CN101903577B - 多组分纤维 - Google Patents

多组分纤维 Download PDF

Info

Publication number
CN101903577B
CN101903577B CN200880121063.5A CN200880121063A CN101903577B CN 101903577 B CN101903577 B CN 101903577B CN 200880121063 A CN200880121063 A CN 200880121063A CN 101903577 B CN101903577 B CN 101903577B
Authority
CN
China
Prior art keywords
polymer
fiber
multicomponent fibre
poly
softening temperature
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN200880121063.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101903577A (zh
Inventor
詹姆斯·G·卡尔森
迈克尔·R·贝里甘
迈克尔·D·克兰德尔
伊格内修斯·A·卡多马
吴永康
丹尼尔·J·齐利格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
3M Innovative Properties Co
Original Assignee
3M Innovative Properties Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 3M Innovative Properties Co filed Critical 3M Innovative Properties Co
Publication of CN101903577A publication Critical patent/CN101903577A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101903577B publication Critical patent/CN101903577B/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K8/00—Compositions for drilling of boreholes or wells; Compositions for treating boreholes or wells, e.g. for completion or for remedial operations
    • C09K8/60—Compositions for stimulating production by acting on the underground formation
    • C09K8/80—Compositions for reinforcing fractures, e.g. compositions of proppants used to keep the fractures open
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01F—CHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/12—Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one polyamide as constituent
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09K—MATERIALS FOR MISCELLANEOUS APPLICATIONS, NOT PROVIDED FOR ELSEWHERE
    • C09K2208/00—Aspects relating to compositions of drilling or well treatment fluids
    • C09K2208/08—Fiber-containing well treatment fluids
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/29—Coated or structually defined flake, particle, cell, strand, strand portion, rod, filament, macroscopic fiber or mass thereof
    • Y10T428/2913—Rod, strand, filament or fiber
    • Y10T428/298—Physical dimension

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Multicomponent Fibers (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)

Abstract

本发明涉及多组分纤维，所述多组分纤维包含具有最高至150℃的软化温度的至少一种聚合物和具有至少130℃的熔点的另一聚合物。所述纤维在直到至少110℃是不熔的。所述纤维例如可用于井眼和储罐中的回流控制。

