的丙締酸甲醋含量和68wt. %的乙締含量。运些组 分在同向双螺旋挤出机（WernerandPfleidererZSK-30,直径为30mm，且L/D= 44)中配 混。该挤出机具有7个加热区。挤出机中溫度为180°C至220°C。在给料器化oper)、Wl5 磅每小时将聚合物W测定重量方式给料到挤出机，并且使用蠕动累将液体注入桶中。挤出 机在200转每分钟（"巧m")下操作。在桶（前面）的最后一段，使用直径为6mm的3孔模 具来形成挤出物。挤出物在传送带上空气冷却，并使用Conair制粒机形成颗粒。
[0166] 然后使用Davis标准纤维纺丝生产线由前体共混物制备纤维，Davis标准纤维纺 丝生产线装备有0. 75英寸的单螺旋挤出机和直径为0. 6mm的16孔喷丝板。在不同的拉伸 比下收集纤维。收线速率为1至lOOOm/min。挤出机溫度为175°C至220°C。在拉力测试 机中、在300皿/111；[]1下、于25"€下将纤维延伸至高达400%伸长率。为了分析材料的形貌， 将纤维于液氮中冷冻断裂并在高真空下通过扫描电子显微镜Jeol6490LV进行分析。结果 显示于图2-4中。如图所示，在延伸方向形成了高度伸长的球状孔。形成了纳米孔（宽度 为~50纳米，长度为~500纳米）和微米孔（宽度为~0. 5微米，长度为~4微米）两者。 阳167]连施俩I2
[0168]在同向双螺旋挤出机（WernerandPfleidererZSK-30,直径为 30mm，且L/D= 44)中配混93wt. %的聚丙締（TotalM3661)和7wt. %的Lotader饭AX8900共混物。该 挤出机具有7个加热区。挤出机中溫度为180°C至220°C。在给料器、W15磅每小时聚合 物按测定重量的方式给料到挤出机。挤出机在200转每分钟（RPM)下操作。在桶（前面） 的最后一段，使用直径为6mm的3孔模具来形成挤出物。挤出物在传送带上空气冷却，并使 用Conair制粒机形成颗粒。然后使用化vis标准纤维纺丝生产线由前体共混物制备纤维， Davis标准纤维纺丝生产线装备有0. 75英寸的单螺杆挤出机和直径为0. 6mm的16孔喷丝 板。W不同的拉伸比收集纤维。收线速率为1至lOOOm/min。挤出机溫度为175°C至220°C。 在拉力测试机中、在300mm/min下、于25 °C下将纤维延伸至高达400 %伸长率。为了分析材 料的形貌，将纤维于液氮中冷冻断裂并在高真空下通过扫描电子显微镜Jeol6490LV进行 分析。结果显示于图5-6中。 阳16引连施俩I3
[0170]在实施例2中描述的挤出机和条件下配混91.Iwt. %的聚丙締灯otalM3661)、 7. 4wt. %的聚乳酸（化化reworks6251)和1. 5%的Lo姑d:知懲AX8900的共混物。在运种情 况下，然后使用蠕动累将5%的Pluriol·货WI285注入到桶中。然后使用化vis标准纤维纺 丝生产线由前体共混物制备纤维，Davis标准纤维纺丝生产线装备有0. 75英寸的单螺杆挤 出机和直径为0. 6mm的16孔喷丝板。W不同的拉伸比收集纤维。收线速率为1至1000m/ min。挤出机溫度为175°C至220°C。在拉力测试机中、在300mm/min下、于25°C下将纤维延 伸至高达400%伸长率。为了分析材料的形貌，将纤维于液氮中冷冻断裂并在高真空下通过 扫描电子显微镜Jeol6490LV进行分析。结果显示于图7-8中。
[0171] 连施俩I4
[0172] 制备含有91.8wt%的全同立构聚丙締（M3661，230°C下的烙体流动速率为14克 /10 分钟，烙融溫度为 150°C，Total化trochemicals)、7. 45%的聚乳酸（PLA6251D，210°C 下的烙体流动速率为70至85克/10分钟，Natum斯orksi):)和0. 75%的聚环氧化物增溶 剂（ArkemaLotader婚AX8900)的前体聚合物共混物。所述聚环氧化物改性剂是乙締-丙 締酸甲醋-甲基丙締酸缩水甘油醋共聚物（Lotader货AX8900,Arkema)，具有5-6克/10 分钟（19(rC/2160g)的烙体流动速率、7至llwt. %的甲基丙締酸缩水甘油醋含量、13至 17wt. %的丙締酸甲醋含量和72至80wt. %的乙締含量。运些组分在同向双螺旋挤出机 (WernerandPfleidererZSK-30,直径为30mm，且L/D= 44)中配混。该挤出机具有7个 加热区。挤出机中溫度为180°C至220°C。在给料器、W6.8千克每小时（15磅每小时）将 聚合物W测定重量的方式给料到挤出机。挤出机在200转每分钟（RPM)下操作。在桶（前 面）的最后一段，使用直径为6mm的3孔模具来形成挤出物。挤出物在传送带上空气冷却， 并使用Conair制粒机形成颗粒。 阳17引 连施俩I5
[0174] 在装有两个单螺杆挤出机（直径为1.25英寸）的双组分纤维生产线中生产双 组分纤维。所述双组分纤维具有30/70的皮/忍型构型，其中皮由lOOwt. %的聚丙締 (M3661，TotalPetrochemicals)形成，而忍由实施例4的共混物形成。挤出机将皮和忍聚 合物组合物给料到直径为0.5mm且4:1的长/直径比化/D)的一个288个毛细管的喷丝板。 在8kg/虹的速率下、W660米每分钟的纺丝速度纺成纤维，并收集在线轴中用于后续拉伸 加工。用于皮和吃、两者的挤出溫度情况如下：区1二220C、区2 = 225C、区3 = 230 0、 区4 = 240°C和纺丝箱=240°C。然后W1200米每分钟的速率、在两个导丝漉之间（一步 拉伸）将烙融纺丝纤维在室溫下（25°C)延伸至200%。然后，使纤维起皱（19个起皱每英 寸），并切割成38mm的长度。然后在液氮中用刀片切割纤维，并通过扫描电子显微镜分析。 在DentonVacuumDeskV瓣射系统中使用15mA，W金-钮瓣射涂覆断裂的表面75秒，并在 Field血ission如anta650中通过沈Μ分析。结果列于图9-10。
[0175] 还测试了如下表中提供的纤维的各种性质。
[0176]
[0177] 还使用实施例5的纤维（70wt. % )和双组分皮/忍型阳/ΡΡ纤维（30wt. % ) 的共混物形成了 100-gsm的、热风粘合梳理纤网灯ABCW)。该纤网是在配备Asselin Profile415-FDcrosslaper和FleissnerOven(NCStateUniversity)的Truetzschler 化曲-SpeedCardEWK413中形成的。梳理纤网在260°F下热风粘合，最终厚度为5. 5mm。 阳17引 连施俩I6
[0179] 如实施例4中所描述的制备前体聚合物共混物，该前体聚合物共混物含有93wt% 的聚丙締基质（M3661,TotalPetrochemicals)和 7wt. % 的Lotader嚴AX8900。在配备两 个单螺杆挤出机（直径为1.25英寸）的双组分纤维生产线中生产中空的双组分纤维。所 述双组分纤维具有50/50的皮/忍型构型，其中皮由lOOwt. %的聚丙締（Achieve3854) 形成，而忍由W上所述的共混物形成。挤出机将皮和忍聚合物组合物给料到4C-段毛细管 设计的一个72个毛细管的喷丝板。在化g/虹的速率下、W198米每分钟的纺丝速度纺成 纤维，并收集在线轴中用于后续拉伸加工。用于皮和忍两者的挤出溫度情况如下：区1 = 220°C、区2 = 225°C、区3 = 230°C、区4 = 240°C和纺丝箱=240°C。纤维在喷丝板下方 35cm处的水浴中泽火。然后W1200米每分钟的速率、在两个导丝漉之间（一步拉伸）将泽 火后的纤维在室溫下（25Γ)延伸至200%。然后在液氮中用刀片切割纤维，并通过扫描电 子显微镜分析。在DentonVacuumDeskV瓣射系统中使用15mA，W金-钮瓣射涂覆断裂的 表面75秒，并在Field血ission如anta650中通过沈Μ分析。结果列于图11-12。还测 试了如下表中提供的纤维的各种性质。
[0180]
[0181] 连施俩I7
[0182] 除了使用64mm的同向双螺旋挤出机、W270千克每小时化00磅每小时）的生产 率、在220°C溫度下生产材料之外，如实施例4中所述制备前体共混物。将烙融的聚合物共 混物挤出通过多丝模具，通过水泽火，并通过水下造粒系统诸如可购自Virginia的Eagle Rock的GalaIndustries的那些切割成颗粒。在单组分纤维纺丝生产线（FiberVisions) 中、W22. 5千克每小时的速率由共混物形成单组分纤维，该单组分纤维纺丝线配备1. 25单 螺杆挤出机24L/D和两个喷丝板，每个喷丝板具有675个直径为0. 35mm和L/D比为4:1的 圆毛细管（共1，350个）。纺丝速度为435米每分钟。7个挤出机加热区和纺丝箱溫度状 态保持在220°C。纺丝生产线配备单面气流冷却箱且空气溫度为2rC。在没有冷拉伸的情 况下将烙融拉伸的纤维收集在5磅线轴中。烙融取向的纤维具有10. 7旦尼尔每丝的旦尼 尔。
[0183] 在由Ξ排的五漉（五重组）组成的延伸装置中W50米每分钟的速度将纤维延伸 至100%。第一个五重组的溫度维持在50°C，第二和第Ξ个五重组的溫度维持在25°C的溫 度。将纤维起皱并切割成1.5英寸。在切割单元之前将纺丝整理（spinfinish)调整至 0.5%。然后在液氮中用刀片切割纤维，并通过扫描电子显微镜分析。在DentonVacuum DeskV瓣射系统中使用15mA，W金-钮瓣射涂覆断裂的表面75秒，并在Field血ission 如anta650中通过沈Μ分析。结果列于图13。还测试了如下表中提供的纤维的各种性质。
[0184]
[0185] 并且在梳理生产线上生产了热粘合梳理纤网（30gsm)。胃如图14中所示的，为了热 粘合纤网，使用菱形粘合图案。压延机溫度为150°C，梳理速度为250英尺每分钟。还测试 了如下表中提供的纤维的各种性质。
[0186]
[0187] 虽然已经针对其具体实施方案对本发明进行了详细描述，但是将领会的是，本领 域技术人员一经获得对前述内容的理解，就可W容易地设想运些实施方案的替代、变型和 等同方案。因此，本发明的范围应被认定为所附权利要求和其任意等同方案的范围。
【主权项】
1. 一种由热塑性组合物形成的聚烯烃纤维，其中，所述热塑性组合物包含连续相和以 离散区域的形式分散在所述连续相内的纳米包含物添加剂，所述连续相包括聚烯烃基质聚 合物，其中在所述组合物中限定了包括多个纳米孔的多孔网络，所述纳米孔的平均横截面 尺寸为约800纳米或更小。2. 根据权利要求1所述的聚烯烃纤维，其中，所述纳米孔的平均横截面尺寸为约5至约 700纳米，并且优选为约10至约500纳米。3. 根据权利要求1或2所述的聚烯烃纤维，其中，所述纳米孔的平均轴向尺寸为约100 至约5000纳米，优选为约50至约2000纳米，并且更优选为约100至约1000纳米。4. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，根据ASTM D1238在2160克 的负载和在230°C下测定时，所述聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率为约0. 5至约80克每 10分钟，在一些实施方案中为约1至约40克每10分钟，并且在一些实施方案中为约5至约 20克每10分钟。5. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述聚烯烃基质聚合物为聚 丙烯均聚物、丙烯/ a -烯烃共聚物、乙烯/ a -烯烃共聚物、或者其组合。6. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述聚烯烃基质聚合物为基 本上全同立构的聚丙烯均聚物或含有按重量计至少约90%丙烯的共聚物。7. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述连续相占所述热塑性组 合物的约60wt. %至约99wt. %。8. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述纳米包含物添加剂在室 温下是液体或者半固体。9. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述纳米包含物添加剂是具 有非极性组分的聚合物。10. 根据权利要求9所述的聚烯烃纤维，其中，所述聚合物是微晶聚烯烃蜡。11. 根据权利要求9所述的聚烯烃纤维，其中，所述聚合物还含有极性组分。12. 根据权利要求11所述的聚烯烃纤维，其中，所述聚合物是功能化的聚烯烃。13. 根据权利要求12所述的聚烯烃纤维，其中，所述功能化的聚烯烃是聚环氧化物。14. 根据权利要求9所述的聚烯烃纤维，其中，根据ASTM D1238在2160克的负载和熔 融温度（例如，在190°C下）以上至少约40°C的温度下测定时，所述纳米包含物添加剂的熔 体流动速率为约〇. 1至约100克每10分钟，优选为约〇. 5至约50克每10分钟，并且更优 选为约5至约15克每10分钟。15. 根据权利要求7所述的聚烯烃纤维，其中，所述聚烯烃的熔体流动速率与所述纳米 包含物添加剂的熔体流动速率的比值为约〇. 2至约8,优选为约0. 5至约6,并且更优选为 约1至约5。16. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述纳米包含物添加剂是纳 米级区域的形式，其中所述纳米级区域的平均横截面尺寸为约1纳米至约1000纳米。17. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，基于所述连续相的重量，所 述纳米包含物添加剂占所述组合物的约0. 05wt. %至约20wt. %。18. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述组合物还包括以离散区 域形式分散在所述连续相内的微米包含物添加剂。19. 根据权利要求18所述的聚烯烃纤维，其中，所述微米包含物添加剂是聚合物。20. 根据权利要求19所述的聚烯烃纤维，其中，所述微米包含物添加剂的聚合物是苯 乙烯共聚物、含氟聚合物、聚乙烯醇、聚醋酸乙烯酯或聚酯。21. 根据权利要求19所述的聚烯烃纤维，其中，所述微米包含物添加剂的聚合物是聚 乳酸。22. 根据权利要求19所述的聚烯烃纤维，其中，所述微米包含物添加剂的聚合物的玻 璃化转变温度为约0 °C或更高，优选为约5 °C至约100 °C，更优选为约30 °C至约80 °C，并且甚 至更优选为约50°C至约75°C。23. 根据权利要求19所述的聚烯烃纤维，其中，在2160克的负载和在210°C下测定时， 所述微米包含物添加剂的熔体流动速率为约5至约200克每10分钟，优选为约20至约150 克每10分钟，并且更优选为约40至约100克每10分钟。24. 根据权利要求19所述的聚烯烃纤维，其中，所述微米包含物添加剂的熔体流动速 率与聚烯烃基质聚合物的熔体流动速率的比率为约0. 5至约10,优选为约1至约8,并且更 优选为约2至约6。25. 根据权利要求18所述的聚烯烃纤维，其中，所述聚烯烃基质聚合物的杨氏弹性模 量与所述微米包含物添加剂的杨氏弹性模量的比率为约1至约250,优选为约2至约100， 并且更优选为约2至约50。26. 根据权利要求18所述的聚烯烃纤维，其中，所述微米包含物添加剂是微米级区域 的形式，所述微米级区域的平均轴向尺寸为约1微米至约400微米。27. 根据权利要求18所述的聚烯烃纤维，其中，基于所述连续相的重量，所述微米包含 物添加剂占所述组合物的约Iwt. %至约30wt. %。28. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述热塑性组合物还包含界 面改性剂。29. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述多孔网络还包括微米 孔。30. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述多孔网络以基本上均匀 的方式遍及所述组合物分布。31. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述纳米孔在通常平行的列 中分布。32. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述聚烯烃纤维的总孔体积 为每立方厘米约15 %至约80%。33. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述纳米孔占所述聚烯烃纤 维的总孔体积的约20vol. %或更多。34. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述热塑性组合物的密度为 约0. 90g/cm3或更低，优选为约0. 85g/cm3或更低，更优选为约0. 80g/cm3或更低，更优选为 约0. 10g/cm3至约0. 75g/cm3,并且甚至更优选为约0. 20g/cm3至约0. 70g/cm3。35. 根据前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维，其中，所述热塑性组合物一般不含 发泡剂。36. 包含前述权利要求中任一项所述的聚烯烃纤维的非织造纤网。37. 包含权利要求37所述的非织造纤网的吸收性制品，其中，所述吸收性制品包括基 本上液体不可渗透的层、液体可渗透的层和吸收芯。38. 根据权利要求38所述的吸收性制品，其中所述基本上液体不可渗透的层包括所述 非织造纤网。39. -种形成聚烯烃纤维的方法，所述方法包括： 形成包含连续相和以离散区域的形式分散在所述连续相内的纳米包含物添加剂的热 塑性组合物，所述连续相包括聚烯烃基质聚合物； 将所述组合物通过模具挤出以形成纤维；和 在低于基质聚合物的熔融温度的温度下拉伸所述纤维，从而形成包括多个纳米孔的多 孔网络，所述纳米孔的平均横截面尺寸为约800纳米或更小。40. 根据权利要求39所述的方法，其中，所述热塑性组合物被延伸至约I. 1至约3. 0的 拉伸比。41. 一种形成非织造纤网的方法，所述方法包括： 形成包含连续相和以离散区域的形式分散在所述连续相内的纳米包含物添加剂的热 塑性组合物，所述连续相包括聚烯烃基质聚合物； 将共混物通过模具挤出以形成多个纤维； 将拉伸的纤维无规地沉积在表面上以形成非织造纤网；和 在低于所述基质聚合物的熔融温度的温度下、在所述非织造纤网形成之前和/或之后 拉伸纤维，从而形成包括多个纳米孔的多孔网络，所述纳米孔的平均横截面尺寸为约800 纳米或更小。
【专利摘要】本发明提供了一种由热塑性组合物形成的聚烯烃纤维，所述热塑性组合物包含连续相和纳米包含物添加剂，所述连续相包括聚烯烃基质聚合物。所述纳米包含物添加剂作为离散的纳米级相区域分散在所述连续相内。拉伸时，该纳米级相区域能够以独特的方式与基质相互作用，从而产生纳米孔的网络。
【IPC分类】D01F6/46
【公开号】CN105247119
【申请号】CN201480030814
【发明人】V·A·托波尔卡雷夫, R·J·麦克尼尼, A·J·卡里洛, M·M·姆莱茨瓦
【申请人】金伯利-克拉克环球有限公司
【公开日】2016年1月13日
【申请日】2014年6月6日
【公告号】CN105358107A, EP3007662A1, EP3008230A1, US20160101208, US20160130731, WO2014199269A1, WO2014199272A1