[发明专利]具有改善的性质的聚丙烯纤维和纺粘无纺物

说明书

技术领域

本发明涉及具有改善的性质的聚丙烯纤维和聚丙烯纺粘无纺物(spunbond nonwoven)的制造方法。本发明还涉及利用所述方法制造的纤维和无纺物。另外，本发明涉及包含这种纤维和无纺物的复合材料和层压材料(laminate)。 

背景技术

聚丙烯已经成为纤维和无纺物中使用最广泛的聚合物之一。由于其多功能性以及良好的机械和化学性质，聚丙烯非常适合于满足多种不同应用中的需求。聚丙烯纤维和无纺物例如用于建筑业和农业、卫生和医用制品、地毯、纺织品。 

用于纤维和无纺物的聚丙烯的熔体流动指数取决于制造方法、最终用途等可以在5dg/min(对于非常坚韧的高韧性纤维而言)直至几千dg/min(对于熔喷无纺物而言)的范围内。通常，用于纤维挤出中的聚丙烯的熔体流动指数为5dg/min～约40dg/min。通常用于纺粘无纺物的聚丙烯的熔体流动指数为25dg/min～40dg/min并且其另外的特征在于窄的分子量分布(PolypropyleneHandbook，ed.Nello Pasquini，第二版，Hanser，2005，第397页)。 

聚丙烯通常通过在齐格勒-纳塔催化剂即过渡金属配位催化剂(具体而言是含有卤化钛的催化剂)的存在下丙烯与一种或多种任选的共聚单体的聚合而制造。这些催化剂通常还含有内给电子体，例如邻苯二甲酸酯、二醚或琥珀酸酯。由齐格勒-纳塔催化剂制造的聚丙烯可直接用于制造纤维而无需改性。但是，为了在纺粘无纺物中产生良好的加工性能和无纺物性质，需要使分子量分布变窄，这可以通过补充反应器降解(post-reactor degradation)以热或化学方式实现。 

例如，Research Disclosure RD 36347公开了由1dg/min的起始熔体流动指数降解为20dg/min的最终熔体流动指数的聚丙烯在制造纺粘无纺物中的用途。经降解的聚丙烯的分子量分布为2.1～2.6。 

虽然不希望受到理论的束缚，但认为在纺粘无纺物的制造中所使用的加工条件下，分子量分布的窄化导致较低的熔体弹性，这又导致挤出物胀大(dieswell)的减少和较低的耐纤维拉伸性。因此，提高了纺丝工艺的稳定性以及最大纺丝速度。另外，较窄分子量分布的聚丙烯将更加能够保持无纺物的定向和较好机械性质。 

虽然近些年来在机械性质方面有所进步，但是仍一直需要进一步改进以便可进一步在保持或者甚至改善材料性质的同时降低产品中材料的量(downgauging)并进一步提高加工性能。 

因此，本发明的目标是进一步改善齐格勒-纳塔聚丙烯在纤维纺丝中和在纺粘无纺物的制造中的加工性能，同时保持或改善由齐格勒-纳塔聚丙烯制成的纤维和纺粘无纺物的机械性质。 

发明内容

目前，我们已经发现以改善的加工性能制造聚丙烯纤维或纺粘无纺物并且同时保持或改善由齐格勒-纳塔聚丙烯制得的纤维和无纺物的性质的方法。 

因此，本发明涉及聚丙烯纤维或聚丙烯纺粘无纺物的制造方法，所述方法包括如下步骤： 

(a)将齐格勒-纳塔聚丙烯由第一熔体流动指数MFI₁(ISO 1133，230℃，2.16kg)热降解或化学降解至第二熔体流动指数MFI₂(ISO 1133，230℃，2.16kg)，使得所述第二熔体流动指数MFI₂为至少50dg/min且至多300dg/min，并且使得降解率MFI₁/MFI₂为至少0.10且至多0.8， 

(b)由喷丝头的多个细的通常为圆形的毛细管挤出在步骤(a)中得到的聚丙烯，由此得到长丝(filament)，和 

(c)使前一步骤中挤出的长丝的直径快速减小至最终直径。 

步骤(c)中长丝的最终直径为至多2.0旦/长丝和/或至少0.5旦/长丝。 

另外，本发明涉及根据本发明的方法制造的纤维和无纺物。 

而且，本发明涉及包含本发明的纤维和无纺物的复合材料和层压材料。 

具体实施方式

对于本发明，通过本领域技术人员公知的方法制造聚丙烯纤维。将熔融的聚丙烯挤出通过喷丝头的多个细的毛细管。同时通过空气冷却仍处于熔融 态的纤维并将其拉伸为中间直径。在进一步的任选步骤中，可在加热的辊上或在加热的烘箱中拉伸纤维以进一步将中间直径减小为最终直径并且提高纤维的韧度。如果不进行进一步的拉伸步骤，则该中间直径为最终直径。