CN102575386A - 包含至少一种填料的纤维、它们的制造方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

在本文中公开了包含至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料的纤维，如短纤维，其中所述至少一种涂布填料具有小于或等于大约3微米的平均粒度，且其中所述至少一种涂布填料以纤维总重量的小于或等于大约50重量%的量存在。在本文中还公开了制造短纤维、网幅、织物和地毯的方法，包括将至少一种填料添加到至少一种聚合树脂中并加工所得混合物。

Description

包含至少一种填料的纤维、它们的制造方法及其用途
优先权声明和经此引用并入
此PCT国际申请据此要求2009年9月4日提交的美国申请No. 12/554,371的优先权权利和利益，其主题全部经此引用并入本文。
公开领域
本文中的公开内容大致论述和涉及包含填料，如涂布重质碳酸钙的纤维，特别是短纤维，和包含其的地毯。
背景
许多商品由可包括聚合树脂的单丝纤维的组分形成。例如，长单丝纤维（continuous monofilament fibers）可用于制造短纤维、纱线、钓鱼线、织造织物、非织造织物、人造毛皮、尿布、女性卫生产品、成人失禁产品、包装材料、擦布、毛巾、工业服装、医用洞巾、医疗服、足套、消毒包装、台布、表面清洁布（干和湿）、漆刷、餐巾、垃圾袋、各种个人护理制品和其它纺织品。
通常通过熔体纺丝、干纺或湿纺制造单丝纤维。特别地，通过将聚合树脂纺成纤维形状来制造单丝纤维，例如通过将该树脂至少加热至其软化温度并经喷丝头挤出该树脂以形成单丝纤维。也可以通过挤出该树脂并用热空气使树脂流变细以形成细直径纤维来制造单丝纤维。单丝纤维在转化成短纤维后又可用于制造水刺（spunlaced）（也称作水力缠结）、针刺、热粘合和梳理固结（card-and-bind）产品，它们可置于网幅上。
使用大量聚合树脂纤维的另一纺织用途是地毯生产。可以使用例如包含聚丙烯、聚酯、尼龙或其组合的纱制造地毯。可以由膨化长丝（bulk continuous filament）或短纤维形成该纱。当使用短纤维时，可以梳理短纤维以使纤维相互平行排列，由此形成大、软、无加捻的纤维束或绳（即纤维条（slivers of fiber））。可以例如使用针梳牵伸机梳理和拉伸这些纤维条。然后可以使用纺纱机进一步拉伸该纤维条并将纱捻成所需尺寸。通常将单纱束与其它纱束一起加捻以产生适合制造地毯的纱。
制造地毯的方法通常涉及织造或缝合。目前，大部分地毯通过使针缝合（即簇绒）制成，所述针用将纱以规则间隔刺到衬底材料（例如预织造织物）中以形成起毛线圈（raised loops）或绒头（tufts）。可以将粘合剂施加到衬底材料背面以固定绒头。可以切割这些绒头以产生割绒地毯（cup-pile carpet），或可以保持未切割以产生毛圈地毯（looped-pile carpet）。
纺织工业，包括地毯工业，每年消耗大量热塑性聚合树脂，大约3亿磅单丝纤维。尽管在非织造产品和塑料产品如膜和模制部件的制造过程中掺入多种矿物填料，如碳酸钙和高岭土是已知的，在单丝纤维中包含大量这样的填料目前不是一般做法。以前，纯树脂的成本低于包含树脂和矿物填料的浓缩物的成本，因此不需要掺入显著量的这样的填料。但是，树脂价格的提高在许多情况下在许多产品中产生与提高矿物填料量和降低树脂量相关联的成本效益。通过掺入至少一种矿物填料，例如碳酸钙，纯树脂材料的所需量降低，同时最终产品在若干领域中具有相当品质，包括但不限于，纤维强度、质地和外观。
包含各种量的无机化合物和/或矿物填料的产品是已知的。例如，美国专利No. 6,797,377看似公开了包含0.1至10重量%的至少一种矿物填料，如碳酸钙的非织造网幅，但限制在至少两种树脂聚合物的混合物中与二氧化钛联合使用的填料。美国专利No. 6,759,357同样看似公开了包含0.0015至0.09重量%的至少一种无机化合物的织物。S. Nago和Y. Mizutani, Microporous Polypropylene Fibers Containing CaCO3 Filler, 62 J. Appl. Polymer Sci. 81-86 (1996)也看似论述包含25重量%碳酸钙的聚丙烯基非织造纤维。WO 97/30199公开了基本由大约0.01至大约20重量%无机颗粒构成的纤维，基本都具有小于大约5的莫氏硬度，且至少大约90重量%的无机颗粒具有小于大约10微米的粒度。但是，这些参考资料无一看似公开了至少通过改变涂布重质碳酸钙的粒度（通过其平均粒度和/或通过其上限）来降低填料对最终纤维性质的影响。
需要包含更大量的至少一种填料如碳酸钙的纤维，而不损失与含有较低量填料或无填料的纤维关联的合意物理和/或化学性质。进一步需要除主要聚合树脂外还具有至少一种附加聚合物的包含更大量的至少一种填料如碳酸钙的单丝纤维，而不损失与含有较低量填料或无填料的单丝纤维关联的所需物理和/或化学性质。
概述
一方面，本公开大致描述了包含至少一种聚合树脂和至少一种具有小于或等于大约3微米的平均粒度的填料的纤维，如短纤维。在一个实施方案中，该短纤维包含至少一种聚合树脂，如聚丙烯，和至少一种填料，如表面处理的重质碳酸钙（GCC）。纤维的特定实施方案可在几乎或完全不添加人造丝或二氧化钛的情况下转化成梳理网幅或用在地毯中以制造具有与含人造丝的类似纤维或地毯同等或更好的物理性质的纤维网幅或地毯。该网幅的某些实施方案可成形成织物以制造多种可用制品，如婴儿擦拭巾、手术服和表面清洁布（湿或干）。
另一方面，本申请公开了制造短纤维的方法，所述方法包括（a）将至少一种聚合树脂与至少一种具有小于或等于大约3微米的平均粒度的涂布重质碳酸钙混合；（b）将所述混合物加热至至少所述至少一种聚合树脂的软化点；（c）挤出所述混合物以形成单丝纤维；和（d）将所述单丝纤维转化成短纤维。
另一方面，本公开描述了包含许多包括至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料的纤维的地毯，其中所述至少一种涂布填料具有小于或等于大约10微米的平均粒度。各纤维邻接另一纤维、衬底材料或两者。
要理解的是，上文的概述和下文的详述都仅是示例性和解释性的并且不限制要求保护的本发明。
并入本说明书并构成其一部分的附图图解本发明的示例性实施方案，并与描述一起用于解释本发明的一些示例性原理。
附图简述
图1是显示对硬脂酸涂布的重质碳酸钙在纤维中的各百分比而言在纤维断裂之前施加到单丝纤维的各具体实施方案上的最大力（“最大载荷”）的图。
