包含基于丙烯和基于乙烯的聚合物的彈性非織造材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及彈性非織造材料，其包含由包含基于丙烯的聚合物和少量基于乙烯的聚合物的聚合物的共混物形成的彈性層?；诒┑木酆衔锟砂s75-約95重量%的丙烯和約5-約25重量%的乙烯和/或C4-C12α-烯烴，和可具有大于約90%的三元立構(gòu)規(guī)整度和小于約75J/g的熔化熱?；谝蚁┑木酆衔锟砂s65-約100重量%的乙烯和0-約35重量%的一種或多種C3-C12α-烯烴。
【專利說明】包含基于丙烯和基于乙烯的聚合物的彈性非織造材料
[0001]發(fā)明背景
[0002]基于丙烯的聚合物和共聚物由于它們在非織造纖維和織物制造中的用途而在本領(lǐng)域中眾所周知。這樣的纖維和織物具有多種用途，特別是在例如醫(yī)藥和衛(wèi)生產(chǎn)品、衣物、過濾器介質(zhì)和吸著劑產(chǎn)品等中的應(yīng)用。在衛(wèi)生和其它市場，廣泛需要具有優(yōu)異美觀性和低成本的彈性織物。已前單獨使用或者與均聚丙烯組合使用基于丙烯的彈性體來制備這樣的織物。
[0003]多層織物和層壓材料也是已知的，并且通常可包含具有一個或多個包含聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、它們的共混物等的面層的基于丙烯的彈性體芯層。盡管這樣的多層織物具有良好的彈性性能和美觀性，但是在某些應(yīng)用中仍然需要提高強度而不增加面層和/或芯層的基重。因為所得的成品消費者制品增加的成本和不想要的額外體積或重量，因此較重基重的織物可能是不希望的。
[0004]此外，因為彈性體通常具有低結(jié)晶度并且不可以在不阻塞時在商業(yè)期望的輸出速率下足夠快速地固化形成有用的纖維或織物，所以在常規(guī)的纖維紡紗和非織造設(shè)備上加工凈基于丙烯的彈性體是困難的。當(dāng)由凈的基于丙烯的彈性體制備的纖維和織物纏繞到繞線筒或織物輥)上時可能發(fā)生阻塞(描述為分離兩個相鄰非織造材料的片材或纖維的難度)。在過去，通過添加少量(通常小于30重量％)的可結(jié)晶共混搭檔(blend partner)緩解阻塞問題。在商業(yè)實踐中可結(jié)晶共混搭檔通常是聚丙烯。然而，仍然需要獲得基于丙烯的彈性體纖維和非織造物的改進的彈性，而同時保持由通過添加可結(jié)晶共混搭檔提供的穩(wěn)健的制造加工性。
[0005]生產(chǎn)具有期望的美學(xué)性和彈性性能的彈性纖維和非織造織物，而同時降低成本和過去遇到的加工問題并且保持相對低的基重將是有益的。本發(fā)明通過共混少量的基于乙烯的聚合物與基于丙烯的聚合物以形成聚合物共混物(由該聚合物共混物可形成彈性體纖維和織物)來實現(xiàn)這些目的。所得的共混物可在常規(guī)纖維紡紗和非織造設(shè)備上加工而無需額外的面層，同時減少阻塞影響。當(dāng)與僅基于丙烯的聚合物和與可比較的量的聚丙烯(替代基于乙烯的聚合物)共混的基于丙烯的聚合物相比時，層還表現(xiàn)出改進的拉伸性能和可比較的或改進的彈性性能。
[0006]發(fā)明概述
[0007]本發(fā)明涉及包含由包含基于丙烯的聚合物和少量基于乙烯的聚合物的聚合物共混物形成的彈性層的彈性非織造材料。該基于丙烯的聚合物包含約75-約95重量％的丙烯和約5-約25重量％的乙烯和/或C4-C12 α -烯烴，并且具有大于約90%的三元立構(gòu)規(guī)整度和小于約75J/g的熔化熱。該基于乙烯的聚合物包含約65-約100重量％的乙烯和O-約35重量％的一種或多種C3-C12 α -烯烴。本發(fā)明還提供生產(chǎn)具有包含基于丙烯的聚合物和少量基于乙烯的聚合物的彈性層的非織造材料的方法。當(dāng)與具有包含基于丙烯的聚合物和等量的替代基于乙烯的聚合物的聚丙烯的共混物的彈性層，或者僅包含基于丙烯的聚合物的彈性層的非織造材料比較時，所得到的非織造材料顯示出改進的拉伸強度和相等的或增強的彈性。本發(fā)明還涉及制造這樣的彈性非織造材料的方法。[0008]本文所描述的非織造材料是高度可加工的并且可以紡粘或熔噴的方法形成。非織造物可用于各種應(yīng)用，例如醫(yī)藥和衛(wèi)生產(chǎn)品、衣物、過濾器介質(zhì)和吸著劑產(chǎn)品等。在本發(fā)明的一些實施方案中，非織造材料可進一步包含在彈性層的一側(cè)或兩側(cè)的一個或多個面層。
[0009]附圖的簡要說明
[0010]圖1a和Ib是描繪本發(fā)明纖維和對比纖維的工程應(yīng)變對負(fù)荷的第一和第二循環(huán)滯后曲線。
[0011]圖2a、2b和2c是描繪在20in/min下拉伸的包含85重量％的基于丙烯的聚合物和15重量％的一種或多種可結(jié)晶共混搭檔的纖維的平均應(yīng)變對平均負(fù)荷的第一和第二循環(huán)滯后曲線。
[0012]圖3a、3b和3c顯示圖2a、2b和2c的滯后曲線的一部分的更詳細(xì)視圖。
[0013]圖4a、4b和4c還顯示圖2a、2b和2c的滯后曲線的一部分的詳細(xì)視圖。
[0014]圖5a顯示用包含根據(jù)本發(fā)明的基于丙烯的聚合物和基于乙烯的聚合物的共混物的彈性層制備的層壓材料，以及用僅包含基于丙烯的彈性體的彈性層制備的對比層壓材料的峰值橫向拉伸強度和伸長率。
[0015]圖5b顯示用包含根據(jù)本發(fā)明的基于丙烯的聚合物和基于乙烯的聚合物的共混物的彈性層制備的層壓材料，以及用僅包含基于丙烯的彈性體的彈性層制備的對比層壓材料在100%伸長率時的橫向拉伸強度。
[0016]圖6顯示用包含本發(fā)明的丙烯共混物的彈性層制備的層壓材料，以及用僅包含基于丙烯的彈性體的彈性層制備的對比層壓材料的第一和第二循環(huán)滯后和永久形變。
[0017]發(fā)明詳述
[0018]本發(fā)明涉及具有至少一個彈性層的非織造材料，其中彈性層包含基于丙烯的聚合物和基于乙烯的聚合物，和涉及形成這樣的材料的方法。在某些實施方案中，彈性層包含約70-約99重量％的基于丙烯的聚合物和約1-約30重量％的一種或多種基于乙烯的聚合物。該基于丙烯的聚合物包含丙烯和約5-約25重量％的衍生自乙烯和/或C4-C12 α -烯烴的單元?；诒┑木酆衔镞€具有小于約75J/g的熔化熱(Hf)和大于約90%的三元立構(gòu)規(guī)整度。每個基于乙烯的聚合物包含約65-約100重量％的乙烯和約O-約35重量％的一種或多種C3-C12 α -烯經(jīng)。
[0019]本發(fā)明還涉及形成如上所述的那些非織造組合物的方法。在某些實施方案中，該方法包括形成包含基于丙烯的聚合物和一種或多種基于乙烯的聚合物的聚合物共混物、形成包含聚合物共混物的纖維和由纖維形成彈性非織造層。在這樣的方法中，基于丙烯的聚合物包含約75-約95重量％的丙烯和約5-約25重量％的乙烯和/或C4-C12 α -烯烴，并且具有大于約90%的三元立構(gòu)規(guī)整度和小于約75J/g的熔化熱。每個基于乙烯的聚合物包含約65-100重量％的乙烯和O-約35重量％的一種或多種C3-C12 α -烯烴。
[0020]如本文所用，術(shù)語“共聚物”是指包含具有兩種或更多種單體，任選地具有其它單體的聚合物，并且可以指互聚物、三元共聚物等。如本文所用，術(shù)語“聚合物”包括但不限于均聚物、共聚物、三元共聚物等，以及它們的合金化聚合物和共混物。如本文所用，術(shù)語“聚合物”還包括沖擊、嵌段、接枝、無規(guī)和交替共聚物。術(shù)語“聚合物”還將包括所有可能的幾何構(gòu)型，除非另有特別說明。這樣的構(gòu)型可包括全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無規(guī)對稱。如本文所用術(shù)語“共混物”是指兩種或更多種聚合物的混合物。[0021]如本文所用，術(shù)語“單體”或“共聚單體”可指用于形成聚合物的單體，即聚合之前以未反應(yīng)化合物的形式，且也可以指已經(jīng)摻入到聚合物中之后的單體，在本文中也指“[單體]衍生單元”，其一般因聚合反應(yīng)比其在聚合反應(yīng)之前具有更少的氫原子。本文中討論不同的單體包括例如丙烯單體、乙烯單體和二烯單體。
[0022]如本文所用，“聚丙烯”包括丙烯的均聚物和共聚物或它們的混合物。包括與一個或多個額外單體聚合的一個或多個丙烯單體的產(chǎn)物，通常稱為無規(guī)共聚物(RCP)或沖擊共聚物(ICP)。沖擊共聚物在本領(lǐng)域也稱為多相共聚物。如本文所用，“基于丙烯”是指包括僅包含丙烯或者包含與一種或多種共聚單體一起的丙烯的任何聚合物，其中丙烯是主要成分(即大于50重量％的丙烯)。
[0023]如本文所用，“聚乙烯”包括乙烯的均聚物和共聚物或它們的混合物。如本文所用，“基于乙烯”是指包括僅包含乙烯或者包含與一種或多種共聚物一起的乙烯的任何聚合物，其中乙烯是主要成分(即大于50重量％的乙烯)。
[0024]基于丙烯的聚合物
[0025]在本發(fā)明的某些實施方案中，本文所描述的非織造材料的彈性層包含一種或多種基于丙烯的聚合物，其包含丙烯和約5-約25重量％的選自乙烯和/或C4-C12 α -烯烴的一種或多種共聚單體。在一個或多個實施方案中，α-烯烴共聚單體單元可衍生自乙烯、丁烯、戊烯、己烯、4-甲基-1-戊烯、辛烯或癸烯。下面所描述的實施方案參考乙烯作為α-烯烴共聚單體進行討論，但是這些實施方案同樣可應(yīng)用于具有其它α -烯烴共聚單體的其它共聚物。在這方面，共聚物也可簡單地稱為參考乙烯作為α-烯烴的基于丙烯的聚合物。
