CN108368653A - 具有对齐的分段纤维的非织造物 - Google Patents

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Abstract

提供适合多种多样的应用（例如医疗保健、过滤、工业、包装等）的非织造织物。在一个方面中，该非织造织物包含多个分段纤维。所述多个分段纤维各自可包含纤维轴和沿纤维轴的多个交替的较大直径和较小直径段。所述多个分段纤维可以在第一方向基本对齐。

Description

具有对齐的分段纤维的非织造物
优先权声明
本申请依据35 U.S.C. §119(e)要求2015年10月16日提交的美国临时申请序号62/242,617的优先权，其全文明确通过引用并入本文。
技术领域
本公开的发明大体上涉及具有各种商业应用的非织造织物。
背景
已经对非织造物作出设计以满足从日常生活到尖端生命科学的几乎无数应用的严格要求。尽管非织造物彼此明显不同，但它们都具有沿纤维轴具有相对恒定纤维直径的纤维、连续长丝或短纤维。尽管常规非织造物常用于各种商业应用，这些常规非织造物没有提供各种合意物理性质，如优异的粘结和密封特性，其可能是例如医疗保健行业需要的。
因此在本领域中至少仍然需要具有改进的物理性质，如粘结和密封特性的非织造织物。
发明概述
本发明的一个或多个实施方案可以解决一个或多个上述问题。根据本发明的某些实施方案提供适合多种多样的应用（例如医疗保健、过滤、工业、包装等）的非织造织物。在一个方面中，该非织造织物包括多个分段纤维。所述多个分段纤维各自可包含纤维轴和沿纤维轴的多个交替的较大直径和较小直径段。所述多个分段纤维可以在第一方向基本对齐。
根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维的至少一个或各个可以是基本连续的。在这方面，形成非织造织物的基本所有纤维根据本发明的某些实施方案可以是如本文中公开的分段纤维。在本发明的某些实施方案中，形成非织造织物的纤维根据本发明的某些实施方案可包含如本文中公开的分段纤维和非分段纤维的共混物。在本发明的一些实施方案中，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可以以粗-细-粗-细交替模式布置。
根据本发明的某些实施方案，第一方向可包含横向。在本发明的一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含纵向伸长率和横向伸长率，且纵向伸长率可大于横向伸长率。在本发明的这样的实施方案中，纵向致断伸长率可以是横向致断伸长率的至少3倍。在本发明的进一步实施方案中，所述多个分段纤维可包含横向拉伸强度和纵向拉伸强度，且横向拉伸强度可以是纵向拉伸强度的至少2倍，例如在50%伸长率或在断裂下。
根据本发明的某些实施方案，至少一个较大直径段可具有大约1 µm至大约100 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.5 µm至大约25 µm的直径。在本发明的另一些实施方案中，至少一个较大直径段可具有大约1.5 µm至大约50 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.75 µm至大约20 µm的直径。在本发明的进一步实施方案中，至少一个较大直径段可具有大约2 µm至大约25 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约1 µm至大约18 µm的直径。根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维可具有大约0.1 µm至大约100 µm的平均纤维直径。在本发明的另一些实施方案中，所述多个分段纤维可具有大约0.5 µm至大约50 µm的平均纤维直径。在本发明的进一步实施方案中，所述多个分段纤维可具有大约1 µm至大约25 µm的平均纤维直径。
根据本发明的某些实施方案，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可具有第一较大直径段和第一较小直径段之间的纤维直径变化Δdf，且纤维直径变化Δdf可以为大约5%至大约60%。在本发明的另一些实施方案中，纤维直径变化Δdf可以为大约20%至大约50%。在本发明的进一步实施方案中，纤维直径变化Δdf可以为大约30%至大约40%。根据本发明的某些实施方案，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少6%的直径。在本发明的一些实施方案中，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少10%的直径。
根据本发明的某些实施方案，该非织造织物可包含在第一较大直径段和第一较小直径段之间的过渡区。在本发明的这样的实施方案中，该过渡区可包含肩或肩状结构。
根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维可包含熔纺纤维。在本发明的某些实施方案中，所述多个分段纤维可包含熔喷纤维。在本发明的进一步实施方案中，所述多个分段纤维可包含纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，所述多个分段纤维可包含可伸展的非弹性长丝。在本发明的一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含多组分纤维。在本发明的这样的实施方案中，所述多个分段纤维可包含皮/芯型双组分纤维。在本发明的另一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含并列型双组分纤维。根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维可包含聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸、聚酰胺或它们的任何组合的至少一种。在本发明的一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含聚丙烯。在本发明的这样的实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约5g/10 min至大约2000 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的另一些实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约20 g/10 min至大约500 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的进一步实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约25 g/10 min至大约100 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的一些实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约35 g/10min的熔体流动速率。
根据本发明的某些实施方案，该非织造织物可具有大约1至大约400克/平方米（gsm）的单位重量。在本发明的另一些实施方案中，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约200 gsm的单位重量。在本发明的进一步实施方案中，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约100 gsm的单位重量。在本发明的一些实施方案中，该非织造织物可具有大约40 gsm的单位重量。
根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维可包含大约0.1重量%至大约10重量%的添加剂。在本发明的这样的实施方案中，该添加剂可包含碳酸钙添加剂、氧化钛添加剂、BaSO4添加剂、滑石添加剂、纳米粘土添加剂或它们的任何组合的至少一种。根据本发明的某些实施方案，该纳米纤维织物可进一步包含着色剂、含氟化合物、抗静电剂、亲水剂、矿物细粒或它们的任何组合的至少一种。
在另一方面中，本发明的某些实施方案提供一种形成非织造织物的方法。该方法包括形成例如部分拉伸纤维的非织造网、将所述非织造网在第一方向拉伸至少2次（例如至少3次、4次、5次、6次等）以形成多个分段纤维，和粘结所述多个分段纤维。所述多个分段纤维各自可包含纤维轴和沿纤维轴的多个具有明显不同的纤维直径的交替段。所述多个分段纤维可以在第一方向基本对齐。
根据本发明的某些实施方案，形成部分拉伸纤维的非织造网可包括熔喷法、电喷法（electro-blowing process）、熔膜原纤化法（melt-film fibrillation process）、电纺丝法、溶液纺丝法、熔体纺丝法、纺粘法或它们的任何组合的至少一种。在本发明的一些实施方案中，形成部分拉伸纤维的非织造网可包括熔喷法。
根据本发明的某些实施方案，拉伸非织造网以形成多个分段纤维可包括将纤维，如部分拉伸纤维的非织造网进给经过第一拉伸站以在第一方向增量拉伸所述非织造网、在第一方向铺展所述非织造网和将所述拉伸和铺展的非织造网进给经过第二拉伸站以在第一方向进一步增量拉伸所述非织造网。第一拉伸站可具有第一增量拉伸距离，第二拉伸站可具有第二增量拉伸距离，且第二增量拉伸距离可以小于或等于第一增量拉伸距离。在本发明的这样的实施方案中，所述多个分段纤维可以在第一方向拉伸至少3次后在第一方向基本对齐。在本发明的进一步实施方案中，所述多个分段纤维可以在第一方向拉伸4次后在第一方向基本对齐。
根据本发明的某些实施方案，粘结所述多个分段纤维可包括在多个粘结点粘结。在本发明的一些实施方案中，粘结所述多个分段纤维包括热压延、超声粘结、水力缠结、针刺、化学树脂粘结、缝合粘结或它们的任何组合的至少一种。
在根据本发明的某些实施方案的方法中，所述多个分段纤维各自可以是基本连续的。在本发明的一些实施方案中，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可以以粗-细-粗-细交替模式布置。
在根据本发明的某些实施方案的方法中，第一方向可包含横向。在本发明的一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含纵向伸长率和横向伸长率，且纵向伸长率可大于横向伸长率。在本发明的这样的实施方案中，纵向致断伸长率可以是横向致断伸长率的至少3倍。在本发明的进一步实施方案中，所述多个分段纤维可包含横向拉伸强度和纵向拉伸强度，且横向拉伸强度可以是纵向拉伸强度的至少2倍，例如在50%伸长率或在断裂下。
