[发明专利]电吹制多层片材的方法

说明书

技术领域

本发明涉及电吹制多层片材的改进。

背景技术

由纤维制成的织物和纤维网可用于多种客户最终应用，例如过滤介质、能量存储器隔膜、防护服等。制备这类纤维网的一种方法是电吹制，其中聚合物溶液在存在静电场的情况下通过喷嘴进行纺丝并且喷吹或推进流体以蒸发溶剂，从而形成收集在筛网上的纤维。通常，并非所有的溶剂都在沉积期间从纤维中移除，从而需要附加的溶剂移除处理。然而，如果在筛网上纤维沉积期间遗留在纤维中的溶剂太多，则纤维网会粘附到筛网上，从而在将纤维网从筛网上移除时会导致纤维网破损。另外，如果在筛网上纤维沉积期间遗留在纤维中的溶剂太少，则纤维网不会表现出足够的有利于表面稳定性以允许对纤维网进行处理的粘着性。

需要的是一种电吹制片材结构的方法，该片材结构可从收集筛网上移除，同时具有便于处理的足够的表面稳定性。

发明内容

本发明涉及电吹制多层片材的方法，该方法包括：在存在推进气体和电场的情况下，通过包括线性排列的纺丝喷嘴的至少两个纺丝箱体对包含溶解在溶剂中的聚合物的导电液体流进行纺丝以形成纤维，并且将该纤维沉积在收集筛网上，其中：(a)第一纺丝箱体提供沉积在收集筛网上的、具有约0至约30重量％溶剂浓度以制备第一纤维网的纤维；并且(b)第二纺丝箱体提供沉积在第一纤维网上的、具有约30至约70重量％溶剂浓度以制备第二纤维网的纤维，其中纤维网之间的溶剂浓度差值为至少约10重量％。

具体实施方式

本发明涉及由纤维网制成的多层片材的改进，该纤维网采用相应于美国专利申请10/477,882的世界专利公开WO 03/080905中描述的电吹制法制备，该专利全文以引用方式并入本文。

该电吹制法包括：将包含聚合物和溶剂的聚合物溶液流从储罐喂入喷丝头内的一系列纺丝喷嘴，向喷丝头施加高电压并且聚合物溶液从其通过而排出。同时，任选加热的压缩空气由空气喷嘴排出，该空气喷嘴设置在纺丝喷嘴的侧面或周边。通常向下引导空气，以形成吹气流，吹气流包裹住新排出的聚合物溶液并使其向前，并且帮助形成纤维网，纤维网收集于真空室上方的接地多孔收集筛网上。

聚合物溶液可与添加剂混合，添加剂包括与相关聚合物相容的任何树脂、增塑剂、紫外线稳定剂、交联剂、固化剂、反应引发剂等。虽然溶解大多数的聚合物可以不需要任何具体的温度范围，但是可能需要加热以有助于溶解反应。

已经发现，在根据该电吹制法制备纤维网时，如果纤维网在沉积到收集筛网期间包含具有太多溶剂的纤维，则纤维网会粘附到筛网上，从而导致在将纤维网从筛网上移除后损坏纤维网。如果沉积期间纤维网具有约0至约30重量％的溶剂浓度，则该粘附问题就可避免。

还发现，在根据该电吹制法制备纤维网时，如果纤维网在沉积到收集筛网期间包含具有太少溶剂的纤维，则纤维将不具有足以使其互相粘附以形成足够的表面稳定性从而防止处理纤维网时纤维受损的粘着性。如果沉积期间纤维网具有约30至约70重量％的溶剂浓度，则表面稳定性则可改善。

根据本发明的多层片材可通过使低溶剂浓度含量的纤维网与高浓度溶剂含量的纤维网相结合来制备，这种方法不会使纤维网粘附到收集筛网上，同时会形成有利于纤维网处理的足够的表面稳定性。多层片材可通过以下方法制备：通过第一纺丝箱体(其形成沉积在收集筛网上的、具有约0至约30重量％溶剂浓度以制备第一纤维网的纤维)和第二纺丝箱体(其形成沉积在第一纤维网上的、具有约30至约70重量％溶剂浓度以制备第二纤维网的纤维)对聚合物溶液进行纺丝，其中纤维网之间的溶剂浓度差值为至少约10重量％。

制备在沉积期间具有不同溶剂浓度的纤维网的一种方法是：控制从纺丝箱体出来的聚合物溶液的液体流通量。第一纤维网可通过对来自纺丝箱体的纤维进行纺丝来制备，该纺丝箱体具有每喷嘴约0.5至约2.0立方厘米/孔/分钟的液体流通量。第二纤维网可通过对来自纺丝箱体的纤维进行纺丝来制备，该纺丝箱体具有每喷嘴约2.0至约4.0立方厘米/孔/分钟的液体流通量。这两种液体流之间的通量差值为至少约1立方厘米/孔/分钟。

制备在沉积期间具有不同溶剂浓度的纤维网的另一种方法为控制推进气体的温度。第一纤维网可通过对具有第一推进气体的纤维进行纺丝来制备，该第一推进气体具有约50℃至约150℃的温度。第二纤维网可通过对具有第二推进气体的纤维进行纺丝来制备，该第二推进气体具有约25℃至约50℃的温度。所述推进气体之间温度的差值为至少约25℃。