CN111465724A - 包括含环氧烷的非离子表面活性剂的纤维、制品和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种纤维，所述纤维包括：基体聚合物，所述基体聚合物包含芳族聚酯或尼龙‑6；以及混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂；其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB。本发明公开了一种包括多根所述纤维的制品，其中染料在所述制品的所述纤维的第一部分中存在的量大于在所述制品的其它部分中存在的量。

Description

包括含环氧烷的非离子表面活性剂的纤维、制品和方法
背景技术
热舒适度取决于从人体释放的热量。水分释放是热损失的一种机制。在强烈的体力活动过程中，人的顶泌汗腺和外泌汗腺在剧烈活动中平均每小时损失1200毫升(mL)的汗液。棉可吸收此类汗液(例如，在65％相对湿度(RH)下，回潮率为7.0-8.5％水分)，而天性更为疏水的聚酯和尼龙不能吸汗。例如，聚酯织物在65％RH下仅可保有0.4％水分。
水蒸汽移动穿过织物的速率在决定人的舒适度方面发挥重要作用，因为它影响冷/暖体感并辅助调节体温。这一过程称为湿汽渗透或芯吸。
绝大多数的运动服是由聚酯或尼龙制作的，由于聚酯或尼龙的疏水特性，它们不允许水分停留在其表面上，而且蒸汽不能轻易地穿过织物的孔，导致跨越由聚酯或尼龙纤维制作的织物的芯吸能力有限。这可造成水分在织物表面处的蓄积或者彻底将水分排斥回皮肤表面，从而阻碍水分流动穿过和跨越织物。因此，当穿着聚酯服装时，人可能经历或感觉不舒服。棉的吸收更好，但棉也不能有效地芯吸，导致不舒服。
改善聚酯织物的吸水性/芯吸的尝试包括以下途径：(1)使用不同的喷丝嘴来制作不同形状的纤维；(2)使用中空的微孔纤维；(3)将两层或三层亲水织物(例如，棉)与疏水的聚酯织物合并在一个构造体中；以及(4)将亲水剂施加到疏水纤维的表面。
仍需要其它方法来赋予含芳族聚酯的纤维及含尼龙-6的纤维以亲水性。
发明内容
本公开提供纤维、包括此类纤维的制品、以及制造和使用此类纤维的方法。所述纤维包括含环氧烷的非离子表面活性剂。
在一个实施方案中，本公开提供纤维，所述纤维包括：基体聚合物，所述聚合物包括芳族聚酯或尼龙-6；以及混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂；其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB。
在一个实施方案中，本公开提供如本文所述的多根纤维，例如，其可为纱或纤维网的形式。在一个实施方案中，提供一种制品，所述制品包括如本文所述的多根纤维，其中所述多根纤维的第一部分包括：基体聚合物，所述基体聚合物包括芳族聚酯或尼龙-6；混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；和染料；其中所述染料在所述制品的所述纤维的所述第一部分中存在的量大于在所述纤维的其它部分中存在的量。
本公开提供制造如本文所述的纤维的方法，所述方法包括：提供基体聚合物，所述基体聚合物包含芳族聚酯或尼龙-6；提供含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；将所述含环氧烷的非离子表面活性剂与所述基体聚合物熔融混合；以及形成多根纤维，所述多根纤维中的每一根包括混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂。
本公开还提供将纤维基材差异性染色的方法，所述方法包括：提供纤维基材，所述纤维基材包括纤维的第一部分和纤维的第二部分；在相同条件下将相同类型和量的染料施加到所述纤维基材的所述第一部分和所述第二部分；其中所述纤维基材的所述第一部分和所述第二部分差异性地吸收所述染料。纤维基材包括：纤维的第一部分，其包括：基体聚合物，所述基体聚合物包括芳族聚酯或尼龙-6；和混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；以及纤维的第二部分，其包括：与所述第一部分中相同的基体聚合物；和任选地混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的量(包括不使用此类表面活性剂)和/或类型不同于所述第一部分中的量和/或类型。
如本文所用，“环氧烷”是指氧基直接键合到亚烷基的二价基团，其中术语“亚烷基”是指为烷烃基的二价基团，并包括直链基团、支链基团、环状基团、双环基团或它们的组合。除非另外指明，否则亚烷基基团通常具有1至30个碳原子。在一些实施方案中，亚烷基基团具有1至20个碳原子、1至10个碳原子、1至6个碳原子、或1至4个碳原子。“亚烷基”基团的示例包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、1,4-亚丁基、1,4-亚环己基和1,4-环己基二亚甲基。
如本文所用，“烷基”是指为烷烃基的一价基团并且包括直链、支链、环状和二环烷基以及它们的组合，包括未取代的和取代的烷基两者。除非另外指明，否则烷基通常包含1至72个碳原子。在一些实施方案中，所述烷基包含1至45个碳原子、1至30个碳原子、1至10个碳原子。烷基的示例包括但不限于甲基、乙基、正丙基、正丁基、正戊基、异丁基、叔丁基、异丙基、正辛基、正庚基、乙基己基、环戊基、环己基、环庚基等。
术语“聚合物”和“聚合物材料”包括但不限于有机均聚物，共聚物诸如例如嵌段、接枝、无规和交替共聚物、三聚物等，以及它们的共混物和改性物。此外，除非另外明确限制，否则术语“聚合物”应包括材料的所有可能的几何构型。这些构型包括但不限于全同立构、间同立构和无规立构对称。
在本文中，术语“包括”及其变型形式在说明书和权利要求中出现这些术语的地方不具有限制的含义。此类术语将理解为暗示包括所陈述的步骤或要素或者步骤或要素的组，但不排除任何其它步骤或要素或者步骤或要素的组。所谓“由……组成”是指包括并且限于短语“由……组成”随后的内容。因此，短语“由……组成”指示列出的要素为所需的或强制性的，并且不可存在其它要素。所谓“基本上由……组成”是指包括在该短语之后所列出的任何要素，并且限于不妨碍或有助于本公开中对所列要素规定的活性或作用的其它要素。因此，短语“基本上由……组成”指示所列要素为所需的或强制性的，但其它要素为任选的并且可存在或可不存在，取决于它们是否实质上影响所列要素的活性或作用。以开放式语言(例如，包括及其派生词)引用到本说明书中的任何要素或要素的组合被认为是以封闭式语言(例如，由……组成及其派生词)并且以部分封闭式语言(例如，基本上由……组成和及其派生词)另外地引用。
词语“优选的”和“优选地”是指在某些情况下可提供某些有益效果的本公开的实施方案。然而，在相同的情况或其它情况下，其它权利要求也可能为优选的。此外，对一个或多个优选的权利要求的表述并不意味着其它权利要求为不可用的，并且并非旨在将其它权利要求排除在本公开的范围之外。
在本申请中，术语诸如“一个”、“一种”、“该”和“所述”并非仅旨在指单一实体，而是包括一般类别，其具体示例可用于举例说明。术语“一个”、“一种”、“该”和“所述”可与术语“至少一个(种)”互换使用。后接列表的短语“……中的至少一个(种)”和“包含……中的至少一个(种)”是指列表中项目中的任一项以及列表中两项或更多项的任何组合。
如本文所用，术语“或”一般按其通常的意义使用，包括“和/或”，除非该内容另外清楚地指出。
术语“和/或”意指所列要素中的一个或全部，或者所列要素中的任何两个或更多个的组合。
