CN101466880A - 载粒聚合物纤维及其挤出方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种载粒聚合物纤维，以及用于挤出聚合物纤维的方法和系统。所述载粒聚合物纤维具有纤维体，所述纤维体包含聚合物粘合剂，所述聚合物粘合剂内分布了多个粒子。一些所述粒子被完全地封装在所述聚合物粘合剂内，并且其它所述粒子可被嵌入以使得它们部分暴露在所述纤维体的所述外表面上。用于所述纤维的所述聚合物可具有高分子量，并且所述封装粒子可优选地朝向所述纤维的所述外表面分布。

Description

载粒聚合物纤维及其挤出方法
技术领域
本发明涉及载粒聚合物纤维的技术领域，以及用于制备此类聚合物纤维的挤出处理和装置。
背景技术
常规的纤维形成方法和装置通常涉及通过孔挤出聚合材料。典型的纤维挤出处理的速率、压力和温度在聚合材料的经济要求和物理特性之间显示妥协的情况。例如，聚合材料的分子量与熔融粘度和聚合材料性能都有直接的关系。不幸的是，聚合材料性能的改善通常关系到增加的分子量和相应的相对高的熔融粘度。熔融粘度越高，通常导致纤维形成越慢、并且经济可行性越低。
为了处理较高分子量聚合物的高熔融粘度，常规处理可依赖于在相对高的温度下处理以降低聚合材料的熔融粘度。然而，加工温度通常会受到聚合材料在较高温度下降解的限制。结合升高的加工温度，还可增加加工压力(即，聚合物被挤出时的压力)以提高加工速度。然而，加工压力会被用于挤出纤维的设备所限制。因此，常规处理中的加工压力通常被上述因素所约束。
考虑到上述讨论的问题，挤出熔融聚合物以用于纤维制备的常规策略是减小聚合材料的分子量，从而达到经济可行的加工速率。分子量的减少导致在挤出的聚合物纤维的材料性能方面受到相应的损害。
为了至少部分地处理在常规挤出纤维的材料性能方面的损害问题，纤维强度可通过纤维中的聚合材料取向处理而改善。可在纤维退出挤出模头后通过拉引或拉伸纤维进行取向处理。因此，用于纤维的聚合材料在半熔融状态中通常必须具有基本的拉伸应力承载能力，聚合材料在此状态中退出模头(或者当纤维被拉引时仅仅会断裂)。这类特性通常可得自半结晶性聚合物中，诸如(例如)聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺。因此，常规纤维挤出处理可仅使用限量的聚合材料进行。
发明内容
本发明提供了载粒聚合物纤维以及用于挤出聚合物纤维的方法和系统。
载粒聚合物纤维具有包含聚合物粘合剂的纤维体，所述聚合物粘合剂内分布多个粒子。一些粒子被完全封装在聚合物粘合剂内，并且其它粒子可部分暴露在纤维体的外表面上。
本发明载粒纤维的潜在优点之一是聚合物纤维体可由具有相对低熔融指数或相对高熔融粘度(以及如本文讨论的相应高分子量)的聚合物形成。因此，对于载粒纤维，也可得到本发明的方法中采用这类聚合物制备的纤维相关的潜在有益效果。
本发明的另一个潜在优点是：在纤维体内的粒子可优选地被分布以使得粒子密度(即，每单位体积纤维体中的粒子数)在邻近纤维的外表面处较高。纤维体内的粒子分布对于提高纤维强度(通过(例如)提供包括较少粒子的中心核)可能是有利的。
粒子分布概况在期望粒子封装在接近纤维的外表面处或部分暴露在纤维的外表面上的情况中可能也是有利的。这可能在下述情况中尤为如此：其中如果另外的粒子暴露而成为聚合物粘合剂的一部分在使用过程中被移除(可发生在(例如)用于磨料制品的纤维中)是有利的。
在本发明的熔融挤出纤维中可见的粒子分布的另一个潜在优点是：因为粒子被优选地分布在邻近纤维的外表面处，所以，形成邻近纤维的外表面的所选粒子密度所需的粒子量可被减少。
用于制备纤维的挤出处理可优选地包括将与聚合物熔融流注分离的润滑剂传送到挤出模头的每个孔，使得当润滑剂通过模头孔时优选地将聚合物熔融流注包围。在聚合物纤维挤出处理中使用与聚合物熔融流注分离传送的润滑剂可提供多个潜在优点。
例如，可在缺少拉引时为取向的聚合物纤维提供被分离传送的润滑剂的使用，即，在一些实施例中，在纤维退出模头后可以不需要拉引或拉伸纤维以获得取向的聚合物纤维。如果在挤出后不拉引聚合物纤维，则聚合物纤维在退出模头后无需在其半熔融状态中呈现基本的拉伸应力承载能力。相反，在某些情况下，本发明的润滑挤出方法可以在聚合材料移动通过模头时赋予其取向，使得聚合材料可优选地在其退出模头前被取向。
减少或消除为赋予取向而进行拉引或拉伸需求的一个潜在优点是：用于挤出聚合物纤维的候选聚合材料可显著增多，以包括可能不会另外用于挤出纤维的聚合物材料。多相聚合物也可通过所提方法挤出成取向的纤维。诸如‘皮/芯型’或‘海岛型’或‘饼型’或‘空心饼型’之类的复合纤维构造也适合此方法。
本发明的方法的潜在优点可包括(例如)在相对低的压力下同时挤出多个聚合物纤维的能力。相对低的压力可在设备和处理成本方面节省开支。
对本发明来说，术语“纤维”(及其变型)是指细长的线状结构或具有相对于其宽度基本上连续的长度(即，长度是其宽度的至少1000倍)的原丝。本发明纤维的宽度可优选地被限制为最大维度为5毫米或更小，优选地为2毫米或更小，并且甚至更优选地为1毫米或更小。
本发明的纤维可以是单组分纤维；双组分或组合纤维(为方便起见，术语“双组分”将常用于指由两种组分构成的纤维以及由两种以上组分构成的纤维)；以及双组分纤维的纤维部分，即占有部分双组分纤维横截面的部分和延伸超过双组分纤维长度的部分。
本发明的一些实施例的另一个潜在优点可存在于挤出具有低熔融指数(MFI)的聚合物的能力。在常规的聚合物纤维挤出处理中，挤出的聚合物的熔融指数为约35或更高。使用本发明的方法，使用具有以下熔融指数的聚合物可以实现聚合物纤维的挤出：30或更小、在一些情况中为10或更小、在其它情况中为1或更小、并且在另外其它的情况中为0.1或更小。在本发明之前，形成纤维的这类高分子量(低熔融指数)聚合物的挤出处理通常使用溶剂以溶解聚合物来进行，从而降低聚合物的粘度。这种方法存在溶解高分子聚合物以及之后移除溶剂(包括处理或循环利用)的困难。可以结合本发明潜在使用的低熔融指数聚合物的实例可包括可得自密歇根州怀恩多特市的巴斯夫公司(BASFCorporation of Wyandotte，MI)的LURAN S757(ASA，8.0MFI)；可得自德克萨斯州休斯顿市的亨斯曼聚合物公司(Huntsman Polymers ofHouston，TX)的P4G2Z-026(PP，1.0MFI)；可得自俄亥俄州埃文湖市的普立万公司(PolyOne Corporation of Avon Lake，OH)的FR PE 152(HDPE，0.1MFI)；可得自德克萨斯州休斯顿市埃克森美孚化学公司(ExxonMobil Chemical of Houston TX)的7960.13(HDPE，0.06MFI)；以及可得自德克萨斯州休斯顿市的埃克森美孚化学公司的ENGAGE8100(ULDPE，1.0MFI)。
本发明的一些方法的另一个潜在优点可包括可达到的相对高的质量流量。例如，使用本发明的方法，可以10克/分钟或更高、在一些情况中以100克/分钟或更高、并且在其它情况中以400克/分钟或更高的速率将聚合材料挤出成纤维。这些质量流量可通过面积为0.2平方毫米(mm2)或更小的孔实现。
本发明的一些方法的又一个潜在优点可包括挤出包括在分子水平取向的聚合物纤维的能力，所述能力可(例如)提高强度或提供其它有利的机械、光学等特性。如果聚合物纤维由非晶态聚合物构成，则非晶态聚合物纤维可以可选地被表征为包含部分刚性或有序非晶态聚合物相或取向的非晶态聚合物相(即纤维内的分子链通常沿着纤维轴线被准直成不同程度的部分)。
虽然取向的聚合物纤维是已知的，但是通常在纤维退出模头孔时通过牵引或拉延纤维达到取向。然而，许多聚合物在挤出后不能被拉引，因为它们在熔融或半熔融状态中不会马上具有足够的机械强度以被拉引而不断裂。然而，本发明的方法可消除拉延聚合物纤维以实现取向的需要，因为聚合材料可在其退出孔前在模头内被取向。因此，使用商业可行的处理中通常不可挤出和拉延的聚合物可以挤出定向的纤维。
在本发明的一些方法中，可优选地控制润滑剂或模头的温度，或同时控制两者的温度以使聚合材料淬火，使得取向不会丢失或不会因模头外的松弛而被显著降低。在某些情况下，润滑剂的选择可基于(至少部分地基于)其通过例如蒸发使聚合材料淬火的能力。
在一个方面，本发明提供了具有纤维体的载粒聚合物纤维，所述纤维体包含聚合物粘合剂和封装在聚合物粘合剂内的多个粒子，其中聚合物粘合剂基本上由一种或多种聚合物组成，并且其中封装粒子具有封装粒子密度，并且其中封装粒子密度在邻近纤维的外表面处较高。
在另一方面，本发明提供了具有纤维体的载粒聚合物纤维，所述纤维体包含一种或多种聚合物，并且其中所有的所述一种或多种聚合物在所述一种或多种聚合物的特定条件下测得具有10或更小的熔融指数；以及封装在纤维体内的第一多个粒子和嵌入纤维体的外表面的第二多个粒子，其中封装的第一多个粒子具有封装粒子密度，并且其中第一多个粒子的封装粒子密度在邻近纤维的外表面处最高。
在另一方面，本发明提供通过下述过程来制备载粒聚合物纤维的方法：将多个粒子夹带在聚合物熔融流注内；使其中夹带多个粒子的聚合物熔融流注通过位于模头内的孔，其中孔具有入口、出口以及从入口延伸至出口的内表面，其中孔为半双曲线型会聚孔，并且其中聚合物熔融流注在入口处进入孔并在出口处离开孔；将润滑剂传送至与聚合物熔融流注分离的孔，其中润滑剂在孔的入口处被引入；并且收集载粒聚合物纤维，其包含聚合物熔融流注和封装在聚合物熔融流注内的多个粒子，其中封装粒子在纤维内具有封装粒子密度，并且其中封装粒子密度在邻近纤维的外表面处较高。
在另一方面，本发明可提供通过下述过程来制备聚合物纤维的方法：使聚合物熔融流注通过位于模头内的孔，其中孔具有入口、出口以及从入口延伸至出口的内表面，其中孔为半双曲线型会聚孔，并且其中聚合物熔融流注在入口处进入孔并在出口处离开孔；将润滑剂传送至与聚合物熔融流注分离的孔，其中润滑剂在孔的入口处被引入；并且在聚合物熔融流注离开孔的出口后收集包含聚合物熔融流注的纤维。
在另一方面，本发明可提供通过下述过程来制备聚合物纤维的方法：使聚合物熔融流注通过模头孔，其中孔具有入口、出口以及从入口延伸至出口的内表面，其中孔为半双曲线型会聚孔，其中聚合物熔融流注在入口处进入孔并在出口处离开孔，其中聚合物熔融流注包含本体聚合物，其中本体聚合物为聚合物熔融流注的大部分，并且其中本体聚合物基本上由熔融指数为1或更小的聚合物组成，此熔融指数是在ASTM D1238标准针对聚合物指定的条件下测量的；将润滑剂传送到与聚合物熔融流注分离的孔；并且在聚合物熔融流注离开孔的出口后收集包含本体聚合物的纤维。
本发明的方法、系统和制品的多种实施例的以上和其它特点和优点可在下面结合本发明的多个示例性实施例进行描述。
附图说明
图1为根据本发明的一根载粒纤维的理想化放大剖视图。
图2为示出了用于根据本发明的方法的处理窗口的示意图。
图3为可结合本发明使用的一种示例性模头的一部分的放大剖视图。
图4为图3的模头中孔的放大视图。
图5为可结合本发明使用的一种示例性挤出模板的一部分平面图。
图6为包括根据本发明的模头的一个系统的示意图。
图7为可结合本发明使用的另一种挤出装置的放大剖视图。
图8为可结合本发明使用的另一种示例性模头孔和润滑通道的放大平面图。
图9为根据本发明的方法退出模头孔的一种示例性聚合物纤维的放大剖视图。
具体实施方式
在以下本发明的示例性实施例的详细说明中，可参考作为本文一部分的附图，并且其中通过举例说明的方式示出了可实施本发明的具体实施例。应当理解在不脱离本发明范围的条件下可利用其它实施例并且可进行结构变化。
如上所述，本发明提供了通过润滑流体挤出处理制备聚合物纤维的方法和系统。本发明还提供了可优选地使用这种系统和方法制备的载粒聚合物纤维。
图1为根据本发明的一种示例性载粒纤维2的理想化剖视图。纤维2被形成为具有沿着其长度延伸的纵向轴线3。纤维2包括由一种或多种聚合物形成的纤维体4(本文中有时称为聚合物粘合剂)。纤维体4沿着纵向轴线3的长度延伸并且包括外表面5。虽然图1中所示的纤维体4具有大致呈圆形的横截面形状(横切纵向轴线3获取)，但本发明的纤维可呈任何合适的横截面形状，如，椭圆形、三角形、矩形、六边形、不规则形状等。
用于形成纤维体4的一种或多种聚合物可具有如本文所述的任何组合物。例如，优选地纤维体4的一种或多种聚合物具有30或更小、10或更小、1或更小、0.1或更小的熔融指数(MFI)；优选地一种或多种聚合物为半结晶性聚合物(如，尼龙)；等等。
结合图1还描述了封装的粒子6(此处“封装”指完全包含在形成纤维体4的聚合物内的粒子)。除了封装在聚合物纤维体4内的粒子6之外，纤维2还可包括仅嵌入(或部分封装在)形成纤维体4的聚合物内的粒子7，使得部分粒子暴露在纤维体4的外表面5上。
在封装在纤维体4内的粒子6当中，优选地封装粒子6分布在纤维内使得封装粒子密度在邻近纤维2的外表面5处较高。如本文所用，“封装粒子密度”指每单位体积纤维的封装粒子数。在一些实施例中，优选纤维最外面20％体积内的封装粒子密度是纤维最里面20％体积内粒子密度的两倍或更多倍。作为另外一种选择，优选50％或更多的封装粒子位于纤维最外面20％体积内。在另一种选择中，优选90％的封装粒子位于纤维最外面10％体积内。
粒子6(和暴露在外表面5上的粒子7)可优选地由不易与聚合物纤维体4混和或不易熔融成聚合物纤维体4的材料形成。优选地粒子6和7由非聚合材料形成(但应当理解，一些粒子可结合本发明使用，只要它们的熔融加工温度(如本文所定义)足够高使得粒子6和7保持其与环绕的纤维体4分开的及截然不同的形式)。可用于本发明载粒纤维中一些可能合适的非聚合物粒子的实例可包括例如金属、金属氧化物(如氧化铝)、陶瓷、玻璃、矿物等。
在某些情况下，加入本发明纤维中的粒子可包括如(例如)回射器等的光学功能。可结合本发明用作粒子的一些可能合适的光学元件的实例可描述于例如美国专利No.4,367,919(董(Tung)等人)；No.5,774,265(马瑟斯(Mathers)等人)；No.5,835,271(斯特普(Stump)等人)；No.5,853,851(莫里斯(Morris))等中。
结合本发明载粒纤维使用的粒子可能可以根据它们的尺寸来描述。优选地(例如)足够小使得不会抑制纤维形成或挤出(如果其为形成纤维的处理)的粒子。在某些情况下，优选粒子的最大维度为1毫米或更小、500微米或更小、250微米或更小、100微米或更小、50微米或更小或者10微米或更小。如本文所用，粒子的“最大尺寸”通过筛选或筛分测定，所述筛选或筛分使得粒子通过具有粒度或更大的开口的筛网或滤网。例如，最大尺寸为100微米或更小的粒子将通过具有100微米宽的开口的筛网或滤网。
在结合本发明的载粒聚合物纤维描述粒度的另一种方式中，最大尺寸可被描述为取决于纤维直径。例如，优选地本发明的载粒纤维中粒子的最大尺寸为纤维直径的10％或更小、纤维直径的30％或更小或者纤维直径的50％或更小。
本发明的载粒纤维可优选地通过涉及从具有一个或多个孔的模头中挤出聚合物熔融流注的方法进行制备。拟封装在纤维体内的粒子传送至模头时，优选地其被夹带在聚合物熔融流注内。
将润滑剂传送至与聚合物熔融流注分离的模头，优选地采用可使得当润滑剂通过模头时润滑剂优选地位于聚合物熔融流注的外表面周围的方式。润滑剂可以是另一种聚合物或另一种材料，诸如(例如)矿物油等。可以优选的是润滑剂的粘度显著小于润滑聚合物的粘度(在润滑聚合物被挤出的条件下)。一些示例性模头和可从其中挤出的纤维如下所述。
在本发明的方法和系统中使用润滑剂的一个潜在优点是可制备纤维的处理窗口可相对于常规聚合物纤维挤出处理加宽。图2示出了无量纲坐标图以示出该潜在优点。沿着X轴向右移动的聚合物熔融流注的流量增加，并且沿着y轴向上移动的润滑剂的流量增加。虚线(所示最接近X轴的线)和实线(位于虚线上方)之间的区域表征其中聚合物熔融流注和润滑剂的流量可彼此相对保持在稳态的区域。稳态流动特性优选地是对于聚合物熔融流注和润滑剂二者的稳定压力。另外，稳态流动也可优选地在对于润滑剂和/或聚合物熔融流注相对低的压力下发生。
实线上方的区域(在离开虚线的实线的相对侧上)表征其中多余的润滑剂可使通过模头的聚合物熔融流注流动时发生脉冲的区域。在某些情况下，脉动会足够强，以中断聚合物熔融流注的流动，以及破坏或终止任何正在退出模头的纤维。
虚线下方的区域(即，虚线和X轴之间)表征润滑剂流动失速或流速至零的条件。在这种情况下，聚合物熔融流注的流动不再被润滑，并且聚合物熔融流注和润滑剂的压力通常迅速上升。例如，在这种条件下聚合物熔融流注的压力可在几秒钟内从200psi(1.3×106Pa)上升到2400psi(1.4×107Pa)。该区域被认为是用于常规非润滑纤维形成模头的常规操作窗口，而且聚合物的质量流量主要受高操作压力的限制。
图2中示出的加宽的处理窗口可优选地使用模头形成，所述模头中的孔以致使聚合物基本上为纯粹伸长流动的方式会聚。要做到这样，可以优选的是模头孔具有如本文所述的沿着其长度(即第一聚合物的流向)的半双曲线型会聚外形。
