201224015 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明的具體例槪括關於含有生物可分解組份的聚合 性材料。特定言之，聚合性材料可形成連續單纖絲、短纖 維、熔融吹製布、紡絲黏合布及類似物。 【先前技術】 丙嫌聚合性單纖絲、纖維及不織布（nonwoven fabrics) 被廣泛用於許多物件的製造中，包括例如麻繩、地毯纖維 、地毯背襯、醫袍和長衫、尿布、濾器、封套及包裝材料 。術語"不織布"通常係指例如從以片狀或網狀形式放在 一起且以化學、機械或熱處理（諸如熔融吹製法或紡絲黏 合法）黏合在一起的單纖絲或纖維所製成之工程布或合成 布。 連續單纖絲、短纖維、熔融吹製之不織布、紡絲黏合 之不織布及類似物（在本文統稱爲"^纖維物件"）按慣例係 由以丙烯爲主之聚合物所製成，由於其低成本、容易加工 性及卓越的物理性質。然而，已熟知由於非極性聚烯烴（ 例如，聚丙烯）固有的低表面能量而難以常見的印染或染 色技術（例如，分散染色技術）印染及/或染色。具有典型從 約30至約35達因/公分之範圍內的表面能量之聚丙烯可 展現弱的親水性質。結果，製備著色之聚丙烯纖維物件的 最常見方法係在熔融紡絲之前以固體顏料包括於聚丙烯組 成物中。另一選擇地，可使聚丙烯纖維及布在紡絲之後經 -5- 201224015 表面處理（例如，經由各種電漿處理），以增加用於改進之 印染性及染料吸收的其表面能量。 據此’希望提供具有增加之染料受體數量的以丙烯爲 主之纖維物件，以改進其染色性，使得額外的表面處理加 工沒必要。 此外’雖然從聚丙烯及其他的合成聚合性材料所構成 之纖維物件具有廣泛的利用性，但是彼等應用的一項環境 缺點爲該等材料傾向在自然環境中即使有也很緩慢的分解 '對更容易的生物可分解聚合性材料的生產及利用愈來愈 感興趣’以反映環境問題。也稱爲、綠色材料〃的生物可 分解材料可在自然環境中進行加速分解。然而，該等生物 可分解聚合性材料的利用性常以彼等差的機械及/或物理 性質而受到限制。因此，對可加工成具有製造生物可分解 物件所希望之物理及/或機械性質的纖維物件之生物可分 解聚合性組成物存有需求。 【發明內容】 本發明的具體例包括一種形成生物可分解纖維物件之 方法’其包含提供以丙烯爲主之聚合物；將以丙烯爲主之 聚合物與聚乳酸在反應性改質劑、非反應性改質劑或其組 合的存在下接觸，以形成生物可分解聚合性摻和物，其中 反應性改質劑係選自環氧官能化聚烯烴，而非反應性改質 齊!1包括彈性體；及將生物可分解聚合性摻和物形成纖維物 件。 -6 - 201224015 在一或多個具體例中，該方法進一步包括將單纖絲定 向。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中以丙 烯爲主之聚合物係選自聚丙烯均聚物、以聚丙烯爲主之無 規共聚物及聚丙烯衝擊共聚物。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中以丙 烯爲主之聚合物包含同排聚丙烯。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中以丙 烯爲主之聚合物具有從約12分克/分鐘至約300分克/分鐘 之範圍內的熔融流動率。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中接觸 包括熔融摻和以丙烯爲主之聚合物、聚乳酸及反應性改質 劑或非反應性改質劑或其組合。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中聚乳 酸具有以生物可分解聚合性摻和物重量爲基準計從約5重 量％至約30重量％之範圍內的濃度。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中反應 性改質劑具有以生物可分解聚合性摻和物重量爲基準計從 約2重量％至約5重量％之範圍內的濃度。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中反應 性改質劑爲經甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝之聚丙烯。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中反應 性改質劑爲乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共聚物。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中反應 201224015 性改質劑爲環氧化聚丁二烯。 