具有加工后改性的水溶性纤维和含有其的制品制造技术

一种具有表面区域和内部区域的纤维包含包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，所述纤维具有包含所述内部区域和所述表面区域的横截面，所述内部区域包括具有第一水解度的所述聚合物，所述表面区域包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的所述聚合物。合物。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有加工后改性的水溶性纤维和含有其的制品
[0001]优先权要求和交叉引用
[0002]本申请要求于2020年6月2日提交的美国临时申请第63/033,601号的权益，该申请明确地通过引用整体并入本文。


[0003]本公开总体上涉及水溶性纤维。更具体地，本公开涉及包括在纤维形成后通过水解改性的聚乙烯醇的水溶性纤维。

技术介绍

[0004]非织造纤维网传统上用于许多一次性消费品中，包含个人护理产品，如绷带、尿布组件、女性护理用品和成人失禁用品，以及一次性擦拭物，如用于工业应用、医疗应用、清洁应用和个人/婴儿护理。在这些产品中使用的传统化学品，例如粘胶纤维、聚丙烯或棉纤维，通常是不可持续的、不可生物降解的，是微塑料的潜在贡献者，并且经常被不正确地处置，如通过冲下马桶和进入废水处理和污水设施。已知的擦拭物必须丢弃在垃圾箱中，这对于使用者来说可能不卫生或不方便。这些制品的不适当处置可能会导致家中管道堵塞、形成“油脂块”或住宅和市政废水系统中聚集由凝结油脂和烹饪油脂以及一次性擦拭物组成的可生物降解和不可生物降解材料的凝结块，从而促成海洋微塑料，并且需要改变消费者行为。
[0005]水溶性制品的溶解度曲线和机理(例如，热水溶解性对冷水溶解性、易溶性对延迟溶解性或缓释性)可能需要根据制品的最终用途进行调整。对于包含水溶性纤维的制品，溶解度曲线和机理通常通过选择具有一定水解度或聚合度的纤维形成材料来改变。然而，纤维形成材料的水解度和聚合度也会影响纤维形成材料形成纤维的能力。因此，由具有所需水解度和聚合度的特定聚合物形成的纤维可能无法提供具有所需溶解度曲线的纤维，因为纤维形成材料可能无法经受住纤维制造过程。

