專利名稱：含有淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及含有淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)，尤其是具有不同區(qū)域的柔性結(jié)構(gòu)。
纖維素纖維網(wǎng)片料例如紙是現(xiàn)有技術(shù)公知的。低密度纖維網(wǎng)片料在今天公用于紙巾、衛(wèi)生紙、面巾、餐巾、濕巾，等等。對(duì)這種紙產(chǎn)品的大量要求造成對(duì)產(chǎn)品的改進(jìn)形式以及其制造方法的要求。為了滿足這種要求，造紙生產(chǎn)廠家必須平衡機(jī)器和資源的費(fèi)用和輸送產(chǎn)品至用戶的總費(fèi)用。
對(duì)于傳統(tǒng)的造紙工藝，將木纖維素纖維二次漿化，打漿或精煉達(dá)到纖維水合作用以便形成水漿。對(duì)于制造用于紙巾、毛巾料和衛(wèi)生間產(chǎn)品的紙產(chǎn)品的工藝一般包括制備水漿，然后從水漿中除去水與此同時(shí)重排其中的纖維形成紙幅。隨后脫水，將紙幅加工成干燥卷或片的形式最后轉(zhuǎn)變?yōu)橄M(fèi)品包裝。在脫水和轉(zhuǎn)變操作過程中要使用各種類型的機(jī)器，而這需要極大的資金投入。
傳統(tǒng)造紙工藝的另一方面包括在紙漿中加入添加劑以達(dá)到特殊的最終性能。造紙中常常使用添加劑例如增強(qiáng)樹脂、脫粘表面活性劑、軟化劑、顏料、格構(gòu)、合成微球、阻燃劑、染料、香料等等。這些添加劑在造紙工藝濕端的有效保持作用對(duì)生產(chǎn)廠家造成困準(zhǔn)因?yàn)槲幢Ａ舨糠植粌H造成經(jīng)濟(jì)損失而且如果其成為工廠污水的一部分還造成嚴(yán)重污染。添加劑也可以加到紙幅中隨后通過現(xiàn)有技術(shù)公知的涂覆或浸潤(rùn)工藝脫水。這些工藝一般需要過多的熱能消耗對(duì)涂覆之后的紙?jiān)俑稍铩Ｈ欢谀承┣闆r下，要求涂覆系統(tǒng)是溶劑基型，這增加了基本投資并且需要回收揮發(fā)性材料以滿足管理要求。
除了纖維素以外的各種天然纖維以及各種合成纖維已被用于造紙。然而由于它們的成本高，粘合性差，化學(xué)不相容，而且在生產(chǎn)體系中操作困難，因此所有這些替代物都不能提供商業(yè)上可接受的纖維素代替物。淀粉長(zhǎng)絲已被建議在造紙工藝的各個(gè)方面作為纖維素的代替物。然而在商業(yè)上使用這種淀粉長(zhǎng)絲的嘗試尚未成功。結(jié)果，紙產(chǎn)品仍然幾乎只是從木基纖維素組分來制造。
因此，本發(fā)明提供一種含有長(zhǎng)淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)及其制造方法。尤其是，本發(fā)明提供一種含有許多淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)，其中該結(jié)構(gòu)含有兩個(gè)或多個(gè)具有不同強(qiáng)度性以改進(jìn)強(qiáng)度、吸收能力和柔軟度的區(qū)域。
本發(fā)明還提供制造這種淀粉長(zhǎng)絲的方法，尤其是本發(fā)明提供一種生產(chǎn)大量淀粉長(zhǎng)絲的靜電紡紗方法。
一種柔性結(jié)構(gòu)含有許多淀粉長(zhǎng)絲。至少一些淀粉長(zhǎng)絲具有約0.001-135分特，更優(yōu)選0.01-5分特的尺寸。至少一些淀粉長(zhǎng)絲主軸長(zhǎng)度對(duì)垂直淀粉長(zhǎng)絲主軸的截面的等量直徑的長(zhǎng)徑比大于100/1，更優(yōu)選大于500/1，并還特別優(yōu)選大于1000/1，甚至更特別優(yōu)選大于5000/1。
該結(jié)構(gòu)包括至少第一區(qū)域和第二區(qū)域，每一第一和第二區(qū)域至少具有一共同強(qiáng)度性(質(zhì))，其選自由密度、基重、高度(隆起)、不透明度、皺紋頻率，以及它們的任意組合組成的一組性質(zhì)。第一區(qū)域的至少一個(gè)共同強(qiáng)度性在值上不同于第二區(qū)域的至少一個(gè)共同強(qiáng)度性。
在一實(shí)施方案中，第一和第二區(qū)域中的一個(gè)包括一基本連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，第一和第二區(qū)域中的另一個(gè)含有許多貫穿基本連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分散不連續(xù)面積。在另一實(shí)施方案中，第一和第二區(qū)域中的至少一個(gè)含有半連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。
該柔性結(jié)構(gòu)可進(jìn)一步包括至少一個(gè)第三區(qū)域，其具有至少一種強(qiáng)度性與第一區(qū)域的強(qiáng)度性和第二區(qū)域的強(qiáng)度性共同的和值不同。在一實(shí)施方案中，第一、第二和第三區(qū)域中的至少一個(gè)可包括基本連續(xù)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。在另一實(shí)施方案中，第一、第二和第三區(qū)域中的至少一個(gè)可包括分散的或不連續(xù)的面積。在再一實(shí)施方案中，至少第一、第二和第三區(qū)域之一可包括基本半連續(xù)的區(qū)域。而在另一實(shí)施方案中，至少第一、第二和第三區(qū)域之一可包括許多貫穿基本連續(xù)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的分散不連續(xù)面積。
在一實(shí)施方案中，柔性結(jié)構(gòu)含有一基本連續(xù)網(wǎng)狀區(qū)域和許多貫穿基本連續(xù)網(wǎng)狀區(qū)域的分散不連續(xù)面積，該基本連續(xù)網(wǎng)狀區(qū)域相對(duì)于較低密度的許多分散面積可具有較高密度。當(dāng)該結(jié)構(gòu)置于水平參考平面時(shí)，第一區(qū)域限定了第一隆起，第二區(qū)域從第一區(qū)域向外延伸以限定大于第一隆起的第二隆起(相對(duì)于水平參考平面)。
在包括至少三個(gè)區(qū)域的該實(shí)施方案中，當(dāng)該結(jié)構(gòu)置于水平參考平面時(shí)，第一區(qū)域可限定第一隆起，第二區(qū)域可限定第二隆起，而第三區(qū)域可限定第三隆起。至少第一、第二和第三隆起之一可不同于至少其它隆起之一，例如，第二隆起可介于第一隆起和第三隆起之間。
在一實(shí)施方案中，第二區(qū)域包括許多淀粉枕塊，其中各個(gè)枕塊可包括從第一隆起延伸至第二隆起的圓頂部分和從第二隆起圓頂部分橫向延伸的懸臂部分。淀粉懸臂部分的密度可與至少第一區(qū)域的密度和圓頂部分的密度之一相同或不同，或者居中于第一區(qū)域的密度和圓頂部分的密度。懸臂部分一般從第一平面上升以便在第一區(qū)域和懸臂部分之間形成基本上空隙的空間。
該柔性結(jié)構(gòu)可通過以下步驟制造經(jīng)熔融紡絲、干法紡絲、濕法紡絲、靜電紡紗或它們的任意結(jié)合生產(chǎn)許多淀粉長(zhǎng)絲；提供具有接受長(zhǎng)絲的三維的側(cè)面結(jié)構(gòu)的成型組件以接受其上眾多淀粉長(zhǎng)絲，將眾多淀粉長(zhǎng)絲附著在成型組件的接受長(zhǎng)絲側(cè)面，其中眾多淀粉長(zhǎng)絲至少部分與其圖案相符，和從成型組件分離眾多淀粉長(zhǎng)絲。
將眾多淀粉長(zhǎng)絲附著到成型組件的接受長(zhǎng)絲側(cè)面的步驟可包括使眾多淀粉長(zhǎng)絲至少部分與成型組件的三維圖案相符。這可通過，例如對(duì)眾多淀粉長(zhǎng)絲施加液壓差來實(shí)現(xiàn)。
在一實(shí)施方案中將眾多淀粉長(zhǎng)絲附著到成型組件的步驟包括以相對(duì)于成型組件的接受長(zhǎng)絲側(cè)面的銳角附著淀粉長(zhǎng)絲，其中該銳角為約5度至85度。
在一實(shí)施方案中，該成型組件包括與增強(qiáng)部分結(jié)合的樹脂構(gòu)架。該成型組件可以是液體可透過的，液體不可透過的，或局部液體可透過的。該增強(qiáng)部分可設(shè)置在接受長(zhǎng)絲側(cè)面和至少一部分構(gòu)架背面之間。該接受長(zhǎng)絲側(cè)面可包括基本上連續(xù)的圖案，基本上半連續(xù)的圖案，不連續(xù)的圖案，或它們之間的任意結(jié)合。該構(gòu)架可包括眾多貫穿小孔，它們可以是連續(xù)的，不連續(xù)的，或半連續(xù)的，與構(gòu)架的圖案類似和相反的。
在一實(shí)施方案中，由附著在第一隆起的增強(qiáng)部分，和以面對(duì)面關(guān)系連接到增強(qiáng)部分并從增強(qiáng)部分向外延伸形成第二隆起的樹脂構(gòu)架形成成型組件。該成型組件可包括許多交織紗，氈，或它們的任意結(jié)合。
當(dāng)眾多淀粉長(zhǎng)絲附著到成型組件的接受長(zhǎng)絲側(cè)面時(shí)，由于它們的柔性和/或由于施加液壓差的結(jié)果，它們趨于至少與成型組件的三維圖案局部相符，由此形成由帶圖案構(gòu)架支承的眾多淀粉長(zhǎng)絲的第一區(qū)域，和眾多偏轉(zhuǎn)入其小孔內(nèi)并由增強(qiáng)部分支承的淀粉長(zhǎng)絲的第二區(qū)域。
在一實(shí)施方案中，成型組件包括懸浮部分。這種成型組件的樹脂構(gòu)架含有許多從增強(qiáng)部分向外延伸的基座和許多從第二隆起基座橫向延伸以在懸臂部分和增強(qiáng)部分之間形成空隙空間的懸臂部分，其中眾多基座和眾多懸臂部分結(jié)合形成成型組件的三維接受長(zhǎng)絲側(cè)面。這種成型組件可通過以面對(duì)面關(guān)系結(jié)合在一起的至少兩層(使得一層的構(gòu)架部分對(duì)應(yīng)于另一層的小孔)形成。含有懸浮部分的成型組件還可通過穿過具有圖案障板(其含有不同不透明度的區(qū)域)的光敏樹脂層不同固化來形成。
本發(fā)明制造柔性結(jié)構(gòu)的方法可進(jìn)一步包括將眾多淀粉長(zhǎng)絲的選擇部分壓實(shí)的步驟，例如，對(duì)眾多淀粉長(zhǎng)絲施加機(jī)械力。
該方法進(jìn)一步包括按透視法縮小(foreshortening)步驟，該步驟按透視法縮小眾多淀粉長(zhǎng)絲。該按透視法縮小可通過起皺，微收縮或其結(jié)合來完成。
制造淀粉長(zhǎng)絲的靜電紡紗方法包括以下步驟提供拉伸粘度為約50-20000帕斯卡·秒的淀粉組合物，靜電紡紗該淀粉組合物，由此生產(chǎn)尺寸為大約0.001-135分特的淀粉長(zhǎng)絲。靜電紡紗淀粉組合物的步驟一般包括通過模頭靜電紡紗淀粉組合物。
淀粉組合物中的淀粉具有大約1000-2000000的重均分子量；該淀粉組合物具有至少0.05，更優(yōu)選至少1.00的毛細(xì)管數(shù)。在一實(shí)施方案中，該淀粉組合物含有大約20％-99％重量的支鏈淀粉。該淀粉組合物中的淀粉可具有大約1000-2000000的重均分子量。該淀粉組合物可含有重均分子量至少為500000的高聚物。
該淀粉組合物可含有大約10％-80％重量的淀粉和大約20％-90％重量的添加劑。在大約20℃-180℃的溫度下，這種淀粉組合物可具有大約100帕斯卡·秒-15000帕斯卡·秒的拉伸粘度。
該淀粉組合物可含有大約20％-70％重量的淀粉和大約30％-80％重量的添加劑。在大約20℃-100℃的溫度下，這種淀粉組合物可具有大約200帕斯卡·秒-10000帕斯卡·秒的拉伸粘度。
具有大約200帕斯卡·秒-10000帕斯卡·秒的拉伸粘度的該淀粉組合物可具有大約3-50的毛細(xì)管數(shù)。尤其是，具有大約300帕斯卡·秒-5000帕斯卡·秒的拉伸粘度的該淀粉組合物可具有大約5-30的毛細(xì)管數(shù)。
在一實(shí)施方案中，該淀粉組合物含有大約0.0005％-5％重量，與淀粉基本上相容的高聚物，其平均分子量至少為500000。
該淀粉組合物可含有選自增塑劑和稀釋劑的添加劑。這種淀粉組合物可進(jìn)一步含有大約5％-95％重量的蛋白質(zhì)，其中該蛋白質(zhì)含有玉米衍生蛋白質(zhì)，大豆衍生蛋白質(zhì)，小麥衍生蛋白質(zhì)，或它們的任何結(jié)合。
制造淀粉長(zhǎng)絲的方法可進(jìn)一步包括用空氣流拉細(xì)淀粉長(zhǎng)絲的步驟。
在一實(shí)施方案中，制造含有淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)的方法包括以下步驟提供具有拉伸粘度大約為100帕斯卡·秒-10000帕斯卡·秒的淀粉組合物；提供具有三維接受長(zhǎng)絲側(cè)面和與其相對(duì)的背面的成型組件，該接受長(zhǎng)絲側(cè)面包括基本上連續(xù)的圖案，基本上半連續(xù)的圖案，不連續(xù)的圖案，或它們的任意結(jié)合。靜電紡紗該淀粉組合物，由此生產(chǎn)許多淀粉長(zhǎng)絲；將眾多淀粉長(zhǎng)絲附著到成型組件的接受長(zhǎng)絲側(cè)面，其中淀粉長(zhǎng)絲與接受長(zhǎng)絲側(cè)面的三維圖案相符。
在工業(yè)方法中，該成型組件沿機(jī)器方向連續(xù)輸送。


圖1是本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)一實(shí)施方案的平面示意圖。
圖1A是沿著圖1的1A-1A線的截面示意圖。
圖2是本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)另一實(shí)施方案的平面示意圖。
圖3是本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)另一實(shí)施方案的截面示意圖。
圖4是可用于形成本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)的成型組件的實(shí)施方案的平面示意圖。
圖4A是沿著圖4的4A-4A線的截面示意圖。
圖5是可用于形成本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)的成型組件的另一實(shí)施方案的平面示意圖。
圖5A是沿著圖5的5A-5A線的截面示意圖。
圖6可用于形成本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)的成型組件的再一個(gè)實(shí)施方案的截面示意圖。
圖7是制造含有淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)的靜電紡紗工藝和設(shè)備的實(shí)施方案的局部側(cè)視圖和截面圖。
圖7A是沿著圖7的7A-7A線的截面示意圖。
圖8是實(shí)施本發(fā)明方法的側(cè)視圖。
圖9是另一實(shí)施本發(fā)明方法的側(cè)視圖。
