專利名稱：生產(chǎn)非織造表面的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于生產(chǎn)非織造表面的新方法。
本發(fā)明更具體地涉及一種通過直接熔體紡絲以薄片材(nappe)形式排列的連續(xù)長絲的工藝來生產(chǎn)非織造表面的方法。
背景技術(shù)：
非織造表面被非常廣泛地用于眾多應(yīng)用中，例如制備表面覆層。這些表面可以按照若干種方法來得到，例如濕法，所述濕法是將纖維懸浮于液體中，該液體有利地包含能夠產(chǎn)生粘結(jié)性的產(chǎn)品。這些纖維被收集在收集面上以產(chǎn)生薄片材，所述薄片材被壓延和干燥，從而形成非織造表面。
還使用的另一種方法被稱作“干法”，該方法在于利用薄紗(voile)形式的切斷和粗梳纖維來形成薄片材，然后對(duì)該薄片材進(jìn)行處理以賦予其粘結(jié)性。利用所述干法還可以由連續(xù)紗線或者長絲來生產(chǎn)薄片材。
然而，就連續(xù)紗線或長絲而言，最廣泛使用的方法是熔體紡絲方法，其被稱為“直接紡絲”方法。
該方法在于通過一個(gè)或多個(gè)噴絲板擠出一種或多種聚合物，以生產(chǎn)若干長絲，通過氣動(dòng)裝置使該長絲拉伸，并沉積在收集面上形成薄片材?？梢园凑崭鞣N方法使這種薄片材具有粘結(jié)性，如通過樹脂進(jìn)行浸漬或者通過熱粘合。在這種情況下，一些長絲由熔點(diǎn)或軟化點(diǎn)比其它長絲的熔點(diǎn)或者軟化點(diǎn)要低的聚合物來制得。然后通過熱處理該薄片材實(shí)現(xiàn)粘結(jié)。
為了獲得具有良好性能和良好均勻性的薄片材，必要的是第一，在收集面上獲得均勻分布的連續(xù)長絲；第二，沉積的長絲要具有均勻的特征和性能。
在連續(xù)直接紡絲方法中，可能難以產(chǎn)生均勻的連續(xù)長絲或者紗線以及其均勻的分布。這是因?yàn)閺拿總€(gè)噴絲孔出來的單個(gè)長絲被聚集在一起成為復(fù)絲紗。長絲的這種匯聚是以氣動(dòng)的方式獲得的。然而，如專利US 4 758 134中說明的，在長絲上會(huì)產(chǎn)生靜電荷，從而導(dǎo)致長絲分散，并妨礙了該方法的正常進(jìn)行。為了限制這些靜電荷的有害影響，該專利提出在潮濕氣氛下進(jìn)行操作。這種解決方案還是具有缺點(diǎn)，尤其是當(dāng)使用的聚合物對(duì)水分敏感時(shí)，例如聚酰胺。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的之一是通過使用基于熱塑性聚合物的組合物來克服這些缺點(diǎn)，該組合物具有導(dǎo)電性，這使得其能夠防止靜電荷的干擾作用。
為此，本發(fā)明提供一種通過直接熔體紡絲基于熱塑性聚合物的組合物的長絲來生產(chǎn)非織造表面的方法，該方法包括將該組合物供給多個(gè)噴絲板，每個(gè)噴絲板包含若干紡絲孔，然后將獲得的長絲供給氣動(dòng)拉伸裝置，以及使該拉伸的連續(xù)長絲形成薄片材的步驟，其特征在于，供給噴絲板的基于熱塑性聚合物的組合物包括含有對(duì)應(yīng)于下述通式的重復(fù)單元的聚合物基質(zhì)和/或改性聚合物添加劑 其中R1、R2、R3和R4是相同或不同的，代表包含2-18個(gè)碳原子的脂族、環(huán)脂族或芳族烴鏈，
R5代表具有400-200 000分子量的聚醚基團(tuán)，A和B代表CO，NH或O基團(tuán)；當(dāng)A代表CO時(shí)，B代表NH或O，反之亦然，并且當(dāng)該改性添加劑不存在或不包含式III或IV的重復(fù)單元時(shí)，該聚合物基質(zhì)包含重復(fù)單元I或II中的至少一種和重復(fù)單元III或IV中的至少一種。
有利地，這些組合物具有大于或等于1×10-9S/cm的體積電導(dǎo)率，優(yōu)選5×10-9至5×10-8S/cm。不過，具有不同于以上范圍的體積電導(dǎo)率的組合物(例如低于1×10-9S/cm)也適于本發(fā)明。
生產(chǎn)長絲的方法可以包括將每個(gè)長絲供給氣動(dòng)拉伸裝置，或者將長絲組匯聚在一起形成若干復(fù)絲紗，將該復(fù)絲紗供給氣動(dòng)拉伸裝置，然后沉積在接收面上形成薄片材。
由于該長絲是由導(dǎo)電聚合物組合物制成的，因此在噴絲板和形成薄片材的步驟之間在長絲表面上產(chǎn)生的靜電荷被非?？焖俚爻?。因此，在成型為薄片材之前，這些長絲保持相互平行并且可以在整個(gè)裝置中被帶動(dòng)而不分散和偏離它們前行的路徑。本發(fā)明的組合物還可以限制這些靜電荷的形成，從而限制長絲的分散效應(yīng)或限制長絲與用于紡絲和制備薄片材的裝置的金屬壁之間的粘附。術(shù)語“導(dǎo)電聚合物”或“導(dǎo)電組合物”應(yīng)被理解為是指這樣的聚合物或者組合物，該聚合物或者組合物所具有的結(jié)構(gòu)或者組分賦予了比未改性聚合物或者組合物更大的電導(dǎo)率。不過，該電導(dǎo)率水平仍就是低的，但具體地可以除去在這些聚合物或組合物的成型過程中形成的靜電荷。
適合于本發(fā)明的熱塑性聚合物有利地是屬于聚酰胺系列和聚酯系列的熱塑性聚合物。
