專(zhuān)利名稱(chēng)：包含用作阻礙物的納米纖維的制品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及由納米纖維制成的制品及該制品的阻礙性能。
背景技術(shù)：
對(duì)由包含納米纖維的非織造材料生產(chǎn)的制品的需求一直在持續(xù)增加。通常認(rèn)為納米纖維的直徑小于約1000納米或一微米。納米纖維網(wǎng)因其表面積高、孔徑低和其它特性而受到歡迎。可用多種方法和多種材料來(lái)制造納米纖維，通常也稱(chēng)為微纖維或超細(xì)纖維。雖然已經(jīng)采用了數(shù)種方法，但是每種方法均有缺點(diǎn)，并且生產(chǎn)高性?xún)r(jià)比納米纖維仍存在著困難。
生產(chǎn)納米纖維的方法包括通過(guò)熔體原纖化所描述的一類(lèi)方法。熔體原纖化方法的非限制性實(shí)施例包括熔噴法、熔體纖維破裂法和熔膜原纖化法。不用熔體生產(chǎn)納米纖維的方法為薄膜原纖化法、靜電紡紗法和溶液紡絲法。生產(chǎn)納米纖維的其它方法包括以海島型、分割餅型或其它構(gòu)型紡絲較大直徑的雙組分纖維，其中纖維隨后被進(jìn)一步加工以便形成納米纖維。
熔體原纖化是制造纖維的一般類(lèi)別，定義為其中一種或多種聚合物被熔融并擠壓成多種可能的構(gòu)型(例如復(fù)合擠壓成型的均相或雙組分薄膜或長(zhǎng)絲)，然后被原纖化或纖維化成長(zhǎng)絲。
熔噴法是生產(chǎn)纖維的常用方法。典型的纖維直徑在2至8微米范圍內(nèi)。熔噴法可被用來(lái)制造直徑較小的纖維但對(duì)工藝來(lái)說(shuō)需要大量變化。通常，需要重新設(shè)計(jì)的噴絲頭和噴絲板。這些方法的實(shí)施例包括Fabbricante等人的美國(guó)專(zhuān)利5,679,379和6,114,017，和Nyssen等人的美國(guó)專(zhuān)利5,260,003和5,114,631。這些方法利用較高的壓力、溫度和速度來(lái)獲得小的纖維直徑。
熔體纖維破裂法是的礦物纖維制造方法的衍生并已應(yīng)用于聚合物纖維制造中。礦物熔體纖維破裂法的實(shí)施例包括Walz等人的美國(guó)專(zhuān)利4,001,357以及Muschelknautz等人的美國(guó)專(zhuān)利4,337,074和4,533,376。這種方法的關(guān)鍵是利用音速和超音速空氣(氣體)速度將熔融長(zhǎng)絲破裂成多個(gè)細(xì)旦纖維。典型的纖維直徑在小于1微米至約6微米的范圍內(nèi)。將聚合物熔體破裂成細(xì)旦纖維的方法的實(shí)施例包括Nyssen等人的美國(guó)專(zhuān)利5,075,161；Gerking的歐洲專(zhuān)利1 192 301 B1和0 724029 B1以及歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)1 358 369 A2；Sodemann等人的WO04/020722。這些方法利用拉瓦爾噴嘴將氣流速度加速至音速和/或超音速范圍。當(dāng)聚合物熔體被暴露到這么高的氣速下時(shí)，將破裂成多個(gè)細(xì)旦纖維。通過(guò)利用所需的工藝條件及噴絲板和噴絲頭幾何形狀將這些方法設(shè)定為生產(chǎn)理想的纖維尺寸。
熔膜原纖化法是生產(chǎn)纖維的另一種方法。由熔體產(chǎn)生熔膜，然后用流體由熔膜制成納米纖維。該方法的兩個(gè)實(shí)施例包括轉(zhuǎn)讓給University ofAkron的Torobin的美國(guó)專(zhuān)利6,315,806、5,183,670和4,536,361以及Reneker的美國(guó)專(zhuān)利6,382,526、6,520,425和6,695,992。
薄膜原纖化法是生產(chǎn)納米纖維的另一種方法，盡管不是為用于非織造纖維網(wǎng)中的聚合物納米纖維的生產(chǎn)而設(shè)計(jì)。轉(zhuǎn)讓給3M的Perez等人的美國(guó)專(zhuān)利6,110,588描述了給高度取向、高度結(jié)晶、熔融加工的凝固聚合物薄膜表面賦予流體能量以形成納米纖維的方法。薄膜和纖維用于高強(qiáng)度應(yīng)用場(chǎng)合，例如聚合物的增強(qiáng)纖維或如混凝土這類(lèi)澆注建筑材料。
靜電紡絲法是生產(chǎn)納米纖維的一種常用方法。在該方法中，將一種聚合物溶解在一種溶劑中并放入一個(gè)隔室中，隔室在一端密封，在另一端頸縮部分具有一個(gè)小開(kāi)口。然后靠近隔室的開(kāi)口端在聚合物溶液和收集器之間施加高電壓。這種方法的生產(chǎn)速度很慢并且纖維典型地以小批量進(jìn)行生產(chǎn)。生產(chǎn)納米纖維的另一種紡絲技術(shù)是利用溶劑的溶液紡絲或閃蒸紡絲。
生產(chǎn)納米纖維的兩步法也為人所熟知。第一步驟是以海島型、分割餅型或其它構(gòu)型紡絲較大直徑的多組分纖維。較大直徑的多組分纖維然后進(jìn)行分裂或所述海被溶解以便在第二步驟中產(chǎn)生納米纖維。例如，轉(zhuǎn)讓給Chisso的Nishio等人的美國(guó)專(zhuān)利5,290,626和轉(zhuǎn)讓給Kimberly-Clark的Pike等人的美國(guó)專(zhuān)利5,935,883分別描述了海島型和分割餅型方法。這些方法涉及兩個(gè)連續(xù)的步驟制造纖維和分割纖維。
要生產(chǎn)具有商業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力的包含納米纖維的一次性制品，必須控制納米纖維的成本。設(shè)備、工藝、加工助劑以及聚合物成本均可被控制。因此，生產(chǎn)成本低的納米纖維是本發(fā)明的一個(gè)目標(biāo)。
也期望為多種用途和有益效果制成包含納米纖維的產(chǎn)品。除了其它用途之外，用途包括執(zhí)行品例如尿布、擦拭物和吸收材料。
