纤维和由其制备的非织造材料的制作方法
【专利说明】
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请要求2013年6月18日提交的美国临时申请No. 61/836505的优先权权益， 其公开内容在此完全引入作为参考。
技术领域
[0003] 本发明设及包含基于丙締的弹性体的共混物和由其制备的纤维和非织造材料。
【背景技术】
[0004] 使用不同的热塑性树脂来制造纤维和织物是公知的。具体的，基于丙締的聚合物 和共聚物（有时候称作基于丙締的弹性体）在本领域公知的是它们用于多种应用的用途， 包括制造非织造织物。运样的织物具有广泛的多种用途，例如用于医学和卫生产品，服装， 过滤器介质和吸附剂产品中。非织造织物特别可用于卫生产品，例如婴儿尿布，成人失禁产 品和妇女卫生产品中。运些织物的一个重要方面，特别是在卫生应用中，是生产美学上令人 愉悦织物的能力，即，运样的织物，其是触摸柔软的，并且其具有良好的泄漏性能，即，运样 的织物，其是可拉伸的，并且对于穿戴者的身体是舒适的。 阳〇化]丙締抗冲共聚物通常用于运样的应用中，在其中强度和耐冲击性是期望的例如在 模制和挤出汽车零件，家用器具，皮箱和家具中。虽然经常用于制膜，但是丙締抗冲共聚物 通常不用于制造纤维和织物，运是因为耐冲击性经常不是运样的应用所期望的性能。对于 纤维和织物，制造商聚焦于性能例如强度，加工性，柔软度和透气性。美国专利No. 6248833， 6440882 和 7319122,美国专利申请No. 2009/0311938, 2009/0149605 和 2010/0124864 和 PCT申请No.PCT/US2012/064592描述了用抗冲共聚物制备的纤维和织物。
[0006] 在许多卫生应用中，使用了多层非织造材料或者层压体，其具有至少一个弹性忍 层和至少一个可伸长的面层，其中所述弹性层为产品提供了期望的适形性和适应性（和因 此良好的泄露性能），同时可伸长的面层提供了期望的美观。基于丙締的弹性体经常用于形 成弹性层，但是其经常被认为感觉上更像橡胶，而不能提供面层所需的期望的美观。所W， 面层经常由双组分聚合物共混物构成，其中所述共混物组分是W忍/銷结构排列的。运样 的双组分共混物可W包括丙締均聚物，乙締均聚物，无规丙締共聚物和其它基于丙締或乙 締的聚合物及其共混物。但是，运样的双组分材料的形成增加了非织造制造方法的复杂性 和花费。因此，令人期望的是提供单组分非织造纤维和织物，其在烙纺方法中具有良好的伸 长性和柔软度。
【附图说明】
[0007] 图1显示了实施例1的纤维的峰值伸长率。
[000引图2显示了实施例2的纤维的峰值伸长率。
【发明内容】
[0009] 发明概述
[0010] 本文提供的是纤维，非织造织物和其它非织造制品，其包含至少一种基于丙締的 弹性体和宽分子量聚丙締或者宽分子量抗冲共聚物的共混物。
[0011] 在一些实施方案中，所述纤维可W包含大约30-大约85wt%的聚丙締均聚物（它 的分子量分布（Mw/Mn) ( "MWD")大于4. 5)和大约15-大约70wt%的基于丙締的弹性体 的共混物，其中所述基于丙締的弹性体包含丙締和大约5-大约25wt%的衍生自一种或多 种C2或者C4-Ci2α-締控的单元，和具有大于大约90 %的Ξ单元组立构规整度和小于大约 75J/g的烙化热。
[0012] 在一些实施方案中，所述纤维可W包含大约30-大约85wt%的抗冲共聚物和大约 15-大约70wt%的基于丙締的弹性体的共混物。所述抗冲共聚物是反应器共混物，并且包 含丙締均聚物组分和共聚物组分，其中所述丙締均聚物组分的MWD大于4. 5,和其中所述共 聚物组分包含大约20-大约80wt%的丙締衍生的单元和大约20-大约80wt%的乙締衍生 的单元。所述基于丙締的弹性体包含丙締和大约5-大约25wt%的衍生自一种或多种C2或 者C4-C12α-締控的单元，和具有大于大约90 %的Ξ单元组立构规整度和小于大约75J/g的 烙化热。 阳〇1引发明详述
