包含低熔点丙烯聚合物的纤维和织物制造技术

通过金属茂催化剂体系形成的丙烯均聚物和共聚物一般呈现比现有的丙烯聚合物低的熔点性能。这种低熔点性能可用于加工中和用于制备通常依赖较低熔点性能或为实现粘结的两种织物或纤维之间熔点差的纤维和织物中。这些纤维是（例如）绳绒线或簇绒绳、芯皮纤维。织物如纺粘和熔喷织物，当组合为ＳＭ或ＳＭＳ织物时，显示在较低温度下粘结，几乎无针孔。这些织物可通过胶粘剂，如热熔体胶粘剂、水基胶粘剂和挤出的聚烯烃粘结。考虑了Ｚｉｅｇｌｅｒ－Ｎａｔｔａ催化的与金属茂催化的聚合物的组合。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及纤维、织物和其它产品，及由聚合物，特别是丙烯均聚物或乙烯和/或α-烯烃的丙烯共聚物制备这些产品的方法，其中聚合物利用金属茂催化剂体系生产。由这些聚合物制备的制品显示比常规(Ziegler-Natta催化地)均聚物或常规(Ziegler-Natta催化的)共聚物低的熔点。聚烯烃聚合物是工业上公知的产品。聚烯烃的用途广泛，这对于本领域熟练技术人员是公知的。聚烯烃具有很多有用的性能。然而，在很多纤维、织物或类似产品领域中，常规(对于本申请，常规是指Ziegler-Natta催化的丙烯均聚物和共聚物)聚烯烃具有的熔点阻止了或基本上限制了它们用于较低熔点或较大熔点温度差有利的领域。聚丙烯，均聚物和共聚物已被广泛使用。仅美国每年就生产逾2,000,000吨聚丙烯。聚丙烯具有从包装膜和片材到食品成型容器及用于尿布(diaper)和医院工作服(gown)的纤维结构的广泛用途。聚丙烯由几种类型，其中一种是丙烯与其它烯烃的统计共聚物，有时也称为无规共聚物。过去，这种聚丙烯大都以乙烯与丙烯的共聚物(通常用Ziegler-Natta催化剂制备)为代表。过去，高级α-烯烃(HAO)(那些具有5个或更多碳原子的α-烯烃)与丙烯用Ziegler-Natta催化剂进行共聚存在问题，原因是这些催化剂对高级α-烯烃的反应活性较低。Ziegler-Natta(Z-N)催化的丙烯-乙烯共聚物当与(Z-N催化的)丙烯均聚物相比时，发现其用途是基于基本上不同的性质。Ziegler-Natta催化的丙烯均聚物与丙烯-乙烯共聚物性能的区别大致在于相对于均聚物，共聚物具有较低的熔点、较高的柔韧性、较好的透明度和稍微改进的韧性。对于纤维或织物，共聚物在非织造尿布覆盖材料中的柔软度和/或当暴露于高能辐射，例如γ-射线、紫外线或电子束下时改进的耐降解性为其一个优点。最近在聚烯烃催化方面的进展已产生了称为金属茂的不同催化剂Mitsui Petrochemical Industries的EP0 495 099A1公开了一种丙烯α-烯烃共聚物，其中丙烯的存在量为90-99mol％，α-烯烃的存在量为1-10mol％。该文献公开了这种丙烯α-烯烃共聚物具有窄分子量分布(Mw/Mn)、低熔点和优良的柔软度。该文献公开了用金属茂-铝氧烷催化剂体系聚合丙烯α-烯烃的方法。该文献还公开了Tm与丙烯含量之间的直线关系，然而，并未绘出不同α-烯烃的熔点降低效果的区别。Ausimont的EP0318 049A1公开了丙烯与小部分乙烯和/或α-烯烃的共聚物。公开了该共聚物具有极好的机械性能。该共聚物是在甲基铝氧烷化合物存在下聚合的。该文献中给出的例子是丙烯-乙烯共聚物和丙烯-丁烯-1共聚物。过去，也曾将不同的(例如低熔点的)Ziegler-Natta丙烯-乙烯共聚物有利地用于某些纤维和织物领域。然而，两个实际局限已限制了这些应用。其一是聚丙烯生产厂从经济上考虑可以加入4-5wt％以上的乙烯。具有5wt％以上乙烯的市售产品不能广泛使用或生产。其二是具有4-5wt％以上乙烯的丙烯共聚物能够经济地拉伸为纤维的性能基本上被削弱了。Kimberly Clark Corporation的US5,188,885公开了一种织物层压制品，该制品与由全同立构聚丙烯点热粘合制备的织物层压制品相比，更柔软、强度更好、更耐磨并且降低了颗粒析出。这种织物层压制品至少具有一些由烯烃共聚物、三元聚合物或由烯烃聚合物的共混物形成的层。其中烯烃聚合物的结晶度低于45％，优选为31-35％。该专利公开了这种聚合物具有宽的熔化温度范围。在一个实施方案中，丙烯无规共聚物可通过将0.5-5wt％，优选3％的乙烯共聚入丙烯骨架中形成。