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Die gegenwärtige Erfindung bezieht sich
auf Polypropylenfasern und auf Waren, hergestellt aus Polypropylenfasern.
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Polypropylen ist gut bekannt für die Herstellung
von Fasern, insbesondere zum Herstellen von Faservliesen.
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EP-A-0789096 und deren korrespondierende
WO-A-97/29225 offenbaren derartige Polypropylenfasern, die hergestellt
sind aus einer Mischung von syndiotaktischem Polypropylen (sPP)
und isotaktischem Polypropylen (iPP). Jene Patentanmeldung offenbart,
daß durch
Mischen von 0,3 bis 3 Gew.% sPP, basierend auf dem gesamten Polypropylen,
unter Bilden einer Mischung von iPP-sPP die Fasern erhöhte natürliche Masse
und Glätte
haben, und Faservliese, hergestellt aus den Fasern, haben eine verbesserte
Weichheit. Ferner offenbart jene Patentanmeldung, daß eine derartige
Mischung die Wärmebindungstemperatur
der Fasern erniedrigt. Wärmebinden
wird zum Herstellen des Faservlieses aus den Polypropylenfasern
verwendet. Die Patentanmeldung offenbart, daß das isotaktische Polypropylen
ein Homopolymer, gebildet durch die Polymerisation von Propylen
durch Ziegler-Natta Katalyse, umfaßt. Das isotaktische Polypropylen
hat typischerweise eine massegemittelte Molekülmasse Mw von 100 000 bis 4
000 000 und ein Molekulargewicht-Zahlenmittel Mn von 40 000 bis
100 000 mit einem Schmelzpunkt von etwa 159 bis 169°C. Jedoch
leiden die Polypropylenfasern, hergestellt in Übereinstimmung mit dieser Patentanmeldung,
an dem technischen Problem, daß das
isotaktische Polypropylen, das hergestellt ist unter Verwenden eines
Ziegler-Natta Katalysators, nicht besonders hohe mechanische Eigenschaften,
insbesondere Zähigkeit,
hat.
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WO-A-96/23095 offenbart ein Verfahren
zum zur Verfügung
stellen eines Faservlieses mit einem weiten Bindungsfenster, bei
dem das Faservlies gebildet ist aus Fasern einer thermoplastischen
Polymermischung, einschließend
0,5 bis 25 Gew.-% syndiotaktisches Polypropylen. Das syndiotaktische
Polypropylen kann mit einer Mannigfaltigkeit von verschiedenen Polymeren,
einschließlich
isotaktischem Polypropylen, gemischt werden. Die Patentanmeldung
schließt
eine Anzahl von Beispielen ein, in denen verschiedene Mischungen
von syndiotaktischem Polypropylen mit isotaktischem Polypropylen
hergestellt wurden. Das isotaktische Polypropylen umfaßte kommerziell
erhältliches
isotaktisches Polypropylen, welches hergestellt ist unter Verwenden
eines Ziegler-Natta Katalysators. Es ist in der Patentanmeldung
offenbart, daß die
Verwendung von syndiotaktischem Polypropylen das Temperaturfenster
erweiterte über
dem Wärmebinden
auftreten kann, und die annehmbare Bindungstemperatur erniedrigt.
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WO-A-96/23095 offenbart auch die
Herstellung von Fasern aus Mischungen, einschließend syndiotaktisches Polypropylen,
die entweder Bi-Komponentenfasern oder Bi-Bestandteilsfasern sind.
Bi-Komponentenfasern sind Fasern, die hergestellt worden sind aus
mindestens zwei Polymeren, extrudiert von separaten Extrudern und
zusammenversponnen sind unter Bilden einer Faser. Bi-Bestandteilsfasern
werden hergestellt aus mindestens zwei Polymeren, extrudiert von
dem gleichen Extruder als eine Mischung. Sowohl Bi-Komponenten-
wie Bi-Bestandteilsfasern sind offenbart, verwendet zu werden, das
Wärmebinden
von Ziegler-Natta
Polypropylen in Faservliesen zu verbessern. Insbesondere wird ein
Polymer mit einem niedrigeren Schmelzpunkt im Vergleich zu dem isotaktischen
Ziegler-Natta Polypropylen, beispielsweise Polyethylen, statistische
Copolymere oder Terpolymere, als der äußere Teil der Bi-Komponentenfaser
verwendet oder in das Ziegler-Natta Polypropylen unter Bilden der
Bi-Bestandteilsfaser gemischt.
