[发明专利]闪蒸纺聚烯烃的方法

说明书

本申请是1989年11月22日申请流水号为07/440，156申请的后续申请。

本发明是关于闪蒸纺聚烯烃有机长丝膜状原纤带的方法。特别地，本发明涉及的是从二氧化碳、水和聚烯烃混合物中闪蒸纺出有机长丝膜状原纤维带。

Blades和White在美国专利3，081，519中描述了从成纤聚合物中闪蒸纺出有机长丝膜状原纤带。在液体中的聚合物溶液，在温度超过液体正常沸点和在自身或较高压力条件下挤出进入一低温和实际上低压的介质中，在这里，液体在低于它的正常沸点情况下对于聚合物液体是非溶剂。这种闪纺工艺使液体被蒸发掉，并且冷却渗出物，形成了聚合物的有机长丝膜状纤维带。

根据Blades和White专利，在闪蒸纺工艺中使用下列液体：芳烃例如苯，甲苯等;脂族烃例如丁烷，戊烷，己烷，庚烷，辛烷和它的异构体和同系物;环脂烃例如环己烷;不饱和烃;卤化烃例如二氯甲烷，四氯化碳，氯仿，氯乙烷，氯甲烷;醇;酯;醚;酮;腈;酰氨;氟化烃;二氧化硫;二氧化碳;硝基甲烷;水;和上述液体的混合物。该专利的闪纺溶液中进一步地可能含有溶解的气体，如氮气，二氧化碳，氦，氢气，甲烷，丙烷，丁烷，乙烯，丙烯，丁烯等。对于改善有机长丝原纤维化而言，选择少量的溶解气体，即，在纺丝条件下，在聚合物溶液中，溶解有少于7%浓度的那些气体。

Blades和White介绍了可被闪蒸纺的聚合物包括那些合成成丝聚合物或聚合混合物，这些聚合物能有明显的结晶性和高的结晶速率。较好的一类聚合物是晶体的，非极性基团主要由结晶的聚烃组成，诸如聚乙烯和聚丙烯。

美国专利3，169，899列举了聚酯、聚甲醛、聚丙烯腈、聚酰胺，聚氯乙烯等其它聚合物能被闪蒸纺丝。在该专利中上述提及的其它聚合物能同聚乙烯，包括乙烯-乙烯醇，聚氯乙烯，聚氨酯等混合作为混合物来闪蒸纺。在美国专利US-3，169，899的例18中说明了用乙烯-乙烯醇及和二氯甲烷及聚乙烯混合物进行闪纺，在此聚乙烯是聚合物混合物的主要成分。

闪蒸纺的聚乙烯产品已经获得了商业上的成功，“Tyvek^R”是一种纺粘聚乙烯片状产品，由E.I.du Pont de Nemours and Company出售。这些片材在建筑和包装工业中使用。由于闪蒸纺产品提供了优良的粒子渗透阻挡层，因此“Tyvek”也能被用来作防护服。可是，聚乙烯的增水性使其在热、湿天气时穿着不舒服。对于服装和其它用途，迫切需要强亲水性闪蒸纺产品。另外，一些聚烯烃的闪蒸纺也需要环境安全、无毒溶剂来完成。

对于商业生产聚乙烯有机长丝膜状原纤维带而言，经常使用三氯氟甲烷（Freon-11）作为溶剂。可是这种卤化碳进入大气就使大气层中的臭氧量减少。臭氧层减薄的不利在P·S·Zurer，“Search  Internsifies  for  Alternatives  to  Ozone-Depleting  Halo  Carbons”，Chemical  &  Engineering  News，Papes  17-20（February，8，1988）中已有描述。在商业闪蒸纺工艺中，用环境安全溶剂取代三氯氟甲烷减小了臭氧层变薄问题。

现在根据本发明来描述，用作服装、建筑和包装的闪蒸纺聚烯烃产品，在此闪蒸纺使用环境可接受的包括二氧化碳和水的混合物。

本发明提供了闪蒸纺聚烯烃有机长丝膜状原纤维带的方法，该方法包括形成一个有水，二氧化碳和聚烯烃的可纺混合物，在温度至少是130℃，压力大于混合物自身压力条件下闪蒸纺混合物，并进入一个较低温度和压力的区域。本发明同样提供了用本发明的方法生产的有机长丝膜状原纤维带。

在这里，术语“有机长丝膜状原纤维带”或简称“有机长丝带”指的是一种带，其特征是细的带状，膜状原纤单元组成的三维网状物，具随机长度和小于大约4μ的平均厚度，通常与带的长度方向保持同轴。膜状原纤间隔排列并以不规则空隙分隔，在不同的地方穿过带的长、宽、厚方向形成三维纤维网。这种带由Blades和White在美国专利3，081，519和Anderson和Romano在US3，227，794进一步描述。