專利名稱：顯示出儲(chǔ)存穩(wěn)定韌度的可生物降解纖維的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及包含可生物降解聚合物的纖維和生產(chǎn)該纖維的方法。
背景技術(shù)：
無紡織物日益普遍用于許多工業(yè)中，尤其是發(fā)現(xiàn)日益用作多種消費(fèi)品中的組分。無紡織物的示例性用途包括，但不限于，吸收性個(gè)人護(hù)理用品例如尿布、失禁墊、女性衛(wèi)生用品等；醫(yī)療產(chǎn)品例如手術(shù)單和消毒擦拭品(wipes)；過濾裝置；內(nèi)襯；一次性的擦拭品；家具和被褥結(jié)構(gòu)；絕緣產(chǎn)品；服裝等。多種熱塑性和熱可粘合合成纖維由于它們優(yōu)良的強(qiáng)度和重量特性以及容易加工已經(jīng)被認(rèn)為尤其適用于制備無紡織物。
然而，常規(guī)的合成纖維不能自然降解，因此就產(chǎn)生了與處理含有這種纖維產(chǎn)品相關(guān)的問題。再循環(huán)含有無紡織物的物品通常不合算，因此導(dǎo)致產(chǎn)生了不可降解的廢材料。尿布的處理提供了與不可降解廢物有關(guān)的問題的良好實(shí)例。一次性尿布很大程度上依賴于在它們的結(jié)構(gòu)中使用了無紡織物。每年丟棄數(shù)百萬尿布，因此產(chǎn)生填埋能力的問題。
為了消除對固體廢物處理的憂慮，日益使用可生物降解的聚合物作為常規(guī)合成的聚合物的替代品?？缮锝到獾闹寰埘?例如聚乙醇酸和聚乳酸)為可生物降解聚合物的實(shí)例，其在自然環(huán)境條件下通過微生物和/或水解進(jìn)行降解。
盡管可生物降解的纖維是已知的，但遇到了與它們的用途有關(guān)的問題。例如，已經(jīng)注意到與聚乳酸纖維的儲(chǔ)存穩(wěn)定性相關(guān)的問題。含有聚乳酸的拉伸的和卷曲的短纖維有在相對短的時(shí)期內(nèi)失去顯著程度的韌度(tenacity)的傾向，這限制了它們的用途。
本領(lǐng)域中還需要可生物降解的纖維，尤其是含有聚乳酸的纖維，其在貯存期間保持了所需的纖維性能例如穩(wěn)定的強(qiáng)度水平。
發(fā)明概要本發(fā)明提供一種含有可生物降解聚合物，例如脂族聚酯的纖維。示例性的脂族聚酯包括聚乙醇酸、聚乳酸、聚羥基丁酸酯、聚羥基戊酸酯、聚己內(nèi)酯及其共聚物。本發(fā)明纖維的優(yōu)選實(shí)施方案顯示出儲(chǔ)存穩(wěn)定韌度(tenacity)，這是指在環(huán)境條件下儲(chǔ)存120天后，韌度降低不大于生產(chǎn)時(shí)的初始韌度的約10％。因此，本發(fā)明提供一種含有可生物降解聚合物的纖維，它在較長一段時(shí)間后，能夠保持所需的強(qiáng)度水平。
本發(fā)明纖維優(yōu)選生產(chǎn)時(shí)的初始韌度為至少約1.5g/旦尼爾，更優(yōu)選初始韌度為至少約3.0g/旦尼爾。在某些實(shí)施方案中，纖維具有的初始韌度為約1.5至約15g/旦尼爾。
在一些實(shí)施方案中，在環(huán)境條件下，儲(chǔ)存120天后，纖維的韌度降低不大于約10％，優(yōu)選不大于約5％。因此，據(jù)信本發(fā)明的纖維能夠保持所需的韌度水平120天或更久，優(yōu)選180天或更久，最優(yōu)選240天或更久。在一些實(shí)施方案中，本發(fā)明纖維的韌度在儲(chǔ)存大于360天后沒有從其初始水平降低大于約10％。
已經(jīng)發(fā)現(xiàn)由可生物降解聚合物形成的纖維損失了強(qiáng)度，一部分是由于周圍存儲(chǔ)環(huán)境中存在的濕氣對聚合物的水解攻擊。隨著時(shí)間的推移強(qiáng)度(即韌度(tenacity))的逐漸損失降低了纖維的價(jià)值和用途。在環(huán)境條件下強(qiáng)度的損失是令人驚奇的，因?yàn)槿藗兺ǔＵJ(rèn)為這種聚合物僅在相對極端、生物條件下降解。因此，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，纖維包括由纖維的外表面帶有的抗水涂料，或聚合物組合物包括一種或多種能夠遷移到纖維的表面并抑制水吸附的表面活性劑。纖維涂料或表面活性劑可以包含任意本領(lǐng)域已知的抗水材料或防水材料，例如多種蠟、硅氧烷型材料、聚合物樹脂和碳氟化合物。
此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可以以多種方式來操控纖維的形成方法，以降低在環(huán)境條件下纖維對水解攻擊的敏感性。具體來說，已經(jīng)確定甚至在環(huán)境條件下在纖維處理期間引入到纖維的應(yīng)力可以導(dǎo)致聚合物鏈的水解降解，因?yàn)榫酆衔镦渻?nèi)應(yīng)力可以把水解鍵拉開，并防止它們再附著和使斷裂“愈合”，后者通常出現(xiàn)在無應(yīng)力的聚合物內(nèi)。此外，纖維的聚合物鏈內(nèi)的應(yīng)力可以導(dǎo)致在纖維內(nèi)形成空隙，其通過在纖維內(nèi)提供增加的用于收集水的空間增加纖維對水解作用的敏感性。還發(fā)現(xiàn)通過纖維內(nèi)部存在的結(jié)晶部分，可加劇纖維內(nèi)內(nèi)應(yīng)力和空隙的形成。
