生产非织造织物用的热塑性可热粘结的聚烯烃纤维以及通过热粘结获得的非织造织物制造技术

本发明专利技术涉及生产非织造织物用的热塑性、可热粘结的聚烯烃纤维以及通过热粘结这种聚烯烃纤维而获得的非织造织物。用于最终的卫生应用中的非织造织物的生产具有取决于纤维的热粘结和柔软度特征。为了改进，本发明专利技术的纤维在压延工艺中在热粘结点内显示出全部塑性变形性，和在纺丝过程中显示出低的表面降解。因此，非织造织物的热粘结点的特征在于全部紧密堆积的纤维。采用合适的纺丝头温度调整值的纺丝工艺，将达到纤维的热粘结行为，以便获得特定的热降解。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】 专利
本专利技术涉及生产非织造织物用的热塑性可热粘结的聚烯烃纤维，以及通过热粘结这种聚烯烃纤维获得的非织造织物。专利技术背景聚烯烃纤维，和更特别地，聚丙烯纤维本身，或者它与其它纤维，例如羊毛、棉、聚酯的共混物，广泛用于生产具有不同形态的数种制品。这一用途可通过这些纤维的数个特征，例如高的化学惰性和不存在极性基团、没有毒性和细胞学毒性、低的比重、低的导热率和高的绝缘能力、高的耐磨性、高的抗霉菌和细菌性、高的固色性，最后，但并非最不重要的是，容易生产以及低成本得到显著改进。纺织品(内衣、运动衣)、地板覆盖物(地毯)、工业和卫生方面是基于以上提及的一种或更多种纤维行为而开发的最重要的应用中的一些。公知通过熔体纺丝技术生产聚烯烃纤维，和更特别地，聚丙烯纤维，所述熔体纺丝技术包括在一个挤出机中，在高温下熔融聚合物。熔融的聚合物之后被强制通过维持在控制温度下的纺丝板。为了在纤维上获得一些重要额外的行为，在纺丝步骤之前或之中，将特定的化学品加入到聚合物中·稳定剂(工艺稳定剂、抗氧剂等)·着色的颜料·改进白度的荧光增白剂·改良透明度的消光剂在流出纺丝板之后，通过空气骤冷热的初生丝，并经历随后的拉伸、卷曲、干燥加工步骤，达到下述纤维加工所要求的最终的内聚和机械特征。之后切割通过以上提及的步骤获得的纤维并成包。在生产工艺的一些步骤期间采用特别处理的纺丝整理配方，赋予纤维加工所需的抗静电、润滑和内聚特征。此外，上述纺丝整理配方必需赋予纤维最终的用途所要求的额外的亲水或疏水行为。现有技术的用于热粘结的聚烯烃纤维显示出数种不同的形态和结构组成-在例如US4473677、US5985193、WO9955942或US5460884中公开的双组分纤维，例如鞘-芯或者并列型双组分纤维。通过使用独立地通过单独的齿轮泵供料两种不同的聚合物(即，聚丙烯/聚乙烯或聚丙烯/聚烯烃共聚物)到专门设计的纺丝板上的两个挤出机，从而获得这些纤维。-在例如US5985193、WO9955942或US5460884中公开的由在纺丝挤出机内部直接获得的聚合物共混物构成的结构双组分或“双成分”。-在例如US5281378、US5318735、US5431994、US5705119、US5882562、US5985193或US6116883中公开的显示出“皮-芯”形态并通过使用生产工艺中专门的纺丝条件和骤冷步骤(其导致在纤维上形成降解表皮)，由单一的聚合物或者由聚合物的共混物获得的“天然”双组分。以上提及的专利和专利申请认为，实现皮-芯纤维的粘结行为是由于形成降解表皮导致的且宣称总是通过使用合适的加工条件获得这种表皮。相反，证明在不存在特别调整聚合物稳定性的情况下，这些纤维的热粘结行为可能差，这是因为聚合物过度或者相反有限地降解。现有技术的主要局限是对于长的纺丝工艺来说，非织造织物限制柔软度和对于短的纺丝工艺来说，非织造织物低的韧度。专利技术概述因此，本专利技术的一个目的是生成非织造织物韧度高的热粘结纤维，它允许较宽的工艺操作窗和较好地控制纤维和非织造织物的质量一致性。本专利技术另一目的是当使用来自长程纺丝或短程纺丝工艺的标准均聚丙烯纤维时，解决热粘结工艺的多样性和非织造织物质量方面的一些主要的局限。根据本专利技术，通过具有权利要求1特征的热塑性可热粘结的聚烯烃纤维，具有权利要求7特征的这一聚烯烃纤维的纺丝工艺和通过热粘结具有权利要求9特征的这一聚烯烃纤维获得的非织造织物来实现这一目的。