CN103747951B - 包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺的非织造幅材和多组分纤维以及熔喷方法 - Google Patents
包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺的非织造幅材和多组分纤维以及熔喷方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及包含聚二有机硅氧烷‑聚酰胺的非织造幅材和多组分纤维，以及制备包含聚二有机硅氧烷‑聚酰胺共聚物的微纤维和多组分纤维的方法。
Description
发明内容
在一个实施例中，描述了一种包含芯和外层的多组分纤维。外层的至少一部分包含可熔融加工的组合物，所述组合物包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物。多组分纤维芯的至少一部分包含第二可熔融加工的聚合物，所述第二可熔融加工的聚合物不包含聚二有机硅氧烷聚合物。
在另一个实施例中，描述了一种制备微纤维的方法，所述方法包括：提供包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物的组合物，其中所述组合物在200℃至300℃范围内的温度和1赫兹的剪切速率下具有500至5000泊范围内的复数粘度；以及熔喷所述组合物以形成纤维幅材。这样的微纤维可任选地包含第二可熔融加工的聚合物。
在另一个实施例中，描述了一种制备多组分微纤维的方法，所述方法包括：提供包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物的第一可熔融加工的组合物，其中所述组合物在200℃至300℃范围内的温度和1赫兹的剪切速率下具有500至5000泊范围内的复数粘度；以及提供不包含聚二有机硅氧烷聚合物的第二可熔融加工的组合物；以及熔喷所述第一和第二可熔融加工的组合物以形成多组分纤维。
在其它实施例中，描述了非织造幅材和包括（例如，压敏）非织造幅材的医用制品。所述非织造幅材包含所述多组分纤维和/或由本文所述的方法制得。
具体实施方式
术语“聚合物”和“聚合材料”指由一种单体制得的材料（如均聚物）或指由两种或更多种单体制得的材料（如共聚物、三元共聚物等）二者。“聚合物”也可指已在聚合后例如通过接枝等化学改性的聚合物。同样，术语“聚合”指制备聚合材料的方法，所述聚合材料可为均聚物、共聚物、三元共聚物等。术语“共聚物”和“共聚材料”指由至少两种单体制得的聚合材料。
术语“聚二有机硅氧烷”指包含下式的二价链段的聚合物
其中每个R1独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、烯基、芳基、或被烷基、烷氧基或卤素所取代的芳基；每个Y独立地为亚烷基、亚芳烷基、或它们的组合；下标n独立地为40至1500的整数。在一些实施例中，聚二有机硅氧烷包含二价链段与更高价（例如，支化）链段如三价或四价链段的组合。
术语“相邻的”指第一层靠近第二层布置。第一层可与第二层接触或可通过一个或多个其它层与第二层分离。
术语“室温”和“环境温度”可以互换使用，指20℃至25℃范围内的温度。
除非另外指明，否则在所有情况下说明书和权利要求书中使用的所有表示特征尺寸、数量和物理特性的数字均应被理解为由词语“约”来修饰。因此，除非有相反的表示，否则所列出的数值均为近似值，并且这些近似值可以根据采用本文所教导的内容而得到的所期望的性质的变化而变化。
本发明涉及包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺的纤维。本文将结合优选的聚二有机硅氧烷-聚酰胺即聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺描述本发明。这样的纤维通常具有不大于约100μm的平均直径并且可用于非织造幅材的制备中，所述非织造幅材可用于制备广泛的产品。优选地，这样的纤维具有不大于约50μm的平均直径。不大于约50μm的纤维常被称为“微纤维”。在一些实施例中，微纤维具有不大于40μm或30μm或25μm的平均纤维直径。在一些实施例中，微纤维具有至少5μm或10μm的平均直径。
聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺共聚物是有利的，因为它们可具有以下性质中的一者或多者：耐紫外光；良好的热和氧化稳定性；对许多气体良好的渗透性；低表面能；低折射率；低的玻璃化转变温度；良好的疏水性；良好的介电性质；良好的生物相容性；良好的粘附性（在室温下或在熔融态）。由这样的聚合物制成的纤维及此类纤维的非织造幅材是特别理想的，因为它们提供具有高比表面积的材料。非织造幅材还具有高的孔隙度。具有高表面积和孔隙度的非织造幅材是理想的，因为它们具有透气性、透湿、适形性和对不规则表面附着性好的特征。
聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺共聚物比聚二有机硅烷-聚脲共聚物有利，因为它们具有更高的热稳定性，这对于吹塑微纤维加工来说可能特别重要。对于粘附到皮肤的应用，聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺共聚物也能比聚丙烯酸酯和苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯(SIS)及苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)型嵌段共聚物有利。例如，基于聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺的压敏粘结剂可表现出优异的粘附力和非常低创伤的移除。此外，对毛发的较低粘附力可减轻移除时的痛苦。
在一些有利的实施例中，本文所述的非织造幅材通常在室温下表现出压敏粘结(PSA)性质。压敏粘结性质通常是向至少纤维的外层的聚二有机硅氧烷-聚酰胺组合物中引入足够的增粘剂的结果。如通过ASTM D3330-87所测量，本文所述的非织造幅材通常对聚丙烯表现出至少约50、75或100克每2.54厘米宽度的（例如，初始）90度剥离强度。（例如，初始）剥离强度通常不大于500克每2.54厘米。在一些实施例中，（例如，初始）剥离强度不大于450或400或350或300克每2.54厘米。
如根据实例中所述的测试方法所测量，本文所述的非织造幅材在室温下对500g负荷可表现出至少1,000或5,000或10,000分钟的剪切粘附保持力。为了获得具有这样的高剪切粘附保持力的非织造压敏粘结剂幅材，优选非织造物包含由聚二有机硅氧烷-聚酰胺压敏粘结剂构成的单层纤维或其中聚二有机硅氧烷-聚酰胺压敏粘结剂外层相对于第二可熔融加工的芯层的重量比通常大于60/40或65/35或70/30的多层纤维。因此，可能优选包含较高的聚二有机硅氧烷-聚酰胺压敏粘结剂浓度的非织造幅材，尤其是相对于由热熔丙烯酸酯PSA构成的非织造幅材（例如US 6083856中所述）而言。
还已发现包含较高的聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺压敏粘结剂浓度的非织造幅材随时间推移表现出较低的粘附力累积(adhesion build)。在该实施例中，优选非织造物包含由聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺压敏粘结剂构成的单层纤维或其中聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺压敏粘结剂外层相对于第二可熔融加工的芯层的重量比通常大于50/50或55/45或60/40的多层纤维。随着聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺压敏粘结剂外层的浓度增大，粘附力累积往往减少。因此在一些实施例中，聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺压敏粘结剂外层相对于第二可熔融加工的芯层的重量比为至少65/35或70/30或75/25或80/20或85/15或90/10或95/05。
在其中高剪切粘附保持力不必要（如“暂时”使用）的一些实施例中，为了使成本最小化，可能优选较低的聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺压敏粘结剂浓度。在这些应用中，非织造物包含其中聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺压敏粘结剂外层相对于第二可熔融加工的芯层的重量比通常小于60/40或55/45、50/50或45/55或40/60或35/65或30/70的多层纤维。在这样的实施例中，剪切粘附保持力可大大低于1000分钟（例如，约30至500分钟）。
合适的聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，压敏粘结剂）组合物为能够在熔融工艺如纺粘工艺或熔喷工艺中挤出并形成纤维而无实质性降解或胶凝的那些。所述聚二有机硅氧烷-聚酰胺以及包含其的粘结剂可被加热至高达200℃、高达225℃、高达250℃、高达275℃或高达300℃的温度而无可注意到的材料降解。例如，当在热重分析仪中在空气的存在下加热时，当在50℃每分钟的速率下在20℃至约350℃的范围内扫描时，所述共聚物或粘结剂的重量损失常常小于10%。作为另外一种选择，如通过无可检测出的物理性质（例如，剪切、剥离）损失所确定，所述共聚物或粘结剂常常可在空气中于温度如250℃下加热1小时而无明显的降解。
合适的（例如，压敏粘结剂）聚二有机硅氧烷-聚酰胺组合物在熔融态具有足够低的粘度使得它们可被容易地挤出。在一些实施例中，聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物具有较高的粘度。然而，增粘剂的添加将降低聚二有机硅氧烷-聚酰胺的粘度，使得压敏粘结剂组合物具有足够低的粘度以便挤出。如通过实例中所述的测试方法所测量，聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，压敏粘结剂）组合物优选在约200℃至300℃范围内的温度下（即，在熔喷温度下）和1赫兹的剪切速率下具有至少约500泊并且通常不大于5000泊的复数粘度。尽管无意于受理论的束缚，但由于熔喷工艺的高剪切力，故推测熔喷工艺中的实际粘度（即，“表观粘度”）低于在1赫兹下的复数粘度。在一些实施例中，在约200℃至300℃范围内的温度和1赫兹的剪切速率下的复数粘度不大于4500泊或4000泊或3500泊。在一些实施例中，聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，压敏粘结剂）组合物在约200℃至300℃范围内的温度和1赫兹的剪切速率下的复数粘度为至少1,000泊或1500泊或2000泊。在有利的实施例中，所述组合物在不高于290℃或280℃或270℃或260℃或250℃或250℃的温度下具有这样的表观粘度。这允许聚二有机硅氧烷-聚酰胺组合物在较低的温度下熔喷，这有利于减少降解，特别是多组分纤维的第二可熔融加工的聚合物的降解。
在一些实施例中，聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，压敏粘结剂）组合物能够在熔喷工艺中形成保持其完整性的熔体流，在所述熔体流中很少有（如果有的话）断开。因此，这样的PSA具有允许其被有效地拉延成纤维的拉伸粘度。在其它实施例中，多组分纤维的第二聚合物（例如，芯内）贡献所需的拉伸粘度。
本文所述的纤维在其使用温度下具有足够的内聚强度和完整性，使得由其形成的幅材保持其纤维结构。足够的内聚性和完整性通常取决于聚二有机硅氧烷聚合物的总分子量以及酰胺键的浓度和性质。包含合适的聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，压敏粘结剂）组合物的纤维通常表现出较低的冷流或不表现出冷流，并且显示出良好的老化性质，使得纤维在环境条件下长时间保持其形状和所需的性质（例如，粘附性）。
在一个有利的实施例中，纤维通常包含（例如，线形）聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺嵌段共聚物。嵌段聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺共聚物含有至少两个式I的重复单元。
在该式中，每个R1独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、烯基、芳基、或被烷基、烷氧基或卤素所取代的芳基，其中至少50%的R1基团为甲基。每个Y独立地为亚烷基、亚芳烷基、或它们的组合。下标n独立地为40至1500的整数，下标p为1至10的整数。基团G为二价基团，所述二价基团为等于式R3HN-G-NHR3的二胺减去两个-NHR3基团的残基单元。基团R3为氢或烷基（例如，具有1至10、1至6或1至4个碳原子的烷基），或R3与G和与它们二者均连接的氮合在一起形成杂环基团（例如，R3HN-G-NHR3为哌嗪等）。每个星号（*）指示重复单元与共聚物中另一基团例如式I的另一重复单元的连接位点。
用于式I中R1的合适烷基基团通常具有1至10、1至6或1至4个碳原子。示例性的烷基基团包括但不限于甲基、乙基、异丙基、正丙基、正丁基和异丁基。用于R1的合适卤代烷基基团常常是仅相应烷基基团的一部分氢原子被卤素所代替。示例性的卤代烷基基团包括具有1至3个卤素原子和3至10个碳原子的氯代烷基和氟代烷基基团。用于R1的合适烯基基团常常具有2至10个碳原子。示例性的烯基基团常常具有2至8、2至6或2至4个碳原子如乙烯基、正丙烯基和正丁烯基。用于R1的合适芳基基团常常具有6至12个碳原子。苯基为示例性的芳基基团。芳基基团可以是未取代的或被烷基（例如，具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子的烷基）、烷氧基（例如，具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子的烷氧基）或卤素（例如，氯、溴或氟）所取代的。用于R1的合适芳烷基基团通常具有有着1至10个碳原子的亚烷基基团和有着6至12个碳原子的芳基基团。在一些示例性的芳烷基基团中，芳基基团为苯基并且亚烷基基团具有1至10个碳原子、1至6个碳原子或1至4个碳原子（即，芳烷基的结构为其中亚烷基键合至苯基基团的亚烷基-苯基）。
优选地至少50%的R1基团为甲基。例如，至少60%、至少70%、至少80%、至少90%、至少95%、至少98%或至少99%的R1基团可为甲基。剩余的R1基团可选自具有至少两个碳原子的烷基、卤代烷基、芳烷基、烯基、芳基、或被烷基、烷氧基或卤素所取代的芳基。
式I中的每个Y独立地为亚烷基、亚芳烷基、或它们的组合。合适的亚烷基基团通常具有至多10个碳原子、至多8个碳原子、至多6个碳原子或至多4个碳原子。示例性的亚烷基基团包括亚甲基、亚乙基、亚丙基、亚丁基等。合适的亚芳烷基基团通常具有有着6至12个碳原子的亚芳基基团，所述亚芳基基团键合至有着1至10个碳原子的亚烷基基团。在一些示例性的亚芳烷基基团中，亚芳基部分为亚苯基。即，二价亚芳烷基基团为其中亚苯基键合至具有1至10、1至8、1至6或1至4个碳原子的亚烷基的亚苯基-亚烷基。如本文关于基团Y所用，“它们的组合”指选自亚烷基和亚芳烷基基团的两个或更多个基团的组合。一个组合可为例如键合至单个亚烷基的单个亚芳烷基（例如，亚烷基-亚芳基-亚烷基）。在一个示例性的亚烷基-亚芳基-亚烷基组合中，亚芳基为亚苯基并且每个亚烷基具有1至10、1至6或1至4个碳原子。
式I中每个下标n独立地为40至1500的整数。例如，下标n可为至多1000、至多500、至多400、至多300、至多200、至多100、至多80或至多60的整数。n的值常常为至少40、至少45、至少50或至少55。例如，下标n可在40至1000、40至500、50至500、50至400、50至300、50至200、50至100、50至80或50至60的范围内。
下标p为1至10的整数。例如，p的值常常为至多9、至多8、至多7、至多6、至多5、至多4、至多3或至多2的整数。p的值可在1至8、1至6或1至4的范围内。
式I中基团G为等于式R3HN-G-NHR3的二胺化合物减去两个氨基基团（即，-NHR3基团）的残基单元。基团R3为氢或烷基（例如，具有1至10、1至6或1至4个碳原子的烷基）或R3与G和与它们二者均连接的氮一起可形成杂环基团（例如，R3HN-G-NHR3为哌嗪）。二胺可具有伯或仲氨基基团。在大多数实施例中，R3为氢或烷基。在许多实施例中，二胺的两个氨基基团均为伯氨基基团（即，两个R3基团均为氢）并且二胺是式H2N-G-NH2的。