[0026]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可包含至少約5重量％、至少約6重量％、至少約7重量％、或至少約8重量％、或至少約10重量％、或至少約12重量％的乙烯-衍生單元。在那些或其它實施方案中，共聚物可包含至多約30重量％、或至多約25重量％、或至多約22重量％、或至多約20重量％、或至多約19重量％、或至多約18重量％、或至多約17重量％的乙烯-衍生單元，其中重量百分?jǐn)?shù)是基于丙烯-衍生單元和α -烯烴衍生單元的總重量計。換句話說，基于丙烯的聚合物可包含至少約70重量％、或至少約75重量％、或至少約80重量％、或至少約81重量％的丙烯-衍生單元，或至少約82重量％的丙烯-衍生單元，或至少約83重量％的丙烯-衍生單元；并且在這些或其它實施方案中，共聚物可包含至多約95重量％、或至多約94重量％、或至多約93重量％、或至多約92重量％、或至多約90重量％、或至多約88重量％的丙烯-衍生單元，其中重量百分?jǐn)?shù)是基于丙烯-衍生單元和α-烯烴衍生單元的總重量計。在某些實施方案中，基于丙烯的聚合物可包含約8-約20重量％的乙烯-衍生單元，或約12-約18重量％的乙烯-衍生單元。
[0027]一個或多個實施方案的基于丙烯的聚合物的特征在于可通過差示掃描量熱法(DSC)測定的熔點(Tm)。對于本文的目的而言，認(rèn)為最高溫度峰值的最大值是聚合物的熔點。在上下文中，“峰值”定義為DSC曲線(熱流對溫度)從正到負(fù)的一般的斜率變化，形成最大值而在繪制DSC曲線處的基線中無位移，使得吸熱反應(yīng)顯示為具有正峰值。
[0028]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物的Tm(通過DSC確定)小于約115°C、或小于約110°C、或小于約100°C、或小于約95°C或小于約90°C。
[0029]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物的特征在于其通過DSC確定的熔化熱(Hf)。在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有至少約0.5J/g、或至少約1.0J/g、或至少約1.5J/g、或至少約3.0J/g、或至少約4.0J/g、或至少約5.0J/g、或至少約
6.0J/g、或至少約7.0J/g的Hf。在這些或其它實施方案中，基于丙烯的共聚物的特征可在于小于約75J/g、或小于約70J/g、或小于約60J/g、或小于約50J/g、或小于約45J/g、或小于約40J/g、或小于約35J/g、或小于約30J/g的Hf。
[0030]如在本說明書中所用，用于確定Tm和Hf的DSC程序包括以下步驟。在加熱的壓機(press)中在約200°C -約230°C的溫度下加壓聚合物，并在環(huán)境條件下將所得聚合物片材懸掛在空氣中冷卻。用沖模去除約6-10mg的聚合物片材。將該6-10mg樣品在室溫下退火約80-100小時。在此期間結(jié)束時，將該樣品放置在DSC (Perkin Elmer的Pyris One熱分析系統(tǒng))中并冷卻至約-50°C至約_70°C。以10°C/min加熱樣品達到約200°C的最終溫度。將樣品在200°C保持5分鐘并進行第二個冷卻-加熱循環(huán)。記錄來自兩個循環(huán)的事件。熱輸出記錄為樣品的熔融峰下的面積，其通常在約0°C和約200°C之間發(fā)生。它以焦耳進行測量并且是聚合物的Hf的度量。
[0031]通過13C NMR測定，基于丙烯的聚合物可具有三個丙烯單元的三元立構(gòu)規(guī)整度為75%或更大、80%或更大、85%或更大、90%或更大、92%或更大、95%或更大或97%或更大。在一個或多個實施方案中，三元立構(gòu)規(guī)整度可為約75-約99%、或約80-約99%、或約85-約99%、或約90-約99%、或約90-約97%、或約80-約97%。通過美國專利號7，232，871中所描述的方法確定三元立構(gòu)規(guī)整度。
[0032]基于丙烯的聚合物可具有從4或6的下限至8或10或12的上限的立構(gòu)規(guī)整度指數(shù)m/r。通過13C核磁共振(“NMR”)確定立構(gòu)規(guī)整度指數(shù)，在本文中表示為“m/r”。用H.N.Cheng在17MACR0M0LE⑶LES1950 (1984)(通過引用并入本文)中所定義的來計算立構(gòu)規(guī)整度指數(shù)m/r。指定的“m”或“r”描述成對的相鄰丙烯基團的立體化學(xué)，“m”是指內(nèi)消旋而“r”是指外消旋。1.0的m/r比通常描述間同立構(gòu)聚合物，而2.0的m/r比描述無規(guī)立構(gòu)材料。全同立構(gòu)材料在理論上可具有接近無窮大的比，并且許多副產(chǎn)物無規(guī)立構(gòu)聚合物具有足夠的全同立構(gòu)含量以導(dǎo)致大于50的比。
[0033]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有根據(jù)DSC程序確定的約0.5%-約40%、或約1%-約30%，、或約5%-約25%的結(jié)晶度。結(jié)晶度可通過將樣品的Hf除以100%結(jié)晶度的聚合物的Hf來確定，其假定全同立構(gòu)聚丙烯為189焦耳/克或聚乙烯為350
焦耳/克。
[0034]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有如按ASTM D-792測試方法測定的在室溫下約 0.85g/cm3-約 0.92g/cm3、或約 0.86g/cm3-約 0.90g/cm3、或約 0.86g/cm3-約 0.89g/cm3 的密度。
[0035]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有小于或等于約100g/10min、或小于或等于約50g/10min、或小于或等于約25g/10min、或小于或等于約10g/10min、或小于或等于約9.0g/10min、或小于或等于約8.0g/10min、或小于或等于約7.0g/10min的熔融指數(shù)(MI) (ASTM D-1238,2.16kg，在 190°CT )。
[0036]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有大于約lg/10min、或大于約2g/10min、或大于約5g/10min、或大于約8g/10min、或大于約10g/10min的熔體流動速率(MFR)(根據(jù)ASTM D-1238,2.16kg重量，在230°C測定)。在相同的或其它的實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有小于約500g/10min、或小于約400g/10min、或小于約300g/10min、或小于約200g/10min、或小于約100g/10min、或小于約75g/10min、或小于約50g/10min的MFR。在某些實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有約1-約100g/10min，或約2-約75g/10min,或約 5-約 50g/10min 的 MFR。 [0037]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可以是具有低MFR(例如低于25g/10min)的聚合物，其在離開反應(yīng)器后經(jīng)過減粘裂化以在與基于乙烯的聚合物共混之前提高MFR。如本文所用，“減粘裂化”是通過使聚合物經(jīng)歷斷鏈降低聚合物分子量的方法。減粘裂化過程增加了聚合物的MFR并且通常使其分子量分布變窄。數(shù)種不同類型的化學(xué)反應(yīng)可用于減粘裂化基于丙烯的聚合物。一個實例是熱裂解，其是通過將聚合物暴露于高溫(例如在350°C或更高的溫度下)在擠出機中完成。其它的方法是暴露于強大的氧化劑和暴露于電離輻射。在商業(yè)實踐中最常用的減粘裂化方法是向聚合物中添加降解助劑。降解助劑是當(dāng)與聚合物混合時然后將其在擠出條件下加熱，促進斷鏈的物質(zhì)。在商業(yè)實踐中使用的降解助劑的實例是烷基氫過氧化物和二烷基過氧化物。這些材料在高溫下引發(fā)自由基鏈反應(yīng)從而導(dǎo)致聚丙烯分子斷鏈。術(shù)語“降解助劑”和“減粘裂化劑”在本文中可互換使用。經(jīng)減粘裂化過程而經(jīng)歷斷鏈的聚合物在本文中描述為“減粘裂化的”。這樣的減粘裂化聚合物的等級，特別是聚丙烯的等級，在工業(yè)中通常稱作“控制流變”或“CR”等級。
[0038]在一個或多個實施方案中，可以用減粘裂化劑處理基于丙烯的聚合物，使得處理后聚合物的熔體流動速率是減粘裂化之前該聚合物的初始MFR的至少1.25倍?；蛘撸捎脺p粘裂化劑處理基于丙烯的聚合物，使得MFR比減粘裂化之前聚合物的MFR增加了 1.5倍、或2倍、或2.5倍、或3倍、或3.5倍、或4倍。因此，如本文所述，在與基于乙烯的聚合物的共混物中使用的經(jīng)減粘裂化的基于丙烯的聚合物可具有大于約25g/10min、或大于約30g/10min、或大于約 35g/10min、或大于約 40g/10min、或大于約 45g/10min 的 MFR。
[0039]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有根據(jù)ASTM D-1646確定的小于約100、或小于約75、或小于約50、或小于約30的Mooney粘度[ML (1+4)，在125。。下]。
[0040]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有0.95或更大、或至少0.97、或至少0.99的g’指數(shù)值，其中g(shù)’是使用全同立構(gòu)聚丙烯的固有粘度作為基準(zhǔn)以聚合物的Mw測定。用于本文時，g’指數(shù)定義為:
,%
[0041]S =—
h
[0042]其中nb是聚合物的固有粘度，和H1是與該聚合物相同粘度-平均分子量(Mv)的線性聚合物的固有粘度。Il1=KMv'K和α是線性聚合物的測量值，并應(yīng)在與用于g’指數(shù)測定相同的儀器上獲得。
