CN110945165A - 包含结晶聚烯烃和烃增粘剂树脂的纤维及其制备方法 - Google Patents

包含结晶聚烯烃和烃增粘剂树脂的纤维及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN110945165A
CN110945165A CN201880048644.4A CN201880048644A CN110945165A CN 110945165 A CN110945165 A CN 110945165A CN 201880048644 A CN201880048644 A CN 201880048644A CN 110945165 A CN110945165 A CN 110945165A
Authority
CN
China
Prior art keywords
nonwoven fibrous
fibers
fibrous web
polymer
web
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.)
Pending
Application number
CN201880048644.4A
Other languages
English (en)
Inventor
尤金·G·约瑟夫
绍拉布·巴特拉
任丽赟
萨钦·塔瓦尔
迈克尔·D·罗马诺
迈克尔·R·贝里甘
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 CN110945165A publication Critical patent/CN110945165A/zh
Pending legal-status Critical Current

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
    • D01F6/00—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/04—Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polyolefins
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/587—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives characterised by the bonding agents used
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D01—NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01D—MECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00—Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08—Melt spinning methods
    • D01D5/098—Melt spinning methods with simultaneous stretching
    • D01D5/0985—Melt spinning methods with simultaneous stretching by means of a flowing gas (e.g. melt-blowing)
    • 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
    • D01F1/00—General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02—Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10—Other agents for modifying properties
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/42—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties characterised by the use of certain kinds of fibres insofar as this use has no preponderant influence on the consolidation of the fleece
    • D04H1/4282—Addition polymers
    • D04H1/4291—Olefin series
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/40—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties
    • D04H1/58—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives
    • D04H1/64—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres from fleeces or layers composed of fibres without existing or potential cohesive properties by applying, incorporating or activating chemical or thermoplastic bonding agents, e.g. adhesives the bonding agent being applied in wet state, e.g. chemical agents in dispersions or solutions
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H1/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres
    • D04H1/70—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres
    • D04H1/72—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of staple fibres or like relatively short fibres characterised by the method of forming fleeces or layers, e.g. reorientation of fibres the fibres being randomly arranged
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H3/00—Non-woven fabrics formed wholly or mainly of yarns or like filamentary material of substantial length
    • D04H3/005—Synthetic yarns or filaments
    • D04H3/007—Addition polymers
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D04—BRAIDING; LACE-MAKING; KNITTING; TRIMMINGS; NON-WOVEN FABRICS
    • D04H—MAKING TEXTILE FABRICS, e.g. FROM FIBRES OR FILAMENTARY MATERIAL; FABRICS MADE BY SUCH PROCESSES OR APPARATUS, e.g. FELTS, NON-WOVEN FABRICS; COTTON-WOOL; WADDING ; NON-WOVEN FABRICS FROM STAPLE FIBRES, FILAMENTS OR YARNS, BONDED WITH AT LEAST ONE WEB-LIKE MATERIAL DURING THEIR CONSOLIDATION
    • D04H5/00—Non woven fabrics formed of mixtures of relatively short fibres and yarns or like filamentary material of substantial length
    • D—TEXTILES; PAPER
    • D10—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBLASSES OF SECTION D, RELATING TO TEXTILES
    • D10B2321/00—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D10B2321/02—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins
    • D10B2321/022—Fibres made from polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds polyolefins polypropylene

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Textile Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Nonwoven Fabrics (AREA)

Abstract

本发明提供了非织造纤维幅材，其包含由混合物制成的多种(共)聚合物纤维，该混合物包含约50％w/w至约99％w/w的至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物，和约1％w/w至约40％w/w的至少一种烃增粘剂树脂。用于制备非织造纤维幅材的方法包括将上述混合物加热至混合物的至少熔融温度以形成熔融混合物，将该熔融混合物通过至少一个孔挤出以形成至少一根长丝，施加气体流以使该至少一根长丝变细以形成多根离散的不连续纤维，并将该多根离散的不连续纤维冷却至低于熔融温度的温度并收集离散的不连续纤维作为非织造纤维幅材。非织造纤维幅材表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。

Description

包含结晶聚烯烃和烃增粘剂树脂的纤维及其制备方法
技术领域
本公开涉及(共)聚合物纤维，其包含结晶聚烯烃(共)聚合物和烃增粘剂树脂，并且更具体地涉及包含此类纤维的非织造纤维幅材，以及用于制备此类幅材的方法。
背景技术
熔喷是一种用于形成热塑性(共)聚合物纤维的非织造纤维幅材的方法。在典型的熔喷工艺中，一种或多种热塑性(共)聚合物流通过包含密集布置的孔的模头挤出，并通过高速热空气流的汇聚而变细，以形成微纤维，所述微纤维被收集以形成熔喷非织造纤维幅材。
通常用于形成常规熔喷非织造纤维幅材的热塑性(共)聚合物包括聚乙烯(PE)和聚丙烯(PP)。熔喷非织造纤维幅材适用于多种应用，包括隔音和隔热、过滤介质、外科盖布和擦拭物等等。
发明内容
简而言之，在一个方面，本公开描述了多种(共)聚合物纤维，其包含约50％w/w至约99％w/w的至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物和约1％w/w至约40％w/w的至少一种烃增粘剂树脂，其中非织造纤维幅材表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。
在一些示例性实施方案，该至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物选自聚乙烯、全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、全同立构聚丁烯、间同立构聚丁烯、聚-4-甲基戊烯以及它们的混合物。在某些目前优选的实施方案中，该至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。在一些此类目前优选的实施方案中，该至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物被选择为全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯以及它们的混合物。
在某些示例性实施方案中，该至少一种烃增粘剂树脂为饱和烃。在某些目前优选的示例性实施方案中，该至少一种烃增粘剂树脂选自C5戊间二烯衍生物、C9树脂油衍生物以及它们的混合物。在另外的目前优选的示例性实施方案中，该至少一种烃增粘剂树脂构成(共)聚合物纤维的2重量％至40重量％，更优选地构成(共)聚合物纤维的5重量％至30重量％，甚至更优选地构成(共)聚合物纤维的7重量％至20重量％。
在另外的目前优选的示例性实施方案中，多种(共)聚合物纤维表现出约100纳米至约10微米，更优选地100纳米至1微米，包括端值在内的平均实际纤维直径。在其他示例性实施方案中，多种(共)聚合物纤维表现出介于约1微米和约100微米之间，更优选地大于1微米至约20微米的平均有效纤维直径。
在某些示例性实施方案中，(共)聚合物纤维还包含介于约0至30％w/w之间的至少一种增塑剂。在一些此类实施方案中，至少一种增塑剂选自C5至C14烯烃的低聚物以及它们的混合物。
在另一方面，本公开描述了用于一种制备非织造纤维幅材的方法，该方法包括将约50％w/w至约99％w/w的至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物和约1％w/w至约40％w/w的至少一种烃增粘剂树脂的混合物加热至混合物的至少熔融温度以形成熔融混合物；将熔融混合物通过至少一个孔挤出以形成至少一根长丝；向该至少一根长丝施加气体流以使该至少一根长丝变细以形成多根离散的不连续纤维；以及将多根离散的不连续纤维冷却至低于熔融混合物的熔融温度的温度以形成非织造纤维幅材，其中结晶聚烯烃(共)聚合物或非织造纤维幅材中的至少一者表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。
在某些此类示例性实施方案，向该至少一根长丝施加气体流以使该至少一根长丝变细以形成多根离散的不连续纤维使用选自以下的方法来实现：熔喷、气体射流原纤化以及它们的组合。在一些此类示例性实施方案中，该方法还包括以下中的至少一者：向多根离散的不连续纤维中加入多根短纤维，或向多根离散的不连续纤维中加入多个颗粒。
在另外的此类示例性实施方案中，该方法还包括将多根离散的不连续纤维收集在收集器上作为非织造纤维幅材。在一些此类实施方案中，该方法还包括使用选自以下的方法来加工所收集的非织造纤维幅材：自生粘结、通风粘结、驻极体充电、压花、针刺法、针固定、水刺法或它们的组合。
根据本发明的示例性实施方案可具有某些优于现有技术的令人惊讶且出乎意料的优点。本公开的示例性实施方案的一个此类优点涉及由幅材表现出的增大的拉伸强度，即使在以低基重(即，小于或等于50g/m2，“gsm”)制备时也是如此。对于许多绝缘应用(例如，隔热或隔音，更具体地，用于机动车辆(例如，飞机、火车、汽车、卡车、轮船和潜水艇)中的隔音或隔热垫)，低基重幅材的增大的拉伸强度是重要的。
因此，如本文所述的示例性非织造纤维幅材可有利地表现出利用本文定义的拉伸强度测试测量的至少5牛顿的纵向上的最大负荷。
在某些示例性实施方案中，非织造纤维幅材表现出1g/m2(gsm)至400gsm，更优选地1gsm至200gsm，甚至更优选地1gsm至100gsm，或甚至1gsm至约50gsm的基重。
示例性实施方案的另一个优点可以是限制或消除新形成的纤维断裂并形成纤维片段(即，“飞蝇(fly)”)的可能性，所述纤维片段可落到收集的非织造幅材上并且损坏它们所着陆的幅材。
示例性实施方案的另一个优点涉及对熔喷工艺使用较高熔融温度的能力，这导致约5微米或更小的较低平均有效纤维直径(EFD)，并且甚至可允许制备平均实际纤维直径(AFD)为一微米或更小的亚微米纤维(即纳米纤维)。此类包括亚微米纤维的非织造纤维幅材在相同或更低基重下获得比类似的微纤维幅材更好的隔音和/或隔热性能，从而以较低的生产成本得到改善的绝缘性能。由于在纤维的熔喷期间所获得的较低熔融粘度，本公开的实施方案也可表现出较高的生产速率。
以下示例性实施方案的列表汇总了本公开的各种示例性示例性实施方案。
示例性实施方案列表
A.一种非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材包含：
多根(共)聚合物纤维，其包含约50％w/w至约99％w/w的至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物和
约1％w/w至约40％w/w的至少一种烃增粘剂树脂，其中所述非织造纤维幅材表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。
B.根据实施方案A或任何以下实施方案所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物选自聚乙烯、全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、全同立构聚丁烯、间同立构聚丁烯、聚-4-甲基戊烯以及它们的混合物。
C.根据实施方案B所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。
D.根据前述或以下实施方案中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂为饱和烃。
E.根据前述或以下实施方案中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂选自C5戊间二烯衍生物、C9树脂油衍生物以及它们的混合物。
F.根据前述或以下实施方案中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂构成所述(共)聚合物纤维的1重量％至40重量％。
G.根据实施方案F所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂构成所述(共)聚合物纤维的5重量％至30重量％。
H.根据实施方案G所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂构成所述(共)聚合物纤维的7重量％至20重量％。
I.根据前述或以下实施方案中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述多根(共)聚合物纤维表现出约100纳米至约20微米的平均实际纤维直径。
J.根据实施方案I所述的非织造纤维幅材，其中所述多根(共)聚合物纤维表现出介于约1微米至约10微米之间的平均实际纤维直径。
K.根据前述或以下实施方案中任一项所述的非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材还包含介于约0％至30％之间的至少一种增塑剂。
L.根据实施方案K所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种增塑剂选自C5至C14烯烃的低聚物以及它们的混合物。
M.根据前述或以下实施方案中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材表现出使用拉伸强度测试测量的至少5牛顿的纵向上的最大负荷。
M.根据前述或以下实施方案中任一项所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材表现出1gsm至400gsm的基重。
N.根据实施方案M所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材表现出1gsm至50gsm的基重。
O.一种用于制备非织造纤维幅材的方法，所述方法包括：
a)将约50％w/w至约99％w/w的至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物和约1％w/w至约40％w/w的至少一种烃增粘剂树脂的混合物加热至所述混合物的至少熔融温度以形成熔融混合物；
b)将所述熔融混合物通过至少一个孔挤出以形成至少一根长丝；
c)向所述至少一根长丝施加气体流以使所述至少一根长丝变细以形成多根离散的不连续纤维；以及
d)将所述多根离散的不连续纤维冷却至低于所述熔融混合物的熔融温度的温度以形成非织造纤维幅材，其中所述结晶聚烯烃(共)聚合物或所述非织造纤维幅材中的至少一者表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。
P.根据实施方案O、Q、R或S所述的方法，其中向所述至少一根长丝施加气体流以使所述至少一根长丝变细以形成多根离散的不连续纤维使用选自以下的方法来实现：熔喷、气体射流原纤化以及它们的组合。
Q.根据实施方案O、P、R或S所述的方法，所述方法还包括以下中的至少一者：向所述多根熔喷纤维中加入多根短纤维，或向所述多根熔喷纤维中加入多个颗粒。
R.根据实施方案O、P、Q或S所述的方法，所述方法还包括将所述多根离散的不连续纤维收集在收集器上作为所述非织造纤维幅材。
S.根据实施方案O、P、Q或R所述的方法，所述方法还包括使用选自以下的方法来加工所收集的非织造纤维幅材：自生粘结、通风粘结、驻极体充电、压延、压花、针刺法、针固定、水刺法或它们的组合。
已总结本公开的示例性实施方案的各种方面和优点。上面的发明内容并非旨在描述本公开的当前某些示例性实施方案的每个例示的实施方案或每种实施方式。以下具体实施方式和实施例更具体地示例了使用本文所公开的原理的某些目前优选的实施方案。
具体实施方式
对于以下定义术语的术语表，除非在权利要求书或说明书中的别处提供不同的定义，否则整个申请应以这些定义为准。
术语表
在整个说明书和权利要求书中使用某些术语，虽然大部分为人们所熟知，但仍可需要作出一些解释。应当理解：
术语“一种(共)聚合物”或“多种(共)聚合物”包括均聚物和共聚物，以及(如通过共挤出或通过包括例如酯交换反应在内的反应)可在可混溶的共混物中形成的均聚物和共聚物。术语“共聚物”包括无规共聚物、嵌段共聚物和星形(例如，树枝状)共聚物。
术语“分子相同的(共)聚合物”意指具有基本相同的重复分子单元的一种或多种(共)聚合物，但其在分子量、制造方法、商业形式等方面可以不同。
术语“非织造纤维幅材”是指以纤维缠结或点粘结为特征的纤维幅材。
术语“自支承”意指非织造纤维幅材具有足够的抱合力和强度，以便可以在基本上不会被撕裂或破裂的情况下被悬挂和进行处理。
术语“熔喷”和“熔喷方法”意指通过以下方式形成非织造纤维幅材的方法：将纤维成形材料通过一个或多个孔挤出以形成长丝，同时使长丝和空气或其他细化用流体接触以将长丝细化成离散的不连续纤维，随后收集细化离散的不连续纤维层。
术语“模头”意指在(共)聚合物熔融加工和纤维挤出方法(包括但不限于熔喷方法)中使用的包括一个或多个孔以形成长丝的加工组件。
术语“熔喷纤维”意指使用熔喷方法制备的离散纤维。
术语“纵向”意指将不确定长度的非织造纤维幅材移动或卷绕到收集器上的纵向，并且与“横维”方向(其为在非织造纤维幅材的两个横向边缘之间延伸的侧向方向)区别开。一般来讲，对于矩形非织造纤维幅材，横维方向与纵向正交。
术语“复合非织造纤维幅材”意指具有开放结构缠结质量的熔喷纤维的非织造幅材，例如亚微米熔喷纤维和任选地熔喷微纤维。
术语“粒子”和“颗粒”基本上可互换使用。一般来讲，粒子或颗粒意指细分形式的材料的不同小块或单个部分。然而，颗粒也可包括以细分形式相关或群聚在一起的单个粒子的集合。因此，本发明的某些示例性实施方案中所使用的单独粒子可以聚集、物理地互相结合、静电地相关或换句话讲相关以形成颗粒。在某些情形下，可以有意地形成单个粒子的团聚体形式的颗粒，诸如在美国专利5,332,426(Tang等人)中所描述的那些。
术语“粒子加载的非织造纤维幅材”意指包含粘结到纤维或陷入纤维之间的粒子的非织造纤维幅材，所述粒子任选地为吸收剂和/或吸附剂。
术语“陷入”意指粒子分布并物理地固定在幅材的纤维中。一般来讲，沿着纤维和粒子存在点接触和线接触，从而粒子的几乎整个表面积可与流体交互。
术语“自生粘结”意指在烘箱或者通风粘结器中，在未施加诸如点粘结或压延的固体接触压力的条件下而获得的高温下的纤维间的粘结。
术语“压延”意指使产品(例如聚合物吸收剂加载的幅材)穿过辊以获得压缩材料的工艺。可任选地对辊进行加热。
术语“致密化”意指下述工艺，通过该工艺，要么在沉积之前要么在沉积之后，对直接或间接沉积到过滤器卷绕心轴或轴柄上的纤维进行压缩，无论是通过设计还是作为处理正在形成的或已形成的过滤器的一些方法的人为结果，使这些纤维整体或局部形成孔隙度低的区域。致密化还包括压延幅材的工艺。
术语“实际纤维直径”或“AFD”意是指通过使用扫描电子显微镜(SEM)测量500个单独纤维而确定的一组熔喷纤维上的数均直径。
术语“有效纤维直径”或“EFD”意指基于空气渗透试验的非织造纤维幅材中纤维的表观直径，在空气渗透试验中，空气在1个大气压和室温下以5.3cm/sec的面速度穿过已知厚度的幅材样品，并测量对应的压降。基于测量到的压降，有效纤维直径得以计算，如在Davies,C.N.的“气载尘埃和粒子的分离”，机械工程师学会，伦敦会议记录，1B(1952年)(Davies,C.N.,The Separation of Airborne Dust and Particles,Institution ofMechanical Engineers,London Proceedings,1B(1952))中所述的。
术语“微纤维”意指平均直径为至少一微米(μm)且优选地小于1,000μm的纤维群体。
术语“粗微纤维”意指平均直径为至少10μm且优选地小于1,000μm的微纤维群体。
术语“细微纤维”意指平均直径为1μm至小于10μm的微纤维群体。
术语“超细微纤维”意指平均直径为2μm或更小的微纤维群体。
术语“纳米纤维”意指平均直径为1μm或更小的纤维群体。
术语“亚微米纤维”意指平均直径为小于1μm的纤维群体。
术语“单独制备的微纤维”意指由微纤维成形设备(例如熔喷模具)制备的微纤维流，该微纤维成形设备被定位成使得微纤维流与较大尺寸的微纤维流在空间上是初始分开的(例如，相距有约1英寸(25mm)或更大的距离)，但将在行程中与之合并并分散到其中。
术语“均质的”意指当在宏观尺度下观察时仅表现出单相物质。
术语“幅材基重”是根据10cm×10cm幅材样品的重量计算的。
术语“幅材厚度”是在施加压力为150Pa的条件下，使用测试脚尺寸为5cm×12.5cm的厚度测试计在10cm×10cm幅材样品上测量的。
术语“聚合物密度”是用于形成非织造纤维幅材的非织造纤维的(共)聚合物或(共)聚合物共混物的每单位体积的质量。(共)聚合物的聚合物密度通常可见于文献中，并且(共)聚合物共混物的聚合物密度可基于用于构成(共)聚合物共混物的单独(共)聚合物的重量百分比，由组分(共)聚合物的聚合物密度的加权平均值来计算。聚丙烯树脂的聚合物密度为0.91g/cm3，并且本文所用的烃增粘剂树脂的聚合物密度为约1.00g/cm3。对于使用下式计算本文提供的密实度，使用0.91g/cm3的聚合物密度。
术语“密实度”由以下公式限定：
Figure BDA0002375790660000111
其中1密耳等于25微米。
如本文所用，术语“熔融温度”是使用差示扫描量热法(DSC)获得的，在作为温度的函数绘制的第一加热热流曲线之后的冷却中的主要和任何次要吸热熔融峰之间的最高量值峰。
关于多层非织造纤维幅材中的特定层的术语“邻接”意指在某一位置与另一层结合或附接到另一层，在该位置，两个层彼此紧挨(即，相邻)并直接接触，或彼此邻接但不直接接触(即，在层之间插入有一个或多个附加层)。
关于数值或形状的术语“约”或“大约”意指该数值或属性或特征的+/-5％，但明确地包括确切的数值。例如，“约”1Pa-sec的粘度是指从0.95Pa-sec至1.05Pa-sec的粘度，但也明确地包括刚好1Pa-sec的粘度。类似地，“基本上正方形”的周边旨在描述具有四条侧棱的几何形状，其中每条侧棱的长度为任何其他侧棱的长度的95％至105％，但也包括其中每条侧棱刚好具有相同长度的几何形状。
关于属性或特征所用的术语“基本上”意指该属性或特征表现出的程度大于该属性或特征的相反方面表现出的程度。例如，“基本上”透明的基底是指与不透射(例如，吸收和反射)相比透射更多辐射(例如，可见光)的基底。因此，透射入射在其表面上的可见光多于50％的基底是基本上透明的，但透射入射在其表面上的可见光的50％或更少的基底不是基本上透明的。
通过所公开的涂覆制品中的各种元件的位置使用取向术语诸如“在...顶上”、“在...上”、“在...之上”“覆盖”、“最上方”、“在...下面”等，我们指元件相对于水平设置的、面向上方的基底的相对位置。然而，除非另外指明，否则本发明并非旨在基底或制品在制造期间或在制造后应具有任何特定的空间取向。
通过使用术语“外覆”来描述层相对于本公开的制品的基底或其他元件的位置，我们将该层称为在基底或其他元件的顶上，但未必与基底或其他元件邻接。
通过使用术语“由……隔开”来描述某层相对于其他层的位置，我们将该层称为被定位在两个其他层之间，但未必与任一层邻接或相邻。
如本说明书和所附实施方案中所用，除非内容清楚指示其他含义，否则单数形式“一个”、“一种”和“该/所述”包括多个指代物。因此，例如，关于包含“一种复合物”的细纤维包括两种或更多种复合物的混合物。如本说明书和所附实施方案中所用的，除非内容清楚指示其他含义，否则术语“或”通常以其包括“和/或”的含义使用。
如本说明书中所用的，通过端点表述的数值范围包括该范围内所包括的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.8、4和5)。
除非另外指明，否则本说明书和实施方案中所使用的表达量或成分、性质测量等的所有数字在所有情况下均应理解成由术语“约”来修饰。因此，除非有相反的说明，否则在上述说明书和所附实施方案列表中示出的数值参数可根据本领域的技术人员利用本公开的教导内容寻求获得的期望属性而变化。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到受权利要求书保护的实施方案的范围内的情况下，每个数值参数应至少根据所报告的数值的有效数位的数量并通过应用惯常的四舍五入法来解释。
现在将描述本公开的各种示例性实施方案。在不脱离本公开实质和范围的情况下，可对本公开的示例性实施方案进行各种修改和更改。因此，应当理解，本公开的实施方案并不限于以下所述的示例性实施方案，而应受权利要求书及其任何等同物中示出的限制因素的控制。
复合非织造纤维幅材
因此，在一个示例性实施方案中，本公开描述了多根(共)聚合物纤维，其包含约50％w/w至约99％w/w的至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物和约1％w/w至约40％w/w的至少一种烃增粘剂树脂，其中非织造纤维幅材表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。
在一些示例性实施方案中，如本文所述的非织造纤维幅材可有利地表现出利用本文定义的拉伸强度测试测量的纵向上的最大拉伸负荷证实的至少5牛顿(N)、至少6N、至少7N、至少8N、至少9N、或甚至至少10N的改善的拉伸强度。一般来讲，利用本文定义的拉伸强度测试测量的纵向上的最大拉伸负荷小于20N、小于15N、小于14N、或甚至小于12N。
纤维
本公开的非织造纤维幅材通常包含可被认为是离散的不连续纤维的纤维。在一些示例性实施方案中，非织造纤维幅材或复合幅材中的离散的不连续纤维包括微纤维，并且可有利地表现出介于约1微米和约100微米之间，更优选地大于1微米至约20.0微米(包括端值在内)，甚至更优选地大于1微米至约10.0微米的平均有效纤维直径(使用下文所述的测试方法所测定)。在其他示例性实施方案中，非织造纤维幅材或复合幅材中的离散的不连续纤维可包括亚微米纤维或纳米纤维，并且可有利地表现出约100纳米(nm)至约5微米(μm)(包括端值在内)，更优选地100nm至1μm(包括端值在内)，甚至更优选地约100nm至约900nm、或甚至200nm至750nm、或250nm至500nm(包括端值在内)的平均实际纤维直径(使用下文所述的测试方法所测定)。
非织造纤维幅材可采用多种形式，包括垫、幅材、片材、稀松布、织物以及它们的组合。
纤维组分
本公开的熔喷非织造纤维幅材或幅材包含纤维，所述纤维包含约50％w/w至约99％w/w的至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物，和约1％w/w至约40％w/w的至少一种烃增粘剂树脂。在一些实施方案中，单结晶聚烯烃(共)聚合物可与单烃增粘剂树脂混合。在其他示例性实施方案中，单结晶聚烯烃(共)聚合物可有利地与两种或更多种烃增粘剂树脂混合。在另外的示例性实施方案中，可将两种或更多种结晶聚烯烃(共)聚合物与单烃增粘剂树脂混合。在其他示例性实施方案中，两种或更多种结晶聚烯烃(共)聚合物可有利地与两种或更多种烃增粘剂树脂混合。
结晶聚烯烃(共)聚合物
可用于实施本公开实施方案的结晶聚烯烃(共)聚合物通常为具有中等结晶度水平的结晶聚烯烃(共)聚合物。一般来讲，(共)聚合物结晶度产生自(共)聚合物中的有规立构序列，例如有规立构乙烯、丙烯或丁烯序列。例如，(共)聚合物可以是：(A)丙烯均聚物，其中有规立构以某种方式被破坏，诸如通过区反转；(B)无规丙烯共聚物，其中丙烯有规立构至少部分地被共聚单体破坏；或(C)(A)和(B)的组合。
在一些示例性实施方案，该至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物选自聚乙烯、全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、全同立构聚丁烯、间同立构聚丁烯、聚-4-甲基戊烯以及它们的混合物。该至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物优选地表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。在某些目前优选的示例性实施方案中，该至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物被选择为全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯以及它们的混合物。
在一些示例性实施方案中，结晶聚烯烃(共)聚合物为(共)聚合物，其包括非共轭二烯单体以有助于共混组合物的硫化和其他化学改性。存在于(共)聚合物中的二烯的量优选地小于10重量％，并且更优选地小于5重量％。二烯可以是通常用于乙烯丙烯橡胶硫化的任何非共轭二烯，包括但不限于亚乙基降冰片烯、乙烯基降冰片烯和二环戊二烯。
在一个示例性实施方案中，结晶聚烯烃(共)聚合物为丙烯和至少一种共聚单体的无规共聚物，该至少一种共聚单体选自乙烯、C4-C12α-烯烃以及它们的组合。在一个具体实施方案中，共聚物包含量的范围为2重量％、5重量％、6重量％、8重量％或10重量％的下限至20重量％、25重量％或28重量％的上限的乙烯衍生的单元。该实施方案还包含存在于共聚物中的量的范围为72重量％、75重量％或80重量％的下限至98重量％、95重量％、94重量％、92重量％或90重量％的上限的丙烯衍生的单元。这些重量百分比均是基于丙烯和乙烯衍生的单元的总重量计的；即，基于丙烯衍生的单元的重量百分比和乙烯衍生的单元的重量百分比之和为100％。
在其他示例性实施方案中，结晶聚烯烃(共)聚合物为具有窄组成分布的无规丙烯共聚物。在某些目前优选的实施方案中，结晶聚烯烃(共)聚合物为无规丙烯共聚物，其表现出使用DSC测定的大于50J/g的熔化热。
共聚物被描述为无规的，因为对于包含丙烯、共聚单体和任选的二烯的共聚物而言，共聚单体残基的数目和分布与单体的无规统计聚合一致。在立构嵌段结构中，彼此邻近的任何一种的嵌段单体残基的数目大于由具有类似组成的无规共聚物的统计分布所预测的。具有立体嵌段结构的历史乙烯-丙烯共聚物具有与这些嵌段结构一致的乙烯残基的分布，而不是(共)聚合物中单体残基的无规统计分布。共聚物的分子内组合物分布(即，无规性)可通过13C NMR来测定，其定位与相邻丙烯残基相关的共聚单体残基。
结晶聚烯烃(共)聚合物的结晶度可在熔化热方面进行表达。本公开的实施方案包括表现出使用差示扫描量热法(DSC)测定的大于50J/g、大于51J/g、大于55J/g、大于60J/g、大于70J/g、大于80J/g、大于90J/g、大于100J/g、或甚至约110J/g的熔化热的结晶聚烯烃(共)聚合物。一般来讲，结晶聚烯烃(共)聚合物表现出使用DSC测定的小于210J/g、小于200J/g、小于190J/g、小于180J/g、小于170J/g、小于160J/g、小于150J/g、小于140J/g、小于130J/g、小于120J/g、小于110J/g、或甚至小于100J/g的熔化热。
结晶度水平也反映在熔点中。在本公开的一个实施方案中，(共)聚合物具有单个熔点。通常，丙烯(共)聚合物的样品将显示与主要峰相邻的次要熔融峰，所述熔融峰一起被认为是单个熔点。这些峰中的最高峰被认为是熔点。
结晶聚烯烃(共)聚合物优选地具有使用DSC所测定的范围为300℃、275℃、250℃、200℃、175℃、150℃、125℃、110℃、或甚至约105℃的上限至约105℃、110℃、120℃、125℃、130℃、140℃、150℃、160℃、175℃、180℃、190℃、200℃、225℃、或甚至约250℃的下限的熔点。
用于本公开的结晶聚烯烃(共)聚合物通常具有在上限为在5,000,000道尔顿(Da或g/mol)、1,000,000Da、或500,000Da且下限为10,000Da、20,000Da、或80,000Da的范围内的重均分子量(Mw)，并具有范围为1.5、1.8、或2.0的下限至40、20、10、5、或4.5的上限的分子量分布Mw/Mn(MWD)，有时称为“多分散指数”(PDI)。如本文所用，Mw和MWD可通过多种方法来测定，所述方法包括授予Cozewith等人的美国专利4,540,753以及其中引用的参考文献中的那些，或在Verstrate等人的《大分子》，第21卷，第3360页(1988年)(Verstrate etal.,Macromolecules,v.21,p.3360(1988))中发现的那些方法，其描述以引用方式并入本文用于美国实施的目的。
基于组合物的总重量计，至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物通常以约50％w/w(50.0％w/w、55％w/w、60％w/w、65％w/w、70％w/w、75％w/w、80％w/w、85％w/w、或甚至约90％w/w)至约99％w/w(99.0％w/w、98％w/w、97％w/w、96％w/w、95％w/w、90％w/w、85％w/w、80％w/w、75％w/w、70％w/w、65％w/w、或甚至约60％w/w)的量存在。
烃增粘剂树脂
各种类型的天然和合成烃增粘剂树脂可单独或彼此混合地用于制备本文所述的纤维组合物，前提条件是它们满足本文所述的可混溶性标准。优选地，当混合物处于熔融状态时，即当至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物和至少一种烃增粘剂树脂的混合物被加热至等于或高于该混合物的熔融温度(使用DSC测定)的温度时，该烃增粘剂树脂被选择为与结晶聚烯烃(共)聚合物可混溶(即，形成均匀熔体)。
合适的树脂包括但不限于天然松香和松香酯，氢化松香和氢化松香酯，香豆酮-茚树脂，石油树脂，聚萜烯树脂和萜烯酚醛树脂。合适的石油树脂的具体示例包括但不限于脂族烃增粘剂树脂、氢化脂族烃增粘剂树脂、混合脂族和芳族烃增粘剂树脂、氢化混合脂族和芳族烃增粘剂树脂、脂环族烃增粘剂树脂、氢化脂环族树脂、混合脂环族和芳族烃增粘剂树脂、氢化混合脂环族和芳族烃增粘剂树脂、芳族烃增粘剂树脂、取代的芳族烃和氢化芳族烃增粘剂树脂。
如本文所用，“氢化的”包括完全、基本上和至少部分氢化的树脂。合适的芳族树脂包括芳族改性的脂族树脂、芳族改性的脂环族树脂和氢化的芳族烃增粘剂树脂。上述树脂中的任一种可用不饱和酯或酸酐接枝以向树脂提供增强的特性。接枝树脂及其制造的示例在章节标题为烃树脂，Kirk Othmer的《化学技术百科全书》，第四版，第13卷，第717-743页(约翰威立出版公司，1995年)(Hydrocarbon Resins,Kirk-Othmer,Encyclopedia ofChemical Technology,4th Ed.v.13,pp.717-743(J.Wiley&Sons,1995))中所有描述。
如本文所述适于使用的烃增粘剂树脂包括购自德克萨斯州斯普林的埃克森美孚化学公司(Exxon-Mobil Chemical Company(Spring,TX))的EMPR 100、101、102、103、104、105、106、107、108、109、110、116、117和118树脂、OPPERATM树脂和EMFR树脂；购自日本大阪的荒川化学公司(Arakawa Chemical Company(Osaka,Japan))的ARKONTMP140、P125、P115、M115和M135以及ESTERTM松香酯；购自佛罗里达州杰克逊维尔的亚利桑那化学有限责任公司(Arizona Chemical Company LLC(Jacksonville,FL))的SYLVARESTM聚萜烯树脂、苯乙烯化萜烯树脂和萜烯酚醛树脂、SYLVATACTM和SYLVALITETM松香酯；购自法国巴黎的道达尔集团旗下克雷威利公司(TOTAL Cray Valley(Paris,France))的NORSOLENETM脂族芳族树脂和WINGTACKTMC5树脂；购自法国的达克斯塞德克斯的DRT化学公司(DRT Chemical Company(Dax Cedex,France))的DERTOPHENETM萜烯酚醛树脂和DERCOLYTETM聚萜烯树脂；购自田纳西州金斯波特的伊士曼化学公司(Eastman Chemical Company(Kingsport,Tn))的EASTOTACTM树脂、PICCOTACTM树脂、REGALITETM和REGALREZTM氢化脂环族/芳族树脂；购自佐治亚州布朗斯维克的彼诺瓦有限公司(Pinova,Inc.(Brunswick,GA)的PICCOLYTETM和PERMALYNTM聚萜烯树脂、松香和松香酯；购自宾夕法尼亚州匹兹堡的内维尔化学公司(Neville Chemical Company(Pittsburg,PA))的香豆酮/茚树脂；购自日本东京的瑞翁公司(Nippon Zeon(Tokyo,Japan))的QUINTONETM酸改性的C5树脂、C5-C9树脂和酸改性的C5-C9树脂；和购自日本东京的安原化学有限公司(Yasuhara Chemical Company,Ltd.(Tokyo,Japan))的CLEARONTM氢化萜烯树脂。前述示例仅是例示性的，绝不是限制性的。
在一些示例性实施方案中，烃增粘剂树脂具有在上限为5,000Da、或2,000Da、或1,000Da且下限为200Da、或400Da、或500Da的范围内的数均分子量(Mn)；范围为500Da至10,000Da或600Da至5,000Da或700Da至4,000Da的重均分子量(Mw)；范围为500Da至10,000Da的Z均分子量(Mz)，以及由Mw/Mn测量的1.5至3.5的多分散指数(PDI)，其中Mn、Mw和Mz使用尺寸排阻色谱法(SEC)进行测定或由供应商提供。
在其他示例性实施方案中，烃增粘剂树脂具有比结晶聚烯烃(共)聚合物更低的分子量。
本公开的烃增粘剂树脂通常被选择为在熔融状态下与结晶聚烯烃(共)聚合物可混溶。
可用于本公开实施方案的烃增粘剂树脂可具有在上限为180℃、150℃、或140℃且下限为80℃、120℃或125℃的范围内的软化点。根据ASTM E-28(1996年修订)，使用环和球软化点装置测量软化点(℃)。
优选地，烃增粘剂树脂为饱和烃。在某些目前优选的示例性实施方案中，烃增粘剂树脂选自C5戊间二烯衍生物、C9树脂油衍生物以及它们的混合物。
基于非织造纤维幅材中(共)聚合物纤维的重量计，烃增粘树脂构成约2％w/w(2.0％w/w、3％w/w、4％w/w、5％w/w、10％w/w、15％w/w、20％w/w)至约40％(40.0％w/w、35％w/w、30％w/w、或甚至25％w/w)，更优选地构成(共)聚合物纤维的5重量％至30重量％，甚至更优选地构成(共)聚合物纤维的7重量％至20重量％。
任选的非织造纤维幅材组分
在另外的示例性实施方案中，本公开的非织造熔喷纤维幅材还可包含一种或多种任选的组分。任选的组分可单独使用或以适用于非织造熔喷纤维幅材的最终应用的任何组合使用。这些非限制性的目前优选的任选组分包括任选的驻极体纤维组分、任选的非熔喷纤维组分以及任选的颗粒组分，如下文进一步所述。
任选的增塑剂
在某些示例性实施方案中，(共)聚合物纤维还包含量为纤维组合物的介于约0％至约30％w/w之间，更优选地1％至20％w/w、1％至10％w/w、1％至5％、或甚至1％至2.5％的增塑剂。在一些此类实施例中，增塑剂选自C5至C14烯烃的低聚物以及它们的混合物。合适的可商购获得的增塑剂的非限制性列表包括购自德克萨斯州休斯顿的埃克森美孚化工公司(Exxon-Mobil Chemical Company(Houston,TX))的SHF和SUPEERSYNTM；购自德克萨斯州帕萨迪纳的雪佛龙菲利普斯化工有限公司(Chevron-Phillips Chemical Co.(Pasadena,TX))的STNFLUIDTM；购自英国伦敦的英美石油化学公司(BP-Amoco Chemicals(London,England))的DURASYNTM；购自芬兰埃斯波的福通石油天然气公司(Fortum Oil and Gas Co.(Espoo,Finland))的NEXBASETM；购自康涅狄格州米德尔伯里的康普顿公司(CromptonCorporation(Middlebury,Ct))的SYNTONTM；购自德国路德维希港的巴斯夫有限责任公司(BASF GmbH(Ludwigshafen,Germany))，原俄亥俄州代顿的科宁公司(Cognis Corporation(Dayton,Ohio))的EMERYTM。
任选的驻极体纤维组分
本公开的非织造熔喷纤维幅材可任选地包含驻极体纤维。合适的驻极体纤维描述于美国专利4,215,682；5,641,555；5,643,507；5,658,640；5,658,641；6,420,024；6,645,618、6,849,329；和7,691,168中，所述专利的全部公开内容以引用方式并入本文。
合适的驻极体纤维可通过如下方式制得：在电场中对纤维进行熔喷，例如通过熔融合适的电介质材料(如含有极性分子的(共)聚合物或蜡)，将熔融的材料通过熔喷模头以形成离散纤维，然后在将所述离散纤维暴露于强的静电场的同时使熔融的(共)聚合物再凝固。驻极体纤维也可通过如下方式制得：如使用电子束、电晕放电、电子注射、在整个间隙或电介质阻挡上电击穿，等等，将过量的电荷嵌入高度绝缘的电介质材料(如(共)聚合物或蜡)中。特别合适的驻极体纤维为水充电纤维。
任选的非熔喷纤维组分
在另外的示例性实施方案中，非织造纤维幅材还任选地包含多根非熔喷纤维。因此，在示例性实施方案中，非织造纤维幅材还可包含离散的非熔喷纤维。任选地，离散的非熔喷纤维为短纤维。一般来讲，离散的非熔喷纤维用作填充纤维，以例如降低熔喷非织造纤维幅材的成本或改善其特性。
合适的非熔喷填充纤维的非限制性示例包括单组分合成纤维、半合成纤维、聚合物纤维、金属纤维、碳纤维、陶瓷纤维和天然纤维。合成和/或半合成聚合物纤维包括由聚酯(例如聚对苯二甲酸乙二酯)、尼龙(例如己二酰己二胺、聚己内酰胺)、聚丙烯、丙烯酸(由丙烯腈的(共)聚合物形成)、人造丝、醋酸纤维素、聚偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物等制成的那些。
合适的金属纤维的非限制性示例包括由任何金属或金属合金(例如铁、钛、钨、铂、铜、镍、钴等)制成的那些。
合适的碳纤维的非限制性示例包括石墨纤维、活性炭纤维、聚(丙烯腈)-衍生的碳纤维，等等。
合适的陶瓷纤维的非限制性示例包括任何金属氧化物、金属碳化物或金属氮化物，包括但不限于二氧化硅、氧化铝、氧化锆、碳化硅、碳化钨、氮化硅等等。
合适的天然纤维的非限制性示例包括竹子、棉花、羊毛、黄麻、龙舌兰、剑麻、椰子、大豆、大麻，等等中的纤维。
使用的纤维组分可为天然纤维或循环废弃纤维，例如，从衣物切割、毛毯制造、纤维制造、纺织物加工等等再生的循环纤维。
如果被包括，用于形成非织造纤维幅材的离散的非熔喷填充纤维的尺寸和量将取决于非织造纤维幅材100的所需特性(即膨松度、开放度、柔软度、悬垂性)和化学活性颗粒的所需加载。一般来讲，纤维直径越大，纤维长度越大，并且在纤维中存在褶皱将导致更开放和膨松的非织造制品。一般来讲，小和较短的纤维将导致更紧凑的非织造制品。
任选的颗粒组分
在某些示例性实施方案中，非织造纤维幅材还包含多个颗粒。根据本公开的示例性非织造纤维幅材包含多个化学活性颗粒。化学活性颗粒可为任何离散的颗粒，其在室温下是固体，并且其可经历与外部液相的化学相互作用。示例性化学相互作用包括吸附、吸收、化学反应、化学反应的催化作用、溶解等等。
另外，在上述示例性实施方案的任一实施方案中，化学活性颗粒可有利地选自：吸着剂颗粒(例如，吸附剂颗粒、吸收剂颗粒等等)、干燥剂颗粒(例如，包括吸湿物质的颗粒，所述吸湿物质诸如例如氯化钙、硫酸钙等，它们导致或保持其附近区域的干燥状态)、杀生物剂颗粒、微胶囊以及它们的组合。在上述实施方案的任一实施方案中，化学活性颗粒可选自：活性炭颗粒、活性氧化铝颗粒、硅胶颗粒、阴离子交换树脂颗粒、阳离子交换树脂颗粒、分子筛颗粒、硅藻土颗粒、抗微生物化合物颗粒、金属颗粒以及它们的组合。
在特别适用作流体过滤制品的非织造纤维幅材的一个示例性实施方案中，化学活性颗粒为吸着剂颗粒。可采用多种吸着剂颗粒。吸着剂颗粒包括矿物颗粒、合成颗粒、天然吸着剂颗粒或它们的组合。有利地，吸着剂颗粒将能够吸收或吸附预期在拟定使用条件下存在的气体、气溶胶或液体。
吸着剂颗粒可为任何可用的形式，包括珠、薄片、颗粒剂或团聚物。优选的吸着剂颗粒包括活性炭；硅胶；活性氧化铝和其他金属氧化物；可通过吸附或化学反应从流体中去除组分的金属颗粒(例如，银颗粒)；粒状催化剂，例如，霍加拉特(其可以催化一氧化炭的氧化)；粘土和经酸性溶液(诸如乙酸)或碱性溶液(诸如氢氧化钠水溶液)处理的其他矿物；离子交换树脂；分子筛和其他沸石；杀生物剂；杀真菌剂和杀病毒剂。活性炭和活性氧化铝是目前特别优选的吸着剂颗粒。也可采用吸着剂颗粒的混合物(例如用以吸收气体混合物)，但在实践中，对于处理气体混合物来说，制造在各个层中采用单独的吸着剂颗粒的多层薄片制品可能较好。
在特别可用作气体过滤制品的非织造纤维幅材的一个示例性实施方案中，将化学活性吸着剂颗粒选择为气体吸附剂或吸收剂颗粒。例如，气体吸附剂颗粒可包括活性炭、木炭、沸石、分子筛、酸性气体吸附剂、砷还原材料、碘化树脂等等。例如，吸收剂颗粒还可包括天然多孔颗粒物质(诸如硅藻土、粘土)或合成颗粒泡沫(诸如三聚氰胺、橡胶、氨基甲酸酯、聚酯、聚乙烯、硅树脂和纤维素。吸收剂颗粒也可包括超级吸收剂颗粒，诸如聚丙烯酸钠、羧甲基纤维素或颗粒状的聚乙烯醇。
在特别可用作液体过滤制品的非织造纤维幅材的某些示例性实施方案中，吸着剂颗粒包括活性炭、硅藻土、离子交换树脂(例如阴离子交换树脂、阳离子交换树脂或它们的组合)、分子筛、金属离子交换吸着剂、活性氧化铝、抗微生物化合物或它们的组合。某些示例性实施方案提供吸着剂颗粒密度在约0.20至约0.5g/cc范围内的纤维幅材。
可使用多种尺寸和量的吸着剂化学活性颗粒来形成非织造纤维幅材。在一个示例性实施方案中，吸着剂颗粒的直径的平均尺寸大于1mm。在另一个示例性实施方案中，吸着剂颗粒的直径的平均尺寸小于1cm。在另外的实施方案中，可使用颗粒尺寸的组合。在一个另外的示例性实施方案中，吸着剂颗粒包括大颗粒和小颗粒的混合物。
所需的吸着剂颗粒尺寸可能变化很大，且通常部分地根据拟定使用条件来选择吸附剂粒度。作为一般性的指导，尤其可用于流体过滤应用的吸着剂颗粒的尺寸可变化，其平均直径为约0.001μm至约3000μm。一般来讲，吸着剂颗粒的平均直径为约0.01μm至约1500μm，更一般地其平均直径为约0.02μm至约750μm，并且最一般地其平均直径为约0.05μm至约300μm。
在某些示例性实施方案中，吸着剂颗粒可以包含群体平均直径小于1μm的纳米颗粒。多孔纳米颗粒可以具有如下优点，即，提供用于从流体介质吸附(例如，吸收和/或吸附)污染物的表面积大。在使用超细或纳米颗粒的此类示例性实施方案中，可能优选的是，颗粒利用粘合剂(例如，热熔粘合剂)和/或将热施加到熔喷非织造纤维幅材(即，热粘结)而粘合性地粘结到纤维。
也可以采用由具有不同尺寸范围的吸着剂颗粒形成的混合物(例如双峰式混合物)，但在实际中，制备在上游层采用较大的吸着剂颗粒而在下游层采用较小的吸着剂颗粒的多层薄片制品可以更好。将至少80重量％的吸着剂颗粒、更一般地至少84重量％以及最一般地至少90重量％的吸着剂颗粒嵌入幅材中。在幅材基重方面进行表达，吸着剂颗粒加载量可例如为：至少约500gsm的相对细小(例如亚微米尺寸)的吸着剂颗粒，以及至少约2,000gsm的相对粗(例如微米尺寸)的吸着剂颗粒。
在一些示例性实施方案中，化学活性颗粒是金属颗粒。可使用金属颗粒来形成抛光的非织造纤维幅材。金属颗粒可为短纤维或带状节段的形式或可为谷物状颗粒的形式。金属颗粒可包括任何类型的金属，诸如但不限于银(其具有抗菌/抗微生物特性)、铜(其具有除藻特性)或化学活性金属中的一种或多种的共混物。
在其他示例性实施方案中，化学活性颗粒是固体杀生物剂或抗微生物剂。固体杀生物剂和抗微生物剂的示例包括含卤素化合物，诸如二氯异氰脲酸钠二水合物、苯扎氯铵、卤化二烷基乙内酰脲和三氯生。
在另外的示例性实施方案中，化学活性颗粒是微胶囊。在美国专利3,516,941(Matson)中描述了微胶囊，并包括可用作化学活性颗粒的微胶囊的示例。微胶囊可加载有固体或液体杀生物剂或抗微生物剂。微胶囊的主要品质之一为：使用机械应力，可压碎颗粒，以便释放容纳在其中的物质。因此，在非织造纤维幅材的使用过程中，微胶囊将由于施加在非织造纤维幅材上的压力被打碎，这将释放容纳在微胶囊中的物质。
在某些此类示例性实施方案中，可能有利的是，使用至少一个颗粒，其具有可以制成具有粘合性或“粘性的”表面，以将颗粒粘结在一起来形成用于纤维组分的网片或支承非织造纤维幅材。就这一点而言，可用的颗粒可包括(共)聚合物，例如，热塑性(共)聚合物，其可以是不连续纤维的形式。合适的聚合物包括聚烯烃，特别是热塑性弹性体(TPE)(例如，从美国德克萨斯州休斯顿的埃克森美孚化学公司(Exxon-Mobil Chemical Company,Houston,Texas)商购获得的VISTAMAXXTM)。在另外的示例性实施方案中，可以优选的是包括TPE的颗粒，特别是作为表层或表面涂层的颗粒，因为TPE一般有点发粘，其可以帮助将颗粒粘结在一起，以在添加纤维之前形成三维网络，从而形成非织造纤维幅材。在某些示例性实施方案中，包括VISTAMAXXTMTPE的颗粒可以提供对苛刻化学环境、特别是在低pH(例如，不超过约3的pH)和高pH(例如，至少约9的pH)下以及有机溶剂中的改良抗性。
可选择具有任何合适的尺寸或形状的颗粒物质。合适的颗粒可以具有各种物理形式(如，固体颗粒、多孔颗粒、中空泡、凝聚物、不连续纤维、短纤维、薄片等)；形状(例如，球形、椭圆形、多边形、针状等)；形状均匀性(例如，单分散、基本均匀、非均匀或不规则等)；组成(例如无机颗粒、有机颗粒或它们的组合)；以及尺寸(例如，亚微米尺寸、微尺寸等)。
特别参照颗粒尺寸，在一些示例性实施方案中，可能需要控制颗粒群体的尺寸。在某些示例性实施方案中，颗粒通常在物理上被夹带或陷入在非织造纤维幅材中。在此类实施方案中，颗粒群体一般被选择为具有至少50μm、更一般地至少75μm、还更一般地至少100μm的平均直径。
在其他示例性实施方案中，可优选地使用较细的颗粒，其利用粘合剂例如热熔粘合剂、和/或将热施加到热塑性颗粒或热塑性纤维之一或二者上(即，热粘合)而以粘合方式粘结到纤维。在此类实施方案中，一般优选的是，颗粒具有至少25μm、更一般地至少30μm、最一般地至少40μm的平均粒径。在一些示例性实施方案中，化学活性颗粒的直径的平均尺寸为1cm。在其他实施方案中，化学活性颗粒的平均尺寸小于1mm，更一般地小于25微米，甚至更一般地小于10微米。
然而，在粘合剂和热粘合均用于将颗粒粘附到纤维的其他示例性实施方案中，颗粒可以包括亚微米尺寸颗粒的群组，其具有小于1微米(μm)、更一般地小于约0.9μm、甚至更一般地小于约0.5μm、最一般地小于约0.25μm的群体平均直径。在需要高表面积和/或高吸收性和/或吸附性能力的应用中，这种亚微米尺寸颗粒可能特别有用。在另外的示例性实施方案中，该亚微米尺寸颗粒群体的群体平均直径为至少0.001μm、更一般地为至少约0.01μm、最一般地为至少约0.1μm、最一般地为至少约0.2μm。
在另外的示例性实施方案中，该颗粒包括微尺寸的颗粒群体，所述微尺寸的颗粒群体的群体平均直径为至多约1,000μm、更一般地为至多约1,000μm、最一般地为至多约500μm。在其他示例性实施方案中，该颗粒包括微尺寸的颗粒群体，所述微尺寸的颗粒群体的群体平均直径为至多约10μm、更一般地为至多约5μm、甚至更一般地为至多约2μm(例如，超细微纤维)。
在单个成品幅材内，也可以使用多种类型的颗粒。通过使用多种类型的颗粒，即使颗粒类型中的一种不与相同类型的其他颗粒粘结，也可以生成连续的颗粒纤维幅材。这种类型系统的示例将会是这样一种系统，在该系统中，使用两种类型的颗粒，一种类型的颗粒将颗粒(如不连续聚合物纤维颗粒)粘结在一起，另一种类型的颗粒起到用于幅材的所需用途的活性颗粒(例如吸着剂颗粒(例如活性炭))的作用。此类示例性实施方案可以特别用于流体过滤应用。
例如，根据化学活性颗粒的密度、化学活性颗粒的尺寸和/或最终非织造纤维幅材制品的所需属性，可相对于纤维幅材的总重量使用多种不同加载的化学活性颗粒。在一个实施方案中，化学活性颗粒占总非织造制品重量的少于90重量％。在一个实施方案中，化学活性颗粒占总非织造制品重量的至少10重量％。
在上述实施方案的任一实施方案中，化学活性颗粒可有利地遍及非织造纤维幅材的整个厚度分布。然而，在上述实施方案的一些实施方案中，化学活性颗粒优先地基本上分布在非织造纤维幅材的主表面上。
此外，应当理解，上述化学活性颗粒中的一个或多个的任意组合可用于形成根据本公开的非织造纤维幅材。
用于形成纤维的方法
在另一方面，本公开描述了用于一种制备非织造纤维幅材的方法，该方法包括将约50％w/w至约99％w/w的结晶聚烯烃(共)聚合物和约1％w/w至约40％w/w的烃增粘剂树脂的混合物加热至混合物的至少熔融温度以形成熔融混合物；将熔融混合物通过至少一个孔挤出以形成至少一根长丝；向该至少一根长丝施加气体流以使该至少一根长丝变细以形成多根离散的不连续纤维；以及将多根离散的不连续纤维冷却至低于熔融混合物的熔融温度的温度以形成非织造纤维幅材，其中结晶聚烯烃(共)聚合物或非织造纤维幅材中的至少一者表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。
许多方法可以用于制备微纤维流，包括但不限于熔喷法、气体射流原纤化或它们的组合。用于形成微纤维的合适方法在美国专利6,315,806(Torobin)、6,114,017(Fabbricante等人)、6,382,526 B1(Reneker等人)以及6,861,025B2(Erickson等人)中有所描述。
另选地，可以使用例如在美国专利4,118,531(Hauser)中所述的方法将微纤维群体形成或转变为短纤维，并与亚微米纤维群体组合。
可有利地使用多种方法来由熔融(共)聚合物混合物制备亚微米纤维流，包括但不限于熔喷、气体射流原纤化或它们的组合。特别合适的方法包括但不限于在美国专利3,874,886(Levecque等人)、4,363,646(Torobin)、4,536,361(Torobin)、5,227,107(Dickenson等人)、6,183,670(Torobin)、6,269,513(Torobin)、6,315,806(Torobin)、6,743,273(Chung等人)、6,800,226(Gerking)和9,382,643(Moore等人)；德国专利DE19929709 C2(Gerking)；公布的PCT申请WO 2007/001990 A2(Krause等人)中公开的方法。
使用除熔喷和/或气体射流原纤化之外的方法单独形成的亚微米纤维也可与通过熔喷和/或气体射流原纤化形成的微纤维和/或亚微米纤维群体组合。用于单独形成亚微米纤维的合适方法还包括静电纺纱方法，例如，美国专利1,975,504(Formhals)中描述的那些方法。
在美国专利6,114,017(Fabbricante等人)、6,382,526 B1(Reneker等人)和6,861,025 B2(Erickson等人)中描述了其他适用于形成亚微米纤维的方法。
熔喷方法
在熔喷方法中，熔融结晶聚烯烃(共)聚合物/烃树脂增粘剂混合物以形成熔融混合物，然后将其通过熔喷模头的一个或多个孔挤出。向该至少一根长丝施加气体流以使该至少一根长丝变细以形成多根离散的不连续纤维。
在上述方法中的任一种方法中，应在热足以使结晶聚烯烃(共)聚合物/烃树脂增粘剂混合物能够进行熔喷但该热不会造成该结晶聚烯烃(共)聚合物/烃树脂增粘剂混合物的不可接受的变质的温度范围内执行。例如，熔喷可在使结晶聚烯烃(共)聚合物和烃树脂增粘剂的熔融混合物达到高于熔融温度至少40-50℃的加工温度的温度下执行。
优选地，将熔融混合物的加工温度选择为200℃、225℃、250℃、260℃、270℃、280℃、或甚至至少290℃；至小于或等于约360℃、350℃、340℃、330℃、320℃、310℃、或甚至300℃。
用于形成复合非织造纤维幅材的方法
在一些此类示例性实施方案中，该方法还包括以下中的至少一者：向多根离散的不连续纤维中加入多根短纤维，或向多根离散的不连续纤维中加入多个颗粒，以形成复合非织造纤维幅材。
在一些示例性实施方案中，制备复合非织造纤维幅材的方法包括：通过混合纤维流、水刺法、湿成形、丛丝形成或它们的组合将微纤维或粗微纤维群体与细微纤维群体、超细纤维群体或亚微米纤维群体结合。
在将微纤维或粗微纤维群体与细、超细或亚微米纤维群体组合时，可以使用一种或两种类型纤维的多股流，并且流可以以任何顺序组合。这样，可以形成非织造复合纤维幅材，从而显示具有多种所需的浓度梯度和/或分层结构。
例如，在某些示例性实施方案中，细、超细、或亚微米纤维的群体可以与微纤维或粗微纤维的群体组合，以形成不均匀的纤维混合物。在某些示例性实施方案中，将该细、超细或亚微米纤维群体的至少一部分与该微纤维群体的至少一部分互混。在其他示例性实施方案中，可以将该细、超细或亚微米纤维群体成形为包含该微纤维群体的垫层上的覆盖层。在某些其他示例性实施方案中，可以将该微纤维群体成形为包含该细小、超细或亚微米纤维群体的垫层上的覆盖层。
任选的颗粒加载方法
在许多应用中，需要粒子在整个幅材上基本上均匀分布。还有的情况是，非均匀分布是有利的。在某些示例性实施方案中，颗粒密度梯度可以有利地在复合非织造纤维幅材内产生。例如，穿过幅材深度的梯度可以造成可用于深层过滤的孔径分布的变化。表面加载有粒子的幅材可以被成形为过滤器，在该过滤器中，流体早在流体通道中就暴露于粒子，并且幅材的剩余部分提供用于防止粒子脱落的支持结构和手段。流体通道还可以反向，以便幅材可以用作预过滤器，以在流体达到粒子的活性表面之前将一些污染物去除。
用于将颗粒料流添加到非织造纤维料流的各种方法是已知的。合适的方法在美国专利4,118,531(Hauser)、6,872,311(Koslow)和6,494,974(Riddell)；以及在美国专利申请公布2005/0266760(Chhabra和Isele)、2005/0287891(Park)和2006/0096911(Brey等人)中有所描述。
在其他示例性实施方案中，可以通过对纤维幅材进行气流成网处理、将颗粒添加到纤维幅材(例如，通过将幅材穿过颗粒的流化床)，任选地对颗粒加载的幅材进行后期加热以将颗粒粘结到纤维，从而将任选的颗粒添加到非织造纤维流。另选地，预成形的幅材可用在挥发性流体(例如，有机溶剂或甚至水)中预成形的颗粒分散体喷涂，任选地其中后加热颗粒加载的幅材，以移除挥发性流体并将颗粒粘结到纤维。
在另外的示例性实施方案中，该方法还包括将多根离散的不连续纤维收集在收集器上作为非织造纤维幅材。在某些此类示例性实施方案中，复合非织造纤维幅材可以通过如下步骤形成：将细、超细或亚微米纤维群体直接沉积到收集器表面上或沉积到收集器表面上的任选支承层上，该支承层任选地包含微纤维，以便在该多孔支承层上形成细、超细或亚微米纤维群体。
该方法可以包括其中任选支承层穿过细、超细或亚微米纤维的纤维料流的步骤，该支承层可任选地包含聚合物微纤维。当穿过纤维流时，细、超细或亚微米纤维可以沉积在支承层上，以便临时或永久地粘结到该支承层。当纤维沉积到支承层上时，纤维可以任选地彼此粘结，并且在该支承层上时可进一步硬化。
在某些示例性实施方案中，细、超细、或亚微米纤维群体与任选的多孔支承层结合，该多孔支承层包含粗微纤维群体的至少一部分。在一些示例性实施方案中，形成多孔支承层的微纤维与形成第一层的微纤维群体在组成上相同。在其他目前优选的实施方案中，细、超细或亚微米纤维群体与任选的多孔支承层组合，并随后与粗微纤维群体的至少一部分组合。在某些其他目前优选的实施方案中，多孔支承层邻接第二层，与第一层相对。
在其他示例性实施方案中，多孔支承层包含非织造织物、织造织物、针织织物、泡沫层、幕层、多孔膜、穿孔膜、长丝阵列或它们的组合。在一些示例性实施方案中，多孔支承层包括热塑性网片。
任选的加工步骤
在一些实施方案中，该方法还包括使用选自以下的方法来加工所收集的非织造纤维幅材：自生粘结(例如通风粘结、压延等)、驻极体充电、压花、针刺法、针固定、水刺法或它们的组合。
任选的粘结方法
在收集之前或期间，根据纤维的状况和微纤维和亚微米纤维的相对比例，在纤维本身(自生粘结)之间以及在纤维和任何任选的颗粒之间可以进行一些粘结。然而，可能期望的是在收集的幅材中在纤维本身之间以及在纤维和任何任选的颗粒之间进行进一步粘结，以提供所需的抱合力的基质，从而使幅材更可处理且能够更好地将任何亚微米纤维保持在基质内(“粘结”纤维本身意指将纤维牢固粘附在一起，因此，当幅材经受正常处理时纤维一般不会分离)。
在某些示例性实施方案中，可以将微纤维和亚微米纤维的共混物粘结在一起。例如，可以使用热粘结、粘合剂粘结、粉状粘结剂、水刺法、针刺法、压延或它们的组合而实现粘结。可使用在点粘结方法中施加热和压力或通过平滑压延机辊的常规粘结技术，但这些方法可能会造成不良的纤维变形或幅材过度压缩。
用于粘结纤维(特别是微纤维)的目前优选的技术是自生粘结方法，该方法公开于美国专利申请公布U.S.2008/0038976 A1中。
任选的驻极体充电方法
在一些具体实施方案中，熔喷纤维可优选地采用静电充电。因此，在某些示例性实施方案中，熔喷纤维可经历驻极体充电工艺。一种示例性驻极体充电工艺为水充电。纤维的水充电可使用多种技术进行，包括将极性流体撞击、浸泡或冷凝至纤维上，随后干燥，使得纤维变得带电。描述水充电的代表性专利包括美国专利5,496,507；5,908,598；6,375,886B1；6,406,657 B1；6,454,986和6,743,464 B1。优选地，使用水作为极性水充电液体，使用由任何合适的喷雾装置提供的液体射流或液滴流将介质优选暴露于极性水充电液体。
可用于水力缠结纤维的设备通常可用于进行水充电，但在水充电中进行操作的压力比在水力缠结中通常使用的压力低。美国专利5,496,507描述了一种示例性装置，其中在压力下使水射流或水滴流撞击到幅材形式的纤维上，所述压力足以提供具有增强过滤的驻极体电荷的随后干燥的介质。
获得最佳效果所必需的压力可根据如下因素变化：所用的喷雾器的类型、用于形成纤维的(共)聚合物的类型、幅材的厚度和密度、以及在水充电之前是否进行了诸如电晕放电的预处理。通常，在约69kPa至约3450kPa范围内的压力是合适的。优选地，用于提供水滴的水是相对纯的。蒸馏水或去离子水优于自来水。
除了水充电之外或替代水充电，可采用其他充电技术对驻极体纤维进行充电，包括静电充电(例如，如美国专利4,215,682、5,401,446和6,119,691中所述)、摩擦充电(例如，如美国专利4,798,850中所述)或等离子氟化(例如，如美国专利6,397,458B1中所述)。进行电晕充电然后进行水充电、以及进行等离子氟化然后进行水充电是特别合适的以组合方式使用的充电技术。
任选的收集后加工步骤
常规用于纤维成形工艺的附加物的各种工艺可以在纤维从熔喷模具的一个或多个孔出来时与其结合使用。此类工艺包括将抛光剂、粘合剂或其他材料喷洒到纤维上，将静电荷施加到纤维上，将水雾施加到纤维上，等等。另外，可以在收集的幅材中添加多种材料，包括粘结剂、粘合剂、涂饰剂以及其他幅材或膜。例如，在收集之前，挤出的纤维或纤维可经历多个附加加工步骤，例如，进一步拉延、喷涂等等。也可有利地在收集之前或期间将各种流体施加到纤维，所述流体包括喷涂到纤维上的水，例如用以加热纤维的加热的水或蒸汽，或用以淬灭纤维的冷水。
除此之外或另选地，在收集后，可将收集的物质卷绕成存储卷筒以根据需要进行后续加工。通常，一旦收集的熔喷非织造纤维幅材已被收集，就可将其传输至其他设备，诸如压延机、压花工位、层合机、切割机等；或者可使其穿过驱动辊并卷绕成存储卷筒。
因此，一旦成形，除了上述制备并任选地粘合或驻极体充电非织造纤维幅材的方法之外，可以对幅材任选地实施以下加工步骤中的一个或多个：
(1)将复合非织造纤维幅材沿加工通道向着进一步加工操作推进；
(2)使一个或多个附加的层接触亚微米纤维组分、微纤维组分和/或任选支承层的外表面；
(3)压延复合非织造纤维幅材；
(4)用表面处理剂或其他组分(例如，阻燃剂组分、粘合剂组分或印刷层)涂覆复合非织造纤维幅材；
(5)将复合非织造纤维幅材附接到纸板或塑性管；
(6)以辊的形式卷绕复合非织造纤维幅材；
(7)裁切复合非织造纤维幅材以形成两个或更多个狭缝辊和/或多个狭缝片；
(8)将复合非织造纤维幅材置于模具中，并将复合非织造纤维幅材成形为新的形状；以及
(9)将剥离衬垫施加在暴露的任选压敏粘合剂层上方(如果存在的话)。
结合有非织造纤维幅材的制品
非织造纤维幅材可使用上述方法制备。在一些示例性实施方案中，非织造纤维幅材或复合幅材采用垫、幅材、片材、稀松布或它们的组合的形式。
在一些具体的示例性实施方案中，非织造纤维幅材或复合幅材可以有利地包含带电熔喷纤维，例如驻极体纤维。在某些示例性实施方案中，熔喷非织造纤维幅材或幅材为多孔的。在一些另外的示例性实施方案中，非织造纤维幅材或复合幅材可有利地为自支承的。在另外的示例性实施方案中，熔喷非织造纤维幅材或复合幅材可有利地被打褶以例如形成过滤介质，诸如液体(例如水)或气体(例如空气)过滤器、供热通风或空气调节(HVAC)过滤器或用于个人防护的呼吸器。例如，美国专利6,740,137公开了用于可塌缩的褶皱型过滤元件中的非织造幅材。
本公开的幅材本身可以用于例如过滤介质、装饰织物或保护器材或覆盖器材。或者它们可以与其他幅材或结构物结合地使用，例如作为用于在幅材上沉积或层合的其他纤维层的支撑物，或存在于多层过滤介质中，或作为可以在其表面浇注膜的基质。它们可以在制备后进行加工，如通过使它们通过光滑的压光辊来形成光滑表面幅材或通过成形设备来使它们成形为三维形状。
本公开的非织造纤维幅材或复合幅材还可包含至少一种或多种其他类型的纤维(未示出)，诸如，例如短纤维或换句话讲不连续纤维、熔纺连续纤维或它们的组合。本发明的示例性纤维幅材可形成为例如非织造幅材，非织造幅材可围绕管或其他芯卷绕以形成辊，并且可保存用于后续加工或直接地转移至另一加工步骤。在幅材被制造或此后某个时间之后，幅材还可被直接切割成单独的片材或垫。
熔喷非织造纤维幅材或复合幅材可用于制备任何合适的制品，诸如，隔热制品、隔音制品、流体过滤制品、擦拭物、外科盖布、伤口敷料、服装、呼吸器或它们的组合。隔热或隔音制品可用作交通工具(例如火车、飞机、汽车和轮船)的隔离部件。其他制品，诸如例如被褥、庇护所、帐篷、隔离制品、绝缘制品、液体和气体滤网、擦拭物、服装、服装构件、个人防护设备、呼吸器等，也可使用本公开所述的熔喷非织造纤维幅材来制备。
柔性、悬垂和紧凑的非织造纤维幅材对于某些应用可以是优选的，例如作为熔炉过滤器或气体过滤呼吸器。此类非织造纤维幅材的密度通常大于75kg/m3，并且通常大于100kg/m3或甚至为120kg/m3。然而，适合用于某些流体过滤应用中的开放、膨松的非织造纤维幅材通常具有60kg/m3的最大密度。
因此，在某些示例性实施方案中，非织造纤维幅材表现出1gsm至400gsm，更优选地1gsm至200gsm，甚至更优选地1gsm至100gsm，或甚至1gsm至约50gsm的基重。
根据本公开的某些目前优选的非织造纤维幅材的密实度可小于50％、40％、30％、或20％，或更优选地小于15％，甚至更优选地小于10％。
本公开的方法的操作将参照以下详细实施例进一步描述。提供这些实施例以另外说明各种具体和优选的实施方案和技术。然而，应当理解，可做出许多变型和修改而仍落在本公开的范围内。
实施例
这些实施例仅是为了例示性目的，且并非意在过度地限制所附权利要求书的范围。尽管示出本公开的广义范围的数值范围和参数为近似值，但尽可能精确地记录具体示例中示出的数值。然而，任何数值都固有地包含某些误差，其各自的测试测量中所存在的标准偏差必然会引起这种误差。最低程度上说，并且在不试图将等同原则的应用限制到权利要求书的范围内的前提下，至少应当根据所报告的数值的有效数位并通过应用惯常的四舍五入法来解释每个数值参数。
材料汇总
除非另有说明，否则实施例及本说明书其余部分中的所有份数、百分比、比等均以重量计。所用的溶剂和其他试剂可得自威斯康星州密尔沃基的西格玛奥德里奇化学公司(Sigma-Aldrich Chemical Company(Milwaukee,WI))。
测试方法
以下测试方法用于评估本公开的一些实施例。
拉伸强度测试
通过将1英寸乘6英寸的样品(2.5cm乘15.2cm)拉至失效来测量实施例中幅材的拉伸特性。非织造纤维幅材样品的厚度为约0.15cm。使用可商购获得的命名为Instron 5544型的拉伸测试设备来实施拉伸强度测试，所述设备购自马萨诸塞州坎顿的英斯特朗公司(Instron Company(Canton,MA))。标距为4英寸(10.2cm)，并且十字头速度为308毫米/分钟。在非织造纤维幅材的纵向上测定最大拉伸负荷(以牛顿为单位)。
实际纤维直径
使用扫描电子显微镜(SEM)测定实际纤维直径(AFD)。在真空室(新泽西州莫里斯敦的丹顿真空器械公司(Denton Vacuum,Moorestown,New Jersey))中用金溅射涂覆样品。然后使用Phenom Pure SEM(荷兰埃因霍温的飞纳世界公司(Phenom-World,Eindhoven,Netherlands))分析试样。AFD为由使用SEM对非织造纤维幅材样品中的500个单独纤维进行的测量所测定的数均(平均)直径。
有效纤维直径
使用Davies,C.N.的“气载尘埃和粒子的分离”，伦敦机械工程师学会，会议录IB，1952年(Davies,C.N.,“The Separation of Airborne Dust and Particles,”Institution of Mechanical Engineers,London,Proceedings IB,1952)中所述的方法，使用32L/min(对应于5.3cm/sec的面速度)的空气流量来测定有效纤维直径(EFD)。
实际纤维直径
使用扫描电子显微镜(SEM)测定实际纤维直径(AFD)。在真空室(新泽西州莫里斯敦的丹顿真空器械公司(Denton Vacuum,Moorestown,New Jersey))中溅射涂覆样品。然后使用Phenom Pure SEM(荷兰埃因霍温的飞纳世界公司(Phenom-World,Eindhoven,Netherlands))分析试样。AFD为由对500个单独纤维进行的测量所测定的数均(平均)纤维直径。
差示扫描量热法(熔融温度和熔化热)
使用差示扫描量热法(DSC)来测定结晶聚烯烃，结晶聚烯烃与烃增粘剂树脂的混合物，以及由混合物制备的非织造纤维幅材的熔融温度和熔化热。
DSC分析使用购自特拉华州纽卡斯尔的Ta仪器公司(Ta Instruments Co.(NewCastle,DE))的型号DSC Q2000来实施。将大约1.5mg至10mg的结晶聚烯烃，结晶聚烯烃与烃增粘剂树脂的混合物，或由混合物制备的非织造纤维幅材加载并密封在铝盘中并置于DSCQ2000设备中。
