專(zhuān)利名稱(chēng)：由包含聚乳酸和聚醚共聚物的熱塑性組合物形成的生物可降解纖維的制作方法
由包含聚乳酸和聚醚共聚物的熱塑性組合物形成的生物可
降解纖維
背景技術(shù)：
已經(jīng)作出各種嘗試來(lái)由生物可降解組合物來(lái)形成非織造纖網(wǎng)。雖然已知由生物可 降解聚合物來(lái)制備纖維，但是在它們的使用中已遭遇到問(wèn)題。例如，聚乳酸(“PLA”)為用 于形成非織造纖網(wǎng)的最普遍的生物可降解且可持續(xù)(可更新的)聚合物之一。不幸的是， PLA非織造纖網(wǎng)由于聚乳酸高的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和低的結(jié)晶速率，通常具有低的粘合柔軟度 和高的硬度。相反地，熱粘合PLA的非織造纖網(wǎng)通常顯現(xiàn)出低的伸長(zhǎng)量，這對(duì)于某些應(yīng)用而 言是不被接受的，如吸收性制品。同樣地，雖然聚乳酸可以經(jīng)受得住高的拉拽比率，但是其 需要高的拉拽能量水平來(lái)實(shí)現(xiàn)需要克服熱收縮的結(jié)晶。其它生物可降解聚合物(如聚丁 二酸丁二酯(PBS)、聚對(duì)苯二甲酸丁二酯-己二酸丁二酯(PBAT)和聚己酸內(nèi)酯(PCL))，具 有類(lèi)似于聚乙烯的低的玻璃轉(zhuǎn)變溫度和柔軟特性。然而，這些聚合物通常具有小的粘合窗 (bonding window)，其導(dǎo)致在高速度下由這樣的聚合物形成非織造纖網(wǎng)的困難。這樣，目前存在生物可降解且顯現(xiàn)良好機(jī)械性能的纖維的需要。發(fā)明簡(jiǎn)述根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，公開(kāi)了用于形成非織造纖網(wǎng)的生物可降解纖維。該 纖維由熱塑性組合物形成，所述組合物包含至少一種含量為大約75重量％至大約99重 量％的聚乳酸和至少一種含量為大約1重量％至大約25重量％的聚醚共聚物，其中所述聚 醚共聚物包含大約40摩爾％至大約95摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(A) 其中，x為1至250的整數(shù)，所述聚醚共聚物還包含大約5摩爾％至大約60摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單 元(B)
(B) 其中，n為3至20的整數(shù)；和y為1至150的整數(shù)。附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明本發(fā)明能夠充分公開(kāi)的內(nèi)容，包括其對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言的最佳實(shí)施方 式，以下更詳細(xì)地闡述說(shuō)明書(shū)的剩余部分，該部分以附圖作為參考，其中


圖1為可以用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案以形成非織造纖網(wǎng)的方法的示意圖；和圖2為可以用于本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案以形成非織造纖網(wǎng)的方法的示意圖。在本說(shuō)明書(shū)和附圖中對(duì)參考文字的重復(fù)使用意在表示本發(fā)明相同或相似的部件 和元件。代表性實(shí)施方案的詳述現(xiàn)在將以本發(fā)明的各種實(shí)施方案作為參考，所述實(shí)施方案的一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例將 在以下闡述。各個(gè)實(shí)施例以解釋本發(fā)明的方式來(lái)提供，但不限制本發(fā)明。實(shí)際上，對(duì)于本領(lǐng) 域技術(shù)人員而言將顯而易見(jiàn)的是，在不脫離本發(fā)明的范圍或精神的情況下，在本發(fā)明中可 以作出各種修改和改變。例如，如一個(gè)實(shí)施方案中的部分所說(shuō)明或描述的特征可以被用于 另一實(shí)施方案以產(chǎn)生又一個(gè)實(shí)施方案。因此，本發(fā)明意在覆蓋如在所附權(quán)利要求及其等同 方式的范圍內(nèi)的這樣的修改和改變。紅如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“生物可降解”或“生物可降解聚合物”通常是指由微生物 (如，細(xì)菌、真菌和藻類(lèi))、環(huán)境熱、濕氣或其它環(huán)境因素自然發(fā)生的行為而降解的材料。材 料的生物可降解能力可以利用ASTM測(cè)試方法5338. 92來(lái)確定。本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“纖維”是指通過(guò)將聚合物穿過(guò)成形噴絲孔(如模頭)來(lái)形成 的拉長(zhǎng)的擠出物。除非另外說(shuō)明，術(shù)語(yǔ)“纖維”包括具有有限長(zhǎng)度的不連續(xù)纖維和基本上 連續(xù)的長(zhǎng)絲?；旧线B續(xù)的長(zhǎng)絲例如可以具有遠(yuǎn)大于其直徑的長(zhǎng)度，如長(zhǎng)度對(duì)直徑的比率 (“縱橫比”)大于大約15，000 1，并且在一些情況中，大于大約50，000 1。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“單組分”是指由一種聚合物形成的纖維。當(dāng)然，這不包括 已添加了添加劑的纖維，所述添加劑用于著色、抗靜電性、潤(rùn)滑性、親水性、液體排斥性等。如本文所述的，術(shù)語(yǔ)“多組分”是指由以下兩種由分離式擠出機(jī)擠出的聚合物(例 如，兩組分纖維)來(lái)形成的纖維。聚合物被布置在橫穿纖維橫截面的基本上恒定定位的不 同區(qū)域。所述組分可以被布置成任何希望的構(gòu)型，如殼芯、并行、海中島等等。形成多組分 纖維的各種方法被描述在Taniguchi等人的第4，789，592號(hào)美國(guó)專(zhuān)利和Strack等人的第 5，336，552號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Kaneko等人的第5，108, 820號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Krueqe等人第4，795，668 號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Pike等人的第5，382，400號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Strack等人的第5，336，552號(hào)美國(guó)專(zhuān) 利、和Marmon等人的第6，200, 669號(hào)美國(guó)專(zhuān)利，將其全部?jī)?nèi)容出于所有目引入本文作為參 考。還可以形成具有各種不規(guī)則形狀的多組分纖維，如在Hogle等人的第5，277，976號(hào)美 國(guó)專(zhuān)利、Hills的第5，162，074號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Hills的第5，466，410號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Larqman等 人的第5，069，970號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中所描述的，在此將其全部?jī)?nèi)容出于所有目的引入本文作為 參考。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“多組成”是指由至少兩種作為共混物擠出的聚合物(例 如，兩組成纖維)形成的纖維。聚合物被布置在橫穿纖維橫截面的基本上恒定定位的不同 區(qū)域。各種多組成纖維被描沭在Gessner的第5, 108.827號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中，將全部?jī)?nèi)容出于 所有目的引入本文作為參考。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“非織造纖網(wǎng)”是指一種纖網(wǎng)，該纖網(wǎng)具有無(wú)規(guī)則相互交疊 的單個(gè)纖維結(jié)構(gòu)，而不是以如編織織物的可辨識(shí)方式。非織造纖網(wǎng)包括例如，熔噴纖網(wǎng)、紡 粘纖網(wǎng)、梳理纖網(wǎng)、濕法成形纖網(wǎng)、空氣成形纖網(wǎng)、同成形纖網(wǎng)、水刺纏繞纖網(wǎng)等。非織造纖網(wǎng)的基重通?？梢宰兓?，但通常為大約5克每平方米(“gsm”)至200gsm，在一些實(shí)施方案 中，為大約lOgsm至大約150gsm，且在一些實(shí)施方案中，為大約15gsm至大約lOOgsm。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“熔噴”纖網(wǎng)或?qū)油ǔＪ侵敢环N非織造纖網(wǎng)，該纖網(wǎng)是通過(guò) 以下方法形成的將熔融的熱塑性材料經(jīng)由多個(gè)細(xì)的、通常為圓形的模頭毛細(xì)管以熔融的 纖維擠出進(jìn)入到會(huì)聚的高速氣體(例如，空氣)流中，所述會(huì)聚的高速氣體流減細(xì)熔融的熱 塑性材料的纖維以減小其直徑，該直徑可減小到微纖維直徑。隨后，熔噴纖維由高速氣流攜 帶并且沉積在收集表面上以形成隨機(jī)分散的熔噴纖維的纖網(wǎng)。這樣的方法由例如Butin等 人的第3，849，241號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Meitner等人的第4，307，143號(hào)美國(guó)專(zhuān)利和ffisneski等人 的第4，707，398號(hào)美國(guó)專(zhuān)利所公開(kāi)，該全部?jī)?nèi)容在此出于所有目的引入本文作為參考。一 般而言，熔噴纖維可以是基本連續(xù)或非連續(xù)的，并且當(dāng)沉積在收集面上時(shí)通常是粘的。如本文所使用的，術(shù)語(yǔ)“紡粘”纖網(wǎng)或?qū)油ǔＪ侵负行≈睆交具B續(xù)的長(zhǎng)絲的非 織造纖網(wǎng)。所述長(zhǎng)絲通過(guò)將熔融的熱塑性材料從多個(gè)細(xì)的、通常為圓形的噴絲頭毛細(xì)管擠 出，然后擠出的纖維的直徑通過(guò)例如離析拉伸(eductive drawing)和/或其它熟知的紡 粘機(jī)理迅速減小而形成。粘紡纖網(wǎng)的牛產(chǎn)例如在Aroel等人的第4，340，563號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、 Dorschner等人的第3，692，618號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Matsuki等人的第3，802，817號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、 Kinney的第3，338，992和3，341，394號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Hartman的第3，502, 763號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、 Leu的第3，502，538號(hào)美國(guó)專(zhuān)禾l|、Dobo等人的第3，542，615號(hào)美國(guó)專(zhuān)利以及Pike等人的第 5，382，400號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中被描述和說(shuō)明，將其全部?jī)?nèi)容出于所有目的引入本文作為參考。當(dāng) 沉積到收集表面上時(shí)紡粘長(zhǎng)絲通常是不粘的。有時(shí)，紡粘長(zhǎng)絲可以具有小于大約40微米的 直徑，并且通常為大約5至大約20微米。碰通常而言，本發(fā)明涉及生物可降解的非織造纖網(wǎng)，該纖網(wǎng)由熱塑性組合物形成，所 述組合物包含聚乳酸和聚醚共聚物。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)所述聚醚共聚物改進(jìn)了得到的熱塑性組合物 的許多特性，包括其被熔體加工成纖維和纖網(wǎng)的能力，及其對(duì)濕氣的敏感性。在熱塑性組合 物中，聚醚共聚物和聚乳酸的相對(duì)量被選擇地控制以實(shí)現(xiàn)得到的纖維和纖網(wǎng)的生物可降解 性與機(jī)械性能之間希望的平衡。例如，聚乳酸通常占熱塑性組合物的大約75重量％至大約 99重量％，在一些實(shí)施方案中，占熱塑性組合物的大約80重量％至大約98重量％，且在一 些實(shí)施方案中，占熱塑性組合物的大約85重量％至大約95重量％。同樣地，聚醚共聚物可 以占熱塑性組合物的大約1重量％至大約25重量％，在一些實(shí)施方案中，占熱塑性組合物 的大約2重量％至大約20重量％，且在一些實(shí)施方案中，占熱塑性組合物的大約5重量％ 至大約15重量％的組合物。 現(xiàn)將詳細(xì)地描述本發(fā)明的各個(gè)實(shí)施方案。I.熱塑性組合物A.聚乳酸聚乳酸通?？梢杂扇樗岬娜魏萎悩?gòu)體(如，左旋乳酸(“L-乳酸”)、右旋乳酸 (“D-乳酸”)、內(nèi)消旋乳酸或其混合物)的單體單元來(lái)生成。單體單元還可以由乳酸的任 何異構(gòu)體的酐(包括L-乳酐、D-乳酐、內(nèi)消旋乳酐或其混合物)來(lái)形成。還可以使用這樣 的乳酸和/或乳酐的環(huán)狀二聚體。任何已知的聚合方法(如縮聚或開(kāi)環(huán)聚合反應(yīng))可以被 用于聚合乳酸。還可以使用少量的增鏈劑(例如，二異氰酸酯化合物、環(huán)氧基化合物或酸
7酐)。聚乳酸可以為均聚物或共聚物(如一種含有由L-乳酸生成的單體單元和由D-乳酸 生成的單體單元的共聚物)。雖然不要求，但是由L-乳酸生成的單體單元和由D-乳酸生 成的單體單元中的一種的含量速率優(yōu)選為大約85摩爾％或更多，在一些實(shí)施方案中，為大 約90摩爾％或更多，且在一些實(shí)施方案中，為大約95摩爾％或更多。多種聚乳酸，其各個(gè) 具有由L-乳酸生成的單體單元對(duì)由D-乳酸生成的單體單元的不同比率，可以以任意百分 比共混。當(dāng)然，聚乳酸可以與其它類(lèi)型的聚合物(如，聚烯烴、聚酯等)共混以提供多種不 同的益處，如加工、纖維成形等。在一個(gè)具體的實(shí)施方案中，所述聚乳酸具有以下通式結(jié)構(gòu) 可以用于本發(fā)明的適合的聚乳酸聚合物的一個(gè)具體的實(shí)例為以BIOMER L9000 為商品名稱(chēng)，購(gòu)自Biomer，Inc. of Krai ling, Germany 0其它適合的聚乳酸聚合物為購(gòu) 自 Natureworks LLC of Minnertonka, Minnesota ( NATUREWORK ) ^ Mitsui Chemical (LACEA )。還有其它適合的聚乳酸聚合物可以被描述在第4，797，468號(hào)、第 5，470，944 號(hào)、第 5，770，682 號(hào)、第 5，821，327 號(hào)、第 5，880，254 號(hào)、和第 6，326，458 號(hào)美國(guó) 專(zhuān)利中，將其全部?jī)?nèi)容出于所有目的引入本文作為參考。聚乳酸通常具有大約100°C至大約240°C的熔點(diǎn)，在一些實(shí)施方案中，為大約 120°C至220°C的熔點(diǎn)，并且在一些實(shí)施方案中，為140°C至200°C的熔點(diǎn)。這樣的聚乳酸是 有用的，因?yàn)樗鼈兛梢钥焖俾蕘?lái)生物降解。聚乳酸的玻璃轉(zhuǎn)變溫度(“Tg”)可能相對(duì)高，如 為大約20°C至大約80°C，在一些實(shí)施方案中，為大約30°C至大約70°C，并且在一些實(shí)施方 案中，為大約40°C至大約65°C。如以下更詳細(xì)討論的，熔化溫度和玻璃轉(zhuǎn)變溫度均可以根 據(jù)ASTM D-3417利用差示掃描量熱分析(“DSC”)來(lái)確定。聚乳酸通常具有每摩爾大約40，000至大約160，000的數(shù)均分子量(“Mn”)，在一 些實(shí)施方案中，具有每摩爾大約50，000至大約140，000的數(shù)均分子量，并且在一些實(shí)施方 案中，具有每摩爾大約80，000至大約120，000的數(shù)均分子量。同樣地，聚合物還通常具有 每摩爾大約80，000至大約200，000克的重均分子量(“軋”)，在一些實(shí)施方案中，具有每摩 爾大約100，000至大約180，000克的重均分子量，并且在一些實(shí)施方案中，具有每摩爾大約 110，000至大約160，000克的重均分子量。重均分子量對(duì)數(shù)均分子量的比率(“Mw/Mn”)， 即，“多分散指數(shù)”也相對(duì)低。例如，所述多分散指數(shù)通常為大約1.0至大約3.0，在一些實(shí) 施方案中，為大約1. 1至大約2. 0，并且在一些實(shí)施方案中，為大約1. 2至大約1. 8。數(shù)均分 子量和數(shù)均分子量可以通過(guò)本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的方法來(lái)確定。如在190°C的溫度下并且在1000秒―1的剪切速率下，聚乳酸還可以具有大約50至 大約600帕斯卡秒(Pa 的表觀粘度，在一些實(shí)施方案中，具有大約100至大約500Pa 的表觀粘度，并且在一些實(shí)施方案中，具有大約200至大約400Pa s的表觀粘度。聚乳酸 的熔體流動(dòng)速率(基于干重計(jì))還可以為每10分鐘大約0. 1至大約40克，在一些實(shí)施方 案中，為每10分鐘大約0. 5至大約20克，并且在一些實(shí)施方案中，為每10分鐘大約5至大約15克。熔體流動(dòng)速率為聚合物的重量(以克計(jì))，該重量根據(jù)ASTM測(cè)試方法D-1238-E 測(cè)定，當(dāng)在特定溫度(例如，190°C)受到以每10分鐘2160的荷載時(shí)，可以被驅(qū)使通過(guò)擠出 流變計(jì)噴絲孔(0. 0825-英寸的直徑)。B聚醚共聚物用于熱塑性組合物的聚醚共聚物包含具有下式的重復(fù)單元(A)
(A)其中，x為1至250的整數(shù)，在一些實(shí)施方案中為2至20，并且在一些實(shí)施方案中為4至 150。聚醚共聚物還包含具有下式的重復(fù)單元(B)
(B)其中，n為3至20的整數(shù)，在一些實(shí)施方案中為3至10，并且在一些實(shí)施方案中為3至 5 ；和y為1至150的整數(shù)，在一些實(shí)施方案中為2至125，并且在一些實(shí)施方案中為4至 100的整數(shù)。用于形成重復(fù)單元⑶的單體的具體實(shí)例可以包括，例如，1，2_丙二醇(“丙 二醇”)、1，3_ 丙二醇(“亞丙基二醇”)、1，4-丁二醇(“亞丁基二醇”)、2，3-丁二醇(“二 亞甲基二醇”)、1，5_戊二醇、1，6_己二醇、1，9_壬二醇、2-甲基-1，3-丙二醇、新戊二醇、 2-甲基-1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、3-氧雜-1，5-戊二醇(“二甘醇”)、螺環(huán)二 醇(如3，9-雙(1，1_ 二甲基-2-羥基乙基)-2，4，8，10-四氧雜-螺環(huán)[5，5] i^一烷和3， 9-二醇-2，4，8，10-四氧雜-螺環(huán)[5，5]十一烷)等等。在這些二醇中，丙二醇、二亞甲基 二醇、亞丙基二醇、和亞丁基二醇尤其適用于本發(fā)明。本發(fā)明人已發(fā)現(xiàn)重復(fù)單元(A)與⑶之間含量的適當(dāng)平衡，以及它們各自的分子 量，可能導(dǎo)致具有優(yōu)化性質(zhì)的共聚物，用于促進(jìn)由聚乳酸形成非織造纖網(wǎng)。例如，聚醚共聚 物的重復(fù)單元(A)有助于降低聚乳酸玻璃轉(zhuǎn)變溫度，從而改進(jìn)了其被加工成具有足夠強(qiáng)度 和延展性質(zhì)的纖網(wǎng)的能力。然而，重復(fù)單元(A)通常本質(zhì)上是半晶體并且因此可以在熔化 期間或在熔化之后逐漸結(jié)晶。此外，重復(fù)單元(A)在本質(zhì)上也是親水性的，并且因此可溶于 水，這可能導(dǎo)致當(dāng)被暴露于高濕度的條件時(shí)聚合物的相分離。本發(fā)明聚醚共聚物的重復(fù)單 元(B)有助于抵消重復(fù)單元(A)的結(jié)晶度/濕氣敏感性。也就是說(shuō)，重復(fù)單元(B)通常是 無(wú)定形的，并且在熔體加工期間不可能結(jié)晶。多虧其較長(zhǎng)的碳鏈，重復(fù)單元(B)也相對(duì)地不 溶于水并且因此對(duì)濕氣不太敏感。在該方面，共聚物的重復(fù)單元(A)通常占聚醚共聚物的大約40摩爾％至大約95摩爾％，在一些實(shí)施方案中占聚醚共聚物的大約50摩爾％至大約90摩爾％，并且在一些實(shí) 施方案中，占聚醚共聚物的大約60摩爾％至大約85摩爾％。同樣地，重復(fù)單元(B)通常占 聚醚共聚物大約5摩爾％至大約60摩爾％，在一些實(shí)施方案中占聚醚共聚物的大約10摩 爾％至大約50摩爾％，并且在一些實(shí)施方案中，占聚醚共聚物的大約15摩爾％至大約40 摩爾％。