专利名称：用搅拌法制备可生物降解的细纤维、由该可生物降解的细纤维构成的无纺织物和由该无 ...的制作方法
技术领域：
本发明涉及对可生物降解的聚合物和由可生物降解聚合物构成的产品的加工。特别是，本发明涉及将可生物降解的聚合物加工成细纤维，该细纤维可以再被加工成无纺织物。
背景技术：
聚合物可用于许多塑料制品中，其中包括膜、片、纤维、泡沫塑料、模塑制品、胶粘剂和许多其它专门产品。大多数这类塑料制品最终成为固体废物，因无法迅速消除和越来越昂贵的占地费用而令人头痛。虽然进行了一些再循环方面的努力，但聚合物的特性、它们的生产方法和将它们转化为产品的方法限制了可能实施再循环应用的次数。即使对纯聚合物的重复加工也会造成材料的变性，最后导致较差的产品机械性能。收集时不同级别的化学类似的塑料(如用于牛奶罐或杂货袋的不同分子量的聚乙烯)的混合会产生加工问题，使得再生材料质量低劣或无法使用。
吸附制品，如尿片、卫生巾、紧身裤内衬等涉及几种不同类型的塑料。此时，因为难以分离不同的成分，再循环的成本尤其高。这类一次性产品通常具有某种透液性表层材料，吸附剂内芯和不透液的底衬。这种吸附结构的制备通常使用，例如由纺织型、无纺型或多孔性成型膜型聚乙烯或聚丙烯材料制成的表层材料。底衬材料通常由柔性聚乙烯片材构成。吸附内芯材料通常由纸浆纤维或纸浆纤维与吸附凝胶材料的混合物构成。
常规的一次性吸附产品已经在很大程度上是可制成堆肥的。例如一种典型的一次性尿片，它由约80％可制成堆肥的材料构成，如纸浆纤维等。在堆肥处理中，在原地堆肥处理前，脏的吸附制品被撕碎并与有机废物混合。堆肥过程完成后，非可制成堆肥的颗粒被筛出。以此方式，即使现今的吸附制品也可成功地在工业堆肥厂中成功地被处理。
但是，有必要减少一次性吸附制品中非可制成堆肥的材料的含量。尤其有必要以透液性可制成堆肥的材料取代聚乙烯和聚丙烯表层。
除了成为可被制成堆肥之外，用作表层的材料还必须满足许多其它为满足最终用户需求的性能要求。例如，这些材料必须能被加工成触觉舒适的基材。另外，表层必须具有足够的冲击强度、透湿性等性能。
某些可生物降解的聚合物是熟知的，但一般不具有良好的纤维或膜成型加工性能。由聚羟基丙酸酯(PHB)构成的聚合物树脂特别不适于纤维和膜的成型加工。这些树脂通常结晶速度缓慢，熔体粘度低，会在熔点附近降解，并且在固化后过硬。所以，这类树脂一般不能用常规膜或丝成型加工方法来加工。事实上，含有PHB的树脂在被加工成膜后通常不具有柔韧性。这类膜的不柔韧性制约了它们在吸附制品中应用，尤其是用作表层时，因为这些材料是与使用者的皮肤直接接触的。
出于上述原因，一直需要一种可用在吸附制品中的可生物降解的材料。尤其需要一种可生物降解的基材，当用于例如吸附制品时，不仅柔软耐用，而且具有感觉舒适的织物质地。
本发明目的之一是提供可生物降解的细纤维，它可以被加工成感觉柔软而且象布的柔性无纺织物。本发明的目的之二是提供制造这种可生物降解细纤维的方法。本发明目的之三是提供由可生物降解的细纤维构成的可生物降解的无纺织物。本发明的目的之四是提供由可生物降解的基材构成的吸附制品。本发明的另一目的是提供由可生物降解的细纤维构成的织物。
发明概述本发明包含了一种由一种或多种可生物降解树脂制造可生物降解的细纤维的方法。该方法尤其适用于由含PHB的树脂制造细纤维，但也适用于其它可生物降解树脂。用于该方法的树脂是可生物降解的均聚物、共聚物、或其混合物。本发明的方法系使用搅拌着的非溶剂来制备可生物降解的细纤维。具体地说，该方法涉及由一种或多种可生物降解的均聚物或共聚物树脂制备可生物降解的细纤维，包括a)溶剂化一种或多种可生物降解树脂以制成液体树脂混合物；和b)将液体树脂混合物引入搅拌着的非溶剂中。在合适的收集设备上收集形成的细纤维，然后根据其所需的最终用途进行加工。
本发明还包含按本发明方法制备的可生物降解的细纤维。
本发明还包含由本发明方法制备的细纤维构成的无纺织物。
本发明还包含由透水性表层、吸附剂内芯和不透水底衬构成的吸附制品，其中的表层由本发明的可生物降解细纤维构成的无纺基材构成。
任何理想的吸附内芯可与本发明的可生物降解的基材一同使用以制备本发明范围内的吸附制品。用在吸附内芯的优选材料包括纸浆纤维或纸浆纤维与吸附凝胶材料的混合物。
本发明还包含由本发明的可生物降解的细纤维构成的织物。
详细说明定义以下所列是在此所用术语的定义。
“链烯基”指单不饱和(即碳链中有一个双键)或多不饱和(碳链中有两个或两个以上双键)的碳链；它可以是直链或有支链的；取代(单取代或多取代)或非取代的。
