CN110366614A - 非织造织物中的醋酸纤维素纤维 - Google Patents

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杰里米·肯尼斯·斯特彻
斯科特·格雷戈里·盖娜
詹森·迈克尔·斯普鲁尔
穆罕默德·阿奎莱什·哈桑
秦国卫
杨赛·阿普林
赛义德·阿里·沙赫
詹姆斯·M·波萨
库什克·高希
穆尼尔·伊扎拉伦
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Abstract

本文描述了由纤维素酯例如醋酸纤维素形成的短纤维和长丝纱线，以及制造纤维的方法和它们在非织造织物和制品中的用途。本文所述的长丝纱线和纤维可以用至少一种油剂涂覆，在一些情况下，可以用两种或者更多种油剂涂覆，该油剂选择来增强纤维的性能。本文所述的短纤维可以用于生产结实、柔软、吸水和生物可降解的非织造网状物，并且可以用于湿或干非织造制品来用于多种个人护理、医学、工业和商业应用。

Description

非织造织物中的醋酸纤维素纤维
交叉参考的相关申请
本申请在35U.S.C.119(e)下要求2017年2月28日提交的美国临时申请62/464715、2017年11月16日提交的美国临时申请62/587228以及2017年12月7日提交的美国临时申请62/595872的优先权，这些临时申请中的每一个的全部内容通过引用结合于此。
技术领域
本发明涉及长丝纱线和由其形成的纤维。本发明还涉及制造和使用纤维和长丝纱线的方法，以及由其制造非织造网状物和制品的方法。
发明背景
非织造织物广泛用于多种产品，包括：例如，个人卫生产品例如尿布和妇女产品，以及用于多种消费、工业和医学应用。典型地，非织造织物是由天然或者合成材料形成的，例如诸如聚酯、丙烯酸树脂、尼龙、玻璃、羊毛和棉花。非织造织物也由多种纤维素材料形成，例如纤维胶、莫代尔和莱赛尔。
虽然用于多种不同的应用，但是非织造织物经常需要具有合适的性能，例如毛细作用、吸收性和挠性，以及其他消费者主导的性能例如伸缩性、柔软度和坚固性，特别是当非织造物用于接触用户皮肤的制品时更是如此。使用非织造物的许多制品还必须在宽范围条件下表现出足够的强度和耐磨性来确保制品可以用于多种环境，而不会散架或者不会具有不期望的效应例如掉毛或者起球。此外，因为这些类型的制品中的许多是一次性的，因此还令人期望的是非织造织物是生物可降解的以及它的生产和使用使得不利的环境影响最小化。
纤维素酯已经表现出在某些条件下不同程度的环境不持续性，但是迄今为止，没有纤维素酯基纤维或者纤维制品在不同的环境条件范围下表现出令人满意的生物降解。通常，这种有限程度的生物降解性已经通过在纤维素酯中包括增塑剂和其他添加剂来加速纤维或者制品在曝露于某些环境条件(例如热或者日光)时的降解而得以解决。虽然这些添加剂已经成功将制品的降解性增加到某些程度，但是这样的添加剂使得制造方法复杂化，增加了整体生产成本，且危及制品的长期功能性。
许多开发已经聚焦于这样的领域：改进非织造织物性能来生产如下的制品，该制品表现出有令人期望的性能同时仍然由制造商在商业规模上可容易和有效加工的这种良好平衡。改进这些性能的显著努力在继续，并且这种努力由于令人期望的目的用途应用的数目和多样性而变得复杂化。因此，存在着对于这样的非织造织物的需要，其表现出令人期望的性能组，例如强度、吸收性、挠性，并且其可以用于多种目的用途应用。有利地，用于形成非织造织物的短纤维还将表现出令人期望的性能，包括增强的加工性来促进纤维和非织造织物二者在具有新的或者现有设备的设施中有效的商业制造，同时还在多种条件下处理时容易且完全地降解。
发明内容
在一方面，本发明涉及一种由醋酸纤维素形成的短纤维。所述纤维至少部分地涂覆有至少一种油剂。所述纤维的单丝纤度(denier per filament)小于3.0，卷曲频率小于22个卷曲/英寸(crimps per inch，CPI)。多个纤维表现出纤维-纤维短纤维垫摩擦系数不大于大约0.70。
在其他方面，本发明涉及一种适用于非织造的短纤维或者所述短纤维在非织造中的应用。短纤维是由醋酸纤维素形成的。纤维至少部分地涂覆有至少一种油剂。纤维的单丝纤度小于3.0和卷曲频率小于22个卷曲/英寸(CPI)。多个纤维表现出纤维-纤维短纤维垫摩擦系数不大于大约0.70。
在另一方面，本发明涉及一种卷曲的短纤维，其由醋酸纤维素形成，并且卷曲频率是大约4-大约22CPI和单丝纤度小于大约3.0。纤维的平均韧度是相同的，但是未卷曲的纤维的平均韧度的至少大约85％。
在其他方面，本发明涉及一种适用于非织造物的卷曲的短纤维或者所述卷曲的短纤维在非织造物中的用途。短纤维是由醋酸纤维素形成的。纤维的卷曲频率是大约4-大约22CPI，单丝纤度小于大约3.0。所述纤维的平均韧度是相同的但是未卷曲的纤维的平均韧度的至少大约85％。
在又一方面，本发明涉及一种生产卷曲的、涂覆的醋酸纤维素短纤维的方法，该方法包含：(a)形成醋酸纤维素长丝纱线，该醋酸纤维素长丝纱线包含多个单独醋酸纤维素长丝，其中单独醋酸纤维素长丝的平均单丝纤度不大于15，其中形成包括将至少一种纺丝油剂施涂到长丝纱线的至少一部分上；(b)卷曲醋酸纤维素长丝纱线的至少一部分来提供卷曲的长丝纱线，其中卷曲的长丝纱线的平均卷曲频率不大于22个卷曲/英寸(CPI)，该平均卷曲频率是在卷曲的长丝纱线的至少5个不同的位置测量的；以及(c)切割卷曲的长丝纱线来形成多个卷曲的醋酸纤维素短纤维。卷曲的长丝纱线的长丝的平均韧度是卷曲前长丝纱线的长丝的平均韧度的至少90％。
在还一方面，本发明涉及一种生产卷曲的、涂覆的醋酸纤维素短纤维的方法，该方法包含：(a)形成醋酸纤维素长丝纱线，该醋酸纤维素长丝纱线包含多个单独醋酸纤维素长丝，其中长丝的平均单丝纤度不大于15；(b)卷曲醋酸纤维素长丝纱线的至少一部分来提供卷曲的长丝纱线，其中卷曲的长丝纱线的平均卷曲频率不大于22个卷曲/英寸(CPI)，该平均卷曲频率是在长丝纱线的至少5个不同的位置测量的；(c)将卷曲的长丝纱线的至少一部分用至少一种油剂涂覆，来提供涂覆的卷曲的醋酸纤维素长丝纱线；以及(d)切割涂覆的卷曲的醋酸纤维素长丝纱线，来形成多个卷曲的醋酸纤维素短纤维。
在另一方面，本发明涉及一种短纤维，其由醋酸纤维素形成，并且至少部分地涂覆有至少一种离子纤维油剂。所述纤维的以log R表达的表面电阻率不大于大约11。
在其他方面，本发明涉及一种适用于非织造物的卷曲的短纤维或者所述卷曲的短纤维在非织造物中的用途。所述纤维是由醋酸纤维素形成的且至少部分地涂覆有至少一种离子纤维油剂。纤维的以log R表达的表面电阻率不大于大约11。
在又一方面，本发明涉及一种由醋酸纤维素形成的短纤维。多个纤维表现出纤维-纤维短纤维垫摩擦系数是大约0.1-大约0.7。
在其他方面，本发明涉及一种适用于非织造物的卷曲的短纤维或者所述卷曲的短纤维在非织造物中的用途。该纤维是由醋酸纤维素形成的。多个所述纤维表现出纤维-纤维短纤维垫摩擦系数是大约0.1-大约0.7。
在还另一方面，本发明涉及一种由醋酸纤维素形成的短纤维。该短纤维的单丝纤度是大约0.5-大约6.0，卷曲频率是8-24个卷曲/英寸(CPI)，静电半衰期小于大约25秒。多个所述纤维表现出纤维-纤维短纤维垫摩擦系数是至少大约0.10。
在其他方面，本发明涉及一种适用于非织造物的短纤维或者所述卷曲的短纤维在非织造物中的用途。所述短纤维是由醋酸纤维素形成的。短纤维的单丝纤度是大约0.5-大约6.0，卷曲频率是8-24个卷曲/英寸(CPI)，静电半衰期小于大约25秒。多个所述纤维表现出纤维-纤维短纤维垫摩擦系数是至少大约0.10。
本申请的权利要求中所述的每个特征可以应用于适用于非织造网状物的短纤维或者由非织造网状物形成的制品。
在另一方面，本发明涉及一种非织造网状物，其包含多个醋酸纤维素短纤维。该醋酸纤维素短纤维的卷曲频率小于大约24个卷曲/英寸(CPI)，醋酸纤维素短纤维至少部分地涂覆有至少一种油剂。所述非织造网状物具有下面的特性(i)-(v)中的一种或多种：(i)在纵向(MD)上的湿拉伸强度是大约10-大约1000Nm2/kg，其是根据NWSP 110.4选项A用1英寸样品条测量的，并且为非织造物的基重而规格化；(ii)在横向(CD)上的湿拉伸强度是大约10-大约1000Nm2/kg，其是根据NWSP 110.4选项A用1英寸样品条测量的，并且为非织造物的基重而规格化；(iii)在纵向(MD)上的干拉伸强度是大约10-大约2000Nm2/kg，其是根据NWSP 110.4选项A用1英寸样品条测量的，并且为非织造物的基重而规格化；(iv)在横向(CD)上的干拉伸强度是大约10-大约2000Nm2/kg，其是根据NWSP 110.4选项A用1英寸样品条测量的，并且为非织造物的基重而规格化；(v)吸收性是大约5-大约20g水/g纤维(g/g)；以及(vi)真实柔软度是大约2.5-大约6dB。
在再一方面，本发明涉及一种由多个短纤维形成的非织造网状物。该纤维包含多个醋酸纤维素短纤维，其至少部分地涂覆有至少一种油剂。醋酸纤维素短纤维的单丝纤度不大于大约3.0，卷曲频率是大约8-大约24个卷曲/英寸(CPI)。醋酸纤维素短纤维表现出纤维-纤维短纤维垫摩擦系数是大约0.1-大约0.7。基于所述网状物的总重量，醋酸纤维素短纤维在非织造网状物中的存在量是至少大约20wt％(wt％：weight percent，重量百分比)。
在更一方面，本发明涉及一种生产非织造网状物的方法，该方法包含：(a)提供多个醋酸纤维素短纤维，其中纤维的卷曲频率不大于大约24CPI，且至少部分地涂覆有至少一种油剂；(b)将短纤维引入用于形成干铺网非织造物的设备中；和(c)将短纤维在所述设备中形成非织造网状物。
附图说明
图1a是根据本发明实施例的形成短纤维的方法中主步骤的示意性概图；
图1b是根据本发明实施例形成非织造网状物的方法中主步骤的示意性概图；
图2是显示了在卷曲的纤维上不同维度的测量的示意图；
图3是汇总了如实例1所述的几个类型的短纤维在2分钟后的最终静电电压的图；
图4是汇总了对于实例2所述的几个类型油剂来说，几个纱线样品的滑动摩擦系数作为油剂的量的函数的图；
图5是汇总了几个纱线的摩擦系数作为实例2所述施涂的油剂的量的函数的图；
图6是汇总了几个纱线的粘滑运动值作为实例2所述施涂的油剂的量的函数的图；
图7是汇总了几个纱线的静电半衰期值作为实例2所述施涂的油剂的量的函数的图；
图8是汇总了几个长丝的韧度作为实例4所述的卷曲频率的函数的图；
图9是汇总了几个长丝的韧度作为实例4所述的卷曲频率和单丝纤度的函数的图；
图10是汇总了几个非织造网状物的毛细作用高度作为实例5所述的时间的函数的图；
图11是汇总了实例5所述的几个非织造网状物在5分钟后的毛细作用高度的图；
图12是汇总了实例5所述的几个非织造网状物的吸收率的图；
图13是汇总了实例6所述的几个其他非织造网状物的吸收率的图；
图14是汇总了实例6所述的另外的非织造网状物的吸收率的图；
图15是汇总了几个非织造网状物的真实柔软度作为实例7所述的手感的函数的图；
图16是比较了在如实例11所述的工业堆肥条件下纤维素纤维与醋酸纤维素纤维的生物降解速率的图；
图17是比较了如实例11所述的在家庭堆肥条件下纤维素纤维与醋酸纤维素纤维的生物降解速率的图；和
图18是比较了如实例11所述的在土壤堆肥条件下纤维素纤维与醋酸纤维素纤维的生物降解的图。
具体实施方式
本发明涉及由纤维素的有机酸酯(例如纤维素酯)形成的短纤维，以及制造这些短纤维的方法和这些短纤维用于形成非织造织物和制品的用途。已经出人意料地发现本文所述的纤维素酯短纤维可以用于形成非织造网状物，该非织造网状物表现出增强的性能例如吸收性、强度和柔软度。同时，纤维素酯纤维可以是环境友好的，以及可以使用新的和现有的加工器械来加工。可以由本文所述的短纤维形成的非织造制品的合适类型的例子可以包括但不限于：一次性尿布和训练裤，妇女卫生产品，成人失禁垫，湿和干的个人、医用和工业擦拭巾(包括可冲洗擦拭巾)，以及不同类型的过滤介质，面罩，一次性床单，罩衣，绷带，医用毯，一次性服装(包括内科和外科罩衣，以及工业防护服和面罩)，土工布，过滤器，地毯垫层和背衬，以及枕头、座套和床垫的衬料。
本文所述的短纤维可以由一种或多种纤维素酯形成，所述纤维素酯包括但不限于：醋酸纤维素、丙酸纤维素、丁酸纤维素、醋酸甲酸纤维素、醋酸丙酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、丙酸丁酸纤维素及其混合。虽然在此是涉及“醋酸纤维素”描述的，但是应当理解一种或多种上述的纤维素酸酯或者混合酯也可以用于形成本文所述的纤维、非织造物和制品。不同类型的纤维素酯例如描述在下述美国专利中：1,698,049、1,683,347、1,880,808、1,880,560、1,984,147、2,129,052和3,617,201；它们中的每一个在不与本公开不一致的程度上通过引用合并于此。在一些情况下，其他类型的处理的或者再生的纤维素(例如，纤维胶、人造丝或者莱赛尔)可以用于或者可以不用于形成本文所述的短纤维。
当短纤维是由醋酸纤维素形成时，它可以由二醋酸纤维素、三醋酸纤维素或其混合形成。在本发明的实施例中可用的醋酸纤维素(或者其他纤维素酯)的取代度可以在1.9-2.9的范围内。作为本文使用的，术语“取代度(degree of substitution)”或者“DS”指的是纤维素聚合物的每个脱水葡萄糖环上酰基取代基的平均数，其中最大取代度是3.0。在一些情况下，用于形成本文所述的纤维的醋酸纤维素的平均取代度可以是：至少大约1.95、2.0、2.05、2.1、2.15、2.2、2.25或者2.3，和/或，不大于大约2.9、2.85、2.8、2.75、2.7、2.65、2.6、2.55、2.5、2.45、2.4或者2.35，并且大于90％、91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％或者99％的醋酸纤维素的取代度大于2.15、2.2或者2.25。在一些情况下，大于90％的醋酸纤维素的取代度可以大于2.2、2.25、2.3或者2.35。典型地，乙酰基可以占总酰基取代基的：至少大约1％、5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％或者60％，和/或，不大于大约99％、95％、90％、85％、80％、75％或者70％。
醋酸纤维素的重均分子量(Mw)可以不大于90000，是使用凝胶渗透色谱法用N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)作为溶剂来测量的。在一些情况下，醋酸纤维素的分子量可以是：至少大约10000，至少大约20000、25000、30000、35000、40000、或者45000，和/或，不大于大约100000、95000、90000、85000、80000、75000、70000、65000、60000或者50000。
现在转向图1a，提供了一种形成醋酸纤维素短纤维的方法的主要步骤。醋酸纤维素或者其他纤维素酯可以通过任何合适的方法形成。在一些情况下，醋酸纤维素可以通过以下来形成：纤维素材料(例如木浆)与乙酸酐和催化剂在酸性反应介质中反应来形成醋酸纤维素薄片。该薄片然后可以溶解在溶剂(例如丙酮或者甲乙酮)中，来形成“溶剂纺液”，溶剂纺液可以过滤并送过图1a所示的纺丝区20中的喷丝头，来形成醋酸纤维素纤维。在一些情况下，高达大约1wt％或者更多的二氧化钛或者其他去光剂可以在过滤前加入纺液中，这取决于纤维期望的性能和最终的目的用途。
在一些情况下，用于形成醋酸纤维素纤维的溶剂纺液或者薄片除了醋酸纤维素之外可以包括很少的添加剂或者没有添加剂。这样的添加剂可以包括但不限于增塑剂、抗氧化剂、热稳定剂、氧化强化剂、除酸剂、无机物、颜料和着色剂。在一些情况下，基于纤维总重量，本文所述的醋酸纤维素纤维可以包括：至少大约90％、90.5％、91％、91.5％、92％、92.5％、93％、93.5％、94％、94.5％、95％、95.5％、96％、96.5％、97％、97.5％、98％、98.5％、99％、99.5％、99.9％、99.99％、99.995％或者99.999％的醋酸纤维素。根据本发明所形成的纤维可以包括：不大于大约10wt％、9.5wt％、9wt％、8.5wt％、8wt％、7.5wt％、7wt％、6.5wt％、6wt％、5.5wt％、5wt％、4.5wt％、4wt％、3.5wt％、3wt％、2.5wt％、2wt％、1.5wt％、1wt％、0.5wt％、0.1wt％、0.01wt％、0.005wt％或者0.001wt％的非醋酸纤维素的添加剂，包括本文所列的具体的添加剂。
醋酸纤维素纤维可以实现更高水平的生物降解性和/或堆肥性，而无需使用传统上已用于促进类似纤维的环境不可持续性的添加剂。这样的添加剂可以包括，例如，光降解剂、生物降解剂、分解加速剂和不同类型的其他添加剂。虽然基本上没有这些类型的添加剂，但是已经出人意料地地发现，当在工业、家庭和/或土壤条件下测试时，所述醋酸纤维素纤维和制品表现出增强的生物降解性和堆肥性，如前所述。
在一些实施例中，本文所述的醋酸纤维素纤维可以基本上没有光降解剂。例如，基于纤维总重量，纤维可以包括：不大于大约1wt％、0.75wt％、0.50wt％、0.25wt％、0.10wt％、0.05wt％、0.025wt％、0.01wt％、0.005wt％、0.0025wt％或者0.001wt％的光降解剂，或者纤维可以不包括光降解剂。这样的光降解剂的例子包括但不限于颜料，颜料充当了光氧化催化剂，并且可选地，是通过存在一种或多种金属盐、可氧化的促进剂及其组合来增强。颜料可以包括涂覆的或者未涂覆的锐钛矿或者金红石二氧化钛，其可以单独存在或者与一种或多种增强组分(例如诸如不同类型的金属)组合存在。光降解剂的其他例子包括苯偶姻，苯偶姻烷基醚，苯甲酮及其衍生物，苯乙酮及其衍生物，醌，噻吨酮，酞菁和其他光敏剂，乙烯-一氧化碳共聚物，芳族酮-金属盐敏化剂及其组合。
在一些实施例中，本文所述的醋酸纤维素纤维可以基本上没有生物降解剂和/或分解剂。例如，基于纤维总重量，该纤维可以包括：不大于大约1wt％、0.75wt％、0.50wt％、0.25wt％、0.10wt％、0.05wt％、0.025wt％、0.01wt％、0.005wt％、0.0025wt％、0.0020wt％、0.0015wt％、0.001wt％、0.0005wt％的生物降解剂和/或分解剂，或者纤维可以不包括生物降解和/或分解剂。这样的生物降解和分解剂的例子包括但不限于：磷的含氧酸的盐、磷的含氧酸的酯或其盐、碳酸或其盐、磷的含氧酸、硫的含氧酸、氮的含氧酸、这些含氧酸的偏酯或者氢盐、碳酸及其氢盐、磺酸和羧酸。
这样的生物降解和分解剂的其他例子包括选自下面构成的组的有机酸：每分子具有2-6个碳原子的氧杂酸、每分子具有2-6个碳原子的饱和二羧酸，以及氧杂酸或者饱和二羧酸与具有1-4个碳原子的醇的低级烷基酯。生物降解剂还可以包含酶，例如诸如脂肪酶、纤维素酶、酯酶及其组合。其他类型的生物降解和分解剂可以包括：磷酸纤维素、磷酸淀粉、磷酸二钙、磷酸三钙、羟基磷酸钙、乙醇酸、乳酸、柠檬酸、酒石酸、苹果酸、草酸、丙二酸、琥珀酸、琥珀酸酐、戊二酸、乙酸及其组合。
本文所述的醋酸纤维素纤维还可以基本上没有几种其他类型的添加剂(所述添加剂已经加入其他纤维中来促进环境不持续性)。这些添加剂的例子可以包括但不限于：聚酯——包括脂肪族和低分子量(例如小于5000)聚酯、酶、微生物、水溶性聚合物、改性醋酸纤维素、水分散性添加剂、含氮化合物、羟基官能化的化合物、含氧的杂环化合物、含硫的杂环化合物、酸酐、单环氧化物及其组合。在一些情况下，本文所述的纤维可以包括：不大于大约0.5wt％、0.4wt％、0.3wt％、0.25wt％、0.1wt％、0.075wt％、0.05wt％、0.025wt％、0.01wt％、0.0075wt％、0.005wt％、0.0025wt％或者0.001wt％的这些类型的添加剂，或者醋酸纤维素纤维可以不包括任何的这些类型的添加剂。
转回图1a，在喷丝头处，溶剂纺液可以通过多个孔挤出来形成连续的醋酸纤维素长丝。在喷丝头处，可以抽出长丝以形成几百个或者甚至上千个单独长丝的束。这些束或者带中的每一个可以包括：至少100、150、200、250、300、350或者400个纤维，和/或，不大于1000、900、850、800、750或者700个纤维。喷丝头可以以适于生产具有期望的尺寸和形状的长丝和束的任何速度来运行。
在图1a所示的组装区30中，多个束可以组装成长丝纱线。如本文使用的，“长丝纱线”或者“丝束纱线”指的是由多个连续、未扭转的单独长丝形成的纱线。长丝纱线可以是任何合适的尺寸，并且在一些实施例中总旦尼尔(denier，旦)可以是，至少大约20000、25000、30000、35000、40000、45000、50000、75000、100000、150000、200000、250000、300000、350000、400000、450000或者500000。替代性地或者附加地，长丝纱线的总旦尼尔可以，不大于大约5000000、4500000、4000000、350000、3000000、2500000、2000000、1500000、1000000、900000、800000、700000、60000、500000、400000、350000、300000、250000、200000、150000、100000、95000、90000、85000、80000、75000或者70000。
以通常纵向对齐方式挤出并且最终形成长丝纱线的单独长丝，也可以是任何合适的尺寸。例如，每个长丝的线性单丝纤度(9000m纤维长度的重量克数)可以是：至少大约0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、4或者5，和/或，不大于大约30、25、20、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5、4.5、4、3或者2.75，是根据ASTM D 1577-01使用FAVIMAT振动计程序来测量的。作为本文使用的，术语“长丝”指的是延长的、连续单条纤维，并且有别于已经切割成规定的长度的短纤维，如下面进一步详述的。
从喷丝头排出的单独长丝可以具有任何合适的横向横截面形状。示例性的横截面形状包括但不限于：圆形、Y形、I形(狗骨)、闭合C形、三叶形、多叶形、X形或者小圆齿形。当长丝具有多叶横截面形状时，它可以具有至少4、5或者6或者更多个叶。在一些情况下，长丝可以沿着一个或更多个、两个或更多个、三个或更多个、或者四个或更多个轴对称，在其他实施例中长丝可以是非对称的。如本文使用的，术语“横截面”通常指的是在垂直于长丝延长方向的方向上所测量的长丝的横向的横截面。长丝的横截面可以使用定量图像分析(Quantitative Image Analysis，QIA)测定和测量。短纤维的横截面形状可以与形成它们的长丝类似。
在一些实施例中，单独长丝(或者短纤维)的横截面形状可以根据它对于圆形横截面形状的偏离来表征。在一些情况下，这种偏离可以通过长丝或者纤维的形状因子来表征，其通过下式测定：形状因子＝周长/(4π×横截面积)1/2。在一些实施例中，单独醋酸纤维素(或者其他纤维素酯)长丝或者纤维的形状因子可以是：至少大约1、1.01、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5、1.55、1.6、1.65、1.7、1.75、1.8、1.85、1.9、1.95、2、2.25、2.5、2.75、3或者3.25，和/或，不大于大约5、4.8、4.75、4.5、4.25、4、3.75、3.5、3.25、3、2.75、2.5、2.25、2、1.75、1.5或者1.25。(备注：这些值也可以表达为所列数字与1的比率——例如1.45：1)。具有圆形横截面形状的长丝或者纤维的形状因子是1。形状因子可以由长丝或者纤维的横截面积来计算，其可以使用QIA测量。
此外，长丝或者纤维的横截面形状也可以根据它的等效直径来与圆形横截面比较，该等效直径是横截面积等于给定的长丝或者纤维的圆形长丝或者纤维的等效直径。在一些实施例中，根据本发明的实施例的醋酸纤维素长丝或者纤维的等效直径可以是：至少大约0.0022、0.0023、0.0024、0.0025、0.0030、0.0033、0.0035、0.0040、0.0045、0.0050、0.0055、0.0060、0.0065、0.0070、0.0073、0.0075、0.0080、0.0085、0.0090、0.0095、0.0100、0.0103、0.0104、0.0105、0.0110、0.0112、0.0115、0.0120、0.0125、0.0126、0.013、0.014或者0.015mm。替代性地或者附加地，醋酸纤维素长丝或者纤维的等效直径可以：不大于大约0.0400、0.0375、0.036、0.0359、0.0350、0.0033、0.0327、0.0325、0.0300、0.0275、0.0250、0.0232、0.0225、0.0200、0.0179、0.0175、0.016、0.0150、0.0127、0.0125或者0.0120mm。等效直径是由使用QIA测量的长丝或者纤维的横截面来计算的。
在一些实施例中，如图1a所示，长丝纱线(或者丝束纱线)可以送过卷曲区40，其中图案化的波状形状可以施加到至少一部分或者基本上全部的单独长丝上。在一些情况下，长丝可以是未卷曲的，并且未卷曲的长丝可以从组装区直接送到干燥区50，如图1a中的虚线所示。
当使用时，卷曲区40包括至少一个卷曲装置，用于机械卷曲长丝纱线。根据本发明的实施例，长丝纱线可以不通过热或者化学手段(例如：热水浴，蒸汽，空气喷射，或者化学处理或涂覆)卷曲，而代之以使用合适的卷曲机机械卷曲。合适类型的机械卷曲机的一个例子是“填塞箱”或者“填料箱”卷曲机，其使用多个辊来产生摩擦，摩擦引起纤维弯曲和形成卷曲。其他类型的卷曲机也可以是合适的。适于赋予长丝纱线卷曲的装置的例子描述在例如如下美国专利中：9,179,709、2,346,258、3,353,239、3,571,870、3,813,740、4,004,330、4,095,318、5,025,538、7,152,288和7,585,442；它们中的每一个在不与本发明不一致的程度上通过引用合并于此。在一些情况下，卷曲步骤可以以如下速率进行：至少大约50、75、100、125、150、175、200、225或者250米/分钟(m/min)，和/或，不大于大约750、600、550、500、475、450、425、400、375、350、325或者300m/min。
在一些情况下，可以形成低卷曲、低单丝纤度醋酸纤维素纤维，其表现出最小的断裂和高度的保留韧度。作为本文使用的，术语“保留韧度”指的是卷曲的长丝(或者纤维)的平均韧度与相同但是未卷曲的长丝(或者纤维)的平均韧度的比率，表达百分比。例如，如果相同但是未卷曲的纤维的韧度是1.5g/旦，则韧度是1.3克力/旦(g/旦)的卷曲的纤维的保留韧度将为87％。
在一些实施例中，根据本发明实施例的卷曲的醋酸纤维素长丝的保留韧度可以是至少大约50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％、97％或者99％。附加地或者替代性地，醋酸纤维素长丝的保留韧度可以不大于大约99％、97％、95％、90％、92％、90％、87％、85％、82％或者80％，其是如本文所述计算的。在一些情况下，保留韧度可以是100％。鉴于大部分醋酸纤维素长丝固有的弱点，表现出保留韧度在这些范围中的卷曲的长丝是出人意料的。在一些情况下，与相同但是未卷曲的短纤维相比，最终的醋酸纤维素短纤维可以表现出类似的保留韧度。
可以进行卷曲，以使得最终短纤维的卷曲频率是至少大约3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13或者14和/或不大于大约30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、10、9、8、7或者6个卷曲/英寸(crimps per inch，CPI)，根据ASTM D3937测量。卷曲的长丝纱线的卷曲频率也可以落入一种或多种上述的范围，虽然卷曲的长丝纱线可以具有与通过切割长丝纱线所形成的短纤维相比类似的或者稍不同的卷曲频率值。例如，在一些情况下，长丝纱线和由该长丝纱线形成的短纤维的卷曲频率差值可以是至少大约0.5、至少大约1、或者至少大约1.5CPI和/或不大于大约5、不大于大约2.5、不大于大约2、不大于大约1.5、不大于大约1、或者不大于大约0.75CPI。在其他实施例中，当纤维是未卷曲的时，则纤维(和/或形成该纤维的长丝纱线)的卷曲频率可以不大于2或者1CPI，或者它可以是0CPI。在一些实施例中，当在长丝纱线上测量时，卷曲频率可以在沿着长丝纱线的至少5个不同的位置上测量。典型地，这些位置可以与彼此以及与长丝纱线的端部间隔开至少半英寸。
根据一些实施例，单独长丝的卷曲频率与线性单丝纤度之比可以大于大约2.75:1、2.80:1、2.85:1、2.90:1、2.95:1、3.00:1、3.05:1、3.10:1、3.15:1、3.20:1、3.25:1、3.30:1、3.35:1、3.40:1、3.45:1或者3.50:1。在一些情况下，这个比率可以甚至更高，例如诸如大于大约4:1、5:1、6:1、7:1、8:1、9:1或者甚至10:1，特别是当例如要卷曲的长丝是相对细时。
当卷曲时，纤维或者长丝的卷曲幅度可以变化，并且可以例如是至少大约0.85、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99、1.00、1.01、1.02、1.03、1.04或者1.05mm。附加地或者替代性地，纤维或者长丝的卷曲幅度可以不大约1.75、1.70、1.65、1.60、1.58、1.55、1.50、1.45、1.40、1.37、1.35、1.30、1.29、1.28、1.27、1.26、1.25、1.24、1.23、1.22、1.21、1.20、1.19、1.18、1.17、1.16、1.15、1.14、1.13、1.12、1.11、1.10、1.09、1.08、1.07、1.06、1.05、1.04、1.03、1.02、1.01、1.00、0.99、0.98、0.97、0.96、0.95、0.94、0.93、0.92、0.91或者0.90mm。
此外，短纤维或者长丝的卷曲比可以是至少大约1:1。作为本文使用的，“卷曲比”指的是纤维或者长丝的非卷曲长度与纤维或者长丝的卷曲长度之比。在一些实施例中，纤维或者长丝的卷曲比可以是至少大约1:1、1.025:1、1.05:1、1.075:1、1.1:1、1.125:1、1.15:1、1.16:1、1.175:1、1.2:1、1.225:1、1.23:1、1.25:1、1.275:1、1.3:1、1.325:1、1.35:1、1.375:1、1.39:1、1.4:1。附加地或者替代性地，卷曲的丝束或者短纤维的卷曲比可以不大于大约2.01:1、2:1、1.975:1、1.95:1、1.925:1、1.9:1、1.875:1、1.85:1、1.825:1、1.8:1、1.775:1、1.75:1、1.725:1、1.7:1、1.675:1、1.65:1、1.625:1、1.6:1、1.575:1、1.55:1、1.525:1、1.5:1、1.475:1、1.45:1、1.425:1、1.4:1、1.39:1、1.375:1、或者1.35:1。
卷曲幅度和卷曲比是根据下面的计算来测量的，并且所提及的尺寸示出在图2中：卷曲的长度(Lc)等于卷曲频率的倒数(1/卷曲频率)，卷曲比等于直的长度(L0)除以卷曲的长度(L0：Lc)。如图2所示，幅度(A)是使用直接长度的一半(L0/2)和卷曲的长度的一半(Lc/2)来几何计算的。未卷曲的长度是使用常规方法简单测量的。
在卷曲后(或者，如果未卷曲，则在纺丝和聚集于组装区30之后)，长丝纱线可以在干燥区50进一步干燥，以降低长丝纱线的水分和/或溶剂含量。在一些情况下，在干燥区50进行的干燥会足以将长丝纱线的最终含水量减少到：至少大约3.5wt％、4wt％、4.5wt％、5wt％、5.5wt％、6wt％、6.5wt％或者7wt％——基于长丝纱线的总重量，和/或，不大于大约9wt％、8.5wt％、8wt％、7.5wt％、7wt％或者6.5wt％。任何合适类型的干燥机可以用于干燥区，例如诸如强制通风烘箱、滚筒干燥机或者热定型通道。干燥机可以在任何提供必需的干燥水平而不损坏长丝纱线的温度和压力条件下运行。可以使用单个干燥机，或者可以并联或者串联使用两个或者更多个干燥机，以实现期望的最终含水量。
一旦干燥后，长丝纱线可以可选地在打包区60中打包，并且所形成的包可以被引入切割区70，其中长丝纱线可以被切割成短纤维。作为本文使用的，术语“短纤维”指的是由长丝纱线切成的纤维，具有离散的长度，该长度通常小于大约150mm。在一些实施例中，本发明的短纤维可以切到长度是至少大约1、1.5、2、3、4、5、6、8、10、12、15、17、20、22、25、27、30、32或者35mm。附加地或者替代性地，短纤维的切割长度可以不大于大约120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、10或者8mm。可以使用能够将长丝切成期望的长度而不过度损坏纤维的任何合适类型的切割装置。切割装置的例子可以包括但不限于旋切机、闸刀(guillotine)、拉伸断裂装置、往复刀片及其组合。一旦切割，则短纤维可以被打包或者装袋或者包装来用于随后的运输、存储和/或使用。短纤维的切割长度可以根据ASTM D-5103测量。
根据本发明的实施例，本文所述的短纤维(或者用于形成这样的纤维的长丝纱线)可以至少部分地涂覆有至少一种纤维油剂(finish)。作为本文使用的，术语“纤维油剂”和“油剂”指的是任何合适类型的这样的涂料：其当施涂到纤维时，改变了纤维施加的摩擦或者施加到纤维上的摩擦，并且改变了纤维相对于彼此移动和/或相对于一表面移动的能力。油剂不同于黏结剂、固结剂或者其他类似化学添加剂(这些添加剂当加入纤维时，通过将纤维彼此黏附来防止纤维间移动)。当施涂时油剂持续允许纤维相对于彼此和/或相对于其他表面移动，但是可以通过增加或者减少摩擦力来改变这种移动的容易性。在一些情况下，油剂可以不改变纤维间的摩擦力，而是可以赋予最终涂覆的纤维以一种或多种其他令人期望的性能。
在一些实施例中，短纤维可以包括至少两种油剂，所述油剂在纤维生产方法过程中在一个或多个点处施涂到短纤维表面的全部或者一部分上。在其他情况下，短纤维可以仅仅包括一种油剂，而在其他情况下纤维可以根本不包括任何油剂。当两种或者更多种油剂施涂到纤维时，所述油剂可以作为两种或者更多种不同的油剂的共混物施涂，或者油剂可以在所述方法中在不同时间分别施涂。例如，在一些情况下，短纤维可以至少部分地涂覆有纺丝油剂，该纺丝油剂在形成短纤维的方法中在一个或多个点施涂到长丝纱线上。例如，在一些实施例中，纺丝油剂可以在刚刚纺丝后加入纤维，如图1a中的箭头A通常所示的。替代性地或者附加地，纺丝油剂可以在即将进行卷曲步骤之前加入长丝纱线，如图1a中的箭头B所示，或者在纺丝和卷曲步骤之间的任何时间加入。在一些情况下，可以不施涂纺丝油剂。
可以使用施涂纺丝油剂的任何合适方法，并且所述方法可以包括例如喷涂、毛细作用施用、浸涂，或者使用压挤辊、舔辊或吻辊。当使用时，纺丝油剂可以是任何合适的类型并且在长丝或者短纤维上的存在量可以是至少大约0.05％、0.10％、0.15％、0.20％、0.25％、0.30％、0.35％、0.40％、0.45％、0.50％、0.55％、0.60％、0.70％、0.80％、0.90％或者1％纱线上的油剂(finish-on-yarn，FOY)。替代性地或者附加地，基于干燥纤维的总重量，纺丝油剂存在量可以不大于大约1.5％、1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、1.0％、0.90％、0.80％、0.75％、0.70％、0.65％、0.60％或者0.50％的纱线上的油剂(FOY)。作为本文使用的，“FOY”或者“纱线上的油剂”指的是短纤维或者长丝的油剂的量，纱线扣除任何加入的水。可以使用一种或者两种或者更多种类型的纺丝油剂。在一些情况下，纺丝油剂可以是疏水性的。
附加地或者替代性地，短纤维可以包括面涂油剂，面涂油剂在卷曲后加入以赋予长丝以某些性能或者特性。面涂油剂可以在形成短纤维过程中的一个或多个点加入，包括：例如，在卷曲机之后(如图1a的箭头C所示)，在切割机之前(如图1a中的箭头D所示)，或者在切割机之后(如图1a中的箭头E所示)。当施涂时，基于干燥的纤维或者长丝纱线的总重量，面涂油剂在短纤维或者长丝纱线上的总量可以是：至少大约0.05％、0.10％、0.15％、0.20％、0.25％、0.30或者0.35和/或不大于大约7％、6.5％、6％、5.5％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1.5％、1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、1.0％、0.90％、0.80％、0.75％、0.70％、0.65％、0.60％、0.55％、0.50％、0.45％、0.40％、0.35％、0.30％或者0.25％FOY。所述纤维可以包括一种或者两种或者更多种类型的面涂油剂。在一些实施例中，可以不使用面涂油剂，而在其他实施例中，可以施涂面涂油剂，甚至当不施涂纺丝油剂时也是如此。在一些实施例中，当不施涂纺丝油剂时，纤维可以包括至少一种离子面涂油剂和可以包括不大于大约0.05％、0.01％或者0.005％FOY或者0％FOY的矿物油基油剂。
面涂油剂可以是离子或者非离子的，当是离子时可以是阳离子或者阴离子油剂。油剂可以处于溶液、乳液或者分散体形式。面涂油剂可以根据任何已知的方法施涂到纤维或者长丝纱线上，包括前面涉及纺丝油剂所讨论的那些。在一些实施例中，面涂油剂可以是含水乳液并且它可以包括或者可以不包括任何类型的烃、油(包括硅油)、蜡、醇、二醇或者硅氧烷。合适的面涂油剂的例子可以包括但不限于：磷酸盐、硫酸盐、铵盐及其组合。少量的其他组分(例如表面活性剂)也可以存在，以增强油剂的稳定性和/或加工性，和/或，使得它对于纤维的预期目的用途是更令人期望的(例如当纤维将接触用户的皮肤时是非刺激性的)。此外，取决于涂覆的短纤维的目的用途，油剂可以遵照不同的联邦和州法规，并且可以例如是非动物的符合65提案(Proposition 65)的，和/或FDA批准的食品接触。
施涂到长丝或者纤维的具体类型的面涂油剂可以至少部分地取决于短纤维将用于的最终应用。在一些实施例中，面涂油剂可以增强纤维(或者长丝)和/或与接触纤维(或者长丝)的其他表面的摩擦力，而在其他实施例中，纤维和/或其他表面之间的摩擦力可以通过面涂油剂减小。此外，油剂会通过改变未涂覆的纤维的亲水性或者疏水性来使得它是更亲水或更不亲水的或者更疏水或更不疏水性的，来影响涂覆的纤维与水的相互作用。使用面涂油剂可以赋予或者可以不赋予纤维本身另外的含水量。在一些实施例中，加入面涂油剂导致小于1.0％、0.90％、0.80％、0.70％、0.60％、0.50％、0.40％、0.30％或者0.20％FOY的水分加入未涂覆的纤维或者长丝。
在一些情况下，已经发现，对于相对低(例如不大于8CPI)或者无卷曲频率的纤维来说，与相同的但是未涂覆的纤维相比增强了纤维-纤维间摩擦的面涂油剂是期望的；而在其他情况下，已经发现具有相对较高的卷曲频率(例如16CPI或者更高)的纤维可以受益于这样的面涂油剂，与相同但是未涂覆的纤维相比其没有改变或者减小纤维-纤维间摩擦。在一些情况下，卷曲频率是大约8-大约16CPI或者大约10-大约14CPI的纤维可以不使用面涂油剂来加工。在一些情况下，仅仅一面涂油剂可以施涂到纤维上。
此外在一些实施例中，面涂(和/或纺丝)油剂可以包括其他添加剂，例如诸如抗静电剂。另外，油剂还可以包括一种或多种其他添加剂，例如润湿剂、抗氧化剂、生物杀灭剂、防腐蚀剂、pH控制剂、乳化剂及其组合。还可能的是一种或多种添加剂可以作为涂层加入纤维中，但是没有另外的改变摩擦的性能。例如，抗静电剂可以用于这样的纤维，其没有包括面涂油剂并且可以合适地形成非织造网状物，如本文所述。
当存在时，可以使用任何合适的抗静电剂，在一些情况下，抗静电剂可以包括极性和/或亲水性化合物。当使用时，这样的添加剂可以以任何合适的量存在，例如诸如，基于油剂总重量，为至少大约0.10wt％、0.15wt％、0.20wt％、0.25wt％、0.30或者0.35wt％和/或不大于大约3wt％、2.9wt％、2.8wt％、2.7wt％、2.6wt％、2.5wt％、2.4wt％、2.3wt％、2.2wt％、2.1wt％、2.0wt％、1.9wt％、1.8wt％、1.7wt％、1.6wt％、1.5wt％、1.4wt％、1.3wt％、1.2wt％、1.1wt％、1wt％、0.90wt％、0.80wt％、0.70wt％、0.60wt％或者0.50wt％。
当短纤维用抗静电油剂涂覆时，涂覆的纤维可以表现出如下静电半衰期(tatichalf-life)：不大于大约100、90、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、22、20、17、15、12、10、8、5、3、2、1.5或者1秒，其是根据AATCC 84-2011测量的。在一些实施例中，短纤维的静电半衰期可以不大于大约30、25、20、18、15、12、10或者8分钟。在其他实施例中，涂覆的纤维的静电半衰期可以是至少大约30秒，至少大约1分钟，至少大约5、8、10、15、20、30、40、50、60、75、90或者100分钟，和/或，不大于大约120、110、100、90、75、60、45、40、35、30、20、15或者12分钟，其是根据AATCC 84-2011测量的。
在一些实施例中，这可以是相同但是未涂覆的纤维的静电半衰期的不超过95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或者5％。在一些情况下，涂覆的纤维的静电半衰期可以比相同但是未涂覆的纤维的静电半衰期小至少5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或者95％。
替代性地或者附加地，本文所述的涂覆的短纤维的表面电阻率(Log R)可以是：至少大约2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5或者9，和/或，不大于大约11、10.5、10、9.75、9.5、9.25、9、8.75、8.5、8.25、8、7.75、7.5，其是根据AATCC TM 76-2011测量的。表面电阻率是使用Monroe Electronics电阻率计(型号No.272A)来测量的，该电阻率计连接到Keithley Instruments绝缘盒(型号No.6104)上，使用了绝缘杯来测量短纤维的电阻率。表面电阻率(Log R)是通过表面电阻乘以测试面积的长度与它的宽度之比来计算的，并且结果表示为所计算的值的底数10的对数。
在一些实施例中，短纤维或者长丝纱线可以至少部分地涂覆有至少一种纺丝油剂和至少一种面涂油剂。根据本发明实施例，基于干燥的纤维的总重量，全部油剂在短纤维或者长丝纱线上的存在总量可以是：至少大约0.15％、0.20％、0.25％、0.30％、0.35％、0.40％、0.45％、0.50％、0.55％、0.60％、0.65％、0.70％、0.75％、0.80％、0.85％、0.90％、0.95％、1.0％或者1.05％FOY，和/或，不大于大约10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1.5％、1.4％、1.3％、1.2％、1.1％、1.0％、0.90％、0.80％、0.75％、0.70％、0.65％、0.60％、0.55％、0.50％或者0.45％FOY。以wt％表达的纤维上的油剂的量可以通过溶剂萃取根据ASTM D 2257来测定。
涂覆的短纤维可以表现出纤维-纤维(F/F)短纤维垫摩擦系数(staple padcoefficient of friction、SPCOF)是至少大约0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.32、0.35、0.40、0.42、0.45、0.50、0.55，和/或，不大于大约1、0.95、0.90、0.85、0.80、0.75、0.70、0.65、0.60、0.55、0.50、0.45、0.40或者0.35，其是如美国专利No.5683811所述来测量的，进行了下面的改变。
将要测量它的摩擦的纤维的短纤维垫夹在位于该短纤维垫顶上的配重块和位于该短纤维垫下面的底座之间，该底座安装到具有IX系列软件的Instron 5966Blue Hill机(Instron Engineering Corp.，Canton，Mass的产品)的下部十字头上。短纤维垫是通过将短纤维梳理(使用辊顶实验室梳理机)来形成棉絮，将其切割成12英寸长度、3英寸宽的段，并且纤维在棉絮的长度维度中定向。将足够的段堆叠，以使得短纤维垫重量是3g。短纤维垫顶上的金属配重块是长(L)100mm、宽(W)45mm及高(H)40mm，并且重1200g。接触短纤维垫的配重块的表面和底座的表面覆盖有双面胶连接的60GC砂纸，以使得砂纸接触短纤维垫表面。将短纤维垫置于底座上。将配重块置于所述垫的中间。将尼龙单丝线连接到配重块较小的垂直(W×H)面中的一个上，并且绕过小滑轮向上到Instron的上部十字头，使得围绕滑轮成90度包围角。
向连接到Instron上的计算机给出测试开始的信号。Instron的下部十字头以速度150(+/-30)mm/min向下移动。短纤维垫、配重块和滑轮也与底座(其安装在下部十字头上)一起向下移动。尼龙单丝在它在配重块(其向下移动)和上部十字头(其保持固定)之间拉伸时张力增加。张力在水平方向上施加到配重块，该放下是纤维在短纤维垫中的定向方向。初始时，短纤维垫内存在很少的移动或者没有移动。施加到Instron上部十字头的力是通过负荷传感器监控的，并且当垫中的纤维开始移动经过彼此时增加到阈值水平。(因为金刚砂布处于与短纤维垫的界面处，因此在这些界面处存在着很少的相对运动；基本上发生的任何移动都是由于短纤维垫内部的纤维移动经过彼此而产生的)。最高摩擦力水平指示了克服纤维-纤维静摩擦所需的力，并且被记录下来。最低摩擦力是动摩擦力。平均摩擦力是静摩擦力和动摩擦力的平均值。
使用四个值来计算平均摩擦力(在20-60mm剥离范围的平均负荷)。短纤维垫的纤维-纤维摩擦系数是通过将所测量的平均摩擦力除以1200g重量来确定的。丝鸣(scroop)值可以作为静摩擦力和动摩擦力之间的差值来确定。
附加地或者替代性地，涂覆的短纤维可以表现出纤维-金属(F/M)短纤维垫摩擦系数(SPCOF)是：至少大约0.10、0.12、0.15、0.17、0.20、0.22、0.25、0.30、0.320.35、0.40、0.42、0.45、0.48、0.50、0.55、0.60，和/或，不大于大约1、0.95、0.90、0.85、0.80、0.75、0.70、0.65、0.60、0.55、0.50、0.45、0.40、0.37、0.35、0.32或者0.30，其是如美国专利No.5683811中所述的测量来测量的，如上述改变，除了当测量纤维-金属SPCOF时1200g金属配重块表面没有覆盖短纤维垫或者砂纸之外。
在一些情况下，当长丝纱线用纺丝和/或面涂油剂涂覆时，长丝纱线可以表现出纤维-纤维(F/F)摩擦系数(COF)是：至少大约0.01、0.02、0.03、0.04、0.05、0.06、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35或者0.40，和/或，不大于大约0.55、0.50、0.45、0.42、0.40、0.35、0.33、0.30、0.25、0.20、0.15、0.14、0.13、0.12、0.11、0.10、0.09、0.08、0.07或者0.06。连续长丝的F/F摩擦系数(COF)值可以根据ASTM D3412以规定的纱线参数、100m/min的速度、10g输入张力和施加到长丝上的单捻线来测定。
在另一实施例中，本文所述的纱线的F/F摩擦系数值可以处于一种或多种上述的范围内，所述范围是使用连续张力测试仪电子装置(continuous tension testerelectronic device，CTT-E)根据ASTM D 3412以规定的纱线参数、20m/min的速度、10g输入张力和施加到长丝上的单捻线所测量的。
此外，根据本发明实施例的涂覆有纺丝和/或面涂油剂的长丝纱线可以表现出纤维-金属(F/M)摩擦系数是：至少大约0.01、0.05、0.10、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.57、0.60或者0.65，和/或，不大于大约0.80、0.75、0.70、0.65、0.60、0.55、0.50、0.45或者0.40。连续长丝的F/M摩擦系数值可以根据ASTM D 3108，以规定的纱线参数、100m/min的速度和48g的输入张力测定。
在另一实施例中，本文所述的纱线的F/M摩擦系数值可以处于一种或多种上述的范围内，所述范围是使用连续张力测试仪电子装置(CTT-E)根据ASTM D 3108，以规定的纱线参数、100m/min的速度和10g的输入张力所测量的。
涂覆的短纤维的纤维-纤维内聚力可以通过涂覆的纤维表现出的“丝鸣值”来描述。本文所述的涂覆的纤维的丝鸣值(其是作为静态和动态拉力之间的差值来测量的)可以小于160克力(g)。在一些实施例中，涂覆的短纤维可以表现出丝鸣值是：至少大约10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90、95、100、105、110、115、120或者150克力(gf)，和/或，不大于大约275、250、200、195、190、185、180、175、170、165、160、155、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105或者100gf。具有较低内聚力的涂覆的短纤维(如较低的丝鸣值所指示)可以形成具有整体上更柔软感觉的非织造材料。
静摩擦和动摩擦(单位为克力)和所形成的丝鸣值可以由美国专利5683811和美国专利5480710所述的短纤维垫摩擦方法来计算，但是使用Instron 5500系列机器，而非Instron 1122机器。纤维-纤维静摩擦是如’710专利所述，作为在达到平衡拉力行为时在低拉力速度的最大阈值拉力来确定的，纤维-纤维动摩擦是类似计算的，但是是作为短纤维垫经过滑粘行为时的最小阈值力水平。丝鸣是作为静摩擦拉力和动摩擦拉力之间的差值来计算的，单位是克力。
本文所述的涂覆的短纤维还可以表现出高于预期的强度。例如，在一些实施例中，涂覆的短纤维可以由这样的长丝形成，该长丝表现出韧度是：至少大约0.5、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90、0.95、1.0、1.05、1.1、1.15、1.20、1.25、1.30或者1.35克力/旦(g/旦)，和/或，不大于2.50、2.45、2.40、2.35、2.30、2.25、2.20、2.15、2.10、2.05、2.00、1.95、1.90、1.85、1.80、1.75、1.70、1.65、1.60、1.55、1.50、1.47、1.45或者1.40g/旦，其是根据ASTM D 3822测量的。此外，在一些实施例中，涂覆的短纤维(或者形成该短纤维的长丝)的断裂伸长率可以是：至少大约5％、6％、10％、15％、20％或者25％，和/或，不大于大约50％、45％、40％、35％或者30％，其是根据ASTM D 3822测量的。
传统上，醋酸纤维素纤维和长丝已经用增塑剂涂覆来促进最终的纤维制品的形成和最终的生物降解性。但是，本文所述的纤维和长丝纱线包括很少的增塑剂或者没有增塑剂，并且出人意料地已经表现出在工业、家庭和土壤条件下增强的生物降解性，甚至与具有较高增塑剂水平的醋酸纤维素纤维相比也是如此。
在一些实施例中，基于纤维总重量，本文所述的纤维可以包括：不大于大约30％、27％、25％、22％、20％、17％、15％、12％、10％、9.5％、9％、8.5％、8％、7.5％、7％、6.5％、6％、5.5％、5％、4.5％、4％、3.5％、3％、2.5％、2％、1.5％、1％、0.5％、0.25％或者0.10％的增塑剂，或者纤维可以不包括增塑剂。当存在时，增塑剂可以通过与溶剂纺液或者醋酸纤维素薄片共混来并入纤维本身，或者增塑剂可以通过喷涂、通过转鼓设备的离心力，或者通过浸没浴来施涂到纤维或者长丝表面上。
可以存在或者可以不存在于纤维中或者纤维上的增塑剂的例子可以包括但不限于：芳族聚羧酸酯、脂肪族聚羧酸酯、多羟基醇的低级脂肪酸酯以及磷酸酯。另外的例子可以包括但不限于：邻苯二甲酸二甲酯、邻苯二甲酸二乙酯、邻苯二甲酸二丁酯、邻苯二甲酸二己酯、邻苯二甲酸二辛酯、二甲氧基乙基邻苯二甲酸酯、乙基邻苯二酰乙醇酸乙酯、丁基邻苯二酰乙醇酸丁酯、均苯四甲酸四辛酯、偏苯三酸三辛酯、己二酸二丁酯、己二酸二辛酯、癸二酸二丁酯、癸二酸二辛酯、壬二酸二乙酯、壬二酸二丁酯、壬二酸二辛酯、甘油、三羟甲基丙烷、季戊四醇、山梨糖醇、甘油三乙酸酯(三醋精)、二甘油四乙酸酯、磷酸三乙酯、磷酸三丁酯、三丁氧基乙基磷酸酯、磷酸三苯酯和磷酸三甲苯酯及其组合。在一些实施例中，本发明的纤维可以不包括任何类型的增塑剂或者其他添加剂，并且可以基本由醋酸纤维素和不大于1％FOY的纺丝油剂组成，或者由醋酸纤维素和不大于1％FOY的纺丝油剂组成。
此外，本文所述的醋酸纤维素纤维可以不经历设计来增强纤维的生物降解性的附加的处理步骤。例如，纤维可以没有进行水解或者用酶或微生物处理。纤维可以包括：不大于大约1wt％、0.75wt％、0.5wt％、0.25wt％、0.1wt％、0.05wt％或者0.01wt％的黏结剂或者固结剂，以及可以包括：小于1wt％、0.75wt％、0.5wt％、0.25wt％、0.1wt％、0.05wt％或者0.01wt％的改性的或者取代的醋酸纤维素。在一些实施例中，纤维可以不包括任何黏结剂或者固结剂，以及可以不由任何取代的或者改性的醋酸纤维素形成。取代的或者改性的醋酸纤维素可以包括这样的醋酸纤维素，其已经用极性取代基进行了改性，例如选自硫酸盐、磷酸盐、硼酸盐、碳酸盐及其组合的取代基。
本文所述的醋酸纤维素纤维、长丝和纱线可以用于形成非织造网状物，该非织造网状物可以用于若干类型的纤维制品。例如，在一些情况下，本文所述的涂覆的短纤维可以适用于形成非织造织物，该非织造织物表现出出人意料的和改进的性能，例如强度、耐久性、挠性、柔软度和吸收性。此外，本文所述的短纤维表现出独特的性能，例如较低的摩擦、较高的强度和更大的耐久性，其有利于更快、更有效和更均匀地将纤维加工成非织造网状物。
根据本发明的实施例的非织造织物可以根据任何合适的方法来形成。现在转向图1b，提供了一种形成非织造网状物的方法的主步骤。通常，如图1b所示，形成非织造物的方法包括两个主步骤：在网状物形成区110中进行的网状物形成步骤，和在网状物固结区120进行的网状物固结步骤。网状物形成步骤可以在湿条件或者干条件下进行，网状物固结步骤可以机械、热机械、化学和/或用热方法进行。在一些情况下，网状物形成步骤可以包括一种或多种湿铺网(wet-laid，wet laying)方法、一种或多种纺熔方法、一种或多种干铺网(dry-laid)方法或者纺熔方法与干铺网方法的组合。纺熔方法包括熔体喷吹、纺粘和溶液喷吹。干铺网方法包括气流成网(air laying，air laid)和梳理方法。当使用干铺网和纺熔方法的组合时，一种或多种干铺网纤维流可以共混或者与一种或多种纺熔纤维流组合来形成杂合的非织造基底。根据本发明实施例的短纤维可以用于任何这些在适于形成网状物而不过度损坏纤维的条件下的方法中。
如图1b所示，本文所述的短纤维可以引入网状物形成区，其中可以使用湿铺网或者干铺网方法，例如诸如梳理或者气流成网，来使纤维形成网状物。在梳理方法中，将纤维置于传送机或者梳理机上，并且送过具有一组金属齿或者其他夹紧表面的一对辊(或者其他可移动表面)。在所述表面相对于彼此移动时，纤维被机械分离并对齐来形成网状物。在气流成网方法中，纤维在空气流中被携带，其被导向传送机，在传送机上纤维沉积来形成网状物。类似地，在湿铺网方法中，纤维分散在水或者另一液体介质中并被送过干垫或者过滤器，纤维沉积在其上来形成纸状网状物。短纤维的具体性能(例如长度和卷曲)合适的值的范围可以根据用于生产非织造网状物的方法而变化。
网状物一旦形成，可以运输到网状物固结区120，如图1b所示，其中它使用化学方法、热方法和/或机械方法固结来形成固结的网状物。合适的机械固结方法的例子包括但不限于水刺法、针刺法、缝编(stitching)及其组合。合适的化学固结技术的例子包括但不限于：浸渍固结(saturation bonding)、喷洒固结、泡沫固结、使用黏结剂粉末、使用黏合剂纤维及其组合。热固结方法的例子包括但不限于压延、超声固结和热风炉(through-airoven)固结。网状物形成和固结步骤的特别合适的组合包括但不限于：通过梳理形成和通过水刺固结，通过梳理或气流成网来形成和热固结，通过湿铺网来形成和化学固结，以及通过气流成网或者梳理来形成和化学固结。
在一些实施例中，多种醋酸纤维素短纤维可以单独使用来形成上述的非织造网状物。在这样的情况下，非织造网状物中至少大约90wt％、92wt％、95wt％、97wt％、99wt％或者高达100wt％的短纤维是醋酸纤维素纤维。在一些实施例中，至少大约90、91、92、93、94、95、96、97、98、99或者全部的用于形成非织造网状物的纤维可以至少部分地涂覆有至少一种油剂，如前所述。
在其他实施例中，非织造网状物可以由醋酸纤维素短纤维与一种或多种另外的纤维的共混物来形成。在一些情况下，共混物可以包括醋酸纤维素纤维和与之组合的至少两种、至少三种或者四种或者更多种类型的另外的纤维。该另外的纤维可以是高或低静电(static)纤维，或者可以具有其他令人期望的性能例如黏结性和抗菌性，或者另外的纤维可以是黏合剂纤维，用于在网状物固结步骤期间化学固结醋酸纤维素短纤维。在一些情况下，其他纤维是已知的且期望的生物降解性。
当以共混物使用时，基于共混物的总重量，醋酸纤维素短纤维的存在量可以是：至少大约5％、10％、15％、20％、25％、30％、35％、40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％或者95％。附加地或者替代性地，基于共混物总重量，醋酸纤维素纤维在纤维共混物中的量可以：不大于大约95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％、35％、30％、25％、20％、15％、10％或者5％。基于共混物总重量，一种或多种的其他纤维的存在量可以是：至少大约5wt％、10wt％、15wt％、20wt％、25wt％、30wt％、35wt％、40wt％、45wt％、50wt％、55wt％、60wt％、65wt％、70wt％、75wt％、80wt％、85wt％、90wt％或者95wt％，和/或，不大于大约99wt％、97wt％、95wt％、90wt％、85wt％、80wt％、75wt％、70wt％、65wt％、60wt％、55wt％、50wt％、45wt％、40wt％、35wt％、30wt％、25wt％、20wt％、15wt％、10wt％或者5wt％。具体共混物的组成可以根据AATCC TM 20A-2014,No.1确定。
适与醋酸纤维素短纤维用于共混物的其他类型的纤维可以包括天然和/或合成纤维，其包括但不限于：棉花形成的纤维；再生纤维素，例如人造丝或者纤维胶；木浆；乙酸酯，例如聚乙烯乙酸酯；羊毛；玻璃；聚酰胺，包括尼龙；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚对苯二甲酸环己二甲醇酯(PCT)和其他共聚物；烯烃聚合物，例如聚丙烯和聚乙烯；聚碳酸酯；聚硫酸酯；聚砜；聚醚；丙烯酸、丙烯腈共聚物；聚氯乙烯(PVC)；聚乳酸；聚乙醇酸；其衍生物及其组合。
在一些情况下，纤维可以是单组分纤维，而在其他情况下，纤维可以是多组分纤维，包括醋酸纤维素与一种或多种其他类型的材料。当纤维是双组分或者多组分纤维时，纤维可以具有任何合适的横截面，包括：例如，并排横截面、芯-鞘式横截面、海岛型横截面、尖端化横截面，或者分段的饼式横截面。纤维中的一些可以是芯和鞘式的纤维，用于芯和鞘的是相同或者不同的材料，包括醋酸纤维素作为芯或者鞘材料。
本文所述的所述的用醋酸纤维素纤维形成非织造网状物的方法可以在实验室规模、中试规模和/或商业规模上进行。已经发现使用本文所述的醋酸纤维素纤维可以提供这样的加工优点，允许在较大的商业规模上形成非织造网状物。例如，在一些实施例中，网状物形成步骤可以以下述速率进行：至少大约50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475或者500米/分钟(m/min)。附加地或者替代性地，网状物形成步骤可以以下述速率进行：不大于大约600、575、550、525、500、475、450、425、400、375、350、325或者300m/min。
根据本发明的实施例所形成的非织造网状物可以具有用于性能的宽范围值。通常，非织造网状物的给定性能的具体值或者值的组取决于它的最终目的用途。在一些实施例中，非织造网状物的厚度可以是：至少大约0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65、0.70、0.75、0.80、0.85、0.90或者0.95mm，和/或，不大于大约2.75、2.5、2.25、2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.05、0.95、0.90、0.85、0.80、0.75、0.70、0.65、0.60、0.55或者0.50mm。在一些情况下，非织造网状物的厚度可以是：至少大约20、30、40、50、60、70、80、90、100、125、150、175或者200mm，和/或，不大于大约400、375、350、325、300、275、250、225、200、175、150、125、100、90、80、70、60、50、40、30或者20mm。厚度可以根据NWSP 120.1.R0(15)测量。
此外，非织造网状物的基重可以是：至少大约15、20、25、30、35、40、45、50、51、52、53、54、55、56、57、58、59、60、61或者62克/平方米(gsm)，和/或，不大于大约80、75、74、73、72、71、70、69、68、67、66、65、64、63或者62gsm。在一些情况下，非织造网状物的基重可以是：至少大约50、75、100、125、150、175、200、225、250、275、300、325、350、375、400、425、450、475、500、525、550、575、600、700、800、900或者1000gsm。替代性地或者附加地，非织造网状物的基重可以不大于大约8000、7500、7000、6500、6000、5500、5000、4500、4000、3500、3000、2500、2000、1500、1000、500、400、300、200或者150gsm。基重可以根据NWSP 130.1.R0(15)测量。
在一些情况下，非织造网状物的具体基重可以取决于它的最终应用和/或它的形成方法。例如，在一些情况下，基重较轻(例如诸如大约0.1-大约5gsm)的非织造制品可以用作杂合构造或者层合体中的功能层，例如不同类型的过滤介质中的纳米纤维层。在其他情况下，当非织造物用于女性卫生应用或者尿布应用时，它的基重可以在大约10-大约70gsm的范围内，而吸收芯的基重可以在大约100-大约300gsm的范围内。用于不同类型的擦拭巾的基重可以是大约50-大约500gsm或者更高，并且婴儿擦拭巾的典型的基重是大约50-大约75gsm，餐饮服务擦拭巾的基重是大约60-大约90gsm，工业擦拭巾的基重是大约100-大约350gsm，或者甚至500或更高，这取决于具体的目的用途。当用于汽车应用时，非织造物的基重可以在大约500-大约8000gsm，或者大约500-大约3000gsm的范围内。
根据一些实施例，通过本发明所形成的非织造网状物可以表现出下面的特性中的一种或多种：(i)在纵向(machine direction，MD)上的湿拉伸强度在10-2000Nm2/kg的范围内，为非织造物的基重而规格化；(ii)在横向(cross direction，CD)上的湿拉伸强度在10-1000Nm2/kg的范围内，为非织造物的基重而规格化；(iii)在纵向(MD)上的干拉伸强度在10-2000Nm2/kg的范围内，为非织造物的基重而规格化；(iv)在横向(CD)上的干拉伸强度是10-1000Nm2/kg，为非织造物的基重而规格化；吸收性在5-20克水/克纤维(g/g)；(vi)真实柔软度在大约2.5-大约6dB。在一些情况下，非织造物可以表现出上面所列的特性(i)-(vi)中至少两个、至少三个、至少四个、至少五个或者全部。
根据本发明所形成的非织造网状物在纵向上的干拉伸强度可以是：至少大约0.5、1、2、5、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、55或者60N/in，和/或，不大于大约250、245、240、235、230、225、220、215、210、205、200、195、190、185、180、175、170、165、160、155、150、145、140、135、130、125、120、115、110、100、95、90、85、90、75、60、5、50、45、40、35、30或者25N/in，其是根据NWSP 110.4选项A所述的程序，使用1英寸测试条来测量的。全部拉伸强度测量是在1英寸样品条上进行的，除非另有说明。
附加地或者替代性地，本文所述的非织造网状物在横向上的干拉伸强度可以是：至少大约0.5、1、3、4、5、10、15、20、25、30、35、40或者45N/in，和/或，不大于大约225、200、190、180、175、170、160、150、140、130、125、120、110、100、90、80、75、70、60、50、45、40、35、30、25、20、15、12、10、8或者5N/in，其是根据NWSP 110.4选项A测量的。
在一些实施例中，纵向上的干拉伸强度与横向上的干拉伸强度之比(干MD:CD)可以是：不大于大约10:1、9.5:1、9:1、8.5:1、8:1、7.5:1、7:1、6.5:1、6:1、5.5:1、5:1、4.5:1、4:1、3.5:1、3:1、2.5:1、2:1、1.5:1、1.25:1或者1.1:1。在一些情况下，干MD:CD之比可以是：至少大约1.01:1、1.05:1、1.10:1、1.15:1、1.20:1、1.25:1、1.30:1、1.35:1、1.4:1、1.45:1、1.5:1、1.55:1、1.6:1、1.65:1、1.7:1、1.75:1、1.8:1或者1.85:1。
本文所述形成的非织造网状物还可以在纵向上的湿拉伸强度是：至少大约0.5、1、1.5、5、10、15、20、25、30、35、40、45或者50N，和/或，不大于大约250、240、230、220、210、200、190、180、170、160、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、65、60、50、40、35、30、25或者20N/in，其是根据NWSP 110.4选项A测量的。
此外，本文所述形成的非织造网状物在横向上的湿拉伸强度可以是：至少大约0.5、1、1.5、2、3、4、5、8、10、12、15、18或者20N/in，和/或，不大于大约120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、28、25、20、15、12或者10N/in，其是根据NWSP110.4选项A测量的。
在一些实施例中，在纵向上的湿拉伸强度与横向上的湿拉伸强度之比(湿MD:CD)可以不大于大约10:1、9.5:1、9:1、8.5:1、8:1、7.5:1、7:1、6.5:1、6:1、5.5:1、5:1、4.5:1、4:1、3.5:1、3:1、2.5:1、2:1、1.5:1、1.25:1或者1.1:1。在一些情况下，湿MD:CD之比可以是至少大约1.01:1、1.05:1、1.10:1、1.15:1、1.20:1、1.25:1、1.30:1、1.35:1、1.4:1、1.45:1、1.5:1、1.55:1、1.6:1、1.65:1、1.7:1、1.75:1、1.8:1或者1.85:1。
本文所述形成的非织造网状物的拉伸强度也可以根据所述网状物的基重、厚度和/或容积密度来规格化。在一些情况下，本文所述形成的非织造网状物在纵向上的湿拉伸强度，还可以为非织造网状物的基重而进行规格化，为：至少大约10、20、40、60、80、100、200、300、400、500、600、700、800或者900Nm2/kg，和/或，不大于大约2000、1900、1800、1700、1600、1500、1400、1300、1200、1100、1000、900、800、700、600、500或者400Nm2/kg，其是根据NWSP 110.4选项A测量的。此外，非织造网状物在横向上的湿拉伸强度，为非织造网状物的基重而进行规格化，为：至少大约10、20、40、60、80、100、200、240或者250Nm2/kg，和/或，不大于大约1000、900、800、700、600、560、500、400或者300Nm2/kg，其是根据NWSP 110.4选项A测量的。
纵向上的干拉伸强度，根据非织造网状物的基重而进行规格化，可以是：至少大约10、25、50、100、200、300、400、500、600、700、800、900或者1000Nm2/kg，和/或，不大于大约5000、4500、4000、3500、3400、3000、2500、2000、1500、1000、750或者500Nm2/kg；而为基重而规格化的横向上的干拉伸强度可以是：至少大约10、25、50、80、100、200、250或者300Nm2/kg，和/或，不大于大约4000、3500、3000、2500、2000、1500、1200、1000、900或者500Nm2/kg，其是根据NWSP 100.4选项A测量的。
非织造网状物在纵向上的湿拉伸强度，还可以为非织造网状物的厚度而规格化，为：至少大约2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、15000、20000、25000、30000、35000、40000或者45000N/m，和/或，不大于大约150000、145000、140000、135000、130000、125000、120000、117000、115000、110000、100000、80000、60000、40000或者20000N/m，其是根据NWSP 110.4选项A测量的。此外，非织造网状物在横向上的湿拉伸强度，可以为非织造网状物的厚度而规格化，为：至少大约2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、12000、15000或者20000N/m，和/或，不大于大约100000、95000、90000、85000、83000、80000、75000、70000、65000、60000、55000、50000、47000、45000或者40000N/m，其是根据NWSP 110.4选项A测量的。
在纵向上的干拉伸强度，根据非织造网状物厚度而规格化，可以是：至少大约1000、2000、3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、12000、15000、20000、25000、30000、35000、40000、45000或者50000N/m，和/或，不大于大约450000、417000、400000、350000、300000、283000、250000或者200000N/m；而为厚度而规格化的横向上的干拉伸强度可以是：至少大约3000、4000、5000、6000、7000、8000、9000、10000、11000、12000、13000、14000或者15000N/m，和/或，不大于大约400000、350000、300000、250000、200000、150000、100000、75000或者50000N/m，其是根据NWSP100.4选项A测量的。
当对于容积密度规格化时，本文所述形成的非织造网状物在纵向上的湿拉伸强度还可以是：至少大约0.01、0.05、0.07、0.10、0.12、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.54或者0.55Nm3/kg，和/或，不大于大约2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.9、0.8、0.7、0.6、0.5、0.4或者0.3Nm3/kg，其是根据NWSP 110.4选项A测量的。此外，非织造网状物在横向上的湿拉伸强度，为非织造网状物的容积密度而规格化，可以是：至少大约0.01、0.02、0.05、0.07、0.10、0.12、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.54或者0.55Nm3/kg，和/或，不大于大约2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.90、0.80、0.70、0.60、0.56、0.50、0.40或者0.3Nm3/kg，其是根据NWSP 110.4选项A测量的。
在纵向上的干拉伸强度，根据非织造网状物的容积密度而规格化，可以是：至少大约0.01、0.02、0.05、0.07、0.10、0.12、0.15、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55或者0.60Nm3/kg，和/或，不大于大约5、4.5、4、3.5、3.4、3、2.5、2、1.5、1、0.5或者0.3Nm3/kg；而为基重而规格化的在横向上的干拉伸强度可以是：至少大约0.01、0.02、0.05、0.07、0.10、0.12、0.15、0.18、0.20、0.25、0.30、0.35、0.40、0.45、0.50、0.55或者0.60Nm3/kg，和/或，不大于大约2.0、1.9、1.8、1.7、1.6、1.5、1.4、1.3、1.2、1.1、1.0、0.90、0.80、0.70、0.60、0.56、0.50、0.40或者0.3Nm3/kg，其是根据NWSP100.4选项A测量的。
在一些情况下，非织造网状物的湿黏合指数BI20)可以是：至少大约0.1、0.2、0.5、1、2、2.5、5、6、7、8、9、10、11、12或者13，和/或，不大于大约30、29、28、27、26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11、10、9、8、7、6、5或者4。本文所述的非织造网状物的干黏合指数可以是：至少大约0.1、0.5、1、2、2.5、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、17或者20。替代性地或者附加地，非织造网状物的干黏合指数可以不大于大约50、45、40、35、30、25、20、15或者10。非织造网状物的黏合指数定义为在纵向上的拉伸强度和横向上的拉伸强度的乘积的平方根。所计算的黏合指数乘以20并除以以g/m2为单位的实际基重来报告以标准非织造物基重20g/m2表示的黏合指数(BI20)。湿和干拉伸强度是如本文所述测量的。
附加地或者替代性地，包括本文所述的醋酸纤维素短纤维的非织造网状物的吸收性可以是至少300％(3g水/g纤维)。在其他实施例中，非织造网状物的吸收性可以是：至少大约400％、450％、500％、550％、600％、650％、700％、750％、800％、850％、900％、950％、1000％、1050％、1100％或者1150％，或者至少大约4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10、10.5、11或者11.5g水/g纤维。在一些实施例中，非织造网状物的吸收性可以：不大于大约2500％、2400％、2300％、2200％、2100％、2000％、1950％、1900％、1850％、1800％、1750％、1700％、1650％、1600％、1550％、1500％、1450％、1400％、1350％、1300％、1250％、1200％或者1150％，或者不大于大约25、24、23、22、21、20、19.5、19、18.5、18、17.5、17、16.5、16、15.5、15、14.5、14、13.5、13、12.5、12或者11.5g水/g纤维。本文提供的吸收性值是根据NWSP 010.1-7.2所述测量的。
本文所形成的非织造网状物还可以表现出令人期望的毛细作用性能。例如在一些实施例中，由醋酸纤维素纤维形成的非织造网状物在5分钟下的毛细作用高度(在横向或者纵向测量)可以不大于200mm。在一些情况下，本文所述的非织造网状物的毛细作用高度可以：不大于大约200、175、150、125、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30、25、20、15、10或者5mm，其是如NWSP 010.1-7.3所述测量的。附加地或者替代性地，毛细作用高度可以是至少大约1、5、10或者20mm，其是如NWSP 010.1-7.3所述测量的。
在一些实施例中，本文所形成的非织造网状物在横向或者纵向测量的毛细作用高度可以是：至少大约1、至少大约2、至少大约3、至少大约5、至少大约10、至少大约12、至少大约15、至少大约20、至少大约25、至少大约30、至少大约35、至少大约40、至少大约45、至少大约50或者至少大约55mm，其是如NWSP 010.1-7.3所述测量的。替代性地或者附加地，本文所述的非织造网状物在纵向或者横向上所测量的毛细作用高度不大于大约70、不大于大约65、不大于大约60、不大于大约55、不大于大约50、不大于大约45、不大于大约40、不大于大约35、不大于大约30、不大于大约25、不大于大约20、不大于大约15、不大于大约12、不大于大约10、不大于大约8、不大于大约5、不大于大约3或者不大于大约2mm，其是如NWSP010.1-7.3所述测量的。
取决于具体的目的用途应用，还可以形成表现出令人期望的柔软度和/或不透明性水平的非织造网状物。如下面的实例部分所述，柔软度是根据Emtec薄纸柔软度分析仪(Tissue Softness Analyzer，TSA)方法测量的。在一些实施例中，如本文所述生产的非织造网状物的手感可以是：至少大约104、104.5、105、105.5、106、106.25、106.5、106.75、107、107.25、107.5、107.75或者108，其是通过TSA方法使用QA1算法测定的。附加地或者替代性地，根据TSA方法所测量的非织造网状物的真实柔软度可以是：至少大约2、2.05、2.10、2.15、2.20、2.25、2.30、2.35、2.40、2.45、2.50、2.55、2.60、2.65、2.70、2.75、2.80、2.85、2.90、2.95、3、3.05、3.1、3.15、3.2、3.25、3.3、3.35或者3.4dB，和/或，不大于大约6、5.75、5.5、5.25、5.0、4.75、4.50、4.45、4.40、4.35、4.30、4.25、4.20、4.15、4.10、4.05、4.0、3.95、3.90、3.85、3.80、3.75、3.7、3.65、3.6、3.55、3.5或者3.45dB。
在一些实施例中，如本文所述形成的非织造网状物的粗糙度可以是：至少大约1、2、5、8、10、12、12.5、13、13.5、14、14.5、15、15.5、16、16.5、17、17.5、18、18.5或者19dB和/或不大于大约30、28、25、24、22.5、22、21.5、21、20.5、20、19.5、19、18.5、18、17.5、17、16.5、16、15.5、15、14.5或者14dB。根据下面的实例中所述的TSA方法测量的网状物粗糙度与薄纸样品本身中的垂直振动有关，其是由于叶片的水平运动和表面结构引起的。
非织造网状物的不透明性可以根据NWSP 060.1.R0所述的程序测量。根据本发明的非织造网状物的不透明性可以是至少大约40％、45％、50％、55％、60％、65％、70％、75％、80％、85％、90％、95％或者高达100％，这取决于具体的目的用途应用。替代性地或者附加地，本文所述的非织造网状物的不透明性可以：不大于大约95％、90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％或者55％，其是根据上述程序测量的。一些终端用途例如过滤器可以不需要高的不透明性水平，而其他例如擦拭巾则会需要。
短纤维和由其形成的非织造物可以是生物可降解的，这意味着这样的纤维预期将在某些环境条件下分解。降解度可以通过样品曝露于某些环境条件在给定时间的重量损失来表征。在一些情况下，用于形成短纤维的材料、该纤维或者由该纤维生产的非织造网状物或制品可以表现出：在埋入土壤中60天后重量损失是至少大约5％、10％、15％或者20％，和/或，在曝露于典型的市政堆肥器15天后重量损失是至少大约15％、20％、25％、30％或者35％。但是，降解速率可以根据纤维的具体目的用途，以及其余制品的组成，和具体测试而变化。示例性测试条件提供在美国专利5970988和美国专利6571802中。
在一些实施例中，所述纤维素酯纤维可以是生物可降解的纤维，这样的纤维可以用于形成纤维制品，例如纺织品、非织造织物、过滤器和纱线。出人意料地，已经发现本文所述的纤维素酯纤维表现出增强的环境不可持续水平，特征在于在不同环境条件下好于预期的降解。本文所述的纤维和纤维制品可以满足或者超过国际测试方法以及官方为工业堆肥性、家庭堆肥性和/或土壤生物降解性所设定的及格标准。
为了考虑“堆肥性”，材料必须满足下面的四个标准：(1)材料必须是生物可降解的；(2)材料必须是可崩解的；(3)材料必须不包含大于最大量的重金属；和，(4)材料必须不是生态毒性的。作为本文使用的，术语“生物可降解的”通常指的是材料在某些环境条件下化学分解的倾向。生物降解性是材料本身固有的性能，并且材料可以表现出不同程度的生物降解性，这取决于它所曝露的具体条件。术语“可崩解的”指的是当曝露于某些条件时材料物理分解成小片段的倾向。崩解取决于材料本身以及要测试的制品的物理尺寸和构造二者。生态毒性度量了材料对于植物寿命的影响，材料的重金属含量是根据标准测试方法所述的程序来测量的。
当在需氧堆肥条件下在环境温度(28℃±2℃)根据ISO 14855-1(2012)测试时，纤维素酯纤维在不大于50天的时间内可以表现出生物降解至少70％。在一些情况下，当在这些条件下(也称作“家庭堆肥条件”)测试时，纤维素酯纤维可以在不大于49、48、47、46、45、44、43、42、41、40、39、38或者37天的时间内表现出生物降解至少70％。这些条件可以不是含水的或者厌氧的。在一些情况下，当在根据ISO 14855-1(2012)下在家庭堆肥条件下测试50天的时间时，纤维素酯纤维可以表现出总生物降解是：至少大约71％、72％、73％、74％、75％、76％、77％、78％、79％、80％、81％、82％、83％、84％、85％、86％、87％或者88％。这可以代表当与进行了相同的测试条件的纤维素比较时，相对生物降解是至少大约95％、97％、99％、100％、101％、102％或者103％。
为了考虑在家庭堆肥条件下根据法国标准NF T51-800和澳大利亚标准AS5810的“生物可降解的”，材料必须表现出：在对于参考和测试物品二者来说已经达到上升后的稳定期之后，生物降解是全部的至少90％(例如与初始样品比较)，或者生物降解是合适的参考材料的最大降解的至少90％。在家庭堆肥条件下生物降解的最大测试持续期是1年。本文所述的纤维素酯纤维可以表现出在不大于1年内，根据14855-1(2012)在家庭堆肥条件所测量的生物降解是至少90％。在一些情况下，纤维素酯纤维可以表现出在不大于1年内生物降解是至少大约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或者99.5％，或者纤维可以表现出在不大于1年内100％的生物降解，其是根据14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测量的。
附加地或者替代性地，根据14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测量时，本文所述的纤维可以在不大于大约350、325、300、275、250、225、220、210、200、190、180、170、160、150、140、130、120、110、100、90、80、70、60或者50天内表现出生物降解是至少90％。在一些情况下，所述纤维可以在根据ISO 14855-1(2012)在家庭堆肥条件下在不大于大约70、65、60或者50天的测试中是至少大约97％、98％、99％或者99.5％的生物降解。结果，该纤维素酯纤维根据例如法国标准NF T51-800和澳大利亚标准AS 5810当在家庭堆肥条件下测试时可以被认为是生物可降解的。
当在需氧堆肥条件下在58℃(±2℃)的温度根据ISO 14855-1(2012)测试时，纤维素酯纤维可以表现出在不大于45天的时间内生物降解是至少60％。在一些情况下，当在这些条件(也称作“工业堆肥条件”)下测试时、纤维可以表现出：在不大于44、43、42、41、40、39、38、37、36、35、34、33、32、31、30、29、28或者27天的时间内生物降解是至少60％。这些可以不是含水或者厌氧条件。在一些情况下，当根据ISO 14855-1(2012)在工业堆肥条件下测试45天时，纤维可以表现出总生物降解是至少大约65％、70％、75％、80％、85％、87％、88％、89％、90％、91％、92％、93％、94％或者95％。这可以代表当与进行了相同的测试条件的纤维素纤维比较时，相对生物降解是至少大约95％、97％、99％、100％、102％、105％、107％、110％、112％、115％、117％或者119％。
为了考虑在根据ASTM D 6400和ISO 17088的工业堆肥条件下“生物可降解的”，当与对照物比较或者在绝对情况，整个物品(或者存在量大于1％干质量的每个成分)中的至少90％的有机碳必须在测试时间结束时转化成二氧化碳。根据欧洲标准ED13432(2000)，材料必须表现出在对于参考和测试物品二者来说已经达到上升后的稳定期之后，生物降解是全部的至少90％，或者生物降解是合适的参照材料的最大降解的至少90％。在工业堆肥条件下生物降解性的最大测试持续期是180天。本文所述的纤维素酯纤维可以表现出在不大于180天内生物降解是至少90％，其是根据14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量的。在一些情况下，纤维素酯纤维可以表现出在不大于180天内生物降解是至少大约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或者99.5％，或者纤维可以表现出在不大于180天内100％生物降解，其是根据14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量的。
