CN117043401A - 包含表面活性剂的基于天然聚合物的纤维元件及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了包含衍生自天然聚合物的改性聚合物和表面活性剂的基于天然聚合物的纤维元件、用于制备此类基于天然聚合物的纤维元件的方法以及用于制备此类纤维结构的方法。

Description

包含表面活性剂的基于天然聚合物的纤维元件及其制备方法
技术领域
本发明涉及包含衍生自天然聚合物的改性聚合物和表面活性剂的基于天然聚合物的纤维元件，并且更具体地涉及包含改性多糖(例如乙酰化多糖，诸如乙酰化淀粉)和表面活性剂(例如阴离子表面活性剂)的基于天然聚合物的纤维元件、用于制备此类基于天然聚合物的纤维元件的方法、由此类基于天然聚合物的纤维元件制成的纤维结构以及用于制备此类纤维结构的方法。
背景技术
聚乙烯醇(“PVOH”)，一种由聚乙酸乙烯酯制备的合成聚合物，是用于制备纤维元件(例如长丝和/或纤维)的主要长丝形成材料(例如结构剂)，尤其是在非织造物(纤维结构)制备工艺中。PVOH可以以宽范围的重均分子量获得。其易于经由挤出加工(例如连续挤出工艺)和/或分批加工进行加工。PVOH坚固，但由于其Tg(约80℃-85℃)而具有柔性。它还在宽范围的表面活性剂中表现出优异的混溶性。许多PVOH等级是可生物降解的。
随着当前对天然材料和产品的兴趣，配方师一直在探索用天然聚合物例如多糖诸如淀粉对PVOH进行可能的替代。然而，当前的多糖(诸如淀粉)与表面活性剂(例如高含量的表面活性剂)的相容性低于PVOH。此外，为了使多糖(诸如淀粉)的功能更像PVOH，将需要多糖(特别是淀粉)与表面活性剂(尤其是高含量的表面活性剂)有更好的相容性、更少的氢键合、更低的Tg和/或更大的疏水性。
淀粉的衍生物可以提供具有更类似于PVOH的特性的淀粉。例如，乙酰化淀粉是一种显示出希望的淀粉衍生物。乙酰化淀粉是本领域已知的。此类已知的乙酰化淀粉已经被制备成具有0.1至3范围内的不同取代度(DS)。此外，食品和药物管理局当前要求乙酰化淀粉(例如用于食品中)具有小于2.5％的乙酰基(小于0.1的DS)。
需要表现出例如Tg、疏水性、较少氢键合和/或与表面活性剂(特别是比当前可实现的更高含量的表面活性剂)更好的相容性等性质，例如可以用作PVOH的替代品的基于天然聚合物的材料，例如基于多糖的材料，诸如基于淀粉的材料，例如淀粉衍生物，例如改性多糖和/或改性淀粉，需要例如由此类基于天然聚合物的材料制成的纤维元件(例如水溶性纤维元件)，由此类基于天然聚合物的纤维元件制成的纤维结构，以及用于制备基于天然聚合物的材料、基于天然聚合物的纤维元件和纤维结构的方法。
尽管已经使用淀粉和/或淀粉衍生物(诸如乙氧基化淀粉)制备了纤维元件(即交联的水不溶性纤维元件)和包含此类纤维元件的纤维结构，但此类纤维元件和纤维结构限于低表面活性剂含量(表面活性剂与淀粉的重量比小于1:1)。此外，不同于聚乙烯醇，特别是具有特定水解度(约84％-87％水解)的聚乙烯醇，聚乙烯醇已制成含高表面活性剂(表面活性剂与聚乙烯醇的重量比大于1:1)的含水纤维元件形成组合物，然后纺成水溶性纤维元件，因为含水纤维元件形成组合物的聚乙烯醇可与高含量的表面活性剂和高含量固体(例如按重量计大于15％和/或大于20％和/或至少25％)混溶，迄今为止淀粉还没有那么成功。事实上，当利用未改性淀粉时(无论直链淀粉与支链淀粉的比率如何)，在类似的高表面活性剂含量(例如大于0.15:1和/或大于0.20:1和/或大于0.25:1和/或大于0.5:1和/或大于1:1的表面活性剂与淀粉重量比)和高固体含量(按重量计大于15％和/或大于20％和/或至少25％)下，产生了不混溶的含水纤维元件形成组合物，使得难以(如果不是不可能的话)转化成纤维元件，例如水溶性纤维元件。
由于未改性多糖，即未改性淀粉尚未成功，因此已经对淀粉衍生物进行了探索。配方师已经尝试了可商购获得供食品用途的淀粉衍生物，诸如具有最多2.5％乙酰基团的乙酰化淀粉(DS小于0.1)，但是它们也与高含量的表面活性剂不相容(例如大于0.15:1和/或大于0.20:1和/或大于0.25:1和/或大于0.5:1和/或大于1:1的表面活性剂与乙酰化淀粉重量比)，并且因此导致表面活性剂和乙酰化淀粉的相分离，从而导致失败或不太令人满意的纺丝纤维元件。
根据前述内容，需要适于与高含量的表面活性剂组合以产生纺丝的基于天然聚合物的纤维元件，例如“熔喷”纺丝的基于天然聚合物的纤维元件的基于天然聚合物的材料，例如改性多糖，诸如淀粉衍生物(这些纺丝的基于天然聚合物的纤维元件含有大于0.15:1和/或大于0.20:1和/或大于0.25:1和/或大于0.5:1和/或大于1:1的重量比的表面活性剂与基于天然聚合物的材料)，需要由此类基于天然聚合物的纤维元件制成的纤维结构及其制备方法。
发明内容
本发明通过提供适于与高含量的表面活性剂组合以产生纺丝的基于天然聚合物的纤维元件，例如“熔喷”纺丝的基于天然聚合物的纤维元件的基于天然聚合物的材料(这些纺丝的基于天然聚合物的纤维元件含有大于0.15:1和/或大于0.20:1和/或大于0.25:1和/或大于0.5:1和/或大于1:1和/或至约6:1或至约5.5:1或至约5:1的重量比的表面活性剂与基于天然聚合物的材料，例如改性多糖，诸如淀粉衍生物)，提供由此类基于天然聚合物的纤维元件制成的纤维结构，其制备方法，包含基于天然聚合物的纤维元件形成材料(例如改性多糖，诸如淀粉衍生物，例如乙酰化淀粉)和表面活性剂的纤维元件形成组合物(可纺成本发明的基于天然聚合物的纤维元件)来满足上述需要。
为了解决该问题，需要对天然聚合物(例如多糖，诸如淀粉)进行化学改性，使得该天然聚合物可以用作基于天然聚合物的纤维元件形成材料。此类基于天然聚合物的纤维元件形成材料(例如改性多糖，诸如淀粉衍生物，例如乙酰化淀粉)可以与表面活性剂(例如高含量的表面活性剂)组合，以形成适于纺成根据本发明的基于天然聚合物的纤维元件的含水的基于天然聚合物的纤维元件形成组合物。具体的天然聚合物(例如多糖，诸如淀粉)、化学改性类型和改性水平可以通过使用如Robert F.Fedors’A Method for EstimatingBoth the Solubility Parameters and Molar Volumes of Liquids中描述的“Fedors法”计算溶解度参数来估计。POLYMER ENGINEERING AND SCIENCE,FEBRUARY,1974，第14卷，第2期，147(下文称为本文所述的“Fedors法”)，其相关部分在下文中描述为与其他长丝形成材料诸如PVOH的溶解度参数(溶解度参数值14-16)相匹配，其中存在高表面活性剂和高固体含量的可混溶的长丝形成材料/表面活性剂水性制剂。另外，天然聚合物(例如多糖，诸如淀粉)重均分子量会影响在高表面活性剂/高固体制剂中的混溶性。因此，本发明的天然聚合物(例如多糖，诸如淀粉)的特性、重均分子量、化学改性水平和化学改性类型产生在高表面活性剂和高固体含量下与表面活性剂形成可混溶的水性制剂的基于天然聚合物的纤维元件形成材料，使得基于天然聚合物的纤维元件形成材料可纺成根据本发明的基于天然聚合物的纤维元件。例如，未改性淀粉，例如未改性支链淀粉表现出17.2的溶解度参数值，但是具有0.3的DS的乙酰化淀粉表现出16.2的溶解度参数值，并且具有0.7的DS的乙酰化淀粉表现出14.7的溶解度参数值。
在本发明的一个示例中，提供了一种纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，例如水溶性的基于天然聚合物的纤维元件，该纤维元件包含：一种或多种纤维元件形成材料，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如一种或多种水溶性的基于天然聚合物的纤维元件形成材料，该纤维元件形成材料包含改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉；以及一种或多种活性剂，其中这些活性剂中的至少一种活性剂包含表面活性剂，其中该表面活性剂和该一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，以约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1的重量比存在于基于天然聚合物的纤维元件中。
在本发明的另一个示例中，提供了一种纤维结构，例如水溶性纤维结构，该纤维结构包含可相互缠结的多个纤维元件，例如多个基于天然聚合物的纤维元件，例如多个水溶性的基于天然聚合物的纤维元件，其中该多个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，包含：一种或多种纤维元件形成材料，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如一种或多种水溶性的基于天然聚合物的纤维元件形成材料，其中该一种或多种纤维元件形成材料中的至少一种纤维元件形成材料包含改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉；以及一种或多种活性剂，例如存在于该多个纤维元件中并且可从该多个纤维元件中释放，其中这些活性剂中的至少一种活性剂包含表面活性剂，其中该表面活性剂和该一种或多种纤维元件形成材料，例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，诸如改性多糖，以约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1的重量比存在于该多个纤维元件中。
在本发明的另一个示例中，提供了一种包含一种或多种本发明的纤维结构的包装件。
在本发明的又一示例中，提供了一种用于制备一种或多种纤维元件(例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件，例如一种或多种水溶性的基于天然聚合物的纤维元件)的方法，该方法包括以下步骤：
a.提供纤维元件形成组合物，例如水性纤维元件形成组合物，该组合物包含：纤维元件形成材料，例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如水溶性的基于天然聚合物的纤维元件形成材料，该纤维元件形成材料包含改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉；以及包含至少一种表面活性剂的一种或多种活性剂，其中该表面活性剂和该一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，以约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1的重量比存在于该多个纤维元件中；并且
b.将纤维元件形成组合物纺成一种或多种基于天然聚合物的纤维元件，例如一种或多种水溶性的基于天然聚合物的纤维元件。
在本发明的另一个示例中，提供了一种用于制备纤维结构例如水溶性纤维结构的方法，该方法包括以下步骤：
a.提供纤维元件形成组合物，例如水性纤维元件形成组合物，该组合物包含：一种或多种纤维元件形成材料，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如一种或多种水溶性的基于天然聚合物的纤维元件形成材料，该纤维元件形成材料包含改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉；以及一种或多种活性剂，其中这些活性剂中的至少一种活性剂包含表面活性剂，其中该表面活性剂和该一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，以约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1的重量比存在于该纤维元件形成组合物中；
b.将纤维元件形成组合物纺成包含基于天然聚合物的纤维元件形成材料和表面活性剂的多个纤维元件，例如多个基于天然聚合物的纤维元件，例如多个水溶性的基于天然聚合物的纤维元件；以及
c.任选地，将多个颗粒，例如水溶性颗粒和/或水不溶性颗粒，例如水溶性和/或水不溶性的含活性剂的颗粒与该多个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件混合；
d.收集来自步骤(b)的多个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件和/或来自任选步骤(c)的颗粒与基于天然聚合物的纤维元件的混合物，以形成纤维结构，例如水溶性纤维结构。
在甚至另一个示例中，提供了一种纤维元件形成组合物，该组合物包含极性溶剂和一种或多种纤维元件形成材料和一种或多种活性剂，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如一种或多种水溶性的基于天然聚合物的纤维元件形成材料，该纤维元件形成材料包含改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉，其中这些活性剂中的至少一种活性剂包含表面活性剂，其中该表面活性剂和该一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，以约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1的重量比存在于该纤维元件形成组合物内。
在本发明的又一示例中，提供了一种纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，例如水溶性的基于天然聚合物的纤维元件，其中该纤维元件包含一种或多种纤维元件形成材料，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如一种或多种水溶性的基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉，这些纤维元件形成材料具有根据本文所述的重均分子量测试方法测量的约0.1至约1.0和/或约0.2至约0.9和/或约0.2至约0.8和/或约0.3至约0.7和/或约0.3至约0.5的取代度(DS)，约25,000g/mol至约450,000g/mol和/或约35,000g/mol至约400,000g/mol和/或约50,000g/mol至约400,000g/mol和/或约60,000g/mol至约400,000g/mol和/或约65,000g/mol至约350,000g/mol和/或约70,000g/mol至约300,000g/mol和/或约90,000g/mol至约300,000g/mol和/或约120,000g/mol至约250,000g/mol和/或约130,000g/mol至约250,000g/mol和/或约150,000g/mol至约250,000g/mol的重均分子量(Mw)，其中该纤维元件还包含一种或多种活性剂，例如一种或多种表面活性剂，诸如包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐的表面活性剂混合物，其中该纤维元件衍生自纤维元件形成组合物，例如水性纤维元件形成组合物，该纤维元件形成组合物表现出根据本文所述的旋转流变仪测试方法测量的约0.01Pa s至约1.2Pa s和/或约0.02Pa s至约1.0Pa s，其中该纤维元件形成组合物包含表面活性剂混合物和该一种或多种纤维元件形成材料，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如乙酰化淀粉，重量比为约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1和/或约0.5:1至约2:1，其中该纤维元件形成组合物还包含按重量计约55％至约85％的水。
在本发明的另一个示例中，提供了一种纤维结构，例如水溶性纤维结构，该纤维结构包括多个纤维元件，例如多个基于天然聚合物的纤维元件，例如多个水溶性的基于天然聚合物的纤维元件，其中该多个纤维元件包含一种或多种纤维元件形成材料，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如一种或多种水溶性的基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉，该纤维元件形成材料具有约0.1至约1.0和/或约0.2至约0.9和/或约0.2至约0.8和/或约0.3至约0.7和/或约0.3至约0.5的DS，根据本文所述的重均分子量测试方法测量的约25,000g/mol至约450,000g/mol和/或约35,000g/mol至约400,000g/mol和/或约50,000g/mol至约400,000g/mol和/或约60,000g/mol至约400,000g/mol和/或约65,000g/mol至约350,000g/mol和/或约70,000g/mol至约300,000g/mol和/或约90,000g/mol至约300,000g/mol和/或约120,000g/mol至约250,000g/mol和/或约130,000g/mol至约250,000g/mol和/或约150,000g/mol至约250,000g/mol的重均分子量(Mw)，其中该多个纤维元件还包含一种或多种活性剂，例如一种或多种表面活性剂，例如包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐的表面活性剂混合物，其中该多个纤维元件衍生自纤维元件形成组合物，例如水性纤维元件形成组合物，该纤维元件形成组合物表现出根据本文所述的旋转流变仪测试方法测量的约0.01Pa s至约1.2Pa s和/或约0.02Pa s至约1.0Pa s的粘度，其中该纤维元件形成组合物包含表面活性剂混合物和该一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如乙酰化淀粉，重量比为约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1和/或约0.5:1至约2:1，其中该纤维元件形成组合物还包含按重量计约55％至约85％的水。
在本发明的又一示例中，提供了一种纤维元件形成组合物，例如水性纤维元件形成组合物，例如基于天然聚合物的纤维元件形成组合物，该纤维元件形成组合物包含极性溶剂和一种或多种纤维元件形成材料和一种或多种活性剂，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如乙酰化淀粉，一种或多种活性剂例如一种或多种表面活性剂，诸如包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐的表面活性剂混合物，使得基于天然聚合物的纤维元件形成组合物表现出根据本文所述的旋转流变仪测试方法测量的约0.01Pa s至约1.2Pa s和/或约0.02Pa s至约1.0Pa s的粘度。
在本发明的再又一示例中，提供了一种用于制备纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，例如水溶性的基于天然聚合物的纤维元件的方法，该方法包括以下步骤：
a.提供纤维元件形成组合物，例如水溶性纤维元件形成组合物，该组合物包含：一种或多种纤维元件形成材料，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如乙酰化淀粉；以及表面活性剂混合物，例如包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐的表面活性剂混合物，其中该纤维元件形成组合物包含表面活性剂混合物和该一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，重量比为约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1和/或约0.5:1至约2:1；
b.将纤维元件形成组合物纺成一种或多种纤维元件，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件，该纤维元件包含该一种或多种纤维元件形成材料例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料和表面活性剂混合物。
在本发明的又一个示例中，提供了一种包含一种或多种纤维元件形成材料的纤维元件，该纤维元件形成材料包含具有约0.3至约0.7的取代度(DS)、约50,000g/mol至约250,000g/mol的重均分子量的乙酰化淀粉，其中该纤维元件还包含表面活性剂混合物，该表面活性剂混合物包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐，其中含水组合物包含0.5:1至2:1的重量比的表面活性剂混合物和乙酰化淀粉，其中该含水组合物还包含按重量计55％至85％的水。
在本发明的再另一示例中，纤维结构包含多个根据本发明的纤维元件，其中该纤维结构包含重量比为约0.5:1至约2:1的表面活性剂混合物和乙酰化淀粉。
在本发明的甚至另一个示例中，提供了一种用于制备纤维元件的方法，该方法包括以下步骤：
a.提供包含一种或多种纤维元件形成材料和表面活性剂混合物的纤维元件形成组合物，该一种或多种纤维元件形成材料包含乙酰化淀粉，该表面活性剂混合物包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐，其中该纤维元件形成组合物包含重量比为约0.5:1至约2:1的表面活性剂混合物和乙酰化淀粉；并且
b.将纤维元件形成组合物纺成包含乙酰化淀粉和表面活性剂混合物的一个或多个纤维元件。
在本发明的甚至又一个示例中，提供了一种纤维元件形成组合物，该组合物包含极性溶剂和一种或多种纤维元件形成材料和表面活性剂混合物，该一种或多种纤维元件形成材料包含乙酰化淀粉，该表面活性剂混合物包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐，使得纤维元件形成组合物表现出根据旋转流变仪测试方法测量的约0.01Pa s至约1.2Pa s的粘度。
本发明提供了基于天然聚合物的纤维元件、包含多个基于天然聚合物的纤维元件的纤维结构、包含基于天然聚合物的纤维元件形成材料的纤维元件形成组合物、基于天然聚合物的纤维元件形成材料及制备这些的方法。
附图说明
图1为根据本发明的纤维结构的示例的剖视图的扫描电镜照片；
图2为根据本发明的纤维结构的另一示例的剖视图的示意图；
图3为根据本发明的纤维结构的另一示例的剖视图的示意图；
图4为根据本发明的纤维结构的另一示例的剖视图的扫描电镜照片；
图5为用于制备本发明的纤维元件的方法的示例的示意图；
图6为带放大视图的用于图5的方法中的模头的示例的示意图；
图7为用于制备根据本发明的纤维结构的方法的示例的示意图；
图8为用于制备根据本发明的纤维结构的方法的另一示例的示意图；
图9为用于制备根据本发明的纤维结构的方法的另一示例的示意图；
图10A为根据本发明的发泡纤维结构产品的示例的示意图；
图10B为沿图10A的线10B-10B截取的剖视图；
图11为根据本发明在测量溶解度中所用的设备设置的示例的示意图；
图12为图11在溶解度测试的操作期间的示意图；并且
图13为图12的顶视图的示意图。
具体实施方式
定义
如本文所用，“纤维结构”意指包括一个或多个纤维元件以及任选地一个或多个颗粒的结构。在一个示例中，根据本发明的纤维结构是指一起形成能够执行功能的结构诸如一体结构的纤维元件和任选地颗粒的缔合。多个纤维元件可以相互缠结。
本发明的纤维结构可为均匀的或可为分层的。如果为分层的，则纤维结构可包括至少两个和/或至少三个和/或至少四个和/或至少五个层，例如一个或多个纤维元件层，一个或多个颗粒层(当存在时)和/或一个或多个纤维元件/颗粒混合物层(当存在颗粒时)。
在一个示例中，纤维结构为表现出如根据本文所述的基重测试方法测量的小于5000g/m2的基重的多层片纤维结构。
在一个示例中，本发明的纤维结构为“一体纤维结构”。
如本文所用，“一体纤维结构”是包括相互缠结或以其他方式彼此缔合以形成纤维结构的多个纤维元件的布置。除了该多个纤维元件之外，一体纤维结构还可包括与该多个纤维元件缔合的一个或多个和/或多个颗粒。本发明的一体纤维结构可为多层片纤维结构内的一个或多个层片。在一个示例中，本发明的一体纤维结构可包括三个或更多个不同的纤维元件。在另一个示例中，本发明的一体纤维结构可包括两个不同的纤维元件，例如共形成纤维结构，在不同的纤维元件上沉积不同的纤维元件以形成包括三个或更多个不同纤维元件的纤维结构。
如本文所用，“纤维元件”意指长度大大超过其平均直径，即长度与平均直径的比率为至少约10的细长颗粒。纤维元件可为长丝或纤维。在一个示例中，纤维元件为单个纤维元件而不是包括多个纤维元件的纱。
本发明的纤维元件可经由合适的纺丝工艺操作，诸如熔喷、纺粘、静电纺丝和/或旋转纺丝，由长丝形成组合物(也称为纤维元件形成组合物)纺成。
本发明的纤维元件可为单组分和/或多组分。例如，纤维元件可包含双组分纤维和/或长丝。双组分纤维和/或长丝可呈任何形式，诸如并列型、芯-皮型、海岛型等。
如本文所用，“长丝”意指如上所述的细长颗粒，其表现出大于或等于5.08cm(2英寸)和/或大于或等于7.62cm(3英寸)和/或大于或等于10.16cm(4英寸)和/或大于或等于15.24cm(6英寸)的长度。
通常认为长丝实质上是连续的或基本上连续的。长丝相对地比纤维长。长丝的非限制性示例包括熔喷和/或纺粘长丝。可纺成长丝的聚合物的非限制性示例包括天然聚合物(诸如淀粉、淀粉衍生物、纤维素诸如人造丝和/或莱赛尔纤维和纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物)和合成聚合物(包括但不限于热塑性聚合物长丝诸如聚酯、尼龙、聚烯烃(诸如聚丙烯长丝、聚乙烯长丝)，以及能够生物降解的热塑性纤维诸如聚乳酸长丝、多羟基链烷酸酯长丝、聚酯酰胺长丝和聚己内脂长丝)。
如本文所用，“纤维”意指如上所述的细长颗粒，其表现出小于5.08cm(2in.)和/或小于3.81cm(1.5in.)和/或小于2.54cm(1in.)的长度。
通常认为纤维实质上是不连续的。纤维的非限制性示例包括短纤维，其通过将本发明的长丝或长丝丝束纺丝，然后将长丝或长丝丝束切割成小于5.08cm(2英寸)的片段由此制备纤维来制备。
在一个示例中，一种或多种纤维可由本发明的长丝形成，诸如当长丝被切割成较短长度时(诸如小于5.08cm的长度)。因此，在一个示例中，本发明也包括由本发明的长丝制成的纤维，诸如包含一种或多种长丝形成材料和一种或多种添加剂诸如活性剂的纤维。因此，除非另外指明，否则本发明涉及的长丝和/或多根长丝也包括由此类长丝和/或多根长丝制成的纤维。相对于认为实质上是连续的长丝，通常认为纤维实质上是不连续的。
如本文所用，“长丝形成组合物”和/或“纤维元件形成组合物”意指适于诸如通过熔喷和/或纺粘制备本发明的一个或多个纤维元件，例如从多行毛细管熔喷模纺制纤维元件的组合物。长丝形成组合物包含一种或多种纤维元件形成材料，例如长丝形成材料，其表现出使其适用于纺成纤维元件的特性。在一个示例中，纤维元件形成材料包含聚合物。除了一种或多种纤维元件形成材料之外，纤维元件形成组合物还可包含一种或多种添加剂，例如一种或多种活性剂。此外，纤维元件形成组合物可包含一种或多种极性溶剂诸如水，在纺制纤维元件，诸如由纤维元件形成组合物纺制长丝之前，纤维元件形成材料的一种或多种，例如全部，和/或活性剂的一种或多种，例如全部溶解和/或分散在极性溶剂中。
在一个示例中，纤维元件例如由本发明的纤维元件形成组合物制成的本发明的长丝是如下长丝：一种或多种添加剂，例如一种或多种活性剂可存在于纤维元件中而不是纤维元件上，诸如包含一种或多种活性剂的涂料组合物。此类涂料组合物中的该一种或多种活性剂可以与纤维元件和/或含活性剂的颗粒(如果存在的话)中的活性剂相同或不同。存在于纤维元件形成组合物中的纤维元件形成材料的总含量和活性剂的总含量可为任何合适的量，只要由此制得本发明的纤维元件即可。
在一个示例中，一种或多种添加剂诸如活性剂可存在于纤维元件中，并且一种或多种附加的添加剂诸如活性剂可存在于纤维元件的表面上。在另一示例中，本发明的纤维元件可包含一种或多种添加剂诸如活性剂，该添加剂在最初制备时存在于纤维元件中，但是在暴露于纤维元件的预期使用条件之前和/或之时聚集于纤维元件的表面和/或例如在溶解时，当暴露于预期使用条件时从纤维元件中释放。
如本文所用，“纤维元件形成材料”和/或“长丝形成材料”和/或“纤维形成材料”意指表现出适用于制备纤维元件的特性的材料，诸如聚合物或能够产生聚合物的单体。在一个示例中，纤维元件形成材料包含一种或多种基于天然聚合物的聚合物诸如阴离子、阳离子、两性离子、和/或非离子聚合物。在另一个示例中，该聚合物可以包括羟基聚合物，例如改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉。在又一个示例中，基于天然聚合物的纤维元件形成材料例如改性多糖是极性溶剂可溶的(例如水溶性的)基于天然聚合物的材料。
