非织造纤网及其制造方法与流程

非织造纤网及其制造方法
1.相关申请的交叉引用
2.本技术要求于2019年4月16日提交的申请号为62/834,673的美国临时专利申请的优先权，该申请的全部公开内容通过引用并入本文。
技术领域
3.本公开一般来说涉及纺织品，更具体涉及非织造纤网材料。


背景技术：

4.非织造织物，有时称作非织造纤网，是由长丝通过不同的粘合技术(例如，纺粘或熔喷工艺)聚集在一起制成的布样材料。这些非织造织物可在卫生和/或医学应用，如一次性吸收制品，包括尿布、擦拭物、女性卫生产品和成人失禁产品中使用。非织造织物可提供特定功能，例如吸收性、拒液性、回弹性、拉伸性、柔软性、强度、阻燃性、耐洗性、缓冲性、隔热性、隔音性、过滤性、用作细菌屏障和无菌性。


技术实现要素：

5.非织造纤网材料可由双组分纤维形成。在这种双组分纤维中，两种聚合物材料被结合到形成非织造材料的纤维中。许多双组分纤维采用芯鞘几何结构，例如聚丙烯、聚酯或聚酰胺芯和聚乙烯鞘。这种布置可以提供期望的特性，例如增强的柔软度。
6.在许多制造方法中，由双组分纤维生产的非织造纤网的一些部分可能最终不会被出售或用于制造例如一次性消费品。例如，可以将非织造纤网切割成特定的形状和/或宽度，去除非织造纤网的被认为是废料的一些部分。在另外的实施例中，甚至由于例如过度制造或缺陷而最终没有用于生产下游产品的整卷轴的非织造纤网也可能被视为废料部分。回收这些多余的材料以形成额外的双组分纤维可能是有益的，从而减少所需原料聚合物的供应。
7.然而，已经发现，当鞘中存在甚至少量的芯材料时，芯/鞘几何结构可能会显着失去可纺性，反之亦然(当使用过量的非织造材料(包含例如鞘和芯材料两者)来形成双组分纤维时就可能存在少量的芯或鞘材料)。例如，在芯/鞘纤维中，如果将甚至2.5wt.％的芯或鞘材料掺入另一部分中，在纤维纺丝过程中就会出现明显的纤维断裂。由于废非织造纤网实际上是不能轻易分离的芯和鞘材料的混合物，这就提出了一个问题。即，很难或甚至不可能单独回收芯材料并将其再循环到芯材料进料中以及回收鞘材料并将其再循环到鞘材料进料中。
8.已经发现，可以通过形成具有相对分散的聚合物区域的几何形状的双组分纤维来减轻这种影响(即，失去可纺性)。例如，诸如“海中岛”之类的纤维几何形状可以比“芯/鞘”或“并排”布置允许双组分纤维中的两种聚合物组分更大量地混合(由使用过量的非织造纤网材料引起)。在此类实施例中，双组分纤维包括至少一个“主”聚合物区域和两个或更多个“次”聚合物区域。采用这种纤维几何形状可以允许将混合材料非织造物废料掺入纤维的初
级聚合物区域或次级聚合物区域的进料中。
9.根据本公开的一个实施例，非织造纤网可以通过包括形成双组分纤维和将双组分纤维形成为非织造纤网的方法制造。双组分纤维可以包括一个或多个初级聚合物区域和两个或更多个次级聚合物区域。初级聚合物区域可以包括聚乙烯。次级聚合物区域可以包括聚丙烯、聚酯或聚酰胺。初级聚合物区域可包含至少2.5wt.％的聚丙烯、聚酯或聚酰胺，或次级聚合物区域可包含至少2.5wt.％的聚乙烯，或两者。当初级聚合物区域包含至少2.5wt.％的聚丙烯、聚酯或聚酰胺时，初级聚合物区域可以至少部分地由进料非织造纤网材料形成。当次级聚合物区域包含至少2.5wt.％的聚乙烯时，次级聚合物区域可以至少部分地由进料非织造纤网材料形成。进料非织造纤网材料可以包括聚乙烯，并且可以进一步包括聚丙烯、聚酯或聚酰胺。
10.根据本公开的另一个实施例，非织造纤网可以通过以下方法来制造，该方法包括：通过将聚乙烯送入纤维成型机的初级聚合物区域材料进料口中并将聚丙烯、聚酯或聚酰胺送入纤维成型机的次级聚合物区域材料进料口中来形成双组分纤维。双组分纤维可以包括一个或多个初级聚合物区域以及两个或更多个次级聚合物区域，每个初级聚合物区域由聚乙烯形成，次级聚合物区域由聚丙烯、聚酯或聚酰胺形成。该方法还可包括去除非织造纤网的废料部分。废料部分可以包括聚乙烯，并且可以进一步包括聚丙烯、聚酯或聚酰胺。该方法还可以包括将至少一些废料部分送入纤维成型机中，从而形成双组分纤维。初级聚合物区域可包含至少2.5wt.％的聚丙烯、聚酯或聚酰胺，次级聚合物区域可包含至少2.5wt.％的聚乙烯，或两者。
11.根据本公开的又一实施例，非织造纤网可由双组分纤维形成。双组分纤维可以包括一个或多个初级聚合物区域和两个或更多个次级聚合物区域。初级聚合物区域可包含至少80wt.％的聚乙烯。次级聚合物区域可包含至少80wt.％的聚丙烯、聚酯或聚酰胺。初级聚合物区域可包含至少2.5wt.％的聚丙烯、聚酯或聚酰胺，或次级聚合物区域可包含至少2.5wt.％的聚乙烯，或两者。
12.本文公开的技术的额外特征和优点将在下文具体实施方式中阐述，并且将部分地由本领域的技术人员从所述描述而容易地显而易见或通过实践如本文所述的技术(包括下文具体实施方式、权利要求书以及附图)而认识到。
13.应理解，前述发明内容和以下具体实施方式两者呈现本技术的实施例，并且旨在提供用于理解如所要求保护的技术的本质和特征的综述或框架。包括附图以提供对技术的进一步理解，且所述附图被并入本说明书中且构成本说明书的一部分。图式说明各种实施例，并且连同描述一起用以解释技术的原理和操作。另外，图式和描述意味着仅为说明性的，并且并不旨在以任何方式限制权利要求书的范围。
附图说明
14.以下对本公开的具体实施例的详细描述在结合以下附图阅读时可最佳地理解，其中相似的结构用相似的附图标记指示，并且其中：
15.图1a
‑
1f示意性地描绘了可适用于本文所述方法的双组分纤维几何形状的实施例的横截面图，其中：
16.图1a示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施例的“海中岛”双组分纤维
几何形状；
17.图1b示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施例的另一“海中岛”双组分纤维几何形状；
18.图1c示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施例的另一“海中岛”双组分纤维几何形状；
19.图1d示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施例的另一“海中岛”双组分纤维几何形状；
20.图1e示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施例的“柑橘”双组分纤维几何形状；
21.图1f示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施例的“切分饼状”双组分纤维几何结构；
