專利名稱：可熔融擠出的熱塑性聚丙烯組合物及由此所制備的非織造織物的制作方法
背景技術：
本發明涉及一種可熔融擠出的熱塑性組合物，并涉及其非織造織物的制備非織造織物是多孔的紡織品狀材料，主要或完全由以平片形式組合的纖維組成。此類織物的張力性能可能取決于摩擦力，或取決于起粘結劑作用的成膜聚合物添加劑。此類纖維的全部或部分可通過一種溶劑或通過加熱、加壓而粘結到毗鄰纖維上。非織造織物可以用斯克林布(稀松布)、紗羅織物(紗布)、加網、紗或其它常用片狀材料增強。非織造織物可以作為一種成分進入復合結構或層壓品中。
非織造織物目前用于各種各樣的一次性吸收劑產品或保護性產品如尿布；失禁患者專用產品；女性護理產品如棉塞和衛生巾；抹布；毛巾；滅菌包布；醫用被單，如外科手術大蓋單及有關物品；醫用服裝，如醫院大褂、鞋罩等；和工業用工作服，不勝枚舉。非織造織物可以作為單獨一層或作為多層層壓品或復合品的一種成分利用。當存在一種多層層壓品或復合品時，往往每一層都是非織造織物。這樣的多層結構尤其可用于抹布、毛巾、工業用工作服、醫用服裝、醫用被單等。
為了提高含有非織造織物的產品的性能，有時有必要對組成該織物的纖維的某些特征進行改性。一個經典實例是通過以一種表面活性劑對該織物進行局部處理或通過使用一種熔體添加劑，實現聚烯烴纖維疏水性的改性。
也已經做了一些努力，以提高或增大非織造織物的抗張強度特征，尤其是為了諸如滅菌包布和工業用工作服這樣一些用途。例如，美國專利No.5,344,862(Ronald S.Nohr和John G.MacDonald)描述了熱塑性聚烯烴的一種熔體添加劑體系。該體系包括兩種成分。第一種成分是一種聚硅氧烷聚醚，第二種成分是一種疏水的煅制二氧化硅。這兩種成分先摻合在一起，然后添加到該聚合物中。所得到組合物的熔融擠壓。要么產生當與從該聚合物單獨制備的非織造織物比較時抗張強度顯著增大的非織造織物，要么產生需要第一種成分的數量顯著少于第二種成分不存在時所需數量的可濕性織物。
另一種雙成分體系詳見美國專利申請序號07/958,630，此申請是以Ronald S.Nohr和John G.MacDonald的名義于1992年10月9日備案的(也請參閱PCT申請No.US93/09748，其國際公報號為WO94/09066)。第一種成分是本發明采用的、有烷基取代的聚硅氧烷，第二種成分是一種疏水性煅制二氧化硅。第二種成分理想的是經過粉碎，以期使該二氧化硅微粒的最長尺寸縮小到約0.001～約1微米的范圍內。當該添加劑體系與一種熱塑性聚烯烴混合時，得到的組合物產生當與從該聚合物單獨制備的非織造織物比較時抗張強度顯著增大的非織造織物。該熱塑性聚烯烴可以是熔體流動速率不同的兩種丙烯聚合物的摻合物。例如，這樣的摻合物可以由熔體流動速率為約30～約40g/10分鐘的聚丙烯約60～約40％(重量)和熔體流動速率為約2～20g/10分鐘的聚丙烯約40～約60％(重量)組成。
雖然上述添加劑體系中任意一種都能有效地提高通過熔融擠壓由熱塑性聚烯烴和添加劑體系組成的組合物制備的非織造織物的抗張強度特征，但這些雙成分添加劑體系涉及一個額外的加工步驟，這個步驟在執行時需要十分小心才能實現預期結果。
發明概要本發明通過提供本文所述的可熔融擠出熱塑性組合物，解決了以上討論的一些困難和問題。本發明基于如下發現(a)上述兩種添加劑體系都需要的疏水性煅制二氧化硅不存在時，和(b)甚至美國專利申請序號07/958,630的添加劑體系所需要的有烷基取代的聚硅氧烷和疏水性煅制二氧化硅兩者都不存在時，都能達到增大抗張強度特征。這些結果是意外的和令人驚訝的，這一點從以下說明和隨后的權利要求將變得顯而易見。
本發明提供的可熔融擠出熱塑性聚丙烯組合物在190℃的溫度和2.16kg的載荷下熔體流動速率在約18～約30g/10分鐘的范圍內，多分散性小于4，差示折射法測定的Z～均分子量大于300,000。該組合物的熔體流動速率可在約19～約22g/10分鐘的范圍內。
該組合物可以包括第一種熱塑性聚丙烯和第二種熱塑性聚丙烯。第一種熱塑性聚丙烯在190℃的溫度和2.16kg的載荷下熔體流動速率低于18g/10分鐘。例如，在第一種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以低于約15g/10分鐘。另一個實例是，第一種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以低于約11g/10分鐘。又一個實例是，第一種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以在約1～約10g/10分鐘的范圍內。
第二種熱塑性聚丙烯在190℃的溫度和2.16kg的載荷下，其熔體流動速率可高于18g/10分鐘。例如，第二種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以高于約20g/10分鐘。另一個實例是，第二種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以在約20～約50g/10分鐘的范圍內。又一個實例是，第二種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以在約30～約40g/10分鐘的范圍內。
第一種聚丙烯與第二種聚丙烯的重量比一般在約90∶10～約10∶90的范圍內。例如，第一種聚丙烯與第二種聚丙烯的重量比可以在約80∶20～約40∶60的范圍內。
該組合物，以聚丙烯的重量或第一種和第二種熱塑性聚丙烯(若存在的話)的重量為基準，可以包括約0.1～約1％(重量)一種如下通式的有烷基取代的聚硅氧烷，
式中R1-R9是獨立選擇的一價C1-C3烷基；R10是一價C6-C30烷基；m代表約5～約50的一個整數；n代表0～約200的一個整數；該有烷基取代的聚硅氧烷的數均分子量為約3,000～約36,000；且該有烷基取代的聚硅氧烷的多分散性為約1.1～約2.5。
該有烷基取代的聚硅氧烷提供兩種效益。首先，該材料有助于該組合物的熔體擠壓。其次，該材料導致當與缺少該聚硅氧烷的組合物的熔體擠壓物比較時改善的抗張強度性能。在某些實施方案中，R1-R9每個都是甲基，R10是一價C15-C22烷基，m代表約15～約25的一個整數，n代表約40～約80的一個整數，且該有烷基取代的聚硅氧烷的數均分子量為約8,000～約15,000。
本發明也提供一種形成非織造織物的方法，包括配制由如上所述第一種和第二種熱塑性聚丙烯組成的可熔融擠出熱塑性聚丙烯組合物。所配制的熱塑性組合物通過模具進行熔體擠壓，形成連續纖維。使這些連續纖維驟冷成固態，拉伸或拉細，并在一個移動的多孔表面上無規沉積成一種纏結纖維網。該組合物可以包括如上所述有烷基取代的聚硅氧烷。
本發明也提供一種從上述組合物制備的熔體擠壓纖維和非織造織物。這種非織造織物可以通過加熱、加壓進行圖案粘結。還提供一次性吸收劑物品、一次性物品、多層層壓品、服裝、滅菌包布、帳篷織物和小轎車或小船蓋布，其中每一種都包括本發明的非織造織物作為其一種成分。
附圖簡單說明

圖1是一幅一般化的流程圖，舉例說明本發明的工藝。
圖2-7都是棒狀圖，比較了按照本發明制備的非織造織物的抗張強度特征與對照織物的同類特征。
發明的詳細說明本文中使用的“抗張強度特征”這一術語主要系指按照聯邦測試方法5100(標準No.191A)測定的峰值能量、峰值載荷、百分延伸率和峰值應變。
“可熔融擠出”、“熔體擠壓”等術語系指或涉及任何一種用于形成非織造織物的熔體擠壓工藝，其中形成連續纖維的熔體擠壓之后(典型的是同時)在一種多孔支撐體上形成網狀織物，例如紡粘工藝。這些術語也系指或涉及其網狀織物形成是纖維形成之后的一個單獨的獨立步驟的工藝；用這樣的工藝制備的非織造織物包括粘結的梳理纖維網等。
本文中使用的“重量比”這一術語系指本發明組合物中第一種熱塑性聚丙烯的數量與第二種熱塑性聚丙烯的數量以重量計的近似關系。更具體地說，重量比表示為每100份組合物中第一種與第二種熱塑性聚丙烯的份額，兩者用冒號分開。因此，重量比沒有單位。
“熔體流動速率”這一術語系指按照ASTM方法D1238-82，即擠壓塑性計測定熱塑性塑料流量率的標準測試方法，用小孔直徑為2.0955±0.0051mm的VE 4-78型擠壓塑性計(Tinius Olsen測試機器公司，賓夕法尼亞洲威洛格羅夫)測定的熔體流動速率；除非另有說明，否則測試條件均為溫度190℃和載荷2.16kg。
“機器方向”這一術語在本文中用來指與非織造織物在其制備期間的運動方向相同的方向。“正交方向”這一術語在本文中用來指正交機器方向的方向，即垂直于機器方向的方向。
本文中使用的“配料”(compounding)這一術語或其變種系指在熱量和剪切力的影響下加工熔融組合物。
本發明的可熔融擠出熱塑性聚丙烯組合物，在190℃的溫度和2.16kg的載荷下，其熔體流動速率在約18～約30g/10分鐘的范圍內。例如，該組合物的熔體流動速率可以在約19～約22g/10分鐘的范圍內。該組合物也有低于4的多分散性，和用差示折射儀測定時大于300,000的Z均分子量。
該組合物可以包括在190℃的溫度和2.16kg的載荷下其熔體流動速率低于18g/10分鐘的第一種熱塑性聚丙烯，和在190℃的溫度和2.16kg的載荷下其熔體流動速率高于18g/10分鐘的第二種熱塑性聚丙烯。例如，第一種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以低于約15g/10分鐘。另一個實例是，第一種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以低于約11g/10分鐘。又另一個實例是，第一種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以在約1～約10g/10分鐘的范圍內。作為一個實際問題，第一種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率的選擇大部分是一個商業可得性問題。舉例說明，在各實例中都采用熔體流動速率為5和10g/10分鐘的第一種熱塑性聚丙烯。
又例如，第二種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以高于約20g/10分鐘。另一個實例是，第二種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以在約20～約50g/10分鐘的范圍內。又另一個實例是，第二種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率可以在約30～約40g/10分鐘的范圍內。同第一種熱塑性聚丙烯一樣，第二種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率的選擇大部分也取決于商業可得性。又舉例說明，各實例中采用的第二種熱塑性聚丙烯，其熔體流動速率為35g/10分鐘。
第一種聚丙烯與第二種聚丙烯的重量比在約90∶10～約10∶90的范圍內。例如，第一種聚丙烯與第二種聚丙烯的重量比可以在約80∶20～約40∶60的范圍內。
如已經說過的，該組合物的熔體流動速率將在約18～約30g/10分鐘的范圍內。當有第一種和第二種聚丙烯存在時，這樣的熔體流動速率典型地是如下變量的函數(a)第一種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率，(b)第二種熱塑性聚丙烯的熔體流動速率，(c)第一種熱塑性聚丙烯與第二種熱塑性聚丙烯的重量比，和(d)配料期間對該組合物施加的熱能和剪切能數量。因此，有本門技術一般技能的人員可以容易地得到一種在要求范圍內有預期熔體流動速率的組合物。甚至當商業上可得的熱塑性聚丙烯的熔體流動速率選擇有限時，也可通過對兩種熱塑性聚丙烯的重量比和配料期間施加的熱能與剪切能數量這兩個變量中任意一個或兩個同時進行調節，無需過多的實驗，就能得到預期的組合物熔體流動速率。盡管剪切能產生熱量，但在配料過程中仍有某種靈活性，因為使該組合物充分熔融所需要的那種過多的熱能數量是可以控制的。由于熱能和剪切能優先打斷較高分子量的聚合物成分，因而增加熱能和剪切能數量導致增大該組合物的熔體流動速率，并同時減少重均和Z均分子量。
該組合物，以聚丙烯重量或第一種與第二種熱塑性聚丙烯(若存在的話)的重量為基準，可以包括約0.1～約1％(重量)一種有烷基取代的聚硅氧烷，其通式為
式中R1-R9是獨立選擇的一價C1-C3烷基；R10是一價C6-C30烷基；m代表約5～約50的一個整數；n代表0～約200的一個整數；該有烷基取代的聚硅氧烷的數均分子量為約3,000～約36,000；和該有烷基取代的聚硅氧烷的多分散性為約1.1～約2.5。
該有烷基取代的聚硅氧烷提供兩種效益。首先，這種材料有助于該組合物的熔體擠壓。其次，這種材料意外地導致當與只由聚丙烯如第一種和第二種熱塑性聚丙烯組成的組合物的熔體擠壓比較時更高的抗張強度。在某些實施方案中，R1-R9每個都是甲基，R10是一價C15-C22烷基，m代表約15～約25的一個整數，n代表約40～約80的一個整數，且該有烷基取代的聚硅氧烷的數均分子量為約8,000～約15,000。
本發明也提供一種形成非織造織物的方法。大體上說，這種方法包括配制由如上所述第一種和第二種熱塑性聚丙烯組成的可熔融擠出熱塑性組合物。該組合物也可以含有一種如上所述有烷基取代的聚硅氧烷。配料典型地是在一臺雙螺桿擠壓機中，按照那些有配料技術上普通技能的人員眾所周知的步驟進行。配料可以獨立于熔體擠壓步驟來進行。例如，該組合物可以配制并貯存供今后使用。此外，該組合物也可以在熔體擠壓之前即時配制，然后直接進料到熔體擠壓裝置中，或在擠壓裝置本身內部配制。
在熔體擠壓步驟中，使所配制的熱塑性組合物通過模具擠壓，形成連續纖維。盡管該模具可以有任何預期構型，但它最經常的是有遍及機器全寬度、以一列或多列排布的許多噴絲孔。此類噴絲孔的橫截面可以是圓的或非圓的。
然后，使所形成的連續纖維拉伸，典型的是用一股有足夠高速度的流體輸送這些纖維。這些連續纖維在拉伸之前用一股驟冷流體冷卻；這種驟冷流體通常是低壓空氣。拉伸這些纖維的那股流體，通常是空氣，可以是獨立于該驟冷流體的一股高速空氣，也可以是該驟冷流體中通過通入一個狹窄噴嘴加速的部分。
拉伸纖維收集在一個正在移動的多孔表面上，成為一種纏結纖維網。多孔表面可以是(僅作為舉例)轉鼓或連續傳送帶或金屬絲網；后者最常用于商業規模的設備上。
本發明方法的一些方面在下列美國專利中有更詳細的描述3,016,599，3,704,198，3,755,527，3,849,241，3,341,394，3,655,862，3,692,618，3,705,068，3,802,817，3,853,651，4,064,605，4,340,563，4,434,204，4,100,324，4,118,531，和4,663,220，這些專利全部列為本文參考文獻。
以下參照圖1進一步描述本發明的方法，該圖是一幅一般化的流程圖，說明本發明工藝的一個較好實施方案。
現在回到圖1，配制的熱塑性組合物從供料槽10進料到料斗12，然后通過擠壓機14，過濾器16和計量泵17送到模具頭18，其模具面22有許多一般在機器正交方向上排布成一列或多列的噴絲孔。當連續纖維從模具面22噴出時，它們形成一種導入驟冷室24的、纖維20的簾狀物。在驟冷室24中，纖維20與通過入口26導入的空氣或其它冷卻流體接觸。該驟冷流體保持在一個低于長絲20的溫度的溫度，典型地保持在常溫，例如在約4℃～約55℃的范圍內。該驟冷流體是以低壓即低于約12psi(磅/平方英寸)、較好低于約2psi供給的，而且有一部分導流通過長絲20的簾狀物，并通過排氣口28作為尾氣排出。供給的驟冷流體中作為尾氣排出的比例取決于所使用的組合物和給出預期纖維特征如旦、強度等所需要的驟冷速度。一般來說，作為尾氣排出的流體量越大，所得到的長絲旦數就越大，反之，尾氣流體比越低，長絲旦數就越低。
當驟冷完成時，長絲20的簾狀物便通過該驟冷室的一個均勻縮小的下端30導入一個噴嘴32中，在此，該驟冷流體達到約45～約245米/秒的速度。噴嘴32擴展了該機器的總寬度，相當于模具22的寬度。噴嘴32典型地由一個固定壁34和一個活動壁36形成，這兩個壁也都達到該機器的寬度。活動壁36的功能詳見以上提到的美國專利No.4,340,563。
離開噴嘴32之后，長絲20收集在一個移動的多孔表面如循環金屬絲網或傳送帶38上，形成一種非織造織物40。在離開傳送帶或金屬絲網38之前，讓該織物40從一個壓實輥42下面通過，在此也可以配裝一個導輥46。壓實輥42方便地對著連續多孔傳送帶或金屬絲網38的向前驅動和/或支撐輥44。當離開壓實輥42時，織物40典型地在輥夾持點48粘結。然后，讓該織物40繞過張力輥50和52，此后，讓織物40纏繞在卷繞輥54上。
本發明進一步用以下實例說明。然而，這樣的實例不要理解成以任何方式限制本發明的精神或范圍。
實例1本實例描述在一臺基本上如美國專利No.4,340,563所述的14英寸(約36cm)中試規模裝置上進行的紡粘非織造織物制備。
研究了兩種第一種熱塑性聚丙烯，在本文中分別稱之為聚合物I-A和聚合物I-B。聚合物I-A是Escorene1052聚丙烯(ExxonChemical Americas，Houston，Texas77079)。據制造商的資料，該聚合物的熔體流動速率為5g/10分鐘。聚合物I-B是Escorene1024聚丙烯((Exxon Chemical Americas，Houston，Texas77079)。據制造商的資料，該聚合物的熔體流動速率為10g/10分鐘。
也用來作為對照的第二種熱塑性聚丙烯是Escorene 3445聚丙烯(Exxon Chemical Americas，Houston，Texas77079)。據報告，該聚合物的熔體流動速率為35g/10分鐘。該聚合物在本文中稱為聚合物II/C。
制備了兩種組合物，如表1中所示。“指定聚合物份額”表頭下各欄中給出的數值是每100份組合物中的重量份。
表1可熔融擠出組合物總結指定聚合物份額組合物 I-A I-B II/C重量比對照… … 100 無A 60 …40 60∶40B … 20 80 20∶80第一種和第二種熱塑性聚丙烯各自的適量粒料，典型地合計約200磅(約91kg)，裝入一臺Henschel混合機(FM-250B型，Purnell國際公司，得克薩斯洲休斯敦)中。把混合機的蓋關閉，機器開動3分鐘。把所形成的混合物放進塑料襯里的纖維桶中。
然后，該混合物在一臺雙螺桿擠壓機中配料。把從Henschel混合機中取出的混合物放進一臺重量計量進料器(Acrison Model No.402-1200-250-BDF-1.5-H，Acrison公司，新澤西洲門納齊)中。用一個螺桿進料器把混合物進料到一臺有57mm螺桿的VernerPfleiderer雙螺桿擠壓機中(Verner Pfleiderer公司，德國斯圖加特)。該擠壓機有8個獨立加熱區，設定在204℃或227℃的溫度，其中第二區至第五區設定在較高的溫度。該組合物通過一塊有0.125英寸(約3.2mm)孔的15孔孔板離開該擠壓機；離開該孔板的熔體溫度是256℃。所形成的聚合物組合物料條在水浴中驟冷，然后依次通過兩個真空縫隙和一個熱風縫隙。然后，這些料條通過一個橡膠輥夾持點，該夾持點對這些料條保持低張力并把干燥的料條進料到一臺Conair造粒機(Conair公司，密歇根洲灣市)。所形成的粒料過篩，除去小于0.0625英寸(約1.6mm)和大于約0.1875英寸(約4.8mm)的粒料。篩選的粒料在一臺帶式摻合器中混合，從磁鐵上通過以除去金屬顆粒，裝箱。
為了更好地理解本發明和配料的影響，借助于凝膠滲透色譜法(GPC)和差示折射儀檢測器，對聚合物I-A和I-B以及組合物A進行了分子量分布分析。結果綜合在表2中。
表2GPC分析總結聚合物數均分子量重均分子量多分散性 Z-均分子量聚合物I-A 45,200 212,2004.7 562,000聚合物II/C 50,000 144,6002.9 300,000組合物A 42,800 166,0003.9 421,000由于聚合物I-A以60％(重量)的水平存在于組合物A中，因而可以期待這兩種聚合物只摻合而不加工時給出約185,000的重均分子量和約457,000的Z均分子量。配料優先導致組合物A的兩種成分中較高分子種的分子量下降。因此，重均分子量和Z均分子量更接近于聚合物II/C的對應值而不是聚合物I-A的數值，盡管聚合物I-A的數量超過聚合物II/C的數量。組合物A的數均分子量因配料而下降到該組合物兩種成分的數值以下的某一數值。
每種組合物都進行熔體擠壓，形成一種紡粘非織造織物。該紡粘工藝更有意義的工藝變量一般如下擠壓機溫度，175℃～248℃；熔體入口溫度，248℃；通過量，25kg/小時(0.7g/孔/分鐘)；紡絲頭溫度，248℃；泵座溫度，248℃；紡絲頭壓力，440磅/平方英寸(表壓)；和熔體溫度，238℃每種非織造織物的定重均為1.6盎司/平方碼(或osy)(約54g/平方米，或gsm)。
按照聯邦測試方法5100(標準No.191A)測定了每種織物的平均峰值能量、峰值載荷和百分延伸率數值。所采用的儀器是一臺配置InstronMicron II桌面控制積分儀的Instron1122型通用測試儀(Instron公司，馬薩諸塞洲坎頓)。夾具行程是3英寸(7.6cm)，織物樣品尺寸是3英寸×6英寸(7.62cm×15.2cm)。一般來說，每種織物至少測10個樣品。每種織物都在機器方向(MD)和正交方向(CD)上進行測試。數據總結在表3和4中。每種織物都用該織物制備所用的組合物名稱或字母標識。
為了有助于了解本發明組合物的使用所引起的每個測試參數值的改善或增加強度，表3和4在每個測試參數值之后都有“百分增加”(增加％)欄。在每種情況下，百分增加(PI)都是按如下計算的因本發明組合物的使用而得到的數值減去對照值，其差額除以該對照值，并將其商乘以100；即PI＝100×(改善值-對照值)/對照值。
表3抗張強度特征峰值能量 峰值載荷織物方向 (m-kgF)增加％ (kgF) 增加％對照MD 4.63 …14.4 …CD 3.40 …9.9…A MD 7.58 64 19.6 36CD 6.03 77 14.2 44B MD 7.94 71 19.3 34CD 6.33 86 14.7 48表4抗張強度特征織物方向延伸率％增加％對照MD 47.9…CD 60.8…A MD 62.731CD 77.928B MD 69.144CD 82.236
表3和4證實，本發明組合物的使用導致非織造織物抗張強度特征顯著增加。一般來說，峰值能量改善和峰值載荷改善兩者都是在正交方向比在機器方向更為顯著，而關于百分延伸率改善的情況則與此相反。這就是說，峰值能量和峰值載荷的增加％是正交方向高于機器方向，而百分延伸率的增加％是機器方向高于正交方向。然而，增加％的差異不大。
為有助于表3和4中的數據所證實的改善變得直觀，已經把這些數據作成圖2-4中所示的棒圖。每幅圖中都包括每種織物的機器方向數值和正交方向數值兩者。
實例2重復實例1的步驟，所不同的是采用不同的組合物和使用一種雙束式商用紡粘裝置。該紡粘機的兩個束相距約12英尺(約3.7米)。機器寬度是60英寸(約1.5米)。
除對照外，只研究了一種組合物。該組合物(組合物C)的組成是每100份聚合物中有60份聚合物I-A和40份聚合物II/C，外加以這兩種聚合物的重量為基準，0.3％(重量)的一種有烷基取代的聚硅氧烷。這種有烷基取代的聚硅氧烷可以用下式表示
這種材料的數均分子量是約11,000，多分散性是約1.3。聚合物II/C也用來作為對照。這種組合物像實例1中所述那樣進行制備和配料；聚硅氧烷是在混合之前傾入Henschel混合機中的聚合物粒粒上的。離開孔板的熔體溫度是252℃。
該組合物和對照聚合物在249℃的熔體溫度進行熔體擠壓，形成紡粘非織造織物。制備了有兩種不同定重即1.6osy(約54gsm)和2.5osy(約85gsm)的織物。抗張強度數據總結在表5和6中。每種織物都用該織物制備所用的組合物名稱或字母來標識。“GSM”欄指出每種織物用克/平方米表示的定重。
表5抗張強度特征峰值能量 峰值載荷織物 GSM方向 (m-kgF) 增加％ (kgF) 增加％對照 54 MD 4.20… 16.2…CD 3.79… 12.1…85 MD 7.81… 24.8…CD 6.39… 19.2…C 54 MD 9.97137 20.828CD 9.24144 16.43685 MD 14.484 31.828CD 14.9133 26.638表6抗張強度特征織物GSM方向百分延伸率增加％對照54 MD50.0 …CD70.0 …85 MD51.9 …CD59.1 …C 54 MD86.8 74CD106 5285 MD80.7 55CD103 74本發明組合物的使用又一次導致非織造織物抗張強度特征的顯著增加。然而，這一次，所有抗張強度特征改善都是正交方向比機器方向更顯著。非織造織物制備所用的組合物中有烷基取代的聚硅氧烷的摻入，導致54gsm定重非織造織物的峰值能量和百分延伸率都有顯著增加。然而，峰值載荷數值沒有顯著改變。
為有助于表5和6中的數據所證實的改善變得直觀，這些數據已經作成圖5-7中所示的棒圖。同前面一樣，每個圖中都包括每種織物的機器方向數值和正交方向數值兩者。
雖然本說明書已經就其特定的實施方案作了詳細說明，但要知道的是，熟悉本門技術的人員在達到對上述內容的理解時可以容易地想到這些實施方案的改變、變種和對等物。因此，本發明的范圍應當評價為所附權利要求及其任何對等物的范圍。
權利要求
1. 一種組合物，其中包含一種可熔融擠出熱塑性聚丙烯組合物，其特征在于在190℃的溫度和2.16kg的載荷下，熔體流動速率在約18～約30g/10分鐘的范圍內；多分散性小于4；和用差示折射法測定的Z均分子量大于300,000。
2.權利要求1的組合物，其中，以該熱塑性聚丙烯的重量為基準，進一步包含約0.1～約1％(重量)的一種有烷基取代的聚硅氧烷，其通式為
式中R1-R9是獨立選擇的一價C1-C3烷基；R10是一價C6-C30烷基；m代表約5～約50的一個整數；n代表0～約200的一個整數；該有烷基取代的聚硅氧烷的數均分子量是約3,000～約36,000；和該有烷基取代的聚硅氧烷的多分散性是約1.1～約2.5。
3.權利要求1的組合物，其中進一步包含第一種熱塑性聚丙烯，其熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下低于18g/10分鐘；和第二種熱塑性聚丙烯，其熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下高于18g/10分鐘，其中第一種聚丙烯與第二種聚丙烯的重量比在約90∶10～約10∶90的范圍內。
4.權利要求2的組合物，其中進一步包含第一種熱塑性聚丙烯，其熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下低于18g/10分鐘；和第二種熱塑性聚丙烯，其熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下高于18g/10分鐘，其中第一種聚丙烯與第二種聚丙烯的重量比在約90∶10～約10∶90的范圍內。
5.權利要求3的組合物，其中第一種聚丙烯的熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下在約1～約10g/10分鐘的范圍內。
6.權利要求4的組合物，其中第一種聚丙烯的熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下在約1～約10g/10分鐘的范圍內。
7.權利要求3的組合物，其中第二種聚丙烯的熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下在約20～約50g/10分鐘的范圍內。
8.權利要求4的組合物，其中第二種聚丙烯的熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下在約20～約50g/10分鐘的范圍內。
9.權利要求2的組合物，其中R1-R9每個都是甲基，R10是一價C15-C22烷基，m代表約15～約25的一個整數，n代表約40～約80的一個整數，且該有烷基取代的聚硅氧烷的數均分子量是約8,000～約15,000。
10.形成非織造織物的方法，包括下列步驟配制一種可熔融擠出熱塑性聚丙烯組合物，其熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下在約18～約30g/10分鐘的范圍內，該組合包含第一種熱塑性聚丙烯，其熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下低于18g/10分鐘；和第二種熱塑性聚丙烯，其熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下高于18g/10分鐘，其中第一種聚丙烯與第二種聚丙烯的重量比在約90∶10～約10∶90的范圍內。通過一個模具擠壓所配制的組合物，形成連續纖維；使該連續纖維驟冷成固態；拉伸該纖維；和使該纖維無規地沉積在一個正在移動的多孔表面上，成為一種纏結纖維網。
11.權利要求10的方法，其中，該可熔融擠出熱塑性聚丙烯組合物，以第一種和第二種熱塑性聚丙烯的重量為基準，進一步包含約0.1～約1％(重量)的一種有烷基取代的聚硅氧烷，其通式為
式中R1-R9是獨立選擇的一價C1-C3烷基；R10是一價C6-C30烷基；m代表約5～約50的一個整數；n代表0～約200的一個整數；該有烷基取代的聚硅氧烷的數均分子量是約3,000～約36,000；和該有烷基取代的聚硅氧烷的多分散性是約1.1～約2.5。
12.權利要求10的方法，其中第一種聚丙烯的熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下在約1～約10g/10分鐘的范圍內。
13.權利要求11的方法，其中第一種聚丙烯的熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下在約1～約10g/10分鐘的范圍內。
14.權利要求10的方法，其中第二種聚丙烯的熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下在約20～約50g/10分鐘的范圍內。
15.權利要求11的方法，其中第二種聚丙烯的熔體流動速率在190℃的溫度和2.16kg的載荷下在約20～約50g/10分鐘的范圍內。
16.權利要求11的方法，其中R1-R9每個都是甲基，R10是一價C15-C22烷基，m代表約15～約25的一個整數，n代表約40～約80的一個整數，且該有烷基取代的聚硅氧烷的數均分子量是約8,000～約15,000。
17.從權利要求1的組合物制備的熔體擠壓纖維。
18.從權利要求2的組合物制備的熔體擠壓纖維。
19.非織造織物，其中包含從權利要求1的組合物制備的纖維。
20.權利要求19的非織造織物，其中該織物已通過加熱、加壓進行圖案粘結。
21.非織造織物，其中包含從權利要求2的組合物制備的纖維。
22.權利要求21的非織造織物，其中該織物已通過加熱、加壓進行圖案粘結。
23.一次性吸收劑物品，其中至少一種成分是權利要求19的非織造織物。
24.一次性吸收劑物品，其中至少一種成分是權利要求20的非織造織物。
25.一次性吸收劑物品，其中至少一種成分是權利要求21的非織造織物。
26.一次性吸收劑物品，其中至少一種成分是權利要求22的非織造織物。
27.一次性物品，其中至少一種成分是權利要求19的非織造織物。
28.一次性物品，其中至少一種成分是權利要求20的非織造織物。
29.多層層壓品，其中至少一種成分是權利要求21的非織造織物。
30.多層層壓品，其中至少一種成分是權利要求22的非織造織物。
31.服裝，其中至少一種成分是權利要求19的非織造織物。
32.服裝，其中至少一種成分是權利要求21的非織造織物。
33.滅菌包布，其中至少一種成分是權利要求19的非織造織物。
34.滅菌包布，其中至少一種成分是權利要求21的非織造織物。
35.帳篷織物，其中至少一種成分是權利要求19的非織造織物。
36.帳篷織物，其中至少一種成分是權利要求20的非織造織物。
37.小轎車或小船蓋布，其中至少一種成分是權利要求19的非織造織物。
38.小轎車或小船蓋布，其中至少一種成分是權利要求20的非織造織物。
全文摘要
一種可熔融擠出熱塑性聚丙烯組合物，其特征在于在190℃的溫度和2.16kg的載荷下其熔體流動速率在約18～約30g/10分鐘的范圍內，其多分散性小于4，且用差示折射法測定的Z均分子量大于300,000。該組合物可以包括在190℃的溫度和2.16kg的載荷下其熔體流動速率低于18g/10分鐘的第一種熱塑性聚丙烯，和在190℃的溫度和2.16kg的載荷下其熔體流動速率高于18g/10分鐘的第二種熱塑性聚丙烯。第一種聚丙烯與第二種聚丙烯的重量比在約90∶10～約10∶90的范圍內。該組合物，以第一種和第二種熱塑性聚丙烯的重量為基準，可以包括約0.1～約1％(重量)的一種所定義的、有烷基取代的聚硅氧烷。也提供一種形成非織造織物的方法，該方法包括配制包含如上所述第一種和第二種熱塑性聚丙烯的可熔融擠出熱塑性聚丙烯組合物。所配制的熱塑性組合物通過模具進行熔體擠壓，形成連續纖維。該連續纖維驟冷到固態、拉伸或細化、并無規沉積在一種正在移動的多孔表面上，成為纏結纖維網。這種組合物可以包括該有烷基取代的聚硅氧烷。
文檔編號B32B5/26GK1160412SQ95195590
公開日1997年9月24日 申請日期1995年9月13日 優先權日1994年10月12日
發明者R·S·諾爾, J·G·麥克唐納, P·M·科比利維克 申請人:金伯利-克拉克環球有限公司