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EP-A-0634505 offenbart verbessertes
Propylenpolymergarn und Gegenstände,
daraus hergestellt, wobei zum zur Verfügung stellen von Garn, fähig zu erhöhter Schrumpfung,
syndiotaktisches Polypropylen mit isotaktischem Polypropylen gemischt
wird, wobei 5 bis 50 Teile pro Gewicht syndiotaktisches Polypropylen
vorhanden sind. Es ist offenbart, daß das Garn erhöhte Spannkraft
und Schrumpfung hat, besonders geeignet in Florgewebe und Teppichstoff.
Es ist offenbart, daß die
Polypropylenmischungen ein Erniedrigen der Wärmeerweichungstemperatur und
ein Verbreitern der Wärmereaktionskurve,
wie mittels Differentialscanningkalorimetrie gemessen, als eine
Konsequenz des Vorhandenseins von syndiotaktischem Polypropylen
zeigen.
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US-A-5269807 offenbart eine Naht,
hergestellt aus syndiotaktischem Polypropylen, eine größere Flexibilität zeigend
als eine vergleichbare Naht, hergestellt aus isotaktischem Polypropylen.
Das syndiotaktische Polypropylen kann inter alia mit isotaktischem
Polypropylen gemischt werden.
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EP-A-0451743 offenbart ein Verfahren
zum Formen von syndiotaktischem Polypropylen, bei dem das syndiotaktische
Polypropylen mit einer geringen Menge eines Polypropylens mit einer
im wesentlichen isotaktischen Struktur gemischt werden kann. Es
ist offenbart, daß Fasern
aus dem Polypropylen gebildet werden können. Es ist auch offenbart,
daß das
isotaktische Polypropylen hergestellt wird durch die Verwendung
eines Katalysators, umfassend Titantrichlorid und eine Organoaluminiumverbindung,
oder Titantrichlorid oder Titantetrachlorid, getragen auf Magnesiumhalogenid
und einer Organoaluminiumverbidnung, d. h. ein Ziegler-Natta Katalysator.
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EP-A-0414047 offenbart Polypropylenfasern,
gebildet aus Mischungen von syndiotaktischem und isotaktischem Polypropylen.
Die Mischung schließt
mindestens 50 Gewichtsteile des syndiotaktischen Polypropylens und
höchstens
50 Gewichtsteile des isotaktischen Polypropylens ein. Es ist offenbart,
daß die
Extrudierbarkeit der Fasern verbessert wird, und die Faserstreckbedingungen
verbreitert werden.
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Es ist ferner bekannt, syndiotaktisches
Polypropylen herzustellen unter Verwenden von Metallocenkatalysatoren,
wie beispielsweise in US-A-4794096 offenbart worden ist.
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Kürzlich
sind Metallocenkatalysatoren auch verwendet worden, isotaktisches
Polypropylen herzustellen. Isotaktisches Polypropylen, das hergestellt
worden ist unter Verwenden eines Metallocenkatalysators, ist hier
im nachfolgenden als miPP identifiziert. Fasern, hergestellt aus
miPP, zeigen viel höhere
mechanische Eigenschaften, hauptsächlich Zähigkeit, als typische auf Ziegler-Natta
Polypropylen basierende Fasern, hier im nachfolgenden als ZNPP bezeichnet.
Jedoch wird dieses Ziel an Zähigkeit
nur teilweise auf Faservliese übertragen,
die aus den miPP Fasern durch Wärmebinden
hergestellt worden sind. Tatsächlich
haben Fasern, hergestellt unter Verwenden von miPP, ein sehr enges
Wärmebindungsfenster,
das Fenster definiert einen Bereich von Wärmebindungstemperaturen, wodurch
nach Wärmebinden
der Fasern das Faservlies die besten mechanischen Eigenschaften
zeigt. Als ein Ergebnis, nur eine geringe Menge der miPP Fasern
trägt zu
den mechanischen Eigenschaften des Faservlieses bei. Auch ist die
Qualität
der Wärmebindung
zwischen benachbarten miPP Fasern gering. Somit sind bekannte miPP
Fasern befunden worden, schwieriger gegenüber Wärmebindung zu sein als ZNPP
Fasern, trotz eines niedrigeren Schmelzpunktes.
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WO-A-97/10300 offenbart Polypropylenmischungszusammensetzungen,
wobei die Mischung 25 Gew.% bis 75 Gew.% Metallocen isotaktisches
Polypropylen und 75 Gew.% bis 25 Gew.% Ziegler-Natta isotaktisches
Polypropylen Copolymer umfassen kann. Die Patentanmeldung ist hauptsächlich auf
die Herstellung von Folien aus derartigen Polypropylenmischungen
gerichtet.