發(fā)明概述本發(fā)明涉及包含適于作為阻礙物的納米纖維網(wǎng)的制品。所述制品可包括衛(wèi)生、醫(yī)用、工業(yè)、過(guò)濾和土工織物制品。衛(wèi)生制品的非限制性實(shí)施例包括尿布、訓(xùn)練褲、成人失禁襯墊、諸如女性護(hù)理襯墊和短褲護(hù)墊之類(lèi)的經(jīng)期用品、衛(wèi)生棉塞、個(gè)人清潔制品、個(gè)人護(hù)理制品和包括嬰兒擦拭物、面部擦拭物、身體擦拭物和女性擦拭物在內(nèi)的個(gè)人護(hù)理擦拭物。除了用作阻礙物之外，納米纖維網(wǎng)還可用作擦拭物、吸收材料以及其它用途。納米纖維網(wǎng)尤其可用作尿布內(nèi)的液體阻礙物如外覆蓋件、腿箍或阻礙層。也可將其用作用于降低液體梯度的擦拭物、材料的控制遞送和其它用途。
直徑小于1微米的納米纖維可包括大量的纖維，優(yōu)選大于制品所包含的一層纖維網(wǎng)中纖維的50％。對(duì)于較低的纖維網(wǎng)基重，納米纖維可提供高的阻礙性和良好的透氣率。
迄今為止，生產(chǎn)一種由常用的聚合物例如聚丙烯和聚乙烯制成的低基重的均勻納米纖維網(wǎng)非常具有挑戰(zhàn)性。靜電紡紗是一種制造納米纖維的常用方法，但不適于諸如聚丙烯和聚乙烯之類(lèi)的聚烯烴。聚苯乙烯可被用于靜電紡紗中，然而太脆并會(huì)形成珠球。另外，對(duì)于高速生產(chǎn)或?qū)τ诶w網(wǎng)其它層的在線(xiàn)加工而言，靜電紡紗并不是一種合適的方法。已經(jīng)利用了制造納米纖維的其它方法，然而還不足以控制來(lái)制造低基重的均勻纖維網(wǎng)。需要均勻纖維網(wǎng)，因?yàn)槿魏晤?lèi)型的孔洞或不均勻性均會(huì)產(chǎn)生不受歡迎的障礙。因此，對(duì)生產(chǎn)包含大量納米纖維的均勻的低基重纖維網(wǎng)存在著很大的期望。
優(yōu)選生產(chǎn)的非織造纖維網(wǎng)包含至少一個(gè)具有大量(優(yōu)選大于50％)的直徑小于一微米的纖維的層。也優(yōu)選非織造纖維網(wǎng)的水壓頭與納米纖維層基重比率大于約1kPa/gsm(10mbar/gsm)，優(yōu)選大于約1.5kPa/gsm(15mbar/gsm)，更優(yōu)選大于約2kPa/gsm(20mbar/gsm)，甚至更優(yōu)選大于約3kPa/gsm(30mbar/gsm)。也可期望非織造纖維網(wǎng)的透氣率大于約1m/min，優(yōu)選大于約15m/min，更優(yōu)選大于約30m/min，并且最優(yōu)選大于約75m/min。水壓頭與透氣率的乘積優(yōu)選為至少約75kPa*m/min(750mbar*m/min)，更優(yōu)選大于約100kPa*m/min(1000mbar*m/min)，甚至更優(yōu)選大于約200kPa*m/min(2000mbarm/min)，并且最優(yōu)選大于300kPa*m/min(3000mbar*m/min)。水壓頭與透氣率的乘積除以基重典型地大于約50kPa*m/min/gsm(500mbar*m/min/gsm)，優(yōu)選大于約75kPa*m/min/gsm(750mbar*m/min/gsm)，并且最優(yōu)選大于約100kPa*m/min/gsm(1000mbar*m/min/gsm)。
阻礙性能可通過(guò)靜水壓頭來(lái)測(cè)量，通常稱(chēng)為水壓頭測(cè)量。水壓頭可大于1kPa(10mbar)，并且典型地為約1.5至15kPa(15至約150mbar)。在纖維網(wǎng)的納米纖維層內(nèi)的大量纖維的平均纖維直徑可小于一微米，優(yōu)選約0.1微米至1微米，更優(yōu)選約0.3微米至約0.9微米。納米纖維層的基重可小于約25gsm，通常約0.1至約15gsm，優(yōu)選小于10gsm或5gsm。取決于非織造纖維網(wǎng)的用途，納米纖維層可具有的基重在約0.5至約3gsm或約0.5至約1.5gsm的范圍內(nèi)。將阻礙定義為對(duì)液體、固體和/或其混合物的阻礙。對(duì)于具體實(shí)施，通過(guò)用涂層進(jìn)一步改性纖維和/或纖維網(wǎng)的表面可將阻礙設(shè)計(jì)用于某些表面張力液體或其它特殊用途，該涂層設(shè)計(jì)用來(lái)提供這種阻礙。例如，非織造纖維網(wǎng)可為涂敷表面以改進(jìn)對(duì)低表面張力流體的阻礙性能。
本發(fā)明纖維網(wǎng)在使用期間也可提供一種物質(zhì)的控制傳輸。一個(gè)實(shí)施例是擦拭物內(nèi)洗劑的傳輸?？蓪⒉潦梦镌O(shè)計(jì)成通過(guò)采用納米纖維選擇性地控制阻礙性能。這樣可實(shí)現(xiàn)定時(shí)以及區(qū)域傳輸。也可實(shí)現(xiàn)某些物質(zhì)在包含多種物質(zhì)的擦拭物內(nèi)的傳輸。例如，可根據(jù)需要對(duì)親水和疏水液體進(jìn)行分配?？刂苽鬏斠部蔀楣饩€(xiàn)，因?yàn)椴煌瑓^(qū)域的纖維網(wǎng)可容許不同數(shù)量的光線(xiàn)穿過(guò)纖維網(wǎng)。
纖維網(wǎng)均勻性可通過(guò)幾種方法進(jìn)行測(cè)定。均勻性測(cè)量的實(shí)施例包括孔徑、基重、透氣率和/或不透明性的低變異系數(shù)。均勻性也可意味著沒(méi)有纖維束或結(jié)索或可見(jiàn)的孔洞或其它此類(lèi)缺陷。均勻性也可通過(guò)纖維網(wǎng)的水壓頭或其它液體阻擋測(cè)量進(jìn)行評(píng)價(jià)。阻擋得分越高通常表示纖維網(wǎng)更均勻。
孔徑可通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法進(jìn)行確定。納米纖維層的平均孔徑優(yōu)選小于約15微米，更優(yōu)選小于約10微米，并且最優(yōu)選小于約5微米。均勻纖維網(wǎng)的理想變異系數(shù)可小于20％，優(yōu)選小于約15％，并且更優(yōu)選約10％或更小。沒(méi)有成束可通過(guò)在纖維網(wǎng)的測(cè)定面積上計(jì)數(shù)纖維索或束的數(shù)量進(jìn)行測(cè)定。沒(méi)有孔洞也可通過(guò)在纖維網(wǎng)的測(cè)定面積上計(jì)數(shù)直徑超過(guò)某一閾值的洞的數(shù)目進(jìn)行測(cè)定?？衫脪呙桦娮语@微鏡或其它放大部件。例如，如果洞為肉眼所見(jiàn)或者直徑大于100微米，則可利用燈箱對(duì)它們進(jìn)行計(jì)數(shù)。
希望形成多層纖維網(wǎng)。納米纖維層可與一個(gè)、兩個(gè)或多個(gè)層相結(jié)合。紡粘-納米纖維-紡粘纖維網(wǎng)是一個(gè)實(shí)施例。整體復(fù)合纖維網(wǎng)的基重在約5gsm至約100的范圍內(nèi)，并且通常在約10至約50gsm的范圍內(nèi)。
當(dāng)今許多產(chǎn)品利用包含熔噴纖維的阻礙纖維網(wǎng)。熔噴纖維的平均直徑為約2至8微米。熔噴纖維網(wǎng)將典型具有的水壓頭與基重比率為約0.3至0.5kPa/gsm(3至5mbar/gsm)。熔噴纖維網(wǎng)的基重通常為約2至約20gsm。取決于纖維網(wǎng)的形成方法，透氣率典型地為約0.1至100m/min。
納米纖維層可通過(guò)產(chǎn)生均勻納米纖維層的任何方法來(lái)生產(chǎn)。納米纖維優(yōu)選由熔體原纖化方法生產(chǎn)，更優(yōu)選由為熔膜原纖化方法生產(chǎn)。熔體原纖化方法通常包括以下步驟提供聚合物熔體、利用中心流體流形成中空聚合物膜管和利用這種和/或其它流體流由所述中空管制成多根納米纖維?？稍O(shè)計(jì)裝置以在孔口處形成薄膜中空管，正壓流體由此吹過(guò)薄膜中心，使其經(jīng)受拉伸和驟冷過(guò)程，一旦局部粘度達(dá)到由材料特性所限定的臨界狀態(tài)，該過(guò)程使得薄膜粘度增加并原纖化。原纖化和凝固可發(fā)生在纖維和流體離開(kāi)噴絲頭之前。可設(shè)計(jì)裝置使得中空聚合物膜管可具有熔融削弱區(qū)以有助于促使原纖化。制備納米纖維的可供選擇的設(shè)備是狹槽或狹縫類(lèi)型的噴絲頭設(shè)計(jì)，其生產(chǎn)出薄的相對(duì)平面薄膜(而不是中空膜管)，該薄膜產(chǎn)生納米纖維。
附圖概述雖然本說(shuō)明書(shū)通過(guò)指出并清楚地要求保護(hù)本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)作出結(jié)論，但應(yīng)該相信通過(guò)下述說(shuō)明書(shū)隨附的附圖可更好地理解本發(fā)明。


圖1是示出不同纖維尺寸的水壓頭/基重比率的圖表。
圖2是示出不同纖維尺寸的水壓頭x透氣率/基重的圖表。
發(fā)明詳述本發(fā)明涉及由納米纖維制成的制品。納米纖維由一種或多種熱塑性聚合物制成。適于本發(fā)明的熱塑性聚合物的非限制性實(shí)施例包括聚烯烴、聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨酯、包括熱塑性淀粉、PHA、PLA、淀粉組合物在內(nèi)的可生物降解的聚合物以及它們的組合。均聚物、共聚物、和它們的共混物均包含于本說(shuō)明書(shū)內(nèi)。最優(yōu)選的聚合物為諸如聚丙烯和聚乙烯、尼龍和聚對(duì)苯二甲乙二醇酯之類(lèi)的聚烯烴。
合適的熱塑性聚合物包括適于熔體紡絲法的任何聚合物。聚合物的流變學(xué)性質(zhì)必須使得聚合物可被熔融擠出。聚合物的熔融溫度通常為約25℃至400℃。本發(fā)明的聚合物可具有小于每分鐘約400分克的熔融流動(dòng)速率。當(dāng)聚合物存在于噴絲板中時(shí)進(jìn)行該測(cè)量。采用ASTM方法D-1238測(cè)定熔融流動(dòng)速率。優(yōu)選地，熔融流動(dòng)速率可小于每分鐘約300分克，更優(yōu)選小于每分鐘約200分克，并且最優(yōu)選小于每分鐘約100分克。熔融流動(dòng)速率的最優(yōu)選范圍為每分鐘約1分克至每分鐘約100分克。一般而言，熔融流動(dòng)速率越低則越優(yōu)選。因此，可利用熔融流動(dòng)速率小于每分鐘約40分克的聚合物。
纖維可為單組分纖維或諸如雙組分纖維的多組分纖維。纖維可具有皮芯型或并列型或其它合適的幾何構(gòu)型。在纖維制成之后，在形成纖維網(wǎng)之前可對(duì)纖維進(jìn)行處理或涂層。此外，在纖維網(wǎng)制成之后，可對(duì)纖維網(wǎng)進(jìn)行處理。任選地，可將添加劑摻進(jìn)聚合物樹(shù)脂中，并且這些添加劑在纖維形成之后遷移至表面。遷移至表面的添加劑可能需要利用外部能量例如熱量進(jìn)行固化，或者表面上的添加劑可能需要與另一種組分進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)，或者固化可能需要在另一種組分存在的情況下進(jìn)行催化，使得可采用摻有添加劑的樹(shù)脂在制造纖維的時(shí)候或在纖維制成之后將附加組分添加到加工過(guò)程中。適當(dāng)?shù)奶幚戆ㄓH水或疏水處理。疏水處理劑的一個(gè)實(shí)施例為聚二甲基硅氧烷。具體的處理取決于使用的纖維網(wǎng)、聚合物種類(lèi)和其它因素。所需的處理為本領(lǐng)域的技術(shù)人員所熟悉。
任選地，所述聚合物可包含另外的材料以提供纖維的其它性能。除了別的以外，這些材料還可改變所得纖維的物理屬性例如彈性、強(qiáng)度、熱或化學(xué)穩(wěn)定性、外觀、吸收性、氣味吸收性、表面性質(zhì)和印刷適性?？商砑雍线m的親水熔體添加劑。任選材料的存在量可為總聚合物混料的最多50％。
制備本發(fā)明納米纖維的方法優(yōu)選為熔體原纖化方法或更優(yōu)選地為熔膜原纖化方法。通常，這種方法涉及提供聚合物熔體；利用中心流體流形成聚合物膜；然后使用流體由所述聚合物膜形成多根納米纖維。合適的方法詳述于如授予Torobin的美國(guó)專(zhuān)利4,536,361以及授予Reneker的美國(guó)專(zhuān)利6,382,526、5,520,425和6,695,992中。薄膜可為中空管、較平坦的結(jié)構(gòu)或其它合適結(jié)構(gòu)。
如4,536,361中進(jìn)一步所述，聚合物被加熱直到其成為液體并易于流動(dòng)。熔融聚合物的溫度可以為約0℃至約400℃，優(yōu)選約10℃至約300℃，并且更優(yōu)選約20℃至約220℃。聚合物的溫度取決于聚合物或聚合物混料的熔點(diǎn)。聚合物的溫度可超過(guò)其熔點(diǎn)不到約50℃，優(yōu)選超過(guò)其熔點(diǎn)不到25℃，更優(yōu)選超過(guò)其熔點(diǎn)不到15℃，以及剛好處在其熔點(diǎn)或其熔化范圍內(nèi)或之上。熔點(diǎn)或熔化范圍用ISO 3146方法進(jìn)行測(cè)量。熔融聚合物具有的粘度典型地將為約1Pa-s至約1000Pa-s，典型地為約2至約200Pa-s，并且更常見(jiàn)為約4至約100Pa-s。這些粘度在剪切速率在每秒約100至約100,000的范圍內(nèi)給出。熔融聚合物處在約大氣壓力或略高的壓力下。
在一種方法中，通過(guò)在薄膜上并隨后在管的內(nèi)表面上吹氣并施加壓力，成纖流體可穿過(guò)聚合物流體膜以形成中空聚合物管。在6,695,992內(nèi)詳述的另一種方法中，成纖流體將由狹縫或狹槽類(lèi)的噴絲板設(shè)計(jì)形成薄膜片。成纖流體可處在接近于熔融聚合物溫度的溫度下。成纖流體的非限制性實(shí)施例為諸如氮?dú)庵?lèi)的氣體，更優(yōu)選為空氣。成纖流體溫度可比熔融聚合物的溫度高，以有助于聚合物的流動(dòng)以及中空管或平面薄膜的成型。可供選擇地，成纖流體溫度可處在熔融聚合物溫度之下，以有助于納米纖維的成型和凝固。成纖流體溫度超過(guò)聚合物熔點(diǎn)不到約50℃，優(yōu)選超過(guò)聚合物熔點(diǎn)不到25℃，更優(yōu)選超過(guò)聚合物熔點(diǎn)不到15℃，或剛好處于聚合物熔點(diǎn)或之上。成纖流體溫度也可處在加工溫度之下，低至15℃。成纖流體的壓力足以吹制納米纖維并在其被擠出噴絲孔時(shí)略微高于熔融聚合物的壓力。
成纖流體將通常具有低于34.5Mpa(5000psi)的壓力。成纖流體壓力將優(yōu)選小于6.9Mpa(1000psi)，更優(yōu)選小于約690kPa(100psi)，并且最優(yōu)選為約100至約550kPa(約15至約80psi)。
聚合物產(chǎn)量將主要取決于所用的具體聚合物，噴絲頭樣式以及聚合物的溫度和壓力。聚合物產(chǎn)量將超過(guò)每分鐘每噴絲孔約1克。聚合物產(chǎn)量可優(yōu)選大于每分鐘每噴絲孔約5克，并且更優(yōu)選大于每分鐘每噴絲孔約10克。將有可能一次運(yùn)行幾個(gè)噴絲孔，這將增加總的生產(chǎn)量。產(chǎn)量連同壓力、溫度和速度一起在噴絲孔出口處進(jìn)行測(cè)量。描述產(chǎn)量的另一種方法是使用術(shù)語(yǔ)擠壓潤(rùn)濕長(zhǎng)度。聚合物產(chǎn)量將超過(guò)每厘米擠壓潤(rùn)濕長(zhǎng)度約0.3克。擠壓潤(rùn)濕長(zhǎng)度定義為產(chǎn)生納米纖維之前熔融薄膜的線(xiàn)性距離。例如，如果表明本發(fā)明是利用離散噴絲頭且噴絲頭孔口直徑為1厘米，則該噴絲頭的質(zhì)量產(chǎn)出速率為1克/分鐘，總速率為每厘米每分鐘0.318克。聚合物產(chǎn)量將優(yōu)選超過(guò)每厘米每分鐘約3克，更優(yōu)選大于每厘米每分鐘約6克，并且最優(yōu)選大于每厘米每分鐘10克。
輸送流體或其它流體可被用來(lái)產(chǎn)生脈動(dòng)或波動(dòng)壓力場(chǎng)以有助于形成多根納米纖維。輸送流體可通過(guò)一個(gè)橫向噴口來(lái)提供，定位橫向噴口用來(lái)引導(dǎo)輸送流體在薄膜和納米纖維形成區(qū)域上和周?chē)鲃?dòng)。輸送流體的速度可為每秒約1至約100米，并且優(yōu)選為每秒約3至約50米。輸送流體的溫度與上述成纖流體相同，但其典型地為與薄膜剛好形成時(shí)的熔融聚合物大約相同的溫度。也可利用空氣簾或其它輔助空氣流來(lái)影響納米纖維從兩個(gè)或多個(gè)噴絲頭的噴射圖案?？諝饬骰蚩諝夂熆捎兄诒Ｗo(hù)鄰近噴絲頭之間的噴射形成或者可有助于壓縮噴射圖案?？諝夂熁蚩諝饬骺筛倪M(jìn)纖維網(wǎng)的均勻性。
可任選采用另一種流體流，驟冷或加熱流體?？啥ㄎ淮说谌N流體流以將流體引導(dǎo)進(jìn)納米纖維來(lái)冷卻或加熱纖維。如果流體被用作驟冷流體，則其溫度為約-20℃至約100℃，優(yōu)選為約10℃至40℃。如果流體被用作加熱流體，則其溫度為約40℃至400℃，并且典型地為約100℃至約250℃。任何流體流均有助于聚合物熔體的纖維化并因此可通常被稱(chēng)作成纖流體。任何流體流可包含用于改變所制備纖維的表面、化學(xué)、物理或力學(xué)性質(zhì)的處理劑或添加劑。
噴絲孔或噴絲頭至收集器的距離(通常稱(chēng)為噴絲板至收集器距離(DCD))可進(jìn)行優(yōu)化。優(yōu)化可有助于生產(chǎn)更均勻的纖維網(wǎng)。DCD的減少有助于降低纖維成捆或成束的數(shù)量。這種較小的距離使纖維來(lái)不及纏結(jié)、彼此纏繞或成捆?？善谕诶w維網(wǎng)利用不只一個(gè)的DCD、在生產(chǎn)期間改變DCD、或用不同的DCD產(chǎn)生不同的束。最理想的是通過(guò)改變DCD形成均勻性不同的纖維網(wǎng)。
其它由聚合物熔體制備納米纖維方法的非限制性實(shí)施例包括熔體纖維破裂法、高級(jí)熔噴法、由多組分纖維的纖維分裂法和固體成膜法。利用將聚合物熔體破裂成細(xì)旦纖維的熔體纖維破裂法的實(shí)施例包括Nyssen等人的美國(guó)專(zhuān)利5,075,161；Gerking的歐洲專(zhuān)利1 192 301 B1和0 724029 B1以及歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)1 358 369 A2；Sodemann等人的WO04/020722。這些方法利用拉瓦爾噴嘴將氣流速度加速至音速和/或超音速范圍。當(dāng)聚合物熔體被暴露到這么高的氣速下時(shí)，將破裂成多個(gè)細(xì)旦纖維。
Nyssen等人在美國(guó)專(zhuān)利5,075,161中公開(kāi)了將聚苯硫醚熔體破裂成細(xì)旦長(zhǎng)絲的方法。在該方法中，恰好在紡絲噴嘴之后放置拉瓦爾噴嘴。通過(guò)將聚合物熔體流擠壓至氣體介質(zhì)中使其拉長(zhǎng)并冷卻至低于熔體溫度，從而可生產(chǎn)具有平均纖維直徑小于約6微米(優(yōu)選約0.2微米至6微米)聚合物纖維，氣體介質(zhì)基本平行于聚合物熔體流流動(dòng)并獲得音速或超音速的速度。這種同時(shí)變形和冷卻產(chǎn)生了有限長(zhǎng)度的無(wú)定形的細(xì)旦或超細(xì)旦纖維。高速纖維爆裂使纖維的表面氧化達(dá)到最小。Sodemann等人的WO04/020722公開(kāi)了通過(guò)利用音速及超音速的流體速度由熱塑性聚合物的纖維破裂生產(chǎn)長(zhǎng)絲紡粘非織造材料的類(lèi)似方法。在所述方法中，拉瓦爾噴嘴放置在紡絲噴嘴之下。紡絲速度、熔體溫度和拉瓦爾噴嘴的位置被近似設(shè)定以實(shí)現(xiàn)細(xì)旦長(zhǎng)絲在它們的表面僅局部熱氧化。已公開(kāi)由這種方法生產(chǎn)的纖維具有小于1微米的直徑，并在離散點(diǎn)相互連接。Gerking在歐洲專(zhuān)利申請(qǐng)1 192 301 B1和1 358 369 A2中所公開(kāi)的方法和設(shè)備也利用拉瓦爾噴嘴將氣體加速至音速及超音速的速度，從而可利用該氣體將聚合物熔體破裂成多個(gè)細(xì)旦長(zhǎng)絲。
熔膜原纖化方法在纖維的制備方式以及生產(chǎn)細(xì)旦長(zhǎng)絲的起始熔體幾何形狀上與熔體纖維破裂法不同。熔膜原纖化法開(kāi)始于薄膜，在一些情況下開(kāi)始于中空熔膜管，其通過(guò)中心空氣噴射變細(xì)，然后原纖化成多根納米纖維。相反，熔體破裂法的起始熔體幾何形狀為長(zhǎng)絲熔體。當(dāng)在拉瓦爾噴嘴中暴露于音速和超音速氣速時(shí)，其破裂成多根納米纖維。由這些方法制成的纖維網(wǎng)可在均勻性上不同，這是由于纖維與纖維間的分隔以及纖維束構(gòu)成的不同。
可采用各種方法和方法的組合來(lái)制造本發(fā)明的纖維網(wǎng)。優(yōu)選的方法是生產(chǎn)均勻納米纖維層的方法。熔體纖維破裂法可與熔膜原纖化法結(jié)合，其中在單條線(xiàn)上有兩個(gè)單獨(dú)的束?？蓪⑷垠w纖維破裂法的各方面合并到熔膜原纖化法中。例如，可生產(chǎn)不同強(qiáng)度和直徑的纖維以提供所需的性質(zhì)組合?？晒┻x擇地，通過(guò)利用一個(gè)細(xì)長(zhǎng)的中空管來(lái)形成纖維，可將熔體薄膜原纖化的各方面包括在其它熔體原纖化方法中以增加生產(chǎn)率。例如，可改進(jìn)熔膜原纖化方法以包括一個(gè)拉瓦爾噴嘴幫助拉伸纖維。拉伸可有助于進(jìn)一步拉細(xì)并增加纖維的強(qiáng)度。這對(duì)高Tg聚合物如聚酯尤其優(yōu)選，其中應(yīng)力誘導(dǎo)結(jié)晶。
本發(fā)明的納米纖維用于制備適于制品中阻礙性能的非織造纖維網(wǎng)。纖維網(wǎng)的定義是整體的非織造材料復(fù)合物。纖維網(wǎng)可具有一層或幾層，這些層通過(guò)熱點(diǎn)粘合或其它技術(shù)被加固以獲得強(qiáng)度、完整性及某些美觀性質(zhì)。一個(gè)層是在一個(gè)單獨(dú)的纖維網(wǎng)鋪展或成型步驟中產(chǎn)生的纖維網(wǎng)或纖維網(wǎng)的一部分。本發(fā)明的纖維網(wǎng)將包含一個(gè)或多個(gè)具有大量直徑小于一微米的納米纖維的層。大量的定義是至少約25％。大量纖維可為層中纖維總數(shù)的至少約35％、至少約50％或超過(guò)約75％。纖維網(wǎng)可具有超過(guò)約90％或約100％的直徑小于約一微米的纖維。纖維網(wǎng)的纖維直徑采用掃描電子顯微鏡進(jìn)行測(cè)量。根據(jù)視覺(jué)分析的需要，放大倍數(shù)為大于約500倍以及最多約10,000倍。要確定是否大量纖維具有小于一微米的直徑，必須測(cè)量至少約100根纖維，優(yōu)選更多根纖維。測(cè)量必須在遍布整個(gè)層的不同區(qū)域進(jìn)行。采樣必須足夠，滿(mǎn)足統(tǒng)計(jì)意義上的顯著性。
納米纖維層內(nèi)剩余的較大纖維(最多75％)的纖維可具有處在任何范圍內(nèi)的直徑。典型地，較大的纖維直徑將剛好在一微米之上至約10微米。
納米纖維層內(nèi)大量纖維的纖維直徑優(yōu)選小于約900納米，并且更優(yōu)選為約100納米至約900納米。纖維直徑的其它優(yōu)選范圍為小于約700納米和約300至約900納米。優(yōu)選的直徑取決于纖維網(wǎng)的用途。期望有大量纖維的直徑小于約一微米并且有大量纖維的直徑大于約一微米。較大的纖維可捕集和固定納米纖維。這可幫助減少納米纖維的團(tuán)聚或成束量并防止納米纖維被逸出的氣流吹走。
本發(fā)明纖維網(wǎng)中的納米纖維層可包含一種以上的聚合物。不同的聚合物或共混聚合物可被用于不同孔口，在纖維網(wǎng)中產(chǎn)生具有不同纖維直徑和不同聚合物混料的纖維層。
理想的是生產(chǎn)具有不同纖維直徑的單層非織造材料?？晒┻x擇地，希望生產(chǎn)每層具有不同纖維直徑的多層的非織造纖維網(wǎng)。可改進(jìn)熔體薄膜原纖化方法生產(chǎn)小直徑和大直徑纖維以制造各種纖維網(wǎng)。較小直徑纖維被認(rèn)為是具有大量的直徑小于一微米的纖維。較大直徑纖維包括從熔噴范圍(典型為3至5微米)至紡粘(典型為10微米左右)或1微米以上的任何纖維直徑范圍的纖維。例如，可生產(chǎn)平均纖維直徑小于一微米的一個(gè)層和平均纖維直徑5微米左右的另一個(gè)層?？稍诓捎脗鹘y(tǒng)的紡粘-熔噴-紡粘(SMS)纖維網(wǎng)中使用這類(lèi)結(jié)構(gòu)。在同一條生產(chǎn)線(xiàn)上用同樣的設(shè)備可生產(chǎn)具有不同纖維直徑的纖維網(wǎng)。這是一種低成本的方法，因?yàn)榭墒褂猛瑯拥脑O(shè)備和部件。運(yùn)行成本和設(shè)備成本均可得到控制。同樣，如果需要，可使用同樣的聚合物產(chǎn)生不同的纖維直徑。
本發(fā)明制品將包含上述非織造纖維網(wǎng)。纖維網(wǎng)可構(gòu)成整個(gè)制品例如擦拭物，或者纖維網(wǎng)可包括制品的一個(gè)組分，例如尿布。衛(wèi)生制品是優(yōu)選的制品。衛(wèi)生制品包括尿布、訓(xùn)練褲、成人失禁襯墊、諸如女性護(hù)理襯墊和短褲護(hù)墊之類(lèi)的經(jīng)期用品、衛(wèi)生棉塞、個(gè)人清潔制品、個(gè)人護(hù)理制品以及包括嬰兒擦拭物、面部擦拭物、身體擦拭物和女性擦拭物在內(nèi)的個(gè)人護(hù)理擦拭物。個(gè)人護(hù)理制品包括諸如傷口敷料、活性成分遞送包裹物或貼劑和用于身體尤其是皮膚的其它基質(zhì)之類(lèi)的制品。也需要用于個(gè)人或工業(yè)用途的一次性?xún)?nèi)衣或衣服及防護(hù)服。擦拭物的其它用途可為用于吸收或控制噴濺物的清潔居室擦拭物或凈化擦拭物以及其它工業(yè)擦拭物。
在尿布中，纖維網(wǎng)可被用作阻礙層如芯上阻礙或外蓋件。纖維網(wǎng)也可被用作具有高靜水壓頭的高阻礙箍，實(shí)現(xiàn)舒適性和貼合性所希望的襠部又又窄的尿布的低泄漏事故率。利用納米纖維的典型纖維網(wǎng)是這樣的纖維網(wǎng)，其中納米纖維層與至少一個(gè)紡粘層結(jié)合并利用熱點(diǎn)粘合、水刺纏繞或其它合適且適于最終用途的技術(shù)加固?？捎幸粋€(gè)或兩個(gè)紡粘層圍繞納米纖維層。
在尿布或其它一次性吸收制品中，可將含有納米纖維的非織造纖維網(wǎng)用作阻礙層。阻礙層可設(shè)置在吸收芯和包含衣服的外層之間。吸收芯為制品主要起到諸如捕集、輸送、分配和存儲(chǔ)體液之類(lèi)的流體處理性能作用的部件。吸收芯典型地位于液體可透過(guò)的身體側(cè)內(nèi)層和蒸汽可透過(guò)的、液體不可透過(guò)的外蓋件之間。外層也稱(chēng)作底片或外蓋件，其位于一次性制品的外側(cè)。在尿布的情況下，外層接觸使用者的衣服或衣物。阻礙層可供選擇地或也被設(shè)置在吸收芯和內(nèi)層之間。內(nèi)層也稱(chēng)作頂片，其位于緊貼使用者皮膚的一側(cè)上。內(nèi)層可接觸使用者的皮膚或可接觸與使用者的皮膚接觸的單獨(dú)的頂片。阻礙層可為吸收材料。阻礙層最優(yōu)選在對(duì)流的空氣流和吸收阻擋性之間具有平衡。對(duì)流的空氣流動(dòng)性有效地降低吸收制品和穿著者的皮膚間的空間的相對(duì)濕度。液體吸收性和液體阻礙性的組合保護(hù)制品免除透濕問(wèn)題并在吸收制品處在碰撞和/或持續(xù)壓力下時(shí)尤其有益。阻礙層的進(jìn)一步描述和有益效果可見(jiàn)于WO 01/97731中。
纖維網(wǎng)可被用于擦拭物中以改進(jìn)洗劑處理性并降低液體梯度。纖維網(wǎng)也可提供物質(zhì)的控制輸送。輸送的物質(zhì)可為液體、洗劑、活性物質(zhì)或其它材料。由于納米纖維的高表面積，纖維網(wǎng)可被用作擦拭物或女性護(hù)理產(chǎn)品護(hù)墊、尿布、訓(xùn)練褲或成人失禁用品的芯的吸收材料。纖維網(wǎng)可增強(qiáng)流體的分配性和/或保持性。此外，用于吸收性用途的纖維網(wǎng)可用附加的顆粒或用于增加吸附性的吸收性纖維或天然纖維制造，或者纖維網(wǎng)的某些層可具有不同的性能。
納米纖維也可被用于希望具有不透明性的制品中。因小纖維直徑和均勻性，或可將顏料添加到聚合物熔體或纖維網(wǎng)中，可產(chǎn)生附加的不透明性。還已發(fā)現(xiàn)纖維網(wǎng)具有低的起絨性。這可能是由于較長(zhǎng)的纖維或纖維網(wǎng)內(nèi)纖維的纏繞。
將受益于納米纖維網(wǎng)的其它產(chǎn)品包括過(guò)濾器。過(guò)濾器可用于工業(yè)、個(gè)人或家用，并且可用于過(guò)濾空氣、液體或小顆粒。工業(yè)用途可包括汽車(chē)、爐子、水及其它類(lèi)型的過(guò)濾器。一種個(gè)人過(guò)濾器包括過(guò)濾面具如手術(shù)口罩。含有納米纖維層的纖維網(wǎng)的其它醫(yī)療用途包括外科手術(shù)衣、傷口敷料和醫(yī)療防滲層。纖維網(wǎng)也可用作噪音和熱的絕緣體，以用于戶(hù)外裝置、衣服和可用作導(dǎo)電纖維。
測(cè)試方法透氣率通過(guò)在恒定的壓力和溫度下測(cè)量其中標(biāo)準(zhǔn)體積的空氣通過(guò)測(cè)試樣本的時(shí)間來(lái)確定透氣率。該測(cè)試尤其適于對(duì)氣體具有較高滲透性的材料，例如非織造材料、開(kāi)孔薄膜等。采用TexTest FX3300型儀器。(以TextestAG購(gòu)自Switzerland(www.textest.ch)，或者購(gòu)自Advanced TestingInstruments，Spartanburg SC，USA)。測(cè)試方法符合ASTM D737。測(cè)試在約22±2℃和約50％相對(duì)濕度的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行。測(cè)試壓力為125帕斯卡以及測(cè)試面積為38cm2。在本測(cè)試中，儀器在整個(gè)樣本上產(chǎn)生一個(gè)恒定壓差，使空氣吹過(guò)樣本?？諝饬鬟^(guò)樣本的速率以ft3/ft2/min(常稱(chēng)為cfm或ft/min)或m/min測(cè)量。對(duì)于每個(gè)樣本，應(yīng)該取三個(gè)重復(fù)值，并且記錄下平均結(jié)果。
靜水壓(水壓)或排斥性測(cè)試本測(cè)試測(cè)定的性質(zhì)是對(duì)材料的液體阻礙性能(或液體不可滲透性)的量度。具體地講，本測(cè)試測(cè)量材料在達(dá)到水滲透的控制含量時(shí)將承受的靜水壓。采用TexTest Hydrostatic Head Tester FX3000(購(gòu)自AdvancedTesting Instruments，Corp.，Spartanburg，SC，或者以Textest AG購(gòu)自Switzerland(www.textest.ch))。測(cè)試方法符合EDANA 120.2-02及INDA 80.6。對(duì)于該測(cè)試，將壓力施加到限定的樣本部分上并逐漸加壓直至水滲過(guò)樣本。測(cè)試在約22±2℃的溫度和約50％的相對(duì)濕度的實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下進(jìn)行。將樣本夾在柱夾頂端，采用合適的墊圈材料(O形環(huán)類(lèi)型)以防止測(cè)試期間側(cè)漏。水與樣本接觸面積等于水柱的橫截面積，其等于28cm2。將水以0.3kPa/min(3mbar/min)的速度抽進(jìn)水柱。因此，樣本在一個(gè)表面上承受穩(wěn)定增加的水壓。當(dāng)在樣本另一個(gè)表面上的三個(gè)位置出現(xiàn)水滲透時(shí)，記錄發(fā)生第三個(gè)滲透處的壓力。如果水直接滲透樣本(即，樣本沒(méi)有提供阻力)，則記錄零讀數(shù)。對(duì)每種材料測(cè)試三個(gè)樣本，并記錄平均結(jié)果。
基重或克重基重可依照法定方法ASTM D 756、ISO 536和EDANA ERT-40.3-90測(cè)量?；氐亩x為每單位面積的質(zhì)量，優(yōu)選單位為克每平方米(通常稱(chēng)為gsm而非g/m2)。所需的儀器為一把剪刀或一個(gè)用于樣本切割的模壓切割器和一個(gè)精密的稱(chēng)重裝置(天平)。將樣本切割到每層總面積100cm2，準(zhǔn)確度和精密度為±0.5％。天平需要具有0.001g的靈敏度、可讀、標(biāo)定過(guò)并精確到施加載荷的0.25％范圍內(nèi)。樣本被置于23攝氏度(±2℃)和約50％的相對(duì)濕度下2小時(shí)達(dá)到平衡。在一個(gè)分析天平上稱(chēng)出樣本總面積為1000cm2＝0.1m2的10層切割樣本的重量，精確到0.001g，并記錄下重量。(對(duì)于比1mm厚的樣本而言，稱(chēng)出僅1層的重量是優(yōu)選的，但如果這樣做應(yīng)當(dāng)注明)。通過(guò)將重量除以樣本面積(所測(cè)試的所有層)計(jì)算基重，給出單位為gsm的基重。將所有的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。
纖維直徑(和旦)纖維直徑可采用掃描電子顯微鏡(SEM)和圖象分析軟件進(jìn)行測(cè)定。選擇500至10,000的放大倍數(shù)使得纖維(或長(zhǎng)絲)被適當(dāng)放大以便測(cè)量。圖象分析軟件對(duì)SEM圖像中的纖維直徑自動(dòng)取樣是可能的，但也可采用更加人工的程序。一般而言，尋找隨機(jī)選取的纖維的邊緣，然后橫越寬度(在那點(diǎn)處垂直于纖維方向)至纖維的另一個(gè)邊緣進(jìn)行測(cè)量。帶刻度的和標(biāo)定過(guò)的圖象分析工具提供標(biāo)度以得到例如以米或mm或微米(μm)為單位的實(shí)際讀數(shù)。因此，沿著SEM內(nèi)的纖維網(wǎng)樣本隨機(jī)選擇一些纖維或長(zhǎng)絲。典型地，來(lái)自纖維網(wǎng)的一些樣本被切割并用這種方式進(jìn)行測(cè)試?？偣策M(jìn)行至少約100次這樣的測(cè)量并將所有的數(shù)據(jù)記錄下來(lái)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。如果結(jié)果要以旦為單位進(jìn)行記錄，那么需要進(jìn)行下面的計(jì)算。以旦為單位的直徑＝橫截面積*密度*9000m*1000g/kg。橫截面積是π*直徑2/4。密度例如對(duì)于PP，可取為910kg/m3。若想結(jié)果為分特(dtex)，則采用10,000m來(lái)代替9000m。
實(shí)施例已利用一些技術(shù)制備樣本并用所述方法進(jìn)行評(píng)價(jià)。樣本為一個(gè)或多個(gè)納米纖維層與鄰近較大直徑纖維層的擠出聚丙烯的復(fù)合物。此外，采用熱點(diǎn)粘合方法對(duì)所有復(fù)合物進(jìn)行加固或粘合?；睾屠w維直徑以平均數(shù)據(jù)給出。
在每一種樣本類(lèi)型中，以所列出的不同基重(依照線(xiàn)速度)制備多個(gè)樣本，然后依照所述方法測(cè)試?yán)w維尺寸、靜水壓頭和透氣率?！办o電紡紗”樣本的靜水壓頭通過(guò)基于拉普拉斯方程的全面計(jì)算機(jī)模擬進(jìn)行預(yù)測(cè)。采用聚丙烯的表面能。其它纖維網(wǎng)特征例如纖維尺寸、基重和厚度由平均纖維直徑為0.1至0.3微米的靜電紡紗尼龍-6獲得。為給出復(fù)合物內(nèi)納米纖維層的效力，可用靜水壓頭結(jié)果除以納米纖維層的基重。給出樣本之一作為樣本類(lèi)型1的比較實(shí)施例，如通過(guò)本領(lǐng)域的技術(shù)人員所已知的進(jìn)行制備的SMS是一種復(fù)合物，S/M/S層的基重為13.5/3/13.5gsm，S層直徑約18微米，并且M層直徑約2微米。上述圖表示出了幾種樣本以及納米纖維層的基重和納米纖維層的直徑。
圖1為圖示水壓頭/基重對(duì)纖維直徑尺寸的圖表。如所能看出的，納米纖維層內(nèi)纖維的直徑越細(xì)，用基重規(guī)一化時(shí)的靜水壓頭結(jié)果越高。
在圖2中，實(shí)施例中樣本被評(píng)價(jià)為透氣率(透氣率方法)與液體阻礙性(采用靜水壓頭方法)的聯(lián)合乘積。圖表圖示了水壓頭x透氣率/基重對(duì)纖維直徑尺寸。重要的觀察是在某一纖維直徑范圍內(nèi)可達(dá)到最優(yōu)值。產(chǎn)生該直徑纖維的方法可以并不關(guān)鍵，但最終直徑是重要的。
顯示具有相似趨勢(shì)的樣本可采用其它技術(shù)制備，例如包含來(lái)自其它熔體原纖化方法的纖維網(wǎng)的復(fù)合物，例如采用海島型。
為獲得最佳的高液體阻礙性與透氣率乘積，納米纖維層內(nèi)纖維的優(yōu)選直徑介于0.1和約1微米之間，最優(yōu)選介于0.3和0.7微米之間?？晒┻x擇地，可利用各自的孔徑描述該范圍。
不受理論的約束，據(jù)信對(duì)于阻礙及透氣性能存在最佳纖維尺寸。對(duì)于較大孔徑，表面張力支配阻礙性能。對(duì)于中等孔徑，表面張力和阻力均會(huì)影響阻礙性能。對(duì)于非常小的孔徑(對(duì)于納米纖維)，阻力支配阻礙性能。隨著孔徑增加，對(duì)液體阻礙的增加程度大于對(duì)空氣阻礙的增加程度，這是由于液體阻力增加速率比空氣阻力增加速率快。因此，最佳纖維直徑尺寸可存在于透氣率不顯著減少而液體阻礙性能很高處。本文所用阻力是指摩擦阻力。
所有引用文獻(xiàn)的相關(guān)部分均引入本文以供參考，任何文獻(xiàn)的引用不可解釋為是對(duì)其作為本發(fā)明的現(xiàn)有技術(shù)的認(rèn)可。
盡管已用具體實(shí)施方案來(lái)說(shuō)明和描述了本發(fā)明，但對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，在不背離本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍的情況下可作出許多其它的變化和修改。因此，有意識(shí)地在附加的權(quán)利要求書(shū)中包括屬于本發(fā)明范圍內(nèi)的所有這些變化和修改。
權(quán)利要求
1.一種包括至少一個(gè)納米纖維層的非織造纖維網(wǎng)，所述納米纖維層具有大量的直徑小于一微米的納米纖維，其中所述非織造纖維網(wǎng)具有的水壓頭與所述納米纖維層基重的比率大于10mbar/gsm。
2.如權(quán)利要求1所述的非織造纖維網(wǎng)，其中所述納米纖維層具有0.5gsm至3gsm的基重并且所述比率大于20mbar/gsm。
3.如權(quán)利要求1所述的非織造纖維網(wǎng)，其中所述納米纖維層具有3gsm至15gsm的基重并且所述比率大于12mbar/gsm。
4.如權(quán)利要求1所述的非織造纖維網(wǎng)，其中所述非織造纖維網(wǎng)具有大于15米每分鐘的透氣率。
5.如權(quán)利要求4所述的非織造纖維網(wǎng)，其中所述非織造纖維網(wǎng)具有至少30mbar的水壓頭和至少75米每分鐘的透氣率。
6.如權(quán)利要求1所述的非織造纖維網(wǎng)，其中所述非織造纖維網(wǎng)的基重為0.5gsm至15gsm。
7.如權(quán)利要求1所述的非織造纖維網(wǎng)，其中水壓頭與透氣率的乘積為至少750mbar*m/min。
8.一種包括如權(quán)利要求1所述的非織造纖維網(wǎng)的制品，其中所述制品選自尿布、訓(xùn)練褲、成人失禁襯墊、諸如女性護(hù)理襯墊和短褲護(hù)墊之類(lèi)的經(jīng)期用品、衛(wèi)生棉塞、個(gè)人清潔制品、個(gè)人護(hù)理制品、諸如嬰兒擦拭物、面部擦拭物、身體擦拭物和女性擦拭物之類(lèi)的個(gè)人護(hù)理擦拭物，以及它們的組合。
9.如權(quán)利要求8所述的制品，其中所述非織造纖維網(wǎng)為阻礙層。
10.一種包括非織造纖維網(wǎng)的制品，所述非織造纖維網(wǎng)包括具有大量直徑小于一微米的納米纖維的納米纖維層，其中所述納米纖維由熔膜原纖化方法制成，所述熔膜原纖化方法包括以下步驟a.提供聚合物熔體，b.利用流體流形成聚合物膜，和c.由所述聚合物膜形成多根納米纖維。
全文摘要
本發(fā)明涉及包括納米纖維的制品。優(yōu)選的制品包括尿布、訓(xùn)練褲、成人失禁襯墊、諸如女性護(hù)理襯墊和短褲護(hù)墊之類(lèi)的經(jīng)期用品、衛(wèi)生棉塞、個(gè)人清潔制品、個(gè)人護(hù)理制品以及包括嬰兒擦拭物、面部擦拭物、身體擦拭物和女性擦拭物在內(nèi)的個(gè)人護(hù)理擦拭物。納米纖維網(wǎng)可被用作阻礙物、擦拭物、吸收材料和其它用途。直徑小于1微米的納米纖維必須大量包括在非織造纖維網(wǎng)的至少一個(gè)納米纖維層內(nèi)。非織造纖維網(wǎng)可具有的水壓頭與基重比率大于約1kPa/gsm(10mbar/gsm)。納米纖維可由熔膜原纖化方法進(jìn)行生產(chǎn)。
文檔編號(hào)D04H1/42GK1942616SQ200580011506
公開(kāi)日2007年4月4日 申請(qǐng)日期2005年4月19日 優(yōu)先權(quán)日2004年4月19日
發(fā)明者O·E·A·伊澤勒, R·查博拉, 徐晗, S·K·莫雷, E·B·邦德 申請(qǐng)人:寶潔公司