CN1890415A - 具有聚亚芳基硫醚组份的多组份纤维 - Google Patents
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Abstract
一种具有外露外表面的多组份纤维，包含聚亚芳基硫醚聚合物组份和至少一种由不同聚合物形成的额外组份。聚亚芳基硫醚聚合物组份形成纤维的整个外露外表面，并赋予纤维良好的耐热性和耐化学性。
Description
发明领域
本发明涉及具有聚亚芳基硫醚组份的纤维和包括其的产品。
发明背景
通过将流体通过过滤介质，使用过滤方法将一个相的化合物从另一个相的流体中分离出来，过滤介质收集夹带的或悬浮的物质。该流体可以是含固体颗粒的液态流，或者含有液体或固体气溶胶的气态流。
例如，过滤器用于收集从焚烧炉、燃煤锅炉、金属熔融炉等排出的粉尘。这样的过滤器通常被称为“袋式过滤器”。由于废气温度可能高，因此用于收集从这些装置和类似装置中排出的热粉尘的袋式过滤器需要具有耐热性。袋式过滤器也可以用于化学腐蚀环境中。这样，粉尘收集环境也可能需要由具有耐化学性的材料制备的过滤袋。通常过滤介质实例包括由芳族聚酰胺纤维、聚酰亚胺纤维、氟纤维和玻璃纤维制成的织物。
聚亚苯基硫醚(“PPS”)聚合物显示耐热性和耐化学性。正因为如此，PPS聚合物可以用于各种应用中。例如，PPS可以用于制造用于机动车、电气和电子器件、工业/机械产品、消费产品等的模制组件。
PPS也已被用作用于过滤介质的纤维、阻燃颗粒、和高性能组合物。尽管该聚合物具有这些优点，但是，存在与由PPS制备纤维相关的困难。PPS纤维典型地具有差的机械性能。因此，对于许多应用来说，PPS纤维不具备足够的拉伸强度。此外，PPS纤维脆，这样不容易被制成在下游应用中使用的织物。
先前用以改进PPS纤维机械性能的尝试已获得有限的成功。将PPS与另一种聚合物共混，并将该共混物熔融纺织制成单丝。但是，该共混单丝并未必须克服与PPS拉伸强度差和脆性相关的问题。进一步地，该共混单丝可以显示相对于另一性能损失而对一种性能有小的改进。具有相对大直径的单丝，相对于较小直径纤维，其本质上也是低效过滤介质。
更进一步地，制备PPS共混纤维的问题由PPS与其它聚合物之间的有限相容性而被复杂化增加。首先，制备该纤维典型地需要相容剂。然而，这可能损害所期望的纤维性能，并且对于纤维生产增加了额外的方法步骤和成本。另一种途径是，将矿物填料或增强纤维与PPS聚合物混合，以提供由PPS材料制备的产品足够的强度。但是，由于存在矿物填料和/或增强纤维，这样的共混物不能被用于纤维挤出。
Ballard等人的美国专利US5,424,125涉及由聚合物共混物制备的单丝，也就是PPS与至少一种选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、高温聚酯树脂、和聚苯醚(PPO)的其它聚合物的共混物。该共混物的聚合物存在于整个纤维横截面，使得纤维外表面除了PPS外还含有聚合物。这样可以反过来限制所获纤维在恶劣应用高温和/或腐蚀环境下的有效性。进一步地，虽然Ballard等人的专利指出不需要相容剂，但是该专利描述了在制备纤维中使用相容剂。此外，Ballard等人的专利还需要大量PPS聚合物之外的聚合物，并且特别地为至少50重量％和更高。
已经公布的日本专利申请03104924涉及被宣称具有良好染色性的共轭纤维。该纤维包括聚亚苯基硫醚聚合物层和保护层。该保护层由PPS之外的聚合物形成，其需要存在于纤维外表面，以赋予其染色性。否则，纤维将是不能染色的。将所获得的纤维使用例如过氧化氢进行氧化处理，以氧化PPS。该文献指出，纤维必须被氧化，否则纤维将不能如所需那样完成。
其它已经公布的日本专利申请讨论了PPS纤维的制备。通常来说，该纤维除了在其外表面上的PPS之外，还包括至少一种聚合物，使得能赋予最终产品所期望的性能。然而，在纤维表面上存在PPS之外的聚合物，损害了由PPS赋予其的性能。而且，通常该纤维需要存在结合到该纤维中的额外材料，如导电性材料、粘合促进剂，如外皮与芯组份之间的粘结层等。然而，这样可能增加纤维制备的复杂性和成本。
JP3040813描述了具有与PPS外皮组份组合的聚酰胺芯组份的纤维。但是，如上所述，PPS显示与其它聚合物有限的相容性。使用通常不能良好粘结于其它类型聚合物的聚酰胺，这种相容性丧失进一步被加剧。
已做出了使用各种粘结促进技术来改进聚酰胺与PPS之间粘结和/或相容性的尝试。例如，JP4343712描述了包括由聚酰胺与PPS共混物形成的组份的纤维。JP4327213描述了具有改性PPS外皮的纤维，其中PPS包括马来酸酐。也参加JP2099614，其描述了包括聚酯/PPS共混物芯组份和PPS外皮组份的纤维。然而，这些技术会增加纤维制造的成本和复杂性，并进一步损害纤维性能，尤其是对于已被改性为包含除外露于其表面上的PPS之外的聚合物的纤维来说，更是如此。
JP6123013和JP5230715提出了包括各向异性的(即液晶聚合物)组份和PPS组份的复合纤维。但是，液晶聚合物可以是价格昂贵的，并且难以熔体纺丝，由此也增加了这种纤维的成本和复杂性。
Pellegrin等人的美国专利US5,702,658，涉及制备双组份纤维的循环方法。该循环方法，类似于在制备玻璃纤维中所使用的方法，据称适用于使用具有不同物理性能(如不同粘度)的聚合物来制备纤维。该循环方法使用离心力细化纤维，和传统纤维挤出方法的机械细化形成对比。对于具有不同粘度的聚合物，离心力将低粘度聚合物环绕在较高粘度聚合物周围，使得二者之间的界面弯曲。
发明概述
本发明提供了在单一纤维产品中具有所期望的但是相对立的性能的多组份纤维。此外，本发明容许以降低的成本来制备这样的纤维。
该纤维具有完全由聚亚芳基硫醚聚合物组份形成的外露外表面。该聚亚芳基硫醚聚合物组份可以包括一种或多种聚亚芳基硫醚聚合物。示例性的聚亚芳基硫醚聚合物为聚亚苯基硫醚(PPS)。聚亚芳基硫醚聚合物组份可以赋予纤维耐热性和耐化学性。
本发明的纤维也包括至少一种其它聚合物组份，其与聚亚芳基硫醚组份的至少一部分直接相接触。该另外的聚合物组份由一种或多种形成纤维的各向同性半结晶聚酯或聚烯烃聚合物形成。示例性的各向同性半结晶聚酯包括芳族聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)；脂肪族聚酯，如聚乳酸；和其混合物。示例性的聚烯烃包括聚丙烯、聚乙烯、和聚丁烯，也包括其共聚物和三元共聚物及其混合物。
与聚亚芳基硫醚聚合物组份相接触的聚合物组份不包括聚亚芳基硫醚聚合物。这样可以降低制造成本和复杂性。然而令人惊讶地，尽管在与聚亚芳基硫醚组份相接触的组份中没有聚亚芳基硫醚聚合物，本发明的纤维对于下游处理还是显示足够的完整性。考虑到对于改进PPS与其它聚合物之间粘结的先前的努力，例如通过使用额外的结合试剂如粘合剂(接枝至聚合物或与其混合)、连接层、聚合物共混物等，这点是令人惊讶的。甚至对于具有很小或不具有相容性的聚合物组份，该纤维的结构也保持完好。
本发明的纤维旨在以它们的多组份形式使用，在使用该纤维期间，具有保持完好的各个聚合物组份。这样，聚合物组份选自基本不溶解于该纤维旨在遇到的所有介质中的聚合物。这与多组分纤维结构形成对比，其中至少一种聚合物组份旨在被溶解以留下至少另一种更小纤度纤丝形式的聚合物组份。
通常，聚亚芳基硫醚聚合物和额外的聚合物本质上是不导电的。为了本发明的目的，该聚合物不进行赋予电导性的处理。
将聚合物组份彼此相对地排列，使得聚亚芳基硫醚聚合物组份形成纤维的整个外露外表面。在纤维外表面上或沿该外表面，不存在聚亚芳基硫醚聚合物之外的聚合物。结果，由聚亚芳基硫醚聚合物赋予纤维的耐热性和耐化学性不会被损害。此外，尽管聚亚芳基硫醚聚合物总体积降低，但是该纤维在耐热性和耐化学性上显示最小降低的或不显示降低。然而，即使在纤维外表面上不存在聚亚芳基硫醚之外的聚合物，这样的聚合物也可以赋予其有益的性能。
例如，额外的聚合物组份可以赋予纤维良好机械性能，如拉伸强度，同时最小限度损失或不损失耐热性和耐化学性。虽然不期望受本发明任何解释的限制，但是应被相信的是，额外的聚合物组份可以作为承载组份，因为额外的聚合物在整个纤维横截面上并非非连续的，因为其应是在共混物中。由于额外的组份并非非连续的，所以额外的聚合物组份能够有助于纤维强度。
额外的聚合物组份也可以改进纤维柔韧性，同时最小限度损失或不损失耐热性和耐化学性。结果，可以调整该耐热性和耐化学性纤维，以形成用于各种应用的下游产品。
可以以降低的成本生产该耐热性和耐化学性纤维。与多种传统纤维形成聚合物如PET相比较，聚亚芳基硫醚聚合物是相对昂贵的聚合物。在本发明纤维中，可以降低聚亚芳基硫醚聚合物的量，并用便宜的聚合物来取代，同时最小限度或不损害所期望的纤维性能，由此降低纤维的总成本。由于不需要粘结促进剂如接枝聚合物、聚合物共混物、粘结层等，也可以降低成本。
本发明示例性的纤维结构为皮芯纤维，其中外皮为内芯组份周围的连续覆盖层。在本发明的一个方面中，外皮形成纤维的整个外表面，并且包括聚亚芳基硫醚聚合物。芯组份由额外的聚合物形成，其并不暴露于纤维表面，并且其不通过任何插入的层如粘结层而直接接触外皮组份。
本发明的另一示例性纤维为“海中的岛”纤维结构。这种纤维结构包括“海”组份，其形成纤维的整个外露外表面；和多个“岛”组份，其分布于纤维内部，而不在其外表面上。“海”由聚亚芳基硫醚聚合物形成，并且“岛”由额外的聚合物形成。
使用传统多组份织物纤维方法和设备来制备本发明的多组份纤维。通常这样的方法包括以下步骤：分别挤出至少两种不同聚合物，在这种情形下为聚亚芳基硫醚和至少一种额外的聚合物如PET；和将聚合物喂入聚合物分布系统中。聚合物在分布系统内沿着单独的通道前进，并在喷丝头孔中混合。离开喷丝头之后，将流体纤维股机械细化。所获得的多组份纤维或细丝包括两种或更多聚合物组份。
本发明者已经发现，即使对于不能相容的聚合物，该纤维对于下游处理保持了足够的完整性。这样，不需要额外的连接试剂如粘合剂或粘结层来将组份彼此胶粘。即使对于具有很小或不具有相容性的聚合物组份，该纤维的结果仍保持完好。
本发明也包括含有在本文中所述的纤维的产品。本发明的纤维适用于例如过滤介质，尤其是恶劣使用条件下的过滤介质，如高温和/或化学腐蚀环境。本发明的纤维特别适用于制造收集热粉尘的袋式过滤器，例如由焚烧炉、燃煤锅炉、金属熔融炉等产生的粉尘。
附图说明
这样描述本发明的一般形式后，现在将参考附图，附图并非按照比例绘制的，其中：
图1为本发明的示例性多组份纤维即双组份纤维的横剖面图；
图2为本发明的另一示例性多组份纤维即“海中的岛”纤维的横截面图；和
图3为本发明的另一示例性多组份纤维即多叶片状纤维的横截面图。
发明详述
下文中将参考附图更全面地描述本发明，其中给出了一些、但并非全部的本发明实施方式。实际上，这些发明可以以多种不同的形式来实施，并且不应被解释为限定于本文中给出的实施方式；相反地，提供这些实施方式是为了使得本公开内容将满足申请的法律要求。全文中相似的数字表示相似元件。
本文中使用的术语“多组份纤维”，包括由两种或更多种聚合物制备的切断纤维和连续纤维，该聚合物存在于纤维中离散的结构区域单元中，其与其中区域结构倾向于为分散的、无规的或未组织的的共混物相反。该两种或多种结构聚合物组份排列于基本固定定位的不同区域中，该区域横过多组份纤维的横截面并沿着多组份纤维的长度连续延伸。
只是出于说明的目的，本发明通常以包含两种组份的双组份纤维形式来描述。但是，应该被理解的是，本发明的范围含义是包括具有两种或更多种结构组份的纤维。
图1为适用于本发明的一种示例性纤维构造的横剖面图。图1阐明了具有内芯聚合物区域结构12和周围外皮聚合物区域结构14的双组份纤维10。外皮组份14由聚亚芳基硫醚聚合物形成。芯组份12可以由纤维制备领域中公知的、并区别于外皮14的聚亚芳基硫醚聚合物的任意类型聚合物来形成。本发明中，外皮14是连续的，如完全环绕芯12，并且形成纤维10的整个外表面。芯12可以是同轴的，如图1中所示。另外，芯可以是偏心的，如下面更详细描述。
也可以使用本领域中公知的其它结构纤维构造方式，只要聚亚芳基硫醚聚合物形成纤维的整个外露外表面。例如，另一合适的多组份纤维构造包括“海中的岛”分布。图2阐明了在“海”纤维20中一个这种“岛”的截面图。通常在“海”纤维中“岛”包括环绕多个“岛”聚合物组份24的“海”聚合物组份22。该“岛”组份可以基本均匀地排列于“海”组份22基体内，如图2中所示。另外，该“岛”组份可以无规地分布于“海”基体内。
“海”组份22形成该纤维的整个外露外表面，并且由聚亚芳基硫醚聚合物形成。对于皮芯双组份纤维10的芯组份12，“岛”组份24可以由纤维制备领域中公知的、并区别于“海”聚合物组份的任意类型聚合物来形成。在“海”纤维中的“岛”也可以可选地包括芯26，其可以是下面所述的同轴的或偏心的。当存在时，芯26由任意合适的纤维形成聚合物形成。
本发明的纤维也包括具有三个或更多个从其中心部分向外延伸的臂或叶片的多叶片状纤维。图3为本发明的示例性多叶片状纤维30的横截面图。纤维30包括中间芯32和从其向外延伸的臂或叶片34。该臂或叶片34由聚亚芳基硫醚聚合物形成，并且中间芯32由额外的、区别于聚亚芳基硫醚聚合物的聚合物来形成。虽然在图3中描述为位于中间的芯，但是该芯可以是偏心的。
可以使用任意这些或其它多组份纤维构造形式，只要该纤维的整个外露外表面是由聚亚芳基硫醚聚合物形成。参考文献是Kaneko等的US5,108,820、Strack等的US5,336,552、Pike等的US5,382,400、Hogle等的US5,277,976、和Largman等的US5,057,368与US5,069,970。
由于在合成纤维制备中典型使用的设备通常制造出具有基本圆形横截面的纤维，因此该纤维的横截面优选为圆形的。在具有圆形横截面的双组份纤维中，第一和第二组份的构造可以是同轴的或偏心的，后一种构造有时被称为“改性的并排”或“偏心”的多组份纤维。
有益地，本发明的皮/芯纤维是同轴的纤维，并且这样将通常是非自身卷曲的或非潜在地可卷曲的纤维。该同轴构造特征是，外皮组份具有基本均一的厚度，使得芯组份近似地位于纤维中心，如图1中所示。这与偏心构造形成对比，在偏心构造中，外皮组份的厚度不相同，并且芯组份因此不位于纤维中心。同轴的皮/芯纤维可以被定义为这样的纤维，其中芯组份的中心偏离外皮组份的中心不超过约0～约20％、优选不超过约0～约10％，基于皮/芯双组份纤维的直径。
本发明的“海中的岛”和多叶片状纤维也可以包括基本居中位于纤维结构内的同轴芯组份，分别如图2和3中所示的芯26和32。另外，额外的聚合物组份可以偏心定位，以使得环绕的聚亚芳基硫醚聚合物组份的厚度沿纤维横截面而各不相同。
任何的额外聚合物组份可以具有基本圆形的横截面，分别如图1、2和3中所示的组份12、24和32。另外，本发明纤维的任何额外聚合物组份可以具有非圆形的横截面。
聚亚芳基硫醚包括含有亚芳基硫醚单元的线性、支化或交联聚合物。聚亚芳基硫醚聚合物和其合成是本领域所公知的，并且这样的聚合物可以在商业上获得。
适用于本发明的示例性聚亚芳基硫醚包括含有式
-[(Ar1)n-X]m-[(Ar2)i-Y]j-[(Ar3)k-Z]l-[(Ar4)o-W]p-聚亚芳基硫代醚的重复单元，其中Ar1、Ar2、Ar3、和Ar4相同或不同，并且是6～18个碳原子的亚芳基单元；W、X、Y、和Z相同或不同，并且为选自-SO-2、-S-、-SO-、-CO-、-O-、-COO-、或1～6个碳原子的亚烷基或亚烷基的二价连接基团，并且其中至少一个连接基团为-S-；并且n、m、i、j、 k、l、o和p各自独立地为0、或1、2、3、或4，前提是它们的总和不小于2。亚芳基单元Ar1、Ar2、Ar3、和Ar4可以选择地被取代或不被取代。有益的亚芳基体系是亚苯基、联亚苯基、亚萘基、亚蒽基和亚菲基。聚亚芳基硫醚典型地包括至少30mol％、特别地至少50mol％和更特别地至少70mol％的亚芳基硫醚(-S-)单元。优选地，聚亚芳基硫醚聚合物包括至少85mol％直接连接于两个芳环的硫化链接。有益地，聚亚芳基硫醚聚合物为聚亚苯基硫醚(PPS)，本文中其被定义为含有作为其组份的亚苯基硫醚结构-(C6H4-S)n-(其中n为1或更大的整数)。
至少一种其它聚合物组份包括本领域公知的基本不可溶的形成纤维的各向同性半结晶聚酯或聚烯烃聚合物。本文中使用的术语“各向同性半结晶”表示为这样的聚合物，其并非各向异性的液晶聚合物。示例性的各向同性半结晶聚酯非限定性地包括芳族聚酯，如聚对苯二甲酸乙二醇酯；脂肪族聚酯，如聚乳酸；和其混合物。示例性的聚烯烃非限定性地包括聚丙烯、聚乙烯(低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯)、和聚丁烯，也包括其共聚物和三元共聚物与其混合物。
虽然可以使用各向同性半结晶聚合物的混合物，但至少一种其它聚合物组份不包括如上所定义的聚亚芳基硫醚聚合物。这样可以降低制造成本和复杂性。更令人吃惊地，尽管没有与外层聚合物组份的聚亚芳基硫醚聚合物相同或化学类似的聚合物，本发明的纤维对于下游处理仍显示足够的完整性。
在本发明一种实施方式中，纤维形成聚合物可以是脂肪族聚酯聚合物，例如聚乳酸(PLA)。进一步地，可以适用于本发明的脂肪族聚酯实例非限定性地包括：由(1)脂肪族二醇(例如乙二醇、丙二醇、丁二醇、己二醇、辛二醇或癸二醇)或乙二醇低聚物(例如二乙二醇或三乙二醇)与脂肪族二羧酸(例如丁二酸、己二酸、己烷二甲酸或癸烷二甲酸(decaneolicarboxylic acid))的结合，或(2)聚乳酸之外的羟基羧酸(如聚羟基丁酸酯、聚己二酸亚乙基酯、聚己二酸亚丁基酯、聚己二酸亚己基酯)的自身缩合、和含有它们的共聚物，形成的纤维形成聚合物。脂肪族聚酯是本领域所公知的，并且可以从商业上获得。
在发明的另一有益实施方式中，本发明纤维的纤维形成组份可以包括芳族聚酯聚合物。热塑性芳族聚合物包括：(1)具有2～10个碳原子的亚烷基二醇和芳族二酸的聚酯；(2)聚亚烷基萘酸酯，其为2，6-萘二甲酸与亚烷基二醇的聚酯，例如聚亚乙基萘酸酯；和(3)由1，4-环己烷二甲醇和对苯二甲酸衍生的聚酯，例如聚环己烷对苯二甲酸酯。特别适用于各种应用的是聚亚烷基对苯二甲酸酯，尤其是聚对苯二甲酸乙二醇酯(也称为PET)和聚对苯二甲酸丁二醇酯。这样的聚酯也是本领域所公知的，并且可以从商业上获得。
本发明纤维的各种聚合物组份的重量比可以不同。例如，聚合物组份重量比范围可以为约10∶90～90∶10。本发明纤维的一个优点是，可以使用显著降低量的聚亚芳基硫醚聚合物，同时最小限度或不破坏所期望的纤维性能，如耐热性和耐化学性。在这点上，纤维形成聚合物存在量可以高达50重量％和更高，例如高达约60重量％，并且甚至可以高达约70重量％和更高，尽管显著减少了聚亚芳基硫醚聚合物的总量，该纤维仍可以显示有益的耐化学性和耐热性。
例如，该纤维可以显示与由100％聚亚芳基硫醚聚合物制备的相同纤维的耐化学性相当的耐化学性，甚至对于包括含量高达50重量％和更高的纤维形成聚合物的纤维来说也是如此。本发明纤维显示的耐热性，可以随给定纤维结构中聚亚芳基硫醚聚合物含量的不同而变化。这样可以微调纤维的结构，以包括提供给定最终应用中所需耐热性而所需要的较多或较少量聚亚芳基硫醚聚合物。
聚合物可以可选地包括对其所期望的性能有负面影响的其它组份。可以用作额外组份的示例性材料非限定性地包括：杀菌剂、颜料、抗氧剂、稳定剂、表面活性剂、石蜡、流动促进剂、固体溶剂、颗粒、和其它被添加用来提高第一和第二组份的加工性能的材料。这些和其它添加剂可以以通常用量来使用。
制备多组份纤维的方法也是公知的，并且不必在此详细描述。通常，使用传统的多组份织物纤维纺纱方法和装置，并利用本领域公知的机械牵伸(drawing)技术来制备本发明的多组份纤维。聚亚芳基硫醚聚合物的熔融挤出与纤维形成的方法条件也是本领域所公知的，并且可以在本发明中采用。适用于该纤维额外聚合物组份的其它纤维形成聚合物的熔融挤出与纤维形成的方法条件也是本领域所公知的，并且可以在本发明中采用。
为了形成本发明的多组份纤维，将至少两种聚合物即聚亚芳基硫醚聚合物和至少一种额外的纤维形成聚合物，分别熔融挤出，并喂入到聚合物分布系统中，其中聚合物被引入到喷丝头盘中。聚合物沿单独的通道流动到纤维喷丝头，并在喷丝头孔中结合。将喷丝头设定成使得挤出物具有所期望的形状。
通过模口挤出之后，所获得的细流体股或丝仍保持熔融态，然后在周围的流体介质中将它们冷却固化，该流体介质可以是吹过该股的冷冻气体、或在液体槽如水槽中浸泡。一旦被固化后，在导丝盘或另一卷取(take-up)表面上将纤丝卷取。在连续纤丝方法中，在与卷取导丝盘速率成比例地拉伸(draw down)细流体的导丝盘上，卷取纤股。在喷丝方法中，在喷射例如气体枪中收集纤股，并将其吹到卷取表面如辊或传动带上，以形成纺粘网(spunbond web)。在熔喷(meltblown)方法中，在喷丝头表面喷射气体，其用于同时拉伸和冷却细流体，这样它们被沉积在冷却气体通道中的卷取表面上，由此形成纤维网络。
不管所使用的熔融喷丝方法是什么类型，都是在熔融状态下，也就是在为了良好韧性而进行取向聚合物分子的固化之前，熔融拉伸该细流体。可以利用本发明所公知的典型熔融拉伸比例。当在采用连续纤丝或切断纤维方法时，可以期望的是，在固体状态下，使用传统的拉伸装置例如在不同速率下操作的顺序导丝盘来拉伸该纤股。
在固体状态下拉伸之后，可以将该连续的纤丝卷曲或结构化，并切割成所期望的纤维长度，由此制备切断切断纤维。切断纤维的长度通常范围在约25～约50毫米，但是该纤维可以如所期望的那样更长或更短。
本发明的纤维可以是切断纤维，连续纤丝、或熔喷纤维。通常，依据本发明形成的切断纤维、复合纤丝、和纺粘纤维(spunbund fiber)，可以具有约0.5～约100旦尼尔的细度。熔喷纤维可以具有约0.001～约10.0旦尼尔的细度。该纤维也可以是单纤丝，其可以具有范围在约20～约10,000旦尼尔的细度。
本发明的纤维适用于制备多种产品，非限定性地包括无纺结构，非限定性地例如梳理纤维网、湿法搓捻纤维网(wet laid web)、干法搓捻纤维网(dry laid web)、纺粘纤维网、熔喷纤维网等。本发明的纤维也可以用于制备其它织物结构，非限定性地例如织物和编织织物。本发明纤维之外的纤维可以存在由其制备的制品中，包括本领域公知的任何各种合成的和/或天然的纤维。示例性的合成纤维包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、丙烯酸类、人造丝、纤维素乙酸酯、热塑性多组份纤维(如传统皮/芯纤维，例如聚乙烯皮/聚酯芯纤维)等和其混合物。示例性的天然纤维包括羊毛、棉花、木质纸浆纤维等和其混合物。
在本发明的一个特别有益方面，该纤维可以用于制备过滤介质。在这种实施方式中，本发明的纤维可以显示良好的耐热性和耐化学性。该纤维也可以显示良好的柔韧性和拉伸强度，并且可以用来制备用于腐蚀和/或高温环境下的产品。例如，本发明的纤维可以容易地处理以制备用作过滤介质的产品，如用于收集由焚烧炉、燃煤锅炉、金属熔融炉等产生的热粉尘的袋式过滤器(或袋-室过滤器)。本发明纤维的另一用途是，制备用于热油变压器的绝缘体。
将通过下列非限定性的实施例，更进一步地阐明本发明。
实施例1：100％PPS纤维
将从Ticona获得的结晶Fortron 0309 PPS注入两个干燥料斗中，并在280下干燥8小时。将干燥的聚合物从料斗喂入到两个挤出机中，挤出机运行时入口温度为280℃，并且出口温度为305℃。将聚合物挤入两个齿轮泵中，其将两个聚合物流喂入双组份纺纱包中，纺纱包被设计用来制备具有皮/芯结构的纤维，在每个纤维外皮中具有来自一个挤出机的聚合物，同时在每个纤维芯中具有来自另一挤出机的聚合物。在12.5℃气流中将纤维固化，并通过一对以992米/分钟运行、且在线轴以1000米/分钟环绕的导丝盘将其机械细化。进一步地，通过165下的水槽，以2.65∶1的总拉伸比例，将这些纤维在未加热的辊上机械拉伸。这些纤维被证实可以适用于在袋-室过滤器中使用，但是成本过高。
实施例2：40％PPS/60％PET皮/芯纤维
将从Ticona获得的结晶Fortron 0309 PPS和从NanYa Plastics获得的0.55i.v.PET分别注入两个干燥料斗中，并在280下干燥8小时。将干燥的聚合物分别从料斗喂入到两个挤出机中，挤出机运行时入口温度为280℃，并且出口温度为295℃。将聚合物挤入两个齿轮泵中，其将两个聚合物流喂入双组份纺纱包中，纺纱包被设计用来制备具有皮/芯结构的纤维，在每个纤维外皮中具有PPS，同时在每个纤维芯中具有PET。在15℃气流中将纤维固化，并通过一对以842米/分钟运行、且在线轴以865米/分钟环绕的导丝盘将其机械细化。进一步地，通过165下的水槽，以2.72∶1的总拉伸比例，将这些纤维在未加热的辊上机械拉伸。这些纤维被证实可以适用于在袋-室过滤器中使用，并且由于PET组份的成本相对于PPS的成本降低，因此对于商业化来说该纤维是可以接收的。
对于这些发明所属于的技术领域中的技术人员来说，借助于前述说明书和附图中呈现的教导，将能够想到本文中提出的本发明的各种方案和其它实施方式。由此，应被理解的是，本发明并不是限定于所公开的特定实施方式，并且改进和其它实施方式也是包括在所附权利要求的范围内。虽然在此采用了特定的实施方式，但是它们只是以普遍性和描述性的意义来使用的，并且不是出于限定的目的。
Claims (24)
1、具有外露外表面的多组份纤维，包括：
至少第一组份，其含有聚亚芳基硫醚聚合物，其中所述聚亚芳基硫醚聚合物形成多组份纤维的整个外露外表面；和
至少第二组份，其中不含聚亚芳基硫醚聚合物，并且与所述第一组份的至少一部分相接触，所述第二组份含有基本不可溶的聚合物，其选自各向同性半结晶聚酯和聚烯烃。
2、权利要求1的纤维，其中所述纤维是在熔融状态下机械拉伸的。
3、权利要求1的纤维，其中所述聚亚芳基硫醚聚合物包含其中至少85mol％硫醚链接直接连接于两个芳环上的聚合物。
4、权利要求3的纤维，其中所述聚亚芳基硫醚聚合物为聚亚苯基硫醚(PPS)。
5、权利要求1的纤维，其中所述各向同性半结晶聚酯选自芳族聚酯、脂肪族聚酯及其混合物。
6、权利要求5的纤维，其中所述芳族聚酯选自聚对苯二甲酸亚烷基二醇酯、聚萘酸亚烷基二醇酯、由环己烷二甲醇与对苯二甲酸衍生的聚酯及其混合物。
7、权利要求6的纤维，其中所述芳族聚酯选自聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚萘酸乙二醇酯、和聚环己烷对苯二甲酸酯。
8、权利要求7的纤维，其中所述芳族聚酯为聚对苯二甲酸乙二醇酯。
9、权利要求5的纤维，其中所述各向同性半结晶聚酯为脂肪族聚酯。
10、权利要求9的纤维，其中所述脂肪族聚酯为聚乳酸。
11、权利要求1的纤维，其中所述各向同性半结晶聚烯烃选自聚丙烯、低密度聚乙烯、高密度聚乙烯、线性低密度聚乙烯和聚丁烯及其共聚物与三元共聚物和其混合物。
12、权利要求1的纤维，其中所述纤维为包含皮组份和芯组份的双组份纤维，其中所述皮组份形成所述纤维的整个外露外表面，并且包含所述聚亚芳基硫醚聚合物。
13、权利要求12的纤维，其中所述皮/芯纤维为同轴的皮/芯纤维。
14、权利要求1的纤维，其中所述纤维为“海中的岛”纤维，其包含“海”组份和多个分布于所述“海”组份内的“岛”组份，其中所述“海”组份形成所述纤维的整个外露外表面，并且包含所述聚亚芳基硫醚聚合物。
15、权利要求1的纤维，其中所述纤维具有圆形的横截面。
16、权利要求1的纤维，其中所述纤维具有多叶片状的构造。
17、权利要求1的纤维，其中所述纤维选自切断纤维、连续纤丝、熔喷纤维和纺粘纤维。
18、权利要求1的纤维，其中纤维形成组份构成纤维总重的大于50重量％。
19、权利要求18的纤维，其中纤维形成组份构成纤维总重的大于约60重量％。
20、权利要求19的纤维，其中纤维形成组份构成纤维总重的大于约70重量％。
21、权利要求1的纤维，其中将所述纤维为机械拉伸皮/芯双组份纤维，其包含：
聚亚苯基硫醚皮组份，其中所述聚亚苯基硫醚形成所述双组份纤维的整个外露外表面；和
聚对苯二甲酸乙二醇酯芯组份，其中不含聚亚苯基硫醚，并且与所述聚亚苯基硫醚皮组份相接触。
22、包含多个依据权利要求1～21中任一项的多组份纤维的制品。
23、权利要求22的制品，其中所述制品为袋式过滤器。
24、制备耐热性和耐化学性的多组份纤维的方法，该方法包括：
将至少一种聚亚芳基硫醚聚合物和至少一种不含聚亚芳基硫醚聚合物的基本不可溶的聚合物分别熔融挤出，其中所述不可溶的聚合物选自各向同性半结晶聚酯和聚烯烃；
使所述分别挤出的聚合物沿分开的聚合物流动路径通过聚合物分布系统；
结合所述分开的聚合物流动路径，以形成多组份纤维，所述多组份纤维具有外表面和至少第一组份与至少第二组份，其中第一组份包含形成多组份纤维整个外露外表面的聚亚芳基硫醚聚合物，第二组份包含与至少一部分所述第一组份接触的基本不可溶的聚合物；和
在流体状态下，将所述多组份纤维机械细化。
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