полипропиленовые пластмассы, полученные методом выдувной экструзии, пропиленовое волокно и нетканый материал из него же, а также методы их получения

Формула изобретения

1. Гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, характеризующийся скоростью течения расплава от 1200 до 1800 г/10 мин, измеренное методом ASTM D1238 при 230°С и 2,16 кг, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 и температурой плавления по меньшей мере 160°С.

2. Гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, по п.1, где указанный индекс полидисперсии составляет от примерно 1,4 до примерно 2,0.

3. Гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, по п.1, где указанная температура плавления составляет по меньшей мере 163°С.

4. Гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, по п.1, где указанный гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, характеризуется изотактичностью больше примерно 90%.

5. Гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, по п.1, где указанный гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, характеризуется изотактичностью больше примерно 94%.

6. Гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, по п.1, где указанный гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, характеризуется изотактичностью больше примерно 96%.

7. Волокно из гомополимера пропилена, полученное методом выдувной экструзии из расплава, включающее гомополимер пропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, по п.1.

8. Волокно из гомополимера пропилена, полученное методом выдувной экструзии из расплава, по п.7, где указанное волокно характеризуется диаметром от примерно 0,1 до 10 мкм.

9. Волокно из гомополимера пропилена, полученное методом выдувной экструзии из расплава, по п.7, где указанное волокно характеризуется диаметром от примерно 1 до 6 мкм.

10. Способ получения волокна из гомополимера пропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава, по п.7, включающий взаимодействие

- соединения металлоцена формулы (I)



где М представляет переходный металл 3, 4, 5 или 6 группы либо лантаноид или актиноид Периодической системы элементов;

Х представляет водород, галоген или R, OR, ОSО₂CF₃, OCOR, SR, NR₂, PR ₂ и их комбинации, также Х может образовывать замещенный или незамещенный бутадиенильный радикал или OR'O;

R представляет линейный или разветвленный, циклический или ациклический, C₁-C₄₀ алкил, С₂-С₄₀ алкенил, C₂-C₄₀ алкинил, С₆ -С₄₀ арил, C₇-C₄₀ алкиларил или С₇-С₄₀ арилалкил и их комбинации, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов;

R' представляет бивалентный радикал, выбранный из C₁-C₄₀ алкилидена, С₆ -С₄₀ арилидена, C₇-C₄₀ алкиларилидена или C₇-C₄₀ арилалкилидена;

L представляет бивалентный C₁-C₄₀ углеводородный, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, или бивалентный силилиденовый радикал, содержащий до 5 атомов кремния;

R¹ и R⁵ представляют C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R¹ и R⁵ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R² , R³ и R⁴ представляют атомы водорода или C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R², R³ и R ⁴ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰ представляют атомы водорода или C₁-C ₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰ могут быть как одинаковыми, так и различными при условии, что по меньшей мере один из группы, состоящей из R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰, не является водородом;

- по меньшей мере одного алюмоксана или соединения, способного образовать катион алкил-металлоцен;

- необязательно алюмоорганического соединения и

- мономера пропилена,

причем указанный мономер пропилена полимеризуется с образованием гомополимера пропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава; указанный гомополимер пропилена перерабатывается в экструдере с образованием указанного волокна из гомополимера пропилена методом выдувной экструзии из расплава.

11. Нетканый материал, включающий волокно из гомополимера пропилена, полученное методом выдувной экструзии из расплава, по п.7.

12. Многослойный нетканый материал, включающий волокно из гомополимера пропилена, полученное методом выдувной экструзии из расплава, по п.7.

Описание изобретения к патенту

Настоящее изобретение относится к полимерам полипропилена, точнее к полимерам полипропилена с высокой скоростью течения расплава и точкой плавления. Переработка таких полипропиленов, способных к экструзии с раздувом из расплава, более рациональна и экономически эффективна, и их можно использовать в производстве товаров высокого качества. Более того, эти составы можно использовать для производства пропиленовых волокон, обладающих превосходными механическими и физическими характеристиками.

Нетканые материалы, полученные методом выдувной экструзии из расплава, бесспорно, являются наиболее востребованными и высокотехнологичными конечными продуктами переработки полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава. В частности, гомополимер полипропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, является одним из наиболее широкоиспользуемых, так как открывает путь к большому и разнообразному спектру конечных продуктов, таких как цельные тяжелые сорбенты масел, детские пеленки и легкие многослойные и многоматериальные ткани, применяемые для личной гигиены, в медицине и фильтрах.

Одно из более ценных применений полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, - производство тонких волокон для нетканых материалов, которые используются как фильтры или барьеры. Обычно чем тоньше волокна полимера, тем меньше поры нетканого материала, и в результате - тем эффективнее барьерный или фильтрующий прибор. Поэтому неудивительно, что производители полимеров постоянно пытаются улучшить полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава, уменьшая вязкость полимера, что увеличивает скорость потока расплава для того, чтобы получать все более тонкий продукт. Кроме того, производство все более тонкого волокна, уменьшение вязкости полимера позволяет также улучшить экономические характеристики переработки.

Изначально, переработчики волокон покупали стандартный полипропилен и добавляли органические пероксиды на этапе экструзии для химической деградации полипропилена для того, чтобы увеличить скорость течения расплава и сузить молекулярно-массовое распределение (то есть индекс полидисперсии) полимера. Этот процесс называется легким химическим крекингом. В общем, такой процесс работал, но отсутствовал контроль качества и устойчивость, что приводило к конечному продукту сомнительного качества и ограниченным возможностям его конечного применения.

В целях преодоления указанных недостатков производители вводили в процесс выдувной экструзии из расплава полипропилен, покрытый пероксидной пленкой. Такие полимеры позволили значительно повысить достижимую скорость течения расплава и температуру плавления, а также улучшили качество конечных продуктов, производимых из полимеров. В частности, улучшились нетканые материалы. Кроме того, покрытый пероксидной пленкой полипропилен расширил возможности использования более тонких волокон для производства конечных продуктов, таких как нетканые волокна. Однако перепады условий в процессе экструзии все еще приводят к неоднородности нетканого материала, производимого из полипропилена, покрытого пероксидной пленкой. Более того, легкий химический крекинг неизбежно приводит к образованию побочных продуктов распада в полимере, которые переносятся и в конечный продукт. Безусловно, эти побочные продукты ограничивают использование конечного продукта, что также в целом ограничивает использование полипропилена, покрытого пероксидной пленкой в процессах выдувной экструзии из расплава.

Кроме продуктов распада, присутствующих в конечном продукте, произведенном из пропилена, обработанного пероксидом или покрытого пероксидной пленкой, ранее полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, приводили к образованию дыма при прядении, когда полимеры перерабатывали в волокна. Прядильный дым является результатом испарения фракций с низкой температурой плавления, летучих веществ и других нежелательных побочных продуктов, присутствующих в полимере, способном к выдувной экструзии из расплава. Чем больше прядильного дыма выделяется полимером, способным к выдувной экструзии из расплава, тем больше количество выбросов на заводе, производящем волокна из такого полимера.

Более того, кроме большего количества выбросов прядильный дым может оказывать коррозийное воздействие на матрицы, используемые для производства волокон из полимера, способного к выдувной экструзии из расплава. Коррозийные свойства прядильного дыма приводят к более короткому периоду использования матрицы, результатом чего являются более высокие производственные издержки. Помимо этого, принимая во внимание коррозийные свойства прядильного дыма, должны быть приняты соответствующие меры предосторожности в обеспечении безопасности при переработке известных ранее полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, включая полимеры, обработанные пероксидом или покрытые пероксидной пленкой.

Соответственно полипропилен, способный к выдувной экструзии из расплава, характеризующийся высокой скоростью течения расплава и не подвергавшийся легкому химическому крекингу, был до сих пор неизвестен в отрасли. Кроме того, многие из используемых ранее полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, не позволяли получить полимер с более высокой скоростью течения расплава и более узким интервалом молекулярно-массового распределения (то есть более низким индексом полидисперсии), а также высокой температурой плавления и более низким содержанием побочных продуктов распада.

Так как представленные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, характеризуются более высокой скоростью течения расплава, более высокой точкой плавления, более низким индексом полидисперсиии, уменьшенным содержанием побочных продуктов, пропускная способность и производительность перерабатывающего завода, выпускающего полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, из представленных полимеров может быть увеличена. Помимо этого из представленных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, получают более тонкие полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, из которых в свою очередь получают более мягкие и удобные конечные продукты, с лучшими фильтрующими характеристиками. Более высокие фильтрующие характеристики являются результатом того, что производится более тонкое волокно, а также неожиданного увеличения свойств по удерживанию статического заряда волокнами.

