专利名称:微孔纤维的制作方法
发明领域本发明涉及纤维，更确切地说，本发明涉及的是合成多孔纤维，该纤维是可湿的并且其呈现有改善的机械特性。
发明背景多孔纤维具有通过使用一些传统的相分离方法而制造的结构。这些方法通常包括将聚合物树脂与稀释剂或增塑剂混合，在一种液体介质中对聚合物溶液进行冷却以引起相分离，然后冲洗掉稀释剂从而留下一种交联多孔结构。通过使用发泡剂或溶涨剂来产生微孔结构的一些技术已生产出了其它类型的多孔纤维。通过使用一种环境诱发龟裂技术(environmental crazing technique)已生产出了另外一些多孔材料。
传统的多孔纤维，例如上述的多孔纤维不能提供所需的机械特性和水的可及性的综合性能。此外，上述现有技术不能满足生产具有小直径、低旦数、高的可湿性、对液体的高渗透性和高拉伸强度的综合性能的纤维。因此，一直都需要具有改善了的多孔结构的纤维。
发明概述一般地说，本发明提供一种与众不同的多孔纤维，这种纤维包括一些孔隙，从而获得所希望程度的可湿性和液体渗透性，并仍具有很好的机械特性。纤维可具有不大于约50旦的旦数，和不小于约30％的断裂伸长率。该纤维还可具有不小于约200Mpa的断裂拉伸强度。
在其不同情况中，本发明的多孔纤维能够有效地且有能力产生具有小尺寸、高可湿性、高的水可及性、高拉伸强度和高伸长率的所需综合性能的纤维。因此，该纤维可具有进一步加工以形成非织造织物和其它加工制品的改进了的能力。
附图简述参阅本发明下列的详细描述和附图，将会更加充分地理解本发明，并且其它一些优点也将变得更为清楚，其中
图1为以850x放大率的一扫描电子显微照片，其表示了本发明多孔纤维的一示意性截面图；
图2为以1700x放大率的一扫描电子显微照片，其表示示于图1中截面的一部分的放大图；图3为以250x放大率的一扫描电子显微照片，其表示了包括有一腔的现有技术纤维的一示意性截面图；图4为以8000x放大率的一扫描电子显微照片，其表示的是图3所示截面在相邻于纤维外表面的一个位置处的放大图；图5为以250x放大率的一扫描电子显微照片，其表示了包括有一腔的另一现有技术纤维的一示意性截面图，该纤维是通过逐渐增长拉伸工艺而生产的；图6为以5000x放大率的一扫描电子显微照片，其表示示于图5中截面的一部分的放大图；图7是根据油浸光学显微镜以1500x的放大率而得到的一光学显微照片，其表示本发明多孔纤维表面和体积中的孔隙的示意图；图8是根据油浸光学显微镜以1500x放大率而得到的一光学显微照片，其表示了沿着本发明多孔纤维的表面和在其体积中的孔隙的另一视图；图9表示了以3,000x的放大率而获得的沿着本发明另一多孔纤维外表面的孔隙示意图；图9A代表性地表示了示于图9中特殊孔的示意图；图10是以15,000x的放大率而获得的一扫描电子显微照片，其提供了图3所示纤维的表面的示意图；图11是以15,000x的放大率而获得的一扫描电子显微照片，其提供了图5所示纤维的表面的示意图；图12是以5,000x的放大率而获得的一反向散射电子显微照片，其表示了本发明纤维的截面示意图；图13表示了图12的一种示例性变形，为图象分析之用，其已被数字化；图14表示了根据一多孔纤维样品的吸水增加重量与时间关系的曲线图。
发明详述参阅图1，2，7，8，9，9A和12，多孔纤维20包括一纵向方向尺寸44和总体一横向方向尺寸38。多孔纤维具有特殊形状的孔隙或孔22，从而获得所需程度的可湿性、液体渗透性和其它液体可及性。该纤维可具有不大于约50的每纤维旦数(d)和不小于约30％的理想的断裂伸长率。该纤维还可具有不小于约200MPa的断裂拉伸强度。在本发明的一些特殊情况中，多孔纤维54还可包括另外一些特性，且可包括具有特殊形状、尺寸、分布和结构的孔隙和孔。
在其不同情况中，本发明的微孔纤维能够将水或其它液体更快地引入到纤维制品的内部以改善芯吸性，并且对于将被确定为可冲洗的纤维制品来说能够加速溶解运动。此外，微孔纤维能够有助于保证改进液体的吸收性，改进液体的分布，改进例如外科长衫和尿布等制品的透气性，改进手感和美观性，和/或提高生物可降解性。该纤维用传统的形成工艺，例如已知的纺粘工艺可直接形成为非织造纤维网。另一方面，纤维可被切成短纤维，并且可与其它纤维混合，随后使用传统的气流成网技术形成为非织造纤维网。上述的非织造纤维网尤其可用于生产可冲洗的个人护理产品，例如尿布，棉塞，女性用的衬垫，裤衬(pantiliners)，棉塞带和类似产品。
在本发明的一些变形构型中，多孔纤维54可以是一种由原始材料生产的合成纤维，其原始材料包括一种热塑性可取向材料，例如热塑性和可取向的聚合物，共聚物，搀合物，混合物，化合物和其其它的组合物。较好的是，热塑性材料不包括高的反应基。
在本发明的一些具体方案中，原始材料可以是一种聚烯烃材料。例如，原始材料可包括聚乙烯或聚丙烯的均聚物，或可包括乙烯和聚丙烯的共聚物。在另外一些方案中，原始材料可包括其它聚合物材料，例如聚醚，共聚醚，聚酰胺，共聚酰胺，聚酯，共聚酯，以及共聚物，搀合物，混合物和其它的组合物。
热塑性材料可被熔融加工，并且在本发明的具体情况中，材料可具有不小于约1克/10分钟的熔流速率(MFR)值(基于ASTM D1238-L)。或者，MFR值可不小于约10克/10分钟，并且可选择的是，MFR值可不小于20克/10分钟。在本发明的其它方面，MFR值可不大于200克/10分钟。或者，MFR值可不大于约100克/10分钟，并且可选择的是其不大于约40克/10分钟，以提供所需程度的可加工性能。
例如通过一种均聚物聚丙烯可提供这种可熔融加工的热塑性材料。市场上可买到的聚烯烃，例如Himont PF301、PF304和PF305、Exxon PP3445、Shell Polymer E5D47也都是一些适合材料的例子。另外一些合适的材料可包括例如无规共聚物，如一种含有丙烯和乙烯(例如，含有3.5％乙烯的Exxon 9355)的无规共聚物，以及均聚物，如均聚物聚乙烯，其具有类似上述的MFR值。聚合物树脂可含有小量的处理添加剂(如约0.05至5份添加剂比100分树脂)，其添加剂例如是硬脂酸钙或其它酸性净化剂。其它的添加剂可包括，例如硅二醇共聚物，有机硅化合物，烯烃类弹性体，和低分子量链烷烃或其它润滑添加剂。也可加入各种颜料添加剂。例如颜料浓缩物，如具有低分子量的聚乙烯增塑剂的二氧化钛颜料浓缩物可用作一种处理添加剂。各种添加剂能够具有一种增塑效果，能够改善纤维的强力和柔软度，并且能够有助于挤压、纤维纺丝和/或拉伸加工工艺。
用于纤维54的原始材料还可包括另外的辅助材料，并且辅助材料可包括一种填充材料，和/或表面活性剂或其它表面活性材料。填充材料可以是一种微粒材料，其可有助于提供触发多孔性(porosity-initiating)、松解结点，从而在施加于纤维的各种拉伸操作期间增强孔的理想成形。填充材料有助于提供一种所希望的表面改善的纤维，并且能够有助于增强在随后的拉伸操作期间产生的一种理想的“滑动效果”。此外，填充材料有助于保持在各种拉伸操作期间产生的孔。
这里所述的辅助材料包括一种表面活性材料，如表面活性剂，或具有低表面能的其它材料(如硅油)，表面活性材料可有助于减少纤维的表面能，并且在形成纤维的聚合物链段中提供润滑。减少的表面能和润滑有助于在随后的拉伸操作中产生“滑动效果”。
辅助填充材料可以是有机的或是无机的，并且填充材料最好是以单独的、离散微粒的形式。填充物可以用各种涂料和表面活性剂进行表面处理，从而赋予给原始材料中的聚合物树脂以亲合力，以减少附聚作用，改善填充物分散，并提供与流体、如体液、血或水的可控制的相互作用。无机填充物的一些例子可以包括金属氧化物，以及金属的氢氧化物，碳化物和硫酸盐。其它合适的无机填充物材料可以包括例如碳酸钙，各种粘土，硅石，矾土，硫酸钡，碳酸钠，滑石，碳酸镁，硫酸镁，碳酸钡，陶土，云母，碳，氧化钙，氧化镁，氢氧化铝，二氧化钛，粉状金属，玻璃微球，或含有空穴孔隙的微粒。另外一些无机填充物可以包括具有较高纵横比的微粒，例如陶土，云母和硅灰石，但这样的填充物可能具有较小的效果。示例性的有机填充物可包括例如浆粕粉末、木质粉末、纤维素衍生物、几丁质，脱乙酰壳多糖粉末、高晶状粉末、高熔融聚合物、高交联聚合物的颗粒、有机硅粉末等等，以及它们的组合物和衍生物。
在本发明的具体方面，填充物可具有平均微粒尺寸，其不大于10微米(μm)。或者，平均微粒尺寸不大于5μm，并且可选择的是，其不大于1μm，以达到改善可加工性。在本发明的其它方面，顶部切削(top cut)的微粒尺寸为不大于25μm，此外，其顶部切削的微粒尺寸可为不大于10μm，并且可选择的是，其不大于4μm，以便在具有所希望尺寸和多孔结构的纤维形成期间提供其可加工性。填充物也可通过加入表面活性剂和/或其它材料，如硬脂酸或山萮酸而改善表面，其可用来改善原始材料的可加工性。
适合于填充物材料的一些例子包括下列一种或几种。
(1)Dupont R-101 TiO2，其可从E.1.Dupont de Nemous获得，并且通过Standrich Color公司以浓缩物的形式提供，它在Social Circle，Georgia30279设有办事处。这种材料可提供很好的可加工性。
(2)颜料兰(Pigment Blue)15∶1(10％铜)，其通过Standridge Color公司配给。用这种材料生产的纤维常常会断裂。
(3)OMYACARBUF CaCO3，它可从OMYA，Inc.获得，它在Proctor，Vermont 05765设有办事处。这种材料可具有约4μm的顶部切削微粒尺寸和约0.7μm的平均微粒尺寸，并且能提供很好的可加工性。在与原始材料56组合或化合之前，该填充物可以用一种表面活性剂如Dow Corning 193表面活性剂涂覆。该填充物也可用其它合适的表面活性剂、如本发明其它处所述的表面活性剂涂覆。
(4) 涂覆有硬脂酸的OMYACARBUFT CaCO3，它可从OMYA，Inc获得。这种材料可具有约4μm的顶部切削微粒尺寸和约0.7μm的平均微粒尺寸，并且能提供很好的可加工性。
(5)SUPERCOATTMCaCO3，它可从国际ECC获得，它在Atlanta，Georgia 30342，5775 Peachtree-Dunwoody Road设有办事处。这种材料可具有约8μm的顶部切削微粒尺寸和约1μm的平均微粒尺寸。用这种材料生产的纤维常常会断裂。
(6)粉末状聚二甲基倍半硅氧烷(polydimethylsilsesquioxane)(#22或#23 Dow Corning添加剂)，它可从Dow Corning获得，它在Midland，Michigan 48628-0997设有办事处。这种材料可提供良好的可加工性，但可观察到某些结块。
辅助材料可选择地包括一种表面活性材料，如一种表面活性剂或其它具有低表面能的材料(如硅油)。在本发明的具体方面中，表面活性剂或其它表面活性材料可具有一亲水亲脂平衡(HLB)数值，该数值不大于约18。或者，HLB数值不大于约16，并且可选择的是其不大于约15。在本发明的另一方面中，HLB数值不小于约6。或者，HLB数值不小于约7，并且可选择的是HLB数值不小于约12。当HLB数值太低时，其有不足的可湿性，而HLB数值太高时，表面活性剂不能足以附着到原始材料的聚合物基体上，并且在使用期间非常容易洗掉。市场上可买到的表面活性剂的HLB数值能够在例如1995年McCUTCHEON’s第2卷《功能材料》(Functional Materials)中获知。
合适的表面活性剂可包括硅乙二醇共聚物，羰基化脂肪醇乙氧基化合物，各种乙氧基化乙醇，乙氧基化烷基酚，乙氧基化脂肪酯等，以及它们的组合物。其它合适的表面活性剂例如可包括下列的一种或几种(1) 由乙氧基化烷基酚构成的表面活性剂。如IGEPAL RC-620，RC-630，CA-620，630，720，C0-530，610，630，660，710和730，这些可从Rhone-Poulenc获得，它在Cranbury，New Jersey设有办事处。
(2) 由硅乙二醇共聚物构成的表面活性剂，如Dow CorningD190，D193，FF400，和D1315，它们可从Dow Corning获得，它在Midland，Michigan设有办事处。
(3) 由乙氧基化单甘油脂和双甘油酯构成的表面活性剂，如
Mazel 80，MGK，Masil SF 19和Mazel 165c，它们可从PPG工业获得，它在Gurnee 1L 60031设有办事处。
(4) 由乙氧基化乙醇构成的表面活性剂，如Genapol 26-L-98N，Genapol 26-L-60N，和Genapol 26-L-5，它们可从Hoechst Celanese公司获得，它在Charoltte，NC28217设有办事处。
(5) 由羟基化脂肪醇乙氧基化合物构成的表面活性剂，如Marlowet 4700和Marlowet 4703，它们可从Huls Americallnc.获得，它在Piscataway，NJ 08854设有办事处。
(6) 乙氧基化脂肪酯，如Pationic 138c，Pationic 122A，和Pationic SSL，它们可从R.I.T.A公司获得，它在Woodstock.1L60098设有办事处。
用于多孔纤维54的原始材料可包括重量百分比不少于约0.35wt％(重量百分比)的辅助材料，其重量百分比是根据被组合的原始材料的总重量而确定的。在本发明的具体方面中，辅助材料的量不小于约0.5wt％，最好是至少为约1wt％。或者，辅助材料的量不少于约5wt％，并且可选择的是不少于约10wt％。在本发明的其它方面中，辅助材料的量可达到约50wt％或更多。辅助材料的量最好是不大于约30wt％。或者，辅助材料的量为不大于约20wt％，并且可选择的是不大于约15wt％，以便提供所希望的可加工性特性。
在本发明的具体方面中，原始材料可以包括重量百分比不少约0.35wt％的填充物材料。在本发明的具体方面中，填充物材料的量不少于0.5wt％(重量百分比)。或者，填充物材料的量不少于约1wt％，并且可选择的是其不少于约5wt％。在本发明的其它方面中，填充物材料的量可达到约50wt％或更多。填充材料的量最好是不多于约30wt％。或者，填充物材料的量为不多于20wt％，并且可选择的是其不多于约10wt％。
在本发明的其它方面中，辅助材料包括一种表面活性材料，表面活性材料如表面活性剂的量可至少为约0.1wt％。或者，表面活性材料的数量至少为约1wt％，并且可选择的是至少为约3wt％。在本发明的其它方面，表面活性材料的量不多于约20wt％。或者，表面活性材料的量不多于约15wt％，并且可选择的是其不多于约10wt％。
用于形成多孔纤维54的合适的技术公开在由F.J.Tsai等人于1996年9月4日提出的美国专利申请序号No.08/697,996中，其题目是“用于制造具有改善特性的多孔纤维的方法和装置”(“METHODAND APPARATUS FOR MAKING MICROPOROUS FIBERS WITH IMPROVEDPROPERTIES”)，(代理人号No,12,242)，其整个内容在此以与其相一致的(没有矛盾的)方式被引入作为参考。
传统的多孔纤维其中常常包括有一些空腔。每一空腔一般有一个贯穿纤维材料管状体的孔，如图3和5中示意出。因此，空腔一般提供一种空心纤维，其中管状体的外径与孔的直径之比可在50∶1至50∶48的范围内。具有空腔的纤维对于制造业来说通常是令人生厌的，并且当纤维以高速度而被加工时其易于产生不希望有的瘪缩。此外，这样的纤维已呈现有不适当的机械强度特性，这样使得进一步加工纤维形成非织造织物尤为困难。
不过，本发明的多孔纤维54实际上没有空腔。因此，在纤维形成期间，纤维可表现出熔体强度的增加。较大的熔体强度能够改善纤维的在线可纺性和拉伸性。例如，可采用简单的拉丝模结构，以形成初生纤维。多孔纤维还能呈现有提高的机械强度，从而提供被改善的尺寸稳定性，并且还能呈现有其它被改善的机械特性，以便于纤维的随后加工。例如，被改善的机械特性能够改善进一步加工纤维来生产非织造织物纤维网的能力。在其各种情况中，多孔纤维54还可表现有下述被改善的综合性能，即小直径，低旦数，拉伸强度，伸长率和韧性(这里的韧性为吸收能的能力，如描述于“纤维和纺织技术词典”(Dictionary of Fiber & Textile Technology) ，HoechstCelanese ，1990) 。
各种形状的多孔纤维54可具有相对小的直径和相对小的旦数。在具体方面中，多孔纤维可具有不大于约50的纤维旦数。或者，多孔纤维旦数为不大于约20，并且可选择地是不大于约10。在其它方面，多孔纤维可具有约0.5旦或更小的旦数，并且可选择的是可具有约0.1旦或更小的旦数，以便提供被改善的性能。
在其它方面，多孔纤维54的断裂拉伸强度为不小于约200兆帕斯卡(Mpa)。或者，拉伸强度为不小于约250MPa，可选择的是其不小于约300MPa。在其它方面，本发明的方法和装置能提供不大于约1000兆帕斯卡(MPa)的纤维拉伸强度。或者，纤维拉伸强度是不大于约750MPa，并且可选择的是其不大于约450MPa，以便在随后加工操作中提供改善的特性和可加工性。
在其它方面，多孔纤维54能够呈现不小于约30％的断裂伸长率，如下列公式确定(Lf-Li)/Li；式中Lf是纤维断裂时的最终长度，Li是伸长前纤维的初始长度。或者，断裂伸长率不小于约50％，并且可选择的是不小于约90％。在其它方面，本发明的方法和装置提供的多孔纤维54能呈现的断裂伸长率达到约500％或更大。或者，断裂伸长率为不大于约200％，并且可选择的是不大于约160％，以便提供所希望的运行特性和加工能力。
在本发明的其它方面中，多孔纤维54可具有的韧性指数为不小于约0.1克-厘米/旦-厘米(g-cm/d-cm)。或者，纤维韧性为不小于约1.5g-cm/d-cm，并可选择的是其不小于约2g-cm/d-cm。另一方面，本发明能够提供的多孔纤维54具有不大于约20g-cm/d-cm的韧性指数。或者，纤维韧性指数不大于约10g-cm/d-cm，并且可选择的是其不大于约5g-cm/d-cm，以便提供改善的特性。韧性指数表示纤维对吸收能的能力，并且是由下列方式确定的，即纤维韧度乘以纤维断裂伸长率、然后除以2。例如，一般计算式为(断裂时的负载克数×断裂伸长率)/(旦数×2)，并且单位为(克-厘米)/(旦-厘米)。
对于获得用以确定多孔纤维的各机械特性所需数据而采用的试验技术进一步描述在下述的试验步骤的章节中。
多孔纤维54可有利地提供改善的水可及性。在本发明的具体方面中，多孔纤维54的吸水率可不小于约0.1mg/sec(毫克/秒)。或者，吸水率可不小于约0.15mg/sec，并且可选择的是其吸水率不小于约0.2mg/sec。在其它方面中，吸水率可不大于约15mg/sec。或者，吸水率可不大于约5mg/sec，并且可选择地是其吸水率可不大于约1.5mg/sec，以便提供改善的效果。相比较而言，无孔纤维将具有小于0.1mg/sec的吸水率，如由下述实施例8，9和10举例说明。
此外，多孔纤维54的吸水量为60秒内不少于0.1mg。或者，吸水量为60秒内不少于约0.2mg，并且可选择的是其60秒内不少于约0.3mg。在其它方面，吸水量为60秒内不多于约25mg。或者，吸水量为60秒内不多于约5mg，可选择的是其60秒内不多于约2.5mg，以便提供改善的效果。相比较而言，无孔纤维将具有60秒内少于0.1mg的吸水量。如由下述实施例8、9和10举例说明。
对于用以确定多孔纤维的各种水可及性特性所需数据而采用的试验技术将进一步描述在下述的试验步骤章节中。
将所希望的孔隙度赋予到纤维54上的一些孔隙或孔52可在纤维的外表面上分布。并且也能分布在纤维内部。在具体的方面中，纤维54的多孔结构包括总体椭圆状的细长孔隙和/或双锥形状的细长孔隙，如图7、8，9和9A中示意出。较好的是，细长的孔隙52沿着纤维长度方向上的纵向尺寸44具有其长轴46。在本发明的具体方面中，细长的孔隙可具有一长轴46，其中长轴的长度42不小于约0.1μm。或者，长轴长度不小于约0.2μm，并且可选择的是其不小于约0.25μm。在其它方面，长轴的长度不大于约30μm。或者，长轴长度42不大于约10μm，并且可选择的是不大于约7μm，以便提供改善的性能。
为有助于提供所希望的机械强度和水可及性的综合性能，在本发明多孔纤维的具体方面中，所要求的孔径尺寸的孔隙在其纤维外表面或纤维横截面上至少要形成有总孔数量的约30％。或者，所希望的孔径尺寸的孔隙在其纤维外表面或纤维横截面上至少形成为的总孔数量的约50％，并且可选择的是至少形成约60％。
在本发明的多孔纤维的其它方面，长轴长度在0.25-10μm范围内的孔隙在其纤维外表面或纤维横截面上至少形成有总孔数量的约30％。或者，0.25-10μm孔径尺寸的孔隙在纤维外表面或纤维横截面上至少形成有总孔数量的约50％，并且可选择的是至少形成有约60％，以便提供改善的机械特性和水可及性。
细长的孔或孔隙还具有纵横比值，它是由下列关系确定的，即孔的长轴48的长度42与短轴46的长度40之比，其短轴垂直对准长轴，如在用于测定纵横比的显微照片或其它成象或测量机构中可观察到。在本发明的其它方面，纵横比不小于约1.5，并且可选择的是不小于约2。在其它方面，纵横比不大于约50。或者，纵横比不大于约20，并且可选择的是不大于约15，以便提供改善的孔隙度特征和纤维性能。各细长孔或孔隙的长轴通常是大致沿纤维纵向尺寸的对齐的轴线，并且一般可通过各孔的最长尺寸测量而加以表示。
如在图7，8，9和9A中的举例说明，纤维54的多孔结构可具有沿纤维外表面分布的孔。表面孔具有一分布范围，即每单位外表面面积的孔数不少于0.01/μm2。或者，每单位外表面面积的孔数不少于约0.015/μm2，并且可选择的是其不少于0.05/μm2。在其它方面，每单位外表面面积的孔数是不多于约10/μm2。或者，每单位外表面面积的孔数为不多于约8/μm2，并且可选择的是其不多于约5/μm2，以便提供改善的可湿性和液体渗透性。
如在图1，2，12和13中示出，相对于纤维54的横截面面积，本发明的多孔结构可呈现平均孔面积(每孔)不少于0.001μm2的孔隙。或者，平均孔面积(每孔)不少于约0.002μm2，并且可选择的是不少于约0.03μm2。在其它方面，平均孔面积(每孔)是不多于约20μm2。或者，平均孔面积(每孔)不多于约10μm2，并且可选择的是其不多于约3μm2，以便可提供改善的可湿性和液体渗透性。
纤维54的多孔结构还可具有沿其横截面积分布的孔，以便提供不少于约0.01/μm2的每单位面积孔数。或者，每单位面积孔数不少于约0.015/μm2，并且可选择的是其不少于0.1/μm2。在其它方面，每单位面积孔数不多于约10/μm2。或者，每单位面积孔数不多于约8/μm2，并且可选择的是其不多于约5/μm2，以便提供改善的可湿性和液体渗透性。
在其它方面，纤维54的多孔结构具有沿纤维横截面分布的孔，其中单独的、被剖开的孔的面积的总和提供了一个总的孔面积，该总的孔面积不少于由被剖开的纤维所包围的总面积的约0.1％(孔面积百分比不少于约0.1％)。或者，孔面积百分比不少于约1％，并且可选择的是其不少于约2％。在其它方面，孔面积百分比为不多于约70％。或者孔面积百分比为不多于约50％，并且可选择的是其不多于约20％，以便提供改善的可湿性和液体渗透性。
参考图1，2，9，9A和12，多孔纤维的具体方面可包括一些主要由于纤维材料结构上的不规则性或其它物理非均质性而引起的孔隙或孔，这些孔隙或孔由此被伸延和扩展。这种引发剂结构上的非均质性可由下列机理中的一种或多种提供微粒填充物/聚合物树脂界面，密度和/或纤维材料的模量波动，超细孔隙和/或空气泡，具有与纤维材料不同的模量和/或密度和任何类型的夹杂物，以及这些机理的组合。尤其是，纤维能够理想的包括一些被伸延或以其它方式被扩展的孔隙，其中各孔隙与由一种材料提供的微粒引发剂50有关，该材料由许多单独微粒，如颗粒填充物材料构成。
孔或孔隙基本上能够围绕引发剂或能直接地相邻于引发剂。孔也可设置在各单独引发剂之间的区域内。因此，每个被扩展的孔隙可具有一长度，该长度较大于与其相关联的引发剂的长度，当观察沿纤维长度剖面方向上的孔隙时可以看到。就沿纤维长度的方向而言，孔隙可具有一基本上细长的椭圆形状，和/或可具有一种基本上双锥的外形，该双锥外形具有两个底边对着底边的锥形物。就垂直于纤维长度的横截面来说，孔隙可具有一大体球状或稍稍椭圆形或蛋形。在本发明微孔纤维的具体方面，在纤维的表面视图或其它纵向图上基本上没有看到孔的特殊花纹图案或规则排列。在另一方面，在纤维的示意性横截面图中基本上没有看到孔隙的特殊花纹图案或规则排列。因此，纤维材料中的孔隙排列可以是不规则的，并且可以是具有某些无规则群集的基本上随机的。例如，可如此的群集在任何被加入的填充物材料的簇集区域中。本发明多孔纤维所观察到的结构在纤维的特定横截面上可具有宽的孔尺寸分布，这是因为分散的孔的分布和沿纤维长度上孔的变化的、渐细的横截面性质所造成的。孔隙的细长形状(如椭圆或双锥形状)和没有特殊孔隙分布图案能够把本发明的微孔纤维结构与由相分离方法或其由它拉伸方法(如用于生产CELGARD微孔纤维的逐渐增加拉伸方法)而获得的多孔纤维明显地区分开。
在以15,000x放大率的CELGARD纤维的表面图中，如图11中示意出，大体椭圆或类似长方形状的许多微孔排列成大致沿垂直于纤维长度的方向上对齐的大体平面微孔区域的长条。这些微孔区域的长条被进一步排列成一些行列，其中长条以近似周期性的，有规律的形式出现。
参见图3，4和10，由传统的相分离方法获得的多孔纤维包括有由相对薄壁分离开的孔或孔隙的类似海绵状物体系。该体系组合成花边状的互连结构，其限定了带有类似薄膜壁的孔。在所示的构形中，该体系形成了一些相邻于中空纤维腔的指状大孔隙的层。尤其是沿着纤维横截面的孔隙排列提供了一种基本上是有规则的排列。参见图10，在15,000x的放大率下，纤维表面基本上显现的是无孔的。
