包含再生聚丙烯组分和再生可持续聚合物组分的熔喷非织造纤网及其制备方法技术

本发明专利技术提供了制备从聚丙烯组分和可持续聚合物组分的起始材料再生的熔喷纤维的方法。在一个方面中，该方法包括在加热下共混聚丙烯组分和可持续聚合物组分的起始纤维以形成熔融流，并且然后减粘裂化所述组分以获得适用于熔喷应用的聚合物共混物。将减粘裂化的聚合物组分的熔融流通过熔喷模具挤出以形成熔喷纤维流，其然后被收集在收集表面上以形成粘结的熔喷纤网。起始材料可为具有鞘‑芯构型的双组分长丝，其中聚丙烯组分取向在鞘中并且可持续聚合物组分取向在长丝的芯中。本发明专利技术还涉及由该方法制备的熔喷纤维和纤网。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】本专利技术涉及非织造纤网，并且更具体地说涉及由包含共混再生聚丙烯组分和再生可持续聚合物组分的纤维制备的熔喷纤网。
技术介绍
传统上，用于生产非织造品的许多材料由热塑性聚合物(如聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯)制备。这些聚合物一般来说非常稳定并且可在环境中保持长时间。然而，近来，已存在研发被认为环境友好且可持续的制品和产品的趋势。作为该趋势的一部分，已存在对生产由增大可持续含量组成的生态友好产品的需要以降低石油类材料的含量。一种可符合这种需要的有前景的聚合物为聚乳酸(PLA)。聚乳酸(也称为聚交酯)为衍生自可再生资源(如糖、淀粉或纤维素)的可再生热塑性脂肪族聚酯。PLA是有前景的，因为其由天然物质如玉米制成，并且因此可提供对石化衍生产品的可持续替代。然而，PLA不一定具有可与合成聚合物如聚乙烯和聚丙烯相关的相同强度和伸长率特性。因此，已研发了包括PLA组分和合成聚合物组分的复合产品。一种此类产品为包含具有PLA芯和聚丙烯鞘的双组分长丝的非织造薄片。此类产品已发现用于尿布行业，其中目标是增大消费品中可持续组分的水平。然而，此类复合材料的使用也可存在缺点。一个此类缺点是由于再生或再循环为合成聚合物和可持续聚合物的复合物的材料的困难。因此，此类材料的使用已导致增大的成本，这反过来限制此类材料在商业产品中的使用。因此，仍存在对将可持续聚合物如PLA结合到商业产品中的改善的方法和产品的需要。
技术实现思路
本专利技术的实施例涉及制备从聚丙烯组分和可持续聚合物组分的起始材料再生的熔喷纤维的方法。在一个实施例中，本专利技术提供制备熔喷纤网的方法，其中由聚丙烯组分和可持续聚合物组分组成的起始纤维在加热下共混以形成包含聚丙烯组分和可持续聚合物组分的共混物的熔融流。然后使熔融流经受减粘裂化，其中聚丙烯组分和可持续聚合物组分被减粘裂化，使得减粘裂化的组分适用于熔喷应用。将减粘裂化的聚合物组分的熔融流通过熔喷模具挤出以形成熔喷纤维流，其然后被收集在收集表面上以形成粘结的熔喷纤网。在一些实施例中，可热粘结熔喷纤网，如使纤网穿过压延辊。在一个实施例中，起始材料包含具有鞘-芯构型的双组分长丝，其中聚丙烯组分取向在鞘中并且可持续聚合物组分取向在长丝的芯中。在一些实施例中，起始材料包含纺粘纤网，如包含双组分长丝的纺粘纤网。在一些实施例中，通过将减粘裂化剂共混到熔融流中来实现减粘裂化。在一些实施例中，减粘裂化剂可包含过氧化物、羟胺酯组合物或硫代组合物。在一个优选实施例中，减粘裂化剂包含羟胺酯。本专利技术的方面还涉及包含熔喷纤维的熔喷纤网，所述熔喷纤维为再生聚丙烯组分和再生可持续聚合物组分的共混物。在一个实施例中，熔喷纤网包含再生聚丙烯组分和再生聚乳酸组分的共混物。本专利技术还涉及包含熔喷纤网的复合薄片结构，如熔喷/纺粘(MS)层压体、纺粘/熔喷/纺粘(SMS)层压体以及纺粘/熔喷/熔喷/纺粘(SMMS)层压体。具体实施方式现将参考附图在下文中更加全面地描述本专利技术，在这些附图中示出了本专利技术的一些而非全部实施例。实际上，这些专利技术可以以许多不同形式实施并且不应理解为限于本文中所阐述的实施例；相反地，提供这些实施例以使得本公开将满足可适用的法律要求。出于本申请的目的，以下术语应具有以下含义：术语“纤维”可指有限长度的纤维或无限长度的长丝。如本文所用，术语“非织造纤网”意指无需使用织造或针织方法生产互相啮合的而不是可辨别重复的方式的单根纤维或丝线的结构而形成的材料的结构或纤网。在过去，已通过多种常规方法形成非织造纤网，如(例如)熔喷法、纺粘法和切段纤维粗梳法。如本文所用，术语“熔喷”是指其中通过将熔融热塑性材料通过多个细小、通常圆形的模具毛细管挤出到高速气体(例如空气)流中而形成纤维的方法，该方法使熔融热塑性材料变细并形成纤维，所述纤维可至微纤维直径，如直径小于10微米。其后，熔喷纤维通过气流载送并沉积在收集表面上以形成无规熔喷纤维的纤网。此类方法公开于(例如)Butin等人的美国专利第3,849,241号；Meitner等人的美国专利第4,307,143号；以及Wisneski等人的美国专利第4,707,398号，其以全文引用的方式并入本文中。根据本专利技术的实施例的熔喷纤维可具有圆形横截面和非圆形横截面。如本文所用，术语“纺粘”是指涉及将熔融热塑性材料从纺丝头的多个细小、通常圆形的毛细管挤出为长丝，然后机械或气动使长丝变细并拉伸的方法。根据纺丝孔的配置，可生产各种横截面形状的纤维，包括圆形和非圆形，如三叶形、三角形等形状的纤维。长丝被沉积在收集表面上以形成无规布置的基本上连续的长丝的纤网，所述长丝随后可粘结在一起以形成粘结的非织造织物。纺粘非织造纤网的生产示于专利如(例如)美国专利第3,338,992号；美国专利第3,692,613号；美国专利第3,802,817号；美国专利第4,405,297号和美国专利第5,665,300号中。一般来说，这些纺粘法包括从纺丝头挤出长丝、用空气流骤冷长丝以加快熔融长丝的凝固、通过施加拉伸张力或者通过将长丝气动地夹带在空气流中或机械地通过将长丝围绕机械拉伸辊缠绕而使长丝变细、将拉伸的长丝沉积到采集表面上以形成纤网，以及将松散长丝的纤网粘结到非织造织物中。粘结可为任何热粘结或化学键结处理，其中热点粘结为典型的。还可使用基于其它方法如机械和水刺法。如本文所用，“热点粘结”涉及将待粘结的材料如两种或更多种纤维纤网在加热压延辊和触点辊之间传送。压延辊通常经图案化，使得织物粘结在离散点粘结位点中而非被粘结在其整个表面上。如本文所用，术语“聚合物”一般来说包括(但不限于)均聚物、共聚物，如(例如)嵌段、接枝、无规和交替共聚物、三元共聚物等，以及其共混物和变体。此外，除非另外具体限制，否则术语“聚合物”应包括材料的所有可能几何构型，包括全同立构、间同立构和无规对称。如本文所用，术语“再生”，也称为再循环聚合物，是指先前一次挤出成一些产品形式(如纤维、膜或固体塑料组分)，但随后再加工回成如可第二次再挤出成有用纤维、膜或固体塑料部件的颗粒的聚合物材料。在许多再循环方法中，作出相当大努力以最小化分子量的降低。在其他情况下，可作出分子量的有目的的降低以将再循环聚合物转化成可用于具体新目的的新分子量。回收用于再生聚合物材料如聚丙烯的方法的一个实例为减粘裂化。