Description

多组分纤维
背景技术
已知有各种各样的多组分纤维。这些纤维中某一些的有用性质包括纤维结合，其中，例如低熔点或软化点的外皮覆盖在高熔点的芯上。所述外皮在熔化或软化时，充当芯的结合剂。 
另一方面，油气田的操作者需要控制支撑剂的回流。已经使用几个不同的方法解决该问题，包括使用树脂涂覆的支撑剂(例如，所述的涂层可以是热固性树脂，如环氧树脂和酚醛和热塑性弹性体，如丙烯酸树酯)。所述涂覆的支撑剂可望在底部井眼相互粘结，从而在底部井眼中形成整体的支撑剂块。 
相对短的纤维(参见例如美国专利Nos.5,330,005(Card等人)，5,501,275(Card等人)和6,172,011(Card等人))已被应用于回流控制。该方法的缺点在于其控制回流的有效性。已经提出了其他方法，如在支撑剂上的树脂涂层内掺杂短纤维并修改支撑剂的包括纵横比在内的几何形状以及粒度分布。 
需要有另外的回流控制选择方案。 
发明内容
本公开一方面描述了包含至少第一和第二聚合物的多组分纤维，其中所述第一聚合物具有最高至150℃的软化温度，(在某些实施例中，最高至140℃、130℃、125℃、120℃、110℃、100℃、90℃或甚至最高至80℃)，其中所述第二聚合物具有至少130℃的熔点(在某些实施例中，至少140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、225℃、230℃、240℃或甚至至少250℃)， 其中所述第一聚合物的软化点和所述的第二聚合物熔点之间的差值为至少10℃(在一些实施例中，至少15℃、20℃、25℃、50℃、75℃、100℃、125℃、150℃或甚至至少175℃)、其中所述纤维分别如烃和水解稳定性测试所确定的，均表现出抗烃和抗水解性能，其中所述第一聚合物在1Hz、至少-60℃(在一些实施例中，最高至至少-50℃、-40℃、-30℃、-25℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、25℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、75℃、或甚至最高至80℃)的条件下具有小于3×105N/m2的弹性模量，并且其中所述纤维是在直到至少110℃(在一些实施例中，在直到125℃、150℃或者甚至直到160℃)是不熔的。 
不熔纤维是本领域公知的，“不熔”多组分纤维是没有多组分构造显著损失的能够自结合(即，纤维之间没有施加压力而结合)的纤维。第一聚合物和第二聚合物之间的空间关系在不熔的多组分纤维中得以保持。通常，多组分纤维在自结合过程中所述第一聚合物经过大量流动以致当第一聚合物在纤维结合处变得集中时，多组分结构损失，且第二聚合物在他处暴露。由于第二种聚合物通常不是发粘的，这对于保持粘性的纤维网是不利的。在不熔纤维中，热几乎不或完全不引起第一聚合物的流动，以致纤维的粘性沿着大部分多组分纤维保留。为检测纤维的不熔性质，使用专门的测试(见工作实例部分的“不熔纤维测试”)。 
任选地，纤维的平均长度为直到20mm(在某些实施例中，为直到15mm或直到10mm；在某些实施例中，在2到20毫米的范围或者2至10毫米的范围内。)任选地，纤维的平均直径为直到100微米，(在某些实施例中，为直到90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15或者甚至直到10微米)。在某些实施例中，第一聚合物是乙烯(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯(甲基)丙烯酸离聚物、聚酰胺、聚偏二氟乙烯、交联聚乙烯、交联聚丙烯、湿固化的聚氨酯(即，存在水的异氰酸酯基交联物)、环氧树脂、交联丙烯酸酯、交联硅氧烷或热塑性聚氨酯之至少一者，并且第二聚合物是尼龙、聚(对 苯二甲酸环己二甲酯)、聚(萘二甲酸乙二酯)、聚(4-甲基-1-戊烯)、聚(苯硫醚)、聚甲醛或聚砜之至少一者。在某些实施例中，第二聚合物具有高于第一聚合物的弹性模量(在某些实施例中，至少高10、25、50、75、100、500、1000、5000倍或者甚至高至少10000倍)。 
本公开还描述了包含至少第一和第二聚合物的多组分纤维，其中第一聚合物的软化温度最高至150℃(在某些实施例中，最高至140℃、130℃、120℃、110℃、100℃、90℃或甚至最高至80℃)，其中第二聚合物的熔点至少130℃(在某些实施例中，至少140℃、150℃、160℃、170℃、175℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、225℃、230℃、240℃或甚至至少250℃)，其中第一聚合物的软化点和第二聚合物的熔点至少相差10℃(在某些实施例中，至少15℃、20℃、25℃、50℃、75℃、100℃、125℃、150℃或甚至至少175℃)，其中第一聚合物是乙烯(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯(甲基)丙烯酸离聚物、聚酰胺、聚偏二氟乙烯、交联聚乙烯、交联聚丙烯、湿固化的聚氨酯、环氧树脂、交联丙烯酸酯、交联硅氧烷或热塑性聚氨酯之至少一者，其中第二聚合物是尼龙、聚(对苯二甲酸环己二甲酯)、聚(萘二甲酸乙二酯)、聚(4-甲基1-戊烯)、聚(苯硫醚)、聚甲醛或聚砜之至少一者，其中第一或第二聚合物之至少一者在1Hz、至少-60℃(在某些实施例中，在直到至少-50℃、-40℃、-30℃、-25℃、-20℃、-10℃、0℃、10℃、20℃、25℃、30℃、40℃、50℃、60℃、70℃、75℃或者甚至直到80℃)的条件下具有小于3×105N/m2的弹性模量，其中所述纤维具有2至10毫米的长度范围，并且平均直径为直到100微米(在某些实施例中，在直到90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15或者甚至直到10微米)，并且其中所述纤维在直到至少110℃(在某些实施例中，最高至至少125℃、150℃或甚至最高至至少160℃)是不熔的。在某些实施例中，第二聚合物具有高于第一聚合物的弹性模量(在某些实施例中，至少高10、25、50、75、100、500、1000、5000或者甚至高至少10,000倍)。在某些实施例中，所述第一或第二聚合物之至少一者是被交联的。 