另外在本文中，所有数值假定通过术语“约”修饰，并且在某些实施方案中优选地通过术语“精确地”修饰。如本文所用，关于所测量的量，术语“约”是指所测量的量方面的偏差，这个偏差为如一定程度地小心进行测量的技术人员应当能预期的那种与测量的目标和所用测量设备的精确度相称的偏差。在本文中，“至多”某数字(例如，至多50)包括该数字(例如，50)。
另外在本文中，通过端点表述的数值范围包括该范围内包含的所有数字以及端点(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4、5等)。
如本文所用，术语“室温”是指20℃至25℃或22℃至25℃的温度。
术语“在范围中”或“在范围内”(以及类似的表述)包括所述范围的端点。
当基团多于一次出现在本文所述的式中时，无论是否明确陈述，每个基团都是“独立地”选择的。例如，当式中存在多于一个R基团时，每个R基团均是独立选择的。此外，这些基团内包含的子基团也是独立地选择的。
贯穿本说明书的对“一个实施方案”、“实施方案”、“某些实施方案”或“一些实施方案”等的引用，意指结合实施方案描述的具体特征、构型、组合物或特性包括在本发明的至少一个实施方案中。因此，贯穿本说明书在各处出现的此类短语不一定是指本发明中的相同实施方案。此外，具体特征、构型、组合物或特性可在一个或多个实施方案中以任何合适的方式进行组合。
本公开的以上发明内容并不旨在描述本发明的每个公开实施方案或每种实施方式。以下描述更为具体地举例说明了例示性实施方案。在本申请通篇的若干处，通过示例列表提供了指导，这些示例可以各种组合使用。在每种情况下，所引用的列表都只用作代表性的组，并且不应被理解为排他性列表。因此，本公开的范围不应限于本文所述的特定说明性结构，而应至少扩展至由权利要求书的语言所描述的结构以及那些结构的等同形式。本说明书中正面引用的作为替代方案的任何要素可根据需要以任何组合明确地包括于权利要求书中或从权利要求书排除。虽然本文可能已经讨论了各种理论和可能的机理，但在任何情况下都不应将此类讨论用于限制可受权利要求书保护的主题。
具体实施方式
本公开提供纤维、包括此类纤维的制品、以及制造和使用此类纤维的方法。所述纤维包括混合(即，掺入)在基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，所述基体聚合物包括芳族聚酯或尼龙-6。由于所述表面活性剂的掺入，所述纤维能够吸收液体(例如，水)。在某些实施方案中，所述纤维能够芯吸液体，如以水或80/20(以重量计)的水/异丙醇混合物为例。这使得所述纤维以及包括此类纤维的纱、线、纤维网和其它制品能够吸收水分，并且优选地，从身体(例如，出汗的人体)芯吸走汗液。
例如，在某些实施方案中，根据实施例章节的水滴测试，多根所述纤维的熔喷纤维网表现出在5分钟内、1分钟内、30秒内、10秒内、或瞬时对水滴的吸收。
在某些实施方案中，根据实施例章节的芯吸高度测试，多根所述纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物。在某些实施方案中，根据芯吸高度测试，在5分钟后，多根所述纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物到至少5cm、至少6cm、至少7cm、至少8cm、至少9cm或至少10cm的距离。
具体地讲，本公开提供一种纤维，所述纤维包括：芳族聚酯(例如，聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、或它们的混合物)或尼龙-6(作为基体聚合物)；和混合在(例如，作为熔融共混的结果)所述芳族聚酯或尼龙-6内的含环氧烷的非离子表面活性剂。在这一语境中，“混合物在...内”或“与...混合”或“混合物”是指非离子表面活性剂掺入纤维本体中，而不是仅仅作为纤维上的涂层。
基体聚合物
用于制造所述纤维的基体聚合物包括芳族聚酯或尼龙-6。
美国联邦贸易委员会(Federal Trade Commission)对聚酯纤维的定义是“一种人造纤维，其中形成所述纤维的物质是任何由至少85重量％的经取代芳族羧酸的酯构成的长链合成聚合物”，包括但不限于经取代的对苯二甲酸酯单元p(-R-O-CO-C6H4-CO-O-)x和对位取代的羟基苯甲酸酯单元p(-R-O-CO-C6H4-O-)x。
在某些实施方案中，所述芳族聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸乙二醇酯二醇(PETG)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丙二酯、以及它们的组合(包括它们的混合物或共聚物)。在某些实施方案中，所述芳族聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、以及它们的组合。在某些实施方案中，所述芳族聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、以及它们的组合。芳族聚酯的可商购来源包括德克萨斯州沃顿的南亚塑胶工业公司(Nan Ya Plastics Corp.(Wharton,TX))、田纳西州金斯波特的伊士曼化学公式(Eastman Chemical Co.(Kingsport,TN))、北卡罗来纳州格林斯博罗的Unifi公司(Unifi(Greensboro,NC))。
尼龙-6，也称为聚己内酰胺、聚酰胺-6和聚(己-6-内酰胺)，具有式[-N(H)-(CH2)5-C(O)-]n，其中n＝重复单元的数量。尼龙-6的可商购来源包括德国路德维希港的巴斯夫公司(BASF(Ludwigshafen,Germany))。
若需要，聚合物的混合物可用作基体聚合物。基体聚合物(包括聚合物混合物)以主要量(即，大于50重量％的量)存在于每根纤维(或多根纤维)中。在某些实施方案中，每根纤维(或多根纤维)包含，基于所述纤维(或多根纤维)的总重量计，至少90重量％(wt-％)、至少95重量％、至少97重量％或至少98重量％的基体聚合物。在某些实施方案中，每根纤维(或多根纤维)包含，基于所述纤维(或多根纤维)的总重量计，至多99.9重量％、至多99.5重量％、至多99.0重量％或至多98.5重量％的基体聚合物。
表面活性剂
混合在每根纤维本体内的是含环氧烷的非离子表面活性剂，所述非离子表面活性剂具有至少10的亲水亲油平衡(HLB)。在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂的HLB为至少11、至少12、至少13、至少14或至少15。在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂的HLB为至多20。
HLB(亲水亲油平衡)通过格里芬方法(Griffin’s Method)计算为介于0和20之间的数字：
Figure BDA0002537468050000071
其中：
M亲水是分子的亲水部分的分子量
M是整个分子的分子量。
此外，所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点。在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂的熔点为至少30℃，或至少40℃，或至少50℃。在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂的分解温度为至少250℃，分解温度是表面活性剂失去其重量的5％时的温度。分解温度没有上限。
在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂的平均分子量为至少900克/摩尔，或至少1000克/摩尔，或至少4000克/摩尔。在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂的平均分子量为至多5000克/摩尔。
在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂包括含环氧乙烷的非离子表面活性剂、含环氧乙烷/环氧丙烷的非离子表面活性剂或它们的组合。在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂不包括环氧丙烷部分。
在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂包括含环氧乙烷的非离子表面活性剂。在某些实施方案中，所述含环氧乙烷的非离子表面活性剂具有下式(I)：
R1-[C(O)]r-(EO)n1-[C(O)]r-R2(I)
其中：
R1＝(C12-C72)烷基(优选为直链或支链烷基)；
EO＝环氧乙烷；
n1＝3-100；
每个r独立地为0或1(优选为0)；并且
R2＝H或(C1-C10)烷基。
在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂包括含环氧乙烷/环氧丙烷的非离子表面活性剂。在某些实施方案中，所述含环氧乙烷/环氧丙烷的非离子表面活性剂具有下式(II)或(III)：
R3-[C(O)]r-(EO)n2-(PO)m-(EO)n2-[C(O)]r-R3(II)
(PO)m-(EO)n2-[C(O)]r-R3(III)
其中：
每个R3独立地为H或(C1-C72)烷基(优选为直链或支链烷基)；
EO＝环氧乙烷；
PO＝环氧丙烷；
每个r独立地为0或1(优选为0)；
每个n2独立地为10-100；并且
每个m独立地为5-65。
在某些实施方案中，所述含环氧烷的非离子表面活性剂包括具有下式(IV)的含环氧乙烷的胺非离子表面活性剂：
R4-N-{(EO)n1-R5}2(IV)
其中：
R4＝(C8-C22)烷基(优选为直链或支链烷基)；
EO＝环氧乙烷；
n1＝3-100；并且
R5＝H或(C1-72)烷基。
若需要，可使用含环氧烷的非离子表面活性剂的混合物。
在某些实施方案中，每根纤维(或多根纤维)包含，基于所述纤维(或多根纤维)的总重量计，至少0.1重量％、至少0.5重量％、至少1.0重量％或至少1.5重量％的含环氧烷的非离子表面活性剂。在某些实施方案中，每根纤维(或多根纤维)包含，基于所述纤维(或多根纤维)的总重量计，至多5.0重量％(或至多2.0重量％)的含环氧烷的非离子表面活性剂。
任选的添加剂
在某些实施方案中，所述纤维还包括混合在每根纤维本体内的滑石。在某些实施方案中，每根纤维(或多根纤维)包含，基于所述纤维(或多根纤维)的总重量计，至少0.5重量％的滑石。在某些实施方案中，每根纤维(或多根纤维)包含，基于所述纤维(或多根纤维)的总重量计，至多3.0重量％的滑石。
在某些实施方案中，所述纤维还包括一种或多种添加剂诸如抗氧化剂(例如，受阻胺光稳定剂等)、阻燃剂、UV稳定剂、着色剂(例如，颜料或染料)、软化剂、抗微生物剂、抗静电剂、荧光增白剂、以及它们的组合。
通常，此类任选的添加剂被混合在每根纤维的本体内。这些任选的添加剂也可施加到纤维和/或织物的表面。
本领域技术人员可轻易地确定此类添加剂的量。
在任何纤维或多根纤维中，所有组分之和等于100重量％。
制造和使用方法
可使用多种技术来制造本公开的纤维。多根此类纤维可用来制造纱或线。此类纤维、纱和/线可掺入到织物(例如，纺织物或布)中，所述织物可通过以下形成：针织、
织造、钩编、打结或压制(例如，毡)。多根所述纤维可
至少在点位置处粘结在一起。典型织物是针织纤维网、织造纤维网或非织造纤维网。
纤维形成方法通常包括熔融挤出。根据已知技术，诸如用于纱或纤维的连续长丝纺丝，以及非织造工艺诸如纺粘制备和熔喷制备，通过将熔融聚合物经过小孔挤出而形成纤维。通常，随后将如此形成的纤维拉伸或拉长以诱导分子取向并影响结晶度，导致直径的减小和物理特性的改善。在非织造工艺诸如纺粘和熔喷中，纤维被直接沉积在有小孔的表面诸如移动的平坦传输带上，并且通过多种粘结手段中的任意手段至少部分地加固。
优选的纤维形成方法包括熔融纺丝。示例性熔融纺丝技术在1998年出版的M.Lewin和E.Pearce编撰的《纤维化学手册(第二版)》第1章第1-30页(Handbook of FiberChemistry,Second Edition,M.Lewin and E.Pearce,ed.,Chapter 1,pages 1-30(1998))中有所描述。
本领域技术人员已知，将工艺或来自不同工艺的织物组合以制备复合织物，所述复合织物具备特定的所需特征。其示例为将纺粘织物与熔喷织物组合以制备层合织物。此外，这些工艺中的任一者或两者可以任何布置方式与短纤维梳理工艺或由非织造短纤维梳理工艺产生的粘结织物组合。在此类描述的层合织物中，多个层通常至少部分地被加固。
本公开的非织造织物可具有经梳理的纤维结构，或者包括其中纤维以随机阵列分布的垫。织物可通过包括水刺法(hydroentanglement)或水刺(spun-lace)技术在内的大量已知工艺中的任一种形成并粘结，或通过将纤维气流成网或熔喷、絮垫拉伸(battdrawing)、缝编等形成并粘结，取决于待由所述织物制造的制品的最终用途。
通常，此类方法包括熔融混合(即，熔融共混)，且用于制备所述织物的挤出温度在285℃至300℃范围内。
在一个实施方案中，所述方法包括：提供基体聚合物，所述聚合物包括芳族聚酯或尼龙-6；提供含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；将所述含环氧烷的非离子表面活性剂与所述基体聚合物熔融混合；以及形成多根纤维，所述多根纤维中的每一根包括混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂。
本公开的纤维可以是连续纤维或短纤维。可将本公开的多根纤维形成为包括多根纤维的纤维网(非织造或织造)、纱或其它制品。此类制品可以为织物形式，所述织物适用于制造具有所期望的吸收和水分芯吸性能的运动服，如本文中所述。
除了吸收和芯吸水分之外，本公开的纤维还可用于差异性染色方法以及自所述方法形成的制品中。即，虽然纤维的差异性染色技术(例如，用来染色地毯)常规上在纤维基材的多个区域的纤维中使用不同的聚合物，但本公开的纤维允许在纤维基材的多个区域的纤维中使用相同的基体聚合物并混合有不同量(包括不使用含环氧烷的非离子表面活性剂)和/或不同类型的含环氧烷的非离子表面活性剂。
例如，在一个实施方案中，提供将纤维基材差异性染色的方法，所述方法包括：提供纤维基材，所述纤维基材包括：纤维的第一部分，其包括：基体聚合物，所述基体聚合物包括芳族聚酯或尼龙-6；和混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；以及纤维的第二部分，其包括：与所述第一部分中相同的基体聚合物；以及任选地混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的量和/或类型不同于所述第一部分中的量和/或类型。在该第二部分中，可能不存在含环氧烷的非离子表面活性剂。
差异性染色方法还包括，在相同条件下将相同类型和量的染料施加到所述纤维基材的第一部分和第二部分，其中所述纤维基材的第一部分和第二部分差异性地吸收染料。应理解，虽然该实施方案仅描述两个部分，但纤维基材可包括纤维的多个部分，所述多个部分具有不同类型和/或量的含环氧烷的非离子表面活性剂(包括不使用此类表面活性剂)。