22.图2a和2b示意性地描绘了可能不适用于本文所述方法的双组分纤维几何形状的示例实施例，其中：
23.图2a示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施例的“芯/鞘”双组分纤维几何结构；
24.图2b示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施例的“并排”双组分纤维几何形状；
25.图3示意性地描绘了根据本文所述的一个或多个实施例的将非织造纤网材料的废料部分重整成双组分纤维的过程。
具体实施方式
26.现在将更详细地参考各种实施例，其中一些实施例在附图中进行说明。在可能的情况下，整个附图将使用相同的附图标记来指代相同或类似的部件。
27.本文公开的实施例涉及制造双组分纤维的方法、制造由这种双组分纤维生产的非织造纤网材料的方法，以及制造的双组分纤维和非织造纤网材料。如本文所述，“双组分纤维”是指包括两种或更多种不同材料的纤维，这些材料通常设置在纤维的不同横截面区域中。例如，图1a
‑
1f和2a
‑
2b描绘了双组分纤维几何形状的实施例。应当理解，双组分纤维的每种相应材料可以是两种或更多种聚合物的混合物，或单一聚合物组合物。
28.仍参考图1a
‑
1f和图2a
‑
2b，双组分纤维可包括初级聚合物区域和次级聚合物区域。在图1a
‑
1f和图2a
‑
2b中，在双组分纤维的横截面中，初级聚合物区域被描绘为白色区域，而次级聚合物区域被描绘为交叉影线区域。应当理解，基于材料组成，聚合物区域(例如，初级聚合物区域和次级聚合物区域)由它们与相邻聚合物区域的边界限定。例如，初级聚合物区域的整个周边与具有不同材料组成的次级聚合物区域直接接触，或限定双组分纤维的周边，反之亦然。
29.在一个或多个实施例中，初级聚合物区域与次级聚合物区域的重量比为90:10至10:90。例如，初级聚合物区域与次级聚合物区域的重量比可以为80:20至20:80、70:30至30:70、60:40至40:60或55:45至45:55。在一个或多个实施例中，至少10wt.％、至少20wt.％、至少30wt.％、至少40wt.％、至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％或甚至至少90wt.％的纤维是初级聚合物区域。在一个或多个实施例中，至少
10wt.％、至少20wt.％、至少30wt.％、至少40wt.％、至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％或甚至至少90wt.％的纤维是次级聚合物区域。
30.根据目前描述的一个或多个实施例，双组分纤维可包括两个或多个次级聚合物区域。在图1a
‑
1f中提供了此类实施例的实例。例如，双组分纤维可以包括至少2个、至少3个、至少4个、至少5个、至少6个、至少7个、至少8个、至少9个、至少10个、至少15个、至少20个、至少25个或甚至至少30个次级聚合物区域。另一方面，图2a和图2b描绘了仅包括单个次级聚合物区域的实施例。如本文详细描述的，本文描述的方法可形成包括两个或更多个次级聚合物区域的双组分纤维，特别是当初级聚合物区域和次级聚合物区域的材料组成存在重叠时，例如当使用(例如，“回收”)过量的由双组分纤维制成的非织造材料形成额外的双组分纤维时。例如，这样的实施例可以在次级聚合物区域中包括初级聚合物区域的大部分材料，反之亦然。
31.在所描绘的实施例中，初级聚合物区域具有与次级聚合物区域不同的材料组成。根据本文所述的实施例，初级聚合物区域可以包括大部分聚乙烯，并且次级聚合物区域可以包括大部分聚丙烯、聚酯或聚酰胺。然而，如本文将详细描述的，初级聚合物区域可另外包括相对少量的聚丙烯、聚酯或聚酰胺，并且次级聚合物区域可包括相对少量的聚乙烯。
32.如目前所描述的，聚乙烯，有时称为基于乙烯的聚合物，例如乙烯/α
‑
烯烃互聚物，是指包含大于50摩尔％的衍生自乙烯单体的单元的聚合物。这包括基于乙烯的均聚物或共聚物(意指衍生自两种或更多种共聚单体的单元)。聚乙烯的常见形式包括但不限于低密度聚乙烯(ldpe)；线性低密度聚乙烯(lldpe)；超低密度聚乙烯(uldpe)；极低密度聚乙烯(vldpe)；单位点催化的线性低密度聚乙烯，包括线性低密度树脂和基本上线性低密度树脂(m
‑
lldpe)两者；中密度聚乙烯(mdpe)；和高密度聚乙烯(hdpe)。
33.根据一个或多个实施例，示例性市售聚乙烯可包括但不限于aspun
tm 6000、aspun
tm 6850或可从陶氏化学公司(dow chemical)获得的其他aspun
tm
系列聚合物。可在本实施例中使用的其他合适的聚乙烯或其他材料可包括在名称为“a non
‑
woven fabric having ethylene/alpha
‑
olefin polymer fibers”(案卷82572)的欧洲专利申请号18382830.0以及美国临时专利申请号62/769,618(案卷82570)和美国临时专利申请号62/769,615(案卷82571)中公开的那些，这些专利申请各自的公开内容通过引用并入本文。
34.根据一个或多个实施例，合适的聚乙烯的密度可以为0.910g/cm3至0.970g/cm3。例如，聚乙烯的密度可以为0.915g/cm3至0.960g/cm3、0.920g/cm3至0.955g/cm3、0.925g/cm3至0.945g/cm3、或0.930g/cm3至0.940g/cm3。在另外的实施例中，聚乙烯的密度可以为至少0.910g/cm3、至少0.915g/cm3、至少0.920g/cm3、至少0.925g/cm3、至少0.930g/cm3、至少0.935g/cm3、至少0.940g/cm3、至少0.945g/cm3、至少0.950g/cm3、至少0.955g/cm3、至少0.960g/cm3、或至少0.965g/cm3。在另外的实施例中，聚乙烯的密度可以小于或等于0.915g/cm3、小于或等于0.920g/cm3、小于或等于0.925g/cm3、小于或等于0.930g/cm3，小于或等于0.935g/cm3、小于或等于0.940g/cm3、小于或等于0.945g/cm3、小于或等于0.950g/cm3、小于或等于0.955g/cm3、小于或等于0.960g/cm3、小于或等于0.965g/cm3、或小于或等于0.970g/cm3。根据astm d792测量密度。
35.根据一个或多个实施例，合适的聚乙烯的熔体指数(i2)可以为10至60g/10分钟，其中i2根据astm d1238、190℃、2.16kg测量。例如，聚乙烯的熔体指数(i2)可以为15至35g/
10分钟。在另外的实施例中，聚乙烯的熔体指数(i2)可以为至少10g/10分钟、至少15g/10分钟、至少20g/10分钟、至少25g/10分钟、至少30g/10分钟、至少35g/10分钟、至少40g/10分钟、至少45g/10分钟、至少50g/10分钟或至少55g/10分钟。在另外的实施例中，聚乙烯的熔体指数(i2)可以小于或等于15g/10分钟、小于或等于20g/10分钟、小于或等于25g/10分钟、小于或等于30g/10分钟、小于或等于35g/10分钟、小于或等于40g/10分钟、小于或等于45g/10分钟、小于或等于50g/10分钟、小于或等于55g/10分钟、或小于或等于60g/10分钟。
36.根据一个或多个实施例，合适的聚乙烯可具有以下阐述的方法的分子量分布，表示为重均分子量与数均分子量的比率(m
w(gpc)
/m
n(gpc)
)1.5至3.5，例如2.0至3.3。例如，重均分子量与数均分子量的比率(m
w(gpc)
/m
n(gpc)
)可以为至少1.5、至少1.6、至少1.7、至少1.8、至少1.9、至少2.0、至少2.1、至少2.2、至少2.3、至少2.4、至少2.5、至少2.6、至少2.7、至少2.8、至少2.9、至少3.0、至少3.1、至少3.2、至少3.3、至少3.4、小于或等于1.6、小于或等于1.7、小于或等于1.8、小于或等于1.9、小于或等于2.0、小于或等于2.1、小于或等于2.2、小于或等于2.3、小于或等于2.4、小于或等于2.5、小于或等于2.6、小于或等于2.7、小于或等于2.8、小于或等于2.9、小于或等于3.0、小于或等于3.1、小于或等于3.2、小于或等于3.3、小于或等于3.4、小于或等于3.5、或其任何组合。
37.根据一个或多个实施例，合适的聚乙烯可以具有每1,000,000个碳原子100至400个乙烯基饱和数。例如，聚乙烯每1,000,000个碳原子的乙烯基饱和数可以为至少150、至少200、至少250、至少300、至少350、小于或等于400、小于或等于350、小于或等于300、小于或等于250、小于或等于200、小于或等于150、或其组合。这种乙烯基饱和度通过本文所述的1h
‑
nmr测定。
38.在一个或多个实施例中，聚乙烯可以是乙烯/α
‑
烯烃互聚物。互聚物是指聚合物为两种、三种或更多种单体的聚合物，即共聚物、三元共聚物等。在这种情况下，第一单体为乙烯。第二单体为α烯烃。此类α烯烃具有至少3个碳原子，并且例如可具有至多20个、或至多10个或至多8个碳原子。示例性α
‑
烯烃共聚单体包括但不限于丙烯、1
‑
丁烯、1
‑
戊烯、1
‑
己烯、1
‑
庚烯、1
‑
辛烯、1
‑
壬烯、1
‑
癸烯和4
‑
甲基
‑1‑
戊烯。任选的第三单体、第四单体或更多单体可为α
‑
烯烃。
39.根据一个或多个实施例，互聚物是无规互聚物。在某些实施例中，基于互聚物中重复单元的总摩尔数，互聚物可包含至少50摩尔％或至少60摩尔％或至少70摩尔％的基于乙烯的重复单元。在某些实施例中，基于互聚物中重复单元的总摩尔数，互聚物可包含不超过99.9摩尔％或99.5摩尔％或99摩尔％或95摩尔％或90摩尔％或85摩尔％的基于乙烯的重复单元。在某些实施例中，基于互聚物中重复单元(即第二单体和任选的第三单体和第四单体)的总摩尔数，互聚物可包含至少0.1摩尔％或至少0.5摩尔％或至少1摩尔％或至少5摩尔％或至少10摩尔％的基于α烯烃的重复单元。在某些实施例中，基于互聚物中重复单元(即第二单体和任选的第三单体和第四单体)的总摩尔数，互聚物可包含不超过50摩尔％或不超过30摩尔％的基于α烯烃的重复单元。
40.为了形成互聚物，通常溶液相聚合方法在115℃至250℃(例如115℃至200℃)范围内的温度处并且在300psi至1000psi(例如400psi至750psi)范围内的压力处在一个或多个充分混合的反应器诸如一个或多个等温环管反应器或一个或多个绝热反应器中进行。在一个实施例中，在双反应器中，第一反应器中的温度在115℃至190℃的范围内(例如115℃至
150℃)，而第二反应器温度在150℃至200℃的范围内(例如170℃至195℃)。在另一个实施例中，在单个反应器中，反应器中的温度在115℃至190℃的范围内(例如115℃至150℃)。溶液相聚合方法中的停留时间通常在2至30分钟(例如，10至20分钟)的范围内。将乙烯、溶剂、氢气、一种或多种催化剂体系、任选的一种或多种助催化剂和任选的一种或多种共聚单体连续进料到一个或多个反应器中。示例性溶剂包括但不限于异链烷烃。例如，这些溶剂可以商品名isopar e购自德克萨斯州休斯顿的埃克森美孚化工公司(exxonmobil chemical co.,houston,tex)。然后将所得的乙烯/α
‑
烯烃互聚物和溶剂的混合物从反应器中去除，并分离乙烯/α
‑
烯烃互聚物。溶剂通常经由溶剂回收单元(即，热交换器和蒸汽液体分离器鼓)回收并且随后再循环回到聚合系统中。
41.在一个实施例中，乙烯/α
‑
烯烃互聚物组合物可在双反应器系统(例如双环管反应器系统)中经由溶液聚合来产生，其中乙烯和任选的一种或多种α
‑
烯烃在一种或多种催化剂体系的存在下聚合。另外，可存在一种或多种助催化剂。
42.在另一个实施例中，乙烯/α
‑
烯烃互聚物可在单个反应器系统(例如单个环管反应器系统)中经由溶液聚合来产生，其中乙烯和任选的一种或多种α
‑
烯烃在一种或多种催化剂体系的存在下聚合。根据一个实施例，在双反应器系统中使用两种不同的催化剂。两种不同催化剂中的一种或两种催化剂具有如下所示的式(i)。这允许制造如上所述的双峰互聚物组合物。
43.适于产生第一乙烯/α
‑
烯烃互聚物的示例性催化剂体系可为包含预催化剂组分的催化剂体系，该预催化剂组分包含式(i)的金属
‑
配体络合物：
[0044][0045]
在式(i)中，m是选自钛、锆或铪的金属，所述金属处于 2、 3或 4的形式氧化态；n为0、1或2；当n为1时，x为单齿配体或双齿配体；当n为2时，每个x都是单齿配体并且相同或不同；金属
‑
配体络合物总体上是电荷中性的；每个z独立地选自
‑
o
‑
、
‑
s
‑
、
‑
n(r
n
)
‑
或
–
p(r
p
)
‑
，其中每个r
n
和r
p
独立地为(c1
‑
c30)烃基或(c1
‑
c30)杂烃基；l为(c1‑
c
40
)亚烃基或(c1‑
c
40
)杂亚烃基，其中(c1‑
c
40
)亚烃基的一部分包含连接式(i)中两个z基团(键合有l)的1碳原子至10碳原子的连接基团主链，或(c1‑