图2是显示对硬脂酸涂布的重质碳酸钙在纤维中的各百分比而言单丝纤维的具体实施方案的伸长百分比的图。
图3是显示对硬脂酸涂布的重质碳酸钙在纤维中的各百分比而言单丝纤维的具体实施方案的韧度的图。
图4是显示用于制造短纤维的水刺复丝网幅的示例性布置的示意图。
图5是显示填充和未填充的复丝纤维的具体实施方案的应力-应变曲线的图。
图6是显示在织物断裂之前施加到填充和未填充的水刺织物的各种实施方案上的最大纵向力（“最大载荷”）的图。
图7是显示在织物断裂之前施加到填充和未填充的水刺织物的各种实施方案上的最大横向力（“最大载荷”）的图。
图8是显示填充和未填充的水刺织物的各种实施方案的不透明度的图。
图9A和9B是显示如实施例5中所述的在根据本发明的实施方案制成的地毯上的颜色测试的结果的图。
示例性实施方案详述
示例性纤维
根据本发明的一个方面，已经令人惊讶地和意外地发现，改变聚合纤维中的至少一种填料的粒度，如将粒度降至低于大约10微米（即小于或等于10微米的上限）和/或将平均粒度降至3微米或更低，能在提高纤维中的填料总量（作为重量%测得）的同时使聚合纤维保持或改进所需性质（例如最大载荷、断裂伸长率和/或韧度）。
本文所用的术语“纤维”不仅包括传统单纤维和长丝（如短纤维和单丝纤维），还包括由多根这些纤维制成的纱线。通常，纱线用于制造服装、织物、纺织品（例如地毯）等。因此，纤维的各种实施方案的本文中公开的特征用于公开短纤维和单丝纤维（除其它类型的纤维外）的某些实施方案的特征。根据具体实施方案，纤维和纱线可以使用目前使用或此后发现的用于将纤维和纱线制成织物的任何方法（包括但不限于机织和针织）制成织物。在某些实施方案中，短纤维也可使用目前使用或此后发现的任何方法（包括水刺、针刺、热粘合和梳理固结加工法）制成非织造网幅和织物。
本文所用的“短纤维”是指具有特定长度的离散纤维。例如，短纤维可具有大约25毫米至大约150毫米的长度。在另一些情况下，短纤维可具有大约35毫米至大约100毫米的长度。在又一些情况下，短纤维可具有大约50毫米至大约75毫米的长度。本文所用的“单丝纤维”是指可含有一根大纤维或缠结在一起的许多较小纤维的单股（single strand）材料。在一些实施方案中，单丝纤维可以是无加捻纤维。
根据具体实施方案，包括至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料的纤维具有第一最大载荷，该第一最大载荷等于或大于包括所述至少一种聚合树脂但不含所述至少一种涂布填料的第二纤维的第二最大载荷。给定纤维的最大载荷取决于组成、尺寸和工艺变量，如拉伸百分比。在2旦聚丙烯纤维的情况下，在某些实施方案中，该纤维具有大约2 lbf至大约20 lbf的最大载荷。在另一些实施方案中，该纤维具有大约5 lbf至大约15 lbf的最大载荷。在又一些实施方案中，该纤维具有大约7 lbf至大约10 lbf的最大载荷。
根据具体实施方案，包括至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料的纤维具有第一断裂伸长率，该第一断裂伸长率等于或大于包括所述至少一种聚合树脂但不含所述至少一种涂布填料的第二纤维的第二断裂伸长率。断裂伸长率主要取决于生产过程中的拉伸量。比较使用相同工艺条件制成的纤维上的断裂伸长率结果表明，在添加填料时该值仅轻微降低。在某些实施方案中，含有10%碳酸钙的纤维具有大约0%至大约50%的断裂伸长率降低。在另一些实施方案中，该纤维具有大约0%至大约25%的断裂伸长率降低。在又一些实施方案中，该纤维具有大约0%至大约10%的断裂伸长率降低。
根据具体实施方案，包括至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料的纤维具有第一韧度，该第一韧度等于或大于包括所述至少一种聚合树脂但不含所述至少一种涂布填料的第二纤维的第二韧度。韧度是指针对纤维直径规范化的使纤维断裂的载荷。给定纤维的韧度取决于组成、尺寸或工艺变量，如拉伸百分比。例如，在2旦聚丙烯纤维的情况下，该纤维可具有大约2克/旦至大约10克/旦的第一韧度。在另一些实施方案中，该纤维可具有大约3克/旦至大约8克/旦的第一韧度。在又一些实施方案中，该纤维具有大约4克/旦至大约7克/旦的第一韧度。
示例性聚合树脂
本文中公开的纤维包含至少一种聚合树脂。技术人员容易理解适用在所述发明的实施方案中的聚合树脂。在一个实施方案中，所述至少一种聚合树脂选自提供任何特定短纤维、纱线、纺织品、非织造产品或应用所需的性质的传统聚合树脂。在另一实施方案中，所述至少一种聚合树脂选自热塑性聚合物，包括但不限于：聚烯烃，如聚丙烯和聚乙烯均聚物和共聚物，包括与1-丁烯、4-甲基-1-戊烯和1-己烷的共聚物；聚酰胺，如尼龙；聚酯；和任何上述聚合物的共聚物。在又一实施方案中，该单丝纤维由聚合树脂，如聚丙烯，和填料，如涂布GCC构成。
在一个实施方案中，所述至少一种聚合树脂是各向同性半结晶聚合物。在一个实施方案中，该各向同性半结晶聚合物可熔体加工，在能在熔体相中将该聚合物纺成纤维而不显著分解的温度范围内熔融。示例性的各向同性半结晶聚合物包括，但不限于，聚(对苯二甲酸亚烷基酯)；聚(萘二甲酸亚烷基酯)；聚(芳硫醚)；脂族和脂族-芳族聚酰胺；包含衍生自环己烷二甲醇和对苯二甲酸的单体单元的聚酯；聚(对苯二甲酸乙二醇酯)；聚(对苯二甲酸丁二醇酯)；聚(萘二甲酸乙二醇酯)；聚(苯硫醚)；和聚(对苯二甲酸1,4-环己烷二甲醇酯)，其中1,4-环己烷二甲醇是顺式-和反式-异构体，尼龙-6和尼龙-66的混合物。在另一实施方案中，所述至少一种聚合树脂是半结晶聚合物聚烯烃，包括但不限于聚乙烯和聚丙烯。在进一步实施方案中，所述至少一种聚合树脂是通过极高或超高分子量聚乙烯的凝胶纺丝或熔体纺丝制成的具有高拉伸模量的伸直链聚乙烯。
可以在熔体中加工的各向同性聚合物也可用作本发明的实施方案中的所述至少一种聚合树脂。在一个实施方案中，该各向同性聚合物是人造丝。在另一实施方案中，该各向同性聚合物是乙酸纤维素。在进一步实施方案中，该各向同性聚合物是聚苯并咪唑，聚[2,2’-(间-亚苯基)-5,5'-双苯并咪唑]。在一个实施方案中，该各向同性聚合物使用丙酮作为溶剂干纺。在另一实施方案中，聚[2,2'-(间-亚苯基)-5,5'-双苯并咪唑]使用N,N'-二甲基乙酰胺作为溶剂湿纺。在又一实施方案中，该各向同性聚合物是可溶于极性非质子溶剂，包括但不限于N-甲基吡咯烷酮的除对苯二甲酸和对苯二胺的聚合物外的芳族聚酰胺（例如对苯二甲酸和一种或多种芳族二胺的聚合物），其与添加的颗粒一起湿纺以产生纤维，如单丝纤维。在进一步实施方案中，无定形的非晶各向同性聚合物，包括但不限于间苯二甲酸、对苯二甲酸和双酚A（多芳基化合物）的共聚物，也可以填充（即包括填料）并用在本发明中。
