CN1382234A - 具有液体控制特性的可生物崩解的非织造织物和包含它的一次性吸收产品 - Google Patents

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Abstract

公开了一种具有改善的液体控制特性的可生物崩解的非织造材料。与现有技术非织造材料相比,所述可生物崩解的非织造材料表现出较高的接触角滞后、较短的吸入时间和改善的皮肤干燥特性。此外,该可生物崩解的非织造材料也显示高润湿速率,这对于较高的滞后值而言是出乎意料的。所述非织造材料可以使用热塑性组合物制造,该热塑性组合物包含作为连续相的脂族聚酯聚合物、作为包含在所述脂族聚酯聚合物连续相之中的分散相的聚烯烃微纤维和用于所述脂族聚酯聚合物和所述聚烯烃微纤维的相容剂的未反应的混合物。该多组分纤维显示实质上的可生物崩解特性和好的润湿性,并且仍然易于加工。该可生物崩解的非织造材料可以用于一次性吸收产品,以用于吸收液体例如体液。

Description

具有液体控制特性的可生物崩解的非织造织物和 包含它的一次性吸收产品
发明领域
本发明涉及一次性吸收产品，其包含具有改善的液体控制特性的可生物崩解的非织造材料。该非织造材料可以由聚合物共混物产生。这些共混物可以包括多组分纤维。这些多组分纤维包含作为连续相的脂族聚酯聚合物、作为包含在所述脂族聚酯聚合物连续相之中的分散相的聚烯烃微纤维和用于所述脂族聚酯聚合物和所述聚烯烃微纤维的相容剂的未反应的混合物。该多组分纤维显示实质上的可生物崩解特性，同时仍然易于加工。该可生物崩解的非织造材料可以用于一次性吸收产品，以用于吸收液体例如体液。
发明背景
一次性吸收产品目前在许多应用中得到广泛应用。例如，在婴儿和儿童保育领域，尿布和运动裤通常具有替换的可重复使用的布吸收制品。其它典型的一次性吸收产品包括妇女护理产品例如卫生巾或止血垫、成人失禁产品和保健用品例如手术单或伤口敷料。典型的一次性吸收产品通常包含复合结构，包括液体-可渗透表层、液体捕获层、吸收结构和液体-不能透过的背层。这些产品通常包括某些种类的固定系统，用于将产品配合到穿用者身上。
一次性吸收产品在使用期间一般受到一种或多种液体，例如水、尿、月经或血液的损伤。因而，一次性吸收产品的外罩材料一般地用液体-不溶性和液体能透过的材料制造，例如聚丙烯薄膜，其显示足够的强度和处理能力，因此一次性吸收产品在穿用者使用期间保持完整性并且不使损伤该产品的液体渗漏。
虽然现在的一次性婴儿尿布及其他一次性吸收产品已经普遍地为公众所接受，这些产品仍然需要在特定方面进行改进。例如，许多一次性吸收产品难以处理。例如，试图将一次性吸收产品沿着厕所冲洗到污水系统一般导致厕所或厕所到污水系统的连接管的堵塞。尤其是，一般地用于一次性吸收产品的外罩材料通常在沿着厕所冲洗时不崩解或分散，因此一次性吸收产品不能以这种方法处理。如果外罩材料制造得非常薄，以降低一次性吸收产品的总体体积，从而降低堵塞厕所或污水管的可能性，那么该外罩材料在受到穿用者正常使用的应力时，一般地不会显示足够的强度以防止撕破或裂开。
此外，固体废物处理在全世界日益受到关切。由于填埋场不断被装满，对于在一次性产品中材料源的减少、在一次性产品中更可回收和/或可降解组分的引入以及可以通过除利用固体废物处理手段例如填埋场以外的方法处理的产品设计已有增加的需求。
因而，存在对可用于一次性吸收产品的新型材料的需要，其在使用期间通常保持完整性和强度，但在使用之后该材料可以更有效地处理。例如，所述一次性吸收产品可以容易地和有效地通过堆肥处理。可选择地，所述一次性吸收产品可以容易地和有效地处理到液体污水系统，其中所述一次性吸收产品能够被降解。
虽然可降解的单组分纤维是已知的，但是其使用已经遇到问题。尤其是，已知的可降解纤维一般地不具有好的热尺寸稳定性，因此所述纤维通常存在严重的热收缩，因为在下流热处理加工例如热粘合或层合期间发生聚合物链松弛。
与此相反，聚烯烃材料例如聚丙烯一般地显示好的热尺寸稳定性，但也存在与其使用有关的问题。尤其是，聚烯烃纤维一般地是疏水性的，并且显示差的润湿性，因此限制了其在用于吸收液体例如体液的一次性吸收产品中的使用。虽然可以使用表面活性剂改善聚烯烃纤维的润湿性，但是这类表面活性剂的使用引起另外的问题例如增加成本、短效性或永久性和毒性。此外，聚烯烃纤维通常不是可生物崩解的或可堆肥的。
因此希望制备一种可生物崩解的非织造材料，其包含显示聚烯烃材料的热尺寸稳定性而仍然实质上是可生物崩解的并且不使用表面活性剂也是可润湿的纤维。该要求的一种简单的解决方法是简单地混合聚烯烃材料与可降解的材料以获得使用两种材料的益处。然而，多组分纤维的组分通常需要在化学性质上是相容的，因此需要组分能够有效地彼此粘着并且具有相似的流变学特征，因此多组分纤维显示最低的强度以及其它的机械和加工特性。因此对于本领域技术人员而言，要解决的是结合各种组分以满足基本的加工要求以及满足多组分纤维总体有效地是实质上可降解的和亲水性的要求。
因此希望提供一种可生物崩解的非织造材料，其包含多组分纤维，其在环境中实质上是可降解的。也希望提供实质上可降解的多组分纤维，其具有好的热尺寸稳定性并且在实质上不使用表面活性剂的情况下是亲水性的。最后，也希望提供一种具有实质上可降解的多组分纤维的可生物崩解的非织造材料，其可以容易地和有效地制备并且适合用于这些可生物崩解的非织造材料的制备。
发明概述
本发明涉及一种可生物崩解的非织造材料，其是实质上可生物崩解的并且是仍然易于制备和易于加工成希望的最终结构的。
本发明一方面涉及一种可生物崩解的非织造材料，其包含热塑性组合物，该热塑性组合物包含第一组分、第二组分和第三组分的混合物。
这类热塑性组合物的一个实施方案包含作为实质上的连续相的脂族聚酯聚合物、作为包含在所述脂族聚酯聚合物实质上的连续相之中的实质上的分散相的聚烯烃微纤维和用于所述脂族聚酯聚合物和所述聚烯烃微纤维的相容剂的未反应的混合物。
在另一方面，本发明涉及一种可生物崩解的非织造材料，其包含一种多组分纤维，该多组分纤维是实质上可降解的并且是仍然易于制备和易于加工成希望的最终结构的。
本发明一方面涉及一种可生物崩解的非织造材料，其包含一种多组分纤维，该多组分纤维包含作为实质上的连续相的脂族聚酯聚合物、作为包含在所述脂族聚酯聚合物实质上的连续相之中的实质上的分散相的聚烯烃微纤维和用于所述脂族聚酯聚合物和所述聚烯烃微纤维的相容剂的未反应的混合物。
这类非织造结构的一个实施方案是可用于一次性吸收产品的液体捕获层。
本发明一方面涉及一种多组分纤维，其包含作为实质上的连续相的脂族聚酯聚合物、作为包含在所述脂族聚酯聚合物实质上的连续相之中的实质上的分散相的聚烯烃微纤维和用于所述脂族聚酯聚合物和所述聚烯烃微纤维的相容剂的未反应的热塑性混合物作为所述多组分纤维的一个组分。所述纤维可以以任何构型存在，以使所述热塑性混合物暴露于所述纤维的表面，如以皮-芯、偏心皮-芯、并列或任何其它构型存在。这类纤维可以制成任何类型的非织造材料。
在另一方面，本发明涉及一种包含此处公开的所述可生物崩解的非织造材料的一次性吸收产品。
在另一方面，本发明涉及一种制备此处公开的所述可生物崩解的非织造材料的方法。发明详述
本发明涉及一种具有可生物崩解的非织造材料的一次性吸收产品，与现有技术非织造材料相比，其表现出较高的接触角滞后、较短的吸入时间和改善的皮肤干燥特性。此外，该可生物崩解的非织造材料也显示高润湿速度，这对于较高的滞后值而言是出乎意料的。
这些可生物崩解的非织造材料优选包含一种热塑性组合物，其包含第一组分、第二组分和第三组分。在此处，术语“热塑性”是指在暴露于热时软化和在冷却到室温时基本上恢复到其原来的状态的材料。
已经发现，通过使用一种作为实质上的连续相的脂族聚酯聚合物、作为包含在所述脂族聚酯聚合物实质上的连续相之中的实质上的分散相的聚烯烃微纤维和用于所述脂族聚酯聚合物和所述聚烯烃微纤维的相容剂的未反应的混合物，可以制备一种热塑性组合物，其中这样的热塑性组合物是基本上可降解的，并且该热塑性组合物易于加工成非织造结构，其显示有效的纤维性的机械性能和液体处理性能。
在所述热塑性组合物中的第一组分是脂族聚酯聚合物。适合的脂族聚酯聚合物包括，但不局限于，聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物或这类聚合物的共聚物。
