CN115996766A - 具有加工后改性的水溶性纤维和含有其的制品 - Google Patents

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Abstract

一种具有表面区域和内部区域的纤维包含包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，所述纤维具有包含所述内部区域和所述表面区域的横截面，所述内部区域包括具有第一水解度的所述聚合物，所述表面区域包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的所述聚合物。

Description

具有加工后改性的水溶性纤维和含有其的制品
优先权要求和交叉引用
本申请要求于2020年6月2日提交的美国临时申请第63/033,601号的权益，该申请明确地通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开总体上涉及水溶性纤维。更具体地，本公开涉及包括在纤维形成后通过水解改性的聚乙烯醇的水溶性纤维。
背景技术
非织造纤维网传统上用于许多一次性消费品中，包含个人护理产品，如绷带、尿布组件、女性护理用品和成人失禁用品，以及一次性擦拭物，如用于工业应用、医疗应用、清洁应用和个人/婴儿护理。在这些产品中使用的传统化学品，例如粘胶纤维、聚丙烯或棉纤维，通常是不可持续的、不可生物降解的，是微塑料的潜在贡献者，并且经常被不正确地处置，如通过冲下马桶和进入废水处理和污水设施。已知的擦拭物必须丢弃在垃圾箱中，这对于使用者来说可能不卫生或不方便。这些制品的不适当处置可能会导致家中管道堵塞、形成“油脂块”或住宅和市政废水系统中聚集由凝结油脂和烹饪油脂以及一次性擦拭物组成的可生物降解和不可生物降解材料的凝结块，从而促成海洋微塑料，并且需要改变消费者行为。
水溶性制品的溶解度曲线和机理(例如，热水溶解性对冷水溶解性、易溶性对延迟溶解性或缓释性)可能需要根据制品的最终用途进行调整。对于包含水溶性纤维的制品，溶解度曲线和机理通常通过选择具有一定水解度或聚合度的纤维形成材料来改变。然而，纤维形成材料的水解度和聚合度也会影响纤维形成材料形成纤维的能力。因此，由具有所需水解度和聚合度的特定聚合物形成的纤维可能无法提供具有所需溶解度曲线的纤维，因为纤维形成材料可能无法经受住纤维制造过程。
发明内容
本公开的一个方面提供了一种处理纤维的方法，该纤维包含可水解聚合物，如包括水解度小于100％的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，该方法包含将纤维与水解剂溶液混合以增加纤维中至少一部分聚合物的水解度。
本公开的另一方面提供了一种处理纤维的方法，该纤维包含可水解聚合物，如包括水解度小于100％的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，该方法包含使纤维的表面与水解剂溶液接触以增加纤维的至少包括纤维表面的区域中的聚合物的水解度。
本公开的另一方面提供了一种根据本公开的方法制备的纤维。
本公开的另一方面提供了一种具有表面区域和内部区域的纤维，该纤维包括可水解聚合物，该聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种，并且该纤维具有特征在于表面区域的聚合物具有比内部区域的聚合物更高的水解度的横截面。任选地，纤维的横截面的特征在于聚合物的水解度从内部区域到表面区域的递增梯度。
本公开的另一方面提供了一种纤维，其包括以芯-鞘结构(也称为芯-壳结构)为特征的横截面，该纤维具有第一芯区域和第二壳区域，第一芯区域包括可水解聚合物，诸如包括水解度小于100％的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，第二壳区域包括水解度大于第一区域的聚合物的此类聚合物。
本公开的另一方面提供了一种处理非织造纤维网的方法，非织造纤维网包括多根纤维，该纤维包括水解度小于100％的可水解聚合物，如包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，该方法包含使非织造纤维网的至少一部分与水解剂溶液接触以增加非织造纤维网的该部分的纤维的聚合物的水解度。
本公开的另一方面提供了一种根据本公开的方法处理的非织造纤维网。
本公开的另一方面提供了一种包括本公开的纤维的非织造纤维网。
本公开的另一方面提供了一种多层非织造纤维网，其包括第一层，第一层包括根据本公开的方法处理的非织造纤维网或包括本公开的纤维的非织造纤维网。
本公开的另一方面提供了一种小袋，其包括根据本公开的非织造纤维网，其为限定内部小袋体积的小袋形式。
本公开的另一方面提供了一种包括本公开的非织造纤维网的密封制品。
本公开的另一方面提供了一种包括本公开的非织造纤维网的可冲洗制品。
本公开的另一方面提供了一种可穿着吸收制品，该制品包括具有面向穿着者侧和面向外侧的吸收芯和液体采集层，其中液体采集层包括本公开的非织造纤维网。
通过阅读以下详细描述，本领域的普通技术人员将清楚其它方面和优点。虽然纤维、非织造纤维网、小袋、制品以及它们的制造方法容许各种形式的实施例，但是下文的描述包含具体实施例，应当理解本公开是说明性的并且不旨在将本发明限制于本文所述的具体实施例。
附图说明
为了进一步便于理解本公开，在此附上了十四(14)张附图。
图1A至1D示出了各种纤维形状的横截面，其中线表示纤维的直径。
图2A示出了以芯-鞘结构为特征的圆形纤维的横截面，其中鞘202的聚合物具有比芯201的聚合物更高的水解度。
图2B示出了圆形纤维的横截面，其特征在于聚合物的水解度从内部区域301到表面区域302的递增梯度。
图2C示出了圆形纤维的横截面，其特征在于聚合物在横截面上具有相同的水解度。
图3示出了圆形纤维的横截面，该圆形纤维具有第一芯区域401，第二鞘或壳区域402和设置在第一区域和第二区域之间的两个中间区域403A和403B，该纤维的横截面的特征在于聚合物的水解度从第一区域到第二区域的递增梯度。
图4是用于本文所述的液体释放测试中的金属丝框架笼(示为顶部打开，以更好地示出其中包含的水溶性小袋)的图示。
图5示出了用于进行液体释放测试的设备，包含搁置在台架上的烧杯，该台架保持用于将笼子降低到烧杯中的棒，该棒可由具有固定螺钉(未示出)的套环固定。
图6A是具有1的柔软度等级的本公开的非织造纤维网的显微照片图像。
图6B是具有5的柔软度等级的本公开的非织造纤维网的显微照片图像。
图7示出了非织造纤维网，将纤维网的外表面标记为100和101。
图8示出了用于测量沿着纤维的纵向轴线的收缩率的设备设置，其中纤维在10℃至23℃范围内的温度下接触水。
图9示出了纤维(纤维A)在40℃下分别在溶剂(甲醇或10％甲醇/90％己烷)中用0.05M碱(NaOH或KOH)处理纤维1分钟之前和之后的ATR-FTIR结果。
图10示出了在10℃或23℃的温度下纤维接触水时具有不同水解度的不同纤维沿着纵向轴线的纤维收缩率。
图11示出了具有示例性纤维(纤维A)的非织造纤维网在暴露于加热的甲醇之前和之后的破裂时间(秒)和崩解时间(秒)。
图12示出了包含具有不同水解度的纤维的非织造纤维网的破裂时间(秒)。
图13示出了包含具有不同水解度的纤维的非织造纤维网的崩解时间(秒)。
图14示出了包括乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物的示例性嵌段的内部(“内侧”)区域和表面(“外侧”)区域的ATR-FTIR结果。
具体实施方式
如背景技术中所述，由具有所需水解度和聚合度的特定聚合物形成的纤维可能无法提供具有所需溶解度曲线的纤维，因为纤维形成材料可能无法经受住纤维制造过程。因此，有利的是提供一种在纤维形成后改变纤维的溶解度曲线的方法，以便获得以其它方式无法获得的溶解度曲线。
另外，由于纤维或由其制备的水溶性制品的溶解度曲线可以为特定的最终用途而设计，因此提供一种在纤维形成后改变纤维的溶解度曲线以控制库存的方法是有利的。加工后改变水解度并因此改变纤维的溶解度曲线的能力将有利地允许从一或多种纤维类型开始获得各种纤维类型。
本文提供了通过使纤维或其表面与水解剂溶液接触来处理纤维或其表面以增加构成纤维或其表面的可水解聚合物的水解度的方法。本公开的方法可以有利地提供构成纤维的可水解聚合物的平均水解度增加的纤维，具有芯-鞘结构的纤维，其中鞘或表面区域的聚合物具有比芯或内部区域的聚合物更大的水解度，和/或构成纤维的聚合物的水解度从内部区域到表面区域的递增梯度的纤维。任选地，可水解聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。如本文所用，“乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种”和“乙酸乙烯酯部分和/或乙烯醇部分”描述仅包括乙酸乙烯酯部分、仅包括乙烯醇部分或包括乙酸乙烯酯部分和乙烯醇部分两者的示例可水解聚合物。在实施例中，本公开的纤维在用水解剂溶液处理之前是水溶性的，并且在用水解剂溶液处理之后保持水溶性。在实施例中，本公开的纤维在用水解剂溶液处理之前是冷水可溶的，并且在用水解剂溶液处理之后是热水可溶的。在实施例中，本公开的纤维在用水解剂溶液处理之前是冷水可溶的，并且纤维的外表面的至少一部分在用水解剂溶液处理之后是热水可溶的。在实施例中，纤维在用水解剂溶液处理之前不是水溶性的，并且纤维在用水解剂溶液处理之后是水溶性的。在实施例中，在将纤维与水解剂混合之后，纤维不是水溶性的。
本公开的方法和纤维可以提供一或多个优点，包含但不限于提供对纤维的微结构的控制、改变纤维的溶解度曲线和/或机理、增强纤维与化学试剂的化学相容性、增加纤维的吸收能力、增加和/或控制活性物质向纤维内部的负载，和/或提供对组合物或活性物质从纤维内部释放的控制。
如本文所用并且除非另有规定，否则术语“水溶性”是指根据如本文所述的MSTM-205测定的在规定温度下溶解时间为300秒或更短的任何非织造纤维网或含有其的制品，或根据本文所公开的用于测定单纤维溶解度的方法在规定温度下完全溶解时间小于30秒的任何纤维。例如，溶解度参数可以是厚度为6密耳(约152μm)的非织造纤维网或由其制成的制品的特征。在约100℃、约90℃、约80℃、约70℃、约60℃、约50℃、约40℃、约20℃或约10℃的温度下，非织造纤维网的溶解时间任选地可为200秒或更短、100秒或更短、60秒或更短，或30秒或更短。在其中溶解温度未规定的实施例中，水溶性非织造纤维网在不高于约100℃的温度下具有300秒或更短的溶解时间。纤维在约100℃、约90℃、约80℃、约70℃、约60℃、约50℃、约40℃、约20℃或约10℃的温度下可具有30秒或更短的完全溶解时间。如本文所用，当纤维根据本文所公开的用于测定单纤维溶解度的方法在规定温度下具有大于30秒的完全溶解时间时，纤维为“不溶性的”、“水不溶性的”或“不溶于水的”。在其中完全溶解温度未规定的实施例中，水溶性纤维在不高于约100℃的温度下具有30秒或更短的完全溶解时间，并且水不溶性纤维在不高于约100℃的温度下具有大于30秒的完全溶解时间。如本文所用并且除非另有规定，否则术语“冷水可溶的”是指根据MSTM-205测定的在10℃下溶解时间为300秒或更短的任何非织造纤维网。例如，在10℃下，溶解时间任选地可为200秒或更短、100秒或更短、60秒或更短，或30秒。如本文所用并且除非另有规定，否则与纤维相关的术语“冷水可溶的”是指根据本文所公开的用于测定单纤维溶解度的方法，在10℃或更低的温度下完全溶解时间为30秒或更短的纤维。
如本文所用并且除非另有规定，否则术语“水分散性”是指非织造纤维网或含有其的制品，其中在特定温度下浸没在水中时，非织造纤维网或制品物理分离成更小的组成碎片。较小的碎片可能肉眼可见或可能肉眼不可见，可能会或可能不会保持悬浮在水中，并且可能会或可能不会最终溶解。在其中分散温度未规定的实施例中，根据MSTM-205，非织造纤维网或小袋将在约100℃或更低的温度下在300秒或更短的时间内崩解。例如，根据MSTM-205，在约80℃、约70℃、约60℃、约50℃、约40℃、约20℃或约10℃的温度下，崩解时间任选地可为200秒或更短、100秒或更短、60秒或更短，或30秒或更短。例如，这种分散参数可以是厚度为6密耳(约152μm)的非织造纤维网或由其制成的制品的特征。
如本文所用，术语“可冲洗的”是指可分散于水性环境(例如，液体污水系统)中的制品，如非织造纤维网或小袋，使得纤维网或小袋的处置不会导致此类制品被截留在管道系统的管道内或随时间推移堆积而引起此类管道的堵塞。INDA/EDANA的可冲洗性标准要求，在使用28RPM和18°倾斜角进行60分钟的晃动箱测试之后，95％以上的原料必须通过12.5mm的筛。本文所述的可冲洗性测试提供更严格的可冲洗性测试。市售的可冲洗擦拭物形式的非织造纤维网(本文称为市售擦拭物A)被证明是可冲洗的，并且具有20秒的崩解时间，如通过本文所述的可冲洗性测试所测量的。因此，如本文所用并且除非另有规定，否则术语“可冲洗的”是指制品(诸如非织造纤维网或小袋)，其具有符合或超过市售擦拭物A的降解百分比(20％)的崩解百分比，如通过本文所述的可冲洗性测试所测量的。可冲洗的非织造纤维网和含有其的制品具有在回收过程中更易加工的优点，或者可以简单地在例如化粪池和城市污水处理系统中冲洗，使得在使用之后，纤维网、结构或小袋不需要被填埋、焚烧或以其它方式处置。
如本文所用并且除非另有规定，否则术语“非织造纤维网”是指包括纤维、由纤维组成或基本上由纤维组成的纤维网或片材，这些纤维被布置(例如，通过梳理工艺)并且彼此粘结。因此，术语非织造纤维网可被认为是非织造纤维基纤维网的简写。此外，如本文所用，“非织造纤维网”包含包含非织造纤维网或片材的任何结构，包含例如具有层压到其表面的膜的非织造纤维网或片材。由纤维制备非织造纤维网的方法是本领域熟知的，例如，如在《非织造织物手册(Nonwoven Fabrics Handbook)》中所述，该手册由伊恩·巴特勒(IanButler)编写，由苏哈什·巴特拉(Subhash Batra)等人编辑，设计印刷，1999，其通过引用并入本文。如本文所用并且除非另有规定，否则术语“膜”是指例如通过浇铸或挤出工艺制备的连续膜或片材。
如本文所用，“包括”意指可结合用于实践本公开的各种组分、成分或步骤。因此，术语“包括”涵盖更具限制性的术语“基本上由……组成”和“由……组成”。本发明组合物可以包括本文所公开的任何所需和任选的要素，基本上由本文所公开的任何所需和任选的要素组成，或由本文所公开的任何所需和任选的要素组成。例如，热成型包装可以“基本上由”本文所述的非织造纤维网“组成”以利用其热成型特性，同时包含非热成型的膜或非织造纤维网(例如，盖部分)，以及膜上的任选标记，例如通过喷墨印刷。本文示例性公开的公开内容可以在不存在本文未具体公开的任何要素或步骤的情况下适当地实施。
除非另有规定，否则本文提及的所有百分比、份数和比率均根据具体情况基于本公开的非织造纤维网或膜组合物的总干重或包装内容物组合物的总重量，并且所进行的所有测量均在约25℃下进行。除非另有规定，否则所有这些与所列成分有关的重量均基于活性水平，因此不包含市售材料中可能包含的载体或副产物。
本文阐述的所有范围包含范围的所有可能子集和此类子集范围的任何组合。默认地，范围包含所述端点，除非另有说明。在提供数值范围的情况下，应当理解在该范围的上限和下限之间的每个中间值和在该规定范围内的任何其它规定值或中间值涵盖在本公开内。这些较小范围的上限和下限可独立地包含在较小范围内，并且也涵盖在本公开内，在所述范围内受到任何具体排除的限制。在所述范围包含一个或两个限制的情况下，排除那些包含的限制中的任一个或两个的范围也被认为是本公开的一部分。
明确预期，对于本文所述的任何数值，例如作为所述主题的参数或与所述主题相关的范围的一部分，形成说明书一部分的替代方案是围绕特定数值的功能上等效的范围(例如，对于公开为“40mm”的尺寸，所预期的替代实施例是“约40mm”)。
如本文所用，术语包装和小袋应被认为是可互换的。在某些实施例中，术语包装和小袋分别用于指使用非织造纤维网和/或膜制成的容器，并且指优选地具有密封在其中的材料的完全密封的容器，例如呈计量剂量递送系统的形式。密封小袋可由任何合适的方法制成，包含诸如热密封、溶剂焊接和粘合剂密封(例如，使用水溶性粘合剂)的工艺和特征。
如本文所用并且除非另有规定，否则术语“wt.％”和“wt％”旨在是指以所提及的整个制品或组合物(例如非织造纤维网或膜，包含非织造纤维网或膜中的残余水分(当适用时))或层压结构的“干”(非水)重量份计，或以包封在小袋内的组合物(当适用时)的重量份计的所识别要素的组成。
如本文所用并且除非另有说明，否则术语“PHR”(“phr”)旨在是指在所提及的含聚合物的制品(例如，水溶性膜、纤维或非织造纤维网，或用于制备纤维或膜的溶液)中，以份/100份水溶性聚合物(PVOH或其它聚合物，除非另有说明)计的所识别元素的组成。
除非另有说明，否则预期非织造纤维网、小袋和相关制品以及制造和使用方法包含包含下文进一步描述的一或多种附加任选要素、特征和步骤(包含实例和附图中所示的那些)的任何组合的实施例。
纤维形成材料
通常，本公开的纤维可以包含单一纤维形成材料或纤维形成材料的组合(即，共混物)。单一纤维可包含一或多种水溶性纤维形成材料、一或多种非水溶性纤维形成材料，或水溶性和非水溶性纤维形成材料的组合。本公开的纤维通常可包含合成纤维形成材料、天然纤维形成材料、植物基纤维形成材料、生物基纤维形成材料、生物可降解纤维形成材料、可堆肥纤维形成材料或它们的组合。植物基纤维形成材料可以是天然存在的(例如，棉花)或重组的(例如，竹子)。
通常，本公开的纤维包含在与水解剂接触之前包含可水解基团的纤维形成材料。可水解基团通常包含(a)在酸或碱催化剂存在下可被亲核试剂(如水或羟基离子)取代的任何官能团，(b)可被亲核试剂打开的环状官能团(例如，环状酯，如内酯)，(c)在酶存在下可被水裂解以在聚合物主链上提供-OH部分的官能团，和/或(d)可被还原以在聚合物主链上提供-OH部分的任何官能团。合适的可水解基团包含但不限于酯、酰胺、醚、缩醛、腈、巯基或它们的组合。包含可水解基团的合适聚合物包含聚乙酸乙烯酯、聚丙酸乙烯酯、水解度小于100％的聚乙烯醇聚合物、聚(N-乙烯基乙酰胺)聚合物、聚乙烯醇缩丁醛聚合物、聚(丙烯酸丁酯)聚合物、聚(甲基丙烯酸丁酯)聚合物、乙酸纤维素聚合物、聚丙烯腈聚合物、聚(N-异丙基丙烯酰胺)聚合物、聚(N,N-二乙基丙烯酰胺)聚合物、聚(N,N-二甲基丙烯酰胺)聚合物、聚(甲基乙烯基醚)聚合物、聚(N,N-二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯)聚合物、聚(N-乙烯基甲酰胺)聚合物、聚(N-乙烯基己内酰胺)聚合物、聚乙烯吡咯烷酮聚合物、聚乳酸，以及它们的组合。
在实施例中，本公开的纤维包含包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物。这种聚合物是可水解的。除非另有明确说明，否则如本文所用的术语“包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物”应理解为涵盖具有至少一个仅由乙酸乙烯酯、仅由乙烯醇或由乙酸乙烯酯和乙烯醇两者产生的部分的任何聚合物。在一些实施例中，此类聚合物(或该聚合物)的合适实例包含但不限于聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物及其组合。例如，在一些实施例中，聚乙烯醇共聚物是乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物。例如，在一些实施例中，改性聚乙烯醇共聚物包括阴离子改性的共聚物，其可以是乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物，其进一步包括另外的基团，如羧酸根、磺酸根或其组合。这种包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物还可以包含例如在共混物中的另外的聚合物。
除非另有明确说明，否则术语“水解度”应理解为聚合物最初具有的所有可水解部分中水解部分的百分比(例如，摩尔百分比)。例如，对于包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，在水解期间用羟基部分取代乙酸乙烯酯部分中的酯基，并且乙酸乙烯酯部分变成乙烯醇部分。聚乙酸乙烯酯均聚物的水解度被认为是零，而聚乙烯醇均聚物的水解度为100％。乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物的水解度等于乙酸乙烯酯和乙烯醇部分的总量中乙烯醇部分的百分比，并且在0和100％之间。
聚乙烯醇是可通过聚乙酸乙烯酯的醇解(也称为水解或皂化)制备的合成聚合物。完全水解的PVOH(其中几乎所有乙酸酯基已转化成醇基)是仅溶解于高于约140℉(约60℃)的热水中的强氢键、高度结晶聚合物。如果在聚乙酸乙烯酯水解之后允许保留足够数量的乙酸酯基团，即聚合物被部分水解，则聚合物的氢键键合更弱，结晶更少，并且通常可溶于低于约50℉(约10℃)的冷水。因此，部分水解的聚合物是乙烯醇-乙酸乙烯酯共聚物，其为PVOH共聚物，但通常被称为“聚乙烯醇(PVOH)”或“PVOH聚合物”。为简洁起见，本文所用的术语“PVOH聚合物”应理解为涵盖均聚物、共聚物和包含乙烯醇部分(例如，50％或更高的乙烯醇部分)的改性共聚物。
本文所述的纤维可包含聚乙酸乙烯酯、一或多种聚乙烯醇(PVOH)均聚物、一或多种聚乙烯醇共聚物，或它们的组合。如本文所用，术语“均聚物”通常包含具有单一类型的单体重复单元(例如，由单一单体重复单元组成或基本上由单一单体重复单元组成的聚合链)的聚合物。对于“PVOH”的特定情况，作为可水解聚合物或包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物的实例的术语“PVOH聚合物”包含由乙烯醇单体单元和乙酸乙烯酯单体单元的分布组成的共聚物，这取决于水解度(例如，由乙烯醇和乙酸乙烯酯单体单元组成或基本上由乙烯醇和乙酸乙烯酯单体单元组成的聚合链)。在100％水解的极限情况下，PVOH均聚物可包含仅具有乙烯醇单元的真正均聚物。在一些实施例中，本公开的纤维和/或膜包含这样的聚合物，其包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。在一些实施例中，本公开的纤维和/或膜包含热水溶性聚合物，其包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。
在一些实施例中，本文所述的可水解聚合物包含改性聚乙烯醇，例如共聚物。改性聚乙烯醇可包含共聚物或高聚物(例如，三元共聚物)，其除了乙酸乙烯酯/乙烯醇基团之外还包含一或多种单体。任选地，改性是中性的，例如由乙烯、丙烯、N-乙烯基吡咯烷酮或其它不带电的单体物质提供。任选地，改性是阳离子改性，例如由带正电荷的单体物质提供。任选地，改性是阴离子改性。因此，在一些实施例中，聚乙烯醇包含阴离子改性的聚乙烯醇。阴离子改性聚乙烯醇可包含部分或完全水解的PVOH共聚物，其包含阴离子单体单元、乙烯醇单体单元和任选的乙酸乙烯酯单体单元(即，当未完全水解时)。在一些实施例中，PVOH共聚物可包含两种或更多种类型的阴离子单体单元。可用于PVOH共聚物的阴离子单体单元的一般类别包含对应于磺酸乙烯基单体及其酯、单羧酸乙烯基单体、其酯和酸酐、具有可聚合双键的二羧酸单体、其酯和酸酐以及前述任一种的碱金属盐的乙烯基聚合单元。合适的阴离子单体单元的实例包含对应于乙烯基阴离子单体的乙烯基聚合单元，乙烯基阴离子单体包含乙烯基乙酸、马来酸、马来酸单烷基酯、马来酸二烷基酯、马来酸酐、富马酸、富马酸单烷基酯、富马酸二烷基酯、衣康酸、衣康酸单烷基酯、衣康酸二烷基酯、柠康酸、柠康酸单烷基酯、柠康酸二烷基酯、柠康酸酐、中康酸、中康酸单烷基酯、中康酸二烷基酯、戊烯二酸、戊烯二酸单烷基酯、戊烯二酸二烷基酯、戊烯二酸酐、丙烯酸烷基酯、烷基丙烯酸酯、乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基-1-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、丙烯酸2-磺基乙酯、前述物质的碱金属盐(例如，钠、钾或其它碱金属盐)、前述物质的酯(例如，甲基、乙基或其它C1-C4或C6烷基酯)，以及前述物质的组合(例如，多种类型的阴离子单体或相同阴离子单体的等同形式)。在一些实施例中，PVOH共聚物可包含两种或更多种类型的单体单元，其选自中性单体单元、阴离子单体单元和阳离子单体单元。
PVOH共聚物中的一或多种单体单元的结合水平/改性水平不受特别限制。在实施例中，一或多种单体单元/改性以约1mol.％或2mol.％至约6mol.％或10mol.％(例如，在各种实施例中，至少1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5或4.0mol.％和/或至多约3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、8.0或10mol.％)范围内的量存在于PVOH共聚物中。在实施例中，改性是阴离子改性，并且阴离子单体单元以约1mol.％或2mol.％至约6mol.％或10mol.％(例如，在各种实施例中，至少1.0、1.5、2.0、2.5、3.0、3.5或4.0mol.％和/或至多约3.0、4.0、4.5、5.0、6.0、8.0或10mol.％)范围内的量存在于PVOH共聚物中。
聚乙烯醇的溶解特性可能会发生变化。本领域技术人员已知共-聚(乙酸乙烯酯乙烯醇)聚合物(PVOH共聚物)中的乙酸酯基可通过酸或碱水解而水解。随着水解度增加，由PVOH共聚物制成的聚合物组合物将具有增加的机械强度但在较低温度下具有降低的溶解度(例如，需要热水温度进行溶解)。因此，PVOH共聚物暴露于碱性环境(例如，由洗衣漂白添加剂产生的碱性环境)可将聚合物从在给定水性环境(例如，冷水介质)中快速且完全溶解的聚合物转化为在水性环境中缓慢和/或不完全溶解的聚合物，潜在地导致在洗涤周期结束时出现未溶解的聚合物残余物。
具有侧羧基的PVOH共聚物(例如，乙烯醇/水解丙烯酸甲酯钠盐聚合物)可在相邻侧羧基与醇基团之间形成内酯环，从而降低PVOH共聚物的水溶性。在强碱的存在下，内酯环可在相对温暖(环境)和高湿度条件下经数周的时间打开(例如，经由内酯开环反应以形成具有增加的水溶性的相应侧羧基和醇基团)。因此，与用不具有侧羧基的PVOH共聚物观察到的效果相反，据信此类PVOH共聚物可由于储存期间小袋内的聚合物与碱性组合物之间的化学相互作用而变得更可溶。
具有可聚合乙烯基键的特定磺酸及其衍生物可与乙酸乙烯酯共聚以提供在强碱存在下稳定的冷水可溶性PVOH聚合物。这些共聚物的碱催化醇解产物用于水溶性膜的配制，是可快速溶解的乙烯醇-磺酸盐共聚物。PVOH共聚物中的磺酸盐基团可以在氢离子存在下恢复为磺酸基团，但磺酸基团仍然提供聚合物的优异冷水溶解性。在实施例中，乙烯醇-磺酸盐共聚物不含残留的乙酸酯基团(即，完全水解)，因此不能通过酸或碱水解进一步水解。通常，随着改性量的增加，水溶性增加，因此经由磺酸盐或磺酸基团的充分改性抑制了氢键和结晶度，使得能够在冷水中溶解。在酸性或碱性物质的存在下，共聚物通常不受影响，除了磺酸盐或磺酸基团之外，其即使在酸性或碱性物质的存在下也保持优异的冷水溶解性。合适的磺酸共聚单体(和/或它们的碱金属盐衍生物)的实例包含乙烯基磺酸、烯丙基磺酸、乙烯基磺酸、2-丙烯酰胺基-1-甲基丙烷磺酸、2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸、2-甲基丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸和丙烯酸2-磺乙基酯，其中2-丙烯酰胺基-2-甲基丙烷磺酸的钠盐(AMPS)是优选的共聚单体。
纤维形成聚合物，无论是聚乙烯醇聚合物还是其它聚合物，都可以共混。当聚合物共混物包含聚乙烯醇聚合物的共混物时，PVOH聚合物共混物可包含第一PVOH聚合物(“第一PVOH聚合物”)和第二PVOH聚合物(“第二PVOH聚合物”)，第一PVOH聚合物可包含PVOH共聚物或包含一或多种类型的阴离子单体单元的改性PVOH共聚物(例如，PVOH三元(或更高级的共聚)聚合物)，第二PVOH聚合物可包含PVOH共聚物或包含一或多种类型的阴离子单体单元的改性PVOH共聚物(例如，PVOH三元(或更高级的共聚)聚合物)。在一些方面，PVOH聚合物共混物仅包含第一PVOH聚合物和第二PVOH聚合物(例如，两种聚合物的二元共混物)。替代地或附加地，PVOH聚合物共混物或由其制成的纤维或非织造纤维网可被表征为不含或基本上不含其它聚合物(例如，通常为其它聚合物，具体地为其它PVOH基聚合物，或两者)。如本文所用，“基本上不含”意指第一和第二PVOH聚合物占水溶性纤维或膜中水溶性聚合物的总量的至少95wt.％、至少97wt.％或至少99wt.％。在其它方面，纤维可包含一或多种另外的水溶性聚合物。例如，PVOH聚合物共混物可包含第三PVOH聚合物、第四PVOH聚合物、第五PVOH聚合物等(例如，一或多种另外的PVOH共聚物或改性PVOH共聚物，具有或不具有阴离子单体单元)。例如，纤维可包含至少第三(或第四、第五等)水溶性聚合物，其不同于PVOH聚合物(例如，不同于PVOH共聚物或改性PVOH共聚物，具有或不具有阴离子单体单元)。
包含在本公开的纤维中的PVOH共聚物的水解度(DH)可在约75％至约99.9％(例如，诸如对于冷水溶性组合物，约79％至约99.9％、约79％至约92％、约80％至约90％、约88％至92％、约86.5％至约89％，或约88％、90％或92％；约90％至约99％、约92％至约99％、约95％至约99％、约98％至约99％、约98％至约99.9％、约96％、约98％、约99％或大于99％)的范围内。随着水解度的降低，由聚合物制成的纤维将具有降低的机械强度，但在低于约20℃的温度下具有更快的溶解度。随着水解度的增加，由聚合物制成的纤维或膜将趋于机械强度更高，并且热成型性将趋于降低。可以选择水解度，使得聚合物的水溶性是温度依赖性的，因此由聚合物制成的纤维的溶解度也受到影响。在一种选择中，纤维是冷水可溶的。对于不包含任何其它单体(例如，未与阴离子单体共聚的均聚物)的共聚(乙酸乙烯酯乙烯醇)聚合物，在低于10℃的温度下可溶于水的冷水可溶性纤维可包含水解度在约75％至约90％范围内，或在约80％至约90％范围内，或在约85％至约90％范围内的PVOH。在另一种选择中，纤维是热水可溶的。对于不包含任何其它单体(例如，未与阴离子单体共聚的均聚物)的共聚(乙酸乙烯酯乙烯醇)聚合物，在至少约60℃的温度下可溶于水的热水溶性纤维可包含水解度为至少约98％的PVOH。
聚合物共混物的水解度也可以通过算术加权平均水解度
Figure BDA0004025666830000121
来表征。例如，包含两种或更多种PVOH聚合物的PVOH聚合物的
Figure BDA0004025666830000122
由下式
Figure BDA0004025666830000123
