含生物可降解非织造纤网的吸收性制品的制作方法

专利名称：含生物可降解非织造纤网的吸收性制品的制作方法
专利说明含生物可降解非织造纤网的吸收性制品 发明领域 总的来说，本发明涉及吸收性制品。更具体而言，本发明涉及含涌出控制层的吸收性制品，所述涌出控制层含非织造纤网。所述非织造纤网含填料纤维和粘合纤维。所述填料纤维的部分横截面积是空心的，所述粘合纤维含皮组分和芯组分。所述非织造纤网可用多种生物可降解材料构造。

背景技术：
在个人护理用吸收性产品的各种所需性能目标中的一个是液体入侵后渗漏率低而让穿戴者或使用者感觉干爽。吸收性制品常在尚未用完其全部吸收能力之前即已失效。吸收性服装如失禁服装和一次性尿布常在腿和腰处发生渗漏。渗漏可能因产品中的各种缺点而产生；一个特定的缺点是吸收体系的液体吸取能力不足，特别是在大量液体入侵过程中或在第三液体入侵时。
已经发现，排尿可以高达15-20毫升每秒的速率发生，速度高达280厘米每秒。常规吸收性制品可能最初以仅8毫升每秒或以下的速率吸取液体。此外，常规吸收结构的初始吸取速率可能在向其结构中接纳先期的液体涌出物后而降低。液体传递和吸取速率间的差异可能导致液体被吸收芯吸取之前吸收性织物表面上的过度积液。在这段时间内，积聚的液体可能从尿布的腿部开口处渗漏而弄脏穿戴者外面的衣服和/或被褥。为减轻这种渗漏所作的尝试已包括提供具有如弹性束腿等结构特点的物理屏障以及改变其中通常发生液体贮涌的结构区域中吸收性材料的量和/或构造。也已使用吸收性胶凝颗粒如超吸收性聚合物来提高吸收性结构的各种区域中的液体留存能力；但这类吸收性胶凝颗粒可能不具有常规材料如也常用于吸收芯中的木浆和绒毛的快速吸取速率。因此，随着现代尿布中吸收芯结构中吸收性胶凝颗粒的量的增大，初始吸取速率常趋于降低。
许多个人护理用品的一个重要部件是流体涌出控制层，其通常置于衬里下和超吸收层上。涌出控制层(也称涌出层、涌出材料(surgematerial)、吸入层、转移层、输运层等)控制流体向超吸收层的流动。流体控制通常通过空隙体积性质和渗透性来衡量。如果涌出材料渗透性太高，则流体将过快渗透超吸收材料，从而使其溢流。如果渗透性太低，则流体将不能行进到超吸收材料处而可能“倒退”并积聚进衬里中和衬里上。涌出控制层也应具有足够的空隙体积以提供进液的临时贮存。
常规涌出材料含生物可降解和生物不可降解的纤维以获得所需的加工性和物理性质如空隙体积、可压缩性、弹性和渗透性。生产这类涌出材料的常规方法已包括产生非织造纤网的粘合梳理纤网工艺。
粘合梳理纤网工艺通常需要使用长度约1-3英寸的短纤维。为赋予加工后的非织造纤网以完整性，至少一个纤维组分含热塑性材料，其至少部分熔融或软化以将纤网粘合于一起而形成粘结层。这类组分常称为粘合纤维。
粘合梳理纤网工艺的一个缺点是高温下粘合过程中或之后纤网的坍塌(collapse)，这导致非织造纤网吸入性能低劣。纤网坍塌可因软化和部分熔融至少一种纤维组分所用的较高温度而在粘合过程中发生。纤网坍塌也可因使热空气通过纤网结构或将纤网结构压到一个或多个辊或传送装置上所需的机械力而发生。此外，纤网坍塌可在粘合后当纤网被绕成卷时发生。热纤维可能仍然柔软易挠(如在特定纤维的玻璃化转变温度之上)，故卷的内部压力可能使纤网坍塌。随着卷内纤网的冷却，纤维将慢慢按其现有空间排列适形直至温度达到或降到玻璃化转变温度以下。
因此，工业中存在对用于吸收性制品的涌出控制层中的非织造纤网的需要，所述非织造纤网应具有蓬松、弹性的结构并具有各种上述所需性质。
发明概述 本发明涉及一种含涌出控制层的吸收性材料，所述涌出控制层含非织造纤网。所述非织造纤网含填料纤维和粘合纤维。所述填料纤维的部分横截面积是空心的。所述粘合纤维含皮组分和芯组分。在各种实施方案中，所述填料纤维、皮组分和/或芯组分各含生物可降解的聚乳酸聚合物。
因此，简单地说，本发明涉及一种包含涌出控制层的吸收性材料，所述涌出控制层包含非织造纤网。所述非织造纤网包含约10％(占非织造纤网的％重量)到约80％(占非织造纤网的％重量)的填料纤维。所述非织造纤网还含约20％(占非织造纤网的％重量)到约90％(占非织造纤网的％重量)的粘合纤维，所述粘合纤维含皮组分和芯组分。所述填料纤维的空心度为约5％(占横截面积的％)到约50％(占横截面积的％)，所述粘合纤维包含约10％(占横截面积的％)到约70％(占横截面积的％)的皮组分。
其他目的和特征部分显而易见，部分将在后文中指出。
附图简述

图1A和1B为本发明的填料纤维的纵截面(图1A)和横截面(图1B)视图。
图2A和2B为本发明的粘合纤维的纵截面(图2A)和横截面(图2B)视图。
缩写和定义 下面的定义和方法为更好地说明本发明以及指导本领域技术人员实施本发明而提供。除非另有指出，否则术语应按相关领域中技术人员的常规用法来理解。
本文中用到的术语“非织造”织物或纤网指各纤维或线为交叉铺网(interlaid)而不是如针织或织造织物中那样可识别的样式的纤网。非织造织物或纤网可通过各种工艺包括但不限于熔喷工艺和纺粘工艺形成。
本文中用到的术语“纺粘纤维”指机械和/或喷射(eductively)拉制聚合材料的小直径纤维。纺粘纤维通常通过从喷丝头的多个细小的毛细管挤出熔融态热塑性材料的长丝、然后快速减小所挤出长丝的直径而形成。纺粘纤维的实例和其生产方法见述于例如授予Appel等的美国专利4,340,563、授予Pike等的美国专利5,382,400和授予Pike等的美国专利5,795,926；前述专利的全部内容通过引用结合到本文中。纺粘纤维在沉积于收集面上时通常不发粘且是连续的。
本文中用到的术语“熔喷纤维”指通常通过从多个毛细管模头以熔融的线或长丝向会聚的高速气流中挤出熔融态热塑性材料所形成的聚合材料的纤维，其中气流使熔融态热塑性材料的长丝变细以减小其直径。其后，熔喷纤维被高速气流携带并沉积在收集面上形成无规分配的熔喷纤网。熔喷工艺见公开于例如授予Timmons等的美国专利5,271,883、授予Dodge等的美国专利5,160,746、授予Lau的美国专利4,526,733、授予Haynes等的美国专利5,652,048和授予Fitts等的美国专利5,366,793中；前述专利的全部内容通过引用结合到本文中。熔喷纤维的平均直径通常小于约10微米，且与纺粘纤维不同，当沉积于收集面上时通常是发粘的，从而在沉积步骤中彼此粘结。
本文中用到的术语“生物可降解的”指在天然存在的微生物如细菌、真菌和藻类的作用下降解的材料。材料的生物可降解性可通过使用ASTM试验方法5338.92或ISO CD试验方法14855测定。
发明详述 总的来说，本发明涉及个人护理制品中的流体控制材料。具体而言，本发明涉及一种含涌出控制层的吸收性制品，所述涌出控制层含非织造纤网。本发明的非织造纤网含填料纤维和粘合纤维。所述填料纤维的一部分是空心的，所述粘合纤维含皮组分和芯组分。在各种实施方案中，所述填料纤维、皮组分和/或芯组分各含聚乳酸聚合物。已经发现，使用本文中描述的各种组分并采用其量可生产出用于构造吸收性制品的涌出控制层的高品质、低成本非织造纤网。
如本文中所提到的可用作吸收性制品中的涌出控制层的本发明的非织造纤网具有多种理想的特征如蓬松性和弹性。构成涌出控制层的蓬松、弹性的非织造纤网可在载荷下保持充分开放，从而通常保持纤网中的空隙体积。此外，所述非织造纤网充分抗加工过程中和/或当吸湿时坍塌的发生，其将导致液体相当高效的释放和纤网相当高效的解吸。此外，所述非织造纤网具有理想的可压缩性以在吸湿后再生而为后续液体入侵保持空隙容量，并由生物可降解的材料构造而成。
I.填料纤维 如上面所提到的，本发明的非织造纤网含填料纤维。填料纤维通常为非织造纤网提供强度和/或刚性。填料纤维可与部分粘合纤维(将在下面详细描述)粘合形成非织造纤网结构。
所述非织造纤网包含约10％(占非织造纤网的重量％)到约80％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维。例如，所述非织造纤网可包含高于约25％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维、高于约35％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维、高于约65％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维、或高于约75％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维。在一些实施方案中，所述非织造纤网包含约30％(占非织造纤网的重量％)到约70％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维。例如，所述非织造纤网可包含高于约40％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维、高于约50％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维、或高于约60％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维。或者，所述非织造纤网包含约40％(占非织造纤网的重量％)到约60％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维。例如，所述非织造纤网可包含高于约45％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维、或高于约55％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维。
填料纤维自具有空心部分的纤维材料形成；也就是说，其纤维材料的至少一部分是空心的。通常，空心纤维基本是管形的，各端有开口。纤维的空心部分可正好贯穿纤维的中心，或空心部分可部分或实质偏离中心。纤维的空心部分通常含环境空气并通常在各端保持敞开；也就是说，所述纤维通常在各端保持打开以便不在纤维的空心部分内截留空气或其他气体。本发明的空心纤维也比实心纤维或具有较低空心百分数的纤维具有更低的质量每固定体积。因此，与常规非织造纤网相比，可在本发明的非织造纤网中包含较高百分数(重量百分数)的填料纤维。较高百分数的填料纤维导致“较蓬松的”(即较厚(z向，如果x-y为平面的话))非织造纤网。如上面所提到的，当用于涌出控制层中时，蓬松性是非织造纤网中特别需要的性质。空心纤维通常也因较大的表面积(即纤维外表面上的表面积以及纤维空心部分内的表面积)而具有提高的弹性。因此，要使纤维弯曲需要更高的应力，且纤维具有改进的弹性。
确定填料纤维空心度的一种方法是计算纤维总的横截面积和为空心的纤维总的横截面积的百分数。现在看图1A，其中示意了空心填料纤维2。空心纤维通常是细长的并具有横截面积(1B)。如填料纤维2的剖开部分中所示，所述纤维含空心部分H。空心部分H被形成纤维自身的纤维材料F所包围。现在看图1B，其中示意了纤维2的横截面视图。如图所示，空心部分H被纤维材料F所包围。用来形成所述空心纤维的适宜纤维材料将在下面详细描述。
本领域技术人员应理解，虽然图1A和1B中所示的纤维为完美的圆柱体，但实际纤维不必一定如此，且通常不为完美的圆柱体。此外，在图1B中，虽然空心部分H示意为正好处于纤维的中心，但其可部分或实质偏离中心。此外，纤维可具有各种构造以提升润湿性、硬挺性、不透明性、易于或抗纵剪性和其他性质。授予Largman等的美国专利5,069,970(图1-9)、授予Nellis的美国专利6,582,639(图6-9)、授予Arnold等的美国专利6,649,547(图2-9)和“Novel Properties ofPLA Fibers(PLA纤维的新性质)”，Jeffrey S.Dugan，TAPPI NonwovensConference proceedings(TAPPI非织造布研讨会会刊)，2000(图2-10)中给出了合成纤维简单和复杂横截面几何形状的示例。如所示例的，一些纤维具有一种组分，其他纤维具有多于一种组分；任何所示纤维形状均潜在地可能为多组分的。
纤维总的横截面积和纤维空心部分的横截面积通常使用例如总的纤维横截面的直径和/或半径和空心部分的直径和/或半径通过视觉测定，如用显微镜或装配了标尺的其他成像装置。
填料纤维的空心度为约5％(占横截面积的％)到约50％(占横截面积的％)。例如，填料纤维的空心度可至少为约15％(占横截面积的％)、至少为约25％(占横截面积的％)、至少为约35％(占横截面积的％)、或至少为约45％(占横截面积的％)。在一些实施方案中，填料纤维的空心度为约10％(占横截面积的％)到约50％(占横截面积的％)。例如，填料纤维的空心度可至少为约20％(占横截面积的％)、至少为约30％(占横截面积的％)、或至少为约40％(占横截面积的％)。或者，填料纤维的空心度为约15％(占横截面积的％)到约45％(占横截面积的％)。例如，填料纤维的空心度可至少为约18％(占横截面积的％)、至少为约28％(占横截面积的％)、至少为约32％(占横截面积的％)、或至少为约42％(占横截面积的％)。
给定纤维可能具有的空心度(以横截面积百分数表示)通常随纤维直径和用来形成纤维的聚合材料的强度而变。例如，较软的聚合物和/或较小的纤维直径将导致纤维具有较低的空心度。较软的聚合物通常较少结晶，熔融时倾向于更易流动而关闭纤维的空心部分或使空心部分坍塌。较小直径的纤维开始具有较小的横截面直径，故以恒定速率流动的熔融聚合物将倾向于在固定的时间段内关闭更高百分数的纤维空心部分。
填料纤维的直径通常为约1微米到约100微米；或者，填料纤维的直径为约10微米到约60微米；再或者，填料纤维的直径为约15微米到约40微米。例如，填料纤维的直径可为约20微米到约30微米。与填料纤维的空心度相似，填料纤维的直径也可通过视觉测定(如使用显微镜或装配了标尺的其他成像装置)。已发现，当用作非织造纤网中的填料纤维时，直径在上述范围内的空心纤维具有有利的属性如强度和弹性。
可使用各种已知方法中的一种或多种来获得本文所述范围内的独特的纤维直径和/或百分空心度。例如，独特的纤维直径可通过在喷丝头、喷丝板或模体中采用不同尺寸的出孔或出口获得。本领域也熟知多种产生空心纤维的方法，例如通过使用多个弧形出口狭缝，由此，挤出后纤维材料的膨胀将使熔融纤维材料形成具有空心部分的纤维。一般来说，能通过喷丝头、喷丝板或模体中的一个或多个弧形孔或出口挤出的任何材料(如聚合材料)均可用来形成空心纤维。
填料纤维可具有比下面将详细讨论的粘合纤维的至少一种组分的熔点高的熔点。通常，填料纤维的熔点为约120℃到约350℃。例如，填料纤维的熔点可为约130℃到约300℃。或者，填料纤维的熔点可为约145℃到约270℃。本文中用到的术语“熔点”指聚合物的结晶部分熔融的温度。确定材料的熔点、玻璃化转变温度和结晶度的一种方法是采用差示扫描量热法(DSC)。通常，熔点在吸热熔融峰出现的位置处记录。聚合物也可具有一个以上的熔融峰，特别是在聚合物共混物中。
测定熔点及其他熔体参数的适宜的差示扫描量热计可例如为THERMAL ANALYST 2910差示扫描量热计，其外配有液氮冷却附件和THERMAL ANALYST 2000(版本8.10)分析软件程序，其二者均可自T.A.Instruments Inc.(New Castle，DE)购得。或者可采用实质等同的DSC系统。
理想的是，所述填料纤维含至少一种聚合材料。可使用各种聚合材料来形成填料纤维，只要所选的聚合材料能形成具有上述范围内的百分空心度的纤维即可。
填料纤维适宜为熔点比粘合纤维的至少一种组分的熔点高的生物可降解脂族聚酯。在一些实施方案中，填料纤维为熔点比粘合纤维的皮组分的熔点高的生物可降解脂族聚酯。可含在填料纤维中的各种生物可降解脂族聚酯包括例如聚酯酰胺、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸(PLA)、基于聚乳酸的三元共聚物、聚乙醇酸、聚碳酸亚烷基酯(如聚碳酸亚乙酯)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)、其均聚物和共聚物、其组合等。填料纤维可含聚乳酸(PLA)。总的来说，术语“聚乳酸”涉及乳酸的均聚物如聚(L-乳酸)、聚(D-乳酸)和聚(DL-乳酸)以及含乳酸作为主要组分和小比例的可共聚的共聚单体如3-羟基丁酸酯、己内酯、乙醇酸等的乳酸共聚物。
聚乳酸通常通过乳酸或丙交酯的聚合制备。因此，本文中用到的术语“聚乳酸”意指通过乳酸或丙交酯的聚合制得的聚合物。任何已知的聚合方法如缩聚或开环聚合均可用来聚合乳酸。例如在缩聚法中，L-乳酸、D-乳酸或其混合物直接进行脱氢-缩聚。在开环聚合法中，为乳酸的环状二聚物的丙交酯在聚合调节剂和催化剂的帮助下进行聚合。所述丙交酯可包括L-丙交酯、D-丙交酯和DL-丙交酯(也称内消旋丙交酯、L-乳酸与D-乳酸的缩合物)。各前述丙交酯(即L-丙交酯、D-丙交酯和DL-丙交酯)为二聚物；也就是说，其由两个乳酸单元组成。由于其手性中心，故乳酸具有两种不同的立体化学异构体R异构体和S异构体构型。D-乳酸含两种R异构体，L-乳酸含两种S异构体，内消旋乳酸含R异构体和S异构体。如果必要，可将各种异构体混合并聚合以获得具有所需组成和结晶度的聚乳酸，这将在下面详细描述。也可采用少量扩链剂(如下面描述的二异氰酸酯化合物、环氧化合物或酸酐)以增大聚乳酸的分子量。聚乳酸的重均分子量适宜在约60,000到1,000,000范围内。
如上面所提到的，乳酸和丙交酯已知为不对称分子；其具有两种光学异构体，分别称为左旋(后文中称“L”)对映体和右旋(后文中称“D”)对映体。因此，通过聚合特定的对映体或通过使用两种对映体的混合物，可制备出化学相似但性质不同的不同聚合物。特别是，已经发现，通过以这种方式改变聚乳酸聚合物的立体化学，可对例如聚合物的熔点、熔体流变学和结晶性实现控制。由于控制这类性质的能力，故可制备出具有所需熔体强度、力学性质、柔软性和加工性质的热塑性组合物和单组分或多组分纤维。特别是，由于控制这类性质的能力，故可形成具有上述熔点范围的空心纤维以用作填料纤维。
可用来形成填料纤维的适宜的生物可降解脂族聚酯的实例包括

(聚乳酸聚合物；可从Biomer，Inc.，Krailling，Germany买到)、

PLA树脂(聚乳酸聚合物；可从

LLC，Minneapolis，MN买到)、

(聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物；可从位于E.I.DuPont de Nemours，Wilmington，DE买到)和

(聚酯酰胺聚合物，可从Bayer AG，Leverkusen，Germany买到)。
可用来形成填料纤维的其他基于聚合物的纤维材料包括例如半可持续性(semisustainable)聚合物纤维如

(对苯二甲酸1，3-丙二醇酯；可从E.I.DuPont de Nemours，Wilmington，DE买到)、不可生物降解的纤维如

(聚对苯二甲酸丙二酯；可从ShellChemicals，Houston，TX买到)、芳族聚酰胺如

(可从E.I.DuPont de Nemours，Wilmington，DE买到)、

(可从TeijinTwaron BV，Netherlands买到)、和基于尼龙6及尼龙6，6的纤维(可从各种来源买到)。
可用来形成填料纤维的其他人造纤维包括低级烷基纤维素酯如乙酸丁酸纤维素(CAB)、乙酸丙酸纤维素(CAP)和三乙酸纤维素，以及基于木浆的纤维素如人造丝、莱塞尔纤维(Lyocell)和天丝纤维(Tencell)(可从多种来源买到)。如果适宜，也可使用天然纤维如基于植物或动物的纤维，如苎麻、洋麻、大麻、菠萝、竹等。
在一个实施方案中，所述填料纤维含聚乳酸(PLA)聚合物。如上面所提到的，PLA聚合物和/或基于PLA的均聚物和共聚物通常包括聚(D-乳酸)对映体、聚(L-乳酸)对映体或聚(DL-乳酸)外消旋混合物。本发明的PLA聚合物通常主要由聚(L-乳酸)对映体组成，但也可存在各种量的聚(D-乳酸)对映体。聚(D-乳酸)对映体具有改变了的甲基构象(立构规整度)，其造成聚合物晶格中的中断。因此，熔点随聚乳酸聚合物中聚(D-乳酸)对映体浓度的增高而降低。
对映体纯PLA聚合物如纯聚(L-乳酸)的熔点约为173℃。较低对映体纯度的PLA通常将具有较低的熔点。例如，含约1.3％到约2.0％(按重量计)的D对映体的聚(L-乳酸)的熔点通常在约160℃到约170℃范围内。外消旋聚乳酸(即含约相等分数的无规分布L和D对映体的PLA)通常或为无定形的或为半结晶的，熔点通常为约130℃到约140℃。测定D:L对映体比率的一种方法是使用如下所述的液相色谱。熔点可根据D-乳酸浓度按例如Huang，Runt等，Macromolecules1998，31，2593-2599和Baratian，Runt等，Macromolecules 2001，34，4857-4864中描述的方法预测。相反，PLA聚合物的D:L组成可根据其熔点来估算。
或者，PLA立体络合物为大约等量的聚(D-乳酸)与聚(L-乳酸)的共混物，其熔点通常在约220℃到约230℃范围内；比其D:L组成所预期的要高。这类聚丙交酯立体络合物和合成方法见述于授予Murdoch等的美国专利4,719,246、授予Murdoch等的美国专利4,766,182、授予Murdoch等的美国专利4,800,219、授予Loomis等的美国专利4,902,515A、授予Loomis等的美国专利4,981,696A和授予Spinu等的美国专利5,317,064A。
当填料纤维含PLA聚合物时，聚(D-乳酸)对映体和聚(L-乳酸)对映体的量适宜使填料纤维的熔点在约120℃到约350℃范围内。填料纤维可含对映体纯PLA。在其他实施方案中，填料纤维所含的PLA中可含约0.1％到约3.0％(重量％)的聚(D-乳酸)对映体。或者，填料纤维所含的聚乳酸中可含约1.0％到约2.0％(重量％)的聚(D-乳酸)对映体。适用于填料纤维中的聚乳酸聚合物的实例包括Nature Works

PLA 6201D和Biomer L9000。或者，填料纤维中可含由PLA立体络合物制成的纤维。
虽然填料纤维通常实质包含如上面所描述的那些聚合材料，但填料纤维不限于此而是可含不会不利地影响填料纤维的所需性质的其他材料。可用作其他材料的示例性材料包括例如其他聚合物、颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、流动促进剂、固体溶剂、颗粒等。如果填料纤维中含了这类其他材料，则通常需要这类其他材料的用量优选低于约50％重量，更优选低于约25％重量，适宜低于约10％重量，其中所有重量百分数均基于填料纤维的总重量计算。
除此之外或者作为替代，适用于填料纤维中的聚合物可按本领域技术人员熟知的各种方法改性。例如，聚合物可经纤维油剂改性以除去和/或减少机械加工过程中静电的存在和/或纤维的聚集。如本领域所知的，纤维油剂通常在纤维生产工艺过程中分两步施用。常规的两步法包括施加纺丝油剂(其通常含抗静电剂和润滑剂)和牵伸油剂(其通常含亲水组分和润滑剂)。施加纺丝油剂和牵伸油剂的方法包括例如使用给油辊、喷涂、浸渍等。如果存在，纤维油剂通常以约0.2％(占填料纤维的重量％)的浓度含在填料纤维中。在该量的纤维油剂中，纺丝油剂通常低于约0.1％(占纤维油剂的重量％)，牵伸油剂通常高于约0.2％(占纤维油剂的重量％)。含纤维油剂的填料纤维是本领域熟知的，且纤维油剂可从多种来源购得。此外，在卫生相关的应用(如尿布、揩布和/或女性护垫)中，聚乳酸纤维可通过亲水处理来改性以增强纤维的液体吸入性。
II.粘合纤维 除填料纤维外，所述非织造织物还含粘合纤维。一般来说，粘合纤维为多组分纤维。总的来说，本文中用到的术语“多组分纤维”指自至少两种不同的聚合物形成的纤维，所述至少两种不同的聚合物自单独的挤出机中挤出但被纺于一起形成一种纤维。多组分纤维有时也称组合纤维或双组分纤维。构成多组分纤维的两种或更多种聚合物在多组分纤维的横截面上布置在基本恒定地布置的独特区域中并沿多组分纤维的长度连续延伸。这类多组分纤维的构造可为例如皮-芯型，其中一种聚合物被另一种所包围，或可为并列型、饼型(piearrangement)或“海-岛”型。
生产多组分纤维的方法是众所周知的，故而不需要在这里给予详细描述。要形成多组分纤维时，通常，至少两种聚合物被单独挤出并进给到聚合物分配系统中，在聚合物分配系统中，聚合物被引入扇形(segmented)的喷丝板中。聚合物沿单独的路径行进到纤维喷丝头处并在喷丝孔中合并，喷丝孔包含至少两个同心的圆孔而提供皮-芯型纤维或包含沿直径分成至少两部分的圆形喷丝孔以提供并列型纤维。合并的聚合物长丝然后被冷却、固化并通常通过机械辊系统牵伸成中间长丝直径而收集。随后，长丝可在低于其软化温度的温度下“冷牵伸”至所需的最终纤维直径并卷曲或使其变形和切成所需的纤维长度。多组分纤维可被切成较短的长度，如长度通常在约25到约50毫米范围内的短纤维和还要短、长度通常小于约18毫米的短切纤维。参见例如授予Strack等的美国专利5,336,552，其通过全文引用结合到本文中。
所述非织造纤网包含约20％(占非织造纤维的重量％)到约90％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维。例如，所述非织造纤网可包含高于约25％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维、高于约35％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维、高于约75％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维、或高于约85％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维。在一些实施方案中，所述非织造纤网包含约30％(占非织造纤网的重量％)到约70％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维。例如，所述非织造纤网可包含高于约40％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维、高于约50％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维、或高于约60％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维。或者，所述非织造纤网包含约40％(占非织造纤网的重量％)到约60％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维。例如，所述非织造纤网可包含高于约45％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维、或高于约55％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维。
粘合纤维含皮组分和芯组分。皮组分通常在粘合纤维的至少一部分上提供裸露的表面，其将允许粘合纤维与其他纤维的热粘结，所述其他纤维可与粘合纤维相同或不同(例如填料纤维)。因此，粘合纤维可然后被用来形成热粘结的纤维性非织造结构如本发明的非织造纤网。
芯组分通常为粘合纤维以及因此包含所述粘合纤维的任何非织造纤网结构提供强度和/或刚性。为粘合纤维提供的这类强度和/或刚性通常通过使芯组分的热熔温度高于下面将进一步详细讨论的皮组分的热熔温度获得。由于皮和芯组分熔点的差异，当粘合纤维经受通常高于皮组分的熔点但低于芯组分的熔点的适宜温度时，皮组分将熔融而芯组分通常将保持其刚性形式。
虽然皮和芯组分的熔点通常不像两温度间的相对关系那么关键，但通常需要壳和芯组分的熔点在最有用的应用中通常遇到的范围内。因此，通常需要皮和芯组分的熔点各优选介于约25℃和约350℃之间、更优选介于约40℃和约300℃之间、还更优选介于约45℃和约275℃之间。
粘合纤维的“皮”组分必须至少部分在粘合纤维的表面裸露。举例来说，皮组分和芯组分可以皮-芯构造取向(也参见例如图2A和2B)。或者，粘合纤维可具有并列构造，其中，皮组分位于纤维的一侧而芯组分位于纤维的另一侧。在另一实施方案中，粘合纤维可具有复杂的几何形状，其中，皮组分至少部分裸露。
粘合纤维中组分的相对量可通过计算纤维总的横截面积和包含皮组分和芯组分的总横截面积的百分数确定。现在看图2A，其中示意了粘合纤维4。本发明的多组分粘合纤维通常是细长的并具有横截面积(2B)。如纤维4的剖开部分中所示，粘合纤维含组分C1和组分C2。虽然组分C1和组分C2示意为皮-芯构造，但实际情况不必一定如此。此外，虽然组分C2示意为偏离纤维的中心，但其也可正好或实质正好位于纤维的中心。
与填料纤维的空心度相似，粘合纤维中皮组分和芯组分的相对量可使用例如总的纤维横截面的直径和/或半径和组分部分的直径和/或半径通过视觉测定(如使用显微镜或装配了标尺的其他成像装置)。
理想的是，粘合纤维包含约10％(占横截面积的％)到约70％(占横截面积的％)的皮组分。例如，粘合纤维可包含至少约25％(占横截面积的％)的皮组分、至少约40％(占横截面积的％)的皮组分、或至少约60％(占横截面积的％)的皮组分。在一些实施方案中，粘合纤维包含约30％(占横截面积的％)到约60％(占横截面积的％)的皮组分。例如，粘合纤维可包含至少约35％(占横截面积的％)的皮组分、至少约45％(占横截面积的％)的皮组分、或至少约55％(占横截面积的％)的皮组分。或者，粘合纤维包含约45％(占横截面积的％)到约55％(占横截面积的％)的皮组分。例如，粘合纤维可包含至少约48％(占横截面积的％)的皮组分、或至少约52％(占横截面积的％)的皮组分。
理想的是，粘合纤维包含约30％(占横截面积的％)到约90％(占横截面积的％)的芯组分。例如，粘合纤维可包含至少约40％(占横截面积的％)的芯组分、至少约60％(占横截面积的％)的芯组分、或至少约80％(占横截面积的％)的芯组分。在一些实施方案中，粘合纤维包含约40％(占横截面积的％)到约70％(占横截面积的％)的芯组分。例如，粘合纤维可包含至少约45％(占横截面积的％)的芯组分、至少约55％(占横截面积的％)的芯组分、或至少约65％(占横截面积的％)的芯组分。或者，粘合纤维包含约45％(占横截面积的％)到约55％(占横截面积的％)的芯组分。例如，粘合纤维可包含至少约48％(占横截面积的％)的芯组分、至少约50％(占横截面积的％)的芯组分、或至少约52％(占横截面积的％)的芯组分。
A.皮组分 如上面所提到的，粘合纤维可含熔点比粘合纤维的芯组分的熔点低的皮组分。皮组分的熔点适宜为约50℃到约260℃。例如，皮组分的熔点可为约80℃到约200℃。或者，皮组分的熔点可为约90℃到约180℃。
皮组分的熔点通常比芯组分的熔点低至少约10℃。例如，皮组分的熔点可比芯组分的熔点低至少约20℃。或者，皮组分的熔点可比芯组分的熔点低至少约30℃。再或者，皮组分的熔点可比芯组分的熔点低至少约40℃。再或者，皮组分的熔点可比芯组分的熔点低至少约50℃。
皮组分的熔点也通常比填料纤维的熔点低至少约10℃。例如，皮组分的熔点可比填料纤维的熔点低至少约20℃。或者，皮组分的熔点可比填料纤维的熔点低至少约30℃。再或者，皮组分的熔点可比填料纤维的熔点低至少约40℃。再或者，皮组分的熔点可比填料纤维的熔点低至少约50℃。
皮组分通常含至少一种聚合材料。皮组分适宜为熔点比芯组分的熔点低的生物可降解脂族聚酯。皮组分中的生物可降解脂族聚酯的熔点也可比填料纤维的低。皮组分中可含的各种生物可降解脂族聚酯包括例如具有至少5个碳原子的重复单元的脂族聚酯(如聚羟基戊酸酯、聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物和聚己内酯)和基于琥珀酸酯的脂族聚合物(如聚琥珀酸丁二醇酯、聚琥珀酸/己二酸丁二醇酯和聚琥珀酸乙二醇酯)。更具体的实例可包括聚草酸乙二醇酯、聚丙二酸乙二醇酯、聚琥珀酸乙二醇酯、聚草酸丙二醇酯、聚丙二酸丙二醇酯、聚琥珀酸丙二醇酯、聚草酸丁二醇酯、聚丙二酸丁二醇酯、聚琥珀酸丁二醇酯、聚癸二酸乙二醇酯和聚十三烷二酸乙二醇酯及这些化合物与二异氰酸酯或丙交酯的共聚物。在这些化合物中，通常优选聚琥珀酸丁二醇酯及其共聚物。
示例性脂族聚酯通常通过多元醇与脂族二羧酸或其酸酐的缩聚合成。所述多元醇可为取代或未取代、直链或支链的多元醇，其选自含2到约8个碳原子的多元醇、含2到8个碳原子的聚亚烷基醚二醇和含约4到约12个碳原子的环脂族二醇。取代的多元醇通常含1到约4个独立选自卤素、C6-C10芳基和C1-C4烷氧基的取代基。可使用的多元醇的实例包括但不限于乙二醇、二甘醇、丙二醇、1，3-丙二醇、2，2-二甲基-1，3-丙二醇、1，3-丁二醇、1，4-丁二醇、1，5-戊二醇、1，6-己二醇、聚乙二醇、二甘醇、2，2，4-三甲基-1，6-己二醇、硫代双乙醇、1，3-环己烷二甲醇、1，4-环己烷二甲醇、2，2，4，4-四甲基-1.3-环丁二醇、三甘醇和四甘醇。优选的多元醇包括1，4-丁二醇、1，3-丙二醇、乙二醇、1，6-己二醇、二甘醇、1，4-环己烷二甲醇等。可使用的代表性的脂族二羧酸包括取代或未取代、直链或支链的非芳族二羧酸，其选自含2到约12个碳原子的脂族二羧酸和含约5到约10个碳原子的环脂族二羧酸。取代的非芳族二羧酸通常含1到约4个独立选自卤素、C6-C10芳基和C1-C4烷氧基的取代基。脂族和环脂族二羧酸的非限制性实例包括丙二酸、琥珀酸、戊二酸、己二酸、庚二酸、壬二酸、癸二酸、富马酸、2，2-二甲基戊二酸、辛二酸、1，3-环戊烷二甲酸、1，4-环己烷二甲酸、1，3-环己烷二甲酸、二羟乙酸、衣康酸、马来酸和2，5-降莰烷二甲酸。聚合通常通过催化剂如基于钛的催化剂(例如钛酸四异丙酯、四异丙氧基钛、二丁氧基二乙酰乙酰氧基钛或钛酸四丁酯)催化。
如果需要，可使二异氰酸酯扩链剂与脂族聚酯预聚物反应来提高其分子量。代表性的二异氰酸酯可包括甲苯2，4-二异氰酸酯、甲苯2，6-二异氰酸酯、2，4’-二苯基甲烷二异氰酸酯、萘-1，5-二异氰酸酯、苯二甲基二异氰酸酯、六亚甲基二异氰酸酯(“HMDI”)、异佛尔酮二异氰酸酯和亚甲基双(2-异氰酸基环己烷)。也可采用官能度不低于三的含异氰脲酸酯和/或联二脲基团的三官能异氰酸酯化合物或用三-或多异氰酸酯部分取代二异氰酸酯化合物。优选的二异氰酸酯为六亚甲基二异氰酸酯。扩链剂的用量通常占聚合物总重量的约0.3到约3.5％重量，在一些实施方案中，占约0.5到约2.5％重量。
皮组分中所含的脂族聚酯可或为线形聚合物或为长链支化聚合物。长链支化聚合物通常用低分子量支化剂如多元醇、多羧酸、羟基酸等制备。可用作支化剂的代表性低分子量多元醇包括甘油、三羟甲基丙烷、三羟甲基乙烷、聚醚三醇、甘油、1，2，4-丁三醇、季戊四醇、1，2，6-己三醇、山梨醇、1，1，4，4-四(羟甲基)环己烷、三(2-羟乙基)异氰脲酸酯和双季戊四醇。可用作支化剂的代表性较高分子量多元醇(分子量400到3,000)包括通过用多元醇引发剂缩合含2到3个碳原子的氧化烯如氧化乙烯和氧化丙烯衍生得到的三元醇。可用作支化剂的代表性多羧酸包括苯连三酸、偏苯三酸(1，2，4-苯三甲酸)和酸酐、均苯三酸(1，3，5-苯三甲酸)、均苯四酸和酸酐、苯四甲酸、二苯甲酮四甲酸、1，1，2，2-乙烷-四甲酸、1，1，2-乙烷三甲酸、1，3，5-戊烷三甲酸和1，2，3，4-环戊烷四甲酸。可用作支化剂的代表性羟基酸包括苹果酸、柠檬酸、酒石酸、3-羟基戊二酸、粘酸、三羟基戊二酸、4-羧基邻苯二甲酸酐、羟基间苯二甲酸、和4-(β-羟乙基)邻苯二甲酸。这类羟基酸含3个或更多个羟基和羧基的组合。特别优选的支化剂包括偏苯三酸、均苯三酸、季戊四醇、三羟甲基丙烷和1，2，4-丁三醇。
皮组分中也可含聚己内酯聚合物。聚己内酯聚合物通常通过ε-己内酯的聚合制备，ε-己内酯为以其反应性为特征的七元环化合物。断裂通常发生在羰基处。较高分子量的聚己内酯可在多种催化剂的作用下制备，所述催化剂包括例如烷基铝，有机金属组合物如IA、IIA、IIB或IIIA族金属烷基化合物，格利雅试剂，II族金属二烷基化合物，钙或其他金属氨基化合物(amide)或烷基氨基化合物，碱土金属六氨合物、碱性氧化物和乙腈，三烷氧基铝，碱土金属铝或硼氢化物，碱金属或碱土金属氢化物或单单碱金属。聚己内酯的制备中也可使用引发剂如形成端基的脂族二醇。可能适用于皮组分中的聚己内酯聚合物的实例包括可从Dow Chemical Company，Midland，MI购得的多种聚己内酯聚合物如TONETM P767E和TONETM P787。
在一个实施方案中，所述皮组分含聚乳酸聚合物。在另一实施方案中，填料纤维和粘合纤维的皮组分各含聚乳酸聚合物。在另一实施方案中，填料纤维、粘合纤维的皮组分和粘合纤维的芯组分各含聚乳酸聚合物。如上面详细描述的，聚乳酸通常指乳酸的均聚物如聚(L-乳酸)、聚(D-乳酸)和聚(DL-乳酸)以及含乳酸作为主要组分和小比例的可共聚的共聚单体如3-羟基丁酸酯、己内酯、乙醇酸等的乳酸共聚物。
在本发明中，当粘合纤维的皮组分和芯组分各含聚乳酸聚合物时，需要皮组分中聚(D-乳酸)对映体的量比芯组分中聚(D-乳酸)对映体的量高。如上面所提到的，这是因为L:D比率通常决定聚合物固有结晶性的极限，固有结晶性的极限又通常决定聚合物的熔点。聚乳酸聚合物的结晶度基于的是聚合物骨架的规整性及其与其自身或其他链的形状相似链段排列成一直线的能力。即便较小量如约1.5到约12％重量的聚(D-乳酸)对映体(或乳酸或丙交酯的)与聚(L-乳酸)对映体(或乳酸或丙交酯的)共聚，聚合物骨架的形状通常也变得足够的不规整而不能排列和取向为与纯L-对映体聚合物的其他骨架链段成一直线。因此，皮组分中包含更多D-对映体的聚乳酸聚合物其结晶性将比芯组分中聚乳酸聚合物的低而将具有较低的熔点。
当皮组分含聚乳酸聚合物时，聚(D-乳酸)和聚(L-乳酸)对映体的量适宜为优选使皮组分的熔点为约50℃到约260℃。优选皮组分所含的聚乳酸聚合物中含约3％(重量％)到约10％(重量％)的聚(D-乳酸)对映体。更优选皮组分所含的聚乳酸聚合物中含约3％(重量％)到约7％(重量％)的聚(D-乳酸)对映体。适用于皮组分中的聚乳酸聚合物的实例包括

PLA 6350D和6301D，其熔点分别为约150℃和132℃。
虽然皮组分通常实质包含聚合材料例如上面所描述的那些，但皮组分不限于此而是可含不会不利地影响皮组分的所需性质的其他材料。可用作其他组分的示例性材料包括例如其他聚合物、颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、流动促进剂、固体溶剂、颗粒、和添加以增强皮组分的加工性的材料。如果皮组分中含了这类其他材料，则通常需要这类其他材料的用量优选低于约50％重量，更优选低于约25％重量，适宜低于约10％重量，其中所有重量百分数均基于皮组分的总重量计算。
举例来说，皮组分可经纤维油剂改性以除去和/或减少机械加工过程中静电的存在和/或纤维的聚集，这在上面有详细描述。此外，在卫生相关的应用(如尿布、揩布和/或女性护垫)中，皮组分可通过亲水处理来改性以增强纤维的液体吸入性，这也在上面有详细描述。
再举一例来说，皮组分也可任选经一种或多种其他聚合物改性以改善皮组分的各种性质。例如，皮组分可还含聚乙二醇或其他多元醇以降低熔融时皮组分的熔体粘度。当纤网被加热到皮组分的熔点时，皮将开始沿较高熔点的(即未熔融的)芯组分流动。在一种多组分粘合纤维与另一种多组分粘合纤维接触的位置处，各纤维熔融的皮组分将结合成统一的结构，该结构在物理接触点处固定住两种纤维而形成纤维网络。在这些物理接触点处，熔融的聚合物可能有固定化并因多根纤维邻近而形成弯月面的倾向。这些弯月面然后在纤维交叉点处固化为“小滴”或滴。使用聚乙二醇或其他多元醇降低皮组分的熔体粘度可改进纤维-纤维粘合的质量并可几乎完全防止固定化和/或弯月面的形成。
在一个实施方案中，皮组分还含平均分子量约2,000到约10,000的聚乙二醇。聚乙二醇分子量的选择通常基于优化降粘和相相容及易于通过常规纤维纺丝法挤出的需要。在特别优选的实施方案中，皮组分还含平均分子量约3,400的聚乙二醇。适宜的聚乙二醇的实例包括

(可从Dow Chemical Co.，Midland，MI买到)和

(可从Noveon，Inc.，Cleveland，OH买到)。
也可任选向皮组分中加入其他熔体降粘剂和/或粘合剂。例如，可向皮组分中加入低熔点共聚酯和共聚酰胺如

D-15734E和

D-1299A(可从EMS Griltex，Sumter，SC买到)。也可向皮组分中加入热塑性共聚酯弹性体如

(可从E.I.DuPont deNumours，Wilmington，DE买到)、

(可从Celanese Corp.，Dallas，TX买到)和

(可从荷兰DSM买到)。也可向皮组分中加入热熔粘合剂(包括脂族共聚酯)作为共混剂，例如可从Bostik Findley，Inc.(Middletown，MA)以名称PE75、PE85和PE103买到的那些。
B.芯组分 如上面所提到的，粘合纤维也含熔点比皮组分的熔点高的芯组分。芯组分的熔点适宜为约120℃到约350℃。例如，芯组分的熔点可为约130℃到约300℃。或者，芯组分的熔点可为约145℃到约270℃。
芯组分通常含至少一种聚合材料。芯组分适宜为熔点比皮组分的熔点高的生物可降解脂族聚酯。一般来说，用于芯组分中的生物可降解脂族聚酯可选自与适用于填料纤维中的那些相同的生物可降解脂族聚酯。例如，可含在芯组分中的适宜的生物可降解脂族聚酯包括聚酯酰胺、改性聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚乳酸(PLA)、基于聚乳酸的三元共聚物、聚乙醇酸、聚碳酸亚烷基酯(如聚碳酸亚乙酯)、聚羟基链烷酸酯(PHA)、聚羟基丁酸酯(PHB)、聚羟基戊酸酯(PHV)、聚羟基丁酸酯-羟基戊酸酯共聚物(PHBV)、其均聚物和共聚物、其组合等。这些脂族聚酯可如上面详细描述的来合成。
在一个实施方案中，芯组分含聚乳酸聚合物。适用于芯组分中的聚乳酸聚合物的实例包括

PLA6201D和6202D，其熔点分别为约164℃和160℃。
在本发明中，当粘合纤维的皮组分和芯组分各含聚乳酸聚合物时，需要芯组分中聚(D-乳酸)对映体的量比第一皮化合物中聚(D-乳酸)对映体的量低。如前面详细讨论的，聚乳酸L:D对映体的比率通常决定聚合物固有结晶性的极限，固有结晶性的极限又通常决定聚合物的熔点。
当芯组分含聚乳酸聚合物时，聚(D-乳酸)和聚(L-乳酸)对映体的量适宜为优选使芯组分的熔点为约120℃到约350℃。优选芯组分所含的聚乳酸聚合物中含约1.0％(重量％)到约2.5％(重量％)的聚(D-乳酸)对映体。更优选芯组分所含的聚乳酸聚合物中含约1.3％(重量％)到约2.0％(重量％)的聚(D-乳酸)异构体。聚(D-乳酸)对映体含量为约1.3％(重量％)到约2.0％(重量％)的聚乳酸聚合物的熔点通常为约160℃到约170℃。适用于芯组分中的聚乳酸聚合物的实例包括Nature Works

PLA 6201D。
虽然芯组分通常实质包含聚合材料例如上面所描述的那些，但芯组分不限于此而是可含不会不利地影响芯组分的所需性质的其他材料。可用作其他组分的示例性材料包括例如其他聚合物、颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、流动促进剂、固体溶剂、颗粒、和添加以增强芯组分的加工性的材料。如果芯组分中含了这类其他材料，则通常需要这类其他材料的用量优选低于约50％重量，更优选低于约25％重量，适宜低于约10％重量，其中所有重量百分数均基于芯组分的总重量计算。
III.生产非织造纤网的方法 使用上述各种纤维(及其组分和量)通过形成非织造纤网的工艺可得到非常蓬松和弹性的材料。生产非织造纤网的适宜工艺是本领域熟知的，包括例如气流成网、纺粘和粘合梳理纤网形成工艺。
粘合梳理纤网工艺通常指的是自短纤维制成的纤网。短纤维被送经精梳或梳理单元，精梳或梳理单元分离或分开短纤维并使短纤维按纵向排列形成通常纵向取向的纤维性非织造纤网。这类纤维通常以大包购买，在送至梳理单元之前，购得的大包被置于开棉机/混棉机或清棉机中，所述开棉机/混棉机或清棉机将纤维分开。
自前述聚合物形成的纤维可为短纤维(如气流成网和粘合和梳理工艺中所用的)或较长更连续的纤维(如纺粘工艺中所形成的)。典型的纤维长度在约6毫米到约74毫米之间，更优选约18毫米到约64毫米之间，最优选约25毫米到约51毫米之间。也可使用此范围外的长度。举例来说，气流成网通常使用长度在约6到约19毫米范围内的纤维。
为获得本发明的非织造纤网的蓬松结构，可能需要卷曲纤维。卷曲可通过机械方式或化学方式赋予而形成之字形或锯齿形和螺旋形或螺线形的卷曲纤维。
生产非织造纤网的第一步是按所需重量比集中纤维并共混。然后使纤维经历开棉工艺，开棉工艺打开紧密聚集的纤维并将两种或更多种不同类型的纤维共混。此开棉工艺由通过使用清棉机分离纤维的机器构成。这些共混纤维然后被分配进称为棉絮的平层中。所述纤维棉絮被进给到梳理或精梳工艺中，梳理或精梳工艺分离纤维并使纤维纵向取向。梳理机为大转鼓并带有齿以梳理纤维。然后将梳理纤维从梳理机上剥下并释放为连续的片材，该连续的片材由成型带输送。
纤网形成后即用若干已知粘合方法中的一种或多种粘合。一种这样的粘合方法是粉末粘合剂粘合，其中粉末粘合剂被分配到纤网中并然后通常通过用热空气加热纤网和粘合剂而活化。另一种适合的粘合方法为按图案粘合，其中用热压辊或超声粘合设备将纤维通常以局部化的粘合图案粘合在一起，尽管如果需要，纤网可在其整个表面上都被粘合。另一种适宜并熟知的粘合方法是热风粘合，特别是当使用组合短纤维时。其他方法包括水刺缠结和热轧粘合。要产生涌出材料所需的蓬松结构，热风粘合通常是优选的方法。热风粘合涉及使纤网经受热空气流，热空气流将穿透纤网。该空气应足够热以软化或熔融粘合纤维的皮组分而使粘合纤维的芯组分保持完好。所需的空气温度将取决于所用材料的类型和量。例如，所述温度应不高到使填料纤维和/或粘合纤维的芯组分熔融。此外，如果组合物含小量粘合纤维，则可能需要较高的温度以确保适当的粘合。热风粘合所用的典型温度在约120℃到170℃(248℉到338℉)范围内。
所得的纤维性非织造纤网通常为所选类型纤维的均匀单层共混物。但也可形成多层结构，如果其满足本发明给出的参数的话。形成多层非织造纤网的方法是本领域熟知的。
本发明的非织造纤网适宜用作吸收性制品中的涌出控制层，所述吸收性制品包括一次性吸收制品如尿布、成人失禁产品和床垫；月经期设备如卫生巾和棉塞；和其他吸收性制品如揩布、围嘴、绷带和外科手术带或单。
试验程序 8L:D聚乳酸立体异构体比率 可使用高压液相色谱(HPLC)程序来测定固体聚(乳酸)中D-对映体和L-对映体乳酸的浓度精确至0.1％D-对映体乳酸。一种方法是使用带手性青霉胺分析柱和二极管阵列或设置在238纳米(nm)下的可变波长检测器的HPLC。样品制备中通常使用HPLC级水。
首先，通过溶解0.2g(±0.1g)D-L乳酸浆(含约等量各异构体的85％的水溶液)于100ml水中制备系统合适性标准样。接着在100ml容量瓶中溶解2.2g(±0.1g)L-乳酸晶体(可从Fluka Inc.买到，结晶度高于99％)和0.06g(±0.1g)D-L乳酸浆(85％的水溶液)。
试验样品通过在回流烧瓶中合并2.20g(±0.05g)固体树脂样品与1.40g(±0.02g)试剂级氢氧化钠(NaOH)和50-70ml水并回流直至全部聚合物均被消耗掉而制备，此过程通常花约3小时。回流完成后冲洗并拆下冷凝器，让烧瓶冷却至室温。测定溶液的pH并用硫酸(H2SO4)调节pH至4-7。然后将调节后的溶液转移至100ml容量瓶中，用水彻底冲洗，用水稀释至100ml并混合。如果样品制剂是混浊的，则可通过针头过滤器如Gelman Acrodisk CR(0.45微米PTFE)或等价物过滤。
实验方法从向系统中注入合适性标准样开始以确保系统平衡。质量控制标准应在每个序列开始和结束时以及每注入五个样品制剂后注入。准备好后注入样品制剂。序列结束时注入系统合适性标准样。分析完全部样品后，用清洗用流动相以0.2-0.5毫升每分钟洗涤柱子若干小时。
最终的计算基于HPLC所产生的峰的面积。大约的停留时间为D-异构体20-24分钟，L-异构体24-30分钟。分离度(R)为2乘[(RtL(+)-RtD(-)]/[(WL(+)/WD(-)]，其中W为基线处修正的峰宽(单位分钟)，Rt为停留时间(单位分钟)。理论板数(N)为16乘(Rt/W)2。D-乳酸的百分数按D-乳酸峰的面积除以L-乳酸和D-乳酸峰的总面积再乘以100计算。
纤维韧度 测定纤维韧度和纤维的其他性质的一种方法是采用如下张力试验程序。首先从短纤维中小心抽出各纤维试样(约10-15个)并分别置于黑色天鹅绒布上。然后将纤维试样以基本直的状态装在外部尺寸为51mm x 51mm、内部尺寸为25mm x 25mm的矩形纸框上。各纤维试样的末端可通过用胶带小心固定纤维末端于框的侧面上而有效连接到框上。然后可用已经正确校准并设置在放大40倍下的常规实验室显微镜测定各纤维试样的外部、较短、横向纤维直径。将此横向纤维直径记录为各纤维试样的直径。框有助于以避免过度损坏纤维试样的方式将样品纤维试样的末端装在定速伸长型张力试验仪的上和下夹钳中。
按此特定方法，张力试验采用定速伸长型张力试验仪和适宜的载荷传感器进行。载荷传感器选择为(例如10N)使试验值落在满刻度载荷的10-90％内。适宜的张力试验仪为MTS SYNERGY 200张力试验仪，此张力试验仪和适宜的载荷传感器可从MTS Systems Corporation(Eden Prairie，MN)买到。或者可采用实质等同的装置。然后将框架中的纤维试样装在张力试验仪的夹钳之间使纤维的末端有效地被张力试验仪的夹钳固定住。然后将沿平行于纤维长度的方向延伸的纸框侧面切开或以其他方式分开以便张力试验仪仅对纤维施加试验力。然后使纤维在12英寸/分钟的牵引速率和夹钳速度下经历牵拉试验。所得数据可用来自MTS Systems Corporation(Eden Prairie，MN)的 TESTWORKS 4软件程序分析，其设定值如下表1中所示。
表1
韧度值可用达因每旦尼尔或克力每旦尼尔表示。纤维伸长率可用峰值载荷下测得的百分伸长率(％伸长)表示。韧度试验的进行也为其他参数如峰值载荷、峰值能量、峰值载荷下的百分伸长率及旦尼尔的确定提供了数据。峰值载荷为试验过程中通过载荷传感器施加的纤维最终断裂时的最大拉力(单位克)。峰值载荷下的百分伸长率为与其初始长度(试验开始时)相比当在试验过程中施加最大拉力时纤维获得的应变或百分额外长度。
定量 要计算非织造纤网的定量，须切下直径3英寸(7.6cm)的圆形样品并用天平称重。以克为单位记录重量。用重量除以样品面积。测试五个样品，结果取平均。
材料的卡规厚度(厚度) 材料的卡规厚度是厚度的量度，其用

蓬松度测试仪在0.05psi(3.5g/cm2)下测定，单位为英寸。也可采用实质等同的装置。样品被切成4英寸乘4英寸(10.2cm乘10.2cm)的正方形，测试五个样品，结果取平均。
空隙体积 空隙体积可按cc空气体积/g非织造品计算。因此，其可通过例如从给定的非织造品体积中减去纯聚合物的体积再用此值除以非织造品的重量计算。
可压缩性 可压缩性是施加压力后非织造纤网返回其初始状态的能力的量度。测定可压缩性的一种方法使用数显指示器。也可采用实质等同的装置。按此方法测定施加0.2psi的压力、然后施加2.0psi的压力和再然后施加0.2psi的压力时样品的厚度。最终测定时的厚度与初始厚度的比率再乘以100得到的百分数即为百分蓬松度恢复。这对于其中产品可能受到使用者的几乎全部重量负荷的应用(例如婴儿尿布或成人失禁护理产品中)来说是一个特别重要的参数。
流体吸入和逆流评价(FIFE) 水平流体吸入和逆流评价(FIFE)确定制品的吸入潜力。FIFE通常需要通过向垂直靠在结构顶面上的圆柱中倒入限定量的0.9％的盐溶液来创造液体入侵并记录流体被结构吸入所花的时间。将待测试的样品放在底部为有机玻璃的178mm x 178mm方板上的114mm x 114mm方台平面上并将FIFE试验装置放在样品顶面上。FIFE试验装置由矩形(178mm x 178mm)有机玻璃板材构成，其上居中布置有一内径25mm的圆柱。板材上对应于圆柱有一个32mm的孔以便流体可从圆柱中通过其流到样品处。FIFE试验装置重0.36kg(0.8磅)。有机玻璃组件重360g且环形黄铜砝码被置于其上以施加0.2psi的压力。
吸入时间通常以秒记录。将样品切成4 x 4英寸(10.1 x 10.1cm)的拭子并插入

step 4尿布中作为防涌部件。然后使样品三次被液体入侵，每次用60mL液体，入侵速率为15ml/秒，由

Digi-Static batch/分配泵通过3mm ID的挠性橡胶管给予。
经皮水分丢失(TEWL) 皮肤水合值通过测定经皮水分丢失(TEWL)确定并可采用如下试验程序。
试验在成人前臂上进行。应对任何药剂加以审查以确保其对试验结果没有影响且受试者的前臂应无任何皮肤状况如皮疹或擦伤。试验前受试者应在温度约72℉(22℃)、湿度约40％的试验环境中休息15分钟，试验过程中应尽量不运动。受试者应穿上短袖衫，试验前约2小时内不洗澡或淋浴，并不要向前臂上抹任何香料、乳剂、粉体等。
测定用蒸发计如Cortex Technology，Textilvaenget 1 9560 HadsundDenmark经销的

仪器进行。
应对受试者的前臂读取基线读数且该读数应小于10g/m2/hr。各试验测定进行两分钟，TEWL值每秒读取一次(共读取120个TEWL值)。蒸发计EP1仪器的数字输出给出了蒸发去水速率(TEWL)，单位为g/m2/hr。
将分配管的末端置于中前臂上以进行试验。管的开口应对着目标加载区。将待试验的手制样品(无弹性或紧固体系)直接置于受试者前臂上管端的上方。产品可随受试材料的类型或可得到的材料而异，故应小心确保试验结果具有可比性。应将可拉伸的网(如可从ZensIndustrial Knit Products of Milwaukee，Wis.买到的)置于产品上以帮助将其固定在位。或者可用带子将样品密封在受试者的手臂上以最大限度地减小泄漏的可能性。
将四等份45mL约95℉(35℃)的相同生理盐水(可从VWRScientific Products(West Chester，PA)买到)以45秒的间隔时间以100密耳/分钟的速率由泵如

Digi-Static batch/分配泵传递给产品。60分钟后从受试者的前臂上取下产品并立即读取产品原来所在的皮肤上蒸发计的读数。
经皮水分损失值以一小时和基线值间的差值给出，单位g/m2/hr。
TEWL数据的统计显著性(例如置信水平95％)可通过向标准统计软件JMP4.0版(可从SAS Institute，Cary，NC买到)中输入来自各受试者和非织造纤网的数据确定。一种常规分析程序是用Tukey-KramerHSD法进行单因素均值比较分析(one way analysis ofmeans)。或者可采用用于计算统计显著性的其他实质等同的软件包和/或途径。
Lister试验(液体渗透时间(strike-through time)) Lister试验用来确定非织造织物试样的液体渗透时间。渗透时间为指定量的液体被吸收进非织造织物中所花的时间。一种适宜的试验程序是EDANA试验150.9-1(液体渗透时间试验)。按一种方法，将选定非织造织物材料的4英寸x 4英寸(10.2cm x 10.2cm)样品称重并置于ERT FF3型5-层滤纸(可从Hollingsworth and Vose Co.，EastWalpole，MA买到)的4英寸x4英寸(10.2cm x 10.2cm)组件上。然后将样品组件置于Lister试验仪下。适宜的Lister试验仪可从W.FritzMezger Inc.，Spartanburg，SC买到。试验采用渗透板并使之位于试验样品之上、Lister试验装置之下。向样品组件上加5mL 0.9％的盐水。Lister试验装置将自动测定吸收液体的时间(渗透时间)并显示。随后于20秒内将一个新的5-层吸墨纸组件快速置于非织造样品下方，并重复加5mL盐水的操作。在选定非织造样品上总共进行5次加5mL液体的操作并记录各个渗透时间。完成该5-步操作试验后再次对样品称重。对于给定的非织造织物样品，重复进行三次该5-步操作试验，并对15个结果取平均得到材料的渗透时间。
条拉伸试验测定非织造品纵向(MD)峰值载荷(拉伸强度) 本试验基于INDA标准试验IST110.5(95)和ASTM D5034-95 &ASTM D5035-95。当作为梳理纤网产生时非织造纤网移动进入的方向称为横向(CD)。将移动的非织造品收集为卷，与卷的CD相比，MD长度通常非常长。由于形成纤网的梳理纤维中纤维取向的总体方向，MD拉伸强度通常高于CD拉伸强度。用锐利模头切出MD方向长125mm、CD方向宽50mm的材料条。按此特定方法，张力试验采用定速伸长型张力试验仪和适宜的载荷传感器进行。载荷传感器选择为(例如100N)使试验值落在满刻度载荷的10-90％内。适宜的张力试验仪为MTS SYNERGY 200张力试验仪，此张力试验仪和适宜的载荷传感器可从MTS Systems Corporation(Eden Prairie，MN)买到。或者可采用实质等同的装置。然后将上述尺寸的非织造品试样装在张力试验仪的夹钳之间(25mm高、76mm长)使非织造品的末端有效地被张力试验仪的夹钳固定住。夹钳气压保持在约2.8kg力/CMQ以避免样品滑脱。将非织造条的较短侧(宽50mm)置于夹钳中。张力试验仪仅对试样施加试验力。然后使试样在12英寸/分钟(0.508cm/sec)的牵引速率和夹钳速度下经历牵引试验；标距、载荷极限和样品宽度分别指定为3英寸(7.62cm)、201bf(89N)和2英寸(5.08cm)。所得数据可用来自MTS Systems Corporation(Eden Prairie，MN)的TESTWORKS 4软件程序分析。其中，该试验以峰值载荷(克力)和峰值应变(％)形式给出结果。
虽然上面已详细描述了本发明，但很明显在不偏离附随的权利要求书中所限定的范围的情况下可出现改变和变体。此外，应理解本发明中的所有实施例均作为非限制性的实施例给出。
实施例1 在本实施例中，自聚乳酸双组分纤维和空心或实心聚乳酸填料纤维形成了六种非织造纤网。表2汇总了所用纤维的一些性质。获得表2中所给信息的试验方法已在上面详细描述。
表2
具体而言，粘合纤维B1为含约50％(重量％)皮组分和约50％(重量％)芯组分的双组分粘合纤维。粘合纤维的皮组分所含的聚乳酸聚合物中含约4-4.5％(重量％)的聚(D-乳酸)对映体(可以PLA树脂

6350D买到)。粘合纤维B1A含与粘合纤维B1相同的皮组分，但B1A在壳配方中还含约5％(重量％)的聚乙二醇作为熔体增强剂。粘合纤维B1和B1A的芯组分所含的聚乳酸聚合物含约1.3-1.5％(重量％)的聚(D-乳酸)对映体(可以PLA树脂

6201D买到)。粘合纤维C为来自ES Fibervision的含聚烯烃的市售双组分纤维ESC215。填料纤维C3为来自Lenzing Inc.的细旦再生纤维素TENCELTM纤维H25963。
填料纤维F1和F2含与粘合纤维B1和B1A中的芯组分相同的聚乳酸聚合物(即可以PLA树脂

6201D买到)，但填料纤维F1为实心纤维而填料纤维F2为空心纤维。填料纤维F2的横截面积中约23％(占横截面积的％)是空心的。
将聚乳酸粘合纤维和填料纤维按下表3中所示的重量比集中并共混。然后用常规粘合梳理纤网工艺和130℃-134℃(266℉-272℉)的热风粘合机自该纤维形成非织造纤网。
表3汇总了所产生的非织造纤网及所用的工艺条件 表3 *50mm宽、125mm长样品的纵向(MD)条拉伸试验 如表3中所示，可将基于PLA的纤维与基于聚烯烃的纤维和不熔化再生纤维素纤维混合来形成具有适宜拉伸强度的非织造纤网；即足够的拉伸强度以便以卷的形式收集非织造品、将其切割成条形卷并从条形卷将其应用于尿布中(参见例如非织造纤网#5和#6)。
测试按表2和3中所列参数生产的非织造纤网的各种物理性质并与两种对照组非织造纤网相比较。对照组(1)为77gsm的市售非织造纤网(7.6cm宽 x 21.6cm长)，其含聚乙烯/聚丙烯双组分粘合纤维与聚酯实心填料纤维的混合物(60％粘合纤维40％填料纤维)。对照组(2)为80gsm的市售非织造纤网(2旦尼尔 x 51mm长度)，其含聚乙烯/聚丙烯双组分粘合纤维与聚酯填料纤维的混合物(60％粘合纤维40％填料纤维)(可从SAMBO Company，Daegu，S.Korea买到)。表4汇总了含聚乳酸纤维的四种非织造纤网及对照组非织造纤网的性质。
表4
如表4中所示，与不含聚乳酸纤维的对照组非织造纤网相比，来自实施例1的各个含聚乳酸纤维的非织造纤网#1-4具有更高的空隙体积。此外，当在相似的加工条件下产生时，与非织造纤网#1(其含实心填料纤维和较高重量百分数的粘合纤维)相比，非织造纤网#2(其含空心填料纤维和较低重量百分数的粘合纤维)具有更高的空隙体积。同样，当在相似的加工条件下产生时，与非织造纤网#3(其含实心填料纤维和较高重量百分数的粘合纤维)相比，非织造纤网#4(其含空心填料纤维和较低重量百分数的粘合纤维)具有更高的空隙体积。如上面所提到的，较高的空隙体积提供改进的流体输运性。
实施例2 本实施例中按上面描述的Lister试验方法对来自实施例1的非织造纤网#1-4和对照组非织造纤网进行了Lister试验。Lister试验在各非织造纤网的顶面和各非织造纤网的底面(即在粘合梳理纤网工艺过程中朝下的一面)上进行。Lister试验的结果在下表5(顶面)和表6(底面)中给出。在表5、6和7中，标准偏差(±)基于四个受试样品计算。
表5 表6 如表5和6中所示，与不含聚乳酸纤维的对照组非织造纤网相比，来自实施例1的各个含聚乳酸纤维的非织造纤网#1-4的液体采集时间(liquid acquisition time)较短。此外，含聚乳酸的非织造纤网#1-4的后续采集时间没有显著的改变或增长，而对照组非织造纤网具有较长的初始采集时间以及后续侵液采集时间显著增长。如上面所提到的，个人卫生用品的性能中一个重要的因素在于具有较短的初始液体采集时间和后续侵液采集时间。
实施例3 本实施例中按上面描述的可压缩性试验对来自实施例1的非织造纤网#1-4和对照组非织造纤网测定了可压缩性。下表7中给出了来自可压缩性试验的原始数据。
表7 然后自表7中的原始数据用非织造纤网的定量和所施加的各压力载荷下非织造纤网的厚度计算各载荷下非织造纤网的密度(g/cc)，即(定量)/(厚度)＝(密度)。然后计算最终密度(在2.0psi下压缩后)和初始密度之差。密度计算值在下表8中给出。
表8 如表8中所示，来自实施例1的非织造纤网#1-4的最终密度(在2.0psi下压缩后)与初始密度之差通常比对照组非织造纤网的小。此外，当在相似的条件下产生时，与非织造纤网#1(其含实心填料纤维和较高重量百分数的粘合纤维)相比，非织造纤网#2(其含空心填料纤维和较低重量百分数的粘合纤维)具有改进的可压缩特性。同样，当在相似的条件下产生时，与非织造纤网#3(其含实心填料纤维和较高重量百分数的粘合纤维)相比，非织造纤网#4(其含空心填料纤维和较低重量百分数的粘合纤维)具有改进的可压缩特性。
实施例4 本实施例中按上面描述的FIFE试验程序对三种尿布进行了FIFE试验。这三种尿布各含非织造纤网作为涌出控制层。
尿布A为Step3尺寸的市售Huggies

UltraTrim尿布。尿布B为离线组装的尿布，其含自标准商品级非织造品形成的标准部件(如衬里、涌出控制层、外层、层压物、间隔层等)。尿布B也含标准部件如紧固装置和对照吸收剂。具体而言，尿布B含来自前述实施例的非织造品对照组(1)。尿布C与尿布B相似，不同的是尿布C含来自前述实施例的非织造纤网#2，非织造纤网#2含空心聚乳酸填料纤维(60％重量)和双组分聚乳酸粘合纤维(40％重量)。
FIFE试验的结果在下表9中给出。
表9
如表9中所示，与对照组尿布A和B相比，含来自实施例1的非织造纤网#2的尿布C具有改进的后续侵液吸入时间。如上面所提到的，较快的后续侵液吸入时间是提高个人卫生用品的流体控制性质所需要的。
实施例5 本实施例中按上面描述的TEWL试验方法对实施例4中所述的尿布A、B和C进行了TEWL试验。TEWL试验的结果在下表10中给出。
表10 如表10中所示，与对照组尿布A和B相比，含来自实施例1的非织造纤网#2的尿布C具有统计显著性的较小TEWL值。如上面所提到的，较小的TEWL值意味着较少湿气传到皮肤，从而让穿戴者感觉更干爽。
权利要求
1.一种包含涌出控制层的吸收性制品，所述涌出控制层包含非织造纤网，所述非织造纤网包含
约10％(占非织造纤网的重量％)到约80％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维；和
约20％(占非织造纤网的重量％)到约90％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维，所述粘合纤维包含皮组分和芯组分；其中
所述填料纤维的空心度为约5％(占横截面积的％)到约50％(占横截面积的％)；和
所述粘合纤维包含约10％(占横截面积的％)到约70％(占横截面积的％)的皮组分。
2.如权利要求1所述的吸收性制品，其中所述非织造纤网包含约40％(占非织造纤网的重量％)到约60％(占非织造纤网的重量％)的填料纤维。
3.如权利要求1所述的吸收性制品，其中所述非织造纤网包含约40％(占非织造纤网的重量％)到约60％(占非织造纤网的重量％)的粘合纤维。
4.如权利要求2所述的吸收性制品，其中所述填料纤维的空心度为约15％(占横截面积的％)到约45％(占横截面积的％)。
5.如权利要求3所述的吸收性制品，其中所述粘合纤维包含约30％(占横截面积的％)到约60％(占横截面积的％)的皮组分。
6.如权利要求1所述的吸收性制品，其中所述粘合纤维包含约40％(占横截面积的％)到约70％(占横截面积的％)的芯组分。
7.如权利要求1所述的吸收性制品，其中所述填料纤维、所述皮组分和所述芯组分中的一者或多者包含选自聚酯酰胺聚合物、聚对苯二甲酸乙二醇酯聚合物、聚乳酸聚合物、聚羟基丁酸酯聚合物、其均聚物和共聚物、及其组合的聚合材料。
8.如权利要求7所述的吸收性制品，其中所述填料纤维和所述芯组分中的一者或多者包含熔点比所述皮组分的熔点高的生物可降解脂族聚酯。
9.如权利要求1所述的吸收性制品，其中所述填料纤维、所述皮组分和所述芯组分中的一者或多者包含聚乳酸聚合物。
10.如权利要求9所述的吸收性制品，其中所述填料纤维和所述芯组分各自包含聚乳酸聚合物。
11.如权利要求10所述的吸收性制品，其中所述聚乳酸聚合物包含约1.0％(重量％)到约2.5％(重量％)的聚(D-乳酸)对映体。
12.如权利要求9所述的吸收性制品，其中所述皮组分包含聚乳酸聚合物。
13.如权利要求12所述的吸收性制品，其中所述聚乳酸聚合物包含约3％(重量％)到约10％(重量％)的聚(D-乳酸)对映体。
14.如权利要求10所述的吸收性制品，其中所述填料纤维的熔点为约120℃到约350℃。
15.如权利要求12所述的吸收性制品，其中所述皮组分的熔点为约50℃到约260℃。
16.如权利要求10所述的吸收性制品，其中所述芯组分的熔点为约120℃到约350℃。
17.如权利要求1所述的吸收性制品，其中所述填料纤维、所述皮组分和所述芯组分中的一者或多者还包含选自其他聚合物、颜料、抗氧化剂、稳定剂、表面活性剂、蜡、流动促进剂、固体溶剂、颗粒、添加以增强加工性的材料、及其组合的其他材料。
18.如权利要求12所述的吸收性制品，其中所述皮组分还包含熔体降粘剂。
19.如权利要求18所述的吸收性制品，其中所述熔体降粘剂包含聚乙二醇。
20.如权利要求18所述的吸收性制品，其中所述皮组分还包含粘合剂。
全文摘要
总的来说，本发明涉及吸收性制品。更具体而言，本发明涉及包含涌出控制层的吸收性制品，所述涌出控制层包含非织造纤网。所述非织造纤网含填料纤维和粘合纤维。所述填料纤维的部分横截面积是空心的，且所述粘合纤维含皮组分和芯组分。
文档编号A61F13/15GK101453970SQ200780018831
公开日2009年6月10日 申请日期2007年3月9日 优先权日2006年3月23日
发明者J·查克拉瓦蒂, V·A·托波尔卡雷夫, C·J·艾利斯 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司