CN108474141B - 包含聚环氧乙烷的纤维元件 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包含一种或多种纤维元件成形材料和一种或多种聚环氧乙烷的纤维元件、以及用于制备它们的方法。

Description

包含聚环氧乙烷的纤维元件
技术领域
本发明涉及纤维元件，并且更具体地涉及包含一种或多种纤维元件成形材料和一种或多种聚环氧乙烷(PEO)的纤维元件以及用于制备它们的方法。
背景技术
包含一种或多种纤维元件成形材料(诸如羧甲基纤维素、淀粉和聚乙烯醇)和高(至少500,000g/mol)重均分子量聚合物(诸如聚丙烯酰胺)的纤维元件是本领域已知的。
一种此类纤维元件包含作为纤维元件成形材料的羧甲基纤维素和聚丙烯酰胺，该聚丙烯酰胺表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的至少500,000g/mol的重均分子量，并且该聚丙烯酰胺表现出如根据本文所述的清洁测试方法所测量的清洁不良。发现聚丙烯酰胺是清洁不良的原因。
因此，配制人员制备包含两种纤维元件成形材料的纤维元件；即，Celvol 420H聚乙烯醇(PVOH 420H)(MW 85,000-125,000g/mol，78-82％水解的，得自Kuraray America，Inc.)和Celvol 505聚乙烯醇(PVOH 505)(MW40,000-50,000g/mol，72-75％水解的，得自Kuraray America，Inc.)。发现这种制剂，尤其是Celvol 420H聚乙烯醇，也表现出如根据本文所述的清洁测试方法所测量的清洁不良。
根据上述情况，配制人员应解决的问题是如何配制纤维元件，尤其是包含一种或多种纤维元件成形材料的纤维元件诸如长丝，该纤维元件减轻或消除在现有纤维元件配制中出现的清洁不良现象。
因此，需要包含一种或多种纤维元件成形材料的纤维元件，其中该纤维元件表现出如根据本文所述的清洁测试方法所测量的与已知纤维元件相比改善的清洁性能，以及用于制备此类纤维元件和其中所用组合物的方法。
发明内容
本发明通过提供包含一种或多种纤维元件成形材料和聚环氧乙烷的纤维元件来满足上述需要，该纤维元件表现出如根据本文所述的清洁测试方法所测量的与已知纤维元件相比改善的清洁性能。
如上所述的问题的一个解决方案是提供包含一种或多种纤维元件成形材料和聚环氧乙烷的纤维元件，该聚环氧乙烷表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的小于500,000g/mol，诸如小于300,000g/mol和/或大于200和/或大于1,000和/或大于4,000和/或大于8,000g/mol和/或大于10,000g/mol但是小于500,000g/mol的重均分子量，使得该纤维元件表现出如根据本文所述的清洁测试所测量的与不含聚环氧乙烷的此类已知的纤维元件相比改善的清洁性能。
已出乎意料地发现，包含具有大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷为包含一种或多种纤维元件成形材料的纤维元件和包含此类纤维元件的纤维结构提供如根据本文所述的清洁测试方法所测量的新型清洁有益效果。
可商购获得的聚环氧乙烷可在重均分子量的范围内获得。例如，非常低的重均分子量的聚环氧乙烷(10,000g/mol及更低的，例如8,000g/mol，4,000g/mol，2,000g/mol，1,000g/mol，和甚至600，400和200g/mol)可以液体形式获得。此外，可商购获得表现出中等重均分子量(100,000g/mol至小于500,000g/mol)的聚环氧乙烷。最后，高重均分子量(500,000g/mol及更高的，诸如1,000,000g/mol，2,000,000g/mol，4,000,000g/mol，8,000,000g/mol，10,000,000g/mol，15,000,000g/mol，以及25,000,000g/mol)的聚环氧乙烷以蜡质固体的形式提供。
在本发明的一个示例中，提供了一种纤维元件，例如长丝和/或纤维，其包含一种或多种纤维元件成形材料和第一聚环氧乙烷，其中第一聚环氧乙烷表现出如根据所述重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量。
在本发明的另一个示例中，提供了用于制备纤维元件例如根据本发明的纤维元件的方法，该方法包括以下步骤：纺丝包含一种或多种纤维元件成形材料和第一聚环氧乙烷的组合物使得形成纤维元件，其中第一聚环氧乙烷表现出如根据重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量。
在本发明的另一个示例中，提供了一种纤维结构，该纤维结构包含多个根据本发明的纤维元件。
在本发明的另一个示例中，提供了一种组合物，例如纤维元件成形组合物诸如长丝成形组合物，其适于例如通过纺丝工艺制备本发明的纤维元件，其包含一种或多种纤维元件成形材料和第一聚环氧乙烷、以及任选的一种或多种极性溶剂诸如水、以及任选的一种或多种活性剂诸如表面活性剂，其中第一聚环氧乙烷表现出如根据所述重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量。
在本发明的甚至又一个示例中，提供了一种纤维元件，例如长丝和/或纤维，其包含一种或多种纤维元件成形材料和第一聚环氧乙烷，其中第一聚环氧乙烷表现出如根据所述重均分子量测试方法所测量的大于200g/mol和/或大于1,000g/mol和/或大于4,000g/mol和/或大于8,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量。
在本发明的另一个示例中，提供了用于制备纤维元件例如根据本发明的纤维元件的方法，该方法包括以下步骤：纺丝包含一种或多种纤维元件成形材料和第一聚环氧乙烷的组合物使得形成纤维元件，其中第一聚环氧乙烷表现出如根据所述重均分子量测试方法所测量的大于200g/mol和/或大于1,000g/mol和/或大于4,000g/mol和/或大于8,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量。
在本发明的另一个示例中，提供了一种组合物，例如纤维元件成形组合物诸如长丝成形组合物，其适于例如通过纺丝工艺制备本发明的纤维元件，其包含一种或多种纤维元件成形材料和第一聚环氧乙烷、以及任选的一种或多种极性溶剂诸如水、以及任选的一种或多种活性剂诸如表面活性剂，其中第一聚环氧乙烷表现出如根据所述重均分子量测试方法所测量的大于200g/mol和/或大于1,000g/mol和/或大于4,000g/mol和/或大于8,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量。
在本发明的甚至又一个示例中，提供了表现出如根据所述重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol至小于100,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷。
在本发明的另一个示例中，提供了包含表面活性剂和第一聚环氧乙烷的组合物，其中该组合物的粘度小于不含第一聚环氧乙烷的组合物的粘度，如根据本文所述的剪切粘度测试方法所测量的。
在本发明的甚至又一个示例中，提供了用于制备纤维元件例如长丝和/或纤维的方法，该方法包括以下步骤：
a.提供纤维元件成形组合物，其包含一种或多种纤维元件成形材料、表现出如根据重均分子量测试方法所测量的大于200g/mol和/或大于1,000g/mol和/或大于4,000g/mol和/或大于8,000g/mol和/或大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷、以及任选的一种或多种活性剂诸如表面活性剂、以及任选的一种或多种极性溶剂(诸如水)；以及
b.将纤维元件成形组合物纺丝成一个或多个纤维元件，例如长丝和/或纤维，该纤维元件包含一种或多种纤维元件成形材料、聚环氧乙烷以及任选的一种或多种活性剂，例如在暴露于纤维元件的预期使用条件时可从纤维元件释放和/或从纤维元件释放的活性剂。在一个示例中，存在于纤维元件中的纤维元件成形材料的总含量为基于干燥纤维元件的重量计80％或更少，和/或70％或更少，和/或60％或更少，和/或50％或更少，和/或40％或更少，和/或30％或更少，和/或20％或更少，并且存在于纤维元件中的活性剂的总含量为基于干燥纤维元件的重量计20％或更大，和/或30％或更大，和/或40％或更大，50％或更大，和/或60％或更大，和/或70％或更大，和/或80％或更大。
在本发明的另一个示例中，提供用于制备纤维结构的方法，所述方法包括以下步骤：
a.提供纤维元件成形组合物，其包含一种或多种纤维元件成形材料、表现出如根据重均分子量测试方法所测量的大于200g/mol和/或大于1,000g/mol和/或大于4,000g/mol和/或大于8,000g/mol和/或大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷、以及任选的一种或多种活性剂诸如表面活性剂、以及任选的一种或多种极性溶剂(诸如水)；
b.将纤维元件成形组合物纺丝成一个或多个纤维元件，例如长丝和/或纤维，该纤维元件包含一种或多种纤维元件成形材料、聚环氧乙烷以及任选的一种或多种活性剂，例如在暴露于纤维元件的预期使用条件时可从纤维元件释放和/或从纤维元件释放的活性剂；以及
c.在收集装置诸如带或织物上收集多个纤维元件，使得纤维元件相互缠结以形成纤维结构。
在本发明的另一个示例中，提供了用于制备纤维结构的方法，所述方法包括以下步骤：
a.提供纤维元件成形组合物，其包含一种或多种纤维元件成形材料、表现出如根据重均分子量测试方法所测量的大于200g/mol和/或大于1,000g/mol和/或大于4,000g/mol和/或大于8,000g/mol和/或大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷、以及任选的一种或多种活性剂诸如表面活性剂、以及任选的一种或多种极性溶剂(诸如水)；
b.将纤维元件成形组合物纺丝成一个或多个纤维元件，例如长丝和/或纤维，该纤维元件包含一种或多种纤维元件成形材料、聚环氧乙烷以及任选的一种或多种活性剂，例如在暴露于纤维元件的预期使用条件时可从纤维元件释放和/或从纤维元件释放的活性剂；
c.将多个包含一种或多种活性剂的颗粒与多个纤维元件组合以形成混合物；以及
d.在收集装置诸如带或织物上收集混合物，使得纤维元件与颗粒相互缠结以形成纤维结构。
在本发明的甚至又一个示例中，提供了包含本发明的一个或多个纤维元件和/或一个或多个纤维结构的产品，例如衣物洗涤剂产品、和/或餐具洗涤剂产品、和/或硬质表面清洁产品、和/或毛发护理产品。在一个示例中，除了纤维元件和/或纤维结构之外，所述产品还可包含膜。
即使本文提供的示例是指纤维元件，例如长丝和/或诸如通过将长丝切割成纤维而由本发明的长丝制成的纤维，但本发明的纤维结构可包含纤维元件的混合物，诸如长丝和纤维两者的混合物。
因此，本发明提供了纤维元件例如长丝和/或纤维、和/或包含纤维元件的纤维结构和/或包含此类纤维元件的产品和/或包含一种或多种纤维元件成形材料和聚环氧乙烷的纤维结构以及用于制备它们的方法，该聚环氧乙烷表现出如根据重均分子量测试方法所测量的大于200g/mol和/或大于1,000g/mol和/或大于4,000g/mol和/或大于8,000g/mol和/或大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量。
附图说明
图1为用于制备本发明纤维元件的方法的示例的示意图；
图2为带放大视图的用于图1方法中的模头的示例的示意图；
图3为根据本发明在测量溶解中所用的一组设备的示例的前视图；
图4为图3的侧视图；以及
图5为图3的局部顶视图。
具体实施方式
定义
如本文所用，“纤维结构”是指包含一个或多个纤维元件的结构。在一个示例中，根据本发明的纤维结构是指一起形成能够执行一定功能的结构诸如一体结构的纤维元件和颗粒的缔合。
本发明的纤维结构可为均匀的或可为分层的。如果分层，则纤维结构可包含至少两个和/或至少三个和/或至少四个和/或至少五个层，例如一个或多个纤维元件层，一个或多个颗粒层和/或一个或多个纤维元件/颗粒混合物层。在一个示例中，在多层纤维结构中，一个或多个层可在现有层上直接形成和/或沉积以形成纤维结构，然而在多层纤维结构中，一个或多个现有纤维结构层片可例如经由热粘结、胶粘、压印、啮合、旋转刀片开孔、针刺、压花、簇绒、和/或其它机械组合方法与一个或多个其它现有纤维结构层片组合以形成多层纤维结构。
在一个示例中，纤维结构为多层纤维结构，该多层纤维结构表现出如根据本文所述的基重测试方法所测量的小于10000g/m2和/或小于7500g/m2和/或小于5000g/m2和/或小于3000g/m2和/或大于50g/m2和/或大于100g/m2和/或大于250g/m2和/或大于500g/m2的基重。
在一个示例中，纤维结构是任何性质或来源的纤维元件(纤维和/或长丝，诸如连续长丝)的片，其已经通过任何方式形成为纤维结构，并且可通过除机织或针织外的任何方式粘结在一起。通过湿磨获得的毡不是在本发明范围内的纤维结构或可溶性纤维结构。在一个示例中，根据本发明的纤维结构是指在某一结构内以便执行功能的长丝的有序排列。在另一个示例中，本发明的纤维结构是包含多组两个或更多个和/或三个或更多个纤维元件的排列，它们彼此间缠结或以其它方式彼此缔合以形成纤维结构。在另一个示例中，除本发明的纤维元件之外，本发明的纤维结构还可包含一种或多种固体添加剂诸如微粒和/或纤维。
在本发明的一个示例中，本发明的纤维结构包含一个或多个纤维元件，例如长丝和/或纤维，其中所述纤维结构包含一种或多种活性剂，诸如以液体和/或固体(例如颗粒)的形式，所述活性剂在一个或多个纤维元件内，和/或在一个或多个纤维元件的表面上，和/或在纤维结构内，诸如在纤维元件之间，例如在纤维结构的空隙内和/或在两个或更多个彼此直接或间接附接的纤维结构之间，和/或在形成纤维结构的纤维元件的两个或更多个层之间，和/或在纤维结构的表面上，和/或在纤维元件中的一个或多个纤维元件的表面上；以及一种或多种遏制剂，所述遏制剂例如在一个或多个纤维元件内，和/或在一个或多个纤维元件的表面上，和/或在纤维结构内，诸如介于纤维元件之间，例如在纤维结构的空隙内和/或在两个或更多个彼此直接或间接附接的纤维结构之间，和/或在形成纤维结构的纤维元件的两个或更多个层之间，和/或在纤维结构的表面上，和/或在纤维元件中的一个或多个纤维元件的表面上。
在另一个示例中，本发明的纤维结构可包含一种或多种活性剂，所述活性剂在最初制备时存在于纤维结构内，但是然后在暴露于纤维结构的预期使用条件之前和/或之时聚集于纤维结构的表面。
此外或另选地，本发明的纤维结构可包含一种或多种活性剂，所述活性剂在最初制备时存在于纤维结构中，但是然后在暴露于纤维结构的预期使用条件之前和/或之时聚集于纤维结构的表面。
纤维结构和/或包含纤维结构的产品可具有例如适于投配于洗衣机和/或餐具洗涤机中的形状和尺寸，并且包含的活性剂的总含量(按重量计)使得在纤维结构和/或产品的使用期间，诸如在洗衣机中和/或洗衣盆中洗涤衣物和/或在餐具洗涤机中洗涤餐具期间递送大于1g和/或大于3g和/或大于5g和/或大于8g和/或大于10g的活性剂。
在一个示例中，本发明的纤维结构为“一体纤维结构”。
如本文所用，“一体纤维结构”是包含相互缠结或以其它方式彼此缔合以形成纤维结构的多组两个或更多个和/或三个或更多个纤维元件的排列。本发明的一体纤维结构可以为多层纤维结构内的一个或多个层片。在一个示例中，本发明的一体纤维结构可包含三个或更多个不同的纤维元件。在另一个示例中，本发明的一体纤维结构可包含两个不同的纤维元件，例如共成形纤维结构，在其上沉积不同的纤维元件以形成包含三个或更多个不同纤维元件的纤维结构。在一个示例中，纤维结构可包含可溶性例如水溶性纤维元件和不溶性例如水不溶性纤维元件。
如本文所用，“共成形纤维结构”是指纤维结构包含至少两种不同材料的混合物，其中所述材料中的至少一种包括纤维元件和至少一种其它材料，所述其它材料包括颗粒，例如包含活性剂和/或遏制剂的颗粒。
如本文所用，“可溶性纤维结构”是指纤维结构和/或其组分，例如，大于0.5重量％和/或大于1重量％和/或大于5重量％和/或大于10重量％和/或大于25重量％和/或大于50重量％和/或大于75重量％和/或大于90重量％和/或大于95重量％和/或约100重量％的纤维结构是可溶的，例如是极性溶剂可溶的，诸如水溶性的。在一个示例中，可溶性纤维结构包含纤维元件，其中可溶性纤维结构内的至少50重量％和/或大于75重量％和/或大于90重量％和/或大于95重量％和/或约100重量％的纤维元件是可溶的。
可溶性纤维结构包含多个纤维元件。在一个示例中，可溶性纤维结构包含两个或更多个和/或三个或更多个不同的纤维元件。
可溶性纤维结构和/或组成可溶性纤维结构的其纤维元件例如长丝可包含一种或多种活性剂，例如织物护理活性剂、餐具洗涤活性剂、硬质表面活性剂、毛发护理活性剂、地板护理活性剂、护肤活性剂、口腔护理活性剂、药物活性剂、以及它们的混合物。在一个示例中，本发明的可溶性纤维结构和/或其纤维元件包含一种或多种表面活性剂、一种或多种酶(诸如以酶粒的形式)、一种或多种香料和/或一种或多种抑泡剂。在另一个示例中，本发明的可溶性纤维结构和/或其纤维元件包含助洗剂和/或螯合剂。在另一个示例中，本发明的可溶性纤维结构和/或其纤维元件包含漂白剂(诸如封装的漂白剂)。在另一个示例中，本发明的可溶性纤维结构和/或其纤维元件包含一种或多种表面活性剂，以及任选的一种或多种香料。
在一个示例中，本发明的可溶性纤维结构为水溶性纤维结构。
在一个示例中，本发明的可溶性纤维结构表现出如根据本文所述的基重测试方法所测量的小于10000g/m2和/或小于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/或大于10g/m2和/或大于25g/m2和/或大于50g/m2和/或大于100g/m2和/或大于250g/m2的基重。
如本文所用，“纤维元件”是指具有的长度大大超过其平均直径，即长度与平均直径的比率为至少约10的细长微粒。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或包含多个纤维元件的纱。在另一个示例中，纤维元件为单个纤维元件。
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、静电纺丝和/或旋转纺丝，由纤维元件成形组合物(也称为纤维元件成形组合物)纺成。
本发明的纤维元件可以为单组分和/或多组分。例如，纤维元件可包含双组分纤维和/或长丝。双组分纤维和/或长丝可呈任何形式，诸如并列型、芯-皮型、海岛型等。
