具有LLDPE和LDPE的人造草皮纤维制造技术

本发明专利技术提供人造草皮纤维的制造方法，该方法包括：‑生成聚合物混合物，该聚合物混合物包括：60‑99重量％的LLDPE聚合物；1‑15重量％的LDPE聚合物；‑将聚合物混合物挤出为单丝；‑将单丝骤冷；‑将单丝重新加热；‑将重新加热的单丝拉伸以将单丝形成为人造草皮纤维。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有LLDPE和LDPE的人造草皮纤维
本专利技术涉及人造草皮及人造草皮的生产，所述人造草皮还被称作合成草皮(syntheticturf)。本专利技术进一步涉及模仿草的纤维的生产，和特别是基于聚合物共混物(polymerblends)的人造草皮纤维和由这些人造草皮纤维制成的人造草皮毯(artificialturfcarpet)的产品和生产方法。
技术介绍
人造草皮(artificialturf)或人造草坪(artificialgrass)为由用于代替草的纤维制成的表面。人造草皮的结构被设计为使得人造草皮具有类似草的外观。典型地，人造草皮用作如英式足球、美式足球、橄榄球、网球、高尔夫球等的运动，比赛场或锻炼场的表面。此外人造草皮通常用于景观应用。将人造草皮场地定期地刷洗，以帮助纤维在比赛或锻炼期间被踩倒后直立。在整个5-15年的通常使用时间内，如果人造草皮运动场可以经受高机械磨损、可以抵抗紫外线、可以经受热循环或热老化、可以抵抗与化学品的相互作用和各种环境条件，则是有益的。因此如果人造草皮具有长的使用寿命、耐久，并且在其整个使用时间内保持其比赛和表面特征以及外观，则是有益的。EP1378592A1描述包括塑性体和聚乙烯的混合物的合成纤维的生产方法。聚乙烯可以为LLPE或HDPE。2012年6月13日的专利申请CN102493011A(TAISHANSPORTSINDUSTRYGROUP；LEUNGTAISHANARTIFICIALTURFINDUSTRY)描述了耐磨人造草丝。一个实施方案包括85％LLDPE和6％耐磨母粒(masterbatch)，其中约50％的母粒由LDPE组成。2012年1月12日的WO2012/005974A1(DOWGLOBALTECHNOLOGIESLLC[US]SandkuehlerPeter[ES]；MartinJill)描述了取向制品(orientedarticle)，例如由三组分聚合物共混物制成的纱线、带或丝。共混物包括：(a)20至50份第一组分(A)，其包含密度在0.85和0.90gm/cm3之间、和Mw/Mn小于3、和熔体指数(12)在0.5和5gm/10分钟之间的均相乙烯聚合物；和(b)30至80份第二组分(B)，其包含密度在0.91和0.945gm/cm3之间、和Mw/Mn大于3.5、和熔体指数(12)在0.5和10gm/10分钟之间的非均相支化乙烯聚合物；和(c)2至25份第三组分(C)，其包含密度大于0.945gm/cm3、和熔体指数(12)在0.01和10gm/10分钟之间的乙烯聚合物。可以期望制造具有一组期望性质的人造草皮纤维，例如，关于纤维的光滑度、拉伸强度、耐剪切力、和/或耐开裂性(resistancetosplicing)。
技术实现思路
本专利技术提供独立权利要求中的人造草皮的制造方法。在从属权利要求中给出实施方案。如果实施方案不相互排斥，则可以自由地彼此组合。一方面，本专利技术涉及人造草皮纤维的制造方法。该方法包括：-生成聚合物混合物，该聚合物混合物包括：·LLDPE聚合物，其量为聚合物混合物的60-99重量％；·LDPE聚合物，其量为聚合物混合物的1-15重量％；-将聚合物混合物挤出为单丝；-将单丝骤冷；-将单丝重新加热；-将重新加热的单丝拉伸以将单丝形成为人造草皮纤维。“低密度聚乙烯”(LDPE)是由密度在0.910-0.940g/cm3范围内的单体乙烯制成的热塑性塑料。本专利技术的实施方案基于其密度范围在上述指定的子范围内的LDPE。如本文所用的“线性低密度聚乙烯”(LLDPE)为具有相当数量的短支链的基本上线性的聚合物(聚乙烯)。LLDPE因为没有长链支化而在结构上与常规LDPE不同。LLDPE的线性度产生于LLDPE和LDPE的不同制造过程。通常，LLDPE通过乙烯和α-烯烃的共聚合在较低温度和压力下而生产。由于多种原因，制造包括用于在挤出和拉伸过程中生成单丝的在上述指定的量范围内的LLDPE和LDPE的混合物的人造草皮会是有利的。该方法使得制造同时为柔软、挠性、耐剪切力(例如在挤出期间或拉伸期间施加的)、具有高拉伸强度并且耐开裂的人造草皮纤维。如本文所用的“开裂”涉及沿其纵轴使纤维裂开。与塑性体和LLDPE或HDPE的组合相比，包括指定量范围的LLDPE和LDPE的组合的聚合物混合物在显示相同或者甚至改进的耐裂开性的同时，令人惊讶地显示增加的柔软性、挠性和改进的拉伸强度。已经观察到并非所有塑性体都非常适合用于防止人造草皮纤维的裂开，推测是因为塑性体-至少如果以某特定量范围提供和/或具有特定密度-似乎不产生可以可靠地防止开裂的链缠结和/或似乎具有负面影响，例如制成具有降低的拉伸强度或挠性和/或增加的脆性的纤维。申请人意外地观察到，一方面高耐开裂性和另一方面高拉伸强度之间的最佳折中可以通过组合用于产生人造草皮纤维的指定量的LLDPE和LDPE聚合物来实现。所述纤维可以另外具有降低的脆性和增加的挠性。申请人还观察到所用LDPE的量应该相对较低，优选在聚合物混合物的1重量％-15重量％的范围内，更优选在5-8重量％的范围内，以确保所产生纤维的高耐开裂性与高拉伸强度和高挠性的组合。申请人观察到LLDPE中缺少长链支化使得链在伸长时彼此滑动而不变得缠结。结果，如果在纤维表面上施加拉力，则完全由LLDPE组成的纤维容易开裂。