技术实现思路

[0006]本公开的一个方面提供了一种处理纤维的方法，该纤维包含可水解聚合物，如包括水解度小于100％的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，该方法包含将纤维与水解剂溶液混合以增加纤维中至少一部分聚合物的水解度。
[0007]本公开的另一方面提供了一种处理纤维的方法，该纤维包含可水解聚合物，如包括水解度小于100％的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，该方法包含使纤维的表面与水解剂溶液接触以增加纤维的至少包括纤维表面的区域中的聚合物的水解度。
[0008]本公开的另一方面提供了一种根据本公开的方法制备的纤维。
[0009]本公开的另一方面提供了一种具有表面区域和内部区域的纤维，该纤维包括可水解聚合物，该聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种，并且该纤维具有特
征在于表面区域的聚合物具有比内部区域的聚合物更高的水解度的横截面。任选地，纤维的横截面的特征在于聚合物的水解度从内部区域到表面区域的递增梯度。
[0010]本公开的另一方面提供了一种纤维，其包括以芯
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鞘结构(也称为芯
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壳结构)为特征的横截面，该纤维具有第一芯区域和第二壳区域，第一芯区域包括可水解聚合物，诸如包括水解度小于100％的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，第二壳区域包括水解度大于第一区域的聚合物的此类聚合物。
[0011]本公开的另一方面提供了一种处理非织造纤维网的方法，非织造纤维网包括多根纤维，该纤维包括水解度小于100％的可水解聚合物，如包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的聚合物，该方法包含使非织造纤维网的至少一部分与水解剂溶液接触以增加非织造纤维网的该部分的纤维的聚合物的水解度。
[0012]本公开的另一方面提供了一种根据本公开的方法处理的非织造纤维网。
[0013]本公开的另一方面提供了一种包括本公开的纤维的非织造纤维网。
[0014]本公开的另一方面提供了一种多层非织造纤维网，其包括第一层，第一层包括根据本公开的方法处理的非织造纤维网或包括本公开的纤维的非织造纤维网。
[0015]本公开的另一方面提供了一种小袋，其包括根据本公开的非织造纤维网，其为限定内部小袋体积的小袋形式。
[0016]本公开的另一方面提供了一种包括本公开的非织造纤维网的密封制品。
[0017]本公开的另一方面提供了一种包括本公开的非织造纤维网的可冲洗制品。
[0018]本公开的另一方面提供了一种可穿着吸收制品，该制品包括具有面向穿着者侧和面向外侧的吸收芯和液体采集层，其中液体采集层包括本公开的非织造纤维网。
[0019]通过阅读以下详细描述，本领域的普通技术人员将清楚其它方面和优点。虽然纤维、非织造纤维网、小袋、制品以及它们的制造方法容许各种形式的实施例，但是下文的描述包含具体实施例，应当理解本公开是说明性的并且不旨在将本专利技术限制于本文所述的具体实施例。
附图说明
[0020]为了进一步便于理解本公开，在此附上了十四(14)张附图。
[0021]图1A至1D示出了各种纤维形状的横截面，其中线表示纤维的直径。
[0022]图2A示出了以芯
‑
鞘结构为特征的圆形纤维的横截面，其中鞘202的聚合物具有比芯201的聚合物更高的水解度。
[0023]图2B示出了圆形纤维的横截面，其特征在于聚合物的水解度从内部区域301到表面区域302的递增梯度。
[0024]图2C示出了圆形纤维的横截面，其特征在于聚合物在横截面上具有相同的水解度。
[0025]图3示出了圆形纤维的横截面，该圆形纤维具有第一芯区域401，第二鞘或壳区域402和设置在第一区域和第二区域之间的两个中间区域403A和403B，该纤维的横截面的特征在于聚合物的水解度从第一区域到第二区域的递增梯度。
[0026]图4是用于本文所述的液体释放测试中的金属丝框架笼(示为顶部打开，以更好地示出其中包含的水溶性小袋)的图示。
[0027]图5示出了用于进行液体释放测试的设备，包含搁置在台架上的烧杯，该台架保持用于将笼子降低到烧杯中的棒，该棒可由具有固定螺钉(未示出)的套环固定。
[0028]图6A是具有1的柔软度等级的本公开的非织造纤维网的显微照片图像。
[0029]图6B是具有5的柔软度等级的本公开的非织造纤维网的显微照片图像。
[0030]图7示出了非织造纤维网，将纤维网的外表面标记为100和101。
[0031]图8示出了用于测量沿着纤维的纵向轴线的收缩率的设备设置，其中纤维在10℃至23℃范围内的温度下接触水。
[0032]图9示出了纤维(纤维A)在40℃下分别在溶剂(甲醇或10％甲醇/90％己烷)中用0.05M碱(NaOH或KOH)处理纤维1分钟之前和之后的ATR
‑
FTIR结果。
[0033]图10示出了在10℃或23℃的温度下纤维接触水时具有不同水解度的不同纤维沿着纵向轴线的纤维收缩率。
[0034]图11示出了具有示例性纤维(纤维A)的非织造纤维网在暴露于加热的甲醇之前和之后的破裂时间(秒)和崩解时间(秒)。
[0035]图12示出了包含具本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种具有表面区域和内部区域的纤维，所述纤维包括：聚合物，所述聚合物包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种，所述纤维具有包含所述内部区域和所述表面区域的横截面，所述内部区域包括具有第一水解度的所述聚合物，所述表面区域包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的所述聚合物。2.根据权利要求1所述的纤维，其中所述纤维的所述横截面具有从所述内部区域到所述表面区域的所述聚合物的水解度的递增梯度。3.根据权利要求1所述的纤维，其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、聚乙烯醇共聚物或其组合。4.根据权利要求3所述的纤维，其中所述聚乙烯醇共聚物是乙酸乙烯酯和乙烯醇的共聚物。5.根据权利要求3所述的纤维，其中所述聚乙烯醇共聚物包括阴离子改性的共聚物。6.根据权利要求5所述的纤维，其中所述阴离子改性的共聚物包括羧酸盐、磺酸盐或其组合。7.根据权利要求1所述的纤维，其进一步包括另外的聚合物。8.根据权利要求7所述的纤维，其中所述另外的聚合物选自由以下组成的群组：聚乙烯醇、聚乙酸乙烯酯、聚丙烯酸酯、水溶性丙烯酸酯共聚物、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、支链淀粉、瓜尔胶、阿拉伯树胶、黄原胶、角叉菜胶、淀粉、改性淀粉、聚环氧烷、聚丙烯酰胺、聚丙烯酸、纤维素、纤维素醚、纤维素酯、纤维素酰胺、聚羧酸、聚氨基酸、聚酰胺、明胶、糊精、前述的共聚物，以及任何前述另外的聚合物或共聚物的组合。9.根据权利要求1所述的纤维，其中所述第一水解度在约79％至约96％的范围内，并且所述第二水解度在约88％至100％的范围内。10.根据权利要求1所述的纤维，其中所述第一水解度在约79％至约92％的范围内，并且所述第二水解度在约88％至约96％的范围内。11.根据权利要求1所述的纤维，其中所述纤维在约23℃的水中具有小于200秒的溶解时间。12.根据权利要求1所述的纤维，其中当在约10℃至约23℃范围内的温度下接触水时，所述纤维具有在约20％至约70％范围内的沿着所述纤维的纵向轴线的收缩率。13.根据权利要求1所述的纤维，其中所述内部区域中的所述聚合物具有在约72℃至约72.9℃范围内的玻璃化转变温度(T
g
)，并且所述表面区域中的所述聚合物具有在约73℃至约85℃范围内的T
g
。14.一种纤维，所述纤维具有纵向轴线和垂直于所述纤维的所述纵向轴线的横截面，所述纤维进一步具有沿着所述纵向轴线的至少一部分的芯和鞘结构，所述纤维包括：所述芯和鞘结构的芯区域，所述芯区域包括聚合物，所述聚合物包括具有小于100％的第一水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种；以及所述芯和鞘结构的鞘区域，所述鞘区域在所述横截面中从所述芯区域径向向外设置，所述鞘区域包括所述聚合物，所述聚合物包括具有大于所述第一水解度的第二水解度的乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种。15.根据权利要求14所述的纤维，其中包括乙酸乙烯酯部分或乙烯醇部分中的至少一种的所述聚合物包括聚乙烯醇均聚物、聚乙酸乙烯酯均聚物、乙酸乙烯酯和乙烯醇共聚物、
改性聚乙烯醇共聚物或其组合。16.根据权利要求14所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差为至少1％。17.根据权利要求14所述的纤维，其中所述第一水解度和所述第二水解度之间的差在约1％至约29％的范围内。18.根据权利要求14所述的纤维，其中所述芯区域中的所述聚合物具有第一聚合度并且所述鞘区域中的所述聚合物具有等于所述第一聚合度的第二聚合度。19.根据权利要求14所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的中间区域，所述中间区域包括具有等于所述第一聚合度和所述第二聚合度的第三聚合度的所述聚合物。20.根据权利要求14所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的中间区域，所述中间区域包括具有大于所述第一水解度且小于所述第二水解度的第三水解度的所述聚合物。21.根据权利要求14所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的中间区域，其中所述芯区域、所述鞘区域和所述中间区域中的每一个包括具有相同改性度的改性聚乙烯醇共聚物。22.根据权利要求14所述的纤维，其进一步包括在所述横截面中设置在所述芯区域和所述鞘区域之间的多个中间区域，其中所述横截面具有从邻近所述芯区域设置的所述多个区域中的第一中间区域到从所述第一中间区域径向向外设置的所述多个区域中的第二中间区域的水解度的递增梯度。23.根据权利要求14所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：V，
申请(专利权)人：蒙诺苏尔有限公司，
类型：发明
国别省市：