CN100539971C - 包含由低熔融流动速率聚合物制成的纳米纤维的制品 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及含有纳米纤维的卫生制品。该纳米纤维由熔融流动速率小于每分钟约400分克的聚合物混料采用熔膜原纤化法制造。直径小于1微米的纳米纤维必须在卫生制品所包含的一层纤网中包含大量的纤维。卫生制品包括尿布、训练短裤、成人失禁衬垫、诸如女性护理衬垫和短裤护垫之类的经期用品、棉塞、个人清洁制品、个人护理制品和包括婴儿擦拭物、面部擦拭物和女性擦拭物在内的个人护理擦拭物。

Description

包含由低熔融流动速率聚合物制成的纳米纤维的制品
发明领域
本发明涉及由纳米纤维制成的卫生制品和制造纳米纤维的方法。该纳米纤维由低熔融流动速率聚合物混料制成。
发明背景
对由含有纳米纤维的非织造材料生产的制品的需求一直在持续增长。通常认为纳米纤维的直径小于约1000纳米或1微米。纳米纤维纤网因其比表面积大、孔径小和其它特性而受到欢迎。可用多种方法和多种材料制造纳米纤维(通常也称为微纤维或超细纤维)。虽然已经有数种方法可以生产出纤维，但是每种方法均有缺点，并且生产高性价比纳米纤维仍存在困难。因此，含有纳米纤维的卫生制品和其它一次性消费品还没有被投入市场。
生产纳米纤维的方法包括通过熔体原纤化所描述的一类方法。熔体原纤化法是制造纤维的一般类别，定义为在一种或多种聚合物被熔融并挤压成很多可能的构型，例如复合挤压成型的、单组分或双组分薄膜或长丝，然后原纤化或纤维化成纤维。熔体原纤化法的非限制性实施例包括熔喷法、熔膜原纤化法和熔体纤维破裂法。不用熔体生产纳米纤维的方法为薄膜原纤化法、静电纺丝法和溶液纺丝法。制造纳米纤维的其它方法包括纺成海岛型、分割饼型或其它构型的较大直径的双组分纤维，其中纤维在已经固化之后被进一步加工以形成纳米纤维。
熔喷法是生产纤维常用的方法。所生产的纤维直径一般在2微米至8微米范围内。熔喷法还可生产出直径更小的纤维，但需对工艺做较大的变动。通常，需要重新设计喷丝头和喷丝板。这些方法的实施例包括Fabbricante等人的美国专利5,679,379和6,114,017以及Nyssen等人的美国专利5,260,003和5,114,631。这些方法利用较高的压力、温度和速度来获得小的纤维直径。
熔膜原纤化法是生产纤维的另一种方法。由熔体中产生熔膜管，然后用流体由膜管制成纳米纤维。该方法的两个实施例包括转让给University of Akron的Torobin的美国专利6,315,806、5,183,670和4,536,361以及Reneker的美国专利6,382,526和6,520,425。尽管这些方法在制造纳米纤维之前首先形成一个熔膜管这一点上很类似，但是各方法所用的温度、流动速率、压力和设备均不同。
薄膜原纤化是生产纳米纤维的另一种方法，虽然不是为被用于非织造纤网中的聚合物纳米纤维的生产而设计。转让给3M的Perez等人的美国专利6,110,588描述了给高度定向的、高度结晶的、熔融加工的聚合物薄膜表面赋予流体能量以形成纳米纤维的方法。薄膜和纤维用于高强度应用场合，例如聚合物的增强纤维或如混凝土这类浇注建筑材料。
静电纺丝是一种生产纳米纤维常用的方法。在该方法中，将一种聚合物溶解在一种溶剂中并放入一个一端密封的密封容器中，在另一端颈缩部分具有一个小开口。然后在聚合物溶液和靠近容器开口端的收集器之间施加高电压。这种方法的生产速度很慢并且纤维典型地以小批量进行生产。生产纳米纤维的另一种纺丝技术是利用溶剂的溶液纺丝法或闪蒸纺丝法。
用于生产纳米纤维的两步法也为人们所熟知。两步法的定义是在其中第二步骤发生在整个纤维的平均温度处在明显低于包含在纤维中的聚合物熔点温度下形成纤维的一种方法。典型地，纤维将被固化或大部分固化。第一步骤是纺成海岛型、分割饼型或其它构型的较大直径的多组分纤维。在第二步骤中较大直径的多组分纤维被剥离或海部分被溶解以便产生纳米纤维。例如，Nishio等人转让给Chisso的美国专利5,290,626和Pike等人转让给Kimberly-Clark的美国专利5,935,883分别描述了海岛型和分割饼型方法。这些方法涉及两个连续的步骤，制造纤维和分割纤维。
要生产具有商业竞争力的包含纳米纤维的一次性卫生制品，必须控制纳米纤维的成本。设备成本、加工成本、任何附加的加工助剂以及聚合物成本均是控制成本的方面。因此，生产成本低的纳米纤维是本发明的一个目标。
发明概述
本发明涉及含有纳米纤维的卫生制品。该纳米纤维由熔融流动速率小于每分钟约400分克的聚合物混料采用熔膜原纤化法制造。直径小于1微米的纳米纤维必须在卫生制品所包含的一层纤网中包含大量的纤维。卫生制品包括尿布、训练短裤、成人失禁衬垫、诸如女性护理衬垫和短裤护垫之类的经期用品、棉塞、个人清洁制品、个人护理制品和包括婴儿擦拭物、面部擦拭物和女性擦拭物在内的个人护理擦拭物。本发明也涉及包含非织造纤网的卫生制品，该非织造纤网包含一个具有大量直径小于1微米的纳米纤维的层。该纳米纤维由熔融流动速率小于每分钟约400分克的聚合物混料采用熔膜原纤化法制造，该熔膜原纤化法包括提供聚合物混料、利用中心流体流形成细长的中空聚合物膜管、以及用流体从中空管形成多个纳米纤维的步骤。
发明详述
降低纳米纤维成本的一个方法是采用比高熔融流动速率聚合物更经济的低熔融流动速率聚合物。低熔融流动速率聚合物具有更高的分子量，而且更容易制造，因此更容易得到。典型地，低熔融流动速率聚合物强度更高，磨损更小或起棉绒更少，而且更稳定。因此，本发明希望得到包含由低熔融流动速率聚合物制造的纳米纤维的卫生制品。已发现，要得到较小的纤维直径，高熔融流动速率聚合物的应用比低熔融流动速率聚合物更普遍。这是因为高熔融流动速率聚合物能流动更快，更容易拉细，因而形成更小直径的纤维。高熔融流动速率聚合物和例如高气流速度、流速和吸收速度这样的高拉细能量用于制造纳米纤维。通常，在制造纳米纤维时，所有这些参数都应该进行优化。因此，在制造纳米纤维的单步熔体原纤化法中，本领域一般的技术人员不会采用低熔融流动速率聚合物。本发明涉及由纳米纤维制成的卫生制品。纳米纤维由聚合物混料制造。聚合物混料定义为一种或多种热塑性聚合物加任何添加成分。本发明的聚合物混料将具有小于每分钟约400分克的熔融流动速率。采用ASTM方法D-1238测定熔融流动速率。优选地，熔融流动速率可小于每分钟约300分克，更优选小于每分钟约200分克，最优选小于每分钟约100分克。熔融流动速率的最优选范围为每分钟约1分克至每分钟约100分克。一般而言，熔融流动速率越低就越优选。因此，熔融流动速率小于每分钟约50分克和每分钟30分克的聚合物甚至更优选。
典型地，聚合物具有相对低的流动速率，但与如过氧化物这样的其它物质组合，以增加其流动性。这是因为很多制造纤维(尤其是纳米纤维)的方法不采用低熔融流动速率的聚合物。优选地，本发明的方法将制造比单纤维更厚和/或具有更高聚合物内容的薄膜。然后将该薄膜制成纳米纤维。
适合的热塑性聚合物包括适于熔体纺丝法和具有低熔融流动速率的任何聚合物。当出现在喷丝板中时，聚合物的流变学性能应使得低熔融流动速率聚合物能被熔融挤出并能形成薄膜。聚合物的熔融温度通常介于约25℃至400℃之间。
熔融流动速率小于每分钟约400分克的热塑性聚合物的非限制性实施例包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚氨酯、聚苯乙烯、可生物降解的聚合物(包括热塑性淀粉、PHA、PLA、淀粉组合物及其组合)。均聚物、共聚物和它们的共混物均包含在本说明书内。最优选的聚合物为诸如聚丙烯、聚乙烯、尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的聚烯烃。
任选地，所述聚合物可包含另外的材料以提供纤维的附加性能。除了别的以外，这些材料可改变最终纤维的物理属性例如弹性、强度、热或化学稳定性、外观、吸收性、气味吸收性、表面性质和可印花性。可添加合适的亲水熔融添加剂。只要聚合物混料的熔融流动速率还在确定的范围内，任选的材料就可占到总聚合物混料的50％。
纤维可为单组分或诸如双组分纤维之类的多组分纤维。纤维可具有芯鞘型或并列型或其它适用的几何构型。在纤维制成之后，在形成纤网之前可对纤维进行处理或包覆。另外，在纤网制成之后，可对纤网进行处理。任选地，可将添加剂掺和进聚合物树脂中并且这些添加剂可在纤维形成之后扩散到纤维的表面。迁移到表面的添加剂可能需要利用外部能量例如热量进行固化，或者表面上的添加剂可能需要与另一种组分进行化学反应，或者固化可能需要在另一种组分存在的情况下进行催化，使得可采用掺有添加剂的树脂在制造纤维的时候或在纤维制成之后将附加成分添加到加工过程中。合适的处理包括亲水或疏水处理。疏水处理剂的一个实施例为聚二甲基硅氧烷。具体的处理取决于使用的纤网、聚合物种类和其它因素。
本发明制造纳米纤维的方法是可采用熔融流动速率小于每分钟约400分克的热塑性聚合物混料的熔膜原纤化法的任意一个步骤。熔体原纤化法的定义是利用一种其中形成纤维的单相聚合物熔体的方法。单一相可包括分散体系，但不包括基于溶剂的熔体，例如在溶液纺丝或静电纺丝法中所用的那些溶剂。典型的单步熔体原纤化法包括熔喷法、熔膜原纤化法、纺粘法、在典型的纺丝/牵伸方法中的熔体纺丝法及其组合。单步方法不包括先制造较大的纤维然后在固化后通过去除一部分纤维或将纤维分开来进行分离的两步方法。该方法应适于采用熔融流动速率小于每分钟约400分克的热塑性聚合物并适于制造直径小于约1微米的纤维。
通过熔膜原纤化法制造纳米纤维的方法一般包括以下步骤：提供聚合物熔体，利用中心流体流形成细长的中空聚合物膜管，然后由中空管用空气形成多个纳米纤维。合适的方法详述于如授予Torobin的美国专利4,536,361以及授予Reneker的美国专利6,382,526和5,520,425中。熔体原纤化法可采用不同的加工条件。Reneker的方法更具体地讲包括将聚合物喂入到一个环形柱中并在形成喷气区的环形柱的出口处形成一个薄膜或管的步骤。气柱然后提供聚合物管的内圆周上的压力。当聚合物管离开喷气区时，由于中心气体膨胀的缘故，其被吹分成包括纳米纤维在内的很多小纤维。
熔膜原纤化法的一个实施例更具体地讲包括熔化聚合物形成聚合物熔体的步骤。聚合物熔体将包含聚合物混料和任何其它成分。聚合物熔体通过一个又包含一个中心流体流的喷丝孔被挤出，使得聚合物挤出成一个细长的中空管。喷丝孔可为喷丝头的一部分。对于本领域的技术人员来说显而易见的是，为加工稳定性，喷丝头的整体样式不得不进行优化。此外，中心流体流可为同心的或偏心的。成纤流体例如一个中心流体流的吹动使聚合物熔体形成一个细长的中空管。成纤流体然后将在细长中空管的内表面上提供压力。在中空管中可形成薄壁或薄弱部分，使包括纳米纤维在内的纤维形成更加容易或可控。薄弱部分可由位于中心流体喷射管的外表面上或聚合物喷丝孔的内表面上的沟槽或突起产生。细长的中空聚合物膜管然后受到流体的作用形成纳米纤维。这种流体可为中心流体流或输送流体或任何流体流以产生脉动或波动压力场并形成包括纳米纤维在内的多种纤维。如果有利，可采用喷丝头为所形成的纳米纤维提供冷却或加热流体。