申请人还观察到LLDPE具有比LDPE和许多塑性体更高的拉伸强度和更高的耐刺穿性。申请人意外地观察到，使用上述指定量范围内的LDPE和LLDPE的特定组合使得制造能够耐开裂并且同时为柔软、挠性并且具有高拉伸强度的人造草皮纤维。在另一个有益的方面，在单丝内部和表面处的聚合物晶体的拉伸诱导形成(stretching-inducedformation)增加了纤维的粗糙度，从而使得在其中单丝部分地嵌入随后凝固的液膜，例如乳胶或PU膜中的实施方案中，强机械固定在人造草皮衬底中。申请人进一步观察到，在对包括LLDPE和LDPE聚合物的聚合物混合物施加强剪切力时，例如，通过挤出包括LLDPE和LDPE聚合物的聚合物混合物，LDPE分子变形，LDPE分子的侧链与其它LDPE分子的侧链和/或LLDPE分子缠结。由于链缠结，粘度升高。申请人发现由特定量的LDPE和LLDPE的特定混合物制造的人造草皮纤维柔软和挠性并且具有高拉伸强度(由于LLDPE组分)并且同时耐开裂(由于由LDPE组分引起的链缠结)。申请人观察到，如果LLDPE与LDPE的比例太大，则可能发生开裂，并且如果所述比例太低，则纤维的挠性和拉伸强度可能显著降低。与如聚酰胺(PA)等聚合物相反，聚乙烯(PE)通常被认为是降低如皮肤灼伤等伤害的风险的相对柔软和挠性的聚合物。LLDPE是由于其较短的链支化而剪切敏感的PE的一种形式。与相同熔体指数的LDPE的应力松弛相比，LLDPE使得在挤出或拉伸后聚合物链的更快的应力松弛。在人造草皮纤维生产的背景下，耐应力性会是特别有益的：拉伸过程引发在拉伸的纤维的表面(和内部)上结晶部分的形成。晶体增加了表面粗糙度，因此使得纤维更好地机械固定在表面衬底中。根据实施方案，聚合物混合物以聚合物混合物的5-8重量％的量包括LDPE聚合物，并且以聚合物混合物的60重量％本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种人造草皮纤维的制造方法，所述方法包括：‑(502)生成聚合物混合物(470)，所述聚合物混合物包括：·LLDPE聚合物(450,452)，其量为所述聚合物混合物的60‑99重量％；·LDPE聚合物(102,454)，其量为所述聚合物混合物的1‑15重量％；‑(504)将所述聚合物混合物挤出为单丝(606)；‑(506)将所述单丝骤冷；‑(508)将所述单丝重新加热；‑(510)将重新加热的所述单丝拉伸以将所述单丝形成为人造草皮纤维(1004)。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.04.18 EP 16165769.71.一种人造草皮纤维的制造方法，所述方法包括：-(502)生成聚合物混合物(470)，所述聚合物混合物包括：·LLDPE聚合物(450,452)，其量为所述聚合物混合物的60-99重量％；·LDPE聚合物(102,454)，其量为所述聚合物混合物的1-15重量％；-(504)将所述聚合物混合物挤出为单丝(606)；-(506)将所述单丝骤冷；-(508)将所述单丝重新加热；-(510)将重新加热的所述单丝拉伸以将所述单丝形成为人造草皮纤维(1004)。2.根据权利要求1所述的方法，所述聚合物混合物以所述聚合物混合物的5-8重量％的量包括所述LDPE聚合物，和/或以所述聚合物混合物的60重量％-95重量％的量包括所述LLDPE聚合物。3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，-所述LDPE聚合物(454)的密度在0.919g/cm3至0.921g/cm3的范围内。4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，-所述LLDPE聚合物(450,452)的密度在0.918g/cm3至0.920g/cm3的范围内。5.根据前述权利要求1-4中任一项所述的方法，-所述LLDPE聚合物包括密度在0.918g/cm3至0.920g/cm3的范围内的第一LLDPE聚合物(450,452)，和-所述LLDPE聚合物包括密度在0.914g/cm3至0.918g/cm3的范围内的第二LLDPE聚合物(456)。6.根据权利要求5所述的方法，以所述聚合物混合物的7-13重量％的量添加所述第二LLDPE聚合物(456)。7.根据前述权利要求中任一项所述的方法，所述聚合物混合物包括一种以上的选自包括以下的组的添加剂：蜡、消光剂、紫外线稳定剂、阻燃剂、抗氧化剂、颜料、填充材料、及其组合。8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中LLDPE聚合物(456,452,450)是在齐格勒-纳塔催化剂存在下通过聚合反应生成的聚合物。9.根据前述权利要求1-7中任一项所述的方法，其中LLDPE聚合物(456,452,450)是在茂金属催化剂存在下通过聚合反应生成的聚合物。10.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中LLDPE聚合物(456,452,450)是通过使乙烯与5-12％具有3-8个碳原子的α-烯烃共聚而生成的聚合物。11.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述LLDPE聚合物相对于所述聚合物的链的100个C原子包括0.001-10个叔C原子。12.根据前述...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·西克，D·桑德尔，B·詹森，
申请(专利权)人：普利特运动产品有限责任公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE