本申请涉及包含醋酸纤维素纤维的非织造织物及其应用。
非织造织物由于其良好特性和通常减少的制造工作量而被广泛用于工业中，例如，省去了任何的编织。
醋酸纤维素纤维已知为用于制造香烟过滤嘴的基本成分，例如US3800676中举例说明的。WO2014046680中描述了包含在纤维状基质中的纤维素酯纤维。
现在已经发现，包含醋酸纤维素纤维的非织造织物可以用于湿式或干式过滤。该织物可以很好地适应于应用，比如适应性改变刚度、渗透性、尺寸、孔径、几何形状以及加入辅助添加剂，比如抗微生物添加剂或催化添加剂。该织物由此包含由可再生来源制成并且通常以就环境和经济而言有利的方式进行处理的纤维。还已观察到了协同效应，因为醋酸纤维素纤维凭借其化学组成和高比表面积可以从气体或液体减少或去除某些杂质。
因此，本发明涉及包含醋酸纤维素纤维的非织造织物用于湿式或干式过滤的应用。本发明进一步涉及非织造织物，其包含等于或大于40重量％、优选地等于或大于50重量％，更优选地等于或大于60重量％的醋酸纤维素纤维。
术语“醋酸纤维素”旨在表示被乙酰化成从0.2至等于或小于3的取代度(DS)的纤维素。醋酸纤维素可以根据本领域技术人员已知的方法来制造，例如通过使纤维素与醋酸酸酐反应来制造，任选地在催化剂比如酸的存在下进行。
在本发明的一个方面，用于本发明所述的应用的织物大致包含等于或大于40重量％、优选地等于或大于50重量％、更优选地等于或大于60重量％的醋酸纤维素纤维。
在一个方面，包含在非织造织物中的醋酸纤维素纤维的至少一部分具有三叶形形状的横截面，该非织造织物在本发明中用于过滤。在优选的方面，包含在非织造织物中的等于或大于40重量％、优选地等于或大于50重量％、更优选地等于或大于60重量％的醋酸纤维素纤维具有三叶形形状的横截面。在另一个方面，所述纤维的至少一部分具有其他横截面形状，例如，圆形、多叶形、l束形(l-beam)或狗骨形。
根据本发明的一个方面，包含在非织造织物中的醋酸纤维素纤维的至少一部分是亚微米纤维的形式，所述非织造织物在本发明中用于过滤。在优选的方面，包含在非织造织物中的等于或大于1重量％、或等于或大于5重量％、或等于或大于10重量％的醋酸纤维素纤维是亚微米纤维的形式。通常，包含在非织造织物中的亚微米纤维的重量％不超过50重量％或60重量％。术语“亚微米”旨在表示平均直径小于1000纳米的纤维。在特定的方面，醋酸纤维素纤维的平均直径优选地小于100纳米，此类纤维通常被表示为“纳米纤维”。通常，此类纳米纤维的平均直径等于或大于10纳米，优选地为50纳米。平均纤维直径可以根据本领域技术人员已知的方法来确定，例如通过SEM(扫描电子显微镜)图像进行确定。
根据本发明的一个方面，非织造织物的几何形状具有至少三个角，优选地四个角。这旨在描述用于过滤的织物的非圆柱形形状。在一个方面，织物被折叠以便于应用。
根据本发明的一个方面，织物被成形为圆柱形形状，以便于例如在空气或液体滤筒中使用。
非织造织物可以通过将包含醋酸纤维素纤维的纤维分层和/或展开来制造。这可以例如通过湿法成网工艺、干法成网工艺实现，比如空气成网(air laid)或梳理成网。随后，例如，施加热和/或压力和/或粘结剂(例如，被熔附在纤维上的聚合物(例如，酚醛树脂))和/或增塑剂(例如，三乙酸甘油酯)和/或溶剂(例如丙酮)来进行预处理和/或粘合分层的和/或展开的纤维。任选地在将预处理后的纤维成形为期望形状之后，通过使加热后的纤维或粘结剂(例如，熔化的酚醛树脂)定型和/或使增塑剂粘合纤维和/或使溶剂挥发，随后可以获得织物。在另一方面，纤维通过针刺相互连接以形成织物。
任选地，在由纤维制造非织造织物的过程期间，在预处理纤维之前或之后，向纤维提供至少一种添加剂，比如抗微生物添加剂或催化添加剂。在另一个方面，在纤维制造过程期间，至少一种添加剂诸如抗微生物添加剂或催化添加剂已经包含在纤维内。在又一个方面，所述至少一种添加剂是热敏的。
在本发明的一个方面，所述应用为干式过滤，其中干式过滤为气体过滤，特别是空气过滤。具体地，气体过滤，优选地空气过滤，减少或消除了气体中的颗粒、微生物或化学污染物。在一个方面，降低了气体中的芳香族化学污染物特别是苯酚的含量。
在本发明优选的方面，被过滤的空气或气体包含等于或大于12体积％的氧气和等于或大于74体积％的氮气。相比而言，例如，香烟烟雾在焚烧位置处包含高达73体积％的氮气和约10体积％的氧气。在此方面，被过滤的气体或空气并非从烟草焚烧位置直接测量的香烟烟雾。尽管如此，待过滤的气体或空气包含处于稀释浓度的香烟烟雾。
在一个方面，织物是HVAC(采暖、通风及空调)系统的一部分，该系统通常连接到固定系统，比如室内空气调节系统或汽车系统。
根据本发明，有利地，该应用是湿式过滤，其中该湿式过滤是液体过滤，特别是含水或非水的液体过滤。在一个方面，该过滤减少或消除了液体中、特别是含油或含水的体系中、特别是饮料或废水中的颗粒、微生物或化学污染物。
本发明进一步涉及非织造织物，其包含等于或大于40重量％、优选地等于或大于50重量％、更优选地等于或大于60重量％的醋酸纤维素纤维。在一个方面，包含在非织造织物中的醋酸纤维素纤维的至少一部分具有三叶形形状的横截面。在优选的方面，包含在非织造织物中的等于或大于40重量％、优选地等于或大于50重量％、更优选地等于或大于60重量％的醋酸纤维素纤维具有三叶形形状的横截面。在另一个方面，所述纤维的至少一部分具有其他横截面形状，例如，圆形、多叶形、l束形或狗骨形。
在优选的方面，包含在非织造织物中的等于或大于1重量％、或等于或大于5重量％、或等于或大于10重量％的醋酸纤维素纤维是亚微米纤维的形式。通常，包含在非织造织物中的亚微米纤维的重量％不超过50重量％或60重量％。术语“亚微米”旨在表示平均直径小于1000纳米的纤维。在特定的方面，醋酸纤维素纤维的平均直径优选地小于100纳米，此类纤维通常被表示为“纳米纤维”。通常，此类纳米纤维的平均直径等于或大于10纳米，优选地为50纳米。平均纤维直径可以根据本领域技术人员已知的方法来确定，例如通过SEM(扫描电子显微镜)图像进行确定。
在一个方面，根据本发明的非织造织物具有几何形状，该几何形状优选地具有至少三个角，和/或具有矩形形状。在一个方面，织物被折叠。
在另一方面，根据本发明的非织造织物具有圆柱形的几何形状。
在一个方面，根据本发明的非织造织物进一步包含至少一种抗微生物添加剂或催化添加剂。所述添加剂可以是热敏的。
在一个方面，醋酸纤维素纤维具有，例如，1.32g/cm3的密度、10至13cN/tex的韧性、2.9N/tex的拉伸模量，以及255至260℃的熔点。它们也可以是吸水的。
如果通过引用并入本文的任何专利、专利申请以及出版物的公开内容与本申请的说明书相冲突到可能导致术语不清楚的程度，那么应当以本说明书优先。