CN113950314A - 用于制备纤维结构的方法 - Google Patents

用于制备纤维结构的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN113950314A
CN113950314A CN202080043325.1A CN202080043325A CN113950314A CN 113950314 A CN113950314 A CN 113950314A CN 202080043325 A CN202080043325 A CN 202080043325A CN 113950314 A CN113950314 A CN 113950314A
Authority
CN
China
Prior art keywords
filament
composition
filaments
fibrous
forming
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202080043325.1A
Other languages
English (en)
Inventor
D·E·哈特西
C·R·利曼
M·C·佩恩
A·E·里德
J·M·斯瓦茨
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Procter and Gamble Co
Original Assignee
Procter and Gamble Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Procter and Gamble Co filed Critical Procter and Gamble Co
Publication of CN113950314A publication Critical patent/CN113950314A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/0241Containing particulates characterized by their shape and/or structure
    • A61K8/027Fibers; Fibrils
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/02Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by special physical form
    • A61K8/0204Specific forms not provided for by any of groups A61K8/0208 - A61K8/14
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/19Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing inorganic ingredients
    • A61K8/20Halogens; Compounds thereof
    • A61K8/21Fluorides; Derivatives thereof
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61KPREPARATIONS FOR MEDICAL, DENTAL OR TOILETRY PURPOSES
    • A61K8/00Cosmetics or similar toiletry preparations
    • A61K8/18Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition
    • A61K8/30Cosmetics or similar toiletry preparations characterised by the composition containing organic compounds
    • A61K8/55Phosphorus compounds
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61QSPECIFIC USE OF COSMETICS OR SIMILAR TOILETRY PREPARATIONS
    • A61Q11/00Preparations for care of the teeth, of the oral cavity or of dentures; Dentifrices, e.g. toothpastes; Mouth rinses
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D1/00Treatment of filament-forming or like material
    • D01D1/02Preparation of spinning solutions
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/04Dry spinning methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/08Melt spinning methods
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F1/00General methods for the manufacture of artificial filaments or the like
    • D01F1/02Addition of substances to the spinning solution or to the melt
    • D01F1/10Other agents for modifying properties
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/44Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds
    • D01F6/50Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from mixtures of polymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as major constituent with other polymers or low-molecular-weight compounds of polyalcohols, polyacetals or polyketals
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/04Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers
    • D01F8/10Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from synthetic polymers with at least one other macromolecular compound obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds as constituent
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F8/00Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof
    • D01F8/18Conjugated, i.e. bi- or multicomponent, artificial filaments or the like; Manufacture thereof from other substances
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F9/00Artificial filaments or the like of other substances; Manufacture thereof; Apparatus specially adapted for the manufacture of carbon filaments
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01DMECHANICAL METHODS OR APPARATUS IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS
    • D01D5/00Formation of filaments, threads, or the like
    • D01D5/12Stretch-spinning methods
    • D01D5/14Stretch-spinning methods with flowing liquid or gaseous stretching media, e.g. solution-blowing
    • DTEXTILES; PAPER
    • D01NATURAL OR MAN-MADE THREADS OR FIBRES; SPINNING
    • D01FCHEMICAL FEATURES IN THE MANUFACTURE OF ARTIFICIAL FILAMENTS, THREADS, FIBRES, BRISTLES OR RIBBONS; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED FOR THE MANUFACTURE OF CARBON FILAMENTS
    • D01F6/00Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof
    • D01F6/02Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds
    • D01F6/16Monocomponent artificial filaments or the like of synthetic polymers; Manufacture thereof from homopolymers obtained by reactions only involving carbon-to-carbon unsaturated bonds from polymers of unsaturated carboxylic acids or unsaturated organic esters, e.g. polyacrylic esters, polyvinyl acetate

Abstract

本发明提供了一种用于制备纤维结构的方法,例如连续方法,该方法包括提供可溶性长丝形成材料,形成包含该材料的含水组合物,加工该含水组合物以产生长丝形成组合物,将该长丝形成组合物递送至一个或多个模头,纺丝该长丝形成组合物以形成多根可溶性长丝,在收集装置上收集该长丝以形成纤维结构,以及施加压力以在该纤维结构中形成凹陷。可将非纤维组合物添加到该凹陷中,口腔护理制品可包含该纤维组合物。该可溶性长丝可包含口腔护理活性剂。