本发明至少一些实施例的潜在优点之一是采用通常不能挤出形成聚合物纤维的聚合材料制备聚合物纤维的能力。熔融指数为涉及聚合物熔融粘度的常用工业术语。美国材料与试验协会(ASTM)包括测试方法(ASTM D1238)。该测试方法指定用于测量特定聚合物类型的负载和温度。如本文所用，熔融指数值在ASTM D1238针对给定聚合物类型所指定的条件下获得。熔融指数测试的基本原理涉及在气缸中加热待测聚合物，所述气缸顶部配有柱塞以及在气缸底部具有小毛细管或孔。当热平衡时，将预定的砝码放置在柱塞上，并且在预定的时间内收集和称量挤出物。较高的熔融指数值通常与较高的流量和较低的粘度相关，这两者均可表征较低的分子量。相反，低熔融指数值通常与较低的流量和较高的粘度相关，这两者均可表征较高的分子量。
在常规聚合物纤维挤出处理中，挤出的聚合物的熔融指数为约35或更高。使用本发明的方法，用于形成挤出的聚合物纤维的聚合物熔融流注可包含一种或多种聚合物，而且所有的一种或多种聚合物显示具有的熔融指数为30或更小，在某些情况下为10或更小，在其它情况下为1或更小，并且在另外其它的情况下为0.1或更小。在一些实施例中，聚合物熔融流注可基本上由一种聚合物组成，该聚合物优选地显示具有的熔融指数为30或更小，在有些情况下为10或更小，在其它情况下为1或更小，并且在另外其它情况下为0.1或更小。
在一些实施例中，聚合物熔融流注可被表征为包括形成聚合物熔融流注的至少大部分体积的本体聚合物。在某些情况下，可以优选的是本体聚合物形成60％或更大的聚合物熔融流注体积，或在其它情况下，可以优选的是本体聚合物形成75％或更大的聚合物熔融流注体积。在这些情况中，在将聚合物熔融流注传送到模头孔时测定体积。
本体聚合物可优选地显示具有的熔融指数为30或更小，在有些情况下为10或更小，在其它情况下为1或更小，并且在另外其它的情况下为0.1或更小。在可被表征为包括本体聚合物的实施例中，聚合物熔融流注除本体聚合物之外还可包含一种或多种二次聚合物。在各种实施例中，二次聚合物可优选地显示具有的熔融指数为30或更小，在有些情况下为10或更小，在其它情况下为1或更小，并且在另外其它的情况下为0.1或更小。
可以作为低熔融指数聚合物并且可以结合本发明挤出形成纤维的聚合物的一些实例可包括，例如超高分子量聚乙烯(UHMWPE)、乙烯-丙烯-双烯-单体(EPDM)橡胶、高分子量聚丙烯、聚碳酸酯、ABS、AES、聚酰亚胺、降冰片烯、Z/N和茂金属共聚物(EAA、EMAA、EMMA等)、聚苯硫醚、离聚物、聚酯、聚酰胺以及衍生物(如PPS、PPO PPE)。
适合本发明的低熔融指数聚合物的其它实例为常规的“玻璃态”聚合物。此处使用的术语“玻璃态”与常规使用的致密无规形态相同，在材料中显示出玻璃化转变温度(Tg)、密度特征、流变特性、光学性能和电介质变化。玻璃态聚合物的实例可包括但不限于：聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚氯乙烯等。
适合本发明的低熔融指数聚合物的另外其它实例为常规的“橡胶态”聚合物。术语“橡胶态”与常规术语中所用的相同：无规大分子材料，具有足够分子量以形成显著缠结，从而产生具有长驰豫时间的材料。“橡胶态”聚合物的实例可包括但不限于；聚氨酯，超低密度聚乙烯，苯乙烯系嵌段共聚物，诸如苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)、苯乙烯-乙烯/丁烯-苯乙烯(SEBS)、聚异戊二烯、聚丁二烯、EPDM橡胶，以及它们的类似物。
对于并非通常用熔融指数表征的那些聚合物，可使用熔融粘度作为替代形式。虽然熔融指数与分子量负相关，但熔融粘度通常随所选聚合物的分子量的增加而增加。更典型地可以用熔融粘度表征的聚合物的实例包括(例如)聚酯、聚酰胺(例如，尼龙)等。如本文所用，给定聚合物的熔融粘度在将聚合物传送到模头孔入口时的温度下测量。对于通过熔融粘度来表征的聚合物，可以优选的是结合本发明使用的聚合物的熔融粘度为约100帕斯卡秒(Pa·s)或更高。本发明还可用于使用熔融粘度为200帕斯卡秒或更高、300帕斯卡秒或更高或者400帕斯卡秒或更高的聚合物熔融挤出纤维。
本发明还可用于将非晶态聚合物挤出形成纤维。如本文所用，“非晶态聚合物”为结晶度很小或没有的聚合物，所述结晶度通过根据ASTM D3418在示差扫描热量计中进行加热时其没有显著熔点或一级相变来表明。
在又一实施例中，本发明的潜在优点可存在于使用多相聚合物作为聚合物熔融流注和润滑剂以挤出聚合物纤维的能力。就多相聚合物来说，可以指(例如)由接合到各自独立区域的不同物质组成的有机大分子。各区域具有其自身截然不同的特性，诸如玻璃化转变温度(Tg)、重力密度、光密度等。多相聚合物的其中一种此类性能为
其中单独的聚合物相对于温度显示出不同的流变响应。更具体地讲，它们的熔融粘度在挤出加工温度下可截然不同。一些多相聚合物的实例可公开于例如美国专利No.4,444,841(惠勒(Wheeler))、No.4，202,948(皮斯科(Peascoe))以及No.5,306,548(扎布洛克(Zabrocki)等人)中。
如本文所用，“多相”指包含不混溶单体组成的共聚物的大分子排列。由于存在共聚物的不相容性，在相同质量的材料中可存在截然不同的相或“域”。可适用于挤出根据本发明的多相聚合物纤维的热塑性聚合物的实例包括但不限于得自以下类别的材料：聚醚、聚酯、或聚酰胺的多相聚合物；取向的间规立构聚苯乙烯、乙烯-丙烯-双烯单体的聚合物(“EPDM”)，包括用苯乙烯和丙烯腈的混合物接枝的乙烯-丙烯-非共轭双烯三元共聚物(也称为丙烯腈EPDM苯乙烯或“AES”)；包括接枝橡胶组合物的苯乙烯-丙烯腈(“SAN”)共聚物，诸如包含用苯乙烯和丙烯腈或其衍生物(如，α-甲基苯乙烯和甲基丙烯腈)接枝的交联丙烯酸酯橡胶基底(例如丙烯酸丁酯)、被称为“ASA”或丙烯酸酯-苯乙烯-丙烯腈共聚物的那些，以及包含丁二烯或者用苯乙烯或丙烯腈或其衍生物(如，α-甲基苯乙烯和甲基丙烯腈)接枝的丁二烯和苯乙烯或丙烯腈的共聚物的基底、被称为“ABS”或丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物的那些；以及通常也被称为“ABS”聚合物的可萃取苯乙烯-丙烯腈共聚物(即，非接枝共聚物)；以及其组合或共混物。如本文所用，术语“共聚物”应该理解为包括三元共聚物、四元共聚物等。
可用于挤出多相聚合物纤维的聚合物的一些实例可存在于上述称为AES、ASA和ABS的多相共聚物树脂(即，多相苯乙烯热塑性共聚物)的苯乙烯系，以及其组合或共混物。这类聚合物公开于美国专利No.4,444,841(惠勒)、No.4,202,948(皮斯科)以及No.5,306，548(扎布洛克等人)中。所述共混物可以是其中各层为不同树脂的多层纤维形式，或者是随后会被挤出形成单纤维的聚合物的物理共混物形式。例如，ASA和/或AES树脂可在ABS上面被共挤出。
多相聚合物系统在纤维处理方面会存在很大挑战，因为不同的相对于处理可具有不同的流变响应。例如，会导致多相聚合物的张力响应差。不同相的不同流变响应可导致常规纤维形成处理中拉延响应的较大差异，所述纤维形成处理涉及拉延或拉引挤出的纤维。在许多情况中，多个聚合物相的存在显示出的内聚力不足以抵抗拉延处理的拉伸应力，从而导致纤维断裂或破裂。
在本发明中，可能与挤出多相聚合物相关的特有的问题可基于纤维形成过程中材料取向的方式而得到解决。结合本发明，可以优选的是将多相聚合材料挤压或‘推动’通过模头孔使聚合材料取向(与拉引或拉延相反)。因此，本发明可显著减小断裂的可能性。
可用于根据本发明的方法中的一些多相聚合物为多相AES和ASA树脂，以及它们的组合或共混物。商购的AES和ASA树脂或其组合包括(例如)以商品名ROVEL得自密歇根州米德兰市的陶氏化学公司(Dow Chemical Company，Midland，MI)；以商品名LORAN S 757和797得自德国路德维希港的巴斯夫公司(BASF Aktiengesellschaft，Ludwigshafen，Fed.Rep.ofGermany)；以商品名CENTREX 833和401得自康涅狄格州斯普林菲尔德市的拜耳塑料公司(Bayer Plastics，Springfield，CT)；以商品名GELOY得自纽约州塞尔寇克市的通用电气公司(General Electric Company，Selkirk，NY)；以商品名VITAX得自日本东京的日立化成工业株式会社(Hitachi Chemical Company，Tokyo，Japan)的那些。据信一些商购的AES和/或ASA材料中也共混了ABS。商购的SAN树脂包括以商品名TYRIL得自密歇根州米德兰市的陶氏化学公司的那些。商购的ABS树脂包括以商品名CYOLAC(诸如商品名CYOLAC GPX 3800)得自马萨诸塞州匹兹菲尔德市的通用电气(General Electric，Pittsfield，MA)的那些。
