发明名称 能自动输送流体之纤维,所制吸收性产品,丝束和短纤维,及自动输送流体之方法
摘要 所揭示者为能于表面自动输送类如水性流体,如水,之纤维。此种纤维,特别是其丝束的形式,可制成如尿布之吸收性产品,以更有效地输送流体,充分利用产品之吸收部分。类纤维可用吸收性物质作合成性涂覆。
申请公布号 TW244959 申请公布日期 1995.04.11
申请号 TW081106678 申请日期 1992.08.24
申请人 伊士曼化学公司 发明人 大卫.欧格斯图.卡塞伊;包比.梅尔.菲利浦;哈瑞.普洛伯特.贺尔;威廉.亚斯顿.海勒;雪伦.贝格罗狄亚;詹姆斯.撒慕尔.尼尔森.达顿;罗尼.杰伊.琼斯
分类号 D01F8/02;D01F8/14 主分类号 D01F8/02
代理机构 代理人 陈长文 台北巿敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种能于表面自动输送水的合成纤维,其具有一 或多个 沿其长度延伸之沟及丹尼为约10至70,且所称纤维 满足如 下的方程式(1--X cosC_aC)<0,其中C_aC为水的进 行接触角,而此角是在与合成纤维的物质相同的物 质制成 的平膜上量出的,并且,假设此平膜作过表面处理 的话, 是与纤维作过相同的表面处理,X是纤维横断面的 形状因 子,满足如下的方程式PwX=--4r+(CPw为纤维湿过的外 周 ,r为绕纤维横断面圆周的半径,D为横过纤维横断面 的小 轴量度,前题是此纤维不是X--型或H--型纤维,C_aC 为 21--23度,cosC_aC为0.8至1.0,X因子为1.7--1.9。2.一种 能于表面自动输送水的合成纤维,所称纤维满足如 下的方程式(1--X cosC_aC)<0,其中C_aC为水的进 行接触角,而此角是在与合成纤维的物质相同的物 质制成 的平膜上量出的,并且,假设此平膜作过表面处理 的话, 是与纤维作过相同的表面处理,X是纤维横断面的 形状因 子,满足如下的方程式PwX=--4r+(C其中Pw为纤维湿过 的 外周,r为绕纤维横断面圆周的半径,D为横过纤维横 断面 的小轴量度,而所称纤维的上向流値,以合成尿试 验流体 由储尿处沿一20公分长的坡道至联于10公分高处的 吸收棉 测定出的,是从2至60立方公分/克/小时。3.一种能 于表面自动输送水的合成纤维,所称纤维满足如 下的方程式(1--X cosC_aC)<--0.7,其中C_aC为水 的进行接触角,而此角是在与合成纤维的物质相同 的物质 制成的平膜,并且,假设作过表面处理的话,是与纤 维作 过相同的表面处理,X是纤维横断面的形状因子,满 足如 下的方程式PwX=--4r+(C其中Pw为纤维湿过的外周,r为 绕 纤维横断面圆周的半径,D为横过纤维横断面的小 轴量度 。4.根据申请专利范围第1项,第2项或第3项之纤维, 其 具有10至70间的单一纤维旦。5.根据申请专利范围 第1项,第2项或第3项之纤维,其 具有10至60立方公分/克/小时之上向流値,此上向流 値 是以合成尿试验流体由储尿处沿一20公分长的坡 道至联于 10公分高处的吸收棉测定出的。6.根据申请专利范 围第1项,第2项或第3项之纤维,其 对水之有效粘合张力大于38达因/公分。7.根据申 请专利范围第1项,第2项或第3项之纤维,其 含有二元混合物:(A)5至的10C纤维素酯,DS/AGU为1.8 至3.0,特性粘度为0.2至 3.0公升/克(于25℃以0.5克样品于100毫升60/40重量比 酚/四氯乙烷溶液中测定),及(B)2至的脂肪族芳香族 共 聚酯,特性粘度为至分升/克于℃以 0.5克样品于100毫升60/40重量比酚/四氯乙烷溶液中 测 定),所称百分比为以成份(A)加成分(B)的重量为基 准。8.