软触感聚丙烯组合物

本发明涉及一种适合于制作纤维的聚丙烯组合物。本发明进一步涉及由这种聚丙烯组合物制成的纤维和由这类纤维制成的纺粘型非织造织物。

纺粘型非织造织物因其极佳的机械性质、诸如高拉伸强度和透气性已在许多应用中被广泛使用。它还确保了基于连续纺制纤维有效地生产织物。

聚酰胺和聚酯已被用于制作这类纺粘型非织造织物。在用于纺粘型非织造织物的聚合材料的家族内，聚丙烯变得日益突出。

已尝试对由聚丙烯纤维制成的织物赋予柔软性。一种方式是使聚丙烯的分子量减小和/或分子量分布变窄。此举具有缺点诸如在控制反应器条件上有难度。另一种方式是并入共聚单体。此举经常导致最终的织物具有较低的韧度，使热粘合窗变窄。此外，较高含量的共聚单体在用于制作纺粘型织物的纤维的可加工性上造成问题。

对纺粘型非织造织物赋予柔软性的另一种方式是对聚丙烯使用特定的添加剂。US2009/111347公开了一种使用包含聚丙烯均聚物或无规共聚物、反应器等级基于丙烯的弹性体或塑性体和100至2500ppm的包含芥酸酰胺的增滑剂的纤维制作的纺粘型非织造织物。US2004/0005457公开了使用诸如芥酸酰胺的添加剂以对纺粘型非织造织物赋予柔软性。US6740609公开了在聚丙烯中使用至少0.02％的量的硬脂酰胺和芥酸酰胺的共混物作为熔体添加剂。US2003157859公开了一种包含0.05至1.0重量％的量的芥酸酰胺的基于聚烯烃树脂的非织造织物，其中其静摩擦系数为0.1至0.4。US5244724公开了一种由聚丙烯与聚丁烯和/或LLDPE和作为抗静电剂添加的单硬脂酸甘油酯的共混物制成的非织造纤维网。US6235664公开了一种由包含乙烯-丙烯共聚物合金的纤维制成的纺粘织物，该共聚物合金包含乙烯-丙烯无规共聚物和乙烯-丙烯二元共聚物。WO2017/078917A1公开了一种方法，其包括将茂金属催化的聚丙烯与成核剂和增滑剂进行组合以形成组合物；并且由组合物形成流延膜。

本领域仍需要可用来生产制作纺粘型非织造织物的纤维的组合物，所述织物具有高柔软性以及可接受的拉伸强度和断裂伸长率。优选地，组合物可以高通量被制成纤维。

因此，本发明提供一种组合物，其包含：

(A)丙烯和共聚单体的无规共聚物，其中共聚单体为乙烯和/或具有4至6个碳原子的α-烯烃，其中基于无规共聚物计丙烯衍生的单元的量为90.0至99.0重量％且共聚单体衍生的单元的量为1.0至10.0重量％，

(B)C10-C30脂族羧酸酰胺，和

(C)包含由式(I)表示的六氢邻苯二甲酸的金属盐的成核剂，

其中M

其中组合物中(B)的量为基于组合物的总重量计1000至5000ppm且组合物中(C)的量为基于组合物的总重量计100至1000ppm。

意外地发现在无规丙烯共聚物组合物中使用(B)和(C)的组合导致由组合物制成的织物的柔软性改进，同时维持了拉伸强度和断裂伸长率。此外，根据本发明的组合物可以高通量被制成纤维。与使用丙烯均聚物相比，使用丙烯无规共聚物导致更高的柔软性。

根据本发明的组合物包含无规丙烯共聚物作为主要组分。

无规共聚物由基于无规共聚物的总重量计90.0至99.0重量％的丙烯衍生的单元和1.0至10.0重量％的共聚单体衍生的单元组成。优选地，基于无规共聚物的总重量计共聚单体衍生的单元的量为2.0至8.0重量％，2.5重量％至6.0重量％或3.0重量％至5.0重量％。

