[发明专利]由酯缩合物形成的纤维以及用于由酯缩合物形成纤维的方法

说明书

发明领域

本发明涉及在低分子量物质混合物的纤维纺丝工艺过程中通过就地缩合反应而制造的纤维。在一个具体的实施方案中，本发明涉及由多元醇和有机多元酸的酯缩合物形成的纤维。 

发明背景

非织造材料传统上由包含热塑性树脂的合成纤维制造。尽管不常发现使用热固性树脂的纺丝纤维的实例，但近来已对使用热固性树脂进行纤维制造产生了一些兴趣，尤其是在熔喷非织造材料领域。热固性树脂提供了具有低粘度的原料，所述原料适于制造用于非织造材料的超细纤维。 

一些常见的热固性树脂包括苯酚甲醛、尿素甲醛和环氧树脂。用于纤维制造的这些类型的热固性树脂所具有的缺点包括：释放不可取的并且经常是有毒的浓烟；在纤维形成过程中对凝固的控制很小；以及热固性树脂的交联反应通常是不可逆的。 

热塑性和热固性树脂通常衍生自石油基给料。石油逐渐上升的成本促使需要可替代的结实和低成本的材料来制造合成纤维和由其所制造的相应非织造材料。 

醇酸是一个用于一类合成热固性树脂的术语，最佳描述为油改性的聚酯树脂。这类物质包含多元醇和有机多元酸的酯缩合物。甘油是酯缩合物中使用的主要多元醇组分。日益增长的甘油供应促成了开发一种用于由酯缩合树脂形成合成纤维方法的机会。 

发明概述

本发明提供了一种纤维，所述纤维包含由包含单体混合物的反应混合物形成的酯缩合产物，所述单体混合物具有至少一种多元醇和反应物，所述反应物选自由下列组成的组：至少一种有机多元酸、至少一种有机酸 酐、以及它们的组合。作为另外一种选择，所述反应混合物包括由单体混合物形成的预聚物；预聚物和单体混合物的组合；预聚物和反应物如多元醇、有机多元酸、有机酸酐以及它们的组合的组合。 

本发明还涉及一种用于由酯缩合产物来制造纤维的方法。所述方法包括在压力下加热上述反应混合物，然后将所述混合物泵送通过喷丝头来形成纤维。 

此外，本发明涉及一种纤维形成组合物，所述组合物包含上述反应混合物和纤维形成加工助剂。所述纤维形成加工助剂包括聚合物(如聚酯和聚酰胺)、表面活性剂和油。 

发明详述

除非另外指明，本文使用的所有百分比、比率和比例均按最终反应混合物的重量百分比计。除非另外特别指出，所有平均值均按所述反应混合物或其组分的“重量计”。除非另外指明，聚合物的“平均分子量”或“分子量”是指重均分子量。除非另外指明，重均分子量由凝胶渗透色谱法测定。 

如本文所用，“共聚物”意在包括共聚物、三元共聚物、以及其它多单体聚合物。 

如本文所用，“反应物”是指一种在化学反应开始时存在的并与部分化学反应中的或作为化学反应的一部分暴露的一种或多种其它物质或催化剂反应的化学物质。 

除非另外指明，如本文所用，“混合物”是指两种或更多种任何一组规定组分的混合物。除非另外指明，可供选择的成分列表包括此类成分的混合物。 

如本文所用，“可生物降解的”是指化合物被微生物和/或天然环境因素最终完全降解成CH₄、CO₂和水或生物质的能力。 

如本文所用，“可堆肥的”是指一种满足以下三个要求的物质：(1)该物质能够在固体废物的堆肥装置中处理；(2)如果这样处理，该物质将以最终的肥料结束；并且(3)如果所述肥料用于土壤中，则该物质将最终在土壤中生物降解。

如本文所用，“包括”是指实施本发明时结合使用的各种组分、成分或步骤。因此，术语“包括”包括更限制性的术语“基本上由...组成”和“由...组成”。本发明的反应物组合物可包括、基本上由或由本文所公开的任何要求的和任选的部分组成。 

除非另外指明，如本文所用的马库西语言包括单个马库西类成分的组合。 

关于本文所公开的所有数值范围，应该理解，在整个说明书中给出的每一最大数值限度包括每一较低的数值限度，就像这样的较低数值限度在本文中是明确地写出一样。在整个说明书中给出的每一最小数值限度包括每一较高数值限度，就像这样的较高数值限度在本文中是明确地写出一样。此外，在整个说明书中给出的每一数值范围包括落在该较宽范围内的每一较窄数值范围，并且也包括该数值范围内的每个单独的值，就像这样的较窄数值范围在本文中是明确地写出一样。