在另一实施方案中，所述至少一种聚合树脂由液晶聚合物（LCP）制成。在某些实施方案中，LCP产生具有高拉伸强度和/或模量的纤维。在一个实施方案中，该液晶聚合物可在熔体中加工（即热致性）。在另一实施方案中，该液晶聚合物不能在熔体中加工。在进一步实施方案中，使用在溶液中表现出液晶性质的液晶聚合物，与硬填料掺合，随后湿或干纺以产生单丝纤维。在又一实施方案中，由对苯二胺和对苯二甲酸制成的芳族聚酰胺（包括但不限于，以KEVLAR商标出售的聚合物）可以填充和湿纺（例如通过由浓硫酸溶液干喷湿纺（dry-jet wet-spinning））以产生纤维，如单丝纤维或短纤维。在再一实施方案中，该液晶聚合物是可溶于极性非质子溶剂，包括但不限于N-甲基吡咯烷酮并可纺成单丝纤维或短纤维的任何芳族聚酰胺。在又一实施方案中，该液晶聚合物在一些或所有给定条件或条件组下不是液晶，但仍产生高模量纤维。在再一实施方案中，该液晶聚合物在一些浓度下和在一些溶剂中表现为溶致液晶相（lyotropic liquid crystalline phase），但在另一些浓度下和/或在另一些溶剂中表现为各向同性溶液。
在一个实施方案中，用于本发明的液晶聚合物（LCP）是热致LCP。示例性热致LCP包括，但不限于，芳族聚酯、脂族-芳族聚酯、芳族聚(酯酰胺)、脂族-芳族聚(酯酰胺)、芳族聚(酯酰亚胺)、芳族聚(酯碳酸酯)、芳族聚酰胺、脂族-芳族聚酰胺和聚(偶氮甲碱)。在一个实施方案中，该热致LCP是在小于大约360℃的温度下形成液晶熔体相并包括一个或多个衍生自对苯二甲酸、间苯二甲酸、1,4-氢醌、间苯二酚、4,4'-二羟基联苯、4,4'-联苯二甲酸、4-羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、2,6-萘二甲酸、2,6-二羟基萘、4-氨基苯酚和4-氨基苯甲酸的单体单元的芳族聚酯和聚(酯酰胺)。在一个实施方案中，芳族基团包括在聚合条件下不反应的取代基，如具有1-4个碳的低级烷基、芳基、F、Cl、Br和I。在美国专利Nos. 4,473,682；4,522,974；4,375,530；4,318,841；4,256,624；4,161,470；4,219,461；4,083,829；4,184,996；4,279,803；4,337,190；4,355,134；4,429,105；4,393,191；和4,421,908中教导了一些典型的芳族聚酯的合成和结构。在美国专利Nos. 4,339,375；4,355,132；4,351,917；4,330,457；4,351,918；和5,204,443中教导了一些典型的芳族聚(酯酰胺)的合成和结构。潜在可用的芳族液晶聚酯和聚(酯酰胺)可以是可以以VECTRA商标获自Hoechst Celanese Corporation以及获自其它制造商的那些。
在又一实施方案中，LCP具有如美国专利No. 4,161,470中教导的衍生自4-羟基苯甲酸和6-羟基-2-萘甲酸的单体重复单元。在一个实施方案中，衍生自4-羟基苯甲酸的单体单元按摩尔计占该聚合物的大约15%至大约85%，衍生自6-羟基-2-萘甲酸的单体单元按摩尔计占该聚合物的大约85%至大约15%。在另一实施方案中，该聚合物按摩尔计包含大约73%衍生自4-羟基苯甲酸的单体单元和大约27%衍生自6-羟基-2-萘甲酸的单体单元。这种聚合物可以以纤维形式以VECTRAN商标获自Hoechst Celanese Corporation, Charlotte, N.C.。
在再一实施方案中，LCP或聚(酯酰胺)包含衍生自6-羟基-2-萘甲酸和4-羟基苯甲酸的上述单体单元以及衍生自一种或多种下列单体的单体单元：4,4'-二羟基联苯、对苯二甲酸和4-氨基苯酚。在又一实施方案中，如美国专利No. 4,473,682中教导，包含这些单体单元的聚酯衍生自4-羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、4,4'-联苯酚（4,4'-biphenol）和对苯二甲酸，该聚合物以大约60:4:18:18的摩尔比包含这些单体单元。在另一实施方案中，如美国专利No. 5,204,443中教导，该聚(酯酰胺)包含衍生自4-羟基苯甲酸、6-羟基-2-萘甲酸、对苯二甲酸、4,4'-联苯酚和4-氨基苯酚的单体单元。在又一实施方案中，该组合物以大约60:3.5:18.25:13.25:5的摩尔比包含这些单体单元。
在一个实施方案中，所述至少一种聚合树脂是合适的商业聚合树脂产品。适合作为所述至少一种聚合树脂的示例性商品包括，但不限于：Basell Pro-fax 6323聚丙烯树脂，密度为大约0.9克/立方厘米且熔体流动指数为大约12.0 g/10 min的通用均聚物，可获自LyondellBasell Industries；Exxon 3155，熔体流动速率为大约30 g/10 min的聚丙烯均聚物，可获自Exxon Mobil Corporation；PF 305，熔体流动速率为大约38 g/10 min的聚丙烯均聚物，可获自Montell USA；ESD47，熔体流动速率为大约38 g/10 min的聚丙烯均聚物，可获自Union Carbide；和6D43，熔体流动速率为大约35 g/10 min的聚丙烯-聚乙烯共聚物，可获自Union Carbide。
在某些实施方案中，所述至少一种聚合树脂可以以大于或等于纤维总重量的大约50重量%的量存在于本公开的单丝纤维中。在一个实施方案中，所述至少一种聚合树脂以大约50至大约90重量%的量存在于该纤维中。在另一实施方案中，所述至少一种聚合树脂以大约75至大约90重量%的量存在于该纤维中。
示例性填料
该纤维包含至少一种填料。技术人员容易理解适用在本文所述的本发明的实施方案中的填料。在一个实施方案中，所述至少一种填料是能够涂布、与至少一种聚合树脂混合并挤出的任何矿物基基底。在另一实施方案中，所述至少一种填料是涂布重质碳酸钙。涂布重质碳酸钙是常用于形成各种聚合产品的填料。在进一步实施方案中，所述至少一种填料选自涂布重质碳酸钙、石灰石、滑石和粘土产品。在又一实施方案中，所述至少一种填料是选自高岭土和煅烧粘土的粘土产品。
适合用作至少一种填料的示例性的涂布重质碳酸钙产品包括，但不限于，可购得的那些。在一个实施方案中，涂布重质碳酸钙选自Imerys, Inc以FiberLinkTM为名出售的那些产品。在另一实施方案中，涂布重质碳酸钙是Mississippi Lime Company以MAGNUM GLOSS®为名出售的产品。在进一步实施方案中，涂布重质碳酸钙是Specialty Minerals, Inc以ALBAGLOS®为名出售的产品。在又一实施方案中，涂布重质碳酸钙是OMYA, Inc以OMYACARB®为名出售的产品。在再一实施方案中，涂布重质碳酸钙是Huber, Inc以HUBERCARB®为名出售的产品。在又一实施方案中，涂布重质碳酸钙是Imerys, Inc以FiberLinkTM 101S为名出售的产品。示例性的市售涂布重质碳酸钙产品可以以具有规定粒度范围的干粉形式获得；但是，并非所有的商业涂布重质碳酸钙产品都表现出适合根据本公开的实施方案使用的粒度和分布。
在具体实施方案中，所述至少一种填料的粒度可能影响有效并入本文公开的单丝纤维中的填料的最大量以及所得产品的美观性质和强度等。在某些实施方案中，所述至少一种填料可用于为纤维提供优选物理性质，例如通过提高强度和/或为短纤维提供合意的韧度和/或不透明度。这些特征在各种商业制品，例如，卫生产品（例如婴儿擦拭巾）、手术服和清洁产品（例如表面清洁布（湿和干））中合意。
在一个实施方案中，所述至少一种填料具有小于或等于大约10微米的平均粒度。在另一实施方案中，所述至少一种填料具有大约1微米至大约10微米的平均粒度。在进一步实施方案中，所述至少一种填料具有大约1微米的平均粒度。在又一实施方案中，所述至少一种填料具有小于或等于大约4微米的平均粒度。在再一实施方案中，所述至少一种填料具有小于或等于大约3微米的平均粒度。在又一实施方案中，所述至少一种填料具有小于或等于大约2微米的平均粒度。在再一实施方案中，所述至少一种填料具有小于或等于大约1.5微米的平均粒度。在另一实施方案中，所述至少一种填料具有小于或等于大约1微米的平均粒度。在进一步实施方案中，所述至少一种填料具有大约1微米至大约4微米的平均粒度。在又一实施方案中，所述至少一种填料具有大约1微米至大约3微米的平均粒度。在再一实施方案中，所述至少一种填料具有大约1微米至大约2微米的平均粒度。在又一实施方案中，所述至少一种填料具有大约0.5微米至大约1.5微米的平均粒度。平均粒度在本文中是指在Microtrac®100粒度分析仪上测得的d50。
所述至少一种填料可通过“上限”值表征。本文所用的“上限”是指通过Microtrac® 100粒度分析仪在填料样品中可确定的最大粒度。在一个实施方案中，上限小于大约10微米。在进一步实施方案中，上限小于大约8微米。在又一实施方案中，上限小于大约6微米。在再一实施方案中，上限小于大约4微米。在又一实施方案中，上限为大约4微米至大约10微米。在进一步实施方案中，上限为大约4微米至大约8微米。在又一实施方案中，上限为大约4微米至大约6微米。在又一实施方案中，上限小于纤维直径。
在某些实施方案中，所述至少一种填料的上限为纤维直径的小于或等于大约65%，更优选小于或等于大约70%，最优选小于或等于大约75%。在另一些实施方案中，所述至少一种填料的上限为纤维直径的小于或等于大约60%。
在某些实施方案中，根据本公开的所述至少一种填料的粒度分布可以足够小以致不会显著弱化各纤维和/或使纤维表面磨损，但足够大以产生美观的表面质地。在一个实施方案中，所述至少一种填料的粒度分布为，总颗粒的小于大约5%大于大约10微米，和总颗粒的小于大约5%小于大约0.5微米。在一些实施方案中，高于大约10微米的颗粒倾向于弱化该结构，小于大约0.5微米的颗粒倾向于形成附聚物，以致形成大于大约10微米的结构。
所述至少一种填料可以用至少一种有机材料涂布。在一个实施方案中，所述至少一种有机材料选自脂肪酸，包括但不限于硬脂酸，及其盐和酯，如硬脂酸盐。在另一实施方案中，所述至少一种有机材料是硬脂酸铵。在进一步实施方案中，所述至少一种有机材料是硬脂酸钙。Imerys, Inc.以商品名FiberLinkTM出售的产品是硬脂酸涂布的重质碳酸钙产品的非限制性实例。
用至少一种有机材料表面涂布所述至少一种填料在一些实施方案中可用于改进所述至少一种填料颗粒在整个纤维中的分散和/或促进纤维的总产量。例如，与涂布重质碳酸钙相反，将未涂布重质碳酸钙添加到至少一种聚合树脂中产生具有位于纤维外部的未涂布重质碳酸钙颗粒的纤维，这是成问题的，因为位于纤维外部的未涂布颗粒可能导致无机沉积物附着到喷丝头模孔的金属部件上并堵塞出口孔，由此阻碍纤维合适地挤出。
在一些实施方案中，所述至少一种填料的量如果超过一定值，可能不利地影响该单丝纤维的强度和/或表面质地。在一个实施方案中，所述至少一种填料以小于纤维总重量的大约50重量%的量存在。在另一实施方案中，所述至少一种填料以小于大约25重量%的量存在。在进一步实施方案中，所述至少一种填料以小于大约20重量%的量存在。在又一实施方案中，所述至少一种填料以小于大约15重量%的量存在。在再一实施方案中，所述至少一种填料以小于大约10重量%的量存在。在另一实施方案中，所述至少一种填料以大约5重量%至大约40重量%的量存在。在又一实施方案中，所述至少一种填料以大约10重量%至大约20重量%的量存在。在又一实施方案中，所述至少一种填料以大约10重量%至大约15重量%的量存在。在又一实施方案中，在所述至少一种填料具有小于大约3微米的平均粒度和/或小于大约10微米的上限时，所述至少一种填料以大约10重量%至大约25重量%的量存在。
任选的示例性添加剂
除所述至少一种聚合树脂和所述至少一种填料外，纤维的实施方案可进一步包含至少一种添加剂。所述至少一种添加剂可选自本领域中已知的那些或此后发现的那些。在一个实施方案中，所述至少一种添加剂选自附加的矿物填料，包括但不限于，滑石、石膏、硅藻土、高岭土、绿坡缕石、膨润土、蒙脱石和其它天然或合成粘土。在另一实施方案中，所述至少一种添加剂选自无机化合物，包括但不限于二氧化硅、氧化铝、氧化镁、氧化锌、氧化钙和硫酸钡。在进一步实施方案中，所述至少一种添加剂选自荧光增白剂；热稳定剂；抗氧化剂；抗静电剂；防粘连剂；染料；颜料，包括但不限于二氧化钛；光泽改进剂；表面活性剂；天然油；和合成油之一。
制造纤维的示例性方法
在某些实施方案中，可以根据技术人员已知或此后发现的任何适当方法制造如本文论述的纤维，其制成包含至少一种聚合树脂和至少一种填料的纤维。示例性技术包括，但不限于，干纺、湿纺、纺粘、闪纺、针刺、熔喷和水刺（water-punching）法。制造纤维的一种特定的示例性方法是熔体纺丝，其使用挤出法向喷丝头提供熔融聚合物混合物。在一个实施方案中，可以使用DuPont纤维纺丝设备，如在本申请提交时在Clemson University in Clemson, South Carolina, USA可获得的设备实现熔体纺丝。
在一个实施方案中，本发明的制造纤维的方法包括将所述至少一种聚合树脂加热至至少大约其软化点。在另一实施方案中，所述方法包括将所述至少一种聚合树脂加热至适合挤出所述至少一种聚合树脂的任何温度。在进一步实施方案中，将所述至少一种聚合树脂加热至大约225℃至大约260℃的温度。
在具体实施方案中，可以使用本领域中常规已知的或此后发现的任何方法将所述至少一种填料掺入所述至少一种聚合树脂中。例如，所述至少一种填料可以在挤出之前的任何步骤中，例如在加热步骤之中或之前添加到所述至少一种聚合树脂中。在另一实施方案中，至少一种聚合树脂和所述至少一种填料的“母料”可以预混，任选成形成颗粒或丸粒，并在纤维挤出之前与至少一种附加的纯聚合树脂混合。本文所用的“母料”是指组分，如填料和聚合树脂的混合物、分散体或悬浮液。在一些实施方案中，所述至少一种附加的纯聚合树脂可以与用于制造该母料的所述至少一种聚合树脂相同或不同。在某些实施方案中，该母料包含比纤维中所需的浓度更高浓度的所述至少一种填料，例如，大约20重量%至大约75重量%的浓度，并可以与所述至少一种附加的聚合树脂以适合获得至少一种填料在纤维中的所需浓度的量混合。在一个实施方案中，所述至少一种填料在母料中的浓度为大约20重量%至大约75重量%。在另一实施方案中，所述至少一种填料在母料中的浓度为大约20重量%至大约50重量%。例如，可以将包含50重量%涂布重质碳酸钙的母料与等量的至少一种纯聚合树脂混合以产生包含25重量%涂布重质碳酸钙的最终产物。在一些实施方案中，该母料可以使用本领域中已知或此后发现的任何装置混合或制丸，例如，可以使用ZSK 30 Twin Extruder混合和挤出涂布重质碳酸钙和至少一种聚合物树脂母料，并可以使用Cumberland制丸机任选将该母料成形成丸粒。
根据具体实施方案，一旦将所述至少一种填料或母料与所述至少一种聚合树脂混合，可以经至少一个喷丝头连续挤出该混合物以产生长丝。在某些实施方案中，挤出速率可根据所需用途而变，且适当的挤出速率是技术人员已知的。
在具体实施方案中，挤出温度也可随所需用途和工艺而变。在一个实施方案中，挤出温度为大约225℃至大约260℃。在另一实施方案中，挤出温度为大约235℃至大约245℃。在某些实施方案中，挤出装置可选自本领域中目前常规使用的或此后发现的那些。在一个实施方案中，挤出装置是具有0.297 cc/rev计量泵的Alex James 0.75英寸单螺杆挤出机。在一些实施方案中，所述至少一个喷丝头可选自本领域中目前常规使用的或此后发现的那些。在一个实施方案中，所述至少一个喷丝头含有10个孔，各具有大约0.022英寸直径。
根据具体实施方案，在挤出后，可以将纤维拉细。在一个实施方案中，通过高速拉伸将纤维拉细，其中在辊上拉伸多股长丝以使卷绕速度为大约1000米/分钟。
根据一些实施方案，可以通过熔体纺丝、干纺或湿纺制造单丝纤维。在具体实施方案中，可以通过将聚合树脂纺成纤维形状来制造单丝纤维——通过将该树脂加热至至少其软化温度并经喷丝头挤出该树脂以形成单丝纤维。在另一些实施方案中，也可以通过挤出该树脂并用热空气使树脂流变细以形成细直径纤维来制造单丝纤维。在一个实施方案中，制造单丝纤维的方法包括将至少一种填料添加到至少一种聚合树脂中并挤出所得混合物，其中所述至少一种填料以小于或等于大约50重量%的量存在于最终产物中。在另一些实施方案中，可以根据技术人员已知或此后发现的任何适当方法制造单丝纤维，其制成包含至少一种聚合树脂和至少一种填料的长单丝纤维（continuous monofilament fiber）。
根据某些实施方案，可以制造纤维以具有所需尺寸。本领域普通技术人员知道用于所需或预期用途的纤维的适当尺寸及其测量方法。在一个实施方案中，纤维尺寸为大约0.1旦至大约120旦。在另一实施方案中，纤维尺寸为大约1旦至大约100旦。在进一步实施方案中，纤维尺寸为大约0.5至大约5旦。在又一实施方案中，纤维尺寸为大约100旦。
根据具体实施方案，可以使用纺织工艺中所用的常规技术和设备进一步加工单丝纤维以产生短纤维。例如，可以将挤出的连续形式的单丝纤维送入用于预加热的蒸汽机装置。然后，在某些实施方案中，该长单丝纤维可施加梳理油剂（carding finish ），接着卷曲步骤以改进它们的可加工性。在一些实施方案中，可以使用切割设备以提供具有一致、基本一致或不等长度的短纤维。
在本发明的另一方面中，通过例如将短纤维引入第一纤维开松机（fiber opener）、将其排空到第二纤维开松机中、随后将纤维传送到梳理机上来制造复丝网幅。随后，在具体实施方案中，可以使梳理网幅进给到梳理传送带上，其通往交叉铺网机。在一些实施方案中，该交叉铺网机将许多层的薄梳理网幅铺设到与梳理传送机正交或垂直运行的针刺传送带上。在某些实施方案中，可以通过调节两个传送带的相对速度来控制这种网幅堆叠体的基重。在一个实施方案中，沿生产线的一个或多个针刺头可用于粘结网幅，以赋予它们用于进一步处理和加工的完整性。在另一实施方案中，如果需要，可以通过使它们经过预缠结机（pre-entangler）来将网幅粘结至较低程度。在一些实施方案中，可以调节针刺或预缠结程度以产生具有特定基重的网幅。
在一个实施方案中，该网幅可经过水力缠结工艺。例如，参照图4，水平运行的金属丝传送带（wire conveyor belt）在一个或多个垂直喷水头1、2、3下方运载该网幅。在该传送带下方的一个或多个真空站4除去水，以使纤维缠结。该方法可另外包括沿该生产线的适用于提供改进的纤维粘结和在网幅两面上都提供基本均匀外观的设备。在具体实施方案中，可以通过被称作“背面缠结”的方法实现这种改进的粘结，其中使网幅在进入干燥炉和重绕机之前经过多孔辊5，其在喷水头6、7喷洒网幅背面的同时施加真空。任选地，在这种制造复丝网幅的方法下，可以有利地避免添加化学粘合剂，并且纤维不需要熔融。
示例性地毯
根据本发明的又一方面，提供包含许多包括至少一种涂布填料和聚合树脂的纤维的地毯。在一些实施方案中，所述许多纤维可包含本文所述的纤维。在一个实施方案中，该地毯的纤维或纱线可包括短纤维。在具体实施方案中，将填料添加到如本文中公开的地毯纤维中在仍保持地毯纤维的磨损和强度性质的同时降低制造地毯所需的树脂量，这可提供有利的经济效益。此外，在一些实施方案中，与包含不包括涂布填料的聚合树脂纤维的地毯相比，可以合意地改进其它性质，如光泽度和/或静电倾向。
在一些实施方案中，该地毯可包含织造或缝合的纤维或纱线。例如，该地毯可包含织造在一起的纱线以使各纱线邻接至少另一纱线。在一个实施方案中，该地毯可包括加捻纱。在另一些实施方案中，该地毯可以是割绒地毯或毛圈地毯。
在某些实施方案中，该地毯包含具有5旦至大约50旦尺寸的纱线。在另一些实施方案中，该地毯包含具有10旦至大约40旦尺寸的纱线。在又一些实施方案中，该地毯包含具有15旦至大约30旦尺寸的纱线。
在具体实施方案中，可以将该地毯缝合到衬底材料或底布上。用在地毯实施方案中的合适的衬底材料包括，但不限于，织造聚丙烯切膜和非织造聚酯织物。
在另一些实施方案中，该地毯可包括添加剂材料，如合成SBR胶乳泡沫和聚氯乙烯。
在某些实施方案中，该地毯具有大约0至大约10的60度光泽。在另一些实施方案中，该地毯具有大约0至大约5的60度光泽。在又一些实施方案中，该地毯具有大约0至大约2.5的60度光泽。
在具体实施方案中，该地毯具有大约0 kV至大约3 kV的静电倾向。在另一些实施方案中，该地毯具有大约0 kV至大约0.5 kV的静电倾向。在又一些实施方案中，该地毯具有大约0 kV至大约0.1 kV的静电倾向。
在一些实施方案中，该地毯具有大约0 lb至大约12 lb的绒头抗拔能力（turf bind）。在另一些实施方案中，该地毯具有大约4 lb至大约10 lb的绒头抗拔能力。在又一些实施方案中，该地毯具有大约6 lb至大约8 lb的绒头抗拔能力。
在某些实施方案中，该地毯具有第一不透明度，该第一不透明度等于或大于包含许多第二纤维的第二地毯的第二不透明度，所述第二纤维包括所述至少一种聚合树脂但不含所述至少一种涂布填料。
在某些实施方案中，该地毯具有第一白度，该第一白度等于或大于包含许多第二纤维的第二地毯的第二白度，所述第二纤维包括相当的至少一种聚合树脂但不含所述至少一种涂布填料。
在某些实施方案中，该地毯具有第一亮度，该第一亮度等于或大于包含许多第二纤维的第二地毯的第二亮度，所述第二纤维包括相当的至少一种聚合树脂但不含所述至少一种涂布填料。
在某些实施方案中，该地毯具有第一黄度，该第一黄度等于或小于包含许多第二纤维的第二地毯的第二黄度，所述第二纤维包括相当的至少一种聚合树脂但不含所述至少一种涂布填料。
制造地毯的示例性方法
在本发明的另一方面中，提供制造地毯的方法。在某些实施方案中，制造地毯的方法包括提供许多包含至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料的纤维，将各纤维固定（affixing）到至少另一纤维、衬底材料或两者上。在一些实施方案中，所述许多纤维可包含本文所述的纤维。在具体实施方案中，可以根据技术人员已知的或此后发现的任何适当的方法制造地毯。示例性方法包括簇绒、机织、针织和针刺。例如，用簇绒机将纱线簇绒首先涉及使纱线穿过数百个针，这些针横跨机器面成行排列。在一些实施方案中，各针将纱线插入衬底织物中，以致在针下方，套口机接住纱线并形成独立线圈。因此，纱线在衬底织物中缠结以使其固定就位。在一些实施方案中，制造地毯的方法可以用长纱线或用形成纱线的离散短纤维起始。
测试
可以通过各种方法测试本文中公开的纤维的各种性质，包括它们的单纤维强度、断裂伸长率和韧度。可以使用例如ASTM D3822进行这三个试验。
可以通过各种方法测试本文中公开的地毯的各种性质，包括静电倾向、药丸法易燃性（pillflammability）、绒头抗拔能力、磨损和颜色。
静电倾向试验指示人穿着橡胶或皮革底的鞋走过地毯时收集静电的可能性。可以使用AATCC 134 -1996测量静电倾向。
为了测量药丸法易燃性，地毯样品在炉中干燥，然后将可燃药丸或药片置于该片材中心并使其燃烧2分钟。合格等级是指火焰在任何方向都不扩散多于3英寸。可以使用ASTM D2859-06测量药丸法易燃性。
绒头抗拔能力试验测量将地毯纤维拉出衬底所需的力。可以使用ASTM D1335测量绒头抗拔能力。
可以使用ASTM D3884（具有1000克载荷的Abrasion Wheels -H-18）测量抗磨性。
可以使用ASTM D2244的方法进行颜色测试。
如果没有另行规定，本文中公开的百分比数值是指重量百分比（%）。
除了在实施例中或除非另行指明，说明书和权利要求书中所用的表示成分量、反应条件等的所有数值被理解为在所有情况下都用术语“大约”修饰。相应地，除非作出相反的指示，说明书和所附权利要求书中所列的数值参数是可以随本公开试图获得的所需性质而变的近似值。至少而非试图限制对权利要求书的范围应用等同原则，各数值参数应依据有效位数和普通舍入方法解释。
尽管阐述本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但除非另行指明，具体实施例中阐述的数值尽可能精确报道。但是，任何数值固有地含有由各自的试验测量中存在的标准偏差造成的一定误差。
本说明书中使用的标题为方便读者给出，且无意显示本文所述的本发明。作为非限制性实例，下面给出本公开的某些实施方案的实例。
实施例
实施例 1
此实施例中的所述至少一种填料是低固含量加工的未涂布重质碳酸钙（Supermite®, Imerys, Inc.），平均粒度为大约1.5微米且上限为大约10微米。该填料以各种重量百分比与Basell Profax 6323聚丙烯树脂——密度为0.9克/立方厘米且熔体流动指数为12.0 g/10 min的通用均聚物配混。如果可能，使用标准熔体纤维纺丝法制造单丝纤维。在5%载量下，未涂布的产品发生即时加工问题，其中甚至在低生产线速度下也无法在无纤维断裂情况下制造4旦纤维。该试验未进行足够长以使粉末析出（plate out）和堵塞喷丝头孔，旦前述评测表明其已发生。
实施例 2
此实施例使用Imerys, Inc.以商品名FiberLink™ 101S出售的平均粒度为1.5微米且上限为8微米的低固含量加工的硬脂酸涂布的碳酸钙作为所述至少一种填料。硬脂酸目标量为大约1重量%。纯树脂是Atofina供应的12 MFI均聚物聚丙烯。
使用10孔模头挤出纤维，这意味着实际上10根纤维缠结在一起。使用ASTM D3822y条件在大约0%、大约5%、大约10%、大约20%和大约50%的添加剂载量下进行所得纤维的试验。使用与实施例1中相同的标准熔体纤维纺丝法以4、3和2旦的目标尺寸制造连续纤维。无法制造2旦的含有大约50%添加剂载量的原型。3旦单丝纤维的强度性质显示在图1、2和3中并概括在下表1中。
表1
纤维中的涂布重质碳酸钙 (%) 最大载荷(lbf) 断裂伸长率(%) 韧度(g/den)
0 % 8.74 370 2.91
5 % 9.55 352 3.18
10 % 9.04 308 3.01
20% 7.96 188 2.65
50 % 5.40 127 1.80
在最多大约20%的硬脂酸涂布的重质碳酸钙在纤维中的百分比下，表1和图1中所示的单纤维强度（最大载荷）处于合理水平。在50%下的结果较低，但在超过1000米/分钟下仍可制成3旦纤维。
在测量单纤维的断裂伸长率时，拉伸冷纤维，结果显示在表1和图2中。对3旦纤维而言，在纤维中大约10%与大约20%的硬脂酸涂布的重质碳酸钙之间，发生断裂伸长率的急剧降低。
在纤维中大约0%至大约20%的硬脂酸涂布的重质碳酸钙的范围内，表1和图3中所示的单纤维韧度合理地一致。
上述数据表明，添加少量填料不会显著降低纤维强度。使用2和4旦纤维的结果显示与表1和图1-3的那些完全一致（overall not inconsistent）的类似趋势。
实施例 3
此实施例中制造的材料是填充和未填充的聚丙烯短纤维，制成含和不含人造丝纤维的梳理网幅。各纤维类型的目标尺寸相同。在纤维纺丝生产线上形成聚丙烯纤维。对制成的所有纤维施加相同的纺丝油剂（spinning finish）。使用100% PP树脂以1.5目标旦数和34毫米切割长度制造未填充纤维。使用与28.6% Marx 09-006（由70% FiberLinkTM 101S (Imerys, Inc.)和30% Exxon 3145 PP树脂构成的Washington Penn产品）共混的71.4%纯PP树脂制造填充纤维，产生由80% PP和20%碳酸钙构成的成品纤维。获自National Spinning的人造丝纤维具有1.2的目标旦数和1.5英寸的短纤维长度。
将25磅未填充的PP短纤维引入第一纤维开松机、又将其排空到第二开松机中，接着将纤维送至梳理机来制造未填充的 PP短纤维。梳理网幅进给到梳理传送带上并送往交叉铺网机。该网幅经过预缠结机以使网幅保持充分粘结以卷绕到芯材上以便行经水力缠结机。调节该网幅以在传送带上在第二针刺站后的位置产生55 gsm基重并传送通过该水力缠结机。
以相同方式制造另外三个短纤维网幅。两个网幅含有40%人造丝纤维。对这些网幅而言，在第一开松机中将15磅短纤维与10磅人造丝纤维混合。关闭开松机出口前30分钟以使打开的纤维反吹到传送带上而非送至第二开松机。在第一开松机中的附加时间增强PP和人造丝纤维的共混。第四短纤维网幅不含人造丝纤维，因此不经受附加的开松时间。此网幅按重量计包含80% PP和20% CaCO3（FiberLinkTM 101S, Imerys, Inc.）。
图5表明，在非织造布的预期使用范围下—即在100%伸长下—20%填充纤维的强度一致地优于未填充纤维。图6和7，分别是在纵向和横向上的抓样拉伸强度（grab tensile strength）结果，同样表明代表性的最终产品——由填充短纤维构成的水刺织物，比由100% PP纤维制成的织物强韧。含和不含人造丝的填充纤维网幅比相应的未填充纤维网幅强韧。
非织造布的另一可能所需的特征是不透明度，其为最终产品提供例如更白外观。图8表明含有碳酸钙的织物不如未填充织物透明，这在一些用途中是理想的。
实施例 4
此外，非织造布的质地可能是所需品质。例如，软度是婴儿擦拭巾的合意表面触感。如该实施例所证实，本发明的织物令人惊讶地提供合意的柔软感，而不损害该材料的强度。
使用16个受试者的单盲测试进行两个专门小组研究，以测量实施例3中所用的四类织物之间的优选情况。为了模拟流行消费品湿纸巾并进行有意义的比较，用湿和干织物进行试验。通过将织物浸泡在85%水、10%芦荟和5%乙醇的溶液中，制备湿织物。在使用前将织物片悬挂在空气中以沥除过量液体。各试验构成两个织物的比较，受试者在记分表上评定他们的优选。在Roswell, Georgia, U.S.A.进行的一个试验中，各受试者基于三种定向品质（更软、更强韧、更厚）评定两个织物并确定这两个对比织物哪个总体更好。Roswell试验的结果显示在下表2、3和4中。在Par Moor, England进行的另一试验中，要求受试者评定一种品质，软度。Par Moor试验的结果显示在下表5中。
在这两个试验中，第一对比涉及由标准聚丙烯纤维制成的织物，一种无人造丝纤维，一种含人造丝纤维，类似于商品。商业制造商传统上将人造丝纤维添加到PP中以改进织物的美观和质地品质。专门小组研究结果表明含有人造丝纤维的织物通常在测得的品质方面是优选的，特别是在该织物湿时。第二比较是在一组100% PP纤维和一组用涂布GCC填充的PP纤维之间。两个专门小组都发现，无论湿还是干的情况，填充纤维较优。第三比较评定PP-人造丝纤维（40%人造丝）与PP-人造丝-GCC 纤维（40%人造丝，12%涂布GCC）。明显优选含有人造丝和涂布GCC的织物，无论湿还是干的情况。此结果表明，单独与PP共混的人造丝的效果本身不超过或甚至匹配引入GCC填料时提供的益处。相反，由于其存在，GCC填料提供对这些重要的质地品质的决定性影响。第四比较对照模拟商品（60% PP，40%人造丝）和不含人造丝的填充PP进行观察。两个专门小组都将填充PP评定为等同于或好于该模拟商品。此结果与其它三个比较一起表明，填充PP优于含人造丝的传统织物，提供可避免添加人造丝（非织造布的昂贵组分）的解决方案。
表2
更软 更强韧 更厚
湿1
PP 23.3% 10.0% 41.4%
PP/人造丝 70.0% 86.7% 55.2%
无差别 6.7% 3.3% 3.4%
湿2
PP 30.0% 13.3% 16.7%
PP/Ca 63.3% 86.7% 80.0%
无差别 6.7% 0.0% 3.3%
湿3
PP/人造丝 13.8% 6.7% 24.1%
PP/人造丝/Ca 48.3% 66.7% 41.4%
无差别 37.9% 26.7% 34.5%
湿4
PP/人造丝 33.3% 16.7% 10.0%
PP/Ca 53.3% 70.0% 86.7%
无差别 13.3% 13.3% 3.3%
表3
更软 更强韧 更厚
干1
PP 56.7% 10.0% 33.3%
PP/人造丝 20.0% 80.0% 50.0%
无差别 23.3% 10.0% 16.7%
干2
PP 16.7% 10.0% 10.0%
PP/Ca 73.3% 90.0% 90.0%
无差别 10.0% 0.0% 0
干3
PP/人造丝 6.7% 0.0% 13.3%
PP/人造丝/Ca 76.7% 80.0% 66.7%
无差别 16.7% 20.0% 20.0%
干4
PP/人造丝 6.7% 6.7% 10.0%
PP/Ca 76.7% 86.7% 76.7%
无差别 16.7% 6.7% 13.3%
表4
Figure 27020DEST_PATH_IMAGE001
表5
Figure 757209DEST_PATH_IMAGE002
实施例 5
