CN1147572A - 高强度高伸长聚丙烯纤维，它们的制备和用途 - Google Patents

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Abstract

含有丙烯聚合物的熔纺纤维，例如那些具有抗拉系数TE0.5至少约60的纤维，其中T为以每旦尼尔克计的强度，且至少约10gpd，E是伸长百分率，以及制备和使用该熔纺纤维。

Description

高强度高伸长聚丙烯纤维，它们的制备和用途
本发明涉及新型聚丙烯纤维，他们的制备和用途。
纺织纤维的主要性能之一是纤维在被机器处理和加工时有足够的强度以及改善最终产品的耐久性。这种性能对于短纤维和连续长丝的纤维都重要。例如，短纤维被用来制造非织造织物。用于制备无纺布的一种方法包括形成被梳理、被卷曲的、短纤维的无纺织网，然后被物理粘合。在这些结构中，纤维彼此粘合，不会彼此滑脱(如机织物出现的情形)，具有改善强度的短纤维对于提高无纺织织物和/或商品的韧性是有用的。无纺织织物的各种用途中，包括吸收、沟流、和/或过滤液体。
名词″强度″通常定义为拉伸应力，表示为每单位密度的力，当讨论的是纤维的强度时，更典型地表示为每旦尼尔力的克数；″强度″也可以指在纤维的断裂点时施加于纤维上的张力.H.R.Allwck和F.W.Lamp，现代聚合物化学，2nd Ed.(Englewood Cliffs NJ：Prentice Hall，1990)。纤维的″韧性″被认为是载荷延伸(应力—应变)曲线下的相对面积；″韧性″是抗断裂的另一个尺度，并将应力—应变曲线下的面积解释为输入达到断裂点所有能量。更韧性的纤维对用于透明薄纱和轻质机织物的纱线的制备是有价值的，它提供了改善的耐磨性。更韧性的纤维对于最终用途需要高度强度场合的纱线制备也是有用的，例如用在工作服的织造和工业织物的机织织物。
短纤维也用来增强各种工程材料，包括用于模型、铺砌(例如在未审公开加拿大专利No.2,151,004中描述的)塑料组合物，水泥和其它可固化或可硬化的组合体，例如灰泥(石膏)板。短纤维一般在固化或硬化成需要的几何形状前掺入到液体组合物中。具有高强度的增强短纤维改善了所得增强材料的各种最终性能。
现有技术已经认识到高强度纤维的生产与纺丝涉及的聚合物、纺丝条件和牵伸条件有关。在现有技术中，一些人相信，纺成纤维的强度与纤维的分子量(MWfiber)，熔融时聚合物的分子量(MWpolymer)，和纤维旦尼尔的变异系数(C.V)有关，且一个作者提出下面的方程用来预计强度；
T＝A＋B(MWfiber)＋C(MWpolymer/MWfiber)－C.V.
其中A、B和C是常数。M.Ahmed，聚丙烯纤维—科学和技术，SectionIII.2.，″高强度工业纱线，″(New York ElsevierScientific Pu.bco.1982)。在纺丝过程中，聚合物有些降解；因此方程包括和聚合物熔融和纤维各自分子量有关的项。如所写的，上述方程意味着需要初纺纤维(即，直接从喷丝嘴形成固化的纤维)有高分子量和高均一性(低C.V.)以达到高强度。
当用于纺丝时，在工艺中一些人建议使用具有高分子量的聚合物以尽可能低的温度纺纤维，最好还具有窄分子量分布、高稳定性和具有特性粘数2-3和MFR(熔融流动速度)1.5-3。初纺熔融纺丝纤维建议制成10-16dpf旦尼尔。这类技工相信初纺纤维应具有低结晶度(近晶型被描述为最好的形式)，而且他们通过使用覆盘延迟骤冷(例如，如由Finzel等人在US Patent No.3,313,001中描述的)。当纤维从喷丝板引出并施以骤冷后，使用高骤冷速度。见例如：Andrzej Ziabicki，纤维形成基础(New York：John Wiley&Sons)。
这些凭感觉的工艺受到限制的理由之一是由于当聚丙烯被用作纺丝熔体时，随着它被加热到熔化，它会降解，因此熔融纺丝纤维通常比初始的聚合物熔体的分子量低(如上面提到的，注意上述方程包括参数MWfiber和MWpolymer，与每种的分子量有关)。因为不希望聚合物任何明显程度的降解，在温度高于290℃时，纺丝中经常加入熔体稳定剂，粘度降低和聚合物的整体降解通常只被引发。
