[发明专利]制备亚微米纤维和无纺织物的方法和设备以及包含它们的制品

权利要求书

1.制造无纺纤维网的方法，包括：

加压的气体流，该加压的气体流在限定在第一和第二相对壁之间的气体通道内流动，其中至少一个所述相对壁是加热的；

所述气体通道包括气体从供应端进入其中的第一上游部分、过渡区域和其中气体流到出口端的第二下游部分，其中过渡区域流体地将第一部分连接到第二部分，且气体通道结束于第二部分的出口端，且其中所述气体通道的第一部分从供应端到过渡区域具有减少的横截面积，并且所述气体通道的第二部分从过渡区域到第二部分的出口端具有增加的横截面积；

至少一个聚合物流体流，该聚合物流体流流过至少一个有界限的聚合物通道，所述聚合物通道结束于所述相对加热壁的至少一个中的至少一个开口，其中每一个聚合物流体流从每一个所述开口以膜的形式挤出；和

每一个挤出的聚合物膜与气体流结合并且聚合物膜被原纤维化以生成包含亚微米直径纤维的纤维，从所述气体通道的第二部分的出口端离开。

2.权利要求1的方法，其中气体流以约150千克每小时每米到约3500千克每小时每米的质量流动速率被引入气体通道。

3.权利要求1的方法，其中气体流和聚合物流体流以气体流/聚合物流体流质量流动速率比小于约40∶1被引入。

4.权利要求1的方法，其中在气体通道入口气体流温度小于50℃。

5.权利要求1的方法，其中无纺纤维网材料包含大于35％的亚微米直径纤维。

6.权利要求1的无纺纤维网，其中纤维直径分布的标准偏差小于约0.5微米。

7.权利要求1的无纺纤维网，其中纤维直径分布的标准偏差小于约0.3微米。

8.权利要求1的方法，其中纤维包含选自由聚烯烃、聚酯、聚酰胺、生物可降解聚合物、聚氨酯、聚苯乙烯、醇酸树脂、聚羟基链烷酸及它们的组合所组成的组的聚合物。

9.制造无纺纤维网的方法，包括：

加压的气体流，该加压的气体流在限定在第一和第二相对壁之间的气体通道内流动，其中至少一个所述相对壁是加热的；

所述气体通道包括气体从供应端进入其中的第一上游部分、过渡区域和其中气体流到出口端的第二下游部分，其中过渡区域流体地将第一部分连接到第二部分，且气体通道结束于第二部分的出口端，且其中所述气体通道的第一部分从供应端到过渡区域具有单调减少的横截面积，并且所述气体通道的第二部分从过渡区域到第二部分的出口端具有单调增加的横截面积；

至少一个聚合物流体流，该聚合物流体流流过至少一个有界限的聚合物通道，所述聚合物通道结束于所述相对加热壁的至少一个中的至少一个开口，其中每一个聚合物流体流从每一个所述开口以膜的形式挤出；和

每一个挤出的聚合物膜在气体通道的第二部分中与气体流结合，并且聚合物膜被原纤维化以生成包含亚微米纤维的纤维，从所述气体通道的第二部分的出口端离开。

10.权利要求9的方法，其中每一个聚合物通道开口是具有定义为四倍的聚合物通道开口横截面积除以聚合物通道开口内周长的水力直径的狭缝，所述每一个聚合物通道开口的水力直径为约0.001英寸到约0.100英寸。

11.权利要求10的方法，其中聚合物膜具有不超过聚合物通道开口的水力直径的聚合物膜厚度。

12.权利要求11的方法，其中定义为第一和第二壁之间的角度的角平分线的第一平分面几何地将第一部分分为两个体积大约相等的的半部分，且定义为第一和第二壁之间的角度的角平分线的第二平分面几何地将第二部分分为两个体积大约相等的半部分。

13.权利要求12的方法，其中在第一部分中相对于第一平分面第一和第二壁平分角的范围是约15到约40度，且其中在气体通道的第二部分中相对于第二平分面第一和第二壁平分角的范围是约2到约20度。

14.权利要求13的方法，其中气体通道的第一和第二壁被加热到大约相同的温度以提供相对于第一和第二平分面对称的热状态。

15.权利要求14的方法，其中只有一个聚合物膜在至少一个相对的加热壁上生成，且聚合物膜从其中挤出的每一个聚合物通道开口都位于第二部分的上半部分，该第二部分的上半部分相对于在过渡区域和第二部分的出口端之间延伸的包含聚合物通道的加热壁的长度确定。