Description

用于制备纤维结构的方法
技术领域
本发明涉及一种用于制备口腔护理制品的方法,该口腔护理制品包含纤维组合物和非纤维组合物。本发明还涉及一种用于制备口腔护理制品的方法,该口腔护理制品包含:纤维组合物,诸如可溶性纤维组合物,该纤维组合物包含可溶性长丝;以及在该口腔护理制品的内部体积内的非纤维组合物。
背景技术
用于制备纤维组合物(例如可溶性纤维组合物)和/或其组分(诸如可溶性长丝)的方法是本领域已知的。然而,迄今为止,此类已知的方法一直为不连续的。换句话讲,此类已知方法具有中断制备口腔护理制品的方法的至少两个或更多个离散的(不连续的)步骤或单元操作,例如制备纤维组合物的一个或多个步骤与将所制备的纤维组合物转换加工成制品(例如消费产品)的一个或多个步骤分离和/或不连续。此类非连续/不连续的方法可包括以下步骤中的一个或多个:1)长丝形成组合物制备步骤,诸如用于制备长丝形成组合物的间歇方法;2)纺丝步骤,该纺丝步骤用于纺丝长丝形成组合物以制备长丝,例如可溶性长丝;3)任选地,用于使固体添加剂(例如颗粒)与长丝混合的混合(共成形)步骤;4)用于在收集装置上收集长丝和/或混合的长丝及固体添加剂以形成纤维组合物(例如可溶性纤维组合物)的收集步骤;5)转换加工操作(用于将纤维组合物转换加工(例如裁切和/或堆叠和/或压延和/或用非纤维组合物诸如包含磨料、增白剂、调味剂、泡腾剂等的液体、糊剂或固体组合物进行处理、冲切和印刷)成一个或多个制品(例如消费产品)的一个或多个步骤);和6)任选地用于包装制品的包装步骤。
配制人员面临的一个问题是如何以连续的或比已知的不连续方法更连续的制备此类包含纤维组合物(例如可溶性纤维组合物)的制品。换句话讲,配制人员面临的一个问题是如何将来自上文的多个方法步骤组合成连续方法,使得它们不是离散的、不连续的方法步骤。
另外,包含洁齿剂组合物的口腔护理制品可包含不能经受得住纺丝步骤的组分,诸如磨料、多磷酸盐、风味剂或增白剂,因为它们可堵塞纺丝模头或在高温下经历降解。
因此,需要一种用于以连续或至少部分连续的方法制备口腔护理制品例如消费产品的方法,该口腔护理制品包含纤维组合物例如可溶性纤维组合物和无纤维组合物。
发明内容
本发明通过提供连续方法和/或该方法内的连续方法步骤以制备口腔护理制品来满足上述需要,该口腔护理制品例如包含纤维组合物例如可溶性纤维组合物的消费产品。
另外,本发明通过在纤维组合物中产生凹陷以放置包含一种或多种不能经历纺丝步骤的口腔护理活性剂的非纤维组合物来满足上述需要。
本发明公开了一种用于制备纤维结构的方法,该方法包括以下步骤:(a)提供一种或多种可溶性长丝形成材料,(b)形成包含该一种或多种可溶性长丝形成材料的含水组合物;(c)加工该含水组合物以产生长丝形成组合物;(d)将该长丝形成组合物递送至一个或多个模头;(e)纺丝该长丝形成组合物以形成多根可溶性长丝,(f)在收集装置上收集该可溶性长丝以形成纤维结构,(g)向该纤维结构施加压力以在纤维结构中形成凹陷,以及任选地(h)将非纤维组合物添加到纤维结构中的凹陷中。
本发明提供了一种用于制备纤维组合物及最终口腔护理制品的连续方法。
附图说明
图1为根据本发明的方法的一个示例的示意图;
图2为根据本发明的方法的一部分的一个示例的示意图;
图3为适用于根据本发明的方法的挤出机螺杆的一个示例的示意图;
图4为根据本发明的方法的一部分的一个示例的示意图;
图5为适用于根据本发明的方法的模头的顶部平面图。
图6为根据本发明的方法的一部分的一个示例的示意图;
图7为适用于根据本发明的方法的在收集装置上的成形区的一个示例的示意图;
图8为根据本发明的方法的一个示例的示意图;并且
图9为根据本发明的方法的一部分的一个示例的示意图。
具体实施方式
定义
如本文所用,“纤维组合物”意指包括一根或多根长丝以及任选地一个或多个颗粒的结构。在一个示例中,根据本发明的纤维组合物是指一起形成能够执行功能的结构诸如一体结构的长丝和任选的颗粒的缔合。
本发明的纤维组合物可为单层的或多层的。如果为多层的,则纤维组合物可包括至少两个和/或至少三个和/或至少四个和/或至少五个层和/或至少六个层,例如一个或多个长丝层、一个或多个颗粒层和/或一个或多个具有长丝和颗粒的混合物的复合结构层。层可包括在纤维组合物内或在纤维组合物内的长丝层之间的颗粒层。包括长丝的层有时可被称为层片。层片可为纤维组合物,该纤维组合物可为如本文所述单层的或多层的。在一个示例中,层可由单个纺丝模头和/或颗粒递送源形成,或者如果该层为复合结构层,则其可由单个纺丝模头和颗粒递送源形成。
在一个示例中,本发明的纤维组合物可包括单层或多层,其中至少一层必须包括纤维。层可包括施加到所述纤维上的添加剂(例如糊剂或喷剂)和/或与复合结构中的所述纤维混合的颗粒。
在一个示例中,根据本发明的单层纤维组合物或根据本发明的包含一个或多个纤维组合物层片的多层纤维组合物可表现出如根据本文所述的基重测试方法所测量的小于5000g/m2的基重。在一个示例中,根据本发明的单层片或多层片纤维组合物可表现出如根据基重测试方法测量的大于10g/m2至约5000g/m2和/或大于10g/m2至约3000g/m2和/或大于10g/m2至约2000g/m2和/或大于10g/m2至约1000g/m2和/或大于20g/m2至约800g/m2和/或大于30g/m2至约600g/m2和/或大于50g/m2至约500g/m2和/或大于300g/m2至约3000g/m2和/或大于500g/m2至约2000g/m2的基重。
在一个示例中,包含多层纤维组合物的单个层片包括第一层和第二层,第一层例如稀松布层,其包括以约10gsm至约200gsm和/或约30gsm至约100gsm和/或约50gsm至约75gsm的基重存在的多根长丝,第二层例如单独包括多根长丝的层或包括长丝和固体添加剂如颗粒的复合结构层,其以约400gsm至约3000gsm和/或约600gsm至约1500gsm和/或约800gsm至约1200gsm的基重存在。
在一个示例中,本发明的纤维组合物为“一体纤维组合物”。
如本文所用,“一体纤维组合物”是包括相互缠结或以其他方式彼此缔合以形成纤维组合物和/或纤维组合物层片的多组两根或更多根和/或三根或更多根长丝的布置。本发明的一体纤维组合物可为多层片纤维组合物内的一个或多个层片。在一个示例中,本发明的一体纤维组合物可包括三根或更多根不同的长丝。在另一个示例中,本发明的一体纤维组合物可包括两根或更多根不同的长丝。
如本文所用,“非纤维组合物”是指基本上不含或不含纤维和/或长丝的组合物。非纤维组合物可为固体、半固体、半液体、液体、水溶液、或它们的组合。口腔护理制品可包含非纤维组合物,按该口腔护理制品的重量计,该非纤维组合物在重量百分比上可大于或可不大于纤维组合物。非纤维组合物可介于第一纤维组合物和第二纤维组合物之间。非纤维组合物的至少一部分可与纤维组合物的表面接触。非纤维组合物可放置在单一纤维组合物上,并且纤维组合物可在非纤维组合物的顶部上折叠,与非纤维组合物一起轧制,放置在纤维组合物的顶部或下方,并且/或者纤维组合物可包裹纤维组合物。
非纤维组合物可包含任何合适的口腔护理活性剂。非纤维组合物可包含本文所述的任何组分。非纤维组合物可为液体、固体、含水的和/或它们的组合。
本文所述的组分可任选地至少部分地作为非纤维组合物存在。非纤维组合物可介于两个或更多个纤维网层之间,折叠在至少一个纤维网层内,轧制在至少纤维网层内,或包裹在至少一个纤维网层内。非纤维组合物的至少一部分可接触纤维组合物的表面。非纤维组合物可为液体、固体、含水的和/或它们的组合。
非纤维组合物可包含口腔护理活性物质、美化剂、磨料、氟离子源、纤维网形成材料、金属离子源、多磷酸盐、螯合剂、抗牙结石剂、增稠剂、聚合物、表面活性剂、生物活性材料和/或它们的组合。
非纤维组合物可为按口腔护理组合物的重量计约10%至约90%,约20%至约85%,约30%至约80%,约40%至约75%,约50%至约80%,约50%至约90%或约60%至80%。
非纤维组合物的密度可为约0.05g/cm3至约5g/cm3,约0.75g/cm3至约1.9g/cm3,约1g/cm3至约1.75g/cm3或约1.4g/cm3至约1.8g/cm3
如本文所用,“制品”是指消费者使用单元、消费单位剂量单元、消费者使用可销售单元、单剂量单元,或包含一体纤维组合物和/或包含本发明的一种或多种纤维组合物的其他使用形式。
如本文所用,“纤维元件”意指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的细长颗粒。纤维元件可为长丝或纤维。在一个示例中,纤维元件为单根长丝而不是包括多根长丝的纱。
本发明的纤维元件可经由合适的纺丝工艺操作,诸如熔喷、纺粘、静电纺丝和/或旋转纺丝,由纤维元件形成组合物(也称为长丝形成组合物)纺成。
本发明的纤维元件可以是单组分的(单一、一体固体件而不是两个不同的部件,如核/壳双组分)和/或多组分的。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。
如本文所用,“长丝”意指如上所述的细长颗粒,其表现出大于或等于5.08cm(2in.)和/或大于或等于7.62cm(3in.)和/或大于或等于10.16cm(4in.)和/或大于或等于15.24cm(6in.)的长度。
通常认为长丝实质上是连续的或基本上连续的。长丝相对地比纤维长。长丝的非限制性示例包括熔喷和/或纺粘长丝。可纺成长丝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(包括但不限于聚乙烯醇和热塑性聚合物长丝诸如聚酯、尼龙、聚烯烃(诸如聚丙烯长丝、聚乙烯长丝),以及能够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)。
如本文所用,“纤维”意指如上所述的细长颗粒,其表现出小于5.08cm(2in.)和/或小于3.81cm(1.5in.)和/或小于2.54cm(1in.)的长度。
通常认为纤维实质上是不连续的。纤维的非限制性示例包括短纤维,其通过将本发明的长丝或长丝丝束纺丝,然后将长丝或长丝丝束切割成小于5.08cm(2英寸)的片段由此制备纤维来制备。
在一个示例中,一种或多种纤维可由本发明的长丝形成,诸如当长丝被切割成较短长度时(诸如小于5.08cm的长度)。因此,在一个示例中,本发明也包括由本发明的长丝制成的纤维,诸如包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种纤维助剂诸如活性剂的纤维。因此,除非另外指明,否则本发明涉及的长丝和/或多根长丝也包括由此类长丝和/或多根长丝制成的纤维。相对于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。
如本文所用,“纤维元件形成组合物”和/或“长丝形成组合物”意指适用于诸如通过熔喷和/或纺粘制备本发明的长丝的组合物。长丝形成组合物包含一种或多种长丝形成材料,其表现出使得它们适于纺丝成长丝的特性。在一个示例中,长丝形成材料包含聚合物。除了一种或多种长丝形成材料之外,长丝形成组合物还可包含一种或多种纤维助剂,例如一种或多种活性剂。此外,长丝形成组合物可包含一种或多种极性溶剂诸如水,在将长丝(诸如由长丝形成组合物纺制的长丝)纺丝之前,长丝形成材料的一种或多种(例如全部)和/或活性剂的一种或多种(例如全部)溶解和/或分散于其中。
在一个示例中,由本发明的长丝形成组合物制成的长丝是如下长丝:一种或多种纤维助剂,例如一种或多种活性剂,可存在于长丝中而不是长丝上,诸如包含一种或多种活性剂(其可以与长丝和/或颗粒中的活性剂相同或不同)的涂料组合物。只要从中产生本发明的长丝,存在于长丝形成组合物中的长丝形成材料的总含量和活性剂的总含量可为任何合适的量。
在一个示例中,一种或多种纤维助剂如活性剂可存在于长丝中,并且一种或多种附加的纤维助剂如活性剂可存在于长丝表面上。在另一个示例中,本发明的长丝可包含一种或多种纤维助剂如活性剂,其当初始制造时存在于长丝中,但是随后在暴露于长丝预期使用条件之前和/或在暴露于长丝预期使用条件时缓释到长丝表面。
如本文所用,“纤维元件形成材料”和/或“长丝形成材料”意指表现出适用于制备长丝的特性的材料,诸如聚合物或能够产生聚合物的单体。在一个示例中,所述长丝形成材料包含一种或多种取代聚合物如阴离子、阳离子、两性离子、和/或非离子聚合物。在另一个示例中,聚合物可包含羟基聚合物如聚乙烯醇(“PVOH”)、部分水解的聚乙酸乙烯酯和/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、羧甲基纤维素、羟丙基纤维素、羟乙基纤维素、和甲基纤维素。在另一个示例中,聚合物可包含聚乙烯和/或对苯二甲酸。在另一示例中,所述长丝形成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、附聚物、胶囊、微胶囊、和/或球剂。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状。本发明的颗粒(至少44μm的那些)可通过本文所述的粒度分布测试方法进行测量。就小于44μm的颗粒而言,可使用不同的测试方法例如光散射来测定小于44μm的粒度,例如香料微胶囊的粒度通常在约15μm至约44μm和/或约25μm的范围内。
在一个方面,颗粒可包含重新循环的纤维结构材料,具体地其中所述纤维材料通过将纤维碾磨成细碎的固体并将所述细碎的固体重新掺入到附聚物、颗粒或其他颗粒形式中来重新循环。在另一方面,颗粒可包含重新循环的纤维结构材料,具体地其中将所述纤维材料掺入到流体糊剂、悬浮液或溶液中,然后进行加工以形成附聚物、颗粒或其他颗粒形式。在另一方面,可在制备新纤维制品的过程中将包含重新循环的纤维材料的所述流体糊剂、悬浮液或溶液直接施用于纤维层。
如本文所用,“含活性剂颗粒”是指包含一种或多种活性剂的固体添加剂如颗粒。在一个示例中,含活性剂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)。含活性剂颗粒可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的5000μm或更小的粒度。
在本发明的一个示例中,纤维组合物包含多个颗粒例如含活性剂颗粒,以及多根长丝,颗粒例如含活性剂颗粒与长丝的重量比为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2:1或更大、和/或3:1或更大、和/或4:1或更大、和/或5:1或更大、和/或7:1或更大、和/或8:1或更大、和/或10:1或更大、和/或约10:1至约1:100、和/或约8:1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,纤维组合物包含多个颗粒例如含活性剂颗粒,以及多根长丝,颗粒例如含活性剂颗粒与长丝的重量比为约20:1至约1:1、和/或约10:1至约1:1、和/或约10:1至约1.5:1、和/或约8:1至约1.5:1、和/或约8:1至约2:1、和/或约7:1至约2:1、和/或约7:1至约3:1、和/或约6:1至约2.5:1。
在本发明的另一个示例中,纤维组合物包含多个颗粒例如含活性剂颗粒,以及多根长丝,颗粒例如含活性剂颗粒与长丝的重量比为约1:1至约1:100、和/或约1:15至约1:80、和/或约1:2至约1:60、和/或约1:3至约1:50、和/或约1:3至约1:40。
在另一个示例中,本发明的纤维组合物包含多个颗粒例如含活性剂颗粒,如通过本文所述的基重测试方法测量的,颗粒的基重大于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/或为约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2000g/m2、和/或约10g/m2至约1000g/m2、和/或约10g/m2至约500g/m2、和/或约20g/m2至约400g/m2、和/或约30g/m2至约300g/m2、和/或约40g/m2至约200g/m2
在另一个示例中,本发明的纤维组合物包含多根长丝,如通过本文所述的基重测试方法测量的,长丝的基重大于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/或为约1g/m2至约3000g/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,纤维组合物包括两个或更多个层,其中长丝以约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,“混合的”和/或“混合”是指其中颗粒与纤维元件例如长丝混合的状态或形式。长丝和颗粒的混合物可遍布整个复合结构或在复合结构的平面或区域内。在一个示例中,混合的长丝和颗粒可形成复合结构的至少一个表面。在一个示例中,颗粒可均匀分散于整个复合结构和/或复合结构的平面和/或区域中。在一个示例中,颗粒可均匀分布在整个复合结构中,这避免和/或防止复合结构内的颗粒下降和/或自由移动和/或迁移到复合结构内的其它区域,从而在复合结构内形成较高浓度的颗粒区和较低浓度的颗粒区或零浓度的颗粒区。在一个示例中,复合结构的μCT横截面可显示颗粒是否均匀分布于整个复合结构中。
如本文所用,“纤维助剂”是指存在于本发明的长丝中的任何材料,其不是长丝形成材料。在一个示例中,纤维助剂包含活性剂。在另一个示例中,纤维助剂包含加工助剂。在另一个示例中,纤维助剂包含填料。在一个示例中,纤维助剂包括存在于长丝中的任何材料,如果其不存在于长丝中将不会导致长丝丧失其长丝结构,换句话讲,其缺失不会导致长丝丧失其固体形式。在另一个示例中,纤维助剂例如活性剂包含非聚合物材料。
在另一个示例中,纤维助剂可包含长丝的增塑剂。本发明的合适增塑剂的非限制性示例包括多元醇、共聚多元醇、多元羧酸、聚酯和聚二甲基硅氧烷共聚多元醇。可用的多元醇的示例包括但不限于,甘油、双甘油、丙二醇、乙二醇、丁二醇、戊二醇、环己烷二甲醇、己二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇、聚乙二醇(200-600)、季戊四醇、糖醇如山梨醇、甘露醇、乳糖醇、以及其它一元和多元低分子量醇(例如C2-C8醇);单糖、二糖和低聚糖,如果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖,以及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、以及它们的混合物。
在另一个示例中,纤维助剂可包含流变改性剂,如剪切改性剂和/或拉伸改性剂。流变改性剂的非限制性实例包括但不限于聚丙烯酰胺、聚氨酯和聚丙烯酸酯,它们可用于本发明的长丝。流变改性剂的非限制性示例可从The Dow Chemical Company(Midland,MI)商购获得。
在另一个示例中,纤维助剂可包含一种或多种着色剂和/或染料,它们被混入本发明的长丝以在长丝暴露于预期使用条件时和/或活性剂从长丝中释放出来时和/或长丝的形态改变时提供视觉信号。
在另一个示例中,纤维助剂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、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,可将剥离剂和/或润滑剂施用于长丝,换句话讲在形成长丝后施用。在一个示例中,在将长丝收集在收集装置上以形成纤维组合物之前,可将一种或多种剥离剂/润滑剂施用于长丝。在另一个示例中,在接触一种或多种纤维组合物之前,诸如在纤维组合物的叠堆中,可将一种或多种剥离剂/润滑剂施加到由本发明的长丝形成的纤维组合物。在另一个示例中,在长丝和/或纤维组合物接触表面诸如用于加工系统的设备的表面之前,可将一种或多种剥离剂/润滑剂施加到本发明的长丝和/或包含长丝的纤维组合物,从而即使在不经意间,也有利于长丝和/或纤维组合物的去除和/或避免长丝的层和/或本发明纤维组合物的层片彼此粘着。在一个示例中,剥离剂/润滑剂包含颗粒。
在另一个示例中,纤维助剂可包含一种或多种抗粘连剂和/或防粘剂。合适的防粘连剂和/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”是指本发明的长丝和/或颗粒和/或纤维组合物用于其设计目的中的一个或多个时,该长丝和/或颗粒和/或纤维组合物所暴露于的温度条件、物理条件、化学条件和/或机械条件。例如,如果出于衣物洗涤护理目的将长丝和/或颗粒和/或包含长丝的纤维组合物设计成用于洗衣机,则预期使用条件将包括在衣物洗涤运行期间存在于洗衣机中的那些温度条件、化学条件、物理条件和/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长丝和/或颗粒和/或包含长丝的纤维组合物设计成洗发剂被人类使用,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那些温度条件、化学条件、物理条件和/或机械条件。同样地,如果将长丝和/或颗粒和/或包含长丝的纤维组合物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/或餐具洗涤机中的那些温度条件、化学条件、物理条件和/或机械条件。
如本文所用,“活性剂”是指诸如当长丝和/或颗粒和/或纤维组合物暴露于长丝和/或颗粒和/或包含长丝的纤维组合物的预期使用条件时,在长丝和/或颗粒和/或包含本发明的长丝的纤维组合物外部的环境中产生预期效果的纤维助剂。在一个示例中,活性剂包含纤维助剂,其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、盘碟)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,活性剂包含附加纤维助剂,其产生化学反应(即,发泡、冒泡、泡腾、着色、加温、冷却、起泡、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)。在另一个示例中,活性剂包含纤维助剂,其处理环境(即,脱臭、纯化、给空气加香)。在一个示例中,活性剂如在包含活性剂的长丝和/或颗粒的形成期间原位形成,例如长丝和/或颗粒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),其可产生起到用于处理织物表面的活性剂作用的聚合物复合物或聚集体。
如本文所用,“处理”相对于处理表面意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)表面的处理意指调节和/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、毛发或指甲着色方面的变化,如黑眼圈、疹斑(例如,由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。处理可包括如在洗衣机中清洁或软化期间向织物提供有益效果,如在用洗发剂洗涤毛发、调理毛发或毛发着色期间向毛发提供有益效果,或通过清洁或消毒向环境如抽水马桶提供有益效果。
在另一个示例中,处理意指从织物制品诸如衣服、毛巾、亚麻布,和/或硬质表面诸如工作台面和/或包括罐和盘的餐具上去除污渍和/或气味。
如本文所用,“织物护理活性剂”意指当施用于织物时对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清洁)、去污效果、减少污渍、去皱、恢复颜色、静电控制、抗皱、耐久压熨、减少磨损、耐磨损、起球去除、抗起球、去垢、除垢、防垢(包括去垢)、形状保持、减少缩水、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”意指当施加于餐具、玻璃器具、罐、盘、器皿、和/或烹饪板时提供对餐具、玻璃器具、塑料制品、罐、盘、和/或烹饪板的有益效果和/或改善的活性剂。对餐具、玻璃器具、塑料制品、罐、盘、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食品和/或去垢、清洁(例如通过表面活性剂清洁)、去污效果、减少污渍、去除油脂、去除水垢和/或防水垢、玻璃和金属护理、消毒、增亮和抛光。
如本文所用,“硬质表面活性剂”意指当施用于地板、工作台面、水槽、窗户、镜子、淋浴器、浴缸、和/或厕所时,向地板、工作台面、水槽、窗户、镜子、淋浴器、浴缸、和/或厕所提供有益效果和/或改进的活性剂。对地板、工作台面、水槽、窗户、镜子、淋浴器、浴缸、和/或厕所的有益效果和/或改善的非限制性示例包括除去食品和/或污垢、清洁(例如,通过表面活性剂清洁)、去污效果、减少污渍、去除油脂、去除水渍和/或防水渍、去除水垢、消毒、增亮、抛光和清新。
如本文所用,“角质组织活性剂”是指可用于处理角质组织(例如毛发、皮肤或指/趾甲)状况的活性剂。对于毛发护理活性剂,“处理”包括调节和/或即时改善角质组织的美容外观和/或感觉。例如,“调节皮肤、毛发或指/趾甲状况”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。角质组织活性剂的另一个示例可为用于用洗发剂洗涤、调理或染色毛发的活性剂。
如本文所用,“重量比”意指两种材料之间基于其干重的比率。例如,长丝中长丝形成材料与活性剂的重量比为基于长丝的干重计的长丝形成材料重量(g或%)与基于长丝干重计的纤维助剂如一种或多种活性剂的重量(g或%-与长丝形成材料重量的单位相同)的比率。在另一个示例中,纤维组合物中颗粒与长丝的重量比为基于纤维组合物干重计的颗粒重量(g或%)与基于纤维组合物干重计的长丝重量(g或%,与颗粒重量的单位相同)的比率。
如本文所用,“水溶性材料”意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。
本文所用的“环境条件”意指23℃±1.0℃和50%±2%的相对湿度。
如本文所用,“重均分子量”意指使用凝胶渗透色谱法,根据存在于Colloids andSurfaces A.Physico Chemical&Engineering Aspects,第162卷,2000年,第107-121页的规程测定的重均分子量。
如本文所用,关于长丝的“长度”是指沿长丝的最长轴从一端至另一端的长度。如果长丝在其中具有结、卷曲或弯曲,则该长度为沿长丝从一个末端到另一个末端的整个路径的长度。
如本文所用,关于长丝的“直径”根据本文所述的直径测试方法测量。在一个示例中,本发明的长丝表现出小于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”是指用作刺激并引发或促成长丝变化的任何行为或事件,诸如丧失或改变长丝的物理结构和/或释放口腔护理活性物质包括溶解、水合和溶胀。一些触发条件包括合适的pH、温度、剪切速率或水含量。
如本文所用,关于长丝的形态改变的“形态变化”是指长丝发生其物理结构的改变。本发明的长丝的形态变化的非限制性示例包括溶解、熔融、溶胀、皱缩、破裂成片、变长、变短、剥离、分裂、切碎、内爆、扭曲以及它们的组合。当将本发明的长丝暴露于预期用途条件时,其可完全或基本上损失其长丝物理结构或其可具有其形态变化或可保持或基本上保持其长丝物理结构。
“按基于干燥长丝的重量计”和/或“按基于干燥颗粒的重量计”和/或“按基于干燥纤维组合物的重量计”意指在23℃±1.0℃的温度和50%±10%的相对湿度下在调理室中分别将长丝和/或颗粒和/或纤维组合物调理2小时后立即测量的长丝和/或颗粒和/或纤维组合物的重量。在一个示例中,按基于干燥长丝的重量计和/或按基于干燥颗粒的重量计和/或按基于干燥纤维组合物的重量计是指如根据本文所述的含水量测试方法测量的,基于长丝和/或颗粒和/或纤维组合物的干重计,该长丝和/或颗粒和/或纤维组合物包含小于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,例如关于存在于长丝和/或颗粒和/或纤维组合物中的一种或多种活性剂的总含量,“总含量”是指所有主体材料例如活性剂的重量或重量百分比的总和。换句话讲,长丝和/或颗粒和/或纤维组合物可包含按基于干燥长丝和/或干燥颗粒和/或干燥纤维组合物的重量计25%的阴离子表面活性剂,按基于干燥长丝和/或干燥颗粒和/或干燥纤维组合物的重量计15%的非离子表面活性剂,按基于干燥长丝和/或干燥颗粒和/或干燥纤维组合物的重量计10%的螯合剂,以及按基于干燥长丝和/或干燥颗粒和/或干燥纤维组合物的重量计5%的香料,使得存在于长丝和/或颗粒和/或纤维组合物中的活性剂的总含量大于50%;即,按基于干燥长丝和/或干燥颗粒和/或干燥纤维组合物的重量计为55%。
如本文所用,“纤维组合物产品”是指固体形式,例如矩形固体,有时称为片材,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,本发明的纤维组合物产品包含一种或多种表面活性剂、一种或多种酶(诸如以酶粒和/或酶液的形式)、一种或多种香料和/或一种或多种抑泡剂。
在一个示例中,可将颗粒或液体形式的一种或多种活性剂沉积到本发明的纤维组合物的一个或多个表面上。例如,酶悬浮液、香料、微胶囊混悬液、油、硅氧烷、表面活性剂糊剂(本文有时称为微量组分)可在纤维组合物的制备和/或纤维组合物的转换加工期间沉积到纤维组合物的一个或多个表面上。此类施加组分可驻留在纤维层的表面上或可基本上吸入到纤维组合物中。
在另一个示例中,本发明的纤维组合物产品包含助洗剂和/或螯合剂。在另一个示例中,本发明的纤维组合物产品包含漂白剂(诸如封装的漂白剂)。
如本文所用,关于材料如整根长丝和/或长丝中的长丝形成材料和/或长丝中的活性剂,“与……不同”或“不同”是指一种材料诸如长丝和/或长丝形成材料和/或活性剂在化学上、物理上和/或结构上与另一种材料诸如长丝和/或长丝形成材料和/或活性剂不同。例如,长丝形式的长丝形成材料具有与纤维形式的相同长丝形成材料不同。同样地,淀粉聚合物与纤维素聚合物不同。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长丝形成材料随机组合以形成长丝。因此,就本发明的目的而言,有序组合以形成长丝诸如核壳双组分长丝的两种或更多种不同长丝形成材料不是不同长丝形成材料的随机混合物。
如本文所用,关于长丝和/或颗粒,“缔合(Associate)”、“缔合的(Associated)”、“缔合型(Association)”和/或“缔合(Associating)”是指长丝和/或颗粒直接接触和/或间接接触进行组合使得形成纤维组合物。在一个示例中,缔合的长丝和/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,长丝和/或颗粒可通过沉积到相同的纤维组合物制备带和/或图案化带上而彼此缔合。
如本文所用,“纵向”或“MD”意指平行于通过纤维组合物制备机器和/或纤维组合物产品制造设备的纤维组合物流的方向。
如本文所用,“横向”或“CD”意指在纤维组合物和/或包含纤维组合物的纤维组合物产品的相同平面内垂直于纵向的方向。
如本文所用,“层片”或“多层片”意指任选地以与其它层片基本上连续的面对面的关系设置从而形成多层纤维组合物的单个纤维组合物。也设想单个纤维组合物可通过例如折叠在自身上,有效地形成两层或多层。层片可包括长丝层、长丝/颗粒共混物层和/或颗粒层。在另一个实施方案中,在层片与层片之间可存在长丝层或颗粒层。
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水平均涉及那个组分或组合物的活性物质水平,并且不包括可能存在于可商购获得来源中的杂质,例如残余溶剂或副产物。
如本文所用,术语“口腔护理组合物”是指如下的产品:该产品在通常的使用过程中在口腔中保留足够长的时间以接触牙齿表面和/或口腔组织中的一些或全部以用于口腔健康的目的。在一个实施方案中,组合物保留在口腔中以递送口腔护理活性剂。本发明的口腔组合物可为各种形式,包括牙膏、洁齿剂、牙胶、牙粉、片剂、漱口液、龈下凝胶、泡沫、摩丝、口香糖、唇膏、海绵、牙线、抛光糊剂、凡士林凝胶、义齿产品、非织造纤维网或泡沫。在一个实施方案中,口腔组合物为非织造纤维网的形式。在另一个实施方案中,口腔组合物为洁齿剂的形式。还可将口腔组合物掺入到条或膜上,以用于直接施用或粘附到口腔表面或掺入到牙线中。该口腔护理组合物还可为可直接施用到口腔表面的条。该条在与水分接触或刷牙时可至少部分地溶解。
如本文所用,术语“口服用载体”是指合适的媒介物和成分,其可用于形成本发明的组合物和/或以安全有效的方式将本发明的组合物施用于口腔中。
如本文所用,术语“有效量”是指化合物或组合物的量足以引起积极的有益效果,口腔健康有益效果,和/或足够低的量以避免严重的副作用,即在技术人员的合理判断范围内提供合理的效险比。根据口腔健康有益效果的类型和活性化合物的功效,“有效量”是指按该组合物的重量计至少约0.0001%的材料,0.001%的材料或0.01%的材料。
如本文所用,除非另外指明,否则术语“洁齿剂”是指用于清洁、治疗或接触口腔表面的糊剂、凝胶、粉末、片剂或液体制剂。另外,如本文所公开,洁齿剂是指用于清洁口腔表面的非织造纤维网。如本文所用,术语“牙齿”是指自然牙齿以及人造牙齿或假牙。
用于制备口腔护理制品的方法
在本发明的一个示例中,如图1所示,提供了用于制备例如连续制备口腔护理制品12的方法10,该制品包括纤维组合物14如可溶性纤维组合物,该方法包括至少以下步骤:1)长丝形成组合物制备操作16,其包括制备长丝形成组合物18的一个或多个步骤,然后将其例如经由管道递送至下一操作;即,纺丝操作20;2)纺丝操作20,其包括用于纺丝长丝形成组合物(例如在长丝形成组合物制备操作16中制备的长丝形成组合物18)以制备长丝22(例如可溶性长丝)的一个或多个步骤;3)任选地,混合操作24包括以下一个或多个步骤:将多种固体添加剂(例如颗粒26)与长丝22混合,例如共成形;和4)收集操作28,其包括用于在收集装置诸如带和/或转筒上收集长丝22和/或混合的长丝22与固体添加剂(例如颗粒26)以形成纤维组合物14的一个或多个收集步骤,该纤维组合物(例如可溶性纤维组合物)包括长丝22和任选的固体添加剂(例如颗粒26),其中操作(1-4)当存在时以连续方式进行,一个步骤接下一个步骤,在如下过程中无任何打断或停顿或中断:从制备长丝形成组合物18到将长丝形成组合物18纺丝成长丝22(任选地将固体添加剂如颗粒26与长丝22混合)再到在收集装置上收集长丝22(和/或混合的长丝22和固体添加剂如颗粒26)以形成纤维结构14,该纤维结构包括长丝22和任选的固体添加剂如颗粒26。
一旦纤维组合物14形成,就可经由转换加工操作30将纤维组合物14随后转换加工成口腔护理制品12,该口腔护理制品可为可消耗的、可销售的单元,该操作包括用于将纤维组合物14转换加工成口腔护理制品12的一个或多个步骤,其中转换加工步骤中的一个或多个可与方法10的较早操作(1-4)是连续的。一旦纤维组合物14已被转换加工成包括纤维组合物14的口腔护理制品12,例如纤维组合物14的一个或多个、两个或更多个、三个或更多个、四个或更多个、五个或更多个层片,则可经由包装操作36将制品12包装到包括外部包装材料34如包装膜、硬纸板盒等的包装32中。
在一个示例中,根据本发明的用于制备口腔护理制品的方法和/或方法步骤,诸如纺丝操作、混合(共成形)操作、收集操作、转换加工操作和包装操作,在约20%至约75%和/或约30%至约65%和/或约35%至约60%的相对湿度下进行。
转换加工操作30可包括用于将纤维组合物14转换加工(例如裁切和/或堆叠和/或压延和/或用任选成分如香料、酶、漂白剂、调味剂、泡腾剂等进行处理(诸如将任选成分添加到纤维组合物14中,例如添加到纤维组合物14的表面)、冲切和印刷)成一个或多个制品12(例如消费产品)的一个或多个步骤);和6)任选地,包装操作36包括用于将一个或多个制品12(例如消费产品,诸如可溶性消费产品)包装到包装32中的一个或多个步骤。
在一个示例中,转换加工操作可包括冲切成期望的形状(例如使由纤维组合物制备的制品的数目最大化)或多个期望的形状、印刷、添加任选成分(微量组分)、将纤维组合物在卷筒上卷起作为转换加工生产线步骤,包括其中所有这些均在单一过程中完成或在单一转换加工生产线上完成。例如,本发明的方法可包括选自以下的一个或多个转换加工操作和/或步骤:裁切、堆叠、压延、用任选成分处理、冲切、印刷、包装和/或它们的组合。在一个示例中,这些转换加工操作和/或步骤中的一个或多个或全部在单一转换加工生产线上进行,该单一转换加工生产线可直接连接到纤维组合物生产线(例如纺丝/混合/收集操作)和长丝形成组合物制备操作上。在一个示例中,如本文所述,用于制备根据本发明的口腔护理制品的从长丝形成组合物操作到转化操作、以及任选地包装操作的整个过程可在单一生产线(例如单一连续生产线)上进行。转换加工操作可最终产生消费者可用的可销售单元。
在一个示例中,方法使得在收集操作中形成的纤维组合物(例如复合结构),在一体化生产线上,用选自以下的转换加工操作和/或步骤进一步转换成消费者使用的可销售单元:裁切、堆叠、压延、用任选成分处理、冲切、印刷、包装和/或它们的组合。
a.长丝形成组合物制备操作(16)
如图2所示,在一个示例中,长丝形成组合物18通过以下步骤制备:
提供一种或多种长丝形成材料38(例如一种或多种可溶性长丝形成材料,诸如一种或多种羟基聚合物如聚乙烯醇),向其中加入水或另一种极性溶剂,从而产生包含可溶性长丝形成材料和水或极性溶剂的含水或极性溶剂组合物。然后在挤出机中加工含水或极性溶剂组合物(例如加工聚合物)以形成长丝形成组合物18,其随后适于递送至一个或多个模头以在纺丝操作20中纺成多根长丝22。在一个示例中,含水或极性溶剂组合物可在间歇罐(未示出)中进行处理。
在一个示例中,将长丝形成材料38充分蒸煮以形成长丝形成材料38的均匀含水或极性溶剂组合物。
在一个示例中,在长丝形成组合物制备操作16期间,将按重量计至少约30%和/或至少约40%和/或至约70%和/或至约60%的水加入到一种或多种长丝形成材料38中。
在一个示例中,长丝形成材料38可以大于40%和/或大于50%和/或大于60%和/或约60%至约80%和/或约60%至约70%的固体浓度添加。
在一个示例中,长丝形成材料38可以大于5%和/或大于10%和/或大于13%和/或小于50%和/或小于40%和/或小于30%和/或小于25%的含量存在于熔融组合物中。
在一个示例中,长丝形成材料38可以大于10%和/或大于20%和/或大于30%和/或小于90%和/或小于80%和/或小于70%和/或小于65%的含量存在于挤出机中。
在一个示例中,长丝形成材料38可为固体形式,例如干燥固体形式40,诸如粒料和/或粉末。在一个示例中,将长丝形成材料38和用于溶解长丝形成材料38的水和/或另一种极性溶剂经由料斗44加入挤出机42(例如双螺杆挤出机)中,并且加热、加工并混合以溶解长丝形成材料38。在一个示例中,在挤出机40内包含长丝形成材料18的含水溶液和/或极性溶剂溶液内夹带的空气被最小化和/或除去。可经由泵46将水和/或极性溶剂加入挤出机42中。
当长丝形成材料38为固体形式时,将固体长丝形成材料(例如一种或多种羟基聚合物,如聚乙烯醇)从料斗44例如以连续方法加入挤出机42中,该挤出机例如单螺杆挤出机或双螺杆挤出机,诸如双螺杆挤出机如Coperion ZSK 26双螺杆挤出机(最大速度1200rpm,每螺杆轴最大扭矩106Nm,螺杆直径25.5mm,螺杆长度900mm,料筒部分号#9,对每个区域进行加热和冷却,螺槽深度4.55mm,预计通量20-60kg/hr)。在该示例中,如图3所示,将固体长丝形成材料添加到挤出机42发生在挤出机42的区域1中。将长丝形成材料38加到挤出机42中的目的是实现长丝形成材料38的水合并溶解长丝形成材料38,尤其是如果它初始是固体形式时。
合适的长丝形成材料38的非限制性示例包括聚合物,例如选自以下的聚合物:普鲁兰、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、海藻酸钠、黄原胶、黄蓍胶、瓜尔胶、金合欢胶、阿拉伯胶、聚丙烯酸、甲基丙烯酸甲酯共聚物、羧乙烯聚合物、糊精、果胶、甲壳素、果聚糖、爱生兰(elsinan)、胶原、明胶、玉米醇溶蛋白、谷蛋白、大豆蛋白、酪蛋白、聚乙烯醇、羧化聚乙烯醇、磺化聚乙烯醇、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、聚环氧乙烷、以及它们的混合物。
在一个示例中,长丝形成材料38为水溶性材料,其产生可溶性长丝,例如水溶性长丝。
在一个示例中,长丝形成材料38包含聚乙烯醇。
经由泵46例如以连续方法将水和/或另一种极性溶剂添加到包含长丝形成材料18的挤出机42中,从而与挤出机42内的长丝形成材料18混合并使其溶解。将水和/或其他极性溶剂添加到挤出机42的区域3中。
可运行挤出机42使得其表现出至少约5kg/hr和/或至少约10kg/hr和/或至少约15kg/hr和/或至少约20kg/hr和/或至少约40kg/hr、至少约80kg/hr和/或约15kg/hr至约200kg/hr和/或约80kg/hr至约135kg/hr的湿通量,在一个示例中形成约100kg/hr至约700kg/hr和/或约345kg/hr至约575kg/hr的全长丝形成材料流量,至少约2kg/hr和/或至少约4kg/hr和/或至少约6kg/hr和/或至少约10kg/hr和/或至少约15kg/hr和/或至少约20kg/hr和/或约2kg/hr至约120kg/hr和/或约10kg/hr至约85kg/hr和/或约20kg/hr至约85kg/hr和/或约50kg/hr至约85kg/hr的干通量,小于约1600rpm和/或小于约1400rpm和/或小于约1200rpm和/或约200rpm至约1600rpm和/或约400rpm至1400rpm和/或约600rpm至约1200rpm的最大螺杆转速,约20%至约95%和/或约30%至约85%和/或约40%至约70%的%固体(长丝形成材料38),约10巴至约80巴和/或约15巴至约75巴和/或约20巴至约65巴设定值的出口压力,长丝形成组合物可以约0.10kW-h/kg至约0.50kW-h/kg和/或约0.12kW-h/kg至约0.45kW-h/kg和/或约0.14kW-h/kg至约0.35kW-h/kg的SME(固体通量基准)流出挤出机,并且其中挤出机使长丝形成组合物经受至少49℃的温度,例如挤出机的料筒温度如下表1所示运行:
2 3 4 5 6 7 8 9 8-0 模头
温度设定点(℃)“A” 25 49 66 121 121 135 135 135 135 135 135
温度设定点(℃)“B” 40 100 150 150 150 150 150 150 150 150 150
温度设定点(℃)“C” 40 100 150 150 160 160 160 160 160 160 160
温度设定点(℃)“D” 40 100 150 150 160 170 170 170 170 170 170
温度设定点(℃)“E” 40 80 80 130 140 140 170 170 170 170 170
表1
除了使长丝形成材料38在挤出机42中溶解以产生长丝形成组合物18之外,一种或多种活性剂48(例如一种或多种表面活性剂,诸如表面活性剂共混物,例如阴离子表面活性剂的共混物)还可经由一个或多个静态混合器50诸如SMX混合器与长丝形成组合物18混合。
在一个示例中,表面活性剂和/或表面活性剂共混物包含一种或多种阴离子表面活性剂,其选自:直链烷基苯磺酸盐(LAS)、烷基硫酸盐(AS)、以及它们的混合物。表面活性剂可与氢氧化钠共混和/或共中和以形成低水含量的糊剂。此外,其他表面活性剂如烷基乙氧基化物硫酸盐(AES)、辅助表面活性剂如氧化胺、直链醇乙氧基化物、基于葡糖酰胺的表面活性剂、以及烷基链的支链形式如MLAS和HSAS。
在一个示例中,除了一种或多种表面活性剂之外,还可将结构剂如聚环氧乙烷(例如PEO 100K和/或PEO N60K)、和/或聚乙烯吡咯烷酮与表面活性剂混合以提供相稳定性。任选地,其他成分也可与表面活性剂,诸如盐,例如硫酸钠混合。
在一个示例中,长丝形成组合物18和由此由纺丝长丝形成组合物18产生的至少一种长丝22包含一种或多种活性剂48,就长丝22而言,一种或多种活性剂48存在于长丝22内。
在一个示例中,活性剂48包含一种表面活性剂,其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、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、以及它们的混合物。
在一个示例中,一种或多种活性剂48选自:织物护理活性剂、盘碟洗涤活性剂、地毯护理活性剂、表面护理活性剂、空气护理活性剂、口腔护理活性剂(例如牙齿清洁剂、牙齿增白剂、牙齿护理剂、牙周牙龈护理剂、漱口剂、假牙清洁剂、舌头清洁剂、口气清新剂、氟化剂、漱口剂、抗龋齿剂、调味剂)、毛发护理活性剂(洗发剂和/或调理剂)、角质组织护理剂、抽水马桶清洁剂、皮肤护理活性剂、以及它们的混合物。
在一个示例中,活性剂48中的至少一种包含一种或多种泡腾剂。
在一个示例中,在长丝形成组合物制备操作期间,将一种或多种调色剂、着色剂、和/或染料加入长丝形成组合物。
长丝形成材料
长丝形成材料是任何合适的材料,诸如聚合物或能够制备聚合物的单体,其表现出适用于诸如通过纺丝工艺制备纤维元件的特性。
在一个示例中,长丝形成材料可包括极性溶剂可溶的材料,如醇可溶的材料和/或水可溶解的材料。
在另一个示例中,长丝形成材料可包括非极性溶剂可溶解的材料。
在另一个示例中,长丝形成材料可包含极性溶剂可溶的材料并且不含(按基于干燥纤维元件和/或干燥可溶性纤维组合物的重量计小于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,长丝形成材料可为成膜材料。在另一个示例中,长丝形成材料可为合成的或天然来源的,并且它可发生化学、酶促和/或物理改变。
在本发明的另一个示例中,长丝形成材料可包含选自以下的聚合物:衍生自丙烯酸类单体如烯键式不饱和羧基单体以及烯键式不饱和单体的聚合物、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、丙烯酸和丙烯酸甲酯的共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚环氧烷、淀粉和淀粉衍生物、普鲁兰、明胶、羟丙基甲基纤维素、甲基纤维素和羧基甲基纤维素。
在另一个示例中,长丝形成材料可包含选自以下的聚合物:聚乙烯醇、聚乙烯醇衍生物、淀粉、淀粉衍生物、纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物、蛋白质、海藻酸钠、羟丙基甲基纤维素、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、聚乙二醇、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、甲基纤维素、以及它们的混合物。
在另一个示例中,长丝形成材料包含选自以下的聚合物:普鲁兰、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素、甲基纤维素、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、大豆蛋白质、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:醇可溶的聚合物、水溶性聚合物以及它们的混合物。水溶性聚合物的非限制性示例包括水溶性羟基聚合物、水溶性热塑性聚合物、水溶性能够生物降解的聚合物、水溶性不能够生物降解的聚合物以及它们的混合物。在一个示例中,水溶性聚合物包含聚乙烯醇。在另一个示例中,水溶性聚合物包含淀粉。在另一个示例中,水溶性聚合物包含聚乙烯醇和淀粉。
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、蛋白质和多种其他多糖、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”意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括非热塑性聚合物。
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结合地使用。
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,水溶性羟基聚合物可包含臼齿形玉米淀粉。
天然存在的淀粉一般是直链淀粉和D-葡萄糖单元的支链淀粉聚合物的混合物。直链淀粉基本上是D-葡萄糖单元通过(1,4)-α-D键连接的线型聚合物。支链淀粉是D-葡萄糖单元的高度支化聚合物,该D-葡萄糖单元通过(1,4)-α-D键和(1,6)-α-D键在支化点连接。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。
可用其它单体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-丙烯酰胺-甲基丙磺酸(AMP)、偏二氯乙烯、氯乙烯、乙烯胺和多种丙烯酸酯。
在一个示例中,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、甲基纤维素以及它们的混合物。合适的聚乙烯醇的非限制性示例包括可从Sekisui Specialty Chemicals America,LLC(Dallas,TX)以商品名
Figure BDA0003407195280000251
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 BDA0003407195280000252
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括能够生物降解的聚合物。
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含不能够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。
活性剂
活性剂是一类纤维助剂,其经设计且旨在对除了纤维元件和/或颗粒和/或可溶性纤维组合物本身之外的某些物质提供有益效果,诸如对纤维元件和/或颗粒和/或可溶性纤维组合物外的环境提供有益效果。活性剂可为任何合适的纤维助剂,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,诸如毛发护理剂诸如洗发剂和/或毛发着色剂、毛发调理剂、皮肤护理剂、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(用于手动餐具洗涤和/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(诸如氧化漂白剂、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、粘土去除剂、抗再沉积剂、聚合物土壤剥离剂、聚合物分散剂、烷氧基化的聚胺聚合物、烷氧基化的聚羧酸酯聚合物、两性接枝共聚物、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、起泡剂、沉积助剂、团集体形成剂、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治疗剂、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、矿物质;水处理剂如水澄清和/或水消毒剂、以及它们的混合物。
合适的美容剂、皮肤护理剂、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量的活性剂。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/或由此制成的可溶性纤维组合物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/或由此制成的可溶性纤维组合物被用于毛发护理和/或调理,则可选择一种或多种合适的表面活性剂,诸如发泡表面活性剂,以在暴露于纤维元件和/或颗粒和/或掺入该纤维元件和/或颗粒的可溶性纤维组合物的预期使用条件时对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/或由此制成的可溶性纤维组合物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/或掺入该纤维元件和/或颗粒的可溶性纤维组合物的预期使用条件时对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/或由此制成的可溶性纤维组合物被设计用于在洗涤操作中洗涤衣物和/或在盘碟洗涤操作中清洁餐具时,则纤维元件和/或颗粒和/或可溶性纤维组合物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/或由此制成的可溶性纤维组合物被设计用于清洁和/或消毒抽水马桶,则纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的可溶性纤维组合物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,所述活性剂中的至少一种选自:皮肤有益剂、药剂、洗剂、织物护理剂、盘碟洗涤剂、地毯护理剂、表面护理剂、毛发护理剂、空气护理剂、以及它们的混合物。
活性剂可包括一种或多种口腔护理活性剂。该一种或多种口腔护理活性剂可包括磨料、氟离子源、金属离子源、钙离子源、一种或多种口腔护理表面活性剂、多磷酸盐源、美化剂、螯合剂、增白剂、生物活性物质和/或它们的组合。
口腔护理活性物质可存在于纤维组合物、非纤维组合物或它们的组合中。在纤维组合物中可存在与非纤维组合物中不同或相同的口腔护理活性剂。可存在包含口腔护理活性剂的特定组合的第一纤维组合物和包含口腔护理活性剂的不同组合的第二纤维组合物。
磨料可以是含钙磨料、二氧化硅磨料、碳酸盐磨料、磷酸盐磨料、氧化铝磨料、其他合适的磨料和/或它们的组合。一些磨料可归为若干描述性类别,诸如碳酸钙,其既为含钙磨料也为碳酸盐磨料。
含钙磨料可包括碳酸钙、磷酸二钙、磷酸三钙、正磷酸钙、偏磷酸钙、多磷酸钙、羟基磷灰石钙以及它们的组合。
含钙磨料可包括碳酸钙。含钙磨料可选自细磨天然白垩、研磨碳酸钙、沉淀碳酸钙以及它们的组合。
碳酸盐磨料可包括碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸钙、碳酸锶和/或它们的组合。
磷酸盐磨料可包括磷酸钙、六偏磷酸钠、磷酸二钙、磷酸三钙、正磷酸钙、偏磷酸钙、多磷酸钙、多磷酸盐、焦磷酸盐和/或它们的组合。
二氧化硅磨料可包括熔融二氧化硅、热解法二氧化硅、沉淀二氧化硅、二氧化硅水合物和/或它们的组合。
氧化铝磨料可包括多晶氧化铝、煅烧氧化铝、熔融氧化铝、矿化氧化铝、水合氧化铝和/或它们的组合。
其他适宜的磨料包括硅藻土、硫酸钡、硅灰石、珍珠岩、聚甲基丙烯酸甲酯颗粒、球形有机硅以及它们的组合。
磨料可堵塞纺丝模头,因此可将磨料添加到非纤维组合物中。
氟离子源可包括美国专利3,535,421和3,678,154中公开的适于产生氟离子的物质的示例。氟离子源可包括氟化亚锡、氟化钠、氟化钾、氟化胺、单氟磷酸钠、氟化锌和/或它们的组合。
氟离子源和金属离子源可为相同的化合物,例如,氟化亚锡,其可生成锡离子和氟离子。另外,氟离子源和锡离子源可为单独的化合物,诸如当金属离子源为氯化亚锡并且氟离子源为单氟磷酸钠或氟化钠时。
合适的金属离子源包括亚锡离子源、锌离子源、铜离子源、银离子源、镁离子源、铁离子源、钠离子源、和锰(Mn)离子源和/或它们的组合。所述金属离子源可为具有无机或有机反离子的可溶性或难溶性亚锡、锌或铜化合物。示例包括亚锡、锌和铜的氟化物、氯化物、氟氯化物、乙酸盐、六氟锆酸盐、硫酸盐、酒石酸盐、葡糖酸盐、柠檬酸盐、苹果酸盐、甘氨酸盐、焦磷酸盐、偏磷酸盐、草酸盐、磷酸盐、碳酸盐和氧化物。
亚锡离子、锌离子和铜离子来源于金属离子源,其可以有效量存在于多相口腔护理组合物中以提供口腔护理有益效果或其他有益效果。已发现,亚锡离子、锌离子和铜离子有助于减少齿龈炎、牙斑、过敏,并且有助于经改善的口气清新有益效果。
其他金属离子源可包括矿物质和/或含钙化合物,其可导致再矿化,例如碘化钠、碘化钾、氯化钙、乳酸钙、磷酸钙、羟基磷灰石、氟磷灰石、无定形磷酸钙、结晶磷酸钙、碳酸氢钠、碳酸钠、碳酸钙、草酸、草酸二钾、草酸氢一钾钠、酪蛋白磷酸肽和/或酪蛋白磷酸肽包被的羟基磷灰石。
金属离子源可包括适用于在口腔中生成金属离子的金属盐。合适的金属盐包括银(Ag)盐、镁(Mg)盐、铁(Fe)盐、钠(Na)盐和锰(Mn)盐,或它们的组合。优选的盐包括但不限于葡糖酸盐、氯酸盐、柠檬酸盐、氯化物、氟化物和硝酸盐或它们的组合。
口腔护理制品可包含一种或多种表面活性剂。纤维组合物可包含一种或多种表面活性剂。非纤维组合物可包含一种或多种表面活性剂。一种或多种表面活性剂可选自阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂、两性离子表面活性剂、阳离子表面活性剂或它们的组合,如本文所述。
多磷酸盐源可包含一个或多个多磷酸盐分子。多磷酸盐是一类通过正磷酸盐脱水和缩合生成不同链长的直链和环状多磷酸盐而获得的物质。因此,多磷酸盐分子通常以多磷酸盐分子的平均数(n)来标识,如下所述。尽管可存在一些环状衍生物,但通常认为多磷酸盐由主要以线性构型排列的两个或更多个磷酸盐分子组成。
优选的多磷酸盐是那些具有平均两个或更多个磷酸基团的多磷酸盐,以使得有效浓度的表面吸附产生足够的未结合的磷酸根官能团,这增强了阴离子表面电荷以及表面的亲水特性。本发明中优选的是具有下式的直链多磷酸盐:XO(XPO3)nX,其中X为钠、钾、铵或任何其他碱金属阳离子,并且n平均为约2至约21。由于能够从其他反应性组分如氟离子源中分离钙离子,该多磷酸盐源还可包括碱土金属多磷酸盐,并且具体地包括多磷酸钙盐诸如焦磷酸钙。
合适的多磷酸盐分子的一些示例包括例如焦磷酸盐(n=2)、三聚磷酸盐(n=3)、四聚磷酸盐(n=4)、多磷酸钠磷(n=6)、六聚磷酸盐(n=13)、苯多磷酸盐(n=14)、六偏磷酸盐(n=21),其还被称为Glass H.多磷酸盐,可包括由FMC Corporation、ICLPerformance Products和/或Astaris生产的那些多磷酸盐化合物。
多磷酸盐可在从长丝形成组合物纺出长丝所需的条件下降解和/或堵塞纺丝模头,因此,可将多磷酸盐添加到非纤维组合物中。
该一种或多种美化剂可选自风味剂、着色剂、感觉剂、甜味剂、流涎剂以及它们的组合。
可用于本发明的风味剂的非限制性示例可包括天然调味剂、人造调味剂、人造提取物、天然提取物以及它们的组合。风味剂的非限制性示例可包括香草、蜂蜜、柠檬、柠檬蜂蜜、樱桃香草、桃、蜜姜、洋甘菊、樱桃、樱桃奶油、薄荷、香草薄荷、浆果、黑莓、树莓、胡椒薄荷、留兰香、蜂蜜桃、巴西莓、越橘、蜂蜜越橘、热带水果、火龙果、雪果、红干薄荷、石榴、黑加仑、草莓、柠檬、酸橙、桃姜、橙、橙奶油、奶油冰棒、杏、茴香、姜、榴莲、杨桃、蓝莓、果酒、柠檬草、洋甘菊柠檬草、薰衣草、香蕉、草莓香蕉、葡萄、紫蓝莓、柠檬莱姆、咖啡、浓缩咖啡、卡布奇诺、蜂蜜、冬青薄荷、泡泡糖、酸蜂蜜柠檬、酸柠檬、绿苹果、波西莓、红莓、草莓大黄、柿子、绿茶、红茶、白茶、蜂蜜酸橙、樱桃酸橙、苹果、橘子、葡萄柚、猕猴桃、梨、香草精、乙基香兰素、麦芽醇、乙基麦芽醇、南瓜、胡萝卜饼、白巧克力树莓、巧克力、白巧克力、牛奶巧克力、黑巧克力、巧克力棉花软糖、苹果派、肉桂、榛子、杏仁、奶油、法式焦糖布丁、焦糖、焦糖坚果、黄油、太妃糖、焦糖太妃糖、芦荟、威士忌、朗姆、可可、甘草、菠萝、番石榴、甜瓜、西瓜、接骨木莓、口腔清爽剂、树莓奶油、桃芒果、热带植物、冷莓、柠檬冰、花蜜、辛辣花蜜、热带芒果、苹果黄油、花生酱、橘子、橘子酸橙、棉花软糖、棉花糖、苹果汁、橙子巧克力、己二酸、柠檬醛、苯甲地那铵、乙酸乙酯、乳酸乙酯、乙基麦芽酚、乙基纤维素、富马酸、亮氨酸、苹果酸、薄荷醇、甲硫氨酸、谷氨酸一钠、乙酸钠、乳酸钠、酒石酸、百里酚以及它们的组合。
风味剂可在包封物中或作为风味剂晶体进行保护。一旦包封的风味剂到达口腔,包封的风味剂可具有受控或延迟的释放。包封物可包括壳和芯。风味剂可在包封物的芯中。风味剂可通过任何合适的方式诸如喷雾干燥或挤出来包封。包封的风味剂可添加到纤维组合物的表面,在纤维组合物内形成,或包含在非纤维组合物中。
风味剂可在从长丝形成组合物纺出长丝所需的条件下降解,可将风味剂添加到非纤维组合物中。
凉爽感觉剂的非限制性示例可包括WS-23(2-异丙基-N,2,3-三甲基丁酰胺)、WS-3(N-乙基对薄荷烷-3-甲酰胺)、WS-30(1-甘油基对薄荷烷-3-羧酸酯)、WS-4(乙二醇对薄荷烷-3-羧酸酯)、WS-14(N-叔丁基对薄荷烷-3-甲酰胺)、WS-12(N-(4-乙氧基苯基)对薄荷烷-3-甲酰胺)、WS-5(乙基-3-(对薄荷烷-3-甲酰胺基)乙酸酯、薄荷酮甘油缩酮(由Haarmann&Reimer以
Figure BDA0003407195280000321
MGA出售)、(-)-乳酸薄荷酯(由Haarmann&Reimer以
Figure BDA0003407195280000322
ML出售)、(-)-薄荷氧基丙-1,2-二醇(由Takasago International以Coolant Agent10出售)、3-(l-薄荷氧基)丙-1,2-二醇、3-(l-薄荷氧基)-2-甲基丙-1,2-二醇、(-)-异蒲勒醇由Takasago International.以商品名
Figure BDA0003407195280000323
出售,顺式和反式对薄荷烷-3,8-二醇(PMD38)-Takasago International,
Figure BDA0003407195280000324
(吡咯烷酮羧酸薄荷酯),(1R,3R,4S)-3-薄荷基-3,6-二氧杂庚酸酯-Firmenich,(1R,2S,5R)-3-薄荷基甲氧基乙酸酯-Firmenich,(1R,2S,5R)-3-薄荷基-3,6,9-三氧杂癸酸酯-Firmenich,(1R,2S,5R)-11-羟基-3,6,9-三氧杂十一酸酯-Firmenich,(1R,2S,5R)-3-薄荷基(2-羟基乙氧基)乙酸酯-Firmenich,Cubebol-Firmenich,冰素也称为AG-3-5,化学名1-[2-羟基苯基]-4-[2-硝基苯基]-1,2,3,6-四氢嘧啶-2-酮、4-甲基-3-(1-吡咯烷基)-2[5H]-呋喃酮、Frescolat ML-乳酸薄荷酯、Frescolat MGA-薄荷酮甘油缩醛、薄荷油、Givaudan 180、L-琥珀酸单薄荷酯、L-戊二酸单薄荷酯、3-l-薄荷氧基丙烷-1,2-二醇-(Coolact10)、2-l-薄荷氧基乙醇(Cooltact 5)、TK10 Coolact(3-l-薄荷氧基丙烷-1,2-二醇)、Evercool 180(N-对苯乙腈基-薄荷烷甲酰胺)以及它们的组合。凉爽感觉剂按该口腔护理组合物的重量计约0.005%至约10%,按该口腔护理组合物的重量计约0.05%至约7%或按该口腔护理组合物的重量计约0.01%至约5%的量存在。
