CN111094647A - 具有改善的长期可分散性的聚合物纤维 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及具有改善的可分散性的聚合物纤维、其生产方法及其用途。根据本发明的聚合物纤维包含至少一种合成聚合物以及存在于纤维表面上的制剂，所述制剂包含选自羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基乙基纤维素(MEC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素以及它们的混合物组成的组的至少一种纤维素醚。根据本发明的聚合物纤维具有改善的可分散性，并因此适合用于生产水性悬浮液，所述水性悬浮液用于形成纺织面料，例如非织造物。

Description

具有改善的长期可分散性的聚合物纤维
技术领域
本发明涉及具有改善的长期可分散性的聚合物纤维、其生产方法及其用途。
背景技术
聚合物纤维即基于合成聚合物的纤维在工业上大规模生产。在此，作为基础的合成聚合物是通过熔融纺丝工艺生产的。为此，将热塑性聚合物材料熔融并通过挤出机以液态引入纺丝箱中。从该纺丝箱将熔融材料供给到所谓的喷丝嘴。喷丝嘴通常具备设有多个孔的喷丝嘴板，纤维的各个细丝(长丝)从喷丝嘴板挤出。除熔融纺丝工艺外，湿法或溶剂纺丝工艺也用于生产纺织纤维。在此，代替熔体，将合成聚合物的高粘度溶液通过带有细孔的喷嘴挤出。这两种工艺由本领域技术人员称为所谓的多位纺丝工艺。
以这种方式生产的聚合物纤维用于纺织品和/或工业应用。在此有利的是，聚合物纤维具有在水性体系中的良好的可分散性，例如在生产湿法成网非织造物的情况下。另外，如果聚合物纤维具有良好和柔软的手感，则对于纺织品应用是有利的。
通常通过施加合适的抛光剂(Aviagen)或整理剂(它们被施加到最终的或待处理的聚合物纤维的表面上)来进行聚合物纤维的改性或整理，以用于相应的最终用途或用于必要的中间处理步骤，例如拉伸和/或卷曲。
化学改性的另一种可能性可以在聚合物基本框架本身上进行，例如通过在聚合物主链和/或侧链中掺入起阻燃作用的化合物。
另外，可以将添加剂例如抗静电剂或有色颜料引入熔融的热塑性聚合物中或在多位纺丝工艺过程中引入聚合物纤维中。
聚合物纤维的分散行为尤其受合成聚合物的性质影响。因此，特别是在由热塑性聚合物制成的纤维的情况下，在水性体系中的可分散性受施加于表面上的抛光剂或整理剂的影响和调节。
通过合适的抛光剂或整理剂产生或改进的可分散性对于许多纺织品应用已经足够。
但是，其他要求也适用于食品技术应用；因此所使用的物质和材料必须根据欧盟法规EU Reg.No.231/2012具有食品接触许可。另外，所希望的是经过整理的聚合物纤维更长时间地和/或在更极端的条件下分散存在，例如高压、强剪切力和高温下，特别是即使在侵蚀性、酸性、水性体系中，并且这种可分散性在长时间的储存后也得以保持。
发明内容
因此，目的是提供一种具有改善的可分散性、特别是长期可分散性的聚合物纤维，该聚合物纤维即使长时间储存后也具有良好的可分散性，并且根据欧盟法规EU Reg.231/2012允许接触食品。另外，所述聚合物纤维也应在极端条件下即高压、强剪切力和高温下可良好地分散，尤其是即使在侵蚀性的水性体系中也可良好地分散，还水性体系必要时具有<7的pH值和/或电解质，特别是基于盐的电解质；并且该良好的可分散性即使在长期储存后也得以保持。
前述目的通过根据本发明的包含至少一种合成聚合物、优选至少一种合成热塑性聚合物的聚合物纤维实现，其特征在于所述纤维在表面上具有制剂，所述制剂包含选自羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基乙基纤维素(MEC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素以及它们的混合物组成的组的至少一种纤维素醚。
聚合物
形成分散介质的根据本发明的合成聚合物优选为热塑性聚合物，特别是热塑性缩聚物，特别优选为所谓的合成生物聚合物，特别优选为基于所谓生物聚合物的热塑性缩聚物。
在本发明中，术语“热塑性聚合物”表示在特定温度范围内、优选在25℃至350℃的范围内可以(热塑性)变形的塑料。该过程是可逆的，也就是说只要不因过热而开始材料的所谓的热分解，就可以通过冷却和再加热至熔化状态而重复任意多次。这使热塑性聚合物与热固性塑料和弹性体区别开来。
