包含抗粘添加剂的弹性纤维的制作方法
【专利说明】包含抗粘添加剂的弹性纤维
[0001] 本申请是申请日为2010年12月15日，申请号为201080064539. 3,发明名称为"包 含抗粘添加剂的弹性纤维"的发明专利申请的分案申请。
[0002] 本公开的领域 本公开涉及弹性丙烯基聚合物纤维，其具有低粘性，无需使用硅氧烷基整理剂，更尤其 是，本公开涉及具有结合到纤维中的抗粘添加剂的这种纤维。
[0003] 背景 弹性纤维，例如由聚氨酯制备的那些纤维（例如，斯潘德克斯弹性纤维），具有出色的 拉伸和回复性能，使得它们适合于许多类型的纤维、织物、层合物及其它制品。弹性聚烯烃 纤维（例如，lastol，Dow Chemical 的 XLA?，ExxonMobil 的 Vistamaxx?)还具有良好的 拉伸性能，但由于低熔点，在终端使用制品（例如服装）需要经受高温（例如，在洗熨期间） 的情况下，这种纤维并不总是适合于终端使用。弹性丙烯基聚合物纤维保持非交联弹性丙 烯基纤维的拉伸性能，但可以承受更高的温度，使得它们更适合于某些应用，例如，用于服 装的织物。
[0004] 然而，所有上述弹性纤维，例如斯潘德克斯弹性纤维和弹性聚烯烃纤维，与常规无 弹性纤维相比，已知展现增高的粘性。因为它们的增高的粘性，这些弹性纤维可以彼此粘 附，或者与各种表面粘附。在围绕卷芯卷绕纤维以形成筒管、丝饼或其它这种长丝卷装的包 装中，高粘性变得特别成问题。紧密靠近的纤维加上纤维上压力，尤其是在卷芯附近，可以 导致相邻的丝彼此粘附，使得受到影响的丝不能使用，这是因为很难将纤维从卷装上移去 而不断裂。这种问题在卷芯处变得甚至更加显著，并且被称为"卷芯废料"。卷装之后，根据 时间和温度，在储存期间，丝粘性可能提高。存储时间越长并且温度越高，相当于粘性提高 和更多的卷芯废料。相应地，降低弹性纤维的粘性可以降低卷芯废料，并且提高成本效益。
[0005] 为了降低粘性，将整理剂施加到长丝（如斯潘德克斯弹性纤维）。这些整理剂可以 包括硅油和金属硬脂酸盐。使用这些整理剂来润滑弹性纤维的表面，并由此降低纤维的粘 性。然而，许多这种整理剂（尤其是硅氧烷基整理剂）妨碍下游处理，并使处理的纤维不适 合某些应用，或需要采用成本高的步骤，以便从纤维上去除整理剂。例如，某些应用包括下 游处理，这种下游处理或者必需没有整理剂或优选没有整理剂。在（例如）将粗旦长丝胶 合成尿布及其它一次性个人护理制品的过程中，整理剂妨碍胶液与纤维的粘附，导致弹性 纤维的不怎么有效的粘接，并增加打滑。整理剂（尤其是硅氧烷基整理剂）还可能妨碍织 物染色和整理，由此在染色和/或其它下游处理步骤之前，为了洗去整理剂，需要昂贵和耗 时的步骤。然而，在弹性纤维中几乎一律使用这种整理剂，因为（正如以上的讨论）没有使 用整理剂而制备的纤维太粘而不能退绕（在它们离开卷筒之前断裂）。即使已经将抗粘添 加剂结合进斯潘德克斯弹纤维以帮助降低粘性的时候，仍然需要表面整理剂（例如整理 油），以便防止断裂和卷芯废料问题。
[0006] 由此，需要改进的弹性纤维，和由其制备的织物和制品，它们具有低粘性而无需硅 氧烷基整理剂，和提供这种纤维的方法。
[0007] 概述 简要地说，本公开的实施方案包括含有抗粘剂的弹性拉伸纤维、制备所述纤维的方法、 使用这种纤维的方法、包括这种纤维的制品（例如但不局限于：包括所述纤维的层合物、织 物、服装和纺织品），等等。
[0008] 本公开的一种示例性制品（还有其它的制品）包括弹性纤维，其包括：弹性丙烯 基聚合物和抗粘剂，其中所述纤维基本上不含硅氧烷基整理剂。在一个实施方案中，在纺丝 制备纤维之前，可以使抗粘剂与弹性丙烯基聚合物混合。在一个实施方案中，抗粘剂包括下 列中的一种或多种：双硬脂酰胺，Ti02，玉米淀粉，滑石粉，硫酸钡，层状粘土，碳酸钙和它们 的混合物。在一个实施方案中，抗粘剂可以是亚乙基双硬脂酰胺。在一个实施方案中，弹性 纤维可以包括任选的二烯和任选的交联剂，并且可以任选是交联的。
[0009] 另外，本公开的一个实施方案包括含有本文所描述的弹性纤维的制品。在示例性 的实施方案中，所述制品可以包括但不局限于：织物，层合物，拉伸制品，一次性制品，服装， 等等。
[0010] 制备弹性丙烯基聚合物纤维的一种示例性的方法（还有其它的方法）包括：提供 弹性丙烯基聚合物；将抗粘剂与弹性丙烯基聚合物混合；将聚合物/抗粘剂混合物熔融纺 丝成纤维；将纤维卷绕，其中所述纤维可以退绕而无需在卷绕之前将硅氧烷基整理剂施加 到所述纤维表面上。在实施方案中，混合可以在制备弹性丙烯基聚合物球粒、切片、颗粒等 期间进行。在其它实施方案中，混合可以在熔融纺丝期间进行，例如，通过将抗粘剂和丙烯 基聚合物计量到熔体纺丝机中。在其它实施方案中，抗粘剂可以在丙烯基聚合物球粒、切片 或颗粒上用作表面涂层/隔离剂（dustingagent)。在这种实施方案中，抗粘剂提供双重目 的：防止球粒粘在一起（聚集）和防止在纺丝机的进料喉（feedthroat)中发生桥结。
[0011] 附图简述 参考下列附图，可以充分了解本公开的许多方面。附图中的组成部分不一定按比例。
[0012] 图1举例说明了用于进行制备本公开的弹性纤维的方法的示例性系统。
[0013] 详述 在更详细地描述本公开之前，应该理解，本公开不局限于所描述的具体实施方案，因为 这些实施方案当然可以变化。还应该理解，本文使用的术语仅仅是为了描述具体实施方案 的目的，并不是用来限制，这是由于本公开的范围是仅仅是由附录权利要求书所限定的。
[0014] 除非另外定义，否则，本文使用的所有技术和科学术语具有本公开所属领域的普 通技术人员所通常理解的相同含义。虽然在本公开的实践或试验中也可以使用与本文所描 述的任何方法和物质类似或相当的方法和物质，但现在描述优选的方法和物质。
[0015] 在本说明书中所列举的所有出版物和专利是以引证的方式结合到本文中的，如同 每个单独的出版物或专利是具体和独立地被表明将以引证的方式结合到本文中，并且被通 过引证的方式结合到本文中以与出版物列举的方法和/或物质结合来公开和描述了方法 和/或物质。任何出版物的引用是因为其在申请日之前公开，且不应该理解成承认：本公开 由于先前的公开而不具有先于这样的出版物发生的资格。进一步的，所提供的公布日期可 能与实际的出版日期不同，其可以需要独立地证明。
[0016] 因为一旦阅读了本公开将对本领域技术人员是显而易见的，本文所描述和举例的 每个单独的实施方案具有离散的组成部分和特征，其可以在不背离本公开范围或精神的情 况下容易地与任何其它一些实施方案的特征分离或相结合。任何所列举的方法可按照所列 举的情况的顺序进行，或以逻辑上可能的其它顺序进行。
[0017] 除非另有陈述，否则，本公开的实施方案将会使用化学技术、纤维技术、纺织品等 等，这在本领域技术人员的知识范围之内。这种技术在文献中得到了充分解释。
[0018] 提出下列实施例以便为本领域普通技术人员提供对于如何进行该方法和使用所 公开和要求保护的组合物和化合物的彻底的公开和说明。已经做出努力以保证数值（例如 量、温度等等）的精确性，但应该考虑一些误差和偏差。除非另外表明，份数是重量份数，温 度是°C，和压力是以大气压表示的。标准温度和压力定义为25°C和1大气压。
[0019] 在详细描述本公开的实施方案之前，应该理解，本公开不局限于特定物质、试剂、 反应物质、制备方法等等，因为这些都可以改变，除非另有陈述。还应该理解，本文使用的术 语仅仅是为了描述具体实施方案的目的，并不是用来限制。在本公开中，还可能的是，可以 用逻辑上可能的不同顺序来进行各个步骤。
[0020] 必须指出，说明书和附录权利要求中使用的单数形式"一个（a) "、"一种（an) "和 "所述（the)"包括多个对象，除非上下文明显地另外规定。因此，例如，"一支撑物"的提及 包括多个支撑物。在本说明书和后面的权利要求中，将提及许多术语，所述术语将被定义为 具有下列含义，除非明显具有相反的意义。
[0021] 宙义 本文使用的术语"抗粘剂"或"抗粘添加剂"是指添加剂或试剂，包括在纤维/丝制备 中一般用作填料的成分，可以降低弹性纤维的粘性，并且在纤维形成之前的一些点（例如， 在形成弹性聚合物期间，或在纤维形成之前的熔融纺丝过程期间）与成纤物质混合，并由 此结合到所形成的纤维中。其和本文使用的"整理剂"、"整理试剂"或"整理油"形成对比， 它们施加于所形成纤维的表面。
[0022] 本文使用的术语"纤维"是指可以在织物和纱线以及纺织物制备中使用的丝状物 质。一种或多种纤维用于制备织物或纱线。按照本领域已知的方法，长丝可以被全拉伸或 变形。
[0023] 关于化学品，本文使用的术语"基本上不含"表示期望从目标（例如，纤维）中排 除该化学品；然而，由于污染、杂质、在共用设备上加工等等，痕量的化学品可能存在于目标 中，或存在于目标上。在一个实施方案中，术语"基本上不含"是指在目标中包含在目标中 的小于大约0. 001、小于大约0. 01、小于大约0. 05、小于大约0. 1、小于大约0. 5、小于大约1 或小于大约2重量％的化学品。尤其是，关于添加剂（例如，整理添加剂或试剂），术语"基 本上不含"表示期望从目标（例如，纤维）中排除该添加剂；然而，由于污染、杂质、在共用 设备上加工等等，痕量的添加剂可能存在于目标中，或存在于目标上。
[0024] 本文使用的"弹性丙烯基聚合物"是指包括丙烯主链的弹性聚合物组合物，将在下 面更详细地描述的。示例性的丙烯基聚合物描述在US 2004/0236042和W005/049672和 美国专利6, 881，800中，所述文献各自以引证的方式结合于本文中。用于制备本公开的弹 性纤维和制品的示例性的商购弹性丙烯基聚合物包括Vistamaxx ? 1100和Vistamaxx ? 2100(ExxonMobil Corporation)。在实施方案中，弹性丙烯基聚合物还可以包括其它的组 分，例如但不局限于：任选的二烯和交联剂（还称为活性助剂），以形成可交联的弹性丙烯 基聚合物，例如，描述在美国专利申请公开2009/0298964 (所述以引证的方式结合与本文 中）中的那些，如下面将更详细地描述的。本文使用的术语"弹性丙烯基聚合物"是指两种 类型的配方。用弹性丙烯基聚合物制备的合成纤维可以卷在圆柱形芯杆上，以形成供料卷 装。这种纤维可以通过熔融纺丝或干法纺丝工艺制备，并且可以具有任何种类的横截面，例 如，圆形横截面或扁平"带状"横截面。
[0025] 讨论 本公开的实施方案提供了包括抗粘剂的弹性纤维，制备所述纤维的方法，使用这种 纤维的方法，包括该纤维的层合物，包括该纤维的织物，包括该纤维的服装、纺织品，等等， 其中所述防粘剂通过在纺丝之前将抗粘剂与弹性聚丙烯基聚合物组合物混合而结合到所 述纤维中。本公开的实施方案提供了弹性纤维，这种弹性纤维提供纤维从卷装或卷芯上 的良好传输。本公开的实施方案提供了弹性纤维的平滑和均匀传输，与引起纤维的不规 则传输的其它弹性纤维相反，其可以降低运行打结（running bands)、拉伸不勾度、折皱 (pinching)、断裂和/或纤维的其它损坏。与其它弹性纤维不同，本公开的实施方案可以与 其它热塑性纤维和材料粘结（使用超声波法）。
[0026]可以熔融纺丝制备将弹性聚烯烃基长丝（例如，last〇l，D〇w Chemical的XLA?)， 随后加工为织物及其它纺织制品。正如在下面实施例中所显示的，已经显示熔融纺丝和卷 绕而没有施加整理剂的弹性丙烯基聚合物的纤维不能从卷筒上取下。在大多数情况下，因 为铺在另一纤维上的纤维的粘性，纤维断裂。因此，传统地，将整理剂（通常是硅氧烷基整 理剂）施用于纤维的表面，以便能够在纺丝之后将长丝退绕，并且降低摩擦，便于纺丝下游 的针织及其它工艺。然而，正如以上的讨论，尽管便于退绕，但这种整理剂还会引入一些缺 点，并且为了纤维在某些应用中使用，必须除去整理剂。
[0027]正如下面更详细描述的，本公开的纤维包括抗粘添加剂，例如，来自双硬脂酰胺 (脂肪酸酰胺）家族、滑石粉、玉米淀粉和1102的抗粘剂，其中添加剂可以混合到树脂本身 中，进行熔融纺丝，并将在卷筒上的所得纤维不粘，且纤维不会粘在一起。抗粘剂使单根纤 维退绕而不会断裂，不需要硅氧烷基整理剂。这在服装下游加工中可以省去硅氧烷除去步 骤，并且对于非服装应用（例如尿布，窄带（narrows)等等），能够进行涂胶或超声结合。
[0028]本公开的实施方案包括弹性丙烯基聚合物纤维，弹性丙烯基聚合物纤维包括结合 到所述纤维中的抗粘剂。抗粘剂可以包括这样的化合物：其提供弹性丙烯基聚合物纤维抗 粘性益处使得所述纤维可以被使用而无需向所述纤维中加入局部整理剂，尤其是不用使用 硅基整理剂。另外，与大部分抗粘性成分不同，弹性纤维包含的抗粘剂对纤维或长丝的粘附 力不会造成有害影响，或对纤维或长丝的所需机械性能（例如，强度和断裂伸长度，等等） 不会造成有害影响。
[0029]弹性丙烯基聚合物 本公开的弹性纤维是由如上定义的弹性丙烯基聚合物制备的。弹性丙烯基聚合物可以 是茂金属催化的丙烯基弹性聚合物。适合用于制备本公开的纤维的示例性的商购弹性丙烯 基聚合物包括 Vistamaxx? 1100 和 Vistamaxx? 2100(ExxonMobil Corporation)。其它弹 性丙烯基聚合物和包括这些聚丙烯基纤维的组合物描述如下。
[0030]在一些方面，弹性长丝、丝和纤维可以由组合物来制作，这种组合物包括下列的混 合物：一种或多种弹性丙烯基聚合物、一种或多种抗氧化剂和一种或多种交联剂（还称为 活性助剂）。
[0031]术语"弹性丙烯基聚合物"、"丙烯基聚合物"和"丙烯聚合物"可互换使用，包括一 种或多种弹性丙烯基聚合物、一种或多种丙烯- a -烯烃共聚物、一种或多种丙烯- a -烯 烃-二烯三元共聚物和一种或多种丙烯-二烯共聚物。还包括这些聚合物、共聚物和/或 三元共聚物的两种或多种的混合物。
[0032] 术语"弹性丙烯基聚合物组合物"是指包括至少一种弹性丙烯基聚合物以及可用 于提供熔纺丝或长丝的任何添加剂的组合物。
[0033] 丙烯基聚合物可以通过使丙烯与一种或多种二烯聚合来制备。在至