聚合物共混物和由其獲得的無紡制品的制作方法
【專利說明】聚合物共混物和由其獲得的無紡制品
[0001] 發(fā)明人
[0002] Aspy K. Mehta
[0003] Chia Y. Cheng
[0004] Sudhin Datta
[0005] Wen Li
[0006] ChonY. Lin
[0007] Srivatsan Srinivas Iyer
[0008] 相關(guān)案件的陳沐
[0009] 本申請是中國專利申請200580043502. 1的分案申請。本發(fā)明要求于2004年12 月17日提交的USSN 60/637, 429的優(yōu)先權(quán)。本專利申請與2003年11月18日提交的USSN 10/716, 306 有關(guān)。 發(fā)明領(lǐng)域
[0010] 本發(fā)明涉及聚合物共混物和由其制備的制品，包括纖維、無紡布和織物。
[0011] 置量
[0012] 全同立構(gòu)聚丙烯和乙烯/丙烯共聚物通常在工業(yè)上用于制備如纖維、薄膜、模制 件和無紡織物的制品。此外，過去人們也力圖將這些聚合物與其它聚合物共混。
[0013] 例如，美國專利號3, 262, 992建議將乙烯和丙烯的立構(gòu)嵌段共聚物（具有高的晶 體熔點(diǎn)）添加到全同立構(gòu)聚丙烯中，使得與單獨(dú)的全同立構(gòu)聚丙烯相比獲得共混物的改進(jìn) 的機(jī)械性能。
[0014] 美國專利號3, 853, 969和3, 378, 606建議就地形成全同立構(gòu)聚丙烯和丙烯與另一 種含2-12個(gè)碳原子的烯烴（包括乙烯和己烯）的"立構(gòu)嵌段"共聚物的共混物。
[0015] 美國專利號3, 882, 197建議了立構(gòu)規(guī)整的丙烯/a-烯烴共聚物、立構(gòu)規(guī)整的丙烯 和乙烯共聚物橡膠的共混物。
[0016] 美國專利號3, 888, 949建議合成包含全同立構(gòu)聚丙烯和丙烯與含6-20個(gè)碳原子 的a -烯烴的共聚物的共混物組合物，該共混物組合物與所述共聚物或全同立構(gòu)聚丙烯任 一種相比具有改進(jìn)的伸長率和拉伸強(qiáng)度。描述了丙烯和a -烯烴的共聚物，其中所述a -烯 烴是己烯，辛烯或十二碳烯。
[0017] 美國專利號4, 461，872公開了部分通過使用另一種非均相催化劑體系所制備的 共混物，該體系預(yù)計(jì)形成具有統(tǒng)計(jì)上顯著的分子內(nèi)和分子間組成差異的共聚物。
[0018] "Journal of Macromolecules"，1989,第 22 卷，第 3851-3866 頁中的兩篇出版物 描述了全同立構(gòu)聚丙烯和部分無規(guī)立構(gòu)聚丙烯的共混物，該共混物據(jù)稱具有合乎需要的拉 伸伸長性能。
[0019] 美國專利號 5, 723, 217 ;5, 726, 103 ;5, 736, 465 ;5, 763, 080 和 6, 010, 588 建議了 若干金屬茂催化的方法以制備用來生產(chǎn)纖維和織物的聚丙烯。美國專利號5, 891，814公開 了用來制造紡粘纖維的雙金屬茂產(chǎn)生的丙烯聚合物。WO 99/19547公開了衍生自丙烯均聚 物和聚丙烯共聚物的共混物的紡粘纖維和織物的制備方法。
[0020] 美國專利號6, 342, 565及其等同物WO 00/070134在表4第24欄公開了分別包括 80、90和95wt % Achieve 3854與20、10和5wt %的含13. 5 %乙烯并具有12的ML的丙烯/ 乙烯共聚物的纖維。這些特定共混物沒有做成薄膜、模制品或無紡材料。表4中的纖維據(jù) 報(bào)道是無彈性的并且不適合于US 6, 342, 565中所需的彈性應(yīng)用。
