包含再生聚丙烯組分和再生可持續聚合物組分的熔噴非織造纖網及其制備方法技術

本發明專利技術提供了制備從聚丙烯組分和可持續聚合物組分的起始材料再生的熔噴纖維的方法。在一個方面中，該方法包括在加熱下共混聚丙烯組分和可持續聚合物組分的起始纖維以形成熔融流，并且然后減粘裂化所述組分以獲得適用于熔噴應用的聚合物共混物。將減粘裂化的聚合物組分的熔融流通過熔噴模具擠出以形成熔噴纖維流，其然后被收集在收集表面上以形成粘結的熔噴纖網。起始材料可為具有鞘?芯構型的雙組分長絲，其中聚丙烯組分取向在鞘中并且可持續聚合物組分取向在長絲的芯中。本發明專利技術還涉及由該方法制備的熔噴纖維和纖網。

【技術實現步驟摘要】
【國外來華專利技術】本專利技術涉及非織造纖網，并且更具體地說涉及由包含共混再生聚丙烯組分和再生可持續聚合物組分的纖維制備的熔噴纖網。
技術介紹
傳統上，用于生產非織造品的許多材料由熱塑性聚合物(如聚酯、聚苯乙烯、聚乙烯和聚丙烯)制備。這些聚合物一般來說非常穩定并且可在環境中保持長時間。然而，近來，已存在研發被認為環境友好且可持續的制品和產品的趨勢。作為該趨勢的一部分，已存在對生產由增大可持續含量組成的生態友好產品的需要以降低石油類材料的含量。一種可符合這種需要的有前景的聚合物為聚乳酸(PLA)。聚乳酸(也稱為聚交酯)為衍生自可再生資源(如糖、淀粉或纖維素)的可再生熱塑性脂肪族聚酯。PLA是有前景的，因為其由天然物質如玉米制成，并且因此可提供對石化衍生產品的可持續替代。然而，PLA不一定具有可與合成聚合物如聚乙烯和聚丙烯相關的相同強度和伸長率特性。因此，已研發了包括PLA組分和合成聚合物組分的復合產品。一種此類產品為包含具有PLA芯和聚丙烯鞘的雙組分長絲的非織造薄片。此類產品已發現用于尿布行業，其中目標是增大消費品中可持續組分的水平。然而，此類復合材料的使用也可存在缺點。一個此類缺點是由于再生或再循環為合成聚合物和可持續聚合物的復合物的材料的困難。因此，此類材料的使用已導致增大的成本，這反過來限制此類材料在商業產品中的使用。因此，仍存在對將可持續聚合物如PLA結合到商業產品中的改善的方法和產品的需要。
技術實現思路
本專利技術的實施例涉及制備從聚丙烯組分和可持續聚合物組分的起始材料再生的熔噴纖維的方法。在一個實施例中，本專利技術提供制備熔噴纖網的方法，其中由聚丙烯組分和可持續聚合物組分組成的起始纖維在加熱下共混以形成包含聚丙烯組分和可持續聚合物組分的共混物的熔融流。然后使熔融流經受減粘裂化，其中聚丙烯組分和可持續聚合物組分被減粘裂化，使得減粘裂化的組分適用于熔噴應用。將減粘裂化的聚合物組分的熔融流通過熔噴模具擠出以形成熔噴纖維流，其然后被收集在收集表面上以形成粘結的熔噴纖網。在一些實施例中，可熱粘結熔噴纖網，如使纖網穿過壓延輥。在一個實施例中，起始材料包含具有鞘-芯構型的雙組分長絲，其中聚丙烯組分取向在鞘中并且可持續聚合物組分取向在長絲的芯中。在一些實施例中，起始材料包含紡粘纖網，如包含雙組分長絲的紡粘纖網。在一些實施例中，通過將減粘裂化劑共混到熔融流中來實現減粘裂化。在一些實施例中，減粘裂化劑可包含過氧化物、羥胺酯組合物或硫代組合物。在一個優選實施例中，減粘裂化劑包含羥胺酯。本專利技術的方面還涉及包含熔噴纖維的熔噴纖網，所述熔噴纖維為再生聚丙烯組分和再生可持續聚合物組分的共混物。在一個實施例中，熔噴纖網包含再生聚丙烯組分和再生聚乳酸組分的共混物。本專利技術還涉及包含熔噴纖網的復合薄片結構，如熔噴/紡粘(MS)層壓體、紡粘/熔噴/紡粘(SMS)層壓體以及紡粘/熔噴/熔噴/紡粘(SMMS)層壓體。具體實施方式現將參考附圖在下文中更加全面地描述本專利技術，在這些附圖中示出了本專利技術的一些而非全部實施例。實際上，這些專利技術可以以許多不同形式實施并且不應理解為限于本文中所闡述的實施例；相反地，提供這些實施例以使得本公開將滿足可適用的法律要求。出于本申請的目的，以下術語應具有以下含義：術語“纖維”可指有限長度的纖維或無限長度的長絲。