温热感觉剂的非限制性示例可包括TK 1000、TK 1MM、Heatenol–Sensient风味剂、Optaheat–Symrise风味剂、肉桂、聚乙二醇、辣椒、辣椒素、咖喱、FSI风味剂、异丁醇、乙醇、甘油、烟酰胺60162807、Hotact VEE、Hotact 1MM、胡椒碱、optaheat 295 832、optaheat204 656、optaheat200 349以及它们的组合。温热感觉剂可基于干燥长丝按重量计约0.005%至约60%,基于干燥长丝按重量计约0.05%至约50%或基于干燥长丝按重量计约0.01%至约40%的含量存在。温热感觉剂可按该口腔护理组合物的重量计约0.005%至约10%,按该口腔护理组合物的重量计约0.05%至约7%或按该口腔护理组合物的重量计约0.01%至约5%的量存在。
麻刺感觉剂的非限制性示例可包括花椒、羟基α山椒素、柠檬酸、金钮扣提取物、千日菊酰胺以及它们的组合。
如本文所用,术语“螯合剂”是指具有至少两个能够结合金属离子并且优选地能够结合其他二价或多价金属离子的基团的二齿或多齿配体,并且至少为螯合剂混合物一部分的螯合剂能够使口腔护理组合物中的锡离子或其他任选的金属离子增溶。能够结合金属离子的基团包括羧基、羟基和胺基团。
本文适宜的螯合剂包括C2-C6二羧酸和三羧酸,诸如琥珀酸、苹果酸、酒石酸和柠檬酸;被羟基取代的C3-C6一元羧酸,诸如葡糖酸;吡啶甲酸;氨基酸,诸如甘氨酸;它们的盐以及它们的混合物。螯合剂也可为其中螯合配体在相同或相邻单体上的聚合物或共聚物。
增白剂可为适于美白口腔中的至少一颗牙齿的化合物。增白剂可包括过氧化物、金属亚氯酸盐、过硼酸盐、过碳酸盐、过氧酸、过硫酸盐以及它们的组合。合适的过氧化物包括固体过氧化物、过氧化脲、过氧化钙、过氧化苯甲酰、过氧化钠、过氧化钡、无机过氧化物、氢过氧化物、有机过氧化物以及它们的混合物。适宜的金属亚氯酸盐包括亚氯酸钙、亚氯酸钡、亚氯酸镁、亚氯酸锂、亚氯酸钠和亚氯酸钾。其他合适的增白剂包括过硫酸钠、过硫酸钾、Peroxydone复合物(聚乙烯吡咯烷酮和过氧化氢)、6-苯二甲酰亚氨基过氧己酸、邻苯二甲酰亚胺过氧己酸或它们的混合物。
增白剂可与口腔护理组合物的其他组分反应,因此可使用本文所述的组合物设计与其他组分分离。另外,增白剂可在从长丝形成组合物纺出长丝所需的条件下降解,因此可将增白剂添加到非纤维组合物中。
合适的生物活性物质包括生物活性玻璃、NovaminTM、RecaldentTM、羟基磷灰石、氨基酸(例如,精氨酸、瓜氨酸、甘氨酸、赖氨酸或组氨酸)或它们的组合。其他合适的生物活性物质包括任何磷酸钙化合物。其他合适的生物活性物质包括包含钙源和磷酸盐源的化合物。
生物活性玻璃包含钙和/或磷酸盐,其可以类似于羟基磷灰石的比例存在。这些玻璃可粘结到组织并且是生物相容性的。生物活性玻璃可包含磷酸肽、钙源、磷酸盐源、二氧化硅源、钠源和/或它们的组合。
然后长丝形成组合物18可经由静态混合器50如SMX混合器(带夹套的或不带夹套的)进行混合、和/或经由管道和/或泵46如增强泵泵送至纺丝操作20。由长丝形成组合物制备操作16产生的长丝形成组合物18可经由一个或多个泵46递送至一个或多个模头和/或一个或多个模头箱体。在被递送至纺丝操作20之前,长丝形成组合物18的流变特性可例如用在线流变仪52进行离线或在线测量,从而确保长丝形成组合物18的流变特性适于经由纺丝操作20纺丝成长丝22。
长丝的形成和/或拉细需要力的微妙平衡以获得成功。首先,长丝形成组合物18在其离开模头时必须形成稳定长丝20。当长丝形成组合物18的粘度太高时,不能实现完全拉细。当长丝形成组合物18的粘度太低时,长丝20将在拉细的力下断裂。另外,在长丝20已经被拉细至约20um的直径之后,接着发生稳定化。稳定化过程可以多种方式实现,最值得注意的是干燥和/或结晶。当长丝20从液体(长丝形成组合物18)转变成固体(长丝20)时,其流变学特性对于成功的长丝纺丝是最重要的。在一个示例中,本发明的长丝形成组合物18表现出大于1和/或大于2和/或大于3和/或大于4和/或大于5的毛细管数。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。在一个示例中,长丝形成组合物18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,使得长丝形成组合物18可被有效地聚合物加工(纺丝)成长丝22。
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多的稳定性。毛细管数定义如下:
Figure BDA0003407195280000341
V为模头出口处的流体速度(单位为长度每时间),
η为在模头的条件下的流体粘度(单位为质量每长度*时间),
σ为流体的表面张力(单位为质量每时间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 BDA0003407195280000351
Vol′=体积流速(单位为长度3每时间),
面积=模头出口的横截面积(单位为长度2)。
当模头开口是圆孔时,则流体速度可定义如下
Figure BDA0003407195280000352
R为圆孔的半径(单位为长度)。
在纺丝操作20的操作温度范围内,长丝形成组合物18的剪切粘度在3000s-1下可在约0.1Pa-s至约50Pa-s和/或约0.3Pa-s至约40Pa-s和/或约0.5Pa-s至约35Pa-s的范围内。如通过得自RheoSense of San Ramon,CA的e-VROC仪或等同仪器测量的,长丝形成组合物18的拉伸粘度在700s-1的应变速率下可在约50Pa-s至约200Pa-s和/或约60Pa-s至约180Pa-s和/或约70Pa-s至约150Pa-s和/或约75Pa-s至约125Pa-s和/或约75Pa-s至约100Pa-s的范围内。在SSEVR上的压力P23/P14比率应大于0.8和/或大于0.9和/或大于1。
在一个示例中,长丝形成组合物可包含按重量计至少20%、和/或至少30%、和/或至少40%、和/或至少45%、和/或至少50%至约90%、和/或至约85%、和/或至约80%、和/或至约75%的一种或多种长丝形成材料、一种或多种活性剂、以及它们的混合物。长丝形成组合物可包含约10重量%至约80重量%的极性溶剂,诸如水。
在一个示例中,基于长丝形成组合物的总重量计,该长丝形成组合物的非挥发性组分卡包含约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%。非挥发性组分可由长丝形成材料,诸如主链聚合物、活性剂以及它们的组合构成。长丝形成组合物的挥发性组分将包含剩余的百分比,并且基于所述长丝形成组合物的总重量计,其在10重量%至80重量%的范围内。
为了成功地进行复杂混合物如熔融脂肪醇或含水表面活性剂溶液的纤维纺丝,一般必需加入称为结构剂的聚合物成分。结构剂的目的是为了增加流体的剪切和拉伸粘度以使得能够形成纤维。结构剂一般为高分子量的物质,通常在100,000-6,000,000g/mol的范围内。然而,在浓度和分子量之间通常会产生平衡,使得当使用较低分子量的物质时,其需要较高含量以正常发挥作用。同样,当使用较高分子物质时,较低的含量可用于实现纤维纺丝。结构剂的一个重要方面是其在纺丝流体中的溶解度,从而使粘度能够积聚以用于纤维形成。已发现结构剂聚乙烯吡咯烷酮和聚环氧乙烷为两种此类聚合物,它们符合在纺丝流体中的溶解度标准,并且能够在高分子量下制得。
b.纺丝操作(20)
包含一种或多种长丝形成材料18和任选地存在于长丝22内的一种或多种活性剂48的本发明的长丝22可如图4和图5所示制备。如图4和图5所示,用于在根据本发明的连续方法中由长丝形成组合物18制备长丝22的纺丝操作20包括以下步骤:
a.提供从长丝形成组合物制备操作16递送至纺丝操作20的长丝形成组合物18,其中长丝形成组合物18包含一种或多种长丝形成材料38和任选的一种或多种活性剂48和/或一种或多种极性溶剂(诸如水)、以及任选的一种或多种遏制剂;以及
b.诸如经由纺丝模头54(例如多行毛细管纺丝模头,诸如双轴纤维膜多行毛细管模头),将长丝形成组合物18纺丝成包含一种或多种长丝形成材料38和任选的一种或多种活性剂48和一种或多种遏制剂的一根或多根长丝22。
当由长丝形成组合物18制备长丝22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℃的温度下从纺丝模头54加工(纺丝)长丝形成组合物18。
长丝形成组合物18可在具有或不具有泵46的情况下,经由从长丝形成组合物制备操作16至纺丝模头54的合适的管道56传送。可使用泵46(诸如
Figure BDA0003407195280000371
,H-9000,具有30立方厘米/转和/或45立方厘米/转(cc/rev)的容量,由Colfax Corporationn,Zenith Pumps分部(Monroe,N.C.,USA)制造)以有利于将长丝形成组合物18传送至纺丝模头54。可通过调节泵46的每分钟转数(rpm)来控制从长丝形成组合物制备操作16至纺丝模头54的长丝形成组合物18的流量。
从纺丝模头54纺丝的长丝22可例如连续地收集到收集装置58上,该收集装置诸如带和/或织物如图案化带、和/或转筒,其为连续操作的以移动所收集的长丝22,该长丝在收集装置58上形成纤维组合物14,诸如多根相互缠结的长丝,该方法进一步进展到制备本发明的制品12的其他操作。
当其中存在活性剂时,存在于纤维元件10中的一种或多种长丝形成材料的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥可溶性纤维组合物的重量计可为小于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/或干燥可溶性纤维组合物的重量计可为大于20%和/或大于35%和/或50%或更大、65%或更大、和/或80%或更大。
如图4和图5所示,纺丝模头54可包括多个长丝形成孔,该长丝形成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长丝形成组合物22离开长丝形成孔32时,将该长丝形成组合物拉细成纤维元件10。
在一个示例中,如图5所示的纺丝模头54具有两行或更多行相互以约1.524毫米(约0.060英寸)的节距P间隔开的环形挤出喷嘴(长丝形成孔60)。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被环状且发散的喇叭状孔口(同心衰减流体孔64)环绕的熔体毛细管62以对每个独立的熔体毛细管62提供衰减空气。由通过孔提供的通常为圆柱形的湿空气流包围并衰减通过挤出喷嘴(长丝形成孔60)挤出的长丝形成组合物18,从而产生长丝22。
通过用电阻加热器(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。
雏形长丝22通过干燥空气流干燥,干燥空气流通过由干燥喷嘴提供的电阻加热器和/或煤气灶(直接的或间接的)(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长丝22的一般方向呈约90°的角度排放。可在收集装置58诸如带或织物上收集干燥的长丝22,在一个示例中,由于在带或织物上收集长丝22,所以带或织物能够对形成的纤维组合物14如可溶性纤维组合物赋予图案,例如非随机重复图案。在成形区68(收集装置58上长丝22接触收集装置58的区域)正下方添加真空源66可用于帮助在收集装置58上收集长丝22。长丝22的纺丝和收集产生纤维组合物14,例如可溶性纤维组合物,其包括相互缠结的长丝。
在一个示例中,纺丝箱体70是一个外壳,其至少部分地包封(在一个示例中完全包封)收集装置58和承载在收集装置58上的纤维组合物14至如下程度:使它们能够在纺丝箱体70下方自由移动,长丝22从纺丝模头54纺丝到收集装置58。纺丝箱体70至少部分地控制长丝22所暴露于的从纺丝模头54至收集装置58的纺丝生产线下游的环境。
在一个示例中,当形成长丝22时,在纺丝步骤期间例如通过干燥除去存在于长丝形成组合物18中的任何挥发性溶剂例如水。在一个示例中,大于30%和/或大于40%和/或大于50%重量的长丝形成组合物18的挥发性溶剂如水在纺丝步骤期间被除去,例如通过干燥所产生的长丝22而被除去。
在一个示例中,长丝22由一个纺丝模头54(例如多行毛细管模头)纺丝。
在一个示例中,两种或更多种不同的长丝22由至少一个纺丝模头54(相同的纺丝模头54)纺丝。
在一个示例中,长丝22由两个或更多个纺丝模头54纺丝。
在一个示例中,本发明的方法可包括两个或更多个纺丝操作20。在一个示例中,第一纺丝操作20包括经由混合操作24由长丝形成组合物18纺丝长丝22,该长丝形成组合物包含一种或多种长丝形成材料38,其具有或不具有活性剂48并且不包含固体添加剂如颗粒26,以在收集装置58上产生纤维组合物14,该收集装置可以是与在其上收集来自第二纺丝操作20的长丝22相同的收集装置58。第一纺丝操作20下游的第二纺丝操作20包括经由混合操作24由长丝形成组合物18纺丝长丝22,该长丝形成组合物包含一种或多种长丝形成材料38,其具有或不具有活性剂48并且包含固体添加剂如颗粒26,到由第一纺丝操作20形成的纤维组合物14上。
只要由长丝形成组合物18产生的长丝22包含的长丝22中的长丝形成材料38的总含量按基于干燥长丝和/或干燥可溶性纤维组合物重量计为约5%至100%或更低并且长丝22中的活性剂48总含量按基于干燥长丝和/或干燥可溶性纤维组合物重量计为0%至约95%,长丝形成组合物18可包含任何适量的长丝形成材料38和任何适量的活性剂48。
c.混合操作(24)
在一个示例中,如图6所示,可将颗粒26添加到长丝22中,该长丝在纺丝箱体70内由纺丝模头54纺丝。颗粒26的加入可在长丝22形成期间和/或在收集装置58上收集长丝22之后完成。颗粒26可从颗粒源72添加到纤维组合物14和/或长丝22中。可添加颗粒26使得颗粒26被收集在纺丝箱体70内的收集装置58的表面上。收集装置58可在成形区68内操作,该成形区可在纺丝箱体70内部。纺丝箱体70可定位在收集装置58上方并且包围收集装置58上的成形区68。
颗粒26的添加可导致所述颗粒26被包裹和/或夹带在收集装置58上收集的长丝22和/或纤维组合物14内。
将适于提供颗粒流的颗粒源72,例如喂料机置于纤维元件的干燥区域正上方,如图11所示。在这种情况下,例如使用由
Figure BDA0003407195280000391
(Haan,Germany)制造的振动喂料机。为有助于颗粒在横向上的一致分布,将颗粒喂入盘(未示出)中,该盘起始于颗粒源72的宽度并以与纺丝模头54面相同的宽度结束,以确保将颗粒26递送入长丝22形成的所有区域中。所述盘除了出口之外完全封闭,以使颗粒进料的破坏最小化。
当形成长丝22时,启动颗粒源72并将颗粒26引入长丝22流中。颗粒26在纺丝箱体70内与长丝22混合。混合的长丝22和颗粒26作为复合结构(长丝22和颗粒26混合在一起)收集在收集装置58上。该复合结构称为纤维组合物14。
颗粒26可被以任何角度引入在纺丝模头54和收集装置58之间的纺丝箱体70中,如图4和图6所示,只要颗粒26的至少一部分在成形区68处接触长丝22即可。如图6所示,如果颗粒26向长丝22流中的引入不进行用以导致颗粒26在成形区68中接触长丝22的调控,则颗粒可在成形区68的下游终止(过程中的点相对于基准点更靠近成品和/或包装制品,例如,如果基准点是纺丝操作或收集操作,则下游是指转换加工操作和/或包装操作),如图6中的颗粒轨迹线A所示,和/或颗粒可在成形区68的上游终止(过程中的点相对于基准点更远离成品12和/或包装制品32,例如,如果基准点是纺丝操作或收集操作,则上游是指例如长丝形成组合物制备操作16),如图6中的颗粒轨迹线B所示。
在一个示例中,固体添加剂如颗粒26在纺丝箱体70的上游侧接触长丝22。
在另一个示例中,固体添加剂如颗粒26在纺丝箱体70的下游侧接触长丝22。
在另一个示例中,固体添加剂如颗粒26在纺丝箱体70的上游侧和下游侧都接触长丝22。
图7示意性地示出了混合操作24的另一个示例,其中颗粒26着陆在颗粒着陆区74中的收集装置58上,并且在成形区68内接触长丝22。
固体添加剂如颗粒26可以大于或等于约0°但小于或等于约90°和/或大于或等于约10°但小于或等于约90°和/或大于或等于约20°但小于或等于约90°和/或大于或等于约30°但小于或等于约90°和/或至少约40°但小于约90°的接触角(该接触角相对于从纺丝模头54出现并流出的长丝流方向)和/或以至少约45°但小于约90°的接触角接触长丝22。
如根据本文所述的CD和MD基重变化测试方法测得的,固体添加剂如颗粒26可以小于40.0%和/或小于30.0%和/或小于25.0%和/或小于20.0%和/或小于15.0%和/或小于10.0%和/或小于5.0%和/或约0%的总MD基重变化%RSD分散在整个纤维组合物14中。
如根据本文所述的CD和MD基重变化测试方法测得的,固体添加剂如颗粒26可以小于40.0%和/或小于30.0%和/或小于25.0%和/或小于20.0%和/或小于15.0%和/或小于10.0%和/或小于5.0%和/或约0%的总CD基重变化%RSD分散在整个纤维组合物14中。
固体添加剂如颗粒26可以大于1m/s和/或至少2m/s和/或至少2.5m/s和/或小于10m/s和/或小于8m/s和/或6m/s或更小和/或约1m/s至约20m/s的速度接触长丝。
固体添加剂如颗粒26可与长丝22混合,使得如根据本文所述的包含效率测试方法测量的固体添加剂包含效率(例如颗粒包含效率)为大于40%和/或至少42%和/或至少45%和/或至少50%和/或至少54%和/或至少65%和/或至少75%和/或至少85%和/或至少90%和/或至少95%和/或至少98%。
在一个示例中,混合步骤包括在至少一个纺丝模头54和收集装置58之间,将固体添加剂如颗粒26引入多根长丝22如可溶性长丝中。在一个示例中,与收集装置58相比,将固体添加剂例如颗粒26更靠近至少一个纺丝模头54引入。
在一个示例中,混合操作(步骤)包括将固体添加剂如颗粒26引入由两个不同的纺丝模头54纺丝的长丝22如可溶性长丝中。
固体添加剂如颗粒26可包括一种或多种类型或不同类型的颗粒26。在一个示例中,固体添加剂如颗粒26包括不同组成的颗粒26的混合物。在另一个示例中,固体添加剂如颗粒26包括不同组成的颗粒的共混物。在另一个示例中,固体添加剂如颗粒26包括水溶性颗粒和/或水不溶性颗粒,其可包括水溶胀性颗粒。此外,在一个示例中,颗粒26可为附聚物形式,例如包含水溶性材料和/或水不溶性材料的附聚物。
在一个示例中,固体添加剂如颗粒26可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测得的约100μm至约5000μm和/或约100μm至约2000μm和/或约250μm至约1200μm和/或约250μm至约850μm的D50粒度。
在一个示例中,固体添加剂如颗粒26可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的250μm的D10。
在另一个示例中,固体添加剂如颗粒26可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的1200μm和/或850μm的D90。
在一个示例中,固体添加剂如颗粒26可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的大于44μm和/或大于90μm和/或大于150μm和/或大于212μm和/或大于300μm的D10。
在一个示例中,固体添加剂如颗粒26可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的小于1400μm和/或小于1180μm和/或小于850μm和/或小于600μm和/或小于425μm的D90。
在一个示例中,固体添加剂如颗粒26可表现出上述D10、D50和/或D90的任何组合,只要D50(当存在时)大于D10(当存在时),并且D90(当存在时)大于D10和D50(当存在时)。
在一个示例中,只要D90大于D10,固体添加剂如颗粒26可表现出上述D10和D90的任何组合。
在一个示例中,固体添加剂如颗粒26可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的大于212μm的D10和小于1180μm的D90。
在一个示例中,固体添加剂如颗粒26可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的大于90μm的D10和小于425μm的D90。
在一个示例中,纺丝操作20可包括在纵向和/或横向上彼此相邻布置的两个或更多个纺丝模头54。在一个示例中,当纺丝操作20包括在纵向上彼此相邻布置的两个或更多个模头时,混合操作24可定位在两个相邻(在纵向上)的纺丝模头54之间。
本发明中用于与长丝22混合的颗粒26可为含活性剂的颗粒。
d.收集操作(28)
如图1、图4和图6所示,来自纺丝操作20的长丝22和任选地来自混合操作24的固体添加剂如颗粒26,在收集操作28期间被收集在收集装置58上以形成纤维组合物14,其可为复合结构(混合的长丝22和颗粒26)。
在一个示例中,收集装置58可为带和/或转筒,该带为诸如向纤维组合物14的至少一个表面赋予纹理诸如三维纹理的图案化带。收集装置58可赋予图案,例如本质上可为连续的、不连续的和/或半连续的非随机重复图案。收集装置58可在纤维组合物14内形成不同的区域,例如不同的平均密度。
e.凹陷形成操作(29)
如图8所示,可向纤维组合物14施加压力以产生适于添加非纤维组合物的凹陷33,该纤维组合物可为组合物结构(混合的长丝22和颗粒26)。纤维组合物14中的凹陷33在体积上大于由收集装置58赋予的三维纹理。
凹陷形成操作29可为如本文所述且如图8所示的连续方法中的步骤,或与连续方法分开的离散步骤。
凹陷形成操作29可使用任何合适的方法进行,例如用手或其他合适的工具手动凹陷、机械压花、将纤维组合物真空拉进模板、将单独的材料片与纤维组合物接触真空拉出、在压花/压凹的带或表面上收集纺丝纤维、将正气压施加到纤维组合物到模板中、将正气压施加到与纤维组合物接触的单独材料片上和/或它们的组合。
机械压花可通过将压花模板直接施加到纤维组合物14上、通过将压凹模板直接施加到纤维组合物14上和/或它们的组合来实现。模板可作为垂直压机或旋转式压机施加到纤维组合物14上,诸如图9中的旋转式压机35,其示出了用以在纤维组合物14中产生凹陷33的单独的凸起元件37。
纤维组合物14的水分可被改变以增加纤维组合物14的柔韧性,从而经受住凹陷形成操作29。例如,如果纤维组合物14不具有足够的水分,则纤维组合物14可在凹陷形成操作29期间断裂。纤维组合物14可在约20%至约60%、约25%至约55%、或约30%至约50%的湿度下储存,以提高纤维组合物的含水量,从而允许凹陷形成组合物29成功而不导致开裂或断裂。
可在凹陷形成操作29期间和/或之前对纤维组合物14施加热以改善凹陷形成操作29。可增大或减小纤维组合物14的纤维网张力以改善凹陷形成操作29。
可将穿孔或纤维狭缝靠近凹陷33的位置添加到纤维组合物14以允许纤维组合物14更容易地变形到压花腔体中。
f.转换加工操作(30)
如图1和图8所示,可将纤维组合物14转换加工成制品,该纤维组合物可为组合物结构(混合的长丝22和颗粒26)。因此,如本文所述,转换加工操作30可包括一个或多个用于将纤维组合物14转换加工成制品的步骤。例如,转换加工操作可包括裁切、堆叠、压延、用非纤维组合物处理、冲切、印刷和/或它们的组合。
非纤维组合物可为包含磨料、增白剂、调味剂、泡腾剂等的液体、糊剂或固体组合物。非纤维组合物可包含可破坏连续方法的制品组分,或由于连续方法而将被降解或受影响的那些。
例如,如本文所述,合适粒度的固体颗粒可堵塞模头毛细管。这些固体颗粒(诸如磨料)可在混合操作24或转换加工操作期间添加。此外,许多口腔护理活性剂可在长丝形成组合物制备操作16中纺出长丝所需的温度下降解。这些口腔护理活性剂诸如增白剂、调味剂、泡腾剂和/或在纺丝操作期间受影响的任何其他口腔护理活性剂可在混合操作24或转换加工操作30期间作为非纤维组合物添加。
测试方法
除非另外指明,本文所述的所有测试(包括定义部分所述的那些和以下测试方法)均是对如下样本进行的,该样本在测试之前已在温度为23℃±1.0℃并且相对湿度为50%±2%的调理室中调理了最少2小时。被测试的样本为“可用单元”。如本文所用,“可用单元”是指片、来自卷材的平坦片、预转换的平坦片和/或单层片或多层片产品。所有测试均在相同的环境条件下并在此类调节室中进行。不测试具有缺陷诸如皱褶、撕裂部、孔穴等的样本。出于测试目的,按本文所述进行调理的样本被认为是干样本(诸如“干长丝”)。根据制造商的说明书校准所有仪器。
基重测试方法
基重定义为被测试样本的重量,以g/m2为单位。其通过如下方法进行测定:使用合适的天平精确地称重调理过的样本的已知面积,记录所测试样本的重量和面积,应用适当的转换因数,并且最终计算以g/m2为单位的样本基重。
基重通过如下方法进行测量:从单个纤维网、一叠纤维网、或其它合适的叠层、或消费者可买到的单元切割样本,并且使用分辨率为±0.001g的顶部加载分析天平称重样本。在切割样本之前,样本必须在73°±2℉(23℃±1℃)的温度和50%(±2%)的相对湿度下平衡最少两个小时。在称重时,天平使用气流罩保护其不受气流和其它干扰的影响。精密切割冲模(测量为1.625x1.625英寸(41.275×41.275mm))用于制备所有样本。选择可用的样本区域,该区域为干净的,不含洞、撕裂、褶皱和其它缺陷。
对每个样本,使用上述冲切机来切割样本,称量样本质量,并且记录质量结果,精确至0.001g。
以g/m2为单位的基重计算如下:
基重=(样本质量)/(样本面积)。
或具体地讲,
基重(g/m2)=(样本的质量(g))/(0.001704m2)。
记录结果,精确到0.1g/m2。可使用如上所述的类似精密切割器来改变或变更样本尺寸。如果样本尺寸变小,则应测量若干样本,并且报告平均值以作为其基重。
粒度分布测试方法:进行粒度分布测试以测定固体添加剂如颗粒的特征粒度。使用1989年5月26日批准的ASTM D 502-89“皂和其他洗涤剂粒度的标准测试方法”进行,并进一步说明了分析中使用的筛分尺寸和筛分时间。遵循第7节“使用机器筛分方法的程序”,需要包含美国标准(ASTM E 11)筛#4(4.75mm)、筛#6(3.35mm)、筛#8(2.36mm)、筛#12(1.7mm)、筛#16(1.18mm)、筛#20(850微米)、筛#30(600微米)、筛#40(425微米)、筛#50(300微米)、筛#70(212微米)、筛#100(150微米)、筛#170(90微米)、筛#325(44微米)的清洁干筛窝和盘来覆盖本文所述的粒度范围。将上述套筛用于指定的机器筛分方法。合适的筛摇机可购自W.S.Tyler Company,Ohio,U.S.A.。摇动的测试样本为约100克并摇动5分钟。
通过用每个筛的微米尺寸开口对对数的横坐标作图并用更细度累积质量百分比(CMPF)对线性纵坐标作图,在半对数图上对该数据绘图。上述数据表示的示例在ISO 9276-1:1998,“Representation of results of particle size analysis–Part 1:GraphicalRepresentation”的图A.4中给出。对于本发明的目的而言,该特征粒度(Dx,x=10,50,90)被定义为累积质量百分比等于x%的点的横坐标值,并通过在x值正上方(a)和下方(b)的数据点之间的直线内插来计算,其采用以下公式:
Dx=10^[Log(Da)-(Log(Da)-Log(Db))*(Qa-x%)/(Qa-Qb)]
其中Log是基数为10的对数,Qa和Qb分别为所测量的数据紧接高于或低于该xth百分率的累积质量百分率值;且Da和Db为对应于这些数据的筛目微米值。
示例数据和计算
Figure BDA0003407195280000461
对于D10(x=10),CMPF紧接在10%以上的微米筛目(Da)为300微米,以下的筛(Db)为212微米。紧接在10%以上的累积质量(Qa)为15.2%,以下的(Qb)为6.8%。D10=10^[Log(300)–(Log(300)–Log(212))*(15.2%-10%)/(15.2%-6.8%)]=242微米。
对于D90(x=90),CMPF紧接在90%以上的微米筛目(Da)为1180微米,以下的筛(Db)为850微米。紧接在90%以上的累积质量(Qa)为99.3%,以下的(Qb)为89.0%。D90=10^[Log(1180)-(Log(1180)-Log(850))*(99.3%-90%)/(99.3%-89.0%)]=878微米。
对于D50(x=50),CMPF紧接在50%以上的微米筛目(Da)为600微米,以下的筛(Db)为425微米。紧接在50%以上的累积质量(Qa)为60.3%,以下的(Qb)为32.4%。D50=10^[Log(600)-(Log(600)-Log(425))*(60.3%-50%)/(60.3%-32.4%)]=528微米。
CD和MD基重变化测试方法
通过如下方法测量横向(CD)基重变化:在给定固定纵向(MD)位置处沿横向对纤维网取样,测量在该MD位置处取得的样本的基重,然后计算样本组的%相对标准偏差(Relative Standard Deviation,RSD)。该分析针对对给定纤维网的整个横向进行取样所需的尽可能多的样本进行。作为一个取样示例,如果纤维网为约53cm宽并且如本文所述的基重方法所述用于基重的样本冲切机为4.1275cm宽,则可跨该纤维网取得约12个样本。应丢弃在跨全MD位置切割时可能不完全充满采样模头(例如冲切机超过纤维网的边缘)的纤维网边缘处的样本。只要在相应的MD位置处合理地对整个CD宽度进行取样,则在给定MD位置处的取样可略有变化。对于以约1m间隔开的总计10个固定MD位置,完成取样。记录每个MD位置的CD基重变化,并且使用每个位置处的值来获得每个MD取样位置的CD基重变化%RSD。将所取样的10行(或MD位置)的平均值记录为总CD基重变化%RSD。
通过如下方法测量纵向(MD)基重变化:在给定固定横向(CD)位置处沿纵向对纤维网取样,测量在给定CD位置处取得的样本的基重,在其他CD位置处重复该测量,然后计算整个样本组的总MD基重变化%RSD。
可将总CD基重变化%RSD和总MD基重变化%RSD进行平均以获得总纤维网基重变化%RSD。
用于测量固定纵向位置处的横向变化性的程序
选择要从其取样的纤维网的纵向位置。
沿循本文所述的基重测试方法测量所有样本的基重。
在给定MD位置处切割所需数目的样本以对整个纤维网宽度进行取样。
作为一个示例,如果纤维网为约53cm宽并且样本冲切机为4.1275cm宽,则可跨该纤维网取得约12个样本。只要在相应的MD位置处合理地对整个CD宽度进行取样,则在给定MD位置处的取样可略有变化。
丢弃在切割时不完全充满采样模头的整个纤维网的边缘处的样本。
计算沿给定MD位置取得的每个样本的基重。
计算该固定MD位置的平均样本基重。
计算该固定MD位置处的样本的标准偏差。
通过用标准偏差除以平均样本基重并乘以100以得到%值,计算在该MD位置处的样本的%RSD(相对标准偏差)。
对于总共10行或10个MD位置重复上述步骤,在来自该方法的纤维网的约1米间隔处取样。
对全部十行的%RSD取平均值,并且将其记录为总CD基重变化%RSD。记录该值,精确至0.1%。
用于测量固定横向位置处的纵向变化性的程序
从纤维网的横向中心线位置处取样。
沿循本文所述的基重测试方法测量所有样本的基重。
沿纤维网的横向中心线位置,在来自该方法的纤维网的MD方向上以约1米的间隔切割十个样本。
计算每个样本的基重。
计算CD中心线位置的平均样本基重。
计算相同样本组的标准偏差。
通过用标准偏差除以平均样本基重并乘以100以得到%值,计算在CD中心线位置处的MD基重变化%RSD。记录该值,精确至0.1%。
通过沿CD中心线的左半边上的中线,然后沿CD中心线的右半边上的中线进行相同的采样和测量,来重复上述横向中心线位置的测量。
通过以上分析,将生成三个值:
CD中心线位置的%RSD
CD中心线左半边上的中线的%RSD
CD中心线右半边上的中线的%RSD
对这三个CD位置的%RSD取平均值,并且将其记录为总MD基重变化%RSD。记录该值,精确至0.1%。
包含效率测试方法
包含效率是在混合(共成形)操作期间捕集并保留在纤维组合物中的固体添加剂如颗粒对引入(进料)到混合(共成形)操作中的固体添加剂如颗粒的数目的百分比量度。包含效率的百分比越高,表明通过混合(共成形)操作和/或共成形设备和/或在混合(共成形)操作期间可操作的工艺条件所实现的固体添加剂如颗粒的夹带效果越好。
一般来讲,包含效率为:
Figure BDA0003407195280000492
其更好地如下计算:
Figure BDA0003407195280000491
程序
在稳态条件下运行混合(共成形)操作以制备不含颗粒的基础纤维组合物(仅有长丝)。
如本文所述的基重方法中所定义的,测量基础纤维组合物的切割样本的基重。
样本来自基础纤维组合物横向的中心或位于基础纤维组合物CD中心线处。
将其记录为基础纤维组合物基重(g/m2)。
以期望的干质量进料速率制备复合纤维组合物(长丝+颗粒)。
如本文所述的基重方法中所定义的,测量复合纤维组合物的切割样本的基重。
样本来自复合纤维组合物横向的中心或位于复合纤维组合物CD中心线处。
将其记录为复合纤维组合物基重(g/m2)。
总颗粒进料速率和总长丝形成组合物进料速率为工艺参数。通过经过一分钟间隔收集整个颗粒进料流来测量总颗粒进料速率,并且以g/min为单位记录,精确至1g/min。总长丝形成组合物进料速率使用在线工艺流量计测量并以g/min为单位记录,精确至1g/min。长丝形成组合物固体浓度是干燥后留下的长丝形成组合物材料的质量对起始长丝形成组合物的质量的比率。这可使用Mettler Toledo HC103或等同的水分分析仪来测量。长丝形成组合物固体浓度记录为分数值,精确至0.01单位,或者记录为百分比,精确至1%。
为清楚起见,包含效率计算的示例如下所示。
基础纤维组合物(仅有长丝–无颗粒)由55%(0.55)固体浓度的长丝形成组合物制成。长丝形成组合物向模头的进料速率为1600g/min。切割基体纤维组合物中心线的样本表现出264g/m2的基重。然后如上文所述制备相对于基础纤维组合物的复合纤维组合物(长丝+固体添加剂如颗粒),但是以2350g/min的总颗粒进料速率将固体添加剂如颗粒加入长丝中。从复合纤维组合物切出的样本表现出870g/m2的基重。利用这些值,示例性的包含效率计算如下:
Figure BDA0003407195280000501
记录包含效率,精确至1%。
水含量测试方法
使用以下水含量测试方法测量存在于纤维元件和/或颗粒和/或纤维组合物中的水(水分)含量。在测试之前将纤维元件和/或颗粒和/或纤维组合物或其部分(“样本”)以预切割片的形式置于23℃±1.0℃的温度和50%±2%的相对湿度下的调理室中至少24小时。每个纤维组合物样本具有至少4平方英寸的面积,但是在尺寸上足够小以适当地贴合在天平称重盘上。在上文所提及的温度和湿度条件下,使用具有至少四位小数的天平,每五分钟记录样本的重量,直至在10分钟的时间内检测到小于0.5%的在前重量的变化。最终重量记录为“平衡重量”。在10分钟内,将样本置于70℃±2℃和4%±2%的相对湿度下的鼓风烘箱中,在金属薄片顶部上干燥24小时。干燥24小时后,除去样本并在15秒内称重。该重量被表示为样本的“干燥重量”。
样本的水(水分)含量如下计算:
Figure BDA0003407195280000511
将3个等分试样样本中的水(水分)%取平均值以提供报告的样本中的水(水分)%。报告结果,精确到0.1%。
直径测试方法
不连续纤维元件或纤维组合物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确定。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,将这些样本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。对于纤维组合物内的纤维元件,使用SEM或光学显微镜穿过纤维组合物的样本而随机选择多根纤维元件。以这种方式切出并测试纤维组合物的至少两个部分。总共进行至少100次此类测量然后将所有的数据记录下来以用于统计分析。所记录的数据用于计算纤维元件直径的平均值、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结果有多少纤维元件直径低于上限,并且将该数(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,该液压直径为纤维元件横截面积的四倍除以纤维元件横截面的周长(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 BDA0003407195280000521
重均分子量
材料诸如聚合物的重均分子量(Mw)通过凝胶渗透色谱法(GPC),使用混合床柱进行测定。利用高效液相色谱(HPLC),其具有以下部件:
Figure BDA0003407195280000522
型号600E泵、系统控制器和控制软件3.2版,型号717Plus自动进样器和CHM-009246柱加热器,全部由WatersCorporation(Milford,MA,USA)制造。柱是PL gel 20μm Mixed A柱(凝胶分子量范围为1,000g/mol至40,000,000g/mol),其长度为600mm且内径为7.5mm,并且保护柱是PL gel 20μm,长度50mm,7.5mm ID。柱温为55℃并且进样体积为200μL。检测器是
Figure BDA0003407195280000523
EnhancedOptical System(EOS),其包括由Wyatt Technology(Santa Barbara,CA,USA)制造的
Figure BDA0003407195280000524
软件,4.73.04版检测器软件,以及具有K5单元和690nm激光的激光散射检测器。奇数检测器上的增益设为101。偶数检测器上的增益设为20.9。Wyatt Technology's
Figure BDA0003407195280000525
差示折射计设为50℃。增益设为10。移动相为HPLC级二甲基亚砜,其具有0.1%w/v LiBr,并且移动相流速为1mL/min,等度。运行时间为30分钟。
通过在流动相中溶解材料来制备样本,标称为3mg材料/1mL流动相。将样本封盖,然后使用磁性搅拌器搅拌约5分钟。然后将样本置于85℃的对流烘箱中60分钟。然后使样本自然冷却至室温。然后通过5μm尼龙膜过滤样本,尼龙膜为Spartan-25型,由Schleicher&Schuell(Keene,NH,USA)制造,使用5mL注射器将样本过滤到5毫升(mL)自动进样器小瓶中。
对于测量的每个系列的样本(3或更多个材料样本),将溶剂空白样本注入柱中。然后以与上述样本相关的类似方式制备检验样本。检验样本包含2mg/mL的普鲁兰(PolymerLaboratories),其具有47,300g/mol的重均分子量。在分析每组样本前分析检验样本。平行测试空白样本、检验样本和材料测试样本。最后测试空白样本。光散射检测器和差示折射计根据“Dawn EOS Light Scattering Instrument Hardware Manual”和“
Figure BDA0003407195280000526
DSPInterferometric Refractometer Hardware Manual”运行,它们均由Wyatt TechnologyCorp.(Santa Barbara,CA,USA)制造,并且二者均以引用的方式并入本文。
使用检测器软件计算样本的重均分子量。使用0.066的dn/dc(折射率随浓度的差异变化)值。校正激光检测器和折射率检测器的基线以消除检测器暗电流和溶剂散射的影响。如果激光检测器信号是饱和的或者显示过多的噪音,则它不用于计算分子量。选择分子量表征的区域,使得用于激光散射和折射率的90°检测器的信号是它们的相应基线噪音水平的3倍。通常色谱的高分子量侧由折射率信号限定,并且低分子量侧由激光信号限定。
可使用如检测器软件定义的“一阶席姆图”计算重均分子量。如果样本的重均分子量大于1,000,000g/mol,计算第一阶席姆图和第二阶席姆图,并且使用具有最少回归拟合误差的结果计算分子量。报告的重均分子量是材料试验样本的两次运行的平均值。
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,否则每个此类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。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所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一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外,当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献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,在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其它变化和修改。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此类变化和修改。

Claims (12)

1.一种用于制备纤维结构的方法,所述方法包括以下步骤:
a. 提供一种或多种可溶性长丝形成材料;
b. 形成包含所述一种或多种可溶性长丝形成材料的含水组合物;
c. 加工所述含水组合物以产生长丝形成组合物;
d. 将所述长丝形成组合物递送至一个或多个模头;
e. 纺丝所述长丝形成组合物以形成多根可溶性长丝;
f. 在收集装置上收集所述可溶性长丝以形成纤维结构;以及
g. 向所述纤维结构施加压力以在所述纤维结构中形成凹陷。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述方法还包括:
h. 将非纤维组合物添加到所述纤维结构中的所述凹陷中。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中所述方法还包括选自以下的一个或多个转换加工操作:裁切、堆叠、压延、用任选成分处理、冲切、印刷、包装以及它们的组合。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法,其中所述一种或多种可溶性长丝形成材料包含普鲁兰、羟丙基甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、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、大豆蛋白质、酪蛋白、聚乙烯醇、羧化聚乙烯醇、磺化聚乙烯醇、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、聚环氧乙烷或它们的组合,优选地其中所述聚合物包含聚乙烯醇、淀粉或它们的组合。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法,其中在步骤b中将至多约60重量%的水添加到所述一种或多种长丝形成材料中。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法,其中加工所述含水组合物的所述步骤在挤出机内发生,优选地其中所述挤出机表现出小于1600rpm的最大螺杆转速,其中所述挤出机表现出至少2kg/hr的干通量,并且/或者其中所述挤出机表现出至少约5kg/hr的湿通量。
7.根据权利要求6所述的方法,其中所述长丝形成组合物在约10巴至约80巴的出口压力下离开所述挤出机。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的方法,其中所述可溶性长丝中的至少一根可溶性长丝包含口腔护理活性剂。
9.根据权利要求8所述的方法,其中所述口腔护理活性剂包括表面活性剂,优选地其中所述表面活性剂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、两性表面活性剂或它们的组合。
10.根据权利要求8所述的方法,其中在所述方法中所述口腔护理活性剂在步骤b、c、d和h中的至少一者中添加,优选地其中所述口腔护理活性剂包括氟离子源、金属离子源、磨料、钙离子源、多磷酸盐、聚合物或它们的组合。
11.根据权利要求8所述的方法,其中所述非纤维组合物包含口腔护理活性剂,优选地其中所述口腔护理活性剂包括氟离子源、金属离子源、磨料、钙离子源、多磷酸盐、聚合物、风味剂、增白剂、冷却剂或它们的组合。
12.根据权利要求1至11中任一项所述的方法,其中所述凹陷由所述收集装置上的凸起构件、由冲切机上的凸起构件或它们的组合形成。
CN202080043325.1A 2019-06-13 2020-06-11 用于制备纤维结构的方法 Pending CN113950314A (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US201962860826P 2019-06-13 2019-06-13
US62/860826 2019-06-13
PCT/US2020/070135 WO2020252502A1 (en) 2019-06-13 2020-06-11 Process for making a fibrous structure