作為適合于本發(fā)明方法的聚酯，可以提及的有通過二酸和二醇單體的聚合得到的導(dǎo)電聚酯，該二醇由亞烷基二醇如乙二醇、丁二醇或丙二醇與聚氧化亞烷基二醇的混合物組成。
作為特別適合于本發(fā)明第一實(shí)施方案的熱塑性聚酰胺，可以提及的有通過傳統(tǒng)的二酸、二胺或內(nèi)酰胺單體的聚合得到的共聚酰胺。然而，可以在傳統(tǒng)的單體中添加具有特定結(jié)構(gòu)的單體。這些單體有利地在其結(jié)構(gòu)中具有醚橋，并且優(yōu)選地是包含聚氧化亞烷基鏈并具有在其它單體的官能團(tuán)(如胺、酸或羥基官能團(tuán))之前反應(yīng)的末端官能團(tuán)的化合物。
這種包含胺官能團(tuán)的化合物由Huntsman以Jeffamines商品名出售。
根據(jù)本發(fā)明的第一優(yōu)選實(shí)施方案，該熱塑性聚合物有利地是包含具有聚氧化亞烷基鏈的重復(fù)單元的共聚酰胺，從而使得可以提高傳統(tǒng)聚酰胺如聚酰胺6，6或聚酰胺6的電導(dǎo)率。
因此，本發(fā)明第一實(shí)施方案的熱塑性聚合物是包含對(duì)應(yīng)于通式I或II和III或IV的重復(fù)單元的共聚酰胺。
式I的重復(fù)單元對(duì)應(yīng)于二酸和二胺的聚合反應(yīng)的產(chǎn)物，其中該二酸選自琥珀酸、己二酸、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、癸二酸、十二烷二酸和它們的混合物，該二胺選自六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺、間苯二甲胺和它們的混合物。該列舉并非窮舉性的，也可以使用其它二酸或二胺。
式II的重復(fù)單元對(duì)應(yīng)于內(nèi)酰胺或氨基酸的縮聚產(chǎn)物，其中該內(nèi)酰胺或氨基酸選自己內(nèi)酰胺、氨基十一烷酸、氨基十二烷酸和它們的混合物。同樣地，該列舉并非窮舉性的，也可以使用其它內(nèi)酰胺或氨基酸。
有利地，式III和/或IV的重復(fù)單元的重量濃度是總重復(fù)單元或聚合物重量的0.5-5％。
與上述定義相對(duì)應(yīng)的導(dǎo)電聚酰胺公開于例如專利申請(qǐng)WO94/23101中。這些聚酰胺通過具體使用內(nèi)酰胺或氨基酸如己內(nèi)酰胺、氨基十一烷酸或氨基十二烷酸作為主要的和常規(guī)的單體而得到。
導(dǎo)電熱塑性聚酰胺還可以在有或沒有催化劑的條件下，按照用于制造例如聚酰胺6，6的常規(guī)聚合工藝，由二胺如六亞甲基二胺與二酸如己二酸進(jìn)行聚合而得到。根據(jù)本發(fā)明，聚氧化亞烷基二胺單體可以在開始時(shí)與二胺或二酸單體或由二酸和二胺單體形成的鹽一起被加入到聚合介質(zhì)中，或者在聚合過程中加入，例如在將聚合物置于真空下的步驟之前或者該步驟的過程中，以獲得想要的聚合度。
在這個(gè)第一實(shí)施方案中，組合物包含作為主要或者唯一組分的導(dǎo)電熱塑性聚合物。當(dāng)然，也可以存在常見的添加劑，例如熱穩(wěn)定劑、用于改進(jìn)聚合物耐老化性的添加劑如UV穩(wěn)定劑、顏料、染料、消光劑、成核劑，等等。
在本發(fā)明的第二實(shí)施方案中，基于熱塑性聚合物的組合物包含熱塑性聚合物和能夠改進(jìn)該組合物電導(dǎo)率的改性聚合物添加劑。在這種添加劑的結(jié)構(gòu)中包含至少一個(gè)聚氧化亞烷基鏈。為了更清楚和簡潔，在下文中稱這種添加劑為“導(dǎo)電添加劑”。
根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)第二實(shí)施方案的另一個(gè)特征，該改性聚合物添加劑在組合物中的濃度相對(duì)于組合物總重量為1-30wt％，有利地為1-15wt％。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)特征，該改性聚合物添加劑的熔體粘度有利地低于聚合物基質(zhì)的熔體粘度。因此，在組合物成型的過程中，尤其是在熔體紡絲的過程中，該添加劑遷移至紗線的表面。紗線的表面性能得以改進(jìn)，尤其是其電導(dǎo)率性能。
本發(fā)明的這個(gè)第二實(shí)施方案的組合物有利地通過將熱塑性聚合物與改性聚合物添加劑和任選的其它添加劑(如上面列舉的那些)進(jìn)行共混而得到。這種共混可以通過任何慣用方法進(jìn)行。優(yōu)選的方法之一是在包含一個(gè)或多個(gè)螺桿的蝸桿中共混這些組分，并通過噴絲板擠出，形成棒材(jonc)。這種棒材隨后被切碎，以生產(chǎn)具有所需尺寸和所需重量的粒料。任選地在干燥后，這些粒料被用于供給用于紡絲和生產(chǎn)非織造表面的設(shè)備。
然而，并不超出本發(fā)明范圍的是，還可以在熔融熱塑性聚合物被即將供給用于該非織造表面紡絲的噴絲板之前，以純形式或者在主體聚合物(母料)中的濃溶液形式將該改性聚合物添加劑添加到該熔融熱塑性聚合物中。
根據(jù)第一種替代方式，本發(fā)明的改性聚合物添加劑有利地包含熱塑性結(jié)構(gòu)，優(yōu)選與組合物的熱塑性聚合物的結(jié)構(gòu)具有類似屬性，以及包含聚氧化亞烷基鏈的結(jié)構(gòu)。該熱塑性結(jié)構(gòu)可以是聚酯或聚酰胺結(jié)構(gòu)。
作為適合用作本發(fā)明方法的改性聚合物添加劑的聚酯，可以提及的有通過二酸和二醇單體的聚合得到的共聚酯，該二醇由亞烷基二醇如乙二醇、丁二醇或丙二醇與聚氧化亞烷基二醇的混合物組成。
作為適合用作本發(fā)明改性聚合物添加劑的聚酰胺，可以提及的有通過常規(guī)的二酸、二胺或內(nèi)酰胺單體的聚合得到的共聚酰胺。不過，具有特定結(jié)構(gòu)的單體被添加到常規(guī)的單體中。這些單體有利地在其結(jié)構(gòu)中具有醚橋，并且優(yōu)選地是包含聚氧化亞烷基鏈并具有在其它單體的官能團(tuán)(如胺、酸或羥基官能團(tuán))之前反應(yīng)的末端官能團(tuán)的化合物。
這種包含胺官能團(tuán)的化合物由Huntsman以Jeffamines商品名出售。
該導(dǎo)電或改性聚合物添加劑通過在單官能限鏈劑化合物的存在下使下式的單體進(jìn)行聚合而得到 H2N-R2-NH2(VI) B-R5-B(VIII)其中R1、R2和R3是相同或不同的，代表包含2-18個(gè)碳原子的脂族、環(huán)脂族或芳族烴鏈，R5代表具有400-200 000分子量的聚醚基團(tuán)，B代表COOH、NH2或OH官能團(tuán)。
為了控制添加劑的熔體粘度并限制它在共混物中與熱塑性聚合物的反應(yīng)性，該聚合在用于限制鏈長度的單官能化合物的存在下按照生產(chǎn)聚合物的已知方法來進(jìn)行。作為單官能化合物，可以提及的有單官能酸和單官能胺。因此，乙酸，丙酸和芐胺是優(yōu)選的化合物。
有利地，式VIII的單體在單體混合物中的重量濃度為所有單體的重量的1-20％，有利地為1-10％。
與上述定義相對(duì)應(yīng)的聚酰胺公開于例如專利申請(qǐng)WO 94/23101中。這些聚酰胺通過具體使用內(nèi)酰胺或氨基酸如己內(nèi)酰胺、氨基十一烷酸或氨基十二烷酸作為主要的和常規(guī)的單體而得到。
在本發(fā)明第二實(shí)施方案的第二種替代方式中，該改性導(dǎo)電或聚合物添加劑有利地是由下述嵌段構(gòu)成的化合物至少一個(gè)熱塑性嵌段和至少一個(gè)聚氧化亞烷基嵌段。
更具體地，這種化合物包含至少一個(gè)由下述大分子鏈形成的熱塑性聚合物嵌段星型或H型大分子鏈，它包含至少一個(gè)多官能核和至少一個(gè)與該核連接的熱塑性聚合物的支鏈或鏈段，該核包含至少三個(gè)相同反應(yīng)性官能團(tuán)，和/或線性大分子鏈，它包含二官能核和至少一個(gè)與該核連接的熱塑性聚合物的鏈段，和至少一個(gè)聚氧化亞烷基嵌段，該嵌段與該熱塑性聚合物嵌段的反應(yīng)性末端的至少一部分連接。
這種導(dǎo)電化合物尤其公開于國際專利申請(qǐng)WO 03/002668中。
因此，這種化合物包含熱塑性聚合物嵌段和至少一個(gè)聚氧化亞烷基嵌段-該熱塑性聚合物嵌段包含星型或H型大分子鏈，它包含至少一個(gè)多官能核和至少一個(gè)與該核連接的熱塑性聚合物的支鏈或鏈段，該核包含至少三個(gè)相同反應(yīng)性官能團(tuán)，
和/或線性大分子鏈，它包含二官能核和至少一個(gè)與該核連接的熱塑性聚合物的鏈段，-該一個(gè)或多個(gè)聚氧化亞烷基嵌段以下列方式與該熱塑性聚合物嵌段的自由末端的至少一部分相連接選自熱塑性聚合物支鏈或鏈段末端和多官能核的末端的星型或H型大分子鏈的至少一個(gè)自由末端與聚氧化亞烷基嵌段相連，和/或選自熱塑性聚合物鏈段末端和二官能核的末端的線性大分子鏈的至少一個(gè)自由末端與聚氧化亞烷基嵌段相連；當(dāng)熱塑性聚合物嵌段只包含線型的大分子鏈時(shí)，該線性大分子鏈的兩個(gè)自由末端與聚氧化亞烷基嵌段相連。
在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，這種化合物具有星型聚酰胺結(jié)構(gòu)。
這種星型聚酰胺由包含下列單體的單體混合物共聚得到a)包含至少三個(gè)相同反應(yīng)性官能團(tuán)的多官能化合物，該反應(yīng)性官能團(tuán)選自胺官能團(tuán)和羧酸官能團(tuán)，b)具有下述通式(Xa)和/或(Xb)的單體 c)非必需地，具有下述通式(IX)的單體Z-R6-Z(IX)其中Z代表與多官能化合物的反應(yīng)性官能團(tuán)相同的官能團(tuán)，R12和R6代表相同或不同的，取代或未被取代的脂族、環(huán)脂族或芳族烴基，其包含2-20個(gè)碳原子，并且可包含雜原子，當(dāng)X代表羧酸官能團(tuán)時(shí)，Y是伯胺官能團(tuán)，或當(dāng)X代表伯胺官能團(tuán)時(shí)，Y是羧酸官能團(tuán)。
術(shù)語“羧酸”應(yīng)理解為是指羧酸及其衍生物，例如酸酐、?；?、酯等等。術(shù)語“胺”應(yīng)理解為是指胺及其衍生物。
用于生產(chǎn)這些星型聚酰胺的方法公開于專利FR 2 743 077和FR 2779 730中。這些方法導(dǎo)致形成星型大分子鏈，其可以作為其與線性大分子鏈的混合物。
這種星型聚酰胺還可以通過熔融共混由內(nèi)酰胺和/或氨基酸與多官能化合物聚合得到的那些類型的聚酰胺來獲得，其中該多官能化合物包含至少三個(gè)相同反應(yīng)性官能團(tuán)，該反應(yīng)性官能團(tuán)選自胺或羧酸官能團(tuán)，該共混例如在蝸桿共混系統(tǒng)中進(jìn)行。該聚酰胺例如是聚酰胺6。
