具有双峰纤维分布的非织造网制造技术

一种非织造网，包括聚合物纤维的层，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的聚合物纤维的至少10％是具有4μm或更大的纤维直径的粗纤维，并且在所述层中的聚合物纤维的至少10％是具有2μm或更小的纤维直径的细纤维。本文还描述了用于制备非织造网的方法，所述方法包括熔喷包含两种不可混溶的或部分混溶的聚合物的聚合物混合物。

Nonwoven web with Shuangfeng fiber distribution

A nonwoven web, including polymer fiber layer, wherein, the total number of polymer fibers based on at least 10% polymer fibers in the layers of coarse fiber fiber with 4 m or larger in diameter, and at least 10% polymer fibers in the layer of fine fiber is with 2 m or smaller fiber diameter. A method for the preparation of nonwoven webs is also described, which comprises a melt blown polymer mixture comprising two immiscible or partially miscible polymers.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请的交叉引用本申请要求于2014年9月2日提交的美国临时专利申请第62/044,629号的权益，其内容通过引用以其整体并入本文。背景当前熔喷技术(meltblowntechnology)产生均匀的纤维，所述均匀的纤维可以是粗纤维或细纤维，但不能同时使得粗纤维和细纤维两者，而不具有多层。在许多应用中，每个范围的纤维直径都具有合意的性质。概述本文描述了具有独特的双峰纤维分布的熔喷介质，这在一个单熔喷层内产生低的压力降的粗结构纤维和高效率的细纤维。本文描述的多个实施方案涉及一种非织造网(nonwovenweb)，其包括聚合物纤维(polymericfiber)的层，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的聚合物纤维的至少10％是具有4μm或更大的纤维直径的粗纤维，并且在所述层中的聚合物纤维的至少10％是具有2μm或更小的纤维直径的细纤维。在某些实施方案中，在非织造网中的聚合物纤维具有其纤维直径的双峰分布。本文描述的另外的实施方案涉及用于制备非织造网的方法，所述方法包括熔喷包含至少两种不可混溶的或部分混溶的聚合物的聚合物混合物。在某些实施方案中，聚合物混合物包含液晶聚合物(LCP)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。在某些实施方案中，聚合物混合物通过使至少两种聚合物混合和/或掺合来制备。根据以下的详细描述，当结合附图理解时，这些特征和其他的特征，连同其操作的组织和方式将变得明显。附图简述图1示出来自(a)标准PBT(x1000)、(b)在PBT中的5％LCP(x1000)、和(c)在PBT中的2.5％LCP(x1000)、以及(d)在PBT中的2.5％LCP(x500)的熔喷纤维的示例性SEM图像。图2示出2.5％LCP样品的示例性双峰纤维直径分布。图3示出在PBT中的2.5％LCP的熔喷介质上的亚微米纤维的示例性SEM图像(x5000)。图4示出在现有介质和本文描述的本专利技术的非织造网之间的示例性纤维尺寸分布比较。图5示出在现有产品和本文描述的本专利技术的非织造网(在PBT中的2.5％LCP的熔喷介质)之间的示例性性能比较。详述纤维直径的双峰分布相对于其他单层和甚至熔喷的梯度纤维结构具有独特的优点。使具有明显地不同的流变性质的聚合物混合和掺合的方法产生具有受控制的双峰纤维分布的熔喷层。在该分布中的细纤维群包括甚至比正常熔喷允许的更细的亚微米纤维的明显的部分。粗纤维有助于较高的渗透性，而非常细的纤维导致比类似的渗透性的均匀介质或梯度介质甚至更高的效率。不可混溶的或部分混溶的聚合物例如LCP和PBT的受控制的加工产生从粗纤维到细纤维的独特转变。本文描述的LCP指的是具有呈熔化状态和固体状态两者的高度有序的结构的芳族聚酯的任何液晶聚合物。以设计的混合比通过使用聚合物混合、物理掺合、或混合和掺合的组合以及受控制的熔喷工艺条件制备LCP/PBT材料，产生具有较宽的且独特的双峰纤维分布和改进的性能的LCP/PBT介质。此LPC/PBT介质可以被用于当前使用具有等效的温度抗性、化学抗性和水解抗性的PBT的任何当前的空气或液体过滤或聚结体系。关于向导机(pilotmachine)完成的试验证明对于这些材料在生产机器上运行的能力，具有用于在燃料、润滑油、曲轴箱通风(CV)和空气过滤产品中的应用的独特的和有利的性质。粗结构导致高的渗透性，另外较细的纤维的含量有助于高效率。本文描述的非织造网可以包括例如聚合物纤维的层，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的纤维的至少10％是具有3μm或更大、或4μm或更大、或5μm或更大的纤维直径的粗纤维，并且在所述层中的聚合物纤维的至少10％是具有3μm或更小、或2μm或更小、或1μm或更小的纤维直径的细纤维。在非织造网的某些实施方案中，基于聚合物纤维的总数，聚合物纤维的至少10％、或至少20％、或至少30％、或约30％-60％是具有3μm或更大的纤维直径的粗纤维。在非织造网的某些实施方案中，基于聚合物纤维的总数，聚合物纤维的至少10％、或至少20％、或至少30％、或约30％-60％是具有4μm或更大的纤维直径的粗纤维。在非织造网的某些实施方案中，基于聚合物纤维的总数，聚合物纤维的至少10％、或至少20％、或至少30％、或约30％-60％是具有5μm或更大的纤维直径的粗纤维。在非织造网的某些实施方案中，基于聚合物纤维的总数，聚合物纤维的至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％、或约40％-70％是具有3μm或更小的纤维直径的细纤维。在非织造网的某些实施方案中，基于聚合物纤维的总数，聚合物纤维的至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％、或约40％-70％是具有2μm或更小的纤维直径的细纤维。在非织造网的某些实施方案中，基于聚合物纤维的总数，聚合物纤维的至少10％、或至少20％、或至少30％、或至少40％、或约40％-70％是具有1μm或更小的纤维直径的细纤维。在非织造网的某些实施方案中，聚合物纤维具有其纤维直径的双峰分布。双峰分布可以包括第一分布群和第二分布群，如在图3中所示出的。第一分布群(d1)可以包括聚合物纤维的总数的约40％-70％，具有以3μm或更小、或2μm或更小、或1μm或更小的纤维直径的第一分布峰。第一分布群的几何平均直径可以是约0.50μm-2μm、或更特定地0.75μm-2μm。第二分布群(d2)可以包括聚合物纤维的总数的约30％-60％，具有以3μm或更大、或4μm或更大、或5μm或更大、或6μm或更大的纤维直径的第二分布峰。第二分布群的几何平均直径可以是约3μm-15μm。第一分布群和第二分布群可以通过分布谷(distributiontrough)被分开，所述分布谷具有以1.5μm-7μm的纤维直径的最小分布点(minimumdistributionpoint)(dm)。在某些实施方案中，聚合物纤维的总数的20％或更小、或10％或更小、或5％或更小具有在dm的±0.5μm内的纤维直径。换句话说，(dm-0.5μm,dm+0.5μm)的纤维群可以小于总纤维量的20％、或小于总纤维量的10％、或小于总纤维量的5％。在非织造网的某些实施方案中，聚合物纤维是熔喷纤维。聚合物纤维可以包含例如两种不可混溶的或部分混溶的聚合物。聚合物纤维可以包含例如0.5wt.％-10wt.％LCP。聚合物纤维可以包含例如PBT。聚合物纤维可以包含0.5wt.％-10wt.％LCP，其中在纤维内的剩余的聚合物材料为PBT。LCP和PBT纤维不必分离，但可以呈聚合物混合物的形式，按重量％计在配方中混合。在某些实施方案中，非织造网具有20cfm或更大、或40cfm或更大、或50cfm或更大、或60cfm或更大、或70cfm或更大、或在40cfm-60cfm之间、或在50cfm-70cfm之间、或在60cfm-80cfm之间、或在70cfm-90cfm之间的透气度。介质渗透率按标准纺织品方法INDAIST70.1或ASTMD737-96用38.3cm2的样品尺寸与125Pa的分压来测量。在某些实施方案中，非织造网具有以10μm(或10μm效率)的粒度的40％或更大、或60％或更大、或70％或更大、或80％或更大、或90％或更大的滤过比。在某些实施方案中，非织造本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非织造网，包括聚合物纤维的层，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的所述聚合物纤维的至少10％是具有4μm或更大的纤维直径的粗纤维，并且在所述层中的所述聚合物纤维的至少10％是具有2μm或更小的纤维直径的细纤维。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.02 US 62/044,6291.一种非织造网，包括聚合物纤维的层，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的所述聚合物纤维的至少10％是具有4μm或更大的纤维直径的粗纤维，并且在所述层中的所述聚合物纤维的至少10％是具有2μm或更小的纤维直径的细纤维。2.如权利要求1所述的非织造网，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的至少25％聚合物纤维是具有4μm或更大的纤维直径的粗纤维。3.如权利要求1所述的非织造网，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的至少25％聚合物纤维是具有5μm或更大的纤维直径的粗纤维。4.如权利要求1所述的非织造网，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的至少25％聚合物纤维是具有2μm或更小的纤维直径的细纤维。5.如权利要求1所述的非织造网，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的至少25％聚合物纤维是具有1μm或更小的纤维直径的细纤维。6.如权利要求1所述的非织造网，其中，基于聚合物纤维的总数，在所述层中的所述聚合物纤维具有其纤维直径的双峰分布。7.如权利要求1所述的非织造网，其中在所述层中的所述聚合物纤维具有其纤维直径的双峰分布，包括以2μm或更小的第一纤维直径的第一峰和以4μm或更大的第二纤维直径的第二峰。8.如权利要求1所述的非织造网，其中在所述层中的所述聚合物纤维具有其纤维直径的双峰分布，包括以2μm或更小的第一纤维直径的第一峰、以4μm或更大的第二纤维直径的第二峰和以在所述第一纤维直径和所述第二纤维直径之间的第三纤维直径的谷，其中，基于聚合物纤维的总数，所述聚合物纤维的10％或更少具有在所述第三纤维直径的±0.5μm内的纤维直径。9.如权利要求1所述的非织造网，其中在所述层中的所述聚合物纤维具有其纤维平均值的双峰分布，包括以2μm或更小的第一纤维直径的第一峰、以4μm或更大的第二纤维直径的第二峰和以在所述第一纤维直径和所述第二纤维直径之间的第三纤维直径的谷，其中，基于聚合物纤维的总数，所述聚合物纤维的5％或更少具有在所述第三纤维直径的±0.5μm内的纤维直径。10.如权利要求1所述的非织造网，其中在所述层中的所述聚合物纤维是熔喷纤维。11.如权利要求1所述的非织造网，其中在所述层中的所述聚合物纤维包含0.5wt.％-10wt.％液晶聚合物。12.如权利要求1所述的非织造网，其中在所述层中的所述聚合物纤维包含聚对苯二甲酸丁二酯。13.如权利要求1所述的非织造网，其中所述非织造网具有20cfm或更大的透气度。14.如权利要求1所述的非织造网，其中所述非织造网具有40cfm或更大的透气度。15.如权利要求1所述的非织造网，其中所述非织造网具有以10μm的粒度的40％或更大的滤过比。16.如权利要求1所述的非织造网，其中所述非织造网具有以10μm的粒度的60％或...

【专利技术属性】
技术研发人员：王侃，威廉·C·哈伯坎普，
申请(专利权)人：康明斯滤清系统知识产权公司，
类型：发明
国别省市：美国;US