用于生产作为高强度无纺材料的纤维的方法,以及由此获得的纤维和无纺织物技术

本发明专利技术揭示了生产含有聚丙烯纤维的方法以及由此获得的纤维和无纺产品。其方法包括挤出含有聚丙烯的材料，该材料有宽的分子量分布，以形成具有一表面的热挤出物，并且在氧化环境中骤冷热挤出物，以实现表面氧化断链降解，从而获得与其内部，非降解部分相比具有较高的平均熔流速率的纤维，并含有重量百比分比至少为７％的分子量大于５×１０↑［５］的分子。（*该技术在2015年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于制作无纺织物的合成纤维，尤其是本专利技术涉及用于上述目的的聚丙烯纤维，生产聚丙烯纤维的方法，生产的聚丙烯纤维的组合物，利用聚丙烯纤维制成的无纺织物，和含有聚丙烯纤维的产品。特别是，本专利技术的纤维可使用聚合物混合物生产，以便能够控制纤维所希望的特性。聚丙烯纤维和长丝的生产通常涉及采用一单聚合物与微量的稳定剂和/或抗氧化剂和颜料的一种混合物。被熔融的混合物利用传统的工业生产方法挤压成纤维和纤维状产品。无纺织物是通过制作纤维网，然后把该纤维网的纤维热粘合在一起而制成的。特别是短纤维使用，例如，梳理机，而被转变成无纺织物，并且已梳理的织物被热粘合。热粘合能够利用各种加热技术而实现，其中包括利用加热辊进行加热和通过使用超声焊接而进行加热。传统的热粘合无纺织物呈现良好的膨松性和柔软性，但横向上的强度不佳，横向上的强度与高延伸率结合不佳。热粘合无纺织物的强度取决于纤维的排列方向和粘合点的内在强度。近几年来，在纤维方面已进行了一些改进，其提供较强的粘合强度。然而，在当今对于保健产品(如尿布和其它类型的失禁产品)的高速加工工艺，需要进一步的改进提供更高的织物强度，以便使得这些织物的使用成为可能。尤其是需要一种可热粘合的纤维，以及由此获得的具有高的横向强度和高的延伸率的无纺织物。此外，在要实现与织物均匀度和膨松性相结合的良好横向强度、延伸率和韧性特点时，需要制作可热粘合的纤维，该纤维能够在各种不同的拉伸条件下通过不同的拉伸率和温度而被生产出来。尤其是需要获得这样的纤维，该纤维能够制作经梳理、压光的无纺物，该无纺物具有相当于650-700g/in的横向特性，具有140-180％的延伸率，以及对于在250ft/min下粘合的20g/yd2的织物具有480-700g/in韧性。一些专利申请已由本专利技术人或其受让人提出，所述的申请对下述方面做了一些改进，即聚合物降解，纺丝和骤冷步骤，以及挤出的组合物，它能够使得纤维产品具有改进的热粘合性能，同时有生产具有增加强度、延伸率、韧性和完整性的无纺织物的能力。尤其是Koxzulla的美国专利5281378，5318735，和5431994对用于制备含有聚丙烯纤维的工艺方法做了说明，其所挤压的含有聚丙烯的材料具有至少为5.5的分子量公布，以形成具有一表面的热挤出物，在包含氧气的空气中的热挤出物的骤冷可以被控制，以便实现其表面的氧化断链降解。例如，在包含氧气的空气中的热挤出物的骤冷能够被控制，以致热挤出物的温度在一时间阶段中保持在250℃以上，从而获得表面的氧化断链降解。正如上述申请所揭示的，通过控制骤冷，从而获得表面的氧化断链降解，由此获得的纤维实际含有一些区，这些区是由一些不同的特性而确定的，其中包括不同的熔融流速，分子量、熔点、双折射、取向和结晶度。尤其是正如上述申请所揭示的，由延迟骤冷方法而制作的纤维包括一个由基本上没有氧化聚合降解所确定的内部区，和一个氧化断链降解聚合材料高度集中的外部区，因此氧化断链聚合降解的数量是由内部向外部增加的。换句话说，热挤出物在含有氧气的空中的骤冷能够被控制，以致所获得的纤维具有朝着纤维表面减少的重量平均分子量，而朝着纤维表面增加的熔流速率。此外，内部中心区具有的熔点和取向较高于外部表面区。另外，Gupta等人的欧洲申请公开号为0552013揭示了纺聚丙烯纤维的工艺方法，以及由此获得的纤维和由这种纤维制成的产品。Gupta等人申请的工艺方法包括把一种具有宽分子量分布的聚丙烯组合物通过一喷丝板而进行熔纺，以形成熔融纤维，并且骤冷熔融纤维，以获得可热粘合的聚丙烯纤维。本专利技术的一个目的是在各种条件下获得与Kozulla和Gupta等人专利技术的揭示在上述申请之中相联系的一些优点，从而保证可热粘合纤维的生产，这种纤维能够生产梳理、轧光的织物，该织物具有优良的横向强度、延伸率和韧性。换句话说本专利技术的目的是提供可热粘合的纤维和由其制成的无纺织物，该无纺织物具有高的横向强度，以及高的延伸率和韧性。此外，本专利技术的一个目的是提供一较大的粘合窗口，从而能够利用较低的粘合温度，以便能够获得较柔软的无纺织物。本专利技术的还一个目的是提供一种用于生产纤维的工艺方法，其使用一种聚合物混合物，由此获得对所希望特性的控制和增加纺丝连续性。本专利技术另一目的是提供一种具有皮芯结构的拥有良好韧性的纤维，它是通过控制与增加熔融稳定相关的高分子量种类而实现的。在本专利技术的一种情况中，其目的为提供一种用于制备至少一种含有聚丙烯的纤维或长丝的方法，它包括挤压一种聚丙烯混合物，该混合物具有比混合物的任何单独组分都宽的分子量分布，以形成至少一种具有一表面的热挤出物；在氧化环境中骤冷至少一种热挤出物，以便产生表面的氧化断链降解，以获得皮芯型纤维或长丝，该纤维或长丝，它具有比上述纤维或长丝的内部非降解部分基本上对应于纤维或长丝的平均熔流速率高的平均熔流速率，该纤维或长丝含有重量百分比至少为7％的分子量大于5×105克/摩尔的分子，较好的重量百分比为7-50％，更好的重量百分比为9-20％。此外，本专利技术的目的是提供一种用于制备至少一种含有聚丙烯的纤维或长丝的工艺方法，该方法包括挤压由至少两种含聚丙烯材料组成的混合物，其具有一宽的分子量分布，该宽的分子量分布可偏向至少一高的分子量和偏向一低的分子量，从而形成至少一种具有一表面的热挤出物；随后在氧化环境中骤冷至少一种热挤出物，以便产生表面氧化断链降解，从而获得一种皮芯型纤维或长丝，其具有一个比至少一种纤维或长丝的内部非降解部分基本上未降解的纤维或长丝的平均熔流速率高的平均熔流速率，该纤维或长丝含有重量百分比至少为7％的分子量大于5×105克/摩尔的分子，较好的重量百分比为7-50％，更好的重量百分比为9-20％。本专利技术的另一目的是提供一种用于制备至少一种含有聚丙烯的纤维或长丝的工艺方法，该方法包括挤压由至少两种含聚丙烯材料组成的混合物，它具有宽的分子量分布，从而形成至少一种具有一表面的热挤出物、随后在氧化环境中骤冷该至少一种热挤出物，以便产生表面氧化断链降解，从而获得至少一种皮芯型纤维或长丝，该纤维或长丝具有一个比基本上未降解的纤维或长丝的内部非降解部分平均熔流速率高的平均熔流速率，当上述至少一种纤维或长丝的平均熔流速率小于或等于27，较好为5-27，更好为10-27时，纤维或长丝含有重量百分比至少9％的分子量大于5×105克/摩尔的分子，较好的重量百分比为9-50％，更好重量百分比为9-25％；当上述至少一种纤维或长丝的平均熔流速率大于27，较好是27-60，更好是27-40时，纤维或长丝含有重量百分比至少为7％的分子量大于5×105克/摩尔的分子，较好的重量百分比为7-20％，更好的重量百分比为7-15％。如上所述，本专利技术的含有聚丙烯的材料能够具有一宽的分子量分布，其偏向一高分子量或偏向一低分子量；然而，较好的是偏向高分子量。此外，含有聚丙烯的材料具有的分子量分布至少约为5，较好的是至少约为5.5；然而，分子量分布能够至少约为6或至少为7，并且能够高达15或20。含有聚丙烯的材料和其混合物的典型熔速率大约为1，4，10，13，20或400。上述至少一种纤维或长丝的平均熔流速率至少是约20dg/min，最大平均熔流速率约为70。所被挤出的含本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制备至少一种含有聚丙烯的纤维或长丝的方法，其包括：挤压一种具有分子量分布宽于该混合物的单独组分的聚丙烯混合物，以形成至少一种具有一表面的热挤出物；在氧化环境中骤冷上述至少一种热挤出物，以产生表面氧化断链降解，从而获得皮芯型纤 维或长丝，该纤维或长丝具有比基本上未降解的纤维或长丝的内部未降解部分的平均熔流速率高的平均熔流速率，所述纤维或长丝含有重量百分比至少为７％的分子量大于５×１０↑［５］的分子。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：RE科祖拉，
申请(专利权)人：维顺公司有限责任合伙企业，
类型：发明
国别省市：US[美国]