纺粘无纺织物的制作方法
【专利摘要】本发明提供了无纺织物和切短或粘合纤维，其由基于乙烯的聚合物组合物制备，该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在从大于100到400的范围内的共聚单体分布常数、小于0.1个乙烯基/1000个该基于乙烯的共聚物组合物的主链中存在的碳原子的乙烯基不饱和度、在从1到小于2的范围内的零剪切粘度比(ZSVR)、在0.930到0.970g/cm3的范围内的密度、在从15到30g/10分钟的范围内的熔融指数(I2)、在从2到3.5的范围内的分子量分布(Mw/Mn)和在小于2的范围内的分子量分布(Mz/Mw)。
【专利说明】纺粘无纺织物
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请是非临时申请，其要求享有2011年10月5日申请的名称为“纺粘无纺织物(SPUNBOND NONWOVEN FABRICS) ”的美国临时专利申请号61/543，425的优先权权益，其教导通过参考并入本文，如同在下文中完整复制。
【技术领域】
[0003]本申请涉及纺粘无纺织物。
【背景技术】
[0004]纺粘无纺制品广泛用于各种最终用途应用(例如)中以提供低基重的、经济的、牢固的且像布一样的织物。该纺粘无纺织物通常包括单组分或双组分纤维。双组分纤维例如包括核/壳、扇饼、并列、海岛等。常见的双组分纤维构造是核-壳结构，其中该核包括聚丙烯均聚物，壳包括聚乙烯。该核-壳提供了聚丙烯固有的向下拉伸性能(drawdowncapability)、纺丝稳定性、耐热性、模量、极限抗张强度，同时提供了增加聚乙烯壳所贡献的增加的柔软触感、较低粘合温度和较高伸长率的特征。尽管双组分结构(例如核/壳)特别在其中使用者需要例如女性卫生用品、尿布、训练裤、成人失禁用品和医用盖布和罩衣的健康和医疗应用中得到了普遍的使用以具有柔软的触感和改进的合身。然而，双组分纤维的缺点包括与单组分生产线相比购买和安装双组分生产线的成本提高、使用多种树脂的复杂性提高、由于聚乙烯和聚丙烯的不相容性造成的结合来自该织物的循环边角料的能力降低、以及生产能力的降低。
[0005]因此，存在提高包括单组分纤维的纺粘无纺织物的柔软度同时保持其他关键性能属性(例如织物强度和可加工性)的需要。
【发明内容】
[0006]本发明提供了纺粘无纺织物。依照本发明的纺粘无纺织物包括由基于乙烯的聚合物组合物制备的单组分纤维，该基于乙烯的聚合物组合物包括:(a)少于或等于10(^丨％的源自乙烯的单元；和(b)少于30wt%的源自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元；其中该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在从大于100到400的范围内的共聚单体分布常数、小于0.1个乙烯基/1000个该基于乙烯的共聚物组合物的主链中存在的碳原子的乙烯基不饱和度、在从I到小于2的范围内的零剪切粘度比(ZSVR)、在0.930到0.970g/cm3的范围内的密度、在从15到30g/10分钟的范围内的熔融指数(I2)、在从2到3.5的范围内的分子量分布(Mw/Mn)和在小于2的范围内的分子量分布(Mz/Mw)。
【具体实施方式】
[0007]本发明提供了纺粘无纺织物。依照本发明的纺粘无纺织物包括由基于乙烯的聚合物组合物制备的单组分纤维，该基于乙烯的聚合物组合物包括:(a)少于或等于10(^丨％的源自乙烯的单元；和(b)少于30wt%的源自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元；其中该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在从大于100到400的范围内的共聚单体分布常数、小于0.1个乙烯基/1000个该基于乙烯的共聚物组合物的主链中存在的碳原子的乙烯基不饱和度、在从I到小于2的范围内的零剪切粘度比(ZSVR)、在0.930到0.970g/cm3的范围内的密度、在从15到30g/10分钟的范围内的熔融指数(I2)、在从2到3.5的范围内的分子量分布(Mw/Mn)和在小于2的范围内的分子量分布(Mz/Mw)。
[0008]本发明进一步提供了通过由基于乙烯的聚合物组合物制备的连续长丝纺丝得到切短或粘合纤维，该基于乙烯的聚合物组合物包括:(a)少于或等于100wt%的源自乙烯的单元；和(b)少于30wt%的源自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元；其中该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在从大于100到400的范围内的共聚单体分布常数、小于0.1个乙烯基/1000个该基于乙烯的共聚物组合物的主链中存在的碳原子的乙烯基不饱和度、在从I到小于2的范围内的零剪切粘度比(ZSVR)、在0.930到0.970g/cm3的范围内的密度、在从10到50g/10分钟的范围内的熔融指数(I2)、在从2到3.5的范围内的分子量分布(Mw/Mn)和在小于2的范围内的分子量分布(Mz/Mw)。