一或多個具體例包括任何先前段落之方法，其中非反 應性改質劑係選自苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物 (SEBS)、乙烯丙烯酸甲酯共聚物（EMA)、乙烯-乙酸乙烯酯 共聚物（EVA)及其組合。 一或多個具體例包括一種形成生物可分解纖維物件之 方法，其包括提供具有熔融流動率在從約12分克/分鐘至 約300分克/分鐘之範圍內的以丙烯爲主之聚合物，將以 丙烯爲主之聚合物與聚乳酸在反應性改質劑、非反應性改 質劑或其組合的存在下接觸，以形成生物可分解聚合性摻 和物，其中反應性改質劑係選自環氧官能化聚烯烴；將生 物可分解聚合性摻和物形成單纖絲；及將單纖絲定向。 .一或多個具體例包括一種纖維物件，其包括一或多種 生物可分解單纖絲或纖維，其中一或多種生物可分解單纖 絲或纖維各者係以任何先前段落中所述之方法而形成。 —或多個具體例包括先前段落的纖維物件，其中物件 爲連續單纖絲。 一或多個具體例包括任何先前段落的纖維物件，其中 物件爲短纖維。 一或多個具體例包括任何先前段落的纖維物件，其中 物件爲不織布。 一或多個具體例包括何先前段落的纖維物件，其中不 織布係藉由熔融紡絲或紡絲黏合而形成。 一或多個具體例包括任何先前段落的纖維物件，其中 -8- 201224015 物件具有大於約38達因/公分之表面能量。 一或多個具體例包括任何先前段落的纖維物件，其中 物件係藉由分散染色技術而染色。 詳細說明 現將提供詳細說明。每一所附申請專利範圍係定義個 別的發明，該發明係就侵權的目的而經認定爲包括在申請 專利範圍內所指定之各要件或限制的同等物。取決於上下 文而定，以下所有述及之 ''本發明〃可在一些情況中係指 僅某些特定的具體例。在其他的情況中，經認定所述及之 %本發明"係指在一或多項（但沒必要爲全部）的申請專利 範圍中所列舉之標的。現於以下更詳細說明每一本發明， 包括特定的具體例、變型及實例，但是本發明不限於該等 具體例、變型或實例，該等說明的納入能使具有一般技藝 者在本專利中的資料與可用之資料及技術組合時完成及使 用本發明。 如本文所使用之各種術語顯示於下。在申請專利範圍 中所使用之術語未以此程度定義於下，應給予在提出申請 的當時由熟諳相關技藝者所給予如付梓之出版物及頒予之 專利中所反應之該術語的最廣義定義。再者，除非另有其 他指定，否則本文所述之所有化合物可經取代或未經取代 ，且所列之化合物包括其衍生物。 再者，各種範圍及/或數字界限可明確陳述於下。除 非另有其他陳述’否則應認定其意欲使端點可互換。再者 -9- 201224015 ，任何範圍包括落在明確陳述之範圍或界限內之類似量値 的迭代範圍。 生物可分解聚合性組成物及製造和使用該組成物的方 法說明於本文中。生物可分解聚合性組成物係由.以烯烴爲 主之聚合物、聚乳酸及反應性改質劑所形成。 生物可分解聚合性組成物通常爲能夠至少部分分解的 材料。例如，生物可分解聚合性組成物可藉由活物作用而 分解。 本文所述之具體例槪括提供生物可分解聚合性組成物 ，可將其加工成纖維及/或單纖絲，其具有製造生物可分 解且經由分散染色技術可染色之物件的所欲機械及物理性 質（例如，增加之表面能量）。 觸媒系統 有用於聚合烯烴單體的觸媒系統包括任何適合的觸媒 系統。例如，觸媒系統可包括例如以鉻爲主之觸媒系統、 單一位置過渡金屬觸媒系統（包括二茂金屬觸媒系統）、齊 格勒-納塔（Ziegler-Natta)觸媒系統或其組合。觸媒例如可 經活化而用於後續聚合·作用且可或不可與例如載體材料締 合。將此等觸媒系統的簡要討論納入下文中，但不意欲以 任何方式限制本發明的範圍於此等觸媒。 例如，齊格勒-納塔觸媒系統通常係例如從金屬組份（ 例如，觸媒）與一或多種額外的組份（諸如觸媒載體、.輔觸 媒及/或一或多種電子施體）之組合所形成。 -10- 201224015 二茂金屬觸媒通常可倂入一或多個經由π鍵結與過渡 金屬配位之環戊二烯基（Cp)(其可經取代或未經取代，各個 取代係相同或不同）的配位化合物爲特徵。在Cp上之取代 基可爲例如直鏈、支鏈或環烴基。環烴基可進一步形成其 他鄰近的環結構，包括例如茚基、莫基及苐基。該等鄰近 的環結構亦可經例如烴基（諸如<^至烴基）取代或未經 取代。 聚合方法 如本文別處所指明，觸媒系統被用於形成以烯烴爲主 之聚合物組成物（其在本文可互換地稱爲聚烯烴聚合物或 聚烯烴）。一旦觸媒系統係如上述及/或如熟諳本技藝者所 知方式製得時，可使用該組成物進行各種方法，以形成以 烯烴爲主之聚合物。在聚合方法中所使用之設備、方法條 件、反應物、添加劑及其他材料將取決於所欲組成物及欲 形成之聚合物性質而於提出之方法中變動。此等方法可包 括例如溶液相、氣相、漿液相、整體相、高壓方法或其組 合。（參見美國專利5,525,678、美國專利6,420,580、美國 專利6,380,328、美國專利6,359,072、美國專利6,346,586 、美國專利6,340,730、美國專利6,3 39,1 34、美國專利 6,300,436、美國專利 6,274,684、美國專利 6,271，323、美 國專利 6,248,845、美國專利 6，245，8 6 8、美國專利 6,245,705、美國專利 6,242,545、美國專利 6,211，105、美 國專利 6,207,606、美國專利 6，1 8 0,73 5及美國專利 -11 - 201224015 6，147,173’將該等倂入本文以供參考）。 在某些具體例中’上述方法通常包括將一或多種烯烴 單體聚合’以形成聚烯烴聚合物。烯烴單體可包括例如C2 至Cm烯烴單體，或C2至C12烯烴單體（例如，乙烯 '丙 烯、丁烯、戊烯、4-甲基_1_戊烯、己烯、辛烯和癸烯）。 進一步預期單體可包括例如烯烴不飽和單體、C4至C18二 烯烴、共軛或非共軛二烯、多烯、乙烯基單體及環烯烴。 其他單體的非限制性實例可包括例如降莰烯、降莰二烯、 異丁烯、異戊二烯、乙烯基苯甲基環丁烷、苯乙烯、經烷 基取代之苯乙烯、亞乙基降莰烯、二環戊二烯及環戊烯。 所形成之聚合物可包括例如均聚物、共聚物或三元聚合物 〇 溶液方法的實例說明於美國專利4,271,060、美國專 利5，001，205、美國專利5,236,998及美國專利5,589,555 中，將該等倂入本文以供參考。 氣相聚合方法的一個實例包括連續循環系統，其中循 環氣流（以另外方式稱爲再循環流或流化介質）係在反應器 中以聚合熱加熱。熱可藉由反應器外部的冷卻系統而以另 一部份循環中的循環氣流移除。含有一或多種單體的循環 氣流可在反應條件下經過觸媒存在下的流化床連續循環。 循環氣流通常係從流化床抽出且再循環回到反應器中。同 時聚合物產物可從反應器抽出及可添加新鮮單體以代替經 聚合之單體。在氣相方法中的反應器壓力可例如從約100 psig至約500 psig，或從約200 psig至約400 psig’或從 -12- 201224015 約2 50 psig至約350 psig變動。在氣相方法中的反應器溫 度可例如從約30t至約120°C，或從約60°C至約115°C， 或從約70°C至約110°C，或從約7(TC至約95°C變動。（參 見例如美國專利4,543,399、美國專利4,5 88,790、美國專 利 5,028,670、美國專利 5,3 1 7,03 6、美國專利 5,3 52,749、 美國專利 5,405,922、美國專利 5,43 6,3 04、美國專利 5,456,471、美國專利 5，4 62,999、美國專利 5,616,661、美 國專利 5,627,242、美國專利 5，6 6 5，8 1 8、美國專利 5,677,375及美國專利5,668,228，將該等倂入本文以供參 考）。 漿液相方法通常包括在液體聚合介質中形成固體微粒 狀聚合物懸浮液，將單體及隨意的氫與觸媒一起添加至懸 浮液中。可將懸浮液（其可包括稀釋劑）間隔地或連續地從 反應器移出，其中揮發性組份可與聚合物分離且隨意地在 蒸餾之後再循環至反應器中。在聚合介質中所使用之液化 稀釋劑可包括例如C3至C?烷（例如，己烷或異丁烷）。所 使用之介質在聚合條件下通常爲液體且具有相對惰性。整 體相方法類似於漿液方法，除了液體介質在整體相方法中 亦爲反應物（例如’單體）以外。然而，聚合方法可爲例如 整體方法、漿液方法或整體漿液方法。 在特定的具體例中，漿液方法或整體方法可在一或多 個迴路反應器中連續進行。可將成爲漿液或乾式自由流動 粉末的觸媒規律地注入反應器迴路中，可將迴路本身例如 以在稀釋劑中成長的聚合物粒子之循環漿液塡充。可將氮 -13- 201224015 (或例如其他的鏈終止劑）隨意地添加至方法中，諸如 所得聚合物的分子量控制。可將迴路反應器維持在例 約27巴至約50巴，或從約35巴至約45巴之壓力下 約3 8 °C至約1 2 1°C之溫度下》反應熱可例如經由任何 的方法經過迴路壁而移除，諸如經由雙夾套管或熱交 〇 另一選擇地，可使用例如其他類型的聚合方法， 串聯、並聯或其組合的攪拌型反應器。一旦從反應器 時，以烯烴爲主之聚合物可例如通向聚合物回收系統 一步加工，諸如添加添加劑及/或擠出。 聚合物產物 生物可分解組成物包含一或多種聚烯烴。經由本 述之方法所形成的聚烯烴（及其摻和物）可包括（但不限 )例如直鏈低密度聚乙烯、彈性體、塑性體、高密度 烯、低密度聚乙烯、中密度聚乙烯、聚丙烯及聚丙烯 物。 除非本文另有其他表明，否則所有的測試方法爲 當時的現有方法。 