2486214 - Полиэтиленовые композиции, способ их получения, изготовленные из них волокна и способ получения волокон

Полиэтиленовые композиции, способ их получения, изготовленные из них волокна и способ получения волокон

Иллюстрации

Показать все

Изобретение относится к волокну, выполненному из полиэтиленовой композиции, способу его получения, тканям, сделанным из таких волокон, и способу получения таких тканей. Волокно выполнено из полиэтиленовой композиции, включающей по меньшей мере 80 масс.% (со) полимера, содержащего менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена, и менее 20 масс.% звеньев одного или более α-олефиновых сомономеров. Композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5 и уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи указанной композиции. Волокна по изобретению могут иметь значение денье на филамент менее 50 г/9000 м, значение прочности на разрыв от 0,1 до 15 г/денье и относительное удлинение менее 1500%. При этом полученные из таких волокон ткани, как тканые ткани, так и нетканые материалы, обладают высокой прочностью на разрыв, улучшенными характеристиками мягкости и дражируемости. 4 н. и 6 з.п. ф-лы, 4 ил., 10 табл.

Реферат

Перекрестная ссылка на родственные заявки

Настоящая заявка представляет собой безусловную заявку, утверждающую приоритет согласно предварительной патентной заявке США № 61/079453, поданной 10 июля 2008 года, озаглавленной «Текстильное волокно из HDPE (полиэтилена высокой плотности) для мягких текстильных тканей», указания которой включены здесь посредством ссылки, как если бы воспроизведены ниже во всей полноте.

Область техники, к которой относится изобретение

Настоящее изобретение относится к полиэтиленовым композициям, способу их получения, изготовленным из них волокнам, способу получения волокон, тканям, сделанным из таких волокон, и способу получения таких тканей.

Уровень техники

Применение полимерных композиций, таких как полиолефины, в производстве волокон общеизвестно. Примеры полиолефинов включают, но не ограничиваются ими, полипропиленовые композиции. Такие волокна могут быть переработаны в ткани, например, текстильные ткани или нетканые материалы. Для изготовления таких тканей могут быть использованы различные способы. Такие способы общеизвестны специалистам с обычной квалификацией в этой области технологии.

Несмотря на усилия, предпринятые в исследованиях для разработки композиций, пригодных для волокон, по-прежнему существует потребность в полиэтиленовой композиции, которая пригодна к прядению в филаментную пряжу с низким значением денье, имеющую улучшенную прочность на разрыв и осязаемость. Дополнительно, все еще существует потребность в способе получения полиэтиленовой композиции, которая пригодна к прядению в филаментную пряжу с низким значением денье, имеющую улучшенную прочность на разрыв и осязаемость. В дополнение, по-прежнему есть потребность в полиэтиленовых волокнах, которые упрощают производство текстильных тканей и нетканых материалов, имеющих улучшенные свойства, такие как улучшенные мягкость и дражируемость.

Сущность изобретения

Настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, и способ получения волокон. Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению включает: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров. Полиэтиленовая композиция согласно настоящему изобретению имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции. Способ получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции включает стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения полиэтиленовой композиции, имеющей плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции. Волокна согласно настоящему изобретению включают полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которых полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции. Способ получения волокна согласно настоящему изобретению включает стадии: (1) выбора полиэтиленовой композиции, включающей: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в котором полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции; (2) прядения полиэтиленовой композиции в волокно; и (3) тем самым формирования волокна.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,960 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 1 до 50 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,940 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 3 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 3 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 5 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В одном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,960 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 1 до 50 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения полиэтиленовой композиции, имеющей плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,960 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 1 до 50 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,940 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 3 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 3 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,930 до 0,955 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 5 до 10 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения полиэтиленовой композиции, включающий стадии: (1) (со)полимеризации этилена и, необязательно, одного или более α-олефиновых сомономеров в присутствии металлоценового катализатора на основе гафния в условиях газофазного процесса (со)полимеризации в одностадийном реакторе; и (2) тем самым получения соответствующей изобретению полиэтиленовой композиции, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,960 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 1 до 50 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,06 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет волокна, включающие полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения волокон, включающий стадии: (1) выбора полиэтиленовой композиции, включающей: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции; (2) прядения полиэтиленовой композиции в волокно; и (3) тем самым формирования волокна.

В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет ткань, включающую волокно, включающее полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В еще одном альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение дополнительно представляет способ получения ткани, включающий стадии: (1) изготовления волокна, включающего полиэтиленовую композицию, включающую: (а) менее или равное 100 масс.% звеньев, полученных из этилена; и (b) менее 20 масс.% звеньев, полученных из одного или более α-олефиновых сомономеров, в которой полиэтиленовая композиция имеет плотность от 0,920 до 0,970 г/см³, молекулярно-массовое распределение (M_w/M_n) от 1,70 до 3,5, индекс расплава (I₂) от 0,2 до 1000 г/10 минут, молекулярно-массовое распределение (M_z/M_w) менее 2,5, уровень винильной ненасыщенности менее 0,1 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции; (2) переработки волокна в ткань способом, выбранным из группы, состоящей из способа ткания, способа вязания, способа формования раздувом, фильерного способа производства нетканого материала, способа аэродинамического формирования холста, способа получения иглопробивного нетканого материала, способа гидроспутывания, способа электропрядения и их комбинаций.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция имеет уровень винильной ненасыщенности менее 0,05 винильных групп на одну тысячу атомов углерода, присутствующих в основной цепи композиции.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция имеет менее 2 пиков на кривой зависимости между температурой элюирования и элюированным количеством, определенной методом элюирования фракций при непрерывном повышении температуры при температуре, равной или превышающей 30ºС, в которой пик продувки, который имеет место при температуре ниже 30ºС, исключен.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция имеет 1 пик или менее на кривой зависимости между температурой элюирования и элюированным количеством, определенной методом элюирования фракций при непрерывном повышении температуры при температуре, равной или превышающей 30ºС, в которой пик продувки, который имеет место при температуре ниже 30ºС, исключен.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция имеет только 1 пик на кривой зависимости между температурой элюирования и элюированным количеством, определенной методом элюирования фракций при непрерывном повышении температуры при температуре, равной или превышающей 30ºС, в которой пик продувки, который имеет место при температуре ниже 30ºС, исключен.

В альтернативном варианте осуществления настоящее изобретение представляет полиэтиленовую композицию, способ ее получения, волокна, изготовленные из нее, способ получения волокон, ткани, изготовленные из волокон, и способ получения таких тканей, в соответствии с любым из предшествующих вариантов осуществления, за исключением того, что полиэтиленовая композиция включает менее 100 масс. частей остатков гафния, оставшихся от металлоценового катализатора на основе гафния, на один миллион частей полиэтиленовой композиции.

Полиэтиленовые композиции, способ их получения, изготовленные из них волокна и способ получения волокон

Патент 2486214