制造由含和不含20%碳酸钙（FiberLinkTM 101S）的聚丙烯纱线制成的地毯样品。通过熔体纺丝法制造单丝纤维。在挤出后，制成的单丝纤维通过高速拉伸拉细，其中将多股丝拉出到辊上直至卷绕在芯材上。随后使用Card-Monroe Corporation簇绒机将纤维成形成纱线。该纱线的每英寸捻度为3。该纱线在衬底织物上簇绒，随后切割毛圈。该地毯具有10的针距（gauge）、24盎司/平方码的面重量、10个绒头横列/英寸宽度，和14个针脚/英寸长度，以及¼、3/8和1/2英寸的绒头高度。
测试地毯，结果显示在下表6中。
表6
Figure 536947DEST_PATH_IMAGE004
填充产品的静电结果相当积极。对照和实验样品的药丸法易燃性都合格。
该填充产品具有积极的绒头抗拔能力结果。
磨损包括涂布碳酸钙的地毯所需的较低周期数意味着这些纱线较软。但是，4500值可用于室内或室外地毯。
地毯的颜色试验性质显示在图9A和9B中。在图9A中，填充样品的颜色性质都比对照样品更好，具有高值。相应地，图9B中显示的填充样品的性质比对照样品更好，具有较低的值。换言之，更白和更不透明是积极品质，而较不发黄是合意性质。
本领域技术人员显而易见的是，可以对本文所述的结构和方法作出各种修改和变动。因此，应该理解，本发明不限于说明书中论述的主题。相反，本发明旨在涵盖修改和变动。

Claims (27)

1.包含至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料的短纤维，其中所述至少一种涂布填料具有小于或等于大约3微米，更优选小于或等于大约2微米，最优选小于或等于大约1.5微米的平均粒度。
2.权利要求1的短纤维，其中所述至少一种涂布填料是用选自脂肪酸及其盐和酯的至少一种有机材料涂布的重质碳酸钙。
3.权利要求1或权利要求2的短纤维，其中所述短纤维由单丝纤维形成。
4.权利要求1至3任一项的短纤维，其中所述至少一种涂布填料具有所述短纤维直径的小于或等于大约65%，更优选小于或等于大约70%，最优选小于或等于大约75%的上限。
5.权利要求1至4的短纤维，其中所述至少一种涂布填料以短纤维总重量的小于或等于大约50重量%，更优选小于或等于大约25重量%，最优选小于或等于20重量%的量存在于所述短纤维中。
6.包含许多纤维的网幅，其中所述纤维包含至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料，所述涂布填料具有小于或等于大约3微米，更优选小于或等于大约2微米，最优选小于或等于大约1.5微米的平均粒度。
7.权利要求6的网幅，其中所述纤维是短纤维。
8.权利要求6或权利要求7的网幅，其中所述至少一种涂布填料以纤维总重量的小于或等于大约50重量%，更优选小于或等于大约25重量%，最优选小于或等于20重量%的量存在于纤维中。
9.制造短纤维的方法，所述方法包括：
（a）将至少一种聚合树脂与至少一种具有小于或等于大约3微米，更优选小于或等于大约2微米，最优选小于或等于大约1.5微米的平均粒度的涂布重质碳酸钙混合；
（b）将所述混合物加热至至少所述至少一种聚合树脂的软化点；
（c）挤出所述混合物以形成单丝纤维；和
（d）将所述单丝纤维转化成短纤维。
10.权利要求9的方法，其中将所述单丝纤维转化成短纤维包括：
（a）加热所述单丝纤维；
（b）将梳理油剂施加于所述单丝纤维；
（c）卷曲所述单丝纤维；和
（d）切割所述单丝纤维。
11.权利要求9或权利要求10的方法，进一步包括，在权利要求9的步骤（b）之前，挤出所述至少一种聚合树脂和至少一种涂布重质碳酸钙以形成母料并将所述母料与至少一种第二聚合树脂混合以形成混合物。
12.权利要求11的方法，其中所述至少一种涂布重质碳酸钙以母料总重量的大约20至大约75重量%，更优选大约20至大约50重量%的量存在于所述母料中。
13.权利要求9至12任一项的方法，其中所述至少一种涂布重质碳酸钙以短纤维总重量的小于或等于大约50重量%，更优选小于或等于大约25重量%，最优选小于或等于20重量%的量存在于所述短纤维中。
14.制造网幅的方法，所述方法包括：
根据权利要求9至13任一项的方法形成短纤维；和
水刺所述短纤维。
15.制造织物的方法，所述方法包括：
根据权利要求14的方法形成网幅；和
由所述网幅形成织物。
16.地毯，其包含：
许多包括至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料的纤维，其中所述至少一种涂布填料具有小于或等于大约10微米，更优选小于或等于大约4微米，最优选小于或等于大约3微米的平均粒度，且其中各纤维邻接另一纤维、衬底材料或两者。
17.权利要求16的地毯，其中所述至少一种涂布填料是用选自脂肪酸及其盐和酯的至少一种有机材料涂布的重质碳酸钙。
18.权利要求16或权利要求17的地毯，其中所述纤维是短纤维。
19.权利要求16或权利要求17的地毯，其中所述纤维是由单丝纤维形成的短纤维。
20.权利要求16至19任一项的地毯，具有大约0至大约10，更优选大约0至大约5，最优选大约0至大约2.5的60度光泽。
21.权利要求16至20任一项的地毯，具有大约0 kV至大约3 kV，更优选大约0 kV至大约0.5 kV，最优选大约0 kV至大约0.1 kV的静电倾向。
22.权利要求16至21任一项的地毯，具有大约0 lb至大约12 lb，更优选大约4 lb至大约10 lb，最优选大约6 lb至大约8 lb的绒头抗拔能力。
23.权利要求16至22任一项的地毯，具有第一不透明度、第一白度或第一亮度，所述第一不透明度、第一白度或第一亮度分别大于包含许多第二纤维的第二地毯的第二不透明度、第二白度或第二亮度，其中所述第二纤维包含所述至少一种聚合树脂并且不含所述至少一种涂布填料。
24.权利要求16至23任一项的地毯，具有第一黄度，该第一黄度小于包含许多第二纤维的第二地毯的第二黄度，其中所述第二纤维包括所述至少一种聚合树脂并且不含所述至少一种涂布填料。
25.权利要求16至24任一项的地毯，其中所述至少一种涂布填料的上限为所述纤维直径的小于或等于大约65%，更优选小于或等于大约70%，最优选小于或等于大约75%。
26.权利要求16至25任一项的地毯，其中所述至少一种涂布填料以短纤维总重量的小于或等于大约50重量%，更优选小于或等于大约25重量%，最优选小于或等于20重量%的量存在于所述短纤维中。
27.包含至少一种聚合树脂和至少一种涂布填料的纤维，其中所述至少一种涂布填料具有小于或等于大约3微米，更优选小于或等于大约2微米，最优选小于或等于大约1.5微米的平均粒度并以纤维总重量的小于或等于大约50重量%，更优选小于或等于大约25重量%，最优选小于或等于20重量%的量存在于所述纤维中。
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