在某些实施例中，本文描述的多组分纤维还包含至少一种附加聚合物(例如，第三、第四、第五聚合物等)，各自独立地具有最高至150℃的软化温度(在某些实施例中，最高至140℃、130℃、125℃、120℃、110℃、100℃、90℃、或者甚至最高至80℃)和/或至少150℃的熔点(在某些实施例中，至少160℃、170℃、175℃、180℃、190℃、200℃、210℃、220℃、225℃、230℃、240℃或甚至至少250℃)。在某些实施例中，各附加聚合物(例如第三、第四、第五聚合物等)独自为乙烯(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯(甲基)丙烯酸离聚物、聚酰胺、聚偏二氟乙烯、交联聚乙烯、交联聚丙烯、湿固化的聚氨酯、环氧树脂、交联丙烯酸酯、交联硅氧烷、热塑性聚氨酯、尼龙、聚(对苯二甲酸环己二甲酯)、聚(萘二甲酸乙二酯)、聚(4-甲基1-戊烯)、聚(苯硫醚)或聚甲醛、聚砜之至少一者。 
本文描述的多组分纤维是有用的，例如，用于油气井眼和油气库的回流控制。所述纤维可用于在注入和放置于井眼的过程中保持支撑剂分布，以及在裂缝中形成均匀的支撑剂分布。所述纤维也可用于沙层或其他填充层的水过滤，以防止沟流出现。 
附图说明
为了更全面地理解本发明的特征和优点，现结合附图描述本发明的具体实施方式，其中： 
图1A-1D是本文描述的四种示例性多组分纤维的示意截面图。 
图2A-2D是某些乙烯-甲基丙烯酸离聚物的弹性模量与温度的关系曲线图。 
具体实施方式
图1A-1D中示出了示例性多组分纤维结构。参照图1A，饼块型纤维10具有圆形截面12并含有第一聚合物14a和14b、第二聚合物16a和16b以及第三和第四聚合物18a和18b。在图1B，多组分纤维20 有圆形截面22和第一聚合物外皮24及第二聚合物芯26，图1C表示有第一聚合物外皮44和多个第二聚合物芯46的皮-芯构型的多组分纤维40，图1D表示具有五个层区34a、36b、34c、36d、34e的圆形截面32的多组分纤维30，这些层区交替地包含本文描述的至少第一和第二聚合物。 
通常，共同用于特定应用的纤维的尺寸和纤维的组分通常一般是大致相同的，然而使用在组成和/或尺寸上有更显著区别的纤维也是有效的。在某些应用中，使用两组或者更多组的纤维(例如，至少一种不同的聚合物、一种或多种附加聚合物、不同的平均长度、或可另外加以区别的构造)，其中一组在一个方面提供某个(些)优点，另一组在另一方面提供某个(些)优点。 
多组分纤维一般可使用本领域公知的技术如多组分(如双组分)纤维纺丝技术(参见例如美国专利Nos.4,406,850(Hills)，5,458,472(Hagen)，5,411,693(Wust)，5,618,479(Lijten)，和5,989,004(Cook))制造。 
适合用于制造所述纤维的聚合物材料在本领域是公知的。具有最高至150℃的软化温度的示例性第一聚合物包含乙烯(甲基)丙烯酸共聚物、乙烯(甲基)丙烯酸离聚物、聚酰胺、聚偏二氟乙烯(PVDF)(例如，能够以商品名“SOLEF TA1006”从德国海德堡Solvay Engineered Polymers GmbH，Heidelberg公司得到)，环烯烃(例如，能够以商品名“TOPAS 6017”从Ticona North America得到)以及四氟乙烯/六氟丙烯/偏二氟乙烯(THV)共聚物，(例如能够以商品名“THV-220A”从Dyneon，Oakdale，MN得到)，交联聚乙烯、交联聚丙烯、湿固化的聚氨酯(例如，能够以商品名“TIVOMELT 9617/11”、“TIVOMELT9628”和“TIVOMELT 9635/12”从德国汉堡Tivoli、以商品名“PURMELTQR116”和“PURMELT QR3310-21”从美国俄亥俄州Avon的Henkel Consumer Adhesives，Inc公司得到、以商品名“JET WELD TS-230”从 美国明尼苏达州St.Paul的3M公司得到)、环氧树脂(可固化的环氧树脂，能够以商品名“SCOTCHCAST 5555”和“SCOTCHCAST 5400”从3M公司得到)、交联丙烯酸酯(热交联的丙烯酸热熔体，例如记载于美国专利No.6,875,506(Husemann等人)、交联的有机硅树脂(可例如以商品名“MASTERSIL 800”从美国新泽西州Hackensack的Master Bond公司得到)或热塑性聚氨酯之至少一者。这些聚合物可用本领域的公知技术制造和/或通过商购得到。另外，例如，部分中和的乙烯甲基丙烯酸共聚物可例如以商品名“SURLYN 8660”、“SURLYN 1702”、“SURLYN 1857”和“SURLYN 9520”购自美国特拉华州Wilmington 的E.i.E.I.duPont de Nemours&Company。聚乙烯可例如以商品名“DOWLEX 2517”购自美国密歇根州Midland的Dow化学公司。低密度聚乙烯可例如以商品名“LD 200.48”购自德克萨斯州Irving的ExxonMobil)。具有至少130℃熔点的示例性第二聚合物包含尼龙、聚(对苯二甲酸环己二甲酯)、聚(萘二甲酸乙二酯)、聚(4-甲基1-戊烯)、聚(苯硫醚)、聚甲醛或聚砜之至少一者。这些聚合物可用本领域的公知技术制造和/或通过商购得到。尼龙可例如以商品名“ULTRAMID B27E01”购自美国新泽西州Florham Park的BASF，North America公司)。聚(亚苯硫醚)可例如以商品名“FORTRON 203”购自美国肯塔基州Florence的Ticona Engineering Polymers)。聚甲酮可例如以商品名“GELCON”(例如FG40U01级)购自Ticona Engineering Polymers。 
具有多外皮的皮-芯构型在本公开的范围内。可以选择包括附加聚合物在内的各种纤维组分以实现理想的性能特点。例如，如果所述的外皮聚合物在某温度下流动太慢，可以通过添加有更高流动温度的第二聚合物来加快流动。各种构型根据拟实施的应用而具有其确定的优点。而且，例如所述皮-芯构型和海岛构型(例如图1C所示)由一种材料形成其100％的表面，然而分割的饼块构型(例如图1A所示)和分层构型(例如图1D所示)结构由一种材料形成其不到100％的表面。 
任选地，本文描述的多组分纤维还可包含其他组分(例如，添加 剂和/或涂料)以赋予所需的性质，如整理性、加工性、稳定性和分散性。示例性添加剂和涂层材料包括抗氧化剂、着色剂、填充剂以及改善整理性的表面施用材料，如蜡、表面活性剂、聚合物分散剂和滑石粉。 
表面活性剂可用来改善纤维的分散性。可用的表面活性剂(也称为乳化剂)包括阴离子的、阳离子或者非离子的表面活性剂，并且包括阴离子表面活性剂如烷基芳基醚硫酸盐和磺酸盐如烷基芳基醚硫酸钠(例如，那些可购自美国宾夕法尼亚州Philadelphia的Rohm and Haas 的商品名为“TRITON X200”的壬基酚基乙氧醚)，烷基芳香基聚醚硫酸盐和磺酸盐(例如，烷基芳香基聚(环氧乙烷)硫酸盐和磺酸盐，优选那些具有多达约4个乙烯氧基单元)和烷基硫酸盐和磺酸盐，如月桂基硫酸钠、月桂基硫酸铵、月桂基硫酸三乙醇胺和十六烷基硫酸钠、烷基醚硫酸盐和磺酸盐(例如，月桂醚硫酸铵和烷基聚醚硫酸铵和磺酸盐(例如，烷基聚(环氧乙烷)硫酸盐和磺酸盐，优选那些具有直到约4个烷氧基单元的)烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐和烷基芳香醚硫酸盐也是适合的。附加的阴离子表面活性剂可包含烷基芳香基硫酸盐和磺酸盐(例如，十二烷基苯硫酸钠和十二烷基苯磺酸钠)、烷基硫酸钠盐和烷基硫酸铵盐(例如，月桂基硫酸钠和月桂基硫酸铵)。非离子表面活性剂(例如，乙氧基化的油酰基醇和辛基苯基聚氧乙烯醚)；并且阳离子表面活性剂(例如，烷基二甲基苄基氯化铵的混合物，其中所述烷基链含有10到18个碳原子)。也可使用两性表面活性剂，并且包含磺基甜菜碱、N-烷基氨基丙酸和N-烷基甜菜碱。 
也可以使用聚合物分散剂，例如，用于提高纤维在所选择介质和在应用条件下(例如，pH和温度)的分散性。示例性聚合物稳定剂包含平均分子量大于5000的聚丙烯酸盐(例如，铵盐、钠盐、锂盐和钾盐)，羧基改性的聚丙烯酰胺(可例如以商品名“CYANAMER A 370”购自美国新泽西州West paterson的Cytec Industries)，丙烯酸和二甲基氨基甲基丙烯酸乙酯的共聚物、聚合季胺(例如，季铵化的聚乙烯 吡咯烷酮共聚物(可例如以商品名“GAFQUAT 755”购自美国新泽西州Wayne的ISP Corp.)和季胺取代的纤维素(可例如以商品名“JR-400”购自美国密歇根州Midland的Dow Chemical Company)、纤维素、羧基改性的纤维素(例如，羧甲基纤维素钠(可例如以商品名“NATROSOL CMC型7L”购自美国特拉华州Wilmington的Hercules)和聚乙烯醇。 
抗氧化剂的实例包括受阻酚(可例如以商品名“IRGANOX”购自瑞士Basel的Ciba Specialty Chemical)。着色剂的实例包括颜料和染料。填充剂的实例包括炭黑、粘土和硅石。表面处理的实例包括滑石粉、芥酸酰胺和树胶。 
本文描述的多组分纤维是有用的，例如用于在井眼和储罐中控制回流。所述纤维对于在注入和置入井眼过程中保持支撑剂分布以及提供在裂缝中更均匀的支撑剂分布也是有用且有利的。 
本公开还描述了一种用流体组合物接触地层的方法，该方法包括注入所述的流体组合物于井眼，所述的井眼交汇所述地层，所述流体组合物包括载流体和本文描述的多组分纤维。一些示例性载流体包括水基和/或油基的载流体，为本领域所公知。在另一实施例中，多组分纤维可以如干燥纤维那样施加到井眼中。 
以下实例用来说明本发明的某些实施例，并不用来限制所述权利要求的范围。除非另外指出，所有百分比均按重量计。 
水解稳定性测试
0.5克纤维被置于12ml含有10克去离子水的小瓶中。小瓶被注入氮气，用橡胶隔膜密封并且在145℃在高压釜中放置4小时。所述纤维被光学显微镜放大100倍进行检测。如果至少50％体积的纤维或者至少50％体积的构成纤维的第一或第二聚合物之一溶解和/或者分解，则纤维被认为失效。 
烃稳定性测试
0.5克的纤维被置于25ml煤油中(试剂级，沸点175-320℃，从美国威斯康辛州Milwaukee的Sigma-Aldrich取得)并且加热到145℃在氮气下保持4小时。24小时之后，煤油被冷却，并用光学显微镜放大100倍来检测所述材料。如果至少50％体积的纤维或者至少50％体积的构成纤维的第一或第二聚合物之一溶解和/或者分解，则纤维被认为失效。 
软化温度测试
图S2A-2D中示出用以确定第一聚合物软化点的数据。该数据用应力控制流变仪生成(由美国特拉华州New Castle的TA Instruments 生产的AR2000型)。在测试过程中，所述聚合物的树脂颗粒置于流变仪的两个20mm平行板之间，并且压至间隔2mm以确保将板完全覆盖。接着在80-200℃的温度范围内以1HZ正弦频率施加1％的应变。熔化树脂阻力对于正弦应变的关系与其模量成比例，该模量通过传感器记录并以图表格式显示。使用流变仪软件，该模量在数学上分为两部分：与所施加的应力同相的一部分(弹性模量-似固体行为)(对于分别以商品名“SURLYN 9520”、“SURLYN 8660”、“SURLYN 1857”和“SURLYN 1702”从美国特拉华州Wilmington的E.I.duPont de Nemours & Company得到的乙烯-甲基丙烯酸离聚物，分别见第1、4、7和10行)，而不与所施加应力同相的另一部分(粘性模量-似流体行为)(对于乙烯-甲基丙烯酸离聚物“SURLYN 9520”、“SURLYN 8660”、“SURLYN 1857”和“SURLYN 1702”)分别见第2、5、8和11行)。两种模量为同一的温度(跨越温度)被定义为软化点，因为软化点表示在该温度点以上树脂行为开始主要像流体(见3、6、9和12点)。所选择的乙烯-甲基丙烯酸离聚物(“SURLYN 9520”、“SURLYN 8660”、“SURLYN 1857”和“SURLYN 1702”)的软化点分别确定为116℃、96℃、121℃和92℃)。 