在本发明的范围内，术语“热塑性聚合物”优选理解为以下聚合物：丙烯腈-乙烯-丙烯(二烯)-苯乙烯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物、芳族聚酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、醋酸纤维素、乙酰丁酸纤维素、乙酰丙酸纤维素、水合纤维素、羧甲基纤维素、硝酸纤维素、丙酸纤维素、三乙酸纤维素、聚氯乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙基纤维素、聚苯乙烯、聚氟乙烯丙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基纤维素、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺6、聚酰胺6-3-T、聚酰胺6-对苯二甲酸共聚物、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6I、聚酰胺MXD 6、聚酰胺PDA-T、聚酰胺、聚芳醚、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚芳酰胺、聚氨基双马来酰亚胺、聚芳酯、聚1-丁烯、聚丙烯酸丁酯、聚苯并咪唑、聚双马来酰亚胺、聚噁二唑基苯并咪唑、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚氯三氟乙烯、聚乙烯、聚酯碳酸酯、聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚环氧乙烷、聚芳醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚异丁烯、聚异氰脲酸酯、聚酰亚胺砜、聚甲基丙烯酰亚胺、聚甲基丙烯酸酯、聚-4-甲基-1-戊烯、聚缩醛、聚丙烯、聚苯醚、聚环氧丙烷、聚苯硫醚、聚苯砜、聚苯乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐-丁二烯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-乙烯共聚物、氯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、氯乙烯-马来酸酐共聚物、氯乙烯-马来酰亚胺共聚物、氯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、氯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物和氯乙烯-偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物。
在本发明的范围内，术语“热塑性聚合物”优选理解为与制剂中使用的纤维素醚在化学和/或物理方面不同的聚合物。形成丝线的热塑性聚合物优选不包括纤维素醚。
特别合适的是使用高熔点热塑性聚合物(Mp≥100℃)，它非常适合用于纺织纤维生产。合适的高熔点热塑性聚合物尤其为例如聚酰胺，例如聚六亚甲基己二酰胺、聚己内酰胺、芳族或部分芳族聚酰胺(“芳酰胺”)、脂族聚酰胺例如尼龙、部分芳族或全芳族聚酯、聚苯硫醚(PPS)、具有醚和酮基的聚合物例如聚醚酮(PEK)和聚醚醚酮(PEEK)，或聚烯烃例如聚乙烯或聚丙烯。
在高熔点热塑性聚合物中，特别优选可熔融纺丝的聚酯。
可熔融纺丝的聚酯主要由从芳族二羧酸和脂族二醇衍生的结构单元组成。常见的芳族二羧酸结构单元为苯二羧酸、特别是对苯二甲酸和间苯二甲酸的二价残基；常见的二醇具有2至4个碳原子，其中乙二醇和/或1,3-丙二醇是特别合适的。
特别优选的是具有至少95摩尔％聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)的聚酯。
这样的聚酯，特别是聚对苯二甲酸乙二醇酯，通常具有对应于在25℃在二氯乙酸溶液中测量的0.4至1.4(dl/g)的特性粘度(IV)的分子量。
在本发明中，术语“合成生物聚合物”是指由生物源原料(可再生原料)组成的材料。由此区别于常规的石油基材料或塑料，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)。
根据本发明特别优选的合成生物聚合物是基于所谓的生物聚合物的热塑性缩聚物，它们包含乳酸、羟基丁酸和/或乙醇酸的重复单元，优选乳酸和/或乙醇酸，特别是乳酸。在这种情况下，聚乳酸是特别优选的。
在此“聚乳酸”应理解为由乳酸单元构成的聚合物。这样的聚乳酸通常通过乳酸的缩合来生产，但是也可以在合适条件下在丙交酯的开环聚合中获得。
根据本发明特别合适的聚乳酸包括聚(乙交酯-共-L-丙交酯)、聚(L-丙交酯)、聚(L-丙交酯-共-s-己内酯)、聚(L-丙交酯-共-乙交酯)、聚(L-丙交酯-共-D,L-丙交酯)、聚(D,L-丙交酯-共-乙交酯)以及聚对二氧环己酮。这样的聚合物可以例如从BoehringerIngelheim Pharma KG(贝林格尔英格海姆法玛两合)公司(德国)以商品名
Figure BDA0002408593440000061
GL903、
Figure BDA0002408593440000062
L 206 S、
Figure BDA0002408593440000063
L 207 S、
Figure BDA0002408593440000064
L 209 S、
Figure BDA0002408593440000065
L 210、
Figure BDA0002408593440000066
L 210 S、
Figure BDA0002408593440000067
LC 703 S、
Figure BDA0002408593440000068
LG 824 S、
Figure BDA0002408593440000069
LG 855 S、
Figure BDA00024085934400000610
LG 857 S、
Figure BDA00024085934400000611
LR 704 S、
Figure BDA00024085934400000612
LR 706 S、
Figure BDA00024085934400000613
LR 708、
Figure BDA00024085934400000614
LR 927 S、
Figure BDA00024085934400000615
RG 509 S和
Figure BDA00024085934400000616
X 206 S商购。
对于本发明的目的特别有利的聚乳酸尤其为聚-D-乳酸、聚-L-乳酸或聚-D,L-乳酸。
在一个特别优选的实施方案中，合成聚合物是基于乳酸的热塑性缩聚物。
根据本发明使用的聚乳酸具有至少500g/mol、优选至少1,000g/mol、特别优选至少5,000g/mol、合适地至少10,000g/mol、特别是至少25,000g/mol的数均分子量(Mn)，其优选通过针对窄分布的聚苯乙烯标准物的凝胶渗透色谱法或通过端基滴定法测定。另一方面，数均分子量优选为至多1,000,000g/mol、合适地至多500,000g/mol、有利地至多100,000g/mol，特别是至多50,000g/mol。至少10,000g/mol至500,000g/mol范围内的数均分子量已被证明在本发明的范围内特别合适。
优选的乳酸聚合物特别是聚-D-乳酸、聚-L-乳酸或聚-D,L-乳酸的重均分子量(Mw)优选在750g/mol至5,000,000g/mol范围内，优选在5,000g/mol至1,000,000g/mol的范围内，特别优选在10,000g/mol至500,000g/mol的范围内，特别是在30,000g/mol至500,000g/mol的范围内，优选针对窄分布的聚苯乙烯标准品通过凝胶渗透色谱法测定，并且这些聚合物的多分散性有利地在1.5至5的范围内。
特别合适的乳酸聚合物特别是聚-D-乳酸、聚-L-乳酸或聚-D,L-乳酸的特性粘度，在氯仿中于25℃、0.1％的聚合物浓度下测量，在0.5dl/g至8.0dl/g的范围内，优选在0.8dl/g至7.0dl/g的范围内，特别是在1.5dl/g至3.2dl/g的范围内。
此外，特别合适的乳酸聚合物尤其是聚-D-乳酸、聚-L-乳酸或聚-D,L-乳酸的特性粘度，在六氟-2-丙醇中于30℃、0.1％的聚合物浓度下测量，在1.0dl/g至2.6dl/g范围内，特别是在1.3dl/g至2.3dl/g范围内。
此外，在本发明的范围内，玻璃化转变温度大于20℃、有利地大于25℃、优选地大于30℃、特别优选地大于35℃、特别是大于40℃的聚合物，特别是热塑性聚合物，是非常有利的。在本发明的非常特别优选的实施方案的范围内，聚合物的玻璃化转变温度在35℃至55℃的范围内，特别是在40℃至50℃的范围内。
此外，熔融温度大于50℃、有利地至少60℃、优选地大于150℃、特别优选地在160℃至210℃的范围内、特别是在175℃至195℃的范围内的聚合物是特别合适的。
在这种情况下，聚合物的玻璃化转变温度和熔融温度优选通过动态差示量热法(差示扫描量热法；简称DSC)确定。在这方面，已证明以下过程特别有用：
在Mettler-Toledo DSC 30S上在氮气环境下执行DSC测量。标定优选地用铟进行。测量优选在干燥、无氧的氮气环境下进行(流速：优选40ml/min)。样品重量优选在15mg和20mg之间选择。首先将样品从0℃加热到优选高于要研究的聚合物的熔融温度的温度，然后冷却至0℃并第二次从0℃加热到上述温度，加热速率为10℃/min。
聚酯、特别是乳酸聚合物非常特别优选作为热塑性聚合物。
聚合物纤维
根据本发明的聚合物纤维可以是有限纤维形式，例如所谓的短纤维形式，或者是无限纤维(长丝)的形式。为了更好的可分散性，纤维优选为短纤维的形式。上述短纤维的长度不受任何基本限制，但通常为1至200mm，优选2至120mm，特别优选2至60mm。从根据本发明的纤维可以良好地切割特别短的纤维。这是指5mm或更短、特别是4mm或更短的纤维长度。
根据本发明的聚合物纤维、优选短纤维的个体纤度为0.3至30dtex，优选0.5在13dtex之间。对于一些应用，0.3与3dtex之间的纤度和<10mm、特别是<8mm、特别优选<6mm、尤其优选<4mm的纤维长度是特别合适的。
根据本发明的聚合物纤维优选通过熔融纺丝方法由热塑性聚合物、特别是热塑性有机聚合物、特别优选由热塑性有机缩聚物生产。在此，将聚合物材料在挤出机中熔融，并通过喷丝嘴加工成聚合物纤维。根据本发明的聚合物纤维通常不包含通过溶液纺丝、特别是通过电纺丝生产的纤维。
聚合物纤维也可以作为双组分纤维的存在，其中该纤维由组分A(芯)和组分B(包层)组成。在另一个实施方案中，组分A中的热塑性聚合物的熔点可以比组分B中的热塑性聚合物的熔点高至少5℃，优选至少10℃，特别优选至少20℃。组分A中的热塑性聚合物的熔点优选为至少100℃，优选为至少140℃，特别优选为至少150℃。
双组分纤维中使用的热塑性聚合物是上面已经提到的聚合物。
制剂
根据本发明的聚合物纤维在表面上具有在0.1与20重量％之间、优选0.5至3重量％的制剂，所述制剂包含至少一种纤维素醚，所述纤维素醚选自羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基乙基纤维素(MEC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素以及它们的混合物。
在一个优选实施方案中，所述制剂包含至少两种纤维素醚，所述至少两种纤维素醚选自羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基乙基纤维素(MEC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素的组，特别优选制剂由甲基纤维素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)组成，其中它们以0.1至20重量％、优选0.5至3重量％的量存在于根据本发明的聚合物纤维的表面上。
根据本发明的制剂覆盖纤维总表面的至少99％，优选至少99.5％，尤其是纤维总表面的至少99.9％，特别优选100％。通过显微方法确定表面的覆盖率。将根据本发明的制剂优选地仅施加到纤维上，而不是随后施加到由纤维制成的纺织面料上。
根据本发明的制剂在纤维上通常具有5-10nm的厚度。通过显微方法确定厚度。
根据本发明使用的一种或多种纤维素醚是根据欧洲法规EU Reg.231/2012被批准为添加剂的物质。这样的物质是可商购的，例如以商品名
Figure BDA0002408593440000091
或MethocelTM。
在优选的实施方案中，所述制剂包含纤维素醚，但特别是羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基乙基纤维素(MEC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素，特别优选的是制剂由甲基纤维素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)组成，其具有35℃至90℃的范围内、优选在40℃至70℃的范围内、特别是在45℃至60℃的范围内、特别优选在45℃至55℃的范围内的胶凝温度。
根据本发明使用的一种或多种纤维素醚通常具有1.3至2.6、优选1.6至2.0范围内的取代度(每个葡萄糖分子的取代羟基的数目)。取代度通常通过气相色谱法确定。
根据本发明使用的一种或多种纤维素醚(然而特别是甲基纤维素)优选具有26％至33％、特别是27％至32％的甲氧基基团含量。
根据本发明使用的羟丙基纤维素优选具有最大5％的羟丙基基团含量。
根据本发明使用的羟丙基纤维素优选具有7％至12％的羟丙基基团含量。
根据本发明使用的一种或多种纤维素醚(然而特别是甲基纤维素)优选具有26％至33％、特别是27％至32％的甲氧基基团含量，和最大5％的羟丙基基团含量。
根据本发明使用的一种或多种纤维素醚(然而特别是羟丙基纤维素)优选具有26％至33％、特别是27％至32％的甲氧基基团含量，以及7％至12％的羟丙基基团含量。
根据本发明使用的一种或多种纤维素醚通常具有10,000至380,000g/mol、优选10,000至200,000g/mol、特别是10,000至100,000g/mol、特别优选12,000至60,000g/mol、尤其优选12,000至40,000g/mol的平均分子量Mn。通常通过凝胶渗透色谱法(GPC)测定平均分子量Mn。
根据本发明使用的一种或多种纤维素醚通常具有50至1000的聚合度。
根据本发明使用的一种或多种纤维素醚通常具有10至40mPas的粘度，其作为完全脱盐的水(根据DIN标准EN50272-2：2001的VE水)中的2重量％溶液在20℃测量(溶液(静止相)活化后30秒后在另外的30秒内测量，并因此在一分钟后获得测量值)，例如通过Brookfield LVT测量。
根据本发明的制剂通常以水性制剂的形式施加，其中纤维素醚的固体含量为0.1至5.0g/l。水性制剂还可以包含其他组分，例如消泡剂等。
根据本发明整理的聚合物纤维显示出纤维在水中的非常好的可分散性。一方面，根据本发明的纤维非常迅速地分散并且在较长的时间内保持分散，另一方面，根据本发明整理的聚合物纤维还表现出良好的储存稳定性，也就是说即使在根据本发明制备的纤维储存了至少1个月之后(在25℃的室温和20％至70％范围内的相对湿度下)，纤维也可以良好地分散并且以非常均匀地分布的分散纤维的形式存在。根据本发明整理的聚合物纤维也适合用于水性分散体的稳定化，其中除了根据本发明的纤维还存在固体颗粒状微粒，例如矿物微粒。对于该实施方案，合适的是具有0.3和3dtex之间的纤度和<10mm、特别是<8mm、特别优选<6mm、尤其优选<4mm的纤维长度的根据本发明的聚合物纤维。
此外，根据本发明整理的聚合物纤维可以与不具有根据本发明的整理的其他聚合物纤维一起使水性分散体稳定化。所述其他聚合物纤维在形成纤维的聚合物方面可以不同或也可以相同，其中这些其他聚合物纤维不具有根据本发明的整理。因此，根据本发明的纤维可以很好地用于湿法成网纺织面料的生产中。可以将根据本发明整理的聚合物纤维添加到碎浆机或成片机中。对于该实施方案，合适的是具有0.3和3dtex之间的纤度和<10mm、特别是<8mm、特别优选<6mm、尤其优选<4mm的纤维长度的根据本发明的聚合物纤维。
按照常规方法进行根据本发明的合成聚合物纤维的生产。首先，将合成聚合物在必要时干燥，并进料到挤出机中。接着通过具有相应喷嘴的常规装置将熔融材料纺丝。将喷嘴出口面的出口速度与纺丝速度协调，使得产生具有期望的纤度的纤维。纺丝速度应理解为用以将凝固的丝线拉出的速度。以这种方式拉出的丝线可以直接供给拉伸过程，或者只是进行卷绕或放置并在以后的时间点进行拉伸。然后可以按照常规方法将以常规方式拉伸的纤维和长丝固定，并切成所需的长度，制成短纤维。
在这种情况下，纤维可以是未卷曲的也可以是卷曲的，其中在卷曲的版本的情况下必须设定对于湿法成网工艺的卷曲度(低卷曲度)。
形成的纤维可具有圆形、椭圆形和其他合适的横截面或其他形状，例如哑铃形、肾形、三角形或三叶形或多叶形横截面。中空纤维也是可能的。也可以使用由两种或更多种聚合物制成的纤维。
以这种方式生产的纤维长丝被组合成纱线，纱线又被组合成纺丝束。首先将纺丝束放置在罐中以进行进一步处理。提取罐中暂时储存的纺丝束，并生产一条大的纺丝束。接着可以使用常规方法在带式输送机上拉伸通常具有10-600ktex的大的短纤维束，优选在10至110m/min的进料速度下进行。在此也可以使用有利于拉伸但不会不利地影响后续性能的制剂。
拉伸比优选从1.25至4，特别优选从2.5至3.5。拉伸时的温度在要拉伸的纺丝束的玻璃化转变温度的范围内，并且例如对于聚酯在40℃和80℃之间。
拉伸可以在一个阶段中进行，或者可选地使用两阶段的拉伸过程(对此例如参见US 3 816 486)进行。在拉伸之前和拉伸过程中可以使用常规方法施加一种或多种敷料。
为了已拉伸的纤维的任选地执行的卷曲化/织构，可以用本身已知的卷曲机使用机械卷曲的常规方法。优选的是具有蒸汽协助的用于纤维卷曲的机械装置，例如镦粗室。但是，也可以使用按照其他方法卷曲的纤维，例如还有三维卷曲的纤维。为了进行卷曲，通常首先将丝束调温到50℃至100℃、优选70℃至85℃范围内、特别优选约78℃的温度，并且在丝束进入辊的压力为1.0至6.0bar，特别优选约2.0bar，卷曲室中的压力为0.5至6.0bar，特别优选1.5-3.0bar，且蒸汽为1.0至2.0kg/min、特别优选1.5kg/min的条件下进行处理。
根据本发明的制剂的施加在拉伸之后进行，并且在进行卷曲的情况下在卷曲机之前进行第二次。通常将根据本发明的制剂加热并在30至110℃范围内的施加温度下施加到纤维上并干燥。
已经表明，根据本发明的制剂的干燥和用根据本发明的制剂整理的纤维的所有后处理均在最高120℃的温度下进行，因为更高的温度对纤维的可分散性具有负面影响。在最高120℃的温度下，获得非常均一和均匀的制剂施加，并且几乎没有观察到沉积物。对于根据本发明的可分散性，这样的施加是有益的。
如果光滑的或任选卷曲的纤维在烤箱或热气流中松弛和/或固定，则这同样在最高130℃的温度下进行，因为更高的温度不利地影响纤维的可分散性。在130℃以上的温度下，先前获得的均一且均匀的制剂施加受损，并且根据本发明的可分散性降低。
为了生产短纤维，提取光滑的或任选地卷曲的纤维，随后切割并任选地硬化并以絮状物的形式存放在压捆中。本发明的短纤维优选在松弛部的下游的机械切割装置上切割。为了生产丝束类型，可以省去切割。这些丝束类型以未切割的形式存放在捆中并被压紧。
在卷曲的实施方案中，根据本发明生产的纤维的卷曲度优选为每厘米至少2个、优选至少3个卷曲(卷曲弧)，优选每厘米3弧至每厘米9.8弧，特别优选每厘米3.9弧至每厘米8.9弧。在用于生产纺织品面的应用中，对于卷曲度，特别优选约每厘米5至5.5弧的值。对于通过湿法成网工艺生产纺织面料，必须单独设置卷曲度。
上述参数即纺丝速度、拉伸、拉伸比、拉伸温度、固定、固定温度、进料速度、卷曲/织构等取决于相应的聚合物。这些参数是本领域技术人员在通常范围中选择的参数。