[0043]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有約50，000-約5，000，OOOg/mol、或約 75，000-約 I, 000，000g/mol、或約 100，000-約 500，000g/mol、或約 125，000-約300，000g/mol的重均分子量(Mw)。
[0044]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有約2，500-約2，500，OOOg/mol、或約 5，000-約 500，000g/mol、或約 10，000-約 250，000g/mol、或約 25，000-約200，000g/mol的數(shù)均分子量(Mn)。
[0045]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物可具有約10，000-約7，000，OOOg/mol、或約 50，000-約 I, 000，000g/mol、或約 80，000-約 700，000g/mol、或約 100，000-約500，OOOg/mol 的 Z-平均分子量(Mz)。
[0046]在一個或多個實施方案中，基于丙烯的聚合物的分子量分布(MWD，等于Mw/Mn)可以是約1-約40、或約1-約15、或約1.8-約5、或約1.8-約3。
[0047]用于確定分子量(Mn、Mw和Mz)和MWD的技術(shù)可以在美國專利號4，540, 753 (Cozewith7Ju和Verstrate)(依照美國實踐通過引用并入本文)及其中引用的參考文獻和在Macromolecules, 1988,第21卷,第3360頁(Verstrate等人)(依照美國實踐通過引用并入本文)及其中引用的參考文獻中找到。例如，分子量可通過尺寸排阻色譜法(SEC)使用配備有示差折光率檢測器的WaterS150凝膠滲透色譜儀確定，并用聚苯乙烯標(biāo)準(zhǔn)物校準(zhǔn)。
[0048]任選地，基于丙烯的聚合物也可包含一種或多種二烯。術(shù)語“二烯”定義為具有兩個不飽和位點的烴類化合物，即具有連接碳原子的兩個雙鍵的化合物。取決于上下文，本專利中的術(shù)語“二烯”泛指在聚合(例如形成聚合介質(zhì)的一部分)之前的二烯單體，或者聚合已經(jīng)開始之后的二烯單體(也稱為二烯單體單元或二烯衍生單元)。適合用于本發(fā)明的示例性二烯包括但不限于丁二烯、戊二烯、己二烯(例如1，4-己二烯)、庚二烯(例如1，6-庚二烯)、辛二烯(例如1，7-辛二烯)、壬二烯(例如1，8-壬二烯)、癸二烯(例如1，9-癸二烯)^一碳二烯(例如1，10-1^一碳二烯)、十二碳二烯(例如1，11-十二碳二烯)、十三碳二烯(例如，I, 12-十三碳二烯)、十四碳二烯(例如1，13-十四碳二烯)、十五碳二烯、十六碳二烯、十七碳二烯、十八碳二烯、十九碳二烯、二十碳二烯、二 ^^一碳二烯、二十二碳二烯、二十三碳二烯、二十四碳二烯、二十五碳二烯、二十六碳二烯、二十七碳二烯、二十八碳二烯、二十九碳二烯、三十碳二烯，以及具有小于1，000g/mol的分子量(Mw)的聚丁二烯。直鏈無環(huán)二烯的實例包括但不限于1，4-己二烯和1，6-辛二烯。支鏈無環(huán)二烯的實例包括但不限于5-甲基-1，4-己二烯、3，7- 二甲基-1，6-辛二烯和3，7- 二甲基-1，7-辛二烯。單環(huán)脂環(huán)二烯的實例包括但不限于1，4-環(huán)己二烯、1，5-環(huán)辛二烯和1，7-環(huán)十二碳二烯。多環(huán)脂環(huán)稠合和橋聯(lián) 環(huán)二烯的實例包括但不限于四氫茚、降冰片二烯、甲基四氫茚、二環(huán)戊二烯、雙環(huán)(2.2.1)庚-2，5- 二烯和烯基_、亞烷基_、環(huán)烯基-和環(huán)亞烷基降冰片烯[包括例如5-亞甲基_2_降冰片稀、5-亞乙基_2_降冰片稀、5-丙烯基-2-降冰片稀、5-異亞丙基-2_降冰片稀、5-(4-環(huán)戍烯基)_2-降冰片稀、5-環(huán)亞己基_2_降冰片稀和5-乙烯基-2-降冰片烯]。環(huán)烯基取代的烯烴的實例包括但不限于乙烯基環(huán)己烯、烯丙基環(huán)己烯、乙烯基環(huán)辛烯、4-乙烯基環(huán)己烯、烯丙基環(huán)癸烯、乙烯基環(huán)十二烯和四環(huán)十二碳二烯。在本發(fā)明的一些實施方案中，二烯選自5-亞乙基-2-降冰片烯(ENB)、1，4-己二烯、5-亞甲基_2_降冰片稀(MNB)、I, 6-羊二稀、5-甲基_1，4-己二稀、3，7- 二甲基-1，6-羊二稀、1，3-環(huán)戊二烯、1,4-環(huán)己二烯、乙烯基降冰片烯(VNB)、二環(huán)戊二烯(DCPD)和它們的組合。在一個或多個實施方案中，二烯是ENB。
[0049]在一些實施方案中，基于丙烯的聚合物可任選地包含0.05-約6重量％的二烯衍生單元。在其它的實施方案中，聚合物包含約0.1-約5.0重量％的二烯衍生單元、或約0.25-約3.0重量％的二烯衍生單元、或約0.5-約1.5重量％的二烯衍生單元。
[0050]在一個或多個實施方案中，可使用一個或多個接枝單體任選地接枝(即“官能化”)基于丙烯的聚合物。如本文所用，術(shù)語“接枝”是指將接枝單體共價鍵合到基于丙烯的聚合物的聚合物鏈上。[0051]接枝單體可以是或包括至少一種烯屬不飽和羧酸或酸衍生物例如酸酐、酯、鹽、酰胺、酰亞胺、丙烯酸酯等。說明性單體包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、檸康酸、中康酸、馬來酸酐、4-甲基環(huán)己烯-1，2-二羧酸酐、雙環(huán)(2.2.2)辛烯-2，3- 二羧酸酐、1，2，3，4，5，8，9，10-八氫萘-2，3- 二羧酸酐、2-氧雜-1，3- 二酮螺(4.4)壬烯、雙環(huán)(2.2.1)庚烯_2，3-二羧酸酐、馬來海松酸、四氫鄰苯二甲酸酐、降冰片烯-2，3- 二羧酸酐、NA酸酐、甲基NA酸酐、納迪克酸酐(himic anhydride)、甲基納迪克酸酐和5-甲基雙環(huán)(2.2.1)庚烯_2，3-二羧酸酐。其它合適的接枝單體包括丙烯酸甲酯和更高級的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸甲酯和更高級的甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥基甲酯、甲基丙烯酸羥基乙酯和更高級的甲基丙烯酸羥基烷基酯和甲基丙烯酸縮水甘油基酯。馬來酸酐是優(yōu)選的接枝單體。
[0052]在一個或多個實施方案中，接枝的基于丙烯的聚合物包含約0.5-約10重量％的烯屬不飽和羧酸或酸衍生物，更優(yōu)選約0.5-約6重量％、更優(yōu)選約0.5-約3重量％ ;在其它的實施方案中為約1-約6重量％，更優(yōu)選約1-約3重量％。在其中接枝單體是馬來酸酐的優(yōu)選實施方案中，該馬來酸酐在接枝聚合物中的濃度優(yōu)選為約1-約6重量％，優(yōu)選至少約0.5重量％和更優(yōu)選為約1.5重量％。
[0053]基于丙烯的聚合物的制備
[0054]基于丙烯的聚合物的聚合可通過使單體在本文所述的催化劑體系的存在下在0°C -200°c的溫度下反應(yīng)I秒至10小時的時間來進行。優(yōu)選使用均相條件，例如連續(xù)溶液法或具有過量單體用作稀釋劑的本體聚合法。連續(xù)法可使用某種形式的攪動以減少反應(yīng)器中的濃度差異并保持穩(wěn)定狀態(tài)的聚合條件。雖然可使用內(nèi)部冷卻系統(tǒng)，但是優(yōu)選通過冷卻聚合進料并允許聚合加熱至聚合而去除聚合反應(yīng)熱。
[0055]適合用于制備本文中所描述的基于丙烯的聚合物的示例性方法的進一步描述可在按照美國實踐通過引用并入本文的美國專利號6，881，800中找到。
[0056]基于丙烯的共聚物的三元立構(gòu)規(guī)整度和立構(gòu)規(guī)整度指數(shù)可由以下控制:影響丙烯位置的立構(gòu)規(guī)整性的催化劑；聚合溫度，根據(jù)其可通過升高溫度降低立構(gòu)規(guī)整性；以及共聚單體的類型和量，其趨向降低較長的丙烯衍生序列的水平。
[0057]太多的共聚單體將使由立構(gòu)規(guī)整的丙烯衍生序列結(jié)晶所提供的結(jié)晶度降低至其中材料缺少強度的點；太少則材料將會過于結(jié)晶化。聚合物的共聚單體的含量和序列分布可使用13C-核磁共振(NMR)通過本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進行測定。離散分子量范圍的共聚單體含量可使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法進行測量，包括傅立葉變換紅外光譜(FTIR)連同 GPC 米樣，如 Wheeler 和 Willis 在 Applied Spectroscopy, 1993,第 47 卷，第1128-1130頁中所描述。對于包含大于75重量％的丙烯的丙烯乙烯共聚物而言，這樣的聚合物的共聚單體含量(乙烯含量)可如下測定:在約150°C或更高的溫度下加壓薄的均勻膜，并安裝在Perkin Elmer PE1760紅外分光光度計上。記錄ΘΟΟcm-1-4000cm-1的樣品的全部光譜并根據(jù)以下公式計算乙烯的單體重量百分比:乙烯重量％=82.585-111.987Χ+30.045X2，其中X是1155CHT1處的峰高與722CHT1處或732CHT1處的峰高(以較高者為準(zhǔn))的比。對于具有75重量％或更少丙烯含量的丙烯乙烯共聚物而言，可使用Wheeler和Willis所描述的程序測定共聚單體(乙烯)的含量。
[0058]引用美國專利號6，525，157，其測試方法也完全可應(yīng)用于本說明書和權(quán)利要求中所涉及的各種測量，并且其包含更加詳細(xì)的GPC測量，通過NMR和DSC測量確定乙烯含量。
[0059]催化劑也可控制立構(gòu)規(guī)整性與共聚單體和聚合溫度的組合。本文所述的基于丙烯的聚合物是用一種或多種催化劑體系制備。如本文所用，“催化劑體系”包含至少一種過渡金屬化合物(也稱為催化劑前體)和活化劑。將過渡金屬化合物(催化劑前體)和活化劑在聚合反應(yīng)器的溶液上游中或在所公開的方法的聚合反應(yīng)器中接觸產(chǎn)生催化劑體系的催化活性組分(催化劑)。使用各種活化劑任何給定的過渡金屬化合物或催化劑前體可產(chǎn)生催化活性組分(催化劑)，從而提供本發(fā)明的方法中可部署的廣泛的催化劑。本發(fā)明的催化劑體系包含至少一種過渡金屬化合物和至少一種活化劑。然而，本發(fā)明的催化劑體系還可包含多于一種的過渡金屬化合物與一種或多種活化劑的組合。這樣的催化劑體系可任選地包含雜質(zhì)清除劑。這些組分的每一個更詳細(xì)地描述如下。
[0060]在本發(fā)明的一個或多個實施方案中，用于制備基于丙烯的聚合物的催化劑體系包含金屬茂化合物。在一些實施方案中，金屬茂化合物是具有通式(In1)Y(In2)MX2的橋聯(lián)聯(lián)茚基金屬茂，其中In1和In2是結(jié)合到M上并通過Y橋聯(lián)的相同的取代的或未取代的茚基，Y是橋聯(lián)基團，其中連接In1與In2的直鏈中的原子數(shù)目為1-8并且直接鏈包含C或Si，M為
3、4、5或6族的過渡金屬。In1和In2可以是取代的或未取代的。如果In1和In2被一個或多個取代基取代，則取代基選自齒素原子、C1-C10烷基、C5-C15芳基、C6-C25烷芳基和含N-或P-的烷基或芳基。這種類型的示例性金屬茂化合物包括但不限于P-二甲基甲硅烷基雙(茚基)二甲基鉿和μ-二甲基甲硅烷基雙(茚基)二甲基鋯。
[0061]在其它的實施方案中，金屬茂化合物可以是具有通式(In1)Y(In2)MX2的橋聯(lián)聯(lián)茚基金屬茂，其中In1和In2是結(jié)合到M上并通過Y橋聯(lián)的相同的2，4-取代茚基，Y是橋聯(lián)基團，其中連接In1與In2的直接鏈中的原子數(shù)目為1-8并且直接鏈包含C或Si，M為3、
4、5或6族的過渡金屬。In1和In2在位置2由甲基取代和在位置4由選自C5-C15的芳基、C6-C25的烷芳基和含N-或P-的烷基或芳基的取代基取代。這種類型的示例性的金屬茂化合物包括但不限于(μ-二甲基甲硅烷基)雙(2-甲基-4-(3’，5’-二叔丁基苯基)茚基)二甲基鋯、(μ-二甲基甲硅烷基)雙(2-甲基-4-(3’，5’-二叔丁基苯基)茚基)二甲基鉿、(μ-二甲基甲硅烷基)雙(2-甲基-4-萘基茚基)二甲基鋯、(μ-二甲基甲硅烷基)雙(2-甲基-4-萘基茚基)二甲基鉿、(μ-二甲基甲硅烷基)雙(2-甲基-4-(N-咔唑基)茚基)二甲基鋯和(μ-二甲基甲硅烷基)雙(2-甲基-4-(N-咔唑基)茚基)二甲基鉿。
[0062]或者，在本發(fā)明的一個或多個實施方案中，金屬茂化合物可對應(yīng)于美國專利號
7,601, 666中公開的一個或多個式。這樣的金屬茂化合物包括但不限于二甲基甲娃燒基雙(2_(甲基)-5，5，8，8-四甲基-5，6，7，8-四氫苯并(f)茚基)二甲基鉿、二苯基甲硅烷基雙(2_(甲基)-5，5，8，8-四甲基-5，6，7，8-四氫苯并(f)茚基)二甲基鉿、二苯基甲硅烷基雙(5，5，8，8-四甲基-5，6，7，8-四氫苯并(f)茚基)二甲基鉿、二苯基甲硅烷基雙(2-(甲基)-5，5，8，8-四甲基-5，6，7，8-四氫苯并(f)茚基)二氯化鋯和環(huán)丙基甲硅烷基雙(2-(甲基)-5，5，8，8-四甲基-5，6，7，8-四氫苯并(f)茚基)二甲基鉿。
[0063]在本發(fā)明的一個或多個實施方案中，用于制備基于丙烯的聚合物的催化劑體系的活化劑包含陽離子組分。在一些實施方案中，該陽離子組分具有式[R1R2R3AH]+,其中A是氮，R1和R2 —起為-(CH2) a-基團，其中a為3、4、5或6并與氮原子一起形成4_、5_、6_或7-元非芳族環(huán)，任選地一個或多個芳族或雜芳族環(huán)可通過相鄰的環(huán)碳原子稠合到其上，和R3為(^、(:2、(:3、(；或(:5烷基，或N-甲基吡咯烷鎗或N-甲基哌啶鎗。在其它實施方案中，陽離子組分具有式[RnAH]+,其中A是氮，η是2或3，和所有R是相同的并且是(^-(:3烷基，例如三甲基銨、三甲基苯胺、三乙基銨、二甲基苯胺或二甲基銨。
[0064]在本發(fā)明的一個或多個實施方案中，用于制備基于丙烯的聚合物的催化劑體系的活化劑包含陰離子組分[Y]-。在一些實施方案中，該陰離子組分是具有式[B(R4)4]-的非配位陰離子(NCA)，其中R4是芳基或取代芳基，其一個或多個取代基是相同的或不同的，并選自烷基、芳基、鹵素原子、鹵代芳基和鹵代烷基芳基。在一個或多個實施方案中，取代基是全鹵代芳基或全氟化芳基，包括但不限于全氟苯基、全氟萘基和全氟聯(lián)苯基。
[0065]總之，本文所述的催化劑體系的陽離子和陰離子組分形成活化劑化合物。在本發(fā)明的一個或多個實施方案中，活化劑可以是N，N-二甲基苯胺(全氟苯基)硼酸鹽、N，N-二甲基苯胺-四(全氟萘基)硼酸鹽、N，N-二甲基苯胺-四(全氟聯(lián)苯基)硼酸鹽、N，N-二甲基苯胺-四(3，5-雙(三氟甲基)苯基)硼酸鹽、三苯基碳鎗-四(全氟苯基)硼酸鹽、三苯基碳鐵-四(全氟萘基)硼酸鹽、三苯基碳鐵-四(全氟聯(lián)苯基)硼酸鹽或三苯基碳鎗-四(3，5-雙(三氟甲基)苯基)硼酸鹽。
[0066]由前面的段落中提到的金屬茂化合物、陽離子活化劑組分和陰離子活化劑組分的任意組合所得的任何催化劑體系應(yīng)視為本文中明確公開的，并根據(jù)本發(fā)明可用于一種或多種烯烴單體的聚合。此外，兩種不同的活化劑的組合可與相同的或不同的(一種或多種)金
屬茂一起使用。
[0067]用于本發(fā)明方法的適合的活化劑還包括alominoxanes (或鋁氧烷)和烷基鋁。不受理論約束，通常認(rèn)為鋁氧烷是由通式(Rx-Al-O)n(其是環(huán)狀化合物)或Rx (Rx-Al-O)nAlRx2表示的低聚鋁化合 物(其是直鏈化合物)。最通常地，認(rèn)為鋁氧烷是環(huán)狀和直鏈化合物的混合物。在鋁氧烷通式中，Rx獨立地為C1-C2tl烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、它們的異構(gòu)體等，和η為1-50的整數(shù)。在一個或多個實施方案中，Rx是甲基且η至少為4。甲基鋁氧烷(MAO)、以及含有一些更高級的烷基以改進溶解性的改性ΜΑ0、乙基鋁氧烷、異丁基鋁氧烷等對本文所公開的方法是有用的。
[0068]此外，除了上述過渡金屬化合物和活化劑，適用于本發(fā)明的催化劑體系還可包含另外的活化劑(助活化劑)和/或清除劑。助活化劑是能夠與過渡金屬配合物反應(yīng)的化合物，以使在與活化劑組合使用時形成活性催化劑。助活化劑包括鋁氧烷和烷基鋁。
[0069]在本發(fā)明的一些實施方案中，可使用清除劑以“清除”任何將與催化劑另外發(fā)生反應(yīng)并使其失活的毒物的反應(yīng)。用作清除劑的典型的烷基鋁或硼組分由通式RxJZ2表示，其中J是鋁或硼，Rx是C1-C2tl烷基，例如甲基、乙基、丙基、丁基、戊基和它們的異構(gòu)體和每個Z獨立地為Rx或不同的單價陰離子配體，例如鹵素(氯、溴、碘)、烷氧基(ORx)等。示例性烷基鋁包括三乙基鋁、氯化二乙基鋁、二氯乙基鋁、三異丁基鋁、三正辛基鋁、三正己基鋁、三甲基鋁和它們的組合。示例性烷基硼包括三乙基硼。清除化合物還可以是鋁氧烷和改性鋁氧烷(包括甲基鋁氧烷和改性甲基鋁氧烷)。
[0070]在一些實施方案中，用于制備基于丙烯的聚合物的催化劑體系包含過渡金屬組分，其為具有通式(In1)Y(In2)MX2的橋聯(lián)聯(lián)茚基金屬茂，其中In1和In2是結(jié)合到M上并通過Y橋聯(lián)的相同的取代的或未取代的茚基，Y是橋聯(lián)基團，其中連接In1與In2的直接鏈中的原子數(shù)目為1-8并且該直鏈包含C或Si，和M為3、4、5或6族的過渡金屬。In1和In2可以是取代的或未取代的。如果In1和In2被一個或多個取代基取代，則取代基選自鹵素原子、C「C1(I烷基、C5-C15芳基、C6-C25烷芳基和含N-或P-的烷基或芳基。在一個或多個實施方案中，用于制備基于丙烯的聚合物的過渡金屬組分是μ_二甲基甲硅烷基雙(茚基)二甲基
Tp O
[0071]基于乙烯的聚合物
[0072]在本發(fā)明的某些實施方案中，本文所述的非織造材料的彈性層包含一種或多種基于乙烯的聚合物，其可以是乙烯均聚物和/或摻入一種或多種共聚單體的乙烯共聚物。各種類型的基于乙烯的聚合物在本領(lǐng)域是已知的。示例性的基于乙烯的聚合物包括乙烯-丙烯或乙烯-丁烯共聚物、低密度聚乙烯(“LDPE”)、線性低密度聚乙烯(“LLDPE”)、高密度聚乙烯(“HDPE”)和聚乙烯蠟。選擇基于乙烯的聚合物的密度和熔融指數(shù)，以及其在與上述基于丙烯的聚合物的聚合物共混物中的濃度，以使所得的聚合物共混物可以加工成為纖維或織物而無漏出、纖維斷裂或其它不恰當(dāng)?shù)赜绊懤w維和織物形成或加工設(shè)備的操作的問題。
[0073]在本發(fā)明的一個或多個實施方案中，認(rèn)為基于乙烯的聚合物是結(jié)晶的或可結(jié)晶的。如本文所用，術(shù)語“可結(jié)晶的”是指那些聚合物或序列，其在未形變狀態(tài)主要是無定形的，但在拉伸或退火時成為結(jié)晶的。因此，在某些特定的實施方案中，可以認(rèn)為半結(jié)晶的基于乙烯的聚合物是可結(jié)晶的。
[0074]在本發(fā)明的特定實施方案中使用的半結(jié)晶的基于乙烯的聚合物可具有100%結(jié)晶的聚乙烯的結(jié)晶度的約2%-約65%的結(jié)晶度。在其它的實施方案中，半結(jié)晶的基于乙烯的聚合物可具有100%結(jié)晶的聚乙烯的結(jié)晶度的約3%-約50%、或約4%-約40%、或約5%-約30%的結(jié)晶度。
[0075]或者，在本發(fā)明的特定實施方案中使用的基于乙烯的聚合物可具有更高的結(jié)晶度。例如，聚合物可具有約35%-約90%、或約40%-約85%、或約45%-約80%、或約50%-約75%的結(jié)晶度。
[0076]在至少一個特定的實施方案中，基于乙烯的聚合物可以是或包含一種或多種乙烯-α -烯烴共聚物，如乙烯-丙烯或乙烯-丁烯共聚物。乙烯-α -烯烴共聚物可以是非結(jié)晶的，例如無規(guī)立構(gòu)的或無定形的，在某些實施方案中，乙烯-α -烯烴共聚物是結(jié)晶的(包括“半結(jié)晶”)。乙烯_α -烯烴共聚物的結(jié)晶度優(yōu)選來自乙烯，并且許多已公開的方法、程序和技術(shù)可用于評估特定材料的結(jié)晶度是否來自乙烯。通過從組合物中除去乙烯_α -烯烴共聚物和然后測量殘余的基于丙烯的聚合物的結(jié)晶度，可以將基于丙烯的聚合物的結(jié)晶度和乙烯-α-烯烴共聚物的結(jié)晶度區(qū)分開。這樣測得的結(jié)晶度通常是用聚乙烯的結(jié)晶度校準(zhǔn)并且與共聚單體的含量相關(guān)。在這種情況下，結(jié)晶度百分比測定為聚乙烯結(jié)晶度的百分比，和因此建立來自乙烯的結(jié)晶度的來源。在一些實施方案中，基于乙烯的聚合物具有大于約 5g/10min 或大于約 75g/10min (19CTC )，例如至多約 300g/10min、250g/10min 或約200g/10min的熔融指數(shù)。
[0077]在一個或多個實施方案中，乙烯-α-烯烴共聚物可以是乙烯-丁烯共聚物。示例性的乙烯-丁烯共聚物可具有約2-約30g/lOmin、或約3-約25g/lOmin、或約4-約20g/10min的熔融指數(shù)。乙烯-丁烯共聚物可具有約0.870-約0.925g/cm3、或約0.880-約0.915g/cm3、或約0.890-約0.910g/cm3的密度。共聚物還可以具有約75-約125°C、或約80-約120°C、或約85-約115°C、或約90-約110°C的熔點。適合的市售乙烯-丁烯共聚物包括例如 Exact? 共聚物(如 ExxonMobil Chemical C0.的 Exact3139 和 Exact3140)以及Dow Chemical C0.的 Engage 共聚物。
[0078]在一個或多個實施方案中，乙烯- α -烯烴共聚物可包括一種或多種任選的多烯，特別地包括二烯烴；因此，乙烯-α-烯烴共聚物可以是乙烯-丙烯-二烯(通常稱為“EPDM”)。認(rèn)為任選的多烯是具有至少兩個不飽和鍵的任何烴結(jié)構(gòu)，其中不飽和鍵中的至少一個可容易地?fù)饺刖酆衔镏?。第二個鍵可以部分地參與聚合以形成長鏈分支，但優(yōu)選提供至少一些適合在后聚合過程中隨后固化或硫化的不飽和鍵。乙烯-丙烯或EPDM共聚物的實例包括 ExxonMobil Chemical C0.提供的商品名為 Vistalon 的 V722、V3708P、MDV91_9、V878。此外，一些市售的EPDM聚合物可從Dow Chemical C0.以商品名Nordel IP和MG購得。 [0079]任選的多烯的實例包括但不限于丁二烯、戊二烯、己二烯(例如1，4-己二烯)、庚二烯(例如1，6-庚二烯)、辛二烯(例如1，7-辛二烯)、壬二烯(例如1，8-壬二烯)、癸二烯(例如1，9_癸二烯)、十一碳二烯(例如1,10-1碳二烯)、十二碳二烯(例如1,11-十二碳二烯)、十三碳二烯(例如1，12-十三碳二烯)、十四碳二烯(例如1，13-十四碳二烯)、十五碳二烯、十六碳二烯、十七碳二烯、十八碳二烯、十九碳二烯、二十碳二烯、二十一碳二烯、二十二碳二烯、二十三碳二烯、二十四碳二烯、二十五碳二烯、二十六碳二烯、二十七碳二烯、二十八碳二烯、二十九碳二烯、三十碳二烯，以及具有小于1000g/mol的分子量(Mw)的聚丁二烯。直鏈無環(huán)二烯的實例包括但不限于1，4-己二烯和1，6-辛二烯。支鏈無環(huán)二烯的實例包括但不限于5-甲基-1，4-己二烯、3，7- 二甲基-1，6-辛二烯和3，7- 二甲基-1，7-辛二烯。單環(huán)脂環(huán)二烯的實例包括但不限于1，4-環(huán)己二烯、1，5-環(huán)辛二烯和1，7-環(huán)十二碳二烯。多環(huán)脂環(huán)稠合和橋聯(lián)環(huán)二烯的實例包括但不限于四氫茚、降冰片二烯、甲基四氫茚、二環(huán)戊二烯、雙環(huán)(2.2.1)庚-2，5-二烯和烯基-、亞烷基-、環(huán)烯基-和環(huán)亞烷基降冰片烯[包括例如5-亞甲基-2-降冰片烯、5-亞乙基-2-降冰片烯、5-丙烯基-2-降冰片稀、5-異亞丙基-2-降冰片稀、5- (4-環(huán)戍烯基)~2~降冰片稀、5-環(huán)亞己基-2-降冰片烯和5-乙烯基-2-降冰片烯]。環(huán)烯基取代烯烴的實例包括但不限于乙烯基環(huán)己烯、烯丙基環(huán)己烯、乙烯基環(huán)辛烯、4-乙烯基環(huán)己烯、烯丙基環(huán)癸烯、乙烯基環(huán)十二烯和四環(huán)十二碳二烯。
[0080]適用于本發(fā)明的其它示例性基于乙烯的聚合物可包括LDPE、LLDPE和HPDE。LDPE也稱作“支化的”或“非均勻支化的”聚乙烯，因為從聚合物主鏈延伸出相對大量的長鏈支鏈。LDPE可具有約1.5-約10的MWD，大于約0.25的熔融指數(shù)，和包含至少99重量％的乙烯單體單元。在某些實施方案中，LDPE聚合物可具有約0.89g/cm3-0.94g/cm3的密度、約
4-約10的MWD和約0.25-約50g/10min的熔融指數(shù)。在其它的實施方案中，LDPE聚合物可具有0.89g/cm3-0.94g/cm3的密度、約4-約7的MWD和約0.25-約30g/10min的熔融指數(shù)。
[0081]LLDPE通常是乙烯和一種或多種其它的α -烯烴的共聚物。這樣的α -烯烴通常將具有3-20個碳原子。在某些實施方案中，該α-烯烴選自丁烯-1、戊烯-1、4-甲基-1-戊烯、己烯-1、辛烯-1、癸烯-1和它們的組合。在其它的實施方案中，α-烯烴選自丁烯-1、己烯-1、辛烯-1和它們的組合。意欲用于本文的LLDPE可由包括常規(guī)Ziegler-Natta型催化劑體系和基于金屬茂的催化劑體系的任何適合的催化劑體系制備。在某些實施方案中，LLDPE 聚合物可具有約 0.89g/cm3_0.94g/cm3 或約 0.91g/cm3-約 0.94g/cm3 的密度。在相同的或其它的實施方案中，通過差示掃描量熱計(DSC)測得LLDPE的熔點可以是約IlO0C -約 150°C或約 115°C -約 140°C。此外，LLDPE 可具有約 10g/10min-約 250g/10min、或約 20g/10min-約 200g/10min、或約 50g/10min_ 約 180g/10min 的 MFR。示例性的線性低密度聚乙烯包括可從ExxonMobil Chemical C0.以Exceed?商品名和從Dow ChemicalC0.以DNDA商品名獲得的那些。
[0082]HDPE是在具有如MI或HLMI (熔融指數(shù)或高負(fù)荷熔融指數(shù))指示的寬范圍的分子量內(nèi)可獲得的半結(jié)晶聚合物，并通常具有至少99摩爾百分比(基于HDPE的總摩爾數(shù))的乙烯含量。如果摻入HDPE中，共聚單體可選自丁烯和其它C3-C2(la-烯烴。在一個實施方案中，共聚單體選自1-丁烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯和1-辛烯以及它們的混合物。在某些實施方案中，存在于HDPE中的共聚單體基于HDPE的總摩爾數(shù)可以為至多約0.68摩爾百分t匕。在其它的實施方案中，存在于HDPE中的共聚單體為至多約0.28摩爾百分比。HDPE的密度通常大于0.94g/cm3。在一些實施方案中，HDPE可具有約0.94g/cm3-約0.97g/cm3或約0.95g/cm3-約0.965g/cm3的密度。在相同的或其它的實施方案中，通過差示掃描量熱計(DSC)測得的HDPE的熔點可以是約120°C -約150°C，或約125°C -約135°C。HDPE可具有約 0.lg/10min-約 20.0g/10min,或約 0.2g/10min_ 約 15.0g/10min,或約 0.6g/10min_ 約
10.0g/10min的熔融指數(shù)。此外，HDPE可具有約lg/10min-約35g/10min、或約5g/10min_約30g/10min、或約 7g/10min_ 約 25g/10min 的 MFR。
[0083]HDPE包括使用包括Ziegler-Natta、Phillips型催化劑、基于鉻的催化劑和可與鋁氧烷和/或離子型活化劑一起使用的金屬茂催化劑體系的多種催化劑體系制備的聚合物。用于制備這樣的聚乙烯的方法包括氣相、淤漿、溶液法等。示例性的HDPE包括但不限于可商購獲得的那些，如 Phillips Chemical C0.的 Marlex TR-130、Equistar ChemicalC0.的 M6211、Dow Chemical C0.的 Dow XU6151.302、以及 ExxonMobil Chemical C0.的HD7845、HD6733、HD6719、HTA002、HTA108、HYA108、Paxon4700、AD60007、AA45004、BA50100、Nexxstar?0111和 MA00I。
[0084]在本發(fā)明的一些實施方案中，基于乙烯的聚合物可以是乙烯蠟。在這樣的實施方案中，乙烯蠟可具有小于約65，000g/mol、或小于約50，000g/mol、或小于約45，000g/mol、或小于約40，000g/mol、或小于約35，000g/mol、或小于約30，000g/mol、或小于約25，OOOg/mol、或小于約 20，000g/mol、或小于約 15，000g/mol、或小于約 10，000g/mol 的 Mw。
[0085]適合用作基于乙烯的聚合物的乙烯蠟可以是極性或非極性的、支化的或非支化的，并且可以使用包括Ziegler-Natta催化劑、Phillips型催化劑、基于鉻的催化劑和金屬茂催化劑體系的任何適合的催化劑體系制備。乙烯蠟可以是低、中或高密度，使得在本發(fā)明的一些實施方案中，該臘可具有約ο.88g/cm3-約1.0g/cm3、或約0.89g/cm3-約0.99g/cm3、或約0.90g/cm3-約0.98g/cm3的密度。在相同的或其它的實施方案中，該蠟可具有約50-約2000mPa.S、或約 100-約 1900mPa.S、或約 150-約 1800mPa.s 的粘度。
[0086]適用于本發(fā)明的乙烯臘可具有約5-約300g/10min、或約5_約250g/10min、或約
5-約 200g/10min、或約 5-約 175g/10min、或約 5-約 150g/10min、或約 5-約 100g/10min、或約5-約50g/10min的熔融指數(shù)。在一個或多個實施方案中，乙烯蠟可以是線性的。在相同的或其它的實施方案中，乙烯蠟可具有高結(jié)晶度，例如約40-約85%、或約45-約80%、或約 50-約 75%。
[0087]適合用作本發(fā)明的基于乙烯的聚合物的示例性的乙烯蠟包括但不限于可從Clariant Chemicals 以商品名 Licowax 和 Licocene (特別是 Licowax PE130> LicowaxPE520 和 Licocene PE5301)獲得的那些，Baker Hughes 的 Polywax (特別是 Polywax3000)，和 Honeywell International 的 Honeywell A-C 性能添加劑(特別是 A-C9)。
[0088]在一個或多個實施方案中，可使用一個或多個接枝單體接枝或官能化基于乙烯的聚合物。接枝單體可以是或包括至少一種烯屬不飽和羧酸或酸衍生物，例如酸酐、酯、鹽、酰胺、酰亞胺、丙烯酸酯等。說明性單體包括但不限于丙烯酸、甲基丙烯酸、馬來酸、富馬酸、衣康酸、檸康酸、中康酸、馬來酸酐、4-甲基環(huán)己烯-1，2-二羧酸酐、雙環(huán)(2.2.2)辛烯-2，3-二羧酸酐、1，2，3，4，5，8，9，10-八氫萘-2，3-二羧酸酐、2-氧雜-1，3-二酮螺(4.4)壬烯、雙環(huán)(2.2.1)庚烯-2，3-二羧酸酐基、馬來海松酸、四氫鄰苯二甲酸酐、降冰片烯-2，3- 二羧酸酐、NA酸酐、甲基NA酸酐、納迪克酸酐、甲基納迪克酸酐和5-甲基雙環(huán)(2.2.1)庚烯-2，3- 二羧酸酐。其它適合的接枝單體包括丙烯酸甲酯和更高級的丙烯酸烷基酯、甲基丙烯酸甲酯和更高級的甲基丙烯酸烷基酯、丙烯酸、甲基丙烯酸、甲基丙烯酸羥基甲酯、甲基丙烯酸羥基乙酯和更高級的甲基丙烯酸羥基烷基酯和甲基丙烯酸縮水甘油基酯。馬來酸酐是優(yōu)選的接枝單體。在本文的某些實施方案中，基于乙烯的聚合物可以是具有馬來酸酐接枝到主鏈的聚乙烯主鏈的接枝聚合物。在某些其它的實施方案中，基于乙烯的聚合物可以是具有至少一個官能化的封端基團(例如乙烯基四亞甲基(VTM))的聚乙烯蠟，從而為聚合物提供極性特性。
[0089]非織造材料
[0090]本發(fā)明涉及包含至少一個彈性層的非織造材料，其中彈性層包含前面所述的基于丙烯的聚合物和基于乙烯的聚合物。在一些實施方案中，該非織造材料另外地包含位于(多個)彈性層一側(cè)或兩側(cè)的一個或多個面層。如本文所用，“非織造”是指通過除編織以外的方法生產(chǎn)的織物材料。在非織造織物中，通過傳送中間的一維紗線態(tài)，然后或者化學(xué)地結(jié)合、熱結(jié)合或者機械互鎖(或兩者)將纖維直接加工成為平面片狀織物結(jié)構(gòu)，以實現(xiàn)粘結(jié)織物。
[0091]在本發(fā)明的一個或多個實施方案中，彈性層包含約70-約99重量％、或約75-約97重量％、或約80-約95重量％、或約85-約90重量％的基于丙烯的聚合物。在這樣的實施方案中，彈性層的剩余部分可包含一種或多種基于乙烯的聚合物。換句話說，彈性層可包含約1-約30重量％、或約3-約25重量％、或約5-約20重量％、或約10-約15重量％的一種或多種基于乙烯的聚合物。
[0092]本發(fā)明不僅涉及非織造織物，還涉及形成包含本文所述的聚合物共混物的非織造織物的方法。在一個或多個實施方案中，這樣的方法包括以下步驟:形成包含基于丙烯的聚合物和一種或多種基于乙烯的聚合物的聚合物共混物，形成包含聚合物共混物的纖維和由纖維形成彈性非織造層。在其它的實施方案中，方法還可包括形成一個或多個非織造面層，和在面層上放置彈性層或多個彈性層的步驟。任選地，可以另外地在彈性層或多個彈性層上放置一個或多個面層，使得彈性層夾在面層之間。
[0093]包含基于丙烯的聚合物和基于乙烯的聚合物的熔融共混物可通過任何保證組分的充分混合的方法制備。聚合物的共混和均勻化是本領(lǐng)域已知的，且包括單螺桿和雙螺桿混合擠出機、用于混合低粘度的熔融聚合物物流的靜態(tài)混合器、沖擊混合器，以及設(shè)計為以充分接觸而分散第一和第二聚合物的其它機器和方法。例如，聚合物組分和其它少量組分可以通過連續(xù)或間歇過程的熔融共混或干混進行共混。這些方法是本領(lǐng)域眾所周知的并且包括單螺桿和雙螺桿配混(compounding)擠出機，以及設(shè)計為充分地熔融和均勻化聚合物組分的其它機器和方法。熔融共混或配混擠出機通常配備有造粒模頭(pelletizing die)以將均質(zhì)聚合物轉(zhuǎn)化成粒料形狀。然后可以將均質(zhì)化的粒料進料到纖維或非織造工藝設(shè)備的擠出機中以制備纖維或織物。或者，可以將基于丙烯的和基于乙烯的聚合物干混并進料到非織造工藝設(shè)備的擠出機中。
[0094]本發(fā)明的非織造材料可通過本領(lǐng)域已知的任何方法形成。例如，在本文的某些實施方案中，通過紡粘或熔噴的方法制備本發(fā)明的織物的彈性層或多個彈性層。當(dāng)織物還包含一個或多個面層時，也可以通過熔噴方法制備面層，或通過紡粘或射流噴網(wǎng)成布(spunlace)法制備它們。
[0095]如本文所用，“熔噴”是指通過在一定加工溫度下，將熔融的熱塑性材料通過多個細(xì)的(通常是圓形)模頭毛細(xì)管擠出作為熔融線或長絲進入高速度，通常是熱的氣體物流(其使熔融的熱塑性材料的長絲變細(xì)以減小它們的直徑，可以小到微纖維直徑)中而形成的纖維。其后，熔噴纖維由高速氣體物流攜帶并沉積在收集表面上以形成無規(guī)分散的熔噴纖維的網(wǎng)或非織造織物。這樣的方法通常描述在例如美國專利號3，849，241和6，268，302中。用高MFR的聚丙烯制成的常規(guī)熔噴纖維一般是或連續(xù)的或不連續(xù)的且通常小于約10微米的微纖維，然而某些高通量的方法(例如本文所述的那些)可產(chǎn)生具有大于10微米直徑，例如約10至-約30微米，或約20-約30微米直徑的纖維。如本文所用，術(shù)語熔噴是指包括熔融噴霧(me It spray)過程。
[0096]商業(yè)熔噴方法利用具有相對高通量，超過0.3克每孔每分鐘(“ghm”)，或超過0.4ghm、或超過0.5ghm、或超過0.6ghm、或超過0.7ghm的擠出機。本發(fā)明的纖維和織物可使用商業(yè)熔噴方法，或以小試(test)或以中試(pilot)規(guī)模的方法。
[0097]如本文所用，“紡粘”是用來指將聚合物供給到加熱的擠出機中以熔融和均勻化該聚合物的方法。擠出機將熔融的聚合物供應(yīng)到噴絲板，在那當(dāng)聚合物通過在噴絲板上布置的一行或多行細(xì)開孔時纖維化，從而形成長絲簾。通常在低溫下用空氣淬火長絲、通常氣動地拉伸并沉積在移動墊上、帶上或“成形線”以形成非織造織物。見例如在美國專利號 4，340，563,3, 692，618,3, 802，817,3, 338，992,3, 341，394,3, 502，763 和美國專利號3，542，615中。如本文所用，術(shù)語紡粘是指包括射流噴網(wǎng)成布方法，其中使長絲纏繞形成網(wǎng)，例如通過使用高速噴射的水(稱為“水力纏繞”)。
[0098]紡粘方法中生產(chǎn)的纖維的直徑通常為約10-約50微米，取決于工藝條件和所期望的由該纖維生產(chǎn)的織物的最終用途。例如，增大聚合物分子量或降低加工溫度導(dǎo)致更大直徑的纖維。淬火空氣溫度和氣動拉伸壓力的變化也影響纖維直徑。
[0099]本發(fā)明所述的非織造材料可以是單層或多層的層壓材料。一種應(yīng)用是從熔噴織物(“M”)和紡粘織物(“S”)制備層壓材料，其結(jié)合了來自紡粘織物的強度和熔噴織物更大的阻隔性能的優(yōu)點。典型的層壓材料或復(fù)合材料具有三層或更多層，例如兩個或更多個紡粘層中間夾著的(多個)熔噴層或者“SMS”織物復(fù)合材料。其它組合的實例是SSMMSS、SMMS和SMMSS復(fù)合材料。復(fù)合材料還可以由本發(fā)明的彈性層與合成的或天然的其它材料制備以生產(chǎn)有用的制品。
[0100]在某些實施方案中，本發(fā)明的非織造材料包含一個或多個的包含如前所述的基于丙烯的聚合物和一種或多種基于乙烯的聚合物的彈性層，且還包含一個或多個位于(多個)彈性層一側(cè)或兩側(cè)的一個或多個面層。(多個)面層可包含本領(lǐng)域已知的適用于這樣的層的任何材料。適合的面層材料的實例包括但不限于通常用作面層的任何可獲得的材料，例如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚乳酸(PLA)以及兩種或多種上述物質(zhì)的聚合物或纖維共混物。
[0101]取決于期望的目的，多種添加劑可以摻入用于制備本文所描述的纖維和織物的聚合物中。這樣的添加劑可以包括但不限于穩(wěn)定劑、抗氧化劑、填充劑、著色劑、成核劑、分散齊?、脫模劑、滑爽劑、阻燃劑、增塑劑、顏料、硫化或固化劑、硫化或者固化劑促進劑、固化遲延劑、加工助劑、增粘樹脂等。其它的添加劑可包括填充劑和/或增強材料，例如炭黑、粘土、滑石、碳酸鈣、云母、二氧化硅、硅酸鹽、它們的組合等。初級和次級抗氧化劑包括例如受阻酚、受阻胺和磷酸酯。成核劑包括例如苯甲酸鈉和滑石。此外，為了提高結(jié)晶速率，也可使用其它的成核劑例如Ziegler-Natta催化的烯烴產(chǎn)品或其它高結(jié)晶性的聚合物。其它添加劑例如分散劑，例如AciOwax C也可以包括在內(nèi)?；瑒┌ɡ缬王０泛徒嫠狨０贰４呋瘎┦Щ顒┮彩浅Ｓ玫?，例如硬脂酸鈣、水滑石和氧化鈣和/或其它本領(lǐng)域已知的酸中和劑。
[0102]上面所述的非織造產(chǎn)品可用于很多制品，例如衛(wèi)生產(chǎn)品包括但不限于尿片、女性護理產(chǎn)品和成人失禁產(chǎn)品。非織造產(chǎn)品還可用于醫(yī)藥產(chǎn)品例如無菌包裝、隔離衣、手術(shù)室隔離衣、手術(shù)衣、手術(shù)單、急救敷料和其它一次性用品。如本文所述的非織造產(chǎn)品的其它應(yīng)用包括衣物、過濾器介質(zhì)和吸著劑產(chǎn)品等。
[0103]非織造材 料的性能
[0104]與本領(lǐng)域中先前已知的材料相比，包含由上述基于丙烯的聚合物和一種或多種基于乙烯的聚合物的共混物形成的彈性層的非織造材料顯示出有利的拉伸和彈性性能。與包含基于丙烯的聚合物與其它共混搭檔的組合的纖維相比，基于丙烯的聚合物的凈纖維通常顯示最高的彈性響應(yīng)。然而，由于阻塞和其它制造問題，在標(biāo)準(zhǔn)的商用纖維紡紗和非織造織物設(shè)備上處理凈的基于丙烯的彈性體是不實際的(在某些情況下甚至是不可能的)。為解決這樣的問題，將結(jié)晶的或可結(jié)晶的共混搭檔結(jié)合到基于丙烯的聚合物中。該共混搭檔通常選擇聚丙烯。
[0105]已經(jīng)意外地發(fā)現(xiàn)，與先前的基于丙烯的聚合物與聚丙烯的共混物相比，使用基于乙烯的聚合物作為共混搭檔允許類似的可加工性，同時提供改進的拉伸性能和增強的彈性。彈性通常通過參數(shù)的測量評估，例如滯后曲線內(nèi)的面積(較低的值表明較高的彈性)、峰值負(fù)荷、永久形變(較低的值表明較高的彈性)和在最大伸長率的50%時測得的回縮力(較高的值表明較高的彈性)。這些參數(shù)可以由多循環(huán)滯后測量得到，例如本文圖1a和Ib中所示。
[0106]如本文所報告，如下確定第一和第二循環(huán)滯后。方法涉及在重復(fù)的負(fù)荷/卸荷循環(huán)之后測量彈性織物的彈性恢復(fù)和永久變形。以500mm/min的橫頭速度將彈性織物拉伸兩次至100%伸長率。當(dāng)達到此點時，保持織物I秒，并以500mm/min的相同橫頭速度返回到其起始位置。當(dāng)織物返回到其起始未拉伸的位置時，保持30秒。在此時間段之后，測定在0.1N的負(fù)荷下的百分伸長率。這個值用于計算彈性恢復(fù)。
[0107]如本文所報告，根據(jù)EDANA測試方法WSP110.4B確定伸長率。
[0108]如本文所報告，根據(jù)EDANA測試方法WSPl 10.4B確定拉伸強度。
[0109]如本文所報告，如下確定永久形變。該方法涉及在重復(fù)的負(fù)荷/卸荷循環(huán)之后測量彈性織物的彈性恢復(fù)和永久變形。以500mm/min的橫頭速度將彈性織物拉伸兩次至100%伸長率。當(dāng)達到此點時，保持織物I秒，并以500mm/min的相同橫頭速度返回到其起始位置。當(dāng)織物返回到其起始未拉伸的位置時，保持30秒。在此時間段之后，測定在0.1N的負(fù)荷下的百分伸長率。這個值用于計算彈性恢復(fù)。
[0110]在一個或多個實施方案中，包含根據(jù)本發(fā)明的基于丙烯的和基于乙烯的聚合物的共混物的纖維和/或彈性層可具有通過第一循環(huán)滯后回線確定的小于約31b (13.3N)、或小于約2.51b (11.1N)、或小于約21b (8.9N)的峰值負(fù)荷。在相同的或其它的實施方案中，纖維或彈性層的峰值負(fù)荷比包含等量的替代基于乙烯的聚合物的丙烯均聚物的纖維或彈性層的峰值負(fù)荷小至少約Ilb (4.4N)、或至少約1.51b (6.7N)、或至少約21b (8.9N)。此外，該纖維或彈性層的峰值負(fù)荷可比僅包含基于丙烯的聚合物的纖維或彈性層的峰值負(fù)荷小至少約Ilb (4.4N)、或至少約1.51b (6.7N)、或至少約21b (8.9N)的峰值負(fù)荷。
[0111]在一個或多個實施方案中，本發(fā)明的非織造組合物(例如單層彈性層或與另外的面層或中間層組合的彈性層)可具有大于約210%、或大于約225%、或大于約250%的峰值橫向(⑶)伸長率。在相同的或其它的實施方案中，非織造組合物可具有比其中僅包含基于丙烯的彈性體的彈性層的組合物的峰值⑶伸長率高至少約15%、或至少約20%、或至少約25%、或至少約30%、或至少約40%的峰值⑶伸長率。
[0112]在一個或多個實施方案中，本發(fā)明的非織造組合物可具有大于約22N/5cm、或大于約22.5N/5cm、或大于約23N/5cm、或大于約23.5N/5cm、或大于約24N/5cm、或大于約25N/5cm的峰值CD拉伸強度。在相同的或其它的實施方案中，非織造組合物可具有比其中僅包含基于丙烯的彈性體的彈性層的組合物的峰值CD拉伸強度大至少約lN/5cm、或至少約1.5N/5cm、或至少約2N/5cm、或至少約2.5N/5cm的峰值⑶拉伸強度。
[0113]在一個或多個實施方案中，本發(fā)明的非織造組合物可具有小于約75%、或小于約73%、或小于約71%的第一循環(huán)滯后。在相同的或其它的實施方案中，非織造組合物可具有小于約58%、或小于約57.5%、或小于約57%、或小于約56%、或小于約55%的第二循環(huán)滯后。此外，非織造組合物可具有比其中僅包含基于丙烯的彈性體的彈性層的組合物的第一或第二循環(huán)滯后小至少約1.5%、或至少約2%、或至少約2.5%、或至少約3%的第一或第二循環(huán)滯后。
[0114]在一個或多個實施方案中，本發(fā)明的非織造組合物可具有小于約29%、或小于約27%、或小于約25%的第一循環(huán)永久形變。在相同的或其它的實施方案中，非織造組合物可具有小于約18%、或小于約17%、或小于約16%、或小于約15%的第二循環(huán)永久形變。此外，非織造組合物可具有比其中僅包含基于丙烯的彈性體的彈性層的組合物的第一或第二循環(huán)永久形變小至少約0.25%、或至少約0.5%、或至少約1.0%、或至少約1.5%、或至少約2.0%、或至少約2.5%的第一或第二循環(huán)永久形變。
[0115]在一個或多個實施方案中，本發(fā)明的非織造組合物可具有大于或等于其中彈性層僅包含基于丙烯的彈性體的組合物的拉伸強度的峰值拉伸強度，和等于或小于其中彈性層僅包含基于丙烯的彈性體的組合物的永久形變的永久形變。此外，在相同的或其它的實施方案中，本發(fā)明的非織造組合物可具有大于或等于其中彈性層包含基于丙烯的彈性體和等量的替代基于乙烯的聚合物的丙烯均聚物(例如具有約80g/10min的MFR)的組合物的拉伸強度的峰值拉伸強度，和小于或等于其中彈性層包含基于丙烯的彈性體和等量的替代基于乙烯的聚合物的丙烯均聚物的組合物的永久形變的永久形變。
實施例
[0116]下列名稱用于在本文所述的示例性實施例中使用的聚合物。
[0117]PBPl是包含約15重量％的乙烯且具有約18g/10minMFR的基于丙烯的聚合物。
[0118]PBP2是包含約85重量％ (具有約15重量％的乙烯含量)的丙烯-乙烯共聚物和約15重量％的丙烯均聚物的共混物的基于丙烯的聚合物。PBP2具有約80g/10min的MFR。
[0119]PBP3是包含約15重量％的乙烯且具有約3g/10min的MFR的基于丙烯的聚合物。
[0120]EBPl是包含乙烯均聚物且具有約7000的Mw的基于乙烯的聚合物蠟。
[0121]EBP2是具有約6200的Mw的基于乙烯的聚合物蠟。
[0122]EBP3是包含乙烯均聚物且具有約280g/10min的熔融指數(shù)的基于乙烯的聚合物。
[0123]EBP4是包含乙烯和己烯并具有約7.5g/10min的熔融指數(shù)的基于乙烯的聚合物。
[0124]EBP5是包含乙烯和己烯并具有約15g/10min的熔融指數(shù)的基于乙烯的聚合物。
[0125]EBP6是包含乙烯和己烯并具有約19g/10min的熔融指數(shù)的高密度基于乙烯的聚合物。
[0126]實施例1
[0127]使用具有0.4克/孔/分鐘(ghm)的通量的標(biāo)準(zhǔn)商用纖維紡紗設(shè)備，由85重量％的PBPl (減粘裂化至約40g/10min的MFR)和15重量％的EPBl的本發(fā)明的共混物形成部分取向紗線(72根長絲)。在1500m/min下拉伸該纖維。也使用相同的設(shè)備和方法由PBP2制備對比纖維。本發(fā)明共混物的第一和第二循環(huán)滯后的結(jié)果如圖1a所示和對比材料的如圖1b所示。
[0128]如圖1a和Ib中所示，與使用聚丙烯作為共混搭檔相比，添加基于乙烯的聚合物提供更好彈性與加工性能的有利平衡(如在圖1b中所示的對比聚合物中)。這是通過與圖1b對比時，圖1a的共混物的滯后曲線內(nèi)顯著減小的面積所證明。此外，在圖1a中所觀察到的在低應(yīng)變時的較低負(fù)荷值表示更容易的拉伸性。
[0129]實施例2
[0130]使用如實施例1中的相同的設(shè)備和方法由對比聚合物共混物和兩個本發(fā)明的聚合物共混物紡成部分取向紗線。對比聚合物共混物包含85重量％的PBPl和15重量％的具有約35g/10min的MFR的丙烯均聚物。對比共混物的第一和第二循環(huán)滯后回線如圖2a中所示。第一個本發(fā)明的聚合物共混物包含85重量％的PBPl和15重量％的EBP2。第一個本發(fā)明的共混物的第一和第二循環(huán)滯后回線如圖2b所示。第二個本發(fā)明的聚合物共混物包含87.4重量％的PBPl、5.5重量％的EBPl和7.1重量％的EBP3。第二個本發(fā)明的共混物的第一和第二循環(huán)滯后回線如圖2c所示。在所有情況下，在與指定的共混搭檔共混之前，首先將PBPl減粘裂化至約40g/10min的MFR。
[0131]圖3a、3b和3c分別是圖2a、2b和2c中所示的滯后曲線的放大視圖，并說明各聚合物共混物的永久變形測量。類似地，圖4a、4b和4c分別是圖2a、2b和2c中所示的滯后曲線的放大視圖，并說明各聚合物共混物測定的回縮力。
[0132]如圖中所示，觀察到摻入一種或多種基于乙烯的聚合物的聚合物共混物具有較小的滯后回線面積和較低的峰值力，這對更容易的拉伸性是理想的。此外，本發(fā)明共混物的永久變形值也較低，這表明更好的彈性響應(yīng)。本發(fā)明共混物和對比共混物的回縮力值似乎是相似的。
[0133]實施例1和2的數(shù)據(jù)表明，基于乙烯的聚合物是作為由基于丙烯的聚合物制備的彈性纖維和織物的共混搭檔的聚丙烯的理想替代，從而提供更高水平的彈性響應(yīng)。盡管不希望受理論束縛，但認(rèn)為聚丙烯和基于丙烯的聚合物之間發(fā)生強熔體相互作用，從而產(chǎn)生惡化彈性響應(yīng)的不利的共混形態(tài)?；谝蚁┑木酆衔锱c基于丙烯的聚合物之間更大的不混溶性導(dǎo)致不相互作用的相分離的共混形態(tài)并引起更高的彈性響應(yīng)。此外，基于乙烯的聚合物相對快的結(jié)晶輔助纖維的組建。
[0134]實施例3
[0135]由如表1中所示的對比基于丙烯的聚合物和三個本發(fā)明的聚合物共混物制備彈性非織造織物層。將聚合物和聚合物共混物熔融并直接噴涂到第一面層上。然后將第二面層施用到彈性層的熱表面上以形成三層層壓材料。第一和第二面層都是由從Jacob Holm獲得的聚丙烯和聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)粗疏短纖維的50/50共混物制成的射流噴網(wǎng)成布織物。
[0136]表1
[0137]
【權(quán)利要求】
1.具有至少一個彈性層的非織造組合物，其中所述彈性層包含:(i)約70-約99重量％的基于丙烯的聚合物，所述基于丙烯的聚合物具有:a.約75-約95重量％的丙烯和約5-約25重量％的乙烯和/或C4-C12α -烯烴； b.大于約90%的三元立構(gòu)規(guī)整度；和 c.小于約75J/g的熔化熱， 和(ii)約1-約30重量％的一種或多種基于乙烯的聚合物，其中所述基于乙烯的聚合物包含約65-100重量％的乙烯和O-約35重量％的一種或多種C3-C12 α -烯烴。
2.權(quán)利要求1的組合物，其中所述基于丙烯的聚合物包含約8-約20重量％的乙烯。
3.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述基于乙烯的聚合物的熔融指數(shù)大于約5g/10min (在 190 °C，2.16kg)。
4.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述基于乙烯的聚合物的熔融指數(shù)為約5-約175g/10min (在 190 °C，2.16kg)。
5.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述基于乙烯的聚合物的熔融指數(shù)為約75g/10min-約 300g/10min(在 190 °C，2.16kg)。
6.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述基于乙烯的聚合物是聚乙烯蠟。
7.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述基于乙烯的聚合物是Mw小于約65，OOOg/mo I的聚乙烯臘。`
8.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述彈性層包含約3-約25重量％的基于乙烯的聚合物。
9.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述基于丙烯的聚合物的熔體流動速率大于約 10g/10min(230°C，2.16kg)。
10.前述權(quán)利要求任一項的組合物,其中所述彈性層具有在1500m/min通過第一循環(huán)滯后回線確定的小于約31b (13.3N)的峰負(fù)荷。
11.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述組合物的峰值橫向伸長率大于約225%。
12.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述組合物的峰值橫向伸長率比其中彈性層僅包含基于丙烯的彈性體的組合物的峰值橫向伸長率高至少約20%。
13.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述組合物的峰值橫向伸長率比其中彈性層不包含基于乙烯的聚合物的組合物的峰值橫向伸長率高至少約20%。
14.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述組合物的峰值橫向拉伸強度大于約22N/5cm。
15.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述組合物的峰值橫向拉伸強度比其中彈性層僅包含基于丙烯的彈性體的組合物高至少約2N/5cm。
16.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述組合物的峰值橫向拉伸強度比其中彈性層不包含基于乙烯的聚合物的組合物的峰值橫向拉伸強度高至少約2N/5cm。
17.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述組合物的第一循環(huán)滯后小于約75%。
18.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述組合物的第一循環(huán)永久形變小于約29%。
19.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述組合物具有: a.峰值拉伸強度大于或等于其中彈性層僅包含基于丙烯的彈性體的組合物的峰值拉伸強度；和b.永久形變等于或小于其中彈性層僅包含基于丙烯的彈性體的組合物的永久形變。
20.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述彈性層通過紡粘或熔噴形成。
21.前述權(quán)利要求任一項的組合物，還包含一個或多個面層。
22.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述一個或多個面層通過紡粘形成并且所述彈性層通過熔噴形成。
23.前述權(quán)利要求任一項的組合物，其中所述面層包含聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯或它們的組合。
24.具有至少一個彈性層的非織造組合物，其中所述彈性層包含:(a)約80-約90重量％的基于丙烯的聚合物，所述基于丙烯的聚合物具有: (i)約80-約90重量％的丙烯和約10-約20重量％的乙烯； (ii)大于約90%的三元立構(gòu)規(guī)整度； (iii)小于約75J/g的熔化熱；和
(iv)約35-約 45g/10min 的 MFR(230°C, 2.16kg), 和(b)約5-約20重量%的MW為約6000-約7500g/mol且密度為約0.925-約0.945g/cm3的聚乙烯蠟， 其中所述非織造組合物具有: (1)大于約225%的峰值橫向伸長率； (2)大于約22N/5cm的峰值橫向拉伸強度； (3)小于約75%的第一循環(huán)滯后；和 (4)小于約29%的第一循環(huán)永久形變。
25.具有至少一個彈性層的非織造組合物，其中所述彈性層包含:(a)約85-約95重量％的基于丙烯的聚合物，所述基于丙烯的聚合物具有: (i)約80-約90重量％的丙烯和約10-約20重量％的乙烯； (ii)大于約90%的三元立構(gòu)規(guī)整度； (iii)小于約75J/g的熔化熱；和
(iv)約15-約 20g/10min 的 MFR(230°C, 2.16kg), 和(b)約5-約15重量％的包含約65-100重量％的乙烯和O-約35重量％的己烯的基于乙烯的聚合物，且具有約5-約20g/10min的熔融指數(shù)(190°C，2.16kg)， 其中所述非織造組合物具有: (1)大于約225%的峰值橫向伸長率； (2)大于約22N/5cm的峰值橫向拉伸強度； (3)小于約75%的第一循環(huán)滯后；和 (4)小于約29%的第一循環(huán)永久形變。
26.包含前述權(quán)利要求任一項的組合物的制品。
【文檔編號】D04H1/4291GK103635619SQ201280030087
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2012年6月1日 優(yōu)先權(quán)日:2011年6月21日
【發(fā)明者】A·K·邁塔, C·R·哈里斯, G·E·基斯, 趙斌, G·C·里奇森 申請人:?？松梨诨瘜W(xué)專利公司