CN1049458C - 开式毛细管结构,制造该结构的改进工艺及其挤压模 - Google Patents

Abstract

具有一个或多个结构内毛细管的毛细管结构，所说结构包含有聚合物组合物，其中所说结构有一个毛细管基底，和至少两个沿所说底部的轴向长度方向延伸至少0.2厘米左右的毛细管管壁，所说管壁带有一个基底端和一个未稍端，所说基底和管壁构成了所说毛细管；所说结构的容重比至少为1.2cc/g左右，其比表面积至少为500cm²/g，其抗压强度(干态)至少为13800dynes/cm²。该结构可以制成纤维形式或片状。该纤维形结构的容重比至少为2.0cc/g，其比表面积至少为2000cm²/g。本发明还提供了一种改进工艺和用于该工艺的挤压模，其中挤压模上具有一个环形孔，孔上带有从孔上沿径向伸出的壁孔。

Description

开式毛细管结构，制造该结构的改进工艺及其挤压模

本发明所涉及的是吸湿结构，特别是涉及人造毛细管结构，该结构具有一结构内的吸收和输送流体的能力，本发明还涉及制造这种毛细管通道结构的工艺方法。

很久以来，人们就知道生产和利用用于编织和无纺材料的人造纤维，这种纤维也用作用后易于处理的产品，例如尿布、月经带等。良好的吸湿能力和芯吸效应在这些产品中通常是所需要的特性。在吸湿垫中显然需要高的吸湿能力和芯吸效应，因为这些垫的主要目的是吸收沉积的流体。同样，通常需要这些垫子能够芯吸流体离开沉积区，以便防止该沉积区域发生故障，而且以便更充分地利用垫子的吸湿性能。作为穿着的服装，常常希望的是芯吸汗水离开皮肤，以使汗水易于挥发，并且以防止皮肤有“粘糊糊”的感觉。

按常规，吸湿垫是由天然纤维素纤维构成，在这种垫中吸湿是借助流体渗入到纤维素纤维腔管的内部和流体在纤维间的毛细空间的存留的共同作用来完成的。芯吸主要是通过这种纤维间的毛细空间所起的作用来完成的。近来，多种吸湿垫对于用后易于处理的产品，特别是尿布，加有聚合胶凝剂，它可吸收流体以形成一种不溶性凝胶。使用这种聚合凝剂便于设计成薄的、低松度的尿布。然而由于纤维吸湿能力作用的有效部分是由聚合胶凝剂来完成的，因此，使用这种聚合胶凝剂可增加纤维的芯吸特性的重要性。但是，由于通常用来获得和分布人体流体排出物的纤维的分布特性受到限制，纤维相当大的部分、聚合胶凝材料，或另外吸收材料常常不能有效地利用。特别是垫子的大面积不贴紧于流体排泄物，使其仍常常处于不使用状态或者不能有效地利用，甚至当垫子的其他区域相对于故障(如泄漏)点已经过饱和亦便如此。因此这就非常希望所提供的纤维素材料相对于一般所使用的纤维和垫具备改善的芯吸效应，它又是经济可行的，并且在低松密度吸湿产品的制品中它能有效地输送流体。

一般纤维的显著缺点是，芯吸流体的能力很大程度上取决于构成垫的松密度。当选择的设计参数为形成垫的触觉柔软度时，除了建立有关纤维间毛细尺寸的比较评定，还必须考虑芯吸率和容积流动率以及其他因素。通常情况下，柔软度将随着松密度和纤维间毛细管的增加而减小。因此，在吸湿产品的设计中，必须常常兼顾美观和结构上的设计，以获得所希望的吸湿能力和芯吸效应。这些相同的因素和缺点也适用于由一般合成纤维所构成的垫，比如，其合成纤维包括尼龙、聚酯，聚丙烯以及化学纤维素纤维。

用亲水性纤维来增加纤维垫的芯吸效应的技术已经被使用，显然这种处理方法可有效增加芯吸能力，但是它们不能增加纤维的液体分布特性，来使大量的液体能够大大有效地从流体排泄区域输送到与此相距的吸湿物的区域。对于柔软，低密度的垫，亲水处理也不能影响考虑稀少的毛细管一般经验评定。

已经试验的另一种方法是所形成的纤维具有纤维间的毛细管通道，这种纤维各自具有芯吸流体的能力，不需要依靠紧紧贴近相邻的纤维以形成纤维间的毛细管通道。具有沟槽或纤维间通道的各种纤维的技术方案已被提出。但是决不意味着已表示全面评述这种技术，可以认为如下所示的参考文献至少为公开的技术。

法国专利955,625，Paul Chevalier发明的“人造纤维纺丝的改善”，公开于1950年1月16日，其中公开了据称具有改进的毛细管的合成原纤。所说这种纤维在其轴向方向上具有连续的或不连续的沟槽部分，即平行于纤维轴。该专利还揭示了制造这种纤维的工艺方法，其中包括用来使纤维形成为所要求形状的第1纺丝头和与第1纺丝头相直接联系的第2纺丝头，其中由一个隔板与第1纺丝头隔开，以冷却纤维，第2纺丝头连接于一个冷却装置。

美国专利US3,121,040，Gilbert Shaw发明的“非取向聚烯烃长丝，”公开于1964年2月11日，该专利揭示了各种塑料长丝，以及制造这些长丝的工艺方法，据称，在用于涂料刷这种的使用中，在变形和抗取向(即缠结)之后，长丝显示了良好的恢复状态。所说的这些物品是通过制备具有多种截面的纤维而获得的，这些纤维构成了内连垫，该垫具有特别指定条件的垫长，垫厚及其范围。

美国专利US4,054,709，M，N、Belistin等人发明的“人造纤维、纱线及其纺织品，”公开于1977年10月18日所揭示的聚己内酰胺和聚对苯二甲酸乙二醇酯纤维呈现的横截面形状至少有两个相交辐射状的直线所形成的组成部分构成，该辐射状直线确定了开式毛细管通道和该组成部分的内连桥接的特殊线路，这线路以10°至70°相交以形成毛细管通道，所说的纤维呈现的外观和导湿性以及吸水性近似于天然纺织品。

美国专利US4,381,325，Yutaka Masnda等人发明的“存留液体的合成纤维，生产工艺及产品，”公开于1983年4月26日，该专利所揭示的液体存留合成纤维具有一个结实的尖的自由端和一个锥形部分，所揭示的纤维所包括的实施例在沿纤维的轴向长度上布置着许多通道。

欧洲专利申请883069，87.4，公开号0,301,874，公开于1989年2月1日，Andrew G，Wilkes和Alan J. Bartholomew，发明的“纤维素纤维”，该专利揭示的粘胶长丝具有多支型的横截面，如Y、X、H和T型，所说的长丝可用于吸湿产品和编织以及无纺织物。

美国专利US 4,286,005，Richard M.Berger，发明的“打印标记装置使用的油墨储存元件，方法和生产装置”，公开于1981年8月25日，该专利揭示的油墨储存元件是由一个柔性热塑性纤维材料的片材和发泡挤出的聚酯织物的粘结片材所构成的。该元件均匀地塑出一系列的平行沟槽。塑出的片材被压紧并且粘结到一个尺寸稳定的物体上，其纵向轴延伸平行于模压沟槽。

美国专利US 4,623,329，James. L Drobish等人发明的“排放和浸渍的导液管，具有一个毛细管衬套以形成一个用于液体抗菌剂的储存器”，公开于1986年11月18日，该专利揭示的导液管在内表面具有纵向的毛细管道或沟槽，沟槽最好具有一个合适的表面接触角，用来分配这种特殊的流体，可以施以表面处理以改变表面接触角。

日本专利申请151617-1979，公开于1979年11月29日，Teijin KK发明的“合成纤维”，它揭示的各种改进断面的合成纤维，特别是聚酯或聚酰胺纤维，所具有的横截面形状，其特征是在轴向方向上细密的细孔具有0.01至5微米的直径，0.016的细孔的总的横截面相对于纤维总的横截面区域的50％，该纤维可以加添加剂以增加对水的吸收特性。

尽管有上述这些建议，但是仍然希望提供柔软的、抗塌陷的、毛细管通道结构，其显示出纤维间的吸湿容量和芯吸能力的进一步改善。因此本发明的目的是提供这种结构，它可以生产并加以应用，其经济性相对于前面所述的技术得到了改善。更特别的是，本发明的目的是提供这种结构，改善了以单位重量为基础的吸湿容量同时具有高的毛细管吸力(即流体克服重力上升的最大高度)，在操作和使用期间，毛细管通道也能抗塌陷。

本发明的另一目的是提供上述的结构，该结构以纤维形成，并且它能用于做编织和无纺织物材料，或者以垫状或束状的形式使用，例如吸湿产品(如尿布、月经带等)。

本发明的另一目的是，提供毛细管通道结构，该结构柔软的片材或膜的形式。

本发明的另一目的是提供吸湿产品，包括使用后易于处理的吸湿产品，如毛细管通道纤维作为一个组件。

本发明的另一目的是提供柔软的、抗塌陷的毛细管通道结构，该结构特别适于输送和/或储存含有水的液体。

本发明的另一目的是提供柔软的、抗塌陷的毛细管通道结构，该结构特别适于输送和/或储存有机液体，如油。

本发明的另一目的是提供一种加工工艺，以制造所改善的毛细管道结构，而该毛细管通道结构可满足上述的目的。

本发明的另一目的是提供加工设备，并且利用连同上述的工艺技术。该设备便于生产这种改善的毛细管通道结构。

本发明的这些目的和其它效益及其使用，能够在下面的描述中获得。

本发明提供的抗塌陷毛细管通道结构一般来说包括一种聚合物成份，并且至少有一个结构内的毛细通道，其中毛细管通道结构具有一个轴向基底和至少两个从基底伸出的壁，典型地(但不是必须)，该壁基本上沿着基底构件的整个长度延伸，因此基底构件和壁限定所说的毛细管通道。尽管在此所说的毛细管道结构可有一个毛细管通道或多个毛细管通道，为了方便起见，为此，结构描述中使用的“通道”指单个或多个“通道”，该结构可有一个通道或多个通道，多个通道的如具有多于一个的毛细管结构。该结构的进一步特征在于毛细管通道的横截面在通道的轴向方向上基本沿着结构的长度开通，以便流体能够从其通道的外侧被接收。一般典型的结构将有至少约为2.0cc/g的毛细管容重比SCV(Specific Capillary Volume)较好的至少为2.5cc/g，更好的至少约为4.0cc/g，并且毛细管的比表面积SCSA(Specific CapillarySurface Area)至少为2000cm²/g，较好的至少为3000cm²/g，最好的至少为4000cm²/g。可以确信，这些值比较于一般的纤维材料和前面所揭示的毛细管通道结构的所相应的综合值要高得多，并表明本发明的结构特征是在单位重量的底上改善了流体容量和改善了输送和储存流体的能力。

通常SCV是在单位重量为基底的吸湿结构上，流体容积的量度，由此反映了吸湿结构的经济性能，然而，为使结构具有高的SCV同时具有毛细管高的吸力，它是通过结构内的毛细管输送，以一个实际上的容积率，(即在单位重量为基底的结构上，使其具有极好的芯吸流体能力)，其所设计的结构必须使毛细通道表面积在固体结构的材料与所被输送流体之间有较高程度的接触。这是因为毛细管吸力(换句话说，“流体静压力”)是部分地取决于固体结构与流体之间的两表面接触面积。SCSA是该结构的每单位重量上，结构上的毛细管通道与流体有效接触的表面积的量度，由此前述要求的SCV和SCSA的综合值通过提供具有有效的毛细管通道设计的毛细管通道结构，并且重要的是具有相当薄的毛细管通道壁和/或通道基底而得以满足。

如上所述，本发明的毛细管道结构特征在于与毛细管通道宽度相比具有相当薄的壁和基底，然而，为了使提供的毛细管通道有足够的SCV，其壁必须有足够的高度，这样，本发明的结构还有一个特征是具有比较“细长”的壁，对于毛细管通道结构的壁和底的细长度能够根据一个“细长比”来表征，其细长比的计算在下面实验方法部分中描述。本发明的毛细管通道结构较好的至少约有9的细长比，更好的是至少约有15，最好的是至少约为20，并且毛细管通道的平均宽度小于0.30mm，较好的是小于0.20mm，最好小于0.10mm。

然而，为了充分利用通道结构的流体输送特性，其结构在干态，并且较好的是在湿态，也能抗塌(相对于毛细管通道结构，在此使用“湿”可包括水或其它液体，包括有机液体如油，取决于欲由结构来输送和/或吸收的液体)。

壁和/或基底厚度以及毛细管通道的几何形状和弹性模量能够影响于通道的抗塌陷性。为此，抗塌陷性由抗压强度来测量(即，CS)。

本发明的结构至少有约0.2PSI(近似于13800dynes/cm²)的抗压强度，较好的是至少约1.0PSI(约69000dynes/cm²)更好的是至少约为2.0PSI(约138,000dynes/cm²)，这种抗压强度能够借助于相对比较薄的、“细长”的壁和特别是本发明的意想不到的基底来获得。

这些抗压强度的值是结构在干态(下文为“干抗压强度”)来获得的，并且较好是在结构浸入到液体(如含水的流体或油)之后，该结构输送和/或储存流体来获得的其抗压强度(下文为“湿抗压强度)。

在下面实验方法的题目中将要描述毛细管容重比SCV、毛细管比表面积SCSA和抗压强度CS的测定方法。

本结构特别适于用来储存和芯吸流体，并且特别能够适合于特殊类型的流体，如含水的流体和油，(在此使用的术语“流体”或“一些流体”指的就是液体，与气体不同)。

对于用来输送和/或贮有含水的溶液的结构，构成本结构的聚合物成份可取的特征是，至少有约20dynes/cm的具有蒸馏水的粘合张力，较好的是至少约有25dynes/cm，测量粘合张力的方法过程将在下面描述。用来输送和/或贮有油基的流体和其它非水流体的结构，其可取的特征是至少有约10dynes/cm的具有n一癸烷的粘合张力。

