CN106414708A - 包含含有微生物的纤维元件的纤维网及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包含一个或多个纤维元件诸如长丝的纤维网，其中纤维元件中的至少一个包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种微生物，例如不稳定微生物；以及用于制备所述纤维网的方法。

Description

包含含有微生物的纤维元件的纤维网及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种包含一个或多个纤维元件例如长丝的纤维网，其中纤维元件中的至少一个包含一种或多种微生物，例如不稳定微生物，更具体地，涉及一种包含长丝的纤维网，例如熔喷和/或干纺和/或纺粘而不是电纺的、和/或微米直径(即，1-100微米直径)而不是纳米直径的长丝，所述长丝包含一种或多种长丝形成材料诸如羟基聚合物和一种或多种微生物诸如益生菌；以及用于制备所述纤维网的方法。
背景技术
包含生物活性剂诸如细菌和病毒的电纺和/或纳米纤维长丝是已知的。在一个示例中，现有技术的电纺和/或纳米纤维长丝由不是羟基聚合物的非羟基聚合物长丝形成聚合物诸如聚乙烯吡咯烷酮制成。在另一个示例中，现有技术的电纺和/或纳米纤维长丝在长丝的纺丝期间和/或之后不充分地使它们的微生物稳定。例如，一种已知的电纺长丝中的若干微生物的存活率被电纺过程显著降低并且为了防止甚至损失更多存活率，电纺长丝必须存储在-20℃或更低的温度下，这不利于消费者使用用此类电纺长丝制成的产品。
其它已知的包含微生物的长丝未能教导使用或不使用稳定剂来使长丝内的微生物稳定，使得微生物表现出根据本文所述的存活率/计数测试方法测量的在暴露于25℃/60％相对湿度(“RH”)条件28和/或56天之后小于2.5log的存活率损失。在商业上包含例如益生菌的产品的当前分配在专用包装中进行，专用包装是湿气不可透过的并且将含益生菌材料保持在低湿度状态下，以便使微生物的损失最小化。另外，此类产品被保持在相对低的温度下并且在一些情况下被冷藏或甚至冷冻，这也不利于消费者使用此类产品。
因此，已知的包含微生物的长丝的一个问题是长丝不能充分地使微生物稳定，由此使得微生物表现出根据本文所述的存活率/计数测试方法测量的在暴露于25℃/60％RH条件28和/或56天之后小于5(56天)和/或2.5(28天)log的存活率损失和/或包含至少103CFU/g的微生物中的至少一种，和/或释放一种或多种微生物，诸如长丝具有通过本文所述的溶解测试方法测量的小于1小时的平均崩解时间，并且包含此类长丝的纤维网在本领域中是未知的。
与通过固体递送载体诸如包含纤维元件(诸如长丝)的纤维网递送微生物诸如益生菌相关联的一个问题是在固体递送载体诸如包含含有益生菌的长丝的纤维网的形成期间和/或之后益生菌损失其存活率，和/或不释放足量诸如至少103CFU/g的至少一种微生物，尤其是在少于1小时(平均崩解时间)内。
因此，需要一种包含一个或多个纤维元件诸如长丝的纤维网，其中纤维元件中的至少一个包含一种或多种微生物，诸如益生菌，所述微生物例如由于与已知的包含微生物的纤维元件相比改善的稳定性而表现出改善的存活率。还需要一种包含一个或多个纤维元件诸如长丝的纤维网，所述纤维元件包含至少103CFU/g的至少一种微生物。此外，需要一种包含一个或多个纤维元件诸如长丝的纤维网，所述纤维元件包含一种或多种微生物，其中纤维网具有适于纤维网的消费者使用的几何平均(GM)拉伸强度、GM峰值伸长率、和/或GM模量。此外，需要一种包含一个或多个纤维元件诸如长丝的纤维网，所述纤维元件包含一种或多种微生物，其中纤维网具有根据本文所述的溶解时间测试方法测量的小于1小时的平均崩解时间。
发明内容
本发明通过提供一种纤维网满足上述需要，该纤维网包含纤维元件，诸如长丝，诸如熔喷和/或干纺和/或纺粘而不是电纺的、和/或微米直径而不是纳米直径的长丝，所述纤维元件包含表现出比已知的包含微生物的纤维元件更大的存活率和/或稳定性的微生物。
上文指出的问题的一个解决方案是一种包含纤维元件诸如长丝的纤维网，所述纤维元件包含长丝形成材料和一种或多种微生物，使得存在于纤维网和/或纤维网内的长丝中的微生物中的至少一种表现出根据存活率/计数测试方法测量的在暴露于25℃/60％RH条件28和/或56天之后小于5(56天)和/或2.5(28天)log的存活率损失和/或包含至少103CFU/g的至少一种微生物；和/或解决方案是一种包含一个或多个纤维元件诸如长丝的纤维网，所述纤维元件包含一种或多种微生物，其中纤维网具有适于纤维网的消费者使用的几何平均(GM)拉伸强度、GM峰值伸长率、和/或GM模量；和/或解决方案是一种包含一个或多个纤维元件诸如长丝的纤维网，所述纤维元件包含一种或多种微生物，其中纤维网具有根据本文所述的溶解时间测试方法测量的小于1小时的平均崩解时间。
已经出乎意料地发现，本发明的包含一种或多种微生物的长丝为微生物提供足够的稳定性，以当存在于长丝中时保持它们的存活率和/或计数，由此使得微生物表现出在暴露于25℃/60％RH条件28和/或56天时小于5(56天)和/或2.5(28天)log的存活率损失，并且在预期用途的条件下微生物可从长丝和/或包含长丝的纤维网中释放出来，如通过根据本文所述的溶解测试方法测量的小于1小时的平均崩解时间所证明的那样。
在本发明的一个示例中，提供了一种包含长丝的纤维网，所述长丝包含长丝形成材料和一种或多种微生物，其中微生物中的至少一种表现出根据本文所述的存活率/计数测试方法测量的在暴露于25℃/60％RH条件28天之后小于2.5log的存活率损失。
在本发明的另一个示例中，提供了一种包含长丝的纤维网，所述长丝包含长丝形成材料和一种或多种微生物，其中微生物中的至少一种表现出根据本文所述的存活率/计数测试方法测量的在暴露于25℃/60％RH条件56天之后小于5log的存活率损失。
在本发明的另一个示例中，提供了一种包含长丝的纤维网，所述长丝包含一种或多种长丝形成材料、一种或多种微生物、以及一种或多种稳定剂，其中长丝具有包含两种或更多种微生物的横截面。
在本发明的另一个示例中，提供了一种包含长丝的纤维网，所述长丝包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种微生物，其中纤维网和/或纤维网内的长丝在暴露于25℃/60％RH条件28和/或56天之后包含根据本文所述的存活率/计数测试方法测量的至少103CFU/g、和/或至少104CFU/g、和/或至少105CFU/g、和/或至少106CFU/g、和/或至少107CFU/g、和/或至少108CFU/g的微生物中的至少一种。
在本发明的甚至另一个示例中，提供了一种包含长丝的纤维网，所述长丝包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种微生物，其中纤维网具有根据本文所述的拉伸测试方法测量的大于200g/in的GM拉伸强度。
在本发明的甚至另一个示例中，提供了一种包含长丝的纤维网，所述长丝包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种微生物，其中纤维网具有根据本文所述的拉伸测试方法测量的大于5％、和/或大于7％、和/或大于10％的GM峰值伸长率。
在本发明的甚至另一个示例中，提供了一种包含长丝的纤维网，所述长丝包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种微生物，其中纤维网具有根据本文所述的拉伸测试方法测量的在15g/cm下小于20,000g/cm的GM模量。
在本发明的甚至又一个示例中，提供了一种包含长丝的纤维网，所述长丝包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种微生物，其中长丝释放至少一种微生物并且具有根据本文所述的溶解测试方法测量的小于1小时的平均崩解时间。
在另一个示例中，提供了一种包含根据本发明的纤维网的一次性吸收制品，例如女性卫生衬垫、卫生护垫、棉塞、卫生巾、成人失禁衬垫、成人失禁短裤、尿布、婴儿短裤、学步儿童短裤、夜用短裤、游泳短裤、以及它们的混合物。
因此，本发明提供了新型纤维网及其制备方法，所述纤维网包含含有一种或多种微生物的纤维元件，诸如长丝。
附图说明
图1为适用于根据本发明的纤维网的长丝的一个示例的示意图；
图2为用于制备根据本发明的长丝的方法的一个示例的示意图；
图3为适用于本发明的方法的冲模的一个示例的示意图；
图4为用于溶解测试方法的装置的前正视图；
图5为图4的部分顶视图；并且
图6为图4的侧正视图。
具体实施方式
定义
如本文所用，“纤维网”是指任何性质或来源彼此相关联的纤维元件的集合，所述纤维元件例如纤维和/或长丝，诸如连续长丝。在一个示例中，纤维网是矩形固体，其包含经由纺丝工艺而非浇铸工艺形成的纤维元件。
在一个示例中，根据本发明的纤维网是指在某一结构内的有序排列长丝以便行使功能。在一个示例中，本发明的纤维网是包含多组两根或更多根和/或三根或更多根彼此相互缠绕的长丝的排列。在一个示例中，本发明的纤维网除纤维元件外还可包含一种或多种固体添加剂诸如颗粒。
在一个示例中，本发明的纤维网包含一个或多个纤维元件，诸如长丝，其中纤维元件中的至少一个包含一种或多种微生物。
在另一个示例中，本发明的纤维网是水溶性的，例如纤维网包含含有一种或多种微生物的水溶性的纤维元件。
在另一个示例中，本发明的纤维网可包含一个或多个包含一种或多种微生物的纤维元件和一个或多个不含微生物的纤维元件。
在另一个示例中，本发明的纤维网可包含一个或多个包含一种或多种微生物的水溶性纤维元件和一个或多个水不溶性的纤维元件。
在另一个示例中，本发明的纤维网可包含一个或多个包含一种或多种微生物的纤维元件和一种或多种固体添加剂，诸如纸浆纤维，例如木浆纤维。
如本文所用，“纤维元件”是指长度大大超过其平均直径，即长度与平均直径比率为至少约10的细长颗粒。纤维元件可为长丝或纤维。在一个示例中，纤维元件为单个纤维元件而不是包含多个纤维元件的纱。
本发明的纤维元件可经由合适的纺丝工艺操作，诸如熔喷、纺粘、电纺和/或旋转纺丝，由长丝形成组合物(也称为纤维元件形成组合物)纺成。
本发明的纤维元件可以为单组分和/或多组分。例如，纤维元件可包括双组分纤维和/或长丝。双组分纤维和/或长丝可呈任何形式，诸如并列型、芯-鞘型、海岛型等。
如本文所用，“共形成的纤维结构”是指纤维结构包含多根长丝和多根纤维。在一个示例中，共形成的纤维结构包含淀粉长丝和木浆纤维。
本文所用的“长丝”是指长度大大超过其直径，即长度与直径比率为至少约10的细长颗粒。
本发明的长丝可经由合适的纺丝工艺操作诸如熔喷、干纺和/或纺粘法从长丝形成组合物纺丝得到。