Более того, представленные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, могут использоваться для получения нетканого материала с улучшенными тканевыми свойствами, такими как гидростатическое давление и воздухопроницаемость. Кроме того, представленные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, могут использоваться для производства продуктов, отличающихся большей гомогенностью и прочностью, уменьшая, таким образом, количество производимого брака, что улучшает показатели использования сырья. Настоящие полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, также могут использоваться для производства нетканого материала с меньшим размером пор, чем сравнимые нетканые материалы, производимые из ранее использовавшихся полимеров, способных к соэкструзии.

Кроме лучших показателей использования сырья настоящие полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, позволяют экономить на электричестве и сырье благодаря более низким температурам переработки и меньшему объему воздуха, необходимого для переработки полимеров в волокна и нетканые материалы. Помимо этого представленные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, характеризуются меньшим количеством побочных продуктов и летучих веществ, что приводит к меньшему объему прядильного дыма и заводских выбросов, а также большему промежутку между очисткой и заменами матрицы при переработке полимера.

По указанным причинам отрасль по-прежнему нуждается в полимерах, способных к выдувной экструзии из расплава, настоящего описания, которые характеризуются высокой скоростью течения расплава, точкой плавления и низким индексом полидисперсии.

Настоящее описание относится к полипропилену, точнее полипропилену с высокой скоростью течения расплава и точкой плавления.

В данном случае предпочтительное воплощение предмета изобретения относится к гомополимеру полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава, характеризующемуся скоростью течения расплава от примерно 300 до примерно 2500 г/10 мин при 230°С, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 и температурой плавления по меньшей мере 160°С.

Другое предпочтительное воплощение предмета изобретения относится к волокну из гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава, включающему гомополимер полипропилена, способный к экструзии с раздувом из расплава, характеризующемуся скоростью течения расплава от примерно 300 до примерно 2500 г/10 мин при 230°С, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 и температурой плавления по меньшей мере 160°С.

Кроме того, другое предпочтительное воплощение предмета изобретения относится к нетканому материалу, включающему волокно из гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава, который состоит из гомополимера полипропилена, способного к выдувной экструзии из расплава, характеризующемуся скоростью течения расплава от примерно 300 до примерно 2500 г/10 мин при 230°С, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 и температурой плавления по меньшей мере 160°С.

Помимо того другое предпочтительное воплощение предмета изобретения относится к многослойному нетканому материалу, включающему волокно из гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава, который состоит из гомополимера полипропилена, способного к выдувной экструзии из расплава, характеризующемуся скоростью течения расплава от примерно 300 до примерно 2500 г/10 мин при 230°С, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 и температурой плавления по меньшей мере 160°С.

Еще одно предпочтительное воплощение представленного изобретения относится к способу получения гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава, включающему взаимодействие

- соединения металлоцена формулы (I)

где

М представляет переходный металл 3, 4, 5 или 6 группы либо лантаноид или актиноид Периодической системы элементов;

Х представляет водород, галоген или R, OR, OSO₂CF₃, OCOR, SR, NR₂ , PR₂ и их комбинации, также Х может образовывать замещенный или незамещенный бутадиенильный радикал или OR'O;

R представляет линейный или разветвленный, циклический или ациклический, C₁-C₄₀ алкил, C₂ -C₄₀ алкенил, C₂-C₄₀ алкинил, C₆-C₄₀ арил, C₇-C₄₀ алкиларил или C₇-C₄₀ арилалкил и их комбинации, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов;

R' представляет бивалентный радикал, выбранный из C₁-C₄₀ алкилидена, C₆-C₄₀ арилидена, C₇ -C₄₀ алкиларилидена или C₇-C₄₀ арилалкилидена;

L представляет бивалентный C ₁-C₄₀ углеводородный радикал, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, или бивалентный силилиденовый радикал, содержащий до 5 атомов кремния;

R¹ и R⁵ представляют C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R¹ и R ⁵ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R², R³ и R⁴ представляют атомы водорода или C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R², R ³ и R⁴ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R⁶, R⁷, R⁸, R ⁹ и R¹⁰ представляют атомы водорода или C ₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R⁶, R⁷, R ⁸, R⁹ и R¹⁰ могут быть как одинаковыми, так и различными при условии, что по меньшей мере один из группы, состоящей из R⁶, R⁷, R⁸, R ⁹ и R¹⁰, не является водородом;

- по меньшей мере одного алюмоксана или соединения, способного образовать катион алкил-металлоцен;

- необязательно алюмоорганического соединения; и

- мономера пропилена,

причем указанный мономер пропилена полимеризуется с образованием гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава, характеризующегося скоростью течения расплава от примерно 300 до примерно 2500 г/10 мин при 230°С, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 и температурой плавления по меньшей мере 160°С.

Более того, другое предпочтительное воплощение представленного изобретения относится к способу получения гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава, включающему взаимодействие:

- соединения металлоцена формулы (I)

где

М представляет переходный металл 3, 4, 5 или 6 группы либо лантаноид или актиноид Периодической системы элементов;

Х представляет водород, галоген или R, OR, OSO₂CF₃, OCOR, SR, NR₂ , PR₂ и их комбинации, также Х может образовывать замещенный или незамещенный бутадиенильный радикал или OR'O;

R представляет линейный или разветвленный, циклический или ациклический, C₁-C₄₀ алкил, C₂ -C₄₀ алкенил, C₂-C₄₀ алкинил, C₆-C₄₀ арил, C₇-C₄₀ алкиларил или C₇-C₄₀ арилалкил и их комбинации, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов;

R' представляет бивалентный радикал, выбранный из C₁-C₄₀ алкилидена, C₆-C₄₀ арилидена, C₇ -C₄₀ алкиларилидена или C₇-C₄₀ арилалкилидена;

L представляет бивалентный C ₁-C₄₀ углеводородный радикал, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, или бивалентный силилиденовый радикал, содержащий до 5 атомов кремния;

R¹ и R⁵ представляют C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R¹ и R ⁵ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R², R³ и R⁴ представляют атомы водорода или C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R², R ³ и R⁴ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R⁶, R⁷, R⁸, R ⁹ и R¹⁰ представляют атомы водорода или C ₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R⁶, R⁷, R ⁸, R⁹ и R¹⁰ могут быть как одинаковыми, так и различными при условии, что по меньшей мере один из группы, состоящей из R⁶, R⁷, R⁸, R ⁹ и R¹⁰, не является водородом;

- по меньшей мере одного алюмоксана или соединения, способного образовать катион алкил-металлоцен;

- необязательно алюмоорганического соединения; и

- мономера пропилена,

причем указанный мономер пропилена полимеризуется с образованием гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава, характеризующегося скоростью течения расплава от примерно 300 до примерно 2500 г/10 мин при 230°С, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 (значения измерения?) и температурой плавления по меньшей мере 160°С; указанный гомополимер полипропилена перерабатывается в экструдере с образованием указанного волокна из гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава.

Краткое описание фигур

Фиг.1: Гидростатическое давление материала, полученного методом выдувной экструзии из расплава 20 г/м², полученного при 0,6 грамм/отверстие/мин.

Фиг.2: Гидростатическое давление материала, полученного методом выдувной экструзии 20 г/м², полученного при 0,8 грамм/отверстие/мин.

Фиг.3: Воздухопроницаемость материала, полученного методом выдувной экструзии 20 г/м ², произведенного при 0,6 грамм/отверстие/мин.

Фиг.4: Воздухопроницаемость материала, полученного методом выдувной экструзии 20 г/м², произведенного при 0,8 грамм/отверстие/мин.

Фиг.5: Различия в переработке полипропилена, полученного с использованием катализатора Циглера-Натта, со скоростью течения расплава 1100 г/10 мин и полипропилена, полученного с использованием металлоценового катализа, со скоростью течения расплава 1200 г/10 мин.

Используемый здесь термин «температура плавления» относится к конечной точке плавления полимера, когда бóльшая часть полимера расплавлена, причем конечная точка плавления отличается от характерной температуры плавления и начальной точки плавления.

Используемый здесь термин «характерная температура плавления» относится к температуре, при которой плавится бóльшая часть полимера.

Используемый здесь термин «начальная точка плавления» относится к температуре, при которой полимер начинает плавиться.

Используемый здесь термин «тонкость» относится к толщине или диаметру производимых волокон.

Каталитические системы

В общем, для получения полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, существует множество каталитических систем. Системы катализаторов Циглера-Натта использовались и все еще используются для получения обычных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава. Однако полимеры, полученные с использованием каталитических систем Циглера-Натта, проявляют худшие механические и физические свойства. В частности, использование известных каталитических систем Циглера-Натта не позволяет получать способные к выдувной экструзии из расплава полимеры, характеризующиеся более высокой скоростью течения расплава и более высокой температурой плавления, как полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава настоящего изобретения. Кроме того, что полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, обладают более низкой скоростью течения расплава и температурой плавления, чем представленные полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава, они имеют более высокий индекс полидисперсии (то есть молекулярно-массовое распределение) и обладают бóльшим количеством летучих веществ, что приводит к большему количеству прядильного дыма при переработке полимеров. Как обсуждалось выше, большее количество прядильного дыма при переработке полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, приводит к большему количеству выбросов и уменьшению промежутка времени между чисткой и заменой матрицы.

