弹性性能改善的双组分纤维及其非织造材料
技术领域
本公开的实施例总体上涉及双组分纤维，尤其涉及用于非织造织物中的双组分纤维。
背景技术
非织造织物(NW)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。在此类应用中，纺粘熔喷纺粘(SMS)复合结构变得越来越流行。由于其机械性能，纺粘层历来由聚丙烯单组分纤维形成。聚丙烯的主要缺点之一是缺乏柔软性和弹性。
因此，可能需要替代性树脂用于双组分纤维和非织造材料中，其可以表现出改善的弹性性能。
发明内容
本文公开了双组分纤维。双组分纤维具有外皮和芯，其中：所述芯包含至少50重量％的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物，其密度为0.860g/cc-0.885g/cc且熔体指数12为10g/10min至60g/10min；所述外皮包含至少50重量％的丙烯类弹性体，其熔体流动率MFR为30g/10min至250g/10min；其中在1，000/s至5，000/s的剪切速率下，所述芯/外皮粘度比为1∶1至5∶1。
本文还公开了纺粘型非织造材料。纺粘型非织造材料由双组分纤维形成。双组分纤维具有外皮和芯，其中：所述芯包含至少50重量％的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物，其密度为0.860g/cc-0.885g/cc且熔体指数I2为10g/10min至60g/10min；所述外皮包含至少50重量％的丙烯类弹性体，其熔体流动率MFR为30g/10min至250g/10min；其中在1，000/s至5，000/s的剪切速率下，所述芯/外皮粘度比为1∶1至5∶1。
实施例的其它特征和优点将在下面的具体实施方式中进行阐述，并且部分地对于本领域技术人员而言，根据该描述将是显而易见的，或者将通过实践本文所述的实施例(包括随后的具体实施方式、权利要求以及附图)而认识到。
应当理解，前面的和下面的描述都描述了各种实施例，并且旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特征的概述或框架。将附图包括在内是为了提供对各种实施例的进一步理解，并且将附图并入本说明书中并构成了本说明书的一部分。附图示出了本文所述的各种实施例，并且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图说明
图1以图形方式描绘了根据本文的一个或多个实施例的两种本发明的双组分弹性非织造材料与对比非织造材料在纵向上的第二周期滞后曲线。
图2以图形方式描绘了根据本文的一个或多个实施例的两种本发明的双组分弹性非织造材料与对比非织造材料在横向上的第二周期滞后曲线。
图3以图形方式描绘了根据本发明的一个或多个实施例的两种本发明的双组分弹性非织造材料与对比非织造材料的密封性能。
具体实施方式
现将详细参考双组分纤维的实施例，附图中示出了双组分纤维的特征，双组分纤维可用于生产非织造材料，例如用于卫生吸收制品如尿布、擦拭物、女性卫生和成人失禁产品的纺粘型非织造织物。然而，应注意这仅是本文公开的实施例的说明性实施方式。实施例适用于对以上讨论的类似问题敏感的其它技术。例如，双组分纤维可以用于纺粘型非织造织物中生产面罩、手术衣、隔离衣、手术单和盖布、手术帽、组织、绷带和伤口敷料显然在本实施例的范围内。
双组分纤维
在本文的实施例中，双组分纤维包括芯和外皮。外皮与芯的比率可以在20/80至5/95或20/80至10/90的范围内。在一些实施例中，外皮与芯的比率可以在30/70至5/95的范围内。
在本文的实施例中，本文所述的双组分纤维在1，000/s至5，000/s的剪切速率下，芯/外皮粘度比为1∶1至5∶1。本文包括并公开了所有单个值和子范围。例如，在一些实施例中，双组分纤维在1，000/s至5，000/s的剪切速率下，芯/外皮粘度比可为1∶1至3∶1。在其它实施例中，双组分纤维在1，000/s至5，000/s的剪切速率下，芯/外皮粘度比可为1∶1至2∶1。
芯
所述芯包含至少50重量％的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。本文包括并公开了至少50重量％的所有单个值和子范围。例如，在一些实施例中，芯包含至少55重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少75重量％、至少80重量％、至少85重量％、至少90重量％、至少95重量％或100重量％的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。在其它实施例中，芯包含大于50重量％至100重量％，大于75重量％至100重量％或85重量％至100重量％的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物。在其它实施例中，芯占90至100重量％。