[0021] US 6,525, 157 ;US 5,504, 172 和 WO 00/01745 公開了各種丙烯 / 乙烯共聚物。US 2003/0130430公開了兩種不同丙烯乙烯共聚物的共混物。US 6, 642, 316、WO 00/070134、 冊00/01766、舊6,500,563、舊6,342,565和冊00/69963公開了結(jié)晶聚丙烯和丙烯/乙 烯共聚物的彈性共混物。US 6, 153, 703公開了半結(jié)晶共聚物和丙烯乙烯聚合物的共混物， 其具有非常高的韌性且沒有模量損失。EP 0 629 632和EP 0 629631公開了聚丙烯和乙 烯-丙烯共聚物的共混物，其具有一定的三單元組立構(gòu)規(guī)整度和一定比例的反向插入的丙 稀單元。
[0022] US 6, 635, 715 和其等同物 EP 1 003 814 Bl 和 W099/07788 公開了聚丙烯和 Escorene 4292與丙烯/乙烯共聚物的共混物，其用作熱塑性彈性體。
[0023] EP 0 374 695 Al公開了乙烯-丙烯共聚物和Profax? 6331 (得自Basell)的視 覺上均勻的共混物。
[0024] US 6, 750, 284公開了包含丙烯-乙烯共聚物和至多40wt%聚丙烯的熱塑性膜。
[0025] WO 03/040095、W0 03/040201、W0 03/040233 和 WO 03/040442 公開了用非金屬茂 催化劑化合物制成的各種丙烯-乙烯共聚物。W003/040202公開了由丙烯-乙烯共聚物制 成的薄膜和密封劑，所述丙烯-乙烯共聚物由非金屬茂催化劑化合物制成。
[0026] 有價(jià)值的其它參考文獻(xiàn)包括 WO 94/28042、EP 1 002 814、W000/69965、WO 01/48034、W004035681A2、EP 0400 333 B1、EP 0 373660B1 和 W004060994A1。
[0027] 本發(fā)明還與2003年3月28日提交的共同待審查的美國申請10/402,275有關(guān)。
[0028] 然而，上面的文獻(xiàn)都沒有公開具有一組平衡性能的無紡制品，所述性能包括：在工 業(yè)織物形成設(shè)備上的良好可加工性、柔軟的美學(xué)愉快感覺、良好的懸垂能力、最佳粘結(jié)溫度 值的降低（得到更寬的粘結(jié)范圍）、良好的拉伸性能和抗撕裂性。
[0029] 概沭
[0030] 本發(fā)明涉及包含多相共混物的無紡制品，所述多相共混物包含：
[0031] l)60_99wt%-種或多種半結(jié)晶聚合物（基于半結(jié)晶聚合物和半無定形聚合物的 重量），每種半結(jié)晶聚合物包含丙烯和0-5wt % α -烯烴共聚單體（基于該聚合物的重量）， 所述半結(jié)晶聚合物各自具有100_170°C的熔點(diǎn)和2000dg/min或更小（優(yōu)選100dg/min或更 ?。┑娜垠w流動(dòng)速率；和
[0032] 2) l_40wt%-種或多種半無定形聚合物（基于半結(jié)晶聚合物和半無定形聚合物 的重量），每種半無定形聚合物包含丙烯和10-25wt %-種或多種C2和/或C4-C10 α -烯 烴共聚單體，所述半無定形聚合物各自具有：
[0033] a) 4_7〇J/g 的熔化熱；
[0034] b)0. l-2000dg/min的恪體流動(dòng)速率（優(yōu)選100dg/min或更?。?；
[0035] c)由在己烷中的熱分級測定的分子間組成分布滿足85wt%或更多的該聚合物分 離成一個(gè)或兩個(gè)相鄰的可溶性級分，而該聚合物的其余部分在緊接其前或其后的級分中； 并且其中這些級分中的每一個(gè)具有相對于共聚物的平均共聚單體含量wt%而言差值不大 于20wt%的共聚單體含量wt% ;和
[0036] d)為 1. 5-4 的 Mw/Mn，和
[0037] e)由13C NMR測量的丙烯三單元組立構(gòu)規(guī)整度為75%或更大；其中基于聚合物和 填料的重量，所述半結(jié)晶聚合物和半無定形聚合物的共混物包含小于5wt%的填料，并且該 共混物具有：
[0038] i)大于 10dg/min，優(yōu)選大于 30dg/min 的 MFR ;和
[0039] ii)大于65%的永久變形（對125密耳厚的模制件測量）；和
[0040] 其中在35gsm的織物基重下所述無紡制品具有40g或更小的手感。