[0009]该基于乙烯的聚合物组合物包括(a)少于或等于10(^%，例如至少70wt%或至少80wt%或至少90wt%的源自乙烯的单元；和(b)少于30wt%,例如少于25wt%或少于20wt%或少于10wt%的源自一种或多种α-烯烃共聚单体的单元。术语“基于乙烯的聚合物组合物”表示包含超过50摩尔％聚合的乙烯单体(基于可聚合单体的总量)且非必要地可以包含至少一种共聚单体的聚合物。
[0010]α-烯烃共聚单体通常具有不超过20个碳原子。例如，该α-烯烃共聚单体可以优选具有3-10个碳原子，且更优选具有3-8个碳原子。α -烯烃共聚单体的实例包括但不限于:丙烯、1- 丁烯、1-戍烯、1-己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯和4-甲基-1-戍烯。该一种或多种α-烯烃共聚单体例如可以选自由丙烯、1-丁烯、1-己烯和1-辛烯构成的组，或可替代地选自由1-己烯和1-辛烯构成的组。
[0011]该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在从大于100到400，例如从100到300或从100到200的范围内的共聚单体分布常数。
[0012]该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在从I到小于2，例如从I到1.9或从I到1.8或从I到1.7的范围内的零剪切粘度比(ZSVR)。
[0013]该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在0.930到0.970g/cm3的范围内的密度。例如，该密度能够从 0.930,0.935 或 0.940g/cm3 的下限到 0.935,0.940,0.945,0.950、0.960,0.965 或 0.970g/cm3 的上限。
[0014]该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在从2到3.5的范围内的分子量分布(Mw/Mn)。例如，该分子量分布(Mw/Mn)能够从2、2.1或2.2的下限到2.5,2.7,2.9,3.0,3.2或3.5的上限。
[0015]对于包括单组分纤维的纺粘无纺织物，该基于乙烯的聚合物组合物具有在从15到30g/10分钟的范围内的熔融指数(I2)。例如，该熔融指数(I2)能够从15、16、17、18或20g/10分钟的下限到18、20、24、26、28或30g/10分钟的上限。
[0016] 对于用于粘合纤维或切断纤维的连续细丝纺丝，该基于乙烯的聚合物组合物具有在从10到50g/10分钟的范围内的熔融指数(I2)。例如，该熔融指数(I2)能够从10、12、15、16、17、18 或 20g/10 分钟的下限到 18、20、24、26、28、30、35、40、45 或 50g/10 分钟的上限。
[0017]该基于乙烯的聚合物组合物具有在从15,000到150，000道尔顿范围内的分子量(Mw)。例如，该分子量(Mw)能够从15，000,20, 000或30，000道尔顿的下限到100，000、120，000或150，000道尔顿的上限。
[0018]该基于乙烯的聚合物组合物具有在小于3 (例如小于2或从I到2)的范围内的分子量分布(Mz/Mw)。
[0019]该基于乙烯的聚合物组合物具有小于0.1乙烯基/1000个该基于乙烯的共聚物组合物的主链中存在的碳原子的乙烯基不饱和度。例如，该乙烯基不饱和度小于0.08(小于0.06、小于0.04、小于0.02、小于0.01或小于0.001)乙烯基/1000个该基于乙烯的共聚物组合物的主链中存在的碳原子的乙烯基不饱和度
[0020]在一种实施方案中，该基于乙烯的聚合物组合物包括少于或等于100重量份(例如少于10重量份、少于8重量份、少于5重量份、少于4重量份、少于I重量份、少于0.5重量份或少于0.1重量份)的由基于铪的金属茂催化剂剩余的铪残余物/1，000，000份聚乙烯组合物。在该基于乙烯的聚合物组合物中的由基于铪的金属茂催化剂剩余的铪残余物可以通过校准到参考标准的X射线荧光法(XRF)测定。在优选方法中，能够将该聚合物树脂颗粒在升高温度压制成型为具有约3/8英寸的厚度的薄板用于该X射线测定。在非常低的金属浓度(例如低于0.1ppm)时，ICP-AES将会是适合测定该基于乙烯的聚合物组合物中金属残余物含量的方法。
