CN1813085A - 涂层纳米纤维网 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种形成包含涂层纤维的非织造纤维网的方法。形成非织造纤维网的方法通常包括以下步骤：由熔体原纤化法制成纤维、形成至少一个含有涂敷物质的流体流、将涂敷物质涂敷到纤维表面上和将涂层纤维沉积到一个表面上形成纤维网。典型地，纤维在飞行状态中进行涂敷。优选地，形成所述纤维的熔体原纤化法是熔膜原纤化法。熔膜原纤化法一般包括以下步骤：提供聚合物熔体、利用中心流体流形成细长的中空聚合物膜管和使用空气来形成来自所述中空管的多个纳米纤维。非织造纤维网可包含一个具有大量直径小于1微米的纳米纤维的层。所述层可包括两种或多种纤维直径分布，其中至少一种的平均纤维直径小于约1微米。涂敷物质选自露剂、粉末、表面活性剂、软化剂、纳米颗粒、霜膏、凝胶、传导流体、亲水剂、疏水剂、吸湿剂、润肤剂、增塑剂、吸收胶凝材料、抗微生物剂，以及它们的组合。一种优选的涂敷物质为表面活性剂。另一种优选的涂敷物质为亲水或疏水物质。本发明也涉及一种包含一个具有大量直径小于1微米的纳米纤维和涂敷物质被涂敷到所述纳米纤维的表面上的层的非织造纤维网。

Description

涂层纳米纤维网

发明领域

本发明涉及包含非织造纤维网的制品。更具体地讲，本发明涉及含有涂层纳米纤维的纳米纤维网。

发明背景

对由含有纳米纤维的非织造材料生产的制品的需求一直在持续增长。纳米纤维网因其比表面积大、孔径小和其它特性而受到欢迎。典型地，纳米纤维(通常也称作微纤维或超细纤维)的直径小于1000纳米或1微米。可通过多种方法并且由多种材料来生产纳米纤维。虽然已有数种方法可用来制造纳米纤维非织造纤维网，但每种方法都有缺点，并且生产高性价比的纳米纤维仍有困难。

生产纳米纤维的方法包括通过熔体原纤化法所描述的一类方法。熔体原纤化法是在一种或多种聚合物被熔融并挤出成很多可能的构型例如复合挤压成型、单组分或双组分薄膜或长丝，然后纤化或纤维化成纤维这点上所定义的制造纤维的一般类别。熔体原纤化法的非限制性实施例包括熔喷法、熔膜原纤化法和熔体纤维破裂法。不用熔体生产纳米纤维的方法为薄膜原纤化法、静电纺丝法和溶液纺丝法。生产纳米纤维的其它方法包括纺呈海岛型、分割饼型或其它构型的较大直径的双组分纤维，其中纤维在已经固化之后被进一步加工以便形成纳米纤维。

熔喷是生产细纤维和包含此类纤维和其它颗粒的纤维网的常用方法。后者通常被称为“共成形法”。转让给Kimberly-Clark Corp.的美国专利4,100,324、4,784,892和4,818,464给出了用细纤维共成形颗粒的实施例。当用于以上方法时，典型的熔喷纤维直径介于1.5微米和10微米之间。尽管颗粒被微纤维机械地捕获着，对细纤维网中颗粒可提供的功能性存在着限制。因此，最理想的是用流体或极细的颗粒涂敷纤维以在细纤维网中获得所需的功能性。

熔喷法可被用来制造直径较小然而工艺需要较大变动的纤维。通常，需要重新设计过的喷丝头和喷丝板。这些方法的实施例包括Fabbricante等人的关国专利5,679,379和6,114,017以及Nyssen等人的美国专利5,260,003和5,114,631以及Haynes等人的美国专利申请2002/0117782。这些方法利用较高的压力、温度和速度来获得小的纤维直径。上述方法还没有被用来制造具有涂层纳米纤维的纤维网。

本发明的一个目的是提供含有涂层纳米纤维的纤维网。本发明的另一个目的是提供一种由熔膜原纤化法制成包含涂层纤维的纤维网的方法。

发明概述

本发明涉及一种形成包含涂层纤维的非织造纤维网的方法。形成非织造纤维网的方法通常包括以下步骤：由熔体原纤化法制成纤维、形成至少一个包含涂敷物质的流体流、将涂敷物质涂敷到纤维表面上和将涂层纤维沉积到一个表面上形成纤维网。典型地，纤维在飞行过程中进行涂敷。可采用同一流体流来形成纤维以及包含涂层，或可具有不同的流体流用于形成纤维以及用于包含涂层。优选地，形成纤维的熔体原纤化法是熔膜原纤化法。熔膜原纤化法一般包括以下步骤：提供聚合物熔体、利用中心流体流形成细长的中空聚合物膜管和使用空气来由所述中空管制成多个纳米纤维。

非织造纤维网可包含具有大量直径小于1微米的纳米纤维的层。所述层可包括两种或多种纤维直径分布，其中至少一种的平均纤维直径小于约1微米。

涂敷物质可选自露剂、粉末、表面活性剂、软化剂、纳米颗粒、霜膏、凝胶、传导流体、亲水剂、疏水剂、吸湿剂、润肤剂、增塑剂、吸收胶凝材料、抗微生物剂以及它们的组合。一种优选的涂敷物质为表面活性剂。另一种优选的涂敷物质为亲水或疏水物质。

本发明也涉及包含一个具有大量直径小于1微米的纳米纤维和涂敷物质被涂敷到所述纳米纤维表面上的层的非织造纤维网。优选地，所述层包含至少约35％的直径小于1微米的纤维。可将非织造纤维网用作吸收性材料以提供涂敷物质的控制传输或用于其它用途。涂敷物质可选自催化剂、反应物或它们的组合。所述制品可选自以下制品：抗染色衣物、除味纤维网、除味片、除味擦拭物、药物递送纤维网、伤口愈合敷料，以及它们的组合。

附图概述

图1为用于熔膜原纤化法的喷丝头和空气流的示意图。

发明详述

本发明涉及由纤维尤其是涂层纤维制成的制品。所述纤维由一种或多种热塑性聚合物进行生产。适于本发明的热塑性聚合物的非限制性实施例包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、聚苯乙烯、聚氨酯、包括淀粉组合物在内的可生物降解的聚合物、PHA、PLA以及它们的组合。均聚物、共聚物和它们的共混物均包含在本说明书内。最优选的聚合物为诸如聚丙烯、聚乙烯、尼龙和聚对苯二甲酸乙二醇酯之类的聚烯烃。

合适的热塑性聚合物包括适于熔体纺丝法的任何聚合物。聚合物的流变学性质必须使得聚合物可被熔融挤出并能够形成薄膜。聚合物的熔融温度一般为约25℃至400℃。本发明的聚合物在它们存在于喷丝板中时熔融流动速率可小于每分钟约400分克。采用ASTM方法D-1238测定熔融流动速率。优选地，熔融流动速率可小于每分钟约300分克，更优选小于每分钟约200分克，最优选小于每分钟约100分克。熔融流动速率的最优选范围为每分钟约1分克至每分钟约100分克。一般而言，熔融流动速率越低就越优选。因此，也可使用熔融流动速率小于每分钟约50分克和每分钟30分克的聚合物。

纤维可为单组分或诸如双组分纤维之类的多组分纤维。纤维可具有芯鞘型或并列型或其它适用的几何构型。在纤维制成之后，在形成纤维网之前可对纤维进行处理或包覆。另外，在纤维网制成之后，可对其进行处理。任选地，可将添加剂掺和进聚合物树脂中并且这些添加剂可在纤维形成之后扩散到纤维的表面。迁移到表面的添加剂可能需要利用外部能量例如热量进行固化，或者表面上的添加剂可能需要与另一种组分进行化学反应，或者固化可能需要在另一种组分存在的情况下进行催化，使得可采用掺有添加剂的树脂在制造纤维的时候或在纤维制成之后将附加成分添加到加工过程中。合适的处理包括亲水或疏水处理。疏水处理剂的一个实施例为聚二甲基硅氧烷。具体的处理取决于使用的纤维网、聚合物种类和其它因素。

任选地，所述聚合物可包含另外的材料以提供纤维的其它性能。这些任选材料典型地被添加到聚合物熔体中并且不是被涂敷到熔体原纤化法形成的纤维的涂敷物质。任选材料可改变所得到的纤维的物理属性例如弹性、强度、热和/或化学稳定性、外观、吸收性、气味吸收性、表面性质和可印花性等。可添加合适的亲水熔融添加剂。任选的材料可多达所述总的聚合物混料的50％。

涂敷物质被涂敷到优选地由熔体原纤化法形成的纤维上。涂敷物质可为能够被涂敷在纤维上的任何物质。涂敷物质可为固体或流体。难以涂敷的固体可与液体进行混合然后涂敷在纤维表面上。涂敷物质可选自以下材料：露剂、霜膏、凝胶、润肤剂、流体、粉末、纳米颗粒，以及它们的组合。其它适用的涂敷物质包括表面活性剂、软化剂、传导流体、亲水剂、疏水剂、吸湿剂、增塑剂、吸收胶凝材料、抗微生物剂，以及它们的组合。其它适用的涂敷物质为碳酸氢钠、活性炭、碳酸钙、环糊精、二氧化钛、矿物、颜料、粉末、洗涤剂、蜡、超吸收聚合物，或它们的组合。超吸收聚合物的非限制性实施例包括由以下材料制成的那些聚合物：水解交联聚丙烯酰胺、聚丙烯酸酯、丙烯酸类聚合物的聚合物、或它们的共聚物。适于涂敷的适用的气味控制物质包括活性木炭或活性炭、小苏打、壳多糖、除臭材料如粘土、硅藻土、沸石和具有活性氧化铝的高锰酸钾络合物以及它们的组合。

制造本发明纳米纤维的方法为适于将涂敷物质涂敷到纤维上的任何熔体原纤化法。熔体原纤化法的定义是利用一种其中形成纤维的单相聚合物熔体的方法。单一相可包括分散体系，然而不包括基于熔体的溶剂，例如在溶液纺丝或静电纺丝中所用的那些溶剂。典型的单步骤熔体原纤化法包括熔喷法、熔膜原纤化法、纺粘法、在典型的纺拉形成法中熔体纺丝以及它们的组合。方法可包括其中首先制造纤维，然后在纤维已经固化之后进行分裂，或将一部分纤维溶解来制造直径较小的纤维(例如，分割饼型或海岛型)的两步方法。

优选地，采用熔膜原纤化法。通常，这种方法包括提供聚合物熔体、利用中心流体流形成细长的中空聚合物膜管、然后使用空气来由所述中空管形成多个纳米纤维。合适的方法详述于如授予Torobin的美国专利4,536,361以及授予Reneker的美国专利6,382,526和5,520,425中。熔膜原纤化法可利用不同的加工条件。Reneker的方法更具体地讲包括将聚合物喂入到一个环形柱中并在形成喷气区的环形柱的出口处形成一个薄膜或管的步骤。气柱然后提供聚合物管内圆周上的压力。当聚合物管离开喷气区时，由于中心气体膨胀的缘故，其被吹分成包括纳米纤维在内的很多小纤维。

图1中进一步图示说明了熔膜原纤化法的一个实施例。该优选实施方案图示说明一个具有一个形成纳米纤维17的喷丝孔7a的喷丝头7。更具体地讲，所述方法包括以下步骤：熔化聚合物混料2和横穿过喷丝孔7a形成液体薄膜9。聚合物混料将包含聚合物和任何其它所需的成分。聚合物混料2通过一个又包含一个中心流体流10的喷丝孔7a被挤出，使得聚合物2挤成一个细长的中空管12。喷丝孔7a可为喷丝头7的一部分并且为了加工稳定性喷丝头7可进行优化。成纤流体10例如中心流体流被喷出形成一个细长的中空管12。成纤流体10然后将在细长中空管12的内表面上提供压力。在中空管12中可形成薄壁或薄弱部分以能够更容易地和可控地形成包括纳米纤维17在内的纤维。薄弱部分可由位于中心流体喷10的外表面上或聚合物喷丝孔7a的内表面上的沟槽或突起产生。细长中空聚合物膜管12然后受到流体的作用形成纤维17。该流体可为中心流体流10或输送流体14或任何流体流。流体流可诱导一个脉动或波动压力场，形成包括纳米纤维17在内的多个纤维。输送流体14源自横向喷13。如果有利，则可采用给所形成的纳米纤维17提供冷却或加热流体19的喷丝头18。

聚合物2典型地被加热到其形成液态以及容易流动为止。熔融聚合物2的温度可处在约0℃至约400℃，优选为约10℃至约300℃，更优选地在约20℃至约220℃的温度下。聚合物2的温度取决于聚合物或聚合物混料的熔点。聚合物2的温度超过其熔点不到约50℃，优选地超过其熔点不到25℃，更优选地超过其熔点不到15℃、以及刚好处在其熔点或其熔化范围内或之上。熔点或熔化范围用ISO 3146方法进行测量。熔融聚合物2的粘度典型地将为约1Pa·s至约1000Pa·s、典型地为约2Pa·s至约200Pa·s，更普通地为约4Pa·s至约100Pa·s。这些粘度在剪切速率在每秒约100至约100,000的范围内给出。熔融聚合物2处在约大气压力或略高的压力下。

细长的中空聚合物管可为圆形的、椭圆形的、不规则形的或具有中空区域的任何其它形状。在某些情况下，细长的中空聚合物管可在形成之后即刻收缩。在收缩管的情况下，管上具有薄壁或薄弱部分以有助于原纤化法为优选的。成纤流体的非限制性实施例为诸如氮气之类的气体，或更优选为空气。成纤流体10可处在接近熔融聚合物2的温度的温度下。成纤流体10温度可比熔融聚合物2的温度更高以帮助聚合物2的流动和中空管9的形成。可供选择地，成纤流体10温度可在熔融聚合物2温度之下以有助于纳米纤维17的形成和凝固。优选地，成纤流体温度低于聚合物熔点，更优选地在聚合物熔点以下超过50℃，更优选地在聚合物熔点以下超过100℃或刚好在环境温度下。成纤流体10的压力足以形成纳米纤维17并略微高于熔融聚合物被挤出喷丝孔7a时的压力。

成纤流体10的速度可为小于每秒约500米。优选地，成纤流体速度将低于每秒100米，更优选地低于每秒约60米，最优选为每秒约10至约50米。成纤流体可脉动或可稳定流动。管这种成纤流体存在有助于形成中空聚合物膜管很关键，流量可很小。

聚合物2通过量将主要取决于所用的具体聚合物、喷丝头样式和聚合物的温度和压力。聚合物2通过量将超过每分钟每喷丝孔1克。优选地，聚合物通过量将超过每分钟每喷丝孔约10克，更优选大于每分钟每喷丝孔约20克，最优选大于每分钟每喷丝孔约30克。优选地，聚合物通过量将超过每分钟每喷丝孔约10克，更优选大于每分钟每喷丝孔约20克，最优选大于每分钟每喷丝孔约30克。将有可能几个喷丝孔7a同时喷丝，进一步增加总的生产量。通过量，连同压力、温度和速度一起在喷丝孔7a处进行测量。

纤维的原纤化法和凝固可发生在纤维和流体离开喷丝孔之前。在细长的中空管离开喷丝孔之后，就形成了纳米纤维。通常，纳米纤维的形成在离开喷丝孔时即刻发生。采用一个或多个流体流来形成多个纳米纤维。流体流可为中心流体流、输送流体或任何其它流体流。输送流体14可被用来产生脉动或波动压力场，帮助形成多个纳米纤维17。如图1所示，输送流体14可通过一个横向喷口13进行提供，横向喷口用来导引输送流体14在细长的中空管12和纳米纤维17形成区域上和周围流动。输送流体14可具有低速度或高速度，例如近声速或超声速。低速度输送流体的速度典型地将为每秒约1米至约100米，优选为每秒约3米至约50米。输送流体14的温度可与上面的成纤流体10相同，环境温度、或更高的温度、或低于环境温度。

也可采用附加的流体流，冷却或加热流体19。这个附加的流体流19用来将流体导引进纳米纤维17以冷却或加热纤维。也可采用附加的流体流，冷却或加热流体19。这个附加的流体流19用来将流体导引进纳米纤维17以冷却或加热纤维。如果附加流体被用作快速冷却流体，则其温度为约-20℃至约100℃，优选为约10℃至40℃。如果附加流体被用作加热流体，则其温度为约40℃至400℃，典型地为约100℃至约250℃。任何流体流均有助于聚合物熔体的纤维化并因此通常被称作成纤流体。

任何流体流，包括中心流体流、输送流体或附加流体流在内，可含有处理剂、添加剂、涂敷剂或其它物质或颗粒，用于改变所制纤维的表面、化学、物理或机械性能。

涂敷物质可存在于一个或多个上述的流体流中。流体流被描述形成成中空管的成纤流体10、输送流体14和/或冷却或加热流体19。这些流体流的每一个均可被看成是成纤流体流因为它们均有助于纤维的形成，然而为清楚起见，将各流体称为成纤流体流10、输送流体流14和加热/冷却流体流19。可将涂敷物质包含在任何流体流或各流体流的任何组合中。典型地，涂敷物质将被包含在成纤流体流10中。决定涂敷物质将被添加到哪一个流体流上取决于涂敷物质，例如是否该物质是热稳定的以及该物质的粘度或形式(例如，凝胶、液体、粉末等)；涂敷物质应当如何与纤维结合(涂敷所有的纤维或只涂敷某些纤维、涂层应当多厚)；添加多少涂敷物质；以及与生产包含涂层纤维的纤维网有关的其它因素。当被用作急冷流时，加热/冷却流体流19可从涂敷物质上蒸发液体并在纤维表面上留下固体。涂敷物质可覆盖所有的纤维或只覆盖一部分纤维。所述物质可覆盖纤维的仅一侧或整个纤维表面。这可通过选择所用的流体流、温度、纤维的成分和尺寸以及所用的颗粒状涂敷物质等进行控制。

一旦含有涂敷物质的流体流接触到纤维的表面，就形成了涂层纤维。优选地，涂层纤维保持飞行状态，直到它们被沉积到一个表面上并形成了纤维网为止。

纤维被铺在一个收集器上形成纤维网。收集器典型地为传送带或转筒。收集器优选为多孔的并可应用真空来提供吸力，帮助纤维铺在收集器上。对于所希望的纤维网性质，喷丝孔至收集器的距离(通常称为喷丝板至收集器距离(DCD))可进行优化。在一个纤维网中采用一个以上的DCD、在生产期间改变DCD或采用可以提供不同DCD的多个横梁，是所期望的。最理想的是通过改变DCD形成均匀性不同的纤维网。

在形成了细长的中空膜管之后，管或纤维可供选择地可经受补充加工，进一步加速纳米纤维的形成。进一步加工在细长的中空聚合物膜管形成之后即刻发生并在纤维已经凝固之前仍被认为是单步方法。补充加工可利用一个或多个Laval喷丝头，将气体速度加速到声速和/或超声速范围。当聚合物熔体被暴露到这么高的气体速度下时，其破裂成多个细纤维。Laval喷丝头的实施例被描述于Nyssen等人的美国专利5,075,161中，其中公开了将对聚苯硫醚熔体破裂成细纤维的方法。当生产细长的中空聚合物膜管时，可将Laval喷丝头设置在纺丝喷丝头正后方。可供选择地，Laval喷丝头可刚好在纤维已经形成之后进行设置以进一步降低纤维尺寸。聚合物纤维可通过将聚合物熔体流挤出到基本平行于聚合物熔体流并达到声速或超声速的气体介质中，并在该介质下聚合物熔体被牵伸并冷却到熔体温度以下得到。这种同时变形和冷却产生了有限长度的无定形的细的或超细纤维。纤维的高速破裂使纤维的表面氧化达到最小。纺丝速度、熔体温度和Laval喷嘴的位置被近似设定以实现细丝在它们的表面仅局部热氧化。

可采用各种方法和方法的组合来制造本发明的纤维网。如Sodemann等人在WO 04/020722中所公开的那样，在单条生产线上在两个单独的横梁上，熔体纤维破裂可与本发明的熔膜原纤化法相结合。可将熔体纤维破裂的各个方面引入到熔膜原纤化法中，例如生产不同强度和直径的纤维，以提供所期望的性能组合。可供选择地，通过利用一个细长的中空管来形成纤维，可将熔膜原纤化法的各方面包括在其它熔体原纤化法中，以增加处理率。例如，可改进本发明的熔膜原纤化法以包括一个Laval喷丝头帮助牵伸纤维。牵伸可有助于进一步拉细并增加纤维的强度。对于诸如其中应力诱发结晶发生在超过4000m/min的速度下的聚酯之类的高Tg(玻璃化温度)聚合物而言，这可为尤其优选的。

本发明的涂层纤维被用来制造非织造纤维网。纤维网的定义是整体的非织造材料合成物。纤维网可具有一个或几个层。一个层是在一个单独的纤维网铺展或形成步骤中产生的纤维网或纤维网的一部分。

本发明的纤维网可包含一个或多个具有大量直径小于1微米的纳米纤维的层。大量的定义是至少约25％。大量纤维可为至少约35％、至少约50％、或超过层中纤维总数的75％。纤维网可具有100％的直径小于约1微米的纤维。纤维网的纤维直径可采用扫描电子显微镜进行测量，根据视觉分析的需要，放大倍数为大于约500倍以及最多约10,000倍。要确定是否大量纤维的直径小于1微米，应当测量至少约100根纤维以及优选地更多的纤维。测量应当在整个层的不同区域进行并且满足统计意义上显著性的足够采样是优选的。

如果大量纤维的直径小于约1微米，则剩余的较大纤维的纤维直径可处在任何范围内。典型地，较大的纤维直径将刚好在1微米之上至约10微米。

优选地，一个层中的大量纤维的纤维直径将小于约900纳米，更优选为约100纳米至约900纳米。纤维的直径可小于约700纳米以及为约300纳米至约900纳米。优选的直径取决于纤维网的预期用途。从加工和产品的角度出发，最理想的是在某些应用场合，有大量纤维的直径小于约1微米以及有大量纤维的直径大于约1微米。较大的纤维可捕集和固定纳米纤维。这可帮助减少纳米纤维的丛或束的量并防止纳米纤维被逸出的气流吹走。

在本发明纤维网中的纤维层可包含一种以上的聚合物。不同的聚合物或共混聚合物可被用于不同喷丝孔，产生具有不同纤维直径和不同聚合物混料的纤维网中的层。纤维网的一个或多个层可包含涂层纤维。

最理想的是生产具有不同纤维直径的单层非织造材料。可供选择地，希望生产其中每层具有不同纤维直径的具有多层的非织造纤维网。改进的熔膜原纤化法即可生产小直径纤维也可生产大直径纤维以制造各种纤网。较小直径纤维被认为是具有大量的直径小于1微米的纤维。较大直径纤维包括从熔喷法范围(典型地3微米至5微米)至纺粘法(典型地15微米左右)或1微米以上的任何纤维直径范围的纤维。例如，可生产平均纤维直径小于1微米的一个层和平均纤维直径5微米左右的另一个层。这种结构类型可被用在传统的SMS纤维网所用之处。另一个实施例是生产具有多层的纳米纤维网，其中每个层的平均纤维直径截然不同，例如一个层的平均直径为0.4微米以及第二个层的平均纤维直径为0.8微米。在同一条生产线上用同样的设备可生产具有不同纤维直径的纤维网。这是一种低成本的方法，因为可使用相同的设备和部件。生产成本和设备成本均可得到控制。同样，如果需要，可使用同样的聚合物产生不同的纤维直径。

最理想的是形成几层的纤维网。纳米纤维层可与一个、两个或多个层相复合。纺粘纤维-纳米纤维-纺粘纤维网是一个实施例。整个复合纤维网的定量在约5gsm至约100gsm，优选在约10gsm至约100gsm，更优选在约10gsm至约50gsm范围内变化。供作为防渗层之用的复合纤维网总定量可为约10gsm至约30gsm。只纳米纤维层的基重为约0.5gsm至约30gsm，优选为约1gsm至约15gsm。

在非织造材料制成之后，可将其经受后续加工。后续加工的非限制性实施例包括固态成型、加固、层压、表面包覆、电晕和等离子处理、染色和印花。固态成型的非限制性实施例包括使用咬合对辊(例如在美国专利5,518,801中以及后续专利文献中称为“SELF”纤维网，其代表“结构弹性状薄膜”)、变形、拉伸、打孔、层压、局部应变、微起绉、液压成形和真空成形的方法。固结的非限制性实施例包括热粘合、通风粘合、粘合剂粘合和水刺。

本发明的制品将包含上述非织造纤维网。纤维网可构成整个制品例如擦拭物，或者纤维网可构成制品的一个组分例如尿布。优选的制品包括诸如尿布、训练短裤、成人失禁衬垫之类的卫生制品、诸如女性护理衬垫和短裤护垫之类的经期用品、棉塞、个人清洁制品、个人护理制品和包括婴儿擦拭物、面部擦拭物、身体擦拭物和女性擦拭物在内的个人护理擦拭物。个人护理制品包括诸如伤口敷料、活性成分传输包裹物或贴剂和用于身体尤其是皮肤的其它基质之类的基材。其它制品包括诸如空气和水之类流体的过滤器、用于汽车、洁净室、表面清洁、食品和其它用途的工业擦拭物、用于诸如油、醇、有机和无机液体之类流体的吸收性材料。

在尿布中，纤维网可被用作具有气味或液体吸收涂敷物质的防渗层或外表面。纤维网也可被用作高防渗箍，实现舒适性和贴合性所希望的裆部又薄又窄的尿布的低渗透事故率。含有吸收性涂敷物质的纤维网可被用于擦拭物中，改善露剂处理性并降低液体的浓度差。纤维网也可提供控制传输。这种输送物质可为液体、露剂、活性物质、香料或其它材料。可供选择地，纤维网的纤维可涂敷有露剂、液体、活性物质、香料或其它适用的涂敷物质。由于纳米纤维的高比表面积，以及优选地涂敷物质为液体吸收材料，纤维网可被用作用于擦拭物的吸收材料或妇女护理产品衬垫、尿布、训练短裤或成人失禁品的芯部。纤维网可提供流体的进一步增强分布和保持性并且纤维网的某些层可具有不同的性质。根据制品所需，非织造纤维网也可用可改变纤维网的不透明性或色彩的物质进行涂敷。用于所需的不透明性或色彩的优选涂敷物质可包括颜料、二氧化钛、无机或有机晶体。

由于具有源于纳米纤维的大表面积，纳米纤维网可起到反应剂或催化剂载体物的作用，用于需要原位化学反应或吸附反应剂的应用场合。催化剂或反应剂可为涂敷物质的一部分。将反应剂或催化剂涂敷在本发明纳米纤维网上的产品的非限制性实施例包括在洗衣的洗涤周期内的抗染色衣物，其中染料中和反应剂被涂敷在纳米纤维上、用于衣物的除味擦拭物(可包含于烘干机中)，使得气味中和反应剂被涂敷在纤维上并在加热情况下与气味反应并中和气味、包含于尿布、经期用品、妇女卫生护垫、成人失禁产品的芯部中的除味纤维网，其中一种反应剂为生物流体以及其它反应剂被涂敷在纳米纤维上中和气味、用于冰箱、汽车或需要此类产品之处的除味片、药物递送生物聚合物纤维网，其中待递送的药物被涂敷在纳米纤维上、伤口愈合辅料，其中抗微生物反应剂被涂敷在纳米纤维上。将受益于本发明纤维网的其它产品包括个人过滤器或诸如外科手术口罩之类的面罩。纤维网的其它医疗用途包括外科手术衣、伤口敷料和医疗防渗层。

在尿布或其它一次性吸收制品中，可将本发明的非织造纤维网用作防渗层。可将防渗层设置在一次性吸收制品的吸收芯和外层之间。吸收芯为制品主要起到诸如捕集、输送、扩散和存储体液之类的液体处理性能作用的组件。吸收芯典型地位于液体可透过的身体侧内层和蒸汽可透过的、液体不可透过的外表面之间。外层，也称作底片或外表面，位于一次性制品的外侧。在尿布的情况下，外层接触使用者的衣服或衣物。防渗层可可供选择地或也被设置在吸收芯和内层之间。内层，也称作顶片，位于紧贴使用者皮肤的一侧上。内层可接触使用者的皮肤或可接触与使用者的皮肤接触的单独的顶片。防渗层可为吸收材料。非织造纤维网可包括围绕吸收芯的层并帮助分配或处理流体。非织造纤维网可为流体分配层，其可邻近芯进行设置。防渗层最优选地具有空气的对流性和吸收防渗性之间的平衡。空气的对流性有效地降低吸收制品和穿着者的皮肤间的空间的相对湿度。液体吸收性和液体阻挡性的组合保护制品免除透湿问题并在吸收制品处在碰撞和/或持续压力下时尤其有益。防渗层的进一步描述和有益效果可见于WO 01/97731中。

纤维网可被用来制造干燥的或预湿的卫生擦拭物。纤维网可被用于擦拭物中，改善露剂处理性并降低液体的浓度差。本发明纤网可提供半防渗层并可部分或完全防止液体渗透。纤维网也可提供一种物质或诸如药物之类的活性物质的控制传输。递送物质可为液体、露剂、酶、催化剂、活性物质或诸如润滑剂、表面活性剂、润湿剂、抛光剂、油、有机和无机溶剂、糊剂、凝胶、颜料或染料之类的其它材料。纤维网可增强流体的分散和/或保持性。另外，用于吸收性用途的纤维网可用附加的颗粒或用于增加吸收性的吸收剂或天然纤维制造，或者纤维网的某些层可具有不同的性能。可将纤维生产成低密度或多孔的纤维。纤维可用膨胀或发泡剂进行生产。

由于纳米纤维的高表面积，含有涂层纳米纤维的纤维网可被用作擦拭物或女性护理产品护垫、尿布、训练短裤或成人失禁用品的芯部的吸收材料。高表面积也增强清洁性并可被用于卫生清洁擦拭物。纤维网可增强流体的分散和/或保持性。另外，用于吸收性用途的纤维网可用附加的颗粒或用于增加吸收性的吸收剂或天然纤维制造，或者纤维网的某些层可具有不同的性能。

也可将涂层纤维用于希望具有不透明性的制品中。附加的不透明性可因小纤维直径和均匀性而产生；或可将颜料添加到聚合物熔体或纤维网中。纤维网也可具有低起毛性，其由纤维网中长度较长的纤维或纤维的缠结而导致。本发明的纳米纤维网的拉伸强度可大于由其它方法制成的具有类似纤维直径和类似定量的纤维网的拉伸强度。本发明的纤维网将是柔软的，并可比具有同样性能的其它纤维网更软。

纤维直径可采用扫描电子显微镜(SEM)和图像分析软件进行测量。选择500至10,000的放大倍数使得纤维被适当放大以便测量。图像分析软件对SEM图像中的纤维直径自动取样是可能的，但也可采用更加人工的程序。一般而言，寻找随机选取的纤维的边缘，然后横越宽度(在那点处垂直于纤维方向)至纤维的相对的边缘进行测量。带刻度的和标定过的图像分析工具提供标度以得到以mm或微米(μm)为单位的实际读数。从SEM中的纤网样本随机选择一些纤维。典型地，来自纤维网的几个样本被横向切断并以这种方式进行测定，并且进行至少约100次测量以及将所有的数据记录下来进行统计分析。如果结果要以旦为单位进行记录，那么需要进行下面的计算。以旦为单位的直径＝横截面积*密度*9000m*1000g/kg。横截面积是π*直径²/4。密度例如对于PP，可取为910kg/m³。要获得分特(dtex)，将9000m用10,000m代替。

定量可按照法定方法ASTM D 756、ISO 536和EDANA ERT-40.3-90进行测定。定量的定义是每单位面积的质量，其中克每平方米(gsm)为优选的单位。所需的仪器为一把剪刀或一个用于样本切割的压力切割器和一个精密的称重装置例如天平。将样本切割到每层总面积100cm²，准确度和精密度为±0.5％。天平需要具有0.001g的灵敏度、可读、标定过并精确到施加载荷的0.25％范围内。样本被置于摄氏23°(±2℃)和约50％的相对湿度下2小时达到平衡。在一个分析天平上称出样本总面积为1000cm²＝0.1m²的10层切割样本的重量，精确到0.001g，并记录下重量。(然而应当注意，对于比1mm厚的样本而言，称出仅1层的重量是优选的)。通过将重量除以样本面积(所测试的所有层的面积)计算定量，给出单位为gsm的定量。将所有的数据记录下来进行统计分析。

纤维网均匀性可通过几种方法进行测定。均匀性测量的实施例包括孔径、定量、透气率和/或不透明性的低变异系数。均匀性也要求含有较少纤维束或粘结、或可见的孔洞、或其它此类疵点。均匀性可通过工艺改进例如缩短喷丝头到收集器的距离进行控制。该距离的缩短减少了纤维成束或粘结，并可提供更均匀的纤网。

孔径可通过本领域技术人员已知的方法进行确定。平均孔径优选小于约15微米，更优选小于约10微米，最优选小于约5微米。均匀纤维网的所希望的变异系数小于20％，优选小于约15％，更优选为约10％或更小。粘结这类疵点可通过计数纤网的测定面积上的纤维粗结或束的数量进行测定。孔洞这类疵点也通过纤维网的测定面积上直径在某个阈值之上的孔洞的数目进行测定。如果孔洞是肉眼可见的或直径大于100微米，则可统计孔洞。

所有引用的文献的相关部分均引入本文以供参考；任何文献的引用不可解释为是对其可作为本发明的现有技术的认可。

尽管已用具体实施方案来说明和描述了本发明，但对于本领域的技术人员显而易见的是，在不背离本发明的精神和保护范围的情况下可作出许多其它的更改和修改。因此，有意识地在附加的权利要求书中包括属于本发明范围内的所有这些变化和修改。

Claims (10)

1.一种形成非织造纤维网的方法，所述方法包括以下步骤：

a.用熔膜原纤化法形成纤维，

b.形成含有涂敷物质的至少一个流体流，

c.将所述涂敷物质涂敷到所述纤维的表面上，和

d.将所述涂层纤维沉积到表面上形成纤维网。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述纤维的直径小于1微米。

3.如权利要求1所述的方法，其中在第一流体流中用所述熔膜原纤化法形成所述纤维并在第二流体流中涂敷所述涂敷物质。

4.如权利要求1所述的方法，其中在第一流体流中用熔膜原纤化法形成所述纤维并由所述同一第一流体流涂敷所述涂敷物质。

5.一种包含依照权利要求1所生产的非织造纤维网的制品。

6.如权利要求5所述的制品，其中所述制品选自尿布、训练裤、成人失禁衬垫、诸如女性护理衬垫和短裤护垫之类的经期用品、棉塞、个人清洁制品、个人护理制品和诸如婴儿擦拭物、面部擦拭物、女性擦拭物、表面清洁擦拭物、汽车、洁净室、表面清洁、食品和其它用途之类的擦拭物、用于诸如空气和水之类流体的滤材、用于诸如油、水、醇、有机和无机液体之类流体的吸收材料，以及它们的组合。

7.一种包含一个具有大量直径小于1微米的纳米纤维的层的非织造纤维网，其中涂敷物质被涂敷到所述纳米纤维的表面上。

8.如权利要求7所述的非织造纤维网，其中所述层包括两种或多种纤维直径分布，其中至少一种的纤维直径小于约1微米。

9.一种包含如权利要求7所述的非织造纤维网的制品。

10.如权利要求7所述的非织造纤维网，其中所述层包含至少35％的直径小于1微米的纳米纤维。

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