[0041] 在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，半結(jié)晶聚合物和半無定形聚合物的共混物是多相共混 物，優(yōu)選其中所述半結(jié)晶聚合物是連續(xù)相，所述半無定形聚合物是不連續(xù)相。
[0042] 所謂的多相共混物是指具有兩個(gè)或更多個(gè)處于相同狀態(tài)下的形態(tài)相的組合物。例 如，其中一種聚合物形成分散在另一種聚合物的基質(zhì)中的離散小包的兩種聚合物的共混物 被認(rèn)為在固態(tài)下是多相的。多相共混物還被限定為包括共連續(xù)共混物，其中該共混物組分 是分別可見的，但是分不清哪一個(gè)是連續(xù)相，哪一個(gè)是不連續(xù)相。此種形態(tài)使用掃描電子顯 微鏡（SEM)或原子力顯微鏡（AFM)進(jìn)行測定，如果SEM和AFM提供不同的數(shù)據(jù)，則應(yīng)該使用 SEM。所謂的連續(xù)相是指多相共混物中的基質(zhì)相。所謂的不連續(xù)相是指多相共混物中的分 散相。
[0043] 所謂的均相共混物是指基本上具有一個(gè)處于相同狀態(tài)下的形態(tài)相的組合物。例 如，其中一種聚合物與另一種聚合物混容的兩種聚合物的共混物在固態(tài)下被認(rèn)為是均相 的。此種形態(tài)使用掃描電子顯微鏡進(jìn)行測定。所謂的混容是指兩種或更多種聚合物的共混 物顯示玻璃化轉(zhuǎn)變溫度的單相行為，例如Tg將作為一個(gè)突變的溫度存在于DMTA描記線上。 相反，對于不混容的共混物來說，將觀察到兩個(gè)獨(dú)立的轉(zhuǎn)變溫度，通常對應(yīng)于共混物獨(dú)立組 分的每一種的溫度。因此，當(dāng)在DMTA描記線上顯示一個(gè)Tg時(shí)，聚合物共混物是混容的?；?容的共混物是均相的，而不混容的共混物是多相的。
[0044] 本申請還進(jìn)一步涉及如下實(shí)施方案：
[0045] 1.包含多相共混物的無紡制品，所述多相共混物包含：
[0046] l)60_99wt%-種或多種半結(jié)晶聚合物（基于半結(jié)聚合物和半無定形聚合物的重 量），每種半結(jié)晶聚合物包含丙烯和〇_5wt % α -烯烴共聚單體（基于該聚合物的重量），所 述半結(jié)晶聚合物各自具有100-170°C的熔點(diǎn)和2000dg/min或更小的熔體流動(dòng)速率；和
[0047] 2) l_40wt%-種或多種半無定形聚合物（基于半結(jié)晶聚合物和半無定形聚合物 的重量），每種半無定形聚合物包含丙烯和10-25wt %-種或多種C2和/或C4-C10 α -烯 烴共聚單體，所述半無定形聚合物各自具有：
[0048] a) 4_70J/g 的熔化熱；
[0049] b) 0· l_2000dg/min 的恪體流動(dòng)速率；
[0050] c)由在己烷中的熱分級測定的分子間組成分布滿足85wt%或更多的該聚合物分 離成一個(gè)或兩個(gè)相鄰的可溶性級分，而該聚合物的其余部分在緊接其前或其后的級分中； 并且其中這些級分中的每一個(gè)具有相對于共聚物的平均共聚單體含量wt%而言差值不大 于20wt%的共聚單體含量wt% ;和
[0051] d) I. 5-4 的 Mw/Mn，和
[0052] e)由13C NMR測量的丙烯三單元組立構(gòu)規(guī)整度為75%或更大；其中基于聚合物和 填料的重量，所述半結(jié)晶聚合物和半無定形聚合物的共混物包含小于5wt%的填料，并且該 共混物具有：
[0053] i)大于 10dg/min 的 MFR ;和
[0054] ii)大于65%的永久變形（對125密耳厚的模制件測量）；
[0055] 以及其中在35gsm的織物基重下所述無紡制品具有40g或更小的手感。
[0056] 2.實(shí)施方案1制品，其中所述半結(jié)晶聚合物包含丙烯和l_3wt% C2-C10 α -烯烴 共聚單體。
