[发明专利]包括多组分纤维和颗粒的制品及其制备和使用方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2011年7月7日提交的美国临时专利申请No.61/505,165的优先权，该专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

背景技术

已知有各种多组分纤维。例子包括具有覆盖较高熔点芯（melting core）的低温熔融或软化外皮的纤维。多组分结构可用于（例如）纤维粘结，其中外皮（例如当熔融或软化时）起到芯粘结剂的作用。

一些包括纤维和颗粒的制品是已知的。在一些情况下，此类制品由多组分纤维制成，其中一种组分熔融并且聚结。在这些情况下，颗粒位于纤维彼此接触的接合点处。参见例如国际专利申请公开No.WO2010/045053（Coant等人）。

已描述了一些包括多组分纤维和磨料颗粒的磨料制品。参见例如美国专利No.5,082,720(Hayes)、5,972,463（Martin等人）以及6,017,831（Beardsley等人）。通常，使用底胶和/或底漆将颗粒保持在纤维幅材的表面上。

发明内容

本发明提供了（例如）包括多组分纤维和颗粒的制品。该多组分纤维在至少110℃的温度下不熔合，这意味着纤维在至少高达此温度时保持其多组分构造。颗粒沿着纤维的长度粘附到多组分纤维中的第一聚合物组合物。因此，颗粒不仅仅位于纤维间的接合点处，还可以均匀地分布。在制备本文所公开的制品的方法中，将纤维和颗粒的混合物加热至如下温度，在该温度下，当在1赫兹的频率下测量时，所述第一聚合物组合物具有小于3×10⁵N/m²的弹性模量。在此温度下，第一聚合物组合物变得发粘并且将颗粒粘附到多组分纤维的长度上。

在一个方面，本发明提供了包括多组分纤维和颗粒的制品。多组分纤维具有外表面并且包含至少第一聚合物组合物和第二聚合物组合物，其中多组分纤维的外表面的至少一部分包含第一聚合物组合物。该多组分纤维在至少110℃的温度下粘附到一起并且不熔合。颗粒沿着至少一些所述多组分纤维的长度至少粘附到在所述至少一些所述多组分纤维的外表面上的第一聚合物组合物。颗粒包括活性炭和超吸收聚合物颗粒中的至少一种。

在另一方面，本发明提供了一种包括多组分纤维幅材和分布遍及所述幅材的厚度的颗粒的制品。多组分纤维具有外表面并且包含至少第一聚合物组合物和第二聚合物组合物，其中多组分纤维的外表面的至少一部分包含第一聚合物组合物。该多组分纤维在至少110℃的温度下粘附到一起并且不熔合。颗粒沿着至少一些所述多组分纤维的长度直接附接到在所述至少一些所述多组分纤维的外表面上的所述第一聚合物组合物。颗粒包括活性炭、超吸收聚合物颗粒以及磨料颗粒中的至少一种。

在另一方面，本发明提供了一种制备制品的方法。该方法包括提供颗粒和多组分纤维的混合物。多组分纤维包含至少第一聚合物组合物和第二聚合物组合物，并且颗粒包括活性炭、超吸收聚合物颗粒和磨料颗粒中的至少一种。该方法还包括将混合物加热至如下温度，在该温度下多组分纤维不熔合并且在该温度下，当在1赫兹的频率下测量时，所述第一聚合物组合物具有小于3×10⁵N/m²的弹性模量。当加热至此温度时，混合物的至少一部分变得粘附到一起从而形成幅材，并且颗粒分散遍及所述幅材的厚度。

在上述方面的一些实施例中，颗粒包括活性炭。在这些实施例中，本文所述的制品可用于（例如）过滤。作为根据本发明的和/或根据本发明制备的制品的炭过滤器通常不使用复杂的设备便能够轻松且低成本地装配。此类过滤器通常是柔性的，这对于其中活性炭颗粒牢固地粘附到多组分纤维的一些构型而言可能是有利的。

在上述方面的其它实施例中，颗粒包括磨料颗粒，并且本文所述的制品可以用作磨料制品。在这些实施例中，即便在不存在底胶和底漆的情况下，所述制品仍可出奇有效地用作磨料。根据本发明的磨料制品通常在不具有磨料颗粒的过多损耗的情况下制备。

在本专利申请中，诸如“一个”、“一种”和“所述”之类的术语并非仅指单一实体，而是包括一般类别，其具体例子可用于举例说明。术语“一个”、“一种”和“所述”可以与术语“至少一种”互换使用。后接列表的短语“至少一种（一个）”和“包括至少一种（一个）”指列表中的任一项以及列表中两项或更多项的任意组合。除非另外指明，否则所有数值范围均包括它们的端点以及端点之间的非整数值。