[0014] 本文提供的是纤维、非织造织物和其它非织造制品，它们包含至少一种基于丙締 的弹性体和宽分子量聚丙締或者宽分子量抗冲共聚物的共混物，本文还提供形成它们的方 法。
[0015] 本文所使用的术语"共聚物"旨在包括具有两种或更多种单体，非必要地有其它单 体的聚合物，并可W是指互聚物、Ξ元共聚物等。本文所使用的术语"聚合物"包括，但不限 于，均聚物、共聚物、Ξ元共聚物等和它们的合金和共混物。本文所使用的术语"聚合物"还 包括抗冲、嵌段、接枝、无规和交替共聚物。术语"聚合物"应该还包括所有可能的几何构 型，除非另外特别说明。此种构型可W包括全同立构、间同立构和无规对称。本文所使用的 术语"共混物"是指两种或更多种聚合物的混合物。术语"弹性体"应当表示任何运样的聚 合物，其表现出某种程度的弹性，其中弹性是由于力（例如通过拉伸）变形的材料在所述力 已经除去后至少部分地恢复到它的初始尺寸的能力。
[0016] 本文所使用的术语"单体"或"共聚单体"可W是指用来形成聚合物的单体，即呈 聚合之前的形式的未反应的化学化合物，并且还可W是指运样的单体，即在它已经结合到 聚合物中W后（本文也称作"[单体]-衍生的单元"）。本文论述了不同单体，包括丙締单 体、乙締单体和二締单体。
[0017] 本文所使用的"聚丙締"包括丙締的均聚物和共聚物或它们的混合物。包括一种 或多种与一种或多种附加的单体聚合的丙締单体的产物可W更通常称为无规共聚物（RCP) 或抗冲共聚物（ICP)。抗冲共聚物在本领域中还称为多相共聚物。本文所使用的"基于丙 締的"旨在包括仅仅包含丙締的任何聚合物或包含丙締与一种或多种共聚单体的任何聚 合物，其中丙締是主要组分（即，大于50wt%丙締）。
[0018] 本文所使用的"反应器级"是指在聚合后没有经化学或机械处理或共混W致改变 聚合物的平均分子量、分子量分布或粘度的聚合物。从描述为反应器级的那些聚合物中特 别排除的是已经被减粘裂化或W其它方式处理或用过氧化物或其它降解助剂涂覆的那些。 然而，对于本公开内容来说，反应器级聚合物包括是反应器共混物的那些聚合物。
[0019] 本文所使用的"反应器共混物"表示原位生产的两种或者更多种聚合物的高度分 散的和机械不可分离的共混物。例如，反应器共混物聚合物可W是顺序（或者串联）聚合 方法的结果，其中第一聚合物组分是在第一反应器中生产的，和第二聚合物组分是在第二 反应器中在所述第一聚合物组分存在下生产的。可选择地，反应器共混物聚合物可W是并 联聚合方法的结果，其中将所述聚合流出物（其含有在单独的并联反应器中制造的聚合物 组分）溶液共混来形成最终的聚合物产物。反应器共混物可W在单个反应器、串联反应器 或者并联反应器中生产，并且是反应器级共混物。反应器共混物可W通过任何聚合方法生 产，包括间歇、半连续或者连续系统。从"反应器共混物"聚合物中特别排除其中聚合物在 外部共混（例如通过在混合机、挤出机或其它类似设备中物理或机械共混）的两种或更多 种聚合物的共混物。
