获自磺基聚酯的水可分散的多组分纤维制造技术

公开了多组分纤维，其源自磺基聚酯与水不可分散的聚合物的共混物，其中初纺旦数小于约6并且其中水可分散的磺基聚酯显示出熔体粘度小于12,000泊，在240℃在1弧度/秒的应变速率下测量的，并且其中磺基聚酯包括小于约25mol％的至少一种磺基单体的残基，基于二酸或二醇残基的总摩尔数。多组分纤维能够在较高的纤维速度，特别是至少约2000m/min，进行拉伸，并且可以用于生产微旦数(microdenier)纤维。纤维制品可以由多组分纤维和微旦数(microdenier)纤维生产。还公开了一种用于多组分纤维、非织造织物和微旦数(microdenier)网的方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及包括磺基聚酯的水可分散的纤维和纤维制品。本专利技术进一步涉及多组分纤维，其包括磺基聚酯，和微旦数(miCTodenier)纤维，以及由其制备的纤维制品。本专利技术还涉及用于水可分散的、多组分和微旦数(miCTodenier)纤维以及由其制备的非织造织物的方法。所述纤维和纤维制品应用于可冲洗的(flushable)个人护理产品和医用产品。
技术介绍
纤维、熔吹网及其他熔纺纤维制品已经由热塑性聚合物制成，如聚(丙烯)，聚酰 胺和聚酯。这些纤维和纤维制品的一种常见应用是非织造织物，特别是在个人护理产品中，如抹布、女性卫生产品、婴儿尿布、成人失禁内裤、医院/外科和其它的医疗一次性用品、保护织物和层、土工织物、工业用拭纸和过滤介质。不幸地，由常规的热塑性聚合物制成的个人护理产品难以处理并且通常置于垃圾中。一种有前途的备选的处理方法是使得这些产品或者其组分“可冲洗(flushable)”，S卩，与公共排水系统相容。水可分散的或水溶性的材料的使用还改进了个人护理产品的再回收性和再生。现在用于个人护理产品中的各种热塑性聚合物不是固有地水可分散或可溶，因此，没有生产出容易分解并且可以在排水系统中处理或者容易循环的制品。对可冲洗的(flushable)个人护理产品的期望已经导致一种对具有不同水响应性的纤维、非织造物和其它纤维制品的需要。解决这些需要的各种方法已经描述于例如以下文献中美国专利 6，548，592 ;6，552，162 ;5，281,306 ;5，292，581 ;5，935，880 ;和5,509, 913 ;美国专利申请 09/775，312 ;和 09/752，017 JPPCT 国际公开 WO 01/66666A2。然而，这些方法具有许多缺点并且没有提供一种纤维制品，如纤维或非织造织物，其具有各种表现性能的令人满意的平衡，如拉伸强度，吸收性，柔性和织物完整性，在湿或干条件下。例如，典型的非织造技术基于多方向纤维沉积，其用树脂结合粘合剂处理以形成一种具有牢固完整性和其它令人期望的性能的网。所得的纤维束(assembly)，然而，通常具有差的水响应性并且不适用于可冲洗的(flushable)应用。结合剂的存在还可能导致最终产品中的不希望的性能，如降低的薄板湿润性、提高的刚度、粘性和较高的生产成本。此外还难以生产一种结合剂，其将在使用期间显示出足够的湿强度，当处理时又迅速地分散。因此，使用这些结合剂的非织造纤维束(assembly)可能在环境条件下慢慢地分解或者在体液存在下具有不足的湿强度。为解决这种问题，PH和离子-敏感的水可分散的结合剂，例如，含丙烯酸或甲基丙烯酸的晶格物(lattices)，添加或不添加盐的情况下，是已知的并且描述于，例如，美国专利6，548，592B1中。在公共污水和住宅污水处理系统中离子浓度和pH水平，然而，可以在各个地理位置中变化很大，并且对于结合剂来说未必足够以变得可溶和分散。在这种情况下，纤维制品在处理后将不会分解，并且可能阻塞排水或下水道的支线。含水可分散的组分和热塑性水不可分散的组分的多组分纤维已经在例如以下美国专利中进行了描述5，916，678 ;5，405，698 ;4，966，808 ;5，525282 ;5，366，804 ；5，486，418。例如，这些多组分纤维可以是双组分纤维，具有成形或加工横断的断面，例如海岛型，皮芯型，并列型，或者扇饼型(segmented pie)构型。多组分纤维可以经历水或者稀碱性溶液，其中水可分散的组分被溶解掉而随后以具有极小细度的独立的、单独的纤维的形式留下水不可分散的组分。具有良好的水分散性的聚合物，然而，常常将胶粘性赋予给所得的多组分纤维，这导致纤维在缠绕或数天后的存储期间粘在一起粘连或者融合，特别是在热、潮湿条件下。为防止融合，常常将脂肪酸或油型面层(finish)施加到纤维的表面。另夕卜，有时将大比例的颜料或填料添加到水可分散的聚合物以防止纤维的融合，如美国专利6，171，685中所述的。这种油面层(finish)，颜料和填料要求另外的加工步骤并且可能向最终的纤维赋予不希望的性能。许多水可分散的聚合物还要求碱性溶液，用于它们的除去，这可能引起纤维的其它聚合物组分的分解，例如比浓对数粘度、韧度和熔体强度降低。进一步，一些水可分散的聚合物在水缠结期间不能经受暴露于水的考验，因此，不适用于制造非织造网和织物。或者，水可分散的组分可以用作非织造网中的热塑性纤维的结合剂。当暴露于水时，纤维与纤维的结合瓦解，使得非织造网失去了其完整性并且分解为单独的纤维。这些非织造网的热塑性纤维组分，然而，不是水可分散的，并且保持存在于水介质中，因此，必须最后被从城市废水处理厂中除去。水缠结可以用于生产可分离的非织造织物，有或者没有极低水平(小于5wt%)的另加的结合剂，以便将纤维保持在一起。虽然这些织物在处理时可以分解，但是它们常常利用不是水溶性的或者水可分散的纤维，并且可能在污水管道系统中造成缠结和堵塞。任何另加的水可分散的结合剂还必须是受水缠结影响最小的，并且不形成凝胶状的堆积或交联，由此有助于织物处理或者解决与下水道有关的问题。一些水溶性的或水可分散的聚合物是可以获得的，但是通常不适用于熔吹成纤操作或者熔纺。聚合物，如聚乙烯醇，聚乙烯基吡咯烷酮和聚丙烯酸不是可熔融加工的，因为热分解在低于其中获得合适的熔体粘度的点的温度下发生。高分子量聚氧化乙烯可以具有合适的热稳定性，但是将在聚合物界面处提供高粘度溶液，这产生了慢的分解速率。例如在以下美国专利中已经描述了水可分散的磺基聚酯6，171,685 ;5，543, 488 ;5，853，701 ；4，304，901 ；6, 211,309 ;5，570, 605 ;6，428，900 ;和 3，779，993。典型的磺基聚酯，然而，是低分子量热塑性塑料，其是脆性的并且缺少柔性，而这种性能使得经受缠绕操作以获得没有断裂或弄碎的一卷材料。在加工成薄膜或纤维期间，磺基聚酯还可以显示出粘连或融合，这可能要求使用油面层(finish)或大量颜料或填料来避免。低分子量聚氧化乙烯(更一般被称为聚乙二醇)是一种弱/脆性聚合物，其还不具有纤维应用所需的物理性能。经由溶液技术从已知的水溶性聚合物形成纤维是一种备选方案，但是除去溶剂(特别是水)的附加的复杂性增加了生产成本。因此，需要一种水可分散的纤维和由其制备的纤维制品，其显示出足够的拉伸强 度、吸收性、柔性和织物完整性，在水分存在下，特别是当暴露于人类体液时。另外，需要一种纤维制品，其不要求结合剂并且完全分散或溶于住宅或市政排水系统中。潜在的应用包括但不局限于，熔吹网，纺粘织物，水缠结织物，干铺非织造物，双组分纤维组分，粘合促进层，纤维素塑料结合剂，可冲洗的(flushable)非织造物和薄膜，可溶解的粘合纤维，保护层和用于待释放或溶于水中的活性成分的载体。还需要一种具有水可分散的组分的多组分纤维，其在纺丝操作期间没有显示过度的长丝的粘连或融合，易于在中性或略酸性PH条件下被热水除去，并且适于水缠结方法以制造非织造织物。其它可挤出的和熔纺纤维材料也是可能的。
技术实现思路
我们已经出人意料地发现柔性的、水可分散的纤维可以由磺基聚酯制备。因此本专利技术提供了一种本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
2006.01.31 US 11/3443201.一种具有成形断面的多组分挤出物，其包括 (A)至少一种水可分散的磺基聚酯；和 (B)多个域，所述域包括与所述磺基聚酯不溶混的至少一种水不可分散的聚合物，其中所述域通过介于所述域之间的所述磺基聚酯基本上彼此隔离， 其中所述挤出物能够以至少约2000m/min的速度熔融拉伸。2.根据权利要求I的多组分挤出物，其中所述水可分散的磺基聚酯显示出小于约12，OOO泊的熔体粘度，在240°C在I弧度/秒的应变速率下测量的，所述磺基聚酯包括小于约25mol%的至少一种磺基单体的残基，基于二酸或二醇残基的总摩尔数。3.根据权利要求I的多组分挤出物，其中所述磺基聚酯包括 (A)—种或多种二羧酸的残基； (B)约5-约20mol%的至少一种磺基单体的残基，其具有2个官能团和附着到芳族或环脂族环的一个或多个磺酸根基团，其中所述官能团是羟基、羧基或其组合；和 (C)一种或多种二醇的残基。4.根据权利要求3的多组分挤出物，其中所述磺基聚酯包括 (A)—种或多种二羧酸的残基； (B)约5-约20mol%的至少一种磺基单体的残基，其具有2个官能团和附着到芳族或环脂族环的一个或多个磺酸根基团，其中所述官能团是羟基、羧基或其组合； (C)一种或多种二醇残基，其中至少5mol%，基于总二醇残基，是具有以下结构的聚(乙二醇) H- (OCH2-CH2)n-OH 其中n是2-约500的整数；和 (D)0-约25mol %，基于总重复单元，的一种或多种具有3或以上官能团的支化单体的残基，其中所述官能团是羟基、羧基或其组合。5.根据权利要求3的多组分挤出物，其中所...

【专利技术属性】
技术研发人员：R·K·古普塔，S·E·乔治，D·W·克洛西维奇，徐甲植，C·M·弗利诺尔，A·L·克雷恩，
申请(专利权)人：伊士曼化工公司，
类型：发明
国别省市：