在一或多個具體例中，聚烯烴包括以丙烯爲主之 物°如本文所使用之術語”以丙烯爲主〃與術語&丙 合物#或"聚丙烯〃可互換使用，且係指具有例如以 於聚合物總重量計至少約50重量％，或至少約70重 ，或至少約7 5重量％，或至少約8 0重量％，或至少ί 用於 如從 及從 適合 換器 諸如 移除 而進 文所 於此 聚乙 共聚 申請 聚合 烯聚 相對 量％ 勺85 -14- 201224015 重量％，或至少約9 0重量％之聚丙烯的聚合物。 在一或多個具體例中，以丙烯爲主之聚合物可具有例 如從約1.0至約20，或從約1.5至約15，或從約2至約 12之分子量分布（Mn/Mw)。 在一或多個具體例中，以丙烯爲主之聚合物可具有例 如至少約135°C，或從約135°C至約170°C，或從約150°C 至約170°C之熔點（Tm)(如以差示掃描熱量法所測量）。 在一或多個具體例中，以丙烯爲主之聚合物可具有從 約8分克/分鐘至約5 00分克/分鐘，或從約10分克/分鐘 至約400分克/分鐘，或從約12分克/分鐘至約300分克/ 分鐘之熔融流動率（MFR)(如依照ASTM- 1 23 8條件所 測定）。 在一或多個具體例中，聚烯烴包括聚丙烯均聚物。除 非另有其他指定，否則術語^聚丙烯均聚物"係指丙烯均 聚物，亦即聚丙烯，或那些主要由丙烯及其他的共單體量 所組成的聚烯烴，其中共單體量不足以顯著改變丙烯聚合 物的結晶本性。 在一或多個具體例中，聚烯烴包括以聚丙烯爲主之無 規共聚物。除非另有其他指定，否則術語"以丙烯爲主之 無規共聚物〃係指那些主要由丙烯及至少一種共單體量所 組成的共聚物’其中聚合物包括例如以相對於聚合物總重 量計至少約0.5重量％ ’或至少約0.8重量％，或至少約2 重量％，或從約〇 . 5重量％至約5 · 0重量％，或從約0 · 6重 量％至約1.0重量％之共單體。共單體可選自C2至C1()烯 -15- 201224015 。例如’共單體可選自乙烯、丙烯、1-丁烯、1-戊烯、b 己烯、1-庚烯、1-辛烯、1-壬烯、1-癸烯、4-甲基-1-戊烯 及其組合。在一個特定的具體例中，共單體包括乙烯。再 者，術語"無規共聚物〃係指由巨分子所形成的共聚物， 其中在鏈中的任何既定位置上發現既定的單體單元之或然 性與毗連的單元本性無關。 在一或多個具體例中，聚烯烴包括聚丙烯衝擊共聚物 。除非另有其他指定，否則術語"聚丙烯衝擊共聚物〃係 指半結晶聚丙烯或含有多相共聚物的聚丙烯共聚物基質。 多相共聚物包括例如乙烯及高碳α-烯烴聚合物，諸如非 晶形乙烯-丙烯共聚物。 生物可分解聚合物性組成物可包括例如以生物可分解 聚合物性組成物總重量爲基準計至少40重量％，或從約 41重量％至約98.5重量％，或從約52重量％至約96重量 %，或從約65重量％至約93重量％之聚烯烴。 將聚烯烴中之一或多者與聚酯（諸如聚乳酸（PLA))接 觸，以形成生物可分解聚合性組成物（其在本文亦可稱爲 摻和物或摻和材料）。此接觸可以各種方法發生。例如， 此接觸可包括將以烯烴爲主之聚合物與聚乳酸在適合於形 成摻和材料的條件下摻和。此摻和可包括例如乾式摻和、 擠出、混合或其組合。 在一或多個具體例中，生物可分解聚合性組成物進 一步包括聚乳酸。聚乳酸可包括能夠與以烯烴爲主之聚 合物摻和的任何聚乳酸。例如’聚乳酸可選自聚-L-乳酸 -16- 201224015 交酯（PLLA)、聚-D-乳酸交酯（PDLA)、聚-LD-乳酸交酯 (PLDLA)及其組合物。聚乳酸可以例如已知的方法形成， 諸如乳酸的脫水縮合作用（參見美國專利5,3 1 0,865，將其 倂入本文以供參考）；或從乳酸合成環乳酸交酯及接著以 環乳酸交酯的開環聚合作用（參見美國專利2,75 8,987，將 其倂入本文以供參考）。此等方法可例如利用供形成聚乳 酸的觸媒，諸如錫化合物（例如，辛酸錫）、鈦化合物（例如 ，鈦酸四異丙酯）、鍩化合物（例如，異丙醇鉻）、銻化合物 (例如，三氧化銻）或其組合。 在一或多個具體例中，聚乳酸可具有從約1.23 8公克/ 毫升至約1.265公克/毫升，或從約1.24公克/毫升至約 1.26公克/毫升，或從約1.245公克/毫升至約1.255公克/ 毫升之密度（如依照ASTM D792所測定）。 在一或多個具體例中，聚乳酸可展現從約5公克/10 分鐘至約1 000分克/分鐘，或從約10分克/分鐘至約500 分克/分鐘，或從約10分克/分鐘至約100分克/分鐘之熔 融指數（210°C，2.16公斤）（如依照ASTM D 1 23 8所測定）。 在一或多個具體例中，聚乳酸可展現從約1 5 (TC至約 180°C，或從約160°C至約175°C，或從約160°C至約170 °C之結晶熔融溫度（Tm)(如依照ASTM D3418所測定）。 