這種制備方法公開于專利EP 0 682 070和EP 0 672 703中。
多官能化合物(其是作為本發(fā)明第一主題的星型或H型大分子鏈的來源的單體)可以選自具有樹枝狀或枝狀結(jié)構(gòu)的化合物。它們還可以選自由式(XI)表示的化合物 其中·R11是芳族或脂族，線性或環(huán)狀烴基，其包含至少兩個(gè)碳原子，且可以包含雜原子，·Q是共價(jià)鍵或包含1-6個(gè)碳原子的脂族烴基，·Z1代表伯胺基團(tuán)或羧酸基團(tuán)，·m是3-8的整數(shù)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定特征，該R11基團(tuán)要么是環(huán)脂族基團(tuán)，例如四價(jià)環(huán)己酮基團(tuán)，要么是1，1，1-丙烷三基(1，1，1-triyle-propane)或1，2，3-丙烷三基基團(tuán)。
作為適于本發(fā)明的其它R11基團(tuán)，可以提及的是例如取代或未被取代的三價(jià)苯基和環(huán)己基基團(tuán)，具有多個(gè)亞甲基基團(tuán)(有利地具有2-12個(gè))的四價(jià)二氨基聚亞甲基基團(tuán)，如源自EDTA(乙二胺四乙酸)的基團(tuán)，八價(jià)環(huán)己酮基或環(huán)己二酮基，以及源自由多元醇與丙烯腈反應(yīng)得到的化合物的基團(tuán)，其中該多元醇例如是乙二醇、季戊四醇、山梨糖醇或甘露糖醇。
Q基團(tuán)優(yōu)選是亞甲基或聚亞甲基基團(tuán)，例如亞乙基、亞丙基或亞丁基基團(tuán)，或者聚氧化亞烷基基團(tuán)，例如聚氧化亞乙基基團(tuán)。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)特定實(shí)施方案，m是大于或等于3的數(shù)，有利地等于3或4。
由符號(hào)Z1表示的多官能化合物的反應(yīng)性官能團(tuán)是能夠形成酰胺官能團(tuán)的官能團(tuán)。
作為多官能化合物的實(shí)例，可以提及的有2，2，6，6-四(β-羧乙基)環(huán)己酮，下式的二氨基丙烷-N，N，N′，N′-四乙酸 或源自三羥甲基丙烷或甘油與環(huán)氧丙烷的反應(yīng)和末端羥基的胺化作用的化合物。后一種化合物由Huntsman以Jeffamines T商品名出售，并具有下述通式 其中-R11代表1，1，1-丙烷三基或1，2，3-丙烷三基基團(tuán)，-Q代表聚氧化亞乙基基團(tuán)。
可以適用的多官能化合物的實(shí)例具體描述于美國專利US 5 346984、美國專利US 5 959 069、專利申請(qǐng)WO 96/35739和專利EP 672703中。
更具體地說是次氮基三烷基胺，尤其是次氮基三乙基胺；二亞烷基三胺，尤其是二亞乙基三胺；三亞烷基四胺和四亞烷基五胺，其中該亞烷基優(yōu)選是亞乙基；和4-氨基乙基-1，8-辛二胺。
還可以提及下式的樹枝狀聚合物(R102N-(CH2)n)2-N-(CH2)x-N-((CH2)n-NR102)2
其中R10是氫原子或-(CH2)n-NR72基團(tuán)，其中R7是氫原子或-(CH2)n-NR82基團(tuán)，其中R8是氫原子或-(CH2)n-NR92基團(tuán)，其中R9是氫原子或-(CH2)n-NH2基團(tuán)，n是2-6的整數(shù)，x是2-14的整數(shù)。
n是優(yōu)選等于3或4，尤其是3的整數(shù)，并且x優(yōu)選是2-6的整數(shù)，包括端值在內(nèi)，優(yōu)選2-4，包括端值在內(nèi)，尤其是等于2。每個(gè)R10基團(tuán)可以彼此獨(dú)立地進(jìn)行選擇。R10基團(tuán)優(yōu)選是氫原子或-(CH2)n-NH2基團(tuán)。
還可以提及具有3-10個(gè)羧酸基團(tuán)，優(yōu)選3或4個(gè)羧酸基團(tuán)的多官能化合物。在這當(dāng)中，優(yōu)選的是具有芳族環(huán)和/或雜環(huán)的化合物，例如芐基、萘基、蒽基、聯(lián)苯基和三苯基，或者雜環(huán)，如吡啶、聯(lián)吡啶、吡咯、吲哚、呋喃、噻吩、嘌呤、喹啉、菲、卟啉、酞菁和萘菁。特別優(yōu)選3，5，3′，5′-聯(lián)苯四羧酸、由酞菁和由萘菁衍生的酸、1，3，5，7-萘四羧酸、2，4，6-吡啶三羧酸、3，5，3′，5′-聯(lián)吡啶四羧酸、3，5，3′，5′-二苯酮四羧酸、1，3，6，8-吖啶四羧酸，更進(jìn)一步優(yōu)選1，3，5-苯三酸和1，2，4，5-苯四羧酸。
還可以提及其核是具有對(duì)稱點(diǎn)的雜環(huán)的多官能化合物，如1，3，5-三嗪，1，4-二嗪，蜜胺，衍生自2，3，5，6-四乙基哌嗪、1，4-哌嗪或四硫富瓦烯的化合物?？梢愿唧w地提及2，4，6-三(氨基己酸)-1，3，5-三嗪(TACT)。
根據(jù)一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案，該多官能化合物選自2，2，6，6-四(β-羧乙基)環(huán)己酮、1，3，5-苯三酸、2，4，6-三(氨基己酸)-1，3，5-三嗪和4-氨基乙基-1，8-辛二胺。
作為本發(fā)明的星型或H型大分子鏈的來源的單體混合物可以包含其它化合物，如限鏈劑、催化劑或添加劑如光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑或消光劑。
在本發(fā)明的這個(gè)第二實(shí)施方案中，組合物包含作為主要組分的常規(guī)熱塑性聚合物，如聚酰胺或聚酯，以及如上所述的導(dǎo)電添加劑。
作為合適的熱塑性聚合物，可以提及的有聚酰胺6、聚酰胺6，6，它們的共混物和共聚酰胺，聚酰胺12，聚乙二醇，聚丙二醇，聚丁二醇，它們的共混物和共聚酯。
如上面第一實(shí)施方案所指出的，組合物可以包含通常用于制造紗線或纖維的其它組分，如熱穩(wěn)定劑，用于改進(jìn)聚合物耐老化性的添加劑如UV穩(wěn)定劑，顏料，著色劑、消光劑或成核劑。
通過由熱塑性聚合物制得的組合物所形成的非織造制品一般由常規(guī)方法來生產(chǎn)，該常規(guī)方法包括通過一個(gè)或多個(gè)噴絲板擠出熔融聚合物組合物，以形成長絲組。這種方法尤其公開于美國專利3968307，4052146，4406850，4424257，4424258，4830904，5534339，5783503，5895710，6074590和6207276中。長絲以氣動(dòng)方式進(jìn)行拉伸，并沉積在收集面上，以形成薄片材?？梢酝ㄟ^任何已知的方法進(jìn)行薄片材的長絲的粘結(jié)。
通過使用本發(fā)明的組合物，從噴絲板中噴出的長絲保持相互平行，并可在拉伸之后以均勻的方式沉積在表面上，并均勻分布。這是因?yàn)樵陂L絲之間未觀察到排斥力，因而未觀察到長絲偏離前行的方向。
根據(jù)本發(fā)明，長絲可以具有高度可變的截面形狀。
另外，不背離本發(fā)明范圍的是，可生產(chǎn)由不同熱塑性聚合物制成的長絲，尤其是雙組分長絲。在這種情況下，熱塑性聚合物中的一種必須是根據(jù)本發(fā)明的導(dǎo)電聚合物。


本發(fā)明的其它優(yōu)點(diǎn)和細(xì)節(jié)將通過下列實(shí)施例和唯一的附圖而變得更加清楚，實(shí)施例純粹是用于說明，并不限制本發(fā)明，該附圖表示了用于測定紗線的體積電導(dǎo)率的設(shè)備。
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1制備聚酰胺PA 6，6在聚合反應(yīng)器中，將3149g的干燥尼龍鹽(通過一分子己二酸和一分子六亞甲基二胺之間的化學(xué)計(jì)量反應(yīng)得到的鹽)加至包含0.21g鈍乙酸銅一水合物粉末、7.56g 99.5wt％純度的溴化鉀粉末和3.96g 98wt％純度的苯基膦酸的2941g水中。
加熱反應(yīng)混合物直到112℃；隨后通過濃縮步驟的水蒸餾調(diào)節(jié)自生壓力為1.2bar絕對(duì)值，直到獲得120℃的溫度。
隨后在不進(jìn)行水蒸餾的情況下加熱反應(yīng)混合物到215℃。在這個(gè)溫度，自身壓力達(dá)到17.5bar的絕對(duì)值，并且通過加壓蒸餾步驟的水蒸餾調(diào)節(jié)在這個(gè)值，直到獲得230℃的溫度。當(dāng)這個(gè)加壓蒸餾步驟中的反應(yīng)混合物的溫度達(dá)到220℃時(shí)，加入13.6g 5wt％的含水二氧化鈦懸浮液。
當(dāng)溫度達(dá)到230℃時(shí)，在減壓步驟的過程中降低壓力至大氣壓，在該步驟結(jié)束時(shí)，反應(yīng)混合物的溫度達(dá)到275℃的值。
在后處理(finition)步驟中保持反應(yīng)混合物在275℃的溫度10分鐘；隨后澆鑄該聚合物形成棒材，冷卻并通過切割該棒材來進(jìn)行?；?br> 通過粒料測定所獲得的聚合物的粘度值為140ml/g。它是通過標(biāo)準(zhǔn)方法ISO EN 307進(jìn)行測定的。在三氟乙醇/氯仿(50/50，體積)溶劑介質(zhì)中通過電位測定法測定胺和酸端基分別為43和76meq/kg。
實(shí)施例2使用實(shí)施例1的操作步驟，通過另外添加3.57g純己二酸粉末至尼龍鹽的初始混合物中，并且當(dāng)反應(yīng)混合物的溫度在減壓步驟的過程中達(dá)到260℃時(shí)加入77.59g 70wt％含水Jeffamine ED 2003或XTJ-502溶液，從而制備根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的導(dǎo)電共聚酰胺。此外，后處理步驟的持續(xù)時(shí)間為45分鐘。
根據(jù)實(shí)施例1中描述的方法測定所得共聚物的粘度值為139ml/g。在三氟乙醇/氯仿溶劑介質(zhì)中通過電位測定法分別測定胺和酸端基為43和77meq/kg。
得到的共聚物B包含2wt％的對(duì)應(yīng)于通式III的重復(fù)單元，即對(duì)應(yīng)于Jeffamine單體的重復(fù)單元。
實(shí)施例3
重復(fù)與實(shí)施例2相同的制備工藝，在這種情況下引入8.93g的純己二酸粉末和193.98g的20wt％含水Jeffamine ED 2003或XTJ-502溶液。