根据申请专利范围第1项,第2项或第3项之纤 维,其 含有二元混合物:(A)5至10C纤维素酯,DS/AGU为1.8至2 .75,特性粘度为0.2至 3.0公升/克(于25℃以0.5克样品于100毫升60/40重量比 酚/四氯乙烷溶液中测定),及(B)2至的脂肪族族聚酯 , 比浓对数粘度为至分升/克于℃以克样品于100毫升 60/ 40重量比酚/四氯乙烷溶液中测定),所称百分比为 以成 份(A)加成分(B)的重量为基准。9.根据申请专利范 围第1项,第2项或第3项之纤维,其 含有混合物,此混合物含:(A)4至10C纤维素酯,DS/AGU 为1.8至3.0,特性粘度为0.2至 3.0公升/克(于25℃以0.5克样品于100毫升60/40重量比 酚/四氯乙烷溶液中测定),及(B)2至的脂肪族聚酯及 / 脂肪族芳香族共聚酯,特性粘度为至分升/克(于25 ℃以0 .5克样品于100毫升60/40重量比酚/四氯乙烷溶液中 测 定),及(C)1至聚合化合物,特性粘度为至分升/克于 ℃ 以克样品于100毫升60/40重量比酚/四氯乙烷溶液中 测 定),所称百分比为以成份(A)加成分(B)加成分(C)的 重量 为基准。10.根据申请专利范围第1项,第2项或第3项 之纤维, 其含有混合物,此混合物含:(A)50至的二元混合物Ⅰ 或 Ⅱ或三元混合物Ⅲ,特性粘度为至 3.0公升/克(于25℃以0.5克样品于100毫升60/40重量比 酚/四氯乙烷溶液中测定),及(B)1至生物降解的添加 物 ,所称百分比为以成份加成分的重量为基准。11.根 据申请专利范围第1项,第2项或第3项之纤维, 其含有混合物,此混合物含:(A)50至的二元混合物Ⅰ 或 Ⅱ或三元混合物Ⅲ,特性粘度为至 3.0公升/克(于25℃以0.5克样品于100毫升60/40重量比 酚/四氯乙烷溶液中测定),及(B)0.05至的不融合的拒 水 剂,所称百分比为以成份加成分的重量为基准。12. 根据申请专利范围第1项,第2项或第3项之纤维, 其中所称纤维于其上涂覆至少一种超吸收聚合物 。13.根据申请专利范围第1项,第2项或第3项之纤维 , 其中所称纤维于其上涂覆一层亲水性滑润剂。14. 根据申请专利范围第13项之纤维,其中滑润剂选自( 1) 49聚乙烯二醇单月桂酸酯,聚氧乙烯单月桂酸酯,聚 乙烯 二醇(PEG)400单月桂酸酯,聚氧乙烯(9.09)单月桂酸酯, 及2十六烷基乙基吗 乙氧硫酸酯(抗静电剂);(2)改 良的 聚酯表面活性剂;(3)污物释出剂,含聚酯、水、及 其他 成分;(4)聚氧乙烯(23)月桂基醚;(5)聚氧乙烯(20)油基 醚;(6)聚氧乙烯甘油酯,非离子性表面活性剂;及(7) 聚 氧烯--聚氧丙烯脱水山梨醇亚油酸酯。15.根据申 请专利范围第1项,第2项或第3项之纤维, 其曾以等离子体处理过。16.根据申请专利范围第 14项之纤维,其中所称超吸收聚 合物系由选自以下一个或多个聚元制成:丙烯酸, 甲丙烯 酸,乙烯磺酸,乙烯瞵酸,及其盐。17.一种吸收产品, 包含根据申请专利范围第1项之二种 或多种纤维,其中至少部分所称纤维位于所称吸收 产品的 中心附近,也至少有部分纤维远离所称吸收产品的 中心; 而且其中所称纤维能于产品中心附近与水性流体 至少接触 10秒钟;而且其中远离所称吸收产品中心处有一个 或多个 水斗,此水斗接触所称纤维。18.一种丝束,包含多 种根据申请专利范围第1项之纤维 。19.根据申请专利范围第18项之丝束,丹尼为5,000 至400, 000。20.一种吸收产品,包括尿布或卫生垫,有主轴 及小轴, 长度大于宽度,有一顶面,底面,及至少含一吸收层 的吸 收核,此种产品并含申请专利范围第19项之丝束。 21.根据申请专利范围第20项之吸收产品,其为成人 卫生 垫,所含之丝束包括至少申请专利范围第1项之二 种纤维 ,而其中之丝束位于核上但位于邻近顶面之软纸或 低密度 分离层之下。22.一种短纤维,包含多种切断之根据 申请专利范围第1 项之纤维。23.