术语“乙烯-α-烯烃嵌段共聚物”或“OBC”意指“乙烯/α-烯烃多嵌段共聚物”并且包括乙烯和呈聚合形式的一种或多种可共聚的α-烯烃共聚单体，其特征在于两钟或更多种聚合单体单元的多个嵌段或链段在化学或物理特性方面不同。术语“互聚物”和“共聚物”在本文中可互换使用。当在共聚物中提及“乙烯”或“共聚单体”的量时，应理解此意指其聚合单元。本文所述实施例中使用的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物可由下式表示：
(AB)n
其中：n为至少1，并且在一些实施例中，是大于1的整数，如2、3、4、5、10、15、20、30、40、50、60、70、80、90、100或更大；“A”表示硬嵌段或链段；并且“B”表示软嵌段或链段。在一些实施例中，与基本上支化或基本上星形的方式相反，A和B以基本上线性的方式键联。在其它实施例中，A嵌段和B嵌段沿聚合物链无规分布。换句话说，嵌段共聚物通常不具有如下结构：
AAA-AA-BBB-BB
在其它实施例中，本文所述的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物通常不具有包含不同共聚单体的第三类型嵌段。在另外其它实施例中，嵌段A和嵌段B各自具有基本上无规分布在嵌段内的单体或共聚单体。换句话说，嵌段A和嵌段B都不包含两个或更多个具有不同组成的子链段(或子嵌段)，如端部链段，其具有与嵌段的其余部分基本上不同的组成。
在本文的实施例中，乙烯可以占全部乙烯-α-烯烃嵌段共聚物的大部分摩尔分数，即乙烯占全部聚合物的至少50摩尔％。在一些实施例中，乙烯占至少60摩尔％、至少70摩尔％或至少80摩尔％。全部聚合物的基本上其余部分包含至少一种其它共聚单体，所述共聚单体是具有3个或更多个碳原子且不超过20个碳原子的α-烯烃。α-烯烃可以选自C3-C20炔属不饱和单体和C4-C18二烯烃。举例来说，α-烯烃共聚单体可具有3至10个碳原子或3至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。在一些实施例中，本文所述的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物可包含50摩尔％至90摩尔％，60摩尔％至85摩尔％或65摩尔％至80摩尔％的乙烯。共聚单体含量可以使用任何合适的技术来测量，例如基于核磁共振(“NMR”)光谱的技术，以及例如通过如美国专利7,498,282中所述的13C NMR分析来测量，该专利通过引用并入本文。
本文所述的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物包括各种量的“硬”和“软”链段。“硬”链段是聚合单元的嵌段，其中乙烯以按聚合物的重量计大于95重量％或大于98重量％，最多100重量％的量存在。换句话说，以聚合物的重量计，硬链段中的共聚单体含量(除乙烯以外的单体的含量)小于5重量％或小于2重量％，并且可以低到零。在一些实施例中，硬链段包括所有或基本上所有衍生自乙烯的单元。“软”链段是聚合单元的嵌段，其中以聚合物的重量计，共聚单体含量(除乙烯以外的单体的含量)大于5重量％、或大于8重量％、大于10重量％、或大于15重量％。在一些实施例中，软链段中的共聚单体含量可大于20重量％、大于25重量％、大于30重量％、大于35重量％、大于40重量％、大于45重量％、大于50重量％或大于60重量％，并且可高达100重量％。
软链段可以以乙烯-α-烯烃嵌段共聚物的总重量的1重量％至99重量％，或以乙烯-α-烯烃嵌段共聚物的总重量的5重量％至95重量％，10重量％至90重量％，15重量％至85重量％，20重量％至80重量％，25重量％至75重量％，30重量％至70％重量，35％至65％重量，40％至60％重量，或45重量％至55重量％，存在于本文所述的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物中。相反地，硬链段可以类似范围存在。软链段重量百分比和硬链段重量百分比可以基于从DSC或NMR获得的数据来计算。此类方法和计算公开于例如2006年3月15日提交的名称为“乙烯/α-烯烃嵌段互聚物(Ethylene/α-Olefin Block Inter-polymers)”的美国专利第7,608,668号中，所述专利是以Colin L.P.Shan、Lonnie Hazlitt等人的名义并且转让给陶氏全球技术公司(Dow Global Technologies Inc.)，其公开内容以全文引用的方式并入本文中。确切地说，可如U.S.7,608,668的第57栏到第63栏中所描述地确定硬链段和软链段重量百分比以及共聚单体含量。