共聚单体为乙烯和/或具有4至8个碳原子的α-烯烃。优选地，共聚单体选自由乙烯、1-丁烯、1-戊烯、4-甲基-1-戊烯、1-己烯和1-辛烯组成的组。最优选地，共聚单体为乙烯。

优选地，共聚物具有根据ASTM D1238-13(2.16kg/230℃)测量的10至50dg/min、优选20至40dg/min的熔体流动速率。具有所需MFR的共聚物可从聚合反应器获得。替代地，具有所需MFR的共聚物可通过用例如过氧化物使具有较低MFR的共聚物减粘裂化来制成。可在无规共聚物与组分(B)和(C)和任选组分熔融混合之前或期间进行减粘裂化。

优选地，相对于总组合物计无规共聚物的量为至少90.0重量％，至少95.0重量％，至少98.0重量％或至少99.0重量％。

根据本发明的组合物包含C10-C30脂族羧酸酰胺。其具有酰氨基团CONH

饱和脂族羧酸酰胺的实例是硬脂酰胺，棕榈酰胺，椰油酰胺，月桂酰胺，肉豆蔻酰胺，癸酰胺，牛脂酰胺，十四烷酰胺，十七酸酰胺，花生酸酰胺，山嵛酸酰胺，廿四酸酰胺，蜡酸酰胺，褐煤酸酰胺，三十酸酰胺，三十二酸酰胺，蜡蜜酸(三十三酸)酰胺，三十四酸酰胺和9-十八烯酰胺。

不饱和脂族羧酸酰胺的实例是油酰胺，亚油酸酰胺，芥酸酰胺，肉豆蔻油酸酰胺，棕榈油酸酰胺，十六碳烯酸酰胺，反油酸酰胺，十八碳烯酸酰胺，花生四烯酸酰胺，二十碳五烯酸酰胺和二十二碳六烯酸酰胺。

脂族羧酸酰胺中碳原子数为10-30，优选12-28，更优选14-26，最优选16-24。

羧酸酰胺优选为不饱和C10-C30羧酸酰胺。更优选地，羧酸酰胺选自芥酸酰胺和油酰胺，最优选羧酸酰胺为芥酸酰胺。

组合物中脂族羧酸酰胺的量为相对于总组合物计1000至5000ppm，优选1200至3000ppm，优选1500至2500ppm。

在根据本发明的组合物中成核剂包含由式(I)表示的六氢邻苯二甲酸的金属盐，

其中M

这与使用具有不同结构的成核剂、诸如由Milliken商品化的

在一个优选实施方案中，M

优选地，成核剂中化合物(I)或(II)的量为成核剂的至少30重量％。包含化合物(II)的合适的成核剂的实例为由Milliken商品化的

成核剂的量为相对于组合物的总重量计100至1000ppm，优选300至500ppm。

优选地，根据本发明的组合物基本上不含聚二甲基硅氧烷(PDMS)。例如，根据本发明的组合物包含少于1000ppm、优选少于500ppm、更优选少于200ppm、更优选少于100ppm、更优选少于10ppm的PDMS。观察到在组合物中PDMS的存在导致较低的可加工性和织物的油状质地。

根据本发明的组合物还可包含乙烯-1-辛烯共聚物。

当存在时，乙烯-1-辛烯共聚物的量可优选为相对于组合物的总重量计5000至50000ppm。

优选地，乙烯-1-辛烯共聚物具有0.850至0.875g/cm

乙烯-1-辛烯共聚物可为可作为

弹性体可使用本领域已知的方法制备，例如通过使用单位点催化剂，即其中的过渡金属组分是有机金属化合物并且其中的至少一种配体具有环戊二烯基阴离子结构的催化剂，这种配体通过所述阴离子结构配位键合至过渡金属阳离子。这种类型的催化剂也被称为“茂金属”催化剂。茂金属催化剂例如描述于美国专利号5,017,714和5,324,820中。弹性体还可使用传统类型的多相多位点齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)催化剂来制备。