Соответственно полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава, настоящего изобретения снимают эти проблемы. В предпочтительном варианте осуществления представленные полимеры могут быть получены с использованием металлоценовой каталитической системы. Кроме того, в предпочтительном варианте металлоценовый катализатор состоит из соединения металлоцена формулы (I)

где

М представляет переходный металл 3, 4, 5 или 6 группы либо лантаноид или актиноид Периодической системы элементов;

Х представляет водород, галоген или R, OR, OSO₂CF₃, OCOR, SR, NR₂ , PR₂ и их комбинации, также Х может образовывать замещенный или незамещенный бутадиенильный радикал или OR'O;

R представляет линейный или разветвленный, циклический или ациклический, C₁-C₄₀ алкил, C₂ -C₄₀ алкенил, C₂-C₄₀ алкинил, C₆-C₄₀ арил, C₇-C₄₀ алкиларил или C₇-C₄₀ арилалкил и их комбинации, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов;

R' представляет бивалентный радикал, выбранный из C₁-C₄₀ алкилидена, C₆-C₄₀ арилидена, C₇ -C₄₀ алкиларилидена или C₇-C₄₀ арилалкилидена;

L представляет бивалентный C ₁-C₄₀ углеводородный радикал, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, или бивалентный силилиденовый радикал, содержащий до 5 атомов кремния;

R¹ и R⁵ представляют C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R¹ и R ⁵ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R², R³ и R⁴ представляют атомы водорода или C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R², R ³ и R⁴ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R⁶, R⁷, R⁸, R ⁹ и R¹⁰ представляют атомы водорода или C ₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R⁶, R⁷, R ⁸, R⁹ и R¹⁰ могут быть как одинаковыми, так и различными при условии, что по меньшей мере один из группы, состоящей из R⁶, R⁷, R⁸, R ⁹ и R¹⁰, не является водородом.

В предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения металлоценовая каталитическая система получена включением металлоценового соединения (I)

где

М представляет переходный металл 3, 4, 5 или 6 группы либо лантаноид или актиноид Периодической системы элементов;

Х представляет водород, галоген или R, OR, OSO₂CF₃, OCOR, SR, NR₂ , PR₂ и их комбинации, также Х может образовывать замещенный или незамещенный бутадиенильный радикал или OR'O;

R представляет линейный или разветвленный, циклический или ациклический, C₁-C₄₀ алкил, C₂ -C₄₀ алкенил, C₂-C₄₀ алкинил, C₆-C₄₀ арил, C₇-C₄₀ алкиларил или C₇-C₄₀ арилалкил и их комбинации, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов;

R' представляет бивалентный радикал, выбранный из C₁-C₄₀ алкилидена, C₆-C₄₀ арилидена, C₇ -C₄₀ алкиларилидена или C₇-C₄₀ арилалкилидена;

L представляет бивалентный C ₁-C₄₀ углеводородный радикал, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, или бивалентный силилиденовый радикал, содержащий до 5 атомов кремния;

R¹ и R⁵ представляют C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R¹ и R ⁵ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R², R³ и R⁴ представляют атомы водорода или C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R², R ³ и R⁴ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R⁶, R⁷, R⁸, R ⁹ и R¹⁰ представляют атомы водорода или C ₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R⁶, R⁷, R ⁸, R⁹ и R¹⁰ могут быть как одинаковыми, так и различными при условии, что по меньшей мере один из группы, состоящей из R⁶, R⁷, R⁸, R ⁹ и R¹⁰, не является водородом.

В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения система металлоценового катализатора содержит титан, цирконий или гафний в качестве М соединения металлоцена формулы (I). В другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения R представляет линейный или разветвленный С₁-С ₂₀ алкильный радикал. Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Х является атомом водорода, галогена или R. Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения Х представляет хлор или С₁-С ₁₀ алкильный радикал. Еще в одном предпочтительном варианте осуществления Х представляет метил, этил или их комбинации.

Более того, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения L представляет бивалентную мостиковую группу из числа силильного радикала, содержащего до 5 атомов кремния, C₁-C₄₀ алкилиден, C₃ -C₄₀ циклоалкелиден, C₆-C₄₀ арилиден, C₇-C₄₀ алкиларилиден или C ₇-C₄₀ арилалкилиден, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов в металлоценовом соединении формулы (I). Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения L представляет SiMe₂ или SiPh₂. Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения L представляет (Z(R'')₂)_n, где Z представляет атом углерода или кремния, n равно 1 или 2, и R'' представляет С₁-С₂₀ углеводородный радикал, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов. Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения R'' представляет линейный или разветвленный, циклический или ациклический C ₁-C₂₀ алкил, C₂-C₂₀ алкенил, C₂-C₂₀ алкинил, C₆-C₂₀ арил, C₇-C₂₀ алкиларил или C ₇-C₂₀ арилалкил и их комбинации, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов.

Более того, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения L представляет Si(CH₃)₂, SiPh₂, SiPhMe, SiMe(SiMe ₃), CH₂, (CH₂)₂ или C(CH ₃)₂ в металлоценовом соединении формулы (I). Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения R¹ и R⁵ представляют линейный или разветвленный, циклический или ациклический C₁ -C₄₀ алкил, C₂-C₄₀ алкенил, C₂-C₄₀ алкинил, C₆-C₄₀ арил, C₇-C₄₀ алкиларил или C ₇-C₄₀ арилалкил, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, где R¹ и R⁵ могут быть одинаковыми или разными. Еще в одном предпочтительном варианте осуществления R¹ и R⁵ представляют линейный или разветвленный, насыщенный или ненасыщенный, C₁-C₂₀ алкильный радикал.

Кроме того, в предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения R², R³ и R⁴ представляют атом водорода либо линейный или разветвленный, циклический или ациклический, C₁-C ₄₀ алкил, C₂-C₄₀ алкенил, C₂ -C₄₀ алкинил, C₆-C₄₀ арил, C ₇-C₄₀ алкиларил или C₇-C₄₀ арилалкил, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, где R² , R³ и R⁴ могут быть одинаковыми или разными в металлоценовом соединении формулы (I). Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения R², R³ и R⁴ представляют атом водорода либо C₁-C₄₀ алкил. Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения R⁸ представляет C₁-C₄₀ алкил. Еще в одном предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения R⁸ представляет C₁-C₄₀ алкил, содержащий вторичный или третичный атом углерода в альфа-положении с образованием изопропильного или трет-бутильного радикала.

В особенно предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения L представляет (Si)Me₂, M представляет Zr, X представляет Cl, R ¹ представляет трет-пропил, R², R³ и R⁴ представляют атомы водорода, R⁵ представляет метил, R⁶, R⁷, R⁹ и R¹⁰ представляют атомы водорода, а R⁸ представляет трет-бутил в металлоценовом соединении формулы (I).

Кроме металлоценового соединения формулы (I), в соответствии с настоящим изобретением в каталитической системе можно использовать алюмоксаны. Алюмоксаны можно получить взаимодействием воды с алюмоорганическими соединениями формулы (II) или (III)

где U представляет водород, галоген, C₁-C₂₀ алкил, C₃-C₂₀ циклоалкил, C₆-C₂₀ арил, C₇-C ₂₀ алкиларил или C₇-C₂₀ арилалкил, необязательно содержащий атомы кремния или германия, причем U может быть как одинаковым, так и разным при условии, что по меньшей мере один U не является галогеном, а j находится в интервале от 0 до 1, причем j может быть нецелым числом. В этой реакции мольное отношение Al/вода находится в промежутке от 1:1 до 100:1.

Алюмоксаны, которые в соответствии с настоящим изобретением могут быть использованы в каталитической системе, могут быть линейными, разветвленными или циклическими соединениями, содержащими по меньшей мере одну группу формулы (IV)

где значения U определены выше.

В частности, в случае линейных соединений могут использоваться алюмоксаны формулы (V)

где n¹ равно 0 или целому числу от 1 до 40, а значения U определены выше.

Кроме того, могут использоваться алюмоксаны формулы (VI)

где n² равно целому числу от 2 до 40, а значения U определены выше.

В соответствии с настоящим изобретением неограничивающими примерами предпочтительных алюмоксанов, подходящих для использования, являются метилалюмоксан (МОА), тетра(изобутил)алюмоксан (TIBAO), тетра(2,4,4-триметилпентил)алюмоксан (TIOAO), тетра(2,3-диметилбутил)алюмоксан (TDMBAO) и тетра(2,3,3-триметилбутил)алюмоксан (TTMBAO).

Особенно интересны сокатализаторы, описанные в WO 99/21899 и WO 01/21674, в которых алкильные и арильные группы имеют специфические разветвленные структуры.

Неограничивающие примеры соединений алюминия, которые могут взаимодействовать с водой, образуя подходящие алюмоксаны, описаны в WO 99/21899 и WO 01/21674 и включают:

трис(2,3,3-триметилбутил)алюминий, трис(2,3-диметилгексил)алюминий, трис(2,3-диметилбутил)алюминий, трис(2,3-диметилпентил)алюминий, трис(2,3-диметилгептил)алюминий, трис(2-метил-3-этилпентил)алюминий, трис(2-метил-3-этилгексил)алюминий, трис(2-метил-3-этилгептил)алюминий, трис(2-метил-3-пропилгексил)алюминий, трис(2-этил-3-метилбутил)алюминий, трис(2-этил-3-метилпентил)алюминий, трис(2,3-диэтилпентил)алюминий, трис(2-пропил-3-метилбутил)алюминий, трис(2-изопропил-3-метилбутил)алюминий, трис(2-изобутил-3-метилпентил)алюминий, трис(2,3,3-триметилпентил)алюминий, трис(2,3,3-триметилгексил)алюминий, трис(2-этил-3,3-диметилбутил)алюминий, трис(2-этил-3,3-диметилпентил)алюминий, трис(2-изопропил-3,3-диметилбутил)алюминий, трис(2-триметилсилилпропил)алюминий, трис(2-метил-3-фенилбутил)алюминий, трис(2-этил-3-фенилбутил)алюминий, трис(2,3-диметил-3-фенилбутил)алюминий, трис(2-фенилпропил)алюминий, трис[2-(4-фторфенил)пропил]алюминий, трис[2-(4-хлорфенил)пропил]алюминий, трис[2-(3-изопропилфенил)пропил]алюминий, трис(2-фенилбутил)алюминий, трис(3-метил-2-фенилбутил)алюминий, трис(2-фенилпентил)алюминий, трис[2-(пентафторфенил)пропил]алюминий, трис[2,2-дифенилэтил]алюминий и трис[2-фенил-2-метилпропил]алюминий, и их комбинации. В настоящем изобретении также можно использовать вещества, соответствующие указанным выше, где одна из углеводородных групп замещена атомом водорода, и где одна или две углеводородные группы замещаются изобутильной группой.

Неограничивающие примеры предпочтительных алюмоксанов, пригодных для использования в настоящем предмете изобретения, включают триметилалюминий (ТМА), триизобутилалюминий (TIBA), трис(2,4,4-триметилпентил)алюминий (TIOA), трис(2,3-диметилбутил)алюминий (TDMBA), трис(2,3,3-триметилбутил)алюминий (TTMBA) и их комбинации.

Неограничивающими примерами соединений, пригодных для использования в настоящем предмете изобретения, для образования алкил-металлоценового катиона являются соединения формулы (VII)

где D⁺ представляет кислоту Бренстеда, способную давать протон и необратимо взаимодействовать с заместителем Х металлоценового соединения формулы (I), а Е ^- представляет соответствующий анион, способный стабилизировать активную катионную частицу, которая получается в результате взаимодействия D⁺ и металлоценового соединения формулы (I), и который достаточно лабилен, чтобы его мог захватить олефиновый мономер. В предпочтительном варианте осуществления настоящего предмета изобретения анион Е^- включает один или несколько атомов бора. В более предпочтительном варианте изобретения анион Е ^- представляет анион формулы BAr₄ ^(-), где Ar является арильным радикалом, например фенил-, пентафторфенил-, бис(трифторметил)фенил- и их комбинации. В соответствии с описанием в WO 91/02012 особенно предпочтительным соединением является тетракис-пентафторфенилборат.

Более того, соединения формулы (VIII)

могут использоваться в настоящем предмете изобретения для образования соединения Е^- формулы (VII). Соединения этого типа описаны, в частности, в Международной патентной заявке WO 92/00333. Другим примером соединений, способных к образованию алкил-металлоценового катиона, являются соединения формулы (VIIII)

где Р представляет замещенный или незамещенный пиррольный радикал. Эти соединения описываются в WO 01/62764. Борсодержащие соединения также могут быть с успехом использованы в соответствии с описаниями DE-A-19962814 и DE-A-19962910. Соединения формул VII-VIIII, содержащие по меньшей мере один атом бора, могут использоваться в молярном отношении от примерно 1:1 до примерно 10:1, предпочтительно от примерно 1:1 до примерно 2:1 и более предпочтительно примерно 1:1, где коэффициенты пропорции определяются отношением атома бора к М металлоценового соединения формулы (I).

Кроме того, неограничивающие примеры соединений формулы D⁺E^- (VII), пригодные для использования в настоящем предмете изобретения, включают:

триэтиламмонийтетра(фенил)борат,

трибутиламмонийтетра(фенил)борат,

триметиламмонийтетра(толил)борат,

трибутиламмонийтетра(толил)борат,

трибутиламмонийтетра(пентафторфенил)борат,

трибутиламмонийтетра(пентафторфенил)алюминат,

трипропиламмонийтетра(диметилфенил)борат,

трибутиламмонийтетра(трифторметилфенил)борат,

трибутиламмонийтетра(4-фторфенил)борат,

N,N-диметилбензиламмоний-тетракиспентафторфенилборат,

N,N-диметилгексиламмоний-тетракиспентафторфенилборат,

N,N-диметиланилинтетра(фенил)борат,

N,N-диэтиланилинтетра(фенил)борат,

N,N-диметиланилинтетракис(пентафторфенил)борат,

N,N-диметиланилинтетракис(пентафторфенил)алюминат,

N,N-диметилбензиламмоний-тетракиспентафторфенилборат,

N,N-диметилгексиламмоний-тетракиспентафторфенилборат,

ди(пропил)аммонийтетракис(пентафторфенил)борат,

ди(циклогексил)аммонийтетракис(пентафторфенил)борат,

трифенилфосфонийтетракис(фенил)борат,

триэтилфосфонийтетракис(фенил)борат,

дифенилфосфонийтетракис(фенил)борат,

три(метилфенил)фосфонийтетракис(фенил)борат,

три(диметилфенил)фосфонийтетракис(фенил)борат,

трифенилкарбентетракис(пентафторфенил)борат,

трифенилкарбентетракис(пентафторфенил)алюминат,

трифенилкарбентетракис(фенил)алюминат,

ферроцентетракис(пентафторфенил)борат,

ферроцентетракис(пентафторфенил)алюминат,

трифенилкарбентетракис(пентафторфенил)борат и

N,N-диметиланилинтетракис(пентафторфенил)борат.

Дополнительные примеры соединений формулы D ⁺E^- (VII), которые могут использоваться в соответствии с настоящим предметом изобретения, описаны в WO 04/005360, WO 02/102811 и WO 01/62764.

Кроме того, описанная здесь каталитическая система может быть закреплена на инертном носителе. Это достигается осаждением металлоценового соединения формулы (I), или продукта реакции металлоценового соединения формулы (I) и алюмоксана, или продукта реакции металлоценового соединения формулы (I) и соединения, которое может образовывать алкил-металлоценовый катион на инертной подложке. Неограничивающие примеры инертных подложек включают диоксид кремния, оксид алюминия, смешанные оксиды Al-Si, Al-Mg, галогениды магния, сополимеры стирола и дивинилбензола, полиэтилена, полипропилена и их комбинации.

Более того, каталитическая система может быть закреплена на инертной подложке осаждением алюмоксана или соединения, способного образовывать алкилметаллоценовый катион, и металлоценового соединения формулы (I) на инертной подложке. Процесс осаждения каталитической системы на инертной подложке проводится в инертном растворителе при температурах от 0°С до 100°С. Предпочтительно процесс осуществляется при комнатной температуре. Неограничивающие примеры инертных растворителей включают углеводороды, как, например, толуол, гексан, пентан, пропан и их смеси.

Подходящий класс инертных подложек, который может быть использован, включает пористые органические подложки, функционализированные группами с активным атомом водорода. Особенно подходящие инертные подложки включают те, в которых инертные подложки включают частично поперечно-сшитые полимеры стирола. Инертные подложки такого типа описаны в Европейской заявке EP-633272.

Другой класс инертных подложек, особенно полезных для настоящего предмета изобретения, включают полиолефиновые пористые полимеры. В предпочтительном аспекте настоящего предмета изобретения полиолефиновые пористые преполимеры, включающие полиэтилен, полипропилен и их комбинации, особенно полезны.