重復(fù)單元(A)的數(shù)均分子量可以為大約500至大約10，000，在一些實(shí)施方案中，為 大約750至大約8，000,并且在一些實(shí)施方案中，為大約1，000至大約5，000。同樣地，重復(fù) 單元(B)的數(shù)均分子量可以為大約100至大約2，000，在一些實(shí)施方案中，為大約200至大 約1，500，并且在一些實(shí)施方案中，為大約400至大約1，000。整個(gè)共聚物的數(shù)均分子量還 可以為大約600至10，000,在一些實(shí)施方案中，為大約1，000至大約8，000,并且在一些實(shí) 施方案中，為大約1,250至大約5，000。當(dāng)然，應(yīng)當(dāng)理解的是，其它重復(fù)單元或組成也可以存在于共聚物中。例如，所述共 聚物可以包含不同于重復(fù)單元(A)和/或(B)的另一重復(fù)單元(C)，而選自參照以上的單體 的一種或多種。作為一個(gè)實(shí)例，重復(fù)單元(A)可以具有如上所述的結(jié)構(gòu)，重復(fù)單元(B)可以 由1，2_丙二醇(“丙二醇”)形成，而重復(fù)單元(C)可以由1，4_ 丁二醇(“亞丁基二醇”) 形成。聚醚共聚物可以具有任何希望的構(gòu)型如嵌段(二嵌段、三嵌段、四嵌段等)、無(wú)規(guī)、 交替、接枝、星形等。聚醚共聚物的重復(fù)單元(A)和(B)可以同樣地以任何希望的形式貫穿 聚合物來(lái)分布。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，所述聚醚共聚物具有以下通式結(jié)構(gòu) 其中，x為1至250的整數(shù)，在一些實(shí)施方案中為2至200，并且在一些實(shí)施方案中，為4 至 150 ；y為1至150的整數(shù)，在一些實(shí)施方案中為2至125，并且在一些實(shí)施方案中，為4 至 100 ；z為0至200的整數(shù)，在一些實(shí)施方案中為2至125，并且在一些實(shí)施方案中為4 至 100 ；n為3至20的整數(shù)，在一些實(shí)施方案中為3至10，并且在一些實(shí)施方案中為3至 6 ；A為氫、烷基基團(tuán)，?；鶊F(tuán)、或1至10的碳原子的芳基基團(tuán)，和B為氫、烷基基團(tuán)、?；鶊F(tuán)、或1至10碳原子的芳基基團(tuán)。當(dāng)z大于0時(shí)，例如， 所述共聚物具有“ABA”的構(gòu)型并目.可以包括,例如，如在Huang等人的第2003/0204180號(hào) 美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)中所描述的，聚環(huán)氧乙烷/聚環(huán)氧丙烷/聚環(huán)氧乙烷共聚物(E0/P0/E0)， 將其全部?jī)?nèi)容出于所有目的引入本文作為參考。用于本發(fā)明的適合的E0/P0/E0聚合物以 PLURONIC 的商品名稱(chēng)(例如，F(xiàn)-127L-122、L-92、L81、和 L-61)購(gòu)自 BASF 公司，Mount Olive, New Jersey。聚醚共聚物可以如本領(lǐng)域已知的利用任何已知的聚合技術(shù)來(lái)形成。例如，單體可 以同時(shí)反應(yīng)以形成共聚物。供選擇地，單體可以分開(kāi)反應(yīng)以形成預(yù)聚物，所述預(yù)聚物然后與單體和/或其它預(yù)聚物共聚。還可以任選地使用催化劑以有助于共聚反應(yīng)。適合的反應(yīng)催 化劑可以包括，例如，錫催化劑，如辛酸亞錫、硬脂酸錫、二辛酸二丁基錫、馬來(lái)酸二油基二 丁基錫、馬來(lái)酸二丁基二丁基錫、二月桂酸二丁基錫、1，1，3，3_四丁基-1，3_ 二月桂氧羰基 二錫氧烷、二乙酸二丁基錫、二乙?；』a、雙(鄰-苯基酚酸)二丁基錫、氧化二 丁基錫、雙(三乙氧硅酸)二丁基錫、二硬脂酸二丁基錫、雙(異壬基-3-巰基丙酸)二丁 基錫、雙(異辛基硫代乙醇酸)二丁錫、氧化二辛基錫、二月桂二辛基錫、二乙酸二辛基錫、 和二叔碳酸二丁基錫；和季胺化合物和它的類(lèi)似物，如三乙基胺、三苯基胺、三甲基胺、N， N-二甲基苯胺、和吡啶。其它適合的聚合催化劑包括基于鈦的催化劑，如鈦酸四異丙酯、四 異丙氧基鈦、二丁氧基二乙酰乙酰氧鈦、或鈦酸四丁酯。加入反應(yīng)中的催化劑的量不特別限 定，但基于以共聚物重量計(jì)100份的，可以為以重量計(jì)大約0. 0001至大約3份。C.成核劑本發(fā)明的有利方面是，熱塑性組合物的適合的熱性能和機(jī)械性能可以在不需要傳 統(tǒng)的添加劑的情況下被提供。然而，如果希望改進(jìn)加工并且希望在淬火期間有助于結(jié)晶，則 可以使用成核劑。用于本發(fā)明的適合的成核劑可以包括，例如，無(wú)機(jī)酸、碳酸鹽(例如，碳酸 鈣或碳酸鎂)、氧化物(例如，氧化鈦、二氧化硅或氧化鋁)、氮化物(例如，氮化硼)、硫酸鹽 (例如，硫酸鋇)、硅酸鹽(例如，硅酸鈣)、硬脂酸鹽、甲苯酸鹽、碳黑、石墨等?？梢允褂玫?又另一種適合的成核劑為“大環(huán)酯寡聚物”，其通常是指具有一個(gè)或多個(gè)可以確認(rèn)結(jié)構(gòu)的重 復(fù)單元，該重復(fù)單元具有酯官能度和5個(gè)或更多個(gè)碳原子的環(huán)狀分子，并且在一些情況中 具有8個(gè)或更多個(gè)共價(jià)連接的原子以形成環(huán)。酯寡聚物通常包含2個(gè)或更多個(gè)相同或不同 式的可以確認(rèn)的酯官能重復(fù)單元。寡聚物可以包括具有相同或不同結(jié)構(gòu)重復(fù)單元的變化數(shù) 目的不同式的多個(gè)分子，并且可以為共酯寡聚物或多酯寡聚物(即，具有兩個(gè)或更多個(gè)不 同的結(jié)構(gòu)重復(fù)單元的寡聚物，所述結(jié)構(gòu)重復(fù)單元具有在一個(gè)環(huán)狀分子中的酯官能度)。用于 本發(fā)明的特別適合的大環(huán)酯寡聚物為具有下式結(jié)構(gòu)重復(fù)單元的大環(huán)聚(亞烷基二羧酸酯) 寡聚物 其中，R1為亞烷基、環(huán)烷基、或單氧化烯基團(tuán)或多氧化烯基團(tuán)，如含有大約2-8個(gè)原子的 直鏈；并且A為二價(jià)的芳香族基團(tuán)或脂環(huán)族基團(tuán)這樣的酯寡聚物的具體實(shí)例可以包括大環(huán)聚(1，4_對(duì)苯二甲酸丁二酯)、大環(huán)聚 (對(duì)苯二甲酸乙二酯)、大環(huán)聚(1，3_對(duì)苯二甲酸丙二酯)、大環(huán)聚(1，4_間苯二甲酸丁二 酯)、大環(huán)聚(1，4_對(duì)苯二甲酸環(huán)己烯二甲酯)、大環(huán)聚(1，2_乙烯2，6_萘基二羧酸酯)寡 聚物，包括兩個(gè)或更多個(gè)上述單體重復(fù)單元的共酯寡聚物等?？梢酝ㄟ^(guò)已知的方法來(lái)制備 大環(huán)酯寡聚物，如在第5，039，783號(hào)、第5，231，161號(hào)、第5，407，984號(hào)、第5，527，976號(hào)、第 5，668，186號(hào)、第6，420，048號(hào)、第6，525，164號(hào)和第6，787，632號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中所描述的。供 選擇地，可以用于本發(fā)明的大環(huán)酯寡聚物是商業(yè)可購(gòu)得的。適合的大環(huán)酯寡聚物的一個(gè)具 體的實(shí)例是大環(huán)聚(1，4_對(duì)苯二甲酸丁二酯)，其以CBT 100的商業(yè)名稱(chēng)，購(gòu)自CyclicsCorporation?？梢赃x擇地控制成核劑的量以實(shí)現(xiàn)纖維希望的性質(zhì)。例如，成核劑可以以大約0. 1 重量％至大約25重量％的量存在，在一些實(shí)施方案中，以大約0. 2重量％至大約15重量％ 的量存在，在一些實(shí)施方案中，以大約0.5重量％至大約10重量％的量存在，并且在一些實(shí) 施方案中，以大約1重量％至大約5重量％的量存在，以上均基于熱塑性組合物的干重。D.其它組分當(dāng)然，其它組分也可以由于各種不同的原因被使用。例如，在本發(fā)明中可以使用 水。在適當(dāng)?shù)臈l件下，水還能夠水解降解聚乳酸和/或聚醚共聚物并且因此減小它們的分 子量。水的羥基基團(tuán)被認(rèn)為是攻擊聚乳酸的酯鏈，例如，從而造成斷鏈或聚乳酸分子“解聚” 成一個(gè)或多個(gè)較短的酯鏈。較短的鏈可以包括聚乳酸、和少部分的乳酸單體或寡聚物、以及 上述的任意組合。相對(duì)于熱塑性組合物，使用的水的量達(dá)到影響水解反應(yīng)能夠進(jìn)行的程度。 然而，如果水含量太大，那么聚合物的自然飽和水平可以被超過(guò)，其可能不利地影響樹(shù)脂的 熔體性能和得到的纖維的物理性質(zhì)。因此，在本發(fā)明大多數(shù)的實(shí)施方案中，水含量為大約0 至大約5000百萬(wàn)分之份(“ppm”)，在一些實(shí)施方案中，為大約20至大約4000ppm，并且在 一些實(shí)施方案中，為大約100至大約3000ppm，并且在一些實(shí)施方案中，為大約1000至大約 2500ppm,這均基于用于熱塑性組合物的起始聚合物的干重。水含量可以以本領(lǐng)域已知的各 種方式來(lái)確定，如依據(jù)ASTM D7191-05，如以下詳細(xì)描述的。用于實(shí)現(xiàn)希望的水含量的技術(shù)對(duì)于本發(fā)明而言不重要。實(shí)際上，可以使用任何各 種熟知的技術(shù)來(lái)控制水含量，如在Culbert等人的第2005/0004341號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)和 Gillette等人的第2001/0003874號(hào)美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)中所描述的，將其全部?jī)?nèi)容出于所 有目的引入本文作為參考。例如，起始聚合物的水含量可以通過(guò)選擇特定的儲(chǔ)存條件、干躁 條件、濕化條件等來(lái)控制。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，聚乳酸和/或聚醚共聚物可以通過(guò)在 特定溫度下將聚合物的顆粒狀物與含水介質(zhì)(例如，液體或氣體)相接觸特定的時(shí)間來(lái)濕 化至希望的水含量。這樣能夠使目標(biāo)水?dāng)U散至聚合物的結(jié)構(gòu)中(潤(rùn)濕)。例如，聚合物可以 儲(chǔ)存在含有濕潤(rùn)空氣的包裝或容器中。此外，在聚合物的制備期間將聚合物干燥的程度還 可以被控制，使得熱塑性組合物具有希望的水含量。在其它的實(shí)施方案中，在如本文所述的 熔體加工期間可以加入水。因此，術(shù)語(yǔ)“水含量”意在包括任何殘留的濕氣的組合(例如， 用于調(diào)節(jié)、干燥、儲(chǔ)存等)、并且還有在熔體加工期間專(zhuān)門(mén)加入的任何水。還有其它可以使用的材料包括，但不限于，潤(rùn)濕劑、熔體穩(wěn)定劑、加工穩(wěn)定劑、光穩(wěn) 定齊IJ、抗氧劑、顏料、表面活性劑、蠟、流動(dòng)促進(jìn)劑、顆粒、以及其它加入以提高可加工性的材 料。II.熔體加工熱塑性組合物的熔體加工和任何任選的額外組分可以利用任何眾多已知技術(shù)來(lái) 進(jìn)行。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，原材料(例如，聚乳酸、聚醚共聚物等)可以分開(kāi)提供或 組合提供。例如，首先可以將原材料干混在一起以形成基本均勻的干混合物。同樣地，可 以將原材料同時(shí)或者相繼地提供到將材料分散共混的熔體加工裝置?？梢允褂梅峙? 或連續(xù)的熔體加工技術(shù)。例如，可以利用混合機(jī)/捏合機(jī)、Banbury混合機(jī)、Farrel連續(xù) 式混合機(jī)、單螺桿擠出機(jī)、雙螺桿擠出機(jī)、軋制機(jī)等等以將材料共混并進(jìn)行熔體加工。一 種特別適合的熔體加工裝置為共旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)(例如，ZSK-30雙螺桿擠出機(jī)，購(gòu)自fferner&Pfeiderer Corporation of Ramsey, Newjersey)。這樣的擠出機(jī)可以包括進(jìn)料部 分和出料部分，并且提供高強(qiáng)度的分布和分散混合。例如，可以將聚乳酸和聚醚共聚物進(jìn)料 至雙螺桿擠出機(jī)的相同或不同的進(jìn)料部分，并且熔融共混以形成基本均勻的熔融混合物。 如果希望的話，此后，可以將水或其它添加劑(例如，有機(jī)化學(xué)物)噴射進(jìn)聚合物熔體中和/ 或在沿其長(zhǎng)度的不同點(diǎn)處分別進(jìn)料至擠出機(jī)中。供選擇地，可以簡(jiǎn)單地將一種或多種聚合 物以預(yù)濕潤(rùn)的狀態(tài)來(lái)提供。不論選擇特定的熔體加工技術(shù)，可以在高的剪切/壓力下將原材料共混并且加熱 以確保充分的分散度。例如，熔體加工可以發(fā)生在大約50°C至大約500°C的溫度下，在一 些實(shí)施方案中，可以發(fā)生在大約100°C至大約350°C的溫度下，并且在一些實(shí)施方案中，可 以發(fā)生在大約150°C至大約300°C。同樣地，在熔體加工期間表觀剪切速率可以為大約100 秒―1至大約10，000秒、在一些實(shí)施方案中，可以為大約500秒―1和大約5000秒―1，并且 在一些實(shí)施方案中，可以為800秒―1至大約1200秒―1。表觀剪切速率等于4Q/ Ji R3，其中Q 為聚合物熔體的體積流動(dòng)速率(“m3/s”)，且R為熔融聚合物流動(dòng)的毛細(xì)管(例如，擠出模 頭)的半徑(“m”)。當(dāng)然，其它變量，例如熔體加工期間的停留時(shí)間，所述停留時(shí)間與吞吐 速率成反比，也可以被控制以實(shí)現(xiàn)希望的均勻性的程度。作為由聚醚共聚物改性的結(jié)果，熱塑性組合物可以具有相對(duì)低的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。 更具體地，熱塑性組合物可以具有比聚乳酸的玻璃轉(zhuǎn)變溫度小大約5°C的玻璃轉(zhuǎn)變溫度，在 一些實(shí)施方案中，具有比聚乳酸的玻璃轉(zhuǎn)變溫度小大約10°C的玻璃轉(zhuǎn)變溫度，并且在一些 實(shí)施方案中，具有比聚乳酸的玻璃轉(zhuǎn)變溫度小大約15°C的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。例如，所述熱塑性 組合物可以具有小于大約60°C的Tg，在一些實(shí)施方案中，可以具有-10°C至大約60°C的Tg， 在一些實(shí)施方案中，可以具有0°C至大約55°C的Tg，并且在一些實(shí)施方案中，為大約10°C至 大約55°C的Tg。另一方面，聚乳酸通常具有大約60°C的Tg。熱塑性組合物的熔點(diǎn)還可以為 大約50°C至大約170°C，在一些實(shí)施方案中，可以為大約100°C至大約165°C，并且在一些實(shí) 施方案中，可以為大約120°C至大約160°C。另一方面，聚乳酸的熔點(diǎn)通常為大約160°C至大 約 220 °C。熱塑性組合物還可以在比單獨(dú)的聚乳酸高的溫度下并且以比單獨(dú)聚乳酸快的結(jié) 晶速率來(lái)結(jié)晶，這可能使得熱塑性組合物更容易被加工。例如，結(jié)晶溫度可以升高，使得熱 塑性組合物的結(jié)晶溫度對(duì)聚乳酸結(jié)晶溫度的比率大于1，在一些實(shí)施方案中，該比率為大約 1. 2或更大，并且在一些實(shí)施方案中，該比率為大約1. 5或更大。例如，熱塑性組合物的結(jié) 晶溫度可以為大約60°C至大約130°C，在一些實(shí)施方案中，可以為大約80°C至大約130°C， 并且在一些實(shí)施方案中，大約100°C至大約120°C。同樣地，熱塑性組合物在第一冷卻循環(huán) 期間的結(jié)晶速率(以結(jié)晶的潛熱來(lái)表示，AH。)對(duì)聚乳酸的結(jié)晶速率大于1，在一些實(shí)施方 案中，該比率大約2或更大，并且在一些實(shí)施方案中，該比率大于3或更大。例如，熱塑性 組合物在第一冷卻循環(huán)期間可以具有大約10J/g或更大的結(jié)晶潛熱(AH。)，在一些實(shí)施方 案中，可以具有大約20J/g或更大的結(jié)晶潛熱(AH。)，并且在一些實(shí)施方案中，可以具有 大約30J/g或更大的結(jié)晶潛熱(AH。)。熱塑性組合物還可以具有大約15焦耳每克(“J/ g”)或更大的熔化潛熱(AHf)，在一些實(shí)施方案中，具有20J/g或更大的熔化潛熱(AHf)， 并且在一些實(shí)施方案中，具有大約30J/g或更大的熔化潛熱(A Hf)，并且在一些實(shí)施方案 中，具有大約40J/g或更大的熔化潛熱(A Hf)。此外，組合物還可以顯示出大約20°C或更低的結(jié)晶峰半高寬度(AW1/2)，在一些實(shí)施方案中，可以顯示出大約10°C或更低的結(jié)晶峰半 高寬度(AW1/2)，并且在一些實(shí)施方案中，可以顯現(xiàn)出大約5°C或更低的結(jié)晶峰半高寬度 (AW1/2)。熔化潛熱(AHf)、結(jié)晶潛熱(AH。)、結(jié)晶溫度、和結(jié)晶峰的半高寬度，均可以如本 領(lǐng)域所熟知的根據(jù)ASTM D-3417利用差示掃描量熱分析(“DSC”)來(lái)確定。由于結(jié)晶溫度的升高，在玻璃轉(zhuǎn)變溫度與結(jié)晶溫度之間的溫度窗(temperature window)也在增大，這通過(guò)增加材料的停留時(shí)間來(lái)結(jié)晶以提供更好的加工靈活性。例如，在 熱塑性組合物的結(jié)晶溫度與玻璃轉(zhuǎn)變溫度之間的溫度窗可以相距大約20°C，在一些實(shí)施方 案中，可以相距大約40°C，并且在一些實(shí)施方案中，可以相距大約60°C。除了在較高的結(jié)晶溫度和較寬的溫度窗下加工之外，熱塑性組合物由于具有比單 獨(dú)的聚乳酸低的表觀粘度或高的熔體流動(dòng)速率還可以顯現(xiàn)出改進(jìn)的可加工性。因此，當(dāng)在 設(shè)備中加工時(shí)，可以使用較低的功率設(shè)定，例如使用較小的扭矩以扭轉(zhuǎn)擠出機(jī)的螺桿。例 如，表觀粘度可以被降低使得聚乳酸的粘度對(duì)熱塑性組合物的粘度的比率為至少大約1. 1， 在一些實(shí)施方案中，為至少大約2，并且在一些實(shí)施方案中，為大約15至大約100。同樣地， 可以提高熔體流動(dòng)速率使得熱塑性組合物的熔體流動(dòng)速率對(duì)起始聚乳酸的熔體流動(dòng)速率 的比率(基于干重)為至少大約1.5，在一些實(shí)施方案中，為至少大約5，在一些實(shí)施方案 中，為至少大約10，并且在一些實(shí)施方案中，為大約30至大約100。在一個(gè)特定的實(shí)施方案 中，熱塑性組合物可以具有每10分鐘大約1至大約500克的熔體流動(dòng)速率(干重)，在一些 實(shí)施方案中，具有每10分鐘大約2至大約200克的熔體流動(dòng)速率，并且在一些實(shí)施方案中， 具有每10分鐘大約5至大約160克的熔體流動(dòng)速率(在190°C，2. 16kg下確定的)。當(dāng)然， 表觀粘度、熔體流動(dòng)速率等可以依據(jù)本發(fā)明來(lái)變化。III.纖維成形由熱塑性組合物形成的纖維通?？梢跃哂腥魏蜗Ｍ臉?gòu)型，包括單組分、多組分 (例如，殼芯構(gòu)型、并行構(gòu)型、分離餅構(gòu)型、海中島構(gòu)型等)、和/或多組成(例如，聚合物共 混物)。在一些實(shí)施方案中，纖維可以包含一種或多種額外的聚合物作為組分(例如，兩組 分)或組成(例如，兩組成)以進(jìn)一步提高強(qiáng)度和其它機(jī)械性能。例如，熱塑性組合物可以 形成殼/芯兩組分纖維的殼組分，而額外的聚合物可以形成芯組分，或反之亦然。所述額外 的聚合物通?？梢允遣槐徽J(rèn)為是生物可降解的熱塑性聚合物，如聚烯烴，例如，聚乙烯、聚 丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚酯，例如，聚對(duì)苯二甲酸乙二酯等；聚乙酸乙烯酯；聚氯乙 烯-乙酸乙烯酯；聚乙烯醇縮丁醛；丙烯酸樹(shù)脂，例如，聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基 丙烯酸甲酯等；聚胺，例如，尼龍；聚氯乙烯；聚偏1，1" 二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；和 聚氨酯。然而，更希望地，所述額外的聚合物為生物可降解的，如脂肪族聚酯，如聚酯胺、改 性的聚對(duì)苯二甲酸乙二酯、聚乳酸(PLA)和它的共聚物，基于聚乳酸的三元共聚物，聚乙醇 酸、聚碳酸亞烷基酯(如，聚碳酸亞乙基酯)、聚羥基鏈烷酸酯(PHA)、聚羥基丁酯(PHB)、聚 羥基戊酯(PHV)、聚羥基丁酯-羥基戊酯的共聚物(PHBV)、和聚己內(nèi)酯、以及基于丁二酸的 脂肪族聚合物(例如，聚丁二酸丁二酯、聚丁二酸丁二基己二酯、和聚丁二酸乙二酯)；芳香 族聚酯；或者其它脂肪族_芳香族共聚酯。任何各種方法都可以被用于形成根據(jù)本發(fā)明的纖維。例如，如上所述的經(jīng)熔體加 工的熱塑性組合物可以通過(guò)噴絲嘴擠出、淬火、并拉進(jìn)纖維拉伸元件的垂直通道中。然后， 可以將纖維切成具有大約3至大約80毫米的平均纖維長(zhǎng)度的短纖維，在一些實(shí)施方案中，切成具有大約4至大約65毫米的平均纖維長(zhǎng)度的短纖維，并且在一些實(shí)施方案中，切成具 有大約5至大約50毫米的平均纖維長(zhǎng)度的短纖維。然后可以將短纖維引入如本領(lǐng)域已知 的非織造纖網(wǎng)中，如粘合梳理纖網(wǎng)、穿過(guò)空氣粘合纖網(wǎng)等。還可以將纖維沉積在多孔表面上以形成非織造纖網(wǎng)。例如，參照?qǐng)D1，顯示了用于 形成熔噴纖維的方法的一個(gè)實(shí)施方案。熔噴纖維形成具有小的平均孔大小的結(jié)構(gòu)，其可以 被用于阻止液體和顆粒的經(jīng)過(guò)，同時(shí)使得氣體(例如，空氣和水蒸汽)通過(guò)該結(jié)構(gòu)。為了實(shí) 現(xiàn)希望的孔大小，熔噴纖維通常為“微纖維”因?yàn)樗鼈兙哂?0微米或更小的平均大小，在一 些實(shí)施方案中，具有7微米或更小的平均大小，并且在一些實(shí)施方案中，具有5微米或更小 的平均大小。在本發(fā)明中，生產(chǎn)這樣的細(xì)纖維的能力可以通過(guò)使用具有低的表觀粘度和高 的熔體流動(dòng)速率的希望組合的熱塑性組合物來(lái)促進(jìn)。例如，在圖1中，將原材料(例如，聚乳酸、大環(huán)酯寡聚物等)從進(jìn)料斗10進(jìn)料至 擠出機(jī)12?？梢岳萌魏蝹鹘y(tǒng)的技術(shù)和以任何的狀態(tài)來(lái)將原材料提供至進(jìn)料斗10。擠出 機(jī)12由發(fā)動(dòng)機(jī)11來(lái)驅(qū)動(dòng)并且被加熱到足以擠出熔融聚合物的溫度。例如，擠出機(jī)12可以 利用一個(gè)或多個(gè)在大約50°C至大約500°C的溫度下運(yùn)行的區(qū)域，在一些實(shí)施方案中，可以 利用一個(gè)或多個(gè)在大約100°C至大約400°C的溫度下運(yùn)行的區(qū)域。并且在一些實(shí)施方案中， 可以利用一個(gè)或多個(gè)在大約150°C至大約250°C的溫度下運(yùn)行的區(qū)域。通常的剪切速率為 大約100秒―1至大約10，000秒、在一些實(shí)施方案中，為大約500秒―1至大約5000秒―1， 并且在一些實(shí)施方案中，為大約800秒―1至大約1200秒―1。如果希望的話，擠出機(jī)還可以 具有一個(gè)或多個(gè)從聚合物中去除過(guò)量濕氣的區(qū)域，如真空區(qū)等。還可以將擠出機(jī)放氣以使 得揮發(fā)性氣體逃逸。一旦形成，隨后就可以將熱塑性組合物進(jìn)料至在纖維成形生產(chǎn)線中的另一個(gè)擠出 機(jī)(熔噴旋轉(zhuǎn)生產(chǎn)線的擠出機(jī)12)。供選擇地，可以將熱塑性組合物直接形成纖維，并將其 提供至可以被加熱器16加熱的模頭14。應(yīng)當(dāng)理解的是，還可以使用其它熔噴模頭尖。隨著 聚合物從噴絲孔19的模頭14中出來(lái)，由管線13提供的高壓流體(例如，經(jīng)加熱的空氣) 將聚合物流削弱并擴(kuò)散成微纖維18。雖然未在圖1中示出，但是還可以將模頭14鄰接斜槽 布置或布置在斜槽附近，其它材料(例如，纖維素纖維、顆粒等)通過(guò)該斜槽橫穿以與經(jīng)擠 出的聚合物混合并形成“同成形”纖網(wǎng)。將微纖維18隨機(jī)地放置在多孔表面20 (通過(guò)輥21和23來(lái)驅(qū)動(dòng))上，借助于任選 的吸水箱15以形成熔融纖網(wǎng)22。在模頭尖與多孔表面20之間的距離通常是小的以改進(jìn)纖 維沉積的均一性。例如，該距離可以是大約1至大約35厘米，并且在一些實(shí)施方案中，可以 為大約2. 5至大約15厘米。在圖1中，箭頭28的方向顯示了纖網(wǎng)成形的方向(即，“機(jī)器 方向”)，而箭頭30顯示了與機(jī)器方向垂直的方向(即，“橫穿機(jī)器的方向”)。任選地，然后 可以將熔噴纖網(wǎng)22用輥24和26來(lái)壓實(shí)。希望的纖維的丹尼爾可以依據(jù)希望的應(yīng)用來(lái)變 化。通常，形成纖維以具有每長(zhǎng)絲小于大約6丹尼爾(即，線形密度的單位等于每9000米 纖維以克計(jì)的質(zhì)量)，在一些實(shí)施方案中，具有每長(zhǎng)絲小于大約3丹尼爾，并且在一些實(shí)施 方案中，具有每長(zhǎng)絲0. 5至大約3丹尼爾。此外，纖維通常具有大約0. 1至大約20微米的 平均直徑，在一些實(shí)施方案中，具有大約0. 5至大約15微米的平均直徑，并且在一些實(shí)施方 案中，具有大約1至大約10微米的平均直徑。一旦形成，隨后就可以利用任何傳統(tǒng)的技術(shù)來(lái)粘合非織造纖網(wǎng)，如利用粘合劑或自發(fā)粘合(例如，在不施用外部粘合劑的情況下，纖維的熔融和/或自身粘合)。例如，自發(fā) 粘合可以通過(guò)將纖維相接觸來(lái)實(shí)現(xiàn)，此時(shí)纖維是半熔融或粘性的，或者通過(guò)與粘性樹(shù)脂和/ 或與具有用于形成纖維的聚乳酸的溶劑簡(jiǎn)單地共混來(lái)實(shí)現(xiàn)。適合的自發(fā)粘合技術(shù)可以包括 超聲粘合、熱粘合、穿過(guò)空氣粘合、壓延粘合等。例如，纖網(wǎng)還可以通過(guò)熱機(jī)械方法(其中纖 網(wǎng)在經(jīng)加熱的平滑的砧輥與經(jīng)加熱的圖形輥之間通過(guò))來(lái)粘合或以圖形來(lái)壓花。圖形輥可 以具有任何浮雕的圖形，該圖形提供了希望的纖網(wǎng)性質(zhì)或外觀。希望地，圖形輥限定了浮雕 的圖形，該圖形限定了大量的粘合位置，所述位置限定了輥總面積的大約2%至大約30% 的粘合區(qū)域。示例件的粘合圖形包括，例如，那㈣被描沭在Hansen等人的第3，855，046號(hào)、 Lew等人的第5，620, 779號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Haynes等人的第5，962，112號(hào)、Savovitz等人的第 6，093，665號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、以及Romano等人的第428，267號(hào)美國(guó)外觀設(shè)計(jì)專(zhuān)利、Brown的第 390，708號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Zander等人的第418，305號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Zander等人的第384，508號(hào) 美國(guó)專(zhuān)利、Zander等人的第384，819號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Zander等人的第358，035號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、和 Blenke等人的第315, 990號(hào)美國(guó)專(zhuān)利，將其全部?jī)?nèi)容處干所有目的引入作為參考。輥之間 的壓力可以為每英寸大約5至大約2000磅。將輥之間的壓力和輥之間的溫度平衡以獲得 希望的纖網(wǎng)性質(zhì)或外觀，同時(shí)保持布一樣的性質(zhì)。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知的，所需的溫度 和壓力可以依據(jù)許多因素來(lái)變化，所述因素包括，但不限于，圖形粘合區(qū)域、聚合物的性質(zhì)、 纖維的性質(zhì)和非制造的性質(zhì)。除熔噴纖網(wǎng)之外，大量的其它非織造纖網(wǎng)也可以由根據(jù)本發(fā)明的熱塑性組合物來(lái) 形成，如紡粘纖網(wǎng)、粘合梳理纖網(wǎng)、濕法成形纖網(wǎng)、空氣成形纖網(wǎng)、同成形纖網(wǎng)、水刺纏繞纖 網(wǎng)等。例如，聚合物可以通過(guò)噴絲孔來(lái)擠出、經(jīng)淬火并拉成基本連續(xù)的長(zhǎng)絲，并且隨機(jī)地沉 積在成形表面上。供選擇地，可以通過(guò)將由熱塑性組合物形成的纖維捆放置進(jìn)將纖維分離 的十字鎬中來(lái)形成聚合物。隨后，將纖維送入精梳或梳理裝置，該裝置進(jìn)一步將纖維分離并 在機(jī)器方向上布置纖維以形成沿機(jī)器方向排列的纖維非織造纖網(wǎng)。一旦形成，通常就通過(guò) 一種或多種已知的粘合技術(shù)來(lái)穩(wěn)定非織造纖網(wǎng)。如果希望的話，非織造纖網(wǎng)還可以為包含熱塑性組合物纖維和其它類(lèi)型纖維(例 如，短纖維、長(zhǎng)絲等)的復(fù)合材料。例如，可以使用額外的合成纖維，如那些由以下材料形成 的聚烯烴，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚酯例如，對(duì)苯二甲酸乙二酯等； 聚乙烯乙酸酯；聚氯乙烯-乙酸乙烯酯；聚乙烯醇縮丁醛；丙烯酸樹(shù)脂，例如，聚丙烯酸酯、 聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；聚胺，例如，尼龍；聚氯乙烯；聚偏1，1" 二氯乙烯；聚 苯乙烯；聚乙烯醇；聚氨酯；聚乳酸等。如果希望的話，還可以使用生物可降解聚合物，如 聚(乙醇酸)(PGA)、聚(乳酸)(PLA)、聚(0-蘋(píng)果酸)(PMLA)、聚(e -聚己內(nèi)酯)(PCL)、 聚(p-二環(huán)氧己酮)、聚(丁二酸丁二酯)(PBS)、和聚(3-羥基丁酯)。已知的合成纖維 的一些實(shí)例包括，殼芯兩組分纖維，以T-255和T-226為商品名稱(chēng)的North Carolina，購(gòu) 自KoSa Inc. of Charlotte，它們均使用聚烯烴殼，或者T254，其具有低熔共聚酯的殼。可 以使用的其它已知的兩組分纖維包括購(gòu)自Chisso Corporation of Moriyama, Japan or F ibervisions LLC offfilmington, Delaware的那些。還可以使用聚乳酸短纖維，如購(gòu)自 FarEastern Textile, Ltd. of Taiwan 的那些。復(fù)合材料還包含紙漿纖維，高平均長(zhǎng)度的紙漿纖維、低平均長(zhǎng)度的紙漿纖維、或其 混合物。適合的高平均長(zhǎng)度絨毛紙漿纖維的一個(gè)實(shí)例包括軟木牛皮紙漿纖維。軟木牛皮紙漿纖維由松柏科樹(shù)來(lái)生成并且包括漿料纖維，例如，但不限于，北方軟木種類(lèi)、西方軟木種 類(lèi)、和南方軟木種類(lèi)包括紅木、紅雪松、鐵杉、道格拉斯冷杉、冷杉、松樹(shù)(例如，南方松樹(shù))、 云杉(例如，黑云杉)、竹、其組合等等。北方軟木牛皮紙漿纖維可以被用于本發(fā)明。適用 于本發(fā)明的可商業(yè)購(gòu)得的南方軟木牛皮漿纖維的實(shí)例包括以“NF-405”為商品名稱(chēng)，購(gòu)自 Weyerhaeuser Company,辦公地點(diǎn)為Federal Way, Washington。用于本發(fā)明的另一禾中適 合的紙漿為主要含有以CoosAbsorb S紙漿為商品名稱(chēng)(購(gòu)自Bowater Corp.，辦公地點(diǎn)為 Greenville, South Carolina)的軟木纖維的漂白的、硫酸鹽木紙漿。低平均長(zhǎng)度纖維也可 以被用于本發(fā)明。適合的低平均長(zhǎng)度紙漿纖維的實(shí)例為硬木牛皮紙漿纖維。硬木牛皮紙漿 纖維由落葉樹(shù)生成并且包括紙漿纖維，例如，但不限于，桉樹(shù)、楓樹(shù)、樺樹(shù)、白楊等。桉樹(shù)牛皮 紙漿纖維尤其可以被希望來(lái)增加柔軟性、提高亮度、增強(qiáng)不透明性、并且改變片的孔結(jié)構(gòu)以 增強(qiáng)其吸芯能力。還可以使用竹纖維?？梢岳么罅恳阎募夹g(shù)來(lái)形成非織造復(fù)合材料。例如，非織造復(fù)合材料可以是 “同成形材料”，其包含吸收性材料和熱塑性組合物纖維的混合物或穩(wěn)定基質(zhì)。作為一個(gè)實(shí) 例，同成形材料可以通過(guò)將至少一個(gè)熔噴模頭的頭布置在斜槽附近，當(dāng)纖網(wǎng)成形時(shí)通過(guò)斜 槽將所述吸收性材料加入到纖網(wǎng)上的方法來(lái)制備的。這樣的吸收性材料可以包括，但不限 于，紙漿纖維、超吸收顆粒、無(wú)機(jī)吸收性材料和/或有機(jī)吸收性材料、經(jīng)處理的聚合短纖維 等。所述吸收性材料的相對(duì)百分比可以依據(jù)非織造復(fù)合材料希望的特性來(lái)變化。例如，所 述非織造復(fù)合材料可以包含大約1重量％至大約60重量％的熱塑性復(fù)合材料纖維，在一些 實(shí)施方案中，可以包含大約5重量％至大約50重量％的熱塑性復(fù)合材料纖維，并且在一些 實(shí)施方案中，可以包含大約10重量％至大約40重量％的熱塑性復(fù)合材料纖維。同樣地，非 織造復(fù)合材料可以包含大約40重量％至大約99重量％的吸收性材料，在一些實(shí)施方案中， 可以包含大約50重量％至大約95重量％的吸收性材料，并且在一些實(shí)施方案中，可以包含 大約60重量％至大約90重量％的吸收性材料。這樣的同成形材料的一些實(shí)例被公開(kāi)在 Anderson等人的第4，100, 324號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Everhart等人的第5，284，703號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、以 及Georeer等人的第5，350，624號(hào)美國(guó)專(zhuān)利中，將其全部?jī)?nèi)容出于所有目的引入本文作為 參考。例如，參照?qǐng)D2，用于形成非織造同成形復(fù)合材料的設(shè)備的一個(gè)實(shí)施方案通常由參 考數(shù)字110來(lái)表示。開(kāi)始，將原材料(例如，聚乳酸等)提供到擠出機(jī)114的進(jìn)料斗112， 并且隨后將其擠向分別相應(yīng)于氣體流126和128的兩個(gè)熔噴模頭116和118，所述氣體流 126和128被排列以聚集在撞擊區(qū)130處。一種或多種類(lèi)型的第二材料132 (纖維和/或顆 粒)也通過(guò)噴嘴144來(lái)提供，并被加入到撞擊區(qū)130處的兩種流126和128以產(chǎn)生在組合 流126和128中的材料的梯度分布?？梢岳帽绢I(lǐng)域已知的任何技術(shù)來(lái)提供第二材料，如 利用十字鎬輥布置(未示出)或顆粒噴射系統(tǒng)(未示出)。第二流132與兩流126和128 合并以形成復(fù)合材料流156。由輥160驅(qū)動(dòng)的無(wú)止境帶158接收流156并且形成復(fù)合材料 結(jié)構(gòu)154。如果希望的話，可是使用真空箱(未示出)以輔助帶158表面上的基質(zhì)的保持。在本發(fā)明中還可以形成非織造的層壓物，其中一個(gè)或多個(gè)層由熱塑性組合物來(lái) 形成。例如，一層的非織造纖網(wǎng)可以為熔噴纖網(wǎng)或同成形纖網(wǎng)，所述纖網(wǎng)含有熱塑性組合 物，而另一層的非織造纖網(wǎng)含有熱塑性組合物、其它生物可降解聚合物、和/或任何其它的 聚合物(例如，聚烯烴)。在一個(gè)實(shí)施方案中，非織造層壓物包含位于兩個(gè)紡粘層之間熔噴層以形成紡粘/熔噴/紡粘(“SMS”)層壓物。如果希望的話，所述熔噴層可以由熱塑 性組合物來(lái)形成。所述紡粘層可以由熱塑性組合物、其它生物可降解的聚合物、和/或任 何其它聚合物(例如，聚烯烴)來(lái)形成。用于形成SMS層壓物的各種技術(shù)被描述在Sl^ii 等人的第4，041，203號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Timmons等人的第5，213，881號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Timmons等 人的第5，464，688號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Bornslaeger第4，374，888號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Collier等人第 5，169，706號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、和Brock等人的第4，766，029號(hào)美國(guó)專(zhuān)利以及Fitting等人的第 2004/0002273號(hào)專(zhuān)利申請(qǐng)公開(kāi)，將其全部?jī)?nèi)容處于所有目的引入本文作為參考。當(dāng)然，非織 造層壓物可以具有其它構(gòu)型并且具有任何希望數(shù)量的熔噴層和紡粘層，如紡粘/熔噴/熔 噴/紡粘層壓物(“3匪3”)、紡粘/熔噴層壓物(“SM”)等。雖然非織造層壓物的基重可以 被定做以適應(yīng)希望的應(yīng)用，但是其通常為大約10至大約300克每平方米(“gsm”)，在一些 實(shí)施方案中，為大約25至大約200gsm，并且在一些實(shí)施方案中，為大約40至大約150gsm。如果希望的話，非織造纖網(wǎng)或?qū)訅何锟梢员皇┯韪鞣N處理以賦予希望的特性。例 如，可以利用排斥液體添加劑、抗靜電劑、表面活性劑、色料、防霧劑、氟化物血樣或醇的拒 斥劑、潤(rùn)滑劑、和/或抗微生物劑來(lái)處理纖網(wǎng)。此外，纖網(wǎng)可以受到駐極體處理，該處理賦 予靜電變化以改進(jìn)過(guò)濾效率。所述變化可以包括陷入聚合物表面或在聚合物表面附近的 正負(fù)電荷的層，或儲(chǔ)存在聚合物體積中的電子云。所述變化還可以包括在分子偶極子排列 中被冷凍的極化變化。用于使織物受到駐極體處理的技術(shù)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟知。這 樣的技術(shù)的實(shí)例包括，但不限于，熱技術(shù)、液體接觸技術(shù)、電子束技術(shù)和電暈放電技術(shù)。在 一個(gè)特定的實(shí)施方案中，駐極體處理為電暈放電技術(shù)，其包括使層壓物受到具有相反極性 的一對(duì)電場(chǎng)。形成駐極體材料的其它方法被描述在Kubik等人的第4，215，682號(hào)美國(guó)專(zhuān) 利、Wadsworth的第4，375，718號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Nakao的第4，592，815號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Ando的第 4，874，659號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Tsai等人的第5，401，446號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Reader等人的第5，883，026 號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Rousseau等人第5，908，598號(hào)美國(guó)專(zhuān)利、Knight等人的第6，365，088號(hào)美國(guó) 專(zhuān)利，將其全部?jī)?nèi)容出于所有目的引入本文作為參考。III.制品可以將非織造纖網(wǎng)廣泛地用于各種應(yīng)用中。例如，可以將纖網(wǎng)加入到“醫(yī)療產(chǎn)品” 中，如手術(shù)服、外科簾、面具、頭盔、外科帽、鞋套、消毒外套、暖毯、加熱墊等等。當(dāng)然，非織造 纖網(wǎng)還可以被用于各種其它制品中。例如，可以將非織造纖網(wǎng)加入到能夠吸收水或其它流 體的“吸收性制品”中。一些吸收性制品的實(shí)例包括，但不限于，個(gè)人護(hù)理吸收性制品，如尿 布、訓(xùn)練褲、吸收性底褲、失禁用品、女性衛(wèi)生產(chǎn)品(例如，衛(wèi)生巾)、游泳衣、嬰兒擦拭品、手 套擦拭品等；醫(yī)療吸收性制品，如外衣、開(kāi)窗術(shù)材料、底墊、床墊、繃帶、吸收性蓋布、和醫(yī)療 擦拭品；食品行業(yè)擦拭品；布制品；袋等等。適于成形這樣的制品的材料和方法為本領(lǐng)域技 術(shù)人員所熟知。吸收性制品，通常包括例如，基本上不可滲透液體的層(例如，外層)、可滲 透液體的層(例如，體側(cè)內(nèi)襯、涌流層)、和吸收芯。在一個(gè)實(shí)施方案中，例如，根據(jù)本發(fā)明形 成的非織造纖網(wǎng)可以被用于形成吸收性制品的外層。如果希望的話，非織造纖網(wǎng)可以被層 壓至可透蒸汽或不可透蒸汽的不可滲透液體膜。本發(fā)明可以參照以下的實(shí)施例來(lái)更好地理解。測(cè)試方法水含量
利用 Arizona Instruments Computrac Vapor Pro 濕氣分析儀(型號(hào) No. 3100) 基本上依據(jù)ASTM D 7191-05 (將其全部?jī)?nèi)容出于所有目的引入本文作為參考)來(lái)確定水含 量。測(cè)試溫度為(§X2. 1.2)130°C，樣品的大小(§X2. 1. 1)為2至4克，而小管的沖洗時(shí)間 (§ X2. 1. 4)為30秒。此外，結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)(§X2. 1.3)被定義為“預(yù)報(bào)”模式，意思是當(dāng)滿足了 建立好的程序化標(biāo)準(zhǔn)(其數(shù)學(xué)地計(jì)算出濕氣含量的終點(diǎn))時(shí)，結(jié)束測(cè)試。熔體流動(dòng)速率熔體流動(dòng)速率(“MFR”)為通常在190°C或230°C下，當(dāng)在10分鐘內(nèi)受到2160克的 荷載時(shí)，聚合物被驅(qū)使通過(guò)擠出式流變儀噴絲孔(0. 0825英寸的直徑)的重量(以克計(jì))。 除非另外說(shuō)明，依據(jù)ASTM測(cè)試方法D1238-E來(lái)測(cè)定熔體流動(dòng)速率。在干燥之前或之后，可 以測(cè)定熔體流動(dòng)速率。在干燥后測(cè)定的聚合物(基于干重計(jì))通常具有小于每百萬(wàn)500份 的水含量。熱性質(zhì)通過(guò)差示掃描量熱分析來(lái)確定材料的熔化溫度、玻璃轉(zhuǎn)變溫度和結(jié)晶度。差示 掃描量熱儀為DSC Q100差示掃描量熱儀，其配備有液氮冷卻配件和UNIVERSAL ALALYSIS 2000 (第 4. 6. 6 版)分析軟件程序，它們均購(gòu)自 T. A. Instruments Inc. of New Castle, Delaware。為了避免直接處理樣品，使用鉗子或其它工具。將樣品放置在鋁盤(pán)中并在分析 天平上稱(chēng)重且精確到0.01毫克。將蓋子壓緊在盤(pán)上的材料樣品上。通常，將樹(shù)脂顆粒狀物 直接放置在稱(chēng)重的盤(pán)中，并且將纖維切割以適合稱(chēng)重盤(pán)上的位置并且用蓋子覆蓋。如差示掃描量熱儀操作手冊(cè)所述的，用銦金屬標(biāo)準(zhǔn)來(lái)校準(zhǔn)差示掃描量熱儀并且進(jìn) 行基線的矯正。將材料樣品放置到差示掃描量熱儀的測(cè)試室中用于測(cè)試，而將空盤(pán)用作參 比物。整個(gè)測(cè)試在測(cè)試室被每分鐘55立方厘米的氮(工業(yè)級(jí))凈化中進(jìn)行。對(duì)于樹(shù)脂顆 粒狀物樣品而言，加熱和冷卻程序?yàn)?-循環(huán)測(cè)試，該測(cè)試以_25°C的室平衡起始；隨后是第 一加熱周期以每分鐘10°C的加熱速率加熱至200°C的溫度，然后在200°C下將樣品平衡3 分鐘；隨后是第一冷卻周期以每分鐘10°C的冷卻速率冷卻至_25°C的溫度，然后在_25°C 下將樣品平衡3分鐘；而隨后是第二加熱周期以每分鐘10°C的加熱速率加熱至200°C的 溫度。對(duì)于纖維樣品而言，加熱和冷卻程序?yàn)?循環(huán)測(cè)試，該測(cè)試以_25°C的室平衡起始，隨 后是第一加熱周期以每分鐘10°C的加熱速率加熱至200°C的溫度，然后在200°C下將樣品 平衡3分鐘；而隨后是以每分鐘10°C的冷卻速率冷卻至_25°C的溫度。整個(gè)測(cè)試在測(cè)試室 被每分鐘55立方厘米的氮(工業(yè)級(jí))凈化中進(jìn)行。然后利用UNIVERSAL ANALYSIS 2000分析軟件程序來(lái)評(píng)價(jià)結(jié)果，所述程序識(shí)別并 量化玻璃轉(zhuǎn)變溫度(Tg)的彎曲、吸熱峰和放熱峰、以及在DSC曲線圖上的峰面積。玻璃轉(zhuǎn)變 溫度被識(shí)別為曲線上斜率發(fā)生顯著變化的區(qū)域，而熔化溫度則利用自動(dòng)彎曲計(jì)算來(lái)確定。 DSC曲線圖上的峰面積以焦耳每克樣品(J/g)來(lái)確定。例如，樹(shù)脂或纖維樣品的熔化熱通 過(guò)將吸熱峰的面積積分來(lái)確定。面積值通過(guò)將DSC曲線圖的面積(例如，吸熱的面積)利 用計(jì)算機(jī)軟件轉(zhuǎn)化成焦耳每克(J/g)的單位。結(jié)晶的放熱(AHc)在第一冷卻循環(huán)中確定。 在特定情況下，結(jié)晶的放熱還在第一加熱循環(huán)(AHCl)和第二循環(huán)(AHc2)中確定。如果希望的話，結(jié)晶度％還可以由以下來(lái)計(jì)算% 結(jié)晶度=100 * (A-B) /C其中，
A為在加熱循環(huán)期間的吸熱峰的面積的總和(J/g)；B為在加熱循環(huán)期間的放熱峰的面積的總和(J/g)；C為選擇的聚合物的熔化熱，其中，這樣的聚合物具有100%的結(jié)晶度(J/g)。對(duì) 于聚乳酸而言，C 為 93. 7 J/g (Cooper-White, J. J.，and Mackay, M. E.，Journal of Polymer Science, Polymer Physics Edition，第 1806 頁(yè)，第 37 卷，(1999))。由于不充分的結(jié)晶度， 受到DSC掃描的任何放熱峰的面積也可以被從吸熱峰的面積減去以適當(dāng)?shù)乇硎窘Y(jié)晶度。拉伸性能條拉伸強(qiáng)度值基本上根據(jù)ASTM標(biāo)準(zhǔn)D-5034來(lái)確定。具體地，將非織造纖網(wǎng)樣品切 割或另外以測(cè)量的25. 4毫米(寬度)X 152. 4毫米(長(zhǎng)度)的尺寸大小來(lái)提供。使用恒定 速率伸展型的拉伸測(cè)試器。拉伸測(cè)試系統(tǒng)為Sintech拉伸測(cè)試器，其購(gòu)自Sintech Corp. of Cary, North Carolina。拉伸測(cè)試器配備有購(gòu)自MTS公司的TESTW0RKS 4. 08B軟件以支持 測(cè)試。選擇適當(dāng)?shù)暮奢d傳感器(load cell)使得測(cè)試值落入滿載荷載(full scale load) 的10-90%的范圍內(nèi)。將樣品夾在夾子之間，所述樣品具有測(cè)定的25. 4毫米X76毫米的正 反面。夾子的面是被涂橡膠的，并且?jiàn)A子的較長(zhǎng)一邊與拉拽的方向垂直。夾子的壓力被氣動(dòng) 地保持在每平方英寸40磅的壓力。拉伸測(cè)試以300毫米每分鐘的速率運(yùn)行，并具有10. 16 厘米的計(jì)算長(zhǎng)度以及40 %的斷裂敏感性。通過(guò)利用沿機(jī)器方向(“MD”)的測(cè)試荷載來(lái)測(cè)試3個(gè)樣品，而通過(guò)利用沿橫穿機(jī)器 方向上的測(cè)試荷載來(lái)測(cè)試3個(gè)樣品。除拉伸強(qiáng)度(“峰荷載”)之外，測(cè)定了峰伸長(zhǎng)率(即， 在峰荷載的應(yīng)變％ )、和“峰能量”。實(shí)施例1起初從Natureworks作為PLA6200D或者6250D來(lái)獲得聚乳酸樹(shù)脂。PEG3350和 8000 購(gòu)自 Dow。PPG P-4000 購(gòu)自 BASF。PEG-PPG-PEG 嵌段共聚物和 PEG-ran-PPG 共聚物購(gòu) 自Aldrich。它們的組成和分子量列于表1中。表1 使用由 Werner and Pfleiderer Corporation of Ramsey, New Jersey.制造的 共旋轉(zhuǎn)雙螺桿擠出機(jī)(ZSK-30，直徑)。螺桿長(zhǎng)度為1328毫米。擠出機(jī)具有14個(gè)機(jī)筒，從進(jìn)料斗到模頭依次標(biāo)號(hào)為1-14。第一機(jī)筒(#1)以每小時(shí)15-25磅的總吞吐量接收經(jīng)由 體積進(jìn)料器的PLA樹(shù)脂和固體增塑劑。液體增塑劑以以重量計(jì)10-15%的最終比率經(jīng)由與 Eldex泵連接的加壓注射器被加入到第五機(jī)筒中(#5)。螺旋速度為每分鐘150至150的轉(zhuǎn) 數(shù)(“rpm”)。用于擠出樹(shù)脂的模頭具有3個(gè)間隔4毫米的模頭開(kāi)口(直徑為6毫米)，在 成形時(shí)，在鼓風(fēng)機(jī)冷卻運(yùn)輸帶上將擠出的樹(shù)脂冷卻并且通過(guò)Conair造粒機(jī)來(lái)形成球。在反 應(yīng)擠出過(guò)程中監(jiān)視反應(yīng)擠出的參數(shù)。條件示于下表2。表2 如顯示的是，擠出機(jī)的扭矩和模頭壓力隨增塑劑量的不同而減小。樣品的熔體流 動(dòng)指數(shù)通過(guò)ASTM D1239的方法來(lái)確定，在190°C和2. 16Kg下，利用Tinius Olsen擠出塑度 計(jì)。結(jié)果示于表3中。表3 在熔體流動(dòng)分析中，確定的是PLA的粘度可以通過(guò)這些共聚物而顯著地減小。與 具有MFI為60并用PEG-ran-PPG改性的PLA (樣品5)相比，利用PEG-PPG-PEG嵌段共聚物 改性的PLA具有較高的MFI，為大約100。還對(duì)化合的PLA和增塑劑樹(shù)脂進(jìn)行DSC分析。表 4 以上共混物的差示熱分析圖顯示了僅有高M(jìn)W的PPG對(duì)Tg的減低具有很小的影響 (樣品4)。PEG-PPG-PEG嵌段共聚物對(duì)Tg降低的影響隨嵌段共聚物中PEG/PPG比率的增 加而增大(樣品6-9)。令人驚奇的是，加入10%的PEG-ran-PPG將PLA的玻璃轉(zhuǎn)變溫度從 60°C顯著地降低到大約40°C (樣品5)。此外，相比于觀察到的沒(méi)有結(jié)晶峰的PLA(樣品1) 或利用PPG改性的PLA(樣品4)，PEG-ran-PPG改性的PLA的結(jié)晶潛熱為20J/g。在用具有 增加的PEG/PPG比率的PEG-PPG-PEG嵌段共聚物改性的PLA中，結(jié)晶的熱是增加的。實(shí)施例2將20磅改性的PLA(樣品1-9)用于形成熔噴纖網(wǎng)。熔噴自旋以初步小規(guī)模 (pilot line)來(lái)進(jìn)行，該規(guī)模包括 Killon 擠出機(jī)(Verona，New York)，購(gòu)自 Dekoron/ Unitherm(Riviera Beach,Florida)的10英尺管，和具有11. 5英寸噴射距離和0. 0145英寸的噴絲孔的14英寸的熔噴模頭。通過(guò)重力將改性的樹(shù)脂進(jìn)料至擠出機(jī)并且隨后轉(zhuǎn)移到 與熔噴模頭連接的管中。表5顯示了在自旋期間使用的工藝參數(shù)。熔噴樣品Nos. 10-18分 別由PLA共混物(樣品1-9)制成。表 5 還檢測(cè)了熔噴樣品NolO-18的拉伸性能。結(jié)果示于以下表6中。表6 如顯示的，僅僅由PLA制成的熔噴纖網(wǎng)在MD方向或在CD方向上均不給予疏松細(xì) 小的纖維強(qiáng)度(纖網(wǎng)樣品10)。由用PPG改性的PLA制成的熔噴纖網(wǎng)在MD和⑶方向上給 予弱的強(qiáng)度(纖網(wǎng)樣品13)。由用具有低的PEG/PPG比率的PEG-PPG-PEG改性的PLA制成 的熔噴纖網(wǎng)也給予相對(duì)弱的強(qiáng)度，而由用具有高的PEG/PPG比率的PEG-PPG-PEG嵌段共聚 物改性的PLA制成的熔噴纖網(wǎng)強(qiáng)度顯著提高(例如，纖網(wǎng)樣品18對(duì)纖網(wǎng)樣品15和16)。由 利用PEG-ran-PPG改性的PLA制成的熔噴纖網(wǎng)在MD和⑶上都很強(qiáng)。斷裂能量也大大高于 僅僅由PLA制成的那些或由用PPG改性的PLA制成的那些(例如，纖網(wǎng)樣品14對(duì)纖網(wǎng)樣品 10 和 13)。實(shí)施例3由實(shí)施例2獲得的熔噴纖網(wǎng)樣品被用于加速或強(qiáng)調(diào)老化研究。將纖網(wǎng)置于具有 55°C溫度和無(wú)濕氣的老化室中控制1周，或置于具有40°C溫度和75%相對(duì)濕度條件下的老 化室中1個(gè)月。如上所述來(lái)分析經(jīng)老化的熔噴纖網(wǎng)的拉伸性能。結(jié)果示于下表7中。表7
觀察到的是，經(jīng)1周老化的樣品14 (用PEG-ran-PPG共聚物改性的)的拉伸強(qiáng)度， 相比于經(jīng)1周老化的樣品12(用PEG-8000改性的)，具有較大的斷裂應(yīng)變。相似地，經(jīng)1個(gè) 月老化的樣品18(用PEG-PPG-PEG共聚物改性的)的拉伸強(qiáng)度，相比于經(jīng)一個(gè)月老化的樣 品12 (用PEG-8000改性的)，具有較大的斷裂應(yīng)變。盡管已經(jīng)依據(jù)其具體的實(shí)施方案詳細(xì)地描述了本發(fā)明，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員將理 解的是，當(dāng)獲得上述理解時(shí)，可以輕易地構(gòu)想這些實(shí)施方案的變化、改變和等同方式。因此， 本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)由所附的權(quán)利要求和其任何等同形式來(lái)評(píng)定。
權(quán)利要求
一種用于形成非織造纖網(wǎng)的生物可降解纖維，所述纖維由熱塑性組合物形成，所述組合物包含至少一種含量為大約75重量％至大約99重量％的聚乳酸和至少一種含量為大約1重量％至大約25重量％的聚醚共聚物，其中所述聚醚共聚物包含大約40摩爾％至大約95摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(A)其中，x為1至250的整數(shù)，所述聚醚共聚物還包含大約5摩爾％至大約60摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(B)其中，n為3至20的整數(shù)；和y為1至150的整數(shù)。FPA00001157243200011.tif,FPA00001157243200012.tif
2.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述聚乳酸包含由左旋乳酸、右旋乳酸、 內(nèi)消旋乳酸或其混合物生成的單體單元。
3.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述聚乳酸為包含由左旋乳酸生成的單 體單元和右旋乳酸生成的單體單元的共聚物。
4.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述聚乳酸占所述熱塑性組合物的大約 80重量％至大約98重量％。
5.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述η為3至5的整數(shù)。
6.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述重復(fù)單元(B)由選自1，2_丙二醇、1， 3-丙二醇、1，4_ 丁二醇、2，3_ 丁二醇、1，5-戊二醇、1，6_己二醇、1，9-壬二醇、2-甲基-1， 3-丙二醇、新戊二醇、2-甲基-1，4- 丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、3-氧雜-1，5-戊二醇、 或其組合的單體生成。
7.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述重復(fù)單元(B)由1，2_丙二醇生成。
8.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述聚醚共聚物具有以下通式結(jié)構(gòu) 其中，χ為1至250的整數(shù)； y為1至150的整數(shù)； ζ為O至200的整數(shù)； η為3至20的整數(shù)；A為氫、烷基基團(tuán)、酰基基團(tuán)、或具有1至10個(gè)碳原子的芳基基團(tuán)，和B為氫、烷基基團(tuán)、?；鶊F(tuán)、或具有1至10個(gè)碳原子的芳基基團(tuán)。
9.權(quán)利要求8所述的生物可降解纖維，其中，A為氫、B為氫，且ζ為2至125的整數(shù)。
10.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述重復(fù)單元(A)占所述共聚物的大約 50摩爾％至大約90摩爾％，而所述重復(fù)單元(B)占所述共聚物的大約10摩爾％至大約50摩爾％。
11.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述重復(fù)單元(A)具有500至大約 10，000的數(shù)均分子量，而所述重復(fù)單元(B)具有大約100至大約2，000的數(shù)均分子量，所述 聚醚共聚物的數(shù)均分子量還為大約600至大約10，000。
12.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述熱塑性組合物具有大約60°C或更低 的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。
13.權(quán)利要求1所述的生物可降解纖維，其中，所述熱塑性組合物具有大約10°C至大約 55°C的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。
14.一種包含生物可降解纖維的非織造纖網(wǎng)，所述纖維由熱塑性組合物形成，所述組合 物包含至少一種含量為大約75重量％至大約99重量％的聚乳酸和至少一種含量為大約1 重量％至大約25重量％的聚醚共聚物，其中所述聚醚共聚物包含大約40摩爾％至大約95 摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(A) 其中，χ為1至250的整數(shù)，所述聚醚共聚物還包含大約5摩爾%至大約60摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元⑶ 其中，η為3至20的整數(shù)；和 y為1至150的整數(shù)。
15.權(quán)利要求14的非織造纖網(wǎng)，其中，所述纖網(wǎng)為熔噴纖網(wǎng)、紡粘纖網(wǎng)、或其組合。
16.權(quán)利要求14所述的非織造纖網(wǎng)，其中，所述纖網(wǎng)為梳理纖網(wǎng)。
17.一種包含權(quán)利要求14所述的非織造纖網(wǎng)的吸收性制品。
18.一種形成非織造纖網(wǎng)的方法，所述方法包括熔融擠出熱塑性組合物，所述組合物包含至少一種含量為大約75重量％至大約99重 量％的聚乳酸和至少一種含量為大約1重量％至大約25重量％的聚醚共聚物，其中所述聚 醚共聚物包含大約40摩爾％至大約95摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(A) 其中，χ為1至250的整數(shù)，所述聚醚共聚物還包含大約5摩爾%至大約60摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(B) 其中，η為3至20的整數(shù)；和 y為1至150的整數(shù)；以及無(wú)規(guī)則地將被擠出的熱塑性組合物沉積在表面上以形成非織造纖網(wǎng)。
19.權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述聚乳酸占所述熱塑性組合物的大約80重量％至大約98重量％。
20.權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述重復(fù)單元(B)由選自1，2_丙二醇、1，3_丙二 醇、1，4-丁二醇、2，3_ 丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、1，9-壬二醇、2-甲基 _1，3_ 丙二 醇、新戊二醇、2-甲基-1，4-丁二醇、3-甲基-1，5-戊二醇、3-氧雜-1，5-戊二醇、或其組合 的單體生成。
21.權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述重復(fù)單元(A)占所述共聚物的大約50摩爾％ 至大約90摩爾％，而所述重復(fù)單元(B)占所述共聚物大約10摩爾％至大約50摩爾％。
22.權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述熱塑性組合物具有大約60°C或更低的玻璃轉(zhuǎn)變溫度。
23.權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述熱塑性組合物具有大約10°C至大約55°C的玻 璃轉(zhuǎn)變溫度。
24.權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述熔融擠出發(fā)生在大約100°C至大約500°C的溫 度下和大約100秒 < 至大約10，000秒―1的表觀剪切速率下。
25.根據(jù)權(quán)利要求18所述的方法，其中，所述熱塑性組合物通過(guò)熔噴模頭來(lái)熔融擠出。
全文摘要
本發(fā)明提供一種用于形成非織造纖網(wǎng)的生物可降解纖維。所述纖維由熱塑性組合物形成，所述組合物包含至少一種含量為大約75重量％至大約99重量％的聚乳酸和至少一種含量為大約1重量％至大約25重量％的聚醚共聚物，其中所述聚醚共聚物包含大約40摩爾％至大約95摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(A)其中，x為1至250的整數(shù)，所述聚醚共聚物還包含大約5摩爾％至大約60摩爾％的具有下式結(jié)構(gòu)的重復(fù)單元(B)其中，n為3至20的整數(shù)；并且y為1至150的整數(shù)。已發(fā)現(xiàn)這樣的聚醚共聚物改進(jìn)了得到的熱塑性組合物的大量特性，包括其被熔融加工成纖維和纖網(wǎng)的能力，以及其對(duì)濕氣的敏感性。
文檔編號(hào)D01F8/14GK101896649SQ200780101885
公開(kāi)日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2007年12月13日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月13日
發(fā)明者A·何, V·A·托波爾卡雷夫 申請(qǐng)人:金伯利-克拉克環(huán)球有限公司