“烷基”指直链或有支链的饱和碳链；可以是取代(单取代或多取代)或非取代的。
“可生物降解”指材料能够降解成小的化学亚单元，它们可以通过自然作用和/或对环境安全的酶、细菌、真菌等在食物链中被利用。最好，材料能够被降解成水和CO2。
“可生物降解的聚合物”指任一种可生物降解(定义如上所述)的聚合物。
“可制成堆肥的”指材料满足以下三项要求(1)材料能够在固体废物处理工厂被处理；(2)如此处理后，材料能最终成为最后堆肥；(3)如将堆肥用在土壤中，材料能在土壤中最终被生物降解掉。
材料最终成为最后堆肥的要求通常指材料在堆肥处理中经历某种形式的降解。通常，固体废物在堆肥处理的早期将接受一步粉碎处理。结果，材料成为碎片而不再是整片的。在堆肥处理的最后，制成的堆肥将接受一步筛分处理。通常，如果保持着刚被粉碎后的大小，聚合物碎片不会通过筛网。本发明的可制成堆肥的材料在堆肥处理过程中将充分丧失其完整性，从而可使部分降解后的碎片通过筛网。但是，可以想到，堆肥处理工厂可能对固体废物进行剧烈粉碎，粗糙筛滤，此时，聚乙烯之类的非可制成堆肥的材料将会满足要求(2)。所以，满足要求(2)对此处所定义的可制成堆肥的材料来说是不够的。
将在此处所定义的可堆肥材料与聚乙烯类材料区分开来的是要求(3)，即材料在土壤中最终被生物降解。这一生物可降解性的要求对堆肥处理或堆肥土的使用并不是必需的。固体废物和由其产生的堆肥可能含有各种非生物降解的物质，例如沙。但是，为了避免土壤中人造物质的积聚，本文要求这类物质能够充分地被生物降解掉。由于同样原因，这种生物降解作用完全不必是快速的。只要材料本身和中间降解产物无毒或对土壤或农作物无害，它们的生物降解作用完全可以进行几个月或者甚至几年，因为此项要求只是为了避免人造物质在土壤中积累。
“共聚物”和“共聚的”指由两种或两种以上不同单体单元构成的聚合物。
“细纤维”指短的精细纤维。有关细纤维一词将在下文中详细论述。
“均聚物”和“均聚的”指由相同的重复单体单元构成的聚合物。
“非溶剂”指一种液体或液体混合物，本发明的可生物降解树脂并不完全溶解于其中。非溶剂一词的使用将在下文中详细论述。
“溶剂化”指形成由一种溶质离子或分子与一种或多种溶剂分子构成的聚集物，从而形成单相混合物。可生物降解的树脂本发明的可生物降解的细纤维由一种或多种可生物降解的聚合物或共聚物构成。用于本发明的可生物降解树脂可以是能够被生物降解的任何树脂。在此所用的树脂可以是生物生产的或化学合成的。而且，这些树脂既可以是均聚的也可以是共聚的。“树脂”和“聚合物”在此包括了均聚和共聚的可生物降解的聚合物两者。而且，虽然表示为单数形式，但这些术语包含了复数的“树脂”和“聚合物”。
生物生产的可生物降解树脂包括脂肪族聚酯。具体例包括聚3-羟基丙酸酯(PHB)，是由具有式I结构的单体单元制成的聚合物； 和聚(3-羟基丙酸酯-共-3-羟基戊酸酯)，它具有两种无规重复单体单元(RRMU)，其中的第一种RRMU具有式I的结构，第二种RRMU具有式II的结构。 这类聚酯、它们的制备方法、可参见在此参考引用的1993年7月12日Holmes等的美国专利4,393,167和1989年11月14日Martini等的美国专利4,880,592。由于它们较差的膜成型性能，本发明的方法特别适用于由这些树脂加工无纺基材。PHBV共聚物可以商品名BIOPOL购自Imperial Chemical Industies。BUSINESS 2000+(1990)提供了有关BIOPOL技术的综述。U.S.S.N.____，由Noda于1994年1月28日申请，标题为BIODEGRADABLECOPOLYMERS AND PLASTIC ARTICLES COMPRISING BIODEGRAD-ABLE COPOLYMERS的专利揭示了同样适用于本发明的新型可生物降解的共聚物及其制造方法，在此参考引用。简而言之，该申请描述了可生物降解的、具有至少两种RRMU的聚羟基链烷酸酯(PHA)聚合物，其中第一种RRMU具有以下结构 其中，R1是H，或C1或C2烷基，n是1或2；第二种RRMU具有以下结构 其中，R2是C4-C19烷基或链烯基；而且，其中至少50％的RRMU具有第一种RRMU的结构。
Noda于1994年1月28日申请的U.S.S.N.08/189,029揭示了新的可生物降解的共聚物，和制造这种共聚物的方法，它们也同样适用于本发明，在此参考引用。简而言之，该申请描述了由至少两种RRMU构成的可生物降解的(PHA)共聚物，其中第一种RRMU具有以下结构 其中，R1是H或C2烷基，n是1或2；第二种RRMU具有以下结构 而且其中至少50％的RRMU具有第一种RRMU的结构。
Noda于1994年1月28日申请的U.S.S.N.08/188,271揭示了也适用于本发明的可生物降解的共聚物，在此参考引用。简而言之，该申请描述了可生物降解的共聚物，其中的共聚物具有至少两种RRMU，其中第一种RRMU具有以下结构 第二种RRMU具有以下结构 其中，至少50％的RRMU具有第一种RRMU的结构。
其它用于本发明的可生物降解的树脂包括合成法生产的树脂。这类合成树脂包括脂肪族聚酯，它们以及它们的制备方法都是本领域所熟知的。这类合成聚酯的实例包括聚交酯(PL)，具有式III结构；聚二噁烷酮(polydioxanone)(PDO)，具有式IV结构；和聚己酸内酯(PCL)，具有式V结构。这些树脂的描述可参见Sinclair等的于1990年2月22日公开的国际专利公告No.WO90/01521；1991年6月25日的Schechtman的美国专利5,026,589；和ENCYCLO-PEDIA OF POLYMER SCIENCE AND ENGINEERING，第二版，VOL.2，PP220-243(1983)；上述文献均在此参考引用。 其它可用于本发明的树脂还有聚乙烯醇和它们的共聚物。较好的聚乙烯醇共聚物是乙烯与乙烯基醇的共聚物，它具有两种RRMU，第一种RRMU具有以下结构 第二种RRMU具有以下结构 其它可用于本发明的可生物降解树脂还有聚醚，如本领域熟知的聚环氧乙烷(PEO)(又称聚乙二醇)。
其它可用于本发明的可生物降解树脂还有纤维素及其衍生物。其实例是乙酸纤维素酯。纤维素树脂及其制造方法是本领域所熟知的。参见ENCYCL.POLYM.SCIENCE AND ENGINEERING，第二版，Vol.3，pp181-208(1983)。
可生物降解的树脂，包括以上特别说明的这些，可以共用以制成聚合物混合物，然后用所述的混合物制备可生物降解的细纤维。而且，用于形成聚合物混合物的一种或多种树脂可以是共聚物。这类混合物包括例如两种选自同类型聚合物的混合物(例如两种生物法生产的聚酯)和两种选自不同类型聚合物的混合物(例如一种生物法生产的聚酯和一种合成法生产的聚酯)。虽然不包括全部，以下是用于制备本发明的可生物降解细纤维的优选聚合物混合物PCL和PHB；PCL和PHBV；PHBV和PHB；PHBV和PEO；以及PHB和PEO。本发明的方法本发明方法可用于制造可生物降解的细纤维。此方法尤其适用于由难加工树脂，特别是PHB聚合物和含有羟基丙酸酯共聚单体单元的共聚物树脂，制造细纤维。
本发明使用搅拌着的非溶剂来制备可生物降解的细纤维。具体地说，此方法涉及由一种或多种可生物降解的均聚物或共聚物树脂制备可生物降解的细纤维，它包括a)溶剂化一种或多种可生物降解树脂以制造液体树脂混合物；b)将液体树脂混合物引入搅拌着的非溶剂。
关于溶剂化一种或多种树脂以制成液体树脂混合物，本领域熟练技术人员可以理解为可使用任何合适的溶剂化方法。合适的溶剂系统必须允许多种树脂(如果使用)充分混合而绝不会引起所用树脂的降解。较好的溶剂系统包括例如氯仿、二氯甲烷、吡啶、三氯乙烷、碳酸亚丙酯和碳酸亚乙酯。特别好的是氯仿和二氯甲烷。列出的溶剂是举例，并不是为了限制用于本发明的溶剂的范围。
在制本发明方法步骤a)中的液体树脂混合物时，可加入各种添加剂。这些添加剂包括增塑剂、成核剂、粘合剂、填料、着色剂和使得形成的细纤维具有疏水性(例如当细纤维将被用于制造吸附制品的表层时)或亲水性的试剂。合适的成核剂包括但不限于一氮化硼和滑石。合适的粘合剂包括但不限于天然橡胶、合成橡胶和PCL。合适的填料包括但不限于TiO2、炭黑和碳酸钙。疏水剂包括吸附制品领域已知的那些，如硅氧烷和卤化低级烷基硅氧烷。
本领域熟练技术人员知道，可以使用多种引入液体混合物的方法。例如依靠重力或加压系统，通过喷丝孔将混合物引入。还可以知道的是，在何种条件进行液体混合物的引入将影响到制得的细纤维的特性(例如细纤维长度、细纤维直径、细纤维硬度)。这些条件包括例如混合物本身的粘度、用于形成混合物时所用的溶剂系统和引入液化的混合物时通过的喷丝孔的直径。较好的是，液体混合物以连续流通过直径0.1mm至5mm的喷丝孔引入。喷丝孔具有0.5mm至2.0mm直径更好。虽然液体树脂的送递速度并不重要，但速度以约10g/小时至约1000g/小时为佳。如有必要，如本文所述，可以使用多个喷丝孔来引入液体树脂混合物。
