卷曲多组分纤维及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种连续卷曲丙烯聚合物非织造布以及通过以加热或未加热空气对挤出多组分纤维实施熔体牵伸来成形卷曲多组分丙烯聚合物纤维的方法，其中纤维不需要经过另外加热和／或拉伸步骤便自发卷曲。（*该技术在2019年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般的说涉及卷曲多组分非织造布及其制造方法。
技术介绍
由热塑性聚合物的熔融纺丝制备的连续热塑性聚合物纤维组成的非织造纤网在技术上是已知的。作为例子，熔纺纤网和纺粘纤网描述于美国专利4,692,618，授予Dorschner等人；美国专利4,340,563，授予Appel等人；以及美国专利3,802,817，授予Matsuki等人。另外，多组分纺粘纤维此前也已问世。术语“多组分”是指由至少2种聚合物流股在一起纺出并形成一根(种)纤维——这样的纤维。多组分纤维所包含的纤维(每根)具有2个或更多个组分，沿纤维断面上排列在各自位置基本固定、彼此界限鲜明的区内，并照此沿纤维的全长连续地延伸。多组分纤维及其制造方法在技术上是已知的，例如，一般性地描述在授予Kaneko等人的美国专利5,108,820、授予Pike等人的美国专利5,382,400、授予Hogle等人的美国专利5,277,976、授予Hills的美国专利5,466,410以及授予Davies等人的美国专利3,423,266和3,595,731中。此种非织造纤网的特性或物理性能至少部分地取决于布料密度或稀松度。通过纤维结构，特别是纤维沿其长度的螺旋或卷曲，在很大程度上可控制纤网密度。一般而言，由卷曲纤维制成的非织造纤网与未卷曲纤维的类似纺粘纤维非织造纤网相比，具有较低密度、较高膨松度和改善的回弹。因此，各种卷曲纤维非织造纤网，特别是卷曲多组分纺粘纤网的非织造纤网在制成后一向具有优异物理特性如优良手感、强度和膨松度。熔纺纤维的各种卷曲方法在技术上是已知的。例如，技术上已知利用例如热的作用来诱导纤维卷曲，如描述于美国专利4,068,036，授予Stanistreet；和美国专利5,382,400，授予Pike等人。另外，PCT申请US97/10717(公开号WO97/49848)公开了一种自卷曲多组分纺粘纤维的成形方法，采用聚烯烃组分和非聚氨酯弹性体嵌段共聚物组分如共聚聚酯、聚酰胺聚醚嵌段共聚物以及具有苯乙烯部分的A-B或A-B-A嵌段共聚物。此种纤维是通过熔融纤维经简单牵伸以及随后解除牵伸力而达到卷曲的；为产生卷曲不需要后处理步骤。另外，美国专利5,876,840，授予Ning等人，公开一种纺粘多组分纤维，在其组分之一中具有非离子表面活性剂添加剂，旨在加速固化速率。通过在多组分纤维的组分之一中加入非离子表面活性剂，利用不加热空气的牵伸可产生并激活一种潜在卷曲。随后采用加热以激活潜在卷曲并生产出卷曲纤维的步骤有几个不利的方面。利用加热，例如热空气，要求对流体介质连续加热，因此增加基本投资和整个生产成本。另外，与高温工艺有关的工艺条件和设备的波动也会造成在膨松度、基重和整个均匀性上的波动。因此，一直存在着对这样一种卷曲多组分纤维非织造布的需求，它具有可人的物理属性或性能，例如柔软、回弹、强度、高孔隙率以及总体均一性。另外，还一直存在着对不需要随后进行加热和/或拉伸步骤而高效、经济地制造卷曲多组分纤维方法的需求。专利技术概述综上所述，本专利技术的目的是提供一种改良卷曲多组分非织造布及其制造方法。本专利技术另一个目的是提供一种非织造布，它具有诸如柔软、回弹、强度、膨松或丰满、密度和/或整个织物均一性等物理性能的可人组合。本专利技术另一个目的是提供具有高卷曲长丝的此类非织造布及其经济制造方法。上述需求的满足以及本领域技术人员面临困难的克服是通过包括下列步骤的非织造纤网制造方法实现的(i)挤出一种具有可卷曲断面构型的连续多组分纤维，所述多组分纤维包含第1组分和第2组分，其中第1组分包含丙烯聚合物，而第2组分包含不同的丙烯聚合物，后者选自高熔流速率聚丙烯、低多分散性聚丙烯、无定形聚丙烯、弹性体聚丙烯及其共混物和组合；(ii)对该连续多组分纤维实施骤冷；(iii)对该连续多组分纤维实施熔体牵伸，其中连续多组分纤维在牵伸力解除之后便自发形成卷曲；以及(iv)将连续多组分纤维沉积在形成表面上，结果形成螺旋卷曲纤维的非织造纤网。