在一个示例中，纤维元件(其可以为长丝和/或纤维和/或已经切割成长丝的更小片段(纤维)的长丝)可表现出大于或等于0.254cm(0.1英寸)和/或大于或等于1.27cm(0.5英寸)和/或大于或等于2.54cm(1.0英寸)和/或大于或等于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)的长度。在一个示例中，本发明的纤维表现出小于5.08cm(2英寸)的长度。
如本文所用，“长丝”是指如上所述的细长微粒。在一个示例中，长丝表现出大于或等于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)的长度。
通常认为长丝实质上是连续的或基本上连续的。长丝比纤维相对更长。长丝比纤维相对更长。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，诸如当长丝被切成更短长度时。因此，在一个示例中，本发明还包括由本发明的长丝制成的纤维，诸如包含一种或多种纤维元件成形材料和一种或多种添加剂诸如活性剂的纤维。因此，除非另外指明，本文提及本发明的长丝和/或多根长丝还包括由该长丝和/或多根长丝制成的纤维。相对于被认为实质上是连续的长丝，通常认为纤维实质上是不连续的。
纤维元件的非限制性示例包括熔喷和/或纺粘纤维元件。可纺成纤维元件的聚合物的非限制性示例包括天然聚合物(诸如淀粉、淀粉衍生物、纤维素诸如人造丝和/或莱赛尔纤维、和纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物)、和合成聚合物(包括但不限于热塑性聚合物纤维元件诸如聚酯、尼龙、聚烯烃(诸如聚丙烯长丝、聚乙烯长丝)，以及可生物降解的热塑性纤维诸如聚乳酸长丝、多羟基链烷酸酯长丝、聚酯酰胺长丝和聚己内脂长丝)。取决于制成纤维元件的聚合物和/或组合物，纤维元件可以为可溶性或不溶性的。
如本文所用，“纤维元件成形组合物”是指适于制备(诸如通过熔喷法和/或纺粘法制备)本发明的纤维元件例如长丝的组合物。纤维元件成形组合物包含一种或多种纤维元件成形材料，该纤维元件成形材料表现出使其适于纺成纤维元件例如长丝的特性。在一个示例中，纤维元件成形材料包括聚合物。除了一种或多种纤维元件成形材料外，纤维元件成形组合物还可包含一种或多种添加剂，例如一种或多种活性剂。此外，纤维元件成形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)纤维元件成形材料和/或一种或多种(例如所有)活性剂均溶解和/或分散在该极性溶剂中。
在一个示例中，例如，由本发明的纤维元件成形组合物制成的本发明的纤维元件例如长丝使得一种或多种活性剂可存在于纤维元件(例如长丝)中，而不是存在于纤维元件(诸如涂层)上。存在于纤维元件成形组合物中的纤维元件成形材料的总含量、表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol至小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷的总含量、表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的至少500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷的总含量、和活性剂的总含量可为任何合适的量，只要本发明的纤维元件例如长丝由其产生。除了存在于纤维元件内的活性剂之外，纤维元件还可包含存在于纤维元件的表面内和/或上的一种或多种遏制剂(未示出)。另外，除了存在于纤维元件内的活性剂之外或另选地，纤维元件还可包含在纤维元件的表面上的一种或多种活性剂。
在另一个示例中，本发明的纤维元件可包含一种或多种活性剂，所述活性剂在最初制备时存在于纤维元件中，但是然后在暴露于纤维元件的预期使用条件之前和/或之时聚集于纤维元件的表面。
如本文所用，“纤维元件成形材料”是指表现出适于制备纤维元件的特性的材料，诸如聚合物或能够产生聚合物的单体。在一个示例中，纤维元件成形材料包括一种或多种取代的聚合物诸如阴离子聚合物、阳离子聚合物、两性离子聚合物、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，聚合物可包括聚乙烯和/或对苯二甲酸酯。在另一个示例中，纤维元件成形材料是极性溶剂可溶的材料。
如本文所用，“颗粒”指固体添加剂，诸如粉末、颗粒料、胶囊、微胶囊、和/或球剂。在一个示例中，本发明的纤维元件和/或纤维结构可包含一种或多种颗粒。颗粒可以是纤维元件内部的(在纤维元件内，如活性剂和/或遏制剂)，在纤维元件的表面上，诸如涂料组合物，和/或纤维元件间(位于纤维结构(例如可溶性纤维结构)内的纤维元件之间)。包含颗粒的纤维元件和/或纤维结构的非限制性示例描述于US 2013/0172226中，其以引用方式并入本文。颗粒的形状可以呈如下形式：球状、棒状、板状、管状、正方形、长方形、盘状、星形、纤维，或具有规则或不规则的随机形式。
如本文所用，“含遏制剂的颗粒”是指包含一种或多种遏制剂的固体添加剂。在一个示例中，含遏制剂的颗粒为颗粒形式的遏制剂(换句话讲，颗粒包含100％的一种或多种遏制剂)。
如本文所用，“含活性剂的颗粒”是指包含一种或多种活性剂的固体添加剂。在一个示例中，含活性剂的颗粒为颗粒形式的活性剂(换句话讲，颗粒包含100％的一种或多种活性剂)。
在本发明的一个示例中，纤维结构包含多个颗粒例如含活性剂的颗粒，以及多个纤维元件，其中颗粒例如含活性剂的颗粒对纤维元件的重量比为1:100或更大、和/或1:50或更大、和/或1:10或更大、和/或1:3或更大、和/或1:2或更大、和/或1:1或更大、和/或约7:1至约1:100、和/或约7:1至约1:50、和/或约7:1至约1:10、和/或约7:1至约1:3、和/或约6:1至1:2、和/或约5:1至约1:1、和/或约4:1至约1:1、和/或约3:1至约1.5:1。
在本发明的另一个示例中，纤维结构包含多个颗粒例如含活性剂的颗粒，以及多个纤维元件，其中颗粒例如含活性剂的颗粒对纤维元件的重量比为约7:1至约1:1、和/或约7:1至约1.5:1、和/或约7:1至约3:1、和/或约6:1至约3:1。
在本发明的另一个示例中，纤维结构包含多个颗粒例如含活性剂的颗粒，以及多个纤维元件，其中颗粒例如含活性剂的颗粒对纤维元件的重量比为约1:1至约1:100、和/或约1:2至约1:50、和/或约1:3至约1:50、和/或约1:3至约1:10。
在另一个示例中，本发明的纤维结构包含多个颗粒例如含活性剂的颗粒，如通过本文所述的基重测试方法所测量的，颗粒的基重为大于1g/m2和/或大于10g/m2和/或大于20g/m2和/或大于30g/m2和/或大于40g/m2和/或约1g/m2至约5000g/m2和/或至约3500g/m2和/或至约2000g/m2和/或约1g/m2至约1000g/m2和/或约10g/m2至约400g/m2和/或约20g/m2至约300g/m2和/或约30g/m2至约200g/m2和/或约40g/m2至约100g/m2。
在另一个示例中，本发明的纤维结构包含多个纤维元件，如通过本文所述的基重测试方法所测量的，纤维元件的基重为大于1g/m2和/或大于10g/m2和/或大于20g/m2和/或大于30g/m2和/或大于40g/m2和/或约1g/m2至约10000g/m2和/或约10g/m2至约5000g/m2和/或至约3000g/m2和/或至约2000g/m2和/或约20g/m2至约2000g/m2和/或约30g/m2至约1000g/m2和/或约30g/m2至约500g/m2和/或约30g/m2至约300g/m2和/或约40g/m2至约100g/m2和/或约40g/m2至约80g/m2。在一个示例中，纤维结构包含两个或更多个层，其中纤维元件以约1g/m2至约500g/m2的基重存在于至少其中一个层中。
如本文所用，“添加剂”是指存在于本发明的纤维元件中、不是纤维元件成形材料的任何材料。在一个示例中，添加剂不可活性剂。在另一个示例中，添加剂不看遏制剂。在另一个示例中，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，添加剂包含存在于纤维元件中的任何材料，纤维元件中缺少所述材料将不导致纤维元件丧失其纤维元件结构，换句话讲，缺少它不导致纤维元件丧失其固体形式。在另一个示例中，添加剂例如活性剂包括非聚合物材料。
在另一个示例中，添加剂包括用于纤维元件的增塑剂。适用于本发明的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)；单糖、二糖和低聚糖，诸如果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖，高果糖玉米糖浆固体、和糊精、以及抗坏血酸。
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：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、糖、乙烯双甲酰胺、氨基酸、山梨酸酯、以及它们的混合物。
在另一个示例中，添加剂包括交联剂，该交联剂适于交联存在于本发明的纤维元件中的纤维元件成形材料中的一种或多种。在一个示例中，交联剂包括能够将羟基聚合物交联在一起(例如经由羟基聚合物的羟基部分)的交联剂。合适的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纤维元件成形组合物和/或纤维元件中以控制纤维元件的溶解度和/或在溶剂诸如极性溶剂中的溶解。
在另一个示例中，添加剂包括流变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可用于本发明的纤维元件中的聚丙烯酰胺、聚氨酯和聚丙烯酸酯。流变改性剂的非限制性示例可从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被掺入本发明的纤维元件中的着色剂和/或染料，以在纤维元件暴露于预期使用条件时和/或在活性剂从纤维元件释放时和/或在纤维元件的形态变化时提供视觉信号。
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/或润滑剂施加于纤维元件，换句话讲，在形成纤维元件之后。在一个示例中，在将纤维元件收集在收集装置上以形成纤维结构之前，将一种或多种剥离剂/润滑剂施加于纤维元件。在另一个示例中，在接触一个或多个纤维结构诸如纤维结构的叠堆之前，将一种或多种剥离剂/润滑剂施加于由本发明的纤维元件形成的纤维结构。在另一个示例中，在纤维元件和/或纤维结构接触表面诸如用于加工系统中的设备的表面之前，将一种或多种剥离剂/润滑剂施加于本发明的纤维元件和/或包括该纤维元件的纤维结构，从而即使在不经意间，也有利于纤维元件和/或纤维结构的移除和/或避免纤维元件的层和/或本发明的纤维结构的层彼此粘着。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。
如本文所用，“预期使用条件”是指当纤维元件用于其设计用途中的一种或多种时，本发明的纤维元件所暴露的温度、物理、化学和/或机械条件。例如，如果出于衣物洗涤护理目的将纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构设计成用于洗衣机中，则预期使用条件将包括在衣物洗涤操作期间存在于洗衣机中的温度、化学、物理和/或机械条件，包括任何洗涤水。在另一个示例中，如果出于毛发护理目的而将纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构设计成作为洗发剂被人类使用，则预期使用条件将包括在用洗发剂洗涤人类毛发期间存在的温度、化学、物理和/或机械条件。同样地，如果将纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构设计成用于通过手洗或通过餐具洗涤机的餐具洗涤操作，则预期使用条件将包括在餐具洗涤操作期间，存在于餐具洗涤水和/或餐具洗涤机中的温度、化学、物理和/或机械条件。
如本文所用，“活性剂”是指诸如当纤维元件暴露于纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构的预期使用条件时，在纤维元件和/或包含本发明的纤维元件的纤维结构外部的环境中产生预期效果的添加剂。在一个示例中，活性剂包括添加剂，该添加剂处理表面诸如硬质表面(即，厨房的工作台面、浴缸、盥洗室、抽水马桶、水槽、地面、墙面、牙齿、车辆、窗、镜子、餐具)和/或软质表面(即，织物、毛发、皮肤、地毯、作物、植物)。在另一个示例中，活性剂包括添加剂，该添加剂产生化学反应(即，起泡、冒泡、着色、加温、冷却、发泡、消毒和/或澄清和/或氯化，诸如在澄清水和/或消毒水和/或氯化水中)。在另一个示例中，活性剂包括添加剂，该添加剂处理环境(即，脱臭、纯化、给空气加香)。在一个示例中，活性剂原位形成，诸如在包含活性剂的纤维元件的形成期间形成，例如纤维元件可包含水溶性聚合物(例如淀粉)和表面活性剂(例如阴离子表面活性剂)，其可产生聚合物复合物或聚集体，该聚合物复合物或聚集体作为用于处理织物表面的活性剂起作用。
如本文所用，“处理”关于处理表面是指活性剂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)表面的处理是指调节和/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/趾甲和发干的角质层)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)诸如弹性组织变性、松垂、皮肤损失或毛发变形的反冲；黑色素或非黑色素在皮肤、毛发或指/趾甲着色方面的变化，诸如黑眼圈、疹斑(例如，由于例如红斑痤疮引起的不均匀红色)(下文中称为“红斑”)、灰黄(灰白色)、由毛细管扩张或蛛形血管引起的变色、以及毛发泛灰。
在另一个示例中，处理是指从织物制品诸如衣物、毛巾、亚麻布，和/或硬质表面诸如工作台面和/或包括罐和盘子的餐具去除污渍和/或气味。
如本文所用，“织物护理活性剂”是指当施加于织物时，向织物提供有益效果和/或改善的活性剂。对织物的有益效果和/或改善的非限制性示例包括清洁(例如通过表面活性剂)、去除污渍、减少污渍、去皱、恢复颜色、静电控制、抗皱、耐久压熨、减少磨损、防磨损、起球/小球去除、抗起球/小球、去除污垢、防垢(包括去垢性)、形状保持、减少皱缩、柔软性、芳香、抗菌、抗病毒、抗臭和去除气味。
如本文所用，“餐具洗涤活性剂”是指当施加于餐具、玻璃器具、罐、盘子、器皿、和/或烹饪板时向餐具、玻璃器具、塑料制品、罐、盘子、和/或烹饪板提供有益效果和/或改善的活性剂。对餐具、玻璃器具、塑料制品、罐、盘子、器皿、和/或烹饪板的有益效果和/或改善的非限制性示例包括去除食物和/或污垢、清洁(例如通过表面活性剂)、去除污渍、减少污渍、去除油脂、去除水渍和/或预防水渍、玻璃和金属护理、卫生处理、增亮和抛光。
如本文所用，“硬质表面活性剂”是指当施加于地板、工作台面、水槽、窗、镜子、淋浴器、浴缸、和/或盥洗室时，向地板、工作台面、水槽、窗、镜子、淋浴器、浴缸、和/或盥洗室提供有益效果和/或改善的活性剂。对地板、工作台面、水槽、窗、镜子、淋浴器、浴缸、和/或盥洗室的有益效果和/或改善的非限制性示例包括去除食物和/或污垢、清洁(例如，通过表面活性剂)、去除污渍、减少污渍、去除油脂、去除水渍和/或预防水渍、去除水垢、消毒、增亮、抛光和清新。
如本文所用，“美容有益效果活性剂，”是指能够递送一种或多种美容有益效果的活性剂。
如本文所用，“护肤活性剂”是指当施加于皮肤时向皮肤提供有益效果或改善的活性剂。应当理解，护肤活性剂不仅可用于施加于皮肤，而且可用于施加于毛发、头皮、指/趾甲以及其它哺乳动物角质组织。
如本文所用，“毛发护理活性剂”是指当施加于哺乳动物毛发时向毛发提供有益效果和/或改善的活性剂。对毛发的有益效果和/或改善的非限制性示例包括柔软性、静电控制、毛发修复、头皮屑去除、抗头皮屑、毛发着色、形状保持、毛发保持、和毛发生长。
如本文所用，“重量比”是指纤维元件例如长丝中基于干重计的干燥纤维元件例如长丝和/或干燥纤维元件成形材料重量(g或％)对纤维元件例如长丝中基于干重计的添加剂诸如活性剂的重量(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纤维元件中，例如作为纤维元件成形材料被掺入。在一个示例中，本发明的羟基聚合物包含按重量计大于10％和/或大于20％和/或大于25％的羟基部分。
如本文所用，“可生物降解的”关于材料诸如纤维元件整体和/或纤维元件内的聚合物诸如纤维元件成形材料是指纤维元件和/或聚合物在市政固体垃圾堆肥厂中能够经历和/或确实经历物理、化学、热和/或生物降解，使得至少5％和/或至少7％和/或至少10％的初始纤维元件和/或聚合物在30天后转化成二氧化碳，如根据OECD(1992)Guideline forthe Testing of Chemicals 301B；Ready Biodegradability–CO2Evolution(ModifiedSturm Test)Test所测量得，该文献以引用方式并入本文。
如本文所用，“不可生物降解的”关于材料诸如纤维元件整体和/或纤维元件内的聚合物诸如纤维元件成形材料是指纤维元件和/或聚合物在市政固体垃圾堆肥厂中不能够经历物理、化学、热和/或生物降解，使得至少5％的初始纤维元件和/或聚合物在30天后转化成二氧化碳，如根据OECD(1992)Guideline for the Testing of Chemicals 301B；Ready Biodegradability–CO2Evolution(Modified Sturm Test)Test所测量的，该文献以引用方式并入本文。
如本文所用，“非热塑性”关于材料诸如纤维元件整体和/或纤维元件内的聚合物诸如纤维元件成形材料是指纤维元件和/或聚合物未表现出熔点和/或软化点，所述熔点和/或软化点在不存在增塑剂诸如水、甘油、山梨醇、脲等的情况下允许它在压力下流动。
如本文所用，“非热塑性、可生物降解的纤维元件”是指表现出如上定义的可生物降解的和非热塑性的特性的纤维元件。
如本文所用，“非热塑性、不可生物降解的纤维元件”是指表现出如上定义的不可生物降解的和非热塑性的特性的纤维元件。
如本文所用，“热塑性”关于材料诸如纤维元件整体和/或纤维元件内的聚合物诸如纤维元件成形材料是指纤维元件和/或聚合物在某一温度下表现出熔点和/或软化点，所述熔点和/或软化点在不存在增塑剂的情况下允许它在压力下流动。
如本文所用，“热塑性、可生物降解的纤维元件”是指表现出如上定义的可生物降解的和热塑性的特性的纤维元件。
如本文所用，“热塑性、不可生物降解的纤维元件”是指表现出如上定义的不可生物降解的和热塑性的特性的纤维元件。
如本文所用，“不含纤维素”是指在纤维元件中存在小于5重量％和/或小于3重量％和/或小于1重量％和/或小于0.1重量％和/或0重量％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”是指在纤维元件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，“极性溶剂可溶的材料”是指可混溶在极性溶剂中的材料。在一个示例中，极性溶剂可溶的材料可混溶在醇和/或水中。换句话讲，极性溶剂可溶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，“醇溶性材料”是指可混溶在醇中的材料。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，“水溶性材料”是指可混溶在水中的材料。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，“非极性溶剂可溶的材料”是指可混溶在非极性溶剂中的材料。换句话讲，非极性溶剂可溶的材料是能够与非极性溶剂形成稳定(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，“环境条件”是指73℉±4℉(约23℃±2.2℃)和50％±10％的相对湿度。
如本文所用，“重均分子量”是指如使用本文所述的重均分子量测试方法所测定的重均分子量。
如本文所用，相对于纤维元件，“长度”是指沿纤维元件的最长轴从一个末端到另一个末端的长度。如果纤维元件中有打结、卷曲或弯曲，那么长度为沿着纤维元件的完整路径的长度。
如本文所用，关于纤维元件，“直径”根据本文所述的直径测试方法进行测量。在一个示例中，本发明的纤维元件表现出小于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/或小于6μm和/或大于1μm和/或大于3μm的直径。
如本文所用，“触发条件”在一个示例中是指用作刺激物并引发或参与纤维元件变化的任何行为或事件，诸如丧失或改变纤维元件的物理结构和/或释放添加剂诸如活性剂。在另一个示例中，当将本发明的纤维元件和/或纤维结构和/或膜加入水中时，触发条件可存在于环境诸如水中。换句话讲，除了将本发明的纤维元件和/或纤维结构和/或膜加入水中的事实之外，在水中不存在任何变化。
如本文所用，关于纤维元件的形态变化，“形态变化”是指纤维元件经历其物理结构的变化。本发明的纤维元件的形态变化的非限制性示例包括溶解、熔融、溶胀、皱缩、破碎成段、膨胀、变长、变短、以及它们的组合。当将本发明的纤维元件暴露于预期使用条件时，其可完全或基本上丧失其纤维元件物理结构或其可发生形态变化或其可保持或基本上保持其纤维元件物理结构。
“基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计”是指在23℃±1℃的温度和50％±2％的相对湿度下在调理室中分别将纤维元件和/或纤维结构调理2小时后立即测量的纤维元件和/或纤维结构的重量。在一个示例中，“基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计”是指如根据本文所述的水含量测试方法所测量的，基于所述纤维元件和/或纤维结构的重量计，所述纤维元件和/或纤维结构包含小于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％和/或至0％和/或至大于0％的水分，诸如水，例如游离水。
如本文所用，例如关于存在于纤维元件和/或纤维结构中的一种或多种活性剂的总含量，“总含量”是指所有主题材料例如活性剂的重量或重量百分比的总和。换句话讲，纤维元件和/或纤维结构可包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计25％的阴离子表面活性剂，基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计15％的非离子表面活性剂，按重量计10％的螯合剂，以及5％的香料，使得存在于纤维元件中的活性剂的总含量大于50％；即，基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计55％。
如本文所用，“洗涤剂产品”是指固体形式，例如矩形固体，有时称为片，其包含一种或多种活性剂例如织物护理活性剂、餐具洗涤活性剂、硬质表面活性剂、以及它们的混合物。在一个示例中，本发明的洗涤剂产品包含一种或多种表面活性剂、一种或多种酶、一种或多种香料和/或一种或多种抑泡剂。在另一个示例中，本发明的洗涤剂产品包含助洗剂和/或螯合剂。在另一个示例中，本发明的洗涤剂产品包含漂白剂。
在一个示例中，洗涤剂产品包含纤维结构如一种纤维结构。
如本文所用，关于材料诸如纤维元件整体和/或纤维元件内的纤维元件成形材料和/或纤维元件内的活性剂，“与……不同”或“不同”是指一种材料诸如纤维元件和/或纤维元件成形材料和/或活性剂在化学上、物理上和/或结构上与另一种材料诸如纤维元件和/或纤维元件成形材料和/或活性剂不同。例如，呈长丝形式的纤维元件成形材料与呈纤维形式的相同纤维元件成形材料不同。同样，淀粉与纤维素不同。然而，就本发明的目的而言，不同分子量的相同材料诸如不同分子量的淀粉不是彼此不同的材料。
如本文所用，“聚合物的随机混合物”是指将两种或更多种不同纤维元件成形材料被随机组合以形成纤维元件。因此，就本发明的目的而言，有序组合以形成纤维元件诸如芯皮双组分纤维元件的两种或更多种不同纤维元件成形材料不是不同纤维元件成形材料的随机混合物。
如本文所用，关于纤维元件和/或颗粒，“缔合(Associate)”、“缔合的(Associated)”、“缔合型(Association)”和/或“缔合(Associating)”是指纤维元件和/或颗粒直接接触和/或间接接触进行组合使得形成纤维结构。在一个示例中，缔合的纤维元件和/或颗粒可例如通过粘合剂和/或热粘结而粘结在一起。在另一个示例中，纤维元件和/或颗粒可通过被沉积到相同的纤维结构制备带和/或图案化带上而彼此缔合。
如本文所用，冠词“一个”和“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”被理解为是指一种或多种受权利要求书保护的或所描述的材料。
除非另外指明，否则所有百分比和比率均按重量计算。除非另外指明，否则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可商购获得的来源中的杂质，例如残余溶剂或副产物。
纤维结构
本发明的纤维结构，例如可溶性纤维结构包含多个纤维元件例如多根长丝，一种或多种活性剂和一种或多种遏制剂。在一个示例中，多个纤维元件相互缠结以形成纤维结构，例如可溶性纤维结构。
在本发明的一个示例中，纤维结构为可溶性纤维结构。
在本发明的一个示例中，可溶性纤维结构为水溶性纤维结构。
在本发明的另一个示例中，纤维结构为开孔纤维结构。在一个示例中，纤维结构为包括多个开孔的水溶性纤维结构。所述开孔可以非随机重复图案布置于本发明的纤维结构内。
当存在于纤维结构中时，所述开孔可具有实际上任何形状和尺寸。在一个示例中，开孔是呈间隔开的开口的规则图案的大致圆形或椭圆形。开孔可各自具有约0.1mm至约2mm和/或约0.5mm至约1mm的直径。开孔可在有孔的水溶性纤维结构内形成约0.5％至约25％和/或约1％至约20％和/或约2％至约10％的开口面积。据信，本发明的有益效果可由具有各种形状和尺寸的开孔的非重复和/或不规则图案实现。纤维结构例如水溶性纤维结构的开孔可由多种技术来实现。例如，开孔可通过包括粘结和拉伸的多种方法，诸如美国专利3,949,127和5,873,868所述的那些方法来实现。在一个实施方案中，开孔可通过形成多个间隔的熔融稳定化区域，以及然后将纤维结构环轧以拉伸纤维结构并在熔融稳定区域中形成开孔来形成，如美国专利5,628,097和5,916,661中所述，两者均以引用方式并入本文。在另一个实施方案中，开孔可通过美国专利6,830,800和6,863,960中所述的方法以多层纤维结构构型形成，该专利据此以引用方式并入本文。用于将纤维结构开孔的另一种方法描述于题目为“Method And Apparatus For Making An Apertured Fibrous structure”的美国专利8,241,543中，该专利据此以引用方式并入本文。
在一个示例中，纤维结构例如可溶性纤维结构包含多个在组成方面相同或基本上相同的根据本发明的纤维元件。在另一个示例中，纤维结构例如可溶性纤维结构可包含两个或更多个不同的根据本发明的纤维元件。纤维元件差异的非限制性示例可为物理差异如直径、长度、质地、形状、硬度、弹性等的差异；化学差异诸如交联水平、溶解度、熔点、Tg、活性剂、纤维元件成形材料、颜色、活性剂含量、基重、纤维元件成形材料含量、纤维元件上任何涂层的存在、是否可生物降解、是否疏水性、接触角等；当纤维元件暴露于预期使用条件时纤维元件是否丧失其物理结构的差异；当纤维元件暴露于预期使用条件时纤维元件的形态是否改变的差异；以及当纤维元件暴露于预期使用条件时纤维元件释放一种或多种它的活性剂的速率的差异。在一个示例中，纤维结构内的两个或更多个纤维元件和/或颗粒可包含不同的活性剂。这可为其中不同的活性剂可能彼此不相容的情况，例如阴离子表面活性剂(诸如洗发剂活性剂)和阳离子表面活性剂(诸如毛发调理剂活性剂)。
在另一个示例中，纤维结构例如可溶性纤维结构可表现出不同的区域，诸如基重、密度和/或厚度的不同区域。在另一个示例中，纤维结构例如可溶性纤维结构可在其一个或多个表面上包含纹理。纤维结构例如可溶性纤维结构的表面可包含图案诸诸如非随机重复图案。纤维结构例如可溶性纤维结构可压印有压花图案。
在一个示例中，纤维结构可包含与纤维结构的其它部分不同的纤维元件的离散区域。纤维结构内的不同区域的非限制性示例描述于美国公布的专利申请2013/0171421和2013/0167305中，它们以引用方式并入本文。
本发明的纤维结构可包含多个颗粒，例如包含活性剂的颗粒、包含遏制剂的颗粒、和包含活性剂和遏制剂两者的颗粒。包含具有活性剂的颗粒的纤维结构的非限制示例描述于美国公布的专利申请2013/0172226中，其以引用方式并入本文。
本发明的纤维结构可按原样使用或可涂覆有一种或多种活性剂和/或一种或多种遏制剂。
本发明的一种或多种、和/或多种纤维元件可通过本领域已知的任何合适方法形成纤维结构。当纤维结构暴露于纤维元件和/或纤维结构的预期使用条件时，纤维结构可用于从本发明的纤维元件递送活性剂。
本发明的纤维结构可包含多个在组成方面相同或基本上相同的根据本发明的纤维元件。在另一个示例中，纤维结构可包含两个或更多个不同的根据本发明的纤维元件。纤维元件差异的非限制性示例可为物理差异诸如直径、长度、质地、形状、硬度、弹性等的差异；化学差异诸如交联水平、溶解度、熔点、Tg、活性剂、纤维元件成形材料、颜色、活性剂含量、纤维元件成形材料含量、纤维元件上任何涂层的存在、是否可生物降解、是否疏水性、接触角等；当纤维元件暴露于预期使用条件时纤维元件是否丧失其物理结构的差异；当纤维元件暴露于预期使用条件时纤维元件的形态是否改变的差异；以及当纤维元件暴露于预期使用条件时纤维元件释放一种或多种它的活性剂的速率的差异。在一个示例中，纤维结构内的两个或更多个纤维元件可包含相同的纤维元件成形材料，但是具有不同的活性剂。这可为其中不同的活性剂可能彼此不相容的情况，例如阴离子表面活性剂(诸如洗发剂活性剂)和阳离子表面活性剂(诸如毛发调理剂活性剂)。
本发明的纤维结构可包含形成该纤维结构的本发明纤维元件(例如长丝)的两个或更多个不同的层(在纤维结构的Z方向上)。一个层中的纤维元件可与另一个层中的纤维元件相同或不同。每个层可包含多个相同或基本上相同或不同的纤维元件。例如，可以比纤维结构内的其它纤维元件快的速率释放其活性剂的纤维元件可定位在纤维结构的外表面。除了纤维元件之外，一个或多个层还可包含一个或多个颗粒，例如含活性剂的颗粒和/或含遏制剂的颗粒，这些颗粒分散于整个层中和/或整个纤维结构中。此外和/或另选地，纤维结构的一个或多个表面可包含一种或多种活性剂和/或一种或多种遏制剂。
本发明纤维结构的用途的非限制性示例包括但不限于衣物洗涤烘干机基底、洗衣机基底、毛巾、硬质表面清洁和/或抛光基底、地面清洁和/或抛光基底、作为电池中的部件、婴儿擦拭物、成人擦拭物、女性卫生擦拭物、卫生纸擦拭物、窗清洁基底、油抑制剂和/或油清除剂基底、驱昆虫剂基底、游泳池化学基底、食品、口气清新剂、除臭剂、垃圾处理袋、包装膜和/或包裹物、伤口敷料、药物递送、建筑绝缘、作物和/或植物覆盖和/或铺垫、胶基底、护肤基底、毛发护理基底、空气护理基底、水处理基底和/或过滤器、抽水马桶清洁基底、糖果基底、宠物食品、牲畜铺垫、牙齿美白基底、地毯清洁基底、以及本发明活性剂的其它合适用途。
在一个示例中，本发明的纤维结构表现出如根据本文所述的溶解测试方法所测量的，约60秒(s)或更少，和/或约30s或更少，和/或约10s或更少，和/或约5s或更少，和/或约2.0s或更少，和/或约1.5s或更少的平均崩解时间。
在一个示例中，本发明的纤维结构表现出如根据本文所述的溶解测试方法所测量的，约600秒(s)或更少，和/或约400s或更少，和/或约300s或更少，和/或约200s或更少，和/或约175s或更少的平均溶解时间。
在一个示例中，本发明的纤维结构表现出如根据本文所述的溶解测试方法所测量的，约1.0秒/gsm(s/gsm)或更少，和/或约0.5s/gsm或更少，和/或约0.2s/gsm或更少，和/或约0.1s/gsm或更少，和/或约0.05s/gsm或更少，和/或约0.03s/gsm或更少的平均崩解时间/gsm样品。
在一个示例中，本发明的纤维结构表现出如根据本文所述的溶解测试方法所测量的，约10秒/gsm(s/gsm)或更少，和/或约5.0s/gsm或更少，和/或约3.0s/gsm或更少，和/或约2.0s/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样品。
在某些实施方案中，合适的纤维结构可具有0％至约20％的水含量(％水分)；在某些实施方案中，纤维结构可具有约1％至约15％的水含量；并且在某些实施方案中，如根据本文所述的水含量测试方法所测量的，纤维结构可具有约5％至约10％的水含量。
本发明的纤维元件和/或纤维结构与已知的纤维结构相比表现出改善的清洁性能，如下表1所示。
Figure BDA0001731404710000241
Figure BDA0001731404710000251
表1：
纤维元件
本发明的纤维元件诸如长丝和/或纤维包含一种或多种纤维元件成形材料和表现出如根据重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷。除了纤维元件成形材料和聚环氧乙烷之外，纤维元件还可包含一种或多种附加聚环氧乙烷，其表现出如根据重均分子量测试方法所测量的至少500,000g/mol的重均分子量。纤维元件还可包含诸如当纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构暴露于预期使用条件时，能够从纤维元件例如长丝释放的存在于纤维元件内的一种或多种活性剂。在一个示例中，存在于纤维元件中的一种或多种纤维元件成形材料的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计小于80％，并且存在于纤维元件中的一种或多种活性剂的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于20％。
在一个示例中，本发明的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计，约100％和/或大于95％和/或大于90％和/或大于85％和/或大于75％和/或大于50％的一种或多种纤维元件成形材料。例如，纤维元件成形材料可包含聚乙烯醇、淀粉、改性淀粉诸如丙氧基化淀粉和/或乙氧基化淀粉、改性的纤维素诸如羧甲基纤维素和/或羟丙基甲基纤维素、以及其它合适的聚合物，特别是羟基聚合物。
在另一个示例中，本发明的纤维元件包含一种或多种纤维元件成形材料、表现出如根据重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷、和一种或多种活性剂，其中存在于纤维元件中的纤维元件成形材料的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计为约5％至小于80％，并且存在于纤维元件中的活性剂的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计为大于20％至约95％。
在一个示例中，本发明的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计至少10％、和/或至少15％、和/或至少20％、和/或小于80％、和/或小于75％、和/或小于65％、和/或小于60％、和/或小于55％、和/或小于50％、和/或小于45％、和/或小于40％的纤维元件成形材料，以及基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于20％、和/或至少35％、和/或至少40％、和/或至少45％、和/或至少50％、和/或至少60％、和/或小于95％、和/或小于90％、和/或小于85％、和/或小于80％、和/或小于75％的活性剂。
在一个示例中，本发明的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计至少5％、和/或至少10％、和/或至少15％、和/或至少20％、和/或小于50％、和/或小于45％、和/或小于40％、和/或小于35％、和/或小于30％、和/或小于25％的纤维元件成形材料，以及基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于50％、和/或至少55％、和/或至少60％、和/或至少65％、和/或至少70％、和/或小于95％、和/或小于90％、和/或小于85％、和/或小于80％、和/或小于75％的活性剂。在一个示例中，本发明的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于80％的活性剂。
在另一个示例中，一种或多种纤维元件成形材料和活性剂以4.0或更小、和/或3.5或更小、和/或3.0或更小、和/或2.55或更小、和/或2.0或更小、和/或1.85或更小、和/或小于1.7、和/或小于1.6、和/或小于1.5、和/或小于1.3、和/或小于1.2、和/或小于1、和/或小于0.7、和/或小于0.5、和/或小于0.4、和/或小于0.3、和/或大于0.1、和/或大于0.15、和/或大于0.2的纤维元件成形材料的总含量对活性剂的重量比存在于纤维元件中。
在另一个示例中，本发明的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计约10％和/或约15％至小于80％的纤维元件成形材料，诸如聚乙烯醇聚合物、淀粉聚合物和/或羧甲基纤维素聚合物，以及基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于20％至约90％和/或至约85％的活性剂。纤维元件还可包含增塑剂诸如甘油和/或pH调节剂诸如柠檬酸。
