專利名稱：用于形成納米纖維和納米纖維網(wǎng)的設備、系統(tǒng)和方法
技術領域：
本發(fā)明涉及用于形成中值直徑為小于1微米(ym)的纖維的噴絲頭、模具、設備、 系統(tǒng)和方法，更特別地涉及包括這種亞微米纖維組的非織造纖維網(wǎng)和制品。
背景技術：
非織造纖維網(wǎng)已用于制備吸收劑或吸附劑制品，吸收劑或吸附劑制品可(例如) 用作表面清潔的吸收擦拭物、用作氣體吸附劑和液體吸收劑、用作流體過濾介質以及用作吸收阻隔材料(其用作隔音或隔熱材料)。在要求高吸收性的某些應用中，可能有利的是使用由表面積大的亞微米纖維(即納米纖維)制成的高孔隙率非織造制品。已知通過使用電紡技術制備納米纖維，在電紡技術中，在高電場條件下，將可紡流體材料紡成纖維。然而，這些技術是有問題的，因為通常需要易燃有機溶劑，以形成可紡流體材料，某些材料(特別是某些聚合物)不能充分溶于有機溶劑中以變得可紡，此外，某些可紡流體極為粘稠，并在點火發(fā)生(即在空氣中存在介電擊穿)之前需要比電場所能提供更高的力。同樣，當需要較高溫度時，這些技術是有問題的，因為高溫增加了結構部件的導熱率和熱膨脹，并使高電場的控制復雜。由于該原因，已發(fā)現(xiàn)電紡通常不適用于加工聚合物熔體。還已知通過使用熔噴技術，使用加壓氣體，以從熔融聚合物流產(chǎn)生聚合物纖維。 根據(jù)這些技術，將熔融聚合物流擠出到噴氣流中，以形成多個纖維，可收集多個纖維，以形成非織造纖維網(wǎng)。用于形成熔噴非織造纖維網(wǎng)的示例性設備和方法公開于美國專利 No. 7，316，552B2中，在圖IA中說明，并對本發(fā)明的理解有益。參見圖1A，熔噴系統(tǒng)100包括料斗110，料斗110將聚合物材料提供給附接到模具 114的擠出機112，模具114在待通過熔噴法形成的非織造纖維網(wǎng)118的整個寬度116上延伸。氣體入口 120(和任選的氣體入口 12 將加壓氣體流127提供到模具114。熔融聚合物流1 被迫使通過多個小直徑噴絲頭148而作為多個聚合物纖維144離開狹槽138，多個小直徑噴絲頭148在整個模具114上延伸。擠出的聚合物纖維144在形成表面146(例如束帶)上形成粘著的(即內聚的)纖維非織造網(wǎng)118。纖維非織造網(wǎng)118可由輥147移除，可將輥147設計為通過施加熱量和/或壓力(如通過壓延)而粘結網(wǎng)118的聚合物纖維144，以提高網(wǎng)118的完整性。之后，可通過常規(guī)裝置將網(wǎng)118傳送到收卷輥、圖案壓印等 (在圖IA中未示出)。美國專利No. 4，663，220更詳細地公開了使用上述元件的設備和方法，并且該公開內容以引用方式并入本文。也已公開了在熔噴法中用于形成包含聚合物纖維的非織造纖維網(wǎng)的各種設備和方法，其中該纖維的至少一部分的平均直徑為小于1微米(參見(如)美國專利 No. 4，047，861、No. 4，536，361、No. 4，720，252、No. 4，818，664、No. 5，476，616、 No. 5，533，675、No. 6，074，597、No. 6，183，670B1、No. 6，315，806B1、No. 7，291，300B2、 No. 7，267，789、No. 7，316，552B2 ；美國專利申請公布 No. 2008/0093778 ；以及 PCT 國際公布 No. WO 2007/001990)。然而，在每一種情況下，在非織造纖維網(wǎng)中的所得聚合物纖維組通常都展現(xiàn)出相當大的中值直徑，其中，中值纖維直徑通常為至少約1，000納米(Ιμπι)，更通常為大于10 μ m。最近，Reneker等人(美國專利 No. 6，382，25冊1、No. 6，52O, 425B1、 No. 6，695，992B2和美國專利申請公布No. 2009/0039565A1)已公開了用于制備納米纖維的各種設備、噴絲頭和方法。圖IB示出來自美國專利No. 6，382，256B1的圖1的模具114(圖 1A)的示例性噴絲頭148的部分橫截面。所示的噴絲頭148由兩個同心圓柱體管(形成環(huán)狀通道130的內管111和外管120)形成。內管111限定了接收加壓氣體流127的通道126。 環(huán)狀柱130接收來自擠出機112(圖1A)的熔融聚合物流128。設置內管111，使得內管111 的末端115從外管120的末端114凹進，從而形成噴氣流空間106。在操作中，熔融聚合物流1 通過環(huán)狀柱130并進入噴氣流空間106 ；加壓氣體流127離開內管111的末端115。 Reneker等人明確教導了加壓氣體流127在離開噴絲頭148之前在噴氣流空間106中與熔融聚合物流1 會聚，從而形成多個納米纖維129。

發(fā)明內容
本發(fā)明涉及通過由流體(例如熔融聚合物)形成熔融聚合物膜、然后將高壓吹入空氣提供到熔融聚合物膜的內部來制備亞微米纖維。在空氣接觸熔融聚合物之后，該方法不依賴于任何約束噴氣流膨脹空間。該方法優(yōu)于現(xiàn)有技術的優(yōu)點在于，在纖維形成空間中不存在固體界面，固體界面可能妨礙纖維形成過程。由于不存在這種妨礙，因此可抑制熔融聚合物小珠或畸形纖維叢粘附到模具本體并隨后作為內聚團落入纖維網(wǎng)產(chǎn)品中。這種小珠或叢(常稱作“砂石”或“渣球”)通常不是所需的，因為它們不均一，難以通過其它方式控制，并損壞其著陸之處的非織造網(wǎng)。因此，在一個方面，本發(fā)明涉及用于制備亞微米纖維組的噴絲頭。噴絲頭包括第一導管和第二導管，第一導管具有第一末端，第二導管在第一導管周圍同軸設置，并具有第二末端，第二末端靠近第一末端，其中第一導管和第二導管在第一導管和第二導管之間形成環(huán)狀通道，另外，其中第一末端軸向向外延伸超過第二末端。在某些示例性實施例中，靠近第一末端的環(huán)狀通道的至少一部分被導向第一導管。在某些示例性實施例中，第一末端由大致圓形的周邊限定。在某些特定的示例性實施例中，大致圓形的周邊包括具有多個齒的齒狀邊緣，從而在周邊周圍產(chǎn)生鋸齒狀圖案。在另外的示例性實施例中，第一末端軸向向外延伸超過第二末端至少0. 1mm。在另外的示例性實施例中，第一末端軸向向外延伸超過第二末端至多5mm。在另一方面，本發(fā)明提供了具有至少一個上述噴絲頭的模具。在某些示例性實施例中，模具具有多個上述噴絲頭。在某些示例性實施例中，多個噴絲頭設置在多個行中，使得從任何行的噴絲頭噴出的纖維流在飛射中與從任何其它行的噴絲頭噴出的纖維流基本
上不重疊。在又一方面，本發(fā)明提供了用于形成非織造纖維網(wǎng)的設備，非織造纖維網(wǎng)包含亞微米纖維組，設備包括流體材料源、加壓氣體源、組裝了至少一個上述噴絲頭的模具以及用于收集離開模具之后的流體材料的收集器，其中環(huán)狀通道連接到流體材料源，且第一導管連接到加壓氣體源，其中流體材料在收集器上以基本上固體的形式被收集作為非織造纖維網(wǎng)。在又一方面，本發(fā)明提供了用于形成多個亞微米纖維的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括流體材料流、加壓氣體流、組裝了至少一個上述噴絲頭的模具以及用于收集離開模具之后的所述流體材料作為多個非織造纖維的收集器，其中環(huán)狀通道連接到流體材料流，且第一導管連接到加壓氣體流，任選地其中多個纖維在收集器上以基本上固體的形式被收集作為非織造纖維網(wǎng)。在某些示例性實施例中，流體材料流包含熔融聚合物。在某些示例性實施例中，力口壓氣體流包含壓縮空氣。在另一方面，本發(fā)明提供了制備非織造纖維網(wǎng)的方法，該方法包括提供流體材料源，提供加壓氣體流，提供組裝了至少一個上述噴絲頭的模具，將環(huán)狀通道設置成與流體材料源流動連通，將第一導管設置成與加壓氣體流流動連通；以及收集離開模具之后的流體材料作為多個非織造纖維，其中多個非織造纖維以基本上固體的形式被收集作為非織造纖維網(wǎng)。在又一方面，本發(fā)明提供了制備非織造纖維網(wǎng)的方法，該方法包括a.使用具有至少一個上述噴絲頭的模具，形成中值纖維直徑為小于1微米(ym) 的亞微米纖維組；b.形成中值纖維直徑為至少Iym的微纖維組；以及c.將亞微米纖維組和微纖維組組合成非織造纖維網(wǎng)，其中纖維組中的至少一個包含基本上分子取向的纖維，且其中非織造纖維網(wǎng)具有一定的厚度，并且展現(xiàn)出的密實度為小于10%。在另一方面，本發(fā)明涉及由非織造纖維網(wǎng)制成的制品，非織造纖維網(wǎng)包含根據(jù)上述方法制成的亞微米纖維組。在示例性實施例中，制品選自氣體過濾制品、液體過濾制品、 吸聲制品、表面清洗制品、細胞生長支承制品、藥物遞送制品、個人衛(wèi)生制品和傷口敷料制
P
ΡΠ O根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例可具有某些優(yōu)于現(xiàn)有技術的令人驚訝且出乎意料的優(yōu)點。例如，在某些示例性實施例中，本文所公開的噴絲頭通過允許亞微米纖維直接在噴絲頭本體的外部的環(huán)境空氣空間中形成而不是在噴絲頭本體的外管內形成，從而消除了對由 Reneker等人明確教導的限定的噴氣流空間的需要。該構造的一個優(yōu)點可以是限制或消除了新形成的纖維接觸任何模具表面的可能性。如果新形成的纖維擬接觸模具，則它們可能再熔融并粘附到模具表面。這些再熔融的纖維隨后可形成小珠或叢(即“砂石”或“渣球”)， 小珠或叢可落到非織造網(wǎng)上并損壞其著陸之處的網(wǎng)。在其它示例性實施例中，本發(fā)明的噴絲頭、模具、設備、系統(tǒng)和方法可允許制備非織造纖維網(wǎng)，該非織造纖維網(wǎng)含有相對于微纖維的量相對更高比例的亞微米纖維。本發(fā)明的其它示例性實施例可具有使其能夠用于多種應用的結構特征；可具有特殊的吸收劑和/ 或吸附劑性質；當用作流體過濾介質時，可由于其密實度低而顯示具有高孔隙率、高流體滲透性和/或低壓降；并可以以高性價比且有效的方式制得。已對本發(fā)明的示例性實施例的多種方面和優(yōu)點進行了概述。以上概述并非意圖描述本發(fā)明的每一個圖示實施例或每項具體實施。隨后的附圖和具體實施方式