Кроме того, в соответствии с настоящим предметом изобретения другие полезные инертные подложки включают пористые галогениды магния, такие, как описанные в Международной заявке WO 95/32995.

Полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава

Полимеры, полученные методом выдувной экструзии настоящего предмета изобретения, в целом относятся к полипропилену, способному к выдувной экструзии из расплава. Полипропилен настоящего предмета изобретения может состоять из гомополимера полипропилена и сополимеров полипропилена, где сополимер получается из мономера формулы (Х)

где R¹¹ представляет водород или С₁-С₁₀ углеводород.

В предпочтительном варианте настоящий предмет изобретения относится к различным гомополимерам полипропилена, способным к экструзии с раздувом из расплава. В этом отношении настоящий предмет изобретения предпочтительно относится к гомополимеру полипропилена, способному к экструзии с раздувом из расплава, характеризующегося скоростью течения расплава от примерно 300 до примерно 2500 г/10 мин при 230°С, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 и температурой плавления по меньшей мере 160°С.

Ранее известные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, не обладают скоростью течения расплава свыше примерно 500 г/10 мин при 230°С, температурой плавления по меньшей мере 160°С и индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9. В частности, ранее известные полимеры не обладают подобным сочетанием всех вышеуказанных свойств.

Кроме того, как описано выше, ранее известные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, методом выдувной экструзии приводят к получению волокон худшего качества. Это связано с тем, что ранее известные полимеры не обладают скоростью течения расплава свыше примерно 500 г/10 мин при 230°С, температурой плавления по меньшей мере 160°С и индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9.

Соответственно настоящий полипропилен, способный к экструзии с раздувом из расплава, уникален в том отношении, что он сочетает высокую скорость течения расплава, высокую температуру плавления и более низкий индекс полидисперсии. В предпочтительном аспекте настоящего предмета изобретения указанный полипропилен обладает скоростью течения расплава от примерно 500 г/10 мин до примерно 2000 г/10 мин при 230°С. Еще в одном предпочтительном аспекте предмета изобретения полипропилен, способный к экструзии с раздувом из расплава, обладает скоростью течения расплава от примерно 1200 г/10 мин до примерно 1800 г/10 мин при 230°С. Еще в одном предпочтительном аспекте изобретения указанный полипропилен характеризуется температурой плавления по меньшей мере 163°С.

Кроме того, что полимеры согласно настоящему предмету изобретения обладают более высокой скоростью течения расплава и температурой плавления, они характеризуются более низким индексом полидисперсии, чем ранее известные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава. Это особенно касается ранее известных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава с использованием каталитических систем Циглера-Натта. Более низкий индекс полидисперсии полимеров согласно настоящему предмету изобретения, который зависит от молекулярно-массового распределения полимера, приводит к тому, что полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава, характеризуются более низким индексом полидисперсии (то есть более узким молекулярно-массовым распределением) по сравнению с ранее известными полимерами, способными к выдувной экструзии из расплава. Это особенно касается ранее известных полимеров, полученных с использованием каталитических систем Циглера-Натта. Кроме того, полимеры настоящего предмета изобретения, характеризующиеся более низким индексом полидисперсии, обладают лучшими перерабатывающими свойствами в сравнении с ранее известными полимерами, способными к выдувной экструзии из расплава, которые обладают более высоким индексом полидисперсии (то есть более широким молекулярно-массовым распределением). В частности, представленный полипропилен, способный к экструзии с раздувом из расплава, приводит к образованию меньшего количества прядильного дыма при переработке, что является результатом более низкого индекса полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9. Еще в одном предпочтительном объекте настоящего предмета изобретения указанный полипропилен характеризуется индексом полидисперсии от примерно 1,4 до примерно 2,0. Еще в одном предпочтительном объекте настоящего предмета изобретения полипропилен характеризуется индексом полидисперсии от примерно 1,4 до примерно 1,8.

Еще в одном предпочтительном объекте настоящего предмета изобретения полипропилен, способный к экструзии с раздувом из расплава, характеризуется изотактичностью больше примерно 90%. Еще в одном предпочтительном объекте настоящего предмета изобретения указанный полипропилен характеризуется изотактичностью больше примерно 94%. Еще в одном предпочтительном объекте настоящего предмета изобретения полипропилен характеризуется изотактичностью больше примерно 96%.

Кроме того, как описано ранее, были сделаны попытки увеличить скорость течения расплава полипропилена легким химическим крекингом. В процессе легкого химического крекинга полипропилена, способного к выдувной экструзии из расплава, скорость течения расплава увеличивается за счет понижения молекулярной массы полипропиленовых полимерных цепочек в полимере путем химической реакции с активными веществами, как, например, радикальные реакции, инициируемые пероксидами. Полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, и продукты, полученные из этих полимеров, которые получают методом легкого химического крекинга, имеют много недостатков, включая высокий индекс пожелтения, высокую склонность к деградации и повышенное количество побочных продуктов в полимере. По этой причине полипропиленовые полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава, настоящего предмета изобретения не подвергаются легкому химическому крекингу и соответственно не содержат остатков пероксидных соединений от процесса легкого химического крекинга.

Кроме того, для регулирования механических и физических свойств полимеров настоящего предмета изобретения обычно добавляются стабилизаторы. Неограничивающие примеры предпочтительных стабилизаторов включают антиоксиданты, как, например, стерически затрудненные фенолы и стерически затрудненные амины, УФ стабилизаторы, стабилизаторы переработки, например фосфиты или фосфониты, поглотители кислот, например стеарат кальция, стеарат цинка или дигидротальцит, а также кальциевые, цинковые и натриевые соли каприловой кислоты. В общем, полипропиленовые полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава, настоящего предмета изобретения содержат один или несколько стабилизаторов в весовом количестве до примерно 5%.

Более того, к настоящим полипропиленовым полимерам, способным к экструзии с раздувом из расплава, могут добавляться смазывающее вещество или смазки для пресс-формы. Неограничивающие примеры смазывающих веществ и смазок для пресс-формы включают жирные кислоты и их соли, включая кальциевые, натриевые и цинковые, амиды эфирных кислот и их соли или низкомолекулярные полиолефиновые воски. В общем, полипропиленовые полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава, настоящего предмета изобретения содержат один или несколько смазывающих веществ и смазок для пресс-формы в весовом количестве до примерно 5%.

Более того, к настоящим полипропиленовым полимерам, способным к экструзии с раздувом из расплава, могут быть добавлены наполнители. Неограничивающие примеры наполнителей включают тальк, карбонат кальция, мел и стекловолокно. В общем, указанные полипропиленовые полимеры настоящего предмета изобретения могут содержать один или несколько наполнителей в весовом количестве до примерно 5%. Предпочтительно полипропиленовые полимеры настоящего предмета изобретения могут содержать один или несколько наполнителей в весовом количестве до примерно 25%. В другом предпочтительном аспекте изобретения полипропиленовые полимеры настоящего предмета изобретения могут содержать один или несколько наполнителей в весовом количестве до примерно 10%.

В полипропиленовых полимерах, способных к экструзии с раздувом из расплава, настоящего предмета изобретения могут также содержаться зародышеобразовательные вещества. Неограничивающие примеры пригодных зародышеобразовательных веществ включают неорганические добавки, такие как оксид кремния или каолин, соли монокарбоновых и поликарбоновых кислот, например бензоат натрия, трет-бутилбензоат алюминия и дибензилиденсорбит, или С₁-С₈ алкилзамещенные производные дибензилиденсорбита, например метилдибензилиденсорбит, этилдибензилиденсорбит, диметилдибензилиденсорбит, и соли диэфиров фосфорной кислоты, например 2,2'-метиленбис(4,6-ди-трет-бутилфенил)фосфат натрия. Предпочтительно указанные полипропиленовые полимеры настоящего предмета изобретения могут содержать один или несколько зародышеобразовательных веществ в количестве до примерно 5% веса.

Такие добавки, как правило, коммерчески доступны и описываются, например, в книге Gächter/Müller, Plastics Additives Handbook, 4th Edition, Hansa Publishers, Munich, 1993.

В общем, представленные полипропиленовые полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава, могут быть получены при взаимодействии с металлоценовым соединением формулы (I)

где

М представляет переходный металл 3, 4, 5 или 6 группы либо лантаноид или актиноид Периодической системы элементов;

Х представляет водород, галоген или R, OR, OSO₂CF₃, OCOR, SR, NR₂, PR₂ и их комбинации, также Х может образовывать замещенный или незамещенный бутадиенильный радикал или OR'O;

R представляет линейный или разветвленный, циклический или ациклический, C₁-C₄₀ алкил, C₂-C₄₀ алкенил, C₂-C₄₀ алкинил, C₆-C₄₀ арил, C₇ -C₄₀ алкиларил или C₇-C₄₀ арилалкил и их комбинации, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов;

R' представляет бивалентный радикал, выбранный из C₁ -C₄₀ алкилидена, C₆-C₄₀ арилидена, C₇-C₄₀ алкиларилидена или C₇ -C₄₀ арилалкилидена;

L представляет бивалентный C₁-C₄₀ углеводородный радикал, необязательно содержащий гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, или бивалентный силилиденовый радикал, содержащий до 5 атомов кремния;

R ¹ и R⁵ представляют C₁-C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R¹ и R⁵ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R², R³ и R⁴ представляют атомы водорода или C₁ -C₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R², R³ и R⁴ могут быть как одинаковыми, так и различными;

R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰ представляют атомы водорода или C₁-C ₄₀ углеводородные радикалы, необязательно содержащие гетероатомы, относящиеся к 13-17 группам Периодической системы элементов, причем R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰ могут быть как одинаковыми, так и различными при условии, что по меньшей мере один из группы, состоящей из R⁶, R⁷, R⁸, R⁹ и R¹⁰, не является водородом, с по меньшей мере одним алюмоксаном или соединением, способным образовать катион алкил-металлоцен, необязательно с алюмоорганическим соединением и мономером пропилена в реакционных условиях.

Кроме того, к полимерам, способным к экструзии с раздувом из расплава, настоящего предмета изобретения могут добавляться стабилизаторы, смазывающие вещества, смазки для пресс-формы, зародешеобразовательные вещества и другие добавки путем общеизвестных способов.

Полимерные волокна, получаемые методом выдувной экструзии из расплава

Полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, настоящего предмета изобретения в целом относятся к полипропиленовым полимерным волокнам, полученным методом выдувной экструзии из расплава и имеющим улучшенные механические и физические свойства. В этом отношении настоящий предмет изобретения в основном относится к полимерным волокнам гомополимера полипропилена, полученным методом выдувной экструзии из расплава и состоящим из гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава со скоростью течения расплава от примерно 300 до примерно 2500 г/10 мин при 230°С, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 и температурой плавления по меньшей мере 160°С.

Ранее известные полимерные волокна, получаемые методом выдувной экструзии из расплава, из полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, уступают представленным полимерным волокнам, получаемым методом выдувной экструзии из расплава, из представленных полимеров, способных к экструзии с раздувом из расплава, по ряду причин. Как описано выше, ранее известные полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, не обладают скоростью тока расплава свыше примерно 500 г/10 мин при 230°С, температурой плавления по меньшей мере 160°С и индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9. Соответственно волокна, получаемые из ранее известных полимеров, будут слипаться и приставать друг у другу после переработки экструзией. В частности, ранее известные полимеры, получаемые методом выдувной экструзии из расплава, не обладают подобным сочетанием всех вышеуказанных свойств. Кроме того, волокна, получаемые из ранее известных полимеров, полученных методом выдувной экструзии из расплава, имеют меньший коэффициент затухания волокна. То есть волокна, получаемые из ранее известных полимеров, не такие тонкие, как волокна, получаемые из представленных полимеров, произведенных методом выдувной экструзии из расплава. Так как волокна, получаемые из ранее известных полимеров, полученные методом выдувной экструзии, будут слипаться и приставать друг у другу после переработки экструзией, различия и распределение толщины нити волокон очень значительно. Это отрицательно сказывается на товарах, произведенных из этих волокон.

Соответственно в предпочтительном аспекте настоящего предмета изобретения полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, имеют диаметр от примерно 0,1 до примерно 10 мкм. В другом предпочтительном аспекте настоящего предмета изобретения полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, имеют диаметр от примерно 1 до примерно 6 мкм.

Кроме тонкости нити производимых волокон представленные полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, характеризуются неожиданно большими коэффициентами удерживания статического заряда, чем ранее известные полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава. В частности, представленные полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, могут проявлять такие же или бóльшие коэффициенты удержания статического заряда, чем коммерчески доступные на данный момент полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава. В частности, немодифицированные полимеры настоящего предмета изобретения, способные к экструзии с раздувом из расплава, могут проявлять такие же или бóльшие коэффициенты удержания статического заряда, чем коммерчески доступные модифицированные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава.

Более того, как обсуждалось выше, представленные полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, производят меньшее количество прядильного дыма при переработке, так как полимер, способный к экструзии с раздувом из расплава, содержит меньше летучих веществ, что отражается в более низком индексе полидисперсии представленных полимерных волокон, полученных методом выдувной экструзии из расплава.

Нетканые материалы

Нетканые материалы настоящего предмета изобретения в целом относятся к нетканым материалам, состоящим из полипропиленовых полимерных волокон, полученных методом выдувной экструзии из расплава. В этом отношении настоящий предмет изобретения в основном относится к нетканым материалам, состоящим из полученных методом выдувной экструзии из расплава полимерных волокон гомополимера полипропилена и состоящих из гомополимера полипропилена, способного к экструзии с раздувом из расплава со скоростью течения расплава от примерно 300 до примерно 2500 г/10 мин при 230°С, индексом полидисперсии от примерно 1,3 до примерно 2,9 и температурой плавления по меньшей мере 160°С. Кроме того, нетканые материалы настоящего предмета изобретения могут представлять однослойную или многослойную структуру. Многослойная структура может состоять из одного или нескольких слоев полимерных волокон, полученных методом выдувной экструзии из расплава, настоящего предмета изобретения.

Нетканые материалы настоящего предмета изобретения в целом проявляют лучшие механические и физические свойства, такие как фильтрационные и барьерные свойства, чем ранее известные нетканые материалы, состоящие из ранее известных полимерных волокон, полученных методом выдувной экструзии из расплава. В частности, представленные нетканые материалы проявляют превосходящие коэффициенты удержания электростатического заряда и фильтрационные эффективности, что позволяет использовать представленные нетканые материалы в качестве фильтров и барьеров столь же или более эффективно, чем ранее известные нетканые материалы, содержащие ранее известные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава. Это возможно благодаря уникальным свойствам полученных методом выдувной экструзии из расплава полимерных волокон, полученных из представленных полимеров, способных к экструзии с раздувом из расплава, с использованием представленной каталитической системы.

ПРИМЕРЫ

Следующие примеры иллюстрируют предпочтительные полимеры, способные к экструзии с раздувом из расплава, волокна, получаемые методом выдувной экструзии из расплава, и нетканые материалы, состоящие из указанных волокон, получаемых методом выдувной экструзии из расплава, и не рассматриваются как ограничивающие объем заявленного изобретения. Все молекулярные массы полимеров являются среднечисловыми молекулярными массами. Все процентные отношения соотношения основаны на проценте от массы конечного полимера, волокна, нетканого материала или продукта, если не указано иначе, все суммарные значения равняются 100% от массы.

Следующие примеры иллюстрируют предпочтительные аспекты настоящего предмета изобретения.

Пример I

Получение полипропиленовых полимеров

Каталитическую систему получают согласно описанию PCT/EP2004/007061 с использованием рацемического диметилсилилен(2-метил-4-(4'-трет-бутилфенил)инденил)(2-изопропил-4-(4'-трет-бутилфенил)инденил)цирконий дихлорида, полученного, как описано в US 2003/0149199, вместо рацемического диметилсилилбис(2-метил-4,5-бензоинденил)цирконий дихлорида.

Полимеризация пропилена

Каталитическая система в виде раствора катализатора, полученного, как описано в PCT/EP2004/007061, помещается в предконтактный сосуд, где он разбавляется примерно 5 (кг/ч) пропаном. Из предконтактного сосуда каталитическая система поступает в предполимеризационную ячейку, куда в соответствии с данными, представленными в таблице 1, одновременно поступает пропилен. Время, которое катализатор остается в предполимеризационной ячейке, составляет 8 минут. Предполимеризованный катализатор, полученный в предполимеризационной ячейке, затем непрерывно поступает в первую ячейку реактора, в которую поступает пропилен, в соответствии с таблицей 1. Полимер удаляют из первой ячейки реактора, отделяют от не вступившего во взаимодействие мономера и высушивают. Условия реакции представлены в таблице 1. Скорость течения расплава продукта контролируется подачей водорода.

Таблица 1
Пример	Предполимеризация
	Температура (°С)	С 3 (кг/ч)	H 2 (промилле(моль))	Температура (°С)
1	45	328	525	70
2	45	333	738	70
3	45	339	900	70

Пример II

Методы исследования

Скорость течения расплава (СТР) определяли ASTM D1238, (230°С; 2,16 кг), размерность дг/мин.

Молекулярно-массовое распределение (Mw/Mn) определялось измерением Mw и Mn с использованием гель-проникающей хроматографии. Измерения проводились с использованием прибора Waters GPCV 2000 Alliance Waters styragel HMW 6E толуольной, колонки смешанных слоев длиной 300 мм. Температура измерения составляла 150°С. В качестве растворителя использовался 1,2,4-трихлорбензол. Для измерений образцы концентрацией 70 мг/72 г (0,097% от общей массы) отбираются в количестве 209,5 мкл. Значения Mw и Mn вычисляются с использованием калибровочной кривой с использованием полистирольного стандарта.

Растворимые и нерастворимые фракции в ксилоле при 25°С определялись растворением 2,5 г полимера в 250 мл ксилола при 135°С в условиях возбуждения. Через 20 минут раствор остужали до 25°С, все еще при возбуждении, а затем оставляли стоять на 30 минут. Осадок отфильтровывали на фильтровальной бумаге, раствор упаривали в токе азота, а остаток сушили в вакууме при 80°С до достижения постоянной массы. Таким образом, вычисляют массовый процент растворимого и нерастворимого в ксилоле полимера при температуре окружающей среды.

Индекс полидисперсии (ИП) определяли измерением молекулярно-массового распределения в полимере. Для определения ИП полимера определяли коэффициент разделения при низком значении нижнего модуля, например 500 Па, при температуре 200°С с использованием модели реометра с параллельными пластинами, поставляемой Rheometrics (США), с частотой вращения, которая увеличивается от 0,01 радиан/сек до 100 радиан/сек. При известном значении коэффициента разделения ИП можно вычислить с использованием следующего уравнения:

ИП=54,6×(коэффициент разделения) ^-1,76,

где коэффициент разделения (КР) определяется как:

КР=(частота при G'=500 Па)/(частота при G''=500 Па),

где G' представляет модуль накопления, а G'' представляет нижний модуль.

Плотность измеряется ASTM D1505.

Температура плавления определяется ASTM D2117.

Гидростатическое давление (то есть давление водяного столба) определялось стандартным методом INDA IST 80.6.

Воздухопроницаемость определяется ASTM D737.

Результаты исследований

Как обсуждалось выше, представленные полимеры, полученные методом выдувной экструзии, проявляют превосходящие механические и физические свойства, что в свою очередь приводит к продуктам лучшего качества, таким как полимерные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, и нетканые материалы. В таблице 2 представлены шесть образцов полимеров, способных к экструзии с раздувом из расплава, которые исследовались. Примеры для сравнения 1-3 показывают три различных полимера, способных к выдувной экструзии из расплава, с использованием каталитических систем, отличных от каталитической системы настоящего предмета изобретения. В частности, примеры для сравнения 1-3, которые представляют собой соответственно полимеры HH661, HH662H и PRO17, распространяемые фирмой Basell, были получены с использованием ранее известных каталитических систем Циглера-Натта. Кроме того, примеры для сравнения 2 и 3 подвергались легкому химическому крекингу (то есть химической обработке пероксидом).

Примеры 1-3 показывают три полимера, способных к выдувной экструзии из расплава, с использованием каталитических систем настоящего предмета изобретения. В частности, примеры 1-3 были получены с использованием настоящих каталитических систем и не подвергались легкому химическому крекингу (то есть химической обработке пероксидом). Соответственно примеры 1-3 обладают одновременно большей скоростью течения расплава, большей температурой плавления и меньшим индексом полидисперсии, чем примеры для сравнения 1-3.

Таблица 2
	Пример для сравнения 1	Пример для сравнения 2	Пример для сравнения 3	Пример 1	Пример 2	Пример 3
Скорость течения расплава (СТР), дг/мин	440	440	440	500	1200	1800
Скорость течения расплава после легкого химического крекинга, дг/мин	440	1100	2000	н/о	н/о	н/о
Растворимость в гексане (%)	2,84	2,84	2,84	0,60	0,47	0,86
Растворимость в ксилоле (%)	3,4	3,4	3,4	1,03	1,09	1,34
Температура плавления (°С)				164,4	164,5	164,2
Плотность, г/см3	-	-	-	0,9099	0,9096	0,9107
Общее количество летучих веществ (промилле)	7053	7053	7053	н/o	690	1651
Мn	-	22000	-	-	33000	32000
Mw	-	121000	-	-	88000	81000
Mz	-	410000	-	-	156000	147000
Mw/Mn	-	5,5	-	-	2,65	2,53
Mz/Mw	-	3,4,	-	-	1,77	1,82
Индекс полидисперсии (ИП)	4,0	3,3	3,2	1,7	1,6	1,5
Tm	162	162	162	154	154	154
Tc	-	121,3	-	104	104	100

Пример III

Способ получения волокон методом выдувной экструзии из расплава и нетканого материала, получаемого из волокон, полученных методом выдувной экструзии из расплава

Производство волокон, получаемых методом выдувной экструзии из расплава, и материалов из расплава, получаемых методом выдувной экструзии, начинается с плавления и экструзии (или соэкструзии с использованием множественных экструдеров) полимера или полимеров, способных к экструзии с раздувом из расплава. Экструзия полимера может осуществляться при повышенных температурах с использованием как одинарного, так и двойного шнекового экструдера (вращающихся как в одном, так и в противоположных направлениях) с различным отношением длины червяка к диаметру цилиндра экструдера и различной конструкцией шнека с тем, чтобы оптимизировать гомогенность полимерного расплава. Непрерывное поступление расплава полимера в матрицу осуществляется посредством дозировочного насоса, который обеспечивает непрерывный доступ полимера на матрицу или фильеру при постоянном давлении и характеристиках течения.

С тем, чтобы соответствовать низкой вязкости полимера и, следовательно, возможности образования более тонких волокон, и лучшим барьерным свойствам, процесс выдувной экструзии из расплава можно осуществлять при очень высоких температурах, намного превышающих температуру плавления полимера или полимеров, подвергаемых экструзии. Более того, в процессе выдувной экструзии используется горячий сжатый воздух (то есть горячий технологический или проточный воздух), проходящий рядом (сталкивающийся или параллельный потоку полимера) с потоком полимера с тем, чтобы образовывать более тонкие волокна меньшего диаметра, обычно в интервале 1-10 мкм. Горячий технологический или проточный воздух может быть выше или той же температуры, что и температура полимера, или полимеров, повергаемых экструзии.

Для формования волокон, получаемых методом выдувной экструзии из расплава, из полимеров, способных к экструзии с раздувом из расплава, в процессе прядения может быть использован большой набор матриц или фильер для выдувной экструзии. Расплавленный полимер, способный к выдувной экструзии из расплава, может проходить через специально сконструированную насадку или отверстие в матрице, скважину или фильеру с очень большой скоростью. Большинство приборов, обычно используемых для получения волокон методом выдувной экструзии из расплава, попадают в одну из двух категорий, причем в обоих используется горячий и обычно сжатый воздух для процесса выдувной экструзии из расплава. В частности, могут использоваться матрицы с одним рядом отверстий, охлаждаемых воздухом. В этом случае матрица содержит один ряд небольших насадок или отверстий по наружной поверхности матрицы, скважин или фильер. Такой тип конструкции матрицы, скважины или фильеры подходит для производства всех типов нетканых материалов методом выдувной экструзии из расплава и может быть соединен с несколькими другими матрицами таким образом, что последовательно нетканый материал производится на нескольких приборах и образует нетканый материал или пленку с многослойной структурой. Эта многослойная структура может содержать другие полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, полимеры, экструдируемые без раздува из расплава (например, спанбонд), и/или по меньшей мере один слой пленки или слоистого пластика. Такой тип конструкции матрицы с охлаждением воздуха больше всего подходит для материалов с очень низкой, низкой или средней массой основы.

Кроме матриц с одним рядом отверстий и охлаждением воздухом можно использовать матрицы с несколькими рядами отверстий и охлаждением водой. В системе с охлаждением водой матрица содержит несколько, обычно от 5 до 12 рядов, небольших насадок по внешней поверхности матрицы, скважины или фильеры. Эта система характеризуется большей производительностью, более низкими температурными требованиями и меньшей степенью деградации полимера. Кроме того, она больше подходит для материалов с большей основной массой.

На выходе из матрицы, скважины или фильеры получившийся горячий экструдат охлаждается воздухом или водой, как описано выше, и принимает форму отдельных волокон или нитей. Они характеризуются исключительно малым диаметром и содержат относительно низкий уровень ориентации.

Поток волокон или нитей затем охлаждается и распределяется по движущемуся экрану или ремню. Нетканая сеть обладает значительным количеством остаточного тепла, таким, что присутствует тенденция к самосшиванию. Сочетание самосшивания и механического спутывания нитей создает целостный и структурно прочный материал, которому возможно не требуется термического сшивания каландером. Однако каландеры можно использовать, причем сеть пропускается между нагретыми выпуклыми роликами, что обычно для производства материалов фильерным способом.

Наконец, нетканая сеть наматывается на катушку.

Особое оборудование, которое можно использовать для нетканых материалов

Двухкомпонентные волокна, полученные методом выдувной экструзии из расплава, производятся на линии выдувной экструзии Reifenhäuser REICOFIL 500 мм. В двухкомпонентной линии задействованы одновременно два 50-мм экструдера. Линия может производить нетканые материалы из полимеров, способных к выдувной экструзии 10-300 г/см с полипропиленом, полиолефиновыми смесями и многими родственными полимерами. Максимальная производительность составляет примерно 50-70 кг/ч. Максимальная скорость линии составляет примерно 200 м/мин. Эффективная толщина материала, произведенного методом выдувной экструзии, составляет примерно 500 мм.

В двухкомпонентной линии выдувной экструзии REICOFIL задействованы два 50-мм (l/d=25) экструдера. Каждый из экструдеров способен независимо контролировать температуру матрицы. Каждый из них обладает собственным дозировочным насосом расплавленного полимера от 20 см³/об/производительность насоса.

Выдувная экструзия из расплава осуществляется сквозь 600-мм щелевую матрицу с 601 отверстием. Каждое отверстие имеет диаметр 0,4 мм. Два потока расплавленного полимера объединяются перед щелевой матрицей и проходят через пластину перекрывателя с сеткой фильтра. Горячий воздух подается на каждую сторону щелевой матрицы, таким образом равномерно растягивая расплавленный полимер перед охлаждением до твердой нити.

Нити собираются на движущемся ленточном конвейере или коллекторе. С помощью вертикально крепящегося каркаса оборудования можно варьировать расстояние от матрицы до коллектора. Материал собирается в виде снимаемых рулонов 500-мм мотальной машиной контролируемого напряжения.

Пример IV

Метод исследования эффективности фильтрации

Фильтрационная эффективность нетканого материала, состоящего из волокон, произведенных из полипропиленовых полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, сравнивалась с фильтрационной эффективностью нетканого материала, состоящего из волокон, полученных из ранее известных и коммерчески доступных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава. С тем, чтобы сравнить фильтрационные эффективности каждого нетканого материала, два вида нетканого материала производились обычными для промышленности методами из волокон, состоящих из полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, являющихся настоящим предметом изобретения, и нетканого материала, произведенного из волокон, содержащих коммерчески доступные полимеры, способные к выдувной экструзии из расплава, Valtec HH442H, распространяемый фирмой Basell. Затем сравнивали фильтрационную эффективность обоих нетканых материалов: оба материала подвергали коронному разряду путем прохождения материалов через ионизированный воздух. Затем измерялась фильтрационная эффективность с течением времени при комнатной температуре и при повышенных температурах с тем, чтобы ускорить ослабление заряда. Прибором, используемым для определения фильтрационной эффективности, был автоматический тестер фильтров CertiTest® модели 8127/8130 фирмы TSI.

Результаты исследования

Пример 3 представляет нетканый материал, полученный из волокон, состоящих из представленных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава с использованием представленной каталитической системы, в то время как пример для сравнения 5 представляет нетканый материал, полученный с использованием каталитической системы Циглера-Натта. Как показано в таблице 3А, нетканый материал, произведенный из волокон, состоящих из полимеров, являющихся предметом настоящего изобретения, характеризовался более высокой фильтрационной эффективностью и таким образом удерживал больший статический заряд, чем нетканый материал, полученный из волокон коммерчески доступных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава.

Таблица 3А Эффективность фильтрации в различное время после коронного разряда
	8 часов, комнатная температура	36 часов, комнатная температура	25 часов при 70°С	1 неделя при 45°С	1 неделя при комнатной температуре	1 месяц при 45°С	1 месяц при комнатной температуре
Пример 3	98	97	89	93	96	92	96
Пример для сравнения 5	96	95	83	87	93	85	91

Пример 4 представляет нетканый материал, полученный из волокон, состоящих из представленных полимеров, способных к экструзии с раздувом из расплава, с использованием металлоценовой каталитической системы, в то время как пример для сравнения 6 представляет другой нетканый материал, полученный с использованием каталитической системы Циглера-Натта. Как показано в таблице 3B, нетканый материал, произведенный из волокон, состоящих из полимеров, являющихся предметом настоящего изобретения, характеризовался более высокой фильтрационной эффективностью, и таким образом удерживал больший статический заряд, чем нетканый материал, полученный из волокон коммерчески доступных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава.

Таблица 3В Эффективность фильтрации в различное время после коронного разряда (%)
	8 часов, комнатная температура	24 часа при 70°С	30 часов при 130°С	45 дней при 45°С	45 дней при комнатной температуре
Пример 4	94	90	68	94	95
Пример для сравнения 6	98	88	77	94	95

Пример V

Барьерные свойства нетканых материалов

Барьерные свойства нетканых материалов являются важным фактором, часто самым важным из всех факторов, при определении характеристик и ценности упомянутых нетканых материалов. Барьерные свойства и характеристики материалов обычно измеряются двумя тестовыми методами: а) гидростатическое (давление водяного столба) давление (INDA стандартный метод IST 80.6) измеряет сопротивление нетканого материала по отношению проникания воды при статическом давлении. Более высокое значение гидростатического давления подразумевает более тонкую нетканую структуру (более тонкие волокна) с меньшим количеством дефектов и меньшими порами; и б) воздухопроницаемость (ASTM D737) измеряет скорость тока воздуха сквозь материал при дифференциальном давлении между двумя поверхностями материала. Более низкое значение воздухопроницаемости определяет более низкое количество воздуха, проникающего сквозь материал, и, следовательно, более высокие барьерные свойства.

Результаты исследования

Примеры 2 и 3 (скорость течения расплава полипропиленового полимера 1200 и скорость течения расплава полипропиленового полимера 1800 соответственно) представляют нетканые материалы, полученные из волокон, состоящих из представленных полимеров, способных к выдувной экструзии, полученных с использованием представленной металлоценовой системы, в то время как пример для сравнения 2 (скорость течения расплава полипропиленового полимера 1100) представляет нетканый материал, полученный из волокон коммерчески доступных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава и полученных с использованием каталитических систем Циглера-Натта. Как показано на фиг.1 и 2 (для двух различных производительностей 0,6 и 0,8 грамм/отверстие/минута), нетканый материал, произведенный из волокон, состоящих из полимеров, являющихся предметом настоящего изобретения, характеризовался бóльшим гидростатическим давлением (бóльшим давлением водяного столба), чем нетканый материал, произведенный из волокон коммерчески доступных полимеров, полученных методом выдувной экструзии.

Аналогично, примеры 2 и 3 (скорость течения расплава полипропиленового полимера, полученного с использованием металлоценового катализа, 1200 и скорость течения расплава полипропиленового полимера, полученного с использованием металлоценового катализа, 1800) представляют нетканые материалы, полученные из волокон, состоящих из представленных полимеров, полученных с использованием представленной металлоценовой системы, в то время как пример для сравнения 2 (скорость течения расплава полипропиленового полимера, полученного с использованием катализатора Циглера-Натта, 1100) представляет нетканый материал, полученный из волокон коммерчески доступных полимеров, полученных с использованием каталитических систем Циглера-Натта. Как показано на фиг.3 и 4 (для двух различных производительностей 0,6 и 0,8 грамм/отверстие/минута), нетканый материал, произведенный из волокон, состоящих из полимеров, являющихся предметом настоящего изобретения, характеризовался более низкой воздухопроницаемостью, чем нетканый материал, произведенный из волокон коммерчески доступных полимеров.

Пример VI

Производительность процесса и энергия консервации

Пример 2 (скорость течения расплава полипропиленового полимера, полученного с использованием металлоценового катализа, 1200) представляет нетканый материал, произведенный из волокон, состоящих из представленных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава, полученных с использованием представленной металлоценовой системы, в то время как пример для сравнения 2 (скорость течения расплава полипропиленового полимера, полученного с использованием катализатора Циглера-Натта, 1100) представляет нетканый материал, произведенный из волокон коммерчески доступных полимеров, способных к выдувной экструзии из расплава и полученных с использованием каталитических систем Циглера-Натта. Как показано на фиг.5, нетканый материал, произведенный из волокон, состоящих из полимеров, являющихся предметом настоящего изобретения, при формовании при более низких температурах и более низком объеме технологического воздуха характеризовались лучшими барьерными свойствами при производстве на двух экструдерах (как показано в примере III) по сравнению с нетканым материалом, произведенным из волокон коммерчески доступных полимеров.

При подобном описании настоящего предмета изобретения очевидно, что он может изменяться и модифицироваться большим числом способов. Такие изменения и модификации не следует рассматривать как отклонения от сути и области применения настоящего предмета изобретения, и все подобные модификации и изменения будут включены в рамки следующей формулы изобретения.