因此，在另一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明提供一種拉伸的和卷曲的雙組分纖維，它包含可生物降解的聚合物，該聚合物選自聚乙烯醇、脂族聚酯、脂族聚氨酯、順式聚異戊二烯、順式聚丁二烯、聚羥基鏈烷酸酯、及其共聚物和共混物，纖維顯示出儲(chǔ)存穩(wěn)定韌度，它在環(huán)境條件下存儲(chǔ)120天后，從生產(chǎn)時(shí)的初始韌度的降低不大于約10％，其中初始韌度為至少約1.5g/旦尼爾，和其中雙組分纖維成螺旋形自卷曲，并包含第一可生物降解的聚合物組分和第二可生物降解的聚合物組分，其中第一聚合物組分和第二聚合物組分顯示出不同的聚合物形態(tài)，以致用于加熱時(shí)每種聚合物組分將經(jīng)歷不同程度的縱向收縮。這種纖維設(shè)計(jì)的自卷曲方面避免了需要機(jī)械地卷曲纖維，機(jī)械地卷曲纖維會(huì)在聚合物內(nèi)引入不希望的應(yīng)力而導(dǎo)致儲(chǔ)存期間韌度的損失。
另一方面，本發(fā)明包括形成拉伸的和/或卷曲的纖維的方法，其特征在于在環(huán)境條件下儲(chǔ)存120天后，存儲(chǔ)穩(wěn)定韌度降低不超過生產(chǎn)時(shí)初始韌度的約10％。在利用熔融紡絲技術(shù)的一個(gè)實(shí)施方案中，該方法可以包括以下步驟a)提供含有可生物降解聚合物的粘性熔融聚合物組合物；b)將該粘性熔融聚合物組合物擠出穿過噴絲頭以形成許多熔融的熔紡纖維；c)將熔融的熔紡纖維穿過驟冷室；d)將熔融的熔紡纖維與冷卻液在驟冷室中接觸以凝固熔紡纖維；e)將凝固的熔紡纖維收集到卷取(take-up)表面上；f)以足以將纖維的韌度增加到至少約1.5g/旦尼爾的方式拉伸凝固的熔紡纖維；和g)任選地，卷曲該拉伸的熔紡纖維。
本發(fā)明以提高纖維韌度存儲(chǔ)穩(wěn)定性的方式操控上述過程。操控該過程的方法可以采取多種形式。例如，可以通過一種或多種下述步驟改進(jìn)纖維韌度的儲(chǔ)存穩(wěn)定性1)增加噴絲頭和到達(dá)卷取表面之前熔融熔紡纖維凝固的點(diǎn)之間的距離；2)使用小于約200∶1的紡絲-拉伸比；3)將軟化劑加至聚合物組合物；4)在所述拉伸(f)和卷曲(g)步驟之前、期間、中間或不久之后，將抗水涂料施加于熔紡纖維；5)使用約10,000至約30,000Da的低重均分子量(基本上比通常用于纖維加工的聚(乳酸)分子量低)的可生物降解聚合物。
6)在所述拉伸(f)和卷曲(g)步驟之一或兩者之后，在松弛狀態(tài)熱處理該熔紡纖維，其中熱處理的溫度和時(shí)間要求足以降低纖維內(nèi)應(yīng)力；
7)通過以下方式提供自卷曲纖維與第二聚合物組合物一起擠出含有可生物降解聚合物的聚合物組合物，該第二聚合物組合物可以包含不同的聚合物，或具有不相似聚合物形態(tài)的相同可生物降解的聚合物，從而形成多組分熔紡纖維，和其中所述卷曲(g)步驟包擴(kuò)將多組分熔紡纖維進(jìn)行熱處理，其中熱處理的溫度和時(shí)間要求足以使多組分熔紡纖維產(chǎn)生螺旋狀的自卷曲；或8)步驟1-7中的兩個(gè)或更多個(gè)的任意組合。
盡管本發(fā)明根據(jù)用于無紡的、織造的和針織織物工業(yè)的纖維生產(chǎn)進(jìn)行描述，由于其對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講是顯而易見的，本發(fā)明還可以用于其它普通聚合物材料的形式。例如，可以以涂料或薄膜、模制產(chǎn)品、層壓材料、泡沫材料等形式提供本發(fā)明可生物降解的聚合物。
發(fā)明的詳細(xì)說明現(xiàn)在本發(fā)明將在下文中進(jìn)行更加充分地描述。然而，本發(fā)明可以以多種不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)當(dāng)將其認(rèn)為是限定于此提出的實(shí)施方案；更確切些，提供這些實(shí)施方案以使得這些公開的內(nèi)容滿足生效的法定要求。如說明書和權(quán)利要求中所使用，單數(shù)形式的“a”、“an”和“the”包括多個(gè)指示物，除非上下文另外清楚地指出。
除非另外指出，此處使用的術(shù)語“纖維”是指有限長度的纖維，例如常規(guī)短纖維以及基本上連續(xù)的結(jié)構(gòu)，例如連續(xù)長絲。本發(fā)明的纖維可以是中空或非中空纖維，并且還可以具有基本上圓或圓形截面或非圓形截面(例如橢圓形、矩形、多瓣形(multilobed)等)。
如此處所使用，術(shù)語“多組分纖維”包括短纖維或連續(xù)長絲，其由存在于纖維中離散結(jié)構(gòu)域中的兩種或多種聚合物制備，與共混物相反，后者的域傾向于是分散、無規(guī)或非結(jié)構(gòu)的。應(yīng)當(dāng)清楚理解本發(fā)明的范圍是指包括具有兩種或更多種結(jié)構(gòu)組分的纖維。
本發(fā)明涉及包括可生物降解聚合物的聚合物組合物，在優(yōu)選實(shí)施方案中，可生物降解聚合物為拉伸和/或卷曲纖維的形式。本發(fā)明提供包括可生物降解聚合物的纖維，當(dāng)將其使用如下描述的本發(fā)明方法制備時(shí)，其顯示出儲(chǔ)存穩(wěn)定韌度。尤其是，已經(jīng)確定本發(fā)明的纖維顯示出韌度，其在環(huán)境條件下儲(chǔ)存120天后沒有從生產(chǎn)時(shí)的初始韌度降低大于約10％，更優(yōu)選不大于約5％。在某些實(shí)施方案中，本發(fā)明的纖維在儲(chǔ)存180天、240天或甚至360天后顯示出如上定義的儲(chǔ)存穩(wěn)定韌度。
此處所使用的術(shù)語“環(huán)境條件”是指其中溫度為20-30℃，相對溫度為約70-100％，并且纖維不處在外部拉伸或壓縮應(yīng)力下的環(huán)境。
術(shù)語“拉伸的”是指經(jīng)受過增強(qiáng)處理的纖維，其中使纖維經(jīng)受降低纖維直徑或增加就韌度而言的強(qiáng)度的縱向拉伸。
術(shù)語“卷曲的”是指在纖維中存在的波浪，通常為至少約4卷曲/英寸(計(jì)算峰至峰)，更優(yōu)選至少約8卷曲/英寸。