本专利技术希望兼有因提高的纤维的塑性行为导致的焊接效果以及焊接表皮的最小有用厚度的效果。本专利技术的纤维在纺丝过程中显示出非常低的表面降解和在压力下压延之后完全的塑性可变形。因此，在热粘结非织造织物内的热粘结点象薄和均匀的聚合物箔一样。所有纤维释放出其单独的特性，并一起完全焊接到热粘结点上。在压延压缩下强制接触的区域内，纤维显示出完全熔融和表面的分子间渗透。为了生产这一纤维，提出了纺丝工艺，其中设定合适的纺丝头温度，以便获得纤维特定的热降解。与在热粘结点内纤维全部紧密堆积的现有技术相比，通过热粘结所述纤维获得的本专利技术的非织造织物显示出较高的韧度。通过这一技术，实现了本专利技术的下述优点·纺丝工艺的操作温度变得显著较宽，于是改进纤维的质量均匀度·通过有利于韧度或柔软度或者居间结合来优化非织造织物特征进行的处理变得可行。为了实现上述目标，需要利用聚合物体系，其中可能的情况是，可提高压延阶段过程中塑性变形现象。在第二个实例中，聚合物的添加剂配方必需使得可形成表皮最小的有用厚度。参考关于在焊接工艺中实际上可用的测定表皮深度的分析问题，降解指数(DI)层的数值范围介于1.50至3.0，这取决于在非织造织物上作为靶而选择的特征。降解指数DI是正如随后将详细地描述的纤维熔体流动速度和树脂熔体流动速度之比的数值。采用范围为2.0至2.5的降解指数DI，将实现在热粘结物品过程中特别良好的效果。如前所述，为了实现塑性变形，需要添加结构无序剂(structuraldisorder)到晶相中，使得在应力下容易触发分子滑动。在可能的聚合物体系的结合当中，作为非限制性实例可提及下述·PP+PP/PE+PP/PB·PP+PP/PB·PP+PP/PB/PE此外，含有高结晶度的均聚物或共聚物作为基础成分，由PP均聚物或PP/PE共聚物构成的一种或更多种组分，和由PP或PE与α-烯烃的共聚物构成的额外组分的所有其它的组合的特征在于具有有限结晶度的结构。该共混物的重量比例范围可以是0％至90％的均聚物和100％至10％的PP-α-烯烃的共聚物。所有上述组分尤其必需显示出全部相容，以便确保在纺丝阶段过程中良好的加工性。上述共聚物的重要特征是其聚丙烯晶相的熔融温度，它通常与共聚单体的含量成反比(“Polypropylene Handbook”，EdwardP.Moore，Jr.，1996，Chapt.6.3.2，图6.6)。为了清楚起见，可以粗略地认定结晶PP的较低熔融温度与微晶本身的较低粘结能相附，且它与前面所述的比较容易塑性变形的概念完全地匹配。事实上，本专利技术涉及通过少量地允许(dole out)表皮降解，和通过利用一些聚合物共混物的塑性行为的PP纤维的纺丝工艺。通过使用特殊调整的解决方案·添加剂配方·原材料共混物·工艺条件从而实现上述目标。更特别地，通过添加剂配方和通过合适的工艺条件来控制纤维表皮降解的计量。含有范围为150ppm至600ppm的主抗氧化剂的原材料导致良好的降解控制。通过使用特定的原材料共混物，优化在压延装置内纤维的热塑性行为，以便还通过控制辊的温度和压力来实现韧度上限。考虑到聚烯烃的导热率差，以及纤维在压延处理中非常短的停留时间，在压延机中，在热粘结过程中，半晶聚烯烃的热塑性行为可承担主要的作用。表格和附图的简要说明图1现有技术的皮-芯纤维的热粘结模型图2在压延现有技术的纤维之后非织造织物的粘结点图3根据本专利技术的纤维的热粘结图4在压延本专利技术的纤维之后非织造织物的粘结点表1纺丝温度对纤维降解(MFR)和非织造织物的影响表2稳定配方对PP热稳定性和聚丙烯的热氧化稳定性的影响表3聚合物共混物组合物和降解指数(DI)水纤维热粘结性的影响。专利技术详述聚合物的塑性行为是耐受大的变形(在一些情况下，直到600-700％)且在除去本文档来自技高网...

【技术保护点】
适用于生产非织造织物的热塑性可热粘结的聚烯烃纤维，其特征在于，在热粘结点内和在压延工艺下的完全塑性变形，和在纺丝过程中低的表面降解。

【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：F波拉托，G圭拉尼，
申请(专利权)人：苏拉有限及两合公司，
类型：发明
国别省市：DE[德国]