实例1-5
实例1-4纤维的芯材是尼龙6(以商品名“ULTRAMID B27 B01”从美国新泽西州Florham Park的BASF North America得到)。实例5的芯材为尼龙(以商品名“ZYTEL RESIN 101NC010”从E.i.duPont de Nemours & & Company得到)。所有的外皮材料是80重量％的乙烯-甲基丙烯酸离聚物(以商品名“SURLYN 1702”从E.i.duPont de Nemours & 公司得到)和20重量％的尼龙6(“ULTRAMID B27 B01”)的共混物。 
实例1的外皮是94重量％的乙烯-甲基丙烯酸离聚物(“SURLYN 8660”)和6重量％的聚乙烯(以商品名“DOWLEX 2503”从美国密歇根州Midland的Dow Chemical Company得到(但可能不再提供，然而以商业名“2517”可获得类似材料))的混合物。 
实例2的外皮是94重量％的乙烯甲基丙烯酸离聚物(“SURLYN9520”)和6重量％(“DOWLEX 2503”)的聚乙烯的混合物。 
实例3的外皮是94重量％的酸离聚物(“SURLYN 8660”)和6重量％的石蜡(从美国密苏里州St.Louis的Sigma-Aldrich得到，描述为“76241Fluka石蜡，纯、颗粒、白色”)的混合物。 
实例4的外皮是100％的酸离聚物(“SURLYN 8660”)。 
实例5的外皮是酸离聚物(“SURLYN 1702”)。 
实例1-5的皮-芯型双组分纤维如美国专利No.4,406,850(Hills)所述方法制造，除了(a)模具加热到下表1列出的温度；(b)所述挤压模有16孔，设置为每排8孔的两排，其中孔间距为正方形排列(square pitch)的12.7mm(0.5英寸)，并且所述模具横向长度为152.4mm(6.0英寸)；(c)孔径为1.02mm(0.04英寸)，长度与直径之比为4.0；(d)表(1) 记述了两束的每孔每分钟以克计的相对挤出率；(e)所述纤维向下传送表1记述的距离到保持于25℃的骤冷水浴中，其中所述纤维在压缩空气干燥之前在水中浸泡0.3秒，并缠绕在芯上；并且(f)所述纺丝速度通过拉辊调整到表1记述的速率，纤维接着被切成一定长度并检测各种性质。 
表1 
实例1-5的纤维样品切成大约6cm的长度，被分别进行烃稳定性测试和水解稳定性测试。所有的均通过两种测试。 
不熔纤维测试
纤维被切成6mm长的段并形成为平整的交错纤维簇，此外，测量一部分被切断并分离的纤维的直径。测量了20段纤维的直径，并且记录其中间值。 
纤维簇在常规通风的对流烘箱内在选定测试温度下加热5分钟。选出20段单独分开的纤维，测量纤维截面直径并记录其中间值。如果加热后纤维直径的变化小于20％，则认为纤维是“不熔的”。 
用不熔纤维测试在150℃测试温度下评估实例5的纤维。经受测试后，所述纤维的直径改变小于10％。 
比较例
在120℃的测试温度下用不熔纤维测试评估共PET/PET聚酯粘合纤维(以商品名“KOSA T-255”从美国北卡罗来纳州Salisbury的KoSa得到，3旦尼尔皮-芯粘合纤维，50重量％的芯和50重量％的外皮)。所述纤维的直径从加热前的20微米变化到作为加热结果的14微米。 
实例6-9
如美国专利No.4,406,850(Hills)的实例1所述制造实例6-9的皮-芯双组分纤维，所不同的只是：(a)模具被加热到下表2所列出的温度；(b)挤压模有18排孔，其中每排有36孔，从而共有648孔；所述模具有264.2mm(10.4英寸)的横向长度；(c)孔径为1.02mm(0.04英寸)并且长度与孔径之比为6.0；(d)聚合物流速为1.0克/孔/分钟；(e)纤维在模具两侧向下延伸约64厘米，以1.42标准立方米每分(100千帕的压力和0℃的温度)喷射出的15℃空气骤冷；(f)调整所述的纺丝速度以产生下表2所记述的细丝平均直径；并且(g)调整聚合物流速以制造外皮和芯均有50％整体流速的纤维。 
表2
实例6-9的纤维的各自样品被切成约6cm长，并用烃稳定性测试和水解稳定性测试分别进行测定。所有样品均通过这两项测试。 
另外，对于实例6，所述芯由聚乙烯硫酸(PPS)树脂制造(以商品名“FORTRON 0309C”从美国肯塔基州Florence的Ticona North  America得到)；并且外皮用乙烯-甲基丙烯酸离聚物(“SURLYN 1702”)制造。对于实例7，所述芯用尼龙6(“ULTRAMID B27 E01”)制造；所述外皮由80重量％的乙烯-甲基丙烯酸离聚物(“SURLYN 1702”)和20重量％的尼龙6(“ULTRAMID B27 E01”)的共混物形成。对于实例8，所述芯用尼龙6(“ULTRAMID B27 E01”)制造；所述外皮材料是90重量％的乙烯-甲基丙烯酸离聚物(“SURLYN 1702”)和10重量％的聚偏氟乙烯(PVDF)树脂的共混物，(以商品名“SOLEF TA1006”从德国海德堡的Solvay Engineered Polymers GmbH得到)。对于实例9，所述芯用尼龙6(“ULTRAMID B27 E01”)制造；所述外皮是90重量％的乙烯-甲基丙烯酸离聚物(“SURLYN 1702”)和10重量％的环烯烃树脂(以商品名“TOPAS 6017”从Ticona North America得到)的共混物。 
在不脱离本发明的范围和精神的前提下，对本发明的各种修改和更改对于本领域技术人员将是显而易见的。应该理解，本发明不限于以上提供的示例性实施例和实例，这样的些实例和实施例仅以举例方式提出，而且本发明的范围仅受以下所附的权利要求书的限制。 

