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Die
gegenwärtige
Erfindung bezieht sich auf Polypropylenfasern und auf Waren, hergestellt
aus Polypropylenfasern.
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Polypropylen
ist gut bekannt für
die Herstellung von Fasern, insbesondere zum Herstellen von Faservliesen.
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EP-A-0789096
und deren korrespondierende WO-A-97/29225
offenbaren derartige Polypropylenfasern, die hergestellt sind aus
einer Mischung von syndiotaktischem Polypropylen (sPP) und isotaktischem
Polypropylen (iPP). Jene Patentanmeldung offenbart, daß durch
Mischen von 0,3 bis 3 Gew.% sPP, basierend auf dem gesamten Polypropylen,
unter Bilden einer Mischung von iPP-sPP die Fasern erhöhte natürliche Masse
und Glätte
haben, und Faservliese, hergestellt aus den Fasern, haben eine verbesserte
Weichheit. Ferner offenbart jene Patentanmeldung, daß eine derartige
Mischung die Wärmebindungstemperatur
der Fasern erniedrigt. Wärmebinden
wird zum Herstellen des Faservlieses aus den Polypropylenfasern
verwendet. Die Patentanmeldung offenbart, daß das isotaktische Polypropylen
ein Homopolymer, gebildet durch die Polymerisation von Propylen
durch Ziegler-Natta Katalyse, umfaßt. Das isotaktische Polypropylen
hat typischerweise eine massegemittelte Molekülmasse Mw von 100 000 bis 4
000 000 und ein Molekulargewicht-Zahlenmittel Mn von 40 000 bis
100 000 mit einem Schmelzpunkt von etwa 159 bis 169°C. Jedoch
leiden die Polypropylenfasern, hergestellt in Übereinstimmung mit dieser Patentanmeldung,
an dem technischen Problem, daß das
isotaktische Polypropylen, das hergestellt ist unter Verwenden eines
Ziegler-Natta Katalysators, nicht besonders hohe mechanische Eigenschaften,
insbesondere Zähigkeit,
hat.
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WO-A-96/23095
offenbart ein Verfahren zum zur Verfügung stellen eines Faservlieses
mit einem weiten Bindungsfenster, bei dem das Faservlies gebildet
ist aus Fasern einer thermoplastischen Polymermischung, einschließend 0,5
bis 25 Gew.% syndiotktisches Polypropylen. Das syndiotaktische Polypropylen kann
mit einer Mannigfaltigkeit von verschiedenen Polymeren, einschließlich isotaktischem
Polypropylen, gemischt werden. Die Patentanmeldung schließt eine
Anzahl von Beispielen ein, in denen verschiedene Mischungen von
syndiotaktischem Polypropylen mit isotaktischem Polypropylen hergestellt
wurden. Das isotaktische Polypropylen umfaßte kommerziell erhältliches
isotaktisches Polypropylen, welches hergestellt ist unter Verwenden
eines Ziegler-Natta Katalysators. Es ist in der Patentanmeldung
offenbart, daß die
Verwendung von syndiotaktischem Polypropylen das Temperaturfenster
erweitert, über
dem Wärmebinden
auftreten kann, und die annehmbare Bindungstemperatur erniedrigt.
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WO-A-96/23095
offenbart auch die Herstellung von Fasern aus Mischungen, einschließend syndiotaktisches
Polypropylen, die entweder Bi-Komponentenfasern oder Bi-Bestandteilsfasern
sind. Bi-Komponentenfasern sind Fasern, die hergestellt worden sind
aus mindestens zwei Polymeren, extrudiert von separaten Extrudern
und zusammenversponnen sind unter Bilden einer Faser. Bi-Bestandteilsfasern
werden hergestellt aus mindestens zwei Polymeren, extrudiert von
dem gleichen Extruder als eine Mischung. Sowohl Bi-Komponenten-
wie Bi-Bestandteilsfasern
sind offenbart, verwendet zu werden, das Wärmebinden von Ziegler-Natta
Polypropylen in Faservliesen zu verbessern. Insbesondere wird ein
Polymer mit einem niedrigeren Schmelzpunkt im Vergleich zu dem isotaktischen
Ziegler-Natta Polypropylen, beispielsweise Polyethylen, statistische
Copolymere oder Terpolymere, als der äußere Teil der Bi-Komponentenfaser
verwendet oder in das Ziegler-Natta Polypropylen unter Bilden der
Bi-Bestandteilsfaser gemischt.
