包含至少一种填充剂的单丝纤维及其制备方法技术

本文公开了包含至少一种聚合树脂和至少一种涂覆的填充剂的单丝纤维，其中至少一种涂覆的填充剂的平均粒度小于或等于约３微米和／或其顶切小于或等于约１０微米，且其中相对于单丝纤维的总重量，至少一种涂覆的填充剂以少于或等于约５０％重量的量存在。本文也公开了用于制备单丝纤维的方法，该方法包括将重质碳酸钙加入至至少一种聚合树脂中，并挤出得到的混合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本申请和本文描述的专利技术总体讨论和涉及单丝纤维，此类单丝纤维包含填充剂例 如涂覆的重质碳酸钙。
技术介绍
许多商品由可包括聚合树脂单丝纤维的组分形成。例如，单丝纤维可用于制造短 纤维、纱、钓鱼线、织造织物、非织造织物、人造毛皮、尿布、女性卫生保健产品、成人失禁用 品、包装材料、擦拭物、毛巾、工业用服装、医用布帘、医用长大衣、袜套、灭菌包装物、桌布、 涂漆刷、餐巾、垃圾袋和各种个人护理用品。单丝纤维一般通过熔纺、干纺或湿纺来制备。特别是，单丝纤维可通过将聚合树脂 纺成纤维的形状来制备，例如，通过将树脂至少加热至其软化温度，并通过喷丝板挤出树脂 以形成单丝纤维。单丝纤维也可通过以下方法来制备挤出树脂，并通过热空气使树脂流变 细，以形成细直径的纤维。纺织工业每年消耗大量的热塑性聚合树脂，约3亿磅的单丝纤维。虽然，已知在非 织造产品和塑料产品例如膜和模塑零件的制备期间掺入各种矿物填充剂例如碳酸钙和高 岭土，但是在目前通常的实践中，在单丝纤维中并不包括大量的此类填充剂。在以前，纯树 脂的成本低于由树脂和矿物填充剂组成的浓缩物的成本，因此不存在掺入可估价量的此类 填充剂的需要。然而，在许多情况下，树脂价格增加已经在许多产品中产生了与增加矿物填 充剂的量和减少树脂的量相关的成本效益。通过掺入至少一种矿物填充剂例如碳酸钙，纯 树脂原料的需要量减少，同时最终产品可在包括但不限于纤维强度、质地和外观的方面具 有相当的质量。已知含各种量的无机化合物和/或矿物填充剂的产品。例如，美国专利号 6，797，377似乎公开了含0.重量的至少一种矿物填充剂例如碳酸钙的非织造网状 物，但增加了填充剂的限制，其限于在至少两种树脂聚合物的混合物中与二氧化钛联合使 用。美国专利号6，759，357同样似乎公开了含0. 0015%重量-0. 09%重量的至少一种无 机化合物的织物。S. Nago和Y. Mizutani，含CaC03填充剂的微孔聚丙烯纤维，62 J. Appl. Polymer Sci. 81-86(1996)，也似乎讨论了含25%重量碳酸钙的聚丙烯基非织造纤维。TO 97/30199可能公开了基本上由约0. 01%重量-约20%重量的无机颗粒(基本上所有颗粒 的莫氏硬度均小于约5)和至少约90%重量的无机颗粒(粒度小于约10微米)组成的纤 维。然而，这些参考文献显然均没有公开至少通过将其平均粒度和/或将其顶切(top cut) 变化至涂覆的重质碳酸钙的粒度，来减少填充剂对最终单丝纤维特性的影响。对单丝纤维存在需要，此类单丝纤维含较大量的至少一种填充剂例如碳酸钙，而没有损失与有较少量填充剂或没有填充剂的单丝纤维有关的期望物理和/或化学特性。本 专利技术人惊奇地和意外地发现，在增加填充剂的总体数量(按％重量测定)的同时，改变至少 一种填充剂的粒度，例如使它下降至约10微米以下，可允许产品纤维保持期望的特性。附图简述附图说明图1的图显示对于在纤维中各百分比的硬脂酸涂覆的重质碳酸钙，在纤维将断裂 (“最大负荷")之前施加至各单丝纤维的最大力。图2的图显示对于在纤维中各百分比的硬脂酸涂覆的重质碳酸钙，单丝纤维的伸 长百分率。图3的图显示对于在纤维中各百分比的硬脂酸涂覆的重质碳酸钙，单丝纤维的韧度。专利技术概述本申请总体公开了单丝纤维，此类单丝纤维含至少一种聚合树脂和至少一种填充 剂，例如平均粒度小于或等于约3微米的涂覆的重质碳酸钙(GCC)，其中相对于纤维的总重 量，至少一种填充剂以少于或等于约50%重量的量存在于纤维中。另外，本申请总体公开 了单丝纤维，此类单丝纤维含至少一种聚合树脂和至少一种填充剂，例如顶切小于或等于 约10微米的涂覆的重质碳酸钙，其中相对于纤维的总重量，至少一种填充剂存在的量少于 约50%重量。本文也公开了制备单丝纤维的方法，该方法包括将至少一种填充剂加入至至少一 种聚合树脂，并将得到的混合物挤出，其中至少一种填充剂以少于或等于约50%重量的量 存在于最终产品中。在一个实施方案中，至少一种填充剂的平均粒度小于或等于约3微米。 在另一个实施方案中，至少一种填充剂的顶切小于或等于约10微米。在再一个实施方案 中，至少一种填充剂是涂覆的重质碳酸钙。专利技术详述单丝纤维当用于本文时，术语"纤维"不仅包括常规的单纤维和长丝，而且包括由许多这 些纤维制备的纱。一般而言，纱用于制备衣服、织物等。使用目前使用的或此后发现的用于 将纤维和纱制成织物的任何方法，包括但不限于编织和针织，可以将纤维和纱例如上述的 那些制成织物。使用目前使用的或此后发现的任何方法，也可以将纤维和纱制成非织造织 物。聚合树脂本文公开的单丝纤维包含至少一种聚合树脂。技术人员将容易的理解用于所述发 明的合适的聚合树脂。在一个实施方案中，至少一种聚合树脂选自常规的聚合树脂，该常规 的聚合树脂为任何特定纱、织造产品、非织造产品或应用提供所期望的特性。在另一个实施 方案中，至少一种聚合树脂选自热塑性聚合物，包括但不限于聚烯烃，例如聚丙烯和聚乙 烯的均聚物和共聚物，包括与1-丁烯、4-甲基-1-戊烯和1-己烷的共聚物；聚酰胺，例如 尼龙；聚酯；和任何上述聚合物的共聚物。在一个实施方案中，至少一种聚合树脂是各向同性半结晶聚合物。在一个实施方 案中，各向同性半结晶聚合物可熔体加工，在使得可能在熔融相将聚合物纺成纤维而没有 显著分解的温度范围内熔化。示例性的各向同性半结晶聚合物包括但不限于聚对苯二甲酸烷二醇酯；聚萘二甲酸烷二醇酯；聚亚芳基硫醚；脂族和脂族-芳族聚酰胺；聚酯，该聚酯 含衍生自环己烷二甲醇和对苯二甲酸的单体单元；聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚对苯二甲酸 丁二醇酯；聚萘二甲酸乙二醇酯；聚苯硫醚；和聚(1，4_环己烷二甲醇对苯二甲酸酯)，其 中1，4_环己烷二甲醇是顺式异构体与反式异构体的混合物；尼龙-6 ；和尼龙-66。在另一 个实施方案中，至少一种聚合树脂是半结晶聚合物聚烯烃，包括但不限于聚乙烯和聚丙烯。 在再一个实施方案中，至少一种聚合树脂是具有高拉伸模量的伸长链聚乙烯，通过非常高 或超高分子量聚乙烯的凝胶纺或熔纺制备。不能在熔体中加工的各向同性聚合物也可用作本专利技术的至少一种聚合树脂。在 一个实施方案中，各向同性聚合物是人造纤维。在另一个实施方案中，各向同性聚合物是 醋酸纤维素。在再一个实施方案中，各向同性聚合物是聚苯并咪唑、聚。在一个实施方案中，各向同性聚合物使用丙酮为溶剂干纺。在 另一个实施方案中，聚使用N，N' - 二甲基 乙酰胺作为溶剂湿纺。在还另一个实施方案中，各向同性聚合物是除可溶于极性非质子溶 剂包括但不限于N-甲基吡咯烷酮的对苯二甲酸与对苯二胺的聚合物(例如，对苯二甲酸与 一种或多种芳族二胺的聚合物)以外的芳族聚酰胺，其与加入的颗粒一起湿纺，以产生单 丝纤维。在再一个实施方案中，也可填充无定形、非结晶、各向同性聚合物，包括但不限于间 苯二甲酸、对苯二甲酸与双酚A的共聚物(聚芳酯)，并用于本专利技术中。在另一个实施方案中，至少一种聚合树脂由液晶聚合物(LCP)制备。LCP—般产 生有高拉伸强度和/或模量的纤维。在一个实施方案中，液晶聚合物可在熔体中加工(即 热致性的)。在另一个实施方案中，液晶聚合物不能在熔体中加工。在再一个实施方案中， 使用在溶液中本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：L麦卡米什，
申请(专利权)人：英默里斯颜料公司，
类型：发明
国别省市：US