多相聚合物纤维也可由一种或多种以上所列材料和一种或多种其它热塑性聚合物的共混物制备。可与上述生成的材料共混的这类热塑性聚合物的实例包括但不限于得自以下类别的材料：双轴取向的聚醚；双轴取向的聚酯；双轴取向的聚酰胺；丙烯酸类聚合物，诸如聚(甲基丙烯酸甲酯)；聚碳酸酯；聚酰亚胺；纤维质聚合物，诸如乙酸纤维素、纤维素(乙酸酯-co-丁酸酯)、硝酸纤维素；聚酯，诸如聚(对苯二甲酸丁二酯)、聚(对苯二甲酸乙二酯)；含氟聚合物，诸如聚(氟氯乙烯)、聚(偏氟乙烯)；聚酰胺，诸如聚己内酰胺、聚(氨基己酸)、聚(六亚甲基二胺-co-己二酸)、聚(酰胺-co-酰亚胺)和聚(酯-co-酰亚胺)；聚醚酮；聚(醚酰亚胺)；聚烯烃，诸如聚(甲基戊烯)；脂族和芳族聚氨酯；聚(亚苯醚)；聚(苯硫醚)；无规聚(苯乙烯)；注塑间规立构聚苯乙烯；聚砜；有机硅改性聚合物(即包含少量重量％(小于10重量％)的有机硅的聚合物)，诸如有机硅聚酰胺和有机硅聚碳酸酯；离子化乙烯共聚物，诸如含钠或锌离子的聚(乙烯-co-甲基丙烯酸)，可以商品名SURLYN-8920和SURLYN-9910得自特拉华州威尔明顿市的杜邦公司(E.I.duPont de Nemours，Wilmington，DE)；酸官能化聚乙烯共聚物，诸如聚(乙烯-co-丙烯酸)、聚(乙烯-co-甲基丙烯酸)、聚(乙烯-co-马来酸)和聚(乙烯-co-延胡索酸)；氟改性聚合物，诸如全氟聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；以及上述聚合物的混合物，诸如聚酰亚胺和丙烯酸类聚合物共混物、聚(甲基丙烯酸甲酯)和含氟聚合物共混物。
结合本发明使用的聚合物混料可包含其它成分，如紫外线稳定剂和抗氧化剂(诸如以商品名IRGANOX得自纽约州阿兹利市的汽巴嘉基公司(Ciba-Geigy Corp.，Ardsley，NY)的那些)、颜料、阻燃剂、抗静电剂、脱模剂(诸如可以商品名LOXIL G-715或LOXIL G-40得自新泽西州霍波肯市的汉高公司(Henkel Corp.，Hoboken，NJ)或以WAX E得自北卡罗莱纳州夏洛特市的赫司特塞拉尼斯公司(HoechstCelanese Corp.，Charlotte，NC)的脂肪酸酯)。诸如颜料和染料之类的着色剂也可被复合在聚合物混料中。着色剂的实例可包括金红石TiO2颜料(可以商品名R960得自特拉华州威尔明顿市的杜邦公司)、氧化铁颜料、炭黑、硫化镉和酞菁铜。通常，上述鉴定的聚合物与一种或多种这类添加剂(尤其是颜料和稳定剂)一起商购获得。通常，这类添加剂以一定量使用以赋予所需的特性。基于聚合物混料的总重量，这些添加剂的使用量优选地为约0.02-20重量％、并且更优选地为约0.2-10重量％。
本发明的至少一些实施例的另一个潜在优点是在相对低的温度下挤出聚合物熔融流注的能力。例如，在半结晶性聚合物的情况中，当聚合物熔融流注被推动通过模头内各孔入口时的平均温度比聚合物熔融流注的熔融加工温度高10摄氏度或更少时，可以挤出聚合物熔融流注。在一些实施例中，在聚合物熔融流注离开孔的出口前，聚合物熔融流注的平均温度可优选地等于或低于聚合物熔融流注的熔融加工温度。因此，可以优选的是将模头温度控制为等于或低于聚合物熔融流注的熔融加工温度。
虽然不希望受到理论限制，但据推理本发明在挤出过程中依赖于润滑剂性能对处理聚合物的主导作用，而聚合物粘度在应力(压力和温度)响应中是相对次要的因素。此外，润滑剂的存在可允许模头内聚合物的“淬火”(如，形成晶体或玻璃“透明化”)。模头内淬火的潜在优点可包括(例如)保持挤出物的取向和维度精度。
如本文所用，聚合物熔融流注的“熔融加工温度”为聚合物熔融流注在1秒或更短的时间内能够通过模头孔时的最低温度。在某些情况下，如果聚合物熔融流注为非晶态，则熔融加工温度可等于或略高于玻璃化转变温度，或者如果聚合物熔融流注为结晶性或半结晶性，则熔融加工温度可等于或略高于熔融温度。如果聚合物熔融流注包括与一种或多种结晶聚合物和一种或多种半结晶聚合物的其中之一或其二者共混的一种或多种非晶态聚合物，那么熔融加工温度是非晶态聚合物的最低玻璃化转变温度或结晶聚合物和半结晶聚合物的最低熔融温度中的较低者。
可用于根据本发明的模头中的一种示例性模头孔示于图3的剖视图中，其中模板10和互补的模板盖12示于剖视图中。模板10和模板盖12限定了与模板10中的孔22流体连接的聚合物传送通道20。在模板盖12中形成的聚合物传送通道20的一部分在开口16处终止，而聚合物熔融流注通过开口14进入模板10内形成的聚合物传送通道20的一部分。在所示实施例中，模板盖12中的开口16通常与模板10中开口14的尺寸相同。
图4示出了孔22的放大视图，并且添加了表征孔22的半径的参考字母“r”和表征孔22沿着轴线11的长度的“z”。模板10中形成的孔22可优选地会聚以使得横截面积(横切轴线11进行测量)小于入口24的横截面积。如本文所述，可以优选的是设计模头孔22的形状以使得沿着孔22的长度(即沿着轴线11)的聚合物熔融流注的伸长应变速率为常数。
如本文所述，可以优选的是模头孔具有会聚的半双曲线型外形。“半双曲线型”形状的定义始于体积流量、通道面积和流体速度之间的基本关系。虽然与孔22的描述结合采用的是柱面坐标，但应当理解结合本发明使用的模头孔可以不具有圆柱外形。
通过以下公式可描述通过孔22沿着轴线11、在沿着轴线11上每个位置处的流量：
Q＝V*A    (1)
其中，Q为通过孔的体积流量的测量值，V为通过孔的流动速度，并且A为在沿着轴线11的所选位置处的孔22的横截面积。
可重新排列公式(1)来求解速度，从而得到下列公式：
V＝Q/A    (2)
因为会聚孔的横截面积沿着孔通道的长度变化，所以下列公式可用于描述公式(2)中各变量之间的多种关系：
dVz/dz＝(-Q/A2)(dA/dz)  (3)
在公式(3)中，用于表示沿着孔长度向下随着位置改变而产生的速度变化的表达式也限定流体的拉伸流量(ε)。稳定或恒定的拉伸流量可以是流过会聚孔的流量的优选结果。因此，可以优选的是孔的横截面积以导致通过孔的拉伸流量为恒定的方式变化。定义稳定或恒定的拉伸流量的公式可表示为：
dVz/dz＝ε＝常数  (4)
面积随着沿着孔长度的位置而变、并得出恒定或稳定的拉伸流量的表达式，其取代式可表示为
f(r，z)＝常数＝r2z  (5)
公式(5)的一般表达式可如下：
f(r，z)＝C1+C2r2z  (6)
公式(6)可用于确定结合本发明使用的孔22的形状。为了设计孔的形状，可以优选的是确定孔22的出口26的直径(将出口直径理解为表征从孔22挤出的纤维尺寸)的几何约束。作为另外一种选择，可采用孔22的入口24的直径。
选择孔22的入口24或出口26其中之一的半径(并且，从而选定相应面积)时，则另一个可通过选择选定的所需拉伸应变而确定，然后，另一个半径(即入口24或出口26的半径)可优选地通过选择经过孔22的流体(即聚合物熔融流注)会经受的所需拉伸应变而确定。
该值(即拉伸应变)有时可被称为“亨基应变”(Hencky Strain)。亨基应变基于被拉伸的材料的拉伸或工程应变。下述公式描述了流体通过通道(如，本发明中的孔)时的亨基应变：
流体的亨基应变＝1n(ro 2/rz 2)＝1n(Ao/Az)。  (7)
对通过孔的流体拟经受的所需亨基应变的选择规定或设置如上所述的孔的另一端的半径(及其面积)。最后剩余的设计特点是要确定待润滑的孔的长度。一旦选定孔22的长度(图4中的“z”)并且已知入口24和出口的半径/面积，就可用沿着孔22的长度(沿着“z”方向)随着位置改变而产生的半径(面积)变化来回归公式6，以获得常数C1和C2。下列公式提供了在沿着“z”方向的各位置处的孔的半径(rz)：
rz＝[((z)(es-1)+长度)/(r入口 2*长度)]-1/2  (8)
其中z为沿着纵向轴线在z方向上从孔的入口测量的位置；e＝(r入口)2/(r出口)2；s＝亨基应变；r入口为孔的入口处的半径；r出口为孔的出口处的半径；并且长度为从孔的入口至出口、在z方向的孔的全长。为了讨论亨基应变和相关原理，可参考C.W.Macosko“Rheology-Principles，Measurements and Applications”，pp.285-336(Wiley-VCHInc.，New York，1st Ed.1994)(“流变学原理、测量和应用”，C.W.马克思科，1994年第1版，第285-336页)。