聚合物的粘度值為125ml/g。在三氟乙醇/氯仿溶劑介質(zhì)中通過電位測定法測定胺和酸端基分別為50和85meq/kg。
得到的共聚物C包含5wt％的對(duì)應(yīng)于通式III，即Jeffamine單體的重復(fù)單元。
實(shí)施例4制造改性聚合物添加劑I反應(yīng)在7.5升高壓釜中進(jìn)行。1116.0g的ε-己內(nèi)酰胺(9.86mol)、57.6g的1，3，5-苯三羧酸(0.27mol)、1826.4g的JeffamineM2070(0.82mol)、1.9g的Ultranox236和3.5g的50％(w/w)含水次磷酸溶液被引入該反應(yīng)器中。使用干氮?dú)鈨艋邏焊?。反?yīng)器保持在干氮?dú)獾臏睾痛祾呦隆?br> 從20℃逐步加熱反應(yīng)物料至200℃。隨后將反應(yīng)介質(zhì)的溫度加熱至250℃。保持該溫度直到反應(yīng)結(jié)束。在該條件下保持1小時(shí)后，對(duì)該系統(tǒng)逐漸地抽真空達(dá)到5mbar的壓力，然后再在真空下保持1小時(shí)。聚合物從反應(yīng)器中出來后在模具中澆鑄。
差熱分析顯示獲得的聚合物在205℃具有熔融峰。
通過空間排阻色譜法(洗脫劑二甲基乙酰胺/0.1％LiBr)表征可以確定聚合物的重均分子量Mw和數(shù)均分子量Mn(分子量以聚苯乙烯為標(biāo)準(zhǔn)表示)Mw＝15 520g/molMn＝10 960g/mol。
端基的定量測定顯示出殘余酸官能團(tuán)的量為16.8meq/kg，殘余胺官能團(tuán)的量為1.9meq/kg。
溶液在1/1(重量)的氘化三氟乙酸和氘化氯仿混合物中的1H NMR(Bruker 300MHz)顯示出殘留的己內(nèi)酰胺含量為零(檢測不到)，PA6嵌段的平均縮聚度為8.4/星型支鏈。該添加劑稱為添加劑I。
實(shí)施例5制造本發(fā)明的組合物D
重復(fù)在實(shí)施例2中描述的操作步驟。但是不引入純己二酸粉末。此外，在本實(shí)施例中，引入271.2g 20wt％根據(jù)實(shí)施例4制備的導(dǎo)電添加劑I的水溶液代替Jeffamine ED 2003溶液。后處理時(shí)間為15分鐘。
根據(jù)上述方法測定如此得到的組合物(因而在該組合物中存在熱塑性聚合物)的粘度值為149ml/g。在三氟乙醇/氯仿溶劑介質(zhì)中通過電位測定法分別測定胺和酸端基為39和71meq/kg。
從而得到包含2wt％導(dǎo)電添加劑的組合物D。
實(shí)施例6制造根據(jù)本發(fā)明的組合物E重復(fù)與實(shí)施例5相同的制備工藝，在本實(shí)施例中，引入678g的20wt％根據(jù)實(shí)施例4制得的導(dǎo)電添加劑I的水溶液。后處理時(shí)間被限制在10分鐘。
根據(jù)上述方法測定如此得到的組合物(因而在該組合物中存在熱塑性聚合物)的粘度值為152ml/g。在三氟乙醇/氯仿溶劑介質(zhì)中通過電位測定法分別測定胺和酸端基為40和71meq/kg。
從而得到包含5wt％導(dǎo)電添加劑的組合物E。
實(shí)施例7上述實(shí)施例中制得的組合物或聚合物A、B、C、D和E被分別干燥，然后在295℃再熔融，并通過噴絲板以450m/min的速度和430g/h的通過量進(jìn)行擠出，形成具有12dtex纖度的長絲，并匯集在一起形成包含14根長絲的紗線。在拉伸裝置上以等于3.5的拉伸比對(duì)該紗線進(jìn)行拉伸，以得到分別記為7a、7b、7c和7d的紗線。
按照下列規(guī)程測定這些紗線的體積電導(dǎo)率按照“2點(diǎn)”測量法測量紡織紗線的體積電導(dǎo)率。根據(jù)如附圖1表示的示意圖，將若干紗線平行放置在導(dǎo)電觸點(diǎn)之間的給定長度上。
在間隔為20mm的兩個(gè)鋼觸點(diǎn)之間進(jìn)行測量。紗線的往復(fù)數(shù)一般為5，即總共10行紗線(其正好對(duì)應(yīng)100根長絲，1根紗線由10根單絲組成)。預(yù)先使用雙目放大鏡測量所研究紗線的直徑，用卡尺測量其精確長度。
在20℃的溫度條件和50％的相對(duì)濕度條件下，在Keithley 617電導(dǎo)計(jì)上以100伏特的外加電壓進(jìn)行該測量。
通過直接讀取該裝置來獲得體積電阻。
按照下面的關(guān)系式，由前面的測量結(jié)果推導(dǎo)出體積電阻率ρ(單位Ω·cm)ρ=R·π·d2·n4·e]]>其中R＝體積電阻(Ω)d＝紗線的直徑(cm)n＝紗線的總數(shù)e＝觸點(diǎn)之間的距離(cm)。
最后，得到的體積電阻率的倒數(shù)即為體積電導(dǎo)率σ(單位S·cm-1或Ω-1·cm-1)。
得到的各個(gè)紗線的體積電導(dǎo)率值匯總于下表中

當(dāng)它們通過氣動(dòng)吸氣直接紡絲/拉伸法進(jìn)行紡絲以用于生產(chǎn)非織造薄片材時(shí)，聚合物B和D能夠獲得令人滿意的長絲性能，而由紡絲聚合物A獲得的長絲在從氣動(dòng)拉伸裝置出來后在長絲作為薄片材沉積在載體表面上的步驟中存在排斥行為。