在根据本发明的某些实施方案的方法中，至少一个较大直径段可具有大约1 µm至大约100 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.5 µm至大约25 µm的直径。在本发明的另一些实施方案中，至少一个较大直径段可具有大约1.5 µm至大约50 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.75 µm至大约20 µm的直径。在本发明的进一步实施方案中，至少一个较大直径段可具有大约2 µm至大约25 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约1 µm至大约18 µm的直径。根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维可具有大约0.1 µm至大约100 µm的平均纤维直径。在本发明的另一些实施方案中，所述多个分段纤维可具有大约0.5 µm至大约50 µm的平均纤维直径。在本发明的进一步实施方案中，所述多个分段纤维可具有大约1 µm至大约25 µm的平均纤维直径。
在根据本发明的某些实施方案的方法中，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可具有第一较大直径段和第一较小直径段之间的纤维直径变化Δdf，且纤维直径变化Δdf可以为大约5%至大约60%。在本发明的另一些实施方案中，纤维直径变化Δdf可以为大约20%至大约50%。在本发明的进一步实施方案中，纤维直径变化Δdf可以为大约30%至大约40%。根据本发明的某些实施方案，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少6%的直径。在本发明的一些实施方案中，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少10%的直径。
在根据本发明的某些实施方案的方法中，该非织造织物可包含在第一较大直径段和第一较小直径段之间的过渡区。在本发明的这样的实施方案中，该过渡区可包含肩或肩状结构。
在根据本发明的某些实施方案的方法中，所述多个分段纤维可包含熔纺纤维。在本发明的某些实施方案中，所述多个分段纤维可包含熔喷纤维。在本发明的进一步实施方案中，所述多个分段纤维可包含纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，所述多个分段纤维可包含可伸展的非弹性长丝。在本发明的一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含多组分纤维。在本发明的这样的实施方案中，所述多个分段纤维可包含皮/芯型双组分纤维。在本发明的另一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含并列型双组分纤维。根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维可包含聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸、聚酰胺或它们的任何组合的至少一种。在本发明的一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含聚丙烯。在本发明的这样的实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约5 g/10 min至大约2000 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的另一些实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约20 g/10 min至大约500g/10 min的熔体流动速率。在本发明的进一步实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约25 g/10 min至大约100 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的一些实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约35 g/10 min的熔体流动速率。
在根据本发明的某些实施方案的方法中，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约400 gsm的单位重量。在本发明的另一些实施方案中，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约200 gsm的单位重量。在本发明的进一步实施方案中，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约100 gsm的单位重量。在本发明的一些实施方案中，该非织造织物可具有大约40 gsm的单位重量。
在根据本发明的某些实施方案的方法中，所述多个分段纤维可包含大约0.1重量%至大约10重量%的添加剂。在本发明的这样的实施方案中，该添加剂可包含碳酸钙添加剂、氧化钛添加剂、滑石添加剂、纳米粘土添加剂或它们的任何组合的至少一种。根据本发明的某些实施方案，该纳米纤维织物可进一步包含着色剂、含氟化合物、抗静电剂、亲水剂、矿物细粒或它们的任何组合的至少一种。
在再一方面中，本发明的某些实施方案提供一种多层复合材料。该多层复合材料包括至少两个层，以使至少一个层包含非织造织物。该非织造织物可包含多个分段纤维以使所述多个分段纤维各自可包含纤维轴和沿纤维轴的多个交替的较大直径段和较小直径段。所述多个分段纤维可以在第一方向基本对齐。
根据本发明的某些实施方案，该多层复合材料可进一步包含至少一个非分段层，如不含分段纤维的附加非织造层。在本发明的某些实施方案中，该多层复合材料可包含至少一个膜层。在这方面，根据本发明的某些实施方案的多层复合材料可包含(i) 至少一个包含含有如本文中公开的分段纤维的非织造织物的层，(ii) 至少一个不含如本文中公开的分段纤维的非织造或织造层，和/或(iii) 至少一个膜层。
根据本发明的某些实施方案，所述至少两个层可以交叉重叠并粘结。在某些实施方案中，例如，包含在第一方向基本对齐或取向的分段纤维的第一非织造织物可以直接或间接铺设到包含在第二方向基本对齐或取向的分段纤维的第二非织造织物上或上方，其中第一方向和第二方向不相同。例如，第一方向可被视为在0°（作为参考点）且第二方向可包含相对于第一方向的90°（例如相对于第一方向的5-175°、20-160°、40-140°、60-120°、80-100°）。在本发明的另一些实施方案中，所述至少两个层可以层叠在一起（例如铺设各层，其中分段纤维在基本相同的方向基本对齐或取向）并层压。在本发明的某些实施方案中，所述至少两个层可经由超声粘结层压。
在根据本发明的某些实施方案的多层复合材料中，所述多个分段纤维各自可以是基本连续的。在本发明的一些实施方案中，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可以以粗-细-粗-细交替模式布置。
在根据本发明的某些实施方案的多层复合材料中，第一方向可包含横向。在本发明的一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含纵向伸长率和横向伸长率，且纵向伸长率可大于横向伸长率。在本发明的这样的实施方案中，对于多层复合材料的给定层，纵向致断伸长率可以是横向致断伸长率的至少3倍。在本发明的进一步实施方案中，多层复合材料的给定层的所述多个分段纤维可包含横向拉伸强度和纵向拉伸强度，且横向拉伸强度可以是纵向拉伸强度的至少2倍，例如在50%伸长率或在断裂下。根据本发明的某些多层复合材料实施方案，多层复合材料的总纵向和横向性质可与多层复合材料的单独层不同并且也可例如根据各非织造织物层相对于彼此的铺设（lay-up）取向而变。如上所示，各非织造织物层可以相对于相邻非织造织物层独立地铺设。仅作为实例，本发明的实施方案可包含直接或间接铺设到包含在第二方向基本对齐或取向的分段纤维的第二非织造织物上或上方的包含在第一方向基本对齐或取向的分段纤维的第一非织造织物，其中第一方向和第二方向不相同。例如，第一方向可被视为在0°（作为参考点）且第二方向可包含相对于第一方向的90°（例如相对于第一方向的5-175°、20-160°、40-140°、60-120°、80-100°）。在这方面，可以通过改变例如单独非织造织物层的数量（例如其中一些或所有单独非织造织物层包含多个如本文所述的分段纤维）调节或配置多层复合材料的总纵向和横向性质以实现一个或多个所需总纵向和/或横向性质。附加地或替代地，可以通过改变各单独非织造织物层（例如其中一些或所有单独非织造织物层包含多个如本文所述的分段纤维）的各自铺设取向（如上所述）调节或配置多层复合材料的总纵向和横向性质以实现一个或多个所需总纵向和/或横向性质。仅作为实例，本发明的某些多层复合材料实施方案可包含多个单独的非织造织物层，其中各非织造织物层以相同或同一方向（例如横向）拉伸和铺设。在粘结本发明的此类示例性实施方案后，总体多层复合材料的横向拉伸强度可明显高于纵向拉伸强度。在本发明的另一些多层复合材料实施方案中，例如，多个单独的非织造织物层可相对于相邻的单独非织造织物层交叉重叠（例如相对于相邻的单独非织造织物层5-175°、20-160°、40-140°、60-120°、80-100°）。在粘结本发明的此类示例性实施方案后，横向和纵向之间的拉伸强度差异可以不明显得多。在这方面，可以配置或调节根据本发明的某些多层复合材料实施方案以实现一个或多个所需总纵向和/或横向性质。
在根据本发明的某些实施方案的多层复合材料中，至少一个较大直径段可具有大约1 µm至大约100 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.5 µm至大约25 µm的直径。在本发明的另一些实施方案中，至少一个较大直径段可具有大约1.5 µm至大约50 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.75 µm至大约20 µm的直径。在本发明的进一步实施方案中，至少一个较大直径段可具有大约2 µm至大约25 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约1 µm至大约18 µm的直径。根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维可具有大约0.1 µm至大约100 µm的平均纤维直径。在本发明的另一些实施方案中，所述多个分段纤维可具有大约0.5 µm至大约50 µm的平均纤维直径。在本发明的进一步实施方案中，所述多个分段纤维可具有大约1 µm至大约25 µm的平均纤维直径。
