專利名稱：多相纖維材料和組合物、其制造方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主題的技術(shù)領(lǐng)域是多相纖維前材料和纖維材料和組合物、纖維產(chǎn)品、紗產(chǎn)品和地毯產(chǎn)品、它們的制造方法和用途。
背景技術(shù)：
供消費(fèi)者使用的纖維，特別是引入紗、地毯產(chǎn)品和織物/紡織品中的纖維，其美學(xué)和性能方面的改進(jìn)是一直受到關(guān)注的。這些改進(jìn)可能涉及外觀保持性、質(zhì)地和表面形狀、柔軟性和地板磨損性能。還對(duì)纖維和纖維產(chǎn)品進(jìn)行評(píng)估，以確定是否存在更有效的和成本有效的制造工藝和設(shè)備。可被用于生產(chǎn)地毯產(chǎn)品例如全室地毯、小地毯和墊子的纖維，在它們被引入地毯產(chǎn)品并且為使用該地毯產(chǎn)品的空間提供希望的“外觀”時(shí)，為了提供某種紗質(zhì)地而被改性和在有些情況下被改進(jìn)。在設(shè)計(jì)地毯纖維材料和地毯產(chǎn)品中出現(xiàn)的另外的問(wèn)題是日常和長(zhǎng)期性能以及外觀。用來(lái)改性織物質(zhì)地的一種方法是將具有混合的旦尼爾的纖維引入織物產(chǎn)品。旦尼爾(或者纖維旦尼爾)是特定纖維的物理性質(zhì)，并且可以被定義為“直接法紗線纖度測(cè)量， 其是9，000米紗的重量(克)。因此，旦尼爾越高，紗越粗。典型的尼龍地毯纖維具有15-18 旦尼爾/長(zhǎng)絲?！?參考服fabrica. com 織物和地毯術(shù)語(yǔ)詞匯表)用來(lái)改性纖維和得到的地毯或者紡織產(chǎn)品的另一種方法是不僅引入具有混合的旦尼爾的纖維，而且引入混合的光澤，例如在共同擁有的美國(guó)專利申請(qǐng)系列號(hào)10/60M59中描述的纖維和地毯產(chǎn)品，該專利申請(qǐng)的全部?jī)?nèi)容在此引入作為參考文獻(xiàn)。改善地毯產(chǎn)品的美觀性的另一種與混合的旦尼爾方法有關(guān)的方法是引入兩種纖維類型-例如低熔融連續(xù)(少量)纖維和膨化連續(xù)長(zhǎng)絲(BCF)主體纖維。然而，為了產(chǎn)生具有改善的尖頭、表面和質(zhì)地的較軟的地毯，所述少量的纖維的濃度需要降低。低熔融連續(xù)少量纖維的濃度的降低可能是困難的，因?yàn)樵摑舛茸罱K被所述少量纖維的旦尼爾限制。在常規(guī)的低熔融/主體纖維產(chǎn)品中，低熔融連續(xù)纖維具有大約20-40旦尼爾的紗旦尼爾數(shù)，并且取決于主體纖維的旦尼爾，該低熔融纖維成分可能極大地影響得到的纖維和/或得到的地毯產(chǎn)品的最終性能。傳統(tǒng)地，地毯紗旦尼爾介于1000到1500之間。己內(nèi)酰胺和尼龍化合物各自使用相同的化合物(即己內(nèi)酰胺/己內(nèi)酰胺或者尼龍/尼龍)，借助于雙螺桿擠壓機(jī)中的陰離子聚合被單獨(dú)地聚合，然后測(cè)試剩余單體含量和熱/機(jī)械性能；然而，在兩種方法中，沒(méi)有混合的單體的陰離子聚合，該聚合過(guò)程不導(dǎo)致能夠借助于任何手段(包括擠出)進(jìn)行加工的纖維前凝膠組合物，沒(méi)有纖維前分散體，并且沒(méi)有跡象表明機(jī)械強(qiáng)度或者熱強(qiáng)度通過(guò)單一的單體/雙螺桿擠壓機(jī)混合過(guò)程而改善。(參考Antec，93會(huì)議論文集，New Orleans, 1993年5月9-13日，第1卷，第470-473頁(yè)；和 Antec' 94 會(huì)議論文集，San Francisco，CA，1994 年 5 月 1-5 日，第 1 卷，第 116-22 頁(yè))因此，所希望的是生產(chǎn)多相纖維前和/或纖維材料和/或組合物，其a)具有足夠的粘度和適合的熔體強(qiáng)度，使得其能夠被紡絲形成纖維或者紗，b)能夠通過(guò)任何加工方法加工，包括擠出，c)能夠被引入纖維、紗、紡織品和/或地毯產(chǎn)品的生產(chǎn)，d)允許降低低熔融材料組分的濃度或者影響，而不被特定的纖維旦尼爾限制，e)將包括至少兩種分散的組分， 并且具有至少兩個(gè)確定的和可區(qū)分的熔點(diǎn)，和f)將產(chǎn)生具有兩個(gè)熔點(diǎn)的組合物、纖維和/ 或產(chǎn)品，借此主要地通過(guò)在共混和加工步驟期間最小化/防止共聚合而使具有較低熔點(diǎn)的成分的熔融溫度得到保持。
發(fā)明內(nèi)容
本文公開了纖維前組合物，其包含a)具有第一熔點(diǎn)的第一纖維成分；b)具有第二熔點(diǎn)的第二纖維成分；和c)膠凝劑，其將第一纖維成分或者第二纖維成分的至少一種溶劑化，其中，所述膠凝劑顯著地降低組合物中任何一種組分的共聚合。本文還公開了一種纖維，其包含a)至少兩種酰胺-基聚合物，每種具有熔點(diǎn)，其中一種酰胺-基聚合物的熔點(diǎn)與第二種酰胺-基聚合物的熔點(diǎn)不同；和b)膠凝劑，其與所述酰胺-基聚合物的至少一種是相容的，其中所述纖維具有兩個(gè)可區(qū)別的熔點(diǎn)，其基本上類似于所述酰胺-基聚合物的每種的熔點(diǎn)。本文公開了生產(chǎn)纖維前組合物的方法，其包括a)提供具有第一熔點(diǎn)的第一纖維成分；b)提供具有第二熔點(diǎn)的第二纖維成分，其中第一熔點(diǎn)和第二熔點(diǎn)是不同的；C)提供至少一種膠凝劑；和d)將第一成分、第二成分和至少一種膠凝劑混合，使得組合物具有足夠的粘度和足夠的熔體強(qiáng)度，因此其能夠被紡絲形成纖維，并且纖維的第一熔點(diǎn)和第二熔點(diǎn)基本上類似于在混合之前的它們的原始值。
圖15顯示了收集的數(shù)據(jù)，其涉及粘結(jié)相熔融的開始和內(nèi)酰胺濃度。圖16顯示了收集的數(shù)據(jù)，其涉及粘結(jié)相熔融的開始和內(nèi)酰胺濃度。圖17顯示了收集的數(shù)據(jù)，其涉及纖維強(qiáng)度。圖18顯示了收集的數(shù)據(jù)，其涉及纖維強(qiáng)度。圖19顯示了收集的數(shù)據(jù)，其涉及纖維強(qiáng)度。圖20顯示了對(duì)于考慮的本文主題的實(shí)施方案所收集的XRD數(shù)據(jù)。圖21顯示了收集的數(shù)據(jù)，其涉及考慮的本文主題的實(shí)施方案的％ UE。圖22顯示了收集的數(shù)據(jù)，其涉及考慮的本文主題的實(shí)施方案的％ UE。圖23顯示了收集的數(shù)據(jù)，其涉及考慮的本文主題的實(shí)施方案的％ UE。圖M顯示了收集的數(shù)據(jù)，其涉及考慮的本文主題的實(shí)施方案中的熔點(diǎn)對(duì)工藝濃度。圖25顯示了對(duì)于考慮的本文主題的實(shí)施方案所收集的XRD數(shù)據(jù)。圖沈顯示了對(duì)于考慮的本文主題的實(shí)施方案所收集的XRD數(shù)據(jù)。圖27顯示了對(duì)于考慮的本文主題的實(shí)施方案所收集的XRD數(shù)據(jù)。詳細(xì)說(shuō)明已經(jīng)生產(chǎn)了多相纖維前和/或纖維材料和/或組合物，其a)具有足夠的粘度和適合的熔體強(qiáng)度，使得其能夠被紡絲形成纖維或者紗，b)能夠通過(guò)任何加工方法加工，包括擠出，c)能夠被引入纖維、紗、紡織品和/或地毯產(chǎn)品的生產(chǎn)，d)允許降低低熔融材料組分的濃度或者影響，而不被特定的纖維旦尼爾限制，e)包含至少兩個(gè)分散組分并且具有至少兩個(gè)確定的和可區(qū)別的熔點(diǎn)，和f)能夠生產(chǎn)組合物、纖維和/或產(chǎn)品，其具有至少兩個(gè)組分， 每個(gè)組分具有不同的熔點(diǎn)，借此通過(guò)在共混和加工步驟期間最小化/防止共聚合而基本地保持具有較低熔點(diǎn)的成分的熔融溫度。這些纖維前和纖維材料和/或組合物還能夠在等于或低于尼龍纖維產(chǎn)品的常規(guī)加工溫度的溫度下被加工。在某些實(shí)施方案中，制備了多相纖維前和/或纖維凝膠-紡絲組合物和/或材料， 通過(guò)使聚合物分子在纖維中更有利地取向而能夠控制拉伸的纖維的性能。控制分子取向能夠獲得提高的拉伸強(qiáng)度和纖維物理性能的總的改進(jìn)。此外，一旦成型后，可以從紡絲纖維中除去和回收至少部分的所述至少一種膠凝劑。實(shí)施方案之一的纖維前凝膠組合物的形成還描述在共同擁有的美國(guó)應(yīng)用申請(qǐng)中，其名稱為“纖維前凝膠材料和組合物，其制造方法和用途(系列號(hào)尚未分配)，其已經(jīng)被同時(shí)申請(qǐng)，并且如此引入其全部?jī)?nèi)容作為參考文獻(xiàn)。為了生產(chǎn)能夠被成型形成凝膠紡絲纖維的纖維前組合物、分散體和/或材料，考慮的纖維前組合物包含a)具有第一熔點(diǎn)的第一纖維成分；b)具有第二熔點(diǎn)的第二纖維成分；和c)膠凝劑，其使第一纖維成分或者第二纖維成分的至少一種溶劑化，同時(shí)最小化和/ 或防止第一成分與第二成分或者任何一種單獨(dú)組分與本身(例如，第一成分-第一成分分子間或者分子內(nèi)聚合)的共聚合。在其他的實(shí)施方案中，在將第一纖維成分、第二纖維成分和至少一種膠凝劑混合時(shí)，所述至少一種膠凝劑的加入形成了凝膠組合物，其具有足夠的粘度和足夠的熔體強(qiáng)度，使得所述組合物可以被紡絲形成纖維。在此，應(yīng)當(dāng)理解，除非另有說(shuō)明，在說(shuō)明書和權(quán)利要求中使用的所有表示成分、組分、相互作用條件等等的量的數(shù)字被理解為在所有情況下是被術(shù)語(yǔ)“大約”修飾的。因此， 除非相反地指明，在說(shuō)明書和所附權(quán)利要求中提出的數(shù)字參數(shù)是近似值，其可以根據(jù)在此提出的主題所希望獲得的性能而變化。至少，而不是試圖限制權(quán)利要求范圍的等同原則的應(yīng)用，每個(gè)數(shù)字參數(shù)應(yīng)該至少按照?qǐng)?bào)道的有效數(shù)字的數(shù)目以及通過(guò)應(yīng)用普通的舍入技術(shù)來(lái)解釋。盡管闡述在此提出的主題的寬范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但是在特定的實(shí)施例中提出的數(shù)值是被盡可能精密地報(bào)告的。然而，任何數(shù)值固有地包含某些必然地來(lái)自其相應(yīng)的試驗(yàn)測(cè)定中所存在的標(biāo)準(zhǔn)偏差的誤差。第一纖維成分和第二纖維成分是形成纖維前組合物、分散體和/或材料的出發(fā)點(diǎn)，并且兩種物質(zhì)的混合物可以被表征為“粘合劑合金纖維”或者“合金混合物”。應(yīng)當(dāng)理解，第一纖維成分和第二纖維成分可以包含任何適合的單體、聚合物或者部分，只要每種單獨(dú)的成分或者兩種混合的成分能夠被用作纖維材料，特別是在紗產(chǎn)品、織物/紡織品和/或地毯產(chǎn)品中的纖維材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，第一纖維成分可以包含至少一種酰胺-基化合物和/或聚酰胺-基化合物，并且第二纖維成分可以包含至少一種第二酰胺-基化合物和/或聚酰胺-基化合物。正如在此使用的，術(shù)語(yǔ)“化合物”指具有恒定的組成的物質(zhì)，其可以通過(guò)化學(xué)方法分解為元素。聚酰胺和聚酰胺-基化合物，顧名思義，是包含酰胺單體的聚合物。幾種考慮的聚酰胺-基化合物包括尼龍_6、尼龍-6，6、“尼龍-6，6，6”(尼龍-6/尼龍_6，6共聚物) 和/或尼龍-12。酰胺是一類重要的含氮化合物和單體，其被用作生產(chǎn)聚合物、紡織品、塑料和粘合劑的中間體和/或原料。酰胺單體一般地由以下通式表示
權(quán)利要求
1.一種纖維前組合物，其包含 第一纖維成分，其具有第一熔點(diǎn)； 第二纖維成分，其具有第二熔點(diǎn)；和膠凝劑，其將第一纖維成分或者第二纖維成分的至少一種溶劑化，其中，所述膠凝劑顯著地降低組合物中任何一種組分的共聚合；其中第一纖維成分和第二纖維成分的至少一種包含至少一種酰胺-基聚合物； 所述至少一種酰胺-基聚合物包括尼龍化合物。
2.權(quán)利要求1的纖維前組合物，其中所述尼龍化合物包括尼龍_6。
3.權(quán)利要求1的纖維前組合物，其中所述尼龍化合物包括尼龍_6，6。
4.權(quán)利要求1的纖維前組合物，其中所述尼龍化合物包括共聚物。
5.權(quán)利要求4的纖維前組合物，其中所述共聚物包括尼龍-6，6，6。
6.權(quán)利要求1的纖維前組合物，其中第一纖維成分包括尼龍_6，6，6，第二纖維成分包括尼龍_6，并且膠凝劑包括內(nèi)酰胺-基化合物。
7.權(quán)利要求1的纖維前組合物，其中所述至少一種膠凝劑占所述組合物的少于40重量百分?jǐn)?shù)。
8.權(quán)利要求7的纖維前組合物，其中所述至少一種膠凝劑占所述組合物的少于30重量百分?jǐn)?shù)。
9.權(quán)利要求8的纖維前組合物，其中所述至少一種膠凝劑占所述組合物的少于10重量百分?jǐn)?shù)。
10.權(quán)利要求9的纖維前組合物，其中所述至少一種膠凝劑占所述組合物的少于5重量百分?jǐn)?shù)。
全文摘要
本文公開了纖維前組合物，其包括a)具有第一熔點(diǎn)的第一纖維成分；b)具有第二熔點(diǎn)的第二纖維成分；和c)膠凝劑，其將第一纖維成分或者第二纖維成分的至少一種溶劑化，其中，所述膠凝劑顯著地降低組合物中任何一種組分的共聚合。本文還公開了一種纖維，其包括a)至少兩種酰胺-基聚合物，每種具有熔點(diǎn)，其中一種酰胺-基聚合物的熔點(diǎn)與第二種酰胺-基聚合物的熔點(diǎn)不同；和b)膠凝劑，其與所述酰胺-基聚合物的至少一種是相容的，其中所述纖維具有兩個(gè)可區(qū)別的熔點(diǎn)，其基本上類似于所述酰胺-基聚合物的每種的熔點(diǎn)。本文公開了生產(chǎn)纖維前組合物的方法，其包括a)提供具有第一熔點(diǎn)的第一纖維成分；b)提供具有第二熔點(diǎn)的第二纖維成分，其中第一熔點(diǎn)和第二熔點(diǎn)是不同的；c)提供至少一種膠凝劑；和d)將第一成分、第二成分和至少一種膠凝劑混合，使得組合物具有足夠的粘度和足夠的熔體強(qiáng)度，因此其能夠被紡絲形成纖維，并且纖維的第一熔點(diǎn)和第二熔點(diǎn)基本上類似于在混合之前的它們的原始值。
文檔編號(hào)C08K5/34GK102174256SQ20111004178
公開日2011年9月7日 申請(qǐng)日期2004年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年11月18日
發(fā)明者D·A·漢蓋, J·A·克維德爾, J·B·博伊爾, S·阿布達(dá)拉 申請(qǐng)人:霍尼韋爾國(guó)際公司