[发明专利]韧化的聚乳酸纤维

说明书

发明背景

为了从生物可降解的聚合物形成无纺纤网，已进行了各种尝试。尽管由生物可降解的聚合物制备的纤维是已知的，但是它们的使用已经遇到了问题。例如，聚乳酸（“PLA”）是用于形成无纺纤网最常见的生物可降解且可持续的（可再生的）聚合物之一。不幸的是，由于聚乳酸高的玻璃化转变温度和低的结晶速率PLA无纺纤网通常具有低的粘合柔韧性（bond flexibility）和高的粗糙度。而相反地，热粘合的PLA无纺纤网通常显示低的伸长率，该伸长率在某些应用（例如，吸收性制品）中是不可接受的。同样地，尽管聚乳酸可承受高的拉伸比，但是其需要高水平的拉伸能量以实现克服热收缩所需的结晶。为了适应这些困难，已经使用了增塑剂以试图降低玻璃化转变温度和改进粘合性以及柔软度。一种普遍的增塑剂为聚乙二醇。不幸地是，在老化过程中特别是在高湿度和高温度的环境中聚乙二醇倾向于与聚乳酸进行相分离，这使得得到的纤维的机械性能随时间恶化。加入增塑剂还造成了其它问题，如熔融纺丝的降解以及熔体强度和拉伸能力的降低。

因此，当前对显示出良好伸长性能且仍保持强硬的聚乳酸纤维存在需求。

发明概述

根据本发明的一个实施方案，公开了聚乳酸纤维，该聚乳酸纤维在纵向方向上延伸并具有大约2至大约25微米的平均直径。所述纤维包括热塑性组合物，所述热塑性组合物包含许多分散在连续相中的分离闭域，所述分离闭域包含聚合的增韧添加剂并且所述连续相包含聚乳酸。所述分离闭域中的至少一个在纤维的纵向方向上伸长并且具有大约5至大约400微米的长度。所述纤维显示出大约25%或更大的最大伸长率以及大约0.75至大约6克-力每但尼尔的韧度。

根据本发明的另一个实施方案，公开了形成聚乳酸纤维的方法。所述方法包括：将聚乳酸与聚合的增韧添加剂共混以形成热塑性组合物，其中所述组合物包含许多分散在连续相中的分离闭域。所述分离闭域包含聚合的增韧添加剂并且所述连续相包含聚乳酸。将所述热塑性组合物通过模头挤出并拉伸以形成纤维。经拉伸的纤维的闭域在纤维的纵向方向上伸长，使得经伸长的闭域的长度大于在拉伸前闭域的长度。

下面将对本发明的其它特征和方面进行更详细地描述。

附图的简要说明

在说明书的剩余部分中，参照附图，更具体地阐述对本领域普通技术人员而言的本发明的全面和可实施的公开内容，包括其最佳实施方式，其中：

图1为可以用于本发明的一个实施方案中以形成纤维的方法的示意图；

图2为在拉伸纤维时形成增韧添加剂的分离闭域的示意图，其中图2A显示出在纤维拉伸前的闭域并且图2B显示出在纤维拉伸后的闭域；

图3为实施例1的聚合物共混物（样品2）的横截面的SEM图像（7kV，3000X）；

图4为实施例1的聚合物共混物（样品2）的横截面的SEM图像（7kV，10,000X）；

图5为实施例2的纤维（样品2）的横截面的SEM图像（7kV，9,000X）；

图6为实施例2的纤维（样品2）的横截面的SEM图像（7kV，10,000X）；

图7为实施例2的纤维（样品2）的轴向维度上的SEM图像（7kV，7,500X）；和

图8为实施例2的纤维（样品2）的轴向维度上的SEM图像（7kV，5,000X）；

在本说明书和附图中重复使用的附图标记用于代表本发明的相同或相似的特征或元件。

代表性实施方案的详述

现在将对本发明的各个实施方案进行详细说明，以下描述本发明的一个或多个实施例。提供每个实施例都是用于解释本发明，而不是限制本发明。实际上，对于本领域技术人员而言将显而易见的是，在不偏离本发明的范围或精神的情况下，可以对本发明进行各种修改和变化。例如，作为一个实施方案的一部分阐明或描述的特征，可以应用于另一个实施方案，从而得到又一个实施方案。因此，本发明意在覆盖这些属于所附的权利要求及其等同方式范围内的修改和变化。

定义

如在本文中所用的，术语“生物可降解”或“生物可降解聚合物”通常是指由天然存在的微生物例如细菌、真菌和藻类，环境热，湿度或者其它环境因素的作用而降解的材料。可以采用ASTM Test Method5338.92来测定材料的生物可降解能力。