附加地或者替代性地，本文所述的纤维素酯纤维可以表现出在：不大于大约175、170、165、160、155、150、145、140、135、130、125、120、115、110、105、100、95、90、85、80、75、70、65、60、55、50或者45天内生物降解是至少90％，其是根据14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量的。在一些情况下，纤维素酯纤维可以在不大于大约65、60、55、50或者45天内根据ISO 14855-1(2012)在工业堆肥条件下测试时是至少大约97％、98％、99％或者99.5％生物可降解的。结果，本文所述的纤维素酯纤维根据ASTM D6400和ISO 17088当在工业堆肥条件下测试时可以被认为是生物可降解的。
所述纤维或者纤维制品可以表现出在土壤中在不大于130天内生物降解是至少60％，其是根据ISO 17556(2012)在需氧条件下在环境温度测量的。在一些情况下，所述纤维当在这些条件(也称作“土壤堆肥条件”)测试时可以表现出在不大于130、120、110、100、90、80或者75天的时间生物降解是至少60％。这些可以不是含水或者厌氧条件。在一些情况下，当根据ISO17556(2012)在土壤堆肥条件下测试195天的时间时，所述纤维可以表现出总生物降解是至少大约65％、70％、72％、75％、77％、80％、82％或者85％。这可以代表当与进行相同测试条件的纤维素纤维比较时相对生物降解是至少大约70％、75％、80％、85％、90％或者95％。
为了考虑根据符合标记的OK biodegradable SOIL和DIN CERTCO的土壤认证体系中的DIN Geprüft Biodegradable的在土壤堆肥条件下“生物可降解的”，材料必须表现出在对于参考和测试物品二者来说已经达到上升后的稳定期之后，生物降解是总共的至少90％(例如与初始样品比较)，或者生物降解是合适的参照材料的最大降解的至少90％。用于在土壤堆肥条件下生物降解性的最大测试持续期是2年。本文所述的纤维素酯纤维可以表现出在不大于2年、1.75年、1年、9个月或者6个月内生物降解是至少90％，其是根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测试的。在一些情况下，纤维素酯纤维可以表现出在不大于2年内生物降解是至少大约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或者99.5％，或者纤维可以表现出在不大于2年内100％的生物降解，其是根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测量的。
附加地或者替代性地，本文所述的纤维素酯纤维可以表现出在不大于大约700、650、600、550、500、450、400、350、300、275、250、240、230、220、210、200或者195天内生物降解是至少90％，其是根据17556(2012)在土壤堆肥条件下测量的。在一些情况下，纤维素酯纤维可以在不大于大约225、220、215、210、205、200或者195天内是至少大约97％、98％、99％或者99.5％生物可降解的，其是根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测试的。结果，本文所述的纤维素酯纤维可以满足所述要求来接收符合标记的OKbiodegradable SOIL以及来满足DIN CERTCO土壤认证体系中的DIN GeprüftBiodegradable的标准。
在一些实施例中，本发明的纤维素酯纤维(或者纤维制品)可以包括小于1wt％、0.75wt％、0.50wt％或者0.25wt％的未知生物降解性的组分。在一些情况下，本文所述的纤维或者纤维制品可以不包括生物降解性未知的组分。
除了在工业和/或家庭堆肥条件下是生物可降解的之外，本文所述的纤维素酯纤维或者纤维制品还可以在家庭和/或工业条件下是堆肥性的。如前所述，如果它满足了或者超过了EN13432中生物降解性、崩解能力、重金属含量和生态毒性所述的要求，则材料被认为是堆肥性的。本文所述的纤维素酯纤维或者纤维制品可以在家庭和/或工业堆肥条件下表现出足够的堆肥性来满足所述要求来接收符合来自于的标记的OK compost和OK compost HOME。
在一些情况下，本文所述的纤维素酯和纤维和纤维制品可以具有一定的挥发性固体浓度、重金属和氟含量，其满足EN13432(2000)所述的全部要求。此外，纤维素酯纤维不会导致对于堆肥品质的不利效应(包括化学参数和生态毒性测试)。
在一些情况下，纤维素酯纤维或者纤维制品可以表现出在不大于26周内崩解率是至少90％，其是根据ISO 16929(2013)在工业堆肥条件下测量的。在一些情况下，纤维或者纤维制品可以表现出在工业堆肥条件下在不大于26周内崩解率是至少大约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或者99.5％，或者所述纤维或者制品可以在工业堆肥条件在不大于26周内是100％崩解的。替代性地或者附加地，所述纤维或者制品可以表现出在工业堆肥条件下不大于大约26，25、24、23、22、21、20、19、18、17、16、15、14、13、12、11或者10周内崩解率是至少90％，其是根据ISO 16929(2013)测量的。在一些情况下，本文所述的纤维素酯纤维或者纤维制品可以在不大于12、11、10、9或者8周在工业堆肥条件下是至少97％、98％、99％或者99.5％崩解的，其是根据ISO 16929(2013)测量的。
在一些情况下，所述纤维素酯纤维或者纤维制品可以表现出在不大于26周内崩解率是至少90％，其是根据ISO 16929(2013)在家庭堆肥条件下测量的。在一些情况下，纤维或者纤维制品可以表现出在家庭堆肥条件下在不大于26周内崩解率是至少大约91％、92％、93％、94％、95％、96％、97％、98％、99％或者99.5％，或者纤维或者制品可以在家庭堆肥条件下在不大于26周内是100％崩解的。替代性地或者附加地，纤维或者制品可以表现出在不大于大约26、25、24、23、22、21、20、19、18、17、16或者15周在家庭堆肥条件下崩解率是至少90％，其是根据ISO 16929(2013)测量的。在一些情况下，本文所述的纤维素酯纤维或者纤维制品在不大于20、19、18、17、16、15、14、13或者12周内可以是至少97％、98％、99％或者99.5％崩解的，其是在家庭堆肥条件根据ISO 16929(2013)测量的。
本文所述的非织造网状物可以最终用于形成一种或多种的几个不同类型的制品。这样的制品可以适用于不同的消费者、工业和/或医学应用。在一些实施例中，由本发明的非织造网状物形成的制品可以是一次性的并且可以表现出一种或多种令人期望的性能，例如柔软度、褶皱性、强度、耐磨性、清洁效率、不透明性、毛细作用、厚度、与其他组分例如香味剂和洗液的相容性，并且不掉毛或起球。非织造织物可以与一种或多种另外的层(例如诸如耐水背衬层或者另外的吸收层)合并，来形成最终制品。
可以由本文所述的非织造网状物形成的合适的制品的例子可以包括用于个人、消费者、工业、餐饮服务、医学和其他类型的目的用途的那些。具体例子可以包括但不限于：婴儿擦拭巾、可冲擦拭巾、一次性尿布、训练裤、妇女卫生产品(例如卫生棉和止血垫)、成人失禁垫、内衣裤或者贴身短内裤和宠物训练垫。其他例子包括多种不同的干或者湿擦拭巾，包括用于消费者(例如个人护理或者家用)和工业(例如餐饮服务、健康护理或者专业)用途的那些。
本文所述的非织造网状物也可以用作枕头、床垫和座套的填料，用于棉被和围巾的絮状物。在医学和工业领域，本文所述的非织造网状物可以用于医学和工业面罩、防护服、帽子和鞋套、一次性床单、外科罩衣、帘子、绷带和医学敷料。此外，本文所述的非织造网状物可以用于环境织物，例如，土工布和防水布、石油和化学吸收垫，以及建筑材料例如隔音或者隔热、帐篷、木材和土壤覆盖物和挡板。非织造网状物也可以用于其他消费终端用途应用，例如用于地毯背衬，用于消费，工业和农业产品的包装，隔热或者隔音，和不同类型的服装。
本文所述的非织造网状物也可以用于多种过滤应用，包括运输(例如汽车或者航空)、商业、住宅、工业或者其他专门应用。例子可以：包括用于消费者或者工业空气或液体过滤器的过滤元件(例如汽油、油、水)，包括用于微滤的纳米纤维网状物，以及目的用途如茶叶袋、咖啡过滤器和干燥机片。此外，本文所述的非织造网状物可以用于形成多种部件来用于汽车，其包括但不限于刹车垫、后备箱衬垫、地毯簇绒和内填料。
醋酸纤维素纤维还可以用于形成纺织品，以用于农业、医学、食品和其他应用。
此外，醋酸纤维素纤维也可以用于形成过滤丝束或者其他过滤材料，来用于形成香烟过滤嘴或者烟雾制品过滤器，其表现出令人期望的过滤性能，并且对于烟雾的风味具有很少影响或者没有影响。
给出了下面的实例来说明本发明，使得本领域技术人员能够制造和使用本发明。但是应当理解本发明不限于这些实例中所述的具体条件或者细节。本发明的可专利范围是通过权利要求定义的，并且可以包括本领域技术人员可以想到的其他实例。
实例
实例1
几个醋酸纤维素长丝纱线是由取代度为大约2.5的醋酸纤维素形成的。每个长丝纱线的总旦尼尔是750，并且长丝的线性单丝纤度(dpf)是1.8，以及长丝形成有Y形横截面。没有长丝纱线是卷曲的。每个纱线首先用通常用作纺丝油剂的矿物油基乳液以纱线上0.70％油剂(FOY)的量来涂覆的。使用润滑油尖端施涂机(lube tip applicator)，几个长丝纱线然后用0.70％FOY的不同类型的面涂油剂涂覆，面涂油剂中的许多市售自PulcraChemicals。对照样品不包括面涂油剂。长丝纱线然后根据ASTM D 3412以0.5cm/min的速度和50g的输入张力测试，来测定每个类型的涂覆的纱线的粘滑运动和滑动摩擦系数。下表1汇总了结果。
表1：醋酸纤维素纤维的滑动摩擦系数和粘滑运动
几个另外的样品是通过形成两组类似的醋酸纤维素长丝纱线来制备的。第一组的每个纱线用上述的纺丝油剂涂覆，第二组未涂覆。将两组的每个纱线然后用0.7％FOY的上表1所示的油剂A到L涂覆，以使得一组纱线仅仅用面涂油剂涂覆，另一组用纺丝油剂和面涂油剂二者涂覆。将该涂覆的纱线切成短纤维，并且使用Rothschild静电伏特计来测量每个的静电损耗。图3显示了每个涂覆的纤维样品在2分钟后的最终的静电电荷(伏特)。如图3所示，用油剂F涂覆的纤维能够在分配的时间后耗散全部量的电荷。
实例2
几个醋酸纤维素长丝纱线是由取代度为大约2.5的醋酸纤维素形成的。长丝纱线是由线性单丝纤度(dpf)是1.8且具有Y形横截面的单独长丝形成的。没有长丝纱线是卷曲的。每个纱线首先用通常用作纺丝油剂的矿物油基乳液以0.70％FOY的量来涂覆，然后用四种不同的面涂油剂(例如，实例1所述的油剂B和F，以及另外的面涂油剂M和N)之一以0-0.4％FOY不同的量涂覆。油剂M是油剂N是二者都市售自Pulcra Chemicals。油剂在每个纱线样品上的总量是0.7％-1.10％FOY。滑动摩擦系数(或者纤维-纤维摩擦系数)是在每个的长丝纱线上根据ASTM D3412测定的，速度是0.5cm/min，输入张力是50g。结果清晰地提供在图4中，作为总油剂组成的函数。
另外的样品是通过将不同量的油剂F施涂到用上述纺丝油剂涂覆的醋酸纤维素长丝纱线上来形成的。所述涂覆的纱线，包括0.7％FOY纺丝油剂和0.05％FOY-0.4％FOY的面涂油剂(基于干燥的主要成分)，用于测定每个纱线根据ASTM D3412的静摩擦系数、粘滑运动和静电损耗，并且速度是0.5cm/min，输入张力是50g。这些分析的结果清晰地示出在图5-7中，作为面涂油剂的量的函数。如图5和6所示，滑动摩擦系数和粘滑性倾向于随着油剂F的量增加而增加，同时所述涂层静电损耗的能力随着油剂F的量升高而增加，如图7所示。
实例3
几个醋酸纤维素长丝纱线是由取代度为大约2.5的醋酸纤维素形成的。长丝纱线是由线性单丝纤度(dpf)是1.8且具有Y形横截面的单独纤维形成的。每个纱线是用通常用作纺丝油剂的矿物油基乳液以0.48％FOY的量来涂覆的，将长丝纱线卷曲到8、12和18个卷曲/英寸(CPI)的卷曲频率，其是根据ASTM D3937测量的。每个纱线然后切割来形成长度是38mm的短纤维。将来自于每个纱线(8CPI、12CPI和18CPI)的一半的短纤维与异丙醇和己烷的混合物接触来除去纺丝油剂，并且使其空气干燥一整夜。然后测试每个卷曲频率的涂覆的和未涂覆的短纤维来确定本文所述的短纤维垫纤维-纤维(F/F)摩擦和纤维-金属(F/M)摩擦系数(SPCOF)，但是使用Instron 3500系列机器。此外，还测量了静摩擦(单位：克-力)、动摩擦(单位：克-力)以及丝鸣，丝鸣是静摩擦力和动摩擦力的差值。下表2a汇总了所述结果。
表2a：具有不同卷曲的醋酸纤维素纤维的摩擦测试结果
如上表2a所示，如上所述生产的和用纺丝油剂涂覆的醋酸纤维素纤维表现出F/F短纤维垫摩擦系数低于类似的卷曲的纤维(其不包括纺丝油剂)。类似地，与给定卷曲水平的未涂覆的纤维相比，涂覆的纤维表现出较低的丝鸣值和类似的F/M短纤维垫摩擦系数，这可以表明涂覆的纤维具有比类似的未涂覆纤维较少的粗糙感。此外，如上表2a所示，随着涂覆的纤维的卷曲频率从8CPI增加到18CPI，F/F和F/M短纤维垫摩擦系数也同样如此。类似的趋势在本文所述的卷曲纤维的静摩擦，动摩擦和丝鸣值的测试中也观察到。
将旦尼尔是1.8dpf，卷曲频率是8CPI的另外的长丝纱线用0.45％FOY的上述的用于涂覆纱线C-1到C-3的矿物油基纺丝油剂进行涂覆。三种长丝纱线C-4到C-6然后用不同量的面涂油剂(油剂F)涂覆，包括0.4％FOY(C-4)，0.2％FOY(C-5)和0.01％FOY(C-6)。
还形成了几个对照纱线。第一对照纱线是上表2a所示的C-1，它的卷曲频率是8CPI，并且用0.48％FOY的用于涂覆C-4到C-6的矿物油纺丝油剂进行涂覆。C-1不包括面涂油剂。对照物2和3是分别由棉纤维和纤维胶纤维形成的。对于C-4到C-6以及C-1和对照物2和3中的每一个测量了静动摩擦和动摩擦(克力)，并且计算了每一个的丝鸣值。此外，将长丝纱线切成长度是38mm的短纤维，并且还如前所述测定了每种类型纤维中的多个的纤维-纤维(F/F)短纤维垫摩擦系数(COF)。结果汇总在下表2b中。
表2b：不同纤维的摩擦测试结果
备注：“-”＝未测定
另外，纤维的静电损耗能力是使用Log R测试来测定的，其度量了纤维在加工过程中静电损耗的能力。此外，还如上所述测定了纤维-金属(F/M)短纤维垫摩擦系数(COF)，并且几个涂覆的纤维进行了泡沫测试来测定纤维的相关加工性。泡沫测试是通过将5g纤维和50mL去离子水置于量筒中来进行的。2小时后，将10mL的残留液体从每个量筒除去，并且转移到25mL量筒中，将其摇动30次。摇动的量筒中的泡沫总高度是在1分钟后和5分钟后测量的。这些测试的结果汇总在下表2c中。
表2c：不同的纤维的摩擦、静电损耗和泡沫测试的结果
如上表2c所示，具有8-CPI频率的纤维的共同趋势是较高的面涂油剂水平产生了较高的纤维-纤维摩擦系数。这样的纤维可以连续梳理来形成非织造网状物。此外，如表2b和2c中的数据比较所示，具有较高水平的高摩擦面涂油剂(例如0.4FOY％)的较低卷曲(例如8CPI)纤维的纤维-纤维短纤维垫摩擦系数倾向于表现出与不具有面涂油剂的较高卷曲纤维(例如12CPI)类似的纤维-纤维摩擦水平。因此在一些情况下，具有很少面涂油剂或者没有面涂油剂的较高卷曲的醋酸纤维素纤维可以以与具有较高水平的高摩擦面涂油剂的较低卷曲的醋酸纤维素纤维类似的加工性程度来梳理(或者形成非织造物)。这是如何可以进行选择卷曲水平与面涂油剂的类型和量组合来实现期望的目的结果的一个例子。此外，图3还显示了油剂F可以用作抗静电油剂。
实例4
几个醋酸纤维素长丝纱线是由取代度是大约2.5的醋酸纤维素形成的。纱线是由具有Y形横截面和线性单丝纤度(dpf)是1.8或者2.5的单独纤维形成的。每个纱线用通常用作纺丝油剂的矿物油基乳液以0.4-0.7％FOY的量涂覆。将长丝纱线卷曲到卷曲频率是8、10、12、16、18和22个卷曲/英寸(CPI)，其是根据ASTM D 3937测量的。单独长丝的韧度是使用FAVIMAT装置根据ASTM D 3822测量的。
这些分析中的一些的结果显示在图8和9中。如图8和9大体所示的，具有较低卷曲频率的醋酸纤维素长丝倾向于表现出较高的韧度。此外，如图9所示，对于给定的卷曲频率，具有较低的旦尼尔的醋酸纤维素长丝倾向于表现出较高的韧度。此外，还通过测量卷曲的纤维的韧度并除以相同但是未卷曲的相同旦尼尔的纤维的平均韧度来计算了几个1.8dpf的纤维的保留韧度。结果也提供在下表3中。
表3：不同的醋酸纤维素纤维的韧度
纤维 卷曲频率 线性dpf 平均韧度(g/旦) 相对韧度(％)
U-4 0CPI 1.8 1.47 100
U-5 0CPI 2.5 1.41 100
C-4 8CPI 1.8 1.44 98.0
C-5 12CPI 1.8 1.41 95.9
C-6 16CPI 1.8 1.38 93.9
C-7 8CPI 2.5 1.36 96.5
C-8 12CPI 2.5 1.34 95.0
C-9 16CPI 2.5 1.33 94.3
几个另外的醋酸纤维素长丝纱线是由取代度是大约2.5的醋酸纤维素形成的。纱线是由具有Y形横截面且线性单丝纤度(dpf)是1.8的单独纤维形成的。每个纱线用通常用作纺丝油剂的矿物油基乳液以0.4-0.7％FOY的量涂覆。将长丝纱线卷曲到卷曲频率是6.5-18个卷曲/英寸(CPI)，其是根据ASTM D 3937测量的。单独长丝的韧度是使用FAVIMAT装置根据ASTM D3822测量的。还测定了每个纤维的保留韧度，与相同但是未卷曲的相同旦尼尔的纤维比较，结果汇总在下表4中。
表4：不同卷曲的醋酸纤维素纤维的韧度
纤维 卷曲频率(CPI) 平均韧度g/旦 保留韧度(％)
U-4 - 1.47 100
C-10 7 1.47 100
C-11 11 1.46 99.3
C-12 12 1.44 98.0
C-13 17 1.37 93.2
C-14 18 1.41 95.9
C-15 19 1.27 86.4
C-16 10 1.42 96.6
C-17 17 1.06 72.1
如表3和4所示，具有较低卷曲水平(例如较低CPI)的纤维通常表现出韧度稍好于具有较高卷曲水平(例如较高CPI)的纤维。
实例5
几个长丝纱线是由取代度是2.5的醋酸纤维素制备的。长丝纱线是由线性单丝纤度是1.8旦且横截面是Y形的单独醋酸纤维素纤维形成的。每个纱线卷曲到卷曲频率是22CPI并切成短纤维。在切割前，将长丝纱线用下表5所示类型和量的纺丝油剂和/或面涂油剂进行涂覆。每个类型的纤维然后以50/50重量比与PET纤维共混，并且将所形成的纤维共混物通过梳理形成非织造网状物。所形成的网状物是经由水刺法来固结的。每个非织造网状物的基重是大约60克/平方米(gsm)。
表5：用于形成非织造网状物的醋酸纤维素纤维的汇总
此外，将两种市售的纤维胶纤维–三叶3.0dpf再生的纤维素纤维，具有Y形横截面(来自于Kelheim Fibres)和1.7dpf再生的纤维素纤维，具有圆形横截面(来自于Lenzing)分别与PET纤维共混来形成对照非织造物CW-1和CW-2。
进行了几个测试来比较每个非织造物NW-1到NW-3和非织造物CW-1和CW-2的性能。具体地，根据NWSP 010.1-7.3测量了在5分钟时的毛细作用速率和毛细作用高度，并且结果分别提供在图10和11中。还根据NWSP010.1-7.2测试了每个非织造物的吸收性，并且结果提供在图12中。如图10所示，非织造物NW-2，其由50/50共混的纤维C-19和PET形成，表现出与对照非织造物CW-1和CW-2相比改进的毛细作用速率。此外，如图11所示，非织造物NW-2表现出5分钟后的总毛细作用高度是与对照非织造物CW-1相当的，并且高于对照非织造物CW-2。此外，如图12所示，每个非织造物NW-1到NW-3表现出与对照非织造物CW-1和CW-2相比的可比较的或者更好的吸收性。
实例6
几个长丝纱线是由取代度是2.5的醋酸纤维素制备的。长丝纱线是由线性单丝纤度是1.8或者4.0旦和Y形，中空C形，八边形或者X形横截面的单独醋酸纤维素纤维长丝形成的。将长丝纱线卷曲到卷曲频率是18-22CPI，并且每个用0.7％FOY的通常用作纺丝油剂的矿物油基乳液涂覆。该长丝纱线然后切割成短纤维，并将每个类型的纤维与PET纤维以50/50共混重量比共混。所形成的共混物通过梳理形成非织造网状物，然后通过水刺法固结。这个实例形成的非织造物的汇总提供在表6中。
表6：非织造物NW-5到NW-10的汇总
上表6中汇总的每个非织造物的吸收性是根据NWSP 010.1-7.2测量的。结果是作为横截面形状的函数清晰示出在图13中并作为旦尼尔的函数图示在图14中。如图13所示，由本文所述的不同横截面的醋酸纤维素纤维形成的非织造网状物表现出类似的吸收性，并且Y形纤维提供了吸收性稍高的非织造网状物。此外，如图14所示，给定横截面形状的纤维的旦尼尔对于由该纤维形成的非织造网状物的最终吸收性具有很少的影响。
实例7
几个长丝纱线是由取代度2.5的醋酸纤维素制备的。长丝纱线是由线性单丝纤度是1.8或者4且横截面是Y形或者圆形的单独醋酸纤维素长丝形成的。将该涂覆的纱线卷曲到卷曲频率是大约20个卷曲/英寸。接着，将一些纱线用0.8-1.3％FOY的单个油剂(实例1的油剂B)涂覆，并且将所形成的纤维切割成短纤维。该短纤维然后用于通过梳理形成非织造网状物和通过水刺法固结。非织造物NW-11到NW-14中的每一个的基本组成汇总提供在下表7中。
表7：非织造物NW-11到NW-14的汇总
此外，将两种市售的纤维胶纤维，Trilobal 3.0-dpf再生的纤维素纤维，具有Y形横截面(来自于Kelheim Fibres)，以及1.7-dpf，再生的纤维素纤维，具有圆形横截面(来自于Lenzing)，分别与PET纤维共混来形成对照非织造物CW-3和CW-4。
制备了每种类型的六个非织造物，并且使用薄纸柔软度分析仪(TSA)如Emtec在2015年5月出版的且可以在www.emtec-papertest.de.获得的论文“New and objectivemeasuring technique to analyse softness”中所述来测定了每一个的真实柔软度、粗糙度和刚度。TSA收集了与纤维柔软度、纹理和刚度相关的数据，并且使用内置的数学算法来计算给定非织造物的标准手感值。根据这种方法所测量的真实柔软度与仪器叶片本身的振动相关，其主要是由于纤维的刚度和它们的表面摩擦水平引起的。根据本发明所测量的网状物粗糙度与薄纸样品本身的垂直振动有关，其是由于叶片的水平运动和表面结构引起的。通过这种方法所测量的非织造物刚度与样品在规定力下的变形有关。从本文所述制备的非织造物所获得的真实柔软度、刚度和粗糙度值，根据QAI算法基于这三个参数以及非织造基重和厚度可以预测每个非织造物的手感。图15提供了所预测的手感的图，作为真实柔软度的函数，并且结果汇总在下表8中。
表8：几个非织造物的柔软度测试结果
实例8
几个长丝纱线是由取代度为2.5的醋酸纤维素制备的。长丝纱线是由线性单丝纤度是1.8且横截面为Y形的单独醋酸纤维素长丝形成的。将长丝纱线用0.5％FOY的通常用作纺丝油剂的矿物油基乳液涂覆。将涂覆的纱线卷曲成卷曲频率是8个卷曲/英寸(CPI)。接着，将长丝纱线用0.1％FOY的面涂油剂(实例1的油剂B)涂覆并将所形成的纱线切成长度是6mm的短纤维。该短纤维然后单独使用或者以与木浆纤维不同的共混物使用来形成非织造网状物NW-15到NW-17。醋酸纤维素/木浆共混物范围是从醋酸纤维素/木浆的20/80重量共混物到50/50重量共混物。还制备了由100％木浆形成的对照非织造物CW-5。
非织造网状物是使用在相对湿度40％和温度71℉进行的气流成网形成方法来形成的。热风炉温度是329℉，并且将所形成的网状物经由在250℉温度运行的热压延辊来固结，使用了零啮合间隙。每个非织造物的干拉伸强度是根据NWSP 110.4选项A测量的，并且吸收能力是根据NWSP010.1-7.2测量的。这些分析的结果汇总在下表9中。
表9：几个非织造物的性能汇总
如表9所示，由与木浆共混的醋酸纤维素纤维形成的非织造物表现出强度和吸收能力类似于仅由木浆形成的那些。
实例9
几个醋酸纤维素长丝纱线是由取代度大约2.5的醋酸纤维素形成的。纱线是由多个单独长丝形成的，每个具有Y形或者圆形横截面且线性单丝纤度(dpf)是1.8或者2.5。每个纱线在纤维纺丝过程中直接用两种不同的油剂之一(例如实例1中所述的油剂A和B)以大约0.40％FOY-大约0.65％FOY的量来涂覆的。将长丝纱线卷曲到卷曲频率是大约16个卷曲/英寸(CPI)，其是根据ASTM D 3937测定的，并且切成长度是38mm的短纤维。
将用这些相同油剂类型和FOY值涂覆的连续长丝纱线(1.8dpf，Y横截面，150总旦尼尔)用于根据ASTM D 3412，以本文所述的长丝纱线参数、100m/min速度、10g输入张力和施加到长丝纱线上的单捻线来测定纤维-纤维(F/F)摩擦系数(COF)，以及根据ASTM D3108，以本文所述的长丝纱线参数、100m/min速度和10g输入张力测量纤维-金属(F/M)摩擦系数。还使用FAVIMAT装置根据ASTM D 3822测量的单独长丝的韧度。结果汇总在下表10中。
表10：用于形成非织造网状物的醋酸纤维素纤维的汇总
上表10所列的纤维是以不同的比率与1.7分特的PET纤维(市售自Trevira PET)共混的，并且将所形成的纤维共混物通过梳理以大约150-大约250米/分钟(m/min)的速度形成非织造网状物。将所形成的网状物经由水刺法固结。每个非织造网状物的基重和厚度是分别根据NWSP 130.1.R0(15)和NWSP 120.1.R0(15)测量的，并且共混比是根据AATCCTM20A-2014,No.1测量的。此外，对照非织造物CW-6和CW-7是通过梳理市售的1.7分特纤维胶纤维(市售自Lenzing)与用于形成其他非织造物的相同类型的PET纤维的混合物来形成的，然后将所形成的网状物经由水刺法固结。下表11汇总了每个非织造物NW-18到NW-26，以及对照非织造物CW-6和CW-7的组成和网状物形成速度。
表11：几个非织造物的组成汇总
备注：“-”＝未测定
上表11所列的几个非织造物在纵向(MD)和横向(CD)上的湿和干拉伸强度是根据NWSP 110.4选项A测定的，并且吸收速率和吸收性是根据NWSP 010.1-7.2测量的。此外，还根据NWSP 010.1-7.3测量了几个非织造物在横向上在1分钟的毛细作用高度，以及非织造物的不透明性，其是根据NWSP 060.1.R0(15)测量的。这些分析的结果汇总在下表12a和12b中。
表12a：几个非织造物的拉伸强度分析
表12b：几个非织造物的性能
备注：“-”＝未测定
如上表11，12a和12b所示，对于给定基重来说，包括醋酸纤维素纤维(NW-18到NW-25)的非织造物比包括纤维胶(CW-6和CW-7)的非织造物更软、伸缩性更大且吸收性更大。此外，上面的结果显示了非织造物的拉伸强度与用于形成该非织造物的共混物中醋酸纤维素的量有关，并且上面的数据显示较高量的醋酸纤维素会产生较低的拉伸强度。此外，由包含醋酸纤维素的共混物形成的非织造物的拉伸强度会稍小于由纤维胶形成的非织造物的拉伸强度。
实例10
通过独立的评判员小组评价了上面的实例9所述的非织造物NW-18到NW-25、CW-6和CW-7的湿和干柔软度。每个评判员通过评判每个非织造物的3英寸乘以6英寸面板的表面光滑度/丝滑度和手感(例如悬垂性、触摸感和嘎吱嘎吱声)二者来评价了每个非织造物的干柔软度。所述评判员通过在纵向和横向二者上将他们的指尖在所述面板的平坦表面上前后滑动，来测量了每个类型的非织造物的表面光滑度/丝滑度，并且评价了所述非织造物的光滑度。手感是通过将基底在他们的指尖之间摩擦，靠着他们的手来测量的，并且压挤和折叠所述面板来评价基底的整体感觉。在每个非织造物上进行了每个类型的测试之后，每个评判员被要求将每个面板的柔软度分级为1-5，并且较低的数表示较软的非织造物。
将每个非织造物NW-18到NW-25、CW-6和CW-7的样品用稀释的洗液溶液以2.5g溶液/1g干基底的量来处理。该稀释的洗液溶液是通过将98重量份的水与市售自Unilever的2重量份的Baby Dove婴儿洗液合并来形成的。还通过独立的评判员的相同小组测试了每个所形成的非织造物的湿柔软度。每个评判员以与上述类似方式评价了每个湿非织造物的表面光滑度/丝滑度和手感，并且将每个样品在1-7等级上分级，并且较低的值表示较高的柔软度程度。
收集了来自于所述小组的干柔软度和湿柔软度等级，并且通过首先基于柔软度等级之并除以小组评判员数目确定平均柔软度等级来进行统计分析。将结果以气泡图来绘图，并且气泡尺寸对应于小组评判员(他将给定的基底用具体等级进行分级)的数目。结果是所测试的每个非织造物的1-10的相对等级，并且1是最软的，10是最不软的。这些结果汇总在下表13中。
表13：不同的非织造物的柔软度分析的结果
非织造物 相对柔软度 真实柔软度，dB
NW-18 4 3.9
NW-19 5 -
NW-20 2 4.0
NW-21 3 -
NW-22 1 3.5
NW-23 6 3.5
NW-24 7 -
NW-25 8 -
CW-6 9 4.3
CW-7 10 -
如表13所示，每个非织造物NW-18到NW-25(其用醋酸纤维素纤维形成的)软于非织造物CW-6和CW-7(其是使用纤维胶形成的)。
实例11
将由取代度2.5的醋酸纤维素纤维形成的线性密度是6dpf的醋酸纤维素纤维的几个样品低温研磨成粒度小于大约1mm的粉末。样品的生物降解是根据ISO 1485501(2012)在家庭堆肥条件下，根据ISO 1485501(2012)在工业堆肥条件下和根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测试的。几个纤维素对照样品进行类似研磨和进行相同的测试和条件。计算所形成的每个样品的生物降解，并且每个作为时间的函数来显示在图16-18中。
如图16所示，当曝露于工业堆肥条件时，对照纤维素纤维(CL-1)达到了生物降解百分比是76.7％，而醋酸纤维素纤维实现了生物降解率是90％。测试时间是45天。因此，醋酸纤维素纤维表现出在工业堆肥条件下生物降解水平高于对照样品，并且还满足EN 13432(2000)在工业堆肥条件下的90％生物降解要求。
如图17所示，当曝露于家庭堆肥条件时，对照纤维素达到了生物降解率79.8％，而醋酸纤维素纤维实现了生物降解率82.5％。测试时间是50天。基于相对来说，醋酸纤维素纤维表现出相对于对照纤维素纤维的相对生物降解率是101.7％。同样，醋酸纤维素纤维在家庭堆肥条件下还实现了EN 13432(2000)的90％生物降解要求。
如图18所示，在根据ISO 17556(2012)在土壤条件下195天测试后，对照纤维素样品实现了平均生物降解率是90.0％。醋酸纤维素样品当曝露于相同条件时，表现出平均生物降解率是85.8％，其对应于95.3％的相对生物降解率。
实例12
线性密度是6dpf且由取代度2.5的醋酸纤维素形成的醋酸纤维素纤维的崩解率是根据ISO 16929(2013)在家庭和工业堆肥条件二者下测试的。醋酸纤维素纤维在12周后在工业堆肥条件下完全崩解。这超过了EN 13432所述的90％的最小崩解率阈值。类似地，当曝露于家庭堆肥条件时，醋酸纤维素纤维表现出在20周后崩解率百分比远高于95％，其远小于在26周的最大分配测试。实际上，醋酸纤维素纤维在家庭堆肥条件下在26周测试后完全崩解。
实例13
几个长丝纱线是由线性单丝纤度(dpf)是1.8且横截面为圆形或者Y形的醋酸纤维素(CA)的单独连续长丝形成。将该长丝纱线用大约0.7％FOY的纺丝油剂(例如上表1的油剂A或者B)涂覆并卷曲到卷曲频率是16-18个卷曲/英寸(CPI)。在卷曲后，一些长丝纱线用大约0.25％FOY的面涂油剂(例如表1的油剂F或者另一抗静电油剂Q，其以2724市售自Pulcra)进一步涂覆。其余的长丝纱线没有用面涂油剂进行油剂涂覆。一些长丝纱线然后切成长度大约38mm的短纤维，其他切成长度51mm的短纤维。长丝纱线和所形成的短纤维的几个性能汇总在下表15中。
表15：几个长丝纱线和短纤维汇总
备注：“-”＝未测定
测量了长丝纱线和纤维的几个另外的性能，包括：根据AATCC TM76-2011测量的表面电阻率(Log R)，根据AATCC 84-2011测量的静点半衰期，以及根据ASTM D-3822测量的长丝韧度。此外，长丝纱线的纤维-纤维(F/F)和纤维-金属(F/M)摩擦系数是分别根据ASTM D3412和ASTM D 3108，使用连续张力测试仪电子装置(CTT-E)以规定的纱线参数测量的。F/F摩擦系数(COF)是根据ASTM D 3412以速度20m/min、输入张力10g和施加到长丝纱线上的单捻线来测量的。F/M摩擦系数(COF)是根据ASTM D 3108在速度100m/min、输入张力10g测量的。还根据本文所述的方法测量了短纤维的短纤维垫纤维-纤维(F/F)摩擦系数。这些测量的结果汇总在下表16中。
表16：几个醋酸纤维素长丝的选择性能的汇总
备注：“-”＝未测定
如上表16所示，纤维C-38和C-39，每个包括另外的面涂抗静电油剂，表现出摩擦高于纤维C-30到C-32和C-37，没有用另外的面涂油剂处理，如短纤维垫摩擦系数所示。但是，还如表16所示，纤维C-38和C-39也表现出静电损耗优于没有面涂油剂的纤维，如较低的静电半衰期和较低的Log R值(表面电阻率)所示。如上所示，纤维C-38和C-39所表现出的静电半衰期和F/F短纤维垫摩擦系数值类似于PET和纤维胶所表现出的那些。如下面更详细描述的，还已经发现纤维C-30到C-32和C-37可以以相对较高的量与其他纤维共混来形成非织造物，其可以甚至以商业速度生产。
将由上表16所列的几个长丝纱线的短纤维以不同的比率与38mm、1.7分特PET纤维(市售自Trevira PET)混合，并且将所形成的纤维共混物通过以大约150米/分钟(m/min)梳理来形成非织造网状物。非织造物之一(NW-59)是使用与纤维C-53共混的1.4dpf的长度38mm的PET短纤维形成(市售自DAK)，并且通过梳理以大约250m/min的速度形成。该梳理的网状物然后经由水刺固结来形成非织造织物。每个非织造物的基重和厚度是分别是根据NWSP 130.1.R0(15)和NWSP 120.1.R0(15)测量的，并且共混比是根据AATCC TM 20A-2014,No.1测量的。
此外，非织造物CW-8到CW-10是通过市售的1.7分特纤维胶纤维(市售自Lenzing)与用于形成含醋酸纤维素的非织造物相同类型的PET纤维的梳理共混物来形成，然后将所形成的PET/纤维胶网状物经由水刺来固结。下表17汇总了这些非织造物的几个的组成。
表17：几个非织造物的性能汇总
上表17所列的非织造物的湿拉伸强度和干拉伸强度是根据NWSP 110.4选项A测量的。此外，非织造物的吸收性也是根据NWSP 010.1-7.2测量的，并且在横向和纵向上的1分钟的毛细作用高度是根据NWSP 010.1-7.3测量的。还使用Emtec薄纸柔软度分析仪(TSA)方法如实例7所述测量的几个非织造物的粗糙度和真实柔软度。这些分析的结果汇总在下表18a和18b中。
表18a：几个非织造物的拉伸强度结果
备注：“-”＝未测定
表18b：几个非织造物的性能
备注：“-”＝未测定
如上表17、18a和18b所示，PET/纤维胶非织造物CW-8到CW-10的粗糙度作为共混物中所包括的纤维胶的函数而增加，而几个醋酸纤维素/PET非织造物(例如样品NW-27、NW-20和NW-22，样品NW-23、NW-34和NW-35，样品NW-37到NW-39，以及样品NW-41到NW-43)的粗糙度作为醋酸纤维素含量的函数而下降。此外，当更多的醋酸纤维素包括在共混物中时，非织造物的吸收性也增加，当面涂油剂用于所述纤维时，吸收性明显增加，如通过样品NW-37到NW-40和样品NW-41到NW-44比较所示。
此外，如使用醋酸纤维素纤维形成的NW-20、NW-22、NW-24、NW-27，以及NW-31到NW-44的横向测量的湿拉伸强度(湿CD)，与CW-8到CW-10的相同的横向湿拉伸强度的比较所示，由醋酸纤维素形成的非织造物的拉伸强度值与由纤维胶形成的非织造物的拉伸强度几乎相同或者更高。因此，由醋酸纤维素(和醋酸纤维素共混物)形成的非织造物在湿条件下表现出与由纤维胶(和纤维胶共混物)形成的类似非织造物相比类似的强度保留性。此外，如图18b所示，由具有Y形横截面形状的纤维形成的非织造物倾向于具有更高的吸收率。
还如表17和18a所示，非织造物NW-37到NW-44，由包括大约0.25％FOY的抗静电面涂油剂的纤维C-38或者C-39形成的，表现出通常在横向和纵向上在湿和干条件下的拉伸强度高于由类似纤维C-30但是不包括抗静电面涂油剂的非织造物。这种具体倾向是通过样品NW-27(纤维C-30，没有面涂油剂)与样品NW-37(纤维C-38，具有油剂F作为面涂层)和NW-41(纤维C-39，具有油剂Q作为面涂层)，以及样品NW-20与样品NW-38和NW-42在纵向和横向上的湿拉伸强度和干拉伸强度的比较来最佳地显示。这种比较的相关数据也提供在下表19中。
表19：选择非织造物的拉伸强度
此外，如上表17、18a和18b所示，由具有圆形横截面的纤维形成的非织造物倾向于表现出强度高于由具有Y形横截面的类似纤维形成的非织造物。但是，当引入与高达50％的PET的共混物中时，由具有圆形横截面的纤维形成的非织造物倾向于生产较薄的和具有稍低的吸收率的网状物。下表20汇总了用于这种比较的来自于表17、18a和18b的相关数据。
表20：选择的非织造物的性能
实例14
几个长丝纱线是由具有线性单丝纤度(dpf)是1.2、1.8或者2.5且横截面为圆形或者Y形的醋酸纤维素单独连续长丝制备的。将长丝纱线卷曲成卷曲频率是10-16个卷曲/英寸(CPI)，并且用不同量的上表1油剂B来涂覆。下表21汇总了这些纱线中的每一个的几个特性。
表21：醋酸纤维素纱线的特性
纤维 横截面 单丝纤度 CPI 纺丝油剂(％FOY)
C-33 Y 2.5 16 0.87
C-41 Y 2.5 10 0.76
C-42 圆形 1.2 16 1.24
C-43 Y 1.8 10 0.76
该长丝纱线然后切成长度大约38mm的短纤维，并且以不同的比率与1.7分特PET纤维(市售自Trevira PET)共混。将所形成的纤维共混物以大约150米/分钟(m/min)的速度梳理。该梳理的网状物然后经由水刺法固结来形成非织造织物。每个非织造物的基重和厚度是分别根据NWSP 130.1.R0(15)和NWSP 120.1.R0(15)测量。
上表21所列的非织造物的湿和干拉伸强度是根据NWSP 110.4选项A测量的。此外，还根据NWSP 010.1-7.2测量了几个非织造物的吸收性，以及根据NWSP 010.1-7.3在横向和纵向上测量了1分钟的毛细作用高度。这些分析的结果汇总在下表22中。
表22a：所选择的非织造物的性能
表22b：所选择的非织造物的另外的性能
如上表21，22a和22b所示，由具有较低卷曲水平(例如NW-46中的10CPI)的纤维形成的非织造物与由具有较高卷曲水平(例如NW-26中的16CPI)的类似纤维形成的非织造物相比是稍薄的(较小伸缩性)。此外，由较低卷曲纤维形成的非织造物表现出吸收性稍低于由较高卷曲的纤维形成的那些，如NW-46(10CPI纤维)和NW-26(16CPI纤维)的比较所示。
此外，如上表21、22a和22b所示，由具有较低的旦尼尔的纤维形成的非织造物与由较高旦尼尔的纤维形成的非织造物相比伸缩性稍微更大(较厚的)，如NW-46(2.5dpf，10CPI纤维)和NW-49(1.8dpf，10CPI纤维)的比较所示。还如NW-46和NW-49的比较所示，由较低旦尼尔纤维形成的非织造物与由类似的较高旦尼尔纤维形成的非织造物相比表现出通常增加的强度和更高的吸收性。
实例15
长丝纱线是由线性单丝纤度(dpf)是1.8且横截面为Y形的醋酸纤维素的单独连续长丝制备的。将长丝纱线卷曲到卷曲频率是16个卷曲/英寸(CPI)，并且每个用大约0.64％FOY的上表1的油剂B涂覆。该长丝纱线然后切成长度大约38mm的短纤维。
将所形成的短纤维以不同比率与1.7分特的纤维(市售自Lenzing)共混。将所形成的纤维共混物通过梳理形成非织造网状物，和将梳理的网状物经由水刺法固结来形成非织造织物。每个非织造物的基重和厚度是分别根据NWSP 130.1.R0(15)和NWSP120.1.R0(15)测量的。此外，非织造物CW-11和CW-12是由市售的1.7分特的纤维胶纤维(市售自Lenzing)与用于形成醋酸纤维素共混物的相同类型的纤维的梳理共混物形成的，然后经由水刺法固结所述的纤维胶/网状物。
这些非织造物的湿拉伸强度和干拉伸强度是根据NWSP 110.4选项A测量的。此外，还根据NWSP 010.1-7.2测量了非织造物的吸收性，以及根据NWSP 010.1-7.3在纵向上在1分钟测量了毛细作用高度。这些分析的结果汇总在下表23中。
表23：几个非织造物选择的性能
如上表23所示，包括醋酸纤维素的非织造物的吸收性随着醋酸纤维素纤维的水平增加而增加。但是，非织造物的整体强度和厚度通常随着醋酸纤维素/纤维共混物中的醋酸纤维素的量增加而降低。总之，如非织造物CW-11和CW-12的比较所示，共混物中的纤维胶的量对于纤维胶/非织造物的强度和吸收性具有非常小的影响。由醋酸纤维素形成的非织造物表现出吸收性高于由纤维胶形成的类似的非织造物，如表23中所提供的NW-50和CW-11和NW-51和CW-12的比较所示。
下表24a-c汇总了NW-18到NW-27、NW-31、NW-42到NW-44和NW-46到NW-52以及CW-6到CW-12中的每一个的拉伸强度，其是用1英寸样品条测量的，并且根据厚度、基重和密度以及固结指数进行规格化。
定义
作为本文使用的，术语“包含(comprising、comprises和comprise)”、是开放端过渡术语，用于将该术语之前引用的主题过渡成为该术语之后的一种或多种所述的元素，这里在该过渡术语之后所列出的一种或多种元素不必仅仅是构成所述主题的唯一元素。
作为本文使用的，术语“包括(including、includes和include)”具有与“包含”相同的开放端含义。
作为本文使用的，术语“有/具有(having、has和have)”具有与“包含”相同的开放端含义。
作为本文使用的，术语“含有(containing、contains和contain)”具有与“包含”相同的开放端含义。
为本文使用的，术语“一个/种(a、an)”，和“该/所述(then、said)”表示一个/种或多个/种。
作为本文使用的，术语“和/或”当用于两种或者更多种项目列表时，表示可以使用所列项目的任何一种本身，或者可以使用两种或更多种所列项目的任意组合。例如，如果组合物描述为含有组分A、B和/或C，则该组合物可以包含：单独的A；单独的B；单独的C；A和B组合；A和C组合；B和C组合；或者A、B和C的组合。
上述本发明优选的形式是仅仅作为示例来使用的，并且不应当以限制性含义用于解释本发明的范围。对于上述示例性实施例的明显的改变可以由本领域技术人员容易地进行，而不脱离本发明的主旨。
本发明人在此声明他们打算依靠等价物来确定和评价本发明合理公正的范围，如使用任何这样的设备，其不实质性脱离，但是处于跟随的权利要求所述的本发明的文字范围之外。

Claims (22)

1.一种非织造网状物，所述非织造网状物包含多个醋酸纤维素短纤维，其中所述醋酸纤维素短纤维的卷曲频率小于大约24个卷曲/英寸(CPI)，并且其中所述醋酸纤维素短纤维至少部分地涂覆有至少一种油剂，
其中所述非织造网状物具有下面的特性(i)-(v)中的一种或多种：
(i)在纵向(MD)上的湿拉伸强度在大约10-大约1000Nm2/kg的范围内，其是根据NWSP110.4选项A用1英寸样品条测量的，并且为非织造物的基重而规格化；
(ii)在横向(CD)上的湿拉伸强度在大约10-大约1000Nm2/kg的范围内，其是根据NWSP110.4选项A用1英寸样品条测量的，并且为非织造物的基重而规格化；
(iii)在纵向(MD)上的干拉伸强度在大约10-大约2000Nm2/kg的范围内，其是根据NWSP110.4选项A用1英寸样品条测量的，并且为非织造物的基重而规格化；
(iv)在横向(CD)上的干拉伸强度在大约10-大约2000Nm2/kg的范围内，其是根据NWSP110.4选项A用1英寸样品条测量的，并且为非织造物的基重而规格化；
(v)吸收性在大约5-大约20g水/g纤维(g/g)的范围内；以及
(vi)真实柔软度在大约2.5-大约6的范围内。
2.根据权利要求1所述的非织造网状物，其中所述非织造网状物具有特性(i)-(v)中的至少三个。
3.根据权利要求1所述的非织造网状物，其中所述非织造网状物由所述醋酸纤维素短纤维和另外的共混纤维的共混物形成，所述另外的共混纤维由选自下面构成的组的材料形成：棉花、再生纤维素、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、淀粉、聚乙醇酸、木浆，其衍生物及其组合；其中，基于所述非织造网状物的总重量，所述醋酸纤维素短纤维在所述非织造网状物中的存在量是至少大约20wt％。
4.根据权利要求3所述的非织造网状物，其中所述醋酸纤维素短纤维的纤维-纤维短纤维垫摩擦系数是至少大约0.1，以及其中油剂在所述醋酸纤维素短纤维上的总量不大于大约1％FOY。
5.根据权利要求4所述的非织造网状物，其中，基于所述非织造网状物的总重量，所述醋酸纤维素短纤维在所述非织造网状物中的存在量不大于大约80wt％。
6.根据权利要求3所述的非织造网状物，其中所述短纤维至少部分地涂覆有至少一种纺丝油剂和至少一种面涂油剂，其中所述纺丝油剂和所述面涂油剂在所述醋酸纤维素短纤维上的总量是至少大约0.65％FOY，其中所述面涂油剂在所述醋酸纤维素短纤维上的存在量不大于大约0.5％FOY，其中所述醋酸纤维素短纤维的静电半衰期不大于大约25秒，其中所述醋酸纤维素短纤维表现出纤维-纤维短纤维垫摩擦系数是至少大约0.25；并且其中，基于所述非织造网状物的总重量，所述醋酸纤维素短纤维在所述非织造网状物中的存在量是至少大约80wt％。
7.根据权利要求6所述的非织造网状物，其中，基于所述非织造网状物的总重量，所述醋酸纤维素短纤维在所述非织造网状物中的存在量是至少大约95wt％。
8.根据权利要求1所述的非织造网状物，其中所述醋酸纤维素短纤维的卷曲频率在大约8-大约22个卷曲/英寸(CPI)的范围内，单丝纤度不大于大约3，长度在大约3-大约75mm的范围内，横截面形状为圆形或者Y形，并且其中所述油剂在所述醋酸纤维素短纤维上的存在量是至少大约0.4％FOY。
9.根据权利要求1所述的非织造网状物，其中所述短纤维表现出以下面的条件(i)-(iii)中的至少一个为特征的生物降解性：
(i)在不超过180天内生物降解至少90％，其是根据ISO 14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量的；
(ii)在不超过2年内生物降解至少90％，其是根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测量的；和
(iii)在不超过1年内生物降解至少90％，其是根据ISO 14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测量的。
10.一种由多个短纤维形成的非织造网状物，其中所述醋酸纤维素短纤维包含多个至少部分地涂覆有至少一种油剂的醋酸纤维素短纤维，其中所述醋酸纤维素短纤维的单丝纤度不大于大约3.0以及卷曲频率在大约8-大约24个卷曲/英寸(CPI)的范围内，其中所述醋酸纤维素短纤维表现出纤维-纤维短纤维垫摩擦系数在大约0.1-大约0.7的范围内，并且
其中，基于所述网状物的总重量，所述醋酸纤维素短纤维在所述非织造网状物中的存在量是至少大约20wt％。
11.根据权利要求10所述的非织造网状物，其中，基于所述非织造网状物的总重量，所述醋酸纤维素短纤维在所述非织造网状物中的存在量小于75wt％；并且所述非织造网状物还包含至少大约25wt％的至少一种另外的共混短纤维，所述另外的共混短纤维由选自下面构成的组的材料形成：棉花、再生纤维素、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、淀粉、聚乙醇酸、木浆，其衍生物及其组合。
12.根据权利要求10所述的非织造网状物，其中所述醋酸纤维素短纤维至少部分地涂覆有至少一种纺丝油剂和至少一种面涂油剂，其中所述纺丝油剂和所述面涂油剂在所述醋酸纤维素短纤维上的总量是至少大约0.4％FOY，并且其中所述面涂油剂在所述醋酸纤维素短纤维上存在量不大于大约0.5％FOY。
13.根据权利要求12所述的非织造网状物，其中，基于所述非织造网状物的总重量，所述醋酸纤维素短纤维在所述非织造网状物中的存在量是至少大约75wt％。
14.根据权利要求10所述的非织造网状物，其中所述醋酸纤维素纤维的单丝纤度在大约0.5-大约3的范围内，卷曲频率在大约10-大约22CPI的范围内，长度是大约3-大约75mm，横截面是Y形或圆形，以log R表达的表面电阻率不大于大约11；并且其中多个所述醋酸纤维素短纤维表现出的纤维-金属短纤维垫摩擦系数是至少大约0.30。
15.一种非织造制品，所述非织造制品由根据权利要求10所述的非织造网状物形成，其中所述制品选自下面构成的组：一次性尿布，一次性训练裤，女性卫生产品，成人失禁垫，湿和干的个人、医用或工业擦拭巾，可冲洗擦拭巾，过滤器和过滤介质，面罩，一次性床单，罩衣，绷带，医用毯，一次性服装包括内科和外科罩衣，工业防护服和面罩，土工布，过滤嘴，地毯垫层和背衬，以及枕头、座套和床垫的衬料。
16.一种生物可降解的制品，所述制品由根据权利要求10所述的非织造网状物形成，其中所述短纤维表现出以满足下面的条件(i)-(iii)中的至少一个为特征的生物降解性：
(i)在不超过180天内生物降解至少90％，其是根据ISO 14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量的；
(ii)在不超过2年内生物降解至少90％，其是根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测量的；和
(iii)在不超过1年内生物降解至少90％，其是根据ISO 14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测量的。
17.一种生产非织造网状物的方法，所述方法包含：
(a)提供多个醋酸纤维素短纤维，其中，所述醋酸纤维素短纤维的卷曲频率不大于大约24CPI，并且所述醋酸纤维素短纤维至少部分地涂覆有至少一种油剂；
(b)将所述醋酸纤维素短纤维引入用于形成干铺网非织造物的设备中；和
(c)将所述醋酸纤维素短纤维在所述设备中形成非织造网状物。
18.根据权利要求17所述的方法，其中所述醋酸纤维素短纤维的卷曲频率在大约8-大约24CPI的范围内，其中所述设备是梳理机，并且所述形成包括将所述短纤维形成为梳理的非织造网状物，并且其中所述形成以至少100m/min的生产速度进行。
19.根据权利要求18所述的方法，其中所述提供包括提供纤维共混物，所述纤维共混物包括所述多个醋酸纤维素短纤维和多个另外的共混短纤维，所述另外的共混短纤维由选自下面构成的组的材料形成：棉花、再生纤维素、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、淀粉、聚乙醇酸、木浆，其衍生物及其组合；其中，基于所述共混物的总重量，所述醋酸纤维素短纤维在所述共混物中的存在量是至少25wt％。
20.根据权利要求17所述的方法，其中所述醋酸纤维素短纤维的卷曲频率在0-大约18CPI的范围内，其中所述设备是气流成网设备，其中所述形成包括将所述短纤维形成为气流成网的非织造网状物，并且其中所述形成以至少大约5m/min的生产速度进行。
21.根据权利要求20所述的方法，其中所述提供包括提供纤维共混物，所述纤维共混物包括所述多个醋酸纤维素短纤维和多个另外的共混短纤维，所述另外的共混短纤维由选自下面构成的组的材料形成：棉花、再生纤维素、聚酯、聚丙烯、聚乙烯、聚乳酸、淀粉、聚乙醇酸、木浆，其衍生物及其组合；其中，基于所述共混物的总重量，所述醋酸纤维素短纤维在所述共混物中的存在量是至少5wt％。
22.根据权利要求17所述的方法，其中所述短纤维表现出以满足下面的条件(i)-(iii)中的至少一个为特征的生物降解性：
(i)在不超过180天内生物降解至少90％，其是根据ISO 14855-1(2012)在工业堆肥条件下测量的；
(ii)在不超过2年内生物降解至少90％，其是根据ISO 17556(2012)在土壤堆肥条件下测量的；和
(iii)在不超过1年内生物降解至少90％，其是根据ISO 14855-1(2012)在家庭堆肥条件下测量的。
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