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EP-A-0634505
offenbart verbessertes Propylenpolymergarn und Gegenstände, daraus
hergestellt, wobei zum zur Verfügung
stellen von Garn, fähig
zu erhöhter Schrumpfung,
syndiotaktisches Polypropylen mit isotaktischem Polypropylen gemischt
wird, wobei 5 bis 50 Teile pro Gewicht syndiotaktisches Polypropylen
vorhanden sind. Es ist offenbart, daß das Garn erhöhte Spannkraft
und Schrumpfung hat, besonders geeignet in Florgewebe und Teppichstoff.
Es ist offenbart, daß die
Polypropylenmischungen ein Erniedrigen der Wärmeerweichungstemperatur und
ein Verbreitern der Wärmereaktionskurve,
wie mittels Differentialscanningkalorimetrie gemessen, als eine
Konsequenz des Vorhandenseins von syndiotaktischem Polypropylen
zeigen.
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US-A-5269807
offenbart eine Naht, hergestellt aus syndiotaktischem Polypropylen,
eine größere Flexibilität zeigend
als eine vergleichbare Naht, hergestellt aus isotaktischem Polypropylen.
Das syndiotaktische Polypropylen kann inter alia mit isotaktischem
Polypropylen gemischt werden.
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EP-A-0451743
offenbart ein Verfahren zum Formen von syndiotaktischem Polypropylen,
bei dem das syndiotaktische Polypropylen mit einer geringen Menge
eines Polypropylens mit einer im wesentlichen isotaktischen Struktur
gemischt werden kann. Es ist offenbart, daß Fasern aus dem Polypropylen
gebildet werden können.
Es ist auch offenbart, daß das
isotaktische Polypropylen hergestellt wird durch die Verwendung
eines Katalysators, umfassend Titantrichlorid und eine Organoaluminiumverbindung,
oder Titantrichlorid oder Titantetrachlorid, getragen auf Magnesiumhalogenid
und einer Organoaluminiumverbidnung, d. h. ein Ziegler-Natta Katalysator.
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EP-A-0414047
offenbart Polypropylenfasern, gebildet aus Mischungen von syndiotaktischem
und isotaktischem Polypropylen. Die Mischung schließt mindestens
50 Gewichtsteile des syndiotaktischen Polypropylens und höchstens
50 Gewichtsteile des isotaktischen Polypropylens ein. Es ist offenbart,
daß die Extrudierbarkeit
der Fasern verbessert wird, und die Faserstreckbedingungen verbreitert
werden.
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Es
ist ferner bekannt, syndiotaktisches Polypropylen herzustellen unter
Verwenden von Metallocenkatalysatoren, wie beispielsweise in US-A-4794096
offenbart worden ist.
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Kürzlich sind
Metallocenkatalysatoren auch verwendet worden, isotaktisches Polypropylen
herzustellen. Isotaktisches Polypropylen, das hergestellt worden
ist unter Verwenden eines Metallocenkatalysators, ist hier im nachfolgenden
als miPP identifiziert. Fasern, hergestellt aus miPP, zeigen viel
höhere
mechanische Eigenschaften, hauptsächlich Zähigkeit, als typische auf Ziegler-Natta
Polypropylen basierende Fasern, hier im nachfolgenden als ZNPP bezeichnet.
Jedoch wird dieses Ziel an Zähigkeit
nur teilweise auf Faservliese übertragen,
die aus den miPP Fasern durch Wärmebinden
hergestellt worden sind. Tatsächlich
haben Fasern, hergestellt unter Verwenden von miPP, ein sehr enges
Wärmebindungsfenster,
das Fenster definiert einen Bereich von Wärmebindungstemperaturen, wodurch
nach Wärmebinden
der Fasern das Faservlies die besten mechanischen Eigenschaften
zeigt. Als ein Ergebnis, nur eine geringe Menge der miPP Fasern
trägt zu
den mechanischen Eigenschaften des Faservlieses bei. Auch ist die
Qualität
der Wärmebindung
zwischen benachbarten miPP Fasern gering. Somit sind bekannte miPP
Fasern befunden worden, schwieriger gegenüber Wärmebindung zu sein als ZNPP
Fasern, trotz eines niedrigeren Schmelzpunktes.
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WO-A-97/10300
offenbart Polypropylenmischungszusammensetzungen, wobei die Mischung
25 Gew.% bis 75 Gew.% Metallocen isotaktisches Polypropylen und
75 Gew.% bis 25 Gew.% Ziegler-Natta isotaktisches Polypropylen Copolymer
umfassen kann. Die Patentanmeldung ist hauptsächlich auf die Herstellung
von Folien aus derartigen Polypropylenmischungen gerichtet.