c
40
)杂亚烃基的一部分包含连接式(i)中两个z基团的1原子至10原子的连接基团主链，其中(c1‑
c
40
)杂亚烃基的1原子至10原子的连接基团主链的1至10个原子的每一个原子都独立地是碳原子或杂原子，其中每个杂原子独立地是o、s、s(o)、s(o)2、si(r
c
)2、ge(r
c
)2、p(r
c
)或n(r
c
)，其中每个r
c
独立地为(c1‑
c
30
)烃基或(c1‑
c
30
)杂烃基；r1和r8独立地选自由以下组成的组：
‑
h、(c1‑
c
40
)烃基、(c1‑
c
40
)杂烃基、
‑
si
(r
c
)3、
‑
ge(r
c
)3、
‑
p(r
p
)2、
‑
n(r
n
)2、
‑
or
c
、
‑
sr
c
、
‑
no2、
‑
cn、
‑
cf3、r
c
s(o)
‑
、r
c
s(o)2‑
、(r
c
)2c＝n
‑
、r
c
c(o)o
‑
、r
c
oc(o)
‑
、r
c
c(o)n(r
n
)
‑
、(r
n
)2nc(o)
‑
、卤素和具有式(ii)、式(iii)或式(iv)的基团：
[0046][0047]
在式(ii)、(iii)和(iv)中，r
31
‑
35
、r
41
‑
48
或r
51
‑
59
中的每一者独立地选自(c1‑
c
40
)烃基、(c1‑
c
40
)杂烃基、
‑
si(r
c
)3、
‑
ge(r
c
)3、
‑
p(r
p
)2、
‑
n(r
n
)2、
‑
n＝chr
c
、
‑
or
c
、
‑
sr
c
、
‑
no2、
‑
cn、
‑
cf3、r
c
s(o)
‑
、r
c
s(o)2‑
、(r
c
)2c＝n
‑
、r
c
c(o)o
‑
、r
c
oc(o)
‑
、r
c
c(o)n(r
n
)
‑
、(r
n
)2nc(o)
‑
、卤素或
‑
h，条件是r1或r8中的至少一者为具有式(ii)、式(iii)或式(iv)的基团，其中r
c
、r
n
和r
p
如上定义。
[0048]
在式(i)中，r2‑4、r5‑7和r9‑
16
中的每一者独立地选自(c1‑
c
40
)烃基、(c1‑
c
40
)杂烃基、
‑
si(r
c
)3、
‑
ge(r
c
)3、
‑
p(r
p
)2、
‑
n(r
n
)2、
‑
n＝chr
c
、
‑
or
c
、
‑
sr
c
、
‑
no2、
‑
cn、
‑
cf3、r
c
s(o)
‑
、r
c
s(o)2‑
、(r
c
)2c＝n
‑
、r
c
c(o)o
‑
、r
c
oc(o)
‑
、r
c
c(o)n(r
n
)
‑
、(r
c
)2nc(o)
‑
、卤素和
‑
h，其中r
c
、r
n
和r
p
如上定义。
[0049]
可通过本领域已知的用于活化烯烃聚合反应的金属基催化剂的任何技术来使包含式(i)的金属
‑
配体络合物的催化剂体系呈现催化活性。例如，可通过使络合物与活化助催化剂接触或将络合物与活化助催化剂组合来使式(i)的金属
‑
配体络合物呈现催化活性。本文使用的适合的活化助催化剂包括烷基铝；聚合或低聚铝氧烷(alumoxanes)(也称为铝氧烷(aluminoxanes))；中性路易斯酸；和非聚合、非配位的离子形成化合物(包括在氧化条件下使用此类化合物)。适合的活化技术是本体电解。还设想了前述活化助催化剂和技术中的一种或多种的组合。术语“烷基铝”意指单烷基铝二氢化物或单烷基铝二卤化物、二烷基氢化铝或二烷基铝卤化物或三烷基铝。聚合或低聚铝氧烷的实例包含甲基铝氧烷、经过三异丁基铝改性的甲基铝氧烷和异丁基铝氧烷。
[0050]
路易斯酸活化剂(助催化剂)包括含有1至3个如本文所述的(c1‑
c
20
)烃基取代基的第13族金属化合物。在一个实施例中，第13族金属化合物是三((c1–
c
20
)烃基)取代的铝或三((c1–
c
20
)烃基)
‑
硼化合物。在其他实施例中，第13族金属化合物是三(烃基)取代的铝、三((c1‑
c
20
)烃基)
‑
硼化合物、三((c1‑
c
10
)烷基)铝、三((c6‑
c
18
)芳基)硼化合物及其卤代(包括全卤代)衍生物。在另外的实施例中，第13族金属化合物是三(氟取代的苯基)硼烷、三(五氟苯基)硼烷。在一些实施例中，活化助催化剂是三((c1‑
c
20
)烃基硼酸盐(例如，三苯甲基四氟硼酸盐)或三((c1‑
c
20
)烃基)铵四((c1–
c
20
)烃基)硼烷(例如，双(十八烷基)甲基铵四(五氟苯基)硼烷)。如本文所用，术语“铵”是指氮阳离子，其为((c1‑
c
20
)烃基)4n

、((c1‑
c
20
)烃基)3n(h)

、((c1‑
c
20
)烃基)2n(h)
2
、(c1‑
c
20
)烃基n(h)
3
、或n(h)
4
，其中当存在两个或更多个(c1‑
c
20
)烃基时，每个(c1‑
c
20
)烃基可以相同或不同。
[0051]
中性路易斯酸活化剂(助催化剂)的组合包含包括三((c1‑
c4)烷基)铝和卤化三((c6‑
c
18
)芳基)硼化合物，尤其三(五氟苯基)甲硼烷的组合的混合物。其他实施例是此类中性路易斯酸混合物与聚合或低聚铝氧烷的组合以及单一中性路易斯酸(尤其是三(五氟苯
基)硼烷)与聚合或低聚铝氧烷的组合。(金属
‑
配体络合物):(三(五氟
‑
苯基硼烷):(铝氧烷)[例如，(第4族金属
‑
配体络合物):(三(五氟
‑
苯基硼烷):(铝氧烷)]摩尔数的比率为1:1:1到1:10:30，在其他实施例中为1:1:1.5到1:5:10。
[0052]
包含式(i)的金属
‑
配体络合物催化剂体系可通过与一种或多种助催化剂(例如阳离子形成助催化剂、强路易斯酸、或它们的组合)组合而被活化以形成活性催化剂组合物。合适的活化助催化剂包括聚合或低聚铝氧烷(尤其是甲基铝氧烷)以及惰性、相容、非配位的离子形成化合物。示例性合适的助催化剂包括但不限于：改性甲基铝氧烷(mmao)、双(氢化牛脂烷基)甲基四(五氟苯基)硼酸(1
‑
)胺、以及它们的组合。
[0053]
在一些实施例中，一种或多种前述活化性助催化剂彼此组合使用。一种尤其优选的组合为三((c1‑
c4)烃基)铝、三((c1‑
c4)烃基)硼烷或硼酸铵与低聚或聚合铝氧烷化合物的混合物。一种或多种式(i)的金属
‑
配体络合物的总摩尔数与活化助催化剂中的一种或多种活化助催化剂的总摩尔数的比率为1:10,000到100:1。在一些实施例中，比率为至少1:5000，在一些其他实施例中，至少1:1000；和10:1或更小，并且在一些其他实施例中，1:1或更小。当铝氧烷单独用作活化性助催化剂时，优选地，所采用的铝氧烷的摩尔数是式(i)的金属
‑