一种产品,其选自:止血塞、吸汗包 头带或腕带、外 科棉球、外伤敷料、鞋子的吸汗垫、一般目的的 擦拭物、 衣服乾燥用的织物软条、伤口引流或外科引流、 毛巾、地 球织物、运动服如运动袜及慢跑服、化粧品敷用 器、家具 上光器、软食涂片取样器、喉培养物取样器、血 液分析试 验用品、家庭及工厂除臭剂、湿化织物、除湿过 滤器基质 、骨科石膏里衬、纺束构造物等。24.一种丹尼自 50至3,000的连续纤丝纱,此丝纱由申请专 利范围第1项之单一纤维丹尼自3至30之纤维构成。 25.一种自动输送流体之方法,包括以合成纤维接触 水性 流体,此合成纤能于其表面自动输送水,而此纤维 能满足 此方程式(1--X cosC_aC)<0,其中C_aC为水的进行 接触角,而此角是在与合成纤维的物质相同的物质 制成的 平膜上量出的,并且,假设此平膜作过表面处理的 话,是 与纤维作过相同的表面处理,X是纤维横断面的形 状因子 ,满足如下的方程式PwX=--4r+(C其中Pw为纤维湿过的 外 周,r为绕纤维横断面圆周的半径,D为横过纤维横断 面的 小轴量度,前题是此纤维不是X--型或H--型纤维,C_ aC 为21--23度,cosC_aC为0.8至1.0,X因子为1.7--1.9。26.一 种自动输送流体之方法,包括以合成纤维接触水性 流体,此合成纤能于其表面自动输送水,而此纤维 能满足 此方程式(1--X cosC_aC)<0,其中C_aC为水的进行 接触角,而此角是在与合成纤维的物质相同的物质 制成的 平膜上量出的,并且,假设此平膜作过表面处理的 话,是 与纤维作过相同的表面处理,X是纤维横断面的形 状因子 ,满足如下的方程式PwX=--4r+(C其中Pw为纤维湿过的 外 周,r为绕纤维横断面圆周的半径,D为横过纤维横断 面的 小轴量度,而所称纤维的上向流値,以合成尿试验 流体由 储尿处沿一20公分长的坡道至联于10公分高处的吸 收棉测 定出的,是从2至60立方公分/克/小时。27.一种自动 输送流体之方法,包括以合成纤维接触水性 流体,此合成纤能于其表面自动输送水,而此纤维 能满足 此方程式(1--X cosC_aC)<--0.7,其中C_aC为水的 进行接触角,而此角是在与合成纤维的物质相同的 物质制 成的平膜,并且,假设作过表面处理的话,是与纤维 作过 相同的表面处理,X是纤维横断面的形状因子,满足 如下 的方程式PwX=--4r+(C其中Pw为纤维湿过的外周,r为绕 纤 维横断面圆周的半径,D为横过纤维横断面的小轴 量度。28.根据申请专利范围第25项之方法,其中所 称纤维有上 向流値2到60立方公分/克/小时及粘合张力至少38达 因 /公分。29.一种有H--型横断面之纤维,实质上如图34 所述者,其 中W小于20微米,W界于10至300微米之间,W界于20至200 微米之间,W界于5至50微米之间,W界于20至200微米之 间 。30.根据申请专利范围第29项之纤维,其中WC_2C小 于10微 米,WC_3C界于20至100微米之间,WC_4C界于20至100微米 之间,WC_5C界于5至20微米之间。31.一种螺旋摺绉纤 维之方法,此纤维有对称的主轴及小 轴,其中是使纤维之主轴垂直对着空气急冷。32.根 据申请专利范围第31项之方法,包括以下步骤:(A) 挤压形PET纤维的聚合物;(B)使聚合物通过喷丝板孔 型; (C)使喷丝板孔型对着横流急冷空气,以便急冷垂直 出现 于纤维的主轴;(D)控制急冷空气;(E)使用亲水性滑 润剂 ;(F)以传统速度收取纤维;(G)以传统的通风使纤维 通风 (于蒸汽中用单一蒸汽步骤或在水及蒸汽中用二步 骤);(H )再加一次亲水性滑润剂;(I)于加热过的室中放松 拉过的 纤维使生螺旋摺绉。33.根据申请专利范围第1项之 纤维,其中所称纤维是螺 旋摺绉的。34.根据申请专利范围第33项之纤维,其 中所称纤维是按 申请专利范围第31项螺旋摺绉的。35.根据申请专 利范围第33项之纤维,其中摺绉/寸的数 目大于4,而摺幅小于2毫米。图1--图示本发明纤维 之三 向量度,显示流体输送时纤维沟外超吸收物质之膨 胀。图 1A--说明一滴水性流体于传统纤维上的行为,在形 成椭圆 形时此纤维不能自动输送流体。角C_aC示一滴流 体在纤 维上的接触角。标以〝LFA〞的箭头示流体--纤维-- 空气 的界面位置。图1B--说明一滴水性流体于传统纤维 上的行 为,在时间为时>此纤维不能自动输送流体。角 与图1A 所示者同。标以〝LFA〞的箭头示流体--纤维--空气 的界 面位置。图1C--说明一滴水性流体于传统纤维上的 行为, 在时间为时>tC_1C)此纤维不能自动输送流体。角 与图 1A所示者同。标以〝LFA〞的箭头示流体--纤维--空 气的 界面位置。图2A--说明一滴水性流体刚接触能自动 输送流 体的纤维上时间为时的行为。标以〝LFA〞的箭头 示流体- -纤维--空气的界面位置。图2B--说明一滴水性流体 刚接 触能自动输送流体的纤维上时间为时>0)的行为。 标以〝 LFA〞的箭头示流体--纤维--空气的界面位置。图2C- -说 明一滴水性流体刚接触能自动输送流体的纤维上 时间为时 >t1)的行为。标以〝LFA〞的箭头示流体--纤维--空 气的 界面位置。图3--图示喷丝板的开口,此喷丝板可用 以制 造自动输送纤维。图4--图示喷丝板的开口,此喷丝 板可 用以制造自动输送纤维。图5--图示喷丝板的开口, 此喷 丝板可用以制造自动输送纤维。图6--图示喷丝板 的开口 ,此喷丝板可用以制造自动输送纤维。图6B--图示 喷丝板 的开口,此喷丝板可用以制造自动输送纤维。图7-- 图示 首尾相联的有2重复单位的喷丝板的开口,此喷丝 板开口 如图3所示。图8--图示首尾相联的有4重复单位的 喷丝 板的开口,此喷丝板开口如图3所示。图9--以有图3 所 示开口的喷丝板所制之聚丙烯纤维的横断面之显 微照片( 喷丝板开口之特定量度如图1所示)。图10--以有图3 所 示开口的喷丝板所制之聚丙烯纤维的横断面之显 微照片( 喷丝板开口之特定量度如图2所示)。图11--以有图3 所 示开口的喷丝板所制之尼龙纤维的横断面之显微 照片(喷 丝板开口之特定量度如图2所示)。图12--以有图4所 示 开口的喷丝板所制之聚乙烯四酸酯纤维的横断 面之微照 像观(喷丝板开口之特定量度如图8所示)。图13--以 有图 5所示开口的喷丝板所制之聚乙烯四酸酯纤维的 横断面 之显微照片(喷丝板开口之特定量度如图9所示)。 图14-- 以有图7所示开口的喷丝板所制之聚乙烯四酸酯 纤维的 横断面之显微照片(喷丝板开口之特定量度如图10 所示)。 图15--以有图8所示开口的喷丝板所制之聚乙烯四 酸酯 纤维的横断面之显微照片(喷丝板开口之特定量度 如图11 所示)。图16--以有图3所示开口的喷丝板所制之纤 维实 例1的横断面图解。所示者为测定形状因子X的典 型方法 。图17--以有图6所示开口的喷丝板所制之聚乙烯 四酸 酯纤维的横断面之显微照片(喷丝板开口之特定量 度如图 12所示)。图17B--以有图5所示开口的喷丝板所制之 聚乙 烯四酸酯纤维的横断面之图解(喷丝板开口之特 定量度 如图13所示)。图18A--尿布顶面观之图示。图18B--沿 尿 布主轴断面之之侧面观之图解。图19--沿尿布主轴 断面之 侧面观之图解。以本发明纤维所制成之丝束置于 顶层布之 下,吸收核之上。图20--沿尿布主轴断面之侧面观 之图解 。以本发明纤维所制成之丝束置于吸收核之下,顶 层布之 上。图21--沿尿布主轴断面之侧面观之图解。以本 发明纤 维所制成之丝束置于吸收核之内。图22--沿尿布主 轴断面 之侧面观之图解。以本发明纤维所制成之常产纤 维置于吸 收核之内。图23A--尿布顶面观之图示。切除部分 之线代 表以本发明纤维所制之丝束,此等丝束以基本平行 方向排 列,达尿布的全长。图23B--尿布顶面观之图示。切 除部 分之线代表以本发明纤维所制之丝束,此等丝束以 基本平 行方向排列,达尿在全长的一半以上。图24--尿布 顶面观 之图示。切除部分之线代表以本发明纤维所制之 丝束,此 等丝束于首当其冲区紧密束在一起,而于端部则是 分散的 。图25--尿布顶面观之图示。切除部分之线代表以 本发明 纤维所制之丝束,丝束的主轴与尿布主轴成30角倾 斜。 图26--沿尿布主轴所作之侧面观分解图。以本发明 纤维所 制之丝束置于吸收核上下。图27--墨水存留量克与 筒密度 克/立方公分所成之曲线图,所用之筒以本发明纤 维所制 者以〝4SW〞标记之线表示,所用之筒以此技艺前之 圆断 面纤维所制者以〝round〞标记之线表示。图28--所 余墨 水量之百分比与筒密度克/立方公分所成之曲线图 ,所用 之筒以本发明纤维所制者以〝4SW〞标记之线表示, 所用 之筒以此技艺前之圆断面纤维所制者以〝round〞 标记之 线表示。图29--可用之墨水量克与筒密度克/立方 公分所 成之曲线图,所用之筒以本发明纤维所制者以〝4SW 〞标 记之线表示,所用之筒以此技艺前之圆断面纤维所 制者以 〝round〞标记之线表示。图30--可用之墨水量克与 纤维 重量克所成之比与筒密度克/立方公分)所成之曲 线图, 所用之筒以本发明纤维所制者以〝4SW〞标记之线 表示, 所用之筒以此技艺前之圆断面纤维所制者以〝 round〞标 记之线表示。图31A--图示纤维横断面所需之沟。 图31B-- 图示纤维横断面所需之沟。图31C--图示纤维横断 面所需 之沟,此沟全为流体所充满。图32A--图示纤维横断 面之 沟,表示可能有桥相联。图32B--图示纤维横断面之 沟, 表示可能有桥相联。图32C--图示纤维横断面之沟, 表示 沟以流体相联。图33--图示较佳之喷丝板之〝〞形 开口, 此喷丝板可用以制造自动输送纤维。图34--以有图 所示开 口之喷丝板所制之聚乙烯四酸酯纤维之横断面 图解。图 35--用以制造自动输送纤维之喷丝板之〝〞开口图 实例。 此处之〝W〞与实例23所示之〝WC_1C〞相同。图36-- 用以 制造自动输送纤维之喷丝板之〝〞开口图实例。 此处之〝 W〞与实例23所示之〝WC_1C〞相同。图37--以立方公 分/ 小时/克表示之流与管宽之关系图,以有〝〞型横 断面之 用聚(乙烯四酸酯)之以浆处理过的自动输送纤 维试验。 图38--以立方公分/小时/克表示之流与粘合张力之 关系 图,以有二单位小胞之〝H〞型横断面之用聚(乙烯 四酸 酯)纤维试验,每管之宽为143微米,每管之臂厚为10.9 微 米。图39--测定上向流仪器之图解。图40--描绘一 单位小 胞之图解。图41--有特定相量之喷丝板图解。图42- -喷丝 板之图解,喷丝板之口之方向可使横流急冷空气对 着之开 口端。所有的量度,除含〝W〞字母者外,以寸为单 位。 图43--喷丝板之图解,喷丝板之口之方向为放射状, 所有 量度,除含〝W〞字母者外,以寸为单位。图44--以填 料 函摺绉过的纤维显微照片,此纤维有扭曲的横断面 。图45 --以螺旋摺绉过的纤维的横断面照像,此纤维以本 发明的 螺旋摺绉法制成,纤维横断不扭曲。图46--喷丝板 之图解 ,喷丝板之口之方向可使横流急冷空气对着之开口 端。图 47--相对于喷丝板开口之急冷空气方向。图48--喷 丝板之 图解,喷丝板之口之方向可使横流急冷空气对着之 一边。 图49--无扭曲横断面之本发明之螺旋摺绉纤维之显 微照片 。图50--有扭曲横断面之填料函摺绉纤维之显微照 片。图 51及52--喷丝板之图解,喷丝板之口之方向在喷丝板 上为 对角线型,可使横流急冷空气对着纤维束。图53-- 以本发 明方法所制之螺旋摺绉纤维之显微镜照片。图54-- 用于上 向流试验之电脑程式图。图55--具充满超吸收聚合 物之沟
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