典型地将聚合物加热到它形成液态以及容易流动为止。熔融聚合物的温度可处在约0℃至约400℃，优选地在约10℃至约300℃，以及更优选地在约20℃至约220℃的温度。聚合物的温度取决于聚合物或聚合物混料的熔点。聚合物的温度超过其熔点不到约50℃，优选地超过其熔点不到25℃，更优选地超过其熔点不到15℃，以及刚好处在其熔点或熔化范围内或之上。熔点或熔化范围用ISO 3146方法进行测量。熔融聚合物的粘度典型地将为约1Pa.s至约1000Pa.s，典型地为约2Pa.s至约200Pa.s，更常用地为约4Pa.s至约100Pa.s。这些粘度在剪切速率在约100至约100,000每秒的范围内给出。熔融聚合物处在约大气压力或略高的压力下。
细长的中空聚合物管可为圆形的、椭圆形的、不规则形的或具有中空区域的任何其它形状。在某些情况下，细长的中空聚合物管可在形成之后即刻破裂。在管破裂的情况下，管上具有薄壁或薄弱部分以有助于原纤化为优选的。成纤流体的非限制性实施例为诸如氮气之类的气体，或更优选地为空气。成纤流体典型地处在接近于熔融聚合物温度的温度下。成纤流体温度可比熔融聚合物的温度高，以有助于聚合物的流动以及中空管的形成。可供选择地，成纤流体温度可处在熔融聚合物温度之下，以有助于纳米纤维的形成和凝固。优选地，成纤流体温度低于聚合物熔点，更优选地在聚合物熔点以下超过50℃，更优选地在聚合物熔点以下超过100℃，或刚好在环境温度下。成纤流体的压力足以形成纳米纤维并略微高于熔融聚合物被挤出喷丝孔时的压力。
成纤流体的速度可为小于约500米每秒。优选地，成纤流体速度将低于100米每秒，更优选低于约60米每秒，最优选为约10米至约50米每秒。成纤流体可脉动或可稳定流动。尽管这种成纤流体存在有助于形成中空聚合物膜管很关键，流量可很小。
聚合物通过量将主要取决于所用的具体聚合物，喷丝头样式和聚合物的温度和压力。聚合物通过量将大于每分钟每喷丝孔约1克。优选地，聚合物通过量将大于每分钟每喷丝孔约10克，而且更优选地大于每分钟每喷丝孔约20克。将有可能几个喷丝孔同时喷丝，增加总的生产量。通过量，连同压力、温度和速度一起在喷丝板出口处进行测量。
纤维的原纤化和凝固可发生在纤维和流体离开喷丝孔之前。在细长的中空管离开喷丝孔之后，就形成了纳米纤维。通常，纳米纤维的形成在离开喷丝孔时即刻发生。采用一个或多个流体流来形成多个纳米纤维。流体流可为中心流体流、输送流体或任何其它流体流。输送流体可被用来产生脉动或波动压力场，帮助形成多个纳米纤维。输送流体可通过一个横向喷口来提供，横向喷口用来导引输送流体在细长的中空管和纳米纤维形成区域上和周围流动。输送流体可具有低速度或高速度，例如近声速或超声速。低速度输送流体的速度典型地将为每秒约1米至约100米，优选地为每秒约3米至约50米。输送流体的温度可与上面的成纤流体相同，环境温度、或高于或低于环境温度。
也可采用附加的流体流，冷却或加热的流体。这种附加的流体流用来将流体导引进纳米纤维以冷却或加热纤维。如果附加流体被用作快速冷却流体，则其温度为约-50℃至约100℃，以及优选地为约10℃至40℃。如果附加流体被用作加热流体，则其温度为约40℃至400℃，以及典型地为约100℃至约250℃。任何流体流均有助于聚合物熔体的纤维化并因此通常被称作成纤流体。
任何流体流，包括中心流体流、输送流体或附加流体流在内，可含有处理剂、添加剂或其它物质或颗粒，用于改变所制纤维的表面、化学、物理或机械性能。
纳米纤维被铺在一个收集器上形成纤网。收集器典型地为传送带或转筒。收集器优选地为多孔的并可应用真空来提供吸力，帮助纤维铺在收集器上。对于所希望的纤网性质，喷丝孔至收集器的距离(通常称为喷丝板至收集器距离(DCD))可进行优化。为减少纤维成束或粘结的量，DCD应该较小。这种较小的距离使纤维来不及缠结、彼此缠绕或成束。在一个纤网中采用一个以上的DCD、在生产期间改变DCD或采用可以提供不同DCD的多个横梁是所期望的。最理想的是通过改变DCD形成均匀性不同的纤网。
在细长的中空膜管被形成之后，管或纳米纤维可供选择地可经受补充加工，进一步加速纳米纤维的形成。进一步加工在细长的中空聚合物膜管形成之后即刻发生并在纳米纤维已经凝固之前仍被认为是单步方法。补充加工可利用一个或多个Laval喷丝头，将气体速度加速到声速和/或超声速范围。当聚合物熔体被暴露到这么高的气体速度下时，其破裂成多个细纤维。Laval喷丝头的实施例被描述于Nyssen等人的美国专利5,075,161中，其中公开了将对聚苯硫醚熔体破裂成细纤维的方法。当生产细长的中空聚合物膜管时，可将Laval喷丝头设置在纺丝喷头正后方。可供选择地，Laval喷丝头可刚好在纳米纤维已经形成之后进行设置以进一步降低纤维尺寸。聚合物纤维可通过将聚合物熔体流通过将它们挤出到基本平行于聚合物熔体流并达到声速或超声速的气体介质中，并在该介质下聚合物熔体被牵伸出并冷却到熔体温度以下得到。这种同时变形和冷却产生了有限长度的无定形的细的或超细的纤维。纤维的高速破裂使纤维的表面氧化达到最小。纺丝速度、熔体温度和Laval喷嘴的位置被近似设定以实现细丝在它们的表面仅局部热氧化。
可采用各种方法和方法的组合来制造本发明的纤网。如Sodemann等人在WO 04/020722中所公开的那样，在单条生产线上在两个单独的横梁上，熔体纤维破裂法可与本发明的熔膜原纤化相结合。可将熔体纤维破裂法的各个方面引入到熔膜原纤化中，例如生产不同强度和直径的纤维，以提供所期望的综合性能。可供选择地，通过利用一个细长的中空管来形成纤维，可将熔膜原纤化的各方面包括在其它熔体原纤化法中，以增加处理率。例如，可改进本发明的熔膜原纤化法以包括一个Laval喷丝头帮助牵伸纤维。牵伸可有助于进一步拉细并增加纤维的强度。对于诸如其中应力诱发结晶发生在超过4000m/min的速度下的聚酯之类的高Tg(玻璃化温度)聚合物而言，这可为尤其优选的。
本发明的纳米纤维被用来制造非织造纤网。纤网的定义是整体的非织造材料合成物。纤网可具有一个或几个层。一个层是在一个单独的纤网铺展或形成步骤中产生的纤网或纤网的一部分。本发明的纤网将包含一个或多个具有大量直径小于1微米的纳米纤维的层。大量被定义为至少约25％。大量纤维可为至少约35％，至少约50％，或大于该层纤维总量的75％。纤网可具有100％的直径小于约1微米的纤维。纤网的纤维直径采用扫描电子显微镜进行测量，根据视觉分析的需要，放大倍数为大于约500倍以及最多约10,000倍。要确定是否大量纤维的直径小于1微米，必须测量至少约100根纤维以及优选地更多的纤维。测量必须在涵盖整个层的不同区域进行。采样必须足够，以满足统计意义上的显著性。
余下的较大纤维(最多75％)的纤维直径可在任何范围内。典型地，较大的纤维直径将刚好在1微米之上至约10微米。
优选地，一个层中的大量纤维的纤维直径将小于约900纳米，更优选为约100纳米至约900纳米。纤维的直径可小于约700纳米，以及约300纳米至约900纳米。优选的直径取决于纤网的预期用途。从加工过程和产品的角度出发，最理想的是在某些应用场合，有大量纤维的直径小于约1微米以及有大量纤维的直径大于约1微米。较大的纤维可捕集和固定纳米纤维。这可帮助减少纳米纤维的丛或束的量并防止纳米纤维被逸出的气流吹走。
在本发明的纤网中的纳米纤维层可包含一种以上的聚合物。不同的聚合物或共混聚合物可被用于不同喷丝孔，产生具有不同纤维直径和不同聚合物混料的纤网中的层。
最理想的是生产具有不同纤维直径的单层非织造材料。可供选择地，希望生产其中每层具有不同纤维直径的具有多层的非织造纤网。改进的熔膜原纤化法即可生产小直径纤维也可生产大直径纤维以制造各种纤网。较小直径纤维被认为是具有大量的直径小于1微米的纤维。较大直径纤维包括从熔喷法范围(典型地3微米至5微米)至纺粘法(典型地15微米左右)或1微米以上的任何纤维直径范围的纤维。例如，可生产平均纤维直径小于1微米的一个层和平均纤维直径5微米左右的另一个层。这种结构类型可被用在传统的SMS纤网所用之处。另一个实施例是生产具有多层的纳米纤维，其中每个层的平均纤维直径截然不同，例如一个层的平均直径为0.4微米，以及第二个层的平均纤维直径为0.8微米。在同一条生产线上用同样的设备可生产具有不同纤维直径的纤网。这是一种廉价的方法，因为可使用同样的设备和部件。生产成本和设备成本均可得到控制。同样，如果需要，可使用同样的聚合物产生不同的纤维直径。
希望成形几个层的纤网。纳米纤维层可与一个、两个或多个层复合。纺粘纤维-纳米纤维-纺粘纤维纤网是一个实施例。整个复合纤网的基重范围为约5gsm至约100gsm，优选为约10gsm至约100gsm，更优选为约10gsm至约50gsm。供作为防渗层之用的复合纤网总基重可为约10gsm至约30gsm。只纳米纤维层的基重为约0.5gsm至约30gsm，优选地为约1gsm至约15gsm。
在非织造材料制成之后，可将其经受后续加工。后续加工的非限制性实施例包括固态成型、加固、层压、表面包覆、电晕和等离子处理、染色和印花。固态成型的非限制性实施例包括使用咬合对辊(例如在美国专利5,518,801中以及后续专利文献中称为“SELF”纤网，其代表“结构弹性状薄膜”)、纹理处理、拉伸、打孔、局部变形、微起绉、液压成型和真空成型的方法。固结的非限制性实施例包括热粘合、气流粘合、粘合剂粘合和水刺粘合。
本发明的卫生制品将包含上述非织造纤网。纤网可构成整个卫生制品例如擦拭物，或者纤网可构成卫生制品的一个组分例如尿布。卫生制品包括尿布、训练短裤、成人失禁衬垫、诸如女性护理衬垫和短裤护垫之类的经期用品、棉塞、个人清洁制品、个人护理制品和包括婴儿擦拭物、面部擦拭物、身体擦拭物和女性擦拭物在内的卫生擦拭物。个人护理制品包括诸如伤口敷料、活性成分传输包裹物或贴剂和用于身体尤其是皮肤的其它基材。
在尿布中，纤网可被用作防渗层或外表面。纤网也可被用作具有高静压防水性的高防渗箍，实现舒适性和贴合性所希望的裆部又薄又窄的尿布的低渗透事故率。纤网可被用于擦拭物中，改进露剂处理性并降低液体浓度差。纤网也可提供物质的控制输送。输送的物质可为液体、露剂、活性物质或其它材料。由于纳米纤维的高比表面积，纤网可被用作擦拭物或女性护理产品护垫、尿布、训练短裤或成人失禁用品的芯的吸收材料。纤网可增强流体的扩散和/或保持性。另外，用于吸收性用途的纤网可用附加的颗粒或用于增加吸收性的吸收剂或天然纤维制造，或者纤网的某些层可具有不同的性能。纳米纤维也可被用于希望具有不透明性的制品中。附加的不透明性可因小纤维直径和均匀性而产生；或可将颜料添加到聚合物熔体或纤网中。通常，纳米纤维在纤网中与纺粘层复合在一起。可有一个纺粘层或在纳米纤维纤网的每一侧面均有一个纺粘层。
在尿布或其它一次性吸收制品中，可将含有纳米纤维的非织造纤网用作防渗层。可将防渗层设置在一次性吸收制品的吸收芯和外层之间。吸收芯为制品主要起到诸如捕集、输送、扩散和存储体液之类的液体处理性能作用的组件。吸收芯典型地位于液体可透过的身体侧内层和蒸汽可透过的、液体不可透过的外表面之间。外层，也称作底片或外表面，位于一次性制品的外侧。在尿布的情况下，外层接触使用者的衣服或衣物。防渗层可供选择地或也被设置在吸收芯和内层之间。内层，也称作顶片，位于紧贴使用者皮肤的一侧上。内层可接触使用者的皮肤或可接触与使用者的皮肤接触的单独的顶片。防渗层可为吸收材料。非织造纤网可包括围绕吸收芯的层并帮助分配或处理流体。非织造纤网可为流体分配层，其可邻近芯进行设置。防渗层最优选地具有空气的对流性和吸收防渗性之间的平衡。空气的对流性有效地降低吸收制品和穿着者的皮肤间的空间的相对湿度。液体吸收性和液体防渗性的组合保护制品免除透湿问题并在吸收制品处在碰撞和/或持续压力下时尤其有益。防渗层的进一步描述和有益效果可见于WO 01/97731中。
纤网可被用来制造干燥的或预湿的卫生擦拭物。纳米纤维可被用于擦拭物中，改进露剂处理性和降低液体浓度差。纳米纤维层可提供半防渗层并可部分或完全防止液体渗透。纤网也可提供一种物质或诸如药物之类的活性物质的受控输送。输送物质可为液体、露剂、酶、催化剂、活性物质或诸如润滑剂、表面活性剂、润湿剂、抛光剂、油、有机和无机溶剂、糊剂、凝胶、颜料或染料之类的其它材料。纤网可增强流体的分散和/或保持性。另外，用于吸收性用途的纤网可用附加的颗粒或用于增加吸收性的吸收剂或天然纤维制造，或者纤网的某些层可具有不同的性能。可将纳米纤维生产成低密度或多孔的纳米纤维。纳米纤维可用膨胀或发泡剂进行生产。
由于纳米纤维的高比表面积，纤网可被用作擦拭物或女性护理产品护垫、尿布、训练短裤或成人失禁用品的芯的吸收材料。高比表面积也增强清洁性并可被用于卫生清洁擦拭物。纤网可增强流体的分散和/或保持性。另外，用于吸收性用途的纤网可用附加的颗粒或用于增加吸收性的吸收剂或天然纤维制造，或者纤网的某些层可具有不同的性能。
纳米纤维也可被用于希望具有不透明性的制品中。附加的不透明性可因小纤维直径和均匀性而产生；或可将颜料添加到聚合物熔体或纤网中。纤网也可具有低起毛性，其由纤网中长度较长的纤维或纤维的缠结而导致。本发明的纳米纤维纤网的拉伸强度可大于由其它方法制成的具有类似纤维直径和类似基重的纤网的拉伸强度。本发明的纳米纤网将是柔软的并可比具有同样性能的其它纤网更软。
将受益于纳米纤维纤网的其它产品包括个人过滤器或诸如外科手术口罩之类的面罩。含有纳米纤维层的纤网的其它医疗用途包括外科手术衣、伤口敷料和医用防渗层。
纤维直径可采用扫描电子显微镜(SEM)和图像分析软件进行测量。选择500至10,000的放大倍数使得纤维被适当放大以便测量。图像分析软件对SEM图像中的纤维直径自动取样是可能的，但也可采用更加人工的程序。一般而言，寻找随机选取的纤维的边缘，然后跨过横截面(在那点处垂直于纤维方向)至纤维的相对的边缘进行测量。带刻度的和标定过的图像分析工具提供标度以得到以毫米(mm)或微米(μm)为单位的实际读数。从SEM中的纤网样本随机选择一些纤维。典型地，切割来自纤网的几个样本被横向切断并以这种方式进行测定，并且进行至少约100次测量以及将所有的数据记录下来进行统计分析。如果结果要以旦为单位进行记录，那么需要进行下面的计算。以旦为单位的直径＝横截面积*密度*9000m*1000g/kg。横截面积是π*直径2/4。密度例如对于PP，可取为910kg/m3。要获得分特(dtex)，将9000m用10,000m代替。
基重可按照法定方法ASTM D 756、ISO 536和EDANA ERT-40.3-90进行测定。基重的定义是每单位面积的质量，其中克每平方米(gsm)为优选的单位。所需的仪器为一把剪刀或一个用于样本切割的压力切割器和一个精密的称重装置例如天平。每层切取的试样总面积为100cm，误差不大于±0.5％。秤或天平需要0.001g的灵敏度可读出，校准精确到施用载荷的0.25％。样本被置于摄氏23°度(±2℃)和约50％的相对湿度下2小时达到平衡。在一个分析天平上称出样本总面积为1000cm2＝0.1m2的10层切割样本的重量，精确到0.001g，并记录下重量。(对于比1mm厚的样本而言，称出仅1层的重量是优选的，但应注明)。通过将重量除以样本面积(所测试的所有层的面积)计算基重，给出单位为gsm的基重。将所有的数据记录下来进行统计分析。
纤网均匀性可通过几种方法进行测定。均匀性测量的实施例包括孔径、基重、透气率和/或不透明性的低变异系数。均匀性也要求含有较少纤维束或粘结、或可见的孔洞、或其它此类疵点。均匀性可通过工艺改进例如缩短喷丝头到收集器的距离进行控制。该距离的缩短减少了纤维成束或粘结，并可提供更均匀的纤网。
孔径可通过本领域技术人员已知的方法进行确定。平均孔径优选地小于约15微米，更优选地小于约10微米，最优选地小于约5微米。均匀纤网的所希望的变异系数小于20％，优选地小于约15％，更优选地约10％或更小。粘结这类疵点可通过计数纤网的测定面积上的纤维粗结或束的数量进行测定。孔洞这类疵点也通过纤网的测定面积上直径在某个阈值之上的孔洞的数目进行测定。如果孔洞是肉眼可见的或直径大于100微米，则可统计孔洞。
所有引用文献的相关部分均引入本文以供参考，任何文献的引用不可解释为对其作为本发明的现有技术的认可。
尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的变化和修改。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种包含非织造纤网的卫生制品，所述非织造纤网包含一个具有大量直径小于1微米的纳米纤维的层，其中所述纳米纤维用熔融流动速率小于每分钟400分克的聚合物混料以熔膜原纤化法制造。
2.如权利要求1所述的卫生制品，其中所述层包含至少35％的直径小于1微米的纳米纤维。
3.如权利要求1所述的卫生制品，其中所述聚合物混料的熔融流动速率小于每分钟100分克。
4.如权利要求1所述的卫生制品，其中所述聚合物混料包含聚丙烯。
5.如权利要求1所述的卫生制品，其中所述非织造纤网还包含一层或多层纺粘纤维。
6.一种包含非织造纤网的尿布，所述非织造纤网包含一个具有大量直径小于1微米的纳米纤维的层，其中所述纳米纤维用熔融流动速率小于每分钟400分克的聚合物混料以熔膜原纤化法制造，所述熔膜原纤化法包括以下步骤：
a.提供聚合物混料，
b.利用中心流体流形成细长的中空聚合物膜管，和
c.由所述中空管用流体来形成多个纳米纤维。
7.如权利要求6所述的尿布，其中所述包含纳米纤维的非织造纤网为防渗层。
8.如权利要求6所述的尿布，其中所述包含纳米纤维的非织造纤网为流体分配层。
9.一种包含非织造纤网的卫生擦拭物，所述非织造纤网包含一个具有大量直径小于1微米的纳米纤维的层，其中所述纳米纤维用熔融流动速率小于每分钟400分克的聚合物混料以熔膜原纤化法制造，所述熔膜原纤化法包括以下步骤：
a.提供聚合物混料，
b.利用中心流体流形成细长的中空聚合物膜管，和
c.由所述中空管用流体来形成多个纳米纤维。
10.如权利要求9所述的卫生擦拭物，其中所述包含纳米纤维的非织造纤网提供液体浓度差的降低。
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