因此，本公开也提供一种包括如本文所述的多根纤维的制品，其中所述多根纤维的(任何所希望数目的部分，例如，两个、三个、四个等中的)第一部分包括：芳族聚酯或尼龙-6；和混合在所述芳族聚酯或尼龙-6内的含环氧烷的非离子表面活性剂；其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；和染料；其中所述染料在所述制品的所述纤维的所述第一部分中存在的量大于在所述纤维的其它部分中存在的量。
纤维尺寸
所述纤维可形成为各种长度和宽度。它们也可称为长丝。它们通常具有圆形横截面，但也可具有非圆形横截面，诸如多叶形(例如，三叶形或五叶形)、六边形或不规则形状。此类纤维可为连续纤维或短纤维。
在某些实施方案中，单个纤维的纤维尺寸为至少1旦尼尔(D)或至少5D。在某些实施方案中，单个纤维的纤维尺寸为至多100D、至多65D、至多50D或至多30D。
在某些实施方案中，单个纤维的中值纤维直径或有效纤维直径为至少5微米(即，百万分之一米)，至少10微米或至少20微米。在某些实施方案中，单个纤维的中值纤维直径为至多125微米、至多100微米、至多80微米或至多70微米。中值纤维直径和有效纤维直径的值的偏差一般在±25％内。
术语“中值纤维直径”意味着通过以下测定的纤维直径：生成所述纤维结构的一个或多个图像，诸如通过使用扫描电子显微镜；测量所述一个或多个图像中的清晰可见的纤维的纤维直径，从而得到总数为x的纤维直径；以及计算x个纤维直径的中值纤维直径。通常，x大于20，更优选大于50，并且有利的范围为50至200。
术语“有效纤维直径”或“EFD”是基于空气渗透试验的纤维网中纤维的表观直径，在空气渗透试验中，空气在1个大气压和室温下以规定的厚度和面速度(通常5.3厘米/秒)穿过纤维网样本，并测量对应的压降。基于测量的压降，有效纤维直径如以下中所示出的那样计算：C.N.Davies，“气载尘埃和颗粒的分离(The Separation of Airborne Dust andParticles)”，伦敦机械工程师学会(Institution of Mechanical Engineers，London)，论文集IB，1952年)。
示例性实施方案
实施方案1为一种纤维，所述纤维包括：基体聚合物，所述基体聚合物包含芳族聚酯或尼龙-6；以及混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂；其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB。
实施方案2为根据实施方案1所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的熔点为至少30℃(或至少40℃、或至少50℃)。
实施方案3为根据实施方案1或2所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的平均分子量为至少900克/摩尔(或至少1000克/摩尔、或至少4000克/摩尔)。
实施方案4为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的平均分子量为至多5000克/摩尔。
实施方案5为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的分解温度为至少250℃(5％重量损失出现时的温度)。
实施方案6为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的HLB为至少11(至少12、至少13、至少14或至少15)。
实施方案7为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的HLB为至多20。
实施方案8为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂包括含环氧乙烷的非离子表面活性剂、含环氧乙烷/环氧丙烷的非离子表面活性剂或它们的组合。
实施方案9为根据实施方案8所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂包括含环氧乙烷的非离子表面活性剂。
实施方案10为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂不包括环氧丙烷部分。
实施方案11为根据实施方案8至10中任一项所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂为具有下式(I)的含环氧乙烷的非离子表面活性剂：
R1-[C(O)]r-(EO)n1-[C(O)]r-R2(I)
其中：
R1＝(C12-C72)烷基(优选为直链或支链烷基)；
EO＝环氧乙烷；
n1＝3-100；
每个r独立地为0或1(优选为0)；并且
R2＝H或(C1-C10)烷基。
实施方案12为根据实施方案8所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂为具有下式(II)或(III)的含环氧乙烷/环氧丙烷的非离子表面活性剂：
R3-[C(O)]r-(EO)n2-(PO)m-(EO)n2-[C(O)]r-R3(II)
(PO)m-(EO)n2-[C(O)]r-R3(III)
其中：
每个R3独立地为H或(C1-C72)烷基(优选为直链或支链烷基)；
EO＝环氧乙烷；
PO＝环氧丙烷；
每个r独立地为0或1(优选为0)；
每个n2独立地为10-100；并且
每个m独立地为5-65。
实施方案13为根据实施方案8所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂为具有下式(IV)的含环氧乙烷的胺非离子表面活性剂：
R4-N-{(EO)n1-R5}2(IV)
其中：
R4＝(C8-C22)烷基(优选为直链或支链烷基)；
EO＝环氧乙烷；
n1＝3-100；并且
R5＝H或(C1-C72)烷基。
实施方案14为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，至少0.1重量％(或至少0.5重量％、或至少1.0重量％、或至少1.5重量％)的含环氧烷的非离子表面活性剂。
实施方案15为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，至多5.0重量％(或至多2.0重量％)的所述含环氧烷的非离子表面活性剂。
实施方案16为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，所述纤维还包含滑石。
实施方案17为根据实施方案16所述的纤维，所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，至少0.5重量％的滑石。
实施方案18为根据实施方案16或17所述的纤维，所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，至多3.0重量％的滑石。
实施方案19为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，所述纤维还包括一种或多种抗氧化剂、阻燃剂、UV稳定剂、着色剂、软化剂、抗微生物剂、抗静电剂、荧光增白剂、或它们的组合。
实施方案20为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，其中根据实施例章节的芯吸高度测试，多根所述纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物。
实施方案21为根据实施方案20所述的纤维，其中根据芯吸高度测试，多根所述纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物到至少5cm(或至少6cm、或至少7cm、或至少8cm、或至少9cm、或至少10cm)的距离。
实施方案22为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，其中根据实施例章节的水滴测试，多根所述纤维的熔喷纤维网表现出在5分钟内(或1分钟内、或30秒内、或10秒内、或瞬时)对水滴的吸收。
实施方案23为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，所述纤维的中值纤维直径或有效纤维直径为至少5微米(或至少10微米、或至少20微米)。
实施方案24为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，所述纤维的中值纤维直径或有效纤维直径为至多125微米(至多100微米、至多80微米、或至多70微米)。
实施方案25为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，所述纤维的纤维尺寸为至少1旦尼尔(或至少5D)。
实施方案26为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，所述纤维的纤维尺寸为至多100旦尼尔(至多65D、至多50D、或至多30D)。
实施方案27为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，所述纤维为连续纤维或短纤维。
实施方案28为根据前述实施方案中任一项所述的纤维，其中所述基体聚合物包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、以及它们的混合物的芳族聚酯。
实施方案29为多根根据前述实施方案中任一项所述的纤维。
实施方案30为根据实施方案29所述的多根纤维，其为纱的形式。
实施方案31为根据实施方案29所述的多根纤维，其为纤维网的形式。
实施方案32为一种制品，所述制品包括多根根据实施方案1至28中任一项所述的纤维，其中所述多根纤维的第一部分包括：基体聚合物，所述基体聚合物包含芳族聚酯或尼龙-6；混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；和染料；其中所述染料在所述制品的所述纤维的所述第一部分中存在的量大于在所述纤维的其它部分中存在的量。
实施方案33为制造根据实施方案1至28中任一项所述的纤维的方法，所述方法包括：提供基体聚合物，所述基体聚合物包含芳族聚酯或尼龙-6；提供含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；将所述含环氧烷的非离子表面活性剂与所述基体聚合物熔融混合；以及形成多根纤维，所述多根纤维中的每一根包括混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂。
实施方案34为根据实施方案33所述的方法，其中根据实施例章节的水滴测试，多根所述纤维的熔喷纤维网表现出在5分钟内(或1分钟内、或30秒内、或10秒内、或瞬时)对水滴的吸收。
实施方案35为根据实施方案33或34所述的方法，其中根据实施例章节的芯吸高度测试，多根所述纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物。
实施方案36为根据实施方案35所述的方法，其中根据芯吸高度测试，多根所述纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物到至少5cm(或至少6cm，或至少7cm，或至少8cm，或至少9cm，或至少10cm)的距离。
实施方案37为将纤维基材差异性染色的方法，所述方法包括：提供纤维基材，所述纤维基材包括：纤维的第一部分，其包括：基体聚合物，所述基体聚合物包括芳族聚酯或尼龙-6；和混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；以及纤维的第二部分，其包括：与所述第一部分中相同的包括芳族聚酯或尼龙-6的基体聚合物；和任选地混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的量(包括不使用此类含环氧烷的非离子表面活性剂)和/或类型不同于所述第一部分中的量和/或类型。所述方法还包括在相同条件下将相同类型和量的染料施加到所述纤维基材的所述第一部分和所述第二部分；其中所述纤维基材的所述第一部分和所述第二部分差异性地吸收所述染料。
实施方案38为根据实施方案37所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的熔点为至少30℃(或至少40℃、或至少50℃)。
实施方案39为根据实施方案37或38所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的平均分子量为至少900克/摩尔(或至少1000克/摩尔、或至少4000克/摩尔)。
实施方案40为根据实施方案37至39中任一项所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的平均分子量为至多5000克/摩尔。
实施方案41为根据实施方案37至40中任一项所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的分解温度为至少250℃(5％重量损失出现时的温度)。
实施方案42为根据实施方案37至41中任一项所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的HLB为至少11(至少12、至少13、至少14或至少15)。
实施方案43为根据实施方案37至42中任一项所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的HLB为至多20。
实施方案44为根据实施方案37至43中任一项所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂包括含环氧乙烷的非离子表面活性剂、含环氧乙烷/环氧丙烷的非离子表面活性剂或它们的组合。
实施方案45为根据实施方案44所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂包括含环氧乙烷的非离子表面活性剂。
实施方案46为根据实施方案37至45中任一项所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂不包括环氧丙烷部分。
实施方案47为根据实施方案44至46中任一项所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有下式(I)：
R1-[C(O)]r-(EO)n1-[C(O)]r-R2(I)
其中：
R1＝(C12-C72)烷基(优选为直链或支链烷基)；
EO＝环氧乙烷；
n1＝3-100；
每个r独立地为0或1(优选为0)；并且
R2＝H或(C1-C10)烷基。
实施方案48为根据实施方案44所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂为具有下式(II)或(III)的含环氧乙烷/环氧丙烷的非离子表面活性剂：
R3-[C(O)]r-(EO)n2-(PO)m-(EO)n2-[C(O)]r-R3(II)
(PO)m-(EO)n2-[C(O)]r-R3(III)
其中：
每个R3独立地为H或(C1-C72)烷基(优选为直链或支链烷基)；
EO＝环氧乙烷；
PO＝环氧丙烷；
每个n2独立地为10-100；
每个r独立地为0或1(优选为0)；并且
每个m独立地为5-65。
实施方案49为根据实施方案44所述的方法，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂为具有下式(IV)的含环氧乙烷的胺非离子表面活性剂：
R4-N-{(EO)n1-R5}2(IV)
其中：
R4＝(C8-C22)烷基(优选为直链或支链烷基)；
EO＝环氧乙烷；
n1＝3-100；并且
R5＝H或(C1-C72)烷基。
实施方案50为根据实施方案37至49中任一项所述的方法，其中所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，至少0.1重量％(或至少0.5重量％、或至少1.0重量％、或至少1.5重量％)的含环氧烷的非离子表面活性剂。
实施方案51为根据实施方案37至50中任一项所述的方法，其中所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，至多5.0重量％(或至多2.0重量％)的所述含环氧烷的非离子表面活性剂。
实施方案52为根据实施方案37至51中任一项所述的方法，其中所述纤维还包含滑石。
实施方案53为根据实施方案52所述的方法，其中所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，至少0.5重量％的滑石。
实施方案54为根据实施方案52或53的方法，其中所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，至多3.0重量％的滑石。
实施方案55为根据实施方案37至54中任一项所述的方法，其中所述纤维的中值纤维直径或有效纤维直径为至少5微米(或至少10微米、或至少20微米)。
实施方案56为根据实施方案37至55中任一项所述的方法，其中所述纤维的中值纤维直径或有效纤维直径为至多125微米(至多100微米、至多80微米、或至多70微米)。
实施方案57为根据实施方案37至56中任一项所述的方法，其中所述纤维的纤维尺寸为至少1旦尼尔(或至少5D)。
实施方案58为根据实施方案37至57中任一项所述的方法，其中所述纤维的纤维尺寸为至多100旦尼尔(至多65D、至多50D、或至多30D)。
实施方案59为根据实施方案37至58中任一项所述的方法，其中所述纤维为连续纤维或短纤维。
实施方案60为根据实施方案37至59中任一项所述的方法，其中所述纤维的基体聚合物包含选自聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、以及它们的混合物的芳族聚酯。
实施方案61为根据实施方案37至60中任一项所述的方法，其中所述纤维的基体聚合物包含尼龙-6。
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，在它们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。
除非另有说明，否则实施例中的所有份数、百分比、比率等均按重量计。除非另外指明，否则用于实施例中的所有试剂均获自或购自一般化学品供应商，诸如例如密苏里州圣路易斯的西格玛-奥德里奇公司(Sigma Aldrich Company,Saint Louis,Missouri)，或者可通过常规方法合成。
材料
Figure BDA0002537468050000211
1使用HLB值和环氧乙烷摩尔数计算的近似MW2材料表中的全部HLB均通过上述格里芬方法计算
测试方法
吸水性
使用AATCC测试方法79-2014“纺织物的吸收性”，测试吸水性。
该测试测量织物吸取水的能力。在测试之前，将织物样本在21℃±1℃(70℉±2℉)下相对湿度为65％±2％的标准气氛中调理24小时。测试在相同条件下进行。将织物样本放置在绣绷或类似装置中以悬挂织物。小心谨慎以确保织物没有褶皱或折痕，但不会拉伸或扭曲织物。使用滴定管或医用滴管将一滴蒸馏水或去离子水(41±3℃(105±5℉))分散到织物表面上，所述织物位于滴定管或医用滴管尖端下方10毫米(mm)的距离。使用秒表测量水滴完全消失(即，直到水滴完全吸收为止)所耗的时间。这由水滴的光反射消失(即，当水滴由于织物的吸收性倾向而变为暗湿点时)表示。进行30分钟的吸收时间监控(而非AATCC测试方法79-2014中的60秒)。如果吸收时间小于60秒，则记录该时间并精确至秒，如果吸收时间大于60秒，则精确到分钟。报告值是三次测试的平均值。时间越短表示吸收性越好。该测试中的“零”值表示水滴立即消失。
芯吸高度
该测试评估织物传送液体的能力，并且可用于织造织物、针织织物或非织造织物。直观地观察液体沿着和/或穿过竖直织物样本行进的速率(每单位时间的距离)，手动计时并以具体间隔记录。使用AATCC测试方法197-2013“纺织物的芯吸高度”B选项，并经下述修改，测试芯吸高度。将织物样本在160℃下热处理2分钟。切割织物样本，使得织物样本的长尺寸平行于织物的顺维(加工)方向。用于测试的液体为80/20的去离子水/异丙醇，其表面张力为32达因/厘米。将小装订夹附接到浸没在测试液体中的织物样本的末端，以防止样本在液体中漂浮。记录液体在5.0±0.1分钟和30.0±0.1分钟后的芯吸距离。报告值是三次测试的平均值。
染色差别
染色过程：将具有和不具有亲水添加剂(即，经处理和未处理)的织物样本进行竞争性染色，以观察一个织物样本是否比另一个吸取更多染料。在染色之前，所有织物样本均在160℃下热定形2分钟。使用AHIBA IR PRO染色机(获自新泽西州劳伦斯维尔的德塔颜色公司(Datacolor,Lawrenceville,NJ))在下述条件下进行染色：100:1浴比(染料浴的质量与非织造织物的质量之比)；基于非织造织物的重量计，2重量％(wt-％)的AMECRON BLUEAC-E染料；每升水1克的GLUCOPON表面活性剂。使用染色机的最大功率将染料浴加热到130℃。染料浴的温度随后在130℃保持30分钟，然后尽可能快速地冷却回室温。在该循环过程中，染色机以25转每分旋转并且每1分钟切换一次方向。将非织造织物在流动的去离子水下冲洗，以移除残留的表面活性剂(由观察到不起泡沫表示)。冲洗后，将样本在65℃干燥1小时。
颜色比较过程：如说明手册中所述，设定具有D65光源的CHROMA METER CR-410比色计(获自新泽西州拉姆齐的柯尼卡美能达公司(Konica Minolta,Ramsey,NJ))。根据说明手册，用白色校准板(与设备一起提供)校准比色计，并设定比色计以读取色差和色空间L*a*b*。记录具有和不具有表面活性剂添加剂的织物样本的L*a*b*值。
使用以下公式计算色差值ΔE：
ΔE＝[(ΔL*)2+(Δa*)2+(Δb*)2]1/2
其中：
Figure BDA0002537468050000231
Figure BDA0002537468050000232
Figure BDA0002537468050000233
ΔE值越大表示存在的染色差别越大
有效纤维直径或“EFD”
EFD是基于空气渗透试验的纤维网中纤维的表观直径，在空气渗透试验中，空气在1个大气压和室温下以规定的厚度和面速度(通常5.3厘米/秒)穿过纤维网样本，并测量对应的压降。基于测量的压降，有效纤维直径如以下中所示出的那样计算：C.N.Davies，“气载尘埃和颗粒的分离(The Separation of Airborne Dust and Particles)”，伦敦机械工程师学会(Institution of Mechanical Engineers，London)，论文集IB，1952年)。
实施例1-13和比较例1-5
从与不同类型和浓度的表面活性剂添加剂一起挤出的聚酯或尼龙-6基体聚合物树脂制备熔喷非织造织物。为了比较，从与不同类型和浓度的表面活性剂添加剂一起挤出的聚丙烯聚合物树脂制备熔喷非织造织物。制备不具有任何表面活性剂添加剂的熔喷非织造织物作为对照样本。
熔喷非织造织物示例在例如van Wente在《工业工程化学》1956年第48卷第1342页起“超细热塑性纤维”(van Wente,“Superfine Thermoplastic Fibers”,IndustrialEngineering Chemistry,Vol.48,pages 1342et sec(1956))中或van Wente,A.、Boone,C.D.和Fluharty,E.L.在1954年5月25日出版的标题为“超细有机纤维的制造”的海军研究实验室报告第4364号(Report No.4364of the Naval Research Laboratories,publishedMay 25,1954entitled“Manufacture of Superfine Organic Fibers”by van Wente,A.,Boone,C.D.,and Fluharty,E.L.)中教导的实验熔喷线上挤出。所使用的挤出机是戴维斯标准20mm双螺杆挤出机(康涅狄格州波卡塔克的戴维斯标准公司(Davis-Standard,Pawcatuck,CT))。对于表面活性剂添加剂UNITHOX 490、UNITHOX 480、UNITHOX 550、和PLURONIC F108和GENAPOL PF 80FP，双螺杆挤出机从两个进料器进行饥饿态进料，一个用于基体聚合物，而另一个用于表面活性剂添加剂。对于TERGITOL 15-S-30，将该表面活性剂添加剂和基体聚合物单独称重，并使用固定在基础手钻上的搅拌头在5加仑桶中混合一分钟，直到获得视觉上均匀的混合物(当所使用的基体聚合物为PET时，将聚合物树脂在255°(124℃)烘箱中干燥过夜，并在该聚合物树脂仍然热的情况下与表面活性剂添加剂混合)。然后将该混合物加入到挤出机料斗中。对于ETHOMEEN 18/60，使用加热的注射器泵将表面活性剂添加剂作为侧流在中途加入挤出机中。由于液体表面活性剂和熔融聚合物在挤出机中从未完全混合，这就产生了在整个纤维网上具有非常不均匀纤维密度的不令人满意的非织造纤维网。在表面活性剂输入与模具之间充分混合的情况下，预计ETHOMEEN 18/60可与PET树脂完全混合并且形成均匀的纤维网，该纤维网将会表现出良好的吸收性和芯吸特性；但是，我们无法在我们的设备上做到这一点。出于这一原因，没有测量由这三种添加剂织造的纤维网的吸收性或芯吸。熔喷非织造织物组成提供在表1中，而用来(由基体聚合物)制备熔喷非织造织物的工艺条件汇总在表2中。
表1
实施例 基体聚合物 添加剂
对照1 NANYA N211 PET 无
实施例1 NANYA N211 PET 5.0重量％UNITHOX 490
实施例2 NANYA N211 PET 2.0重量％UNITHOX 490
实施例3 NANYA N211 PET 1.0重量％UNITHOX 490
实施例4 NANYA N211 PET 0.5重量％UNITHOX 490
实施例5 NANYA N211 PET 2.0重量％UNITHOX 480
实施例6 NANYA N211 PET 2.0重量％TERGITOL 15-S-30
实施例7 NANYA N211 PET 2.0重量％UNITHOX 490/滑石的1:1共混物
实施例8 NANYA N211 PET 2.0重量％PLURONIC F108
实施例9 NANYA N211 PET 2.0重量％GENAPOL PF 80 FP
比较例1 NANYA N211 PET 2.0重量％UNITHOX 550
对照2 ULTRAMID B24尼龙-6 无
实施例10 ULTRAMID B24尼龙-6 2.0重量％UNITHOX 490
实施例11 ULTRAMID B24尼龙-6 2.0重量％UNITHOX 480
实施例12 ULTRAMID B24尼龙-6 2.0重量％UNITHOX 490/480的1:1共混物
实施例13 ULTRAMID B24尼龙-6 2.0重量％UNITHOX 490/滑石的1:1共混物
对照3 METOCENE MF650W PP 无
比较例2 METOCENE MF650W PP 2.0重量％UNITHOX 490
比较例3 METOCENE MF650W PP 1.0重量％UNITHOX 490
比较例4 METOCENE MF650W PP 2.0重量％UNITHOX 480
比较例5 METOCENE MF650W PP 2.0重量％UNITHOX 490/480的1:1共混物
表2
Figure BDA0002537468050000251
实施例14-18从由具有不同浓度的表面活性剂添加剂的纤维级聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)或聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)基体树脂制造的拉伸变形纱(DTY)制备针织织物。在表面活性剂添加剂被用来制造DTY之前，将其配混到母料中。还制备了不具有任何表面活性剂添加剂的针织织物作为对照样本。
表面活性剂/聚酯母料的制备
在典型过程中，表面活性剂添加剂被配混到20重量％表面活性剂、80重量％聚酯的母料中。这使用完全相互啮合的共转双螺杆挤出机进行，该挤出机包括具有三个温度区的输送和捏合段并且配有标准造粒模具。将纤维级PET或PTT树脂薄片加入挤出机的颈部，并将固体表面活性剂作为侧流加入温度区1中。如本领域中已知的，使这些股线穿过水浴并进入造粒牵引机，排出并干燥。
拉伸变形纱的制备
将纤维级纯PET或PTT树脂与添加剂母料以减低比率组合，导致最终纤维中的表面活性剂添加剂为1.0％、1.5％和2.0％。将混合树脂进料到单螺杆挤出机中，该挤出机具有进料区、压制(塑化)区；以及通向多孔喷丝头的计量(泵送)区。纤维在线内被拉伸和变形，得到DTY(1200旦尼尔纱股线，每根纱股线120根纤维)。使用PTT树脂和2.0％表面活性剂添加剂织造的纱过于频繁地断裂以至于不能有效拉伸纤维，因此没有收集这种纱。
针织织物的制备
将DTY的每个样本针织为袖套。针织织物的细度为每英寸7针，并且该织物的基重为180-190克/米2。在热定形之前，将针织织物在1.5g/L碳酸钠和1.0g/L HOSTAPAL DTC表面活性剂的溶液中在70℃精练30分钟，之后用室温的水冲洗。针织织物组成提供在表3中。
表3
Figure BDA0002537468050000261
Figure BDA0002537468050000271
根据上述的吸水性测试方法，测试熔喷非织造织物和织造织物实施例的吸收性。在一些情况下，热定形(例如，在110℃至200℃下持续1分钟至20分钟)织物样本可能改善表面活性剂添加剂赋予亲水性的有效性，尤其对于PET和PTT。在热定形之前和之后的吸收时间提供在表4中。
表4
实施例 吸收时间(热定形前) 吸收时间(在160℃下热定形2分钟后)
对照1 未观察到吸收 未观察到吸收
实施例1 零 零
实施例2 1.7分钟 零
实施例3 未观察到吸收 零
实施例4 未观察到吸收 零
实施例5 16分钟 10秒
实施例6 零 零
实施例7 1.0分钟 零
实施例8 未观察到吸收 零
实施例9 未观察到吸收 零
比较例1 未观察到吸收 未观察到吸收
对照2 未观察到吸收 3.3分钟
实施例10 1.8分钟 2.3分钟
实施例11 2.8分钟 7.7分钟
实施例12 2.5分钟 15.7分钟
实施例13 21分钟 20.7分钟
对照3 未观察到吸收 未观察到吸收
比较例2 未观察到吸收 未观察到吸收
