具有控制熔点的聚酯和由其形成的纤维制造技术

本发明专利技术涉及纤维，尤其从聚酯制备的粘合性纤维和聚酯本身。该聚酯是二醇组分和二羧酸组分之间的反应产物，其中二醇组分含有至少５０ｍｏｌ％的四碳二醇，如１，４－丁二醇；或六碳二醇，如１，６－己二醇或四碳和六碳二醇的混合物。一般，本发明专利技术的聚酯是半结晶和／或结晶的，并且具有约１４０－约１８５℃的特殊熔点。本发明专利技术的聚酯可以成型为各种产品，尤其是用于非织造织物、纺织／工业纱线和织物，复合材料和其它模塑制品的粘合性纤维。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及纤维，尤其由聚酯制备的粘合性纤维和聚酯本身。该聚酯是二醇组分和二羧酸组分之间的反应产物，其中二醇组分含有至少50mol％的四碳二醇，如1，4-丁二醇，或六碳二醇，如1，6-己二醇或四碳和六碳二醇的混合物。一般，本专利技术的聚酯是半结晶和/或结晶的，并且具有在约140-约185℃的特殊熔点。本专利技术的聚酯可以形成各种产物，尤其用于非织造织物，纺织/工业纱线和织物，复合材料和其它模塑制品的粘合性纤维。非织造织物广泛用于各种产品。例如，非织造织物适合用于汽车工业应用，复合材料，过滤器，屋顶材料，背衬料，衬里，绝缘，面具，医疗/外科，床上用品，桌布，餐巾，卫生保健和吸水性产品。高蓬松度非织造棉絮也用于许多产品，包括盖被，长袍服装和乳罩。一般，非织造织物以聚酯、丙烯酸类、尼龙、碳、玻璃和纤维素纤维为基础，它们可以用胶乳粘合剂，粘合性纤维或粉末形式的聚合物粘结。非织造织物用粘合性纤维粘结提供了制备非织造织物的适宜方法，而无需使用对环境不友好的水基粘合剂。生产用粘合性纤维粘结的非织造织物是经济的，并且提供了制备性能独特或优异的制品的方法。其它应用是在纱线中使用，以增加强度和减少起球或起毛现象，以及用于预浸渍片、预成型品和各种复合结构。已经发现，某些聚酯可用作粘合性纤维。例如，具有在约0.6-约0.8范围内的比浓对数粘度(I.V.)值的含有1，4-环己烷二甲醇的聚对苯二甲酸乙二酯(PET)共聚酯在过去已经用作粘合性纤维来粘结聚酯或其它纤维。然而，这些聚合物中的许多是无定形或仅轻度结晶。从这些聚合物制备的纤维不完全适合于汽车应用，如汽车顶蓬蒙里(headliner)，在炎热气候中停靠的密闭小轿车中，它可能暴露于高温。一般，如在美国专利4,217,426和4,419,507中所述，报道了线性、结晶或部分结晶的聚合物可用于形成易熔夹层粘合剂和在一些情况下可用作粘合性纤维。事实上，由聚(对苯二甲酸六亚甲基二醇酯)共聚酯(PHT)制备的粘合性纤维和粉末已经有销售。这些粉末和粘合性纤维包括Eastobond FA 300，它由具有20mol％的1，4-丁二醇的共聚酯形成和具有约125℃的熔点，以及Eeastobond FA 250，它含有20mol％的间苯二甲酸和20mol％的1，4-丁二醇和具有约104℃的熔点。虽然以前的聚酯和粘合性纤维适合于某些目的，但已证明这些聚酯对于反复经受高达约110℃的温度而不丧失粘结完整性是无效的。本专利技术通过提供具有优异弹性、改进颜色和染色性能，突出的热塑流动性和增加的粘结通用性的聚酯进一步解决了这些问题。本专利技术的聚酯适合于用于各种应用，包括模塑产品，如在汽车工业中使用的那些，以及用于制备非织造棉絮和织物、纺织品和工业纱线和复合材料的粘合性纤维。更具体地说，本专利技术提供了用二醇组分和二羧酸组分制备的聚酯。一般，二醇组分含有高于约50mol％的具有四或六个碳原子的二醇和低于约20mol％的乙二醇或二甘醇。优选的是，二醇组分是1，4-丁二醇或1，6-己二醇或它们的混合物。一般，二羧酸组分含有至少约50mol％的属于含约8-约14个碳原子的芳族二羧酸，含约8-约12个碳原子的脂环族二羧酸或它们的混合物的酸、酸酐、酰氯或酯的二羧酸组分。另外，二羧酸组分一般含有约0-约45mol％的一种或多种含约4-约12个碳原子的脂族二羧酸。一般，本专利技术的聚酯具有在约140-约185℃范围内的熔点，是半结晶或结晶的，以及可以用于形成可结晶的粘合性纤维。此外，当成型为粘结的结构时，本专利技术的聚酯一般拥有弹性键合，当经受反复弯曲时不易于断裂。因此，本专利技术的优选纤维能够长时间保持粘结产物的形状和外观。以下更详细地论述本专利技术。专利技术详述本专利技术涉及纤维，尤其由聚酯制备的粘合性纤维，以及聚酯本身。本专利技术的聚酯由二醇组分和二羧酸组分的反应来形成。如在本申请中所使用的那样，术语聚酯用来包括从一种二醇和一种二羧酸形成的聚酯和从一种以上二醇和/或一种以上二羧酸组分形成的共聚酯。本专利技术的聚酯往往有良好的颜色，可以比以前的聚酯更容易接受染料。事实上，用本专利技术，可以形成半结晶或结晶聚酯聚合物，和更易于加工成具有优异粘结性能的粘合性纤维。此外，可以控制二醇组分和二羧酸组分的选择，以形成玻璃化温度优选低于聚对苯二甲酸乙二酯的结晶或无定形聚酯。优选的是，本专利技术的聚酯作为半结晶或结晶聚酯形成。最优选的是，本专利技术的聚酯是半结晶或结晶的，并且具有相当明显的熔点，在约140-约185℃，优选约140-175℃和最优选约145-约165℃范围内熔化。通过使用具有四或六个碳原子的二醇，如1，4-丁二醇或1，6-己二醇，有可能形成所需的半结晶或结晶聚酯和获得对它们熔点的优异控制。通过使用本专利技术，可以形成反复耐受高温而不损失粘结完整性的聚酯产物，和当成型为粘结的结构时，一般具有弹性粘结，当经受反复弯曲时不易于断裂。一般，本专利技术的半结晶或结晶聚酯可以是可生物降解的或非生物可降解的。这些特征和其它特征在以下更详细地讨论。二醇组分一般，本专利技术的二醇组分单纯含有至少50mol％的具有四或六个碳原子的二醇，或者还有其它二醇组分。优选的是，二醇组分是1，4-丁二醇或1，6-己二醇或它们的混合物。另外，为了更好地控制本专利技术聚酯的熔点，优选二醇组分含有低于约20mol％的乙二醇或二甘醇。在本专利技术的一个优选实施方案中，四或六碳二醇是脂族二醇，其以约60-约100mol％，更优选约75-约100mol％和最优选约85-约100mol％的量存在。优选的是，二醇组分是1，4-丁二醇或1，6-己二醇或它们的混合物。为更好地控制本专利技术聚酯的熔点，优选的是，二醇组分含有低于20mol％的乙二醇或二甘醇。此外，虽然该组分可以还有少量的乙二醇或二甘醇，更优选的是，这些二醇的量低于二醇组分的约10mol％和最优选低于约5mol％。除了四或六碳二醇以外，二醇组分还可以包括至多约20mol％的普通二醇，包括但不限于除二甘醇外的含有约3-约12个碳原子的二醇。适合的普通二醇包括，但不限于丙二醇，1，3-丙二醇，1，5-戊二醇，新戊二醇，2，2，4-三甲基-1，3-丙二醇，2-乙基-2-异丁基-1，3-丙二醇，2，2，4，4-四甲基-1，3-环丁二醇，2，4-二甲基-2-乙基-1，3-己二醇，2-乙基-2-异丁基-1，3-丙二醇，1，3-丁二醇，1，8-辛二醇，2，2，4-三甲基-1，6-己二醇，硫二乙醇和1，2-环己烷二甲醇，1，3-环己烷二甲醇和1，4-环己烷二甲醇。环己烷二甲醇结构部分可以作为异构体的顺式、反式或混合物存在。还可以使用少量的聚合二醇如聚(丁二醇)或聚(乙二醇)。在使用这些聚合二醇中，约200-约5000之间的分子量是适合的。二羧酸组分二羧酸组分包括酸，酸的官能衍生物，和它们的混合物。适合的衍生物的非限制性实例包括酸酐，酰卤，酯和它们的混合物。一般，二羧酸组分包含属于有约8-约14个碳原子的芳族二羧酸酸，有约8-约12个碳原子的脂环族二羧酸或它们的混合物的酸酐、酰氯、酯或它们的混合物的二羧酸组分。另外，二羧酸组分一般含有约0-约45mol％的一种或多种含约4-约12个碳原子的脂族二羧酸。在本专利技术的一个优选实施方案中，二羧酸组分含有至少约50mol％，更优选高于约55mo本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种包含从二羧酸组分和二醇组分的反应产物形成的聚酯的纤维；其中该酸组分包括选自具有约８－约１４个碳原子的芳族二羧酸，具有约４－约１２个碳原子的脂族二羧酸，具有约８－约１２个碳原子的脂环族二羧酸或它们的混合物的酸、酯、酰氯、酸酐和其混合物 的至少一种二羧酸；其中该二醇组分包括低于约２０ｍｏｌ％的乙二醇或二甘醇和高于约５０ｍｏｌ％的四碳二醇，六碳二醇或它们的混合物；其中该二羧酸组分含有至多约４５ｍｏｌ％的脂族酸的至少一种酸、酯、酰氯或酸酐；和其中该聚酯具有在约１４０ －约１８５℃范围内的熔点。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：WA海勒，LR德安，RL麦康内尔，KC赫马尼，
申请(专利权)人：伊斯曼化学公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]