在一或多個具體例中，聚乳酸可展現從約45 °C至約 85°C，或從約50°C至約80°C，或從約55°C至約75°C之玻 璃轉換溫度（如依照ASTMD3417所測定 在一或多個具體例中，聚乳酸可展現從約4,000 p si 201224015 至約 25,000 psi，或從約 5,000 psi 至約 20,000 psi，或從 約5,500 psi至約20,000 psi之抗張屈服強度（如依照 A S T M D 6 3 8 所測定）。 在一或多個具體例中，聚乳酸可展現從約1.5 %至約 1 〇%，或從約2%至約8%，或從約3%至約7%之抗張伸長 度（如依照ASTM D63 8所測定）。 在一或多個具體例中，聚乳酸可展現從約250,000 psi 至約 600,000 psi，或從約 300,000 psi 至約 550,000 psi， 或從約400,000 psi至約500,000 psi之撓曲模數（如依照 ASTM D79 0 所孭!| 定）。 在一或多個具體例中，聚乳酸可展現從約0.1英呎-磅 /英吋至約1.5英呎-磅/英吋，或從約0.2英呎-磅/英吋至 約1.0英呎·磅/英吋，或從約0.4英呎-磅/英吋至約0.6英 呎-磅/英吋之凹口懸臂式衝擊性（如依照ASTM D2 5 6所測 定）。 生物可分解聚合性組成物可包括例如以生物可分解聚 合物性組成物總重量爲基準計從約1重量％至約49重量％ ，或從約3重量％至約4 0重量％，或從約5重量％至約30 重量％之聚乳酸。 在一個觀點中，在生物可分解組成物中使用PLA係提 供具有特定生物分解度的組成物。在另一觀點中，PL A賦 予生物可分解組成物或由其所製造之物件（諸如單纖絲、 纖維、不織布和類似物）增強的染色性。在組成物中倂入 PL A會在由其所製造之物件表面上提供增加的極性基團（ -18- 201224015 例如，染色受體）數量。結果，以增加表面極性或表面能 量來增加染料分子與表面之間的極***互作用，藉此賦予 常見的分散染色技術增強的印染性以及增強的染色性。增 加由生物可分解組成物所製造之纖維物件固有的表面能量 有利於消除對此等物件慣例的表面處理加工之電位要求， 以增加其表面能量而改進印染性或染料吸收。 在一或多個具體例中，生物可分解聚合性組成物可進 一步包括反應性改質劑。如本文所用的術語^反應性改質 劑"係指聚合性添加劑，當該改質劑直接添加至不混溶聚 合物（例如，聚烯烴及PLA)的熔融摻和物中時，其可與摻 和組份中之一或二者起化學反應，以增加黏著性及穩定摻 和物。反應性改質劑可經由各種方法倂入生物可分解聚合 性組成物中。例如，可將聚烯烴與聚乳酸在熔融摻和期間 在反應性改質劑的存在下互相接觸》 反應性改質劑可包括能夠使聚烯烴與聚乳酸的摻和物 (PO/PLA摻和物）相容之官能性聚合物。適合的反應性改 質劑包括例如環氧官能化聚烯烴。 在一或多個具體例中，官能性聚合物爲選自聚丙烯、 聚乙烯、其均聚物、其共聚物及其組合的可接枝聚烯烴。 在一或多個具體例中，適合於本揭示內容中所用的 環氧官能化聚烯烴包括（不限於此）環氧官能化聚丙烯（諸 如經甲基丙烯酸縮水甘油酯接枝之聚丙烯（PP-g-GMA))、 環氧官能化聚乙烯（諸如乙烯-甲基丙烯酸縮水甘油酯共 聚物（PE-co-GMA))、環氧官能化聚丁二烯（諸如環氧化羥 -19- 201224015 基末端型聚丁二烯，例如，市售取自 Cray Valley Corp. 的Polybd-605和Polybd 600)及其組合。適合於本揭示內 容中所用的環氧官能化聚乙烯之實例包括市售取自 Arkema Corp ·的 LΟ T ADER® GM A 產品（例如，LΟT AD ER® AX8840，其爲含有8%之GMA的乙烯與甲基丙烯酸縮水 甘油酯之無規共聚物（PE-co-GMA)，或 LOTADER® AX8900，其爲含有8%之GMA的乙烯、丙烯酸甲酯與甲 基丙烯酸縮水甘油酯之三元聚合物）。 反應性改質劑可以任何適合的方法製得。例如，環氧 官能化聚丙烯反應性改質劑可藉由接枝反應而形成。接枝 反應例如可於擠出機內部以熔融狀態發生（例如，^反應 性擠出作用"）。此接枝反應例如可藉由以下方式發生： 將原料沿著擠出機循序進料，或可將原料預混合及接著進 料至擠出機中。 在一或多個具體例中，反應性改質劑係藉由在引發劑 (諸如過氧化物）的存在下接枝而形成。引發劑的實例可包 括例如市售取自 Arkema, Corp.的 LUPERS0L® 101及 TRIGANOX® 301。 引發劑可以例如反應性改質劑總重量爲基準計從約 0.01重量％至約2重量％，或從約0.2重量％至約0.8重量 %，或從約0.3重量％至約0.5重量％之量使用。 在一個具體例中，GM A接枝在PP上的反應可於擠出 機內部以熔融狀態進行，諸如單螺旋擠出機或雙螺旋擠出 機。下文將此方法稱爲反應性擠出作用。可將包含PP、 -20- 201224015 G Μ A及引發劑（例如，過氧化物）的原料沿著擠出機循序進 料至擠出機反應器中，另一選擇地，可將原料（例如，PP 、GMA及引發劑）在外部預混合及進料至擠出機中。 在可替代的具體例中，PP-g-GMA係藉由將GMA在引 發劑及多官能性丙烯酸酯共單體的存在下接枝在聚丙稀上 而製得。多官能性丙烯酸酯共單體可包含聚乙二醇二丙嫌 酸酯、三羥甲基丙烷三丙烯酸酯（TMPTA)或其組合。 多官能性丙烯酸酯共單體可進一步以高閃燃點特徵化 。材料的閃燃點爲可在空氣中形成可點燃混合物的最低溫 度，如依照ASTM D93所測定。閃燃點越高，則材料越 不可燃，其爲熔融反應性擠出作用的有利屬性。在具體例 中，多官能性丙烯酸酯共單體可具有從約50 °C至約120 °C ，或從約70°C至約l〇〇°C，或從約80°C至約100°C之閃燃 點。適合於本揭示內容中所用的多官能性丙烯酸酯共單體 之實例包括（非限制）市售取自Sartomer的SR259(聚乙二 醇二丙烯酸酯）、〇〇560(烷氧基化己二醇二丙烯酸酯）及 SR35 1 (TMPTA)。 在一或多個具體例中，反應性改質劑可包括例如以反 應性改質劑總重量爲基準計從約80重量％至約99.5重量％ ，或從約9 0重量％至約9 9重量％，或從約9 5重量％至約 9 9重量％之聚烯烴。 在一或多個具體例中，反應性改質劑可包括例如以反 應性改質劑總重量爲基準計從約0.5重量％至約20重量％ ，或從約1重量％至約1 0重量％，或從約1重量％至約5 -21 - 201224015 重量％之接枝組份（亦即環氧官能基（例如，GMA))。 在一或多個具體例中，反應性改質劑可展現例如從約 0.2重量％至約2 0重量％，或從約0.5重量％至約1 〇重量 %，或從約1重量％至約5重量％之接枝率。接枝率可以富 立葉（Fourier)轉換紅外線光譜法（FTIR)測定。 生物可分解聚合性組成物可包括例如以生物可分解聚 合物性組成物總重量爲基準計從約0.5重量％至約1 〇重量 %，或從約1 · 〇重量％至約8重量％，或從約2重量％至約 5重量％之反應性改質劑。 在一或多個具體例中，生物可分解聚合性組成物可藉 由將聚烯烴（P〇)、PLA或其他聚酯與反應性改質劑在適合 於形成聚合性摻和物的條件下接觸而製得。摻和物可藉由 P0、PLA與反應性改質劑的反應性擠出化合而相容。例如 ，可將聚丙烯、PLA與反應性改質劑（例如，PE_co-GMA) 乾式摻和，進料至擠出機中及在擠出機內部熔融。混合可 使用連續式混合機進行，諸如具有用於混合且熔融組份的 交叉式共旋轉雙螺旋擠出機及具有單螺旋擠出機或用於泵 送的齒輪幫浦之混合機。 在具體例中，包含聚烯烴、聚乳酸、反應性改質劑及 /或其組合的生物可分解聚合性組成物亦可含有賦予所欲 物理性質的添加劑。添加劑的實例可包括（非限制）例如穩 定劑、紫外光遮蔽劑、氧化劑、抗氧化劑、抗靜電劑、紫 外光吸收劑、阻燃劑、加工油、脫模劑、著色劑、顏料/ #料、塡充劑或其組合。可將該等添加劑以有效賦予所欲 -22- 201224015 性質的量納入。 在一或多個具體例中，生物可分解聚合性組成物可進 一步包括非反應性改質劑。如本文所使用之術語^非反應 性改質劑'係指聚合性添加劑，當該改質劑直接添加至不 混溶聚合物（例如，聚烯烴及PLA)的熔融摻和物中時，其 可經由締合力與摻和組份中之一或二者交互作用，以增加 黏著性及穩定摻和物。非反應性改質劑可經由各種方法倂 入生物可分解聚合性組成物中。例如，可將聚烯烴與聚乳 酸在熔融摻和期間在非反應性改質劑的存在下互相接觸。 在一或多個具體例中，非反應性改質劑可包括例如苯 乙烯-乙烯/ 丁烯-苯乙烯三嵌段共聚物（SEBS)的隨意氫化之 中嵌段、乙烯丙烯酸甲酯共聚物（EMA)、乙烯-乙酸乙烯酯 共聚物（EVA)及其組合。SEBS的實例包括市售取自Kraton Corp·的 G1643及 FG1901°EMA的實例包括市售取自 Westlake Chemical Comp.的 SP 1 3 05 ' SP 1 3 07 ' SP2205 及 SP2207。EVA的實例包括市售取自DuPont Corp.的Elvax 系列。 產物應用 本發明的生物可分解聚合性組成物具有形成纖維物件 的特殊應用，例如單纖絲、纖維及由其所形成的不織布。 例如’纖維可經由熔融吹製或紡絲黏合加工而形成不織材 料。據此’以下的說明只關於例如纖維的形成且不意欲限 制本發明於此所述者。 -23- 201224015 纖維可藉由任何適合的熔融紡絲程序而形成，諸如 Fourne熔融紡絲程序，如那些熟諳本技藝者所瞭解。在使 用Fourne熔融紡絲機時，典型呈小粒形式的生物可分解 聚合性組成物係從適合的供應源通過及加熱至適合於擠出 的溫度（在從約180 °C至約22 〇t之範圍內），且接著經過計 量幫浦至紡絲擠出機。將因此形成的纖維預形體在空氣中 冷卻，接著經過一或多個導絲盤（Godet)施加至紡絲工具 (spinning role)，其係在所欲紡絲速度下操作，典型以每 分鐘約500- 1 500公尺。將因此形成的單纖絲從紡絲工具 拉出至拉絲輥，其係在實質上增強的速度下操作，以生產 經拉絲之纖維。拉絲速度可以每分鐘從約500至約4000 公尺爲範圍且以相對於紡絲導絲盤操作，以提供所欲拉絲 率’諸如在1:1至6:1之範圍內。 可用於形成從本發明的生物可分解組成物構成之纖維 的Fourne熔融紡絲機例證於圖1中。Fourne熔融紡絲程 序可包括將生物可分解聚合性組成物小粒從給料斗14通 過熱交換器1 6，小粒在此加熱至擠出溫度，接著經過計量 幫浦1 8(亦稱爲紡絲幫浦）至紡絲擠出機20(亦稱爲紡絲盒 (spin pack)) ’使得熔融聚合物被迫經過模盤孔或紡嘴孔。 將從給料斗1 4至紡絲盒2〇的機器部分統稱爲擠出機丨2。 從紡絲盒20的孔出去之聚合物形成纖維預形體24，將其 在驟冷塔22的空氣中冷卻及接著通過紡絲修整機（spin finisher)26。接著將收集之纖維經過一或多個導絲盤施加 於接取輕（take-away roil)，在此具體例中以輥28例證（亦 -24- 201224015 統稱爲導絲盤1 )。該等輥係在例如所欲接取速度下操作（ 稱爲G1速度），諸如每分鐘從約500至約1500公尺之速 度。將因此形成的單纖絲從紡絲工具拉出至拉絲輥30(亦 統稱爲導絲盤2)，其係在實質上增強的速度下（拉絲速度 或G2速度）操作，以生產經拉絲之纖維。拉絲速度可以每 分鐘從約500至約4,000公尺爲範圍且以相對於接取導絲 盤1操作，以提供所欲拉絲比，諸如在從約1 : 1至約6 : 1之範圍內。 在一個具體例中，將經紡絲及經拉絲之纖維通過調質 機32及接著捲繞在捲取機34上。雖然例證之具體例及說 明包含全定向紗線的紡絲及拉絲，但是相同的設備亦可用 於製造部分定向紗線。在此情況中，省略拉絲步驟，僅留 下在擠出機外紡絲紗線的作用。此步驟時常藉由在紡絲修 整機26之後立即連接捲取機34而完成且包含繞過拉絲輥 30。從擠出機捲繞/紡絲出紗線的施力的確造成使紗線部 分定向的一些應力及伸長，但是不提供完成拉絲法的全部 好處。 在一或多個具體例中，不織布可使用已知的紡絲黏合 技術生產。例如，紡絲黏合之纖維或紡絲黏合之不織布可 藉由將本發明的溶融之生物可分解聚合性組成物經由紡嘴 的複數個細且經常爲環形的毛細管擠出成單纖絲而形成。 可將單纖絲經吸氣通風且任意地沉積在移動的穿孔帶上而 形成網狀物。網狀物可藉由例如熱或使用黏著劑的化學方 式黏合，以形成非織造之薄疏布（scrim fabric)。紡絲黏合 -25- 201224015 之纖維可具有例如大於約2微米，或從約i〇微米至約25 微米之範圍內的直徑。 在一或多個具體例中，不織布可使用已知的熔融吹製 技術生產。例如，熔融吹製之纖維及熔融吹製之布可藉由 將本發明的熔融之生物可分解組成物經過複數個細且經常 爲環形的毛細管擠出至匯聚之高速氣體流中的熔融單纖絲 而形成，該氣流使單纖絲變細而減少其直徑。隨後熔融吹 製之纖維係由高速氣流運載且沉積在收集表面上，以形成 任意分散的熔融吹製之纖維網狀物。熔融吹製之纖維通常 爲連續或不連續的微纖維，且其可具有例如小於10微米 ，或少於5微米，或從約1微米至約3微米之範圍內的直 徑。另外，熔融吹製之纖維可在沉積於收集表面上時因互 相糾纏的小直徑纖維以及因纖維暫時的黏性而微弱地黏合 ，以形成布。 在一或多個具體例中，纖維亦可用於製備以熱黏合之 不織布，諸如那些用於醫袍和長衫、尿布和其他月經用裝 置、濾器及類似物之織物。該等織物可藉由梳理從本發明 的生物可分解組成物所生產的以熱黏合之短纖維及在加熱 之壓光輥中以熱黏合此等網狀物而形成。 在一或多個具體例中，纖維物件係從本發明的生物可 分解聚合性組成物所形成，其中摻和物的聚丙烯組份具有 從約12分克/分鐘至約3 00分克/分鐘之範圍內的熔融流動 率。 在一或多個具體例中，纖維物件係從本發明的生物可 -26- 201224015 分解聚合性組成物所形成，其中摻和物的聚丙烯組份爲同 排聚丙烯。 在一或多個具體例中，纖維物件係從本發明的生物可 分解聚合性組成物所形成，其中聚丙烯組份爲以受載之齊 格勒-納塔觸媒所生產的同排聚丙烯。例如，齊格勒-納塔 觸媒可包括受載於結晶狀載體（諸如二氯化鎂）上的四氯化 锆或四氯化鈦。替代程序曾使用全同立構（isospecific)二 茂金屬觸媒所生產的同排聚丙烯。 在一或多個具體例中，從本文所揭示之生物可分解組 成物所生產的纖維及不織布物件在與缺少PLA組份而其他 方面類似的物件相比時可意外地顯現出改進的染色性。 PLA的極性本質可使纖維及不織物件具備有增加的表面能 量，以增強與常見的印染或染色技術（例如，分散染色技 術）之相容性，該技術係利用亦典型爲極性的染料及/或著 色劑。例如，分散染色技術可包括將染料粒子分散在水中 及接著將纖維或布物件浸入分散液中，以允許在染料粒子 與物件的聚合物結構之間的極***互作用。適合用於著色 纖維或不織布之分散染料的實例包括例如單偶氮染料及蒽 醌染料。增加的表面能量賦予增加的可濕性及增加的極性 力，比缺少PLA組份而其他方面類似的物件更輕易吸收著 色劑或染料。 在一或多個具體例中，從本文所揭示之生物可分解組 成物所生產的纖維及不織布物件在與缺少PLA組份而其他 方面類似的物件相比時可顯現出改進的印染性。不想受到 -27- 201224015 理論的限制，PLA的極性本質可供給印染改進的印染性及 /或改進的表面處理。 【實施方式】 以下的實例係以例證爲目的而已，而不意欲限制。 準備四種樣品用以評估包含聚乳酸與及不與反應性改 質劑的摻和物用於纖維加工的適合性。以比較爲目的，第 一個樣品爲具有14分克/分鐘之熔融流動率的同排二茂金 屬催化之聚丙烯均聚物，市售取自 Total Petrochemicals M3661(、純M3661")，在本文稱爲參考實例。第二個樣 品爲純M3661 PP與PLA 6201D的生物可分解摻和物’在 本文稱爲PP/PLA摻和物，其中PLA的濃度係以摻和物總 重量爲基準計約1 〇重量％。第二個樣品摻和物係藉由在 27毫米雙螺旋擠出機中化合PP與PLA組份而製得。第三 及第四個樣品爲藉由將反應性改質劑添加劑：經甲基丙烯 酸縮水甘油酯接枝之聚丙烯（PP-g-GMA)及聚乙烯-甲基丙 烯酸縮水甘油酯無規共聚物（PE-co-GMA)分別與純M3 66 1 PP及10重量％之PLA 620 1 D熔融摻和而製得的生物可分 解摻和物，其中在每一該等樣品中的反應性改質劑濃度係 以摻和物總重量爲基準計約3重量％。第三及第四個樣品 摻和物亦藉由在27毫米雙螺旋擠出機中化合PP、pLA與 反應性改質劑（pp-g-GMA或PE-C0-GMA)組份而製得。總 之，第一個樣品爲PP(參考實例）’第二個樣品爲pp/10重 量％之PLA的摻和物，第三個樣品爲PP/3重量％之PP-g- -28- 201224015 GMA/10重量％之PLA的摻和物，及第四個樣品爲PP/3重 量％之？£-(：〇-01^人/10重量％之PLA的摻和物。 爲了評估每一樣品調配物用於纖維加工的適合性及有 效性，將各樣品所形成的聚合物小粒在從約2 1 5 °C至約 220°C之範圍內的擠出溫度下經過Fourne纖維線加工，以 生產各樣品的纖維。將擠出或熔融溫度保持在215 °C至 220 °C之範圍內，使樣品2、3及4中的PLA組份的熱分解 減至最低。 樣品1的纖維加工成功地生產出純M3 66 1 PP的纖維 。在至高約4000公尺/分鐘之收線速度（take-up speed)及 在約1 .0公克/分鐘/孔之產出量的加工期間未遭遇任何加 工爭議。 相反地，樣品2的纖維加工由於自由落下之擠出絲條 的偶發性單纖絲斷裂而有問題。結果，難以從樣品2的 PP/PLA摻和物製造出任何定向纖維。 樣品3的纖維加工亦由於自由落下之擠出絲條的非經 常性單纖絲斷裂而有點問題。因此，有點難以從樣品3的 PP/PP-g-GMA/PLA摻和物製造出定向纖維。 然而，相當意外的是樣品4的纖維加工成功地生產出 纖維而沒有任何自由落下之擠出絲條的單纖絲斷裂。 PP/PE-co-GMA/PLA的纖維係在約1000公尺/分鐘之最大 收線速度下形成。因爲難以吸出絲線，所以絲線以手動引 導而生產出全定向纖維。應注意少量增加的熔融溫度會改 進纖維的吸氣通風。圖2顯示從樣品4以1 .5 : 1之拉絲 -29- 201224015 比所生產的紗線之顯微照像。在以顯微照像檢查時，應注 意纖維直徑或厚度似乎有點不均勻。爲了增強纖維直徑均 勻性及/或促進纖維紡絲，較佳地可在本發明的摻和物中 利用較高的熔融流動率之聚丙烯。最値得注意的是包含與 PP/PLA摻合物相容的反應性改質劑PE-co-GMA之樣品4 的生物可分解摻和物可成功地加工而形成纖維。 雖然前述係針對於本發明的具體例，但是可以不違背 本發明的基本範圍而設計出本發明的其他及更多具體例， 且本發明的範圍係由隨後的申請專利範圍決定。 【圖式簡單說明】 圖1爲Fourne纖維-紡絲機及拉絲的示意圖例證。 圖2爲全定向紗線的SEM顯微照像。 【主要元件符號說明】 12 :擠出機 14 :給料斗 16 :熱交換器 1 8 :計量繫浦 20 :紡絲擠出機（紡絲盒） 2 2 :驟冷塔 24 :纖維預形體 2 6 :紡絲修整機 2 8 :接取輥 -30- 201224015 3 0 :拉絲輥 32 :調質機 34 :捲取機 -31