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US-A-5483002 offenbart Propylenpolymere
mit Niedrigtemperatur-Schlagzähigkeit,
enthaltend eine Mischung von einem semi-kristallinen Propylenhomopolymer
mit entweder einem zweiten semi-kristallinen Propylenhomopolymer
oder einem nicht kristallisierenden Propylenhomopolymer.
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EP-A-0538749 offenbart eine Propylencopolmerzusammensetzung
für Herstellung
von Folien. Die Zusammensetzung umfaßt eine Mischung von zwei Komponenten,
die erste Komponente umfaßt
entweder ein Propylenhomopolymer oder ein Copolymer von Propylen
mit Ethylen öder
einem anderen alpha-Olefin mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 20,
und die zweite Komponente umfaßt
ein Copolymer von Propylen mit Ethylen und/oder einem alpha-Olefin
mit einer Kohlenstoffzahl von 4 bis 20.
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Es ist in der Technik bekannt, in
ein Polypropylen, hergestellt unter Verwenden eines Ziegler-Natta
Katalysators, eine zweite Komponente, umfassend ein statistisches
Polypropylen, typischerweise in einer Menge von etwa 20 Gew.% bis
50 Gew.% der Mischung, zu mischen. Eine derartige Mischung ist befunden
worden, gutes Wärmebinden
zu liefern, wenn Fasern, hergestellt aus der Mischung, thermisch
unter Bilden eines Faservlieses gebunden werden. Das gute Wärmebinden
resultiert aus einem Temperaturüberlappen
der Schmelzpunkte des Ziegler-Natta
Polypropylens und des statistischen Polypropylens. Das Wärmebinden
wird auch erzielt als ein Ergebnis von sowohl dem Ziegler-Natta
Polypropylen wie dem statistischen Polypropylen mit relativ breiten
Molekulargewichtsverteilungen, welches eine gute Mischung liefert
und somit dazu tendiert, die Wärmebindbarkeit
von Fasern zu vergrößern.
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Es ist eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung,
das Wärmebindungsfenster
von ZNPP Fasern zu verbreitern. Es ist eine weitere Aufgabe der
Erfindung, Faservliese aus ZNPP Fasern zur Verfügung zu stellen, die verbesserte
mechanische Eigenschaften, insbesondere Zähigkeit zeigen.
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Es ist bekannt, daß Polypropylenfasern
und Faservliese, hergestellt aus Polypropylenfasern, dazu tendieren,
sich gegenüber
der Berührung
rauh anzufühlen.
Es ist auch eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, die Weichheit
von Polypropylenfasern zu verbessern.
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Die gegenwärtige Erfindung liefert eine
Polypropylenfaser, einschließend
mehr als 50 Gew.% eines ersten isotaktischen Polypropylens, hergestellt
durch einen Ziegler-Natta Katalysator, von 5 bis weniger als 50 Gew.%
eines zweiten isotaktischen Polypropylens, hergestellt durch einen
Metallocenkatalysator, und wahlfrei bis zu 15 Gew.% eines syndiotaktischen
Polypropylens (sPP).
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Die Polymerfaser kann vorzugsweise
einschließen
von 60 bis 80 Gew.% des ersten isotaktischen Polypropylens und von
10 bis weniger als 50 Gew.%, bevorzugter von 20 bis 40 Gew.% des
zweiten isotaktischen Polypropylens.
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Vorzugsweise sind bis zu 10 Gew.%
des syndiotaktischen Polypropylens (sPP) in der Polypropylenfaser
eingeschlossen. Die Zugabe von sPP verbessert die Weichheit der
Fasern.
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Das erste Polypropylen, hergestellt
durch den Ziegler-Natta
Katalysator (ZNPP), kann ein Homopolymer, Copolymer oder Terpolymer
sein.
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Das zweite Polypropylen, hergestellt
durch den Metallocenkatalysator (miPP), ist ein Homopolymer, Copolymer,
welches entweder ein statistisches oder Blockcopolymer ist, oder
Terpolymer von isotaktischem Polypropylen, hergestellt durch einen
Metallocenkatalysator.
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Vorzugsweise hat das zweite Polypropylen
einen Dispersionsindex (D) von 1,8 bis 8. Vorzugsweise hat das zweite Polypropylen
eine Schmelztemperatur in dem Bereich von 130 bis 161°C für Homopolymer
und eine Schmelztemperatur von 80 bis 160°C für ein Copolymer oder Terpolymer.