优选地，弹性体具有根据ASTM D1238使用2.16kg重量且在190℃的温度下测量的4至10dg/min的熔体流动指数。

在一些实施方案中，根据本发明的组合物基本上不含乙烯-1-辛烯共聚物，即，根据本发明的组合物包含至多1000ppm、例如至多500ppm、至多200ppm、至多100ppm或至多10ppm的乙烯-1-辛烯共聚物。

根据本发明的组合物还可包含其他的添加剂。添加剂可包括稳定剂、例如热稳定剂，抗氧化剂，UV稳定剂，着色剂、如颜料和染料，澄清剂，表面张力调节剂，润滑剂，脱模剂，流动改进剂，塑化剂和抗静电剂。

组分(D)的量可为相对于总组合物计0至10重量％，例如0.03至5.0重量％，0.05至1.0重量％或0.10至0.50重量％。

在本发明的方法中添加以形成包含(A)、(B)、(C)以及任选的PDMS、乙烯-1-辛烯共聚物和组分(D)的组合物的所有组分之和应总计达总组合物的100重量％。

组分(A)、(B)、(C)和任选组分(D)之和可总计达总组合物的100重量％。

优选地，组分(A)、(B)和(C)总计为总组合物的至少90.0重量％，至少95.0重量％，至少98.0重量％或至少99.0重量％。

本发明的组合物可通过包括使用任何合适的方式熔融混合(A)、(B)、(C)和任选组分的方法来获得。因此，本发明进一步涉及一种制备根据本发明的组合物的方法，该方法包括熔融混合(A)、(B)、(C)和任选组分。优选地，本发明的组合物被制成允许在后续步骤中容易加工为成形制品的形式，如粒料或颗粒形式。优选地，本发明的组合物呈粒料或颗粒形式，如通过在如挤出机的设备中混合所有组分获得的；优点是组合物具有均匀且明确限定的添加剂浓度。

熔融混合意指在超过(A)的熔点的温度下将组分(B)和(C)和任选组分与(A)混合。熔融混合可使用技术人员已知的技术、例如在挤出机中进行。一般而言，在本发明的方法中，在170-300℃的温度下进行熔融混合。

当使用挤出机时，对于熔融混合合适的条件，诸如温度、压力、剪切量、螺杆速度和螺杆设计是技术人员已知的。

当使用挤出机时，可使用诸如双螺杆挤出机的常规挤出机。可根据需要改变经过挤出机不同区域的温度。例如，温度可从进料区中的100℃变化至口模处的300℃。优选地，挤出机中的温度为200至265℃。同样地，可按需要改变挤出机的螺杆速度。典型的螺杆速度为约100rpm至约400rpm。

本发明进一步涉及由根据本发明的组合物制成的纤维。

在一些实施方案中，纤维被形成为具有50至150的密度的纱线。

本发明进一步涉及一种使用根据本发明的纤维制成的纺粘型非织造织物。

本发明进一步涉及一种包括根据本发明的纺粘型非织造织物的制品。合适的制品实例包括诸如一次性尿布和女性卫生用品的卫生制品的衬里，以及防护服中的衬里。

要注意的是本发明涉及本文所述特征的所有可能组合，优选特别是权利要求书中呈现的特征的那些组合。因此，将理解的是，在本文描述了涉及根据本发明的组合物的特征的所有组合、涉及根据本发明的方法的特征的所有组合、以及涉及根据本发明的组合物的特征和涉及根据本发明的方法的特征的所有组合。

要进一步注意术语‘包括’、‘包含’不排除其他要素的存在。然而，还要理解关于包含某些组分的产物/组合物的描述也公开了由这些组分组成的产物/组合物。由这些组分组成的产物/组合物可能是有利的，因为它提供了用于制备产物/组合物的更简单经济的方法。类似地，还要理解关于包括某些步骤的方法的描述也公开了由这些步骤组成的方法。由这些步骤组成的方法可能是有利的，因为它提供了更简单经济的方法。

