CN1259176A - 可降解的聚合物纤维、制备、产品及使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种纤维材料,其包括多根含聚丙交酯的纤维。可认为所述多根含聚丙交酯的纤维是低收缩性或高收缩性的。如果所述多根含聚丙交酯的纤维提供低于约20%的沸水收缩性能则认为是低收缩性纤维。如果所述多根含聚丙交酯的纤维提供大于约10%的平均纤维沸水收缩性能和低于约25J/g的熔化热则认为是高收缩性纤维。本发明还涉及用挤出方法提供低收缩性纤维和高收缩性纤维。本发明还涉及这些纤维在要求产品中的应用。

Description

可降解的聚合物纤维、制备、产品及使用方法

相关申请

本申请是1997年5月2日申请的USSN.08/850 319的继续。USSN.08/850319的全文均引入本文供参考。

发明领域

本发明涉及纤维技术。例如本发明易应用于织造和非织造纤维状材料。本发明涉及关于可降解的聚合物纤维的一般技术、方法和材料，特别是易掺入织造和非织造产品和基质中的那些可降解聚合物纤维。

发明背景

近年来，关注的焦点集中在可转化成理想基质或制品的优选的可降解聚合物。此关注多数集中在包括乳酸或丙交酯聚合的结果作为其中的单体单元的聚合物。例如US5 525 701，其全文引入本文供参考。Cargill Incorporated，of Minneapolis，Minnesota拥有US 5 525706。Cargill Incorporated也是本申请的受让人。

涉及乳酸或交酯的聚合物的其它公开专利包括：US 5 444 113；5 424346；5 216 050；EP 747 065A1；EP 723 043A2；FR 2 725 731；和EP 637 641A1。

这些技术结合至优选的纤维状材料中特别是产生非织造纤维基质中是本文关心的焦点。

发明概述

本发明涉及纤维状材料，包括多个含聚丙交酯的纤维。可认为所述多个含聚丙交酯的纤维是低收缩或高收缩的。如果所述多个含聚丙交酯的纤维提供低于约20％的沸水收缩倾向，则认为它们是低收缩纤维。如果所述多个含聚丙交酯的纤维提供大于约10％的平均纤维沸水收缩倾向和低于约25J/g的熔化热，则认为它们是高收缩纤维。本发明还涉及用挤出法提供低收缩纤维和高收缩纤维。本发明还涉及这些纤维在想要产品中的应用。

附图简述

图1描述熔纺法；

图2描述纺粘法；

图3示出熔体喷射法；

图4示出双组分纤维(来自Hills，Inc.)的构造；

图5为表示单丝速度对聚丙交酯纤维收缩率影响的图示；

图A-D6为并列型双组分纤维的照片；

图7示出纤维直径随卷取速度的变化；

图8示出结晶度的量随卷取速度的变化；

图9示出双折射随卷取速度的变化；

图10示出收缩率的量随卷取速度的变化；

图11示出结晶度的量随卷取速度的变化；

图12示出双折射随卷取速度的变化；

图13示出收缩率的量随卷取速度的变化；

图14示出结晶度的量随卷取速度的变化；

图15示出双折射随卷取速度的变化；

图16示出收缩率的量随卷取速度的变化；

图17示出交联的影响；

图18示出％收缩率随卷取速度的变化；

图19示出支化对双折射的影响；

图20示出支化对％收缩率的影响；

图21示出双折射随卷取速度的变化；和

图22示出收缩率随卷取速度的变化。

发明详述

本发明涉及纤维技术和如何用它开发想要的产品。特别地，本发明涉及含聚丙交酯聚合物的纤维的制备和应用，提供织造和非织造织物的要求特征。可明显意识到本申请特别涉及如何改进含聚丙交酯聚合物的纤维使非织造最终产品具有要求的性能。

本申请中纤维的“改性”可指化学改性、物理改性、化学改性和物理改性、或两者的某种组合，从本文论述这将是显而易见的。化学改性意指可通过掺入或除去成分或组分调节纤维或聚合物组合物的化学性能。所述成分或组分可以是反应物、成核剂、添加剂、相容性试剂等，它们可改变特殊性能。物理改性意指以增强或降低特殊性能的方式物理地处理纤维或聚合物组合物。物理改性的例子包括例如伸展、拉伸、退火、和骤冷。如后面详细论述的，可通过化学改性和物理改性改变聚丙交酯组合物的结晶度。例如，可通过减少聚合物中R-乳酸残余组分增加聚丙交酯聚合物所提供的结晶度，并可通过在纺丝或拉伸期间受应力作用增加聚丙交酯组合物的结晶度。下面描述适于应用的这些特征的获得。

本发明纤维可用于提供织造和非织造织物。应理解本文中“非织造织物”意指通过除织造或针织之外的方法由纤维制备的织物。本发明的非织造织物包括通过长、中等、或短纤维或单丝的沉积制备的织物。长纤维一般认为是以长度大于喷丝头组合体和纺丝工艺中设置的纤维网或导丝辊间距离为特征的连续纤维。实际上，该纤维长度至少大于2米。理论上不连续长度的纤维一般以熔体喷射操作产生。短长度纤维可有约0.5cm至约10cm的长度，通常有低于约5cm的长度。中长纤维长度可在5cm至约10m的范围。或者，中长纤维可表征为长度在约5cm和1m之间。此外，该纤维或丝可被缠结、粘结等。此外，所述非织造织物可作为层压或其它结构的一部分掺入，有利地利用非织造织物的特性。层压制品的一个例子是SMS织物(即纺粘-熔喷-纺粘)。

本发明非织造织物在农业、医学、卫生、过滤、屏障、工业、一次性、和耐用非织造织物应用中具有实用性。特别重要的是生物降解性可有利地与织物或层压制品功能相结合提供要求的柔软性、悬垂性、阻隔性、伸长率、贴合、舒适性等的应用。优选非织造织物的例子包括可用于例如卫生品如尿布、training pants、妇女卫生品等的吸收剂和流体转移(如捕获/分布层)；过滤和阻挡织物；可用于例如医用或工业用外衣应用、绝缘应用、膨化和填充料应用(包括包装材料)的纺织品；作为纤维素的替代品；和作为绷带。该纤维还可有利地通过粘结其它纤维用作粘合纤维，如在非织造织物、纸、纱等中。可使该纤维改性提供要求的性能，所述性能可包括可纺性、成网、热粘范围、良好的粘结强度、热尺寸稳定性、柔软性、悬垂性、对电离性辐射的稳定性、强度、韧度、差示收缩和原纤化作用。本申请教导对于任何给定产品应用所要性能的获得。换言之，本申请描述如何可改进含聚丙交酯的纤维的性能而提供要求的最终产品。

I.原料

一般地，可根据本发明提供的优选纤维包括聚丙交酯或聚乳酸(聚丙交酯或聚乳酸在本文中统称为聚丙交酯或PLA)作为至少一种组分。因此，本发明涉及聚丙交酯在纤维或长丝中的应用。

本发明期望在非织造材料中使用含聚丙交酯的纤维或长丝。该纤维或长丝可分类为单组分纤维或多组分纤维。

单组分纤维包括至少一部分聚丙交酯。多组分纤维包括至少一种基于聚丙交酯的组分和至少一种附加组分，所述附加组分可基于聚丙交酯或基于非聚丙交酯的原料。一般地，如果多组分纤维包括至少一种基于PLA的组分和基于聚丙交酯的另一组分，则期望两种聚丙交酯组分有不同的性能可使最终产品具有用基于聚丙交酯的单组分纤维不能获得的性能。

一般地，聚合物命名法有时基于制备聚合物用单体标注聚合物，有些情况下基于聚合物中测出的最小重复单元表征聚合物。例如，聚丙交酯的最小重复单元是乳酸(实际上是乳酸的剩余部分)。然而，典型地工业聚丙交酯是通过丙交酯单体而非乳酸的聚合制造。当然，丙交酯单体是乳酸的二聚体。本文中术语“聚乳酸”、“聚丙交酯”和“PLA”意指在它们的范围内既包括聚乳酸基聚合物也包括聚丙交酯基聚合物，这些术语可互换使用。即术语“聚乳酸”、“聚丙交酯”和“PLA”不限制聚合物形成方式。

术语“聚丙交酯基”聚合物或“聚乳酸基”聚合物意指聚乳酸或聚丙交酯的聚合物，以及乳酸或丙交酯的共聚物，其中所得聚合物包括至少50％(重)乳酸剩余重复单元或丙交酯剩余重复单元。本文中，术语“乳酸剩余重复单元”意指以下单元：

鉴于以上定义，显然聚丙交酯既可指含乳酸剩余部分的聚合物也可指含丙交酯剩余部分的聚合物。本文中术语“丙交酯剩余重复单元”意指以下重复单元：

应理解所述丙交酯剩余重复单元可由L-丙交酯、D-丙交酯、和内消旋-丙交酯获得。L-丙交酯由两个S-乳酸剩余部分构成；D-丙交酯由两个R-乳酸剩余部分构成；内消旋-丙交酯由一个S-乳酸剩余部分和一个R-乳酸剩余部分构成。

此外，应理解术语“PLA”不是要将组合物限于仅含聚丙交酯或聚乳酸作为所述聚合物组分。本文所用术语“PLA”包括含有按聚合物中总重复单元计含至少50％(重)上述乳酸剩余重复单元的聚合物。PLA组合物可包括与所述含至少50％(重)乳酸重复单元的聚合物共混的其它组分。据信多数应用中所述含聚丙交酯的纤维组分是主要原料。一般地，期望至少约20％所述组分由聚丙交酯材料组成。优选地，所述组分包括至少约70％(重)聚丙交酯，更优选至少约90％(重)聚丙交酯。应理解具体组分中聚丙交酯的存在量取决于要赋予该组分的要求性能。

A.PLA(聚乳酸或聚丙交酯)

适用于按本文所述优选技术转化成纤维状材料的PLA基聚合物由丙交酯或乳酸的聚合制备。某些应用中，该聚合可以是共聚，丙交酯或乳酸单体与另一种原料共聚。某些情况下，可先聚合乳酸或乳酸酯，然后使所得聚合物混合物与另一种原料反应(例如共聚)以提供某些要求的改性，例如关于分子量或多分散性。

本文中可降解纤维包括可堆肥的(compostable)纤维。可堆肥的纤维是在固体废品堆肥或沼气化(biogasification)设备中经物理、化学、热、和/或生物降解时其至少一部分将破坏而成为堆肥部分的纤维。此应用中所用堆肥或沼气化设备有特殊的环境导致迅速或加速降解。一般地，提供迅速或加速降解的条件(与储存或使用条件相比)在本文中称为堆肥条件。

应理解本发明的纤维可以是全部或部分可堆肥的，取决于掺入纤维中的可堆肥材料的量。该纤维的可堆肥组分应是在堆肥/沼气化作用期间或在堆肥改良土中可以与已知参照材料如纤维素或纸相当的速率和/或程度堆肥和降解的。基本地，这意味着该组分应在一定时间范围内可降解，其中由其制备的产品使用后可通过堆肥循环使用和用作混合肥料。应理解某些材料如烃和其它聚合物树脂包括聚乙烯类、聚丙烯类、聚乙烯基类、聚苯乙烯类、聚氯乙烯树脂类、脲醛树脂类、聚对苯二甲酸乙二醇酯树脂类、聚对苯二甲酸丁二醇酯树脂类等对于本发明而言被认为是不可堆肥或生物降解的，因为它们单独留在堆肥环境中时需要太长时间降解。可堆肥材料的生物降解速率和程度详细描述在1996年5月3日申请的USSN.08/642 329中，该文献引入本文供参考。

含乳酸剩余部分的聚合物特别优选用于本发明，因为它们具有可水解性和可生物降解性。含乳酸剩余部分的聚合物的降解理论之一是乳酸分子经各种微生物酶催化分解在可水解基团处水解而被降解。但应理解降解的准确机理不是本发明的关键特征。但这已足以认识到为自然出现的最终产品提供类似迅速降解的聚合物可适用于本发明。1992年8月25日授予Gruber等的US 5 142 023(该文献引入本文供参考)公开了一种由乳酸生产丙交酯聚合物的连续方法。用于产生纯化的丙交酯和由其产生聚合物的相关方法公开在授予Gruber等的US 5 247058；5 247 059；和5 274 073中，这些文献引入本文供参考。应理解可使用从这些专利中选择的具有适用于本发明的物性的聚合物。一般地，根据1994年8月16日授予Gruber等的US5 338 822和1997年1月14日授予Gruber等的US 5 594 095的聚合物可用于本发明，其内容引入本文供参考。可使用的含乳酸剩余部分的聚合物的例子描述在Gruber等的US 5 142 023；5 274 059；5 274 073；5 258 488；5 357035；5 338 822；5 359 026；5 484 881；5 536 807；和5 594 095中，这些文献引入本文供参考。可用于本发明的聚丙交酯聚合物可在商品名EcoPLA^*下购得。

B.聚丙交酯的有利性能

在纤维成形中，希望提供具有要求的分子量范围、PDI、光组成(optical composition)、和熔体稳定性的聚丙交酯聚合物。应理解对于给定的应用，这些性能均可调节。

在熔喷纤维的情况下，优选提供数均分子量在约25000和110000之间的聚丙交酯聚合物。或者优选地，提供数均分子量在约30000和约75000之间、甚至更优选在约32000和约60000之间的聚合物。在最优选的应用中，期望聚丙交酯聚合物的数均分子量在约35000和约45000的范围内。应理解数均分子量的下限由物性如拉伸强度确定。数均分子量的上限一般考虑如熔喷工艺中的粘度等确定。分子量的测量优选用聚苯乙烯标准通过GPC完成，如US 5 338 822中所述。

在纺粘或熔纺的情况下，希望提供在约25000至约150000范围内的数均分子量。优选提供在约45000至约105000范围内的数均分子量，更优选在约50000至约90000的范围内。据信数均分子量对于纺粘法最优选在约55000至约75000的范围内，对于熔纺法最优选约75000至约90000。在纺粘或熔纺法中，应理解分子量的下限一般为熔体强度和拉伸强度的函数。分子量的上限一般由流变学考虑如拉伸速率、及通过模具的压降、和不在过高温度下处理聚合物的要求而确定。

聚丙交酯聚合物的多分散性指数(PDI)一般为支化或交联的函数，是分子量分布宽度的测量。要求结晶聚丙交酯的多数应用中，聚丙交酯聚合物的PDI应在约1.5和约3.5之间，优选在约2.0和约3.0之间。当然，增加桥连或交联可增加PDI。此外，聚丙交酯聚合物的熔体流动指数应在优选范围内，用标准ASTM熔体流动试验法，在210℃下用2.16kg重测量。对于熔喷纤维，熔体流动指数应在约50和5000之间，优选在约100和2000之间。对于纺粘纤维，熔体流动指数应在约10和100之间，更优选在约25和约75之间。对于熔纺纤维，优选聚合物应有在约10和约100之间、更优选在约10和约50之间、最优选在约10和约30之间的熔体流动指数。

优选用于成纤的聚丙交酯聚合物优选是熔体稳定的。这意指该聚丙交酯聚合物在熔体加工过程中所遇到的温度下对丙交酯重整和解聚作用较稳定。US 5 338 822和5 525 706及1998年4月1日申请的USSN.09/053 836涉及熔稳性，这些文献引入本文供参考。

此外，应理解优选的熔稳性聚丙交酯组合物优选包括低于约2％(重)的丙交酯浓度，更优选丙交酯浓度低于约1％(重)，甚至更优选丙交酯浓度低于0.5％(重)。最优选地，为确保熔稳性，优选丙交酯浓度低于约0.3％(重)。此外，优选在熔融加工过程中(如通过挤出机)产生低于约2％(重)的丙交酯。当然，残余丙交酯含量越低，聚丙交酯聚合物的熔稳性越好，期望在熔融加工过程中产生较少的附加丙交酯。因此，对于熔稳性聚丙交酯聚合物，期望熔融加工过程仅产生低于约1％的丙交酯，甚至更优选低于约0.5％(重)的丙交酯。虽然丙交酯残余少对于保持熔稳性是重要的，但应理解还可依靠附加的添加剂提供熔稳性。添加剂的例子描述在US 5 338 822和5 525 706及USSN.09/053 836中，这些文献引入本文供参考。应理解几个实例反映用酒石酸作为聚丙交酯聚合物的稳定剂。预计附加羧酸将在熔融加工过程中起提高聚丙交酯聚合物稳定性的作用。

申请人发现纤维成形的条件非常极端，促进丙交酯重整和分子量降级。挤出机中的条件通常超过200℃，在纤维成形期间产生的表面积使设备和/或空气和熔融聚丙交酯之间的接触面积比形成薄膜或形成模制品增加。结果，形成纤维期间的条件有利于聚合物的降解。申请人发现这有利于提高熔体稳定性，超过形成薄膜或形成模制品期间通常的熔稳性要求。