计算，其中Wi为相应PVOH聚合物的摩尔百分比并且Hi为相应水解度。当聚合物被称为具有特定水解度时，该聚合物可以是具有特定水解度的单一聚乙烯醇聚合物或具有特定平均水解度的聚乙烯醇聚合物的共混物。
如英国标准EN ISO 15023-2:2006附录E布鲁克菲尔德测试(Brookfield Test)方法中所述，通过使用具有UL适配器的布鲁克菲尔德LV型粘度计测量新制得的溶液来测定PVOH聚合物的粘度(μ)。国际惯例规定4％聚乙烯醇水溶液在20℃下的粘度。除非另有规定，否则本文中以厘泊(cP)为单位规定的所有粘度应理解为是指4％聚乙烯醇水溶液在20℃下的粘度。类似地，当聚合物被描述为具有(或不具有)特定粘度时，除非另有说明，否则意指特定粘度是聚合物的平均粘度，其固有地具有相应的分子量分布，即如下所述的加权自然对数平均粘度。本领域众所周知的是，PVOH聚合物的粘度与PVOH聚合物的重均分子量
Figure BDA0004025666830000124
相关，并且通常将粘度用作
Figure BDA0004025666830000125
的代替物。
在实施例中，PVOH聚合物可具有约1.0至约50.0cP、约1.0至约40.0cP或约1.0至约30.0cP的粘度，例如约4cP、8cP、15cP、18cP、23cP或26cP的粘度。在实施例中，PVOH均聚物和/或共聚物可具有约1.0至约40.0cP，或约5cP至约23cP的粘度，例如约1cP、1.5cP、2cP、2.5cP、3cP、3.5cP、4cP、4.5cP、5cP、5.5cP、6cP、6.5cP、7cP、7.5cP、8cP、8.5cP、9cP、9.5cP、10cP、11cP、12cP、13cP、14cP、15cP、17.5cP、18cP、19cP、20cP、21cP、22cP、23cP、24cP、25cP、26cP、27cP、28cP、29cP、30cP、31cP、32cP、33cP、34cP、35cP或40cP。在实施例中，PVOH均聚物和/或共聚物可具有约21cP至26cP的粘度。在实施例中，PVOH均聚物和/或共聚物可具有约5cP至约14cP的粘度。在实施例中，PVOH均聚物和/或共聚物可具有约5cP至约23cP的粘度。
作为参考，在聚合物共混物中，第一PVOH聚合物表示为在20℃下具有第一4％溶液粘度(μ1)，并且第二PVOH聚合物表示为在20℃下具有第二4％溶液粘度(μ2)。在各种实施例中，第一粘度μ1可以在约4cP至约70cP(例如，至少约4、8、10、12或16cP和/或高达约12、16、20、24、28、30、32、35、37、40、45、48、50、56、60或70cP，诸如约4cP至约70cP、约4cP至约60cP、约4cP至约46cP、约4cP至约24cP、约10cP至约16cP，或约10cP至约20cP，或约20cP至约30cP)的范围内。替代地或附加地，第二粘度μ2可在约4cP至约70cP(例如，至少约4、8、10、12或16cP和/或高达约12、16、20、24、28、30、32、35、37、40、45、48、50、56、60或70cP，诸如约12cP至约30cP、约10cP至约16cP，或约10cP至约20cP，或约20cP至约30cP)的范围内。当PVOH聚合物共混物包含选自PVOH聚合物和PVOH共聚物的三种或更多种PVOH聚合物时，前述粘度值可单独地适用于每种PVOH聚合物或PVOH共聚物。因此，包含第一PVOH共聚物和第二PVOH共聚物的水溶性聚合物的重均分子量可在例如约30,000至约175,000，或约30,000至约100,000，或约55,000至约80,000的范围内。当提及PVOH聚合物共混物的平均粘度时，使用加权自然对数平均粘度
Figure BDA0004025666830000131
包含两种或更多种PVOH聚合物的PVOH聚合物的
Figure BDA0004025666830000132
由下式
Figure BDA0004025666830000133
计算，其中μι为相应PVOH聚合物的粘度。
在其中水溶性纤维包含聚乙烯醇均聚物和聚乙烯醇共聚物的共混物的实施例中，均聚物和共聚物的相对量不受特别限制。基于水溶性聚合物共混物的总重量，聚乙烯醇均聚物可占水溶性聚合物共混物总重量的约15wt.％至约70wt.％，例如，至少约15wt.％，至少约20wt.％，至少约25wt.％，至少约30wt.％，至少约40wt.％，至少约50wt.％，或至少约60wt.％且至多约70wt.％，至多约60wt.％，至多约50wt.％，至多约40wt.％，或至多约30wt.％，并且可以是单一均聚物或一或多种均聚物的共混物(例如，具有不同的粘度和/或水解度)。水溶性聚合物共混物的其余部分可以是水溶性聚乙烯醇共聚物。不受理论的束缚，据信当均聚物的量降低至约15wt.％以下时，聚乙烯醇均聚物和共聚物的共混物形成纤维的能力降低。基于水溶性聚合物共混物的总重量，水溶性聚乙烯醇共聚物可占水溶性聚合物共混物总重量的约30wt.％至约85wt.％，例如，至少约30wt.％、至少约40wt.％、至少约50wt.％、至少约60wt.％、至少约70wt.％、至少约75wt.％，或至少约80wt.％且至多约85wt.％、至多约80wt.％、至多约70wt.％、至多约60wt.％、至多约50wt.％，或至多约40wt.％，并且可以是单一共聚物或一或多种共聚物的共混物。共混物可以由聚乙烯醇均聚物和聚乙烯醇共聚物组成。共混物可以由聚乙烯醇均聚物和多种聚乙烯醇共聚物组成。共混物可以由多于一种聚乙烯醇均聚物和多于一种聚乙烯醇共聚物组成。
在实施例中，纤维包括聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇均聚物、聚乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或其组合。在实施例中，纤维包括聚乙烯醇均聚物、聚乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或其组合。在实施例中，纤维包括聚乙烯醇共聚物。在实施例中，纤维包括改性聚乙烯醇共聚物。在实施例中，纤维包括聚乙烯醇共聚物，其为阴离子改性的共聚物。在实施例中，纤维包括阴离子改性的共聚物，并且阴离子改性包括羧酸盐、磺酸盐或它们的组合。在实施例中，在将纤维与水解剂溶液混合之前，聚乙烯醇聚合物是水溶性的。在实施例中，在将纤维与水解剂溶液混合之前，聚合物具有大于约79％且小于约99.9％(例如，约79％至约96％)的水解度。
本公开的纤维可包含除聚乙酸乙烯酯和PVOH之外的水溶性聚合物，包含但不限于聚丙烯酸酯、水溶性丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、支链淀粉、水溶性天然聚合物(包含但不限于瓜尔胶、阿拉伯树胶、黄原胶、角叉菜胶和水溶性淀粉)、水溶性聚合物衍生物(包含但不限于改性淀粉、乙氧基化淀粉和羟丙基化淀粉)、前述的共聚物以及任何前述另外的聚合物或共聚物的组合。其它水溶性聚合物可包含聚环氧烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸及其盐、水溶性纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、另外的聚乙酸乙烯酯、聚羧酸及其盐、聚氨基酸、聚酰胺、明胶、甲基纤维素、羧甲基纤维素及其盐、糊精、乙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基甲基纤维素、麦芽糖糊精、聚甲基丙烯酸酯，以及任何前述物质的组合。这种水溶性聚合物，无论是PVOH还是其它，均可从各种来源商购获得。
在实施例中，纤维包含聚乙烯醇聚合物和另外的聚合物，另外的聚合物包括聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、水溶性丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、支链淀粉、瓜尔胶、阿拉伯树胶、黄原胶、角叉菜胶、淀粉、改性淀粉、聚环氧烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚羧酸、聚氨基酸、聚酰胺、明胶、糊精、前述的共聚物，以及任何前述另外的聚合物或共聚物的组合。
纤维可另外包含水不溶性纤维形成材料。合适的水不溶性纤维形成材料包含但不限于棉、聚酯、共聚酯、聚乙烯(例如，高密度聚乙烯和低密度聚乙烯)、聚丙烯、木浆、短纤浆、马尼拉麻、粘胶纤维、不溶性纤维素、不溶性淀粉、大麻、黄麻、亚麻、苎麻、剑麻、甘蔗渣、香蕉纤维、树皮、丝绸、筋、肠线、羊毛、海丝、马海毛、安哥拉羊毛、羊绒、胶原、肌动蛋白、尼龙、涤纶、人造丝、竹纤维、莫代尔纤维、二醋酸纤维、三醋酸纤维、三醋酸纤维素、聚酯、共聚酯、聚丙交酯(PLA)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)，以及它们的组合。在实施例中，水不溶性纤维不包含棉或人造丝。在实施例中，水不溶性纤维包括羊毛、二醋酸酯、三醋酸酯、尼龙、PLA、PET、PP或其组合。
纤维可进一步包括非纤维形成材料，在本文中称为辅助或次要成分。助剂可包含活性剂和加工助剂，诸如但不限于活性剂、增塑剂、增塑剂增容剂、表面活性剂、润滑剂、脱模剂、填充剂、增量剂、交联剂、防粘连剂、抗氧化剂、防粘剂、消泡剂、纳米颗粒(诸如层状硅酸盐型纳米粘土，例如，钠蒙脱石)、漂白剂(例如，焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或其它)、厌恶剂(诸如苦味剂，例如，地那铵盐，诸如地那铵苯甲酸盐、地那铵糖和氯化地那铵；蔗糖八乙酸酯；奎宁；类黄酮，如槲皮素和柚皮素；和苦木素类(quassinoids)，诸如苦木素(quassin)和番木鳖碱(brucine))和刺激剂(pungents)(例如，辣椒碱(capsaicin)、胡椒碱(piperine)、异硫氰酸烯丙酯和树酯毒素(resinferatoxin))，和其它功能成分，其用量适合于其预期目的。除非另有说明，本文所用的“助剂”包含次要添加剂、加工助剂和活性剂。具体的此类助剂和加工助剂可选自适用于水溶性纤维、水不溶性纤维、非织造纤维网的那些，或适用于水溶性膜的那些。
在实施例中，本公开的纤维不含助剂。如本文所用并且除非另有说明，否则关于纤维的“不含助剂”意指基于纤维的总重量，纤维包含小于约0.01wt.％，小于约0.005wt.％或小于约0.001wt.％的助剂。
增塑剂是添加到材料(通常是树脂或弹性体)中的液体、固体或半固体，使得该材料更柔软、更柔韧(通过降低聚合物的玻璃化转变温度)，并且更容易加工。替代地，聚合物可通过化学改性聚合物或单体来进行内部增塑。另外，或作为替代方案，聚合物可以通过添加合适的增塑剂来进行外部增塑。水被认为是PVOH和其它聚合物的非常有效的增塑剂；然而，包含但不限于水溶性聚合物，水的挥发性使其应用受到限制，因为聚合物膜需要对包含低和高相对湿度的各种环境条件具有至少一定的抵抗力(稳健性)。
增塑剂可包含但不限于甘油、双甘油、山梨糖醇、乙二醇、二乙二醇、三乙二醇、二丙二醇、四乙二醇、丙二醇、至多400MW的聚乙二醇、新戊二醇、三羟甲基丙烷、聚醚多元醇、山梨糖醇、2-甲基-1,3-丙二醇
Figure BDA0004025666830000151
乙醇胺以及其混合物。基于总纤维重量，纤维中提供的非水增塑剂的总量可在约1wt.％至约45wt.％，或约5wt.％至约45wt.％，或约10wt.％至约40wt.％，或约20wt.％至30wt.％、约1wt.％至约4wt.％，或约1.5wt.％至约3.5wt.％，或约2.0wt.％至约3.0wt.％的范围内，例如约1wt.％、约2.5wt.％、约5wt.％、约10wt.％、约15wt.％、约20wt.％、约25wt.％、约30wt.％、约35wt.％或约40wt.％。
用于纤维的表面活性剂是本领域公知的。用于膜中的表面活性剂也是本领域公知的，并且可合适地用于本公开的纤维和/或非织造纤维网中。任选地，包含表面活性剂以有助于纤维在梳理过程中的分散。适用于本公开的纤维的表面活性剂包含但不限于二烷基磺基琥珀酸酯、甘油和丙二醇的乳酰化脂肪酸酯、脂肪酸的乳酰酯、烷基硫酸钠、聚山梨酯20、聚山梨酯60、聚山梨酯65、聚山梨酯80、烷基聚乙二醇醚、卵磷脂、甘油和丙二醇的乙酰化脂肪酸酯、月桂基硫酸钠、脂肪酸的乙酰化酯、肉豆蔻基二甲胺氧化物、三甲基牛脂烷基氯化铵、季铵化合物、含有约8至24个碳原子的高级脂肪酸的碱金属盐、烷基硫酸盐、烷基聚乙氧基化物硫酸盐、烷基苯磺酸盐、单乙醇胺、月桂醇乙氧基化物、丙二醇、二甘醇、它们的盐和任何前述物质的组合。
合适的表面活性剂可包含非离子型、阳离子型、阴离子型和两性离子型。合适的表面活性剂包含但不限于丙二醇、二乙二醇、单乙醇胺、聚氧乙烯化聚氧丙二醇、醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、叔炔二醇和链烷醇酰胺(非离子型)、聚氧乙烯化胺、季铵盐和季铵化聚氧乙烯化胺(阳离子型)、含有约8至24个碳原子的高级脂肪酸的碱金属盐、烷基硫酸盐、烷基聚乙氧基化物硫酸盐和烷基苯磺酸盐(阴离子型)，以及氧化胺、N-烷基甜菜碱和磺基甜菜碱(两性离子型)。其它合适的表面活性剂包含磺基琥珀酸二辛酯钠、甘油和丙二醇的乳酰化脂肪酸酯、脂肪酸的乳酰酯、烷基硫酸钠、聚山梨酯20、聚山梨酯60、聚山梨酯65、聚山梨酯80、卵磷脂、甘油和丙二醇的乙酰化脂肪酸酯，以及脂肪酸的乙酰化酯，及其组合。在各种实施例中，纤维中表面活性剂的量在约0.01wt.％至约2.5wt.％、约0.1wt.％至约2.5wt.％、约1.0wt.％至约2.0wt.％、约0.01wt％至0.25wt％，或约0.10wt％至0.20wt％的范围内。
在实施例中，本公开的纤维和/或非织造纤维网可包含活性剂。活性剂可添加到纤维本身中，或在非织造纤维网的梳理过程中添加，和/或可在粘合之前添加到非织造纤维网中。在梳理过程中添加到纤维中的活性剂可以分布在整个非织造纤维网中。在梳理之后但在粘合之前添加到非织造纤维网中的活性剂可以选择性地添加到非织造纤维网的一个或两个面上。另外，可将活性剂添加到由非织造纤维网制备的小袋或其它制品的表面。在实施例中，活性剂作为多个纤维的一部分提供，分散在非织造纤维网内，提供在非织造纤维网的一面上，或其组合。
当活性剂以至少约1wt％，或在约1wt％至约99wt％范围内的量存在于纤维和/或非织造纤维网中时，其为非织造纤维网提供附加的功能性。在实施例中，活性剂可以包括一或多种组分，包含但不限于酶、油、调味剂、着色剂、气味吸收剂、香料、农药、肥料、活化剂、酸催化剂、金属催化剂、离子清除剂、洗涤剂、消毒剂、表面活性剂、漂白剂、漂白组分、织物软化剂或其组合。在实施例中，活性剂可以包括着色剂、表面活性剂或其组合。活性剂可以采取任何期望的形式，包括固体(例如，粉末、颗粒、晶体、薄片或带状物)、液体、糊浆、糊剂、气体等，并且任选地可以被封装。
在某些实施例中，活性剂可以包括酶。合适的酶包含分类为六种常规酶学委员会(Enzyme Commission，EC)类别中任一种的酶，即EC 1的氧化还原酶(其催化氧化/还原反应)、EC 2的转移酶(其转移官能团，例如甲基或磷酸基团)、EC 3的水解酶(其催化各种键的水解)、EC 4的裂解酶(其通过除水解和氧化以外的方式裂解各种键)、EC 5的异构酶(其催化分子内的异构化变化)和EC 6的连接酶(其以共价键连接两个分子)。这种酶的实例包含EC 1中的脱氢酶和氧化酶、EC 2中的转氨酶和激酶、EC 3中的脂肪酶、纤维素酶、淀粉酶、甘露聚糖酶和肽酶(又名蛋白酶或蛋白水解酶)、EC 4中的脱羧酶、EC 5中的异构酶和变位酶以及EC 6的合成酶和合酶。来自每种类别的合适的酶描述于例如美国专利第9,394,092号中，其全部公开内容通过引用并入本文。
用于衣物洗涤和餐具洗涤应用的酶可包含蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、脱氢酶、转氨酶、激酶、纤维素酶、甘露聚糖酶、肽酶、脱羧酶、异构酶、变位酶、合成酶、合酶和氧化还原酶(包含催化漂白剂形成的氧化还原酶)中的一或多种。
除了香料之外的油可以包含食用香料和着色剂。
在一类实施例中，活性剂包含调味剂或调味剂的组合。合适的调味剂包含但不限于留兰香油、肉桂油、冬青油(水杨酸甲酯)、薄荷油和合成和天然水果香料，包含柑橘油。
在一些实施例中，活性剂可以是着色剂或着色剂的组合。合适的着色剂的实例包含食用色素、焦糖、辣椒粉、肉桂和藏红花。合适的着色剂的其它实例可以在美国专利第5,002,789号中找到，其通过引用整体并入本文。
另一类实施例包含一或多种气味吸收剂作为活性剂。根据本公开用作活性剂的合适的气味吸收剂包含但不限于沸石和蓖麻油酸的复合锌盐。气味吸收活性剂还可以包括本领域公知的主要为气味中性香料的定香剂，包含但不限于劳丹脂(labdanum)、安息香(styrax)和松香酸衍生物的提取物。
另一类实施例包含一或多种香料作为活性剂。如本文所用，术语香料是指具有足够挥发性以产生香味的任何适用材料。包含香料作为活性剂的实施例可包含对人而言是令人愉悦的香味的香料，或者替代地是对人、动物和/或昆虫而言香味排斥的香料。合适的香料包含但不限于水果，包含但不限于柠檬、苹果、樱桃、葡萄、梨、菠萝、橙子、草莓、覆盆子、麝香和花香，包含但不限于薰衣草香、玫瑰香、鸢尾香和康乃馨香。任选地，香料也可以不是调味剂。其它香料包含草药香味，包含但不限于迷迭香、百里香和鼠尾草；以及来源于松树、云杉和其它森林气味的林地香味。香料也可衍生自各种油，包含但不限于精油，或衍生自植物材料，包含但不限于薄荷、留兰香等。合适的芳香油可以在美国专利第6,458,754号中找到，其通过引用整体并入本文。
香料可以包含香水。香水可以包括纯香水、封装香水或它们的混合物。优选地，香水包含纯香水。香料的一部分可以封装在核-壳封装体中。在另一种类型的实施例中，香水将不被封装在核-壳封装体中。
如本文所用，术语“香水”涵盖香水原料(PRM)和香水调和物。如本文所用，术语“香水原料”是指具有至少约100g/mol的分子量并且可用于单独或与其它香水原料一起赋予气味、香气、香精或香味的化合物。如本文所用，术语“香水成分”和“香水原料”是可互换的。本文所用的术语“谐香剂”是指两种或更多种PRM的混合物。
适用的驱虫剂香料包括敌敌畏(dichlorvos)、除虫菊酯(pyrethrin)、丙烯菊酯(allethrin)、二溴磷(naled)和/或倍硫磷(fenthion)农药中的一或多种，其公开于美国专利第4,664,064号中，其通过引用整体并入本文。合适的驱虫剂是香茅醛(3,7-二甲基-6-辛醛)、N,N-二乙基-3-甲基苯甲酰胺(DEET)、香草醛和从姜黄(Curcuma longa)、卡菲尔酸橙(Citrus hystrix)、香茅草(Cymbopogon winterianus)和毛罗勒(Ocimum americanum)中提取的挥发油。此外，适用的驱虫剂可以是驱虫剂的混合物。
在一类实施例中，根据本公开的活性剂可包括一或多种农药。合适的农药可包含但不限于杀虫剂、除草剂、杀螨剂、杀真菌剂和杀幼虫剂。
另一类实施例包含一或多种肥料作为活性剂。如本文所用，术语肥料适用于释放氮、磷、钾、钙、镁、硫、硼、氯、铜、铁、锰、钼或锌中的一或多种的任何适用材料。合适的肥料包含但不限于沸石。例如，斜发沸石是释放钾的沸石，并且当预负载铵时也可以释放氮。
一类实施例包括酸催化剂作为活性剂。如本文所用，术语酸催化剂是指用作质子源从而促进化学反应的任何物质。在一种类型的实施例中，酸催化剂将是非氧化性有机酸。合适的有机酸是对甲苯磺酸。在一些实施例中，作为酸催化剂的活性剂将促进反应，包含但不限于缩醛化、酯化或酯交换。另外的酸催化反应是本领域公知的。
在一类实施例中，活性剂将包含金属催化剂。这些催化剂介导包含但不限于氧化或还原、氢化、羰基化、C-H键活化和漂白的反应。用作金属催化剂的合适金属包含但不限于VIIIA和IB过渡金属，例如铁、钴、镍、铜、铂、铑、钌、银、锇、金和铱。介导催化作用的金属可以是任何合适的氧化态。
在替代实施例中，活性剂可任选地为离子清除剂。合适的离子清除剂包含但不限于沸石。任选地，可将沸石作为水软化剂添加到包括包封在其中的衣物洗涤剂或餐具洗涤剂的水溶性包装中。
无机和有机漂白剂是适用于本文的清洁活性剂。无机漂白剂包含过氧化氢合物盐，包含但不限于过硼酸盐、过碳酸盐、过磷酸盐、过硫酸盐和过硅酸盐。无机过氧化氢合物盐通常是碱金属盐。碱金属过碳酸盐，特别是过碳酸钠是适用于本文的过氧化氢合物。有机漂白剂可包含有机过氧酸，包含二酰基和四酰基过氧化物，尤其但不限于双过氧化十二烷二酸、双过氧化十四烷二酸和双过氧化十六烷二酸。过氧化二苯甲酰是根据本公开的合适的有机过氧酸。其它有机漂白剂包含过氧酸，具体实例是烷基过氧酸和芳基过氧酸。
在一类实施例中，活性剂可以包含漂白敏化剂，包括在60℃和更低的温度下在清洁过程中增强漂白作用的有机过酸前体。适用于本文的漂白敏化剂包含在过水解条件下产生具有1至10个碳原子或2至4个碳原子的脂族过氧羧酸和/或任选地取代的过苯甲酸的化合物。合适的物质带有指定碳原子数的O-酰基和/或N-酰基和/或任选地取代的苯甲酰基。合适的物质包含但不限于多酰化的亚烷基二胺，特别是四乙酰乙二胺(TAED)、酰化的三嗪衍生物(特别是1,5-二乙酰基-2,4-二氧代六氢-1,3,5-三嗪(DADHT))、酰化的甘脲(特别是四乙酰甘脲(TAGU))、N-酰基酰亚胺(特别是N-壬酰基琥珀酰亚胺(NOSI))、酰化的苯酚磺酸盐(特别是n-壬酰基-或异壬酰基氧基苯磺酸盐(n-或异-NOBS))、羧酸酐(特别是邻苯二甲酸酐)、酰化的多元醇(特别是三醋精、乙二醇二乙酸酯和2,5-二乙酰氧基-2,5-二氢呋喃)以及乙酰柠檬酸三乙酯(TEAC)。
在包含织物软化剂作为活性剂的实施例中，各种贯穿洗涤的织物软化剂，尤其是美国专利4,062,647(通过引用整体并入本文)的不可浸渍的绿土粘土以及本领域已知的其它软化剂粘土可任选地用于在织物清洁的同时提供织物软化剂益处。粘土软化剂可与例如美国专利4,375,416和4,291,071中公开的胺和阳离子软化剂组合使用，该专利通过引用整体并入本文。
在实施例中，活性剂可以包含消毒剂。适用于本文的消毒剂可包含但不限于过氧化氢、无机过氧化物及其前体、焦亚硫酸钠、季铵阳离子基化合物、氯、活性炭和次氯酸盐。
在实施例中，活性剂可以包含表面活性剂。适用于本文的表面活性剂可包含但不限于丙二醇、二乙二醇、单乙醇胺、聚氧乙烯化聚氧丙二醇、醇乙氧基化物、烷基酚乙氧基化物、叔炔二醇和烷醇酰胺(非离子型)、聚氧乙烯化胺、季铵盐和季铵化聚氧乙烯化胺(阳离子型)、含有约8至24个碳原子的高级脂肪酸的碱金属盐、烷基硫酸盐、烷基聚乙氧基化物硫酸盐和烷基苯磺酸盐(阴离子型)、氧化胺、N-烷基甜菜碱和磺基甜菜碱(两性离子型)、磺基琥珀酸二辛酯钠、甘油和丙二醇的乳酰化脂肪酸酯、脂肪酸的乳酰酯、烷基硫酸钠、聚山梨酯20、聚山梨酯60、聚山梨酯65、聚山梨酯80、卵磷脂、甘油和丙二醇的乙酰化脂肪酸酯，和脂肪酸的乙酰化酯，及其组合。
活性剂可以是固体或液体。为固体的活性剂可具有例如至少约0.01μm的平均粒度(例如，Dv50)或在约0.01μm至约2mm范围内的尺寸。液体活性剂可直接施加到非织造纤维网，与载体粉末混合，或微囊化。在包括载体粉末的实施例中，载体粉末的平均粒度可以为例如至少约0.01μm，或在约0.01μm至约2mm的范围内。
在一类实施例中，活性剂被封装，从而允许活性剂的受控释放。合适的微胶囊可包含或由一或多种三聚氰胺甲醛、聚氨酯、脲甲醛、壳聚糖、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯乙烯、聚砜、聚四氢呋喃、明胶、阿拉伯树胶、淀粉、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、羟乙基纤维素、甲基纤维素、阿拉伯半乳聚糖、聚乙烯醇、聚丙烯酸、乙基纤维素、聚乙烯、聚甲基丙烯酸酯、聚酰胺、聚(乙烯乙酸乙烯酯)、硝酸纤维素、硅氧烷、聚(丙交酯-乙交酯)、石蜡、巴西棕榈、鲸蜡、蜂蜡、硬脂酸、硬脂醇、硬脂酸甘油酯、虫胶、邻苯二甲酸乙酸纤维素、玉米醇溶蛋白及其组合制成。在一类实施例中，微胶囊的特征在于例如至少约0.1微米，或在约0.1微米至约200微米范围内的平均粒度(例如，Dv50)。在替代实施例中，微胶囊可形成单个颗粒的附聚物，例如其中单个颗粒具有至少约0.1微米，或在约0.1微米至约200微米范围内的平均粒度。
待处理的纤维可以通过本领域已知的任何方法形成，例如湿冷凝胶纺丝、热塑性纤维纺丝、熔喷、纺粘、静电纺丝、旋转纺丝、连续长丝生产操作、丝束纤维生产操作及其组合。
在实施例中，纤维包括通过湿冷凝胶纺丝、熔喷、纺粘或其组合形成的纤维。在实施例中，纤维包括通过湿冷凝胶纺丝形成的纤维。在实施例中，纤维包括水溶性纤维，并且由其制备的非织造纤维网在连续熔喷工艺中形成。在实施例中，纤维包括水溶性纤维，并且由其制备的非织造纤维网在连续纺粘工艺中形成。在本领域中，通过用于制备纤维和非织造纤维网的方法来提及纤维和非织造纤维网是标准的。因此，本文中对例如“熔喷纤维”或“梳理非织造纤维网”的任何引用不应被理解为是对特定熔喷或梳理方法的工艺产品的限制，而仅仅是指特定的纤维或纤维网。因此，工艺术语可用于区分纤维和/或非织造物，而不将所述纤维和/或非织造物限制为通过任何特定工艺制备。
待处理的纤维可以形成为双组分纤维。如本文所用，并且除非另有说明，否则“双组分纤维”不是指包含纤维形成材料的共混物的纤维，而是指包含纤维形成材料的两个或更多个不同区域的纤维，其中纤维形成材料的组成因区域而不同。双组分纤维的实例包含但不限于芯-鞘(或芯-壳)双组分纤维、海岛型双组分纤维和并列型双组分纤维。芯-鞘双组分纤维通常包含具有第一组成的纤维形成材料(例如，单一纤维形成材料或纤维形成材料的第一共混物)的芯和具有第二组成的纤维形成材料(例如，不同于芯材料的单一纤维形成材料，或不同于芯的纤维形成材料的第一共混物的纤维形成材料的第二共混物)的鞘。海岛型双组分纤维通常包含具有第一组成的纤维形成材料的第一连续“海”区和分散在其中的具有不同于第一组成的第二组成的纤维形成材料的离散“岛”区。并列型双组分纤维通常包含沿纤维长度延伸的第一区域，并包含与沿纤维长度延伸的至少第二区域相邻的第一组成的纤维形成材料，并包含不同于第一组成的第二组成的纤维形成材料。
纤维的形状没有特别限制，并且可以具有横截面形状，包含但不限于圆形、椭圆形(也称为带状)、三角形(也称为三角形)、三叶形和/或其它多叶形(图1)。应当理解，纤维的形状不需要是完美的几何形状，例如，具有圆形横截面形状的纤维不需要具有完美的圆形作为横截面面积，而具有三角形横截面形状的纤维通常具有圆角。
应当理解，纤维的直径是指纤维沿最长横截面轴的横截面直径。当纤维被描述为具有(或不具有)特定直径时，除非另有说明，否则指定直径是所提及的特定纤维类型的平均直径，即，由聚乙烯醇纤维形成材料制备的多根纤维在多根纤维上具有算术平均纤维直径。对于通常不被认为具有“直径”的形状，例如三角形或多叶形，直径是指围绕纤维形状(图1)的圆的直径。
本公开的纤维可具有在约10微米至300微米范围内的直径，例如，至少10微米、至少15微米、至少20微米、至少25微米、至少50微米、至少100微米或至少125微米，并且至多约300微米、至多约275微米、至多约250微米、至多约225微米、至多约200微米、至多约100微米、至多约50微米、至多约45微米、至多约40微米或至多约35微米，例如在约10微米至约300微米、约50微米至约300微米、约100微米至约300微米、约10微米至约50微米、约10微米至约45微米，或约10微米至约40微米的范围内。在实施例中，纤维可具有大于100微米至约300微米的直径。在实施例中，纤维包括纤维素并且具有在约10微米至约50微米、约10微米至约30微米、约10微米至约25微米、约10微米至约20微米或约10微米至约15微米范围内的直径。在实施例中，纤维包括水溶性纤维形成材料并且具有约50微米至约300微米、约100微米至约300微米、约150微米至约300微米或约200微米至约300微米的直径。在实施例中，用于制备本公开的非织造纤维网的多根水溶性纤维的直径具有基本上均匀的直径。如本文所用，如果纤维之间的直径差异小于10％，例如8％或更小、5％或更小、2％或更小或1％或更小，则纤维直径为“基本上均匀的”。具有基本上均匀直径的纤维可以通过湿冷凝胶纺丝工艺或热塑性纤维纺丝工艺制备。此外，当使用纤维类型的共混物时，纤维共混物的平均直径可以使用各纤维类型的加权平均值来确定。
本公开的纤维可以具有任何长度。在实施例中，纤维的长度可以在约20mm至约100mm、约20至约90、约30mm至约80mm、约10mm至约60mm或约30mm至约60mm的范围内，例如，至少约30mm、至少约35mm、至少约40mm、至少约45mm或至少约50mm，并且至多约100mm、至多约95mm、至多约90mm、至多约80mm、至多约70mm或至多约60mm。在实施例中，纤维的长度可以小于约30mm或在约0.25mm至小于约30mm的范围内，例如，至少约0.25mm、至少约0.5mm、至少约0.75mm、至少约1mm、至少约2.5mm、至少约5mm、至少约7.5mm或至少约10mm且至多约29mm、至多约28mm、至多约27mm、至多约26mm、至多约25mm、至多约20mm或至多约15mm。可以通过切割和/或卷曲挤出的聚合物混合物将纤维制备成任何长度。在实施例中，纤维可以是例如通过诸如纺粘、熔喷、静电纺丝和旋转纺丝的方法制备的连续长丝，其中制备连续长丝并直接提供成纤维网形式。此外，当使用纤维类型的共混物时，可以使用各纤维类型的加权平均来确定纤维的平均长度。
本公开的纤维可具有任何长径(L/D)比。在实施例中，纤维的长径比可以大于约2、大于约3、大于约4、大于约6、大于约10、大于约50、大于约60、大于约100、大于约200、大于约300、大于约400或大于约1000。有利地，可以使用非织造组合物中纤维的L/D比和具有各种L/D比的纤维的相应量来控制非织造纤维网的触感。通常，当纤维的L/D降低时，刚度和抗弯曲性增加，提供更粗糙的手感。当纤维具有在约0.5至约15，或约0.5至约25，或约1至约5范围内的低L/D比时，本公开的纤维通常赋予包含其的非织造纤维网粗糙的感觉。基于非织造纤维网中纤维的总重量，此类低L/D纤维可以以约0至约50重量％，例如约0.5wt.％至约25wt.％，或约1wt.％至约15wt.％范围内的量提供于非织造纤维网中。如果非织造纤维网中低L/D纤维的量是未知的，则该量可以通过目测非织造纤维网的显微照片来估计。如图6所示，可以观察到基于总纤维群体具有明显更大直径和更短切割速率的纤维群体。图6A是具有0％低L/D纤维和柔软度等级为1的非织造纤维网的显微照片，而图6B是具有25％低L/D纤维和柔软度等级为5的非织造纤维网的显微照片。