[0057] 3.實(shí)施方案2的制品，其中所述α -烯烴共聚單體選自乙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚 烯、辛烯，壬烯和癸烯。
[0058] 4.實(shí)施方案2的制品，其中所述α -烯烴共聚單體選自乙烯、丁烯、己烯和辛烯。
[0059] 5.實(shí)施方案2的制品，其中所述α -烯烴共聚單體是乙烯。
[0060] 6.實(shí)施方案1的制品，其中所述半結(jié)晶聚合物包含Owt%共聚單體。
[0061] 7.實(shí)施方案1的制品，其中所述半結(jié)晶聚合物具有120_165°C的熔點(diǎn)。
[0062] 8.實(shí)施方案1的制品，其中所述半結(jié)晶聚合物具有1030_2070MPa的撓曲模量。
[0063] 9.實(shí)施方案1的制品，其中所述半無定形聚合物包含丙烯和12_20wt % C2_C10a -烯烴共聚單體。
[0064] 10.實(shí)施方案9的制品，其中所述a -烯烴共聚單體選自乙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚 烯、辛烯，壬烯和癸烯。
[0065] 11.實(shí)施方案9的制品，其中所述α-烯烴共聚單體選自乙烯、丁烯、己烯和辛烯。
[0066] 12.實(shí)施方案9的制品，其中所述a -烯烴共聚單體是乙烯。
[0067] 13.實(shí)施方案1的制品，其中所述半無定形聚合物具有2-25%的百分率結(jié)晶度。
[0068] 14.實(shí)施方案1的制品，其中所述半無定形聚合物具有3或更高的門尼粘度 (l+4il25 〇C ) 〇
[0069] 15.實(shí)施方案1的制品，其中所述半無定形聚合物具有5_2000dg/min的恪體流動(dòng) 速率。
[0070] 16.實(shí)施方案1的制品，其中所述半無定形聚合物具有20-1750dg/min的恪體流動(dòng) 速率。
[0071] 17.實(shí)施方案1的制品，其中所述多相共混物具有在I. 8MPa的壓力下測量的40°C 或更高的熱撓曲溫度。
[0072] 18.實(shí)施方案1的制品，其中所述多相共混物具有對Imm厚的切片測量的50%或 更小的霧度。
[0073] 19.實(shí)施方案1的制品，其中所述共混物還包含成核劑和/或澄清劑。
[0074] 20.實(shí)施方案19的制品，其中所述多相共混物具有對Imm厚的切片測量的20%或 更小的霧度。
[0075] 21.實(shí)施方案20的制品，其中所述共混物具有18%或更小的霧度。
[0076] 22.實(shí)施方案20的制品，其中所述共混物具有16%或更小的霧度。
[0077] 23.實(shí)施方案20的制品，其中所述共混物具有14%或更小的霧度。
[0078] 24.實(shí)施方案20的制品，其中所述共混物具有12%或更小的霧度。
[0079] 25.實(shí)施方案1的制品，其中所述多相共混物的最佳粘結(jié)溫度比相同的但不存在 所述半無定形聚合物的共混物的最佳粘結(jié)溫度低至少5°C。
[0080] 26.實(shí)施方案25的制品，其中所述最佳粘結(jié)溫度低至少10°C。
[0081] 27.實(shí)施方案25的制品，其中所述最佳粘結(jié)溫度低至少15°C。
[0082] 28.實(shí)施方案25的制品，其中所述最佳粘結(jié)溫度低至少20°C。
[0083] 29.實(shí)施方案25的制品，其中所述最佳粘結(jié)溫度低至少25°C。
[0084] 30.實(shí)施方案25的制品，其中所述最佳粘結(jié)溫度低至少30°C。
[0085] 31.實(shí)施方案1的制品，其中所述共混物具有85%或更高的永久變形。
[0086] 32.實(shí)施方案1的制品，其中所述共混物具有100%或更高的永久變形。
[0087] 33.實(shí)施方案1的制品，其中所述共混物具有125%或更高的永久變形。
[0088] 34.實(shí)施方案1的制品，其中所述共混物具有150%或更高的永久變形。