如本文所用，術語“非織造纖網”意指無需使用織造或針織方法生產互相嚙合的而不是可辨別重復的方式的單根纖維或絲線的結構而形成的材料的結構或纖網。在過去，已通過多種常規方法形成非織造纖網，如(例如)熔噴法、紡粘法和切段纖維粗梳法。如本文所用，術語“熔噴”是指其中通過將熔融熱塑性材料通過多個細小、通常圓形的模具毛細管擠出到高速氣體(例如空氣)流中而形成纖維的方法，該方法使熔融熱塑性材料變細并形成纖維，所述纖維可至微纖維直徑，如直徑小于10微米。其后，熔噴纖維通過氣流載送并沉積在收集表面上以形成無規熔噴纖維的纖網。此類方法公開于(例如)Butin等人的美國專利第3,849,241號；Meitner等人的美國專利第4,307,143號；以及Wisneski等人的美國專利第4,707,398號，其以全文引用的方式并入本文中。根據本專利技術的實施例的熔噴纖維可具有圓形橫截面和非圓形橫截面。如本文所用，術語“紡粘”是指涉及將熔融熱塑性材料從紡絲頭的多個細小、通常圓形的毛細管擠出為長絲，然后機械或氣動使長絲變細并拉伸的方法。根據紡絲孔的配置，可生產各種橫截面形狀的纖維，包括圓形和非圓形，如三葉形、三角形等形狀的纖維。長絲被沉積在收集表面上以形成無規布置的基本上連續的長絲的纖網，所述長絲隨后可粘結在一起以形成粘結的非織造織物。紡粘非織造纖網的生產示于專利如(例如)美國專利第3,338,992號；美國專利第3,692,613號；美國專利第3,802,817號；美國專利第4,405,297號和美國專利第5,665,300號中。一般來說，這些紡粘法包括從紡絲頭擠出長絲、用空氣流驟冷長絲以加快熔融長絲的凝固、通過施加拉伸張力或者通過將長絲氣動地夾帶在空氣流中或機械地通過將長絲圍繞機械拉伸輥纏繞而使長絲變細、將拉伸的長絲沉積到采集表面上以形成纖網，以及將松散長絲的纖網粘結到非織造織物中。粘結可為任何熱粘結或化學鍵結處理，其中熱點粘結為典型的。還可使用基于其它方法如機械和水刺法。如本文所用，“熱點粘結”涉及將待粘結的材料如兩種或更多種纖維纖網在加熱壓延輥和觸點輥之間傳送。壓延輥通常經圖案化，使得織物粘結在離散點粘結位點中而非被粘結在其整個表面上。如本文所用，術語“聚合物”一般來說包括(但不限于)均聚物、共聚物，如(例如)嵌段、接枝、無規和交替共聚物、三元共聚物等，以及其共混物和變體。此外，除非另外具體限制，否則術語“聚合物”應包括材料的所有可能幾何構型，包括全同立構、間同立構和無規對稱。如本文所用，術語“再生”，也稱為再循環聚合物，是指先前一次擠出成一些產品形式(如纖維、膜或固體塑料組分)，但隨后再加工回成如可第二次再擠出成有用纖維、膜或固體塑料部件的顆粒的聚合物材料。在許多再循環方法中，作出相當大努力以最小化分子量的降低。在其他情況下，可作出分子量的有目的的降低以將再循環聚合物轉化成可用于具體新目的的新分子量。回收用于再生聚合物材料如聚丙烯的方法的一個實例為減粘裂化。在減粘裂化中，使先前擠出的聚合物(例如起始材料)經受處理工藝(化學、機械或熱)，其中聚合物鏈被破壞或斷裂以生產分子量和熔體流動速率不同于起始材料的分子量和熔體流動速率的再生聚合物組合物。舉例來說，就聚丙烯而言，在擠出之前聚丙烯可具有分子量和熔體流動速率(MFR)，使得聚丙烯聚合物適用于紡粘法。在擠出之后，然后可使這種聚丙烯經受減粘裂化從而以生產具有適用于熔噴法的分子量和MFR的減粘裂化的聚丙烯組分。在本專利技術中，使待“再生”的聚合物材料經受減粘裂化工藝。本專利技術的實施例涉及制備由復合熔噴纖維組成的熔噴織物的方法，所述復合熔噴纖維已從由聚丙烯組分和可持續聚合物組分組成的起始材料再生。在本專利技術的上下文中，術語“可持續”是指衍生自經更新或補充以保持可供用于后輩的自然過程如農業或林業的材料。因此，可持續聚合物可與石油來源聚合物形成對比，其中在合理的時間長度內沒有自然地補充石油的供應。適合本專利技術的實施例本文檔來自技高網...