圖9A是另一實(shí)施本發(fā)明方法的側(cè)視圖和局部視圖。
圖10是具有垂直于長(zhǎng)絲主軸(縱軸)的不同截面的淀粉長(zhǎng)絲實(shí)施例碎片的示意圖。
圖10A是淀粉長(zhǎng)絲截面實(shí)施方案的幾個(gè)例舉的，非窮舉示意圖。
圖11是沿著至少長(zhǎng)絲長(zhǎng)度部分有許多缺口的淀粉長(zhǎng)絲碎片的示意圖。
名稱10 生產(chǎn)淀粉長(zhǎng)絲的裝置11 10的護(hù)罩12 加熱流體的腔體13 模頭14 噴嘴15 (環(huán)形)氣孔16 (分散)氣孔17 淀粉組合物17a 淀粉長(zhǎng)絲100 柔性結(jié)構(gòu)110 100的第一區(qū)域120 100的第二區(qū)域(一些實(shí)施方案中的枕塊)130 100的第三區(qū)域115 100中的基本空隙空間(空穴)(介于懸臂部分第一區(qū)域之間)128 圓頂部分129 100的懸臂部分200 成型組件201 200的接受長(zhǎng)絲側(cè)面202 200的背側(cè)面210 構(gòu)架211 (多層結(jié)構(gòu)中)第一層212 (多層結(jié)構(gòu)中)第二層215 介于219與250之間的空隙空間219 懸浮部分220 小孔230 向斜層
250 增強(qiáng)部分290 (起皺)圓筒292 起皺刀500 形成組件550 真空裝置600 真空撿拾靴800 材料的柔性片材(低壓偏斜)900a-900c 壓力輥910 油墨輥920 噴射裝置(噴頭)950 壓帶作為在此處使用的以下術(shù)話具有下列含義。
“含有淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)”或簡(jiǎn)單地說“柔性結(jié)構(gòu)”是一種排列，其含有許多淀粉長(zhǎng)絲，它們可被機(jī)械地相互纏繞形成具有某些預(yù)定微觀幾何、物理，和美觀性能的類似片材的產(chǎn)品。
“淀粉長(zhǎng)絲”是一種細(xì)長(zhǎng)的，薄的，含有淀粉的高柔性物體，其主軸與纖維的兩個(gè)相互正交軸(垂直于主軸)相比很長(zhǎng)。主軸長(zhǎng)度對(duì)垂直于主軸的長(zhǎng)絲截面的等量直徑的長(zhǎng)徑比大于100/1，更優(yōu)選大于500/1，還更優(yōu)選大于1000/1，甚至更優(yōu)選大于5000/1。該淀粉長(zhǎng)絲可含有其他物質(zhì)，例如水、增塑劑，和其他任選的添加劑。
“等量直徑”在此處用于限定各個(gè)淀粉長(zhǎng)絲的截面面積和表面積，而不表示截面區(qū)域的形狀。該等量直徑是一個(gè)參數(shù)，其滿足方程S＝1/4πD2，其中S是淀粉長(zhǎng)絲的截面面積(不表示幾何形狀)，π＝3.14159，D是等量直徑。例如由兩個(gè)相互相對(duì)的面“A”和兩個(gè)相互相對(duì)的面“B”形成的矩形的截面面積可表示為S＝A×B。同時(shí)，此截面面積可表示為具有等量直徑D的圓形面積。然后，由公式S＝1/4πD2可計(jì)算出等量直徑D，其中S是矩形的已知面積。(當(dāng)然圓形的等量直徑就是圓形的真正直徑。)當(dāng)量半徑是等量直徑的1/2。
與“材料”或“組合物”連帶的“假熱塑性”是用來表示材料和組合物，即通過升高溫度的影響，在適宜溶劑中的溶解，或者以其它方式它們可被軟化到這樣的程度以致它們可以成為可流動(dòng)狀態(tài)，在此條件下，它們可被成型為所希望的形狀，尤其是，加工形成適于形成柔性結(jié)構(gòu)的淀粉長(zhǎng)絲。例如，在熱和壓力的組合影響下可以形成假熱塑性材料。假熱塑性材料不同于熱塑性材料，其中假熱塑性的軟化或液化是通過軟化劑或所存在的溶劑引起的，沒有這些就不可能由任何溫度或壓力使它們成為成型所需要的軟化或可流動(dòng)條件，因?yàn)榧贌崴苄运芰喜贿@樣“熔融”。水含量對(duì)淀粉玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熔融溫度的影響可通過差式掃描量熱法測(cè)定，差式掃描量熱法已由Zeleznak和Hoseny在“CerealChemistry”，Vol.64，No.2，pp.121-124，1987中描述過。假熱塑性熔體是一種在流動(dòng)狀態(tài)下的假熱塑性材料。
“微觀幾何”及其排列涉及柔性結(jié)構(gòu)相當(dāng)小(即微觀的)的細(xì)節(jié)，例如，表面織構(gòu)，而不涉及結(jié)構(gòu)的整個(gè)構(gòu)型，其與整體(即“宏觀”)幾何相反。含有“宏觀”的術(shù)語是指當(dāng)其置于兩維構(gòu)型，例如X-Y平面進(jìn)行研究時(shí)，結(jié)構(gòu)或其局部的整體幾何。例如，在宏觀水平，柔性結(jié)構(gòu)被置于平表面時(shí)構(gòu)成相對(duì)薄和平的片。然而在微觀水平，該結(jié)構(gòu)可含有許多形成第一平面(具有第一隆起)的第一區(qū)域，和許多完全分散并從構(gòu)架區(qū)域向外延伸的圓頂或“枕塊”形成第二隆起。
“強(qiáng)度性”是這樣的性能，其不具有從屬于柔性結(jié)構(gòu)平面內(nèi)值的聚集的數(shù)值。共同強(qiáng)度性是由一個(gè)以上區(qū)域擁有的強(qiáng)度性。本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)的這種強(qiáng)度性包括，但不限于，密度、基重、隆起、不透明度，和皺紗率(如該結(jié)構(gòu)按透視法縮小)。例如，如果密度是兩個(gè)不同區(qū)域的共同強(qiáng)度性，則一個(gè)區(qū)域的密度值可以不同于另一區(qū)域的密度值。區(qū)域(例如，第一區(qū)域和第二區(qū)域)是可以不同強(qiáng)度性相互區(qū)別的可識(shí)別區(qū)域。
“基重”是淀粉柔性結(jié)構(gòu)單位面積的重量(以克力計(jì)量)，該單位面積取自淀粉長(zhǎng)絲結(jié)構(gòu)的平面。用于測(cè)量基重的單位面積的尺寸和形狀取決于具有不同基重的區(qū)域的相對(duì)和絕對(duì)尺寸和形狀。
“密度”是某一區(qū)域的基重對(duì)厚度(垂直于柔性結(jié)構(gòu)平面)的比值。表觀密度是樣品的基重除以與其結(jié)合的相稱單位換算的厚度而得。此處所用的表觀密度的單位是克/立方厘米(g/cm3)。
“厚度”是如下所述測(cè)量的樣品的宏觀厚度。此厚度不同于不同區(qū)域的隆起，后者是該區(qū)域的微觀特性。
“玻璃化轉(zhuǎn)換溫度”Tg，是材料從粘性或橡膠狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)橛埠拖鄬?duì)脆狀態(tài)的溫度。
“縱向”(或MD)是平行于通過生產(chǎn)設(shè)備而被制造的柔性結(jié)構(gòu)流動(dòng)的方向?！皺M向”(或CD)是垂直于縱向并平行于所制造的柔性結(jié)構(gòu)總平面的方向。
“X”、“Y”和“Z”表示笛卡兒坐標(biāo)的常規(guī)體系，其中相互垂直坐標(biāo)“X”和“Y”限定X-Y平面，“Z”限定與X-Y正交的平面。“Z方向”表示與X-Y平面垂直的任意方向。類似地，術(shù)語“Z尺寸”是指尺寸、距離、或平行于Z方向測(cè)量的參數(shù)。當(dāng)組件，例如，成型組件彎曲或以其它方式脫離平面時(shí)，X-Y平面跟從組件的構(gòu)型。
“基本上連續(xù)”區(qū)域(面積/網(wǎng)狀物/構(gòu)架)是指可用不間斷線整體運(yùn)行連接其中任意兩個(gè)點(diǎn)的面積，在該面積內(nèi)貫穿線的長(zhǎng)度。也就是說，基本上連續(xù)區(qū)域在平行于第一平面的所有方向具有基本“連續(xù)性”并且僅在該區(qū)域的邊緣處終結(jié)。與連續(xù)相關(guān)聯(lián)的術(shù)語“基本上”是指盡管優(yōu)選絕對(duì)連續(xù)性，但可容許由絕對(duì)連續(xù)性出現(xiàn)少量偏差，只要這些偏差不明顯影響所設(shè)計(jì)的和所期望的柔性結(jié)構(gòu)(或成型組件)的性能就行。
“基本上半連續(xù)”區(qū)域(面積/網(wǎng)狀物/構(gòu)架)是指在所有的，但是在至少一個(gè)，平行于第一平面的方向具有“連續(xù)性”，其中不能用不間斷線整體運(yùn)行連接其中任意兩個(gè)點(diǎn)的面積，在該面積內(nèi)貫穿線的長(zhǎng)度。半連續(xù)構(gòu)架可僅僅在平行于第一平面的一個(gè)方向具有連續(xù)性。如上所述，與連續(xù)區(qū)域類似，盡管優(yōu)選在所有的，但是在至少一個(gè)方向有絕對(duì)連續(xù)性，但可容許由此連續(xù)性出現(xiàn)少量偏差，只要這些偏差不明顯影響結(jié)構(gòu)或偏轉(zhuǎn)部分的性能就行。
“不連續(xù)”區(qū)域是指在平行于第一平面的所有方向不連續(xù)的與另一面積相分離和離散的面積。
“吸收能力”是指材料通過各種方式，包括毛細(xì)管、滲透、溶劑，或化學(xué)作用，吸收液體并保持這些液體的能力。吸收能力可根據(jù)以下所述的試驗(yàn)來測(cè)量。
“柔性”是材料或結(jié)構(gòu)在給定負(fù)荷下變形而不斷裂的能力，與材料或結(jié)構(gòu)自身返回其變形前形狀的能力無關(guān)。
“成型組件”是可用作淀粉長(zhǎng)絲支承的結(jié)構(gòu)組件，該淀粉長(zhǎng)絲可在制造本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)的工藝過程中設(shè)置在其上，并可作為形成(或成型)本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)所希望的微觀幾何的成型組件。該成型組件可含有任何能夠在所生產(chǎn)的結(jié)構(gòu)上賦予三維圖案能力的組件，并且非限制地包括固定板、皮帶、紡織織物，和條帶。
“增強(qiáng)部分”是在成型組件的某些實(shí)施方案中所希望的，但不是必須的組件，主要用于提供或助于例如含有樹脂材料的成型組件的整體性、穩(wěn)定性和耐久性。該增強(qiáng)部分可以是流體可滲透的，流體不可滲透的，或部分流體可滲透的，并且可含有許多交織的紗線、氈、塑料，其它適宜的合成材料，或其任意組合。
“壓制表面”是可被壓靠成型組件(其上有許多淀粉長(zhǎng)絲)接收長(zhǎng)絲側(cè)面使至少部分淀粉長(zhǎng)絲偏斜入成型組件(其內(nèi)具有凹陷/凸起三維圖案)的表面。
“分特”是淀粉長(zhǎng)絲的測(cè)量單位，以每10000米的克數(shù)表示，即克/10000米。
“熔融紡絲”是一種工藝，由該工藝通過使用拉細(xì)力將熱塑性或假熱塑性材料變?yōu)槔w維材料。熔融紡絲可包括機(jī)械拉伸、熔噴、紡織粘合和靜電紡紗。
“機(jī)械拉伸”是在纖維線上產(chǎn)生力的工藝過程它是把纖維線與驅(qū)動(dòng)表面，例如輥接觸從而將力施加在制備纖維的熔體上。
“熔噴”是用高速空氣或另一拉細(xì)長(zhǎng)絲的適宜力直接從聚合物或樹脂生產(chǎn)纖維薄片或制品的工藝。在熔噴工藝中，當(dāng)材料引出模頭或噴絲頭時(shí)，拉細(xì)力以高速空氣形式施加。
“紡絲粘合”包括使纖維在流動(dòng)力和重力作用下下落預(yù)定距離，然后通過高速氣流或另一適宜源施加力的工藝。
“靜電紡紗”是使用電位作為力拉細(xì)纖維的工藝。
“干紡”一般也稱作“溶紡”，包括使用溶劑干燥以穩(wěn)定纖維的形成。將一材料溶于適宜溶劑并通過機(jī)械拉伸、熔噴、紡織粘合，和/或靜電紡紗拉細(xì)。當(dāng)溶劑被蒸發(fā)時(shí)，該纖維就變得穩(wěn)定。
“濕紡”包括將材料溶解在適宜溶劑中并通過機(jī)械拉伸、熔噴、紡織粘合，和/或靜電紡紗形成小纖維。當(dāng)形成纖維時(shí)，其變?yōu)槟Y(jié)體系，其一般包括充有適宜固化所希望材料的溶液的浴，由此生產(chǎn)穩(wěn)定的纖維。
高聚物“基本上與淀粉相容”意指當(dāng)該組合物被加熱至軟化點(diǎn)和/或其熔融溫度以上的溫度時(shí)，該高聚物能與淀粉形成基本均勻的混合物組合物(即對(duì)肉眼呈現(xiàn)透明或半透明的組合物)。
“熔融溫度”意指在此溫度或溫度范圍或在其之上該淀粉組合物熔融或軟化成足以能夠被加工為符合本發(fā)明的淀粉長(zhǎng)絲?？梢岳斫饽承┑矸劢M合物是假熱塑性組合物，因此可能不呈現(xiàn)純“熔融”行為。
“加工溫度”意指淀粉組合物的溫度，在該溫度例如通過拉細(xì)，可形成本發(fā)明的淀粉長(zhǎng)絲。
柔性結(jié)構(gòu)參見圖1-3，包括假熱塑性淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)100含有至少第一區(qū)域110和第二區(qū)域120。每一第一和第二區(qū)域具有至少一共同強(qiáng)度性，例如基重或密度。第一區(qū)域110的共同強(qiáng)度性在數(shù)值上不同于第二區(qū)域120的共同強(qiáng)度性。例如，第一區(qū)域110的密度可以高于第二區(qū)域120的密度。
本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100的第一和第二區(qū)域110和120在各自微觀幾何方面也不同。例如在圖1中，當(dāng)結(jié)構(gòu)100排列在平表面時(shí)，第一區(qū)域110含有基本上連續(xù)的網(wǎng)狀物以第一隆起形成第一平面；第二區(qū)域120可包括許多分散在整個(gè)基本連續(xù)網(wǎng)狀物內(nèi)的不連續(xù)面積。這些不連續(xù)面積在某些實(shí)施方案中可含有不連續(xù)凸起，或從網(wǎng)狀物區(qū)域向外延伸的“枕塊”形成相對(duì)于第一平面大于第一隆起的第二隆起。可以理解這些枕塊還可含有基本上連續(xù)的圖案和基本上半連續(xù)的圖案。
在一實(shí)施方案中，基本上連續(xù)的網(wǎng)狀物區(qū)域可具有相對(duì)高的密度，枕塊具有相對(duì)低的密度。在另一實(shí)施方案中，基本上連續(xù)的網(wǎng)狀物區(qū)域可具有相對(duì)低的基重，而枕塊具有相對(duì)高的基重。在其它實(shí)施方案中，基本上連續(xù)的網(wǎng)狀物區(qū)域可具有相對(duì)低的密度，而枕塊可具有相對(duì)高的密度。設(shè)想一實(shí)施方案，其中基本上連續(xù)的網(wǎng)狀物區(qū)域可具有相對(duì)高的基重，而枕塊具有相對(duì)低的基重。
在另一實(shí)施方案中，第二區(qū)域120可含有半連續(xù)網(wǎng)狀物。在圖2中，第二區(qū)域120含有不連續(xù)區(qū)域122，其類似于圖1所示的那些；和半連續(xù)面積121，其至少在一個(gè)方向延伸，如在X-Y平面(即由平表面上設(shè)置的結(jié)構(gòu)100的第一區(qū)域110形成的平面)中所見。
