[0050] 本发明设及对溫度、烙体给料速率和盘旋转速度的操作的改变W产生成膜不稳定 性和相对较厚的波状膜。
[0051] 与美国专利8,277,711相比，对于给定的聚合物，本发明具有较低的纺丝盘或纺丝 碗的内表面溫度、烙融挤塑和烙体传送线溫度、W及拉伸区溫度，如实施例中所述。例如，比 较例1中的纯纳米纤维网根据美国专利8,277,711制备，其中纺丝盘或纺丝碗的内表面溫度 为260°C，烙融挤塑和烙体传送线溫度为200°C，W及拉伸区溫度为150°C。实施例1中包含纳 米纤维、微纤维和粗纤维的纳米纤维网根据本发明制成，其中纺丝盘或纺丝碗的内表面溫 度为200°C，烙融挤塑和烙体传送线溫度为200°C，W及拉伸区溫度为100°C。
[0052] 与美国专利8,277,711相比，就给定聚合物而言，本发明是关于降低纺丝盘或纺丝 碗的旋转速度，如实施例中所述。例如，比较例1中的纯纳米纤维网根据美国专利8,277,711 制备，其中旋转速度为14,000rpm，实施例1中包含纳米纤维、微纤维和粗纤维的纳米纤维网 根据本发明制成，其中旋转速度为10，OOOrpm。
[0053] 与美国专利8,277,711相比，就给定聚合物而言，本发明是关于增加对纺丝盘或纺 丝碗的烙体给料速率，如实施例中所述。例如，比较例1中的纯纳米纤维网根据美国专利8， 277,711制备，其中烙体给料速率为8g/min，实施例1中包含纳米纤维、微纤维和粗纤维构成 的纳米纤维网根据本发明制成，其中烙体给料速率为18.14g/min。
[0054] 本发明设及处理美国专利8,277,711的较高聚合物烙体粘度(烙体粘度1，OOOcP至 约 100,000cP等于IPa ? S至约IOOPa.S)。在实施例6中，50%的Marlex HGX 3:50和50%的 Metocene MF 650Y的聚丙締共混物，在200°C下的零剪切粘度为131.86化? S。在实施例8 中，聚对苯二甲酸乙二醇醋化astman PET F61)，在270°C下的零剪切粘度为163.3Wa.S。
[0055] 本发明还关于施加受控的脉冲给料。本发明还关于施加受控的脉冲旋转速度。
[0056] 使用WO 2013/096672的方法将纤维铺设在带状收集器上W形成PP纤维网介质，其 W引用方式并入本文。通过经设计的气流场和充电设备的组合来控制纤维的纤维网沉积。 气流场的操作参数为空气溫度和拉伸区空气的气流速率，成型空气和通过中空转轴和防满 旋轮穀施加的中屯、空气。在收集器带和围绕纺丝盘的电晕环上存在双高充电电压。纳米纤 维网的成品保持静电荷。所得的纳米纤维网与纯纳米纤维网相比具有增强的机械特性。
[0057] 本发明中的初生纳米纤维网具有至少约80 %的孔隙率，最多约15皿的中流量孔 径，W及在125Pa下约IOcm^cmVmin至约1000 cnrVcmVmin的弗雷泽透气率。纳米纤维网具 有介于约5至约120g/m 2之间并且优选地介于约20g/m2至约60g/m2之间的基重。
[005引纺丝方法
[0059] 首先考虑图2的纺丝盘和图3的纺丝碗，所示纤维210或310表现出纺丝盘的边缘处 的排出点209或纺丝碗的边缘处的排出点309。纤维沉积于收集器211或311上。通常，纤维不 W受控方式朝收集器流动并且不均匀沉积在收集器上，如图2或图3中示意性地示出。用于 本发明中的W02013/096672的方法通过施加气体和静电荷于纤丝和纤维改变了运种情况， 纤丝和纤维从旋转构件喷出，目的是制备特别均匀的纤维网。
