[發明專利]交聯的聚乙烯纖維、其用途及其制造方法

在審

• 申請號: 201380055478.8
• 申請日: 2013-07-29
• 公開（公告）號: CN104781461A
• 公開（公告）日: 2015-07-15
• 發明（設計）人: I.克納克
• 申請（專利權）人: 鮑姆胡特擠出有限責任公司
• 主分類號: D01F6/04
• 分類號: D01F6/04;D01F6/30;D01F6/46;D06M10/00;D21H13/14;D21H27/08;D01D5/38;D01D10/00
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 宋莉;凌志軍

本發明涉及聚合物纖維、特別是可通過聚乙烯聚合物的熔紡獲得的聚乙烯聚合物纖維，該纖維的用途以及用于制造該纖維的方法。進一步地，本發明涉及包含所述聚合物纖維的可熱封濾紙。

本領域中已知，例如從US?4,049,493已知，使用合成木漿作為用于生產紙狀基材(如，茶袋或咖啡軟包(coffee-pads))的木漿的替代物。具體地，茶袋紙由約75％的天然纖維和約25％的合成材料組成，以便提供熱封該袋的可能性。

US?5,173,154披露了一種茶袋紙，其包含重量百分數為60％-85％的天然纖維的第一相和具有余量即重量百分數約為15％-40％的可熱封合成纖維的第二相。據說，所披露的茶袋紙由于該袋的可熱封側而可在特殊的高速自動茶袋包裝機器上加工。

盡管本領域中(例如，從US?4,049,492和US?4,049,493)已知用于制備合成木漿的若干方法，但是用于生產合成木漿的典型方法是復雜的且包括如下步驟：將固體聚烯烴纖條體(類纖維，fibrid)在有機分散劑中勻漿(精制，refining)和用水替換所述分散劑，以便形成聚烯烴纖條體的基本上含水的淤漿。

因此，仍需要可以容易且經濟的方式制造且可作為(例如，用于生產紙狀基材、特別是可熱封濾紙的)木漿的添加劑或替代物的合成聚合物材料。

EP?056224?A1披露了在制造茶袋中尤其有用的過濾材料，該過濾材料包括疊合的兩層。第一層由天然纖維構成，并且第二層由合成纖維構成，這使得該過濾材料可熱封。所述合成纖維優選由熱塑性聚合物、特別是聚乙烯或聚丙烯制成。

由于聚乙烯、其共聚物及聚合物共混物的有利性質，在本領域中已知聚乙烯纖維用于許多應用。聚乙烯是具有熱塑性性質的聚合物，它顯示出優異的化學穩定性且具有相當低的價格。具有不同性質的聚合物纖維可以通過聚乙烯聚合物的熔紡來制造。然而，在熔紡工藝(方法)中，必須考慮聚合物材料的特定性質。重要的熔紡工藝參數并且因此對所生產纖維的性質分布具有重要性的是分子量、熔體流動指數和原料分子量分布。

通常可以熔紡MFI低于5g/10min的聚合物。然而，必須施加高壓來熔紡這些高粘性聚合物，這是成本密集的。進一步地，與采用具有5g/10min以上、典型地約5g/10min至約100g/10min的MFI的聚合物可獲得的速率相比，這些聚合物的熔紡的最大速度顯著降低。

另一方面，如果聚合物的MFI值太高(高于200g/10min)，則聚合物的粘度將變得如此低，以致于當獲得連續纖維時，該纖維顯示出低的機械穩定性且不適合于進一步的加工，如編織。其結果是，適合于通過熔紡制備纖維的聚合物的MFI值典型地在5g/10min以上至約200g/10min的一定范圍內，在本領域已知的特定條件下可以通過熔紡MFI為至多約400g/10min的聚合物特別是聚乙烯而獲得纖維。

已知，例如由WO?2010/105981?A1已知，當由MFI為5g/10min以上至約100g/10min的聚合物制得的聚乙烯纖維被用于替代可熱封濾紙中的合成木漿時，在制造濾紙的過程中(特別是在干燥單元中)以及在茶袋機器中濾紙的熱封過程中在機械部件上的沉積物累積。這些沉積物不利地影響機器的功能，由此使得已知的聚乙烯聚合物纖維不適合用于可熱封濾紙中。

為了克服該問題，WO?2010/105981?A1提出，當通過電離輻射使已知的聚乙烯纖維交聯時，交聯的聚合物纖維可極好地用作合成木漿的添加劑或替代物，特別是在可熱封濾紙中。特別地，在制造濾紙的過程中(特別是在干燥單元中)以及當在茶袋機器中熱封濾紙時沒有在機械部件上形成沉積物。

盡管在WO?2010/105981?A1中提出的聚乙烯纖維可用于可熱封濾紙中，但是已經發現這樣的濾紙的密封不是最佳的。在特定條件下，所述密封沒有提供熱封體(heat?seal)的最佳強度。不希望受理論的約束，據信，雖然交聯的聚合物提供了對于被熱封而言足夠的強度和耐熱性，但是在規定條件下，太少的材料被熔融而不能提供足以用于最佳地閉合密封體(seal)的接觸，并且因此該熱封體的強度不是最佳的。

已經發現，簡單地將具有較高MFI的材料添加到用于熱封的纖維材料聚合物中、特別是作為合成木漿替代物是不成功的，所述具有較高MFI的材料當為密封而進行加熱時預期熔融并且提供足夠的密封接觸。相反地，具有較高MFI的已知聚合物材料(如MFI為40g/10min以上的聚乙烯)的添加再次顯示出在熱封期間在茶袋機器中的不能接受的沉積物。