CN1165641C - 包含丙烯无规共聚物的可热粘合聚烯烃纤维 - Google Patents

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Abstract

一种可热粘合聚烯烃纤维，包含1wt%或更高无规共聚物A)，它由丙烯与1种或多种选自通式CH2＝CHR的α-烯烃的共聚单体构成，其中R是C2～C8烷基基团，所述1种或多种共聚单体的数量占到无规共聚物A)总重量的3～20wt%。

Description

包含丙烯无规共聚物的可热粘合聚烯烃纤维
本发明涉及一种可热粘合纤维，它包含丙烯与1种或多种不同于乙烯的烯烃共聚单体的无规共聚物；所述纤维的制造方法；以及由所述纤维制取的热粘合制品。
某些热塑性材料的纤维被广泛用于通过各种各样方法加工制造热粘合产品，例如非织造布制品。所述方法主要是短纤维梳理/轧光、穿透空气粘合、纺粘、熔喷，以及它们的任意组合，以便制成非织造布的复合结构。
曾做过各种各样努力，来改善纤维的热粘合性(即，粘合强度)和/或轧光速度，这当中曾建议采用丙烯无规共聚物。
尤其是，按照EP-A-416 620，具有多层由结晶度低于45％烯烃共聚物、三元共聚物和聚合物共混物构成的层的布料层合物，可提供热粘合性的改善，和由此带来布料特性的改善。然而，该文献仅提供了有关丙烯-乙烯共聚物的具体公开内容，并指出，所述共聚物生产的纤维比由聚丙烯成形的纤维的强度和模量都低。
按照US-A-4,211,819，一种热熔纤维，通过规定量丙烯、丁烯-1和乙烯组成的结晶丙烯三元共聚物的纺丝制成。然而，此种纤维仅用作粘合材料，而机械性能则由其他材料提供。事实上，当在其实施例中制备非织造布时，所述纤维在轧光前要与人造丝混合。
因此，倘若能提供一种含烯烃共聚物的、并且具有与高机械性能相联系的改善了的热粘合性的纤维，那将是有利的。
在该典型熔融纺丝方法中，聚合物在挤压机中被加热到熔点，熔融聚合物在压力下由泵压过带有大量要求直径的纺丝孔的纺丝板，从而形成熔融聚合物的丝束。熔融聚合物丝束从纺丝板表面进入到冷却气流——一般为空气流——中，在此，熔融聚合物丝束由于冷却而固化为纤维。
在此种方法中，倘若能操作在尽可能高的纺丝速度下，同时又不损害如此获得的纤维的最终性能，那将是有利的。
现已发现，所有这些优点均可通过一种丙烯特定无规共聚物的纺丝来达到。
综上所述，本发明提供一种可热粘合聚烯烃纤维，其包含1wt％或更高、尤其是20wt％或更高的无规共聚物A)，该共聚物由丙烯与1种或多种选自通式CH2＝CHR的α-烯烃的共聚单体构成，其中R是C2～C8烷基基团，优选C2～C6烷基基团，所述1种或多种共聚单体的含量占无规共聚物A)总重量的3～20wt％。
从上述定义清楚地看出，术语“共聚物”涵盖包含多于1种共聚单体的聚合物。
已意外地发现，所述纤维的强度数值与丙烯均聚物在基本相同条件下纺丝可能获得的强度不相上下或更高，同时却能够在不寻常低的热粘合温度下得到特别高的粘合强度数值。
具体地说，本发明的可热粘合纤维优选具备以下特征：强度值等于或高于10cN/Tex(厘牛/特)(按实施例中给出的方法测定)，尤其是等于或高于15cN/Tex，例如介于10～60cN/Tex或者15～60cN/Tex。
再者，纤维的回缩往往会随着无规共聚物A)的含量而增加。这对于提高纤维的自卷曲效应非常重要。如此获得的高水平自卷曲使得最终非织造布具有高蓬松性，因而具备较高柔软手感。同时，该较高柔软性，凭借其柔软触觉，可改善最终非织造布的品质，尤其是用于个人卫生领域，这方面的市场青睐非常柔软并具有织物样外观的非织造布。
无规共聚物A)中通式CH2＝CHR(R是C1～C8烷基)的α-烯烃的优选用量介于5～16wt％，尤其是5.5～13wt％。作为无规共聚物A)中的共聚单体，上述通式α-烯烃的例子是，1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯。优选1-丁烯和1-己烯；尤其是1-丁烯。
无规共聚物A)中不应存在实质性数量(大致地说高于0.5～1wt％的水平)乙烯；尤其优选这样一种无规共聚物A)，其中存在的1种或多种共聚单体唯一地选自所述通式CH2＝CHR——其中R是C1～C8烷基基团——的α-烯烃。
优选的是，制备本发明纤维用的无规共聚物A)的熔体流动速率(MFR，按ISO1133，在230℃、2.16kg载荷下测定)介于5～2000dg/min，更优选10～1000dg/min。
在纤维中，无规共聚物A)或包含共聚物A)的聚合物组合物的MFR可能会较高，具体取决于纺丝加工期间发生的热降解程度。
所述MFR值，从纤维中心到表面看可存在更为显著的变化，取决于皮-芯结构的生成情况，其中皮层，即，在纤维表面的厚度或多或少的聚合物层，由于所述热降解因而具有较高MFR值。
然而，令人惊奇地发现，本发明纤维不一定要求皮-芯结构的生成来达到高水平粘合强度，尽管皮-芯结构的生成将进一步提高这一性能。
现已发现，粘合强度与机械特性之间尤其好的均衡出现在，当本发明纤维由屈服抗张强度数值(按ISO R527测定)等于或高于24MPa，尤其是24～35MPa，优选等于或高于25MPa，更优选等于或高于26MPa，尤其是25或26～35MPa的无规共聚物A)制备时。
更加好的性能是在本发明纤维由具备所述屈服抗张强度数值的无规共聚物A)或者包含所述共聚物的聚合物组合物，经化学降解(减粘裂化)所获聚合物材料制备时获得的。
制备本发明纤维用的无规共聚物A)的另一些优选特征是：
-熔融温度介于135～156℃，结晶温度介于85～120℃，二者均采用DSC(差示扫描量热法)测定，其间采取的温度变化速率为20℃/min；
-25℃二甲苯中不溶物分数，等于或高于93wt％，更优选等于或高于95wt％；
-多分散性指数(PI，按实施例中所描述的方法测定)介于2～5；
-挠曲模量(按ISO178测定)介于500～1500MPa；
-23℃伊佐德冲击强度(缺口)(按ISO180/1测定)等于或高于20KJ/m2；
-屈服伸长(按ISO R527测定)介于8～14％。