配体络合物的摩尔数的至少100倍。当单独三(五氟苯基)硼烷作为活化助催化剂时，在一些其他实施例中，所采用的三(五氟苯基)硼烷的摩尔数与式(i)的一种或多种金属
‑
配体络合物的总摩尔数之比是0.5:1到10:1、1:1到6:1或1:1到5:1。其余活化助催化剂通常采用的摩尔量大约等于式(i)的一种或多种金属
‑
配体络合物的总摩尔量。
[0054]
如目前所述，聚酯通常可以指包含酯官能团的聚合物。根据一个或多个实施例，合适的聚酯可包括但不限于，聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)和聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)。市售聚酯可以包括但不限于ramapet bf 3067和ramapet b0003，均由indorama ventures制造。
[0055]
如目前所描述的，聚丙烯，有时称为基于丙烯的聚合物，是指包含大于50摩尔％的衍生自丙烯单体的单元的聚合物。这包含基于丙烯的均聚物或共聚物(意指衍生自两种或更多种共聚单体的单元)。共聚物是指聚合物是两种、三种或更多种单体的聚合物——即共聚物、三元共聚物等。在一个或多个实施例中，第一单体可以是丙烯，并且第二单体可以是α烯烃。此类α烯烃具有至少2个或至少4个碳原子，并且例如可具有至多20个、或至多10个或至多8个碳原子。示例性α
‑
烯烃共聚单体包括但不限于乙烯、1
‑
丁烯、1
‑
戊烯、1
‑
己烯、1
‑
庚烯、1
‑
辛烯、1
‑
壬烯、1
‑
癸烯和4
‑
甲基
‑1‑
戊烯。任选的第三单体、第四单体或更多单体可为α
‑
烯烃。根据一个或多个实施例，示例性市售聚丙烯可包括但不限于由braskem制造的cp360h和由exxon mobil制造的achieve advanced pp3854。
[0056]
如目前所述，聚酰胺通常可以指包含酰胺官能团的聚合物。根据一个或多个实施例，合适的聚酰胺可包括聚酰胺
‑
6和聚酰胺
‑
6,6，并且市售的合适的聚酰胺可以包括(不限于)由allied corporation制造的capron 1949f。
[0057]
本文所述的材料可用于形成纤维和/或无纺布，例如纺粘无纺布。如本文所用，“纺粘”是指通过将熔融的热塑性聚合物组合物作为熔融丝线或长丝通过多个细的、通常为圆形的模头毛细管挤出进入会聚的高速气流(例如空气)中而形成的纤维，该气流的作用是使丝线或长丝变细以减小直径。此后，长丝或丝线被高速气流携带并沉积在收集表面上以形成由平均直径通常为5至100微米的无规分散纺丝纤维构成的非织造纤网。术语“非织造
布”、“非织造纤网”以及“非织造物”在本文中可互换使用。“非织造布”是指具有单独的纤维或丝线的结构的网或织物，所述单独的纤维或丝线无规则地插入，而不是像针织织物那样以可识别的方式插入。在一个或多个实施例中，双组分纤维是短纤维或纺粘纤维。在另外的实施例中，非织造纤网是纺粘非织造布或梳理非织造布。
[0058]
再次参考图1a
‑
1f，根据一个或多个实施例，初级聚合物区可包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、或甚至至少95wt.％的聚乙烯。在这样的实施例中，初级聚合物区域可包含至少2.5wt.％、至少3wt.％、至少4wt.％、至少5wt.％、至少6wt.％、至少7wt.％、或甚至至少7.5wt.％的聚丙烯、聚酯或聚酰胺。另外，次级聚合物区可包含至少50wt.％、至少60wt.％、至少70wt.％、至少80wt.％、至少90wt.％、或甚至至少95wt.％的聚丙烯、聚酯或聚酰胺。在这样的实施例中，次级聚合物区域可包含至少2.5wt.％、至少3wt.％、至少4wt.％、至少5wt.％、至少6wt.％、至少7wt.％、或甚至至少7.5wt.％的聚乙烯。可以说这样的实施例相对于初级聚合物区域和次级聚合物区域的大部分材料具有“重叠”组分。
[0059]
在本文所述的一个或多个实施例中，聚乙烯可以是初级聚合物区域的“主要成分”或“主要材料”。聚丙烯、聚酯或聚酰胺可以是次级聚合物区域的“主要成分”或“主要材料”。然而，应当理解，在一些实施例中，主要成分可以包括聚合物的混合物。例如，初级聚合物区域的主要成分可以是聚乙烯的混合物。
[0060]
在一个或多个实施例中，当初级聚合物区域除了聚乙烯之外还包含聚丙烯、聚酯或聚酰胺时，包括两个或更多个次级聚合物区域的双组分纤维比仅包括一个次级聚合物区域的双组分纤维具有更好的可纺性。类似地，当次级聚合物区域除了聚丙烯、聚酯或聚酰胺之外还包含聚乙烯时，包括两个或更多个次级聚合物区域的双组分纤维比仅包括一个次级聚合物区域的双组分纤维具有更好的可纺性。不受理论的束缚，据信通过使用双组分纤维构型减轻了由初级聚合物区域和次级聚合物区域的大部分材料混合引起的可纺性降低，其中次级聚合物区域相对分散在双组分纤维的整个横截面中。即，包括两个或更多个次级聚合物区域的实施例的次级聚合物区域的主要材料的区域可以更分散。例如，图1a的“海中岛”构型的次级聚合物区域的主要材料的区域分别比图2a和图2b的芯/鞘布置或并排布置的次级聚合物区域的主要材料的区域更分散，并且“海中岛”构型可以具有更好的可纺性。这种具有更分散的次级聚合物区域的纤维几何形状可以包括两个或更多个次级聚合物区域。
[0061]
现在参考图3，作为示例，描绘了可用于由双组分纤维116制造非织造材料122的系统100。系统100可以包括初级聚合物区域材料进料口104和次级聚合物区域材料进料口110。将双组分纤维116的初级聚合物区域的主要材料的前体进料到初级聚合物区域材料进料口104中，并将双组分纤维116的次级聚合物区域的主要材料的前体进料到次级聚合物区域材料进料口110中。相应的进料，如图3所描绘，包括初级聚合物区域主要成分进料102(进料到初级聚合物区域材料进料口104中)、次级聚合物区域主要成分进料108(进料到次级聚合物区域材料进料口110中)和进料非织造纤网材料126(其可以进料到初级聚合物区域材料进料口104、次级聚合物区域材料进料口110或两者中)。如本文所述，进料非织造纤网材料126可包括非织造材料，该非织造材料包括初级聚合物区域的主要成分和次级聚合物区域的主要成分两者。
[0062]
进料到初级聚合物区域材料进料口104和次级聚合物区域材料进料口110中的材料分别通过通道106和通道112传送到纤维形成装置114。纤维形成装置114形成双组分纤维116。双组分纤维116可以储存一段时间，或者采用连续法立即形成为非织造纤网材料118。在一些实施例中，新形成的非织造纤网材料118可以沿图3的箭头描绘的加工方向平移到非织造材料120的区域。