本文所述的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物包含可以以线性方式接合的两种或更多种化学上相异的区域或链段(称为“嵌段”)，即包含相对于聚合烯系官能团端到端接合而非以侧接或接枝方式接合的化学上可区分的单元的聚合物。在一些实施例中，嵌段在以下方面不同：所并入的共聚单体的量或类型、密度、结晶度、可归因于此类组成的聚合物的微晶尺寸、立体异构性(全同立构或间同立构)的类型或程度、区域规整性或区域不规整性、支化量(包括长链支化或超支化)、均质性或任何其它化学或物理特性。相较于现有技术的嵌段互聚物，包括通过依序单体添加、立体易变催化剂或阴离子聚合技术产生的互聚物，乙烯-α-烯烃嵌段共聚物的特征可以在于聚合物多分散性(PDI或Mw/Mn或MWD)、嵌段长度分布两者的独特分布和/或嵌段数量分布，在一个实施例中，这是由于其制备中使用的一种或多种穿梭剂与多种催化剂组合的影响。
在一些实施例中，本文所述的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物以连续方法生产，并且具有1.7至3.5、1.8至3、1.8至2.5或1.8至2.2的多分散指数PDI。以分批或半分批方法产生时，本文所述的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物具有1.0至3.5、1.3至3、1.4至2.5或1.4至2的PDI。另外，本文所述的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物具有拟合舒尔茨-弗洛里分布(Schultz-Florydistribution)而非泊松分布(Poisson distribution)的PDI。在本文的实施例中，本文所述的乙烯-α-烯烃嵌段共聚物可具有多分散嵌段分布以及嵌段尺寸的多分散分布两者。这使得形成具有改良的并且可区别的物理特性的聚合物产物。先前已在Potemkin，《物理评论E(Physical Review E)》(1998)57(6)，第6902-6912页和Dobrynin，《化学物理杂志(J.Chem.Phvs.)》(1997)107(21)，第9234-9238页中建模和讨论了多分散嵌段分布的理论益处。
在本文的实施例中，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的密度为0.860g/cc-0.885g/cc，且熔体指数I2为10g/10min至60g/10min。本文包括并描述了所有单个值和子范围。例如，在一些实施例中，乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的密度可以为0.860g/cc-0.882g/cc，0.863g/cc至0.882g/cc，或0.865g/cc至0.880g/cc，且熔体指数I2为10g/10min至50g/10min，10g/10min至40g/10min，10g/10min至30g/10min，或10g/10min至20g/10min。
结晶度可以反映在熔点上。“熔点”通过DSC测定。乙烯/α-烯烃嵌段共聚物可具有一个或多个熔点。将这些峰中具有最高热流(即最高峰高)的峰认为是熔点。除密度和熔体指数外，正如通过差示扫描量热法(DSC)测定的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物的熔点范围为113℃至128℃或113℃至124℃。
本文所述的乙烯/α-烯烃嵌段共聚物可通过如美国专利第7,858,706号中所述的链穿梭法生产，该专利通过引入并入本文。确切地说，适合的链穿梭剂和相关信息在第16栏第39行到第19栏第44行中列出。适合的催化剂描述于第19栏第45行到第46栏第19行中并且适合的共催化剂描述于第46栏第20行到第51栏第28行中。所述方法在整个文献中描述，但尤其是在第51栏第29行到第54栏第56行中。所述方法还在例如美国专利第7,608,668、7,893,166和7,947,793号中有描述。
芯可任选地包含一种或多种添加剂。此类添加剂可以包括但不限于滑爽剂(例如，脂肪酸酰胺或乙烯基双(酰胺)、不饱和脂肪酸酰胺或乙烯基双(酰胺))、抗粘连剂(例如，粘土、硅酸铝、硅藻土、二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、石灰石、煅制二氧化硅、硫酸镁、硅酸镁、三水合氧化铝、氧化镁、氧化锌或二氧化钛)、增容剂例如乙烯丙烯酸乙酯(AMPLIFYTMEA)、马来酸酐接枝聚乙烯(AMPLIFYTM GR)、乙烯丙烯酸(PRIMACORTM)、离聚物(AMPLIFYTM IO)和其它官能聚合物(AMPLIFYTM TY)，所有这些均可从陶氏化学公司获得；可从科腾聚合物公司(Kraton Polymers)获得的马来酸酐苯乙烯嵌段共聚物(KRATONTM