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US-A-5483002
offenbart Propylenpolymere mit Niedrigtemperatur-Schlagzähigkeit,
enthaltend eine Mischung von einem semi-kristallinen Propylenhomopolymer
mit entweder einem zweiten semi-kristallinen Propylenhomopolymer
oder einem nicht kristallisierenden Propylenhomopolymer.
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EP-A-0538749
offenbart eine Propylencopolmerzusammensetzung für Herstellung von Folien. Die
Zusammensetzung umfaßt
eine Mischung von zwei Komponenten, die erste Komponente umfaßt entweder
ein Propylenhomopolymer oder ein Copolymer von Propylen mit Ethylen
oder einem anderen alpha-Olefin mit einer Kohlenstoffzahl von 4
bis 20, und die zweite Komponente umfaßt ein Copolymer von Propylen
mit Ethylen und/oder einem alpha-Olefin mit einer Kohlenstoffzahl
von 4 bis 20.
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Es
ist in der Technik bekannt, in ein Polypropylen, hergestellt unter
Verwenden eines Ziegler-Natta Katalysators, eine zweite Komponente,
umfassend ein statistisches Polypropylen, typischerweise in einer
Menge von etwa 20 Gew.% bis 50 Gew.% der Mischung, zu mischen. Eine
derartige Mischung ist befunden worden, gutes Wärmebinden zu liefern, wenn
Fasern, hergestellt aus der Mischung, thermisch unter Bilden eines
Faservlieses gebunden werden. Das gute Wärmebinden resultiert aus einem
Temperaturüberlappen
der Schmelzpunkte des Ziegler-Natta
Polypropylens und des statistischen Polypropylens. Das Wärmebinden
wird auch erzielt als ein Ergebnis von sowohl dem Ziegler-Natta
Polypropylen wie dem statistischen Polypropylen mit relativ breiten
Molekulargewichtsverteilungen, welches eine gute Mischung liefert
und somit dazu tendiert, die Wärmebindbarkeit
von Fasern zu vergrößern.
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Es
ist eine Aufgabe der gegenwärtigen
Erfindung, das Wärmebindungsfenster
von ZNPP Fasern zu verbreitern. Es ist eine weitere Aufgabe der
Erfindung, Faservliese aus ZNPP Fasern zur Verfügung zu stellen, die verbesserte
mechanische Eigenschaften, insbesondere Zähigkeit zeigen.
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Es
ist bekannt, daß Polypropylenfasern
und Faservliese, hergestellt aus Polypropylenfasern, dazu tendieren,
sich gegenüber
der Berührung
rauh anzufühlen.
Es ist auch eine Aufgabe der gegenwärtigen Erfindung, die Weichheit
von Polypropylenfasern zu verbessern.
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Die
gegenwärtige
Erfindung liefert eine Polypropylenfaser wie beansprucht in Anspruch
1.
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Die
Polymerfaser kann vorzugsweise einschließen von 60 bis 80 Gew.% des
ersten isotaktischen Polypropylens und von 10 bis weniger als 50
Gew.%, bevorzugter von 20 bis 40 Gew.% des zweiten isotaktischen Polypropylens.
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Vorzugsweise
sind bis zu 10 Gew.% des syndiotaktischen Polypropylens (sPP) in
der Polypropylenfaser eingeschlossen. Die Zugabe von sPP verbessert
die Weichheit der Fasern.
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Das
erste Polypropylen, hergestellt durch den Ziegler-Natta Katalysator
(ZNPP), kann ein Homopolymer, Copolymer oder Terpolymer sein.
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Das
zweite Polypropylen, hergestellt durch den Metallocenkatalysator
(miPP), ist ein Homopolymer, Copolymer, welches entweder ein statistisches
oder Blockcopolymer ist, oder Terpolymer von isotaktischem Polypropylen,
hergestellt durch einen Metallocenkatalysator.
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Vorzugsweise
hat das zweite Polypropylen einen Dispersionsindex (D) von 1,8 bis
8.
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Das
miPP hat vorzugsweise einen Schmelzflußindex (MFI) von 1 bis 2500
g/10 Min. In dieser Patentanmeldung sind die MFI Werte diejenigen,
bestimmt unter Verwenden des Verfahrens von ISO 1133 unter Verwenden
einer Beladung von 2,16 kg bei einer Temperatur von 230°C.
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Bevorzugter
hat das zweite Polypropylen Homopolymer oder Copolymer einen Mn
Wert von 30 000 bis 130 000 kDa, und der MFI Wert kann im Bereich
von 1 bis 2000 g/10 Min liegen, und vorzugsweise von 5 bis 90 g/10
Min für
spinngelegte oder für
Stapelfasern.
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Vorzugsweise
hat das erste Polypropylen einen Dispersionsindex (D) von 3 bis
12. Vorzugsweise hat das erste Polypropylen eine Schmelztemperatur
in dem Bereich von 80 bis 169°C,
bevorzugter eine Schmelztemperatur von 159 bis 169°C für Homopolymer
und eine Schmelztemperatur von 80 bis 168°C für ein Copolymer oder Terpolymer.
Eine typische Schmelztemperatur für ZNPP ist 162°C.
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Das
ZNPP hat vorzugsweise einen Schmelzflußindex (MFI) von 1 bis 100
g/10 Min.
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Bevorzugter
hat das erste Polypropylenhomopolymer einen MFI Wert, der im Bereich
von 15 bis 60 g/10 Min. für
spinngelegte oder 10 g bis 30 g/10 Min. für Stapel-Fasern liegt.
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Das
sPP ist vorzugsweise ein Homopolymer oder ein statistisches Copolymer
mit einr RRRR von mindestens 70%. Das sPP kann alternativ ein Blockcopolymer
mit einem höheren
Comonomergehalt oder ein Terpoymer sein.
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Wenn
der Comonomergehalt oberhalb von 1,5 Gew.% ist, tendiert das sPP
dazu, klebrig zu werden, was somit zu Problemen führt, wenn
die Fasern versponnen werden oder wenn die Fasern thermisch gebunden
werden. Vorzugsweise hat das sPP eine Schmelztemperatur von bis
zu etwa 130°C.
Das sPP hat typischerweise zwei Schmelzpeaks, einer ist bei etwa
112°C, und
der andere ist bei etwa 128°C.
Das sPP hat typischerweise einen MFI Wert von 0,1 bis 1000 g/10
Min., typischer von 1 bis 60 g/10 Min. Das sPP kann eine monomodale
oder multimodale Molekulargewichtsverteilung haben, und am bevorzugtesten
ist es ein bimodales Polymer, um die Verarbeitbarkeit des sPP zu
verbessern.
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Die
gegenwärtige
Erfindung liefert ferner eine Ware, hergestellt aus der Polypropylenfaser
der Erfindung.
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Die
gegenwärtige
Erfindung liefert noch ferner ein Produkt, einschließend jene
Ware, wobei das Produkt ausgewählt
ist aus unter anderem einem Filter, Haushaltswischer, Windel, Damenhygieneprodukt, Inkontinenzprodukt,
Wundverbandstoff, Bandage, OP-Bekleidung,
OP-Tuch und Schutzabdeckung.
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Die
gegenwärtige
Erfindung wird vorhergesagt auf der Feststellung durch den gegenwärtigen Erfinder, daß miPP,
wenn mit einer größeren Menge
von ZNPP gemischt, verbessertes Wärmebinden des ZNPP bewirkt,
ohne eine berächtliche
Modifizierung der mechanischen Eigenschaften der Fasern selbst.
Der gegenwärtige
Erfinder hat überraschend
festgestellt, daß durch
Mischen von weniger als 50 Gew.% miPP in das Ziegler-Natta Polypropylen
dieses erhöhtes
Wärmebinden
des Ziegler-Natta Polypropylens liefert, obwohl das miPP eine engere
Molekulargewichtsverteilung hat als diejenige des ZNPP, und auch
des statistischen PP, verwendet in dem Stand der Technik, auf den
hier zuvor bezug genommen wurde, welcher von dem Fachmann in Betracht
gezogen werden würde,
reduzierte Wärmebindungswirkung
zu haben.
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Tatsächlich ist
Verengen von Molekulargewichtsverteilung bekannt, die Bindungsfenstertemperatur der
Faser zu reduzieren. So hat der gegenwärtige Erfinder überraschenderweise
festgestellt, daß durch
Mischen von miPP in ZNPP, wobei das miPP einen typischen Schmelzbereich
von etwa 140°C
bis etwa 155°C hat,
der niedriger als der typsche Schmelzbereich von ZNPP von etwa 159°C bis etwa
169°C ist,
die Verbesserung an Wärmebinden
als ein Ergebnis dieses niedrigeren Schmelzpunktes des miPP erzielt
wird trotz der engeren Molekulargwichtsverteilung des miPP, welche
geringeres Wärmebinden
vorschlagen würde.
Als eine Konsequenz werden bei irgendeiner gegebenen Wärmebindungstemperatur
mehr Fasern thermisch gebunden im Vergleich zu reinen ZNPP Fasern,
und die Bindungsstärke
verbessert sich, wodurch die mechanischen Eigenschaften des Faservlieses,
hergestellt dadurch, verbessert werden.
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Die
gegenwärtige
Erfidnung wird jetzt mittels Beispiel nur mit Bezugnahme auf die
Begleitzeichnungen beschrieben, wobei:
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1 ist
eine Graphik, die die Molekulargewichtsverteilungen für ein typisches
ZNPP und ein typisches statistisches PP und für ein typisches miPP zeigt,
und
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2 und 3 sind
Graphiken, die die Beziehung zwischen Dehnung (%) bei maximaler
Ziehkraft und Faserzähigkeit
(cN/tex) bei maximaler Ziehkraft im Hinblick auf miPP Menge für Fasern,
hergestellt aus Mischungen von miPP und ZNPP, zeigen.
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Unter
Bezugnahme auf 1 ist da die übliche Molekulargewichtsverteilung
für ein
typisches ZNPP und ein typisches statistisches PP (Linie B) gezeigt,
und auch die Molekulargewichtsverteilung für ein typisches miPP (Linie
A). Es kann gesehehen werden, daß sowohl für das ZNPP wie das statistische
PP diese beide eine breite Molekulargewichtsverteilung im Vergleich
zu miPP zeigen, die zeigen, daß das
ZNPP und das statistische PP leicht zusammengemischt werden können. Zum
Unterschied, das miPP hat eine viel engere Molekulargewichtsverteilung,
die in Betracht gezogen worden wäre,
wenn in ein ZNPP gemischt, das Wärmebinden
reduziert zu haben. Zum Unterschied, der gegenwärtige Erfinder hat festgestellt,
daß trotz
der engen Molekulargewichtsverteilung des miPP, wenn das miPP in
einer Menge von 10 bis 50 Gew.% in das ZNPP gemischt wird, trotzdem
das Wärmebinden
des ZNPP ohne beträchtliche
Modifizierung der mechanischen Eigenschaften der Mischung verbessert
wird.
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Ein
industrielles Wärmebindungsverfahren
zum Herstellen eines Faservlieses verwendet den Durchgang bei hoher
Geschwindigkeit einer Schicht von Fasern, thermisch durch ein Paar
von erhitzten Walzen gebunden zu werden. Dieses Verfahren erfordert
somit schnelles und einheitliches Schmelzen der Oberflächen von
benachbarten Fasern, damit eine starke und zuverlässige Wärmebindung
erzielt wird. Die Zugabe von miPP zu dem ZNPP tendiert dazu, die
Wärmebindungstemperatur
der Fasern zu erniedrigen, wodurch der Wärmebindungstemperaturbereich oder "Fenster" für die Fasern
verbreitert wird, wodurch die Leichtigkeit von Wärmebinden der Fasern zusammen
erhöht
wird. Somit ermöglicht
der Einbau von miPP in ZNPP, daß die
maximale Stärke
des Faservlieses umfassend als ein Ergebnis dieser erhöhten Wärmebindungsbildung
zwischen benachbarten Fasern erhöht
wird.
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Das
miPP, verwendet in Übereinstimmung
mit der Erfindung, hat eine enge Molekulargewichtsverteilung, hat
typischerweise enen Disperionsindex D von 1,8 bis 4, bevorzugter
von 1,8 bis 3. Der Dispersionsindex D ist das Verhältnis Mw/Mn,
wobei Mw die massegemittelte Molekülmasse ist, und Mn ist das
Molekulargewicht-Zahlenmittel
des Polymeren. Das miPP hat eine Schmelztemperatur in dem Bereich
von 140°C
bis 155°C.
Die Eigenschaften von zwei typischen miPP Harzen für Verwendung
bei der Erfindung sind im einzelnen in Tabelle 1 angegeben.
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Die
Zugabe von bis zu 15 Gew.% (wahlfrei bis zu 10 Gew.%) sPP zu dem
miPP ist auch von dem Erfinder befunden worden, die Weichheit der
Fasern zu verbesern. Als ein Ergebnis des Phänomens der Rückweisung
von gerinen Mengen von sPP zu der Oberfläche der Fasern hat der Erfinder
festgestellt, daß die Weichheit
der Fasern erhöht
werden kann unter Verwenden von nur geringen Mengen von sPP, beispielsweise von
0,3 Gew.% sPP in der sPP/miPP/ZNPP Mischung. Weil das Mischen von
sPP in miPP und ZNPP ermöglicht,
daß eine
niedrigere Wärmebindungstemperatur
verwendet wird als für
reine miPP Fasern verwendet werden würde, und weil niedrigere Wärmebindungstemperaturen
dazu tendieren, die Rauhheit gegenüber der Berührung eines Faserlieses, hergestellt
aus den Fasern, zu reduzieren, verbessert Einführen von sPP in Übereinstimmung
mit der Erfindung in miPP und ZNPP die Weichheit des Faservlieses.
Die Zusammensetzung eines typischen sPP für Verwendung bei der Erfindung
ist im einzelnen in Tabelle 1 angegeben.
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Ferner,
wenn sPP in miPP und ZNPP eigeführt
wird unter Bilden von Mischungen davon, und wenn jene Mischungen
verwendet werden, versponnene Fasern herzustellen, fördert das
sPP Fasern mit verbesserter natürlicher
Masse, was zu verbesserter Weichheit des Faservlieses führt.
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Zusätzlich tendiert
die Verwendung von miPP in Mischungen mit ZNPP und wahlfrei sPP
in Übereinstimmung
mit der Erfindung dazu, Fasern zur Verfügung zu stellen, die leichter
versponnen werden können
im Vergleich zu bekanten ZNPP Fasern. Die wesentliche Reduzierung
derartiger langer Ketten in der Molekulargewichtsverteilung des
miPP tendiert dazu, Einbau-Spannung während Verspinnen zu reduzieren,
wodurch ein Anstieg in der maximalen Verspinnungsgeschwindigkeit
für die
Fasern der miPP/ZNPP Mischungen in Übereinstimmung mit der Erfindung
ermöglicht
wird.
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Die
Einführung
von sPP in miPP und ZNPP unter Bilden von Mischungen davon liefert
ein breiteres Wärmebindungsfenster.
Die Wärmebindungstemperatur
von Fasern, hergestellt aus derartigen Mischungen, ist auch leicht
niedriger. Die Fasern und Faservliese, hergestellt aus den Mischungen,
haben erhöhte
Weichheit, und die versponnenen Fasern haben natürliche Masse als ein Ergebnis
der Einführung
von sPP in das miPP und ZNPP. Die Fasern haben auch verbesserte
Spannkraft im Vergleich zu bekannten Polypropylen ZNPP Fasern als
ein Ergebnis der Verwendung von sPP.
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Ferner
ermöglicht
die Verwendung von miPP die Herstellung von feineren Fasern, was
zu weicheren Fasern und einer homogeneren Verteilung der Fasern
in dem Gewebe führt.
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Obwohl
es vor der gegenwärtigen
Erfindung bekannt war, ein zweites Polymer in Fasern zu verwenden,
ist es bis jetzt nicht vorgeschlagen worden, miPP in einer Mischung
mit ZNPP für
die Herstellung von Fasern zu verwenden.
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Wirksames
Wärmebinden
der Fasern wird verlangt, die herausragenden mechanischen Eigenschaften
der Fasern in Faservliese zu übertragen.
Die Verspinnbarkeit der Fasern, hergestellt unter Verwenden von miPP/ZNPP
Mischungen in Übereinstimmung
mit der Erfindung, ist nicht beträchtlich modifiziert im Vergleich zu
bekannten Fasern.
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Die
Fasern, hergestellt in Übereinstimmung
mit der Erfindung, können
entweder Bi-Komponentenfasern oder Bi-Bestandteilsfasern sein. Für Bi-Komponentenfasern
werden miPP und ZNPP in zwei verschiedenen Extrudern beschickt.
Danach werden die zwei Extrudate zusammen versponnen unter Bilden
von Einzelfasern. Für
die Bi-Bestanteilsfasern
werden Mischungen von miPP/ZNPP erhalten durchs Trockenmischen von
Pellets, Flocken oder Flaum der zwei Polymere, bevor sie in einen
gebräuchlichen
Extruder beschickt werden, oder Verwenden von Pellets oder Flocken
einer Mischung von miPP und ZNPP, die zusammen extrudiert worden
sind, und dann erneutes Extrudieren der Mischung von einem zweiten
Extruder.
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Wenn
die Mischungen von ZNPP/miPP verwendet werden, Fasern in Übereinstimmung
mit der Erfindung herzustellen, ist es möglich, das Temperaturprofil
des Verspinnungsverfahrens anzupassen, wodurch die Verarbeitungstemperatur
optimiert wird, jedoch der gleiche Durchsatz zurückbehalten wird wie mit reinem miPP.