[0089] 35.實(shí)施方案1的制品，其中所述無紡制品具有35gsm或更尚的織物基重，在最 佳粘結(jié)下具有比相同的但不存在所述半無定形聚合物的共混物的TD峰值拉伸載荷大至少 5%的TD峰值拉伸載荷，和具有比相同的但不存在所述半無定形聚合物的共混物的最佳粘 結(jié)溫度低至少l〇°C的最佳粘結(jié)溫度。
[0090] 36.實(shí)施方案1的制品，其中所述半無定形聚合物包含12-20wt%共聚單體并且該 半無定形聚合物以20-40wt%存在，并且其中所述制品在35g/sq m基重下具有10-30g的手 感值，在最佳粘結(jié)溫度下具有大于5g的橫向峰值力，大于500g的縱向撕裂強(qiáng)度，和比由相 同的但不存在所述半無定形聚合物的組合物制成的相同制品的最佳粘結(jié)溫度低5-40°C的 最佳粘結(jié)溫度。
[0091] 37.實(shí)施方案36的制品，其中所述共聚單體是乙烯。
[0092] 38.實(shí)施方案1的制品，其中所述半結(jié)晶聚合物具有120_160°C的熔點(diǎn)和 1030-2070MPa的撓曲模量；所述半無定形聚合物包含10-20wt%共聚單體，具有2-25%的 百分率結(jié)晶度和具有3或更高的門尼粘度（1+4@125°C )。
[0093] 39.實(shí)施方案1的制品，其中所述多相共混物還包含爽滑劑。
[0094] 40.實(shí)施方案1的制品，其中基于所述多相共混物的重量，所述多相共混物還包含 50ppm_10wt % 爽滑劑。
[0095] 41.實(shí)施方案40的制品，其中所述爽滑劑選自具有以下化學(xué)結(jié)構(gòu)的酰胺 CH3(CH2)7CH = CH(CH2)xCONH2其中 X 是 5-15〇
[0096] 42.實(shí)施方案40的制品，其中所述爽滑劑選自：芥酸酰胺、油烯基酰胺、油酰胺和 硬脂酰胺。
[0097] 43.實(shí)施方案1的制品，其中基于所述多相共混物中存在的全部聚合物的重量，所 述多相共混物還包含50ppm-4000ppm成核劑。
[0098] 44.實(shí)施方案1的制品，其中所述制品是包裝材料。
[0099] 45.實(shí)施方案1的制品，其中所述制品是包裝。
[0100] 46.實(shí)施方案1的制品，其中所述制品是無紡網(wǎng)幅。
[0101] 47.實(shí)施方案1的制品，其中所述制品是織物。
[0102] 48.實(shí)施方案1的制品，其中所述無紡制品是紡粘的。
[0103] 49.實(shí)施方案1的制品，其中所述無紡制品是熔噴的。
[0104] 50.實(shí)施方案1的制品，其中所述制品是外科長袍或被單。
[0105] 51.實(shí)施方案1的制品，其中所述制品是衣服。
[0106] 52.實(shí)施方案1的制品，其中所述制品是尿布。
[0107] 53.實(shí)施方案50的制品，其中所述制品包含殺菌劑。
[0108] 54.實(shí)施方案1的制品，其中所述制品選自：無紡織物、鉤型和環(huán)型緊固件，織物、 服裝、衣服、醫(yī)用服裝、外科長袍、手術(shù)單、尿布，訓(xùn)練褲、衛(wèi)生巾、內(nèi)褲襯墊、失禁服、床墊、袋 子、包裝材料、包裝、泳衣、體液防滲背襯板、體液防滲層、體液滲透層、體液滲透覆蓋物、吸 附劑、薄紙、無紡復(fù)合材料、襯墊、布襯、擦洗墊、面具、呼吸器、空氣過濾器、真空袋、油和化 學(xué)溢出物吸附劑、隔熱物、急救服裝、醫(yī)用包裹、纖維填塞物、外衣、床被子填充物、家具襯 墊、過濾介質(zhì)、擦洗墊、擦拭材料、針織品、汽車座套、裝潢家具、地毯、地毯背襯、過濾介質(zhì)、 一次性的擦拭品、尿布覆蓋物、花園織物、地質(zhì)處理用膜、土工布、麻布袋、家用包裹、阻汽 層、透氣衣服、信封、防盜織物、保護(hù)性包裝和紙品。
[0109] 55.實(shí)施方案1的制品，其中所述多相共混物具有包含所述半結(jié)晶聚合物的連續(xù) 相。
[0110] 56.實(shí)施方案1的制品，其中所述多相共混物具有包含所述半無定形聚合物的不 連續(xù)相。
[0111] 57.實(shí)施方案1的制品，其