聚丙交酯对水解的敏感性实际上使由其制备的纤维和制品具有潜在的优点。如果可使条件利于纤维成形时或纤维成形之后纤维表面水解，则产生有较低分子量外皮的纤维或长丝。形成此外皮有许多潜在的优点，如改善粘结。例如，预计可在将在纤维外层中产生要求的水解程度的条件下将单组分纤维引入湿空气中。预计此水解将使纤维表面的聚丙交酯分子量降低，预计这将影响纤维表面的熔化温度。所得单组分纤维可称为假双组分纤维。

C.共聚物

含乳酸剩余部分的聚合物包括共聚物，一般由包括乳酸、丙交酯或其混合物的单体制备。认为是含乳酸剩余部分的聚合物的聚合物包括聚丙交酯聚合物、聚乳酸聚合物、和共聚物如丙交酯和/或乳酸的无规和/或嵌段共聚物。可用于形成所述含乳酸剩余部分的聚合物的乳酸组分包括L-乳酸和D-乳酸。可用于形成所述含乳酸剩余部分的聚合物的丙交酯组分包括L-丙交酯、D-丙交酯、和内消旋-丙交酯。特别优选的共聚物包括作为共聚单体的L-丙交酯剩余部分和D-丙交酯剩余部分。

虽然聚丙交酯优选用于提供低收缩纤维，但也可使用粘度改性聚丙交酯。这种聚合物详细描述在US 5 359 026和US 5 594 095中，这些专利引入本文供参考。粘度改性聚丙交酯聚合物是重要的，因为它们提供要求的工艺特征如粘度降低和熔体强度增加。

特别优选的粘度改性聚丙交酯聚合物包括丙交酯和环氧化多官能油如环氧化亚麻仁油和环氧化豆油的共聚物。许多情况下，优选由0.1至0.5％(重)的环氧化多官能油和熔融丙交酯单体制备该聚合物。可加入催化剂，并可在约160和200℃之间聚合该混合物。所得聚合物优选数均分子量为约50000至约105000。

应理解虽然许多不同类型的组分或反应物可加入聚丙交酯聚合物中，但其存在未必使之构成重复单元。显然，以对应于在聚合物链中不重复出现的少量组分或剩余部分的浓度存在的组分或其剩余部分不认为是重复单元。

其它优选的共聚物包括PLA与其它可生物降解聚合物特别是脂族聚酯的共聚物。形成该共聚物的一种优选方法是通过酯交换或在后聚合法如反应性挤出中偶联。或者，可用丙交酯与其它环状酯、环状酯-醚、和环状酯-酰胺的共聚物。在此情况下共聚单体包括丙交酯与吗啉-2，5-二酮、dioxepane-2-one、二恶烷酮类(如p-二恶烷酮)、内酯类(如ε-己内酯或4-戊内酯)、二恶烷二酮类(如乙交酯或四甲基-1，4-二恶烷-2，5-二酮)、或酯-酰胺类(如吗啉-2，5-二酮)。关于共聚物可参考US 5 359 026中的论述，该文献引入本文供参考。而且，乳酸和其它羟基酸或羟基和/或酸封端的低分子量聚酯的共聚物也可使用。优选脂族聚酯类或聚酯-酰胺类。

D.其它组分

所述聚丙交酯聚合物组合物可包括附加组分或添加剂，包括增塑剂、流变改性剂、结晶度改性剂、抗氧化剂、稳定剂、颜料、成核剂、增容剂等。

增塑剂

对于大多数含乳酸剩余部分的聚合物，相信可通过加入增塑剂组分提供按聚合物组合物重量计约0.5至20％(重)的增塑剂浓度使玻璃化转化温度降至要求的水平。一般地，应掺入足量的增塑剂提供要求的Tg降。据信增塑剂含量应高于至少1％(重)、更优选高于至少2％(重)以提供足够的柔性和柔软度。因此，应包括浓度为约1至10％(重)的增塑剂。

优选使用可生物降解、无毒、与所述树脂相容、且相对不挥发的增塑剂。特别地，由于纤维成形期间暴露聚合物的大表面积，希望提供不很大程度地挥发的增塑剂。最优选的增塑剂在200℃下蒸气压低于1mmHg。

与所述含乳酸剩余部分的聚合物键合的内增塑剂也可适用于本发明。可与所述聚合物键合的增塑剂的例子包括环氧化物。此外还可使用在室温下为固态的增塑剂。

成核剂

在优选的组合物中，可掺入成核剂。成核剂可包括所选的增塑剂、细分散的矿物、有机化合物、有机酸和酰亚胺的盐和熔点高于聚丙交酯的加工温度的细分散结晶聚合物。适用的成核剂的例子包括滑石、糖精的钠盐、硅酸钙、苯甲酸钠、钛酸钙、氮化硼、酞菁铜、全同立构聚丙烯、低分子量聚丙交酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯。

表面处理

也可用表面处理降低粘连或改良键合、染色性、或化学反应性。这种处理包括使熔融的纤维暴露于水解气氛电晕和火焰处理，改进纤维的粘性、化学、或分级性。

对于某些应用，希望改变要改性织物的水迁移性。可在本发明纤维网中掺入表面活性剂增加水迁移性。

适用的表面活性剂可分为阳离子、阴离子和非离子表面活性剂。关于阳离子化合物，活性分子部分一般由大体积阳离子组成，通常含有长烷基剩余部分(例如季铵、磷鎓或锍盐)从而该季基也可出现在环系中(例如咪唑啉)。多数情况下，其阴离子是来自季铵化法的氯离子、甲-硫酸根离子或硝酸根离子。在阴离子化合物中，此类化合物中活性分子部分是阴离子，通常为烷基磺酸根、硫酸根或磷酸根离子、二硫代氨基甲酸根离子或羧酸根离子。碱金属通常作为阳离子。非离子抗静电剂是极性明显低于上述离子化合物的非荷电表面活性分子，包括聚乙二醇酯或醚类、脂肪酸酯类或乙醇胺类、甘油单-或二酸酯或乙氧基化脂肪族胺类。上述表面活性剂也可起抗静电剂的作用，这也是希望的。

颜料

如需要也可加入颜料、染料或着色剂。例子包括二氧化钛、粘土、碳酸钙、滑石、云母、氧化硅、硅酸盐类、氧化铁类和氢氧化铁类、炭黑、和氧化镁。二氧化钛适用作增白剂，改善纤维网的阻光性或“覆盖性”，得到长丝分布改善的外观。

催化剂

制备本发明聚丙交酯组合物中，催化聚合丙交酯的反应。文献中已引用许多催化剂用于内酯的开环聚合。这些包括但不限于：SnCl₂、SnBr₂、SnCl₄、SnBr₄、烷醇铝、烷醇锡、烷醇锌、SnO、PbO、2-乙基己酸锡、2-乙基己酸锑(有时称为辛酸盐)、硬脂酸钙、硬脂酸镁、硬脂酸锌、和四苯基锡。申请人也试验了几种在180℃下用于丙交酯聚合的催化剂，包括：双(2-乙基己酸)锡(II)(商购自Atochem，Fascat2003和Air Products，DABCO T-9)、二乙酸二丁基锡(butylin)(Fascat 4200^*，Atochem)、三(2-乙基己酸)丁基锡(butylin)(Fascat 9102^*，Atochem)、水合氧化一丁锡(Fascat 9100^*，Atochem)、三乙酸锑(S-21，Atochem)、和三(乙二醇)锑(S-24，Atochem)。其中，双(2-乙基己酸)锡(II)、三(2-乙基己酸)丁基锡(butylin)和二乙酸二丁基锡(dibutylin)似乎最有效。

油剂

对于某些应用，可能适于施加表面处理提供纤维润滑性、改变亲水性、改变静态特征、改良纤维外观和最终影响纤维内聚力。这种表面处理的例子是油剂。油剂可影响上述纤维性能，但也影响下游纤维加工。此纤维加工包括制纱和梳理。可用于PLA的一些油剂的例子包括硬脂酸酯或其它商购专卖油。

E.其它聚合物

如上所述，许多不同类型的聚合物可与聚丙交酯共混和用于本发明。或者，聚合物可作为其它组分用于多组分纤维(后面详述)。可与聚丙交酯共混或作为多组分纤维中不同组分的聚合物类型的例子包括聚烯烃类、聚酰胺类、芳族/脂族聚酯类(包括聚对苯二甲酸丁二醇酯和聚对苯二甲酸乙二醇酯)、及其混合物。可使用的其它类聚合物包括去结构化淀粉组合物类、多元醇及其衍生物类、羟丙基纤维素衍生物类、纤维素酯类、可生物降解的脂族聚酯类、醚类、聚氨酯类、和可生物降解的脂族-芳族聚酯类。去结构化淀粉组合物的例子包括与亚乙基乙烯基醇(EVOH)混合的淀粉，可由Novamont以Mater-Bi购得。多元醇及其衍生物类的例子包括用适合的增塑剂改性的聚乙烯醇，如甘油、乙二醇、聚乙烯醇与聚(链烯氧基)丙烯酸酯组合，可以VINEX购自Air Products and Chemicals。羟丙基纤维素衍生物的例子包括羟丙基纤维素非离子纤维素醚，如以KLUCEL购自Hercules。纤维素酯的例子包括纤维素乙酸酯类(购自Eastman的Tenites并包括丙酸酯和丁酸酯类)、乙酸丙酸纤维素、和乙酸丁酸纤维素。可生物降解的脂族聚酯类的例子包括聚羟基丁酸酯(PHP)、聚羟基丁酸酯-共-戊酸酯(PHBV)(可以BIOPOL购得)、聚己内酯(可以TONE购自UnionCarbide)、聚丁二酸亚丁基酯(购自Showa的Bionolle^*1000系列)、聚丁二酸-己二酸亚丁基酯(购自Showa的Bionolle^*3000)、聚乙二醇酸(PGA)、各级聚丙交酯(PLA)、聚草酸丁二酯、聚己二酸乙二酯、聚对二恶烷酮、聚吗啉二酮(polymorpholineviones)、和polydioxipane-2-one。醚的例子包括聚环氧丙烷、和聚环氧丙烷和聚环氧乙烷的共聚物、和聚环氧乙烷的共聚物。聚碳酸酯的例子包括聚碳酸乙二酯、聚碳酸丁二酯、和聚碳酸丙二酯及其衍生物。聚氨酯的例子包括用聚酯或醚或其混合物制备的聚氨酯类、或由聚酯类和聚氨酯类制备的聚氨酯类以提供脂族聚酯型聚氨酯。可生物降解的脂族-芳族聚酯包括购自Eastman的聚丁二酸-对苯二甲酸丁二酯，和来自Dupont的BIOMAX。

可与PLA共混或用作多组分纤维的另一组分的其它组分包括热塑性树脂如烃类、聚酯类、聚乙烯醇类、聚丙烯腈聚合物类、和选择性高度取代的纤维素酯。烃类的例子包括聚乙烯、聚丙烯。聚酯类的例子包括芳族聚酯类，如聚对苯二甲酸乙二酯(PET)和聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)。

PLA共混物也可用于改善PLA组分与非聚丙交酯组分如聚烯烃的粘合。适用作“粘合层”的材料也适用于此。

可用于本发明的聚合物包括PLA和PLA基聚合物、其它可生物降解或水溶性聚合物如PVA、其它含乳酸的聚合物(例如乳酸基聚氨酯类、聚己内酯(PCL)、聚丙内酯、乙酸纤维素类、含乙交酯的聚合物(PGAs)、可降解的聚酯类(脂族)、聚羟基丙酸酯(或丁酸酯、己酸酯、庚酸酯、戊酸酯或辛酸酯)、聚酯酰胺类、脂族二醇聚合物、脂族和芳族二羧酸、及其共聚物和共混物。

优选聚合物的例子是Showa Highpolymer Co.，Ltd以商品名Bionolle^*1000出售的聚丁二酸亚丁基酯均聚物。

可用增容剂、部分共聚或酯交换、反应性挤出偶联、和其它技术提供更相容的共混物。

II.纤维成形

A.纤维成形工艺

本发明纤维可通过本领域常用的各种不同技术制备。几种较常用的纤维成形方法包括熔纺、熔喷、和纺粘。也可按本发明实施的其它不常用方法包括闪纺、湿纺和干纺。一般而言，熔纺用于为织造和非织造织物提供较长的纤维。通过熔纺制备的纤维的典型应用包括长纤维和直径较大是有利的应用。制品类型的例子包括纺织品、吸收材料、和转移或芯吸材料。相反通过熔喷制备的纤维一般为直径较细但较不定向的。通过熔喷制备的纤维一般产生抗渗性改善但由于定向性低织物的结构较弱的透气织物。可由熔喷纤维制备的制品类型的例子包括过滤介质、膨化材料、农用覆盖材料、外科用帘布、绷带、和替代常用非织造织物包括织物。纺粘法通常认为是一类熔纺。明显区别在于纺粘涉及夹杂空气拉伸纤维而非熔纺法中常见的导丝辊，使用导丝辊拉伸长丝并利用空气使长丝分布成纤维网的Reemay^*和Typar^*法除外。

参见图1，提供了传统熔纺法的图示。如图所示，可将聚合物颗粒50加入密封或控制湿度的料斗52中，使聚合物颗粒进入挤出机54用于熔融和挤出。挤出机54通过计量泵56将熔融的聚合物挤入喷丝头组件58，其中包括用于纺制或挤出聚合物纤维60的模具。然后通过骤冷系统62使聚合物纤维或纺制长丝骤冷，图中该骤冷系统表示为空气骤冷系统。当然，也可使用其它骤冷系统。空气骤冷导致所述纺制长丝固化，从而纤维不粘连在一起。纺制长丝60可选地经过润滑辊64和导丝辊66，最后至卷绕机68。导丝辊起拉伸纤维的作用，从而诱导应力和控制纤维卷绕速度。诱导应力的过程增强结晶形成，希望控制或降低纤维收缩性时这是重要的。

可按本发明实施的典型纺粘法示于图2中。应理解该纺粘法可能与图1所示熔纺法相当类似。纺粘法一般涉及将颗粒70加入挤出机72，在其中使聚合物颗粒熔融并进入纺丝头组件74。纺丝头组件74一般包括模具或喷丝板76。由挤出机72产生的力提供压头给计量泵加料，使熔融的聚合物流过喷丝板76成为多根纤维78。纤维78通过空气拉细器80(可为空气吸丝枪)，导致纤维78变细或夹杂空气。纤维78变细产生应力，其诱导纤维中结晶。应理解来自挤出机的熔融聚合物可通过熔融液泵以控制纺丝头组件74中的毛细管通过量和模具压力。

一旦纤维78通过空气吸丝枪80，既将它们放在传送带82上形成纤维网84。传送带82的速度由传送器86的操作速度决定。纤维网84与传送带82分离后，一般经过粘结操作如压花辊形成粘结纤维网。粘结操作可包括压延机、烘箱、加热的筒或任何数量的热、机械、液压或化学粘结技术。然后粘结的纤维网90可进入卷绕机92用于卷绕和储存。

应理解在纺粘法中，希望提供在压延操作期间低收缩的纤维。各种粘结和/或咬合纤维的方法一般包括化学、机械、液压和热方法。化学方法的例子包括使用粘合剂或其它化学物质在纤维间产生键合。机械操作的例子包括针刺、缝编、和水力缠结。热粘结的例子包括通过辐射对流传导或声能源使纤维表面熔融。传统的辊粘结/压延认为是机械(压)和热粘结的组合。

显而易见，虽然图1和2一般性地示出单挤出机，特别情况下需要多组分纤维时可使用多个挤出机。后面更详细地描述这些类型的纤维。多数期望的应用中，据信将用两个挤出机提供双组分纤维中的不同组分。此外，应理解我们谈及聚合物的共混时，共混可发生在挤出机内。此外，可在颗粒进入料斗或挤出机之前通过更上游的处理发生共混。

本发明的纤维可在各类装置上制备。这些装置一般可分为三类。这些类包括慢丝速、中丝速和高丝速。慢丝速一般包括以500-1500m/min运转的装置。中速一般包括以1500至2500m/min运转的装置。高速装置通常以高于2500m/min、优选高于4000m/min运转。

应理解毛细管直径描述喷丝板中喷丝孔的尺寸。对于圆孔，取决于毛细管的物料通过量，优选的直径为约0.2mm至1mm，更优选的直径为约0.3mm至0.8mm。也可使用非圆形孔或异形孔。异形孔包括三叶形、多叶形、十字形、癸花形、中空形、和图4中所示其它实例。

现参考图3，示出举例说明的熔喷法。来自挤出机的聚合物进料表示为100。聚合物进料以熔体形式通过模具102，被高速空气104夹带。高速空气一般起喷嘴作用，围绕熔融的聚合物流过模具102导致熔融的聚合物变细。然后变细的纤维106被吹离模具表面108。第二冷却介质110(可以是空气、水或其它气体)使所述变细的纤维固化。然后将变细的纤维112收集在转鼓114上。

熔喷法一般在纤维产生时不诱导很大的应力。因此不好控制纤维中的结晶程度。

B.单组分和多组分纤维

一般地，本申请中主要关心两类纤维。第一类纤维包括单组分纤维，主要是通过挤出单一组合物生产的纤维。该组合物可基于单一聚合物或两或多种聚合物的混合物或共混物，这些聚合物可以是溶混、半溶混、或不溶混的。一般地，单组分纤维的横截面沿纤维长度较一致。可能有因组合物组分的相容性/不相容性所致不规则性。然而，纤维的横截面不具有例如多组分纤维中所见的分界或间断。第二类纤维包括多组分纤维，一般是通过两或多种聚合物组合物共挤形成有至少两组分的单一纤维制备。因此，多组分纤维的横截面一般沿纤维长度显示出至少两种组分。此外，组分的相对比例一般是恒定的。

现参考图4，来自Hills，Inc.of West Melbourn，Florida，提供双组分纤维结构的例子。可见基本上有五类常见的双组分纤维。这些包括皮芯型、并列型、复叶形、微旦数型、和混合型纤维。皮芯型是重要的，因为芯组分可提供要求的结构性能，而皮组分可提供要求的加工特性和/或着色(染色)或粘结特性。需要特殊排列时，可以图4所示任一排列提供皮芯结构。许多应用中，当结构上不需要皮层材料时希望降低皮层中材料的量。此外还示出并列结构的例子。并列结构特别利于提供卷曲或自卷曲性。在此情况下，组分之一在给定卷曲温度下比另一组分更易卷曲或收缩。据信不同组分间结晶性、玻璃化转变温度、和非晶态定向性的差别导致纤维的收缩或卷曲不同。应理解需要提供高度膨松的织物时并列结构是有利的。织物类型的例子包括卫生和阻挡织物、过滤、包装材料、和绝缘。

图4(来自Hills，Inc.)中还示出其它不常用的纤维结构。预计多叶形结构可提供要求的粘结、膨松、芯吸、质地或舒适特征。此外，据信微旦数结构可提供自原纤化特征。这些可提供非常细的纤维。应理解其它可原纤化纤维可用化学、热、机械和液压法原纤化。此外，如所示的，这些纤维可按要求的比例混合或组合提供优越的性能。

C.收缩率

一般地，本发明所关心的颗粒性能是收缩率。一般有两类收缩率是本申请主要关心的。第一类收缩率可称为纤维收缩率，定义为(纤维初始长度-热处理后纤维长度)/纤维初始长度×100％。所述热处理可以是沸水试验或热风试验。

ASTM D2102-90描述了用于测试纤维收缩率的沸水试验。根据本发明进行此试验时，已改为提供在5和6分钟之间的沸腾时间。我们发现对于聚丙交酯纤维，5分钟后的收缩率和15分钟后的收缩率间无明显差别。按本发明实施的沸水试验使用约12in.的初始纤维长度。ASTMD2102-90的描述均引入本文供参考。

第二类收缩率可称为织物收缩率。记录两个主方向即纵向和横向的织物收缩率。以纵向收缩率和横向收缩率测定和报道织物收缩率。各方向的值分别报道。测量初始纵向长度，减去最终纵向长度，除以初始纵向长度，再乘以100，确定纵向收缩率(％)。同样地确定横向收缩率。收缩可通过沸水试验或热风试验进行。沸水试验按上面关于纤维收缩试验所述进行。即进行ASTM D2102-90试验，沸腾时间改为5至6分钟。

可进行热风试验确定收缩率，其中将材料在60或100℃的烘箱中放置1小时。预计由100℃下热风试验提供的收缩率值应大约与通过沸水试验提供的收缩率值一致。此外预计在60℃下进行的热风试验将提供低于沸水试验或在100℃进行的热风试验的收缩率。

本申请中详细论述了两类纤维或纤维的组分。第一类包括稳定或低收缩率的纤维。按上述沸水试验测量时，这些纤维通常有低于约20％的收缩率，一般有低于约15％的收缩率，优选低于约10％，更优选低于约8％。最优选地，希望提供收缩率低于5％的纤维。原因在于热稳性越好的纤维提供尺寸稳定性更高的产品或产品组分。一般地应理解掺入其它组分如尿布中时高收缩材料可能是不利的，因为收缩将趋于导致尿布在高温储存条件下变形。

应理解本发明的主要焦点是低收缩纤维的应用。本发明的关键是发现可生产低收缩纤维特别是聚丙交酯纤维的条件。本申请还详述了纤维的收缩性和其它参数包括聚合物组成、分子量、支化或交联程度、添加剂包括成核剂的存在、和应力诱导技术之间的关系。我们发现低收缩纤维在压延操作期间提供很好的加工优点，因为它允许提供低成本的热粘结同时保持纤维网尺寸。

要求的纤维收缩率与纤维的用途相关。例如，压延操作可导致最终产品的收缩率低于原纤维。因而，满足特殊最终用途的收缩率要求的织物可容忍较高收缩率的纤维。换言之，较高收缩率的纤维可用于提供低收缩织物，但可能遇到压延困难。

第二类包括高收缩纤维。高收缩纤维一般表现出高于10％的收缩程度，优选高于15％。适用的值可为20-80％。高收缩率值可通过在低于建立结晶的临界速度的丝速下运行提供。这导致纤维伸长和定向，但不提供物理交联的结晶使纤维热稳定。因此可获得高收缩率的纤维。

PLA或PLA基聚合物纤维暴露于热时的收缩程度与形成纤维的方法产生完全松弛纤维的程度有关。优选用于产生低收缩纤维的方法是制备高度结晶和应力松弛的纤维。此外，收缩率受纤维组成影响。影响应力存在的其它因素是分子量、分子量分布、聚合物的熔化温度、拉伸速率、质量通过量、骤冷速率、定向性和结晶度。

本发明一重要方面是能控制收缩率以改变在给定应用中的最终性能。各类收缩率均适用，取决于特殊的应用。本文提供按需要选择性地获得各类收缩率的适用技术。还公开了使收缩率控制在要求的中等水平的能力。利用温度、速度、和聚合物组成变量如分子量、剩余丙交酯、PDI、光学组成、和支化程度提供获得要求收缩率水平的方法，如本申请各图和实施例中所示。

我们发现一般地有低D-丙交酯含量(和相应地高L-丙交酯含量)的聚丙交酯聚合物将在较低的纺线应力水平下结晶。较低的D-丙交酯含量对应于通过D-丙交酯或内消旋-丙交酯提供的R-乳酸残余低于约5％。更优选地，在S-乳酸基聚合物中R-乳酸残余量低于3％，更优选低于1％。R-乳酸残余减少对应于诱导相同结晶度所需纺线应力降低。此外，低R-乳酸聚合物可获得较高的结晶度。其本质是提供有高对映体纯度的聚丙交酯聚合物。这可通过提供低R-乳酸残余或低S-乳酸残余提供。虽然在低S-乳酸残余的情况下，可能难以经济地获得聚合物的主要组分。预计较高结晶度的纤维将提供较低的纤维收缩率和织物收缩率。

还发现线型聚丙交酯导致极限收缩率较低。极限收缩率一般表征为对于可达到的任何丝速的最小收缩率值。这将结合下面的实验数据更详细地描述。已发现聚丙交酯聚合物的支化和交联影响收缩率。一般地，线型聚丙交酯提供有最低极限收缩率的纤维。即支化和交联趋于导致极限收缩率较高。然而，在给定丝速下支化和交联似乎增加纺线应力，因而收缩率下降开始有较低的速度。

D.结晶

聚合物一般可分为非晶态聚合物和半结晶聚合物。本发明中，聚合物组合物通过示差扫描量热法(DSC)分析时显示净熔融吸热大于10J/g聚合物时则认为是半结晶。要确定聚合物组合物层是否为半结晶，可在差示扫描量热仪如通过Mettler测试。进行结晶度试验的详情为本领域技术人员所公知，见US5 536 870(Gruber等)，该文献引入本文供参考。在处理聚合材料的特定条件下，可将非晶态聚合物转化成半结晶聚合物。结晶包括自发地将聚合物链组织成规则结构的过程。

一般有两类诱导结晶的机理。包括平稳和应变-诱导。平稳结晶由成核源引发。成核是提供位置或晶种促进晶体形成和生长的过程。有两类成核作用，通常称为均相成核或多相成核。前者因过冷自发形成，后者是由聚合体系中的第二相引发。形成此第二相的这些多相核可以是杂质、未完全熔化的残余或成核剂。已知影响平稳结晶动力学的因素是温度、成核程度和聚合物骨架结构。

对于一般的聚丙交酯聚合物，我们发现在85至115℃范围内的温度下结晶最快。一般地，聚丙交酯是结晶相当慢的聚合物。因此，特别希望通过利用纺丝应力或后续的拉伸和退火诱导结晶。对于熔纺操作，优选拉伸比大于2。拉伸比的上限是不使长丝断裂。然而一般希望拉伸比较大以提供低收缩纤维。对于在高纺丝速度下生产的纤维(已高度定向)，拉伸比低于2可能是界限。

其它结晶机理是应变诱导结晶，它是机械地使聚合物链在一或多个方向排成一行的结果。聚合物的分子定向性是对聚合物结构有很大影响的重要现象。拉伸速率、比例和温度对结晶度影响很大。例如纺丝期间在PLA纤维中诱导的结晶度将主要取决于熔体温度、丝速、聚合物的R/S比、通过量、支化或交联程度和类型、添加剂的存在、和骤冷温度。

在低丝速下，预计主要为球晶结构。换言之，预计应变诱导的结晶直至提供较高的丝速不形成大量的结晶。较高丝速将逐渐用应变诱导定向和结晶所产生的延长链晶体结构代替此结构。某些情况下，由于在延长链晶体结构上发生片状晶体生长而形成串型多晶结构。

在本发明优选实施方案中，通过产生高度应变诱导结晶生产低收缩纤维。我们发现可用较低的熔体温度、较高的丝速、高对映体纯度聚合物和高分子量组合形成此结晶度。通过控制这些因素，可提供低收缩纤维。用于控制收缩率的后长丝成形技术也可利用，包括拉伸/伸展和退火。

E.双折射

双折射是与纤维轴平行和垂直方向折射指数之差的量度，是纤维中总定向性的指标。以下所有因素均可影响纤维中总的双折射：应力诱导的结晶度、定向的非晶态聚合物、和非晶态聚合物上的应力。一般地，双折射可通过补偿法测量，用交叉极化显微镜(cross polarmicroscope)与补偿器组合测量阻滞和纤维直径以计算双折射。基本上，双折射(无量纲)为补偿器阻滞(nm)除以1000再除以纤维直径(μm)来计算。

双折射是本发明的重要测量，因为它有助于确定试样的总定向性。此外，可通过计算结晶度，可用双折射的测量结果确定聚合物非晶态区域的定向。

由于双折射是测量纤维重要性能的非侵害(non-invasive)技术，预计可在纤维成形期间使用从而使技术人员能进一步控制纤维纺制过程提供要求的纤维产品。如一些实施例所证实，在其它参数保持相对恒定的情况下随着纤维速度增加，双折射先升高然后经过最大值开始下降。申请人已发现在此双折射随速度增加而下降的区域，可生产低收缩纤维。在此双折射下降区域中生产的纤维一般有对应于“极限”收缩率的收缩率。对于双折射随速度增加而下降的曲线部分，双折射值保持在约0.017至约0.012范围内将提供收缩率低于约15％的纤维。

对于某些操作条件，可制备低收缩纤维没有双折射随速度增加而下降。双折射值大于0.010一般产生收缩率低于约20％的纤维。双折射值大于约0.012一般产生收缩率低于约15％的纤维。双折射值大于约0.015一般产生收缩率最低的纤维，可达低于12％的值。

0.003-0.007的双折射值适用于制备高收缩纤维。在那些条件下易产生收缩率大于约40％的纤维。

F.韧度

在纤维技术中，韧度被认为是纤维拉伸强度的量度。在纤维强度很重要的情况下韧度的测量特别重要。这种应用包括细绳、复丝线、部分和完全定向的纱、结构纺织品、和非织造织物。韧度典型地在拉伸试验机器如英斯特朗拉力试验器上测量。韧度一般取决于纤维中的定向和结晶程度。在要求高韧度纤维的应用中，据信应提供大于约1.5gms/旦的韧度值。更优选韧度值大于约3gms/旦，最优选大于约5gms/旦。一般地，由于韧度随定向增加而增加，也随结晶度增加而增加。因此，低收缩纤维趋于有较高的韧度。

虽然一般随着纺线应力增加，韧度增加和收缩率下降，申请人发现控制光学组成可分离这两种效应。换言之，要获得高韧度，可能要求较低的光学纯度。例如这可关联为光学纯度在2％和4％R-乳酸单元之间以实现高韧度。要获得低收缩率，光学纯度低于2％R-乳酸剩余部分是理想的，但在适当施加拉伸、退火和纤维松弛的情况下用含多于2％R-乳酸剩余部分的聚合物也可实现低收缩率。

预计有较高R-乳酸剩余部分含量的聚合物可进一步拉伸而无过度结晶。此较高的拉伸比导致韧度较高。

G.单组分纤维

如前面所述，单组分纤维是通过挤出单一组合物制备的纤维。所述组合物可包括单一聚合物或两或多种聚合物及其它添加剂的混合物或共混物。单组分纤维通常利用单一组合物进料形成。相反，多组分纤维由至少两种组成的进料形成。然后这两种组合物接合形成单一纤维。在需要单组分纤维的多数应用中，一般提供低收缩纤维是有利的。

1.提供低收缩纤维

如前面所述，从提供在处理和储存条件范围内表现出尺寸稳定性的织物角度出发，一般低收缩纤维是理想的。已发现通过在分子定向性的增强效应和结晶度的稳定效应间平衡可控制收缩率。为提供低收缩纤维，重要的是提供大量的结晶。一般地，这对应于结晶度的量大于20J/g，更优选大于25J/g。应理解此熔化热的值是基于聚丙交酯提供。

从本申请的实施例1和2可见，对于聚丙交酯纤维，已发现长丝的结晶度和定向性一般随以下因素增加：(a)增加卷取速度；(b)降低熔体温度；(c)降低熔体质量通过量；和(d)增加分子量和多分散性。此外，已发现在实施例1所概括的条件范围内有不同分子量的树脂共混一般不使收缩率下降。然而，仔细选择共混组分与组分的密切混合相结合可产生不同的结果。此外，已发现交联可降低获得结晶度和主要的收缩率降所需纺丝速度，但在较高的纺丝速度下可能导致极限收缩率较高。

已发现线型聚丙交酯在高纺丝速度下提供最低的极限收缩率。已发现随着纺丝速度增至最大值，拉伸强度、杨氏模量和屈服强度增加，然后在更高的纺丝速度下稍微降低。此外，已发现断裂伸长率先随纺丝速度和取向增加，达到最大值，然后随着结晶度和定向性进一步增加而降低。

此外已发现熔体温度和熔体通过量影响PLA纤维的结晶度和定向性，从而影响纤维的收缩率。一般地，收缩率低于约20％的纤维有超过20J/g的结晶度。为生产收缩率低于约15％的纤维一般要求结晶度超过25J/g。

在恒定的熔体通过量下，熔体温度越低，使收缩率达到其最小值的速度越低。熔体温度保持恒定时，熔体通过量越低，收缩率达到其最小值越早。当然，组成改变也影响这些结果。据信分子量和分子微观结构对熔纺长丝中结晶的形成、定向性和收缩率有很大影响。

实施例1的目的是：(a)确定可纺制典型聚丙交酯树脂的条件范围；和(b)表征所生产的长丝。该实施例评估纺制长丝的收缩性和工艺参数对收缩率的影响。

实施例2的目的是证明交联、支化和共混比对收缩率的影响。一般地，交联、支化、和不同分子量PLA的混合影响定向性和结晶度，从而影响收缩率。在质量通过量和熔体温度恒定的情况下，较高的交联含量导致对于给定卷取速度的纺线应力较高，显然趋于加速纺线中的结晶过程。此外，交联使收缩达到其最小值的速度降低，但可达到的最低收缩率(极限收缩率)仍相对较高。

支化量越低(更多线型)，极限收缩率越低。图20中，聚合物2g显示出最低的支化量，达到7％的最低收缩率值。因此，预计分子量越高和支化量越低，收缩性越好。

可能影响纤维性能的其它因素包括成核剂的使用和立构规整度。预计成核剂将使纺线中更早产生结晶。前面已举例说明了成核剂类型，也描述在US5 525 706中，该文献引入本文供参考。一般地相信成核促进结晶。在纺丝情况下，相信结晶发生在较高的聚合物温度下。换言之，结晶将发生在邻近纺丝板处。此外，预计晶畴尺寸较小，将有更多的晶畴。

预计在较高聚合物温度下促进结晶的优点能降低骤冷负荷。原因在于聚合物在较高温度下成为固体。此外，预计使用成核剂可提供更均匀的拉伸，最大拉伸比将更高。一般地，预计成核剂将提供更小和更多的晶体。预计这将导致粘结窗(bonding window)变宽，模具孔道更均匀。

预计可用成核剂影响收缩率和热稳定性。期望在较低的纤维速度下提供增强的热稳定性。由于PLA组合物中D-丙交酯含量增加，一般必需更快地纺制该聚合物和提供更冷的骤冷。

虽然聚合物性能如分子量、光学组成、和支化或交联程度影响纤维成形过程，但申请人发现以下范围一般适用于通过熔纺生产低收缩纤维。这些范围包括(单独或组合)：通过量为0.3-3G/min/毛细管；数均分子量在约50000至约100000的范围内；温度在约200至250℃的范围内；和纤维速度在约1000至约10000m/min的范围内。应理解最大纤维速度由纤维断裂测量，本文所报告的范围代表双折射对速度曲线的峰值。

2.提供高收缩纤维

本发明还涉及由聚丙交酯生产高收缩纤维。相信高收缩纤维可在某些应用中提供有益的性能。一般地，高收缩聚丙交酯纤维将提供低于约25J/g的熔化热值，更优选低于约20J/g。在此方面，图5示出我们观察到的在沸水收缩率和长丝或纤维速度之间的典型关系。用较低对映体纯度的聚合物可防止聚丙交酯结晶。

当然纤维是高收缩或是低收缩性取决于其用途。在某些应用中，可能认为纤维是低收缩性的而在其它应用中可能认为它是高收缩性的。

如图7-20中所示，高收缩率对应于低结晶度，出现在双折射对速度曲线中最大值之前的点(如果有的话)。

虽然此部分主要涉及单组分纤维，但应理解关于多组分纤维特别是关于并列双组分纤维特别关心高收缩率的纤维。原因在于通过控制双组分纤维中各组分的相对收缩率可控制卷曲和膨松。

H.多组分纤维

本发明的多组分纤维是要为不能应用单组分纤维的给定应用提供优点。这些优点可涉及产品特性如膨松感、柔软度、和膨胀性；加工特性如同样的熔体温度、较高的丝速、和骤冷下降。通过改善这些特性之一或多种可实现第二级益处，例如改善卷曲可改善纤维网的粘结，从而导致梳理和纱线加工改善。因此，用多组分纤维能给可堆肥或至少部分可堆肥的纤维、长丝和纤维制品赋予多种理想的性能。在单组分纤维中不能产生、难产生或不经济的性能可通过在相对于长丝横截面的几何结构中混入聚合物实现。如本文中所述，纤维的组分可基于其单独和赋予性能选择。

多组分纤维一般表征为有构造的横截面。换言之，横截面的总结构或构造沿纤维长度相对一致。在皮芯纤维的情况下，纤维的横截面显示皮相和芯相。在并列多组分纤维的情况下，每种起作用的材料的相对比例相对一致。应理解多组分纤维的各组分可包括单一聚合物组合物或聚合物组合物的共混物。在共混聚合物组合物的情况下，共混物可与不连续或共连续相溶混(单一相)、半溶混或不溶混。这类似于上述关于单组分纤维的情况，其中单组分纤维可包括表现出不连续或共连续相聚合物共混物。

最常见的多组分纤维结构包括皮/芯结构和并列结构。此外可提供这两类结构的各种混合和改变。此结构可包括所谓切饼型、海岛型等，例如可由图4描述。

本发明多组分纤维包括至少一种PLA或PLA基组分。申请人发现在多组分纤维中掺入PLA或PLA基组分的各种优点。下面详述几个此优点。

多组分纤维的卷曲可通过有不同结晶速率、和/或初始温度和/或程度和/或结晶形态学(并列或非对称构型)的两种PLAs或丙交酯聚合物的不同收缩率控制。例如使用高“D”和低“D”的PLA。

可控制多组分纤维的强度和粘结。例如，用熔点较低或粘合性优越的可降解聚合物皮层组分与拉伸性能优越和/或松弛温度较高和/或松弛速率较慢的聚合物芯组合的皮芯构型。

低收缩率特征可能是有利的。例如，用适于粘合但可能有较差的热形态稳定性的皮层组分与热稳定的芯组合的皮芯构型。例如，高对映体纯度的聚丙交酯可用于热稳定的低收缩芯，对映体纯度较低(非晶形)聚丙交酯可用于提供可热粘合的皮层。相反，低模量PLA如有较低对映体纯度的或另一种有低模量的聚合物可放在芯中提供有较低刚度、手感、悬垂性或柔软性改善的纤维，而该皮层提供可接受的粘合和低粘性。其它聚合物如聚己内酯或Bionolle^*也可用作皮层。

通过选择其晶畴在纺丝期间或之后、或处理之后离解而产生混合旦数或含微纤维结构的可生物降解或可溶性聚合物可调节原纤化性。

通过控制结晶程度和/或结晶形态或通过控制组成可控制多组分纤维的降解性。

以下列出公开了可用于本发明的生物降解纤维的部分文献：US 5525 706；EP 637 641A1；US 5 437 918；和US 5 010 145。这些文献引入本文供参考。

以下列出一般性地描述双组分纤维成形方法的专利文献：US 3 595731(Davies等)；US 3 382 305(Breen)；US 4 211 816(Booker等)；US 4 361 609(Gerlach等)；US 4 381 335(Okamoto等)；US 4 420 534(Matsui等)；US 4 473 617(van Leeuwen等)；US4 477 516(Sugihara等)；US 4 830 904(Gessner)；US 5 308 697(Muramoto等)；US 5 336 552(Strack等)；和EP 486 934A2(Yousuke)。这些文献引入本文供参考。

优于现有技术的优越性取决于具体的聚合物组合和构型。相信一般的益处在于生物降解性和加工性如纺制、成网和粘合极好与长丝和织物性能如热形态稳定性、柔软性、悬垂性、对电离性辐射的稳定性、强度、伸长率、韧性、不同的收缩率、原纤化及其组合相结合。

在聚烯烃/PET或聚烯烃/聚烯烃双组分纤维或其它不可生物降解的双组分长丝和织物的情况下，明显的优点是生物降解性与宽范围的工业可行性相结合。

在由可生物降解聚合物制备的单组分纤维构型中，优点是多种多样的，取决于聚合物及其构型的具体组合。

双组分可生物降解性为减少添加剂的总用量提供途径，特别是那些影响表面性能的添加剂如表面活性剂或憎水剂，和颜料(在皮层中的颜料，无颜料芯)。通过将试剂加入皮层或外层组分中，可用较低的含量实现相等的性能。

1.对于皮芯结构改善性能特征

PLA和PLA基组合物可有利地在皮芯结构中用作皮层组分。如实施例5和6所示，在皮层组分中使用PLA可导致纺丝速度比用聚对苯二甲酸乙二酯或聚丙烯作为皮层组分时增加。此外，可减少骤冷需要。从而减少使纤维骤冷所需冷空气量。

应理解在骤冷限制的方法中，可通过在皮层组分中使用PLA增加通过量。与聚丙烯单组分相比，在皮层中使用PLA可降低粘结点。如实施例3所述，粘结点可由聚丙烯情况下的12in.降至使用PLA皮层时的8in.。

如实施例3所示，在芯组分由聚丙烯组成的情况下用PLA代替PET作为皮层导致能在较低毛细管通过量下纺丝，从而可纺制旦数较低的长丝。在通过量低于约0.6g/min/毛细管的情况下，PET-皮的长丝在约15至19微米间的直径下断裂，而PLA-皮的长丝在毛细管通过量低达0.1g/min/毛细管和长丝直径低达约8微米的情况下不断裂。典型地，细旦数包括在10、更优选在3g/9000m以下的纤维。

2.在芯中使用PLA

在皮芯结构中用PLA作为芯组分提供几个优点。一般地，在多组分纤维中运行两种以上组分时，希望在两种聚合物组合物间10℃最佳温差下运行。聚合物在各自的挤出机中时可保持在不同温度下，但一旦它们在模具中接触，在该模具中必须保持的温度则是所述较高加工温度的聚合物所需的温度。因此，较低加工温度的聚合物必须在所述较高温度下被加热，这可能有不利影响如降解、氧化、交联、碳化等。聚烯烃理想地在210-240℃范围内的温度下加工。相反，对苯二甲酸酯基聚酯最适宜在至少280℃的温度下加工。因此，用聚烯烃和聚酯作为多组分纤维中的不同组分时，在理想的加工温度间有至少40℃的温差。用PLA代替聚酯(PET)是有利的，因为其最佳加工温度在约220-230℃之间，取决于PLA的分子量。此最佳温度更接近聚烯烃的加工温度。

在较冷的温度下加工芯层中聚合物组合物的另一优点在于可降低对骤冷系统的要求。因此，对于骤冷限制的过程，在芯层中使用PLA可增加通过量。此外，预计模具中的工艺温度降低可增加模具的寿命。在较低温度下运行的另一明显优点是降低能耗。

预计在芯层中使用定向和结晶的PLA可增强纤维的热稳定性。

所述芯层一般为纤维的结构部分。皮层一般用于与其它纤维粘结。因此，可能希望使皮层组分尽可能小。而且，皮层组分可能利于提供染色性、耐磨性、阻燃性、湿气迁移性、亲水性、憎水性、UV稳定性等。

显然可用PLA作为芯层组分和不同的PLA作为皮层组分提供皮/芯结构。优点在于整个纤维可生物降解。

3.并列型多组分结构

希望每种组分有不同收缩或卷曲速率时用并列结构可能是有利的。

在100％PLA并列型多组分结构的情况下，一种组分可包括低百分率的D-丙交酯或内消旋-丙交酯，另一组分可包括有高百分率的D-丙交酯或内消旋-丙交酯的PLA聚合物。预计高百分率D-丙交酯或内消旋-丙交酯的聚合物暴露于热中时将提供更高的收缩率。使用100％PLA并列型结构的另一优点在于可认为该纤维是自卷曲的。

并列型结构的例子可包括聚丙烯作为一组分和PLA作为另一组分。预计此并列型结构将自卷曲。在此结构中PLA提供优于使用PET的优点，因为它可在比PET低的温度下活化。因此，使用PLA可在较低能耗下和以更快的速率提供有相同或更好膨松感的织物。图6(a)-(d)中提供的照片示出热处理纤维中的卷曲。

I.PLA作为粘合纤维

1.PLA：共聚酯替代物：

可用丙交酯聚合物作为共聚酯的低成本代用品。共聚酯如DuPont’s Merge 3991(40％DMI，0.653IV)和Merge 3946(17％DMI，0.653IV)或EMS’s Grilene D1352G(40％IPA)可用作与PET“共纺”丝或作为双-或多组分纤维体系之一组分。这两种情况下所述共聚酯coPET的作用是将其它长丝粘合在一起。

A.共纺长丝

长丝通常由同一纺丝板纺制成由不同聚合物组成的长丝。虽然这两种多类型长丝由同一纺丝板挤出，但每个毛细管仅挤出一种聚合物组合物。相反，双组分丝有两种由同一毛细孔挤出的多聚合物组合物。

纺粘：

共聚酯通常通过BBA’s Reemay^*纺粘法与PET共纺。共聚酯长丝与PET长丝一起共纺。这些长丝充分地交络从而当共纺纤维网进入粘合装置时，较低熔点的共聚PET变粘或熔融导致PET长丝粘成粘合纤维网。通过选择适合的材料和加工条件控制膨松感、强度、伸长率、悬垂性和各种其它织物性能。

纱/纺织品：

在制造长丝或短丝的情况下，较低熔点的共聚酯(coPET)丝与其它丝组合时能用于热定形纱加捻、或空气喷射变形后纱膨胀或变形。通过选择适合的PLA(由％D、MW、MWD和支化确定的熔化或粘合温度)、工艺条件和数量，家具装饰或地毯纱线能有独特的性能如回弹性、耐磨性、和手感。

短纤维

在人造短纤维的情况下，共聚酯coPET可与其它聚合物一起纺制或自纺，然后拉伸、卷曲、和切成短纤维。然后可使短纤维与其它纤维共混或直接梳理成纤维网，热粘合(压延、通过空气、蒸汽筒、热空气刮刀、声波、IR)产生非织造辊料。或者，可将纤维梳理或气流铺置，然后用各种方法包括针刺或射流喷网成布法交络。然后可对交络纤维网进行热处理形成粘结。一个例子是用于汽车中的行李箱内衬。典型地将针刺的毛毡或非织造织物热成型成为制品如汽车行李箱的形状。当该基质冷却至低于粘合聚合物的软化点时，则该制品保持模具的形状。

湿法成网：

在短切纤维的情况下，共聚酯可与其它聚合物一起纺制或自纺，然后拉伸和切割以使纤维适用于湿法成网(造纸)工艺。合成的纤维不仅起纤维素基质的增强材料作用，而且作为粘合剂-增加刚度、减少纤维屑等。

熔喷：

共聚酯可与PET、PBT或其它聚酯或聚合物“共喷”。目的是要与基体聚合物一起提供较低熔点的粘合剂。通过控制共聚酯与基体聚合物之比可实现理想的性能范围。足量的共聚酯能使熔喷纤维网与其它纤维网层合形成层压制品和复合结构。多数纺粘-熔喷-纺粘结构利用压延实现粘合。在熔喷和/或纺粘中有足够的共聚酯，可用通过空气或蒸汽筒粘合使整个结构凝固，提供膨松感、过滤能力、舒适性、透气性、强度、伸长率和悬垂性(仅举几个例子)更好的阻挡结构。

B.双组分：

与共纺丝相反，共聚酯可用作双-或多组分纤维和由其制造的制品中组分之一。粘合剂聚合物沿长丝表面连续存在且被长丝中的其它组分包围可优于传统的粘合纤维或共纺法。虽然方法不同，但最终用途非常相似。Freudenberg、Hoechst及其他厂家由聚酯和共聚酯组成的双组分纤维生产非织造织物。双组分纤维也可用于纱和纺织品，气流铺置的、梳理的或湿法成网的非织造产品，或纺粘和熔喷产品。上述纤维或纤维网也可与各种其它基质组合使用形成新的层压制品和复合结构。

C.粘合纤维：

或者为共纺双-或多组分纤维，可由共聚酯单独生产粘合纤维，随后与纤维或基质共混或混合用作粘合剂。粘合纤维也可用于纱和纺织品，气流铺置的、梳理的或湿法成网的非织造产品。上述纤维或纤维网也可与各种其它基质组合使用形成新的层压制品和复合结构。

共聚酯粘合纤维的用途之一是将气流铺置的纸浆纤维粘合成适用于绝缘的粘合垫。

III.材料的用途

本文所述材料和技术可用于制造各种非织造织物，用于甚至更宽范围的各种产品。优点在于本文所述材料可通过各种织物制造技术转变成织物。因此所述优选材料可利于掺入许多织物和许多终产品中。

一般地，使用本文所述材料的非织造织物可用以下三种制备非织造织物的通用技术制备：纺织品制造技术；造纸技术；和挤压生产法。此外，混合或组合方法也可使用。

一般地，纺织技术或系统包括纤维的garneting、梳理和气动成形成为优先取向的纤维网。由这些系统生产的织物一般包括干法成网的非织造织物。用人造短纤维工业中使用的机器(在干态操作预成型的纤维)制造该织物或纤维结构。纺织技术还包括由通过缝编丝或纱粘合的短纤维组成的纤维束和织物形成的结构。

一般地，纸类方法包括干法成网技术和设计适合于比木浆长且不同于纤维素的纤维的改进湿法成网技术。这些织物(干法成网或湿法成网的非织造织物)用来自纸浆成纤业(锤磨机)和纸成形业(浆液泵送至筛网上)的机器制造。此设备一般设计用于处理悬浮于流体中的相对较短的纤维。

挤压技术的方法或系统包括纺粘技术、熔喷和多孔膜系统。这种织物包括纺粘的、熔喷的、变形的和有孔的薄膜。这些有时通称为“聚合物无纬”织物或非织造织物。用与聚合物挤出相联的机器(纤维纺制、铸膜或挤出涂覆)生产这些织物。

一般地，不论用何种技术制造织物，生产中关心的主要变量是：纤维的选择和制备；成网；纤维网凝固(粘合)；和整理。

前面已一般地论述了成网技术。在描述优选组合物时论述了纤维的选择。纤维网凝固或粘合是使纤维或纤维材料连接提供织物结构的完整性或强度的过程。各种粘合类型包括例如：机械粘合体系、缝编、针刺毡合、针刺、射流喷网法、喷射成布法(jet laced)、流体缠结、开孔的、化学粘合、树脂粘合、胶乳粘合、粉末粘合、印花粘合、饱和、喷洒粘合、泡沫粘合、起沫的、热粘合、点粘和超声熔接或粘合布置。这些技术可利于与本发明的系统一起使用。

整理过程包括将织物切成要求的宽度、将织物卷绕成辊形或制成用于处理的形式、和需要时化学或机械地处理织物表面取得要求的性能。

由“非织造织物入门及文献选辑(Nonwoven Fabric Primer andReference Sampler)”，Inda，Association of the NonwovenFabrics Industry，1992引入的下表概括了三种基本生产系统、每种中所用纤维类型的选择和制备、每种中所用成网技术、每种中所用纤维网凝固技术、和每种中所述整理技术(在典型应用中)。本文所述的本发明材料可有利地并入这些系统。

               表A基本的非织造织物生产系统

	纺织			纸		挤出
										弹毛(garnetting)	梳理	气流铺置纤维	气流铺置纸浆	湿法成网	纺粘	熔喷	薄膜
纤维选择	天然和生产的纺织纤维			天然和生产的纤维/纸浆		成纤聚合物屑
									制备	机器敞开和定容共混			机器敞开		机械、静电、气动长丝取向	气动纤维取向和粉碎	穿孔、铸膜、铸膜和开孔
				重力进料	湿浆
									成网	机械			流体
	平行纤维层随机纤维层		各向同性纤维层	无规纤维消光控制的		在传送器上印花层	收集在传送器筛网上	热、热拉伸
										交叉层			纤维层		筛网	或形状	开孔、热拉伸
纤维网凝固	机械			机械		机械	冷却
									(粘合)	缝编、针刺、水力交络			水力交络		针刺
	化学
										喷射乳胶或粉末、饱和、印花、或泡沫乳胶、溶剂
	热
										热压延、辐射或对流烘箱、真空鼓或模塑、层压、声波熔接
整理	切割、卷绕
										与其它应用相关的物理或化学表面处理

一般地，在纺织类方法中，预制纤维，然后掺入纺织过程产生要求的非织造材料，使用如上所述工业中的各种技术。可由纺织类加工制备的非织造织物形成的产品有：各类过滤介质；吸收介质如抹布和医用敷料；各类垫子或填料如用于家居用品业(被褥、毯子、地毯衬里、帏帐、装饰品等)、鞋或其它填充结构、或衣服。这些类产品中，通常纺织品的耐久性、尺寸稳定性、回弹性、膨松感和类似物性是重要的。

在某些工业中，非织造纺织品中所要求的关键性能特征是作为流体阻挡层，例如在医用服装中。在此工业中除作为流体阻挡层的性能之外，允许基质杀菌的性能可能是重要的。

当介质作为吸附剂(或吸收剂)结构的一部分例如包围吸附剂(或吸收剂)时，芯吸容量和倾向可能是重要的。

当纺织品作为覆盖料时，诸如强度、热缩倾向、孔隙度和渗透率等性能最重要。

纸类加工也可用于制备本发明纤维的各种产品。正如纺织类加工，在纸类加工中，一般通过造纸设备涂布预成形的纤维形成产品。典型地制备湿法成网产品，但干法成网工艺也可。可改变本文所述技术以实现要求的湿强度、尺寸稳定性、吸附能力(或吸收能力)和膨松感。可用此工艺制备的产品包括例如在产品中代替纤维素纤维或纸材料如茶叶袋；外科用帘布；空气过滤介质；吸收性纸巾和抹布；和在衣服中作为组成部分。

一般地，挤出工艺可用于由本文所述材料形成连续纤维。这些技术在形成各种闪纺、纺粘或熔喷产品中特别重要。掺入此材料的最终产品包括：防护服；地用纺织品(geotextiles)；覆盖料；过滤介质；屋顶组成部分；地毯背衬；和流体吸附剂(或吸收剂。例如，在诸如尿布、成人失禁用品、和吸油垫和妇女卫生用品等材料中覆盖料可包围吸收剂。覆盖料可用于干燥片材包封活性成分。

当然对此材料要得到的各种性能特征取决于最终用途。一般地诸如强度、孔隙度和尺寸稳定性是主要关心的特征。

复合或组合系统可将两或多种生产系统组合产生特殊结构。例如，可将粉末或颗粒材料掺入纤维基体中。可通过织物/片材复合制备织物在层压制品中获得两者的理想性能。例如，可构造熔喷纤维和纺粘纤维的层合系统以利用纺粘织物较高的强度和熔喷织物的防渗或吸收性能。

混合或组合方法以各种方式应用。例如，薄膜-非织造纤维层压制品由于非织造材料的防止吸附剂渗透的性能可用作外科用帘布，或用作尿布的底布其中薄膜提供抗液体渗透性而非织造织物提供似纺织品的外观。包括一种吸收性介质和另一种容器特性的双侧层压制品可用作绷带。

SMS组合(纺粘-熔喷-纺粘)可用于医用服装作为流体阻挡层或细菌阻挡层。此应用中纺粘层提供强度和完整性，熔喷层提供要求的某些程度的防护或防渗性。

该材料也可掺入弹性层压制品中，以改善诸如尿布、面罩、或清洁房间服等制品的适应和舒适性。

上述许多应用中，在温度范围内的尺寸稳定性是该非织造材料的要求特性。本文所述获得低热缩率的技术可用于形成上述各种材料成形技术中所用纤维。

上述许多产品中膨松性是重要的。膨松性可通过本文所述技术改善，例如涉及：用热缩性产生卷曲，特别在多组分体系中；或机械诱导卷曲倾向。例如，施热时自卷曲的聚丙交酯配方可有利地用于要求高膨松性的织物。

强度特性重要时，典型地要控制结晶度或光学组成。为此，可在要求的水平提供最终产品或单独纤维的韧度。吸收性(或吸附剂)很重要时，非织造织物中纤维表面积和表面光洁度等因素是重要的。关于此变量可用本文所述一般技术。

非织造织物的过滤性能典型地与纤维尺寸、表面积和介质孔隙度等有关。所述技术可用于各种应用以便于过滤应用。

实施例

实施例1

提供数均分子量为93000、重均分子量为212000、多分散性指数为2.28、0.9％D-丙交酯、Mz为369000、Mz+1为562000、Mz/Mw为1.74、0.7％丙交酯残余、和2.3％低聚物的聚丙交酯组合物。将该聚丙交酯组合物熔纺。

用Forne挤出机进行纺丝。以两种方式卷取纤维：(a)用空气阻力拉伸装置和(b)用卷绕机。在下述系统试验中卷绕机用于纺丝速度低于1500m/min。所有试验均使用四孔纺丝板。卷取速度由连续性等式和质量通过量和最终长丝直径的测量值计算。密度由文献中报道的结晶和非晶态密度值和测量的结晶度估算。据报道聚丙交酯的结晶和非晶态密度分别为1.290和1.248g/cm³。参见E.W.Fischer，H.J.Sterzet and G.Wegner，Kolloid-Z.U.Z.聚合物(Polymers)，251，980(1973)。使用一定范围内的挤出温度和质量通过量。这些描述在结果中。但重要的是注意到所示质量通过量是所纺制的四根长丝的总量。将长丝纺入静态环境空气中；这是不如任何工业方法中苛刻的骤冷。纺线长度为约3m。收集试样并储存在塑料袋中，袋中有干燥剂以在进一步试验前保持干燥条件。

按上述方法测量长丝的沸水收缩率。

在20℃/min的加热速率下通过DSC技术测量结晶度。在Tg“峰”之后，如果试样进入DSC时未高度结晶则观察“冷”结晶。观察此“冷”结晶作为曲线中的小放热峰或下沉(dip)。然后在邻近165℃使所有晶体(包括初始试样中存在的和在“冷”结晶期间在DSC中形成的)熔融。因此，纤维加热之前的结晶度是通过熔融吸热测量的总结晶度减去加热过程中在DSC中形成的结晶度。后者是通过“冷”结晶放热测量。还可注意到某些DSC曲线出现两个熔融峰。尚不知这些峰的起因。

双折射用作分子定向性的度量。此测量用四级Berek补偿器和Olympus光学显微镜进行。

挤出温度、质量通过量和卷取速度的变化

第一系列纺丝试验提供宽范围的挤出温度、质量通过量和卷取速度。这导致宽范围的最终长丝直径，如图7中所示。

这些长丝的结晶度、双折射和沸水收缩率分别示于图8、9和10中。图8显示长丝中形成的结晶度随所研究各工艺变量的变化很大。例如用6.34g/min的质量通过量(mtp)在235℃下纺丝在长丝中形成显著结晶之前要求卷取速度在1500m/min附近。在更低的质量通过量或更低温度下纺丝在低得多的卷取速度下产生显著结晶。挤出温度更低导致对于给定卷取速度的纺线应力更高，显然趋于加速纺线中的结晶过程。质量通过量更低也增加纺线应力。在此试验中，纺丝速度更低也意味着长丝直径更大和冷却速率更慢。因此，可猜测长丝在结晶温度范围内保留时间更长，导致结晶度更高。这些结果表明因应力增加所致结晶速率提高一般比冷却速率改变的影响大得多。

图9示出双折射(和定向性)如所预计的趋于随卷取速率增加。此外，较高的双折射趋于与较高的结晶度相关联。

图10的收缩率结果显示在低卷取速度和低熔体温度下可实现低收缩率。然而，这些值是在拉伸装置中高压降(有时超过65psi)为代价获得的。在这些条件下，不能制备小直径的长丝；因此这种长丝在工业上可能不可行或不能用于纺粘型产品。此外，可观察到在恒定的速度和熔体通过量下，在较高挤出温度(T_m＝246)下纺制的长丝表现出较高的收缩率。

得到上述初步结果后，使纺丝条件范围变窄至包括实际熔纺或纺粘法可选择的条件。图11、12和13示出在质量通过量为2.95g/min(0.74g/min/孔)和三种不同纺丝温度下纺制长丝的结晶度、双折射和沸水收缩率。所有情况下，数据均覆盖很大的纺丝速度范围。在给定纺丝速度下，结晶度和双折射随挤出温度下降而增加。收缩率在较低纺丝速度下在曲线中出现最大值，因非晶态取向增加(使收缩率增加)和结晶度增加(使长丝稳定防收缩)的补偿作用所致。各种情况下超过最大值后，收缩率均逐渐降至约10％。

重要的是注意到图11、12和13中各曲线的纺丝速度的上限代表高于其则纺线中长丝开始断裂而低于其则易纺制无损长丝的卷取速度。显然，此上限纺丝速度在恒定质量通过量下随纺丝温度增加而增加。

图14、15和16示出在233℃的恒定挤出温度下改变质量通过量的效果。显然较高的质量通过量使较高结晶度和定向性和较低收缩率的区域移向较高纺丝速度。在给定卷取速度下增加质量通过量使长丝直径增加。这降低长丝上的应力，从而降低结晶度和定向性。

图11、12、14和15的结晶度和双折射曲线随着卷取速度的改变出现最大值。这些最大值的原因目前尚不清楚，但我们注意到在比双折射曲线中对应于最大值的速度高的速度下，收缩率基本上处于其“极限”或最低可能值。

实施例2

试验八种组合物。

此实施例中所用聚丙交酯组合物概括在表1中。

                                   表1

材料#	描述	Mn	Mw	PDI	Mz
						2a2b2c2g2h2d*2e2f	0.35％ESO0.35％ESO0.35％ESO无ESOEsoLACW/酒石酸2d+0.05％过氧化物2d+0.1％过氧化物	93,100105,00075,00097,60078,40068,80076,80076,100	212,000212,000148,000199,000234,000142,000182,000203,000	2.282.021.972.042.992.062.372.66	269,000363,000251,000353,000468,000244,000390,000501,000

材料#	MZ+1	Mz/Mn	低聚物(％)	％丙交酯残余	％R
						2a2b2c2g2h2d2e2f	562,000549,000379,000575,000731,000372,000703,000968,000	2.93.53.33.66.03.55.16.6	2.30.90.80.91.91.30.80.9	0.880.550.680.730.460.430.42	0.91.21.01.31.01.11.11.1

*有酒石酸的组合物2d是用于制备过氧化物共混组合物2e和2f的原料聚合物。

在不同共混比下进行高和低分子量PLA的共混研究。

第一类组合物(2a、2b和2c)已在实施例1中研究和论述。

第二类组合物(2d、2e和2f)包括交联量不同的聚丙交酯。组合物2e和2f通过分别用0.05％和0.1％过氧化物处理由组合物2d制备。交联的证据是基于表1中所报道的Mz、Mz+1、Mz/Mn升高。第三组树脂(2g、2h)含有支化含量不同的两种聚合物。聚合物2g不含环氧化豆油，应是比聚合物2a、2b和2c更线型的PLA。聚合物2h是用由已与乳酸反应的环氧化豆油组成的引发剂制备的“星”形聚合物。

纺丝方法

用实施例1中所述Forne挤出机进行纺丝和计算。挤出温度为233℃，质量通过量为约2.85g/min。但重要的是注意到所示质量通过量是所纺制的四根长丝的总量。如果要求每个纺丝孔或每根长丝的质量通过量，必须将所示质量通过量除以4。

交联的影响

图17示出交联对收缩率的影响。显然用0.1％过氧化物处理而有最高交联量的PLA(2f)在恒定卷取速度(V)下有最低的收缩率。由图17和18可推论纤维中交联量越高，则达到“极限”或最小收缩率所需速度越低。而且注意到此值(约15％)比实施例1的纤维高。而且注意到在由熔体拉伸纤维期间，(2f)表现出比其它两个更高的粘度。显然，交联使熔体的粘度升高。

此组聚合物与前面研究的树脂比较时，观察(2a)和(2c)的结果，图18。首先，(2d)有类似于(2c)的收缩结果。根据表1，这两种聚合物有类似的分子量和分子量分布。即使不是结论性的，结果表明(2d)的收缩率曲线比(2c)的稍微偏左。预计这是因为(2d)的分子量和多分散性值比(2c)的稍高。其次，(2f)形成最小收缩率约15％的平直部分，比(2a)和(2c)的稍高。我们已在纤维熔纺期间观察到交联使熔体的粘度升高，从而增加分子的定向性。根据我们的知识，因交联所致收缩性能改善是由于粘度升高导致在较高速度下分子定向性和结晶作用较高。然而，交联的分子应表现出较低的最终结晶度，因而收缩率相对地高于未交联分子。

支化的影响

提供支化量不同的两种试样。PLA 2h有比2g高的支化度。根据图19，2g形成高于2h的双折射，因而纤维定向性和结晶度较高。更线型的链比支化的链更易定向和结晶。因此，支化使PLA的分子定向性和结晶速率下降。

2g和2h的收缩率结果示于图20中。显然2g在整个速度范围内表现出更低的收缩率。此外，它形成约7％的较低的最小收缩率。还值得注意的是比较取自纺丝板的未进一步拉伸的前两个数据点时，它们的收缩率在较高速度下对应于可达到的最低收缩率。这意味着有一限制收缩率的因子，由分子构造控制，低于其则结晶度量不能控制收缩率。

共混比的影响

将不同分子量的两种聚合物以颗粒形式混合，比例由25、50和75％改变。这些试样的纤维的双折射示于图21中。因此，混合物的双折射均靠近低分子量试样(2c)的。

混合有不同分子量的两种聚合物的目的是要改善收缩性能。进行此研究中，我们希望低和高分子量试样的收缩性能更好。预计当少量高分子量试样与低分子量试样混合时，高分子量分子的定向性更高，因而改善结晶度，从而降低收缩率。然而，与所希望的相反。事实上，根据图22，所有混合物均有比最低分子量试样2c高的收缩率。

实施例3

将聚乳酸聚合物(Cargill Lot/Box 515-710，Mn：69000，Mw：146000和1.2％R)与聚丙烯(Montell，MFI-35)以50/50和30/70的重量比以皮芯构型复合。PLA和PP均在230℃下挤出。用两个1-1/4”直径的挤出机(L/D为30∶1)输送、熔化和挤出颗粒。通过在计量泵进口处保持设定压力控制螺杆速度。调节泵速由于计量泵的限制对于50/50组分比产生0.1g/min/毛细管至1.2g/min/毛细管，对于30/70组分比产生0.1g/min/毛细管至0.9g/min/毛细管。使用有288个毛细管的双组分纺丝头组合件，每个毛细管0.35mm。用Lurgi-style空气吸丝装置使长丝骤冷和变细。将空气吸丝装置设定在80psi的恒定空气压力下。以0.1g/min的增量在每个通过量下收集长丝、贴标签和装袋。在每个通过量下测量粘结点。粘结点记录为从纺丝板至长丝粘结于不锈钢棒的距离(in.)。粘结是聚合物骤冷界限的指标。在表面上有PLA时，防止粘结。

还在PP芯和50/50和30/70重量比下用PET作为表面组分(Wellman，0.64IV)制备皮芯型双组分。在最终熔体温度295℃下挤出PET和PP。用相同的Lurgi-style空气吸丝装置使该PET/PP皮芯型双组分长丝骤冷和变细。该吸丝装置在80psi的恒定的拉伸力下应用。给试样贴标签并小心地装袋。

表2比较PP/PP、PLA/PP和PET/PP皮芯型双组分的粘结点。粘结是聚合物骤冷界限的指标。表面上有PLA，防止粘结。表2证明在聚丙烯表面上使用PLA的优点，但也表明用PLA代替PET的显著性能优点。对于PET/PP记录的长丝断裂防止在80psi下成功地拉伸纺线。对拉伸比或空气吸丝枪压力的敏感性不仅限制通过量和总生产率，而且限制可获得的极限长丝直径。通过量越低，在高拉伸力下产生更细的长丝直径。

表2在80psi下对50∶50皮芯型双组分测量的粘点(in.)

通过量(g/min/孔)	高骤冷			中骤冷			低骤冷
											PP/PP	PLA/PP	PET/PP	PP/PP	PLA/PP	PET/PP	PP/PP	PLA/PP	PET/PP
0.1	断裂	断裂	断裂	断裂	断裂	断裂	断裂	2	断裂
										0.2	断裂	3	断裂	7	4	断裂	21	4	断裂
0.3	5	3	断裂	11	5	断裂	粘结	5	断裂
										0.4	7	6	断裂	13	6	断裂	粘结	7	断裂
0.5	9	6	断裂	13	7	断裂	粘结	8	断裂
										0.6	11	7	断裂	20	7	7	粘结	10	6
0.7	12	8	3	粘结	6	7	粘结	10	7
										0.8	13	9	5	粘结	10	8	粘结	12	8
0.9	14	9	6	粘结	13	8	粘结	13	8
										1	17	9	6	粘结	13	9	粘结	17	9
1.1	17	10	7	粘结	15	9	粘结	17	11
										1.2	17	12	7	粘结	18	10	粘结	20	11

该实施例表明用PLA作为多组分体系的含可再生和/或可降解组分除其固有的降解性之外，还提供比传统聚酯/聚烯烃体系改善的纺丝性。

表3&4列出每种皮芯双组分体系(50/50和30/70的PP/PP、PLA/PP和PET/PP)的长丝直径。断裂速度定义为在恒定拉伸力下长丝连续拉上和断裂时的通过量。纺线中频繁断裂力不一致防碍试样收集。生产中纺线断裂将防碍形成可接受的纤维网。

表3显示使用PLA的优点。在不断裂或粘结的情况下可能的极限旦数比PP/PP好。用PLA，可在较低速度下生产比PET/PP更细的旦数/丝(dpf)。

长丝断裂表示纺线对拉伸速度或空气吸丝枪压力的敏感性，不仅限制通过量和总生产率，而且极大地降低长丝直径的控制。通过量较低和适度至高拉伸速率典型地产生某些应用所需更细旦数的长丝。

表3  50/50重量比的皮芯PP/PP、PLA/PP和PET/PP双

           组分的长丝直径(微米)

通过量(g/min/孔)	高骤冷			中骤冷			低骤冷
											PP/PP	PLA/PP	PET/PP	PP/PP	PLA/PP	PET/PP	PP/PP	PLA/PP	PET/PP
0.1	断裂	断裂	断裂	断裂	断裂	断裂	断裂	7.91	断裂
										0.2	断裂	9.38	断裂	9.44	9.63	断裂	10.56	9.28	断裂
0.3	11.5	12.13	断裂	12.19	11.10	断裂	粘结	11.88	断裂
										0.4	12.06	12.81	断裂	14.06	12.13	断裂	粘结	13.81	断裂
0.5	14.44	13.94	断裂	14.81	13.75	断裂	粘结	14.44	断裂
										0.6	14.81	15	断裂	14.56	16.63	14.69	粘结	14.69	15.63
0.7	16.75	15.63	15.38	粘结	15.94	16.31	粘结	16.06	16.19
										0.8	16.88	16.81	16.5	粘结	16.56	17.19	粘结	16.63	17.94
0.9	18.31	17.81	17.25	粘结	17.69	17.81	粘结	18.06	18.44
										1	19.39	18.25	18.56	粘结	19.81	19	粘结	18.75	20.81
1.1	19.25	20.44	17.88	粘结	20.94	19.38	粘结	19.88	19.25
										1.2	19.81	20.19	20.19	粘结	19.63	20.75	粘结	20.56	20.63

表430/70重量比的皮芯PP/PP、PLA/PP和PET/PP双

         组分的长丝直径(微米)

通过量(g/min/孔)	高骤冷			中骤冷			低骤冷
											PP/PP	PLA/PP	PET/PP	PP/PP	PLA/PP	PET/PP	PP/PP	PLA/PP	PET/PP
0.1	断裂	断裂	断裂	断裂	8.69	断裂	断裂	断裂	断裂
										0.2	断裂	11.63	断裂	9.44	11.06	断裂	10.56	断裂	断裂
0.3	11.5	13	断裂	12.19	12.94	断裂	粘结	断裂	断裂
										0.4	12.06	13.56	断裂	14.06	14.25	断裂	粘结	12.25	断裂
0.5	14.44	9.69	断裂	14.81	14.69	断裂	粘结	15.5	断裂
										0.6	14.81	15.56	17.81	14.56	14.69	19.63	粘结	14.9	断裂
0.7	16.75	18.5	18.5	粘结	17.38	18.13	粘结	17.81	18.56
										0.8	16.88	18.81	18.5	粘结	17.31	19.81	粘结	17.75	17.25
0.9	18.31	18.25	19.13	粘结	19	19.38	粘结	18.81	20.56

该实施例表明用PLS作为聚烯烃芯的表面组分提供比单组分

PP/PP和/或PET/PP多组分更细旦数的纺制长丝。

实施例4

为证明PLA/PP并列型组分的自原纤化性质，拍摄了显微照片。显微照片是在TPC Labs(Minneapolis，Minnesota)拍摄。所拍摄的长丝为含50/50(重量比)PLA和PP的并列型双组分。在Hill’s，Incorporated(位于West Melbourne，F1orida)纺制纤维。

看来机械制备这些特殊纤维的载片足以分离所拍摄纤维的两组分。图6(a)示出并列型PET/PP双组分纤维，图6(b)示出并列型(30/70)PET/PP双组分纤维；图6(d)示出并列型(30/70)PET/PP双组分纤维；图6(c)示出(30/70)PLA/PP双组分；和图6(d)示出并列型(30/70)PET/PP双组分纤维。

这些纤维用50/50的聚乳酸聚合物(Cargill Lot/Box 515-710)与聚丙烯(Montell，MFI-35)构成并列型双组分体系纺制。每种聚合物在230℃的最终熔体温度下分别挤出。通过量为1.0g/min/毛细管，总通过量为288g/min。用缝口模头使长丝骤冷和变细。小心地收集试样，贴标签并装袋。

该实施例表明PLA/PP(或与PLA的相互亲合力低的其它聚合物)的双组分体系构成并列、或复叶或多叶(但不限于此)以提供自原纤化的可降解的微丝。

实施例5

为证明PLA/PP并列型双组分的较高纺丝速率，设计一试验考察聚乳酸聚合物(Cargill Lot/Box：515-710，Mn：69000，Mw：146000和1.2％R)与聚丙烯(Montell，MFI：35)以50/50和30/70的重量比复合成皮芯构型。PLA和PP均在230℃的最终熔体温度下挤出。调节泵速以输送0.8g/min/毛细管，总共230.4g/min。用Lurgi-style空气吸丝装置使长丝骤冷和变细。空气拉力在20和110psi之间。以10psi的增量收集试样并贴标签。表5示出在每个拉伸速率下计算的PP/PP、PLA/PP和PET/PP的丝速。较细的长丝直径对应于较高的丝速。

表5在0.8g/min/毛细管和不同拉伸速率下PP/PP、

     PLA/PP和PET/PP并列型双组分的丝速

空气压力(psi)	PP/PP50∶50          30∶70		PLA/PP50∶50          30∶70		PET/PP50∶50          30∶70
							20	599	596	354	394	402	527
30	1249	1507	590	656	734	345
							40	1330	1507	1240	961	1139	657
50	1760	1748	1601	1279	1119	1012
							60	1973	2271	3491	1707	1220	1404
70	2325	2648	4022	2254	1814	1775
							80	2529	2881	5316	2717	2209	2043
90	2855	3031	5824	2757	2342	1736
							100	2877	3031	5367	2899	2516	2256
110	3332	3373	8591	3475	2311	2256

该实施例表明PLA/PP(或与PLA的相互亲合力低的其它聚合物)并列型双组分产生自原纤化、可降解的微丝，可在高于传统微丝的通过量下纺制。

实施例6

将来自Lot/Box：515-710的聚乳酸聚合物与35MFR聚丙烯(Montell)以50/50和30/70的重量比复合成并列型双组分。在230℃的最终熔体温度下挤出PP/PP和PLA/PP。PET和PP以相同比例构成并列型。调节泵速以输送0.8g/min/毛细管，总通过量230.4g/min。用Lurgi-style空气吸丝装置使长丝骤冷和变细。空气拉力在20和110psi之间。以10psi的增量小心收集试样并贴标签。表6示出PP/PP、PLA/PP和PET/PP并列型的长丝直径。显然，PLA/PP长丝有最细的直径。较细的长丝直径提供优点如降低计量纤维网厚度，同时使纤维网上的长丝分布更均匀。同样，在较高速度下纺制长丝的能力使制造者能生产更细的旦数或增加生产率。

    表6在0.8g/min/毛细管和不同拉伸速率下

  PP/PP、PLA/PP和PET/PP并列型双组分的长丝直径

空气压力(psi)	PP/PP50∶50        30∶70		PP/PP50∶50      30∶70		PET/PP50∶50       30∶70
							20	34.94	38.06	48.69	46.94	46.63	50.31
30	24.19	23.94	37.7	36.38	34.5	46.64
							40	23.44	23.94	26	30.06	27.69	36.38
50	20.38	22.31	22.88	26.06	27.94	29.31
							60	19.25	19.5	15.5	22.56	26.75	24.88
70	17.38	18.06	14.44	19.63	21.94	22.13
							80	17	17.38	12.56	17.88	19.88	20.63
90	16	16.88	12	17.75	19.31	22.38
							100	15.94	16.88	12.5	17.31	18.63	19.63
110	14.81	16	9.88	15.81	19.44	19.63

该实施例表明PLA与聚烯烃用于并列型多组分纤维能在传统设备上生产更细旦数的长丝。

实施例7

将来自Lot/Box：515-710的聚乳酸聚合物(Mn：69000；Mw：146000和1.2％R)与聚丙烯(Montell，MFI-35)以50/50和30/70复合成并列型双组分。以相同重量比制备PET(IV0.64)/PP(Montell，35MFR)并列型双组分，但用于PET/PP的最终挤出机的熔体温度为295℃。两种并列型体系的通过量以0.1g/min的增量从0.1g/min/毛细管增至1.2g/min/毛细管。

表750℃下在恒定拉伸比下PLA/PP和

   PET/PP并列型双组分的卷曲频率(卷曲/英寸)

通过量(g/min/毛细管)	50∶50PLA/PP              PET/PP		30∶70PLA/PP              PET/PP
					0.3	20.7	6.3	26.3	19.1
0.4	14.1	7.2	24	12.1
					0.5	9.3	9.5	29.8	13.5
0.6	18.5	5.4	24	9.9
					0.7	12	4.9	25.4	10.4
0.8	11.8	5.8	14.4	8.5
					0.9	4.3	6.2	19.4	8.4
1	10.6	3.6
					1.1	9	5.7
1.2	9.3	9.3

将聚乳酸聚合物(Cargill Lot/Box：515-710，Mn：69000；Mw：146000和1.2％R)与聚丙烯(Montell，MFI-35)以50/50和30/70的重量比复合成皮芯构型。PLA和PP均在230℃的最终熔体温度下挤出。以相同比例和构型复合PET和PP。调节泵速以输送0.8g/min/毛细管，总共230.4g/min。用Lurgi-style空气吸丝装置使长丝骤冷和变细。空气拉力在20和120psi之间。以10psi的增量收集试样并贴标签。表8示出每个拉伸速率下PLA/PP和PET/PP并列型的卷曲频率。

      表8100℃下在恒定拉伸比(80psig)

下PLA/PP和PET/PP并列型双组分的卷曲频率(卷曲/英寸)

通过量(g/min/毛细管)	50∶50PLA/PP              PET/PP		30∶70PLA/PP              PET/PP
					0.3	105.8	108.7	44.5	35.3
0.4	52.2	35.3	45.2	35.3
					0.5	56.4	38.8	35.3	38.8
0.6	43.7	42.3	36.8	38.8
					0.7	55	38.8	52.2	22.6
0.8	46.6	49.4	48.7	45.9
					0.9	40.1	63.5	23.7	30.3
1.0	44.5	49.4
					1.1	26.1	39.5
1.2	57.2	45.2

该实施例表明在多组分体系中用PLA作为组分之一使纤维能在比高膨松应用中所用传统聚酯更低的温度下在初纺和附加诱导卷曲中提供更多的卷曲。对比表7和8证明含PLA的纤维在比PET/PP纤维更低的温度下开始卷曲。卷曲频率的测量很难，该数据中计入一些散射。

实施例8

该实施例用于理解D含量如何影响PLA纤维的结晶熔化温度和热粘合性。双组分纤维的理想特征是有高耐热性和低热粘温度。此试验产生的数据用于选择适用于各种应用双组分纤维中所用PLA等级。

在毛细管型流变仪中使表9中所示Mn为90000-100000和各种光学组成的聚丙交酯试样熔化并由熔体牵引产生初纺纤维。随后将所述初纺纤维在70℃通过拉伸取向至其原长度的三倍，产生取向纤维。还在100℃使聚合物颗粒试样退火48小时。

下表中的数据表明结晶度(J/g)和峰熔体温度均随D-含量增加显著下降。初纺纤维和取向纤维间的峰熔点似乎没有或几乎没有差别，但取向纤维在此试验中有高得多的结晶度。取向纤维有比初纺纤维高的Tg，随着D-含量增加Tg下降10℃。因此，我们预计高D-含量的纤维在比低D-含量纤维更低的温度下粘结且结晶较少。

                       表9

材料	Mn	Mw	PDI	丙交酯w％	D-含量(％R-乳酸残余)
						a	95,500	218,000	2.28	1.6	3.0
b	98,900	226,000	2.28	0.8	6.3
						c	95,400	203,000	2.13	0.3	8.5
d	99,000	230,000	2.30	1.3	11.8
						e	90,800	210,000	2.30	0.9	15.3
f	92,000	234,000	2.55	1.0	17.8

	中点Tg(℃)			结晶度(J/g)			峰熔点(℃)
										材料	退火的颗粒	初纺纤维	取向纤维	退火的颗粒	初纺纤维	取向纤维	退火的颗粒	初纺纤维	取向纤维
a	62	54.8	66	40.7	4.0	27.4	164.6	163.6	160.7
										b	54.9	54.5	65.1	38.7	1.3	13.3	150.3	148.8	148.0
c	60.7	53.6	62.7	27.0	0	7.8	143.7	139.0	137.4
										d	56.9	52.9	60.2	13.3		2.1	124.5		120.2
e	58.2	51.3	56.2
										f	57.9	51.9	56.2

实施例9

将聚乳酸聚合物(Cargill Lot/Box：474-703-～4％D)以1∶1的比例与聚丁二酸丁二酯己二酸丁二酯共聚物(Bionolle 3020，ShowaHighpolymer Co.Ltd.)复合成皮芯构型。PLA组成皮，Bionolle组成芯。将各聚合物分别通过Hills，Inc.设计的特殊纺丝板挤出，使两种聚合物共挤成双组分长丝。PLA在约230℃的最终熔体温度下挤出。Bionolle在约200℃的熔体温度下挤出。纺丝头保持在约235℃的温度下。调节泵速产生约0.6cc/min/毛细管，共144个毛细管或总共86.4cc/min。用Lurgi-style空气吸丝装置使长丝骤冷和变细。该吸丝装置通过调节空气压力向长丝施加拉力。向长丝施加60psig的空气压力，然后手工收集，小心地装袋以避免长丝的意外拉伸，然后试验确定性能并贴标签3067-12-8(表1)。纺丝过程期间，观察对每个试样和拉力的相对可纺性。基于长丝直径和表10下面的公式计算丝速。观察到这些长丝纺得非常好，无断丝。初纺长丝的直径看来非常细，有柔软的“手感”。

                         表10

试样ID(3067-12)	双组分构型(1)	第一聚合物(皮)(2)	第二聚合物(芯)(2)	s/c之比	毛细管通过量(cc/min/毛细管)	枪压(psig)	纺丝等级(1-8)(3)	长丝直径(μm)	计算丝速(mpm)(4)
										4	s/c	474	B1030	2∶1	0.6	60	5	18.1	1848
5	s/c	474	B1030	1∶1	0.6	60	5	15.4	2553
										6	s/c	474	B1030	1∶1	0.6	80	5.1	14.4	2920
7	s/c	474	B1030	1∶1	0.6	100	5.1	13.8	3179
										8	s/c	474	B3020	1∶1	0.6	60	5	15.9	2395
9	s/c	474	B3020	1∶1	0.6	80	4.5	14.3	2961
										10	s/c	474	B3020	1∶1	0.6	100	4.5	14.8	2764
16	s/c	474	513	1∶1	0.6	60	4	-	-
										17	s/c	474	513	1∶1	0.6	80	3.5	-	-
18	s/c	474	513	1∶1	0.6	100	3	-	-
										(3067-13)34	s/ss/s	474474	513513	1∶11∶1	0.60.6	6080	4.53.5	14.212.6	30033814

1.双组分构型：s/c：皮芯型；s/s：并列型

2.聚合物标号：

Lot/Box    Mn     Mw    Mz    Mz+1  PDI   ％D  ％M ％低聚物 MFR
	PLA      503-701    67500  149K  280K  445K  2.22  0.95 0.4  1.75    -503-701Ex. 58200  134K  294K  680K  2.3   0.95 0.3  2.2     -474-703    70560  175K  353K  595K  2.48  4.5  0.7  2.8     -474-703Ex. 59835  136K  266K  455K  2.27  4.5  0.4  3.5     -Bionolle 1030       56700  110K  188K  291K  1.95  -         2.2   30-393020       60500  119K  200K  310K  1.97  -         2.1   20-29

3.纺丝等级假定为在延性和脆性或弹性破裂间的连续介质(见附件)

4.速度＝(体积输出量/(((长丝半径(μm))^∧2)*Pi))*密度比(～1.07/1.35)

实施例10

为证明含丙交酯聚合物的双组分的机械纺制和拉伸，使聚乳酸聚合物(Cargill Lot 474-703)与不同聚乳酸(Cargill Lot 513-701-～1.6％D)以并列构型挤出。毛细管通过量为～0.6cc/min/孔，各聚合物的比例为约1∶1。使用144个孔的纺丝板，挤出条件与实施例9中所述基本相同。使长丝骤冷，通过上油辊，用一系列导丝辊加速，以1000m/min收集在筒管上。使筒管老化过夜。然后将这些长丝用加热的导丝辊拉伸和退火，再收集在筒管上，贴标签3067-13-1。那些性能示于表11中。这些长丝看来有很高的强度和伸长率。

                                   表11

试样ID(3067-12)	双组分构型(1)	第一聚合物(皮)(2)	第二聚合物(芯)(2)	s/c之比	毛细管通过量(cc/min/毛细管)	卷取速度(mpm)	纺丝等级(1-8)(3)	长丝直径(μm)	计算丝速(mpm)(4)	韧度(g/d)	％伸长率(％)
												1	s/c	474	B1030	1∶1	0.6	1000	4	26	896
2	s/c	474	B1030	2∶1	0.6	1000	4	27.2	818
												3	s/c	474	B1030	2∶1	0.6	1000	4	25.4	939
11	s/c	474	B3020	1∶1	0.6	1000	4	24.4	1017	0.64	85
												12	s/c	474	B3020	2∶1	0.6	1000	4	25.1	961
13	s/c	474	B1030	2∶1	0.6	1000	4	24.94	973
												14	s/c	474	513	1∶1	0.6	1000	4	24.6	1001	1.27	126
15	s/c	474	513	1∶2	0.6	1000	4	25.3	946	1.23	118
												(3067-13)12	s/ss/s	474474	513513	1∶12∶1	0.60.6	10001000	44	24.824.7	984.48982.47

1.双组分构型：s/c：皮芯型；s/s：并列型2.聚合物标号：

Lot/Box      Mn    Mw   Mz  Mz+1 PD1  ％D  ％M  ％低聚物 MFR
	PLA      503-701     67500 149K 280K 445K 2.22 0.95 0.4  1.75      -503-701Ex.  58200 134K 294K 680K 2.3  0.95 0.3  2.2       -474-703     70560 175K 353K 595K 2.48 4.5  0.7  2.8       -474-703Ex.  59835 136K 266K 455K 2.27 4.5  0.4  3.5       -Bionolle    1030     56700 110K 188K 291K 1.95  -        2.2       30-393020     60500 119K 200K 310K 1.97  -        2.1       20-2g

3.纺丝等级假定为在延性和脆性或弹性破裂间的连续介质(见附件)

4.速度＝(体积输出量/(((长丝半径(μm))^∧2)*Pi))*密度比(～1.07/1.35)

实施例11

为证明机械纺制长丝的拉伸和退火，由筒管经三个加热的导丝辊导引试样3067-13-1的丝束。独立地控制各导丝辊的温度和转速。导丝辊的速度差决定拉伸比，如表12中所列。加热丝束以促进拉伸和使来自拉伸丝的应力退火。拉伸条件和长丝性能示于表12中。拉伸的长丝有很高的强度和伸长率。

                                  表12

试样ID(3067-12)	双组分构型(1)	第一聚合物(皮)(2)	第二聚合物(芯)(2)	s/c之比	长丝直径(μm)(4)	计算丝速(mpm)	韧度(g/d)	％伸长率(％)	拉伸	辊1	辊2	辊3	拉伸比	拉伸纤维旦数	拉伸纤维韧度(g/d)	拉伸纤维伸长率(％)
																	1A	s/c	474	B1030	1∶1	28	898			辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	2007510	300809	300809	1.5	3.7	1.26	31
2A	s/c	474	B1030	2∶1	27.2	818			辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	4008510	700909	700909	1.75	3.26	1.72	22
																	2B	s/c	474	B1030	2∶1	27.2	818			辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	4008010	600859	600909	1.5	3.75	1.46	32
2C	s/c	474	B1030	2∶1	27.2	818			辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	4007510	625809	625809	1.3	3.7	1.4	30
																	11A	s/c	474	B3020	1∶1	24.4	1017	0.64	85	辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	4007510	625809	625809	1.3	3.5	1.26	27
14A	s/c	474	513	1∶1	24.8	1001	1.27	126	辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	3008010	750859	750909	2.5	2.32	3.3	22
																	14B	s/c	474	513	1∶1	24.8	1001	1.27	126	辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	3008010	600859	600909	2.88	2	2.5	28

                       表12(续)

试样ID(3067-12)	双组分构型(1)	第一聚合物(皮)(2)	第二聚合物(芯)(2)	s/c之比	长丝直径(μm)(4)	计算丝速(mpm)	韧度(g/d)	％伸长率(％)	拉伸	辊1	辊2	辊3	拉伸比	拉伸纤维旦数	拉伸纤维韧度(g/d)	拉伸纤维伸长率(％)
																	15A	s/c	474	513	1∶2	25.3	948	1.23	118	辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	3008010	650859	650909	2.1	80	85	90
15B	s/c	474	513	1∶2	25.3	948	1.23	118	辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	3008010	600859	600909
																	(3067-13)1A	s/c	474	513	1∶1	24.8	984			辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	400759	800808	800809	2	3.6	1.95	41
1B	s/c	474	513	1∶1	24.8	984			辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	400759	1000808	1000809	2.5	2.29	3.4	30
																	2A	s/c	474	513	2∶1	24.7	992			辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	2007510	500809	500809	2.5	2.24	2.9	25
2B	s/c	474	513	2∶1	24.7	992			辊速(mpm)辊温(℃)绕丝号	2007510	400809	400809	2	2.7	2.3	37

1.双组分构型：s/c：皮芯型；s/s：并列型

2.聚合物标号：

Lot/Box    Mn    Mw    Mz    Mz+1  PD1  ％D    ％D ％olig MFR
	PLA      503-701   67500  149K  280K  445K  2.22  0.95  0.4  1.75  -503-701Ex.58200  134K  294K  680K  2.3   0.95  0.3  2.2   -474-703   70560  175K  353K  595K  2.48  4.5   0.7  2.8   -474-703Ex.59835  138K  266K  455K  2.27  4.5   0.4  3.5   -Bionolle 1030      58700  110K  188K  291K  1.95  -          2.2   30-393020      60500  119K  200K  310K  1.97  -          2.1   20-29

实施例12

该实施例评价水解PLA的纺丝和物性。

用中试纺丝线路测试用湿熔聚合物水解的PLA的纺丝性能。用热水解降低PLA的分子量，从而使粘度降至更适用于纺粘工艺的水平。将水加至PLA颗粒表面，然后用30mm挤出机挤出该PLA并再造粒，使聚合物水解。

使水解的PLA颗粒结晶并干燥至＜100ppm湿度(用Karl-Fisher分析)。将干燥的颗粒储存在密封袋中直到使用。准备使用中，将颗粒直接由密封袋移至中试纺丝线路的N₂喷射的料斗中。

在水解再加工之前使较高分子量的PLA’s共混。选择有低％D含量(＜1.5％D)的PLA’s。它们的平均值示于下面：

                      水解前             水解后

    Mn：              94000              63800

    ％D：             1.3％              1.3

该纺丝线路包括密封的料斗，N₂进入料斗底部，而从顶部离开。料斗设置在1”挤出机(长∶径比l/d为24∶1)的水冷进料段顶部。将聚合物送入Zenith齿轮计量泵，计量0.9g/min/毛细管至68个毛细管的纺丝板。挤出机的rpm控制在300psig的恒定压头下。Lurgi-Docan式空气吸丝装置位于距纺丝板约2米处。可通过调节供给吸丝装置的空气压力改变拉力。当长丝离开拉细器(空气吸丝装置)时收集长丝。性能示于表13中。表13

挤出机	1”，24∶1，4段
		泵	1.752cc/rev
泵RPM	32rpm
		毛细管通过量	0.9g/m/h
纺丝板	68个毛细管，直径0.4
		挤出机压头	300psig

PLA：584-711(水解PLA)

试样	纺丝头组件压力(psig)	拉细器压力(psig)	熔体温度(℃)	纺丝等级(1-8)	粘结点(cm)	长丝直径(μm)	计算的丝速(mpm)	双折射(×10∧-2)	结晶度(J/g)	沸水收缩率(％)
											1	575	40	228	4.5	18	20.1	2425	0.7	8.6	73
2	505	60	228	4.5	20	18.5	2862	0.94	20.9	58
											3	497	80	228	3.8	23	15.5	4077	1.3	32.2	22
4	489	100	228	3.5	20	14.4	4724	1.33	34.2	15
											5	485	120	228	3.3	25	14	4998	1.62	39.0	13
6	512	40	223	4.6	20	23.9	1715	0.62	13.6	74
											7	505	60	223	4.5	20	18.9	2742	0.91	15.6	61
8	495	80	223	4.3	23	16.07	3793	1.33	29.6	11
											9	489	100	223	3.5	20	16	3826	1.4	36.1	16
10	486	120	223	3.1	18	13.47	5399	1.41	39.1	13

PLA：584-711(有稳定剂)]

试样	纺丝头组件压力(psig)	拉细器压力(psig)	熔体温度(℃)	纺丝等级(1-8)	粘结点(cm)	长丝直径(μm)	计算的丝速(mpm)	双折射(×10∧-2)	结晶度(J/g)	沸水收缩率(％)
											11	442	80	223	4.5	20	17.6	3162	1.24	34.8	14
12	471	100	223	3.9	18	16.2	3732	1.45	34.4	12

PLA：584-711(有TiO₂)

试样	纺丝头组件压力(psig)	拉细器压力(psig)	熔体温度(℃)	纺丝等级(1-8)	粘结点(cm)	长丝直径(μm)	计算的丝速(mpm)	双折射(×10∧-2)	结晶度(J/g)	沸水收缩率(％)
											13	525	40	223	42	20	22.9	1868	0.66	13.1	75
14	523	60	223	3.7	20	18.1	2990	0.93	25.4	63
											15	515	80	223	3.5	23	16.5	3598	1.25	29.1	21
16	526	100	223	3.3	20	14.9	4412	1.4	34	14
											17	518	120	223	2.9	18	13.9	5070	1.46	32.1	13

聚合物性能584-711

Mn	Mw	PDI	％RL	MFR	％D
						63.8K	136.6K	2.14	0.11	31	1.3

与PLA的标准反应器等级相似，水解PLA表现出以下特征：

-较高的拉细器压力产生较低的长丝直径(较高速度)

-双折射随计算的长丝速度增加

-结晶度随计算的长丝速度增加

-沸水收缩率随丝速增加而下降(非线性地)

较低的熔体温度相对于丝速产生较低的收缩率值。换言之，收缩率/速度曲线随着熔体温度降低向左偏移。

加入酒石酸作为稳定剂(0.05％)似乎对纤维加工性、拉细、结晶度、或收缩率无不利影响。

加入TiO₂看来也对加工性、拉细或收缩率无不利影响。

申请人发现水解PLA似乎适用于纤维和非织造方法和应用。此外，利用水解似乎可仅通过聚合产生纤维级PLA。预计聚合方法能用于生产单一等级的PLA，然后再加工以满足各市场或用户的要求。这样可改善聚合和生产的经济性，因为生产较少的等级意味着减少过渡废物。

预计水解PLA可与选择的添加剂混合以改善性能如白度或稳定性，而不损害加工性或收缩性。

实施例13

该实施例表明用高丝速和低％D PLA生产低收缩织物。

Nippon-Kodoshi是日本的纺粘设备制造者。在此设备上加工有1.1％D异构体含量的低分子量PLA生产低收缩性织物。方法描述于下：聚合物  Mn  Mw   Mz   Mz+1 PDI  Mz/Mn ％R ESO MFR(210℃)

    73K 156K 297K 506K 2.15 4.07  1.1 0.35    15

将聚合物干燥至低于100ppm的湿度，加入配有4个加热区的双螺杆排气挤出机。最终熔体温度为约225℃。使挤出物通过过滤器至一对20cc/转的齿轮泵。为生产低旦数织物试样，该泵计量熔融的聚合物至配有约700个毛细管的0.5M宽的纺丝板，速度为0.35g/min/毛细管。为生产较高旦数的试样，与纤维质量成比例地增加泵速。

使挤出的长丝先通过横吹冷却区后用缝口拉细器拉伸。调节缝口的压力使丝速接近5000m/min。在这些条件下，纺丝极好。基本上未观察到断丝。

将长丝收集在多孔传送带上，使纤维网通过配有光滑辊和压花钢辊的加热压延系统粘合。压延机的温度保持在130℃附近。通过调节传送器的速度得到不同的织物重量。结果示于表14中。

申请人发现在两个通过量下均产生热稳性织物(～15、19、24gsm)；纤维网的压延增加聚合物的结晶度并降低收缩率，对于高和低旦数的织物试样均观察到极好的织物性能；和长丝性能非常类似于前面试验中所观察到的。

                                 表14

                  Eco-PLA(tm)/Mippon-kodoshi纺粘织物

旦数(dpf)	织物重(gsm)	沸水收缩率**		60℃空气收缩率		结晶度	Pk剥离张力		Pk伸长率		TEA
													MD(％)	CD(％)	MD(％)	CD(％)	(J/g)	MD(g/in)	CD(g/in)	MD(％)	CD(％)	MD(N-M/M^2)	CD(N-M/M^2)
		1*	14.4	2.5	1.1	1.0	1.0	47.6	1590	830	21	20												96.47	46.62
1*	18.5												3.1	0.7	0.4	0.2	47.8	2350	1200	26	24	172.38	81.62
		1*	23.1	1.7	0.5	0.5	0.6	47.0	2970	1790	23	24												169.87	124.67
2	18.5												1.6	0.6	0.5	0.4	45.7	1780	1000	23	17	123.3	51.2
		2	24.1	1.4	0.4	0.3	0.4	45.2	1740	1660	21	22												107.7	110.6

*1旦数长丝性能	直径(μm)	丝速(mpm)	双折射(×10^2)	沸水收缩率(％)	剩余丙交酯(％)	Mn(×10^3)	Mw(×10^3)	Mz(×10^3)	结晶度(j/g)
										9.2	4814	1.58	18.8	0.46	67	134	231	39.4

实施例14

该实施例评价熔体温度对初纺丝收缩率的影响。

这些研究中所用PLA为反应产品：

Mn      Mw      Mz      Mz+1    PDI     Mz/Mn   ％D

724000  156000  273000  418000  2.15    3.77    1.1

申请人发现收缩率/丝速曲线(见表15)随着熔体温度增加向右偏移(获得较低收缩率需要较高速度)；对于在较高温度下纺制的长丝，极限收缩率(在高丝速下获得的最小收缩率)一般较高。

                            表15

熔体温度	240		230		220
							拉细器压力	丝速(mpm)	沸水收缩率	丝速(mpm)	沸水收缩率	丝速(mpm)	沸水收缩率
50	1929	63	2957	39	2481	16
							55	-	-	-	-	3278	13
60	3348	52	3726	11	2960	11
							65	-	-	-	-	2980	10
70	3829	26	4099	11	3940	6
							75	-	-	-	-	4420	7
80	4630	21	4060	10	3743	7
							85	-	-	-	-	3794	12
90	4677	16	-	-	3622	12

实施例15

该实施例评价工艺条件(毛细管直径、毛细管通过量、熔体温度)对初纺长丝的热稳定性的影响。结果示于表16中。

申请人发现较高的熔体温度一般产生收缩率较高的长丝，不管存在或不存在酒石酸稳定剂；毛细管直径(0.4对0.8mm)对长丝性能影响很小(对比试样G&D)；较高的毛细管通过量在给定拉力下产生稍高的收缩率；和热稳定性(通过沸水收缩率测量)一般随气枪压力增加。

                         表16

力(psig)	0.4mm0.8g/m/h220℃(B)	0.4mm0.g/m/h220℃		0.4mm0.6g/m/h230℃(G)	？？？？0.6g/m/h240℃(h)	0.8mm0.6g/m/h220℃(E)	0.8mm0.8g/m/h220℃(D)	0.4mm0.6g/m/h240℃(T)	0.4mm0.6g/m/h220℃(TT)
										50	30.0	16.3	12.2	49.4	63.0	11.6	49.4	70.0	9.6
55	16.3	13.1				10.0	23.8
										60	13.8	10.6	10.9	15.3	52.2	10.6	16.3	56.6	11.9
65	11.3	10.0				11.9	15.3
										70	9.4	6.3	10.9	12.9	26.3	10.9	11.9	20.0	10.9
75	7.5	3.1				12.2	12.1
										80	10.0	6.9	12.5	12.9	21.3	12.5	11.3	14.0	11.5
85	11.9	11.9				13.1	11.9
										90	15.0	11.9			16.3	13.8		13.4

自由降落Opsi  11.3

*所示数值为20in.纤维纺制后立即经沸水试验所得收缩率(％)。试验两个纤维试样的收缩率，结果平均。

实施例16

该实施例评价工艺条件(熔体温度、毛细管通过量、和拉细器压力)和聚合物参数(分子量和％D)对初纺丝的纺制、收缩率、结晶度的影响。

用统计设计法确定工艺和聚合物的影响和相互作用。结果示于表17中。

申请人发现较高分子量的试样在给定工艺条件(熔体温度、通过量等)下一般产生收缩率较低的长丝；和较低的气枪压力(因而丝速较低)一般产生收缩率较高、结晶度较低和双折射较低的长丝。预计在较高速度下获得最小收缩率。达到最小收缩率之后，更高的速度未必导致收缩率进一步降低。申请人还发现较低的丝速和较高的温度(250对240)组合产生定向性较低、结晶度较代和收缩率较低的长丝。此外，申请人未验明％D(0.8和1.3％D)或毛细管通过量0.6&0.8cc/min/孔(cc/m/h)对收缩率的明显影响。

应理解虽然在以上描述中以提出本发明的这些特征和优点，以及本发明的结构和功能的详情，但此公开仅是说明性的，在本发明的宽原理至所附权利要求中所示术语的广义所指全范围内，可对细节特别是部件的形状、尺寸和排列或步骤的次序或时间做各种改变。

                                   表17

SMPLID	聚合物	聚合物性质											沸水收缩	纺丝等级(1-8)	纺丝头组合件压力(psig)
																3036-723067-28	Lot/Box	MFR	％D	Mn(10^3)	Mw(10^3)	Mp(10^3)	Mz(10^3)	Mz+1(10^3)	Mz/Mw	Mw/Mn	％M	％低聚物
1	503 728	8.3	1.3	92	201	153	361	574	1.8	2.2	1.2	0.6	15	3.4	448
																2	503 728	8.3	1.3	92	201	153	361	574	1.8	2.2	1.2	0.6	13	2.5	318
3	503 728	8.3	1.3	92	201	153	361	574	1.8	2.2	1.2	0.6	12	2.6	440
																4	503 728	8.3	1.3	92	201	153	361	574	1.8	2.2	1.2	0.6	10	3.5	325
5	503 709	7.7	0.9	98	205	148	360	552	1.8	2.1	1.2	0.5	11	3.7	475
																5(dup)	503 709	7.7	0.9	98	205	148	360	552	1.8	2.1	1.2	0.5	13.	3.6	466
6	503 709	7.7	0.9	98	205	148	360	552	1.8	2.1	1.2	0.5	11	2.7	340
																7	503 709	7.7	0.9	98	205	148	360	552	1.8	2.1	1.2	0.5	11	2.7	467
8	503 709	7.7	0.9	98	205	148	360	552	1.8	2.1	1.2	0.5	10	3.6	358
																9	517 724	11	1	84	180	130	318	497	1.8	2.1	1	0.7	10	3.4	245
10	517 724	11	1	84	180	130	318	497	1.8	2.1	1	0.7	15	3.8	243
																11	517 724	11	1	84	180	130	318	497	1.8	2.1	1	0.7	18	4.2	327
12	517 724	11	1	84	180	130	318	497	1.8	2.1	1	0.7	10	3.6	341
																13	510 737	4.1	0.8	94	210	151	378	587	1.8	2.2	1.2	0.8	12	2.1	662
13(dup)	510 737	4.1	0.8	94	210	151	378	587	1.8	2.2	1.2	0.8	12	2.2	688
																14	510 737	4.1	0.8	94	210	151	378	587	1.8	2.2	1.2	0.8	12	1.9	557
15	510 737	4.1	0.8	94	210	151	378	587	1.8	2.2	1.2	0.8	11	3.2	684
																16	510 737	4.1	0.8	94	210	151	378	587	1.8	2.2	1.2	0.8	11	3.4	588
17	503 709	7.7	0.9	98	205	205	360	552	1.8	2.1	1.2	0.5	12	7	166
																18	503 709	7.7	0.9	98	205	205	360	552	1.8	2.1	1.2	0.5	53	6.5	152

                         表17(续)

SMPLID	聚合物	聚合物性质											沸水收缩	纺丝等级(1-8)	纺丝头组合件压力(psig)
																3036-723067-28	Lot/Box	MFR	％D	Mn(10^3)	Mw(10^3)	Mp(10^3)	Mz(10^3)	Mz+1(10^3)	Mz/Mw	Mw/Mn	％M	％低聚物
19	503 709	7.7	0.9	98	205	205	360	552	1.8	2.1	1.2	0.5	10	7	94
																20	503 709	7.7	0.9	98	205	205	360	552	1.8	2.1	1.2	0.5	40	6.3	88
21	503 728	8.3	1.3	92	201	153	381	574	1.8	2.2	1.2	0.6	11	8	110
																22	503 728	8.3	1.3	92	201	153	381	574	1.8	2.2	1.2	0.6	33	2.8	173
23	503 728	8.3	1.3	92	201	153	381	574	1.8	2.2	1.2	0.6	11	2.4	169
																24	503 728	8.3	1.3	92	201	153	381	574	1.8	2.2	1.2	0.6	32	2.8	110
25	517 724	11	1	84	180	130	318	497	1.8	2.1	1	0.7	48	3.1	70
																26	517 724	11	1	84	180	130	318	497	1.8	2.1	1	0.7	13	2.8	69
27	517 724	11	1	84	180	130	318	497	1.8	2.1	1	0.7	54	3.7	105
																28	517 724	11	1	84	180	130	318	497	1.8	2.1	1	0.7	13	3.2	114
29	510 737	4.1	0.8	94	210	151	378	587	1.8	2.2	1.2	0.8	9	3	351
																30	510 737	4.1	0.8	94	210	151	378	587	1.8	2.2	1.2	0.8	11	1.4	352
31	510 737	4.1	0.8	94	210	151	378	587	1.8	2.2	1.2	0.8	10	2.9	265
																32	510 737	4.1	0.8	94	210	151	378	587	1.8	2.2	1.2	0.8	10	2.5	268

工艺条件					长丝聚合物性质
																			毛细管通过量g/min/孔	MT(C)	气枪(psig)	直径(μm)	丝速(mpm)	Mn(10^3)	Mw(10^3)	Mp(10^3)	Mz(10^3)	Mz+1(10^3)	Mz/Mw	Mw/Mn	％D	％丙交酯	％M	％低聚物	％Add	双折射(10^3)	结晶度(/g)
0.8	240	80	17.5	2857	81.2	173	125	303	464	1.8	2.1	1.4	0.9	1.5	0.9		12.9	29.9
																			0.8	240	80	13.9	3406	78.4	167	121	292	452	1.8	2.1	1.4	0.9	1.4	0.8		10.8	25.0
0.8	240	80	15.3	3757	78	169	124	297	457	1.8	2.2	1.4	0.9	1.4	1		11.7	29.1
																			0.8	240	80	18.4	1942	48.6	164	119	291	459	1.8	2.1	1.4	11	1.3	1		11.6	34.6
0.8	240	80	18.5	2556	81.3	172	124	299	460	1.7	2.1	1.5	0.9	1.4	0.9		12.0	29.5
																			0.8	240	80	19.6	2270	80.7	170	122	294	449	1.7	2.1	1.5	0.9	1.4	0.8		12.7	30.5
0.8	240	80	13.6	3532	77.4	164	118	289	452	1.8	2.1	1.5	1.1	1.3	0.8		11.4	29.3
																			0.8	240	80	16.8	3107	81.3	169	124	298	469	1.8	2.1	1.5	0.9	1.3	0.8		12.4	29.3
0.8	240	80	16.8	2322	77.7	162	114	282	430	1.7	2.1	1.5	1.1	1.4	0.7		13.2	32.0
																			0.8	240	80	14.8	3016	73.7	152	115	260	396	1.7	2.1	1	0.9	1.6	0.7		13.1	30.7
0.8	240	80	15.5	2731	74	152	110	259	389	1.7	2.1	1	1.0	1.6	0.8		12.4	31.0
																			0.8	240	80	18	2709	73.9	153	108	273	454	1.8	2.1	1	10	1.4	0.8		12.7	30.0
0.8	240	80	15.9	3443	74	154	113	263	398	1.7	2.1	1	0.9	1.5	0.8		13.2	35.6
																			0.8	240	80	16.5	3225	87.7	195	137	361	590	1.9	2.2	0.9	0.5	0.9	1.1	0.7	8.9	22.5
0.8	240	80	18.4	2590	92	199	144	359	566	1.8	2.2	0.9	0.3	1.2	0.4		9.2	23.4
																			0.8	240	80	15.9	2582	88.2	197	143	355	558	1.8	2.2	0.9	0.6	0.9	1.2	0.9	7.8	19.7
0.8	240	80	19.3	2361	86.9	194	139	356	572	1.8	2.2	0.9	0.3	1	0.9	0.7	11.0	29.1
																			0.8	240	80	17.7	2097	80.3	188	136	348	558	1.9	2.3	0.9	0.3	0.8	2	1	9.8	24.8
0.8	250	80	14.7	4026	75.6	157	115	274	425	1.7	2.1	1.5	1.0	1.5	0.4		13.5	30.5
																			0.8	250	80	18.9	2422	75.2	155	109	267	405	1.7	2.1	1.5	1.0	1.5	0.7		10.9	28.9

工艺条件					长丝聚合物性质
																			毛细管通过量g/min/孔	MT(C)	气枪(psig)	直径(μm)	丝速(mpm)	Mn(10^3)	Mw(10^3)	Mp(10^3)	Mz(10^3)	Mz+1(10^3)	Mz/Mw	Mw/Mn	％D	％丙交酯	％M	％低聚物	％Add	双折射(10^3)	结晶度(/g)
0.8	250	80	15.4	2755	72.8	152	110	260	394	1.7	2.1	1.5	1.2	1.7	1.7	1.1	12.0	30.8
																			0.8	250	80	15.1	2847	71.1	150	106	259	393	1.7	2.1	1.5	1.1	1.3	1.3	1.1	11.4	28.2
0.8	250	80	13.2	3763	75.7	157	117	270	406	1.7	2.1	1.4	1.2	1.8	0.9		13.5	30.1
																			0.8	250	80	18.6	2503	77.2	162	119	279	424	1.7	2.1	1.4	1.0	1.7	1		11.8	28.7
0.8	250	80	15.3	3707	73.6	159	114	279	433	1.8	2.2	1.4	1.0	1.5	1.3		14.5	32.8
																			0.8	250	80	15.6	2802	74.2	158	116	268	406	1.7	2.1	1.4	1.1	1.7	0.8		12.3	26.1
0.8	250	80	15.6	2802	68.4	141	102	237	348	1.7	2.1	1	1.3	1.8	0.9		10.4	25.2
																			0.8	250	80	12.9	3928	67.9	140	100	241	367	1.7	2.1	1	1.2	1.7	0.9		14.3	29.9
0.8	250	80	17.1	2985	69.5	144	106	248	380	1.7	2.1	1	0.9	1.5	1		10.3	25.8
																			0.8	250	80	15.3	3692	70.9	146	109	348	372	1.7	2.1	1	1.0	1.7	0.9		13.3	35.3
0.8	250	80	17.8	2739	85.4	188	136	342	538	1.8	2.2	0.9	0.4	1	0.8	1	13.1	29.4
																			0.8	250	80	16.7	3108	85.9	187	128	352	615	1.9	2.2	0.9	0.3	0.8	0.9	1	12.1	28.5
0.8	250	80	16.4	2411	87.3	188	136	339	533	1.8	2.2	0.9	0.5	1	0.6	1	12.5	28.3
																			0.8	250	80	14.6	3074	85.4	186	135	339	541	1.8	2.2	0.9	0.4	1	1.2	1	10.0	28.4

报道的聚合物值

LOT BOX    ％D	Mn	Mw	PDI	％丙交酯	％H2O
						503-728    1.4503-709    1.5517-724    1510-737    0.9	1028888103	231195190231	2.32.22.22.3	0.70.70.60.7	＜50＜50＜50＜50

纺丝生产线描述

泵尺寸：1.752cc/rev.挤出：1纺丝板：68毛细管，0.8直径。(325筛目过滤)

Claims (35)

1.一种纤维材料，包括多根含聚丙交酯的纤维，表现出低于20％的平均纤维沸水收缩性能。

2.权利要求1的纤维材料，其中所述多根含聚丙交酯的纤维表现出低于15％的平均纤维沸水收缩性能。

3.权利要求1的纤维材料，其中所述多根含聚丙交酯的纤维是包含至少50％(重)聚丙交酯聚合物的单组分纤维。

4.权利要求1的纤维材料，其中所述多根含聚丙交酯的纤维是包含聚丙交酯聚合物和非聚丙交酯聚合物的共混物的单组分纤维。

5.权利要求4的纤维材料，其中所述非聚丙交酯聚合物是选自聚烯烃类、聚酰胺类、聚酯类、其共混物、其合金、及其共聚物的聚合物。

6.权利要求1的纤维材料，其中所述纤维材料为压延的非织造产品。

7.权利要求1的纤维材料，其中所述纤维材料为热粘型非织造产品。

8.权利要求1的纤维材料，其中所述多根含聚丙交酯的纤维是多组分纤维，包括含聚丙交酯聚合物的第一组分和含聚丙交酯聚合物或非聚丙交酯聚合物的第二组分。

9.权利要求8的纤维材料，其中所述第二组分包含选自聚烯烃类、聚酰胺类、聚酯类、其共混物、其合金、及其共聚物的非丙交酯聚合物。

10.权利要求8的纤维材料，其中所述多组分纤维以皮芯型结构提供，包括在芯组分外面的皮组分。

11.权利要求10的纤维材料，其中所述含聚丙交酯聚合物的第一组分作为所述皮芯结构的皮组分。

12.权利要求1的纤维材料，还包括多根含非聚丙交酯的纤维。

13.权利要求10的纤维材料，其中所述第一组分作为所述皮芯结构的芯组分。

14.权利要求13的纤维材料，其中所述第二组分作为所述皮组分且包括聚丙交酯聚合物。

15.权利要求14的纤维材料，其中所述芯组分的聚丙交酯聚合物的对映体纯度大于所述皮组分的聚丙交酯聚合物的对映体纯度。

16.权利要求8的纤维材料，其中所述多组分纤维以选自并列型结构、切饼型结构、和海岛型结构的结构提供。

17.权利要求8的纤维材料，其中所述第一组分包括聚丙交酯聚合物和非聚丙交酯聚合物的共混物。

18.权利要求1的纤维材料，其中所述多根含聚丙交酯的纤维为纺粘材料。

19.权利要求1的纤维材料，其中所述多根含聚丙交酯的纤维为熔喷材料。

20.权利要求1的纤维材料，其中所述多根含聚丙交酯的纤维为织造材料。

21.权利要求1的纤维材料，其中所述含聚丙交酯的纤维结晶度大于20J/g。

22.权利要求1的纤维材料，其中所述含聚丙交酯的纤维结晶度大于25J/g。

23.权利要求1的纤维材料，其中所述含聚丙交酯的纤维包括由数均分子量在25000和110000之间的聚丙交酯聚合物制备的熔喷纤维。

24.权利要求1的纤维材料，其中所述含聚丙交酯的纤维包括由数均分子量在32000和60000之间的聚丙交酯聚合物制备的熔喷纤维。

25.权利要求1的纤维材料，其中所述含聚丙交酯的纤维包括由数均分子量在25000和150000之间的聚丙交酯聚合物制备的纺粘纤维。

26.权利要求1的纤维材料，其中所述含聚丙交酯的纤维包括由数均分子量在50000和90000之间的聚丙交酯聚合物制备的熔纺纤维。

27.一种层压制品，包括：

纤维材料，含有平均纤维沸水收缩性能低于20％的多根含聚丙交酯的纤维；和

薄膜。

28.权利要求27的层压制品，其中所述薄膜包含聚丙交酯聚合物。

29.一种产品，包括：

多根含聚丙交酯的纤维，其平均纤维沸水收缩性能低于20％。

30.权利要求29的产品，其中所述产品为尿布。

31.含聚丙交酯的低收缩性纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：

挤出聚丙交酯提供含聚丙交酯的纤维，其平均纤维沸水收缩性能低于20％。

32.一种纤维材料，包括：

多根含聚丙交酯的纤维，其平均纤维沸水收缩性能大于10％，熔化热低于25J/g。

33.一种层压制品，包括：

纤维材料，含有平均纤维沸水收缩性能大于10％和熔化热低于25J/g的多根含聚丙交酯的纤维；和

薄膜。

34.一种产品，包括：

纤维材料，含有平均纤维沸水收缩性能大于10％和熔化热低于25J/g的多根含聚丙交酯的纤维。

35.含聚丙交酯的高收缩性纤维的制备方法，所述方法包括以下步骤：

挤出聚丙交酯提供含聚丙交酯的纤维，其平均纤维沸水收缩性能大于10％和熔化热低于25J/g。

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