如本文所用，“混合的”和/或“混合”是指其中颗粒与纤维元件例如长丝混合的状态或形式。纤维元件(例如长丝)和颗粒(例如含活性剂的颗粒)的混合物可以处于复合结构中和/或遍布整个复合结构或处于复合结构的平面或区域内。在一个示例中，混合的纤维元件(例如细丝)和颗粒可形成复合结构的至少一个表面。在一个示例中，颗粒可均匀分散在复合结构和/或复合结构的平面和/或区域中或遍布整个复合结构和/或复合结构的平面和/或区域。在一个示例中，颗粒可均匀分布在复合结构中和/或遍布整个复合结构，这避免和/或防止复合结构内的颗粒下降和/或自由移动和/或迁移到复合结构内的其他区域，从而在复合结构内形成较高浓度的颗粒区和较低浓度的颗粒区或零浓度的颗粒区。在一个示例中，复合结构的μCT横截面可显示颗粒是否均匀分布在复合结构中和/或遍布整个复合结构。
如本文所用，“添加剂”意指存在于本发明纤维元件中的不是纤维元件形成材料的任何材料。在一个示例中，添加剂包含活性剂。在另一个示例中，添加剂包含加工助剂。在另一个示例中，添加剂包含填料。在一个示例中，添加剂包含存在于纤维元件中的任何材料，纤维元件中缺少所述材料将不导致纤维元件损失其纤维元件结构，换句话讲，缺少它不导致纤维元件损失其固体形式。在另一个示例中，添加剂例如活性剂包含非聚合物材料。
在一个示例中，添加剂可包含纤维元件用增塑剂。本发明的合适增塑剂的非限制性示例包括多元醇、共聚多元醇、多元羧酸、聚酯和聚二甲基硅氧烷共聚多元醇。可用的多元醇的示例包括但不限于，甘油、双甘油、丙二醇、乙二醇、丁二醇、戊二醇、环己烷二甲醇、己二醇、2,2,4-三甲基戊烷-1,3-二醇、聚乙二醇(200-600)、季戊四醇、糖醇如山梨醇、甘露醇、乳糖醇、以及其他一元和多元低分子量醇(例如C2-C8醇)；单糖、二糖和低聚糖，如果糖、葡萄糖、蔗糖、麦芽糖、乳糖，以及高果糖玉米糖浆固体、和糊精、以及抗坏血酸。
在一个示例中，增塑剂包括甘油和/或丙二醇和/或甘油衍生物诸如丙氧基化甘油。在另一个示例中，增塑剂选自：甘油、乙二醇、聚乙二醇、丙二醇、缩水甘油、脲、山梨醇、木糖醇、麦芽糖醇、糖、乙烯双甲酰胺、氨基酸、以及它们的混合物。
在另一个示例中，添加剂可包含流变改性剂，如剪切改性剂和/或拉伸改性剂。流变改性剂的非限制性示例包括但不限于可用于本发明的纤维元件中的聚丙烯酰胺、聚氨酯、聚环氧乙烷、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯基己内酰胺、聚乙烯基咪唑、高分子量多糖、聚乙烯醇、聚丙烯酸酯、以及它们的混合物。流变改性剂的非限制性示例可从The Dow ChemicalCompany(Midland，MI)商购获得。
在另一个示例中，添加剂可包含一种或多种掺入本发明的纤维元件中的着色剂和/或染料，以在纤维元件暴露于预期使用条件时和/或活性剂从纤维元件释放时和/或纤维元件的形态变化时提供视觉信号。
在另一个示例中，添加剂可包含一种或多种剥离剂和/或润滑剂。合适的剥离剂和/或润滑剂的非限制性示例包括脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪醇、脂肪酸酯、磺化脂肪酸酯、乙酸脂肪胺、脂肪酸酰胺、硅氧烷、氨基硅氧烷、含氟聚合物、以及它们的混合物。在一个示例中，可将剥离剂和/或润滑剂施用于纤维元件，换句话讲，在形成纤维元件之后。在一个示例中，在将纤维元件收集在收集装置上以形成纤维结构之前，可将一种或多种剥离剂/润滑剂施用于纤维元件。在另一个示例中，在接触一种或多种纤维结构之前，诸如在纤维结构的叠堆中，可将一种或多种剥离剂/润滑剂施加到由本发明的纤维元件形成的纤维结构。在另一个示例中，在纤维元件和/或纤维结构接触表面诸如用于加工系统的设备的表面之前，可将一种或多种剥离剂/润滑剂施加到本发明的纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构，从而即使在不经意间，也有利于纤维元件和/或纤维结构的去除和/或避免纤维元件的层和/或本发明纤维结构的层片彼此粘着。在一个示例中，剥离剂/润滑剂包含颗粒。
在甚至另一个示例中，添加剂可包含一种或多种抗粘连剂和/或防粘剂。合适的防粘连剂和/或防粘剂的非限制性示例包括淀粉、淀粉衍生物、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联纤维素、微晶纤维素、二氧化硅、金属氧化物、碳酸钙、滑石、云母、以及它们的混合物。
在一个示例中，已经出乎意料地发现，在本发明的纤维结构中包含二氧化硅导致具有比不包含二氧化硅更大的泡沫高度的稳定泡沫。
如本文所用，“预期使用条件”意指本发明的纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构用于其设计目的中的一个或多个时，所述纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构所暴露于的温度条件、物理条件、化学条件和/或机械条件。例如，如果出于衣物洗涤护理目的将纤维元件和/或颗粒和/或包含纤维元件的纤维结构设计成用于洗衣机，则预期使用条件将包括在衣物洗涤运行期间存在于洗衣机中的那些温度条件、化学条件、物理条件和/或机械条件，包括任何洗涤水。在另一个示例中，如果出于毛发护理目的而将纤维元件和/或颗粒和/或包含纤维元件的纤维结构设计成洗发剂被人类使用，则预期使用条件将包括在用洗发剂洗涤人类毛发期间存在的那些温度条件、化学条件、物理条件和/或机械条件。同样地，如果将纤维元件和/或颗粒和/或包括纤维元件的纤维结构设计成用于通过手洗或通过洗碗机的餐具洗涤操作，则预期使用条件将包括在餐具洗涤操作期间，存在于洗碗水和/或洗碗机中的那些温度条件、化学条件、物理条件和/或机械条件。
如本文所用，“活性剂”意指诸如当纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于纤维元件和/或颗粒和/或包括纤维元件的纤维结构的预期使用条件时，在纤维元件和/或颗粒和/或包括本发明的纤维元件的纤维结构外部的环境中产生预期效果的添加剂。在一个示例中，活性剂包含添加剂，其处理表面诸如硬质表面(即，厨房的工作台面、浴缸、盥洗室、抽水马桶、水槽、地面、墙面、牙齿、车辆、窗、镜子、餐具)和/或软质表面(即，织物、毛发、皮肤、地毯、作物、植物)。在另一个示例中，活性剂包含添加剂，其产生化学反应(即，起泡、冒泡、着色、加温、冷却、起泡、消毒和/或澄清和/或氯化，诸如在澄清水和/或消毒水和/或氯化水中产生化学反应)。在另一个示例中，活性剂包含添加剂，其处理环境(即，脱臭、纯化、给空气加香)。在一个示例中，活性剂如在包含活性剂的纤维元件和/或颗粒的形成期间原位形成，例如纤维元件和/或颗粒可包含水溶性聚合物(例如淀粉)和表面活性剂(例如阴离子表面活性剂)，其可产生起到用于处理织物表面的活性剂作用的聚合物复合物或凝聚层。
如本文所用，“处理”相对于处理表面意指活性剂提供对表面或环境的有益效果。处理包括调节和/或立即改善表面或环境的外观、清洁度、气味、纯度和/或触感。在一个示例中涉及处理角质组织(例如皮肤和/或毛发)表面的处理意指调节和/或立即改善角质组织的美容外观和/或触感。例如，“调节皮肤、毛发或指/趾甲(角质组织)状况”包括：增厚皮肤、毛发或指/趾甲(例如，构造皮肤的表皮和/或真皮和/或皮下[例如，皮下脂肪或肌肉]层，和可适用的指/趾甲和发干的角质层)以减少皮肤、毛发或指/趾甲的萎缩；增加真皮-表皮边界(也称为网缘)的卷曲；防止皮肤或毛发弹性的损失(功能性皮肤弹性蛋白的损失、破坏和/或失活)诸如弹性组织变性、松垂、皮肤损失或毛发变形的反冲；黑色素或非黑色素在皮肤、毛发或指甲着色方面的变化，如黑眼圈、疹斑(例如，由例如红斑痤疮引起的不均匀红色)(下文中称为红斑)、灰黄(灰白色)、由毛细管扩张或蛛形血管引起的变色、以及毛发泛灰。
在另一个示例中，处理意指从织物制品诸如衣服、毛巾、亚麻布，和/或硬质表面诸如工作台面和/或包括罐和盘的餐具上去除污渍和/或气味。
如本文所用，“织物护理活性剂”意指当施用于织物时对织物提供有益效果和/或改善的活性剂。对织物的有益效果和/或改善的非限制性示例包括清洁(例如通过表面活性剂清洁)、去污效果、减少污渍、去皱、恢复颜色、静电控制、抗皱、耐久压熨、减少磨损、耐磨损、起球去除、抗起球、去垢、除垢、防垢(包括去垢)、形状保持、减少缩水、柔软性、芳香、抗菌、抗病毒、抗臭、和去除气味。
如本文所用，“餐具洗涤活性剂”意指当施加于餐具、玻璃器具、罐、盘、器皿、和/或烹饪板时提供对餐具、玻璃器具、塑料制品、罐、盘、和/或烹饪板的有益效果和/或改善的活性剂。对餐具、玻璃器具、塑料制品、罐、盘、器皿、和/或烹饪板的有益效果和/或改善的非限制性示例包括食品和/或去垢、清洁(例如通过表面活性剂清洁)、去污效果、减少污渍、去除油脂、去除水垢和/或防水垢、玻璃和金属护理、消毒、增亮和抛光。
如本文所用，“硬质表面活性剂”意指当施用于地板、工作台面、水槽、窗户、镜子、淋浴器、浴缸、和/或厕所时，向地板、工作台面、水槽、窗户、镜子、淋浴器、浴缸、和/或厕所提供有益效果和/或改进的活性剂。对地板、工作台面、水槽、窗户、镜子、淋浴器、浴缸、和/或厕所的有益效果和/或改善的非限制性示例包括除去食品和/或污垢、清洁(例如，通过表面活性剂清洁)、去污效果、减少污渍、去除油脂、去除水渍和/或防水渍、去除水垢、消毒、增亮、抛光和清新。
如本文所用，“颗粒”例如含活性剂的颗粒意指粉末、粒剂和/或附聚物。颗粒的形状可以呈如下形式：球状、棒状、板状、管状、正方形、长方形、盘状、星形、纤维，或具有规则或不规则的随机形状。本发明的颗粒(至少44μm的那些)可通过本文所述的粒度分布测试方法进行测量。就小于44μm的颗粒而言，可使用不同的测试方法例如光散射来测定小于44μm的粒度，例如香料微胶囊的粒度通常在约15μm至约44μm和/或约25μm的范围内。
在一个方面，颗粒可包含重新循环的纤维结构材料，具体地其中所述纤维材料通过将纤维碾磨成细碎的固体并将所述细碎的固体重新掺入到附聚物、颗粒或其他颗粒形式中来重新循环。在另一方面，颗粒可包含重新循环的纤维结构材料，具体地其中将所述纤维材料掺入到流体糊剂、悬浮液或溶液中，然后进行加工以形成附聚物、颗粒或其他颗粒形式。在另一方面，可在制备新纤维制品的过程中将包含重新循环的纤维材料的所述流体糊剂、悬浮液或溶液直接施用于纤维层。
在一个示例中，颗粒表现出根据本文所述的粒度分布测试方法测量的小于500μm和/或小于450μm和/或小于400μm和/或小于350μm至约100μm或至约150μm或至约200μm的D50。
在一个示例中，可以是离散颗粒和/或附聚物(离散颗粒结合在一起)的颗粒可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的约100μm至约5000μm和/或约100μm至约2000μm和/或约250μm至约1200μm和/或约250μm至约850μm的D50粒度。
在一个示例中，可以是离散颗粒和/或附聚物(离散颗粒结合在一起)的颗粒可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的250μm的D10。
在另一个示例中，颗粒和/或附聚物(离散颗粒结合在一起)可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的1200μm和/或850μm的D90。
在一个示例中，颗粒和/或附聚物(离散颗粒结合在一起)可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的大于44μm和/或大于90μm和/或大于150μm和/或大于212μm和/或大于300μm的D10。
在一个示例中，颗粒和/或附聚物(离散颗粒结合在一起)可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的小于1400μm和/或小于1180μm和/或小于850μm和/或小于600μm和/或小于425μm的D90。
在一个示例中，颗粒和/或附聚物(离散颗粒结合在一起)可表现出上述D10、D50和/或D90的任何组合，只要D50(当存在时)大于D10(当存在时)，并且D90(当存在时)大于D10和D50(当存在时)。
在一个示例中，颗粒和/或附聚物(离散颗粒结合在一起)可表现出上述D10和D90的任何组合，只要D90大于D10。
在一个示例中，颗粒和/或附聚物(离散颗粒结合在一起)可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的大于212μm的D10和小于1180μm的D90。
在一个示例中，颗粒和/或附聚物(离散颗粒结合在一起)可表现出如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的大于90μm的D10和小于425μm的D90。
如本文所用，“泡腾体系”意指一种或多种泡腾酸和/或泡腾酸颗粒和一种或多种泡腾盐和/或泡腾盐颗粒的混合物。在一个示例中，具体泡腾酸(例如泡腾酸颗粒)和/或泡腾盐(例如泡腾盐颗粒)及它们的比例的选择至少部分地取决于对气体(例如CO2释放)的量的要求。在一个示例中，泡腾酸(例如泡腾酸颗粒，诸如柠檬酸)可以按泡腾体系的重量计约10％至约60％的量添加，而泡腾盐(例如，泡腾盐颗粒，诸如碱金属盐，例如碳酸氢钠)也可以按泡腾组分的重量计约10％至60％的量添加。
如本文所用，“泡腾酸”或“泡腾酸颗粒”意指当与泡腾盐或泡腾盐颗粒组合时产生泡腾(例如气体，诸如CO2)的酸和/或酸颗粒。用于本发明的起泡组合物中的合适的泡腾酸和/或泡腾酸颗粒的非限制性示例包括但不限于酒石酸、柠檬酸、富马酸、己二酸、苹果酸、草酸、氨基磺酸以及它们的混合物。在一个示例中，泡腾酸和/或泡腾酸颗粒包含柠檬酸或柠檬酸和酒石酸的混合物。泡腾酸和/或泡腾酸颗粒可以是无水的。
如本文所用，“泡腾盐”或“泡腾盐颗粒”意指当与泡腾酸和/或泡腾酸颗粒组合时产生泡腾(例如气体，如CO2)的盐和/或盐颗粒。合适的泡腾盐和/或泡腾盐颗粒的非限制性示例包括但不限于碱金属盐和/或碳酸盐和/或碳酸氢盐，诸如碳酸钠、碳酸钙、碳酸镁、碳酸铵、碳酸钾、碳酸氢钠、碳酸氢钙以及它们的混合物。泡腾盐和/或泡腾盐颗粒可以是无水的。
如本文所用，“重量比”意指两种材料之间基于其干重的比率。例如，一个纤维元件和/或多个纤维元件内纤维元件形成材料与活性剂的重量比是基于该纤维元件和/或该多个纤维元件干重计的纤维元件形成材料重量(g或％)与基于该纤维元件和/或该多个纤维元件干重计的添加剂诸如活性剂重量(g或％-与纤维元件形成材料重量的单位相同)的比率。在另一个示例中，纤维结构中颗粒与纤维元件的重量比为基于纤维结构干重计的颗粒重量(g或％)与基于纤维结构干重计的纤维元件重量(g或％-与颗粒重量的单位相同)的比率。
如本文所用，“水溶性材料”和/或“水溶性纤维结构”和/或“水溶性纤维元件形成材料”和/或“水溶性颗粒”意指可混溶于水中的材料。换句话讲，它是在环境条件下能够与水形成稳定(在形成均匀溶液超过5分钟后不发生分离)均匀溶液的材料。
如本文所用，“环境条件”是指23℃±1.0℃和50％±2％的相对湿度。
“重均分子量”意指根据本文所述的重均分子量测试方法测定的重均分子量。
如本文所用，“长度”意指相对于纤维元件，沿纤维元件的最长轴从一个末端到另一个末端的长度。如果纤维元件在其中具有结、卷曲或弯曲，则所述长度为沿纤维元件从一个末端到另一个末端的整个路径的长度。
如本文所用，相对于纤维元件，“直径”根据本文所述的直径测试方法进行测量。在一个示例中，本发明的纤维元件表现出小于100μm、和/或小于75μm、和/或小于50μm、和/或小于25μm、和/或小于20μm、和/或小于15μm、和/或小于10μm、和/或小于6μm、和/或大于1μm、和/或大于3μm的直径。
如本文所用，“触发条件”在一个示例中意指任何事情，作为行为或事件，用于刺激和引发或促进本发明的纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构的变化，诸如纤维元件和/或纤维结构的物理结构的损失或改变和/或添加剂诸如活性剂从其中的释放。在另一个示例中，当将本发明的纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构添加到水中时，触发条件可存在于环境诸如水中。换句话讲，除了将本发明的纤维元件和/或纤维结构添加到水中的事实之外，在水中不存在任何变化。
如本文所用，相对于纤维元件和/或颗粒的形态变化，“形态变化”意指纤维元件经历其物理结构的变化。本发明的纤维元件和/或颗粒的形态变化的非限制性示例包括溶解、熔融、溶胀、皱缩、破裂成片、爆裂、变长、变短、以及它们的组合。当将本发明的纤维元件和/或颗粒暴露于预期使用条件时，其可完全或基本上损失其纤维元件或颗粒物理结构或可使其形态变化或其可保持或基本上保持其纤维元件或颗粒物理结构。
“按基于干燥纤维元件的重量计”和/或“按基于干燥颗粒的重量计”和/或“按基于干燥纤维结构的重量计”是指在23℃±1.0℃和50％±10％的相对湿度下在调理室中分别将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构调理2小时后立即测量的纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构的重量。在一个示例中，基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计意指如根据本文所述的含水量测试方法测量，基于纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构的干重计，纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构包含小于20％和/或小于15％和/或小于10％和/或小于7％和/或小于5％和/或小于3％至约或大于0％的水分，诸如水，例如游离水。
如本文所用，例如相对于存在于纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构中的一种或多种活性剂的总含量，“总含量”意指所有主体材料例如活性剂的重量或重量百分比的总和。换句话讲，纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构可包含基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计25％的阴离子表面活性剂、基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计15％的非离子表面活性剂、基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计10％的螯合剂、以及基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计5％的香料，使得存在于纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构中的活性剂的总水平大于50％；即基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计为55％。
“固体”或“总固体”是指除了配方中的水或溶剂之外不会蒸发的任何成分。如本文所用，“高固体”是指以按重量计大于15％和/或大于20％和/或至少25％和/或至少35％和/或至少40％和/或至少50％至约100％或至约90％或至约80％或至约70％或至约60％以及介于这些值之间的所有范围的水平存在的固体和/或总固体。
“高表面活性剂”(例如“高表面活性剂含量”)是指本发明的纤维元件形成组合物和/或纤维元件中表面活性剂与纤维元件形成材料(诸如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，诸如改性淀粉(淀粉衍生物)，例如乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯))的比率。存在于纤维元件形成组合物和/或纤维元件中的此类表面活性剂是不同的并且独立于可存在于颗粒，诸如本发明的纤维结构和/或产品中存在的含活性剂的颗粒中的任何表面活性剂。在一个示例中，表面活性剂与纤维元件形成材料的重量比范围为约1:2至约5:1和/或约1:1至约4:1和/或约2:1至约3:1和/或约2:1。
如本文所用，“纤维结构产品”意指包括多个纤维元件和多个颗粒的固体形式，例如矩形固体，有时称为片材，在这种情况下为本发明的一种或多种纤维结构。纤维结构产品包含存在于纤维结构和/或纤维结构产品的纤维元件和/或颗粒中的一种或多种活性剂，例如泡腾剂、织物护理活性剂、餐具洗涤活性剂、硬质表面活性剂以及它们的混合物。在一个示例中，本发明的纤维结构产品包含一种或多种表面活性剂、一种或多种酶(诸如以酶粒的形式)、一种或多种香料和/或一种或多种抑泡剂。在另一个示例中，本发明的纤维结构产品包含助洗剂和/或螯合剂。在另一个示例中，本发明的纤维结构产品包含漂白剂(诸如封装的漂白剂)。
如本文所用，相对于材料如整个纤维元件和/或纤维元件中的纤维元件形成材料和/或纤维元件中的活性剂，“与……不同”或“不同”意指一种材料诸如纤维元件和/或纤维元件形成材料和/或活性剂在化学上、物理上和/或结构上与另一种材料诸如纤维元件和/或纤维元件形成材料和/或活性剂不同。例如，长丝形式的纤维元件形成材料与纤维形式的相同纤维元件形成材料不同。同样地，淀粉聚合物与纤维素聚合物不同。然而，就本发明的目的而言，不同分子量的相同材料诸如不同分子量的淀粉不是彼此不同的材料。
如本文所用，“聚合物的随机混合物”意指将两种或更多种不同的纤维元件形成材料随机混合以形成纤维元件。因此，就本发明的目的而言，有序组合以形成纤维元件诸如核壳双组分纤维元件的两种或更多种不同的纤维元件形成材料不是不同的纤维元件形成材料的随机混合物。
如本文所用，关于纤维元件和/或颗粒，“缔合(Associate)”、“缔合的(Associated)”、“缔合型(Association)”和/或“缔合(Associating)”意指纤维元件和/或颗粒直接接触和/或间接接触进行组合使得形成纤维结构。在一个示例中，缔合的纤维元件和/或颗粒可例如通过粘合剂和/或热粘结而粘结在一起。在另一个示例中，纤维元件和/或颗粒可通过沉积到相同的纤维结构制备带和/或图案化带上而彼此关联。
如本文所用，“孔”意指与周围的纤维结构不同的纤维结构中的开口或空隙或凹痕。在一个示例中，孔可包括其中存在纤维结构的局部破坏的任何特征部。在一个示例中，孔可包括纤维结构的基重、厚薄或厚度的局部凹痕或局部破坏。在另一个示例中，孔可为纤维结构中的开口，其中开口基本上或完全穿过纤维结构的两个大致平坦的表面，穿过纤维结构的一个大致平坦的表面，或甚至不穿过纤维结构的两个平坦表面。在另一个示例中，孔可为纤维结构中的开口，其中存在完整开口、部分开口，或甚至没有明显的开口。在另一个示例中，孔可包括为纤维结构中的压花的特征部。在甚至另一个示例中，孔是纤维结构和/或多层片纤维结构的内部特征部，其中例如孔特征部可存在于多层片纤维结构的内部层片上。在甚至又一个示例中，孔包括纤维结构中的开口或空隙或凹痕，其中该开口或空隙或凹痕为非随机的和/或设计和/或制造的开口、空隙或凹痕，而不是存在于纤维结构的纤维元件之间和/或之中的因收集装置上的纤维元件的收集和相互缠结而得到的随机孔。
如本文所用，“纵向”或“MD”意指平行于通过纤维结构制备机器和/或纤维结构产品制造设备的纤维结构流的方向。
如本文所用，“横向”或“CD”意指在纤维结构和/或包含纤维结构的纤维结构产品的相同平面内垂直于纵向的方向。
如本文所用，“层片”或“多个层片”意指任选地以与其他层片基本上连续的面对面的关系设置从而形成多层纤维结构的单个纤维结构。也设想单个纤维结构可通过例如折叠在自身上，有效地形成两层或多层。
如本文所用，冠词“一个”和“一种”当用于本文时，例如“一种阴离子表面活性剂”或“一种纤维”被理解为是指一种或多种受权利要求书保护的或所述的材料。
除非另外指明，否则所有百分比和比率均按重量计算。除非另外指明，否则所有百分比和比率均基于总组合物计算。
除非另有说明，否则所有组分或组合物水平均涉及那个组分或组合物的活性物质水平，并且不包括可能存在于可商购获得来源中的杂质，例如残余溶剂或副产物。
纤维结构
本发明的纤维结构包含多个基于天然聚合物的纤维元件例如多根基于天然聚合物的长丝，以及任选地一个或多个颗粒例如一个或多个含活性剂的颗粒(诸如水溶性的含活性剂的颗粒)。
在一个示例中，纤维元件和/或颗粒可布置在纤维结构内以提供具有包含不同活性剂的两个或更多个区域的纤维结构。例如，纤维结构的一个区域可包含漂白剂和/或表面活性剂，并且纤维结构的另一个区域可包含软化剂。
下面讨论根据本发明的各种纤维结构和/或纤维结构产品的非限制性示例。尽管下面描述的非限制性示例说明颗粒是纤维结构和/或纤维结构产品的一部分，但纤维结构和/或纤维结构产品可以不含此类颗粒而仅含纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件。
如图1所示，根据本发明的纤维结构10的示例包括具有多个纤维元件14(例如基于天然聚合物的纤维元件)(在这种情况下为长丝，例如基于天然聚合物的长丝)的第一层12、具有多个纤维元件14(例如基于天然聚合物的纤维元件)(在这种情况下为长丝，例如基于天然聚合物的长丝)的第二层16、以及定位在第一层12和第二层16之间的多个颗粒18(例如含活性剂的颗粒)。类似的纤维结构可通过如下方式形成：将多个颗粒(例如含活性剂的颗粒)沉积在包括多个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)的纤维结构的第一层片的表面上，然后缔合包括多个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)的纤维结构(例如根据本发明的纤维结构)的第二层片，使得颗粒定位在第一层片与第二层片之间。
如图2所示，本发明的纤维结构10的另一个示例包括具有多个纤维元件14(例如基于天然聚合物的纤维元件)(在这种情况下为长丝，例如基于天然聚合物的长丝)的第一层12，其中第一层12包括一个或多个凹坑20(也称为凹槽)，其可呈非随机重复图案。凹坑20中的一个或多个凹坑可含有一个或多个颗粒18，例如含活性剂的颗粒。纤维结构10还包括第二层16，其与第一层12缔合使得颗粒18(例如含活性剂的颗粒)被包埋在凹坑20中。如上所述，类似的纤维结构可通过如下方式形成：将多个颗粒(例如含活性剂的颗粒)沉积在包括多个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)的纤维结构的第一层片的凹坑中，然后缔合包括多个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)的纤维结构(例如根据本发明的纤维结构)的第二层片，使得颗粒(例如含活性剂的颗粒)被包埋在第一层片的凹坑内。在一个示例中，凹坑可与纤维结构分离以产生离散的凹坑。
如图3所示，本发明的多层片纤维结构22的示例包括根据上文图2的纤维结构的第一层片24和纤维结构(例如根据本发明的纤维结构)的第二层片26，该第二层片例如通过边缝(未示出)与第一层片24缔合，其中第二层片26包括多个纤维元件14(例如基于天然聚合物的纤维元件)(在这种情况下为长丝，例如基于天然聚合物的长丝)，以及多个颗粒18(例如含活性剂的颗粒)，在这种情况下，这些颗粒无规地分散在遍布多层片纤维结构的一个或两个层片和/或遍布整个多层片纤维结构的x轴、y轴和z轴上。换句话讲，颗粒，例如含活性剂的颗粒，诸如水溶性的含活性剂的颗粒与一个或两个纤维结构层片的纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)混合。
如图4所示，本发明的纤维结构10的示例包括多个纤维元件14(例如基于天然聚合物的纤维元件)(在这种情况下为长丝，例如基于天然聚合物的长丝)和多个颗粒18(例如含活性剂的颗粒)(在这种情况下为无规地分散在整个纤维结构10的x轴、y轴和z轴上)。
虽然本发明的纤维元件和/或纤维结构为固体形式，但是用于制备本发明的纤维元件的长丝形成组合物可为液体形式。
在一个示例中，根据本发明，纤维结构包括多个(从组成的角度来看)相同或基本上相同的纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或颗粒(例如含活性剂的颗粒)。在另一个示例中，根据本发明，纤维结构可包括两个或更多个不同的纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或颗粒(例如含活性剂的颗粒)。纤维元件和/或颗粒的差异的非限制性示例可为物理差异诸如直径、长度、质地、形状、硬度、弹性等的差异；化学差异诸如交联水平、溶解度、熔点、Tg、活性剂、长丝形成材料、颜色、活性剂水平、基重、密度、长丝形成材料水平、纤维元件上是否存在任何涂层、是否能够生物降解、是否疏水、接触角等；当纤维元件和/或颗粒暴露于预期使用条件时纤维元件和/或颗粒是否丧失其物理结构的差异；当纤维元件和/或颗粒暴露于预期使用条件时纤维元件的形态和/或颗粒的形态是否改变的差异；以及当纤维元件和/或颗粒暴露于预期使用条件时纤维元件和/或颗粒释放其活性剂中的一种或多种活性剂的速率的差异。在一个示例中，纤维结构内的两个或更多个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或颗粒(例如含活性剂的颗粒)可包含不同的活性剂。这可为其中不同的活性剂可能彼此不相容的情况，例如阴离子表面活性剂(诸如洗发剂活性剂)和阳离子表面活性剂(诸如毛发调理剂活性剂)。
在另一个示例中，纤维结构可表现出不同的区域，诸如不同基重、密度和/或厚度的区域。在另一个示例中，纤维结构可在其表面中的一个或多个上包含纹理。纤维结构的表面可包含图案诸如非随机重复图案。纤维结构可压印有压花图案。在另一个示例中，纤维结构可包括开孔。开孔可以非随机重复图案排列。
在本发明的另一个示例中，纤维结构包括一个或多个孔，并且因此为开孔纤维结构。在一个示例中，纤维结构包括多个孔。开孔可被布置成图案，例如重复图案，诸如非随机重复图案和/或非重复图案。
本发明的开孔纤维结构内的孔可具有几乎任何形状和尺寸。在一个示例中，开孔纤维结构内的孔为大致圆形或长方形的，呈间隔开的开口的规则图案。在一个示例中，纤维结构包括以约0.2mm至约100mm和/或约0.5mm至约10mm的距离彼此间隔开的两个或更多个孔。
纤维结构例如可溶性纤维结构诸如水溶性纤维结构的开孔可通过多种技术来实现。例如，可通过涉及粘结和拉伸的各种工艺来实现开孔，诸如美国专利3,949,127和5,873,868中所述的那些。在一个示例中，开孔可通过形成多个间隔开的熔融稳定化区域，以及然后将纤维网环轧以拉伸纤维网并在熔融稳定区域中形成开孔来形成，如美国专利5,628,097和5,916,661中所述，这两篇专利据此以引用方式并入本文。在另一个示例中，孔可通过美国专利第6,830,800号、第6,863,960号、第8,241,543号、第10,792,229号中所述的方法以多层纤维结构构型形成，这些专利据此以引用方式并入本文。用于向本发明的纤维结构赋予孔的方法的非限制性示例包括压花、杆压、滚刀开孔、钉扎、模切、模冲、针刺、滚花、牵切、剪切、气动成形、液压成形、激光切割和簇绒。在一个示例中，本发明的纤维结构包括钉扎赋予的孔。在另一个示例中，本发明的纤维结构包括杆压(rodding)赋予的孔。在另一个示例中，本发明的纤维结构包括滚刀开孔赋予的孔。在另一个示例中，本发明的纤维结构可包括已通过不同类型的开孔工艺赋予纤维结构的孔。
在一个示例中，孔可在收集装置诸如图案化带上的纤维结构形成期间被赋予纤维结构，该收集装置具有例如凹陷部和/或突起部的特征结构，该凹陷部和/或突起部在形成期间在纤维元件接触收集装置时为纤维结构赋予孔。
在一个示例中，纤维结构可包含与纤维结构的其他部分不同的纤维元件的离散区域。
本发明纤维结构的用途的非限制性示例包括但不限于衣物洗涤烘干机基底、洗衣机基底、毛巾、硬质表面清洁和/或抛光基底、地面清洁和/或抛光基底、作为电池组分、婴儿擦拭物、成人擦拭物、女性卫生擦拭物、卫生纸擦拭物、窗清洁基底、油抑制剂和/或油清除剂基底、驱昆虫剂基底、游泳池化学基底、食品、口气清新剂、除臭剂、垃圾处理袋、包装膜和/或包裹物、伤口敷料、药物递送、建筑绝缘、作物和/或植物覆盖和/或铺垫、胶基底、皮肤护理基底、毛发护理基底、空气护理基底、水处理基底和/或过滤器、抽水马桶清洁基底、糖果基底、宠物食品、牲畜铺垫、牙齿美白基底、地毯清洁基底，以及本发明活性剂的其他合适用途。
本发明的纤维结构可按原样使用或可涂覆有一种或多种活性剂。
在一个示例中，制品例如本发明的纤维结构可表现出如根据本文所述的溶解度测试方法测量的小于360秒(s)、和/或小于200s、和/或小于100s、和/或小于60s、和/或小于30s、和/或小于10s、和/或小于5s、和/或小于2.0s、和/或小于1.5s、和/或约0s、和/或大于0s的平均崩解时间。
在一个示例中，制品例如本发明的纤维结构可表现出如根据本文所述的溶解度测试方法测量的小于3600秒(s)、和/或小于3000s、和/或小于2400s、和/或小于1800s、和/或小于1200s、和/或小于600s、和/或小于400s、和/或小于300s、和/或小于200s、和/或小于175s、和/或小于100s、和/或小于50s、和/或大于1s的平均溶解时间。
在另一个示例中，制品例如本发明的纤维结构表现出如根据本文所述的溶解度测试方法测量的小于24小时、和/或小于12小时、和/或小于6小时、和/或小于1小时(3600秒)、和/或小于30分钟、和/或小于25分钟、和/或小于20分钟、和/或小于15分钟、和/或小于10分钟、和/或小于5分钟、和/或大于1秒、和/或大于5秒、和/或大于10秒、和/或大于30秒、和/或大于1分钟的平均溶解时间。
在一个示例中，制品例如本发明的纤维结构可表现出如根据本文所述的溶解度测试方法测量的约1.0秒/gsm(s/gsm)或更少、和/或约0.5s/gsm或更少、和/或约0.2s/gsm或更少、和/或约0.1s/gsm或更少、和/或约0.05s/gsm或更少、和/或约0.03s/gsm或更少的平均崩解时间/gsm样本。
在一个示例中，制品例如本发明的纤维结构可表现出如根据本文所述的溶解度测试方法测量的约10秒/gsm(s/gsm)或更少、和/或约5.0s/gsm或更少、和/或约3.0s/gsm或更少、和/或约2.0s/gsm或更少、和/或约1.8s/gsm或更少、和/或约1.5s/gsm或更少的平均溶解时间/gsm样本。
在一个示例中，本发明的纤维结构表现出如通过本文所述的厚度测试方法测量的大于0.01mm、和/或大于0.05mm、和/或大于0.1mm至约100mm、或至约50mm、或至约20mm、或至约10mm、或至约5mm、或至约2mm、或至约0.5mm、或至约0.3mm的厚度。
在一个示例中，本发明的纤维结构包括多个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，这些纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于80％的总含量的一种或多种纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和按干燥纤维元件的重量计大于20％的总含量的一种或多种活性剂，该一种或多种活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂。
在一个示例中，本发明的纤维结构包括多个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，这些纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于70％的总含量的一种或多种纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和按干燥纤维元件的重量计大于30％的总含量的一种或多种活性剂，该一种或多种活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂。
在一个示例中，本发明的纤维结构包括多个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，这些纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于60％的总含量的一种或多种纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和按干燥纤维元件的重量计大于40％的总含量的一种或多种活性剂，该一种或多种活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂。
在一个示例中，本发明的纤维结构包括多个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，这些纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计约50％的总含量的一种或多种纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和按干燥纤维元件的重量计约50％的总含量的一种或多种活性剂，该一种或多种活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂。
在一个示例中，本发明的纤维结构包括多个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，这些纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于40％的总含量的一种或多种纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和按干燥纤维元件的重量计大于60％的总含量的一种或多种活性剂，该一种或多种活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂。
在一个示例中，本发明的纤维结构包括多个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，这些纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于30％的总含量的一种或多种纤维元件形成材料(基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和按干燥纤维元件的重量计大于70％的总含量的一种或多种活性剂，该一种或多种活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂。
在一个示例中，本发明的纤维结构包括多个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)，这些纤维元件包含：纤维元件形成材料例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，诸如改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉；以及一种或多种活性剂，该活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物，例如表面活性剂混合物包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐，其中该表面活性剂或表面活性剂混合物和该纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的材料，例如乙酰化淀粉)以表面活性剂或表面活性剂混合物与基于天然聚合物的纤维元件形成材料(例如乙酰化淀粉)约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1和/或约0.5:1至约2:1.的重量比存在于纤维结构中。
在一个示例中，存在于本发明的纤维结构和/或纤维元件和/或颗粒中的表面活性剂和/或表面活性剂混合物可包含适用于美容护理和/或个人护理应用，诸如洗手液、洗面奶、沐浴露、洗发剂和其他毛发清洁和/或调理应用的表面活性剂。适用于此类美容护理和/或个人护理应用的表面活性剂的非限制性示例包括但不限于月桂基硫酸铵、月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂基硫酸三乙基胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙基胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸二乙醇胺、月桂酸单甘油酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钾、月桂基肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂基肌氨酸、椰油酰肌氨酸、椰油酰硫酸铵、月桂酰硫酸铵、椰油酰硫酸钠、月桂酰硫酸钠、椰油酰硫酸钾、月桂基硫酸钾、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、椰油酰硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、椰油酰羟乙磺酸钠、以及它们的组合。在一个示例中，表面活性剂和/或表面活性剂混合物包含一种或多种无硫酸盐表面活性剂和/或100％无硫酸盐表面活性剂。
在一个示例中，纤维结构和/或纤维元件和/或颗粒包括本发明的多个纤维元件，还包含存在于纤维结构和/或纤维元件和/或颗粒的外表面上的涂料组合物，例如包含一种或多种活性剂的涂料组合物。
在一个示例中，本发明的纤维结构和/或纤维元件和/或颗粒包含基于天然聚合物的材料，例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如乙酰化淀粉，和两种或更多种不同活性剂，其中至少一种活性剂是表面活性剂或表面活性剂混合物。
在一个示例中，本发明的纤维结构和/或纤维元件和/或颗粒表现出如根据含水量测试方法所测量的0％至约20％和/或大于0％至小于15％的含水量。
本发明的纤维结构、纤维元件和纤维元件形成组合物可包含或不含拉伸助剂。换句话说，在一个示例中，本发明的纤维元件可由纤维元件形成组合物纺成而不需要拉伸助剂。
纤维元件
纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，可以是水溶性的或不溶于水的。在一个示例中，纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)包含一种或多种长丝形成材料，例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料。在另一个示例中，纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)包含一种或多种活性剂。在又一个示例中，纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)包含一种或多种长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和一种或多种活性剂。在另一个示例中，纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)是水溶性的基于天然聚合物的纤维元件。
本发明的纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件，诸如长丝和/或纤维，例如基于天然聚合物的长丝和/或基于天然聚合物的纤维包含一种或多种长丝形成材料，例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料。除了长丝形成材料之外，纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)还可包含如当纤维元件和/或包含所述纤维元件的纤维结构暴露于预期使用条件下时，可从纤维元件中释放的一种或多种活性剂。在一个示例中，存在于一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件中的该一种或多种长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计小于80％，并且存在于一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件中的该一种或多种活性剂的总含量基于干燥纤维元件和/或干纤维结构的重量计大于20％。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计约100％和/或大于95％和/或大于90％和/或大于85％和/或大于75％和/或大于50％的一种或多种长丝形成材料，例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，诸如改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉。
在另一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含一种或多种长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，诸如改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉)和一种或多种活性剂，其中至少一种活性剂包含表面活性剂，例如包含两种或更多种表面活性剂(诸如直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐)的表面活性剂混合物，其中存在于一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件中的长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构重量计为约5重量％至小于80％，并且存在于一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件中的活性剂(包括表面活性剂或表面活性剂混合物和任选一种或多种另外的非表面活性剂的活性剂)的总含量基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计为大于20％至约95％。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计至少10％、和/或至少15％、和/或至少20％、和/或小于80％、和/或小于75％、和/或小于65％、和/或小于60％、和/或小于55％、和/或小于50％、和/或小于45％、和/或小于40％的长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)，以及基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于20％、和/或至少35％、和/或至少40％、和/或至少45％、和/或至少50％、和/或至少60％、和/或小于95％、和/或小于90％、和/或小于85％、和/或小于80％、和/或小于75％的活性剂，活性剂包含表面活性剂和任选一种或多种另外的非表面活性剂的活性剂。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计至少5％、和/或至少10％、和/或至少15％、和/或至少20％、和/或小于50％、和/或小于45％、和/或小于40％、和/或小于35％、和/或小于30％、和/或小于25％的长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)，以及基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于50％、和/或至少55％、和/或至少60％、和/或至少65％、和/或至少70％、和/或小于95％、和/或小于90％、和/或小于85％、和/或小于80、和/或小于75％的活性剂，活性剂包含表面活性剂和任选一种或多种另外的非表面活性剂的活性剂。在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干纤维结构按重量计大于80％的活性剂，活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选一种或多种另外的非表面活性剂的活性剂。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于80％的总含量的改性多糖和按干燥纤维元件的重量计大于20％的总含量的表面活性剂。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于70％的总含量的改性多糖和按干燥纤维元件的重量计大于30％的总含量的表面活性剂。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于60％的总含量的改性多糖和按干燥纤维元件的重量计大于40％的总含量的表面活性剂。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计约50％的总含量的改性多糖和按干燥纤维元件的重量计约50％的总含量的表面活性剂。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于40％的总含量的改性多糖和按干燥纤维元件的重量计大于60％的总含量的表面活性剂。
在一个示例中，一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于30％的总含量的改性多糖和按干燥纤维元件的重量计大于70％的总含量的表面活性剂。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含改性多糖和表面活性剂或表面活性剂混合物，以改性多糖与表面活性剂的重量比为1或更小存在于干燥纤维元件中。表面活性剂和/或表面活性剂混合物可包含一种或多种选自由以下项组成的组的表面活性剂：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂、以及它们的混合物。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含改性多糖和一种或多种活性剂(活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂)，以改性多糖与表面活性剂的重量比为1或更小存在于干燥纤维元件中。表面活性剂和/或表面活性剂混合物可包含一种或多种选自由以下项组成的组的表面活性剂：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂、以及它们的混合物，并且非表面活性剂的活性剂可选自由以下项组成的组：护肤活性剂、药剂、洗剂、织物护理活性剂、盘碟洗涤活性剂、地毯护理活性剂、表面护理活性剂、毛发护理活性剂、空气护理活性剂、牙齿护理活性剂以及它们的混合物。
在另一个示例中，该一种或多种长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选一种或多种另外的非表面活性剂的活性剂的活性剂以4.0或更小和/或3.5或更小和/或3.0或更小和/或2.5或更小、和/或2.0或更小、和/或1.85或更小、和/或小于1.7、和/或小于1.6、和/或小于1.5、和/或小于1.3、和/或小于1.2、和/或小于1、和/或小于0.7、和/或小于0.5、和/或小于0.4、和/或小于0.3、和/或大于0.1、和/或大于0.15、和/或大于0.2的长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)与活性剂(例如表面活性剂或表面活性剂混合物)的总含量的重量比存在于一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件中。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含一种或多种纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和一种或多种活性剂，活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物，纤维元件形成材料与活性剂的重量比为1或更小。
在又一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计约10％和/或约15％至小于80％的长丝形成材料(例如基于天然聚合物的长丝形成材料，诸如改性多糖，诸如改性淀粉，例如乙酰化淀粉)和基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于20％至约90％或至约85％的活性剂(例如表面活性剂或表面活性剂混合物)。纤维元件还可包含增塑剂诸如甘油和/或pH调节剂诸如柠檬酸。
在另一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计约10％和/或约15％至小于80％的长丝形成材料，例如基于天然聚合物的长丝形成材料，诸如改性多糖，诸如改性淀粉例如乙酰化淀粉，以及基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于20％至约90％或至约85％的活性剂，其中长丝形成材料与活性剂(例如表面活性剂或表面活性剂混合物)的重量比为4.0或更小。一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件还可包含增塑剂(诸如甘油)和/或pH调节剂(诸如柠檬酸)。
在本发明的甚至另一个示例中，一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含一种或多种长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和当纤维元件和/或包括纤维元件的纤维结构暴露于预期使用条件下时可释放和/或被释放的一种或多种活性剂，该活性剂选自由以下项组成的组：酶、漂白剂、助洗剂、螯合剂、感觉剂、分散剂、以及它们的混合物。在一个示例中，一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计小于95％、和/或小于90％、和/或小于80％、和/或小于50％、和/或小于35％至约5％、或至约10％、或至约20％的总含量的长丝形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)，以及基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计大于5％、和/或大于10％、和/或大于20％、和/或大于35％、和/或大于50％、和/或大于65％或至约95％、或至约90％、或至约80％的总含量的活性剂，该活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选一种或多种另外的选自由以下项组成的组的活性剂：酶、漂白剂、助洗剂、螯合剂、香料、抗微生物剂、抗菌剂、抗真菌剂、以及它们的混合物。在一个示例中，活性剂包含一种或多种酶。在另一个示例中，活性剂包含一种或多种漂白剂。在另一个示例中，活性剂包含一种或多种助洗剂。在另一个示例中，活性剂包含一种或多种螯合剂。在另一个示例中，活性剂包含一种或多种香料。在甚至另一个示例中，活性剂包含一种或多种抗微生物剂、抗菌剂和/或抗真菌剂。
在本发明的另一个示例中，本发明的纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)可安全地包含如果它们变成空气传播时原本可能产生健康和/或安全问题的活性剂。例如，纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)可用于抑制纤维元件内的酶变成空气传播的。
在一个示例中，本发明的纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)可以是熔喷纤维元件。在另一个示例中，本发明的纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)可以是纺粘纤维元件。在另一个示例中，在释放一种或多种其活性剂之前和/之后，纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)可为中空纤维元件。
本发明的纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)可以是亲水的或疏水的。纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)可经表面处理和/或内部处理以改变纤维元件的固有亲水性或疏水性特性。
在一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件表现出如根据本文所述的直径测试方法测量的小于100μm和/或小于75μm和/或小于50μm和/或小于25μm和/或小于10μm和/或小于5μm和/或小于1μm的直径。在另一个示例中，本发明的一个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件表现出如根据本文所述的直径测试方法测量的大于1μm的直径。本发明的纤维元件的直径可用于控制存在于纤维元件中的一种或多种活性剂的释放速率和/或损失率和/或改变纤维元件的物理结构。
纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)可包含两种或更多种不同的活性剂，这些活性剂包含表面活性剂或表面活性剂混合物以及任选另外的非表面活性剂的活性剂。在一个示例中，纤维元件包含两种或更多种不同的活性剂，其中该两种或更多种不同的活性剂是彼此相容的。在另一个示例中，纤维元件包含两种或更多种不同的活性剂，其中该两种或更多种不同的活性剂是彼此不相容的。
在一个示例中，纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)可包含在纤维元件内包含表面活性剂或表面活性剂混合物的活性剂和在纤维元件的外表面上的活性剂，诸如在纤维元件上的活性剂涂层。在纤维元件的外表面上的活性剂可以与存在于纤维元件中的活性剂相同或不同。如果不同，则活性剂可彼此相容或不相容。
在一个示例中，包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂的一种或多种活性剂可以均匀地分布或基本上均匀地分布在整个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件。在另一个示例中，包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂的一种或多种活性剂可以作为离散区域分布在纤维元件内。在另一个示例中，包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂的至少一种活性剂均匀地或基本上均匀地分布在整个纤维元件，例如基于天然聚合物的纤维元件中，并且至少一种其他活性剂作为一个或多个离散区域分布在纤维元件内。在另一个示例中，包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂的至少一种活性剂作为一个或多个离散区域分布在纤维元件内，并且至少一种其他活性剂作为不同于第一离散区域的一个或多个离散区域分布在纤维元件内。
在一个示例中，本发明的纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件包含一种或多种纤维元件形成材料，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如乙酰化淀粉，其具有约0.1至约1.0和/或约0.2至约0.9和/或约0.2至约0.8和/或约0.3至约0.7的DS，约25,000g/mol至约450,000g/mol和/或约35,000g/mol至约400,000g/mol和/或约35,000g/mol至约350,000g/mol和/或约45,000g/mol至约300,000g/mol和/或约50,000g/mol至约300,000g/mol和/或约50,000g/mol至约250,000g/mol的重均分子量的，其中纤维元件还包含含有直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐的表面活性剂混合物或共混物，其中纤维元件衍生自表现出根据旋转流变仪测试方法测量的约0.01Pa s至约1.2Pa s和/或约0.02Pa s至约1.0Pa s的粘度的纤维元件形成组合物，其中纤维元件形成组合物包含表面活性剂混合物和该一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，诸如乙酰化淀粉，重量比为约0.15:1至约6:1和/或约0.20:1至约5.5:1和/或约0.25:1至约5:1和/或约0.5:1至约2:1，例如2:1，其中该含水组合物还包含按重量计约55％至约85％，例如约55％的水。
在一个示例中，存在于本发明的纤维元件中的表面活性剂和/或表面活性剂混合物可包含适用于美容护理和/或个人护理应用，诸如洗手液、洗面奶、沐浴露、洗发剂和其他毛发清洁和/或调理应用的表面活性剂。适用于此类美容护理和/或个人护理应用的表面活性剂的非限制性示例包括但不限于月桂基硫酸铵、月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂基硫酸三乙基胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙基胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸二乙醇胺、月桂酸单甘油酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钾、月桂基肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂基肌氨酸、椰油酰肌氨酸、椰油酰硫酸铵、月桂酰硫酸铵、椰油酰硫酸钠、月桂酰硫酸钠、椰油酰硫酸钾、月桂基硫酸钾、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、椰油酰硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、椰油酰羟乙磺酸钠、以及它们的组合。在一个示例中，表面活性剂和/或表面活性剂混合物包含一种或多种无硫酸盐表面活性剂和/或100％无硫酸盐表面活性剂。
在一个示例中，本发明的多个纤维元件表现出如根据直径测试方法测量的小于50μm的平均直径。
在一个示例中，该多个纤维元件包含两种或更多种不同的纤维元件形成材料，例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料。
在一个示例中，本发明的多个纤维元件包含两种或更多种不同的活性剂，其中至少一种活性剂是表面活性剂或表面活性剂混合物。
在一个示例中，本发明的多个纤维元件还包含存在于该多个纤维元件的外表面上的涂料组合物，例如包含一种或多种活性剂的涂料组合物。
在一个示例中，本发明的多个纤维元件表现出如根据含水量测试方法所测量的0％至约20％和/或大于0％至小于15％的含水量。
本发明的纤维元件由纤维元件形成组合物(例如长丝形成组合物)制成，该组合物包含一种或多种纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和一种或多种活性剂(包含表面活性剂或表面活性剂混合物和任选另外的非表面活性剂的活性剂)，以及任选极性溶剂，诸如溶解纤维元件形成材料和活性剂的水。在一个示例中，纤维元件形成组合物包含极性溶剂(例如水)和一种或多种纤维元件形成材料和一种或多种活性剂，其中该一种或多种纤维元件形成材料中的至少一种纤维元件形成材料包含改性多糖，其中这些活性剂中的至少一种活性剂包含表面活性剂，其中表面活性剂和改性多糖以约0.25:1至约5:1的重量比存在于纤维元件形成组合物内。
在一个示例中，存在于本发明的纤维元件形成组合物中的表面活性剂和/或表面活性剂混合物可包含适用于美容护理和/或个人护理应用，诸如洗手液、洗面奶、沐浴露、洗发剂和其他毛发清洁和/或调理应用的表面活性剂。适用于此类美容护理和/或个人护理应用的表面活性剂的非限制性示例包括但不限于月桂基硫酸铵、月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂基硫酸三乙基胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙基胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸二乙醇胺、月桂酸单甘油酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钾、月桂基肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、月桂基肌氨酸、椰油酰肌氨酸、椰油酰硫酸铵、月桂酰硫酸铵、椰油酰硫酸钠、月桂酰硫酸钠、椰油酰硫酸钾、月桂基硫酸钾、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、椰油酰硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、椰油酰羟乙磺酸钠、以及它们的组合。在一个示例中，表面活性剂和/或表面活性剂混合物包含一种或多种无硫酸盐表面活性剂和/或100％无硫酸盐表面活性剂。
在一个示例中，一种用于制备本发明的纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件的方法包括以下步骤：
a.提供纤维元件形成组合物，该纤维元件形成组合物包含：一种或多种纤维元件形成材料，例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，诸如改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉；以及一种或多种活性剂，活性剂包含表面活性剂或包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐的表面活性剂混合物，其中纤维元件形成组合物包含表面活性剂或表面活性剂混合物和基于天然聚合物的纤维元件形成材料，诸如乙酰化淀粉，表面活性剂或表面活性剂混合物与基于天然聚合物的纤维元件形成材料的重量比为约0.5:1至约2:1；
b.例如从多行毛细管模将纤维元件形成组合物纺制成一个或多个纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件)和/或多个纤维元件，这些纤维元件包含基于天然聚合物的纤维元件形成材料(诸如乙酰化淀粉)和表面活性剂或表面活性剂混合物。
在一个示例中，纤维元件形成组合物包含极性溶剂，诸如水；一种或多种纤维元件形成材料，例如包含乙酰化淀粉的基于天然聚合物的纤维元件形成材料；以及表面活性剂或包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐的表面活性剂混合物。纤维元件形成组合物可表现出如根据旋转流变仪测试方法测量的约0.01Pa s至约1.2Pa s和/或约0.02Pa s至约1.0Pas的粘度。
纤维元件形成材料
纤维元件形成材料是任何合适的基于天然聚合物的材料，诸如改性天然聚合物或能够产生改性天然聚合物的单体，该改性天然聚合物表现出适用于诸如通过纺丝工艺制备纤维元件(例如基于天然聚合物的纤维元件，诸如长丝，例如基于天然聚合物的长丝)的特性。
在一个示例中，纤维元件形成材料可包括极性溶剂可溶的基于天然聚合物的材料，诸如醇可溶的基于天然聚合物的材料和/或水可溶的基于天然聚合物的材料。
在另一个示例中，纤维元件形成材料可包括非极性溶剂可溶的基于天然聚合物的材料。
在另一个示例中，纤维元件形成材料可包括水溶性的基于天然聚合物的材料并且不含(基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计小于5％、和/或小于3％、和/或小于1％、和/或0％)水不溶性材料。
在又一个示例中，纤维元件形成材料可为成膜的基于天然聚合物的材料。在再又一个示例中，纤维元件形成材料可经化学、酶促和/或物理改性。
基于天然聚合物的纤维元件形成材料的非限制性示例可以表现出至少10,000g/mol和/或至少20,000g/mol和/或至少40,000g/mol和/或至少80,000g/mol和/或至少100,000g/mol和/或至少1,000,000g/mol和/或至少3,000,000g/mol和/或至少10,000,000g/mol和/或至少20,000,000g/mol至约40,000,000g/mol或至约30,000,000g/mol的重均分子量。
在一个示例中，本发明的基于天然聚合物的纤维元件形成材料包含多糖，例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如乙酰化淀粉。
如本文所用，“多糖”意指天然多糖和多糖衍生物和/或改性多糖。合适的水溶性多糖包括但不限于淀粉、淀粉衍生物、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、纤维素衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物、树胶、阿拉伯聚糖、半乳聚糖以及它们的混合物。水溶性多糖可表现出约10,000g/mol至约40,000,000g/mol、和/或大于100,000g/mol、和/或大于1,000,000g/mol、和/或大于3,000,000g/mol、和/或大于3,000,000g/mol至约40,000,000g/mol的重均分子量。
多糖可包含非纤维素和/或非纤维素衍生物和/或非纤维素共聚物水溶性多糖。此类非纤维素水溶性多糖可选自：淀粉、淀粉衍生物、脱乙酰壳多糖、脱乙酰壳多糖衍生物、半纤维素、半纤维素衍生物、树胶、阿拉伯聚糖、半乳聚糖、葡聚糖、以及它们的混合物。
天然存在的淀粉一般是直链淀粉和D-葡萄糖单元的支链淀粉聚合物的混合物。直链淀粉基本上是D-葡萄糖单元通过(1,4)-a-D键连接的线型聚合物。支链淀粉是D-葡萄糖单元的高度支化聚合物，该D-葡萄糖单元通过(1,4)-a-D键和(1,6)-a-D键在支化点连接。天然存在的淀粉通常包含相对高含量的支链淀粉，例如玉米淀粉(64-80％支链淀粉)、蜡质玉米(93-100％支链淀粉)、稻(83-84％支链淀粉)、马铃薯(约78％支链淀粉)和小麦(73-83％支链淀粉)。在一个示例中，本发明的天然存在的淀粉是衍生自农业来源的高支链淀粉天然淀粉和/或高直链淀粉天然淀粉。与衍生自其他来源的淀粉相比，此类农业来源提供了供应丰富、易于补充并且相对便宜的优点。
如本文所用，“淀粉”包括任何天然存在的未改性淀粉、改性淀粉、合成淀粉、以及它们的混合物，以及直链淀粉或支链淀粉部分的混合物；所述淀粉可通过物理、化学、或生物学方法、或它们的组合进行改性。本发明对未改性或改性淀粉的选择可取决于期望的最终产物。在本发明的一个示例中，可用于本发明的淀粉或淀粉混合物具有按淀粉或其混合物的重量计约20％至约100％，更典型地约40％至约90％，甚至更典型地约60％至约85％的支链淀粉含量。在本发明的另一示例中，可用于本发明的淀粉或淀粉混合物具有按淀粉或其混合物的重量计约90％至约100％和/或约95％至约99％的支链淀粉含量。
合适的天然存在的淀粉可包括但不限于玉米淀粉、马铃薯淀粉、甘薯淀粉、小麦淀粉、西谷椰子淀粉、木薯淀粉、稻淀粉、大豆淀粉、竹竽淀粉、支链淀粉(amioca starch)、蕨淀粉、藕淀粉、蜡质玉米淀粉和高直链淀粉玉米淀粉。天然存在的淀粉尤其是玉米淀粉和小麦淀粉是优选的淀粉聚合物，这是因为它们的经济性和可用性。
在一个示例中，除了上述以外，当存在时，基于天然聚合物的材料包含如通过本文所述的Fedors法测定的溶解度参数大于14.00至小于16.25和/或大于14.50至小于16.25和/或大于14.50至小于16.00和/或大于15.00至小于15.50的改性多糖。
在一个示例中，除了上述以外，当存在时，基于天然聚合物的材料包含表现出如根据重均分子量测试方法测量的大于50,000g/mol至小于40,000,000g/mol和/或大于50,000g/mol至小于20,000,000g/mol和/或大于50,000g/mol至小于10,000,000g/mol和/或大于50,000g/mol至小于5,000,000g/mol和/或大于50,000g/mol至小于1,000,000g/mol和/或大于100,000g/mol至小于750,000g/mol和/或大于125,000g/mol至小于600,000g/mol和/或约150,000g/mol至约400,000g/mol的重均分子量的改性多糖。
在一个示例中，除了上述以外，当存在时，基于天然聚合物的材料包含表现出如通过电荷密度测试方法测量的为-0.1meq/g至+0.1meq/g和/或约0meq/g的电荷密度的改性多糖。
在一个示例中，除了上述以外，当存在时，基于天然聚合物的材料包含改性多糖，该改性多糖选自由非离子改性多糖、乙酰基取代的多糖、以及它们的混合物组成的组。在一个示例中，改性多糖包含非离子改性多糖。在一个示例中，改性多糖包含乙酰基取代的多糖，诸如乙酰化淀粉。
在一个示例中，改性多糖是乙酰基取代的多糖，诸如乙酰化淀粉，其表现出至少0.3至1.0和/或至少0.3至0.7和/或至少0.4至0.6和/或约0.5的DS。
在一个示例中，改性多糖衍生自淀粉，例如酸解淀粉和/或酶降解淀粉和/或糯性淀粉，诸如糯性玉米淀粉，和/或支链淀粉。
在一个示例中，基于天然聚合物的材料包含改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯)，例如具有约0.3至约0.7的DS的乙酰化淀粉，其在测试持续期的第28天表现出通过OECD 301B快速生物降解性CO2析出测试方法测定的至少5％和/或至少10％和/或至少15％和/或至少20％和/或至少25％和/或至少30％和/或至少35％和/或至少40％和/或至少45％和/或至少50％和/或至少55％和/或至少60％和/或至少75％和/或至少80％至约100％或至约90％和/或至少5％至约100％和/或至少40％至约90％的可生物降解性。
在一个示例中，基于天然聚合物的材料包含改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯)，其在测试持续期的第60天表现出通过OECD 301B快速生物降解性CO2析出测试方法测定的至少5％和/或至少10％和/或至少15％和/或至少20％和/或至少25％和/或至少30％和/或至少35％和/或至少40％和/或至少45％和/或至少50％和/或至少55％和/或至少60％至约100％或至约90％和/或至少5％至约100％和/或至少30$％至约90％的可生物降解性。
在一个示例中，基于天然聚合物的材料包含改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯)，其在测试持续期的第90天表现出通过OECD 301B快速生物降解性CO2析出测试方法测定的至少5％和/或至少10％和/或至少15％和/或至少20％和/或至少25％和/或至少30％和/或至少35％和/或至少40％和/或至少45％和/或至少50％和/或至少55％和/或至少60％和/或至少65％和/或至少70％和/或至少75％和/或至少80％至约100％或至约90％和/或至少5％至约100％和/或至少约50％至约90％的可生物降解性。
纤维元件形成材料的非限制性示例
如下制备纤维元件形成材料，例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，诸如改性多糖，例如改性淀粉，在这种情况下为乙酰化淀粉，其中一些纤维元件形成材料适用于本发明而另一些纤维元件形成材料不适用于本发明。
非限制性实施例1-7
首先，可从Ingredion商购获得的支链淀粉(起始重均分子量(Mw)在10,000,000(“107”)g/mol至1,000,000,000(“109”)g/mol范围内且平均为100,000,000(“108”)g/mol)通过如下酸解而降解。
a.淀粉Mw降解(酸解)
对于实施例1-7的制备，在20L夹套Büchi-glas反应器中制备1kg Mw降解支链淀粉。在约23℃下，向0.5M硫酸溶液中添加支链淀粉以获得20重量％的分散体。然后将分散体的温度升至70℃，并将所得悬浮液在70℃下搅拌105分钟。然后将悬浮液冷却至35℃。冷却至35℃后，向悬浮液中添加NaOH以将pH调节至7.5±0.5。将所得Mw降解淀粉离心并用70％乙醇/去离子水混合物洗涤，直至Mw降解淀粉基本上不含Na2SO4。最后将Mw降解的淀粉在40℃的烘箱中减压干燥。使用GPC测量每种Mw降解淀粉的Mw。每种Mw降解淀粉的Mw列于下表1中。
表1
b.淀粉乙酰化
然后通过乙酰化反应将每种Mw降解淀粉(样本1-7)乙酰化以生产乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯)。乙酰化反应条件示于下表2中。
表2
对于每个单独的样本，将120g(0.63mol，84.9％干燥含量)Mw降解淀粉添加到160g(1.57mol)乙酸酐(Ac2O)中，并在约23℃下搅拌30分钟。接下来，滴加22.6g(0.28mol，50％水溶液)氢氧化钠(NaOH)。将混合物的温度升高至125℃(样本1-3)和80℃(样本4-7)。将混合物在其各自升高的温度下搅拌180分钟(样本1-4和样本7)和300分钟(样本5-6)。然后将混合物冷却。使所得乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯)在乙醇中沉淀并用水/乙醇＝1/9的混合物洗涤直至洗涤液体为pH中性。然后乙酰化淀粉最终在40℃下减压干燥。
所得乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯)(样本1-7)的特征如下表3所示。使用来自ThermoScientific的具有MAS200R自动进样器的FlashEA 1112CHNS/O自动元素分析仪测定硫含量。在通过微波进行硝酸消化后，通过ICP-OES(电感耦合等离子体-光学发射光谱法，Perkin Elmer)测定钠含量。盐含量：由硫含量计算硫酸钠的量。然后计算在硫酸钠中结合的钠的量。将过量的钠分配至乙酸钠的量。
表3中淀粉乙酸酯的取代度(DS)通过将已知量的淀粉乙酸酯(150-200mg)添加到10mL丙酮/去离子水混合物(按体积计1:1)中，在约23℃下保持24小时来测定。然后添加5mL的1N NaOH的乙醇溶液，并将混合物在约23℃下再搅拌24小时。通过电位滴定用YmL的0.1NHCl水溶液将过量的碱滴定至等当点。取代度(DS)和取代基的重量百分比可以通过下面的方程式计算。使用Mettler Toledo HR-83或HR-83P水分天平，使用经由标准干燥程序加热至160℃的约3.5g样本，以1mg/50s的关闭标准测定水分含量百分比。取代度方程与聚葡糖苷相关。对于其他聚合物，用相应的单体分子量代替162g/mol。
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1由S含量计算的Na2SO4；由Na含量减去Na2SO4计算的NaOAc(乙酸钠)
表3
c.纤维元件形成材料的适合性的确定
在一个示例中，为了使纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，诸如改性多糖，例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯))适合在本发明中用作纤维元件形成材料，例如在纤维元件和/或纤维元件形成组合物中存在表面活性剂的情况下，纤维元件形成材料必须表现出如通过本文所述的纤维元件形成材料混溶性测试方法所测定的混溶性。
对于淀粉乙酸酯(样本1-7)，运行本文所述的纤维元件形成材料混溶性测试方法。淀粉乙酸酯的结果示于下表4中。如表4所示，淀粉乙酸酯样本1-3和样本7满足本文所述的纤维元件形成材料混溶性测试方法，因此适于形成本发明的纤维元件和/或本发明的纤维元件形成组合物。同样如表4所示，淀粉乙酸酯样本4-6不满足本文所述的纤维元件形成材料混溶性测试方法，因此不适于形成本发明的纤维元件和/或本发明的纤维元件形成组合物。
除了DS和Mw之外和/或在替代方案中，高盐含量水平可能对淀粉乙酸酯的混溶性有不利影响。
表4
非限制性实施例8
首先，可从Ingredion商购获得的支链淀粉(起始重均分子量(Mw)在10,000,000(“107”)g/mol至1,000,000,000(“109”)g/mol范围内且平均为100,000,000(“108”)g/mol)通过如下酸解而降解。
a.淀粉Mw降解(酸解)
为了制备8kg Mw降解支链淀粉，使用30L夹套Büchi-glas反应器。在约23℃下，向0.27M硫酸溶液中添加支链淀粉以获得40重量％的分散体。然后将分散体的温度升至50℃，并将所得悬浮液在50℃下搅拌36小时。然后将悬浮液冷却至25℃。冷却至25℃后，向悬浮液中添加NaOH以将pH调节至7.5±0.5。将所得Mw-降解淀粉过滤并在50℃的烘箱中减压(60毫巴)干燥。
b.淀粉乙酰化
然后通过乙酰化反应将Mw降解淀粉乙酰化以产生乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯)。
向30L夹套Büchi-glas反应器中添加9升去离子水和2.5kg来自步骤a的Mw降解淀粉。冷却至10℃并搅拌所得浆料以分散。使用NaOH调节至pH 9。在1小时内，泵入1.88kg乙酸酐(Ac2O)和3.6kg 25％NaOH溶液。在添加期间维持pH 8-9。添加结束后，将温度设定为25℃。搅拌4小时。随着乙酰化反应的继续，pH将逐渐下降。定期添加NaOH以维持pH 8-9。添加6升乙醇以使乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯)沉淀。使其静置过夜。虹吸出上清液并添加在6升乙醇中。搅拌分散并过滤。在50℃下减压(60豪巴)干燥淀粉乙酸酯。
活性剂
活性剂是一类经设计且旨在对除了纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构本身之外的某些物质提供有益效果，诸如对纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构外的环境提供有益效果的添加剂。活性剂可为任何合适的添加剂，其在纤维元件的预期使用条件下产生预期效应。例如，活性剂可选自：个人清洁和/或调理剂，诸如毛发护理剂诸如洗发剂和/或毛发着色剂、毛发调理剂、皮肤护理剂、防晒剂和皮肤调理剂；衣物洗涤护理和/或调理剂诸如织物护理剂、织物调理剂、织物软化剂、织物抗皱剂、织物护理抗静电剂、织物护理去污剂、去垢剂、分散剂、抑泡剂、促泡剂、消泡剂和织物清新剂；液体和/或粉末餐具洗涤剂(用于手动餐具洗涤和/或自动餐具洗涤机应用)、硬质表面护理剂和/或调理剂和/或抛光剂；其他清洁和/或调理剂诸如抗微生物剂、抗菌剂、抗真菌剂、织物调色剂、香料、漂白剂(诸如氧化漂白剂、过氧化氢、过碳酸盐漂白剂、过硼酸盐漂白剂、氯漂白剂)、漂白活化剂、螯合剂、助洗剂、洗剂、增白剂、空气护理剂、地毯护理剂、染料转移抑制剂、粘土去除剂、抗再沉积剂、聚合物土壤剥离剂、聚合物分散剂、烷氧基化的聚胺聚合物、烷氧基化的聚羧酸酯聚合物、两性接枝共聚物、溶解助剂、缓冲体系、水软化剂、水硬化剂、pH调节剂、酶、絮凝剂、泡腾剂、防腐剂、美容剂、卸妆剂、起泡剂、沉积助剂、团集体形成剂、粘土、增稠剂、胶乳、二氧化硅、干燥剂、气味控制剂、止汗剂、凉爽剂、加温剂、吸收凝胶剂、抗炎剂、染料、颜料、酸和碱；液体处理活性剂；农业活性剂；工业活性剂；可摄取的活性剂诸如药用试剂、口腔护理剂诸如牙齿美白剂、牙齿护理剂、漱口剂、和牙周牙龈护理剂、食用剂、膳食剂、维生素、矿物质；水处理剂如水澄清和/或水消毒剂、以及它们的混合物。
合适的美容剂、皮肤护理剂、皮肤调理剂、毛发护理剂、和毛发调理剂的非限制性示例在CTFA Cosmetic Ingredient Handbook，第二版，The Cosmetic，Toiletries，andFragrance Association，Inc.1988，1992中进行了描述。
一种或多种类别的化学品可用于上文列出的活性剂中的一种或多种。例如，表面活性剂可用于上述任何数量的活性剂。同样地，漂白剂可用于织物护理、硬质表面清洁、餐具洗涤以及甚至牙齿美白。因此，本领域的普通技术人员将会知道将基于纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构期望的预期用途来选择活性剂。
例如，如果纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构被用于毛发护理和/或调理，则可选择一种或多种合适的表面活性剂，诸如起泡表面活性剂，以在暴露于纤维元件和/或颗粒和/或掺入纤维元件和/或颗粒的纤维结构的预期使用条件时向消费者提供期望的有益效果。
在一个示例中，如果纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构被设计或旨在用于在衣物洗涤操作中洗涤衣物时，则可选择一种或多种合适的表面活性剂和/或酶和/或助洗剂和/或香料和/或抑泡剂和/或漂白剂，以在暴露于纤维元件和/或颗粒和/或掺入纤维元件和/或颗粒的纤维结构的预期使用条件时向消费者提供期望的有益效果。在另一个示例中，如果纤维元件和/或颗粒和/或由此制成的纤维结构被设计用于洗涤操作中的洗涤衣物和/或餐具洗涤操作中的清洁餐具时，则纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构可包含衣物洗涤剂组合物或餐具洗涤剂组合物或用于此类组合物中的活性剂。
在一个示例中，活性剂包括无香料活性剂。在另一个示例中，活性剂包含非表面活性剂的活性剂，例如一种或多种选自由以下项组成的组的非表面活性剂的活性剂：护肤活性剂、药剂、洗剂、织物护理活性剂、盘碟洗涤活性剂、地毯护理活性剂、表面护理活性剂、毛发护理活性剂、空气护理活性剂、牙齿护理活性剂以及它们的混合物。在另一个示例中，活性剂包括不可摄取活性剂，换句话讲不是可摄取的活性剂的活性剂。
表面活性剂
合适的表面活性剂的非限制性示例包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂、以及它们的混合物。辅助表面活性剂也可包含在纤维元件和/或颗粒中。就设计用作衣物洗涤剂和/或餐具洗涤剂的纤维元件和/或颗粒而言，表面活性剂的总含量将足以提供包括去污和/或除臭在内的清洁，并且一般在约0.5％至约95％的范围内。另外，被设计用于衣物洗涤剂和/或餐具洗涤剂的纤维元件和/或颗粒中的包含两种或更多种表面活性剂的表面活性剂体系，可包括全阴离子表面活性剂体系、包含阴离子-非离子表面活性剂混合物、或非离子-阳离子表面活性剂混合物或低发泡非离子表面活性剂的混合型表面活性剂体系。
本文的表面活性剂可为直链或支化的。在一个示例中，合适的直链表面活性剂包括来源于农用化学品油如椰子油、棕榈仁油、大豆油、或其他植物油的那些。
在一个示例中，存在于纤维元件形成组合物，由纤维元件形成组合物制成的纤维元件、颗粒和/或纤维结构中的表面活性剂(例如用作毛发护理活性剂)可选自由以下项组成的组：月桂基硫酸钠、月桂醇醚硫酸钠、直链烷基苯磺酸盐、月桂酰基肌氨酸钠(例如Hampsyl L-30)、月桂酰基甘氨酸钠、月桂基甜菜碱、月桂基羟基磺基甜菜碱、月桂酰羟乙基磺酸钠、椰油酰胺单乙醇胺、癸基葡糖苷、椰油酰基谷氨酸二钠(DSCG)及它们的混合物。
a.阴离子表面活性剂
在本发明中用作活性剂的阴离子表面活性剂可以包括至少一种根据通式(I)的谷氨酸盐表面活性剂：
其中R1为具有5至20个碳原子和/或7至17个碳原子和/或9至13个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链烷基或烯基链；并且M独立地为H、铵、三乙醇铵(TEA)、钠或钾以及它们的混合物。
在一个示例中，当纤维元件和/或颗粒和/或由其制成的纤维结构包含谷氨酸盐表面活性剂时，纤维元件和/或颗粒和/或由其制成的纤维结构基本上不含(按重量计小于5％或小于3％或小于1％或小于0.5％或小于0.1％)或不含(按重量计0％)基于烷基硫酸盐的表面活性剂和基于烷基醚硫酸盐的表面活性剂。
谷氨酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：椰油酰谷氨酸钠、椰油酰谷氨酸二钠、椰油酰谷氨酸钾、椰油酰谷氨酸二钾、椰油酰谷氨酸铵、椰油酰谷氨酸二铵、月桂酰谷氨酸钠、月桂酰谷氨酸二钠、月桂酰谷氨酸钾、月桂酰谷氨酸二钾、辛酰谷氨酸钠、辛酰谷氨酸二钠、辛酰谷氨酸钾、辛酰谷氨酸二钾、十一碳烯酰谷氨酸钠、十一碳烯酰谷氨酸二钠、十一碳烯酰谷氨酸钾、十一碳烯酰谷氨酸二钾、氢化牛脂酰谷氨酸二钠、硬脂酰谷氨酸钠、硬脂酰谷氨酸二钠、硬脂酰谷氨酸钾、硬脂酰谷氨酸二钾、肉豆蔻酰谷氨酸钠、肉豆蔻酰谷氨酸二钠、肉豆蔻酰谷氨酸钾、肉豆蔻酰谷氨酸二钾、椰油酰/氢化牛脂酰谷氨酸钠、椰油酰/棕榈油酰/葵花油酰谷氨酸钠、氢化牛脂酰谷氨酸钠、橄榄油酰谷氨酸钠、橄榄油酰谷氨酸二钠、棕榈油酰谷氨酸钠、棕榈油酰谷氨酸二钠、椰油酰谷氨酸TEA盐、氢化牛脂酰谷氨酸TEA盐、月桂酰谷氨酸TEA盐以及它们的混合物。
纤维元件和/或颗粒和/或由其制成的纤维结构可包含选自由以下项组成的组的至少一种谷氨酸盐表面活性剂：椰油酰谷氨酸钠、椰油酰谷氨酸二钠、椰油酰谷氨酸钾、椰油酰谷氨酸二钾、椰油酰谷氨酸铵、椰油酰谷氨酸二铵、月桂酰谷氨酸钠、月桂酰谷氨酸二钠、月桂酰谷氨酸钾、月桂酰谷氨酸二钾、辛酰谷氨酸钠、辛酰谷氨酸二钠、辛酰谷氨酸钾、辛酰谷氨酸二钾、硬脂酰谷氨酸钠、硬脂酰谷氨酸二钠、硬脂酰谷氨酸钾、硬脂酰谷氨酸二钾、肉豆寇酰谷氨酸钠、肉豆寇酰谷氨酸二钠、肉豆寇酰谷氨酸钾、肉豆寇酰谷氨酸二钾、椰油酰谷氨酸TEA盐以及它们的混合物。
纤维元件和/或颗粒和/或由其制成的纤维结构可包含选自由以下项组成的组的至少一种谷氨酸盐表面活性剂：椰油酰谷氨酸钠、椰油酰谷氨酸二钠、椰油酰谷氨酸钾、椰油酰谷氨酸二钾、椰油酰谷氨酸铵、椰油酰谷氨酸二铵、TEA-椰油酰谷氨酸二铵、以及它们的混合物。
在一个示例中，例如用作毛发护理活性剂的表面活性剂的非限制性示例可以选自由以下项组成的组：月桂基硫酸铵、月桂基聚氧乙烯醚硫酸铵、月桂基硫酸三乙基胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙基胺、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸二乙醇胺、月桂基聚氧乙烯醚硫酸二乙醇胺、月桂酸甘油单酯硫酸钠、月桂基硫酸钠、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基硫酸钾、月桂基聚氧乙烯醚硫酸钾、月桂基肌氨酸钠、月桂酰基肌氨酸钠、月桂基肌氨酸、椰油基肌氨酸、椰油基硫酸铵、月桂酰基硫酸铵、椰油基硫酸钠、月桂酰基硫酸钠、椰油基硫酸钾、月桂基硫酸钾、月桂基硫酸三乙醇胺、月桂基硫酸三乙醇胺、椰油基硫酸单乙醇胺、月桂基硫酸单乙醇胺、十三烷基苯磺酸钠、十二烷基苯磺酸钠、椰油基羟乙基磺酸钠、以及它们的混合物。
纤维元件形成组合物、纤维元件和/或颗粒和/或由其制成的纤维结构中存在的一种或多种谷氨酸盐表面活性剂的总含量按纤维元件形成组合物或纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构的重量计可以为约20％至约95％和/或约25％至约90％和/或约30％至约70％。
该一种或多种活性剂中的一种或多种表面活性剂还可包含按纤维元件形成组合物的重量计的辅助表面活性剂，其中该辅助表面活性剂选自由以下项组成的组：非谷氨酸盐的阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂、以及它们的混合物。
在纤维元件形成组合物、纤维元件和/或颗粒和/或由其制成的纤维结构中存在时，一种或多种辅助表面活性剂的总含量按纤维元件形成组合物、纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构的重量计可以为约2％至约30％和/或约5％至约25％和/或约7％至约20％。
单独存在或与谷氨酸盐表面活性剂或其他表面活性剂组合存在的非谷氨酸盐的阴离子表面活性剂可包括选自由以下项组成的组的阴离子表面活性剂：羟乙基磺酸盐表面活性剂、肌氨酸盐表面活性剂、甘氨酸盐表面活性剂、丙氨酸盐表面活性剂、磺基琥珀酸盐表面活性剂、磺酸盐表面活性剂、磺基乙酸盐表面活性剂、葡萄糖羧酸盐表面活性剂、烷基醚羧酸盐表面活性剂、牛磺酸盐表面活性剂以及它们的混合物。上文刚刚列出的每种阴离子表面活性剂将更详细地描述于下文中。
单独存在或与一种或多种谷氨酸盐表面活性剂或其他表面活性剂组合存在的非谷氨酸盐的阴离子表面活性剂的非限制性示例可包括选自由以下项组成的组的阴离子表面活性剂：乳酸盐表面活性剂、乳酸盐表面活性剂以及它们的混合物。乳酸盐表面活性剂的非限制性示例包括乳酸钠。烯基乳酸盐表面活性剂的非限制性示例包括月桂酰烯基乳酸钠、椰油酰烯基乳酸钠以及它们的混合物。
该一种或多种表面活性剂还可包含一种或多种表面活性基，包括至少一种根据通式(II)的羟乙基磺酸盐表面活性剂：
其中R1为具有6至30个碳原子、8至22个碳原子和/或9至18个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链烷基或烯基链，R2和R3各自独立地为H或(C1-C4)烷基，例如甲基，以及它们的混合物，并且M+为碱金属，例如锂、钠、钾；或M+为碱土金属，例如镁；或M+为铵或取代的铵阳离子。
羟乙基磺酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：月桂酰羟乙基磺酸钠、月桂酰甲基羟乙基磺酸钠、油酰羟乙基磺酸钠、油酰甲基羟乙基磺酸钠、硬脂酰羟乙基磺酸钠、硬脂酰甲基羟乙基磺酸钠、肉豆寇酰羟乙基磺酸钠、肉豆寇酰甲基羟乙基磺酸钠、棕榈酰羟乙基磺酸钠、棕榈酰甲基羟乙基磺酸钠、椰油酰羟乙基磺酸钠、椰油酰甲基羟乙基磺酸钠、硬脂酸和椰油酰羟乙基磺酸钠的共混物、椰油酰羟乙基磺酸铵、椰油酰甲基羟乙基磺酸铵以及它们的混合物。
羟乙基磺酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：月桂酰羟乙基磺酸钠、月桂酰甲基羟乙基磺酸钠、油酰羟乙基磺酸钠、硬脂酰羟乙基磺酸钠、肉豆寇酰羟乙基磺酸钠、棕榈酰羟乙基磺酸钠、椰油酰羟乙基磺酸钠、椰油酰羟乙基磺酸铵、以及它们的混合物。
羟乙基磺酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：月桂酰羟乙基磺酸钠、月桂酰甲基羟乙基磺酸钠、硬脂酰羟乙基磺酸钠、肉豆蔻酰羟乙基磺酸钠、椰油酰羟乙基磺酸钠、椰油酰羟乙基磺酸铵、以及它们的混合物。
羟乙基磺酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：月桂酰羟乙基磺酸钠、椰油酰羟乙基磺酸钠、椰油酰羟乙基磺酸铵、以及它们的混合物。
对应的商业产品可以例如以商品名购自Innospec公司，以及以商品名或/>购自Clariant或Uniquema公司。可使用的其他商业脂肪酰羟乙基磺酸盐的示例可为得自Clariant的/>表面活性剂，诸如椰油酰羟乙基磺酸钠：/>SCI-85C、/>SCI-78C，或硬脂酸与椰油酰羟乙基磺酸钠的共混物：SCI-65C。可使用的其他商业脂肪酰羟乙基磺酸盐的示例可为得自BASF的表面活性剂，诸如/>CI颗粒或/>CI65；以及得自YonganDaily Chemical Co.的椰油基羟乙基磺酸钠，诸如/>或/>
肌氨酸盐表面活性剂可具有通式(III)：
其中R为具有7至17个碳原子和/或9至13个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链烷基或烯基，例如烷基链，并且M+为H以形成-COOH，或M+为钠、钾、铵或三乙醇铵阳离子。
该一种或多种活性剂可包括肌氨酸盐表面活性剂。肌氨酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：月桂酰肌氨酸钠、椰油酰肌氨酸钠、肉豆蔻酰肌氨酸钠、椰油酰肌氨酸TEA盐、椰油酰肌氨酸铵、月桂酰肌氨酸铵、二聚二亚油基双月桂酰谷氨酸盐/月桂酰肌氨酸盐、月桂酰两性基二乙酸二钠、月桂酰肌氨酸盐、月桂酰基异丙基肌氨酸盐、椰油酰肌氨酸钾、月桂酰肌氨酸钾、椰油酰肌氨酸钠、月桂酰肌氨酸钠、肉豆蔻酰肌氨酸钠、油酰肌氨酸钠、棕榈酰肌氨酸钠、椰油酰肌氨酸TEA盐、月桂酰肌氨酸TEA盐、油酰肌氨酸TEA盐、棕榈仁肌氨酸TEA盐以及它们的混合物。
肌氨酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：月桂酰肌氨酸钠、肉豆寇酰肌氨酸钠、椰油酰肌氨酸钠、以及它们的混合物。
该一种或多种活性剂可包括甘氨酸盐表面活性剂。甘氨酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：椰油酰甘氨酸钠、月桂酰甘氨酸钠以及它们的混合物。
该一种或多种活性剂可包括丙氨酸盐表面活性剂。丙氨酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：椰油酰丙氨酸钠、月桂酰丙氨酸钠、N-十二烷酰-l-丙氨酸钠以及它们的混合物。
该一种或多种活性剂可包括磺基琥珀酸盐表面活性剂。磺基琥珀酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：N-十八烷基磺基琥珀酸二钠、月桂基磺基琥珀酸二钠、月桂基磺基琥珀酸二铵、月桂基磺基琥珀酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚磺基琥珀酸酯二钠、N-(1,2-二羧基乙基)-N-十八烷基磺基琥珀酸四钠、磺基琥珀酸钠的二戊基酯、磺基琥珀酸钠的二己基酯、磺基琥珀酸钠的二辛基酯以及它们的混合物。
该一种或多种活性剂可包括磺酸盐表面活性剂。磺酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：α烯烃磺酸盐、直链烷基苯磺酸盐、月桂酰葡萄糖苷羟丙基磺酸钠以及它们的混合物。
该一种或多种表面活性剂可包括磺基乙酸盐表面活性剂。磺基乙酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：月桂酰磺基乙酸钠、月桂酰磺基乙酸铵以及它们的混合物。
该一种或多种活性剂可包括葡萄糖羧酸盐表面活性剂。葡萄糖羧酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：月桂酰葡萄糖苷羧酸钠、椰油酰葡萄糖苷羧酸钠以及它们的混合物。
该一种或多种活性剂可包括烷基醚羧酸盐表面活性剂。烷基醚羧酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：月桂醇聚氧乙烯醚-4羧酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚-5羧酸钠、月桂醇聚氧乙烯醚-13羧酸钠、C12-13链烷醇聚醚-8羧酸钠、C12-15链烷醇聚醚-8羧酸钠以及它们的混合物。
该一种或多种活性剂可包括牛磺酸盐表面活性剂。牛磺酸盐表面活性剂可选自由以下项组成的组：甲基椰油酰基牛磺酸钠、甲基月桂酰基牛磺酸钠、甲基油酰基牛磺酸钠以及它们的混合物。
纤维元件形成组合物、纤维元件、颗粒和/或由其制成的纤维结构中存在的非谷氨酸盐阴离子表面活性剂的总含量按纤维元件形成组合物、纤维元件和/或颗粒和/或由其制成的纤维结构的重量计可以为约0.5％至约20％和/或约0.5％至约15％和/或约1％至约10％。
合适的阴离子表面活性剂的非限制性示例包括但不限于烷基硫酸盐、烷基醚硫酸盐、支化的烷基硫酸盐、支化的烷基烷氧基化物、支化的烷基烷氧基化硫酸盐、中链支化的烷基芳基磺酸盐、硫酸化单酸甘油酯、磺化烯烃、烷基芳基磺酸盐、伯烷烃或仲烷烃磺酸盐、琥珀酸烷基酯磺酸盐、酰基牛磺酸盐、酰基羟乙基磺酸盐、烷基甘油基醚磺酸盐、磺化甲酯、磺化脂肪酸、烷基磷酸盐、酰基谷氨酸盐、酰基肌氨酸盐、磺基乙酸烷基酯、酰化肽、烷基醚羧酸盐、酰基乳酸盐、阴离子含氟表面活性剂、月桂酰谷氨酸钠、以及它们的组合。
适用于本文的烷基硫酸盐和烷基醚硫酸盐包括具有相应的式ROSO3M和RO(C2H4O)xSO3M的材料，其中R为约8至约24个碳原子的烷基或烯基，x为1至10，并且M为水溶性阳离子诸如铵、钠、钾和三乙醇胺。其他合适的阴离子表面活性剂在McCutcheon的“Detergentsand Emulsifiers”，北美版(1986)，Allured Publishing Corp.和McCutcheon的“Functional Materials”，北美版(1992)，Allured Publishing Corp.中有所描述。
在一个示例中，可用于本发明的纤维元件和/或颗粒的阴离子表面活性剂包括C9-C15烷基苯磺酸盐(LAS)、C8-C20烷基醚硫酸盐例如烷基聚(乙氧基)硫酸盐、C8-C20烷基硫酸盐、以及它们的混合物。其他阴离子表面活性剂包括甲酯磺酸盐(MES)、仲烷烃磺酸盐、甲酯乙氧基化物(MEE)、磺化酸酐、以及它们的混合物。
在另一个示例中，阴离子表面活性剂选自由以下项组成的组：C11-C18烷基苯磺酸盐(“LAS”)以及伯、支链和无规C10-C20烷基硫酸盐(“AS”)；式CH3(CH2)x(CHOSO3 -M+)CH3和CH3(CH2)y(CHOSO3 -M+)CH2CH3的C10-C18仲(2,3)烷基硫酸盐，其中x和(y+1)为至少约7，优选地至少约9的整数，并且M为水增溶性阳离子，尤其是钠离子；不饱和硫酸盐诸如油基硫酸盐；C10-C18α磺化脂肪酸酯；C10-C18硫酸化烷基聚葡糖苷；C10-C18烷基烷氧基硫酸盐(“AExS”)，其中x为1至30；以及C10-C18烷基烷氧基羧酸盐，例如如US 6,020,303和US 6,060,443中所论述的包含1至5个乙氧基单元的中链支化的烷基硫酸盐；如US 6,008,181和US 6,020,303中所论述的中链支化的烷基烷氧基羧酸盐；如WO 99/05243、WO 99/05242和WO 99/05244中所论述的经修饰的烷基苯磺酸盐(MLAS)；甲基酯磺酸盐(MES)；和α-烯烃磺酸盐(AOS)。
在一个示例中，阴离子表面活性剂选自由以下项组成的组：含硫酸根的阴离子表面活性剂和不含硫酸根的阴离子表面活性剂以及它们的混合物。
b.阳离子表面活性剂
适合的阳离子表面活性剂的非限制性示例包括但不限于具有式(I)的那些：
其中R1、R2、R3和R4各自独立地选自(a)具有1至26个碳原子的脂族基团，或(b)具有至多22个碳原子的芳基、烷氧基、聚氧化亚烷基、烷基羧基、烷基酰氨基、羟烷基、芳基或烷基芳基基团；并且X为成盐阴离子，如选自卤素(如氯离子、溴离子)、乙酸根、柠檬酸根、乳酸根、乙醇酸根、磷酸根、硝酸根、硫酸根、和烷基硫酸根基团。在一个示例中，烷基硫酸根为甲基硫酸根和/或乙基硫酸根。
合适的通式(I)的季铵盐阳离子表面活性剂可包括鲸蜡基三甲基氯化铵、二十二烷基三甲基氯化铵(BTAC)、硬脂基三甲基氯化铵、鲸蜡基氯化吡啶鎓、十八烷基三甲基氯化铵、十六烷基三甲基氯化铵、辛基二甲基苄基氯化铵、癸基二甲基苄基氯化铵、硬脂基二甲基苄基氯化铵、双十二烷基二甲基氯化铵、二癸基二甲基氯化铵、双十八烷基二甲基氯化铵、双硬脂基二甲基氯化铵、牛油基三甲基氯化铵、椰油酰基三甲基氯化铵、2-乙基己基硬脂基二甲基氯化铵、二棕榈酰乙基二甲基氯化铵、双牛油酰氧乙基二甲基氯化铵、双硬脂酰氧乙基二甲基硫酸甲酯铵、PEG-2十八烯基氯化铵及其盐，其中所述氯被卤素(例如溴)、乙酸根、柠檬酸根、乳酸根、乙醇酸根、硝酸根、磷酸根、硫酸根或烷基硫酸根取代。
合适的阳离子表面活性剂的非限制性示例可以商品名从Akzo NobelSurfactants(Chicago,IL)商购获得。
在一个示例中，合适的阳离子表面活性剂包括：例如具有至多26个碳原子的季铵表面活性剂，其包括：如US 6,136,769中所论述的烷氧基化季铵(AQA)表面活性剂；如6,004,922中所论述的二甲基羟乙基季铵；二甲基羟乙基月桂基氯化铵；如WO 98/35002、WO98/35003、WO 98/35004、WO 98/35005和WO 98/35006中所论述的聚胺阳离子表面活性剂；如美国专利第4,228,042号、第4,239,660号、第4,260,529号和US 6,022,844中所论述的阳离子酯表面活性剂；以及US 6,221,825和WO 00/47708中所论述的氨基表面活性剂，例如酰氨基丙基二甲基胺(APA)。
在一个示例中，阳离子酯表面活性剂在衣物洗涤条件下是可水解的。
c.非离子表面活性剂
该一种或多种活性剂可包括非离子表面活性剂。非离子表面活性剂可选自由以下项组成的组：烷基聚葡糖苷(也称为烷基糖苷)、酰基葡糖酰胺以及它们的混合物。对于非离子表面活性剂，“烷基”定义为具有6至30个和/或8至22个和/或9至18个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链烷基链；“酰基”定义为R-C(O)-，其中R为具有6至30个和/或8至22个和/或9至18个碳原子的饱和或不饱和的直链或支链的烷基或烯基链，例如烷基链。
烷基聚葡糖苷的非限制性示例包括选自由以下项组成的组的烷基聚葡糖苷：癸基葡糖苷、椰油基葡糖苷、月桂酰基葡糖苷以及它们的混合物。
酰基葡糖酰胺的非限制性示例包括选自由以下项组成的组的酰基葡糖酰胺：月桂酰基/肉豆蔻酰基甲基葡糖酰胺、辛酰基/辛酰基甲基葡糖酰胺、椰油基甲基葡糖酰胺以及它们的混合物。
非离子表面活性剂的非限制性示例包括选自由以下项组成的组的非离子表面活性剂：椰油酰胺单乙醇胺、月桂酰胺单乙醇胺、椰油酰葡糖苷、月桂酰葡糖苷、癸基葡糖苷、以及它们的混合物。
纤维元件形成组合物、纤维元件、颗粒和/或由其制成的纤维结构中存在的非离子表面活性剂的总含量按纤维元件形成组合物的重量计可以为约0.1％至约10％和/或约0.1至约5％和/或约0.5％至约3％存在于纤维元件形成组合物、纤维元件、颗粒和/或由其制成的纤维结构中。
合适的非离子表面活性剂的非限制性示例包括烷氧基化醇(AE)和烷基酚、多羟基脂肪酸酰胺(PFAA)、烷基聚葡糖苷(APG)、C10-C18甘油醚等。
在一个示例中，可用于本发明的非离子表面活性剂的非限制性示例包括：C12-C18烷基乙氧基化物，诸如来自Shell的非离子表面活性剂；C6-C12烷基酚烷氧基化物，其中烷氧基化物单元为乙烯氧基和丙烯氧基单元的混合物；C12-C18醇和C6-C12烷基酚与环氧乙烷/环氧丙烷嵌段烷基聚胺乙氧基化物的缩合物，诸如来自BASF的/>C14-C22中链支化的醇，BA，如US 6,150,322中所论述；C14-C22中链支化的烷基烷氧基化物，BAEx，其中x为1-30，如US 6,153,577、US 6,020,303和US 6,093,856中所论述；烷基多糖，如1986年1月26日发布的U.S.4,565,647Llenado中所论述；特别是烷基聚葡糖苷，如US 4,483,780和US 4,483,779中所论述；多羟基洗涤剂酸酰胺，如US 5,332,528中论述；以及醚封端的聚(烷氧基化)醇表面活性剂，如US 6,482,994和WO 01/42408中论述。
适用于本发明的可商购获得的非离子表面活性剂的示例包括：15-S-9(C11-C15直链醇与9摩尔环氧乙烷的缩合产物)和/>24-L-6NMW(C12-C14伯醇与6摩尔具有窄分子量分布的环氧乙烷的缩合产物)，两者均由Dow Chemical Company出售；由Shell Chemical Company出售的/>45-9(C14-C15直链醇与9摩尔环氧乙烷的缩合产物)、/>23-3(C12-C13直链醇与3摩尔环氧乙烷的缩合产物)、/>45-7(C14-C15直链醇与7摩尔环氧乙烷的缩合产物)和/>45-5(C14-C15直链醇与5摩尔环氧乙烷的缩合产物)；由The Procter&Gamble Company出售的/>EOB(C13-C15醇与9摩尔环氧乙烷的缩合产物)；以及由Clariant出售的Genapol LA O3O或O5O(C12-C14醇与3或5摩尔环氧乙烷的缩合产物)。非离子表面活性剂可表现出的HLB范围为约8至约17和/或约8至约14。还可使用与环氧丙烷和/或环氧丁烷的缩合产物。
烷基酚的聚环氧乙烷、聚环氧丙烷和聚环氧丁烷缩合物也适合用作本发明的非离子表面活性剂。这些化合物包括烷基苯酚的缩合产物，该烷基苯酚具有的烷基包含约6至约14个碳原子，与环氧烷形成直链或支链的构型。这种类型的可商购获得的非离子表面活性剂包括由Solvay-Rhodia出售的CO-630；以及/>X-45、X-114、X-100和X-102，它们均由Dow Chemical Company出售。
在一个示例中，例如用作毛发护理活性剂的表面活性剂的非限制性示例可包括适用于结构化含水清洁相中的非离子表面活性剂并且包括氧化烯基团(性质上亲水)与有机疏水化合物的缩合产物，该有机疏水化合物性质上可以是脂族或烷基芳族的。
对于自动餐具洗涤用途，可使用低发泡非离子表面活性剂。合适的低发泡非离子表面活性剂在US 7,271,138第7栏第10行至第7栏第60行中公开。
其他合适的非离子表面活性剂的示例为可商购获得的表面活性剂，由BASF出售；可商购获得的/>化合物，由BASF出售；以及可商购获得的/>表面活性剂，由BASF出售。
d.两性离子表面活性剂
两性离子表面活性剂的非限制性示例包括：脂族季铵、季鏻或叔锍化合物的衍生物。参见美国专利3,929,678第19栏第38行至第22栏第48行，例如两性离子表面活性剂；甜菜碱，包括烷基二甲基甜菜碱和椰油二甲基酰胺丙基甜菜碱、C8至C18(例如C10至C18或C12至C18)氧化胺和磺基以及羟基甜菜碱，诸如N-烷基-N,N-二甲基氨基-1-丙烷磺酸盐，其中烷基基团可为C8至C18，并且在某些实施方案中为C10至C14。
适合单独使用或用作辅助表面活性剂的两性离子表面活性剂可包括被广泛描述称为脂族季铵、鏻鎓和锍化合物的衍生物的那些，其中脂族基团可为直链或支链的，并且其中脂族取代基中的一个可含有8至18个碳原子，并且一个脂族取代基可含有阴离子基团，例如羧基、磺酸根、磷酸根或膦酸根。
两性离子表面活性剂可包括甜菜碱两性离子表面活性剂。甜菜碱两性离子表面活性剂的非限制性示例可选自由以下项组成的组：椰油基二甲基羧甲基甜菜碱、椰油酰胺基丙基甜菜碱(CAPB)、椰油基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱(LAPB)、油基甜菜碱、月桂基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二甲基α羧乙基甜菜碱、鲸蜡基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基二-(2-羟乙基)羧甲基甜菜碱、硬脂基二-(2-羟丙基)羧甲基甜菜碱、油基二甲基γ-羧丙基甜菜碱、月桂基二-(2-羟丙基)α-羧乙基甜菜碱，以及它们的混合物。磺基甜菜碱的示例可包括椰油基二甲基磺基丙基甜菜碱、硬脂基二甲基磺基丙基甜菜碱、月桂基二甲基磺基乙基甜菜碱、月桂基二-(2-羟乙基)磺基丙基甜菜碱、以及它们的混合物。
在一个示例中，例如用作毛发护理活性剂的表面活性剂的非限制性示例可选自由以下项组成的组：甜菜碱，包括高烷基甜菜碱诸如椰油二甲基羧基甲基甜菜碱、椰油酰氨基丙基甜菜碱、椰油甜菜碱、月桂基酰氨基丙基甜菜碱、油基甜菜碱、月桂基二甲基羧基甲基甜菜碱、月桂基二甲基α羧乙基甜菜碱、鲸蜡基二甲基羧甲基甜菜碱、月桂基双-(2-羟乙基)羧基甲基甜菜碱、硬脂基双-(2-羟丙基)羧甲基甜菜碱、油基二甲基γ羧丙基甜菜碱和月桂基双-(2-羟基丙基)α-羧乙基甜菜碱、磺基甜菜碱，例如椰油二甲基磺基丙基甜菜碱、硬脂基二甲基磺基丙基甜菜碱、月桂基二甲基磺基乙基甜菜碱、月桂基双-(2-羟乙基)磺基丙基甜菜碱、酰氨基甜菜碱和酰氨基磺基甜菜碱(例如其中酰氨基甜菜碱和酰氨基磺基甜菜碱中的RCONH(CH2)3基团附接到甜菜碱的氮原子上)，以及它们的混合物。
e.两性表面活性剂
两性表面活性剂的非限制性示例包括：仲胺或叔胺的脂族衍生物、或杂环仲胺和叔胺的脂族衍生物(其中脂族基团可以为直链或支链)、以及它们的混合物。脂族取代基中的一个可含有至少约8个碳原子，例如约8至约18个碳原子，并且至少一个含有阴离子水增溶性基团，例如羧基、磺酸根、硫酸根。合适的两性表面活性剂的示例参见美国专利公开3,929,678第19栏第18行至35行。
两性表面活性剂可包括被广泛描述为脂族仲胺和叔胺的衍生物的那些，其中脂族基团可为直链或支链，并且其中脂族取代基可含有8至18个碳原子，使得一个碳原子可含有水增溶性阴离子基团，例如羧基、磺酸根、磷酸根或膦酸根。属于该定义的化合物的示例可为3-十二烷基-氨基丙酸钠、3-十二烷基氨基丙烷磺酸钠、N-烷基牛磺酸(诸如根据美国专利2,658,072的教导内容，由十二烷基胺与羟乙基磺酸钠进行反应而制得的那种)、N-高级烷基天冬氨酸(诸如根据美国专利2,438,091的教导内容制得的那些)、以及在美国专利2,528,378中描述的产物。
本文所述的两性表面活性剂可优选地选自由以下项组成的组：月桂酰两性基乙酸钠、椰油酰两性基乙酸钠、月桂酰两性基二乙酸二钠、椰油酰两性基乙酸二钠以及它们的混合物。
合适的两性表面活性剂或两性离子表面活性剂可包括在美国专利5,104,646和美国专利5,106,609中所述的那些。
因此，一种或多种活性剂的一种或多种表面活性剂可包括至少一种两性或两性离子表面活性剂，该两性或两性离子表面活性剂选自由以下项组成的组：椰油酰胺基丙基甜菜碱、月桂酰胺基丙基甜菜碱、椰油基甜菜碱、月桂基甜菜碱、月桂基羟基磺基甜菜碱、椰油酰胺基丙基羟基磺基甜菜碱、椰油基羟基磺基甜菜碱、椰油基磺基甜菜碱、月桂基磺基甜菜碱、椰油酰两性基乙酸钠、椰油酰两性基二乙酸二钠、月桂酰两性基乙酸钠、月桂酰两性基二乙酸二钠、月桂胺氧化物以及它们的混合物。
在一个示例中，例如用作毛发护理活性剂的表面活性剂的非限制性示例可选自由以下项组成的组：椰油酰两性基乙酸盐、椰油酰两性基二乙酸盐、月桂酰两性基乙酸盐、月桂酰两性基二乙酸盐、以及它们的混合物。
在一个示例中，例如用作毛发护理活性剂的表面活性剂的非限制性示例可选自由以下项组成的组：两性基乙酸盐和二两性基乙酸盐。合适的两性乙酸盐和二两性乙酸盐的非限制性示例包括月桂酰两性乙酸钠、椰油酰两性乙酸钠、月桂酰两性乙酸二钠和椰油酰二两性乙酸二钠、以及它们的混合物。
香料
可在本发明的一个或多个纤维元件和/或颗粒中掺入一种或多种香料和/或香料原料诸如谐香剂和/或香。香料可包含香料成分，该香料成分选自醛香料成分、酮香料成分、以及它们的混合物。
本发明的纤维元件和/或颗粒中可包含一种或多种香料和/或香料成分。用作香料和/或香料成分的众多天然和合成化学成分包括但不限于醛、酮、酯、以及它们的混合物。还包括各种天然提取物和精油，其可包含各成分的复杂混合物，诸如橙油、柠檬油、玫瑰提取物、熏衣草、麝香植物、绿叶刺蕊草、凤仙花精油、檀木油、松油、雪松等。成品香料可包含此类成分的极端复杂的混合物。在一个示例中，基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计，精制香料的含量通常为约0.01％至约2％。