纺丝后，有些人建义最好在工艺中的第一组罗拉上使用低卷取速度(约20mpm；米每分)的纤维冷牵伸。他们指出第一次拉伸在低于70℃的温度下实施以避免近晶相向单斜晶相的转变，而接下来的拉伸可在较高的温度下。他们相信拉伸比与最终纤维达到的强度成正比。见Ahmed，op.cit。另外有些人建议相反，使用高拉伸比和高卷取速度。例如F.Kloos，″Dependence of Structure andPropertiesof Melt Spun Polypropylend Fibers on MolecularWeight Distribution″.Polypropylene Fibres and Textiles IV.Fourth International Conf.on Polypropylene  FibresandTextiles.Univ.of Nottingham，23-25 Setp.1987。
高强度纤维一般不但由其强度值来评价(一般表示为克每旦尼尔，缩写为gpd)，而且通过其强度T和其百分伸长E的均方根的乘积表示(即在达到材料的屈服点前，在弹性状态的伸长)。TE0.5的这种关系，它也被叫作拉伸因子。是韧性的一个近似尺度；文献中讨论的针对高强度纤维的拉伸因子一般大约为40。Rosenthal，A.J。在″TE0.5，相应纤维强度和伸长的指数。″Symposium onPolypropylene Fibers，Southern Research Inst.，Birmingham，Alabama，1964.P182-217，描述了TE0.5的经验关系。从一个不确定的起始聚丙烯纱线测定的拉伸纱线拉伸强度，由Rosenthal揭示如果TE0.5值约为60，强度少于6.0gpd(表xIII，setB)。Rosenthal还指出，个别纤维TTE0.5值，如基于前面其它人的工作(W.C.Sheehan)，大体上依赖于全同规整度和纤维的分子量，最大相当于约40(表XIV和XV)。也可见Ahmed在390所述，其中聚丙烯TE0.5值同样是最大约40(表II)。
Montecatini.在GB941，199(且由Ahmed讨论)描述了由具有特性粘数在2.00到3.00范围，纺丝温度从250到290℃范围内纺丝制备的聚丙烯纤维。初纺纤维以1∶6.28到1∶10的比例，在130到150℃的温度范围内被拉伸。所得纤维具有8.8到14.5gpd强度，伸长范围从14％到23％；一个例子给出了强度因子70(基于T＝14.5和E＝23％)。
Chancy等人在US Patent No.4,769,433中描述了通过高分子量聚丙烯(MW≥106)纺丝制备高强度聚烯烃纤维，然后以至少1∶18的比例在60至145℃的温度下拉伸。所得到的纤维具有约5％的伸长。
Sumitomo化学在JP48-82116中，描述了通过在接近最大拉伸比以及50至150℃温度下牵伸得到的具有至少8gpd强度以及约40拉伸因子的高强度聚丙烯纤维。
Kavesh等人在US 4,413,110中，描述了通过凝胶挤压方法制备的高强度聚乙烯和聚丙烯纤维；所得聚乙烯纤维具有40gpd强度以及不大于7％的伸长。
总的说来，本发明提供了几种改进的聚丙烯纤维，它们都具有改善的强度，改善的伸长，和/或改善的拉伸因子。这种新型纤维之一是聚丙烯纤维，短的或连续长度，具有强度至少约10gdp以及拉伸因子至少约60，优选至少约70，最优选至少80，优选的范围是从约60到至少约110或更多。
另外一种由本发明提供的新型纤维是聚丙烯纤维，具有拉抻因子至少约60，最优选至少70，优选在从约60到约110或更多的范围内，且具有至少约25％的伸长，优选至少约35％，最优选至少约50％，甚至更优选至少约100％，还有更优选至少约200％，具有优选伸长是从约25％到约400％或更大的范围。
本发明也提供新型高强度纤维，具有至少约10gpd的强度，优选至少约11gpd，具有优选的从约10至约12gpd或更大的范围。在其它优选环境下，这些高强度纤维(≥10gpd)具有至少约35％的伸长，优选至少大约50％，更优选至少约100％，优选范围为从约30％至135％伸长或更大。