[0063]
在一些实施例中，非织造材料120可被修剪，从而生产一定尺寸的非织造材料122，其最终可被卷起并出售给下游的商品生产商。在一些实施例中称为“废料部分”的修剪部分124可用作过量进料非织造纤网材料126。在这样的实施例中，进料非织造纤网材料可以是在图3所示的过程中形成的非织造纤网的下游废料部分。在这样的实施例中，修剪部分124被有效地再循环回到系统中以产生额外的纤维。然而，由于该材料包括纤维的初级聚合物区域和次级聚合物区域，所以回收的初级聚合物区域的一些材料可能最终进入新生产的双组分纤维的次级聚合物区域，反之亦然。
[0064]
如本文所述，进料非织造材料可包括被认为是“废料”的非织造材料，例如，通过从最终产品非织造材料修剪获得。在另外的实施例中，过量的非织造材料可以是任何非织造材料(例如整卷的生产的双组分非织造材料)的一些部分。关于非织造材料的来源，术语进料不必是限制性的。然而，应当理解，进料非织造材料通常包括包含两个不同聚合物区域的双组分纤维。
[0065]
如本文所述，在诸如图3的实施例的一些实施例中，初级聚合物区域和次级聚合物区域之间的材料组成存在重叠。在此类实施例中，通过利用包括至少两个次级聚合物区域且在一些实施例中多于两个次级聚合物区域的几何形状来保持纤维强度。
[0066]
测试方法
[0067]
密度
[0068]
乙烯/α
‑
烯烃互聚物的密度测量根据astm d792方法b进行。
[0069]
熔体指数(i2)
[0070]
乙烯/α
‑
烯烃互聚物的熔融指数(i2)值根据astm d1238在190℃、2.16kg处测量。数值以g/10min报告，其与每10min洗脱的克数相对应。
[0071]
常规凝胶渗透色谱法(常规gpc)和mwcdi
[0072]
色谱系统由配备有内部ir5红外检测器(ir5)的polymerchar gpc
‑
ir(西班牙，巴伦西亚)高温gpc色谱仪组成。自动进样器烘箱室设定为160℃，并且柱室设定为150℃。所用的柱为4根安捷伦“mixed a”30cm 20微米线性混合床柱。所用的色谱溶剂为1,2,4
‑
三氯苯，并且含有200ppm的丁基化羟基甲苯(bht)。溶剂源为鼓泡氮气。所用的注射体积为200微升，并且流速为1.0毫升/分钟。
[0073]
gpc柱组的校准用分子量在580g/mol至8,400,000g/mol范围内的至少20种窄分子量分布的聚苯乙烯标准物进行，并以6种“鸡尾酒式”混合物形式布置，其中单独的分子量之间分隔至少十倍。这些标准物购自安捷伦科技(agilent technologies)。对于等于或大于1,000,000g/mol的分子量，按50毫升溶剂中0.025克来制备聚苯乙烯标准物，并且对于小于1,000,000g/mol的分子量，按50毫升溶剂中0.05克来制备聚苯乙烯标准物。在轻轻搅拌下，在80℃下溶解聚苯乙烯标准物30分钟。使用以下方程将聚苯乙烯标准物峰值分子量转换成乙烯/α
‑
烯烃互聚物分子量(如williams和ward,《聚合物科学杂志(j.polym.sci.,
polym.let.)》，第6卷，第621页(1968)中所述)：
[0074]
m
聚乙烯
＝a
×
(m
聚苯乙烯
)
b
ꢀꢀꢀ
(方程1)
[0075]
其中m为分子量，a具有0.4315的值，并且b等于1.0。
[0076]
使用五阶多项式来拟合相应的乙烯/α
‑
烯烃互聚物
‑
等效校准点。对a进行很小的调节(从约0.39至0.44)，以校正柱分辨率和谱带增宽效应，使得以52,000g/mol的分子量获得nist标准物nbs 1475。
[0077]
gpc柱组的总板计数用二十烷(以0.04g在50毫升tcb中制备，并在温和搅拌下溶解20分钟)进行。根据以下方程在200微升注射上测量板计数(方程2)和对称度(方程3)：
[0078][0079]
其中rv为以毫升计的保留体积，峰宽以毫升计，峰最大值为峰的最大高度，并且半高为峰最大值的高度的一半。
[0080][0081]
其中rv为以毫升计的保留体积，并且峰宽以毫升计，峰最大值为峰的最大位置，十分之一高度为峰最大值高度的十分之一，并且其中后峰是指在比峰最大值更晚的保留体积处的峰尾，并且其中前峰是指在比峰最大值更早的保留体积处的峰前。色谱系统的板计数应大于22,000，并且对称度应在0.98与1.22之间。
[0082]
用polymerchar“仪器控制”软件以半自动方式制备样品，其中将样品的目标重量定为2mg/ml，并且经由polymerchar高温自动取样器将溶剂(含有200ppm bht)添加到预先经氮气鼓泡的盖有隔膜的小瓶中。将样品在160℃处在“低速”震荡下溶解3小时。
[0083]
根据方程式5a
‑
c使用polymerchar gpc
‑
ir色谱仪的内部ir5检测器(测量通道)，使用polymerchar gpcone
tm
软件、在每个等距数据收集点i(ir
i
)的扣除基线的ir色谱图和从方程式1的点i的窄标准校准曲线(m
聚乙烯,i
以g/mol为单位)得出的乙烯/α
‑
烯烃互聚物当量分子量，基于gpc结果计算m
n(gpc)
、m
w(gpc)
、和m
z(gpc)
。随后，可以得到gpc分子量分布(gpc
‑
mwd)图(wt
gpc
(lgmw)相对于lgmw图，其中wt
gpc
(lgmw)是分子量为lgmw的互聚物分子重量分数)。分子量以g/mol为单位，并且wt
gpc
(lgmw)遵循方程4。
[0084]
∫wt
gpc
(lg mw)dlg mw＝1.00
ꢀꢀꢀ
(方程4)
[0085]
数均分子量m
n(gpc)
、重均分子量m
w(gpc)
和z均分子量m
z(gpc)
可如以下方程计算。
[0086][0087][0088][0089]
分子量分布(mwd)定义为mw/mn的比率。
[0090]
为了监测随时间的偏差，经由用polymerchar gpc
‑
ir系统控制的微型泵将流速标记物(癸烷)引入每个样品中。该流速标记物(fm)用于通过将样品内的相应癸烷峰的rv(rv(fm样品))与窄标准物校准内的癸烷峰的rv(rv(fm校准))比对来线性校正每个样品的泵流速(流速(标称))。然后，假定癸烷标记物峰的时间的任何变化都与整个运行流速(流速(有效))的线性偏移有关。为了促进流动标记物峰的rv测量的最高准确性，使用最小二乘法拟合程序将流动标记物浓度色谱图的峰拟合成二次方程。然后使用二次方程的一阶导数来求解真正的峰值位置。基于流量标记物峰对系统进行校准后，有效流动速率(相对于窄标准物校准)按方程6计算。流动标记物峰的处理经由polymerchar gpcone