在本发明的一个实施方案中，希望所使用的脂族聚酯聚合物是聚(乳酸)。聚(乳酸)聚合物通常通过乳酸的聚合制备。然而，本领域技术人员将认识到，也可以通过丙交酯的聚合制备在化学性质上等效的材料。因而，在此处术语“聚(乳酸)聚合物”用以表示通过乳酸或者丙交酯的聚合制备的聚合物。
乳酸和丙交酯已知为不对称分子，具有两种光学异构体，分别为左旋(以下简称“L”)对映异构体和右旋(以下简称“D”)对映异构体。因此，通过聚合特定的对映异构体或通过使用所述两种对映异构体的混合物，可以制备在化学性质上类似然而具有不同的性能的不同聚合物。尤其是，已经发现通过改性聚(乳酸)聚合物的立体化学，可以控制例如聚合物的熔化温度、溶体流变学和结晶度。由于能够控制这类性能，可以制备一种多组分纤维，其具有希望的溶体强度、机械性能、柔软性和加工性能，从而能够制造拉细的、热定形和卷曲的纤维。
通常希望存在于所述热塑性组合物中的脂族聚酯聚合物在量能有效地导致所述热塑性组合物具有希望的性能。所述脂族聚酯聚合物在所述热塑性组合物中的存在量小于100重量百分数、有利地在约45重量百分数到约90重量百分数之间、合适地在约50重量百分数到约88重量百分数之间和更合适地在约55重量百分数到约70重量百分数之间，其中全部重量百分数基于存在于所述热塑性组合物中的所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃微纤维和所述相容剂的总重量。所述三种组分在所述热塑性组合物中的组成比率通常对于使所述热塑性组合物保持实质上的生物降解性来说是重要的，因为所述脂族聚酯聚合物通常需要是基本上的连续相，以保持利用所述热塑性组合物的可生物崩解的部分。所述组分比率的限度的近似值可以根据所述组分的密度决定。组分的密度被转换成体积(假定每种组分100g)，组分的体积被加在一起得到热塑性组合物总体积，并且计算组分的重量平均值，以得到制造在所述共混物中使所述脂族聚酯聚合物为体积多数的热塑性组合物所需要的每种组分的近似最低比率。
通常希望所述脂族聚酯聚合物具有的重均分子量能有效地使所述热塑性组合物具有希望的溶体强度、纤维机械强度和纤维纺丝性能。通常，如果脂族聚酯聚合物的重均分子量过高，这表示聚合物链严重缠结，可以导致包含该脂族聚酯聚合物的热塑性组合物难以加工。相反地，如果脂族聚酯聚合物的重均分子量太低，这表示聚合物链缠结不充分，可能导致包含该脂族聚酯聚合物的热塑性组合物具有比较弱的溶体强度，使高速加工非常困难。因此，适用于本发明的脂族聚酯聚合物具有的重均分子量有利地在约10,000到约2,000,000之间、更有利地在约50,000到约400,000之间和适合地在约100,000到约300,000之间。对于聚合物或聚合物共混物，重均分子量可以使用本文中测试方法部分所描述的方法测定。
也希望所述脂族聚酯聚合物具有的多分散指数值能有效地使所述热塑性组合物具有希望的溶体强度、纤维机械强度和纤维纺丝性能。在此处，“多分散指数”表示通过用聚合物的数均分子量除所述聚合物的重均分子量得到的值。通常，如果脂族聚酯聚合物的多分散指数值过高，包含该脂族聚酯聚合物的热塑性组合物可能难以加工，因为由包含纺丝时具有较低溶体强度性能的低分子量聚合物的聚合物链段引起加工性能的不一致。因此，希望所述脂族聚酯聚合物具有的多分散指数值有利地在约1到约15之间、更有利地在约1到约4之间和适合地在约1到约3之间。对于聚合物或聚合物共混物，数均分子量可以使用本文中测试方法部分所描述的方法测定。
在本发明中，希望所述脂族聚酯聚合物是可生物降解的。因此，所述包含脂族聚酯聚合物的非织造材料在处理到环境中和曝露在空气和/或水中时将是实质上可降解的。在此处，“可生物降解的”表示由于自然出现微生物例如细菌、真菌和藻类而降解的材料。使用可生物降解的材料可以形成可生物崩解的材料。在此处，“可生物崩解的”表示所述非织造材料的一部分发生生物降解，留下大量的不能被肉眼看见的材料。
在本发明中，也希望所述脂族聚酯聚合物是可堆肥的。因此，包含脂族聚酯聚合物的非织造材料在处理到环境中和曝露在空气和/或水中时将是实质上可堆肥的。在此处，“可堆肥的”表示材料在堆肥场地能够进行生物分解，以使所述材料在视觉上不可分辨并且分解为二氧化碳、水、无机化合物和生物资源，其速度与已知的可堆肥材料一致。
热塑性组合物的第二组分是聚烯烃微纤维。聚烯烃对于本领域技术人员是已知的。任何能够制造成制品例如微纤维的聚烯烃据信适用于本发明。适用于本发明的聚烯烃的例子是包含由一种或多种脂肪族烃形成的重复单元的均聚物和共聚物，所述脂肪族烃包括乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3-丁二烯。所述聚烯烃可以是高或低密度的并且通常可以是直链或支链聚合物。制备聚烯烃的方法对于本领域技术人员是已知的。
聚烯烃，例如上面描述的那些，通常本质上是疏水性的。在此处，术语“疏水性”指具有至少90度的水在空气中接触角的材料。与此相反，在此处，术语“亲水性的”指具有小于90度的水在空气中接触角的材料。对于本申请的目的，接触角测定可以按照在Robert J.Good和Robert J.Stromberg，Ed.，在“表面和胶体科学-试验方法”，第II卷，(Plenum Press，1979)，第63-70页中的阐述测定。
通常希望脂族聚酯聚合物和聚烯烃两者是熔体可加工的。因此希望所述脂族聚酯聚合物和所述聚烯烃具有的熔体流动速率有利地在约1克/10分钟到约200克/10分钟之间、适合地在约10克/10分钟到约100克/10分钟之间和更适合地在约20克/10分钟到约40克/10分钟之间。材料的熔体流动速率可以按照ASTM试验方法D 1238-E测定，在此引入其全部内容作为参考。
在本发明中，聚烯烃用于形成微纤维。在此处，术语“微纤维”是指直径小于约50微米、有利地小于约25微米更有利地小于约10微米、适合地小于约5微米和最适合地小于约1微米的纤维材料。
在本发明的一个实施方案中，所述聚烯烃微纤维构成多组分纤维横截面积的一定百分数，该多组分纤维制备自本发明的热塑性组合物，所述百分数能有效地使所述多组分纤维具有希望的熔体强度、纤维机械强度和纤维纺丝性能。通常，如果聚烯烃微纤维占多组分纤维横截面积百分数过高，这通常导致非织造材料不会是实质上可生物崩解的，或者将是难以制造的。相反地，如果聚烯烃微纤维占多组分纤维横截面积百分数太低，这通常导致非织造材料不会具有有效的结构性能，或者可能难以加工。因此，该聚烯烃微纤维适合地占多组分纤维的横截面积的百分数有利地小于约20％的多组分纤维的横截面积、更有利地小于约15％的多组分纤维的横截面积和适合地小于约10％的多组分纤维的横截面积。
在此处，术语“纤维”或者“纤维性的”是指材料的长径比大于约10的材料。相反地，“非纤维”或者“非纤维性的”是指材料的长径比为约10或更小的材料。
该聚烯烃通常希望是微纤维的形式，以使聚烯烃在热塑性组合物中实际上起到支撑结构的作用，以防止该热塑性组合物在加工期间的较大的热尺寸收缩，同时通常使热塑性组合物保持希望程度的实质上的生物降解性。
通常希望存在于所述热塑性组合物中的聚烯烃微纤维的量能有效地导致所述热塑性组合物具有希望的性能。所述聚烯烃微纤维在所述热塑性组合物中的存在量有利地在大于0重量百分数到约45重量百分数之间、适合地在约5重量百分数到约40重量百分数之间和更适合地在约10重量百分数到约30重量百分数之间，其中全部重量百分数基于存在于所述热塑性组合物中的所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃微纤维和所述相容剂的总重量。通常重要的是所述聚烯烃是所述热塑性组合物的实质上的分散相，以便该聚烯烃微纤维可以为该热塑性组合物或由该热塑性组合物形成的材料例如纤维或非织造织物提供结构支撑，而不反面地影响所述脂族聚酯的生物降解性或所述热塑性组合物或由该热塑性组合物形成的材料的实质上的生物降解性。
无论分开地或者在混合时，所述脂族聚酯聚合物和所述聚烯烃微纤维通常均是疏水性的。然而，通常希望所述用于本发明的热塑性组合物和制备自所述热塑性组合物的非织造材料通常是亲水性的，以便这类材料可用于被含水液体例如水、尿、月经或血液损伤的一次性吸收产品。因此，已经发现希望使用在本发明的热塑性组合物中作为表面活性剂的另一个组分，以获得希望的亲水性能。
此外，已经发现希望改善所述脂族聚酯聚合物和聚烯烃微纤维的加工性能，因为这类聚合物在化学性质上不是相同的并且因此是在某种程度上相互不相容的，其倾向于反面地影响这类聚合物的混合物的加工。例如，所述脂族聚酯聚合物和聚烯烃微纤维有时实际上难以有效地混合和作为实质上自身均匀的混合物制备。因此通常希望使用相容剂以助于有效地将所述脂族聚酯聚合物和聚烯烃微纤维制备和加工成单一热塑性组合物。
因此，在所述热塑性组合物中的第三组分是所述脂族聚酯聚合物和聚烯烃微纤维的相容剂。适用于本发明的相容剂通常包括亲水性部分，其通常与所述脂族聚酯聚合物是相容的，和疏水性部分，其通常与所述聚烯烃微纤维是相容的。这些亲水性和疏水性部分通常存在于分离嵌段中，因此相容剂结构总体可以是二嵌段或无规嵌段。通常希望的是所述相容剂最初起增塑剂的作用以改善所述热塑性组合物的制备和加工。然后通常希望所述相容剂，在由所述热塑性组合物加工的材料(本发明的非织造材料)中，通过调节加工的材料的水在空气中的接触角，起到表面活性剂的作用。所述相容剂的疏水性部分可以是，但不局限于，聚烯烃例如聚乙烯或聚丙烯。所述相容剂的亲水性部分可以包括环氧乙烷、乙氧基化物、二醇、醇或任何其结合物。适合的相容剂的例子包含UNITHOX480和UNITHOX750乙氧基化醇，或UNICID酰胺乙氧基化物，这些都可以得自Tu1sa，Oklahoma的Petrolite Corporation。
通常希望所述相容剂具有的重均分子量能有效地使所述热塑性组合物具有希望的溶体强度、纤维机械强度和纤维纺丝性能。通常，如果相容剂的重均分子量过高，相容剂将不会与热塑性组合物中的其它组分充分地共混，因为相容剂的粘度过高以至于缺乏共混需要的流动性。相反地，如果相容剂的重均分子量过低，相容剂通常不能与其它组分充分地共混并且这样的低粘度会引起加工问题。因此，适用于本发明的相容剂具有的重均分子量有利地在约1,000到约100,000之间、适合地在约1,000到约50,000之间和更适合地在约1,000到约10,000之间。对于相容剂材料，重均分子量可以使用为本领域技术人员所知的方法测定。
通常希望的是相容剂具有有效的亲水-亲油平衡比率(HLB比率)。材料的HLB比率描述了材料的亲水性的相对比率。HLB比率的计算是将亲水性部分的重均分子量除以材料的总重均分子量，然后将该值乘以20。如果HLB比率值过低，材料将通常不能提供希望的亲水性改善。相反地，如果HLB比率值过高，材料将通常不能混入热塑性组合物中，因为化学不相容性和与其它组分在粘度方面的差异。因此，可用于本发明的相容剂具有的HLB比率值有利地在约10到约40之间、适合地在约10到约20之间和更适合地在约12到约18之间。
通常希望存在于所述热塑性组合物中的相容剂在量能有效地导致所述热塑性组合物具有希望的性能。通常，为获得与热塑性组合物中其它组分的有效共混和加工需要最小量的相容剂。通常，太多的相容剂将导致热塑性组合物的加工问题。相容剂在所述热塑性组合物中的存在量有利地在约3重量百分数到约25重量百分数之间、更有利地在约10重量百分数到约25重量百分数之间、适合地在约12重量百分数到约20重量百分数之间和更适合地在约13重量百分数到约18重量百分数之间，其中全部重量百分数基于存在于所述热塑性组合物中的所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃微纤维和所述相容剂的总重量。
虽然所述热塑性组合物的主要组分已经见述于上文，然而该热塑性组合物不局限于这些，并且可以包括对产生的可生物崩解非织造材料希望的性能没有不利影响的其它组分。可以被用作另外组分的示例性材料包括，非限制地，颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、流动助剂、固体溶剂、增塑剂、成核剂、微粒和用以提高所述热塑性组合物加工性能的加入材料。如果在热塑性组合物中包含这类另外的组分，则通常希望这类另外的组分的用量有利地小于约5重量百分数、更有利地小于约3重量百分数和适合地小于约1重量百分数，其中全部重量百分数基于存在于所述热塑性组合物中的所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃微纤维和所述相容剂的总重量。
用于本发明的热塑性组合物通常是产生的所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃聚合物、所述相容剂和任选地任何另外的组分的混合物形态。所述聚烯烃聚合物形成实质上的分散相，包含在所述脂族聚酯聚合物的实质上的连续相中。为了获得所述热塑性组合物的希望的性能，希望的是所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃微纤维和所述相容剂保持实质上未互相反应的状态。因而，所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃微纤维和所述相容剂中的每一种以所述热塑性组合物的个别组分存在。此外，希望所述脂族聚酯聚合物形成实质上的连续相和所述聚烯烃微纤维形成实质上的分散相，其中所述脂族聚酯聚合物连续相实质上在其结构中包含所述聚烯烃微纤维。在此处，术语“包含”以及相关的术语用以指脂族聚酯聚合物连续相实质上包容或围绕所述聚烯烃微纤维。
在本发明的一个实施方案中，在将所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃聚合物和所述相容剂干混形成热塑性组合物干混合物之后，将该热塑性组合物干混合物有利地进行搅动、搅拌或其它共混以实际上均匀地混合所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃聚合物和所述相容剂，从而形成实质上均一的干混合物。然后可以将所述干混合物在例如挤出机中熔融共混以实际上均匀地混合所述脂族聚酯聚合物、所述聚烯烃聚合物和所述相容剂，以形成实质上均一的熔融混合物。然后所述实质上均一的熔融混合物可以被冷却和造粒。可选择地，所述实质上均一的熔融混合物可以被直接运送到纺丝部分或其他设备，以形成纤维或非织造结构。
混合所述组分的另一方法包括首先混合所述脂族聚酯聚合物和所述聚烯烃聚合物，然后在例如被用于混合所述组分的挤出机中将所述相容剂加入该混合物中。此外，也可以最初同时熔融混合全部组分。混合本发明组分的其它方法也是可用的并且容易被本领域技术人员认识到。
本发明也使用多组分纤维，其制备自前面描述的热塑性组合物。仅仅为了例证的目的，目前的描述一般地涉及仅仅包含三种组分的多组分纤维。然而，应当理解本发明的可生物崩解的非织造材料可以包括具有三种或以上组分的纤维。在一个实施方案中，所述热塑性组合物可以用来形成所述多组分纤维的皮，而聚烯烃例如聚丙烯或聚乙烯用来形成所述芯。多组分纤维的适合的结构几何包括饼形或并列构型。
利用所述形成实质上的连续相的脂族聚酯聚合物，所述脂族聚酯聚合物将一般地在所述多组分纤维的至少一部分上提供暴露表面，其将一般地容许所述多组分纤维与其它可以与所述多组分纤维相同或不同的纤维进行热粘合。因此，所述多组分纤维可以用来形成热粘合纤维的非织造结构例如非织造网。所述在多组分纤维中的聚烯烃微纤维一般地为所述多组分纤维提供强度或刚性，并因此为任何包含所述多组分纤维的非织造结构提供强度或刚性。为了向所述多组分纤维提供该强度或刚性，一般地希望所述聚烯烃微纤维沿着所述多组分纤维的长度是实质上连续的。
热加工各种组分的典型条件包括：剪切速率有利地在约100秒-1到约10000秒-1之间、更有利地在约500秒-1到约5000秒-1之间、适合地在约1000秒-1到约2000秒-1之间和最适合地为大约1000秒-1。热加工所述组分的典型条件还包括使用的温度有利地在约100℃到约500℃之间、更有利地在约150℃到约300℃之间和适合地在约175℃到约250℃之间。
制造多组分纤维的方法是众所周知的，因此此处不必详细地描述。聚合物的熔体纺丝包括制造连续长丝，例如纺粘或熔喷，以及非-连续的长丝，例如定长短纤维和短切纤维结构。为形成纺粘或熔喷纤维，一般地，将热塑性组合物挤出并送到分配系统，其中所述热塑性组合物被引入喷丝板。然后将纺制的纤维冷却、固结和借助空气动力系统牵引，以形成传统的非织造物。同时，对于制造短切或切断纤维，并非直接形成非织造结构，而是将所述纺制的纤维冷却、固结和一般地借助机械辊系统牵引达到中间丝直径并收集。随后，所述纤维可以在低于其软化温度的温度下“冷拉”达到希望的成品纤维直径并卷曲或变形，并切成希望的纤维长度。
将挤出的热塑性组合物冷却到环境温度的方法，通常借助对所述挤出的热塑性组合物吹送环境温度或低于环境温度的空气来实现。其可以称为淬火或过冷，因为在温度方面的变化在比较短的时间范围例如数秒内通常大于100℃和最经常大于150℃。
多组分纤维可以被切成较短的长度，例如切断纤维，其通常具有约25到约50毫米的长度，和短切纤维，其甚至更短并一般地具有小于约18毫米的长度。参见，例如，Taniguchi等的US专利4,789,592和Strack等的US专利5,336,552，其全部内容在此引为参考。
得到的多组分纤维希望具有改善的亲水性，其可通过水在空气中的接触角降低表明。纤维样品的水在空气中接触角可以以前进或后退接触角值测量，因为测试方法的本质使然。前进接触角通常测量材料对液体例如水的初始响应。后退接触角通常测量在最初损伤或暴露于液体以及之后的损伤期间材料的表现。较低的后退接触角指所述材料在液体暴露期间变得更具亲水性，因此能够更不断地运输液体。后退接触角数据被用于证实本发明多组分纤维的高度亲水性，虽然优选多组分纤维的前进接触角也降低。
因此，在一个实施方案中，希望所述热塑性组合物或多组分纤维具有的后退接触角值有利地小于约55度、更有利地小于约40度、适合地小于约25度、更适合地小于约20度和最适合地小于约10度，其中所述后退接触角是通过本文中测试方法部分描述的方法测定的。
典型的脂族聚酯-基材料往往在下游热处理期间发生热收缩。发生所述热收缩的原因主要是由于在无定形相和不完全晶相中聚合物链段的热-诱导链松弛。为克服该问题，通常希望在粘合阶段之前将所述材料的结晶最大化，以便热能直接用于熔融而不使不完全晶体结构发生链松弛和重新排列。该问题的通常解决方案是将材料经受热-定型处理。因而，在制备的材料例如纤维在到达粘合辊经受热-定型时，所述纤维实质上不收缩，因为该纤维已经是完全或高度取向的。由于所述多组分纤维的形态，本发明缓和了对该额外的工艺步骤的需要。如前面论述的，所述聚烯烃微纤维通常提供增强结构，其使所述脂族聚酯的预期热收缩最小化。
在一个实施方案中，希望所述非织造材料使用一种热塑性组合物或多组分纤维，其显示的收缩量，当通过热收缩值定量时，在约100℃的温度下，有利地小于约10％、更有利地小于5％、适合地小于约2％和更适合地小于约1％，其中收缩量基于纤维的初始和最终长度之间的差别除以所述初始长度乘以100。可以测定纤维显示的收缩量的方法被归入本文测试方法部分。
得到的热塑性组合物和多组分纤维被用于形成可生物崩解的非织造材料，其具有增加的高接触角滞后值、对损伤较短的吸入时间和改善的皮肤干燥性质，而同样地保持很高的润湿速度。
本发明的可生物崩解的非织造材料适合用于一次性产品，包含一次性吸收产品，例如尿布、成人失禁产品和床垫；月经用品例如卫生巾和止血垫；及其他吸收产品例如抹布、围涎、伤口敷料和外科斗篷或布帘。因此，在另一方面，本发明涉及包含前面描述的非织造材料的一次性吸收产品。
在本发明的一个实施方案中，所述多组分纤维被成型为纤维基体，用于结合到一次性吸收产品中。纤维基体可以采取例如纤维非织造网的形式。纤维非织造网可以完全由所述多组分纤维制造或者它们可以与其它纤维共混。使用的纤维长度取决于特定的预期最终用途。当所述纤维将在水中例如在厕所中被降解时，有利的是所述长度保持在或者低于约15毫米。
在本发明的一个实施方案中，提供了一次性吸收产品，该一次性吸收产品通常包含一种复合结构，该复合结构包含液体-可渗透表层、液体捕获层、吸收结构和液体-不能透过的背层，其中所述液体-可渗透表层、所述液体捕获层或所述液体-不能透过的背层的至少一个包含本发明的非织造材料。在有些情况下，所述表层、所述液体捕获层和所述背层的全部三种包括本发明的非织造材料可能是有益的。
在另一个实施方案中，所述一次性吸收产品可以通常包含一种复合结构，该复合结构包含液体-可渗透表层、吸收结构和液体-不能透过的背层，其中所述液体-可渗透表层或所述液体-不能透过的背层的至少一个包含本发明的非织造材料。
在本发明的另一个实施方案中，所述非织造材料可以在纺粘线上制造。成形和预先干燥包含前面描述的热塑性材料的树脂粒料。然后，将它们进料到单个挤出机。纤维可以通过纤维拉伸单元(FDU)或空气拉伸单元拉伸到成型线上并被热粘合。然而，也可以使用其它方法和制备技术。
示例性一次性吸收产品一般地描述于US-A-4,710,187；US-A-4,762,521；US-A-4,770,656和US-A-4,798,603；其在此引为参考。
按照本发明全部方面的吸收产品和结构一般地在使用期间经受重复的体液损伤。因此，所述吸收产品和结构适合地能够吸收在使用期间暴露于所述吸收产品和结构的重复的大量体液损伤。所述损伤一般地彼此隔开一段时间。
                       试验方法熔融温度
材料的熔融温度使用差示扫描量热法测定。差示扫描量热计，名称为Thermal Analyst 2910差示扫描量热计，其装配有液氮冷却附件并与Thermal Analyst 2200分析软件(版本8.10)程序结合使用，两者均可以从特拉华New Castle的T.A.Instruments Inc.中获得，被用于测定熔融温度。
所述测试的材料样品或者是纤维的形式或者是树脂粒料的形式。优选不直接处理所述材料样品，而是使用镊子及其他工具，免得引入任何产生错误结果的因素。在纤维情况下将材料样品裁切，或在树脂粒料情况下将其放入铝锅中，并在分析天平上称重到0.01mg的精度。如果需要，用盖板将所述材料样品在锅上卷盖。
使用铟金属标准物和进行基线校正来校准差示扫描量热计，如差示扫描量热计手册中所描述的。将材料样品放入差示扫描量热计的测试箱用于测试，空的锅用作参考。全部测试用55立方厘米/分钟氮气(工业级)净化测试箱来进行。加热和冷却程序是2循环试验，其从所述箱平衡到-75℃开始，继之以20℃/分钟加热到220℃的加热循环，继之以20℃/分钟冷却到-75℃的冷却循环，然后是另一个以20℃/分钟加热到220℃的加热循环。
使用所述分析软件程序评价结果，其中对拐点的玻璃化转变温度(Tg)、吸热和放热峰进行识别和定量。所述玻璃化转变温度确定为在斜率方面的变化清楚发生的范围，然后熔融温度使用自动拐点计算进行测定。表观粘度
毛细管流变仪，名称为Gttfert Rheograph 2003毛细管流变仪，其与WinRHEO(版本2.31)分析软件结合使用，两者可以从SouthCarolina，Rock Hill的Gttfert公司中获得，被用于评价材料样品的表观粘度流变学性能。所述毛细管流变仪装配有2000巴压力传感器和30mm长度/30mm有效长度/1mm直径/0mm高度/180°流入角度圆孔毛细管模头。
如果所述测试材料样品表现出或已知具有水敏性，则将所述材料样品在真空烘箱中在其玻璃化转变温度之上干燥，即对于聚(乳酸)材料高于55或60℃，在至少15英寸汞柱的真空下，用至少30标准立方英尺/小时氮气清洗至少16小时。
一旦所述仪器被升温并且所述压力传感器被校准，将所述材料样品逐渐地装入柱中，每次用推杆将树脂在柱中塞满以保证在测试期间一致地熔融。在材料样品装入之后，在每次测试之前熔融2分钟以使所述材料样品完全地在测试温度下熔融。所述毛细管流变仪自动地取数据点并且在7种表观剪切速率(以秒-1表示)下测定表观粘度(以帕斯卡-秒表示)：50、100、200、500、1000、2000和5000。在检验结果曲线时，所述曲线是较平滑的是重要的。如果在一般曲线中从一点到另一点存在大的偏差(可能因为在柱中有空气)，则重复测试以确认该结果。
得到的表观剪切速率对表观粘度的流变学曲线表示所述材料样品在挤出过程温度下的表现。在至少1000秒-1的剪切速率下的表观粘度值特别重要，因为这是工业纤维纺丝挤出机中通常的条件。分子量
气体渗透色谱法(GPC)方法被用于测定样品例如聚(乳酸)的分子量分布，其重均分子量(Mw)为约800到约400,000。
该GPC装配有两根串联的PL凝胶Mixed K线型5微米、7.5×300毫米分析柱。柱和检测器的温度是30℃。流动相是高效液相色谱(HPLC)级四氢呋喃(THF)。泵速度是0.8毫升/分钟，注射体积为25微升。总运行时间是30分钟。应当注意，必须约每4个月装配新分析柱，约每月装配新保护柱和约每月装配新的在线过滤器。
聚苯乙烯聚合物的标准样品，得自Aldrich Chemical Co.，被混合到二氯甲烷(DCM)∶THF(10∶90)(两者均为HPLC级)的溶剂中，达到1mg/mL的浓度。多个聚苯乙烯标准样品可以结合到一个标准溶液中，条件是其峰在色谱分离时不重叠。制备了一系列分子量为约687到400,000的标准样品。具有不同重均分子量的Aldrich聚苯乙烯标准物混合物的例子包含：标准物1(401,340；32,660；2,727)，标准物2(45,730；4,075)，标准物3(95,800；12,860)和标准物4(184,200；24,150；687)。
接下来制备原料查验标准物。首先，将10g分子量为200,000的聚(乳酸)标准物，得自Polysciences Inc.的Catalog#19245，使用定轨振荡器在带衬盖的玻璃瓶中溶解在100ml的HPLC级DCM中(至少30分钟)。然后将该混合物倒在干净、干燥的玻璃板上并使溶剂蒸发，然后放入35℃预热的真空烘箱中并在25mm汞柱下干燥约14小时。然后，从烘箱中取出聚(乳酸)，并将所述薄膜切成小条。样品立即用研磨机(具有10目筛网)研磨，注意不能加入太多样品而引起研磨机内装料停顿。将数克研磨样品保存在干燥器中的干燥玻璃瓶中，而其余的样品可以在类似瓶中保存在冰箱中。
在每次新的序列开始之前制备新的查验标准物是重要的，因为所述分子量极大地受试样浓器的影响，应该非常注意其称重和制备。为制备所述查验标准物，将0.0800g±0.0025g的重均分子量为200,000的聚(乳酸)参照标准物称出到干净的干燥闪烁管中。然后，使用容量移液管或专用的置换管子(repipet)，将2ml的DCM加入到所述小瓶并紧紧地拧上盖子。使样品完全地溶解。如有必要，将样品在定轨振荡器上旋动，例如Thermolyne Roto Mix(51300型)或类似的混合器。为评价其是否被溶解，将所述小瓶以45°角举到光线中。将所述小瓶慢慢地转动，并且当其沿着玻璃流下时观察所述液体。如果小瓶的底部不平滑，则样品没有完全地溶解。样品溶解可能需要几个小时。一旦溶解完，使用容量移液管或专用的置换管子将18ml的THF加入，将小瓶盖子紧紧地盖上并混合之。
为制备样品，首先将0.0800g±0.0025g的样品称重到干净的、干燥闪烁管中(应该特别注意其称重和制备)。用容量移液管或专用的置换管子在小瓶中加入2ml的DCM并紧紧地拧上盖子。使用与描述于上述的查验标准制剂中相同的技术将样品完全地溶解。然后使用容量移液管或专用的置换管子将18ml的THF加入，紧紧地盖上盖子并混合。
为了评价，首先进行标准制剂的测试注射，以测试该系统平衡。一旦平衡被确认，注射标准制剂。然后，首先注射查验标准制剂，其次是样品制剂。在每7次试样注射和在测试结束之后注射查验标准制剂。注意不要从任何一个的小瓶中进行多于两次注射，而且该两次注射必须在彼此间隔4.5小时之内进行。
存在4个质量控制参数以评定结果。首先，对于每个标准物计算的四次回归的相关系数应该不小于0.950和不大于1.050。其次，全部查验标准制剂的重均分子量的相对标准偏差不应该大于5.0％。第三，查验标准制剂注射的重均分子量平均值应该在基于第一查验标准制剂注射的重均分子量的10％之内。最后，在SQC数据图表中记录对于200微克/毫升(μg/mL)标准物注射的丙交酯响应。使用该图表的对照线，所述响应必须在所定义的SQC参数范围之内。
基于产生自聚苯乙烯标准制剂的校准曲线和在THF中于30℃的聚(乳酸)和聚苯乙烯的常数计算分子统计学。即：聚苯乙烯(K＝14.1*105，α＝0.700)和聚(乳酸)(K＝54.9*105，α＝0.639)。
纤维的热收缩
用于测定热收缩的设备包括：对流烘箱(Thelco model 160DM实验室烘箱，可购自Precision and Scientific Inc.，Chicago，Illinois)，0.5g(+/-0.06g)沉锤重物，1英寸装订卡子，遮蔽胶带，至少1英寸方的坐标纸，泡沫支持板(11×14英寸)或等效垫托物以将方格纸和样品固定。对流烘箱能够在约100℃的温度操作。
在其各自的纺丝条件下将纤维样品熔纺。通常，30根长丝束是优选的，并且机械地拉伸获得喷射拉伸比率有利地是224或更高的纤维。就其热收缩而论，只有喷射拉伸比率相同的纤维可以相互对比。纤维的喷射拉伸比率是下拉辊的速度除以熔融聚合物从喷丝板出来的线性挤出速度(距离/时间)的比率。纺制的纤维通常收集在使用绕线器的线轴上。如果没有获得30根的丝束，则将收集的纤维束分离出30根长丝，然后切成9英寸长度。
将所述坐标纸固定在支持板上，其中所述坐标纸的一个边缘与所述支持板的边缘对齐。所述纤维束的一端被固定，不大于末尾的1英寸。将所述固定的尾端在边缘夹在支持板上，在此所述坐标纸被配合，以使卡子的边缘保持在坐标纸的一条水平线上，而保持纤维束在适当的位置(所述固定尾端在固定在卡子下时应该几乎看不见)。所述束的另一尾端被牵引，并与坐标纸的垂直线平行排列。然后，在自卡子固定所述纤维的点向下7英寸处，围绕所述纤维束固定0.5g沉锤。对于每个重复实验重复所述连接方法。通常，一次可以附上3个重复实验。应在坐标纸上作出标记以标明沉锤的初始位置。样品被放入在约100℃的温度下的烘箱中，使样品垂直地悬挂并且不接触支持板。在5、10和15分钟的时间间隔，迅速地在坐标纸上标明沉锤的新的位置并将样品放回到烘箱中。
在测试完成之后，除去支持板，使用刻度为1/16英寸的直尺测量在原点(卡子固定纤维之处)和在5、10和15分钟的标记之间的距离。推荐每种试样进行三次重复实验。计算平均值、标准偏差和收缩百分率。所述收缩百分率计算为：(初始长度-测量长度)除以初始长度并乘以100。如在实施例中报告和在权利要求中使用的，热收缩值表示按照前述试验方法测定的、纤维样品在约100℃温度下在约15分钟的周期内的热收缩的量。接触角
设备包括DCA-322动态接触角分析仪和WinDCA(1.02版本)软件，两者可购自ATI-CAHN Instruments，Inc.，Madison，Wisconsin。使用附装的天平镫在“A”环上进行测试。如在手册中指明的，每月对马达进行校准和每日对天平进行校准(使用100mg质量)。
将热塑性组合物纺丝成纤维，自由下落样品(0喷射拉伸)用于测定接触角。要注意在制备纤维期间使纤维暴露于处理最小化以保证污染保持在最低限度。将纤维样品用透明胶带固定在金属丝吊架上，使2-3cm的纤维伸展出所述吊架的端头。然后用剃刀将纤维样品切成大约1.5cm伸展出所述吊架的末尾。用光学显微镜沿着所述纤维测定平均直径(3-4次测定)。
在所述金属丝吊架上的样品自天平镫上悬垂在环“A”。浸渍液是蒸馏水并且对于每个试样都更换。输入试样参数(即纤维直径)并开始测试。载物台以151.75微米/秒前进直至在所述纤维接触蒸馏水的表面时测定到零深度的浸渍。自零深度浸渍，纤维在水中前进1cm，停止0秒，然后立即后退1cm。基于在手册中确定的标准化计算，通过所述软件对接触角进行自动分析，测定所述纤维样品的前进和后退接触角。0或＜0的接触角指示样品是完全可润湿的。对于每个样品进行五次重复实验测试，并且计算平均数、标准偏差和偏离百分率系数的统计分析。如在实施例中报告的和在权利要求中使用的，前进接触角值表示按照前述试验方法测定的、蒸馏水在纤维样品上的前进接触角。同样地，如在实施例中报告的和在权利要求中使用的，后退接触角值表示按照前述试验方法测定的、蒸馏水在纤维样品上的后退接触角。液体-吸入和返排评价(FIFE)
液体-吸入和返排评价(FIFE)测试被用于测定个人护理产品的吸收时间和返排。Master-Flex Digi-Staltic Automatic Dispensing系统装备有用少量FD&C蓝色染料着色的盐水，调整到提供80ml损伤，并分配若干次以除去任何气泡。所述制品样品，幼儿保育尿布，制备成不带有弹性，以便容易平放。将两个3.5英寸乘12英寸的吸墨纸样品称重。将这些纸放置在所述FIFE板上，在中间具有3英寸乘6英寸升高平台的普通板。所述吸墨纸被排列以便它们沿着所述升高平台的两边呈纵向。然后将所述尿布排列以便要被损伤的范围仔细地在所述升高平台上居中，使表层向上，使得在所述非织造表层中没有明显的皱纹。然后将第二FIFE板放在所述产品的上部。该设备由平面板组成，其被空心圆筒横切，只从所述板的上侧伸出。圆柱与板的平面横切产生的圆形区域是空的。圆柱的内径是5.1厘米。将具有7毫米内径的漏斗在短的尾端放在圆柱上。然后通过泵直接地将液体分配到漏斗中。用秒表记录从液体碰到漏斗到试样表面无可见液体时的吸入时间。查验吸墨纸查验产品渗漏，并且如果有的话将吸墨纸的重量量测以测定渗漏液体的量。在所述测试中，无泄漏发生。在第二损伤同样地应用之前大约过去一分钟。再将第三损伤应用并且同样地计时。如果需要，可以进行一个步骤以测定产品在压力之下时液体返排的量。在这种情况下，只记录吸入速度。经上皮丢失的水分(TEWL)
经上皮丢失的水分(TEWL)袖标测试被用于测量在皮肤水合方面的变化作为产品应用的结果。较低的蒸发值，如用Servo MedEvaporimeter测量的，表示产品促进皮肤干燥度。该测试事实上报告蒸发值的差别。在测试之前和之后立即测定湿气蒸发速率。这些数字的差别提供如报告在结果中的TEWL值。较低的TEWL值表示产品对皮肤提供较好的透气性。
在幼儿保育尿布情况下，通过手工制备产品，而不具有任何弹性或花边。尿布的基本结构是相同的，但是对照物尿布完全地由标准材料组成和另一个除了表层外具有全部标准材料，所述表层由可生物崩解的非织造织物组成。用于损伤的目标区在所述产品外侧画出永久性标记。全部测试发生在受控环境中：72±4F，40±5％的相对湿度。受验者是成人妇女，她们是仔细地选择的，以确保她们没有可以潜在地改变这样测试结果的条件。
受验者在受控环境中放松直至由Servo Med Evaporimeter得到小于10g2/m/hr的稳定的基线。这些测定在受验者的前臂内侧进行。Masterflex Digi-Staltic批量/分配泵和在所述泵头的聚硅氧烷管一起使用，其借助倒钩附件通连到氯丁橡胶管用于分配。氯丁橡胶分配管的末尾放置在受验者的前臂并且产品与前臂接触，其目标损伤范围直接地在所述管开口之上。所述产品用带子固定，该带子卷绕尿布而不接触皮肤。然后尿布用60ml盐水的三次损伤在45秒间隔加载，然后除去管子。将产品进一步用可拉伸的网固定，而要求受验者坐一小时。在60分钟穿着之后，除去产品，并且用蒸发计在与取得基线读数一样的前臂相同范围中获得每秒读数，持续两分钟。报告的结果是在一小时和基线读数之间的差别。
实施例
实施例1
使用改变量的聚(乳酸)、聚丙烯和相容剂制备纤维。所述聚(乳酸)聚合物(PLA)得自Chronopol Inc.，Golden，Colorado，并且具有100到0的L∶D比率，约175℃的熔融温度，约181,000的重均分子量，约115,000的数均分子量，约1.57的多分散指数和约2.3重量百分数的残余乳酸单体值。所述聚丙烯聚合物(PP)得自HimontIncorporated，名称为PF305聚丙烯聚合物，其具有约0.88到约0.92的比重和约160℃的熔融温度。所述相容剂得自Tulsa，Oklahoma的Baker-Petrolite Corporation，名称为UNITHOX480乙氧基化醇，其具有约160℃的熔融温度和约2250的数均分子量。
为制备具体的热塑性组合物，首先将各种组分干法搅拌，然后在反向双螺杆中熔融共混以提供组分的剧烈混合。所述熔融混合包括部分的或完全的组分熔融结合旋转混合螺杆的剪切效应。这样的条件有助于最佳的共混和热塑性组合物组分的均匀分散。双螺杆挤出机，例如Haake Rheocord90可购自Haake GmbH，Karlsautte，德国，或Brabender双螺杆混合器(目录号05-96-000)可购自BrabenderInstruments，South Hackensack，New Jersey，或其它类似的双螺杆挤压机，非常适合于该任务。自熔融混合器挤出之后，所述熔体组合物在液体冷却辊或者表面上和/或借助强制通风通过所述压出物进行冷却。然后将冷却的组合物造粒用于转化为纤维。
将这些树脂转化成纤维和非织造织物是在内部直径0.75英寸挤出机上实施的，其具有24∶1的L∶D(长∶径)比的螺杆和三个加热区，其从挤出机进料到所述纺丝部分的传输管，其包括第四加热区和包括一个0.62英寸(约1.6cm)直径的KochSMX型静态混合器单元，可购自Koch Engineering Company Inc.，New York，New York，然后进入喷丝头(第五加热区)并通过纺丝板，其只不过是具有许多的小孔的板，熔融聚合物将通过这些孔挤出。使用的纺丝板具有15到30个孔，其中每个孔具有约500微米的直径。每个加热区的温度顺序地在挤出温度题头下表示在表2中。所述纤维使用在13℃到22℃温度范围的空气进行空气骤冷，并借助机械拉伸辊拉下，通到绕线器单元上收集，或通到纤维拉制单元上用于纺粘成型和粘合，或通过辅助设备用于热定形或者其它在收集之前的处理。
将纤维进行接触角和滞后评价。前进角是测量材料与液体在其最初与液体接触期间怎样相互作用的尺度。后退角是材料在多次用液体损伤期间或在潮湿、高湿度环境中行为的指示。滞后定义为在材料的前进和后退接触角之间的差别。通常，低滞后提供迅速的润湿速度。各种纤维的组合物和评价结果示于表1。
                            表1
                         接触角结果纤维组合物(wt％)             前进接触角  后退接触角  滞后(聚交酯∶聚丙烯∶Unithox)
100∶0∶0*               85.3°               40.7°             44.6
0∶100∶0*               128.1°              93.9°            34.2
0∶95∶5*                120.6°              79°               41.6
0∶95∶5*                124.0°              58.5°            65.5
95∶0∶5*                89.2°               10.0°             79.2
70∶30∶0*               92.3°                56.5°            35.8
55∶37∶8                111.7°              51.4°            60.3
64∶27∶9                117.4°              40.1°            77.3
48∶39∶13               106.3°              0°                 106.3
52∶35∶13               97.6°               16.8°            80.8
61∶26∶13               88.6°               5.8°             82.8
70∶17∶13               86.7°               0°                 86.7
51∶34∶15               92.8°               3.3°             89.5
76.5∶8.5∶15            86.1°               0°                 86.1*非本发明实施例。
注意到此处列表的共混物具有很高的滞后值，在60-110度范围内。通常，可以预期的是高滞后值将抑制润湿的速度。然而，获得的出乎意料的结果是这些高滞后纤维表现出很高的润湿速度，如借助非织造织物试验结果说明的。
实施例2
制备了本发明非织造材料样品。样品包含61wt％聚交酯，26wt％聚丙烯和13wt％UNITHOX480。将该样品在材料的多次损伤液体吸入时间、皮肤干燥度和生物降解试验中与现在的尿布衬里对照物对比。
液体吸入返排评价(FIFE)被用于测定进入幼儿保育产品的连续损伤的吸入时间。通过表皮的水分流失(TEWL)使用蒸发计测定液体从皮肤蒸发的速度。较低的蒸发速率表示较干燥的皮肤。该测试计算在基线蒸发速率和在前臂穿着用盐水损伤的产品之后的蒸发速率之间的差别。
生物降解性测试由0rganic Waste Systems Inc.按照ASTM5338.92进行，对该方法进行改进以便在58℃等温地进行。
所述非织造织物表现与现在表面活性剂-处理的聚丙烯相比改善的液体处理性能，如由表2中结果证明的。
                            表2
                     非织造织物试验结果
    试验   目前的尿布衬里对照物 PLA/PP/Unithox(61∶26∶13)
 FIFE-第一次损伤(秒)     28.03     24.43
 FIFE-第二次损伤(秒)     83.30     60.05
 FIFE-第三次损伤(秒)     94.98     65.88
 皮肤干燥度-TEWL(g/m2)     21.57     17.16
 ％生物降解45天     0％     50.3％
未进行聚丙烯样品生物降解性实验，众所周知聚丙烯不发生任何显著的降解。然而在所述聚交酯/聚丙烯/Unithox(PPU)共混物中的聚交酯将降解，这样在仅仅45天之后样品表现50.3％生物降解。很可能在延长时间期限之后全部PLA将降解。
由PPU表现的较短的吸入时间对在个人护理产品中实现干燥是必不可少的。该短的吸入时间表明液体损伤更迅速地被吸入产品。重要的是虽然吸入时间随着连续的损伤增加，但仍然显著地优于聚丙烯对照物，并且吸入时间事实上与对照物相比以较慢的速度增加。对照物是表面活性剂处理的聚丙烯，其中表面活性剂在连续的损伤期间具有洗掉的倾向。所述PPU进一步的优点在于其是内在可润湿的，并且该润湿性是更永久的。这些迅速的吸入时间从材料具有这样高的滞后值的事实看是有点意外的。实现这样的在高滞后值下迅速的吸入速度是独特的和出乎意料的结果。
TEWL结果表示产品的干燥程度，在婴儿护理尿布情况下，将保护穿着它的婴儿皮肤。对于该特定的测试，较低的TEWL值是希望的。该测试使用现在的尿布对照物和用PPU衬里构造的尿布。如结果所表明的，PPU衬里得到的平均TEWL读数低于现在的尿布衬里20％。这在液体处理方面较现在的聚烯烃体系是显著的改善。
总之，PPU非织造材料与现有聚烯烃体系相比具有较大程度的生物降解性。该改善的生物降解性可以解决与现在的个人护理产品有关的一些环境问题。该生物降解性不牺牲性能，如由改善的液体处理性能说明的。具有减少28％的TEWL值，和非常快的吸入速度，所述PPU体系在用于个人护理产品中时将有助于皮肤干燥。
本领域技术人员将认识到，在不脱离其范围的条件下本发明能够进行许多改变和变化。因此，上述详细说明和实施例仅仅是说明性的并且不以任何方式限度本发明范围，本发明范围在所附权利要求中阐述。

Claims (56)

1.一种可生物崩解的非织造材料，其包括许多的热塑性组合物的纤维，其中所述热塑性组合物包括：
a.重量在约45到约90重量百分数之间的脂族聚酯聚合物，其中所述脂族聚酯聚合物形成实质上的连续相；
b.重量在大于0到约45重量百分数之间的聚烯烃微纤维，其中所述聚烯烃微纤维的直径小于约50微米和所述聚烯烃微纤维形成包含在所述脂族聚酯聚合物实质上的连续相之内的实质上的分散相；和
c.一种相容剂，其具有在约10到约40之间的亲水-亲油平衡比率，在约7到约25重量百分数之间的重量，
其中全部重量百分数基于存在于所述热塑性组合物中的所述脂族聚酯聚合物；所述聚烯烃微纤维和所述相容剂的总重量。
2.权利要求1的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物。
3.权利要求2的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物是聚(乳酸)。
4.权利要求1的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3丁二烯。
5.权利要求4的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
6.权利要求1的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃微纤维具有小于约25微米的直径。
7.权利要求1的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间。
8.权利要求1的可生物崩解的非织造材料，其中所述相容剂是乙氧基化醇。
9.权利要求1的可生物崩解的非织造材料，其中所述热塑性组合物具有小于约55度的后退接触角。
10.权利要求1的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物；其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3丁二烯和所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间；所述相容剂是乙氧基化醇；和所述热塑性组合物具有小于约55度的后退接触角值。
11.权利要求10的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物是聚(乳酸)和所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
12.一种包括许多的多组分纤维的可生物崩解的非织造材料，其中所述多组分纤维制备自一种热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括：
a.重量在约45到约90重量百分数之间的脂族聚酯聚合物，其中所述脂族聚酯聚合物形成实质上的连续相；
b.重量在大于0到约45重量百分数之间的聚烯烃微纤维，其中所述聚烯烃微纤维的直径小于约50微米和所述聚烯烃微纤维形成包含在所述脂族聚酯聚合物实质上的连续相之内的实质上的分散相；和
c.一种相容剂，其具有在约10到约40之间的亲水亲酯平衡比率，在约7到约25重量百分数之间的重量，
其中全部重量百分数基于存在于所述热塑性组合物中的所述脂族聚酯聚合物；所述聚烯烃微纤维和所述相容剂的总重量；
其中所述多组分纤维具有小于约55度的后退接触角值。
13.权利要求12的可生物崩解的非织造材料，其中所述多组分纤维具有小于约10％的热收缩值。
14.权利要求12的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物。
15.权利要求14的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物是聚(乳酸)。
16.权利要求12的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3丁二烯。
17.权利要求16的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
18.权利要求12的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃微纤维具有小于约25微米的直径。
19.权利要求12的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间。
20.权利要求12的可生物崩解的非织造材料，其中所述相容剂是乙氧基化醇。
21.权利要求12的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物；其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3-丁二烯和所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间；所述相容剂是乙氧基化醇；和所述多组分纤维具有小于约10％的热收缩值。
22.权利要求21的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物是聚(乳酸)和所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
23.一种包括许多的多组分纤维的可生物崩解的非织造材料，其中所述多组分纤维制备自许多的组分，此外其中所述组分之一包括未反应的热塑性混合物，其包括：
a.重量在约45到约90重量百分数之间的脂族聚酯聚合物，其中所述脂族聚酯聚合物形成实质上的连续相；
b.重量在大于0到约45重量百分数之间的聚烯烃微纤维，其中所述聚烯烃微纤维的直径小于约50微米和所述聚烯烃微纤维形成包含在所述脂族聚酯聚合物实质上的连续相之内的实质上的分散相；和
c.一种相容剂，其具有在约10到约40之间的亲水-亲油平衡比率，在约7到约25重量百分数之间的重量，
其中全部重量百分数基于存在于所述热塑性组合物中的所述脂族聚酯聚合物；所述聚烯烃微纤维和所述相容剂的总重量；
其中所述许多的多组分纤维以这样的构型排列，即使未反应的热塑性组分位于所述多组分纤维的表面。
24.权利要求23的可生物崩解的非织造材料，其中所述构型选自皮-芯、嵌段饼形、偏心皮-芯、并列式或多组分三叶形。
25.权利要求23的可生物崩解的非织造材料，其中所述多组分纤维具有小于约10％的热收缩值。
26.权利要求23的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物。
27.权利要求23的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3-丁二烯。
28.权利要求23的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃微纤维具有小于约25微米的直径。
29.权利要求23的可生物崩解的非织造材料，其中所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间。
30.权利要求23的可生物崩解的非织造材料，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物；其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3-丁二烯和所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间；所述相容剂是乙氧基化醇；和所述多组分纤维具有小于约10％的热收缩值。
31.一种包括许多的多组分纤维的可生物崩解的非织造材料，其中所述多组分纤维具有小于约55度的后退接触角值。
32.一种一次性吸收产品，其包含液体-可渗透表层、液体捕获层、吸收结构和液体-不能透过的背层，其中所述液体-可渗透表层、所述液体捕获层或所述液体-不能透过的背层的至少一个包含一种可生物崩解的非织造材料，该可生物崩解的非织造材料包括许多的多组分纤维，其制备自一种热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括：
a.重量在约45到约90重量百分数之间的脂族聚酯聚合物，其中所述脂族聚酯聚合物形成实质上的连续相；
b.重量在大于0到约45重量百分数之间的聚烯烃微纤维，其中所述聚烯烃微纤维的直径小于约50微米和所述聚烯烃微纤维形成包含在所述脂族聚酯聚合物实质上的连续相之内的实质上的分散相；和
c.一种相容剂，其具有在约10到约40之间的亲水-亲油平衡比率，在约7到约25重量百分数之间的重量，
其中全部重量百分数基于存在于所述热塑性组合物中的所述脂族聚酯聚合物；所述聚烯烃微纤维和所述相容剂的总重量，
其中所述多组分纤维具有小于约55度的后退接触角值。
33.权利要求32的一次性吸收产品，其中所述多组分纤维具有小于约10％的热收缩值。
34.权利要求32的一次性吸收产品，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物。
35.权利要求34的一次性吸收产品，其中所述脂族聚酯聚合物是聚(乳酸)。
36.权利要求32的一次性吸收产品，其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3-丁二烯。
37.权利要求36的一次性吸收产品，其中所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
38.权利要求32的一次性吸收产品，其中所述聚烯烃微纤维具有小于约25微米的直径。
39.权利要求32的一次性吸收产品，其中所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间。
40.权利要求32的一次性吸收产品，其中所述相容剂是乙氧基化醇。
41.权利要求32的一次性吸收产品，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物；其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3-丁二烯和所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间；所述相容剂是乙氧基化醇；和所述多组分纤维具有小于约10％的热收缩值。
42.权利要求41的一次性吸收产品，其中所述脂族聚酯聚合物是聚(乳酸)和所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
43.权利要求32的一次性吸收产品，其中所述液体-可渗透表层、所述液体捕获层和所述液体-不能透过的背层包含所述可生物崩解的非织造材料，该可生物崩解的非织造材料包括许多的多组分纤维，该多组分纤维制备自所述热塑性组合物。
44.一种一次性吸收产品，其包含液体-可渗透表层、吸收结构和液体-不能透过的背层，其中所述液体-可渗透表层或所述液体-不能透过的背层的至少一个包含一种可生物崩解的非织造材料，该可生物崩解的非织造材料包括许多的多组分纤维，其制备自一种热塑性组合物，其中所述热塑性组合物包括：
a.重量在约45到约90重量百分数之间的脂族聚酯聚合物，其中所述脂族聚酯聚合物形成实质上的连续相；
b.重量在大于0到约45重量百分数之间的聚烯烃微纤维，其中所述聚烯烃微纤维的直径小于约50微米和所述聚烯烃微纤维形成包含在所述脂族聚酯聚合物实质上的连续相之内的实质上的分散相；和
c.一种相容剂，其具有在约10到约40之间的亲水-亲油平衡比率，在约7到约25重量百分数之间的重量，
其中全部重量百分数基于存在于所述热塑性组合物中的所述脂族聚酯聚合物；所述聚烯烃微纤维和所述相容剂的总重量；
其中所述多组分纤维具有小于约55度的后退接触角值。
45.权利要求44的一次性吸收产品，其中所述多组分纤维具有小于约10％的热收缩值。
46.权利要求44的一次性吸收产品，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物。
47.权利要求46的一次性吸收产品，其中所述脂族聚酯聚合物是聚(乳酸)。
48.权利要求44的一次性吸收产品，其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3-丁二烯。
49.权利要求48的一次性吸收产品，其中所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
50.权利要求44的一次性吸收产品，其中所述聚烯烃微纤维具有小于约25微米的直径。
51.权利要求44的一次性吸收产品，其中所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间。
52.权利要求44的一次性吸收产品，其中所述相容剂是乙氧基化醇。
53.权利要求44的一次性吸收产品，其中所述脂族聚酯聚合物选自聚(乳酸)、聚亚丁基丁二酸酯、聚亚丁基丁二酸酯-共聚-己二酸酯、聚羟基丁酸酯-共聚-戊酸酯、聚己内酯、磺化的聚对苯二甲酸乙二醇酯、这类聚合物的混合物和这类聚合物的共聚物；其中所述聚烯烃选自包括选自下述重复单元的均聚物和共聚物：乙烯、丙烯、丁烯、戊烯、己烯、庚烯、辛烯、1，3-丁二烯和2-甲基-1，3-丁二烯和所述聚烯烃微纤维的存在重量在约5到约40重量百分数之间；所述相容剂是乙氧基化醇；和所述多组分纤维具有小于约10％的热收缩值。
54.权利要求53的一次性吸收产品，其中所述脂族聚酯聚合物是聚(乳酸)和所述聚烯烃选自聚乙烯和聚丙烯。
55.权利要求44的一次性吸收产品，其中所述液体-可渗透表层和所述液体-不能透过的背层包含所述可生物崩解的非织造材料，该可生物崩解的非织造材料包括许多的多组分纤维，该多组分纤维制备自所述热塑性组合物。
56.一种一次性吸收产品，其包含液体-可渗透表层、液体捕获层、吸收结构和液体-不能透过的背层，其中所述液体-可渗透表层、所述液体捕获层或所述液体-不能透过的背层的至少一个包含一种可生物崩解的非织造材料，该可生物崩解的非织造材料包括许多的多组分纤维，其制备自一种热塑性组合物，其中所述多组分纤维具有小于约55度的后退接触角值。
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