裂膜纤维的生产方法及其用途技术

所公开的本发明专利技术涉及裂膜纤维及其制取手段和方法的改进，以及此种纤维在非织布中乃至用于个人护理及其他产品方面的应用。制成包括至少两种不相容组分的多组分长丝。将长丝置于诸如蒸汽的热含水条件下牵伸，致使它们分裂为包含不相容组分的纤维。将这些纤维以细旦纤维非织布形式收集起来，此种非织布可用作卫生巾、尿布及其他产品的组成部分。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

技术介绍
本专利技术涉及生产细旦纤维的方法。更具体地说，本专利技术涉及生产细旦裂膜纤维的方法。包含裂膜或原纤化细纤维的非织或织造的布表现出非常吸引人的性质，包括质地、阻隔、视觉及强度等性能。已知有若干不同的生产裂膜细纤维的方法，而通常，裂膜纤维由包含两种或更多种不相容聚合物组分的共轭纤维，或者由轴向取向薄膜制取。例如，一种生成裂膜纤维结构的已知方法包括如下步骤将可分裂共轭长丝成形为布料，然后用苯甲醇或苯乙醇的水乳液处理该布料以使该共轭长丝分裂。另一种已知方法包括如下步骤将可分裂共轭长丝成形为某种纤维构造，然后通过使共轭长丝在干态或在热水溶液存在下弯曲或机械地揉搓使该长丝发生劈裂。又一种工业上用来生产裂膜细旦纤维的方法是针刺方法。在该方法中，共轭纤维在水力或机械针刺作用下，共轭纤维的不同聚合物组分发生分离。再一种生产细纤维的方法，尽管它可能不算是纤维分裂方法，采用包含可溶于溶剂或可溶于水的聚合物组分的共轭纤维，譬如用皮芯共轭纤维制成一种纤维构造，然后以一种溶剂处理该纤维构造，溶剂将皮组分溶解掉，结果生成由芯组分构成的细旦纤维的纤维构造。尽管已知有各种不同生产分裂或原纤化细旦纤维的先有技术方法，包括以上所描述的种种方法，但是，每一种先有技术方法都存在一种或多种缺陷，包括要使用化学品，这会带来处置的问题；原纤化加工时间过长；和/或靠水力或机械地使纤维分裂的程序过于麻烦。因而，先有技术的裂膜纤维生产方法不是非常经济，也不是特别适合工业规模生产的。另外，先有技术生产出来的裂膜纤维往往不均匀和/或无法实现纤维的深度分裂。目前，依然存在着对这样一种生产方法的需要，它既经济，又对环境无害，而且能实现纤维的深度分裂。另外，还需要一种连续进行并可用于大规模工业生产的细纤维生产方法。专利技术概述本专利技术提供一种原位生产破裂长丝的方法。该方法包括如下步骤采用诸如纺粘法，熔融纺制多组分共轭长丝，其中包含沿长丝长度的许多不同的断面区(cross-sectional segment)，其中至少某些相邻区由彼此不相容的组合物构成，其中之一是亲水的；然后，在热的含水分裂诱导介质存在下对长丝进行拉伸，致使各个区离解为可成形为非织布的细旦纤维。本专利技术还提供由此种多个区构成的可裂膜纤维，以及包含所得裂膜纤维的非织造布。本文所使用的术语“蒸汽”，除另行指明外，既指蒸汽，也指蒸汽与空气的混合物。本文所使用的术语“含水介质”是指包含水或蒸汽的液态或气态介质。本文所使用的术语“纤维”，除另行指明外，既指短纤维长度纤维，也指连续纤维。本文所使用的术语“纺粘纤维非织(造)布”是指，通过将熔融热塑性聚合物经纺丝板的许多毛细孔挤出为丝束，所形成的细直径长丝构成的非织造纤维布。挤出的丝束一边被冷却，一边借助喷射或其他熟知的牵伸手段进行牵伸。牵伸后的丝束散乱、各向同性地沉积或铺絮在成型表面上，形成松散缠结的纤网，然后，铺好的纤网经历粘合过程，以赋予其物理整体性和尺寸稳定性。纺粘非织布的生产可见诸于例如，授予Appel等人的美国专利4,340,563、授予Matsuki等人的3,802,817、授予Dorschner等人的3,692,618。就典型而言，纺粘纤维的单位长度重量为2～约6旦或更高，虽然更细的纺粘纤维也可生产出来。术语“短纤维”是指平均直径近似或略小于纺粘纤维的不连续纤维。短纤维是采用传统纤维纺丝方法成形，然后切断成短纤维长度而生产出来的，该长度小于约8英寸。随后，此种短纤维经梳理或气流成网，继而经过热或粘合剂粘合，就制成非织造布。附图简述附图说明图1表示按照本专利技术的一种(纤维)分裂系统实施方案。图2表示包括粘合装置的第二种实施方案。专利技术详述本专利技术提供一种原位生成分裂长丝的方法。该方法包括，纺制一种可分裂长丝以及将该长丝分裂的步骤，该分裂后的长丝随后可进一步加工为例如非织造纤网、纺织长丝或短纤维。本文所使用的术语“长丝纺丝方法”是指，使用纺丝板和丝束牵伸手段生产长丝的诸如纺粘法之类传统长丝纺丝方法。该方法包括如下步骤让熔融处理的聚合物组合物通过纺丝板形成丝束，将丝束冷却以使之基本固化，继而让冷却后的丝束通过牵伸装置将其拉细，从而使丝束中的聚合物具有分子取向。拉伸力可借助机械方式，例如象在长丝连续生产过程中那样通过导丝辊施加，然而优选的是利用气力，例如象在纺粘长丝生产过程中那样通过气力纤维牵伸装置实现。本文所使用的术语“基本固化”是指长丝中至少50％的组分聚合物已固化，且丝的表面温度低于最低熔点组分的熔点(Tm)。按照本专利技术，每一根可分裂长丝包含至少两种不相容的聚合物组分组合物，且组分聚合物中的至少一种为亲水的。另外，沿长丝的长度，这些组分组合物各自占据长丝断面上界限鲜明的区，纤维断面的至少一个区形成不咬合构型，使得该区自长丝中分离时不受物理阻碍。按照本专利技术，对传统共轭纺丝方法做了修改，用以分裂本专利技术的共轭长丝。该修改包括，在长丝基本固化之后，将热的诱导分裂含水介质施加到丝束上。理想地，丝束接受热的诱导分裂含水介质处理之前已完全固化。该诱导分裂含水介质是在长丝刚要接受牵伸之前或牵伸期间施加上去的。适合本专利技术使用的诱导分裂含水介质包括热水，希望该热水温度至少约60℃。更希望该水温为约65℃～100℃。另外的合适介质是温度高于60℃但低于该共轭纤维最低熔点组分的熔点的蒸汽及蒸汽与空气的混合物。当采用空气与蒸汽混合介质时，可通过调节与蒸汽混合的空气的温度来改变该诱导原纤化介质的温度。例如，可提高空气温度，进而提高蒸汽空气混合物的温度。就温度和停留时间方面，控制纤维在诱导含水介质中的暴露情况，以避免纤维温度升高到超过熔点最低组分的熔点。现在来看图1，其中表示一种机械牵伸连续长丝生产方法，该方法包括诱导分裂热含水介质的施加步骤。分裂长丝生产设备10包括纺丝板12，其上带有纺丝细孔，至少两种经过熔融处理的聚合物组合物穿过细孔喷出，形成共轭长丝14。每一根长丝14中，熔融处理的聚合物组合物沿长丝的长度，在其断面上呈一定排列，各自占据断面的不同的区。随着丝束离开纺丝板12，组合物受到骤冷，进而固化。通常，侧吹的冷却气流16加速了丝束14的冷却，以致当丝束达到集束导丝辊18时，便基本上固化了。随后，丝束被送到导丝辊或卷绕-牵伸组件20上。尽管不优选，导丝辊组件20可被用来对丝束施加向下的牵伸力，以便对丝束牵伸并使其中的组分聚合物产生分子取向。在导丝辊组件20以下，靠近牵伸丝束的部位装有含水介质注射装置22。注射装置22将诱导分裂含水介质施加到丝束上，使丝束在受到牵伸力作用的同时，与该介质充分接触，于是长丝的各个区便分裂为分裂长丝。随后，分裂长丝被进一步加工成纱线、短纤维、纤维束等。由注射装置22供应的诱导分裂介质可以是例如蒸汽、蒸汽与空气的混合物或热水。图2表示出一种由诱导分裂热含水介质施加步骤改进的气力牵伸长丝生产方法。更具体地说，图2画出了一种纺粘非织造纤网生产过程，其中在施加牵伸力的同时施以诱导分裂介质。该方法采用一种类似于以上所述连续长丝生产设备的纺丝板长丝生产设备42。然而，该纺粘设备采用气力牵伸装置30，而不是导丝辊。大体上说，气力牵伸装置30包括一个供丝束通过的狭长垂直甬道。在该垂直甬道中，牵伸力是通过牵伸流体32的高速流动施加到丝束上的，例如，该流体从甬本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种生产裂膜纤维的方法，所述方法包括：ａ）熔融纺制多组分共轭长丝，该共轭长丝包含许多沿所述长丝长度的不同的断面区，其中相邻的不同的区包含不相容的聚合物组合物，且该组合物中至少一种是亲水的；以及ｂ）在含水诱导原纤化介质的存在下将共轭长丝牵伸，以分裂该长丝；其中所述区具有不咬合构型，以便使所述区为可离解的，所述区在接触到诱导原纤化热含水介质之后在少于约３０秒钟之内离解。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：PA萨瑟，RD派克，
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]