回到图3，模板10也包括在模板10和模板盖12之间形成的、与润滑剂充气室32流体连接的润滑剂通道30。模板10和模板盖12优选地限定间隙34，以使得通过润滑剂通道30进入润滑剂充气室32的润滑剂将从狭槽36进入聚合物传送通道20并且通过开口14。这样，润滑剂可被传送到与聚合物熔融流注分离的孔22。
狭槽36可优选地在聚合物传送通道20周边的周围延伸。狭槽36在聚合物传送通道20周边的周围可优选地为连续的或不连续的。形成间隙34和狭槽36的模板10和模板盖12之间的间距可根据多种因素进行调节，诸如聚合物熔融流注通过聚合物传送通道20时的压力、聚合物熔融流注和润滑剂的相对粘度等。在某些情况下，狭槽36可以是由形成间隙34的两个粗糙(如，经过喷砂、研磨等处理的)表面(或一个粗糙表面和相对的光滑表面)的界面形成的一个或多个开口的形式。
图5为移除模板盖12的模板10的平面图。其中示出了多个开口14、聚合物传送通道20、模头孔22和润滑剂充气室32。所示聚合物传送通道20具有恒定的横截面积(横切图3中的轴线11进行测量)，并且在所示实施例中为圆柱形。然而，应当理解，聚合物传送通道20和相关的模头孔22可具有任何合适的横截面形状，如矩形、椭圆形、三角形、正方形等。
如图5中所示，可以优选的是润滑剂充气室32在聚合物传送通道20周边的周围延伸，使得润滑剂可在聚合物传送通道20周边的周围传送。这样，当润滑剂通过聚合物传送通道20并进入模头孔22时，润滑剂优选地在聚合物熔融流注周边的周围形成层。在所示实施例中，充气室32由润滑剂通道30提供，如在图5中所示，润滑剂通道30延伸至模板10的外边缘。
可以优选的是每个充气室32由如图5中所示的独立润滑剂通道30提供。通过独立地提供每个充气室32(以及其相连的模头孔22)可控制多个工艺变量。这些变量可包括(例如)润滑剂压力、润滑剂流量、润滑剂温度、润滑剂组成(即，不同的润滑剂可提供给不同的孔22)等。
然而，作为另外一种选择，可以优选的是在一些系统中将主充气室用于向每个润滑剂通道30提供润滑剂，这些润滑剂通道30继而向与孔22连接的每个充气室32提供润滑剂。在这样的系统中，可优选地使传送给每个的孔润滑剂在所有孔之间达到平衡。
图6为可结合本发明使用的一种系统90的示意图。系统90可优选地包括传送聚合物至挤出机96的聚合物源92和94。虽然示出了两个聚合物源，但应当理解在一些系统中可仅提供一个聚合物源。另外，其它系统可包括三个或更多个聚合物源。此外，虽然仅示出了一个挤出机96，但应当理解，根据本发明系统90可包括能够将所需的一种或多种聚合物传送至模头98的任何挤出系统或装置。
除一个或多个聚合物源92和94之外，系统90还包括粒子源91，在所示实施例中，所述粒子源91提供拟夹带在来自聚合物源92的聚合物内的粒子。作为另外一种选择，粒子源91可将其粒子输送至挤出机96内(或者，如果使用了多个挤出机，则输送至多个挤出机内)。无论具体的布置方式如何，优选地将来自粒子源91的粒子随着传送至模头98时夹带入聚合物熔融流注内。
根据本发明的原理，系统90还包括可操作地连接到模头98的润滑剂装置97，以将润滑剂传送至模头。在某些情况下，润滑剂装置97可以是润滑剂聚合物源和挤出装置的形式。
结合系统90还示出了从模头98挤出的两根纤维40。虽然示出了两根纤维40，但应当理解，在一些系统中可仅制备一根纤维，而其它系统可同时制备三根或更多根聚合物纤维。
图7示出了可结合本发明使用的模头孔的另一个示例性实施例。图7中仅示出了装置的一部分，以示出模头孔122的入口114和通过模板110和模板盖112之间的间隙134传送润滑剂之间的潜在关系。在所示装置中，与聚合物熔融流注分离传送的润滑剂在孔122的入口116处被引入通过间隙134。聚合物熔融流注本身通过在模板盖112中的聚合物传送通道120被传送至模头孔122的入口116。
在图7的示例性装置中示出的另一种可选关系为与从聚合传送通道120通至入口114的开口116的尺寸相比模头孔122的入口114的相对尺寸。可以优选的是开口116的横截面积小于模头孔122的入口114的横截面积。如本文所用，开口的“横截面积”在通常横切纵向轴线111的平面(优选地是聚合物熔融流注移动通过聚合物传送通道和模头孔122的方向)中测定。
图8示出了可结合本发明使用的又一个潜在装置。图8为取自模板210上方的一个模头孔222的放大平面图(类似于图5所示的视图)。示出了模头孔222的入口216以及模头孔222的出口226。图8中所示的设计与前面附图中所示设计之间的一个不同点是润滑剂通过在通道234a、234b和234c的末端形成的多个开口传送至模头孔222。这与上述实施例中由模板和模板盖之间的间隙形成的连续狭槽形成对比。虽然示出了三个用于传送润滑剂的开口，但应当理解，可提供少至两个和多于三个的此类开口。
图9示出了来自根据本发明模头出口26的聚合物熔融流注40和润滑剂42的流动。聚合物熔融流注40和润滑剂42以横截面形式示出，其描绘了聚合物熔融流注40的外表面41上的润滑剂42。可以优选的是在整个外表面41上提供润滑剂，使得润滑剂42位于聚合物熔融流注40和模头孔的内表面23之间。
虽然示出的是在聚合物熔融流注40离开孔出口26后聚合物熔融流注40的外表面41上的润滑剂42，但应当理解，在某些情况下，可在聚合物熔融流注40和润滑剂42离开模头出口26时或之后立即从聚合物熔融流注40的外表面41上移除润滑剂42。
可主动或被动地移除润滑剂42。润滑剂42的被动移除可涉及例如蒸发、重力或吸附剂。例如，在某些情况下，润滑剂42和/或聚合物熔融流注40在离开模头出口26之后的温度可以高到足以使润滑剂42在没有任何进一步措施的情况下进行蒸发。在其它情况下，使用例如水或其它溶剂、喷气流等可从聚合物熔融流注40中主动地移除润滑剂。
根据润滑剂42的组成，润滑剂42的一部分可保留在聚合物熔融流注40的外表面41上。例如，在某些情况下润滑剂42可以是两种或更多种组分的组合物，诸如一种或多种载体以及一种或多种其它组分。载体可以是例如被主动或被动移除的溶剂(水、矿物油等)，从而将一种或多种其它组分留在聚合物熔融流注40的外表面41上。
在其它情况下，润滑剂42可被保留在聚合物熔融流注40的外表面41上。例如，润滑剂42可以是聚合物，其粘度相对于聚合物熔融流注40的粘度足够低，以使得它可在挤出过程中用作润滑剂。可用作润滑剂的潜在适合的聚合物的实例可包括例如聚乙烯醇、高熔融指数聚丙烯、聚乙烯等。
不管是否将润滑剂42从聚合物熔融流注40的表面41移除，润滑剂42都可用作淬火剂以加快聚合物熔融流注40冷却的速率。这种淬火效应可以有助于在聚合物熔融流注40中保留所需的具体结构，诸如聚合物熔融流注40内的取向。为了协助淬火，可能期望(例如)在低至足以加速淬火处理的温度下提供润滑剂42至模头孔。在其它情况下，可依赖使用一些润滑剂提供的蒸发冷却以增强聚合物熔融流注40的淬火。例如，当用作润滑剂42的矿物油在退出模头后从聚丙烯(聚合物熔融流注)表面蒸发时，可用于使聚丙烯纤维淬火。
本发明可优选地依赖于润滑剂材料和挤出的聚合物之间的粘度差。聚合物与润滑剂的粘度比(例如40:1或更高，或者50:1或更高)可优选地是在选择结合本发明的方法使用的润滑剂时的重要因素。润滑剂化学相对于其流变性能可以是次要的。在该描述中，诸如SAE20重油(weight oil)、白石蜡油和聚二甲基硅氧烷(PDMS)流体之类的材料是所有潜在适合的润滑剂材料的实例。下列清单并非意图对候选润滑剂的限制，即，其它材料可结合本发明用作润滑剂。
无机或合成油的非限制性实例可包括矿物油、矿脂、直链和支链碳氢化合物(及其衍生物)、液态石蜡和低熔固体石蜡、甘油脂肪酸酯、聚乙烯蜡、烃蜡、蒙旦蜡、酰胺蜡、单硬脂酸甘油酯等等。
多种油及其脂肪酸衍生物也可以是结合本发明的合适润滑剂。可以使用油的脂肪酸衍生物，诸如但不限于，油酸、亚油酸和月桂酸。也可使用油的取代脂肪酸衍生物，诸如但不限于，油酰胺、油酸丙酯和油醇(可以优选的是这类材料的挥发性没有高至使其在挤出前挥发)。一些潜在适合的植物油的实例可包括，但不限于杏仁油、鳄梨油、木棉油、黑醋栗油、金盏菊油、大麻籽油、低芥酸菜子油、大风子油、椰子油、玉米油、棉籽油、葡萄籽油、榛子油、杂交向日葵油、氢化椰子油、氢化棉籽油、氢化棕榈仁油、霍霍巴油、猕猴桃籽油、夏威夷核油、澳洲坚果油、芒果籽油、池花籽油、墨西哥罂粟油、橄榄油、棕榈仁油、部分氢化大豆油、桃仁油、花生油、山核桃油、乳香黄连木油、南瓜籽油、奎藜籽油、油菜籽油、米糠油、红花油、山茶籽油、沙棘油、芝蔴油、乳木果油、水蒜芥油、大豆油、向日葵籽油、胡桃油和小麦胚芽油。
