CN102317526B - 图案化纺粘纤维质基料及其制备和使用方法 - Google Patents

Abstract

图案化纺粘纤维质基料包含被捕集在对应于图案化收集器表面的可识别图案中并且在从收集器表面移除之前不使用粘合剂而粘合在一起的纺粘长丝的组。所述基料在由图案化收集器表面所确定的一个或多个方向上可表现出高的长丝取向度和/或长丝密度梯度。还公开了制备图案化纺粘纤维质基料的方法，和包括根据所述方法制备的图案化纺粘纤维质基料的制品。在示例性应用中，所述基料可用于气体过滤制品、液体过滤制品、吸声制品、表面清洁制品、细胞生长载体制品、药物传输制品、个人卫生制品或伤口敷料制品。

Description

图案化纺粘纤维质基料及其制备和使用方法

相关专利申请的交叉引证

本申请要求于2008年12月23日提交的美国临时专利申请号61/140,412的权益，其公开内容以全文引证方式并入本申请。

技术领域

本发明涉及图案化的非织造纤维质基料以及制备和使用这种基料的方法。本发明还涉及图案化的非织造纤维质基料，其包括被捕集在可识别的图案中并且在不使用粘合剂的情况下粘合在一起的纺粘长丝的组。

背景技术

非织造基料已用于制备多种吸收制品，所述吸收制品可用作，例如，用于表面清洁的吸收擦拭物、伤口敷料、气体和液体吸收或过滤介质和用于吸声的屏障材料。在一些应用中，使用成形非织造基料是理想的。例如，美国专利号5,575,874和5,643,653(Griesbach，III等人)公开了成形非织造织物和制备这种成形非织造基料的方法。在其它应用中，理想的是使用具有纹理化表面的非织造基料，例如，作为非织造织物，其中长丝采用粘结剂材料进行图案粘合，如美国专利号6,093,665(Sayovitz等人)中所述；或者其中熔喷纤维层形成在图案形成带上并随后层合于两个纺粘长丝层之间。

美国专利号5,858,515(Stokes)、6,921,570(Belau)和美国公开号2003/0119404(Belau)描述了层合的方法，其中一些方法包括使用图案化的压料辊，用于由两个或更多个熔喷纤维质基料生产结构化的多层非织造基料。使用图案化带由短纤维形成结构化的基料也已用于熔喷工艺中，例如，如美国专利号4,103,058(Humlicek)中所描述。然而，熔喷工艺与纺粘工艺的区别在于，熔喷纤维并非真正连续，因为长丝是通过熔纺而形成。

尽管一些形成成形或纹理化的非织造基料的方法是已知的，但本领域在持续寻找形成非织造基料、特别是带有图案化或纹理化表面并包含一组连续长丝的非织造基料的新方法。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种包含纺粘长丝的组的纤维质基料，该组纺粘长丝被捕集在由图案化收集器表面确定的可识别图案中并且在从图案化收集器表面移除之前不使用粘合剂而粘合在一起。在一些示例性的实施例中，所述纺粘长丝的组包括(共)聚合物长丝。在某些示例性的实施例中，(共)聚合物长丝包括：聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、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、环状聚烯烃、聚甲醛、聚烯烃热塑性弹性体，或它们的组合。在特定的示例性实施例中，(共)聚合物长丝包括聚烯烃长丝。在另外的示例性实施例中，所述纺粘长丝的组的中值长丝直径为从约1μm至约100μm。

在一个相关方面，本发明涉及包含纺粘长丝的组的纤维质基料，所述纺粘长丝的组被收集在可识别图案中并且不使用粘合剂而粘合在一起，其中长丝中的至少一部分取向在由图案确定的方向上。在一些与两个方面均有关的示例性实施例中，可识别图案为二维图案。在某些示例性实施例中，所述二维图案为选自圆形、椭圆形、多边形、X形、V形和它们的组合的几何形状的排布。在一些特定的示例性实施例中，所述几何形状的排布为二维阵列。

在另一相关方面中，本发明涉及一种制备纤维质基料的方法，其包括用纺粘工艺形成多根长丝，将长丝的组捕集在图案化收集器表面上的可识别图案中，并且在从图案化收集器表面移除基料之前使长丝中的至少一部分不使用粘合剂而粘合在一起，从而使纤维质基料保持可识别图案。在一些示例性实施例中，所述方法还包括在将该组长丝捕集在图案化收集器表面之前使长丝中的至少一些细化。在某些示例性实施例中，粘合包括自生热粘合、非自生热粘合和超声粘合中的一种或多种。在特定的示例性实施例中，所述长丝中的至少一部分取向在由图案确定的方向上。

在另外的示例性实施例中，图案化收集器表面具有多个穿透收集器的几何形状的穿孔，并且捕集所述长丝的组，捕集所述长丝的组包括通过经穿孔的图案化收集器表面抽取真空。在一些示例性实施例中，所述多个几何形状的穿孔具有选自圆形、椭圆形、多边形、X形、V形和它们的组合的形状。在一些特定的示例性实施例中，所述多个几何形状的穿孔具有选自三角形、方形、矩形、梯形、五边形、六边形、八边形和它们的组合的多边形形状。在另外的示例性实施例中，所述多个几何形状的穿孔具有在图案化收集器表面上的二维图案。在特定的示例性实施例中，在图案化收集器表面上的几何形状的穿孔的二维图案为二维阵列。

在又一方面，本发明涉及包含根据上述方法制得的上述复合非织造纤维质基料的制品。某些特定的示例性制品可用作气体过滤制品、液体过滤制品、吸声制品、绝热制品、表面清洁制品、磨料制品、细胞生长载体制品、药物传输制品、个人卫生制品和伤口敷料制品。

已对公开的本发明的示例性实施例的多个方面和优点进行了概述。上面的发明内容并不旨在描述本申请公开的本发明的每个示出的实施例或每种实施例。随后的附图和具体实施例将更具体地举例说明使用本发明公开的原理的某些优选实施例。

附图说明

参照附图进一步描述本发明的示例性实施例，在附图中：

图1为用于形成根据本发明某些示例性实施例的图案化纺粘纤维质基料的示例性设备的整体示意图。

图2A-2F是用于形成根据本发明某些示例性实施例的图案化纺粘纤维质基料的各种示例性经穿孔的图案化收集器表面的俯视图。

图3为用于形成根据本发明某些示例性实施例的图案化纺粘纤维质基料中使长丝细化的示例性任选的处理室的放大侧视图，图中未示出用于该室的安装装置。

图4为图3所示的示例性任选的处理室以及安装装置和其它相关装置的局部俯视示意图。

图5为图1所示的示例性设备的任选的选热处理部分的示意性放大展开图。

图6是图5中设备的透视图，示出可用于形成根据本发明示例性实施例的图案化纺粘纤维质基料的根据图2B的示例性经穿孔的图案化收集器。

图7A-7D为根据本发明某些示例性实施例的各种示例性图案化纺粘纤维质基料的表面照片。

图7E为根据本发明示例性实施例的示例性图案化纺粘纤维质基料的显微照片，示出取向在由图2A的图案所确定的方向上的长丝。

具体实施方式

术语表

本发明中所用的：

“纤维”用来指材料的不连续或离散的细长股线。

“长丝”用来指材料的连续的细长股线。

“微丝”是指总体中值直径为至少1微米的长丝的组。

“超细微丝”是指总体中值直径为2微米或更小的长丝的组。

“亚微米长丝”是指总体中值直径小于1微米的长丝的组。

当本发明提及特定种类的微丝的批、组、阵列、层等，例如“微丝层”时，其是指在该层中的完整纺粘长丝的组，或者完整一组的单批纺粘长丝，而不仅是具有亚微米尺寸的那部分层或批。

