[发明专利]包含使用带有两亲嵌段共聚物的混合物的聚合物纤维的无纺材料及其制造和用途

说明书

本发明涉及使用两亲嵌段共聚物的混合物作为制备共混物用的增容剂的具有高伸展性并包含聚合物纤维的无纺材料的制造，以及它们的制造和用途。

无纺材料是卫生市场上多年来已知的一类产品。尽管无纺材料可以基本由所有已知类型的纤维制成，但出于技术或价格的原因，只有几种聚合物已经在该市场上获得认可。最常用的材料是聚丙烯。

这有几个原因：

-聚丙烯可以以有利的价格大量并以不同质量获得。

-聚丙烯在熔体纺丝法中容易操作。

-可由聚丙烯制成的无纺材料由于其在应用技术方面的性能而令人满意地用于卫生市场中的许多应用领域。

但是，纯聚丙烯的无纺材料通常没有卫生产品领域中的无纺材料所需的伸展性。在此为了提供补救，例如，将弹性聚合物与聚丙烯混合。由此，实际上改进了所得无纺材料的伸展性，但是该制造方法明显更复杂，因为由这种类型的混合物纺线远远难于由聚丙烯纺线。

卫生领域中所用的另一聚合物是聚乙烯。这种材料的无纺材料以其软度为特征。低密度线型聚乙烯的无纺材料具有高伸展性和杰出的操作性能、软度和垂度(drape)，如从Fowells的US4,644,045中获知。但是，这类材料尚未获得商业认可，因为它们不提供可接受的耐磨性。LLDPE长丝在具有可接受的耐磨性的纺粘网中的粘合本身经证实是非常困难的，因为只有在长丝开始熔融并粘着到压延机上的温度下才观察到可接受的粘合。由于这种非常窄的粘合范围和所得耐磨性和抗起毛性，纺粘的LLDPE无纺材料尚未在上述应用中获得广泛的商业认可。

出于价格及技术的原因，卫生领域中所用的聚乙烯的量明显少于聚丙烯。与此相比，其它聚合物，例如聚酯在卫生领域中更少使用。

使用聚丙烯和聚乙烯，尤其是HDPE的共混物的纤维制造无纺材料是已知的。由于这两种聚合物的不相容性，制备共混物用的增容剂在制备过程中的存在对于获得可混溶和可纺体系是绝对必要的。

作为制备共混物用的增容剂，以前使用其中的聚丙烯和聚乙烯单元以不同比例彼此相连的共聚物。为了确保足以制备不混溶聚合物的共混物的增容性，这些共聚物添加剂需要为总混合物的大约10重量％至20重量％数量级。但是，这种数量级的共聚物添加剂通常引起性能的不合意变化，其特征在于所得混合物的各个性能分别差于纯聚丙烯或聚乙烯的性能。

数年来，弹性无纺材料也被用于卫生部门。这些无纺材料与聚丙烯或聚乙烯的传统卫生无纺材料相比以明显更高的伸展性为特征。制造这些弹性无纺材料用的基础材料在多数情况下是弹性嵌段共聚物，例如基于聚氨酯。

使用聚烯烃弹性体观察到类似的趋势，其基本也是嵌段共聚物，且通常包含聚丙烯和聚乙烯。

使用弹性聚氨酯的无纺材料以及使用聚烯烃弹性体的无纺材料，由于它们的组成和与其相关的制造复杂性而非常昂贵。从经济角度看，这对于在卫生产品中的使用是巨大的劣势。

存在不同的制造包含聚乙烯的具有高伸展性的无纺材料的方法。

从WO0034385中获知具有改进的可纺性和伸展性的由聚丙烯和聚丙烯/聚乙烯共聚物构成的制造纤维用的混合物，其中纤维以1至50旦(den)的细度纺成。在该混合物中，使用0.1重量％至30重量％的MFI≤10克/10分钟(190℃，2.16千克)，优选≤5克/10分钟(190℃，2.16千克)且密度为0.85克/立方厘米至0.97克/立方厘米的聚乙烯，其中该混合物的剩余部分由MFI≥12克/10分钟(230℃，2.16千克)的聚丙烯构成。纤维在127℃至137℃下热粘合。在这种情况下，以聚乙烯和MFI为5-10克/10分钟(190℃，2.16千克)且密度＝0.87克/立方厘米的α-烯烃的共聚物或聚乙烯和MFI为＜5克/10分钟(190℃，2.16千克)且密度≥0.87克/立方厘米的α-烯烃的均聚物或共聚物的形式使用聚乙烯。该混合物的生产在共旋双螺杆挤出机上进行。在随后的纺丝过程中，经由牵引辊拉伸丝线。

在公开US2004038022中，公开了纤维的可伸展无纺材料的制造，其中纤维由带有0.5-22重量％的聚乙烯部分的聚丙烯/聚乙烯混合物制成，且纤维在比纯聚丙烯的参比无纺材料的通常固结温度低15-20的粘合温度下固结。在6％/分钟的拉伸速率下确定最佳粘合温度。所要求的无纺材料的伸展性在10,000至11,000％/秒的拉伸速率下比相当的聚丙烯无纺材料高至少20％。

在这种情况下，使用下列材料：

-作为与聚乙烯的均聚物或共聚物的MFI≥25克/10分钟(230℃，2.16千克)的聚丙烯，和