實(shí)施例8制造根據(jù)本發(fā)明的添加劑II由240.2g的64wt％的六亞甲基二銨鹽濃縮水溶液制備基于聚酰胺6，6的共聚物，在該濃縮水溶液中添加了6mg的消泡劑12.945g的Jeffamine ED 600(由Huntsman出售)
3.453g的己二酸0.345g的乙酸。
根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)聚合過程制造該聚酰胺，包括使溶液濃縮的步驟；接著在攪拌的高壓釜反應(yīng)器中進(jìn)行縮聚步驟；在17.5bar的穩(wěn)定壓力下進(jìn)行大約47分鐘的蒸餾步驟，該步驟的最終溫度為250℃；從17.5bar到1bar大約36分鐘的減壓步驟，該步驟的最終溫度為273℃；和大約20分鐘的后處理步驟，該步驟的最終溫度為272℃。
得到粘度值為73ml/g的基于PA 6，6的共聚物。
實(shí)施例9制造根據(jù)本發(fā)明的添加劑III由240.2g的64wt％的六亞甲基二銨鹽濃縮水溶液制備基于聚酰胺6，6的共聚物，在該濃縮水溶液中添加了5mg的消泡劑0.6962g的六亞甲基二胺(32.4wt％的水溶液)0.9216g的己二酸0.345g的100％乙酸。
在攪拌的高壓釜反應(yīng)器中按照下列工藝制造該聚酰胺使溶液濃縮的步驟；縮聚步驟；在17.5bar穩(wěn)定壓力下進(jìn)行大約47分鐘的蒸餾步驟，該步驟的最終溫度為250℃。通過從17.5bar到1bar的減壓步驟繼續(xù)聚合，該步驟在10bar時(shí)被打斷，以加入18.5g的70％Jeffamine ED 2003(由Huntsman出售)水溶液；整體溫度保持在260℃。在這次加料操作之后，完成該減壓步驟，該減壓步驟持續(xù)大約50分鐘，最終溫度為272℃。后處理步驟持續(xù)大約20分鐘，最終溫度為272.4℃。
得到粘度值為72ml/g的基于PA 6，6的共聚物。
實(shí)施例10對(duì)使用無添加劑的根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例1的聚合物A和使用不同濃度的實(shí)施例8和9中描述的添加劑II和III制備的纖維或紗線進(jìn)行測試，結(jié)果如下表1所示。在這些實(shí)施例中，根據(jù)已知技術(shù)，在單螺桿擠出機(jī)中將添加劑II或III加至聚合物A中，并以棒材的形式擠出，然后通過切割該棒材進(jìn)行?；?。
由此獲得的組合物或聚合物分別被干燥，然后在295℃下再熔融，并通過包含34個(gè)直徑為0.23mm的孔的噴絲板擠出。組合物在噴絲板孔的擠出速率為19.4m/min。通過在噴絲板出口處吹冷氣的方法冷卻長絲。長絲被吸進(jìn)由通常用于紡絲工藝的噴槍組成的吸氣系統(tǒng)中。長絲以4000m/min的速度排出該槍。長絲經(jīng)受的拉伸比為大約200。
為了監(jiān)測和測定排出該槍的長絲是否帶有靜電，長絲流被垂直導(dǎo)引到相對(duì)垂直方向傾斜大約45度的目標(biāo)表面上。長絲附著到目標(biāo)表面上則表示存在靜電荷。
還通過在離長絲流的軸大約3cm(1英寸)的地方放置靜電儀(由Electro-Tech Systems以商品名Static Meter Model 212出售的設(shè)備)測定排出該槍的長絲流附近存在的靜電場。該設(shè)備可以接地或不接地。在這兩種方式下進(jìn)行測量。
不存在靜電荷則表現(xiàn)為附近的靜電場為零。
利用本發(fā)明組合物以及無添加劑的聚酰胺得到的結(jié)果示于下表中

另外，本發(fā)明的測試沒有觀察到與金屬壁或目標(biāo)表面的粘附，而對(duì)比測試10A則相反。
權(quán)利要求
1.一種通過直接熔體紡絲基于熱塑性聚合物的組合物的長絲來生產(chǎn)非織造表面的方法，該方法包括將該組合物供給多個(gè)噴絲板，每個(gè)噴絲板包含若干紡絲孔，然后將長絲供給氣動(dòng)拉伸裝置，以及使所獲得的長絲形成薄片材的步驟，其特征在于，該基于熱塑性聚合物的組合物包括含有對(duì)應(yīng)于下述通式的重復(fù)單元的聚合物基質(zhì)和/或改性聚合物添加劑 其中R1、R2、R3和R4是相同或不同的，代表包含2-18個(gè)碳原子的脂族、環(huán)脂族或芳族烴鏈，R5代表具有400-200 000分子量的聚醚基團(tuán)，A和B代表CO，NH或O基團(tuán)；當(dāng)A代表CO時(shí)，B代表NH或O，反之亦然，并且當(dāng)該添加劑不存在或不包含式III或IV的重復(fù)單元時(shí)，該聚合物基質(zhì)包含重復(fù)單元I或II中的至少一種和重復(fù)單元III或IV中的至少一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其特征在于，改性聚合物添加劑在組合物中的重量濃度為總組合物的1-30％。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其特征在于，改性聚合物添加劑在組合物中的重量濃度為總組合物的1-15％。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，改性聚合物添加劑通過在單官能限鏈劑化合物的存在下使下式的單體進(jìn)行聚合而得到 H2N-R2-NH2(VI) B-R5-B(VIII)其中R1、R2和R3是相同或不同的，代表包含2-18個(gè)碳原子的脂族、環(huán)脂族或芳族烴鏈，R5代表具有400-200 000分子量的聚醚基團(tuán)，B代表COOH、NH2或OH官能團(tuán)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4的方法，其特征在于，限鏈劑選自單官能酸和單官能胺。
