[发明专利]熔喷方法、低收缩率熔喷聚合物纤维和纤维结构体、以及可熔喷聚合物组合物

说明书

本发明涉及一种熔喷方法，所述熔喷方法包括：(a)提供热塑性聚合物材料，所述热塑性聚合物材料包含至少一种或多种聚酯聚合物和至少一种可熔金属次膦酸盐或不同可熔金属次膦酸盐的组合；以及(b)将所述热塑性聚合物材料熔喷成至少一种纤维或多种纤维，每种纤维具有小于约10微米的直径或厚度。所述金属次膦酸盐的量使得(a)减小所述聚酯聚合物的粘度和(b)用作结晶剂，所述结晶剂在将所述热塑性聚合物材料熔喷成所述至少一种纤维时至少促进所述聚酯聚合物的结晶。利用根据本方法制备的纤维可制备非织造和织造纤维结构体。

技术领域

本发明涉及熔喷聚合物纤维的方法，特别地涉及熔喷包含聚酯聚合物的纤维的方法，并且更特别地涉及熔喷具有小于约10微米的直径或厚度的此类纤维的方法。本发明还涉及此类熔喷聚合物纤维和由其制备的表现出低收缩率的纤维结构体，以及可熔喷成此类纤维的聚合物组合物。

背景技术

熔喷是一种直接由聚合物生产细旦纤维幅材的挤出技术。在熔喷中，将热塑性聚合物流挤出通过包括贴近布置的小孔口的模具并通过两个高速热空气的收敛流而变细成细旦纤维。这些细旦纤维可用于形成熔喷幅材，通常称为喷制微纤维幅材。喷制微纤维幅材使用于多种应用中，包括隔音和隔热、过滤、屏蔽幅材和揩布，等等。使用于喷制微纤维过程的主要树脂为聚丙烯(PP)。

本发明是对熔喷聚合物纤维以及熔喷纤维和纤维幅材的现有技术的改善。

发明内容

在本发明之前，难于熔喷包含聚酯聚合物的热塑性聚合物纤维，尤其是具有小于约10微米的直径或厚度的此类纤维。为熔喷此类纤维，相应热塑性聚酯聚合物必须加热至远高于其熔点的温度。热塑性聚酯聚合物的此类高温加热可导致一种问题或多种问题的任何组合，所述问题可包括例如聚合物的过度劣化、脆弱和易碎纤维幅材，和熔喷过程中的砂形成。即使在熔喷聚酯聚合物纤维利用常规方法来生产时，由此类纤维制成的纤维幅材和其它纤维结构体在等于或高于用于制备纤维的聚酯聚合物的玻璃化转变温度的温度下通常表现出过度收缩或其它不良的尺寸稳定性。

本发明人已发现了一种利用包含至少一种聚酯聚合物或多种聚酯聚合物的热塑性聚合物来熔喷纤维的方式，其中所述纤维可适于在等于或高于用于制备所述纤维的聚酯聚合物的玻璃化转变温度的温度下使用，即使在所述纤维的直径小于约10微米时。此类纤维可表现出一种或多种所需性质，包括例如以下性质的一种或任何组合：较低的成本(例如，制造和/或原材料成本)、耐久性、减小热暴露的收缩、增加高温下的尺寸稳定性和阻燃性质。本发明也可用于提供环境友好的非卤代阻燃聚酯基非织造或织造纤维材料。

本发明包括用纤维制备尺寸稳定的熔喷微纤维结构体(例如，垫、幅材、片材、稀松布、织物，等等)的方法，该纤维包含、基本上由或由一种聚酯聚合物或多种聚酯聚合物的组合组成。因为它们用在高温下尺寸稳定的含聚酯的聚合物材料制成，所以由此类纤维制成的非织造和织造纤维结构体(例如，垫、幅材、片材、稀松布、织物，等等)和由此类纤维结构体制成的制品(例如，隔热、隔音和绝缘制品、液体和气体滤网、服装和个人防护设备)可使用于较高的温度环境中，同时表现出仅轻微(如果有)的收缩。在暴露于热时不会显著收缩的尺寸稳定的聚酯喷制微纤维幅材的开发将拓宽这些幅材的应用性。通过制备成表现出除了收缩抗性之外的充分阻燃性质和/或耐久性，此类熔喷微纤维幅材可变得特别可用于隔热和隔音。

根据本发明的一个方面，提供了一种方法，该方法包括：(a)提供热塑性聚合物材料，该热塑性聚合物材料包含至少一种或多种聚酯聚合物和至少一种可熔金属次膦酸盐或不同可熔金属次膦酸盐的组合；(b)将该热塑性聚合物材料熔喷成至少一种纤维或多种纤维；以及(c)将至少一种纤维加热至等于或高于聚酯聚合物的玻璃化转变温度(T_g)的温度。在热塑性聚合物材料被熔喷成至少一种纤维时，金属次膦酸盐的量使得加速、诱导或至少促进聚酯聚合物的结晶。至少一种纤维的聚酯聚合物为至少部分地结晶的。