在减粘裂化中，使先前挤出的聚合物(例如起始材料)经受处理工艺(化学、机械或热)，其中聚合物链被破坏或断裂以生产分子量和熔体流动速率不同于起始材料的分子量和熔体流动速率的再生聚合物组合物。举例来说，就聚丙烯而言，在挤出之前聚丙烯可具有分子量和熔体流动速率(MFR)，使得聚丙烯聚合物适用于纺粘法。在挤出之后，然后可使这种聚丙烯经受减粘裂化从而以生产具有适用于熔喷法的分子量和MFR的减粘裂化的聚丙烯组分。在本专利技术中，使待“再生”的聚合物材料经受减粘裂化工艺。本专利技术的实施例涉及制备由复合熔喷纤维组成的熔喷织物的方法，所述复合熔喷纤维已从由聚丙烯组分和可持续聚合物组分组成的起始材料再生。在本专利技术的上下文中，术语“可持续”是指衍生自经更新或补充以保持可供用于后辈的自然过程如农业或林业的材料。因此，可持续聚合物可与石油来源聚合物形成对比，其中在合理的时间长度内没有自然地补充石油的供应。适合本专利技术的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
用于制备熔喷纤网的方法，其包含：提供由聚丙烯组分和可持续聚合物组分组成的起始纤维，其中所述组分中的每一种被设置在所述纤维的不同区域中；在加热下共混所述聚丙烯组分和所述可持续聚合物组分以形成熔融流；减粘裂化在所述熔融流中的所述聚丙烯聚合物组分；降解在所述熔融流中的所述可持续聚合物组分；将所述熔融流通过熔喷模具挤出以形成熔喷纤维流，其中所述熔喷纤维包含再生聚丙烯组分和所述可持续聚合物组分的共混物；以及将所述熔喷纤维收集在收集表面上以形成粘结的纤网。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.01.24 US 61/931,1011.用于制备熔喷纤网的方法，其包含：提供由聚丙烯组分和可持续聚合物组分组成的起始纤维，其中所述组分中的每一种被设置在所述纤维的不同区域中；在加热下共混所述聚丙烯组分和所述可持续聚合物组分以形成熔融流；减粘裂化在所述熔融流中的所述聚丙烯聚合物组分；降解在所述熔融流中的所述可持续聚合物组分；将所述熔融流通过熔喷模具挤出以形成熔喷纤维流，其中所述熔喷纤维包含再生聚丙烯组分和所述可持续聚合物组分的共混物；以及将所述熔喷纤维收集在收集表面上以形成粘结的纤网。2.根据权利要求1所述的方法，其中所述减粘裂化的步骤包含使减粘裂化剂与所述熔融流共混。3.根据权利要求2所述的方法，其中所述减粘裂化剂包含羟胺酯组合物或硫代组合物。4.根据权利要求2所述的方法，其中所述减粘裂化剂包含羟胺酯。5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中以所述丙烯组分的总重量计，减粘裂化剂的量为约0.5重量％至3重量％。6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中以所述丙烯组分的总重量计，减粘裂化剂的量为约0.75重量％至2.5重量％。7.根据权利要求1所述的方法，其中所述可持续聚合物组分包含聚乳酸。8.根据权利要求1所述的方法，其中在所述可持续聚合物组分中的所述可持续含量为90重量％至100重量％。9.根据权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃莱娜·诺瓦里诺，戴维·D·纽科克，赫尔穆特·哈特尔，斯特凡尼·施特赖希，
申请(专利权)人：博爱辛普森维尔公司，博爱德国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US