏)95被％到99被％的1/^为2.0到3.0的高密度基于乙烯的聚合物；和
[0017] (13)5￥1:%到1￥1:%的恪融指数为58/1〇111；[11到158/10111；[11的低密度基于乙稀的聚合 物。
[0018] 所述纤维的密度为1旦尼尔到2旦尼尔并且3%正割模量为8. 5克/旦尼尔到20 克/旦尼尔。
[0019] 在一实施例中，所述纤维的密度为1旦尼尔到2旦尼尔并且3%正割模量为10克 /旦尼尔到20克/旦尼尔。
[0020] 如本文所用，"纤维"为长度与密度的比率大于10的细长材料股线。纤维通常具有 圆或实质上圆的横截面。纤维的其它截面形状包括三叶形状或扁平（即，"带"状）形状。 纤维排除具有并行或实质上平行的相对侧边的薄膜。
[0021] 1 ?高密度基于乙烯的聚合物
[0022] 纤维包括高密度基于乙烯的聚合物。术语"基于乙烯的聚合物"为含有超过50 摩尔％聚合乙烯单体（以可聚合单体的总量计）并且任选地可以含有至少一种共聚单体 的聚合物。"高密度基于乙烯的聚合物"（或"HDPE"）为密度大于0. 930g/cc或密度为大 于0. 930g/cc到0. 97g/cc的基于乙稀的聚合物。HDPE可以为由乙稀单体与一种或多种 C3C1(]a-烯烃共聚合构成的乙烯均聚物或乙烯共聚物。
[0023] HDPE包括（a)以重量计低于或等于100%，例如至少70%或至少80%，或至少 90 %的衍生自乙烯的单元；以及（b)以重量计低于30%，例如低于25%，或低于20%，或低 于10%的衍生自一种或多种a-烯烃共聚单体的单元。
[0024] a-烯烃共聚单体通常具有不超过20个碳原子。举例来说，a-烯烃共聚单体可 以具有3到10个碳原子，或3到8个碳原子。示范性a-烯烃共聚单体包括（但不限于） 丙稀、I-丁稀、I-戊稀、I-己稀、I-庚稀、I-辛稀、I-壬稀、I-癸稀以及4-甲基-1-戊稀。 在一实施例中，一种或多种a-烯烃共聚单体可以例如选自丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛 烯以及其组合。在另一实施例中，一种或多种a-烯烃共聚单体选自1-己烯、1-辛烯以及 其组合。
[0025] HDPE的重量平均分子量（Mw)在15, 000到150, 000道尔顿的范围内。举例来说，分 子量（Mw)可以为下限15, 000、20, 000或30, 000道尔顿到上限100, 000、120, 000或150, 000 道尔顿。
[0026] HDPE的分子量分布（Mw/Mn)在2. 0到3. 0的范围内。举例来说，Mw/Mn可以为下限 2. 0、2. 1 或 2. 2 到上限 2. 5、2. 7、2. 9 或 3. 0。
[0027]在一实施例中，HDPE的Mw/MnS2.0或 2. 2 到 2. 4 或 2. 5。
[0028]HDPE的熔融指数（MI或I2)在15g/10min(分钟）到30g/10min的范围内。举 例来说，熔融指数（I2)可以为下限15、16、17、18或20g/10min到上限18、20、24、26、28或 30g/10min〇
[0029] 在一实施例中，HDPE包括以重量计每一百万份HDPE小于或等于100份，例如0份， 或大于0份到小于10份，或小于8份，或小于5份，或小于4份，或小于1份，或小于0. 5份， 或小于0. 1份的自基于铪的茂金属催化剂剩余的铪残余物。自HDPE中的基于铪的茂金属 催化剂剩余的铪残余物可以通过X射线萤光分析（XRF)测量，其针对参考标准物进行校准。 HDPE聚合树脂颗粒可以在高温下压缩模制成厚度为约3/8英寸的薄片以用于进行X射线测 量。在极低浓度的金属，如低于〇.Ippm下，电感親合等离子原子发射光谱分析（ICP-AES) 将为确定本发明中存在的金属残余物的适合方法。
[0030] 在另一实施例中，HDPE包括以重量计每一百万份HDPE0份，或大于0份到小于或 等于100份，或小于10份，或小于8份，或小于5份，或小于4份，或小于1份，或小于0. 5 份，或小于0. 1份的自包含多价芳氧基醚的金属络合物的催化剂系统剩余的金属络合物残 余物。可以通过X射线萤光分析（XRF)测量HDPE中自包含多价芳氧基醚的金属络合物的 催化剂系统剩余的金属络合物残余物，其针对参考标准物进行校准。HDPE聚合树脂颗粒可 以在高温下压缩模制成厚度为约3/8英寸的薄片以用于在优选方法中进行X射线测量。在 极低浓度的金属络合物，如低于〇.Ippm下，ICP-AES将为确定本发明HDPE中存在的金属络 合物残余物的适合方法。
[0031] 在一实施例中，HDPE通过多价芳氧基醚（下文为多价芳氧基醚催化的HDPE)产生， 即[2,2" ' _[1，3_丙二基双（氧基-K0)]双[3"，5,5"-三（1，1_二甲基乙基）-5'-甲 基[1，1' : 3'，1"-联三苯]-2'-羟连-K〇]]二甲基-，（0C-6-33)-锆，由以下结构 (I)表示。
[0033] 在一实施例中，多价芳氧基醚催化的HDPE为具有一种、一些或所有以下特性的乙 烯/辛烯共聚物：
[0034]-密度为大于0?93g/cc到0?96g/cc;
[0035] -Mw/MnS2. 0 到 2. 5;
[0036] -I2为 15g/10min到 20g/10min;
[0037] -Mz/Mw小于 2. 0,或为 1. 0,或 1. 3 到 1. 5,或 1. 6 到小于 2. 0;
[0038]-ZSVR大于I. 1，或为I. 2 到I. 5;并且
[0039]-乙烯基/IO6碳（C)小于100,或为10或25,或50到75到小于100的乙烯基IO6 碳（C)。
[0040] 所述HDPE可以包含两个或两个以上本文中所公开的实施例。
[0041] 2.低密度聚乙烯
[0042] 本发明纤维的掺合物包括