本发明也提供具有改善的拉伸因子(TE0.5)的新型纤维，即使这种纤维并不是高强度纤维。高强度纤维的益处通常转换成更强、更耐久的纱线以及更强更耐久织物和非织造织物。在增强应用中，更高强度纤维和那些具有改善的拉伸因子的纤维都给出更好的韧性和对被增强的基质或本体材料增加的强度。新型高强度纤维具有改进的拉伸因子的那些并不是互不相交的种类；对于增强应用，特别优选具有至少约10gpd的强度和至少60的拉伸因子的本发明的新型纤维，更优选具有强度在约10至约15gpd或更多的范围内的那些以及具有拉伸因子在约60至约110或更多范围内的那些。那些具有改进的拉伸因子的新型纤维优选具有的TE0.5至少62，更优选至少约65，甚至更优造至少70或更大，以及具有至少约6.5gpd的强度，更优选至少约7.0，以及甚至更优选至少约7.5或更多。
此外由本发明提供的纤维的其它具体实例是具有至少约60拉伸因子的聚丙烯纤维，优选至少约70，更优选至少约80，优选范围是从约60至约110或更高。这些新型纤维不需要具有高强度，因为它们改进的拉伸因子表明他们具有改进的伸长，且因此改善了物理性能。这些纤维的伸长一般至少为约25％，优选至少约100％，优选的范围是从约25％至约400％或更高。这些具有改进的拉伸因子为至少约60的新型纤维优选还具有强度至少约8gpd，更优选至少约10gpd，甚至更优选至少约11.5gpd，优选的范围为从约8gpd至约15gpd或更高。
本发明的的新型纤维可以由在升温纺丝的新过程提供，优选至少约270℃，一种聚合物熔体包括或基本上由聚丙烯构成，此后拉伸纤维，优选升温至少约70℃，然后在高温下热处理纤维。纤维的拉伸优选在通常的不超过6(即1∶6)的拉伸比。聚合物熔体优选具有约5.0dg/min(10克/分)或更小的MFR，(熔体流动速度)，优选在约0.3和约1.5之间，更优选在约0.3和约1.0之间，和更加优选约0.5，尽管熔体流动速度低于0.3也可使用。
本发明的新型纤维用于制造机织织物，其短纤维形式用于制造非织造织物以及作为增强纤维。这些纤维一个特别优选的用途是以短纤维的形式用于增强水泥制品。
图1是有益于实施本发明的一个bench-top仪器的理想描述。
图2是有益于实施本发明的工业纤维加工图的理想描述。
用于制造本发明的新型纤维的纤维形成的组合物包括那些C2-8烯烃单体的衍生物，单独或以各种混合形式，优选含有丙烯聚合物，最优选的是由至少90％重量的丙烯单体衍生的丙烯均聚物或共聚物，其余部分则由选自于如下的单体衍生而得，如乙烯、丁烯、其它烯烃单体和它们的混合物。其它烯烃单体的例子包括1-丁烯、2-丁烯、1-戊烯、2-戊烯、3-甲基-1-戊烯，4-甲基-1-戊烯，1，3-丁二烯，异戊二烯、辛烯、苯乙烯、甲基苯乙烯等等，以及它们的混合物。取代的烯烃单体如氟乙烯和氯乙烯也适用。聚丙烯可以通过各种工艺制备，包括淤浆法，液相聚合或气相聚合，优选使用齐格勒—纳塔或金属催化剂(见例如Modern Plastics，Oct.1995，P.18-19，和Chemical&Engineer News，Sept.11，1995 PP15-20)，虽然其它的纺丝技术也可以被采用，但成纤组合物优选通过熔体拉丝可以形成纤维的那种，因此优选的组合物是那些可以熔融纺丝的。
成纤组合物可能包括一种或更多种，以混合或熔合的形式同聚烯烃相容的(优选聚丙烯)成纤聚合物。优选成纤混合物或熔合物有至少90％重量的聚丙烯，尽管至少75％的聚丙烯含量能适合于这种应用，聚丙烯的最小量为至少50％重。同聚丙烯相容的适当的聚合物一般从下面的至少一种中选择：其它聚烯烃；聚酯、聚缩醛、丙烯酸(聚丙烯酸酯)；聚酰胺；聚芳酰胺；聚亚芳基化合物(例如聚芳基化物)等等以及它们的混合物。
正如上面提到的，本发明的纤维优选通过熔体纺丝形成的。用于纺丝的聚合物熔体选择MFR值不大于5的，更优选1.5或更小的，甚至更优选在0.5至1.0范围内的，如按照ASTM D-1248在熔融指数仪上测定的，如果还要低，可降至约0.3。可以在一般有效的用量下使用传统的添加剂使聚合物热稳定化，以确使在熔融纺丝后MRF的提高不超过0.1dg/min。适用于熔体的优选添加剂包括二硬酯酸硫代二丙酸酯(DSTDD)，二氧化钛(TiO2)、和硬脂酸钙(CaSt)，所有用量从约0.01％至约2.0％重量，优选添加剂的加量对DSTDP和TiO2约为0.1％，，对CaSt约为0.05％。高分子量(因而低的熔体流动速度)和宽的分子量分布允许聚合物熔体更容易纺丝；分子量优选以重均为基础确定(见例G.R.Zetchner etal.，Proc.2nd Word conf.Chem.Eng.，6，9 Montreal(1981))，分子量分布优选由流变仪测得的从约2到10的范围内，更优选约2.5-9，更加优选至约为6。