[0020] 本文所使用的"减粘裂化"是通过使聚合物经历断链而减小聚合物分子量的方法。 减粘裂化方法还提高聚合物的MFR并可能使其分子量分布变窄。一些不同类型的化学反应 可W用于减粘裂化基于丙締的聚合物。实例是热裂解，其通过使聚合物暴露到高溫中，例如 在270°C或更高溫度的挤出机中达到。其它方法是暴露到强氧化剂中和暴露到电离福射中。 商业实践中减粘裂化的最常用方法是向聚合物添加降解助剂。降解助剂是当与之后在挤出 条件下加热的聚合物混合时促进断链的物质。商业实践中使用的降解助剂的实例是烷基氨 过氧化物和二烷基过氧化物。运些材料在升高的溫度下引发自由基链反应，而导致聚丙締 分子的断裂。术语"降解助剂"和"减粘裂化剂"可在运里互换地使用。已经经由减粘裂化 过程经历断链的聚合物在运里说成"被减粘裂化"。此种减粘裂化聚合物级，尤其是聚丙締 级在工业中通常称作"受控流变性"或"CR"级。
[0021] 本文所使用的"催化剂体系"是指一种或多种催化剂与一种或多种活化剂和，非必 要地，一种或多种载体组合物的组合。"活化剂"是能够提高一种或多种催化剂使单体聚合 成聚合物的能力的任何化合物或组分，或化合物或组分的组合。
[0022] 本文所使用的"非织造织物"表示单个纤维或者长丝的网结构，其是交织的，但是 不是与针织织物相同的方式。
[0023] 宽分子量聚丙締 W24] 在一些实施方案中，所述聚合物共混物可W包含宽分子量分布聚丙締 ("BMWDPP")。所述BMWDPP优选是丙締均聚物，和优选是全同立构丙締均聚物，虽然在一 些实施方案中，少量共聚单体可W用于获得特定的性能。典型的，运样的共聚物包含小于 lOwt%，或者小于6wt%，或者小于4wt%，或者小于%，或者小于Iwt%的共聚单体例如 乙締，下締，己締或者辛締。在一些实施方案中，所述BMWDPP基本上由丙締衍生的单元组 成，并且不包含任何共聚单体，除了可W由于丙締进料料流中的杂质而存在的那些。在一些 实施方案中，所述BMWDPP仅仅由丙締衍生的单元组成。 阳0巧]所述BMWDPP具有大于4. 5,或者大于5. 0,或者大于5. 5,或者大于6. 0的宽分子量 分布Mw/Mn( "MWD")。优选所述BMWDPP的MWD小于15. 0,或者小于14. 0,或者小于13. 0， 或者小于12. 0,或者小于11. 0,或者小于10. 0,或者小于9. 5,或者小于9. 0。在一些实施方 案中，所述BMWDPP的MWD是4. 5-15. 0,或者是4. 5-12. 0,或者是5. 0-10. 0,或者是6. 0-9. 0。 在某些实施方案中，运些分子量分布是在不存在减粘裂化（使用过氧化物或者设计来降低 分子量的反应器后处理）来获得的。
[0026] 在一些实施方案中，所述BMWDPP的Mz/Mw比可W大于或者等于2.5，或者大于或 者等于2. 6,或者大于或者等于2. 7,或者大于或者等于2. 8,或者大于或者等于2. 9,或者大 于或者等于3. 0,或者大于或者等于3. 1，或者大于或者等于或者等于3. 2。所述BMWDPP的 Mz/Mw比可W小于或者等于7. 0,或者小于或者等于6. 5,或者小于或者等于6. 0,或者小于 或者等于5. 5,或者小于或者等于5. 0。
[0027] 本文所使用的MWD是根据本领域公知的方法测定的，例如在Waters150凝胶渗 透色谱仪上通过GPC(凝胶渗透色谱法）来测量，其装备有差示折光指数值RI)检测器和 化romatixKMX-6在线光散射光度计。所述系统在135°C使用，Wl，2,4-S氯苯作为流动 相，使用化〇dex(ShowaDenkoAmericajnc.)聚苯乙締凝胶柱 802,803,804 和 805。运种 技术是在"LiquidQiromatogra地yofPolymerandRelatedMaterialIII，"J.Cazes编 辑，MarcelDe化er，1981，第207页中讨论的，其在此引入作为参考。没有使用用于柱铺展的 校正；但是，在通常接收的标准，例如化tionalBureauofStandardsPolyeth}dene1484 和阴离子生产的氨化聚异戊二締（交替的乙締-丙締共聚物）上的数据证实了在MWD上运 样的校正小于0.05单位。M"，M。和是由洗脱时间来计算的。所述数字分析是使用市售 的Beckman/CIS专用小角度激光散射（"LA化S")软件和标准凝胶渗透包来进行的。提及 MyM。表示Μ"是使用LALLS检测器所报告的值，和Μ。是使用上述DRI检测器所报告的值。 W2引所述BMWDPP的重均分子量（Mw，通过GPC测定）可W小于400000，或者小于 350000,或者小于300000,或者小于275000,或者小于250000。
[0029] 所述BMWDPP的烙点灯m)可W是至少135°C，或者至少150°C，或者至少155°C，或 者至少160°C。烙点可W通过差示扫描量热法，如下面更详细描述来测定。
[0030] BMWDPP的烙体流动速率（"MFR")可W是大约10-大约500g/10min，或者大约 12-大约200g/10min，或者大约15-大约175g/10min，或者大约20-大约160g/10min，或者 大约25-大约150g/10min，或者大约30-大约lOOg/lOmin。MFR可W通过ASTM-1238测定 (在2. 16kg的负荷和230°C测量）。
[0031] 多种添加剂可W出于不同目的而加入BMWDPP中。例如运样的添加剂包括但不限 于稳定剂，抗氧化剂，填料，着色剂，成核剂和脱模剂。主和辅抗氧化剂包括例如受阻酪，受 阻胺和憐酸醋。成核剂包括例如苯甲酸钢和滑石。还可W包括分散剂例如AcrowaxC。滑 爽剂包括例如油酷胺和芥酸酷胺。通常还使用催化剂失活剂例如硬脂酸巧，水滑石和氧化 巧。
[0032] 适用于本发明的BMWDPP组合物可W通过常规聚合技术来制备。例如所述BMWDPP 可W使用液体渺浆或者溶液聚合方法来生产。在一种或多种实施方案中，氨气可W加入反 应器来控制BMWDPP的分子量和/或MFR。将氨气用于运样的目的是本领域技术人员公知 的。
[0033] 在一些实施方案中，所述BMWDPP是使用齐格勒-纳塔催化剂体系和电子给体共混 物来制备的。例如所述BMWDPP可W使用班巧酸盐齐格勒-纳塔类型催化剂体系来制备。
[0034] 在其它实施方案中，基于金属茂的催化剂体系也可W用于生产BMWDPP。合适的金 属茂可W包括通用种类桥连的、取代的双（环戊二締基）金属茂，特别是桥连的、取代的双 (巧基）金属茂的那些，其已知的是用于生产高分子量，高烙点，高全同立构丙締聚合物。一 般来说，公开在美国专利No. 5770753中的通用种类的那些是合适的。
[0035] 已经发现当与下述的一种或多种基于丙締的弹性体任B巧共混时，上述BMWDPP特 别可用于生产纤维，非织造织物和多层层压体。
[0036] 抗冲共聚物
[0037] 可用于制造此处所述的纤维和织物的抗冲共聚物（"ICP")包含至少两种主要组 分：组分A和组分B。组分A优选是丙締均聚物和组分B优选是包含丙締和共聚单体的共 聚物。
[0038] 在优选的实施方案中，组分A是丙締均聚物，和优选是全同立构丙締均聚物，虽然 少量共聚单体可W用于获得具体的性能。典型的运样的共聚物包含小于lOwt%，或者小于 6wt%，或者小于4wt%，或者小于2wt%，或者小于Iwt%的共聚单体例如乙締，下締，己締 或辛締。优选组分A的聚合物组分基本上由丙締衍生的单元组成，并且不包含任何共聚单 体，除了可W由于丙締进料料流中的杂质而存在的之外。在一些实施方案中，组分A仅仅由 丙締衍生的单元组成。
[0039] 组分A具有大于4. 5,或者大于5. 0,或者大于5. 5,或者大于6. 0的宽分子量分布 Mw/Mn( "MWD")。优选组分A的MWD小于15. 0,或者小于14. 0,或者小于13. 0,或者小于