[发明专利]包含至少一种填料的纤维、它们的制造方法及其用途

说明书

本申请是一项发明专利申请的分案申请，其母案的申请日为2010年9月2日、申请号为201080049758.4(PCT/US2010/047722)、发明名称为“包含至少一种填料的纤维、它们的制造方法及其用途”。

优先权声明和经此引用并入

此PCT国际申请据此要求2009年9月4日提交的美国申请No.12/554,371的优先权权利和利益，其主题全部经此引用并入本文。

技术领域

本文中的公开内容大致论述和涉及包含填料，如涂布重质碳酸钙的纤维，特别是短纤维，和包含其的地毯。

背景技术

许多商品由可包括聚合树脂的单丝纤维的组分形成。例如，长单丝纤维（continuousmonofilamentfibers）可用于制造短纤维、纱线、钓鱼线、织造织物、非织造织物、人造毛皮、尿布、女性卫生产品、成人失禁产品、包装材料、擦布、毛巾、工业服装、医用洞巾、医疗服、足套、消毒包装、台布、表面清洁布（干和湿）、漆刷、餐巾、垃圾袋、各种个人护理制品和其它纺织品。

通常通过熔体纺丝、干纺或湿纺制造单丝纤维。特别地，通过将聚合树脂纺成纤维形状来制造单丝纤维，例如通过将该树脂至少加热至其软化温度并经喷丝头挤出该树脂以形成单丝纤维。也可以通过挤出该树脂并用热空气使树脂流变细以形成细直径纤维来制造单丝纤维。单丝纤维在转化成短纤维后又可用于制造水刺（spunlaced）（也称作水力缠结）、针刺、热粘合和梳理固结（card-and-bind）产品，它们可置于网幅上。

使用大量聚合树脂纤维的另一纺织用途是地毯生产。可以使用例如包含聚丙烯、聚酯、尼龙或其组合的纱制造地毯。可以由膨化长丝（bulkcontinuousfilament）或短纤维形成该纱。当使用短纤维时，可以梳理短纤维以使纤维相互平行排列，由此形成大、软、无加捻的纤维束或绳（即纤维条（sliversoffiber））。可以例如使用针梳牵伸机梳理和拉伸这些纤维条。然后可以使用纺纱机进一步拉伸该纤维条并将纱捻成所需尺寸。通常将单纱束与其它纱束一起加捻以产生适合制造地毯的纱。

制造地毯的方法通常涉及织造或缝合。目前，大部分地毯通过使针缝合（即簇绒）制成，所述针用将纱以规则间隔刺到衬底材料（例如预织造织物）中以形成起毛线圈（raisedloops）或绒头（tufts）。可以将粘合剂施加到衬底材料背面以固定绒头。可以切割这些绒头以产生割绒地毯（cup-pilecarpet），或可以保持未切割以产生毛圈地毯（looped-pilecarpet）。

纺织工业，包括地毯工业，每年消耗大量热塑性聚合树脂，大约3亿磅单丝纤维。尽管在非织造产品和塑料产品如膜和模制部件的制造过程中掺入多种矿物填料，如碳酸钙和高岭土是已知的，在单丝纤维中包含大量这样的填料目前不是一般做法。以前，纯树脂的成本低于包含树脂和矿物填料的浓缩物的成本，因此不需要掺入显著量的这样的填料。但是，树脂价格的提高在许多情况下在许多产品中产生与提高矿物填料量和降低树脂量相关联的成本效益。通过掺入至少一种矿物填料，例如碳酸钙，纯树脂材料的所需量降低，同时最终产品在若干领域中具有相当品质，包括但不限于，纤维强度、质地和外观。

包含各种量的无机化合物和/或矿物填料的产品是已知的。例如，美国专利No.6,797,377看似公开了包含0.1至10重量%的至少一种矿物填料，如碳酸钙的非织造网幅，但限制在至少两种树脂聚合物的混合物中与二氧化钛联合使用的填料。美国专利No.6,759,357同样看似公开了包含0.0015至0.09重量%的至少一种无机化合物的织物。S.Nago和Y.Mizutani,MicroporousPolypropyleneFibersContainingCaCO₃Filler,62J.Appl.PolymerSci.81-86(1996)也看似论述包含25重量%碳酸钙的聚丙烯基非织造纤维。WO97/30199公开了基本由大约0.01至大约20重量%无机颗粒构成的纤维，基本都具有小于大约5的莫氏硬度，且至少大约90重量%的无机颗粒具有小于大约10微米的粒度。但是，这些参考资料无一看似公开了至少通过改变涂布重质碳酸钙的粒度（通过其平均粒度和/或通过其上限）来降低填料对最终纤维性质的影响。