本发明的结构能够呈纤维状态，其中基底横截面是一个实心的或是轴向中心为空心的毛细管，典型地该毛细管有一个小于0.1cm的输液直径，该结构也可以是类似长丝的纤维条，其中基底部分在几何形状上是标称平面，并且实际具有小于0.5cm宽度，该宽度垂直于毛细管通道的纵向轴。在此所使用的“标称平面”具体表示其结构基底的部分既可以是平的(即平面)也可以是曲线的，所提及的结构的宽度是在展开的，非曲线平面状态下测量的。为了方便起见，除了另作特别说明有相反的含意外，在这里基底部分的几何形成的术语“平面”是指“标称平面”，同样，除了另作特别说明外，术语“纤维”将指具有轴心芯的纤维以及类似长丝的纤维条的两种结构。

纤维能以非常广泛的形式来利用，例如包括可以为束状，编织与无纺织物、纱线状的形式等等，另外纤维能以卷曲形式提供于垫中等。在其各种形式中，纤维被广泛地应用，包括吸湿产品中的吸湿芯(例如尿布、月经带、绷带等)，吸湿产品中表面面片和液体分布层片，纺织用途中象衣服，药布，老年人用衬里。

本发明的另一种情况为，本发明的毛细管通道结构是以毛细管通道片材的形式提供的，它具有一个平面基底部分(如上述定义)。毛细管通道片典型的具有至少为1.2cc/g的SCV，较好的至少有2.0cc/g，更好的至少有2.5cc/g，最好的至少有4.0cc/g，并且至少有500cm²/g的毛细管的SCSA，较好至少有2000cm²g，更好的至少有3000cm²/g，最好的至少有4000cm²/g。毛细管通道片材较好地还须具有至少为3的细长比，更好的细长比为9，更进一步好的至少约有15，最好至少约有20的细长比。该片材产品的另一些参数同结构一起在前面作了一般的叙述。这种毛细管通道片材将典型地具有一个宽度，与毛细管通道的纵向轴垂直地测量，其宽度大于0.5cm，典型的是大于2cm，应该清楚地知道，这些是最小极限，所设想的片材宽度不意味着受限于这么低的宽度。片材可意味着包括任何宽度，例如包括相当于或超过于薄膜吹塑工艺制造的典型片状的宽度。对于区别毛细管通道纤维与片材之间最小和最大数字的限定是用于澄清这样的概念，即区别长丝型用途的结构与用于片材型用途的结构，并且不意味着对本发明的范围的必要限定。毛细管通道片材在吸湿产品中能够用作液体的分配片(例如尿布、月经带、绷带、织物调节输液物品，清洁物如擦布和用于清洗的物品，绷带和毛巾等以用来弄干表面的液体)。

本发明的毛细管通道结构显著的益处是通过纤维内的毛细管芯吸将液体源或储存处的液体输送到较远的地方。在以前，当加强液体的输送而输送较长距离时，主要取决于纤维间毛细作用的纤维材料的垫则会减少流体体积输送能力，相反当垫用来输送较大容量液体时，对于流体所能够输送的距离就会缩短。在背景技术中所述现有的毛细管通道结构，由于在一定程度上所到限制，降低了这种选择评定的性能。然而，本发明能够提供一种具有毛细管容量，输送高度，抗塌陷和经济效益的综合性能的毛细管结构，这在已知的毛细管结构是不具有的。

下面结合附图，更详细地描述本发明各种实施例。本发明的范围由后面的权利要求将特别地和清楚地给以限定。

在此提供一种制造毛细管通道的改进工艺，经改善的毛细管通道的定形能在毛细管通道结构的挤压与拉伸之间获得，这种工艺包括：

(a)喂入一种可流动的，熔融聚合物组合物通过一个挤压模的毛细通道小孔，其中挤压模的毛细通道小孔的特征在于，它具有一个环形基底的小孔，许多毛细管通道壁小孔从基底环孔的径向延伸而形成以便聚合物组合物从挤压模挤出时形成空心环形基底和许多从基底上径向延伸的毛细管通道壁，所说的基底层和许多壁形成了许多毛细通道，并且所说的挤压模具有一个气体进口部分，它位于所说环形基底小孔的内部；

(b)在喂入所说的聚合物组合物通过所说的挤压模的毛细管小孔的同时，在与所说的熔融聚合物组合物相同流动方向喂入气流通过所说的气体进口部分。

(c)在聚合物组合物由挤压模挤出之后，拉伸毛细管通道结构以达到所要求的尺寸并且冷却所说的结构；因此在所说的结构的冷却和拉伸期间，所说的气流防止所说的环形毛细管通道的塌陷。

提供所述的上面的工艺的挤压模也是本发明的一个方面。尤其是，这种模由一个挤压模构成，所说的模含有一个毛细管通道小孔薄层，所说的薄层有一个环形基底孔，由其纵向延伸形成了许多毛细管通道壁孔，所说的毛细管通道小孔薄层相对于所说的环形基底孔另外还有一个内部区域和一个外部区域，气体入口安置在所说环形基底孔的内部区域内，以及包括相对于外部区域，可使内部区域定位的装置。

图1是本发明毛细通道结构的横截面剖示图，这个结构表示的是一个毛细通道条并在其基底的一侧上具有毛细通道，在此用共同的术语“纤维”来表示；

图2是本发明纤维的毛细通道的模截面剖示图，在其基底的两侧上有毛细通道；

图3是本发明纤维的毛细通道的横截面剖示图，它具有一个基底，由其毛细通道壁径向延伸以形成毛细管通道；

图4是本发明毛细通道片材的透视图；

图5是本发明毛细通道结构的透视图，描绘了壁和基底的厚度以及毛细通道的深度和宽度，还描绘了由结构的通道所装有流体的弯月形面；

图6是毛细通道壁的透视图，该壁具有毛细管之间流体互流的小孔；

图7是挤压模的正视图，该挤压模设有一个适合于制造毛细通道纤维的小孔，而该纤维具有一个平面基底和在底层的一侧上有毛细通道；

图8是挤压模的正视图，该挤压模设有一个适合于制造毛细通道纤维的小孔，而纤维具有一个平面基底并且在基底的两侧上有间隔变化宽度的毛细通道；

图9是挤压模的正视图，该挤压模设有一个适合于制造毛细通道纤维的小孔，而纤维具有一个平面基底层并且在基底层的两侧上具有相同宽度的毛细通道；

图10是另一种挤压模的正视图，该挤压模设有一个适合于制造毛细通道纤维的小孔，其纤维具有一个平面基底并且在基底的一侧上有毛细通道；

图11是挤压模局部扩展的正视图，该挤压模设有一个适合于制造毛细通道纤维的小孔，而纤维具有圆形内基底，并且在纤维的各侧上有开口的毛细管通道。

图12是挤压模的正视图，该挤压模设有一小孔，其中毛细通道基底小孔是环形的，并且毛细通道壁小孔是径向向外延伸的；

图13是挤压模的正视图，它类似图11，只是没有设置毛细通道壁小孔，该壁提供的毛细通道间隔宽度是不相等的；

图14是挤压模背面的透视图，该挤压模具环形的毛细通道基底小孔；

图15是挤压模部分小孔形状的正视图，它表示一膨部在毛细通道壁小孔末端的端部上朝着毛细通道基底小孔；

图16是挤压模的正视图，挤压模具有环形的毛细管通道基底小孔，其中毛细通道壁小孔径向外延伸，其改进的壁在由这种挤压模所制成的毛细通道结构上提供瓶形的毛细管通道；

图17是毛细通道结构的横截面剖视图，该结构具有一个普通的瓶形毛细管通道，并由如图16所述的一个挤压模制成；

图18是一毛细通道结构横截面的显微照片(195×)；

图19是毛细通道结构横截面显微照片(325×)，其中该结构具有一个平面基底，并且具有毛细通道壁，其壁基本上互相平行，并且基本上垂直于基底；

图20是毛细通道结构横截面的显微照片(325×)，其中该结构的毛细管宽度不等；

图21是毛细通道结构横截面的显微照片(325×)，其中毛细通道是瓶形的；

图22是具有平面基底的毛细通道结构电子扫描显微镜(SEM)的显微照片(200×)，该图为透视图；

图23是毛细通道结构的横截面剖视图，该结构具有锥形毛细通道壁；

图24是毛细通道结构的横截面剖视图，其举例说明用来测定毛细管容重比SCV和毛细管比表面积SCSA的各种措施；

图25是毛细通道结构的横截面剖视图，其举例说明用来确定长细比和普通宽度的各种措施；

图26是毛细通道结构的横截面剖视图，举例说明用来确定壁的平行度和壁对闭合毛细通道的直弦的垂直度；

图27是毛细通道结构横截面剖视图，举例说明毛细通道壁垂直于毛细通道基底；

图28是毛细通道的横截面剖视图，该通道具有毛细通道基底周边对基底宽度比的增量。

本发明的结构可由任何聚合材料制成，该材料在流体和毛细通道结构接触中是不可溶的有利的是，所应用的材料为热塑性聚合物，它可通过挤压工艺过程被挤压和拉伸以形成最终产品。适宜的聚合材料为聚酯，聚乙烯，聚丙烯，聚酰胺，化学纤维素基的聚合物，如粘胶纤维，二醋酯或三醋酯以及聚苯乙烯。共聚物、三元共聚物等以及接枝聚合物也可使用。聚酯和二羧酸或二羧基酯与乙二醇的共聚物也应该是本发明应用的一种垫塑性聚合物。用于生产聚酯共聚物的二羧酸和酯的化合物是本专业普通技术人员所熟知的，它们包括对苯二甲酸、间苯二酸，P，P′-二苯基二羧酸，P，P′-二羧基二苯基乙烷，P，P′-二羧基二苯基己烷，P，P′-二羧基二苯基乙醚，P，P′-二羧基苯氧基乙烷和其二烃基酯以及相类似的化合物，在其烷基基团中，含有1至5左右的碳原子。

可用于聚酯和共聚酯产品的酯族二元醇是具有2至10个碳原子的丙烯酸和脂环脂族二元醇，如乙二醇、1，3-丙二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，10-癸二醇

另外也可考虑利用共聚物或接枝共聚物，三元共聚物，化学改性聚合物和类似物，它们具有恒定高度的表面亲水性，并且不需要使用浸湿剂，而浸湿剂在与流体接触时会从该结构表面被冲洗掉。变性聚合物具有永久的亲水性，这种改性的聚合物包括化学纤维素聚合物，纤维素乙酸酯类。此外，根据已知的工艺各种聚合物都可加入已知量的颜料(或染料)消光剂和光学增亮剂等。

通常所应用的热塑性聚合物较好的是不要有一个突变的熔融点(其工艺技术原因在后面论述)，宁可在玻璃化温度上随着增加温度是非结晶的并逐渐软化、另外希望其聚合物具有足够粘合强度，这样它便在挤压过程中能够拉伸到所希望的尺寸。通常，如果所形成的纤维的单根长丝的旦尼尔范围是2至500，则其拉伸的聚合物其拉伸比至少为1000∶1，最好为2000∶1，以生产最终的产品。

用于本发明较好类型的聚酯是二元醇改性的聚对苯二甲酸乙二醇酯)共聚酯(PETG)，适宜的PETG可从美国田纳西肯斯颇特的伊斯特曼化学品公司(Eastman Chemical Products，IncKingsport，Tennessee，USA)获得，其中商品名为KODAR^TM 6763，玻璃化温度约为81℃。

另外聚合物的可挤压性，弹性模量也是重要的因素。由于本发明的毛细通道结构有比较薄的毛细通道壁，该壁能会受到压缩力或其它外部力的作用，用于制造该结构的聚合物应该可以抗压应力，在此所使用的聚合物材料在毛细结构常使用的温度下其弹性模量较好的至少

100MPa，更好的至少为750MPa，最好的至少为1250MPa，这些温度的典型范围为15℃至40℃，然而它并不以此限定本发明。例如，KODAR^TM 6763是本发明很有用的一种材料其弹性模量约为1700MPa。

另外的影响选择聚合物的因素是其表面进行化学改性的可处理性，其表面化学改性如，来增加其亲水性。这样，对于毛细管通道结构用做吸收和/或输送水基溶液，较好是使用聚酯为基的聚合物，而不是聚丙烯。然而这种选择并不意味着以此来限定本发明的范围。还有，根据其结构所确定的用途，在欲使用该结构的各种温度下，希望所应用的聚合物材料是柔软的。由于其结构的壁和基底都比较薄，甚至相当高模量的聚合物也能够用来制造柔软的结构，还仍可保持惊人的高抗塌陷性能。柔软性将取决于象毛细通道壁和基底的厚度和尺寸及其弹性模量的因素。这样，按此考虑所选择的聚酯将非常易于使用和经受各种温度。选择这样适宜的聚酯材料完全是本专业一个普通技术人员所能做到的。

根据所想要的用途，毛细通道结构可由一些聚合物制造，该聚合物是亲水性的或是亲油性的，或能够进行亲水或亲油处理。用于制造本发明毛细通道结构的聚合物的表面亲水性是通过用表面活化剂或本专业技术人员已知的其他亲水性化合物(下面总称亲水剂)进行处理来增加的，使制造的毛细通道壁更易被水溶液润湿。亲水剂包括润湿剂、如聚乙二醇单月桂酯(如PEGOSPERSE^TM 200ml，聚乙二醇200单月桂酯，可由美国PA州Williamsport的Lonza公司获得)，乙氧基化油醇(如，VOLPO^TM-3，可由美国Croda，Inc，New York，获得)。其它类型的亲水剂和技术也能使用，包括在纤维和纺织工艺技术中的所已知用来增加芯吸效应，改善易去垢特性等的技术。例如包括聚丙烯酸的表面接枝。适宜的市场上能买到的亲水剂包括ZELCON^TM去垢剂，一种非离子亲水物，可从美国Delaware州Wilmington的杜邦公司(Dupont Co)获得，以及Milease T^TM舒适性整理剂，可由美国Delaware州Wilmington的ICI AmericasInc公司(ICI Americas Inc，Wilmington，DE，USA)获得。

常用的亲水剂以聚合物的重量为基数可达到约5％，然而这并不意味着限定于上面这个典型数量的上限的范围。亲水剂在结构使用之前的各种阶段，但是较好的是在结构被拉伸到最终尺寸之前加入到聚合物上，例如，亲水剂预先在聚合物熔融之前加入或在聚合物熔融之后时掺入进去。添加亲水剂也可在聚合物成形结构之后，例如，在熔融纺、湿纺或干纺工艺中由挤压模挤出之后，较好的是在拉伸到较小的有效直径之前。在亲水剂施加到已形成的结构时，其工艺方法是制各水溶液化合物并在溶液中浸渍所述结构或者将该溶剂喷涂在所述结构上，这些技术可用来直接将亲水溶剂溶液施于毛细通道的内表面上。亲水剂在低浓度时也能施加到结构上。其后，结构进行干燥或用蒸发技术来干燥。一种有效的应用方法是使结构浸渍在变性酒精溶液中，例如该酒精含有近似0.3％的浸湿剂进行约30分钟的浸渍，然后让结构在金属网上空气干燥。

当亲水剂是在聚合物已形成毛细管通道结构之前加入到熔融的聚合物时，亲水剂能够“浮散”，或在冷却时转移到结构的表面上，这种助熔是比较理想的，因为它避免了在亲水剂施加到已形成的结构时干燥所使用的任何流体携带物的必要工艺过程。适合添加到聚合物熔融体的亲水剂包括前面所述的VOLPO^TM3，聚氧亚烷基脂肪酸酯，和烷氧基化烷基苯酚与单酸甘油酯、甘油二酸酯和/或甘油三酸酯的混合物。一种从含有亲水剂熔体制备聚合纤维的工艺在US 4,378，144专利中做了更加详细的描述，该专利发明人为Sawyer等，公开于1986年3月25日，在此可结合参考。

热塑聚合物常常用在薄膜吹塑和纺织生产中，它包括聚酯，聚酰胺，聚丙烯等等，它们具有典型的亲油性，并且不要求另外的处理，来使它们对非水的和有机的流体具有浸湿性。然而，如果输送含水的流体，通常希望施加一种亲水性剂到该聚合物组份上使其易于输送含水的流体。

本发明的毛细通道结构具有一个轴向基底和至少2个由基底伸出的壁，因此，基底和壁限定了至少一个毛细通道。较好的是其结构将至少包括5个壁和至少4个毛细通道，更好的是至少有6个壁和至少有5个毛细通道。这并不是其结构所有的毛细通道的最大理论值，毛细通道的最大数量取决于其结构的需要以及制造他们的可行性。毛细通道基本上相互平行的，并且至少沿其长度的20％，更典型地至少沿其长度的50％，最典型地至少沿其长度的90％到100具有一开口的横截面。

本发明提供的柔性抗塌陷毛细通道结构是由聚合物组合物构成，并在结构内至少有一个毛细通道，其中结构有一轴向基底和至少2个由基底伸出的壁，典型的(但不是必要的)是沿基底构件的基本整个长度上伸出，因此，基底构件和壁确定所说的毛细通道。通常由基底伸出的壁在基底的轴向方向上至少有0.2cm的间距，较好的是至少约为1.0cm。结构的实际长度仅由实际有关的因素限定。虽然毛细通道结构可具有一个毛细通道或许多毛细通道，为了方便起见，“通道”在结构中既指具有仅有这样的一个通道的单“通道”或也指具有多于一个通道的多通道。结构另一特征在于毛细管通道沿实际长度方向上是开着的，这样由于这种开着的结构，流体能够从通道的外侧被接收。通常该结构典型地具有至少约2.0cc/g的SCV，较好的至少为2.5cc/g，更好的至少为4.0cc/g，并且具有至少约2000cm²/g的SCSA，较好的至少约为3000cm²/g，更好的至少约为4000cm²/g。用于测量SCV和SCSA的步骤在实验方法部分中进行说明。

这些数值确信比传统的纤维材料和以前所描述的毛细管通道结构的相应综合数值要高得多，并表示出改善了液体容量和改善了以一结构重量为基础的输送和储存液体容量的能力，这表明了本发明的特征。

通常，SCV是吸湿结构在单位重量基础上的液体容积的量度，由此表示了吸湿结构的经济性能，然而，为使结构具有高的SCV同时具有毛细管的高吸力(即在单位重量基础的结构上，以实际的容积率，通过结构内的毛细管输送，使其具有极好的芯吸流体能力)，其所设计的结构必须便于在固体结构的材料与所被输送流体之间具有较大程度的接触表面区域。这是因为毛细管吸力(换句话说“流体静压力”)是部分地取决于固体结构与流体之间的两表面间接触面积。SCSA是其结构每单位重量上，结构的毛细管通道有效接触流体表面区域的量度。由此前述要求的SCV和SCSA的综合值由具有有效的毛细通道装置的毛细通道结构，以及重要的是由具有比较薄的毛细管通道壁和/或通道基底的毛细通道结构来实现。

如上所述，本发明的毛细通道结构特征在于与毛细通道宽度相比具有比较薄的壁和基底，然而，为了毛细通道有足够的SCV，其薄壁必须有足够的高度。因此，本发明的结构另外的特征是具有比较“细长”的壁，对于毛细通道结构的壁和底的细长度能够根据一个“细长比”来表征，其细长比的计算在下面实验方法部分中描述。本发明的毛细通道结构较好的至少约有9的细长比，更好的是至少约为15，最好的是至少约为20，并且，至少约30％，较好的是至少约50％，更好的是至少75％的毛细通道具有的通道宽度小于0.30mm，较好的是小于0.20mm，最好的是小于0.10mm。毛细通道宽度的测量在实验方法部分中描述。如闭合毛细通道的直弦长度。

然而，为了充分实现通过通道结构的流体输送特性，其结构在干态，并且较好的是在湿态也能抗塌陷(相对于毛细管通道结构的情况，在此使用“湿”可包括水或其它液体，包括有机液体如油，具体所指取决于由该结构所输送和/或吸收的液体)。壁和/或基底厚度以及毛细通道的几何形状和弹性模量能够影响于通道的抗塌陷性。为此，抗塌陷性通常由抗压强度(CS)来测量。

本发明的结构至少有约0.2PSI(近似于13800dynes/cm²)的干抗压强度，较好的是至少约为1.0PSI(约69000dynes/cm²)，更好的是至少约为2.0PSI(约138,000dynes/cm²)。较好的是该结构也具有湿的抗压强度，其中无论输送和/或储存的是哪一种液体，它在这些相同的数值准则的范围内。用于输送和/或储存含水溶液的结构。较好的是具有的湿抗压强度，是在以蒸馏水作为湿液这种情况下的这种数值准则内。至于输送和/或储存有机液体，如油，以n——癸烷作为湿液湿抗压强度最好应该满足这种数值准则。

用来确定抗压强度(湿的或干的)措施将在下面实验方法中描述。

本发明的毛细管通道结构是整体的，机械上独立的产品，在其产品中不需要或利用第二种装置构件来提供或保持其形状或结的机械上的整体性。例如，为了用于对流体输送和/或储存的实际用途，它们不需要附在或粘在一个分离硬表面上。

用来输送和/或贮有含水溶体的结构，构成本结构的聚合物组合物较好的特征是至少有约为20dynes/cm的与蒸馏水的粘合张力，较好的是至少有约为25dynes/cm，测量粘合张力的方法过程将下面描述。用来输送和/或贮有油基组分液体和另外非水液体的结构，其较好的特征在于至少有约10dynes/cm的与n——癸烷的粘合张力。

该结构能够为纤维状态，其中基底是一个实心的或具有一个小于0.1cm输液直径的轴向中心为空心的毛细管，或类似长丝纤维条，其中基底构件部分在几何形状上是标称平面，并且，典型地具有小于0.5cm宽度，该宽度垂直于毛细管通道的纵向轴。在此所使用的“标称平面”具体表示其结构的基底部分既可是平的(即平面)或是曲线的，所提及的结构的宽度是展平的，非曲线平面状态测量的。为了方便起见，除了另作特别说明有相反的意思外，在这里基底部分的几何形状的术语“平面”意味着“标称平面”，同样，除了另作特别说明外，术语“纤维”将指具有轴向芯的纤维和类似长丝的纤维条。

纤维能以非常广泛的形式被利用，例如包括能以束状，编织和无纺织物、线状形式等等被利用。另外纤维能以卷典形式用于垫子等。在其各种形式中，纤维在其各种用途中，都是很有用的包括吸湿产品中的吸湿芯(例如尿布、月经带、绷带等)在吸湿产品中的顶片和液体分布片，纺织用途中象衣服、药布、老年人用衬里。

对于大多数用途，典型的，这些纤维至少具有每根纤维约2g的拉伸强力，更典型地每纤维有50到200g的拉伸强力。其拉伸强力可根据ASTM标准实验方法D2101-82来确定。

本发明的另一种情况，本发明的毛细通道结构可以为毛细通道片状的形式，它具有一个平面基底部分(如上定义的)。毛细管通道片材典型地具有至少1.2cc/g的SCV，较好的至少有2.0cc/g，更好的至少有2.5cc/g，最好的至少有4.0cc/g，并且至少有500cm²/g的SCSA，较好的至少有2000cm²/g，更好的至少有3000cm²/g，最好至少有4000cm²/g。毛细管通道片材还具有较好的至少为3的细长比，更好的至少为9，更一步好的至少约有15，最好至少约有20的细长比。该片材的另一些参数同结构一起在前面作了一般的叙述。这样的毛细管通道片材将典型地具有一个大于0.5cm的宽度，该宽度是与毛细管通道的纵向轴垂直地测量，更典型地是该宽度大于2cm。应该清楚的知道，这些是最小极限，所设想的片状宽度都不意味着受到如此低的宽度的限制。片材可意味着包括任何宽度的片材，例如，包括相当于或超过于薄膜吹塑工艺制造的典型片材的宽度。区别毛细管通道纤维与片材之间的最小和最大数字的极限是用来在概念上区分主要用于长丝型用途的结构和用于片材型用途的结构，并且并不是意味着对本发明的必要的限定范围。片材毛细管通道在吸湿产品中能够用作液体的分配片(例如尿布、月经带、绷带、织物调湿洗涤商品如擦布和擦洗布，用来弄干表面液体的绷带和毛巾等等)。

用于毛细管通道结构所确定和计值特性的材料参数包括结构每单位时间，每单位结构重量输送和/或容纳液体(以体积为基)的能力，以及输送液体一个特殊距离和输送液体的线速度的能力。

对结构输送一定体积液体和通过毛细管作用输送流体一定距离两者的能力的一种特殊度量是毛细管的吸附性。毛细管的吸附能力(吸附容量)是液体容量(以结构重量为基)的一种相称性度量，它是随上升的垂直高度量得的毛细吸力的函数。毛细管吸附能力(吸附容量)是表示毛细管结构容纳液体克服重力或其它吸湿材料的能力，还能表示其毛细管通道结构以结构重量为基输送流体的效率。在本发明的具体实施例中，特别适合用于含水的液体，其毛细管结构将较好的呈现为利用蒸馏水作液体，在5.0cm毛细管吸力(即流体静压力)时至少有1。5cc/g毛细管吸附能力(吸附容量)(根据下面所述的实验)，更好的是在10.0cm的吸力时至少具有4.0cc/g的毛细管吸附容量。

本发明的具体实施例，特别适用于输送/或贮存非水性的液体(例如：油、乙醇等)，毛细管通道结构将最好是亲油的，并且有利的是在3.0cm吸力时，至少有1.5cc/g的毛细管吸附能力，最好的是在5.0cm至少有3.0cc/g的毛细管吸附能力，使其流体被贮远。通常较好的毛细管通道结构在以n——癸烷作为流体的情况下，能够获得以上的水准含量。用来测定含水和非水流体的毛细管吸附容量的方法在下面实验方法部分中将作描述说明。

确定和评估毛细通道结构的其它重要参数包括与流率有关的参数，比如通过毛细管作用流体被垂直芯吸的速率(测量每单位时间的流体上升高度)。

在本发明的用来输送含水流体的实施例中，毛细管通道结构更好的表示出在芯吸期间的最初10分钟，至少具有3.0cm的垂直芯吸速率，最好是在开始的5分钟.至少具有3.0cm垂直芯吸速率，在此利用了着色蒸馏水作为输送流体(用0.05％FD & CBlue #1)。用于亲水性结构确定垂直芯吸率的方法在下面实验方法中将作以描述说明。

由上所述，毛细管通道的横截面沿实际轴向长度上是开口的，并且可沿通道的全部长度是开口的，以容纳流体。通道的一部分也可是封闭的(即“管状”)，特别是在主要用于输送液体的区域，该液体先已被结构吸收。毛细管通道能够被封闭住，例如，用热塑性薄膜来覆盖住和将薄膜粘附定位，这种通道的封闭特别适用于此处的毛细管通道片材。

典型地，毛细管通道在基本长度上是开口的，以形成至少一个能接收流体的流体接纳区域。所谓“开口”指的是在这种流体接纳区域，毛细管通道壁由基底层伸出，但是对着基底壁、末端的端部既不直接的(如相互连接)也不间接(如连接另外的结构元件，或元件连接壁)的封闭住通道。

毛细管通道的尺寸和形状和壁与基底元件的尺寸可以作一定程度的改变，改变的程度按前面所描述的SCV、SCSA、CS参数进行。

本发明毛细管通道结构典型的具有小于50微米的壁厚，较好的是小于10微米，更好的是小于5微米，该结构具有平面基底，其毛细管基底厚度较好的是小于约50微米，并且常常是壁厚度的0.75倍到3.0倍。表示基底和壁的厚度的一个综合测量结果是平均结构厚度(tave)。用来测定tave的方法在下面实验方法部分中描述。较好的tave是小于约50微米，更好是小于约10微米，最好的是小于5微米。对于片材和类似长丝的丝条来说，所确信的是，通过提供较厚的毛细管通道基底(如比结构平均厚度tave厚1.5-3倍)来获得所增加的抗压强度，而没有过度降低毛细管的SCV和SCSA。

毛细管通道的宽度通常是约小于0.5mm，较好的是约小于0.3mm，更好的是约小于0.1mm。毛细管通道的优化的精确宽度将根据特殊结构的设计和用途来变化。所用通道宽度典型地为5微米至0.5毫米，更典型的是30微米到100微米，然而这并不是意味着一定把特别较大的或较小的宽度从本发明的范围内排除掉。通常毛细管通道宽度的测量可由结构的横截面的放大照片图经抵偿了放大倍数来测定。这种用来测定宽度的方法在实验方法部分中作更详细的说明。

本发明结构的毛细管通道在通道的轴线方向上通常是相互平行的。毛细管通通结构也可在毛细管通道结构的相邻的毛细管通道之间含有毛细管通道内部的流体交流小孔。这种交流小孔最好不要沿着毛细管通道壁的整个高度伸张，另外也不要到达毛细管通道的基底。最好从毛细管通道基底伸出的毛细管通道壁至少在伸到与毛细管通道宽度一样大的距离时才开通其液体交流小孔。虽然在结构确实含有横切的毛细管通道时，在情况好时，仍将保持上述的毛细管的吸附容量和垂直芯吸率，但毛细管通道壁最好不含有不平行的横切的毛细管通道。如果存在横切的不平行壁，由毛细管通道基底伸出的毛细管通道壁至少在伸出一个等同于在基底上通道宽度的距离时才开通其液体交流小孔，该孔易于通道之间的液体输送。另外，输送液体的通道在流动方向上不要被所存的障板或其它阻流装置明显地阻碍。图6表示了毛细管通道壁4具有2种类型的毛细管通道液体交流小孔。尤其是表示了毛细管通道壁的豁口28′和毛细管通道壁的微孔28″。

图1、2和3是毛细管通道结构2样例的横截面剖视图，其中每一结构具有一基底层，毛细管通道壁4由底层6上伸出，并且由底层6和两个相邻的毛细管通道壁4形成开口的通道8。图1的毛细管通道结构横截面表示一个具有平面基底的“条状”形的纤维，并且毛细管通道壁从基底的一侧伸出。在图2中，除了毛细管通道壁4由底层6的两侧伸出外，其所表示的毛细管通道结构横截面类似于图1。在图3中，毛细管通道结构2的横断面是一种纤维的横截面，其中基底6实质上是毛细管通道壁4相交的心部，其壁4由心部径向地向外伸出。

图4是毛细管通道片材3的透视图，该片材具有一平面基底6，毛细管通道壁4由基底6的一侧伸出，壁(与基底6一起)形成毛细管通道8。片材3是柔性的，并且尤其在毛细管的纵向轴的横向方向上易于制成等高的。在这种方向上的柔软性程度接近于一般在厚度上和材料上与毛细通道基底6相等的薄膜。

图5是一种较好的毛细管通道结构2的透视图，该结构具有毛细管通道基底6，毛细管通道壁4和毛细管通道8，同时也表示了毛细管通道壁的高度A₁-A₂，毛细管通道宽度F₁-F₂，基底厚度D₁-D₂，以及壁厚C₁-C₂。还举例说明流体弯月液面10，虽然这个弯月液面10代表液体/气体界线范围而并不是结构2的一个构件。弯月液面10是举例说明在毛细管通道中的液体容积(未图不)，A₁-A₂，C₁-C₂，D₂-D₂和F₁-F₂较好的尺寸在前面已描述过。

另外，本发明的毛细管通道结构具有毛细管壁高度与毛细通道宽度(毛细管通道宽度CCW其测量步骤描述在实验方法部分中)的比率，如图5中A₁-A₂/F₁-F₂，其比率是从0.5∶1到10∶1，较好的是由1∶1到5∶1。

毛细管通道能够是规则形状状的(例如U形、V形、∪-形)或是不规则形状的横断面形状。较好的是毛细管通是这样一种规则的横截面形状，即其毛细管通道壁在横断面上基本上是相互平行的。再者，最好的是、毛细管通道壁基本垂直于封闭毛细管通道的直线弦，其壁用做于毛细管通道的边界。

除了或者代之以选择壁对于封闭毛细管通道的弦的垂直度，毛细管通道壁较好的是基本上垂直于基底。在此使用的关于壁的横断面平行度，其基本平行意思是相邻的毛细管壁的直线差不大于40°，较好的是不大于30°，更好的是不大于20°。在典型的情况下，其中毛细管通道壁是直线型的，其平行度的度数的测定将是直接的。横截面的显微照片可用于由通常的几何分析方法用来测定壁相对另一壁的角度。对于非直线型横截面的毛细管通道壁的相对毛细管通道壁平行度能够按下面描述的实验方法中来进行测定。在此使用的基本垂直的意思是壁相对弦和/或基底的角度为90°±30°，较好的是90°±15°。再者，在毛细管通道壁是直线型的情况下，封闭弦和基底的大致的垂直度的测定将是直接的，其测定基于结构的横截面的显微照片。直封闭通道的弦是以其平行度/垂直度测试方法来作出描述。对于具有非直线型的毛细管通道壁的结构，其所确定的测试方法提供在下面平行度/垂直度的测试方法中，尽管并不一定用来限定本发明，但是可以相信，由于基本平行的壁增加了毛细管液体容量和每单位结构重量的毛细管的吸力，也将增加毛细管吸附容量。可以确信，提供基本平行的壁和基本垂直于直线封闭弦和/或基底的壁，可改善抗压强度。

通常，毛细管通道结构越好，其基本平行的壁和基本垂直于基底和/或封闭弦的壁所形成的毛细管通道的百分率越高。因此，毛细管中，较好地至少30％，更好地至少50％，更进一步好的至少75％，最好90％的结构的SCV值，由基本平行的壁，更好地，其线向差不大于30°，最好不大于20°的壁构成。同时，毛细管中，较好地至少30％，更好地至少50％，甚至更好地至少约90％的结构的SCV值，由基本垂直于封闭相应毛细管通道的直线封闭弦和/或基底的壁，较好地，相对于该弦和/或基底的夹角为90°±15°的壁构成。

图17所示的是毛细管通道结构2的横截面剖视图，其结构具有规则形的开式毛细管通道8，该通道由毛细管通道底6和毛细管通道壁4所构成。壁4包括壁4末端处伸至基底6的末端壁伸长部分38，38′。每一末端壁伸长部分38或38′以一个角度θ向外延伸，该角度较好是由10°到80°，更好的是由25°到40°，其角度是相对于壁39的近侧端的轴与具有一个相对末端壁伸出部分38或38′的相邻壁一起所形成的，以形成毛细管通道8的一锥形颈部40由此产生口部，或液体接受区域42。举例说明的图17中的锥形毛细管通道形状，一般是指瓶形的。为此，考虑到锥形毛细管通道形状是由与具有锥形颈部40的，基本平行的壁4交叉的壁所形成，毛细管通道壁对封闭通道的直线型弦的垂直度可根据线性的，壁4的近侧端39来计算。通常形成毛细管通道的锥形区域的那部分毛细管通道壁朝着毛细管通道口部变窄，它们最好互成一个角度，以致于如果它们延伸一直到交叉点的话其交叉角θ′是从20°到160°，最好是由50°到80°。对于θ′较大的角度是不太希望的，因为可以确信这种大角度的θ′致使降低液体进入到通道的能力。

如前所述，毛细管可以被制成各种不同的形状。若在特殊的产品应用中采用某些特定形状的毛细管，则可以产生特别好的效果。一般来说，在给定量的聚合物的条件下，凵形毛细管可提供最大的SCV和SCSA值。U形毛细管通道结构在用于极接近皮肤或与皮肤接触的场合特别称心，以及用于对该地方来讲皮肤的干燥程度是最重要的场合。虽然我们并不想以此限定本发明，但是可以相信，U形毛细管将会更加完全地把传递来的液体排走，从而使任何返流的可能性降低到最小。这是U形毛细管缺乏如下横截面几何特性的结果，这种横截面几何特性将会使该种毛细管产生其半径小于u形毛细管横截面曲率半径的弯月液面。从另一个角度来说，V形毛细管则可以提供具有不同曲率半径的多种弯月液面(该曲率半径可大到由该毛细管壁长度所限定的最大曲率半径)，因此，V形毛细管可提供各种，可自调的毛细吸力。比如，出现在管道的较宽部分上的弯月液面，与位于通道较窄部分上的弯月液面相比，将具有较大的曲率半径和较小的毛细吸力，该弯月液面的位置将部分地由通道中的液体量、和从液体来源处将要注入管道的液体量来决定。当液体量增加或减少时，V形毛细管的液面便会自动调节到最佳的毛细水平(高度)。因此，V形毛细管可以适用于各种实际应用当中。比如，它可适用于较大范围内液面高度的变化的各种场合，从而使其通道的自调作用得以利用。

可以相信，如上面结合图17所述的、带有瓶形毛细管横截面、或者其他带有小于毛细通道最大宽度的开口的横截面形状的毛细通道，可提供增大的毛细吸力，因为位于它们这些开口处的液面具有比在较大宽度上的液面曲率半径更小的曲率半径，加上在这些开口处具有比在该通道的等于较大宽的恒定宽度处较低的液体阻力，因此，便可提高芯吸的速度。

还可设想，在单一的毛细管结构中改变毛细管的宽度，如上所述，毛细吸力或液体静压张力与通道宽度成反比，因此，通过使毛细管具有两种或多种迴然不同的宽度，则液体扩散特性的控制便可由一个单一的结构来完成。例如，某些通道可以做成较小的尺寸易于通过毛细作用把液体从最初吸收点传送到特定距离之处，而其他管道则可做成相对较大的尺寸以易于迅速地吸收液体。另一种带有多种毛细通道宽度的结构的好处是增强了相邻结构的通道之间液体的传输，这种毛细通道结构也可带有毛细通道壁小孔，用来提高单一毛细通道结构的从大通道到小通道的液体的传递能力。图20表示了体现这一概念的毛细管结构横截面的显微摄影图片，所示结构具有两种不种宽度的毛细通道，一种宽度的通道的毛细通道壁高度与毛细通道宽度比大约为2∶1，而另一种则为0.8∶1左右。对凵形管道来说，其壁高按图5所示来确定。对u形、v形、锥形通道、带锥形通道壁的通道、和不规则形通道来说，通道的壁高可被计算为通道壁及其基底的内部周长的一半。

在本发明的另一实施例中，毛细通道壁4如图23所示，是锥形的，这样，壁4的底部5处便较其末梢端5′为宽，设计这种类型通道可以用来成为本发明的具有增加抗压强度的结构。最好这种锥形壁具有一个不大于平均宽度三倍的最大宽度，其中平均宽度可通过壁的横截面被壁高(wh)除而得到。

另一个毛细通道结构特性的改进方案，可通过使毛细通道具有一个增加其粗糙度的内表面来完成，可以相信，该增加了的粗糙度可通过降低液体与固体(即基底)之间的内表面前沿接触角，来改善毛细作用。一般来说，通过增加壁的粗糙度来增加毛细通道实际内周边长与光滑内壁周边长之比的作法，被认为肯定会改善其毛细通道特性。参见图28，该图表示了一个带有平面形基底的优选的毛细通道横截面。该毛细通道8具有毛细通道壁4和毛细通道底部6，基底6的特点是从该基底上伸出有多根凸条7，这些凸条可提高表面粗糙度，并以此降低前沿接触角。较好的方案是，使基底的表面粗糙度增加到足够大，以使该毛细通道基底表面周边长与基底宽度之比增加至大于1.0的水平，而大于1.5左右则更好，最好则是大于2.0左右。凸条7的高度或其他表面粗糙度平均值最好不大于在基底测出的通道宽度的20％

在计算SCV、SCSA、或其他毛细通道参数时，由这些参数确定的任何毛细通道，都包含在一个较大毛细通道的横截面之中，毛细通道有一个参数Av。该Av是由SCV和SCSA的测试方法所确定的一个参数，上述任何毛细通道都不代表某一个独立的毛细通道。

本发明中的毛细通道纤维可采用其未改性的形式，即它们被制成时的形式，或它们可以为由合成纤维纺织领域里的普通技术人员所公知的变形丝的形式。

本发明中的纤维还可以采用束状的吸收性产品。束状，正如可从现有技术中了解的那样，是由多根平行的纤维构成的绳状丝束，它未经过确定的加捻或卷曲，比如是一种上述的无规卷曲长丝。该束中的纤维通过成束方法被捆扎在一起，一般是通过卷曲使其成束，尽管其他成束方法如点状粘合、使纤维端头相互熔融在一起、对加一些包缠纱固定等等，都是可以的，但都不限于此。

本发明中的纤维还可以是以纱线、纺织品(包括机织物、针织物、及无纺织物)等形式存在的纤维，本发明中使用的纤维可以采用这些由纺织领域普通技术人员用来生产普通的、非毛细管纤维的、或公知的生产中空纤维的普通技术生产出来的纱线、纺织品、或无纺织物。这些技术比如Belitsin等人发明的美国专利第US-4054709号所述。该篇专利于1977年10月18日公开，并在此引为参考。

普通的纤维制造术如纽约John Wiley and Sons的《聚合物科技大全》(Encyclopedia of PolymerScience and Engineering)1986年第6卷第802～839页所述(这本书在此引为参考)，可用于本发明的毛细管的制造。一般来说，最好采用象熔融纺、湿法纺、干法纺这样的挤压法纺丝工艺。熔融纺特别适合于制造本发明的毛细通道结构。一般来说，熔融纺就是把聚合物熔融，并施加压力把熔融物挤压通过挤压模具，冷却并把挤压出的结构牵伸到所需的尺寸。熔融纺和其它纺丝方法都要应用一种挤压模具(有时称之为喷丝头、纺丝头)，该模具带有一个设计有小孔的部件，该小孔的形状大体上与刚从模具出口出来的毛细管结构的横截面形状相同。依赖于该小孔的设计、工艺条件、聚合物组合物、和其他本领域熟练技术人员所知的因素，该毛细通道结构最终横截面形状，可以与该小孔的设计有所不同。挤压模具的小孔设计、聚合物的情况、及挤压熔融温度、和挤压后聚合物牵伸、冷却时的工艺条件对本发明的毛细通道结构的形成将是非常重要的。为了更好地保持经挤压但尚未冷却的该结构形状，并使相应于毛细通道尺寸的毛细壁及其底尺寸接近该挤压模小孔的尺寸，该聚合物最好在低于通常在纤维挤压工艺中特殊聚合物的挤压工艺所用温度的温度条件下进行加工。然后，经挤压的聚合物将在牵伸工艺中较快地冷却定形。因此，该聚合物最好是具有非结晶特征的产品。本发明中的挤压工序最好采用非结晶聚合物，因为它们在较大温度变化范围内，特别是在温度接近于玻璃化温度条件下进行牵伸时，具有较好的抗断裂能力。因此这些聚合物通常是在较高的温度下进行挤压的，这样才能降低熔融物的粘性，因而使聚合物易于从挤压模具中挤出，从而经改善的毛细管结构形状(相应于挤压模具上设计的小孔)的定形才可能在控制的接近玻璃化温度的温度下获得。用于挤压的最佳温度对不同聚合物而言将有很大区别。例如，对于KODAR^TM 6763PETG挤压温度介于205℃左右到230℃左右之间，将获得特别好的效果。

如上所述，在优选的工艺中，聚合物也可在从挤压模被挤到出口后，以及在牵伸过程中被迅速地冷却。冷却过程在连续的冷却区域中，通过空气的辐射和对流来完成，一般可用2个到4个左右相继的冷却区域。用来实现上述冷却过程的合适设备如冷却通道，是挤压和纤维成形技术中公知的设备。在优选方案中，第1冷却区域设置成环境温度至少为30℃左右，而至少50℃左右则更好，最好则是至少为75℃，低于聚合物离开挤压模具并进入冷却区域的温度，从而迅速提高该聚合物的粘度，而降低在该毛细结构整形时产生的表面张力。

本发明还可采用与普通的合成纤维熔融纺丝时使用的同样型式的设备，其不同在于所用的挤压模具带有设计成的小孔，用来形成前面叙述过的毛细通道。这种类型的设备包括一个挤压机，一个模板，熔融的聚合物便在该挤压机中被挤入模板。然后穿过并离开一个挤压模，该设备还包括对毛细通道结构进行牵伸、冷却、及卷绕的装置。假如该挤压模具有一个环形的毛细通道基底的小孔，和一个中心气孔(接下来还要更详细地谈到用于制造毛细通道结构的改进工艺)，这样改进的模板便可易于使气流从该挤压模具的气孔中通过。这个方案可通过把一些空气通路，比如导管或导路，接入该模板，以允许隔绝的气流(如空气流)进入挤压模具的气孔。这样的用于熔融纺丝的设计还未为人所知。可以将气流引入使其通过模具中心孔，该模具设计成带有一个环形孔，用来挤压普通的非毛细管薄膜和片材，这一设计是在吹塑薄膜加工领域中的技术人员所熟知的虽然它并不与毛细管结构或用来生产毛细管结构的模具相关，引导空气流通过模板的背景技术可以从纽约John Wiley and Sons《聚合物科技大全》第二版，第7卷，第107～109页和第6卷，第767～769页中查到。该书的这两部分内容在此引为参考。这种一般性的公开，虽然并没有对本发明的工艺或产品作出指导或建议，但却可以通过在此引用的那些文字段落，由本领域的普通技术人员应用到本发明的挤压模板中去。

当毛细管结构从设计有环形的基底孔的挤压模中挤出时，便有足够的空气通过气孔，以防止底座部件被塌陷。然后，将以这一形状牵伸该结构，然后以这一形式被应用，或者，在拉伸后被割缝，以形成一个具有平面基底的结构。

在对牵伸后的结构进行切缝后，根据其尺寸大小，它们可以分别具有如上所述的纤维或片材的特征，如果是片材，则将被用作片材，或可进一步切割成纤维，或制成具有特殊形状和设计的片材，或者是分割开的薄膜(即高度切割薄膜网)。

各种规格的毛细管片材(其规格与普通生产熔融吹塑薄膜和片材的工艺有关)，以及生产其他吹塑薄膜的技术，可适用于本发明，只要更换普通的薄膜挤压模，该模带有一简单的环形孔设计，最好换上本发明的，具有一环形基底孔和具有多个从该孔径向伸出的毛细通道壁孔的挤压模。

在挤压过程中，当被挤压的聚合物刚刚从模具的出口挤出时，它具有与模具的孔基本相同的横截面形状。但是，至少部分地由于表面张力的作用，人们发现仍然是熔融状聚合物的毛细壁趋于缩短其长度(即缩短其壁高度)，并且在增加厚度，因此，便迅速地降低了毛细通道结构的SCV和SCSA。

挤压模上的小孔设计将控制从该模具挤出的毛细管结构的形状。因此，挤压模上的孔应当按照所需的毛细管形状来设计。更准确地说，将会在牵伸该结构的过程中出现毛细管壁高与毛细管宽度之比的减小这种减小可以通过把挤压模上的孔设计成具有相应增大了其毛细壁高与毛细壁之间距离之比的尺寸，来得到补偿。

人们发现通过对挤压模孔的设计可补偿上述现象，如使模孔的壁部孔长度与壁部孔之间宽度之比，设计成所需毛细管壁高与毛细管宽度比的2到5倍左右，当然，聚合物收缩的确切量值，将取决于特定的工艺条件。

对毛细管结构的牵伸程度，将取决于刚从挤压模孔中挤出时，被挤压的聚合物的壁和基底的厚度、及所需最终产品的基底和壁的厚度而定。但一般来说，这里的挤压——牵伸率一般应达到至少100∶1左右，更好的是从1000到10,000左右，最好从1000到5000左右。在熔融状态下具有很好粘合强度的聚合物的应用通常是令人满意的，因为它们具有上述较高的牵伸倍数。因此，一般来说，主份为涤纶的聚合物以及尼龙的聚合物胜过较低粘合性的材料，如聚烯烃为低粘合材料。

图7、8、9和10表示了挤压模20的几个正视图，在这些挤压模上，都带有可用来进行本发明中毛细通道结构加工所需的挤压模孔22。这些挤压模孔22中包括毛细通道基底孔30和毛细壁孔28，其中基底孔30将在挤压时产生一个几何上平面的毛细通道基底，而其中壁孔28则从该基底孔30上伸出。如上所述，本发明的特征就是该毛细结构具有把液体传送到，当然是传送到狭窄的毛细通道壁和基底去的、较高的毛细管比表面积和容重比。虽然图7、8和9所示的挤压模孔可在本发明范围内有效地制出毛细通道结构，但从这种挤压模孔挤出的结构的毛细通道壁却会在牵伸到较高倍数时，或牵伸至细旦尼尔时，偏离其排列的行列，或者发生扭曲现象。尽管我们不想通过理论或解释问题的方式来限定本发明，但仍可以相信，上述扭曲现象的产生是由于对该结构进行牵伸时所产生的横截面内的切向应力而造成的。这种通道壁的偏斜通常使其成为鱼骨形，正如图18的显微摄影图片所示。在我们已经知道从如图7、8、9所示的挤压模挤出的毛细通道结构常常会产生鱼骨形变形这一道理之后，便要改进模孔，如图10所示，可以注意到这些被牵伸的毛细通道结构中的毛细通道壁已不再象以前那样与基底垂直。通过对挤压模孔的设计，使得毛细管壁孔处于一个带倾角的状态，该倾角反向于当壁孔垂直于底孔时经牵伸而会发生的偏斜状态，可以相信，这样的设计会获得较好的毛细通道壁平行度。图10中的毛细通道壁孔28是从该毛细通道基底孔30的一侧伸出的，另外，也可使毛细管壁孔从底孔的两侧向外伸出。

从图8还可以注意到，毛细通道壁孔被设计成，当进行不同规格的挤压时，可形成具有不同尺寸的毛细通道宽度的形状。图8和图9所表示的毛细通道孔的设计为带有直线型的底孔30，和从该底孔30上向两侧伸出的毛细通道壁孔。

图11表示了一种带毛细通道孔22的挤压模20，该孔22上带有多个由毛细通道壁孔28连接起来的多个毛细通道底孔30，这样一来，从这种挤压模具20中挤出的毛细通道结构便出现了在其相反方向上交替打开的毛细通道。如图11所示，该毛细通道壁孔和底孔28、30被设计成可制造u形毛细通道的设计。可以理解，这种u形毛细通道的设计并不局限于图11所示的挤压模孔设计。

图15为一个表示了一种挤压模孔的一个部分的视图，该模孔包括有底孔30、毛细通道壁孔28、和位于毛细管末端的膨部24。这些部件24具有大于壁孔宽度的直径，通常其直径大于所说壁孔宽度的50％。膨部最好与挤压模设计结合在一起。虽然我们并不想以此限定本发明，但可以相信，结合有这种膨部的挤压模孔设计，将使聚合物流更均均地流过该模。

挤压模孔上的最大横截面径向宽度可在一个较大的范围内变化。尽管如此，我们还是发现该宽度在1.0cm到5.0cm左右之间时比较合适。毛细通道壁孔和底孔的宽度也可以在较大范围内变化。通常采用的壁孔和底孔宽度为50微米到200微米左右。最好壁孔宽度为75微米到150微米左右。与聚合物流轴线相平行方向上的挤压模孔也可有不同的深度，但是一般可采用从0.2厘米到0.4厘米左右的深度。

在一个在此提出的用于制造毛细通道结构的改进工艺中，可以在毛细通道结构的挤压和完全牵伸之间，改善毛细通道的定形。该工艺步骤包括：

(a).喂入可流动的熔融聚合物组合物，使其通过挤压模的毛细通道孔，其中挤压模上带有的毛细通道孔的特征是，该毛细通道孔有一环形底孔，多个毛细通道壁孔从该底孔上沿径向伸出，从而使聚合物组份从这些模孔中流出，形成一个空心的环形基底和多个沿径向从该底伸出的毛细通道壁，由所说基底和所说壁构成了多个毛细通道，而且，其中所说挤压模上带有一个位于所说环形底孔的中间位置上的气孔；

(b).在把所说聚合物组合物喂入并使其通过所说挤压模的毛细通道孔的同时，使气流沿所说熔融聚合物组份流动的方向通过所说气孔；然后，

(c).随着使聚合物从该挤压模中挤出之后，把该毛细通道结构牵伸到所需的尺寸，并冷却所说结构；

从而所说气流便可在冷却和牵伸所说结构的过程中，防止所说环形毛细通道结构的塌陷。

在上述工艺中使用的挤压模，也是本发明的一个部分。特别是这种挤压模是这样一种模具，所说模具包括一个毛细通道孔层，所说层包括一个环形基底孔，多个毛细通道壁孔从该底孔处沿径向伸出，所说毛细通道孔层还包括相对于所说环形底孔的一个内部区域和一个外部区域，还有一个位于所说环形底孔的内部区域中的气孔，以及把所说内部区域相对于所说外部区域可固定地保持在一个合适位置上的装置。

对环形底孔来说，这意味着一个设计成连续的环形的、沿其圆周不阻流的环形底孔，但它仅是标称几何圆形。该底孔并不需要是一个实实在在的圆形，当然该环形底孔最好还是设计成大致与x和Y轴对称的形状。

气流通过气孔的流量将以速度形式测定下来，因此，该环形基底本身，在聚合物从挤压模中挤出和在牵伸过程中，和在冷却到低于聚合物的玻璃化温度之前，都不应出现塌陷。早期的塌陷会导致环形底部本身被熔化，而且使其消失几何形状，从而导致壁的形状扭曲。另外，气流速度应足够慢，以便在牵伸过程中环形基底收缩。当然，气流速度的确切值可根据加工条件的不同而作各种变化。但是，合适的气流速度可以容易地根据对牵伸过程中的被挤压聚合物的观察和根据最终产品的情况来决定，并可调整气流量使其与上述要求相吻合。

尽管我们并不想以理论来限定本发明，但是可以相信，从该环形底孔中离开的该环形毛细通道基底将使其毛细通道壁受到径向应力，而不会受到明显的切向应力。这样便可确保高度定形。这种改进的效果可从图19、20、21和22所示的显微摄影图片的例子中看出。图18表示的是一种毛细通道纤维的显微摄影图片，该毛细管纤维由带有图9所示一般形式的非环形底孔的挤压模制成。

带有环形底孔31的挤压模20举例表示在图12、13和16中。在这些图中它们还具有这样的特征，即毛细通道壁孔28都从这些底孔31上径向向外伸出。该毛细通道壁孔之间可大致保持相同的间距，如图12和16所示，这样便使该毛细通道结构中的毛细通道基本上具有相同的宽度。或者，也可以使相邻毛细管壁孔28之间具有不同的间距，从而形成上面已经提到过的、并且如图13所示的具有毛细通道的毛细通道结构，其中毛细通道壁孔28之间具有交替出现的不同间距，正如以壁孔T₁和T₂之间的间距、和T₂和T₃之间的间距所例示的那样。在图12、13和16中都有支柱区域34这一特征。安装这种支柱区域34的目的与其说是理论上或产品性能上的需要，不如说是满足实际应用上的要求。这些实际应用上的要求清楚地表现在图14上，图14表示的是一个带环形孔的挤压模，该图为从该模的靠近聚合物一侧看上去的透视图。图12、13和16中也表示了支撑层82和挤压模孔层80，对该挤压模孔层80还将结合图14作更详细的说明。如图14所示，挤压模20包括挤压模孔层80，该层80被可固定地与带有内支柱84的挤压模支撑层82连接(如通过钎焊)。该孔层80必须在环形底孔31的内部和外部区域上与支撑层82相连接，这在例示的挤压模中是必须的，因为环形底孔31是沿圆周上设计的，不这样设计的话就不可能使该底孔31保持在固定的位置上。该环形底孔和壁孔可在钎焊完上述层之后，由放电装置(electrical discharge machine)加工而成。在上述图中还示出了毛细管壁孔28和气孔26。

