專利名稱：茂金屬聚丙烯薄膜的高韌度和韌性的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及聚合物領(lǐng)域，更具體地，涉及包含茂金屬催化的聚丙烯的薄膜產(chǎn)品領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
聚丙烯通常是在包括環(huán)管反應(yīng)器的連續(xù)聚合反應(yīng)器中制備的。將單體物流通入環(huán)管反應(yīng)器，然后與合適的催化劑一起循環(huán)，制備聚丙烯。齊格勒-納塔催化劑一直是通過聚合制備聚丙烯的常規(guī)催化劑。聚合反應(yīng)后，聚丙烯通常以粉末或顆粒形式從反應(yīng)器排出。顆粒聚合物再進(jìn)行適當(dāng)?shù)募兓图庸げ襟E。這些步驟后，聚合物可以通過擠出機(jī)和模頭裝置以熔融態(tài)擠出，將聚合物轉(zhuǎn)變?yōu)楸∧せ蚱渌a(chǎn)品。這種薄膜產(chǎn)品可用于制備最終用途的產(chǎn)品如切膜條、織造織物等。
制備這類最終用途產(chǎn)品例如織造織物的常規(guī)方法包括使薄膜產(chǎn)品處于高應(yīng)力操作，使最終用途產(chǎn)品降低了韌度和韌性。因此，需要具有高韌度和韌性的薄膜產(chǎn)品。還需要的是膜產(chǎn)品在經(jīng)過高應(yīng)力操作轉(zhuǎn)化為所需最終用途產(chǎn)品后能基本保持其韌度和韌性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的一個實(shí)施方式是薄膜產(chǎn)品，該薄膜產(chǎn)品包括茂金屬催化的聚丙烯，且其韌度至少約為2.5g/den，其中，該薄膜產(chǎn)品能夠以約5.0∶1至10.0∶1的拉伸比進(jìn)行拉伸。這種薄膜產(chǎn)品的韌度還可以約為5.0g/den，并能加工成切膜條和織造產(chǎn)品中的至少一種。薄膜產(chǎn)品和/或切膜條能夠織造成織造產(chǎn)品。茂金屬催化的聚丙烯可以是茂金屬催化的全同立構(gòu)聚丙烯。
本發(fā)明的另一個實(shí)施方式是采用包括以下步驟方法的薄膜產(chǎn)品在茂金屬催化劑體系存在下使單體聚合，制備茂金屬催化的聚丙烯，其中，茂金屬催化劑體系包含茂金屬催化劑；將茂金屬催化的聚丙烯加工成薄膜產(chǎn)品；以約5.0∶1至10.0∶1的拉伸比對該薄膜產(chǎn)品進(jìn)行拉伸，薄膜產(chǎn)品的韌度至少約為2.5g/den。單體可以含有(bed)丙烯，茂金屬催化劑體系可包括助催化劑，如有機(jī)鋁化合物。茂金屬催化劑體系可包含均相催化劑體系和負(fù)載型催化劑體系中的至少一種。單體可以在環(huán)管反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行聚合反應(yīng)。該方法還包括將茂金屬催化的聚丙烯擠出，并牽拉該茂金屬催化的聚丙烯通過模頭。該方法還包括將薄膜產(chǎn)品加工成切膜條產(chǎn)品，例如通過縱切薄膜產(chǎn)品和/或?qū)⑶心l產(chǎn)品織造成織物和/或?qū)⒈∧ぎa(chǎn)品織造成織物。薄膜產(chǎn)品可以是茂金屬催化的全同立構(gòu)聚丙烯，如全同立構(gòu)規(guī)整度小于約99.0％。
本發(fā)明另一個實(shí)施方式是制備韌度至少約2.5g/den的茂金屬催化的聚丙烯薄膜產(chǎn)品的方法，該方法包括以下步驟將茂金屬催化的聚丙烯擠出，將茂金屬催化的聚丙烯成形為基本平的產(chǎn)品，對該基本平的產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，將該基本平的產(chǎn)品拉伸成茂金屬催化的聚丙烯薄膜產(chǎn)品。成形步驟可包括使用模頭來形成基本平的產(chǎn)品。冷卻步驟可包括用冷卻設(shè)備對基本平的產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，冷卻設(shè)備選自以下(i)至少一個冷卻輥；(ii)至少一個驟冷浴。至少一個冷卻輥可將基本平的產(chǎn)品冷卻到約30-60℃。拉伸步驟還可包括(i)加熱基本平的產(chǎn)品；(ii)對基本平的產(chǎn)品進(jìn)行拉伸；(iii)使基本平的產(chǎn)品退火。加熱步驟還包括將基本平的產(chǎn)品加熱到130-180℃。拉伸步驟還包括以約5.0∶1至10.0∶1的拉伸比對基本平的產(chǎn)品進(jìn)行拉伸。退火步驟還包括加熱基本平的產(chǎn)品至130-170℃。所述方法還包括將薄膜產(chǎn)品加工成切膜條產(chǎn)品，將切膜條產(chǎn)品織造成織造產(chǎn)品，和將薄膜產(chǎn)品織造成織造產(chǎn)品。
本發(fā)明另一個實(shí)施方式是由韌度至少約為2.5g/den的切膜條產(chǎn)品織造織造產(chǎn)品的方法，所述切膜條包含經(jīng)加工的茂金屬催化的聚丙烯薄膜產(chǎn)品，所述方法包括以下步驟將切膜條供給織機(jī)，將切膜條成形為能儲存在織軸中；將切膜條織造成織造產(chǎn)品，該織造產(chǎn)品的韌度約為切膜條韌度的10.0％之內(nèi)。該方法包括將許多緯紗(fill yarn)織造到所述織造產(chǎn)品?？椩飚a(chǎn)品的韌度約為茂金屬催化的聚丙烯薄膜產(chǎn)品的10.0％之內(nèi)。
前面相當(dāng)概括地說明本發(fā)明的特征和技術(shù)優(yōu)點(diǎn)，以更好理解下面對本發(fā)明的詳細(xì)說明。下面描述構(gòu)成本發(fā)明權(quán)利要求書主題的另外的特征和優(yōu)點(diǎn)。本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)理解所揭示的概念和具體實(shí)施方式
能方便用作為實(shí)施本發(fā)明同樣目的進(jìn)行修改或設(shè)計其它結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。本領(lǐng)域技術(shù)人員還應(yīng)理解，這些等價結(jié)構(gòu)不偏離權(quán)利要求書所述的精神和范圍。


為了更詳細(xì)描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，參照附圖進(jìn)行說明，附圖中圖1所示是制備聚丙烯樹脂和薄膜產(chǎn)品的過程；圖2所示是制備薄膜產(chǎn)品和切膜條的過程；圖3所示是制備薄膜產(chǎn)品和切膜條的過程；圖4所示是制備織造產(chǎn)品的過程。
具體實(shí)施例方式
I.聚丙烯聚合和薄膜產(chǎn)品圖1所示是聚丙烯樹脂和薄膜產(chǎn)品的制備過程。聚丙烯樹脂是通過在使用茂金屬催化劑的反應(yīng)器系統(tǒng)5內(nèi)聚合制備的。然后，聚丙烯樹脂在薄膜加工裝置10中加工，制備薄膜產(chǎn)品。由這種反應(yīng)器系統(tǒng)5的聚丙烯制成的薄膜產(chǎn)品具有高韌度和韌性。例如，當(dāng)在如圖3所示的過程縱切后，薄膜產(chǎn)品的韌度約為5.0g/den(ASTM D-3218)?；蛘撸g度至少約為2.5g/den。該薄膜產(chǎn)品可以以約9.25∶1的拉伸比進(jìn)行拉伸?；蛘撸∧ぎa(chǎn)品的拉伸比約為5.0∶1至10.0∶1。該薄膜產(chǎn)品可以以約250-1000英尺/分鐘的拉伸速度進(jìn)行拉伸。此外，如圖3所示縱切后，測定的薄膜產(chǎn)品伸長約為10-50％(ASTM D-882)。而且，該薄膜產(chǎn)品可包含約10-50g/den時測定的約5％正割模量(ASTM D-882)。對討論的這種典型縱切膜產(chǎn)品的纖度(denier)可以是約500-2000克/9000米。該薄膜產(chǎn)品在進(jìn)行應(yīng)力下的最終用途加工如下面所述的織造加工后能基本保持其韌度和韌性性能。例如，由這種薄膜產(chǎn)品制成的典型織造產(chǎn)品的韌度約為4.8g/den?；蛘?，典型的織造產(chǎn)品的韌度約為薄膜產(chǎn)品韌度的10.0％之內(nèi)。或者，典型的織造產(chǎn)品的韌度約為薄膜產(chǎn)品韌度的4.0％之內(nèi)。
如圖1所示，反應(yīng)器系統(tǒng)5包括環(huán)管反應(yīng)器15，丙烯供應(yīng)管道20和具有催化劑體系進(jìn)料管道25的預(yù)聚系統(tǒng)22。環(huán)管反應(yīng)器15中有葉輪30。葉輪30可旋轉(zhuǎn)并設(shè)置成能將聚合反應(yīng)物連續(xù)循環(huán)通過環(huán)管反應(yīng)器15。環(huán)管反應(yīng)器15構(gòu)造成在受控溫度和壓力條件下進(jìn)行操作。丙烯供應(yīng)管道20與環(huán)管反應(yīng)器15相連。此外，丙烯供應(yīng)管道20設(shè)置成將丙烯供給環(huán)管反應(yīng)器15。催化劑體系進(jìn)料管道25與環(huán)管反應(yīng)器15相連。催化劑體系進(jìn)料管道25構(gòu)造成能將茂金屬催化劑體系供給環(huán)管反應(yīng)器15。
下面說明如圖1所示的反應(yīng)器系統(tǒng)5的示例應(yīng)用。催化劑進(jìn)料管道25將茂金屬催化劑體系供給環(huán)管反應(yīng)器15。在預(yù)聚系統(tǒng)22中，載體溶劑供應(yīng)管道40可以將載體溶劑供給催化劑混合管道35。載體溶劑為本領(lǐng)域熟知，合適的載體溶劑的例子包括己烷、庚烷、丙烷、丙烯等。助催化劑供給管道45將助催化劑供給催化劑混合管道35。電子供體管道50還可以將電子供體供給催化劑混合管道35。電子供體為本領(lǐng)域熟知，包括胺類、酰胺類、醚類、酮類、腈類、膦類、、胂、磷酰胺、硫醚、硫酯、醛類、醇鹽、有機(jī)酸鹽等。茂金屬催化劑進(jìn)料管道55則將茂金屬催化劑供給催化劑混合管道35，形成茂金屬催化劑體系。茂金屬催化劑可包括負(fù)載型催化劑?；蛘撸饘俅呋瘎┌辽僖环N均相催化劑和負(fù)載型催化劑與均相催化劑的混合物?；旌掀?0可用來混合茂金屬催化劑體系。本領(lǐng)域已知的可得到的混合器的例子包括任何適用于管線內(nèi)混合催化劑體系的混合器。預(yù)聚管道65使茂金屬催化劑體系與丙烯接觸。丙烯在環(huán)管反應(yīng)器62以短暫停留時間進(jìn)行預(yù)聚合反應(yīng)。之后，茂金屬催化劑體系(下面詳細(xì)說明)通入催化劑體系進(jìn)料管道25。催化劑體系進(jìn)料管道25將茂金屬催化劑體系通入環(huán)管反應(yīng)器15。丙烯供應(yīng)管道20將丙烯通入環(huán)管反應(yīng)器15。茂金屬催化劑體系和丙烯混合物可包含聚合反應(yīng)物。葉輪30可循環(huán)聚合反應(yīng)物。聚丙烯產(chǎn)品可包含茂金屬催化的全同立構(gòu)聚丙烯(“m-iPP”)。環(huán)管反應(yīng)器5的m-iPP產(chǎn)品從環(huán)管反應(yīng)器5排出并通入薄膜加工裝置10，將m-iPP加工成薄膜產(chǎn)品?；蛘?，從環(huán)管反應(yīng)器排出的m-iPP產(chǎn)品可與任選的添加劑混合，擠出成顆粒或粒料，銷售給薄膜生產(chǎn)廠商，由他們將這些粒料供給薄膜加工裝置。
另一個實(shí)施方式中，m-iPP與添加劑一起處理?？梢栽诰酆戏磻?yīng)期間將添加劑加入反應(yīng)器系統(tǒng)5。或者，在聚合反應(yīng)后將添加劑加到m-iPP中。添加劑含量約小于m-iPP的4.0重量％。添加劑對聚合物的用途為本領(lǐng)域熟知。合適的添加劑可包括但不限于抗氧化劑、加工穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、除酸劑、潤滑劑、加工助劑、防粘連劑、滑爽劑、消霧添加劑、抗靜電添加劑、阻燃劑、成核劑、填料、顏料和殺菌劑。
II.茂金屬催化劑加載和負(fù)載用于形成全同立構(gòu)聚丙烯的催化劑體系包括美國專利4794096(Ewen)揭示的外消旋雙茚基化合物。雙茚基配體結(jié)構(gòu)可以被取代或未取代，如下面所述?？墒褂玫碾p茚基型催化劑包括二氯化外消旋二甲基甲硅烷二基二(2-甲基-4-苯基-1-茚基)鋯和二氯化外消旋-二甲基甲硅烷二基二(2-甲基-1-茚基)鋯。
對實(shí)施本發(fā)明有用的其它全同特性(isospecific)茂金屬可基于環(huán)戊二烯基芴基配體結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可被取代，使之無左右對稱性。在美國專利5416228(Ewen等)中披露這種特征的催化劑。該專利中，配體結(jié)構(gòu)構(gòu)造成橋連配體的一個環(huán)戊二烯基在環(huán)戊二烯基環(huán)的一個遠(yuǎn)端位置并且是唯一遠(yuǎn)端位置上具有體積龐大的基團(tuán)。這類茂金屬的典型是二氯化異亞丙稀基(3-叔丁基環(huán)戊二烯基芴基)鋯可用于本發(fā)明的其它全同特性茂金屬基于環(huán)戊二烯基芴基配體結(jié)構(gòu)，在美國專利6559089(Razavi等)中披露這種結(jié)構(gòu)。這種配體結(jié)構(gòu)的特征是橋連環(huán)戊二烯基和芴基，其中環(huán)戊二烯基在最近端和最遠(yuǎn)端都被取代。遠(yuǎn)端取代基要求是大體積基團(tuán)，如叔丁基，近端的取代基要求是較小體積基團(tuán)如甲基，可以與遠(yuǎn)端取代基相鄰或不相鄰。芴基可以不被取代或被最多八個取代基取代，但希望在遠(yuǎn)離橋頭碳原子的位置上未被取代。在美國專利6559089中具體揭示的是二氯化異亞丙烯基(3-叔丁基，5-甲基環(huán)戊二烯基芴基)鋯和二氯化異亞丙烯基(3-叔丁基，2-甲基環(huán)戊二烯基芴基)鋯。
另一種基于雙芴基配體結(jié)構(gòu)的全同特性茂金屬披露于美國專利5945365(Reddy)。該專利中，配體結(jié)構(gòu)的特征是兩個橋連的芴基，每個芴基的遠(yuǎn)端有1或2個取代基，相對于延伸通過該橋基的左右對稱面，取代基中一個的位置與另一個橫向有距離。需要的配體結(jié)構(gòu)是橋連雙芴基配體，在4，4’位被甲基、甲氧基、異丙基或叔丁基取代。對全同特性茂金屬的進(jìn)一步說明可參見前述美國專利4794096、5416228、5945365和6559089，這些專利的全部內(nèi)容被參考結(jié)合于本文。
在美國專利4794096和4795403(Ewen)中揭示了制備全同立構(gòu)聚丙烯的催化劑。這些專利揭示聚合烯烴形成全同立構(gòu)聚合物的立體剛性(stereorigid)茂金屬催化劑，這種催化劑尤其對高全同立構(gòu)聚丙烯的聚合有用。例如在前述美國專利4794096中揭示的，茂金屬配體的立體剛性是由在環(huán)戊二烯基之間延伸的結(jié)構(gòu)橋提供的。此專利具體揭示了由下面通式表示的有規(guī)立構(gòu)鉿茂金屬R”(C5(R’)4)2HfQp (5)通式(5)中，(C5(R’)4)是環(huán)戊二烯基或取代的環(huán)戊二烯基，R’獨(dú)立地是氫、有1-20個碳原子的烴基，R”是在延伸在環(huán)戊二烯環(huán)之間的結(jié)構(gòu)橋。Q是鹵素或烴基，如烷基、芳基、烯基、烷芳基或芳烷基，有1-20個碳原子，且p是2。
III.M-IPP環(huán)管反應(yīng)器5的茂金屬聚丙烯產(chǎn)品可包含通常全同立構(gòu)規(guī)整性(m-iPP)?；蛘撸郾┊a(chǎn)品可包含通常間同立構(gòu)規(guī)整性(m-sPP)。聚丙烯產(chǎn)品的全同立構(gòu)規(guī)整度可按照聚丙烯產(chǎn)品量的內(nèi)消旋(meso)構(gòu)型的百分含量來測定。例如，m-iPP的全同立構(gòu)規(guī)整度可以小于m-iPP的約99.0重量％?；蛘撸琺-iPP具有小于m-iPP的約95.0重量％的全同立構(gòu)規(guī)整度。或者，包含小于m-iPP的約90.0重量％的全同立構(gòu)規(guī)整度的m-iPP。m-iPP還包含具有1，2和2，1插入的區(qū)域規(guī)整度(regioregulation)，它們以插入誤差表示。按照相對于1，2插入發(fā)生2，1插入的百分?jǐn)?shù)測定插入誤差。例如，m-iPP的插入誤差大于m-iPP的約5.0重量％?；蛘撸琺-iPP的插入誤差大于m-iPP的約2.0重量％?；蛘?，包含其插入誤差小于m-iPP的約0.5重量％的m-iPP。m-iPP的其它性質(zhì)包括熔融溫度約為125-165℃。此外，m-iPP是熔體流動速率(“MFR”)約為2.0-10.0dg/min，按照ASTMD1238“L”測定。另一些性質(zhì)包括m-iPP的分子量分布(“MWD”)約為2.0-7.0。
VII.薄膜產(chǎn)品和切膜條的制備將聚丙烯加工成能縱切成條的薄膜產(chǎn)品為本領(lǐng)域皆知。在圖2所示的實(shí)施方式中，使用“Bouligny切膜條”生產(chǎn)線來制造切膜條。薄膜加工裝置10包括料斗70、擠出機(jī)75、縫模80、驟冷浴160、一把或多把縱切機(jī)刀片165以及側(cè)向拉伸部分90。
下面說明圖2所示實(shí)施方式的示例應(yīng)用。將聚丙烯供給料斗70并儲存在其中。聚丙烯從該料斗導(dǎo)入擠出機(jī)75，在擠出機(jī)中，供給聚丙烯足夠熱量使之熔融。擠出機(jī)75中的溫度分布約為196℃/207℃/218℃/229℃/242℃/252℃?；蛘?，擠出機(jī)75可以在高于或低于這樣溫度分布的溫度范圍下操作，取決于變化的條件如聚丙烯量、聚丙烯組成、所需產(chǎn)品的性能等。聚丙烯從擠出機(jī)75被導(dǎo)入縫模80，該縫模將聚丙烯成形為平膜。然后將該平膜送入驟冷浴160，在該驟冷浴中平膜被冷卻至約37℃。薄膜加工裝置10還包括至少一把縱切機(jī)刀片165，這些刀片將薄膜縱切成切膜條。在驟冷浴160之后的薄膜加工裝置10中可放置至少一把縱切機(jī)刀片165和所需的多把縱切刀片。但是，至少一把縱切刀片可放置在薄膜加工裝置10中適合制備切膜條的任何其它位置。輥168以約100英尺/分鐘的速度接受來自至少一把縱切刀片165或驟冷浴160的冷卻切膜條。多個輥170也以約100英尺/分鐘將冷卻的切膜條導(dǎo)入側(cè)向拉伸部分90。多個輥170向冷卻的切膜條施加拉伸力。
在圖2的側(cè)向拉伸部分90中，預(yù)熱部分135在約190℃的烘箱內(nèi)加熱切膜條。切膜條從預(yù)熱部分出來送至拉伸部分140。以約9.25∶1的拉伸比對切膜條拉伸。以約8.0∶1至10.0∶1的拉伸比對切膜條進(jìn)行拉伸?；蛘撸约s5.0∶1至12.0∶1的拉伸比對切膜條進(jìn)行拉伸。切膜條然后被送入退火部分145，在退火部分，切膜條可加熱到165℃溫度?；蛘撸心l被加熱到約130-170℃的溫度。切膜條從側(cè)向拉伸部分90拉出為切膜條產(chǎn)品，然后由多個輥170送入多個集線軸(未示出)進(jìn)行儲存。集線軸可包括用來儲存切膜條產(chǎn)品的任何合適設(shè)備。切膜條可包括基本類似于薄膜產(chǎn)品的性能。例如，切膜條的韌度約為5.0g/den?；蛘撸g度至少約為2.5g/den。
圖3所示的另一個實(shí)施方式中，使用雙軸向取向的薄膜加工裝置10來制造能縱切為條的薄膜。該薄膜加工裝置10例如是“Tenter Frame”取向加工，能制備雙軸向取向的聚丙烯薄膜產(chǎn)品。該薄膜加工裝置10可包括擠出機(jī)75、縫模80、橫向拉伸部分85和側(cè)向拉伸部分90。
下面說明圖3所示實(shí)施方式的示例應(yīng)用。聚合物離開反應(yīng)器后通常進(jìn)行純化、干燥、加添加劑和造粒。還可以將粒料與本領(lǐng)域常用的著色劑、加工助劑、填料等摻混。然后，將聚丙烯從料斗70供給擠出機(jī)75。擠出機(jī)75可以是能在Tenter Frame法的操作條件下充分?jǐn)D出聚丙烯的任何合適的擠出機(jī)。擠出機(jī)75可包括足以提供聚合物約200-260℃熔融溫度的溫度分布?；蛘撸瑪D出機(jī)75可依據(jù)不同條件如聚丙烯量、聚丙烯組成等在高于或低于這種溫度分布的溫度分布下進(jìn)行操作。然后，將熔融的聚丙烯送入縫模80，在縫模中聚丙烯成形為平膜95。然后，將平膜95施加在冷卻輥100上，將該平膜95冷卻至約30-60℃。來自冷卻輥100的冷卻后平膜95被導(dǎo)入拉伸部分85，該部分中至少一個空轉(zhuǎn)輥105可將冷卻的平膜95送到至少一個預(yù)熱輥110?？辙D(zhuǎn)輥105和至少一個預(yù)熱輥110可以拉伸冷卻的平膜95。至少一個預(yù)熱輥110向平膜95施加熱量，將該平膜95的溫度升高約60℃到約100℃。來自至少一個預(yù)熱輥110的加熱后平膜95可送入慢輥115。該慢輥115以約10-40英尺/分鐘的速度運(yùn)轉(zhuǎn)。平膜95從慢輥115施加到快輥120上，而快輥120以約150英尺/分鐘的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，使快輥120的圓周上的表面速度約為慢輥115的5-10倍。慢輥115和快輥120進(jìn)一步拉伸該平膜95。然后，將平膜95室溫下導(dǎo)入取向輥125。從取向輥125，至少一個空轉(zhuǎn)輥130將平膜95送入側(cè)向拉伸部分90。
在圖3的側(cè)向拉伸部分90，通過施加力在基本橫向上拉伸平膜95使之取向。側(cè)向拉伸部分90包括至少一個串聯(lián)加熱輥(未示出)、預(yù)熱部分135、牽拉部分140和退火部分145。至少一個串聯(lián)加熱輥可將平膜95送入該預(yù)熱部分135，在預(yù)熱部分，平膜95被加熱到約130-180℃的溫度。從預(yù)熱部分135平膜95被送入拉伸部分140。所述拉伸部分140可包括至少一個用來固定該平膜95的對邊的固定裝置，從而向平膜95的對邊施加側(cè)向力。該固定裝置可包括拉幅機(jī)夾具或任何其它合適的固定設(shè)備。平膜95可以約8.0∶1至12.0∶1的側(cè)向拉伸比進(jìn)行拉伸，該拉伸比是相對于平膜95原來的寬度的測定值?；蛘撸瑐?cè)向拉伸比約為5.0∶1至10.0∶1。然后，平膜95被送入退火部分145，在該退火部分，平膜95被加熱到約130-170℃溫度。該退火部分145包括烘箱或其它適合加熱平膜95的任何設(shè)備。平膜95在該退火部分145中加熱約1-10秒時間，然后，從側(cè)向拉伸部分90拉出平膜95為薄膜產(chǎn)品，并將該產(chǎn)品送到冷卻輥150。冷卻輥150的結(jié)構(gòu)能將薄膜產(chǎn)品的溫度降低到低于約50℃。然后，由卷取軸155將薄膜產(chǎn)品送入集線軸(未示出)進(jìn)行儲存。薄膜加工裝置10還可包括至少一把縱切機(jī)刀片(未示出)，該刀片能將薄膜產(chǎn)品縱切成如前面所述的切膜條?？v切機(jī)刀片可包括任何適合將薄膜產(chǎn)品縱切成切膜條的縱切設(shè)備。至少一把縱切機(jī)刀片可放置在側(cè)向拉伸部分90之后的薄膜加工裝置10中。但是，至少一把縱切機(jī)刀片可放置在薄膜加工裝置10中適合制備切膜條的任何其它位置?？芍瞥扇我夂线m寬度的切膜條。前面是對制造薄膜產(chǎn)品的示例應(yīng)用的說明，但本發(fā)明不限于這些說明。例如，薄膜加工裝置10不限于揭示的設(shè)備和步驟，而可以包括以變化次序和不同操作條件下的設(shè)備和步驟。而且，薄膜加工裝置10可包括為制造薄膜產(chǎn)品領(lǐng)域技術(shù)人員公知的任何其它設(shè)備。此外，薄膜加工裝置10能以少于揭示的制備薄膜產(chǎn)品的所有設(shè)備和步驟進(jìn)行操作。
VIII.織造織物的制備圖4所示是由切膜條制造織造織物的織造過程175的概括。該織造過程175包括至少一個織軸180。此外，織造過程175可包括至少一個織機(jī)185?？椵S180將許多經(jīng)紗(未示出)和至少一個梭子(未示出)供給織機(jī)185。這種織造過程為本領(lǐng)域皆知，并包括任何能制造織造織物的合適織軸和織機(jī)。
下面說明圖4所示的織造過程的示例實(shí)施方式。如圖4所示，可將切膜條送入織軸180，儲存在該織軸上。該織軸180設(shè)置成能將約100-3000根切膜條經(jīng)紗供給織機(jī)185?；蛘?，織軸180可依據(jù)織軸180的寬度、切膜條寬度、織造產(chǎn)品所要求的緊密度(closeness)以及類似因素，供給一定量的切膜條?？梢苑胖迷S多基本在機(jī)器橫向運(yùn)行的緯紗。許多緯紗可放置在織機(jī)185外面的紗筒(未示出)中?；蛘?，許多緯紗放置在織機(jī)185內(nèi)的紗筒中。該紗筒可包括任何合適的應(yīng)用品或容器，用來在織造過程175中儲存許多緯紗。用一個梭子(未示出)將許多緯紗從紗筒中送入織機(jī)185。梭子為本領(lǐng)域皆知，可包括任何適合輸送緯紗的器件。放置的梭子能使大量緯紗基本上橫向穿過織機(jī)185。然后切斷這些緯紗，梭子然后基本橫穿織機(jī)185返回，重復(fù)該過程。將許多緯紗與切膜條一起織造，制造所需的織造產(chǎn)品。該織造織物可包含單絲、織帶、結(jié)網(wǎng)等。
IX.實(shí)施例由下面的實(shí)施例進(jìn)一步說明本發(fā)明的各種說明性實(shí)施方式。
實(shí)施例1本實(shí)施例中，制備m-iPP和zn-iPP聚合物并比較這些聚合物的立構(gòu)規(guī)整度和區(qū)域規(guī)整度。表1列出在齊格勒-納塔催化的聚丙烯(zn-iPP)上的m-iPP的立構(gòu)規(guī)整度和區(qū)域規(guī)整度。在本實(shí)施例中，采用核磁共振(“NMR”)，測定按照全同立構(gòu)規(guī)整度的立構(gòu)規(guī)整度和按照m-iPP和zn-iPP的插入誤差的區(qū)域規(guī)整度。表1列出的是這些測定值的所得平均全同立構(gòu)規(guī)整度和插入誤差。如表1所示，m-iPP測定值表明全同立構(gòu)規(guī)整度比zn-iPP測定值低15％。結(jié)果，這種高含量的鏈缺陷產(chǎn)生的m-iPP薄膜產(chǎn)品制備的織造產(chǎn)品的韌度大于由zn-iPP薄膜產(chǎn)品制備的織造產(chǎn)品。
表1

實(shí)施例2在本實(shí)施例中，制備m-iPP和zn-iPP聚合物，然后由這些聚合物制成的薄膜產(chǎn)品制備切膜條。為制備m-iPP和zn-iPP聚合物，采用本領(lǐng)域常規(guī)方法聚合丙烯單體。此外，在造粒之前，在m-iPP和zn-iPP中都加入類似的添加劑混合劑。
表2列出在本實(shí)施例中的聚合物的典型MFR和MWD值。如表2所示，m-iPP聚合物的MFR和MWD平均值小于zn-iPP聚合物。
表2

表3列出由m-iPP和zn-iPP聚合物制成的薄膜產(chǎn)品制備的各切膜條的平均性能。聚合物在各自操作條件下在其可拉性限度下進(jìn)行加工，即它們以可接受的拉伸斷裂的類似水平進(jìn)行加工。對m-iPP和zn-iPP采用的拉伸比各自都接近最大值。這些平均性能是采用前面所述方法對每一種性能取5-10個測定值得到的。
表3

如表3所示，m-iPP和zn-iPP切膜條具有類似的纖度。但是，m-iPP切膜條顯示比zn-iPP切膜條更高模量和更低條伸長。m-iPP條在一定拉伸比下的最大韌度大于zn-iPP條。m-iPP切膜條在織造前的條韌度比zn-iPP切膜條高約16％。此外，m-iPP切膜條織造后的條韌度(對測定，除去未織造的條)下降約4％，而zn-iPP切膜條在織造后的條韌度下降約42％。由表2和3的結(jié)果表明，在織造之前和之后，m-iPP切膜條的韌度都大于zn-iPP切膜條。此外，m-iPP切膜條對織造時應(yīng)力的承受能力優(yōu)于zn-iPP切膜條。因此，為制備具有基本類似的韌性和韌度性能的織造產(chǎn)品，m-iPP織造產(chǎn)品包含的聚合物少于zn-iPP制造的織造產(chǎn)品。
實(shí)施例3-14
實(shí)施例3-8說明在不同拉伸比下制備的m-iPP切膜條，實(shí)施例9-14說明在不同拉伸比下制備的zn-iPP切膜條。用來制備m-iPP切膜條的m-iPP聚合物的MFR為4.0g/10min。用來制備zn-iPP切膜條的zn-iPP聚合物的MFR為3.8g/10min。
在常規(guī)Bouligny Tape生產(chǎn)線上，由m-iPP和zn-iPP聚合物制備切膜條，該生產(chǎn)線上的擠出機(jī)的溫度設(shè)定在約200-210-220-230-240-250℃。此外，Bouligny Tape生產(chǎn)線包括一個在約27℃操作的驟冷槽。從該驟冷槽引出的速度約為100英尺/分鐘。薄膜(或條)在設(shè)定約為200℃的烘箱內(nèi)加熱。在拉伸部分，薄膜產(chǎn)品以約5.0∶1至8.0∶1的拉伸比進(jìn)行拉伸。經(jīng)拉伸的薄膜產(chǎn)品在退火部分進(jìn)行退火，該部分設(shè)定的溫度約為160℃。實(shí)施例3-14中說明的切膜條的纖度約為1000g/9000m。測定以不同拉伸比制備的切膜條的各種性能，結(jié)果列于表4，其中，實(shí)施例3-8是m-iPP，實(shí)施例9-13是zn-iPP。
表4

由表4的結(jié)果可知，m-iPP條在拉伸比等于和大于6.5∶1時統(tǒng)計顯示相等或更好的韌度，在測試的所有拉伸比顯示更高和更好的伸長，即同樣韌度的m-iPP條的伸長明顯提高。
應(yīng)理解，本發(fā)明不限于Tenter Frame和Bouligny Slit Tape方法，而可以包括任何適合制備薄膜產(chǎn)品和切膜條的方法。而且，本發(fā)明不限于織機(jī)制造織造產(chǎn)品，而可以包括任何適合由薄膜產(chǎn)品或切膜條制造織造產(chǎn)品的方法。雖然詳細(xì)描述了本發(fā)明及其優(yōu)點(diǎn)，但應(yīng)理解在不偏離權(quán)利要求書所述的本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)可以進(jìn)行各種變化、替代和變更。
權(quán)利要求
1.一種薄膜產(chǎn)品，包含茂金屬催化的聚丙烯；至少約2.5g/den的韌度，其中，所述薄膜產(chǎn)品能以約5.0∶1至10.0∶1的拉伸比進(jìn)行拉伸。
2.如權(quán)利要求1所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述薄膜產(chǎn)品還具有約5.0g/den的韌度。
3.如權(quán)利要求2所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述薄膜產(chǎn)品能加工成切膜條和織造產(chǎn)品中的至少一種，所述織造產(chǎn)品的韌度約為4.8g/den。
4.如權(quán)利要求1所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述拉伸比約為9.25∶1。
5.如權(quán)利要求1所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述茂金屬催化的聚丙烯包含至少一種添加劑。
6.如權(quán)利要求1所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述薄膜產(chǎn)品能加工成切膜條產(chǎn)品。
7.如權(quán)利要求6所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述薄膜產(chǎn)品和切膜條產(chǎn)品中的至少一種能織造成織造產(chǎn)品。
8.如權(quán)利要求7所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述織造產(chǎn)品的韌度約在所述薄膜產(chǎn)品和切膜條產(chǎn)品中至少一種的韌度的10.0％之內(nèi)。
9.如權(quán)利要求1所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述茂金屬催化的聚丙烯包含茂金屬催化的全同立構(gòu)聚丙烯。
10.如權(quán)利要求9所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述茂金屬催化的全同立構(gòu)聚丙烯的全同立構(gòu)規(guī)整度小于約99.0％。
11.如權(quán)利要求9所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述茂金屬催化的全同立構(gòu)聚丙烯的插入誤差大于約2.0％。
12.如權(quán)利要求1所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述茂金屬催化的聚丙烯包含聚合的丙烯。
13.一種薄膜產(chǎn)品，采用包括以下步驟的方法制備(a)在茂金屬催化劑體系存在下聚合單體，制備茂金屬催化的聚丙烯，其中，所述茂金屬催化劑體系包含茂金屬催化劑；(b)將所述茂金屬催化的聚丙烯加工成薄膜產(chǎn)品；(c)以約5.0∶1至10.0∶1的拉伸比對該薄膜產(chǎn)品進(jìn)行拉伸，所述薄膜產(chǎn)品的韌度至少約為2.5g/den。
14.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述單體包括丙烯。
15.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述茂金屬催化劑體系包含助催化劑。
16.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述助催化劑包括有機(jī)鋁化合物。
17.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述茂金屬催化劑體系包含均相催化劑體系和負(fù)載型催化劑體系中的至少一種。
18.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述聚合單體的步驟在環(huán)管反應(yīng)器系統(tǒng)中進(jìn)行。
19.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述方法還包括以下步驟(i)將所述茂金屬催化的聚丙烯擠出；(ii)牽拉該茂金屬催化的聚丙烯通過模頭。
20.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述聚合單體的步驟還包括添加至少一種添加劑。
21.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述方法還包括以下步驟(i)將所述薄膜產(chǎn)品加工成切膜條產(chǎn)品，該加工包括縱切薄膜產(chǎn)品。
22.如權(quán)利要求21所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述方法還包括以下步驟(i)將所述切膜條產(chǎn)品織造成織物。
23.如權(quán)利要求22所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述織物的韌度約在所述薄膜產(chǎn)品的韌度的10.0％之內(nèi)。
24.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述方法還包括以下步驟(i)將所述薄膜產(chǎn)品織造成織物。
25.如權(quán)利要求24所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述織物的韌度約在所述薄膜產(chǎn)品的韌度的10.0％之內(nèi)。
26.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述茂金屬催化的聚丙烯還包含茂金屬催化的全同立構(gòu)聚丙烯。
27.如權(quán)利要求13所述的薄膜產(chǎn)品，其特征在于，所述薄膜產(chǎn)品的全同立構(gòu)規(guī)整度小于約99.0％。
28.一種制備韌度至少約為2.5g/den的茂金屬催化的聚丙烯薄膜產(chǎn)品的方法，該方法包括以下步驟(a)將茂金屬催化的聚丙烯擠出；(b)將所述茂金屬催化的聚丙烯成形為基本平的產(chǎn)品；(c)對該基本平的產(chǎn)品進(jìn)行冷卻；(d)將該基本平的產(chǎn)品拉伸成茂金屬催化的聚丙烯薄膜產(chǎn)品。
29.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述成形步驟還包括使用模頭形成基本平的產(chǎn)品。
30.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述冷卻步驟還包括用冷卻設(shè)備對基本平的產(chǎn)品進(jìn)行冷卻，所述冷卻設(shè)備選自(i)至少一個冷卻輥；(ii)至少一個驟冷浴。
31.如權(quán)利要求30所述的方法，其特征在于，所述至少一個冷卻輥將基本平的產(chǎn)品冷卻到約30-60℃。
32.如權(quán)利要求28所述的方法，其特征在于，所述拉伸步驟還包括(i)加熱該基本平的產(chǎn)品；(ii)對該基本平的產(chǎn)品進(jìn)行拉伸；(iii)使該基本平的產(chǎn)品退火。
33.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述加熱步驟還包括將基本平的產(chǎn)品加熱到約130-180℃。
34.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述拉伸步驟還包括以約5.0∶1至10.0∶1的拉伸比對基本平的產(chǎn)品進(jìn)行拉伸。
35.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述拉伸步驟還包括以約9.25∶1的拉伸比對基本平的產(chǎn)品進(jìn)行拉伸。
36.如權(quán)利要求32所述的方法，其特征在于，所述退火步驟還包括將基本平的產(chǎn)品加熱到約130-170℃。
37.如權(quán)利要求28所述的方法，該方法還包括以下步驟(i)將所述薄膜產(chǎn)品加工成切膜條產(chǎn)品。
38.如權(quán)利要求37所述的方法，該方法還包括以下步驟(i)將所述切膜條產(chǎn)品織造成織造產(chǎn)品。
39.如權(quán)利要求38所述的方法，其特征在于，所述織造產(chǎn)品的韌度約在所述薄膜產(chǎn)品的韌度的10.0％之內(nèi)。
40.如權(quán)利要求28所述的方法，該方法還包括以下步驟(i)將所述薄膜產(chǎn)品織造成織造產(chǎn)品。
41.如權(quán)利要求40所述的方法，其特征在于，所述織造產(chǎn)品的韌度約在所述薄膜產(chǎn)品的韌度的10.0％之內(nèi)。
42.一種由韌度至少約為2.5g/den的切膜條織造織造產(chǎn)品的方法，其中所述切膜條包含加工的茂金屬催化的聚丙烯薄膜產(chǎn)品，該方法包括以下步驟(a)將切膜條供給織機(jī)，所述切膜條成形為能儲存在織軸上；(b)將所述切膜條織造成織造產(chǎn)品，該織造產(chǎn)品的韌度約在所述切膜條的韌度的10.0％之內(nèi)。
43.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述織造步驟還包括將許多緯紗織造到所述織造產(chǎn)品中。
44.如權(quán)利要求42所述的方法，其特征在于，所述織造產(chǎn)品的韌度約在所述茂金屬催化的聚丙烯薄膜產(chǎn)品的韌度的10.0％之內(nèi)。
全文摘要
提供一種薄膜產(chǎn)品及其制造方法，薄膜產(chǎn)品包含茂金屬催化的聚丙烯，其韌度至少約為2.5g/den。薄膜產(chǎn)品能以約5.0∶1至10.0∶1的拉伸比進(jìn)行拉伸。該薄膜產(chǎn)品還能加工成切膜條產(chǎn)品。還提供由切膜條產(chǎn)品織造織造產(chǎn)品的方法，其中，織造產(chǎn)品的韌度約為薄膜產(chǎn)品韌度的10.0％之內(nèi)。
文檔編號D03D15/00GK1882437SQ200480033621
公開日2006年12月20日 申請日期2004年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月14日
發(fā)明者C·L·謝爾登, M·莫斯格拉夫, P·塞爾格, R·庫明格斯 申請人:弗納技術(shù)股份有限公司