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Das miPP hat vorzugsweise einen Schmelzflußindex (MFI)
von 1 bis 2500 g/10 Min. In dieser Patentanmeldung sind die MFI
Werte diejenigen, bestimmt unter Verwenden des Verfahrens von ISO
1133 unter Verwenden einer Beladung von 2,16 kg bei einer Temperatur
von 230°C.
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Bevorzugter hat das zweite Polypropylen
Homopolymer oder Copolymer einen Mn Wert von 30 000 bis 130 000
kDa, und der MFI Wert kann im Bereich von 1 bis 2000 g/10 Min liegen,
und vorzugsweise von 5 bis 90 g/10 Min für spinngelegte oder für Stapelfasern.
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vorzugsweise hat das erste Polypropylen
einen Dispersionsindex (D) von 3 bis 12. Vorzugsweise hat das erste
Polypropylen eine Schmelztemperatur in dem Bereich von 80 bis 169°C, bevorzugter
eine Schmelztemperatur von 159 bis 169°C für Homopolymer und eine Schmelztemperatur
von 80 bis 168°C
für ein
Copolymer oder Terpolymer. Eine typische Schmelztemperatur für ZNPP ist
162°C.
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Das ZNPP hat vorzugsweise einen Schmelzflußindex(MFI)
von 1 bis 100 g/10 Min.
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Bevorzugter hat das erste Polypropylenhomopolymer
einen MFI Wert, der im Bereich von 15 bis 60 g/10 Min, für spinngelegte
oder 10 g bis 30 g/10 Min. für
Stapel-Fasern liegt.
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Das sPP ist vorzugsweise ein Homopolymer
oder ein statistisches Copolymer mit einer RRRR von mindestens 70%.
Das sPP kann alternativ ein Blockcopolymer mit einem höheren Comonomergehalt
oder ein Terpoymer sein.
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Wenn der Comonomergehalt oberhalb
von 1,5 Gew.% ist, tendiert das sPP dazu, klebrig zu werden, was
somit zu Problemen führt,
wenn die Fasern versponnen werden oder wenn die Fasern thermisch
gebunden werden. Vorzugsweise hat das sPP eine Schmelztemperatur
von bis zu etwa 130°C.
Das sPP hat typischerweise zwei Schmelzpeaks, einer ist bei etwa
112°C, und
der andere ist bei etwa 128°C.
Das sPP hat typischerweise einen MFI Wert von 0,1 bis 1000 g/10
Min., typischer von 1 bis 60 g/10 Min. Das sPP kann eine monomodale
oder multimodale Molekulargewichtsverteilung haben, und am bevorzugtesten
ist es ein bimodales Polymer, um die Verarbeitbarkeit des sPP zu
verbessern.
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Die gegenwärtige Erfindung liefert ferner
eine Ware, hergestellt aus der Polypropylenfaser der Erfindung.
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Die gegenwärtige Erfindung liefert noch
ferner ein Produkt, einschließend
jene Ware, wobei das Produkt ausgewählt ist aus unter anderem einem
Filter, Haushaltswischer, Windel, Damenhygieneprodukt, Inkontinenzprodukt,
Wundverbandstoff, Bandage, OP-Bekleidung, OP-Tuch und Schutzabdeckung.
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Die gegenwärtige Erfindung wird vorhergesagt
auf der Feststellung durch den gegenwärtigen Erfinder, daß miPP,
wenn mit einer größeren Menge
von ZNPP gemischt, verbessertes Wärmebinden des ZNPP bewirkt,
ohne eine beträchtliche
Modifizierung der mechanischen Eigenschaften der Fasern selbst.
Der gegenwärtige
Erfinder hat überraschend
festgestellt, daß durch
Mischen von weniger als 50 Gew.% miPP in das Ziegler-Natta Polypropylen
dieses erhöhtes
Wärmebinden
des Ziegler-Natta
Polypropylens liefert, obwohl das miPP eine engere Molekulargewichtsverteilung
hat als diejenige des ZNPP, und auch des statistischen PP, verwendet
indem Stand der Technik, auf den hier zuvor bezug genommen wurde,
welcher von dem Fachmann in Betracht gezogen werden würde, reduzierte
Wärmebindungswirkung
zu haben.
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Tatsächlich ist Verengen von Molekulargewichtsverteilung
bekannt, die Bindungsfenstertemperatur der Faser zu reduzieren.
So hat der gegenwärtige
Erfinder überraschenderweise
festgestellt, daß durch
Mischen von miPP in ZNPP, wobei das miPP einen typischen Schmelzbereich
von etwa 130°C
bis etwa 161°C hat,
der niedriger als der typsche Schmelzbereich von ZNPP von etwa 159°C bis etwa
169°C ist,
die Verbesserung an Wärmebinden
als ein Ergebnis dieses niedrigeren Schmelzpunktes des miPP erzielt
wird trotz der engeren Molekulargwichtsverteilung des miPP, welche
geringeres Wärmebinden
vorschlagen würde.