由本发明的纤维可以生产纺织面料，其同样是本发明的主题。由于根据本发明的纤维的良好可分散性，这种纺织面料优选通过湿法成网工艺生产。
除了纤维在水中的改善的可分散性之外，根据本发明的聚合物纤维还表现出分散的纤维在水中的良好可泵送性，使得根据本发明的聚合物纤维特别适合于按照湿法成网工艺生产纺织面料。由于根据本发明的纤维有利于固体颗粒状微粒例如矿物微粒的可分散性，所以也可以生产具有矿物整理剂的纺织面料。对于该实施方案，合适的是具有0.3和3dtex之间的纤度和<10mm、特别是<8mm、特别优选<6mm、尤其优选<4mm的纤维长度的根据本发明的聚合物纤维。
除了这些湿法成网工艺之外，所谓的熔喷工艺(例如，如Complete TextileGlossary(纺织品完全词汇表),Celanese Acetate LLC,2000年起”或“Chemiefaser-Lexikon(化纤词典)，Robert Bauer,第10版,1993中所述)也是合适的。这样的熔喷工艺适合于生产细纤度纤维或非织造物，例如用于卫生领域。
在本说明书范围内，术语“纺织面料”应当按其最宽泛的含义来理解。它可以是含有根据本发明的纤维的按照平面成形技术生产的所有形成物。这种纺织面料的例子是非织造物，特别是湿法成网的非织造物，优选基于短纤维或按照熔喷工艺生产的非织造物。
与未根据本发明进行添加的纤维相比，根据本发明的纤维的特征在于可分散性的持久性显著改善。根据本发明的纤维即使在以捆或类似形成物的形式长时间存储例如几周或几个月之后也具有非常好的可分散性。另外，根据本发明的纤维显示出改善的长期可分散性，即当根据本发明的纤维分散在液体介质中例如水中时，纤维保持分散的时间更长，并且在长时间之后才开始沉降。另外，根据本发明的纤维显示出减少的纤维飞散，这引起劳动保护方面的改善，因为该制剂确保了在纤维复合物中的保持力显著提高。减少的纤维飞散在形成纺织面料例如非织造物过程中是非常重要的。
通过根据本发明的纤维生产的织物特别是湿法成网纺织面料，尤其是湿法成网非织造物。通过根据本发明的纤维生产的纺织面料含有根据本发明的聚合物纤维，在其表面上施加了0.1至20重量％、优选0.5至3重量％的制剂，所述制剂包含至少一种选自以下组的纤维素醚：羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基乙基纤维素(MEC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟乙基纤维素、羧甲基和羟乙基纤维素以及它们的混合物。基于纺织面料的总重量，根据本发明的聚合物纤维在纺织面料中的比例通常为至少10重量％，优选至少20重量％，特别是至少30重量％，特别优选至少50重量％。在一种特别优选的实施方案中，纺织面料仅由根据本发明的聚合物纤维组成。
测试方法：
除非以上描述中另有说明，否则将使用以下测量方法或测试方法：
纤度：
纤度的测定根据DIN EN ISO1973进行。
可分散性：
为了评估可分散性，开发了以下测试方法并根据本发明使用：
将根据本发明的纤维切成2-12mm的长度。将切断的纤维在室温(25℃)下引入一个填充有VE水(VE＝完全脱盐)的玻璃容器中(尺寸：长150mm，宽200mm，高200mm)。纤维的量为每升VE水0.25g。为了更好的评估，通常使用1g纤维和4升VE水。
接着通过常规的实验室磁力搅拌器(例如IKAMAG RCT)和磁力搅拌子(Magnetfisch)(80mm)将纤维/VE水混合物搅拌至少三分钟(速度在750-1500转/分钟范围内)，并关闭搅拌器。接着，评估是否所有的纤维都已分散。
按如下所述评估纤维的分散行为：
未分散(-)
部分分散(o)
完全分散(+)
以上评估按照规定的时间间隔进行。
作为对照，使用不具有根据本发明的制剂但其他方面都相同的纤维。
胶凝温度：
通过Anton Paar公司的Model Physica MCR 301振荡流变仪确定凝胶温度。
除非在上面的描述中已经说明，否则以下所有其他参数通过根据出版物《聚合物》(Polymers)2015，7(5)，777-803中的“甲基纤维素，一种具有原始物理特性和扩展应用的纤维素衍生物(Methylcellulose,a Cellulose Derivative with Original PhysicalProperties and Extended Applications)”的测量或测试方法测定。
具体实施方式
通过以下实施例举例说明本发明，而不限制其范围。
实施例
在带式输送机上的加工期间将甲基纤维素溶液施加到熔融纺丝的PLA纤维上，然后将其干燥。因此，生产的PLA纤维在表面上具有包含至少一种甲基纤维素(MC)的制剂。
生产的PLA纤维在至少99％的纤维总表面上具有根据本发明的制剂。
如上所述，将根据本发明的PLA纤维切割成6mm的切割长度，并将1克切割的PLA纤维在室温(25℃)下分散和评定。
为了比较，按如上所述将没有根据本发明的添加物但其他方面都相同的1克PLA纤维在室温(25℃)下分散并评定。
与对照纤维(不具有根据本发明的整理)相比，根据本发明的纤维显示出明显更好的长期分散性以及在储存数周后可分散性的明显更好的持久性。

Claims (25)

1.包含至少一种合成聚合物的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维在表面上具有制剂，所述制剂包含选自羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基乙基纤维素(MEC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素以及它们的混合物组成的组的至少一种纤维素醚。
2.根据权利要求1所述的聚合物纤维，其特征在于，所述合成聚合物为热塑性聚合物，优选热塑性缩聚物，特别是基于生物聚合物的热塑性缩聚物。
3.根据权利要求1所述的聚合物纤维，其特征在于，所述合成聚合物选自由以下聚合物组成的组：丙烯腈-乙烯-丙烯-(二烯)-苯乙烯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸酯共聚物、丙烯腈-甲基丙烯酸甲酯共聚物、丙烯腈-氯化聚乙烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、丙烯腈-乙烯-丙烯-苯乙烯共聚物、芳族聚酯、丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯共聚物、丁二烯-苯乙烯共聚物、醋酸纤维素、乙酰丁酸纤维素、乙酰丙酸纤维素、水合纤维素、羧甲基纤维素、硝酸纤维素、丙酸纤维素、三乙酸纤维素、聚氯乙烯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-氯三氟乙烯共聚物、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、乙烯-四氟乙烯共聚物、乙烯-乙烯醇共聚物、乙烯-丁烯共聚物、乙基纤维素、聚苯乙烯、聚氟乙烯丙烯、甲基丙烯酸甲酯-丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基丙烯酸甲酯-丁二烯-苯乙烯共聚物、甲基纤维素、聚酰胺11、聚酰胺12、聚酰胺46、聚酰胺6、聚酰胺6-3-T、聚酰胺6-对苯二甲酸共聚物、聚酰胺66、聚酰胺69、聚酰胺610、聚酰胺612、聚酰胺6I、聚酰胺MXD 6、聚酰胺PDA-T、聚酰胺、聚芳醚、聚芳醚酮、聚酰胺酰亚胺、聚芳酰胺、聚氨基双马来酰亚胺、聚芳酯、聚1-丁烯、聚丙烯酸丁酯、聚苯并咪唑、聚双马来酰亚胺、聚噁二唑基苯并咪唑、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚碳酸酯、聚氯三氟乙烯、聚乙烯、聚酯碳酸酯、聚芳醚酮、聚醚醚酮、聚醚酰亚胺、聚醚酮、聚环氧乙烷、聚芳醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚酰亚胺、聚异丁烯、聚异氰脲酸酯、聚酰亚胺砜、聚甲基丙烯酰亚胺、聚甲基丙烯酸酯、聚-4-甲基-1-戊烯、聚缩醛、聚丙烯、聚苯醚、聚环氧丙烷、聚苯硫醚、聚苯砜、聚苯乙烯、聚砜、聚四氟乙烯、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯醇缩丁醛、聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚偏二氟乙烯、聚氟乙烯、聚乙烯基甲基醚、聚乙烯吡咯烷酮、苯乙烯-丁二烯共聚物、苯乙烯-异戊二烯共聚物、苯乙烯-马来酸酐共聚物、苯乙烯-马来酸酐-丁二烯共聚物、苯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、苯乙烯-甲基苯乙烯共聚物、苯乙烯-丙烯腈共聚物、氯乙烯-乙烯共聚物、氯乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物、氯乙烯-马来酸酐共聚物、氯乙烯-马来酰亚胺共聚物、氯乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物、氯乙烯-丙烯酸辛酯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物和氯乙烯-偏二氯乙烯-丙烯腈共聚物。
4.根据权利要求1所述的聚合物纤维，其特征在于，所述合成聚合物是聚酯。
5.根据权利要求1所述的聚合物纤维，其特征在于，所述合成聚合物是优选聚乳酸的合成生物聚合物。
6.根据权利要求5所述的聚合物纤维，其特征在于，聚乳酸具有至少500g/mol、优选至少1,000g/mol、特别优选至少5,000g/mol、合适地至少10,000g/mol、特别是至少25,000g/mol的数均分子量(Mn)。