聚合物熔体优选在比常规制备纤维的组合物的熔纺温度相对高的温度下纺丝。特殊地，至少约245℃的熔纺温度，优选至少约250℃，更优选至少260℃，还更优选至少约270℃，以及最优选至少约280℃，优选的范围是从约245升至约290℃来制造初纺纤维，在这范围中任何降解不会将纤维的不适带给产品。与现有技术的设想相反，初纺纤维具有低的旦尼尔并不显得关键。如在下面例子中提到的，从具有旦尼尔14.8、16和41.2dpf的初纺纤维(即任何明显的拉伸前)已生产了高强度纤维。当制备本发明的新型纤维时，需要具有旦尼尔从约0.5到约50dpf或更高范围的初纺纤维，优选从约4到约45dpf、更优选从约6至约30dpf，甚至更优选从约8至16dpf，也优选那些具有最终旦尼尔约4(即3-5dpf)，约15(即13-17dpf)，和约30(即26-34dpf)。
聚合物优选在相对低的压力下纺丝以避免熔体破裂，熔体的缺点将在纺成的纤维中表现为粗细交替部分，而且也表现为明显地提高旦尼尔的变异系数(C.V.；即，纤维沿其长度具有明显的粗细改变)。熔体破裂可以通过提高纺丝温度而避免，但可能导致聚丙烯的降解。另外，喷丝嘴孔可以被扩大，但其后的初纺纤维的旦尼尔提高，因此必须扩大牵伸倍数以达到最终所希望的旦尼尔。通常在纺丝工艺中熟练技术人员一般能平衡这些参数以控制通过喷丝嘴时压力下降。
纤维可以被纺丝而给出园形纤维，或设计，如由Sibal在European Patent Application No.705,923描述的制备多组份纤维，包括非园形和三叶形纤维，在本发明中有用。
在熔体聚合物被纺丝后，骤冷以固化熔体。如在典型的熔体纺丝操作中，在被纺丝同时，初纺纤维被卷取，因此，在初纺纤维的开始卷曲期间，可以加入另外的拉伸。如果纤维被垂直向下纺丝，然后重力的作用给初纺纤维提供了一个附加的初始重力拉伸。为利用这个附加的拉伸并避免熔体破裂，优选控制骤冷的应用；最优选控制包括在与从喷丝嘴出口处相关的特殊位置骤冷纤维。纤维的骤冷优选被控制延迟骤冷，直到纤维在喷丝嘴出口的冲模开口的某一预定的下游的距离。一般骤冷的方法之一是当其从喷丝口出现时在纤维上导入骤冷液流(对聚烯烃一般为空气)。在延迟方式中控制骤冷的优选方法是使用一个如屏蔽的装置，屏蔽保护紧邻喷丝嘴的纤维部分不受骤冷液，或者通过引导骤冷液有效地离开未被骤冷的纤维的直接出口部份在从喷丝口冲模开口至其出口之外的一个预定的距离。另一个可采用的方法是具有凹陷的喷丝嘴或凹陷的冲模开口。因为当实行延续骤冷时，纤维部份不被马上骤冷，被引出喷丝嘴的聚合物熔体还没有完全固化而且在纺丝操作过程中可以经受拉伸(即，″纺丝—拉伸″纤维，例如下面描述的实施例17)。优选向下拉伸的形式，初纺纤维具有旦尼尔约0.5-100dpf，更优选不大于约2-50dpf，最优选约8-16dpf。
在初纺和典型的牵伸后的纤维被卷取，纤维可进行后续牵伸并经受升温过程(相对于环境)，在优选的实施例中，纤维同时也被拉伸。优选地，采用三组牵伸罗拉，由开始的二组罗拉确定拉伸比，第三组被用作在升温过程中处理纤维。最好所有三组辊都是在高于环境温度，初始的两组罗拉的温度近似等于纤维的温度。一般在至少70的温度下实施拉伸，优选在至少80，最优选相当于约105-110℃或更高。拉伸比在从大于约1至约12的范围，更优选至约6，仍更优选从约2到约5，甚至更优选从约3至约45的范围。拉伸参数一般具有表现拉伸比的意义；如果纤维在罗拉上滑动，真正拉伸比的计算(基于纤维旦尼尔)可能更小。在第三套辊上实施的热处理优选在至少约70的温度下进行，温度升至约100，至约120，甚至升至约125℃或更高是合适的，优选的拉伸温度范围为从约70至约150℃。在热定形罗拉上有滑动的情形下它是优选的；事实上，一定量的粘合和滑动一般出现在每一个罗拉上。这里给出的拉伸比值除非另指出，是基于纤维的实际拉伸。纤维也可以回缩，但最好不允许回缩大于滑动量，否则纤维将倾向于回缠到罗拉上。因此每一组罗拉的温度优选维持在温度至少等于来自于上游加工的纤维的温度；在优选的实施例中，第二组罗位优选比第一组罗拉热5-10℃，第三组罗拉，在其上进行热处理，优选最热。
