聚合物組合物和由其制備的非織造組合物的制作方法
【專(zhuān)利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2013年6月4日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)?zhí)?1/831，033的優(yōu)先權(quán)利益， 所述文獻(xiàn)通過(guò)參考引入本文。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003] 本發(fā)明設(shè)及基于丙締的聚合物組合物、由其制備的非織造組合物和它們的制造方 法。
【背景技術(shù)】
[0004] 基于丙締的聚合物和共聚物由于它們?cè)诟鞣N應(yīng)用（包括制造非織造織物）中的實(shí) 用性而在本領(lǐng)域中熟知。此類(lèi)織物具有各種各樣的應(yīng)用，例如用于醫(yī)療和衛(wèi)生產(chǎn)品、服裝、 過(guò)濾介質(zhì)和吸收劑產(chǎn)品。烙噴非織造織物尤其可用于衛(wèi)生產(chǎn)品，例如嬰兒尿布、成人失禁產(chǎn) 品和女性衛(wèi)生產(chǎn)品。運(yùn)些織物的重要方面，尤其是在衛(wèi)生應(yīng)用中的重要方面是W低成本制 造具有良好滲漏性能的美學(xué)上令人愉悅的織物的能力。良好的滲漏性能經(jīng)由織物的彈性層 的彈性獲得，所述彈性為穿戴者提供更佳配合和順應(yīng)，導(dǎo)致更少滲漏。運(yùn)些織物的另一個(gè)優(yōu) 點(diǎn)是它們與基于膜的層壓體相比的透氣性。
[0005] 在彈性層中使用具有小于30g/10min的烙體流動(dòng)速率（MFR)的市售基于丙締的聚 合物制備烙噴非織造織物可能是困難的，因?yàn)榇祟?lèi)聚合物的低MFR要求高烙體溫度和高壓 來(lái)將所述纖維烙噴。高的加工溫度可能引起擠出機(jī)中的不希望的降解，同時(shí)高壓限制烙噴 設(shè)備的生產(chǎn)速率。此前，將一些基于丙締的聚合物與額外的聚合物或反應(yīng)器后聚合物，通常 全同立構(gòu)丙締均聚物，共混，然后用過(guò)氧化物減粘裂化W獲得用于彈性層的較高M(jìn)FR的聚 合物。然而，與額外的聚合物共混通常提高制造成本并減小所得的非織造織物的彈性。相 似地，減粘裂化也提高制造成本并增加制造方法的復(fù)雜性。
[0006] 因此希望由具有較高M(jìn)FR(即，大于30g/10min)的基于丙締的聚合物形成烙噴非 織造織物的彈性層，而不將反應(yīng)器后基于丙締的聚合物與均聚聚丙締或其它聚合物共混和 不將所述聚合物減粘裂化。此類(lèi)織物可W在寬范圍的工藝條件下，和W較高的生產(chǎn)速率和 較低的成本制備。形成顯示回縮力和永久變形的希望的平衡的織物也將是所希望的。
[0007] 美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2002/0019507描述了基于丙締的聚合物，其已經(jīng)用過(guò)氧化 物加W減粘裂化而提高用于粘合劑應(yīng)用的所述聚合物的MFR。
[0008] 美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2005/0130544描述了基于丙締的聚合物與丙締均聚物的用 于纖維紡絲的共混物。
[0009] 美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2008/0172840描述了適合用于紡粘纖維或長(zhǎng)絲應(yīng)用的具有 100-500g/10min的MFR的聚締控共混組合物。
[0010] 美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)號(hào)2009/0124154描述了包含兩種或更多種基于丙締的彈性體 和一種或多種基于丙締的熱塑性聚合物的非織造織物。
[0011] 國(guó)際公開(kāi)號(hào)W0 2009/064583描述了由包含低結(jié)晶度基于丙締的彈性體、高結(jié)晶 度基于丙締的彈性體和基于丙締的熱塑性聚合物的組合物制造的非織造織物。
[0012] 國(guó)際申請(qǐng)?zhí)朠CT/US2012/062517描述了基于丙締的組合物，其是包含第一聚合物 和第二聚合物的反應(yīng)器共混物的反應(yīng)器級(jí)組合物。所述第一聚合物具有16wt%的乙締含 量，所述第二聚合物具有4wt%的乙締含量。所述組合物可用來(lái)形成烙紡非織造織物。
[0013] 附圖簡(jiǎn)述
[0014] 圖1舉例說(shuō)明了用16"DCD和1化si的空氣流速制成的實(shí)施例1的織物的乙締含 量和永久變形。
[001引圖2舉例說(shuō)明了用16"DCD和1化si的空氣流速制成的實(shí)施例1的織物的乙締含 量和永久變形。圖2還指示與對(duì)照織物相比實(shí)施例織物的回縮力的增加或減少的百分率。 [001引圖3舉例說(shuō)明了用16"DCD和15psi的空氣流速制成的實(shí)施例1的織物的乙締含 量和永久變形。圖3還指示與對(duì)照織物相比實(shí)施例織物的回縮力的增加或減少的百分率。
[0017] 圖4舉例說(shuō)明了用16"DCD和20psi的空氣流速制成的實(shí)施例1的織物的乙締含 量和永久變形。圖4還指示與對(duì)照織物相比實(shí)施例織物的回縮力的增加或減少的百分率。
[0018] 圖5舉例說(shuō)明了用20"DCD和lOpsi的空氣流速制成的實(shí)施例1的織物的乙締含 量和永久變形。圖5還指示與對(duì)照織物相比實(shí)施例織物的回縮力的增加或減少的百分率。
[0019] 圖6舉例說(shuō)明了用20"DCD和15psi的空氣流速制成的實(shí)施例1的織物的乙締含 量和永久變形。圖6還指示與對(duì)照織物相比實(shí)施例織物的回縮力的增加或減少的百分率。
[0020] 圖7舉例說(shuō)明了用20"DCD和20psi的空氣流速制成的實(shí)施例1的織物的乙締含 量和永久變形。圖7還指示與對(duì)照織物相比實(shí)施例織物的回縮力的增加或減少的百分率。 [002。圖8舉例說(shuō)明了用24"DCD和lOpsi的空氣流速制成的實(shí)施例1的織物的乙締含 量和永久變形。圖8還指示與對(duì)照織物相比實(shí)施例織物的回縮力的增加或減少的百分率。 [002引圖9舉例說(shuō)明了24"DCD和15psi的空氣流速。圖9還指示與對(duì)照織物相比實(shí)施 例織物的回縮力的增加或減少的百分率。
[0023] 圖10舉例說(shuō)明了用24'OCD和2化si的空氣流速制成的實(shí)施例1的織物的乙締含 量和永久變形。圖10還指示與對(duì)照織物相比實(shí)施例織物的回縮力的增加或減少的百分率。
[0024] 圖11比較了實(shí)施例2的織物的永久變形和基重。
[00巧]圖12比較了實(shí)施例2的織物的回縮力和基重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[002引發(fā)明概述
[0027] 提供了包含第一聚合物組分和第二聚合物組分的反應(yīng)器共混物的基于丙締的聚 合物組合物。所述第一聚合物組分包含丙締和乙締并具有大于12至小于19wt%乙締的乙 締含量Ri，其中所述重量百分率基于所述第一聚合物組分的丙締衍生的和乙締衍生的單元 的總重量。所述第二聚合物組分包含丙締和乙締并具有大于4至小于lOwt%乙締的乙締含 量R2,其中所述重量百分率基于所述第二聚合物組分的丙締衍生的和乙締衍生的單元的總 重量。優(yōu)選地，所述第一和第二聚合物組分的乙締含量滿足W下式：
[0028] -1. 7143Ri巧9. 771《尺2《-1. 9167R1+37.25。
[0029] 運(yùn)里還提供了具有至少一個(gè)彈性層的烙紡非織造組合物，其中所述彈性層包含所 述基于丙締的聚合物組合物，和此類(lèi)非織造組合物的制備方法。
[0030] 發(fā)明詳述
[0031] 運(yùn)里公開(kāi)了基于丙締的聚合物組合物、具有至少一個(gè)包含那些基于丙締的聚合物 組合物的彈性層的非織造織物和形成此類(lèi)織物的方法。所述基于丙締的聚合物組合物包含 第一聚合物組分和第二聚合物組分的反應(yīng)器共混物。所述第一聚合物組分包含丙締和乙締 并具有大于12至小于19wt%乙締含量Ri，基于所述第一聚合物組分的重量。所述第二聚 合物組分包含丙締和乙締并具有大于4至小于lOwt%的乙締含量R2,基于所述第二聚合物 組分的重量。所述第一和第二聚合物組分的乙締含量滿足W下式：
[0032] -1. 7143Ri巧9. 771《尺2《-1. 9167R1+37. 25。