本發(fā)明纖維生產(chǎn)時(shí)的初始韌度優(yōu)選為至少約1.5g/旦尼爾，更優(yōu)選為至少約3.0g/旦尼爾，并通常在約1.5至15g/旦尼爾的范圍內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施方案中，生產(chǎn)時(shí)的初始韌度在約3至約10g/旦尼爾的范圍內(nèi)。本發(fā)明拉伸的和/或卷曲的纖維的韌度可以通過描述于ASTM測試方法D 3822 95A，“Standard Test Methodfor Tensile Properties of Single Textile Fibers(單一紡織纖維拉伸性能的標(biāo)準(zhǔn)測試方法)”ASTM International的方法進(jìn)行測量，其在此全部引入作為參考。對于參考的ASTM標(biāo)準(zhǔn)，訪問ASTM網(wǎng)站www.astm.org，或以service@astm.org與ASTM客戶服務(wù)聯(lián)系。
此處所使用的術(shù)語“可生物降解的聚合物”是指聚合物材料，其在需氧和/或厭氧條件下，在細(xì)菌、真菌、藻類和其它微生物的存在下降解為二氧化碳/甲烷、水和生物質(zhì)，不過含有雜原子的物質(zhì)還可以產(chǎn)生其它產(chǎn)物例如氨或二氧化硫?！吧镔|(zhì)”通常是指引入到生物體細(xì)胞結(jié)構(gòu)的代謝物質(zhì)部分，其存在于或轉(zhuǎn)換成不能與生物學(xué)起源的物質(zhì)區(qū)別的腐蝕質(zhì)。因此，可生物降解的纖維，或在其原始形式中或在引入織物后，當(dāng)接觸此類微生物，即使此類接觸出現(xiàn)于纖維有用期終止之前，將開始降解(有時(shí)接著水解)。
示例性的可生物降解的聚合物包括但不限于聚乙烯醇、脂族聚酯、脂族聚氨酯、順式聚異戊二烯、順式聚丁二烯、聚羥基鏈烷酸酯等及其共聚物和共混物。優(yōu)選脂族聚酯例如聚乳酸。本領(lǐng)域技術(shù)人員完全了解當(dāng)使用聚乳酸時(shí)，聚乳酸聚合物首先進(jìn)行水解，然后微生物可消耗這些水解產(chǎn)物。然而，微生物產(chǎn)生的熱和/或化學(xué)物質(zhì)(例如酸或酶)可以加速水解。
術(shù)語“脂族聚酯”是指具有-[C(O)-R-O]n-結(jié)構(gòu)的聚合物，其中n是表示聚合物鏈中單體單元數(shù)的整數(shù)，R是脂族烴，優(yōu)選為C1-C10的亞烷基，更優(yōu)選C1-C6的亞烷基(例如亞甲基、亞乙基、亞丙基、亞異丙基、亞丁基、亞異丁基等)，其中亞烷基可以是直鏈或支化。示例性的脂族聚酯包括聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基戊酸酯(PHV)、聚己內(nèi)酯(PCL)及其共聚物。此處使用的術(shù)語“共聚物”是指包括由上述兩種或多種聚合物的單體的任意組合而形成的聚合物。本發(fā)明的脂族聚酯聚合物可以是任意上述聚合物的均聚物、無規(guī)共聚物、嵌段共聚物、交替共聚物等。本發(fā)明的共聚物還包括由一種或多種上述聚合物的單體單元和一種或多種形成二酸酯或二醇酯的共聚單體形成的共聚物。
聚乳酸，其為優(yōu)選的脂族聚酯，通常通過乳酸或交酯的聚合進(jìn)行制備。因此，此處所使用的術(shù)語“聚乳酸聚合物”是指包括由乳酸或交酯的聚合制備的聚合物。參照美國專利號(hào)5,698,322；5,142,023；5,760,144；5,593,778；5,807,973；和5,010,145，它們中每一個(gè)文件的整個(gè)公開內(nèi)容在此引入作為參考。
乳酸和交酯已知為具有兩個(gè)旋光異構(gòu)體的不對稱分子，它們分別是指作為左旋(以下簡稱為“L”)對映體和右旋(以下簡稱為“D”)對映體。因此，通過聚合特定的對映體或通過使用兩個(gè)對映體的混合物，可以制備化學(xué)上相似但具有廣泛不同性能的聚合物。
在優(yōu)選的實(shí)施方案中，本發(fā)明纖維的唯一形成纖維的聚合物組分為可生物降解的聚合物，并且特別優(yōu)選僅由聚乳酸形成的纖維而不包含其它的形成纖維的聚合物組分。含有可生物降解聚合物的聚合物組合物可以任選地包括不對組合物所需性能產(chǎn)生不利影響的其它添加劑或組分。示例性的常規(guī)添加劑包括但不限于顏料、抗氧劑、穩(wěn)定劑、蠟、流動(dòng)促進(jìn)劑、固體溶劑、微粒和其它加入以提高加工性能的材料。這些添加劑可以常規(guī)的量使用，其以聚合物組合物的總重量為基準(zhǔn)通常不超過約10wt％。
本發(fā)明包括形成本發(fā)明纖維的方法，其特征在于如上所述的存儲(chǔ)穩(wěn)定韌度。優(yōu)選使用“熔融紡絲”技術(shù)形成纖維，其理解為是指形成纖維的技術(shù)，其中通過強(qiáng)制粘性聚合物組合物穿過含有多個(gè)預(yù)定大小和形狀的孔口的設(shè)備，例如噴絲頭制備纖維。在一個(gè)使用熔融紡絲技術(shù)的實(shí)施方案中，該方法包括以下步驟a)提供包括可生物降解聚合物的粘性熔融聚合物組合物；b)擠出粘性熔融聚合物組合物使其通過噴絲頭以形成多個(gè)熔融熔紡纖維；
c)使熔融熔紡纖維穿過驟冷室；d)使熔融熔紡纖維與冷卻液(例如冷卻的或環(huán)境空氣或水浴)在驟冷室中接觸以凝固熔紡纖維；e)在導(dǎo)絲輥或其它卷取表面上收集凝固的熔紡纖維；f)以足以將纖維的韌度提高到至少約1.5g/旦尼爾的方式拉伸凝固的熔紡纖維；和g)任選地，卷曲拉伸的熔紡纖維。
在將凝固的熔紡纖維收集到卷取裝置之前或在成纖工藝的后續(xù)階段，例如拉伸之中、拉伸和卷曲之間或者卷曲和切割之間，熔融紡絲工藝通常還包括對熔紡纖維進(jìn)行紡絲整理。本發(fā)明的熔融紡絲法可以包括其它本領(lǐng)域已知的常規(guī)工藝步驟，例如洗滌、切割、捻轉(zhuǎn)和上絡(luò)筒(coning)。
上述熔融紡絲方法通常用于形成短纖維和長絲紗。然而，其它熔融紡絲方法也可以用于本發(fā)明，例如用于形成熔噴和紡粘纖維的方法。此處使用的術(shù)語“熔噴”常規(guī)理解是指通過以下方法形成的纖維將熔融熱塑性聚合物組合物擠出穿過噴絲頭的多個(gè)細(xì)小的，通常為圓形的噴絲孔毛細(xì)管作為熔融線或長絲進(jìn)入?yún)R聚的高速氣流中(例如空氣)，該氣流用來抽長線或長絲以減小直徑。其后，長絲或線由高速氣流攜帶并沉積到收集表面上以形成平均直徑通常小于10微米的分散熔噴纖維網(wǎng)。此處使用的術(shù)語“紡粘”常規(guī)理解是通過以下方法形成的纖維將熔融熱塑性聚合物組合物作為細(xì)絲擠出穿過具有擠出的長絲直徑的多個(gè)細(xì)小的，通常為圓形的噴絲孔毛細(xì)管，然后迅速減少，從而將長絲沉積到收集表面上以形成平均直徑通常在約7至約30微米之間的分散的紡粘的纖維網(wǎng)。
用于生產(chǎn)纖維的方法和裝置為本領(lǐng)域所熟知，因此在此不需要詳細(xì)描述。通常使用常規(guī)的紡織纖維紡絲方法和裝置并且使用本領(lǐng)域已知的機(jī)械拉伸和卷曲技術(shù)制備本發(fā)明的纖維。熔融擠出和纖維形成的加工條件為本領(lǐng)域所熟知，并且可以用于本發(fā)明，除非是說明書其余部分的改進(jìn)。用于生產(chǎn)本發(fā)明纖維的示例性的纖維紡絲裝置公開于美國專利號(hào)6,361,736(公布于2002年3月6日)，其整個(gè)公開內(nèi)容在此引入作為參考。
如上所述，通過卷取裝置收集的連續(xù)長絲可以進(jìn)行卷曲或變形(texturize)以形成連續(xù)絲束，并切成所需的纖維長度，從而生產(chǎn)短纖維。短纖維的長度通常為約25至約75毫米，不過纖維可以根據(jù)需要或長或短。通常，根據(jù)本發(fā)明形成的短纖維、絲束、連續(xù)長絲和紡粘纖維可以具有的細(xì)度為約0.5至約100旦尼爾。熔噴的長絲可以具有的細(xì)度為約0.001至約10.0旦尼爾。單絲纖維具有的細(xì)度為約50至約10,000旦尼爾。有利地，本發(fā)明的纖維或長絲施加到本領(lǐng)域已知的合適的裝置以形成纖維或長絲的紗。所獲得的紗可以包括多個(gè)根據(jù)本發(fā)明的纖維。
令人驚訝地發(fā)現(xiàn)在環(huán)境條件下，在含有可生物降解聚合物的纖維中，特別是已經(jīng)拉伸和/或卷曲的纖維，儲(chǔ)存期間可以出現(xiàn)韌度的損失，是由水解攻擊或聚合物結(jié)構(gòu)的破壞引起的。通常認(rèn)為可生物降解的聚合物(例如聚乳酸)在特征為高溫和高濕度的相對極端的生物條件之外不水解，因?yàn)檠刂酆衔镦湹乃獾逆I通過酯鍵的再附著而會(huì)自“愈合”。然而，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)可生物降解的聚合物在縱向應(yīng)力下(例如加工期間纖維經(jīng)歷的應(yīng)力)，反沖(recoil)太快和太有力以致于不允許水解的鍵再附著。因此，由于聚合物結(jié)構(gòu)的破壞，愈合過程被預(yù)先阻止，纖維損失了強(qiáng)度。
人們相信纖維在多種工藝步驟例如拉伸和卷曲工藝中經(jīng)歷的機(jī)械應(yīng)力還可以導(dǎo)致“龜裂”或成穴，其中纖維中形成的孔或空隙為收集水提供了方便的地方。因此，由于空隙能作為貯水池，纖維中形成的空隙可以進(jìn)一步惡化在環(huán)境條件下水解的問題。因此，在本發(fā)明的另一方面中，操控形成纖維的方法以降低在纖維中形成聚合物應(yīng)力和空隙。
一方面本發(fā)明提供用于改善纖維韌度儲(chǔ)存穩(wěn)定性的方法，其提供防止水對可生物降解聚合物鏈相互作用的阻隔。在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，提供一種包括可生物降解聚合物的拉伸和卷曲的纖維，其中纖維的外表面帶有抗水涂料?；蛘撸缮锝到獾木酆衔锝M合物可以包括一種或更多種能夠遷移到纖維表面并抑制水吸附的表面活性劑。此處使用的術(shù)語“抗水”包括抗水或防水的涂料，這些術(shù)語通常用于紡織品領(lǐng)域。這些材料包括任意已知適用于涂料的材料，其或者是疏水性的和/或是提供了抑制水通過的阻隔。示例性的材料包括各種蠟、硅氧烷類涂料、某些聚合物樹脂以及碳氟化合物(例如聚四氟乙烯)。
可以在拉伸和卷曲過程之前、期間、之間或之后施加抗水涂料。優(yōu)選，為了最大程度地減少纖維接觸水的時(shí)間，在拉伸和卷曲工藝步驟之后立即施加涂料。在一個(gè)實(shí)施方案中，在約6小時(shí)內(nèi)施加涂料，更優(yōu)選在約2小時(shí)內(nèi)，最優(yōu)選在卷曲工藝后在線施加涂料，是指卷曲后小于約1分鐘。在另一個(gè)優(yōu)選實(shí)施方案中，在拉伸和卷曲過程之前施加涂料。
如上所述，優(yōu)選在纖維加工期間最大程度地減小可生物降解聚合物經(jīng)歷的應(yīng)力，使得在所得到的纖維中的內(nèi)應(yīng)力不足以促進(jìn)聚合物鏈在環(huán)境條件下水解降解。在一個(gè)實(shí)施方案中，基本上所有的由纖維顯示的內(nèi)應(yīng)力小于所處理的特定聚合物的開裂應(yīng)力(即特定聚合物類型、等級(jí)以及分子量的開裂應(yīng)力)?？梢岳斫?，術(shù)語“開裂應(yīng)力”是指在聚合物鏈中出現(xiàn)“開裂”的應(yīng)力，其是通過聚合物鏈的原纖維在間隔處跨越其表面的狹窄斷裂或空隙的開始。由于空隙的光散射產(chǎn)生的白色，開裂形成的有時(shí)稱為“應(yīng)力泛白”。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，為了減少或消除在環(huán)境條件下足以防止水解時(shí)鍵愈合的內(nèi)應(yīng)力下的聚合物鏈中出現(xiàn)的水解鍵，本發(fā)明纖維內(nèi)聚合物鏈的應(yīng)力水平小于開裂應(yīng)力的約80％，更優(yōu)選為小于開裂應(yīng)力的約70％，最優(yōu)選小于開裂應(yīng)力的約60％。
使用設(shè)計(jì)用來記錄應(yīng)力-應(yīng)變曲線的常規(guī)拉伸強(qiáng)度試驗(yàn)設(shè)備測量開裂應(yīng)力，其通常包括·抓住標(biāo)準(zhǔn)試樣的裝置·以恒定速率拉伸試樣的裝置·應(yīng)變速率的范圍·測量應(yīng)變、應(yīng)變率和載荷的裝置·將適當(dāng)?shù)妮d荷施加至測試材料的裝置，例如INSTRON拉伸試驗(yàn)儀為了測定開裂應(yīng)力，可以在多種應(yīng)變率和溫度下進(jìn)行一系列的拉伸試驗(yàn)測定標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)力/應(yīng)變曲線。得到的數(shù)據(jù)可以作為標(biāo)稱屈服應(yīng)力/T對所測試的溫度的In(應(yīng)變速率)的點(diǎn)。然后，可以通過對聚合物試樣切口和縱向拉伸該試樣進(jìn)行開裂應(yīng)力試驗(yàn)。使用掃描電子顯微鏡(例如Hitachi S800)檢查所產(chǎn)生的破碎面以確定開裂成核位置。開裂應(yīng)力是開始引發(fā)開裂型破碎的應(yīng)力。
一種降低過度應(yīng)力聚合物鏈形成的方法是在加工之前在聚合物組合物中加入軟化劑。據(jù)信軟化劑將改善工藝步驟中聚合物的拉伸能力，而不在聚合物鏈內(nèi)形成不希望的高內(nèi)應(yīng)力。此處所使用的術(shù)語“軟化劑”是指增加聚合物延展性的添加劑。示例性的軟化劑包括兩種可商購的芳族-脂族共聚酯，其包含丁二醇、己二酸和對苯二甲酸單體；即由Eastman Chemical生產(chǎn)的EASTAR BIO和BASF生產(chǎn)的ECOFLEX。
軟化劑可以是增塑劑，其中術(shù)語“增塑劑”是指通過在聚合物鏈內(nèi)增加自由體積來軟化聚合物從而降低聚合物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度(Tg)聚合物添加劑。可以使用本領(lǐng)域任意已知的增塑劑。示例性的增塑劑包括烷基或脂族酯和醚，例如磷酸烷基酯、二烷基醚二酯、三羧酸酯、環(huán)氧化油和酯、聚酯、聚二醇二酯、烷基烷基醚二酯、脂族二酯、烷基醚單酯、檸檬酸酯、二羧酸酯、植物油、甘油酯及其衍生物。
可以使用單一的軟化劑或軟化劑的混合物。通常，軟化劑以約1至25％的濃度加入，更優(yōu)選約1至10wt％，最優(yōu)選約2至約5wt％，基于聚合物組合物的總重量。軟化劑與可生物降解的聚合物應(yīng)當(dāng)是可溶混或半可溶混的。
還令人驚奇地發(fā)現(xiàn)在拉伸之前減小聚合物結(jié)構(gòu)的結(jié)晶度可以降低形成應(yīng)力聚合物鏈，其在環(huán)境條件下可以導(dǎo)致水解降解。盡管通常理解為在熔融紡絲中聚合物取向和晶體形成導(dǎo)致纖維拉伸時(shí)纖維強(qiáng)度增加，但已經(jīng)發(fā)現(xiàn)在拉伸或卷曲過程中，聚合物中的結(jié)晶區(qū)域不能充分或輕易屈服，并且不能屈服可以導(dǎo)致聚合物鏈中的晶體之間產(chǎn)生不希望的高內(nèi)部聚合物應(yīng)力或形成空隙。此類纖維在環(huán)境中儲(chǔ)存90天后顯示出商業(yè)上無法接受的韌度降低。一種解決方式是在聚合物組合物中添加阻滯晶體成核和生長的添加劑。某些軟化劑(例如上述優(yōu)選的軟化劑)還可以用作在晶序中引入了不規(guī)則度和/或增加了自由體積的結(jié)晶阻滯劑。
另一種解決方式是將纖維在熔融紡絲期間調(diào)整為以減少或最小化晶體形成的方式經(jīng)歷的條件。存在許多導(dǎo)致晶體形成減少的工藝操控。例如，任何使得熔紡纖維從噴絲頭起保持更遠(yuǎn)距離的熔融狀態(tài)的工藝操控將減少晶體的形成。換句話說，熔紡纖維以熔融狀態(tài)行進(jìn)更大百分比的噴絲頭和卷取表面(例如卷繞導(dǎo)絲盤)之間的距離。將“發(fā)粘(stick)點(diǎn)”(即纖維的凝固點(diǎn))移動(dòng)到更接近于卷取表面，使得纖維更大地拉伸或抽長，而不會(huì)使聚合物取向和因此結(jié)晶。通過提高紡紗溫度或提高驟冷溫度(例如通過減少液體流過驟冷室，提高液體流過驟冷室的溫度或隔絕驟冷室)可以使熔紡纖維從噴絲頭起保持在熔融狀態(tài)達(dá)更遠(yuǎn)的距離。熔紡纖維應(yīng)該在到達(dá)導(dǎo)絲輥或其它卷取裝置之前固化以防止纖維粘附到卷取表面。紡紗或驟冷溫度所需要的實(shí)際增加將取決于所涉及的聚合物，但是不需要過多的實(shí)驗(yàn)就可以容易確定。拉伸速度還可以影響發(fā)粘點(diǎn)，因?yàn)槔燧^慢為聚合物在凝固之前出現(xiàn)松弛提供了時(shí)間。對本發(fā)明來說，優(yōu)選進(jìn)行紡絲拉伸，同時(shí)該材料仍然可以松弛，即處于凝固前。常規(guī)PLA紡絲的發(fā)粘點(diǎn)通常出現(xiàn)在低于噴絲頭約第一個(gè)40英寸內(nèi)。在本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案中，發(fā)粘點(diǎn)出現(xiàn)在低于噴絲頭大于約40英寸處，更優(yōu)選大于約50英寸，最優(yōu)選大于約60英寸。
減小紡絲拉伸比也會(huì)減少晶體形成。術(shù)語“紡絲拉伸比”用作常規(guī)理解是指噴絲頭毛細(xì)管的橫截面積與固體、未拉伸長絲的橫截面積之比。在本發(fā)明優(yōu)選的實(shí)施方案中，紡絲拉伸比小于約200∶1，更優(yōu)選小于約100∶1。紡絲拉伸比示例性的范圍包括約200∶1至約10∶1，更優(yōu)選約100∶1至約30∶1。
還發(fā)現(xiàn)與常理相反，使用高分子量可生物降解的聚合物沒有增加纖維的強(qiáng)度，相反在儲(chǔ)存期間導(dǎo)致纖維強(qiáng)度的損失。據(jù)信高分子量在晶體之間產(chǎn)生如此多的橋接鏈?zhǔn)沟每缮锝到獾木酆衔镦湶荒墚a(chǎn)生塑性變形而不在纖維屈服期間移動(dòng)它們的相對位置的兩層之間產(chǎn)生不希望的應(yīng)力。因此，在本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施方案中，可生物降解的聚合物(例如PLA)具有的重均分子量為約10,000至約100,000Da，更優(yōu)選為約20,000至約50,000Da。
此外，已經(jīng)發(fā)現(xiàn)熔融紡絲期間，聚合物內(nèi)的某些區(qū)域可以取向，但保持無定形。這些取向的無定形區(qū)可以在應(yīng)力下保持，其還由于水解引起強(qiáng)度損失。因此，在本發(fā)明的一方面中，為了除去聚合物取向無定形區(qū)域內(nèi)的內(nèi)應(yīng)力，將可生物降解的聚合物在拉伸和卷曲過程后進(jìn)行熱處理。熱處理步驟的溫度和時(shí)間要求足以降低纖維內(nèi)部應(yīng)力。通常，熱處理溫度接近，但是低于聚合物的Tg。對于PLA，熱處理優(yōu)選在約40至約60℃下進(jìn)行，并進(jìn)行約30至約90分鐘。重要的是熱處理步驟在纖維在松弛狀態(tài)時(shí)進(jìn)行，即纖維在沒有外部拉伸或壓縮力下。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方案中，含有可生物降解聚合物的拉伸和/或卷曲纖維是能夠自卷曲的多組分纖維，即纖維在加熱時(shí)螺旋收縮而不用將纖維經(jīng)歷與常規(guī)卷曲裝置相關(guān)的機(jī)械應(yīng)力。常規(guī)的機(jī)械卷曲技術(shù)在纖維中形成卷曲或彎曲的點(diǎn)上對纖維聚合物鏈?zhǔn)┘討?yīng)力。使用自卷曲纖維避免了在纖維中強(qiáng)制地機(jī)械地引入彎曲，從而除去了聚合物應(yīng)力的潛在源。通過制備包括兩種或多種具有不相似聚合物形態(tài)的聚合物的多組分纖維可以形成自卷曲纖維。此處使用的術(shù)語“不相似聚合物形態(tài)”是指聚合物結(jié)構(gòu)中的差異，當(dāng)纖維處于松弛狀態(tài)時(shí)施加熱，其導(dǎo)致聚合物鏈縱向收縮的不同程度。不相似聚合物形態(tài)的實(shí)例包括不同分子量或不同異構(gòu)體含量的聚合物組成，或具有不同取向的聚合物組成，其可以在擠出前通過對每種聚合物材料施加不同的的熱歷程獲得。可以理解，術(shù)語“熱歷程”是指輸入到聚合物體系中所累積的總熱能。在優(yōu)選的實(shí)施方案中，多組分纖維是以不同偏心皮/芯排列或并排排列的雙組分纖維。盡管較少優(yōu)選，可以使用排列得使得各種聚合物組分各自橫截區(qū)域面積的平均幾何中心明顯彼此遠(yuǎn)離的其它多組分纖維構(gòu)型，而不偏離本發(fā)明。
在一個(gè)優(yōu)選優(yōu)選實(shí)施方案中，多組分纖維的每種聚合物組分是如上所述的脂族聚酯，如聚乳酸，并具有不同聚合物形態(tài)，如分子量、D-異構(gòu)體含量或取向。例如，本發(fā)明多組分纖維的一個(gè)實(shí)施方案包含第一聚乳酸組分和第二聚乳酸組分，其中各自組分具有不同的量的L和D-異構(gòu)體。該實(shí)施方案的示例性多組分纖維包含第一聚乳酸組分，其具有的L-異構(gòu)體含量為約98wt％和D-異構(gòu)體含量為約2wt％，基于聚合物的總重量，和第二聚乳酸組分，其具有的L-異構(gòu)體含量為約95wt％和D-異構(gòu)體含量為約5wt％。在本發(fā)明另一個(gè)示例性多組分纖維中，上述L-和D-異構(gòu)體的重量百分?jǐn)?shù)在每種聚合物組分中相反。通常，L-或D-異構(gòu)體中的一種存在于毎種纖維聚合物組分中的范圍是1至約10wt％，另一種存在的范圍是約90至99wt％。
在包括不同分子量兩種組分的多組分纖維的實(shí)例中，第一聚乳酸組分具有的重均分子量為約200,000Da，第二聚乳酸組分具有的重均分子量為約300,000Da。優(yōu)選，各組分中分子量的差值至少為較高分子量的約15％，更優(yōu)選至少約25％，和最優(yōu)選至少約33％。
在具有不同熱歷程雙組分的多組分纖維的實(shí)施方案中，將具有相同分子量和化學(xué)組成的聚合物單獨(dú)物流一起擠出，其中一個(gè)物流在約210℃擠出，另一個(gè)物流在約240℃擠出。兩股物流必須一起穿過噴絲頭，噴絲頭可以僅在一個(gè)溫度，但是在紡絲組件中的停留時(shí)間能加以限制以最小化兩股物流朝共同溫度匯聚的能力。在這種情況下，紡絲組件溫度可以設(shè)置在兩股物流的溫度之間以最小化用于兩股物流加熱/冷卻的驅(qū)動(dòng)力。在從噴絲頭擠出雙組分纖維后，可以將驟冷條件安非到盡可能地保持溫差。例如，可以將并非的纖維擠出，其中“熱”聚合物組分背對僅從一面噴射到纖維的驟冷氣流，而“冷”聚合物定向?yàn)槊鎸E冷流。
在本發(fā)明方法的優(yōu)選實(shí)施方案中，可以結(jié)合兩種或多種上述操作方法以減少內(nèi)部聚合物應(yīng)力和纖維對水解降解的整體敏感性。例如，在擠出之前，可以將軟化劑加入聚合物組合物，此外，如上所述可以將紡絲拉伸比和驟冷室條件進(jìn)行控制以進(jìn)一步降低聚合物纖維中的結(jié)晶和引入的內(nèi)應(yīng)力或空隙。
本發(fā)明的纖維可用于生產(chǎn)多種產(chǎn)品，包括但不限于無紡結(jié)構(gòu)，如但不限定于經(jīng)梳理的網(wǎng)、潮濕放置的網(wǎng)、干燥放置的網(wǎng)、紡粘的網(wǎng)、熔噴的網(wǎng)等。這里使用的術(shù)語“無紡”和在常規(guī)理解中是指具有獨(dú)立纖維和線結(jié)構(gòu)的網(wǎng)或織物，其以不規(guī)則的方式插入而不是象針織物那樣以可辨認(rèn)的圖案插入。本發(fā)明的纖維還可以用于生產(chǎn)其它紡織品結(jié)構(gòu)，如編物和針織纖維。不同于本發(fā)明纖維的纖維可以存在于由本發(fā)明纖維生產(chǎn)的制品中，包括任何本領(lǐng)域已知的合成和/或天然纖維。示例性的合成纖維包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、丙烯腈系、人造絲、醋酸纖維素、熱塑性多組分纖維等。示例性的天然纖維包括羊毛、棉、木質(zhì)紙漿纖維等。
此外，盡管本說明書的焦點(diǎn)是拉伸和/或卷曲纖維形式的可生物降解聚合物，但是可以理解本發(fā)明可生物降解聚合物的組合物可用于其它形式。盡管纖維紡絲方法固有地導(dǎo)致比其它類型的聚合物加工方法產(chǎn)生更大的聚合物應(yīng)力，但是本發(fā)明下面的觀念同樣適用于其它在聚合物中產(chǎn)生殘余應(yīng)力的聚合物加工技術(shù)。例如，可以形成含有可生物降解聚合物組合物的薄膜材料，其可以用作包裝材料或用于生產(chǎn)垃圾袋。此外，可生物降解的聚合物組合物可用于形成多種模制品，其中可以使用多種方法進(jìn)行生產(chǎn)，例如吹塑、注塑和熱成型。示例性的模制品包括一次性餐具、瓶子等。其它材料類型包括層壓材料和共擠出物。薄膜層壓材料和共擠出薄膜是復(fù)合材料，其中各層提供了有助于(compliments)剩余結(jié)構(gòu)的功用。本發(fā)明的可生物降解聚合物組合物在層壓材料和共擠出物中需要可降解層時(shí)是有用的。此外，可生物降解的聚合物組合物可以以泡沫形式使用。泡沫熱塑性塑料在食品包裝中有較大的市場。本發(fā)明可生物降解的聚合物組合物還可以是涂層的形式，例如一種用來暫時(shí)保護(hù)底材以防磨擦或其它傷害的涂層。
本發(fā)明將通過下列非限定性實(shí)施例進(jìn)行進(jìn)一步舉例說明。
實(shí)驗(yàn)將若干PLA纖維熔紡以舉例說明本發(fā)明。除去實(shí)施例4之外，所有實(shí)施例均使用來自Cargill-Dow的標(biāo)準(zhǔn)PLA等級(jí)，6200D，實(shí)施例4是包括兩種不同PLA等級(jí)的皮/芯纖維，一個(gè)具有提高的D異構(gòu)體含量(Cargill-Dow，5039D)。使用常規(guī)的PLA工藝參數(shù)生產(chǎn)對比實(shí)施例1-3的纖維。除如標(biāo)注之外，所有的紡絲條件都是標(biāo)準(zhǔn)的。所有的老化均在環(huán)境儲(chǔ)存條件下進(jìn)行。表1和2給出了關(guān)鍵的工藝參數(shù)和韌度試驗(yàn)的結(jié)果。
表1

*EASTAR BIO GP可從Eastman Chemical Company獲得表2

對比實(shí)施例1-3顯示PLA的典型性能。實(shí)施例1未卷曲，但是在高速紡(在紡絲中結(jié)晶)后拉伸時(shí)大概會(huì)開裂。當(dāng)加入機(jī)械卷曲時(shí)，實(shí)施例2和3顯示出逐漸變差的性能。在所有的三個(gè)對比實(shí)施例中，儲(chǔ)存5或6個(gè)月后，韌度降低20％或更多。
實(shí)施例4顯示出產(chǎn)生具有兩種不同PLA等級(jí)(一個(gè)具有高的D異構(gòu)體，PLA5039D)偏心皮/芯紡絲的螺旋形卷曲效果。拉伸較小導(dǎo)致韌度減小，但老化時(shí)纖維僅損失6％，并且對得到的螺旋形卷曲是有用的。
實(shí)施例5顯示出僅引入2％購自Eastman Chemical Company的EASTAR BIO GP的效果。EASTAR BIO是丁二醇和由57摩爾％己二酸和43摩爾％對苯二甲酸組成的混合物的共聚酯。EASTAR BIO的軟化效果允許將纖維拉伸到高程度并且卷曲而不損失性能，和事實(shí)上提高了老化時(shí)的韌度。
實(shí)施例6、7和9顯示出在70℃，以單一連續(xù)階段，低速紡絲接著適度拉伸的效果。注意到隨著拉伸的增加，韌度也增加，而且觀察到老化時(shí)韌度隨著拉伸的增加而增加。在所有這些情況中，拉伸相對無定形、無取向的材料不產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力或開裂。
實(shí)施例8顯示可以取得實(shí)施例7的最小化拉伸PLA，并將其再次拉伸到高程度，產(chǎn)生高韌度和改善了老化時(shí)韌度的纖維。
與實(shí)施例8相反，實(shí)施例10和11顯示一旦纖維拉伸超過某點(diǎn)，如實(shí)施例9，纖維不能再在第二階段拉伸而不損失性能。第二階段的拉伸提高了韌度，但是損失了保存穩(wěn)定性，產(chǎn)生了環(huán)境老化時(shí)明顯降解的產(chǎn)品。據(jù)推測，起始的2.9x拉伸產(chǎn)生了結(jié)晶性，其抵制了進(jìn)一步拉伸，然后產(chǎn)生了對老化時(shí)的永久性水解降解敏感的應(yīng)力和開裂。
尤其注意到實(shí)施例9顯示出僅僅2.9x拉伸不會(huì)損害保存期限，實(shí)施例8顯示僅僅最后總的拉伸不能表征本方法，因?yàn)樗淙肓藢?shí)施例10和11的拉伸比之間。對保存期限的損害清楚地來自使材料變硬的高起始拉伸，接著附加處理。
在此提出的本發(fā)明的許多改變和其它實(shí)施方案將使本發(fā)明所屬領(lǐng)域熟練技術(shù)人員上述說明書的教導(dǎo)的益處。因此，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明不限于所公開的特定實(shí)施方案，而且其改變和其它實(shí)施方案均認(rèn)為是包括在附加權(quán)利要求的范圍內(nèi)。盡管在此使用了專用名詞，但是它們僅用于一般性的和描述性的理解，并沒有限制目的。
權(quán)利要求
1.被拉伸或卷曲或同時(shí)被拉伸和卷曲的纖維，其包含可生物降解的聚合物，該聚合物選自聚乙烯醇、脂族聚酯、脂族聚氨酯、順式聚異戊二烯、順式聚丁二烯、聚羥基鏈烷酸酯及其共聚物和共混物，該纖維顯示出儲(chǔ)存穩(wěn)定韌度，其在環(huán)境條件下，儲(chǔ)存120天之后，韌度下降不大于加工時(shí)的初始韌度的約10％，其中初始韌度為至少約1.5g/旦尼爾。
2.權(quán)利要求1的纖維，其中聚合物的內(nèi)應(yīng)力小于聚合物開裂應(yīng)力的約80％。
3.權(quán)利要求2的纖維，其中聚合物的內(nèi)應(yīng)力小于聚合物開裂應(yīng)力的約70％。
4.權(quán)利要求1的纖維，其中可生物降解的聚合物是脂族聚酯。
5.權(quán)利要求4的纖維，其中脂族聚酯選自聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸(PLA)、聚羥基丁酸酯(PHB)、聚羥基戊酸酯(PHV)、聚己內(nèi)酯(PCL)及其共聚物。
6.權(quán)利要求4的纖維，其中聚酯是聚乳酸(PLA)。
7.權(quán)利要求1的纖維，其中纖維在生產(chǎn)時(shí)初始韌度為至少約3.0g/旦尼爾。
8.權(quán)利要求1的纖維，其中纖維在生產(chǎn)時(shí)初始韌度為約1.5至約15g/旦尼爾。
9.權(quán)利要求1的纖維，其中該纖維是短纖維或連續(xù)長絲。
10.權(quán)利要求1的纖維，其中韌度減少不大于約5％。
11.權(quán)利要求1的纖維，其中儲(chǔ)存360天后，韌度減少不大于約10％。
12.權(quán)利要求1的纖維，其中纖維是雙組分自卷曲纖維。
13.權(quán)利要求12的纖維，其中纖維包括第一可生物降解的聚合物組分和第二可生物降解的聚合物組分，其中第一聚合物組分和第二聚合物組分顯示出不同的聚合物形態(tài)使得在加熱時(shí)，每種聚合物組分將經(jīng)歷不同的程度的縱向收縮。
14.權(quán)利要求13的纖維，其中所述第一聚合物組分和第二聚合物組分包括相同的可生物降解聚合物，其中第一和第二聚合物組分分子量之間的差值為較高分子量的至少約15％。
15.權(quán)利要求13的纖維，其中所述第一聚合物組分的熱歷程不同于所述第二聚合物組分的熱歷程。
16.權(quán)利要求13的纖維，其中所述第一聚合物組分和所述第二聚合物組分包括聚乳酸(PLA)。
17.權(quán)利要求16的纖維，其中所述第一聚合物組分和所述第二聚合物組分各自包括聚(乳酸)L和D-異構(gòu)體的混合物，其中所述第一和第二聚合物組分中L和D異構(gòu)體的相對量不同。
18.權(quán)利要求1的纖維，其中纖維的外表面帶有抗水涂料。
19.權(quán)利要求1的纖維，其中聚合物是重均分子量為約10,000至約100,000Da的聚(乳酸)。
20.權(quán)利要求19的纖維，其中聚(乳酸)的重均分子量為約20,000至約50,000Da。
21.權(quán)利要求1的纖維，其中該纖維包含軟化劑。
22.權(quán)利要求21的纖維，其中軟化劑包含芳族-脂族共聚酯，其包含丁二醇、己二酸和對苯二甲酸單體。
23.拉伸和卷曲的雙組分纖維，其包含選自以下的可生物降解的聚合物聚乙烯醇、脂族聚酯、脂族聚氨酯、順式聚異戊二烯、順式聚丁二烯、聚羥基鏈烷酸酯、及其共聚物和共混物，該纖維顯示出儲(chǔ)存穩(wěn)定韌度，其在環(huán)境條件下，儲(chǔ)存120天后，該韌度下降不大于生產(chǎn)時(shí)初始韌度的約10％，其中初始韌度為至少約1.5g/旦尼爾，并且其中雙組分纖維是螺旋形自卷曲的，并且包含第一可生物降解聚合物組分和第二可生物降解聚合物組分，其中第一聚合物組分和第二聚合物組分顯示出不同的聚合物形態(tài)，使得各自聚合物組分在加熱時(shí)經(jīng)受不同程度的縱向收縮。
全文摘要
本發(fā)明提供拉伸和/或卷曲的纖維，它包含可生物降解的聚合物例如聚乳酸，其中拉伸和/或卷曲的纖維顯示出儲(chǔ)存穩(wěn)定韌度，該韌度在環(huán)境條件下儲(chǔ)存120天后，降低不大于生產(chǎn)時(shí)初始韌度的約10％。用于形成纖維的聚合物組合物可以包含軟化劑。該纖維可以是拉伸和卷曲的雙組分纖維，該纖維是螺旋形自卷曲的，它包含第一可生物降解聚合物組分和第二可生物降解聚合物組分，其中第一聚合物組分和第二聚合物組分顯示出不同的聚合物形態(tài)，使得每種聚合物組分在加熱后經(jīng)受不同程度的縱向收縮。纖維的外表面可以帶有抗水涂料。本發(fā)明還提供一種形成具有顯示儲(chǔ)存穩(wěn)定韌度的拉伸和/或卷曲纖維的方法。
文檔編號(hào)D01F8/14GK1847477SQ20051012176
公開日2006年10月18日 申請日期2005年12月22日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月22日
發(fā)明者J·S·杜根, F·O·哈瑞斯, G·T·基普 申請人:纖維創(chuàng)新技術(shù)公司