在圖2所示的實(shí)施方案中，柔性結(jié)構(gòu)100含有第三區(qū)域130，其具有至少一共有且在數(shù)值上不同于第一區(qū)域110的強(qiáng)度性和第二區(qū)域120的強(qiáng)度性的強(qiáng)度性。例如，第一區(qū)域110可具有第一數(shù)值的共同強(qiáng)度性，第二區(qū)域120可具有第二數(shù)值的共同強(qiáng)度性，第三區(qū)域130可具有第三數(shù)值的共同強(qiáng)度性，其中第一數(shù)值可不同于第二數(shù)值，第三數(shù)值可不同于第二數(shù)值和第一數(shù)值。
當(dāng)含有如上所述至少三個(gè)不同區(qū)域110、120、130的結(jié)構(gòu)100設(shè)置在水平參考平面(即X-Y平面)時(shí)，第一區(qū)域110限定具有第一隆起的平面，第二區(qū)域120由其延伸限定第二隆起。設(shè)想一實(shí)施方案，其中第三區(qū)域130限定第三隆起，其中至少第一、第二和第三隆起之一不同于其它隆起中的至少一個(gè)。例如，第三隆起可以是介于第一和第二隆起。
下表顯示(但并不是限制性的)，結(jié)構(gòu)100(含有至少三個(gè)具有不同強(qiáng)度性的區(qū)域，即高、中、低)的實(shí)施方案的某些可能的組合。所有這些實(shí)施方案都包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
圖3仍顯示本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100的另一實(shí)施方案，其中第二區(qū)域120含有許多淀粉枕塊，其中至少某些枕塊含有淀粉圓頂部分128和從淀粉圓頂部分128延伸的淀粉懸臂部分129。該淀粉懸臂部分129從X-Y平面隆起并以一個(gè)角度從圓頂部分128延伸，基本上在第一區(qū)域110，由其延伸的淀粉圓頂128，和淀粉懸臂部分129之間形成空隙空間，或“空穴”115。
主要由于存在這些基本上空隙的空穴115，其能接收并保留大量的流體，對(duì)于給定的基重來說，可以相信圖3所示柔性結(jié)構(gòu)100會(huì)呈現(xiàn)出很高的吸收特性?？昭?15的特征在于沒有或很少量的淀粉長(zhǎng)絲。
本領(lǐng)域的技術(shù)人員都明白由于制造柔性結(jié)構(gòu)100的工藝(這將在下面討論)，以及由于淀粉長(zhǎng)絲高度的柔性特性和作為整體的柔性結(jié)構(gòu)100，可容許在空穴115中存在一定量的各個(gè)淀粉長(zhǎng)絲，只要這些淀粉長(zhǎng)絲不影響結(jié)構(gòu)100的設(shè)計(jì)圖案和其預(yù)定性能就行。在上下文中，術(shù)語“基本上”空隙的空穴115是用來說明由于結(jié)構(gòu)100和構(gòu)成結(jié)構(gòu)100的各個(gè)淀粉長(zhǎng)絲的高柔性，可在空穴115中發(fā)現(xiàn)一些可忽略量的淀粉長(zhǎng)絲或它們的一部分?？昭?15的密度不高于0.005克/厘米3(g/cc)，更優(yōu)選不高于0.004g/cc，還更優(yōu)選不高于0.003g/cc。
另一方面，含有懸臂部分129的柔性結(jié)構(gòu)100的特征在于增強(qiáng)的整個(gè)表面面積，相對(duì)于沒有懸臂部分129的相當(dāng)結(jié)構(gòu)。本領(lǐng)域的熟練人員都理解各個(gè)懸臂部分129和其各自的微觀表面面積的數(shù)量越大，所得的微觀比表面積(即設(shè)置在平表面上結(jié)構(gòu)的整體宏觀面積中每單位所得到的微觀表面面積)就越大。作為本領(lǐng)域的熟練人員還公認(rèn)，結(jié)構(gòu)的吸收表面積越大，其吸收能力就越大，所有的其它參數(shù)都相等時(shí)。
含有懸臂部分129的結(jié)構(gòu)100的實(shí)施方案中，懸臂部分129可包括結(jié)構(gòu)100的第三區(qū)域。例如，設(shè)想一實(shí)施例，其中淀粉懸臂部分129的密度介于第一區(qū)域110的密度和含有圓頂部分的第二區(qū)域120的密度之間。在另一實(shí)施例中，圓頂部分128的密度可介于第一區(qū)域110的相對(duì)高密度和懸臂部分129的相對(duì)低密度之間。照此類推，懸臂部分129的基重可等于或大于第一區(qū)域110和圓頂部分128二者或其一或介于二者中間。
制造柔性結(jié)構(gòu)的工藝圖8和9圖解顯示制造含有淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)100的方法的兩個(gè)實(shí)施方案。
首先，提供許多淀粉長(zhǎng)絲。用于本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100的淀粉長(zhǎng)絲的生產(chǎn)可通過現(xiàn)有技術(shù)已知的各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行。例如淀粉長(zhǎng)絲可由假熱塑性熔融淀粉組合物通過各種熔融紡絲工藝制造。淀粉長(zhǎng)絲的尺寸可從大約0.001分特-135分特，更優(yōu)選從大約0.005分特-50分特，甚至更優(yōu)選從大約0.01分特-5.0分特變化。
包括1979年2月13日授予Hernandez等人的美國(guó)專利4139699；1989年8月1日授予Eden等人的美國(guó)專利4853168；和1981年1月6日授予Hernandez等人的美國(guó)專利4234480，授予Buehler等人的美國(guó)專利5516815和5316578在內(nèi)的一些參考文件涉及使用熔融紡絲工藝制造淀粉長(zhǎng)絲的淀粉組合物。熔融淀粉組合物可通過噴絲頭擠出生產(chǎn)長(zhǎng)絲，其直徑稍大于噴絲頭模頭噴孔直徑(即，由于模頭膨脹效應(yīng))。該長(zhǎng)絲隨后被拉伸單元機(jī)械或熱機(jī)械拉伸以降低纖維直徑。
從擠出聚合物生產(chǎn)無紡熱塑性纖維結(jié)構(gòu)的幾個(gè)裝置都是現(xiàn)有技術(shù)已知的并且適于生產(chǎn)長(zhǎng)柔性淀粉長(zhǎng)絲。例如，擠出的淀粉組合物可加力通過噴絲頭(未示)形成向下前進(jìn)的淀粉長(zhǎng)絲的垂直取向簾流。該淀粉長(zhǎng)絲可用空氣結(jié)合吸氣型拉伸或拉細(xì)的空氣狹縫冷卻。1994年3月8日授予Zeldin等人的美國(guó)專利5292239揭示了一種裝置，其明顯降低氣流紊流以便均勻穩(wěn)定地對(duì)淀粉長(zhǎng)絲施加拉伸力。該專利揭示的內(nèi)容在此引作參考以有限地說明在形成淀粉長(zhǎng)絲時(shí)降低氣流紊流的操作方法和設(shè)備。
對(duì)于本發(fā)明，淀粉長(zhǎng)絲可由混合物來生產(chǎn)，該混合物含有淀粉、水、增塑劑，和其它任選的添加劑。例如，適宜的淀粉混合物可在擠出機(jī)中被轉(zhuǎn)換為假熱塑性熔體并通過噴絲頭運(yùn)送到拉伸單元形成向下前進(jìn)的淀粉長(zhǎng)絲的垂直取向簾流。該噴絲頭可含有現(xiàn)有技術(shù)已知的組件。該噴絲頭可包括許多噴嘴孔，其孔眼具有適宜淀粉長(zhǎng)絲生產(chǎn)的截面積。該噴絲頭可適應(yīng)淀粉組合物的流動(dòng)性以使每個(gè)噴孔的流速相同，如果希望那樣。另一方面，不同噴嘴的流動(dòng)速率可以變化。
拉伸單元(未示)可設(shè)置在擠出機(jī)下游，并可含有開口上端，與其相對(duì)的開口底端，和供應(yīng)壓縮空氣至向下游方向取向的內(nèi)噴嘴的空氣供應(yīng)導(dǎo)管。當(dāng)壓縮氣流穿過內(nèi)噴嘴時(shí)，空氣被抽進(jìn)拉伸單元的開口上端形成向下游方向快速移動(dòng)的氣流。該氣流對(duì)淀粉長(zhǎng)絲產(chǎn)生拉伸力使其在離開拉伸單元開口底端之前變細(xì)或被拉伸。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)，適宜柔性結(jié)構(gòu)100的淀粉長(zhǎng)絲可通過靜電紡紗工藝生產(chǎn)，其中將電場(chǎng)施于淀粉溶液形成充電的淀粉射流。靜電紡紗工藝在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。由Doshi，Jayesh，Natwarlal，Ph.D.，1994所作標(biāo)題為“靜電紡紗工藝和靜電紡紗纖維的應(yīng)用”的論文描述了一種靜電紡紗工藝并對(duì)該工藝中所包括的力進(jìn)行了研究。此論文還研究了靜電紡紗長(zhǎng)絲的一些商業(yè)應(yīng)用。此論文在此引作參考以便描述靜電紡紗工藝的原理。
全部授予Formhals的美國(guó)專利1975504(1934年10月2日)；2123992(1938年7月19日)；2116942(1938年5月10日)；2109333(1938年2月22日)；2160962(1939年6月6日)；2187306(1940年1月16日)；和2158416(1939年5月16日)描述了靜電紡紗工藝及其設(shè)備。描述靜電紡紗工藝的其它參考文獻(xiàn)包括授予Simons的美國(guó)專利3280229(1966年10月18日)；授予Martin等人的美國(guó)專利4044494(1977年8月30日)；授予Simm等人的美國(guó)專利4069026(1978年1月17日)；授予Simm的美國(guó)專利4143196(1979年3月6日)；授予Fine等人的美國(guó)專利4223101(1980年9月16日)；授予Guignard的美國(guó)專利4230650(1980年10月28日)；授予Enjo等人的美國(guó)專利4232525(1980年11月11日)；授予Guignard的美國(guó)專利4287139(1981年9月1日)；授予Bornat的美國(guó)專利4323525(1982年4月6日)；授予How的美國(guó)專利4552707(1985年11月12日)；授予Bornat的美國(guó)專利4689186(1987年8月25日)；授予Middleton等人的美國(guó)專利4798607(1989年1月17日)；授予Middleton等人的美國(guó)專利4904272(1990年2月27日)；授予Satterfield等人的美國(guó)專利4968238(1990年11月6日)；授予Barry的美國(guó)專利5024789(1991年1月18日)；授予Scardino等人的美國(guó)專利6106913(2000年8月22日)；和授予Zarkoob等人的美國(guó)專利6110590(2000年8月29日)。上述專利所揭示的內(nèi)容在此引作參考用以對(duì)所描述的靜電紡紗工藝的一般原理及其設(shè)備的描述起到限制的目的。
上述參考文獻(xiàn)教導(dǎo)了各種靜電紡紗工藝和其設(shè)備，但是它們沒有說明淀粉組合物可被成功地加工并擠出為薄的、基本連續(xù)的適于形成本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100的淀粉長(zhǎng)絲。天然淀粉不能用靜電紡紗工藝加工，因?yàn)樘烊坏矸垡话憔哂辛罱Y(jié)構(gòu)。現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)可用靜電紡紗工藝成功地加工改性的“變構(gòu)”淀粉組合物。
在本申請(qǐng)的申請(qǐng)日提交的普通轉(zhuǎn)讓的專利申請(qǐng)，標(biāo)題為“可熔融加工的淀粉組合物”(Larry Neil Mackey等人，代理文件號(hào)7967R)揭示了一種適于生產(chǎn)本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100所用淀粉長(zhǎng)絲的淀粉組合物。該淀粉組合物含有重均分子量大約1000-2000000的淀粉并可含有高聚物，該高聚物與淀粉基本上相容且重均分子量至少為500000。在一實(shí)施方案中，該淀粉組合物可有大約20％-99％重量的支鏈淀粉。此普通轉(zhuǎn)讓申請(qǐng)的揭示內(nèi)容在此引作參考。
根據(jù)本發(fā)明，淀粉聚合物可與水、增塑劑和其它添加劑混合，所得的熔體可被加工(例如擠出)并被成形生產(chǎn)適于本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)的淀粉長(zhǎng)絲。該淀粉長(zhǎng)絲可具有微量至100％的淀粉，或淀粉和其它適宜材料例如，纖維素、合成材料、蛋白質(zhì)，和它們的任意組合的混合物。
淀粉聚合物可包括任何天然淀粉、物理改性淀粉或化學(xué)改性淀粉。適宜的天然淀粉可包括但不限于，玉米淀粉、馬鈴薯淀粉、甘薯淀粉、小麥淀粉、西谷葉纖維淀粉、木薯淀粉、稻米淀粉、大豆淀粉、竹芋淀粉、蕨類淀粉、蓮藕淀粉、蠟質(zhì)玉米淀粉、高直鏈玉米淀粉，和商用直鏈淀粉。天然淀粉，尤其是玉米淀粉、馬鈴薯淀粉和小麥淀粉由于其可獲得性是所選擇的淀粉聚合物。
物理改性淀粉是通過改變其尺寸結(jié)構(gòu)而形成的。物理改性淀粉可包括α-淀粉、分級(jí)淀粉、濕和熱處理淀粉及機(jī)械處理淀粉。
化學(xué)改性淀粉可通過其OH基與烯化氧和其它形成醚、酯、尿烷、氨基甲酸鹽(酯)或異氰酸酯的物質(zhì)的反應(yīng)形成。羥烷基、乙?；?、或氨基甲酸鹽(酯)淀粉或其混合物是化學(xué)改性淀粉之中的實(shí)施方案?；瘜W(xué)改性淀粉的取代度是0.05-3.0，更優(yōu)選0.05-0.2。
天然水含量可從5％-16％重量，更優(yōu)選從8％-12％。淀粉中直鏈淀粉含量從0％-大約80％，更優(yōu)選從大約20％-30％。
增塑劑可被加到淀粉高聚物中以降低要制造的淀粉長(zhǎng)絲的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度，從而增強(qiáng)其柔韌性。另外，增塑劑的存在可降低熔融粘度，而這反過來簡(jiǎn)化了熔融擠出工藝。該增塑劑是有機(jī)化合物，其具有至少一個(gè)羥基，例如多羥基化合物。已發(fā)現(xiàn)山梨糖醇、甘露糖醇、D-葡萄糖、聚乙烯醇、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、聚丙二醇、蔗糖、果糖、甘油和其混合物是適宜的。增塑劑的例子包括山梨糖醇、蔗糖，和果糖，其數(shù)量范圍從大約0.1％-70％重量，更優(yōu)選從大約0.2％-30％重量，還更優(yōu)選從大約0.5％-10％重量。