6.根據(jù)權(quán)利要求5的方法，其特征在于，單官能化合物選自乙酸、丙酸和芐胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求4-6中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，式VIII的單體在式V和/或VI和單體VIII的混合物中的重量濃度為1-20％。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，該改性聚合物添加劑由下述嵌段構(gòu)成至少一個(gè)熱塑性嵌段和至少一個(gè)聚氧化亞烷基嵌段。
9.根據(jù)權(quán)利要求1-3和8中任一項(xiàng)的方法，其特征在于，該改性聚合物添加劑包含至少一個(gè)由下述大分子鏈形成的熱塑性聚合物嵌段星型或H型大分子鏈，它包含至少一個(gè)多官能核和至少一個(gè)與該核連接的熱塑性聚合物的支鏈或鏈段，該核包含至少三個(gè)相同反應(yīng)性官能團(tuán)，和/或線性大分子鏈，它包含二官能核和至少一個(gè)與該核連接的熱塑性聚合物的鏈段，和至少一個(gè)聚氧化亞烷基嵌段，該嵌段與該熱塑性聚合物嵌段的反應(yīng)性末端的至少一部分連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，其特征在于，熱塑性聚合物嵌段間的結(jié)合是選自熱塑性聚合物支鏈或鏈段末端和多官能核的末端的星型或H型大分子鏈的至少一個(gè)自由末端與聚氧化亞烷基嵌段相連，和/或選自熱塑性聚合物鏈段末端和二官能核的末端的線性大分子鏈的至少一個(gè)自由末端與聚氧化亞烷基嵌段相連；當(dāng)熱塑性聚合物嵌段只包含線型的大分子鏈時(shí)，該線性大分子鏈的兩個(gè)自由末端與聚氧化亞烷基嵌段相連。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，其特征在于，星型大分子鏈?zhǔn)切切途埘０罚撔切途埘０酚砂铝袉误w的單體混合物共聚得到包含至少三個(gè)相同反應(yīng)性官能團(tuán)的多官能化合物，該反應(yīng)性官能團(tuán)選自胺官能團(tuán)和羧酸官能團(tuán)，具有下述通式(Xa)和/或(Xb)的單體 非必需地，具有下述通式(IX)的單體Z-R6-Z(IX)其中Z代表與多官能化合物的反應(yīng)性官能團(tuán)相同的官能團(tuán)，R12和R6代表相同或不同的，取代或未被取代的脂族、環(huán)脂族或芳族烴基，其包含2-20個(gè)碳原子，并且可包含雜原子，當(dāng)X代表羧酸官能團(tuán)時(shí)，Y是伯胺官能團(tuán)，或當(dāng)X代表伯胺官能團(tuán)時(shí)，Y是羧酸官能團(tuán)。
12.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，當(dāng)聚合物基質(zhì)包含式III和/或IV的重復(fù)單元時(shí)，式III和/或IV的重復(fù)單元的重量濃度為所述基質(zhì)重量的0.5-5％。
13.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，式III和/或IV的重復(fù)單元源自于包含兩個(gè)反應(yīng)性末端官能團(tuán)的聚氧化亞烷基單體與二酸單體或內(nèi)酰胺之間的反應(yīng)。
14.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，式I的重復(fù)單元由二酸和二胺之間的反應(yīng)得到，其中二酸選自琥珀酸、己二酸、對(duì)苯二甲酸、間苯二甲酸、十二烷二酸和它們的混合物，二胺選自六亞甲基二胺、2-甲基五亞甲基二胺和間苯二甲胺。
15.根據(jù)上述任一項(xiàng)權(quán)利要求的方法，其特征在于，式II的重復(fù)單元由內(nèi)酰胺或氨基酸的縮聚得到，其中該內(nèi)酰胺或氨基酸選自己內(nèi)酰胺、氨基十一烷酸和氨基十二烷酸。
全文摘要
本發(fā)明涉及生產(chǎn)非織造表面的新方法。本發(fā)明更具體地涉及一種通過直接熔體紡絲以薄片材形式排列的連續(xù)長絲的工藝來生產(chǎn)非織造表面的方法。該方法使用基于熱塑性聚合物的組合物，該熱塑性聚合物具有充分的導(dǎo)電性，能夠防止形成靜電荷或者可以在紡絲過程中除去它們。
文檔編號(hào)D04H3/009GK1910220SQ200580002883
公開日2007年2月7日 申請(qǐng)日期2005年1月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年1月22日
發(fā)明者R·杜蘭德, B·伯德斯, M·赫弗特, C·沃格拉逖 申請(qǐng)人:羅狄亞化學(xué)公司