Als eine Konsequenz werden bei irgendeiner gegebenen Wärmebindungstemperatur
mehr Fasern thermisch gebunden im Vergleich zu reinen ZNPP Fasern,
und die Bindungsstärke
verbessert sich, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Faservlieses,
hergestellt dadurch, verbessert werden.
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Die gegenwärtige Erfindnung wird jetzt
mittels Beispiel nur mit Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen beschrieben,
wobei: 1 ist eine Graphik,
die die Molekulargewichtsverteilungen für ein typisches ZNPP und ein
typisches statistisches PP und für
ein typisches miPP zeigt, und
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2 und 3 sind Graphiken, die die
Beziehung zwischen Dehnung (%) bei maximaler Ziehkraft und Faserzähigkeit
(cN/tex) bei maximaler Ziehkraft im Hinblick auf miPP Menge für Fasern,
hergestellt aus Mischungen von miPP und ZNPP, zeigen.
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Unter Bezugnahme auf 1 ist da die übliche Molekulargewichtsverteilung
für ein
typisches ZNPP und ein typisches statistisches PP (Linie B) gezeigt,
und auch die Molekulargewichtsverteilung für ein typisches miPP (Linie
A). Es kann geschehen werden, daß sowohl für das ZNPP wie das statistische
PP diese beide eine breite Molekulargewichtsverteilung im Vergleich
zu miPP zeigen, die zeigen, daß das
ZNPP und das statistische PP leicht zusammengemischt werden können. Zum
Unterschied, das miPP hat eine viel engere Molekulargewichtsverteilung,
die in Betracht gezogen worden wäre,
wenn in ein ZNPP gemischt, das Wärmebinden reduziert
zu haben. Zum Unterschied, der gegenwärtige Erfinder hat festgestellt,
daß trotz
der engen Molekulargewichtsverteilung des miPP, wenn das miPP in
einer Menge von 10 bis 50 Gew.% in das ZNPP gemischt wird, trotzdem
das Wärmebinden
des ZNPP ohne beträchtliche
Modifizierung der mechanischen Eigenschaften der Mischung verbessert
wird.
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Ein industrielles Wärmebindungsverfahren
zum Herstellen eines Faservlieses verwendet den Durchgang bei hoher
Geschwindigkeit einer Schicht von Fasern, thermisch durch ein Paar
von erhitzten Walzen gebunden zu werden. Dieses Verfahren erfordert
somit schnelles und einheitliches Schmelzen der Oberflächen von
benachbarten Fasern, damit eine starke und zuverlässige Wärmebindung
erzielt wird. Die Zugabe von miPP zu dem ZNPP tendiert dazu, die
Wärmebindungstemperatur
der Fasern zu erniedrigen, wodurch der Wärmebindungstemperaturbereich
oder "Fenster" für die Fasern
verbreitert wird, wodurch die Leichtigkeit von Wärmebinden der Fasern zusammen
erhöht
wird. Somit ermöglicht
der Einbau von miPP in ZNPP, daß die
maximale Stärke
des Faservlieses umfassend als ein Ergebnis dieser erhöhten Wärmebindungsbildung
zwischen benachbarten Fasern erhöht
wird.
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Das miPP, verwendet in Übereinstimmung
mit der Erfindung, hat eine enge Molekulargewichtsverteilung, hat
typischerweise einen Dispersionsindex D von 1,8 bis 4, bevorzugter
von 1,8 bis 3. Der Dispersionsindex D ist das Verhältnis Mw/Mn,
wobei Mw die massegemittelte Molekülmasse ist, und Mn ist das
Molekulargewicht-Zahlenmittel des Polymeren. Das miPP hat eine Schmelztemperatur
in dem Bereich von 140°C
bis 155°C.
Die Eigenschaften von zwei typischen miPP Harzen für Verwendung
bei der Erfindung sind im einzelnen in Tabelle 1 angegeben.