FG)；可从埃克森美孚化工公司(ExxonMobil Chemical Company)获得的马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯共聚物(EXXELORTM)；改性的乙烯丙烯酸一氧化碳三元共聚物、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙丙橡胶和具有酸、马来酸酐、丙烯酸酯官能团的聚丙烯(FUSABONDTM、BYNELTM、NUCRELTM、ELVALOYTM、ELVAXTM)和离聚物(SURLYNTM)，可从杜邦公司(E.I.du Pont deNemours and Company)获得；抗氧化剂(例如受阻酚类，如由诺华公司(Cigan Geigy)提供的
外皮
外皮包含至少50重量％的丙烯类弹性体。本文包括并公开了至少50重量％的所有单个值和子范围。例如，在一些实施例中，外皮包含至少55重量％、至少60重量％、至少70重量％、至少75重量％、至少80重量％、至少85重量％、至少90重量％、至少95重量％或100重量％的丙烯类弹性体。在其它实施例中，外皮包含大于50重量％至100重量％，大于75重量％至100重量％或85重量％至100重量％的丙烯类弹性体。在其它实施例中，外皮占80重量％至100重量％。
丙烯类弹性体包含丙烯和具有2个碳原子或4个或更多个碳原子的α-烯烃。在本文的一些实施例中，丙烯类弹性体包括至少60重量％的衍生自丙烯的单元和1至40重量％的衍生自乙烯的单元(基于可聚合单体的总量计)。本文包括并公开了至少60重量％的衍生自丙烯的单元和1至40重量％的衍生自乙烯的单元的所有单个值和子范围。例如，在一些实施例中，丙烯类弹性体包含(a)至少65重量％，至少70重量％，至少75重量％，至少80重量％，至少82重量％，至少85重量％，至少87重量％，至少90重量％，至少92重量％，至少95重量％，至少97重量％，60至99重量％，60至99重量％，65至99重量％，70至99重量％，75至99重量％，80至99重量％，82至99重量％，84至99重量％，85至99重量％，88至99重量％，80至97重量％，82至97重量％，85至97重量％，88至97重量％，80至95.5重量％，82至95.5重量％，84至95.5重量％，85至95.5重量％或88至95.5重量％的衍生自丙烯的单元；和(b)1至40重量％，例如1至35％，1至30％，1至25％，1至20％，1至18％，1至16％，1至15％，1至12％，3至20％，3至18％，3至16％，3至15％，3至12％，4.5至20％，4.5至18％，4.5至16％，4.5至15％或4.5至12％的衍生自乙烯的单元。共聚单体含量可以使用任何合适的技术来测量，例如基于核磁共振(“NMR”)光谱的技术，以及例如通过如美国专利7,498,282中所述的13C NMR分析来测量，该专利通过引用并入本文。示例性丙烯类弹性体可以包括埃克森美孚化工公司的VISTAMAXXTM聚合物和陶氏化学公司的VERSIFYTM聚合物。
丙烯类弹性体可以通过任何方法制造，并且包括无规、嵌段和接枝共聚物。在一些实施例中，丙烯互聚物为无规构型。这些包括通过齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta)、CGC(约束几何催化剂)、茂金属和非茂金属、以金属为中心的杂芳基配体催化制造的互聚物。其它合适的金属络合物包括与下式对应的化合物：
其中：
R20是不计氢数在内含5至20个原子的芳香族基团或惰性取代的芳香族基团或其多价衍生物；
T3是不计氢数在内具有1至20个原子的亚烃基或硅烷基，或其惰性取代的衍生物；
M3是4族金属，优选为锆或铪；
G为阴离子、中性或双阴离子配体基团；优选为不计氢数在内具有至多20个源自的卤化物、烃基或二烃基酰胺基；
g是1至5的数字，表示此类G基团的数目；并且
共价键和电子给体相互作用分别用线和箭头表示。
在一些实施例中，此类络合物对应于下式：
T3是不计氢数在内具有2至20个原子的二价桥接基团，优选为取代或未取代的C3-6亚烷基；并且
每次出现的Ar2独立地是不计氢数在内具有6至20个原子的亚芳基或烷基或芳基取代的亚芳基；
M3是4族金属，优选铪或锆；
每次出现的G独立地是阴离子、中性或双阴离子配体基团；
g是1至5的数字，表示此类X基团的数目；并且
电子给体相互作用用箭头表示。
上式的金属络合物的实例包括以下化合物：
其中：
M3为Hf或Zr；
Ar4是C6-20芳基或其惰性取代的衍生物，尤其是3，5-二(异丙基)苯基、咔唑、3，5-二(异丁基)苯基、二苯并-1H-吡咯-1-基或蒽-5-基，并且
每次出现的T4独立地包含C3-6亚烷基、C3-6亚环烷基，或其惰性取代的衍生物；
每次出现的R21独立地是氢、卤代、烃基、三烃基甲硅烷基或不计氢数在内至多50个原子的三烃基甲硅烷基烃基；并且