在根据本发明的某些实施方案的多层复合材料中，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可具有第一较大直径段和第一较小直径段之间的纤维直径变化Δdf，且纤维直径变化Δdf可以为大约5%至大约60%。在本发明的另一些实施方案中，纤维直径变化Δdf可以为大约20%至大约50%。在本发明的进一步实施方案中，纤维直径变化Δdf可以为大约30%至大约40%。根据本发明的某些实施方案，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少6%的直径。在本发明的一些实施方案中，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少10%的直径。
在根据本发明的某些实施方案的多层复合材料中，该非织造织物可包含在第一较大直径段和第一较小直径段之间的过渡区。在本发明的这样的实施方案中，该过渡区可包含肩或肩状结构。
在根据本发明的某些实施方案的多层复合材料中，所述多个分段纤维可包含熔纺纤维。在本发明的某些实施方案中，所述多个分段纤维可包含熔喷纤维。在本发明的进一步实施方案中，所述多个分段纤维可包含纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，所述多个分段纤维可包含可伸展的非弹性长丝。在本发明的一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含多组分纤维。在本发明的这样的实施方案中，所述多个分段纤维可包含皮/芯型双组分纤维。在本发明的另一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含并列型双组分纤维。根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维可包含聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸、聚酰胺或它们的任何组合的至少一种。在本发明的一些实施方案中，所述多个分段纤维可包含聚丙烯。在本发明的这样的实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约5 g/10min至大约2000 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的另一些实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约20 g/10 min至大约500 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的进一步实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM1238在230℃下测试的大约25 g/10 min至大约100 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的一些实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约35 g/10 min的熔体流动速率。
在根据本发明的某些实施方案的多层复合材料中，该非织造织物可具有大约1gsm至大约400 gsm的单位重量。在本发明的另一些实施方案中，该非织造织物可具有大约1gsm至大约200 gsm的单位重量。在本发明的进一步实施方案中，该非织造织物可具有大约1gsm至大约100 gsm的单位重量。在本发明的一些实施方案中，该非织造织物可具有大约40gsm的单位重量。
在根据本发明的某些实施方案的多层复合材料中，所述多个分段纤维可包含大约0.1重量%至大约10重量%的添加剂。在本发明的这样的实施方案中，该添加剂可包含碳酸钙添加剂、氧化钛添加剂、BaSO4添加剂、滑石添加剂、纳米粘土添加剂或它们的任何组合的至少一种。根据本发明的某些实施方案，该纳米纤维织物可进一步包含着色剂、含氟化合物、抗静电剂、亲水剂、矿物细粒或它们的任何组合的至少一种。
在再一方面中，本发明的某些实施方案提供一种分段纤维。该分段纤维可包含纤维轴和以粗-细-粗-细交替模式布置的沿纤维轴的多个交替的较大直径段和较小直径段。
附图简述
现在在下文参照附图更充分描述本发明，其中显示本发明的一些而非所有实施方案。实际上，本发明可以以多个不同的形式具体实施并且不应被解释为限制于本文所述的实施方案；相反，提供这些实施方案以使本公开满足适用的法律要求。类似的数字始终是指类似的要素，并且其中：
图1图示说明根据本发明的一个实施方案的多个分段纤维的示意图；
图2图示说明根据本发明的一个实施方案的分段纤维过渡区；
图3图示说明根据本发明的一个实施方案的分段纤维过渡区；
图4是根据现有技术的熔喷纤维的扫描电子显微（SEM）图像；
图5是根据本发明的一个实施方案在拉伸后的分段纤维的SEM图像；
图6是根据本发明的一个实施方案在拉伸后的分段纤维的SEM图像；
图7是根据本发明的一个实施方案在拉伸后的分段纤维的SEM图像；
图8图示说明根据本发明的一个实施方案形成非织造织物的工艺流程图；
图9A和9B图示说明根据本发明的一个实施方案的一组具有平行于辊轴的凹槽的交叉型（interdigitating）辊对；
图10A和10B图示说明根据本发明的一个实施方案的一组具有垂直于辊轴的凹槽的交叉型辊对；
图11图示说明根据现有技术的具有平行于辊轴的凹槽的交叉型辊对，接着是具有垂直于辊轴的凹槽的交叉型辊对；且
图12图示说明根据本发明的一个实施方案的多层复合材料。
详述
现在在下文参照附图更充分描述本发明，其中显示本发明的一些而非所有实施方案。实际上，本发明可以以多个不同的形式具体实施并且不应被解释为限制于本文所述的实施方案；相反，提供这些实施方案以使本公开满足适用的法律要求。除非上下文清楚地另行规定，如说明书和所附权利要求书中所用，单数形式“一个”、“一种”、“该”包括复数对象。
根据某些实施方案，本发明包括包含多个分段纤维的非织造织物。所述多个分段纤维各自可包含纤维轴和沿纤维轴的多个交替的较大直径和较小直径段。所述多个分段纤维可以在第一方向基本对齐。因此，该非织造织物可适合多种多样的应用（例如医疗保健、过滤、工业、包装等）。
I. 定义
术语“基本”或“基本上”可包含如根据本发明的某些实施方案规定的全部量，或根据本发明的另一些实施方案规定的大部分但并非全部的量。
本文所用的术语“基本对齐”通常是指以明显提高的取向度（orientation）在大致同一方向延伸的纤维。应该理解的是，纤维的部分可能以未对齐方式弯曲、卷曲、扭曲和/或诸如此类并且此类纤维仍可被视为根据本发明的某些实施方案“基本对齐”。因此，由“基本对齐”的纤维形成的非织造织物不同于具有无规排列的部分取向纤维的常规非织造织物。在本发明的某些实施方案中，至少大约55%、70%或80%的长丝可大致以同一方向取向和/或对齐和/或至少大部分（例如51%、55%、70%、80%）长丝的线性长度的至少大约55%、70%或80%以同一方向取向和/或对齐。术语“基本对齐”根据本发明的某些实施方案可通过物理性质，如横向/纵向拉伸强度比和/或横向/纵向伸长率比确定。包含基本对齐的分段纤维的非织造织物根据本发明的某些实施方案可包含与例如常规纺熔非织造织物明显不同的横向/纵向拉伸强度比和/或横向/纵向伸长率比。例如，包含基本对齐的分段纤维的非织造织物根据本发明的某些实施方案可包含可能类似于粗梳粘结材料（carded bonded materials）的物理性质，如横向/纵向拉伸强度比和/或横向/纵向伸长率比。
如本文中可互换使用的术语“聚合物”或“聚合”可包含均聚物、共聚物，例如嵌段、接枝、无规和交替共聚物、三元共聚物等和它们的共混物和改性形式。此外，除非明确地另行限制，术语“聚合物”或“聚合”应该包括所有可能的结构异构体；立体异构体，包括但不限于，几何异构体、旋光异构体或对映异构体；和/或此类聚合物或聚合材料的任何手性分子构型。这些构型包括但不限于此类聚合物或聚合材料的全同立构、间同立构和无规立构构型。术语“聚合物”或“聚合”还应该包括由各种催化剂体系，包括但不限于齐格勒纳塔催化剂体系和茂金属/单活性中心催化剂体系制成的聚合物。
本文所用的术语“非织造物”和“非织造网”可包含具有交织但不是如针织或织造织物中的可识别的重复方式的单独纤维、长丝和/或线的结构的网。非织造织物或网根据本发明的某些实施方案可通过本领域中常规已知的任何方法，例如熔喷法、纺粘法、水力缠结、气流成网和粗梳粘结网法形成。
本文所用的术语“交替”通常是指多个较大直径段和较小直径段的重复更迭。但是，在本发明的一些实施方案中，“交替”可以是指只有一个较大直径段和一个较小直径段的分段纤维。
本文所用的术语“层”可包含在X-Y平面中存在的类似材料类型和/或功能的大致可识别的组合。
本文所用的术语“熔纺”可包含通过从喷丝头的多个细的通常圆形的模头毛细管以长丝形式挤出熔融热塑性材料并在它们从模头毛细管出现时冷却它们以将挤出的长丝固化而形成的纤维。
本文所用的术语“纺粘”可包含通过从喷丝头的多个细的通常圆形的毛细管以长丝形式挤出熔融热塑性材料、然后迅速缩小挤出的长丝的直径而形成的纤维。根据本发明的一个实施方案，纺粘纤维通常是连续的并无规沉积到收集表面上以形成网，随后将其粘结以实现完整性。要指出，本发明的某些复合材料中所用的纺粘可包括在文献中被描述为SPINLACE®的非织造物。
本文所用的术语“熔喷”可包含通过经由多个细的模头毛细管将熔融热塑性材料以熔融线或长丝形式挤出到收缩的高速、通常热的、气体（例如空气）物流（其使熔融热塑性材料的长丝变细以降低它们的直径，其可以为根据本发明的某些实施方案的微纤维直径）中而形成的纤维。根据本发明的一个实施方案，该模具毛细管可以是圆形的。此后，熔喷纤维被高速气体物流携带并沉积在收集表面上以形成无规分布的熔喷纤维的网。熔喷纤维是可以连续或不连续的微纤维并在沉积到收集表面上时通常自粘结。
本文所用的术语“部分拉伸纤维”可包含部分拉伸和/或部分结晶和/或部分取向的纤维，其中该纤维稍后可进一步拉伸。根据本发明的某些实施方案，“部分拉伸纤维”可通过各种方法形成（例如熔纺纤维）。例如，部分拉伸纤维可根据常规熔喷法、电喷法、熔膜原纤化法、电纺丝法、溶液纺丝法、熔体纺丝法或纺粘法形成。在纺粘法中，例如，离开模头的挤出长丝通过高达大约6,000 m/min的气动加速速度部分取向。在熔喷法中，例如，可通过一个或多个高速热空气物流使纤维迅速变细，这留下具有极低大分子取向的变细纤维。因此，大部分熔喷纤维可包含“部分拉伸纤维”和/或“部分取向纤维”。例如，大部分熔喷纤维具有极低的大分子取向，这是熔喷纤维例如相对于纺粘纤维而言通常极弱的原因之一。
本文所用的术语“水力缠结”可包含通过使用高压水射流混合纤维以粘结非织造织物的方法。将几行水射流对准由可移动的织物支承的纤维网。通过水射流和在网中建立的湍流水（其使相邻纤维交缠）的联合作用引入纤维缠结。