更具體地舉例說明使用本文所公開的原理的某些優(yōu)選實施例。


參照附圖進一步描述本發(fā)明的示例性實施例，在附圖中圖IA為示例性現(xiàn)有技術熔噴設備的示意圖。圖IB為用于熔噴模具中的示例性現(xiàn)有技術噴絲頭的部分剖面?zhèn)纫晥D。圖2為用于根據(jù)本發(fā)明的熔噴模具、過程和方法中的示例性噴絲頭的部分剖視圖。圖3為用于根據(jù)本發(fā)明的熔噴模具、過程和方法中的示例性噴絲頭的部分剖視圖。圖4為用于形成非織造纖維網(wǎng)的示例性設備、系統(tǒng)和過程的示意圖，該非織造纖維網(wǎng)包含根據(jù)本發(fā)明的亞微米纖維。
具體實施例方式術語表如本文所用“微纖維”為中值直徑為至少1微米的纖維組。“超細微纖維”為中值直徑為2微米或更小的微纖維組。“亞微米纖維”(也稱為“納米纖維”)為中值直徑為小于1微米的纖維組。當本文提及某一特定種類的微纖維批、組、陣列時，如“亞微米微纖維陣列”時，其意指該陣列中的微纖維的完整組或單批微纖維的完整組，而不僅僅是指屬于亞微米尺寸的陣列或批的一部分?！斑B續(xù)取向的微纖維”本文是指從模具放出并通過處理工位移動的基本上連續(xù)的纖維，該纖維在處理工位中被拉伸且纖維內分子的至少部分被取向為與纖維的縱向軸線對齊(相對于纖維使用的“取向的”意指纖維分子的至少部分沿著纖維的縱向軸線對齊)。“熔噴纖維”本文是指通過將熔融的成纖材料穿過模具中的噴絲孔或噴絲頭擠出進入高速氣體流中而制成的纖維，其中擠出的材料首先被細化，然后硬化為纖維團?！蔼毩⒌刂苽涞膩單⒚桌w維”意指從亞微米纖維成纖設備(如模具)制備的亞微米纖維流，該成纖設備被設置為使得亞微米纖維流初始與較大尺寸微纖維流在空間上分隔 (如在約1英寸(25mm)或更大的距離上)，但在飛射中與其合并以及分散到其中?！白陨辰Y”被定義為在高溫下的纖維之間的粘結，如在不使用(例如)點粘結或壓延中的直接接觸壓力的情況下，在烘箱中或用通風粘結器獲得的粘結?！胺肿酉嗤钡木酆衔锸侵妇哂谢鞠嗤闹貜头肿訂卧木酆衔?，但其在分子量、制備方法、商業(yè)形式等方面可以不相同?！白灾С小痹诰W(wǎng)的描述中意指網(wǎng)本身可被保持、處置和加工?！懊軐嵍取笔桥c密度和網(wǎng)的滲透性和孔隙度成相反關系的非織造網(wǎng)性能(低密實度對應于高滲透性和高孔隙度)，并由以下公式定義[3.937 * 網(wǎng)基重(g/m2)] 密實度(％)=-根據(jù)IOcmX IOcm網(wǎng)樣品的重量計算“網(wǎng)基重”。在施加壓力為150Pa的條件下，使用測試腳尺寸為5cmX 12. 5cm的測厚儀在 IOcmXlOcm網(wǎng)樣品上測量“網(wǎng)厚度”。“堆密度”是取自文獻的構成網(wǎng)的聚合物或共混聚合物的堆密度?，F(xiàn)在將具體參照附圖描述本發(fā)明的各種示例性實施例。因此，應當理解，本發(fā)明的實施例不應限于以下的示例性實施例，但應受權利要求書及其任何等同物中示出的限制的控制。A.成纖噴絲頭和樽具在一個方面，本發(fā)明涉及用于制備亞微米纖維組的噴絲頭。如圖2所示，在示例性實施例中，噴絲頭200包括第一導管202和第二導管204，第一導管202具有內部通道203 和第一末端207，第二導管204在第一導管202周圍同軸設置，并且具有第二末端201，第二末端201靠近第一末端207，其中第一導管202和第二導管204在第一導管和第二導管之間形成環(huán)狀通道205，且另外地，其中第一末端207軸向向外延伸超過第二末端201。在操作中，環(huán)狀通道205連接到獲自流體材料源(在圖2中未示出)的流體材料流128，且第一導管202連接到獲自加壓氣體源(在圖2中未示出)的加壓氣體流127。如圖2所示，第二末端201從第一末端207凹進一定的距離206。這樣，在第二導管204或噴絲頭200內沒有由Reneker等人定義的噴氣流空間形成。在某些示例性實施例中，可將任選的nit襯墊208設置在第一導管202的至少一部分和第二導管204之間。如果需要，nit襯墊208充當軸襯或分離環(huán)，以將第一導管202在第二導管204內同軸居中。 可選擇nit襯墊208，以使其軸向厚度允許軸向調節(jié)第一導管202相對于第二導管204的定位。這樣，可自由調節(jié)第一末端207和第二末端201之間的距離206。然而，在這種實施例中，選擇nit襯墊208的軸向厚度，從而第一末端207軸向向外延伸超過第二末端201，如圖 2所示。這樣，避免了在噴絲頭200的本體內形成噴氣流空間。因此，在示例性實施例中，噴絲頭200通過允許亞微米纖維直接在噴絲頭本體的外部的環(huán)境空氣空間中形成而不是在噴絲頭本體的外管內形成，從而消除了對由Reneker 等人明確教導的限定的噴氣流空間的需要。該構造的一個優(yōu)點可以是限制或消除了新形成的纖維接觸任何模具表面的可能性。如果新形成的纖維擬接觸模具，則它們可能再熔融并粘附到模具表面。這些再熔融的纖維隨后可形成小珠或叢(即“砂石”或“渣球”)，小珠或叢可落到非織造網(wǎng)上并損壞其著陸之處的網(wǎng)。在圖2所示的示例性的當前優(yōu)選的實施例中，靠近第一末端207的環(huán)狀通道205 的至少一部分朝第一導管202的中心軸向內成角度。在某些示例性實施例中(在附圖中未示出)，第一導管和第二導管具有通常圓柱形或管狀形狀；換句話講，在某些示例性實施例中，第一導管和第二導管具有大致圓形的橫截面，大致圓形的橫截面沿著垂直于噴絲頭的軸向方向截取。在某些當前優(yōu)選的實施例(在附圖中未示出)中，第一導管和第二導管具有大致圓形的橫截面，大致圓形的橫截面沿著垂直于噴絲頭的軸向方向截取，且第二導管在第一導管周圍同心設置。
在圖3所示的另外的示例性實施例中，噴絲頭300包括第一導管302和第二導管 304，第一導管302具有第一末端307，第二導管304在第一導管302周圍同軸設置，并且具有第二末端201，第二末端201靠近第一末端307，其中第一導管302和第二導管304在第一導管和第二導管之間形成環(huán)狀通道305，其中第一末端307軸向向外延伸超過第二末端 301，且另外地，其中第一末端由大致圓形的周邊限定，大致圓形的周邊包括凸置頂端，凸置頂端可為規(guī)則的(例如如圖2所示的大致圓形的)或不規(guī)則的(例如如圖3所示的鋸齒狀圖案309)。因此，在某些示例性實施例中，大致圓形的周邊包括具有多個齒的齒狀邊緣，從而在周邊周圍產(chǎn)生鋸齒狀圖案。如圖3所示，第二末端201從第一末端307凹進一定的距離306。這樣，在第二導管304或噴絲頭300內沒有由Reneker等人定義的噴氣流空間形成。在某些示例性實施例中，可將任選的nit襯墊308設置在第一導管302的至少一部分和第二導管304之間?？蛇x擇nit襯墊308，以使其軸向厚度允許軸向調節(jié)第一導管302相對于第二導管304的定位。這樣，可自由調節(jié)第一末端307和第二末端201之間的距離306。然而，在這種實施例中，選擇nit襯墊308的軸向厚度，從而第一末端307軸向向外延伸超過第二末端201，如圖 2所示。這樣，避免了在噴絲頭300的本體內形成噴氣流空間。在圖3所示的示例性的當前優(yōu)選的實施例中，靠近第一末端307的環(huán)狀通道305 的至少一部分被導向第一導管302。在某些示例性實施例中(在附圖中未示出)，第一導管和第二導管具有通常圓柱形或管狀形狀；換句話講，在某些示例性實施例中，第一導管和第二導管具有大致圓形的橫截面，大致圓形的橫截面沿著垂直于噴絲頭的軸向方向截取。在某些當前優(yōu)選的實施例中(在附圖中未示出)，第一導管和第二導管具有大致圓形的橫截面，大致圓形的橫截面沿著垂直于噴絲頭的軸向方向截取，且第二導管在第一導管周圍同心設置。在上述噴絲頭的某些示例性實施例中，第一末端軸向向外延伸超過第二末端至少 0. 1mm、至少0. 2mm、至少0. 3mm、至少0. 4mm、至少0. 5mm或至少1mm。在另外的示例性實施例中，第一末端軸向向外延伸超過第二末端至多5mm、至多4mm、至多3mm、至多2mm或至多 Imm0在另一方面，本發(fā)明提供了具有至少一個上述噴絲頭的模具。在某些示例性實施例中，模具具有多個上述噴絲頭。在某些示例性實施例中，多個噴絲頭在至少一行中設置。B.用于形成非織造纖維網(wǎng)的設備和系統(tǒng)在又一方面，在另外的示例性實施例中，本發(fā)明提供了用于形成非織造纖維網(wǎng)的設備，該設備包括流體材料源、加壓氣體源、包括至少一個安裝在模具中的上述噴絲頭的模具以及用于收集離開模具之后的流體材料的收集器，其中環(huán)狀通道連接到流體材料源，且第一導管連接到加壓氣體源，其中流體材料在收集器上以基本上固體的形式被收集作為非織造纖維網(wǎng)。如圖4所通常示出，設備包括具有至少一個噴絲頭400的模具435、流體材料源 410和加壓氣體源412。模具435的環(huán)狀通道連接到流體材料源，且第一導管連接到加壓氣體源412。如圖4中的虛線所示，連續(xù)亞微米纖維流402從模具435的噴絲頭400噴出并被導向收集設備456，纖維在收集設備456處被收集，以形成非織造纖維網(wǎng)454。收集設備456示出為在輥431和434之間運行的環(huán)形帶430 ；然而，可使用本領域已知的其它收集設備，如下所述。如圖4所示，將任選的真空箱419設置于一部分環(huán)形帶 430的下方，以協(xié)助通過收集亞微米纖維流402而形成的收集的非織造纖維網(wǎng)妨4的收集和固結。也可進行任選的收集的網(wǎng)454的后處理，例如，通過施加熱量和/或壓力(如壓延) 而固結收集的非織造纖維網(wǎng)454，如圖4中的輥432和433所示?？蓪⑵渌筇幚砑夹g施用于包含多個亞微米纖維的收集的非織造纖維網(wǎng)，如下文進一步描述。本發(fā)明的示例性實施例可如下實施在連續(xù)篩網(wǎng)型收集器(例如如圖4所示的帶型收集器456)上、在篩網(wǎng)覆蓋筒(未示出)上或使用本領域已知的替代方法來收集包含多個亞微米纖維的非織造纖維網(wǎng)。在一個示例性替代收集方法中，可以通過將微纖維和亞微米纖維的合并流對準到兩個收集器之間的間隙來收集網(wǎng)，如Olson等人的PCT國際公布 No. WO 2004/046443中所示和所述，由此可獲得具有C形構型的纖維的網(wǎng)。在某些示例性實施例中，可在設備中使用一個或多個另外的上述噴絲頭400’和 400”，使得每一個模具的環(huán)狀通道連接到流體材料源410，且每一個模具的第一導管連接到加壓氣體源412。如圖4中的虛線所示，可形成任選的第二亞微米纖維流402’、第三亞微米纖維流402”或任何數(shù)目的另外的亞微米纖維流。優(yōu)選地，設置噴絲頭，使得當纖維保持在飛射中時，即在收集器456上收集多個亞微米纖維作為纖維非織造網(wǎng)妨4之前，在亞微米纖維流(如402、402，和402”)之間不發(fā)生重疊。圖4中所示的成纖設備為用于實施本發(fā)明的某些實施例的一個示例性設備。亞微米成纖模具435可單獨使用，或與用于形成亞微米纖維和/或微纖維的另外的模具組合使用，以形成亞微米纖維。這種模具是本領域已知的。在非織造纖維網(wǎng)中組合亞微米纖維和微纖維的合適的設備、模具和方法公開于PCT國際公布No. W02009/085679中。在又一方面，本發(fā)明提供了用于形成多個亞微米纖維的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括流體材料流、加壓氣體流、組裝了至少一個上述噴絲頭的模具以及用于收集離開模具之后的流體材料作為多個非織造纖維的收集器，其中環(huán)狀通道連接到流體材料流，且第一管連接到加壓氣體流，其中多個纖維在收集器上以基本上固體的形式被收集作為非織造纖維網(wǎng)。在某些示例性實施例中，流體材料流包含熔融聚合物。在某些示例性實施例中，加壓氣體流包含壓縮空氣。當原絲進入或退出任選縮束裝置時，可以結合原絲使用常規(guī)用作成纖處理輔助劑的多種處理，例如將涂飾劑或其它材料噴灑到原絲上、將靜電荷施加到原絲、施加水霧等。 另外，還可以將多種材料添加到收集的網(wǎng)，包括粘結劑、粘合劑、涂飾劑及其它網(wǎng)或膜。亞微米纖維通常很長，但其通常視為不連續(xù)的。亞微米纖維的較長長度(與人造短纖維的有限長度相比之下，長度與直徑的比率接近無窮大)使其更好地保持在微纖維基質內。亞微米纖維通常為有機及聚合物型的，并且常常在分子上為與微纖維相同的聚合物。 當亞微米纖維流和微纖維流合并時，亞微米纖維在微纖維當中變成分散的?？色@得相當均勻的混合物，特別是在χ-y維度上，通過特定的加工步驟控制在軸向方向上的分布，特定的加工步驟例如控制合并流之間的距離、合并流之間的角度以及合并流的質量和速度，如本領域已知的那樣(參見(如)美國專利No. 6，916，752和No. 7，695，660)。合并流繼續(xù)流到收集器，并在此被收集作為網(wǎng)狀非織造纖維網(wǎng)。亞微米纖維相對于包含在本發(fā)明的非織造復合纖維網(wǎng)中的微纖維的量可根據(jù)網(wǎng)的預期用途而有變化。有效量，即有效實現(xiàn)所需性能的量，在重量上不需要很大。通常微纖維占網(wǎng)的纖維的至少1重量％且不超過100重量％。由于微纖維的表面積大，所以很小的重量即可以實現(xiàn)所需的性能。就包含很少微纖維的網(wǎng)而言，微纖維一般占網(wǎng)的纖維表面積的至少5%、更通常占纖維表面積的10%或20%或更多。本發(fā)明的示例性實施例的特別優(yōu)點是能夠向所需應用(例如過濾或隔熱或隔音)提供小直徑纖維。根據(jù)微纖維和亞微米纖維的狀況，在收集期間纖維之間會發(fā)生某些粘結。然而，通常需要在收集的網(wǎng)中的微纖維之間的進一步粘結，從而得到具有所需抱合力的基質，從而使網(wǎng)更容易處理且能夠更好地將亞微米纖維保持在基質內(“粘結”纖維意指將纖維牢固粘附在一起，以便當網(wǎng)經(jīng)受正常處理時纖維一般不會分開)。可使用在點粘結工藝中施加熱量和壓力或通過平滑壓延輥的常規(guī)粘結技術，但此類工藝可能引起不期望的纖維變形或網(wǎng)壓縮。用于粘結微纖維的更優(yōu)選的技術在美國專利申請公布No. 2008/0038976A1中有所教導。用于進行該當前優(yōu)選的粘結技術的設備和方法示于美國專利申請公布No. 2008/0038976A1中的附圖的圖1、圖5和圖6中。簡單歸納起來，當應用于本發(fā)明時，該優(yōu)選的技術涉及使收集的微纖維和亞微米纖維的網(wǎng)經(jīng)受受控的加熱和驟冷操作，該操作包括a)強制性地使被加熱到足以充分軟化微纖維的溫度的氣體流通過網(wǎng)，以引起微纖維在纖維交叉點處粘結在一起(如在足夠的交叉點處，以形成粘著或粘結的基質)，被施加的受熱的流的離散時間太短，以至于不能完全熔融纖維，以及b)立即強制性地使溫度比受熱的流低至少50°C的氣體流通過網(wǎng)，以使纖維驟冷(如上述美國專利申請公布No. 2008/0038976A1中所定義，“強制性地”意指將除了正常室壓之外的力被施加到氣體流，以推動流通過網(wǎng)；“立即”意指作為相同操作的部分，即， 當在下一加工步驟之前將網(wǎng)卷繞成卷時，不存在儲存的居間時間)。作為縮略術語，該技術被稱為驟冷流體加熱技術，并且設備被稱為驟冷流體加熱器。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的是，在粘結操作期間亞微米微纖維基本上不會熔融或失去其纖維結構，但仍保持為具有其原纖維尺寸的離散微纖維。不希望被任何特定理論束縛，本申請人相信亞微米纖維與微纖維相比具有不同的更少的結晶形態(tài)，我們推理，在亞微米纖維進行熔化之前，在亞微米纖維內晶體生長時，粘結操作期間施加到網(wǎng)的有限熱量被耗盡。無論此理論正確與否，微纖維的粘結在亞微米纖維基本沒有熔化或畸變的情況下確實都會發(fā)生，并可以有利于成品網(wǎng)的性能。在上述美國專利申請公布No. 2008/0038976A1中更詳細教導的方法的變型利用兩種不同種類的分子相在微纖維內的存在-一種稱為晶粒表征的分子相，因為相對大量地存在鏈延長的或應變誘導的晶域；另一種稱為無定形表征的相，因為相對大量地存在較低晶序的域(即非鏈延長的)和無定形域，但后者可具有程度不足以結晶的某些順序或取向。 這兩種不同類型的相，無需具有明顯的相界，并且可以彼此以混合物形式存在，具有不同類型的性質，包括不同的熔融和/或軟化特性以較大量存在鏈延長的晶域表征的第一相的熔化溫度(即鏈延長的晶域的熔點)高于第二相熔化或軟化的溫度(如，被較低晶序的晶域的熔點改變的非晶域的玻璃化轉變溫度)。在所述方法的上述變型中，加熱在一定溫度下進行，加熱時間足以使纖維的非晶態(tài)表征的相熔融或軟化，同時晶粒表征的相仍保持不熔融。一般來講，受熱的氣體流的溫度高于纖維的聚合材料開始熔融時的溫度。在加熱后，迅速對網(wǎng)實施上述驟冷。發(fā)現(xiàn)在這樣的溫度下對收集的網(wǎng)的處理會引起微纖維在形態(tài)學上變得精細。這可以理解如下(我們不希望被我們在本文的“理解”內容所束縛，這些內容一般涉及某些理論上的考慮)。就非晶態(tài)表征的相而言，易受不期望的(妨礙軟化的)晶體生長影響的相的分子材料的量不如處理前的量多。非晶態(tài)表征的相被理解為已經(jīng)歷過某種分子結構的凈化或減少，這將導致在熱粘結操作期間常規(guī)未處理過的纖維結晶度的不可取的增加。本發(fā)明的某些示例性實施例的處理過的纖維可能能夠進行某種“可重復的軟化”，意指當纖維在比會引起整根纖維熔化的溫度范圍更低的溫度范圍內暴露于升溫和降溫的循環(huán)時，該纖維(尤其是該纖維的非晶態(tài)表征的相)將在某種程度上發(fā)生軟化和再硬化的重復循環(huán)。在實際術語中，可重復的軟化表示可加熱處理過的網(wǎng)(由于加熱和驟冷處理，一般顯示具有可用的粘結)，以引起纖維的進一步自生粘結。軟化和再硬化循環(huán)不能無限地持續(xù)，但一般來講足夠的是，可以通過暴露于熱量之下使纖維初始粘結，如在根據(jù)本發(fā)明的某些示例性實施例進行的熱處理期間，然后再次加熱，以引起再軟化和進一步的粘結，或(如果需要)進行其它操作，例如壓延或再成形。例如，利用具有改善的纖維粘結能力(但在這種情況下，粘結不限于自生粘結)，可以將網(wǎng)壓延成光滑表面或給定非平面形狀，如模制到面罩中。在網(wǎng)粘結、壓延、成形或其它類似的操作期間，雖然非晶態(tài)表征的相(或粘結相) 具有所述的軟化作用，但纖維的微晶表征的相也可以具有重要的作用，即增強纖維的基本纖維結構。