7.根据权利要求5或6所述的聚合物纤维，其特征在于，聚乳酸具有至多1,000,000g/mol、优选至多500,000g/mol、特别优选至多100,000g/mol，特别是至多50,000g/mol数均分子量(Mn)。
8.根据权利要求5、6或7所述的聚合物纤维，其特征在于，所述聚乳酸具有750g/mol至5,000,000g/mol范围内、优选在5,000g/mol至1,000,000g/mol范围内、特别优选在10,000g/mol至500,000g/mol的范围内、特别是在30,000g/mol至500,000g/mol范围内的重均分子量(Mw)。
9.根据权利要求5、6、7或8所述的聚合物纤维，其特征在于，所述聚乳酸具有在1.5至5范围内的多分散性。
10.根据权利要求5、6、7、8或9所述的聚合物纤维，其特征在于，所述聚乳酸是聚-D-乳酸、聚-L-乳酸或聚-D,L-乳酸。
11.根据权利要求1至10中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维以短纤维的形式存在，优选具有在1至200mm范围内的长度。
12.根据权利要求1至11中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维具有在0.3与30dtex之间的、优选0.5至13dtex的纤度。
13.根据权利要求1至12中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维是双组分纤维，其中，所述纤维由组分A(芯)和组分B(壳)组成，并且组分A的熔点比组分B的熔点高至少5℃，优选至少10℃，特别优选至少20℃。
14.根据权利要求1至13中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，在所述纤维的表面上施加0.1至20重量％、优选0.5至3重量％的制剂。
15.根据权利要求1至14中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述制剂包含至少两种纤维素醚，所述至少两种纤维素醚选自羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素(MC)、乙基纤维素(EC)、羟乙基纤维素(HEC)、羟丙基纤维素(HPC)、甲基乙基纤维素(MEC)、羟乙基甲基纤维素(HEMC)、羟丙基甲基纤维素(HPMC)、乙基羟乙基纤维素、羧甲基羟乙基纤维素的组，特别优选的是所述制剂由甲基纤维素(MC)和羟丙基甲基纤维素(HPMC)组成。
16.根据权利要求1至15中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述制剂覆盖纤维总表面的至少99％，优选至少99.5％，尤其是纤维总表面的至少99.9％，特别优选100％。
17.根据权利要求1至16中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述制剂具有5-10nm的厚度。
18.根据权利要求1至17中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维素醚具有35℃至90℃的范围内、优选在40℃至70℃的范围内、特别是在45℃至60℃的范围内、特别优选在45℃至55℃的范围内的胶凝温度。
19.根据权利要求1至18中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维素醚具有1.3至2.6、优选1.6至2.0范围内的取代度(每个葡萄糖分子的取代羟基的数目)。
20.根据权利要求1至19中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维素醚是甲基纤维素，所述甲基纤维素优选具有26％至33％、特别是27％至32％的甲氧基基团含量。
21.根据权利要求1至19中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维素醚是羟丙基纤维素，所述羟丙基纤维素具有优选至多5％的羟丙基基团含量，特别优选7％至12％的羟丙基基团含量。
22.根据权利要求1至19中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维素醚具有26％至33％、特别是27％至32％的甲氧基基团含量，以及最大5％的羟丙基基团含量。
23.根据权利要求1至19中的一项或多项所述的聚合物纤维，其特征在于，所述纤维素醚具有26％至33％、特别是27％至32％的甲氧基基团含量，以及7％至12的羟丙基基团含量。
24.纺织面料，尤其是根据湿法成网工艺获得的纺织面料，其含有权利要求1至23中所限定的聚合物纤维。
25.权利要求1至23中所限定的聚合物纤维用于生产水性悬浮液的用途。
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