在另一个方面，挤出的纤维可不经加热而依靠气流实现熔体牵伸。在另一个方面，提供一种物理属性优异的布料，它包含旦数小于约5的卷曲多组分纤维的粘合非织造纤网，所述多组分纤维包含第1组分和第2组分，其中第1组分包含丙烯聚合物，而第2组分包含不同的丙烯聚合物，后者选自高熔流速率聚丙烯、低多分散性聚丙烯、无定形聚丙烯和弹性体聚丙烯。在一个特定方面，第1组分可包含非弹性聚丙烯，而第2组分可包含弹性体聚丙烯。在另一个方面，第1组分可包含基本结晶的聚丙烯，而第2组分可包含无定形聚丙烯。在又一个方面，第2组分可包含多分散性指数小于约2.5的窄分子量分布丙烯聚合物，而第1组分的丙烯聚合物的多分散性指数则等于或大于约3。另外，该非织造布可包含基本连续的卷曲纤维。附图简述附图说明图1是适合实施本专利技术的生产线示意图。图2是适合实施本专利技术的气流熔体牵伸系统示意图。图3A是聚合物组分并列布置的多组分纤维断面图示。图3B是聚合物组分呈偏心皮/芯布置的多组分纤维断面图示。图3C是聚合物组分呈中空、并列布置的多组分纤维断面图示。图3D是聚合物组分呈偏心中空并列布置的多组分纤维断面图示。图3E是聚合物组分形成并列多叶排列的多组分纤维断面图示。图4是螺旋卷曲多组分纺粘纤维的图示。定义本文以及权利要求中使用的术语“包含”是包容性的或非穷尽的，因此不排除附加未举出的要素、组分或方法步骤。本文所使用的术语“非织造”布或纤网”是指其结构系由单根纤维或丝交叉铺置构成的纤网，但它们不是像针织物或机织物中那样按照可辨认方式排列的。非织造布或纤网一向采用多种方法成形，如熔喷法、纺粘法、水刺(水力缠结)、气流铺网及粘合-梳理纤网法。本文所使用的术语“纺粘纤维”是指一类熔体牵伸(拉细)聚合物材料的小直径纤维。纺粘纤网的成形通常方法包括将熔融热塑性材料从纺丝板的多个纤细纺丝孔中挤出为丝束，随后，挤出丝束的直径被迅速拉细。纺粘纤维及其制造方法的例子描述在授予Appel等人的美国专利4,340,563及授予Dorschner等人的美国专利3,692,618、授予Matsuki等人的美国专利3,802,817、授予Kinney的美国专利3,338,992及3,341,394、授予Hartman的美国专利3,502,763、授予Dobo等人的美国专利3,542,615以及授予Pike等人的美国专利5,382,400中。纺粘纤维在沉积到收集表面时通常不发粘，并且沿长度方向为基本连续状。本文所使用的术语“熔喷纤维”是指通常按如下方法成形的聚合物材料纤维将熔融热塑性材料从多个纤细，通常为圆形的纺丝孔中以丝束形式挤出到逐渐汇聚的高速气流(例如空气流)中，气流将熔融热塑性材料丝束拉细，直径变小。然后，熔融纤维被高速气流夹带着，最后沉积在收集表面上，形成由散乱分布的熔喷纤维组成的纤网。此类方法，例如公开在授予Buntin等人的美国专利3,849,241以及授予Timmons等人的美国专利5,271,883中。熔喷纤维可直接在纺粘纤网上成形，从而制成完整的内聚性层合物。本文所使用的术语“多层层合物”是指由2层或更多层组成的层合物，例如纺粘/熔喷/纺粘(SMS)层合物或者纺粘/薄膜/纺粘(SFS)层合物。多层层合物的例子公开在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非织造纤网制造方法，它包括： 挤出一种具有可卷曲断面构型的连续多组分纤维，所述多组分纤维包含第１组分和第２组分，其中所述第１组分包含丙烯聚合物，而所述第２组分包含不同的丙烯聚合物，后者选自高熔流速率聚丙烯、低多分散性聚丙烯、无定形聚丙烯和弹性体聚丙烯； 对所述连续多组分纤维实施骤冷； 对所述连续多组分纤维实施熔体牵伸，其中所述连续多组分纤维在牵伸力解除之后便自发形成卷曲；以及 将所述连续多组分纤维沉积在形成表面上，结果形成螺旋卷曲纤维的非织造纤网。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：JR尼利，DF克拉克，TJ斯托克斯，CM弗雷泽，RW格里芬，
申请(专利权)人：金伯利克拉克环球有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]