每次出现的G独立地是卤代或不计氢数在内最多20个原子的烃基或三烃基甲硅烷基，或2个G基团共同为上述烃基或三烃基甲硅烷基的二价衍生物。
在不以任何方式限制本发明范围的情况下，制备本文所述的丙烯类弹性体的一种方法如下：在搅拌釜反应器中，将待聚合的单体与任何溶剂或稀释剂一起连续引入，并且在一些实施例中，溶剂是烷烃溶剂，如ISOPARTM E。反应器含有基本上由单体以及任何溶剂或稀释剂和溶解的聚合物组成的液相。将催化剂与助催化剂以及任选的链转移剂一起连续或间歇地引入反应器液相或其任何再循环部分中。可以通过调节溶剂/单体比、催化剂的添加速率以及通过使用冷却或加热盘管、夹套或通过这两种方式来控制反应器温度。聚合速率受催化剂的添加速率控制。压力受单体流速和挥发性组分的分压控制。聚合物产物中的丙烯含量由反应器中丙烯与共聚单体的比率决定，该比率可通过操纵这些组分向反应器中各自的进料速度来控制。聚合物产物的分子量可任选地通过控制其它聚合变量例如先前提到的链转移剂的温度、单体浓度或流速来控制。在离开反应器后，使流出物与催化剂杀灭剂如水、蒸汽或醇接触。任选地加热聚合物溶液，并通过减压闪蒸掉未反应的气态单体以及残留的溶剂或稀释剂，并且如果需要，在设备如脱挥发挤出机中进行进一步的脱挥发来回收聚合物产物。在连续方法中，催化剂和聚合物在反应器中的平均停留时间通常为5分钟至8小时，并且在一些实施例中为10分钟至6小时。
在不以任何方式限制本发明的范围内的情况下，用于制备如本文所述的丙烯类弹性体的另一种方法如下：可以在配备有内部搅拌器的计算机控制的高压釜反应器中进行连续溶液聚合。可以将纯化的混合烷烃溶剂(可从埃克森美孚公司获得的ISOPARTME)、乙烯、丙烯和氢气连续地供至配备有用于控制温度的夹套和内部热电偶的3.8L反应器。进料到反应器的溶剂可通过质量流量控制器测量。变速隔膜泵控制到反应器的溶剂流速和压力。在泵的排放处，获取侧流以为催化剂和助催化剂注射管线和反应器搅拌器提供冲洗流。这些流可通过质量流计测量，并且通过控制阀或通过手动调节针阀来控制。剩余的溶剂与单体和氢气合并并且进料到反应器中。质量流控制器用于视需要向反应器递送氢气。溶剂/单体溶液的温度通过在进入反应器之前使用热交换器来控制。这种液流进入反应器底部。
催化剂和助催化剂组分溶液可以使用泵和质量流计进行计量，并且与催化剂冲洗溶剂合并，并且引入到反应器底部。催化剂可以是如上所述的金属络合物。在一些实施例中，催化剂可以是如上所述的双((2-氧代基-3-(二苯并-1H-吡咯-1-基)-5-(甲基)苯基)-2-苯氧基甲基)-亚甲基反式-1，2-环己烷二基铪(IV)二甲基。助催化剂可以是近似化学计量等于四(五氟苯基)硼酸甲基二(十八烷基)铵(MDB)结合第三组分的长链烷基硼酸铵，第三组分是含有摩尔比为约1/3的异丁基/甲基的三(异丁基)铝改性的甲基铝氧烷。催化剂/助催化剂可具有基于Hf和MMAO为1.0/1至1.5/1的摩尔比(比率为25/1-35/1，Al/Hf)。在剧烈搅拌下，反应器可以在500-525psig(3.45-3.62MPa)的满液条件下运行。反应器温度可以在125℃至165℃的范围内，并且丙烯转化率可以为约80％。反应器在约15至20重量％的聚合物浓度下工作。可以通过控制催化剂的注入速率来维持反应器中的丙烯转化率。可以通过控制热交换器的壳侧的水温来维持反应温度。可以通过控制氢流量来维持聚合物分子量。
通过反应器顶部的出口管线移出产物。反应器的所有出口管线均被蒸汽伴热并且绝热。聚合可以通过将少量水以及任何稳定剂或其它添加剂加入到出口管线中并且使混合物通过静态混合器来停止。产物液流可以接着通过在脱挥发分之前通过热交换器来加热。聚合物产物可以通过使用脱挥发分挤出机和水冷式粒化机挤出来回收。
在一些实施例中，可以进一步加工聚合物产物以增加熔体流动速率MFR。全同立构聚丙烯是半结晶聚合物。可以使用有机过氧化物来增加MFR。据信通过使用有机过氧化物产生的自由基通过β-断裂降解聚丙烯主链。除其它事项外，该化学方法可用于调节熔体流动速率和缩小分子量分布。该操作通常被称为“减粘裂化”或“PP控制的流变学”。
在本文的实施例中，丙烯类弹性体的熔体流动率MFR为30g/10min至250g/10min。本文包括并公开了所有单个值和子范围。例如，在一些实施例中，丙烯类弹性体的熔体流动率MFR为30g/10min至200g/10min，30g/10min至150g/10min，30g/10min至100g/10min或30g/10min至80g/10min。
在本文的一些实施例中，丙烯类弹性体的分子量分布(Mw/Mn)可为1.5至3.0，其中Mw是重均分子量并且Mn是数均分子量，两者都可以通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定。本文包括并公开了所有单个值和子范围。例如，在一些实施例中，丙烯类弹性体的分子量分布(Mw/Mn)可以为1.5至2.8，1.8至2.8，2.0至2.8，或2.0至2.6。
