CN1334886A - 微纤维及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明通过向熔融加工的高取向、高结晶聚合物膜表面施以流体能,来提供微纤维和微原纤制品。所述微纤维和微原纤制品可用作带背衬、过滤器、用于隔热和隔音,以及用作聚合物增强纤维或浇铸的建筑材料例如混凝土的增强纤维。

Description

微纤维及其制造方法
发明的领域
本发明涉及熔融加工的高强度、高模量微纤维、具有微原纤表面的膜及其制造方法。通过向熔融加工的高取向、高结晶膜施以一般是超声波或高压喷水流形式的流体能，从膜表面脱离出本发明的微纤维。本发明的微原纤膜可用作带背衬、过滤器、纤维垫和用于隔热、隔音。当本发明的微纤维从膜基材上取下时，可用作聚合物增强纤维或浇铸建筑材料例如混凝土的增强纤维。
发明的背景
自从开始开发工业用聚合物，聚合物纤维就基本是已知的。从聚合物膜制备聚合物纤维也是众所周知的。尤其是由膜制造纤维(原纤维)的容易性与构成膜的聚合物原纤的分子取向度有关。
结晶聚合物膜和纤维的取向可以以多种方式实现，包括熔融纺丝、熔体转变(共)挤出、固态共挤出、凝胶拉伸、固态辊压、模头拉伸、固态拉伸和辊错位取向。这些方法中的每种都可成功地用来取向的高模量聚合物纤维和膜。多数固态加工方法生产速度低，每分钟约为几厘米。凝胶拉伸的方法能够快一些，但是需要附加的处理溶剂的步骤。有报道将辊压和拉伸固态聚合物片材(尤其是聚烯烃片材)组合起来的方法，其中聚合物坯料在双辊压延机中双轴变形，接着，再沿长度方向拉伸(即纵向)。其他网加工设备的方法已经用来实现分子取向，它包括起始的钳夹或压延步骤，然后沿纵向或与膜长度垂直的方向双向拉伸。
已经可以以多种方式从取向的高模量聚合物膜(尤其从高分子量结晶膜)中脱裂出纤维来，包括摩擦、快速转动钢丝轮机械起皱、以喷水流使膜破裂或产生裂缝和施用超声波。喷水流法广泛地用于把膜切割成用于包扎或增强的扁平、连续的宽长纤维。超声波处理取向的本体聚乙烯膜(即卷状膜浸入液体中，进行数小时超声波处理)，可制成少量微纤维。
发明的概述
本发明涉及一种新型的熔融加工的高取向聚合物微纤维，其有效平均直径小于20微米，通常为0.01-10微米，截面基本为矩形，横向的宽厚比(宽厚比)为1.5∶1-20∶1，通常约为3∶1-9∶1。由于微纤维基本为矩形，所以其有效直径测定的是微纤维宽和厚的平均值。
矩形的截面形状可有利地提供较大的表面积(相对于相同直径的圆形或正方形)，使微纤维(和微原纤膜)尤其可用于例如过滤器和浇铸材料内的增强纤维。表面积通常大于约0.25米2/克，一般约0.5-30米2/克。另外，由于它们的高取向形态，本发明的微纤维具有很高的模量，例如对于聚丙烯纤维一般高于109Pa，这使它们尤其可用作热固性树脂和混凝土内的增强纤维。
本发明还涉及由这样的步骤制备具有微原纤表面的高取向膜，所述步骤是提供高取向的半结晶聚合物膜，拉伸膜以在膜表面形成微孔，接着向表面施以足够的流体能而使微孔表面微原纤化。任选地，可以从膜的微原纤表面收集到微纤维。
本发明方法的好处是能够高速生产，适用于工业化生产，而且使用的是容易得到的聚合物。本发明的具有极小纤维直径、同时又具有高强度和模量的微纤维和微原纤制品，可用作带背衬、包扎带材料、具有单向光学性能和高表面积的膜、热固性材料的低密度增强材料、基材例如混凝土内的抗冲击调节剂或抗裂纹扩展剂以及纤材料(例如牙线或非织造织物)。
附图的简要说明
图1是实施例1的微纤维放大1000倍的扫描电子显微照片的数字图像；
图2是实施例1的微纤维放大3000倍的扫描电子显微照片的数字图像；
图3是样品2-7的微孔膜剖面放大3000倍的共焦光显微照片的数字图像；
图4是实施例1微纤维的有效平均直径的柱状分布图；
图5是本发明方法的示意图；
图6是本发明微纤维的原子力显微照片(条带样)的数字图像。
发明的详细说明
用于本发明的聚合物包括任何可熔融加工的结晶、半结晶或结晶聚合物。半结晶聚合物由无定形区和晶区组成。晶区较有序，链段实际上排列在晶格内。部分晶区可能比其他的更有序。如果晶区被加热到聚合物熔点以上，那么分子的有序性会变小，或更无规。如果冷却很快，该有序度较低部分就被“冻结”在原地，形成的聚合物称作无序的。如果冷却很慢，这些分子能重新排列，形成晶区，形成的聚合物称作是半结晶的。有些聚合物总是无定形态的，不会显示出结晶的趋势。有些聚合物能够通过热处理、拉伸或取向和通过溶剂诱导变成半结晶的，这些方法可控制实际的结晶度。
许多半结晶聚合物在结晶时，从晶粒生长的各个阶段中的成核开始形成球晶。球晶是双折射的，通常为球形结构，通常可由光学技术例如偏振光显微镜观察到该结构。球晶不是单晶，而是称为微晶的较小结晶单元的聚集体。微晶的直径范围根据聚合物和加工条件而不同，为10-5-10-8米。根据显微镜研究的结果，球晶尺寸的下限估计约为10-6米，而上限由结晶聚合物内成核点的数目限制。
球晶由原纤亚单元、构成球晶基本单元的单原纤或原纤束径向生长而形成。原纤自身是亚微观尺寸，常常仅可由电子显微镜观察到。但是，如果亚单元尺寸足够大，就可以由显微镜观察到。这些尺寸较大的原纤通常包含微原纤束，微原纤束又包含结晶亚单元。观察结果启示，球晶原纤自成核部位径向生长，单个分子垂直于半径排列(见例如L.H.Sperling的Introduction toPhysical Polymer Science，1986年由纽约John Wiley and Sons出版)。由于原纤是自成核部位径向生长的聚合物链相对于原纤轴的垂直取向是链折叠的结果，导致球晶内分子切向取向。