使用以下相继加热-冷却-加热循环对每个样品实施DSC测量。将每个样品最初以10℃/分钟的速率从-20℃加热至250℃(或高于样品的熔融温度至少30℃)。然后将每个样品在250℃下保持1分钟，然后以20℃/min的速率冷却至-20℃(或低于样品的结晶温度至少50℃)。然后将每个样品在-20℃下保持1分钟，然后随后以10℃/min从-20℃加热至200℃。
将对应于最高温度吸热峰的温度报告为熔融温度(℃C)，并且将相同最高温度吸热峰值下的面积报告为熔化热。
吹塑微纤维(BMF)和复合BMF幅材的实施例
以下举例说明了根据本公开中所述的方法制得的各种非织造纤维幅材的制备的实施例，以及比较例。
比较例C-1
使用具有1200熔体流动速率(MFR)的结晶聚丙烯(结晶聚烯烃(共)聚合物)树脂(以METOCENE MF650X从德克萨斯州休斯顿的利安德巴塞尔公司(Lyondell Basell(Houston，TX))商购获得)制备熔喷(吹塑微纤维，BMF)非织造纤维幅材。采用了常规熔喷方法，其类似于例如在Wente,Van A.的“超细热塑性纤维”《工业工程化学》，第48卷，第1342页起的各页，1956年(Wente,Van A.,“Superfine Thermoplastic Fibers”in IndustrialEngineering Chemistry,Vol.48,pages1342et seq.(1956))，或者Wente,Van A.、Boone,C.D.和Fluharty,E.L.的名称为“超细有机纤维的制造”，海军研究实验室报道号4364，发表于1954年5月25日(Report No.4364of the Naval Research Laboratories,publishedMay 25,1954,entitled“Manufacture of Superfine Organic Fibers”by Wente,Van A.；Boone,C.D.；and Fluharty,E.L.)中所述的方法。
更具体地，熔喷模头具有圆形平滑表面孔，间隔10至厘米，并且长度与直径比率为5:1。通过20mm双螺杆挤出机将熔融(共)聚合物递送至模头，所述挤出机可从俄亥俄州尤宁敦的思得乐公司(Steer(Uniontown,OH))商购获得。该挤出机配备有两个重量损失给料器以控制(共)聚合物树脂向挤出机筒的进料，以及齿轮泵以控制(共)聚合物熔融流动到模头。挤出机温度为约250℃，并且其将熔融流递送至BMF模头，该BMF模头本身保持在250℃。调整齿轮泵，使得在模头处保持0.268kg/hr/cm模头(1.5lb/hr/英寸模头宽度)(共)聚合物吞吐率。邻近模头孔的空气刀的一次空气温度保持在大约325℃。
这在与模头间隔开43cm的旋转收集器上制备幅材。幅材具有大约55g/m2的基重。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上观察到了显著的“飞蝇”。
实施例1
通常如比较实施例C-1中所述制备BMF幅材，不同的是聚合物为METOCENETM⊥MF650X和烃增粘剂树脂(可以OPPERATMPR100A从德克萨斯州欧文的埃克森美孚公司(ExxonMobil Corp.(Irving,Tx))商购获得)的比率为(95/5)的共混物。由此制得的幅材具有大约55g/m2的基重和大约4.37％的密实度。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例2
如实施例1中所述制备BMF幅材，不同的是挤出机温度为约275℃，并且BMF模头保持在大约275℃，并且一次空气温度为大约375℃。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例3
如实施例1中所述制备BMF幅材，不同的是挤出机温度为约285℃，并且BMF模头保持在大约285℃，并且一次空气温度为大约375℃。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例4
如实施例3中所述制备BMF幅材，不同的是使用(90/10)比率的METOCENETMMF650X和OPPERATMPR100A的共混物来制备该幅材。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例5
如实施例4中所述制备BMF幅材，不同的是在BMF模头与收集器距离为35.6cm处收集幅材。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例6
如实施例5中所述制备BMF幅材，不同的是使用(85/15)比率的METOCENETMMF650X和OPPERATMPR100A的共混物来制备该幅材。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例7
如实施例5中所述制备BMF幅材，不同的是挤出机温度为约295℃，并且BMF模头保持在大约295℃，并且一次空气温度为大约400℃。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例8
如实施例6中所述制备BMF幅材，不同的是挤出机温度为约295℃，并且BMF模头保持在大约295℃，并且一次空气温度为大约400℃。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
比较例C-1和实施例1-8的示例性结果汇总于表1中。
表1
Figure BDA0002375790660000431
比较例C-2
如比较例C-1中所述制备BMF幅材，不同的是以下细节。所用的聚合物为可以METOCENETMMF650Y从德克萨斯州休斯顿的利安德巴塞尔公司(Lyondell Basell(Houston，TX))商购获得的聚丙烯树脂。挤出机温度为大约255℃，并且其将METOCENETMMF650X熔融流递送至保持在255℃的BMF模头。一次空气温度保持在大约335℃。模头与收集器的距离为约17英寸(43.18cm)。
在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上观察到了显著的“飞蝇”。
实施例9
通常如比较例C-2中所述制备BMF幅材，不同的是以下细节。聚合物为METOCENETMMF650Y和烃增粘剂树脂(可以OPPERATMPR100A从德克萨斯州欧文的埃克森美孚公司(Exxon Mobil Corp.(Irving,Tx))商购获得)的比率为(95/5)的共混物。挤出机温度为大约260℃，并且其将共混物熔融流递送至保持在260℃的BMF模头。一次空气温度保持在大约335℃。所得幅材具有大约55g/m2的基重。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例10
如实施例9中所述制备BMF幅材，不同的是METOCENETMMF650Y与OPPERATMPR100A的共混比为(90/10)。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例11
如实施例10中所述制备BMF幅材，不同的是挤出机温度在约270℃下，并且其将共混物熔融流递送至保持在270℃的BMF模头。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例12
如实施例11中所述制备BMF幅材，不同的是METOCENETMMF650Y与OPPERATMPR100A的共混比为(85/15)。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例13
通常如实施例9中所述制备BMF幅材，不同的是以下细节。METOCENETMMF650Y与OPPERATMPR100A的共混比为(90/10)。挤出机温度为大约270℃，并且其将共混物熔融流递送至保持在270℃的BMF模头。调整齿轮泵，使得在BMF模头处保持0.536kg/hr/cm模头宽度(3.0lb/hr/英寸模头宽度)聚合物吞吐率。一次空气温度保持在大约335℃。所得幅材具有大约55g/m2的基重。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例14
如实施例13中所述制备BMF幅材，不同的是METOCENETMMF650Y与OPPERATMPR100A的共混比为(85/15)。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例15
通常如实施例10中所述制备BMF幅材，不同的是以下细节。与OPPERATMPR100A树脂相反，将METOCENETMMF650Y树脂与脂环族烃增粘剂树脂(可以ESCOREZTM5400从埃克森美孚公司(Exxon Mobil Corp.)商购获得)以(90/10)的共混比共混。挤出机温度为大约250℃，并且其将共混物熔融流递送至保持在250℃的BMF模头。调整齿轮泵，使得在BMF模头处保持0.268kg/hr/cm模头(1.5lb/hr/英寸模头宽度)聚合物吞吐率。一次空气温度保持在大约335℃。这在与模头间隔开30.5cm的旋转收集器上制备幅材。该幅材具有大约64g/m2的基重。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例16
通常如实施例15中所述制备BMF幅材，不同的是以下细节。ESCOREZTM5400被ESCOREZTM5415(可从德克萨斯州休斯顿的埃克森美孚公司(Exxon Mobil Corp.(Houston,TX))商购获得)替代。所得幅材具有大约60g/m2的基重。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例17
通常如实施例15中所述制备BMF幅材，不同的是以下细节。ESCOREZTM5400被烃增粘剂树脂(可以ARKONTMP-100从日本大阪的荒川化学公司(Arakawa Chemical(Osaka,JP))商购获得)替代。所得幅材具有大约61g/m2的基重。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
比较例C-2和实施例9-17的示例性结果汇总于表2中。
表2
Figure BDA0002375790660000471
实施例18
使用一般如美国专利7,989,371的图2中所公开的设备制备复合幅材。使用(90/10)比率的PP 650Y和OPPERATMPR 100A的共混物将吹塑微纤维包含在复合幅材中。这些纤维具有大约4.7的EFD。复合幅材中也包含卷曲的6旦尼尔聚对苯二甲酸乙二醇酯短纤维(可从堪萨斯州威奇托的英威达公司(Invista(Wichita,Kansas))商购获得)，其中吹塑微纤维与短纤维的比率为大约65:35。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
比较例C-3
通常根据比较例C-1中所述制备BMF幅材，不同的是以下细节。所用的聚合物为可以TOTAL Polypropylene 3860X从德克萨斯州休斯顿的道达尔公司(TOTAL,Houston,Texas)商购获得的聚丙烯树脂。挤出机温度被设定为约310℃，并且其将熔融流递送至保持在310℃的BMF模头。调整齿轮泵，使得在BMF模头处保持0.268kg/hr/cm模头(1.5lb/hr/英寸模头宽度)聚合物吞吐率。一次空气温度保持在大约400℃。所得幅材在BMF模头与收集器距离为19英寸(48.3cm)处收集，并且具有大约54g/m2的基重。幅材具有大约6.97％的密实度。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上观察到了显著的“飞蝇”。
实施例19
通常根据比较例C-3中所述制备BMF幅材，不同的是以下细节。使用聚丙烯和聚甲基戊烯聚合物的共混物对挤出机进行装载，其中所用的聚甲基戊烯具有180的熔体流动速率，其可以TPX DX820从日本的东京三井化学公司(Mitsui Chemicals of Tokyo,JP)商购获得。PP3860和TPX DX820以(95/5)比率共混。所得幅材具有大约53g/m2的基重。幅材具有大约6.90％的密实度。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例20
如实施例19中所述制备BMF幅材，不同的是PP3860/TPX DX820共混比为(90/10)，并且挤出机和模具温度保持在315℃。所得幅材具有大约56g/m2的基重。幅材具有大约7.21％的密实度。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例21
如实施例20中所述制备BMF幅材，不同的是将Oppera PR100A以比率PP3860/TPXDX820/OpperaTMPR100A(90/5/5)加入聚合物共混物中。所得幅材具有大约54g/m2的基重。幅材具有大约9.93％的密实度。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
比较例C-3和实施例19-21的示例性结果汇总于表3中。
表3
Figure BDA0002375790660000491
比较例C-4
如实施例9中所述制备BMF幅材，不同的是以下细节。用于该实施例中的BMF模头由范围为150μm的小孔尺寸和10孔/厘米(25孔/英寸)的高孔密度组成。此外，通过12.7mm单螺杆将熔融聚合物递送至模头。挤出速率保持在0.09kg/hr/cm(0.5lb/hr/英寸模头宽度)。挤出机温度为大约260℃，并且其将METOCENETMMF650Y熔融流递送至保持在270℃的BMF模头。一次空气温度保持在大约240℃。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上观察到了显著的“飞蝇”。
实施例22
如比较例C-4中所述制备BMF幅材，不同的是将METOCENETMMF 650Y与OPPERATMPR100A共混。METOCENETMMF650Y与OPPERATMPR100A的共混比为(95％/5％w/w)。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例23
如实施例22所述制备BMF幅材，不同的是挤出温度为约280℃。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例24
如实施例22中所述制备BMF幅材，不同的是METOCENETMMF650Y与OPPERATMPR100A的共混比为(90/10w/w)并且挤出温度为295℃。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
实施例25
如实施例22中所述制备BMF幅材，不同的是METOCENETMMF650Y与OPPERATMPR100A的共混比为(85/15w/w)并且挤出温度为315℃。在约30厘米的荧光灯照明下，未受协助的人眼在视觉上未观察到“飞蝇”。
比较例C-4和实施例22-25的示例性结果汇总于表4中。
表4
Figure BDA0002375790660000511
实施根据上述测试方法的差示扫描量热法(DSC)测量以测定比较例C1-C4和实施例1-25的结晶聚烯烃，结晶聚烯烃与烃增粘剂树脂的混合物，以及由混合物制备的非织造纤维幅材的熔融温度和熔化热。这些结果汇总于表5中。
表5
Figure BDA0002375790660000521
本说明书中通篇提及的“一个实施方案”、“某些实施方案”、“一个或多个实施方案”或“实施方案”，无论在术语“实施方案”前是否包括术语“示例性的”都意指结合该实施方案描述的特定特征、结构、材料或特性包括在本公开的某些示例性实施方案中的至少一个实施方案中。因此，在本说明书通篇各处出现的短语诸如“在一个或多个实施方案中”、“在某些实施方案中”、“在一个实施方案中”或“在实施方案中”不一定是指本公开的某些示例性实施方案中的同一实施方案。此外，具体特征、结构、材料或特性可在一个或多个实施方案中以任何合适的方式组合。
虽然本说明书已经详细地描述了某些示例性实施方案，但是应当理解，本领域的技术人员在理解上述内容后，可很容易地想到这些实施方案的更改、变型和等同物。因此，应当理解，本公开不应不当地受限于以上示出的例示性实施方案。另外，本文所用的所有数字都被认为是被术语“约”修饰。
此外，本文引用的所有出版物和专利均以引用的方式全文并入本文中，如同各个单独的出版物或专利都特别地和单独地指出以引用方式并入一般。已对各个示例性实施方案进行了描述。这些实施方案以及其他实施方案均在以下权利要求书的范围内。

Claims (20)

1.一种非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材包含：
多根(共)聚合物纤维，其包含约50％w/w至约99％w/w的至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物和约1％w/w至约40％w/w的至少一种烃增粘剂树脂，其中所述非织造纤维幅材表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。
2.根据权利要求1所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物选自聚乙烯、全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、全同立构聚丁烯、间同立构聚丁烯、聚-4-甲基戊烯以及它们的混合物。
3.根据权利要求2所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物表现出大于50焦耳/克的熔化热。
4.根据权利要求1所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂为饱和烃。
5.根据权利要求1所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂选自C5戊间二烯衍生物、C9树脂油衍生物以及它们的混合物。
6.根据权利要求1所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂构成所述(共)聚合物纤维的2重量％至40重量％。
7.根据权利要求6所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂构成所述(共)聚合物纤维的5重量％至30重量％。
8.根据权利要求7所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种烃增粘剂树脂构成所述(共)聚合物纤维的7重量％至20重量％。
9.根据权利要求1所述的非织造纤维幅材，其中所述多根(共)聚合物纤维表现出使用扫描电子显微镜法测定的约100纳米至约1微米，包括端值在内的平均实际纤维直径。
10.根据权利要求9所述的非织造纤维幅材，其中所述多根(共)聚合物纤维表现出介于约1微米至约20微米之间的平均有效纤维直径。
11.根据权利要求1所述的非织造纤维幅材，所述非织造纤维幅材还包含介于0％至约30％之间的至少一种增塑剂。
12.根据权利要求11所述的非织造纤维幅材，其中所述至少一种增塑剂选自C5至C14烯烃的低聚物以及它们的混合物。
13.根据权利要求1所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材表现出使用拉伸强度测试测量的至少5牛顿的纵向上的最大负荷。
14.根据权利要求1所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材表现出1gsm至400gsm的基重。
15.根据权利要求14所述的非织造纤维幅材，其中所述非织造纤维幅材表现出1gsm至50gsm的基重。
16.一种用于制备非织造纤维幅材的方法，所述方法包括：
a)将约50％w/w至约99％w/w的至少一种结晶聚烯烃(共)聚合物和约1％w/w至约40％w/w的至少一种烃增粘剂树脂的混合物加热至所述混合物的至少熔融温度以形成熔融混合物；
b)将所述熔融混合物通过至少一个孔挤出以形成至少一根长丝；
c)向所述至少一根长丝施加气体流以使所述至少一根长丝变细以形成多根离散的不连续纤维；以及
d)将所述多根离散的不连续纤维冷却至低于所述熔融混合物的熔融温度的温度以形成非织造纤维幅材，其中所述结晶聚烯烃(共)聚合物或所述非织造纤维幅材中的至少一者表现出使用差示扫描量热法测量的大于50焦耳/克的熔化热。
17.根据权利要求16所述的方法，其中向所述至少一根长丝施加气体流以使所述至少一根长丝变细以形成多根离散的不连续纤维使用选自以下的方法来实现：熔喷、气体射流原纤化以及它们的组合。
18.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括以下中的至少一者：向多根熔喷纤维中加入多根短纤维，或向多根熔喷纤维中加入多个颗粒。
19.根据权利要求16所述的方法，所述方法还包括将所述多根离散的不连续纤维收集在收集器上作为所述非织造纤维幅材。
20.根据权利要求19所述的方法，所述方法还包括使用选自以下的方法来加工所收集的非织造纤维幅材：自生粘结、通风粘结、驻极体充电、压花、针刺法、针固定、水刺法或它们的组合。
CN201880048644.4A 2017-07-31 2018-07-30 包含结晶聚烯烃和烃增粘剂树脂的纤维及其制备方法 Pending CN110945165A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201762539242P 2017-07-31 2017-07-31
US62/539,242 2017-07-31
PCT/US2018/044301 WO2019027866A1 (en) 2017-07-31 2018-07-30 FIBERS COMPRISING A CRYSTALLINE POLYOLEFIN AND A HYDROCARBON TACKIFYING RESIN, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110945165A true CN110945165A (zh) 2020-03-31

Family

ID=65232973

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201880048644.4A Pending CN110945165A (zh) 2017-07-31 2018-07-30 包含结晶聚烯烃和烃增粘剂树脂的纤维及其制备方法

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200115833A1 (zh)
EP (1) EP3662097A4 (zh)
JP (1) JP2020529525A (zh)
CN (1) CN110945165A (zh)
WO (1) WO2019027866A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114411336A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 承德石油高等专科学校 原位驻极纤维膜的生产方法和装置

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20190233974A1 (en) * 2018-01-26 2019-08-01 The Procter & Gamble Company Process for Making an Article of Manufacture
EP3990686B1 (en) 2019-06-26 2024-01-03 3M Innovative Properties Company Method of making a nonwoven fiber web, and a nonwoven fiber web
WO2022136968A1 (en) 2020-12-23 2022-06-30 3M Innovative Properties Company Method of separating a virus from a composition using copolymer-grafted nonwoven substrates
EP4307981A1 (en) 2021-03-16 2024-01-24 3M Innovative Properties Company A nonwoven decontamination wipe comprising a small diameter fiber

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040123963A1 (en) * 2002-12-26 2004-07-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent webs including highly textured surface
CN101080459A (zh) * 2004-12-17 2007-11-28 埃克森美孚化学专利公司 由聚合物共混物制备的薄膜
CN102753745A (zh) * 2009-12-17 2012-10-24 3M创新有限公司 尺寸稳定的非织造纤维幅材、熔喷细旦纤维及其制备和使用方法
US20130288556A1 (en) * 2010-10-14 2013-10-31 3M Innovative Properties Company Dimensionally stable nonwoven fibrous webs, and methods of making and using the same
US20150143653A1 (en) * 2013-11-27 2015-05-28 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Nowoven Tack Cloth for Wipe Applications

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7998579B2 (en) * 2002-08-12 2011-08-16 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Polypropylene based fibers and nonwovens
US7985802B2 (en) * 2008-04-18 2011-07-26 Exxonmobil Chemical Patents Inc. Synthetic fabrics, components thereof, and methods for making the same

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20040123963A1 (en) * 2002-12-26 2004-07-01 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Absorbent webs including highly textured surface
CN101080459A (zh) * 2004-12-17 2007-11-28 埃克森美孚化学专利公司 由聚合物共混物制备的薄膜
CN102753745A (zh) * 2009-12-17 2012-10-24 3M创新有限公司 尺寸稳定的非织造纤维幅材、熔喷细旦纤维及其制备和使用方法
US20130288556A1 (en) * 2010-10-14 2013-10-31 3M Innovative Properties Company Dimensionally stable nonwoven fibrous webs, and methods of making and using the same
US20150143653A1 (en) * 2013-11-27 2015-05-28 Kimberly-Clark Worldwide, Inc. Nowoven Tack Cloth for Wipe Applications

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114411336A (zh) * 2021-12-30 2022-04-29 承德石油高等专科学校 原位驻极纤维膜的生产方法和装置
CN114411336B (zh) * 2021-12-30 2023-10-27 承德石油高等专科学校 原位驻极纤维膜的生产方法和装置

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020529525A (ja) 2020-10-08
WO2019027866A1 (en) 2019-02-07
EP3662097A4 (en) 2021-04-07
EP3662097A1 (en) 2020-06-10
US20200115833A1 (en) 2020-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110945165A (zh) 包含结晶聚烯烃和烃增粘剂树脂的纤维及其制备方法
EP2726659B1 (en) Non-woven electret fibrous webs and methods of making same
EP2561128B1 (en) Nonwoven fibrous webs containing chemically active particulates and methods of making and using same
EP2561127B1 (en) Nonwoven nanofiber webs containing chemically active particulates and methods of making and using same
JP5524862B2 (ja) 連続微粒子相を有する複合不織繊維ウェブ、並びにその作製及び使用方法
US8512569B2 (en) Fluid filtration articles and methods of making and using the same
JP6054865B2 (ja) パターン付きエアレイド不織布繊維ウェブ、並びにこれらの製造及び使用方法
US20130108831A1 (en) Patterned air-laid nonwoven electret fibrous webs and methods of making and using same
WO2019025942A1 (en) MULTI-CONSTITUENT FIBERS COMPRISING A CRYSTALLINE POLYOLEFIN AND A HYDROCARBON TACKIFYING RESIN, AND METHOD FOR THE PRODUCTION THEREOF
CN110998003A (zh) 包含结晶聚烯烃和烃增粘树脂的半连续长丝及其制备方法
JP4281474B2 (ja) 不織布及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20200331

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication