美国开发压敏粘合纤维

美国明尼苏达州圣保罗的3M公司已开发出压敏粘合纤维。 据世界专利WO 99/28539介绍，这些纤维为多层结构，使用掺混了含有共聚单体的丙烯酸酯共聚物的一种混合物组分。至少应用有一种官能性烷基（甲基）的丙烯酸酯单体和一种单官能基的自由基共聚增强单体，其均聚物的玻璃化转变温度高于烷基（甲基）丙烯酸酯单体的玻璃化转变温度。 3M公司称其开发的产品适用于熔纺的纺粘法织物或熔喷法纤维生产中，纤维直径约为50μm。 这类纤维具有很广泛的潜在应用领域，预计可以用作面罩和呼吸器、空气过滤器、真空袋、油品和化学品溢出液的吸收材料、隔热材料和医护卫生领域中的非织造布。 在纺粘法工艺中，这些纤维可以被挤出制成一种非粘结的纤网，随后才被粘结。在熔喷法工艺中，纤维在被拉细长之前高速运行穿过喷丝孔时受到喷气喷吹，然后被收集在一个转动的圆筒上，成为自熔粘结纤网。 专利还补充说明，这种纤维可以用含有一种或几种聚合物的熔体来制造，可以有一层或多层。为了制造多层熔喷微纤维产品，需将一种或几种聚合物熔体流送到至少两种不同的熔体流中，再沿着纵向将其复合成一股至少有两种不同层结构的熔体流。 熔纺工艺常会造成聚合物分子量降低，而压敏粘合材料尤为突出，造成纤维粘结强度下降，但对于非织造纤网仍需要具有压敏粘合性能。 据发明者称，上述问题的解决方法是用一种丙烯酸酯共聚物作为纤维的结构组分，因而该共聚物是纤维结构中的一部分，而不是次要的涂层。 丙烯酸酯共聚物纤维具有能有效地增加其强度的结构，因而成为单官能自由基可共聚的单体，其均聚物的玻璃化转变温度高于烷基（甲基）丙烯酸酯单体制成的聚合物的玻璃化转变温度。 包括烷基丙烯酸酯和烷基甲基丙烯酸酯在内的烷基（甲基）丙烯酸酯单体在均聚时，其玻璃化转变温度最好不超过0℃，而自由基共聚增强单体在均聚时的玻璃化转变温度至少为10℃。 现以每根纤维有5层不同有机聚合物结构的纤维为例，该纤维用于制造非织造布。有三层是一种类型的压敏材料，如异辛基丙烯酸盐/丙烯酸/聚环氧乙烷三聚物，另两层是第二种类型的压敏粘合材料，如异辛基丙烯酸盐/丙烯酸/丙烯酸酯终端的聚苯乙烯大单体三聚物。 专利还提到，也能制造只有一层或两层以上的纤维，但在这种情况中，每种组分可以是几种不同的压敏化合物和（或）非压敏粘合材料的混合物。 丙烯酸酯非织造纤网曾用传统的熔喷法制造，只是熔喷模具有长径比为5：1的表面光滑的圆形喷丝孔（10/cm）。 紧靠在模具前面的喂料部分保持在220℃，并喂入异辛基丙烯酸盐/丙烯酸/苯乙烯大单体三聚物熔体流，三种组分的比例为92：4：4，其240℃时比浓对数粘度约为0.65。 齿轮泵在225℃的温度下，按每厘米模具宽度，178g/h的流率送入熔体。主空气保持在200℃和241kPa，由宽度为0.076cm的狭缝供给均匀的纤网，纤网被收集在绕于圆筒收集器上的涂硅纸上，该圆筒离模具17.8cm。 这样制成的纤网就由平均直径小于25μm的压敏粘合微纤维组成。这种非织造布的平均定量约为50g/m2，对玻璃的剥离强度为188g/cm，剥离速度为30.5cm/min。