“无定形态”、“结晶态”、“半结晶态”和“取向态”词汇经常用来描述聚合物材料。真正的无定形态被认为是聚合物无规缠结的链团。无定形态聚合物的X-射线衍射图案是漫射晕圈，说明聚合物结构没有规则性。无定形态聚合物在玻璃化转变温度时会软化，但不是真正的熔融或一级转变。聚合物的半结晶态是这样的，其中聚合物链的长链段既出现在无定形区又出现在晶区或晶相。晶相包含多个晶格，晶格中聚合物链呈折叠链构像(薄片)，其中构成链的各种化学部分在相邻折叠内是高度有序的。晶格内的堆积排列(短程有序取向)在化学性和几何性方面都有高规则性。半结晶聚合物有特征熔点，高于熔点时，晶格变得无序，并很快失去晶格的同一性。半结晶聚合物(或共聚物)的X-射线的衍射图案通常为有序特性的点的同心环或对称排列的衍射点。
用于本发明的半结晶聚合物包括而不局限于高密度和低密度聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚(1，1-二氟乙烯)、聚(甲基戊烯)、聚(乙烯-三氟氯乙烯)、聚(氟乙烯)、聚(环氧乙烷)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、尼龙6、尼龙66、聚丁烯和向热型液晶聚合物。合适的向热型液晶聚合物的例子包括熔融时表现出液晶性能而且由芳族二醇、芳族羧酸、羟基羧酸和其他类似单体合成的芳族聚酯。一般的例子包括第一类：由对羟基苯甲酸(PHB)、对苯二甲酸和双苯酚组成；第二类：由PHB和2，6-羟基萘甲酸组成；第三类：由PHB、对苯二甲酸和乙二醇组成。优选的聚合物是容易以低成本得到的，而且能够在微原纤制品中提供非常好的性能例如高拉伸强度和高模量的聚烯烃，例如聚丙烯和聚乙烯。
聚合物分子量的选择要，使聚合物在加工条件下可熔融加工。对于例如聚丙烯和聚乙烯，分子量可以约为5000-500,000，优选约为100000-300000。
有机聚合物一般包含主链为碳原子的长分子链。由于聚合物链的无规取向和缠结，常常不能达到聚合物的理论强度，也不能使用设备使聚合物膜表面微原纤化。为了得到最大的物理性能并使聚合物膜适于原纤化，聚合物链需要取向成彼此基本平行并部分解缠结。分子取向度通常由拉伸比确定，即，最终长度与初始长度之比。该取向是本发明组合技术的影响，包括压延和长度方向取向的步骤的影响。
对膜的定义例如Modern Plastic Encyclopedia所述，相对于宽度和长度来说，较薄，名义厚度不大于约0.25毫米。大于此厚度的材料通常定义为片材。本文所用的“膜”一词也包括片材，也可以理解为采用本发明的方法，用同样的设备，由微原纤表面可以制得其他的结构和外形例如管材。
在本发明中，高取向、半结晶、熔融加工的膜具有诱导的结晶度。诱导结晶度是最大的结晶度，它可以由浇铸和随后的加工例如压延、退火、拉伸和重结晶的优化组合得到。对于例如聚丙烯，结晶度高于60％，优选高于70％，最优选高于75％。结晶度可以由差示扫描量热法(DSC)测试，并与100％结晶聚合物的外推值对比得到。例如见B.Wunderlich的Thermal Analysis，1990年马萨诸塞州波士顿的Academic Press出版。
通常，必须提高购买的浇铸膜的结晶度，使之可用于本发明的方法中。由常规加工条件，例如通过挤出熔体然后在冷铸鼓上冷却制成的铸膜有“自发结晶度”。例如，由DSC分析测得全同立构聚丙烯铸膜的结晶度一般为59-61％。当在本发明方法中使用这种聚丙烯膜时，要求提高结晶度在“自发结晶度”值以上至少20％至约72％或更高。据认为，使膜的结晶度最大化可提高微原纤化效率。
加工条件的任何合适组合都可以用来使熔融加工膜的诱导结晶度最大，并使之取向。这些包括浇铸、冷却、退火、压延、取向、固态拉伸、辊错位等的任意组合。这种加工通常也用来提高聚合物膜的结晶度以及球晶的尺寸和数量。可以通过由例如X-射线衍射或由差示扫描量热法(DSC)测量聚合物膜的结晶度以确定合适的后加工步骤。
适于后续加工以形成微孔形态的高取向聚合物膜是已知的和/或可买到的。例如东京的Nippon Oil、加利弗尼亚Hayward的Polteco、田纳西州Memphis的Cady Industries Inc.和伊利诺斯州Glenview的Signode PackagingSystems。
微孔是膜内或膜表面上的微观孔，它在膜不能顺应强制的变形加工时产生。“不能顺应”指膜不能进行充分松弛，以减少强制应变产生的应力。高取向高结晶聚合物膜在超出聚合物顺应强制应变能力的塑性流动条件下进行拉伸时形成微孔形态。在常规的膜取向过程中，要避免这种过度受力，因为它导致膜内的弱点，而且在取向期间会导致断裂。在本发明的取向加工步骤中，当由于取向而产生的变形应力超过聚合物分子的解缠速率时就会产生小的断裂或撕裂(微孔)。见例如Roger S.Porter和Li-Hui Wang，Journal ofMacromolecular Science-Rev.Macromol.Chem.Phys.C35(1)，63-115(1995)。
根据膜加工以诱导结晶和取向的不同，除了在膜本体内有大量微孔外，在膜一个或两个表面上也可以有大量微孔。当沿纵向拉伸使膜取向时，微孔一般分布在膜的x、y和z轴，通常顺着原纤束，并表现为微观缺陷或裂缝。
微孔通常是平面状，尺寸不规则，而且没有清楚的边界。膜表面上的微孔通常垂直于膜的纵向(取向方向)，而膜基材内的微孔通常在膜的平面内，或以纵向(取向方向)为主轴垂直于膜平面。膜基材内的微孔的尺寸、分布和数量可以由例如小角X射线散射(SAXS)、共焦显微镜方法或密法测定。另外，可由目测发现由于大量微孔引起的不透明度增高或银色外观。
一般来说，微孔含有越高，由本发明的方法形成的微纤维产率越高。优选地，当制备具有至少一个微原纤表面的制品时，由密度法测量聚合物膜的至少一个主表面应当含有高于5％的微孔，优选高于10％，即微孔膜与初始膜的密度比。用于本发明的微孔膜不同于其他带孔膜或制品，例如微孔膜或泡沫材料制品，区别在于微孔通常不是蜂窝状，比较扁平，而且主轴在膜的纵向(取向方向)。微孔通常不联通，但是相邻微孔可能相通。
在操作中，可以对膜首先进行一个或多个加工步骤，形成所要求的结晶度和取向度，再进一步加工形成微孔，或微孔可以与形成结晶度的加工步骤(一个或多个)同时形成。因此，使聚合物膜取向并提高聚合物结晶度(和取向度)的同一压延或拉伸步骤可以同时形成微孔。
在本发明的一个实施方式中，聚合物通过膜或片形状的模头熔融挤出，并冷却，通过延迟冷却速率或使之最小而使膜的结晶度最大。当聚合物从熔体冷却时开始结晶，并从微晶形成球晶形式。如果从高于熔点的温度很快冷却至远低于结晶温度的温度，就形成被大的无定形区包围的晶区结构，而且球晶的尺寸最小。
在一个实施方式中，冷却保持在高于玻璃化转变温度而低于熔融温度的温度的加热浇铸鼓上。即，例如聚丙烯在约24℃(75°F)冷却，但是在本发明中，采用例如从约220℃(450°F)的熔体热冷却至约82℃(180°F)的冷却温度。冷却温度较高使膜冷却缓慢，而且由于退火而使膜的结晶度增高。冷却优选以不仅使结晶度最大而且也使球晶尺寸最大的速率进行。
浇铸温度和冷却速率对结晶度的作用是已知的，可以参考S.Piccarolo等人在Journal of Applied Polymer Science第46卷625-634(1992)发表的文章。
除了浇铸到已加热的浇铸鼓上，膜也可以在被加热的空气或流体例如水中冷却，使膜冷却更缓慢，并使结晶度和球晶尺寸最大。空气或水冷却可以保证沿膜的厚度上结晶度和球晶含量的均一性。根据挤出制品的厚度和浇铸鼓的温不同，沿制品厚度上聚合物的形态不同，即两个表面的形态可能不同。与加热的浇铸相接触的表面可能会基本结晶，而远离浇铸鼓的表面由于暴露于热传递不足的外界空气可能具有类似的形态。形态的小差异通常不会妨碍在膜的任一个主表面上形成微原纤表面，但是如果要求制品的两个表面上都有微原纤表面，优选小心控制浇铸轮的温度，以保证沿制品厚度上均一的结晶度。
除了浇铸到已加热的浇铸轮上，也可以将膜快速冷却至结晶温度以下的温度，例如通过以至少2∶1的拉伸比进行拉伸，由应力诱导结晶而增大结晶度。拉伸张力应当足以形成分子的排列，和通过诱导比流动拉伸产生更大的塑性形变，使球品变形。
浇铸(和拉伸，如果有的话)之后，聚合物具有较高结晶度和形成大量特征。球晶的尺寸和数量取决于浇铸条件。结晶度和球晶结构可以由例如X-射线衍射和电子显微镜证实。
根据所要求的最终用途选择膜的厚度，而且可通过控制加工条件达到。浇铸膜的厚度一般为100密耳(2.5毫米)以下，优选30-70密耳(0.8-1.8毫米)。但是，根据形成的制品所需的性能，也可以超出这个厚度范围。
在优选的实施方式中，浇铸膜在冷却之后压延。后拉伸比较高，压延可实现较高的分子取向。无压延步骤时，要在后续取向工序中拉伸比超过自然拉伸比(PP为7∶1)而不断裂是不可能的。由于剪切和解缠结合适温度下的压延，可减小微晶的平均尺寸，而且可以使球晶具有宽厚比(即，横向扁平，纵向伸长)。压延优选在α-结晶温度或该温度以上进行。α结晶温度Tαc对应于微晶亚单元能够在较大的层状晶体单元内运动的温度。高于该温度，就会发生层间滑移并形成伸直链晶体，随着聚合物的无定形区拉伸成为层状晶体结构，结晶度增高。压延可使原纤由初始的径向取向的球品取向，成膜平面内。微晶由于剪切力的作用被劈裂，这可以由宽角X-射线得到证实。因此，单个原纤大多是自成核部位呈径向的，但是位于同一平面内。
压延之后，通过不足以引起膜严重破裂(即超出聚合物顺应应变的能力)的塑性流动条件下拉伸，制品沿纵向取向。例如使用聚丙烯，膜可以拉伸其长度的至少5倍。在一个优选实施方式中，当考虑到压延和取向两个步骤时，聚丙烯的组合拉伸比至少为10∶1，优选在10∶1-约40∶1的范围内。
取向(拉伸)步骤优选在压延步骤之后立即进行，即压延膜直接从压延机辊喂入纵向取向设备中。压延机辊与第一纵向取向辊之间的最小间隙使膜的降温最小，并可避免膜的皱褶。保持纵向取向机的张力，使取向步骤中基本不发生松弛并保持压延期间形成的取向。纵向取向设备优选包括一组取向辊。控制取向辊的相对速度使膜受到逐级拉伸或取向。还可以控制这些辊的温度，使取向膜逐级降温，由此使取向最大。
选择拉伸条件使膜表面形成微孔(由密度的变化测得大于5％)。通常可以这样选择拉伸条件，使得在塑性流动(在给定的最小温度和最大拉伸比下)下，温度下降约10℃或更多，或强制应变提高约10％(再拉伸约10％)以诱导微孔。也可以同时降低温度和提高拉伸比。只要选择条件使得可超出聚合物顺应强制应变的能力并不发生膜的突然断裂。
微孔是膜在张力下在超出膜能够顺应施加的应力的塑性流动条件下，或在比膜的松弛速度(聚合物链解缠的速度)快的速度下，进行拉伸形成的小缺陷。由于大量微孔布缺陷引起光散射，使膜表面形成乳白色或银色外观。相反，没有大量微孔的膜表面具有透明的外观。微孔的存在可以由小角X-射线或密度法或显微镜证实。可用外观法来经验测定取向膜是否适用于制造微原纤表面。业已发现，没有大量微孔的取向膜即使可以纵向分裂，也不容易微原纤化，这是纤维状高取向聚合物膜的特性。
在取向步骤中，球晶的单个原纤被拉伸至基本平行于膜的纵向(取向方向)，而且位于膜的平面内可以看到。压延的取向原纤为绳状外观，见图6。共焦光显微镜超薄切片显示出微纤维形态，其中可以看到微孔。见图3。
膜的最终厚度可以部分由浇铸厚度、压延厚度和取向度决定。对于多数用途，膜的最终厚度在原纤化之前为1-20密耳(0.025-0.5毫米)，优选3-10密耳(0.075-0.25毫米)。
接着，通过向表面施加足够的流体能，使高取向、高结晶膜微原纤化，以从聚合物基材上释放出微纤维。任选在微原纤化之前，膜可以由常规机械方法进行原纤化步骤，以从高取向膜上形成较大的纤维。常规的机械原纤化方法使用具有与运动膜接触的切割元件例如针或齿的旋转鼓或辊子。齿可以完全或部分穿入膜表面，以形成原纤化表面。其他相似的大原纤化处理是已知的，这样的机械作用包括例如捻搓、刷(用针辊)、例如用皮革垫摩擦以及挠曲。由这种常规的原纤化方法得到的纤维具有圈套的尺寸，截面通常是几百微米。这种较大的纤维可用于许多制品，例如颗粒过滤器，作为吸油介质和驻极体。
通过向取向膜施加充足的流体能使之进行微原纤化，形成微原纤表面，例如通过使高压流体与膜的至少一个表面接触。为制得微原纤在微原纤化方法中，与常规的机械原纤化方法相比，向膜表面施加多的能大得多。微原纤的直径比由机械方法(例如用针辊)得到的纤维小几个数量级，尺寸范围为0.01微米以下至20微米。在本发明中，可以得到(采用例如聚丙烯)结晶度超过75％、拉伸模量超过1兆psi(~7GPa)的微纤维。意外地，这样得到的微纤维的截面是矩形，截面宽厚比(宽厚比)为1.5∶1～20∶1，如图1和2所示。另外，矩形微纤维的边不光滑，截面为扇弧形。原子力显微镜揭示，本发明的微纤维是单个或单元原纤束，它们聚集形成矩形或带状微纤维，见图6。因此该表面积超过了可从矩形微纤维预期到的表面积，这样的表面积可增强材料例如混凝土和热固性塑料内的粘合。
一种将膜表面微原纤化的方法是利用喷射流体。在该方法中，一个或多个细流体冲击由筛网或移动带支撑的聚合物膜表面，由此从聚合物基材上脱裂出微纤维。可以对膜的一个或两个表面进行微原纤化。微原纤化度取决于喷射水流的时间、喷射水流的压力、喷射水流的截面积、流体接触角、聚合物性能和较少程度地取决于流体温度。可使用不同类型和尺寸的筛网支撑膜。
可以使用任何类型的液体或气体。液态流体可以包括水或有机溶剂，例如乙醇或甲醇。可以使用合适的气体例如氮气、空气或二氧化碳，也可使用液体和气体的混合物。这种液体中的任何流体都优选是非溶胀性的(即不被聚合物基材吸收)，否则会降低微纤维的取向和结晶度。流体优选水。虽然采用环境温度的流体可以得到合适的结果，但是也可以升高流体温度。流体的压力应当足以使至少一部分膜部分原纤化，合适的条件取决于流体、聚合物性质包括成分和形态、喷射流体的外形、冲击角度和温度等各种因素。流体一般是室温和压力至少为3400kPa(500psi)的水，尽管也可以采用较低压力和较长冲击时间。假设流体的不可压缩性、表面光滑而且无摩擦损耗，根据计算，这种流体通常有最小5W或10W/cm2的能量。
喷射流体的外形，即截面形状各义上可以是圆形，但是也可以采用其他形状。喷流(一股或多股)可以包含横跨膜的一部分或整个宽度的缝。喷嘴(一股或多股)可以是静止的，而膜相对于喷嘴(一股或多股)移动；喷嘴(一股或多股)也可以相对于静止膜移动，或膜或喷嘴相对于彼此移动。例如，膜可以用喂入辊沿纵向移动，同时喷嘴沿网的横向移动。优选采用多个喷流，同时用辊将膜输送过原纤化室。用筛网或窗纱支撑膜，这可使流体从微原纤化表面流出。可以以单程或者采用多程通过喷流，使膜微原纤化。
可以将喷流(一股或多股)设计成使全部或部分膜表面进行微原纤化。也可以将喷流设计成仅使所选择区域的膜进行微原纤化。膜的某些区域也可以采用常规的掩蔽剂掩蔽，使选出区域不被微原纤化。同样，也可以使微原纤化表面仅穿入部分或全部初始膜的厚度。如果要求微原纤化表面穿透膜厚度，选择的条件要保证，制品的整体性，膜不被切断成单根纱或纤维。
可以采用例如水刺机将纤维材料暴露于喷射流体而使一个或两个表面微原纤化。在网粘结过程中，通常使用水刺机，用高速喷水流卷取微纤维或使微纤维打结来提高微纤维或纱线的蓬松度，也称为喷射编丝或射流喷网。另外，可以使用带有漩涡或摆动头的压力喷水流，它可人工控制液流喷射。
可以通过将样品浸入高能成穴介质中来实施微原纤化。得到所述成穴的一种方法是对流体施加超声波。微原纤化速率决定于成穴强度。超声体系的范围自低声幅、低能超声清洁浴至聚焦的低幅体系甚至高幅高强度探声体系。
一种应用超声能的方法包括在浸有纤维状膜的液体介质中使用探针体系。角柄(探针)应当至少部分浸入液体。对于探针体系，通过将纤维状膜定位于摆动角柄与带孔的金属或筛网(其他的定位方法也可以)之间，使纤维膜暴露于超声波振动介质中。使用超声波时，更有利于对膜的两个主表面进行微原纤化。纤维材料中微原纤化的深度决定于成穴强度、在成穴介质中的时间和纤维材料的性能。成穴强度是许多变量中的一个因素例如施加的振幅和振动频率、液体性能、流体温度和施加的压力以及在成穴介质中的位置。强度(单位面积的能量)一般在角柄下面最高，但是这可以被声波聚焦影响。
所述方法包括在装入箱中的成穴介质(一般为水)中的膜被固定，在超声角柄与膜支架之间。由于在该区域内会发生强烈的成穴，所以支架用来约束膜以防离开角柄。可采用各种装置例如筛网、带孔的旋转装置或通过调节将膜喂入超声浴的张力辊来支撑膜。也可利用紧贴角柄的膜张力，但是正确的定位会提供较好的原纤化效率。膜的相对于角柄和筛网之间的距离通常低于约5毫米(0.2英寸)。膜至箱底的距离能够调节，以形成能够使膜上的成穴能量达最大的驻波，或者使用其他的聚焦技术。也可采用其他的角柄与膜间的距离。当膜定位于角柄附近或离角柄1/4波长时，一般可得到最好的结果，但它与，例如流体容器的形状和所用的辐射表面有关。通常优选将样品定位于角柄附近，或第一或第二1/4波长处。
超声压力振幅可表示为：
P0＝2πB/λ＝(2π/λ)ρc2ymax
强度可表示为：
1＝(P0)2/2ρc
其中：P0＝最大的(峰)声波压力振幅
I＝声波强度
B＝介质的本体模量
λ＝介质中的波长
ymax＝最大声波振幅
ρ＝介质的密度
c＝波在介质中的速度
超声波清洁浴体系一般为1-10W/cm2，而角柄(探针)体系可达到300-1000W/cm2或更高。通常，这些体系的能量密度级(单位面积的能量或强度)可以由释放的能量除以辐射表面的表面积得到。但是，由于波在流体中衰减，实际的强度会略低。选择条件要能产生声波成穴。一般来说，振幅和/或施加的压力越大，介质中形成的穴越多。通常，成穴强度越高，生成微纤维的速度越快，生成的微纤维越细(直径越小)。虽然不希望受到理论的束缚，但是据认为高压冲击波由初始的成穴泡的塌缩生成，它冲击膜并形成微原纤。
超声波的振动频率通常是20-500kHz，优选20-200kHz，更优选20-100kHz。但是在不脱离本发明范围的情形下，也可使用声波频率。能量密度(单位面积的能量或强度)可为1-1000W/cm2或更高。在本发明的方法中，优选能量密度为10W/cm2或更高，优选50W/cm2或更高。
膜与角柄之间的间隙可以是但不局限于0.001-3.0英寸(0.03-76毫米)，优选0.005-0.05英寸(0.13-1.3毫米)。温度可以是5-150℃，优选10-100℃，更优选20-60℃。可向成穴介质或纤维膜中加入表面活性剂或其他添加剂。处理时间取决于样品的初始形态、膜厚度和成穴强度。所述时间可以是1毫秒至1小时，优选0.1秒至15分钟，最优选0.5秒至5分钟。
在本发明的方法中，可控制微原纤化度以提供低度或高度的微原纤化。低度微原纤化可在表面部分露出最少量的微纤维使膜表面形成纤维状质地以增大表面积。表面积的增大继而会提高表面的可粘合性。这种制品可用作例如研磨涂层的基材、被印刷的表面、环钩扣件、层间粘合剂和带背衬。相反，要使膜表面形成高度纤维化的质地以提供布样的膜、绝缘制品、过滤器制品或以备随后收集单根微纤维(即从聚合物基材上脱除微纤维)就需要高度的原纤化。
在任一种微原纤化方法中，由于微纤维从聚合物基材上的不完全剥离，多数微纤维仍留在网上。对于具有附着于网的微纤维的微原纤化制品，更有利于方便和安全的处理、储存和运输微纤维。对于许多应用来说，要求微纤维保持与网结合。另外，连成整体的微纤维尤其可用于许多过滤场合-本发明的微原纤化制品由于微纤维的微观尺寸，具有很大的过滤表面积，而膜的非原纤化表面可当作整体支撑物。
微纤维任选可以由机械方法例如用针辊、刮等方式从膜表面上收集起来。由于单根微纤维的高模量，收集到的微纤维通常可保持它们的蓬松性，因此，可用于许多隔热应用例如服装。如果需要，可以用常规方法提高蓬松性，例如用来提高吹制的微纤维的蓬松性的方法，例如通过加入短纤维。
如果需要，可以向聚合物熔体中加入助剂，例如二氧化硅、碳酸钙或云母材料来提高微原纤化的效率，或使微纤维形成所要求的性能，例如抗静电剂或着色剂。另外，也可以加入成核剂来控制结晶度，或者当使用聚丙烯时，提高结晶膜内β-相聚丙烯的比例。据认为高比例β-相会使结晶膜更容易微原纤化。β-相成核剂是已知的，例如在Jones等人的Makromol.Chem.，vol.75，134-158(1964)和J.Karger-Kocsis的Polypropylene：Structure，Blends and Composites，vol.1，130-13(1994)中有描述。一种这样的β-成核剂是N’，N’-二环己基-2，6-萘二羧酰胺，以商品名NJ-Star NU-100TM购自日本Osaka，Chuo-ku，New Japan Chemical Co.。
参看图5，挤出机(10)通过挤出机间隙或预定外形的口模供应熔融的无定形态聚合物，制成半熔融态的膜(12)。膜浇铸到具有温度控制装置的浇铸鼓(14)上，使膜冷却至所要求的温度，并使膜的结晶度最大。浇铸鼓可以加热至玻璃化温度以上的温度，或可以保持于适于冷冷却的温度。如果要求冷冷却，优选利用纵向取向装置(未示出)立刻拉伸铸膜。铸轮可以是实心的或中空的，利用循环流体、电阻加热器、气动或加热灯进行加热。
铸膜由张力导引辊(16)(18)和(20)喂入压延设备(22)，其中膜的外形由至少为2∶1的拉伸比减小以形成取向度。压延设备(22)是温度控制的，以保证所要求的变形和微晶劈裂。利用喂入辊(未示出)将压延膜喂入纵向取向设备(24)中，由此膜沿纵向在自然拉伸比以上进行拉伸。纵向取向设备可以包括沿纵向提供张力的许多辊。通常，下游网的辊速比上游网的辊速快，以保持所要求的张力。辊子优选保持于使特定聚合物取向的最佳温度，例如对于聚丙烯约为130℃。辊子更优选保持逐渐降低的温度以获得最大可能的拉伸速率。取向后，膜在冷却轮(未示出)上冷却，并由送出辊(未示出)从设备上取下。
压延设备和纵向取向设备优选排置成使压延设备的夹辊与取向设备的惰辊之间的孔隙最小，以避免纵向取向之前压延膜的松弛。
高取向膜可以如图所示喂入原纤化设备(30)，或可以储存以备后用。膜优选通过辊28直接喂入微原纤化设备(30)。膜的微原纤化可以任选包括大原纤化步骤，即利用针辊(26)进行机械原纤化，以露出较大的纤维或纤维束表面积。虽然表面粗糙化可以增强以后的微原纤维，但在本发明的方法中通常不需要使膜进行机械大原纤化。
微原纤化设备(30)可以包括以足够的流体能冲击膜使表面微原纤化的一股或多股喷射流体(32)。膜可以在由辊(36)驱动的支撑带(34)传送。该带一般为机械支撑并能使流体排出的筛网。
另外，所述设备也可以包括浸入前述成穴流体中的超声角柄。膜由使膜紧贴与超声角柄有预定距离的支撑筛网而定位的导辊(未示出)传送。
本发明可从纤维聚合物材料制成具有很小有效平均直径(平均宽度和厚度)的微纤维，通常小于20微米。小直径微纤维由于纤维直径小应用效率或性能都是非常有利的。例如，微纤维(或微原纤化膜)的表面积与纤维直径成反比可制成效率更高的过滤器。当用作吸附剂时，高表面积也可提高吸附性能，例如用作在吸油垫子或用来清理漏出的油。
其他可能的用途包括：牢固增强的微纤维在制造复合材料可增强界面粘合、其中微纤维表面的虹吸效应被用来增强多层粘合或提高整体性的多层结构、钩圈应用中的微圈。微纤维由于其高表面积(有助于粘合)、高拉伸强度(阻止裂缝的形成并迁移)、矩形剖面和低弹性，尤其可用作混凝土中的增强剂。由于微原纤化膜的高模量和拉伸强度，微原纤化膜也可以用作带背衬或带，以制得极其牢固的带。可以用压敏粘合剂涂布非原纤化表面，以用作粘合带。
测试步骤：
拉伸模量、拉伸强度
拉伸模量和拉伸强度采用型号1122(伊利诺斯州Park Ridge的InstronCorp.)装有型号2511-317，5KN负荷元件的Instron拉伸测试仪测试。所有测试都采用0.05m/min的十字头速度。样品尺寸值为12.7×6.4mm。除非另有说明，测试在23℃进行。
动态力学分析(DMA)
将每个样品带夹在配有拉伸样品夹具的Seiko Instruments DMA 200Rheometer(加利弗尼亚州Torrance的Seiko Instruments)夹头中。样品以2℃/分钟和1Hz从-60℃-200℃进行测试。夹距是20毫米。
差示扫描量热法(DSC)
将要分析的已知量样品称入不锈钢Perkin-Elmer DSC盘(康涅狄格州Norwalk的Perkin-Elmer Corp.)。对每个试样都采用Seiko InstrumentsSSC/522011 DSC仪器(Seiko Instruments，加利弗尼亚州Torrance)进行DSC扫描，其中样品冷却至-60℃达15分钟，然后以10℃/分钟加热至200℃。
介电常数
根据IPC-TM-650方法(伊利诺斯州Northbrook的Institute forInterconnecting and Packaging Electronic Circuits)，采用装有HP16451B介电测试夹具(加利弗尼亚州Palo Alto的Hewlett Packard)的HHP42921Impedance Material Analyzer，在1GHz下测试介电常数。
纤维直径(EFD)
如ASTM方法F778-88所述，通过测量网两侧的压力降(ΔP)(毫米水柱)，来评价本发明微原纤化网的空气流动阻力。根据Davies，C.N.发表于1952年Institution of Mechanical Engineers-伦敦-Proceedings IB的“TheSeparation of Airborne Dust and Particles”所述的方法，采用32L/min的空气流动速率计算每个网的平均有效纤维直径(EFD)(微米)。
纤维的横向宽厚比和截面积
从显微照片测量从微原纤化步骤得到微纤维的宽厚比和面积。纤维样品固定到铝轴上，并用金/钯溅射涂布，再用840型Scanning ElectronMicroscope(JEOL USA，Inc.，马萨诸塞州Peabody)以垂直于轴表面的视角观测。扫描电子显微镜照片如图1和2所示。
表面积
用Horiba SA-6201型仪器(加利弗尼亚州Irvine的Horiba InstrumentsInc.)采用氮气作为吸附剂来测量表面积。在20℃和约760毫米汞柱压力下，调温润温接着在环境温度(约23℃)下用20毫米汞柱的饱和压力差测量样品。样品在测试之前在60℃排气800分钟。使用的校准常数是2.84。参照已知表面积的材料来确定测试的可重复性。
密度
根据ASTM D792-86方法，在25℃去离子水中测试微原纤化材料的密度。样品切成1.27×2.54厘米的片，在Mettler AG245高精度天平(Mettler-Toledo，Inc.，Hightstowm，新泽西州)上称重，并放到水下。使用密度测量器测量排出水的质量。
吸油性
称重微原纤化样品后再浸入MP404TM润滑油(Henkel Surface Technologies，Madison Heights，密执安州)或Castrol HypoyTM齿轮油(伊利诺斯州DownersGrove的Castrol Industrial North America Inc.)中达60秒钟，接着在筛网上排油1小时后再称重。所有的步骤都在23℃下进行。记录每克吸收材料吸收的油的克数。
充电
A.电晕放电充电：与铝接地层接触的样品每次以3.8m/min的速度从40kV的正DC电晕放电源下经过，进行电晕放电处理，电晕放电源的电流保持约0.01mA/cm。电晕放电源离接地板约4厘米。
B.过滤性能
使用TSI 8010型仪器(TSI Inc.St.Paul，明尼苏达州)，测量流动速率为32L/min的邻苯二甲酸二辛酯(DOP)渗透电晕放电充电和未充电样品的过滤性能和压力降。对于每个样品，根据如下定义的质量因子QF来评价过滤性能：
QF＝-ln{P(％)/100}/Δp(毫米水柱)
其中P是DOP渗透率，Δp是压力降。QF增大表明过滤性能提高。
吸音
基本根据ASTM方法E1050-90测试吸音。将要分析的已称重样品放入直径为29毫米的4026型双麦克风阻抗管(佐治亚州Decatur的Bruel & Kjaer)的深45毫米处，施加一定范围的频率。使用2032型双道信号分析器(Bruel &Kjaer)分析样品对声音的吸收。数据显示为相对于频率的吸收率，吸收率为1就表示声音在特定频率下完全耗散。
膜的制备
样品1高取向聚丙烯膜
由挤出制备聚丙烯铸膜(得克萨斯州Houston的ESCORENE 4502-E1，ExxonChemical Co.)。挤出机设置为：自进料口至模头235-250-270-250℃，60rpm。挤出的材料在36℃的水冷却辊上冷却，制成约2.54毫米厚的膜。挤出的膜在135℃下以5∶1的拉伸比沿纵向取向，并收集在辊上。以1.5米/分钟的速度将膜喂入4辊压延设机，每个辊用水蒸气加热至约150℃。第三和第四辊之间的力对膜实施拉伸比为2∶1拉伸比的双轴拉伸，然后将膜喂入纵向取向机，展平辊与第一纵向取向辊之间的间隙仅为2.54厘米。纵向取向机上一系列辊，要调节到可获得附加的10∶1拉伸比，当辊的温度降至23℃时。取向膜经过展平辊以保持张力，最后卷取在辊上。这样总拉伸比为20∶1，制成的膜厚约0.25毫米。
形成的膜的拉伸模量为8.9GPa，拉伸强度为496MPa。-50℃-150℃拉伸的动态力学分析(DMA)显示其模量比未取向的聚丙烯增高约10倍。按差示扫描量热法(DSC)算出的样品结晶度约为95％。z轴(即沿膜厚度方向)的介电常数在1GHz下为1.92，tanδ损耗为0.15毫单位。
样品2
高取向聚丙烯
以40rpm挤出聚丙烯均聚物(FINA 3374X或FINA3271，购自得克萨斯州Dallas的Fina Inc.)来制备聚丙烯膜，挤出机温度分布自喂料口至出口为229℃-239℃-247℃-246℃。颈管和模头保持在246℃。采用温度为23℃(冷铸)或90℃(热铸)的铸轮温度制备厚1.6毫米的膜。
采用双辊压延机150℃压延铸膜，第一辊(进料辊)设置为0.31米/分钟和4.15MPa，第二辊(卷取辊)设置为2.13米/分钟。利用记在膜上的格子的变形测得拉伸比为12∶1。
一种纵向取向本发明膜的方法使用一系列的6个直径为15厘米的预热(90℃)辊，辊子排列成使膜的每一边都与三个辊(德国Siegsdorf的BrucknerMaschinenbau mbH)接触。所述辊的表面速度为1米/分钟。所述膜在两个直径为7.3厘米的加热至90℃的辊子之间拉伸，第一辊的表面速度为1米/分钟，第二辊的表面速度为4米/分钟。然后，拉伸膜经过两个附加的直径为15厘米的加热至90℃的辊子，使膜的每一边都与辊子接触，目的是热松弛膜。该膜立即卷到卷取轮上。
在狭长的烘箱中实施膜的附加纵向取向，该烘箱的温度分布是1、2和3区160℃、4区145℃。膜以1米/分钟的速度进入烘箱，并在出口处以3.6米/分钟的速度拉伸。取向膜在一系列未加热的辊子上冷却至23℃，接着卷到卷取轮上。该工序的拉伸比为1.6∶1，采用前述的格子变形法测得。所有操作的总拉伸比为19∶1。膜的拉伸性能如表1所示。图3为样品2-7的微孔形态。
表1中所述的所有膜都如上所述进行压延。另外，部分膜进行纵向取向(LO)。所有膜都或是冷铸(CC)或是热铸(HC)，如表所示。示出的拉伸强度和模量值为取向步骤结束之后在23℃读取出的5个膜中央读数的平均值。
                          表1
膜样品     处理 厚度，毫米 拉伸强度，MPa 拉伸模量，GPa
 2-1*     HC，LO     0.11     531     8.00
 2-2*     HC     0.14     390     4.71
 2-3**     HC，LO     0.14     527     7.12
 2-4**     0.14     316     4.42
 2-5**     HC     0.17     382     3.81
 2-6**     HC，LO     0.13     530     7.48
 2-7**     HC，LO     0.13     492     6.80
 2-8*     CC     0.16     314     3.70
 2-9*     CC，LO     0.15     333     3.90
*Fina 3374X聚丙烯
**Fina 3271聚丙烯
表1的数据表明，当膜既进行热铸又进行纵向取向(样品2-1、2-3、2-6和2-7)时，就能够获得拉伸模量与拉伸强度的最高组合值。
样品3
取向的聚丙烯膜
采用装有一个15厘米模头的直径为4.4厘米的挤出机挤出聚丙烯(Type3374X，Fina，Inc.)来制备取向的聚丙烯膜。将初始膜(1.63毫米厚)浇铸到85℃的浇铸鼓上，再由保持于152℃的两个辊之间的压延进行纵向取向，在膜上施加5520kPa的压力，然后在热辊(138℃)与冷辊(14℃)之间进一步纵向取向。产生的拉伸比为12.7∶1。取向膜表现出2.1GPa的模量和124200kPa的拉伸强度，在远离浇铸轮的面上有纤维状凹坑的微孔表面形态，在浇铸轮的面上是光滑的。
样品4取向聚丙烯膜
以50rpm在自进料至末端的温度分布为230℃-240℃-250℃-245℃的单螺杆挤出机中挤出聚丙烯(FINA 3374X，Fina Inc.)来制备取向的聚丙烯膜。颈管和模头保持在245℃。采用温度保持为90℃的铸轮得到厚1.6毫米的膜。
不用压延步骤，采用6个加热至95℃的15厘米的辊子对铸片进行纵向取向，如样品2所述，拉伸比为6∶1。在扩幅烘箱中实施取向膜的附加纵向取向，扩幅烘箱的温度分布为1区150℃，2、3和4区为130℃。膜以1米/分钟的速度进入烘箱，并在出口处以3.6米/分钟的速度拉伸。取向膜在一系列未加热的辊子上冷却至23℃，接着卷到卷取轮上。该工序的拉伸比为1.25∶1，采用前述的格子的变形法测得。最后，拉伸膜在重张紧设备上进一步拉伸，在该设备中，辊子的第二设置为120℃，产生附加的1.5∶1拉伸。所有操作的总拉伸比为11∶1，形成的膜的结晶度为71％(DSC)。这样得到的膜的拉伸模量是8.3GPa(1.2×106psi)，拉伸强度为331MPa(47900psi)。
实施例1
喷射流体微原纤化(SRL-24，p3-12)
用喷射流体使取向的聚丙烯膜原纤化采用装有一个61厘米的模口的2303型水刺机(缅因州Bridgeport的Honeycomb Systems Inc.)进行，所述模口间距0.39毫米直径为0.13毫米的孔。在所有实施例中都使用压力为8280kPa-9660kPa的去离子水(23℃)。除非另有说明，一般的线速度为0.9-1.3米/分钟。
在一个一般的工序中，如上所述的高取向聚丙烯膜载在连续的筛网上，并以规定速度距离模口约3厘米在水刺机喷流下方通过。形成的微原纤化膜卷取在卷取辊上。
高取向聚丙烯膜，样品2-7，采用上述的一般步骤进行喷射流体微原纤化。这样，1.27厘米宽和0.125毫米厚的膜样品在具有1.25毫米×1.25毫米开口的孔的筛网上，在水刺机模具下方距离约3厘米处通过，喷水流的压力为8280kPa。形成的微原纤化网为0.375毫米厚。微原纤化网的物理性能是：
    取向 模量，MPa 拉伸强度，MPa 最大断裂负荷，N 断裂应变，％
纵向(MD)     2300     72.5     123     8.6
横向(TD)     138     0.26     0.44     272
纤维的有效直径(EFD)：0.5-0.7微米
表面积：4.01m2/g
密度：0.104g/cc
吸油性(MP404润滑油)：14.42g/g
吸油性(Hypoy C齿轮油)：19.29g/g
过滤性能，电晕放电充电之前：QF＝0.03
过滤性能，电晕放电充电之后：QF＝0.33
平均宽厚比：6±3∶1(n＝24)
平均截面积：1.4±0.7微米(n＝24)
吸音：在650-5000Hz之间的吸收率大于0.85。
图1和2为微纤维的扫描电子显微照片(SEMs)，显示了本发明的新型带状微纤维。纤维的有效平均尺寸的柱状图如图4所示。在图4中，对宽厚比进行平均，得到所示出的直径。
实施例2
超声波微原纤化
如样品1制备中所述的厚0.225毫米的高取向聚丙烯膜样品进行超声波微原纤化。在装有水的水箱中使用Autotrack 3000超声波体系(伊利诺斯州St.Charles的Dukane Corp.)，角柄定位于使角柄的工作面约在水面下3厘米处。使用具有直径为5厘米的顶部、3/8×2英寸(9.5×51毫米)矩形底部的高增益棒角柄，该角柄结合有0.6∶1的增强器。峰与峰的振幅是0.045毫米。膜固定在角柄附近。对形成的膜在两个面上都进行微原纤化，使微原纤区的总厚度约为0.375毫米，而微原纤化表面之间的留在芯部的未微原纤化部分厚0.125毫米。微原纤化的接触时间是2分钟。由扫描电子显微镜观察到微原纤的直径为0.1-10微米。据认为还存在SEM检测极限以下的微纤维。
实施例3
超声波微原纤化
如样品3的制备中所述的取向聚丙烯膜进行超声波微原纤化。在每面上有缝状入口和出口的水箱用水装至约7.5厘米的深度。使用Autotrack 3000超声波体系(伊利诺斯州St.Charles的Dukane Corp.)，角柄定位于使角柄在水面下并高于网眼为3毫米的筛网，该筛网固定在开环上，开环固定在离水箱底部约3.5厘米高的地方。角柄与筛网的距离保持最小，例如对于0.225毫米厚的膜样品为0.25毫米。使用具有直径为5厘米的顶部、3/8×2英寸(9.5×51毫米)矩形底部的高振幅棒角柄，该角柄结合有1.5∶1的增强器。将取向膜导入超声波角柄下方即水下的缝状入口，并在足够的张力下从缝状出口拉出，使膜与角柄工作面保持紧密接触。振幅是0.185毫米。微原纤化的接触时间约为2M/分钟(～6英尺/分钟)。仅在纤维状凹坑处理前的膜表面上观察到微原纤化。观察到微原纤化发生于纤维状凹坑表面，而不论该表面朝向超声波角柄或远离超声波角柄。
实施例4
喷水流微原纤化
如样品4中所述得到的取向聚丙烯膜采用具有3个10厘米的喷嘴、中和平衡漩涡头，用喷水流进行微原纤化，所述漩涡头连接到装有3轴控制器的JetEdge水切割桌子上，调节所述3轴控制器以产生7.6×10-3米3(2加仑)248MPa(36000psi)的水(明尼苏达州Minneapolis的Jet Edge)。膜经过固定的漩涡头的速度为1.3米/分钟时，实际的水压是34.5MPa(5000psi)。从膜得到的微纤维由SEM显示为较平坦的带状纤维，该纤维的最宽尺寸范围为小于1微米至约9微米，厚度约为0.5微米，这样纤维的宽厚比为2∶1至约18∶1。
对比例1
由232℃的单螺杆挤出机中挤出到23℃的浇铸轮上制成双轴取向的聚丙烯膜(FINA 3374N)。该膜在129℃的辊至辊纵向取向机拉伸，并在如样品2的制备中所述的展幅框架的烘箱中横向拉伸，拉伸比为7×7选择拉伸条件，使膜不产生微孔。膜的最终厚度为0.037毫米。如实施例3所述的膜的超声波处理不会形成微原纤化，但是会将膜分成薄层。
在不脱离本发明的范围情形下，本行业内普通技术人员会明白各种改变和变化，而且应当明白，本发明不受本文所述示范性实施方式的限制。

Claims (10)

1.熔融加工的聚合物微纤维，它的有效平均直径低于20微米，横向的宽厚比为1.5∶1至20∶1。
2.如权利要求1所述的微纤维，它的有效平均直径为0.01-10微米。
3.一种制造微原纤化制品的方法，它包括如下步骤：
(a)提供高取向的半结晶聚合物膜；
(b)拉伸所述膜使之形成微孔表面；和
(c)施加足够的流体能，使所述微孔表面微原纤化。
4.如权利要求3所述的方法，其中所述的流体能用高压流体施加。
5.如权利要求3所述的方法，其中所述的微原纤化步骤包括使所述膜浸在流体时经受成穴能的作用。
6.如权利要求3所述的方法，其中所述的微原纤化步骤包括使膜与一股或多股高压喷射流体接触。
7.如权利要求3所述的方法，其中所述的高取向聚合物膜由如下步骤制备：
(a)挤出可熔融加工的结晶聚合物；
(b)浇铸所述聚合物以使结晶度最大，和
(c)以至少2∶1的拉伸比压延所述聚合物。
8.如权利要求3所述的方法，其中所述的聚合物以至少10∶1的比率拉伸，形成具有许多微孔的高取向膜。
9.如权利要求1或3所述的微纤维，其中所述的熔融加工的聚合物选自高和低密度聚乙烯、聚丙烯、聚甲醛、聚(1，1-二氟乙烯)、聚(甲基戊烯)、聚(乙烯-三氟氯乙烯)、聚(氟乙烯)、聚(环氧乙烷)、聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚(对苯二甲酸丁二醇酯)、尼龙6、尼龙66、聚丁烯和向热型液晶聚合物。
10.如权利要求9所述的微纤维，其中所述的熔融加工的聚合物选自高密度聚乙烯、聚丙烯，所述聚合物的分子量约为5000-500000。
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