[0060] 在一个实施方案中，旋转构件是纺丝盘或纺丝碗，但不限于此类和具有纤维可从 其中排出的边缘或孔（"排出点"）的任何构件。该方法随后可包括W下步骤:供给至少一种 热塑性聚合物的纺丝烙体或溶液至加热旋转分配盘、杯或具有正向表面纤维排出点的其它 装置的内部纺丝表面。纺丝烙体或溶液（"纺丝流体"）沿着内部纺丝表面分布W将纺丝烙体 分布成薄膜并朝向排出点。所述方法还可包括排出步骤，其基本上由W下步骤组成:从前表 面排出点排出连续分开的烙融聚合物纤维流，并且然后此类纤维流或纤丝通过离屯、力变细 W制备聚合物纤维。
[0061] 在另一个实施方案中，排出的纤维流可通过用径向远离排出点的组件导向的气流 变细。
[0062] 本领域的技术人员应该理解可使用从旋转构件产生纤维的其它构件。例如，旋转 构件可具有桐或孔，通过其排出聚合物烙体或溶液。旋转构件可为杯、或者平坦的或成角度 的盘的形式。由旋转构件形成的纤丝或纤维可通过气体、离屯、力、电荷、或它们的组合变细。
[0063] 图2和图3示意性地示出可用于实施本发明实施方案的设备。纺丝组合件包括旋转 中空轴201或301，其用于驱动纺丝盘205或纺丝碗305。带有穿孔气体排出板204或304的纤 维拉伸区域气体加热环203或303围绕纺丝盘或纺丝碗进行装配。将成型气体环202或302安 装在拉伸区域气体环上并使气体沿图2或图3方向竖直向下通过，从而将纤维导向收集器 211或311。将具有针状组件204或304的充电的环置于拉伸区域气体加热环203或303内，从 而给纤维流210或310充电。将气体轮穀208或308安装在纺丝盘205或305下方，转轴201或 301上方。期望携带电荷的伞形纤维流210或310通过气流场形成，该气流场来自纺丝盘及其 加热器的间隙的气体、伸展区域气体、成型气体和来自旋转气体轮穀的气流的组合。
[0064] 使用WO 2013/096672的方法将纤维铺设在带状收集器上W形成纳米纤维网，其W 引用方式并入本文。可将真空箱纤维网沉降收集器211或311上置于整个纺丝组合件下方。 纺丝组合件至收集器的距离206可在IOcm至15cm的范围内。收集器可具有打孔表面。将真空 施加到收集器，其中最高真空强度在收集器的角落和边缘处，并且真空强度从远离收集器 的角落和边缘到收集器的中屯、移动而逐渐降低，在收集器的中屯、处真空强度为零。所得的 独立的纤维网为图2中的2200和图3中的3300。纤维收集在环形带2202或3202上，所述环形 带由2203或3303驱动，2204或3304为张力调节漉，2205或3305为独立的纳米纤维网的支撑 漉，所述独立的纤维网通过一对漉隙和收卷漉2207或3307,并被获取。
[0065] 图4示出可用于实施本发明的方法的纤维图案，并且运由实施图2或图3来获得。由 于成膜不稳定性，薄膜从中屯、到边缘的径向结合而向外移动，并且所述膜呈现出如图5中的 501所示的厚度的波动。如图4中402或图5A和5B中502所示的纳米纤维由薄膜的较薄区域形 成，如图4中404或图5A和5B中504所示的粗纤维由膜的厚区域形成，并且如图4中403或图5A 和5B中503所示的微纤维由两者间的膜区域形成。图6示出纤维图案，其可用于实施美国专 利8，277，711的方法W制备纯纳米纤维网。纳米纤维流602在纺丝盘601的边缘处形成。
[0066] 图7示出制备类似纤维网结构的另选的膜吹塑法，其中可将聚合物烙体供给到成 膜刀700,一对吹气刀片701围绕成膜刀700放置。由于成膜不稳定性，薄膜从成膜刀片700的 顶部到边缘的向下结合而向外移动，并且所述膜呈现出厚度的波动。如图7中702所示的纳 米纤维由薄膜的较薄区域形成，如图7中704所示的粗纤维由膜的厚区域形成，并且如图7中 703所示的微纤维由两者间的膜区域形成。
[0067] 纤维可由任何热塑性树脂纺成，它们能够用于离屯、式纤维或纳米纤维纺丝。运些 包括极性聚合物，诸如聚醋、聚对苯二甲酸乙二醇醋(PET)、和聚对苯二甲酸下二醇醋(PBT) 和聚对苯二甲酸S甲基醋（PTT)、W及聚酷胺如尼龙，合适的非极性聚合物包括聚丙締 (PP)、聚下締(PB)、聚乙締(PE)、聚-4-甲基戊締(PMP)、W及它们的共聚物(包括EVA共聚 物）、聚苯乙締聚甲基丙締酸甲醋(PMMA)、聚S氣氯乙締、聚氨醋、聚碳酸醋、有机娃、W及运 些的共混物。
[006引充电方法
[0069] 任何高电压直流(d.c.)、或交流电(ac)源可用于提供本发明的静电场。电场用于 向纺丝流体提供电荷。纺丝流体可当在旋转构件上时充电，或者当它W纤丝或纤维形式排 出时充电，或者甚至在纤维已经因为气体或静电场的作用变细形成后充电。纺丝流体可直 接充电，例如通过来自由接近旋转构件的充电实体产生的电晕放电的离子电流充电。此种 充电实体的一个示例将为环，其与旋转构件同屯、并在它们在排出时位于烙融聚合物或聚合 物溶液、或者纤丝或纤维附近。
[0070] 纺丝流体、纤丝或纳米纤维也可甚至通过位于收集器上或其附近的充电器诱导充 电。
[0071] 期望在充电过程中所消耗的电流较小(优选地小于10mA)。该源极应具有可变电压 设置(例如OkV至80kV)，优选地电晕环为-5kV至-巧kV，并且收集板为巧0至巧0^，并且优选 地(-)极和(+ )极设置允许调节W形成静电场。
[0072] 纳米纤维因此相对于收集器W本发明的方法充电，使得在纤维和收集器之间存在 电场。收集器可接地或直接充电，或者经由在其附近的充电板或其它实体间接充电，例如在 它下方相对于旋转构件充电。
[0073] 纳米纤维可通过对聚合物烙体、烙融的或溶液形式的纤丝、纳米纤维、或运=个位 置的任何组合充电获得它们的电荷。
[0074] 纳米纤维可直接充电，例如通过电晕放电和由靠近纤维的充电实体引发的离子电 流充电。此种充电实体的一个示例将为环，其与旋转构件同屯、并在它们在排出时位于烙融 聚合物或聚合物溶液、或者纤丝或纤维附近。
[0075] 在聚合物溶液作为过程介质的情况下，向溶液或纳米纤维充电不是主要问题，运 是由于溶剂的高电导率。然而，在聚合物烙体或烙纺线的情况下，充电不容易且不简单，运 是因为大多数呈固体或烙融状态的聚合物的低电导率。在本发明中，拉伸区限定为如图8A 中所示的旋转纺丝盘或如图8B中所示的旋转纺丝碗的边缘周围的线成形区。拉伸区的溫度 为将线保持为烙融态，W便通过离屯、力将纤丝线拉伸成纳米纤维的要素。更重要地，存在聚 合物烙体和纤丝线获得更有效充电的溫度范围。图8C示出烙融PP纤丝线上的静电电流作为 通过热激电流(TSC)的方法测量的溫度的函数。就PP而言，聚合物烙体和纤丝线获得更有效 充电的溫度范围为约165°C至195°C，拉伸区的最佳溫度为180°C。由于非极性聚合物中的充 电剂，所述方法将更好地进行。
[0076] 施加气体的