比较例3 未观察到吸收 未观察到吸收
比较例4 未观察到吸收 未观察到吸收
比较例5 未观察到吸收 未观察到吸收
对照4 未观察到吸收 未观察到吸收
实施例14 未观察到吸收 零
实施例15 未观察到吸收 零
实施例16 22秒 6秒
对照5 未观察到吸收 未观察到吸收
实施例17 20秒 零
实施例18 3秒 零
根据上述芯吸高度测试方法测试PET和尼龙熔喷非织造织物实施例的芯吸能力。芯吸高度结果提供于表5中。
表5
实施例 5分钟后的高度(cm) 30分钟后的高度(cm)
对照1 3.7 6.3
实施例1 9.7 11.1
实施例2 7.9 10.9
实施例3 5.9 9.2
实施例4 5.9 8.8
实施例5 5.7 9.4
实施例6 9.2 14.7
实施例7 8.2 12.0
实施例8 4.2 6.4
实施例9 7.7 8.4
对照2 6.9 11.7
实施例10 8.2 12.9
实施例11 7.9 13.1
实施例12 8.6 13.8
实施例13 7.1 10.9
测试数据显示，与从不具有任何表面活性剂添加剂的PET和尼龙-6纤维制备的织物样本相比，从具有聚乙烯环氧烷类型非离子表面活性剂添加剂的PET和尼龙-6纤维制备的熔喷非织造织物样本给出了改善的吸收性和芯吸高度。观察到与所制备的不具有任何表面活性剂添加剂的聚丙烯织物样本相比，从具有聚乙烯环氧烷型非离子表面活性剂添加剂的聚丙烯纤维制备的熔喷非织造织物样本的吸水性没有改善。由于没有观察到吸收，没有测试聚丙烯熔喷非织造织物样本的芯吸高度。
应注意，与通过其它方法制备的织物诸如例如针织织物或织造织物相比，使用熔喷过程制备的非织造织物的纤维将不具有那么多的方向性(纤维在顺维方向与横维方向上的对齐)。具有更多纤维方向性的织物预期具有更高的芯吸高度值。
还根据上述染色差别测试方法，将PET熔喷织物样本染色并测试染色差别特性。染色的具有表面活性剂添加剂的熔喷织物样本视觉上看起来比不具有任何表面活性剂添加剂的对照熔喷织物样本颜色更深。色差值ΔE提供于表6中。
表6
实施例 ΔE
实施例1 3.70
实施例2 3.80
实施例3 5.10
实施例4 6.41
实施例5 1.87
本文引用的专利、专利文献和出版物的全部公开内容均全文以引用方式并入，如同每个文件都单独并入一样。如果在所写的本说明书和以引用方式并入本文的任何文献中的公开内容之间存在任何冲突或矛盾，则将以所写的本说明书为准。在不脱离本公开的范围和实质的情况下，对本公开进行的各种变型和更改对于本领域的技术人员而言将变得显而易见。应当理解，本公开并不旨在受本文中示出的例示性实施方案和实施例的不当限制，并且此类实施例和实施方案仅以举例的方式呈现，本公开的范围旨在仅受本文中如下示出的权利要求书的限制。

Claims (20)

1.一种纤维，所述纤维包含：
基体聚合物，所述基体聚合物包含芳族聚酯或尼龙-6；以及
混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂；
其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB。
2.根据权利要求1所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的熔点为至少30℃。
3.根据权利要求1或2所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的HLB为11至20。
4.根据前述权利要求中任一项所述的纤维，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂包括含环氧乙烷的非离子表面活性剂、含环氧乙烷/环氧丙烷的非离子表面活性剂或它们的组合。
5.根据前述权利要求中任一项所述的纤维，所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，0.5重量％至5.0重量％的所述含环氧烷的非离子表面活性剂。
6.根据前述权利要求中任一项所述的纤维，所述纤维还包含滑石。
7.根据权利要求6所述的纤维，所述纤维包含，基于所述纤维的总重量计，0.5重量％至3.0重量％的滑石。
8.根据前述权利要求中任一项所述的纤维，其中根据芯吸高度测试，多根所述纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物。
9.根据权利要求8所述的纤维，其中根据芯吸高度测试，多根所述纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物到至少5cm的距离。
10.根据前述权利要求中任一项所述的纤维，其中根据水滴测试，多根所述纤维的熔喷纤维网表现出在5分钟内对水滴的吸收。
11.根据前述权利要求中任一项所述的纤维，所述纤维的中值纤维直径或有效纤维直径为5微米至125微米。
12.根据前述权利要求中任一项所述的纤维，所述纤维为连续纤维或短纤维。
13.根据前述权利要求中任一项所述的纤维，其中所述芳族聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(PTT)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(PBT)、或它们的混合物。
14.多根根据前述权利要求中任一项所述的纤维。
15.一种包含根据权利要求14所述的多根纤维的制品，其中所述多根纤维的第一部分包含：
基体聚合物，所述基体聚合物包含芳族聚酯或尼龙-6；
混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；以及
染料；
其中所述染料在所述制品的所述纤维的所述第一部分中存在的量大于在所述纤维的其它部分中存在的量。
16.一种制造根据权利要求14所述的多根纤维的方法，所述方法包括：
提供基体聚合物，所述基体聚合物包含芳族聚酯或尼龙-6；
提供含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；
将所述含环氧烷的非离子表面活性剂与所述基体聚合物熔融混合；以及
形成多根纤维，所述多根纤维中的每一根包含混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂。
17.根据权利要求16所述的方法，其中根据水滴测试，所述多根纤维的熔喷纤维网表现出在5分钟内对水滴的吸收。
18.根据权利要求16或17所述的方法，其中根据芯吸高度测试，所述多根纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物。
19.根据权利要求18所述的方法，其中根据芯吸高度测试，所述多根纤维的熔喷纤维网芯吸80/20的水/异丙醇混合物到至少5cm的距离。
20.一种将纤维基材差异性染色的方法，所述方法包括：
提供纤维基材，所述纤维基材包括：
纤维的第一部分，所述第一部分包括：
基体聚合物，所述基体聚合物包含芳族聚酯或尼龙-6；以及
混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂具有大于25℃的熔点和大于10的HLB；以及
纤维的第二部分，所述第二部分包括：
与所述第一部分中相同的基体聚合物；以及
任选地，混合在所述基体聚合物内的含环氧烷的非离子表面活性剂，其中所述含环氧烷的非离子表面活性剂的量和/或类型不同于所述第一部分中的量和/或类型；
在相同条件下将相同类型和量的染料施加到所述纤维基材的所述第一部分和所述第二部分；
其中所述纤维基材的所述第一部分和所述第二部分差异性地吸收所述染料。
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