在一些实施例中，G为亚烷基、杂亚烷基、聚二有机硅氧烷、亚芳基、亚芳烷基、或它们的组合。合适的亚烷基常常具有2至10、2至6或2至4个碳原子。示例性的亚烷基基团包括亚乙基、亚丙基、亚丁基等。合适的杂亚烷基常常为聚氧化烯如具有至少2个亚乙基单元的聚氧乙烯、具有至少2个亚丙基单元的聚氧丙烯、聚氧丁烯、或它们的共聚物。合适的聚二有机硅氧烷包括式III的聚二有机硅氧烷二胺（其在下文描述）减去两个氨基基团。示例性的聚二有机硅氧烷包括但不限于具有亚烷基Y基团的聚二甲基硅氧烷。合适的亚芳烷基基团通常含有有着6至12个碳原子的亚芳基基团，所述亚芳基基团键合至有着1至10个碳原子的亚烷基基团。一些示例性的亚芳烷基是亚苯基-亚烷基，其中所述亚苯基与具有1至10个碳原子、1至8个碳原子、1至6个碳原子、或1至4个碳原子的亚烷基键合。如本文关于基团G所用，“它们的组合”指选自亚烷基、杂亚烷基、聚二有机硅氧烷、亚芳基和亚芳烷基的两个或更多个基团的组合。一个组合可为例如键合至亚烷基的亚芳烷基（例如，亚烷基-亚芳基-亚烷基）。在一个示例性的亚烷基-亚芳基-亚烷基组合中，亚芳基为亚苯基并且每个亚烷基具有1至10、1至6或1至4个碳原子。
所述聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺往往无具有式-Ra-(CO)-NH-的基团，其中Ra为亚烷基。沿共聚材料的主链的所有羰基氨基基团均为乙二酰氨基基团（即，-(CO)-(CO)-NH-基团）的一部分。也就是说，沿共聚材料的主链的任何羰基基团均键合至另一羰基基团并且为乙二酰基团的一部分。更具体地讲，所述聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺具有多个氨基乙二酰氨基基团。
所述聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺为线形、嵌段共聚物并且可为弹性体材料。与通常配制为易碎固体或硬塑料的许多已知的聚二有机硅氧烷-聚酰胺不同，所述聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺可配制为包含基于共聚物的重量计大于50重量%的聚二有机硅氧烷链段。聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺中二有机基硅氧烷的重量%可通过使用较高分子量的聚二有机硅氧烷链段来增加，以在聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺中提供大于60重量%、大于70重量%、大于80重量%、大于90重量%、大于95重量%或大于98重量%的聚二有机硅氧烷链段。可使用较高的量的聚二有机硅氧烷来制备具有较低模量同时保持适当强度的弹性体材料。
所述聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺共聚物具有聚硅氧烷的许多可取特征如低的玻璃化转变温度、热和氧化稳定性、耐紫外辐射、低表面能和疏水性以及对许多气体高的渗透性。另外，所述共聚物表现出良好到优异的机械强度。
式I的共聚材料可以是光学透明的。如本文所用，术语“光学透明的”指对人眼透明的材料。通常，光学透明的共聚材料的光透射率为至少约90%，雾度小于约2%，并且在400至700nm波长范围内的不透明度小于约1%。光透射率和雾度可使用例如ASTM-D1003-95方法测定。
具有式I的重复单元的线形嵌段共聚物可例如通过至少一种含聚二有机硅氧烷的前体与至少一种二胺的反应来制备，如US7,371,464中所述；所述专利以引用的方式并入本文。
二胺有时分类为有机二胺或具有有机二胺的聚二有机硅氧烷二胺，所述有机二胺包括例如选自亚烷基二胺、杂亚烷基二胺（如聚氧化烯二胺）、亚芳基二胺、亚芳烷基二胺或亚烷基-亚芳烷基二胺的那些。二胺仅具有两个氨基基团，使得所得聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺为常常是弹性体的、可热熔加工的（例如，所述共聚物可在例如高达250℃或更高的高温下加工而无明显的组合物降解）并可溶于一些常见有机溶剂中的线形嵌段共聚物。在一些实施例中，二胺不含具有不止两个伯或仲氨基基团的多胺。也可存在不与含聚二有机硅氧烷的前体反应的叔胺。另外，反应中采用的二胺不含任何羰基氨基基团。也就是说，二胺不为酰胺。
优选的亚烷基二胺（即，G为亚烷基）包括但不限于乙二胺、丙二胺、丁二胺、六亚甲基二胺、2-甲基五亚甲基-1,5-二胺（即，可自特拉华州威尔明顿的杜邦公司(DuPont,Wilmington,DE)以商品名DYTEK A商购获得）、1,3-戊二胺（可自杜邦公司(DuPont)以商品名DYTEK EP商购获得）、1,4-环己烷二胺、1,2-环己烷二胺（可自杜邦公司(DuPont)以商品名DHC-99商购获得）、4,4′-双(氨基环己基)甲烷和3-氨基甲基-3,5,5-三甲基环己基胺。
所述聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺共聚物可使用多种聚二有机硅氧烷前体、多种二胺或它们的组合制备。可在反应条件下合并具有不同平均分子量的多种前体与单一二胺或多种二胺。例如，前体可包括具有不同的n值、不同的p值或不同的n和p值的材料的混合物。所述多种二胺可包括例如为有机二胺的第一二胺和为聚二有机硅氧烷二胺的第二二胺。同样，可在反应条件下合并单一前体与多种二胺。
可使用任何合适的反应器或工艺来制备所述聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物材料。反应可采用间歇工艺、半间歇工艺或连续工艺来进行。示例性的间歇工艺可在装配有机械搅拌器如Brabender混合器的反应容器中进行，前提条件是反应产物呈熔融态并且具有足够低的粘度以从反应器泄放。示例性的半间歇工艺可在连续搅拌的管、槽或流化床中进行。示例性的连续工艺可在单螺杆或双螺杆挤出机如刮面反向旋转或同向旋转双螺杆挤出机中进行。
含聚二有机硅氧烷的前体可通过任何已知的方法制备。在一些实施例中，该前体根据以下反应方案如先前提及的US7,371,464中所述制备。
聚二有机硅氧烷二胺可通过任何已知的方法制备并可具有任何合适的分子量。在有利的实施例中，平均分子量为至少10,000克/摩尔并且通常不大于150,000克/摩尔。
合适的聚二有机硅氧烷二胺及制备聚二有机硅氧烷二胺的方法在例如5,214,119（Leir等人）、5,461,134（Leir等人）、5,512,650（Leir等人）和7,371,464（Sherman等人）中有所描述，这些专利以引用的方式全文并入本文。一些聚二有机硅氧烷二胺可例如自加利福尼亚州托伦斯的信越有机硅美国公司(Shin Etsu Silicones of America,Inc.,Torrance,CA)和自宾夕法尼亚州莫里斯维尔的盖勒斯特公司(Gelest Inc.,Morrisville,PA)商购获得。
向聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺共聚物中加入增粘树脂如硅酸盐增粘树脂以提供或增强共聚物的粘附性。硅酸盐增粘树脂可影响所得粘结剂组合物的物理性质。例如，随着硅酸盐增粘树脂含量增大，粘结剂组合物从玻璃态到橡胶态的转变将在越来越高的温度下发生。在一些示例性粘结剂组合物中，可使用多种硅酸盐增粘树脂来得到所需的性能。
合适的硅酸盐增粘树脂包括由以下结构单元构成的那些树脂：M（即，单价R′3SiO1/2单元）、D（即，二价R′2SiO2/2单元）、T（即，三价R′SiO3/2单元）和Q（即，四价SiO4/2单元）、以及它们的组合。代表性的示例性硅酸盐树脂包括MQ硅酸盐增粘树脂、MQD硅酸盐增粘树脂和MQT硅酸盐增粘树脂。这些硅酸盐增粘树脂的数均分子量通常在100至50,000的范围内或在500至15,000的范围内并且通常具有甲基R′基团。
MQ硅酸盐增粘树脂为具有R′3SiO1/2单元（“M”单元）和SiO4/2单元（“Q”单元）的共聚树脂，其中M单元键合至Q单元，每个所述Q单元键合至至少一个其它的Q单元。SiO4/2单元（“Q”单元）中的一些键合至羟基残基，产生HOSiO3/2单元（“TOH”单元），从而构成硅酸盐增粘树脂的硅键合羟基含量，而一些仅键合至其它的SiO4/2单元。
这样的树脂在例如Encyclopedia of Polymer Science andEngineering,vol.15,John Wiley & Sons,New York,(1989),pp.265-270（聚合物科学工程百科全书，第15卷，John Wiley & Sons，纽约，1989年，第265-270页）和美国专利No.2,676,182（Daudt等人）、3,627,851(Brady)、3,772,247(Flannigan)和5,248,739（Schmidt等人）中有所描述。其它例子在美国专利No.5,082,706(Tangney)中有公开。上述树脂通常在溶剂中制备。干燥或无溶剂的M有机硅增粘树脂可如美国专利No.5,319,040（Wengrovius等人）、5,302,685（Tsumura等人）和4,935,484（Wolfgruber等人）中所述制备。
某些MQ硅酸盐增粘树脂可通过美国专利No.2,676,182（Daudt等人）中描述的二氧化硅水溶胶封端方法根据美国专利No.3,627,851(Brady)和美国专利No.3,772,247(Flannigan)中的改进制备。这些改进的方法常常包括限制硅酸钠溶液的浓度和/或硅酸钠中硅对钠的比率，和/或限制对经中和的硅酸钠溶液封端之前的时间至通常比Daudt等人所公开的那些低的值。经中和的二氧化硅水溶胶常在被中和后尽快用醇如2-丙醇稳定化并用R3SiO1/2硅氧烷单元封端。可将MQ树脂上的硅键合的羟基（即，硅烷醇）的含量降低至占所述硅酸盐增粘树脂的重量的不大于1.5重量%，不大于1.2重量%，不大于1.0重量%，或不大于0.8重量%。这可通过例如使六甲基二硅氮烷与硅酸盐增粘树脂反应来实现。该反应可用例如三氟乙酸来催化。作为另外一种选择，可以使三甲基氯硅烷或三甲基甲硅烷基乙酰胺与硅酸盐增粘树脂反应，在这种情况下无需催化剂。
MQD有机硅增粘树脂为具有R′3SiO1/2单元（“M”单元）、SiO4/2单元（“Q”单元）和R′2SiO2/2单元（“D”单元）的三元共聚物，如美国专利No.2,736,721(Dexter)中所教导的。在MQD有机硅增粘树脂中，R′2SiO2/2单元（“D”单元）中的一些甲基R′基团可被乙烯基（CH2=CH-）基团所代替（“DVi”单元）。
MQT硅酸盐增粘树脂为具有R′3SiO1/2单元、SiO4/2单元和R′SiO3/2单元（“T”单元）的三元共聚物，如美国专利No.5,110,890(Butler)和日本公开HE 2-36234中所教导的。
合适的硅酸盐增粘树脂可自来源如密歇根州米德兰的道康宁公司(Dow Corning,Midland,MI)、纽约州沃特福德的通用电气有机硅公司(General Electric Silicones Waterford,NY)和南卡罗来纳州罗克希尔的罗地亚有机硅公司(Rhodia Silicones,Rock Hill,SC)商购获得。特别有用的MQ硅酸盐增粘树脂的例子包括可以商品名SR-545和SR-1000得到的那些，其二者均可自纽约州沃特福德的通用电气有机硅公司(GESilicones)商购获得。这样的树脂通常在有机溶剂中供应并可以如收到的粘结剂制剂来采用。可在粘结剂组合物中包含两种或更多种硅酸盐树脂的共混物。
基于聚二有机硅氧烷-聚酰胺和硅酸盐增粘树脂的合并重量计，所述压敏粘结剂组合物通常含有至少20至80重量%的聚二有机硅氧烷-聚酰胺和20至80重量%的硅酸盐增粘树脂。例如，粘结剂组合物可含有30至70重量%的聚二有机硅氧烷-聚酰胺和30至70重量%的硅酸盐增粘树脂、35至65重量%的聚二有机硅氧烷-聚酰胺和35至65重量%的硅酸盐增粘树脂、40至60重量%的聚二有机硅氧烷-聚酰胺和40至60重量%的硅酸盐增粘树脂或45至55重量%的聚二有机硅氧烷-聚酰胺和45至55重量%的硅酸盐增粘树脂。
在一些实施例中，描述了多组分纤维。所述多组分纤维包含至少一种聚二有机硅氧烷-聚酰胺和至少一种不为聚二有机硅氧烷聚合物的第二聚合物（包括共聚物）。这些不同的组分可呈两层或更多层纤维、皮-芯纤维构造、具有多个径向段的纤维（例如，其中纤维的横截面具有交替的聚二有机硅氧烷-聚酰胺和第二可熔融加工的聚合物的馅饼构造）或“海岛”型纤维结构的形式。多层纤维的至少一个层（例如，芯和/或外层）沿纤维长度在离散的区中基本连续地存在，所述区优选沿纤维的整个长度延伸。在一些实施例中，外层沿纤维长度不连续。
无论多组分纤维的物理形式如何，在有利的实施例中，纤维的外表面中相当大一部分包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺聚合物或是包含其的压敏粘结剂组合物。在一些实施例中，聚二有机硅氧烷-聚酰胺组合物占纤维的外表面层的至少25%、30%、35%、40%、45%或50%。在典型的皮-芯纤维构造中，整个外层可由聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，粘结剂）组合物构成。然而，通常，外层的一部分包含第二热塑性聚合物。因此，在该实施例中，聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，粘结剂）占外表面层的不到100%。在一些实施例中，聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，粘结剂）占纤维的外表面层的至少55%、60%、65%、70%、75%、80%、85%、90%或95%。
所述一种或多种第二聚合物是可熔融加工的（通常，热塑性的）并且可具有或可不具有弹性体性质。它们也可具有或可不具有压敏粘结剂性质。这样的聚合物（在本文中称为第二可熔融加工的聚合物或共聚物）在熔融态具有较低的剪切粘度使得它们可被容易地挤出并有效地拉延形成纤维，如上文关于聚二有机硅氧烷-聚酰胺组合物所述。虽然第二聚合物可与聚二有机硅氧烷-聚酰胺组合物混溶，但通常将材料加工为使得外表面层主要为聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，粘结剂）组合物。聚合物熔体的流变行为通常相似以便于均匀的挤出。
所述第二可熔融加工的聚合物可提供若干改进。在一些实施例中，第二可熔融加工的聚合物将降低整个幅材的成本。在其它实施例中，第二可熔融加工的聚合物可增大芯层的弹性，这可改善粘附力（例如，对皮肤）。还在其它的实施例中，第二可熔融加工的聚合物可调节粘附力水平。例如，通过使用为（例如，丙烯酸类共聚物）压敏粘结剂的第二可熔融加工的聚合物，剥离强度可增大。然而，通过使用其它第二可熔融加工的聚合物如聚烯烃，剥离强度可减小。还在其它的实施例中，第二可熔融加工的聚合物可改善对另一基材如背衬的粘附力或锚固性。例如，其中至少一部分存在于外层上的聚烯烃第二可熔融加工的聚合物的引入可改善对聚烯烃背衬材料的粘附力。
第二可熔融加工的聚合物或共聚物可以各种量使用。在有利的实施例中，使较低成本的第二可熔融加工的聚合物的浓度最大化，而仍提供引入聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，压敏粘结剂）组合物的有益效果。所述一种或多种第二可熔融加工的聚合物或共聚物通常以基于多组分纤维或非织造幅材的总重量计至少25重量%、30重量%、35重量%、40重量%、45重量%、50重量%、55重量%、60重量%、65重量%或约70重量%的量存在。
第二可熔融加工的聚合物或共聚物的例子包括但不限于聚烯烃如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯、聚己烯和聚辛烯；聚苯乙烯；聚氨酯；聚酯如聚对苯二甲酸乙二醇酯；聚酰胺如尼龙；可以商品名KRATON得到的类型的苯乙烯嵌段共聚物（例如，苯乙烯/异戊二烯/苯乙烯、苯乙烯/丁二烯/苯乙烯）；环氧树脂；丙烯酸类聚合物和共聚物（即，聚丙烯酸酯）；醋酸乙烯酯如乙烯-醋酸乙烯酯；以及它们的混合物。
在一些实施例中，第二可熔融加工的聚合物为压敏粘结剂组合物。例如，第二可熔融加工的聚合物可为丙烯酸酯压敏粘结剂，如US6083856中所述，该专利以引用的方式并入本文；或为经增粘的苯乙烯嵌段共聚物压敏粘结剂组合物。
聚丙烯酸酯压敏粘结剂常衍生自：（A）至少一种单官能(甲基)丙烯酸烷基酯单体（即，丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯单体）；和（B）至少一种单官能可自由基共聚的增强单体。增强单体具有比(甲基)丙烯酸烷基酯单体高的均聚物玻璃化转变温度。优选地，如通过差示扫描量热法所测量，在聚丙烯酸酯压敏粘结剂共聚物纤维的制备中使用的单体包括：（A）当均聚时通常具有不高于约0℃的玻璃化转变温度的单官能(甲基)丙烯酸烷基酯单体；和（B）当均聚时通常具有至少约10℃的玻璃化转变温度的单官能可自由基共聚的增强单体。(甲基)丙烯酸酯的烷基基团通常具有平均约4至约20个碳原子，更优选地，平均约4至约14个碳原子。所述烷基基团可任选地在链中含有氧原子，从而形成醚或烷氧基醚。增强单体B通常为(甲基)丙烯酸类单体，包括丙烯酸、甲基丙烯酸、丙烯酰胺和丙烯酸酯。聚丙烯酸酯压敏粘结剂可通过使聚苯乙烯的丙烯酸酯大分子单体、甲氧基封端聚乙二醇等反应来制备。在一个实施例中，聚丙烯酸酯压敏粘结剂通过向A和B的无规共聚物上接枝聚苯乙烯大分子单体来制备。
对于其中多组分纤维包含的第二可熔融加工的聚合物或共聚物不含增粘树脂的实施例，压敏熔喷幅材中增粘树脂的总量可低于粘结剂独自的增粘树脂总量。例如，当压敏聚二有机硅氧烷-聚酰胺外层通常包含40至60重量%的硅酸盐增粘树脂时，熔喷幅材中硅酸盐增粘树脂的浓度可为至少15重量%或20重量%。作为另外一种选择，当第二可熔融加工的聚合物或共聚物包含增粘树脂时，纤维的增粘树脂浓度可比聚二有机硅氧烷-聚酰胺压敏粘结剂的增粘树脂浓度高。
所述聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，粘结剂）组合物和第二可熔融加工的聚合物可还包含其它添加剂以提供所需的性质。例如，可添加染料和颜料作为着色剂；可添加导电和/或导热化合物以使得组合物导电和/或导热或防静电；可添加抗氧化剂和抗微生物剂；以及可添加紫外光稳定剂和吸收剂如受阻胺光稳定剂(HALS)以使组合物稳定化以防紫外降解和阻断某些紫外波长通过制品。其它添加剂包括但不限于粘附促进剂、填料、粘性增强剂（即，增粘剂）、发泡剂、可熔融加工的稀释剂如增塑剂以及阻燃剂。
用于制备纤维的熔融工艺如纺粘和熔喷工艺是本领域熟知的。虽然多组分纤维可自任何合适的工艺制备，但优选用如美国专利No.5,238,733和第6,083,856（Joseph等人）中所述的熔喷工艺将组合物制成为纤维（特别是微纤维）和其非织造幅材；所述专利以引用的方式并入本文。
特别优选熔喷工艺，因为它们形成自生粘合的幅材，所述自生粘合的幅材通常不需要进一步的处理来将纤维粘合于一起。如上面列出的Joseph等人的专利中所公开的多层微纤维的形成中使用的熔喷工艺特别适用于制备本文所述的多层微纤维。此类工艺使用热（例如，等于聚合物熔融温度或比聚合物熔融温度高约20℃至约30℃）的高速空气来拉长和细化从模头挤出的聚合物材料，所述材料通常在从模头行进较短距离后凝固。取决于加工温度和条件，如此形成的熔喷纤维可以是非取向的（即，无取向）。所得纤维被称为熔喷纤维并且通常是大体连续的。它们通过纤维的缠结在出口模头孔口和收集表面之间形成粘在一起的幅材，所述缠结部分归因于其中夹带纤维的湍流气流。
例如，Joseph等人的专利描述了通过向单独的分离器或汇合歧管中进给两个单独的有机聚合物材料流来形成多组分熔喷微纤维幅材。所述分流或分开的流通常在模头或模头孔口之前即刻汇合。优选将所述单独的流创建成沿紧挨的平行流程的熔体流，并在它们基本平行于彼此及所得的汇合多层流的流程的地方汇合。然后将该多层流进给到模头和/或模头孔口中并通过模头孔口。在一排模头孔口的任一侧上设置空气狭缝，引导均匀的加热空气在高速下作用于挤出的多组分熔体流。该高速热空气拉延并细化挤出的聚合物材料，所述材料在从模头行进较短距离后凝固。可采用单个挤出机、单端口进料模头、无分离器地以类似的方式用空气细化制备单层微纤维。
通常控制单独的流的可熔融加工材料的温度和选择以使得（例如，压敏粘结剂）聚二有机硅氧烷-聚酰胺和第二可熔融加工的聚合物达到充分相似的粘度，如先前所述。当单独的聚合物流汇聚时，如使用毛细管流变仪所测得，所述流在熔融态（即，在熔喷条件下）的表观粘度通常为约150泊至约800泊。所述一个或多个聚合物流的表观粘度可通过按照美国专利No.3,849,241（Butin等人）改变温度来调节。
在一些实施例中，第二可熔融加工的聚合物与前面针对低表面能热塑性组合物所述具有相同或相似的复数粘度特性。然而，通常，第二可熔融加工的聚合物将在比聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，压敏粘结剂）低的温度下熔喷。在一些实施例中，第二可熔融加工的聚合物在比聚二有机硅氧烷-聚酰胺组合物低至少10℃或20℃或30℃或40℃的温度下熔喷。因此，在相同的温度下，第二可熔融加工的聚合物通常具有显著较低的粘度。
在熔喷温度下聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，压敏粘结剂）组合物与第二可熔融加工的聚合物之间的复数粘度比率通常在约1:1至约10:1（即，聚二有机硅氧烷-聚酰胺（例如，粘结剂）组合物比第二可熔融加工的聚合物粘稠10倍）的范围内。在一些实施例中，在熔喷温度下聚二有机硅氧烷-聚酰胺组合物与第二可熔融加工的聚合物之间的复数粘度比率不大于9:1、或8:1、或7:1、或6:1、或5:1。
凝固或部分凝固的纤维形成缠结纤维的互锁网络，这些缠结纤维作为幅材收集。收集表面可为呈平面或滚筒、移动带等的形式的实心或穿孔表面。如果使用穿孔表面，则可使收集表面的背侧暴露于真空或低压区域以帮助纤维的沉积。收集器相距模头面的距离通常为约7厘米（cm）至约130cm。移动收集器使之更靠近模头面，例如约7cm至约30cm，将产生更强的纤维间粘合和较不蓬松的幅材。
形成的聚合物纤维的尺寸在很大程度上取决于细化气流的速度和温度、孔口直径、熔体流的温度以及每孔口的总流率。形成的幅材可具有任何对于所需及预期的最终用途而言合适的厚度。一般来讲，约0.01cm至约1或0.5cm的厚度适合大多数应用。通常，厚度为0.025至0.25cm。非织造幅材的基重通常在约5克/m2至约100、125或150克/m2微米的范围内。在一些实施例中，基重为至少10、15或20克/m2。在其它实施例中，基重可为至少50、60或70克/m2。
本文所述聚二有机硅氧烷-聚酰胺压敏和多组分纤维可与其它纤维如短纤维混合。具有不止一类纤维的幅材在本文中称为具有杂混构造。在杂混构造中，多种类型的纤维可紧密混合形成基本均匀的横截面，或它们可在单独的层中。幅材性质可随使用的不同纤维的数量、采用的层数以及层的排列而异。还可在其收集之前、过程中或之后例如通过使用喷雾器向幅材中引入其它材料如表面活性剂或粘合剂。
幅材或包含幅材的复合结构还可在收集或组装后进一步加工，例如通过压延或点式压花以增大幅材强度、提供图案化表面或是熔合幅材结构等中接触点处的纤维；通过取向以提供增大的幅材强度；通过针刺；加热或模制操作；涂布以例如粘结剂以提供带材结构；等。
本文所述的非织造幅材可用在复合多层结构中。其它层可为支承幅材，纺粘纤维、短纤维和/或熔喷纤维的非织造幅材，以及弹性、半渗透性和/或不渗透性材料的膜。这些其它层可出于吸收性、表面纹理、硬化等而使用。可使用常规技术如热粘合、粘合剂或粘结剂或是机械啮合如水刺或针刺将它们附接到纤维的非织造幅材。
可使用本文所述的非织造幅材来制备包含背衬和如本文所述的压敏粘结剂非织造幅材的层合物。即，这些非织造幅材可用作背衬如纸、聚合物膜或常规织造或非织造幅材上的压敏粘结剂层以形成粘结剂制品。可用离型衬垫覆盖压敏粘结剂非织造幅材直至使用。本文所述非织造幅材还可用来粘合其它层于一起，尤其是其它非织造层。
本文所述非织造幅材可用来制备粘结剂制品，如带材（包括附着到皮肤的医用级带材）、标签、伤口敷料、在直接通过其行外科手术之前附着到病人皮肤的所谓开刀巾等。
合适的背衬材料，尤其是对于医用盖布和敷料而言，包括弹性体膜，所述弹性体膜包括：聚烯烃，如低密度聚乙烯和特别是茂金属聚乙烯如可自陶氏化学公司(Dow Chemical)商购获得的EngageTM聚乙烯；聚氨酯，如聚酯或聚醚聚氨酯（例如，可自俄亥俄州威克利夫的路博润公司(Lubrizol Corp.,Wickliffe,Ohio)商购获得的“EstaneTM热塑性聚氨酯”）；聚酯，如聚醚聚酯（例如，可自特拉华州威尔明顿的杜邦公司(Du Pont Co.,Wilmington,Del.)商购获得的“HytrelTM聚酯弹性体”）；和聚酰胺，如聚醚聚酰胺（例如，可自宾夕法尼亚州费城的ELF阿托化学北美公司(ELF Atochem,North America,Inc.,Philadelphia,Pa.)商购获得的“PebaxTM树脂”）。
如根据实例中描述的测试方法所测量，优选的膜及PSA涂布敷料和盖布具有高的湿气透过率(MVTR)。MVTR通常高于1000g/m2/24小时或2000g/m2/24小时或3000g/m2/24小时（在37℃/100-20%的相对湿度下）。在一些实施例中，MVTR高于4000g/m2/24小时或5000g/m2/24小时或6000g/m2/24小时或7000g/m2/24小时或8000g/m2/24小时。
聚硅氧烷-聚酰胺PSA纤维或非织造物可能适合与微复制型流体输送敷料如美国专利7781639中公开的那些一起使用；所述专利以引用的方式并入本文。
在一些优选的实施例中，可在聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物中或上引入一种或多种合适的抗微生物剂。抗微生物剂的使用对于局部应用如伤口敷料、开刀巾、IV敷料、急救敷料、医用带材、伤口接触层等而言可能特别有用。抗微生物剂包括抗微生物脂质、酚类防腐剂、阳离子防腐剂、碘和/或碘伏、抗微生物天然油、或它们的组合。除包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺PSA的纤维中或上的抗微生物剂外，或是代替包含聚二有机硅氧烷-聚酰胺PSA的纤维中或上的抗微生物剂，医用制品可具有自一个或多个其它部件如非织造或泡沫层、背衬、薄膜接触层等递送的抗微生物剂。
在某些实施例中，抗微生物脂质选自多元醇的（C7-C14）饱和脂肪酸酯、多元醇的（C8-C22）不饱和脂肪酸酯、多元醇的（C7-C14）饱和脂肪醚、多元醇的（C8-C22）不饱和脂肪醚、（C2-C8）羟基羧酸的（C7-C14）脂肪醇酯（优选单酯）（优选（C2-C8）羟基羧酸的（C8-C12）脂肪醇酯（优选单酯））、（C2-C8）羟基羧酸的（C8-C22）单或多不饱和脂肪醇酯（优选单酯）、具有游离羟基基团的任何前述的烷氧基化衍生物、以及它们的组合；其中所述烷氧基化衍生物具有不到5摩尔醇盐每摩尔多元醇或羟基羧酸；前提条件是对于非蔗糖的多元醇，酯包括单酯，醚包括单醚，而对于蔗糖，酯包括单酯、二酯、或它们的组合，醚包括单醚。
在某些实施例中，抗微生物脂质选自多元醇的（C8-C12）饱和脂肪酸酯、多元醇的（C12-C22）不饱和脂肪酸酯、多元醇的（C8-C12）饱和脂肪醚、多元醇的（C12-C22）不饱和脂肪醚、任何前述的烷氧基化衍生物、以及它们的组合；其中所述烷氧基化衍生物具有不到5摩尔醇盐每摩尔多元醇；前提条件是对于非蔗糖的多元醇，酯包括单酯，醚包括单醚，而对于蔗糖，酯包括单酯、二酯、或它们的组合，醚包括单醚。
在某些实施例中，抗微生物组分包括酚类防腐剂。在某些实施例中，酚类防腐剂选自二苯基醚、酚醛树脂、双酚类、间苯二酚、酰苯胺、以及它们的组合。在某些实施例中，酚类防腐剂包括三氯生。
在某些实施例中，抗微生物组分包括阳离子防腐剂。在某些实施例中，阳离子防腐剂选自双胍、二双胍、聚合双胍（包括但不限于洗必泰盐和聚六亚甲基双胍盐）、聚合型季铵化合物、银及其络合物、包含季铵或质子化叔或仲胺和至少一个至少6个碳原子的烷基基团的小分子季铵化合物如苄索氯铵、甲苄索氯铵、苯扎氯铵、西吡氯铵、十六烷基三甲基溴化铵、奥替尼啶等、以及它们的组合。
在某些实施例中，阳离子抗微生物组分包括银和铜。银也已知是有效的防腐剂并已用在霜剂中以治疗伤口和其它局部感染。银的活性形式为离子Ag+，其可自多种熟知的银盐和络合物递送，包括：银沸石；无机银盐如硝酸银、氯化银、硫酸银、硫代硫酸银；烷基、芳基和芳烷基羧酸银（优选的羧酸根阴离子具有不到约8个碳原子，例如乙酸根、乳酸根、水杨酸根和葡糖酸根）；氧化银、胶体银、纳米晶银、银沸石、银包覆微球、与各种聚合物络合的银和自树枝状体递送的银如美国专利No.6,579,906和6,224,898中描述的；以及银抗微生物络合物如磺胺嘧啶银。银可任选地与伯胺、仲胺、叔胺和季胺、以及它们的聚合物形式和银蛋白络合物络合。
在某些实施例中，抗微生物组分包括碘和/或碘伏。在某些实施例中，碘伏为聚维酮-碘或聚乙二醇-碘或衍生的聚乙二醇-碘络合物如聚乙氧基化烷基或烷芳基醇-碘络合物。如本文所用，碘络合物可包括与分子碘的络合物但更常常是与三碘化物的络合物。
在某些实施例中，抗微生物组分包括抗微生物天然油。天然油防腐剂包括来自植物的油和油提取物如茶树油、葡萄柚籽提取物、绵马提取物（含根皮(phloro)、4-丁基雷琐酚(lucinol)的提取物）；小檗属植物提取物（盐酸小檗碱）；月桂提取物；月桂树皮提取物（杨梅苷）；杜松油；CAE（可得自新泽西州提内克的味之素公司(Ajinomoto,Teaneck,N.J.)）；玉树油；葛缕子油；卡藜树皮（以商品名ESSENTIAL OIL出售）；雪松叶油；洋甘菊；肉桂油；香茅油；丁香油；德国春黄菊油；虎杖；柠檬香脂油；柠檬草；橄榄叶提取物（可得自Bio Botanica公司）；欧芹；广藿香油；芍药根；松针油；PLANSERVATIVE（可得自康博公司(Campo Research)）；蔷薇老鹳草油；迷迭香；鼠尾草等以及它们的混合物。特别优选的是茶树油（玉树油）和葡萄柚籽提取物。
实例
采用的材料
A1：热熔丙烯酸酯压敏粘结剂(PSA)
聚合物A1为丙烯酸异辛酯/丙烯酸/聚苯乙烯大分子单体的共聚物，组成分别为92/4/4%（按重量计）。首先，制备丙烯酸异辛酯和丙烯酸的无规共聚物，然后用聚苯乙烯大分子单体对该聚合物接枝。如美国专利No.6083856的实例1及其中引用的参考文献中所述制备聚合物。
用ARES G2流变仪（美国特拉华州纽卡斯尔的TA仪器公司(TAInstruments,New Castle,DE,USA)）使用平行板夹具测量振荡剪切下的熔体粘度。将聚合物的试样模制成直径25mm并厚1mm的盘，将该盘置于平行板之间。使用温度扫描法，在样品于1℃/min下加热的同时测量粘度。应变幅度设定为3%，频率设定为1Hz。测量复数粘度并以泊为单位记录。200℃下熔融态的丙烯酸类粘结剂A1的复数粘度为600泊。
P1：聚烯烃共混物
聚合物P1为ENGAGE8401聚烯烃弹性体—乙烯和辛烯-1的共聚物（美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow Chemical Company,Midland,Michigan USA)）与DOW DNDA-1081NT7线形低密度聚乙烯(LLDPE)（美国密歇根州米德兰的陶氏化学公司(Dow ChemicalCompany,Midland,Michigan USA)）的共混物。P1通过以80/20(ENGAGE/LLDPE)（按重量计）的组成共混ENGAGE8401和LLDPE的粒料来制备。通过与对聚合物A1所用相同的技术测量熔体粘度。200℃下熔融态的聚烯烃共混物P1的复数粘度为3000泊。
S1：有机硅聚乙二酰胺压敏粘结剂(PSA)
聚合物配混物S1为有机硅聚乙二酰胺弹性体与MQ-树脂的共混物。
所用的有机硅聚乙二酰胺聚合物由该结构式表示
其中Y=亚丙基，R1=甲基，R3=H并且G=亚乙基。其根据美国专利No.7501184中实例2的方法制备，不同的是使用大致分子量为25,000g/mol的PDMS二胺代替分子量为5,000的聚二甲基硅氧烷二胺。该25,000MW的有机硅二胺如美国专利No.6355759中所述制备。
为制备有机硅聚乙二酰胺，使用的胺（来自乙二胺）相对于酯（来自前体）的摩尔比为0.92:1。
在30℃下使用Canon-Fenske粘度计（型号50P296）在四氢呋喃(THF)溶液中在0.2g/dL的浓度下测量该有机硅聚乙二酰胺聚合物的特性粘度(IV)。先前已发现类似的有机硅聚乙二酰胺聚合物的特性粘度在0.1至0.4g/dL的范围内基本与浓度无关。对3次试验的特性粘度取平均值。该有机硅聚乙二酰胺树脂的IV为1.6dl/g。
商购获得MQ-树脂粉末803TF（德国慕尼黑的瓦克化学品公司(Wacker Chemie AG,München,Germany)），该粉末据信为四烷氧基硅烷（Q单元）和三甲基乙氧基硅烷（M单元）的共水解产物。MQ-树脂粉末803TF的化学结构据信为聚硅酸单元的三维网络，所述聚硅酸单元由三甲基甲硅烷基基团封端。据信存在一些残余的乙氧基和羟基官能。平均分子量通过M和Q单元的比率来控制。对于MQ-树脂粉末803TF，该比率据信为约0.67。
有机硅聚乙二酰胺PSA组合物(S1)通过在50份/50份（按重量计）的组成下热熔配混有机硅聚乙二酰胺弹性体与MQ-树脂增粘剂来制备。将两种树脂进给到BERSTORFF ZE25同向旋转双螺杆挤出机（美国肯塔基州佛罗伦萨的克劳斯玛菲公司贝尔斯多夫分公司(KraussMaffei Corp.,Berstorff Division,Florence,KY,USA)）中，该挤出机预设在255℃的温度和10磅/小时（4.5kg/hr）的总进给速率下。收集所混配的粘结剂，骤冷并贮存以供后来用在熔喷中。通过与对聚合物A1所用相同的技术测量熔体粘度。250℃下熔融态的有机硅聚乙二酰胺PSA S1的复数粘度为2700泊。
L1：离型衬垫
L1为基于PET聚酯的含氟有机硅涂布衬垫，两面上均涂布，并由美国威斯康星州哈蒙德的耐恒公司(Loparex LLC,Hammond,Wisconsin,USA)供应。
纤维直径测量
在制得实例（下面）的每个非织造幅材后，如下测量其平均纤维直径：对于每个试样，在NIKON OPTIPHOT-2-POL光学显微镜（美国纽约州梅尔维尔的尼康仪器公司(Nikon Instruments,Inc.,Melville,NY,USA)）上使用5倍物镜采集图像以获得最佳焦深。总放大倍率为50倍。使用透过的偏振光来使焦平面中纤维的对比度最大化。自每个试样采集四个视场的图像。显微镜的5倍物镜的校准依靠Leitz镜台测微计来进行。依靠测微计进行三个单独的测量。所有均在校准标准的预期值的约0.6%内。使用IMAGE-PRO PLUS软件（美国马里兰州贝塞斯达的媒体控制论公司(Media Cybernetics Inc.,Bethesda,MD,USA)）采集并分析图像。针对四个视场图像中的每一个选择Nikon5倍物镜的校准并手动进行10次纤维直径测量。仅测量在焦点上并具有清晰的边缘对比度的纤维。给出40次测量的平均值。
湿气透过率(MVTR)
对来自一些实例的非织造幅材试样测试MVTR，其以与ASTM E96-80中所述类似的方式在40℃下评价。结果以克透过的湿气每平方米每天（g/m2/24hr）表达。
实例1至7：非织造粘结剂幅材
实例1
流延非织造幅材(NW1)使得其纤维完全由有机硅聚乙二酰胺粘结剂(S1)制成。纤维因此具有单层构造。通过熔喷法如美国专利No.5238733和6083856中所述制备NW1，不同的是具体的工艺条件如温度和生产量如本文中所示设定。使用热切刀将S1切割成尺寸大约1英寸×1英寸×3英寸（2.5cm×2.5cm×7.6cm）的小块。使用BONNOT进料器（美国俄亥俄州尤宁敦的邦奥公司(Bonnot Co.,Uniontown,OH,USA)）在8.0磅/小时（3.6kg/hr）的受控进给速率下和240℃的熔体温度下进给S1块。将熔体流传送到模头，该模头在整个模头长度上保持在240℃的温度下。使在300℃下、流率调节至对应于7psi（48kPa）的压降下的热空气流通过模头歧管以使从模头孔口出来的熔体细化成连续的纤维，将这些纤维以无规取向的纤维幅材收集在支承于滚筒式收集器上的离型衬垫(L1)上。从模头到收集器的距离固定在7英寸（18cm）。调节收集器的速度至1.2英尺/分钟（37cm/min）以获得75g/m2的幅材基重。对该幅材的纤维测得的平均直径为37微米。实例1的非织造幅材试样具有8490g/m2/24hr的MVTR。
实例2
流延非织造幅材(NW2)使得其纤维具有三层构造，其中有机硅聚乙二酰胺粘结剂(S1)构成外层而热熔丙烯酸酯粘结剂(A1)构成中间（例如，芯）层。两个外层之和相对于中间层的比率为80/20（按重量计）。与实例1中所述的方法相似地制备NW2，不同的是有机硅聚乙二酰胺粘结剂(S1)的流率为6.4磅/小时（2.9kg/hr），并且使用双螺杆挤出机在200℃下加热并在1.6磅/小时（0.73kg/hr）的速率下泵送A1并进给到进料区块中。所得幅材的基重为78g/m2。对该幅材的纤维测得的平均直径为31微米。
实例3
如NW2那样制备非织造幅材(NW3)，不同的是两个外层之和相对于中间层的比率为60/40（按重量计）。S1和A1的流率分别为4.8磅/小时（2.2kg/hr）和3.2磅/小时（1.5kg/hr）。所得幅材的基重为78g/m2。对该幅材的纤维测得的平均直径为34微米。
实例4
如NW2那样制备非织造幅材(NW4)，不同的是两个外层之和相对于中间层的比率为40/60（按重量计）。S1和A1的流率分别为3.2磅/小时（1.5kg/hr）和4.8磅/小时（2.2kg/hr）。所得幅材的基重为78g/m2。对该幅材的纤维测得的平均直径为23微米。实例4的非织造幅材试样具有8700g/m2/24h的MVTR。
实例5
如NW2那样制备非织造幅材(NW5)，不同的是两个外层之和相对于中间层的比率为20/80（按重量计）。S1和A1的流率分别为1.6磅/小时（0.73kg/hr）和6.4磅/小时（2.9kg/hr）。所得幅材的基重为78g/m2。对该幅材的纤维测得的平均直径为21微米。
实例6
与NW2相似地制备非织造幅材(NW6)，不同的是在中间层中使用聚烯烃共混物(P1)。通过料斗在受控的速率下向挤出机进给粒料的混合物。两个外层之和相对于中间层的比率为90/10（按重量计）。S1和P1的流率分别为7.26磅/小时（3.29kg/hr）和0.74磅/小时（0.34kg/hr）。所得幅材的基重为80g/m2。对该幅材的纤维测得的平均直径为13微米。
实例7
如NW6那样制备非织造幅材(NW7)，不同的是两个外层之和相对于中间层的比率为80/20（按重量计）。S1和P1的流率分别为6.4磅/小时（2.9kg/hr）和1.6磅/小时（0.73kg/hr）。所得幅材的基重为80g/m2。对该幅材的纤维测得的平均直径为12微米。
粘附性测量
90°角剥离粘附强度测试
使用ASTM国际标准D3330方法F中所述的程序，用IMASS SP-200滑动/剥离测试仪（美国马萨诸塞州阿科德的艾玛氏公司(IMASS,Inc.,Accord,MA,USA)）以305毫米/分钟（12英寸/分钟）的剥离速率测量90°角下的剥离粘附强度。将实例1-7的非织造幅材试样各层合到涂有底漆的聚酯背衬（HOSTAPHAN 3SAB PET膜，美国南卡罗来纳州格里尔的三菱聚酯膜公司(Mitsubishi Polyester Film Inc.,Greer,SC,USA)）上以制备胶带并将它们在恒定的温度和湿度下贮存24小时。通过用经异丙醇润湿的纸巾用力手压擦拭聚丙烯面板来准备好测试面板。擦拭面板8至10次。然后用经异丙醇润湿的新纸巾再重复该程序两次。让每个经清洁的面板干燥。对于实例1-7的产物中的每一个，将层合的胶带切割成1.27cm×20cm（1/2英寸×8英寸）的条。对于每个测试，用2.0kg（4.5磅）的橡胶辊滚过两次来将带条辊压到经清洁的面板上。测试之前将制备的测试试样在23℃/50%RH下保存24小时。每个实例测试两个试样并将两个结果平均。剥离粘附强度值以盎司/英寸和克/英寸表达。在所有情况下，失效模式为粘结剂的干净剥离。表1给出了自实例制得的胶带的剥离数据。
剪切保持力测试
在23℃/50%RH（相对湿度）下用500g负荷评价剪切保持力或静态剪切强度。将如前所述制备、尺寸为5.08cm×15.24cm（2英寸×6英寸）的带材测试试样附着到1.5英寸×2英寸（3.81cm×5.08cm）不锈钢(SS)面板上。这些面板已在此前用与清洁用于剥离粘附测试的聚丙烯面板所用相同的方法清洁。施加每个带材，使带材与面板重叠的部分为5.08cm×2.54cm（2英寸×1英寸），将条对折到粘结剂侧上，然后再折叠。在第二折叠部分中挂一钩子，并通过将带材钉在钩子上进行固定。向钩子附加砝码并将面板悬挂在23℃/50%RH的室内。记录以分钟计的失效时间。如果10,000分钟后没有观察到失效，停止测试并记录10,000+分钟的数值。在失效的每个样品中，失效模式为内聚失效。
改进的剥离强度测量试验
还使用改进的剥离测试方法。该方法与通常在拉伸试验机中进行的T-剥离相似并在美国公开的专利申请No.2010/0121304A1“Multifunctional acrylate skin adhesive compositions（多官能丙烯酸酯皮肤粘结剂组合物）”段落[0033]-[0036]中有所描述。剥离基材为柔性聚乙烯片材。剥离强度以克每英寸宽度（g/in）记录。对于每个测试，将如前所述制备的胶带条试样附接到聚乙烯基材。对于受试的每种材料，制备两个试样并让二者保持两个不同的时间：15分钟（称为T0）和24小时（称为T24）。表2给出了每个样品在T0和T24时的剥离强度以及剥离强度比率（T24/T0）。因此，较高的T24/T0比率代表随时间推移较高的“粘附力累积”。
表1：剥离强度和剪切保持力
表1中示出的结果表明，实例1的单层有机硅聚乙二酰胺材料的剪切保持力非常高，包含聚烯烃中间层的受试三层材料的剪切保持力非常高，而具有丙烯酸类中间层的三层材料的剪切保持力可随有机硅聚乙二酰胺外层材料的百分数增大而从相当低到非常高连续地调节。对于用来固定医疗装置如导管、吸收垫、电极等的医用粘结剂，粘结剂的剪切保持力可能是需要的。
表2：改进的剥离强度测试结果（在T0和T24下）
表2中示出的结果表明，由具有大量有机硅聚乙二酰胺聚合物的纤维制成的非织造物，包括单层实例1，随时间推移表现出低得多的粘附力累积。这是个令人惊奇的结果。对于一些应用如粘附到皮肤来说，需要具有低的粘附力累积。这样，当施用在皮肤上时，粘结剂可长时间留存而仍可很少痛苦地移除。
通过使用设定在70℃的热层合机向聚酯非织造背衬（可以商品名得自特拉华州威尔明顿的杜邦公司(DupontTM,Wilmington,DE)）上层合实例3的纤维粘结剂幅材、然后用离型衬垫L1覆盖粘结剂来制备实例6-8。为了使样品保持平整以便沉积抗微生物剂，向聚酯非织造背衬的顶侧附着PET带材。该带材为来自明尼苏达州圣保罗的3M公司(3M Company,St.Paul,MN.)的透明包装带材。暂时移除衬垫以涂布抗微生物组合物。使用计算机化喷墨X-Y印刷机根据US 2006/0034899的实例1在100%覆盖率的设置下进行涂布。以圆点图案涂布抗微生物剂，所述圆点图案具有直径约40微米的平均圆点尺寸和每40,000平方微米的压敏粘结剂幅材1个圆点的平均圆点间距。向样品添加荧光添加剂以便可使用显微镜法来确认抗微生物组合物已成功地印刷。涂布后让样品干燥15分钟，然后重新向经涂布的粘结剂施加衬垫。该样品仍可粘附到皮肤。
使用直接的时间杀灭法测量抗微生物活性，该方法在下面描述并基于ASTM E2315-03（2008年再次批准）。
按以下进行60分钟时间杀灭研究：
用经在70%异丙醇/水中去污染的模头切下1.9cm直径的样品。移除粘结剂衬垫并将样品盘置于陪替氏培养皿中的无菌玻璃盖片上，粘结剂侧朝上。采用0.5麦克法兰等价浊度标准(0.5 McFarlandEquivalence Turbidity Standard)，制备浓度为1×l08CFU（菌落形成单位）每毫升(mL)的金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)(MRSA，ATCC #25923)/磷酸盐缓冲水(pbw)悬浮液。使用埃彭道夫吸管(Eppendorf pipette)以15-16个单独的小滴向粘结剂中转移50μL该悬浮液。对双份盘进行测试。平均种菌为6.94log细菌。然后将这些接种试样在35℃下孵育60分钟。孵育后，将试样置于20mL的中和缓冲液（Dey Engley中和肉汤，威斯康星州密尔沃基的西格玛-奥德里奇公司(Sigma Aldrich,Milwaukee,WI)）中并超声波处理一分钟，然后剧烈涡旋两分钟。用磷酸盐缓冲水连续地逐份稀释所得溶液。将初始溶液和稀释液各接种在胰酶大豆琼脂(TSA)平板中。将平板在35℃下孵育41小时，取出并手动计数菌落形成单位(CFU)。基于稀释平板计算来自每个样品的CFU并计算平均值。将平均值转化为Log10值。通过从对照减去样品的Log10值计算Log减少。
下面示出了抗微生物结果：
结果表明，印刷的非织造粘结剂表现出抗微生物性能。
Claims (25)
1.一种多组分纤维，包含芯和外层，其中所述外层包含第一可熔融加工的组合物，所述第一可熔融加工的组合物是聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物压敏粘结剂，并且所述芯包含第二可熔融加工的聚合物，所述第二可熔融加工的聚合物不包含聚二有机硅氧烷聚合物，其中所述聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物压敏粘结剂相对于所述第二可熔融加工的聚合物的重量比大于50/50。
2.根据权利要求1所述的多组分纤维，其中所述第一可熔融加工的组合物包含含有至少两个式I的重复单元的聚二有机硅氧烷-聚乙二酰胺：
其中
每个R1独立地为烷基、卤代烷基、芳烷基、烯基、芳基、或被烷基、烷氧基或卤素所取代的芳基，其中至少50％的R1基团为甲基；
每个Y独立地为亚烷基、亚芳烷基、或它们的组合；
G为等于式R3HN-G-NHR3的二胺减去两个-NHR3基团的二价残基；
R3为氢或烷基，或R3与G和与它们二者均连接的氮合在一起形成杂环基团；
n独立地为40至1500的整数；并且
p为1至10的整数；并且
星号(*)指示所述重复单元与所述共聚物中另一基团的连接位点。
3.根据权利要求2所述的多组分纤维，其中每个R1为甲基并且R3为氢。
4.根据权利要求2所述的多组分纤维，其中所述共聚物具有其中p等于1的第一重复单元和其中p为至少2的第二重复单元。
5.根据权利要求2所述的多组分纤维，其中G为亚烷基、杂亚烷基、亚芳基、亚芳烷基、聚二有机硅氧烷、或它们的组合。
6.根据权利要求2所述的多组分纤维，其中Y为亚烷基。
7.根据权利要求2所述的多组分纤维，其中n为100至500的整数。
8.根据权利要求1所述的多组分纤维，其中所述第一可熔融加工的组合物为包含40重量％至60重量％的硅酸盐增粘树脂的压敏粘结剂。
9.根据权利要求8所述的多组分纤维，其中所述增粘树脂以总多组分纤维的至少10重量％的量存在。
10.根据权利要求1所述的多组分纤维，其中所述第一可熔融加工的组合物在200℃至300℃范围内的温度下具有500至5000泊范围内的复数粘度。
11.根据权利要求10所述的多组分纤维，其中所述第二可熔融加工的聚合物在180℃至300℃范围内的温度下具有500至5000泊范围内的复数粘度。
12.根据权利要求1所述的多组分纤维，其中所述第二聚合物选自丙烯酸类聚合物、聚烯烃聚合物、苯乙烯嵌段共聚物、或它们的混合物。
13.根据权利要求12所述的多组分纤维，其中所述第二聚合物为丙烯酸酯压敏粘结剂。
14.一种制备多组分微纤维的方法，包括：
提供为聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物压敏粘结剂的第一可熔融加工的组合物，其中所述组合物在200℃至300℃范围内的温度和1赫兹的剪切速率下具有500至5000泊范围内的复数粘度；以及
提供不包含聚二有机硅氧烷聚合物的第二可熔融加工的聚合物；以及
熔喷所述第一可熔融加工的组合物和第二可熔融加工的聚合物以形成多组分纤维，其中所述聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物压敏粘结剂相对于所述第二可熔融加工的聚合物的重量比大于50/50。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述压敏粘结剂或第一可熔融加工的组合物在高达275℃的温度下熔喷。
16.根据权利要求14所述的方法，其中所述压敏粘结剂或第一可熔融加工的组合物形成多组分熔喷微纤维的外层。
17.根据权利要求14所述的方法，其中所述第二可熔融加工的聚合物在比所述聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物压敏粘结剂的熔喷温度低至少10℃的温度下熔喷。
18.根据权利要求14所述的方法，其中所述聚二有机硅氧烷-聚酰胺共聚物压敏粘结剂或第二聚合物根据权利要求2至13中的任一项来进一步表征。
19.一种非织造幅材，包含权利要求2-13中任一项的多组分纤维或包含由权利要求14-17中任一项的方法制得的微纤维。
20.根据权利要求19所述的非织造幅材，其中所述幅材是对聚丙烯具有根据D-3330-87所测量的100至500克每2.54厘米宽度的90度剥离强度的压敏粘结剂。
21.根据权利要求19所述的非织造幅材，其中所述幅材具有至少1000g/m2/24h的MVTR。
22.根据权利要求19所述的非织造幅材，其中所述幅材还包含抗微生物剂。
23.根据权利要求22所述的非织造幅材，其中所述抗微生物剂选自抗微生物脂质、酚类防腐剂、阳离子防腐剂、碘和/或碘伏、抗微生物天然油、或它们的组合。
24.一种医用制品，包括背衬和根据权利要求20所述的非织造幅材。
25.根据权利要求24所述的医用制品，其中所述制品选自带材、伤口敷料和开刀巾。
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