除了分子量分布(Mw/Mn)外，丙烯类弹性体的Mz/Mw可以为1.5至2.5，其中Mz为z均分子量，Mw为重均分子量，两者均通过GPC测定。本文包括并公开了所有单个值和子范围。例如，在一些实施例中，丙烯类弹性体的Mz/Mw可以为1.5至2.3、1.5至2.1或1.5至2.0。
外皮可以任选地包含一种或多种添加剂。此类添加剂可以包括但不限于滑爽剂(例如，脂肪酸酰胺或乙烯基双(酰胺)、不饱和脂肪酸酰胺或乙烯基双(酰胺))、抗粘连剂(例如，粘土、硅酸铝、硅藻土、二氧化硅、滑石粉、碳酸钙、石灰石、煅制二氧化硅、硫酸镁、硅酸镁、三水合氧化铝、氧化镁、氧化锌或二氧化钛)、增容剂例如乙烯丙烯酸乙酯(AMPLIFYTMEA)、马来酸酐接枝聚乙烯(AMPLIFYTM GR)、乙烯丙烯酸(PRIMACORTM)、离聚物(AMPLIFYTMIO)和其它官能聚合物(AMPLIFYTM TY)，所有这些均可从陶氏化学公司获得；可从科腾聚合物公司(Kraton Polymers)获得的马来酸酐苯乙烯嵌段共聚物(KRATONTMFG)；可从埃克森美孚化工公司(ExxonMobil Chemical Company)获得的马来酸酐接枝聚乙烯、聚丙烯共聚物(EXXELORTM)；改性的乙烯丙烯酸一氧化碳三元共聚物、乙烯乙酸乙烯酯(EVA)、聚乙烯、茂金属聚乙烯、乙丙橡胶和具有酸、马来酸酐、丙烯酸酯官能团的聚丙烯(FUSABONDTM、BYNELTM、NUCRELTM、ELVALOYTM、ELVAXTM)和离聚物(SURLYNTM)，可从杜邦公司(E.I.du Pont deNemours and Company)获得；抗氧化剂(例如受阻酚类，如由诺华公司(CiganGeigy)提供的
非织造材料
本文所述的双组分纤维可用于形成非织造材料，例如纺粘型非织造材料。在一些实施例中，纺粘型非织造材料由本文所述的双组分纤维形成。术语“非织造材料”、“非织造网”和“非织造织物”在本文中可互换使用。“非织造材料”是指具有单独的纤维或线的结构的网或织物，所述单独的纤维或线随机地插入，而不是像针织织物那样以可识别的方式插入。如本文所用，“纺粘”是指通过将熔融热塑性聚合物组合物作为长丝通过喷丝头的多个细的(通常为圆形的)模具毛细管挤出而形成的纤维，所挤出的长丝的直径随后迅速减小，然后使长丝沉积在收集表面上形成具有无规分散的纺粘纤维的网或织物，其平均直径通常在约7至约30微米之间。
纺粘型非织造材料可以用于复合结构中。复合结构还可以包括一种或多种纺粘或熔喷非织造材料。
测试方法
密度
密度根据ASTM D-792测量，并以克/立方厘米(g/cc)表示。
熔体指数/熔体流动速率
对于乙烯类聚合物，根据ASTM D 1238-10，条件190℃/2.16kg测量熔体指数(I2)，并且以每10分钟洗脱的克数为单位进行报告。对于丙烯类聚合物，根据ASTM D 1238-10，条件230℃/2.16kg测量熔体流动速率MFR2，并且以每10分钟洗脱的克数为单位进行报告。
芯/外皮粘度
使用Goettefrt公司制造的Rheograph 25毛细管流变仪进行剪切粘度测量。使用直径为1mm、入射角为180度且长径比L/D＝30/1的毛细管模具。在测试前，将聚合物粒料装入毛细管桶中，并在230℃下熔融5分钟。将剪切速率设为10s-1至5000s-1，并记录表观剪切应力和表观剪切粘度与剪切速率的关系。
高温凝胶渗透色谱法(HT-GPC)
丙烯类聚合物
在配备有三个300x7.5mm的线性混合床柱(聚合物实验室PLgel混合B(10微米粒径))的聚合物实验室PL-GPC-220高温色谱装置上，通过凝胶渗透色谱法(GPC)分析聚合物。烘箱温度为160℃，自动取样器热区为160℃且温区为145℃。溶剂为含有200ppm的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(BHT)的1，2，4-三氯苯。流速为1.0毫升/分钟，进样量为100微升。通过在160℃下轻轻混合使样品溶于含200ppm的2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚的氮气吹扫过的1，2，4-三氯苯中2.5小时，制备用于进样的0.15重量％的样品溶液。
分子量测定是通过使用十份窄分子量分布的聚苯乙烯标准品(来自聚合物实验室，EasiCal PS1的范围为580-7，500，000g/摩尔)及其洗脱体积来推导的。BHT用作相对流速标记，将每次色谱分析返回到聚苯乙烯窄标准品的校准曲线。