本发明针对长丝的组使用“取向长丝”时，是指长丝被排布或收集以使得两根或更多根长丝的至少纵轴沿同一方向排整齐(针对单根长丝使用“取向”时，是指长丝分子中的至少部分沿着长丝的纵轴排整齐)。

本发明中的“熔喷”是指通过将熔化的成纤材料经由模具中的喷丝孔挤出进入高速气流中而制备的纤维，其中挤出的材料首先被细化，然后固化为纤维团。

本发明中的“纺粘”是指通过将熔化的成纤材料经由模具中的喷丝孔挤出进入低速、任选经加热的气流中而制备的长丝，然后将其凝固为热粘合长丝团。

“自生粘合”被定义为如在烘箱中获得的高温下的长丝之间的粘合，或不采用如点粘合或压延中的直接接触压力，而采用通风粘合器进行的长丝之间的粘合。

“分子相同”的聚合物是指具有基本相同的重复分子单元的聚合物，但其在分子量、制备方法、商业形式等方面可以不相同。

描述基料时所用的“自支承”意指所述基料本身可被保持、处置和加工的基料。

根据10cm×10cm基料样品的重量计算“基料基重”。

在施加压力为150Pa的条件下，使用测试脚尺寸为5cm×12.5cm的厚度测试计在10cm×10cm基料样品上测量“基料厚度”。

“堆密度”是取自文献的构成基料的聚合物或共混聚合物的堆密度。

现在将具体参照附图描述本发明的各种示例性实施例。此处公开的本发明的示例性实施例可在不偏离本发明的精神和范围的情况下进行各种改动和改变。因此，应当理解，此处公开的本发明的实施例不应限于以下所述的示例性实施例，但应受权利要求书的限定及所述限定的任何等同物控制。

A.图案化纺粘纤维质基料

具有二维或三维结构化表面的图案化纺粘非织造纤维质基料可如下形成：将熔纺长丝捕集在图案化收集器表面上，并且在仍在收集器上时不使用粘合剂而粘合长丝，例如通过在通风粘合器下的收集器上热粘合长丝。尽管具有一般无规取向的长丝和基本上平坦或非纹理化表面的非图案化纺粘基料是已知的，例如如美国专利号6,916,752(Berrigan等人)的描述，但常规纺粘基料无法达到图案化效果，也不能保持在收集器表面上形成的任何可识别图案，因为常规纺粘长丝在从收集器表面移除并通过压延之前一般不会粘合成结构稳定的基料。

在一些实施例中，本发明涉及一种包含纺粘长丝的组的纤维质基料，该组纺粘长丝被捕集在由图案化收集器表面确定的可识别图案中，并且在从图案化收集器表面移除之前不使用粘合剂而粘合在一起。

1.长丝组分

在一些示例性的实施例中，该组纺粘长丝包括(共)聚合物长丝。在某些示例性的实施例中，(共)聚合物长丝包括：聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、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、环状聚烯烃、聚甲醛、聚烯烃热塑性弹性体，或它们的组合。在特定的示例性实施方案中，(共)聚合物长丝包括聚烯烃长丝。在另外的示例性实施例中，该组纺粘长丝的中值长丝直径为从约1μm至约100μm。

在一个相关方面，本发明涉及包含纺粘长丝的组的纤维质基料，该组纺粘长丝被收集在可识别图案中并且不使用粘合剂而粘合在一起，其中长丝中的至少一部分取向在由图案确定的方向上。在一些示例性实施例中，可识别图案为二维图案。在某些示例性实施例中，二维图案为选自圆形、椭圆形、多边形、X形、V形和它们的组合的几何形状的排布。在一些特定的示例性实施例中，几何形状的排布为二维阵列。

本发明的图案化纺粘纤维质基料包含一种或更多种长丝组分，例如微丝组分、超细微丝组分和/或亚微米纤维组分。在一些实施例中，优选的长丝组分为包含中值长丝直径为至少约1μm的长丝的微丝组分。在某些实施例中，优选的长丝组分为包含中值长丝直径为至多约200μm的长丝的微丝组分。在一些示例性实施例中，微丝组分包含中值长丝直径为从约1μm到约100μm的长丝。在其它示例性实施例中，微丝组分包含中值长丝直径为从约5μm到约75μm，或者甚至从约10μm到约50μm的长丝。在某些特别优选的实施例中，微丝组分包含中值长丝直径为从约15μm到约30μm的长丝。

在本发明中，给定的微丝组分中的长丝的“中值长丝直径”通过下述确定：产生长丝结构的一幅或多幅图像(例如通过使用扫描电镜)；测量一幅或多幅图像中的清晰可见的长丝的长丝直径，从而得到长丝直径的总数x；和计算x个长丝直径的中值长丝直径。通常，x大于约50，理想地为约50至约200。优选地，关于中值长丝直径的标准偏差为至多约2微米、更优选至多约1.5微米，最优选至多约1微米。

在一些示例性实施例中，微丝组分可包含一种或多种聚合物材料。一般来讲，任何形成长丝的聚合物材料均可用于制备微丝，但通常且优选形成长丝的材料是半结晶性的。特别有用的是常用于长丝形成的聚合物，例如聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙和氨基甲酸酯。已由非晶态聚合物(例如聚苯乙烯)来制备基料。这里所列的具体聚合物仅为示例，且可使用多种其它聚合物材料或长丝形成材料。

合适的聚合物材料包括但不限于：聚烯烃，例如聚丙烯和聚乙烯；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚对苯二甲酸丁二醇酯；聚酰胺(尼龙-6和尼龙-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；环状聚烯烃；聚甲醛；聚烯烃热塑性弹性体，或它们的组合。

根据本发明的示例性实施例，也可将多种天然长丝形成材料制备成非织造纺粘长丝。优选的天然材料可包括柏油或沥青(如用于制备碳长丝)。长丝形成材料可以是熔化形态或承载于合适的溶剂中。也可利用反应性单体，当反应性单体传到或穿过模具时，它们彼此发生反应。非织造基料可以将长丝混合物包含在单层(例如使用两个密集间隔的共享通用模具顶端的模具腔体制成)、多个层(例如使用排列成叠堆的多个模具腔体制成)、或多组分长丝(例如在美国专利号6,057,256(Krueger等人)中所述的那些)的一层或多层中。

长丝也可由共混材料(包括已经共混入某些添加剂如颜料或染料的材料)来形成。可以制备如皮芯型或并列型双组分长丝的双组分纺粘长丝(本发明中的“双组分”包括具有两种或更多种组分的长丝，每种组分占据长丝横截面积的一部分并延伸长丝的一基本长度)，如可以是双组分亚微米长丝。然而，本发明的示例性实施例采用单组分长丝(其中长丝在其整个横截面上具有基本相同的组成，但“单组分”包括共混物或包含添加剂的材料，其中基本均一组成的连续相在整个横截面和长丝长度上延伸)可能特别可用且有利。在其它有益效果中，能够使用单组分长丝降低了制备的复杂性，并且对基料的使用限制较少。

除了上述长丝形成材料，各种添加剂可以添加到长丝熔体中，并通过挤出将添加剂结合到长丝中。通常，基于长丝的总重量添加剂的量小于约25重量％、理想地最多至约5.0重量％。合适的添加剂包括但不限于，颗粒、填充剂、稳定剂、增塑剂、增粘剂、流速控制剂、固化缓聚剂、增粘剂(例如硅烷和钛酸盐)、辅助剂、抗冲改性剂、可膨胀的微球体、导热粒子、导电粒子、二氧化硅、玻璃、粘土、滑石、颜料、着色剂、玻璃珠或泡、抗氧化剂、荧光增白剂、抗微生物剂、表面活性剂、阻燃剂和含氟化合物。

上述添加剂中的一种或多种可以用于降低所得长丝和层的重量和/或成本、调节粘度、改变长丝的热特性或赋予长丝一系列衍生自添加剂物理特性的物理特性，包括电学特性、光学特性、与密度相关的特性、与液体屏蔽或粘合剂粘着性相关的特性。

2.任选的其它层

本发明的图案化纺粘纤维质基料可包含结合有微丝组分(单独的或者连同超细微丝组分和/或亚微米长丝组分)的其它层、支承层，或二者兼有。一个或多个其它层可存在于纺粘长丝基料的外表面之上和/或之下。

合适的其它层包括但不限于，包含颜色的层(如印刷层)；上述支承层中的任何者；具有不同的平均长丝直径和/或物理组成的一种或多种另外的亚微米长丝组分；为获得另外的绝热性能的一种或多种第二细小亚微米长丝层(例如熔喷基料或玻璃纤维质基料)；泡沫；粒子层；金属薄片层；膜；装饰织物层；隔膜(即具有受控渗透性的薄膜，例如透析膜、反渗透膜等)；结网；网片；布线或管道网络(即送电的电线层或传输各种流体的管道组，例如，用于加热毯的布线网络和使冷却剂流过以冷却毯的管道网络)，或它们的组合。

3.任选的附连装置

在某些示例性实施例中，本发明的图案化纺粘纤维质基料还可包含一个或多个附连装置，以使图案化纺粘纤维制品附接到基板。如上所述，粘合剂可以用于附接图案化纺粘纤维制品。除了粘合剂外，还可使用其它附连装置。合适的附连装置包括但不限于，任何机械紧固件，例如螺钉、钉子、夹子、U形钉、缝合、线、钩环材料等。另外的附连方法包括表面的热粘合，例如，通过施用热或使用超声焊接或冷压焊接。

一个或多个附连装置可用来将图案化纺粘纤维制品附连到多种基板。示例性基板包括但不限于，车辆零部件；车辆内部(即客厢、发动机室、行李箱等)；建筑物壁(即内壁表面或外壁表面)；建筑物天花板(即内天花板表面或外天花板表面)；用来形成建筑物壁或天花板的建筑材料(例如，天花板贴片、木制元件、石膏板等)；房间隔板；金属板；玻璃基板；门；窗；机械元件；器具元件(即器具内表面或器具外表面)；管道或软管的表面；计算机或电子元件；声音记录或复制装置；用来放置器具、电脑等的外壳或箱体。

B.图案化纺粘纤维质基料的制备方法

本发明还涉及制备图案化纺粘纤维质基料的方法。在示例性实施例中，所述方法包括用纺粘工艺形成多根长丝，将长丝的组捕集在图案化收集器表面上的可识别图案中，并且在从图案化收集器表面移除基料之前使长丝中的至少一部分不使用粘合剂而粘合在一起，从而使得纤维质基料保持可识别图案。在一些示例性实施例中，方法还包括在将该组长丝捕集在图案化收集器表面之前使长丝中的至少一些细化。在某些示例性实施例中，粘合包括自生热粘合、非自生热粘合和超声粘合中的一种或多种。在特定的示例性实施例中，长丝中的至少一部分取向在由图案确定的方向上。合适的熔纺或纺粘工艺、细化方法和设备以及粘合方法和设备(包括自生粘合方法)描述于美国专利公开号2008/0026661(Fox等)中。

1.用于形成图案化纺粘纤维质基料的设备

图1-6示出用于实现本发明的多种实施例的示例性设备，作为用于形成图案化纺粘纤维质基料的示例性设备的一部分。图1是设备的示意性整体侧视图。图2A-2F是用于形成根据本发明的某些示例性实施例的图案化纺粘纤维质基料的经穿孔的各种示例性图案化收集器表面的俯视图。图3和4是图1中设备的任选的长丝细化部分的放大图。图5和6是图1所示设备的任选的长丝粘合部分的放大图。

在一个示例性的实施例中，具有二维或三维图案化表面4’的纺粘非织造纤维质基料5可如下形成：将熔纺长丝15捕集在图案化收集器表面19’上，并且在收集器19上时不使用粘合剂而粘合长丝，例如通过在通风粘合器200下的收集器19上热粘合长丝。如图1-2所示，收集器19一般是多孔的(例如，穿孔的)，并且抽气装置14可以布置在收集器下方以帮助长丝沉积到收集器上。具有由粘合的长丝15保持的图案4’的纺粘基料5，可在辊23中卷绕。

如图1中一般性所示，连续熔纺长丝流15在长丝形成设备2中制得，并且导向收集设备3。连续熔纺长丝流15以具有图案化表面4的图案化熔纺纤维质基料5的形式被收集在收集器19的图案化表面19’上，收集器19示为连续的或环形带收集器。尽管图案化熔纺纤维质基料5的图案化表面4在图1中示为与远离收集器19的图案化表面19’的顶面相对，但应当理解在一个替代实施例(未在图中示出)中，图案化熔纺纤维质基料的图案化表面可接触收集器的图案化表面。

此处公开的本发明的示例性实施方案可以通过将图案化纤维质基料5收集在连续筛网型收集器例如如图1中所示的带型收集器19上、在带有与穿孔相对应的表面图案并且交叠多孔或穿孔收集器的至少一部分的穿孔模板或型板(见图2)(例如图1的筛网型收集器)上、或者筛网覆盖的滚筒(未显示)上来实施、或者使用本领域已知的替代方法。

图1中的长丝形成设备2为用于实施本发明的某些实施例的一个示例性设备。在使用这种设备时，将长丝形成材料引入到这个示例性设备中的挤出头10，例如通过将聚合物长丝形成材料引入到料斗11中，在挤出机12中熔化材料，然后通过泵13将熔化的材料泵送到挤出头10中。虽然最常用的是粒料或其它颗粒形式的固体聚合物材料并将其熔化成液体可泵送状态，但也可使用其它长丝形成液体，例如聚合物溶液。