tm
软件进行。可接受的流速校正使得有效流速应在标称流速的0.5％之内。
[0091]
流动速率
有效
＝流动速率
标称
×
(rv(fm
校准
)/rv(fm
样品
))
ꢀꢀꢀ
(方程6)
[0092]1h nmr方法(乙烯基不饱和度的定量测量)
[0093]
在10mm nmr管中将储备溶液(3.26g)添加到0.133g聚合物样品中。储备溶液为四氯乙烷
‑
d2(tce)和全氯乙烯(重量比为50:50)与0.001m cr
3
的混合物。用n2吹扫管中的溶液5分钟，以降低氧量。将加盖的样品管在室温处放置过夜，以使聚合物样品溶胀。通过周期性涡旋混合将样品在110℃处溶解。样品不含可能导致不饱和的添加剂，例如增滑剂，诸如芥酸酰胺。每次1h nmr分析在bruker avance 400mhz光谱仪上于120℃处用10mm冷冻探针进行。
[0094]
进行两个实验以测量不饱和度：一个对照实验和一个双预饱和实验。对于对照实验，用指数窗函数处理数据，其中1hz谱线增宽，并且将基线从约7ppm校正至
‑
2ppm。将来自tce的残余1h的信号设置为100，将约
‑
0.5ppm至3ppm的积分(i总)用作对照实验中整个聚合物的信号。聚合物中的总碳数nc如以下方程7计算：
[0095]
nc＝i
总
/2
ꢀꢀꢀ
(方程7)
[0096]
对于双预饱和实验，用指数窗函数处理数据，其中1hz谱线增宽，并且将基线从约6.6ppm校正至4.5ppm。将来自tce的残余1h的信号设置为100，并对不饱和度的对应积分(i
亚乙烯基
、i
三取代
、i
乙烯基
和i
亚乙烯基
)进行积分。众所周知，nmr光谱法可用于测定聚乙烯不饱和度，例如参见busico,v.等人，《大分子(macromolecules)》，2005，第38卷，第6988页。亚乙烯基、三取代、乙烯基和亚乙烯基的不饱和单元数如下计算：
[0097]
n
亚乙烯基
＝i
亚乙烯基
/2
ꢀꢀꢀ
(方程8a)，
[0098]
n
三取代
＝i
三取代
ꢀꢀꢀ
(方程8b)，
[0099]
n
乙烯基
＝i
乙烯基
/2
ꢀꢀꢀ
(方程8c)，
[0100]
n
亚乙烯基
＝i
亚乙烯基
/2
ꢀꢀꢀ
(方程8d)。
[0101]
每1,000个总碳(即包括主链和支链的所有聚合物碳)中的不饱和单位如下计算：
[0102]
n
亚乙烯基
/1,000c＝(n
亚乙烯基
/nc)*1,000
ꢀꢀꢀ
(方程9a)，
[0103]
n
三取代
/1,000c＝(n
三取代
/nc)*1,000
ꢀꢀꢀ
(方程9b)，
[0104]
n
乙烯基
/1,000c＝(n
乙烯基
/nch2)*1,000
ꢀꢀꢀ
(方程9c)，
[0105]
n
亚乙烯基
/1,000c＝(n
亚乙烯基
/nc)*1,000
ꢀꢀꢀ
(方程9d)。
[0106]
对于来自tce
‑
d2的残余质子的1h信号，化学位移参考值设定为6.0ppm。对照用zg脉冲运行，ns＝4，ds＝12，swh＝10,000hz，aq＝1.64s，d1＝14s。双预饱和实验用修改的脉冲序列运行，其中o1p＝1.354ppm，o2p＝0.960ppm，pl9＝57db，pl21＝70db，ns＝100，ds＝
4，swh＝10,000hz，aq＝1.64s，d1＝1s(其中d1为预饱和时间)，d13＝13s。
[0107]
旦尼尔测量
[0108]
纤维大小经由光学显微镜法测量。旦尼尔(定义为9000米的此类纤维的重量)基于每种聚合物组分的密度和纤维大小计算。
[0109]
长丝速度测定
[0110]
长丝速度基于以下方程计算：
[0111]
长丝速度(米/分钟)＝通过率(g/min)/旦尼尔(g/9000m)*9,000(方程10)
[0112]
实例
[0113]
实例是当前公开主题的实施例的代表，并不意味着限制权利要求的范围。
[0114]
实例1
‑
双组分纤维回收
[0115]
双组分纤维采用芯/鞘(cs)几何形状和“海中岛”(ins)几何形状生产。具体而言，20克/平方米的双组分纤维非织造布是在单束reicofil 4纺粘生产线上以芯/鞘或“海中岛”构型生产的。机器(reicofil 4纺粘生产线)配备有具有7022个孔(6861个孔/米)的喷丝头，并且每个孔的出口直径为0.6mm。孔的l/d比为4。通过量保持恒定在0.56ghm(克/孔/分钟)。在该双组分纺丝系统中，芯/鞘纤维结构如下生产：初级区域挤出机喂入各种聚乙烯，次级挤出机喂入聚丙烯或聚丙烯/聚乙烯(92.5/7.5重量比)共混物。初级区域和次级区域的重量比为50:50。本实例中使用的聚丙烯是可从braskem以名称polypropylene cp360h获得均聚物聚丙烯(pp)。次级区域的聚合物在246℃下挤出。初级区域的聚合物在233℃下挤出。纺丝组件中的通道将聚合物流分开并将两种聚合物以这样的排列方式输送到每个喷丝头后孔中：该排列方式形成同心鞘/芯横截面，其中芯(次级区域)被鞘(初级区域)包围。离开喷丝头后，纤维在23℃下猝火。在“海中岛”构型中，一个海(初级区域)中有33个岛(次级区域)。通过将7.5wt％的聚乙烯和92.5wt％的pp共混并在次级区域挤出共混物来进行可回收性测试。调节舱压和/或空气猝火以保持稳定的纤维纺丝而没有断裂。纺丝稳定性(或可纺性)是通过目视检查没有发生重复纤维断裂的情况下确定的。用三种不同的聚乙烯重复该实验：aspun tm 6000、aspun tm 6850和实例3中生产的聚合物。加工条件和纤维纺丝观察结果记录在表1中。
[0116]
如表1所示，所有“海中岛”纤维结构都允许将至少高达7.5wt.％的聚乙烯掺入到pp岛中。当7.5wt.％的聚乙烯被引入到pp岛中时，相应地调整工艺条件(舱压和空气猝火)，可以在约2
‑
3g/9000m的合理旦数下实现稳定的纤维纺丝。另一方面，对比的芯/鞘结构都不允许pe以7.5wt.％掺入到pp芯中。无论工艺条件如何调整，都观察到明显的纤维断裂。该对比证明了使用“海中岛”纤维结构的当前公开的实施例在改进双组分非织造布回收方面的优势。
[0117]
表1
[0118][0119]
实例2
‑
双组分纤维回收
[0120]
双组分纤维采用芯/鞘(cs)几何形状和“海中岛”(ins)几何形状生产。具体地，将纤维以0.6克/孔/分钟(ghm)的通过率在希尔斯双组分连续长丝纤维纺丝生产线(hills bicomponent continuous filament fiber spinning line)上纺丝。初级区域挤出机喂入各种聚乙烯，次级挤出机喂入聚丙烯或聚丙烯/聚乙烯(92.5/7.5重量比)共混物。初级区域和次级区域的重量比为50:50。本实例中使用的聚丙烯是可从braskem以名称polypropylene cp360h获得均聚物聚丙烯(pp)。所用聚乙烯是可从陶氏化学公司(dow chemical company)获得的aspun tm 6000。
[0121]
希尔斯双组分模头由144个孔组成，孔直径为0.6mm。该孔的l/d为4/1。淬火空气温度和流速分别设定为15℃和375cfm(立方英尺/分钟)。调节挤出机的特性以达到240℃的熔融温度。从60psi缝隙压力开始，使用空气抽吸器拉丝。淬火空气流速以375cfm开始。当观察到严重的纤维断裂时，降低缝隙压力和/或空气流速以实现稳定的纤维纺丝。纺丝组件中的通道将聚合物流分开并将两种聚合物以这样的排列方式输送到每个喷丝头后孔中：该排列方式形成同心鞘/芯横截面，其中芯(次级区域)被鞘(初级区域)包围。离开喷丝头后，纤维在23℃下猝火。在“海中岛”构型中，一个海(初级区域)中有33个岛(次级区域)。通过将聚乙烯和pp共混并在次级区域挤出共混物来进行可回收性测试。纺丝稳定性(或可纺性)是通过目视检查确定的。加工条件和纤维纺丝观察结果记录在表2中。
[0122]
如表2所示，在最大缝隙压力和空气猝火下，cs纤维结构的aspun 6000/pp不能在没有明显纤维断裂的情况下进行纺丝。当舱压降低到40psi时获得稳定的纺丝。凭借“海中
岛”纤维结构，aspun 6000/pp在最大缝隙压力(60psi)和空气猝火下表现出更好的可纺性和稳定性。由于生产线能力的原因，可达到的最大缝隙压力为60psi。在这个缝隙压力下，“海中岛”纤维结构产生了稍粗的纤维，导致长丝速度稍慢。在更高的缝隙压力下，与芯/鞘相比，“海中岛”纤维结构能够生产出类似的旦尼尔纤维。
[0123]
通过回收利用，比较芯/鞘和“海中岛”纤维结构看出有所不同。在掺入7.5wt.％的pe(到pp芯中)时，芯/鞘结构表现出明显的纤维断裂。通过将空气猝火降低到0cfm，只能减轻而不是消除纤维断裂。另一方面，“海中岛”纤维结构允许回收高达10wt.％的pe(到pp岛中)，同时在对工艺条件进行适当调整时以相同的长丝速度保持稳定的纤维纺丝。
[0124]
表2
[0125][0126]
实例3
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乙烯/α
‑
烯烃互聚物组合物的生产
[0127]
所有原料(乙烯单体和1
‑
辛烯共聚单体)和工艺溶剂(窄沸程高纯异链烷烃溶剂，产品名isopar
‑
e，可商购自埃克森美孚公司(exxonmobil chemical))在引入反应环境之前用分子筛纯化。氢气以高纯度等级加压供应且未经进一步纯化。经由机械压缩机将反应器乙烯进料料流加压到大于反应压力。经由泵将溶剂和共聚单体进料加压到大于反应压力。用纯化的溶剂将各催化剂组分手动分批稀释至合适的组分浓度，并加压到大于反应压力。所有反应进料流均用质量流量计测量并用计算机自动化阀门控制系统独立控制。
[0128]
两个反应器系统以串联配置使用。每个连续溶液聚合反应器由模拟具有除热的连续搅拌釜反应器(cstr)的充满液体的非绝热等温循环环管反应器组成。可独立控制所有新鲜溶剂、乙烯、氢气和催化剂组分进料。通过使进料料流通过热交换器，控制到每个反应器的总新鲜进料料流(溶剂、乙烯、1
‑
辛烯和氢气)的温度以维持单一溶液相。将到每个聚合反应器的总新鲜进料在两个位置处注入反应器中，其中在每个注入位置之间具有大致相等的反应器体积。用每个注入器接收总新鲜进料质量流量的一半来控制新鲜进料。将催化剂组分通过特别设计的注射插头注入聚合反应器中。计算机控制主催化剂(预催化剂)组分进料以将每个反应器乙烯转化率维持在指定目标。基于计算的与主催化剂(预催化剂)组分的指
定摩尔比进料助催化剂组分。紧接着每个反应器进料注射位置，用静态混合元件将进料料流与循环聚合反应器内容物混合。使每个反应器的内容物连续循环通过热交换器，该热交换器负责去除大部分反应热，并且其中冷却剂侧的温度负责将等温反应环境维持在指定温度。通过泵提供围绕每个反应器回路的循环。
[0129]
在双串联反应器配置中，来自第一聚合反应器的流出物(包含溶剂、乙烯、1
‑
辛烯、氢气、催化剂组分和聚合物)离开第一反应器回路并被添加到第二反应器回路中。
[0130]
第二反应器流出物进入一个区域，在该区域中通过添加水并与水反应而使其失活。在催化剂失活和添加添加剂之后，反应器流出物进入脱挥发分系统，在所述脱挥发分系统中，从非聚合物料流中去除聚合物。粒化并且收集分离的聚合物熔体。非聚合物料流通过将从系统去除的大部分乙烯分离的各种设备。大部分溶剂和未反应的1
‑
辛烯在通过纯化系统后循环回到反应器。从该方法中去除少量溶剂和1
‑
辛烯。
[0131]
与表3中的值相对应的反应器流进料数据流用于产生实例。呈现数据使得考虑溶剂再循环系统的复杂性，并且反应系统可作为直流式流程图(once through flow diagram)更简单地处理。表4中列出了所使用的催化剂组分。
[0132]
根据上述方法测试所制备的聚合物中的每一者的各种特性。
[0133]
表3
‑
实例3聚合物的生产条件
[0134]
[0135][0136]
表4
‑
实例3聚合物的催化剂体系
[0137]
[0138][0139]
实例4
[0140]
在表5中报告了几种想到的聚乙烯材料的特性。在一个或多个实施例中，聚乙烯可以在表5的任何量化特性的正负5％、10％、20％以内。例如，聚乙烯的密度可以在0.935g/cc等的5％、10％或20％以内。
[0141]
表5
[0142][0143]
出于描述和定义本发明的目的，应注意，术语“约”或“大约”在本文中用于表示可归因于任何定量比较、值、测量或其他表示的固有不确定度。术语在本文中还被利用来表示在不导致在所关注的主题的基本功能改变的情况下，定量表示可从规定的参考变化的程度。
[0144]
应注意，所附权利要求书中的一项或多项利用术语“其中”作为过渡短语。出于定
义本发明的目的，应注意，此术语在权利要求中引入为开放的过渡短语，其用于引入结构的一系列特征的引述并且应以与更多常用开放的前导术语“包含”相同的方式解释。
[0145]
对于本领域的技术人员将显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对本发明进行各种修改和变化。因为本领域的技术人员可进行并入本发明的精神和实质的所公开的实施例的修改组合、子组合和变化，所以本发明应被解释为包括在所附权利要求书以及其等效物的范围内的所有事物。