[0033] 本文所使用的術(shù)語(yǔ)"共聚物"旨在包括具有兩種或更多種單體，非必要地有其它單 體的聚合物，并可W是指互聚物、Ξ元共聚物等。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"聚合物"包括，但不限 于，均聚物、共聚物、Ξ元共聚物等和它們的合金和共混物。本文所使用的術(shù)語(yǔ)"聚合物"還 包括抗沖、嵌段、接枝、無(wú)規(guī)和交替共聚物。術(shù)語(yǔ)"聚合物"應(yīng)該還包括所有可能的幾何構(gòu) 型，除非另外特別說(shuō)明。此種構(gòu)型可W包括全同立構(gòu)、間同立構(gòu)和無(wú)規(guī)對(duì)稱(chēng)。本文所使用的 術(shù)語(yǔ)"共混物"是指兩種或更多種聚合物的混合物。
[0034] 本文所使用的術(shù)語(yǔ)"單體"或"共聚單體"可W是指用來(lái)形成聚合物的單體，即呈 聚合之前的形式的未反應(yīng)的化學(xué)化合物，并且還可W是指運(yùn)樣的單體，即在它已經(jīng)結(jié)合到 聚合物中W后（本文也稱(chēng)作"[單體]-衍生的單元"），由于聚合反應(yīng)其通常具有比它在聚 合反應(yīng)之前更少的氨原子。本文論述了不同單體，包括丙締單體、乙締單體和二締單體。
[0035] 本文所使用的"聚丙締"包括丙締的均聚物和共聚物或它們的混合物。包括一種 或多種與一種或多種附加的單體聚合的丙締單體的產(chǎn)物可W更通常稱(chēng)為無(wú)規(guī)共聚物（RCP) 或抗沖共聚物（ICP)。抗沖共聚物在本領(lǐng)域中還稱(chēng)為多相共聚物。本文所使用的"基于丙 締的"旨在包括僅僅包含丙締的任何聚合物或包含丙締與一種或多種共聚單體的任何聚 合物，其中丙締是主要組分（即，大于50wt%丙締）。
[0036] 本文所使用的"反應(yīng)器級(jí)"是指在聚合后沒(méi)有經(jīng)化學(xué)或機(jī)械處理W致改變聚合物 的平均分子量、分子量分布或粘度的聚合物。從描述為反應(yīng)器級(jí)的那些聚合物中特別排除 的是已經(jīng)被減粘裂化或W其它方式處理或用過(guò)氧化物涂覆的那些。然而，對(duì)于本公開(kāi)內(nèi)容 來(lái)說(shuō)，反應(yīng)器級(jí)聚合物包括是反應(yīng)器共混物的那些聚合物。
[0037] 本文所使用的"反應(yīng)器共混物"是指經(jīng)由一種或多種單體的順序（例如，序列）或 平行聚合使得一種聚合物在另一種聚合物存在下形成，或通過(guò)溶液共混在并聯(lián)反應(yīng)器中單 獨(dú)制得的聚合物而原位制備的兩種或更多種聚合物的高度分散和機(jī)械不可分離的共混物。 反應(yīng)器共混物可W在單個(gè)反應(yīng)器，一系列反應(yīng)器，或并聯(lián)反應(yīng)器中制備并且是反應(yīng)器級(jí)共 混物。反應(yīng)器共混物可W通過(guò)任何聚合方法（包括間歇、半連續(xù)或連續(xù)系統(tǒng)）制備。從"反 應(yīng)器共混物"聚合物中特別排除其中聚合物在外部共混（例如通過(guò)在混合機(jī)、擠出機(jī)或其它 類(lèi)似設(shè)備中物理或機(jī)械共混）的兩種或更多種聚合物的共混物。
[0038] 本文所使用的"減粘裂化"是通過(guò)使聚合物經(jīng)歷斷鏈而減小聚合物分子量的方法。 減粘裂化方法還提高聚合物的MFR并可能使其分子量分布變窄。一些不同類(lèi)型的化學(xué)反應(yīng) 可W用于減粘裂化基于丙締的聚合物。實(shí)例是熱裂解，其通過(guò)使聚合物暴露到高溫中，例如 在350°C或更高溫度的擠出機(jī)中達(dá)到。其它方法是暴露到強(qiáng)氧化劑中和暴露到電離福射中。 減粘裂化的最常用的方法是向聚合物添加降解助劑。降解助劑是當(dāng)與之后在擠出條件下加 熱的聚合物混合時(shí)促進(jìn)斷鏈的物質(zhì)。商業(yè)實(shí)踐中使用的降解助劑的實(shí)例是烷基氨過(guò)氧化物 和二烷基過(guò)氧化物。運(yùn)些材料在高溫下引發(fā)自由基鏈反應(yīng)，而導(dǎo)致聚丙締分子的斷裂。術(shù) 語(yǔ)"降解助劑"和"減粘裂化劑"可在運(yùn)里互換地使用。已經(jīng)經(jīng)由減粘裂化過(guò)程經(jīng)歷斷鏈的 聚合物在運(yùn)里說(shuō)成"被減粘裂化"。此種減粘裂化聚合物級(jí)，尤其是聚丙締級(jí)在工業(yè)中通常 稱(chēng)作"受控流變性"或"CR"級(jí)。
[0039] 本文所使用的"催化劑體系"是指一種或多種催化劑與一種或多種活化劑和，非必 要地，一種或多種載體組合物的組合。"活化劑"是能夠提高一種或多種催化劑使單體聚合 成聚合物的能力的任何化合物或組分，或化合物或組分的組合。
[0040] 基于丙締的聚合物組合物
[0041]基于丙締的聚合物組合物是包含第一聚合物組分和第二聚合物組分的反應(yīng)器共 混物的反應(yīng)器級(jí)聚合物組合物。運(yùn)里描述的聚合物組合物尤其適合用于烙噴非織造織物的 彈性層，W及用于其它應(yīng)用。
[0042] 基于丙締的聚合物組合物包含丙締和大約5wt% -大約%的一種或多種選自 乙締和/或C4-C12α-締控的共聚單體。α-締控共聚單體單元可W衍生自乙締、下締、戊 締、己締、4-甲基-1-戊締、辛締或癸締。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，α-締控是乙締。在一些實(shí) 施方案中，基于丙締的聚合物組合物基本上由丙締和乙締組成，或僅僅由丙締和乙締組成。
[0043] 基于丙締的聚合物組合物可W包括至少大約5wt%，至少大約6wt%，至少大約 7wt%，或至少大約8wt%，或至少大約lOwt%，或至少大約12wt%，或至少14wt%乙締衍 生的單元，其中所述重量百分率基于丙締衍生和α-締控衍生的單元的總重量?；诒?的聚合物組合物可W包括至多大約22wt%，或至多大約20wt%，或至多大約19wt%，或至 多大約18wt%，或至多大約17wt%乙締衍生的單元，其中所述重量百分率基于丙締衍生和 α-締控衍生的單元的總重量。在一些實(shí)施方案中，基于丙締的聚合物組合物可W希望地包 含大約5wt% -大約%乙締，或大約7wt% -大約20wt%乙締，或大約lOwt% -大約 19wt%乙締，或大約12wt% -大約18wt%乙締，或大約12wt% -大約15wt%乙締，其中所 述重量百分率基于丙締衍生和α-締控衍生的單元的總重量。
[0044] 基于丙締的聚合物組合物可W包括至少大約78wt%，或至少大約80wt%，或至少 大約81wt%，或至少大約82wt%，或至少大約83wt%，或至少大約84wt%丙締衍生的單元， 或至少大約85wt%丙締衍生的單元，其中重量百分率基于丙締衍生和α-締控衍生的單元 的總重量?；诒喌木酆衔锝M合物可W包括至多大約95wt%，或至多大約94wt%，或至 多大約93wt%，或至多大約92wt%，或至多大約90wt%，或至多大約88wt%，或至多大約 86wt%丙締衍生的單元，其中重量百分率基于丙締衍生和α-締控衍生的單元的總重量。 [004引可W使用"C核磁共振（NMR)通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法測(cè)量聚合物的共聚 單體含量和序列分布?？蒞使用本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的方法測(cè)量具有離散分子量范圍的 共聚單體含量，包括傅里葉變換紅外光譜學(xué)（FTIR)連同通過(guò)GPC收集的樣品，如Wheeler 和Willis,AppliedSpectroscopy, 1993,V0I. 47,PP. 1128-1130 所述那樣。對(duì)于含有多于 75wt%丙締的丙締乙締共聚物，此類(lèi)聚合物的共聚單體含量（乙締含量）可W如下測(cè)量： 均勻薄膜在大約150°C或更高的溫度下壓制，并安放在化rkinElmer陽(yáng)1760紅外光譜儀 上。記錄樣品從600cm1到4000cm1的全譜并且可W根據(jù)下列公式計(jì)算乙締的單體wt% : 乙締wt% = 82. 585 - 111. 987X+30. 045X2,其中X是在 1155cm1 處的峰高度和在 722cm1 或732cm1處的峰高度（按兩者中較高者）的比例。對(duì)于具有75wt%或更低丙締含量的丙 締乙締共聚物，可W使用Wheeler和Willis中描述的程序測(cè)量共聚單體（乙締）含量。參 考美國(guó)專(zhuān)利號(hào)6, 525, 157,其試驗(yàn)方法還完全適合本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所提及各種測(cè) 量并含有更多關(guān)于GPC測(cè)量，通過(guò)NMR測(cè)定乙締含量和DSC測(cè)量的細(xì)節(jié)。
[0046] 基于丙締的聚合物組合物可W由烙點(diǎn)（Tm)表征，其可W通過(guò)差示掃描量熱法 (DSC)