【技術保護點】
用于制備熔噴纖網的方法，其包含：提供由聚丙烯組分和可持續聚合物組分組成的起始纖維，其中所述組分中的每一種被設置在所述纖維的不同區域中；在加熱下共混所述聚丙烯組分和所述可持續聚合物組分以形成熔融流；減粘裂化在所述熔融流中的所述聚丙烯聚合物組分；降解在所述熔融流中的所述可持續聚合物組分；將所述熔融流通過熔噴模具擠出以形成熔噴纖維流，其中所述熔噴纖維包含再生聚丙烯組分和所述可持續聚合物組分的共混物；以及將所述熔噴纖維收集在收集表面上以形成粘結的纖網。

【技術特征摘要】
【國外來華專利技術】2014.01.24 US 61/931,1011.用于制備熔噴纖網的方法，其包含：提供由聚丙烯組分和可持續聚合物組分組成的起始纖維，其中所述組分中的每一種被設置在所述纖維的不同區域中；在加熱下共混所述聚丙烯組分和所述可持續聚合物組分以形成熔融流；減粘裂化在所述熔融流中的所述聚丙烯聚合物組分；降解在所述熔融流中的所述可持續聚合物組分；將所述熔融流通過熔噴模具擠出以形成熔噴纖維流，其中所述熔噴纖維包含再生聚丙烯組分和所述可持續聚合物組分的共混物；以及將所述熔噴纖維收集在收集表面上以形成粘結的纖網。2.根據權利要求1所述的方法，其中所述減粘裂化的步驟包含使減粘裂化劑與所述熔融流共混。3.根據權利要求2所述的方法，其中所述減粘裂化劑包含羥胺酯組合物或硫代組合物。4.根據權利要求2所述的方法，其中所述減粘裂化劑包含羥胺酯。5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中以所述丙烯組分的總重量計，減粘裂化劑的量為約0.5重量％至3重量％。6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中以所述丙烯組分的總重量計，減粘裂化劑的量為約0.75重量％至2.5重量％。7.根據權利要求1所述的方法，其中所述可持續聚合物組分包含聚乳酸。8.根據權利要求1所述的方法，其中在所述可持續聚合物組分中的所述可持續含量為90重量％至100重量％。9.根據權利要...

【專利技術屬性】
技術研發人員：埃萊娜·諾瓦里諾，戴維·D·紐科克，赫爾穆特·哈特爾，斯特凡尼·施特賴希，
申請(專利權)人：博愛辛普森維爾公司，博愛德國有限公司，
類型：發明
國別省市：美國;US