当量聚丙烯分子量是通过在Mark-Houwink方程(EQ 1)中使用适当的聚丙烯Mark-Houwink系数测定的(如Th.G.Scholte，N.L.J.Meijerink，H.M.Schoffeleers和A.M.G.Brands，《聚合物科学应用杂志》(J.Appl.Polym.Sci.)，29，3763-3782(1984)，其通过引用并入本文)和聚苯乙烯(如E.P.Otocka，R.J.Roe，N.Y.Hellman，P.M.Muglia，《大分子》(Macromolecules)，4，507(1971)所述，其通过引用并入本文)，该方程将特性粘度与分子量相关联。使用通用校准和如EQ 1中定义的Mark-Houwink系数，通过EQ 2确定每个色谱点的瞬时分子量(M(PP))。数均、重均和z均分子量矩Mn、Mw和Mz分别根据EQ 3、EQ 4和EQ 5计算，其中RI是每个色谱点(i)的聚合物洗脱峰减去基线的折光仪信号高度。
{η}＝KMa(EQ 1)
其中Kpp＝1.90E-04，app＝0.725和Kps＝1.26E-04，aps＝0.702。
乙烯类聚合物
使用由红外浓度检测器(IR-5)组成的PolymerChar(西班牙瓦伦西亚(Valencia，Spain))高温凝胶渗透色谱系统进行MW和MWD的测定。溶剂输送泵、在线溶剂脱气装置、自动取样器和柱温箱来自安捷伦(Agilent)。柱室和检测器室在150℃下工作。所述柱是三根PLgel 10μm混合-B柱(安捷伦)。载体溶剂为1，2，4-三氯苯(TCB)，流速为1.0mL/min。用于色谱分析和样品制备的两种溶剂均含有250ppm的丁羟甲苯(BHT)，并进行了氮气鼓泡。就在进样之前，通过在自动取样器上溶解在160℃的TCB中3小时，制备2mg/mL目标聚合物浓度的聚乙烯样品。进样量为200μL。
GPC柱组的校准使用21种窄分子量分布的聚苯乙烯标准品进行。标准品的分子量范围为580至8，400，000g/mol，并且以6种“鸡尾酒式”混合物的形式安排，其中单个分子量之间的间隔至少十倍。使用以下方程将聚苯乙烯标准品峰值分子量转换成聚乙烯分子量：(如Williams和Ward，《聚合物科学杂志聚合物快报》(J.Polym.Sci.)，Polym.Let.，6，621(1968))：
M聚苯乙烯＝A(M聚苯乙烯)B (1)
这里B的值为1.0，而实验测定的A的值为0.42左右。
使用三阶多项式将方程(1)获得的相应聚乙烯当量校准点拟合为观察到的其洗脱体积。获得实际多项式拟合，以便将聚乙烯当量分子量的对数与观察到的每种聚苯乙烯标准品的洗脱体积(和相关幂)相关联。
数均分子量、重均分子量和z均分子量是根据以下方程计算的：
其中，Wfi是第i个组分的重量分数以及Mi是第i个组分的分子量。MWD表示为重均分子量(Mw)与数均分子量(Mn)之比。
通过将方程(1)中的A值调整至Mw来确定精确的A值，Mw是使用方程(3)和相应的保留体积多项式计算的重均分子量，与根据已知重均分子量为120，000g/mol的线性均聚物参考获得的独立测定的Mw值一致。
差示扫描量热法(DSC)
DSC用于在宽范围的温度下测量聚合物的熔融和结晶特性。举例来说，配备有制冷冷却系统(refrigerated cooling system；RCS)和自动取样器的TA InstrumentsQ1000DSC用于执行这一分析。在测试期间，使用50ml/min的氮气吹扫气体流速。将每个样品在约175℃下熔融压制成薄膜；然后将熔融样品空气冷却到室温(约25℃)。膜样品是通过以下方式形成的：在175℃下以1，500psi压制“0.1至0.2克”样品30秒以形成“0.1至0.2密耳厚度的”薄膜。从冷却的聚合物中提取3-10mg、6mm直径的试样，称重，放在轻铝盘(约50mg)中，并且进行卷边封闭。然后执行分析，以测定其热特性。
通过使样品温度倾斜上升和倾斜下降以形成热流与温度曲线来测定样品的热特性。首先，将样品快速加热到180℃，并且保持等温五分钟，以便去除其热历史。接下来，以10℃/分钟冷却速率使样品冷却到-40℃，并且在-40℃下保持等温五分钟。然后以10℃/分钟加热速率将样品加热到150℃(这是“第二加热”倾斜)。记录冷却和第二加热曲线。通过设置从结晶开始到-20℃的基线终点来分析冷却曲线。通过设置从-20℃到熔融结束的基线终点来分析加热曲线。测定的值是最高峰值熔融温度(Tm)、最高峰值结晶温度(Tc)、熔化热(Hf)(以焦耳/克计)和使用以下公式计算的聚乙烯样品的结晶度％：结晶度％＝((Hf)/(292J/g))×100。从第二加热曲线报告了熔化热(Hf)和最高峰值熔融温度。从冷却曲线确定最高峰值结晶温度。
滞后测试
永久变形
在环境条件下，使用配备有100N测力传感器和气动夹具的Zwick Z010仪器在纵向和横向方向上测量非织造材料。从非织造材料上切下五个25mm x 50mm的样本，并将每个样品放入标距长度为25mm的拉伸测试仪钳口中。首先以50mm/min的速度拉伸样品以达到0.1N的预紧力。然后以125mm/min的恒定速度拉长样品达到100％的外加应变，然后保持100％应变30秒。然后以相同的速度(125mm/min)将样品卸载至0％应变，然后保持60秒。然后以相同的速度(125mm/min)重新拉伸样品达到100％的外加应变，保持30秒，然后以相同的速度(125mm/min)卸载至0％应变，从而完成两个负载和卸载周期。对于每种非织造材料，以100％的最大外加应变测试五个样品。将永久变形确定为在应力为0.1N时第二个负载周期的外加应变。
第一和第二周期收缩力和延伸力
在环境条件下，使用配备有100N测力传感器和气动夹具的Zwick Z010仪器在纵向和横向方向上测量非织造材料。从非织造材料上切下五个25mm x 50mm的样本，并将每个样品放入标距长度为25mm的拉伸试验机钳口中。下表7中说明了样本厚度。首先以50mm/min的速度拉伸样品以达到0.1N的预紧力。
然后以125mm/min的恒定速度拉长样品达到100％的外加应变，然后保持100％应变30秒。然后以相同的速度(125mm/min)将样品卸载至0％应变，然后保持60秒。然后以相同的速度(125mm/min)重新拉伸样品达到125％的外加应变，保持30秒，然后以相同的速度(125mm/min)卸载至0％应变，从而完成两个负载和卸载周期。对于每种非织造材料，以100％的最大外加应变测试五个样品。记录了第一和第二负载周期在100％的应变水平下的穿戴力。记录了第一和第二卸载周期在50％的应变水平下的收缩力。
密封强度
在J&B热粘测试仪400上进行热封，样品宽度为25mm，密封时间为0.5秒且密封压力为0.275N/mm2。密封的样本用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)胶带支撑。调节24小时(在23℃和50％相对湿度下)后，在ZWICK通用测试仪上以500mm/s的剥离速度测试密封强度。
根据上述热封强度测量，将热封起始温度(HSIT)确定为密封强度达到5N/25mm以上的最低温度。
实例
表1：原材料
PBE化合物的生产
如下表2中所示的PBE化合物配方是使用科倍隆ZSK-40型双螺杆混料机通过干混表2所列的组分制备的。表3A和表3B提供了其它工艺信息。
表2：PBE化合物配方
表3A：混料机的工艺条件
表3B：混料机的工艺条件
表4：粘度数据
鉴于表5中的双组分纤维配方，测定存在于芯组合物和外皮组合物中的树脂(不包括爽滑母料)的芯/外皮粘度比范围。结果是在1，000/s至5，000/s的剪切速率范围内，芯/外皮的粘度比为1.6∶1至1.7∶1。
使用下表5中所示的配方制备双组分纤维。首先使用科倍隆ZSK-40型双螺杆混料机，通过干混所列组分混配发明1和2所示的外皮组合物。表6A和表6B中提供了用于混配发明1和2的外皮组合物的其它工艺信息。下面提供了有关用于形成纺粘型非织造材料的双组分纤维的其它信息。
表5：双组分纤维组成
表6A：混料机的工艺条件
表6B：混料机的工艺条件
纺粘型非织造材料是在日本的Kasen Nozzle双组分实验室纺粘生产线上制备的。该生产线应用开放式纺纱系统。使用双组分模具，以90/10和95/5的芯/外皮比，以0.36-0.38/0.40ghm的通过速率工作。模具配置由797个孔组成，孔直径为0.6mm且L/D为3/1。骤冷空气的温度和流量分别设置为12.5℃和0.4m/秒。调节挤出机的特性以达到220℃的熔融温度。模具至喷射器的距离、喷射器压力和喷射器空气流量分别设置为1300mm、1.5kg/cm2和500Nm3/小时。分析了非织造材料，结果列于下表7和8。
表7：第二周期滞后数据
参照表7，发明1和2与比较例A相比显示出总体上更好的弹性性能。具体地，发明1和2显示出较低的弹性能量损失，如图1和2所示，并且如伸长率值为50％时的较低间隙所示。另外，发明1和2与比较例A相比，在第2周期滞后测试的MD和CD中，表现出更高的伸缩力、更低的永久变形和更低的瞬时变形。
表8：密封性能
参照表8和图3，与比较例A相比时，发明1和2因具有较低的热封起始温度而表现出更好的密封性能。
本文公开的尺寸和值不应理解为严格限于所列举的确切数值。相反，除非另外说明，否则每个此类尺寸旨在意指所列举的值和围绕该值的功能等效范围。例如，公开为“40mm”的尺寸旨在意指“约40mm”。
本文所引用的每个文件(如果有的话)，包括任何交叉引用的或相关的专利或申请以及本申请要求其优先权或权益的任何专利申请或专利，除非明确地排除或以其它方式限制，否则特此通过引用整体并入。对任何文件的引用并不意味着承认它是相对于本文公开或要求保护的任何发明的现有技术，或者它单独地或与任何一个或多个其它参考文献组合，教导、暗示或公开了任何此类发明。此外，在本文件中术语的任何含义或定义与通过引用并入的文件中相同术语的任何含义或定义冲突的程度上，以在本文件中分配给该术语的含义或定义为准。
虽然已经示出和描述了本发明的特定实施例，但是对于本领域技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种其它变化和修改。因此，意图是在所附权利要求中覆盖在本发明范围内的所有此类变化和修改。