其它潜在适合的润滑剂材料可包括，例如饱和脂肪酸，包括己酸、辛酸、癸酸、十一酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸和硬脂酸；不饱和脂肪酸，包括油酸和芥酸；芳香酸，包括苯甲酸、苯基硬脂酸、聚硬脂酸和二甲苯基二十二烷酸；以及其它酸，包括平均链长为6、9和11个碳原子的支链羧酸、妥尔油酸和松香酸；饱和伯醇，包括1-辛醇、壬醇、癸醇、1-癸醇、1-十二醇、十三醇、十六醇和1-十七醇；不饱和伯醇，包括十一烯醇和油醇；仲醇，包括2-辛醇、2-十一醇、二壬基甲醇和双十一烷基甲醇；以及芳香醇，包括1-苯乙醇、1-苯基-1-戊醇、壬基苯酚、苯基硬脂醇以及1-萘酚。其它潜在可用的含羟基化合物可包括油醇聚氧乙烯醚和数均分子量为约400的聚丙二醇。另外进一步潜在可用的液体可包括环状醇，诸如4-叔丁基环己醇和甲醇；醛，包括水杨醛；伯胺，诸如辛基胺、十四胺和十六胺；仲胺，诸如二-(1-乙基-3-甲基戊基)胺；以及乙氧基化胺，包括N-月桂基二乙醇胺、N-牛油二乙醇胺、N-硬脂基二乙醇胺和N-椰油二乙醇胺。
另外潜在可用的润滑剂材料可包括芳香胺，诸如N-仲丁基苯胺、十二烷基苯胺、N，N-二甲基苯胺、N，N-二乙基苯胺、对甲苯胺、N-乙基-邻甲苯胺、二苯胺和二苯甲胺；二胺，包括N-瓢儿菜-1，3-丙二胺和1，8-二氨基-对甲烷；其它胺类，包括支链四胺和环癸胺；酰胺，包括椰油酰胺、氢化牛油基酰胺、十八酰胺、芥酸酰胺、N，N-二乙基甲苯酰胺和N-三羟甲基丙烷硬脂酰胺；饱和脂肪酯，包括辛酸甲酯、月桂酸乙酯、肉豆蔻酸异丙酯、棕榈酸乙酯、棕榈酸异丙酯、硬脂酸甲酯、硬脂酸异丁酯和硬脂酸十三烷基酯；不饱和酯，包括丙烯酸十八酯、十一烯酸丁酯和油酸丁酯；烷氧基酯，包括硬脂酸丁氧基乙酯和油酸丁氧基乙酯；芳香酯，包括硬脂酸乙烯基苯酯、硬脂酸异丁基苯酯、硬脂酸十三烷基苯酯、苯甲酸甲酯、苯甲酸乙酯、苯甲酸丁酯、苯甲酸苄酯、月桂酸苯酯、水杨酸苯酯、水杨酸甲酯和醋酸苯酯；以及二酯，包括二甲基亚苯基二硬脂酸酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二异辛基酯、己二酸二癸酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二己酯、癸二酸二异辛基酯、癸二酸二癸酯和马来酸二辛酯。还有其它潜在可用的润滑剂材料可包括聚乙二醇酯，包括聚乙二醇(可优选地具有约400的数均分子量)、二苯基硬脂酸酯；多羟基酯，包括蓖麻油(甘油三酯)、单硬脂酸甘油酯、一油酸甘油酯、二硬脂酸甘油酯、二油酸甘油酯和三羟甲基丙烷单苯基硬脂酸酯；醚，包括二苯醚和苄基醚；卤化物，包括六氯环戊二烯、八溴联苯、十溴二苯醚和4-溴联苯醚；烃，包括1-壬烯、2-壬烯、2-十一碳烯、2-十七碳烯、2-十九碳烯、3-二十碳烯、9-十九碳烯、二苯甲烷、三苯甲烷和反式-二苯乙烯；脂肪酮，包括2-庚酮、甲基壬基酮、6-十一酮、甲基十一烷基酮、6-十三烷酮、8-十五烷酮、11-十五烷酮、2-十七烷酮、8-十七烷酮、甲基十七烷基酮、二壬基酮和二硬脂基酮；芳香酮，包括苯乙酮和二苯甲酮；以及其它酮，包括氧杂蒽酮。更进一步潜在可用的润滑剂可包括磷化合物，其包括磷酸三二甲苯酯、聚硅氧烷、Muget hyacinth(安美瑞根那波勒公司(An Merigenaebler，Inc))、萜品醇PrimeNo.1(Terpineol Prime No.1)(奇华顿特拉华那公司(Givaudan-Delawanna，Inc))、沐浴油香料#5864K(国际香料公司(International Flavor&Fragrance，Inc))、Phosclere P315C(有机亚磷酸酯)、Phosclere P576(有机亚磷酸酯)、苯乙烯化壬基苯酚、喹啉和喹哪啶(quinalidine)。
具有乳化剂性质的油也可潜在用作润滑剂材料，例如但不限于牛蹄油、印楝种子油、PEG-5氢化蓖麻油、PEG-40氢化蓖麻油、PEG-20氢化蓖麻油异硬脂酸酯、PEG-40氢化蓖麻油异硬脂酸酯、PEG-40氢化蓖麻油月桂酸酯、PEG-50氢化蓖麻油月桂酸酯、PEG-5氢化蓖麻油三异硬脂酸酯、PEG-20氢化蓖麻油三异硬脂酸酯、PEG-40氢化蓖麻油三异硬脂酸酯、PEG-50氢化蓖麻油三异硬脂酸酯、PEG-40霍霍巴油、PEG-7橄榄油、PPG-3氢化蓖麻油、PPG-12-PEG-65羊毛脂油、氢化貂油、氢化橄榄油、羊毛脂油、马来酸化大豆油、麝香玫瑰油、腰果油、蓖麻油、犬蔷薇果油、鸸鹋油、月见草油和欢乐金油。
测试方法
模量：
本发明的纤维的模量使用ASTM-D2653-01中所述工序测量。使用直径为16mm的辊夹(MTS 100-034-764)，其具有14cm的夹具间距和25.4cm/min的夹头速度。使用500N的测力传感器。使用Ono Sokki测厚仪测量纤维的直径。重复测量5次并取其平均值。
质量流量：
质量流量通过基本的重量测定法测量。在预称重的铝托盘中捕集80秒的时间内退出的挤出物。总重量与托盘重量之间的差值以克或千克为单位测量。
熔融指数(MFI)：
聚合物的熔融指数根据ASTM D1238在针对给定聚合物类型的特定条件下测量。
实例
提供下列非限制性实例以示出本发明的原理。
实例1：
使用类似于图6所示的装置制备聚合物纤维。使用图7中示出的单孔模头。模头孔为圆形，并且具有1.68mm的入口直径、0.76mm的出口直径、12.7mm的长度以及由下列公式定义的半双曲线型形状：
rz＝[0.00140625/((0.625*z)+0.0625)]^0.5 (9)
其中z为沿着从入口测量的孔的轴线的位置，并且rz为位置z处的半径。
用3.175cm的单螺杆挤出机(30:1 L/D)挤出聚丙烯均聚物(FINAPRO 5660，9.0MFI，德克萨斯州休斯顿市的阿托菲纳石油化工公司(Atofina Petrochemical Co.，Houston，TX))，采用177℃-232℃-246℃的料筒温度分布和设置为19.1RPM的内嵌式ZENITH齿轮泵(1.6立方厘米/转(cc/rev))。模头温度和熔融温度为约220℃。使用设置为30RPM的第二ZENITH齿轮泵(0.16cc/rev)将作为润滑剂的Chevron SUPERLA白色矿物油#31(Chevron SUPERLA white mineral oil#31)供应至模头的入口。
熔融聚合物压力和挤出物相应的质量流量示于下表1中。聚合物的压力换能器位于模头正上方(在该点聚合物被引入模头)的送料区块中。在引入模头之前，润滑剂压力换能器位于润滑剂传送进料线中。在不使用润滑剂的情况下同样运行对照样品。
实例2：
按照实例1所述制备聚合物纤维，不同的是使用类似于图3所示的模头。模头孔具有圆形轮廓，其具有6.35mm的入口直径、0.76mm的出口直径、10.16mm的长度以及由如本文所述的公式(8)定义的半双曲线型形状。
下面表1中示出了在使用或不使用润滑剂的情况下熔融聚合物压力和挤出物的质量流量。
实例3：
按照实例1所述制备聚合物纤维，不同的是使用图2所示的模头。模头孔具有圆形轮廓，其具有6.35mm的入口直径、0.51mm的出口直径、12.7mm的长度以及由公式(8)定义的半双曲线型形状。
使用聚氨酯(PS440-200，犹他州盐湖城亨斯迈化工公司(HuntsmanChemical，Salt Lake City，UT))以形成纤维。用3.81cm的单螺杆挤出机(30:1 L/D)传送聚合物，采用177℃-232℃-246℃的料筒温度分布和设置为19.1RPM的内嵌式ZENITH齿轮泵(1.6cc/rev)。模头温度和熔融温度为约215℃。通过转速分别设定在99RPM和77RPM的两个串联的齿轮泵将作为润滑剂的Chevron SUPERLA白色矿物油#31供应至模头的入口。熔融聚合物压力和挤出物的质量流量示于下表1中。在不使用润滑剂的情况下同样运行对照样品。
实施例1至3的质量流量：
表1：
 
实例 熔融压力(kg/cm2) 质量流量(克/分钟)
1 8.8-17.6 33.9
对照物(不使用润滑剂) 8.8-17.6 4.1
2 6.3-8.4 106
对照物(不使用润滑剂) 52.8 94
3 5.3 45
对照物(不使用润滑剂) 114 22.7
表1示出了在类似的熔融压力下，显著较高的质量流量可使用本发明的方法(实例1)获得，并且在类似的质量流量下，聚合物可在显著较低的压力下挤出(实例2)。如实例3中所示，使用本发明的方法时，熔融压力可显著降低并且同时质量流量显著地增加。
实例4：
