包含具有皮／芯型构造的纤维的非织造片材制造技术

非织造片材包含皮／芯型聚合物纤维，其中皮中的聚合物所具有的熔点比芯的聚合物的熔点高至少１５摄氏度。优选地，皮的聚合物为聚苯硫醚，并且芯的聚合物为聚对苯二甲酸乙二醇酯。可将该非织造片材与膜一起使用以制备出适用于电绝缘体的复合层压体。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】包含具有皮/芯型构造的纤维的非织造片材
技术介绍
1.专利
本专利技术涉及非织造片材，所述片材由于选用了特异纤维而具有改善的电压耐受特征。2.
技术介绍
美国专利申请公布2005/(^69011 Al公开了一种用于从聚芳硫醚和晶体增强子的共混物制备纺粘织物的方法。美国专利6，949，288公开了具有聚芳硫醚组分的多组分纤维以及将所述纤维结合成各种产品的过程。需要一种非织造片材，所述片材对于已知的织物来讲具有优异的特性。
技术实现思路
本专利技术涉及非织造片材，所述片材包括基本上连续的热塑性聚合物长丝的网络， 所述聚合物长丝各自单独地包含多种聚合物，所述聚合物包括至少第一聚合物和第二聚合物，第一聚合物的熔点比第二聚合物的熔点高至少15摄氏度，各聚合物长丝的特征还在于(1)第一聚合物构成第一聚合物和第二聚合物的总重量的10至70%重量；(2)第二聚合物构成第一聚合物和第二聚合物的总重量的30至90%重量，并且所述长丝网络被固结且熔凝，使得(a)第一聚合物形成所述熔凝的固结网络中的连续相，并且(b)第二聚合物形成所述熔凝的固结网络中的分散相。这种特定地与另一种电介质片材相组合的非织造片材可用作绝缘材料。附图简述附图说明图1描绘了一种典型的用于制备纤维并将所述纤维成型为片材的非织造纤维网的方法。图2示出了本专利技术中所用的附加压延方法。图3示出了本专利技术中所用的供选择的替代压延方法。图4为用来制备电绝缘层压体的方法的略图。专利技术详述定义所谓多组分纤维是指由一种以上聚合物构成的纤维。在一个优选实施方案中，所述纤维为双组分的，这表示其是用两种热塑性聚合物以皮-芯型排列熔纺而成。短语“一种以上聚合物”旨在不仅包括具有不同化学结构的聚合物而且还包括具有相似结构但具有不同熔点的聚合物。所谓非织造是指将纺织用纤维装配成无规纤维网或垫料，所述纤维网或垫料通过机械联锁、通过熔凝所述纤维或通过用粘固介质粘结而保持在一起。碰本专利技术优选的最终制品为与电介质膜相组合的非织造片材，其中所述制品适用于电绝缘体。非织造片材具有优异的机械强度、初始撕裂强度和伸长率。非织造片材也为电绝缘组件提供增强的电压耐受性。非织造片材由多组分皮/芯型聚合物纤维制成，所述纤维具有大于7微米的平均直径。平均纤维直径的优选的范围在14至21微米范围内。为举例说明起见，多组分皮/芯型聚合物纤维的横截面可为圆形、三叶形、五叶形、八叶形(像圣诞树)、哑铃形、海岛型或换句话讲星形。纤维也可呈并列排列。皮的聚合物组分被称为第一聚合物，并且芯的聚合物组分被称为第二聚合物。芯组分包含第二聚合物，所述第二聚合物以按芯和皮中的聚合物的总重量计30 至90%重量范围内的量存在。因此，皮组分包含在10至70 %重量范围内的第一聚合物。 第二聚合物的优选的范围在30至50%重量范围内，因此第一聚合物的优选的范围在50至 70%重量范围内。对纤维的皮/芯型构造的另一个要求是，第一聚合物(皮)的熔点比第二聚合物 (芯)的熔点高至少15摄氏度。通常，熔点差值为至少20摄氏度。因此，皮比芯具有较高的热稳定性。本专利技术的一个优选实施方案涉及由皮/芯型纤维制成的非织造片材，其中芯由聚合物诸如聚烯烃、聚酯或聚酰胺(第二聚合物)制成，并且皮由可熔融加工的聚合物诸如聚芳硫醚、聚酰亚胺、液晶聚酯或聚四氟乙烯(第一聚合物)制成。在一个优选实施方案中， 皮包含具有在300°C下测量的2300至2700泊的估算的零剪切粘度的聚苯硫醚，并且芯组分为聚对苯二甲酸乙二醇酯。第一聚合物和第二聚合物可单独地或以组合方式在第二聚合物中包括聚烯烃、聚酯或聚酰胺，并且在第一聚合物中包括聚芳硫醚、聚酰亚胺、液晶聚酯或聚四氟乙烯，只要皮的熔点比芯的熔点高至少15°C即可。形成多组分纤维的聚合物组分可包括常规添加剂和性能增强子诸如染料、颜料、 抗氧化剂、紫外线稳定剂、纺丝涂饰剂、电压耐受增量剂等。任选地在聚合物组合物中使用增强结晶度的添加剂。在本专利技术的一个实施方案中，第一聚合物包含任选量的无机电压耐受增量剂，而第二聚合物不包含。合适的电压耐受增量剂材料包括热解法二氧化硅和热解法二氧化钛。可使用形成具有多组分纤维的非织造片材的现有技术的方法，包括仅从短纤维形式的多组分纤维形成所述片材的方法。此类短纤维非织造材料可通过许多本领域已知的方法制得，包括粗梳法或填塞法、气流成网或纤维湿法成网。短纤维优选地具有介于约0. 5和 6. 0之间的单丝纤度和具有介于约0. 6cm和IOcm之间的纤维长度。非织造片材中的纤维可为直接纺成片材的连续长丝而不故意切断长丝。非织造片材可通过大致如图1中的10所示的本领域称为纺粘法或熔喷法的方法制成，以纺出并固结连续长丝热塑性纤维网。图1描绘了熔体挤出机1、纤维拉细和分散装置2、传送台3、加热的粘结压延机4和卷取辊5。拉细力应当由矩形狭槽喷射器提供给纤维束。通过以3500至 5000m/min的线速度纺出纤维，显著量的第二聚合物被结晶化，而第一聚合物不被结晶化。 适用于制备层压体部件的多组分纺粘纤维网可使用本领域已知的方法来制备，例如如授予Rudisill等人的美国专利6，548, 431所述。多组分纤维可通过将纤维从具有大量孔的纺丝箱体熔体纺丝到移动的水平带上而结合成非织造片材，如授予Rudisill等人的美国专利5，885，909所公开。适用于制备非织造织物的连续长丝纤维网优选地包括连续长丝，所述长丝具有介于0. 5和20之间的丹尼尔/长丝，其中优选的丹尼尔/长丝范围为1和5。非织造片材必须经受大致如图2中的20所示的另一个压延步骤以制成具有所期望的孔隙率水平、第一聚合物的结晶度和基重的片材。在图2中，存在喂料辊25、一系列平滑压延辊21至M以及卷取辊沈。压延辊的数目可按需要增加或减少。图3示出了压延辊的供选择的替代构型。图中的30大致所示的为喂料辊31、两个平滑压延辊32以及卷取辊 33。所谓平滑压延是指所述辊为平滑的且不含任何压花图案。该压延步骤可按独立操作来执行或整合到图1的纤维网成型线中并定位在长丝粘结辊之后。在压延方法期间，基本上非晶态的皮聚合物流动、变成基本上结晶的并形成连续相。也观察到了芯材料结晶度的某种增加。然而，芯纤维保持为皮材料的连续相中的纤维质长丝的离散域。制成良好的压延的非织造片材特性所需的参数诸如辊温度、辊压力、线速度和与辊的接触时间取决于纤维皮的聚合物组合物并且在较小程度上也取决于芯的聚合物组合物而变化。压延可在90°C 至对01的温度范围内进行，其中较高的温度允许较快的线速度。可选择的压延条件为约 200°C、约3500N/cm的辊隙压力。这生产出具有在30至350gsm范围内的基重的非织造片材或纤维网。更优选地，基重范围为30-300gsm，并且最优选地50-150gsm。当与根据图1 制成的非压延的片材的撕裂强度比较时，压延方法未导致压延的非织造片材的撕裂强度发生任何劣化。可将非织造片材与膜一起使用以制备出适用于电绝缘体的复合层压体。在这种层压体中，膜提供所期望的电介质特性，并且低空隙率的非织造片材最小化那些电介质特性的损失。非织造片材尤其适用于延长电气组件的电压耐受性。膜定位成邻近且连结到至少一个非织造片材上以形成复合材料。如果使用两个非织造片材，则将膜夹置在所述两个片材之间，所述两本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．非织造片材，所述非织造片材包括：基本上连续的热塑性聚合物长丝的网络，所述聚合物长丝各自单独地包含多种聚合物，所述聚合物包括至少第一聚合物和第二聚合物，所述第一聚合物的熔点比所述第二聚合物的熔点高至少１５摄氏度，所述各聚合物长丝的特征还在于（１）所述第一聚合物构成所述第一聚合物和第二聚合物的总重量的１０至７０％重量；（２）所述第二聚合物构成所述第一聚合物和第二聚合物的总重量的３０至９０％重量；并且所述长丝网络被固结且熔凝，使得（ａ）所述第一聚合物形成所述熔凝的固结网络中的连续相，并且（ｂ）所述第二聚合物形成所述熔凝的固结网络中的分散相。

【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：D·M·小劳拉，
申请(专利权)人：纳幕尔杜邦公司，
类型：发明
国别省市：US