源材料制备，所W运是一类 优选的粘度调节剂。
[0147] 粘度调节剂通常在热塑性脂族聚醋组合物的挤出溫度或低于该挤出溫度下烙融。 运十分有利于将粘度调节剂分散或溶解在聚合物混料中。可W使用粘度调节剂的混合物来 改变烙点。例如，可W预先形成烷基簇酸盐的混合物，或者可W将烷基簇酸盐与非离子表面 活性剂，例如多乙氧基化的表面活性剂混合。也可W通过向热塑性脂族聚醋中添加非表面 活性剂组分，例如增塑剂来改变必要的加工溫度。例如，当加入至聚乳酸组合物中时，粘度 调节剂优选具有不大于200°C、优选不大于180°C、更优选不大于170°C、甚至更优选不大于 160°C的烙点。
[0148] 粘度调节剂可W便利地与树脂在漏斗中或沿着挤出机的其它位置混合，只要能够 充分混合W形成大致均匀的混合物即可。或者，可W例如使用正位移累或失重式进料机将 粘度调节剂直接加入到挤出机中（无需预混配）。
[0149] 在一些实施例中，当用于细旦纤维时，按细旦纤维的总重量计，粘度调节剂的总存 在量为至少0.25重量％、至少0.5重量％、至少1.0重量％或至少2.0重量％。在需要非常低 粘度的烙体和/或优选低烙融溫度的某些实施例中，按细旦纤维中脂族聚醋聚合物的重量 计，细旦纤维包含大于2重量％、大于3重量％或者甚至大于5重量％的粘度调节剂。
[0150] 对于烙融加工而言，优选的粘度调节剂具有较低的挥发性，并且在加工条件下不 会明显分解。优选的粘度调节剂含有不大于10重量％的水、优选不大于5重量％的水、更优 选不大于2重量％并且甚至更优选不大于1重量％的水(按Karl Fischer分析法测定）。保持 低含水量来防止细旦纤维中的脂族聚醋或其它水解敏感性化合物水解。
[0151] 粘度调节剂可W携带在非挥发性载体中。重要的是，所述载体通常是热稳定的，并 且能够在加工溫度下耐受化学分解，所述加工溫度可W高达150°C、200°C、250°C或者甚至 高达300°C。亲水性制品的优选载体包括聚环氧烧，例如聚乙二醇、聚丙二醇、环氧乙烧和环 氧丙烷的无规和嵌段共聚物;热稳定的多元醇，例如丙二醇、甘油、聚甘油等。聚环氧烧/聚 亚烧二醇可W是直链的或支链的，运取决于用于进行引发的多元醇。例如，由乙二醇引发的 聚乙二醇将是直链的，但是由甘油、=径甲基丙烷或季戊四醇引发的聚乙二醇则会是支链 的。
[0152] 粘度调节剂可W足W改善脂族聚醋的烙融粘度的量存在于烙体挤出纤维中。通 常，按脂族聚醋和粘度调节剂的组合重量计，存在的粘度调节剂不大于10重量％、优选不大 于8重量％、更优选不大于7%、更优选不大于6重量％、更优选不大于3重量％、最优选不大 于2重量％。
[。巧引V)抗微生物剂
[0154] 可W加入抗微生物组分来赋予细旦纤维抗微生物活性。该抗微生物组分是能够提 供至少部分抗微生物活性的组分，即其至少对一种微生物具有至少一定的抗微生物活性。 优选抗微生物组分W足够大的量存在，W从细旦纤维中释放并且杀死细菌。抗微生物组分 还可W是可生物降解的，和/或衍生自可再生资源，如植物或植物产物。可生物降解的抗微 生物组分可包含至少一种官能键，例如可W水解方式或者由酶催化降解的脂或酷胺键。
[0155] 在一些示例性实施例中，合适的抗微生物组分可选自脂肪酸单醋、脂肪酸二醋、有 机酸、银化合物、季锭化合物、阳离子(共)聚合物、舰化合物，或它们的组合。适用于本发明 的抗微生物组分的其他实例包括美国专利申请公开号2008/0142023中所述的那些。
[0156] 某些抗微生物组分是不带电荷的，并且具有包含至少7个碳原子的烷基或締基控 链。对于烙融加工而言，优选的抗微生物组分具有较低的挥发性，并且在加工条件下不会分 解。优选的抗微生物组分含有不大于2重量％的水，并且更优选不大于0.10重量％ (按Karl Fischer分析法测定）。将含水量保持在低水平，W防止脂族聚醋在挤出过程中水解。
[0157] 当使用时，抗微生物组分含量（因为其为即用型）通常为至少1重量％、2重量％、5 重量％、1〇重量％并且有时大于15重量％。在期望低强度的某些实施例中，抗微生物组分占 细旦纤维的大于20重量％、大于25重量％或甚至大于30重量％。
[0158]某些抗微生物组分是两亲物，并且可W是表面活性的。例如，某些抗微生物烷基单 酸甘油醋是表面活性的。对于本发明包含抗微生物组分的某些实施例，应考虑该抗微生物 组分与粘度调节剂组分不同。
[0159] Vi)颗粒相
[0160] 细旦纤维还可包含作为纤维内的内颗粒相或者作为细旦纤维的表面上或靠近细 旦纤维的表面的外颗粒相存在的有机和无机填料。对于可植入应用而言，可生物降解、可吸 收或生物可溶蚀的无机填料尤其有吸引力。运些材料可W辅助控制聚合物细旦纤维的降解 速率。例如，多种巧盐和憐酸盐可W是适合的。示例性的生物相容性可吸收填料包括碳酸 巧、硫酸巧、憐酸巧、憐酸巧钢、憐酸巧钟、憐酸四巧、Q-憐酸=巧、e-憐酸=巧、憐酸巧憐灰 石、憐酸八巧、憐酸二巧、碳酸巧、氧化巧、氨氧化巧、二水合硫酸巧、半水合硫酸巧、氣化巧、 巧樣酸巧、氧化儀和氨氧化儀。尤其适合的填料是憐酸=巧(径基憐灰石）。
[0161] 其它附加组分包括抗氧化剂、诸如染料和/或颜料之类的着色剂、抗静电剂、巧光 增白剂、气味控制剂、香料和芳香剂、促进伤口愈合或其它皮肤活性的活性成分W及它们的 组合等等。
[016。C.尺寸上稳定的非织造纤维幅材的制造方法
[0163] 能够制造取向的细旦纤维的示例性工艺包括:取向膜长丝形成、烙体纺丝法、丛丝 形成、纺粘、湿纺丝和干纺丝。用于制造取向纤维的合适工艺在本领域也是已知的（参见，例 女日Ziabicki,AndrzeJ,FundamentalsofFibreFormation:TheScienceofFibre SpinningandDrawing,Wiley,London, 1976.)。在初始纤维形成期间不必在纤维内赋予取 向，而是可W在纤维形成之后赋予取向，最普遍的是使用拉延或拉伸处理来赋予取向。
[0164] 尺寸上稳定的非织造纤维幅材可包含基本上为亚微米纤维的细旦纤维、基本上为 微纤维的细旦纤维或其组合。在一些示例性实施例中，尺寸上稳定的非织造纤维幅材可W 由与较粗糖的微纤维混合的亚微米纤维形成，运些较粗糖的微纤维为亚微米非织造纤维提 供支承结构。支承结构可W提供回弹性和强度W保持W优选的低密实度形式的细小亚微米 纤维。支承结构可W由许多不同的组分单独或共同制成。支承组分的实例包括例如微纤维、 不连续的取向的纤维、天然纤维、泡沫状多孔材料和连续的或不连续的非取向的纤维。
[0165] 亚微米纤维通常很长，尽管其一般被认为是不连续的。亚微米纤维的较长长度(与 人造短纤维的有限长度相比之下，长度与直径的比率接近无穷大)使其更好地保持在微纤 维基质内。亚微米纤维通常为有机的并且为聚合物型的，常常在分子上为与微纤维相同的 聚合物。当亚微米纤维流和微纤维流合并时，亚微米纤维在微纤维当中变成分散的。可W获 得相当均一的混合物，特别是在x-y维度上，或者幅材的平面中，Z维度上的分布由特定工艺 步骤控制，例如对距离、角度W及合并流的质量和速度的控制。
[0166] 包含在本发明的共混非织造复合纤维幅材中的亚微米纤维与微纤维的相对量可 根据幅材的预期用途而有所变化。有效量，即有效实现所需性能的量，在重量上不需要很 大。通常微纤维占幅材纤维的至少I重量％且不大于约75重量％。由于微纤维的表面积大， 所W很小的重量即可W实现所需的性能。就包含很少微纤维的幅材而言，微纤维一般占幅 材的纤维表面积的至少5%、更通常占纤维表面积的10%或20%或更多。本发明的示例性实 施例的特别优点是能够向所需应用(例如过滤或隔热或隔音)提供小直径纤维。
[0167] 在一个示例性实施例中，形成微纤维流，并单独形成亚微米纤维流，并将亚微米纤 维流添加到微纤维流中W形成尺寸上稳定的非织造纤维幅材。在另一个示例性实施例中， 形成亚微米纤维流，并单独形成微纤维流，并将微纤维流添加到亚微米纤维流中W形成尺 寸上稳定的非织造纤维幅材。在运些示例性实施例中，亚微米纤维流和微纤维流中的任何 一者或两者为取向的。在另外的实施例中，形成取向亚微米纤维流，并将不连续的微纤维添 加到亚微米纤维流中，如使用美国专利No. 4，118，531化auser)中所述的工艺。
[0168] 在一些示例性实施例中，制备尺寸上稳定的非织造纤维幅材的方法包括通过混合 纤维流法、水刺法、湿法成网法、丛丝形成法或它们的组合将亚微米纤维组和微纤维组结合 成尺寸上稳定的非织造纤维幅材。在将亚微米纤维组与微纤维组结合时，可W使用一种类 型或所述两种类型纤维的多个流，并可W按任何顺序结合运些流。运样，可W形成非织造复 合纤维幅材，从而显示具有多种所需的浓度梯度和/或分层结构。
[0169] 例如，在某些示例性实施例中，亚微米纤维组可W与微纤维组结合W形成不均一 的纤维混合物。在其它示例性实施例中，可W将亚微米纤维组形成为包含微纤维组的垫层 上的覆盖层。在某些其它示例性实施例中，可W将微纤维组形成为包含亚微米纤维组的垫 层上的覆盖层。
[0170] 在其它示例性实施例中，可W通过使亚微米纤维组沉积到支承层上来形成非织造 纤维制品，支承层任选包含微纤维，W便在支承层或基底上形成亚微米纤维组。该方法可W 包括下述步骤，其中使支承层(任选包含聚合物微纤维）穿过中值纤维直径不大于1微米(y m)的亚微米纤维的纤维流。在穿过纤维流的同时，可W将亚微米纤维沉积到支承层上，W便 使其暂时地或永久性地粘合到支承层。当纤维沉积到支承层时，纤维可W可任选地相互粘 合，并且可W进一步同时在该支承层上硬化。
[0171] 在某些目前优选的实施例中，将亚微米纤维组与任选支承层结合，该支承层包括 微纤维组的至少一部分。在其它目前优选的实施例中，将亚微米纤维组与任选支承层结合， 随后将该亚微米纤维组与微纤维组的至少一部分结合。
[01。] 1.亚微米纤维的形成
[0173] 可W使用许多工艺来制备和沉积亚微米纤维，包括但不限于:烙喷、烙体纺丝法或 它们的组合。特别适合的工艺包括但不限于在如下专利中公开的工艺:美国专利No.3,874， 886(Levecque等人）、No.4,363,646(Torobin)、No.4,536,361(Torobin)、No.5,227，107 (Dickenson等人）、齡.6，183,670(1'〇'〇6111)、齡.6,743,273(化11叫等人）和齡.6,800,226 (Gerking),W及DE19929709C2(Gerking)。
[0174] 用于形成亚微米纤维的合适工艺还包括电纺工艺，例如在美国专利No. 1,975,504 巧ormhals)中所述的那些工艺。在美国专利齡.6，114,017(尸曰66'1。曰1116等人）、齡.6,382， 526BUReneker等人)和No.6,861,025B2化rickson等人）中描述了其它合适的用于形成 亚微米纤维的工艺。
[0175] 制备本发明的尺寸上稳定的非织造纤维幅材的方法可W用于形成包含由任何上 述聚合物材料形成的纤维的亚微米纤维组分。通常，亚微米纤维成形方法步骤设及在约130 °C至约350°C的范围的烙体挤出溫度下烙体挤出可热成形的材料。模具组件和/或共轴喷丝 头组件(参见例如W上提及的Torobin工艺)包括一组喷丝头和/或共轴喷丝头，烙化的可热 成形的材料通过运组喷丝头和/或共轴喷丝头挤出。在一个示例性实施例中，共轴喷丝头组 件包括一组共轴喷丝头，运组共轴喷丝头形成为阵列，W便将多个纤维流挤压到支承层或 基底上。参见，例如美国专利齡.4,536,361(图2)和齡.6，183,670(图1-2)。
[017W2.微纤维的形成
[0177]许多工艺可W用于制备和沉积微纤维，包括但不限于:烙喷、烙体纺丝法、长丝挤 出、丛丝形成、纺粘法、湿纺丝、干纺丝，或它们的组合。在美国专利No. 6，3 1 5，806 (1'〇'〇6111)、齡.6，114,017巧日613'1。日1116等人）、齡.6,382,526 81(1?61161?5'等人）和齡.6， 861,025B2化rickson等人）中描述了用于形成微纤维的合适工艺。或者，可W使用例如在 美国专利No.4,118,531化auser)中所述的工艺将一组微纤维形成或转变为短纤维，并与一 组亚微米纤维结合。在某些示例性实施例中，微纤维组包含粘合微纤维的幅材，其中如下所 述，使用热粘结、粘合剂粘结、粉状粘结剂、水刺、针刺、压延或它们的组合来实现粘结。
[017引3.用于形成尺寸上稳定的非织造纤维幅材的设备
[0179]本领域已知多种设备和技术用于烙融加工聚合物细旦纤维。例如，在如下美国专 利中公开了运类设备和技术:齡.3,565,985(5证'6扯等人）；齡.5,427,842(81曰11(1等人）； No. 5，589，122和No. 5，599,602化eonard);W及No. 5,660,922化enidge等人）。烙融加工设 备的实例包括但不限于用于烙融加工本发明的细旦纤维的挤出机（单螺杆和双螺杆）、 Banbuiy混和机和Rrabender挤出机。
[0180] (BMF)烙喷工艺是一种形成分子非取向纤维的非织造幅材的具体示例性方法，在 该方法中让聚合物流体(烙融的或作为溶液)挤出通过一排或多排孔，然后被高速气体射流 撞击。所述气体射流通常是受热气体，夹带并拉动所述聚合物流体，并辅助将聚合物凝固成 纤维。随后在实屯、或多孔表面上收集固体纤维的非织造幅材。该工艺由VanWente描述在 ('SuperfineThermoplasticFibers" ,IndustrialEngineeringChemistry，第48 卷，第 1342-1346页中。一种改进版本的烙喷工艺由Buntin等人描述在美国专利No. 3，849，241中。
[0181]作为用于制造细旦纤维的示例性BMF工艺的一部分，烙体形式的热塑性聚醋和聚 丙締可W相对于任选的粘度调节剂W充分的量进行混合，从而产生具有如上文所述的平均 直径特性的细旦纤维。可W在挤出机中混合细旦纤维的成分并运送通过该挤出机W得到聚 合物，优选在所述烙体中基本上没有聚合物降解或不受控的副反应。处理溫度足W混合所 述可生物降解的脂族聚醋和粘度调节剂，并允许挤出聚合物。可能的降解反应包括醋交换 反应、水解、断链和自由基链限定纤维，并且加工条件应当最大程度地减少此类反应。
[0182]本发明中的粘度调节剂无需W纯态加入到纤维挤出工艺中。在挤出前，粘度调节 剂可W与脂族聚醋或其他材料配混。通常，在挤出前，当诸如粘度调节剂之类的添加剂配混 时，它们是在比最终纤维所需的浓度更高的浓度下配混。高浓度化合物被称为母料。当使用 母料时，通常在进入纤维挤出工艺之前，用纯聚合物稀释该母料。母料中可W存在多种添加 剂，并且在纤维挤出工艺中可W使用多种母料。
[0183]可得益于使用如本文提供的粘度调节剂的替代形式的烙喷工艺在美国专利申请[0184] 根据微纤维和亚微米纤维的状况，在收集期间纤维之间会发生某些粘结。然而，通 常在收集的幅材中的微纤维之间需要进一步粘结，W提供具有所需抱合力的基质，从而使 该幅材更容易处理且能够更好地将亚微米纤维保持在基质内（"粘结"纤维意指将纤维牢固 粘附在一起，W便当幅材经受正常处理时纤维一般不会分开）。
[0185] 可使用在点粘结工艺中施加热和压力或通过平滑压延漉的常规粘结技术，但此类 工艺可能会引起不期望的纤维变形或幅材压缩。在美国专利申请公开号2008/0038976中教 导了一种用于粘结微纤维的更优选的技术。执行运种技术的装置在附图的图1、图5和图6中 示出。
[0186] 简而概之，如应用于本发明，运种优选的技术设及使收集的微纤维和亚微米纤维 的幅材经受受控加热和泽火操作，该操作包括:a)迫使运样的气体流穿过幅材:其被加热至 足W使微纤维软化的溫度W使微纤维在纤维交叉点处粘结在一起(如在足够的交叉点处形 成粘着或粘合基质），施加该受热流的离散时间太短W致于不会完全烙化纤维;和b)立即迫 使不高于受热流至少50°C的溫度的气体流穿过幅材W对纤维进行泽火(如在上面提及的美 国专利申请公开号2008/0038976中所定义的，"迫使"意指将正常室压之外的力施加于气体 流W推进该流穿过幅材；"立即"意指作为同一操作的一部分，即在下一处理步骤之前当将 幅材缠绕成卷时没有出现储存居间时间）。作为缩略术语，该技术被称为泽火流体加热技 术，并且所述设备被称为泽火流体加热器。
[0187] 已经发现的是，在粘结操作期间亚微米微纤维基本上不会烙融或失去其纤维结 构，但仍保持为具有其原纤维尺寸的离散微纤维。不希望被任何特定理论束缚，本申请人相 信亚微米纤维与微纤维相比具有不同的更少的结晶形态，我们推理，在亚微米纤维进行烙 化之前，在亚微米纤维内晶体生长时，粘结操作期间施加于幅材的有限热量被耗尽。无论此 理论正确与否，微纤维的粘结在亚微米纤维基本没有烙化或崎变的情况下确实发生，并可 W有利于成品幅材的性能。
[0188] 在上述美国专利申请公开号2008/0038976中更为详细教导的所述方法的变型，利 用了在微纤维内存在的两种不同种类的分子相一一种称为微晶表征分子相（因为相对大量 地存在链延长的或应变诱导的结晶域），第二种称为非晶态表征相（因为相对大量地存在较 低晶序的域（即非链延长的）和非晶域，尽管后者可W具有程度不足W结晶的某些晶序或取 向）。运两种不同类型的相，无需具有轮廓鲜明的边界并且可W相互W混合物形式存在，具 有不同类型的性质，包括不同的烙融和/或软化特性：W较大量地存在链延长的结晶域为特 征的第一相的烙化溫度（即链延长的结晶域的烙点）高于第二相烙化或软化的溫度(例如， 被较低晶序的结晶域的烙点变化的非晶域的玻璃化转变溫度）。
[0189] 在所述方法的上述变型中，加热在一定溫度下进行，加热时间足W使纤维的非晶 态表征相烙化或软化，同时微晶表征相仍保持不烙化。一般来讲，受热的气体流的溫度高于 纤维的聚合材料的起始烙化溫度。在加热后，迅速对幅材实施上述泽火。
[0190] 发现在运样的溫度下对收集的幅材的处理引起微纤维在形态学上变得精细，运可 W理解如下饿们不希望被我们在本文的"理解"内容所束缚，运些内容一般设及某些理论 上的考虑）。就非晶态特征相而言，易受不期望的(妨碍软化的）晶体生长影响的相中的分子 材料的量不如处理前的量多。非晶态表征相被理解为已经历过一种分子结构的净化或减 少，运将导致在热粘结操作期间常规未处理过的纤维结晶度的不可取的增加。本发明的特 定示例性实施例的处理过的纤维可W能够进行某种"可重复的软化"，意指当纤维在比会引 起整根纤维烙化的溫度范围更低的溫度范围内暴露于升溫和降溫的循环时，该纤维(尤其 是该纤维的非晶态表征相)将某种程度上发生软化和再硬化的重复循环。
[0191] 在实