其它添加劑一般可作為加工助劑包括在淀粉聚合物中并改進(jìn)物理性能，例如所擠出的淀粉長(zhǎng)絲的彈性、干拉伸強(qiáng)度，和濕強(qiáng)度。添加劑存在的量一般為非揮發(fā)性成份的0.1％-70％重量(意指數(shù)量通過排除揮發(fā)物例如水來計(jì)算)。添加劑的例子包括但不限于，脲、脲衍生物、交聯(lián)劑、乳化劑、表面活性劑、潤(rùn)滑劑、蛋白質(zhì)和它們的堿金屬鹽，生物降解合成聚合物、蠟、低熔融合成熱塑性聚合物、增稠樹脂、增量劑、和它們的混合物。生物降解合成聚合物的例子包括但不限于聚己酸內(nèi)酯、聚羥基丁酸酯、聚羥基戊酸酯、聚交酯和其混合物。其它添加劑包括熒光增白劑、抗氧化劑、阻燃劑、染料、顏料和填料。對(duì)于本發(fā)明，在淀粉組合物中包括0.5％-60％重量的含脲添加劑是有利的。
此處所用的適宜增量劑包括白明膠、植物蛋白質(zhì)、例如谷物蛋白質(zhì)、向日葵蛋白質(zhì)、大豆蛋白質(zhì)、棉籽蛋白質(zhì)；和水溶性多糖類，例如藻酸鹽、角叉菜膠、瓜耳膠、瓊脂膠、阿拉伯膠和相關(guān)的膠，和果膠；以及纖維素的水溶性衍生物，例如烷基纖維素、羥烷基纖維素、羧甲基纖維素，等等。還可以使用水溶性合成聚合物例如聚丙烯酸、聚丙烯酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇、聚乙烯基吡咯烷酮，等等。
在本發(fā)明的方法進(jìn)行中可進(jìn)一步加入潤(rùn)滑劑化合物以改進(jìn)淀粉材料的流動(dòng)性能。該潤(rùn)滑劑化合物可包括動(dòng)物或植物脂肪，優(yōu)選是其氫化形式，尤其是在室溫為固體的那些物質(zhì)。另外的潤(rùn)滑劑物質(zhì)包括單-甘油酯和雙甘油酯和磷脂，尤其是卵磷脂。對(duì)于本發(fā)明，據(jù)信包括單-甘油酯，單硬脂酸甘油酯的潤(rùn)滑劑化合物是有利的。
進(jìn)一步的添加劑包括無機(jī)填料，例如鎂、鋁、硅和鈦的氧化物，可將它們加入作為廉價(jià)填料或加工助劑。另外，無機(jī)鹽，包括堿金屬鹽、堿土金屬鹽、磷酸鹽等等，可用作加工助劑。
根據(jù)所設(shè)想的產(chǎn)品的特殊最終用途可以加入其它所希望的添加劑。例如，在衛(wèi)生紙、一次性毛巾、面巾這樣的產(chǎn)品和其它類似的產(chǎn)品中希望有濕強(qiáng)度特征。因此常常希望在淀粉聚合物中加入現(xiàn)有技術(shù)已知的交聯(lián)劑作為“濕強(qiáng)度”樹脂。
已在TAPPI論文系列號(hào)29，“紙和紙版中的濕強(qiáng)度”，紙漿和造紙工業(yè)技術(shù)協(xié)會(huì)(New York，1965)中發(fā)現(xiàn)對(duì)在造紙領(lǐng)域使用的濕強(qiáng)度樹脂類型的一般研究，其在此引作參考。最有用的濕強(qiáng)度樹脂一般具有陽離子特性。聚酰胺-表氯醇樹脂是陽離子聚酰胺胺-表氯醇濕強(qiáng)度樹脂，已發(fā)現(xiàn)其特別具有利用性。適宜的這種樹脂類型在1972年10月24日授予的美國(guó)專利3700623和1973年11月13日授予的美國(guó)專利3772076，二者均授予Keim，中敘述，所揭示的內(nèi)容在此引作參考。有用的聚酰胺-表氯醇樹脂可購(gòu)買自Hercules，Inc.ofWilmington，Delaware，其銷售這種樹脂的商標(biāo)是KymeneTM。
也已發(fā)現(xiàn)乙醛酸聚丙烯酰胺樹脂作為濕強(qiáng)度樹脂是很實(shí)用的。這些樹脂已在1971年1月19日授予Coscia等人的美國(guó)專利3556932，1971年1月19日授予Williams等人的美國(guó)專利3556933中敘述，它們?cè)诖艘鲄⒖肌Ｒ胰┧峋郾０窐渲少?gòu)買自Cytec Co.of Stanford，Connecticut，其銷售這種樹脂的商標(biāo)是ParezTM631 NC。
可以用在本發(fā)明的其它水溶性陽離子樹脂是脲甲醛和蜜胺甲醛樹脂。這些多官能樹脂的更普通官能基是含氮基，例如氨基和連到氮上的甲醇基。聚乙烯亞胺型樹脂也被發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明中具有實(shí)用性。另外，臨時(shí)濕強(qiáng)度樹脂例如Caldas 10(由Japan Carlit制造)和CoBond 1000(由National Starch and ChemicalCompany制造)也可用于本發(fā)明。
對(duì)于本發(fā)明，一種交聯(lián)劑是濕強(qiáng)度樹脂KymeneTM，其量為大約0.1％重量-10％重量，更優(yōu)選為大約0.1％重量-3％重量。
為了生產(chǎn)用于本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100的適宜淀粉長(zhǎng)絲，該淀粉組合物在加工過程中應(yīng)呈現(xiàn)一定的流變學(xué)行為，例如某種拉伸粘度和某種毛細(xì)管數(shù)。當(dāng)然，加工類型(例如熔噴、靜電紡紗等)可限定所需淀粉組合物的流變量。
拉伸或伸長(zhǎng)粘度(ηe)涉及淀粉組合物的熔融伸長(zhǎng)率，其對(duì)于延伸加工，例如淀粉長(zhǎng)絲制造特別重要。拉伸粘度根據(jù)組合物變形類型包括三種類型單軸或單拉伸粘度、雙軸拉伸粘度，和純剪切拉伸粘度。單軸拉伸粘度對(duì)于單軸拉伸工藝，例如機(jī)械伸長(zhǎng)、熔噴、紡粘法和靜電紡紗特別重要。其它兩種拉伸粘度對(duì)于雙軸拉伸或制備薄膜、泡沫塑料、片材或零件的成型工藝是重要的。
對(duì)于常規(guī)纖維紡絲熱塑性材料，例如聚烯烴、聚酰胺和聚酯，在這些常規(guī)的熱塑性材料和其混合物的拉伸粘度和剪切粘度之間有很強(qiáng)的相互關(guān)系。即材料的可紡性可簡(jiǎn)單地由熔融剪切粘度來確定，盡管可紡性主要是由熔融拉伸粘度所控制的性能。此相互關(guān)系十分堅(jiān)固，致使纖維工業(yè)在選擇和配制熔融紡絲材料時(shí)要取決于熔融剪切粘度。該熔融拉伸粘度很少用作工業(yè)篩選工具。
因此驚奇地發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的淀粉組合物不一定需要呈現(xiàn)這種剪切和拉伸粘度之間的相互關(guān)系。此處的淀粉組合物呈現(xiàn)典型的非牛頓流體熔融流動(dòng)特性，因而呈現(xiàn)應(yīng)變硬化特性，也就是說，當(dāng)應(yīng)變或變形增加時(shí)拉伸粘度就增加。
例如，當(dāng)根據(jù)本發(fā)明所選擇的高聚物加入淀粉組合物時(shí)，該組合物的剪切粘度相對(duì)保持不變，或甚至稍微降低。基于一般常識(shí)，可預(yù)料這種淀粉組合物會(huì)呈現(xiàn)降低的熔融加工性而且不預(yù)料其適于熔融拉伸加工。然而，令人驚奇地發(fā)現(xiàn)當(dāng)加入甚至少量的高聚物時(shí)，此處的淀粉組合物顯示出的拉伸粘度明顯提高。所以發(fā)現(xiàn)此處的淀粉組合物具有增強(qiáng)的熔融拉伸性并適于熔融拉伸工藝，尤其是包括熔噴、紡粘、和靜電紡紗的那些工藝。
具有根據(jù)以下所述測(cè)試方法所測(cè)量的剪切粘度低于大約30帕斯卡·秒(Pa·s)，更優(yōu)選從大約0.1Pa·s-10Pa·s，甚至更優(yōu)選從大約1-8Pa·s的淀粉組合物可用于此處的熔融拉細(xì)工藝。此處的某些淀粉組合物可具有低熔融粘度，使得它們被混合，傳送，或其它方式地在常規(guī)的通常用于粘性流體的聚合物加工設(shè)備，例如配備計(jì)量泵和噴絲頭的靜態(tài)混合器中加工。該淀粉組合物的剪切粘度可通過淀粉的分子量和分子量分布，高聚物的分子量，和增塑劑的量和/或所用的溶劑而被有效地改進(jìn)?？梢韵嘈诺矸燮骄肿恿康慕档褪墙档驮摻M合物剪切粘度的有效方式。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可熔融加工的淀粉組合物具有在一定溫度下從大約50Pa·s-20000Pa·s，更優(yōu)選從大約100Pa·s-15000Pa·s，更特別優(yōu)選從大約200Pa·s-10000Pa·s，甚至更優(yōu)選從大約300Pa·s-5000Pa·s，，還更優(yōu)選從大約500Pa·s-3500Pa·s的拉伸粘度。拉伸粘度根據(jù)以下所述的方法中“分析方法”部分來計(jì)算。
許多因素可影響淀粉組合物的流變學(xué)性能(包括拉伸粘度)。這些因素包括，但不限于此所用聚合物的量和類型，該組分(包括淀粉和高聚物)的分子量和分子量分布，淀粉的直鏈淀粉含量，添加劑(例如增塑劑、稀釋劑、加工助劑)的量和類型，加工類型(例如熔噴或靜電紡紗)和加工條件，例如溫度、壓力、變形速率，和相對(duì)濕度，以及在非牛頓材料情況下，變形歷史(即時(shí)間或應(yīng)變歷史關(guān)聯(lián)性)。某些材料可應(yīng)變變硬，即它們的拉伸粘度隨應(yīng)變升高而升高。據(jù)信這是由于拉伸纏結(jié)的聚合物網(wǎng)格造成的。如果從材料中除去應(yīng)力，該拉伸的纏結(jié)聚合物網(wǎng)格松弛到較低的應(yīng)變水平，這取決于松弛時(shí)間常數(shù)，該數(shù)值是溫度、聚合物分子量、溶劑或增塑劑濃度，和其它因素的函數(shù)。
高聚物的存在和性能對(duì)淀粉組合物的拉伸粘度可具有顯著影響。該高聚物用于增強(qiáng)本發(fā)明所用淀粉組合物的熔體延伸性，其一般具有高分子量，基本上是線性聚合物。而且，可與淀粉基本相容的高聚物在增強(qiáng)淀粉組合物的熔融延伸性方面是最有效的。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)當(dāng)所選擇的高聚物加入組合物時(shí)，用于熔融延伸工藝的淀粉組合物一般其拉伸粘度至少增大10倍。一般，當(dāng)加入所選擇的高聚物時(shí)，本發(fā)明的淀粉組合物顯示拉伸粘度增大大約10-500倍，更優(yōu)選大約20-300倍，還更優(yōu)選大約30-100倍。高聚物的量越大，拉伸粘度的增加越大。加入高聚物可調(diào)節(jié)拉伸粘度至200-2000Pa·sec(在亨基應(yīng)變量為6時(shí))。例如，可加入分子量(MW)為1000000-15000000，加入量為0.001％-0.1％的聚丙烯酰胺以構(gòu)成淀粉組合物。
所用淀粉的類型和量也可對(duì)淀粉組合物的拉伸粘度有影響。通常，當(dāng)?shù)矸鄣闹辨湹矸酆拷档蜁r(shí)，拉伸粘度就會(huì)增加。還有，通常，當(dāng)在預(yù)定范圍內(nèi)的淀粉分子量增大時(shí)，拉伸粘度也增大。最后，通常當(dāng)組合物中淀粉的量增大時(shí)，拉伸粘度也增大。(相反地，通常當(dāng)組合物中添加劑的量增加時(shí)，拉伸粘度會(huì)降低)。
淀粉組合物的溫度可顯著影響淀粉組合物的拉伸粘度。為了本發(fā)明的目的，如果對(duì)所用的特定工藝合適的話，控制淀粉組合物溫度的所有常規(guī)手段都可以利用。例如，在實(shí)施方案中(其中淀粉長(zhǎng)絲通過模頭由擠出生產(chǎn))模頭溫度可顯著影響從其中擠出的淀粉組合物的拉伸粘度。一般，當(dāng)?shù)矸劢M合物的溫度增高時(shí)，淀粉組合物的拉伸粘度降低。淀粉組合物的溫度可從大約20℃-180℃，更優(yōu)選從大約20℃-90℃，甚至更優(yōu)選從大約50℃-80℃。可以理解在淀粉組合物中有或無固體可影響其所需溫度。
特勞頓比(Tr)可用于表示拉伸流動(dòng)性能。特勞頓比被定義為拉伸粘度(ηe)和剪切粘度(ηs)之間的比值，Tr＝ηe(ε*，t)/ηs其中拉伸粘度ηe取決于變形速率(ε*)和時(shí)間(t)。對(duì)于牛頓流體，單軸拉伸特勞頓比為常數(shù)3。對(duì)于非牛頓流體，例如此處的淀粉組合物，拉伸粘度取決于變形速率(ε*)和時(shí)間(t)。還發(fā)現(xiàn)本發(fā)明的熔體可加工組合物一般具有至少大約為3的特勞頓比。一般，當(dāng)在加工溫度和在亨基應(yīng)變量為6的拉伸速率為700s-1測(cè)量時(shí)，特勞頓比范圍從大約10-5000，尤其從大約20-1000，更特別從大約30-500。
申請(qǐng)人還發(fā)現(xiàn)在通過擠出生產(chǎn)淀粉長(zhǎng)絲的實(shí)施方案中，當(dāng)?shù)矸劢M合物通過擠出機(jī)模頭時(shí)，其毛細(xì)管數(shù)(Ca)對(duì)熔體加工性是重要的。該毛細(xì)管數(shù)是表示粘性流體力對(duì)表面張力之比的數(shù)值。靠近毛細(xì)管模頭出口，若粘性力不明顯大于表面張力，該流體長(zhǎng)絲就會(huì)斷裂為微滴，一般稱為“霧化”。毛細(xì)管數(shù)根據(jù)以下公式計(jì)算Ca＝(ηs·Q)(π·r2·σ)其中ηs是在3000s-1的剪切速率下測(cè)量的以帕斯卡·秒計(jì)量的剪切粘度；Q是流體穿過毛細(xì)管模頭的體積流動(dòng)速率(m3/s)；r是毛細(xì)管模頭的半徑(米)(對(duì)于非圓形孔眼，可以使用等量直徑/半徑)；σ是流體的表面張力(牛頓/米)。
如上所述，由于毛細(xì)管數(shù)與剪切粘度有關(guān)，其也以相似的方式，受到影響剪切粘度的相同因數(shù)的影響。此處所用的與毛細(xì)管數(shù)或表面張力相關(guān)的術(shù)語“固有”表示淀粉組合物不受外界因素，例如電場(chǎng)的存在，影響的性能。術(shù)語“有效”表示淀粉組合物已受到外界，例如電場(chǎng)的存在，影響的性能。
在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案中，可熔融加工的淀粉組合物當(dāng)其通過模頭時(shí)具有至少為0.01的固有毛細(xì)管數(shù)和至少為1.0的有效毛細(xì)管數(shù)。沒有靜電時(shí)，為了穩(wěn)定性，毛細(xì)管數(shù)需要大于1，為了使形成的長(zhǎng)絲的穩(wěn)定性增強(qiáng)，優(yōu)選大于5。有靜電時(shí)，電荷斥力抵消表面張力的影響，使無電荷存在時(shí)測(cè)量的固有毛細(xì)管數(shù)可小于1。當(dāng)對(duì)要形成的長(zhǎng)絲施加電壓時(shí)，有效表面張力降低，有效毛細(xì)管數(shù)基于以下公式升高盡管可以以各種形式表示毛細(xì)管數(shù)，用于確定材料的固有毛細(xì)管數(shù)的表達(dá)式是Ca固有＝ηs·ν/σ，其中Ca固有是固有毛細(xì)管數(shù)ηs是流體的剪切粘度ν是流體的線速度σ是流體的表面張力當(dāng)其涉及本發(fā)明，相應(yīng)的樣品具有以下的組成和性能配方來自National Starch Inc的Purity Gum 5940.00％去離子水 59.99％來自Cytec的Superfloc N-300 LMW(高 0.01％分子量聚丙烯酰胺)運(yùn)行溫度 120°F在3000S-1的剪切粘度 0.1Pa.s噴嘴直徑 .0254cm線速度.236m/sec固有表面張力 72達(dá)因/厘米實(shí)驗(yàn)上，當(dāng)流體無靜電電荷時(shí)，此材料流過噴嘴頂端形成小滴，然后在重力下以不連續(xù)的滴狀物滴下。當(dāng)系統(tǒng)電位升高時(shí)滴狀物尺寸變小并開始朝接地機(jī)構(gòu)(grounding mechanism)加速。當(dāng)電位(對(duì)此樣品為25千伏)達(dá)到臨界值時(shí)在噴嘴頂部不再形成滴狀物，從噴嘴頂端噴出連續(xù)細(xì)纖維。這樣所施加的電位現(xiàn)在克服了表面張力消除了毛細(xì)管斷裂模式(capillary failure mode)。有效的毛細(xì)管數(shù)現(xiàn)在大于1。實(shí)驗(yàn)室實(shí)驗(yàn)，用所說的溶液和實(shí)驗(yàn)步驟，生產(chǎn)基本上連續(xù)的纖維。在真空篩上以纖維氈片的形式收集這些纖維。通過光學(xué)顯微鏡分析顯示所得的纖維是連續(xù)的，且直徑范圍從3-5微米。
在某些實(shí)施方案中，固有毛細(xì)管數(shù)可至少為1，更優(yōu)選從1-100，還更優(yōu)選從大約3-50，尤其更優(yōu)選從大約5-30。
此處的淀粉組合物以流動(dòng)態(tài)加工，此狀態(tài)在至少等于或高于其“熔融溫度”的溫度下出現(xiàn)。因此加工溫度范圍通過淀粉組合物的“熔融溫度”來控制，其用此處詳細(xì)敘述的測(cè)試方法來測(cè)量。此處的淀粉組合物的熔融溫度范圍從大約20℃-180℃，更優(yōu)選從大約30℃-130℃，還更優(yōu)選從大約50℃-90℃。淀粉組合物的熔融溫度是淀粉的直鏈淀粉含量(較高直鏈淀粉含量需要較高的熔融溫度)，水含量，增塑劑含量和增塑劑類型的函數(shù)。
適于淀粉組合物的示范單軸拉伸工藝包括熔融紡絲、熔噴和紡粘。這些工藝詳細(xì)揭示于1977年12月27日授予Akiyama等人的美國(guó)專利4064605；1983年11月29日授予Blackie等人的美國(guó)專利4418026；1989年8月8日授予Bourland等人的美國(guó)專利4855179；1990年3月20日授予Cuculo等人的美國(guó)專利4909976；1992年9月8日授予Jezic等人的美國(guó)專利5145631；1996年5月14日授予Buehler等人的美國(guó)專利5516815；和1994年8月30日授予Rhim等人的美國(guó)專利5342335；所有上述揭示的內(nèi)容都在此引作參考。
圖7、8和9所顯示的是生產(chǎn)適于本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100的淀粉長(zhǎng)絲的裝置10。該裝置10可包括例如單螺桿或雙螺桿擠出機(jī)、正位移泵，或其組合，如現(xiàn)有技術(shù)所知。該淀粉溶液可具有總的水含量，即水合作用的水加上添加的水，大約為5％-80％，更優(yōu)選大約為10％-60％(相對(duì)于淀粉材料的總重量)。將淀粉材料加熱至足以形成假熱塑性熔體的高溫。此溫度一般高于所形成材料的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和/或熔融溫度。本發(fā)明的假熱塑性熔體是如現(xiàn)有技術(shù)所知具有剪切速率因變粘度的聚合物流體。該粘度隨著剪切速率增大以及隨著溫度升高而降低。
淀粉材料可在封閉容積中有少量水存在下加熱，將該淀粉材料轉(zhuǎn)換為假熱塑性熔體。該封閉容積可以是封閉的容器或通過如同在擠出設(shè)備的螺桿中所發(fā)生的加料密封作用而產(chǎn)生的容積。在封閉容器中產(chǎn)生的壓力包括水的蒸汽壓力以及在擠出機(jī)螺桿-機(jī)筒中壓縮材料產(chǎn)生的壓力。
斷鏈催化劑通過裂解淀粉大分子中的配糖鍵而降低分子量，造成淀粉的平均分子量下降，該催化劑可用于降低假熱塑性熔體的粘度。適宜的催化劑包括無機(jī)和有機(jī)酸。適宜的無機(jī)酸包括鹽酸、硫酸、硝酸、磷酸和硼酸以及多元酸的部分鹽，例如NaHSO4或NaH2PO4等等。適宜的有機(jī)酸包括甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、乳酸、乙醇酸、乙二酸、檸檬酸、酒石酸、衣康酸、琥珀酸和其它現(xiàn)有技術(shù)已知的有機(jī)酸，還包括多元酸的部分鹽。鹽酸、硫酸和硝酸，還包括其混合物對(duì)本發(fā)明是有利的。
所用非改性淀粉的分子量可被降低2-5000倍，更優(yōu)選降低4-4000倍。催化劑的濃度為每摩爾葡糖酐單元10-6-10-2摩爾催化劑，尤其是在每摩爾淀粉的葡糖酐單元0.1×10-3-5×10-3摩爾催化劑。
在圖7中，將淀粉組合物供至用于生產(chǎn)淀粉長(zhǎng)絲的靜電紡紗裝置10，該長(zhǎng)絲用于制造本發(fā)明的柔性結(jié)構(gòu)100。裝置10包括配置的護(hù)罩11以接收淀粉組合物17(箭頭A)，該組合物被保持在其中并通過模頭13的噴嘴14擠出(箭頭D)成為淀粉長(zhǎng)絲17a。環(huán)形腔體12用于循環(huán)(箭頭B和C)加熱淀粉組合物至所希望的溫度的加熱流體。其它加熱手段都是現(xiàn)有技術(shù)熟知的，例如使用電加熱、脈沖燃燒、水和蒸汽加熱等等的其它手段都可用于加熱淀粉組合物。
可將電場(chǎng)直接施于淀粉溶液，例如通過充電的探頭，或施于護(hù)罩11和/或擠出模頭13。如果需要，成型組件200可用與被擠出的淀粉長(zhǎng)絲的電荷相反的電荷充電。另一方面，可將成型組件接地。電位差可從5Kv-60Kv，更優(yōu)選從20Kv-40Kv。
然后將大量擠出的淀粉長(zhǎng)絲沉積到沿著縱向MD移動(dòng)的，在離裝置10一定的距離處，成型組件200上。此距離應(yīng)足以使淀粉長(zhǎng)絲拉伸長(zhǎng)和干燥，并且同時(shí)保持從噴嘴14排出的淀粉長(zhǎng)絲和成型組件200之間有不同電荷(differentialcharge)。為此目的，可將干燥的空氣流施于大量的淀粉長(zhǎng)絲使這些淀粉長(zhǎng)絲轉(zhuǎn)一角度。這就可在噴嘴14和成型組件200之間保持最小距離，為了在它們之間保持不同電荷的目的，并且同時(shí)使噴嘴和成型組件200之間的部分長(zhǎng)絲的長(zhǎng)度最大化-為了有效干燥長(zhǎng)絲的目的。在這種布置中，當(dāng)纖維長(zhǎng)絲從噴嘴14排出時(shí)，成型組件200可相對(duì)于纖維長(zhǎng)絲的方向以某一角度設(shè)置(圖7中的箭頭D)。
可選擇地，拉細(xì)空氣可與靜電力結(jié)合使用以提供拉伸力使淀粉長(zhǎng)絲在其沉積到成型組件200之前變細(xì)，或拉伸。圖7A圖示一模頭實(shí)施方案，其具有環(huán)繞噴嘴14的環(huán)形噴孔15，和三個(gè)其它噴孔16，它們環(huán)繞噴嘴14以120度等距設(shè)置，用于拉細(xì)空氣。當(dāng)然拉細(xì)空氣的其它排列，如現(xiàn)有技術(shù)所知，都是本發(fā)明所預(yù)期的。
根據(jù)本發(fā)明，淀粉長(zhǎng)絲的尺寸范圍從大約0.01分特-135分特，更優(yōu)選從大約0.02分特-30分特，甚至更優(yōu)選從大約0.02分特-5分特。此淀粉長(zhǎng)絲可具有各種截面形狀，包括，但不限于此，圓形、橢圓形、矩形、三角形、六邊形、十字形、星形、不規(guī)則形，和它們的任意組合。本領(lǐng)域熟練人員理解各種類型的形狀可通過生產(chǎn)淀粉長(zhǎng)絲的不同形狀的模頭噴嘴來形成。
圖10A圖示，但不限于此，一些淀粉長(zhǎng)絲可能的截面。淀粉長(zhǎng)絲的截面是垂直于淀粉長(zhǎng)絲主軸的區(qū)域，由淀粉長(zhǎng)絲外表面形成的周邊在截面平面內(nèi)圈定。據(jù)信，淀粉長(zhǎng)絲的表面積(每單位長(zhǎng)度或其重量)越大，含有該淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)10的不透明性越大。因此，確信通過提高淀粉長(zhǎng)絲的等量直徑來使淀粉長(zhǎng)絲的表面積最大化可有利地提高所得本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100的不透明性。提高淀粉長(zhǎng)絲等量直徑的方法之一包括形成非圓形、多表面，截面形狀的淀粉長(zhǎng)絲。
此外，淀粉長(zhǎng)絲不需要具有均勻的厚度和/或貫穿長(zhǎng)絲長(zhǎng)度或其部分的截面面積，例如，圖10圖示淀粉長(zhǎng)絲的斷片，沿著其長(zhǎng)度具有不同的截面面積。這種不同的截面面積可以通過例如改變模頭內(nèi)的壓力，或通過至少改變?nèi)蹏姽に囍?，或熔噴和靜電紡紗工藝的結(jié)合中，拉細(xì)空氣或干燥空氣的特性之一(例如速度、方向等等)而形成。
一些淀粉長(zhǎng)絲可沿著長(zhǎng)絲長(zhǎng)度或其局部以一定間隔分布有“缺口”。據(jù)信沿著長(zhǎng)絲長(zhǎng)度的這種淀粉長(zhǎng)絲截面區(qū)域的變化促進(jìn)了長(zhǎng)絲的柔性，以及長(zhǎng)絲在被制造的柔性結(jié)構(gòu)100中相互纏結(jié)的能力，并有利影響被制造的所得柔性結(jié)構(gòu)100的柔軟度和柔韌性。該缺口，或在淀粉長(zhǎng)絲中的其它有利的不規(guī)則性可通過將淀粉長(zhǎng)絲與以下所述的具有尖銳邊緣或凸起的表面接觸而形成。
本方法的下一步驟包括提供成型組件200。該成型組件200可包括帶圖案的料筒(未示)或其它形成圖案的組件，例如皮帶或條帶。成型組件200包括接觸長(zhǎng)絲面201和與接觸長(zhǎng)絲面201相對(duì)的背面202。流體壓力差(例如真空壓力，其存在于皮帶之下或轉(zhuǎn)鼓內(nèi))可迫使淀粉長(zhǎng)絲進(jìn)入成型組件的圖案以在要制造的柔性結(jié)構(gòu)內(nèi)形成可辨別區(qū)域。
在制造本發(fā)明結(jié)構(gòu)100的過程中，將淀粉長(zhǎng)絲設(shè)置在接觸長(zhǎng)絲面201上。第二面202一般接觸由特定工藝所要求的設(shè)備，例如支承輥、導(dǎo)輥、真空裝置等。該接觸長(zhǎng)絲面201包括凸起和/或凹陷的三維圖案。一般(盡管不是必須)該圖案是非無規(guī)和重復(fù)的。接觸長(zhǎng)絲面201的三維圖案可包括基本上連續(xù)的圖案(圖4)，基本上半連續(xù)圖案(圖5)，含有大量不連續(xù)凸起的圖案(圖5)，或其任意結(jié)合的圖案。當(dāng)把大量淀粉長(zhǎng)絲設(shè)置在成型組件200的接觸長(zhǎng)絲面201上時(shí)，大量柔性淀粉長(zhǎng)絲至少部分與成型組件200的成型圖案相符。
成型組件200可包括皮帶或條帶，當(dāng)其放在參考X-Y平面上時(shí)其在宏觀上是單平面的，其中Z方向垂直于X-Y平面。類似地，柔性結(jié)構(gòu)100可被認(rèn)為是宏觀上單平面的，并放在與X-Y平面平行的平面上。垂直于X-Y平面的是Z方向，沿著它延伸柔性結(jié)構(gòu)100的厚度，或成型組件200，或柔性結(jié)構(gòu)100的不同區(qū)域的隆起。
如果希望的話，包括皮帶的成型組件200可作為壓氈實(shí)施。用于本發(fā)明的合適壓氈可根據(jù)以下文獻(xiàn)制得1996年8月27日授予Phan的美國(guó)專利5549790；1996年9月17日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5556509；1996年12月3日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5580423；1997年3月11日授予Phan的美國(guó)專利5609725；1997年5月13日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5629052；1997年6月10日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5637194；1997年10月7日授予McFarland等人的美國(guó)專利5674663；1997年12月2日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5693187；1998年1月20日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5709775；1998年7月7日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5776307；1998年8月18日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5795440；1998年9月29日授予Phan的美國(guó)專利5814190；1998年10月6日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5817377；1998年12月8日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5846379；1999年1月5日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5855739；和1999年1月19日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5861082，它們所揭示的內(nèi)容在此引作參考。在另一實(shí)施方案中，成型組件200可根據(jù)1996年10月29日授予Cameron的美國(guó)專利5569358所述被用作壓氈。
成型組件200的一個(gè)主要實(shí)施方案包括與增強(qiáng)部分250連接的樹脂構(gòu)架210。該樹脂構(gòu)架210可具有確定的預(yù)選圖案。例如，圖4顯示基本連續(xù)的構(gòu)架210，其具有許多貫穿其的小孔220。在某些實(shí)施方案中，增強(qiáng)部分250可基本上是流體可滲透的。該流體可滲透增強(qiáng)部分250可含有編織篩，或帶小孔的組件，氈，或其任意組合。成型組件200中帶小孔220的增強(qiáng)部分250的部分阻止淀粉長(zhǎng)絲通過成型組件200，由此降低所得柔性結(jié)構(gòu)100中針孔的出現(xiàn)率。如果不希望使用編織物用于增強(qiáng)部分250，無紡件、篩網(wǎng)、網(wǎng)狀物、壓氈或具有許多穿孔的板或薄膜可為構(gòu)架210提供充分的支承和強(qiáng)度。適宜的增強(qiáng)部分250可根據(jù)1996年3月5日授予Stelljes等人的美國(guó)專利5496624；1996年3月19日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5500277；和1996年10月22日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5566724制造，它們揭示的內(nèi)容在此引作參考。
各種類型的流體可滲透增強(qiáng)部分250已在例如美國(guó)專利5275700和5954097的幾個(gè)美國(guó)專利中加以敘述，它們所揭示的內(nèi)容在此引作參考。增強(qiáng)部分250可包括氈，也可稱作“壓氈”，如常規(guī)造紙生產(chǎn)中所用的。構(gòu)架210可用于增強(qiáng)部分250，如1996年8月27日授予Phan的美國(guó)專利5549790；1996年9月17日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5556509；1996年12月3日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5580423；1997年3月11日授予Phan的美國(guó)專利5609725；1997年5月13日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5629052；1997年6月10日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5637194；1997年10月7日授予McFarland等人的美國(guó)專利5674663；1997年12月2日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5693187；1998年1月20日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5709775；1998年8月18日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5795440；1998年9月29日授予Phan的美國(guó)專利5814190；1998年10月6日授予Trokhan等人的美國(guó)專利5817377；1998年12月8日授予Ampulski等人的美國(guó)專利5846379中所教導(dǎo)的那樣，它們所揭示的內(nèi)容在此引作參考。
另一方面，增強(qiáng)部分250可以是流體不可滲透的。該流體不可滲透增強(qiáng)組件250可包括，例如相同或不同于制造本發(fā)明成型組件200的構(gòu)架210所用的聚合物樹脂材料；塑性材料；金屬；任何其它合適的天然或合成材料；或它們的任意組合。本領(lǐng)域的熟練人員理解流體不可滲透增強(qiáng)部分250使成型組件10作為整體也成為流體不可滲透的。可以理解增強(qiáng)部分250可以是部分流體可滲透的和部分流體不可滲透的。也就是說，增強(qiáng)部分250的某些部分可以是流體可滲透的，而增強(qiáng)部分250的另一部分可以是流體不可滲透的。成型組件200，作為整體可以是流體可滲透的，流體不可滲透的，或部分流體可滲透的。在部分流體可滲透的成型組件200中，成型組件200的僅僅一部分或幾部分的宏觀面積是流體可滲透的。
如果希望的話，可以利用含有提花編織形式的增強(qiáng)部分250?？稍?/4/95授予Chiu等人的美國(guó)專利5429686；9/30/97授予Wendt等人的美國(guó)專利5672248；5/5/98授予Wendt等人的美國(guó)專利5746887；和1/25/00授予Wendt等人的美國(guó)專利6017417中發(fā)現(xiàn)具有提花編織形式帶材的說明，它們所揭示的內(nèi)容在此引作參考用以有限地表示提花編織形式基本結(jié)構(gòu)。本發(fā)明設(shè)想含有具有提花編織形式圖案的接觸長(zhǎng)絲面201的成型組件200。這種提花編織形式圖案可用作形成組件500，成型組件200，壓制表面，等等。在文獻(xiàn)中發(fā)表的提花編織形式對(duì)于不希望對(duì)輥隙中的結(jié)構(gòu)施壓或壓印的場(chǎng)合，例如一般出現(xiàn)在傳送到Y(jié)ankee干燥鼓時(shí)，是特別有用的。
根據(jù)本發(fā)明，成型組件200的一個(gè)、幾個(gè)、或所有的小孔220可以是如1999年10月26日授予Polat等人的美國(guó)專利5972813中所述是“堵死的”或“封閉的”，這些揭示的內(nèi)容在此引作參考。正如以上剛引證的專利說明的，可使用聚氨酯泡沫、橡膠，和聚硅氧烷將小孔220變成流體不可滲透的。
圖6中所示成型組件200的一個(gè)實(shí)施方案包括許多從許多基座部分211延伸(一般是橫向延伸)的懸浮部分219。該懸浮部分219從增強(qiáng)部分250隆起形成空隙空間215，在該空間內(nèi)本發(fā)明的淀粉長(zhǎng)絲可被偏移形成懸臂部分129，如以上參考圖3所述。含有懸浮部分219的成型組件200可包括由至少兩層(211，212)以面對(duì)面關(guān)系連接在一起而形成的多層結(jié)構(gòu)(圖6)。每一層可包括類似于上述幾個(gè)專利中的一種結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，這些專利在此引作參考。每一層(211，212)可具有至少一個(gè)在上表面和底表面之間延伸的小孔(220，圖4，4A)。這些連接層這樣設(shè)置，使至少一層的一個(gè)小孔與另一層的構(gòu)架一部分(在垂直于成型組件200總平面的方向)疊加，該部分形成上述的懸浮部分219。
含有許多懸浮部分的成型組件的另一實(shí)施方案可通過穿過含有透明區(qū)域和不透明區(qū)域的障板固化光敏樹脂層，或其它可固化材料的不同固化過程來進(jìn)行。不透明區(qū)域包括具有不同不透明度的區(qū)域，例如，具有較高不透明性的區(qū)域(不透明，例如黑色)和具有較低的，部分不透明性的區(qū)域(即具有一些透明性)。
當(dāng)具有接收長(zhǎng)絲面和相對(duì)的第二面的可固化層暴露于穿過與涂層接收長(zhǎng)絲面相鄰的障板的固化輻射時(shí)，障板非透明區(qū)域屏蔽涂層的第一區(qū)域不受固化輻射，防止涂層的第一區(qū)域穿透涂層的整個(gè)厚度的固化。障板的部分不透明區(qū)域僅僅部分屏蔽涂層的第二區(qū)域而允許固化輻射以固化第二區(qū)域至小于涂層厚度的預(yù)定厚度(從涂層的接收長(zhǎng)絲面開始向其第二面)。障板的透明區(qū)域留下未屏蔽涂層的第三區(qū)域以使固化輻射穿過涂層的整個(gè)厚度固化第三區(qū)域。
所以，可從部分形成的成型組件上除去未固化材料。所得的硬化構(gòu)架有一從涂層的接收長(zhǎng)絲面形成的接觸長(zhǎng)絲面201和從涂層的第二面形成的背面202。所得的構(gòu)架有許多含有背面202并從涂層的第三區(qū)域形成的基座211和許多含有接觸網(wǎng)狀物的面201并從涂層的第二區(qū)域形成的懸浮部分219。該許多基座可如上所述含有基本上連續(xù)的圖案，基本上半連續(xù)的圖案，不連續(xù)的圖案，或它們的任意組合。懸浮部分219以某一角度(一般，但不是必須，在大約90度)從該許多基座延伸并與所得構(gòu)架的背面202隔開從而在懸浮部分和背面201之間形成空隙空間。一般，當(dāng)使用含有增強(qiáng)部分250的成型組件200時(shí)，在懸浮部分219和增強(qiáng)部分250之間形成空隙空間215，如圖6最佳所示。
下一步包括在成型組件200的長(zhǎng)絲接觸面201上沉積許多假熱塑性淀粉長(zhǎng)絲，如圖7-9所示，并使許多淀粉長(zhǎng)絲至少與成型組件200的三維圖案局部相符。參見圖7所示實(shí)施方案，在拉伸單元出口，淀粉長(zhǎng)絲17b被沉積在成型組件200的三維長(zhǎng)絲接觸面201上。在工業(yè)連續(xù)化生產(chǎn)中，成型組件200含有沿縱向MD連續(xù)運(yùn)行的環(huán)形皮帶，如圖7-9中所示。然后淀粉長(zhǎng)絲可被彼此連接并通過各種傳統(tǒng)技術(shù)相互纏繞。1997年11月18日授予Lu的美國(guó)專利5688468所揭示的內(nèi)容教導(dǎo)一種生產(chǎn)由降低直徑的長(zhǎng)絲構(gòu)成的紡粘的無紡網(wǎng)狀物的方法和裝置，該專利在此引作參考。
在某些實(shí)施方案例中，許多淀粉長(zhǎng)絲不首先沉積到成型組件10上，而是形成組件500上，如圖9所示。此步驟是任選的并可被用來助于形成許多貫穿制造的結(jié)構(gòu)10寬度的淀粉長(zhǎng)絲的基重均勻性。本發(fā)明設(shè)想一種含有導(dǎo)線的形成組件500。在圖9的一個(gè)實(shí)施方案中，形成組件500沿縱向在輥500a和500b之間運(yùn)行。該形成組件是流體可滲透的，真空裝置550設(shè)置在形成組件500之下并對(duì)許多沉積在其上的淀粉長(zhǎng)絲施加流體壓力差，促使貫穿形成組件500接收表面上的淀粉長(zhǎng)絲或多或少均勻分布。
如果希望的話，形成組件200還可用于形成淀粉長(zhǎng)絲的各種不規(guī)則性，尤其是在長(zhǎng)絲的表面。例如形成組件的接收長(zhǎng)絲表面可含有各種結(jié)構(gòu)化銳邊(未示)以對(duì)沉積其上的相對(duì)軟的淀粉長(zhǎng)絲壓印，在淀粉長(zhǎng)絲中形成缺口(圖11中所示)或其它不規(guī)則形狀，其對(duì)要制造的柔性結(jié)構(gòu)100是有利的，如以上所述。
在圖9的實(shí)施方案中，許多長(zhǎng)絲可通過現(xiàn)有技術(shù)已知的任何傳統(tǒng)方式，例如，通過施加真空壓力(其足以使許多沉積在形成組件500上的淀粉長(zhǎng)絲從其分離并粘合到成型組件200上)的真空靴600從形成組件500傳送到成型組件200。
設(shè)想在制造柔性結(jié)構(gòu)100的連續(xù)工藝中，成型組件200可具有低于形成組件500線性速度的線性速度。利用在傳送點(diǎn)的這種速度差在造紙領(lǐng)域是公知的，并可被用于所謂的“微縮(microcontraction)”，其一般被認(rèn)為施于低稠度的濕的網(wǎng)狀物時(shí)是有效的。美國(guó)專利4440597，其內(nèi)容在此引作參考用于描述微縮的基本機(jī)理的目的，詳細(xì)敘述了“濕-微縮”。簡(jiǎn)單地說，濕微縮包括將具有低纖維稠度的網(wǎng)狀物從第一組件(例如有小孔的組件)傳送到第二組件(例如網(wǎng)眼織物的絨圈)，第二組件的移動(dòng)比第一組件慢。現(xiàn)在據(jù)信如果能形成淀粉長(zhǎng)絲，且它們?cè)趶南鄬?duì)較慢移動(dòng)的支承(例如形成組件500)傳送至相對(duì)較快移動(dòng)的支承(例如成型組件200)的時(shí)間前能保持充分柔軟的狀態(tài)，就可以使許多淀粉長(zhǎng)絲有效地經(jīng)受微縮，從而按透視法縮小制造的柔性結(jié)構(gòu)100。成型組件200的速度可比形成組件500的速度高大約1％-25％。
圖9A顯示根據(jù)本發(fā)明方法的一個(gè)實(shí)施方案，其中淀粉長(zhǎng)絲可以1-89度的角度A，更優(yōu)選以大約5-85度的角度A被沉積到成型組件200上。據(jù)信當(dāng)使用具有懸浮部分219的成型組件200時(shí)，此實(shí)施方案是特別有利的。淀粉長(zhǎng)絲17a以這樣的角度沉積到成型組件200使得在懸浮部分219和和增強(qiáng)部分250之間形成的空隙空間215更能接近長(zhǎng)的和柔軟的淀粉長(zhǎng)絲17a，并促進(jìn)淀粉長(zhǎng)絲更易于填充空隙空間215。在圖9A中，淀粉長(zhǎng)絲17a分兩步沉積到成型組件200，致使兩類空隙空間219即上游空隙空間215a和下游空隙空間215b能得益于長(zhǎng)絲成一角度沉積到成型組件200上。根據(jù)成型組件200的特定幾何形狀，尤其是其懸浮部分219的幾何和/或取向，下游的角度A可等于或不同于上游角度B。
只要許多淀粉長(zhǎng)絲一沉積在成型組件200的長(zhǎng)絲接觸面201上，這些長(zhǎng)絲至少與其三維圖案部分相符。另外，可以利用各種手段使得或促進(jìn)淀粉長(zhǎng)絲與成型組件200的三維圖案相符。一種方法包括對(duì)該許多淀粉長(zhǎng)絲施加流體壓力差。當(dāng)成型組件200是流體可滲透的時(shí)此方法尤其有利。例如，可將設(shè)置在流體可滲透的成型組件200背面202的真空裝置550進(jìn)行排列以便對(duì)成型組件200并由此對(duì)許多沉積在其上的淀粉長(zhǎng)絲提供真空壓力，圖8。在真空壓力的影響下，一些淀粉長(zhǎng)絲可被偏移入成型組件220的小孔220和/或空隙空間215，另外與其三維圖案相符。
據(jù)信柔性結(jié)構(gòu)100的所有三個(gè)區(qū)域一般可具有相等的基重。通過偏移一部分淀粉長(zhǎng)絲進(jìn)入小孔220，可相對(duì)于第一、壓印區(qū)域110密度降低所得枕塊120的密度。在小孔220中未偏移的區(qū)域110可通過對(duì)壓輥輥隙中的柔性結(jié)構(gòu)施壓而被壓印。如果被壓印，該壓印區(qū)域110的密度相對(duì)于枕塊120的密度和第三區(qū)域130的密度被提高。不偏移入小孔220的區(qū)域110的密度，和第三區(qū)域130的密度高于枕塊120的密度。第三區(qū)域130很可能具有介于壓印區(qū)域110和枕塊120的密度中間的密度。
再參考圖1A，可以認(rèn)為根據(jù)本發(fā)明的柔性結(jié)構(gòu)100具有三個(gè)不同的密度。最高的密度區(qū)域是高密度壓印區(qū)域110。該壓印區(qū)域110在位置上和幾何形上對(duì)應(yīng)于成型組件200的構(gòu)架210。柔性結(jié)構(gòu)100的最低密度區(qū)域是枕塊120的區(qū)域，在位置上和幾何形上對(duì)應(yīng)于成型組件200的小孔220。第三區(qū)域130對(duì)應(yīng)于成型組件200中的向斜層230，該區(qū)域的密度介于枕塊120的密度和壓印區(qū)域110的密度之間。“向斜層”230是構(gòu)架210的表面，該構(gòu)架具有從成型組件200的接收長(zhǎng)絲面201向其背面202延伸的Z方向矢量分量。向斜層230不完全穿過構(gòu)架210延伸，和小孔220一樣。這樣向斜層230和小孔220之間的差可被認(rèn)為是小孔220表示構(gòu)架210中的通孔，相反向斜層230表示構(gòu)架210中的盲孔、縫隙、裂口或缺口。