如图12、13和16所示的挤压模20还都包括有气孔26，因此，当毛细通道结构离开该环形底孔挤压模时，便可使气体、或混合气体比如空气得以从该气孔中通过，并被导入该毛细通道结构的环形基底的内部。

特别参见图16，其中毛细通道壁孔28上带有毛细通道壁孔的延伸部分3.6，这些延伸部分从壁孔28上的远离环形底孔31的那一端伸出。这些延伸孔36最好以一个向中心方向的径向倾角θ″伸出(即向着环形底孔31的方向)，该倾角θ″为5°～30°左右是比较合适的，若在10°～20°左右则更好。已经发现，这种小孔设计对于制造如图17和图21的显微摄影图片所示的、锥形毛细通道形状来说，是很有用的。聚合物流通过壁的延伸部分(孔)36便形成了毛细管壁的延伸部分(见图17中的部件38、38′)。在牵伸的时候，可以相信这些壁的延伸部分在径向应力的作用下，便会改变其壁的延伸角，从径向向内改变为沿径向向外。

                    测试方法

以下的方法对于定义和评估本发明的毛细通道结构所需的参数的确定，是非常有用的。这些步骤将需要预先准备好该各种长度的结构，有些长度尺寸可以大于实际上欲使用该结构的长度。将可以理解到，任何短于该方法所要求的长度的毛细结构，都将以其等效结构进行评估，这一等效结构具有该方法所要求的规定长度，除了可以另作专用说明外。具体单位可结合对方法中所叙述的参数的测试和/或计算来确定。在此指出的单位仅为了举例的目的而提出。与测试方法的目的和要求相一致的其他一些单位都可以使用。

毛细管比表面积(SCSA)和容重比(SCV)的测定

以下方法用来确定毛细管结构的比表面积(SCSA)和容重比(SCV)。该方法适合于表现了毛细通道结构的一个有代表性的横截面的一个显微摄影图片。该结构的横截面通过埋置和薄片切片技术而制备出来，用以进行显微摄影，上述埋置和薄片切片技术是本领域的普通技术人员所公知的。该方法将用到以下等式： $\left(1\right)---\mathrm{SCSA}=\frac{\underset{x=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}\mathrm{Px}}{\mathrm{\ρAs}}$ $\left(2\right)---\mathrm{SCV}=\frac{\underset{x=1}{\overset{i}{\mathrm{\Σ}}}{A}_{\mathrm{VX}}}{\mathrm{\ρAs}}$

其中，ρ＝固体密度(即聚合物的固体密度)；

As＝把毛细通道限定在以下式(a)、(b)准则范围内

    的、与毛细通道轴线垂直的、毛细管固体部分的横截

    面积；

Px＝形成每个毛细通道x的固体的横截面周长之和，其中

        每个周长Px把该毛细通道限定起夹，并且在用Cx

        提供的理论圆边之内；

  A_vx＝毛细通道结构中空白面积之和，其中每个A_vx代表

        由形成毛细通道的固体部分的周长和Cx所限定的面

        积；并且，

其中i是代表该结构中毛细通道的数目，x则指的是一个毛细通道结构中的某个毛细管，Cx则相应于朝着该毛细通道内部的凸圆的圆边部分，它具有一个接近于每个毛细通道x的选定的直径，其中圆周Cx按照下列准则确定尺寸和位置：

(a)该圆边Cx与毛细通道x的两壁相切，切点为与这些壁相接触的地方；

(b)对于每个毛细通道x来说，满足(a)准则的圆Cx使每个通道x的Avx具有最大值，并且受到以下限制：

(i)Cx与毛细通道壁相交形成交线，该交线的正切线交叉形成120°或小于120°的夹角；

(ii)根据毛细通道结构结构的实际尺寸，Cx可以具有不大于0.025cm左右的半径，(圆的半径将用于显微照片中实际结构的相同放大倍数进行放大)。

就带有毛细通道壁的液体交换孔的毛细通道结构来说，由于其在毛细通道结构上是薄壁，故一般来说，这对SCV和SCSA的影响是不显著的，因此在计算中常可被忽略不计。

对于毛细通道来说，这些毛细通道上有多处与具有最大半径的圆相切的切点，其中最大半径的圆即位于该毛细通道的最大横截面积处(Av)。毛细通道结构具有许多不同的横截面形状和尺寸，因此要计算出足够的横截面来提供一个有代表性的加权平均值SCV和/或SCSA。然而，如果把该毛细通道结构的任一段的线性长度(沿该毛细管的轴向测量)选为至少0.2厘米左右、最好至少1.0厘米左右，并且具有本发明所限定范围内的SCV和SCSA的话，则这样的结构将是本发明中的一种毛细管结构。计入SCV和SCSA的上述线性长度较好的至少约为结构轴向长度的50％，更好的为75％最好基本上为100％。

对毛细通道片材来说，特别是对那些带有较大宽度的毛细通道基底的毛细通道来说，一个具有该底总宽的一段的、有代表性的样品，将取代该薄片的全部横截面。这种分段的薄片样品最好具有至少0.5cm左右的宽度。确定上述SCV和SCSA的目的，在于提供一种对具有开式毛细管特点的毛细结构的定量计算方法。可以想象，这些结构必须具有固体的部分、附件、及其他类似部分，否则就无法帮助我们以上述方法来确定其结构。上述准则将不把该结构中四周的及中空部分的那些无效部分考虑到计算公式中去。而且这些固体部分的无效的横截面积也没有包含在As的计算中去，对这些外围部分和横截面积的排除方法将在以下举例作更详细的说明。

图24表示了一个毛细通道结构局部800以及将SCV和SCSA计算方法应用于其上的例子。图中表示的该固体(即聚合物)局部800，包括面积As、毛细通道间空余面积Av₁、Av₂、Av₃、Av₄、以及这些面积各自的周边长P₁、P₂、P₃、P₄、还有理论上闭合的圆边部分C₁、C₂、C₃和C₄。图中还表示了圆边C₅、C₆、C₇。半径r₁′、r₁″、r₂′、r₂″ 、r₃′、r₃″、r₄′、r₄″、r₅、r₆、r₇分别与各自圆边C₁、C₂、C₃、C₄、C₅、C₆、C₇和该局部800的固体材料相交处m₁′、m₁″、m₂′、m₂″、m₃′、m₃″、m₄′、m₄″、m₅、m₆、m₇的切线相垂直。

这里画出圆边C₁、C₂、C₃、C₄以满足上述准则。正如可从图中看到的那样，圆边C₁、C₂在半径r₁、r₂上受到夹角γ₁、γ₂的限制，该两夹角γ₁、γ₂分别代表了切线t₁′、切线t₁″之间、以及切线t₂′；和t₂″之间的120°交角。Av₁、Av₂、Av₃和Av₄分别为由周边长P₁、P₂、P₃和P₄与曲线CC₁、CC₂、CC₃和CC₄围起来的面积。圆形C₃和C₄代表了毛细管中最大尺寸的圆，其中分别在点m₃′、m₃″和在点m₄′、m₄″处与该圆相切的切线间的夹角，将小于120°。因此，在图所例举的情况中，在减小了放大效果之后，圆形C₃和C₄将各具有0.025厘米的半径。周边长被定义为把毛细通道上每个通道上的圆与固体部分间的交点沿该通道内侧壁联接起来的长度。C₅、C₆、和C₇表示的是相应于那些不符合本计算方法的准则的那部分毛细通道的圆的最大半径，因此，对这些圆形来说，P和Av值均将为零。正如可从图中看出的那样，介于m₄′和m₄″之间的固体面积，将包含在As中，因为该固体部分在SCV和SCSA的关于Av的计算准则中，相当于限定通道的毛细通道的壁。由半径r₃′、r₃″的延长线所围出的面积Ax₃′和Ax₃″将不包括在As之内(所说半径垂直于圆C₃与通道壁的切线)。同样，圆C₄的半径r₄′的延长线也把由半径r₄′截出的面积Ax₄排除在计算的As之外。

毛细吸附能力(容积)的测定

以下的毛细吸附能力计算方法用来确定毛细通道结构的结构内的平均毛细吸附能力。这一计算方法用于单一的毛细管纤维，或从毛细管片材上切下的单一条带，该条带被切成约0.5厘米或小于此宽度。这些条带被沿平行于毛细管的方向从薄片上切下。假如该毛细管片材在其宽度截面上具有不同的毛细通道尺寸、形状、或其他在其宽度的不同的参数，就必须测定足够多的条带，以提供具有代表性的毛细吸附能力的加权平均值。或者，也可以把完整的片材切成具有相同宽度的条带，然后进行测定和平均，以求得该薄片的毛细吸附能力。如果片材的任一部分具有至少0.5厘米左右、更好是至少1.0厘米左右的宽度，并且具有一个在毛细吸附能力极限之内的平均毛细吸附能力的话，则该片材可以说是本发明的一种毛细通道结构。

取一种具有至少0.0002克左右的灵敏度的、并且可将样品挂于其上进行秤重的天平，比如Mettler AE200型天平(这种天平可从美国新泽西州海斯顿的迈特勒仪器公司买到(MettlerInstrument Co.，Highstown，NJ，USA))。把这种天平装在一个秤重台的台面上，并且使之位于一个在该台面上穿通的孔之上。将一根金属丝从该天平的秤重装置上悬挂下来，使其伸展并穿过该秤重台上的孔。在该金属丝上的低于秤重台台面的地方装有一个不具有吸附性的夹持部件，用来把一个毛细管结构(以下称为“样品”)固定在金属丝上。可以用一对带有橡筋带的小夹子或其他等效物来作夹持部件，其中橡筋带用来把该对小夹子锁定在夹紧的位置上。

在样品具有空芯结构的情况下，应将该样品的两端封闭，以防止毛细液体从该芯结构中流出。可以采用热熔的方法，将样品上稍后将就要浸没于测试液中去的一端封闭起来。取一种亲水性织物，使其被液体浸湿并将其部分地浸泡在其液体容器中。该亲水性织物的液体容器中含有与该密封基底上的测试液相同的液体，但这两个液体容器是有区别的，以使亲水性织物不接触到将把测试样品部分浸泡于其中的测试液体。在开始进行样品毛细吸附能力的测试之前，先应使亲水性织物放置至少60分钟左右，正如将在下面叙述的那样，以便其管内的水份含量逐渐均衡。取一种可上下伸缩的玻璃套管或其等同物，垂直安装在秤重台下面，并且在孔的附近与该秤重台上表面上的孔对中，以防止测试液体的蒸发。在上套管与秤重台之间的内表面上用一个密封圈密封，下套管的直径稍小于上套管，因此，它可以在至少部分置于上套管之中的状态下，作垂直滑动。上下套管之间的连接由一个密封圈密封，并可使两者间可相对滑动。下套管的底部是一个适合于盛装液体并且不会漏水的密封底。测定对水的毛细吸附能力时，应该采用蒸馏水来作为测试液，而当测定亲油性结构的吸附能力时，则可使用n-癸烷溶液进行测试。取一块上述亲水性织物(如美国南卡罗来纳州斯帕坦伯格的米里肯和公司的VISA^TM聚酯织物(VISA^TMpolyester fabric，Milliken & Co.，Spartan-burg，South Carolina，USA或其等同物)，将该块织物包好塞在所说下套管的内表面中，并且使该织物的下底边部分固定地浸泡在亲水织物液体容器的液体中。以下所谈到的套管及亲水性织物的尺寸将很有用(当然可以采用其他可具有相应效果的套管尺寸)：上套管——长度为40cm，内直径为5.9cm；下套筒——长度为33cm，外直径为5.8cm；亲水性织物——为30cm左右×10cm左右。在下套管之下有一个支撑部件，用来支撑下套管，使其保持所需的垂直状态。

准备一组长度分别为2.0、3.0、4.0、5.0、7.5、10.0、15.0、20.0、25.0、30.0、35.0、和40.0cm长的待测毛细通道结构样品，在每个样品的一端，都固定接着一个小铅球(至少重0.2克左右)，或其等同物。对各个小铅球来说，可通过在其上开一个约占其直径的二分之一长的横条缝隙，来将其卷在样品中，使其与样品连接起来，其中将样品一端约1毫米左右的部分卷入小铅球(即可)。样品的另一端的1毫米左右的部分则被固定在夹持部件(如上面所述)上，从而它便被金属丝悬挂在天平下了。固定该上套管和下套管，使之围绕着把悬挂着的样品包围在距秤重台底表面约1到2厘米的区域。把测试液盛入该下套管的密封底中，固定该样品，使之刚好位于管底中测试液面之上，从而使样品既不与测试液接触，也不会与该套管的侧壁接触。测定并记录该样品和小铅球的干重(W₁)。升起支撑部件，使小铅球的上端刚好浸没在液面之下。然后使上套管上升，直到该套管在与其O形密封圈保持接触的状态下接触到秤重台的下底面。使下套管上的第二O形密封圈向上滑动到与上套管接触并支撑其的较低一栏的位置上。使液体浸湿每一块样品，直到其(水分)达到基本上平衡的程度。一般来说，对每1.0厘米长的样品给以2分钟的时间是足够了的。当然，(具体的)平衡时间会或多或少地不同于这一时间间隔。然后，降下该支撑部件，直到小铅球完全离开测试液，然后测定并记录该样品和小铅球所吸收的液体总重量(W₂)。然后，对上述各种长度的样品分别进行该测试。

准备一张把液体重量的增加(Wf＝W₂-W₁(g))作为样品长度(cm)的函数的曲线图素。准备并测试其他长度的同样的样品、以补充基础数据，这些数据对于进行很好的实验室实际操作来说，是应当建立的。采用适当数量的微分曲线的拟合技术，把数据点连成一条曲线，比如该拟合技术如纽约1984年由麦克格劳·海尔图书公司出版、由D、W.格林编辑的《帕瑞化学工程师手册》(第6版)中的第2-65页至2-66页所述(Perry′s ChemicalEngineers′Handbook，6th edition，edited by D.W. Green，McGraw-Hill BookCo.，New York(1984))。该曲线在相应于各样品长度的点处进行微分，这就使得液体的增量(dWf/dL)成为样品长度(cm)的一个函数，其中样品长度基本上相当于液体在容器中增加的高度。用毛细通道结构的平均线密度(g/cm)和液体密度(g/cm³)来除每个dWf/dL(g/cm)，便可得到毛细吸附能力(容量)值(即每克毛细管结构所吸收液体的立方厘米，)也就是毛细吸力(液体的高度(cm))的函数。将吸收能力(容量)作为毛细吸力的函数作图表把曲线拟合到该图表上，采用了如上述《帕瑞化学工程师手册》第6版第2-107到第2-113页上所述的非线性回归曲线拟合技术。从这条毛细吸附曲线上，便可在特定的毛细吸力高度上，读出其吸附能力(容量)。

垂直芯吸率的测定

以下的垂直芯吸率的计算方法用来确定毛细管结构的内部结构垂直芯吸率。一般来说，这种方法的目的在于当液体浸湿该毛细管时，实际观察并记录液体的垂直位置。这一方法适用于相应于上述毛细吸附能力测试中采用的毛细管纤维，或割裂的毛细管片材。测试液将被染色，以便于测量。准备用来测定水溶液的垂直浸湿能力的液体为蒸馏水，并用0.05％的FD & C兰1号(FD & C Blue #1)进行染色(此后称该液体为“染色蒸馏水”)。合适的FD & C兰1号染料在市场上便可买到(比如可从美国纽约的H.卡斯塔姆公司(H.Kohnstamm & Co.，Inc.，NY，NY.，USA)买到)。

除非经特别指明，本方法一般用于单根(或独立的)纤维或单片薄片材。但是本方法也将适用于纤维束和/或多片片材的垂直芯吸率及芯吸距离的测量。与上面毛细吸附测试过程同样，本方法也使用小铅球或其等同物来作毛细管结构样品的配重，并且空芯样品的端部均被密封(如热熔密封)。

取一支内直径约为5.0cm、高约为25cm的封底玻璃管，向该管中加入约2.5cm深的足够量测试液。将一只带有三条3cm左右长的支腿的圆板插入该管的底上，其三条支腿均落在管底上。该圆板在此作为一个反射挡板。在该圆板中心钻有一个1.3cm的圆孔。一个记有毫米刻度的尺与贴附在该管的外侧。一个橡胶塞用来封住该管的顶部。塞子有一个位于中心位置上的孔，用来使夹持部件得以插入该管，并将样品悬挂在低于橡胶塞的位置上。该孔的大小尺寸应能够使小夹子或其他适用的夹持部件在它们位于该橡胶塞孔中的时候，能保持在锁定位置上。小夹子可用作该夹持部件。必须把夹持部件合适地装于橡胶塞的孔中，以利于对样品高度的调整。

测试过程开始，取一段24cm长的毛细管结构样品，一个小铅球夹持在样品一端约1毫米长的部份上，该样品的另一端悬挂在夹持部件上，从而使小铅球的顶部浸没并开始计时。然后记录液体每增加0.5厘米高度所需的时间。可使用一台低倍显微镜来帮助记录液体沿样品上升的状态。

垂直芯吸率的确定可通过制备一张液体高度与时间的平方根的关系曲线图表，以获得该液体高度的方法来完成。

这一方法也可适用于对毛细管纤维束的测试。

抗压强度的测定

以下为抗压强度的测试方法，描述了一个用来确定单一的毛细管纤维和片材(以下均称为“样品”)的干、湿抗压强度的过程。一般来说，该方法涉及当该结构上的载荷增加时，该结构厚度减少。样品被压在一对水平的、自对中的刚性板之间，该板应由不锈钢或其他耐腐蚀的刚性金属制成，并且应具有精磨的拼接面。向该些板上施加荷载，并测量厚度的减少量。如果是与片材相对，测试的是纤维，则须将两根纤维以足够的间距平行固定在该两板之间，以防止该板在载荷或压力的施加下发生倾斜。如果是毛细管结构片材，则应根据其宽度来适当地平行固定。该对自对中刚性板中的底板上具有三个等长的刚性支脚，该些支脚在该底板上构成一个三角形以形成稳定结构。在上板上有一个直径约1.5厘米的金属(例如钢的)球、该球可固着地固定在该上板上的中心处。在本测试中，可采用一个尺寸为5cm×5cm×1cm(厚度)、并带有0.3cm长支脚的固定底板，以及一个尺寸为2.5cm×2.5cm×0.5cm(厚度)的上板。当然还可以选用其他尺寸、材料等等，只要能获得等同的效果即可。在测试前，先应测出刻度盘指示器本身的压力和上板的重量，并记录下来。

所用的设备包括如下部分：准备一个Ames Model 87-025型厚度仪(可从美国马萨诸塞州华坦姆城的B.C.Ames公司购到(B. C. Ames Co.，Waltham，Mass.，USA))或其等同物；带有从该厚度仪上下两端伸出的心轴的AmesModel 452型刻度盘指示器，其心轴的上部应适于安装施加的载荷；伸出在厚度仪之下的心轴部分的底部，为一个1.0平方英吋(即6.45cm²)的心轴板；刻度盘指示器可调整地固定在厚度仪的座台上。所用的Model 452型刻度盘指示器或其替换仪器可读到至少约0.0001英吋(即约0.00025cm)。待测毛细管结构样品的长度应为约5cm左右，当然，也可根据购到的产品情况，用短些的样品来代替。如果在应用产品情况下，毛细结构的长度短于5厘米，还可以用其较长些的结构段来测试，而且5厘米的测试长度将更容易和适合于固定。样品固定在固定底板上，该样品的固定可用透明纸带来完成。该样品应沿基本上直线方向、并且无扭曲的条件下固定，而且应平放在该固定板上。变形材料应在其进行变形加工之前进行测试，该透明纸带应位于上板的区域之外，并且在进行测试过程中的任何时候，该玻璃纸带均不应与该上板相接触。该带最好没有任何部分位于距上板0.5厘米以内的地方。在样品平行固定的情况下，该样品应相距1.5厘米间距固定，即各自距固定板中心0.75厘米。在测试单片时，该片材应以其中心覆盖在固定板的中心位置上。样品的固定应是这样的，即当毛细管底部是平面型时，应与固定底板的平面相平行，而当毛细管结构的底部是圆柱形时，或是其他形状时，则该结构应以其自然放置的任意几何状态进行固定。可以用本测试方法，来确定在其一侧或两侧带有毛细通道、并具有平面型底部的、以及在其圆柱形芯部的整个圆周上都具有沿径向伸出的毛细通道壁的一一这种结构的抗压特性。在样品固定好以后，使固定板底部在该心轴底板下对中，然后，给上板对中并使其覆盖在固定板上，利用面朝上的，并以其中心直接位于心轴底板之下的金属球，使上板搁置在固定的样品上。

利用缓慢降低刻度盘指示器心轴，使心轴板压向金属盖板上的球，直至该心轴板接触到该球，便可测出该样品的厚度。在球和心轴板接触了30秒钟，以使之均衡以后，便可记录下该样品的厚度。然后升起心轴和心轴板，使心轴板离开金属球。在该心轴板脱离与金属球的接触之后，随着不断向心轴上施加载荷的重量，重复进行厚度的测量。该逐渐增加的重量值可根据试样的抗压强度不同而有所区别，但一般来说应在每测一次厚度后增加10到100克重量，随着逐渐增加重量而进行的厚度测量应重复进行，直到被测厚度(t)等于以下所限定的t₅₀时为止。

作为所施加压力(Pr)的函数，厚度(t)应计算出来以确定每一个数据点。在计算中，Pr将由施加给试样的总重量(W_T)被该试样初始面积除而得到，其中施加给试样的总重量W_T即上板、心轴、以及加到心轴上去的重量之和。该试样初始面积Ai为在试样被固定但尚未受压时，平行于固定板的水平面的试样的最大横截面积。

抗压强度(CS)被定义为一个压力值，在该压力下，试样毛细管空隙的体积降低到其试样初始空隙体积(Vi)的50％。这时的厚度，也就是t₅₀将以下式计算出来： $t_{50}=\left[\frac{1}{\mathrm{Ai}}(0.5\mathrm{Vi}+\frac{(M/L)z}{\mathrm{\ρ}})\right]$

其中，

M/L＝每单位长度内的试样重量；

  Z＝试样的长度；

ρ为前面所定义的(聚合物的固体密度)；而Vi则为由直线闭合弦长所包围的该毛细结构的总空隙体积(见相对于闭合弦长的长细比测试方法)。

本抗压强度测试方法可适用于对干或湿的试样的测定，在测定湿状态抗压强度时，应使试样浸在液体中5分钟，并缓慢地摇动该试样，然后再按上述方法固定并测试。

粘附张力的测定

毛细管结构的粘附张力的测定是根据威尔梅·斯莱德方法(Wilhelmy Slide Method)，如果有的话，该法被应用到由相同聚合物制成的、经表面张力改性处理的光滑矩形条状薄膜条的测定。利用威尔梅·斯莱德方法测定粘附张力是本领域普通技术人员公知的技术，并且被描述在由Arthur W.Adamson所著、并见于国际科学出版社(Interscience Publishers)，1967年出版的《表面物理化学》第二版一书中(“PhysicalChemistry of Surfaces”，Second edition，John Wiley & Sons，New York，1967)的第26-28页和353页。就在此应用该方法来说，薄膜厚度应为50微米左右，并且薄膜宽度至少应为2.0厘米。

就测定材料的亲水性来说，应采用蒸馏水作测试液。而测定材料的亲油性时，则可选用n-癸烷。本测试方法还可用来测定对其他一些测试液的粘附张力。

一般来说，应把一薄膜条垂直悬挂在一台分析天平上，比如Mettler AE200型分析天平(美国新泽西洲海斯顿城的麦特勒仪器公司出品(Mettler Instrument Co.，Highstown，NJ，USA)或其等同物，从而使大约0.1cm长的薄膜浸泡在测试液中。测试液容器应足够大，以使吸收到薄膜上面去的液体对容器液面高度的影响不大。一般来说，约7毫升左右的测试液容器就足够大了。因此，薄膜的初始浸湿面积将大约为0.1cm乘以薄膜条宽度的2倍。60秒钟之后，记录下表现出来的重量，然后对其他的新的同样薄膜条和适当的新鲜测试液进行多次同样测试，以获取可靠的统计结果。

粘附张力(T_AD)将由下式计算出来： $T_{\mathrm{AD}}=\frac{W_{\mathrm{ToT}}-\left(W_{\mathrm{pLATE}-b}\right)}{p}$

其中：

W_TOT＝60秒钟浸泡后，薄膜的表观重量；

W_PLATE＝薄膜的原始重量；

b＝薄膜浸没部分的浮力(b＝薄膜浸没部分的体积乘以该液体的密度)；

P＝薄膜与测试液接触的界面周边长度。

长细比、毛细管宽度、平均结构厚度的测定

长细比(S)、毛细管宽度(CCW)、以及平均结构厚度(tave)的测试将按照以下方法进行测定。该方法的完成依赖于上述的检镜切片机切下的、毛细管结构的有代表性的横截面的显微照片进行。由于毛细管结构在其轴线方向上具有许多不同的长细比、毛细管宽度、以及平均结构厚度，因此必须测定足够多的横截面，以提供具有代表性的加权平均长细比、毛细管宽度、和/或平均结构厚度值。当然，假如该结构在沿该毛细管轴向方向上的直线长度上的任一部分至少为0.2厘米，最好至少为1.0厘米，并且具有本说明书范围内的长细比、毛细管宽度、和/或平均结构厚度值，则该结构将构成本发明的一种毛细管结构。可参见图26，该图举出了本方法的一个例子。

本方法使用以下等式：

S＝L²/4A_st

t_ave＝2A_st/L

其中：

L＝该结构横截面的总固体周边长；

A_st＝形成垂直于该毛细管轴线的固体横截面的总面积。

CCW为一毛细管结构的直线封闭弦长，其中所说的弦封闭所说毛细管的内结构，并且以可使毛细管体积为最大值的方式，与所说毛细管的毛细管壁相切在与其的交点上。

为举例说明，图25表示了一个毛细管结构900，该结构上具有弦W₁、W₂、W₃、W₄、W₅、和W₆，它们分别相应于毛细管C₁、C₂、C₃、C₄、C₅和C₆。图25还表示了相应于总横截面积A_st的区域，并且表示出了连续P_L，该连续线的长度就是总周边长L。

毛细管壁平行度和垂直度的测定

取一个以上述切片方法切下的毛细管结构的有代表性的横截面切片，并准备一张该横截面的显微照片，可参见图26，该图举例说明了本方法的各个方面。对一个毛细管结构上的每一个毛细管来说，一根与该毛细管的毛细管壁相正切的直线封闭弦也就是形成了可使该封闭的毛细管达到最大面积值的封闭区域。在实际工作中，这个过程可以简单地把一条长度略大于该毛细管最宽部分的直线段，放置在与形成该结构的每个毛细管壁的末端部分相切的位置上即可。该弦的长度为介于该弦和每两个相应管壁之间的交点间的最小距离。分别具有封闭弦Wx长度的75％的长度的线段LSx₁、LSx₂分别位于这样的位置上，即各线段LSx₁、LSx₂的端部分别与形成该毛细管边界线的管壁CWx、CWxy的内表面相接触。同样，长度为封闭弦Wy长度的75％的线段LSy₁、LSy₂的端部，也分别与管壁CWy、CWxy的内表面相接触。该线段可在其两端之间的一些点上穿过该管壁的边界线。假如线段可位于这样的位置上，即线段间的张角为从0°到40°左右，则可以说这两个毛细管壁是相互平行的。毛细管封闭弦与管壁大致垂直也是较好的。每个毛细管壁都将形成一个或两个不同的开式毛细管边界。例如，在图26中，壁CWx形成一个毛细管Cx的边界线，而壁CWxy  则形成两个毛细管Cx、Cy的边界线。当管壁作为一个毛细管的边界线时，假如线段接触到该管壁的内表面，并且：a )该线段可在该毛细管的对面管壁上有一条相似的线段，这两条线段基本上是平行的；b)该线段与该封闭弦的夹角为90°±30°左右，最好为90°±15°左右——这样的话，则该管壁可以说是基本上与封闭弦相垂直的。当管壁作为两个毛细管的边界线时，假如与这些管的每一个管壁相接触的线段均满足条件a)和b)的话，则可以说该管壁是基本上与其封闭弦相垂直的，从而对每个毛细管来说，便可以作出一些基本平行的线段，这些线段对某个管壁是共同的，并且各自都与相应的封闭弦基本垂直。与多个封闭弦的垂直度，这一概念应被恰当地解释为，当它用在这种场合，即用在与一个或两个独立的封闭弦的垂直度的场合中时，应满足上面所述的准则。当然也可以说，假如可引出这样一对基本平行的线段，其中某根线段与其底部的夹角为90°±30°，最好为90°±15°左右，则该相应的管壁便可以说是基本垂直于该底部的。

如图26所示，该示出的毛细管结构1400上的LSx₁和LSx₂明显地基本上相互平行，它们与Wx相交(当其延伸时)的夹角为γa和γb，在图中，该两夹角分别为约93°和约88°。线段LSy₁和LSy₂也基本上相互平行，并以夹角γc和γd与弦Wy相交，在图中，该两夹角分别为约91°和约88°。因此，管壁Cwx和Cwxy均可以说基本上垂直于它们的封闭弦。参见图27，该图表示了一个毛细管结构1100，即带有直线形管壁1110、1110′，以及底部1120的毛细管结构的横截面形状，介于两管壁1110、1110′和底部1120之间的夹角γe、γf分别为90°左右，并且可以认为，它们满足与底部基本垂直的上述准则。

实施例1～4如下：

本发明的毛细管结构由下述熔融纺热塑性聚合物制成。

本结构将利用用于热塑性聚合物熔融纺丝的化学厂纺丝生产线制成。合适的纺丝生产线可从美国佛罗里达州西坡姆毕茨城的基连压力机械公司(Killion Extruders，Inc.，WestPalm Beach，Fla.)购得。该纺丝生产线包括一个加料斗/干燥器、一个1英吋(2.54厘米)挤压机、一个带有两个齿轮泵传动机构和一个挤压模板的计量泵组件、三个热甬道、一个不被加热的空气骤冷室、一个导丝辊装置、和一个纤维卷绕装置。

先将热塑性聚合树脂，如Kodak PETG共聚酯(Copolyester)6763(可从伊斯特曼化学品公司(Eastman Chemical Products，Inc.)购到)，放到一个干燥型加料斗/干燥器中，在140°F(60℃)条件下，进行四个小时的预烘燥。使聚合物，以颗粒的形式，在重力作用下直接落入挤压机。该挤压机为一台Killion  挤压机，其一英吋24∶1 L/D套筒在加料区、挤压区、和计量区都带有冷/热控制装置。在这些区域中用来控制温度的装置是Eurothermtype 805控制器(美国佛吉尼亚州瑞斯顿城的欧罗特姆公司(Eurotherm Corp.，Reston，VA，USA))。在该挤压机的出口处，安装了一个固装有筛网喷丝头组件的裂碎板，用来排除降解产品和这些大块聚合物带来的颗粒污染。该筛网喷丝头组件包括筛网的筛眼规格号数为60、80、250、300、250、80和60。从挤压机中挤出后，该熔融聚合物被泵送至挤压模板，该挤压模板上带有一烛形过滤器组件(孔径20微米)和一个设计有小孔的、用于制造本发明的毛细管结构的挤压模。经加热的齿轮泵用来很好地保持输出量的稳定和恒量在所需水平上。聚合物被从挤压模孔中泵出，形成未牵伸毛细管结构。在其离开挤压模时，该毛细管结构逐一进入三个独立的甬道单元，每个单元被各自独立的温度控制器分区控制加热。这些甬道单元垂直层叠安装在该挤压模下。在第三个甬道单元之下，为一个空气骤冷组件单元，该空气骤冷组件单元上带有一个可调整气流的空气压缩机，用来以不经加热的空气迅速冷却聚合物的温度。在该空气骤冷组件下面，为导丝辊装置，用来牵伸该毛细管结构，接下来便是纤维卷绕装置。以下挤压工艺参数列于下面的表1中，它们对于制造毛细管结构将非常有用。

                   表1

             例1      例2       例3        例4挤压模：

小孔设计^*   图9      图12      图13       图16

壁孔宽度     140      140       140        140

(微米)

底孔宽度     140      178       178        178

(微米)

底孔直径     ---      3.8cm     3.8cm      2.5cm

壁孔长度     0.61cm   1.27cm    0.74cm     1.18cm^**

内壁孔距     0.20cm   0.133cm   0.066cm    0.25cm

(在底部)                        0.183cm

相邻蛛网形   ---      18°               20.5°            22.5°

壁孔间夹角

通过气孔的   ---      9.2       10.0       9.2

空气流速

(毫升/分)泵出口处的聚合   222      220       221        221物温度(℃)聚合物通过泵时   1.0      3.0       3.0        2.0的流速(cc/min)

                    表1(续)

                例1        例2    例3    例4模板工作压力        4.07       4.90   3.03   2.97(兆帕(MPA))模板工作温度(℃)    223        224    224    223冷却甬道温度(℃)^***冷却甬道1         99         122    127    135冷却甬道2         69         93     93     93冷却甬道3         环境温度   93     93     93空气骤冷温度(℃)    20         19     20     20拉伸比              3040       5875   5100   5124旦尼尔数            60         199    223    200

其中：

*指挤压模孔的一般设计。

**包括两种孔长。

***冷却甬道温度指该甬道内表面的温度。

Claims (40)

1.带有一个或多个结构内毛细管的毛细管结构，所说结构含有聚合物组合物，其中所说结构上带有一个毛细管基底，和至少两个从所说底上伸出，并沿该底轴向长度方向延伸至少0.2厘米的毛细管壁，所说管壁带有一个底部端和一个末稍端，所说底部和管壁构成了所说毛细管；所说结构的特征在于，其容重比至少为2.0cc/g，其比表面积至少为2000cm²/g，其抗压强度(干态)至少为13,800dynes/cm²，其细长比至少为9，以及至少30％的毛细管宽度小于0.30毫米。

2.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构的比表面积至少为3000cm²/g，其容重比至少为2.5cc/g，以及其抗压强度(干态)至少为69000dynes/cm²。

3.如权利要求2所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构的比表面积至少为4000cm²/g，其容重比至少为4.0cc/g，以及其抗压强度(干态)至少为138000dynes/cm²。

4.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，毛细管中至少30％的容重比由横截面垂直于该毛细管轴线方向、且相互间基本平行的管壁构成。

5.如权利要求2所述的毛细管结构，其特征在于，毛细管中至少50％的容重比由横截面垂直于该毛细管轴线方向、且相互间的平行度偏差不大于30°的管壁构成。

6.如权利要求4所述的毛细管结构，其特征在于，毛细管中至少30％的容重比由横截面垂直于该毛细管轴线方向、且基本垂直于封闭所说毛细管的那些弦的管壁构成。

7.如权利要求6所述的毛细管结构，其特征在于，毛细管中至少50％的容重比由横截面垂直于该毛细管轴线方向，且与所说封闭毛细管的那些弦的夹角在90°±15°范围内的管壁构成。

8.如权利要求6所述的毛细管结构，其特征在于，所说相互基本平行的管壁也基本上垂直于所说毛细管基底。

9.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，长细比至少为15，至少50％的毛细管其毛细管宽度小于0.10mm，并且所说结构的抗压强度(干态)至少为69000dynes/cm²。

10.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构的平均结构厚度小于10微米。

11.如权利要求9所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构的平均结构厚度小于5微米。

12.如权利要求11所述的毛细管结构，其特征在于，所说的抗压强度(干态)至少为138000dynes/cm²。

13.如权利要求1、2、3、4、8、9或10所述的毛细管结构，其特征在于所说聚合物组合物对蒸馏水的粘附张力至少为25dynes/cm。

14.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说聚合物组合物对蒸馏水的粘附张力至少为20dynes/cm，并且5.0cm吸力时的该结构对蒸馏水的毛细吸附能力至少为1.5cc/g。

15.如权利要求2所述的毛细管结构，其特征在于，所说聚合物组合物对蒸馏水的粘附张力至少为25dynes/cm，并且在吸力为10.0cm时该结构对蒸馏水的毛细吸附能力至少为4.0cc/g。

16.如权利要求9所述的毛细管结构，其特征在于，所说聚合物组合物对蒸馏水的粘附张力至少为25dynes/cm，并且该结构对蒸馏水的吸附能力在吸力为10.0cm时至少为4.0cc/g，并且其对染色蒸馏水的垂直芯吸率至少为在最初5分钟浸湿时间内浸湿3.0cm。

17.如权利要求15所述的毛细管结构，其特征在于，所说聚合物对蒸馏水的粘附张力至少为25dynes/cm，并且该结构对蒸馏水的毛细吸附能力在吸力为10.0cm时至少为4.0cc/g，其对染色蒸馏水的垂直浸湿率至少为在最初10分钟的浸湿时间内浸湿3.0cm，在浸没于蒸馏水中后(5分钟)的抗压强度(湿态)至少为138000dynes/cm²。

18.如权利要求2所述的毛细管结构，其特征在于，所说毛细管结构对n-癸烷的毛细吸收能力在吸力为3cm时至少为1.5cc/g，并且所说聚合物组合物对n-癸烷的粘附张力至少为10dynes/cm。

19.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说毛细管结构对n-癸烷的毛细吸收能力在吸力为3cm时至少为1.5cc/g，并且所说聚合物组合物对n-癸烷的粘附张力至少为10dynes/cm。

20.如权利要求19所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构对n-癸烷的毛细吸附能力在吸力为5.0cm时为3.0cc/g。

21.如权利要求7所述的毛细管结构，其特征在于，所说毛细管结构对n-癸烷的毛细吸附能力在吸力为3.0cm时至少为1.5cc/g。且所说聚合物组合物对n-癸烷的粘附张力至少为10dynes/cm。

22.如权利要求8所述的毛细管结构，其特征在于，所说毛细管结构对n-癸烷的毛细吸附能力在吸力为3.0cm时至少为1.5cc/g，并且所说聚合物组合物对n-癸烷的粘附张力至少为10dynes/cm。

23.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构为纤维结构，其中所说基底为一中心芯形部分，所说毛细管壁从该中央芯形部分沿径向伸出。

24.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构为纤维结构，所说基底为一平面形部分，其宽度小于或等于0.5cm。

25.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构为毛细管片，所说毛细管基底是平面形，且该平面形底部的宽度大于0.5cm。

26.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构为一片状结构，其中所说底部为平面形，且宽度大于0.5cm。

27.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构包括带有锥形横截面的毛细管，其毛细管壁的末梢端上具有吸液嘴，这些吸液嘴的宽度小于在所说管壁底部端测得的所说毛细管的宽度。

28.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构具有锥形的毛细管壁，所说管壁的底端比其末梢端厚。

29.如权利要求28所述的毛细管结构，其特征在于，所说锥形管壁的最大厚度不大于该平均结构厚度的3.0倍。

30.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构包括带有平面形基底的毛细管，其横截面底面周长与基底宽之比大于1.5。

31.如权利要求13所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构包括带有平面形底部的毛细管，其横截面底面周边长与基底宽之比大于1.5。

32.如权利要求14所述的毛细管结构，其特征在于，所说结构包括带有平面形底部的毛细管，其横截面底面周边长与基底宽之比大于1.5。

33.如权利要求25所述的毛细管结构，其特征在于，所说聚合物组合物对蒸馏水的粘附张力至少为20dynes/cm。

34.如权利要求25所述的毛细管结构，其特征在于，所说管壁具有内部毛细液交流孔。

35.如权利要求1所述的毛细管结构，其特征在于，所说管壁具有内部毛细液交流孔。

36.权利要求14或15所述的毛细管结构用于制备织物的用途，其中所述结构为毛细管纤维形式的结构。

37.一种用于制造带有多个基本平行的毛细管的挤压工艺，其特征在于，所说工艺步骤为：

(a).喂入可流动的熔融聚合物组合物，使其通过一个挤压模，其中挤压模包括一个环形底孔，多个毛细管壁孔沿径向从该底孔上伸出，这样，当聚合物组合物离开所说挤压模时，便具有了一个空心的环形基底和多个沿径向从所说底部上伸出的毛细管壁，所说底和管壁构成了多个毛细管，并且其中所说挤压模具有一个位于所说环形底孔中心处的气孔；

(b).在喂入所说聚合物组合物，并使其通过所说挤压模的环形基底孔和毛细管壁孔的同时，引入气流，使之沿所说熔融聚合物组合物流动的相同方向通过所说气孔；

(c).在聚合物组合物离开挤压模之后，把该毛细管结构牵伸到所需尺寸，并冷却所说结构。

38.如权利要求37所述的工艺，其特征在于，聚合物组合物包括热塑性聚合物和亲水性添加剂。

39.如权利要求37所述的工艺，其特征在于，在聚合物组合物离开挤压模时，所说聚合物组合物在一个冷却区域中被冷却，该冷却区域具有一个比聚合物组合物进入冷却区时的温度至少低28℃的温度。

40.一种挤压模，其特征在于，所说模包括一个毛细管孔层，所说层包括一环形底孔和多个沿径向从该底孔上伸出的毛细管壁孔，所说毛细管孔层还具有相对于所说环形底孔的一个内部区域和一个外部区域，和一个位于所说环形底孔内部区域内的气孔，以及把所说内部区域相对于所说外部区域可固定定位的装置。

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