Claims (13)

1.一种包含至少第一和第二聚合物的多组分纤维，其中所述纤维具有圆形截面和第一聚合物外皮及第二聚合物芯，其中所述第一聚合物具有最高至150℃的软化温度，其中所述第二聚合物具有至少130℃的熔点，其中所述第一聚合物的软化点与第二聚合物的熔点之间的差值为至少10℃，其中所述纤维表现出分别由烃和水解稳定性测试确定的抗烃和抗水解性能，其中所述第一聚合物在1Hz和至少-60℃的条件下具有小于3×105N/m2的弹性模量，其中所述第一聚合物是乙烯(甲基)丙烯酸离聚物，其中所述第二聚合物是尼龙、聚(对苯二甲酸环己二甲酯)、聚(萘二甲酸乙二酯)、聚(4-甲基1-戊烯)、聚(苯硫醚)或聚砜之至少一者，并且其中所述纤维在至少110℃都是不熔的，
其中所述水解稳定性以如下方式测试：
将0.5克纤维置于12ml含有10克去离子水的小瓶中；将所述小瓶注入氮气，用橡胶隔膜密封并且在145℃在高压釜中放置4小时；用光学显微镜放大100倍检测所述纤维，如果至少50%体积的纤维或者至少50%体积的构成纤维的第一或第二聚合物之一溶解和/或者分解，则纤维被认为失效，
其中所述烃稳定性以如下方式测试：
将0.5克的纤维置于25ml试剂级煤油中，该煤油的沸点为175-320℃，从美国威斯康辛州Milwaukee的Sigma-Aldrich取得，并且将其加热到145℃在氮气下保持4小时；24小时之后，将所述煤油冷却，并用光学显微镜放大100倍来检测所述材料，如果至少50%体积的纤维或者至少50%体积的构成纤维的第一或第二聚合物之一溶解和/或者分解，则纤维被认为失效。
2.根据权利要求1所述的多组分纤维，其中所述纤维具有最高至20毫米的长度和最高至100微米的平均直径。
3.根据权利要求1所述的多组分纤维，其中所述纤维具有2至10毫米范围内的长度和最高至100微米的平均直径。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的多组分纤维，其中所述第一聚合物具有最高至125℃的软化温度，并且其中所述第二聚合物具有至少175℃的熔点。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的多组分纤维，其中所述第一聚合物在1Hz和至少-25℃的条件下具有小于3×105N/m2的弹性模量。
6.根据权利要求1-3中任一项所述的多组分纤维，其中所述第二聚合物的弹性模量大于所述第一聚合物的弹性模量。
7.根据权利要求1-3中任一项所述的多组分纤维，其中所述第一聚合物是被交联的。
8.根据权利要求1-3中任一项所述的多组分纤维，其还包含具有最高至150℃的软化温度的第三聚合物。
9.一种包含至少第一聚合物和第二聚合物的多组分纤维，其中所述纤维具有圆形截面和第一聚合物外皮及第二聚合物芯，其中所述第一聚合物具有最高至150℃的软化温度，其中所述第二聚合物具有至少130℃的熔点，其中所述第一聚合物是乙烯(甲基)丙烯酸离聚物，其中所述第二聚合物是尼龙、聚(对苯二甲酸环己二甲酯)、聚(萘二甲酸乙二酯)、聚(4-甲基1-戊烯)、聚(苯硫醚)或聚砜之至少一者，其中所述第一或第二聚合物之至少一者在1Hz和至少-60℃的条件下具有小于3×105N/m2的弹性模量，其中所述纤维具有2至10毫米范围内的平均长度和最高至100微米的平均直径，并且其中所述纤维在至少110℃都是不熔的。
10.根据权利要求9所述的多组分纤维，其中所述第一聚合物具有最高至125℃的软化温度，并且其中所述第二聚合物具有至少175℃的熔点。
11.根据权利要求9或10所述的多组分纤维，其中所述第一聚合物在1Hz和至少-50℃的条件下具有小于3×105N/m2的弹性模量。
12.根据权利要求9或10所述的多组分纤维，其中所述第一聚合物是被交联的。
13.根据权利要求9或10所述的多组分纤维，其还包含具有最高至150℃的软化温度的第三聚合物。
CN200880121063.5A 2007-12-14 2008-12-11 多组分纤维 Expired - Fee Related CN101903577B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US1400407P 2007-12-14 2007-12-14
US61/014,004 2007-12-14
PCT/US2008/086313 WO2009079310A1 (en) 2007-12-14 2008-12-11 Multi-component fibers

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101903577A CN101903577A (zh) 2010-12-01
CN101903577B true CN101903577B (zh) 2014-07-09

Family

ID=40795865

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN200880121063.5A Expired - Fee Related CN101903577B (zh) 2007-12-14 2008-12-11 多组分纤维

Country Status (9)

Country Link
US (1) US20100272994A1 (zh)
EP (1) EP2231907B1 (zh)
JP (1) JP5336510B2 (zh)
KR (1) KR101577473B1 (zh)
CN (1) CN101903577B (zh)
BR (1) BRPI0819924B1 (zh)
CA (1) CA2709182C (zh)
EA (1) EA024997B1 (zh)
WO (1) WO2009079310A1 (zh)

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2708804C (en) * 2007-12-14 2016-01-12 3M Innovative Properties Company Fiber aggregate
CA2708166A1 (en) * 2007-12-14 2009-06-25 Schlumberger Canada Limited Fracturing fluid compositions comprising solid epoxy particles and methods of use
WO2010075248A1 (en) 2008-12-23 2010-07-01 3M Innovative Properties Company Curable fiber and compositions comprising the same; method of trating a subterranean formation
WO2010075256A1 (en) 2008-12-23 2010-07-01 3M Innovative Properties Company Particles comprising blocked isocyanate resin and method of modifying a wellbore using the same
JP2014525952A (ja) * 2011-07-07 2014-10-02 スリーエム イノベイティブ プロパティズ カンパニー 多成分繊維及び粒子を含む物品、並びにその作製方法及び使用方法
PL2729634T3 (pl) 2011-07-07 2019-02-28 3M Innovative Properties Company Wyrób zawierający wieloskładnikowe włókna i puste w środku ceramiczne mikrokulki oraz sposoby ich wytwarzania i stosowania
DE102012103301A1 (de) * 2012-04-17 2013-10-17 Elringklinger Ag Mittels Schmelzspinnverfahren hergestellte Faser
US20130284518A1 (en) * 2012-04-27 2013-10-31 3M Innovative Properties Company Method of using multi-component fibers as lost-circulation material
WO2014042222A1 (ja) 2012-09-14 2014-03-20 株式会社クレハ 水崩壊性複合繊維およびその製造方法
US20160264839A1 (en) * 2013-10-22 2016-09-15 3M Innovative Properties Company Well cement composition including multi-component fibers and method of cementing using the same
AU2014391162B2 (en) 2014-04-15 2019-05-02 Schlumberger, Technology B.V. Treatment fluid
WO2016072877A1 (en) * 2014-11-06 2016-05-12 Schlumberger Canada Limited Fractures treatment
WO2018026294A1 (ru) * 2016-08-01 2018-02-08 Шлюмберже Канада Лимитед Жидкость для обработки пласта
EP3704293B1 (en) * 2017-10-31 2022-11-23 Dow Global Technologies LLC Bicomponent spunbond nonwoven fabric and nonwoven composite made therefof
US10829595B2 (en) * 2018-02-06 2020-11-10 Solvay Specialty Polymers Usa, Llc Polyphenylene sulfide polymers having improved melt-stability

Family Cites Families (23)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
FR2055063A5 (zh) * 1969-07-14 1971-05-07 Monsanto Co
JPH0712371B2 (ja) * 1986-12-10 1995-02-15 花王株式会社 吸収性物品
US5318552A (en) * 1986-12-10 1994-06-07 Kao Corporation Absorbent article having an improved non-woven fabric layer
JPH01156573A (ja) * 1987-12-10 1989-06-20 Kuraray Co Ltd 風合の優れた布帛
CA2119316C (en) 1993-04-05 2006-01-03 Roger J. Card Control of particulate flowback in subterranean wells
US5330005A (en) 1993-04-05 1994-07-19 Dowell Schlumberger Incorporated Control of particulate flowback in subterranean wells
US5798305A (en) 1994-07-04 1998-08-25 Chisso Corporation Hot-melt-adhesive conjugate fibers and a non-woven fabric using the fibers
EP0828871B1 (en) * 1995-05-25 2003-07-23 Minnesota Mining And Manufacturing Company Undrawn, tough, durably melt-bondable, macrodenier, thermoplastic, multicomponent filaments
US5662978A (en) * 1995-09-01 1997-09-02 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Protective cover fabric including nonwovens
JP3351266B2 (ja) * 1996-04-17 2002-11-25 チッソ株式会社 低温接着性繊維及びこれを用いた不織布
JP3720533B2 (ja) * 1997-06-05 2005-11-30 株式会社クラレ 蓄光繊維
JPH11222756A (ja) * 1998-02-10 1999-08-17 Teijin Ltd 繊維構造体
US6777082B2 (en) * 1999-07-28 2004-08-17 The Dow Chemical Company Hydrogenated block copolymers having elasticity and articles made therefrom
US6638605B1 (en) * 1999-11-16 2003-10-28 Allegiance Corporation Intermittently bonded nonwoven disposable surgical laminates
US6391443B1 (en) * 2000-05-29 2002-05-21 Chisso Corporation Polyethylene composite fiber and a non-woven fabric using the same
JP4486816B2 (ja) * 2001-09-28 2010-06-23 インビスタ テクノロジーズ エス エイ アール エル 伸縮性不織ウェブおよびそのための方法
ATE348585T1 (de) * 2002-04-24 2007-01-15 Procter & Gamble Saugfähiger artikel mit einer einheitlichen, absorbierenden struktur
US7049254B2 (en) * 2002-11-13 2006-05-23 E. I. Du Pont De Nemours And Company Multiple component meltblown webs
EP1577426B1 (en) * 2002-12-24 2016-06-01 Kao Corporation Heat fusible conjugate fiber
ATE510056T1 (de) * 2003-01-08 2011-06-15 Teijin Fibers Ltd Vlies aus polyesterverbundfaser
US20080022940A1 (en) * 2003-07-11 2008-01-31 Bradley Kirsch Composite Absorbent Particles with Superabsorbent Material
JP4648725B2 (ja) 2005-02-24 2011-03-09 シンワ株式会社 エアーフィルター材用補強材
JP4948127B2 (ja) * 2005-12-07 2012-06-06 花王株式会社 熱伸長性繊維

Also Published As

Publication number Publication date
EA201000811A1 (ru) 2010-12-30
WO2009079310A1 (en) 2009-06-25
US20100272994A1 (en) 2010-10-28
BRPI0819924B1 (pt) 2019-01-08
JP2011506791A (ja) 2011-03-03
CN101903577A (zh) 2010-12-01
KR101577473B1 (ko) 2015-12-14
CA2709182C (en) 2016-01-26
KR20100108376A (ko) 2010-10-06
CA2709182A1 (en) 2009-06-25
JP5336510B2 (ja) 2013-11-06
EP2231907A4 (en) 2011-02-23
EP2231907A1 (en) 2010-09-29
BRPI0819924A2 (pt) 2015-05-19
EA024997B1 (ru) 2016-11-30
EP2231907B1 (en) 2016-04-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101903577B (zh) 多组分纤维
KR101035480B1 (ko) 표면 변형된 이성분 중합체 섬유
CN101903166A (zh) 纤维聚集体
US20030194260A1 (en) Method and apparatus for making NIBS and ink reservoirs for writing and marking instruments and the resultant products
AU2006208576A1 (en) Tufted nonwoven and bonded nonwoven
JPWO2013077452A1 (ja) 引き裂き性を有する熱収縮チューブ
BRPI0612742B1 (pt) fio reforçado de vidro revestido com uma composição de encolamento, processo de fabricação de um ou mais fios reforçados de vidro, composição moldável, e, peça compósita com resistência ao fogo melhorada
JP4704466B2 (ja) 抗菌性複数成分濾材
KR20220034027A (ko) 재생 폴리에스테르 바인더 섬유
CN101990410A (zh) 含有聚缩醛的刷
KR100559102B1 (ko) 복합고-니트릴필라멘트
WO2008097821A1 (en) Porous reservoirs formed from side-by- side bicomponent fibers
CN101068957B (zh) 生产聚烯烃基弹性纤维的方法及纤维筒子
BRPI0808914A2 (pt) Fibra conjugada divisível, forma fibrosa, e, produto
US11110738B2 (en) Writing instruments and associated methods
EP3480344A1 (en) Production of an artificial turf fiber with a non-circular cladding
JP5416244B2 (ja) 潜在捲縮性複合繊維及びこれを用いた繊維集合物
EP3161200A1 (en) Thermally stable nonwoven web comprising meltblown blended-polymer fibers
JP2013119672A (ja) 成型品の製造方法
JP7281304B2 (ja) 一方向性繊維強化複合材
JP2013170340A (ja) エアレイド不織布用繊維および該繊維を用いたエアレイド不織布
KR20220093244A (ko) 해도 복합 섬유
JP6059487B2 (ja) 抄紙用熱可塑性樹脂繊維の製造方法
JP2013049943A (ja) 分割性凹凸複合繊維及びそれを用いてなる不織布
JP2009287415A (ja) 自動車燃料フィルター材

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20140709

Termination date: 20191211