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Die Zugabe von bis zu 15 Gew.% (wahlfrei
bis zu 10 Gew.%) sPP zu dem miPP ist auch von dem Erfinder befunden
worden, die Weichheit der Fasern zu verbessern. Als ein Ergebnis
des Phänomens
der Rückweisung
von geringen Mengen von sPP zu der Oberfläche der Fasern hat der Erfinder
festgestellt, daß die Weichheit
der Fasern erhöht
werden kann unter Verwenden von nur geringen Mengen von sPP, beispielsweise von
0,3 Gew.% sPP in der sPP/miPP/ZNPP Mischung. Weil das Mischen von
sPP in miPP und ZNPP ermöglicht,
daß eine
niedrigere Wärmebindungstemperatur
verwendet wird als für
reine miPP Fasern verwendet werden würde, und weil niedrigere Wärmebindungstemperaturen
dazu tendieren, die Rauhheit gegenüber der Berührung eines Faserlieses, hergestellt
aus den Fasern, zu reduzieren, verbessert Einführen von sPP in Übereinstimmung
mit der Erfindung in miPP und ZNPP die Weichheit des Faservlieses.
Die Zusammensetzung eines typischen sPP für Verwendung bei der Erfindung
ist im einzelnen in Tabelle 1 angegeben.
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Ferner, wenn sPP in miPP und ZNPP
eingeführt
wird unter Bilden von Mischungen davon, und wenn jene Mischungen
verwendet werden, versponnene Fasern herzustellen, fördert das
sPP Fasern mit verbesserter natürlicher
Masse, was zu verbesserter Weichheit des Faservlieses führt.
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Zusätzlich tendiert die Verwendung
von miPP in Mischungen mit ZNPP und wahlfrei sPP in Übereinstimmung
mit der Erfindung dazu, Fasern zur Verfügung zu stellen, die leichter
versponnen werden können
im Vergleich zu bekannten ZNPP Fasern. Die wesentliche Reduzierung
derartiger langer Ketten in der Molekulargewichtsverteilung des
miPP tendiert dazu, Einbau-Spannung
während
Verspinnen zu reduzieren, wodurch ein Anstieg in der maximalen Verspinnungsgeschwindigkeit
für die
Fasern der miPP/ZNPP Mischungen in Übereinstimmung mit der Erfindung
ermöglicht
wird.
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Die Einführung von sPP in miPP und ZNPP
unter Bilden von Mischungen davon liefert ein breiteres Wärmebindungsfenster.
Die Wärmebindungstemperatur
von Fasern, hergestellt aus derartigen Mischungen, ist auch leicht
niedriger. Die Fasern und Faservliese, hergestellt aus den Mischungen,
haben erhöhte
Weichheit, und die versponnenen Fasern haben natürliche Masse als ein Ergebnis
der Einführung
von sPP in das miPP und ZNPP. Die Fasern haben auch verbesserte
Spannkraft im Vergleich zu bekannten Polypropylen ZNPP Fasern als
ein Ergebnis der Verwendung von sPP.
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Ferner ermöglicht die Verwendung von miPP
die Herstellung von feineren Fasern, was zu weicheren Fasern und
einer homogeneren Verteilung der Fasern in dem Gewebe führt.
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Obwohl es vor der gegenwärtigen Erfindung
bekannt war, ein zweites Polymer in Fasern zu verwenden, ist es
bis jetzt nicht vorgeschlagen worden, miPP in einer Mischung mit
ZNPP für
die Herstellung von Fasern zu verwenden.
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Wirksames Wärmebinden der Fasern wird verlangt,
die herausragenden mechanischen Eigenschaften der Fasern in Faservliese
zu übertragen.
Die Verspinnbarkeit der Fasern, hergestellt unter Verwenden von miPP/ZNPP
Mischungen in Übereinstimmung
mit der Erfindung, ist nicht beträchtlich modifiziert im Vergleich zu
bekannten Fasern.
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Die Fasern, hergestellt in Übereinstimmung
mit der Erfindung, können
entweder Bi-Komponentenfasern oder Bi-Bestandteilsfasern sein. Für Bi-Komponentenfasern
werden miPP und ZNPP in zwei verschiedenen Extrudern beschickt.
Danach werden die zwei Extrudate zusammen versponnen unter Bilden
von Einzelfasern. Für
die Bi-Bestandteilsfasern werden Mischungen von miPP/ZNPP erhalten
durch: Trockenmischen von Pellets, Flocken oder Flaum der zwei Polymere,
bevor sie in einen gebräuchlichen
Extruder beschickt werden, oder Verwenden von Pellets oder Flocken
einer Mischung von miPP und ZNPP, die zusammen extrudiert worden
sind, und dann erneutes Extrudieren der Mischung von einem zweiten
Extruder.
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Wenn die Mischungen von ZNPP/miPP
verwendet werden, Fasern in Übereinstimmung
mit der Erfindung herzustellen, ist es möglich, das Temperaturprofil
des Verspinnungsverfahrens anzupassen, wodurch die Verarbeitungstemperatur
optimiert wird, jedoch der gleiche Durchsatz zurückbehalten wird wie mit reinem miPP.