当针对参数的下限和上限提及值时，还理解为公开了下限的值和上限的值的组合产生的范围。

现借助以下实施例来阐明本发明，但本发明不局限于此。

使用了以下材料：

表1

然后，在226℃的熔融温度和100rpm的螺杆速度下，在25mm KM双螺杆挤出机上熔融配混每种样品。除表2中所示的添加剂以外，实施例1-8含有Irganox 3114(400ppm)、Irgafos 168(800ppm)和硬脂酸钙(350ppm)。

对于实施例2，使用V型搅拌器将HP与添加剂共混。

对于实施例4-8，将RCPP与如表2中所示的各种添加剂共混入Henshel混合器15分钟，之后挤出。在直径为25mm的双螺杆配混机KraussMaffei(KM)上熔融配混共混物。液态过氧化物被用作减粘裂化添加剂以达到根据ISO1133-1:2011约25dg/min的MFR。

表2

根据如下条件由组合物1-8进行纤维纺制。测定了未遭遇任何过程扰动(喷丝头处长丝断裂或粘结)的最大速度。以两种不同的固体拉制比制成了具有3.3dtex/长丝的纤度的纤维，并且测量了它们的韧度。

结果概述于表3中。

表3

从实施例3对比实施例5-实施例8的比较中，可理解与各种添加剂组合添加芥酸酰胺一般导致降低的最大纺制速度(实施例3-实施例5和实施例8)，但最大纺制速度提高的实施例7除外。

从实施例7对比实施例8的比较中，可理解将PDMS加入芥酸酰胺和NA的组合导致降低的最大纺制速度和降低的韧度。

使用Hills纺粘机由组合物1-8制成纺粘型非织造织物。利用如下加工参数生产织物样品：每孔约0.6g/min的通量，约15gsm的网基重，和由134起始至145℃的粘合温度。

根据Edana标准WSP 110.4测试了织物样品的拉伸性质。在纵向(MD)和横向(CD)两个方向上测试了每种织物网。结果示于表4中。

表4

基于PP均聚物的实施例1和2比基于C3/C2共聚物的实施例3-8显示出更高的拉伸强度和更高的断裂伸长率。

从实施例3-8中，可理解通过将添加剂包加入C3/C2共聚物而大致上维持了拉伸强度和断裂伸长率。

此外，在Thwing-Albert Instrument Co的Handle-O-Meter 211-5型号上，根据操作手册中规定的“Handle-O-Meter”试验，测量了纺粘型非织造织物1、2、5-7的刚度。每种样品使用了五个试样。结果示于表5中。

表5

样品5-7的刚度比样品1和2的更低，即，基于C3/C2共聚物的样品具有比基于PP均聚物的样品更高的柔软性。测试小组通过柔软性测试获得了类似的结果。

实施例5和实施例7具有最低的刚度，即最高的柔软性。然而，实施例5显示油状(光滑)特征，这被认为是因高含量的低分子物类迁移至纤维表面所致。

因此，实施例7的织物具有最高柔软性而不为油状。实施例7的织物的拉伸强度和断裂伸长率是可接受的。此外，实施例7的组合物具有最高的纤维可加工性。

将具有根据ASTM D1238-13(2.16kg/230℃)测量的3.0dg/min的熔体流动速率和根据ASTM D-5492-17在23℃下测量的3.5重量％的二甲苯可溶物含量的丙烯均聚物(HOPOL)在双螺杆挤出机中与400ppm的NA(HPN20E)或NA-比较(HPN-68L)熔融混合。

根据ASTM D256-10在23℃下对由组合物制备的注塑试样(尺寸：64×12.7×3.2)测定Izod切口和无切口冲击性。根据ASTM D1043-D在23℃下对由组合物制备的注塑试样(尺寸：64×12.7×3.2mm，切口深度10.2mm)测定挠曲模量。

结果报告于下表中：

表6

如从上表中可见，与包含比较性成核剂的组合物相比，含有如在本发明的组合物中的成核剂的组合物具有更高的冲击性且未断裂，同时刚度(挠曲模量)保持相同。