包含亲水组分的微纤化制件制造技术

揭示了一种亲水的纤化制件和制备这种制件的方法，所述制件包含可熔融加工的聚合物和亲水组分如亲水表面活性剂或亲水聚合物。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种亲水微纤化制件、亲水微纤维和微薄片以及它们各自的制造方法。所述微纤化制件具有亲水性和可湿性，且它可以加入或用作各种有用的产品中，如吸水拭布、拖把、垫子、带背衬、过滤器、织物、织物替换物以及需要亲水性的各种其它有用的工业品和商品。背景已经鉴别了可加工制成有微纤维的表面的材料，包括取向聚丙烯。见例如美国专利No.6,110,588。由某些材料并使用能进行微纤化的各种取向薄膜制造技术，由此可制造加工专利6,110,588中的可微纤化材料。这些取向薄膜的微纤化可以形成例如有微纤维的表面，所述微纤维有特定的大小和形状。纤化(例如，微纤化)表面和制件，其本身或者当和其它包含或不含纤化表面的材料混合时，具有各种用途。例如，某些纤化制件可以用作拭布、围巾、背衬、织物、过滤器等。在这些应用中有一些要求选择具有适于特殊应用的物理或化学性质的纤化表面。例如在某些应用中，选择纤化的表面是有用的，所述表面包含一种或多种亲水、疏水、亲油、疏油、惰性或防污的、可充静电的材料等。某些可熔融加工的聚合物可用于制造可微纤化和微纤化的材料，它们并不是特别亲水。聚烯烃如聚丙烯以及其它用于形成微纤化表面的类似聚合物材料通常不是亲水的，这是因为它们是非极性的。因此，要求开发一种方法或材料，用于提高这种用于形成微纤化表面的可熔融加工的聚合物的亲水性。但是，通过将所述可熔融加工的材料加工到微纤化表面中，所述可熔融加工的材料和亲水材料的化学性质能否使所述亲水材料结合并保留在可熔融加工的聚合物中是不可预知的。例如，预计在水力缠结(thdroentanglement)或其它微纤化过程中，某些水溶性亲水表面活性剂或亲水聚合物会被洗去或溶解，因此，预计不能保留在微纤化的制件中，以提高亲水性。而且在制备微纤化的制件中，成分的选择对成功制造微纤化表面来说很重要。制造微纤化制件的典型方法包括选择可熔融加工成微纤化表面如薄膜的聚合物，通过例如拉伸、取向、拉长等方式熔融加工所述薄膜，使所述薄膜能纤维化，并使所述薄膜微纤化(例如，水力缠结)，使薄膜表面变乱，形成微纤化表面。必须进行所述各步骤，并在提供挤出、取向薄膜的设计前提下选择薄膜的材料，使之具有将所述薄膜加工成微纤化表面的形态、机械及化学结构。虽然可以往可熔融加工或可微纤化的聚合物中加入各种添加剂，以制备微纤化的制件，但是要求形态如结晶性和其它性质如空隙存在及空隙率、分子取向、聚合物强度等保持平衡，由此从可熔融加工的聚合材料得到微纤化的表面。加工形成微纤化制件的聚合物或聚合物薄膜中包含的任何添加剂材料可能对将所述薄膜材料加工成微纤化表面的能力有不利影响。例如，添加剂会妨碍聚合物熔融加工(例如，挤出)、压延和/或长度取向或微纤化的能力。例如，所述添加剂可能不利于通过熔融加工形成有用的混合物，使熔融加工的聚合材料的组成变差，妨碍加工如取向、拉伸或压延等，或者可以进行熔融加工和取向，但是对微纤化不利，例如不利于形成空隙，或者用其它方式影响其形态、结晶性或者进行微纤化的薄膜所需的其它物理性质。一直需要新的不同的微纤化制件和制造方法。尤其是，仍需要微纤化制件具有高性能，如高润湿性或亲水性。专利技术概述本专利技术涉及亲水微纤化的微薄片或者微纤维制件及其制造方法。所述微薄片或微纤维可以通过如下步骤制造将适量的亲水组分加入可熔融加工的聚合物中，将所述可熔融加工的聚合物和亲水材料的可熔融加工的混合物加工进行微纤化，形成微薄片或微纤维。本专利技术中，将可以提高材料亲水性但同时不会妨碍将所述材料熔融加工成薄膜的量的亲水组分加入可熔融加工的聚合物中，之后通过其它必需工艺形成微纤化的微纤维或微薄片表面。可以使用各种可加工形成微薄片或微纤维的可熔融加工的聚合物来完成本专利技术。某些重要实例包括聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚酯以及它们的混合物，但是还可以有许多具有或没有添加成分如空隙形成剂或发泡剂的其它类型。可以将一定量的各种亲水组分混入所述可熔融加工的聚合物中，还要使其进行形成微纤化表面的各种加工步骤，由此来完成本专利技术。重要的实例包括某些亲水聚合物和某些亲水表面活性剂，尤其是非离子亲水表面活性剂。本文所用的，“亲水”、“亲水性”以及类似术语用于说明可以被水、酸和碱的水溶液(例如，氢氧化钾水溶液)、极性液体(例如，硫酸和乙二醇)或者它们的混合物润湿的材料。(见美国专利No.5,804,625)。在某些优选实施方式中，微纤化的微薄片或微纤维制件可以充分亲水，达到每克微纤化制件约5-10克的水。本专利技术微纤化制件的其它实施方式可以充分亲水，可以将吸收的水量提高至少30％，高达1000％或以上，例如200％(和没有亲水组分的相同制件比较)。因此，本专利技术一方面涉及亲水的微纤化制件，该制件包括取向的熔融加工的聚合物材料，其中，所述聚合物材料包括熔融加工的聚合物(如聚丙烯、聚乙烯或者它们的混合物)和亲水组分，所述亲水组分的量能有效提高所述微纤化制件的亲水性。本专利技术另一方面涉及一种亲水制件，它包含取向的熔融加工的材料，且所述聚合物材料包含高熔体强度的聚丙烯和亲水组分。本专利技术另一方面涉及一种亲水的微纤化制件，它包含取向的熔融加工的聚合物材料，其中，所述聚合物材料包含熔融加工的聚合物和亲水表面活性剂。本专利技术另一方面涉及亲水的微纤化制件，所述制件包含取向的熔融加工的聚合物材料，其中，所述聚合物材料包含熔融加工的聚合物和亲水聚合物，且所述亲水聚合物选自磺化的聚酯和聚乙烯吡咯烷酮。本专利技术另一方面涉及制造亲水的微纤化制件的方法。所述方法包括将可熔融加工的聚合物和亲水组分的混合物挤出形成薄膜，使所述薄膜取向，形成可微纤化的材料，并使所述可微纤化的材料微纤化，形成亲水的微纤化制件。详述本专利技术涉及制造微纤化制件的方法，所述制件包含亲水的微纤化的微薄片或微纤维。所述微纤化的制件通常由可熔融加工的组分的混合物制成，所述组分包含可熔融加工的聚合物和亲水的组分。所述亲水组分本身可以或不可以进行熔融加工。所述微纤化的制件由所选材料制造，该材料通常呈熔融加工聚合物形式，将其转化成了可以进行微纤化形成呈微纤维或微薄片形式的薄膜碎片的聚合物薄膜。这种形成微纤维或微薄片的材料本文是指“可微纤化的材料”。本文所用的，术语“微薄片或微纤维制件”和“微纤化制件”是指通过微纤化形成的具有包括微纤维或微薄片的表面结构或者类似大小和形状的表面结构的微纤化材料。一类这种结构，微纤维应理解为其大小和形状特征为有效直径小于20微米且横向宽厚比为1.5∶1到20∶1，横截面积约为0.5-3.0μ2，且可以提供表面积约为0.5-30平方米/克的优选表面。另一类微纤化的结构、微纤化的微薄片或“微薄片”应理解为包括片状结构。在这种结构中，所述微薄片往往一般相互平行，呈片状或者类似于片的带状，其中，所述微薄片三维中两个的长度至少是所述微薄片第三维的长度的10倍，较好是至少20倍。所述微薄片的平均长度或厚度通常小于20微米，较好小于约5微米，更好是约为1-3微米。所述微薄片的平均宽度小于约200微米，较好小于约80微米，更好是约为5-30微米。所述微薄片表面的宽厚比例如为1∶1到1∶20，且取决于取向平衡程度。更加不平衡拉伸将形成更加像带状的微薄片。所述薄片可以相互连接，往往在宽度或长度方向上连续。使用扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种亲水的微纤化制件，它包含取向的熔融加工的聚合物材料，所述聚合物材料包含：熔融加工的聚合物，它选自聚丙烯、聚乙烯或者它们的混合物；和亲水组分，所述亲水组分的量能有效提高所述微纤化制件的亲水性。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：RS科迪，MA佩雷兹，TP克伦，PD格拉罕，CK哈斯，RK苏拉，DR沃尔克，JS普鲁迪克，LR克莱普斯基，TR赫布斯，JM西巴斯坦恩，PP德罗塞尔，
申请(专利权)人：三M创新有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]