该专利进一步公开了除非在纺粘层与熔喷层之间存在10℃-40℃的熔化温度差，否则粘结性就不是最佳的并且将降低强度。在使用非织造材料的传统服装生产中，使用不同种类的织物和聚合物，以在特定区域利用不同织物的强度性能。这种利用不同织物强度性能的一个例子是纺粘-熔喷-纺粘(SMS)的惯用于外科手术工作服的复合层压制品或结构的组合。其中间层由熔喷纤维形成。熔喷纤维一般较柔软且相对不渗透流体，然而，纤维本身具有强度相对低的特性(例如，撕裂值低)。因此，为了使用熔喷层和其良好的阻止流体(例如外科手术过程中的体液)性能，将1或通常2层纺粘材料(它是一种强度比熔喷织物相对高，但相对多孔的材料)层压至熔喷织物层上。这种层压制品同时具有S层和M层的性能，即强度高(S层)且基本上不渗透流体(M层)。此层压可通过多种工艺完成。热层压是理想的且低成本的方法。然而，当两层或多层之间的熔化或软化点温度差不足够时，用热层压法可能导致的“烧穿”(通常称为破洞)会出现使(例如)体液通过的空隙机会，因此损害了SM或SMS层压制品的防护作用。将这些织物粘合的另一方法是通过粘合剂或胶粘剂，尤其是热熔体胶粘剂、水基胶粘剂或熔化的聚合物进行。胶粘层压，虽然有效，但很昂贵并且经常不能得到最佳织物。胶粘剂必须喷涂、涂覆，当使用水基胶粘剂时，还需要干燥。胶粘层压的织物趋于变“粗”或变硬和不舒适或毫无用处。熔化温度不同的聚合物有利的另一领域是生产所谓的绳绒簇绒绳领域。生产这些合成聚合物类材料依赖于熔点较高材料的挤出纤维(一般为2至3种纤维)。然后将这些熔点较高的纤维进行机械加捻并加热得到恒定捻度的纤维。接着将额外的经或纬纤维拉伸经过来自机械加捻的线圈。然后将最后这些纤维的末端或线圈切除，得到纤维、纤维束、簇绒或“割绒或管形清洁器”外观。切割操作后，将纤维、纤维束或纱线通过加热导辊，该加热导辊在理论上会使纤维束或纱线中的熔点较低的纤维软化或接近其熔点，理论上使切断纤维基本上在其横向与纤维束、绳或纱线中的机械加捻纤维的剩余部分粘合。然而，它们一般存在两个缺点中的至少一个。缺点之一是成本，例如在聚烯烃绳绒线生产操作中挤出聚酰胺或聚酯时，纤维束纱线或织物的成本受到非聚烯烃成本的不利影响。另一方面，当使用低成本材料，如聚乙烯和乙烯共聚物或甚至丙烯共聚物(高乙烯含量，Ziegler-Natta)时，它们在工业速度下常常缺乏纺丝制成可接受的纤维的性能。因此，需要一种能够被纺丝或挤出制成纤维并且相对于可买到的丙烯聚合物具有低熔点或软化点的聚烯烃，特别是丙烯共聚物。已发现，在金属茂催化剂体系存在下生产的丙烯均聚物和共聚物与常规(Ziegler-Natta催化的)均聚物或共聚物相比具有较低的峰熔点温度。这种金属茂催化的丙烯聚合物的低熔点性能可有利地用于多方面。纺粘-熔喷织物(SM)当用作S织物，另一层用作M织物时，可通过使用较低熔点或软化点的一种聚合物将其相互粘结。然而，其它组合也是可行的，例如可将高熔点纤维加入具有较小直径纤维的熔喷织物中，同时将较低熔点的聚合物形成纺粘织物。两种聚合物之间的熔点差和/或其相对直径厚度的组合可使这两层粘结，得到强度相对高、相对不渗透流体的织物。另一可能组合的扩展未预料到当与丙烯和乙烯或丁烯的共聚物(都是金属茂催化的)的熔点下降相比时，高级α-烯烃(HAO)共聚单体(5-20个碳原子)也具有熔点下降效果。其它组合，例如绳绒纤维绳和芯皮型纤维也将受益于可从本专利技术方案的聚合物和聚合物制得的纤维得到的较低粘结本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种织物，包括至少２层：ａ）第一层为熔喷层，所述第一层包括Ｔ↓［ｍ］在１４０℃至１６１℃范围内的聚合物；ｂ）第二层为纺粘层，所述第二层包括Ｔ↓［ｍ］在１１０℃至１４５℃范围内的聚合物；其中所述ａ）和ｂ）的Ｔ↓［ｍ］差至少为１０℃ ；其中所述第一层或所述第二层的至少一种聚合物聚合时具有Ｍ↓［ｗ］／Ｍ↓［ｎ］≤３；其中所述Ｍ↓［ｗ］／Ｍ↓［ｎ］≤３的聚合物优选在金属茂催化剂体系存在下形成，其中至少一种所述第一层或所述第二层的聚合物至少９０％是全同立构的。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：GA斯塔尔，JJ迈克宾，
申请(专利权)人：埃克森美孚化学专利公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]