Für die
Herstellung von spinngelegten Fasern würde eine typische Extrusionstemperatur
in dem Bereich von 200°C
bis 260°C,
am typischsten von 230°C
bis 250°C,
sein. Für
die Herstellung von Stapelfasern würde eine typische Extrusionstemperatur
in dem Bereich von 230°C
bis 330°C,
am typischsten von 270°C
bis 310°C ein.
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Die Fasern, hergestellt in Übereinstimmung
mit der Erfindung, können
aus ZNPP/miPP Mischungen mit anderen Additiven unter Verbessern
des mechanischen Verarbeitens oder Verspinnbarkeit der Fasern hergestellt
werden. Die Fasern, hergestellt in Übereinstimmung mit der Erfindung,
können
verwendet werden zum Herstellen von Faservliesen für Verwendung
bei Filtration, in Körperpflegemitteln,
wie Wischern, Windeln, Damenhyieneprodukten und Inkontinenzprodukten,
in medizinischen Produkten, wie Wundverbandstoff, OP-Bekleidung,
Bandagen und OP Tüchern,
in Schutzabdeckungen, in Waren für
Außengebrauch
und in Geotextilien. Faservliese, hergestellt mit den ZNPP/miPP
Fasern der Erfindung, können
Teil derartiger Produkte sein oder gänzlich die Produkte bilden.
Wie zum Herstellen von Faservliesen können die Fasern auch verwendet werden,
ein Gewirke oder eine Matte herzustellen. Das Faservliese, hergestellt
aus den Fasern in Übereinstimmung
mit der Erfindung, können
durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, wie durch Luftdurchblasen, Schmelzblasen,
Spinnbinden oder Bindungs-Kardierungs-Verfahren. Die Fasern der
Erfindung können
auch als nicht-gewebtes, spinndurchflochtenes Produkt gebildet werden,
das ohne Wärmebinden
gebildet wird, indem Fasern unter Bilden einer Ware durch die Anwendung
eines Hochdruckfluidums, wie Luft oder Wasser, zusammen verwirrt
werden.
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Die gegenwärtige Erfindung wird jetzt
in größerem Detail
durch Bezugnahme auf die folgenden nicht beschränkenden Beispiele beschrieben.
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BEISPIEL 1 In Übereinstimmung mit diesem Beispiel
wurden die Eigenschaften eines nicht gewebten Produkts, zusammengesetzt
aus Polypropylenfasern, einfügend
bis zu 50 Gew.% miPP, wobei der Rest ZNPP ist, mit Fasern, zusammengesetzt
aus reinem miPP, verglichen. So hatte das reine miPP einen MFI Wert
von 32 g/10 Min. und ein Mw/Mn Verhältnis von 3. Das ZNPP hatte
einen MFI Wert von 12g/10 Min. und ein Mw/Mn Verhältnis von
7. Eine Mischung, hier im nachfolgenden Poly 1 genannt, des miPP
und des ZNPP mit einem Gewichtsverhältnis von 33 Gew.% miPP/67
Gew.% ZNPP wurde hergestellt. Fasern wurden sowohl aus der Mischung
Poly 1 wie dem reinen miPP hergestellt. Die Fasern wurden durch
ein Längspinnverfahren
versponnen, wobei die Polymertemperatur in den Spinndüsen 280°C beträgt. Der
Fasertiter nach Verspinnen betrug 2,3 dtex, und der Fasertiter nach
Ziehen betrug 2,1 dtex. Die Fasern wurden texturiert und nach der
Ziehstufe geschnitten. Sie wurden dann in Ballen von 400 kg 10 Tage
lang gelagert. Die Fasern wurden dann Kardieren und Binden mit einer
Geschwindigkeit von 110 m/Min. ausgesetzt. Danach wurden nicht gewebte
Produkte mit einem Gewicht von 20 g/m2 durch
Wärmebinden
herstellt. Die Wärmebindungstemperatur
und die mechanischen Eigenschaften des dadurch hergestellten nicht
Gewebten, sowohl für
das Poly 1 wie das reine miPP, sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Es kann aus Tabelle 2 gesehen werden,
daß die
mechanischen Eigenschaften des nicht gewebten, thermisch gebundenen
Produkts von Poly 1 größer als
diejenigen für
reines miPP bei entsprechenden Wärmebindungstemperaturen
sind.
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BEISPIEL 2
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In Übereinstimmung mit diesem Beispiel
wurden verschiedene Mischungen aus ZNPP und miPP hergestellt, und
die Zusammensetzungen der Mischungen sind in Tabelle 3 angegeben.
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Das miPP hatte einen MFI Wert von
13 g/10 Min. Das ZNPP war das gleiche wie dasjenige, verwendet in
Beispiel 1. Die Mischungen wurden hergestellt durch Trockenmischen
von Pellets der Komponenten und Gießen der Trockenmischung in
den Beschicker des Extruders unmittelbar nach Mischen. Fasern wurden dann
aus der extrudierten Mischung hergestellt. Die Faser wurde hergestellt
unter Verwenden einer Spinndüse mit
224 Löchern
mit einem Längen/Durchmesser
Verhältnis
von 8/0,8. Die Extrusionstemperatur betrug 285°C mit kalt abschreckender Luft
bei 15°C
bei einem Druck von 50 Pa. Die Temperatur der ziehenden Zwickel
betrug 80°C.
Für jede
Mischung wurden Fasern' unter
den Bedingungen von Aufnahme bei 1600 m/Min., gefolgt von Ziehen
mit einem Ziehverhältnis
(SR) von 1,3, hergestellt. Der Durchsatz pro Loch wurde eingestellt,
den Fasertiter bei etwa 2,5 dtex zu halten.
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Tabelle 3 zeigt den Titer, die Faserzähigkeit
bei 10% Dehnung, die Dehnung bei maximaler Ziehkraft, die Faserzähigkeit
bei maximaler Ziehkraft (sigma@max). 2 und 3 sind Graphiken, die die
Beziehung zwischen der Dehnung bei maximaler Ziehkraft und der Faserzähigkeit
bei maximaler Ziehkraft im Hinblick auf die Menge von miPP in der
Mischung zeigen.
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Tabelle 4 zeigt den Titer, die Faserzähigkeit
bei 10% Dehnung, die Dehnung bei mximaler Ziehkraft, die Faserzähigkeit
bei maximaler Ziehkraft (sigma@max) für Fasern, hergestellt wie hier
zuvor beschrieben aber ohne Ziehen.
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Es kann bemerkt werden, daß für eine Mischung
mit bis zu 50 Gew.% miPP in der Mischung von ZNPP/miPP die Dehnung
bei maximaler Ziehkraft und die Faserzähigkeit bei maximaler Ziehkraft
im wesentlichen konstant im Hinblick auf die miPP Menge sind. Somit
werden durch Hinzufügen
von miPP zu einer ZNPP/miPP Mischung bis zu Menge von 50 Gew.% miPP
die mechanischen Eigenschaften der Faser nicht wesentlich modifiziert,
insbesondere die Faserdehnung und Zähigkeit, aber es werden, wie
in Beispiel 1 gezeigt, die Eigenschaften des Bindens der Fasern
unter Bilden von thermisch gebundenem, nicht Gewebtem verbessert.
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BEISPIEL 3
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Dieses Beispiel zeigt die Zunahme
an Masse oder Weichheit von Polypropylenfasern durch Einfügen in die
Mischung von ZNPP/miPP eine Menge von sPP.
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Wenn Polypropylenfasern auf eine
flache Oberfläche,
wie eine Glasplatte, gelegt werden, ist die Fasermorphologie, insbesondere
ihr Grad an Geradheit oder umgekehrt ihr Grad an Welligkeit, ein
Angabe der Fasermasse. Die Faser, die durch optische Mikroskopie
untersucht werden kann, kann gesehen werden, eine wellenartige oder
im wesentlichen sinusförmige
Morphologie mit erhöhter
Welligkeit (d.h. ein reduzierter Abstand zwischen Peaks von benachbarten
Wellen), entsprechend erhöhter
Masse oder Weichheit der Faser, zu haben.
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Als sPP zu einem Polypropylenhomopolymer
in einer Menge von bis zu 15 Gew.% hinzugegeben wurde, ist festgestellt
worden, daß der
Abstand zwischen zwei Peaks der wellenartigen Oberfläche sich
verringert, was wiederum bedeutet, daß die Masse oder Weichheit
der Fasern zunimmt. Als beispielsweise 5 Gew.% sPP in ein Ziegler-Natta
Polypropylenhomopolymer gemischt wurden, war der Abstand zwischen
den Peaks 5,1 mm, wohingegen als 15 Gew.% sPP in das gleiche Polypropylen
gemischt wurde, der Abstand zwischen den Peaks etwa 4 mm war. Dieses
zeigt, daß die
Masse oder Weichheit der Fasern mit zunehmender Menge von sPP in
dem Basispolypropylen erhöht
wurde. TABELLE
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TABELLE 3
TABELLE 4