抗微生物剂、抗菌剂和抗真菌剂
在一个示例中，吡啶硫酮颗粒为适用于本发明中的抗微生物活性剂。在另一个示例中，抗微生物活性剂为1-羟基-2-吡啶硫酮盐，并且为微粒形式。在另一个示例中，按本发明的干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计，吡啶硫酮颗粒的浓度在约0.01重量％至约5重量％、或约0.1重量％至约3重量％、或约0.1重量％至约2重量％的范围内。在另一个示例中，吡啶硫酮盐是由重金属诸如锌、锡、镉、镁、铝和锆(通常为锌)形成的那些，通常为1-羟基-2-吡啶硫酮的锌盐(称为“吡啶硫酮锌”或“ZPT”)，通常为片状颗粒形式的1-羟基-2-吡啶硫酮盐。在另一个示例中，片状颗粒形式的1-羟基-2-吡啶硫酮盐具有如根据本文所述的粒度分布测试方法测量的至多约20微米、或至多约5微米、或至多约2.5微米的平均粒度。由其他阳离子诸如钠形成的盐也可为合适的。吡啶硫酮活性物质在例如美国专利2,809,971号、美国专利3,236,733号、美国专利3,753,196号、美国专利3,761,418号、美国专利4,345,080号、美国专利4,323,683号、美国专利4,379,753号和美国专利4,470,982号中有所描述。
在另一个示例中，抗菌剂选自三氯生、三氯卡班、氯己定、甲硝唑以及它们的混合物。
在另一个示例中，除了选自巯基吡啶氧化物多价金属盐的抗微生物活性物质之外，组合物还可包含一种或多种抗真菌和/或抗微生物活性物质。在另一个示例中，抗微生物活性物质选自：煤焦油、硫、唑类、硫化硒、粒状硫、角质层分离剂、木炭、复方苯甲酸软膏、卡斯太拉尼氏涂剂、氯化铝、龙胆紫、羟甲辛吡酮(吡罗克酮乙醇胺盐)、环已吡酮羟乙胺酮、十一碳烯酸及其金属盐、高锰酸钾、硫化硒、硫代硫酸钠、丙二醇、苦橙油、尿素制剂、灰黄霉素、8-羟基喹啉氯碘羟喹、硫代地巴唑、硫代氨基甲酸酯、卤普罗近、聚烯、羟基吡啶酮、吗啉、苄胺、烯丙胺(诸如特比萘芬)、茶树油、丁香叶油、芫荽、玫瑰草、小檗碱、百里香红、桂皮油、肉桂醛、香茅酸、扁柏酚、磺化页岩油、Sensiva SC-50、Elestab HP-100、壬二酸、溶酶、碘代丙炔基丁基氨基甲酸盐(IPBC)、异噻唑啉酮诸如辛基异噻唑啉酮和唑类、以及它们的混合物。
漂白剂
本发明的纤维元件和/或颗粒可包含一种或多种漂白剂。合适的漂白剂的非限制性示例包括过氧酸(例如邻苯二甲酰亚氨基过氧己酸(PAP))、过硼酸盐、过碳酸盐、氯漂白剂、彩漂粉、次氯酸盐漂白剂、漂白剂前体、漂白活化剂、漂白催化剂、过氧化氢、漂白增强剂、光漂白剂、漂白酶、自由基引发剂、过氧漂白剂、以及它们的混合物。
可包含在本发明的纤维元件和/或颗粒中的一种或多种漂白剂以按基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计约0.05％至约30％和/或约1％至约20％的水平被包含。当存在时，漂白活化剂可以按基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计约0.1％至约60％和/或约0.5％至约40％的水平存在于本发明的纤维元件和/或颗粒中。
漂白剂的非限制性示例包括彩漂粉、过硼酸盐漂白剂、过羧酸漂白剂及其盐、过氧漂白剂、过硫酸盐漂白剂、过碳酸盐漂白剂、以及它们的混合物。此外，漂白剂的非限制性示例在美国专利4,483,781、美国专利公开申请740,446、欧洲专利申请0 133 354、美国专利4,412,934、以及美国专利4,634,551中公开。
漂白活化剂(例如酰基内酰胺活化剂)的非限制性示例公开于美国专利第4,915,854号；第4,412,934号；第4,634,551号；和第4,966,723号。
在一个示例中，漂白剂包含过渡金属漂白催化剂，其可被包封。过渡金属漂白催化剂通常包含过渡金属离子，例如来自过渡金属的过渡金属离子，该过渡金属选自：Mn(II)、Mn(III)、Mn(IV)、Mn(V)、Fe(II)、Fe(III)、Fe(IV)、Co(I)、Co(II)、Co(III)、Ni(I)、Ni(II)、Ni(III)、Cu(I)、Cu(II)、Cu(III)、Cr(II)、Cr(III)、Cr(IV)、Cr(V)、Cr(VI)、V(III)、V(IV)、V(V)、Mo(IV)、Mo(V)、Mo(VI)、W(IV)、W(V)、W(VI)、Pd(II)、Ru(II)、Ru(III)和Ru(IV)。在一个示例中，过渡金属选自：Mn(II)、Mn(III)、Mn(IV)、Fe(II)、Fe(III)、Cr(II)、Cr(III)、Cr(IV)、Cr(V)和Cr(VI)。所述过渡金属漂白催化剂通常包含配体，例如大多环配体如交联的大多环配体。过渡金属离子可与配体配合。此外，所述配体可包含至少四个配位原子，其中至少两个为桥头配位原子。合适的过渡金属漂白催化剂的非限制性示例在U.S.5,580,485；U.S.4,430,243；U.S.4,728,455；U.S.5,246,621；U.S.5,244,594；U.S.5,284,944；U.S.5,194,416；U.S.5,246,612；U.S.5,256,779；U.S.5,280,117；U.S.5,274,147；U.S.5,153,161；U.S.5,227,084；U.S.5,114,606；U.S.5,114,611；EP 549,271A1；EP 544,490A1；EP549,272A1；和EP 544,440A2中有所描述。在一个示例中，合适的过渡金属漂白催化剂包括锰基催化剂，例如在U.S.5,576,282中公开的催化剂。在另一个示例中，合适的钴漂白催化剂在U.S.5,597,936和U.S.5,595,967中进行了描述。此类钴催化剂易于通过已知的过程制备，诸如例如US 5,597,936和US 5,595,967中所教导的。在另一个示例中，合适的过渡金属漂白催化剂包括配体如双哌啶的过渡金属络合物，如WO 05/042532A1所述。
漂白催化剂的非限制性示例包括催化剂体系，所述体系包含具有确定漂白催化活性的过渡金属阳离子，如铜阳离子、铁阳离子、钛阳离子、钌阳离子、钨阳离子、钼阳离子或锰阳离子，具有很低的或者没有漂白催化活性的辅助金属阳离子，如锌阳离子或铝阳离子，以及对于催化金属阳离子和辅助金属阳离子而言具有确定的稳定性常数的螯合剂，尤其是乙二胺四乙酸、乙二胺四(亚甲基膦酸)以及它们的水溶性盐。此类催化剂公开于美国专利4,430,243中。其他类型的漂白催化剂包括基于锰的复合物，公开于美国专利5,246,621和美国专利5,244,594中。这些催化剂的优选示例包括MnIV 2(u-O)3(1,4,7-三甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷)2-(PF6)2("MnTACN")、MnIII 2(u-O)1(u-OAc)2(1,4,7-三甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷)2-(ClO4)2、MnIV 4(u-O)6(1,4,7-三氮杂环壬烷)4-(ClO4)2、MnIII MnIV 4(u-O)1(u-OAc)2(1,4,7-三甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷)2-(ClO4)3以及它们的混合物。还可参见欧洲专利申请公布549,272。适用于本文的其他配体包括1,5,9-三甲基-1,5,9-三氮杂环十二烷、2-甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷、2-甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷以及它们的混合物。也可选择可用于自动餐具洗涤组合物和浓缩粉末洗涤剂组合物的漂白催化剂作为适用于本发明的漂白催化剂。合适的漂白催化剂的示例参见美国专利4,246,612和美国专利5,227,084。还参见美国专利第5,194,416号，其教导了单核锰(IV)配合物，诸如Mn(1,4,7-三甲基-1,4,7-三氮杂环壬烷(OCH3)3-(PF6)。如美国专利第5,114,606号中所公开的，另一种类型的漂白催化剂为锰(II)、锰(III)和/或锰(UV)与配体的水溶性配合物，所述配体为具有至少三个连续C-OH基团的非羧酸根多羟基化合物。优选的配体包括山梨醇、艾杜糖醇、半乳糖醇、甘露糖醇、木糖醇、阿拉伯糖醇、阿东糖醇、内消旋赤藓醇、内消旋肌醇、乳糖以及它们的混合物。美国专利5,114,611教导了包含过渡金属与非(大)环配体的配合物的漂白催化剂，所述过渡金属包括Mn、Co、Fe或Cu。配体的非限制性示例包括吡啶、哒嗪、嘧啶、吡嗪、咪唑、吡唑和三唑环。在一个示例中，配体为2,2'-联吡啶胺。在一个示例中，漂白催化剂包括Co、Cu、Mn、Fe-联吡啶甲烷和-联吡啶胺配合物，诸如Co(2,2'-联吡啶胺)Cl2、二(异硫代氰氧基)联吡啶胺-钴(II)、三联吡啶胺-钴(II)高氯酸盐、Co(2,2-联吡啶胺)2O2ClO4、双-(2,2'-联吡啶胺)铜(II)高氯酸盐、三(二-2-吡啶胺)铁(II)高氯酸盐、以及它们的混合物。漂白催化剂的其他示例包括葡糖酸锰、Mn(CF3SO3)2、Co(NH3)5CI和用四-N-齿配体和二-N-齿配体配合的双核Mn，包括N4Mn(III)(u-O)2Mn(IV)N4)+和[Bipy2Mn(III)(u-O)2Mn(IV)bipy2]-(ClO4)3。
漂白催化剂也可通过将水溶性配体与水溶性锰盐在含水介质中混合并通过蒸发将所得的混合物浓缩来制备。本文可使用任何合适的水溶性锰盐。容易购得市售的锰(II)、(III)、(IV)和/或(V)。在一些情况下，在洗涤液体中可存在足够的锰，但是一般来讲，优选组合物中的洗涤剂组合物Mn阳离子以确保其以催化有效量存在。因此，配体的钠盐和选自由MnSO4、Mn(ClO4)2或MnCl2(不太理想)组成的组的成员可以如下摩尔比溶于水中，在中性或略碱性pH下配体:Mn盐的摩尔比在约1:4至4:1的范围内。水首先可通过煮沸脱氧并通过用氮喷雾来冷却。将所得的溶液蒸发(如果需要，在N2下)，并且所得的固体用于本文的漂白组合物和洗涤剂组合物中而不进一步纯化。
在另一种可选择的模式中，将水溶性锰源诸如MnSO4添加漂白/清洁组合物中，或添加到包含配体的含水漂白/清洁浴中。一些类型的配合物明显原位形成，并且确保改善的漂白性能。在此类原位处理中，可方便地使用摩尔数显著超过锰的配体，并且配体:Mn的摩尔比通常为3:1至15:1。附加的配体还用于清除游荡金属离子如铁和铜，由此避免漂白剂分解。一个可能的此类体系在欧洲专利申请公布第549,271号中有所描述。
虽然可用于本发明的漂白-催化锰复合物的结构还未阐明，但是可推测其包括螯合物或其他水合配位的配合物，其由配体的羧基和氮原子与锰阳离子的交互作用得到。同样地，催化过程中锰阳离子的氧化状态并不是确定的，并且可为(+II)、(+III)、(+IV)或(+V)价态。由于连接至锰阳离子的配体的可能的六个点，可以合理地推测出多核物类和/或“笼式”结构可存在于含水漂白介质中。无论哪种实际存在的活性Mn配体物类的形式，其都以明显地催化形式对顽固污渍如茶、番茄酱类、咖啡、酒、果汁等提供改善的漂白性能。
其他漂白催化剂描述于例如欧洲专利申请公布408,131(钴配合物催化剂)、欧洲专利申请公布384,503和306,089(金属卟啉催化剂)、美国专利4,728,455(锰/多齿配体催化剂)、美国专利4,711,748和欧洲专利申请公布224,952(吸收在硅铝酸盐催化剂上的锰)、美国专利4,601,845(硅铝酸盐载体上的锰盐、锌盐或镁盐)、美国专利4,626,373(锰/配体催化剂)、美国专利4,119,557(铁配合物催化剂)、德国专利说明书2,054,019(钴螯合剂催化剂)、加拿大866,191(含过渡金属的盐)、美国专利4,430,243(具有锰阳离子和非催化金属阳离子的螯合剂)和美国专利4,728,455(葡糖酸锰催化剂)中。
在一个示例中，漂白催化剂包含五胺氯化钴盐，其具有式[Co(NH3)5Cl]Yy，并且尤其是[Co(NH3)5Cl]CI2。可用于本文的其他钴漂白催化剂连同它们的碱水解速率描述于例如M.L.Tobe，“Base Hydrolysis of Transition-Metal Complexes”，Adv.Inorg.Bioinorg.Mech.，(1983)，2，第1-94页中。例如，第17页的表1提供了与草酸根、甲酸根和乙酸根配合的五胺钴催化剂的碱水解速率(其中表示为kOH)。在本文中有用的钴催化剂的非限制性示例是具有式[Co(NH3)5OAc]Ty的五胺乙酸钴盐，其中OAc表示乙酸部分，并且特别是五胺乙酸氯化钴，[Co(NH3)5OAc]Cl2；以及[Co(NH3)5OAc](OAc)2；[Co(NH3)5OAc](PF6)2；[Co(NH3)5OAc](SO4)；[Co(NH3)5OAc](BF4)2；和[Co(NH3)5OAc](NO3)2。
这些漂白催化剂可容易地通过已知工序制备，如前文的Tobe文章以及本文引用的以下参考文献中所教导的：于1989年3月7日公布的授予Diakun等人的美国专利4,810,410，J.Chem.Ed.(1989),66(12),1043-45；The Synthesis and Characterization ofInorganic Compounds,W.L.Jolly(Prentice-Hall；1970)，第461-463页；Inorg.Chem.,18,1497-1502(1979)；Inorg.Chem.,21,2881-2885(1982)；Inorg.Chem.,18,2023-2025(1979)；Inorg.Synthesis,173-176(1960)；以及Journal of Physical Chemistry 56,22-25(1952)。如果对于产品的美观而言需要，则这些漂白催化剂还可与助剂材料共同加工以便减少颜色影响，或可被包含在下文所例举的含酶颗粒中，或可将组合物制备成包含催化剂“小斑点”。
除氧化漂白剂之外的漂白剂也是本领域已知的，并且可在本文中利用(例如光活化漂白剂如磺化锌和/或铝酞菁(美国专利4,033,718，其以引用方式并入本文))、和/或预成形的有机过酸如过氧羧酸或其盐、和/或过氧磺酸或其盐。在一个示例中，合适的有机过酸包括邻苯二甲酰氨基过氧乙酸或其盐。当存在时，所述光活化漂白剂如磺化酞菁锌可存在于本发明的纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构中，其含量基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构重量计为约0.025％至约1.25％。
漂白催化剂的非限制性示例选自由以下项组成的组：四乙酰基乙二胺(TAED)、苯甲酰基己内酰胺(BzCL)、4-硝基苯甲酰基己内酰胺、3-氯苯甲酰基己内酰胺、苯甲酰氧基苯磺酸盐(BOBS)、壬酰氧基苯磺酸盐(NOBS)、苯甲酸苯酯(PhBz)、癸酰氧基苯磺酸盐(C10-OBS)、苯甲酰基戊内酰胺(BZVL)、辛酰氧基苯磺酸盐(C8-OBS)、可全水解的酯以及它们的混合物，最优选苯甲酰基己内酰胺和苯甲酰基戊内酰胺。在约8至约9.5范围内的pH的特别优选的漂白活化剂为选择具有OBS或VL离去基团的那些。还可包括四元取代的漂白活化剂(四元取代的漂白活化剂(QSBA)或四元取代的过酸(QSP))。
有机过氧化物的非限制性示例如二酰基过氧化物充分示于Kirk Othmer，Encyclopedia of Chemical Technology，第17卷，John Wiley and Sons，1982，第27-90页，以及尤其在第63-72页中，其全部以引用的方式并入本文。如果使用二酰基过氧化物，其可能是对斑染/成膜有最小不利影响的物质。
染料转移抑制剂
本发明的纤维元件和/或颗粒可包含一种或多种染料转移抑制剂。合适的聚合物染料转移抑制剂包括但不限于聚乙烯吡咯烷酮聚合物、聚胺N-氧化物聚合物、N-乙烯吡咯烷酮和N-乙烯咪唑的共聚物、聚乙烯噁唑烷酮和聚乙烯咪唑或它们的混合物。所述染料转移抑制剂可存在于本发明的纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构中，其含量基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构重量计为约0.0001％至约10％、约0.01％至约5％或甚至约0.1％至约3％。
增白剂
本发明的纤维元件和/或颗粒可包含活性剂，如增白剂，例如荧光增白剂。此类增白剂可着色被清洁的制品。
纤维元件和/或颗粒可包含a-结晶形式的C.I.荧光增白剂260，其具有以下结构：
在一个方面，增白剂为冷水可溶的增白剂，诸如a-结晶形式的C.I.荧光增白剂260。
在一个方面，增白剂主要为a-结晶形式，这是指通常至少50重量％、至少75重量％、至少90重量％、至少99重量％或甚至基本上全部的C.I.荧光增白剂260为a-结晶形式。
增白剂通常为微粉化的颗粒状形式，具有如根据粒度分布测试方法测量的3μm至30μm、3μm至20μm或3μm至10μm的重均原生粒度。
组合物可包含b-结晶形式的C.I.荧光增白剂260，并且(i)a-结晶形式的C.I.荧光增白剂260与(ii)b-结晶形式的C.I.荧光增白剂260的重量比可为至少0.1或至少0.6。
BE680847涉及制备a-结晶形式的C.I.荧光增白剂260的方法。
可用于本发明的商用光学增白剂可分成几亚类，它们包括但不一定限于二苯乙烯、吡唑啉、香豆素、羧酸、次甲基花青、5,5-二氧化硫芴、唑、5元和6元环杂环衍生物以及其他杂项剂。此类增白剂的示例公开于“The Production and Application of FluorescentBrightening Agents”，M.Zahradnik，John Wiley&Sons出版，New York(1982)中。用于本发明组合物的光学增白剂的具体非限制性示例是在美国专利4,790,856和美国专利3,646,015中鉴定的那些。
还合适的增白剂具有以下结构：
合适的荧光增白剂含量包括约0.01重量％、约0.05重量％、约0.1重量％、或甚至约0.2重量％的较低含量至0.5重量％或甚至0.75重量％的较高含量。
在一个方面，增白剂可负载到粘土上以形成颗粒。
调色剂
组合物可包含调色剂。合适的调色剂包括染料、染料-粘土缀合物和颜料。合适的染料包括小分子染料和聚合物染料。合适的小分子染料包括选自以下的小分子染料：属于直接蓝、直接红、直接紫、酸性蓝、酸性红、酸性紫、碱性蓝、碱性紫和碱性红的颜色索引(C.I.)类别的染料、或它们的混合物。
在另一方面，合适的小分子染料包括选自由以下项组成的组的小分子染料：颜色索引(Society of Dyers and Colourists，Bradford，UK)号直接紫9、直接紫35、直接紫48、直接紫51、直接紫66、直接紫99、直接蓝1、直接蓝71、直接蓝80、直接蓝279、酸性红17、酸性红73、酸性红88、酸性红150、酸性紫15、酸性紫17、酸性紫24、酸性紫43、酸性红52、酸性紫49、酸性紫50、酸性蓝15、酸性蓝17、酸性蓝25、酸性蓝29、酸性蓝40、酸性蓝45、酸性蓝75、酸性蓝80、酸性蓝83、酸性蓝90和酸性蓝113、酸性黑1、碱性紫1、碱性紫3、碱性紫4、碱性紫10、碱性紫35、碱性蓝3、碱性蓝16、碱性蓝22、碱性蓝47、碱性蓝66、碱性蓝75、碱性蓝159以及它们的混合物。在另一方面，合适的小分子染料包括选自由以下项组成的组的小分子染料：颜色索引(Society of Dyers and Colourists，Bradford，UK)号酸性紫17、酸性紫43、酸性红52、酸性红73、酸性红88、酸性红150、酸性蓝25、酸性蓝29、酸性蓝45、酸性蓝113、酸性黑1、直接蓝1、直接蓝71、直接紫51以及它们的混合物。在另一方面，合适的小分子染料包括选自由以下项组成的组的小分子染料：颜色索引(Society of Dyers and Colourists，Bradford，UK)号酸性紫17、直接蓝71、直接紫51、直接蓝1、酸性红88、酸性红150、酸性蓝29、酸性蓝113或它们的混合物。
合适的聚合物染料包括选自由以下项组成的组的聚合物染料：包含共轭色原体(染料-聚合物缀合物)的聚合物、色原体共聚合进入聚合物主链的聚合物以及它们的混合物。
在另一方面，合适的聚合物染料包括选自由以下项组成的组的聚合物染料：以商品名(Milliken,Spartanburg,South Carolina,USA)销售的表面-实体着色剂、由至少一种活性染料形成的染料-聚合物共轭物以及选自包含选自由以下项组成的组的部分的聚合物的聚合物：羟基部分、伯胺部分、仲胺部分、硫醇部分以及它们的混合物。在另一方面，合适的聚合物染料包括选自由以下项组成的组的聚合物染料：/>(Milliken，Spartanburg，South Carolina，USA)紫CT、与活性蓝、活性紫或活性红染料共轭的羟甲基纤维素(CMC)，诸如与C.I.活性蓝19缀合的CMC(由Megazyme,Wicklow,Ireland以产品名AZO-CM-CELLULOSE，产品代码S-ACMC销售)、烷氧基化的三苯基-甲烷聚合着色剂、烷氧基化的噻吩聚合着色剂、以及它们的混合物。
优选的调色染料包括见于WO 08/87497A1中的美白剂。这些增白剂可特征在于以下结构(I)：
其中R1和R2可独立地选自：
a)[(CH2CR'HO)x(CH2CR"HO)yH]
其中R'选自由以下项组成的组：H、CH3、CH2O(CH2CH2O)zH、以及它们的混合物；其中R”选自由以下项组成的组：H、CH2O(CH2CH2O)zH、以及它们的混合物；其中x+y≤5；其中y≥1；并且其中z＝0至5；
b)R1＝烷基、芳基或芳基烷基，并且R2＝[(CH2CR'HO)x(CH2CR"HO)yH]
其中R'选自由以下项组成的组：H、CH3、CH2O(CH2CH2O)zH、以及它们的混合物；其中R”选自由以下项组成的组：H、CH2O(CH2CH2O)zH、以及它们的混合物；其中x+y≤10；其中y≥1；并且其中z＝0至5；
c)R1＝[CH2CH2(OR3)CH2OR4]和R2＝[CH2CH2(OR3)CH2OR4]
其中R3选自由以下项组成的组：H、(CH2CH2O)zH、以及它们的混合物；并且其中z＝0至10；
其中R4选自由以下项组成的组：(C1-C16)烷基、芳基基团、以及它们的混合物；以及
d)其中R1和R2可独立地选自氧化苯乙烯、缩水甘油基甲基醚、异丁基缩水甘油基醚、异丙基缩水甘油基醚、叔丁基缩水甘油基醚、2-乙基己基缩水甘油基醚和缩水甘油基十六烷基醚的氨基加成产物，接着加成1个至10个烯化氧单元。
本发明的优选的增白剂的特征可在于以下结构(II)：
其中R'选自由以下项组成的组：H、CH3、CH2O(CH2CH2O)zH、以及它们的混合物；其中R”选自由以下项组成的组：H、CH2O(CH2CH2O)zH、以及它们的混合物；其中x+y≤5；其中y≥1；并且其中z＝0至5。
本发明的另外优选的增白剂的特征可在于以下结构(III)：
该美白剂常常被称为“紫DD”。紫DD通常是具有总计5个EO基团的混合物。这种结构通过以下选择结构I的下列侧基获得，所述侧基如上文“部分a”所示：
. R1 R2
R’ R” X Y R’ R” x y
a H H 3 1 H H 0 1
b H H 2 1 H H 1 1
c＝b H H 1 1 H H 2 1
d＝a H H 0 1 H H 3 1
使用的另外的美白剂包括描述于USPN 2008 34511 A1(Unilever)中的那些。优选的试剂为“紫13”。
合适的染料粘土缀合物包括选自以下的染料粘土缀合物：至少一种阳离子/碱性染料和绿土粘土、以及它们的混合物。在另一方面，合适的染料粘土缀合物包括选自由以下项组成的组的染料粘土缀合物：一种阳离子/碱性染料，其选自由以下项组成的组：C.I.碱性黄1至108，C.I.碱性橙1至69，C.I.碱性红1至118，C.I.碱性紫1至51，C.I.碱性蓝1至164，C.I.碱性绿1至14，C.I.碱性棕1至23、CI碱性黑1至11以及粘土，该粘土选自由以下项组成的组：蒙脱石粘土、锂蒙脱石粘土、皂石粘土以及它们的混合物。在另一个方面，合适的染料粘土缀合物包括选自以下的染料粘土缀合物：蒙脱石碱性蓝B7 C.I.42595缀合物、蒙脱石碱性蓝B9 C.I.52015缀合物、蒙脱石碱性紫V3 C.I.42555缀合物、蒙脱石碱性绿G1C.I.42040缀合物、蒙脱石碱性红R1 C.I.45160缀合物、蒙脱石C.I.碱性黑2缀合物、锂蒙脱石碱性蓝B7 C.I.42595缀合物、锂蒙脱石碱性蓝B9 C.I.52015缀合物、锂蒙脱石碱性紫V3C.I.42555缀合物、锂蒙脱石碱性绿G1 C.I.42040缀合物、锂蒙脱石碱性红R1 C.I.45160缀合物、锂蒙脱石C.I.碱性黑2缀合物、皂碱性蓝B7C.I.42595缀合物、皂碱性蓝B9 C.I.52015缀合物、皂碱性紫V3 C.I.42555缀合物、皂碱性绿G1 C.I.42040缀合物、皂碱性红R1C.I.45160缀合物、皂C.I.碱性黑2缀合物，以及它们的混合物。
合适的颜料包括选自由以下项组成的组的颜料：黄烷士酮、蓝蒽酮、包含1至4个氯原子的氯化蓝蒽酮、皮蒽酮、二氯皮蒽酮、单溴二氯皮蒽酮、二溴二氯皮蒽酮、四溴皮蒽酮、二萘嵌苯-3,4,9,10-四羧酸二酰亚胺，其中所述酰亚胺基团可为未取代的或者被C1-C3的烷基或苯基或杂环基取代，并且其中苯基和杂环基可另外带有不提供水中溶解度的取代基、蒽嘧啶羧酸酰胺、蒽酮紫、异蒽酮紫、二噁嗪颜料、每个分子可包含至多2个氯原子的铜酞菁、多氯铜酞菁或每个分子包含至多14个溴原子的多溴氯铜酞菁、以及它们的混合物。
在另一方面，合适的颜料包括选自由以下项组成的组的颜料：群青蓝(C.I.颜料蓝29)、群青紫(C.I.颜料紫15)以及它们的混合物。
可以组合使用上述织物调色剂(可使用织物调色剂的任何混合物)。合适的织物调色剂可购自Aldrich(Milwaukee，Wisconsin，USA)；Ciba Specialty Chemicals(Basel，Switzerland)；BASF(Ludwigshafen，Germany)、Dayglo Color Corporation(Mumbai，India)；Organic Dyestuffs Corp.，East Providence，Rhode Island，USA；Dystar(Frankfurt，Germany)；Lanxess(Leverkusen，Germany)；Megazyme(Wicklow，Ireland)；Clariant(Muttenz，Switzerland)；Avecia，Manchester，UK和/或根据本文包含的实施例制备。合适的调色剂更详细地描述于US 7,208,459 B2中。
酶
一种或多种酶可存在于本发明的纤维元件和/或颗粒中。合适酶的非限制性示例包括蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、糖酶，其包括甘露聚糖酶和内切葡聚糖酶、果胶酶、半纤维素酶、过氧化物酶、木聚糖酶、磷脂酶、酯酶、角质酶、角质素酶、还原酶、氧化酶、酚氧化酶、脂氧合酶、木素酶、支链淀粉酶、鞣酸酶、戊聚糖酶、麦拉宁酶、葡聚糖酶、阿拉伯糖苷酶、透明质酸酶、软骨素酶、漆酶、以及它们的混合物。
酶可包括在本发明的纤维元件和/或颗粒中以用于多种用途，所述用途包括但不限于从基底上除去蛋白质基污渍、碳水化合物基污渍或甘油三酯基污渍，用于防止染料在织物洗涤中转移，以及用于织物修复。在一个示例中，本发明的纤维元件和/或颗粒可包括任何合适来源如植物、动物、细菌、真菌和酵母来源的蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、纤维素酶、过氧化物酶、以及它们的混合物。利用的酶的选择受以下因素的影响，如pH-活性和/或稳定性最适度、热稳定性、以及对存在于纤维元件和/或颗粒内的其他添加剂如活性剂例如助洗剂的稳定性。在一个示例中，酶选自：细菌酶(例如细菌淀粉酶和/或细菌蛋白酶)、真菌酶(例如真菌纤维素酶)、以及它们的混合物。
当存在于本发明的纤维元件和/或颗粒中时，所述酶的含量可足以提供“清洁有效量”。术语“清洁有效量”是指能够在基底例如织物、餐具、地板、瓷器和陶瓷、金属表面等上产生清洁、去污效果、污垢去除、美白、除臭或清新改善效应的任何量。实际上，对于目前的商业制剂而言，典型量为按重量计每克本发明的纤维元件和/或颗粒至多约5mg，更典型0.01mg至3mg的活性酶。换句话讲，本发明的纤维元件和/或颗粒通常可包含基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构重量计约0.001％至约5％、和/或约0.01％至约3％、和/或约0.01％至约1％的酶。
在制备纤维元件和/或颗粒后，可将一种或多种酶施加到所述纤维元件和/或颗粒上。
酶材料范围和它们混入本发明的长丝形成组合物(其可为合成洗涤剂组合物)的装置也在以下文献中公开：WO 9307263 A；WO 9307260 A；WO 8908694 A；美国专利第3,553,139号、第4,101,457号和美国专利第4,507,219号中。
酶稳定体系
当酶存在于本发明的纤维元件和/或颗粒中时，所述纤维长丝和/或颗粒中还可包含酶稳定体系。可通过多种技术稳定酶。酶稳定技术的非限制性示例在以下文献中公开并例示：美国专利第3,600,319号和第3,519,570号；EP 199,405、EP 200,586；和WO 9401532A。
在一个示例中，酶稳定体系可包含钙和/或镁离子。
酶稳定体系可存在于在本发明的纤维元件和/或颗粒中，其含量基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构重量计为约0.001％至约10％和/或约0.005％至约8％和/或约0.01％至约6％。酶稳定体系可为与存在于纤维元件和/或颗粒中的酶相容的任何稳定体系。此类酶稳定体系可由其他制剂活性物质自动提供，或者单独地加入，如由配制人员或酶的生产者加入。此类酶稳定体系可例如包括钙离子、镁离子、硼酸、丙二醇、短链羧酸、硼酸、以及它们的混合物，并且设计用于处理不同的稳定问题。
热形成剂
本发明的纤维元件和/或颗粒可包含热形成剂。配制热形成剂以在水和/或氧气(例如，空气中的氧气等)的存在下生成热，并由此使纤维结构在水和/或氧气的存在下降解的速率加快，和/或增加纤维元件中一种或多种活性物质的效果。热形成剂还可或者作为另外一种选择用于使一种或多种活性物质从纤维结构中释放的速率加快。配制热形成剂以在暴露于氧气(即，空气中的氧气，水中的氧气)和/或水时发生放热反应。很多不同的材料和材料的组合可用作热形成剂。可用于纤维结构中的非限制性热形成剂包括电解质盐(例如，氯化铝、氯化钙、硫酸钙、氯化铜、氯化亚铜、硫酸铁、氯化镁、硫酸镁、氯化锰、硫酸锰、氯化钾、硫酸钾、乙酸钠、氯化钠、碳酸钠、硫酸钠等)、二醇类(例如，丙二醇、二丙二醇等)、石灰(例如，生石灰、熟石灰等)、金属(例如，铬、铜、铁、镁、锰等)、金属氧化物(例如，氧化铝、氧化铁等)、聚亚烷基胺、聚亚烷基亚胺、聚乙烯胺、沸石、甘油、1,3-丙二醇、聚山梨醇酯(例如，Tweens 20、60、85、80)、和/或聚甘油酯(例如得自Stepan的Noobe、Drewpol和Drewmulze)。热形成剂可由一种或多种材料形成。例如，硫酸镁可单独地形成热形成剂。在另一个非限制性示例中，约2重量％-25重量％活性炭、约30重量％-70重量％铁粉和约1重量％-10重量％金属盐的组合可形成热形成剂。如可以理解的，其他或附加的材料可单独使用或与其他材料组合使用以形成热形成剂。可用于形成纤维结构中所用的热形成剂的材料的非限制性示例公开于美国专利第5,674,270号和第6,020,040号；以及美国专利申请公布第2008/0132438号和第2011/0301070号。
降解促进剂
本发明的纤维元件和/或颗粒可包含降解促进剂，其用于加快在水和氧气的存在下纤维结构降解的速率。当使用时，降解促进剂一般被设计成当暴露于水和/或氧气时释放气体，其继而搅动围绕纤维结构的区域以便使纤维结构的载体膜的降解加快。当使用时，降解促进剂还可或另选地用于加快一种或多种活性物质从纤维结构释放的速率；然而，这不是必须的。当使用时，降解促进剂还可或另选地用于增加一种或多种活性物质在纤维结构中的效果；然而，这不是必须的。降解促进剂可包括一种或多种物质，诸如但不限于碱金属碳酸盐(例如，碳酸钠、碳酸钾等)、碱金属碳酸氢盐(例如，碳酸氢钠、碳酸氢钾等)、碳酸铵等。水溶性条带可任选地包含一种或多种活化剂，该活化剂可用于活化或增大纤维结构中一种或多种降解促进剂的活化的速率。如可以理解的，即使在纤维结构中不存在降解促进剂时，纤维结构中也可包含一种或多种活化剂；然而，这不是必须的。例如，活化剂可包含酸性或碱性化合物，其中当纤维结构中包含或不包含降解促进剂时，此类酸性或碱性化合物可用作纤维结构中一种或多种活性物质的补充剂。当使用时，纤维结构中可包括的活化剂的非限制性示例包括有机酸(例如，羟基-羧酸[柠檬酸、酒石酸、苹果酸、乳酸、葡糖酸等]、饱和脂族羧酸[乙酸、琥珀酸等]、不饱和脂族羧酸[例如，富马酸等]。可用于形成纤维结构中所用的降解促进剂和活化剂的材料的非限制性示例公开于美国专利申请公布2011/0301070中。
活性剂的释放
当纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于触发条件时，一种或多种活性剂可从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放。在一个示例中，当纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构或其部分丧失其特征，换句话讲，丧失其物理结构时，一种或多种活性剂可从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构或其部分释放。例如当长丝形成材料溶解、熔融或经历一些其他变形步骤使得其结构丧失时，纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构丧失其物理结构。在一个示例中，当纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构的形态变化时，一种或多种活性剂从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放。
在另一个示例中，当纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构或其部分改变其特征，换句话讲，改变其物理结构而不丧失其物理结构时，一种或多种活性剂可从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构或其部分释放。例如，当长丝形成材料溶胀、皱缩、变长、和/或变短，但保持其长丝形成特性时，纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构改变其物理结构。
在另一个示例中，在其形态不变化的情况下(不丧失或改变其物理结构)，一种或多种活性剂可从纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放。
在一个示例中，在将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于例如如上所述通过造成纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构丧失或改变其特征而导致活性剂释放的触发条件时，纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构可释放活性剂。触发条件的非限制性示例包括使纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于溶剂(极性溶剂诸如醇和/或水，和/或非极性溶剂)，其可为连续的，这取决于长丝形成材料是否包含极性溶剂可溶性材料和/或非极性溶剂可溶性材料；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于热，诸如暴露于大于75℉、和/或大于100℉、和/或大于150℉、和/或大于200℉、和/或大于212℉的温度；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于冷，诸如暴露于小于40℉、和/或小于32℉、和/或小于0℉的温度；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于力，诸如通过使用纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构的消费者施加的拉伸力；和/或将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于化学反应；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于导致相变的条件；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于pH变化和/或压力变化和/或温度变化；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于一种或多种导致纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放其活性剂中的一种或多种的化学物质；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于超声；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于光和/或某些波长；将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于不同的离子强度；以及/或者将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构暴露于从另一纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构释放的活性剂。
在一个示例中，当包含纤维元件和/或颗粒的纤维结构产品经受选自以下的触发步骤时，一种或多种活性剂可从本发明的纤维元件和/或颗粒释放：用纤维结构产品预处理织物制品上的污渍；通过将纤维结构产品与水接触形成洗涤液体；在烘干机中翻滚纤维结构产品；在烘干机中加热纤维结构产品；以及它们的组合。
纤维元件形成组合物
本发明的纤维元件由纤维元件形成组合物例如长丝形成组合物制成。纤维元件形成组合物是基于极性溶剂的组合物。在一个示例中，纤维元件形成组合物是包含一种或多种纤维元件形成材料和一种或多种活性剂的含水组合物。
如根据本文所述的剪切粘度测试方法测量的，本发明的纤维元件形成组合物可具有约1Pa s至约25Pa s和/或约2Pa s至约20Pa s和/或约3Pa s至约10Pa s的剪切粘度，如在3,000sec-1的剪切速率和(50℃至100℃)的加工温度下测量的。
本发明的纤维元件形成组合物可表现出如根据本文所述的旋转流变仪测试方法测量的约0.01Pa s至约1.2Pa s和/或约0.02Pa s至约1.0Pa s的粘度(旋转流变仪粘度)。
当由纤维元件形成组合物制备纤维元件时，可在约50℃至约100℃、和/或约65℃至约95℃、和/或约70℃至约90℃的温度下加工纤维元件形成组合物。
在一个示例中，纤维元件形成组合物可包含按重量计至少20％、和/或至少30％、和/或至少40％、和/或至少45％、和/或至少50％至约90％、或至约85％、或至约80％、或至约75％的一种或多种纤维元件形成材料、一种或多种活性剂、以及它们的混合物。纤维元件形成组合物可包含约10重量％至约80重量％的极性溶剂，诸如水。
在一个示例中，基于纤维元件形成组合物的总重量计，该纤维元件形成组合物的非挥发性组分可包含约20重量％和/或30重量％和/或40重量％和/或45重量％和/或50重量％，至约75重量％和/或80重量％和/或85重量％和/或90重量％。非挥发性组分可由纤维元件形成材料，诸如主链聚合物、活性剂以及它们的组合构成。纤维元件形成组合物的挥发性组分将包含剩余的百分比，并且基于所述纤维元件形成组合物的总重量计，其在10重量％至80重量％的范围内。
在纤维元件纺丝工艺中，在纤维元件离开纺丝模头时其需要具有初始稳定性。毛细管数用于表征这种初始稳定性标准。在模具的条件下，毛细管数应为至少1和/或至少3和/或至少4和/或至少5。
在一个示例中，纤维元件形成组合物表现出至少1至约50和/或至少3至约50和/或至少5至约30的毛细管数，使得纤维元件形成材料可有效地聚合物加工成纤维元件。
如本文所用，“聚合物加工”意指任何纺丝操作和/或纺丝方法，由此由纤维元件形成组合物形成包含经处理的纤维元件形成材料的纤维元件。纺丝操作和/或工艺可包括纺粘法、熔喷法、静电纺丝法、旋转纺丝法、连续长丝制备和/或丝束纤维制备操作/工艺。如本文所用，“经处理的纤维元件形成材料”意指已经历熔融加工操作和产生纤维元件的后续聚合物加工操作的任何纤维元件形成材料。
毛细管数是用来表征这种小滴破裂可能性的无量纲数。较大的毛细管数表示流体离开模头时更大的稳定性。毛细管数定义如下：
V为模头出口处的流体速度(单位为长度每时间)，
η为在模头的条件下的流体粘度(单位为质量每长度*时间)，σ为流体的表面张力(单位为质量每时间2)。当将速度、粘度和表面张力表示成一组一致单位时，所得毛细管数将没有自己的单位；各个单位可抵消。
定义毛细管数用于模头的出口处的条件。流体速度是流体流经模头开口的平均速度。平均速度定义如下：
Vol'＝体积流速(单位为长度3每时间)，
Area＝模头出口的横截面积(单位为长度2)。
当模头开口是圆孔时，则流体速度可定义如下
R为圆孔的半径(单位为长度)。
流体粘度将取决于温度并且可取决于剪切速率。剪切致稀流体的定义包括对剪切速率的依赖。表面张力将取决于流体组成和流体温度。
在一个示例中，纤维元件形成组合物可包含一种或多种剥离剂和/或润滑剂。合适的剥离剂和/或润滑剂的非限制性示例包括脂肪酸、脂肪酸盐、脂肪醇、脂肪酸酯、磺化脂肪酸酯、乙酸脂肪胺和脂肪酸酰胺、硅氧烷、氨基硅氧烷、含氟聚合物以及它们的混合物。
在一个示例中，纤维元件形成组合物可包含一种或多种抗粘连剂和/或防粘剂。合适的防粘连剂和/或防粘剂的非限制性示例包括淀粉、改性淀粉、交联聚乙烯吡咯烷酮、交联纤维素、微晶纤维素、二氧化硅、金属氧化物、碳酸钙、滑石和云母。
本发明的活性剂可在纤维元件形成之前和/或期间添加到纤维元件形成组合物中，和/或可在纤维元件形成之后添加到纤维元件中。例如，在形成根据本发明的纤维元件和/或纤维结构之后，可将香料活性剂施加到纤维元件和/或包含纤维元件的纤维结构。在另一个示例中，在形成根据本发明的纤维元件和/或纤维结构之后，可将酶活性剂施加于纤维元件和/或包括纤维元件的纤维结构。在另一个示例中，在形成根据本发明的纤维元件和/或纤维结构之后，可将一种或多种颗粒施加于纤维元件和/或包括纤维元件的纤维结构，该颗粒可能不适用于穿过用于制备纤维元件的纺丝工艺。
延伸助剂
在一个示例中，纤维元件包含延伸助剂。延伸助剂的非限制性示例可包括聚合物、其他延伸助剂、以及它们的组合。
在一个示例中，延伸助剂具有至少约500,000Da的重均分子量。在另一个示例中，延伸助剂的重均分子量为约500,000至约25,000,000，在另一个示例中为约800,000至约22,000,000，在另一个示例中为约1,000,000至约20,000,000，并且在另一个示例中为约2,000,000至约15,000,000。高分子量延伸助剂在本发明的一些示例中是优选的，这是由于其提高延伸熔融粘度并减少熔融破裂的能力。
当用于熔喷法时，将有效量的延伸助剂添加到本发明的组合物中以视觉上减少纺丝工艺期间的纤维的熔体破裂和毛细管破碎，使得能够熔纺出具有相对一致直径的基本上连续的纤维。不考虑用于制备纤维元件和/或颗粒的方法，当使用时，在一个示例中，拉伸助剂可基于干燥纤维元件和/或颗粒重量计和/或基于纤维结构重量计以约0.001％至约10％存在，并且在另一个示例中基于干燥纤维元件和/或颗粒重量计和/或基于纤维结构重量计以约0.005至约5％存在，在另一个示例中基于干燥纤维元件和/或颗粒重量计和/或基于纤维结构重量计以约0.01至约1％存在，并且在另一个示例中基于干燥纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构重量计以约0.05％至约0.5％存在。
可用作延伸助剂的聚合物的非限制性示例可包括海藻酸盐、角叉菜胶、果胶、甲壳质、瓜尔胶、黄多醣胶、琼脂、阿拉伯树胶、刺梧桐树胶、黄蓍胶、刺槐豆胶、烷基纤维素、羟烷基纤维素、羧基烷基纤维素、以及它们的混合物。
其他延伸助剂的非限制性示例可包括改性的和未改性的聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、聚甲基丙烯酸、聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯乙酸乙烯酯、聚乙烯亚胺、聚酰胺、聚环氧烷包括聚环氧乙烷、聚环氧丙烷、聚乙烯环氧丙烷、以及它们的混合物。
用于制备纤维元件的方法
可通过任何合适的方法制备本发明的纤维元件。制备本发明的纤维元件的合适的方法的非限制性示例如下所述。
在一个示例中，如图5和图6所示，用于制备根据本发明的纤维元件14例如基于天然聚合物的纤维元件的方法28包括以下步骤：
a.提供纤维元件形成组合物30，该组合物包含一种或多种纤维元件形成材料和任选一种或多种活性剂，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如一种或多种基于天然聚合物的纤维元件形成材料，该纤维元件形成材料包含改性多糖(例如改性淀粉，诸如乙酰化淀粉)；以及
b.诸如经由纺丝模头32，诸如多行毛细管模，诸如多行熔喷毛细管模将纤维元件形成组合物30纺成一个或多个纤维元件14，例如根据本发明的基于天然聚合物的纤维元件，诸如长丝，这些纤维元件包含一种或多种纤维元件形成材料和任选一种或多种活性剂。当暴露于预期使用条件时，一种或多种活性剂可从纤维元件中释放。当其中存在活性剂时，存在于纤维元件14和/或多个纤维元件14，例如纤维结构中的多个纤维元件中的一种或多种纤维元件形成材料的总含量按基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计可为小于80％、和/或小于70％、和/或小于65％、和/或小于60％和/或50％或更小，并且当存在于纤维元件14和/或多个纤维元件14，例如纤维结构中的多个纤维元件中时，一种或多种活性剂的总含量按基于干燥纤维元件和/或干燥纤维结构的重量计可为大于20％、和/或大于30％、和/或大于35％、和/或大于40％、和/或约50％或更大、和/或65％或更大、和/或80％或更大。
如图6所示，纺丝模头32可包括多个纤维元件形成孔34，该纤维元件形成孔包括被同心衰减流体孔38围绕的熔体毛细管36，流体如空气穿过该同心衰减流体孔以有助于在长丝形成组合物30离开纤维元件形成孔34时，将长丝形成组合物衰减成纤维元件14。
在一个示例中，在形成纤维元件14时，在纺丝步骤期间诸如通过干燥去除存在于长丝形成组合物30中的任何挥发性溶剂诸如水。在一个示例中，大于30％和/或大于40％和/或大于50％重量的纤维元件形成组合物的挥发性溶剂如水在纺丝步骤期间被除去，例如通过干燥所产生的纤维元件被除去。
纤维元件形成组合物可包含任何合适总含量的纤维元件形成材料和任何合适含量的活性剂，只要由该纤维元件形成组合物制得的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计总含量占一个纤维元件和/或多个纤维元件例如纤维结构中的多个纤维元件的约5％至50％或更小的纤维元件形成材料，以及基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒和/或干燥纤维结构的重量计总含量占一个纤维元件和/或多个纤维元件例如纤维结构中的多个纤维元件的50％至约95％的活性剂即可。
在一个示例中，纤维元件形成材料可包含任何合适总含量的纤维元件形成材料和任何合适含量的活性剂，只要由该纤维元件形成组合物制得的纤维元件包含基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒的重量计和/或基于干燥纤维结构的重量计总含量占纤维元件和/或颗粒约5％至50％或更小的纤维元件形成材料，以及基于干燥纤维元件和/或干燥颗粒的重量计和/或基于干燥纤维结构的重量计总含量占纤维元件和/或颗粒50％至约95％的活性剂即可，其中纤维元件形成材料与活性剂总含量的重量比为1或更小。
在一个示例中，纤维元件形成组合物包含按纤维元件形成组合物的重量计约1％和/或约5％和/或约10％至约50％或至约40％或至约30％或至约20％的纤维元件形成材料；按纤维元件形成组合物的重量计约1％和/或约5％和/或约10％至约50％或至约40％或至约30％或至约20％的活性剂；以及按纤维元件形成组合物的重量计约20％、和/或约25％、和/或约30％、和/或约40％至约80％、或至约70％、或至约60％、或至约50％的挥发性溶剂诸如水。纤维元件形成组合物可包含微量的其他活性剂，例如按纤维元件形成组合物重量计小于10％、和/或小于5％、和/或小于3％和/或小于1％的增塑剂、pH调节剂和其他活性剂。
通过任何合适的纺丝方法如熔喷、纺粘、静电纺丝和/或旋转纺丝将纤维元件形成组合物纺成一种或多种纤维元件。在一个示例中，通过熔喷将纤维元件形成组合物纺成多个纤维元件和/或颗粒。例如，可将纤维元件形成组合物从槽中泵入熔喷喷丝头。在排出喷丝头中的一个或多个纤维元件形成孔时，用空气使纤维元件形成组合物变细，从而产生一个或多个纤维元件和/或颗粒。然后可将纤维元件和/或颗粒干燥以除去用于纺丝的任何残余的溶剂诸如水。
本发明的纤维元件和/或颗粒可在带如图案化带上收集以形成包括纤维元件和/或颗粒的纤维结构。
用于制备纤维元件的纤维元件形成组合物的非限制性示例
适用于制备本发明的纤维元件和/或最终制备纤维结构的本发明的纤维元件形成组合物的两个非限制性示例(样本A和样本B)示于下表5中。
样本A 样本B
去离子水百分比 85％ 55％
表面活性剂:乙酰化淀粉重量比 2:1 1:2
溶液中的NaLAS％ 10％ 15％
溶液中的乙酰化淀粉％ 5％ 30％
乙酰化淀粉 A B
乙酰化淀粉Mw 60K 215K
乙酰化淀粉DS 0.31 0.51
旋转流变仪粘度1 0.02Pa·s 0.99Pa·s
1根据本文所述的旋转流变仪粘度测试方法测量的旋转流变仪粘度
表5
颗粒
颗粒可以为水溶性或水不溶性的。在一个示例中，一组颗粒可为水溶性的，并且不同组的颗粒可为水不溶性的。在另一个示例中，颗粒可包含一种或多种活性剂(换句话讲，颗粒可包括含活性剂的颗粒)。在另一个示例中，颗粒可基本上由和/或由一种或多种活性剂组成(换句话讲，基于干燥颗粒的重量计，颗粒可包含100％或大于约100％的一种或多种活性剂)。在另一个示例中，颗粒可包括水溶性颗粒。在另一个示例中，颗粒可包含水溶性的含活性剂的颗粒。
在一个示例中，颗粒包含不同材料的附聚物，例如不同的亚颗粒，诸如一种或多种泡腾盐颗粒(例如碳酸氢钠)、一种或多种泡腾酸颗粒(例如柠檬酸)、一种或多种助洗剂颗粒(诸如沸石)，其中颗粒可用气泡稳定剂(诸如表面活性剂，例如不含硫酸盐的表面活性剂，如DSCG)和任选一种或多种聚合物(例如聚乙烯吡咯烷酮)涂覆。
在一个示例中，本发明的纤维结构和/或纤维结构产品包含多个颗粒和多个纤维元件，例如长丝，颗粒与纤维元件的重量比为约3:1至约20:1、和/或约5:1至约15:1、和/或约5:1至约12:1、和/或约7:1至约12:1。
用于制备纤维结构的方法
在本发明的一个示例中，如图7所示，本发明的纤维结构10可通过由纺丝模头32将纤维元件形成组合物30纺丝(如图5和图6中所述)，以形成多个纤维元件14，例如多个基于天然聚合物的纤维元件，诸如长丝，然后缔合一个或多个颗粒18制成，该颗粒由颗粒源40例如筛或气流成网形成头提供。颗粒18可分散在纤维元件14内。可在收集带42诸如图案化收集带上收集颗粒18和纤维元件14的混合物，该收集带为纤维结构10的至少一个表面赋予纹理诸如三维纹理。
图8示出了用于制备根据图2的纤维结构10的方法的另一个示例。该方法包括形成多个纤维元件14的第一层12使得在第一层12的表面中形成凹坑20的步骤。一个或多个颗粒18从颗粒源40沉积到凹坑20中。然后由纺丝模头32制得的包括多个纤维元件14的第二层16形成在第一层12的表面上，使得颗粒18被包埋在凹坑20中。
图9示出了用于制备根据图1的发泡纤维结构10的方法的又另一示例。该方法包括形成多个纤维元件14的第一层12的步骤。一个或多个颗粒18从颗粒源40沉积到第一层12的表面上。然后由纺丝模头32制得的包括多个纤维元件14的第二层16形成在颗粒18的顶部上，使得颗粒18定位在第一层12与第二层16之间。
用于制备纤维结构的非限制性示例
颗粒的加入可在雏形纤维形成期间和/或在图案化带上收集雏形纤维之后完成。本发明公开了三种方法，这三种方法涉及加入颗粒，致使所述颗粒被包埋在结构中。
如图5和图6所示，本发明的纤维元件14可如下制备。纤维元件14可使用小型设备形成，所述设备的示意图示出在图5和图6中。适于成批操作的增压槽44填充有适于纺丝的纤维元件形成组合物30。可使用泵46(诸如型号PEP II，容量为5.0立方厘米/转(cc/rev)，由Parker Hannifin Corporation,Zenith Pumps分部(Sanford,N.C.,USA)制造)以有利于将纤维元件形成组合物传送至纺丝模头32。可通过调节泵46的每分钟转数(rpm)来控制从增压槽44至纺丝模头32的包含纤维元件形成材料的纤维元件形成组合物30(例如纤维元件形成)的流量。管48可用于连接增压槽44、泵46和纺丝模头32。
如图6所示的纺丝模头32具有以约1.524毫米(约0.060英寸)的间距P彼此间隔开的多行环形挤出喷嘴(纤维元件形成孔34)。喷嘴具有约0.305毫米(约0.012英寸)的单一内径和约0.813毫米(约0.032英寸)的单一外径。每个单独喷嘴被环状且发散的喇叭状孔(同心衰减流体孔38)环绕以对每个单独熔体毛细管36(“多行毛细管模”)提供衰减空气。由通过孔提供的通常为圆柱形的湿空气流包围并衰减通过喷嘴挤出的长丝形成组合物30。
通过用电阻加热器(例如，由Pittsburgh(Pa.，USA)的Emerson Electric的Chromalox分部制造的加热器)加热来自源的压缩空气，可提供衰减空气。加入适量气流以在电加热的、恒温受控的递送管道条件下使热空气饱和或接近饱和。在电加热的恒温控制的分离器中除去冷凝物。
雏形纤维元件通过干燥空气流进行干燥，该空气流具有约149℃(约300℉)至约315℃(约600℉)的温度，其由电阻加热器(未示出)通过干燥喷嘴供应，并且以相对于正被挤出非热塑性雏形纤维的大致取向成约90°的角度排出。可在收集装置诸如例如可移动多孔带或图案化收集带上收集该干燥的雏形纤维元件。在成形区正下方添加真空源可用于帮助收集纤维。
可将适于提供颗粒流18的颗粒源40，例如喂料机置于纤维元件14的干燥区域正上方，如图7所示。在这种情况下，使用由(Haan,Germany)制造的振动喂料机。为有助于颗粒在横向上的一致分布，将颗粒喂入盘中，该盘起始于喂料机的宽度并以与纺丝模头面相同的宽度结束，以确保将颗粒递送到纤维元件形成的所有区域中。所述盘除了出口之外完全封闭，以使颗粒进料的破坏最小化。
当形成雏形纤维元件时，打开喂料机并将颗粒引入纤维元件流中。在这种情况下，由Genencor(Leiden,The Netherlands)制造的Green Zero(GreenSpeckle Granules)用作颗粒。与纤维元件缔合和/或混合的颗粒在收集带上收集在一起。
一旦形成前体纤维结构，就可使该前体纤维结构经受开孔工艺；即，向纤维结构赋予一个或多个开孔以产生开孔的纤维结构的工艺。此类开孔方法的非限制性示例包括压花、杆压、滚刀开孔、钉扎、模切、模冲、针刺、滚花、气动成形、液压成形、激光切割和簇绒。
在一个示例中，使前体纤维结构经受如美国专利8,679,391中大体描述的滚刀开孔操作。在另一个示例中，前体纤维结构经受如下所述的钉扎操作。在一个示例中，前体纤维结构穿过形成于以相互啮合构型布置的两个相对销辊之间的辊隙，使得来自一个辊的销穿过辊隙中相对辊上的销之间的空间。典型的构型可采用具有相同销设计和布置的两个辊。然而，相对的辊可具有不同的销设计和布置，替代地可不具有销，而是具有其他纤维结构支撑构件，或者可为由柔顺材料构成的固体表面，从而允许滚柱的销和柔顺表面之间的干涉。由针的末端描述的虚拟圆柱之间的干涉程度被描述为啮合深度。在纤维结构穿过相对辊之间形成的辊隙时，来自每个滚柱的销与该纤维结构接合并穿透该纤维结构至某一深度，该深度在很大程度上由辊之间的啮合深度和该纤维结构的标称厚度确定。
纤维结构产品50的示例，例如消费者将用于其预期目的的可用单元，示于图10A和图10B中。如图10A和图10B所示，在一个示例中，纤维结构产品50包括多层片纤维结构，该多层片纤维结构包括一个或多个层片(在这种情况下为两个层片)的纤维结构10(第一纤维结构层片52和第二纤维结构层片54)，它们可以是或可以不是纤维结构，而是纤维结构产品50的组分，该第一纤维结构层片和该第二纤维结构层片彼此缔合以形成多层片纤维结构。在如图10B所示的一个示例中，纤维结构10包括多个纤维元件14，所述纤维元件包括存在于纤维元件14内的基于天然聚合物的纤维元件形成材料(诸如改性多肽)和包含表面活性剂和表面活性剂混合物的活性剂。包含例如表面活性剂的多个颗粒18，例如水溶性的含有活性剂的颗粒，诸如附聚物，位于(夹在)两个纤维结构10之间。纤维结构10的两个层片(第一纤维结构层片52和第二纤维结构层片54)可在其边缘处通过边缝56粘结，该边缝可通过将纤维结构10的两个层片沿其边缘压缩在一起以形成含有颗粒18的小袋，直到多层片纤维结构或纤维结构10的一个或多个层片在使用期间发生至少部分溶解来形成。
在一个示例中，纤维结构可独立地表现出例如约100gsm至约5000gsm、和/或约250gsm至约3000gsm、和/或约500gsm至约2000gsm的任何合适的基重。在一个示例中，纤维结构内的纤维元件可独立地以例如约10gsm至约1000gsm、和/或约10gsm至约500gsm、和/或约20gsm至约400gsm、和/或约100gsm至约300gsm的任何合适的基重存在于纤维结构中。在一个示例中，颗粒当存在于纤维结构内时可独立地以例如约100gsm至约4000gsm、和/或约250gsm至约3000gsm、和/或约500gsm至约2000gsm的任何合适的基重存在于纤维结构中。
在一个示例中，可将包含其他活性剂的其他颗粒添加到纤维结构中和/或纤维结构之间。例如，可在将纤维结构缔合在一起之前将香料定位在两个纤维结构之间。在一个示例中，本发明的纤维结构不含或基本上不含(不会不利地影响纤维结构的泡沫生成)抑泡剂和防止和/或抑制泡沫生成的类似活性剂。
在一个示例中，用于制备本发明的纤维结构的方法包括以下步骤：
a.提供包含一种或多种纤维元件形成材料(例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料)和一种或多种活性剂的纤维元件形成组合物，该一种或多种纤维元件形成材料包含改性多糖，其中所述活性剂中的至少一种活性剂包含表面活性剂，其中表面活性剂或表面活性剂混合物和改性多糖以约0.25:1至约5:1的重量比存在于纤维元件形成组合物内；
b.将纤维元件形成组合物纺成包含改性多糖和表面活性剂或表面活性剂混合物的多个纤维元件；以及
c.例如在收集装置诸如皮带上收集该多个纤维元件以形成纤维结构。
在一个示例中，用于制备本发明的纤维结构的方法还包括从纤维结构切割一个或多个制品的步骤，例如从纤维结构模切一个或多个制品。
在一个示例中，用于制备本发明的纤维结构的方法还包括将一个或多个制品包装到包装件中的步骤。
在一个示例中，该包装件包含本发明的一个或多个纤维结构。
在一个示例中，该包装件包含本发明的一个或多个制品。
在一个示例中，本发明的包装材料基本上是天然的和/或天然衍生的和/或生物源的和/或可再循环的和/或在测试持续期的第60天表现出通过OECD 301B快速生物降解性CO2析出测试方法测定的至少5％和/或至少10％和/或至少15％和/或至少20％和/或至少25％和/或至少30％和/或至少35％和/或至少40％和/或至少45％和/或至少50％和/或至少55％和/或约60％和/或至少5％至约60％的可生物降解性，和/或在测试持续期的第90天表现出通过OECD 301B快速生物降解性CO2析出测试方法测定的至少5％和/或至少10％和/或至少15％和/或至少20％和/或至少25％和/或至少30％和/或至少35％和/或至少40％和/或至少45％和/或至少50％和/或至少55％和/或约60％和/或至少65％和/或至少70％和/或至少75％和/或至少80％和/或至少5％至约80％的可生物降解性。
测试方法
除非另外指明，否则本文所述的所有测试(包括定义部分所述的那些和以下测试方法)均是对如下样本进行的：该样本在测试之前已在温度为23℃±1.0℃且相对湿度为50％±2％的调节室中调节了最少2小时。被测试的样本为“可用单元”。如本文所用，“可用单元”意指由消费者用于其指定用途的制品，例如单位剂量制品/产品。所有测试均在相同的环境条件下并在此类调节室中进行。不测试具有缺陷诸如皱褶、撕裂部等的样本。出于测试目的，按本文所述进行调节的样本被认为是干样本(诸如“干长丝”)。根据制造商的说明书校准所有仪器。
基重测试方法
基重定义为被测试样本的重量，以g/m2为单位。其通过如下方法进行测定：使用合适的天平精确地称重调节过的样本的已知面积，记录所测试样本的重量和面积，应用适当的转换因数，并且最终计算以g/m2为单位的样本基重。
基重通过如下方法进行测量：从单个纤维网、一叠纤维网、或其他合适的叠层、或消费者可买到的单元切割样本，并且使用分辨率为±0.001g的顶部加载分析天平称重样本。在切割样本之前，样本必须在73°±2℉(23℃±1℃)的温度和50％(±2％)的相对湿度下平衡最少两个小时。在称重时，天平使用气流罩保护其不受气流和其他干扰的影响。精密切割冲模(测量为1.625×1.625英寸(41.275×41.275mm))用于制备所有样本。选择可用的样本区域，该区域为干净的，不含洞、撕裂、褶皱和其他缺陷。
对每个样本，使用上述冲切机来切割样本，称量样本质量，并且记录质量结果，精确至0.001g。
以g/m2为单位如下计算基重：
基重＝(样本质量)/(样本面积)。
或具体地讲，
基重(g/m2)＝(样本质量(g))/(0.001704m2)。
报告结果，精确到0.1g/m2。可使用如上所述的类似精密切割器来改变或变更样本尺寸。如果样本尺寸变小，则应测量若干样本，并且报告平均值以作为其基重。
水含量测试方法
使用以下水含量测试方法测量存在于纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构中的水(水分)含量。在测试之前将纤维元件和/或颗粒和/或纤维结构或其部分(“样本”)以预切割片的形式置于23℃±1.0℃的温度和50％±2％的相对湿度下的调节室中至少24小时。每个纤维结构样本具有至少4平方英寸的面积，但是在尺寸上足够小以适当地贴合在天平称重盘上。在上文所提及的温度和湿度条件下，使用具有至少四位小数的天平，每五分钟记录样本的重量，直至在10分钟的时间内检测到小于0.5％的在前重量的变化。最终重量记录为“平衡重量”。在10分钟内，将样本置于70℃±2℃和4％±2％的相对湿度下的鼓风烘箱中，在金属薄片顶部上干燥24小时。干燥24小时后，除去样本并在15秒内称重。该重量被表示为样本的“干燥重量”。
样本的水(水分)含量如下计算：
将3个等分试样样本中的水(水分)％取平均值以提供报告的样本中的水(水分)％。报告结果，精确到0.1％。
直径测试方法
不连续纤维元件或纤维结构内的纤维元件的直径通过使用扫描电镜(SEM)或光学显微镜以及图像分析软件确定。选择200至10,000倍的放大倍数使得纤维元件被合适地放大以便进行测量。当使用SEM时，将这些样本溅射上金或钯化合物以避免纤维元件在电子束中带电和振动。使用来自图像(在监视屏上)的确定纤维元件直径的手动规程，所述图像用SEM或光学显微镜捕获。使用鼠标和光标工具，搜寻随机选择的纤维元件的边缘，然后横跨其宽度(即，在该点处垂直于纤维元件方向)测量至纤维元件的另一个边缘。缩放和校准图像分析工具提供缩放以获得以μm计的实际读数。对于纤维结构内的纤维元件，使用SEM或光学显微镜穿过纤维结构的样本而随机选择多根纤维元件。以这种方式切出并测试纤维结构的至少两个部分。总共进行至少100次此类测量然后将所有的数据记录下来以用于统计分析。所记录的数据用于计算纤维元件直径的平均值、纤维元件直径的标准偏差和纤维元件直径的中值。
另一个可用的统计量为计算低于某个上限的纤维元件的群体数量。为了确定该统计量，对软件进行编程以计数结果有多少纤维元件直径低于上限，并且将该数(除以总数据数量并乘以100％)按百分数报告为低于该上限的百分数，诸如例如低于1微米直径的百分数或％-亚微米。我们将单个圆形纤维元件的所测量的直径(以微米计)表示为di。
在纤维元件具有非圆形横截面的情况下，纤维元件直径的测量值被测定为且设定成等于液压直径，该液压直径为纤维元件横截面积的四倍除以纤维元件横截面的周长(在中空纤维元件的情况下为外周长)。数均直径，或者平均直径如下计算：
重均分子量
通过GPC-MALS(凝胶渗透色谱法结合多角度光散射)分析材料的Mw和Mw分布，材料例如纤维元件形成材料，例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如淀粉乙酸酯。通过将纤维元件形成材料溶解在具有0.1％LiBr的DMSO中来进行纤维元件形成材料样本的分析。然后使用来自Waters Corporation的分离模块2695e或等同物与来自Wyatt Technology的激光光度计DAWN HELEOS,658nm或等同物以及来自Waters Corporation的折射率检测器2414或等同物，在来自Waters Corporation的一组3根StyraGel HT柱上分离和分析纤维元件形成材料溶液。在淀粉乙酸酯样本的情况下，它们在40℃下用1N NaOH溶液皂化。然后将样本在MeOH中沉淀，洗涤并温和干燥。Mw以g/mol报告。
纤维元件形成材料混溶性测试方法
将纤维元件形成材料，例如基于天然聚合物的纤维元件形成材料，例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如乙酰化淀粉(淀粉乙酸酯)在95℃的去离子水中蒸煮并冷却至80℃以形成纤维元件形成材料溶液。将表面活性剂糊剂(30％固体的线性烷基苯磺酸钠(NaLAS))添加到纤维元件形成材料溶液中，其中表面活性剂与纤维元件形成材料的重量比为2:1。然后将表面活性剂/纤维元件形成材料溶液搅拌15分钟，之后将溶液放置在80℃的烘箱中过夜。然后将该溶液放入15mL小瓶中并进行视觉检查以确定该溶液是否表现出满足该测试方法的单相(1相或透明/无相分离)(充分混溶＝适合)或者是否发生不满足该测试方法的相分离(2相)(不充分混溶＝不适合)。
溶解测试方法
设备和材料(也参见图11至图13)：
600mL烧杯58
磁力搅拌器60(Labline型号1250或等同物)
磁力搅拌棒62(5cm)
温度计(1至100℃+/-1℃)
切割冲模--尺寸为3.8cm×3.2cm的不锈钢切割冲模
计时器(0-3,600秒或1小时)，精确到秒。如果样本表现出大于3,600秒的溶解时间，则所用的计时器应具有足够的总时间测量范围。然而，计时器需要精确到秒。
Polaroid 35mm滑片框64(可从Polaroid Corporation商购获得或等同物)
35mm滑片框保持器66(或等同物)
具有以下特性的辛辛那提市水或等同物：按CaCO3计，总硬度＝155mg/L；钙含量＝33.2mg/L；镁含量＝17.5mg/L；磷酸盐含量＝0.0462。
测试方案
在23℃±1.0℃的恒定温度和50％RH±2％的湿度环境下将样本平衡至少2小时。使用本文定义的基重测试方法测量纤维结构样本的基重。使用切割冲模(3.8cm×3.2cm)从纤维结构样本中切割出三个溶解试样，使其贴合在具有24mm×36mm开放区尺寸的35mm滑片框64内。将每个样本锁定在单独的35mm滑片框64中。向600mL烧杯58中放入磁力搅拌棒62。打开自来水龙头流(或等同物)并用温度计测量水温，并且如果需要的话，调节热水或冷水以将其保持在测试温度。测试温度为15℃±1℃水。一旦处于测试温度，则用500mL±5mL的15℃±1℃自来水填充烧杯58。将整个烧杯58置于磁力搅拌器60上，打开搅拌器62，并调节搅拌速度直至形成涡旋，并且涡旋的底部处于烧杯58的400mL标记处。将35mm滑片框64固定在35mm滑片框保持器66的弹簧夹68中，使得滑片框64的长端70平行于水面。弹簧夹68应定位在滑片框64的长端70的中间。应该设定夹持器66的深度调节器72，使得深度调节器72的底部与弹簧夹68的底部之间的距离为约11+/-0.125英寸。这种构造将定位样本表面垂直于水流方向。在一次运动中，固定的滑片和夹具掉落到水中并启动计时器。样本掉落，使得样本位于烧杯中心。当非织造结构破裂时，发生崩解。将此记录为崩解时间。当所有可见的非织造结构都从滑片框释放时，将滑片框升高出水，同时继续监控未溶解非织造结构片段的溶液。当所有非织造结构片段不再可见时，发生溶解。将此记录为溶解时间。
对每个样本重复进行三次并记录平均崩解和溶解时间。平均崩解和溶解时间以秒为单位。
通过各自除以如通过本文所定义的基重方法测定的样本基重，使平均崩解和溶解时间对于基重归一化。经基重归一化的崩解和溶解时间以秒/gsm样本(s/(g/m2))为单位。
厚度方法
纤维结构的厚度通过从纤维结构样本中切出5个样本，使得每个切出样本的尺寸大于购自Thwing-Albert Instrument Company(Philadelphia，PA)、型号II的VIR电子测厚仪的加载底脚装载面来测量。通常，加载底脚装载表面具有约3.14in2的圆形表面积。将样本限定在一个水平平面和加载底脚装载表面之间。加载底脚装载表面对样本施加的围压为15.5g/cm2。每个样本的厚度是扁平平面和加载底脚装载面之间所得的间隙。所述厚度计算为五个样本的平均厚度。报告结果，以毫米(mm)为单位。
剪切粘度测试方法
本发明的长丝形成组合物的剪切粘度使用毛细管流变仪(Goettfert Rheograph6000，由Goettfert USA(Rock Hill SC，USA)制造)测量。使用具有1.0mm的直径D和30mm的长度L(即L/D＝30)的毛细管模来进行测量。将模头附接到保持在75℃的模头测试温度下的流变仪的20mm圆筒的下端。将已预热至模头测试温度的60g长丝形成组合物的样本加载到流变仪的圆筒部分中。去除具有任何夹带的空气的样本。以一组选定的速率1,000-10,000秒-1将样本从圆筒推过毛细管模。可用流变仪的软件由样本从圆筒到毛细管模时经历的压降和样本经过毛细管模的流速来计算表观剪切粘度。对数(表观剪切粘度)可对对数(剪切速率)作出曲线图，并且曲线图可通过幂律，根据式h＝Kgn-1进行拟合，其中K为材料的粘度常数，n为材料的致稀指数，并且g为剪切速率。本文的长丝形成组合物的报告的表观剪切粘度是使用幂律关系内推至3,000秒-1的剪切速率时计算所得的。
旋转流变仪测试方法
使用来自TA Instruments的商购获得的AR-G2旋转流变仪或类似装置测量组合物的剪切粘度。40mm直径、2.007°角度且截断间隙为57mm的锥板几何结构与Peltier板一起用于温度控制。在25℃下施加0.1/s–100/s的阶梯式流动剪切速率，停留时间为10秒。记录在10/s下的剪切粘度。
纤维元件组成测试方法
为制备用于纤维元件组成测量的纤维元件，必须通过除去可除去的存在于纤维元件的外表面上的任何涂料组合物和/或材料来调节纤维元件。这样做的方法的示例为用将除去外部涂层同时保持纤维元件不改变的合适溶剂洗涤纤维元件3次。然后在23℃±1.0℃下将纤维元件空气干燥直至纤维元件包含小于10％水分。然后完成调节纤维元件的化学分析，以测定关于长丝形成材料和活性剂以及存在于纤维元件中的长丝形成材料和活性剂含量的纤维元件组成构造。
可通过使用TOF-SIM或SEM完成截面分析而测定关于长丝形成材料和活性剂的纤维元件组成构造。另一种用于确定纤维元件组成构造的方法使用荧光染料作为标记。另外，通常，纤维元件的制造者应该知道其纤维元件的组成。
粒度分布测试方法
进行粒度分布测试以确定颗粒的特征尺寸，所述颗粒可以是离散颗粒，其可以是气泡稳定剂涂覆的泡腾酸或盐颗粒，和/或附聚物(例如通过气泡稳定剂粘结在一起的离散颗粒)。使用1989年5月26日批准的ASTM D 502-89“皂和其他洗涤剂粒度的标准测试方法”进行，并进一步说明了分析中使用的筛分尺寸和筛分时间。遵循第7节“使用机器筛分方法的程序”，需要包含美国标准(ASTM E 11)筛#4(4.75mm)、筛#6(3.35mm)、筛#8(2.36mm)、筛#12(1.7mm)、筛#16(1.18mm)、筛#20(850微米)、筛#30(600微米)、筛#40(425微米)、筛#50(300微米)、筛#70(212微米)、筛#100(150微米)、筛#170(90微米)、筛#325(44微米)的清洁干筛窝和盘来覆盖本文所述的粒度范围。将上述套筛用于指定的机器筛分方法。合适的筛摇机可购自W.S.Tyler Company，Ohio，U.S.A.。摇动的测试样本为约100克并摇动5分钟。
通过用每个筛的微米尺寸开口对对数的横坐标作图并用更细度累积质量百分比(CMPF)对线性纵坐标作图，在半对数图上对该数据绘图。上述数据表示的示例在ISO 9276-1:1998,“Representation of results of particle size analysis–Part 1:GraphicalRepresentation”的图A.4中给出。对于本发明的目的而言，该特征粒度(Dx，x＝10,50,90)被定义为累积质量百分比等于x％的点的横坐标值，并通过在x值正上方(a)和下方(b)的数据点之间的直线内插来计算，其采用以下方程式：
Dx＝10^[Log(Da)-(Log(Da)-Log(Db))*(Qa-x％)/(Qa-Qb)]
其中Log是基数为10的对数，Qa和Qb分别为所测量的数据紧接高于或低于该xth百分率的累积质量百分率值；且Da和Db为对应于这些数据的筛目微米值。
示例数据和计算：
对于D10(x＝10)，CMPF紧接在10％以上的微米筛目(Da)为300微米，以下的筛(Db)为212微米。紧接在10％以上的累积质量(Qa)为15.2％，以下的(Qb)为6.8％。D10＝10^[Log(300)-(Log(300)-Log(212))*(15.2％-10％)/(15.2％-6.8％)]＝242微米。
对于D90(x＝90)，CMPF紧接在90％以上的微米筛目(Da)为1180微米，以下的筛(Db)为850微米。紧接在90％以上的累积质量(Qa)为99.3％，以下的(Qb)为89.0％。D90＝10^[Log(1180)-(Log(1180)-Log(850))*(99.3％-90％)/(99.3％-89.0％)]＝878微米。
对于D50(x＝50)，CMPF紧接在50％以上的微米筛目(Da)为600微米，以下的筛(Db)为425微米。紧接在50％以上的累积质量(Qa)为60.3％，以下的(Qb)为32.4％。D50＝10^[Log(600)-(Log(600)-Log(425))*(60.3％-50％)/(60.3％-32.4％)]＝528微米。
Fedors法
使用Fedors法计算基于天然聚合物的纤维元件形成材料(例如改性多糖，诸如改性淀粉，例如淀粉乙酸酯)的溶解度参数值。
以下是计算各种纤维元件形成材料的溶解度参数值的示例。
溶解度参数可由Fedors法中的方程式1计算(此处作为方程式1重复)。
(Fedors方程式1)方程式1：
ΔEv和V的值可以使用Fedors法中的方程式24和方程式25来计算，此处分别作为方程式2和方程式3重复：
(Fedors方程式24)方程式2：
ΔEv＝∑iΔei
(Fedors方程式25)方程式3：
V＝∑iΔvi
使用Fedors法的表5中的
Δei
知
Δvi
的值，忽略聚合物端基，使用所需聚合物(例如改性多糖)的均聚物重复单元结构对原子和基团贡献求和。由于所有这些聚合物都具有高于25℃的玻璃转变温度，因此需要通过对主链骨架原子的数目(n)进行计数来校正摩尔体积(参见Fedors法中的方程式26)。然后，对于n＜3，校正到Δvi＝4n。对于改性多糖，6个原子的环状环结构需要对5个或更多个原子进行摩尔体积校正(因为n≥3，所以使用Δvi＝2n)和闭环调整(参见Fedors法的表5)。
该计算的示例针对聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、淀粉和淀粉乙酸酯示出(DS＝1)。
聚乙烯醇-(CH2-CH(OH))-
聚乙酸乙烯酯-(CH2-CH(OOCCH3))-
淀粉
淀粉乙酸酯(DS＝1)/>
共聚物溶解度参数通过对摩尔分数加权的均聚物溶解度参数求和来计算，如方程式4所示：
方程式4：
δ共聚物＝XAδA+XBδB
其中XA和δA分别是均聚物A的摩尔分数和均聚物溶解度参数，并且XB和δB分别是均聚物B的摩尔分数和均聚物溶解度参数，使得摩尔分数的总和等于1。如果添加额外的三元共聚单体，则将摩尔分数和均聚物溶解度参数的额外项添加到方程式中，使得所有摩尔分数的总和等于1。
电荷密度测试方法
如果已经鉴定或已知纤维元件形成材料，例如纤维元件中的基于天然聚合物的纤维元件形成材料，则纤维元件形成材料的电荷密度可以通过使用可从BTG获得的MutekPCD-04颗粒电荷检测器或等效仪器来测定。使用由BTG提供的以下指南。显然，包含纤维元件形成材料的纤维元件的生产者知道在他们的纤维元件中包含什么纤维元件形成材料。因此，此类纤维元件生产者可以确定纤维元件形成材料的电荷密度。
1.从0.1％溶液(0.1g纤维元件形成材料+99.9g去离子水)开始。根据滴定剂消耗，增加或减少纤维元件形成材料的含量。在最终稀释之前调节溶液pH，因为许多添加剂的电荷密度取决于溶液pH。这里使用4.5的pH。
2.将20mL样本置于PCD测量池中并插入柱塞。
3.将具有柱塞和样本的测量池置于PCD中，使电极面向后部。沿着导引件滑动池直到该池接触后部。
4.向上拉动柱塞并将该柱塞逆时针转动以将柱塞锁定在适当位置。
5.接通马达。在触摸面板上示出了流动电势。等待2分钟，直到信号稳定。
6.使用带相反电荷的滴定剂(例如，对于具有正流动电位的阳离子样本：使用阴离子滴定剂)。滴定剂得自BTG，由0.001N PVSK或0.001N聚DADMAC组成。
7.使用得自BTG的自动滴定仪。在选择适当的滴定剂后，设定滴定器以通过分配10mL冲洗管材，从而确保所有气泡已被清除。
8.将管材尖端放置成低于样本表面并开始滴定。自动滴定器被设定为当电位达到0mV时自动停止。
9.记录滴定剂的消耗，理想的是，滴定剂的消耗应为0.2mL至10mL；否则减少或增加纤维元件形成材料的含量。
10.重复滴定纤维元件形成材料样本的第二份20mL等分试样。
11.计算电荷需求(溶液)或电荷需求(固体)；
纤维元件形成材料的电荷密度(电荷需求)是以meq/g为单位报告的。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反，除非另外指明，否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
除非明确排除或以其他方式限制，本文中引用的每一篇文献，包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利，均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可，或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对于本领域技术人员来说显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其他变化和修改。因此，本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

Claims (15)

1.一种包括多个纤维元件的纤维结构，其中所述多个纤维元件包含一种或多种纤维元件形成材料和一种或多种活性剂，其中所述一种或多种纤维元件形成材料中的至少一种纤维元件形成材料包含改性多糖，其中所述活性剂中的至少一种活性剂包含表面活性剂，其中所述表面活性剂和所述改性多糖以0.15:1至6:1的重量比存在于所述多个纤维元件内。
2.根据权利要求1所述的纤维结构，其中所述多个纤维元件包括多根长丝。
3.根据权利要求1或2所述的纤维结构，其中所述改性多糖具有根据Fedors法测定的大于14.00至小于16.25，优选大于14.50至小于16.25，更优选大于14.50至小于16.00，甚至更优选大于15.00至小于15.50的溶解度参数。
4.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述改性多糖表现出根据重均分子量测试方法测量的大于50,000g/mol至小于40,000,000g/mol；优选大于50,000g/mol至小于20,000,000g/mol，更优选大于50,000g/mol至小于10,000,000g/mol，甚至更优选大于50,000g/mol至小于5,000,000g/mol，甚至更优选大于50,000g/mol至小于1,000,000g/mol，甚至更优选大于100,000g/mol至小于750,000g/mol，甚至更优选大于125,000g/mol至小于600,000g/mol，最优选150,000g/mol至400,000g/mol的重均分子量。
5.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述改性多糖是乙酰基取代的多糖，优选地其中所述乙酰基取代的多糖表现出至少0.3至1.0的取代度(DS)，更优选地其中所述乙酰基取代的多糖表现出至少0.3至0.7的DS，甚至更优选地其中所述乙酰基取代的多糖表现出至少0.4至0.6的DS，最优选地其中所述乙酰基取代的多糖表现出0.5的DS。
6.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述改性多糖衍生自淀粉，优选地其中所述改性多糖衍生自酸解淀粉、酶降解淀粉、蜡质淀粉和/或支链淀粉。
7.根据权利要求1所述的纤维结构，其中所述多个纤维元件包含按干燥纤维元件的重量计小于80％的总含量的所述改性多糖和按所述干燥纤维元件的重量计大于20％的总含量的所述表面活性剂，优选地其中所述多个纤维元件包含按所述干燥纤维元件的重量计小于70％的总含量的所述改性多糖和按所述干燥纤维元件的重量计大于30％的总含量的所述表面活性剂，更优选地其中所述多个纤维元件包含按所述干燥纤维元件的重量计小于60％的总含量的所述改性多糖和按所述干燥纤维元件的重量计大于40％的总含量的所述表面活性剂，甚至更优选地其中所述纤维元件包含按所述干燥纤维元件的重量计为50％的总含量的所述改性多糖和按所述干燥纤维元件的重量计为50％的总含量的所述表面活性剂，甚至更优选地其中所述多个纤维元件包含按所述干燥纤维元件的重量计小于40％的总含量的所述改性多糖和按所述干燥纤维元件的重量计大于60％的总含量的所述表面活性剂，甚至更优选地其中所述多个纤维元件包含按所述干燥纤维元件的重量计小于30％的总含量的所述改性多糖和按所述干燥纤维元件的重量计大于70％的总含量的所述表面活性剂。
8.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述改性多糖和所述表面活性剂以1或更小的改性多糖与表面活性剂的重量比存在于所述干燥纤维元件中。
9.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述表面活性剂选自由以下项组成的组：阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂以及它们的混合物，优选地其中所述表面活性剂选自由以下项组成的组：阴离子表面活性剂、两性离子表面活性剂、两性表面活性剂以及它们的混合物，更优选地其中所述表面活性剂选自由以下项组成的组：阴离子表面活性剂以及它们的混合物，甚至更优选地其中所述阴离子表面活性剂选自由以下项组成的组：含硫酸根的阴离子表面活性剂、无硫酸根的阴离子表面活性剂以及它们的混合物，甚至更优选地其中所述阴离子表面活性剂选自由以下项组成的组：直链烷基苯磺酸盐、烷基硫酸盐以及它们的混合物，甚至更优选地其中所述烷基硫酸盐包括月桂基硫酸钠。
10.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述一种或多种活性剂还包含至少一种另外的非表面活性剂的活性剂，所述非表面活性剂的活性剂选自由以下项组成的组：护肤活性剂、药剂、洗剂、织物护理活性剂、盘碟洗涤活性剂、地毯护理活性剂、表面护理活性剂、毛发护理活性剂、空气护理活性剂、牙齿护理活性剂以及它们的混合物。
11.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述改性多糖包含极性溶剂可溶材料，优选地其中所述极性溶剂可溶材料包含水溶性材料。
12.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述多个纤维元件表现出如根据直径测试方法测量的小于50μm的平均直径。
13.根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构，其中所述多个纤维元件包含纤维元件形成材料，所述纤维元件形成材料包含具有0.3至0.7的取代度(DS)、50,000g/mol至250,000g/mol的重均分子量的乙酰化淀粉，并且其中所述多个纤维元件还包含表面活性剂混合物，所述表面活性剂混合物包含直链烷基苯磺酸盐和烷基硫酸盐，其中含水组合物包含0.5:1至2:1的重量比的所述表面活性剂混合物和所述乙酰化淀粉，其中所述含水组合物还包含按重量计55％至85％的水。
14.一种包装件，所述包装件包括一个或多个根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构。
15.一种用于制备根据前述权利要求中任一项所述的纤维结构的方法，所述方法包括以下步骤：
a.提供包含一种或多种纤维元件形成材料和一种或多种活性剂的纤维元件形成组合物，所述一种或多种纤维元件形成材料包含改性多糖，其中所述活性剂中的至少一种活性剂包含表面活性剂，其中所述表面活性剂和所述改性多糖以0.15:1至6:1的重量比存在于所述纤维元件形成组合物内；
b.将所述纤维元件形成组合物纺成包含所述改性多糖和所述表面活性剂的多个纤维元件；以及
c.收集所述多个纤维元件以形成纤维结构。
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