本公开的纤维可具有任何韧度。纤维的韧度与纤维的粗度相关。通常，随着纤维的韧度降低，纤维的粗度增加。本公开的纤维可具有在约1至约100cN/dtex，或约1至约75cN/dtex，或约1至约50cN/dtex，或约1至约45cN/dtex，或约1至约40cN/dtex，或约1至约35cN/dtex，或约1至约30cN/dtex，或约1至约25cN/dtex，或约1至约20cN/dtex，或约1至约15cN/dtex，或约1至约10cN/dtex，或约1至约5cN/dtex，或约3至约8cN/dtex，或约4至约8cN/dtex，或约6至约8cN/dtex，或约4至约7cN/dtex，或约10至约20，或约10至约18，或约10至约16，或约1cN/dtex、约2cN/dtex、约3cN/dtex、约4cN/dtex、约5cN/dtex、约6cN/dtex、约7cN/dtex、约8cN/dtex、约9cN/dtex、约10cN/dtex、约11cN/dtex、约12cN/dtex、约13cN/dtex、约14cN/dtex或约15cN/dtex范围内的韧度。在实施例中，纤维可具有约3cN/dtex至约10cN/dtex的韧度。在实施例中，纤维可具有约7cN/dtex至约10cN/dtex的韧度。在实施例中，纤维可具有约4cN/dtex至约8cN/dtex的韧度。在实施例中，纤维可具有约6cN/dtex至约8cN/dtex的韧度。
本公开的纤维可具有任何细度。纤维的细度与给定厚度的纱线的横截面中存在多少纤维相关。纤维细度是纤维质量与长度的比率。纤维细度的主要物理单位是1tex，其等于1000m重1g的纤维。通常，使用单位dtex，表示1g/10,000m纤维。可选择纤维的细度以提供具有非织造纤维网的合适的刚度/手感、扭转刚度，对光的反射和相互作用、对染料和/或其它活性物/添加剂的吸收、制造过程中纤维纺丝的容易性和成品的均匀性的非织造纤维网。通常，随着纤维细度的增加，由此得到的非织造物表现出更高的均匀性、改善的拉伸强度、延展性和光泽。另外，不受理论的束缚，据信基于密度，与较大纤维相比，较细的纤维将导致较慢的溶解时间。此外，不受理论的束缚，当使用纤维的共混物时，纤维的平均细度可以使用单个纤维组分的加权平均值来确定。纤维可以表征为非常细(dtex≤1.22)、细(1.22≤dtex≤1.54)、中等(1.54≤dtex≤1.93)、轻微粗糙(1.93≤dtex≤2.32)和粗糙(dtex≥2.32)。本公开的非织造纤维网可包含非常细、细、中等、轻微粗糙或它们的组合的纤维。在实施例中，纤维的细度在约1dtex至约10dtex、约1dtex至约7dtex、约1dtex至约5dtex、约1dtex至约3dtex，或约1.7dtex至约2.2dtex的范围内。在实施例中，纤维具有约1.7dtex的细度。在实施例中，纤维具有约2.2dtex的细度。
湿冷凝胶纺丝
在实施例中，本公开的纤维根据湿冷凝胶纺丝方法形成，该湿冷凝胶纺丝方法包含以下步骤：
(a)将纤维形成材料(聚合物)溶解在溶液中以形成聚合物混合物，聚合物混合物任选地包含助剂；
(b)将聚合物混合物通过喷丝头喷嘴挤出到固化浴中以形成挤出的聚合物混合物；
(c)使挤出的聚合物混合物通过溶剂交换浴；
(d)任选地湿法拉伸挤出的聚合物混合物；以及
(e)整理挤出的聚合物混合物以提供纤维。
形成纤维的聚合物溶解于其中的溶剂合适地为聚合物可溶于其中的任何溶剂。在实施例中，聚合物溶解于其中的溶剂包含极性非质子溶剂。在实施例中，聚合物溶解于其中的溶剂包含二甲基亚砜(DMSO)。
通常，固化浴包含用于使挤出的聚合物混合物胶凝的冷却溶剂。固化浴通常可以处于促进挤出的聚合物混合物固化的任何温度。固化浴可包含聚合物可溶于其中的溶剂和聚合物不可溶于其中的溶剂的混合物。聚合物不溶于其中的溶剂通常是主要溶剂，其中聚合物不溶于其中的溶剂占混合物的50％以上。
在通过固化浴之后，可以将挤出的聚合物混合物凝胶通过一或多个溶剂置换浴。提供溶剂置换浴，以用聚合物不溶于其中的溶剂置换聚合物可溶于其中的溶剂，以进一步固化挤出的聚合物混合物，并用更容易蒸发的溶剂置换聚合物可溶于其中的溶剂，从而减少干燥时间。溶剂替换浴可包含一系列溶剂置换浴，其具有聚合物可溶于聚合物不溶于其中的溶剂的溶剂梯度，一系列仅具有聚合物不溶于其中的溶剂的溶剂置换浴，或仅具有聚合物不溶于其中的溶剂的单一溶剂置换浴。
成品纤维有时称为短纤维、短切纤维或纸浆。在实施例中，整理包含干燥挤出的聚合物混合物。在实施例中，整理包含切割或卷曲挤出的聚合物混合物以形成单独的纤维。挤出的聚合物混合物的湿法拉伸为挤出的聚合物混合物提供了基本上均匀的直径，并因此提供了从其切割的纤维。如本领域所熟知的，拉伸不同于挤出。特别地，挤出是指通过迫使树脂混合物通过喷丝头来制造纤维的行为，而拉伸是指在机器方向上机械拉伸纤维以促进聚合物链的取向和结晶度，从而增加纤维的强度和韧度。
在其中纤维由湿冷凝胶纺丝工艺制备的实施例中，纤维形成聚合物通常可以是任何纤维形成聚合物或其共混物，例如两种或更多种不同的聚合物，如本文总体描述的。在前述实施例的改进中，聚合物可具有任何聚合度(DP)，例如在10至10,000,000的范围内，例如至少10、至少20、至少50、至少100、至少200、至少300、至少400、至少500、至少750或至少1000且至多10,000,000、至多5,000,000、至多2,500,00、至多1,000,000、至多900,000、至多750,000、至多500,000、至多250,000、至多100,000、至多90,000、至多75,000、至多50,000、至多25,000、至多12,000、至多10,000、至多5,000或至多2,500，例如在1000至约50,000、1000至约25,000、1000至约12,000、1000至约5,000、1000至约2,500、约50至约12,000、约50至约10,000、约50至约5,000、约50至约2,500、约50至约1000、约50至约900、约100至约800、约150至约700、约200至约600或约250至约500的范围内。在实施例中，DP为至少1,000。在实施例中，纤维形成聚合物包括聚合度(DP)在1000至约50,000、1000至约25,000、1000至约12,000、1000至约5,000、1000至约2,500、约50至约12,000、约50至约10,000、约50至约5,000、约50至约2,500、约50至约1000、约50至约900、约100至约800、约150至约700、约200至约600或约250至约500范围内的聚乙烯醇聚合物。在实施例中，纤维形成聚合物包含DP在1000至约50,000、1000至约25,000、1000至约12,000、1000至约5,000或1000至约2,500范围内的聚乙烯醇聚合物。
湿冷凝胶纺丝方法有利地提供一或多种益处，例如提供包含水溶性聚合物共混物的纤维、提供对纤维直径的控制、提供相对大直径的纤维、提供对纤维长度的控制、提供对纤维韧度的控制、提供高韧度纤维、提供由具有大聚合度的聚合物形成的纤维，和/或提供可用于提供自支撑非织造纤维网的纤维。诸如纺粘、熔喷、静电纺丝和旋转纺丝等连续工艺通常不允许共混水溶性聚合物(例如，由于难以匹配各种聚合物的熔融指数)、形成大直径(例如，大于50微米)纤维、控制纤维的长度、提供高韧度纤维，或使用具有高聚合度的聚合物。此外，湿冷凝胶纺丝工艺有利地不限于仅可熔融加工的聚合物，因此可获得由具有非常高分子量、高熔点、低熔体流动指数或其组合的纤维形成材料制成的纤维，从而提供与通过热挤压工艺制备的纤维相比具有更强物理性质和不同化学官能度的纤维。
制备短纤维和连续纤维的方法是本领域公知的。一旦短纤维或连续纤维被梳理，非织造纤维网就被粘合。粘合短纤维的方法是本领域公知的，可包含通过空气粘合(热粘合)、压延粘合(热压粘合)和化学粘合。本公开的非织造纤维网可为热粘合的或化学粘合的。非织造纤维网通常可以是多孔的，具有不同的孔径、形态和纤维网不均匀性。纤维物理性质和粘合类型可能会影响所得非织造纤维网的孔隙率。压延粘合通过施加热量和压力来实现，并且通常保持由梳理工艺产生的孔径、形状和排列。压延粘合的条件可由本领域普通技术人员容易地确定。通常，如果施加的热量和/或压力太低，则纤维将不能充分粘合以形成自立式纤维网，而如果热量和/或压力太高，则纤维将开始熔合在一起。纤维化学决定了用于压延粘合的热量和/或压力的上限和下限。不受理论的束缚，据信在高于235℃的温度下，聚乙烯醇基纤维降解。用于纤维的压延粘合的压花方法是已知的。压花可以是单面压花或双面压花。通常，水溶性纤维的压花包含使用由有序圆形阵列和具有平坦表面的钢辊组成的单一压花辊的单面压花。随着压花增加(例如，随着表面特征被赋予纤维网)，纤维网的表面积增加。不受理论的束缚，预期随着纤维网的表面积增加，纤维网的溶解度也增加。因此，通过压花改变表面积可以有利地调节非织造纤维网的溶解性能。
与压延粘合相反，化学粘合使用从制备纤维中留下的废弃聚合物的粘合剂溶液在压力下涂覆梳理纤维，相对于梳理过的孔，这可以产生更小、更不有序的孔。溶剂可以是溶解粘合剂的任何溶剂。在一些实施例中，化学粘合溶液的溶剂为水。不受理论的束缚，据信如果用于化学粘合的聚合物溶液充分浓缩和/或施加足够的压力，则可形成无孔的水分散性非织造纤维网。在化学粘合中使用的溶剂引起纤维网中现有纤维的部分溶解以将纤维焊接和粘合在一起。在溶液中提供的聚乙烯醇粘合剂有助于焊接过程，以提供机械强度更高的纤维网。聚合物溶液的温度没有特别限制并且可以在室温(约23℃)下提供。
在一些实施例中，第二层纤维可用于粘合非织造纤维网。不受理论的束缚，据信由熔喷工艺制备的纤维，例如水溶性纤维，可用于使用在线工艺粘合非织造纤维网。具体地，非织造纤维网可在熔喷工艺工位下通过，使得熔喷纤维在熔体挤出之后沉积，并且当熔喷纤维冷却和固化时，它们彼此粘合并粘合到它们沉积于其上的非织造纤维网。熔喷纤维的长度可以是微米级至纳米级的，并且可以在非织造纤维网上提供，使得基于最终非织造纤维网中纤维的总重量，熔喷纤维占最终非织造纤维网的约15重量％、约12重量％、约10重量％、约8重量％、约6重量％或约5重量％。不受理论的束缚，据信包括约5％至约15％的熔喷纤维可增加非织造纤维网的机械完整性，而基本上不改变非织造纤维网的溶解性。通常，当聚乙烯醇纤维形成材料用于制备熔喷纤维时，聚乙烯醇聚合物将是均聚物或共聚物，因为熔喷工艺需要低粘度和高熔体流动指数的聚合物。
孔径可以使用高倍率和有序表面分析技术测定，包含但不限于布鲁厄-埃米特-特勒理论(BET)、小角X射线散射(SAXS)和分子吸附。
通常，本公开的纤维可通过本领域已知的任何纤维工艺形成，然后通过水解进行加工后处理。
本公开提供一种处理纤维的方法，该纤维包含可水解聚合物，诸如包括如本文所述的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物。在实施例中，该方法包含将包括这种水解度小于100％的聚合物的纤维与水解剂溶液混合以增加纤维的至少一部分的水解度。水解剂溶液可以包含水解剂和溶剂。纤维在与水解剂溶液混合后的水解度可根据本文公开的滴定法或衰减全反射-傅立叶变换红外(ATR-FTIR)光谱法测定。滴定法测定纤维的平均水解度。对于特征在于纤维横截面上的恒定水解度的纤维，恒定水解度是纤维的平均水解度。对于以具有芯-鞘型分布或水解度梯度分布的纤维的横截面为特征的纤维，滴定测试提供了纤维所有截面的平均水解度。如本文所用，并且除非另有说明，相对于起始纤维的水解度，如果纤维的任何部分(例如，外部、鞘部分、内部)在混合后具有增加的水解度，则纤维的至少一部分具有增加的水解度。应当理解，纤维的任何部分的水解度的增加将导致通过滴定法测定的纤维的平均水解度的增加。因此，应当理解，如果在将纤维与水解剂溶液混合后，通过滴定法测定的纤维的平均水解度相对于混合前纤维的平均水解度更高，则纤维中至少一部分聚合物的水解度将会增加。ATR-FTIR技术基于对应于化学基团(如羰基)的信号提供样品表面上水解度的精确测量。
通常，混合可包含将纤维浸入水解剂溶液中。在实施例中，混合可包含搅拌纤维和水解剂溶液的混合物。
在实施例中，该方法包括在足以向纤维提供预定水解度和/或预定水解度增加的条件下混合水解剂溶液和纤维。通常，处理过的纤维的水解度和/或处理过的纤维的水解度的增加可以通过改变反应条件来设计和控制。可以改变以提供预定水解度和/或增加水解度的反应条件包含选择水解剂、选择水解剂在水解剂溶液中的浓度、反应(混合)时间、反应(混合)温度、选择水解剂溶液的溶剂和任选包含活化剂。
通常，随着反应时间增加，水解度将增加。因此，可选择反应时间以提供构成纤维的聚合物(例如，具有乙酸乙烯酯和乙烯醇部分的共聚物(或改性共聚物))的水解度的所需增加。反应时间可为约1分钟至约48小时，例如，约1分钟至约10分钟(例如，1分钟、2分钟、5分钟或10分钟)、约2分钟至约36小时、约2分钟至约24小时、约2分钟至约12小时、约2分钟至约6小时、约2分钟至约4小时、约2分钟至约2小时、约2分钟至约1小时、约5分钟至约1小时、约5分钟至约2小时、约5分钟至约5小时、约5分钟至约10小时、约5分钟至约12小时、约5分钟至约24小时、约10分钟至约24小时、约15分钟至约24小时、约30分钟至约24小时、约1小时至约24小时、约2小时至约24小时、约3小时至约24小时、约4小时至约24小时、约5小时至约24小时、约6小时至约24小时、约8小时至约24小时、约10小时至约24小时、约12小时至约24小时、约12小时至约18小时、约14小时至约20小时，或约16小时至约24小时。在实施例中，混合可以进行约2分钟至约48小时。在实施例中，混合可以进行约12至约36小时。在实施例中，混合可以进行约18至约28小时。
通常，随着反应温度增加，水解速率将增加。因此，可结合反应时间选择反应温度以提供构成纤维的聚合物(例如，具有乙酸乙烯酯和乙烯醇部分的共聚物(或改性共聚物))的水解度的所需增加。反应温度没有特别限制，只要纤维不溶解或分解并且溶剂在加热条件下保持为液体即可。反应温度可为约10℃至约200℃、约10℃至约190℃、约10℃至约180℃、约10℃至约170℃、约10℃至约160℃、约10℃至约150℃、约10℃至约140℃、约10℃至约130℃、约10℃至约120℃、约10℃至约110℃、约10℃至约100℃、约10℃至约90℃、约10℃至约80℃、约10℃至约70℃、约10℃至约60℃、约10℃至约50℃、约10℃至约40℃、约10℃至约30℃、约20℃至约100℃、约20℃至约90℃、约20℃至约80℃、约30℃至约100℃、约30℃至约90℃、约30℃至约80℃、约30℃至约70℃、约30℃至约60℃，或约30℃至约50℃。不受理论的束缚，据信在较高温度下，随着溶剂极性增加，纤维可能开始溶胀、胶凝和/或溶解。因此，可结合溶剂选择反应温度，使得纤维保持不溶且不分解。在实施例中，该方法进一步包括加热纤维和水解剂溶液的混合物。
水解剂的选择可能会影响水解反应的速率。因此，可结合反应时间和温度选择水解剂以提供构成纤维的聚合物(例如，具有乙酸乙烯酯和乙烯醇部分的共聚物(或改性共聚物))的水解度的所需增加。在其中通过酯或酰胺的酸或碱催化的酯交换发生水解的实施例中，可以基于水解剂的亲核强度和作为次要因素的水解剂在水解剂溶液的溶剂中的溶解度来改变反应速率。在其中通过将官能团还原为-OH部分而发生水解的实施例中，可以基于水解剂的还原强度和作为次要因素的水解剂在水解剂溶液的溶剂中的溶解度来改变反应速率。
水解剂可以是能够将聚合物主链上的官能团水解或还原为-OH部分和/或催化其的任何试剂。水解剂的非限制性实例包含但不限于金属氢氧化物、金属氢化物、亚硫酸盐、二氧化硫、连二硫酸盐、硫代硫酸盐、肼、草酸、甲酸、抗坏血酸、二硫苏糖醇、亚磷酸盐、次磷酸盐、亚磷酸、硫酸、磺酸、盐酸、氢氧化铵、水及其组合。在实施例中，水解剂包括金属氢氧化物、金属氢化物、亚硫酸盐、二氧化硫、连二硫酸盐、硫代硫酸盐、肼、草酸、甲酸、抗坏血酸、二硫苏糖醇、亚磷酸盐、次磷酸盐、亚磷酸、硫酸、磺酸、盐酸、氢氧化铵、水或其组合。在实施例中，水解剂包括金属氢氧化物、金属氢化物、亚硫酸盐、二氧化硫、连二硫酸盐、硫代硫酸盐、肼、草酸、甲酸、抗坏血酸、二硫苏糖醇、亚磷酸盐、次磷酸盐、亚磷酸、硫酸、磺酸、盐酸、氢氧化铵或其组合。在实施例中，水解剂包括金属氢氧化物、金属氢化物、亚硫酸盐、二氧化硫、连二硫酸盐、硫代硫酸盐、肼、草酸、甲酸、抗坏血酸、二硫苏糖醇、亚磷酸盐、次磷酸盐、亚磷酸、氢氧化铵或其组合。在实施例中，水解剂包括金属氢氧化物、氢氧化铵或其组合。在实施例中，水解剂包括金属氢氧化物。在实施例中，金属氢氧化物水解剂包括碱金属氢氧化物、碱土金属氢氧化物、主族金属氢氧化物或其组合。在实施例中，金属氢氧化物水解剂包括氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钡、三烷基氢氧化锡或其组合。在实施例中，金属氢氧化物水解剂包括氢氧化钠、氢氧化钾或其组合。在实施例中，金属氢氧化物水解剂包括氢氧化钠。
通常，当水解剂溶液中水解剂的浓度增加时，反应速率将增加。因此，可结合反应时间、反应温度和水解剂的选择来选择水解剂的浓度以提供构成纤维的聚合物(例如，乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物)的水解度的所需增加。通常，水解溶液中水解剂的浓度可以是任何浓度。典型地，选择浓度使得所提供的所有水解剂都在溶液中。在实施例中，基于溶剂的重量，水解剂可以以约0.2％至约75％(w/w)的量提供，例如约0.2％至约75％、约0.2％至约50％、约0.2％至约25％、约0.5％至约20％、约1％至约18％、约2％至约16％、约5％至约15％、约8％至约12％，或约10％。在实施例中，基于溶剂的重量，水解剂以约0.2％至约25％(w/w)的量提供。在实施例中，基于溶剂的重量，水解剂以约2％至约25％(w/w)的量提供。在实施例中，基于溶剂的重量，水解剂以约5％至约15％(w/w)的量提供。
水解剂溶液的溶剂通常可以是水解剂可溶于其中并且待处理的纤维在纤维与溶剂接触期间进行处理的温度下不可溶的任何溶剂。在实施例中，纤维在处理前不溶于溶剂。在实施例中，纤维在处理期间不溶于溶剂。在实施例中，纤维在处理后不溶于溶剂。通常，可结合反应时间、反应温度、水解剂的选择及其浓度来选择溶剂以提供构成纤维的聚合物(例如，乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物)的水解度的所需增加。随着溶剂的极性增加，溶剂向纤维的聚合物基质中的扩散通常增加，导致水解剂向聚合物基质中的扩散增加。不受理论的束缚，据信随着溶剂的极性增加，纤维的内/芯部分的水解度可增加，使得水解度可在纤维的横截面上增加。此外，不受理论的束缚，随着溶剂的极性降低，溶剂向纤维的聚合物基质中的扩散通常降低，使得水解度仅可在纤维的表面/外部/鞘/壳的一部分处的聚合物处增加。纤维的聚合物在纤维的表面/外部/鞘/壳的一部分处的水解也导致纤维的横截面上的水解度的平均增加。此外，不受理论的束缚，溶剂的组合可用于提供经处理纤维的聚合物的水解度的扩散控制的辐射梯度。
在实施例中，用于水解剂溶液的溶剂可以通过汉森溶解度参数(HSP)来表征。不受理论的束缚，据信三个HSP值，分散度、摩尔体积和氢键是混溶性的指标，并因此是聚乙烯醇被特定溶剂溶剂化或溶胀的指标，此外，据信氢键是这些预期行为的最大预测值，所有参数的总和H总也是预测性的。通常，当溶剂的HSP值小于聚乙烯醇的HSP值时，溶剂和聚乙烯醇之间的HSP值越不相似，溶剂进入聚乙烯醇的扩散率越低。不受理论的束缚，据信当溶剂的H总值比聚乙烯醇的H总值低约4至约15个单位时，溶剂吸收速率和溶剂向聚乙烯醇中的扩散率使得将发生溶剂吸收和因此水解剂吸收的梯度，提供纤维在横截面上的水解度梯度，相对于内芯区域，在表面区域具有更高的水解度。不受理论的束缚，据信当溶剂的H总值比聚乙烯醇的H总值高约4至约15个单位时，溶剂吸收速率和溶剂向聚乙烯醇中的扩散率使得将快速发生溶剂吸收和因此水解剂吸收，从而在聚乙烯醇纤维的横截面上提供均匀的水解度。此外，不受理论的束缚，据信当溶剂的H总值比纤维的聚乙烯醇的H总值低多于15个单位时，扩散率将受到限制，使得仅纤维的外表面将用水解剂处理，并且当溶剂的H总值比纤维的聚乙烯醇的H总值高多于15个单位时，溶剂将溶解纤维的聚乙烯醇。
在实施例中，溶剂包括极性溶剂。在实施例中，溶剂包括辛醇、庚醇、己醇、戊醇、丁醇、丙醇、四氢呋喃、二氯甲烷、丙酮、乙醇、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙腈、乙二醇、N,N-二甲基甲酰胺、甘油、二甲基亚砜、甲酸、水或其组合。在实施例中，溶剂包括正辛醇、正庚醇、正己醇、正戊醇、正丁醇、异丁醇、仲丁醇、叔丁醇、正丙醇、异丙醇、丙酮、乙醇、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲酸、水或其组合。在实施例中，溶剂包括正丙醇、丙酮、乙醇、N-甲基吡咯烷酮、甲醇、乙腈、N,N-二甲基甲酰胺、二甲基亚砜、甲酸、水或其组合。在实施例中，溶剂包括在混合条件下为液体的醇。在实施例中，溶剂包括甲醇。在实施例中，溶剂包括甲醇和至少一种另外的溶剂。在实施例中，溶剂包括甲醇和水。在实施例中，溶剂包括丁醇、戊醇、己醇、庚醇和辛醇中的至少一种与水的组合。在实施例中，溶剂包括DMSO和水。在实施例中，溶剂包括DMSO和水，并且DMSO和水以约40/60至80/20的重量比提供。不受理论的束缚，据信当水的量增加超过60％或DMSO的量增加超过约80％时，各溶剂与聚乙烯醇的相互作用增加，导致聚合物的溶胀和胶凝增加。
在实施例中，溶剂包括非极性溶剂。在实施例中，溶剂包括己烷、环己烷、甲基戊烷、戊烷、环丙烷、二噁烷、苯、吡啶、二甲苯、甲苯、乙醚、氯仿或其组合。
在实施例中，溶剂包括第一溶剂和第二溶剂的混合物。在实施例中，第一溶剂包括极性溶剂并且第二溶剂包括非极性溶剂。在实施例中，第一溶剂具有第一介电常数，第二溶剂具有第二介电常数，并且第一溶剂的介电常数高于第二溶剂的介电常数。在实施例中，第一介电常数是5或更小、4或更小、3或更小，或2或更小。在实施例中，第二介电常数大于5、大于7.5、大于10、大于15、大于18、大于20、大于25或大于30。在实施例中，第一介电常数和第二介电常数之间的差为至少3、至少5、至少8或至少10。在其中溶剂包括第一溶剂和第二溶剂的混合物的实施例中，第一溶剂和第二溶剂可以以任何比率提供，条件是在处理之前、处理期间和处理之后，水解剂可溶于混合物中并且纤维不溶于混合物中。在实施例中，第一溶剂和第二溶剂可以以约99/1至约1/99、约95/5至约5/95、约90/10至10/90、约85/15至约15/85、约80/20至约20/80、约75/25至约25/75、约70/30至约30/70、约65/35至约35/65、约60/40至约40/60、约55/45至约45/55或约50/50的重量比提供。
在一些实施例中，第一溶剂是甲醇并且第二溶剂是己烷。甲醇和己烷可以是任何合适的重量比或体积比。例如，包含10重量％甲醇和90重量％己烷的溶剂催化如本文所述的包括聚合物的纤维的至少一部分的二次皂化。
在实施例中，本公开的方法进一步包含将活化剂与纤维和水解剂溶液混合。活化剂可以是促进水解剂处理纤维的任何添加剂。活化剂可包含例如用于降低纤维的聚合物与水解剂之间的反应的活化能的催化剂或促进水解剂扩散到聚合物基质中的化合物。
还可以选择反应条件以设计和控制处理过的纤维的溶解机理和/或吸收能力和保留。例如，可以选择反应条件以提供具有如下特征的横截面的纤维：(a)芯-鞘结构，其中鞘的聚合物具有比芯的聚合物高的水解度(图2A)，(b)聚合物的水解度从内部区域到表面区域的径向梯度增加(图2B；图3)，或(c)横截面上的一致程度的水解(图2C)和所得纤维可具有不同的溶解机理(例如，立即释放、延迟释放或触发释放)和/或吸收能力和保留性能。可以改变以提供预定纤维结构的反应条件包含选择水解剂、选择水解剂在水解剂溶液中的浓度、反应(混合)时间、反应(混合)温度、选择水解剂溶液的溶剂和任选包含活化剂。
具有芯-鞘结构的纤维可以通过用水解剂溶液在足以使溶剂和水解剂径向扩散到纤维的内芯区域中最小化的条件下处理具有如本文所述的水解度小于100％的聚合物的纤维来制备。例如，通过选择短的反应时间、低的反应温度和/或包含非极性溶剂，可以使溶剂和水解剂向纤维的内芯区域的扩散最小化。在实施例中，本公开的方法的混合在足以提供具有以芯-鞘结构为特征的横截面的聚乙烯醇纤维的条件下进行，其中鞘的聚合物具有比芯的聚合物更高的水解度。在实施例中，足以提供具有以芯-鞘结构为特征的横截面的聚乙烯醇纤维的条件包括在水解剂溶液中包含介电常数为20或更小、18或更小、14或更小，或10或更小的溶剂，其中鞘的聚合物具有比芯的聚合物更高的水解度。在实施例中，足以提供具有以芯-鞘结构为特征的横截面的聚乙烯醇纤维的条件包括在约10℃至约30℃、约10℃至约25℃或约15℃至约25℃范围内的温度下将纤维和水解剂溶液混合，其中鞘的聚合物具有比芯的聚合物更高的水解度。在实施例中，足以提供具有以芯-鞘结构为特征的横截面的聚乙烯醇纤维的条件包括将纤维和水解剂溶液混合约2分钟至约6小时、约2分钟至约4小时、约5分钟至约3小时、约10分钟至约2小时，或约15分钟至约1小时的时间，其中鞘的聚合物具有比芯的聚合物更高的水解度。在实施例中，足以提供具有以芯-鞘结构为特征的横截面的聚乙烯醇纤维的条件包括在水解剂溶液中包含介电常数为20或更小、18或更小、14或更小，或10或更小的溶剂，在约10℃至约30℃、约10℃至约25℃，或约15℃至约25℃范围内的温度下混合纤维和水解剂溶液，将纤维和水解剂溶液混合约2分钟至约6小时、约2分钟至约4小时、约5分钟至约3小时、约10分钟至约2小时，或约15分钟至约1小时的时间，其中鞘的聚合物具有比芯的聚合物更高的水解度。这种具有以芯-鞘结构为特征的横截面的纤维，其中鞘的聚合物具有比芯的聚合物更高的水解度，可以提供在纤维内部提供的活性物质的延迟释放性质，在纤维内部提供的活性物质的触发释放，相对于在横截面上具有一致水解度的纤维增加的吸收率，和/或相对于在横截面上具有一致水解度的纤维，吸收流体的保留得到改善。
除非另有说明，本文所用的活性物质从纤维中的“延迟释放”是指当在纤维的最终应用条件下与溶剂(通常为水)接触时，全部活性物质不会立即从纤维中释放。例如，含有活性物质并用于洗衣应用的纤维在洗涤条件下可能不会立即释放全部活性物质。相反，活性物质可以随着时间从纤维扩散出来。如本文所用并且除非另有说明，活性物质从纤维中的“触发释放”意指在满足触发条件之前，没有活性物质从纤维中释放出来。例如，含有活性物质并用于洗衣应用的纤维直到洗涤水达到预定温度和/或pH才释放活性物质。
触发条件可以包含但不限于温度、pH、UV/VIS辐射、IR辐射、离子的存在、催化剂的存在或其组合。
不受理论的束缚，据信具有以芯-鞘结构为特征的横截面的纤维，其中鞘的聚合物具有比芯的聚合物更高的水解度，相对于在横截面上具有一致水解度的纤维可具有增加的流体吸收和/或保留，因为鞘的存在允许芯在与流体接触时溶胀，允许增加吸收能力而不分解纤维，并且将保留流体直到纤维与触发条件接触，例如浸入热水中。
随着鞘结构的厚度增加，具有被流体溶胀和饱和的芯的纤维的稳定性增加，但是在芯中可用于吸收流体的聚合物的量减少。可以通过控制水解剂扩散到纤维的聚合物结构中来控制鞘的厚度。应当理解，因为纤维内部的处理是扩散控制的，所以鞘可以具有围绕纤维周边的厚度变化，并且鞘的内部可以具有小于鞘外表面处聚合物的水解度但大于纤维中心处聚合物的水解度的水解度。因此，在一些实施例中，纤维的横截面可表征为芯-鞘结构，并且还可表征为从纤维的内部部分到纤维的外部部分具有递增梯度。
通过用水解剂溶液在足以改变溶剂和水解剂径向扩散到纤维内部区域的条件下处理具有水解度小于100％的聚合物(如聚乙烯醇共聚物或改性共聚物)的纤维，可以制备具有以增加的径向梯度结构为特征的横截面的纤维。在实施例中，具有以从内部区域到外部区域增加的径向梯度结构为特征的横截面的聚乙烯醇纤维可以使用具有不同扩散速率(同时或逐步)的多种溶剂制备，在混合期间改变温度以改变溶剂和水解剂扩散到纤维中的速率，和/或选择反应时间，使得其足够长以允许一些水解剂扩散到内部区域中以改变聚合物的水解度，但不长到允许内部部分的聚合物水解至与外部/表面部分的聚合物相同的程度。在实施例中，本公开的方法的混合在足以提供具有以聚合物的水解度从纤维的内部区域到纤维的表面区域的递增梯度为特征的横截面的纤维的条件下进行。具有以水解度的递增梯度为特征的横截面的此类纤维可提供在纤维内部提供的活性物质的延迟释放性质，在纤维内部提供的活性物质的触发释放，相对于在横截面上具有一致水解度的纤维增加的吸收率，和/或改善的吸收流体的保留。
具有以芯-鞘结构和/或增加的径向结构为特征的横截面的纤维可具有负载在芯/内部区域中的活性剂。通过使纤维与活性剂溶液接触并使活性剂溶液扩散到聚合物结构中，可以将活性物质负载到芯/内部区域，使纤维的芯/内部区域吸收活性剂溶液并溶胀。活性剂可以是本文公开的可溶于活性剂溶液溶剂的任何活性剂。溶剂可以是本文公开的任何溶剂。不受理论的束缚，据信随着溶剂极性的增加，向纤维的芯/内部区域的扩散速率增加。示例性溶剂为水，条件是活性剂溶液的水保持在低于构成纤维的芯/内部区域和纤维的鞘/壳/外部区域的聚合物的溶解温度的温度下。
通过用水解剂溶液在足以使溶剂和水解剂向纤维内芯区域的径向扩散最大化的条件下处理具有水解度小于100％的聚合物(如聚乙烯醇共聚物或改性共聚物)的纤维，可以制备具有以聚合物在整个横截面上具有相同水解度为特征的横截面的纤维。例如，通过选择长反应时间、高反应温度和/或包含高极性溶剂，可以使溶剂和水解剂向纤维内芯区域的扩散最大化。在实施例中，本公开的方法的混合在足以提供具有以聚合物在横截面上具有相同水解度为特征的横截面的纤维的条件下进行。
不受理论的束缚，据信对于包括聚乙烯醇共聚物或改性共聚物作为纤维形成材料的纤维，纤维横截面上的平均水解度决定了纤维的溶解机理和纤维的吸收能力。特别地，不受理论的束缚，据信随着纤维横截面上的平均水解度增加，预计随着水温的增加，纤维在水中存活的时间越长。另外，不受理论的束缚，据信随着纤维横截面上的平均水解度增加，纤维的吸收能力降低。
有利地，当聚合物在纤维表面区域的水解度相对于聚合物在纤维内部区域的水解度增加时，纤维的整体溶解度降低，相对于仅仅选择在整个纤维中具有一致水解度的纤维，允许更精确地调节纤维的溶解度参数和纤维的不同溶解度特性。
本公开进一步提供了一种处理包括可水解聚合物的纤维的方法，该方法包括使包括可水解聚合物的纤维表面与水解剂溶液接触以增加在至少包括纤维表面的纤维区域中可水解聚合物的水解度，该可水解聚合物诸如为包括如本文所述的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物(例如，聚乙烯醇共聚物或改性共聚物)，其具有小于100％的水解度。在实施例中，接触可以通过浸渍、喷涂、转移涂布、芯吸、发泡、刷涂、辊涂、加湿、气相沉积、印刷或其组合来进行。可水解聚合物可以是本文公开的任何可水解聚合物。在实施例中，可水解聚合物包括其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，其可选自由聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或其组合组成的群组。水解剂溶液可以包含本文公开的任何水解剂和本文公开的任何溶剂。在实施例中，该方法可以进一步包括在纤维形成之后使纤维的表面与水解剂溶液接触，作为连续在线工艺的一部分。例如，纤维可以在第一工位由聚合物混合物形成，然后转移到第二工位，在第二工位可以处理纤维的表面。在另一实例中，可以在包含聚乙烯醇纤维供应工位、聚乙烯醇纤维处理工位和聚乙烯醇纤维收集工位的设备上处理纤维。在实施例中，在接触纤维表面期间纤维处于运动中。在实施例中，纤维表面与水解剂溶液的接触是分批进行的。例如，纤维可以大批制备，并且可以在纤维形成非织造纤维网之前用水解剂处理。在实施例中，纤维包括短纤维、短纤维纱、纤维填料、针刺织物、粘合纤维或其组合。在实施例中，纤维包括短纤维。在实施例中，该方法进一步包括在使纤维的表面与水解剂溶液接触之后洗涤和干燥纤维。洗涤可以通过用非溶剂漂洗纤维来进行。可以通过空气喷射干燥、搅拌、涡旋或离心来干燥纤维。
尽管本文公开的方法描述了处理纤维使得构成纤维的聚合物的至少一部分的水解度增加，但应当理解，可以处理纤维使得构成纤维的聚合物的至少一部分的水解度降低。因此，本公开进一步提供了酰化至少一部分聚乙烯醇聚合物的方法，其包括将包括聚乙烯醇聚合物的纤维与酰化剂溶液混合以降低纤维中至少一部分聚乙烯醇聚合物的水解度。
混合条件可以是本文所述的用于将纤维与水解剂溶液混合的任何条件。代替水解剂，酰化剂溶液将包含酰化剂。可以选择混合条件以提供预定的水解度或预定的水解度降低，如本文对于增加水解度的方法所述。用酰化剂溶液处理的纤维可以具有以芯-鞘结构为特征的横截面(其中鞘的聚合物具有比芯的聚合物更小的水解度)，具有以聚合物的水解度从内部区域到表面区域的递减梯度为特征的横截面，或具有以聚合物在横截面上具有相同水解度为特征的横截面。
酰化剂可以是当与具有侧羟基(-OH)或胺(-NR2)的聚合物接触时将侧羟基或胺的氢转化为酰基(R-C(O)-)的任何试剂。合适的酰化剂包含但不限于醛、酰基酸酐、酰基氯和酰基辅酶。在实施例中，酰化剂包括在酸催化剂(如盐酸)存在下的醛。在实施例中，酰化剂包括乙酸酐和/或乙酰氯，任选地在叔胺或芳族胺碱的存在下。在实施例中，酰化剂包括在乙酰转移酶的存在下的乙酰辅酶A(乙酰-CoA)。
本公开提供了一种根据本公开的方法处理的纤维。
本公开提供了一种具有表面区域和内部区域的纤维，该纤维包括可水解聚合物，该纤维具有特征在于表面区域的可水解聚合物具有比内部区域的可水解聚合物更高的水解度的横截面。在实施例中，本公开提供了一种具有表面区域和内部区域的纤维，该纤维包含聚合物，该聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种，该纤维具有特征在于表面区域的聚合物具有比内部区域的聚合物更高的水解度的横截面。
本公开的纤维可具有纤维的横截面，其特征在于可水解聚合物的水解度从内部区域到表面区域的递增梯度。在实施例中，本公开的纤维可具有纤维的横截面，其特征在于聚合物的水解度从内部区域到表面区域的递增梯度。
如图3所示，本公开提供了一种纤维，其包括特征在于芯-鞘结构的横截面，该纤维包括第一芯区域(图3中表示为401)和第二鞘区域(图3中表示为402)，第一芯区域包括水解度小于100％的可水解聚合物，第二鞘区域包括水解度大于第一区域的可水解聚合物的可水解聚合物。在实施例中，纤维可以包括特征在于芯-鞘结构的横截面，该纤维包括第一芯区域和第二鞘区域，第一芯区域包括水解度小于100％的聚乙烯醇聚合物，第二鞘区域包括水解度大于第一区域的聚合物的聚合物。在实施例中，纤维进一步包括第三中间区域(在图3中表示为403)，其设置在第一区域和第二区域之间并包括水解度大于第一区域的可水解聚合物且小于第二区域的可水解聚合物的可水解聚合物。在实施例中，第一区域、第二区域和第三区域的可水解聚合物可以包括聚乙烯醇聚合物。在实施例中，纤维可包括多个第三中间区域(图3中表示为403A、403B)，其设置在第一区域和第二区域之间，纤维的横截面的特征在于可水解聚合物的水解度从第一区域到第二区域的递增梯度。在实施例中，多个第三中间区域可包含聚乙烯醇聚合物，纤维的横截面的特征在于聚合物的水解度从第一区域到第二区域的递增梯度。
在实施例中，本公开的纤维在第一区域和第二区域中的聚合物水解度的差异可为约1％、约2％、约3％、约5％、约7％、约10％、约11％、约12％、约15％、约18％、约20％、约23％、约25％、约27％或约29％，例如在1％至29％、约1％至约25％、约1％至约20％、约2％至约18％、约2％至约15％、约3％至约12％，或约3％至约11％的范围内。在实施例中，纤维的横截面可由平均半径表征，并且第二区域可包括纤维的平均半径的约0.5％，例如约1％、约2％、约3％、约5％、约7％、约9％、约10％、约12％、约15％、约20％、约25％、约50％、约75％、约80％、约85％、约90％、约92％、约94％、约96％，或约98％，例如在约1％至约98％、约1％至约90％、约1％至约75％、约1％至约50％、约1％至约25％、约1％至约20％、约1％至约15％、约1％至约12％、约1％至约10％、约1％至约8％、约1％至约6％、约1％至约5％、约1％至约4％、约2％至约25％、约4％至约25％、约6％至约35％，或约8％至约20％的范围内。
在实施例中，第一区域、第二区域和任选的第三区域中的可水解聚合物具有相同的聚合度。在实施例中，第一区域、第二区域和任选的第三区域中的可水解聚合物包括具有相同聚合度的聚乙烯醇聚合物。在实施例中，第一区域、第二区域和任选的第三区域中的可水解聚合物包括具有相同改性度的改性聚乙烯醇聚合物。
尽管本文公开的具有以芯-鞘结构或梯度水解度为特征的横截面的纤维被描述为在纤维的鞘和/或表面区域中具有更高的水解度，但应当理解，可制备纤维(即，用酰化剂)，使得纤维的鞘和/或表面区域的聚合物中的水解度低于芯和/或内表面区域的聚合物的水解度。因此，本公开进一步提供了一种具有表面区域和内部区域的纤维，该纤维包括可水解聚合物，该纤维具有特征在于表面区域的可水解聚合物具有比内部区域的可水解聚合物更低的水解度的横截面。在实施例中，本公开提供了一种具有表面区域和内部区域的纤维，该纤维包括聚乙烯醇聚合物，该纤维具有特征在于表面区域的聚乙烯醇聚合物具有比内部区域的聚乙烯醇聚合物更低的水解度的横截面。
本公开的纤维可具有纤维的横截面，其特征在于可水解聚合物的水解度从内部区域到表面区域的梯度递减。在实施例中，本公开的纤维可具有纤维的横截面，其特征在于聚合物的水解度从内部区域到表面区域的梯度递减。
在本公开提供的具有表面区域和内部区域的纤维中，内部区域中的聚合物具有第一水解度，并且表面区域中的聚合物具有大于第一水解度的第二水解度。在一些实施例中，第一水解度在约79％至约96％的范围内，并且第二水解度在约88％至100％，例如约90％至100％、约88％至99％，或约90％至约99％的范围内。在一些实施例中，第一水解度在约79％至约92％的范围内，并且第二水解度在约88％至约96％的范围内。
纤维在23℃的水中具有小于200秒的溶解时间。当在10℃至23℃范围内的温度下接触水时，纤维具有在20％至70％范围内的沿着纤维的纵向轴线的收缩率。在实施例中，内部区域中的聚合物具有在约72℃至约72.9℃范围内的玻璃化转变温度(Tg)，并且表面区域中的聚合物具有在约73℃至约85℃范围内的Tg。
在一些实施例中，本公开中提供的纤维具有纵向轴线和垂直于纤维的纵向轴线的横截面。纤维进一步具有沿着纵向轴线的至少一部分的芯和鞘结构。该纤维包括芯和鞘结构的芯区域，该芯区域包括聚合物，该聚合物包括第一水解度小于100％的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。
纤维具有芯和鞘结构的鞘区域，其在横截面中从芯区域径向向外设置。鞘区域包括聚合物，该聚合物包括具有大于第一水解度的第二水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。如本文所述，在实施例中，包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯和乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或其组合。第一水解度和第二水解度之间的差值为至少1％。第一水解度和第二水解度之间的差值可以在1％至29％的范围内。第一水解度和第二水解度可以在如上所述的范围内。例如，对于具有在约88％至约96％范围内的第二水解度的鞘区域，纤维在23℃的水中具有小于200秒的溶解时间，纤维在10℃至23℃范围内的温度下浸泡在水中之后具有在约20％至约70％范围内的干燥收缩率，并且鞘区域中的聚合物具有在约73℃至约85℃范围内的玻璃化转变温度。芯和鞘(或壳)结构可包含至少一个如上所述的中间层。
本公开还提供了一种包括第一区域和第二区域的纤维。第一区域包括聚合物，该聚合物包括第一水解度小于100％的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。第二区域包括聚合物，该聚合物包括具有大于第一水解度的第二水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。在实施例中，此类聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯和乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或其组合。纤维具有纵向轴线。第一区域形成沿着纵向轴线的纤维的芯区域，第二区域形成围绕芯区域的至少一部分的纤维的鞘区域。纤维具有垂直于纵向轴线的横截面。
纤维可以进一步包括在横截面中设置在第一区域和第二区域之间的中间区域。中间区域包括第三水解度大于第一水解度且小于第二水解度的聚合物。纤维具有垂直于纵向轴线的横截面。纤维可进一步包括多个中间区域，该中间区域包括聚合物并设置在第一区域和第二区域之间，并且横截面具有从第一区域到第二区域的水解度的递增梯度。如上所述，第一水解度和第二水解度之间的差值为至少1％；例如，在1％至29％的范围内。在第一区域、第二区域和第三区域的每一个中的聚合物可以具有相同的聚合度，例如，聚合物包括具有相同改性度的改性聚乙烯醇聚合物。
非织造纤维网
本公开的非织造纤维网通常为具有两个外表面的片状结构，该非织造纤维网包含多根纤维。如本文所用并且除非另有说明，非织造纤维网的“外表面”是指片状结构的面，在图7中表示为100和101。非织造纤维网通常是指彼此粘合的纤维的排列，其中纤维既不是机织的也不是针织的。通常，多根纤维可以以任何取向排列。在实施例中，多根纤维随机排列(即，不具有取向)。在实施例中，多根纤维以单向取向排列。在实施例中，多根纤维以双向取向排列。在一些实施例中，多根纤维是多向的，在非织造纤维网的不同区域中具有不同的排列。在实施例中，非织造纤维网可包含单一类型的水溶性纤维。在实施例中，非织造纤维网可包含单一类型的水不溶性纤维。在实施例中，非织造纤维网可包含单一类型的水溶性纤维和一或多种不同类型的水不溶性纤维。在实施例中，非织造纤维网可包含一或多种不同类型的水溶性纤维和一或多种不同类型的水不溶性纤维。在实施例中，非织造纤维网可由水溶性纤维组成或基本上由水溶性纤维组成。在实施例中，非织造纤维网可由水不溶性纤维组成或基本上由水不溶性纤维组成。在一些实施例中，非织造纤维网可包含单一类型的纤维形成材料(即，所有纤维具有相同的纤维形成材料组成)，但可包含通过一或多种纤维形成工艺(例如，湿冷凝胶纺丝、热塑性纤维纺丝、熔喷、纺粘或它们的组合)制备的纤维。在一些实施例中，非织造纤维网可包含单一类型的纤维形成材料，并且纤维由单一纤维形成工艺制成。在一些实施例中，非织造纤维网可包含两种或更多种纤维形成材料(例如，具有不同纤维形成材料组成的纤维的共混物、包含纤维形成材料的共混物的纤维，或两者)，并且纤维可通过一或多种纤维形成工艺(例如，湿冷凝胶纺丝、热塑性纤维纺丝、熔喷、纺粘或它们的组合)来制备。在一些实施例中，非织造纤维网可包含两种或更多种纤维形成材料，并且纤维由单一纤维形成工艺制成。在实施例中，非织造纤维网的纤维可具有基本上相同的直径或不同的直径。
在其中本公开的非织造纤维网包含纤维(包含第一纤维和第二纤维)的共混物的实施例中，第一纤维和第二纤维可在长度与直径(L/D比)、韧度、形状、刚度、弹性、溶解度、熔点、玻璃化转变温度(Tg)、纤维形成材料、颜色或它们的组合方面存在差异。
如本领域所熟知的，术语机器方向(MD)是指当非织造纤维网例如在商业非织造制造设备上生产时纤维网行进的方向。同样，术语横向(CD)是指垂直于机器方向的纤维网平面中的方向。关于非织造复合制品、擦拭物、吸收制品或包括本公开的非织造复合制品的其它制品，术语是指制品相对于用于生产制品的非织造纤维网的相应方向。
非织造纤维网的韧度可与用于制备纤维网的纤维的韧度相同或不同。不受理论的束缚，据信非织造纤维网的韧度与非织造纤维网的强度有关，其中较高的韧度为非织造纤维网提供较高的强度。通常，非织造纤维网的韧度可通过使用具有不同韧度的纤维来改变。非织造纤维网的韧度也可能受到加工的影响。通常，本公开的水分散性纤维网可具有相对较高的韧度，即，水分散性非织造纤维网为可用作制备制品和/或小袋的唯一材料的自支撑纤维网。在实施例中，非织造纤维网为自支撑纤维网。相反，根据熔喷、电纺和/或旋转纺丝工艺制备的非织造纤维网通常具有较低的韧度，并且可能不是自支撑的或不能用作形成制品或小袋的唯一纤维网。因此，在一些实施例中，非织造纤维网不是自支撑的并且与第二非织造纤维网和/或水溶性膜组合使用。
在实施例中，本公开的非织造纤维网在纵向上的韧度与在横向上的韧度之比(MD:CD)可以在约0.5至约1.5、约0.75至约1.5、约0.80至约1.25、约0.90至约1.1，或约0.95至约1.05，或约1的范围内。在实施例中，本公开的非织造纤维网具有约0.8至约1.25的韧度比MD:CD。在实施例中，本公开的非织造纤维网具有约0.9至约1.1的韧度比MD:CD。在实施例中，本公开的非织造纤维网具有约1的韧度。不受理论的束缚，据信当韧度比MD:CD接近1时，非织造物的耐久性增加，从而在使用期间(例如，用包括本公开的非织造纤维网的可冲洗擦拭物擦洗)向非织造物施加应力时，或在穿着可穿着吸收制品时由运动引起的非织造物上的拉/拽，提供了优异的对非织造物破坏的抗性。
本公开的非织造纤维网可具有相对于水溶性膜更粗糙的表面，这使得表面和非织造纤维网之间的接触比表面和水溶性膜之间的接触减少。有利地，这种表面粗糙度可为消费者提供改善的感觉(即，布状手感而不是橡胶状手感)、改善的美观性(即，比水溶性膜更不光泽)，和/或在制备热成型和/或垂直成型、填充和密封和/或需要沿着加工设备/模具的表面拉伸纤维网的多室包装中促进可加工性。因此，纤维应足够粗糙以提供所得非织造纤维网的表面粗糙度，而不会粗糙到产生阻力。
非织造纤维网可以由基重来表征。非织造物的基重是非织造物的每单位面积的质量。可以通过改变制造条件来改变基重，如本领域已知的。非织造纤维网在粘合之前和之后可具有相同的基重。替代地，粘合方法可改变非织造纤维网的基重。例如，在通过施加热量和压力而发生粘合的情况下，非织造物的厚度(以及因此非织造物的面积)可减小，从而增加基重。因此，除非另有说明，本文所用的非织造物的基重是指粘合后非织造物的基重。
本公开的非织造纤维网可具有在约0.1g/m2至约700g/m2、约0.5g/m2至约600g/m2、约1g/m2至约500g/m2、约1g/m2至约400g/m2、约1g/m2至约300g/m2、约1g/m2至约200g/m2、约1g/m2至约100g/m2、约30g/m2至约100g/m2、约20g/m2至约100g/m2、约20g/m2至约80g/m2，或约25g/m2至约70g/m2范围内的任何基重。
在实施例中，非织造纤维网可被梳理并且具有约5g/m2至约15g/m2、约7g/m2至约13g/m2、约9g/m2至约11g/m2，或约10g/m2的基重。在实施例中，非织造纤维网可被梳理并且可具有30g/m2或更大的基重，例如在30g/m2至约70g/m2、约30g/m2至约60g/m2、约30g/m2至约50g/m2、约30g/m2至约40g/m2，或约30g/m2至约35g/m2的范围内。在实施例中，非织造纤维网可以是熔纺的并且具有在约1g/m2至约20g/m2、约2g/m2至约15g/m2、约3g/m2至约10g/m2、约5g/m2至约15g/m2、约7g/m2至约13g/m2、约9g/m2至约11g/m2，或约10g/m2范围内的基重。在实施例中，非织造纤维网可以是熔纺的并且可具有约0.1g/m2至约10g/m2、约0.1g/m2至约8g/m2、约0.2g/m2至约6g/m2、约0.3g/m2至约4g/m2、约0.4g/m2至约2g/m2，或约0.5g/m2至约1g/m2的基重。
与基重相关的是非织造物的纤维体积密度和孔隙率。在粘合之前制备的非织造纤维网通常具有按体积计约30％或更小的纤维密度，即对于给定体积的非织造物，30％或更小的体积由纤维构成并且剩余体积为空气。因此，非织造纤维网通常是高度多孔的。非织造物的纤维体积密度和孔隙率是非织造物的反向相关特性，例如，纤维体积密度为约30体积％的非织造物将具有约70体积％的孔隙率。本领域公知的是，随着纤维体积密度增加，孔隙率降低。纤维体积密度可通过增加非织造物的基重来增加，例如通过施加热量和压力来粘合，从而潜在地降低非织造物的厚度(并因此降低体积)。因此，除非另有说明，本文所用的非织造物的纤维体积密度和孔隙率是指粘合后非织造物的纤维体积密度和孔隙率。
本公开的非织造纤维网可具有在约50％至约95％范围内的任何孔隙率，例如，至少约50％、至少约60％、至少约70％、至少约75％或至少约80％，并且至多约95％、至多约90％、至多约85％、至多约80％、至多约75％、至多约70％，或在约50％至约95％、约50％至约80％、约50％至约70％、约60％至约75％、约60％至约80％、约60％至约90％、约75％至约85％、约75％至约90％，或约75％至约95％的范围内。
孔径可以使用高倍率和有序表面分析技术测定，包含但不限于布鲁厄-埃米特-特勒理论(BET)、小角X射线散射(SAXS)和分子吸附。
本公开的非织造纤维网可具有任何厚度。合适的厚度可包含但不限于约5至约10,000μm(1cm)、约5至约5,000μm、约5至约1,000μm、约5至约500μm、约200至约500μm、约5至约200μm、约20至约100μm，或约40至约90μm，或约50至80μm，或约60至65μm，例如50μm、65μm、76μm或88μm。本公开的非织造纤维网可表征为高膨松度或低膨松度。通常，蓬松度是指厚度与基重之比。高膨松非织造纤维网的特征可在于厚度与基重的高比率。如本文所用，“高膨松度”是指本公开的非织造纤维网具有如本文所定义的基重和超过200μm的厚度。非织造纤维网的厚度可根据ASTM D5729-97、ASTM D5736和ISO 9073-2:1995测定，并且可包含例如使非织造纤维网经受2N的载荷并测量厚度。高蓬松度材料可根据本领域已知的方法使用，例如通过空气粘合或交叉铺网，其使用交叉铺网机将未粘合纤维网折叠到其自身上以构建蓬松度和基重。不受理论的束缚，与其中膜的溶解度可取决于膜的厚度的水溶性膜相反；不认为包含水溶性纤维的非织造纤维网的溶解度取决于纤维网的厚度。在这点上，据信因为单根纤维提供比水溶性膜更高的表面积，所以不管膜的厚度如何，限制水接近纤维并由此限制纤维在水溶性非织造纤维网中的溶解的参数是基重。
本公开的非织造纤维网的水溶性通常随用于制备纤维网的纤维类型以及水分散性纤维网的基重而变化。不受理论的束缚，对于包括单一纤维类型的非织造纤维网，该单一纤维类型包括单一纤维形成材料，据信非织造纤维网的溶解度曲线遵循用于制备非织造纤维网的纤维的相同溶解度曲线，并且纤维的溶解度曲线通常遵循制备纤维的纤维形成聚合物的相同溶解度曲线。例如，对于包括PVOH纤维的非织造纤维网，可选择聚合物的水解度，使得非织造纤维网的水溶性也受到影响。通常，在给定温度下，随着聚合物的水解度从部分水解(88％ DH)增加到完全水解(≥98％ DH)，聚合物的水溶性通常降低。因此，在一种选择中，非织造纤维网可以是冷水可溶性的。对于不包含任何其它单体(例如，不与阴离子单体共聚)的共聚(乙酸乙烯酯乙烯醇)聚合物，在小于10℃的温度下可溶于水的冷水可溶性纤维网可包含水解度在约75％至约90％范围内，或在约80％至约90％范围内，或在约85％至约90％范围内的PVOH共聚物的纤维。在另一种选择中，非织造纤维网可以是热水可溶性的。对于不包含任何其它单体(例如，不与阴离子单体共聚)的共聚(乙酸乙烯酯乙烯醇)聚合物，在至少约60℃的温度下可溶于水的热水可溶性纤维网可包含水解度为至少约98％的PVOH共聚物的纤维。
PVOH共聚物的改性增加PVOH共聚物的溶解度。因此，预期在给定温度下，由改性PVOH共聚物制备的水分散性非织造纤维网的溶解度将高于由水解度与PVOH共聚物相同的未经改性的PVOH共聚物制备的非织造纤维网的溶解度。根据这些趋势，可以设计具有特定溶解度特征的水分散性非织造纤维网。
令人惊讶的是，对于包含纤维类型共混物的非织造纤维网，每种纤维类型具有唯一的纤维形成材料，非织造纤维网的溶解度不遵循纤维类型共混物所预期的混合规则。相反，对于包含两种纤维类型的共混物的非织造纤维网，当以除1:1之外的比率提供这两种纤维类型时，非织造物的溶解度趋向于溶解度较差的纤维(即，需要较高温度以完全溶解并且在低于完全溶解温度的温度下溶解较慢的纤维)的溶解度。对于包含纤维的1:1共混物的非织造纤维网，非织造纤维网的溶解度通常低于包含除1:1共混物之外的共混物的非织造纤维网的溶解度(即，在给定温度下，包含1:1共混物的非织造纤维网比包含例如3:1和1:3比率的纤维类型的非织造纤维网花费更长的时间来破裂、崩解和溶解)。这种趋势在低于溶解度较差的纤维的完全溶解温度的温度下尤其明显。
在非织造纤维网中包含水不溶性纤维也可用于设计具有特定溶解度和/或延迟释放特性的非织造纤维网(例如，当非织造纤维网包含在水分散性小袋中时)。不受理论的束缚，据信随着非织造纤维网中包含的水不溶性纤维的重量百分比增加(基于非织造纤维网的总重量)，非织造纤维网的溶解度通常降低并且包括非织造纤维网的小袋的延迟释放特性通常增加。当在等于或高于水溶性纤维的溶解温度的温度下与水接触时，包括水溶性纤维和水不溶性纤维的非织造纤维网将随着水溶性纤维溶解而开始变薄，从而破坏纤维网结构和/或增加非织造纤维网的孔的孔径。通常，纤维网结构的破裂或孔径的增加越大，水进入小袋的内容物的速度越快，小袋的内容物释放得越快。类似地，包括本公开的非织造纤维网的小袋的内容物的延迟释放可通过使用具有不同溶解特性和/或不同溶解温度的水溶性纤维的共混物来实现。通常，对于包含包括聚乙烯醇纤维形成材料的水溶性纤维的非织造纤维网，在水溶性纤维的完全溶解温度的50％或更高的水温下(例如，对于完全溶解温度为70℃的纤维，在40℃下)，纤维将经历聚合物网络溶胀和软化，但整体结构将保持完整。在其中非织造纤维网包含水溶性纤维和水不溶性纤维的实施例中，可溶性纤维与不溶性纤维的比率不受特别限制。水溶性纤维可占纤维总重量的约1重量％至约99重量％、约20重量％至约80重量％、约40重量％至约90重量％、约50重量％至约90重量％，或约60重量％至约90重量％，并且水不溶性纤维可占纤维总重量的约1重量％至约99重量％、约20重量％至约80重量％、约10重量％至约60重量％、约10重量％至约50重量％，或约10重量％至约40重量％。
此外，随着非织造纤维网的基重增加，纤维网的溶解速率降低，条件是纤维组成和粘合参数保持恒定，因为有更多的材料要溶解。例如，在给定温度下，由包括PVOH聚合物并且具有例如40g/m2的基重的纤维制备的水溶性纤维网预期比具有例如30g/m2的基重的其它方面相同的非织造纤维网溶解得更慢。当溶解用水的温度低于构成非织造纤维网的纤维的完全溶解温度时，这种关系尤其明显。因此，基重也可用于改变水分散性非织造纤维网的溶解度特性。非织造纤维网可具有在约1g/m2至约700g/m2、约1g/m2至约600g/m2、约1g/m2至约500g/m2、约1g/m2至约400g/m2、约1g/m2至约300g/m2、约1g/m2至约200g/m2、约1g/m2至约100g/m2、约30g/m2至约100g/m2、约20g/m2至约100g/m2、约20g/m2至约80g/m2、约25g/m2至约70g/m2，或约30g/m2至约70g/m2范围内的任何基重。
另外，压延设置对本公开的非织造纤维网的溶解度曲线具有次要影响。例如，对于具有相同纤维化学性质和类似基重的非织造纤维网，在给定的压延压力下，非织造纤维网的溶解时间通常随压延温度的增加而增加。当溶解用水的温度低于构成非织造纤维网的纤维的完全溶解温度时，这种关系尤其明显。
不受理论的束缚，据信水溶性非织造纤维网的溶解度(就溶解时间而言，例如根据MSTM-205)预期超过由相同PVOH聚合物制备的相同尺寸(L x W)和/或质量的水溶性膜的溶解度。这是因为与膜相比，非织造物具有更大的表面积，从而导致更快的溶解。
本公开的非织造纤维网可包含本文公开的任何助剂。助剂可分散在整个纤维网中，例如在纤维之间，或施加到非织造纤维网的一或多个表面上。如本领域所熟知的，可在熔纺工艺期间使用由金佰利公司(Kimberly Clark)开发的“共成型”工艺将助剂添加到非织造纤维网中。也可通过任何合适的方式将助剂添加到非织造纤维网或由其制备的制品的一或多个面上。
在实施例中，本公开的非织造纤维网基本上不含助剂。如本文所用并且除非另有说明，否则“基本上不含助剂”意指非织造纤维网包含基于非织造纤维网的总重量计小于约0.01wt.％、小于约0.005wt.％，或小于约0.001wt.％的助剂。
在一个实施例中，使用一或多个固定的粉末喷枪将助剂粉末流从一个或多于一个的方向导向纤维网或制品，同时纤维网或制品借助于带式输送机输送通过涂覆区。在替代的实施例中，制品通过助剂粉末在空气中的悬浮液输送。在又一替代的实施例中，在槽形设备中将制品与助剂粉末翻滚混合。在可与任何其它实施例组合的另一实施例中，采用静电力来增强助剂粉末和制品之间的吸引力。这类工艺通常基于使粉末颗粒带负电并将这些带电颗粒引导至接地制品。在其它替代的实施例中，通过第二转移工具将助剂粉末施加到制品上，第二转移工具包含但不限于与粉末接触的旋转刷或可将粉末从容器转移到制品上的粉末手套。在又一实施例中，通过将粉末溶解或悬浮在非水溶剂或载体中，然后将其雾化并喷涂到非织造物或制品上来施用助剂粉末。在一种类型的实施例中，溶剂或载体随后蒸发，留下助剂粉末。在一类实施例中，以精确的剂量将助剂粉末施加到非织造物或制品上。这类实施例利用闭合系统干润滑剂施加机械，诸如PekuTECH粉末施加器PM 700D。在该工艺中，将助剂粉末任选地分批或连续地进料到施加机械的进料槽中。将非织造纤维网或制品从标准转鼓袋机的输出带转移到粉末施加机的传送带上，其中将受控剂量的助剂施加到非织造纤维网或制品上。
液体助剂可施加到非织造纤维网或制品上，例如通过旋涂、喷涂溶液(如气溶胶化溶液)、辊涂、流涂、幕涂、挤出、刮涂，以及它们的组合。
在实施例中，非织造纤维网可以被着色、涂色和/或染色，以提供相对于水溶性膜改善的美学效果。合适的着色剂可包含指示剂染料，诸如pH指示剂(例如，百里酚蓝、溴百里酚、百里酚酞和百里酚酞)、水分/水指示剂(例如，水致变色油墨或无色染料)或热致变色油墨，其中当温度升高和/或降低时油墨改变颜色。合适的着色剂包含但不限于三苯甲烷染料、偶氮染料、蒽醌染料、二萘嵌苯染料、靛蓝染料、食品、药品和化妆品(FD&C)着色剂、有机颜料、无机颜料或其组合。着色剂的实例包含但不限于FD&C红色#40；红色#3；FD&C黑色#3；黑色#2；云母基珠光颜料；FD&C黄色#6；绿色#3；蓝色#1；蓝色#2；二氧化钛(食品级)；亮黑色；及其组合。
当包含在水溶性纤维中时，着色剂可以以按水溶性聚合物混合物的重量计0.01％至25％的量提供，如按水溶性聚合物混合物的重量计0.02％、0.05％、0.1％、0.5％、1％、2％、3％、4％、5％、6％、7％、8％、9％、10％、11％、12％、13％、14％、15％、16％、17％、18％、19％、20％、21％、22％、23％和24％。
有利地，本公开的非织造纤维网可在热和/或水(例如，湿度)的存在下表现出优先收缩。因此，非织造纤维网在形成包装时可被热和/或水收缩。进一步有利地，本公开的非织造纤维网在高热和潮湿环境(例如，38℃和80％相对湿度(RH))中储存后可表现出增强的稳健性(即，机械特性)和改善的溶解度性能。这种增加的稳健性和改善的溶解度性能是令人惊讶的，因为基于组成类似的水溶性膜的期望是稳健性和溶解度性能将不受在高热和潮湿条件下储存的影响。具体地，在从调节环境中移除相当的水溶性膜之后，水溶性膜将与周围环境再平衡，从而不会导致膜的性能特性发生长期或永久性变化。
本公开的非织造纤维网可用作单层或可与其它非织造纤维网和/或水溶性膜层叠。在一些实施例中，非织造纤维网包含单层非织造纤维网。在一些实施例中，非织造纤维网是包括两层或更多层非织造纤维网的多层非织造纤维网。一或多个层可以彼此层压。在前述实施例的改进中，两层或更多层可以是相同的(例如，由相同的纤维制备并具有相同的基重)。在前述实施例的改进中，两层或更多层可以是不同的(例如，由不同类型的纤维制备和/或具有不同的基重)。在实施例中，非织造纤维网可被层压到水溶性膜上。在前述实施例的改进中，非织造纤维网和水溶性膜可由相同的聚合物(例如，具有特定粘度、水解度和改性量(如果为改性聚合物)的PVOH共聚物或改性共聚物)制备。在前述实施例的改进中，非织造纤维网和水溶性膜可由不同的聚合物制备(例如，用于制备非织造纤维网的纤维的聚合物可具有与构成水溶性膜的聚合物不同的纤维化学性质(例如，改性)、粘度、聚合度、水解度和/或溶解度)。有利地，多层非织造纤维网和层压体可用于调节由其制成的小袋或包装的湿气渗透率(MVTR)。多层材料可根据本领域已知的各种工艺制备，例如熔融挤出、涂布(例如，溶剂涂布、水性涂布或固体涂布)、喷涂粘合、材料转移、热层压、冷层压及其组合。
多层非织造纤维网可具有为各层基重之和的基重。因此，多层非织造纤维网比作为单层提供的任何单个层需要更长的时间来溶解。在实施例中，多层非织造物可具有约1g/m2至约100g/m2的基重。另外，不受理论的束缚，据信当各层之间的孔径和孔排列不均匀时，各层中的孔将不对齐，从而提供具有比单个层更小的孔的多层非织造纤维网。因此，无孔的水分散性非织造纤维网可通过层叠多个多孔的水分散性非织造纤维网来制备。
非织造纤维网也可被层压到水溶性膜上。可使用本领域中任何已知的方法形成层压体，包含但不限于热和压力、化学粘合和/或溶剂焊接。化学粘合可包含离子或共价官能化非织造纤维网的表面和/或水溶性膜的表面，使得当非织造纤维网的表面与水溶性膜的表面接触时，发生化学反应并将非织造纤维网和水溶性膜共价结合在一起。多层非织造纤维网可包含三层或更多层。在实施例中，多层非织造纤维网可包含包括水溶性膜的第一层、包括非织造纤维网的第二层和包括水溶性膜的第三层。在实施例中，多层非织造纤维网可包含包括非织造纤维网的第一层、包括水溶性膜的第二层和包括非织造纤维网的第三层。
有利地，层压体可与小袋形成同时制备，例如使用在热成型期间施加的热以将非织造纤维网和水溶性膜层粘合在一起。水溶性膜可具有与非织造纤维网相同的溶解度和/或化学相容性特征，或者水溶性膜可具有与非织造纤维网不同的溶解度和/或化学相容性特征。在实施例中，水溶性膜具有与非织造纤维网相同的溶解度和/或化学相容性特性。在一些实施例中，水溶性膜具有与非织造纤维网不同的溶解度和/或化学相容性特性。有利地，当水溶性膜具有与非织造纤维网不同的溶解度和/或化学相容性特征时，层压体可用于形成具有第一溶解度和/或化学相容性的内表面和具有第二溶解度和/或化学相容性的外表面的小袋。
用于层压体的水溶性膜可为任何水溶性膜，例如本领域中先前已知的水溶性膜。用于形成水溶性膜的聚合物可为任何水溶性聚合物或其组合，例如本文所述的一种。水溶性膜可含有至少约50wt.％、55wt.％、60wt.％、65wt.％、70wt.％、75wt.％、80wt.％、85wt.％或90wt.％和/或至多约60wt.％、70wt.％、80wt.％、90wt.％、95wt.％或99wt.％的水溶性聚合物，例如PVOH聚合物或聚合物共混物。
水溶性膜可含有其它助剂和加工助剂，诸如但不限于增塑剂、增塑剂增容剂、表面活性剂、润滑剂、脱模剂、填充剂、增量剂、交联剂、防粘连剂、抗氧化剂、防粘剂、消泡剂、纳米颗粒(诸如层状硅酸盐型纳米粘土，例如，钠蒙脱石)、漂白剂(例如，焦亚硫酸钠、亚硫酸氢钠或其它)、厌恶剂(诸如苦味剂，例如，地那铵盐，诸如地那铵苯甲酸盐、地那铵糖和氯化地那铵；蔗糖八乙酸酯；奎宁；类黄酮，如槲皮素和柚皮素；和苦木素类，诸如苦木素和番木鳖碱)和刺激剂(例如，辣椒碱、胡椒碱、异硫氰酸烯丙酯和树酯毒素)，和其它功能成分，其用量适合于其预期目的。包含增塑剂的实施例是优选的。这些试剂的量可以单独地或共同地为膜的至多约50wt.％、20wt％、15wt％、10wt％、5wt.％、4wt％和/或至少0.01wt.％、0.1wt％、1wt％或5wt％。
本公开进一步提供了一种处理非织造纤维网的方法，非织造纤维网包括多根纤维，该纤维包括可水解聚合物，诸如包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种并且具有小于100％的水解度的聚合物，该方法包括使非织造纤维网的至少一部分与如本文所述的水解剂溶液接触以增加非织造纤维网的该部分的纤维的可水解聚合物的水解度。在实施例中，非织造纤维网与水解剂接触的部分可以是非织造纤维网的一面。在实施例中，接触可以通过浸渍、喷涂、转移涂布、芯吸、发泡、刷涂、辊涂、加湿、气相沉积、印刷或其组合来进行。在实施例中，接触与多根纤维粘合到非织造纤维网中同时发生。在实施例中，接触和粘合包括化学粘合。在实施例中，接触和粘合包括热活化催化。可水解聚合物可以是本文公开的任何可水解聚合物。在实施例中，可水解聚合物包括其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，其可选自聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯醇均聚物、聚乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物以及它们的组合。在实施例中，聚乙烯醇共聚物包括阴离子改性的共聚物。在实施例中，阴离子改性的共聚物包括羧酸盐、磺酸盐或其组合。在实施例中，纤维进一步包括另外的聚合物。水解剂溶液可以包括本文公开的任何水解剂和本文公开的任何溶剂。在实施例中，水解剂包括金属氢氧化物、金属氢化物、亚硫酸盐化合物、二氧化硫、连二硫酸盐、硫代硫酸盐、肼、草酸、甲酸、抗坏血酸、二硫苏糖醇、亚磷酸盐、次磷酸盐、亚磷酸、硫酸、磺酸、盐酸、氢氧化铵、水或其组合。在实施例中，基于溶剂的重量，水解剂以约0.2％至约75％(w/w)的量提供。在实施例中，纤维在处理之前、处理期间和处理之后不溶于溶剂。在实施例中，水解剂溶液进一步包括活化剂。
本公开进一步提供了一种处理非织造纤维网的方法，非织造纤维网包括多根纤维，该纤维包括聚合物，诸如包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种并且具有100％或更小且大于0％的水解度的聚合物，该方法包括使非织造纤维网的至少一部分与酰化剂溶液接触以降低非织造纤维网的该部分的纤维的聚合物的水解度。在实施例中，非织造纤维网与酰化剂接触的部分可以是非织造纤维网的一面。在实施例中，接触可以通过浸渍、喷涂、转移涂布、芯吸、发泡、刷涂、辊涂、加湿、气相沉积、印刷或其组合来进行。在实施例中，接触与多根纤维粘合到非织造纤维网中同时发生。在实施例中，接触和粘合包括化学粘合。在实施例中，接触和粘合包括热活化催化。聚合物可以是本文公开的任何可水解聚合物，其包含可酰化的氢氧化物或胺基团。在实施例中，可水解聚合物包括聚乙烯醇聚合物，诸如聚乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物以及它们的组合。在实施例中，聚乙烯醇共聚物包括阴离子改性的共聚物。在实施例中，阴离子改性的共聚物包括羧酸盐、磺酸盐或其组合。在实施例中，纤维进一步包括另外的聚合物。酰化剂溶液可以包括本文公开的任何酰化剂和本文公开的任何溶剂。在实施例中，纤维在处理之前、处理期间和处理之后不溶于溶剂。
本公开进一步提供了一种根据本公开的方法处理的非织造纤维网。本公开提供了一种包括本公开的纤维的非织造纤维网。本公开提供了一种多层非织造纤维网，其包括第一层，第一层包括根据本公开的方法处理的非织造纤维网或包括本公开的纤维的非织造纤维网。
生物降解性
聚乙烯醇聚合物通常是可生物降解的，因为它们在水和酶的存在下在需氧、厌氧、土壤和堆肥条件下(在水的存在下)分解。通常，当聚乙烯醇聚合物的水解度增加至约80％时，聚乙烯醇聚合物的生物降解活性增加。不受理论的束缚，据信将水解度提高到80％以上不会明显影响生物降解性。另外，聚乙烯醇聚合物的羟基的立构规整性对生物降解性活性水平有很大影响，并且聚合物序列的羟基的全同立构越多，降解活性变得越高。不受理论的束缚，对于土壤和/或堆肥生物降解，据信相对于由类似聚乙烯醇聚合物制备的水溶性膜，由聚乙烯醇纤维制备的非织造纤维网将具有更高的生物降解活性水平，这是由于相对于膜，由非织造纤维网提供的聚合物表面积增加。此外，不受理论的束缚，据信尽管聚乙烯醇聚合物的聚合度对使用该聚合物制备的膜或非织造纤维网的生物降解性影响很小或没有影响，但聚合温度可对膜或非织造纤维网的生物降解性具有影响，因为聚合温度可能会影响聚合物的结晶度和聚集状态。特别地，随着结晶度降低，聚合物链羟基在聚合物结构中变得更少地排列，并且聚合物链变得更无序，从而允许链作为无定形聚集体累积，从而降低有序聚合物结构的可用性，使得对于其中聚合物不溶解的土壤和/或堆肥生物降解机理，生物降解活性预期降低。不受理论的束缚，据信因为聚乙烯醇聚合物的羟基的立构规整性对生物降解性活性水平有很大的影响，所以相对于具有相同水解度的聚乙烯醇均聚物或共聚物，预期除羟基以外的官能团(例如，阴离子AMPS官能团、羧酸酯基团或内酯基团)的取代会降低生物降解性活性水平，除非官能团本身也是生物可降解的，在这种情况下，聚合物的生物降解性可以随着取代而提高。此外，据信尽管取代的聚乙烯醇(或改性的聚乙烯醇共聚物)的生物降解性活性水平可以小于相应的均聚物或共聚物的生物降解性活性水平，但取代的聚乙烯醇仍将表现出生物降解性。
测定生物降解活性的方法是本领域已知的，例如，如基耶利尼(Chiellini)等人的《聚合物科学进展(Progress in Polymer Science)》，第28卷，第6期，2003，第963至1014页中所述，其通过引用整体并入本文。另外的方法和标准可以在ECHA的附录XV《限制报告－微塑料(Restriction Report–Microplastics)》，版本号1，2019年1月11日中找到，其通过引用整体并入本文。合适的标准包含OECD 301B(快速生物降解性)、OECD 301B(增强生物降解性)、OECD 302B(固有生物降解性)、OECD 311(厌氧性)、ASTM D5988(土壤)。
在实施例中，本公开的纤维和非织造纤维网可具有标准的快速生物降解、增强生物降解或固有生物降解。如本文所用，术语“快速生物降解”是指根据如所述ECHA的附录XV中所述的OECD 301B测试，如果材料(例如，纤维)在测试开始的28天内达到60％生物降解(矿化)则满足的标准。如本文所用，术语“增强生物降解”是指根据如所述ECHA的附录XV中所述的OECD 301B测试，如果材料(例如，纤维)在测试开始的60天内达到60％生物降解则满足的标准。在实施例中，本公开的纤维和非织造纤维网满足快速生物降解的标准。在实施例中，本公开的纤维和非织造纤维网满足快速生物降解或增强降解的标准。在实施例中，本公开的纤维和非织造纤维网满足固有生物降解的标准。在实施例中，本公开的纤维和非织造纤维网满足增强降解的标准。在实施例中，本公开的纤维和非织造纤维网满足固有生物降解、增强生物降解或快速生物降解的标准。在实施例中，本公开的层压体(非织造物和膜)满足快速生物降解或增强生物降解的标准。
用途
本公开的非织造纤维网适用于多种商业应用。本公开的非织造纤维网的合适的商业应用可包含但不限于水分散性或可冲洗性小袋和包装；医疗用途，诸如外科口罩、医疗包装、鞋套、伤口敷料和药物递送；过滤系统，诸如用于汽油和油、矿物加工、真空袋、空气过滤器和过敏原膜或层压体；个人护理产品，诸如婴儿擦拭物、卸妆擦拭物、去角质衣服、化妆涂抹器和可穿着吸收制品，诸如尿布和成人失禁产品；办公产品，诸如购物袋或信封；以及其它如镜片清洁擦拭物、洁净室擦拭物、植物盆栽材料、抗菌擦拭物、农用种子条、织物软化剂片、服装/洗衣袋、食品包装、地板护理擦拭物、宠物护理擦拭物、抛光工具、除尘和手部清洁。
密封小袋
本公开进一步提供了一种小袋，其包括根据本公开的非织造纤维网，其为限定内部小袋体积的小袋形式。在一些实施例中，小袋可包含包括水溶性膜和本公开的非织造纤维网的层压体。小袋可以是水分散性小袋，任选地水溶性小袋和/或可冲洗性小袋。本公开进一步提供了一种制备包括本公开的非织造纤维网的包装的方法，该方法包括将非织造纤维网形成为小袋的形式，用待包封在其中的组合物填充小袋，以及密封小袋以形成包装。在一些实施例中，密封包含热密封、溶剂焊接、粘合剂密封或其组合。
本文公开的非织造纤维网和层压体可用于产生小袋形式的密封制品，其限定内部小袋体积以在其中容纳用于释放到水性环境中的组合物。“密封制品”任选地涵盖具有通气孔的密封隔室，例如在其中隔室包封废气的固体的实施例中，但更通常是完全密封的隔室。
小袋可包括单个隔室或多个隔室。小袋可由在界面处密封的两层非织造纤维网或层压体形成，或由折叠在其自身上并密封的单个非织造纤维网或层压体形成。非织造纤维网或层压体形成小袋的至少一个侧壁，任选地形成整个小袋，并且优选地形成至少一个侧壁的外表面。在另一种类型的实施例中，非织造纤维网或层压体形成包装的内壁，例如作为隔室之间的分隔壁。非织造纤维网或层压体也可与水溶性膜组合使用，例如作为外壁、内壁和/或隔室盖。
包封在小袋中的组合物不受特别限制，例如包含本文所述的各种组合物中的任一种。在包括多个隔室的实施例中，每个隔室可以含有相同和/或不同的组合物。进而，组合物可以采取任何合适的形式，包含但不限于液体、固体、凝胶、糊剂、糊浆、压制固体(片剂)及其组合(例如，悬浮在液体中的固体)。
在一些实施例中，小袋包括多个隔室。多个隔室通常重叠，使得隔室共享小袋内部的分隔壁。多隔室小袋的隔室可具有相同或不同的尺寸和/或体积。本发明的多隔室小袋的隔室可以任何合适的方式分开或结合。在实施例中，第二隔室和/或第三隔室和/或后续隔室叠置在第一隔室上。在一个实施例中，第三隔室可叠置在第二隔室上，第二隔室又以夹层构型叠置在第一隔室上。替代地，第二隔室和第三隔室可以叠置在第一隔室上。然而，同样可以设想的是，第一隔室、第二隔室和/或第三隔室和/或后续隔室并排取向或同心取向。隔室可被包装成串，每个隔室可通过穿孔线单独分离。因此，每个隔间可由最终用户从线的剩余部分单独撕开。在一些实施例中，第一隔室可以被至少第二隔室包围，例如呈轮胎-轮辋构型，或呈小袋中小袋构型。
隔室的几何形状可以相同或不同。在实施例中，任选的第三隔室和后续隔室各自具有与第一隔室和第二隔室相比不同的几何形状和形状。在这些实施例中，任选的第三隔室和后续隔室以一种设计布置在第一隔室或第二隔室上。该设计可以是装饰性的、教育性的或说明性的，例如用于说明概念或说明，和/或用于指示产品的来源。
制造小袋的方法
小袋和包装可使用任何合适的设备和方法制成。例如，单隔室小袋可使用本领域中通常已知的垂直形式填充、水平形式填充或转鼓填充技术制成。此类工艺可以是连续的或间歇的。非织造纤维网、层状非织造纤维网和膜，或层压结构可被润湿和/或加热以增加其延展性。该方法还可涉及使用真空将非织造纤维网、层状非织造纤维网和膜，或层压结构吸入合适的模具中。一旦非织造纤维网、层状非织造纤维网和膜，或层压结构位于表面的水平部分上，则将非织造纤维网或层压体真空吸入模具中的时间可为约0.2至约5秒，或约0.3至约3秒，或约0.5至约1.5秒。该真空可以使得其提供例如在10毫巴至1000毫巴范围内，或在100毫巴至600毫巴范围内的负压。
其中可制造包装的模具可具有任何形状、长度、宽度和深度，这取决于所需的小袋尺寸。如果需要，模具的尺寸和形状也可以彼此不同。例如，最终小袋的体积可以为约5ml至约300ml，或约10ml至150ml，或约20ml至约100ml，并且相应地调整模具尺寸。
热成型
可热成型的非织造纤维网或层压体是可通过施加热和力而成型的纤维网或层压体。热成型非织造纤维网、层状非织造纤维网和膜，或层压结构是加热非织造纤维网、层状非织造纤维网和膜，或层压结构，使其成型(例如，在模具中)，然后使所得非织造纤维网或层压体冷却的过程，于是非织造纤维网或层压体将保持其形状，例如模具的形状。可以使用任何合适的方式施加热。例如，在将非织造纤维网或层压体供给到表面上之前或一旦供给到表面上，可通过使其在加热元件下通过或通过热空气直接加热非织造纤维网或层压体。替代地，它可被间接加热，例如通过加热表面或将热物品施加到非织造纤维网或层压体上。在实施例中，使用红外光加热非织造纤维网或层压体。可将非织造纤维网或层压体加热至约50℃至约200℃、约50℃至约170℃、约50℃至约150℃、约50℃至约120℃、约60℃至约130℃、约70℃至约120℃，或约60℃至约90℃范围内的温度。热成型可以通过以下方法中的任何一或多种进行：将热软化的非织造纤维网或层压体手动覆盖在模具上，或将软化的非织造纤维网或层压体压力诱导成型为模具(例如，真空成型)，或将具有精确已知温度的新挤出的片材自动高速转位到成型和修整工位中，或非织造纤维网或层压体的自动放置、栓塞和/或气动拉伸和加压成型。
替代地，非织造纤维网或层压体可通过任何合适的方式润湿，例如在将非织造纤维网或层压体供给到表面上之前或一旦供给到表面上，直接通过将润湿剂(包括水、聚合物组合物、用于非织造纤维网或层压体组合物的增塑剂，或前述的任何组合)喷涂到非织造纤维网或层压体上，或间接通过润湿表面或通过将湿物品施加到非织造纤维网或层压体上。
一旦非织造纤维网或层压体已被加热和/或润湿，可将其吸入合适的模具中，优选地使用真空。模制非织造纤维网或层压体的填充可通过使用任何合适的方式来实现。在实施例中，最优选的方法将取决于产品形式和所需的填充速度。在实施例中，通过在线填充技术填充模制非织造纤维网或层压体。然后使用第二非织造纤维网或层压体通过任何合适的方法将填充的开口包装封闭以形成小袋。这可以在水平位置和连续恒定运动中实现。可通过将第二非织造纤维网或层压体，优选地水溶性非织造纤维网或层压体连续进料到开口的包装上，然后优选地将第一和第二非织造纤维网或层压体密封在一起，通常在模具之间的区域中并因此在包装之间，来完成封闭。
密封小袋
可以使用任何合适的密封小袋和/或其单个隔室的方法。这种方法的非限制性实例包含热密封、溶剂焊接、溶剂或湿密封及其组合。通常，只有要形成密封的区域用热或溶剂处理。热或溶剂可以通过任何方法施加，通常施加在封闭材料上，并且通常仅施加在要形成密封的区域上。如果使用溶剂或湿密封或焊接，优选的是也加热。优选的湿或溶剂密封/焊接方法包含选择性地将溶剂施加到模具之间的区域上或封闭材料上，例如通过将其喷涂或印刷到这些区域上，然后将压力施加到这些区域上以形成密封。例如，可以使用密封辊和密封带(任选地也提供热量)。
在实施例中，通过溶剂密封将内部非织造纤维网或层压体密封到外部非织造纤维网或层压体上。密封溶液通常是水溶液。在实施例中，密封溶液包含水。在实施例中，密封溶液包含水并且进一步包含一或多种多元醇、二元醇和/或二醇，诸如1,2-乙二醇(乙烯乙二醇)、1,3-丙二醇、1,2-丙二醇、1,4-丁二醇(四亚甲基二醇)、1,5-戊二醇(五亚甲基二醇)、1,6-己二醇(六亚甲基二醇)、2,3-丁二醇、1,3-丁二醇、2-甲基-1,3-丙二醇、各种聚乙二醇(例如，二乙二醇、三乙二醇)，以及它们的组合。在实施例中，密封溶液包含赤藓糖醇、苏糖醇、阿糖醇、木糖醇、核糖醇、甘露醇、山梨糖醇、半乳糖醇、岩藻糖醇、艾杜糖醇、肌醇、庚七醇、异麦芽糖醇、麦芽糖醇、乳糖醇。在实施例中，密封溶液包含水溶性聚合物。
密封溶液可以以任何适合粘合内部和外部非织造纤维网或层压体的量施加到内部非织造纤维网或层压体的界面区域上。如本文所用，术语“涂布重量”是指施加到非织造纤维网或层压体上的密封溶液的量，以每平方米非织造纤维网或层压体的溶液克数表示。通常，当密封溶剂的涂布重量太低时，非织造纤维网或层压体不能充分粘合，并且在接缝处的小袋失效的风险增加。此外，当密封溶剂的涂布重量太高时，溶剂从界面区域迁移的风险增加，增加了在小袋的侧面中形成蚀刻孔的可能性。涂布重量窗口是指可施加到给定膜上同时保持良好粘附性和避免形成蚀刻孔的涂布重量的范围。宽的涂布重量窗口是理想的，因为宽的窗口在宽范围的操作下提供坚固的密封。合适的涂布重量窗口为至少约3g/m2，或至少约4g/m2，或至少约5g/m2，或至少约6g/m2。
切割包装
形成的包装可以通过切割装置切割。切割可以使用任何已知的方法完成。优选的是，切割也以连续的方式进行，并且优选地以恒定的速度进行，并且优选地在处于水平位置时进行。例如，切割装置可以是尖锐物品，或热物品，或激光，由此在后一种情况下，热物品或激光“烧”穿膜/密封区域。
形成和填充多隔室小袋
多隔室小袋的不同隔室可以以并排方式或同心方式制造在一起，其中所得的互接在一起的小袋可通过切割分开或不分开。替代地，这些隔室可以单独地制成。
在实施例中，小袋可根据包括以下步骤的方法制备：a)形成第一隔室(如上所述)；b)在步骤(a)中形成的封闭隔室的内部或全部形成凹部，以生成叠置在第一隔室上方的第二模制隔室；c)通过第三非织造纤维网、层压体或膜填充和封闭第二隔室；d)密封第一、第二和第三非织造纤维网、层压体或膜；以及e)切割非织造纤维网或层压体以产生多隔室小袋。在步骤(b)中形成的凹部可以通过对步骤(a)中制备的隔室施加真空来实现。
在实施例中，第二隔室和/或第三隔室可以在单独的步骤中制备，然后与第一隔室组合，如欧洲专利申请号08101442.5或美国专利申请公开第2013/240388A1号或WO2009/152031中所述。
在实施例中，小袋可根据包括以下步骤的方法制备：a)任选地使用热和/或真空，在第一成型机上使用第一非织造纤维网或层压体形成第一隔室；b)用第一组合物填充第一隔室；c)任选地用第二组合物填充第二隔室；d)用第二非织造纤维网或层压体将第一隔室和任选的第二隔室密封到第一非织造纤维网或层压体；以及e)切割非织造纤维网或层压体以产生多隔室小袋。
在实施例中，小袋可根据包括以下步骤的方法制备：a)任选地使用热和/或真空，在第一成型机上使用第一非织造纤维网或层压体形成第一隔室；b)用第一组合物填充第一隔室；c)在第二成型机上，任选地使用热和真空使第二非织造纤维网或层压体变形，以制成第二隔室和任选的第三模制隔室；d)填充第二隔室和任选的第三隔室；e)使用第三非织造纤维网或层压体密封第二隔室和任选的第三隔室；f)将密封的第二隔室和任选的第三隔室置于第一隔室上；g)密封第一隔室、第二隔室和任选的第三隔室；以及h)切割非织造纤维网或层压体以产生多隔室小袋。
第一成型机和第二成型机可基于它们执行上述过程的适合性而选择。在实施例中，第一成型机优选地是卧式成型机，并且第二成型机优选地是转鼓成型机，优选地位于第一成型机上方。
应当理解，通过使用适当的进料工位，可以制造包含许多不同或独特的组合物和/或不同或独特的液体、凝胶或糊剂组合物的多隔室小袋。
在实施例中，用合适的材料(如活性剂、润滑剂、厌恶剂或其混合物)喷涂或喷粉非织造纤维网或层压体和/或小袋。在实施例中，非织造纤维网或层压体和/或小袋上印刷有例如油墨和/或活性剂。
垂直成型、填充和密封
在实施例中，本公开的非织造纤维网或层压体可形成密封制品。在实施例中，密封制品是垂直成型、填充和密封的制品。垂直成型、填充和密封(VFFS)工艺是传统的自动化工艺。VFFS包含诸如装配机之类的设备，该装配机将单片非织造纤维网或层压体包裹在垂直取向的进料管周围。机器将非织造纤维网或层压体的相对边缘热密封或以其它方式固定在一起，以产生侧密封并形成非织造纤维网或层压体的中空管。随后，机器热密封或以其它方式形成底部密封，从而限定具有开口顶部的容器部分，在该开口顶部将稍后形成顶部密封。该机器通过开口顶端将特定量的可流动产品引入容器部分。一旦容器包含所需量的产品，机器就将非织造纤维网或层压体推进到另一个热密封装置，例如以产生顶部密封。最后，该机器将非织造纤维网或层压体推进到切割器，该切割器立即在顶部密封上方切割膜以提供填充的包装。
在操作过程中，装配机将非织造纤维网或层压体从辊中推出以形成包装。因此，非织造纤维网或层压体必须能够容易地前进通过机器，并且不粘附到机器组件上，或者是易碎的，以致在加工过程中破裂。
小袋内容物
在任何实施例中，小袋可在小袋的限定内部体积中含有(包封)组合物。组合物可以选自液体、固体或其组合。在其中组合物包含液体的实施例中，非织造纤维网可为无孔非织造纤维网或与水溶性膜层压的多孔非织造纤维网，水溶性膜形成小袋的内表面。在其中组合物为固体的实施例中，小袋可包括无孔非织造纤维网、与水溶性膜层压的多孔非织造纤维网，或多孔非织造纤维网。在其中小袋包含多孔非织造纤维网的实施例中，固体组合物的粒度小于非织造纤维网的孔径。
在实施例中，本公开的密封制品可在内部小袋体积中包封组合物，该组合物包括液体衣物洗涤剂、农业组合物、自动餐具洗涤组合物、家用清洁组合物、水处理组合物、个人护理组合物、食品和营养组合物、工业清洁组合物、医疗组合物、消毒剂组合物、宠物组合物、办公组合物、家畜组合物、工业组合物、海洋组合物、商业组合物、军事组合物、娱乐组合物或它们的组合。在实施例中，本公开的水分散性密封制品可在内部小袋体积中包封组合物，该组合物包括液体衣物洗涤剂、农业组合物、自动餐具洗涤组合物、家用清洁组合物、水处理组合物、个人护理组合物、食品和营养组合物、工业清洁组合物或它们的组合。在实施例中，本公开的水分散性密封制品可在内部小袋体积中包封组合物，该组合物包括液体衣物洗涤剂、农业组合物、自动餐具洗涤组合物、家用清洁组合物、水处理组合物、个人护理组合物或它们的组合。在实施例中，本公开的水分散性密封制品可在内部小袋体积中包封包括农业组合物或水处理组合物的组合物。
如本文所用，“液体”包含自由流动的液体，以及糊剂、凝胶、泡沫和摩丝。液体的非限制性实例包含轻垢型和重垢型液体洗涤剂组合物、用于手洗和/或机洗的餐具洗涤剂；硬表面清洁组合物、织物增强剂、通常用于衣物洗涤的洗涤剂凝胶、漂白剂和衣物洗涤添加剂、剃须膏、皮肤护理、毛发护理组合物(洗发剂和调理剂)和沐浴乳。此类洗涤剂组合物可包括表面活性剂、漂白剂、酶、香水、染料或着色剂、溶剂以及它们的组合。任选地，洗涤剂组合物选自由以下组成的群组：衣物洗涤剂、餐具洗涤剂、硬表面清洁组合物、织物增强剂组合物、剃须膏、皮肤护理组合物、毛发护理组合物(洗发剂和调理剂)，和沐浴乳，以及它们的组合。
液体的非限制性实例包含农业组合物、汽车组合物、航空组合物、食品和营养组合物、工业组合物、家畜组合物、海洋组合物、医疗组合物、军事组合物、军事和准军事组合物、办公组合物、娱乐和公园组合物、宠物组合物和水处理组合物，包含适用于任何此类用途的清洁和洗涤剂组合物。
气体(例如，悬浮的气泡)或固体(例如，颗粒)可以包含在液体中。本文所用的“固体”包含但不限于粉末、附聚物及其混合物。固体的非限制性实例包含：颗粒、微胶囊、珠、条状物和珠化球。固体组合物可提供技术有益效果，包含但不限于贯穿洗涤有益效果、预处理有益效果和/或美学效果。
该组合物可以是非家庭护理组合物。例如，非家庭护理组合物可以选自农业组合物、航空组合物、食品和营养组合物、工业组合物、家畜组合物、海洋组合物、医疗组合物、商业组合物、军事和准军事组合物、办公室组合物、娱乐和公园组合物、宠物组合物和水处理组合物，包含适用于任何此类用途的清洁和洗涤剂组合物，同时排除织物和家庭护理组合物。
在一种类型的实施例中，组合物可以包含农用化学品，例如一或多种杀虫剂、杀真菌剂、除草剂、农药、杀螨剂、驱避剂、引诱剂、脱叶剂、植物生长调节剂、肥料、杀菌剂、微量营养素和微量元素。合适的农用化学品和辅助试剂描述于美国专利第6,204,223号和第4,681,228号以及EP 0989803 A1中。例如，合适的除草剂包含对草快(paraquat)盐(例如对草快二氯化物或对草快双(甲基硫酸盐))、敌草快盐(例如敌草快二溴化物或敌草快藻酸盐)和草甘膦(glyphosate)或其盐或酯(诸如草甘膦异丙基铵、草甘膦倍半钠或草甘膦三甲基硫盐，也称为草硫膦(sulfosate))。不相容的作物保护化学品对可用于单独的室中，例如如美国专利第5,558,228号中所述。可以使用的不相容的作物保护化学品对包含例如苄嘧磺隆和草达灭(molinate)；2,4-D和噻吩磺隆；2,4-D和2-[[[[N-4-甲氧-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-基)-N-甲基氨基]羰基]氨基]-磺酰基]苯甲酸甲酯；2,4-D和甲磺隆；代森锰(maneb)或代森锰锌(mancozeb)和苯菌灵(benomyl)；草甘膦(glyphosate)和甲磺隆；四溴菊酯和任何有机磷酸酯，诸如久效磷(monocrotophos)或乐果(dimethoate)；溴苯腈(bromoxynil)和N-[[4,6-二甲氧基嘧啶-2-基)-氨基]羰基]-3-(乙基磺酰基)-2-吡啶-磺酰胺；溴苯腈和2-[[[[(4-甲基-6-甲氧基)-1,3,5-三嗪-2-基)氨基]羰基]氨基]磺酰基]-苯甲酸甲酯；溴苯腈和2-[[[[N-(4-甲氧基-6-甲基-1,3,5-三嗪-2-基)-N-甲基氨基]羰基]氨基]-磺酰基]苯甲酸甲酯。在另一相关类型的实施例中，组合物可以包含一或多种种子，任选地与土壤一起，并且进一步任选地与一或多种选自覆盖料、沙子、泥煤苔、水果冻晶体和肥料的附加组分一起，例如包含美国专利第8,333,033号中所述类型的实施例。
在另一种类型的实施例中，组合物是水处理剂。此类试剂可包含刺激性化学品，诸如侵蚀性氧化化学品，例如如美国专利申请公开案第2014/0110301号和美国专利第8,728,593号中所述。例如，消毒剂可包含次氯酸盐，诸如次氯酸钠、次氯酸钙和次氯酸锂；氯化异氰尿酸酯，诸如二氯异氰尿酸(也称为“二氯”或二氯-s-三嗪三酮，1,3-二氯-1,3,5-三嗪烷-2,4,6-三酮)和三氟异氰尿酸(也称为“三氯”或l,3,5-三氯-l,3,5-三嗪烷-2,4,6-三酮)。还考虑了消毒化合物的盐和水合物。例如，二氯异氰脲酸可以以二氯异氰尿酸钠、二氯异氰尿酸钠二水合物等形式提供。含溴消毒剂也可适用于单位剂量包装应用，诸如l,3-二溴-5,5-二甲基乙内酰脲(DBDMH)、2,2-二溴-3-次氮基丙酰胺(DBNPA)、二溴氰基乙酰胺、1-溴-3-氯-5,5-二甲基乙内酰脲；以及2-溴-2-硝基-1,3-丙二醇等。氧化剂可以是美国专利第7,476,325号中所述的一种，例如过一硫酸氢钾。组合物可以是pH调节化学品，例如如美国专利申请公开号2008/0185347中所述，并且可以包含例如酸性组分和碱性组分，使得组合物在与水接触时起泡，并且调节水的pH。合适的成分包含碳酸氢钠、硫酸氢钠、氢氧化钾、氨基磺酸、有机羧酸、磺酸和磷酸二氢钾。缓冲液共混物可以包含例如硼酸、碳酸钠、乙醇酸和过硫酸氢钾制剂。
水处理剂可以是或可以包含絮凝剂，例如，如美国专利申请公开号2014/0124454中所述。絮凝剂可以包含聚合物絮凝剂，例如聚丙烯酰胺、聚丙烯酰胺共聚物，诸如丙烯酰胺共聚物二甲基二烯丙基氯化铵(DADMAC)、丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEA)、二甲基氨基乙基甲基丙烯酸酯(DMAEM)、3-甲基氨基丙基三甲基氯化铵(MAPTAC)或丙烯酸的丙烯酰胺共聚物；阳离子聚丙烯酰胺；阴离子聚丙烯酰胺；中性聚丙烯酰胺；聚胺；聚乙烯胺；聚亚乙基亚胺；聚二甲基二烯丙基氯化铵；聚氧乙烯；聚乙烯醇；聚乙烯吡咯烷酮；聚丙烯酸；多磷酸；聚苯乙烯磺酸；或其任何组合。絮凝剂可以选自壳聚糖乙酸盐、壳聚糖乳酸盐、壳聚糖己二酸盐、壳聚糖谷氨酸盐、壳聚糖琥珀酸盐、壳聚糖苹果酸盐、壳聚糖柠檬酸盐、壳聚糖富马酸盐、壳聚糖盐酸盐及其组合。水处理组合物可包含磷酸盐去除物质，例如选自锆化合物、稀土镧系元素盐、铝化合物、铁化合物或其任何组合中的一或多种。
组合物可以是除水垢组合物，例如柠檬酸或马来酸或其硫酸盐，或其任何混合物，例如如美国专利申请号2006/0172910中所述。
预期各种其它类型的组合物用于本文所述的包装中，包含微粒，例如羽绒，例如如US RE29059 E中所述；超吸收性聚合物，例如，如美国专利申请公开号2004/0144682和2006/0173430中所述；颜料和调色剂，例如，如美国专利第3,580,390号和美国专利申请公开号2011/0054111中所述；硬钎焊剂(例如，碱金属氟铝酸盐、碱金属氟硅酸盐和碱金属氟锌酸盐)，例如，如美国专利第8,163,104号中所述；如美国专利申请公开号2007/0003719中所述的食品(例如，咖啡粉或干汤)；和伤口敷料，例如，如美国专利第4,466,431号中所述。
在包括衣物洗涤、衣物洗涤添加剂和/或织物增强剂组合物的小袋中，组合物可包括以下非限制性成分列表中的一或多种：织物护理有益剂；去污酶；沉积助剂；流变改性剂；助洗剂；漂白剂；漂白剂；漂白剂前体；漂白增效剂；漂白催化剂；香水和/或香水微胶囊(参见例如U.S.5,137,646)；香水负载沸石；淀粉包封调和物；聚甘油酯；增白剂；珠光剂；酶稳定系统；清除剂，包含用于阴离子染料的固定剂、用于阴离子表面活性剂的络合剂及其混合物；荧光增白剂或荧光剂；包含但不限于去污聚合物和/或污垢悬浮聚合物的聚合物；分散剂；消泡剂；非水性溶剂；脂肪酸；抑泡剂，例如硅酮抑泡剂(参见：美国公开号2003/0060390A1，
Figure BDA0004025666830000561
65-77)；阳离子淀粉(参见：U.S.2004/0204337 A1和US 2007/0219111 A1)；浮渣分散剂(参见：U.S.2003/0126282 A1，
Figure BDA0004025666830000562
89-90)；直接染料；调色染料(参见：U.S.2014/0162929 A1)；着色剂；遮光剂；抗氧化剂；水溶助长剂，诸如甲苯磺酸盐、枯烯磺酸盐和萘磺酸盐；颜色斑点；着色珠、球或挤出物；粘土软化剂；抗菌剂。这些成分中的任何一或多种进一步描述于美国专利申请公开号U.S.2010/305020 A1、美国公开号2003/0139312A1和美国专利申请公开号U.S.2011/0023240 A1。附加地或替代地，组合物可以包括表面活性剂、季铵化合物和/或溶剂体系。季铵化合物可存在于织物增强剂组合物(诸如织物软化剂)中，并且包含季铵阳离子，该季铵阳离子为结构NR4 +的带正电荷的多原子离子，其中R是烷基或芳基。
复合制品
本公开的复合制品包含至少两层非织造纤维网。本公开的复合制品可具有包含具有第一直径的第一多根纤维的第一非织造纤维网的第一层、包括具有第二直径的第二多根纤维的第二非织造纤维网的第二层，以及包括第一非织造纤维网的至少一部分和第二非织造纤维网的至少一部分的第一界面，其中第一非织造纤维网的该部分和第二非织造纤维网的该部分熔合，并且其中第二直径小于第一直径。复合制品的任何非织造层可以包含层压到其上的水溶性膜。
本公开的复合制品可提供一或多个优点，包含但不限于相对于与单独的复合制品的单层相同的非织造纤维网增加的机械强度、相对于与单独的复合制品的单层相同的非织造纤维网增强的液体采集功能(例如，用于尿布的液体采集层，或用于溢出吸收擦拭物)，和/或相对于与单独的复合制品的单层相同的非织造纤维网增强的流体和/或活性组合物的保留(例如，用于湿擦拭物的活性洗剂)。
包含第一非织造纤维网的至少一部分和第二非织造纤维网的至少一部分的第一界面是复合材料中第一非织造纤维网和第二非织造纤维网重叠并且第一多根纤维和第二多根纤维相互缠结的区域。通常，第一非织造纤维网形成第一界面的部分是第一非织造纤维网的外表面。在实施例中，第一界面占第一非织造纤维网厚度的50％或更小，占第一非织造纤维网厚度的40％或更小、30％或更小、25％或更小、20％或更小、10％或更小、5％或更小、2.5％或更小，或1％或更小。在实施例中，第一界面占第一非织造物厚度的至少0.1％、至少0.5％、至少1％或至少5％。在实施例中，第一界面占第一非织造物厚度的约0.1％至约25％。通常，第二非织造纤维网形成界面的部分是第二非织造纤维网的外表面。在实施例中，界面占第二非织造纤维网厚度的75％或更小、70％或更小、60％或更小、50％或更小、40％或更小、30％或更小、25％或更小、20％或更小，或15％或更小。在实施例中，第一界面占第二非织造纤维网厚度的至少1％、至少5％、至少10％、至少20％、至少25％、至少30％，或至少40％。在实施例中，第一界面占第二非织造纤维网厚度的约1％至约75％。
如本文所用，并且除非另有说明，否则如果来自每层纤维网的纤维的至少一部分与另一层纤维网的纤维粘合，则两层非织造纤维网是“熔合”的。如本文所述，纤维的粘合包含纤维的缠结。两层非织造纤维网可以使用任何合适的方法熔合。在实施例中，第一非织造纤维网的该部分和第二非织造纤维网的该部分被热熔合、溶剂熔合或两者。在实施例中，第一非织造纤维网的该部分和第二非织造纤维网的该部分被热熔合。热熔合可包含使用热和/或压力。在实施例中，两个离散的非织造纤维网中的一者或两者可被加热直到纤维变软，然后可将纤维网压在一起，使得当纤维冷却时，来自每个纤维网的纤维的至少一部分与来自另一纤维网的纤维的至少一部分粘合。在实施例中，第一非织造纤维网和第二非织造纤维网中的一者或两者可被熔纺并以在线工艺施加，使得加热的软纤维在穿过模具组件之后被直接施加到预成型的非织造纤维网并熔合到预成型的非织造物的纤维，从而形成熔合界面。在实施例中，第一非织造纤维网的该部分和第二非织造纤维网的该部分被溶剂熔合。溶剂熔合可包含将粘合剂溶液施加到非织造纤维网中的一个或两个上，随后接触非织造纤维网，使得在干燥时，来自每个纤维网的纤维的至少一部分与来自另一纤维网的纤维的至少一部分粘合。溶剂熔合可作为包含两个离散的预成型纤维网的离散方法发生，或者可以是在线方法，其中将粘合剂溶液施加到预成型非织造纤维网，并且在连续方法中在预成型非织造纤维网上形成第二非织造纤维网。用于非织造纤维网的溶剂熔合的粘合剂溶液可以是本文所述的用于粘合的任何粘合剂溶液。如本文所用，并且除非另有说明，否则“预成型非织造纤维网”涵盖已成型但未粘合的非织造纤维网和已成型并粘合的非织造纤维网。如本文所用，并且除非另有说明，否则“离散的非织造纤维网”涵盖通过梳理或气流成网短纤维或通过连续工艺形成的非织造纤维网，并且非织造纤维网可以粘合或可以不粘合。在实施例中，两个非织造纤维网的熔合也可用于粘合一个或两个非织造纤维网。
在实施例中，第一界面是溶剂熔合的，并且溶剂选自由水、乙醇、甲醇、DMSO、甘油及其组合组成的群组。在实施例中，第一界面是溶剂熔合的，并且溶剂选自由水、甘油及其组合组成的群组。在实施例中，第一界面使用包括聚乙烯醇和水、甘油或其组合的粘合剂溶液溶剂熔合。在实施例中，第一界面使用包括聚乙烯醇、胶乳或其组合和水、甘油或其组合的粘合剂溶液溶剂熔合。
如本文所用，除非另有说明，如果第一类纤维的平均纤维直径小于第二类纤维的平均纤维直径，则第一类纤维的直径“小于”第二类纤维的直径。例如，只要第一类纤维的平均纤维直径小于第二类纤维的平均纤维直径，第一类纤维可以具有与第二类纤维重叠的直径尺寸分布，并且仍然具有较小的直径。在实施例中，较小纤维类型的平均纤维直径小于较大纤维类型的直径尺寸分布的最小直径。如SO137:2015中概述，如果使用投影显微镜成像可以观察到直径差异，则存在直径差异。在实施例中，例如，如果使用多个熔纺层，较小纤维类型与较大纤维类型之间的直径差异可以是亚微米级的。在实施例中，较小纤维类型与较大纤维类型之间的直径差异可为约1微米至约300微米、约5微米至约300微米、约5微米至约250微米、约5微米至约200微米、约10微米至约150微米、约10微米至约100微米、约10微米至约90微米、约15微米至约80微米、约15微米至约70微米、约20微米至约60微米、约20微米至约50微米，或约25微米至约45微米。在实施例中，较小纤维类型与较大纤维类型之间的直径差异可为约5微米至约75微米。在实施例中，较小纤维类型与较大纤维类型之间的直径差异可为约20微米至约80微米。不受理论的束缚，据信提供两种非织造纤维网的复合材料，其中非织造纤维网是熔合的并且第二非织造纤维网具有小于第一非织造纤维网的纤维直径，可以有利地提高复合制品的吸附/吸收速率和流体容量，从较大直径纤维直接吸附/吸收到较小直径纤维以优先移动流体；与单一直径材料相比，增加非织造复合制品的表面与体积比，导致与具有单一直径材料的非织造物相比，非织造复合制品的负载能力增加，和/或分散和/或总溶解得到改善。各个纤维网层中纤维的平均直径可以是本文提供的任何直径。在实施例中，第一非织造物的第一层中的第一多根纤维可具有约10微米至约300微米、约50微米至约300微米，或约大于约100微米至约300微米的直径。在实施例中，第一多根纤维可具有大于约100微米至约300微米的平均直径。在其中非织造复合材料的非织造层包含具有不同直径的纤维类型的共混物的实施例中，如果纤维直径的分布是单峰的，则平均纤维直径是指共混物的平均纤维直径。纤维类型的共混物在非织造层中可以具有双峰或更高的纤维直径分布。当纤维的共混物具有双峰或更高模态直径分布时，当纤维的平均纤维直径小于共混物的最小直径纤维的分布的平均值时，纤维的直径小于所述共混物的纤维的直径，并且当纤维的平均纤维直径大于共混物的较大直径纤维的分布的平均值时，纤维的直径大于所述共混物的纤维。
在实施例中，复合制品进一步包括第三非织造纤维网的第三层，其包括第三多根纤维。在其中非织造复合制品包含第三非织造纤维网的第三层的实施例中，第二层可以设置在第一层和第三层之间，并且第二非织造纤维网的至少第二部分和第三非织造纤维网的至少一部分可以熔合，从而提供第二界面。包含第二非织造纤维网的至少第二部分和第三非织造纤维网的至少一部分的第二界面是复合材料中第二非织造纤维网和第三非织造纤维网重叠并且第二多根纤维和第三多根纤维相互缠结的区域。在一些实施例中，并且取决于第二非织造纤维网的第二层的厚度，第一多根纤维和第三多根纤维可变得相互缠结和/或熔合，使得在第一界面和第二界面之间不存在清晰的界限。通常，第二非织造纤维网形成第二界面的部分是第二非织造纤维网的与熔合到第一非织造纤维网的第二非织造纤维网的外表面相对的外表面。在实施例中，第二界面占第二非织造纤维网厚度的75％或更小、70％或更小、60％或更小、50％或更小、40％或更小、30％或更小、25％或更小、20％或更小，或15％或更小。在实施例中，第二界面占第二非织造纤维网厚度的至少1％、至少5％、至少10％、至少20％、至少25％、至少30％，或至少40％。在实施例中，第二界面占第二非织造纤维网厚度的约1％至约75％。在实施例中，第三非织造纤维网形成第二界面的部分是第三非织造纤维网的外表面。在实施例中，第二界面占第三非织造纤维网厚度的50％或更小，占第一非织造纤维网厚度的40％或更小、30％或更小、25％或更小、20％或更小、10％或更小、5％或更小、2.5％或更小，或1％或更小。在实施例中，第二界面占第三非织造物厚度的至少0.1％、至少0.5％、至少1％或至少5％。在实施例中，第二界面占第三非织造物厚度的约0.1％至约25％。
在实施例中，第二非织造纤维网的第二部分和第三非织造纤维网的该部分被热熔合、溶剂熔合或两者。在实施例中，第二非织造纤维网的第二部分和第三非织造纤维网的该部分被热熔合。在实施例中，第二非织造纤维网的第二部分和第三非织造纤维网的该部分是溶剂熔合的。
在实施例中，第二界面是溶剂熔合的，并且溶剂选自由水、乙醇、甲醇、DMSO、甘油及其组合组成的群组。在实施例中，第二界面是溶剂熔合的，并且溶剂选自由水、甘油及其组合组成的群组。在实施例中，第二界面使用包括聚乙烯醇和水、甘油或其组合的粘合剂溶液溶剂熔合。在实施例中，第二界面使用包括聚乙烯醇、胶乳或其组合和水、甘油或其组合的粘合剂溶液溶剂熔合。
在实施例中，第一非织造纤维网的第一层和第二非织造纤维网的第二层具有不同的孔隙率。如本文所用，并且除非另有说明，当非织造纤维网的孔隙率差异为至少约1％时，两种非织造纤维网具有“不同的孔隙率”。在实施例中，复合制品中两层非织造纤维网之间的孔隙率差异可为约1％至约20％。例如，复合制品中的一层非织造纤维网可具有约80％的孔隙率，并且复合制品中的第二层非织造纤维网可具有约85％的孔隙率，孔隙率相差5％。在实施例中，第二非织造纤维网的孔隙率小于第一非织造纤维网的孔隙率。在实施例中，第二非织造纤维网的孔隙率与第一非织造纤维网的孔隙率相同。如本文所用，并且除非另有说明，如果两个非织造纤维网之间的孔隙率值差异小于1％，则两个非织造纤维网具有“相同的孔隙率”。
在其中复合制品包括第三非织造纤维网的第三层的实施例中，第三非织造纤维网可具有与第一非织造纤维网相同或不同的孔隙率。在实施例中，第三非织造纤维网可具有与第一非织造纤维网相同的孔隙率。在实施例中，第三非织造纤维网可具有与第一非织造纤维网不同的孔隙率。在实施例中，第三非织造纤维网可以具有比第一非织造纤维网小的多孔性。在实施例中，第三非织造纤维网可具有与第二非织造纤维网相同的孔隙率。在实施例中，第三非织造纤维网可具有与第二非织造纤维网不同的孔隙率。在实施例中，第三非织造纤维网可以具有比第二非织造纤维网小的多孔性。在实施例中，第二非织造纤维网可以具有比第一非织造纤维网小的多孔性，并且第三非织造纤维网可以具有比第二非织造纤维网小的多孔性。在实施例中，非织造复合制品可在非织造纤维网的层之间具有孔隙率梯度，其中复合结构的一个外表面可具有最大的孔隙率，并且复合结构的另一个外表面可具有最小的孔隙率。在实施例中，复合结构可在非织造纤维网的层之间具有孔隙率梯度，其中复合结构的外表面可具有最大的孔隙率，并且复合结构的中间层可具有最小的孔隙率。在实施例中，复合结构可包含第四层或更多层的非织造纤维网，使得中间层可包含第二层和第三层非织造纤维网(对于四层复合结构)，或第三层非织造纤维网(对于五层复合结构)。
不受理论的束缚，据信当复合结构的孔隙率包括梯度时，复合结构有利地具有增强的液体从更多孔的外表面到更少多孔的外表面或更少多孔的中间层的芯吸。
复合制品的任何给定非织造层中的多根纤维可为本文公开的任何纤维，并且可以相同或不同。在实施例中，第一多根纤维、第二多根纤维和第三多根纤维中的纤维形成材料的组成可以相同或不同，例如在直径、长度、韧度、形状、刚度、弹性、溶解度、熔点、玻璃化转变温度(Tg)、纤维形成材料、颜色或其组合方面具有任何差异。下表1说明了预期的复合制品，其中非织造层可包含具有三种不同纤维组成的纤维，其中每个字母“A”、“B”和“C”是指特定的纤维组成，并且“-”是指预期的复合制品不包含非织造纤维网的第三层。纤维组成A、B和C中的每一种可以是(a)包含单一纤维形成材料的单一纤维类型，(b)包含纤维形成材料的共混物的单一纤维类型，(c)纤维类型的共混物，每种纤维类型包含单一纤维形成材料，(d)纤维类型的共混物，每种纤维类型包含纤维形成材料的共混物，或(e)纤维类型的共混物，每种纤维类型包含单一纤维形成材料或纤维形成材料的共混物。
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Figure BDA0004025666830000621
Figure BDA0004025666830000622
在实施例中，第一多根纤维包含水溶性聚乙烯醇纤维形成材料。在实施例中，第二多根纤维包含水溶性聚乙烯醇纤维形成材料。在实施例中，第一多根纤维和第二多根纤维包含水溶性聚乙烯醇纤维形成材料。在包含具有第三多根纤维的非织造纤维网的第三层的实施例中，第三多根纤维可包含水溶性聚乙烯醇纤维形成材料。在实施例中，聚乙烯醇纤维形成材料可存在于多种纤维中的一或多种纤维类型中。第一多根纤维、第二多根纤维或第三多根纤维中任一个的水溶性聚乙烯醇纤维形成材料可以是本文公开的任何水溶性聚乙烯醇纤维形成材料。在其中第一多根纤维、第二多根纤维和/或第三多根纤维中的两者或更多者包含聚乙烯醇纤维形成材料的实施例中，聚乙烯醇在每多根纤维中可以是相同或不同的，在每多根纤维中可以是单独的纤维形成材料或纤维形成材料的共混物的一部分，并且如果每多根纤维包含不同的聚乙烯醇纤维，则差异可以是长径比(L/D)、韧度、形状、刚度、弹性、溶解度、熔点、玻璃化转变温度(Tg)、纤维化学性质、颜色或其组合。
在实施例中，第一多根纤维、第二多根纤维和/或第三多根纤维的纤维可包括不同于聚乙烯醇纤维形成材料的纤维形成材料。
在实施例中，第一非织造纤维网具有约0.5至约1.5的韧度比(MD:CD)。在实施例中，第一非织造纤维网具有约0.8至约1.25的MD:CD。在实施例中，第一非织造纤维网具有约0.9至约1.1的MD:CD。在实施例中，第二非织造纤维网具有约0.5至约1.5的韧度比(MD:CD)。在实施例中，第二非织造纤维网具有约0.8至约1.25的MD:CD。在实施例中，第二非织造纤维网具有约0.9至约1.1的MD:CD。在实施例中，第三非织造纤维网具有约0.5至约1.5的韧度比(MD:CD)。在实施例中，第三非织造纤维网具有约0.8至约1.25的MD:CD。在实施例中，第三非织造纤维网具有约0.9至约1.1的MD:CD。在实施例中，非织造复合制品具有在约0.5至约1.5、约0.8至约1.25、约0.9至约1.1，或约0.95至约1.05的范围内的韧度比(MD:CD)。在实施例中，非织造复合制品具有约0.8至约1.5的MD:CD。在实施例中，非织造复合制品具有约0.9至1.1的MD:CD。非织造复合制品的MD:CD与存在于复合制品中的非织造纤维网的每个单独的层的MD:CD比率相关。不受理论的束缚，据信复合制品的MD:CD不能通过单独考虑非织造纤维网的每一层的MD和CD来确定，但必须测量非织造复合制品的MD和CD。不受理论的束缚，据信当非织造复合制品的韧度比MD:CD接近1时，复合制品的耐久性增加，当在使用过程中对非织造物施加应力时，提供了优异的对非织造物破坏的抗性。此外，不受理论的束缚，据信包含至少一层熔纺非织造纤维网的复合制品的MD:CD比将具有比除了包含所有梳理层之外的相同复合制品更接近1:1的MD:CD比。
本公开的非织造复合制品的基重不受特别限制，并且可以在约5g/m2至约150g/m2、约5g/m2至约125g/m2、约5g/m2至约100g/m2、约5g/m2至约70g/m2、约5g/m2至约50g/m2、约5g/m2至约30g/m2的范围内。在实施例中，本公开的非织造复合制品可具有约5g/m2至约50g/m2的基重。在实施例中，本公开的非织造复合制品可具有约50g/m2至约150g/m2的基重。在实施例中，非织造纤维网的第一层可具有约30g/m2至约70g/m2的基重，并且非织造复合制品可具有约60g/m2至约150g/m2的基重。在实施例中，非织造纤维网的第一层可具有约5g/m2至约15g/m2的基重。在实施例中，非织造纤维网的第一层可具有约5g/m2至约15g/m2的基重，并且非织造复合制品可具有在约15g/m2至约50g/m2范围内的基重。在实施例中，非织造纤维网的第三层可具有约5g/m2至约15g/m2的基重。在实施例中，非织造纤维网的第一层可具有约5g/m2至约15g/m2的基重，并且非织造纤维网的第三层可具有约5g/m2至约15g/m2的基重。在实施例中，基于复合制品的总重量，非织造纤维网的第二层可以以约2.5wt.％至约10wt.％包含在复合制品中。在实施例中，基于复合制品的总重量，非织造纤维网的第二层可以以约2.5wt.％至约10wt.％包含在复合制品中，并且基于复合制品的总重量，非织造纤维网的第一层可以以约90wt.％至约97.5wt.％包含在复合制品中。在实施例中，非织造纤维网的第二层可以以基于复合制品的总重量计约2.5wt.％至约10wt.％包含在复合制品中，并且非织造纤维网的第一层和非织造纤维网的第三层一起以基于复合制品的总重量计约90wt.％至约97.5wt.％包含在复合制品中。在实施例中，非织造纤维网的第三层可以以基于复合制品的总重量计约2.5wt.％至约10wt.％包含在复合制品中，并且非织造纤维网的第一层和非织造纤维网的第二层一起以基于复合制品的总重量计约45wt.％至约48wt.％包含在复合制品中。
在实施例中，第一多根纤维的纤维直径可以是基本上均匀的。在实施例中，第二多根纤维的纤维直径可以是基本上均匀的。在实施例中，第三多根纤维的纤维直径可以是基本上均匀的。在实施例中，第一多根纤维和第三多根纤维的纤维直径可以是基本上均匀的。在实施例中，第一多根纤维、第二多根纤维和第三多根纤维中的每一者的纤维直径可以是基本上均匀的。
在实施例中，相对于仅包括第一层的相同制品，非织造复合制品可以在纵向、横向或两者上具有改善的模量、拉伸强度、伸长率、韧度或它们的组合。在实施例中，相对于仅包括第一层的相同制品，非织造复合制品可以在纵向上具有改善的模量、拉伸强度、伸长率、韧度或它们的组合。在实施例中，相对于仅包括第一层的相同制品，非织造复合制品可以在横向上具有改善的模量、拉伸强度、伸长率或它们的组合。在实施例中，相对于仅包含第一层的相同制品，非织造复合制品可以在纵向和横向上具有改善的模量、拉伸强度、伸长率、韧度或它们的组合。
制备复合制品的方法
通常，复合制品可使用本领域已知的适于组合两层或更多层非织造纤维网的任何方法制成，使得第一层的至少一部分和第二层的一部分熔合，从而形成界面。
在实施例中，形成本公开的非织造复合制品的方法可以包含以下步骤：
(a)在足以使第一非织造纤维网的至少一部分与第二非织造纤维网的至少一部分熔合的条件下，在包含第一非织造纤维网的第一层上沉积包括第二非织造纤维网的第二层，从而形成第一界面；以及
(b)任选地，在足以使第二非织造纤维网的至少第二部分与第三非织造纤维网的至少一部分熔合的条件下，在包括第二非织造纤维网的第二层上沉积包括第三非织造纤维网的第三层，从而形成第二界面。
在实施例中，可重复步骤(a)和(b)以在复合结构中包含另外的非织造层，例如第四非织造层、第五非织造层等。
通常，足以使第一非织造纤维网的至少一部分与第二非织造纤维网的至少一部分熔合和/或足以使第二非织造纤维网的至少第二部分与第三非织造纤维网的至少一部分熔合的条件可包含如本文所述的热熔合和/或溶剂熔合。
在前述方法的实施例中，第一层可包括梳理非织造纤维网。在前述方法的实施例中，第三层可包括梳理非织造纤维网或熔纺非织造纤维网。在前述方法的实施例中，第二层可包含熔纺非织造纤维网或气流成网非织造纤维网。在实施例中，第一层可包含梳理非织造纤维网，第二层可包含熔纺非织造纤维网，并且第三层可包含梳理非织造纤维网。在实施例中，第一层可包含梳理非织造纤维网，第二层可包含熔喷非织造纤维网，并且第三层可包含梳理非织造纤维网。在实施例中，第二层可包含气流成网非织造纤维网。在实施例中，第一层可包含梳理非织造纤维网，第二层可包含气流成网非织造纤维网，并且第三层可包含熔纺非织造纤维网。在实施例中，第一层可包含梳理非织造纤维网，第二层可包含气流成网非织造纤维网，并且第三层可包含熔喷非织造纤维网。在实施例中，非织造复合制品可包含五层非织造纤维网，其中第一层可包含梳理非织造纤维网，第二层可包含气流成网非织造纤维网，第三层可包含熔纺非织造纤维网，第四层可包含气流成网非织造纤维网，并且第五层可包含梳理非织造纤维网。在实施例中，非织造复合制品可包含五层非织造纤维网，其中第一层可包含梳理非织造纤维网，第二层可包含气流成网非织造纤维网，第三层可包含熔喷非织造纤维网，第四层可包含气流成网非织造纤维网，并且第五层可包含梳理非织造纤维网。在实施例中，第二非织造纤维网可包含纤维素纤维形成材料。
可冲洗擦拭物
本公开的可冲洗擦拭物可包含本公开的非织造纤维网和/或根据本公开的复合制品。
可冲洗擦拭物可以包含本公开的多根纤维，其中多根纤维可以包含水溶性纤维和任选的水不溶性纤维。
在其中可冲洗擦拭物包含包括水溶性纤维和水不溶性纤维的非织造纤维网的实施例中，水不溶性纤维与水溶性纤维的比率可在约1:18至约4:1、约1:10至约3:1、约1:5至约2:1，或约1:2至约2:1的范围内，例如约1:18、1:16、1:14、1:12、1:10、1:5、1:3、1:2、1:1、2:1、3:1或4:1。
本公开的可冲洗擦拭物可以包含清洁洗剂。本公开的可冲洗擦拭物通常包含具有足够高的表面能的纤维，以允许纤维在擦拭物制造过程的润湿步骤期间容易地被清洁洗剂润湿。因此，在实施例中，可冲洗擦拭物的非织造复合制品的至少一个外层的至少一部分包含亲水性纤维。在实施例中，用于制备可冲洗擦拭物的非织造复合制品的每个外层的至少一部分包含亲水性纤维。如本文所用，并且除非另有说明，否则“亲水性纤维”是指其表面为亲水性的任何纤维。当纤维包含例如亲水性纤维形成材料时，纤维可具有亲水性表面，纤维是在鞘中包含亲水性纤维形成材料的芯-鞘型双组分纤维，和/或纤维经表面处理以在其表面上包含亲水性材料。不受理论的束缚，据信非织造物的亲水性纤维可促进液体从非织造物表面的毛细作用/芯吸，相对于不包含亲水性纤维的相同非织造物提供了改善的液体采集。
擦拭物的应用的非限制性实例包含清洁表面、清洁皮肤、汽车用途、婴儿护理、女性护理、毛发清洁，以及卸妆或上妆、皮肤调理剂、软膏剂、防晒剂、驱虫剂、药物、清漆或工业和机构清洁。
洗剂组合物
本公开的可冲洗擦拭物可以包括洗剂组合物以润湿基材，从而促进清洁。在其中可冲洗擦拭物为个人护理擦拭物的实施例中，洗剂组合物还可包含例如缓和、软化或护理皮肤、改善洗剂的触感、改善从皮肤上除去残余物、提供令人愉快的香味和/或防止细菌生长的成分。
洗剂组合物可具有接近生理皮肤pH的约或接近约5.5的pH。低pH洗剂组合物可具有约或接近约3.8的pH，并且可用于擦拭物被用于除去碱性残余物(诸如粪便中的残余物)的情况，并有助于恢复约5的健康酸性皮肤pH和/或使粪便中的刺激物无刺激性，例如通过灭活粪便酶。低pH洗剂也可抑制微生物的生长。在其中洗剂组合物的pH为约4或更低的实施例中，第一多根纤维、第二多根纤维和/或第三多根纤维中的纤维可包含聚乙烯醇共聚物。共聚物可以作为纤维共混物的纤维中的唯一纤维形成材料或作为包含纤维形成材料的共混物的纤维中的纤维形成材料的一种组分提供。在前述实施例的改进中，纤维可包含聚乙烯醇共聚物和均聚物的共混物。聚乙烯醇共聚物和均聚物可以以约1:1至约4:1的比例提供。在前述实施例的进一步改进中，含聚乙烯醇共聚物的纤维可以与非水溶性纤维共混。
洗剂组合物可包括超润湿剂、流变改性剂、润肤剂和/或乳化剂。相对于洗剂组合物的总重量，超润湿剂可以以超润湿剂的约0.01重量％至0.2重量％的量存在。超湿润剂可选自由三硅氧烷、聚醚二甲基硅氧烷(其中聚醚官能团是PEG、PPG或其混合物)，以及前述物质的混合物组成的群组。
基于洗剂组合物的总重量，流变改性剂可以以约0.01重量％至0.5重量％的流变剂的量存在。流变改性剂可选自由黄原胶、改性黄原胶，以及它们的组合组成的群组。
如果存在的话，润肤剂可以是增稠润肤剂。合适的润肤剂包含但不限于PEG-10向日葵油甘油酯、向日葵油、棕榈油、橄榄油、鸸鹋油、巴巴苏油、月见草油、棕榈仁油、鳕鱼肝油、棉籽油、霍霍巴油、白芒花籽油、甜杏仁油、芥花籽油、大豆油、鳄梨油、红花油、椰子油、芝麻油、米糠油、葡萄籽油、矿物油、硬脂酸异丙酯、异壬酸异硬脂基酯、富马酸二乙基己酯、苹果酸二异硬脂基酯、柠檬酸三异鲸蜡基酯、硬脂酸硬脂基酯、棕榈酸甲酯、异硬脂酸甲基庚基酯、矿脂、羊毛脂油和羊毛脂蜡、长链醇(如鲸蜡醇)、硬脂醇、二十二醇、异硬脂醇和2-己基癸醇、肉豆蔻醇、各种分子量的聚二甲基硅氧烷流体及其混合物、PPG-15硬脂基醚(也称为arlatone E)、牛油树脂、橄榄树脂、向日葵脂、椰子脂、霍霍巴脂、可可脂、角鲨烯和角鲨烯、异链烷烃、各种分子量的聚乙二醇、各种分子量的聚丙二醇，或其混合物。
如果存在，乳化剂在室温下可以是固体。合适的乳化剂包含但不限于月桂醇聚醚-23、鲸蜡醇聚醚-2、鲸蜡醇聚醚-10、鲸蜡醇聚醚-20、鲸蜡醇聚醚-21、鲸蜡硬脂醇聚醚-20、硬脂醇聚醚-2、硬脂醇聚醚-10、硬脂醇聚醚-20、油醇聚醚-2、油醇聚醚-10、油醇聚醚-20、硬脂醇聚醚-100、硬脂醇聚醚-21、PEG-40山梨糖醇酐过油酸酯、PEG-8硬脂酸酯、PEG-40硬脂酸酯、PEG-50硬脂酸酯、PEG-100硬脂酸酯、山梨糖醇酐月桂酸酯、山梨糖醇酐棕榈酸酯、山梨糖醇酐硬脂酸酯、山梨糖醇酐三硬脂酸酯、山梨糖醇酐油酸酯、山梨糖醇酐三油酸酯、聚山梨酯20、聚山梨酯21、聚山梨酯40、聚山梨酯60、聚山梨酯61、聚山梨酯65、聚山梨酯80、聚山梨酯81、聚山梨酯85、PEG-40氢化蓖麻油、柠檬酸酯、微晶石蜡、固体石蜡、蜂蜡、巴西棕榈蜡、地蜡、鲸蜡醇、硬脂醇、鲸蜡硬脂醇、肉豆蔻醇、山嵛醇及其混合物。
在实施例中，清洁洗剂包含水性乳液，其包含润肤剂和乳化剂。
清洁洗剂可进一步包括湿润剂，包含但不限于甘油、丙二醇和磷脂；香料，诸如本文所述的精油和香水；防腐剂；酶；着色剂；油吸收剂；农药；肥料；活化剂；酸催化剂；金属催化剂；离子清除剂；洗涤剂；消毒剂；表面活性剂；漂白剂；漂白剂组分；以及织物软化剂。在实施例中，清洁洗剂包含香料、防腐剂、酶、着色剂、油吸收剂、农药、离子清除剂、洗涤剂、消毒剂或它们的组合。
防腐剂防止微生物在液体洗剂、可冲洗擦拭物和/或使用擦拭物的基材中生长。防腐剂可以是疏水的或亲水的。合适的防腐剂包含但不限于对羟基苯甲酸酯，诸如对羟基苯甲酸甲酯、对羟基苯甲酸丙酯、烷基甘氨酸酯、碘衍生物及其组合。
洗剂负载可以在150％和480％之间。如本文所用，“负载”是指将非织造纤维网或复合制品与洗剂组合物组合，即，将洗剂组合物负载到非织造纤维网或复合制品上或其中，而不考虑用于将非织造纤维网或复合制品与洗剂组合物组合的方法，即浸渍、喷涂、吻轧等。“洗剂负载”是指负载到非织造纤维网或复合制品上或其中的洗剂的量，并且表示为洗剂的重量与干燥(未负载)非织造纤维网或复合制品的重量的百分比。期望可冲洗擦拭物负载有洗剂至一定程度，使得在使用期间一些洗剂可容易地转移至基材(例如，皮肤或其它待清洁的表面)。转移可有助于清洁，为使用者提供令人愉快的感觉(如光滑的皮肤感觉或蒸发引起的凉爽感)，和/或允许转移化合物以在基材上提供有益的功能。
可冲洗擦拭物可以是非织造纤维网或在构成擦拭物的纤维之间具有高密度间隙空间的复合制品。为了在擦拭物的表面上保持足够的可用洗剂以转移到基材上，擦拭物中的大部分间隙空间可以充满洗剂。间隙空间中的洗剂可能不易转移到基材上，使得过量的洗剂可以以足以向使用者发出洗剂可用于转移到基材上的信号的量加载到擦拭物中，例如通过提供足够的润湿感。有利地，用于可冲洗擦拭物中的非织造复合制品可具有如本文所述的孔隙率梯度，这可有助于将洗剂加载到擦拭物上。
可冲洗擦拭物可通过用每克干纤维复合材料至少1克液体清洁洗剂润湿非织造纤维网或复合制品来制备。将清洁洗剂递送到非织造纤维网或复合制品的合适方法包含但不限于浸没、喷涂、浸轧、挤出涂布和浸涂。润湿后，可根据需要将润湿的复合制品折叠、堆叠、切割成一定长度并包装。可冲洗擦拭物通常具有足够的尺寸以允许方便的处理，同时足够小以容易地处置到污水系统。润湿的复合制品可在制造过程中被切割或折叠成这样的尺寸，或者尺寸可更大，并且具有诸如穿孔的装置，以允许使用者以期望的尺寸将单个擦拭物与纤维网分离。
在实施例中，本公开的可冲洗擦拭物包括本公开的非织造纤维网和清洁洗剂。在实施例中，本公开的可冲洗擦拭物包括本公开的非织造复合制品和清洁洗剂。在实施例中，本公开的可冲洗擦拭物由本公开的非织造复合制品和清洁洗剂组成。
吸收制品
本公开的非织造纤维网和非织造复合制品可用作吸收制品的液体采集层。吸收制品可包含围兜、乳垫、护理垫、清洁垫(例如，地板清洁垫)、尿布、尿布裤、失禁衬垫、垫和其它制品(例如，成人失禁尿布、成人失禁垫、成人失禁裤、如厕训练衬垫、如厕训练垫、如厕训练裤和宠物训练垫，例如宠物垫)、阴唇间装置、月经垫、紧身短裤衬里、卫生巾、棉塞、防溢垫、溢出物吸收垫、溢出物吸收卷、伤口敷料等。在一个方面，任何前述制品可以是一次性物品。术语“一次性的”是指被设计或旨在单次使用后丢弃的制品。也就是说，一次性制品不打算洗涤或以其它方式复原或再使用，并且在实施例中可能不能洗涤、复原或再使用。
如本文所用，术语“吸收制品”包含吸收和容纳液体(诸如身体流出物)的制品。术语“吸收制品”旨在包含尿布、失禁制品、卫生巾等。术语“失禁制品”旨在包含护垫、内衣(由如带子等某种类型的悬挂系统保持在适当位置的护垫)、吸收制品的插入物、吸收制品的容量增强器、短裤、床垫等，而不管它们是由成人还是其它失禁者穿着。至少一些此类吸收制品用于吸收体液，诸如月经或血液、阴道分泌物、尿液、汗液、母乳和粪便物。
如本文所用，“尿布”是指旨在抵靠穿着者的皮肤放置以吸收和容纳从身体排出的各种渗出物的装置。尿布通常由婴儿和失禁者围绕下体穿着以便环绕穿着者的腰部和腿部。尿布的实例包含婴儿或成人尿布和裤状尿布，诸如训练裤。如本文所用，“训练裤”是指具有设计用于婴儿或成人穿着者的腰部开口和腿部开口的一次性衣服。通过将穿着者的腿部插入腿部开口中并将裤滑动到围绕穿着者下体的位置，可以将裤穿在穿着者身上的适当位置。裤可通过任何合适的技术预成型，包含但不限于使用可重复扣紧的和/或不可重复扣紧的粘合(例如，接缝、焊接、粘合剂、内聚粘合、扣件等)将制品的部分连接在一起。裤可在沿着制品周边的任何地方预成型(例如，侧扣紧、前腰扣紧)。
本公开的吸收制品将通常包括液体可透过的顶片、接合到顶片的液体不可透过的底片，以及介于顶片和底片之间的液体采集层和吸收芯。在其中吸收制品为可穿着制品(例如，失禁制品、卫生巾等)的实施例中，制品可具有面向穿着者侧和面向外侧。通常，液体可透过的顶片在吸收制品的面向穿着者侧，而液体不可透过的底片在面向外侧。吸收芯通常为片状结构，并且当提供为可穿着制品时，具有面向穿着者侧和面向外侧。
通常，液体可透过的顶片可为本领域已知的任何液体可透过的顶片。对于可穿着制品，顶片可被完全或部分地弹性化或可被缩短以在顶片和吸收芯之间提供空隙空间。通常，液体不可透过的底片可为本领域已知的任何液体不可透过的底片。底片防止由吸收芯吸收并含在制品内的渗出物接触吸收制品可能接触的任何基材。底片可以是液体不可透过的，并且包含非织造物和薄塑料膜(诸如热塑性膜)的层压体。合适的底片膜包含由印第安纳州泰瑞豪特的卓德嘉工业公司(Tredegar Industries Inc.)制造的以商品名X15306、X10962和X10964销售的那些膜。其它合适的底片材料可包含允许蒸气从吸收制品逸出同时仍防止液体穿过底片的透气材料。示例性透气材料可包含诸如织造纤维网、非织造纤维网之类的材料，以及诸如由日本三井东压株式会社(Mitsui Toatsu Col)制造的命名为ESPOIR NO和由德克萨斯州贝城的埃克森化学公司(EXXON Chemical Co.)制造的命名为EXXAIRE的复合材料。
吸收芯设置在顶片和底片之间。吸收芯可包括通常能够吸收和保留如尿液等液体和其它身体流出物的任何吸收材料。吸收芯可包含多种通常用于一次性尿布和其它吸收制品中的液体吸收材料，诸如超吸收聚合物、粉碎木浆(空气毡)、绉纱纤维素填料；吸收泡沫、吸收海绵、吸收胶凝材料或任何其它已知的吸收材料或材料的组合。吸收芯可包含少量(小于约10％)的非液体吸收材料，诸如粘合剂、蜡、油等。
通常，液体采集层包含本公开的非织造纤维网，该非织造纤维网包含多根纤维，这些纤维包含水溶性聚乙烯醇纤维形成材料。多根纤维可包含单一纤维类型或纤维类型的共混物，并且这些纤维可包含单一的聚乙烯醇纤维形成材料或包含聚乙烯醇纤维形成材料的纤维形成材料的共混物。
在实施例中，液体采集层可设置在吸收芯和顶片之间。在可穿着的实施例中，液体采集层可设置在吸收芯的面向穿着者侧。在实施例中，液体采集层可设置在吸收芯和底片之间。在可穿着的实施例中，液体采集层可设置在吸收芯的面向外侧。在实施例中，液体采集层包裹在吸收芯周围。液体采集层可以是包裹在吸收芯周围的单个片材，或者可以提供为接合的两个单独的层。不受理论的束缚，据信通过在吸收芯和底片之间或在吸收芯的面向外侧上包含液体采集层，通过提供附加的液体采集材料以捕获液体从顶片侧和/或面向穿着者侧的任何溢流，可有利地防止液体从吸收制品泄漏。
通常，液体采集层可与吸收芯直接接触，可在吸收芯和液体采集层之间包含空间，或可在吸收芯和液体采集层之间包含中间层。在实施例中，液体采集层与吸收芯接触。在实施例中，吸收制品包含设置在采集层和吸收芯之间的中间层。在实施例中，液体采集层在顶片侧/面向穿着者侧与吸收芯接触，并且在底片侧/面向外侧上在采集层和吸收芯之间设置中间层。在实施例中，液体采集层在底片侧/面向外侧与吸收芯接触，并且在顶片侧/面向穿着者侧上在采集层和吸收芯之间设置中间层。中间层可以是例如第二透液层或液体采集层，其被包含以帮助促进液体从沉积点扩散以覆盖吸收芯的整个区域。
在实施例中，吸收制品包含为本公开的非织造纤维网的液体采集层。在实施例中，可穿着吸收制品包含为本公开的非织造纤维网的液体采集层。在实施例中，吸收制品包含为本公开的非织造复合制品的液体采集层。在实施例中，可穿着吸收制品包含为本公开的非织造复合制品的液体采集层。
溶出和崩解测试(MSTM-205)
非织造纤维网、水溶性膜或层压结构可根据本领域已知的方法单溶胶测试方法205(MSTM 205)表征或测试溶解时间和崩解时间。参见，例如，美国专利第7,022,656号。下文提供的描述涉及非织造纤维网，但其同样适用于水溶性膜或层压结构。
设备和材料包含：
600mL烧杯、
磁力搅拌器(Labline型号1250或等同产品)、
磁力搅拌棒(5cm)、
温度计(0至100℃±1℃)、
不锈钢模板(3.8cm x 3.2cm)、
计时器(0至300秒，精确到最接近的秒)，
宝丽来(Polaroid)35mm载玻片座(或等同产品)、
MonoSol 35mm载玻片座支架(或等同产品)，和
蒸馏水。
对于待测试的每个非织造纤维网，从3.8cm x 3.2cm样品的非织造纤维网样品切割三个测试样本。样品应从沿着纤维网的横向均匀间隔的纤维网区域切割。然后使用以下程序分析每个测试样品。
将每个样品锁定在单独的35mm载玻片座中。
用500mL蒸馏水填充烧杯。用温度计测量水温，如有必要，加热或冷却水以将温度保持在测定溶解的温度，例如20℃(约68℉)。
标记水柱高度。将磁力搅拌器放在支架底座上。将烧杯置于磁力搅拌器上，向烧杯中加入磁力搅拌棒，开启搅拌器，并调节搅拌速度，直至产生大约为水柱高度五分之一的涡流。标记涡流深度。
将35mm载玻片座固定在35mm载玻片座支架的弹簧夹中，使载玻片座的长端平行于水面。支架的深度调节器应该设置成当掉落时，夹的末端将低于水面0.6cm。载玻片座的一条短边应靠近烧杯的侧面，另一短边直接位于搅拌棒的中心上方，使得非织造纤维网的表面垂直于水流。
在一次运动中，将固定的载玻片和夹放入水中并启动计时器。当样品在载玻片内受损时，例如当产生孔时，就会发生破裂。当非织造纤维网断裂并且没有样品材料留在载玻片中时，发生崩解。当所有可见的非织造纤维网从载玻片座上释放时，将载玻片从水中提起，同时继续监测溶液中未溶解的非织造纤维网碎片。当所有非织造纤维网碎片不再可见并且溶液变得澄清时，发生溶解。对于其中纤维由具有低水解度(例如，约65至88％)的聚乙烯醇制备的非织造样品，破裂和溶解可能同时发生。当破裂和溶解之间存在5秒或更大的差异时，独立于破裂时间记录溶解时间。
变薄时间也可以使用MSTM-205测定。当构成非织造纤维网的一些纤维溶解而其它纤维保持完整时，非织造纤维网变薄。纤维网变薄发生在纤维网分解之前。变薄的特征在于非织造纤维网的不透明度降低或透明度增加。从不透明变为越来越透明，并且可以肉眼观察到。在MSTM-205过程中，在固定的载玻片和夹落入水中之后，监测非织造纤维网的不透明度/透明度。在未观察到不透明度/透明度变化的时间点(即，纤维网未变得不透明或更透明)，将时间记录为变薄时间。
结果应包含以下内容：完成样品识别；个体和平均崩解和溶解时间；以及测试样品时的水温。
测定单根纤维溶解度的方法
单根纤维的溶解度可以通过水断裂温度表征。纤维断裂温度可以如下测定。将2mg/dtex的负荷施加到具有100mm固定长度的纤维上。水温从1.5℃开始，然后每2分钟升高1.5℃，直到纤维断裂。纤维断裂时的温度表示为水断裂温度。
单根纤维的溶解度也可通过完全溶解的温度来表征。完全溶解的温度可以如下测定。将0.2g固定长度为2mm的纤维添加到100mL水中。水温从1.5℃开始，然后每2分钟升高1.5℃，直到纤维完全溶解。在每个温度下搅拌样品。纤维在小于30秒内完全溶解的温度表示为完全溶解温度。
直径测试方法
通过使用扫描电子显微镜(SEM)或光学显微镜和图像分析软件测定非织造纤维网中的离散纤维或纤维的直径。选择200至10,000倍的放大倍数，使得纤维适当地放大用于测量。当使用SEM时，用金或钯化合物溅射样品以避免电子束中纤维的充电和振动。根据用SEM或光学显微镜拍摄的图像(在监视器屏幕上)，使用手动程序来确定纤维直径。使用鼠标和光标工具，寻找随机选择的纤维的边缘，然后跨其宽度(即，在该点处垂直于纤维方向)测量纤维的另一边缘。缩放和校准的图像分析工具提供缩放功能，以获得以微米为单位的实际读数。对于非织造纤维网内的纤维，使用SEM或光学显微镜在非织造纤维网的样品上随机选择几种纤维。以这种方式切割和测试非织造纤维网材料的至少两个部分。总共进行至少100次这样的测量，然后记录所有数据用于统计分析。记录的数据用于计算纤维的平均值、纤维的标准偏差和中值纤维直径。
拉伸强度、模量和伸长率测试
如下分析非织造纤维网、水溶性膜或层压结构，其特征在于或待测试根据拉伸强度(TS)测试的拉伸强度、根据模量(MOD)测试的模量(或拉伸应力)和根据伸长率测试的伸长率。下文提供的描述涉及非织造纤维网，但其同样适用于水溶性膜或层压结构。该方法包含根据ASTM D 882(“薄塑料片材拉伸性能的标准试验方法”)或等同方法测定拉伸强度和10％伸长率下的模量。INSTRON拉伸测试设备(型号5544拉伸测试仪或等同物)用于收集非织造纤维网数据。每次测量时，在机器方向(MD)(如适用)上测试至少三个测试样品，每个测试样品都用可靠的切割工具切割，以确保尺寸稳定性和再现性。测试在23±2.0℃和35±5％相对湿度的标准实验室环境中进行。为了测定拉伸强度或模量，制备1英寸宽(2.54cm)的非织造纤维网样品。然后将样品转移到INSTRON拉伸测试机中进行测试，同时使在35％相对湿度环境中的暴露最小化。拉伸测试机根据制造商说明书制备，配备有500N测力传感器，并校准。安装正确的夹具和面(型号为2702-032面的INSTRON夹具，其具有橡胶涂层，宽度为25mm，或等同物)。将样品安装到拉伸测试机中并进行分析以确定100％模量(即，实现100％膜伸长率所需的应力)、拉伸强度(即，使膜断裂所需的应力)和伸长率％(断裂时的样品长度相对于初始样品长度)。通常，样品的伸长率％越高，非织造纤维网的加工性能越好(例如，形成包装或小袋的可成型性增加)。
基重的测定
基重根据ASTM D3776/D3776M-09a(2017)测定。简而言之，切割面积至少为130cm2的非织造样品或从样品中不同位置取出的总面积至少为130cm2的许多较小的模切样品。在分辨率为±0.001g的顶装式分析天平上称量样品以测定质量。使用通风罩保护天平免受气流和其它干扰。织物样品可以一起称重。质量以盎司/平方码、盎司/线性码、线性码/磅，或克/平方米计算，并保留三位有效数字。
水汽透过率的测定
水汽透过率(MVTR)根据MSTM-136测定。MVTR定义了每天有多少水分通过样品。下文提供的描述涉及非织造纤维网，但其同样适用于水溶性膜或层压结构。
设备和材料包含：
Permatran-W型号3/34(或等同产品)、
氮气压缩气瓶(99.7％或以上)、
三通调节器(零件号027-343)、
干线电源调节器、
HPLC级水(或等同产品)、
带Luerlok尖端的10cc注射器(零件号800-020)、
无尘手套、
高真空润滑脂(零件号930-022)、
(2)测试电池、
切割模板、
切割板、
具有手柄的剃刀刀片，以及
耐切割手套。
制备Permatran W型3/34：确保氮气压力水平高于300psi，载气调节器三通管上的压力读数为29psi(不得超过32psi)，主管路供应调节器压力设置为35psi。打开仪表板上的门，进入加湿器，检查水位。如果水位较低，用HPLC级水填充注射器，并将注射器上的leur接头插入储液器的“进水口”。逆时针旋转2至3圈，打开“进水阀”，然后推动注射器上的柱塞，迫使水进入储液器。关闭“进水阀”并取出注射器。注：请勿使水位超过靠近储液器的标记线。
样品的制备和测试：对于每个待测试的非织造纤维网，取样品纤维网并将其平放在切割板上。将模板放置在纤维网的顶部，并使用具有手柄的剃刀刀片切出样品。切出样品时，确保戴上耐切割手套。留出样品。用高真空润滑脂润滑测试电池顶部部件的密封表面。将膜样品安装在测试电池的顶部部件上。注：取向可能是重要的。如果是均匀材料，取向不是关键的。如果是多层和层压的材料，则将具有阻隔涂层或层压体的多层膜或层压体朝上放置，朝向电池的顶部放置。例如，单面涂蜡的PVOH纤维网应以蜡面向上的方式安装，将蜡朝向载气(氮气)放置。将测试电池的顶部部件放在测试电池的底部部件的顶部。确保测试电池夹紧在一起，密封良好。按下电池加载/卸载按钮，打开电池托盘。抓住测试电池的前后边缘，将其垂直向下放低。轻轻直推面板，完全关闭电池托盘。按下电池加载/卸载按钮，夹紧电池。注：您应听到咔嗒一声。对第二样品重复上述步骤。
在装载后，仪器准备就绪，必须设置测试参数。注：有两种类型的测试参数，电池参数和仪器参数。电池参数对于每个电池是特定的，而仪器参数是所有电池的通用参数。触摸屏幕上的“测试按钮”。在“自动测试”下选择“选项卡A”。触摸“电池选项卡”。触摸每个气泡，填写以下内容：ID、面积(cm2)、厚度(mil)。注：模板面积为50cm2。对“选项卡B”重复上述步骤。触摸“仪器选项卡”。触摸每个气泡，填写以下内容：电池温度(℃)和测试气体RH(％)。注：确保100％ RH设置为关闭。电池温度可设置为最低10℃至最高40℃。测试气体RH可以设置为最小5％至90％。如果需要100％ RH，则需要不同的方法。对“选项卡B”重复上述步骤。设置测试参数后，根据样品编号选择“开始选定”或“全部开始”。注：前面板上每个电池的指示灯为绿色，表示测试开始。
表面电阻率测量
非织造纤维网和膜的表面电阻率可根据ASTM D257测量。
柔软度等级
本公开的非织造纤维网或小袋的手感与样品的柔软度相关并且可以使用相对测试方法进行评估。进行柔软度评估的测试人员使用干净的手以个体选择的任何方式或方法触摸样品，以确定本公开的非织造纤维网和制品与对照材料相比的柔软度等级，一种对照材料包括由具有88％水解度的聚乙烯醇均聚物组成的纤维组成的非织造纤维网，纤维具有2.2dtex/51mm的切割，具有1(最软)的柔软度等级，另一种对照材料包括由75％的水解度为88％的聚乙烯醇均聚物和25％的22dtex/38mm PET纤维(其具有5(最糙/最粗)的柔软度等级)组成的纤维(该纤维具有2.2/51mm的切割)组成的非织造纤维网。手动小组是一项盲法研究，使得评分者不会被他们对样品名称的理解所左右。样品评级为1至5。
可冲洗性测试
本公开的非织造纤维网和/或层压体在化粪池或城市污水处理系统中被冲洗的能力可根据如下提供的改进的INDA/EDANA－可冲洗产品的识别标准来确定。下面的测试参考了非织造纤维网样品，然而应当理解，该方法也可用于层压结构。
装备和材料包含：
摇摆数字平台摇动器、
两个12x5x3.9英寸的透明塑料容器、
两个筛(12.5mm孔径)、
干燥非织造纤维网样品，以及
100℃烘箱。
参数包含：
摇摆平台设定为18RPM和11°倾斜周期、
每容器1L自来水，以及
30分钟测试时间。
测试步骤：
1.将两个容器放在摇摆平台上。该方法一次测试两个样品。
2.在烧杯中量取1L自来水，倒入一个塑料容器中。对其它容器重复上述步骤。开始测试前，确保容器中的自来水为15℃±1℃。
3.记录初始干燥测试样品的重量(初始样品质量(g))和筛的重量(初始筛质量(g))并独立地记录。
4.在数字摇摆平台上设置适当的参数。
5.将每个测试样品置于相应的容器中，立即开始搅拌过程(平台摇摆)，
6.该过程完成后(30分钟后)，取出各个容器并倾倒通过其相应的筛。在筛板上方10cm的高度倾倒。
7.将容器冲洗到筛中，以确保所有剩余的测试样品被去除。
8.将筛置于100℃烘箱中45分钟以确保所有水蒸发。
9.一起记录筛和剩余测试样品的重量(总最终质量(g))。
10.计算总保留样品质量(最终样品质量(g))：
最终样品质量(g)＝总最终质量(g)－初始筛质量(g)
11.计算崩解百分比(％)：
％崩解＝[1-(最终样品质量(g)/初始样品质量(g))]x 100
12.在开始下一项测试之前，确保对筛进行清洁、干燥和重新称重。
13.重复测试，直到每个特定测试样品完成N＝3次重复。
当样品具有等于或大于至少20％的崩解百分比时，样品可充分冲洗以通过在化粪池或城市污水处理系统中冲洗来处置。在实施例中，本公开的非织造纤维网、层压体和小袋可具有如通过可冲洗性测试所测量的至少20％、至少30％、至少35％、至少40％、至少45％、至少50％、至少55％、至少60％、至少65％、至少70％、至少75％、至少80％、至少85％、至少90％或至少95％的崩解百分比。
液体释放测试
图4是用于本文所述的液体释放测试中的金属丝框架笼(示为顶部打开，以更好地示出其中包含的水溶性小袋)的图示。
图5示出了用于进行液体释放测试的设备，包含搁置在台架上的烧杯，该台架保持用于将笼子降低到烧杯中的棒，该棒可由具有固定螺钉(未示出)的套环固定。
使用以下材料如下分析水溶性非织造纤维网、膜和/或小袋，其的特征在于根据液体释放测试的延迟溶解度或待根据液体释放测试延迟溶解度：
2L烧杯和1.2升去离子(DI)水；
待测试的水溶性小袋；将小袋在38℃下预处理两周；为了比较结果，所有测试的非织造纤维网应具有相同的基重，并且所有测试的膜应具有相同的厚度，例如88μm或76μm；
温度计；
金属丝笼；以及
计时器。
在进行实验之前，确保有足够的去离子水可用于重复实验五次，并确保金属丝笼和烧杯清洁干燥。
金属丝框架笼是没有锐边的塑料涂层金属丝笼(4"X 3.5"X 2.5")或等同物。金属丝的规格应为约1.25mm，并且金属丝应具有尺寸为0.5英寸(1.27cm)正方形的开口。图4中示出了具有测试小袋30的笼28的实例图像。
为了进行测试，小心地将水溶性小袋置于笼中，同时不刮擦笼上的小袋并为小袋留出移动的自由空间。请勿将小袋与金属丝笼捆绑得太紧，同时确保其牢固且不会从金属丝笼中脱出。小袋在笼中的取向应当使得小袋的自然浮力(如果有的话)是允许的(即，将漂浮到顶部的小袋的侧面应当朝向顶部放置)。如果小袋是对称的，小袋的取向通常是无关紧要的。
接下来，用1200毫升20℃的DI水填充2L烧杯。
接下来，将带有密封小袋的金属丝框架笼放入水中。确保笼距烧杯底部1英寸(2.54cm)。确保在所有侧面完全浸没小袋。确保笼稳定且不会移动，并在小袋放入水中时启动计时器。笼相对于烧杯中的水的位置可以通过任何合适的方式调节和保持，例如通过使用固定在烧杯上方的夹和连接到笼顶部的棒。夹可接合棒以固定笼的位置，并且可以降低夹上的张力以将笼降低到水中。可以使用其它摩擦接合装置来替代夹，例如具有固定螺钉的套环，如图5所示(固定螺钉未示出)。图5示出了搁置在台架上的烧杯，该台架保持用于将笼(未示出)降低到烧杯中的棒，该棒能够通过使用具有固定螺钉(未示出)的套环来保持固定的竖直位置，该固定螺钉例如通过摩擦或通过与棒中的孔(未示出)接合来接合棒。
液体内容物释放被定义为液体离开浸没小袋的第一视觉证据。
纤维水解度的测定
滴定法。纤维的水解度可以使用滴定法测定。特别地，通过在高于70℃的温度下搅拌和加热混合物，将已知量的聚乙烯醇纤维溶解在200mL去离子水中。一旦所有PVOH溶解，将溶液冷却至室温。一旦溶液冷却，将4至5滴酚酞指示剂溶液与20.0mL的0.5NNaOH溶液一起添加到PVOH溶液中。将溶液混合并在室温下放置最少2小时。此后，向溶液中添加20.0mL的0.5N硫酸并混合。用0.1N NaOH溶液滴定该溶液直至终点，该终点被认为是溶液变成淡粉色并保持该颜色至少30秒而不返回无色溶液的点。使用在前述程序中获得的测量值，PVOH的DH经由以下计算确定
Figure BDA0004025666830000771
Figure BDA0004025666830000772
DH＝100-A2
其中：
A1：残留乙酸酯基(wt％)，
A2：残留乙酸酯基(摩尔％)，
DH：水解度(摩尔％)，
V样品：样品滴定过程中添加的0.1N NaOH溶液的体积(mL)，
V空白：空白滴定过程中添加的0.1N NaOH溶液体积(mL)，
N：滴定步骤中使用的标准化0.1N NaOH溶液的认证浓度
Wt样品：样品质量(g)，以及
P：PVOH样品的纯度＝100-(挥发物(wt％)+乙酸钠(wt％))。
FTIR方法。FTIR可用于通过衰减全反射(ATR)测定纤维表面外部的水解度。该方法测量的纤维深度取决于具体的ATR设备，特别是所用的晶体。通过取在约1730cm-1(归因于残留乙酸酯基的酮峰)和约1420cm-1(参考峰)处的峰高之比，可以使用通过将PVOH树脂的相同比率相对于已知水解度绘图获得的等式来确定未知样品的水解度。
梯度测试方法。纤维水解度的梯度可以使用横截面X射线光电子能谱(XPS)、深度XPS、NMR技术、紫外光电子能谱(UPS)、环境SCM或俄歇电子能谱(AES或SAM)来测定和定量。
对于XPS分析，该方法测量的纤维深度取决于在用于深度剖析的XPS分析期间使用的特定离子束，以确定作为横截面的函数的水解度的变化。通过取表示未完全水解的PVOH的乙酸酯基团的羧基和羰基的287.6eV和288.8eV处的解卷积峰与对应于PVOH的羟基的286.5eV和532.8eV处的解卷积峰的比率，可以使用通过绘制PVOH树脂的相同比率相对于已知水解度所获得的等式来确定未知样品的水解度。该方法可在离子束溅射阶段之间重复以获得PVOH纤维横截面上的完整深度分布和水解度变化。XPS方法描述于吉尔伯特(Gilbert)等人的《聚电解质多层中的层间扩散的深度分布X射线光电子能谱(XPS)分析(Depth-profiling X-ray photoelectron spectroscopy(XPS)analysis of interlayerdiffusion in polyelectrolyte multilayers)》，《美国国家科学院院刊(PNAS)》，第110卷，第17期，6651-6656(2013)(可查阅：
https://www.pnas.org/content/pnas/1/10/17/6651.full.pdf)和《欧洲聚合物期刊(European Polymer Journal)》126(2020)109544，其通过引用整体并入本文。
AES方法描述于ASTM E984-12中，其全部内容通过引用并入本文。
纤维收缩率(％)的测量
使用MonoSol标准操作程序来测量纤维在10℃至23℃范围内的温度下接触水时沿着纤维的纵向轴线的收缩率。
材料包含：
纤维样品(大约3克)、
500mL烧杯、
冷却的去离子水(位于冰箱中)，
去离子水、
纸夹、
弹簧夹(可溶性台架)、
搅动板，以及
计时器。
通过以下步骤制备样品：
获得未缠结的小纤维束(大约0.013克(g)至0.015g的重量)，以确保小纤维束的纤维将保持在纸夹和弹簧夹中；
取一纸夹并将纤维的一端拉过纸夹的横截面；以及
对每根需要测试的纤维都这样做，每次测试温度(例如，23℃和10℃)的重复次数为N＝3。
如图8所示的测试设备设置如下：
在500mL烧杯中加入400mL相应温度的水，同时在测试之前和测试期间使用温度探针检查水温；以及
在弹簧夹的顶部粘贴一个直尺，使直尺平行于弹簧夹悬挂；
将烧杯置于搅拌板上，并将溶解度台架置于搅拌板旁边，将直尺浸没在烧杯中，以便可以读取纤维的长度。
测试程序包含以下步骤：
将纸夹纤维的自由端连接到弹簧夹中；
将测试样品浸入烧杯中，使其与直尺对齐；
启动计时器并记录纤维的初始长度。测试样品纤维长度从弹簧夹的端部到纸夹的顶部(如图8所示)；
两分钟后，记录纤维的最终长度；以及
将夹从水中提起，并从夹中取出纤维样品。确保在每次测试之间彻底擦干夹的外部和内部。
使用以下等式计算纤维的收缩率：
收缩长度＝初始长度-最终长度
Figure BDA0004025666830000791
在接触水之后，本公开中提供的纤维吸收水并在横截面中溶胀，同时显示出其长度沿着纵向方向的收缩。
在以下段落中描述了可以单独使用或组合使用的一或多个任选特征。任选地，待处理的纤维是聚乙酸乙烯酯纤维。任选地，待处理的纤维是聚乙烯醇纤维。任选地，待处理的纤维是聚乙烯醇纤维，其包括水解度在79至99％范围内的聚乙烯醇聚合物。任选地，待处理的纤维是聚乙烯醇纤维，其包括水解度在88％至96％范围内的聚乙烯醇聚合物。任选地，待处理的纤维是聚乙烯醇纤维，其包括水解度为88％、92％或96％的聚乙烯醇聚合物。任选地，待处理的纤维是包括聚乙烯醇共聚物的聚乙烯醇纤维。任选地，待处理的纤维是包括阴离子改性共聚物的聚乙烯醇纤维。任选地，待处理的纤维是包括聚乙烯醇共聚物和阴离子改性的PVOH共聚物的聚乙烯醇纤维。
任选地，水解剂包括选自由氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化铵及其组合组成的群组的氢氧化物盐。任选地，水解剂包括氢氧化钠。任选地，水解剂包括氢氧化钾。任选地，水解剂溶液的溶剂包括甲醇。任选地，水解剂溶液的溶剂包括甲醇和水。任选地，水解剂溶液的溶剂包含DMSO和水。任选地，水解剂溶液的溶剂包括在处理条件下为液体的醇。
任选地，将待处理的纤维与水解剂溶液混合包括将纤维浸入水解剂溶液中。任选地，混合包括加热纤维和水解剂溶液的混合物。任选地，混合包括将纤维和水解剂溶液的混合物加热至约30℃至约60℃的温度。任选地，混合包括将纤维和水解剂的混合物加热至多约一小时。任选地，混合包括将纤维和水解剂的混合物加热约1小时至约6小时。任选地，混合包括将纤维和水解剂的混合物加热约6小时至约24小时。
任选地，待处理的纤维可与水解剂溶液接触以增加纤维的可水解聚合物在至少包括纤维表面的纤维区域中的水解度。任选地，接触可以通过浸渍进行。任选地，接触可以通过浸涂进行。任选地，接触可以通过喷涂进行。任选地，接触可以通过刷涂进行。任选地，接触可以通过辊涂进行。
在一些实施例中，水解剂溶液包括氢氧化钠和甲醇，混合步骤包括将纤维浸入水解剂溶液中，并将纤维在水解剂溶液中的混合物加热至约30℃至60℃的温度约1分钟至约24小时。纤维包括聚合物，该聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种并且具有如本文所述的小于100％的水解度。例如，在一些实施例中，纤维包括水解度为88％、92％或96％的乙烯醇和乙酸乙烯酯的共聚物，或水解度为88％、92％或96％的具有羧酸盐或磺酸盐改性的阴离子改性的共聚物。水解剂溶液包括氢氧化钠和甲醇。混合包括将纤维浸入水解剂溶液中，并且将纤维在水解剂溶液中的混合物加热至约30℃至60℃的温度持续一段时间，例如约12小时至约24小时，或约1小时至约12小时，或约一分钟至约1小时。
乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物的水解反应在方案(1)中说明如下：
Figure BDA0004025666830000811
此类共聚物是聚乙烯醇共聚物，并且可以是如本文所述的改性聚乙烯醇共聚物。
本公开还提供了一种具有芯-鞘结构或也称为芯-壳结构的颗粒，以及制备此类颗粒的方法。包含关于纤维的组合物和方法的本公开也适用于颗粒。本文所用的术语“颗粒”应理解为涵盖颗粒形式的任何产品，其可具有任何合适的形状和/或任何合适的尺寸。在实施例中，颗粒可以具有规则或均匀的形状，例如球形、立方体、长方体、圆柱体、椭圆体，或不规则形状。在实施例中，粒度可以是微米级或毫米级。例如，颗粒可以具有任何合适的形式，例如珠、微球或粉末形式。在一些实施例中，颗粒可具有在约1微米至约1,000微米范围内的尺寸，例如约5微米至约100微米、约10微米至约100微米、约2微米至约10微米，或任何其它合适的尺寸或范围。在一些实施例中，颗粒可具有在约1毫米(mm)至约10mm范围内的尺寸，例如约1mm至5mm、约1mm至2mm，或任何其它合适的尺寸或范围。
在实施例中，颗粒具有芯-壳结构，其包含芯区域和至少部分覆盖、包围或围绕芯区域的壳区域。芯区域包含包括如本文所述的第一水解度小于100％的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物。在示例性实施例中，壳区域从芯区域径向向外设置。壳区域包含聚合物，该聚合物包括乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种并且具有大于第一水解度的第二水解度。在一些实施例中，颗粒具有从芯区域的中心向壳区域的外表面径向延伸的聚合物水解度的递增梯度。如本文所述，包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或它们的组合。例如，在一些实施例中，聚乙烯醇共聚物是乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物。聚乙烯醇共聚物可以被阴离子改性以进一步包含羧酸盐、磺酸盐或其组合。
在实施例中，一种用于制备具有芯-壳结构的颗粒的方法包含将包括如本文所述的可水解聚合物的颗粒(或一定量的颗粒)与水解剂溶液混合以形成混合物，从而增加颗粒的表面区域(例如，壳区域)中的水解度的至少一个步骤。聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种并且具有小于100％的水解度。在实施例中，颗粒具有均匀的组成。所得颗粒具有包含芯区域和壳区域(或表面区域)的芯-壳结构。如本文所述，水解剂溶液包括水解剂和溶剂。可以加热颗粒和水解剂溶液的混合物。在足以提供预定水解度或从颗粒中心到颗粒外表面的水解度增加的预定递增梯度中的至少一种的条件下混合水解剂溶液。可以将颗粒与水解剂溶液在约10℃至约100℃范围内的温度下混合约1分钟至约48小时范围内的时间段，如上所述。在混合步骤之前，聚合物可具有大于约79％且小于约96％的水解度。在混合步骤之后，鞘区域中的聚合物具有在约88％至约96％范围内的第二水解度。所得颗粒在混合步骤之后是水溶性的。
在另一方面，本公开还提供了具有芯-鞘结构或也称为芯-壳结构的三维制品，其包含表面区域(即，鞘区域)和芯区域，以及制备此类制品的方法。包含关于纤维或颗粒的组合物和方法的本公开也适用于任何三维制品。鞘区域包含聚合物，该聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种并且具有大于芯区域中聚合物的第一水解度的第二水解度。在一些实施例中，制品具有从芯区域的中心向鞘区域的外表面延伸的聚合物水解度的递增梯度。制品可以具有任何合适的尺寸和形状，并且在使用后可以是一次性的并且可溶解于水中。
以下段落描述本公开的其它方面。
1.一种具有表面区域和内部区域的纤维，所述纤维包括：聚合物，所述聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种，所述纤维具有包含所述内部区域和所述表面区域的横截面，所述内部区域包括具有第一水解度的所述聚合物，所述表面区域包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的所述聚合物。
2.根据条款1所述的纤维，其中所述纤维的所述横截面具有从所述内部区域到所述表面区域的所述聚合物的水解度的递增梯度。
3.根据条款1或2所述的纤维，其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯醇共聚物或其组合。
4.根据条款1至3中任一项所述的纤维，其中所述聚乙烯醇共聚物是乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物。
5.根据条款1至3中任一项所述的纤维，其中所述聚乙烯醇共聚物包括阴离子改性的共聚物。
6.根据条款5所述的纤维，其中所述阴离子改性的共聚物包括羧酸盐、磺酸盐或其组合。
7.根据条款1至6中任一项所述的纤维，其进一步包括另外的聚合物。
8.根据条款7所述的纤维，其中所述另外的聚合物选自由以下组成的组：聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、水溶性丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、支链淀粉、瓜尔胶、阿拉伯树胶、黄原胶、角叉菜胶、淀粉、改性淀粉、聚环氧烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚羧酸、聚氨基酸、聚酰胺、明胶、糊精、前述的共聚物，以及任何前述另外的聚合物或共聚物的组合。
9.根据条款1至8中任一项所述的纤维，其中所述第一水解度在约79％至约96％的范围内，并且所述第二水解度在约88％至100％的范围内。
10.根据条款1至9中任一项所述的纤维，其中所述第一水解度在约79％至约92％的范围内，并且所述第二水解度在约88％至约96％的范围内。
11.根据条款1至10中任一项所述的纤维，其中所述纤维在约23℃的水中具有小于200秒的溶解时间。
12根据条款1至11中任一项所述的纤维，其中当在约10℃至约23℃范围内的温度下接触水时，所述纤维具有在约20％至约70％范围内的沿着所述纤维的纵向轴线的收缩率。
13.根据条款1至12中任一项所述的纤维，其中所述内部区域中的所述聚合物具有在约72℃至约72.9℃范围内的玻璃化转变温度(Tg)，并且所述表面区域中的所述聚合物具有在约73℃至约85℃范围内的Tg。
14.一种纤维，所述纤维具有纵向轴线和垂直于所述纤维的所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步具有沿着所述纵向轴线的至少一部分的芯和鞘结构，所述纤维包括：所述芯和鞘结构的芯区域，所述芯区域包括聚合物，所述聚合物包括具有小于100％的第一水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种；以及所述芯和鞘结构的鞘区域，所述鞘区域在所述横截面中从所述芯区域径向向外设置，所述鞘区域包括所述聚合物，所述聚合物包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。
15.根据条款14所述的纤维，其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯和乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或其组合。
16.根据条款14或15所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差为至少1％。
17.根据条款14至16中任一项所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差在约1％至约29％的范围内。
18.根据条款14至17中任一项所述的纤维，其中所述芯区域中的所述聚合物具有第一聚合度并且所述鞘区域中的所述聚合物具有等于所述第一聚合度的第二聚合度。
19.根据条款14至18中任一项所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的中间区域，所述中间区域包括具有等于所述第一聚合度和所述第二聚合度的第三聚合度的所述聚合物。
20.根据条款14至19中任一项所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的中间区域，所述中间区域包括具有大于所述第一水解度且小于所述第二水解度的第三水解度的所述聚合物。
21.根据条款14至20中任一项所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的中间区域，其中所述芯区域、所述鞘区域和所述中间区域中的每一个包括具有相同改性度的改性聚乙烯醇共聚物。
22.根据条款14至21中任一项所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的多个中间区域，其中所述横截面具有从邻近所述芯区域设置的所述多个区域中的第一中间区域到从所述第一中间区域径向向外设置的所述多个区域中的第二中间区域的水解度的递增梯度。
23.根据条款14至22中任一项所述的纤维，其中所述鞘区域具有在约88％至约96％范围内的第二水解度，并且所述纤维在约23℃的水中具有小于200秒的溶解时间。
24.根据条款14至23中任一项所述的纤维，其中所述鞘区域具有在约88％至约96％范围内的第二水解度，并且所述纤维在约10℃至约23℃范围内的温度下浸泡在水中之后具有在约20％至约70％范围内的干燥收缩率。
25.根据条款14至24中任一项所述的纤维，其中所述鞘区域具有在约88％至约96％范围内的第二水解度，并且所述鞘区域中的所述聚合物具有在约73℃至约85℃范围内的玻璃化转变温度。
26.一种纤维，其包括：包括聚合物的第一区域，所述聚合物包括具有小于100％的第一水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种；以及包括所述聚合物的第二区域，所述聚合物包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种，其中所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯和乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或其组合。
27.根据条款26所述的纤维，其中所述纤维具有纵向轴线，所述第一区域沿着所述纵向轴线形成所述纤维的芯区域，并且所述第二区域围绕所述芯区域的至少一部分形成所述纤维的鞘区域。
28.根据条款27所述的纤维，其中所述纤维具有垂直于所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步包括在所述横截面中设置在所述第一区域和所述第二区域之间的中间区域，所述中间区域包括具有大于所述第一水解度且小于所述第二水解度的第三水解度的所述聚合物。
29.根据条款27所述的纤维，其中所述纤维具有垂直于所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步包括多个中间区域，所述多个中间区域包括所述聚合物并且设置在所述第一区域和所述第二区域之间，并且所述横截面具有从所述第一区域到所述第二区域的水解度的递增梯度。
30.根据条款26至29中任一项所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差为至少1％。
31.根据条款26至30中任一项所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差在约1％至约29％的范围内。
32.根据条款26至31中任一项所述的纤维，其中所述纤维具有垂直于所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步包括中间区域，所述中间区域包括所述聚合物并且在所述横截面中设置在所述第一区域和所述第二区域之间，并且所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中的每一个中的所述聚合物具有相同的聚合度。
33.根据条款26至32中任一项所述的纤维，其中所述纤维具有垂直于所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步包括中间区域，所述中间区域包括所述聚合物并且在所述横截面中设置在所述第一区域和所述第二区域之间，并且所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中的所述聚合物包括具有相同改性度的改性聚乙烯醇聚合物。
34.一种非织造纤维网，其包括根据条款26至33中任一项所述的纤维。
35.一种多层非织造纤维网，其包括第一层，所述第一层包括根据条款34所述的非织造纤维网。
36.一种小袋，其包括根据条款35所述的非织造纤维网，所述非织造纤维网为限定内部小袋体积的小袋形式。
37.一种密封制品，其包括根据条款34所述的非织造纤维网。
38.一种可冲洗制品，其包括根据条款34所述的非织造纤维网。
39.一种可穿着吸收制品，其包括：具有面向穿着者侧和面向外侧的吸收芯；以及液体采集层，其中所述液体采集层包括根据条款34所述的非织造纤维网。
40.一种具有芯-壳结构的颗粒，所述颗粒包括：所述芯-壳结构的芯区域，所述芯区域包括聚合物，所述聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种并且具有小于100％的第一水解度；以及从所述芯区域径向向外设置的壳区域，所述壳区域包括所述聚合物，所述聚合物包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。
41.根据条款40所述的颗粒，其中所述颗粒具有从所述芯区域的中心到所述壳区域的外表面的所述聚合物的水解度的径向递增梯度。
42.根据条款40或41所述的颗粒，其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯醇共聚物或其组合。
43.根据条款42所述的颗粒，其中所述聚乙烯醇共聚物是乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物。
44.根据条款42所述的颗粒，其中所述聚乙烯醇共聚物是阴离子改性的，并且进一步包括羧酸盐、磺酸盐或其组合。
45.根据条款40至44中任一项所述的颗粒，其中所述颗粒具有球形或不规则形状中的一种。
46.根据条款40至45中任一项所述的颗粒，其中所述颗粒是微球或珠中的一种。
实例
所用纤维
如表2所示，使用四种纤维，纤维A、纤维B、纤维C和纤维D作为原料，这些纤维包括水解度分别为88％、96％、98％和99.99％的乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物。这些纤维具有均匀的组成，并具有表2所示的附加性能。在本文所述的实例和对比实例中，所使用的纤维具有2.2dtex的细度。
表2
Figure BDA0004025666830000861
实例1
如下对纤维A的样品进行加工后水解，该纤维包括水解度为88％的乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物作为唯一的纤维形成材料。在实例中，包括乙烯醇部分的聚合物被称为“聚乙烯醇聚合物”，并且包括这种聚合物的纤维被称为“聚乙烯醇纤维”。将5克(g)聚乙烯醇纤维浸入10％氢氧化钠甲醇溶液中。纤维不溶于甲醇。将所得混合物加热至60℃持续24小时。24小时后，将混合物冷却并将纤维与甲醇分离。在使用本文公开的滴定法测量水解度之前，将所得水解纤维干燥以除去任何残留的甲醇。使用滴定法测得水解纤维的水解度为99.9％。
因此，实例1示出了使用本公开的方法制备加工后水解的聚乙烯醇纤维。
实例2
包括水解度为88％、92％或96％的乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物作为唯一的纤维形成材料或与其它纤维形成材料组合的纤维如下进行加工后水解。将5g聚乙烯醇纤维浸入25％氢氧化钠的溶剂或其混合物(即，按重量计10％甲醇和90％己烷)溶液中，该溶液具有约20或更大的介电常数。纤维不溶于溶剂。将所得混合物加热至60℃持续12小时。12小时后，将混合物冷却并将纤维与溶剂分离。在使用本文公开的滴定法测量水解度之前，将所得水解纤维干燥以除去任何残留的溶剂。使用滴定法测得水解纤维的水解度为99.9％。
因此，实例2示出了使用本公开的方法制备加工后水解的聚乙烯醇纤维。
实例3
包括乙酸乙烯酯共聚物并具有88％、92％或96％的水解度作为唯一的纤维形成材料或与其它纤维形成材料组合的纤维如下进行加工后水解。将5g聚乙烯醇纤维浸入10％氢氧化钠甲醇溶液中。纤维不溶于溶剂。将所得混合物加热至60℃持续1至6小时。1至6小时后，将混合物冷却并将纤维与溶剂分离。在使用如本文公开的溶液滴定法和ATR-FTIR方法测量水解度之前，将所得水解纤维干燥以除去任何残留的溶剂。发现水解纤维的横截面具有从内部区域到表面区域的聚合物水解度的递增梯度。
因此，实例3示出了使用本公开的方法制备本公开的具有以梯度结构为特征的横截面的加工后水解的聚乙烯醇纤维。
实例4
包括水解度为88％、92％或96％的乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物作为唯一的纤维形成材料或与其它纤维形成材料组合的纤维如下进行加工后水解。将5g聚乙烯醇纤维浸入10％氢氧化钠在DMSO/水的60/40(w/w)混合物中的溶液中。纤维不溶于溶剂。将所得混合物加热至60℃达一小时。然后将混合物冷却并将纤维与溶剂分离。在使用如本文公开的溶液滴定法和ATR-FTIR方法测量水解度之前，将所得水解纤维干燥以除去任何残留的溶剂。发现水解纤维具有芯-鞘结构的横截面，其中仅纤维表面的聚合物具有比芯的聚合物更高的水解度。
因此，实例4示出了使用本公开的方法制备本公开的具有以芯-鞘结构为特征的横截面的加工后水解的聚乙烯醇纤维。
实例5
包括水解度为88％、92％或96％的聚乙烯醇作为唯一的纤维形成材料或与其它纤维形成材料组合的纤维如下进行加工后水解。将5g聚乙烯醇纤维浸入10％氢氧化钠甲醇溶液中。纤维不溶于溶剂。将所得混合物加热至60℃持续1至6小时。1至6小时后，将混合物冷却并将纤维与溶剂分离。在使用如本文公开的溶液滴定法和ATR-FTIR方法测量水解度之前，将所得水解纤维干燥以除去任何残留的溶剂。发现水解纤维的横截面具有从内部区域到表面区域的水解度的递增梯度。
因此，实例5示出了使用本公开的方法制备本公开的具有以从内部区域到表面区域的递增水解度为特征的横截面的加工后水解的聚乙烯醇纤维。
实例6至46
实例6至46进一步说明了通过二次皂化反应产生具有不同溶解度的“芯和鞘”结构来控制冷水可溶性纤维的溶解度曲线。将包括乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物的纤维A用作原料，该共聚物具有1,700的聚合度和88％的水解度。包含纤维A的纤维或非织造纤维网分别以分批工艺在递增范围(20℃、30℃、40℃、50℃或60℃)的温度下处理递增范围(1、2、5或10分钟)的一段时间，同时保持基础浓度(0.05M)。根据要改性的纤维数量，计算完全皂化样品所需的碱量，以确定向反应中加入多少碱。参考方案(1)中的反应，例如，完全水解3g纤维(纤维A)所需的NaOH的计算量为0.299g。
使用以下程序制备样品：将碱(NaOH或KOH)粒料用研钵和研杵粉碎，然后置于60℃的真空烘箱中5小时。这种碱在使用前在干燥器中进一步干燥12小时，然后在每次使用后放回干燥器。将计算量的干燥NaOH或KOH和相应量的溶剂添加到合适尺寸的锥形瓶中，使得所得反应溶液的摩尔浓度为0.05M。将搅拌棒置于反应烧瓶中以确保碱完全溶解在溶剂中。如果需要，可以用加热来加速溶解。使用计时器和长镊子。设置具有真空瓶和泵的布氏漏斗洗涤工位。将预定量的纤维置于反应烧瓶中，同时启动计时器。以指定的时间间隔(例如，分别为1、2、5、10分钟)将纤维从反应溶液中拉出，并在真空过滤条件下在布氏漏斗中用甲醇冲洗。将所得改性纤维彻底干燥。将改性纤维置于贴有标签的大称重舟皿中，并在化学通风橱中干燥过夜。在改性纤维干燥后，使用ATR-FTIR分析改性纤维样品。除了通过弹簧夹将2英寸×1英寸的非织造纤维网(每个时间间隔3个)悬浮在溶液中之外，该方法与用于处理纤维A非织造纤维网的湿式分批工艺相同。
通过滴定技术和/或ART-FTIR测定每个所得样品的水解度，滴定技术定量聚合物链上存在的羟基的量，ART-FTIR定量样品中乙酸酯基团的损失(1715cm-1峰)。差示扫描量热法(DSC)用于测试改性样品的玻璃化转变温度(Tg)值和转变。
除非另有明确说明，使用ATR-FTIR获得的纤维或非织造纤维网的水解度是相对于样品表面或鞘区域而言的。这种样品的内部或芯区域中的水解度可以与未处理样品的水解度相同。
实例6
纤维(纤维A)用0.05M NaOH的甲醇溶液在50℃下处理10分钟。在ATR-FTIR下分析所得改性纤维的表面。测试至少三根纤维或相同纤维的三个区域。ATR-FTIR曲线彼此重叠而没有任何显著差异。这些结果显示了在相同条件下纤维的相同水解度和均匀改性。
实例7至10
纤维A的四个样品分别用溶剂(甲醇或10％甲醇/90％己烷)中的0.05M碱(NaOH或KOH)在40℃下处理1分钟。对于这四个样品，实例7至10，碱和溶剂的组合分别是：KOH和甲醇(MeOH)、NaOH和MeOH、KOH和MeOH/己烷，以及NaOH和MeOH/己烷。对比实例1是纤维A。
参考示出实例7至10和对比实例1的ATR-FTIR曲线的图9，发现具有10％甲醇和90％己烷的溶剂催化包括乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物的纤维的二次皂化。
纤维A的样品也用甲醇中的0.05M NaOH在不同温度下处理不同的时间间隔，例如分别在50℃下处理1分钟、2分钟、5分钟和10分钟。基于从水解度的变化率导出的模型，发现二次皂化是温度驱动的二级反应。
实例11-22
表3示出了实例11至22的反应条件和结果，它们是经处理的纤维。纤维用NaOH处理。结果包含水解度、纤维收缩率和玻璃化转变温度(Tg)，与对比实例1和2的那些相比，对比实例1和2的纤维A和B分别包括水解度为88％和96％的乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物，并且在整个纤维中具有均匀的组成和结构。实例11至22是来自纤维A样品的经处理的纤维。使用ATR-FTIR在纤维的表面或鞘区域上获得实例11至22的水解度值。这种样品的内部或芯区域中的水解度可以与未处理纤维的水解度相同。
表3
Figure BDA0004025666830000901
图10示出了在10℃或23℃的温度下接触水时具有不同水解度的不同纤维的纤维收缩率。如实例11至22的改性纤维在用水溶胀而不立即溶解的能力方面优于对比实例，诸如纤维A和B。水解度为96.8％的改性纤维(实例18)显示对收缩的最高亲和力，因为其在其保持完整的鞘中具有较高的水解度，而其具有较低水解度的芯遇水溶胀。所得纤维在不同的水温下，例如在10℃至23℃的范围内保持其性能。
如表3所示，处理过的纤维的玻璃化转变(Tg)温度随着水解度的增加而增加。在DSC曲线中，改性纤维显示出宽范围的玻璃化转变，这表明在这种纤维样品中存在多种物质，例如具有较低水解度和较高水解度的物质。这种玻璃化转变增强了制造和粘合能力而不牺牲溶解性。
凝胶渗透色谱法(GPC)用于测试处理之前和之后纤维样品中聚合物的分子量和多分散性。表4示出了实例15至18和对比实例1至2中聚合物的分子量和多分散性的结果。折射率增量(dn/dc)为0.146mL/g。统计分析表明，在不同条件下处理之前和之后，纤维样品中聚合物的分子量和聚合度没有显著差异。仅发生皂化或水解反应，并且通过使用本文所述的反应条件来抑制和控制不期望的转化，例如酯化、降解和/或交联。
表4
Figure BDA0004025666830000911
实例23-34
表5示出了实例23至34的反应条件和结果，它们是经处理的非织造纤维网。用KOH处理非织造纤维网。在本公开中，发现用KOH或NaOH处理样品(诸如纤维、非织造纤维网或嵌段)不会产生显著差异。结果包含与对比实例3至8相比的水解度、柔软度和溶解度测试结果，诸如在23℃、40℃和60℃下的破裂时间和崩解时间。对比实例3、5、6和7为具有纤维(分别为纤维A、纤维B、纤维C和纤维D)的非织造纤维网，这些纤维包括均一水解度分别为88％、96％、98％、99.99％的乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物。对比实例4是具有暴露于热甲醇(50℃，10分钟)的纤维A的非织造纤维网。实例23至34是包括纤维(纤维A)的经处理的非织造纤维网。使用ATR-FTIR在纤维的表面或鞘区域上获得实例23至34的水解度值。这种样品的内部或芯区域中的水解度可以与未处理纤维的水解度相同。
表5
Figure BDA0004025666830000912
Figure BDA0004025666830000921
图11示出了具有示例性纤维(纤维A)的非织造纤维网在暴露于加热的甲醇(例如，在50℃下10分钟)之前和之后的破裂时间(秒)和崩解时间(秒)。图12至13示出了包含具有不同水解度的纤维的非织造纤维网的破裂时间和崩解时间。与未处理的非织造纤维网相比，具有相似或更高测量水解度的处理或改性的非织造纤维网表现出改善的溶解度。具有较高水解度的对比实例可能表现出胶凝并且可能不溶于水。然而，具有高水解度的改性纤维和非织造结构可溶于水。与对比实例5(纤维B非织造纤维网)相反，改性纤维和非织造结构在凝胶化之前断裂。
在表5中，柔软度数据评级为1(粗糙)至5(柔软)。测试的三个样品显示出比未处理的对比实例高得多的柔软度。
实例35至46
表6示出了实例35至46的反应条件和结果，它们是经处理的嵌段样品。嵌段样品由水解度为88％的乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物制成。这些样品用KOH处理。每个嵌段样品具有1.5厘米(cm)×1.5cm x 0.5cm的尺寸。在处理和干燥后，从嵌段样品上切下厚度范围为0.1mm至0.5mm的样品，然后使用ATR-FTIR测试。结果包含内部(“内部”)区域和表面(“外部”)区域中的水解度值。图14示出了各自的ATR-FTIR曲线。二次皂化限于丝束纤维的表面，因此在样品的外部区域产生较高的水解度而在内部区域产生较低的水解度。
表6
Figure BDA0004025666830000931
前面的描述仅仅是为了清楚地理解而给出，而不应理解为不必要的限制，因为在本公开范围内的修改对于本领域的普通技术人员来说是显而易见的。
本文引用的所有专利、出版物和参考文献通过引用整体并入本文。在本公开与并入的专利、出版物和参考文献之间存在冲突的情况下，应当以本公开为准。

Claims (46)

1.一种具有表面区域和内部区域的纤维，所述纤维包括：
聚合物，所述聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种，所述纤维具有包含所述内部区域和所述表面区域的横截面，所述内部区域包括具有第一水解度的所述聚合物，所述表面区域包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的所述聚合物。
2.根据权利要求1所述的纤维，其中所述纤维的所述横截面具有从所述内部区域到所述表面区域的所述聚合物的水解度的递增梯度。
3.根据权利要求1所述的纤维，其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯醇共聚物或其组合。
4.根据权利要求3所述的纤维，其中所述聚乙烯醇共聚物是乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物。
5.根据权利要求3所述的纤维，其中所述聚乙烯醇共聚物包括阴离子改性的共聚物。
6.根据权利要求5所述的纤维，其中所述阴离子改性的共聚物包括羧酸盐、磺酸盐或其组合。
7.根据权利要求1所述的纤维，其进一步包括另外的聚合物。
8.根据权利要求7所述的纤维，其中所述另外的聚合物选自由以下组成的群组：聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、水溶性丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、支链淀粉、瓜尔胶、阿拉伯树胶、黄原胶、角叉菜胶、淀粉、改性淀粉、聚环氧烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚羧酸、聚氨基酸、聚酰胺、明胶、糊精、前述的共聚物，以及任何前述另外的聚合物或共聚物的组合。
9.根据权利要求1所述的纤维，其中所述第一水解度在约79％至约96％的范围内，并且所述第二水解度在约88％至100％的范围内。
10.根据权利要求1所述的纤维，其中所述第一水解度在约79％至约92％的范围内，并且所述第二水解度在约88％至约96％的范围内。
11.根据权利要求1所述的纤维，其中所述纤维在约23℃的水中具有小于200秒的溶解时间。
12.根据权利要求1所述的纤维，其中当在约10℃至约23℃范围内的温度下接触水时，所述纤维具有在约20％至约70％范围内的沿着所述纤维的纵向轴线的收缩率。
13.根据权利要求1所述的纤维，其中所述内部区域中的所述聚合物具有在约72℃至约72.9℃范围内的玻璃化转变温度(Tg)，并且所述表面区域中的所述聚合物具有在约73℃至约85℃范围内的Tg。
14.一种纤维，所述纤维具有纵向轴线和垂直于所述纤维的所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步具有沿着所述纵向轴线的至少一部分的芯和鞘结构，所述纤维包括：
所述芯和鞘结构的芯区域，所述芯区域包括聚合物，所述聚合物包括具有小于100％的第一水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种；以及
所述芯和鞘结构的鞘区域，所述鞘区域在所述横截面中从所述芯区域径向向外设置，所述鞘区域包括所述聚合物，所述聚合物包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。
15.根据权利要求14所述的纤维，其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯和乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或其组合。
16.根据权利要求14所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差为至少1％。
17.根据权利要求14所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差在约1％至约29％的范围内。
18.根据权利要求14所述的纤维，其中所述芯区域中的所述聚合物具有第一聚合度并且所述鞘区域中的所述聚合物具有等于所述第一聚合度的第二聚合度。
19.根据权利要求14所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的中间区域，所述中间区域包括具有等于所述第一聚合度和所述第二聚合度的第三聚合度的所述聚合物。
20.根据权利要求14所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的中间区域，所述中间区域包括具有大于所述第一水解度且小于所述第二水解度的第三水解度的所述聚合物。
21.根据权利要求14所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的中间区域，其中所述芯区域、所述鞘区域和所述中间区域中的每一个包括具有相同改性度的改性聚乙烯醇共聚物。
22.根据权利要求14所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的多个中间区域，其中所述横截面具有从邻近所述芯区域设置的所述多个区域中的第一中间区域到从所述第一中间区域径向向外设置的所述多个区域中的第二中间区域的水解度的递增梯度。
23.根据权利要求14所述的纤维，其中所述鞘区域具有在约88％至约96％范围内的第二水解度，并且所述纤维在约23℃的水中具有小于200秒的溶解时间。
24.根据权利要求14所述的纤维，其中所述鞘区域具有在约88％至约96％范围内的第二水解度，并且所述纤维在约10℃至约23℃范围内的温度下浸泡在水中之后具有在约20％至约70％范围内的干燥收缩率。
25.根据权利要求14所述的纤维，其中所述鞘区域具有在约88％至约96％范围内的第二水解度，并且所述鞘区域中的所述聚合物具有在约73℃至约85℃范围内的玻璃化转变温度。
26.一种纤维，其包括：
包括聚合物的第一区域，所述聚合物包括具有小于100％的第一水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种；以及
包括所述聚合物的第二区域，所述聚合物包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种，
其中所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯和乙烯醇共聚物、改性聚乙烯醇共聚物或其组合。
27.根据权利要求26所述的纤维，其中所述纤维具有纵向轴线，所述第一区域沿着所述纵向轴线形成所述纤维的芯区域，并且所述第二区域围绕所述芯区域的至少一部分形成所述纤维的鞘区域。
28.根据权利要求27所述的纤维，其中所述纤维具有垂直于所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步包括在所述横截面中设置在所述第一区域和所述第二区域之间的中间区域，所述中间区域包括具有大于所述第一水解度且小于所述第二水解度的第三水解度的所述聚合物。
29.根据权利要求27所述的纤维，其中所述纤维具有垂直于所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步包括多个中间区域，所述多个中间区域包括所述聚合物并且设置在所述第一区域和所述第二区域之间，并且所述横截面具有从所述第一区域到所述第二区域的水解度的递增梯度。
30.根据权利要求26所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差为至少1％。
31.根据权利要求26所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差在约1％至约29％的范围内。
32.根据权利要求26所述的纤维，其中所述纤维具有垂直于所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步包括中间区域，所述中间区域包括所述聚合物并且在所述横截面中设置在所述第一区域和所述第二区域之间，并且所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中的每一个中的所述聚合物具有相同的聚合度。
33.根据权利要求26所述的纤维，其中所述纤维具有垂直于所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步包括中间区域，所述中间区域包括所述聚合物并且在所述横截面中设置在所述第一区域和所述第二区域之间，并且所述第一区域、所述第二区域和所述第三区域中的所述聚合物包括具有相同改性度的改性聚乙烯醇聚合物。
34.一种非织造纤维网，其包括根据权利要求26所述的纤维。
35.一种多层非织造纤维网，其包括第一层，所述第一层包括根据权利要求34所述的非织造纤维网。
36.一种小袋，其包括根据权利要求35所述的非织造纤维网，所述非织造纤维网为限定内部小袋体积的小袋形式。
37.一种密封制品，其包括根据权利要求34所述的非织造纤维网。
38.一种可冲洗制品，其包括根据权利要求34所述的非织造纤维网。
39.一种可穿戴吸收制品，其包括：
具有面向穿戴者侧和面向外侧的吸收芯；以及
液体采集层，其中所述液体采集层包括根据权利要求34所述的非织造纤维网。
40.一种具有芯-壳结构的颗粒，所述颗粒包括：
所述芯-壳结构的芯区域，所述芯区域包括聚合物，所述聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种并且具有小于100％的第一水解度；以及
从所述芯区域径向向外设置的壳区域，所述壳区域包括所述聚合物，所述聚合物包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。
41.根据权利要求40所述的颗粒，其中所述颗粒具有从所述芯区域的中心到所述壳区域的外表面的所述聚合物的水解度的径向递增梯度。
42.根据权利要求40所述的颗粒，其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯醇共聚物或其组合。
43.根据权利要求42所述的颗粒，其中所述聚乙烯醇共聚物是乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物。
44.根据权利要求42所述的颗粒，其中所述聚乙烯醇共聚物是阴离子改性的，并且进一步包括羧酸盐、磺酸盐或其组合。
45.根据权利要求40所述的颗粒，其中所述颗粒具有球形或不规则形状中的一种。
46.根据权利要求40所述的颗粒，其中所述颗粒是微球或珠中的一种。
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