使用实例1的模头制备聚合物纤维。用38mm的单螺杆挤出机(30:1L/D，9RPM)挤出高分子量聚乙烯(Type 9640，0.2MI，德克萨斯州休斯顿市的雪佛龙菲利浦化学公司(Chevron Phillips Chemical Co.，Houston，TX))，采用177℃-200℃-218℃的料筒温度分布和设置为3.7RPM的内嵌式ZENITH齿轮泵(1.6立方厘米/转(cc/rev))。模头温度和熔融温度为约218℃。使用设置为80RPM的ZENITH双齿轮单进料齿轮泵(0.16cc/rev)将作为润滑剂的Chevron SUPERLA白色矿物油#31(德克萨斯州休斯顿市的美国雪佛龙公司(Chevron USA Inc.，Houston，TX))供应至模头的入口。在模头出口处手动收集挤出的纤维并用手卷起。
在2.0-2.5kg/hr(4.5-5.51bs/hr)的质量流量下熔融聚合物压力在241N/cm2(3501bs/in2)和550N/cm2(7981bs/in2)之间变化。聚合物的压力换能器位于模头正上方(在该点聚合物被引入模头)的送料区块中。在引入模头之前，润滑剂压力换能器位于润滑剂传送进料线中。
实例5：
按照实例1所述制备聚合物纤维。模头孔具有圆形轮廓，其具有6.35mm的入口直径、0.76mm的出口直径、127mm的长度以及由如本文所述的公式(8)定义的半双曲线型形状。用19mm的单螺杆(30:1 L/D，12RPM)挤出机挤出高分子量分熔指数聚乙烯(HD7960.13，0.06MI，德克萨斯州休斯顿市的埃克森美孚化工公司(ExxonMobil ChemicalInc.，Houston，TX))，采用270℃-255℃-240℃的料筒温度分布并且配有在6RPM下运转的0.16立方厘米/转(0.16cc/rev)的齿轮泵。模头温度和熔融温度为约218℃。使用Lorimer“气顶油(air over oil)”气动高压泵(德克萨斯州朗维尤市的H.洛里默公司(H.Lorimer Corp.，Longview，TX))将作为润滑剂的Chevron SUPERLA白色矿物油#31(德克萨斯州休斯顿市的美国雪佛龙公司)供应至模头的入口。
然后在布置在模头出口下方约5cm处的水浴(约20℃)中以15米/分钟的速率对挤出的纤维进行淬火。然后通过将纤维浸在热水浴(79℃)中，以两个拉引辊之间约9:1的拉伸比在两个拉引辊之间对纤维进行轴向长度取向。然后将取向的纤维快速移过设置为177℃的加热板以松弛(热定型)纤维，再将其缠绕在芯上。
平均纤维直径为0.305mm。以46kN的断裂张力测得纤维的模量为205kN/cm2。
实例6：
按照实例1所述制备聚合物纤维，不同的是使用高分子量弹性体聚乙烯(ENGAGE 8100，1.0MI，密歇根州米德兰市的陶氏化学公司)以形成纤维。用38mm的单螺杆挤出机(32:1 L/D，14RPM)传送聚合物，采用177℃-200℃-218℃的料筒温度分布和设置为8RPM的内嵌式ZENITH齿轮泵(1.6cc/rev)(形成约2.4kg/hr的聚合物流量)。模头温度和熔融温度为约218℃。使用设置为75RPM的ZENITH双齿轮单进料齿轮泵(0.16cc/rev)将作为润滑剂的Chevron SUPERLA白色矿物油#31供应至模头的入口。在模头出口处手动收集挤出的纤维并用手卷起。
实例7：
按照实例1所述制备聚合物纤维，不同的是使用非晶玻璃态聚碳酸酯(MACROLON 2407，德国勒沃库森的拜耳化学公司(BayerChemical Co.，Leverkusen，Germany))以形成纤维。用38mm的单螺杆挤出机(32:1 L/D，14RPM)传送聚合物，采用177℃-200℃-229℃的料筒温度分布和设置为8RPM的内嵌式ZENITH齿轮泵(1.6cc/rev)(形成约2.4kg/hr的聚合物流量)。模头温度和熔融温度为约229℃。使用设置为75RPM的ZENITH双齿轮单进料齿轮泵(0.16cc/rev)将作为润滑剂的Chevron SUPERLA白色矿物油#31供应至模头的入口。在模头出口处手动收集挤出的纤维并用手卷起。
实例8：
按照实例5所述制备聚合物纤维，不同的是使用19mm的单螺杆(30:1 L/D，18RPM)挤出机挤出尼龙-6聚酰胺(ULTRAMID B4，密歇根州怀恩多特市的巴斯夫公司)，采用250℃-300℃-300℃的料筒温度分布并且配有在8RPM下运转的0.16立方厘米/转(0.16cc/rev)的齿轮泵。模头温度和熔融温度为约260℃。使用Lorimer“气顶油(air overoil)”气动高压泵(德克萨斯州朗维尤市的H.洛里默公司)将作为润滑剂的Chevron SUPERLA白色矿物油#31(德克萨斯州休斯顿市的美国雪佛龙公司)供应至模头的入口。使用直径(ID)为3mm的铜管以便将润滑剂从泵供应至模头。在进入模头之前，该管绕直径为7.6cm的模头缠绕2.5次。这样做是为了将润滑剂的温度加热至模头的温度。
然后在布置在模头出口下方约2.5cm处的水浴(约20℃)中以2.4米/分钟的速率对直径为约1毫米的挤出纤维进行淬火。然后通过将纤维浸在热水浴(79℃)中，以两个拉引辊之间约4:1的拉伸比在两个拉引辊之间对纤维进行轴向长度取向。然后将取向的纤维快速移过设置为177℃的加热板以松弛(热定型)纤维，接着将其快速移过设置为121℃的第二加热板以使纤维退火，再将其缠绕在芯上。测得纤维的模量为226kN/cm2。
实例9：
按照实例8所述制备聚合物纤维，不同的是使用显著较低的加工温度以获得略高于聚合物熔点(230℃)的熔融温度，生成模量显著较高的纤维。采用240℃-250℃-240℃的料筒温度分布挤出尼龙。将熔融泵设置为235℃，将模头送料区块设置为230℃，并且将模头设置为225℃。测得纤维的模量为765kN/cm2。
实例10：
按照实例1所述制备聚合物纤维，不同的是使用两个挤出机以将两种材料送至皮/芯型送料区块，产生共挤出的双组分纤维。使用聚丙烯均聚物(FINAPRO 5660，9.0MFI，德克萨斯州休斯顿市的阿托菲纳石油化工公司)以形成纤维的芯。用25mm的单螺杆挤出机(24:1 L/D)传送聚合物，采用177℃-200℃-232℃的料筒温度分布和设置为24RPM的内嵌式ZENITH齿轮泵(1.6cc/rev)。使用以2％橙色浓缩液(Type 66Y163，宾西法尼亚州道尔镇的怡彩公司(Penn Color Co.，Doylestown，PA))着色的FINAPRO 5660以形成纤维的外皮。用19mm的单螺杆挤出机传送聚合物，采用177℃-195℃-215℃-232℃的料筒温度分布和设置为24RPM的内嵌式ZENITH齿轮泵(1.6cc/rev)。将熔融泵设置为232℃，将模头送料区块设置为232℃，并且将模头设置为232℃。模头由层叠的一系列0.5mm厚的机械加工的板构成，以提供双送料板模头，正如共挤出纤维领域中众所周知的那样。
将润滑剂引入歧管附连在板层叠件的底部。通用的反式液压油(明尼苏达州布瑞内德市的米尔弗利特农业公司(Mills Fleet FarmInc.，Brainerd，MN))被用作润滑剂，并且使用设置为80RPM的ZENITH双齿轮单进料齿轮泵(0.16cc/rev)将其供应至模头的入口。在模头出口处手动收集挤出的纤维并用手卷起。
实例11：
按照实例1所述制备聚合物纤维，不同的是使用多相丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸丁酯聚合物(CENTREX 833，Marine White，3MFI，德国勒沃库森的拜耳公司(Bayer Corp.，Leverkusen，Germany))以形成纤维。用38mm的单螺杆挤出机(32:1 L/D，14RPM)传送聚合物，采用177℃-200℃-218℃的料筒温度分布和设置为8RPM的内嵌式ZENITH齿轮泵(1.6cc/rev)(形成约2.4kg/hr的聚合物流量)。模头温度和熔融温度为约218℃。使用设置为75RPM的ZENITH双齿轮单进料齿轮泵(0.16cc/rev)将作为润滑剂的Chevron SUPERLA白色矿物油#31供应至模头的入口。在模头出口处手动收集挤出的纤维并用手卷起。
实例12：
按照实例10所述制备聚合物纤维，不同的是使用填充有10重量％的氧化铝研磨剂(P-2000，400粒度，伊利诺伊州芝加哥市的富士美公司(Fujimi Corp.，Ltd.，Chicago，IL))的尼龙12(GRILAMID G-12，瑞士的艾曼斯化学公司(EMS Chemie AG，Switzerland))以形成纤维。用25mm的单螺杆挤出机(24:1 L/D)传送填充的聚合物，采用260℃-260℃-260℃的料筒温度分布。将送料区块和模头设置为260℃。使用设置为80RPM的ZENITH双齿轮单进料齿轮泵(0.16cc/rev)将作为润滑剂的Chevron SUPERLA白色矿物油#31供应至模头的入口。在模头出口处手动收集挤出的纤维并用手卷起。纤维的外表面非常粗糙，在纤维的外表面上或其附近具有大量研磨剂。
