莱芬与埃克森合作开发低克重高强度纺粘法
聚丙烯通常被用来生产包括用即弃和耐用型在内广泛范围的非织造布。由于这种聚合物具有良好的可加工性、成纤性能、全球适用性和相对低成本的优势集合,它已成为一种产业需求大而实用的原料。为了减少成本,用于一次性卫生用品的PP纺粘和熔喷非织造布已经发展成为纤维旦数更细、克重更低的材料。然而,非织造布供应商日益受到在不损失成布可纺性、抗拉强度和柔软性的前提下以高生产率生产细旦、低克重的高质量非织造布的挑战。用低于2d纤维做的布可能强度较低或者长丝的可纺性降低导致出现断丝和熔滴现象。
在这份莱芬豪舍和埃克森美孚联合申请的专利中,描述了集强度、柔软度、挠曲模量、伸长率和手感于一身的PP纤维和非织造布。这种非织造布是以在900m/min或以上速度下按照克重15g/m2、单纤旦数0.3——5.0d的规格生产的。这项开发的中心是具有特殊流变性、结晶化和立构规正度特性的丙烯聚合体。该丙烯聚合体包含了至少50mol %的聚丙烯和或许一个反应级或可控流变(减粘裂化)聚合体。申请的产权保护要求包括纺粘法和熔喷法非织造布、层压复合材料、聚丙烯纤维、包含成布的短纤维品项以及含布的尿布。
这种聚合体可以加工成纺粘法和熔喷法非织造布、预取向丝(POY)、全取向丝FOY)和短纤维。该项发明的纤维和非织造布具有广泛的适用领域,若干产业应用包括卫生、医疗、汽车及其它。具体产品用途包括纸尿裤、妇女卫生巾、长袍、类亚麻罩布、擦拭巾、绷带、口罩、窗帘、座位套、桌布和小型车遮盖罩等。
该发明的丙烯组分的特点在于其独特的熔体流变性、结晶化和立构规正度分子参数,并展示出优异的纤维可纺性和织物抗拉性能。这种组分更进一步地展现出流变学特性(包括熔体弹性)、剪力变小特性、区分于DSC(差示扫描量热法)行为和通过转动电流测定监控的在流体动力学下的结晶化。与在前的聚丙烯不同,首选的化合物组分不需要窄的分子量分布或者为达到增强可纺性和纤维性能的茂金属催化剂。
至少50 mol的聚丙烯组分的特点是:a)熔体流动速率(MFR,美国材料实验协会1238,230℃,2.16kg)在大约10——25 dg/min;b)在190℃下无因次的应力比率/损耗因数指数R2为大约1.5——30;c)在流动下结晶化初始温度至少在约123℃(由SAOS流变学确定的,190℃,1℃/min,聚合物成核剂存在为0 wt.%);d)由13C NMR确定的平均细观运转周期至少在大约55或者更高。
发明中的例证性单层或多层非织造布基重为7——15g/m2,抗拉强度各项异性小于2.7,总的手感指标小于约6.8gr,纵向(机器方向)拉伸模量小于35N/5cm/gsm,横向抗拉强度至少为1.1N/5cm/gsm且纵向抗拉强度为2.9N/5cm/gsm。
这项发明的解释称,当纺丝纤度在1——1.6d、织物克重在9——11g/m2时,在产出量范围为0.3——0.6ghm下运行8小时运转周期,其具有良好的可纺性,没有断丝、熔滴和僵块。僵块是小的塑性聚合体,它会对非织造布的均一性产生消极影响。
在形成纤维和成布之前,受控流变性丙烯聚合体较有代表性的是通过减粘裂化一种具有熔体流动速率(MFR)为0.8——3.0dg/min的丙烯聚合物获得。在减粘裂化步骤之前的初始聚合物被视为是一种原料聚合物。在本发明中可用的原料聚合物包括聚丙烯均聚物、丙烯共聚物和共混物。均聚物可以是全规、间规以及包括无规聚丙烯的混合物;丙烯共聚物可以是无规共聚物、统计[结构]共聚物、嵌段共聚物和各种这些种组分的混合物。
多样的添加物可以合成一体生产纤维或非织造布,以给予或者改善特有的表面特性、阻隔性能或有助于处理。通过这项开发所达到的非织造布机械性能可以通过在从常温到130℃的温度范围进行5分钟至7天之内的热处理方式加以辅助增强。
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