无规共聚物A)的屈服抗张强度数值与屈服伸长数值之比，不论在所述聚合物降解(发生的话)之前或之后，优选介于2～4，更优选2.1～4。
本发明纤维尤其优选的强度数值等于或高于20cN/Tex，尤其是20～60cN/Tex；最优选等于或高于25cN/Tex，尤其是25～60cN/Tex。
再有，本发明纤维的断裂伸长值优选介于80％～350％，更优选100％～250％(按实施例中给出的方法测定)。
纤维的纤度优选等于或高于0.8dTex(分特)，更优选1～10dTex(按实施例中给出的方法测定)。本发明纤维的定义包括连续长丝、切断纤维(普通短纤维)和短小纤维(后者是在例如熔喷方法中获得的，优选的长度介于5mm～100mm)。
无规共聚物A)属于一类熟知的无规、结晶或半结晶共聚物，可通过在配位催化剂存在下的聚合方法获得。所述方法和由这些方法获得的共聚物，在技术上已有广泛描述。例如，可采用EP-A-45977所描述的高收率、高度有规立构齐格勒-纳塔催化剂和聚合方法。
上述MFR值可通过充分调节分子量调节剂(例如氢气)用量，或者如前面所述，可通过在纤维制备之前和期间对聚合物材料实施化学降解处理来达到。使构成纤维的聚合物材料达到最终MFR的附加贡献，可由前面所描述的纤维制备期间出现的热降解提供，尤其是熔融丝束离开纺丝板进入冷却区的时刻。
聚合物链的化学降解是利用适当和已知的技术实施的。
所述技术之一基于加入到聚合物材料中的过氧化物的使用，其用量应足以导致要求程度的化学降解。所述降解是通过将聚合物材料调节到至少等于过氧化物分解温度的温度达到的。
优选的是，化学降解的程度为0.9～0.01，按MFR(1)与MFR(2)的比表示，其中MFR(1)是降解前的MFR值，MFR(2)是降解后的MFR值。
化学降解使用起来最方便的过氧化物的分解温度优选介于150～250℃。所述过氧化物的例子是过氧二叔丁基、过氧二枯基、2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己炔以及2，5-二甲基-2，5-二(叔丁基过氧)己烷，后者以商品名Luperox 101销售。
本发明的一种有利实施方案由这样一种可热粘合纤维代表，它包含聚烯烃组合物C)，其中包含1～100wt％，优选20～100wt％，更优选40～100wt％，尤其是50～100wt％，最优选70～100wt％无规共聚物A)，以及0～99wt％，优选0～80％，更优选0～60wt％，尤其是0～50wt％，最优选0～30wt％聚烯烃B)(不同于无规共聚物A)，尤其就共聚单体含量而言，就是说，不在上面针对无规共聚物A)所做规定之内)。
一般地，聚烯烃B)选自通式CH2＝CHR烯烃的聚合物或共聚物及其混合物，其中R是氢原子或C1～C8烷基基团。
尤其优选下列聚合物：
1)全同立构和基本全同立构丙烯均聚物，以及乙烯均聚物或共聚物，例如HDPE、LDPE、LLDPE；
2)丙烯与乙烯和/或C4～C10 α-烯烃如1-丁烯、1-己烯、4-甲基-1-戊烯、1-辛烯之类的结晶共聚物，其中共聚单体总含量占共聚物重量的0.05～20wt％，(所述共聚物不同于无规共聚物A)，就共聚单体含量而言，尤其是包含小于3％、优选小于2.5wt％C4～C10α-烯烃和/或大于1％，优选大于2wt％乙烯)，或者所述共聚物与全同立构或基本全同立构丙烯均聚物的混合物；
3)乙烯与丙烯和/或C4-C10 α-烯烃的弹性体共聚物，任选地包含少量(具体地说，1～10wt％)二烯，例如丁二烯、1，4-己二烯、1，5-己二烯、亚乙基-1-降冰片烯；
4)多相共聚物，包含(I)丙烯均聚物和/或项2)的共聚物之一，以及弹性体部分(II)，包含1种或多种项3)的共聚物，一般按已知方法通过诸组分在熔融状态的混合，或者通过顺序聚合来制备，通常包含的弹性体部分(II)占到5～80wt％；
5)1-丁烯均聚物和/或与乙烯和/或其他α-烯烃的共聚物。
而且，本发明纤维可以是单一(单组分)纤维(即，基本由所述无规共聚物A)或者由包含该无规共聚物的组合物，如所述组合物C)，制成)，或者是复合纤维(即，包含1种或多种、对称或不对称，例如并列或皮-芯方式排列的附加部分，包含各种各样并且种类不同的聚合材料)。可构成或者存在于所述附加部分之中的聚合材料优选例子是，聚乙烯、聚异丁烯、聚酰胺、聚酯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯酸酯及其混合物。
本发明纤维还可包含适合用来获得皮-芯结构(皮-芯稳定化作用)的稳定剂配方，或高度稳定的配方。在后一种情况下，可获得优异耐老化，以便达到非织造布的耐用。
皮-芯稳定作用的优选实例是包含1种或多种下列稳定剂(重量百分数，以聚合物与稳定剂总重量为基准)的那些：
a)0.01％～0.5％1种或多种有机亚磷酸酯或亚膦酸酯；
b)0.005％～0.5％1种或多种HALS(受阻胺光稳定剂)；
以及任选地，1种或多种酚类抗氧剂，其用量不超过0.02％。
亚磷酸酯的具体例子是：
三(2，4-二叔丁基苯基)亚磷酸酯，由汽巴嘉基按商品名Irgafos168销售；双十八烷基季戊四醇的二亚磷酸酯，由BORG-WARNER化学公司按商品名Weston 618销售；4，4’-丁叉双(3-甲基-6-叔丁基苯基-双十三烷基)亚磷酸酯，由ADEKA ARGUS化学公司按商品名Mark P销售；三(一壬基苯基)亚磷酸酯；双(2，4-二叔丁基)季戊四醇的二亚磷酸酯，由BORG-WARNER化学公司按商品名Ultranox 626销售。
一种优选的亚膦酸酯例子是四(2，4-二叔丁基苯基)4，4’-diphenylilenediphosphonite，它是Sandoz销售的商品名Sandostab P-EPQ的基础化合物。HALS是分子中包含1个或多个取代胺，优选哌啶基团，的单体或低聚化合物。
含取代哌啶基团的HALS具体例子是汽巴嘉基按下列商品名销售的化合物：
Chimassorb 944
Chimassorb 905
Tinuvin    770
Tinuvin    292
Tinuvin    622
Tinuvin    144
Spinuvex   A36以及美国CYANAMID公司按商品名Cyasorb UV 3346销售的产品。酚类抗氧剂的例子是：三(4-叔丁基-3-羟基-2，6-二甲基苄基)-s-三嗪-2-4-6-(1H、3H、5H)-三酮，由美国CYANAMID公司按商品名Cyanox1790销售；双[单乙基(3，5-二叔丁基-4-羟基-苄基)膦酸]钙；1，3，5-三(3，5-二叔丁基-4-羟基苄基)-s-三嗪-2，4，6(1H、3H、5H)三酮；1，3，5-三甲基-2，4，6-三(3，5-二叔丁基-4-羟苄基)苯；季戊四醇基-四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)丙酸酯]；十八烷基3-(3，5-二叔丁基-4-羟苯基)-丙酸酯，由汽巴嘉基分别按商品名Irganox1425、Irganox 3114、Irganox 1330、Irganox 1010、Irganox 1076出售；2，6-二甲基-3-羟基-4-叔丁基苄基的枞酸酯。
皮-芯稳定化作用的说明性例子在EP-A-391 438中给出。
高度稳定化配方的优选例子是包含大于0.02％，尤其是0.04～0.2wt％(以聚合物与稳定剂总重量为基准)1种或多种抗氧剂如酚类抗氧剂的那些。
上述稳定剂可通过造粒形式或表面涂布加入到聚合物中，或者它们可与聚合物机械地混合在一起。
另外，本发明纤维还可包含技术上常用的其他添加剂，例如防滑剂、抗静电剂、阻燃剂、填料、成核剂、颜料、防污剂、光敏化剂。
本发明纤维可通过任何已知方法制备。具体地说，它们可经下述方法制备：采用长程纺丝和短程纺丝设备制成普通短纤维形式，或者通过纺粘法制成纤维后直接铺成纤网并进行轧光而获得非织造布制品，或者采用熔喷方法。
长程纺丝设备一般包括第1纺丝段，在此，纤维以较高纺丝速度挤出穿过骤冷甬道以接受空气冷却。随后，这些纤维进入到后处理阶段，这期间它们接受拉伸、卷曲-蓬松化并切断。一般而言，上述后处理步骤与纺丝分开地在一特定段中进行，在此，许多粗纱集束成为一根粗的粗纱。然后所述粗的粗纱再送往牵伸、卷曲-蓬松和切断设备，这些设备操作在100～200m/min的速度。
在另一种类型长程纺丝设备中，上述后处理步骤与纺丝步骤联成一个顺序进行。在这种情况下，纤维从集束直接来到牵伸辊，在此，它们以与纺丝步骤可比的速度受到略微有限比例的拉伸(不超过1.5倍)。
采用长程纺丝设备通常采取下列工艺条件：
-每孔输出：大于0.2g/min，优选0.15～1g/min，更优选0.2～0.5g/min；
-卷取速度：等于或高于500m/min，优选500～3500m/min，更优选600～2000m/min；
-纤维离开纺丝板后冷却并固化的距离：大于0.50m。
另外，优选的是，牵伸比介于1.1～4。
有关长程纺丝设备的细节，可参见Friedelm Hauser《塑料挤出技术》，Hauser出版社，1988，第17章。
短程纺丝设备能够实现连续操作，因为该纺丝速度与牵伸、卷曲和切断速度相容。
采用短程纺丝设备，最适合本发明使用的工艺条件如下。
每孔输出介于0.005～0.18g/min，优选0.008～0.07g/min，更优选0.01～0.03g/min。卷取速度介于30～500m/min，优选40～250m/min，更优选50～100m/min。牵伸比介于1.1～3.5，优选1.2～2.5。另外，纤维在纺丝板出口处的冷却并固化的距离(冷却距离)优选大于2mm，更优选大于10mm，尤其是10～350mm。通常由空气射流和气流导致所述冷却。
有关短程纺丝设备的进一步细节可参见M.Ahmed，《聚丙烯纤维科学与技术》，Elsevier科学出版公司(1982)pp.344～346。
以上长程纺丝和短程纺丝设备采用的纺丝温度一般介于220℃～310℃，优选250℃～300℃。
纺粘法采用的设备一般包括挤压机，其纺丝头上装有纺丝板；冷却塔以及空气抽吸收集装置，它们利用文秋里管工作。在该装置下面，装置利用空气速度控制卷取速度，丝束通常被收集在传送带上，在传送带上，丝束分布成纤网并送往轧光机进行热粘合。
按照本发明，当采用典型纺粘机器时，采用以下工艺条件比较方便。
每孔输出介于0.1～2g/min，优选0.2～1g/min。
纤维通常借助气流冷却。
纺丝温度一般介于210℃～300℃，优选220℃～280℃。
熔喷法采用高速热空气生产最高10μm直径、几个厘米长的纤维。在非常高的空气压力下，有可能生产出细至0.3μm的纤维。
扼要地说，聚合物材料由挤压机穿过，其间热和压力导致聚合物熔融。然后，熔融聚合物进入到熔喷纺丝板，进而到纺丝板末端的纺丝孔，其直径为约400μm。聚合物从纺丝孔出来后，被高速热空气射流拉细。这使得聚合物维持其熔融状态并一直拉细到断裂。随着纤维由熔融液流断裂，拉伸空气迫使它进入到冷却空气流中，于是纤维便从熔融状态返回到固体状态。最后，纤维与其他纤维一起落到收集网上并形成均匀毡层。
熔喷可垂直朝下或者水平地对着旋转表面实施，从而形成介于5～1000g/m2的织物单位重量。
熔喷法使用的纺丝温度一般介于260℃～350℃。
如上面所述，非织造布制品是由纺粘法直接制取的。
生产热粘合制品的另一种已知方法包括，第1步，生产短纤维，随后令短纤维通过梳理机，然后利用轧光(采用轧光辊)进行热粘合而制成纤网。
现已惊奇地发现，本发明的短纤维在梳理步骤以及所获纤网被输送到轧光辊期间表现出不寻常高的抱合力，以致可采用高输送速度而不出问题。
短纤维也可采用穿透空气粘合法实现热粘合，按此法，采用热空气流实现热粘合。
与具体采用的热粘合方法无关，粘合温度优选介于120℃～160℃，更优选130℃～145℃。
本发明纤维尤其适合制备热粘合制品，特别是非织造布制品，其具有最佳机械性能和高度柔软性。
所述热粘合制品也可通过本发明纤维与传统聚烯烃纤维，特别是由丙烯均聚物构成的纤维的共混物制取。
再有，热粘合制品(非织造布制品)可包含2或更多个非织造布层。由于本发明纤维的使用，可获得各层之间粘附性的改善。
符合本发明规定范围的其他热粘合制品是包含非织造布与聚烯烃薄膜偶合的制品，其中非织造布由本发明纤维构成或包含它，而聚烯烃薄膜则可由前面所描述的聚烯烃构成或包含它(例如，无规共聚物A)和/或聚烯烃B))。
薄膜与非织造布之间的偶合例如可采用在轧光机中进行热处理或者采用粘合剂，例如热熔体，形成。
给出下面实施例的目的旨在说明而不是限制本发明。
有关实施例中聚合物材料及纤维的数据系采用下面所描述的方法测定的。
-MFR：ISO1133，230℃，2.16Kg；
-熔融和结晶温度：采用DSC，温度变化速度为20℃/min；
-1-丁烯含量：采用红外光谱术；
-挠曲模量：ISO 178；
-屈服抗张强度：ISO R 527；
-屈服伸长：ISO R 527；
-伊佐德冲击强度(缺口)，23℃，ISO 180/1；
多分散性指数(PI)：聚合物分子量分布测定。为确定PI值，采用RMS-800型平行板流变仪，Rheometrics(美国)销售，测定温度等于200℃、低模量值例如500Pa条件下的模量分离值(modulusseparation)，操作中振荡频率从0.01rad/s增加到100rad/s。从该模量分离值出发，利用下列公式可导出PI：
PI＝54.6×(模量分离值)-1.76
其中模量分离值(MS)被定义为：
MS＝(G’＝500Pa的频率)/(G″＝500Pa的频率)
其中G’是储能模量，G″是低模量。
25℃的二甲苯中可溶及不溶解级分：2.5g聚合物在搅拌下溶解在250mL 135℃的二甲苯中。20min后，让溶液冷却到25℃，其间仍然维持搅拌，然后沉降30min。用滤纸过滤出沉淀，溶液放在氮气流下蒸发，残余物在真空下、80℃干燥至恒重。于是，便可计算出室温(25℃)下可溶及不溶解聚合物的重量百分率。
纤维纤度：从10cm长粗纱上随机地选择50根纤维并称重。所述50根纤维的总重量，以mg为单位，乘以2，便获得以dTex(分特)为单位的纤度。
纤维的强度和伸长(断裂)：从500m粗纱上切取100mm长的一段。从该段中随机选择单根纤维进行测试。每根待测纤维固定到Instron dinamometer(型号1122)的夹子上，然后，对于伸长低于100％的情况，以20mm/min的牵引速度，而对于伸长大于100％的情况，以50mm/min的速率拉伸至断裂，两个夹子之间的初始距离为20mm。
测定最终强度(断裂强度)和断裂伸长。
采用下式导出强度：
强度＝极限强度(cN)×10/纤度(分特)
纤维粘合强度：由400特粗纱制备样品(方法ASTM D 1577-7)，取0.4m长，由连续纤维构成。在对该粗纱施加80个捻之后，2端合并，于是获得由这两半粗纱象绳子那样缠绕而成的产品。采用BruggelHSC-ETK热粘合机对所述样品实施热粘合，操作中改变板温度(见表)，采用0.28MPa夹紧压力和1s粘合时间。用上面所描述的测力计，操作在2cm/min的牵引速度下，来测定为把构成每个样品的两半粗纱在热粘合点处分离开来所需要的平均力。所获得的曲线表明，该力从最小变化到最大值(获得峰值)。通过在曲线中给出的最小和最大值之间取平均而获得的数值代表了所述平均力。该结果，以cN为单位表示，并通过对至少8个测量样品的结果取平均获得，代表纤维间的粘合强度。
在替代方案中，当制备非织造布样品时，粘合强度是对20cm长和5cm宽的样品测定的。5cm宽的两端固定到测力计的夹子上，然后以100mm/min的夹子速度拉伸。(夹子之间的初始距离为10cm)。沿对轧光步骤来说的机器方向(MD)和横向(CD)测定的最大力代表纤维的强度。
纤维柔软度：样品由400特粗纱制备，0.6m长，由连续纤维构成。粗纱两端固定到捻度测定装置(Torcimetro Negrie Bossi公司，米兰)的夹子上，施加120个捻。取下加捻的粗纱，两端合并，从而获得两半粗纱缠绕成绳子的产品。如此获得的样品对折弯曲，所得两端固定在Clark柔软测试仪的2个平行辊之间，其中令样品的两半之间保持1cm距离。
然后，测试仪的2个辊筒联合地朝右和朝左旋转，直至每次由于这2个辊筒所在平面的旋转导致样品颠倒其弯曲方向。样品在这2个辊筒之上的高度被调节到，使得平面旋转的2个角度之和恰好等于90°。取下样品，切取到所述高度并称重。
柔软度数值根据下式导出：
柔软度＝(1/W)×100
其中W是样品切取到所述高度时的重量，克数。
纺丝用的聚合物
聚合物I和Ib
丙烯/1-丁烯结晶无规共聚物，系通过单体在高收率、高度有规立体齐格勒-纳塔催化剂存在下的共聚制取的，具有下列性质：
                              聚合物I      聚合物Ib
MFR(dg/min)：                 10.6         1.8
25℃二甲苯不溶物(wt％)：      97.6         98.1
熔融温度(℃)：                      141             146
结晶温度(℃)                        91              93
1-丁烯含量(wt％)：                  8.3             6.1
PI：                                4               3.87
挠曲模量(MPa)：                     950             1250
屈服抗张强度(MPa)：                 27              28
屈服伸长(％)：                      12              10
23℃伊佐德冲击强度(缺口)KJ/m2)     4               8.1
向所述聚合物I和Ib中，通过造粒设备加入0.04wt％硬脂酸钠和0.15wt％Irganox B 215。还加入石蜡油(0.05wt％，以聚合物和添加剂总重量为基准)，作为所述添加剂的分散剂。
Irganox B 215是由1/3重量的Irganox 1010与2/3重量的Irganox 168的共混物。
聚合物Ib本身未用于纺丝。
聚合物II
其通过聚合物I以0.021wt％Luperox 101进行化学降解制成。降解后的MFR和PI值分别为25.8dg/min和3。
聚合物III和IV
其通过聚合物Ib以0.073wt％(相对于聚合物III)和0.038wt％(相对于聚合物IV)的Luperox 101进行化学降解制成。
降解后的MFR和PI值分别为，对于聚合物III，26.8dg/min和2.36；对于聚合物IV，12.5dg/min和2.79。
丙烯均聚物
所有对比例都是采用具有如表中所示MFR和PI值的丙烯均聚物进行纺丝的。所有均聚物在25℃二甲苯中的不溶解分数均为约96wt％。
纺丝和轧光设备
在所有实例中，除实例5、5c、6和6c之外，均采用螺杆的长径比等于5的Leonard 25纺丝中试生产线(由Costruzioni MeccanicheLeonard-Sumirago(VA)制造并销售)。
在实例5和5c中，采用半工业短程纺丝生产线，包括具有65000孔的纺丝板和中央骤冷风装置(骤冷温度：约19℃)。
在实例6和6c中，采用高速梳理/轧光装置。
下表中给出的最高速度值是，30min后纤维断头次数(该数目在表中作为最高速度下的断头次数/30min给出)较少条件下的最高卷取速度。
实例1和2以及对比例1c和2c
操作在如表1所示长程纺丝条件下。
从离开纺丝板至丝束接触到骤冷空气之间的距离是10cm。
实例1和2的纤维是通过上述聚合物I的纺丝制取的；而对比例1c和2c的则是通过均聚物纺丝制取的其具有皮-芯稳定化作用，正如纺制纤维的MFR值明显增加(纤维MFR)所表明的。
如此获得的纤维特征也一并载于表1中。
                                         表1
实例号     1     2     1c     2c
聚合物MFR         dg/minPI     10.64.0     10.64.0     18.83.95     12.03.94
纺丝头温度        ℃熔体温度          ℃纺丝头压力        Bar纺丝孔径          mm每孔输出          g/min纺丝板孔数        u骤冷温度          ℃卷取速度          m/min纤维MFR           dg/min     260267360.40.46124.6150017.8     265273350.40.46123.4150018.8     270278250.40.46121.6150087     280293380.40.46120.0150094
最高速度          m/min最高速度下，断头次数/30min        u     39000     39001     39005     39001
在线取向I辊速度           m/minI辊温度           ℃II辊速度          m/minII辊温度          ℃III辊速度         m/minIII辊温度         ℃牵伸比 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5
取向纤维特征纤度              DTex强度              cN/Tex伸长              ％柔软度            1/g粘合强度(150℃)   CN粘合强度(145℃)   CN粘合强度(140℃)   CN 2.3526235850895±110630±110315±40 2.1027.9230995±135540±115315±35 1.9518.2350750540±150295±51200±17 2.0019.2395380±69--
注：
纺丝头温度和纺丝头压力是在纺丝头上测定的温度和压力；在粘合强度测定值一栏中，括号内给出热粘合时的温度。
实例3和4以及对比例3c和4c
操作在如表2所示长程纺丝条件下。
从离开纺丝板至丝束接触骤冷空气之间的距离是10cm。
实例3和4的纤维是通过上述聚合物IV的纺丝制取的；而对比例3c和4c的则是分别通过丙烯均聚物纺丝制取的，其具有皮-芯稳定化作用和较强的稳定化作用(对于纺粘而言)。
如此获得的纤维特征也一并载于表2中。
                         表2
实例号 3 4 3c 4c
聚合物MFR         dg/minPI 12.52.79 12.52.79 12.03.92 12.32.65
纺丝头温度        ℃熔体温度          ℃纺丝头压力        Bar纺丝孔径          mm每孔输出          g/min纺丝板孔数        u骤冷温度          ℃卷取速度          m/min纤维MFR           dg/min 270277280.40.46123.6150018 280287240.40.46124.5150020.5 280290290.40.46117.0150075 285292260.40.461150019.4
最高速度          m/min最高速度下，断头次数/30min        u 42001 45000 42000 2700*0
在线取向I辊速度           m/minI辊温度           ℃II辊速度          m/minII辊温度          ℃III辊速度         m/minIII辊温度         ℃牵伸比 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5
取向纤维特征纤度              dTex强度              cN/Tex伸长              ％柔软度            1/g粘合强度(150℃)   cN 1.9548.61101030315 1.855.31051055310 2.2020.7350795350 1.8536.1150170
*在3000m/min条件下10min内出现7次断头
实例5和对比例5c
在实例5中，上述聚合物I在下列条件下纺丝成为纤维：第1导丝盘速度，108m/min；第2导丝盘速度，134m/min；输出，90Kg/h；纺丝头温度，310℃；未出现纺丝板结垢，没有明显的输出限制。
在对比例5c中，与对比例2c相同的丙烯均聚物纺丝成为纤维，条件为：第1纺丝盘速度，103m/min；第2纺丝盘速度，134m/min；输出，90Kg/h；纺丝头温度，320℃。
牵伸比以及如此获得的纤维的特征载于表3中。
                 表3
实例号     5     5c
牵伸比     1.24     1.3
纤度            dTex     2.35     2.42
强度            cN/tex     22     20
伸长            ％     240     300
粘合强度，150℃ Cn     -     250
粘合强度，140℃ cN     1135     150
粘合强度，135℃ cN     765     -
粘合强度，130℃ cN     410     -
实例6和对比例6c
实例5和对比例5c的纤维分别在实例6和对比例6c中进行热粘合，采用表4所载的梳理/轧光条件，从而获得20g/m2的非织造布。
如此获得的非织造布的强度数值也一并载于表4中。
                         表4
实例号  轧光温度   传送带速度   MD强度    CD强度
    ℃     m/min     N/5cm     N/5cm
    6     137     140     55     5.4
    6c     155     140     40     4.0
实例7～14和对比例7c～10c
操作在如表5～7所载纺粘粘合条件下。
实例7～14的纤维系通过下列聚合物的纺丝制取的：
实例                     聚合物
7                        I
8                        III
9                        III
10                    III
11                    II
12                    IV
13                    IV
14                    IV
在对比例7c～10c中，采用丙烯均聚物，其具有纺粘稳定化作用。
                        表5
实例号 7 7c 8c
聚合物MFR          Dg/minPI 10.64.0 12.02.74 23.92.58
纺丝头温度         ℃熔体温度           ℃纺丝头压力         Bar纺丝孔径           Mm每孔输出           g/min纺丝板孔数         U骤冷温度           ℃ 270277270.60.63723.1 285292240.60.63722.4 250258210.60.63720.6
卷取速度           m/min纤维MFR            Dg/min 150020.7 150017.8 150033.5
最高速度           m/min最高速度下，断头次数/30min 42002 42003 45002
卷取速度           m/min单丝纤度           Dtex伸长               ％强度               CN/Tex柔软度             1/g粘合强度(150℃)    CN粘合强度(140℃)    CN 36001.831521.91150-920±70 36001.7532523.6900150±25- 36001.7528021.2925180±20-
                            表6
实例号 8 9 10 11 9c
聚合物MFR        dg/minPI 26.82.36 26.82.36 26.82.36 25.83.0 23.92.58
纺丝头温度       ℃熔体温度         ℃纺丝头压力       Bar纺丝孔径         mm每孔输出         g/min纺丝板孔数       u骤冷温度         ℃ 240249220.60.63724.1 250258200.60.63724.3 230237250.60.63724.1 250258210.60.63720.6 250258210.60.63720.6
卷取速度         m/min纤维MFR          dg/min 150032.2 150033.6 150032.5 150032.9 150033.5
最高速度         m/min最高速度下，断头 u次数/30min 42001 42003 42001 42003 45002
卷取速度         m/min单丝纤度         dTex伸长             ％强度             cN/Tex柔软度           1/g粘合强度(150℃)  cN粘合强度(145℃)  cN粘合强度(140℃)  cN 36001.7523023.41085Mold675290 36001.8014020.1---- 36001.9523520.6---- 36001.9027520.31010--850 36001.7528021.2925180--
                               表7
实例号 12 13 14 10c
聚合物MFR          dg/minPI 12.52.79 12.52.79 12.52.79 12.02.74
纺丝头温度         ℃熔体温度           ℃纺丝头压力         Bar纺丝孔径           Mm每孔输出           g/min纺丝板孔数         U骤冷温度           ℃ 285291180.60.63724.8 270277280.40.46123.6 280287240.40.46124.1 285292240.60.63722.4
卷取速度           m/min纤维MFR            dg/min 150027.9 150017.1 150020.9 150017.8
最高速度           m/min最高速度下，断头次 U数/30min 4200(4500)0(5) 42001 45000 42003
卷取速度           m/min单丝纤度           DTex伸长               ％强度               cN/Tex柔软度             1/g粘合强度  (150℃)  CN粘合强度  (145℃)  CN粘合强度  (140℃)  CN 36001.7521025.21085930605255 36001.1522030.81045--- 36001.1520031.81115--- 36001.7532523.6900150±25--
实例15～22以及对比例11c
另一些纺丝试验在Leonard 25纺丝中试生产线上进行，螺杆的长径比等于5(由Costruzioni Meccaniche Leonard-Sumirago(VA)制造并销售)，采用热粘合短纤维的典型条件。采用的在线取向为卫生制品用的典型牵伸比。
作为参照例，纺制了一种纯均聚物热粘合短纤维；聚合物的PI＝3.91，MFR＝11.6，二甲苯可溶物4.1wt％，并包含为在丝束中诱导皮-芯结构的典型添加剂包。主要条件载于表8中。
该无规共聚物是上面所描述的聚合物I，并具有热粘合短纤维用的典型添加剂包(以便在丝束中诱导皮-芯结构的形成)。它与不同比例所述均聚物的干掺混物(纺丝实例15～22)以及纯无规共聚物(实例11c)都进行了试验。所有结果一并载于表8中。掺混物在较低温度(270℃，而不是280℃)进行纺丝，因为无规共聚物的熔融温度较低。
具体地说，柔软度、粘合强度、纤维强度，随着无规共聚物含量的增加而提高。令人惊奇的是，即便在2wt％无规共聚物含量情况下，掺混物依然显示出性能方面的显著提高。
伸长越低，强度越高，因为无规共聚物诱导长丝发生较高程度的取向。
可纺性在所有情况下完全适合应用。
采用Thermofil internal试验设备，测定选择温度(一般130℃)下的丝束回缩。
长丝夹紧，不带任何预拉伸，然后在130℃放置600s。长度相对于其原来长度的变化百分数(一般为收缩)即作为回缩。
                                         表8
实例号聚合物I用量       ％wt     11c0     152     165     1710   1815
聚合物MFR         dg/minPI     11.63.91     11.64.0     11.64.0     11.64.0   11.64.0
纺丝头温度        ℃熔体温度          ℃纺丝头压力        Bar纺丝孔径          mm每孔输出          g/min纺丝板孔数        u骤冷温度          ℃卷取速度          m/min纤维MFR           dg/min     280290240.40.46117.71500109     270281290.40.46119.3150060.4     270280290.40.46119.5150056.9     270280300.40.46119.9150057.2   270280310.40.46118.5150058.2
最高速度          m/min最高速度下，断头次数/30min        u     39003     36002     39003     36002   36001
在线取向I辊速度           m/minI辊温度           ℃II辊速度          m/minII辊温度          ℃III辊速度         m/minIII辊温度         ℃牵伸比 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5
取向纤维特征纤度              dTex强度              cN/Tex伸长              ％柔软度            1/g粘合强度(150℃)   cN回缩，130℃       ％ 1.9520225750620±1006 2.020.1300905750±1106 2.023.53101010730±1356 1.9025.5270975780±1936 1.8525.1270975820±1506.5
                                表8(续)
实例号聚合物I用量      ％wt     1920     2030     2150    22100
聚合物MFR        dg/minPI     11.34.0     11.04.0     11.04.0    10.74.0
纺丝头温度       ℃熔体温度         ℃纺丝头压力       Bar纺丝孔径         mm每孔输出         g/min纺丝板孔数       u骤冷温度         ℃卷取速度         m/min纤维MFR          dg/min     270280290.40.46118.21500-     270280300.40.46118.31500-     270279320.40.46119.8150062    270280320.40.46121.6150072
最高速度         m/min最高速度下，断头次数/30min       u     39000     36000     39001    42000
在线取向I辊速度          m/minI辊温度          ℃II辊速度         m/minII辊温度         ℃III辊速度        m/minIII辊温度        ℃牵伸比 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5 15005022501102250901∶1.5
取向纤维特征纤度             dTex强度             cN/Tex伸长             ％柔软度           1/g粘合强度(150℃)  cN回缩，130℃      ％ 2.0026.12501000850±2277.0 2.0028.1200920920±2277.5 1.9031.0245960930±3208.0 1.934.014510301010±22710
聚合物I以纯的以及掺混物形式按短程纺丝法纺丝成为卫生制品用短纤维。
该短纤维在不同轧光温度(温度(C)-1＝光辊温度)，温度(C)-2＝压花辊温度)接受热粘合，这与采用长程纺丝法生产的均聚物短纤维显著不同(与短程纺丝相比，生产皮-芯长丝结构/提高热粘合性的效果好得多。生产线速度80m/min(生产出纤网的机器方向速度)
A.100％聚合物I，用短程纺丝短纤维
温度(C)-1 温度(C)-2 纤网Wt.(g/m2) MD(Kg) MD伸长(％) CD(Kg) CD伸长(％)
    155     154     21.8   3.12     34.5   0.92     67.5
    155     149     21   3.14     49.3   0.94     94.6
    152     146     22   3.81     49.1   0.87     96.1
    149     143     22.4   4.45     67.6   0.86     100.2
    146     140     22.8   4.49     74.6   0.66     84.6
B.70％聚合物I+30％均聚物，用短程纺丝短纤维
温度(C)-1 温度(C)-2 纤网Wt.(g/m2) MD(Kg) MD伸长(％) CD(Kg) CD伸长(％)
    164     158     21.9   3.59     49.7   0.87     92.8
    161     155     21.7   4.01     58.2   0.94     113.1
    158     152     21.2   4.06     66.3   0.79     103.4
    155     150     22   3.79     65.7   0.84     123.3
    152     146     21.2   3.81     71.5   0.53     83.1
C.50％聚合物I+50％均聚物，用短程纺丝短纤维
温度(C)-1 温度(C)-2 纤网Wt.(g/m2) MD(Kg) MD伸长(％) CD(Kg) CD伸长(％)
    152     146     21   3.23     65.5   0.36     65.5
    155     150     21.1   3.71     69.8   0.62     89.2
    158     152     22   3.69     58.4   0.84     108.9
    161     155     21.5   3.69     55.3   0.81     109.6
    164     158     21.7   3.69     46.9   0.76     87.9
D.100％均聚物，用短程纺丝短纤维，参考号1
    典型值 纤网Wt.(g/m2) MD(Kg) MD伸长(％) CD(Kg) CD伸长(％)
    21     3.3     90.0     0.7     80
E.100％均聚物，用长程纺丝短纤维，参考号2
    典型值 纤网Wt.(g/m2) MD(Kg) MD伸长(％) CD(Kg) CD伸长(％)
    21     3.6     90.0     1.0     85
按短程纺丝法采用聚合物I或者与均聚物的掺混物，在采用梳理热粘合制备纤网的过程中，可与长程纺丝短纤维(成本较高和精细的方法)相匹敌。

Claims (7)

1.单一的单组分纤维形式的可热粘合聚烯烃纤维，其强度值为15～60cN/Tex，该纤维
或者由包含以下组分的聚合物材料制备：1～100wt％无规共聚物A)，其根据ISO R527测得的屈服抗张强度值为24～35Mpa，该无规共聚物A)由丙烯与一种或多种选自通式CH2＝CHR的α-烯烃的共聚单体构成，其中R是C2～C8烷基，所述一种或多种共聚单体的量占无规共聚物A)总重量的3～20wt％，和
0～99wt％聚烯烃B)，它选自通式CH2＝CHR烯烃的聚合物或共聚物及其混合物，其中R是氢或C1～C8烷基；
或者由上述聚合材料的化学降解所得的聚合材料制备，其中化学降解的程度，以降解前的MFR值与降解后的MFR值的比表示，为0.9～0.01。
2.权利要求1的纤维，其由包含以下组分的聚合材料制得：20～100wt％无规共聚物A)和0～80wt％聚烯烃B)。
3.一种制备权利要求1的纤维的方法，该方法是用包含1～100wt％无规共聚物A)和0～99wt％聚烯烃B)的聚合材料进行纺丝。
4.包含权利要求1的纤维的热粘合制品。
5.权利要求4的热粘合制品，其是非织造布制品的形式。
6.权利要求5的非织造布制品，其包含2个或更多个非织造布层。
7.权利要求4的热粘合制品，其包含与聚烯烃薄膜偶合的非织造布纤维。
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