根據(jù)本發(fā)明，結(jié)構(gòu)100的三個(gè)區(qū)域可被認(rèn)為是以三個(gè)不同的隆起配置。此處所用的區(qū)域的隆起指的是其與參考平面(即X-Y平面)的距離。為了方便起見，參考平面肉眼可見水平，其中從參考平面隆起的距離是垂直的。淀粉長(zhǎng)絲結(jié)構(gòu)100的特定區(qū)域的隆起可用任何適于此目的如現(xiàn)有技術(shù)熟知的非接觸測(cè)量裝置進(jìn)行測(cè)量。特別合適的測(cè)量裝置是非接觸式Laser Displacement Seneor(激光位移傳感器)，其在50毫米范圍具有0.3×1.2mm的光束尺寸。適宜的非接觸式激光位移傳感器是由Idec Company銷售的MX1A/B型。另一方面，如現(xiàn)有技術(shù)所知的接觸式的探針測(cè)量?jī)x(stylis gauge)表可被用于測(cè)量不同的隆起。這種探針測(cè)量?jī)x表已在授予Carstens的美國(guó)專利4300981中敘述，其內(nèi)容在此引作參考。將根據(jù)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)100放在帶有壓印區(qū)域110的參考平面上與參考平面接觸。枕塊120和第三區(qū)域130從參考平面垂直向外延伸。區(qū)域110、120和130的不同隆起也可用其三維圖案有不同深度或隆起的成型組件200來形成，如圖5A所示。這種具有不同深度/隆起的三維圖案可通過打磨成型組件200的預(yù)選部分以減小其隆起來制造。還有，含有可固化材料的成型組件200可通過使用三維障板來制造。通過使用其凹陷/凸起具有不同深度/隆起的三維障板，可形成對(duì)應(yīng)的也具有不同隆起的構(gòu)架210。形成具有不同隆起表面的其它傳統(tǒng)技術(shù)可用于上述目的。
為了改善由真空裝置550(圖8和9)或真空撿拾靴600(圖9)驟然施加流體壓力差而可能出現(xiàn)的負(fù)效應(yīng)，可迫使一些長(zhǎng)絲或其部分穿過成型組件200并由此導(dǎo)致在所得的柔性結(jié)構(gòu)中形成所謂的針孔，成型組件的背面可被“變形”形成微觀表面不規(guī)則性。那些表面不規(guī)則性在成型組件200的一些實(shí)施例中是有利的，因?yàn)樗鼈冏柚乖诔尚徒M件200的背面202和造紙?jiān)O(shè)備的表面(例如真空裝置的表面)之間形成真空密封，從而在它們之間產(chǎn)生“漏流”，這樣就緩和了在制造本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100的貫穿空氣干燥的方法中實(shí)施真空壓力所不希望見到的影響。產(chǎn)生這種漏流的其它方法揭示于美國(guó)專利5718806、5741402、5744007、5776311；和5885421，它們揭示的內(nèi)容在此引作參考。
漏流也可使用如美國(guó)專利5624790、5554467、5529664、5514523；和5334289中所揭示的所謂“差示光線傳輸技術(shù)”來產(chǎn)生，它們所揭示的內(nèi)容在此引作參考。該成型組件可通過施加光敏樹脂涂層至具有不透明部分的增強(qiáng)部分，然后將涂層暴露于放射波長(zhǎng)的光線來制備，該光線穿過具有透明和不透明區(qū)域的障板，還穿過增強(qiáng)部分。
產(chǎn)生背面不規(guī)則性的另一方式包括使用變形形成表面，或變形阻擋薄膜，如在美國(guó)專利5364504、5260171；和5098522中所述，它們所揭示的內(nèi)容在此引作參考。該成型組件可通過流延光敏樹脂覆蓋或穿過增強(qiáng)部分來制備，與此同時(shí)增強(qiáng)部分經(jīng)過變形表面，然后將涂層暴露于穿過具有透明和不透明區(qū)域障板的放射波長(zhǎng)的光線下。
可以使用這樣的裝置有助于該許多長(zhǎng)絲偏移入成型組件的三維圖案中，該裝置可以是真空裝置550穿過流體可滲透成型組件200施加真空壓力(即負(fù)壓，低于大氣壓)至許多長(zhǎng)絲，或者是風(fēng)扇(未示)施加正壓至許多長(zhǎng)絲。
此外，圖9顯示本發(fā)明方法的非必須步驟，其中許多淀粉長(zhǎng)絲用柔性片材800覆蓋，該片材800包括圍繞輥800a和800b運(yùn)行并接觸許多長(zhǎng)絲的環(huán)形帶。也就是說，許多長(zhǎng)絲被夾在成型組件200和柔性片材800之間一定的時(shí)間。柔性片材800的氣體滲透性低于成型組件200，在一些實(shí)施方案中柔性片材可以是氣體不滲透的。施加流體壓力差P至柔性片材800使至少一部分柔性片材偏移到，在一些情況下偏移入，成型組件200的三維圖案中，從而迫使許多淀粉長(zhǎng)絲與成型組件200的三維圖案密切相符。美國(guó)專利5893965描述了一種利用柔性片材的設(shè)備的基本配置和方法，其揭示的內(nèi)容在此引作參考。
除了流體壓力差以外，也可以使用機(jī)械壓力助于本發(fā)明柔性結(jié)構(gòu)100的三維微觀圖案的形成。此機(jī)械壓力可由任何合適的壓力表面(包括例如輥表面或帶表面)產(chǎn)生。圖8顯示兩個(gè)壓力表面實(shí)施方案。一對(duì)或幾對(duì)壓力輥900a和900b，以及900c和900d可用于迫使淀粉長(zhǎng)絲沉積到成型組件200上以便更充分地與其三維圖案相符。由壓力輥施加的壓力可被分段采用，如果希望，例如在輥900c和900d之間產(chǎn)生的壓力可大于輥900a和900b之間的壓力。除此之外，圍繞輥950a和950b之間運(yùn)行的環(huán)形壓帶950可以壓靠成型組件200長(zhǎng)絲面201的一部分，從而壓印它們之間的柔性結(jié)構(gòu)100。
該壓力表面可以是平滑的或具有其自身的三維圖案。在后一種情況下，壓力表面可被用作壓紋裝置，與成型組件200的三維圖案結(jié)合或單獨(dú)地在柔性結(jié)構(gòu)100中形成獨(dú)特的微觀凸起和/或凹陷的圖案。此外，該壓力表面可用于沉積各種添加劑，例如軟化劑、和油墨至要制造的柔性結(jié)構(gòu)200。常規(guī)技術(shù)，例如油墨輥910，或噴射裝置(或噴頭)920可直接或間接用于沉積各種添加劑至要制造的柔性結(jié)構(gòu)1200。
結(jié)構(gòu)100如現(xiàn)有技術(shù)所知可非必須地按透視法縮小。按透視法縮小可通過從硬表面更優(yōu)選從圓筒，例如圖9所示的圓筒290，將結(jié)構(gòu)100起皺來實(shí)現(xiàn)。起皺用刮刀292完成，如現(xiàn)有技術(shù)所熟知。起皺可根據(jù)1992年4月24日授予Sawdai的美國(guó)專利4919756完成，該專利在此引作參考。除此之外，按透視法縮小可通過如上所述的微縮完成。
按透視法縮小的柔性結(jié)構(gòu)100一般在縱向比在橫向更易延伸，且可易于環(huán)繞按透視法縮小方法形成的鉸接線彎曲，該鉸接線一般沿著橫向，即柔性結(jié)構(gòu)100的寬度方向延伸。不起皺和/或另外按透視法縮小的柔性結(jié)構(gòu)100在本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
使用本發(fā)明的柔性結(jié)構(gòu)100可以制造各種產(chǎn)品?？砂l(fā)現(xiàn)所得的產(chǎn)品用于空氣、油和水的過濾器、真空清潔器過濾器、爐用過濾器、面罩、咖啡過濾器、茶或咖啡袋、熱絕緣材料和隔音材料、一次性使用衛(wèi)生產(chǎn)品，例如尿布、婦女衛(wèi)生巾和失禁制品的無紡布，用于改進(jìn)水分吸收性和穿著柔韌性的生物降解織物，例如微纖維或透氣織物；用于收集和除去灰塵的帶靜電荷結(jié)構(gòu)網(wǎng)狀物；用于硬紙，例如包裝紙、書寫紙、新聞紙、波紋紙板的增強(qiáng)物和卷筒物；和用于薄棉紙，例如衛(wèi)生紙、紙巾、餐巾和面巾的網(wǎng)狀物；醫(yī)學(xué)用途例如外科被單、傷口敷裹、繃帶、皮膚貼片和自溶縫合線；牙科應(yīng)用例如牙線和牙刷鬃毛。柔性結(jié)構(gòu)還可包括用于特殊用途的氣味吸收體、白蟻防護(hù)劑、殺蟲藥劑、滅鼠劑等等。所得的產(chǎn)品吸收水和油，還可發(fā)現(xiàn)其用于油或水溢出抹布或用于農(nóng)業(yè)或園藝的受控水的保留和釋放應(yīng)用。所得的淀粉長(zhǎng)絲或纖維網(wǎng)狀物也可摻入其它材料例如鋸屑、木漿、塑料，和混凝土中形成復(fù)合材料，該材料可用作建筑材料，例如墻體、支承梁、壓縮板、干壁和墊料；以及天花板；其它醫(yī)學(xué)用途例如鑄型、夾板，和壓舌板；和在壁爐干材中用于裝飾和/或燃燒目的。
測(cè)試方法A剪切粘度組合物的剪切粘度使用毛細(xì)管流變儀(Rheograph 2003型，Goettfert制造)來測(cè)量。使用直徑D為1.0mm、長(zhǎng)度L為3mm(如L/D＝30)的毛細(xì)管模頭進(jìn)行測(cè)量。模頭附于機(jī)筒的較低端，保持在25-90℃范圍內(nèi)的測(cè)試溫度(t)下。將預(yù)熱到測(cè)試溫度下的樣品組合物裝載到流變儀的筒部，并且基本填滿筒部(使用大約60g樣品)。機(jī)筒在設(shè)定的測(cè)試溫度(t)下保溫若裝載后，表面有氣泡產(chǎn)生，則在測(cè)試前，壓緊樣品，去掉殘存空氣。使用活塞將樣品按程序以一套選定的速率從機(jī)筒推出毛細(xì)管模頭，當(dāng)樣品從機(jī)筒流出毛細(xì)管模頭孔時(shí)，樣品經(jīng)歷壓降。從壓降和樣品通過毛細(xì)管模頭的流動(dòng)速率可計(jì)算出表觀剪切粘度。然后，用log表觀剪切粘度對(duì)log剪切速率作圖，各點(diǎn)滿足冪律方程η＝Kγn-1，其中K是材料常數(shù)，γ是剪切速率。本發(fā)明報(bào)道的剪切粘度是在剪切速率為3000s-1時(shí)，使用方程關(guān)系式的推測(cè)值。
B拉伸粘度拉伸粘度使用毛細(xì)管流變儀(Rheograph 2003型，Goettfert制造)來測(cè)量。使用起始直徑(D起始)為15mm、最終直徑(D最終)為0.75mm、長(zhǎng)度(L)為7.5mm的半雙曲線模頭設(shè)計(jì)進(jìn)行測(cè)量。
半雙曲線模頭用兩個(gè)方程來定義，其中Z＝起始直徑的軸向距離，D(z)是與D起始距離為z時(shí)的模頭直徑。
模頭附在機(jī)筒的較低端，且在固定的測(cè)試溫度(t)下保溫，該測(cè)試溫度相應(yīng)于淀粉組合物加工的溫度。測(cè)試溫度(加工溫度)是比樣品淀粉組合物熔點(diǎn)高的溫度。預(yù)熱到模頭溫度下的樣品淀粉組合物裝載到流變儀的筒部，并且基本填滿筒部。若裝載后，表面有氣泡產(chǎn)生，則在測(cè)試前，壓緊樣品，去掉殘存空氣。使用活塞將樣品按程序以一套選定的速率從機(jī)筒推出毛細(xì)管模頭，當(dāng)樣品從機(jī)筒流出毛細(xì)管模頭孔時(shí)，樣品經(jīng)歷壓降。從壓降和樣品通過毛細(xì)管模頭的流動(dòng)速率根據(jù)以下方程可計(jì)算出表觀拉伸粘度拉伸粘度＝(ΔP/拉伸速率/Eh)·105其中拉伸粘度的單位是Pa.s，ΔP是壓降，單位為巴，拉伸速率是樣品流出模頭的速率，單位s-1，Eh是無量綱的亨基應(yīng)變量，亨基應(yīng)變量是時(shí)間或歷程函數(shù)的應(yīng)變，非牛頓流體中流體成分經(jīng)歷的應(yīng)變依賴于其動(dòng)力學(xué)歷程，即ϵ=0t∫ϵ•(t′)∂t′]]>本發(fā)明設(shè)計(jì)的亨基應(yīng)變量(Eh)根據(jù)以下方程定義，為5.99Eh＝ln[(D起始/D最終)2]利用冪律方程報(bào)道的表觀拉伸粘度是250-1下拉伸速率的函數(shù)。使用半雙曲線模頭測(cè)量拉伸粘度的詳細(xì)描述參見1994年10月25日授予Collier的美國(guó)專利No.5357784，其中披露的內(nèi)容作為參考引入本發(fā)明。
C分子量和分子量分布淀粉的重均分子量(Mw)分子量分布(MWD)用凝膠滲透色譜儀(GPC)、使用混合床柱來測(cè)量。儀器部件如下所述；泵 Waters 600E型系統(tǒng)控制器 Waters 600E型自動(dòng)取樣器 Waters 717E型Plus柱子PL凝膠20μm混合A柱(凝膠分子量在1000到40000000范圍內(nèi))，柱長(zhǎng)600mm，內(nèi)徑7.5mm檢測(cè)器 Wares 410型差示折光計(jì)GPC軟件 Waters Millenium軟件柱子用分子量為245000、350000、480000、805000和2285000的葡聚糖標(biāo)準(zhǔn)物來校正。這些葡聚糖校正標(biāo)準(zhǔn)物可從美國(guó)Polymer Standards Corp.，Mentor，OH購(gòu)得。校正標(biāo)準(zhǔn)物的制備是通過將標(biāo)準(zhǔn)物溶解在流動(dòng)相中，制備大約2mg/ml的溶液而成。溶液靜置過夜，然后，輕輕攪動(dòng)，并使用注射器(5ml，Norm-Ject，可從VWR購(gòu)得)通過注射過濾器(5μm尼龍膜，Spartan-25，可從VWR購(gòu)得)過濾。
淀粉樣品的制備是首先通過在自來水中制備40wt％的淀粉混合物，并且一直加熱到混合物凝膠化，然后將凝膠化的混合物1.55g添加到22g流動(dòng)相中，攪拌5分鐘，再將混合物在105℃的烘箱中放置1小時(shí)，然后將混合物移出烘箱，冷卻到室溫，制備3mg/ml的溶液。溶液使用上述的注射器和注射過濾器過濾。
用自動(dòng)取樣器取出已過濾的標(biāo)準(zhǔn)或樣品溶液，將以前的測(cè)試材料沖出100μl的注射環(huán)，并將目前的測(cè)試樣品注射入柱中，柱子在70℃下保溫，從柱中流出的樣品以流動(dòng)相背景作為參照，用差示折光指數(shù)檢測(cè)器在50℃下，且靈敏度范圍設(shè)定在64進(jìn)行測(cè)量。流動(dòng)相是溶解了0.1％w/v LiBr的DMSO。流動(dòng)速率設(shè)定為1.0ml/min且為無梯度模式(即在洗脫的過程中，流動(dòng)相是恒定的)。每一標(biāo)準(zhǔn)物或樣品流過GPC三次，結(jié)果取其平均。
分子量分布(MWD)根據(jù)下式計(jì)算MWD＝重均分子量/數(shù)均分子量
D熱性質(zhì)本發(fā)明淀粉組合物的熱性質(zhì)用TA Instruments DSC-2910測(cè)量，使用銦金屬標(biāo)準(zhǔn)物來校正，化學(xué)文獻(xiàn)中報(bào)道銦的熔融溫度(開始)為156.6℃，熔融熱為6.8卡/克。根據(jù)制造者的操作手冊(cè)使用標(biāo)準(zhǔn)DSC的操作步驟。在DSC測(cè)量中，由于淀粉組合物中有揮發(fā)組分(如水蒸汽)，為防止揮發(fā)物從樣品槽中中逸出，應(yīng)使用配有O-環(huán)密封的高容積槽。樣品和惰性參考物(一般為空槽)在受控的環(huán)境下以相同的速率加熱。當(dāng)樣品中實(shí)際的或假的相態(tài)變化出現(xiàn)時(shí)，DSC儀器測(cè)量到達(dá)或來自樣品的熱流與惰性參考物的熱流之比。儀器與用于控制測(cè)試參數(shù)(如加熱或冷卻速率)、收集、計(jì)算并報(bào)告數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)相連接。
樣品稱重后放入槽中，并用O-環(huán)和蓋密封。一般樣品尺寸為25-65mg，密封的槽放入儀器中，計(jì)算機(jī)按下述程序測(cè)量熱行為1. 0℃平衡；2. 在0℃下保溫2分鐘；3. 以10℃/分的速度加熱到120℃；4. 在120℃下保溫2分鐘；5. 以10℃/分的速度冷卻到30℃；6. 在環(huán)境溫度下平衡24小時(shí)，樣品槽從DSC儀器中移出，在此過程中，將其放置在30℃的受控環(huán)境中；7. 將樣品槽放回DSC儀器中并在0℃下達(dá)到平衡；8. 保溫2分鐘；9. 以10℃/分的速度加熱到120℃；10.在120℃下保溫2分鐘；11.以10℃/分的速度冷卻到30℃并達(dá)到平衡；和12.將樣品移出。
計(jì)算機(jī)計(jì)算并以微分熱流(ΔH)對(duì)溫度或時(shí)間的形式報(bào)告熱分析結(jié)果。一般地，微分熱流被標(biāo)準(zhǔn)化并基于每重量份(即，Cal/mg)來報(bào)告。當(dāng)樣品顯示假的相轉(zhuǎn)變，諸如玻璃化轉(zhuǎn)變時(shí)，ΔH的微分對(duì)時(shí)間/溫度的作圖可更容易地用于決定玻璃化轉(zhuǎn)變溫度。
E水溶性通過在加熱和攪拌條件下混合各組分，直到形成基本均勻的混合物來制備組合物樣品。熔融組合物通過在Teflon片材上展涂，并在環(huán)境溫度下冷卻，形成薄膜。然后薄膜在100℃的烘箱中完全干燥(即薄膜/組合物中沒有水)，干燥的薄膜然后在室溫下達(dá)到平衡，將平衡的薄膜研成小片。
為了測(cè)量樣品中的固含量％，研碎的2-4g樣品放在預(yù)先稱重的金屬槽中，并記錄槽和樣品整個(gè)的重量，稱重過的槽和樣品在100℃的烘箱中放置2小時(shí)，然后取出并立即稱重。固含量％根據(jù)下式計(jì)算％固含量＝[(干燥過的研碎樣品和槽的重量-槽的重量)/(研碎樣品和槽起始的重量-槽的重量)]×100為了測(cè)量樣品組合物的溶解性，稱量10g研碎樣品，并放入250ml燒杯中，再加入去離子水，使其總重量為100g。在攪拌下將樣品和水混合5分鐘。攪拌過后，向離心管中傾入至少2ml攪拌過的樣品，在10℃下以20,000g離心1小時(shí)，取出離心樣品的上層清液并記錄折光指數(shù)，樣品的溶解性根據(jù)下式計(jì)算％可溶固體＝(折光指數(shù)#)×1000/固體百分量F厚度測(cè)試之前，48％-50％相對(duì)濕度以及22℃到24℃的溫度下調(diào)節(jié)薄膜樣品，直到樣品的含水量達(dá)到大約5％到大約16％。含水量根據(jù)TGA(熱重分析)測(cè)量。對(duì)于熱重分析，使用TA Instruments的高分辨率TGA2950熱重分析儀。將大約20mg樣品稱重放入TGA槽中，按照制造者的說明書，把樣品和槽插入單元中并以10℃/分的速率升溫到250℃。樣品的％濕度根據(jù)下式使用重量損失和起始重量來測(cè)量。
％濕度＝[(起始重量-250℃下的重量)/起始重量]×100％使用被切成大于基座(foot)尺寸的事先準(zhǔn)備的樣品，以測(cè)量厚度。所使用的基座是面積3.14平方英寸的圓。
將樣品放置在水平平面上，并固定在水平平面與具有水平裝載表面的負(fù)載基座之間，其中負(fù)載基座的裝載表面的圓面積為大約3.14平方英寸，并且它向樣品施加大約15g/cm2(0.21psi)的圍壓，水平平面與裝載基座的裝載表面間所產(chǎn)生的距離即為厚度。該測(cè)量可通過從Thwing-Albert，Philadelphia，Pa購(gòu)得的II型VIR電子厚度測(cè)試儀來獲取。厚度測(cè)量重復(fù)并記錄至少5次，其單位為mil。
用記錄讀數(shù)的次數(shù)除厚度記錄讀數(shù)之和，其單位為mil。
權(quán)利要求
1.一種包含大量淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)至少包括第一區(qū)域和第二區(qū)域，該第一與第二區(qū)域中的每一個(gè)均至少有一個(gè)共同的強(qiáng)度性，其中該第一區(qū)域中的該至少一個(gè)共同強(qiáng)度性的值與第二區(qū)域中的該至少一個(gè)共同強(qiáng)度性的值不同。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中所述共同強(qiáng)度性從包括下列各項(xiàng)的組中選擇密度，基重，隆起，不透明度，皺紋頻率，及它們的任何組合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中第一和第二區(qū)域中之一包括基本上連續(xù)的網(wǎng)狀物，而所述第一與第二區(qū)域中的另外一個(gè)包括大量遍及該基本上連續(xù)網(wǎng)狀物分布的離散區(qū)間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中第一區(qū)域與第二區(qū)域中至少一個(gè)包括半連續(xù)的網(wǎng)狀物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的柔性結(jié)構(gòu)，還包括至少一個(gè)第三區(qū)域，該第三區(qū)域具有至少一個(gè)與第一區(qū)域中的強(qiáng)度性及第二區(qū)域中的強(qiáng)度性共同的但值不同的強(qiáng)度性。
6.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中第一、第二及第三區(qū)域中的至少一個(gè)包括基本上連續(xù)的網(wǎng)狀物。
7.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中第一、第二及第三區(qū)域中的至少一個(gè)包括不連續(xù)的區(qū)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中第一、第二及第三區(qū)域中的至少一個(gè)包括基本上半連續(xù)的區(qū)間。
9.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中第一、第二及第三區(qū)域中至少一個(gè)包括大量遍及所述基本上連續(xù)網(wǎng)狀物分布的離散區(qū)間。
10.一種包含淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括至少一基本上連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域和大量遍及該基本上連續(xù)網(wǎng)狀區(qū)域分布的離散區(qū)間，其中該基本上連續(xù)的網(wǎng)狀區(qū)域相對(duì)于該大量離散區(qū)間的相對(duì)較低的密度而言具有一相對(duì)較高的密度。
11.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中當(dāng)該結(jié)構(gòu)被放置在一水平參考平面上時(shí)，該第一區(qū)域形成第一隆起部，該第二區(qū)域從該第一區(qū)域向外延伸形成第二隆起部。
12.根據(jù)權(quán)利要求5中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中當(dāng)該結(jié)構(gòu)被放置在一水平參考平面上時(shí)，該第一區(qū)域形成第一隆起部，該第二區(qū)域形成第二隆起部，而該第三區(qū)域形成第三隆起部，其中該第一、第二及第三隆起部中的至少一個(gè)的隆起度與其余隆起部中至少一個(gè)的隆起度不同。
13.根據(jù)權(quán)利要求12中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中該第二隆起部的隆起度位于第一隆起部和第三隆起部的隆起度之間。
14.根據(jù)權(quán)利要求11中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中該第二區(qū)域包含大量淀粉枕塊，該枕塊中的至少一些包括從該第一隆起部向該第二隆起部延伸的圓頂部分和在該第二隆起部處從該圓頂部分橫向延伸出的懸臂部分。
15.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中該淀粉懸臂部分的密度位于該第一區(qū)域的密度和該圓頂部分的密度之間。
16.根據(jù)權(quán)利要求14中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中該懸臂部分從該第一平面抬升，以在該第一區(qū)域與該懸臂部分之間形成基本空隙的空間。
17.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中該大量淀粉長(zhǎng)絲中的至少一部分具有從0.001分特至135分特的尺寸。
18.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的柔性結(jié)構(gòu)，其中該大量淀粉長(zhǎng)絲中的至少一部分具有從0.01分特至5分特的尺寸。
19.一種包含大量淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)，其中該柔性結(jié)構(gòu)通過下述步驟而制得通過熔紡，干紡，濕紡，電紡或者它們的任何組合來制備大量的淀粉長(zhǎng)絲；提供可滲透流體的成型組件，該組件包括連接在有圖案的樹脂型構(gòu)架上的增強(qiáng)部分，該樹脂構(gòu)架至少具有一個(gè)通孔，并且具有被構(gòu)造成能夠在其上接收該大量淀粉長(zhǎng)絲的長(zhǎng)絲接收側(cè)面，和與該長(zhǎng)絲接收側(cè)面相對(duì)的背側(cè)面，該增強(qiáng)部分被設(shè)置在該長(zhǎng)絲接收側(cè)面與該構(gòu)架背側(cè)面的至少一部分之間，該長(zhǎng)絲接收側(cè)面包括基本上連續(xù)的圖案，基本上半連續(xù)的圖案，不連續(xù)的圖案或者它們的任何組合；將該大量淀粉長(zhǎng)絲沉積在成型組件的長(zhǎng)絲接收側(cè)面上，其中該大量淀粉長(zhǎng)絲至少部分地與該構(gòu)架長(zhǎng)絲接收側(cè)面的圖案相貼合；對(duì)該大量淀粉長(zhǎng)絲施加流體壓力差，從而形成由有圖案的構(gòu)架支撐的該大量長(zhǎng)絲的第一區(qū)域，及偏斜入構(gòu)架上至少一個(gè)孔內(nèi)并由增強(qiáng)部分支撐的該大量淀粉長(zhǎng)絲的第二區(qū)域；及將該大量淀粉長(zhǎng)絲與成型組件分離，從而制成包括該第一區(qū)域和該第二區(qū)域的柔性結(jié)構(gòu)。
20.一種用于制備包含淀粉長(zhǎng)絲的柔性結(jié)構(gòu)的方法，該方法包括如下步驟(a)制備大量的淀粉長(zhǎng)絲；(b)提供具有長(zhǎng)絲接收側(cè)面和與其正對(duì)的背側(cè)面的成型組件，其中該長(zhǎng)絲接收側(cè)面中帶有三維圖案；(c)將該大量淀粉長(zhǎng)絲沉積在所述成型組件的長(zhǎng)絲接收側(cè)面上，并使該大量淀粉長(zhǎng)絲至少部分地與其中的三維圖案相貼合。
21.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的方法，其中提供成型組件的步驟包括提供一這種成型組件的步驟，其中長(zhǎng)絲接收側(cè)面中的三維圖案包括基本上連續(xù)的圖案，基本上半連續(xù)的圖案，包含大量離散突起部的圖案，或它們的任何組合。
22.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的工藝，其中提供成型組件的步驟包括提供一這種成型組件的步驟，該成型組件包括連接在增強(qiáng)部分上的樹脂型構(gòu)架。
23.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的工藝，其中提供成型組件的步驟包括提供可透氣成型組件的步驟。
24.根據(jù)權(quán)利要求21中所述的工藝，其中提供成型組件的步驟包括提供具有懸浮部分的成型組件的步聚。
25.根據(jù)權(quán)利要求24中所述的工藝，其中提供成型組件的步驟包括提供至少由兩層以面對(duì)面關(guān)系結(jié)合在一起而形成成型組件的步驟。
26.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的工藝，其中將該大量淀粉長(zhǎng)絲沉積在成型組件的長(zhǎng)絲接收側(cè)面上并使該大量淀粉長(zhǎng)絲至少部分地與其三維圖案相貼合的步驟包括向該大量淀粉長(zhǎng)絲施加流體壓力差的步驟。
27.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的工藝，還包括對(duì)所述大量淀粉長(zhǎng)絲中的選定部分進(jìn)行壓實(shí)的步驟。
28.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的工藝，其中對(duì)所述大量淀粉長(zhǎng)絲的選定部分進(jìn)行壓實(shí)的步驟包括向所述大量淀粉長(zhǎng)絲施加機(jī)械壓力的步驟。
29.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的工藝，其中將該大量淀粉長(zhǎng)絲沉積在成型組件長(zhǎng)絲接收側(cè)面上的步驟包括將該淀粉長(zhǎng)絲相對(duì)于容收側(cè)面成一銳角進(jìn)行沉積的步驟，其中該銳角約為5度至85度。
30.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的工藝，其中制備大量淀粉長(zhǎng)絲的步驟包括進(jìn)行熔紡，干紡，濕紡，或它們的任何組合。
31.根據(jù)權(quán)利要求30中所述的工藝，其中至少一部分淀粉長(zhǎng)絲的主軸長(zhǎng)度與該淀粉長(zhǎng)絲中垂直于所述主軸的橫截面等量直徑之比至少為100∶1。
32.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的工藝，其中所述淀粉長(zhǎng)絲具有從大約0.001分特至135分特的尺寸。
33.根據(jù)權(quán)利要求20中所述的工藝，還包括對(duì)該大量淀粉長(zhǎng)絲進(jìn)行按透視法縮小的處理的步驟。
34.根據(jù)權(quán)利要求33中所述的工藝，其中進(jìn)行按透視法縮小的處理的步驟包括進(jìn)行起皺，微收縮，或它們的組合。
全文摘要
一種柔性結(jié)構(gòu)含有許多淀粉長(zhǎng)絲。該結(jié)構(gòu)含有至少第一區(qū)域和第二區(qū)域,每一第一區(qū)域和第二區(qū)域有至少一共同強(qiáng)度性,其選自密度、基重、隆起、不透明性、皺紗率,和它們的任意組合。第一區(qū)域的共同強(qiáng)度性在數(shù)值不同于第二區(qū)域的共同強(qiáng)度性。
文檔編號(hào)D01D10/00GK1360097SQ0013761
公開日2002年7月24日 申請(qǐng)日期2000年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2000年12月20日
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