本发明提供一种低熔点为聚烯烃的皮芯层热粘结复合纤维的制造方法。所谓低熔点即指皮层高聚物的熔点低于芯层高聚物的熔点。 众所周知，低熔点热粘结纤维是现代非织造布工业的原料，它只需加热熔化即可粘结成布。其优点是粘结迅速，性能稳定，无需粘合剂，节省原料，降低能耗，减少污染等。
在非织造布工业上采用热粘结纤维起始于70年代。首先开发的是不同组份的共聚酰胺（PA）纤维和聚酯（PET）纤维，如PA6/PA66，PA6/PA612/PA12，聚酯类纤维最典型的是以芳香族二元酸（如对苯二元酸）为主，脂肪族二元酸（如己二酸）为辅与乙二醇按比例直接缩聚成酯，再与乙二醇交换而最终制得的聚酯纤维。这些种类的粘结纤维，不仅工业化流程复杂，产品价格昂贵，而且在使用中要求被粘结材料具有相似的化学结构及溶解度参数等，否则粘结性很差。因此，使用受到严格限制。
与此同时，欧美一些非织造布工业采用丙纶或乙纶作粘结纤维，但纯组份纤维在热加工时易被全部融熔而发生树脂化，形成块状结构，严重影响产品手感、膨松性、抗张强度和均匀性。1977年，日本窒素公司研制成功烯烃类双组份复合纤维，牌号有Panarion，Es和Ea，其品种多达10余种。然而在工业化过程中，始终存在着加工性和使用性两者相互对立，彼此消长的矛盾（如表1所列），参见日本JK62-69822，JP63-3968，JK62-69882号专利。
表1 日本窒素公司ES纤维比较
表1中PP为聚丙烯，PE-H、PE-M、PE-L分别为高、中、低三种密度聚乙烯，EVA为乙烯与醋酸乙烯共聚物，EPR为丙烯、丁烯-1和乙烯的三元共聚物。
本发明的目的，就是针对现有技术存在相互消长的缺点，从原料到成品的加工全过程进行综合设计，提供一种工业化实施的最佳方案和技术。
本发明要点阐述。它包括纤维的分子链结构设计和制备加工，其特征是采用具有低熔点、粘结性、可纺性三重特性原料，以及采用同心或偏心皮芯结构的双组分纤维地生产设备和工艺流程。
本发明要点之一是低熔点的高聚物设计。众所周知，高聚物熔点（Tm）取决于熔融热（△Hm）和熔融熵（△S），其关系式为：
Tm＝△Hm/△Sm-（1）
由式（1）可知，其中△Hm和△Sm，分别表示大分子间作用力和分子链的柔性，两者均与分子结构有关。本发明选择不同极性高聚物来减少△Hm，引入醋酸乙烯酯等共聚物来增大△Sm，其结果如表2列。
表2 不同分子链结构聚烯烃的熔点
上表中PE-LL表示线性低密度聚乙烯，PE-EE表示聚乙烯丙酸乙酯。
复合纤维高聚物低熔点的设计，还应同时考虑另一组分（芯）的熔点，试验表明，通常两者相差20℃～30℃之间。否则或影响纤维的加工性和性能指标，或无法复合。
本发明的要点之二是赋予高聚物良好的可纺性，这是实施本发明的关键之一。试验表明，可纺性主要依赖于高聚物的分子链结构，其表征参数是熔体流动速率（MFR），包括粘度、活化能、非牛顿指数。其相互关系如表3所列。
表3 PF/PE纤维结构与可纺性关系
上表中PE-E为聚乙烯醋酸乙酯，其他英文缩写参见表1。
由表3可见，线型分子链结构的可纺性最好，表现在熔体粘流活化能低、非牛顿指数高、熔体流变性好。
为了解决低熔点、粘结性和可纺性三者间的矛盾，本发明将长支链或短支链的聚烯烃掺入线性聚烯烃进行共混纺丝。其比例一般在1至0.3之间，最好为0.7～0.5。
本发明的要点之三是具有偏心结构的纤维断面形态的设计。复合纤维的断面形态通常有并列型和皮芯型两种，对本发明的产品来说，前者在拉伸、热处理过程中，易产生剥离和应力差、收缩差，导致形成纤维三维螺旋结构，后者可能产生多种不同断面形态的皮芯结构。
表4 纤维断面结构与性能间的关系
从粘结性来看，表4中低熔点组分截面圆周率最好在65～95%。
除了设备条件之外，高低熔点组分的熔体流动速度MFR之比是影响截面形态的主要因素。由于熔体细流表面张力作用和压力分配关系，纤维皮层组分的MFR′接近或高于芯层组分的MFR，否则倾向于并列型。
从本发明来看，纤维皮层与芯层的熔体流动速率之比（MFR′/MFR）一般为0.6～5（参见表5）
本发明要点之四在于皮层添加剂乙烯、丁二烯与苯乙烯共混物（EBS）的配比。
低熔点复合纤维表面摩擦系数及抗静电能力的大小直接关系到后加工和使用性能。因此本发明在皮层高聚物中加入定量的添加物以改善其性能（如下表6所列）。
表6 添加剂对皮层性能影响
由表可见，加入添加剂后各项摩擦系数和抗静电性能均有不同程度改善，不仅满足后加工梳毛等工序要求，而且有利于改善皮层的流变性和皮、芯断面的形成。
本发明采用添加剂为乙烯、丁二烯与苯乙烯共混物（EBS），其比例一般控制在0.002～0.0001。
本发明要点之五在于纺丝成形条件。其特征参数是风温和风速。两者偏高、偏快或偏低、偏慢均易造成纺丝、拉伸及后加工困难，如偏高偏快则皮芯结构的纤维聚冷发硬，拉伸困难;如偏低偏慢则冷却缓慢，皮层结晶速率快，而芯层易产生稳定的单斜晶体，这两种现象都造成分子间引力增大，影响纤维拉伸和后加工性能（如表7和表8所列）
表7 不同风温时纤维的加工性能
由表7和表8可见，风温一般控制在8～20℃之间，风速一般为0.1～1.0米/秒。
本发明要点之六在于利用通常的复合（同心或偏心皮芯结构双组分纤维）纺丝设备，所述设备喷丝板组件的关键在于复合板芯层导管与皮层板导孔的相嵌部位，一般距皮层导孔平面±3mm，否则会导致纤维截面变化（见表9）。
表9 喷丝板芯层导管位置与制得纤维的截面形态
附图为纺丝机喷丝板复合部位的几何尺寸图。图中芯层导管1嵌入皮层导孔2，导孔2平面有锥形倾角，大小为60°～120°，具体尺寸可按加工方便而定，深度为3mm左右，芯层导管1和皮层导孔2内两种不同的料（熔体细流）在此部位复合后沿喷丝孔压出。
本发明实施由以下实例给出：
实例1：
在Vc406型复合纺丝机上，以PP和PET为芯层，以PE-H为皮层，其工艺参数和纤维指标列于表10。