[0021]在另一实施方案中，该基于乙烯的聚合物组合物包括少于或等于100重量份(例如少于10重量份、少于8重量份、少于5重量份、少于4重量份、少于I重量份、少于0.5重量份或少于0.1重量份)的由包括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/1，000, 000份基于乙烯的聚合物组合物。在该基于乙烯的聚合物组合物中的由包括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校准到参考标准的X射线荧光法(XRF)测定。在优选方法中，能够将该聚合物树脂颗粒在升高温度压制成型为具有约3/8英寸的厚度的薄板用于该X射线测定。在非常低的金属络合物浓度(例如低于0.1ppm)时，ICP-AES将会是适合测定该基于乙烯的聚合物组合物中金属残余物含量的方法。
[0022]该基于乙烯的聚合物组合物可以进一步包括其他组分，例如一种或多种聚合物和/或一种或多种添加剂。这种添加剂包括但不限于:抗静电剂、增色剂、染料、润滑剂、填料、颜料、主抗氧化剂、辅助抗氧化剂、加工助剂、紫外稳定剂、抗粘连剂、滑爽剂、增粘剂、阻燃齐U、抗菌剂、除臭剂、抗真菌剂及其组合。基于包括该添加剂的该基于乙烯的聚合物组合物的重量，该基于乙烯的聚合物组合物可以包含约0.1-约10%的该添加剂的总重量。
[0023]在一种实施方案中，基于乙烯的聚合物组合物在35°C _120°C的温度范围内除吹洗气之外，具有包括单峰分布或双峰分布的共聚单体分布形态。
[0024]任意常规乙烯聚合(共聚)反应工艺都可以用于制备该基于乙烯的聚合物组合物。该常规乙烯聚合(共聚)反应工艺包括但不限于使用一个或多个并联、串联和/或其任意组合的常规反应器(例如流化床相反应器、环管反应器、搅拌釜反应器、间歇式反应器)的气相聚合工艺、浆液相聚合工艺、溶液相聚合工艺及其组合。
[0025]在第一实施方案中，该基于乙烯的聚合物通过包括以下步骤的工艺制备:(a)将乙烯和非必要的一种或多种α-烯烃在第一催化剂存在下在第一反应器或多部分反应器的第一部分中聚合，生成半晶态基于乙烯的聚合物；和(b)将新鲜供给的乙烯和非必要的一种或多种α-烯烃在包括有机金属催化剂的第二催化剂存在下在至少一个另外的反应器或多部分反应器的随后部分中反应，由此生成基于乙烯的聚合物组合物，其中步骤(a)或(b)中的至少一种催化剂系统包括依照下式的多价芳氧基醚的金属络合物:
[0026]
【权利要求】
1.无纺织物，包括由基于乙烯的聚合物组合物制备的单组分纤维，该基于乙烯的聚合物组合物包括: 少于或等于IOOwt %的源自乙烯的单元；和 少于30wt%的源自一种或多种α -烯烃共聚单体的单元； 其中该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在从大于100到400的范围内的共聚单体分布常数、小于0.1个乙烯基/1000个该基于乙烯的共聚物组合物的主链中存在的碳原子的乙烯基不饱和度、在从I到小于2的范围内的零剪切粘度比(ZSVR)、在0.930到0.970g/cm3的范围内的密度、在从15到30g/10分钟的范围内的熔融指数(I2)、在从2到3.5的范围内的分子量分布(Mw/Mn)和在小于2的范围内的分子量分布(Mz/Mw)。
2.权利要求1的纺粘无纺织物，其中该无纺织物是纺粘无纺织物。
3.权利要求1的纺粘无纺织物，其中该单组分纤维耐受在至少3000Pa范围内的料仓压力。
4.权利要求1的纺粘无纺织物，其中该纺粘无纺织物具有至少15N/5cm的加工方向最高抗张强度，其中该纺粘无纺织物是在至少3000Pa的最大料仓压力制备的20GSM织物。
5.权利要求1的纺粘无纺织物的层压品结构，其中该层压品具有SX、或SXX、或SXXX、或SXXXX、或SXXXXX的构造，其中X能够是任意组合的膜、涂层或其他无纺材料。通过机械拉伸由基于乙烯的聚合物组合物制备的连续长丝纺丝得到的切短或粘合纤维，该基于乙烯的聚合物组合物包括: 少于或等于IOOwt %的源自乙烯的单元；和 少于30wt%的源自一种或多种α -烯烃共聚单体的单元； 其中该基于乙烯的聚合物组合物的特征为具有在从大于100到400的范围内的共聚单体分布常数、小于0.1个乙烯基/1000个该基于乙烯的共聚物组合物的主链中存在的碳原子的乙烯基不饱和度、在从I到小于2的范围内的零剪切粘度比(ZSVR)、在0.930到0.970g/cm3的范围内的密度、在从10到50g/10分钟的范围内的熔融指数(I2)、在从2到3.5的范围内的分子量分布(Mw/Mn)和在小于2的范围内的分子量分布(Mz/Mw)。
6.包括权利要求1的无纺织物的多层结构。
7.基于乙烯的聚合物组合物，包括:其中在将该基于乙烯的聚合物组合物纺成连续长丝时，该单组分纤维具有至少2750米/分钟或更高的最大升速断裂速度。
8.包括权利要求7的基于乙烯的聚合物组合物的纤维或织物。
9.权利要求8的纤维，其中该纤维是单组分纤维。
【文档编号】D01F6/04GK103958751SQ201280057018
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2012年10月4日 优先权日:2011年10月5日
【发明者】J.A.德格鲁特, G.J.克拉森, S.本萨松, M.德米罗尔斯, T.古德蒙德森, J.C.布罗迪尔 申请人:陶氏环球技术有限责任公司