本发明的纤维具有至少约25％的伸长，优选至少约35％，优选至少约50％，更优选至少约100％，甚至更优选至少约150％，优选伸长的范围为从约30％至约400％或更多。
拉伸后，纤维可以被切成短纤维，包括″短切″短纤维和从卷曲纤维切得的短纤维；一般短切短纤维被用作增强纤维并被掺入可固化的组合物，而卷曲短纤维被用在非织造织物的制造。本发明的短纤维对于增强沥青基和类似的用于马路、跑道和其它地表面的铺路组合物是有用的，例如在前面提到的加拿大专利申请No.2.151,004，未审公开。短纤维对于增强用作地表面铺路或作为建筑或其它支持或建筑结构的基础材料的水泥混凝土的增强是有用的。使用由聚丙烯组成的短纤维增强水泥混凝土的优点是对于水泥的碱性环境纤维不降解。一般地说，短纤维对增强有粘结性的组合物如沥青基组合物(例如，沥青混凝土路面)，水固化无机混合物(例如，波特兰水泥，硅酸和铝酸钠的混合物)，热塑性和热固性树脂等从液体或可流动的形式硬化(固化或硬化)是有用的。对于增强水基可固化的水泥混凝土，本发明的短纤维一般具有接近3-30mm的长度，对于增强模压混凝土板优选约5-10mm，对于增强其它混凝土制品(例如浇注混凝土)，优选约15-25mm。用本发明的新型短纤维增强的混凝土船优选使用Hatschek机器制造的，例如，如由Johnson等人在U.S.Pat.No.4,428,775中描述的制备这种产品。短纤维优选以被增强的材料的从约0.01wt％至约5wt％的量被加入，依赖于希望增强的量和加入一定重量的增强纤维而引起的费用的增加。
本发明的新型短纤维对于制备非织造织物也是有用的。在这种非织造织物的制造中，在初切成短纤维之前，连续长纤维最好被卷曲，然后被梳理和粘接以生产适合于用作各种制品如平纹棉法兰绒和其它吸收制品(包括tampons，catamenial装置，以及外科机医用吸收制品)，geotexlies，滤介质(对气体、液体和混合相)，以及催化剂和/或反应介质支持体的非织造絮片。在非织造絮片中被卷曲和被梳的短纤维的粘合可通过各种技术来完成，例如包括，不局限于此，化学的、机械的(例如针刺法)、热的(例如使用激光能或热元件)、或超声波。为易于梳理和粘合，短纤维最好事先被卷曲，使用如在U.S.Pat.No.4,620,345中描述的装置，优选使用在U.S.Pat.No.5485,662中描述的适于非织造应用的卷曲纤维的装置和方法。在无纺织物的制造中，本发明的新型短纤维一般以在约10-100mm范围的长度提供。
本发明的纤维在形成用于制造织物的连续长丝方面也很有用，包括工业织物、geotextiles，身体防护(对军队和运动应用)，以及对制造绳子和网。
各种整理，例如纺丝整理和/或外加整理可以如希望的加以应用，给出抗静电、润滑、和/或其它，如将本发明的纤维处理制造特殊产品所要求的性能。对于水泥增强应用优选的整理是一种提供在水混凝土混合物中可分散的纤维。这类适当的整理包括羟乙基化脂肪酸酯和羟乙基化醇磷酯的混合物，例如，聚乙烯醇400单月桂酸酯和聚氧乙烯(5)三癸磷酸酯和二乙醇胺(以LUROLPP-912牌号从George A.Goulston Co.，Monroe，NC购得)的混合物。也优选具有抗静电性的亲水处理，例如中性的磷酸酯(例如以商品名LUROLAS-Y，由George A.Goulston，Co，Monroe NC购得的)。对于沥青基增强，如在那些应用中指出的，纤维优选具有亲脂(或亲沥青的整理)，例如在U.S.Petent No.5,441,812中描述的。在这些应用疏水纤维的实施中，可对纤维进行疏水处理。优选对非织造制品，特别是那些由被梳理和被粘合的短纤维组成的，一种抗静电组合物，例如前面提到的Harrington EP0557024A1，Schmalz′Patent US4,938,832和申请案EP0486158A2和Johnson and Theyson，在US.5,403,426和EP0516412A2中描述的它们中的任何一个，可被应用于纤维。适当的疏水性整理组合物包括抗静电剂与润滑剂，例如聚硅氧烷的组合；更特殊的例子包括C4或C6-烷基磷酸钾和聚(二甲基硅氧烷)，以及C10烷基磷酸钾和氢化聚丁二烯。如果需要，适当的润滑剂可加入纤维以避免在整理组合物中使用润滑剂，该发明提供了如果不是消除，但可以明显降低，加入到用于纤维的抗静电剂中的润滑剂的量。
传统的耐热降解剂、氧化和/或紫外幅射、和/或其它防护剂(例如Nuosept 95防护剂、从Nuoden Inc.division of HulsAmerica，Inc.，EPA Reg.No.1100-85)的稳定剂，以及着色剂、惰性芳香剂等等，可以分别或以相容的组合加入。
本发明将结合下面的实施例进一步被描述，意欲证明特殊的情况和比较，无意局限于相关的特定条件和描述的材料。术语″初纺″正如对于熔纺纤维，指如其当首先被卷取或能够经受牵伸或热处理操作的纤维；因此，在下面的例子中，术语″纺—拉伸″指按照本发明的后续工艺以前纺成一拉伸纤维。
拉伸和热处理的这些实施例如图1所示的在一个bench-top仪器上实施，在图中罗拉的第一组1和第二组2用于拉伸纤维，罗拉的第三组用于完成热处理。罗拉的每一组由一个大罗拉4和小罗拉5组成。拉伸比与第二组罗拉的速度与第一组的速度的比值成正比。来自于一个或两个卷装的纤维6被喂入第一组。在商业设计中，在图2中描述的过程对于实施发明是有用的。在图2中，从粗纱架来的丝束7被送至第一个操作，预拉伸8。各种操作引导丝束并可能通过各种罗拉9影响丝束中的纤维操作。然后丝束被传送通过浸渍槽10且然后至第一组罗拉11。丝束然后通过一个蒸气夹板12且进入第二组罗拉13，然后到达另一个蒸气夹板14。在这里，纤维将按照本发明所述进行牵伸。然后，丝束被送至第三组罗拉15进行热处理。在这里，丝束被切成短纤维用于增强应用。在无纺织产品的制造中，丝束然后被送至摆动罗拉16，另外一个蒸汽夹板17，然后至如上描述的折皱器18(园形指示卷曲罗拉)。从卷曲器出来的丝束，因为在卷曲中使用蒸汽，其一般是湿的，通过导管运送至干燥器19，表示为运输带，且干纤维20被送至切口(未表示)得纤维的产品；如上面提到的，这些卷曲短纤维然后被梳理并被粘合以制备无纺织制品。
     实施例1-4
使用具有MFR1.0的聚丙烯纤维(以Solvay 9000商品名，从Solvay Dolymers.Inc.，Houston，TX购得)，熔体在Davis标准模型15VT-3/4″挤压机上制备和纺丝，加上具有675孔，具有出口喷嘴直径0.014″的喷丝嘴的纺丝泵。所有的温度带是在260℃，空气被用作骤冷，被纺成30dpf纤维。
然后，在表1给出的条件下实施拉伸，所得的物理性能也在表1中给出，T1-2是第一(和第二)组牵伸罗拉的温度(如果在表中只给出一个温度，那么开始的二组罗拉是在接近相同的温度下)，T3是由热处理罗拉组成的第三组罗拉的温度。
     实施例5-7
如在实施例1中描述的相同的普通工序被用于纺聚丙烯纤维，不同的是熔融纺丝板的所有温度区的温度是250℃。具有0.030直径的130孔的喷丝头被用来提供41.2dpf的初纺纤维。然后在表1的条件下完成牵伸，最终的物理性能也在其中；栏″Trll1-2″中有斜杠(″/″)中的数据是在温度不尽相同的情形下牵伸辊的第一组和第二组的相应温度。
    实施例8-10
下面的实施例采用实施例5-7相同的工序，具有温度区域设定在260℃，32dpf的纤维被纺成。
然后在表1的条件下完成牵伸，其最终物理性能列于其中。
     实施例11
采用实施例1相同的工序，采用280℃的温度制成13.8dpf的初纺纤维；然后在表1的条件下牵伸纤维并试验得到最终性能。
    实施例12-13
采用实施例1的相同的工序，在约260℃的温度下制备13dpf的初纺纤维，然后在表1(例12)的条件下制备13dpf的初纺纤维，并牵伸。再后，在后续条件(例13)下再牵伸已被牵伸的纤维。
    实施例14-16
采用例1相同的工序，在表1(例14)的条件下制备19dpf的初纺纤维，其最终性能也列于表1，然后在表1(例15)的条件下牵伸，并在表1(例16)的条件下再牵伸。
    实施例17
采用相同于例1的工序，用加热到90℃的200mpm的第一组卷取罗拉和300mpm的第二组卷取罗拉，在240-250℃下纺一牵纤维。这样，约25dpf的初纺纤维降低到筒子上的约17dpf(纺牵比约1.5)。然后，纤维在105℃牵伸以提供8.4dpf的纤维，其性能列于表1。
    实施例18-20
0.5MFR的聚丙烯树脂(如AMOCO 6014聚丙烯，购自Amoco，Chocolote Bayou，TX)在约280℃下用1.5″(3.8cm)的套筒进行纺丝，纤维在400mpm下被卷取以生成16dpf的纤维；纺丝后测定的MFR是0.56。然后牵伸纤维，得到改进的性能，牵伸条件以及性能列于表1。
3％和5％的拉伸模量(类似于2％的正割(拉伸)模量，如Ahmed，OP，Cif，描述的那样；那是2％伸长下的应力一应变曲线的斜率)是37.9和40.2(例18)，40.6和38.8(例19)，以及55.5和54.7(例20)。比较而言，聚丙烯纤维的模量值典型地在15～25gpd的范围之中；本发明提供的聚丙烯纤维具有大于约35的模量，优选的大于约45，更好的大于约55，模量值的优选范围约30～60gpd或更高。
   实施例21
采用相同于例18-20的工序，在约280℃的纺丝温度下制备14.8dpf的初纺纤维，然后在表1的条件下牵伸，试验以得到其性能，见表1。
这些纤维3％和5％的拉伸模量测定为52.2和50.7gpd。
    实施例22
采用例18-20相同的工序，在表1所列条件下纺0.65MFR的聚丙烯树脂并牵伸，以得到表中显示的性能；纺丝后，聚合物有约0.67的MFR。
3％和5％的拉伸模量分别是60.7和60.4。
    实施例23-26
采用例18-20相同的工序，制成14.8dpf的初纺纤维(纺丝后MFR＝0.65)。这些纤维按指出的那样进行加工以得到列于表1的结果。
                            表1
  实施例    T1-2    牵伸率     T3 牵伸后的dpf   伸长％    强力gpd 枕拉系数IR0.50
    1     54     3.9     86     9.35     -     3.26      -
    2     25     3.56     106     8.41     301     3.84     66.6
    3     80     3.3     121     8.03     159     3.5     44.1
    4     98     3.3     135     5.44     158     5.75     72.3
    5     116/111     3.43     127     12     85.7     8.2     75.9
    6     116/111     3.43     127     12     114     9.2     98.2
    7       -     3.44     -     12     129     10     113.6
    8     80/110     11.47     127     1.6     92.5     9.15     88
    9     87.96     11.6     89      -     89.8     7.6     72
    10     87/96     13.0     89      -     110.2     7.05     74
    11     90/102     14.7     113     3.81     97.3     8.5     84
    12     100     -     -     11.7     230     4.38     66.4
    13     100     -     -     9.12     139     5.6     66
    14     25/25     0     25     19     444     3.1     65.3
    15     100     5     -     8     100     7.4     74
    16     100     5     -     10.5     182     5.5     74.2
    17     105     4.9     -     8.4     75.9     9.55     83.2
    18     70/70     -     70     6.2     81     9.5     85.5
    19     70/8     100     6.6     79     7.3     64.9
    37     10.6     64.5
    10.46     85.4
    11.52     88.9
    3.0     60
    5.7     64.7
    8.2     65.1
    8.9     79.4

Claims (30)

1.一种熔融纺纤维，由聚丙烯聚合物组成，并具有至少约60抗拉因子TE0.50，其中，T是纤维的以每旦尼尔克数表示的纤维强度，至少至少约10gpd，，E是百分伸长率。
2.一种熔融纺纤维，由丙烯聚合物组成，并具有至少约62的强度因数TE，其中，T是以每旦尼尔克表示的纤维强度，至少约6.5，而E则是百分伸长率。
3.权利要求2的纤维，其中纤维有至少约8gpd的强度。
4.权利要求2的纤维，其中纤维具有至少约10gpd的强度。
5.一种熔融纺纤维，由聚丙烯组成，具有至少约7.0gpd的强度，E是百分伸长率，至少约35％。
6.一种熔融纺和牵伸纤维，由聚丙烯组成，具有至少约70的抗拉因子TE0.50，其中，T是以每旦尼尔克表示的纤维强度，至少约5.5，E是伸长百分率，至少约25％。
7.权利要求6的纤维，其中，纤维具有至少约35％的伸长百分率。
8.用于制备纤维的工艺，包括：
A.提供可纺聚丙烯熔液，所述聚丙烯具有不大于约5dg/min的熔融速率。
B.在至少约245℃下通过喷丝板挤出上述熔液以生成纺成丝；
C.以一种受控方式冷却上述纺成丝的生成初纺丝，
D.在至少约70℃的温度下牵伸上述的初纺丝；
E.在至少约70℃的温度下热处理上述纤维以制成前述纤维。
9.权利要求8的工艺，其中，上述纤维的牵伸比少于约6。
10.权利要求8或9的工艺，其中上述聚丙烯具有约0.3～1.0的MFR。
11.权利要求8-10的任一项所述的工艺还包括纤维卷曲步骤和将纤维切成短纤维的步骤。
12.权利要求8-11任一项所述的工艺，还包括梳理，然后将大量上述切断纤维粘接生成无纺织物。
13.权利要求12的工艺，还包括将上述纤维加工成绳。
14.权利要求8-13的工艺，其中，上述冷却是以延迟方式控制。
15.一种制备增强粘性制品的方法，包括：提供一种液态的粘性组合物；将上述液态粘性组合物与约0.01～5％wt的权利要求1-7任一项所述的纤维或者按权利要求8-12制成的切断纤维混合制成粘性混合物；将上述粘性混合物制成所需的几何构型；硬化上述成型的混合物的生成纤维增强制品。
16.一种物品的制造，包括固化的或可固化的矩形体，以及0.1～5％wt的如权利要求1-8所述的纤维或由权利要求8-14制成的切断纤维。
17.可固化粘性组合物，包括一液态粘性组合物，以及约0.01～5wt％的权利要求1-7的任一项所述的纤维或按照权利要求8-14制备的切断纤维。
18.前述权利要求的任一项所述的纤维，制品或工艺，其中，纤维是切断纤维形式，具有3-100mm的长度。
19.前述权利要求任一项所述的物品，纤维或工艺，其中，纤维的具有0.5～50的旦尼尔。
20.前述权利要求的任一项所述的纤维、工艺或物品，其中，纤维的抗拉因子至少约70。
21.权利要求20所述的纤维、工艺或物品，其中，纤维的强度因数值至少约80。
22.权利要求1的纤维，其中，纤维具有至少约25％的百分伸长率E。
23.前述权利要求的任一项所述的纤维、工艺或物品，其中，纤维的百分伸长率E至少约50％。
24.权利要求23的纤维、工艺或物品，其中，纤维的百分伸长率E至少约100％。
25.权利要求23的纤维、工艺或物品，其中，纤维的百分伸长率E至少约150％。
26.权利要求23的纤维、工艺或物品，其中，纤维的百分伸长率E至少约200％。
27.前述权利要求任一项所述的纤维、工艺或物品，其中，丙烯聚合物是丙烯共聚物，至少来自于90％wt的丙烯单体。
28.权利要求27的纤维、工艺或物品，其中，共聚物的其余部分电由至少一种单体选自于如下组，包括乙烯，1-丁烯，2-丁烯，1-戊烯，2-戊烯，3-甲基-1-戊烯，1，3-丁二烯，异丙烯，辛烯，苯乙烯，氟乙烯，氯乙烯，以及它们的混合物。
29.权利要求28的纤维、工艺或物品，其中，单体由乙烯组成。
30.权利要求1-26的纤维、工艺或物品，由丙烯均聚物组成。
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