相反，本发明多孔纤维的具体方面可包括一些由张应力引起的伸长区域所界定的孔，其中所述的区域是由纤维材料中的塑性变形而提供的。应力区域至少沿着纤维暴露最外表面上的延长的表面孔隙的界面边缘能够观察到。在本发明的多孔纤维中，纤维材料的边缘界面和边缘周边在围绕延伸伸长孔隙的区域中呈现基本上成尖锐角度限定非纤维状的和基本上非海绵状。因此，孔隙通过具有这种界面边缘的纤维材料而被有效地界定，并且这些界面边缘可沿着纤维的任何或所有表面视图、横截面图或整体图而观察到。孔隙间所观察到的区域中的纤维材料通常具有由孔隙所断开的平直部分的形式。
对于用以确定多孔纤维各种孔尺寸特性和孔分布情况的所需数据而采用的合适技术被进一步描述在下述的试验步骤的章节中。试验步骤机械特性用于确定多孔纤维54的机械特性的相适应的技术可使用Sintech拉伸试验仪(SINTECH 1/D)和Testworks 3.03软件。拉伸试验仪是一种可从MTS System公司获得的装置，它在Cary，Nc 27513设有办事处。软件可从MTS System公司Sintech Divison获得，它在Cary，NC27513设有办事处。也可使用具有基本相同功能的设备和软件。
机械特性能够利用拉伸试验仪通过测试纤维形状而进行测定。测试是用10磅(44.5N)载荷传感器，和由空气驱动的、涂覆有3英寸(7.6cm)橡胶的夹具而实施的。纤维测试是用2英寸(5.08cm)标距长度和500.00mm/分十字头速度而实施的。单个样品纤维以垂直于夹具并在夹具中心的位置被加载，并且当空气压力使夹具关闭紧靠在一起时其纤维被固定就位。在拉伸试验开始之前，由使用者输入纤维直径。对于空心纤维样品，如示于实例11和12中的纤维，使用环形截面面积来计算拉伸强度，即环形面积为π((外径)2-(内径)2)。在各实验中，纤维被拉伸直到产生断裂，并且设备软件或其它设备程序形成应力与应变曲线并计算出样品所要求的机械特性。例如，机械特性可包括杨氏模量，断裂应力，应变率(％)或断裂伸长率。水的可及性用于测定纤维的比较水的可及性的合适技术可使用CAHN DCA322微量天平，它是可从ATI(Analytical Technology，Inc)获得的一种装置，该公司在Madison，WI设有办事处。该天平能对仅仅为0.1微克的力的变化产生反应，并且装有两个称量位置(“A”和“B”环)和一个空重位置(“C”环”)。“A”环能够承受1.5克的最大负载而“B”环能够承受3.5克的负载。因此，A环具有较好的敏感性而B环能够支承较重负载。应将理解到，操作人员将选择能提供更好的测量敏感性而且还保持能够在试验期间测量所预期的最大负载的环。用于在此所述实例的纤维试验是根据天平的“A”环而进行的。每一纤维样品具有足够的长度(如约15mm)，从而使纤维能够切实可行地沿着并贴着用来提供试验样品的一个悬挂线或类似支承物用带系上或以其它方法固定住。在试验样品中，一个5mm长的支撑线和其相邻的被固定的纤维样品在带之下伸长并且在测试期间保持外露且可达到与水接触。
CAHN系统包括一个可移动的平台，该平台能够以平稳的上下速率平移。测试样品挂在或以其它方法安装到天平中所选择的环上，水的开关设置在可移动的平台上。该平台被提升以致样品的下边缘正好在水的表面之上，并且测试开始。装有CAHN系统的软件根据使用者输入的参数来控制试验。对于纤维测试，测试样品装在天平上，并且天平被配衡，以便在样品与水接触时能测量吸水量。软件被指示以1秒钟间隔收集力的读数。测试样品的2mm长的外露部分被浸入到水中，并且将平台制动。在软件以1秒钟间隔收集力的读数时，测试样品被放在水中1分钟。然后将测试样品拉出水外。
从试验中收集的数据随后被整理。具体而言，数据可被输出到相应的扩展片软件中，如Microsoft Excel版本5.0，并被处理以形成浸入水中1分钟内的重量与时间的曲线。该曲线示出了测试样品的吸水趋势，并且为比较不同纤维样品的相对吸水性能和相对的水可及度提供了便利的基础。为了在不同尺寸纤维的样品之间能有较好的比较，对于不同样品，作为时间函数的重量增量的被绘制的数据以具有0.0416mg重量的纤维为标准而被标称化。标称化因数是被测试纤维的干重与0.0416mg之比。吸水率是以在1分钟浸水周期的时间内通过绘制经标称化的重量增量与过去时间量所形成曲线的两秒钟时间标记而测定的。表示在实例中的吸水率是通过计算记录在数据测量的第1秒中在数据点处所绘制曲线的斜率而测定的，如在图14中示意性示出。列入在实例中的吸水量是在数据曲线中以测量1分钟(60秒)记录的总的重量增重。应将注意到，被测量到和被记录的重量增量可包括由于被吸收到初始孔结构中的水的重量增量，以及由于纤维与水之间其它相互作用导致的重量增量。例如，水的涂层可形成在纤维上。此外，为提供具有增加孔隙容量的孔，纤维结构可以鼓起，或者为提供获得和容纳被吸收水的增加容量，纤维可用其它方法改变形状。扫描电子显微镜和图象分析电子显微照片可通过图象技术领域：
已知的传统技术而制出。此外，通过使用已知的传统制备技术可制备一些样品用于所需成像。
由于本发明的多孔纤维即使在低温下也能够非常容易变形延展，因此当为了对纤维横截面成像而切断和制备纤维样品时，重要的是要避免使纤维材料过分的模糊。在一种合适的制备技术中，例如样品可被浸在乙醇中1小时并随后浸在液氮中。对于纤维横截面来说，表面能够通过低温检镜用薄片切断术而制备，例如使用具有FCS低温切断系统(Leica，Deerfield，IL)的Reichert Ultracut S检镜刀，其中采用一个在-180℃温度下的6mm新式玻璃刀。所得到的纤维然后被固定在一近似短棒上并涂覆有金或Au/Pd(金/钯)。纤维微观结构通过扫描电子显微镜、例如使用具有辅助和反向散射电子检测器的JSM6400(JEOL，Peabody，MA)扫描电子显微镜而能够成像。
孔隙和纤维孔的自动化图象分析能够通过已知的传统技术而实施。这些技术的一些例子被描述在“对于单个微粒分析的自动电子显微镜的应用”(“APPLICATION OF AUTOMATED ELECRON MICROSCOPYTO INDIVIDUAL PARTICLE ANALYSIS”)中，作者为美国实验室的Marks.Germani，其由国际科学通讯公司(International CommunicationsInc.)出版；和在“自动微粒分析介绍”(“INTRODUCTI ON TO AUTOMATEDPARTICLE ANALYSIS”)中，作者为T.B.Vander Wood(版权1994，MVA.Inc.，550 Oakbrook Parkawy #200，Norcross，GA 30093)，美国显微镜协会52次年会，G.W.Bailey和A.J.Garratt-Reed编辑，由San Francisco Press.出版。
为实例1提供孔分布数据的图象分析是通过材料分析机构(Material Analytical Services)而进行的，它是在Norcross.GA设有办事处的实验室。为实例4提供孔分布数据的图象分析是通过MVA，Inc.而进行的，它是在Norcross，GA设有办事处的实验室。
例如，各种图象分析可以用5,000x放大率的Noran Voyager图象分析系统来完成。数据是采用12次扫描总量的平均数而得到的。上述系统可从NORAN Instrument，Inc.获得，它在Middleton，WI设有办事处，并且也可使用提供有基本相等性能的系统。在图象分析过程期间，多孔结构的图象能够使用传统技术被数字化。一个数字化图象的例子示意在图13中。光学显微镜为了观察沿着多孔纤维外表面的微观结构，光学显微镜为一种合适技术。尤其是可使用传统的浸油光学显微镜。利用该技术，通过将样品放在玻璃滑动件上的一种在23℃下折射率(Nd)为1.516的浸液油中而制备，并且该样品被覆盖滑动。浸液油为一种能从OLYMPUSOPTICAL CO.LTD获得的油，其在Lake Success，NY.设有办事处也可使用具有基本相等性能的其它光学显微镜和设备。
下列实例是为达到对本发明更加详细理解之目的。这些实例是示例性的并且不是用来专门限定本发明的范围。实例1一种由聚丙烯(Himont PF301)(90wt％)和TiO2填充物微粒(由Standridge Color Corporation的SCC4837)(10wt％)构成的树脂通过两次挤压经过实验室Haake双螺杆挤压机而与Dow Corning D193表面活性剂(基于填充物和树脂总重量的6wt％)进行混合。TiO2微粒的尺寸范围为约0.1至0.5μm，如通过扫描电子显微镜(SEM)测量出。填充物的密度是通过灰粉分析而测定的。表面活性剂Dow CorningD193具有HLB数12.2。纤维纺丝工艺包括把被混合的材料喂入到给料斗中并将材料挤压通过具有长径比为24(L/D＝24/1)的单螺杆挤压机。该挤压机具有3个加热区，一个计量泵，一个在线静态混合器，和具有4个孔的纺丝组件，其中每个孔的直径为0.3mm。在纤维纺丝挤压期间，纤维要经受的拉伸比为40。在纤维骤冷期间，初生纤维利用第一表面活性液体被预加湿，该表面活性液体是经过计量涂覆模具而输送的。第一表面活性液体是一种由异丙醇和水以9分异丙醇和1份水(以体积计)的比例混合构成的溶液。纤维随后在空气中以2x拉伸率拉伸，接着在由第二种表面活性液体提供的浴中以拉伸比为1.7x进行拉伸。第二种表面活性液体是一种由异丙醇和水组成的溶液，该溶液是以9份异丙醇和1份水的体积比混合而成。然后纤维在累积到络丝机之前被以80℃热定型。最终多孔纤维的机械特性随后通过Sintech拉伸试验仪而测定，并且概括在下列的表1和2中。纤维横截面中每μm2的孔数是约0.74，并且外表面每μm2的孔数是约0.08。实例2一种由聚丙烯95.3％(Himont PF301)、1.4％TiO2浓缩无机填充物(由Standridge Color Corporation的SCC4837)和3.3wt％的粉末状聚二甲基含硅半氧化有机填充物(Dow Corning #23Additive)组成的树脂经过实验室Haake双螺杆挤压机挤压两次与6wt％(基于树脂和填充物总重量)的硅乙二醇表面活性剂混合。有机填充物的微粒尺寸范围为1至5μm，如由SEM测得。混合材料被挤压通过一单螺杆挤压机(L/D＝24/1)，该挤压机包括3个加热区，一个在线静态混合器，一个计量泵，和一个具有4个孔的纺丝组件，该每个孔的直径为0.3mm。在纤维纺丝挤压期间，纤维经受的拉伸比为33。在纤维骤冷期间，初生纤维利用第一种表面活性液而被预加湿，该表面活性液是经过一计量涂覆模具而输送的。第一种表面活性液体是一种由在异丙醇/水溶剂中占2wt％的表面活性剂(IGEPAL RC-630)构成的溶液。所述的溶剂是由以9份异丙醇与1份水的体积比混合而成。然后纤维在空气中以1.17x的拉伸比拉伸，并随后在第二种表面活性液体的浴中以2X拉伸比拉伸。第二种表面活性液体是一种由异丙醇和水以9份异丙醇与1份水(以体积计)的比例混合而成。然后纤维在聚集到络丝机之前在一个在线烘箱中在85℃下被热定型。多孔纤维的机械特性通过Sintech拉伸测试仪而被测得，并且概括在下列表1中。实例3一种由93.2wt％聚丙烯(Himont PF301)，1.4wt％TiO2浓缩物(由Standridge Color Corporation的SCC4837)和5.4w％CaCO3(由Omya Inc.的Omyacarb UF)构成的树脂，其利用6wt％(基于填充物的重量)的硅乙二醇D193表面活性剂被表面改性，且该树脂经过实验室Haake双螺杆挤压机挤压两次而被互相混合。CaCO3填充物的微粒尺寸范围为1至3μm，如通过SEM测得。然后混合材料被挤压通过一单螺杆挤压机(L/D＝24/1)，该螺杆挤压机包括一个在线静态混合器，一个计量泵，和一个具有8个孔的纺丝组件，其中每个孔的直径为0.3mm。在纺丝挤压期间，纤维经受的拉伸比为33。在纤维骤冷期间，初生纤维利用第一种表面活性液体被预浸湿，该第一表面活性液体是通过一计量涂覆模具而输送的。第一种表面活性液体是一种由异丙醇和水以9份异丙醇和1份水的体积比率混合而成的溶液。然后纤维在空气中以1.17x的拉伸率拉伸，接着在第二种定量的表面活性液体的浴中以2x的拉伸率拉伸。第二种表面活性液体是由在异丙醇/水溶剂中占1wt％的IGEPAL RC-630构成的溶液。其溶剂是由异丙醇和水以9份异丙醇与1份水的体积比混合而成的。然后纤维在聚集到络丝机之前在80℃下被热定型。多孔纤维的机械特性随后通过Sintech拉伸试验仪而测得，并且概括在下列的表1中。实例4一种由88.8wt％聚丙烯(Himont PF301)，1.3wt％TiO2浓缩物(由Standridge Color Corporation的SCC 4837)和9.9wt％CaCO3(由Omya，Inc.的Omyacarb UF)组成的树脂，其利用6wt％(基于填充物的重量)的硅乙二醇D193表面活性剂而被表面改性，且该树脂通过实验室Haake双螺杆挤压机挤压两次而被相互混合。CaCO3的微粒尺寸的范围为1至3μm，如通过SEM测得。已被混合的材料然后被挤压通过一单螺杆挤压机(L/D＝24/1)该挤压机包括3个加热区，一个在线静态混合器，一个计量泵，和一个具有15个孔的纺丝组件，其中每孔直径为0.5mm。在挤压纺丝操作期间，纤维要经历的拉伸比为40。在骤冷期间，初生纤维利用第一种表面活性液体被预加湿，其表面活性液体是通过一计量涂覆模具而输送的。第一种表面活性液体是异丙醇和水的混合物，它们的体积比例为9.8份的异丙醇和0.2份的水。然后纤维在空气中以1.5x的拉伸比被拉伸，接着在第二种定量的表面活性液体的浴中以1.4x的拉伸比拉伸。第二种表面活性液体是由异丙醇和水以9份的异丙醇与1份水的体积比例混合而成。随后纤维用一在线烘箱在90℃下热定型，接着通过一纤维网形成箱进行收集。多孔纤维的机械特性然后由Sintech拉伸测试仪测量出，并且被概括在下列的表1和2中，纤维横截面每μm2的孔数约为0.19。实例5一种由聚丙烯(Himont PF301)(90wt％)和TiO2填充微粒(由Standridge Color Corporation的SCC 4837)(10wt％)组成的树脂与Dow Corning D193表面活性剂(6wt％，基于填充物和树脂的总重量)通过实验室Haake双螺杆挤压机挤压两次而被相互混合。TiO2微粒尺寸范围为0.1至0.5μm，如通过扫描电子显微镜(SEM)而测得。填充物的密度通过灰粉分析而测出。表面活性剂Dow Corning D193具有12.2的HLB数。纤维纺丝工艺包括把已被混合的材料喂入到料斗中并通过一单螺杆挤压机挤压该材料，该挤压机具有的长径比为24(L/D＝24/1)。该挤压机具有3个加热区，一个计量泵，一个在线静态混合器，和一个具有4个孔的纺丝组件，其中每个孔的直径为0.3mm。在纤维纺丝挤压期间，纤维要经历的拉伸比为11。在纤维骤冷期间，初生纤维利用第一种表面活性液体被预加湿，其表面活性液体是通过一计量涂覆模具而输送的。第一种表面活性液体是一种由异丙醇和水以9份异丙醇和1份水的比例(以体积计)混合而成的溶液。然后纤维在空气中以1.58x的拉伸率被拉伸，接着在第二种表面活性液体的浴中以2.2x的拉伸率拉伸。第二种表面活性液体是一种由异丙醇和水以9份异丙醇与1份水的体积比混合而成的溶液。纤维然后在聚集在络丝机之前在80℃下热定型。综合多孔纤维的机械特性随后通过Sintech拉伸测试仪而测出，并且被概述在下列表1中。实例6一种由聚丙烯(Himont PF301)(90wt％)和TiO2填充物微粒(由Standridge Color Corporation的SCC 4837)(10wt％)组成的树脂与Dow Corning D193表面活性剂(6wt％，基于填充物和树脂的总重量)通过实验室Haake双螺杆挤压机两次挤压而相互混合。TiO2微粒范围为0.1至0.5μm，如通过扫描电子显微镜(SEM)测出。填充物密度通过灰粉分析而测量出。表面活性剂Dow Corning D193具有12.2的HLB数值。纤维纺丝工艺包括把已被混合的材料喂入到给料斗中并且通过一单螺杆挤压机挤压材料，该挤压机具有的长径比为24(L/D＝24/1)。挤压机有3个加热区，一个计量泵，一个在线静态混合器，和一个具有4个孔的纺丝组件，其每个孔的直径为0.3mm。在纤维的纺丝挤压期间，纤维要经受的拉伸比为11。在纤维骤冷期间，初生纤维利用第一种表面活性液体而被预加湿，其表面活性液体是通过一计量涂覆模具而输送的。第一种表面活性液体是一种由异丙醇和水以9份异丙醇与1份水的比例(以体积计)混合而成的溶液。然后纤维在空气中以1.17x的拉伸率被拉伸，接着在第二种表面活性液体的浴中以1.5x的拉伸率被拉伸。第二种表面活性液体是一种由异丙醇和水以9份异丙醇和1份水的体积比混合而成的溶液。纤维然后在聚集到络丝机之前在80℃下被热定型。最终多孔纤维的机械特性随后通过Sintech拉伸测试仪而被测出，并且概括在下列表1中。实例7一种由聚丙烯(Himont PF301)(90wt％)和TiO2填充物微粒(由Standridge Color Corparation的SCC 4837)(10wt％)组成的树脂与Dow Corning D193表面活性剂(6wt％，基于填充物和树脂的总重量)通过实验室Haake双螺杆挤压机挤压两次而被相互混合。TiO2微粒尺寸范围为0.1至0.5μm，如通过扫描电子显微镜(SEM)测出。填充物的密度通过灰粉分析而测量出。表面活性剂Dow Corning D193具12.2的HLB数值。纤维纺丝工艺包括把被混合的材料喂入到一给料斗中并且将材料挤压通过具有长径比为24(L/D＝24/1)的单螺杆挤压机。挤压机具有3个加热区，一个计量泵，一个在线静态混合器，和具有4个孔的纺丝组件，其中每个孔的直径为0.3mm。在纤维纺丝挤压期间，纤维要受到33的拉伸比。在纤维骤冷期间，初生纤维利用第一种表面活性液被预加湿，该表面活性液体是通过一计量涂覆模具输送的。第一种表面活性液体是一种由异丙醇和水以9份异丙醇与1份水的比例(比体积计)混合而成的溶液。然后纤维在空气中以1.17x的拉伸率被拉伸，接着在第二种表面活性液的浴中以1.5x的拉伸率进行拉伸。第二种表面活性液是一种由异丙醇和水以9份异丙醇和1份水的体积比例混合而成的溶液。纤维随后在聚集到络丝机之前在80℃下被热定型。最终多孔纤维的机械特性通过一种Sintech拉伸测试仪而测出，并概括在下列表1中。实例8一种由聚丙烯(Himont PF301)(90wt％)和TiO2填充物微料(由Standrige Color Corporation的SCC 4837)(10wt％)组成的树脂与Dow Corning D193表面活性剂(6wt％，基于填充物和树脂的总重量)通过实验室双螺杆挤压机挤压两次而相互混合。TiO2微粒尺寸范围为0.1至0.5μm，如通过扫描述电子显微镜(SEM)测量出。填充物的密度通过灰粉分析而测量出。表面活性剂Dow Corning D193具有12.2的HLB数值。纤维纺丝工艺包括把被混合的材料喂入到给料斗中并将该材料挤压通过一个具有长径比为24(L/D＝24/1)的单螺杆挤压机。挤压机具有3个加热区，一个计量泵，一个在线静态混合器，和一个具有4个孔的纺丝组件，其中每个孔的直径为0.3mm。在纤维纺丝挤压期间，纤维得以自由落下。在纤维骤冷期间，初生纤维利用表面活性液被预加湿，该表面活性液是通过一计量涂覆模具而输送的。表面活性液体是一种由异丙醇和水以9份异丙醇和1份水的体积比例混合而成的溶液。最终多孔纤维的机械特性通过Sintech拉伸测试仪而测量出，并概括在下列的表1中。实例9这个样品是由市场上可买到的聚丙烯短纤维构成的，其能够从美国Barmag获得，它在Charlotte，North Carolina设有办事处。短纤维具有38mm的纤维长度，并且在测试之前以下述方式被表面改性，其浸在丙酮中占10wt％亲水性硅乙二醇的溶液里1小时，并在试验前在50℃下干燥6小时。纤维的特性被测定并概括在下列表1中。实例10这个样品是由市场上可买到的聚丙烯短纤维构成的，其纤维长度为38mm，并且可从美国Barmag获得，它在Charlotte，North Carolina设有办事处。纤维的特性被测定出并概括在下列表1中。实例11这个样品是一种从Asahi Medical Co.Ltd获得的传统的多孔纤维，它在Tokyo，Japan具有办事处。如示意性地表示在图3，4和10中，纤维具有一个沿着纤维长度通过纤维内部纵向延伸的空腔。可以确信的是举例说明的纤维中的多孔结构是通过溶液纺丝技术而产生的，其空腔形状使凝结液体的引入能沿着纤维材料的内、外表面与初生纤维接触。其结构在纤维内壁内具有一些大的指状的孔，并且在外壁附近具有类似海绵外形的花边状的孔。此外，一般纤维在其外表面具有一薄的表层，其可阻止水渗透到纤维内。纤维的特性被测量出并概述在下列表1中。实例12这个样品是另一种传统多孔纤维，其商品名称为HoechstCelanese公司的CELGARD，该公司在Charlotte，North Carolina设有办事处。如示意性地表示在图5，6和11中，纤维具有纵向空腔，并且可以确信的是，纤维的多孔结构是通过使用一些增量拉伸步骤的工艺而产生的。如所示的横截面图，该结构包括一个类似层状的结构，它是在预结晶结构中产生内部层状容积而生成的。在该结构中，孔包括有一些微纤维，其在纤维的纵向方向上取向，并且连接部分是由层叠的薄层组成。纤维的特性被测量出并被概述在下列表1中。实例13这个样品是一种微孔聚丙烯纤维，其表示在由AlbanyInternationt拥有的U.S.P.4,550,123的实例1中，该公司在Msfield，MA设有办事处。根据该专利中实例1的描述，纤维具有8.8旦的旦数。纤维的其它特性列在下列表1中。
表1
本发明进行了相当详细的描述，显而易见，可以做出各种变化和改进而不脱离本发明的精神。所有这些改变和改进都落在本发明的范围内，如所附权利要求
所定义的范围内。
权利要求
1.一种多孔纤维，该纤维包括具有一些细长微孔的纤维材料，所述微孔形成在从包含在所述纤维材料中的填充材料扩张和伸展开的纤维材料中，所述纤维具有不大于50旦的旦数；不小于30％的断裂伸长率；不小于200MPa的断裂拉伸强度；所述纤维的外表面上分布有平均分布密度为每平方微米0.01-10个的微孔。
2.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述的纤维其旦数不大于20旦。
3.根据权利要求
1的纤维，其特片在于，所述的纤维其旦数不小于10旦。
4.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述的纤维具有不小于50％的断裂伸长率。
5.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述的纤维具有不小于90％的断裂伸长率。
6.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述微孔包括表面微孔，其不规则地分布在所述纤维的外表面上。
7.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述的微孔包括无规则分布在纤维截面上的微孔。
8.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述的纤维包括一些细长形状的微孔。
9.根据权利要求
8的纤维，其特征在于，所述的纤维包括一些总体为椭圆形状的微孔。
10.根据权利要求
8的纤维，其特征在于，所述的细长微孔具有沿着所述纤维的纵向方向基本上对齐的长轴。
11.根据权利要求
8的纤维，其特征在于，所述的细长微孔具有其长度不小于0.1μm的长轴。
12.根据权利要求
8的纤维，其特征在于，所述的细长微孔具有其长度不大于30μm的长轴。
13.根据权利要求
6的纤维，其特征在于，所述的微孔具有不小于0.01微孔/μm2外表面的平均分布密度。
14.根据权利要求
6的纤维，其特征在于，所述的微孔具有不大于10微孔/μm2外表面的平均分布密度。
15.根据权利要求
7的纤维，其特征在于，所述的微孔具有不小于0.01微孔/μm2横截面的平均分布密度。
16.根据权利要求
7的纤维，其特征在于，所述的微孔具有不大于10微孔/μm2横截面的平均分布密度。
17.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述的多孔纤维基本上是无空腔的。
18.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述的纤维是由纤维材料构成，并且所述的纤维包括一些微孔，这些微孔是在所述纤维材料的结构中断处被引发的。
19.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述的纤维包括一些延伸的微孔，每个微孔具有一个相关联的微粒引发剂；并且每个所述延伸的微孔所具有的长度大于相关微粒引发剂的长度。
20.根据权利要求
1的纤维，其特征在于，所述的微孔是通过具有角度边界边缘的纤维材料而界定的。
专利摘要
一种多孔纤维(54)，在其内包括有不同外形的孔隙(52)，从而获得所需程度的可湿性，液体渗透性和机械特性。该纤维具有的旦数不大于约50，断裂伸长率不小于约30%。其纤维还具有不小于约200Mpa的断裂拉伸强度。
文档编号D01D5/247GKCN1097101SQ97196669
公开日2002年12月25日 申请日期1997年6月19日
发明者F·－J·蔡, V·A·托波尔卡雷夫 申请人:金伯利-克拉克环球有限公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan