[发明专利]表面改性的双组分聚合物纤维

说明书

技术领域

本发明通常涉及纤维和生产这种纤维的方法。更特别地，本发明涉及具有增加的表面粗糙度和改进的手感的合成纤维。 背景技术 

许多形式的纤维和织物已经由热塑性塑料制成。纤维和织物的性能至少部分具有用来制备的聚合物和方法的功能。这样的多种聚合物、纤维和织物类型的代表和制备这些纤维和织物的方法在以下专利中进行了公开：美国专利Nos.4,076,698、4,644,045、4,830,907、4,909,975、4,578,414、4,842,922、4,990,204、5,112,686、5,322,728、4,425,393、5,068,141和6,190,768，每个专利的全部内容通过在此引用并入本文。 

矿物添加剂可以有利地用来影响由热塑性塑料制成的纤维的性能。例如在美国专利No.4,254,182中，通过加入尺寸为10至200毫微米的二氧化硅生产纤维。然后从纤维中提取二氧化硅以制成纤维中的不规则表面或凹穴。因此可以增加有效的纤维表面积和摩擦系数，其能减少纤维的光滑、蜡感、光滑的外观、以及颜色深度感。 

矿物也可以在聚合物中胶囊化以形成复合材料并达到希望的物理性能目的。美国专利No.6,797,377公开了由热塑性聚合物(特别是聚丙烯)制成的纤维，其含有二氧化钛、蜡和至少一种矿物填料，如高岭土或碳酸钙。填料以填料能在聚合物材料中胶囊化的数量加入。从该专利也可以知道，当油和矿物的混合物一起加入聚丙烯中，网络的柔软度能到改善，同时网络的拉伸强度通常减少。 

美国专利No.5,413,655和5,344,862公开了二氧化硅作为胶囊化的添加剂在用于非织造布应用的单组分纤维中的应用。添加剂体系包括两种组分：聚硅氧烷聚醚和疏水的热解法二氧化硅。二氧化硅加入的数量为热塑性聚烯烃的3至1500ppm，且聚醚加入的数量为 热塑性聚烯烃的0.1重量％至3重量％。本发明的优点是纺粘非织造布的拉伸强度有效地增加。 

因此，存在改善合成纤维的象布一样的感觉(天然纤维感)的需要。 发明内容 发明概要 

一方面，本发明涉及具有增加的表面粗糙度的双组分纤维。双组分纤维可以包括第一聚合物和复合材料。复合材料可以形成一个层，该层形成至少一部分的纤维表面。复合材料可以包括第二聚合物和填料。填料的平均粒度可以大于由复合材料形成的层的厚度。 

本发明也提供形成双组分纤维的方法，包括以下步骤：掺合第一聚合物和填料以形成复合材料，和在热粘合条件(thermal bondingcondition)下共挤出第二聚合物和复合材料以形成双组分纤维。第二聚合物可以形成聚合物芯，且复合材料可以形成一个层，该层形成至少一部分的纤维表面。填料的平均粒度可以大于复合材料层的厚度。 

本发明也提供制造双组分纤维的方法的改进，包括在热粘合条件下共挤出(a)第一聚合物，和(b)形成一个层的第二聚合物，该层形成至少一部分的纤维表面。所述的改进包括将填料与第二聚合物掺合形成复合材料，其中填料的平均粒度大于由复合材料形成的层的厚度。 

本发明的其它方面和好处由下列的说明和附上的权利要求可以明显地看出。 附图说明 

图1是本发明皮/芯双组分纤维的实施方案的示意图。 

图2是本发明并列型双组分纤维的实施方案的示意图。 

图3说明了简化的颗粒分布形式，其用于研究在制造本发明双组分纤维的实施方案中有用的模型。 

图4至图6是本发明双组分纤维的实施方案的SEM照片。 发明详述 

经过挤出和拉伸的通常的合成纤维具有非常光滑的表面，含有很少的缺陷，因而产生光滑、油感。一方面，本发明的实施方案涉及改变纤维表面粗糙度以改善合成纤维的手感。本发明提供在合成纤维上形成表面粗糙度的方法，由双组分纤维皮扩展的表面粗糙度导致改善的手感，和降低了纤维的光滑、油感。在一个实施方案中，在聚合物的皮中加入矿物填料如碳酸钙(CaCO₃)，矿物填料的平均粒度大于皮厚度，可以提供“伸出”(stick-out)效果，提供更粗糙的表面，并改善了手感。 

通用的定义 

如此处使用的，“纤维”指其中长度与直径之比大于约10的材料。纤维通常根据它们的直径分类。长丝纤维通常定义为直径大于约15旦(denier)，通常大于约30旦的单个纤维。细旦纤维通常指直径小于约15旦的纤维。微细旦纤维通常定义为直径小于约100微米的纤维。