本文所用的术语“复合材料”可以是包含两个或更多个层，如膜层和纤维层的结构。根据本发明的某些实施方案，层压结构的两个层可以接合在一起以使它们的共用X-Y平面的相当大部分接合。
本文所用的术语“可伸展的非弹性长丝”可以通常是指例如根据来自PolymerGroup Inc., 9335 Harris Corners Parkway, Suite 300, Charlotte, NC 28269, USA的S-TEX™工艺制成的可伸展长丝。在S-TEX™工艺中，在纺粘法中挤出烯烃聚合物的共混物，并以比典型纺粘法中低的速度拉伸该长丝。低长丝拉伸和配方的这种组合可产生可成型为粘结非织造物并基本通过活化法拉伸而不发生显著长丝断裂的长丝。因此，这种方法可产生能够高伸长的相对强韧的非织造物。
本文所用的术语“双组分纤维”可包含由从分开的挤出机挤出但纺在一起以形成一根纤维的至少两种不同的聚合物形成的纤维。双组分纤维有时也被称作复合纤维或多组分纤维。聚合物以基本恒定的位置布置在双组分纤维的横截面上的分立区域中并沿双组分纤维的长度连续延伸。此类双组分纤维的配置可以是例如皮/芯布置，其中一种聚合物被另一种包围，或可以是并排布置、pie布置或“海岛”布置，各自如多组分，包括双组分纤维的领域中已知的。“双组分纤维”可以是包含包围在由不同聚合物制成的热塑性皮内的由一种聚合物制成的芯纤维或具有不同热塑性纤维的并排布置的热塑性纤维。第一聚合物通常在与第二聚合物不同的，通常更低的温度下熔融。在皮/芯布置中，这些双组分纤维由于皮聚合物的熔融而提供热粘结，同时保持芯聚合物的合意强度特征。在并排布置中，纤维收缩并卷曲，以产生z方向膨胀。
本文所用的术语“膜”可包含使用膜挤出法，如流延膜或吹胀膜挤出法制成的一种或多种聚合或弹性体层。这一术语还可包括通过将聚合物和/或弹性体与填料混合、由该混合物形成膜和任选拉伸该膜而变微孔性的膜。
II. 非织造织物
根据本发明的某些实施方案提供适合多种多样的应用（例如医疗保健、过滤、工业、包装等）的非织造织物。在一个方面中，该非织造织物包括多个分段纤维。所述多个分段纤维各自可包含纤维轴和沿纤维轴的多个交替的较大直径和较小直径段。所述多个分段纤维可以在第一方向基本对齐。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维各自可以是基本连续的。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可以以粗-细-粗-细交替模式布置。
图1例如图示说明根据本发明的一个实施方案的多个分段纤维的示意图。如图1中所示，所述多个分段纤维10各自包含纤维轴12和沿纤维轴12布置的多个交替的较大直径段14和较小直径段16。
根据本发明的某些实施方案，例如，该非织造织物可包含多个分段纤维，其中分段纤维包含在较大直径段和较小直径段之间的过渡区。例如，过渡区可位于第一较大直径段和相邻的第一较小直径段之间。在本发明的这样的实施方案中，例如，该过渡区可包含肩或肩状结构。
图2例如图示说明根据本发明的一个实施方案的分段纤维的过渡区。如图2中所示，分段纤维部分20包含通过过渡区28连接的较大直径段24和较小直径段26。在本发明的一些实施方案中，如图2中所示，过渡区28可以是连接均一的较大直径段24与均一的较小直径段26的倾斜的逐渐过渡区28。在该过渡区包含倾斜的逐渐过渡的此类实施方案中，沿纤维轴的过渡区长度可包含至少下列任一种：5、8、10微米和/或最多大约下列任一种：20、15和12微米。根据本发明的某些实施方案，过渡区28可包含更突然的直径变化，其可以例如类似于或包含肩状结构。根据本发明的某些实施方案，过渡区28包含相邻较大直径段24的第一直径和相邻较小直径段26的第二直径，其中第一直径大于第二直径。相邻过渡区28的较大直径段24的第一直径根据本发明的某些实施方案可包含至少大约下列任一种的直径：比相邻过渡区28的较小直径段26的第二直径大10%、20%、30%和40%，和/或比相邻过渡区28的较小直径段26的第二直径大最多大约500%、400%、300%、200%、150%、100%、75%和50% µm（例如第一直径比第二直径大大约40-150%、大约75%-100%）。
图3例如图示说明根据本发明的一个实施方案的分段纤维的过渡区。如图3中所示，分段纤维部分30包含通过过渡区38连接的较大直径段34和较小直径段36。在本发明的一些实施方案中，如图3中所示，过渡区38可以是肩或肩状结构，其中从较大直径段34向较小直径段36的过渡更突然。在该过渡区包含肩或肩状结构的此类实施方案中，沿纤维轴的过渡区长度可包含至少下列任一种：0.5、1和2微米和/或最多大约下列任一种：5、4、3和2微米。根据本发明的某些实施方案，过渡区38包含相邻较大直径段34的第一直径和相邻较小直径段36的第二直径，其中第一直径大于第二直径。相邻过渡区38的较大直径段34的第一直径根据本发明的某些实施方案可包含至少大约下列任一种的直径：比相邻过渡区38的较小直径段36的第二直径大10%、20%、30%和40%，和/或比相邻过渡区38的较小直径段36的第二直径大最多大约500%、400%、300%、200%、150%、100%、75%和50% µm（例如第一直径比第二直径大大约40-150%、大约75%-100%）。
根据本发明的某些实施方案，如本文中公开的分段纤维可包含在相邻的较大直径段和较小直径段之间的具有可变长度的过渡区。例如，在第一较大直径段和相邻的较小直径段之间的过渡区可包含与肩状结构相关的长度（例如0.5 – 2微米），而位于第二较大直径段和相邻的较小直径段之间的第二过渡区可包含与倾斜的逐渐过渡相关的长度（例如5– 12微米）。在本发明的某些实施方案中，单个较大直径段可位于两个过渡区之间，其中这两个过渡区包含相同或不同的长度。
根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维可以在第一方向基本对齐。在本发明的某些实施方案中，例如，第一方向可包含横向。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含纵向伸长率和横向伸长率，且纵向伸长率可大于横向伸长率。在本发明的这样的实施方案中，例如，纵向致断伸长率可以是横向（例如所述多个分段纤维对齐的方向）致断伸长率的至少3倍（例如横向致断伸长率的至少3.5、4、4.5、5、6、7或8倍）。在本发明的进一步实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含横向拉伸强度和纵向拉伸强度，且横向拉伸强度可以是纵向拉伸强度的至少2倍，例如在50%伸长率或在断裂下。根据本发明的某些实施方案，所述多个分段纤维已基本对齐的方向，如横向可包含垂直方向（例如纵向）拉伸强度的至少2倍（例如至少大约2.5、3、4或5倍）的拉伸强度，例如在50%伸长率或在断裂下。
根据本发明的某些实施方案，例如，至少一个较大直径段可具有大约1 µm至大约100 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.5 µm至大约25 µm的直径。在本发明的另一些实施方案中，例如，至少一个较大直径段可具有大约1.5 µm至大约50 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.75 µm至大约20 µm的直径。在本发明的进一步实施方案中，例如，至少一个较大直径段可具有大约2 µm至大约25 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约1 µm至大约18 µm的直径。因此，在本发明的某些实施方案中，至少一个较大直径段可具有至少大约下列任一种的直径：1、1.25、1.5、1.75和2 µm和/或最多大约100、75、50、40和25 µm（例如大约1.5-50 µm、大约2-100 µm等）。在本发明的进一步实施方案中，至少一个较小直径段可具有至少大约下列任一种的直径：0.5、0.6、0.75、0.9和1 µm和/或最多大约25、23、20、19和18 µm（例如大约0.75-23 µm、大约0.9-25 µm等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可具有大约0.1 µm至大约100 µm的平均纤维直径。在本发明的另一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可具有大约0.5 µm至大约50 µm的平均纤维直径。在本发明的进一步实施方案中，例如，所述多个分段纤维可具有大约1 µm至大约25 µm的平均纤维直径。因此，在本发明的某些实施方案中，所述多个分段纤维可具有至少大约下列任一种的平均纤维直径：0.1、0.25、0.5、0.75和1 µm和/或最多大约100、75、50、30和25 µm（例如大约0.5-50 µm、大约1-75 µm等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可具有通过方程1计算的第一较大直径段和第一较小直径段之间的纤维直径变化Δdf：
其中df,l是较大直径段的纤维直径且df,s是较小直径段的纤维直径。在本发明的这样的实施方案中，例如，纤维直径变化Δdf可以为大约5%至大约60%。在本发明的另一些实施方案中，例如，纤维直径变化Δdf可以为大约20%至大约50%。在本发明的进一步实施方案中，例如，纤维直径变化Δdf可以为大约30%至大约40%。因此，在本发明的某些实施方案中，纤维直径变化Δdf可包含至少大约下列任一种：3、4、5、12、20、25和30%和/或最多大约75、70、65、60、55、50、45、40和35%（例如大约12-55%、大约25-45%等）。根据本发明的某些实施方案，例如，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少6%的直径。在本发明的一些实施方案中，例如，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少10%的直径。
根据某些实施方案，所述多个分段纤维的一个或多个可包含每延米分段纤维通过较小直径段分开的一个或多个离散大直径段。在本发明的某些实施方案中，例如，一延米分段纤维可包含至少大约下列任一种：1、2、3、5、10和15个通过较小直径段分开的离散大直径段和/或最多大约50、40、30、25和20个通过较小直径段分开的离散大直径段（例如大约2-50、大约1-10等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可包含熔纺纤维。在本发明的某些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含熔喷纤维。在本发明的进一步实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含可伸展的非弹性长丝。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含多组分纤维。在本发明的这样的实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含皮/芯型双组分纤维。在本发明的另一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含并列型双组分纤维。根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可包含聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸、聚酰胺或它们的任何组合的至少一种。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含聚丙烯。在本发明的这样的实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约10 g/10min至大约2000 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的另一些实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约20 g/10 min至大约500g/10 min的熔体流动速率。在本发明的进一步实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约25 g/10 min至大约100 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的一些实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约35 g/10 min的熔体流动速率。因此，在本发明的某些实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的至少大约下列任一种的在230℃下的熔体流动速率：根据ASTM 1238在230℃下测试的5、10、15、20、25、30和35 g/10 min和/或根据ASTM 1238在230℃下测试的最多大约2000、1000、500、250、100和35 g/10min（例如根据ASTM 1238在230℃下测试的大约30-2000 g/10 min、根据ASTM 1238在230℃下测试的大约10-40 g/10 min等）。
在本发明的进一步实施方案中，例如，该非织造织物可以是基于聚乙烯的非织造物。在本发明的这样的实施方案中，例如，该非织造织物可提供改进的外壳包裹（housewrap）、包装、γ稳定的医疗保健产品和/或类似物。
根据本发明的某些实施方案，例如，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约400gsm的单位重量。在本发明的另一些实施方案中，例如，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约200 gsm的单位重量。在本发明的进一步实施方案中，例如，该非织造织物可具有大约1gsm至大约100 gsm的单位重量。在本发明的一些实施方案中，例如，该非织造织物可具有大约40 gsm的单位重量。因此，在本发明的某些实施方案中，该非织造织物可具有至少大约下列任一种的单位重量：1、10、20、30和40 gsm和/或最多大约400、300、200、100和40 gsm（例如大约30-400 gsm、大约1-300 gsm等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可包含大约0.1重量%至大约10重量%的添加剂。在本发明的这样的实施方案中，例如，该添加剂可包含碳酸钙添加剂、氧化钛添加剂、BaSO4添加剂、滑石添加剂、纳米粘土添加剂或它们的任何组合的至少一种。根据本发明的某些实施方案，例如，该纳米纤维织物可进一步包含着色剂、含氟化合物、抗静电剂、亲水剂、矿物细粒或它们的任何组合的至少一种。
因此，根据本发明的某些实施方案，例如，该非织造织物可包含与常规非织造物相比具有明显提高的取向度的多个基本对齐的分段纤维。在本发明的一些实施方案中，例如，对齐纤维的网可以叠加以提供横向和纵向之间的平衡以提供改进的覆盖和粘结/密封特性。
图4例如是根据现有技术的熔喷纤维的扫描电子显微（SEM）图像。如图4中所示，现有技术的熔喷纤维无规排列并且仅部分取向。另外，现有技术的熔喷纤维都不包含过渡区。
图5例如是根据本发明的一个实施方案在拉伸后的分段纤维的SEM图像。如图5中所示，该分段纤维在拉伸后包含肩过渡区，基本对齐并具有与现有技术的熔喷纤维相比明显提高的取向度。
图6例如是根据本发明的一个实施方案在拉伸后的分段纤维的SEM图像。如图6中所示，该分段纤维在拉伸后包含逐渐倾斜的过渡区，基本对齐并具有与现有技术的熔喷纤维相比明显提高的取向度。
图7例如是根据本发明的一个实施方案在拉伸后的分段纤维的SEM图像。如图7中所示，该分段纤维在拉伸后包含肩过渡区，基本对齐并具有与现有技术的熔喷纤维相比明显提高的取向度。
III. 形成非织造织物的方法
在另一方面中，本发明的某些实施方案提供一种形成非织造织物的方法。该方法包括形成纤维，如部分拉伸纤维的非织造网、将所述非织造网在第一方向拉伸至少2次以形成根据本文中公开的本发明的某些实施方案的多个分段纤维，和粘结所述多个分段纤维。所述多个分段纤维各自可包含纤维轴和沿纤维轴的多个具有明显不同的纤维直径的交替段。所述多个分段纤维可以在第一方向基本对齐。
图8例如图示说明根据本发明的一个实施方案形成非织造织物的工艺流程图。如图8中所示，该方法包括在操作42处形成例如部分拉伸纤维的非织造网。该方法进一步包括在操作44处将所述非织造网在第一方向拉伸至少2次以形成多个分段纤维和在操作46处粘结所述多个分段纤维。
根据本发明的某些实施方案，例如，形成部分拉伸纤维的非织造网可包括实施熔喷法、电喷法、熔膜原纤化法、电纺丝法、溶液纺丝法、熔体纺丝法、纺粘法或它们的任何组合的至少一种。在本发明的一些实施方案中，例如，形成部分拉伸纤维的非织造网可包括熔喷法。
根据本发明的某些实施方案，例如，拉伸（例如环轧）非织造网以形成多个分段纤维可包括将部分拉伸纤维的非织造网进给经过第一拉伸站以在第一方向增量拉伸所述非织造网、在第一方向铺展所述非织造网和将所述拉伸和铺展的非织造网进给经过第二拉伸站以在第一方向进一步增量拉伸所述非织造网。在本发明的一些实施方案中，例如，第一拉伸站可具有第一增量拉伸距离，第二拉伸站可具有第二增量拉伸距离，且第二增量拉伸距离可以小于或等于第一增量拉伸距离。在本发明的这样的实施方案中，例如，所述多个分段纤维可以在第一方向拉伸至少3次（例如至少4次、5次、6次等）后在第一方向基本对齐。在本发明的进一步实施方案中，例如，所述多个分段纤维可以在第一方向拉伸4次后在第一方向基本对齐。在本发明的一些实施方案中，例如，可以使用一个拉伸站以将非织造网反复进给经过该单一拉伸站。因此，根据本发明的某些实施方案，该方法可包括反复拉伸具有无规排列的部分取向纤维的常规非织造网以形成包含具有明显提高的取向度的在一个方向基本对齐的纤维的非织造织物。
图9A和9B例如图示说明根据本发明的一个实施方案的一组具有平行于辊轴的凹槽的交叉型辊对。如图9A和9B中所示，该辊组50包括具有交叉型辊对52a的第一纵向(MD)拉伸站、具有交叉型辊对52b的第二MD拉伸站和具有交叉型辊对52c的第三MD拉伸站，它们各自具有平行于MD拉伸站辊对52a、52b和52c的轴行进的凹槽。因此，非织造网54多遍经过该辊组50以在一个方向反复拉伸非织造网54。
在本发明的这样的实施方案中，例如，非织造网54可以以第一速度V1进入MD拉伸站52a的沟槽辊和压紧辊之间的辊隙，然后进入这对交叉型辊对之间的辊隙。该非织造网由此可被拉伸，并因此具有更高的第二速度V2。在非织造网54进入下一MD拉伸站52b之前，其可运行经过一组张力调节辊以管理网幅张力。压紧辊可使非织造网54保持定位以防止滑脱。随着非织造网54进入其它MD拉伸站（例如52c），其可以在MD方向被进一步拉伸以使其速度提高且其单位重量降低。如图9B中所示，例如，在经过各拉伸站（例如52a、52b、52c等）后非织造网54的线性速度（例如V1、V2、V3、V4等）可提高。
图10A和10B例如图示说明根据本发明的一个实施方案的一组具有垂直于辊轴的凹槽的交叉型辊对。如图10A和10B中所示，该辊组60包括具有交叉型辊对62a的第一横向(CD)拉伸站、具有交叉型辊对62b的第二CD拉伸站和具有交叉型辊对62c的第三CD拉伸站，它们各自具有垂直于CD拉伸站辊对62a、62b和62c的轴行进的凹槽。因此，非织造网64多遍经过该辊组60以在一个方向反复拉伸非织造网64。
在本发明的这样的实施方案中，例如，非织造网64可以进入CD拉伸站，例如62a的两个沟槽辊之间的辊隙，并在CD方向被拉伸。非织造网64随后可通过铺展辊铺展。可以使用附加铺展辊和惰轮改进下一CD拉伸站，例如62b中的网幅铺展和拉伸效率。随着非织造网64经过拉伸站，其单位重量可降低。
图11例如图示说明根据现有技术的具有平行于辊轴的凹槽的交叉型辊对，接着是具有垂直于辊轴的凹槽的交叉型辊对。如图11中所示，该辊组70包括具有平行于辊轴的凹槽的交叉指辊对72和具有垂直于辊轴的凹槽的交叉型辊对74。因此，非织造网76经过该辊组70以在纵向和横向上都拉伸非织造网76。
根据本发明的某些实施方案，例如，形成非织造织物的方法可包括粘结所述多个分段纤维的至少一部分。在本发明的某些实施方案中，粘结所述多个分段纤维的步骤可包括在多个粘结点粘结。在本发明的一些实施方案中，例如，粘结所述多个分段纤维可包括进行热压延、超声粘结、水力缠结、针刺、化学树脂粘结、缝合粘结或它们的任何组合的至少一种。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维的至少一个或各个可以是基本连续的。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可以以粗-细-粗-细交替模式布置。
根据本发明的某些实施方案，例如，第一方向可包含横向。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含纵向伸长率和横向伸长率，且纵向伸长率可大于横向伸长率。在本发明的这样的实施方案中，例如，纵向致断伸长率可以是横向致断伸长率的至少3倍。在本发明的进一步实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含横向拉伸强度和纵向拉伸强度，且横向拉伸强度可以是纵向拉伸强度的至少2倍，例如如上文论述在50%伸长率或在断裂下。
根据本发明的某些实施方案，例如，至少一个较大直径段可具有大约1 µm至大约100 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.5 µm至大约25 µm的直径。在本发明的另一些实施方案中，例如，至少一个较大直径段可具有大约1.5 µm至大约50 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.75 µm至大约20 µm的直径。在本发明的进一步实施方案中，例如，至少一个较大直径段可具有大约2 µm至大约25 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约1 µm至大约18 µm的直径。因此，在本发明的某些实施方案中，至少一个较大直径段可具有至少大约下列任一种的直径：1、1.25、1.5、1.75和2 µm和/或最多大约100、75、50、40和25 µm（例如大约1.5-50 µm、大约2-100 µm等）。在本发明的进一步实施方案中，至少一个较小直径段可具有至少大约下列任一种的直径：0.5、0.6、0.75、0.9和1 µm和/或最多大约25、23、20、19和18 µm（例如大约0.75-23 µm、大约0.9-25 µm等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可具有大约0.1 µm至大约100 µm的平均纤维直径。在本发明的另一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可具有大约0.5 µm至大约50 µm的平均纤维直径。在本发明的进一步实施方案中，例如，所述多个分段纤维可具有大约1 µm至大约25 µm的平均纤维直径。因此，在本发明的某些实施方案中，所述多个分段纤维可具有至少大约下列任一种的平均纤维直径：0.1、0.25、0.5、0.75和1 µm和/或最多大约100、75、50、30和25 µm（例如大约0.5-50 µm、大约1-75 µm等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可具有根据方程1计算的第一较大直径段和第一较小直径段之间的纤维直径变化Δdf（如上文定义和论述），且纤维直径变化Δdf可以为大约5%至大约60%。在本发明的另一些实施方案中，例如，纤维直径变化Δdf可以为大约20%至大约50%。在本发明的进一步实施方案中，例如，纤维直径变化Δdf可以为大约30%至大约40%。因此，在本发明的某些实施方案中，纤维直径变化Δdf可包含至少大约下列任一种：3、4、5、12、20、25和30%和/或最多大约75、70、65、60、55、50、45、40和35%（例如大约12-55%、大约25-45%等）。根据本发明的某些实施方案，例如，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少6%的直径。在本发明的一些实施方案中，例如，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少10%的直径。
根据本发明的某些实施方案，例如，该非织造织物可包含在第一较大直径段和第一较小直径段之间的过渡区。在本发明的这样的实施方案中，例如，该过渡区可包含如上文论述的肩或肩状结构或倾斜的渐进结构。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可包含熔纺纤维。在本发明的某些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含熔喷纤维。在本发明的进一步实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含可伸展的非弹性长丝。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含多组分纤维。在本发明的这样的实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含皮/芯型双组分纤维。在本发明的另一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含并列型双组分纤维。根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可包含聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸、聚酰胺或它们的任何组合的至少一种。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含聚丙烯。在本发明的这样的实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约10 g/10min至大约2000 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的另一些实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约20 g/10 min至大约500g/10 min的熔体流动速率。在本发明的进一步实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约25 g/10 min至大约100 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的一些实施方案中，例如，该聚丙烯可具有在230℃和2.16 kg下大约35g/10 min的熔体流动速率。因此，在本发明的某些实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM1238在230℃和2.16 kg下测试的至少大约下列任一种的在230℃下的熔体流动速率：根据ASTM 1238在230℃下测试的5、10、15、20、25、30和35 g/10 min和/或根据ASTM 1238在230℃下测试的最多大约2000、1000、500、250、100和35 g/10 min（例如根据ASTM 1238在230℃下测试的大约30-2000 g/10 min、根据ASTM 1238在230℃下测试的大约10-40 g/10 min等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约400gsm的单位重量。在本发明的另一些实施方案中，例如，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约200 gsm的单位重量。在本发明的进一步实施方案中，例如，该非织造织物可具有大约1gsm至大约100 gsm的单位重量。在本发明的一些实施方案中，例如，该非织造织物可具有大约40 gsm的单位重量。因此，在本发明的某些实施方案中，该非织造织物可具有至少大约下列任一种的单位重量：1、10、20、30和40 gsm和/或最多大约400、300、200、100和40 gsm（例如大约30-400 gsm、大约1-300 gsm等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可包含大约0.1重量%至大约10重量%的添加剂。在本发明的这样的实施方案中，例如，该添加剂可包含碳酸钙添加剂、氧化钛添加剂、BaSO4添加剂、滑石添加剂、纳米粘土添加剂或它们的任何组合的至少一种。根据本发明的某些实施方案，例如，该纳米纤维织物可进一步包含着色剂、含氟化合物、抗静电剂、亲水剂、矿物细粒或它们的任何组合的至少一种。
IV. 多层复合材料
在再一方面中，本发明的某些实施方案提供一种多层复合材料。该多层复合材料包含至少两个层，以使至少一个层包含非织造织物。用于多层复合材料的给定层的非织造织物可包含如本文中公开的多个分段纤维以使多层复合材料的给定层的所述多个分段纤维各自可包含纤维轴和沿纤维轴的多个交替的较大直径段和较小直径段。所述多个分段纤维可以在第一方向（例如横向或纵向）基本对齐。
根据本发明的某些实施方案，例如，该多层复合材料可进一步包含至少一个非分段层，如不含分段纤维的附加非织造层。在本发明的某些实施方案中，例如，该多层复合材料可进一步包含至少一个膜层。在这方面，根据本发明的某些实施方案的多层复合材料可包含(i) 至少一个包含含有如本文中公开的分段纤维的非织造织物的层，(ii) 至少一个不含如本文中公开的分段纤维的非织造或织造层，和/或(iii) 至少一个膜层。相应地，在本发明的某些实施方案中，例如，该多层复合材料可包含两个非织造织物层（其中非织造织物之一或两者包含如本文中公开的分段纤维）和膜层。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述至少两个层可以交叉重叠并粘结。在本发明的这样的实施方案中，例如，可以配置该多层复合材料以使通过拉伸纤维产生的任何通道或带可相对于彼此成角度。在某些实施方案中，例如，包含在第一方向基本对齐或取向的分段纤维的第一非织造织物可以直接或间接铺设到包含在第二方向基本对齐或取向的分段纤维的第二非织造织物上或上方，其中第一方向和第二方向不相同。例如，第一方向可被视为在0°（作为参考点）且第二方向可包含相对于第一方向的90°（例如相对于第一方向的5-175°、20-160°、40-140°、60-120°、80-100°）。在本发明的另一些实施方案中，例如，所述至少两个层可以层叠在一起并层压（例如铺设各层，其中分段纤维在基本相同的方向基本对齐或取向）。在本发明的某些实施方案中，例如，所述至少两个层可经由超声粘结或例如如本文中公开的其它粘结技术层压。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维的至少一个或各个可以是基本连续的。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可以以粗-细-粗-细交替模式布置。
根据本发明的某些实施方案，多层复合材料的给定层的所述多个分段纤维可以在第一方向基本对齐。在本发明的某些实施方案中，例如，第一方向可包含横向。在本发明的一些实施方案中，例如，多层复合材料的给定层的所述多个分段纤维可包含纵向伸长率和横向伸长率，且纵向伸长率可大于横向伸长率。在本发明的这样的实施方案中，例如，多层复合材料的给定层的纵向致断伸长率可以是横向（例如所述多个分段纤维对齐的方向）致断伸长率的至少3倍（例如横向致断伸长率的至少3.5、4、4.5、5、6、7或8倍）。在本发明的进一步实施方案中，例如，多层复合材料的给定层的所述多个分段纤维可包含横向拉伸强度和纵向拉伸强度，且横向拉伸强度可以是纵向拉伸强度的至少2倍，例如在50%伸长率或在断裂下。根据本发明的某些实施方案，多层复合材料的给定层的所述多个分段纤维基本对齐的方向，如横向的拉伸强度可以是垂直方向（例如纵向）拉伸强度的至少2倍（例如至少大约2.5、3、4或5倍），例如在50%伸长率或在断裂下。根据本发明的某些多层复合材料实施方案，多层复合材料的总纵向和横向性质可与多层复合材料的单独层不同并且也可例如根据各非织造织物层相对于彼此的铺设取向而变。如上所示，各非织造织物层可以相对于相邻非织造织物层独立地铺设。仅作为实例，本发明的实施方案可包含直接或间接铺设到包含在第二方向基本对齐或取向的分段纤维的第二非织造织物上或上方的包含在第一方向基本对齐或取向的分段纤维的第一非织造织物，其中第一方向和第二方向不相同。例如，第一方向可被视为在0°（作为参考点）且第二方向可包含相对于第一方向的90°（例如相对于第一方向的5-175°、20-160°、40-140°、60-120°、80-100°）。在这方面，可以通过改变例如单独非织造织物层的数量（例如其中一些或所有单独非织造织物层包含多个如本文所述的分段纤维）调节或配置多层复合材料的总纵向和横向性质以实现一个或多个所需总纵向和/或横向性质。附加地或替代地，可以通过改变各单独非织造织物层（例如其中一些或所有单独非织造织物层包含多个如本文所述的分段纤维）的各自铺设取向（如上所述）调节或配置多层复合材料的总纵向和横向性质以实现一个或多个所需总纵向和/或横向性质。仅作为实例，本发明的某些多层复合材料实施方案可包含多个单独的非织造织物层，其中各非织造织物层以相同或同一方向（例如横向）拉伸和铺设。在粘结本发明的此类示例性实施方案后，总多层复合材料的横向拉伸强度可明显高于纵向拉伸强度。在本发明的另一些多层复合材料实施方案中，例如，多个单独的非织造织物层可相对于相邻的单独非织造织物层交叉重叠（例如相对于相邻的单独非织造织物层5-175°、20-160°、40-140°、60-120°、80-100°）。在粘结本发明的此类示例性实施方案后，横向和纵向之间的拉伸强度差异可以不明显得多。在这方面，可以配置或调节根据本发明的某些多层复合材料实施方案以实现一个或多个所需总纵向和/或横向性质。
根据本发明的某些多层复合材料实施方案，该多层复合材料可包含横向伸长率和纵向伸长率。根据本发明的某些实施方案，该多层复合材料的纵向伸长率可以是横向伸长率的不大于三倍。在本发明的另一些实施方案中，该多层复合材料的纵向伸长率可以是横向伸长率的不大于两倍。因此，在本发明的某些实施方案中，该多层复合材料的纵向伸长率可以比该多层复合材料的横向伸长率大至少大约下列任一种：5%、10%、20%、30%和40%和/或比该多层复合材料的横向伸长率大最多大约400%、350%、300%、200%、150%、100%和50%。
根据本发明的某些实施方案，例如，至少一个较大直径段可具有大约1 µm至大约100 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.5 µm至大约25 µm的直径。在本发明的另一些实施方案中，例如，至少一个较大直径段可具有大约1.5 µm至大约50 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约0.75 µm至大约20 µm的直径。在本发明的进一步实施方案中，例如，至少一个较大直径段可具有大约2 µm至大约25 µm的直径，且至少一个较小直径段可具有大约1 µm至大约18 µm的直径。因此，在本发明的某些实施方案中，至少一个较大直径段可具有至少大约下列任一种的直径：1、1.25、1.5、1.75和2 µm和/或最多大约100、75、50、40和25 µm（例如大约1.5-50 µm、大约2-100 µm等）。在本发明的进一步实施方案中，至少一个较小直径段可具有至少大约下列任一种的直径：0.5、0.6、0.75、0.9和1 µm和/或最多大约25、23、20、19和18 µm（例如大约0.75-23 µm、大约0.9-25 µm等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可具有大约0.1 µm至大约100 µm的平均纤维直径。在本发明的另一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可具有大约0.5 µm至大约50 µm的平均纤维直径。在本发明的进一步实施方案中，例如，所述多个分段纤维可具有大约1 µm至大约25 µm的平均纤维直径。因此，在本发明的某些实施方案中，所述多个分段纤维可具有至少大约下列任一种的平均纤维直径：0.1、0.25、0.5、0.75和1 µm和/或最多大约100、75、50、30和25 µm（例如大约0.5-50 µm、大约1-75 µm等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个交替的较大直径段和较小直径段可具有根据方程1计算的第一较大直径段和第一较小直径段之间的纤维直径变化Δdf（如上文论述和公开的），且纤维直径变化Δdf可以为大约5%至大约60%。在本发明的另一些实施方案中，例如，纤维直径变化Δdf可以为大约20%至大约50%。在本发明的进一步实施方案中，例如，纤维直径变化Δdf可以为大约30%至大约40%。因此，在本发明的某些实施方案中，纤维直径变化Δdf可以为至少大约下列任一种：3、4、5、12、20、25和30%和/或最多大约75、70、65、60、55、50、45、40和35%（例如大约12-55%、大约25-45%等）。根据本发明的某些实施方案，例如，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少6%的直径。在本发明的一些实施方案中，例如，至少一个较大直径段可具有比至少一个较小直径段大至少10%的直径。
根据本发明的某些实施方案，例如，该非织造织物可包含如上文公开和论述的在第一较大直径段和第一较小直径段之间的过渡区。在本发明的这样的实施方案中，例如，该过渡区可包含如上文论述的肩或肩状结构或倾斜的渐进结构。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可包含熔纺纤维。在本发明的某些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含熔喷纤维。在本发明的进一步实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含纺粘纤维。在本发明的某些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含可伸展的非弹性长丝。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含多组分纤维。在本发明的这样的实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含皮/芯型双组分纤维。在本发明的另一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含并列型双组分纤维。根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可包含聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸、聚酰胺或它们的任何组合的至少一种。在本发明的一些实施方案中，例如，所述多个分段纤维可包含聚丙烯。在本发明的这样的实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约10 g/10min至大约2000 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的另一些实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约20 g/10 min至大约500g/10 min的熔体流动速率。在本发明的进一步实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约25 g/10 min至大约100 g/10 min的熔体流动速率。在本发明的一些实施方案中，例如，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的在230℃下大约35 g/10 min的熔体流动速率。因此，在本发明的某些实施方案中，该聚丙烯可具有根据ASTM 1238在230℃和2.16 kg下测试的至少大约下列任一种的在230℃下的熔体流动速率：根据ASTM 1238在230℃下测试的5、10、15、20、25、30和35 g/10 min和/或根据ASTM 1238在230℃下测试的最多大约2000、1000、500、250、100和35 g/10min（例如根据ASTM 1238在230℃下测试的大约30-2000 g/10 min、根据ASTM 1238在230℃下测试的大约5-40 g/10 min等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约400gsm的单位重量。在本发明的另一些实施方案中，例如，该非织造织物可具有大约1 gsm至大约200 gsm的单位重量。在本发明的进一步实施方案中，例如，该非织造织物可具有大约1gsm至大约100 gsm的单位重量。在本发明的一些实施方案中，例如，该非织造织物可具有大约40 gsm的单位重量。因此，在本发明的某些实施方案中，该非织造织物可具有至少大约下列任一种的单位重量：1、10、20、30和40 gsm和/或最多大约400、300、200、100和40 gsm（例如大约30-400 gsm、大约1-300 gsm等）。
根据本发明的某些实施方案，例如，所述多个分段纤维可包含大约0.1重量%至大约10重量%的添加剂。在本发明的这样的实施方案中，例如，该添加剂可包含碳酸钙添加剂、氧化钛添加剂、BaSO4添加剂、滑石添加剂、纳米粘土添加剂或它们的任何组合的至少一种。根据本发明的某些实施方案，例如，该纳米纤维织物可进一步包含着色剂、含氟化合物、抗静电剂、亲水剂、矿物细粒或它们的任何组合的至少一种。
图12例如图示说明根据本发明的一个实施方案的多层复合材料。如图12中所示，多层复合材料80包括第一非织造织物84a、第二非织造织物84b和布置在第一非织造织物84a上的膜82。非织造织物层84a、84b的任一个或两者可包含根据本发明的某些实施方案的多个基本对齐的分段纤维。尽管图12中所示的实施方案图示说明形成多层复合材料80的外表面的膜82，也可将膜82布置在这两个非织造层84a、84b之间，以使该膜层夹在这两个非织造层之间。
因此，本发明根据某些实施方案包括包含多个分段纤维的非织造织物。所述多个分段纤维的至少一个或各个可包含纤维轴和沿纤维轴的多个交替的较大直径和较小直径段。所述多个分段纤维可以在第一方向（例如横向或纵向）基本对齐。因此，该非织造织物可适用于多种多样的应用，包括医疗保健（例如高吸收布帘和透气罩衣、医用胶带、医疗包装、卫生床单等）、过滤、工业、包装和/或诸如此类。
实施例
通过下列实施例进一步举例说明本公开，它们无论如何不应被解释为限制性的。也就是说，下列实施例中描述的具体特征仅是示例性而非限制性的。
试验方法
以符合试验方法ASTM D3776的方式测量下列实施例的单位重量。结果以克/平方米（gsm）的每单位面积的质量为单位提供。
以符合试验方法ASTM 1238的方式测量下列实施例的熔体流动速率。结果以g/10min的每10分钟的质量为单位提供。
样品制备
通过首先使用配有具有4行喷丝帽（具有0.020英寸内径和相应的同心气孔以形成40gsm熔喷网）的喷丝头的Biax Fiberfilm型熔喷机制造所有样品。使用具有35 g/10 min的熔体流动速率的聚丙烯树脂，如来自ExxonMobil Chemical, 22777 Springwoods VillageParkway, Spring, TX 77389-1425, USA的PP3155制造所有样品熔喷网。然后将熔喷网进给到具有一对交叉型辊（其具有基本垂直于所述辊的轴的凹槽）的横向（CD）拉伸机，如来自Biax Fiberfilm Corporation, N1001 Tower View Drive, Greenville, WI 54942-8030, USA的MICROSPAN™中。此类拉伸机具有6 mm的峰间槽距和8 mm的槽深度。通过调节连接到该机器上的定位装置将辊的啮合设定为1.5 mm。辊以2 m/min的表面速度运行（尽管可以使用更高速度）。输出的经拉伸网继续经过一系列铺展辊和惰轮以展平，然后卷绕成具有更宽宽度的卷轴。这一卷轴经过拉伸站一次以使网幅被拉伸一次。将该经拉伸网随后进给到具有相同设置和运行速度的相同CD拉伸机中以重复上述相同拉伸过程并且该网被拉伸两次。
实施例1
在实施例1中，该熔喷网是由来自ExxonMobil Chemical, 22777 SpringwoodsVillage Parkway, Spring, TX 77389-1425, USA的100% PP3155制成的40 gsm网。根据上述步骤制造该样品织物，其在观察到长丝断裂之前重复4次。
实施例2
在实施例2中，该熔喷网是由来自ExxonMobil Chemical, 22777 SpringwoodsVillage Parkway, Spring, TX 77389-1425, USA的90% PP3155和来自Standridge ColorCorporation, 111 Stewart Parkway, Greensboro, GA 30642, USA的10%碳酸钙聚丙烯母料制成的40 gsm网。该母料含有60至80重量%碳酸钙。根据上述步骤制造该样品织物，其在观察到长丝断裂之前重复3次。
因此，表1表明该非织造织物具有多个具有沿相应纤维轴的“大-小-大-小”或“粗-细-粗-细”模式的交替纤维直径和10至60%的纤维直径变化Δdf（平均值在30%至40%之间）的纤维。相应地，实施例1和2提供具有独特的物理结构和特征的非织造织物。
本领域普通技术人员可以对本发明作出这些和其它修改和变动而不背离更特别阐述在所附权利要求书中的本发明的精神和范围。此外，应该理解的是，各种实施方案的方面可以全部或部分互换。此外，本领域普通技术人员会认识到，上述说明书仅作为实例，并且其无意限制如所附权利要求书中进一步描述的本发明。因此，所附权利要求书的精神和范围不应局限于本文所含的版本的示例性描述。

Claims (28)

1.非织造织物，其包含：
多个分段纤维，
其中所述多个分段纤维各自包含纤维轴和沿纤维轴的多个交替的较大直径段和较小直径段，且
其中所述多个分段纤维在第一方向基本对齐。
2.根据权利要求1的非织造织物，其中所述多个分段纤维各自是基本连续的。
3.根据权利要求1或2的非织造织物，其中所述多个交替的较大直径段和较小直径段以粗-细-粗-细交替模式布置。
4.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中第一方向包含横向，且其中所述多个分段纤维包含纵向伸长率和横向伸长率，纵向伸长率大于横向伸长率。
5.根据权利要求4的非织造织物，其中纵向致断伸长率是横向致断伸长率的至少3倍。
6.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个分段纤维包含横向拉伸强度和纵向拉伸强度，且横向拉伸强度是纵向拉伸强度的至少2倍。
7.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中至少一个较大直径段具有大约1 µm至大约100 µm，如大约1.5 µm至大约50 µm或大约2 µm至大约25 µm的直径，且至少一个较小直径段具有大约0.5 µm至大约25 µm，如大约0.75 µm至大约20 µm或大约1 µm至大约18 µm的直径。
8.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个分段纤维具有大约0.1 µm至大约100 µm，如大约0.5 µm至大约50 µm或大约1 µm至大约25 µm的平均纤维直径。
9.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个交替的较大直径段和较小直径段具有第一较大直径段和第一较小直径段之间的纤维直径变化Δdf，且纤维直径变化Δdf为大约5%至大约60%，如大约20%至大约50%或大约30%至大约40%。
10.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中至少一个较大直径段具有比至少一个较小直径段大至少6%，如比至少一个较小直径段大大约10%的直径。
11.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个分段纤维各自包含在各第一较大直径段和各第一较小直径段之间的过渡区，如肩状结构。
12.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个分段纤维包含熔纺纤维，如熔喷纤维或纺粘纤维。
13.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个分段纤维包含可伸展的非弹性长丝。
14.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个分段纤维包含多组分纤维，如皮/芯型双组分纤维或并列型双组分纤维。
15.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个分段纤维包含聚丙烯、聚乙烯、丙烯-乙烯无规共聚物、丙烯-乙烯嵌段共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚对苯二甲酸丙二醇酯、聚乳酸、聚酰胺或它们的任何组合的至少一种。
16.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个分段纤维包含聚丙烯，其具有根据ASTM 1238在230℃下测试的大约10 g/10 min至大约2000 g/10 min，如根据ASTM1238在230℃下测试的大约20 g/10 min至大约500 g/10 min或根据ASTM 1238在230℃下测试的大约25 g/10 min至大约100 g/10 min或根据ASTM 1238在230℃下测试的大约35g/10 min的熔体流动速率。
17.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述非织造织物具有大约1 gsm至大约400 gsm，如大约1 gsm至大约200 gsm或大约1 gsm至大约100 gsm或大约40 gsm的单位重量。
18.根据前述权利要求任一项的非织造织物，其中所述多个分段纤维包含大约0.1重量%至大约10重量%的添加剂，如碳酸钙添加剂、氧化钛添加剂、BaSO4添加剂、滑石添加剂、纳米粘土添加剂、着色剂、含氟化合物、抗静电剂、亲水剂、矿物细粒或它们的任何组合的至少一种。
19.形成非织造织物的方法，其包括：
(a) 形成部分拉伸纤维的非织造网；
(b) 将所述非织造网在第一方向拉伸至少2次以形成多个分段纤维；和
(c) 粘结所述多个分段纤维，
其中所述多个分段纤维各自包含纤维轴和沿纤维轴的多个具有明显不同的纤维直径的交替段，且
其中所述多个分段纤维在第一方向基本对齐。
20.根据权利要求19的方法，其中形成部分拉伸纤维的非织造网包括熔喷法、电喷法、熔膜原纤化法、电纺丝法、溶液纺丝法、熔体纺丝法、纺粘法或它们的任何组合的至少一种。
21.根据权利要求19至20任一项的方法，其中拉伸非织造网以形成多个分段纤维包括：
(a) 将部分拉伸纤维的非织造网进给经过第一拉伸站以在第一方向增量拉伸所述非织造网；
(b) 在第一方向铺展所述非织造网；和
(c) 将所述拉伸和铺展的非织造网进给经过第二拉伸站以在第一方向进一步增量拉伸所述非织造网，
其中第一拉伸站具有第一增量拉伸距离，第二拉伸站具有第二增量拉伸距离，且第二增量拉伸距离小于或等于第一增量拉伸距离。
22.根据权利要求19至21任一项的方法，其中所述多个分段纤维在第一方向拉伸至少3次后，如在第一方向拉伸4次后在第一方向基本对齐。
23.根据权利要求19至22任一项的方法，其中粘结所述多个分段纤维包括在多个粘结点，如经由热压延、超声粘结、水力缠结、针刺、化学树脂粘结、缝合粘结或它们的任何组合的至少一种粘结。
24.多层复合材料，其包含：
至少两个层，所述至少两个层包含至少一个包含非织造织物的层；
其中所述非织造织物包含多个分段纤维，
其中所述多个分段纤维各自包含纤维轴和沿纤维轴的多个交替的较大直径段和较小直径段，且
其中所述多个分段纤维在第一方向基本对齐。
25.根据权利要求24的多层复合材料，其进一步包含至少一个非分段非织造层、至少一个膜层或两者。
26.根据权利要求24至25任一项的多层复合材料，其中所述至少两个层包含 (i) 由包含多个分段纤维的非织造织物限定的第一非织造织物和(ii) 第二非织造织物，第一和第二非织造织物交叉重叠并粘结在一起，如经由层压法或超声粘结法。
27.根据权利要求24至26任一项的多层复合材料，其中所述多个分段纤维各自是基本连续的。
28.分段纤维，其包含：
(a) 纤维轴，和
(b) 以粗-细-粗-细交替模式布置的沿纤维轴的多个交替的较大直径段和较小直径段。
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