挤出头10可是常规的喷丝头或纺丝组合件，其通常包括以规则图案(如直线列)布置的多个喷丝孔。长丝形成液体的长丝15从挤出头挤出，并被传送到处理室或任选的缩束装置16。如挤出的长丝15的暴露状况可以变化一样，该挤出的长丝15在到达任选的缩束装置16之前行进的距离17也可以变化。通常，将空气或其它气体的骤冷流18提供给挤出的长丝，以降低挤出的长丝15的温度。或者，可对空气流或其它气体流进行加热以方便纤维的拉延。

在一些示例性实施例中，可有一种或多种空气流或其它流体，例如横向吹向长丝流的第一空气流18a，其可以移除挤出期间释放的不需要的气体材料或烟；和实现主要的所需的温度降低的第二骤冷空气流18b。可使用另外的骤冷流；例如，图1中所示的骤冷流18b自身可包括一个以上的骤冷流以实现所需的骤冷程度。根据所使用的处理或所需的成品形式，骤冷空气可以足以使挤出的长丝15在它们到达任选缩束装置16之前硬化。在其它情况下，当挤出的长丝进入任选缩束装置时，它们仍然处于软化或熔化的状态。作为另一种选择，不使用骤冷流；在这种情况下，挤出头10与任选的缩束装置16之间的环境空气或其它流体可为用于挤出的长丝在进入任选的缩束装置前进行任何改变的介质。

2.用于形成图案化纺粘纤维质基料的图案化收集器表面

如图1和2A-2F所示，在一些示例性实施例中，图案化收集器表面19’具有穿透收集器19的多个几何形状的穿孔100-105，并且捕集该组长丝，所述捕集包括通过经穿孔的图案化收集器表面抽取真空。应当理解，虽然在图1中示出了具有穿孔的图案化表面的一体化收集器，但也可使用其它实施例，例如布置在多孔或穿孔筛网或带材上的经穿孔的图案化型板或模板。

在一些示例性的实施例中，所述多个几何形状的穿孔具有选自圆形(图2A；100)、椭圆形(未示出)、多边形(图2B-2C和2E；101-102和104)、V形(图2D；103)、X形(图2F；105)，和它们的组合(未示出)的形状。在某些示例性的实施例中，多个几何形状的穿孔可具有选自方形(图2B；101)、矩形(未示出)、三角形(图2C；102)、菱形(图2E；104)；梯形(未示出)、五边形(未示出)、六边形(未示出)、八边形(未示出)、和它们的组合(未显示)的多边形形状。

在由图2A-2F所示的另外的示例性实施例中，所述多个几何形状的穿孔包括在图案化收集器表面上的二维图案。在特定的示例性实施例中，在图案化收集器表面上的几何形状的穿孔的二维图案为二维阵列，如图2A-2F所示。

3.用于生产图案化纺粘纤维质基料的任选的缩束装置

任选地，在由图1所示的一些实施例中，长丝15可以穿过任选的的缩束装置16，并最终出来到收集器19上，在收集器19它们以图案化纤维质基料5被收集，如上所讨论那样。任选的缩束装置出口与收集器之间的距离21可变化以获得不同的效果。例如，相对于收集器移动缩束装置，或者改变穿过缩束装置的空气流速，可有利地用来增加或降低在图案化纺粘纤维质基料中的长丝局部基重。以离收集器较远的距离或以较低的空气流速操作缩束装置通常减少在图案化收集器表面的穿孔中所收集的纤维量，从而降低局部基重。此外，图案化纺粘纤维质基料的局部基重可以在纵向(即质基料纵向)上和/或在横向(即质基料横向)上变化。

在任选的缩束装置中，长丝被拉长且直径缩小，而长丝中的聚合物分子变成取向的，即长丝内聚合物分子的至少部分变成与长丝的纵轴一致。在半结晶聚合物的情况下，该取向通常足以形成应变诱导的结晶度，这大大地强化了所得长丝。图3为用于制备在本发明的基料中尤其有用的纺粘长丝的代表性的任选缩束装置16的放大侧视图。任选的缩束装置16包括两个分开的可移动半块或侧16a和16b，以便在它们之间限定出处理室24：侧16a和16b的相对的表面形成室壁。图4为按不同的比例示出代表性的任选缩束装置16及其安装和支承结构中的一些的一定程度的示意俯视图。从图4中的俯视图看出，处理(缩束)室24(如图3所示)一般为细长的狭槽，具有横向长度25(横向于通过任选的缩束装置的长丝移动路径)。

虽然任选的缩束装置作为两个半块或侧存在，但它起到一个一体式装置的作用，并首先将以其组合形式对其进行描述。(图3和图4中示出的结构仅仅是代表性的，可以使用多种不同的构造。)代表性的任选的缩束装置16包括倾斜的入口壁27，其限定缩束室24的进入空间或喉部24a。入口壁27优选在入口边缘或表面27a处弯曲，以使携带挤出长丝15(在图3-4中未显示)的空气流的入口平滑。壁27连接到主体部分28，并且可具有凹进区域29以在主体部分28和壁27之间形成间隙30。空气(通过箭头表示)可通过导管31被引入间隙30中，形成使长丝移动穿过任选的缩束装置的速度增大且还对长丝具有另外的骤冷作用的气刀32。任选的缩束装置主体28优选地在28a处弯曲以使空气平滑地从气刀32进入通道24中。任选择任选的缩束装置体的表面28b的角度(α)，以确定气刀冲击穿过任选的缩束装置的长丝流所需的角度。可以另外将气刀设置在腔室内，而不是靠近腔室的入口。

图3示出了可用于实施本发明的实施例的一个示例性任选的缩束室；可使用其它构造。任选的缩束装置16可包括缩束室24，该缩束室可以在其贯穿所述任选的缩束装置的纵向长度(沿纵向轴线26贯穿缩束室的尺寸称为轴向长度)上具有均一的间隙宽度(图3页面上两个任选的缩束装置侧之间的水平距离33本发明称为间隙宽度)。或者，如图3所示，间隙宽度可沿着任选的缩束室的长度而有变化。在一个不同的实施例中，缩束室由直壁或平壁限定；在这样的实施例中，壁间的间距在其整个长度上可是不变的，或者，壁可以在缩束室的轴向长度上略微发散或聚集(这是优选的，因为这往往会引起微丝流变宽)。在所有这些情况下，本发明将限定缩束室的壁视为平行的，因为与完全平行的偏差相对轻微。如图3所示，限定通道24纵向长度的主要部分的壁可以采取板36的形式，该板与主体部分28分开，并且附接到该主体部分28。

缩束室24的长度可变化以实现不同的效果；对气刀32和出口34之间的部分(本发明有时称为斜槽长度35)进行改变尤其有用。室壁和轴26之间的角度可以在出口34附近变宽以改变长丝到收集器上的分布；或可以在出口处采用如偏转器表面、显示Coanda效应的弯曲表面的结构和不均匀的壁长来实现所需的长丝铺展或其它形式的分布。一般而言，结合要加工的材料和所需的处理模式对间隙宽度、斜槽长度、缩束室形状等进行选择以实现所需效果。例如，较长的斜槽长度可用于增加所制备的长丝的结晶度。选择条件并可对其进行宽范围地改变以将挤出长丝加工成所需的长丝形式。

如图4所示，代表性的任选的缩束装置16的两侧16a和16b各通过安装块37支承，安装块37连接到到杆39上滑动的线性轴承38。轴承38通过如围绕杆径向设置的轴向延伸的滚珠行装置在杆上低摩擦地行进，由此侧16a和16b可易于朝着和远离彼此移动。

在该示例性实施例中，气缸43a和43b经连杆44分别连接到任选的缩束装置侧16a和16b并施加夹紧力，从而使任选缩束装置侧16a和16b朝彼此挤压。任选的缩束装置16的一些可用的操作模式在美国专利号6,607,624(Berrigan等人)中有所描述。例如，当存在系统扰动时，例如当正在处理的长丝断裂或与另一长丝缠结时，任选的缩束装置的侧或室壁可以发生移动。

如将要看到，在图1、3和4示出的任选的缩束装置16中，在室的横向长度的末端处没有侧壁。结果是穿过所述室的长丝随着其接近室的出口可向外铺展到室的外部。这种铺展在加宽收集器上收集的长丝团方面是理想的。在其它实施例中，所述处理室的确包括侧壁，不过在室的一个横向末端处的单个侧壁没有连接到室的两侧16a和16b，因为连接到室的两侧会阻止所述两侧的分开，如上所述。相反，可以将侧壁连接到一个室侧，当且如果所述室侧响应通道内的压力变化而移动时，它将随室侧一起移动。在其它实施例中，所述侧壁分成两部分，其中一部分与一个室侧连接，另一部分与另一室侧连接，如果希望将处理的长丝流限制在处理室内，所述的侧壁部分优选相互交叠。

虽然图3-4所示带有可移动的壁的设备具有所述优点，但使用这种任选的缩束装置对实施本发明的所有实施例不是必要的。可用于本发明的某些示例性实施例的长丝可在其中任选的缩束装置的壁被固定且不可移动，或在使用中不移动的设备上制备。

当长丝进入或移出任选的缩束装置时，可以结合长丝使用常规用作长丝形成工艺辅助的多种工艺，例如将涂饰剂或其它材料喷洒到长丝上、向长丝施加静电荷、施加水雾等。另外，可将多种材料添加到图案化收集的基料，包括粘结剂、粘合剂、涂饰剂和其它基料或膜。

4.用于生产图案化纺粘纤维质基料的任选的粘合设备

取决于长丝的状况，一些粘合可以在收集过程中在长丝之间发生。然而，为了以保持由收集器表面所形成的图案的方式使长丝粘合在一起，收集的基料中的纺粘长丝之间的进一步粘合可能是需要或理想的。“使长丝粘合在一起”是指不使用额外的粘合剂材料而使长丝牢牢地粘附在一起，使得在基料经受正常处理时长丝通常不会分离。

在由通风粘合提供的轻度自生粘合不能提供针对剥离或剪切所需的基料强度的一些实施例中，可能有用的是，在从收集器表面移除图案化纺粘纤维质基料之后，结合第二或补充粘合步骤，例如点粘合压延。用于实现强度增加的其它方法可包括挤出层合或将膜层聚合涂布到图案化纺粘纤维质基料的背(即，非图案化)面，或将图案化纺粘纤维质基料粘合到支承基料(例如，常规纺粘基料、非多孔膜、多孔膜、印刷膜等)。事实上，可以使用任何粘合技术，例如，本领域技术人员所已知的，向待粘合的一个或多个表面施用一种或多种粘合剂、超声焊接，或者能够形成局部粘合图案的其它热粘合方法。这些补充粘合可以使基料更易于处理以及能够更好地保持其形状。

也可采用在点粘合方法中使用热和压力或采用平滑压延机辊的常规粘合技术，但这些方法可能造成不希望的长丝变形或基料压缩。用于粘合纺粘长丝的替代技术为如美国专利公开号2008/0038976(Berrigan等人)所公开的通风粘合技术。用于进行通风粘合的示例性设备(例如通风粘合器)在附图的图5和6中示出。

如图5-6所示，具有二维或三维图案化表面4的图案化纺粘非织造纤维质基料5可如下形成：将熔纺长丝捕集在图案化收集器表面19’上并且在在收集器19上时不使用粘合剂而粘合长丝，例如未经使用粘合剂通过在通风粘合器200下的收集器19上热粘合长丝。当应用于本发明时，此处优选的通风粘合技术涉及使纺粘长丝的收集的图案化基料经历受控加热和骤冷操作，包括：a)强制使被加热至足以充分软化纺粘长丝以使纺粘长丝在长丝交叉点处粘合在一起(例如，在足够多的交叉点处粘合以形成粘着或粘合的基体)的温度的气流通过基料，所述经加热的气流被施用很短的断续时间而不使长丝完全熔化，和b)立即强制使温度比经加热的气流低至少50℃的气流通过基料以使长丝骤冷(如上述美国专利公号号2008/0038976(Berrigan等人)中所定义，“强制”是指除了正常室压之外还向气流施加力以驱使气流通过基料；“立即”是指作为同一操作的一部分，即，在下一处理步骤之前，如当基料卷绕在辊上时不出现储存的介入时间)。作为缩略术语，该技术被称为骤冷流体加热技术，并且所述设备被称为骤冷流体加热器。

在上述美国专利公开号2008/0038976(Berrigan等人)中更加详细地教导了所述方法的一种变型，其利用在熔纺长丝内存在的两种不同种类的分子相-一种称为晶粒特征分子相，原因是相当大量地存在链延长的或应变诱导的晶域；而第二种叫非晶态特征相，原因是相对大量地存在较低晶序的域(即非链延长的)和非晶域，尽管后者可以具有程度不足以结晶的一些有序性或取向。

这两个不同种类的相不必具有明显的边界，可彼此存在于混合物中，具有不同类的性质，包括不同的熔化和/或软化特性：以较大量存在的链延长的晶域为特征的第一相的熔化温度(即链延长的晶域的熔点)高于第二相的熔化或软化温度(即由低序晶域的熔点修正的非晶域的玻璃化转变温度)。

在所述方法的上述变型中，加热在一定温度下进行，加热时间足以使长丝的非晶态特征相熔化或软化，同时晶粒特征相仍保持不熔化。一般来讲，经加热的气流的温度高于长丝的聚合物材料的起始熔化温度。在加热后，迅速对基料实施上述骤冷。

发现在这样的温度下对收集的基料的处理使得熔纺长丝在形态上变得精细，这可以如下理解(我们不希望受缚于我们在本发明中的“理解”声明，这一般涉及某些理论上的考虑)。就非晶态特征相而言，易受不期望的(妨碍软化的)晶体生长影响的相中的分子材料的量不如处理前的量多。非晶态特征相被理解为已经历过一种分子结构的净化或减少，这将导致常规未处理过的长丝在热粘合操作期间结晶度的不可取的增加。本发明一些示例性实施例中处理过的长丝可进行一种“可重复的软化”，意指当长丝在比会引起整根长丝熔化的温度范围更低的温度范围内暴露于升温和降温的循环时，该长丝，特别是该长丝的非晶态特征相，将在某种程度上发生软化和再固化的重复循环。

在实际中，在这种情况下表示可重复软化：能够加热处理过的基料(由于加热和骤冷处理，其一般已经表现出有用的粘合)，从而引起长丝的进一步自生粘合。软化和再凝固的循环不能无限地持续，但一般来讲，所述长丝可通过暴露于热，例如在根据本发明的某些示例性实施例的热处理期间，使长丝初步粘合，然后再次加热以引起再软化和进一步的粘合就已足够，或，如果需要，可进行其它操作，例如压延或再成形。例如，利用长丝的改善的粘合能力(尽管在这样的情况下，粘合不限于自生粘合)，可以将基料压延成光滑表面或给定的非平面形状，如模制成面罩。

在基料的粘合、压延、成形或其它类似的操作期间，虽然非晶态特征或粘合相具有所述的软化作用，但长丝的晶粒特征相也可具有重要的作用，即增强长丝的基本长丝结构。晶粒特征相通常可在粘合或类似操作期间保持不熔化，这是因为其熔点高于非晶特征相的熔点/软化点，因此其保持为在整个长丝中延伸并支撑长丝结构和长丝尺寸的完好基体。

因此，尽管在自生粘合操作中加热基料可以使长丝通过在长丝交叉点处经历一些流动和聚结而焊接在一起，但基本不连续的长丝结构在交叉和粘合之间的长丝长度上基本保留下来。优选地，长丝的横截面在操作过程中所形成的交叉或粘合之间的长丝长度上保持不变。类似地，尽管对基料进行压延可能引起长丝因压延操作的压力和热而被重新构造(从而导致长丝永久性地保持其在压延期间被压成的形状，并使该基料的厚度更均一)，但长丝一般来讲保持为不连续长丝，并随之保持所需的基料孔隙率、过滤性和绝热性。

如图5和6所示，在实施本发明的某些示例性实施例的示例性方法中，在图案化收集器表面19’上所形成的具有所形成的图案化表面4的纺粘纤维质基料5由安装在收集器19(见图1)上的受控加热装置200下方的移动收集器19(见图1)承载。示例性加热装置200包括被分成上充气室202和下充气室203的壳体201。上充气室和下充气室通过板204隔开，板204穿有通常尺寸和间隔均一的一系列孔205。气体(通常是空气)从导管207通过开口206(图6)被送至上充气室202中，板204用作分流装置，以使送至上充气室的空气在穿过板进入下充气室203中时相当均一地分流。其它可用的分流装置包括翅片、挡板、歧管、气坝、筛基料或烧结板，即均化空气分布的装置。

在示例性的加热装置200中，下充气室203的底壁208带有细长狭槽209，细长或刀状的加热空气流210通过细长狭槽209从下充气室吹到在加热装置200下方的收集器19上移动的熔纺纤维质基料5的图案化表面4上(图案化纺粘纤维质基料5和收集器19在图6中以局部剖视图示出)。排气装置14优选充分延伸以位于加热装置200的狭槽209的下方(而且在基料下延伸一段距离218，越过受热气流210并通过标记区220，下面将会讨论)。因此，充气室中的经加热的空气处于充气室203内的内部压力下，并且在狭槽209处还处于排气装置14的排出真空下。为了进一步控制排气力，穿孔板211可以设置在收集器19下方(见图1)以施加某种背压或限流手段，确保经加热的空气流210将在收集的图案化纺粘纤维质基料5的宽度或受热面积上铺展到所需的程度，并抑制其流经收集的团的可能密度较低部分。其它有用的限流装置包括筛网或烧结板。

为了实现所需的控制，板211上开口的数目、尺寸和密度可以在不同的区域中有变化。大量的空气穿过微丝形成设备，并且必须随着长丝到达区域215(见图1)中的收集器而被除去。足够的空气穿过区216中的基料和收集器以使基料在多种处理空气流下保持在适当的位置上。热处理区217下的板中需要有足够的开度以允许处理空气能够穿过基料，同时提供足够的阻力以确保空气被均匀分布。

一般而言，通过控制离开通风粘合器的空气的温度和速度，可以控制形成图案化纺粘纤维质基料的长丝之间的自生粘合程度。优选地，调节空气流和温度使得在不破坏通过与收集器的图案化表面接触而形成的二维或三维表面图案的情况下从图案化收集器表面移除图案化纺粘纤维质基料。然而，应当理解，存在与从低粘合至高粘合程度的宽范围改变自生粘合程度的能力相关的潜在优点。例如，在高粘合程度下，所述长丝可形成稳定的三维结构，这可允许图案化纺粘纤维质基料更易于处理。在低粘合程度下，图案化纺粘纤维质基料可表现出较高的延伸性(例如拉伸性)，并且还可更容易地热层合至其它层而无需使用超过构成长丝的材料(例如(共)聚合物)的结晶熔点的温度。

因而在某些示例性的实施例中，小心控制图案化纺粘纤维质基料的温度和暴露时间条件。在某些示例性的实施例中，可以在所述团的整个受热面积上控制温度-时间条件。我们已经在被处理的纤维团的整个宽度上在穿过基料的受热的空气流210的温度在5℃范围内、优选地在2℃或甚至1℃范围内时获得了最好的结果(往往在受热的空气进入壳体201中的进入点处测量受热的空气的温度以方便控制操作，但也可在邻近收集的基料处用热电偶进行测量)。此外，操作加热设备以随时间维持气流的温度稳定，例如，通过快速使加热器续断循环来避免过度加热或加热不足。优选的是，当以1秒间隔测量时，温度保持在预期温度的1摄氏度范围内。

为了进一步控制加热，使纤维团在施用受热的空气流210之后迅速经受骤冷。这种骤冷通常可通过在所述团离开受控热空气流210之后立即使环境空气覆盖并通过图案化纺粘纤维质基料5而获得。图5中的数字220代表其中的环境空气在基料已通过热空气流之后通过抽气装置抽取穿过所述图案化的基料的区域。实际上，可在壳体201的底部下方(如附图中图6上标记的区域220a中)抽出空气，使得空气在基料离开热空气流210之后几乎立即到达基料。并且，抽气装置14沿着收集器延伸一段距离218超过加热装置100，以确保整个图案化纺粘纤维质基料5的彻底冷却和骤冷。为了缩略目的，将加热和骤冷的组合设备称为骤冷流体加热器。

骤冷的目的之一是要在包含于基料中的纺粘长丝发生不期望的变化之前抽取热量。骤冷的另一个目的是要迅速地从基料和长丝中移除热量，从而限制将在长丝中后续发生的结晶或分子有序化的程度和性质。通过迅速从熔融/软化状态骤冷至凝固状态，理解为非晶态特征相被冻结成更纯的结晶形式，可干扰长丝软化或可重复软化的分子材料减少。尽管对大多数目的来说骤冷是非常优选的，但对某些目的来说，骤冷可能不是绝对需要的。

为实现骤冷，理想地，采用温度低于标称熔点至少50℃的气体来冷却纤维团；还有，理想地，采用骤冷气体的时间为大约至少一秒(标称熔点通常由聚合物供应商给出；也可利用差示扫描量热法来确定，并且就本发明)的目的而言，聚合物的“标称熔点”被定义为：在聚合物的熔化区中的二次热、总热流DSC图线的最大峰值(如果在该区中只有一个最大值)；如果存在不止一个最大值指示出不止一个熔点(如由于存在两种不同晶相)，则为最大振幅熔融峰出现的温度)。在任何情况下，所述骤冷气体或其它流体具有足够的热容以快速凝固长丝。

在一个对于形成自生粘合程度不显著的材料特别有用的供选择的实施例中，熔纺长丝可以收集在收集器的图案化表面上，能够粘合至所述长丝的一个或多个其它的纤维材料层可以施用在长丝上、遍布长丝或环绕长丝，从而在从收集器表面移除长丝之前使长丝粘合在一起。

其它层可以是，例如，一个或多个熔喷层，或者一个或多个挤出层合膜层。所述层无需物理缠绕，但一般需要一定程度的沿层间界面的层间粘合。在这样的实施例中，为了保持图案化纺粘纤维质基料表面上的图案，可能不必使用通风粘合将长丝粘合在一起。

5.用于生产图案化纺粘纤维质基料的任选的处理步骤

在制备根据本发明的多种实施例的纺粘长丝时，可通过熔纺挤出头的不同喷丝孔挤出不同的长丝形成材料，以便制备包含长丝混合物的基料。也可利用多种工序使非织造纤维质基料带电，以增强其过滤能力：参见，如美国专利号5,496,507(Angadjivand)。

除了上述制备图案化纺粘纤维质基料的方法之外，一旦基料形成，还可以对基料进行以下处理步骤中的一个或多个步骤：

(1)将图案化纺粘纤维质基料沿着处理路径向着进一步处理操作推进；

(2)使一个或多个其它层与图案化纺粘纤维质基料的一外表面接触；

(3)压延图案化纺粘纤维质基料；

(4)用表面处理剂或其它组合物(例如，阻燃剂组合物、粘合剂组合物或印刷层)涂覆图案化纺粘纤维质基料；

(5)将图案化纺粘纤维质基料附接到纸板或塑性管；

(6)以辊的形式卷绕图案化纺粘纤维质基料；

(7)切开图案化纺粘纤维质基料以形成两个或更多个狭缝辊和/或多个切割片材；

(8)将图案化纺粘纤维质基料置于模具中并且将图案化纺粘纤维质基料模制成新的形状；

(9)使纺粘衬垫遍布暴露的任选的压敏粘合剂层，如果存在的话；和

(10)通过粘合剂或包括但不限于夹子、托架、螺栓/螺钉、钉子和条带的任何其它连接装置将图案化纺粘纤维质基料连接到另一基板。

C.使用图案化纺粘纤维质基料的方法

本发明还涉及在多种应用中使用本发明的图案化纺粘纤维质基料的方法。在又一方面，本发明涉及包含根据前述方法制得的上述复合非织造纤维质基料的制品。某些具体的示例性制品可用作气体过滤制品、液体过滤制品、吸声制品、绝热制品、表面清洁制品、磨料制品、细胞生长载体制品、药物传输制品、个人卫生制品和伤口敷料制品。

例如，本发明的示例性图案化纺粘纤维质基料可用于提供用于气体或液体过滤时的流体分流层。本发明的示例性图案化纺粘纤维质基料可提供用于阻热或消声的附加的表面积。本发明的示例性图案化纺粘纤维质基料可提供特别有效的用于表面清洁用的擦拭物的纹理化表面，因为所述图案可具有提供用于清洁剂的贮存器和用于捕集碎屑的高表面的优点。本发明的示例性图案化纺粘纤维质基料可用于提供用于砂光操作的磨料制品中的粉尘提取层。本发明的示例性图案化纺粘纤维质基料可提供用于支持细胞生长的支架，或者与伤口具有较少的表面接触并因此可更易于移除并允许伤口呼吸的可易于移除的纹理化伤口敷料。在一些应用中，由图案确定的长丝的独特取向可引起流体的选择性芯吸。

本发明的示例性图案化纺粘纤维质基料可特别用作钩环机械紧固件或者封闭物的环材料。在某些实施例中，在通风粘合之后获得的轻度粘合水平可允许钩更容易地透入图案化纺粘纤维质基料的表面并且与由基料的长丝所制成的环配合。

实例

以上描述了示例性实施例，并在下面通过实例进一步进行说明，不应当以任何方式将这些实例理解为对本发明范围的限制。相反，应当清楚地理解，可以采取多种其它实施例、修改形式及其等同物，在本领域的技术人员阅读本说明书后，在不脱离本发明的精神和/或所附权利要求书的范围的前提下，这些其它实施例、修改形式及其等同物将显而易见。此外，尽管阐述本发明广义范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实例中所列出的数值则尽可能精确。但是，任何数值都固有地含有某些必然由其各自的试验测量中所存在的标准偏差而导致的误差。在最低程度上，并且没有将等同原则的应用限于权利要求书保护的范围的意思，每一个数值参数至少应当根据所报告的有效数字并采用通常的四舍五入法进行解释。

实施例1-4

将以柔性粘合剂背衬的橡胶喷砂型板形式的图案化表面收集器设置在(并且用带固定到)图1所示例的熔纺设备的连续带筛网211(图6)上，每个型板具有如图2A-2F所示例的多个几何形状的穿孔形式的图案化表面。型板的宽度为约16英寸(40.6cm)。喷砂型板的厚度和穿孔的深度为约1.3mm。

使用图1所示的设备，由Total 3868聚丙烯(Total PetrochemicalsU.S.A.，Inc.)形成熔纺长丝。聚合物熔化温度为235℃。长丝骤冷区温度为40℃，上部区中的鼓风机设置为15Hz，下部区中的鼓风机设置为8Hz。所得长丝的中值直径为16微米。

将长丝收集在图案化表面收集器上，以形成宽度为15英寸(38.1cm)的图案化熔纺纤维质基料。缩束装置设置有0.2英寸(0.51cm)间隙，并且在60％的空气鼓风机设置下操作。缩束装置设置在收集器表面上方5英寸(12.7cm)处。通风粘合器在143℃和60％的鼓风机设置下操作，并且设置在图案化熔纺纤维质基料的表面上方1.5英寸(3.81cm)处。在该粘合温度下，长丝形成充分粘合以允许在通过通风粘合器之后从收集器表面移除图案化纺粘纤维质基料作为自支承基料。

图7A示出了具有可识别图案的示例性图案化纺粘纤维质基料，可识别图案为与收集器表面上的图案相对应的圆形阵列形式：0.25英寸(0.64cm)直径的圆、0.310英寸(0.787cm)的间距和60％的穿孔面积。图7B示出具有可识别图案的示例性图案化纺粘纤维质基料，可识别图案为与收集器表面上的图案相对应的方形阵列形式：0.222英寸(0.564cm)的方形(侧面上)、0.289英寸(0.734cm)的间距(偏移)。图7C示出具有可识别图案的示例性图案化纺粘纤维质基料，可识别图案为与收集器表面上的图案相对应的三角形阵列形式：等边三角形的间距为0.438英寸(1.113cm)。图7D示出具有可识别图案的示例性图案化纺粘纤维质基料，可识别图案为通常如图2D所图示的V形“鸟”。

实施例5

使用图1所示的设备，自Total 3868聚丙烯(Total PetrochemicalsU.S.A.，Inc.)形成熔纺长丝。聚合物熔化温度为220℃，并且通过648孔模具的流速为0.27克/孔/分钟。长丝骤冷温度为40℃，上部区中的鼓风机设置为26Hz，下部区中的鼓风机设置为9Hz。

将长丝收集在带有0.375英寸(0.953cm)圆形穿孔的0.07英寸(0.178cm)厚的金属板形式的图案化表面收集器上，以形成具有21英寸(53.34cm)宽的图案化熔纺纤维质基料，所述穿孔以交错阵列排布，穿孔与穿孔之间的间隔为约0.12英寸(0.305cm)。将穿孔收集器设置在图1所示例的熔纺设备的连续带筛网211(图6)上，并且经过离开缩束装置的长丝流下方，以在收集器的图案化表面上的图案化熔纺纤维质基料的形式收集熔纺长丝。缩束装置设置有0.02英寸(0.051cm)间隙，并且在60％的空气鼓风机设置下操作(产生7磅/平方英寸的限制器压力)。缩束装置设置在收集器表面上方7英寸(16.8cm)处。

收集器上的长丝经过在155℃下操作的通风粘合器下方。通风粘合器的狭缝长度为22英寸(55.88cm)、狭缝宽度为2.75英寸(6.99cm)，并且设置在图案化熔纺纤维质基料的表面上方1.5英寸(3.81cm)处。在该粘合温度下，长丝形成充分粘合以允许在穿过通风粘合器之后作为自支承基料从收集器表面移除图案化纺粘纤维质基料。

图7E示出所得的具有与收集器表面上的图案相对应的圆形阵列形式的可识别图案的图案化纺粘纤维质基料。特别注意在由图案所确定的方向上的高度长丝取向。

贯穿本说明书提及的“一个实施例”、“某些实施例”、“一个或多个实施例”或“实施例”，无论在术语“实施例”前是否包括术语“示例性”，都意指与所述实施例相关的具体特征、结构、材料或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书的多处出现的短语如“在一个或多个实施例中”、“在某些实施例中”、“在一个实施例中”或“在实施例中”未必是指本发明的的同一实施例。另外，所述具体特征、结构、材料或特性可以任何合适的方式结合到一个或多个实施例中。

虽然本说明书详细描述了某些示例性实施例，但应当理解，本领域的技术人员在理解上述内容的基础上，可容易地想到这些实施例的更改形式、变型形式和等同形式。因此，应当理解，本发明不应不当地受限于以上给出的示例性实施例。具体而言，本发明中，数值范围以端值记载旨在包括纳入该范围内的所有数值(例如，1至5包括1、1.5、2、2.75、3、3.80、4和5)。另外，应认为本发明所使用的所有数值都用术语“约”进行修饰。此外，本发明提及的所有出版物、公开的专利申请和公告的专利以全文引证方式并入本申请，就如各个单独的出版物或专利被具体和单独地指出以引证的方式并入的程度一样。各种示例性实施例已经进行了说明。这些和其它实施例均在以下权利要求书的范围内。

Claims (25)

1.一种纤维质基料，其包含：

被捕集在由图案化收集器表面所确定的可识别图案中并且在从所述图案化收集器表面移除之前不使用粘合剂以形成具有二维图案化表面的纤维网而粘合在一起的纺粘长丝的组，其中每根长丝包含取向与所述长丝的纵轴一致的聚合物分子。

2.根据权利要求1所述的纤维质基料，

其中所述长丝中的至少一部分取向在由所述图案确定的方向上。

3.根据权利要求1或2所述的纤维质基料，其中所述纺粘长丝的组包括聚合物长丝。

4.根据权利要求3所述的纤维质基料，其中所述聚合物长丝选自共聚物长丝。

5.根据权利要求3所述的纤维质基料，其中所述聚合物长丝包括：聚丙烯、聚乙烯、聚酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、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、环状聚烯烃、聚甲醛、聚烯烃热塑性弹性体或它们的组合。

6.根据权利要求5所述的纤维质基料，其中所述聚合物长丝包括聚烯烃长丝。

7.根据权利要求1或2所述的纤维质基料，其中所述纺粘长丝的组具有1μm至100μm范围内的中值长丝直径。

8.根据权利要求1或2所述的纤维质基料，其中仅每根长丝的一部分粘合至在所述长丝的组中的其它长丝的一根或多根。

9.根据权利要求1或2所述的纤维质基料，其中所述可识别图案为二维图案。

10.根据权利要求9所述的纤维质基料，其中所述二维图案为选自圆形、椭圆形、多边形、X形、V形和它们的组合的几何形状的排布。

11.根据权利要求10所述的纤维质基料，其中所述几何形状的排布为二维阵列。

12.一种制备纤维质基料的方法，该方法包括：

(a)用纺粘工艺形成多根长丝，其中每根长丝包含取向与所述长丝的纵轴一致的聚合物分子；

(b)将所述长丝的组捕集在图案化收集器表面上的可识别图案中，其中所述可识别图案对应于所述图案化收集器表面；和

(c)在从所述图案化收集器表面移除所述基料之前使所述长丝中的至少一部分不使用粘合剂以形成具有二维图案化表面的纤维网而粘合在一起，从而使所述纤维质基料保持所述可识别图案。

13.根据权利要求12所述的方法，该方法还包括在将所述长丝的组捕集在所述图案化收集器表面之前使所述长丝中的至少一些细化。

14.根据权利要求12所述的方法，其中所述粘合包括自生热粘合、非自生热粘合和超声粘合中的一种或多种。

15.根据权利要求12所述的方法，其中所述长丝中的至少一部分取向在由所述图案确定的方向上。

16.根据权利要求12所述的方法，其中所述长丝的组包括聚合物长丝。

17.根据权利要求16所述的方法，其中所述聚合物长丝选自共聚物长丝。

18.根据权利要求12所述的方法，其中所述长丝的组具有1μm至100μm范围内的中值长丝直径。

19.根据权利要求12所述的方法，其中所述图案化收集器表面包含多个延伸穿过所述收集器的几何形状的穿孔，并且其中捕集所述长丝的组包括通过所述穿孔的图案化收集器表面抽取真空。

20.根据权利要求19所述的方法，其中所述多个几何形状的穿孔具有选自圆形、椭圆形、多边形、X形、V形和它们的组合的形状。

21.根据权利要求20所述的方法，其中所述多个几何形状的穿孔具有选自三角形、方形、矩形、菱形、梯形、五边形、六边形、八边形和它们的组合的多边形形状。

22.根据权利要求19所述的方法，其中所述多个几何形状的穿孔包括所述图案化收集器表面上的二维图案。

23.根据权利要求22所述的方法，其中在所述图案化收集器表面上的几何形状的穿孔的二维图案为二维阵列。

24.一种包含根据权利要求12所述的方法制备的纤维质基料的制品，所述制品选自气体过滤制品、液体过滤制品、吸声制品、绝热制品、表面清洁制品、磨料制品、细胞生长载体制品、药物传输制品、个人卫生制品和伤口敷料制品。

25.一种包含根据权利要求1所述的图案化纺粘纤维质基料的钩环紧固件，其中所述图案化纺粘纤维质基料包含多个适于与带钩的紧固件配合的纤维质环。