晶粒表征的相通常可以在粘結操作或類似操作期間保持不熔融，因為其熔點高于非晶態(tài)表征的相的熔點/軟化點，并且其因此仍保持為延伸貫穿整條纖維并且支持纖維結構及纖維維度的完整基質。因而，盡管在自生粘結操作中加熱網(wǎng)可以導致纖維通過在纖維交叉點處經(jīng)歷某些流動和聚結而熔接在一起，但基本離散纖維結構基本上在交叉和粘結之間的纖維長度上得以保持；優(yōu)選地，纖維的橫截面在操作過程中在交叉或粘結之間形成的纖維長度上保持不變。相似地，盡管對網(wǎng)進行壓延會引起纖維因壓延操作中的壓力和熱量而被重新構造(從而導致纖維永久性地保持其在壓延期間被壓成的形狀，并使該網(wǎng)的厚度更均一)，但纖維一般來講一直為不連續(xù)纖維，并隨后保持所需的網(wǎng)孔隙度、過濾和絕緣性質。本發(fā)明的某些示例性實施例的優(yōu)點可以是，與全部為亞微米纖維層中存在的亞微米纖維相比，微纖維網(wǎng)內保持的亞微米纖維可以更好地免于受到壓緊。微纖維一般比亞微米纖維更大、更硬和更強效，并且可以由不同于微纖維的材料制成。亞微米纖維和施加壓力的對象之間存在的微纖維可以限制將壓碎力施加在亞微米纖維上。尤其是就可相當易碎的亞微米纖維而言，本發(fā)明的某些示例性實施例可以提供的增加的抗壓緊或壓碎性提供重要的有益效果。即使當根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)經(jīng)受壓力時，如在大型儲存卷筒中被卷起來或在二次處理中，根據(jù)本發(fā)明的網(wǎng)也可以提供良好的耐壓縮性，否則對于過濾器來說，可能導致壓降增大以及裝載性能變差。微纖維的存在也可以增加其它特性，例如網(wǎng)強度、剛度和處理特性?？墒估w維的直徑受到調控，從而得到需要的過濾、吸聲及其它特性。例如，可能理想的是微纖維的中值直徑為5微米(μπι)至50mm，且亞微米纖維的中值直徑為0. 1 μ m到小于1 μ m(例如0. 9 μ m)。微纖維的中值直徑優(yōu)選為介于5 μ m和50 μ m之間，而亞微米纖維的中值直徑優(yōu)選為0. 5 μ m到小于1 μ m (例如0. 9 μ m)。如此前所述，本發(fā)明的某些示例性實施例對于將非常小的微纖維(例如中值直徑為從Ιμπι到約2μπι的超細微纖維)與亞微米纖維結合可能是特別有用的。此外，如上所述，可能理想的是，形成遍及網(wǎng)的梯度，如按照亞微米纖維與微纖維在網(wǎng)的整個厚度上的相對比例形成遍及網(wǎng)的梯度，這可通過改變處理條件(例如空氣速度或亞微米纖維流的質量比或微纖維流和亞微米纖維流的交叉處的幾何形狀，包括模具距微纖維流的距離和亞微米纖維流的角度)來實現(xiàn)。在根據(jù)本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)的一個邊緣或表面附近的較高濃度的亞微米纖維對于氣體和/或液體過濾應用可能特別有利。在制備根據(jù)本發(fā)明的多種實施例的微纖維或亞微米纖維時，可以通過熔化紡絲擠出頭或熔噴模具的不同噴絲孔擠出不同的成纖材料，以便制備包含纖維混合物的網(wǎng)。將非織造纖維網(wǎng)充電以提高其過濾能力的各種工序也是可得的參見(如)Angadjivand，美國專利 No. 5，496，507。在某些示例性實施例中，由亞微米纖維本身制成的網(wǎng)可能不利地為脆弱且薄弱的。然而，在某些示例性實施例中，通過將亞微米纖維組與微纖維組合并成粘著的、粘結的、 取向的復合纖維結構，可獲得牢固的自支承網(wǎng)或片狀材料，該材料可以具有或不具有任選的支承層。除了上述制備非織造纖維網(wǎng)的方法之外，一旦網(wǎng)形成，就還可對網(wǎng)進行如下加工步驟中的一個或多個(1)沿著朝進一步加工操作的加工通道送入非織造纖維網(wǎng)；(2)使一個或多個額外的層接觸亞微米纖維組分、微纖維組分和/或任選支承層的外表面；(3)壓延非織造纖維網(wǎng)；(4)用表面處理劑或其它組合物(如阻燃劑組合物、粘合劑組合物或印刷層)涂布非織造纖維網(wǎng)；(5)將非織造纖維網(wǎng)附接到紙板或塑料管；(6)將非織造纖維網(wǎng)纏繞成卷的形式；(7)裁切非織造纖維網(wǎng)，以形成兩個或更多個狹縫輥和/或多個狹縫片材；(8)將非織造纖維網(wǎng)置于模子中，并將非織造纖維網(wǎng)模制成新的形狀；(9)將隔離襯墊施加到暴露的任選的壓敏粘合劑層上(存在時)；以及(10)通過粘合劑或任何其它附接設備(包括(但不限于)夾片、托架、螺栓/螺桿、釘子和條帶)將非織造纖維網(wǎng)附接到另一基材。C.制備非織造纖維網(wǎng)的方法本發(fā)明還涉及制備非織造纖維網(wǎng)的方法。因此，在另一方面，本發(fā)明提供了制備非織造纖維網(wǎng)的方法，該方法包括a.使用具有至少一個上述噴絲頭的模具，形成中值纖維直徑為小于1微米(ym) 的亞微米纖維組；b.形成中值纖維直徑為至少1 μ m的微纖維組；以及c.將亞微米纖維組和微纖維組組合成非織造纖維網(wǎng)，其中纖維組中的至少一個包含基本上取向的纖維，且其中非織造纖維網(wǎng)具有一定的厚度，并且展現(xiàn)出的密實度為小于 10%。在某些示例性實施例中，將亞微米纖維組和微纖維組組合成非織造纖維網(wǎng)的操作優(yōu)選在亞微米纖維和微纖維在收集器上被收集之時發(fā)生。1.亞微米纖維(納米纖維)的形成用于形成亞微米纖維組并將亞微米纖維組沉積作為根據(jù)本發(fā)明的實施例的非織造纖維網(wǎng)的方法通常被描述為熔噴法，如圖IA所示和在美國專利No. 7，316，552B2中所公開。然而，本發(fā)明的過程、設備和方法與常規(guī)熔噴法的區(qū)別在于用于形成纖維的模具的性質和噴絲頭構型。該方法包括 提供流體材料源，提供加壓氣體流，提供組裝了至少一個本文所公開的延伸的噴絲頭(參見(例如)圖2- 的模具，將環(huán)狀通道設置成與流體材料源流動連通，將第一導管設置成與加壓氣體流流動連通，以及收集離開模具之后的流體材料作為多個非織造纖維，其中多個非織造纖維以基本上固體的形式被收集作為非織造纖維網(wǎng)。2.仵詵的微纖維的形成許多工藝可以用于制備和沉積微纖維組，包括(但不限于)熔噴、熔紡、原絲擠出、叢絲形成、紡粘法、濕紡絲、干紡絲或它們的組合。用于形成微纖維的合適的工藝在以下美國專利中有所描述:No. 6，315，806 (Torobin) ；No. 6，114，017 (Fabbricante 等人)； No. 6，382，526Bl (Reneker 等人)和 No. 6，861，025B2 (Erickson 等人)。或者，可以(例如) 使用美國專利No. 4，118, 531 (Hauser)中所述的方法，將微纖維組形成或轉變?yōu)槎汤w維，并將其與亞微米纖維組組合。在某些示例性實施例中，微纖維組包含粘合的微纖維的網(wǎng)，其中如下所述，使用熱粘結、粘合劑粘結、粉狀粘結劑、水刺、針刺、壓延或它們的組合來實現(xiàn)粘結。能夠制備取向的纖維的工藝包括取向的膜長絲形成、熔體紡絲法、叢絲形成、 紡粘、濕紡絲和干紡絲。合適的用于制備取向的纖維的工藝在本領域也是已知的(參見 (例如)Ziabicki，Andrzej，F(xiàn)undamentals of Fibre Formation :The Science of Fibre SpinninR andPrawinR, Wiley, London，1976)。在初始纖維形成期間不必在纖維內賦予取向，而是可以在纖維形成之后賦予取向，最普遍的是使用拉延或拉伸處理來賦予取向。在某些示例性實施例中，非織造纖維網(wǎng)可以由與較粗的微纖維混合的亞微米纖維形成，較粗的微纖維為亞微米非織造纖維提供支承結構。支承結構可以提供回彈性和強度， 以保持以優(yōu)選的低密實度形式的細小亞微米纖維。支承結構可以由許多不同的組分單獨或共同制成。支承組分的實例包括(例如)微纖維、不連續(xù)的取向的纖維、天然纖維、泡沫狀多孔材料和連續(xù)的或不連續(xù)的非取向的纖維。在一個示例性實施例中，形成微纖維流，并單獨形成亞微米纖維流，將亞微米纖維流加入微纖維流，以形成非織造纖維網(wǎng)。在另一示例性實施例中，形成亞微米纖維流， 并單獨形成微纖維流，將微纖維流加入亞微米纖維流，以形成非織造纖維網(wǎng)。在這些示例性實施例中，亞微米纖維流和微纖維流中的任何一者或兩者為取向的。在另外的實施例中，形成取向亞微米纖維流，并將不連續(xù)的微纖維加入亞微米纖維流中，例如使用美國專利 No. 4, 118, 531 (Hauser)中的工藝。在某些示例性實施例中，制備非織造纖維網(wǎng)的方法包括通過混合纖維流、水刺、濕法成網(wǎng)、叢絲形成、針刺或它們的組合將亞微米纖維組和微纖維組組合成非織造纖維網(wǎng)。在將亞微米纖維組與微纖維組結合時，可以使用一種類型或兩種類型纖維的多個流，并可以按任何順序結合這些流。這樣，可以形成非織造復合纖維網(wǎng)，從而顯示具有多種所需的濃度梯度和/或分層結構。例如，在某些示例性實施例中，亞微米纖維組可以與微纖維組結合，以形成不均一的纖維混合物。在其它示例性實施例中，可以將亞微米纖維組在墊層上形成為覆蓋層，該墊層包含微纖維組。在某些其它示例性實施例中，可以將微纖維組在墊層上形成為覆蓋層，該墊層包含亞微米纖維組。在其它示例性實施例中，可以通過將亞微米纖維組沉積到支承層上來形成復合非織造纖維制品，支承層任選地包含微纖維，以便在支承層或基底上形成亞微米纖維組。該方法可以包括下述步驟，在該步驟中，使支承層(任選地包含聚合物微纖維)穿過中值纖維直徑為小于1微米(ym)的亞微米纖維的纖維流。在穿過纖維流的同時，可以將亞微米纖維沉積到支承層上，以便使其暫時地或永久性地粘合到支承層。當纖維沉積到支承層上時，纖維可以可任選地彼此粘合，并且在該支承層上時可以進一步硬化。在某些目前優(yōu)選的實施例中，將亞微米纖維組與任選支承層結合，該支承層包括微纖維組的至少一部分。在其它目前優(yōu)選的實施例中，將亞微米纖維組與任選支承層結合， 隨后將亞微米纖維組與微纖維組的至少一部分結合。P.非織造纖維網(wǎng)組分在一個方面，本發(fā)明涉及包含亞微米纖維組和任選的微纖維組的非織造纖維網(wǎng)， 亞微米纖維的中值直徑為小于1微米(ym)，微纖維的中值直徑為至少ιμπι。在某些實施例中，纖維組中的至少一個可為取向的，且復合纖維網(wǎng)具有一定的厚度，并且展現(xiàn)出的密實度為小于10%。取向的纖維為在纖維內存在分子取向的纖維。完全取向和部分取向的聚合物纖維是已知的，并且可商購獲得。纖維的取向可以以多種方式測量，包括雙折射、熱收縮、X射線散射以及彈性模量(參見(如)Principles of Polymer ProcessinR, Zehev Tadmor 禾口 Costas Gogos，JohnWiley and Sons, New York，1979，第 77-84 頁)。重要的是應當指出，由于結晶材料和非結晶材料兩者均可顯示具有與結晶無關的分子取向，所以分子取向與結晶度不同。因此，即使市售的已知的通過熔噴或電紡制備的亞微米纖維不是取向的，也存在將分子取向賦予到使用這些方法制備的纖維的已知方法。然而，Torobin的工藝(參見(如) 美國專利No. 4，536，361)未示出制備分子取向的纖維。此外，迄今為止，也不知道通過控制在單層非織造纖維網(wǎng)內的亞微米纖維數(shù)量與微纖維數(shù)量之比來將密實度控制到小于10%，或使用支承層，從而得到密實度低的多層非織造纖維網(wǎng)。在某些示例性實施例中，可形成僅包含亞微米纖維組的非織造纖維網(wǎng)，亞微米纖維的中值直徑為小于ι微米(μπι)。在其它示例性實施例中，非織造纖維網(wǎng)還包含微纖維組，微纖維的中值直徑為至少1 μ m。纖維組中的至少一個可為取向的，且非織造纖維網(wǎng)可展現(xiàn)出的密實度為小于10%。對于其中非織造纖維網(wǎng)包含兩個或更多個不同的纖維組(包括亞微米纖維組和微纖維組)的實施例，亞微米纖維組在靠近單層非織造纖維網(wǎng)的網(wǎng)中心線(在網(wǎng)厚度的約一半的位置處定義)處可更集中。換句話講，亞微米纖維數(shù)量與微纖維數(shù)量之比可在非織造纖維網(wǎng)的整個厚度上變化。在整個非織造纖維網(wǎng)上或在非織造纖維網(wǎng)內可存在從亞微米纖維濃度數(shù)較高到亞微米纖維濃度數(shù)較低的濃度梯度。在某些示例性實施例中，非織造纖維網(wǎng)可包含多層構造。該層之一可為支承層。在其它示例性實施例中，亞微米纖維組可與微纖維組混合，以形成不均一的纖維混合物。亞微米纖維組在靠近非織造纖維網(wǎng)的一個或兩個主表面處可更集中。在整個非織造纖維網(wǎng)上或在非織造纖維網(wǎng)內可存在從微纖維濃度數(shù)較高到微纖維濃度數(shù)較低的濃度梯度。對于前述根據(jù)本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)的示例性實施例中的任何者，單層非織造纖維料片將顯示具有基重，該基重可根據(jù)網(wǎng)的特定最終用途而變化。通常，單層非織造纖維網(wǎng)的基重為小于約1000克/平方米(gsm)。在某些實施例中，單層非織造纖維網(wǎng)的基重為從約1. Ogsm到約500gsm。在其它實施例中，單層非織造纖維網(wǎng)的基重為從約IOgsm到約 300gsmo與基重一樣，單層非織造纖維網(wǎng)將顯示具有厚度，厚度可根據(jù)網(wǎng)的特定最終用途而變化。通常，單層非織造纖維網(wǎng)的厚度為小于約300毫米(mm)。在某些實施例中，單層非織造纖維網(wǎng)的厚度為從約0. 5mm到約150mm。在其它實施例中，單層非織造纖維網(wǎng)的厚度為從約1. Omm到約50mm。現(xiàn)在將描述根據(jù)本發(fā)明的示例性非織造纖維網(wǎng)的各種組分。1.亞微米纖維組分本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)包含一種或多種細小亞微米纖維組分。在某些實施例中， 優(yōu)選的細小亞微米纖維組分為包含中值纖維直徑為小于1微米(ym)的纖維的亞微米纖維組分。在某些示例性實施例中，亞微米纖維組分包含中值纖維直徑為在從約0.2μπι到約 0.9μπι的范圍內的纖維。在其它示例性實施例中，亞微米纖維組分包含中值纖維直徑為在從約0. 5 μ m到約0. 7 μ m的范圍內的纖維。在本發(fā)明中，在給定亞微米纖維組分中的纖維的“中值纖維直徑”通過以下方法確定產(chǎn)生纖維結構的一幅或多幅圖像(例如通過使用掃描電鏡)；測量在一幅或多幅圖像中清晰可見的纖維的纖維直徑，從而產(chǎn)生纖維直徑的總數(shù)X ；以及計算X個纖維直徑的中值纖維直徑。通常，X為大于約50，并且有利地為在從約50到約200的范圍內。在某些示例性實施例中，亞微米纖維組分可以包含一種或多種聚合物材料。合適的聚合物材料包括(但不限于)聚烯烴(例如聚丙烯和聚乙烯)、聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(尼龍-6和尼龍-6，6)、聚氨酯、聚丁烯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯腈、環(huán)狀聚烯烴、聚甲醛、多烯熱塑性彈性體或它們的組合。亞微米纖維組分可以包括含有上述聚合物或共聚物中的任何一種的單組分纖維。 在這個示例性實施例中，單組分纖維可以包含下述添加劑，但包含選自上述聚合物材料的單纖維形成材料。此外，在該示例性實施例中，單組分纖維通常包括至少75重量％的上述聚合物材料中的任何一種以及高達25重量％的一種或多種添加劑。有利地，單組分纖維包括至少80重量％、更有利地至少85重量％、至少90重量％、至少95重量％以及100重量％ 之多的上述聚合材料中的任何一種，其中所有重量都基于纖維的總重量。亞微米纖維組分也可以包含由以下物質形成的多組分纖維(1)上述聚合物材料中的兩種或更多種，和( 下述一種或多種添加劑。如本文所用，術語“多組分纖維”用于指由兩種或更多種聚合物材料形成的纖維。合適的多組分纖維構型包括(但不限于)皮芯構型、并列構型和“海島型”構型(例如由Kuraray Company,Ltd. (Okayama, Japan)制備的纖維)。對于由多組分纖維形成的亞微米纖維組分，有利地，基于纖維的總重量，多組分纖維包含(1)從約75重量％到約99重量％的上述聚合物中的兩種或更多種；和(2)從約25 重量％到約1重量％的一種或多種額外的成纖材料。2.仵詵的微纖維組分本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)任選地包含一種或多種粗纖維組分，例如微纖維組分。在某些實施例中，優(yōu)選的粗纖維組分為包含中值纖維直徑為至少Iym的纖維的微纖維組分。 在某些示例性實施例中，微纖維組分包含中值纖維直徑為在從約2 μ m到約100 μ m的范圍內的纖維。在其它示例性實施例中，微纖維組分包含中值纖維直徑為在從約5μπι到約 50 μ m的范圍內的纖維。在本發(fā)明中，在給定微纖維組分中的纖維的“中值纖維直徑”通過以下方法確定 產(chǎn)生纖維結構的一幅或多幅圖像(例如通過使用掃描電鏡)；測量在一幅或多幅圖像中清晰可見的纖維的纖維直徑，從而產(chǎn)生纖維直徑的總數(shù)X ；以及計算X個纖維直徑的中值纖維直徑。通常，X為大于約50，并且有利地為在從約50到約200的范圍內。在某些示例性實施例中，微纖維組分可以包含一種或多種聚合物材料。一般來講， 任何成纖聚合材料均可以用于制備微纖維，但通常且優(yōu)選成纖材料是半結晶性的。特別有用的是通常用于纖維形成的聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍和聚氨酯。也可以由非晶態(tài)聚合物(例如聚苯乙烯)來制備網(wǎng)。這里列出的具體聚合物僅作為實例，并且各種其它聚合材料或形成纖維的材料是可用的。合適的聚合物材料包括(但不限于)聚烯烴(例如聚丙烯和聚乙烯)、聚酯(例如聚對苯二甲酸乙二醇酯和聚對苯二甲酸丁二醇酯)、聚酰胺(尼龍-6和尼龍-6，6)、聚氨酯、聚丁烯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯腈、環(huán)狀聚烯烴、聚甲醛、多烯熱塑性彈性體或它們的組合。根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，也可以將多種天然成纖材料制備為非織造微纖維。 優(yōu)選的天然材料可以包括柏油或浙青(如用于制備碳纖維)。成纖材料可為熔化形式，或可承載于合適的溶劑中。也可利用反應性單體，當它們通過或穿過模具時，它們與彼此反應。 非織造纖維網(wǎng)可以將纖維混合物包含在單層(例如使用兩個緊密間隔的共享通用模具頂端的模具腔體制成)、多個層(例如使用以疊堆排列的多個模具腔體制成)或多組分纖維的一個或多個層(例如在授予Krueger等人的美國專利No. 6，057，256中描述的那些)中。纖維也可以由共混材料形成，包括其中已經(jīng)混入例如顏料或染料的某些添加劑的材料?？梢灾苽淅缙ば拘突虿⒘行碗p組分纖維的雙組分微纖維(本文所述的“雙組分”包括具有兩個或更多個組分的纖維，每一個組分都占據(jù)纖維橫截面積的一部分并在大致纖維的長度上延伸)，如可以是雙組分亞微米纖維那樣。然而，本發(fā)明的示例性實施例利用單組分纖維可能是特別可用的且是有利的(其中纖維在其整個橫截面上具有基本相同的組成， 但“單組分”包括共混物或包含添加劑的材料，其中基本均一組成的連續(xù)相在整個橫截面和纖維長度上延伸)。在其它有益效果中，使用單一組分的纖維的能力降低了制備的復雜性， 并且對網(wǎng)的使用限制較少。除了以上提及的纖維形成材料之外，還可以將多種添加劑添加到熔化并擠出的纖維，以將添加劑摻入纖維中。通常，基于纖維的總重量，添加劑的量為小于約25重量％、有利地地高達約5.0重量％。合適的添加劑包括(但不限于)顆粒、填充劑、穩(wěn)定劑、增塑劑、 增粘劑、流速控制劑、固化緩聚劑、增粘劑(例如硅烷和鈦酸鹽)、輔助劑、抗沖改性劑、可膨脹的微球體、導熱粒子、導電粒子、二氧化硅、玻璃、粘土、滑石、顏料、著色劑、玻璃珠或泡、 抗氧化劑、熒光增白劑、抗微生物劑、表面活性劑、阻燃劑和含氟化合物。上述添加劑中的一種或多種可以用于減少所得纖維和層的重量和/或成本、調節(jié)粘度或改變纖維的熱特性或使衍生自添加劑物理特性活性的物理特性具有一定的范圍，該物理特性包括電學特性、光學特性、與密度相關的特性、與液體阻隔或粘合劑粘性相關的特性。3.仵詵的支承層本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)還可包含支承層，例如在共同待審的PCT國際公布No. WO 09/085769的圖Id中所示的示例性多層復合非織造纖維制品的支承層。當支承層存在時， 支承層可以提供復合非織造纖維制品強度中的大部分。在某些實施例中，上述亞微米纖維組分往往具有非常低的強度，并可能在正常處理過程中被損壞。將亞微米纖維組分附接到支承層的操作為亞微米纖維組分增加了強度而同時保持了低密實度，并因此保持了亞微米纖維組分的所需性質。多層非織造纖維網(wǎng)結構也可提供用于進一步加工的足夠強度，加工可包括(但不限于)將網(wǎng)卷繞為卷形、將網(wǎng)從卷中移除、模鑄、成褶、折疊、網(wǎng)裝固定、編織寸寸。在本發(fā)明中可以使用多種支承層。合適的支承層包括(但不限于)非織造物、織造織物、針織織物、泡沫層、膜、紙質層、背膠層、金屬薄片、網(wǎng)片、彈性織物(即任何上述具有彈性性能的織造、針織或非織造物)、開孔網(wǎng)、背膠層或它們的任意組合。在一個示例性實施例中，支承層包含聚合物型非織造物。合適的非織造聚合物織物包括(但不限于)紡粘織物、熔噴織物、短長度纖維(即纖維長度為小于約IOOmm的纖維)梳理成網(wǎng)、針刺織物、裂膜網(wǎng)、水刺網(wǎng)、氣流短纖維網(wǎng)或它們的組合。在某些示例性實施例中，支承層包含粘結的短纖維網(wǎng)。如以下進一步所述，可以使用(例如)熱粘結、粘合劑粘結、粉狀粘結劑粘結、水刺法、針刺法、壓延或它們的組合來進行粘結。支承層的基重和厚度可以取決于復合非織造纖維制品的特定的最終用途。在本發(fā)明的某些實施例中，理想的是，使復合非織造纖維制品的總基重和/或厚度保持在最小水平。在其它實施例中，給定的應用可能要求最小的總基重和/或厚度。通常，支承層的基重為小于約150克/平方米(gsm)。在某些實施例中，支承層的基重為從約5. Ogsm到約 IOOgsm0在其它實施例中，支承層的基重為從約IOgsm到約75gsm。與基重一樣，支承層可以具有根據(jù)復合非織造纖維制品的具體最終用途而變化的厚度。通常，支承層的厚度為小于約150毫米(mm)。在某些實施例中，支承層的厚度為從約0. 05mm到約35mm、更優(yōu)選為從1. Omm到約35mm。在其它實施例中，支承層的厚度為從約 1. Omm到約25mm、更優(yōu)選為從約2. Omm到約25mm。在某些示例性實施例中，支承層可包含微纖維組分，例如多根微纖維。在這種實施例中，可能優(yōu)選的是，將上述亞微米纖維組直接沉積到微纖維支承層上，以形成多層非織造纖維網(wǎng)?？扇芜x地是，上述微纖維組可與亞微米纖維組一起沉積在微纖維支承層上或沉積在微纖維支承層上的亞微米纖維組的上方。在某些示例性實施例中，構成支承層的多個微纖維在組成上與形成覆蓋層的該組微纖維相同。亞微米纖維組分可以被永久性地或暫時性地粘結到給定的支承層。在本發(fā)明的某些實施例中，亞微米纖維組分被永久性地粘結到支承層(即亞微米纖維組分被附接到支承層，旨在永久性地被粘結到支承層)。在本發(fā)明的某些實施例中，上述亞微米纖維組分可以被暫時性地粘結到(如可從其移除)支承層(例如隔離襯墊)。在這種實施例中，亞微米纖維組分在暫時支承層上被支承所需的時間長度，可任選地是，可以在暫時支承層上進一步被處理，隨后被永久性地粘結到第二支承層。在本發(fā)明的一個示例性實施例中，支承層包括含有聚丙烯纖維的紡粘織物。在本發(fā)明的另一個示例性實施例中，支承層包括短長度纖維的梳理網(wǎng)，其中短長度纖維包括 (i)低熔點或粘結纖維；和(ii)高熔點或結構纖維。通常，粘結纖維的熔點小于結構纖維的熔點至少10°c，但粘結纖維和結構纖維的熔點之間的差值可以為大于10°C。合適的粘結纖維包括(但不限于)上述聚合物纖維中的任何者。合適的結構纖維包括(但不限于) 上述聚合物纖維中的任何者以及無機纖維，例如陶瓷纖維、玻璃纖維和金屬纖維；以及有機纖維，例如纖維素纖維。在某些目前優(yōu)選的實施例中，支承層包含短長度纖維梳理成網(wǎng)，其中短長度纖維包含PET單組分和PET/coPET雙組分短纖維的共混物。在一個示例性的當前優(yōu)選的實施例中，支承層包含短長度纖維的梳理成網(wǎng)，其中短長度纖維包含(i)約20重量％雙組分粘合纖維(可購自 Invista, Inc. (Wichita,KS)的 Invista T2M 纖維)(12dX1.5")；和(ii) 約80重量％結構纖維(Invista D93PET纖維(32dX3"))。如上所述，支承層可以包括彼此結合的一層或多層。在一個示例性實施例中，支承層包括第一層(例如非織造物或膜)和第一層上與亞微米纖維組分相背的粘合劑層。在這個實施例中，粘合劑層可覆蓋第一層的一部分或第一層的整個外表面。粘合劑可以包含任何已知的粘合劑，包括壓敏粘合劑、可熱活化的粘合劑等。當粘合劑層包含壓敏粘合劑時， 復合非織造纖維制品還可以包含隔離襯墊，從而得到壓敏粘合劑的暫時保護。4.可選附加層本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)可包含與亞微米纖維組分、支承層或這兩者組合的另外的層。一個或多個另外的層可以存在于亞微米纖維組分的外表面之上或之下、支承層的外表面之下或這兩者。合適的另外的層包括(但不限于)含顏色的層(如印刷層)、上述支承層中的任何者、一種或多種另外的具有不同的平均纖維直徑和/或物理組成的亞微米纖維組分、一種或多種用于另外的隔離性能的第二細小亞微米纖維層(例如熔噴網(wǎng)或纖維玻璃織物)、 泡沫、粒子層、箔層、薄膜、裝飾織物層、膜(即具有受控滲透性的薄膜，例如透析膜、反滲透膜等)、結網(wǎng)、篩孔、線材和管材網(wǎng)絡(即用于傳送電力的線材層或用于傳送各種流體的管 /管道的組，例如用于加熱毯的線材網(wǎng)絡，和用于通過冷卻毯的冷卻劑流的管材網(wǎng)絡)或它們的組合。5.任選的附接設備在某些示例性實施例中，本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)還可包含一種或多種附接設備， 以使復合非織造纖維制品能夠被附接到基材。如上所述，粘合劑可以用于附接復合非織造纖維制品。除了粘合劑外，還可使用其它附連設備。合適的附連設備包括(但不限于)任何機械扣件，例如螺桿、釘子、夾片、U形釘、縫合針、螺紋、鉤環(huán)材料等。一個或多個附接設備可以用來將復合非織造纖維制品附接到多個基底。示例性基底包括(但不限于)車輛零部件、車輛內部(即客廂、電機隔室、行李箱等)、建筑物壁(即內壁表面或外壁表面)、建筑物天花板(即內天花板表面或外天花板表面)、用于形成建筑物壁或天花板的建筑材料(如天花板貼片、木制元件、石膏板等)、隔間、金屬板、玻璃基底、 門、窗、機械元件、器具元件(即器具內表面或器具外表面)、管道或軟管的表面、計算機或電子元件、聲音記錄或復制設備、用于器具、電腦等的外殼或箱體。E.使用非織造纖維網(wǎng)的方法本發(fā)明涉及非織造纖維網(wǎng)，非織造纖維網(wǎng)對吸收劑制品可能是有利的，吸收劑制品可用作(例如)用于表面清潔的吸收擦拭物、氣體和液體吸收劑或過濾介質，以及用于吸聲的屏蔽材料。非織造纖維網(wǎng)的示例性實施例可具有如下結構特征，該結構特征使非織造纖維網(wǎng)能夠用于多種應用、具有優(yōu)越的吸收性質、由于其密實度低而顯示具有高孔隙率和滲透性和/或以高性價比的方式制得?？够貜椥曰蚩股炜s性(如壓碎)是本發(fā)明的示例性優(yōu)選實施例的理想特征。因此，在某些實施例中，本發(fā)明還涉及在多種吸收應用中使用本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)的方法。在另一方面，本發(fā)明涉及包含非織造纖維網(wǎng)的制品，非織造纖維網(wǎng)包含亞微米纖維組和微纖維組，亞微米纖維的中值直徑為小于1微米(μ m)，微纖維的中值直徑為至少
m，其中纖維組中的至少一個為取向的，且非織造纖維網(wǎng)具有一定的厚度，并且展現(xiàn)出的密實度為小于10%。在示例性實施例中，制品可用作氣體過濾制品、液體過濾制品、吸聲制品、表面清洗制品、細胞生長支承制品、藥物遞送制品、個人衛(wèi)生制品或傷口敷料制品。例如，由于密實度較低而導致壓降減小，因此本發(fā)明的低密實度亞微米非織造纖維網(wǎng)在氣體過濾應用中可能是有利的。降低亞微米纖維網(wǎng)的密實度的操作一般來講將使其壓降減小。本發(fā)明的低密實度的亞微米非織造纖維網(wǎng)加載顆粒時，也可以導致較低的壓降增大。部分由于細小亞微米纖維網(wǎng)的密實度較高，所以與用于形成較粗糙的微纖維網(wǎng)的技術相比，目前用于形成加載顆粒的亞微米纖維的技術所產(chǎn)生的壓降高得多。另外，由于亞微米纖維可以提供改善的顆粒捕集效率，所以在氣體過濾中使用亞微米纖維還可能特別有利。特別是，亞微米纖維可以比較粗纖維更好地捕集直徑小的氣載顆粒。例如，亞微米纖維可以更有效地捕集維度為小于約1000納米(nm)、更優(yōu)選小于約 500nm、甚至更優(yōu)選小于約lOOnm、最優(yōu)選低于約50nm的氣載顆粒。例如這樣的氣體過濾器可能特別可用于個人防護呼吸器、暖通空調(HVAC)過濾器、汽車空氣過濾器(如汽車發(fā)動機空氣清潔器、汽車廢氣過濾、汽車乘客隔室空氣過濾)及其它氣體-顆粒過濾應用。含有亞微米纖維的液體過濾器(以本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)的形式，并具有低密實度)也可以具有如下優(yōu)點改善的深度加載而同時保持用于捕集亞微米、液載顆粒的小孔尺寸。這些性質通過允許過濾器捕集測試用顆粒中的更多者而不發(fā)生堵塞來提高加載性能。本發(fā)明的低密實度的含亞微米纖維的非織造纖維網(wǎng)也可以是用于支承膜的優(yōu)選基材。密實度低的細小纖維網(wǎng)既可充當隔膜的物理支承、又可充當深度預過濾器，從而提高隔膜的壽命。使用這種系統(tǒng)可充當高效的對稱膜或不對稱膜。這種膜的應用包括離子濾出、超濾、反滲透、選擇性粘結和/或吸附以及燃料電池傳送和反應系統(tǒng)。本發(fā)明的低密實度的亞微米非織造纖維網(wǎng)也可以是用于促進細胞生長的可用的合成基質。具有細小亞微米纖維的開放式結構可以是模擬天然存在的系統(tǒng)，并促進更類似于體內的行為。這與目前的產(chǎn)品(例如可得自Donaldson Corp. (Minneapolis,Minnesota) 的D0naldS0nULTRA-WEBTMSynthetiC ECM)相反，在目前的產(chǎn)品中，高密實度的纖維網(wǎng)充當合成支承膜，在纖維基質內有很少或沒有細胞滲透。本發(fā)明的非織造纖維網(wǎng)所提供的結構也可以是有效的用于表面清潔的擦拭物，其中細小亞微米纖維形成柔軟的擦拭物，而低密實度具有為清潔劑提供貯存器和用于捕集碎屑的大的孔體積的優(yōu)點。在一個特定的示例性實施例中，使用復合非織造纖維制品的方法包括吸收區(qū)域中的聲音的方法，其中該方法包括用亞微米纖維組分圍繞該區(qū)域的至少一部分的步驟，其中亞微米纖維組分包含中值纖維直徑為小于1 μ m的纖維。就隔音和隔熱應用而言，提供低密實度形式的細小亞微米纖維的步驟通過以下方式提高吸聲度暴露亞微米纖維表面積中的更多者，以及特別地通過對于給定基重允許使用較厚的網(wǎng)來提高低頻率吸聲度。特別是在隔熱應用中，密實度低的包含亞微米纖維的細小亞微米纖維隔離將具有柔軟觸感和高懸垂性，同時對于捕集隔離空氣提供密實度非常低的網(wǎng)。在隔音和/或隔熱制品的某些實施例中，整個區(qū)域都可被非織造纖維網(wǎng)圍繞，該非織造纖維網(wǎng)包含單獨設置的或設置在支承層上的亞微米纖維組分。支承結構和細小亞微米纖維組不必在彼此內均勻分散。在抗震性、回彈力和用于不對稱加載的過濾器加載方面可能是有利的，從而得到多種孔尺寸范圍、密度更高的區(qū)域、外部表皮或流動通道。本發(fā)明的包含化學活性顆粒的非織造纖維網(wǎng)的示例性實施例已如上描述，并通過以下實例的方式在下文進一步說明，該實例不應以任何方式解釋為限制本發(fā)明的范圍。相反，應當清楚地理解，可以采取多種其它實施例、修改形式及其等同物，在本領域的技術人員閱讀本文的說明之后，在不脫離本發(fā)明的精神和/或所附權利要求書的范圍的前提下， 這些其它實施例、修改形式及其等同物將顯而易見。^M雖然示出本發(fā)明的廣義范圍的數(shù)值范圍和參數(shù)是近似值，但在具體實例中示出的數(shù)值則盡可能精確地記錄。然而，任何數(shù)值都固有地包含一定的誤差，這些誤差不可避免地由存在于其各自測試測量值中的標準偏差引起。在最低程度上，每個數(shù)字參數(shù)并不旨在將等同原則的應用限制于權利要求保護的范圍，至少應該根據(jù)所記錄數(shù)字的有效數(shù)位和通過慣常的四舍五入法來解釋每一個數(shù)字參數(shù)。實例1 構造單個噴絲頭以制備納米纖維。模具由單個圓形成纖噴絲孔組成，該噴絲孔具有可調式中心噴氣流，如圖2所示。使用中央空氣噴絲頭的尺寸設定射流和薄膜外形，中央空氣噴絲頭與成膜噴絲孔的中心同軸地設置。薄膜噴絲孔的外徑為0.203英寸。噴氣流噴絲頭的外徑(其也充當薄膜噴絲孔的內徑)為0.200英寸。噴氣流噴絲頭的外表面在噴絲頭的出口端處以45度角向內漸縮，直至0. 120英寸的最終外徑。噴氣流噴絲頭的內表面為會聚噴絲孔。噴氣流的末端為30度漸縮，直至0. 100英寸的最終內徑。調節(jié)噴絲頭使得噴氣流噴絲頭的末端從模具表面延伸0. 030英寸。
將模具電加熱，并使用不銹鋼管供應空氣和聚合物。從3/4"單螺桿擠出機向模具供應熔融聚合物。所用的聚合物為得自I^otalPetrochemicals (Houston，Texas)的3960 級聚丙烯。使用調壓器控制空氣流，從室內空氣壓縮機將空氣供應到模具。將模具溫度設定在330°C下。將空氣壓力設定在20psi和環(huán)境溫度下。聚合物流量為1磅/小時。使用手持篩網(wǎng)在噴絲頭下方收集制成的纖維的樣品，并使用掃描電鏡進行測量。使用電子顯微圖測量來自樣品的總共187個纖維。發(fā)現(xiàn)平均直徑為0.755 μ m，并發(fā)現(xiàn)中值直徑為0. 578 μ m。實例2 與實例1相同的模具配有如圖3所示的替代空氣噴絲頭設計。在該情況中的空氣噴絲頭具有不規(guī)則頂端，不規(guī)則頂端包括沿著空氣噴絲頭的邊緣的多個或一系列尖齒。噴氣流噴絲頭的外徑為0. 198英寸。在噴絲頭的端部存在一系列對稱三角形切口，該切口形成包括多個齒的‘鋸齒’或齒狀邊緣，由此在噴絲頭端部的周邊周圍產(chǎn)生鋸齒圖案。總共20 個三角形齒在噴絲頭端部的圓周周圍均勻間隔。切口的夾角為30度，并間隔切口，以使圖案連續(xù)而無剩余的未成型邊緣。射流噴絲頭的內部以這樣的方式以12度角向外漸縮，該方式使噴絲頭頂端的末端盡可能尖銳。在內部射流噴絲頭漸縮之前，直徑為0.120英寸。調節(jié)模具，從而三角形切口的基部與模具表面平齊，且頂端向外延伸超過模具表面。使用如實例1的相同擠出系統(tǒng)。模具溫度為340°C。所用的聚合物為得自 LyondellBasell (Rotterdam, Netherlands)的 MF65OY 級聚丙烯。在 7Opsi 壓力和環(huán)境溫度下供應空氣。使用手持篩網(wǎng)收集制成的纖維的樣品，并使用掃描電鏡進行測量。使用電子顯微圖測量總共153個纖維。平均直徑為0. 842 μ m,且中值直徑為0. 803 μ m。在貫穿本說明書提及的“一個實施例”、“某些實施例”、“一個或多個實施例”或“實施例”，無論在術語“實施例”前是否包括術語“示例性”，都意指將與結合該實施例描述的特定特征、結構、材料或特性包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。因此，貫穿本說明書的多處出現(xiàn)的短語(例如“在一個或多個實施例中”、“在某些實施例中”、“在一個實施例中”或“在實施例中”)并非不可避免地參見本發(fā)明的同一實施例。另外，具體的特征、結構、材料或特點可以任何適合的方式結合到一個或多個實施例中。雖然本說明書詳細描述了某些示例性實施例，但應當理解，本領域的技術人員在理解上述內容時，可以易于設想這些實施例的更改形式、變型形式和等同形式。因此，應當理解，本發(fā)明不應不當?shù)厥芟抻谝陨鲜境龅氖纠詫嵤├?。特別地，如本文所用，通過端點進行的數(shù)值范圍的表述旨在包括在該范圍內所包括的所有數(shù)值(如1至5包括1、1. 5、2、 2.75、3、3.80、4和幻。另外，設想本文所使用的所有數(shù)值都用術語“約”進行修飾。此外， 本文提及的所有出版物、公開的專利申請和發(fā)行的專利均以引用方式全文并入本文，正如每一個單獨的出版物或專利都具體地和單獨地指出以引用方式并入本文的程度一樣。以上描述了各種示例性實施例。這些以及其它實施例都在以下權利要求書的范圍內。
權利要求
1.一種噴絲頭，包括第一導管，所述第一導管具有第一末端；第二導管，所述第二導管在所述第一導管周圍同軸設置，并且具有第二末端，所述第二末端靠近所述第一末端，其中所述第一導管和所述第二導管在所述第一導管和所述第二導管之間形成環(huán)狀通道，且另外，其中所述第一末端軸向向外延伸超過所述第二末端。
2.根據(jù)權利要求1所述的噴絲頭，其中靠近所述第一末端的所述環(huán)狀通道的至少一部分被導向所述第一導管。
3.根據(jù)權利要求1所述的噴絲頭，其中所述第一末端由大致圓形的周邊限定。
4.根據(jù)權利要求3所述的噴絲頭，其中所述大致圓形的周邊包括具有多個齒的齒狀邊緣，從而在所述周邊周圍產(chǎn)生鋸齒狀圖案。
5.根據(jù)權利要求1所述的噴絲頭，其中所述第一末端軸向向外延伸超過所述第二末端至少0. 1mm。
6.根據(jù)權利要求5所述的噴絲頭，其中所述第一末端軸向向外延伸超過所述第二末端至多5mmο
7.一種模具，包括至少一個根據(jù)權利要求1至權利要求6中的任一項所述的噴絲頭。
8.根據(jù)權利要求7所述的模具，包括多個所述噴絲頭。
9.根據(jù)權利要求8所述的模具，其中多個所述噴絲頭設置在多個行中，使得從任何行的噴絲頭噴出的纖維流在飛射中與從任何其它行的噴絲頭噴出的纖維流基本上不重疊。
10.一種用于形成非織造纖維網(wǎng)的設備，包括流體材料源；加壓氣體源；根據(jù)權利要求7所述的模具，其中所述環(huán)狀通道連接到所述流體材料源，且所述第一導管連接到所述加壓氣體源；和收集器，所述收集器用于收集離開所述模具之后的所述流體材料，其中所述流體材料在所述收集器上以基本上固體的形式被收集作為非織造纖維網(wǎng)。
11.一種用于形成多個亞微米纖維的系統(tǒng)，包括流體材料流；加壓氣體流；根據(jù)權利要求7所述的模具，其中所述環(huán)狀通道與所述流體材料流流動連通，且所述第一導管與所述加壓氣體流流動連通；和任選地，收集器，所述收集器用于收集離開所述模具之后的所述流體材料作為多個非織造纖維，其中所述多個纖維在所述收集器上以基本上固體的形式被收集作為非織造纖維網(wǎng)。
12.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述流體材料流包含熔融聚合物。
13.根據(jù)權利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述加壓氣體流包含壓縮空氣。
14.一種制備非織造纖維網(wǎng)的方法，包括提供流體材料源；提供加壓氣體流；提供根據(jù)權利要求7所述的模具；將所述環(huán)狀通道設置成與所述流體材料源流動連通；將所述第一導管設置成與所述加壓氣體流流動連通；以及收集離開所述模具之后的所述流體材料作為多個非織造纖維，其中所述多個非織造纖維以基本上固體的形式被收集作為非織造纖維網(wǎng)。
15.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述流體材料流包含熔融聚合物。
16.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述加壓氣體包含壓縮空氣。
17.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述多個纖維包含中值纖維直徑在從約0.2μπι 到約0. 9 μ m的范圍內的亞微米纖維組。
18.根據(jù)權利要求14所述的方法，其中所述多個纖維包含聚合物纖維。
19.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述聚合物纖維包含聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二酸丁二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丁烯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯腈、環(huán)狀聚烯烴、聚甲醛、多烯熱塑性彈性體或它們的組合。
20.根據(jù)權利要求18所述的方法，其中所述聚合物纖維包括聚烯烴纖維。
21.根據(jù)權利要求18所述的方法，還包括使收集的非織造纖維網(wǎng)經(jīng)受至少一個后續(xù)的加工步驟，所述加工步驟選自點粘結、通風粘結、粘合劑粘結、壓延、水刺、針刺或它們的組I=I O
22.—種制備非織造纖維網(wǎng)的方法，包括a.使用根據(jù)權利要求7所述的模具，形成中值纖維直徑為小于1微米(μπι)的亞微米纖維組；b.形成中值纖維直徑為至少1μ m的微纖維組；以及c.將所述亞微米纖維組和所述微纖維組組合成非織造纖維網(wǎng)，其中所述纖維組中的至少一個包含基本上取向的纖維，且其中所述非織造纖維網(wǎng)具有一定的厚度，并且展現(xiàn)出的密實度為小于10%。
23.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中所述亞微米纖維組的中值纖維直徑在從約 0. Ιμ 到約0. 9μπ 的范圍內。
24.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中所述微纖維組的中值纖維直徑在從約1μ m到約 50 μ m的范圍內。
25.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中所述亞微米纖維組和所述微纖維組中的至少一個包含聚合物纖維。
26.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中所述聚合物纖維包含聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二酸丁二醇酯、聚酰胺、聚氨酯、聚丁烯、聚乳酸、聚乙烯醇、聚苯硫醚、聚砜、液晶聚合物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、聚丙烯腈、環(huán)狀聚烯烴、聚甲醛、多烯熱塑性彈性體或它們的組合。
27.根據(jù)權利要求25所述的方法，其中所述聚合物纖維包括聚烯烴纖維。
28.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中將所述亞微米纖維組形成為位于墊層上的覆蓋層，所述墊層包含所述微纖維組。
29.根據(jù)權利要求22所述的方法，還包括形成支承層，將所述亞微米纖維組和所述微纖維組沉積到所述支承層上。
30.根據(jù)權利要求四所述的方法，其中所述支承層包括非織造織物、織造織物、針織織物、泡沫層、薄膜、紙質層、背膠層或它們的組合。
31.根據(jù)權利要求四所述的方法，其中所述支承層包含聚合物非織造織物。
32.根據(jù)權利要求四所述的方法，其中所述支承層包括粘結的短纖維網(wǎng)，其中使用熱粘結、粘合劑粘結、粉狀粘結劑、水刺、針刺、壓延或它們的組合粘結所述支承層。
33.根據(jù)權利要求四所述的方法，還包括施用粘合劑層，所述粘合劑層鄰接所述支承層，與所述覆蓋層相背。
34.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中所述微纖維組的一部分在墊層上形成覆蓋層， 所述墊層包含所述亞微米纖維組。
35.根據(jù)權利要求34所述的方法，還包含支承層，所述支承層鄰接所述墊層，與所述覆蓋層相背。
36.根據(jù)權利要求35所述的方法，其中所述支承層包含多個微纖維。
37.根據(jù)權利要求35所述的方法，其中構成所述支承層的所述多個微纖維在組成上與形成所述覆蓋層的所述微纖維組相同。
38.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中所述亞微米纖維組與所述微纖維組組合，以形成不均一的纖維混合物。
39.根據(jù)權利要求38所述的方法，其中所述亞微米纖維的數(shù)量與所述微纖維的數(shù)量之比在所述非織造纖維網(wǎng)的厚度上變化。
40.根據(jù)權利要求39所述的方法，其中所述亞微米纖維的數(shù)量與所述微纖維的數(shù)量之比在所述非織造纖維網(wǎng)的厚度上減小。
41.根據(jù)權利要求39所述的方法，其中所述亞微米纖維的數(shù)量與所述微纖維的數(shù)量之比從中心線附近的峰值變化到在所述非織造纖維網(wǎng)的主表面處的較低值，所述中心線由所述非織造纖維網(wǎng)的一半厚度限定。
42.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中形成中值纖維直徑為至少1μ m的微纖維組的步驟包括熔噴、熔紡、原絲擠出或它們的組合。
43.根據(jù)權利要求22所述的方法，其中將所述亞微米纖維和所述微纖維組合成非織造纖維網(wǎng)的步驟包括混合纖維流、水刺、濕法成網(wǎng)、叢絲形成或它們的組合。
44.一種包括根據(jù)權利要求22所述的方法制備的非織造纖維網(wǎng)的制品，選自氣體過濾制品、液體過濾制品、吸聲制品、表面清洗制品、細胞生長支承制品、藥物遞送制品、個人衛(wèi)生制品和傷口敷料制品。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于形成中值直徑為小于1微米的纖維組的噴絲頭、模具、設備、系統(tǒng)和方法，以及包含這種亞微米纖維組的非織造纖維網(wǎng)。所述噴絲頭包括第一導管和第二導管，所述第一導管具有第一末端，所述第二導管在所述第一導管周圍同軸設置，并具有第二末端，所述第二末端靠近所述第一末端，其中所述第一導管和所述第二導管在所述第一導管和所述第二導管之間形成環(huán)狀通道，另外其中所述第一末端軸向向外延伸超過所述第二末端。所述模具具有至少一個這種噴絲頭，且所述設備和所述系統(tǒng)包括至少一個這種模具。本發(fā)明還公開了制備非織造纖維網(wǎng)和制品的方法，所述非織造纖維網(wǎng)包含亞微米纖維組，所述制品包括這種非織造纖維網(wǎng)。
文檔編號D01D5/08GK102482799SQ201080038958
公開日2012年5月30日 申請日期2010年8月30日 優(yōu)先權日2009年9月1日
發(fā)明者丹尼爾·J·齊利格, 埃里克·M·摩爾, 威廉·J·科佩基, 威廉·P·克林津, 邁克爾·R·貝里甘 申請人:3M創(chuàng)新有限公司