Für die
Herstellung von spinngelegten Fasern würde eine typische Extrusionstemperatur
in dem Bereich von 200°C
bis 260°C,
am typischsten von 230°C
bis 250°C,
sein. Für
die Herstellung von Stapelfasern würde eine typische Extrusionstemperatur
in dem Bereich von 230°C
bis 330°C,
am typischsten von 270°C
bis 310°C ein.
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Die
Fasern, hergestellt in Übereinstimmung
mit der Erfindung, können
aus ZNPP/miPP Mischungen mit anderen Additiven unter Verbessern
des mechanischen Verarbeitens oder Verspinnbarkeit der Fasern hergestellt
werden. Die Fasern, hergestellt in Übereinstimmung mit der Erfindung,
können
verwendet werden zum Herstellen von Faservliesen für Verwendung
bei Filtration, in Körperpflegemitteln,
wie Wischern, Windeln, Damenhyieneprodukten und Inkontinenzprodukten,
in medizinischen Produkten, wie Wundverbandstoff, OP-Bekleidung,
Bandagen und OP Tüchern,
in Schutzabdeckungen, in Waren für
Außengebrauch
und in Geotextilien. Faservliese, hergestellt mit den ZNPP/miPP
Fasern der Erfindung, können
Teil derartiger Produkte sein oder gänzlich die Produkte bilden.
Wie zum Herstellen von Faservliesen können die Fasern auch verwendet werden,
ein Gewirke oder eine Matte herzustellen. Das Faservliese, hergestellt
aus den Fasern in Übereinstimmung
mit der Erfindung, können
durch verschiedene Verfahren hergestellt werden, wie durch Luftdurchblasen, Schmelzblasen,
Spinnbinden oder Bindungs-Kardierungs-Verfahren. Die Fasern der
Erfindung können
auch als nicht-gewebtes, spinndurchflochtenes Produkt gebildet werden,
das ohne Wärmebinden
gebildet wird, indem Fasern unter Bilden einer Ware durch die Anwendung
eines Hochdruckfluidums, wie Luft oder Wasser, zusammen verwirrt
werden.
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Die
gegenwärtige
Erfindung wird jetzt in größerem Detail
durch Bezugnahme auf die folgenden nicht beschränkenden Beispiele beschrieben.
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BEISPIEL 1
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In Übereinstimmung
mit diesem Beispiel wurden die Éigenschaften eines nicht
gewebten Produkts, zusammengesetzt aus Polypropylenfasern, einfügend bis
zu 50 Gew.% miPP, wobei der Rest ZNPP ist, mit Fasern, zusammengesetzt
aus reinem miPP, verglichen. So hatte das reine miPP einen MFI Wert
von 32 g/10 Min. und ein Mw/Mn Verhältnis von 3. Das ZNPP hatte
einen MFI Wert von 12 g/10 Min. und ein Mw/Mn Verhältnis von
7. Eine Mischung, hier im nachfolgenden Poly 1 genannt, des miPP
und des ZNPP mit einem Gewichtsverhältnis von 33 Gew.% miPP/67
Gew.% ZNPP wurde hergestellt. Fasern wurden sowohl aus der Mischung
Poly 1 wie dem reinen miPP hergestellt. Die Fasern wurden durch
ein Langspinnverfahren versponnen, wobei die Polymertemperatur in
den Spinndüsen
280°C beträgt. Der
Fasertiter nach Verspinnen betrug 2,3 dtex, und der Fasertiter nach
Ziehen betrug 2,1 dtex. Die Fasern wurden texturiert und nach der
Ziehstufe geschnitten. Sie wurden dann in Ballen von 400 kg 10 Tage
lang gelagert. Die Fasern wurden dann Kardieren und Binden mit einer
Geschwindigkeit von 110 m/Min. ausgesetzt. Danach wurden nicht gewebte
Produkte mit einem Gewicht von 20 g/m2 durch
Wärmebinden
herstellt. Die Wärmebindungstemperatur
und die mechanischen Eigenschaften des dadurch hergestellten nicht
Gewebten, sowohl für
das Poly 1 wie das reine miPP, sind in Tabelle 2 gezeigt.
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Es
kann aus Tabelle 2 gesehen werden, daß die mechanischen Eigenschafen
des nicht gewebten, thermisch gebundenen Produkts von Poly 1 größer als
diejenigen für
reines miPP bei entsprechenden Wärmebindungstemperaturen
sind.
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BEISPIEL 2
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In Übereinstimmung
mit diesem Beispiel wurden verschiedene Mischungen aus ZNPP und
miPP hergestellt, und die Zusammensetzungen der Mischungen sind
in Tabelle 3 angegeben.
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Das
miPP hatte einen MFI Wert von 13 g/10 Min. Das ZNPP war das gleiche
wie dasjenige, verwendet in Beispiel 1. Die Mischungen wurden hergestellt
durch Trockenmischen von Pellets der Komponenten und Gießen der
Trockenmischung in den Beschicker des Extruders unmittelbar nach
Mischen. Fasern wurden dann aus der extrudierten Mischung hergestellt.
Die Faser wurde hergestellt unter Verwenden einer Spinndüse mit 224
Löchern
mit einem Längen/Durchmesser
Verhältnis
von 8/0,8. Die Extrusionstemperatur betrug 285°C mit kalt abschreckender Luft
bei 15°C
bei einem Druck von 50 Pa. Die Temperatur der ziehenden Zwickel
betrug 80°C.
Für jede Mischung
wurden Fasern unter den Bedingungen von Aufnahme bei 1600 m/Min.,
gefolgt von Ziehen mit einem Ziehverhältnis (SR) von 1,3, hergestellt.
Der Durchsatz pro Loch wurde eingestellt, den Fasertiter bei etwa
2,5 dtex zu halten.
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Tabelle
3 zeigt den Titer, die Faserzähigkeit
bei 10% Dehnung, die Dehnung bei maximaler Ziehkraft, die Faserzähigkeit
bei maximaler Ziehkraft (sigma@max). 2 und 3 sind
Graphiken, die die Beziehung zwischen der Dehnung bei maximaler
Ziehkraft und der Faserzähigkeit
bei maximaler Ziehkraft im Hinblick auf die Menge von miPP in der
Mischung zeigen.
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Tabelle
4 zeigt den Titer, die Faserzähigkeit
bei 10% Dehnung, die Dehnung bei mximaler Ziehkraft, die Faserzähigkeit
bei maximaler Ziehkraft (sigma@max) für Fasern, hergestellt wie hier
zuvor beschrieben aber ohne Ziehen.
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Es
kann bemerkt werden, daß für eine Mischung
mit bis zu 50 Gew.% miPP in der Mischung von ZNPP/miPP die Dehnung
bei maximaler Ziehkraft und die Faserzähigkeit bei maximaler Ziehkraft
im wesentlichen konstant im Hinblick auf die miPP Menge sind. Somit
werden durch Hinzufügen
von miPP zu einer ZNPP/miPP Mischung bis zu Menge von 50 Gew.% miPP
die mechanischen Eigenschaften der Faser nicht wesentlich moifiziert,
insbesondere die Faserdehnung und Zähigkeit, aber es werden, wie
in Beispiel 1 gezeigt, die Eigenschaften des Bindens der Fasern
unter Bilden von thermisch gebundenem, nicht Gewebtem verbessert.
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BEISPIEL 3
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Dieses
Beipiel zeigt die Zunahme an Masse oder Weichheit von Polypropylenfasern
durch Einfügen in
die Mischung von ZNPP/miPP eine Menge von sPP.
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Wenn
Polypropylenfasern auf eine flache Oberfläche, wie eine Glasplatte, gelegt
werden, ist die Fasermorphologie, insbesondere ihr Grad an Geradheit
oder umgekehrt ihr Grad an Welligkeit, ein Angabe der Fasermasse.
Die Faser, die durch optische Mikroskopie untersucht werden kann,
kann gesehen werden, eine wellenartige oder im wesentlichn sinusförmige Morphologie
mit erhöhter
Welligkeit (d.h. ein reduzierter Abstand zwischen Peaks von benachbarten
Wellen), entsprechend erhöhter
Masse oder Weichheit der Faser, zu haben.
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Als
sPP zu einem Polypropylenhomopolymer in einer Menge von bis zu 15
Gew.% hinzugegeben wurde, ist festgestellt worden, daß der Abstand
zwischen zwei Peaks der wellenartigen Oberfläche sich verringert, was wiederum
bedeutet, daß die
Masse oder Weichheit der Fasern zunimmt. Als beispielsweise 5 Gew.%
sPP in ein Ziegler-Natta Polypropylenhomopolymer gemischt wurden,
war der Abstand zwischen den Peaks 5,1 mm, wohingegen als 15 Gew.%
sPP in das gleiche Polypropylen gemischt wurde, der Abstand zwischen
den Peaks etwa 4 mm war. Dieses zeigt, daß die Masse oder Weichheit
der Fasern mit zunehmender Menge von sPP in dem Basispolypropylen
erhöht
wurde.
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