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN113950314A true CN113950314A (zh) 2022-01-18

Family

ID=71950856

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202080043325.1A Pending CN113950314A (zh) 2019-06-13 2020-06-11 用于制备纤维结构的方法

Country Status (9)

Country Link
US (3) US20200390668A1 (zh)
EP (1) EP3982908A1 (zh)
JP (1) JP2022535939A (zh)
CN (1) CN113950314A (zh)
AU (1) AU2020290584B2 (zh)
BR (1) BR112021024251A2 (zh)
CA (1) CA3139973A1 (zh)
MX (1) MX2021014995A (zh)
WO (1) WO2020252502A1 (zh)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3980962A1 (en) 2019-06-10 2022-04-13 The Procter & Gamble Company Method of generating user feedback information to enhance product use results

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101432476A (zh) * 2006-04-28 2009-05-13 连津格股份公司 包含纤维素纤维的水刺产品
CN104040061A (zh) * 2012-01-04 2014-09-10 宝洁公司 包含颗粒的纤维结构及其制造方法
US20160250109A1 (en) * 2012-01-04 2016-09-01 The Procter & Gamble Company Fibrous structures comprising particles and methods for making same
WO2016140942A1 (en) * 2015-03-04 2016-09-09 The Procter & Gamble Company Fibrous elements, fibrous structures, and products comprising a deterrent agent and methods for making same
US20180333339A1 (en) * 2017-05-16 2018-11-22 The Procter & Gamble Company Conditioning hair care compositions in the form of dissolvable solid structures

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3678154A (en) 1968-07-01 1972-07-18 Procter & Gamble Oral compositions for calculus retardation
US3535421A (en) 1968-07-11 1970-10-20 Procter & Gamble Oral compositions for calculus retardation
US20030072841A1 (en) * 2001-03-19 2003-04-17 The Procter & Gamble Campany Polybutene containing chewing gum and confection
US6509007B2 (en) * 2001-03-19 2003-01-21 The Procter & Gamble Company Oral care kits and compositions
BR112012033414B1 (pt) * 2010-07-02 2021-07-13 The Procter & Gamble Company Artigo de estrutura de manta fibrosa dissolvível que compreende agentes ativos
GB2569707B (en) * 2014-10-10 2019-12-04 Procter & Gamble Apertured fibrous structures and methods for making same
CN106795653A (zh) * 2014-10-10 2017-05-31 宝洁公司 可溶性纤维结构及其制备方法
WO2018141096A1 (en) * 2017-02-06 2018-08-09 The Procter & Gamble Company Laundry detergent sheet with microcapsules
US20190233970A1 (en) * 2018-01-26 2019-08-01 The Procter & Gamble Company Process for Making an Article of Manufacture

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101432476A (zh) * 2006-04-28 2009-05-13 连津格股份公司 包含纤维素纤维的水刺产品
CN104040061A (zh) * 2012-01-04 2014-09-10 宝洁公司 包含颗粒的纤维结构及其制造方法
US20160250109A1 (en) * 2012-01-04 2016-09-01 The Procter & Gamble Company Fibrous structures comprising particles and methods for making same
WO2016140942A1 (en) * 2015-03-04 2016-09-09 The Procter & Gamble Company Fibrous elements, fibrous structures, and products comprising a deterrent agent and methods for making same
US20180333339A1 (en) * 2017-05-16 2018-11-22 The Procter & Gamble Company Conditioning hair care compositions in the form of dissolvable solid structures

Also Published As

Publication number Publication date
BR112021024251A2 (pt) 2022-01-11
CA3139973A1 (en) 2020-12-17
US20220233416A1 (en) 2022-07-28
AU2020290584B2 (en) 2023-11-23
EP3982908A1 (en) 2022-04-20
JP2022535939A (ja) 2022-08-10
US20220265529A1 (en) 2022-08-25
WO2020252502A1 (en) 2020-12-17
US20200390668A1 (en) 2020-12-17
AU2020290584A1 (en) 2021-12-02
MX2021014995A (es) 2022-01-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7235755B2 (ja) 製造物品を作製するためのプロセス
CN108474141B (zh) 包含聚环氧乙烷的纤维元件
JP6995863B2 (ja) 活性剤含有物品及びそれを収容するための製品輸送アセンブリ
EP2800831B1 (en) Fibrous structures comprising particles and methods for making same
JP2023060054A (ja) 製造物品を作製するためのプロセス
CN110198762B (zh) 表现出消费者可接受的制品应用特性的含活性剂的制品
CN114182376A (zh) 长丝和使用其的纤维结构
CA3045914A1 (en) Active agent-containing articles that exhibit consumer acceptable article in-use properties
US11850293B2 (en) Active agent-containing matrix particles and processes for making same
JP7364677B2 (ja) 粒子を含む起泡性繊維構造体及びその製造方法
US20220273527A1 (en) Pouches Comprising Oral Care Active Agents
US20220233416A1 (en) Process For Making An Oral Care Article Of Manufacture
CN114127233B (zh) 用于产生稳定泡沫的起泡组合物及其制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination