[發明專利]電吹制多層片材的方法

有效

• 申請號: 200780046766.1
• 申請日: 2007-12-18
• 公開（公告）號: CN101563485A
• 公開（公告）日: 2009-10-21
• 發明（設計）人: J·B·霍瓦內克;M·J·老穆爾
• 申請（專利權）人: 納幕爾杜邦公司
• 主分類號: D01D5/00
• 分類號: D01D5/00;D01F6/60;D04H3/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司
• 代理人: 段曉玲;范 赤

技術領域

本發明涉及電吹制多層片材的改進。

背景技術

由纖維制成的織物和纖維網可用于多種客戶最終應用，例如過濾介質、能量存儲器隔膜、防護服等。制備這類纖維網的一種方法是電吹制，其中聚合物溶液在存在靜電場的情況下通過噴嘴進行紡絲并且噴吹或推進流體以蒸發溶劑，從而形成收集在篩網上的纖維。通常，并非所有的溶劑都在沉積期間從纖維中移除，從而需要附加的溶劑移除處理。然而，如果在篩網上纖維沉積期間遺留在纖維中的溶劑太多，則纖維網會粘附到篩網上，從而在將纖維網從篩網上移除時會導致纖維網破損。另外，如果在篩網上纖維沉積期間遺留在纖維中的溶劑太少，則纖維網不會表現出足夠的有利于表面穩定性以允許對纖維網進行處理的粘著性。

需要的是一種電吹制片材結構的方法，該片材結構可從收集篩網上移除，同時具有便于處理的足夠的表面穩定性。

發明內容

本發明涉及電吹制多層片材的方法，該方法包括：在存在推進氣體和電場的情況下，通過包括線性排列的紡絲噴嘴的至少兩個紡絲箱體對包含溶解在溶劑中的聚合物的導電液體流進行紡絲以形成纖維，并且將該纖維沉積在收集篩網上，其中：(a)第一紡絲箱體提供沉積在收集篩網上的、具有約0至約30重量％溶劑濃度以制備第一纖維網的纖維；并且(b)第二紡絲箱體提供沉積在第一纖維網上的、具有約30至約70重量％溶劑濃度以制備第二纖維網的纖維，其中纖維網之間的溶劑濃度差值為至少約10重量％。

具體實施方式

本發明涉及由纖維網制成的多層片材的改進，該纖維網采用相應于美國專利申請10/477,882的世界專利公開WO?03/080905中描述的電吹制法制備，該專利全文以引用方式并入本文。

該電吹制法包括：將包含聚合物和溶劑的聚合物溶液流從儲罐喂入噴絲頭內的一系列紡絲噴嘴，向噴絲頭施加高電壓并且聚合物溶液從其通過而排出。同時，任選加熱的壓縮空氣由空氣噴嘴排出，該空氣噴嘴設置在紡絲噴嘴的側面或周邊。通常向下引導空氣，以形成吹氣流，吹氣流包裹住新排出的聚合物溶液并使其向前，并且幫助形成纖維網，纖維網收集于真空室上方的接地多孔收集篩網上。

聚合物溶液可與添加劑混合，添加劑包括與相關聚合物相容的任何樹脂、增塑劑、紫外線穩定劑、交聯劑、固化劑、反應引發劑等。雖然溶解大多數的聚合物可以不需要任何具體的溫度范圍，但是可能需要加熱以有助于溶解反應。

已經發現，在根據該電吹制法制備纖維網時，如果纖維網在沉積到收集篩網期間包含具有太多溶劑的纖維，則纖維網會粘附到篩網上，從而導致在將纖維網從篩網上移除后損壞纖維網。如果沉積期間纖維網具有約0至約30重量％的溶劑濃度，則該粘附問題就可避免。

還發現，在根據該電吹制法制備纖維網時，如果纖維網在沉積到收集篩網期間包含具有太少溶劑的纖維，則纖維將不具有足以使其互相粘附以形成足夠的表面穩定性從而防止處理纖維網時纖維受損的粘著性。如果沉積期間纖維網具有約30至約70重量％的溶劑濃度，則表面穩定性則可改善。

根據本發明的多層片材可通過使低溶劑濃度含量的纖維網與高濃度溶劑含量的纖維網相結合來制備，這種方法不會使纖維網粘附到收集篩網上，同時會形成有利于纖維網處理的足夠的表面穩定性。多層片材可通過以下方法制備：通過第一紡絲箱體(其形成沉積在收集篩網上的、具有約0至約30重量％溶劑濃度以制備第一纖維網的纖維)和第二紡絲箱體(其形成沉積在第一纖維網上的、具有約30至約70重量％溶劑濃度以制備第二纖維網的纖維)對聚合物溶液進行紡絲，其中纖維網之間的溶劑濃度差值為至少約10重量％。

制備在沉積期間具有不同溶劑濃度的纖維網的一種方法是：控制從紡絲箱體出來的聚合物溶液的液體流通量。第一纖維網可通過對來自紡絲箱體的纖維進行紡絲來制備，該紡絲箱體具有每噴嘴約0.5至約2.0立方厘米/孔/分鐘的液體流通量。第二纖維網可通過對來自紡絲箱體的纖維進行紡絲來制備，該紡絲箱體具有每噴嘴約2.0至約4.0立方厘米/孔/分鐘的液體流通量。這兩種液體流之間的通量差值為至少約1立方厘米/孔/分鐘。

制備在沉積期間具有不同溶劑濃度的纖維網的另一種方法為控制推進氣體的溫度。第一纖維網可通過對具有第一推進氣體的纖維進行紡絲來制備，該第一推進氣體具有約50℃至約150℃的溫度。第二纖維網可通過對具有第二推進氣體的纖維進行紡絲來制備，該第二推進氣體具有約25℃至約50℃的溫度。所述推進氣體之間溫度的差值為至少約25℃。