步骤b)所用的非溶剂是能够使可生物降解树脂从液体树脂混合物固化的任何溶剂或溶剂混合物。所以，步骤a)所用的树脂必须至少部分不溶于非溶剂。另外，非溶剂必须与步骤a)所用的溶剂至少部分互溶。而且，步骤b)中的非溶剂可以由与步骤a)中的溶剂系统相同的物质构成，但可能在例如pH上有所不同，使得树脂可溶于溶剂系统而至少部分不溶于非溶剂。由搅拌着的非溶剂产生的剪切力将在树脂固化时形成细纤维。本领域熟练技术人员将明白，所用的非溶剂将取决于例如方法步骤a)中使用的溶剂系统、可生物降解的树脂和所需的细纤维性能。非溶剂实例包括甲醇、乙醇、丙酮、丁酮、甲苯和己烷之类的烃。
非溶剂被维持在允许树脂固化成细纤维的温度。较好的是，非溶剂维持于低于120℃的温度。约10℃至120℃更好。接近环境温度的温度最好。本领域熟练技术人员将明白，形成的可生物降解的细纤维的特性(如长度、直径)将取决于例如所用的可生物降解的树脂、用于形成液体树脂混合物的溶剂(如果可用)，用于纤化的非溶剂、使用的剪切力和液体树脂混合物向非溶剂送递的速度。
液体树脂混合物加入其中的非溶剂的搅拌造成了本发明可生物降解的细纤维的形成。理想的搅拌速度取决于，例如用于形成液体树脂混合物的树脂和溶剂系统、非溶剂、容纳非溶剂的容器的大小和形状。较好的是，以形成层流而不是湍流的速度搅拌非溶剂。本领域熟练技术人员知道层流与湍流之间的区别。(参见CHEMICAL ENGINEERING′S HANDBOOK，第4版，第5章，第16页(1963))
可以利用过滤或蒸发(包括加热)从所用的溶剂和非溶剂中分离出形成的细纤维。
按本发明方法制造的细纤维可用于制造，例如可生物降解的无纺织物基材，该基材可用于尿片等吸附制品。
在本发明的另一实施形式中，在此所述的无纺织物被用在多种织物应用中。这类应用包括但不限于，服装、衬料、纸巾、窗帘和地毯。可生物降解的细纤维本发明的细纤维由一种或多种可生物降解的聚合物树脂构成，其中的细纤维是按本发明的方法制得的。这些树脂已在上文中详细论述。细纤维以含有PHB或PHBV为佳。
本发明的细纤维长约0.5mm至约100mm为佳。长约1mm至50mm更好。长约2mm至10mm的细纤维最好。
本发明的细纤维直径约1μm至约500μm为佳。更好的是直径约11μm至约200μm的细纤维。最好的是直径约5μm至约50μm的细纤维。
列出的优选范围是对本发明一般而言的细纤维而言的。优选的细纤维尺寸将取决于所用的聚合物树脂、具体使用的方法和所得的细纤维所需的最终用途。无纺织物本发明的无纺织物由按本发明方法制造的细纤维构成，细纤维由一种或多种可生物降解的聚合物或共聚物构成。通常，本发明将形成已经是无纺织物形式的细纤维。由此，根据无纺织物的最终用途，可能只需要极少的附加加工。但是，可以进行附加步骤来制备需要的无纺织物。
本发明的细纤维通常比用于织物制造的常规纤维短。所以，如果有必要另外将细纤维加工成无纺织物，宜采用经修改的造纸技术。例如。在使用本发明方法最初成型后，可将可生物降解的细纤维连续扩散在大量的非溶剂中(如水)，并收集在一移动的环形金属丝筛网上。一旦无纺织物被收集在筛网上，它就被转移到带或毛毡上，并在热转鼓上干燥(参见ENCYCLOPEDIA OF POLYMER SCI-ENCE AND ENGINEERING，第二版，Vol.10，pp.204-226)。
重要的是，本发明的无纺织物可以由不同树脂混合物制成的可生物降解的细纤维构成。即，两种或两种以上的细纤维(均按本发明方法制得)可以混合以形成一种无纺织物。虽然不同的细纤维将使用本发明的方法制备，但然后，这些细纤维可以使用例如在此所述的经修改的造纸技术来混合。
而且，在无纺织物的成型加工中，可能将一种或多种聚多糖或聚酰胺之类的天然纤维与本发明的可生物降解的细纤维混合。这样，本发明的细纤维可以与纸浆或棉之类的纤维素基的纤维混合，或与丝或羊毛之类的蛋白质基的纤维混合。这些天然纤维可以利用在此所述的造纸技术与本发明的细纤维混合。
细纤维与无纺织物其它的成份的粘合为织物提供强度并影响到织物的其它性能。胶粘剂和机械方法都被用于织物内部的粘合。机械粘合使用利用摩擦力的细纤维粘合。也可以利用化学反应来获得粘合效果，即在粘合剂与细纤维间形成共价键。吸附制品本发明的一次性吸附制品由透水性表层、吸附内芯和不透水的底衬构成，其中的表层由按本发明方法制造的可生物降解细纤维构成的无纺基材构成。
用作一次性尿片之类本发明的吸附制品的透液性表层、由本发明的细纤维构成的可生物降解的基材一般厚约25μm至约1mm，约100μm至约500μm更好。
通常，透液性表层与不透液的底衬结合，吸附内芯位于表层和底衬之间。或者，还可以包括弹性部件和襻扣。虽然，表层、底衬、吸附内芯和弹性部件可以以各种熟知的结构组合在一起，1975年1月14日Kenneth B.Buell的标题为“Contractible Side Portion for Disposable Diaper”的美国专利3,860,003中全面描述了一种较好的尿片结构。
底衬可以由可生物降解或非可生物降解的材料制备而成。非可生物降解底衬的实例是由聚丙烯和聚乙烯制成的那些。可生物降解底衬的实例可参见未授权的专利公告U.S.S.N.____，标题为BIODEGRADABLE COPOLY-MERS AND PLASTIC ARTICLES COMPRISING BIODEGRADABLECOPOLYMERS；U.S.S.N.08/188,271；和U.S.S.N.08/189,029；以上专利均由Noda在1994年1月28日申请。为了加强可制成堆肥性，本发明吸附制品具有可生物降解的底衬。
表层宜感觉柔软，并且不会对使用者的皮肤诱发炎症，同时是可制成堆肥的。而且，表层是透液性的，能允许液体顺利透过其厚度。较好的是，用某种疏水性物质处理表层，以使使用者的皮肤与吸附内芯中的液体隔离。
较好的是，表层的真密度为约18至25g/m2，纵向最小干拉伸强度为约400g/cm，横向湿拉伸强度至少为约55g/cm。
表层与底衬以合适的方式接合。“接合”在此包括了将表层直接粘合在底衬上的表层与底衬的直接接合结构，和将表层与中间部件粘合后中间部件再与底衬粘合而成的表层与底衬的间接接合结构。在较好的实施方式中，表层与底衬在尿片的外缘直接相互粘合，固定方式有胶粘剂或本领域熟知的其它固定方式。例如，一层均匀、连续的胶粘剂，一层压花胶粘剂，或一系列线形或点状胶粘剂均可用于将表层与底衬粘合。
通常将襻扣用在尿片的后腰部以提供将尿片固定在使用者身上的扣紧装置。襻扣可以是本领域熟知的任意一种，例如1974年11月19日Kenneth B.Buell的美国专利3,848,594中揭示的扣紧带。这些襻扣或其它尿片扣紧装置通常用在尿片的角上。
较好的尿片具有位于尿片外缘附近的弹性部件，最好是沿长度方向的各边，这样可使弹性部件易于拉伸并使尿片紧贴佩戴者的腿部。弹性部件以可收缩状态固定在尿片上，使得弹性部件在一般的非约束性结构中可有效地收缩或集拢尿片。至少有两种方法可将弹性部件以可收缩状态与尿片固定。例如，尿片处于非收缩状态，将弹性部件拉长固定在尿片上。或者，利用例如打褶将尿片收缩，在弹性部件处于松弛或非拉伸状态时将它们与尿片固定。
弹性部件可以是各种形状的。例如，弹性部件的宽度可在约0.25mm至约25mm之间变化；弹性部件可以由单股弹性材料构成，或者，弹性部件可以是矩形或曲线形的。而且，弹性部件可以以几种已知方法中的任何方法与尿片粘合。例如，可以利用各种粘合手段将弹性部件与尿片用超声波粘合、热力或压力粘合，或者与尿片简单胶合。
吸附内芯被置于表层与底衬的中间。吸附内芯可以由各种材料制成各种大小和形状(例如矩形、沙漏形或不对称形等)。但是，吸附内芯的总吸附容量必须符合为吸附制品或尿片的最终用途而设计的液体载量。而且，吸附内芯的大小和吸附容量可以为适合从婴儿至成人的不同使用者而不同。
较好的尿片实例具有沙漏形的吸附内芯。吸附内芯最好是由纤维网或柔软棉胎，纸浆纤维，和/或分布其中的吸附性聚合物颗粒构成。
本发明吸附制品的其它实施例是设计成吸收如月经等阴道分泌物的卫生巾。一次性卫生巾被设计成借助于内衣或紧身裤之类的衣物或特别设计的卫生带紧贴人体。可容易地被本发明采用的卫生巾的实例可参见1987年8月18日Kees J.Van Tilburg的美国专利4,587,478，其标题为“带护翼的卫生巾”；和1986年5月20日Kees J.Van Tilburg的标题为“卫生巾”的美国专利4,589,876。很明显，在此所述的本发明的细纤维可以用在此类卫生巾的透液性表层。另一方面，应该理解，本发明并不限于具体的卫生巾形状或结构。
通常，卫生巾具有不透液的底衬，透液性的表层和位于底衬和表层之间的吸附内芯。表层由本发明方法制得的细纤维构成。底衬可以由就尿片论述时提及的各种底衬材料构成。吸附内芯可以由就尿片论述时提及的各种吸附内芯材料构成。
重要的是，本发明的吸附制品与使用聚烯烃类(如聚乙烯)表层材料的传统吸附制品相比，在更大程度上是可生物降解的和/或可制成堆肥的。织物本发明的织物可以直接由本发明的无纺织物来制备。这样，织物将仅由本发明的可生物降解的无纺织物作为原料构成。
或者，本发明的织物可以将本发明的可生物降解的细纤维与其它纤维，最好是可生物降解的，如棉、人造丝、麻、羊毛和丝混合起来制成织品、线或纱而加以制成。可以利用已知的制造织物制品的方法来制备织物。这些方法可参见KIRK-OTHMER ENCYCLOPEDIA OF CHEMICAL TECHNOLOGY第3版，VOL.22，PP.762-768(1986)，在此参考引用。
不论采用何种制备方法，本发明的织物具有广泛的用途。这些应用包括，例如外衣、床单、装饰布、地毯、墙纸、轮胎加强件、帐篷、过滤介质、传送带和绝缘材料。与本领域已知的传统织物相比，本发明的织物在更大程度上是可生物降解和/或制成堆肥的。
实施例1由聚(3-羟基丙酸酯-共-3-羟基戊酸酯)构成的无纺织物的制造方法将50g聚(3-羟基丙酸酯-共一3一羟基戊酸酯)(其中含8mol％羟基戊酸酯共聚单体)(BIOPOL，ICI，Billingham UK)溶于450g氯仿(J.T.Baker，Phillipsberg NJ)溶剂中制成10％的溶液。将该溶液混合物通过一直径3mm的5ml玻璃移液管加入缓慢搅拌着的甲醇(J.T.Baker，Phillipsberg NJ)沉淀浴中。与甲醇环流混合的聚合物溶液立刻发生沉淀并产生一股稳定的细长细纤维悬浮液流，细纤维直径约10至500μm，长约3至20mm。用筛网滤去氯仿和甲醇混合物，由此收集到细纤维形成的连续无纺织物。形成的无纺织物在120℃的烘箱中干燥并热固化1小时。
实施例2制造由聚3-羟基丙酸酯和聚ε-己内酯构成的无纺织物的方法将45g聚3-羟基丙酸酯(BIOPOL，ICI，Billingham UK)和5g聚ε-己内酯(TONE P787，Union Carbide，Danbury CT)的混合物(9∶1)溶于450g氯仿(J.T.Baker，Phillipsberg NJ)溶剂中制成9∶1树脂混合物的10％溶液。将该溶液混合物通过一直径3mm的5ml玻璃移液管加入缓慢搅拌着的甲醇(J.T.Bak-er，Phillipsberg NJ)沉淀浴中。与甲醇环流混合的聚合物溶液立刻发生沉淀并产生一股稳定的细长细纤维悬浮液流，细纤维直径约10至500μm，长约3至20mm。用筛网滤去氯仿和甲醇混合物，由此收集到细纤维形成的连续无纺织物。形成的无纺织物在120℃的烘箱中干燥并热固化1小时。
实施例3制造由聚(3-羟基丙酸酯-共-3-羟基戊酸酯)和聚ε-己内酯构成的无纺织物的方法将25g聚(3-羟基丙酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(其中含8mol％羟基戊酸酯共聚单体)(BIOPOL，ICI Billingham UK)和25g聚ε-己酸内酯(TONE P787，U-nion Carbide，Danbury CT)的1∶1混合物溶于450g氯仿(J.T.Baker，Phillipsberg NJ)溶剂中制成1∶1树脂混合物的10％溶液。将该溶液混合物通过一直径3mm的5ml玻璃移液管加入缓慢搅拌着的甲醇(J.T.Baker，Phillips-berg NJ)沉淀浴中。与甲醇环流混合的聚合物溶液立刻发生沉淀并产生一股稳定的细长细纤维悬浮液流，细纤维直径约10至500μm，长约3至20mm。用筛网滤去氯仿和甲醇混合物，由此收集到细纤维形成的连续无纺织物。形成的无纺织物在60℃的烘箱中干燥并热固化1小时。
实施例4制造由聚(3-羟基丙酸酯-共-3-羟基戊酸酯)和纸浆构成的无纺织物的方法将50g聚(3-羟基丙酸酯-共-3-羟基戊酸酯)(其中含12mol％羟基戊酸酯共聚单体)(BIOPOL，ICI，Billingham UK)溶于450g氯仿(J.T.Baker，Phillipsberg NJ)溶剂中制成10％的溶液。将该溶液混合物通过一直径3mm的5ml玻璃移液管加入缓慢搅拌着的甲醇(J.T.Baker，Phillipsberg NJ)沉淀浴中。与甲醇环流混合的聚合物溶液立刻发生沉淀并产生一股稳定的细长细纤维悬浮液流，细纤维直径约10至500μm，长约2至20mm。用粗筛网滤去氯仿和甲醇混合物收集细纤维。将细纤维与等重量的纸浆重悬在水中，成为1％的细纤维-纸浆混合物。用筛网滤去水，收集细纤维-纸浆混合物形成的连续无纺织物。形成的无纺织物在110℃的烘箱中干燥并热固化30分钟。
实施例5可制成堆肥的一次性尿片如下制备本发明的婴儿用一次性尿片。列出的尿片尺寸适用于6至10公斤重的婴儿。对于不同大小的婴儿或患失禁症的成人，可以按标准实践按比例改变尺寸。
1.底衬由聚乙烯构成的0.020至0.038mm的膜(如在此参考引用的1974年1月14日Buell的美国专利3,860,003所述)；上下端宽33cm；两边向内斜切，至中部宽28.5cm；长50.2cm。
2.表层由实施例1制备的无纺织物构成；上下端宽33cm；两边向内斜切，至中部宽28.5cm；长50.2cm。
3.吸附内芯含28.6g纤维素纸浆和4.9g吸附凝胶材料颗粒(NipponShaokubai的商品聚丙烯酸酯)；8.4mm厚，经过压延；上下端宽28.6cm；两边向内斜切，至中部宽10.2cm；长44.5cm。
4.腿部弹性带四条橡皮筋(各边两条)；宽4.77mm；长370mm；厚0.178mm(上述尺寸都是松弛状态下的)。
将吸附内芯置于底衬上，用表层覆盖，并胶合，由此制成标准样式的尿片。
弹性带(将距离中心最近和最远的弹性带分别表示为“内侧的”和“外侧的”)被拉至约50.2cm并沿内芯的长度方向两侧放置在表层和底衬中间(每边两条)。两侧的内侧带距离中心最窄处约55mm(由弹性带的内缘量起)。这在尿片的两边提供了一个由内侧弹性带和内芯的曲线之间的柔性表层/底衬材料构成的间隔单元。内侧弹性带在拉伸状态下沿其长度方向被胶合。外侧带距离内侧带约13mm，也在拉伸状态下沿其长度方向胶合。表层/底衬组件是柔性的，所以胶合的弹性带的收缩使尿片的边缘具有弹性。
实施例6可制成堆肥的轻质紧身裤一种适于在月经期使用的轻质紧身裤具有垫片(表面积117cm2；SSK airfelt 3.0g)，垫片中含有1.0g吸附凝胶颗粒(Nippon Shokubai的商品聚丙烯酸酯)；所述的垫片夹在实施例1所述的表层和由0.03mm厚的聚乙烯膜构成的底衬之间。
实施例7可制成堆肥的卫生巾用实施例6形式的垫片(表面积117cm2；SSK air felt 8.5g)制备一种经期产品，其形式为具有从吸附内芯向外延展的护翼的卫生巾，根据的是1987年8月18日Van Tiburg的美国专利4,687,478中的设计。表层和底衬的材料与实施例6所述的相同。
实施例8可制成堆肥的无纺织物将实施例1的细纤维收集在硬纸板上，板的移动方式使得一片10cm×10cm的区域被细纤维均匀覆盖。在板上连续收集细纤维，直至形成约0.5cm厚的细纤维板。所得细纤维的长度分布很广，最长至100mm。大多数(大于50％)细纤维的长度在5至20mm范围内。然后将纸板转移到压机Carver Press上，以1000磅的力在比PHB-V熔点低5℃的温度下压制10分钟。然后从压机取下形成的无纺片。
实施例9可制成堆肥的一次性尿片如下制备本发明的婴儿用一次性尿片。列出的尿片尺寸适用于6至10公斤重的婴儿。对于不同大小的婴儿或患失禁症的成人，可按标准实践按比例改变尺寸。
1.底衬由92∶8的聚(3-羟基丙酸酯-共-3-羟基辛酸酯)(参照Noda于1994年1月28日申请、尚未授权的U.S.S.N.____，标题为BIODEGRAD-ABLE COPOYMERS AND PLASTIC ARTICLES COMPRISINGBIODEGRADABLE COPOLYMERS，来制备)构成的0.020至0.038mm的膜；上下端宽33cm；两边向内斜切，至中部宽28.5cm；长50.2cm。
2.表层由实施例1制备的无纺织物构成；上下端宽33cm；两边向内斜切，至中部宽28.5cm；长50.2cm。
3.吸附内芯含28.6g纤维素纸浆和4.9g吸附凝胶材料颗粒(NipponShokubai的商品聚丙烯酸酯)；8.4mm厚，经过压延；上下端宽28.6cm；两边向内斜切，至中部宽10.2cm；长44.5cm。
4.腿部弹性带四条橡皮筋(各边两条)；宽4.77mm；长370mm；厚0.178mm(上述尺寸都是松弛状态下的)。
将吸附内芯置于底衬上，用表层覆盖，并胶合，由此制成标准样式的尿片。
弹性带(将距离中心最近和最远的弹性带分别表示为“内侧的”和“外侧的”)被拉至约50.2cm并沿内芯的长度方向两侧放置在表层和底衬中间(每边两条)。两侧的内侧带距离中心最窄处约55mm(由弹性带的内缘量起)。这在尿片的两边提供了一个由内侧弹性带和内芯的曲线之间的柔性表层/底衬材料构成的间隔单元。内侧弹性带在拉伸状态下沿其长度方向被胶合。外侧带距离内侧带约13mm，也在拉伸状态下沿其长度方向胶合。表层/底衬组件是柔性的，所以胶合的弹性带的收缩使尿片的边缘具有弹性。
实施例10可制成堆肥的轻质紧身裤一种适于在月经期使用的轻质紧身裤具有垫片(表面积117cm2；SSK airfelt 3.0g)，垫片中含有1.0g吸附凝胶颗粒(Nippon Shokubai的商品聚丙烯酸酯)；所述的垫片夹在实施例1所述的表层和由0.03mm厚的92∶8聚(3-羟基丙酸酯-共-3-羟基辛酸酯)膜(参照Noda于1994年1月28日申请、尚未授权的U.S.S.N.____，标题为BIODEGRADABLE COPOLYMERS ANDPLASTIC ARTICLES COMPRISING BIODEGRADABLE COPOLYMERS，来制备)构成的底衬之间。
实施例11可制成堆肥的卫生巾用实施例10形式的垫片(表面积117cm2；SSK air felt 8.5g)制备一种经期产品，其形式为具有从吸附内芯向外延展的护翼的卫生巾，根据的是1987年8月18日Van Tiburg的美国专利4,687,478中的设计。表层和底衬的材料与实施例10中所述的相同。
实施例12
可制成堆肥的外科外衣这是一种适于外科手术工作人员穿着的外衣；所述的外衣由实施例1中的无纺织物构成，分别织成套衫和带腰部收紧带的长裤。
前文提及的所有公开文献均在此全面参考引用。
众所周知，在此所述的实施例和实施方式只是为了说明目的，本领域熟练技术人员由此可以得到各种修改或改变方案，这些都被包括在本申请的精神和范围，以及后面的权利要求的范围之内。
权利要求
1.由一种或多种均聚物或共聚物树脂制备可生物降解的细纤维的方法，其特征在于，该方法包括a)溶剂化一种或多种可生物降解的树脂，制成液体树脂混合物；b)将液体树脂混合物引入搅拌着的非溶剂中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中的细纤维长约1mm至100mm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中的液体树脂混合物由生物法生产的脂肪族聚酯；合成法生产的脂肪族聚酯；聚乙烯醇或它们的共聚物；聚醚；纤维素或它们的衍生物；或上述物质的混合物构成。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，其中的液体树脂混合物由生物法生产的脂肪族聚酯，较好的是聚羟基丙酸酯、聚(羟基丙酸酯-共-羟基戊酸酯)、或它们的混合物构成。
5.根据权利要求1所述的方法制造的可生物降解的细纤维。
6.根据权利要求4所述的方法制造的可生物降解的细纤维。
7.根据权利要求5或6所述的可生物降解的细纤维，其特征在于，其中的细纤维长约2mm至10mm，直径约5μm至500μm。
8.由权利要求5所述的细纤维构成的无纺基材。
9.一种由透水性表层、吸附内芯和不透水的底衬构成的一次性吸附制品，其特征在于，其中的表层由权利要求8所述的无纺基材构成。
10.一种由权利要求5、6或7所述的可生物降解的细纤维构成的织物。
全文摘要
本发明涉及由一种或多种可生物降解的均聚物或共聚物树脂制备可生物降解的细纤维的方法，此方法包括a)溶剂化一种或多种可生物降解的树脂，制成液体树脂混合物；b)将液体树脂混合物引入搅拌着的非溶剂中。本发明还涉及使用本发明的方法制备的可生物降解的细纤维。本发明还涉及由本发明的可生物降解细纤维构成的无纺织物。本发明还涉及一种由透水性表层、吸附内芯和不透水的底衬构成的一次性吸附制品，其特征在于，其中的表层由本发明可生物降解细纤维构成的无纺基材构成。本发明还涉及由本发明的可生物降解的无纺织物构成的织物。
文档编号A61F5/44GK1142253SQ95191852
公开日1997年2月5日 申请日期1995年2月8日 优先权日1994年2月28日
发明者野田勇夫, R·A·兰普, M·M·萨托科斯基 申请人:普罗克特和甘保尔公司