在另一个示例中，本发明的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计约10％和/或约15％至小于80％的纤维元件成形材料，诸如聚乙烯醇聚合物、淀粉聚合物和/或羧甲基纤维素聚合物，以及基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于20％至约90％和/或至约85％的活性剂，其中纤维元件成形材料对活性剂的重量比为4.0或更小。纤维元件还可包含增塑剂诸如甘油和/或pH调节剂诸如柠檬酸。
在本发明的甚至另一个示例中，纤维元件包含一种或多种纤维元件成形材料和当纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构暴露于预期使用条件时能够释放和/或被释放的一种或多种活性剂，该活性剂选自：酶、漂白剂、助洗剂、螯合剂、感觉剂、分散剂以及它们的混合物。在一个示例中，纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计，小于95％和/或小于90％和/或小于80％和/或小于50％和/或小于35％和/或至约5％和/或至约10％和/或至约20％的纤维元件成形材料的总含量，以及基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计，大于5％和/或大于10％和/或大于20％和/或大于35％和/或大于50％和/或大于65％和/或至约95％和/或至约90％和/或至约80％的活性剂的总含量，该活性剂选自酶、漂白剂、助洗剂、螯合剂、香料、抗微生物剂、抗菌剂、抗真菌剂以及它们的混合物。在一个示例中，活性剂包括一种或多种酶。在另一个示例中，活性剂包括一种或多种漂白剂。在另一个示例中，活性剂包括一种或多种助洗剂。在另一个示例中，活性剂包括一种或多种螯合剂。在另一个示例中，活性剂包括一种或多种香料。在甚至另一个示例中，活性剂包括一种或多种抗微生物剂、抗菌剂和/或抗真菌剂。
在本发明的另一个示例中，本发明的纤维元件可包含如果它们变成空气传播时可产生健康和/或安全问题的活性剂。例如，纤维元件可用于抑制纤维元件内的酶变成空气传播的。
在一个示例中，本发明的纤维元件可为熔喷纤维元件。在另一个示例中，本发明的纤维元件可为纺粘纤维元件。在另一个示例中，在释放一种或多种其活性剂之前和/之后，纤维元件可为中空纤维元件。
本发明的纤维元件可为亲水性或疏水性的。纤维元件可经表面处理和/或内部处理以改变纤维元件的固有亲水性或疏水性特性。
在一个示例中，纤维元件表现出如根据本文所述的直径测试方法所测量的小于100μm和/或小于75μm和/或小于50μm和/或小于25μm和/或小于10μm和/或小于5μm和/或小于1μm的直径。在另一个示例中，本发明的纤维元件表现出如根据本文所述的直径测试方法所测量的大于1μm的直径。本发明的纤维元件的直径可用于控制存在于纤维元件中的一种或多种活性剂的释放速率和/或损失率和/或改变纤维元件的物理结构。
纤维元件可包含两种或更多种不同的活性剂。在一个示例中，纤维元件包含两种或更多种不同的活性剂，其中该两种或更多种不同的活性剂是彼此相容的。在另一个示例中，纤维元件包含两种或更多种不同的活性剂，其中该两种或更多种不同的活性剂是彼此不相容的。
在一个示例中，纤维元件可包含纤维元件内的活性剂和在纤维元件的外表面上的活性剂，诸如在纤维元件上的活性剂涂层。在纤维元件的外表面上的活性剂可以与存在于纤维元件中的活性剂相同或不同。如果不同，则活性剂可彼此相容或不相容。
在一个示例中，一种或多种活性剂可均匀地分布或基本上均匀地分布在整个纤维元件中。在另一个示例中，一种或多种活性剂可作为纤维元件内的离散区域分布。在另一个示例中，至少一种活性剂均匀地或基本上均匀地分布在整个纤维元件中，并且至少一种其它活性剂作为纤维元件内的一个或多个离散区域分布。在另一个示例中，至少一种活性剂作为纤维元件内的一个或多个离散区域分布，并且至少一种其它活性剂作为不同于纤维元件内的第一离散区域的一个或多个离散区域分布。
本发明的纤维结构和/或产品还可包含图形或标记，所述图形或标记向纤维结构和/或产品的使用者或观察者传达和/或传递所述纤维结构和/或产品包含一种或多种遏制剂。虽然对纤维结构和/或产品而言简单地包含一种或多种遏制剂是重要的，但传递存在一种或多种遏制剂和/或与一种或多种遏制剂预先缔合的视觉信号可有助于进一步实现减轻被人意外摄取的风险的目的。另选地，图形或标记本身可包括视觉信号图形和一种或多种遏制剂两者。包括图形和/或标记的纤维结构和/或产品的其它非限制性示例可见于2014年12月3日提交的美国专利申请14/558,829中，其以引用方式并入本文。
术语“图形”或“标记”是指可由图(例如线条)、符号或字符、单一颜色符号或字符、至少两种颜色的色差或过渡、多种颜色符号或字符等等构成的图像或设计。图形可包括美观图像或设计，当观察所述图像或设计时，它们可提供某些有益效果。图形可为摄影图像的形式。图形也可为1维(1-D)或2维(2-D)条形码或快速响应(QR)条形码的形式。图形设计由以下因素决定：例如，图形中所用的一种或多种颜色(单种纯墨色或专色以及调成的印刷色)、整个图形(或图形组件)的尺寸、图形(或图形组件)的位置、图形(或图形组件)的运动、图形(或图形组件)的几何形状、图形中的颜色数目、图形中的颜色组合的变型、所印刷的图形数目、图形中的一种或多种颜色消失、和图形中的文字讯息内容。
纤维元件成形材料
纤维元件成形材料是任何合适的材料，诸如表现出适于诸如通过纺丝工艺制备纤维元件的特性的聚合物或能够产生聚合物的单体。
在一个示例中，纤维元件成形材料可包含极性溶剂可溶的材料，诸如醇溶性材料和/或水溶性材料。
在另一个示例中，纤维元件成形材料可包含非极性溶剂可溶的材料。
在另一个示例中，长丝成形材料可包含极性溶剂可溶的材料并且不含(基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计小于5％和/或小于3％和/或小于1％和/或0％)非极性溶剂可溶的材料。
在另一个示例中，纤维元件成形材料可以为成膜材料。在另一个示例中，纤维元件成形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，纤维元件成形材料可包含选自下列的聚合物：衍生自丙烯酸类单体诸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、普鲁兰、明胶、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和羧甲基纤维素。
在另一个示例中，纤维元件成形材料可包含选自下列的聚合物：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、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、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，纤维元件成形材料包含选自下列的聚合物：普鲁兰、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、藻酸钠、黄原胶、黄蓍胶、瓜尔胶、金合欢胶、阿拉伯树胶、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、甲壳质、果聚糖、爱生兰、胶原、明胶、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。
极性溶剂可溶的材料
极性溶剂可溶的材料的非限制性示例包括极性溶剂可溶的聚合物。极性溶剂可溶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，极性溶剂可溶的聚合物表现出至少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，极性溶剂可溶的聚合物选自：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、水溶性可生物降解的聚合物、水溶性不可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，水溶性聚合物包括淀粉。在另一个示例中，水溶性聚合物包括聚乙烯醇和淀粉。
a.水溶性羟基聚合物-根据本发明的水溶性羟基聚合物的非限制性示例包括多元醇，诸如聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、聚乙烯醇共聚物、淀粉、淀粉衍生物、淀粉共聚物、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、脱乙酰壳多糖共聚物、纤维素衍生物诸如纤维素醚和纤维素酯衍生物、纤维素共聚物、半纤维素、半纤维素衍生物、半纤维素共聚物、树胶、阿拉伯聚糖、半乳聚糖、蛋白质和多种其它多糖、以及它们的混合物。
在一个示例中，本发明的水溶性羟基聚合物包括多糖。
如本文所用，“多糖”是指天然多糖和多糖衍生物和/或改性多糖。合适的水溶性多糖包括但不限于淀粉、淀粉衍生物、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物、树胶、阿拉伯聚糖、半乳聚糖以及它们的混合物。水溶性多糖可表现出约10,000g/mol至约40,000,000g/mol、和/或大于100,000g/mol、和/或大于1,000,000g/mol、和/或大于3,000,000g/mol、和/或大于3,000,000g/mol至约40,000,000g/mol的重均分子量。
水溶性多糖可包含非纤维素和/或非纤维素衍生物和/或非纤维素共聚物水溶性多糖。此类非纤维素水溶性多糖可选自：淀粉、淀粉衍生物、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物、树胶、阿拉伯聚糖、半乳聚糖以及它们的混合物。
在另一个示例中，本发明的水溶性羟基聚合物包含非热塑性聚合物。
水溶性羟基聚合物可具有约10,000g/mol至约40,000,000g/mol、和/或大于100,000g/mol、和/或大于1,000,000g/mol、和/或大于3,000,000g/mol、和/或大于3,000,000g/mol至约40,000,000g/mol的重均分子量。较高分子量和较低分子量的水溶性羟基聚合物可与具有某个期望重均分子量的羟基聚合物组合使用。
水溶性羟基聚合物诸如天然淀粉的熟知改性包括化学改性和/或酶改性。例如，天然淀粉可被酸解、羟乙基化、羟丙基化和/或氧化。此外，水溶性羟基聚合物还可包含臼齿形玉米淀粉。
天然存在的淀粉一般是线性直链淀粉和D-葡萄糖单元的支化支链淀粉聚合物的混合物。直链淀粉是通过(1,4)-α-D键连接的D-葡萄糖单元的基本上线型聚合物。支链淀粉是通过(1,4)-α-D键和(1,6)-α-D键在支化点处连接的D-葡萄糖单元的高度支化聚合物。天然存在的淀粉通常包含相对高含量的支链淀粉，例如玉米淀粉(64-80％支链淀粉)、蜡质玉米(93-100％支链淀粉)、稻(83-84％支链淀粉)、马铃薯(约78％支链淀粉)和小麦(73-83％支链淀粉)。虽然所有淀粉是本文潜在可用的，本发明最常用的是高支链淀粉的天然淀粉，其来源于农业来源，这具有供应充足、易于补充和廉价的优点。
如本文所用，“淀粉”包括任何天然存在的未改性淀粉、改性淀粉、合成淀粉、以及它们的混合物，以及直链淀粉或支链淀粉部分的混合物；所述淀粉可通过物理、化学、或生物学方法、或它们的组合进行改性。本发明对未改性或改性淀粉的选择可取决于期望的最终产物。在本发明的一个实施方案中，可用于本发明的淀粉或淀粉混合物具有按淀粉或其混合物的重量计约20％至约100％，更典型地约40％至约90％，甚至更典型地约60％至约85％的支链淀粉含量。
合适的天然存在的淀粉可包括但不限于玉米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉、西谷椰子淀粉、木薯淀粉、稻淀粉、大豆淀粉、竹竽淀粉、支链淀粉(amioca starch)、蕨淀粉、藕淀粉、蜡质玉米淀粉和高直链淀粉玉米淀粉。天然存在的淀粉尤其是玉米淀粉和小麦淀粉是优选的淀粉聚合物，这是因为它们的经济性和可用性。
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、苯基烯丙基醚磺酸钠、苯基甲代烯丙基醚磺酸钠、2-丙烯酰氨基-甲基丙磺酸(AMP)、偏二氯乙烯、氯乙烯、乙烯胺和多种丙烯酸酯。
在一个示例中，水溶性羟基聚合物选自：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SekisuiSpecialty Chemicals America，LLC(Dallas，TX)以商品名
Figure BDA0001731404710000321
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Dow Chemical Company(Midland，MI)以商品名
Figure BDA0001731404710000322
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。
b.水溶性热塑性聚合物-合适的水溶性热塑性聚合物的非限制性示例包括热塑性淀粉和/或淀粉衍生物、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚己内酯、聚酯酰胺和某些聚酯、以及它们的混合物。
本发明的水溶性热塑性聚合物可为亲水性的或疏水性的。水溶性热塑性聚合物可经表面处理和/或内部处理以改变热塑性聚合物的固有亲水性或疏水性特性。
水溶性热塑性聚合物可包含可生物降解的聚合物。
可使用热塑性聚合物的任何合适的重均分子量。例如，根据本发明的热塑性聚合物的重均分子量大于约10,000g/mol、和/或大于约40,000g/mol、和/或大于约50,000g/mol、和/或小于约500,000g/mol、和/或小于约400,000g/mol、和/或小于约200,000g/mol。
非极性溶剂可溶的材料
非极性溶剂可溶的材料的非限制性示例包括非极性溶剂可溶的聚合物。合适的非极性溶剂可溶的材料的非限制性示例包括纤维素、甲壳质、甲壳质衍生物、聚烯烃、聚酯、它们的共聚物、以及它们的混合物。聚烯烃的非限制性示例包括聚丙烯、聚乙烯以及它们的混合物。聚酯的非限制性示例包括聚对苯二甲酸乙二醇酯。
非极性溶剂可溶的材料可包括不可生物降解的聚合物诸如聚丙烯、聚乙烯和某些聚酯。
可使用热塑性聚合物的任何合适的重均分子量。例如，根据本发明的热塑性聚合物的重均分子量大于约10,000g/mol、和/或大于约40,000g/mol、和/或大于约50,000g/mol、和/或小于约500,000g/mol、和/或小于约400,000g/mol、和/或小于约200,000g/mol。
聚环氧乙烷
本发明的纤维元件包含表现出如根据重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷。
聚环氧乙烷(第一聚环氧乙烷)可表现出如根据重均分子量测试方法所测量的大于25,000g/mol但小于500,000g/mol和/或大于35,000g/mol但小于400,000g/mol和/或至少50,000g/mol但小于400,000g/mol和/或至少50,000g/mol但小于350,000g/mol和/或至少75,000g/mol但小于300,000g/mol和/或至少75,000g/mol但小于250,000g/mol和/或至少90,000g/mol但小于250,000g/mol和/或至少100,000g/mol至约200,000g/mol和/或的重均分子量。
除上述第一聚环氧乙烷之外，纤维元件还可包含第二聚环氧乙烷。第二聚环氧乙烷表现出如根据重均分子量测试方法所测量的至少500,000g/mol和/或至少500,000g/mol至小于25,000,000g/mol和/或至少750,000g/mol至小于15,000,000g/mol和/或至少750,000g/mol至小于10,000,000g/mol和/或至少1,000,000g/mol至小于10,000,000g/mol和/或至少2,000,000g/mol至小于8,000,000g/mol和/或至少2,000,000g/mol至小于4,000,000g/mol和/或的重均分子量。
第二聚环氧乙烷可起到延伸助剂的作用。
在一个示例中，当存在时，第一聚环氧乙烷和第二聚环氧乙烷以至少1:2和/或至少1:1和/或至少1.5:1和/或至少2:1和/或至少3:1和/或至少5:1和/或至少10:1和/或至少50:1和/或100:1的第一聚环氧乙烷对第二聚环氧乙烷的重量比存在于纤维元件中。
在一个示例中，第一聚环氧乙烷存在于纤维元件中，其含量为基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计至少0.01％和/或约0.01％至约25％和/或约0.05％至约20％和/或约0.5％至约15％和/或约0.5％至约10％和/或约0.5％至约5％。
在另一个示例中，第二聚环氧乙烷存在于纤维元件中，其含量为基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计至少0.001％和/或约0.001％至约15％和/或约0.005％至约10％和/或约0.01％至约5％和/或约0.05％至约1％和/或约0.05％至约0.7％。
活性剂
活性剂是一类经设计且旨在向除了纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构本身之外的某些物质提供有益效果，诸如向纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构外部的环境提供有益效果的添加剂。活性剂可为任何合适的添加剂，其在纤维元件的预期使用条件下产生预期效应。例如，活性剂可选自：个人清洁和/或调理剂，诸如毛发护理剂如洗发剂和/或毛发着色剂、毛发调理剂、护肤剂、防晒剂、和皮肤调理剂；衣物洗涤护理和/或调理剂诸如织物护理剂、织物调理剂、织物软化剂、织物抗皱剂、织物护理抗静电剂、织物护理去污剂、去垢剂、分散剂、抑泡剂、促泡剂、消泡剂、和织物清新剂；液体和/或粉末餐具洗涤剂(用于手洗餐具洗涤和/或自动餐具洗涤机应用)、硬质表面护理剂和/或调理剂和/或抛光剂；其它清洁和/或调理剂诸如抗微生物剂、抗菌剂、抗真菌剂、织物调色剂、香料、漂白剂(诸如氧漂白剂、过氧化氢、过碳酸盐漂白剂、过硼酸盐漂白剂、氯漂白剂)、漂白活化剂、螯合剂、助洗剂、洗剂、增白剂、空气护理剂、地毯护理剂、染料转移抑制剂、粘土去污剂、抗再沉积剂、聚合物去垢剂、聚合物分散剂、烷氧基化多胺聚合物、烷氧基化聚羧酸盐聚合物、两亲性接枝共聚物、溶解助剂、缓冲体系、水软化剂、水硬化剂、pH调节剂、酶、絮凝剂、泡腾剂、防腐剂、美容剂、卸妆剂、发泡剂、沉积助剂、聚集体形成剂、粘土、增稠剂、胶乳、二氧化硅、干燥剂、气味控制剂、止汗剂、凉爽剂、加温剂、吸收凝胶剂、抗炎剂、染料、颜料、酸、和碱；液体处理活性剂；农业活性剂；工业活性剂；可摄取的活性剂诸如药剂、牙齿美白剂、牙齿护理剂、漱口剂、牙周牙龈护理剂、食用剂、膳食剂、维生素、矿物；水处理剂诸如水澄清和/或水消毒剂、以及它们的混合物。
合适的美容剂、护肤剂、皮肤调理剂、毛发护理剂、和毛发调理剂的非限制性示例在CTFA Cosmetic Ingredient Handbook，第二版，The Cosmetic，Toiletries，andFragrance Association，Inc.1988，1992中进行了描述。
一种或多种类别的化学品可用于上文列出的活性剂中的一种或多种。例如，表面活性剂可用于上述任何数目的活性剂。同样地，漂白剂可用于织物护理、硬质表面清洁、餐具洗涤以及甚至牙齿美白。因此，本领域的普通技术人员将会知道将基于纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构的期望的预期用途来选择活性剂。
例如，如果纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构待用于毛发护理和/或调理，则可选择一种或多种合适的表面活性剂，诸如起泡表面活性剂，以在暴露于纤维元件和/或颗粒和/或掺入纤维元件和/或颗粒的纤维结构的预期使用条件时向消费者提供期望的有益效果。
在一个示例中，如果纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构被设计或旨在用于在衣物洗涤操作中洗涤衣物时，则可选择一种或多种合适的表面活性剂和/或酶和/或助洗剂和/或香料和/或抑泡剂和/或漂白剂，以在暴露于纤维元件和/或颗粒和/或掺入纤维元件和/或颗粒的纤维结构的预期使用条件时向消费者提供期望的有益效果。在另一个示例中，如果纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构被设计用于在洗涤操作中洗涤衣物和/或在餐具洗涤操作中清洁餐具时，则纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构可包含衣物洗涤剂组合物或餐具洗涤剂组合物或用于此类组合物中的活性剂。在另一个示例中，如果纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构被设计用于清洁和/或消毒抽水马桶，则纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构可包含抽水马桶清洁组合物和/或泡腾组合物和/或用于此类组合物中的活性剂。
在一个示例中，活性剂选自：表面活性剂、漂白剂、酶、抑泡剂、促泡剂、织物软化剂、义齿清洁剂、毛发清洁剂、毛发护理剂、个人健康护理剂、调色剂、以及它们的混合物。
在一个示例中，活性剂选自：C12-C22脂肪醇、脂肪酸、山嵛基三甲基硫酸甲酯铵、苄基三甲基氯化铵、硬脂酰氨基丙基二甲胺。
表面活性剂
合适的表面活性剂的非限制性示例包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂、以及它们的混合物。辅助表面活性剂也可包含在长丝中。对于设计用作衣物洗涤剂和/或餐具洗涤剂的长丝，表面活性剂的总含量将足以提供清洁，所述清洁包括去除污渍和/或气味，并且一般在约0.5％至约95％的范围内。此外，包含两种或更多种表面活性剂且被设计用于用于衣物洗涤剂和/或餐具洗涤剂的长丝中的表面活性剂体系可包括所有阴离子表面活性剂体系、包含阴离子-非离子表面活性剂混合物、或非离子-阳离子表面活性剂混合物或低发泡非离子表面活性剂的混合型表面活性剂体系。
本文的表面活性剂可为直链或支化的。在一个示例中，合适的直链表面活性剂包括来源于农用化学品油诸如椰子油、棕榈仁油、大豆油、或其它基于植物的油的那些。
a.阴离子表面活性剂
合适的阴离子表面活性剂的非限制性示例包括烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、支化的烷基硫酸盐、支化的烷基烷氧基化物、支化的烷基烷氧基化物硫酸盐、中链支化的烷基芳基磺酸盐、硫酸化单酸甘油酯、磺化烯烃、烷基芳基磺酸盐、伯烷烃或仲烷烃磺酸盐、磺基琥珀酸烷基酯、酰基牛磺酸盐、酰基羟乙基磺酸盐、烷基甘油基醚磺酸盐、磺化甲酯、磺化脂肪酸、烷基磷酸盐、酰基谷氨酸盐、酰基肌氨酸盐、磺基乙酸烷基酯、酰化肽、烷基醚羧酸盐、酰基乳酸盐、阴离子含氟表面活性剂、月桂酰谷氨酸钠、以及它们的组合。
适用于本文的烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐包括具有相应的式ROSO3M和RO(C2H4O)xSO3M的材料，其中R为具有约8个至约24个碳原子的烷基或烯基，x为1至10，并且M为水溶性阳离子诸如铵、钠、钾和三乙醇胺。其它合适的阴离子表面活性剂在McCutcheon的“Detergents and Emulsifiers”北美版(1986年，Allured Publishing Corp.)和McCutcheon’s“Functional Materials”，北美版(1992)，Allured Publishing Corp中有所描述。
在一个示例中，用于本发明的长丝中的阴离子表面活性剂包括C9-C15烷基苯磺酸盐(LAS)、C8-C20烷基醚硫酸盐例如烷基聚(乙氧基)硫酸盐、C8-C20烷基硫酸盐、以及它们的混合物。其它阴离子表面活性剂包括甲酯磺酸盐(MES)、仲烷烃磺酸盐、甲酯乙氧基化物(MEE)、磺化酸酐、以及它们的混合物。
在另一个示例中，阴离子表面活性剂选自：C11-C18烷基苯磺酸盐(“LAS”)以及伯、支链和无规C10-C20烷基硫酸盐(“AS”)、式CH3(CH2)x(CHOSO3 -M+)CH3和CH3(CH2)y(CHOSO3 -M+)CH2CH3的C10-C18仲(2,3)烷基硫酸盐，其中x和(y+1)是至少约7和/或至少约9的整数，并且M是水增溶阳离子，尤其是钠、不饱和硫酸盐诸如油基硫酸盐、C10-C18α-磺化脂肪酸酯、C10-C18硫酸化烷基多苷、C10-C18烷基烷氧基硫酸盐(“AExS”)，其中x为1-30、以及C10-C18烷基烷氧基羧酸盐，例如包含1-5个乙氧基单元、中链支化的烷基硫酸盐，如US 6,020,303和US 6,060,443所讨论的；中链支化的烷基烷氧基硫酸盐，如US 6,008,181和US 6,020,303所讨论的；如WO 99/05243、WO 99/05242和WO 99/05244所讨论的改性的烷基苯磺酸盐(MLAS)；甲酯磺酸盐(MES)；和α烯烃磺酸盐(AOS)。
其它可使用的合适阴离子表面活性剂是烷基酯磺酸盐表面活性剂，包括C8-C20羧酸(即，脂肪酸)的磺化直链酯。其它可使用的合适阴离子表面活性剂包括皂盐、C8-C22伯仲链烷磺酸酯、C8-C24烯烃磺酸酯、磺化多元羧酸、C8-C24烷基聚乙二醇醚硫酸盐(包含至多10摩尔亚乙基氧)；烷基甘油磺酸盐、脂肪酰甘油磺酸盐、脂肪油酰甘油硫酸盐、烷基酚环氧乙烷醚硫酸盐、石蜡磺酸盐、烷基磷酸盐、羟乙基磺酸盐诸如酰基羟乙基磺酸盐、N-酰基牛磺酸盐、烷基琥珀酰胺酸盐和磺基琥珀酸盐、磺基琥珀酸单酯(例如饱和及不饱和的C12-C18单酯)和磺基琥珀酸二酯(例如饱和及不饱和的C6-C12二酯)、烷基多醣的硫酸盐诸如烷基多聚葡萄糖苷硫酸盐、和烷基多乙氧基羧酸盐诸如式RO(CH2CH2O)k-CH2COO-M+的那些，其中R是C8-C22烷基，k为0至10的整数，并且M为可溶性成盐阳离子。
其它示例性阴离子表面活性剂为C10-C16烷基苯磺酸的碱金属盐，诸如C11-C14烷基苯磺酸的碱金属盐。在一个示例中，烷基是直链的。此类直链烷基苯磺酸盐被称为“LAS”。此类表面活性剂和它们的制备方法描述于例如美国专利2,220,099和2,477,383中。在另一个示例中，直链烷基苯磺酸盐包括线性直链烷基苯磺酸钠和/或钾，其中烷基上的平均碳原子数为约11至14。C11-C14LAS例如C12LAS钠是此类表面活性剂的具体示例。
另一种示例性类型的阴离子表面活性剂包括直链或支化的乙氧基化的烷基硫酸盐表面活性剂。此类材料还被称为烷基醚硫酸盐或烷基多乙氧基化硫酸盐，它们是符合式：R'-O-(C2H4O)n-SO3M的那些，其中R'为C8-C20烷基，n为约1至20，并且M为成盐阳离子。在一个具体的实施方案中，R'为C10-C18烷基，n为约1至15，并且M为钠、钾、铵、烷基铵、或链烷醇铵。在更具体的实施方案中，R'为C12-C16，n为约1至6，并且M为钠。通常以混合物的形式使用烷基醚硫酸盐，所述混合物包含不同的R'链长和不同的乙氧基化度。通常，上述混合物还将不可避免地包含某些非乙氧基化烷基硫酸盐材料，即，上述乙氧基化烷基硫酸盐式中n＝0的表面活性剂。非乙氧基化烷基硫酸盐还可单独加入本发明组合物中，并且用作或用于可能存在的任何阴离子表面活性剂组分中。非烷氧基化(例如非乙氧基化)烷基醚硫酸盐表面活性剂的具体示例是通过高级C8-C20脂肪醇的硫酸盐化作用制得的那些。常规的伯烷基硫酸盐表面活性剂具有通式：R”OSO3 -M+，其中R”通常为C8-C20烷基，其可以是直链或支链的，并且M为水增溶阳离子。在具体的实施方案中，R”为C10-C15烷基，并且M为碱金属，更具体地讲，R”为C12-C14烷基，并且M为钠。具体地，可用于本文的阴离子表面活性剂的非限制性示例包括a)C11-C18烷基苯磺酸盐(LAS)；b)C10-C20伯、支链和无规烷基硫酸盐(AS)；c)C10-C18仲(2,3)-烷基硫酸盐，其具有下式：
Figure BDA0001731404710000381
或者
Figure BDA0001731404710000382
其中M为氢或提供电中性的阳离子，并且所有的M单元，无论是与表面活性剂还是辅助成分缔合，均可以为氢原子或阳离子，这取决于被技术人员分离的形式或在其中使用化合物的体系的相对pH，其中合适阳离子的非限制性示例包括钠、钾、铵、以及它们的混合物，并且x是至少7和/或至少约9的整数，并且y是至少8和/或至少9的整数；d)C10-C18烷基烷氧基硫酸盐(AEzS)，其中z例如为1-30；e)C10-C18烷基烷氧基羧酸盐，诸如包含1至5个乙氧基单元的那些；f)中链支化的烷基硫酸盐，如美国专利6,020,303和6,060,443所讨论的；g)中链支化的烷基烷氧基硫酸盐，如美国专利6,008,181和6,020,303所讨论的；h)改性的烷基苯磺酸盐(MLAS)，如WO 99/05243、WO 99/05242、WO 99/05244、WO 99/05082、WO 99/05084、WO 99/05241、WO 99/07656、WO 00/23549和WO 00/23548所讨论的；i)甲酯磺酸盐(MES)；和j)α-烯烃磺酸盐(AOS)。
b.阳离子表面活性剂
合适的阳离子表面活性剂的非限制示例包括但不限于具有式(I)的那些：
Figure BDA0001731404710000391
其中R1、R2、R3、和R4各自独立地选自(a)具有1至26个碳原子的脂族基团，或(b)具有至多22个碳原子的芳族基团、烷氧基、聚氧化亚烷基、烷基酰氨基、羟烷基、芳基或烷基芳基基团；并且X为成盐阴离子，诸如选自卤素(例如氯离子、溴离子)、乙酸根、柠檬酸根、乳酸根、乙醇酸根、磷酸根、硝酸根、硫酸根、和烷基硫酸根基团的那些。在一个示例中，烷基硫酸根基团为甲基硫酸根和/或乙基硫酸根。
具有通式(I)的合适的季铵阳离子表面活性剂可包括鲸蜡基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵(BTAC)、硬脂基三甲基氯化铵、鲸蜡基氯化吡啶、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、辛基二甲基苄基氯化铵、癸基二甲基苄基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、双癸基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、双硬脂基二甲基氯化铵、牛油基三甲基氯化铵、椰油基三甲基氯化铵、2-乙基己基硬脂基二甲基氯化铵、二棕榈酰乙基二甲基氯化铵、PEG-2油基氯化铵、以及这些的盐，其中氯离子被卤素(例如溴离子)、乙酸根、柠檬酸根、乳酸根、乙醇酸根、磷酸根、硝酸根、硫酸根、或烷基硫酸根替代。
合适的阳离子表面活性剂的非限制性示例可以商品名
Figure BDA0001731404710000402
从Akzo NobelSurfactants(Chicago，IL)商购获得。
在一个示例中，合适的阳离子表面活性剂包括季铵表面活性剂，例如具有至多26个碳原子的表面活性剂，包括：如US 6,136,769中所讨论的烷氧基化季铵(AQA)表面活性剂；如6,004,922中所讨论的二甲基羟乙基季铵；二甲基羟乙基月桂基氯化铵；如WO 98/35002、WO 98/35003、WO 98/35004、WO 98/35005和WO 98/35006中所讨论的多胺阳离子表面活性剂；如美国专利4,228,042、4,239,660、4,260,529和US 6,022,844中所讨论的阳离子酯表面活性剂；以及如US 6,221,825和WO 00/47708中所讨论的氨基表面活性剂，例如酰氨基丙基二甲胺(APA)。
其它合适的阳离子表面活性剂包括伯、仲和叔脂肪胺的盐。在一个实施方案中，此类胺的烷基具有约12个至约22个碳原子，并且可为取代或未取代的。这些胺通常与酸组合使用以提供阳离子物质。
阳离子表面活性剂可包括阳离子酯表面活性剂，其具有下式：
Figure BDA0001731404710000401
其中R1为C5-C31直链或支链烷基、烯基或烷芳基链或M-.N+(R6R7R8)(CH2)s；X和Y独立地选自：COO、OCO、O、CO、OCOO、CONH、NHCO、OCONH和NHCOO，其中X或Y中的至少一者是COO、OCO、OCOO、OCONH或NHCOO基团；R2、R3、R4、R6、R7和R8独立地选自具有1至4个碳原子的烷基、烯基、羟烷基、羟基烯基和烷芳基基团；并且R5独立地为氢或C1-C3烷基；其中m、n、s和t的值独立地处于0至8的范围内，b的值处于0至20的范围内，并且a、u和v的值独立地为0或1，前提条件是u或v中的至少一者必须是1；并且其中M是抗衡阴离子。在一个示例中，R2、R3、和R4独立地选自CH3和-CH2CH2OH。在另一个示例中，M选自：卤离子、甲基硫酸根、硫酸根、硝酸根、氯离子、溴离子、或碘离子。
可选择本发明的阳离子表面活性剂用于个人清洁应用。在一个示例中，考虑到易于漂洗感、流变学和湿调理有益效果之间的平衡，此类阳离子表面活性剂可包含在长丝和/或纤维中，其总含量为按重量计约0.1％至约10％和/或约0.5％至约8％和/或约1％至约5％和/或约1.4％至约4％。包括单烷基链阳离子表面活性剂和二烷基链阳离子表面活性剂在内的多种阳离子表面活性剂可用于本发明的组合物中。在一个示例中，为了提供所期望的凝胶基质和湿调理有益效果，阳离子表面活性剂包括单烷基链阳离子表面活性剂。为了提供均衡的湿调理有益效果，单烷基阳离子表面活性剂是具有一个长烷基链的那些，该烷基链在其烷基基团中具有12个至22个碳原子、和/或16个至22个碳原子、和/或18个至22个碳原子。与氮连接的其它基团独立地选自具有1个至约4个碳原子的烷基、或具有至多约4个碳原子的烷氧基、聚氧化亚烷基、烷基酰氨基、羟烷基、芳基或烷基芳基基团。此类单烷基阳离子表面活性剂包括例如单烷基季铵盐和单烷基胺。单烷基季铵盐包括例如具有非官能化长烷基链的那些。单烷基胺包括例如单烷基酰氨基胺及其盐。其它阳离子表面活性剂诸如二烷基链阳离子表面活性剂也可单独使用，或与单烷基链阳离子表面活性剂组合使用。此类二烷基链阳离子表面活性剂包括，例如，二烷基(14-18)二甲基氯化铵、二牛油烷基二甲基氯化铵、二氢化牛油烷基二甲基氯化铵、二硬脂基二甲基氯化铵和双十六烷基二甲基氯化铵。
在一个示例中，阳离子酯表面活性剂在衣物洗涤条件下是可水解的。
c.非离子表面活性剂
合适的非离子表面活性剂的非限制性示例包括烷氧基化醇(AE)和烷基酚、多羟基脂肪酸酰胺(PFAA)、烷基多苷(APG)、C10-C18甘油醚等。
在一个示例中，可用于本发明的非离子表面活性剂的非限制性示例包括：C12-C18烷基乙氧基化物，诸如得自Shell的
Figure BDA0001731404710000411
非离子表面活性剂；C6-C12烷基酚烷氧基化物，其中烷氧基化物单元是亚乙基氧和亚丙基氧单元的混合物；C12-C18醇和C6-C12烷基酚与亚乙基氧/亚丙基氧嵌段烷基多胺乙氧基化物的缩合物，诸如得自BASF的
Figure BDA0001731404710000412
C14-C22中链支化的醇BA，如US 6,150,322所讨论的；C14-C22中链支化的烷基烷氧基化物BAEx，其中x为1至30，如US 6,153,577、US 6,020,303和US 6,093,856所讨论的；烷基多醣，如在1986年1月26日公布的Llenado的US 4,565,647中所讨论的；具体地是如US 4,483,780和US 4,483,779中所讨论的的烷基多苷；多羟基洗涤剂酸酰胺，如US 5,332,528所讨论的；和如US 6,482,994和WO 01/42408所讨论的的醚封端的聚(烷氧基化)醇表面活性剂。
适用于本发明的可商购获得的非离子表面活性剂的示例包括：
Figure BDA0001731404710000421
15-S-9(C11-C15直链醇与9摩尔环氧乙烷的缩合产物)和
Figure BDA0001731404710000422
24-L-6NMW(C12-C14伯醇与具有窄分子量分布的6摩尔环氧乙烷的缩合产物)，它们均由Dow Chemical Company销售；售自Shell Chemical Company的
Figure BDA0001731404710000423
45-9(C14-C15直链醇与9摩尔环氧乙烷的缩合产物)、
Figure BDA0001731404710000424
23-3(C12-C13直链醇与3摩尔环氧乙烷的缩合产物)、
Figure BDA0001731404710000426
45-7(C14-C15直链醇与7摩尔环氧乙烷的缩合产物)和
Figure BDA0001731404710000425
45-5(C14-C15直链醇与5摩尔环氧乙烷的缩合产物)；售自Procter&Gamble Company的
Figure BDA0001731404710000427
EOB(C13-C15醇与9摩尔环氧乙烷的缩合产物)；以及售自Hoechst的Genapol LA O3O或O5O(C12-C14醇与3或5摩尔环氧乙烷的缩合产物)。非离子表面活性剂可表现出的HLB范围为约8至约17和/或约8至约14。还可使用与环氧丙烷和/或环氧丁烷的缩合产物。
可用于本发明的半极性非离子表面活性剂的非限制性示例包括：水溶性氧化胺，其包含一个具有约10至约18个碳原子的烷基部分，和2个选自包含约1至约3个碳原子的烷基部分和羟烷基部分的部分；水溶性氧化膦，其包含一个具有约10至约18个碳原子的烷基部分和2个选自包含约1至约3个碳原子的烷基部分和羟烷基部分的部分；和水溶性亚砜，其包含一个具有约10至约18个碳原子的烷基部分和一个选自具有约1至约3个碳原子的烷基部分和羟烷基部分的部分。参见WO 01/32816、US 4,681,704和US 4,133,779。
可用于本发明的另一类非离子表面活性剂包括多羟基脂肪酸酰胺表面活性剂，其具有下式：
Figure BDA0001731404710000431
其中R1是氢、或C1-4烃基、2-羟乙基、2-羟丙基、或它们的混合物，R2是C5-31烃基，并且Z是多羟基烃基，其具有带有直接连接到该链的至少3个羟基的直链烃基链，或它们的烷氧基化衍生物。在一个示例中，R1是甲基，R2是直链C11-15烷基或C15-17烷基或烯基诸如椰子烷基或它们的混合物，并且Z衍生自发生还原胺化反应的还原糖诸如葡萄糖、果糖、麦芽糖、乳糖。典型的示例包括C12-C18和C12-C14N-甲基葡糖胺。
烷基多糖表面活性剂也可用作本发明的非离子表面活性剂。
烷基酚的聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和聚环氧丁烷缩合物也适用作本发明的非离子表面活性剂。这些化合物包括烷基酚的缩合产物，该烷基酚具有的烷基包含约6个至约14个碳原子，与环氧烷形成直链或支链的构型。这种类型的可商购获得的非离子表面活性剂包括
Figure BDA0001731404710000433
CO-630，其售自GAF Corporation；和
Figure BDA0001731404710000432
X-45、X-114、X-100以及X-102，它们均售自Dow Chemical Company。
对于自动餐具洗涤应用，可使用低发泡非离子表面活性剂。合适的低发泡非离子表面活性剂在US 7,271,138第7栏第10行至第7栏第60行中公开。
其它合适的非离子表面活性剂的示例是可商购获得的
Figure BDA0001731404710000434
表面活性剂，其售自BASF；可商购获得的
Figure BDA0001731404710000435
化合物，其售自BASF；以及可商购获得的
Figure BDA0001731404710000436
表面活性剂，其售自BASF。
d.两性离子表面活性剂
两性离子或两性电解质表面活性剂的非限制性示例包括：仲胺和叔胺的衍生物；杂环仲胺和叔胺的衍生物；或者季铵、季鏻或叔锍化合物的衍生物。两性离子表面活性剂的示例参见美国专利3,929,678第19栏第38行至第22栏第48行；甜菜碱，其包括烷基二甲基甜菜碱和椰油二甲基酰胺丙基甜菜碱、C8至C18(例如C12至C18)氧化胺以及磺基和羟基甜菜碱，诸如N-烷基-N,N-二甲基铵-1-丙烷磺酸盐，其中烷基基团可为C8至C18并且在某些实施方案中为C10至C14。
e.两性表面活性剂
两性表面活性剂的非限制性示例包括：仲胺或叔胺的脂族衍生物、或杂环仲胺和叔胺的脂族衍生物(其中脂族基团可以为直链或支链)、以及它们的混合物。脂族取代基之一可包含至少约8个碳原子，例如约8个至约18个碳原子，并且至少一个包含阴离子水增溶性基团，例如羧基、磺酸根、硫酸根。合适两性表面活性剂的示例参见美国专利3,929,678第19栏第18行至35行。
f.辅助表面活性剂
除了上述表面活性剂之外，长丝也可包含辅助表面活性剂。对于衣物洗涤剂和/或餐具洗涤剂，它们通常包含多种类型表面活性剂的混合物，从而获得对多种污垢和污渍以及在多种使用条件下的广泛清洁性能。广泛的这些辅助表面活性剂可用于本发明的长丝中。阴离子、非离子、两性电解质和两性离子类别和这些辅助表面活性剂物质的典型列表在上文中给出，并且也可见于美国专利3,664,961。换句话讲，本文的表面活性剂体系也可包含一种或多种辅助表面活性剂，其选自非离子、阳离子、阴离子、两性离子或它们的混合物。辅助表面活性剂的选择可取决于所期望的有益效果。该表面活性剂体系可包含按组合物重量计0％至约10％，或约0.1％至约5％，或约1％至约4％的其它辅助表面活性剂。
g.胺中和的阴离子表面活性剂
本发明的阴离子表面活性剂和/或阴离子辅助表面活性剂可以酸形式存在，可将其中和以形成表面活性剂盐。在一个示例中，长丝可包含表面活性剂盐形式。用于中和的典型试剂包括碱性金属抗衡离子诸如氢氧化物，例如氢氧化钠或氢氧化钾。用于中和酸形式的阴离子表面活性剂和阴离子辅助表面活性剂的其它试剂包括氨、胺、或链烷醇胺。在一个示例中，中和剂包括链烷醇胺，例如选自以下的链烷醇胺：单乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、以及本领域已知的其它直链或支化的链烷醇胺；例如2-氨基-1-丙醇、1-氨基丙醇、一异丙醇胺、或1-氨基-3-丙醇。可完全或在部分程度上完成胺中和，例如可用钠或钾中和阴离子表面活性剂混合物的一部分并且可用胺或链烷醇胺中和阴离子表面活性剂混合物的一部分。
软化剂
一种或多种软化剂可存在于纤维元件中。合适软化剂的非限制性示例包括季铵化合物例如季铵酯季化合物、硅氧烷诸如聚硅氧烷、粘土诸如绿土粘土、以及它们的混合物。
在一个示例中，软化剂包括织物软化剂。织物软化剂的非限制性示例包括无形绿土粘土，例如在美国专利4,062,647中描述的那些，以及本领域已知的其它织物软化粘土。当存在时，织物软化剂可存在于长丝中，其含量基于干燥长丝和/或干燥洗涤剂产品的重量计为约0.5％至约10％、和/或约0.5％至约5％。织物软化粘土可与胺和/或阳离子软化剂组合使用，诸如在U.S.4,375,416和U.S.4,291,071中公开的那些。阳离子软化剂也可在无织物软化粘土的情况下使用。
调理剂
本发明的纤维元件可包括一种或多种调理剂诸如高熔点脂肪族化合物。高熔点脂肪族化合物可具有约25℃或更高的熔点，并且可选自：脂肪醇、脂肪酸、脂肪醇衍生物、脂肪酸衍生物、以及它们的混合物。表现出低熔点(小于25℃)的此类脂肪化合物不旨在被包括用作调理剂。高熔点脂肪族化合物的非限制性示例可见于1993年“InternationalCosmetic Ingredient Dictionary”，第五版；和1992年“CTFA Cosmetic IngredientHandbook”，第二版中。
一种或多种高熔点脂肪族化合物可包含在本发明的长丝中，其含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计为约0.1％至约40％、和/或约1％至约30％、和/或约1.5％至约16％、和/或约1.5％至约8％。所述调理剂可提供调理有益效果，诸如在施用期间产生的湿毛发和/或织物的光滑感、干燥毛发和/或织物上的柔软性和/或湿润感。
本发明的纤维元件可包含阳离子聚合物作为调理剂。当存在时，纤维元件中的阳离子聚合物的浓度通常在基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计约0.05％至约3％、和/或约0.075％至约2.0％、和/或约0.1％至约1.0％的范围内。合适的阳离子聚合物的非限制性示例可具有在约3至约9、和/或约4至约8的pH下至少0.5meq/gm、和/或至少0.9meq/gm、和/或至少1.2meq/gm、和/或至少1.5meq/gm的阳离子电荷密度。在一个示例中，适用作调理剂的阳离子聚合物可具有在约3至约9、和/或约4至约8的pH下小于7meq/gm、和/或小于5meq/gm的阳离子电荷密度。本文中，聚合物的“阳离子电荷密度”是指聚合物上的正电荷数目对聚合物的分子量的比率。这种合适的阳离子聚合物的重均分子量通常介于约10,000和1千万之间，在一个实施方案中，介于约50,000和约5百万之间，并且在另一个实施方案中，介于100,000和约3百万之间。
用于本发明纤维元件的合适的阳离子聚合物可包含阳离子含氮部分如季铵和/或阳离子质子化氨基部分。任何阴离子抗衡离子都可以与阳离子聚合物缔合使用，只要该阳离子聚合物在水中保持可溶，并且只要该抗衡离子与纤维元件的其它组分在物理上和化学上是相容的，或换句话讲不会不适当地损害长丝的产品性能、稳定性或美观性。此类抗衡离子的非限制性示例包括卤素离子(例如氯离子、氟离子、溴离子、碘离子)、硫酸根和甲基硫酸根。
此类阳离子聚合物的非限制性示例描述于由Estrin、Crosley和Haynes编辑的CTFA Cosmetic Ingredient Dictionary，第3版，(The Cosmetic，Toiletry，andFragrance Association，Inc.，Washington，D.C.(1982))。
用于本发明纤维元件的其它合适阳离子聚合物包括阳离子多糖聚合物、阳离子瓜尔胶衍生物、包含季氮的纤维素醚、阳离子合成聚合物、醚化纤维素的阳离子共聚物、瓜尔胶和淀粉。当使用时，本文的阳离子聚合物可溶于水中。此外，用于本发明纤维元件的合适阳离子聚合物在美国专利3,962,418、美国专利3,958,581和美国专利2007/0207109A1中进行了描述，它们均以引用方式并入本文。
本发明的纤维元件可包含非离子聚合物作为调理剂。具有大于约1000的分子量的聚亚烷基二醇可用于本文。可用的是具有以下通式的那些：
Figure BDA0001731404710000461
其中R95选自H、甲基、以及它们的混合物。
硅氧烷可作为调理剂包含在纤维元件中。可用作调理剂的硅氧烷通常包括水不溶性、水分散性、非挥发性、形成乳化液体颗粒的液体。用于组合物的合适的调理剂是通常被表征为硅氧烷(例如硅油、阳离子硅氧烷、硅橡胶纯胶料、高折射硅氧烷和硅氧烷树脂)、有机调理油(例如烃油、聚烯烃和脂肪酸酯)或它们的组合物的那些调理剂，或在本文的含水表面活性剂基质中以其它方式形成液体分散颗粒的那些调理剂。此类调理剂应当在物理上和化学上与组合物的基本组分相容，并且换句话讲不应不适当地损害产品的稳定性、美观性或性能。
调理剂在纤维元件中的浓度可足以提供期望的调理有益效果。此类浓度可随调理剂、期望的调理性能、调理剂颗粒的平均尺寸、其它组分的类型和浓度以及其它类似因素而变化。
硅氧烷调理剂的浓度基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计通常在约0.01％至约10％的范围内。合适的硅氧烷调理剂和任选的用于硅氧烷的悬浮剂的非限制性示例描述于美国重新公布的专利34,584、美国专利5,104,646；5,106,609；4,152,416；2,826,551；3,964,500；4,364,837；6,607,717；6,482,969；5,807,956；5,981,681；6,207,782；7,465,439；7,041,767；7,217,777；美国专利申请2007/0286837A1；2005/0048549A1；2007/0041929A1；英国专利849,433；德国专利DE 10036533中，它们均以引用方式并入本文；Chemistry and Technology of Silicones，New York:Academic Press(1968)；General Electric Silicone Rubber Product Data Sheets SE 30、SE 33、SE 54和SE76；Silicon Compounds，Petrarch Systems，Inc.(1984)；以及Encyclopedia of PolymerScience and Engineering，第15卷，第2版，第204-308页，John Wiley&Sons,Inc.(1989)。
在一个示例中，本发明的纤维元件也可包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计约0.05％至约3％的至少一种有机调理油作为调理剂，其或者单独使用或者与其它调理剂如硅氧烷(本文所述)联合使用。适用的调理油包括烃油、聚烯烃和脂肪酸酯。还适用于本文组合物的是由Procter&Gamble Company描述于美国专利5,674,478和5,750,122中的调理剂。还适用于本文的是描述于美国专利4,529,586、4,507,280、4,663,158、4,197,865、4,217,914、4,381,919、和4,422,853的那些调理剂，这些专利均以引用方式并入本文。
活性剂的释放
当纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于触发条件时，一种或多种活性剂可从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放。在一个示例中，当纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构或其部分丧失其特征，换句话讲，丧失其物理结构时，一种或多种活性剂可从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构或其部分释放。例如，当纤维元件成形材料溶解、熔融或经历一些其它转化步骤使得其结构丧失时，纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构丧失其物理结构。在一个示例中，当纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构的形态变化时，一种或多种活性剂从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放。
在另一个示例中，当纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构或其部分改变其特征，换句话讲，改变其物理结构而不丧失其物理结构时，一种或多种活性剂可从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构或其部分释放。例如，当纤维元件成形材料溶胀、皱缩、变长、和/或变短，但保持其纤维元件形成特性时，纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构改变其物理结构。
在另一个示例中，在其形态不变化的情况下(不丧失或改变其物理结构)，一种或多种活性剂可从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放。
在一个示例中，在将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于诸如如上所讨论的通过致使纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构丧失或改变其特征而导致活性剂释放的触发条件时，纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构可释放活性剂。触发条件的非限制性示例包括将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于溶剂、极性溶剂诸如醇和/或水、和/或非极性溶剂，其可为连续的，取决于纤维元件成形材料是否包含极性溶剂可溶的材料和/或非极性溶剂可溶的材料；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于热，诸如暴露于大于75℉和/或大于100℉和/或大于150℉和/或大于200℉和/或大于212℉的温度；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于冷，诸如暴露于小于40℉和/或小于32℉和/或小于0℉的温度；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于力，诸如由使用纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构的消费者施加的拉伸力；和/或使纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于化学反应；使纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于导致相变的条件；使纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于pH变化和/或压力变化和/或温度变化；使纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于导致纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放其活性剂中的一种或多种的一种或多种化学品；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于超声；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于光和/或某些波长；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于不同离子强度；和/或将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于从另一纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放的活性剂。
在一个示例中，当包含纤维元件和/或颗粒的纤维结构经受触发步骤时，一种或多种活性剂可从本发明的纤维元件和/或颗粒释放，该触发步骤选自：用纤维结构预处理织物制品上的污渍；通过使纤维结构与水接触形成洗涤液体；使纤维结构在烘干机中翻滚；在烘干机中加热纤维结构；以及它们的组合。
纤维元件成形组合物
本发明的纤维元件由纤维元件成形组合物制成。纤维元件成形组合物是基于极性溶剂的组合物。在一个示例中，纤维元件成形组合物为一种含水组合物，其包含一种或多种纤维元件成形材料、表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷、和任选的一种或多种活性剂和/或表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的至少500,000g/mol的重均分子量的第二聚环氧乙烷。
虽然本发明的纤维元件和/或纤维结构为固体形式，但是用于制备本发明的纤维元件的纤维元件成形组合物可为液体形式。
当由纤维元件成形组合物制备纤维元件时，可在约20℃至约100℃和/或约30℃至约90℃和/或约35℃至约70℃和/或约40℃至约60℃的温度下加工纤维元件成形组合物。
在一个示例中，纤维元件成形组合物可包含至少20重量％和/或至少30重量％和/或至少40重量％和/或至少45重量％和/或至少50重量％至约90重量％和/或至约85重量％和/或至约80重量％和/或至约75重量％的一种或多种纤维元件成形材料、一种或多种活性剂、以及它们的混合物。纤维元件成形组合物可包含约10重量％至约80重量％的极性溶剂，诸如水。
在一个示例中，基于纤维元件成形组合物的总重量计，纤维元件成形组合物的非挥发性组分可占约20重量％和/或30重量％和/或40重量％和/或45重量％和/或50重量％至约75重量％和/或80重量％和/或85重量％和/或90重量％。非挥发性组分可由纤维元件成形材料诸如主链聚合物、活性剂以及它们的组合构成。纤维元件成形组合物的挥发性组分将包含其余的百分比，并且基于纤维元件成形组合物的总重量在10重量％至80重量％的范围内。
在纤维元件纺丝工艺中，在纤维元件离开纺丝模头时其需要具有初始稳定性。毛细管数用于表征这种初始稳定性标准。在模头的条件下，毛细管数可以为至少1和/或至少3和/或至少4和/或至少5。
在一个示例中，纤维元件成形组合物表现出至少约1至约50和/或至少约3至约50和/或至少约5至约30的毛细管数，使得纤维元件成形组合物可有效地聚合物加工成纤维元件。
如本文所用，“聚合物加工”是指任何纺丝操作和/或纺丝工艺，由此由纤维元件成形组合物形成包含经加工的纤维元件成形材料的纤维元件。纺丝操作和/或工艺可包括纺粘法、熔喷法、静电纺丝法、旋转纺丝法、连续长丝制备和/或丝束纤维制备操作/工艺。如本文所用，“经加工的纤维元件成形材料”是指已经历熔融加工操作和产生纤维元件的后续聚合物加工操作的任何纤维元件成形材料。
毛细管数是用来表征这种小滴破碎可能性的无量纲数。较大的毛细管数表示流体离开模头时更大的稳定性。毛细管数定义如下：
Figure BDA0001731404710000501
V是模头出口处的流体速度(单位是长度每时间)，
η是在模头条件下的流体粘度(单位是质量每长度*时间)，
σ是流体的表面张力(单位是质量每时间2)。当将速度、粘度和表面张力表示成一组一致单位时，所得毛细管数将没有其自己的单位；各个单位可抵消。
定义毛细管数用于模头出口处的条件。流体速度是流体流经模头开口的平均速度。平均速度定义如下：
Figure BDA0001731404710000502
Vol'＝体积流速(单位是长度3每时间)，
Area＝模头出口处的横截面积(单位是长度2)。
当模头开口是圆孔时，则流体速度可定义如下
Figure BDA0001731404710000511
R是圆孔半径(单位是长度)。
流体粘度将取决于温度并且可取决于剪切速率。剪切致稀流体的定义包括对剪切速率的依赖。表面张力将取决于流体组成和流体温度。
在一个示例中，纤维元件成形组合物可包含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、乙酸脂肪胺和脂肪酸酰胺、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，纤维元件成形组合物可包含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、改性淀粉、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、滑石和云母。
本发明的活性剂可在纤维元件形成之前和/或期间加入纤维元件成形组合物中，和/或可在纤维元件形成之后加入纤维元件中。例如，在形成根据本发明的纤维元件和/或纤维结构之后，可将香料活性剂施加于纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构。在另一个示例中，在形成根据本发明的纤维元件和/或纤维结构之后，可将酶活性剂施加于纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构。在另一个示例中，在形成根据本发明的纤维元件和/或纤维结构之后，可将一种或多种颗粒施加于纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构，该颗粒可能不适于穿过用于制备纤维元件的纺丝工艺。
在一个示例中，本发明的纤维元件成形组合物表现出如根据本文所述的剪切粘度测试方法所测量的，小于约100Pa·s和/或小于约80Pa·s和/或小于约60Pa·s和/或小于约40Pa·s和/或小于约20Pa·s和/或小于约10Pa·s和/或小于约5Pa·s和/或小于约2Pa·s和/或小于约1Pa·s和/或大于0Pa·s的粘度。
延伸助剂
在一个示例中，纤维元件包含延伸助剂。延伸助剂的非限制性示例可包括聚合物、其它延伸助剂、以及它们的组合。
在一个示例中，延伸助剂具有至少约50,000Da的重均分子量。在另一个示例中，延伸助剂的重均分子量为约50,000至约25,000,000和/或约100,000至约25,000,000和/或约250,000至约25,000,000和/或约500,000至约25,000,000,在另一个示例中为约800,000至约22,000,000，在另一个示例中为约1,000,000至约20,000,000，并且在另一个示例中为约2,000,000至约15,000,000。高分子量延伸助剂在本发明的一些示例中是尤其适合的，这是由于其提高延伸熔体粘度并减少熔体破裂的能力。
当用于熔喷法时，将延伸助剂以一定量加入本发明的组合物中，该量能有效地在视觉上减少纺丝工艺期间的纤维的熔体破裂和毛细管破碎，使得能够熔纺出具有相对一致直径的基本上连续的纤维。无论用于制备纤维元件和/或颗粒的工艺，当使用时，在一个示例中，延伸助剂可基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计以约0.001％至约10％存在，并且在另一个示例中基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计以约0.005至约5％存在，在另一个示例中基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计以约0.01至约1％存在，并且在另一个示例中基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计以约0.05％至约0.5％存在。
可用作延伸助剂的聚合物的非限制性示例可包括藻酸盐、角叉菜胶、果胶、甲壳质、瓜尔胶、黄多醣胶、琼脂、阿拉伯树胶、刺梧桐树胶、黄蓍胶、刺槐豆胶、烷基纤维素、羟烷基纤维素、羧烷基纤维素、以及它们的混合物。
其它延伸助剂的非限制性示例可包括改性的和未改性的聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯亚胺、聚酰胺、聚环氧烷(包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯环氧丙烷)、以及它们的混合物。
溶解助剂
当纤维元件包含超过40％的表面活性剂或当表面活性剂组合物在冷水中使用时，本发明的纤维元件可掺入溶解助剂以加速溶解，从而减少有时可能形成的不溶解的或溶解性差的表面活性剂聚集体的形成。溶解助剂的非限制性示例包括氯化钠、硫酸钠、氯化钾、硫酸钾、氯化镁、和硫酸镁。
缓冲液体系
可配制本发明的纤维元件使得在含水清洁操作中使用期间，例如洗涤衣物或餐具和/或洗涤毛发期间，洗涤水将具有介于约5.0和约12之间和/或介于约7.0和10.5之间的pH。在餐具洗涤操作的情况下，洗涤水的pH通常介于约6.8和约9.0之间。在洗涤衣物的情况下，洗涤水的pH通常介于7和11之间。用于将pH控制在推荐的使用水平的技术包括使用缓冲剂、碱、酸等，并且是本领域的技术人员所熟知的。这些包括使用碳酸钠、柠檬酸或柠檬酸钠、单乙醇胺或其它胺、硼酸或硼酸盐、以及本领域熟知的其它pH调节化合物。
本发明包括可用作“低pH”洗涤剂组合物的纤维元件和/或纤维结构，并且其尤其适用于本发明的表面活性剂体系且可提供小于8.5、和/或小于8.0、和/或小于7.0、和/或小于7.0、和/或小于5.5、和/或至约5.0的使用中pH值。
本发明包括动态洗涤中pH特征纤维元件。此类纤维元件可使用蜡覆盖的柠檬酸颗粒与其它pH控制剂，使得(i)与水接触3分钟后，洗涤液体的pH大于10；(ii)与水接触10分钟后，所述洗涤液体的pH小于9.5；(iii)与水接触20分钟后，所述洗涤液体的pH小于9.0；以及(iv)任选地，其中所述洗涤液体的平衡pH在高于7.0至8.5的范围内。
遏制剂
本发明的一个或多个纤维元件和/或纤维结构还可包含一种或多种遏制剂；即，旨在例如经由苦味和/或刺激性味道和/或刺激性气味阻止摄入和/或消耗本发明的纤维元件和/或纤维结构和/或包含所述纤维元件和纤维结构的产品和/或例如经由催吐剂导致人和/或动物呕吐的试剂。用于本发明的纤维元件和/或纤维结构和/或由此制成的产品(诸如垫)中的一个或多个中和/或上和/或内的合适遏制剂的非限制性示例包括苦味剂、刺激剂、催吐剂、以及它们的混合物。
在一个示例中，与本发明的纤维元件、纤维结构和/或产品缔合(例如，存在于其中或其上)的遏制剂的总含量可以至少为导致期望的遏制效果的含量，并且可取决于具体遏制剂的特征，例如苦味值，但不是可导致遏制剂不可取的转移到人和/或动物，诸如转移到人和/或动物的手部、眼部、皮肤和/或其它部分的含量。在另一示例中，纤维元件和/或纤维结构和/或产品内和/或上的遏制剂的有效量可基于具体遏制剂的效能，使得当暴露于遏制剂时大于50％的人经历遏制效应。
用于制备纤维元件的方法的非限制性示例
本发明的纤维元件(例如长丝)包含一种或多种纤维元件成形材料和表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷，该纤维元件可如图1和2所示进行制备。如图1和图2所示，用于制备根据本发明的纤维元件10(例如长丝)的方法20包括以下步骤：
a.提供诸如来自槽24的纤维元件成形组合物22，其包含一种或多种纤维元件成形材料和表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷、以及任选的一种或多种活性剂诸如表面活性剂、和/或任选的一种或多种极性溶剂诸如水；以及
b.诸如经由纺丝模头26将纤维元件成形组合物22纺成一个或多个纤维元件10(诸如长丝)，其包含一种或多种纤维元件成形材料和表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷、以及任选的一种或多种活性剂。
纤维元件成形组合物可在具有或不具有泵30的情况下，经由介于槽24和纺丝模头26之间的合适的管道28传送。在一个示例中，适用于成批操作的增压槽24填充有用于纺丝的合适的纤维元件成形组合物22。可使用泵30(诸如
Figure BDA0001731404710000541
型号PEP II，容量为5.0立方厘米/转(cc/rev)，由Colfax Corporationn，Zenith Pumps分部(Monroe,N.C.,USA)制造)以有利于将纤维元件成形组合物22传送至纺丝模头26。可通过调节泵30的每分钟转数(rpm)来控制从增压槽24至纺丝模头26的纤维元件成形组合物22的流量。管道28用于连接增压槽24、泵30和纺丝模头26，以便将来自槽24的纤维元件成形组合物22传送(由箭头表示)到泵30，并且进入模头26中。
当其中存在活性剂时，存在于纤维元件10中的一种或多种纤维元件成形材料的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计可为小于80％和/或小于70％和/或小于65％和/或50％或更小，并且当存在于纤维元件中时，一种或多种活性剂的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计可为大于20％和/或大于35％和/或50％或更大、65％或更大、和/或80％或更大。
如图1和图2所示，纺丝模头26可包括多个纤维元件成形孔32，该纤维元件成形孔包括被同心衰减流体孔36围绕的熔体毛细管34，流体诸如空气穿过同心衰减流体孔以有助于在纤维元件成形组合物22离开纤维元件成形孔32时，将纤维元件成形组合物拉细成纤维元件10。
在一个示例中，如图2所示的纺丝模头26具有两行或更多行彼此以约1.524毫米(约0.060英寸)的节距P间隔的环形挤出喷嘴(纤维元件成形孔32)。喷嘴具有约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。每个独立的喷嘴包括熔体毛细管34，该熔体毛细管被环状且发散的喇叭状孔口(同心衰减流体孔36)环绕以对每个独立的熔体毛细管34提供衰减空气。通过喷嘴挤出的纤维元件成形组合物22由通过孔口提供的大体圆柱形的湿空气流包围并细化以产生纤维元件10。
通过由电阻加热器(例如，由Pittsburgh(Pa.，USA)的Emerson Electric的Chromalox分部制造的加热器)加热来自源的压缩空气，可提供衰减空气。加入适量气流以在电加热的、恒温受控的递送管道中的条件下使热空气饱和或接近饱和。冷凝物在电加热的、恒温受控的分离器中被除去。
雏形纤维元件通过干燥空气流而被干燥，该干燥空气流通过由干燥喷嘴提供的电阻加热器(未示出)而具有约149℃(约300℉)至约315℃(约600℉)的温度；并以相对于被纺丝的雏形纤维元件的一般方向约90°的角度排放。可在收集装置诸如带或织物上收集干燥的纤维元件，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纤维元件赋予所形成的纤维结构非随机重复图案。在成形区正下方添加真空源可用于帮助在收集装置上收集纤维元件。纤维元件的纺丝和收集产生包含相互缠结的纤维元件例如长丝的纤维结构。
在一个示例中，在形成纤维元件10时，在纺丝步骤期间，诸如通过干燥除去存在于纤维元件成形组合物22中的任何挥发性溶剂诸如水。在一个示例中，纤维元件成形组合物的挥发性溶剂诸如水的重量的大于30％和/或大于40％和/或大于50％在纺丝步骤期间，诸如通过干燥所产生的纤维元件10被除去。
纤维元件成形组合物可包含任何合适总含量的纤维元件成形材料和任何合适含量的活性剂，只要由该纤维元件成形组合物制得的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计约5％至50％或更小的纤维元件中的纤维元件成形材料的总含量，以及基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计50％至约95％的纤维元件中的活性剂的总含量即可。
在一个示例中，纤维元件成形组合物可包含任何合适总含量的纤维元件成形材料和任何合适含量的活性剂，只要由该纤维元件成形组合物制得的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计约5％至50％或更小的纤维元件和/或颗粒中的纤维元件成形材料的总含量，以及基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计50％至约95％的纤维元件和/或颗粒中的活性剂的总含量即可，其中纤维元件成形材料对活性剂总含量的重量比为1或更小。
在一个示例中，纤维元件成形组合物包含按纤维元件成形组合物的重量计约1％和/或约5％和/或约10％至约50％和/或至约40％和/或至约30％和/或至约20％的纤维元件成形材料；按纤维元件成形组合物的重量计约1％和/或约5％和/或约10％至约50％和/或至约40％和/或至约30％和/或至约20％的活性剂；以及按纤维元件成形组合物的重量计约20％和/或约25％和/或约30％和/或约40％和/或至约80％和/或至约70％和/或至约60％和/或至约50％的挥发性溶剂诸如水。纤维元件成形组合物可包含微量的其它活性剂，诸如按纤维元件成形组合物的重量计小于10％和/或小于5％和/或小于3％和/或小于1％的增塑剂、pH调节剂、和其它活性剂。
通过任何合适的纺丝工艺诸如熔喷、纺粘、静电纺丝和/或旋转纺丝将纤维元件成形组合物纺成一种或多种纤维元件和/或颗粒。在一个示例中，通过熔喷将纤维元件成形组合物纺成多个纤维元件和/或颗粒。例如，可将纤维元件成形组合物从槽中泵入熔喷喷丝头。在离开喷丝头中的纤维元件成形孔中的一个或多个时，用空气使纤维元件成形组合物细化，从而产生一个或多个纤维元件和/或颗粒。然后可将纤维元件和/或颗粒干燥以除去用于纺丝的任何残余的溶剂诸如水。
本发明的纤维元件和/或颗粒可例如以相互缠结的方式在带(未示出)诸如图案化带上收集使得包含纤维元件和/或颗粒的纤维结构形成。
使用方法
在一个示例中，根据本发明的包含一种或多种织物护理活性剂的纤维结构(其可为可溶性纤维结构)可在用于处理织物制品的方法中利用。处理织物制品的方法可包括一个或多个步骤，该步骤选自：(a)在洗涤织物制品之前预处理织物制品；(b)使织物制品与通过使纤维结构与水接触形成的洗涤液体接触；(c)使织物制品与纤维结构在烘干机中接触；(d)在烘干机中，在纤维结构的存在下干燥织物制品；以及(e)它们的组合。
在一些实施方案中，所述方法还可包括在使纤维结构与待预处理的织物制品接触之前将其预湿润的步骤。例如，可用水预湿润纤维结构，然后将其附着到包含待预处理的污渍的织物的一部分。另选地，可湿润所述织物并将纤维结构置于其上或附着于其上。在一些实施方案中，所述方法还可包括选择仅仅纤维结构的一部分用于处理织物制品的步骤。例如，如果仅有一个织物护理制品需被处理，则可切下或切除纤维结构的一部分并置于织物上或附着于织物，或者置于水中以形成相对少量的洗涤液体，然后其可用于预处理织物。以这种方法，使用者可根据手边的任务来定制织物处理方法。在一些实施方案中，纤维结构的至少一部分可被施加到待使用装置处理的织物。示例性的装置包括但不限于刷子和海绵。可重复前述步骤中的任何一个或多个以获得期望的织物处理有益效果。
在另一个示例中，包含根据本发明的一种或多种毛发护理活性剂的纤维结构可在用于处理毛发的方法中利用。处理毛发的方法可包括一个或多个步骤，该步骤选自：(a)在洗涤毛发之前预处理毛发；(b)使毛发与通过使纤维结构与水接触形成的洗涤液体接触；(c)在洗涤毛发之后后处理毛发；(d)使毛发与通过使纤维结构与水接触形成的调理流体接触；以及(e)它们的组合。
非限制性实施例
实施例1–纤维元件，例如长丝，包含表现出大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷；即，表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的100,000g/mol(PEO 100K)的重均分子量的聚环氧乙烷如下进行制备。通过在以100-150rpm搅拌的情况下，向适当尺寸和洁净的容器中加入54重量％蒸馏水来制备纤维元件成形组合物。低水解乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物树脂粉末：将10重量％的低水解乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物树脂粉末(纤维元件成形材料)(Celvol PVOH 505，可从Kuraray Co.Ltd.(Houston,TX)商购获得)称重加到合适的容器中，并使用药匙以小增量缓慢加入水中，同时持续搅拌以避免形成可见的团块。接下来，将10重量％的PEO 100K在继续搅拌的同时加入到PVOH505中。
调节混合速度以使泡沫的形成最小化。然后，将混合物缓慢加热至75℃并持续2小时，此后，加入20重量％直链烷基苯磺酸盐表面活性剂(活性剂-阴离子表面活性剂)和10重量％烷基乙氧基硫酸盐表面活性剂(活性剂-阴离子表面活性剂)并且然后将1重量％的本文所述的遏制剂加入混合物中。然后将该混合物加热至75℃，同时持续搅拌45分钟，接着使其冷却至23℃以形成预混物。然后该预混物准备好用于纺丝成如本文所述的纤维元件。在一个示例中，多个纺丝纤维元件可相互缠结并收集在收集装置上以形成包含纤维元件的纤维结构。
实施例2–纤维元件，例如长丝，包含表现出大于10,000g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷；即，表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的100,000g/mol(PEO 100K)的重均分子量的聚环氧乙烷如下进行制备。通过在以100-150rpm搅拌的情况下，向适当尺寸和洁净的容器中加入54重量％去离子水来制备纤维元件成形组合物。低水解乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物树脂粉末：将10重量％的低水解乙酸乙烯酯-乙烯醇共聚物树脂粉末(纤维元件成形材料)(Celvol PVOH 505，可从Kuraray Co.Ltd.(Houston,TX)商购获得)称重加到合适的容器中，并使用药匙以小增量缓慢加入水中，同时持续搅拌以避免形成可见的团块。接下来，将10重量％的PEO 100K在继续搅拌的同时加入到PVOH 505中。接下来，加入表现出至少500,000g/mol的重均分子量的5重量％的第二聚环氧乙烷；即，在持续搅拌的同时将表现出如根据本文所述的重均分子量测试方法所测量的2,000,000g/mol的重均分子量的聚环氧乙烷加到混合物中。
调节混合速度以使泡沫的形成最小化。然后，将混合物缓慢加热至75℃并持续2小时，此后，加入20重量％直链烷基苯磺酸盐表面活性剂(活性剂-阴离子表面活性剂)和10重量％烷基乙氧基硫酸盐表面活性剂(活性剂-阴离子表面活性剂)并且然后将1重量％的本文所述的遏制剂加入混合物中。然后将该混合物加热至75℃，同时持续搅拌45分钟，接着使其冷却至23℃以形成预混物。然后该预混物准备好用于纺丝成如本文所述的纤维元件。在一个示例中，多个纺丝纤维元件可相互缠结并收集在收集装置上以形成包含纤维元件的纤维结构。
测试方法
除非另外指明，本文所述的所有测试(包括定义部分下描述的那些和以下测试方法)都是在测试之前(除非另外指明)已经在23℃±1℃的温度和50％±2％的相对湿度下的调理室中调理了2小时的样品上进行的。出于本发明的目的，如本文所述进行调理的样品被认为是干燥样品(诸如“干燥纤维元件”)。此外，所有测试都是在这种调理室中进行的。
水含量测试方法
使用以下水含量测试方法测量长丝和/或纤维和/或纤维结构中存在的水(水分)含量。
在测试之前将纤维元件诸如长丝和/或纤维结构或它们的部分(“样品”)置于23℃±1℃的温度和50％±2％的相对湿度下的调理室中至少24小时。当在至少5分钟的时间段内未检测到重量进一步变化时，记录样品重量。将这种重量记录为样品的“平衡重量”。接下来，将样品置于干燥烘箱中24小时以干燥样品，烘箱温度为70℃，相对湿度为约4％。在干燥24小时后，立即对样品称重。将这种重量记录为样品的“干燥重量”。样品的水(水分)含量如下计算：
Figure BDA0001731404710000591
将用于3个平行测定的样品中的水(水分)％取平均值以给出所报告的样品中的水(水分)％。
溶解测试方法
设备和材料(图3至图5)：
600mL烧杯38
磁性搅拌器40(Labline型号1250或等同物)
磁力搅拌棒42(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
定时器(0-3,600秒或1小时)，精确到秒。如果样品表现出大于3,600秒的溶解时间，则所用的计时器应具有足够的总时间测量范围。然而，定时器需要精确到秒。
Polaroid 35mm滑片框44(可从Polaroid Corporation商购获得或等同物)
35mm滑片框保持器46(或等同物)
具有下列特性的辛辛那提市自来水或等同物：总硬度＝155mg/L CaCO3；钙含量＝33.2mg/L；镁含量＝17.5mg/L；磷酸盐含量＝0.0462。
测试方案
在23℃±1℃和50％RH±2％的恒定温度和湿度环境下平衡样品至少2小时。
使用本文定义的基重方法测量样品材料的基重。
使用切割冲模(3.8cm×3.2cm)从纤维结构样品中切割出三个溶解试样，使其贴合在具有24mm×36mm开口面积尺寸的35mm滑片框44内。
将每个样本固定在单独的35mm滑片框44中。
向600mL烧杯38中放入磁力搅拌棒42。
打开自来水龙头流(或等同物)并用温度计测量水温，并且如果需要的话，调节热水或冷水以将其保持在测试温度下。测试温度为15℃±1℃水。一旦处于测试温度，则用500mL±5mL的15℃±1℃自来水填充烧杯240。
将整个烧杯38置于磁力搅拌器40上，打开搅拌器40，并调节搅拌速度直至形成涡旋，并且涡旋的底部处于烧杯38上的400mL标记处。
将35mm滑片框44固定在35mm滑片框保持器46的弹簧夹48中，使得滑片框44的长端50平行于水面。弹簧夹48应定位在滑片框44的长端50的中间。应该设定保持器46的深度调节器52，使得深度调节器52的底部与弹簧夹48的底部之间的距离为11±0.125英寸。这种装置将定位样品表面垂直于水流方向。35mm滑片框和滑片框保持器的略微改动的布置示例在美国专利6,787,512的图1-3中示出。
在一次运动中，固定的滑片和夹具掉落到水中并启动计时器。样品掉落，使得样品位于烧杯中心。当纤维结构破碎时，发生崩解。将此记录为崩解时间。当所有可见的纤维结构都从滑片框释放时，将滑片框升高出水，同时继续监控未溶解纤维结构片段的溶液。当所有纤维结构片段不再可见时，发生溶解。将此记录为溶解时间。
对每个样品运行三次重复测定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品基重，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样品(s/(g/m2))为单位。
直径测试方法
离散的纤维元件或者纤维结构或膜内的纤维元件的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测定。选择200至10,000倍的放大倍数使得纤维元件被合适地放大以便进行测量。当使用SEM时，将这些样品溅射上金或钯化合物以避免纤维元件在电子束中带电和振动。使用来自图像(在监视屏上)的用于确定纤维元件直径的手动规程，所述图像用SEM或光学显微镜捕获。使用鼠标和光标工具，搜寻随机选择的纤维元件的边缘，然后横跨其宽度(即，在该点处垂直于纤维元件方向)测量至纤维元件的另一个边缘。缩放和校准图像分析工具提供缩放以获得以μm计的实际读数。就纤维结构或膜内的纤维元件而言，使用SEM或光学显微镜在整个纤维结构或膜的样品上随机选择几个纤维元件。切割纤维结构或膜(或产物内部的纤维结构)的至少两个部分并以这种方式测试。总共进行至少100次此类测量并且然后将所有的数据记录下来以进行统计分析。所记录的数据用于计算纤维元件直径的平均(均值)、纤维元件直径的标准偏差和纤维元件直径的中值。
另一个可用的统计量为计算低于某个上限的纤维元件的群体数量。为了确定该统计量，对软件进行编程以计数有多少纤维元件直径的结果低于上限，并且将该计数(除以总数据数量并乘以100％)按百分数报告为低于该上限的百分数，诸如例如低于1微米直径的百分数或％-亚微米。我们将单个圆形纤维元件的所测量的直径(以微米计)表示为di。
在纤维元件具有非圆形横截面的情况下，纤维元件直径的测量值被测定为且设定成等于液压直径，所述液压直径为纤维元件横截面积的四倍除以纤维元件的横截面的周长(在中空纤维元件的情况下为外周长)。数均直径，或者平均直径如下计算：
Figure BDA0001731404710000621
基重测试方法
纤维结构样品的基重通过选择十二(12)个单个纤维结构样品并制备两个叠堆、每个叠堆六个单个样品进行测量。如果单个样品通过穿孔线彼此相连，当堆叠单个样品时穿孔线必须在同一侧上对准。使用精密切割器将每叠堆精确切成3.5英寸×3.5英寸的正方形。合并两个叠堆的切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，其中最小分辨率为0.01g。顶部加载天平必须使用气流罩保护以免受空气流和其它干扰的影响。当顶部加载天平上的读数恒定时记录重量。基重计算如下：
Figure BDA0001731404710000622
Figure BDA0001731404710000623
如果纤维结构样品小于3.5英寸×3.5英寸，则较小的取样区可与相关的计算变化一起用于基重测定。
重均分子量测试方法
使用凝胶渗透色谱(GPC)和多角度激光散射(MALLS)测量重均分子量(或Mw)。用于分析的GPC/MALLS系统由Waters Alliance 2695分离模组、Waters 2414干涉仪折射计和Wyatt Helios II 18角激光散射检测器组成。洗脱液是按体积计3:1的0.1M乙酸钠水溶液与乙腈的混合物。用于分离的柱集购自Waters Corp，Milford Mass并且包括Ultrahydrogel UHG1000(目录号WAT011535)Ultrahydrogel UHG500(目录号WAT011530)和Ultrahydrogel UHG250(目录号WAT011525)。使用Wyatt ASTRA 6软件进行仪器操作和数据分析。使用过滤后的无水甲苯来校准90度光散射检测角度。其余的检测角度用洗脱液中的各向同性散射体归一化。为了验证MALLS和RI(折射率)检测器的仪器性能，运行具有已知Mw和已知dn/dc(在流动相中)的Pullulan标样。MALLS和RI检测器的可接受性能得到在Pullulan标样(由制造商提供的200k标样)的报告Mw的5％以内的Mw计算值以及在95％和105％之间的质量回收率。
要完成GPC/MALLS分析，需要dn/dc值。dn/dc值按如下方式测量。使RI检测器恒温到35℃。在按体积计3:1的0.1M乙酸钠水溶液与乙腈中制备在0.5mg/ml至5.5mg/ml范围内的一系列PEO的五个浓度标样。将空白溶剂直接注入折射率检测器中，随后注入每个PEO浓度标样，最后注入另一种空白溶剂。注入的每个样品的体积足够大以获得恒定差示折射率对时间的平坦平台区域；通常使用1.0ml的值。在ASTRA软件中，从最初和最终的溶剂注入构建基线。对于每个样品，定义峰值限值，并输入浓度以在ASTRA软件中计算dn/dc。PEO在的0.1M乙酸钠:乙腈(3:1v:v)中的dn/dc典型值为0.116ml/g。
对于聚环氧乙烷的GPC/MALLS分析，将样品溶解于洗脱液(按体积计3:1的0.1M乙酸钠与乙腈)中。聚环氧乙烷的浓度为大约2-3mg/ml。在全部材料溶解之后，用0.45微米的尼龙过滤盘将每种溶液过滤到GPC自动进样器小瓶中以供分析。GPC柱温度为室温，约25℃。移动相为0.1M乙酸钠:乙腈(3:1v:v)，并且以0.5ml/min的恒定流速递送。注射体积为100微升，并且运行时间为90分钟。针对所有信号构建基线。勾勒出峰以识别洗脱的聚合物。对基线和散射检测器进行审查。出现噪声基线或与Zimm形式体系(强度和角度之间的线性关系)的偏差超过10％的光散射检测器被排除在计算之外。然后由软件计算重均分子量。
纤维元件组成测试方法
为制备用于纤维元件组成测量的纤维元件，必须通过除去可除去的存在于纤维元件的外表面上的任何涂料组合物和/或材料来调理纤维元件。然后完成调理纤维元件的化学分析，以测定关于纤维元件成形材料和活性剂以及存在于纤维元件中的纤维元件成形材料和活性剂的含量的纤维元件组成构造。
还可通过使用TOF-SIM或SEM完成横截面分析来测定关于纤维元件成形材料和活性剂的纤维元件组成构造。另一种用于测定纤维元件组成构造的方法使用荧光染料作为标记。另外，通常，纤维元件的制造者应该知道其纤维元件的组成。
清洁测试方法
如下测定纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构去除粘土(美国粘土)和/或黑色Todd粘土的能力。
包含美国粘土和黑色Todd粘土的CW120棉的技术污渍样本购自EmpiricalManufacturing Co.，Inc.(Cincinnati)。评估在洗衣机中用于污渍去除的样本，使用7格令/加仑水硬度(3:1Ca:Mg)并在77℉下洗涤12分钟，然后在60℉下洗涤2分钟。每种技术污渍取两个进行评估，并且在每次测试(2个内部对照)中取平均值，并且将测试重复3次(3个外部对照)。除技术脏污的污渍之外，还将250克清洁织物加入洗涤以模拟织物负载重量，从而提供洗涤过程中所需的机械能量。在制造期间可能已经积聚的任何织物涂层或残余化合物已经通过在标准AATC 1993洗涤剂中洗涤织物，然后用清洁热水冲洗来去除。用于测试的纤维结构洗涤剂和粉末的总量为2.30和3.03克，它们溶于7.57升水中。织物用设置为正常干燥条件的Kenmore干燥机进行干燥。
采用图像分析将每种污渍与未染污的织物对照物进行比较。软件将拍摄的图像转化成标准比色值，并且将这些与基于通常所用Macbeth色彩还原测试卡的标准进行比较，对每种污渍指定比色值(染污度)。制备六个重复测试中的每个。
如下测量样本的去污效果：
Figure BDA0001731404710000641
ΔE初始＝洗涤前的染污度
ΔE洗涤＝洗涤后的染污度
剪切粘度测试方法
本发明的组合物例如纤维元件成形组合物的剪切粘度使用毛细管流变仪(Goettfert Rheograph 6000，由Goettfert USA(Rock Hill SC，USA)制造)测量。使用直径D为1.0mm，并且长度L为30mm(即L/D＝30)的毛细管模来进行测量。将模附接到流变仪的20mm圆筒的下端，该圆筒保持在75℃的模测试温度下。将已预热至模测试温度的60g组合物的样品加载到流变仪的圆筒部分中。去除样品中任何夹带的空气。以一组选定的速率1,000秒-1至10,000秒-1将样品从圆筒推过毛细管模。可利用流变仪的软件由样品在其从圆筒行进经过毛细管模时所经历的压降和样品经过毛细管模的流速来计算表观剪切粘度。对数(表观剪切粘度)可对对数(剪切速率)作出曲线图并且所述曲线图可通过幂律，根据式η＝Kγn-1进行拟合，其中K是材料的粘度常数，n是材料的致稀指数，并且γ是剪切速率。本文组合物报告的表观剪切粘度是使用幂律关系内推至剪切速率为3,000秒-1时计算所得的。
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数值。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“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或以其它方式限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。任何文献的引用不是对其作为与本发明任何公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何其它参考文献或多个参考文献的组合提出、建议或公开了此发明任何方面的认可。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，在不脱离本发明实质和范围的情况下可作出多个其它变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (15)

1.纤维元件，包含一种或多种纤维元件成形材料以及第一聚环氧乙烷和第二聚环氧乙烷，其中所述第一聚环氧乙烷表现出根据重均分子量测试方法所测量的大于200g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量，以及其中所述第二聚环氧乙烷表现出根据所述重均分子量测试方法所测量的至少500,000g/mol的重均分子量。
2.根据权利要求1所述的纤维元件，其中所述第一聚环氧乙烷和所述第二聚环氧乙烷以至少1:2的所述第一聚环氧乙烷对所述第二聚环氧乙烷的重量比存在于所述纤维元件中。
3.根据权利要求1所述的纤维元件，其中所述第一聚环氧乙烷和所述第二聚环氧乙烷作为共混物存在于所述纤维元件中。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的纤维元件，其中所述纤维元件成形材料中的至少一种包括极性溶剂可溶的材料。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的纤维元件，其中所述纤维元件还包含一种或多种活性剂。
6.根据权利要求5所述的纤维元件，其中所述活性剂中的至少一种包括表面活性剂。
7.根据权利要求6所述的纤维元件，其中所述表面活性剂选自：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、以及它们的混合物。
8.根据权利要求6或7所述的纤维元件，其中所述表面活性剂包括直链烷基苯磺酸盐。
9.根据权利要求6或7所述的纤维元件，其中所述表面活性剂包括烷基硫酸盐。
10.根据权利要求6或7所述的纤维元件，其中所述表面活性剂包括直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐。
11.根据权利要求5所述的纤维元件，其中所述活性剂中的至少一种选自：皮肤有益剂、织物护理剂、餐具洗涤剂、地毯护理剂、毛发护理剂、空气护理剂、以及它们的混合物。
12.根据权利要求5所述的纤维元件，其中所述活性剂中的至少一种选自药剂、洗剂、以及它们的混合物。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的纤维元件，其中所述纤维元件表现出如根据直径测试方法所测量的小于50μm的直径。
14.根据权利要求1至3中任一项所述的纤维元件，其中所述纤维元件为长丝。
15.用于制备根据权利要求1至14中任一项所述的纤维元件的方法，其中所述方法包括以下步骤：纺丝包含一种或多种纤维元件成形材料以及第一聚环氧乙烷和第二聚环氧乙烷的组合物使得形成纤维元件，其中所述第一聚环氧乙烷表现出根据重均分子量测试方法所测量的大于200g/mol但小于500,000g/mol的重均分子量，以及其中所述第二聚环氧乙烷表现出根据所述重均分子量测试方法所测量的至少500,000g/mol的重均分子量。
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