本发明的长丝可为单组分和/或多组分。例如，长丝可包括双组分长丝。双组分长丝可为任何形式，诸如并列型、芯-鞘型、海岛型等。
本发明的长丝的长度大于或等于5.08cm(2英寸)、和/或大于或等于7.62cm(3英寸)、和/或大于或等于10.16cm(4英寸)、和/或大于或等于15.24cm(6英寸)。
通常认为长丝天然是连续的或大体上连续的。长丝相对地比纤维更长(纤维长度小于5.08cm)。长丝的非限制性示例包括熔喷和/或纺粘长丝。
在一个示例中，一种或多种纤维可由本发明的长丝形成，诸如当长丝被切割成较短长度时(诸如小于5.08cm的长度)形成纤维。因此，在一个示例中，本发明也包括由本发明的长丝制成的纤维，诸如包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种微生物的纤维。因此，除非另外指明，本发明涉及的长丝和/或多根长丝也包括由此类长丝和/或多根长丝制成的纤维。通常认为纤维相对于长丝是天然不连续的，长丝被认为是天然连续的。
如本文所用，“纤维”是指如上所述的细长颗粒，其具有小于5.08cm(2in.)、和/或小于3.81cm(1.5in.)、和/或小于2.54cm(1in.)的长度。
通常认为纤维实际上是不连续的。纤维的非限制性示例包括短纤维，其通过将本发明的长丝或长丝丝束纺丝并然后将所述长丝或长丝丝束切割成小于5.08cm(2in.)的片段由此制备纤维来制备。
在一个示例中，一种或多种纤维可由本发明的长丝形成，例如当长丝被切割成较短长度时(例如小于5.08cm的长度)形成纤维。因此，在一个示例中，本发明也包括由本发明的长丝制成的纤维，诸如包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种添加剂诸如微生物的纤维。因此，除非另外指明，本发明涉及的长丝和/或多根长丝也包括由此类长丝和/或多根长丝制成的纤维。通常认为纤维相对于长丝是天然不连续的，长丝被认为是天然连续的。
如本文所用，“长丝形成组合物”是指适于制备(诸如通过熔喷、干纺和/或纺粘法制备)本发明的长丝的组合物。长丝形成组合物包含一种或多种长丝形成材料，其表现出使得它们适于纺丝成长丝的特性。在一个示例中，长丝形成材料包含聚合物。除了一种或多种长丝形成材料外，长丝形成组合物还可包含一种或多种添加剂。此外，长丝形成组合物可包含一种或多种极性溶剂诸如水，一种或多种(例如所有)长丝形成材料和/或一种或多种(例如所有)微生物以及任何另外的添加剂诸如稳定剂和抗氧化剂溶解和/或分散在其中。
在一个示例中，如图1所示，由本发明的长丝形成组合物制成的本发明的长丝10使得一种或多种微生物12可存在于长丝中，而不是长丝上，诸如涂布在长丝的外表面上，诸如以涂层的形式。只要从中产生本发明的长丝，存在于长丝形成组合物中的长丝形成材料的总含量和微生物的总含量可为任何合适的量。如图1所示，长丝的横截面可包含两种或更多种微生物。
在一个示例中，一种或多种微生物可存在于长丝中，并且一种或多种另外的微生物可存在于长丝的表面上。在另一个示例中，本发明的长丝可包含一种或多种微生物，其当初始制备时存在于长丝中，但是随后在暴露于长丝预期用途的条件时从长丝中释放出来。
如本文所用，“长丝形成材料”是指诸如聚合物或能够产生聚合物的单体的材料，其表现出适于制备长丝的特性。在一个示例中，长丝形成材料包含一种或多种取代聚合物诸如阴离子、阳离子、两性离子、和/或非离子聚合物。在另一个示例中，聚合物可包括羟基聚合物诸如聚乙烯醇(“PVOH”)、和/或多糖诸如淀粉、和/或淀粉衍生物，诸如乙氧基化淀粉和/或酸解淀粉。在另一个示例中，长丝形成材料是极性溶剂可溶解的材料。
如本文所用，“稳定剂”是指通过例如防止和/或减轻微生物在包含微生物的长丝的形成期间和/或之后的脱水来改善微生物存活率的材料。
如本文所用，“添加剂”是指存在于本发明长丝中的不是长丝形成材料或微生物的任何材料。在一个示例中，添加剂包括加工助剂。在另一个示例中，添加剂包括填料。在一个示例中，添加剂包括存在于长丝中的任何材料，如果其不存在于长丝中将不会导致长丝丧失其长丝结构，换句话讲，其缺失不会导致长丝丧失其固体形式。
在一个示例中，添加剂包括稳定剂，例如碳水化合物和/或蛋白质，其在长丝内为微生物提供稳定环境。
在另一个示例中，添加剂包括抗氧化剂。
在另一个示例中，添加剂包括长丝的增塑剂。本发明的长丝可包含一种或多种增塑剂。当存在时，增塑剂在长丝中的含量可为基于干燥长丝按重量计约0.01％至约5％、和/或约0.05％至约3％、和/或约0.05％至约1％、和/或约0.1％至约0.5％。
本发明的合适增塑剂的非限制性示例包括多元醇、共聚多元醇、多元羧酸、聚酯和聚二甲基硅氧烷共聚多元醇。可用的多元醇的示例包括但不限于，甘油、双甘油、丙二醇、乙二醇、丁二醇、戊二醇、环己烷二甲醇、己二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇、聚乙二醇(200-600)、季戊四醇、糖醇如山梨醇、甘露醇、乳糖醇、以及其它一元和多元低分子量醇(例如C2-C8醇)。
在一个示例中，增塑剂包括甘油、和/或丙二醇、和/或甘油衍生物诸如丙氧基化甘油。在另一个示例中，增塑剂选自由以下项组成的组：甘油、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、缩水甘油、脲、山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇、乙烯双甲酰胺、以及它们的混合物。
在另一个示例中，添加剂包含交联剂，所述交联剂适于交联存在于本发明长丝中的一种或多种长丝形成材料。在一个示例中，交联剂包括能够将羟基聚合物交联在一起(例如经由它们的羟基部分)的交联剂。合适交联剂的非限制性示例包括咪唑啉酮、多元羧酸、以及它们的混合物。在一个示例中，交联剂包括脲乙二醛加合物交联剂，例如二羟基咪唑啉酮诸如二羟基亚乙基脲(“DHEU”)。交联剂可存在于本发明的长丝形成组合物和/或长丝中以控制长丝的溶解度和/或在溶剂诸如极性溶剂中的溶解。交联剂的使用提供了用于调节本发明的长丝的溶解性能的手段。
在另一个示例中，添加剂包括改性剂，诸如剪切改性剂和/或延伸改性剂。流变改性剂的非限制性示例包括但不限于聚丙烯酰胺、聚环氧乙烷、聚氨酯和聚丙烯酸酯，它们可用于本发明的长丝中。流变改性剂的非限制性示例可从The Dow Chemical Company(Midland，MI)商购获得。
在另一个示例中，添加剂包括一种或多种着色剂和/或染料，它们被掺入本发明的长丝中以在长丝暴露于预期用途的条件时和/或当微生物从长丝中释放出来时和/或当长丝的形态改变时提供视觉信号。
在另一个示例中，添加剂包括一种或多种感觉试剂，其掺入本发明的长丝中以在使用期间提供冷、热或其它感觉信号。感觉试剂的非限制性示例包括冷感觉剂和/或热感觉剂、香料、气味控制剂、以及它们的混合物。
在另一个示例中，添加剂包括一种或多种剥离剂和/或润滑剂。合适的剥离剂和/或润滑剂的非限制性示例包括脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪醇、脂肪酸酯、磺化脂肪酸酯、乙酸脂肪胺、脂肪酸酰胺、硅氧烷、氨基硅氧烷、含氟聚合物、以及它们的混合物。在一个示例中，将剥离剂和/或润滑剂施用于长丝，换句话讲在形成长丝后施用。在一个示例中，在收集长丝到收集装置上以形成纤维网之前将一种或多种剥离剂/润滑剂施用于长丝。在另一个示例中，在接触一种或多种纤维网诸如纤维网叠堆之前将一种或多种剥离剂/润滑剂施用于由本发明的长丝形成的纤维网。在另一个示例中，在长丝和/或纤维网接触表面诸如工艺系统中使用的设备表面之前将一种或多种剥离剂/润滑剂施用于本发明的长丝和/或包含长丝的纤维网，从而有利于去除长丝和/或纤维网和/或用于避免本发明的长丝层和/或纤维网彼此粘连，甚至在无意间达到上述目的。在一个示例中，剥离剂/润滑剂包括颗粒。
在甚至又一个示例中，添加剂包括一种或多种抗粘连剂和/或防粘剂。合适的抗粘连剂和/或防粘剂的非限制性示例包括淀粉、淀粉衍生物、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联纤维素、微晶纤维素、二氧化硅、金属氧化物、碳酸钙、滑石、云母、以及它们的混合物。
在一个示例中，添加剂包括pH缓冲剂，例如脱水柠檬酸钠。
如本文所用，“预期用途的条件”是指当本发明的包含纤维元件诸如长丝的纤维网用于一种或多种其设计用途时，该纤维网暴露的温度、湿气诸如水、体液诸如唾液和/或经液、pH、和/或机械条件。例如，如果长丝被设计用于女性卫生制品中，那么预期用途的条件将包括在女性卫生制品的使用期间存在的那些温度、湿气、尿液、汗液、经液或其它体液、pH、和/或机械诸如摩擦条件。在另一个示例中，如果长丝被设计用于口腔护理产品中，那么预期用途的条件将包括在人使用口腔护理产品期间或在动物体内存在的那些温度、湿气、唾液、pH、和/或机械条件。同样，如果长丝被设计用于家用清洁产品，那么预期用途的条件将包括在家用清洁产品的使用期间存在的温度、湿气(诸如由用水润湿长丝所导致的)、和/或机械条件。除上文之外，本发明的长丝可在人和/或宠物的食物中使用。
如本文所用，相对于处理表面或环境的“处理”是指微生物中的一种或多种提供对表面或环境的有益效果。处理包括调节和/或立即改善表面或环境的外观、清洁度、气味、纯度和/或触感。在一个示例中涉及处理角质组织(例如皮肤和/或毛发)表面的处理指调节和/或立即改善角质组织的美容外观和/或触感。例如，“调节皮肤、毛发、或指/趾甲(角质组织)状况”包括：增厚皮肤、毛发或指/趾甲(例如，构造皮肤的表皮和/或真皮和/或皮下[例如，皮下脂肪或肌肉]层，和可适用的指甲和发干的角质层)以减少皮肤、毛发或指/趾甲的萎缩；增加真皮-表皮边界(也称为网缘)的卷曲；防止皮肤或毛发弹性的损失(功能性皮肤弹性蛋白的损失、破坏和/或失活)例如弹性组织变性、松垂、皮肤损失或毛发变形的反冲；防止黑色素或非黑色素改变皮肤、毛发或指/趾甲的颜色，例如眼袋、疹斑(例如，由如红斑痤疮引起的不均匀红色)(以下称作为“红斑”)、灰黄(灰色、由毛细管扩张或蛛形血管引起的褪色、以及毛发变灰。
在一个示例中，微生物中的一种或多种在被动物例如哺乳动物诸如人通过动物的口、鼻、眼、耳、皮肤毛孔、直肠、阴道、或其它孔或伤口(诸如通过伤口敷料递送微生物)摄取和/或消耗时可执行其功能(即，处理)。包含纤维网(该纤维网包含本发明的纤维元件诸如长丝)的、旨在用于摄取的产品的非限制性示例包括女性卫生制品(例如棉塞、衬垫、卫生护垫)；婴儿护理产品；口腔护理产品诸如牙齿美白产品、牙龈保健产品、牙线；医疗产品；膳食产品(例如以新食物的形式递送)；个人健康护理、美容护理和宠物护理产品；以及它们的混合物。
如本文所用，“重量比”是指长丝中基于干重的长丝形成材料重量(g或％)对长丝中基于干重的添加剂诸如微生物重量(g或％)的比率。
如本文所用，“羟基聚合物”包括任何含羟基的聚合物，它们可被掺入本发明的长丝中，例如作为长丝形成材料被混入。在一个示例中，本发明的羟基聚合物包括按重量计大于20％、和/或大于50％、和/或大于90％的羟基部分。
如本文所用，相对于本发明的长丝的“不含纤维素的”指在长丝中存在按重量计小于5％、和/或小于3％、和/或小于1％、和/或小于0.1％、和/或0％的纤维素聚合物、纤维素衍生物聚合物和/或纤维素共聚物。在一个示例中，“不含纤维素的”指在长丝中存在按重量计小于5％、和/或小于3％、和/或小于1％、和/或小于0.1％、和/或0％的纤维素聚合物。
如本文所用，相对于本发明的长丝的“极性溶剂可溶解的材料”指在极性溶剂中可混溶的材料。在一个示例中，极性溶剂可溶解的材料可混溶在醇和/或水中。换句话讲，极性溶剂可溶解的材料是在环境条件下能够与极性溶剂诸如醇和/或水形成稳定(在形成均匀溶液超过5分钟后不发生相分离)均匀溶液的材料。
如本文所用，相对于本发明的长丝的“醇溶性材料”指在醇中可混溶的材料。换句话讲，它是在环境条件下能够与醇形成稳定(在形成均匀溶液超过5分钟后不发生相分离)均匀溶液的材料。
如本文所用，相对于本发明的长丝的“水溶性材料”指在水中可混溶的材料。换句话讲，它是在环境条件下能够与水形成稳定(在形成均匀溶液超过5分钟后不发生分离)均匀溶液的材料。
如本文所用，“环境条件”是指23℃±2.2℃和50％±10％的相对湿度。
如本文所用，“长度”对于长丝，指沿长丝的最长轴线从一端至另一端的长度。如果长丝中有打结、卷曲或弯曲，那么所述长度为沿着长丝完整线路的长度。
如本文所用，对于长丝，“直径”是根据本文所述的直径测试方法(Diameter TestMethod)测量的。在一个示例中，本发明的长丝具有小于100μm、和/或小于75μm、和/或小于50μm、和/或小于25μm、和/或小于20μm、和/或小于15μm、和/或小于10μm、和/或大于1μm、和/或大于3μm、和/或大于5μm、和/或大于7μm的直径。
如本文所用，“触发条件”在一个示例中指用于刺激并引发长丝改变的任何事情诸如行为或事件，诸如丧失或改变长丝的物理结构、长丝的溶胀、胶凝或溶解、和/或从长丝中释放微生物。在另一个示例中，触发条件可存在于环境中，诸如当将本发明的长丝加到水中时触发条件存在于水中。换句话讲，水中除了本发明的长丝加入水中的事实之外无改变发生。
如本文所用，“形态改变”对于长丝的形态改变，指长丝发生其物理结构的改变。本发明长丝的形态改变的非限制性示例包括溶解、熔融、溶胀、起皱、破碎成段、膨胀、变长、变短、以及它们的组合。本发明的长丝当暴露于预期用途的条件时可完全或基本上丧失它们的长丝物理结构或者它们可发生形态改变或者它们可保留或基本上保留它们的长丝物理结构。
“基于干燥纤维网和/或长丝按重量计”是指在已将纤维网和/或长丝置于具有干燥剂的干燥器中至少24小时之后立即测量纤维网和/或长丝的重量，所述干燥器例如可以商品名M-3003-66从Desican Inc.商购获得的干燥器/干燥剂，其使用分子筛干燥剂。在将纤维网和/或长丝从干燥器/干燥剂中取出之后立即在调理室中在23℃±2.2℃的温度和50％±10％的相对湿度下测量纤维网和/或长丝的重量。在一个示例中，“基于干燥纤维网和/或长丝按重量计”是指纤维网和/或长丝可包含基于干燥纤维网和/或长丝按重量计小于20％、和/或小于15％、和/或小于10％、和/或小于7％、和/或小于5％、和/或小于3％、但大于0％的水分诸如水(例如游离水)。
如本文所用，例如相对于纤维网和/或纤维网内的长丝中存在的一种或多种添加剂例如微生物的总含量的“总含量”是指重量的总和、微生物的菌落形成单位数/克纤维网和/或长丝(“CFU/g”)的总和、或所有其它(非微生物)添加剂的重量百分比。换句话讲，纤维网和/或纤维网内的长丝可包含基于干燥纤维网和/或长丝按重量计至少103CFU/g、和/或至少104CFU/g、和/或至少105CFU/g、和/或至少106CFU/g、和/或至少107CFU/g、和/或至少108CFU/g的一种或多种微生物。在另一个示例中，本发明的纤维网和/或长丝可在纤维网和/或长丝中包含一种或多种非微生物添加剂，其总含量为基于干燥纤维网和/或长丝按重量计至少1％、和/或至少5％、和/或至少10％、和/或至少20％、和/或至多50％。
如本文所用，“不稳定微生物”是指在暴露于应力，例如湿度、温度、剪切、有氧条件时可能经受改变的微生物，例如可能损失全部或大部分(至少1log或更大的存活率损失，如根据本文所述的存活率/计数测试方法所测量的)的微生物。应力的一个非限制性示例是将微生物暴露于25℃/60％RH条件，持续28和/或56天。以下示例中的发酵乳杆菌(L.fermentum)是如本文所用的不稳定微生物的一个示例。
如本文所用，冠词“一个/一种”当用于本文时，例如“一种阴离子表面活性剂”或“一种纤维”被理解为指一种或多种受权利要求书保护的或所述的物质。
除非另外指明，所有百分比和比率均按重量计算。除非另外指明，所有百分比和比率均基于总组合物计算。
除非另有说明，否则所有组分或组合物含量均涉及那个组分或组合物的活性物质含量，并且不包括可能存在于市售来源中的杂质，例如残余溶剂或副产物。
纤维网
本发明的纤维网包含一个或多个纤维元件，例如一根或多根长丝，所述纤维元件包含一种或多种微生物。
本发明的纤维网可包含根据本文所述的水活度测试方法测量的小于0.2、和/或从0至约0.2、和/或从大于0至小于0.15的水活度。
在一个示例中，本发明的纤维网可具有根据本文所述的溶解测试方法测量的小于1小时、和/或小于30分钟、和/或小于10分钟、和/或小于5分钟、和/或小于1分钟、和/或小于30秒、和/或小于10秒、和/或小于5秒、和/或可以是瞬时的平均崩解时间。
在一个示例中，本发明的纤维网可具有根据本文所述的溶解测试方法测量的小于12小时、和/或小于6小时、和/或小于1小时、和/或小于30分钟、和/或小于10分钟、和/或小于5分钟、和/或小于1分钟、和/或小于30秒、和/或小于10秒、和/或小于5秒、和/或可以是瞬时的平均溶解时间。
在另一个示例中，本发明的纤维网具有根据本文所述的溶解测试方法测量的约10秒/gsm(s/gsm)或更少、和/或约5s/gsm或更少、和/或约3s/gsm或更少、和/或约2s/gsm或更少、和/或约1s/gsm或更少、和/或约0.5s/gsm或更少的平均崩解时间/gsm纤维网。
在另一个示例中，本发明的纤维网具有根据本文所述的溶解测试方法测量的约10秒/gsm(s/gsm)或更少、和/或约5s/gsm或更少、和/或约3s/gsm或更少、和/或约2s/gsm或更少、和/或约1.8s/gsm或更少、和/或约1.5s/gsm或更少的平均溶解时间/gsm纤维网。
在本发明的一个示例中，提供了一种包含一种或多种微生物的纤维网，其中纤维网材料具有通过本文所述的基重测试方法测量的小于5000g/m2、和/或小于4000g/m2、和/或小于2000g/m2、和/或小于1000g/m2、和/或小于500g/m2、和/或小于300g/m2、和/或小于200g/m2的基重。
在本发明的另一个示例中，本文提供了一种包含一种或多种微生物的纤维网，其中纤维网材料具有通过本文所述的厚度测试方法测量的大于0.01mm、和/或大于0.05mm、和/或大于0.1mm、和/或至约20mm、和/或至约10mm、和/或至约5mm、和/或至约2mm、和/或至约0.5mm、和/或至约0.3mm的厚度。
在本发明的另一个示例中，提供了一种包含一种或多种微生物的纤维网，其中纤维网材料具有根据本文所述的拉伸测试方法测量的大于200g/in、和/或大于400g/in、和/或大于500g/in、和/或大于750g/in的GM拉伸强度。
在本发明的另一个示例中，提供了一种包含一种或多种微生物的纤维网，其中纤维网材料具有根据本文所述的拉伸测试方法测量的大于5％、和/或大于10％、和/或大于20％、和/或大于30％、和/或大于50％、和/或至约200％、和/或至约100％、和/或至约75％的几何平均(GM)峰值伸长率。
在本发明的另一个示例中，提供了一种包含一种或多种微生物的纤维网材料，其中纤维网材料具有通过本文所述的拉伸测试方法测量的在15g/cm下小于20,000g/cm、和/或在15g/cm下小于15,000g/cm、和/或在15g/cm下小于12,000g/cm、和/或在15g/cm下小于10,000g/cm、和/或在15g/cm下小于8,000g/cm、和/或在15g/cm下大于10g/cm、和/或在15g/cm下大于50g/cm、和/或在15g/cm下大于100g/cm、和/或在15g/cm下大于500g/cm、和/或在15g/cm下大于1,000g/cm的几何平均(GM)模量。
在本发明的甚至又一个示例中，提供了一种包含一种或多种微生物的纤维网，其中纤维网材料具有根据本文所述的密度测试方法测量的小于0.50g/m3、和/或小于40g/m3、和/或小于0.38g/m3、和/或小于0.25g/m3、和/或小于0.10g/m3的密度。
在本发明的另一个示例中，提供了一种包含一种或多种微生物的纤维网，其中纤维网材料具有根据本文所述的板硬度测试方法测量的小于50N*mm、和/或小于40N*mm、和/或小于30N*mm、和/或小于20N*mm、和/或小于15N*mm、和/或小于10N*mm、和/或小于7N*mm、和/或小于5N*mm、和/或小于3N*mm的板硬度。
在一个示例中，本发明的第一纤维网可与第二纤维网组合以形成多层(例如2层)产品。在一个示例中，第二纤维网可包含纤维元件，所述纤维元件包含不同于存在于第一纤维网的纤维元件中的微生物的零种或者一种或多种微生物。在另一个示例中，第二纤维网可包含纤维元件，所述纤维元件表现出与第一纤维网的纤维元件不同的特性，诸如为水不溶性的。在另一个示例中，第二纤维网可包含纤维元件，所述纤维元件包含与存在于第一纤维网的纤维元件中的长丝形成材料不同的长丝形成材料，诸如热塑性聚合物，例如聚丙烯、聚乙烯、和/或聚酯。
本发明的纤维网可被设计用于多种应用中，诸如用于女性卫生制品，例如衬垫、棉塞、卫生护垫；口腔护理产品，例如牙线和/或牙齿贴片；家庭护理产品，例如地板清洁垫。
纤维元件
本发明的纤维元件可包含一种或多种微生物。纤维元件可包括包含一种或多种微生物的长丝。纤维元件可包括纤维，所述纤维可通过纺丝长丝，然后将长丝切割成纤维而形成，所述纤维包含一种或多种微生物。
以下论述针对长丝，但是应理解，此类长丝可切割成纤维并且用于制备本发明的纤维网。
长丝
本发明的长丝包含长丝形成材料和一种或多种微生物。在一个示例中，一种或多种微生物存在于长丝内，而不是仅作为表面涂层存在或部分嵌入长丝上。
在一个示例中，存在于本发明的长丝中的微生物中的至少一种表现出根据本文所述的存活率/计数测试方法测量的在暴露于25℃/60％RH条件28天之后小于2.5log、和/或小于2.25、和/或小于2log、和/或小于1.5、和/或小于1log的存活率损失。
在一个示例中，存在于本发明的长丝中的微生物中的至少一种表现出根据本文所述的存活率/计数测试方法测量的在暴露于25℃/60％RH条件56天之后小于5log、和/或小于4.5log、和/或小于4log、和/或小于3.5log、和/或小于3log、和/或小于2.5log、和/或小于2.25、和/或小于2log、和/或小于1.5、和/或小于1log的存活率损失。
在一个示例中，存在于本发明的长丝中的微生物中的至少一种在暴露于预期用途的条件时可从长丝中释放出来。
在一个示例中，存在于本发明的长丝中的长丝形成材料的总含量为基于干燥长丝按重量计小于90％、和/或小于80％、和/或小于70％、和/或小于60％，并且存在于长丝中的一种或多种微生物的总含量为基于干燥长丝按重量计小于50％、和/或大于1％。
除长丝形成材料和微生物之外，本发明的长丝可包含一种或多种稳定剂。在一个示例中，本发明的长丝中存在的稳定剂的总含量为基于干燥长丝按重量计小于60％和/或大于10％。
在另一个示例中，长丝还可包含抗氧化剂。本发明的长丝中存在的抗氧化剂的总含量为基于干燥长丝按重量计小于1％和/或至0％。
在另一个示例中，本发明的长丝包含基于干燥长丝按重量计从约20％和/或从约30％和/或从约40％至约50％和/或至约60％和/或至约70％的长丝形成材料，诸如聚乙烯醇聚合物和/或淀粉聚合物，以及基于干燥长丝按重量计至少103CFU/g、和/或至少104CFU/g、和/或至少105CFU/g、和/或至少106CFU/g、和/或至少107CFU/g、和/或至少108CFU/g的一种或多种微生物。
在一个示例中，本发明的长丝可为熔喷长丝。在另一个示例中，本发明的长丝可为纺粘长丝。在另一个示例中，长丝在释放一种或多种其微生物之前和/或之后可为中空长丝。
本发明的长丝可为亲水性的或疏水性的。可表面处理和/或内部处理长丝以改变长丝的固有亲水性或疏水性特性。
在一个示例中，长丝具有根据本文所述的直径测试方法测量的小于100μm、和/或小于75μm、和/或小于50μm、和/或小于25μm、和/或小于20μm、和/或小于15μm、和/或小于10μm、和/或大于1μm、和/或大于3μm、和/或大于5μm、和/或大于7μm的平均直径。在另一个示例中，本发明的长丝具有根据本文所述的直径测试方法测量的大于1μm的直径。本发明的长丝的直径可用于控制存在于该长丝中的一种或多种微生物的释放速率和/或损失速率和/或改变长丝的物理结构。
存在于本发明的纤维网中的长丝可包含两种或更多种不同的微生物。在一个示例中，长丝包含两种或更多种不同的微生物，其中两种或更多种不同的微生物彼此相容。在另一个示例中，长丝包含两种或更多种不同的微生物，其中两种或更多种不同的微生物彼此不相容。
在一个示例中，长丝可在该长丝内包含一种微生物并且在该长丝的外表面上包含一种微生物，诸如长丝的表面涂层或部分嵌入长丝中。在长丝外表面上的微生物可与存在于长丝中的微生物相同或不同。如果不同，微生物可彼此相容或不相容。
在一个示例中，可将一种或多种微生物均匀分配到或基本上均匀分配到长丝各处。在另一个示例中，可将一种或多种微生物分配成长丝内的不连续区域，由此使得一部分长丝包含微生物，而另一部分长丝不含微生物。在另一个示例中，将至少一种微生物均匀地或基本上均匀地分配到长丝各处并且将至少另一种微生物分配成长丝内的一个或多个不连续区域。在另一个示例中，将至少一种微生物分配成长丝内的一个或多个不连续区域并且将至少另一种微生物分配成在长丝内不同于第一不连续区域的一个或多个不连续区域。在另一个示例中，本发明的长丝可包含一种或多种微生物，使得长丝的横截面包含至少两种微生物。本发明的长丝的另一个示例为双组分长丝，其中芯包含微生物而鞘不含微生物，或者芯不含微生物而鞘包含微生物，或者芯包含第一微生物而鞘包含不同于第一微生物的第二微生物，或者芯包含一种或多种微生物而鞘包含一种或多种长丝形成材料。在双组分长丝的另一个示例中，诸如并列型双组分长丝，一侧可包含微生物，而另一侧可不含微生物，或者一侧可包含第一微生物，而另一侧可包含不同于第一微生物的第二微生物。
所述长丝可用作不连续制品。在一个示例中，可将长丝施用于和/或沉积在承载衬底上，诸如一次性吸收制品，例如擦拭物、纸巾、卫生纸、面巾纸、卫生巾、棉塞、女性卫生衬垫、卫生护垫、尿布、婴儿短裤、学步儿童短裤、夜用短裤、游泳短裤、成人失禁制品诸如成人失禁衬垫和/或成人失禁短裤、洗碗布、烘干机纸、衣物洗涤片、衣物洗涤棒、干洗片、结网、滤纸、织物、衣服、内衣等。
在一个示例中，本发明的长丝是水溶性的。
在另一个示例中，本发明的长丝可由人和/或动物食用、摄取和/或消耗。换句话讲，本发明的长丝由对于人和/或动物的摄取和/或消耗来说安全的合适材料制成，例如长丝形成材料和微生物，由此使得由此类长丝制成的纤维网对于人和/或动物的摄取和/或消耗来说是安全的。
长丝形成材料
本发明的长丝包含一种或多种长丝形成材料。长丝形成材料在长丝中的总含量可为基于干燥长丝按重量计约10％至约90％、和/或约20％至约80％、和/或约30％至约70％、和/或约40％至约60％。
在一个示例中，长丝形成材料可包括极性溶剂可溶解的材料，如醇溶性材料和/或水溶性材料。极性溶剂可溶解的材料的非限制性示例包括极性溶剂可溶解的聚合物。极性溶剂可溶解的聚合物可为合成的或天然来源的，并且可发生化学和/或物理改性。在一个示例中，极性溶剂可溶解的聚合物具有至少10,000g/mol、和/或至少20,000g/mol、和/或至少40,000g/mol、和/或至少80,000g/mol、和/或至少100,000g/mol、和/或至少1,000,000g/mol、和/或至少3,000,000g/mol、和/或至少10,000,000g/mol、和/或至少20,000,000g/mol、和/或至约40,000,000g/mol、和/或至约30,000,000g/mol的重均分子量。
在一个示例中，水溶性羟基聚合物选自由以下项组成的组：聚乙烯醇、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、以及它们的混合物。合适的聚乙烯醇的非限制性示例包括可从Sekisui Specialty Chemicals America，LLC(Dallas，TX)以商品名商购获得的那些。合适的羟丙基甲基纤维素的非限制性示例包括可从DowChemical Company(Midland，MI)以商品名商购获得的那些，包括与上文提到的羟丙基甲基纤维素的组合。
在一个示例中，可以用其它单体来接枝本文的聚乙烯醇以改变其特性。已经成功地将大量单体接枝到聚乙烯醇。此类单体的非限制性示例包括乙酸乙烯酯、苯乙烯、丙烯酰胺、丙烯酸、甲基丙烯酸2-羟乙酯、丙烯腈、1,3-丁二烯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸、马来酸、衣康酸、乙烯基磺酸钠、烯丙基磺酸钠、甲基烯丙基磺酸钠、烯丙基苯基醚磺酸钠、甲代烯丙基苯基醚磺酸钠、2-丙烯酰胺-甲基丙磺酸(AMP)、偏二氯乙烯、氯乙烯、乙烯胺和多种丙烯酸酯。
在另一个示例中，长丝形成材料可为成膜材料。在另一个示例中，长丝形成材料可为合成的或天然来源的，并且它可发生化学、酶促和/或物理改性。
在本发明的甚至另一个示例中，长丝形成材料可包含选自由以下项组成的组的聚合物：衍生自丙烯酸类单体如烯键式不饱和羧基单体以及烯键式不饱和单体的聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸和丙烯酸甲酯的共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧烷、淀粉和淀粉衍生物、支链淀粉、胶质、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和羧基甲基纤维素。
在另一个示例中，长丝形成材料可包含选自由以下项组成的组的聚合物：聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、淀粉、淀粉衍生物、纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物、蛋白质、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、聚乙二醇、聚环氧乙烷、聚丙烯酰胺、四亚甲基醚二醇、聚乙烯吡咯烷酮、羟甲基纤维素、羟乙基纤维素、以及它们的混合物。
在另一个示例中，长丝形成材料包含选自由以下项组成的组的聚合物：支链淀粉、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、海藻酸钠、黄原胶、黄蓍胶、瓜尔胶、金合欢胶、阿拉伯胶、聚丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯共聚物、羧乙烯基聚合物、糊精、果胶、壳多糖、果聚糖、爱生兰、胶原、胶质、玉米素、谷蛋白、大豆蛋白、酪蛋白、聚乙烯醇、淀粉、淀粉衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物、蛋白质、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、聚乙二醇、四亚甲基醚二醇、羟甲基纤维素、以及它们的混合物。
在另一个示例中，长丝形成材料选自由以下项组成的组：聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚环氧乙烷、淀粉、淀粉衍生物、纤维素、纤维素衍生物、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠、黄原胶、黄蓍胶、瓜尔胶、金合欢胶、阿拉伯胶、聚丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯共聚物、羧乙烯基聚合物、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、聚乙二醇、半纤维素、半纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、以及它们的共聚物和混合物。
在一个示例中，极性溶剂可溶解的聚合物选自由以下项组成的组：醇溶性聚合物、水溶性聚合物、以及它们的混合物。水溶性聚合物的非限制性示例包括水溶性羟基聚合物、水溶性热塑性聚合物、水溶性能够生物降解的聚合物、水溶性不能够生物降解的聚合物、以及它们的混合物。在一个示例中，水溶性聚合物包括聚乙烯醇。在另一个示例中，水溶性聚合物包括羧甲基纤维素。在另一个示例中，水溶性聚合物包括淀粉。在另一个示例中，水溶性聚合物包括聚乙烯醇和淀粉。
微生物
本发明的长丝包含一种或多种微生物。微生物可选自由以下项组成的组：原核生物、真核生物、病毒、噬菌体、以及它们的混合物。原核生物的非限制性示例包括细菌和古细菌。真核生物的非限制性示例包括真菌。
细菌
适用于本发明的细菌包括革兰氏阳性球菌、革兰氏阳性杆菌和革兰氏阴性杆菌。在本发明的长丝中使用的细菌的非限制性示例包括从人和动物小型生物群(microbiota)(驻留在皮肤表面上和皮肤深层中、唾液中、口腔粘膜中、阴道粘膜中、结膜中、以及胃肠道中的微生物的聚集体)中分离的微生物。
在一个示例中，细菌为益生菌。
益生菌为提供对其宿主诸如人和/或动物的有益的健康和/或安康作用的细菌。在本发明的长丝中使用的益生菌的非限制性示例包括双歧杆菌属物种、乳杆菌属物种、乳球菌属物种、片球菌属物种、明串珠菌属物种、芽胞乳杆菌属物种和芽孢杆菌属物种以及它们的混合物。
双歧杆菌属物种的非限制性示例包括青春双歧杆菌(Bifidobacteriumadolescentis)、双歧双歧杆菌(Bifidobacterium bifidum)、动物双歧杆菌(Bifidobacterium animalis)、嗜热双歧杆菌(Bifidobacterium thermophilum)、短双歧杆菌(Bifidobacterium breve)、长双歧杆菌(Bifidobacterium longum)、婴儿双歧杆菌(Bifidobacterium infantis)以及乳酸双歧杆菌(Bifidobacterium lactis)。可用作益生菌的双歧杆菌的特定菌株包括短双歧杆菌菌株Yakult、短双歧杆菌R070、乳酸双歧杆菌Bb12、长双歧杆菌R023、双歧双歧杆菌R071、婴儿双歧杆菌35624、婴儿双歧杆菌R033、长双歧杆菌BB536、动物双歧杆菌AHC7、以及长双歧杆菌SBT-2928。
在本发明的长丝中使用的乳杆菌属物种的非限制性示例包括孢子乳杆菌(Lactobacillus sporogenes)、詹氏乳杆菌(Lactobacillus jensenii)、阴道乳杆菌(Lactobacillus vaginalis)、鸡乳杆菌(Lactobacillus gallinarum)、Lactobacilluscoleohominis和惰性乳杆菌(Lactobacillus iners)、保加利亚乳杆菌(Lactobacillusbulgaricus)、凯氏乳杆菌(Lactobacillus cereale)、德氏乳杆菌(Lactobacillusdelbrukeii)、鼠李糖乳杆菌(Lactobacillus rhamnosus)、嗜热乳杆菌(Lactobacillusthermophilus)、类干酪乳杆菌(Lactobacillus paracasai)类干酪种、瑞士乳杆菌(Lactobacillus helveticus)、嗜酸乳杆菌(Lactobacillus acidophilus)、短乳杆菌(Lactobacillus brevis)、Lactobacillus ulgaricus、干酪乳杆菌(Lactobacilluscasei)、纤维二糖乳杆菌(Lactobacillus cellobiosus)、卷曲乳杆菌(Lactobacilluscrispatus)、弯曲乳杆菌(Lactobacillus curvatus)、发酵乳杆菌(Lactobacillusfermentum)、乳杆菌GG(鼠李糖乳杆菌或干酪乳杆菌鼠李糖亚种)、格氏乳杆菌(Lactobacillus gasseri)、约氏乳杆菌(Lactobacillus johnsonii)、植物乳杆菌(Lactobacillus plantarum)、路氏乳杆菌(Lactobacillus reuteri)、唾液乳杆菌(Lactobacillus salivarius)、以及它们的混合物。植物乳杆菌299v菌株源自酸面团。植物乳杆菌自身来源于人。乳杆菌的其它益生菌菌株是嗜酸乳杆菌BG2FO4、嗜酸乳杆菌INT-9、植物乳杆菌ST3 1、路氏乳杆菌、约氏乳杆菌LA1、嗜酸乳杆菌NCFB 1748、干酪乳杆菌Skirota、嗜酸乳杆菌NCFM、嗜酸乳杆菌DDS-1、德氏乳杆菌德氏亚种、德氏乳杆菌保加利亚亚种2038型、嗜酸乳杆菌SBT-2062、短乳杆菌、唾液乳杆菌UCC 118、发酵乳杆菌297R1、罗伊氏乳杆菌Grant L1、卷曲乳杆菌330L1、类干酪乳杆菌和类干酪乳杆菌类干酪亚种F 19。在一个示例中，微生物包括乳杆菌属物种，包括干酪乳杆菌、嗜酸乳杆菌、植物乳杆菌和鼠李糖乳杆菌。
在本发明的长丝中使用的乳球菌属物种的非限制性示例包括乳酸乳球菌(Lactococcus lactis)。
在本发明的长丝中使用的片球菌属物种的非限制性示例包括乳酸片球菌(Pediococcus acidilactici)、戊糖片球菌(Pedioccocus pentosaceus)、尿片球菌(Pedioccocus urinae)、以及它们的混合物。
在本发明的长丝中使用的明串珠菌属物种的非限制性示例包括肠膜明串珠菌(Leuconostoc mesenteroides)。
在本发明的长丝中使用的芽胞乳杆菌属物种的非限制性示例包括菊糖芽胞乳杆菌(Sporolactobacillus inulinus)。
在本发明的长丝中使用的芽孢杆菌属物种的非限制性示例包括凝结芽孢杆菌(Bacillus coagulans)、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、侧孢芽孢杆菌(Bacilluslaterosporus)、左旋乳酸芽孢杆菌(Bacillus laevolacticus)、以及它们的混合物。
可存在于本发明的长丝中的其它益生菌微生物包括革兰氏阳性兼性厌氧菌嗜热链球菌(Streptococcus thermophilus)、屎肠球菌(Enterococcusfaecium)SF68。
在一个示例中，益生菌为BifantisTM35624(双歧杆菌属，Chr.Hansen,Denmark)和/或婴儿双歧杆菌35624。其它合适的益生菌的非限制性示例包括来自分离自切除并洗涤的人胃肠道的双歧杆菌的菌株的益生菌。一个示例包括被指定为UCC35624的婴儿双岐杆菌菌株，该菌株在1999年1月13日存放于National Collections of Industrial and MarineBacteria Ltd(NCIMB)并给予保藏编号NCIMB 41003时被描述并且描述于美国专利7,195,906中。可用于本文的益生菌的合适的示例包括婴儿长双歧杆菌的菌株(NCIMB 35624)、约氏乳杆菌的菌株(CNCM 1-1225)、乳酸双歧杆菌的菌株(DSM20215)、类干酪乳杆菌的菌株(CNCM 1-2216)、以及它们的混合物。可用于本文的益生菌的另外的非限制性示例描述于WO03/010297 Al、WO 03/010298 Al、WO 03/010299 Al(全部公布于2003年2月6日并且转让给Alimentary Health Ltd)以及美国专利申请公布号US2012/0276143中。
在一个示例中，益生菌包括双歧杆菌菌株AH1714和/或长双歧杆菌菌株UCC35624。保藏长双歧杆菌菌株AH1714于2009年11月5日提交至National Collections ofIndustrial and Marine Bacteria Limited(NCIMB)Ferguson Building，CraibstoneEstate，Bucksbum，Aberdeen，AB21 9YA，Scotland，UK，其授予的保藏号为NCIMB41676。保藏长双歧杆菌菌株UCC35624于1999年1月13号提交至National Collections of Industrialand Marine Bacteria Limited(NCIMB)Ferguson Building,Craibstone Estate,Bucksburn,Aberdeen,AB21 9YA,Scotland,UK，其授予的保藏号为NCIMB 41003。长双歧杆菌菌株可为经基因修饰的突变体或它可为其天然存在的变体。在一个示例中，长双歧杆菌菌株是活体细胞的形式。在另一个示例中，长双歧杆菌菌株是非活体细胞的形式。
在另一个示例中，益生菌包括双歧杆菌菌株AH121A。保藏长双歧杆菌菌株AH121A于2009年11月5号提交至National Collections of Industrial and Marine BacteriaLimited(NCIMB)Ferguson Building,Craibstone Estate,Bucksburn,Aberdeen,AB219YA,Scotland,UK，其授予的保藏号为NCIMB 41675。
在另一个示例中，益生菌包括双歧杆菌菌株AH121A。保藏长双歧杆菌菌株AH121A于2009年11月5号提交至National Collections of Industrial and Marine BacteriaLimited(NCIMB)Ferguson Building,Craibstone Estate,Bucksburn,Aberdeen,AB219YA,Scotland,UK，其授予的保藏号为NCIMB 41675。微生物的非限制性示例可包括以下的菌株：乳酸链球菌(Streptococcus lactis)、乳脂链球菌(Streptococcus cremoris)、双乙酰乳酸链球菌(Streptococcus diacetylactis)、嗜热链球菌(Streptococcusthermophilus)、
保加利亚乳杆菌、嗜酸乳杆菌(例如，嗜酸乳杆菌菌株)、瑞士乳杆菌、双歧乳杆菌(Lactobacillus bifidus)、干酪乳杆菌、乳酸乳杆菌、植物乳杆菌、鼠李糖乳杆菌、德氏乳杆菌、嗜热乳杆菌、发酵乳杆菌、唾液乳杆菌、罗伊氏乳杆菌、长双歧杆菌、婴儿双歧杆菌、双歧双歧杆菌、动物双歧杆菌、假长双歧杆菌(Bifidobacterium pseudolongum)、布拉酵母菌(Saccharomyces boulardii)、啤酒片球菌(Pediococcus cerevisiae)、唾液乳杆菌、凝结芽孢杆菌、以及它们的组合。在一个示例中，此类益生菌在本发明的长丝中的含量可为基于干燥长丝按重量计约0.025％至约10％、和/或约0.025％至约5％、和/或约0.025％至约3％、和/或约0.025％至约1％。
真菌
在本发明的长丝中使用的合适的真菌的非限制性示例包括青霉属(Penicillum)、酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、以及它们的混合物。
病毒
在本发明的长丝中使用的合适的病毒包括全部7组病毒。这些包括I组：双链DNA病毒；II组：单链DNA病毒；III组：双链RNA病毒；IV组：正义单链RNA病毒；V组：负义单链RNA病毒；VI组：逆转录RNA病毒；以及VII组：逆转录DNA病毒。非限制性示例包括用于人和动物的疫苗。
噬菌体
在本发明的长丝中使用的合适的噬菌体包括沙门氏菌属(Salmonella)、大肠杆菌(E.coli)、假单胞菌属(Pseudomonas)、芽孢杆菌属(Bacillus)、李斯特氏菌属(Listeria)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、金黄色葡萄球菌(S.aureus)、以及变异链球菌(S.mutans)噬菌体。
益生元
除一种或多种微生物之外，本发明的长丝还可包含一种或多种益生元。
合适的益生元的非限制性示例包括菊粉、乳糖、棉子糖、水苏糖、果糖-低聚糖、葡萄糖-低聚糖、乳铁蛋白、甘露聚糖低聚糖、葡聚糖低聚糖、异麦芽糖-低聚糖、乳果寡糖、聚葡萄糖、大豆低聚糖、木糖-低聚糖、以及它们的混合物。
合适的益生元的其它非限制性示例包括人奶低聚糖，如US2013281948 A1中所公开，例如乳糖、2’-岩藻糖基乳糖、3'-岩藻糖基乳糖、二岩藻糖基乳糖、乳糖-N-四糖(1型)、乳糖-N-新四糖(2型)、乳糖-N-岩藻戊糖I、II、III、IV和V、乳糖-N-岩藻己糖I、乳糖-N-己糖、乳糖-N-新己糖、岩藻糖基乳糖-N己糖I和IV、岩藻糖基乳糖-N-新己糖、乳糖-N-二岩藻糖基-己糖I和II、乳糖-N八糖、唾液酰a2-3乳糖、唾液酰a2-6乳糖、唾液酰-乳糖-N-四糖a、b和c、以及二唾液酰-乳糖-N-四糖，以及它们的混合物。
合适的益生元的其它非限制性示例包括岩藻糖半乳糖b(作为二糖单元)、2’-岩藻糖基乳糖、3’-岩藻糖基乳糖、乳糖-N-二岩藻糖基-四糖、乳糖-N-二岩藻糖基-己糖I、乳糖-N-二岩藻糖基-己糖II、乳糖-N-岩藻戊糖I、乳糖-N-岩藻戊糖II、乳糖-N-岩藻戊糖III、乳糖-N-岩藻戊糖V、以及它们的混合物。
在一个示例中，益生元可包括槐豆、柑橘果胶、米糠、刺槐豆胶、蔗果低聚糖、低聚果糖、低聚半乳糖、柑橘汁、低聚甘露聚糖、阿拉伯半乳聚糖、低聚乳果糖、葡甘露聚糖、聚葡萄糖、苹果渣、番茄渣、胡萝卜渣、肉桂胶(Cassia gum)、刺梧桐树胶、塔尔哈胶、阿拉伯胶、以及它们的组合。在一个示例中，此类益生元在本发明的长丝中的含量可为基于干燥长丝按重量计约1％至约85％、和/或约10％至约60％、和/或约20％至约50％。
稳定剂
本发明的长丝可包含一种或多种稳定剂。当存在于长丝中时，稳定剂在长丝中的含量可为基于干燥长丝按重量计约0％至约60％、和/或约10％至约50％。
稳定剂可包括碳水化合物和/或蛋白质。碳水化合物在长丝中的含量可为基于干燥长丝按重量计约0％至约50％、和/或约10％至约40％。碳水化合物可选自由以下项组成的组：单糖、二糖、低聚糖、多糖、以及它们的混合物。合适的碳水化合物的非限制性示例包括蔗糖、海藻糖、甘油、葡萄糖、甘露糖醇、山梨糖醇、核糖醇、甜菜碱(N,N,N-三甲基甘氨酸)、乳糖、果糖-低聚糖(FOS)、果聚糖例如菊粉、果胶、6-葡聚糖、抗性淀粉例如高直链淀粉、右旋糖酐、金合欢胶、瓜尔胶和刺槐豆胶、琼脂、角叉菜胶、黄原胶和麦芽糖糊精、以及它们的混合物。
蛋白质在长丝中的含量可为基于干燥长丝按重量计约0％至约30％、和/或约1％至约20％。蛋白质可选自由以下项组成的组：白蛋白、精氨酸/赖氨酸多肽、胶原和水解胶原、明胶和水解明胶、糖蛋白、乳蛋白、酪蛋白诸如酪蛋白酸钠、乳清蛋白、豆蛋白、大麦蛋白、血清白蛋白、肉蛋白、鱼蛋白、海产品蛋白、家禽蛋白、卵蛋白、丝绸蛋白、大豆蛋白、玉米蛋白、花生蛋白、棉籽蛋白、向日葵蛋白、豌豆蛋白、小麦蛋白、小麦胚芽蛋白、面筋-蛋白、玉米蛋白以及任何分离或水解的任何植物蛋白诸如大豆分离蛋白和/或水解蛋白、大麦分离蛋白和/或水解蛋白、以及它们的混合物。
抗氧化剂
本发明的长丝可包含一种或多种抗氧化剂。当存在时，抗氧化剂在长丝中的含量可为基于干燥长丝按重量计约0.01％至约1％、和/或约0.1％至约0.5％、和/或约0.1％至约0.2％。
可存在于本发明的长丝中的抗氧化剂的非限制性示例包括以下。
米糠衍生物已经显示出具有多于一百(100)种潜在的抗氧化剂，包括维生素E及其异构体(生育酚(T)和生育三烯酚(T3))，统称为母育酚。富含母育酚的物质是包含一种或多种化合物的混合物，
所述化合物选自生育酚(T)、生育三烯酚和类生育三烯酚(类T3)化合物。稳定的米糠是维生素E的最高天然来源。
稳定的米糠衍生物中的另外的抗氧化剂包括但不限于y-谷维素、(3-胡萝卜素、若干已知的类黄烷、植物甾醇、硫辛酸、阿魏酸和肌醇六磷酸(即“IP6”)。这些化合物中的一些以比在所述化合物的任何已知的天然来源中
高得多的浓度存在于稳定的米糠衍生物中。阿魏酸例如是存在于植物种子中的植物化学物质，所述植物种子诸如糙米、全麦和燕麦、以及咖啡、苹果、洋蓟、花生、桔子和菠萝。阿魏酸保护我们的细胞免受紫外线伤害并且中和体内的反应性氧物质，从而防止反应性氧物质对我们的DNA
造成伤害。作为抗氧化剂，它还减小体内胆固醇和三甘油酯的水平，从而降低心脏病的风险。IP6是肌醇的通常存在于富含纤维的植物食物中的磷酸化形式。IP6被消化道中的植酸酶水解，以产生肌醇。IP6通过与反应性铁的螯合来支持细胞对抗羟基自由基的损伤的天然防御。与益生菌组合，抗氧化剂提供
额外的附加防御并且增加免疫系统抵抗与肠胃疾病相关联的侵染病原体的能力。
在一个示例中，存在于长丝中的抗氧化剂可选自由以下项组成的组：类胡萝卜素，诸如番茄红素、β-胡萝卜素、黄体素、叶黄素、维生素A、生育酚、维生素C、以及它们的混合物。
在另一个示例中，存在于长丝中的抗氧化剂可选自由以下项组成的组：没食子酸丙酯、丁基化羟基甲苯(BHT)、丁基化羟基苯甲醚(BHA)、维生素C、微生物A、维生素E、β-胡萝卜素、以及它们的混合物。
膳食纤维
本发明的长丝和/或纤维网还可包含膳食纤维。膳食纤维的非限制性示例可包括但不限于菊粉、琼脂、β-葡聚糖、甲壳质、糊精、木质素、纤维素、改性纤维素、纤维素醚、半纤维素、非淀粉多糖、还原淀粉、聚卡波非(polycarbophil)、部分水解的瓜尔胶、小麦糊精、以及它们的组合。
任选的添加剂
长丝形成组合物和由其制成的长丝以及最终的包含此类长丝的纤维网可包含任选的添加剂，诸如
制备长丝的方法
本发明的长丝通过纺丝长丝形成组合物来制备，所述长丝形成组合物包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种微生物。
在一个示例中，如图2所示，用于制备本发明的长丝10的方法14包括以下步骤：
a.从来源18，诸如槽，例如适用于分批操作的加压槽中提供长丝形成组合物16，例如适用于制备长丝的长丝形成液体组合物，其包含一种或多种长丝形成材料、一种或多种微生物、以及一种或多种稳定剂；以及
b.纺丝来自冲模20诸如熔喷冲模的长丝形成组合物16，以产生本发明的一根或多根长丝10。
长丝形成组合物16可通过如利用箭头示出的合适的管道22与冲模20流体连通。可使用泵24(例如PEP II型泵，其具有5.0立方厘米每转(cc/rev)的容量，由ParkerHannifin Corporation，Zenith Pumps division，of Sanford，N.C.，USA制造)将长丝形成组合物16泵入冲模20。流向冲模20的长丝形成组合物16可通过调节泵20的流量进行控制。
如图3所示的冲模20可包括两行或更多行彼此间隔开的圆形挤出喷嘴26，它们的间距P为约1.524毫米(约0.060英寸)。喷嘴26可具有约0.305毫米(约0.012英寸)的单一内径和约0.813毫米(约0.032英寸)的单一外径。每个单独喷嘴26可被环形的和分散加宽的孔口28包裹以提供通过混合蒸汽和加热的压缩空气形成的衰减的空气到每个单独喷嘴26。通过喷嘴26挤出的长丝形成组合物16被一般圆柱形的、衰减的空气流环绕并变细，产生长丝10，所述空气流通过环绕所述喷嘴26的孔口28提供。可用温度为约50℃至约315℃的干燥空气流干燥长丝10，所述干燥空气流由电阻加热器30通过干燥喷嘴32提供并以相对于所纺长丝10的大致取向成约90°的角度排放。
在长丝形成组合物的纺丝期间，长丝形成组合物和其中包含的微生物经受蒸汽以及衰减空气和温度最高至450℃的干燥空气，而不对微生物的存活率造成不利影响，例如具有小于3、和/或小于2、和/或小于1log的存活率损失。
可在收集装置诸如带或织物上收集长丝10，在一个示例中带或织物能够赋予图案，例如通过在带或织物上收集长丝来向所形成的纤维网赋予非随机重复图案。
在一个示例中，纺丝步骤可包括使长丝与衰减空气接触以使长丝变细。
该方法还可包括在收集装置，例如卷轴或带或织物诸如图案化带上收集多根长丝的步骤。长丝可收集并存储在干燥的掀盖式小瓶(可从Desican Inc商购获得)中并且冷藏直到使用。
本发明的长丝可具有大于1μm、和/或大于3μm、、和/或大于5μm、和/或小于100μm、和/或小于70μm的平均直径。
在一个示例中，本发明的方法是非电纺方法。
非限制性实施例
包含根据本发明的长丝的纤维网的一个非限制性实施例通过使用如以上所述的图2和3中所示的方法14制备。
根据本发明的长丝形成组合物16的一个非限制性实施例在以下表1中示出
1没食子酸丙酯(Spectrum Chemicals,Gardena,CA)
2海藻糖(Swanson Ultra,Fargo,ND)
3脱水柠檬酸钠(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)
4酪蛋白酸钠(Sigma Aldrich,St.Louis,MO)
5发酵乳杆菌
6聚乙烯醇(Sekisui Specialty Chemical Company,Dallas,TX)
表1
以上在非限制性实施例中示出的长丝形成组合物制备如下：
1.通过以下方式制备23％聚乙烯醇的聚乙烯醇溶液：将宽口的品脱广口瓶设置在水浴中，其中顶部搅拌器被装配穿过带孔的封盖并且搅拌叶片几乎与广口瓶一样宽。接着，添加231g蒸馏水。在适度搅拌下，缓慢添加69g聚乙烯醇。开启水浴并且加热至70℃。当所有聚乙烯醇溶解时，关闭加热并且使其冷却至50℃。从搅拌器中移除、加盖、使其密封放置，同时冷却至23℃。当其放置时，将移除所有气泡。
2.制备25％固体的冷冻保护溶液原液。
通过在搅拌下加热至60℃将除酪蛋白酸钠之外的所有成分溶解于75mL蒸馏水中，以形成海藻糖溶液。
将酪蛋白酸钠分散于75mL蒸馏水中并且加热至60℃，以形成酪蛋白酸盐溶液。将酪蛋白酸盐溶液在121℃的高压釜中放置60分钟，然后冷却至23℃。
冷却时，将海藻糖溶液倒入酪蛋白酸盐溶液中。通过冲洗海藻糖溶液广口瓶使重量达到200g。结果是25％固体。密封并且储存在冷藏机中。
接着，如下制备长丝形成溶液：
1.使用SpeedMixer或等同物，将27.3g冷冻保护剂溶液与1.86g益生菌在3500rpm下混合4分钟。
2.同样，使用SpeedMixer或等同物，通过在3500rpm下混合4分钟，添加26g来自步骤1的所得混合物与47.3g来自以上的聚乙烯醇溶液。
3.将所得溶液转移至如图2所示的长丝纺丝设备注射器泵贮存器中。关闭，附接管道，开启长丝纺丝设备气流和加热器。开始添加溶液。收集纤维并且放置到玻璃广口瓶中并密封。
长丝纺丝设备初始设置
测试方法
存活率/计数测试方法
包含含有一种或多种微生物的长丝的纤维网中的微生物的存活率测定如下。
样本制备
将待测试的包含长丝的纤维网从任何保护包装中移除。将待测试的一根或多根长丝从纤维网中移除。纯净地(没有任何保护包装诸如泡罩包装或其它类似包装)测试长丝。在测试之前将待测试的长丝在开口容器中在30℃+/-2℃和30％+/-2％相对湿度下调理28和56天，然后在28或56天的调理之后立即测试。此外，在测试之前将待测试的长丝在开口容器中在25℃+/-2℃和60％+/-2％相对湿度下调理28和56天，然后在28或56天的调理之后立即测试。
测试步骤
1.将2.0g的包含一种或多种微生物的长丝溶解于100mL烧杯中的18mL的根据所测试微生物选择的通用培养基中，所述培养基例如但不限于无菌TSB(胰酶大豆液体培养基)(1:10稀释度)(Lansing,MI的Accumedia Manufacturers Inc.)并且使用磁力搅拌器(Labline型号1250或等同物)和磁力搅拌棒(5cm)涡旋10分钟以形成浓缩的微生物悬浮液。
2.使用TSB培养基制备来自以上步骤1的浓缩微生物悬浮液的系列稀释液，最高至-8(1:100000000)。
3.用来自Spiral Biotech的AutoPlate 4000或5000自动螺旋涂布机将来自以上步骤2的系列稀释液螺旋涂布，或使用类似仪器将所制备的系列稀释液涂布在根据所测试微生物选择的预先倒好的皮氏平板上，所述皮氏平板例如但不限于琼脂凝胶皮氏平板(每平板20-25mL)。根据本领域中已知的标准螺旋涂布方法一式两份各自单独涂布由以上方法制备的系列稀释液。涂布机将50μL的各系列稀释液环形分配在整个皮氏平板表面上。
4.将每个平板倒置并且在35℃(+/-2℃)下，取决于所测试的微生物在无氧室或无氧箱中在无氧条件下或在有氧室或有氧箱中在有氧条件下培养48(+/-4)至72小时。
5.在培养期(以上步骤4)结束时，移除每个平板并且使用来自Spiral Biotech的Q-Count对CFU计数。
6.存在于长丝中的微生物的总计数(总含量)(CFU/克长丝)基于所用长丝的重量、从Q-Count软件获得的微生物的CFU计数、以及稀释因子(如果Q-Count软件不自动计入稀释因子的话)进行计算。
log损失值计算为微生物的最终计数(CFU/克长丝)和添加到制备长丝的长丝形成组合物中的微生物的初始计数(CFU/克长丝)之间的差值。如果测试者不知道微生物的初始计数，那么是在测试之前在30℃+/-2℃和30％+/-2％相对湿度下调理28天的微生物的最终计数(CFU/克长丝)和在23℃+/-2.2℃和50％+/-10％相对湿度下调理2小时的微生物的最终计数(CFU/克长丝)(初始计数的估计值，直到获得实际初始计数)之间的差值。
直径测试方法
纤维网或膜内的不连续长丝或长丝的平均直径通过使用扫描电镜(SEM)或光学显微镜以及图像分析软件进行测定。选择200至10,000倍的放大率使得长丝被适宜地放大以便进行测量。当使用SEM时，将这些样本溅射上金或钯化合物以避免长丝在电子束中带电和振动。使用来自图像(在监视屏上)的用于测定长丝直径的手动程序，所述图像用SEM或光学显微镜拍摄。使用鼠标器和光标工具，搜寻随机选择的长丝的边缘，然后横跨其宽度(即，垂直于该点的长丝方向)测量至长丝的另一个边缘。比例校准图像分析工具提供比例缩放以获得以μm计的实际读数。对于纤维网或膜内的长丝，使用SEM或光学显微镜随机选择横跨纤维网或膜样本的多根长丝。切除纤维网或膜(或产物内的纤维网)的至少两个部分并用这种方法测试。总共进行至少100次此类测量并然后将所有的数据记录下来进行统计分析。所记录的数据用来计算长丝直径的平均值、长丝直径的标准偏差和长丝直径的中值。
溶解测试方法
设备和材料(也参见图4-6)：
600mL烧杯34
磁力搅拌器36(Labline型号1250或等同物)
磁力搅拌棒38(5cm)
温度计(1℃至100℃+/-1℃)
切割冲模--尺寸为3.8cm×3.2cm的不锈钢切割冲模
计时器(精确至至少0.1秒)
鳄鱼夹(约一英寸长)40
深度调节杆42和带基座46的保持件44
Polaroid 35mm滑架(可从Polaroid Corporation商购获得或等同物)和35mm滑架保持件(或等同物)48
去离子水(在23℃±1℃下平衡)50
测试方案
在23℃±1℃和50％RH±2％的恒定温度和湿度环境下平衡纤维网样本至少2小时。
使用本文定义的基重方法测量待测试纤维网样本的基重。
使用切割冲模(3.8cm×3.2cm)从纤维网样本中切割出三个溶解试样，使其贴合在具有24×36mm开放区尺寸的35mm滑架48中。
将每个试样固定在单独的35mm滑架48中。
向600mL烧杯34中放入磁力搅拌棒38。
用500mL±5mL去离子水50填充烧杯34。
将整个烧杯34置于磁力搅拌器36上，打开搅拌器36，并调节搅拌速度直至形成涡旋，并且涡旋的底部处于烧杯34的400mL标记处。
可能必需进行试运行以确保正确设置深度调节杆42。将35mm滑架48固定在35mm滑架保持件的鳄鱼夹40中，使得滑架的长端平行于水面。鳄鱼夹40应定位在滑架的长端的中间。鳄鱼夹40固定到深度调节杆42的端部。深度调节杆42以一定方式设置，使得当滑架48降低到水中时，整个试样完全浸没在水中处于烧杯34的中心，试样的顶部处于涡旋的底部，并且滑架/滑架保持件的底部不与搅拌棒38直接接触。深度调节杆42和鳄鱼夹40应当设置成使得试样表面的位置与水的流动垂直。
在一次运动中，将固定的滑架和夹具落到水中并启动计时器。试样掉落，使得试样位于烧杯中心。当试样分裂开时，产生崩解。将此记录为崩解时间。当所有可见的试样都从滑架中释放时，将滑架升高出水，同时继续监控未溶解试样片段的溶液。当所有试样片段不再可见时，发生溶解。将此记录为溶解时间。
对每个纤维网样本重复进行三次并记录平均崩解和溶解时间。平均崩解和溶解时间以秒为单位。
通过各自除以如通过本文所定义的基重方法测定的样本基重，使平均崩解和溶解时间对于基重归一化。经基重归一化的崩解和溶解时间以秒/gsm样本(s/(g/m2))为单位。
厚度方法
纤维网的厚度通过从纤维网样本中切出5个样本，使得每个切出样本的尺寸大于购自Thwing-Albert Instrument Company(Philadelphia，PA)、型号II的VIR电子测厚仪的加载底脚装载表面来测量。加载底脚装载表面通常具有约3.14in2的圆形表面积。将纤维网样本限定在一个水平平面和加载底脚装载表面之间。加载底脚装载表面向样本施加15.5g/cm2的围压。平面和加载底脚装载表面之间的所得间隙即为每个样本的厚度。计算五个纤维网样本的平均厚度作为厚度。结果报告为毫米(mm)。
基重测试方法
纤维网样本的基重通过选择十二(12)个单个纤维网样本并制备两叠、每叠六个单个样本进行测量。如果单个样本通过穿孔线彼此相连，当堆叠单个样本时穿孔线必须同侧对齐。使用精密切割器将每叠精确切割成3.5英寸x 3.5英寸的正方形。混合两叠切割好的正方形以制备十二个正方形厚的基重垫。然后将基重垫在顶部加载天平上称重，最小分辨率为0.01g。顶部加载天平必须使用气流罩保护其不受气流和其它干扰。当顶部加载天平上的读数恒定时记录重量。基重计算如下：
密度测试方法
通过将纤维网样本的基重除以纤维网样本的厚度来测量纤维网样本的密度。密度单位报告为g/cm3。
拉伸测试方法：峰值伸长率、拉伸强度、TEA和模量
峰值伸长率、拉伸强度、TEA和正切模量使用负荷传感器(对于所述负荷传感器，测得的力在传感器极限的10％至90％以内)，在具有计算机接口的恒速延伸张力检验器(合适的器械为购自Thwing-Albert Instrument Co.(Wet Berlin，NJ)EJA Vantage)上测量。活动的(上部)和固定的(下部)气动式夹具均配有不锈钢光面夹持件，所述夹持件高度为25.4mm并且比试样的宽度宽。向夹具提供约60psi的空气压力。
将纤维网样本的八个可用单元分成两个叠堆，每个叠堆四个样本。每个叠堆中的样本相对于纵向(MD)和横向(CD)一致性取向。叠堆之一被指定用于在纵向上测试，而另一个在横向上测试。使用一英寸精密切割器(Thwing Albert JDC-1-10或类似物)从一个叠堆中切割出4个纵向条，并从另一个中切割出4个横向条，其尺寸为1.00in±0.01in宽乘3.0–4.0in长。具有一个可用单元厚度的每个条将被看成单一试样用于测试。
对张力检验器编程以进行延伸测试，以20Hz的采集速率收集力和延伸数据，其间夹头以2.00in/min(5.08cm/min)的速率上升直至试样断裂为止。将断裂灵敏度设定为80％，即，当所测量的力降至最大峰值力的20％时终止该测试，其后使夹头回复至其初始位置。
将标距设定为1.00英寸。将夹头和负荷传感器归零。在上夹持件中插入至少1.0in的单一试样，使其在上下夹具中垂直对齐，并闭合上夹持件。在下夹持件中插入单一试样并闭合。单一试样应当经受足够的张力以消除任何松弛，但小于负荷传感器上的5.0g的力。启动张力检验器并开始数据收集。对于所有四个纵向和四个横向单一试样，以类似的方式进行重复测试。
对软件进行编程以由构造的力(g)对延伸(in)曲线进行如下计算：
拉伸强度为最大峰值力(g)除以样本宽度(in)，并以g/in为单位记录，精确到1g/in。
经调节的标距按照向初始标距(in)加入3.0g力(in)时测量的延伸来计算。
伸长率按照最大峰值力下的延伸(in)除以经调节的标距(in)乘以100来计算，并作为％记录，精确至0.1％。
总能量(TEA)按照从零延伸至最大峰值力下的延伸积分的力曲线下的面积(g*in)，除以经调节的标距(in)和试样宽度(in)的积来计算，并且记录精确到1g*in/in2。
重新绘制力(g)对延伸(in)曲线，作为力(g)对应变曲线。本文将应变定义为延伸(in)除以经调节的标距(in)。
对软件进行编程以从构造的力(g)对应变曲线进行如下计算：
正切模量(模量)为在15g/cm下的模量。
对四个横向单一试样和四个纵向单一试样计算拉伸强度(g/in)、峰值伸长率(％)、总能量(g*in/in2)和模量(g/cm)(模量为在15g/cm下的正切模量)。计算横向和纵向试样的每个独立参数的平均值。
计算：
几何平均拉伸强度＝[纵向拉伸强度(g/in)×横向拉伸强度(g/in)]的平方根
几何平均峰值伸长率＝[纵向伸长率(％)×横向伸长率(％)]的平方根
几何平均TEA＝[纵向TEA(g*in/in2)×横向TEA(g*in/in2)]的平方根
几何平均模量＝[纵向模量(g/cm)(在15g/cm下)×横向模量(g/cm)(在15g/cm下)]的平方根
总干拉伸强度(TDT)＝纵向拉伸强度(g/in)+横向拉伸强度(g/in)
总TEA＝纵向TEA(g*in/in2)+横向TEA(g*in/in2)
总模量＝纵向模量(g/cm)+横向模量(g/cm)
拉伸比＝纵向拉伸强度(g/in)/横向拉伸强度(g/in)
板硬度测试方法
如本文所用，“板硬度”测试是当平坦纤维网样本向下变形形成样本下方的孔时其硬度的量度。对于测试，将纤维网样本建模为具有厚度“t”的无穷大的板，其驻留在平坦表面上，其中其中心位于具有半径“R”的孔上方。施加至孔中心正上方的纤维网样本的中心力“F”使纤维网样本向下变形形成孔，其距离为“w”。对于线性弹性材料，变形可通过以下预测：
其中“E”是有效的线性弹性模量，“v”是泊松比(Poisson's ratio)，“R”是孔半径，而“t”是纤维网样本厚度，取在约0.29psi的负荷下对一叠5个纤维网样本测得的以毫米表示的厚度。泊松比取0.1(泊松解对该参数并非是高度敏感的，因此由假定值导致的不精确可能是微小的)，可将上文公式对“w”重写以估计作为柔性测试结果函数的有效模量：
测试结果使用MTS Alliance RT/1、Insight Renew、或类似的模型测试机(MTSSystems Corp.,Eden Prairie,Minn.)进行，其具有50牛顿负荷传感器并且数据采集速率为至少25力点/秒。当在相同方向上取向的至少2.5英寸×2.5英寸但不超过5.0英寸×5.0英寸的一叠5个纤维网样本(在没有任何弯曲、挤压或应变的情况下产生)中心位于支撑板上的半径15.75mm的孔上方时，具有3.15mm半径的钝探针以20mm/min的速度下降。当探针尖端下降至支撑板平面下1mm时，测试结束。在测试期间记录超过任何0.5mm跨度的最大比降(使用最小二乘回归法)(以克力/mm表示)(这种最大比降一般发生在测试末期)。负荷传感器监控施加的力，并且还监控探针尖端相对于支撑板平面的位置。记录峰值负荷，并且使用上文公式估计“E”。
然后可将每单位宽度的板硬度“S”计算为：
并且用单位牛顿*毫米表示。Testworks程序使用下式计算硬度(或可由原始数据输出手动计算)：
其中“F/w”是最大比降(力除以挠曲)，“v”是取0.1的泊松比，而“R”是环半径。
然后将同一个5纤维网样本叠堆(如上文所用)上下翻转并且以与先前所述相同的方式重新测试。此测试再进行三次(利用不同的样本叠堆)。因此，由相同的纤维网样本的四个5纤维网样本叠堆计算出8个S值。这8个S值的数值平均值报告为纤维网样本的板硬度。
水活度测试方法
使用HygroPalm HP23-AW-A测量仪(可从Bassersdorf,Switzerland的RotronicAG商购获得)或等同物测定材料的水活度。具体操作说明(测量仪设置和用于测试标准和样本的按键)查询HygroPalm HP23-AW-A用户手册。
1.将湿度探针安装到仪器上。
2.按红色开/关按钮开启HygroPalm HP23-AW-A。
a.将HygroPalm HP23-AW-A设定为水活度AW Quick模式：
b.按MENU键并选择“AW Mode”。按ENTER激活AW Mode菜单。
c.在“Enable”菜单项突出显示的情况下，按ENTER并且使用UP或DOWN箭头键选择ON。按ENTER确认选择。
d.使用DOWN箭头键选择“Mode”菜单项并且按ENTER。使用UP或DOWN箭头键选择AWQuick。按ENTER确认选择。
e.按MENU两次以完全退出菜单。
3.用待测量的材料将样本杯填充到2/3满。
4.将杯放置到样本保持件基座中并且在杯和基座上方配合顶部。
5.按适当按钮以启动AW Quick数据收集。
6.启动计时器5分钟。在5分钟之后，从HygroPalm HP23-AW-A报告AW。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确值。相反，除非另外指明，否则每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40μm”的量纲旨在表示“约40μm”。
除非明确排除或限制，将本文引用的每篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请，全文以引用方式并入本文。任何文献的引用均不是对其作为本文所公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术，或其单独地或与任何其它参考文献的任何组合，或者参考、提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已经举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不背离本发明实质和范围的情况下可以做出多个其它改变和变型。因此，本文旨在所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有这些改变和变型。

Claims (15)

1.一种包含一个或多个纤维元件的纤维网，其中所述纤维元件中的至少一个包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种微生物，其中所述微生物中的至少一种表现出以下项中的至少一个：根据存活率/计数测试方法测量的在暴露于25℃/60％RH条件28天之后小于2.5log的存活率损失和根据存活率/计数测试方法测量的在暴露于25℃/60％RH条件56天之后小于5log的存活率损失。
2.根据权利要求1所述的纤维网，其中当暴露于预期用途的条件时，至少一种微生物能够从所述纤维元件中释放出来。
3.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述至少一种微生物选自由以下项组成的组：原核生物、真核生物、病毒、噬菌体、以及它们的混合物。
4.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述微生物中的至少一种包括益生菌。
5.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述微生物中的至少一种包括不稳定微生物。
6.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述长丝形成材料选自由以下项组成的组：聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚环氧乙烷、淀粉、淀粉衍生物、纤维素、纤维素衍生物、羧甲基纤维素、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、海藻酸钠、黄原胶、黄蓍胶、瓜尔胶、金合欢胶、阿拉伯胶、聚丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯共聚物、羧乙烯基聚合物、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、聚乙二醇、半纤维素、半纤维素衍生物、聚丙烯酰胺、以及它们的共聚物和混合物。
7.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述纤维元件还包含稳定剂，优选地其中所述稳定剂选自由以下项组成的组：碳水化合物、蛋白质、以及它们的混合物。
8.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述纤维元件还包含抗氧化剂，优选地其中所述抗氧化剂选自由以下项组成的组：没食子酸丙酯、BHT、BHA、维生素C、维生素A、维生素E、β-胡萝卜素、以及它们的混合物。
9.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述纤维元件还包含增塑剂。
10.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述纤维网为水溶性的。
11.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述纤维元件具有根据直径测试方法测量的大于1μm的平均直径。
12.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述纤维元件包括长丝。
13.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述纤维网表现出选自由以下项组成的组的特性：
a.根据拉伸测试方法测量的大于5％的GM峰值伸长率；
b.根据拉伸测试方法测量的大于200g/in的GM拉伸强度；
c.根据拉伸测试方法测量的在15g/cm下小于20,000g/cm的GM模量；
d.根据密度测试方法测量的小于0.50g/cm3的密度；
e.根据厚度测试方法测量的大于0.01mm的厚度；
f.根据水活度测试方法测量的小于0.2的水活度；
g.根据溶解测试方法测量的小于1小时的平均崩解时间；
h.根据溶解测试方法测量的小于12小时的平均溶解时间；
i.根据基重测试方法测量的小于5000g/m2的基重；以及
j.它们的组合。
14.根据前述权利要求中任一项所述的纤维网，其中所述纤维元件中的至少一个包括双组分长丝。
15.一种包含根据前述权利要求中任一项所述的纤维网的一次性吸收制品，优选地其中所述一次性吸收制品选自由以下项组成的组：女性卫生衬垫、卫生护垫、棉塞、卫生巾、成人失禁衬垫、成人失禁短裤、尿布、婴儿短裤、学步儿童短裤、夜用短裤、游泳短裤、以及它们的混合物。
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