除非上下文另有明确说明，在此以及所附权利要求书中所用的单数形式“一”、“和”以及“所述”包括复数对象。因此，例如，“一根纤维”的涵义可包括多根纤维，并且“所述孔”的涵义可涵盖本领域内的技术人员已知的一个或多个孔及其等同物。
本文引用的所有参考文献和出版物以全文引用的方式明确地并入本公开中。本文讨论了本发明的示例性实施例，并且在本发明范围内参考可能的变型。在不脱离本发明范围的前提下，对于本领域内的技术人员来说，本发明中以上和其它的变型和修改形式将显而易见，并且应当理解本发明并不限于本文所述的示例性实施例。因此，本发明仅受以下所提供的权利要求书及其等同形式限制。

Claims (41)

1.一种载粒聚合物纤维，包含纤维体，所述纤维体包含聚合物粘合剂和封装在所述聚合物粘合剂内的多个粒子，其中所述聚合物粘合剂基本上由一种或多种聚合物组成，并且其中所述封装粒子具有封装粒子密度，并且其中所述封装粒子密度在邻近所述纤维的外表面处较高。
2.根据权利要求1所述的纤维，其中所述纤维最外面20％体积内的所述封装粒子密度为所述纤维最里面20％体积内的所述封装粒子密度的两倍或更多倍。
3.根据权利要求1所述的纤维，其中所述多个粒子基本上由非聚合物粒子组成。
4.根据权利要求1所述的纤维，其中所述多个粒子的最大尺寸为100微米或更小。
5.根据权利要求1所述的纤维，其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的30或更小的熔融指数。
6.根据权利要求1所述的纤维，其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的10或更小的熔融指数。
7.根据权利要求1所述的纤维，其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的1或更小的熔融指数。
8.根据权利要求1所述的纤维，其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述聚合物的特定条件下测得的0.1或更小的熔融指数。
9.根据权利要求1所述的纤维，其中所述一种或多种聚合物为半结晶性聚合物。
10.根据权利要求9所述的纤维，其中所述半结晶性聚合物为尼龙。
11.一种载粒聚合物纤维，包含：
纤维体，其包含一种或多种聚合物，并且其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的10或更小的熔融指数；以及
第一多个粒子，其封装在所述纤维体内，以及第二多个粒子，其嵌入所述纤维体的外表面，其中所述封装的第一多个粒子具有封装粒子密度，并且其中所述第一多个粒子的所述封装粒子密度在邻近所述纤维的外表面处最高。
12.根据权利要求11所述的纤维，其中所述纤维最外面20％体积内的所述第一多个粒子的所述封装粒子密度为所述纤维最里面20％体积内的所述第一多个粒子的所述封装粒子密度的两倍或更多倍。
13.根据权利要求11所述的纤维，其中所述第一多个粒子和所述第二多个粒子基本上由非聚合物粒子组成。
14.根据权利要求11所述的纤维，其中所述第一多个粒子和所述第二多个粒子的最大尺寸为100微米或更小。
15.根据权利要求11所述的纤维，其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的30或更小的熔融指数。
16.根据权利要求11所述的纤维，其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的10或更小的熔融指数。
17.根据权利要求11所述的纤维，其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的1或更小的熔融指数。
18.根据权利要求11所述的纤维，其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述聚合物的特定条件下测得的0.1或更小的熔融指数。
19.根据权利要求11所述的纤维，其中所述一种或多种聚合物为半结晶性聚合物。
20.根据权利要求19所述的纤维，其中所述半结晶性聚合物为尼龙。
21.一种制备载粒聚合物纤维的方法，所述方法包括：
将多个粒子夹带在聚合物熔融流内；
使其中夹带所述多个粒子的所述聚合物熔融流通过位于模头内的孔，其中所述孔包括入口、出口以及从所述入口延伸至所述出口的内表面，其中所述孔包括半双曲线型会聚孔，并且其中所述聚合物熔融流在所述入口处进入所述孔并在所述出口处离开所述孔；
将润滑剂与所述聚合物熔融流分离地传送至所述孔，其中所述润滑剂在所述孔的入口处被引入；以及
收集所述载粒聚合物纤维，所述载粒聚合物纤维包含所述聚合物熔融流和封装在所述聚合物熔融流内的多个粒子，其中所述封装粒子在所述纤维内具有封装粒子密度，并且其中所述封装粒子密度在邻近所述纤维的外表面处较高。
22.根据权利要求21所述的方法，其中所述纤维最外面20％体积内的所述封装粒子密度为所述纤维最里面20％体积内的所述封装粒子密度的两倍或更多倍。
23.根据权利要求21所述的方法，其中所述多个粒子基本上由非聚合物粒子组成。
24.根据权利要求21所述的方法，其中所述聚合物熔融流包含一种或多种聚合物，并且其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的30或更小的熔融指数。
25.根据权利要求21所述的方法，其中所述聚合物熔融流包含一种或多种聚合物，并且其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的10或更小的熔融指数。
26.根据权利要求21所述的方法，所述聚合物熔融流包含一种或多种聚合物，并且其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的1或更小的熔融指数。
27.根据权利要求21所述的方法，其中所有的所述一种或多种聚合物具有在针对所述聚合物的特定条件下测得的0.1或更小的熔融指数。
28.根据权利要求21所述的方法，其中所述聚合物熔融流基本上由一种聚合物组成，所述聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的30或更小的熔融指数。
29.根据权利要求21所述的方法，其中所述聚合物熔融流基本上由一种聚合物组成，所述聚合物具有在针对所述一种或多种聚合物的特定条件下测得的10或更小的熔融指数。
30.根据权利要求21所述的方法，其中所述聚合物熔融流基本上由一种聚合物组成，所述聚合物具有在针对所述聚合物的特定条件下测得的1或更小的熔融指数。
31.根据权利要求21所述的方法，其中所述聚合物熔融流基本上由一种聚合物组成，所述聚合物具有在针对所述聚合物的特定条件下测得的0.1或更小的熔融指数。
32.根据权利要求21所述的方法，其中所述聚合物熔融流基本上由一种或多种半结晶性聚合物组成。
33.根据权利要求33所述的方法，其中所述半结晶性聚合物为尼龙。
34.根据权利要求21所述的方法，其中夹带所述多个粒子的所述聚合物熔融流通过开口被传送到所述孔的入口，所述开口的横截面积小于所述孔的入口的横截面积。
35.根据权利要求21所述的方法，其中传送所述润滑剂包括将所述润滑剂传送通过在所述孔的入口周围形成的连续狭槽。
36.根据权利要求21所述的方法，其中传送所述润滑剂包括将所述润滑剂传送通过位于所述孔的入口周围的多个开口。
37.根据权利要求21所述的方法，其中所述润滑剂的至少一部分在所述聚合物熔融流离开所述孔的出口后从所述聚合物熔融流中蒸发。
38.根据权利要求21所述的方法，其中所述模头包括多个孔，并且其中所述方法还包括将所述润滑剂独立地传送到所述多个孔中的每个孔。
39.根据权利要求21所述的方法，其中收集所述纤维包括拉引所述纤维，其中所述纤维在拉引期间被拉长。
40.根据权利要求21所述的方法，其中进入所述孔的入口的所述聚合物熔融流的平均温度比所述聚合物熔融流的熔融加工温度高10摄氏度或更少。
41.根据权利要求21所述的方法，其中在所述聚合物熔融流离开所述孔的出口之前，所述聚合物熔融流的平均温度等于或低于所述聚合物熔融流的熔融加工温度。
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