[发明专利]制备聚乙烯丛丝薄膜原纤维丝的工艺

说明书

本发明涉及制备聚乙烯丛丝薄膜原纤维丝的工艺，特别是涉及由聚乙烯，一种有机溶剂和水组成的混合物经闪蒸纺丝纺制所述原纤维丝的一种改进工艺。

美国专利US3，081，519（Blades与white）描述了一种由形成纤维的聚合物生产丛丝薄膜原纤维丝的闪蒸纺丝工艺。该聚合物溶于液体中的溶液（该溶液在其正常沸点或低于该沸点时对于聚合物是非溶剂），在高于该液体的正常沸点的温度和在自压或较高压力下被挤压成低温和大致低压的介质。该闪蒸纺丝使所述液体蒸发并由此使由聚合物形成的丛丝薄膜原纤维丝冷却。优选的聚合物包括结晶聚烃类，例如聚乙烯和聚丙烯。

根据US3081519，以下液体可用于闪蒸纺丝工艺：芳香类如苯、甲苯等;脂肪烃类如丁烷、戊烷、己烷、庚烷、辛烷及其同分异构体和类似物;脂环烃类如环己烷;不饱和烃类;卤代烃类如二氯甲烷、四氯化碳、氯仿、氯乙烷、氯代甲烷;醇类;酯类;醚类;酮类;腈类;酰胺类;碳氟化合物类;二氧化硫;二硫化碳;硝基甲烷;水以及上述液体的混合物。该专利进一步披露了闪蒸纺溶液还可以含有溶解的气体，例如氮、二氧化碳、氦、氢、甲烷、丙烷、丁烷、乙烯、丙烯、丁烯等，优选的用于改善丛丝原纤化的气体是不易溶的气体，例如于纺丝条件下在聚合物溶液中溶解度低于7%的气体。

已经知道，由溶于溶剂中的聚合物通过加入足量水以形成乳化液或反相乳化液经闪蒸纺丝纺制聚烯烃离散纤维。例如，US4，054，625（Kozlowski）给出了由水以及聚合物溶于有机溶剂和水中的溶液来生产离散纤维的工艺。Kozlowski的工艺关键是，所存水量是这样的，以致于它构成了在整个聚合物溶液中分散成离散微滴的不连续相，然后，该“反相乳化液”经闪蒸纺丝成离散的纤维。尽管混合时更多注意调制的该液体必须保证水成不连续相，对于该工艺来说，较好的是水力富集为40～50%，这远远大于有机溶剂中的溶解度。

生产由聚乙烯丛丝薄膜原纤维丝制成的工业用纺粘产品一直很成功，而该聚乙烯是由三氯氟甲烷经闪蒸纺丝纺制。尽管三氯氟甲烷一直被广泛用于此目的，但这样的卤化碳逸出进入到大气中这意味作为损耗地球中的臭氧的一个来源。关于臭氧损耗的概论已被提出，例如P.S.Zurer所著的“寻求增厚能取代损耗臭氧的卤化碳的替代物”（“Search    Intensifies    for    Alternatives    to    Ozone-Depleting    Halocarbous”），该文发表在《化学与工程通讯》（Chemical    &    Engineering    News），1988年2月8日，第17～20页。

本发明的主要目的是，提供由纺丝液（有机溶剂和水）纺制的闪蒸纺丝聚乙烯丛丝薄膜原纤维丝，此种纺丝液，如果释放到大气中，与目前工业上所应用的用于纺制此种丝的卤化碳纺丝液（三氯氟甲烷）相比，具有大大降低了的臭氧层损耗危害。

本发明提供一种制备聚乙烯丛丝薄膜原纤维丝的改进工艺。该原纤维丝用由聚乙烯，一种有机溶剂以及水组成的不含氯氟烃的混合物纺制而成。

本发明提供一种闪蒸纺丝纺制聚乙烯丛丝薄膜原纤维的改进工艺，其中，纺丝混合物由一种有机溶剂，聚乙烯和水组成，然后在高于纺丝混合物的自压的压力下经闪蒸纺丝成处于大致较低温度和压力的一个区域中，其改进之处在于，在组合中，水含量为有机溶剂重量的0.5%到等于溶于该溶剂中的饱和极限数量，聚乙烯含量为聚乙烯和有机溶剂重量的5%～25%，在温度范围为100°～250℃下进行混合以及闪蒸纺丝。

术语“聚乙烯”是指不仅包含乙烯的均聚物，而且也包含共聚物（其中，至少85%的重复单元是乙烯单元）。优选的聚乙烯是均聚物的线性聚乙烯，它具有熔点上限为130～135℃，密度范围为0.94～0.98克/厘米³以及熔体指数（按照ASTMD-1238-57T₁条件E定义的）为0.1～6.0。

本发明使用的术语“聚乙烯的丛丝薄膜原纤维丝”是指这样一种纤维丝，其特征为由任意长度的、平均厚度约小于4微米的，基本上与该原纤维丝的纵轴排成行共同扩张的许多薄的、带状的薄膜原纤组成部分组成的一个三维集成网。该薄膜原纤组成部分在原纤维丝的整个长度、宽度以及厚度上在各种空间以不规则的间隔间歇地结合和分离以形成三维网。有关这样的原纤维丝，US3，081，519（Blades与White）以及US3，227，794（Anderson与Romano）作了进一步详细描述。