BR112016017524B1

BR112016017524B1 - Película nanocomposta rígida para uso em um artigo absorvente

Info

Publication number: BR112016017524B1
Application number: BR112016017524-7A
Authority: BR
Inventors: James Hongxue Wang; Feng Chen; Gregory J. Wideman; Michael J. Faulks; Mark M. Mleziva
Original assignee: Kimberly-Clark Worldwide, Inc
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2021-11-30
Also published as: MX355934B; US20160325005A1; EP3099280A4; MX2016009865A; KR101673248B1; EP3099280B1; WO2015116953A1; CN105934225A; BR112016017524A2; AU2015210792B2; CN105934225B; EP3099280A1; US9878065B2; RU2612931C1; AU2015210792A1; KR20160105910A

Abstract

PELÍCULA NANOCOMPOSTA RÍGIDA PARA USO EM UM ARTIGO ABSORVENTE É fornecida uma película nanocomposta fina para uso em um artigo absorvente (por exemplo, absorvente feminino). A película contém um primeiro polímero de etileno com uma densidade de cerca de 0,94 g/cm 3 ou menos, um segundo polímero de etileno com uma densidade maior que 0,94 g/cm 3, e uma nanoargila com um tratamento orgânico de superfície. Os presente inventores descobriram que através do controle seletivo do tipo e concentração específicos dos componentes usados para formar a película, bem como a forma na qual ela é formada, as propriedades da película podem ser significativamente melhoradas.

Description

Pedido Relacionado

[1] O presente pedido reivindica a prioridade para o Pedido de Patente U.S. n° 61/934.434 depositado em 31 de janeiro 2014, que está incorporado neste documento em sua totalidade por referência ao mesmo.

Fundamentos da Invenção

[2] Artigos absorventes de higiene feminina, tais como absorventes femininos, geralmente são construídos a partir de um núcleo absorvente que é posicionado entre uma folha superior permeável a líquidos, que define uma superfície “voltada para o corpo” disposta na direção do corpo, e uma folha posterior impermeável a líquidos, que define uma superfície “voltada para o vestuário” disposta longe do corpo. Tais artigos geralmente contêm abas ou asas que se estendem lateralmente a partir de uma borda do artigo e podem se fixar ao redor das bordas laterais da roupa íntima de um usuário. As asas podem ser formadas por uma película de polietileno linear de baixa densidade ("LLDPE"), que pode ser opcionalmente laminada em uma trama não tecida de polipropileno. Um dos problemas com essas películas, no entanto, é que elas geralmente carecem de rigidez e resistência suficientes para possibilitar o processo de produção dos artigos absorventes e ajuda a apoiar o artigo durante o uso. Embora tenham sido feitas tentativas de adicionar diversos aditivos à película para melhorar essas propriedades, isto geralmente resulta numa diminuição correspondente em outras propriedades (por exemplo, ductilidade), que é altamente indesejável. Como tal, existe atualmente uma necessidade de uma película para uso em um artigo absorvente que possa apresentar boas rigidez e resistência sem uma redução substancial das outras propriedades.

Sumário da Invenção

[3] De acordo com uma modalidade da presente invenção, é divulgado um artigo absorvente que compreende uma camada permeável a líquidos, uma camada geralmente impermeável a líquidos, e um núcleo absorvente posicionado entre a camada permeável a líquidos e a camada geralmente impermeável a líquidos. O artigo absorvente contém uma película com uma espessura de cerca de 50 micrômetros ou menos. A película contém uma camada que é formada por uma composição polimérica, em que a composição polimérica contém um primeiro polímero de etileno com uma densidade de cerca de 0,94 g/cm3 ou menos, um segundo polímero de etileno com uma densidade maior que 0,94 g/cm3, e uma nanoargila com um tratamento orgânico de superfície. A razão de peso entre o primeiro polímero de etileno e o segundo polímero de etileno é de cerca de 0,1 a cerca de 10.

[4] De acordo com outra modalidade da presente invenção, é divulgada uma película com uma espessura de cerca de 50 micrômetros ou menos. A película contém uma camada que é formada por uma composição polimérica. A composição polimérica contém de cerca de 5% em peso a cerca de 90% em peso de um primeiro polímero de etileno com uma densidade de cerca de 0,94 g/cm3 ou menos, de cerca de 5% em peso a cerca de 90% em peso de um segundo polímero de etileno com uma densidade maior que 0,94 g/cm3, e de cerca de 0,5% em peso a cerca de 20% em peso de uma nanoargila com um tratamento orgânico de superfície. A razão de peso entre o primeiro polímero de etileno e o segundo polímero de etileno é de cerca de 0,1 a cerca de 10, e a película apresenta um módulo de Young no sentido da máquina de cerca de 150 a cerca de 1000 Megapascais.

[5] Outras características e aspectos da presente invenção são descritos em mais detalhes abaixo.

Breve Descrição das Figuras

[6] Uma divulgação completa e esclarecedora da presente invenção, incluindo o seu melhor modo, direcionada às pessoas versadas na técnica, é estabelecida mais particularmente no restante do relatório descritivo, que faz referência às figuras anexas, nas quais: a Fig. 1 é uma ilustração esquemática de uma modalidade de um processo que pode ser usado para formar a película da presente invenção; a Fig. 2 é uma vista superior de uma modalidade do artigo absorvente da presente invenção; a Fig. 3 é uma vista em perspectiva de um aparelho de teste que pode ser usado para avaliar níveis de ruído, com a porta do aparelho aberta; a Fig. 4 é uma vista em perspectiva de um aparelho de teste da Fig. 3, com a porta do aparelho fechada; e a Fig. 5 é uma vista plana do aparelho da Fig. 3 tomada ao longo da seta 190.

[7] O uso repetido de caracteres de referência no presente relatório descritivo e nas figuras tem como objetivo representar características ou elementos iguais ou análogos da invenção.

Descrição Detalhada das Modalidades Representativas

[8] Serão feitas referências detalhadas a diversas modalidades da invenção, cujos um ou mais exemplos são estabelecidos abaixo. Cada exemplo é fornecido a título de explicação, e não como limitação da invenção. De fato, estará evidente aos versados na técnica que várias modificações e variações podem ser feitas na presente invenção, sem se afastar do escopo ou do espírito da invenção. Por exemplo, as características ilustradas ou descritas como parte de uma modalidade podem ser usadas em outra modalidade para produzir ainda uma outra modalidade. Assim, a intenção é que a presente invenção aborde essas modificações e variações.

[9] De forma geral, a presente invenção é direcionada a uma película nanocomposta fina para uso em um artigo absorvente (por exemplo, absorvente feminino). A película contém um primeiro polímero de etileno com uma densidade de cerca de 0,94 g/cm3 ou menos (por exemplo, LLDPE e/ou LDPE), um segundo polímero de etileno com uma densidade maior que 0,94 g/cm3 (por exemplo, HDPE), e pelo menos uma nanoargila com um tratamento orgânico de superfície. A razão de peso entre o primeiro polímero de etileno e o segundo polímero de etileno pode ser de cerca de 0,1 a cerca de 10, em algumas modalidades, de cerca de 0,15 a cerca de 8 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,2 a cerca de 5. Por exemplo, o primeiro polímero de etileno pode ser constituído por cerca de 5% em peso a cerca de 90% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 80% e, em algumas modalidades, de cerca de 20% em peso a 70% em peso da composição polimérica e o segundo polímero de etileno pode ser constituído por cerca de 5% em peso a cerca de 90% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 80% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 20% em peso a cerca de 70% em peso da composição polimérica. A nanoargila pode, da mesma forma, ser constituída por cerca de 0,5% em peso a cerca de 20% em peso, em algumas modalidades, por cerca de 1% em peso a cerca de 15 % em peso e, em algumas modalidades, por cerca de 2% em peso a cerca de 10% em peso da composição polimérica.

[10] Os presentes inventores descobriram que através do controle seletivo do tipo e concentração específicos dos componentes usados para formar a película, bem como a forma na qual ela é formada, a rigidez da película pode ser significativamente melhorada sem ter um impacto adverso em sua resistência e ductilidade. Um parâmetro que é indicativo de boa rigidez é o módulo de Young de elasticidade da película, que é igual à razão entre a tensão elástica e a força elástica e é determinado a partir da inclinação de uma curva de tensão-força, também pode ser bom. Por exemplo, a película apresenta um módulo de Young no sentido da máquina de cerca de 150 a cerca de 1000 MPa, em algumas modalidades, de cerca de 200 a cerca de 800 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 300 a cerca de 700 MPa e, no sentido transversal à máquina, de cerca de 200 a cerca de 1200 MPa, em algumas modalidades, de cerca de 250 a cerca de 1000 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 350 a cerca de 800 MPa. Apesar de ter essa melhor rigidez, a película da presente invenção é, entretanto, capaz de manter boas resistência mecânica e ductilidade. Por exemplo, a película da presente invenção pode apresentar uma resistência à tração final no sentido da máquina e/ou no sentido transversal à máquina de cerca de 15 a cerca de 150 Megapascais (MPa), em algumas modalidades de cerca de 20 a 100 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 25 a cerca de 80 MPa. A película também pode apresentar um alongamento de pico no sentido da máquina de cerca de 200% ou mais, em algumas modalidades, cerca de 250% ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 300% a cerca de 400% e, no sentido transversal da máquina, de cerca de 700% ou mais, em algumas modalidades, cerca de 750% ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 800% a cerca de 1500%.

[11] Surpreendentemente, essas boas propriedades podem ser obtidas mesmo que a película tenha uma espessura muito baixa. Nesse sentido, as propriedades mecânicas normalizadas, que são determinadas pela divisão de um valor mecânico específico (por exemplo módulo de Young, resistência à tração, ou alongamento de pico) pela espessura média da película (μm), também podem ser melhoradas. Por exemplo, a película pode apresentar um alongamento de pico normalizado no sentido da máquina de cerca de 10%/μm ou mais, em algumas modalidades, cerca de 15%/μm ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 20%/μm a cerca de 100%/μm. A película pode, da mesma forma, apresentar um alongamento de pico normalizado no sentido transversal à máquina de cerca de 40%/μm ou mais, em algumas modalidades, cerca de 50%/μm ou mais e, em algumas modalidades, de cerca de 60%/μm a cerca de 200%/μm. A película pode apresentar uma resistência à tração final normalizada no sentido da máquina e/ou no sentido transversal à máquina de cerca de 0,5 a cerca de 20 MPa/μm, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 12 MPa/μm e, em algumas modalidades, de cerca de 2 a cerca de 8 MPa/μm. O módulo de Young normalizado no sentido da máquina e/ou no sentido transversal à máquina também pode ser de cerca de 5 a cerca de 60 MPa/μm, em algumas modalidades, de cerca de 15 a cerca de 50 MPa/μm e, em algumas modalidades, de cerca de 25 a cerca de 45 MPa/μm. A espessura real da película é normalmente cerca de 50 micrômetros ou menos, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 40 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 35 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 30 micrômetros.

[12] Os presentes inventores também descobriram que a película pode gerar um grau relativamente baixo de ruído quando deformado fisicamente. Quando submetida à deformação física por dois (2) minutos, por exemplo, o nível de ruído da película pode ser de cerca de 45 decibéis (dB) ou menos, em algumas modalidades, cerca de 42 dB ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 20 dB a cerca de 40 dB, tal como determinado numa frequência de 2.000 Hz ou 4.000 Hz. O "nível de ruído normalizado" da película, que é determinado pela divisão do nível de ruído da película que é gerado enquanto a película é submetida à deformação física por dois (2) minutos pelo nível de ruído gerado pelo ambiente circundante, pode, da mesma forma, ser de cerca de 2,5 ou menos, em algumas modalidades, cerca de 2,4 ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 1,5 a cerca de 2,3, tal como determinado numa frequência de 2.000 Hz ou 4.000 Hz. O artigo absorvente inteiro também pode apresentar um grau de ruído relativamente baixo. Por exemplo, quando submetida à deformação física por dois (2) minutos, o nível de ruído gerado pelo artigo absorvente pode ser cerca de 30 decibéis (dB) ou menos, em algumas modalidades, cerca de 29 dB ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 20 dB a cerca de 28 dB, como determinado numa frequência de 2000 Hz. O "nível de ruído normalizado" do artigo absorvente pode, da mesma forma, ser cerca de 1,55 ou menos, em algumas modalidades, cerca de 1,50 ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 1,45, tal como determinado numa frequência de 2.000 Hz ou 4.000 Hz.

[13] Além de um nível de ruído reduzido, a película da presente invenção também pode ter excelentes propriedades de barreira contra a transmissão de oxigênio. Sem pretender estar limitado pela teoria, acredita- se que a estrutura de plaqueta de nanoargila possa criar uma via tortuosa na película, que pode retardar a taxa de transmissão e reduzir a quantidade de oxigênio permeante. Por exemplo, a taxa de transmissão de oxigênio pode ser cerca de 350 cm3/100 pol2*24-horas ou menos, em algumas modalidades, cerca de 330 cm3/100 pol2*24-horas ou menos e, em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 300 cm3/100 pol2*24-horas, tal como determinado de acordo com o ASTM D3985-05 numa temperatura de 23°C e umidade relativa de 0%.

[14] Serão descritas agora diversas modalidades da presente invenção em mais detalhes. 1. Composição Polimérica A. Primeiro Polímero de Etileno

[15] Como indicado acima, o primeiro polímero de etileno tem uma densidade relativamente baixa na faixa de cerca de 0,94 g/cm3 ou menos, em algumas modalidades, de cerca de 0,85 a cerca de 0,94 g/cm3 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,90 a cerca de 0,935 g/cm3. Podem ser empregados na composição um ou mais polímeros que tenham essas características de densidade. Polietileno linear de baixa densidade ("LLDPE") e/ou polietileno de baixa densidade ("LDPE") são particularmente adequados. O polímero de etileno tem, normalmente, uma temperatura de fusão e módulo de elasticidade relativamente baixos, o que pode fornecer uma película resultante com uma sensação relativamente macia e dúctil. Por exemplo, o primeiro polímero de etileno pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 50°C a cerca de 145°C, em algumas modalidades, de cerca de 75°C a cerca de 140°C e, em algumas modalidades, de cerca de 100°C a cerca de 135°C, e um módulo de elasticidade de cerca de 50 a cerca de 700 MPa, em algumas modalidades, de cerca de 75 a cerca de 600 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 500 MPa, como determinado de acordo com o ASTM D638-10. O primeiro polímero de etileno também pode ter um índice de fluidez de cerca de 0,1 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 50 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 40 gramas por 10 minutos, determinado numa carga de 2160 gramas e a 190°C, como determinado de acordo com o ASTM D1238-13 (ou ISO 1133). B. Segundo Polímero de Etileno

[16] Contrariamente ao primeiro polímero, o segundo polímero de etileno tem uma densidade relativamente alta na faixa de mais de cerca de 0,94 g/cm3, em algumas modalidades, de cerca de 0,945 a cerca de 0,98 g/cm3 e, em algumas modalidades, de cerca de 0,95 a cerca de 0,97 g/cm3. Mais uma vez, podem ser empregados na composição um ou mais polímeros que tenham essas características. O polietileno de alta densidade ("HDPE") é particularmente adequado. O segundo polímero de etileno tem, normalmente, uma temperatura de fusão relativamente baixa e módulo de elasticidade, que pode fornecer uma película resultante com uma sensação relativamente macia e dúctil. Por exemplo, o primeiro polímero de etileno pode ter uma temperatura de fusão de cerca de 70°C a cerca de 160°C, em algumas modalidades, de cerca de 85°C a cerca de 150°C e, em algumas modalidades, de cerca de 110°C a cerca de 145°C, e um módulo de elasticidade de cerca de 700 a cerca de 5.000 MPa, em algumas modalidades, de cerca de 750 a cerca de 3.000 MPa e, em algumas modalidades, de cerca de 1.000 a cerca de 2.000 MPa, como determinado de acordo com o ASTM D638-10. O segundo polímero de etileno também pode ter um índice de fluidez de cerca de 0,1 a cerca de 100 gramas por 10 minutos, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 50 gramas por 10 minutos e, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 40 gramas por 10 minutos, determinado numa carga de 2160 gramas e a 190°C, como determinado de acordo com o ASTM D123813 (ou ISO 1133).

[17] O primeiro e/ou segundo polímero de etileno pode ser formado por qualquer tipo de polímero de etileno, como é conhecido na técnica. Os polímeros de etileno podem, por exemplo, ser um copolímero de etileno e uma α-olefina, tai como uma α-olefina C3-C20 ou α-olefina C3-C12. As α- olefinas adequadas podem ser lineares e ou ramificadas (por exemplo, uma ou mais ramificações de alquil C1-C3, ou um grupo aril). Exemplos específicos incluem 1-buteno; 3-metil-1-buteno; 3,3-dimetil-1-buteno; 1- penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1- hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1- dodeceno; e estireno. Os comonômeros de α-olefina particularmente desejados são 1-buteno, 1-hexeno e 1-octeno. O teor de etileno de tais copolímeros pode variar de cerca de 60% em mol a cerca de 99% em mol, em algumas modalidades de cerca de 80% em mol a cerca de 98,5% em mol e, em modalidades de cerca de 87% em mol a cerca de 97,5% em mol. O teor de α-olefina pode variar da mesma forma de cerca de 1% em mol a cerca de 40% em mol, em algumas modalidades, de cerca de 1,5% em mol a cerca de 15% em mol e, em algumas modalidades, de cerca de 2,5% em mol a cerca de 13% em mol. A densidade do polietileno pode variar dependendo do tipo de polímero empregado, mas geralmente varia de cerca de 0,85 a cerca de 0,96 grama por centímetro cúbico (g/cm3).

[18] Várias técnicas conhecidas podem ser geralmente empregadas para formar os polímeros de etileno. Por exemplo, os polímeros de etileno podem ser formados usando um radical livre ou um catalisador de coordenação (por exemplo, Ziegler-Natta). Normalmente, o polímero de etileno é formado por catalisadores Zieger-Natta de múltiplos sítios, o polímero de etileno resultante tem uma distribuição de peso molecular ampla com um índice de polidispersividade (peso molecular ponderal médio dividido pelo peso molecular médio numérico) de até 20 ou mais. O polímero de etileno feito por um catalisador de coordenação de sítio único, tal como um catalisador metalocênico, tem uma estreita distribuição de peso molecular. Esse sistema de catalisador produz polímeros de etileno, nos quais um comonômero é distribuído aleatoriamente dentro de uma cadeia molecular e distribuído uniformemente por toda as diferentes frações de peso molecular. Poliolefinas catalisadas por metaloceno são descritas, por exemplo, na Patente U.S. n° 5.571.619 para McAlpin et al.; 5.322.728 para Davis et al.; 5.472.775 para Obijeski et al.; 5.272.236 para Lai et al.; e 6.090.325 para Wheat, et al. Exemplos de catalisadores metalocênicos incluem dicloreto de bis(n-butilciclopentadienil)titânio, dicloreto de bis(n- butilciclopentadienil)zircônio, cloreto de bis(ciclopentadienil)escândio, dicloreto de bis(indenil)zircônio, dicloreto de bis(metilciclopentadienil)titânio, dicloreto de bis(metilciclopentadienil)zircônio, cobaltoceno, tricloreto de ciclopentadieniltitânio, ferroceno, dicloreto de hafnoceno, dicloreto de isopropil(ciclopentadienil,-1-fluorenil)zircônio, dicloreto de molibdoceno, niqueloceno, dicloreto de nioboceno, rutenoceno, dicloreto de titanoceno, cloreto de zirconoceno hidratado, dicloreto de zirconoceno, e assim por diante. Os polímeros feitos usando catalisadores metalocênicos normalmente têm uma faixa estreita de peso molecular. Por exemplo, os polímeros catalisados por metaloceno podem ter números de polidispersividade (Mw/Mn) abaixo de 4, distribuição controlada de ramificação de cadeia curta e isotaticidade controlada. B. Nanoargila

[19] O termo "nanoargila" refere-se geralmente a nanopartículas de um material de argila (um mineral de ocorrência natural, um mineral organicamente modificado, ou um nanomaterial sintético). O material de argila normalmente tem uma morfologia semelhante a flocos caracterizado pelo fato de que possui uma forma relativamente plana ou de plaqueta. As plaquetas de argila podem, por exemplo, ter uma espessura média de cerca de 0,2 a cerca de 100 nanômetros, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 50 nanômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 20 nanômetros. A "razão de aspecto" do material de argila (isto é, o comprimento médio das plaquetas dividido pela espessura média) também é relativamente grande, tal como de cerca de 20 a cerca de 1000, em algumas modalidades, de cerca de 50 a cerca de 80, em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 400. O comprimento médio (por exemplo, diâmetro) pode, por exemplo, variar de cerca de 20 nanômetros a cerca de 10 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 100 nanômetros a cerca de 5 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 200 nanômetros a cerca de 4 micrômetros.

[20] O material de argila pode ser formado por um filossilicato, tal como um mineral de argila de esmectita (por exemplo, bentonita, caulinita ou montmorillonita, bem como seus sais, ais como montmorillonita sódica, montmorillonita de magnésio, montmorillonita de cálcio, etc.); nontronita; beidellita; volkonskoita; hectorita; saponita; sauconita; sobockita; estevensita; svinfordita; vermiculita;etc. Outras nanoargilas úteis incluem minerais micáceos (por exemplo, ilita) e minerais mistos de ilita/esmectita, tais como rectorita, lediquita e misturas de ilitas com os minerais de argila citados acima. Particularmente adequados são a montmorillonita (estrutura de argila de esmectita em camadas de 2:1), bentonita (filossilicato de alumínio formado principalmente por montmorillonita), caulinita (aluminossilicato de 1:1 com uma estrutura platy (em bloco e lâminas) e fórmula empírica de Al2Si2O5(OH)4), halloisita (aluminossilicato de 1:1 com uma estrutura tubular e fórmula empírica de Al2Si2O5(OH)4), etc.

[21] Como observado acima, a nanoargila também contém um tratamento orgânico de superfície que aumenta a hidrofobia do material de argila e melhora, assim, sua compatibilidade com o polímero de etileno. Em uma modalidade, o tratamento orgânico de superfície pode ser formado por um ônio quaternário (por exemplo, sal ou íon), que pode se tornar intercalado através da troca iônica nos espaços intercamadas entre as plaquetas de argila em camadas adjacentes. O íon ônio quaternário pode ter a seguinte estrutura:

em que X é N, P, S, ou O; e R1, R2, R3 e R4 são independentemente hidrogênio ou frações orgânicas, tais como frações de alquil, aril ou aralquil lineares ou ramificadas tendo de 1 a cerca de 24 átomos de carbono.

[22] Particularmente os íons de amônio quaternário adequados são aqueles que têm a estrutura abaixo:

em que R1 é uma fração de alquil de cadeia longa variando de C6 a C24, cadeia linear ou ramificada, incluindo misturas de frações de cadeia longa, tais como C6, C8, C10, C12, C14, C16, C18, C20, C22 e C24, sozinhos ou em qualquer combinação; e R2, R3 e R4 são frações, que podem ser iguais ou diferentes, selecionadas do grupo consistindo em H, alquil, hidroxialquil, benzil, benzil substituído, por exemplo, substituído por alquil e substituído por halogênio de cadeia linear ou ramificada; alquil etoxilado ou propoxilado; benzil etoxilado ou propoxilado (por exemplo, 1-10 moles de etoxilação ou 1-10 moles de propoxilação).

[23] Agentes espaçadores/acopladores multicarregados úteis adicionais incluem, por exemplo, espécies de tetra-, tri- e di-ônio, tais como derivados de tetra-amônio, triamônio e diamônio (primário, secundário, terciário e quaternário), de fosfônio, oxônio ou sulfônio de aminas alifáticas, aromáticas ou arilalifáticas, fosfinas, ésteres, álcoois e sulfetos. São ilustrativos desses materiais os compostos di-ônio da fórmula: R1-X+-R-Y+ onde X+ e Y+, são iguais ou diferentes, e são radicais amônio, sulfônio, fosfônio ou oxônio, tais como -NH(CH3)2+, -NH2(CH3)+, -N(CH3)3+, - + ++++ N(CH3)2(CH2CH3) , -N(CH3)(CH2CH3)2 , -S(CH3)2 , -S(CH3)2 , -P(CH3)3 , - NH3+, etc.; R é um radical de estrutura principal espaçador orgânico, linear ou ramificado, tal como aqueles com de 2 a 24 átomos e carbono e, em algumas modalidades, de 3 a 10 átomos de carbono, em uma molécula espaçadora orgânica de estrutura principal covalentemente ligada em sua extremidade aos cátions carregados N+, P+, S+ e/ou O+ ; R1 pode ser hidrogênio, ou um radical alquil linear ou ramificado de 1 a 22 átomos de carbono, linear ou ramificado e, em algumas modalidades, 6 a 22 átomos de carbono.

[24] São ilustrativos de grupos R úteis os alquis (por exemplo, metil, etil, butil, octil, etc.); aril (por exemplo, benzil, fenilalquil, etc.); alquilenos (por exemplo, metileno, etileno, octileno, nonileno, terc-butileno, neopentileno, isopropileno, sec-butileno, dodecileno, etc.); alquenilenos (por exemplo, 1-propenileno, 1-butenileno, 1-pentenileno, 1-hexenileno, 1- heptenileno, 1-octenileno, etc.); cicloalquenilenos (por exemplo, ciclohexenileno, ciclopentenileno, etc.); hidroxialquil (por exemplo, hidroximetil, hidroxietil, hidroxil-n-propil, hidroxi-isopropil, hidroxil-n-butil, hidroxil-iso-butil, hidroxil-terc-butil, etc.), alcanoilalquilenos (por exemplo, butanoil octadecileno, pentanoil nonadecileno, octanoil pentadecileno, etanoil undecileno, propanoil hexadecileno, etc.); alquilaminoalquilenos (por exemplo, metilamino octadecileno, etilamino pentadecileno, butilamino nonadecileno, etc.); dialquilaminoalquileno (por exemplo, dimetilamino octadecileno, metiletilamino nonadecileno, etc.); arilaminoalquilenos (por exemplo, fenilamino octadecileno, p-metilfenilamino nonadecileno, etc.); diarilaminoalquilenos (por exemplo, difenilamino pentadecileno, p-nitrofenil- p'-metilfenilamino octadecileno, etc.); alquilarilaminoalquilenos (por exemplo, 2-fenil-4-metilamino pentadecileno, etc.); alquilsulfinilenos, alquilsulfonilenos, alquiltio, ariltio, arilsulfinilenos, e arilsulfonilenos (por exemplo, butiltio octadecileno, neopentiltio pentadecileno, metilsulfinilnonadecileno, benzilsulfinil pentadecileno, fenilsulfinil octadecileno, propiltio-octadecileno, octiltio pentadecileno, nonilsulfonil nonadecileno, octilsulfonil hexadecileno, metiltio nonadecileno, isopropiltio octadecileno, fenilsulfonil pentadecileno, metilsulfonil nonadecileno, noniltio pentadecileno, feniltio octadecileno, etiltio nonadecileno, benziltio undecileno, fenetiltio pentadecileno, sec-butiltio octadecileno, naftiltio undecileno, etc.); alcoxicarbonilalquilenos (por exemplo, metoxicarbonileno, etoxicarbonileno, butoxicarbonileno, etc.); cicloalquilenos (por exemplo, ciclohexileno, ciclopentileno, ciclo-octileno, cicloheptileno, etc.); alcoxialquilenos (por exemplo, metoximetileno, etoximetileno, butoximetileno, propoxietileno, pentoxibutileno, etc.); ariloxialquilenos e ariloxiarilenos (e.g., fenoxifenileno, fenoximetileno, etc.); arilorialquilenos (por exemplo, fenoxidecileno, fenoxioctileno, etc.); arilalquilenos (por exemplo, benzileno, fentileno, 8-feniloctileno, 10-fenildecileno, etc.); alquilarilenos (por exemplo, 3-decilfenileno, 4-octilfenileno, 4-nonilfenileno, etc.); e substituintes de polipropileno glicol e polietileno glicol (por exemplo, etileno, propileno, butileno, fenileno, benzileno, tolileno, p-estirileno, p- fenilmetileno, octileno, dodecileno, octadecileno, metoxietileno, etc.), bem como as combinações dos mesmos. Esses radicais tetra-, tri- e diamônio, - sulfônio, -fosfônio, -oxônio; amônio/sulfônio; amônio/fosfônio; amônio/oxônio; fosfônio/oxônio; sulfônio/oxônio; e sulfônio/fosfônio são bem conhecidos na técnica e podem ser derivados das aminas, fosfinas, álcoois ou éteres correspondentes, e sulfetos.

[25] Compostos de agentes espaçadores/acopladores multicarregados particularmente adequados são os compostos de íon multi- ônio que incluem pelo menos dois íons de amônio, fosfônio, sulfônio e/ou oxônio primários, secundários, terciários ou quaternários tendo a seguinte fórmula geral:

em que R é uma fração espaçadora com átomo carregado de alquileno, aralquileno ou alquileno substituído; e Z1, Z2, R1, R2, R3, e R4 podem ser iguais ou diferentes e selecionados do grupo consistindo em hidrogênio, alquil, aralquil, benzil, benzil substituído (por exemplo, substituído por alquil e substituído por halogênio de cadeia linear ou ramificada); alquil etoxilado ou propoxilado; benzil etoxilado ou propoxilado (por exemplo, 1-10 moles de etoxilação ou 1-10 moles de propoxilação).

[26] Cátions orgânicos particularmente adequados podem incluir, por exemplo, compostos de amônio quaternário, tais como cloreto de dimetil-bis [sebo hidrogenado] amônio (2M2HT), cloreto de benzil metil bis [sebo hidrogenado] amônio (MB2HT), cloreto de metil tris [alquil de sebo hidrogenado] (M3HT), etc. Um exemplo de uma nanoargila adequada é Nanomer™ 1.44P, que é uma nanoargila de montmorillonita modificada por amônio quaternário e comercialmente disponível pela Nanocor, Inc. Outros aditivos de nanoargila adequados incluem aqueles disponíveis pela Southern Clay Products, tais como Cloisite™ 15A, Cloisite™ 30B, Cloisite™ 93A, e Cloisite™ Na+.

[27] O íon ônio pode ser introduzido (sorvido dentro) nos espaços intercamadas do material de argila de inúmeras formas. Em um método, por exemplo, o material de argila se torna uma pasta fluida em água, e o composto de íon ônio é dissolvido nela. Se necessário, o composto de íon ônio pode ser dissolvido primeiramente em um solvente orgânico (por exemplo, propanol). Se desejado, a nanoargila também pode ser intercalada com um intercalante oligomérico e/ou polimérico, como é conhecido na técnica. Por exemplo, um intercalante polimérico ou oligomérico de olefina (por exemplo, polímero de etileno) pode ser empregado. Para intercalar um íon ônio e um intercalante de olefina entre plaquetas de filossilicato adjacentes e separar (esfoliar) opcionalmente o material em camadas e plaquetas individuais, por exemplo, o material de argila pode ser, primeiramente, posto em contato com o íon ônio e simultaneamente ou, mais adiante, posto em contato com o intercalante oligomérico/polimérico fundido no material em camadas intercaladas com íon ônio. Isto pode ser realizado, por exemplo, pela produção direta de compostos dos materiais em uma extrusora. Alternativamente, o oligômero/polímero pode ser intercalado por um processo de emulsão através da mistura vigorosa com um emulsificante. Se desejado, um agente acoplador (por exemplo, agente acoplador de silano) também pode ser empregado para ajudar a ligar o intercalante ao material de argila. Por exemplo, o material de argila pode ser inicialmente tratado com um agente acoplador seguido pela troca iônica de íons ônio entre o material de argila, antes ou simultaneamente à intercalação do(s) oligômero(s) ou polímero(s). Deve ser entendido que o(s) intercalante(s) oligomérico(s) ou polimérico(s) também pode(m) ser intercalado(s) entre e complexado(s) às faces das plaquetas internas por outros mecanismos bem conhecidos, tais como por ligação dipolo/dipolo (intercalação direta do oligômero ou polímero), como descrito nas Patentes U.S. n° 5.880.197 e 5.877.248, bem como por acidificação com substituição por hidrogênio (troca iônica dos cátions intercamadas com o hidrogênio através do uso de um ácido ou resina de troca iônica), como descrito nas Patentes U.S. n° 5.102.948 e 5.853.886. C. Outros componentes

[28] Além dos componentes mencionados acima, outros aditivos também podem ser incorporados na película da presente invenção, tais como compatibilizadores, aditivos lubrificantes, estabilizadores de fusão, estabilizadores de processamento, estabilizadores de calor, estabilizadores de luz, antioxidantes, estabilizadores de envelhecimento térmico, agentes de branqueamento, agentes de ligação, preenchedores, etc. Os compatibilizadores, por exemplo, podem ser empregados em certas modalidades para ajudar a melhorar a afinidade dos polímeros de etileno pela nanoargila. Quando empregados, os compatibilizadores podem constituir de cerca de 0,1% em peso a cerca de 10% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 0,2% em peso a cerca de 8% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 0,5% em peso a cerca de 5% em peso da composição polimérica. Um exemplo de um compatibilizador adequado inclui um a poliolefina contendo um componente de olefina e um componente polar. O componente de olefina é não polar e, assim, geralmente tem uma afinidade pelo polímero de etileno. O componente olefina pode geralmente ser formado por qualquer monômero, oligômero ou polímero (incluindo copolímeros) de α-olefina linear ou ramificado derivado de um monômero de α-olefina. Em uma modalidade específica, por exemplo, o compatibilizador inclui pelo menos um monômero de α-olefina linear ou ramificado, tal como aqueles tendo de 2 a 20 átomos de carbono e, preferencialmente, de 2 a 8 átomos de carbono. Exemplos específicos incluem etileno, propileno, 1-buteno; 3-metil-1-buteno; 3,3-dimetil-1-buteno; 1-penteno; 1-penteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hexeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-hepteno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-octeno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-noneno com um ou mais substituintes de metil, etil ou propil; 1-deceno substituído por etil, metil ou dimetil; 1-dodeceno; e estireno. Os comonômeros de α-olefina particularmente desejados são etileno e propileno.

[29] O compatibilizador de poliolefina também é funcionalizado com um componente polar, que pode ser enxertado no polímero, incorporado como um constituinte monomérico do polímero (por exemplo, copolímeros em bloco ou aleatórios), etc. Quando enxertado em uma estrutura polimérica, os grupos polares particularmente adequados são anidrido maleico, ácido maleico, ácido acrílico, ácido metacrílico, ácido fumárico, maleimida, hidrazida de ácido maleico, um produto de reação do anidrido maleico e diamina, anidrido metilnádico, anidrido dicloromaleico, amida de ácido maleico, etc. As poliolefinas modificadas por anidrido maleico são particularmente adequadas para uso na presente invenção. Essas poliolefinas modificadas são normalmente formadas pelo enxerto de anidrido maleico em um material da estrutura principal polimérica. Essas poliolefinas maleatadas estão disponíveis pela E. I. du Pont de Nemours and Company sob a designação FUSABOND®, tal como a série P (polipropileno quimicamente modificado), série E (polietileno quimicamente modificado), série C (etileno acetato de vinila quimicamente modificado), série A (copolímeros ou terpolímeros de acrilato de etila quimicamente modificados), série M (polietileno quimicamente modificado) ou série N (etileno-propileno, monômero de dieno de etileno-propileno ("EPDM") ou etileno-octeno quimicamente modificado). Alternativamente, as poliolefinas modificadoras também estão disponíveis pela Chemtura Corp. sob a designação POLYBOND® (por exemplo, polipropileno modificado por ácido acrílico) e pela Eastman Chemical Company sob a designação Eastman série G.

[30] Como observado acima, o componente polar também pode ser incorporador no compatibilizador de poliolefina como um monômero. Por exemplo, um componente monomérico (meta)acrílico pode ser empregado em certas modalidades. Conforme usado neste documento, o termo “(met)acrílico” inclui monômeros acrílicos e metacrílicos, bem como seus sais ou ésteres, tais como monômeros de acrilato e metacrilato. Exemplos desses monômeros (met)acrílicos podem incluir acrilato de metil, acrilato de etil, acrilato de n-propil, acrilato de i-propil, acrilato de n-butil, acrilato de s- butil, acrilato de i-butil, acrilato de t-butil, acrilato de n-amil, acrilato de i- amil, acrilato de isobornil, acrilato de n-hexil, acrilato de 2-etilbutil, acrilato de 2-etilhexil, acrilato de n-octil, acrilato de n-decil, acrilato de metilciclohexil, acrilato de ciclopentil, acrilato de ciclohexil, metacrilato de metil, metacrilato de etil, metacrilato de 2-hidroxietil, metacrilato de n-propil, metacrilato de n-butil, metacrilato de i-propil, metacrilato de i-butil, metacrilato de n-amil, metacrilato de n-hexil, metacrilato de i-amil, metacrilato de s-butil, metacrilato de t-butil, metacrilato de 2-etilbutil, metacrilato de metilciclohexil, metacrilato de cinamil, metacrilato de crotil, metacrilato de ciclohexil, metacrilato de ciclopentil, metacrilato de 2-etoxietil, metacrilato de isobornil, etc., bem como as combinações dos mesmos. Outros tipos de monômeros polares adequados incluem os monômeros de éster, monômeros de amido, etc. 11. Construção da Película

[31] A película da presente invenção pode ser em monocamada ou multicamadas. Películas em multicamadas podem ser preparadas por coextrusão das camadas, revestimento por extrusão ou por qualquer processo convencional de criação de camadas. Essas películas em multicamadas normalmente contêm pelo menos uma camada de base e pelo menos uma camada superficial, mas pode conter qualquer número de camadas desejado. Por exemplo, a película em multicamadas pode ser formada por uma camada de base e por uma ou mais camadas superficiais. Em uma modalidade, por exemplo, pode ser desejável empregar duas camadas superficiais que imprensam uma camada de base. Independentemente da construção específica, as camadas superficial e/ou de base podem ser formadas pela composição polimérica da presente invenção. Em uma modalidade, por exemplo, a camada de base é formada pela composição polimérica da presente invenção e a(s) camada(s) superficial(is) é(são) formada(s) pela composição polimérica ou por um material polimérico adicional. Da mesma forma, em outras modalidades possíveis, uma ou mais das camadas superficiais são formadas pela composição polimérica da presente invenção e a camada de base é formada por um material polimérico adicional. Quando empregado, o material adicional pode incluir qualquer tipo de polímero, tal como poliolefinas (por exemplo, polietileno, polipropileno, etc.), poliésteres, poliamidas, copolímeros estirênicos, poliuretanos, acetato de polivinil, álcool polivinílico, etc.

[32] Quando múltiplas camadas são empregadas, a camada de base normalmente constitui uma parte substancial do peso da película, tal como de cerca de 50% em peso a cerca de 99% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 55% em peso a cerca de 90% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 60% em peso a cerca de 85% em peso da película. A(s) camada(s) superficial(is) pode(m) constituir, da mesma forma, de cerca de 1% em peso a cerca de 50% em peso, em algumas modalidades, de cerca de 10% em peso a cerca de 45% em peso e, em algumas modalidades, de cerca de 15% em peso a cerca de 40% em peso da película. Cada camada superficial também pode ter uma espessura de cerca de 0,1 a cerca de 10 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 0,5 a cerca de 5 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 2,5 micrômetros. Da mesma forma, a camada de base pode ter uma espessura de cerca de 1 a cerca de 40 micrômetros, em algumas modalidades de cerca de 2 a cerca de 25 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 20 micrômetros. Como observado acima, a espessura total da película é normalmente cerca de 50 micrômetros ou menos, em algumas modalidades, de cerca de 1 a cerca de 40 micrômetros, em algumas modalidades, de cerca de 5 a cerca de 35 micrômetros e, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 30 micrômetros.

[33] Qualquer uma de uma variedade de técnicas pode ser empregada, de forma geral, para formar a película da presente invenção. Em certas modalidades, por exemplo, os componentes da película (por exemplo, polímeros de etileno, nanoargila, etc.) podem ser individualmente fornecidos a um sistema de formação de película e misturados conforme a película é formada. Nesses casos, a nanoargila pode estar na forma de um pó contendo partículas, tal como descrito acima. Alternativamente, no entanto, pode ser desejável pré-misturar os polímeros de etileno e a nanoargila para formar um masterbatch (carga mestre), que é então subsequentemente fornecida ao sistema de formação de película. Sem pretender estar limitado pela teoria, acredita-se que esse processo em múltiplas etapas possa permitir que a nanoargila seja mais uniformemente orientada, aumentando, desse modo, ainda mais a ductibilidade. Quando fornecida, a nanoargila pode estar na forma de um masterbatch, que pode conter partículas de nanoargila misturadas com um polímero (por exemplo, polímero de etileno), ou na forma de um pó contendo partículas. Por exemplo, em uma modalidade, pode ser formado um primeiro masterbatch que contém o primeiro e segundo polímeros de etileno. Da mesma forma, pode ser formado um segundo masterbatch que contém a nanoargila e opcionalmente alguma parte do primeiro e/ou segundo polímeros de etileno.

[34] Independentemente de se fornecidos individualmente ou na forma de um masterbatch, os componentes podem ser misturados em fusão usando qualquer dispositivo de extrusão conhecido na técnica. Por exemplo, pode ser empregada uma extrusora de rosca dupla que inclui roscas co-rotativas montadas de forma rotativa e recebidas dentro de um barril (por exemplo, barril cilíndrico), que pode ser aquecido. Os componentes são movidos a jusante a partir de uma extremidade de introdução até uma extremidade de saída por forças exercidas pela rotação das roscas. A razão entre o comprimento e o diâmetro externo ("L/D") da roscas pode ser selecionada para se obter um equilíbrio ideal entre a capacidade de processamento e a uniformidade da mistura. Por exemplo, um valor de L/D muito grande pode aumentar o tempo de retenção em um grau tal que a nanoargila se degrade além do nível desejado. Por outro lado, um valor de L/D muito baixo pode não resultar no grau desejado de mistura. Assim, o valor de L/D é normalmente de cerca de 25 a cerca de 60, em algumas modalidades, de cerca de 35 a cerca de 55 e, em algumas modalidades, de cerca de 40 a cerca de 50. A velocidade das roscas também pode ser selecionada para se obter o tempo de permanência, taxa de cisalhamento, temperatura de processamento em fusão desejados, etc. Geralmente, é observado um aumento na temperatura do produto com o aumento da velocidade da rosca devido à entrada adicional de energia mecânica no sistema. A energia friccional resulta do cisalhamento exercido pelo giro da rosca nos materiais dentro da extrusora e resulta na fratura das moléculas maiores. Isto resulta na diminuição da viscosidade aparente e no aumento da taxa de fluidez do material acabado. Por exemplo, a velocidade da rosca pode variar de cerca de 50 a cerca de 400 rotações por minuto (“rpm”), em algumas modalidades, de cerca de 100 a cerca de 300 rpm e, em outras modalidades, de cerca de 120 a cerca de 280 rpm. Como resultado, o processamento por fusão pode ocorrer numa temperatura de cerca de 100oC a cerca de 500oC, em algumas modalidades, de cerca de 150oC a cerca de 350oC, e, em algumas modalidades, de cerca de 150oC a cerca de 300oC. Normalmente, a taxa de cisalhamento aparente durante o processamento em fusão pode variar de cerca de 300 segundos-1 a cerca de 10.000 segundos-1, em algumas modalidades, de cerca de 500 segundos-1 a cerca de 5000 segundos-1 e, em algumas modalidades, de cerca de 800 segundos-1 a cerca de 1200 segundos-1. A taxa de cisalhamento aparente é igual a 4Q/πR,3, em que Q é a taxa de fluxo volumétrico (“m3/s”) da fusão do polímero e R é o raio (“m”) do capilar (por exemplo, matriz de extrusão) através do qual o polímero fundido flui. Obviamente, outras variáveis, tais como o tempo de permanência durante o processamento em fusão, que é inversamente proporcional à capacidade de processamento, também podem ser controladas para se obter a mistura desejada.

[35] Uma vez formado, o masterbatch pré-misturado pode ser fornecido a um sistema de formação de película. Qualquer técnica conhecida pode ser usada para formar uma película a partir do material composto, incluindo sopragem, fundição, extrusão por matriz plana, etc. Em uma modalidade específica, a película pode ser formada por um processo de sopragem em que um gás (por exemplo, ar) é usado para expandir uma bolha da mistura do polímero extrudado através de uma matriz anular. A bolha é então desfeita e coletada na forma de película plana. Os processos para a produção de películas sopradas são descritos, por exemplo, nas Patentes U.S. n° 3.354.506 para Raley; 3.650.649 para Schippers; e 3.801.429 para Schrenk et al., bem como as Publicações de Pedido de Patente U.S. n° 2005/0245162 para McCormack, et al. e 2003/0068951 para Boggs, et al. Ainda em outra modalidade, no entanto, a película é formada usando uma técnica de moldagem por fundição.

[36] Em referência à Fig. 1, por exemplo, é mostrada uma modalidade de um método para formação de uma película fundida. Nesta modalidade, o masterbatch pré-misturado é fornecido a uma extrusora 80 para o processamento por fusão. Para ajudar a obter um bom alinhamento e orientação da nanoargila, é normalmente desejado usar uma extrusora de rosca única durante a formação da película. Essas extrusoras de rosca única são normalmente divididas em três seções ao longo do comprimento da rosca. A primeira seção é uma seção de alimentação, onde o material sólido é introduzido na rosca. A segunda seção é uma seção de fusão, onde a maior parte da fusão dos sólidos ocorre. Nessa seção, geralmente a rosca apresenta um diâmetro afilado para reforçar a fusão do polímero. A terceira seção é a seção de mistura, que distribui o material fundido em uma quantidade constante para a extrusão. A razão L/D da rosca é normalmente de cerca de 5 a cerca de 50, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 40 e, em algumas modalidades, de cerca de 15 a cerca de 35. Essas razões L/D podem ser facilmente obtidas em uma extrusora de rosca única, usando seção(ões) de mistura que constitui(em) apenas uma pequena parte do comprimento da rosca. A velocidade da rosca pode variar, da mesma forma, de cerca de 5 a cerca de 150 rpm, em algumas modalidades, de cerca de 10 a cerca de 100 rpm e, em algumas modalidades, de cerca de 20 a cerca de 80 rpm. Como resultado, o processamento por fusão pode ocorrer numa temperatura de cerca de 100°C a cerca de 500°C, em algumas modalidades, de cerca de 150°C a cerca de 350°C, e, em algumas modalidades, de cerca de 150°C a cerca de 300°C.

[37] Uma vez formado, o material extrudado pode ser imediatamente resfriado e cortado na forma de grânulos. Na modalidade da Fig. 1, o material extrudado é fundido em um rolo de moldagem 90 para formar uma película precursora de camada única 10a. Caso deva ser produzida uma película de multicamadas, as diversas camadas são co-extrudadas juntas no rolo de moldagem 90. O rolo de moldagem 90 pode, opcionalmente, ser fornecido com elementos em relevo para conferir um padrão à película. Normalmente, o rolo de moldagem 90 é mantido a uma temperatura suficiente para solidificar e resfriar a folha 10a à medida que é formada, tal como de cerca de 20 a 60°C. Se desejado, uma caixa de vácuo pode ser posicionada adjacente ao rolo de moldagem 90 para ajudar a manter a película precursora 10a próxima à superfície do rolo 90. Adicionalmente, os jatos de ar ou pinças eletrostáticas podem ajudar a forçar a película precursora 10a contra a superfície do rolo de moldagem 90 à medida que ele se move ao redor de um rolo giratório. Os jatos de ar são dispositivos conhecidos na técnica que direcionam um fluxo de ar a uma vazão muito alta para fixar as bordas da película.

[38] Uma vez fundida, a película 10a pode então ser opcionalmente orientada em um ou mais sentidos para melhorar ainda mais sua uniformidade e reduzir a espessura. No caso da orientação sequencial, a película “amaciada” é puxada pelos rolos que giram a diferentes velocidades de rotação, tal que a folha seja esticada até a taxa de estiramento desejada no sentido longitudinal (sentido da máquina). Se desejado, a película orientada uniaxialmente também pode ser orientada no sentido transversal à máquina para formar a película "orientada biaxialmente". Por exemplo, a película pode ser presa em suas bordas laterais por grampos em cadeia e transportada para um forno tensor. No forno extensor, a película pode ser reaquecida e estirada no sentido transversal à máquina a uma taxa de estiramento desejada, por grampos em cadeia afastados em seu percurso para a frente.

[39] Em referência novamente à Fig. 1, por exemplo, é mostrado um método para formar uma película orientada uniaxialmente. Conforme ilustrado, a película precursora 10a é direcionada a uma unidade de orientação de película 100 ou orientador no sentido da máquina (“MDO”), tal como disponível comercialmente pela Marshall and Willams, Co. de Providence, Rhode Island. O MDO tem uma pluralidade de rolos de esticamento (tais como de 5 a 8), que esticam e afinam progressivamente a película no sentido da máquina, que é o sentido do percurso da película através do processo conforme mostrado na Fig. 1. Embora o MDO 100 seja ilustrado com oito rolos, deve-se entender que o número de rolos pode ser maior ou menor, dependendo do nível de esticamento desejado e dos graus de esticamento entre cada rolo. A película pode ser esticada em uma operação de esticamento discreto única ou múltipla. Deve-se observar que alguns dos rolos em um aparelho MDO podem não estar operando a velocidades progressivamente maiores. Se desejado, alguns dos rolos do MDO 100 podem funcionar como rolos de pré-aquecimento. Se presentes, esses primeiros poucos rolos aquecem a película 10a acima da temperatura ambiente. As velocidades progressivamente maior dos rolos adjacentes no MDO agem para esticar a película 10a. A taxa em que os rolos de esticamento giram determina a quantidade de esticamento na película e o peso final da película. A película resultante 10b pode então ser enrolada e armazenada em um rolo de recolhimento 60. Embora não mostradas aqui, várias etapas adicionais de possíveis de processamento e/ou acabamento conhecidas na técnica, tais como corte, tratamento, perfuração, impressão de imagens ou laminação das películas com outras camadas (por exemplo, materiais de tramas não tecidas), podem ser executadas sem se desviar do espírito e do escopo da invenção. III. Laminados

[40] Embora não seja necessário, pode ser desejável, em certos casos, laminar um material adicional ao nanocomposto da película da presente invenção, tal como tramas fibrosas (por exemplo, tramas não tecidas), outras películas, espumas, fios, etc. Por exemplo, quando empregada como uma folha posterior em um artigo absorvente, a película pode ser laminada em uma face não tecida que reduz o coeficiente de atrito e aumenta a sensação semelhante à roupa da superfície laminada. Polímeros exemplares para uso na formação de tramas não tecidas podem incluir, por exemplo, poliolefinas, por exemplo, polietileno, polipropileno, polibutileno, etc.; politetrafluoretileno; poliésteres, por exemplo, tereftalato de polietileno e assim por diante; acetato de polivinila; cloreto acetato de polivinila; polivinil butiral; resinas acrílicas, por exemplo, poliacrilato, polimetilacrilato, polimetilmetacrilato, e assim por diante; poliamidas, por exemplo, nylon; cloreto de polivinila; cloreto de polivinilideno; poliestireno; álcool polivinílico; poliuretanos; ácido polilático; copolímeros dos mesmos; e assim por diante. Se desejado, os polímeros biodegradáveis, tais como os descritos acima, também podem ser empregados. Polímeros sintéticos ou naturais podem também ser usados, incluindo, mas não se limitando a, ésteres celulósicos; éteres celulósicos; nitratos celulósicos; acetatos celulósicos; acetatos butiratos celulósicos; etilcelulose; celuloses regeneradas, tais como viscose, rayon e assim por diante. Deve-se observar que o(s) polímero(s) pode(m) conter também outros aditivos, tais como os auxiliadores de processamento ou composições de tratamento para conferir para as fibras as propriedades desejadas, quantidades residuais de solventes, pigmentos ou corantes, e assim por diante. Se desejado, o revestimento da trama não tecida usada para formar o laminado pode ter propriamente uma estrutura em multicamadas. Materiais em multicamadas adequados podem incluir, por exemplo, laminados spunbond/meltblown/spunbond (SMS) e laminados spunbond/meltblown (SM). Vários exemplos de laminados SMS adequados são descritos na Patente U.S. n° 4.041.203 para Brock et al.; 5.213.881 para Timmons, et al.; 5.464.688 para Timmons, et al.; 4.374.888 para Bornslaeger; 5.169.706 para Collier, et al.; e 4.766.029 para Brock et al. O peso de base do revestimento não tecido pode variar geralmente, tal como de cerca de 5 gramas por metro quadrado (“g/m2”) a 120 g/m2, em algumas modalidades, de cerca de 10 g/m2 a cerca de 70 g/m2 e, em algumas modalidades, de cerca de 15 g/m2 a cerca de 35 g/m2. Ao usar vários materiais de tramas não tecidas, esses materiais podem ter pesos de base iguais ou diferentes. IV. Artigo Absorvente

[41] A película nanocomposta da presente invenção pode ser usada em uma grande variedade de artigos absorventes. Um “artigo absorvente” geralmente refere-se a qualquer artigo capaz de absorver água e outros fluidos. Exemplos de alguns artigos absorventes incluem, mas não se limitam a, artigos absorventes de higiene pessoal, tais como fraldas, fraldas de treinamento, calcinhas absorventes, artigos para incontinência, produtos de higiene feminina (por exemplo, absorventes higiênicos, protetores diários, etc.), roupas de banho, lenços para bebês, e assim por diante; artigos absorventes médicos, tais como roupas, materiais para fenestração, lençóis, forros para cama, curativos, cortinas absorventes e lenços médicos; lenços para serviços alimentícios, artigos de vestimenta; e assim por diante. Diversos exemplos desses artigos absorventes são descritos na Patente U.S. n° 5.649.916 para DiPalma, et al.; 6.110.158 para Kielpikowski; 6.663.611 para Blaney, et al. Outros artigos adequados ainda são descritos na Publicação de Pedido de Patente U.S. n° 2004/0060112 A1 para Fell et al., bem como Patente U.S. n° 4.886.512 para Damico et al.; 5.558.659 para Sherrod et al.; 6.888.044 para Fell et al.; e 6.511.465 para Freiburger et al. Os materiais e processos adequados para a formação de tais artigos absorventes são bem conhecidos aos versados na técnica. Normalmente, os artigos absorventes incluem uma camada substancialmente impermeável a líquidos (por exemplo, folha traseira), uma camada permeável a líquidos (por exemplo, folha superior, camada de pico, etc.) e um núcleo absorvente. A película nanocomposta da presente invenção, ou seu laminado, pode ser usada para formar qualquer componente do artigo, tal como a folha posterior e/ou folha superior. Em uma modalidade específica, a película é empregada na folha posterior. Alternativamente, a película nanocomposta pode ser usada em outros componentes do artigo, tal como partes da asa que se estendem lateralmente a partir de uma região lateral do artigo.

[42] Várias modalidades de um artigo absorvente que pode ser formado de acordo com a presente invenção será descrito agora com mais detalhes. Referindo-se à Fig. 2, por exemplo, uma modalidade específica do artigo absorvente de higiene feminina 20 da presente invenção será agora descrita em mais detalhes. Como mostrado, o artigo absorvente de higiene feminina 20 (por exemplo, toalhas higiênicas ou absorventes femininos) inclui uma folha superior 26, uma folha posterior 28, e um núcleo absorvente 30 posicionado entre a folha superior 26 e a folha posterior 28. Em certas modalidades, a folha superior 26 e/ou folha posterior 28 podem conter a película nanocomposta da presente invenção. A folha superior 26 define uma superfície voltada para o corpo 27 do artigo absorvente 20. O núcleo absorvente 30 fica posicionado para dentro a partir da periferia do artigo absorvente 20 e inclui um lado voltado para o corpo posicionado adjacente à folha superior 26 e uma superfície voltada para a vestimenta posicionada adjacente à folha posterior 28. Normalmente, a folha superior 26 e a folha posterior 28 são unidas por ligação adesiva, ligação ultrassônica, ou qualquer outro método de junção adequado conhecido na técnica, as bordas vedadas que definem uma borda periférica vedada completamente 99 do artigo 20. O produto 20 pode ter várias formas, mas, geralmente, terá lados opostos e extremidades longitudinais.

[43] A folha superior 26 geralmente é projetada para ficar em contato com o corpo do usuário e é impermeável a líquidos. A folha superior permeável a líquidos 26 tem uma superfície virada para fora que pode estar em contato com o corpo do usuário e receber fluidos aquosos do corpo. A folha superior 26 é fornecida para proporcionar conforto e ajuste, e funciona para direcionar os exsudatos corporais para longe do corpo através da folha superior 26 e em direção ao núcleo absorvente 30. A folha superior 26 retém pouco ou nenhum líquido em sua estrutura, de modo que ela fornece uma superfície relativamente confortável e não irritante próximo aos tecidos dentro do vestíbulo de uma usuária feminina. Em certas modalidades, a folha superior 26 pode conter a película nanocomposta da presente invenção. A folha superior 26 também pode conter um material tecido ou não tecido de fácil penetração pelos exsudatos corporais em contato com a superfície do septo. Exemplos de materiais adequados incluem rayon, tramas de poliéster cardadas, polipropileno, polietileno, nylon ou outras fibras termossoldadas, poliolefinas, tais como copolímeros de polipropileno e polietileno, polietileno linear de baixa densidade, e ésteres alifáticos, tal como o ácido polilático. Um exemplo específico de um material de folha superior adequado é uma trama cardada feita de polipropileno e polietileno, tal como aquela usada como estoque de folha superior para os protetores diários KOTEX®. A folha superior 26 pode conter também uma pluralidade de perfurações (não mostradas) formadas através dela para permitir que o fluido corporal passe mais facilmente para o núcleo absorvente 30. As perfurações podem ser dispostas de forma uniforme ou aleatória por toda a folha superior 26 ou podem estar localizadas somente na faixa ou tira estreita longitudinal disposta ao longo do eixo longitudinal do artigo absorvente 20. As perfurações permitem a penetração rápida dos fluidos corporais para dentro do núcleo absorvente 30. O tamanho, a forma, o diâmetro e o número de perfurações pode variar para atender às necessidades específicas de cada pessoa.

[44] A folha posterior 28 geralmente é impermeável a líquidos e projetada para ficar voltada à superfície interna, isto é, a parte entrepernas de uma peça de roupa íntima (não mostrada). A folha posterior 28 pode permitir a passagem de ar ou vapor para fora do artigo absorvente 20, ao mesmo tempo em que bloqueia a passagem de líquidos. Qualquer material impermeável a líquidos pode geralmente ser utilizado para formar a folha posterior 28. Em certas modalidades, a folha posterior 28 pode conter a película nanocomposta da presente invenção. Alternativamente, a folha posterior 28 pode conter uma película de poliolefina convencional, tal como uma película de polietileno, tal como usada nos protetores diários KOTEX®.

[45] Conforme indicado acima, um núcleo absorvente 30 é posicionado entre a folha superior 26 e a folha posterior 28, o que proporciona a capacidade de absorver e reter exsudatos corporais. O núcleo absorvente 30 pode ser feito de uma variedade de materiais diferentes e conter quantas camadas forem desejadas. Por exemplo, o núcleo 30 normalmente inclui uma ou mais camadas de um material de trama absorvente de fibras celulósicas (por exemplo, fibras de polpa de madeira), outras fibras naturais, fibras sintéticas, folhas tecidas ou não tecidas, telas de algodão ou outras estruturas estabilizadoras, materiais superabsorventes, materiais aglutinantes, surfactantes, materiais hidrofóbicos e hidrófilos selecionados, pigmentos, loções, agentes de controle de odores ou similares, bem como a combinação dos mesmos. Em uma determinada modalidade, o material da trama absorvente inclui uma matriz de lanugem celulósica, e pode incluir também materiais superabsorventes. A celulose tipo lanugem pode compreender uma mistura de celulose tipo lanugem. Um dos tipos preferidos de lanugem é identificado pelo nome comercial NB 416, disponível pela Weyerhaeuser Corp., e é uma polpa branqueada de madeira altamente absorvente, contendo basicamente fibras de madeira mole. Os materiais absorventes podem ser formados numa estrutura de trama, empregando vários métodos e técnicas convencionais. Por exemplo, a trama absorvente pode ser formada por meio uma técnica de formação a seco, uma técnica de formação por fluxo de ar, uma técnica de formação a úmido, uma técnica de formação por espuma, e similares, assim como combinações das mesmas. Um material não tecido coform também pode ser empregado. Métodos e aparelhos para a realização de tais técnicas são bem conhecidos na técnica.

[46] A folha superior 26 pode ser mantida em relação firme com o núcleo absorvente 30, ligando todas ou uma parte das superfícies adjacentes umas às outras. Uma variedade de mecanismos de ligação conhecidos pelos versados na técnica pode ser utilizada para obter essa relação firme. Exemplos de tais mecanismos incluem, mas não se limitam a, aplicação de adesivos em uma variedade de padrões entre as duas superfícies contíguas, emaranhando pelo menos uma parte da superfície adjacente do absorvente com partes da superfície adjacente da cobertura, ou fundindo pelo menos uma parte da superfície adjacente da cobertura a partes da superfície adjacente do absorvente. A folha superior 26 normalmente se estende por cima da superfície lateral superior do núcleo absorvente 30, mas pode também se estender em volta do artigo cercando ou fechando o núcleo absorvente de forma parcial ou total. Alternativamente, a folha superior 26 e a folha posterior 28 podem ter margens periféricas que se estendam para fora, além das bordas periféricas finais do núcleo absorvente 30, e as margens estendidas podem ser unidas cercando ou fechando o núcleo absorvente de forma parcial ou total.

[47] Embora não necessário, o artigo absorvente 20 também pode conter outras camadas adicionais, como conhecido na técnica, qualquer uma das quais pode conter a película nanocomposta da presente invenção, se assim desejado. Na Fig. 2, por exemplo, uma camada de absorção permeável a líquidos 32 é posicionada verticalmente entre a folha superior 26 e o núcleo absorvente 30. A camada de absorção 32 pode ser feita de um material que seja capaz de transferir rapidamente, no sentido z, o fluido corporal que é distribuído à folha superior 26. A camada de absorção 32 geralmente pode ter qualquer forma e/ou tamanho desejados. Em uma modalidade, a camada de absorção 32 tem uma forma retangular, com um comprimento igual ou menor ao comprimento total do produto absorvente 20, e com uma largura menor que a largura do artigo absorvente 20. Por exemplo, um comprimento de entre cerca de 150 mm a cerca de 300 mm e uma largura de entre cerca de 10 mm a cerca de 60 mm pode ser utilizado. Qualquer de uma variedade de materiais diferentes é capaz de ser usada para a camada de absorção 32 para cumprir as funções mencionadas acima. O material pode ser sintético, celulósico, ou uma combinação de materiais sintéticos e celulósicos. Por exemplo, tecidos celulósicos formados por fluxo de ar podem ser adequados para uso na camada de absorção 32. O tecido celulósico formado por fluxo de ar pode ter um peso de base que varia de 10 gramas por metro quadrado (g/m2) a cerca de 300 g/m2 e, em algumas modalidades, entre cerca de 40 g/m2 e cerca de 150 g/m2. O tecido formado por fluxo de ar pode ser formado a partir de fibras de madeira dura e/ou mole. O tecido formado por fluxo de ar tem uma estrutura fina de poros e proporciona uma excelente capacidade de capilaridade, especialmente para o fluxo menstrual.

[48] O artigo absorvente 20 pode conter também uma camada de retardo de transferência (não mostrada) posicionada entre a camada de absorção 32 e o núcleo absorvente 30. A camada de retardo de transferência pode conter um material que seja substancialmente hidrofóbico, tal como uma trama não tecido composta por polipropileno, polietileno, poliéster, etc. Um exemplo de material adequado para a camada de retardo de transferência é uma trama spunbond composta por fibras multilobais de polipropileno. Outros exemplos de materiais adequados para camadas de retardo de transferência incluem tramas spunbond compostas por fibras de polipropileno que podem ser circulares, trilobais e polilobais de formato transversal e que podem ser de estruturas ocas ou sólidas. Normalmente, as trama são ligadas, tais como por ligação térmica, acima de cerca de 3% a cerca de 30% da área da trama. Outros exemplos de materiais adequados que podem ser usados para a camada de retardo de transferência 36 são descritos na Patente U.S. n° 4.798.603 para Meyer, et al. e 5.248.309 para Serbiak, et al. Para ajustar o desempenho, a camada de retardo de transferência pode também ser tratada com uma quantidade selecionada de surfactante, para aumentar sua molhabilidade inicial. A camada de retardo de transferência normalmente tem um peso de base menor que o dos outros membros absorventes. Por exemplo, o peso de base da camada de retardo de transferência 36 é normalmente menor que 250 gramas por metro quadrado (g/m2) e, em algumas modalidades, entre cerca de 40 g/m2 e cerca de 200 g/m2.

[49] O artigo absorvente 20 pode incluir também partes de asas que se estendem lateralmente 42, que podem ser partes integralmente conectadas às regiões laterais ao longo da parte intermediária do artigo. Como observado acima, a película nanocomposta da presente invenção pode ser particularmente adequada para a formação das partes de asa 42 devido a sua maior rigidez. Nesse sentido, as partes de asas 42 podem ser um material fornecido separadamente que é subsequentemente fixado ou de outra forma unido operacionalmente à parte intermediária do artigo. Em outras modalidades, as partes das asas 42 podem ser formadas unitariamente com um ou mais componentes do artigo. Como mostrado representativamente na Fig. 1, por exemplo, qualquer uma ou ambas as partes de asas 42 podem ser formadas por uma extensão operativa correspondente do material empregado para formar a folha superior 26. Nessas modalidades, a película nanocomposta da presente invenção pode ser usada na folha superior 26 e nas partes das asas 42. Alternativamente, qualquer uma ou ambas as partes de asas 42 podem ser formadas por uma extensão operativa correspondente do material empregado para formar a folha posterior 28. Nessas modalidades, a película nanocomposta da presente invenção pode ser usada na folha posterior 28 e nas partes das asas 42.

[50] Embora várias configurações de um artigo de higiene feminina tenham sido descritas acima, deve-se entender que outras configurações também estão incluídas dentro do escopo da presente invenção. Além disso, a presente invenção não deve ser limitada de forma alguma a artigos de higiene feminina. De fato, qualquer outro artigo absorvente pode ser formado de acordo com a presente invenção, incluindo, mas não se limitando a, outros artigos absorventes de higiene pessoal, tais como fraldas de treinamento, roupas íntimas absorventes, produtos para incontinência, fraldas, roupas de banho, lenços umedecidos para bebês, e assim por diante; artigos absorventes médicos, tais como roupas, materiais de fenestração, lençóis, curativos, panos absorventes e lenços médicos; lenços para serviços alimentícios, artigos de vestimenta, e assim por diante. A película também pode ser usada em outras aplicações que não artigos absorventes. Por exemplo, a película pode ser empregada como um invólucro individual, um saco de embalagem, ou uma bolsa para o descarte de uma variedade de artigos, tais como produtos alimentícios, artigos absorventes, etc. Várias configurações de bolso, invólucro ou bolsa adequadas para os artigos absorvente são divulgadas, por exemplo, na Patente U.S. n° 6.716.203 para Sorebo, et al. e 6.380.445 para Moder, et al., bem como a Publicação de Pedido de Patente U.S. n° 2003/0116462 para Sorebo, et al.

[51] A presente invenção pode ser mais bem compreendida com referência aos seguintes exemplos. Métodos de Teste Propriedades Mecânicas:

[52] Os valores de resistência à tração da tira foram determinados em conformidade substancial com a norma ASTM D638-99. Um tipo de taxa de extensão constante do testador de tração foi empregado. O sistema de teste de tração foi uma estrutura de tração MTS Synergy 200. O testador de tração foi equipado com software TESTWORKS 4.08B da MTS Corporation para suportar o teste. A célula de carga era de 100 Newtons. As amostras de películas foram inicialmente cortadas em formato de osso para cachorro com uma largura central de 3,0 mm antes do teste. As amostras foram mantidas entre os fixadores tendo uma face frontal e traseira que mede 25,4 milímetros x 76 milímetros. As faces dos fixadores foram emborrachadas, e a dimensão do aperto mais longa era perpendicular ao sentido da tração. A pressão de aperto foi pneumaticamente mantida a uma pressão de 40 libras por polegada quadrada. O teste de tração foi executado usando um comprimento de calibre de 18,0 milímetros e uma sensibilidade de ruptura de 40%. Cinco amostras foram testadas através da aplicação da carga de teste ao longo do sentido da máquina, e cinco amostras foram testadas aplicando a carga de teste ao longo do sentido transversal. Durante o teste, as amostras foram esticadas a uma velocidade de tração de 127 milímetros por minuto, até que ocorresse a ruptura. O módulo, tensão máxima, alongamento máximo (força percentual na ruptura), e energia por volume na ruptura foram medidos no sentido da máquina ("MD") e no sentido transversal à máquina ("CD"). Nível de Ruído:

[53] Os níveis de ruído da película e das amostras do artigo absorvente podem ser testadas em um aparelho composto por uma câmara de teste, uma câmara de controle, e um medidor de nível de som. A finalidade do aparelho é manipular um artigo em um ambiente com ruído controlado, e quantificar precisamente o ruído produzido pelo movimento da amostra. Em termos gerais, uma amostra é fisicamente deformada dentro do aparelho de teste para gerar um nível de ruído. Como usado neste documento, o "nível de ruído" refere-se ao nível de ruído contínuo equivalente (referido como “LEQ” ou “LAT”), que é o nível médio de som no tempo (expresso em unidades de dB), conforme determinado de acordo com a seguinte equação:

p0 é um nível de pressão de referência (normalmente 20 μPa); pA é a pressão de som adquirida; t é o tempo; t1 é o tempo inicial para a medição; e t2 é o tempo final para a medição.

[54] Este valor também é descrito em IEC 61672-1 (2013).

[55] O aparelho de teste é ilustrado nas Figs. 3-5. O aparelho de teste 200 inclui uma câmara de teste 201 e uma câmara de controle 202. A câmara de teste 201 inclui uma porta 203, uma parede superior 204, uma parede inferior 205, duas paredes laterais 206 e 207, e uma parede traseira 208. A porta e cada parede são construídas com alumínio anodizado grau 6061 com 0,25 polegada (0,635 cm) de espessura. A porta 203 e a parede traseira 208 têm, cada uma, 36 polegadas (91,4 cm) de altura e 24 polegadas (61,0 cm) de largura. As paredes laterais da câmara de teste 206 e 207 têm, cada uma, 36 polegadas (91,4 cm) de altura e 18 polegadas (45,7 cm) de largura. Os painéis superior e inferior da câmara de teste têm, cada um, 24 polegadas (61,0 cm) de altura e 18 polegadas (45,7 cm) de comprimento. A superfície interna da porta 203 e de cada parede 204-208 tem aplicada a ela uma espuma de isolamento sonoro de poliuretano com duas polegadas de espessura 209, disponível pela Illbruck Inc. sob o nome comercial SONEX e número de estoque SOC-2. Como mostrado, um suporte de medidor do nível de som 216 se estende perpendicularmente para fora da parede lateral 206 logo abaixo de um orifício de microfone 217. O orifício de microfone 217 é posicionado 14,5 centímetros acima do piso da parede inferior 205, e é ainda centralizado entre a porta 203 e a parede traseira 208. O suporte do medidor do nível de som 216 é construído com alumínio e aparafusado (não mostrado) na parede lateral 206. A câmara de controle 202 inclui uma parede frontal 230, duas paredes laterais 231 e 232, uma parede superior 233, e uma parede inferior 234. Cada parede é construída com alumínio anodizado grau 6061 com 0,125 polegada (0,3175 cm) de espessura. A parede frontal 230 tem 36 polegadas (91,4 cm) de altura e 24 polegadas (61,0) de largura. As paredes laterais da câmara de controle 231 e 232 têm, cada uma, 36 polegadas (91,4 cm) de altura e 12 polegadas (30,5 cm) de largura. As paredes superior e inferior da câmara de controle 233 e 234 têm, cada uma, 24 polegadas (61,0 cm) de largura e 12 polegadas (30,5 cm) de comprimento. A câmara de controle 202 é aparafusada (não mostrada) na superfície externa da parede traseira 208 ao longo da costura 270 (Fig. 4). A superfície externa da parede traseira 208, e a parede frontal 230, duas paredes laterais 231 e 232, parede superior 233, e parede inferior 234 da câmara de controle 202 são, cada um, revestidos com um material de isolamento sonoro de 0,600 polegada (1,524 cm) de espessura, número da peça NYC-600BE, disponível pela Small Parts, Inc. O aparelho de teste 200 inclui ainda um medidor de nível de som 220 (Fig. 5), tal como um modelo 1900, equipado com um conjunto de filtro de oitava modelo OB-100, ambos disponíveis pela Quest Technologies, uma empresa com escritórios em Oconomowoc, Wisconsin. O medidor de nível de som é suportado por um calibrador modelo QC-20 e software de módulo master QuestSuite, cada um também disponível pela Quest Technologies. O software é instalado em um computador pessoal (não mostrado). Durante a operação do aparelho de teste, o medidor de nível de som 220 fica sobre o suporte do medidor de nível de som 216. O medidor do nível de som inclui um microfone 221 que se estende 4,75 polegadas (12 centímetros) a partir dele.

[56] Embora não seja necessário, o aparelho também pode conter recursos para deformar automaticamente uma amostra durante um teste. Por exemplo, o aparelho pode conter uma base deslizante inferior 210, de seis polegadas (15,24 cm) de altura modelo série A1500 disponível pela Velmex, Inc., que se estende desde a parede inferior 205 para dentro da câmara de teste 201, e uma braçadeira inferior 211 que e afixada à base deslizante inferior 210. Um ilhó 212 (Fig. 5) pode se estender, opcionalmente, a partir da parede superior 204 para dentro da câmara de teste 201, e um cabo opcional 213 se estende através do ilhó 212. Uma extremidade do cabo 213 se estende para dentro da câmara de teste 201, e tem uma braçadeira superior 214 afixada a ele. A outra extremidade do cabo 213 se estende ara dentro da câmara de controle 202 através de um orifício do cabo 215, que tem 5/8 polegada (16 mm) de diâmetro. O cabo pode ser uma marca premium, Spiderwire® de teste de 80 libras, número da peça SB80G-300, fabricado por Johnson Worldwide Associates (JWA), Inc.

[57] Antes de testar um espécime usando aparelho de teste 200, seguem-se estas etapas: 1. Calibrar o medidor de nível de som 220 seguindo as instruções no manual do fabricante. 2. Inserir todo o comprimento do microfone 221 na câmara de teste 201 (deve se estender além da parede e do material de isolamento de som aproximadamente 2,5 polegadas (6,35 cm)), posicionado em um ângulo de 90 graus em relação à parede lateral 206. Permitir que o medidor de nível de som 220 fique sobre o suporte do medidor de nível de som 216. 3. Ativar o medidor de nível de som segundo o manual de instruções do fabricante. Isto irá coletar o ruído ambiente dentro da cavidade da câmara de teste 200. 4. Ajustar o filtro de oitava para 2.000 ou 4.000 Hz e registrar a leitura para cada teste realizado pela ativação do medidor de nível de som até que o teste tenha sido concluído.

[58] Tendo calibrado o aparelho de teste 200 e tendo identificado o ruído ambiente, cinco (5) espécimes de uma amostra (película ou artigo absorvente) podem então ser fisicamente deformadas aproximadamente de 15 a 20 centímetros do microfone dentro do aparelho de teste.

[59] As amostras de película nos Exemplos abaixo foram manualmente deformadas como se segue: 1. Abrir a mão dominante com a palma virada para cima; 2. Colocar a amostra de película na palma da mão dominante; 3. Comprimir o espécime de teste, cerrando o punho gentilmente; 4. Abrir rapidamente a mão e liberar o espécime de teste; e 5. Repetir isto mais quatro (4) vezes para igualar a cinco (5) "pregas" da película.

[60] Independente da forma da deformação física, os testes variaram entre 1 a 2 segundos de duração. Todos os testes envolveram iniciar o medidor de nível de som, completar a respectiva manipulação do produto, e então parar o medidor de nível de som. A porta da câmara foi deixada permanecer aberta durante o teste para acomodar os braços e mãos do testador, bem como os movimentos dos protocolos de manipulação do produto. O ruído ambiente fora do aparelho era silencioso e foi o mesmo durante a calibração (incluindo a medição do nível de ruído ambiente) e o teste da amostra. CONTROLE 1

[61] Uma película foi formada pela Dowlex™ EG 2244G usando uma extrusora de rosca única HAAKE Rheomex® 252p e um molde de película de fundição de 6''. Dowlex™ EG2244G é um polietileno de baixa densidade linear com um índice de fluidez de 1,0 g/10 minutos a 190°C (Dow Chemical). A rosca tinha um diâmetro de 19,05 mm e um L/D de 25 (L é o comprimento da rosca). Um rolo frio foi usado para resfriar e achatar o polímero conforme ele saía do molde da película de fundição. A velocidade da rosca foi mantida em 38 rpm para uma espessura alvo de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada da primeira zona de aquecimento para o adaptador de molde foram definidas em 180°C, 180°C, 180°C, e 180°C, respectivamente. O torque sobre a extrusora foi de 24 N-m e a pressão no molde foi de 520 psi. CONTROLE 2

[62] Uma película foi formada pela DPDA-3320 N7 usando uma extrusora de rosca única HAAKE Rheomex® 252p e um molde de película de fundição de 6''. DPDA-3320 N7 é um polietileno de alta densidade com um índice de fluidez de 2,0 g/10 minutos a 190°C (Dow Chemical). A rosca tinha um diâmetro de 19,05 mm e um L/D de 25 (L é o comprimento da rosca). Um rolo frio foi usado para resfriar e achatar o polímero conforme ele saía do molde da película de fundição. A velocidade da rosca foi mantida em 40 rpm para uma espessura alvo de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada da primeira zona de aquecimento para o adaptador de molde foram definidas em 170°C, 180°C, 185°C, e 190°C, respectivamente. O torque sobre a extrusora foi de 20 N-m e a pressão no molde foi de 493 psi. EXEMPLO 1

[63] Uma película foi formada por 90% em peso de um primeiro masterbatch e 10% em peso de um segundo masterbatch. O primeiro masterbatch foi formado por mistura a seco de 80% em peso de Dowlex™ 2244G (LLDPE) e 20% em peso de DPDA-3320 N7 (HDPE) e o segundo masterbatch foi formado por mistura a seco de 80% em peso de NanoMax™ LDPE (Nanocor, Inc.) e 20% em peso de NanoMax™ HDPE (Nanocor, Inc.). NanMax™ LDPE contém 50% em peso de nanoargila Nanomer™ (montmorillonita modificada com superfície de amônio quaternário) e 50% em peso de LDPE e LDPE enxertado com anidrido maleico, e NanoMax™ HDPE contém 50% em peso de nanoargila Nanomer™ e 50% em peso de HDPE e HDPE enxertado com anidrido maleico. Os materiais foram distribuídos através de dois alimentadores gravimétricos K-Tron e misturados em fusão usando uma extrusora de rosca dupla co-rotativa Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30. A extrusora tem 14 barris de processamento, com 13 barris aquecidos. Três barris são barris abertos. Os diâmetros externos das roscas são 30 mm e o diâmetro interno da rosca é 21,3 mm. Os comprimentos das roscas são 1328 mm e o comprimento da seção de processamento total é de 1338 mm. As zonas tinham uma temperatura de processamento de 171°C, 181°C, 188°C, 190°C, 191°C, 195°C, e 200°C, respectivamente. A temperatura de fusão foi de cerca de 224°C e a pressão foi de cerca de 260-290 psi. A velocidade de formação de composição na extrusora de rosca dupla foi definida como 250 rpm.

[64] Uma vez formadas, as misturas foram formadas em uma película usando uma extrusora de rosca única HAAKE, como descrito no Controle 1. A velocidade da rosca foi mantida em 35 rpm para uma espessura alvo de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada da primeira zona de aquecimento para o adaptador de molde foram definidas em 190°C, 200°C, 200°C, e 200°C, respectivamente. O torque sobre a extrusora foi de 12 N-m e a pressão no molde foi de 406 psi. EXEMPLO 2

[65] Uma película foi formada por 90% em peso de um primeiro masterbatch e 10% em peso de um segundo masterbatch. O primeiro masterbatch foi formado por mistura a seco de 60% em peso de Dowlex™ 2244G (LLDPE) e 40% em peso de DPDA-3320 N7 (HDPE) e o segundo masterbatch foi formado por mistura a seco de 60% em peso de NanoMax™ LDPE e 40% em peso de NanoMax™ HDPE. Os materiais foram distribuídos através de dois alimentadores gravimétricos K-Tron e misturados em fusão usando uma extrusora de rosca dupla co-rotativa Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30, como descrito no Exemplo 1. As zonas tinham uma temperatura de processamento de 166°C, 183°C, 191°C, 190°C, 191°C, 195°C, e 201°C, respectivamente. A temperatura de fusão foi de cerca de 227°C e a pressão foi de cerca de 220-340 psi. A velocidade de formação de composição na extrusora de rosca dupla foi definida como 250 rpm. Uma vez formadas, as misturas foram formadas em uma película usando uma extrusora de rosca única HAAKE, como descrito no Controle 1. A velocidade da rosca foi mantida em 33 rpm para uma espessura alvo de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada da primeira zona de aquecimento para o adaptador de molde foram definidas em 190°C, 200°C, 200°C, e 200°C, respectivamente. O torque sobre a extrusora foi de 14 N-m e a pressão no molde foi de 406 psi. EXEMPLO 3

[66] Uma película foi formada por 90% em peso de um primeiro masterbatch e 10% em peso de um segundo masterbatch. O primeiro masterbatch foi formado por mistura a seco de 40% em peso de Dowlex™ 2244G (LLDPE) e 60% em peso de DPDA-3320 N7 (HDPE) e o segundo masterbatch foi formado por mistura a seco de 40% em peso de NanoMax™ LDPE e 60% em peso de NanoMax™ HDPE. Os materiais foram distribuídos através de dois alimentadores gravimétricos K-Tron e misturados em fusão usando uma extrusora de rosca dupla co-rotativa Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30, como descrito no Exemplo 1. As zonas tinham uma temperatura de processamento de 169°C, 177°C, 191°C, 191°C, 190°C, 195°C, e 200°C, respectivamente. A temperatura de fusão foi de cerca de 225°C e a pressão foi de cerca de 280-320 psi. A velocidade de formação de composição na extrusora de rosca dupla foi definida como 250 rpm. Uma vez formadas, as misturas foram formadas em uma película usando uma extrusora de rosca única HAAKE, como descrito no Controle 1. A velocidade da rosca foi mantida em 35 rpm para uma espessura alvo de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada da primeira zona de aquecimento para o adaptador de molde foram definidas em 190°C, 200°C, 200°C, e 200°C, respectivamente. O torque sobre a extrusora foi de 16 N-m e a pressão no molde foi de 435 psi. EXEMPLO 4

[67] Uma película foi formada por 90% em peso de um primeiro masterbatch e 10% em peso de um segundo masterbatch. O primeiro masterbatch foi formado por mistura a seco de 20% em peso de Dowlex™ 2244G (LLDPE) e 80% em peso de DPDA-3320 N7 (HDPE) e o segundo masterbatch foi formado por mistura a seco de 20% em peso de NanoMax™ LDPE e 80% em peso de NanoMax™ HDPE. Os materiais foram distribuídos através de dois alimentadores gravimétricos K-Tron e misturados em fusão usando uma extrusora de rosca dupla co-rotativa Werner & Pfleiderer (W&P) ZSK-30, como descrito no Exemplo 1. As zonas tinham uma temperatura de processamento de 170°C, 180°C, 190°C, 191°C, 190°C, 195°C, e 200°C, respectivamente. A temperatura de fusão foi de cerca de 226°C e a pressão foi de cerca de 280-320 psi. A velocidade de formação de composição na extrusora de rosca dupla foi definida como 250 rpm. Uma vez formadas, as misturas foram formadas em uma película usando uma extrusora de rosca única HAAKE, como descrito no Controle 1. A velocidade da rosca foi mantida em 35 rpm para uma espessura alvo de 12,7 micrômetros. As quatro zonas de temperatura controlada da primeira zona de aquecimento para o adaptador de molde foram definidas em 190°C, 200°C, 200°C, e 200°C, respectivamente. O torque sobre a extrusora foi de 16 N-m e a pressão no molde foi de 420 psi.

[68] As películas dos Exemplos 1-4 foram então condicionadas durante a noite em 23 ± 2°C e 50 ± 5% RH e submetidas a testes mecânicos, como descrito acima. Os resultados são apresentados abaixo na Tabela 1. Tabela 1: Propriedades Mecânicas

[69] Como indicado, as propriedades mecânicas (por exemplo, módulo) melhoraram, de forma geral, com a incorporação da nanoargila. CONTROLE 3

[70] Foi testada uma película comercial que é produzida pela Quanxing Plastics, Inc. A película tinha um peso de base de 18 gramas por metros quadrados e foi extrudada em fusão a partir de uma mistura contendo de 35 a 45% em peso de polietileno de alta densidade (HDPE 5070), 20 a 30% em peso de polietileno de baixa densidade (LDPE LD100AC), 25 a 35% de polietileno de baixa densidade linear (LLDPE 7050), e 5 a 10% de um masterbatch de dióxido de titânio (1605H). Um padrão em micro-relevo com uma profundidade de 1 a 5 micrômetros foi formado sobre uma superfície da película. EXEMPLO 5

[71] Uma película foi formada a partir de uma mistura contendo 93,5% em peso de um masterbatch de polietileno, 4,5% em peso de Clayton™ HY, e 2% em peso de Fusabond® E-528, que é um copolímero de enxerto de polietileno e anidrido maleico disponível pela DuPont. O masterbatch de polietileno continha de 35 a 45% em peso de polietileno de alta densidade (HDPE 5070), 20 a 30% em peso de polietileno de baixa densidade (LDPE LD100AC), 25 a 35% em peso de polietileno de baixa densidade linear (LLDPE 7050), e 5 a 10% em peso de masterbatch de dióxido de titânio (1605H). Clayton™ HY é um pó de organoargila tratada com solução de amônio quaternário e está disponível pela BYK Additives, Inc. (Gonzales TX). A mistura foi formada usando uma extrusora de rosca dupla co-rotativa disponível pela Entek®. A extrusora tem 14 barris de processamento, com 13 barris aquecidos. Três barris são barris abertos. O diâmetro externo das roscas era de 53 mm. As temperaturas de processamento juntamente com a extrusora foram definidas como 175°C e a velocidade de formação do composto na extrusora dupla foi definida como 700 rpm. Os fios resultantes foram resfriados em um banho-maria com 15 pés de comprimento total. Então, o fio resfriado foi peletizado e coletado para o processamento de película seguinte.

[72] Uma película foi depois produzida a partir da mistura resultante usando uma extrusora de rosca dupla. A extrusora tem 8 barris de processamento, com 7 barris aquecidos com temperaturas variando de 175-210°C. A velocidade da rosca foi ajustada entre 66,5 e 68,6 rpm dependendo da espessura necessária da película. A velocidade da linha correspondente foi ajustada entre 85 e 90 metros por minuto. A película resultante tinha um peso de base de 13,5 gramas por metro quadrado. Um padrão em micro-relevo com uma profundidade de 1 a 5 micrômetros foi formado sobre uma superfície da película. EXEMPLO 6

[73] A película foi formada como descrito no Exemplo 5, exceto que um padrão de relevo profundo com uma profundidade de 5 a 15 micrômetros foi formado na superfície.

[74] As películas do Controle 3, Exemplo 5, e Exemplo 6 foram então testadas para o nível de ruído, conforme descrito neste documento. As películas testadas eram retangulares e tinham um tamanho de 13,5 centímetros por 28,0 centímetros. Os resultados são mostrados na Tabela 2 abaixo. Tabela 2: Nível de Ruído das Películas a 4.000 Hz

[75] Como indicado acima, a película do Exemplo 5 e 6 mostraram redução considerável no nível de ruído em comparação à amostra de controle.

[76] Embora a invenção tenha sido descrita em detalhes em relação às suas modalidades específicas, será contemplado que os versados na técnica, após obter uma compreensão do exposto anteriormente, poderão facilmente conceber alterações, variações e equivalentes dessas modalidades. Nesse sentido, o escopo da presente invenção seve ser avaliado como aquele das reivindicações anexas e quaisquer equivalentes a estas.

Claims

1. Artigo absorvente CARACTERIZADO pelo fato de que compreende uma camada permeável a líquidos, uma camada impermeável a líquidos, e um núcleo absorvente posicionado entre a camada permeável a líquidos e a camada impermeável a líquidos, em que o artigo absorvente contém uma película com uma espessura de 50 micrômetros ou menos, a película contendo uma camada que é formada por uma composição polimérica, em que a composição polimérica contém um primeiro polímero de etileno com uma densidade de 0,94 g/cm3 ou menos, um segundo polímero de etileno com uma densidade maior que 0,94 g/cm3, e uma nanoargila com um tratamento orgânico de superfície, em que a razão de peso entre o primeiro polímero de etileno e o segundo polímero de etileno é de 0,1 a 10.

2. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que os polímeros de etileno com uma densidade de 0,94 g/cm3 ou menos constituem de 5% em peso a 90% em peso da composição polimérica e os polímeros de etileno com uma densidade maior que 0,94 g/cm3 constituem de 5% em peso a 90% em peso da composição polimérica, ou em que a nanoargila constitui de 0,5% em peso a 20% em peso da composição polimérica.

3. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o primeiro polímero de etileno, o segundo polímero de etileno, ou ambos, incluem um copolímero de etileno e uma α-olefina.

4. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a nanoargila inclui um filossilicato, preferencialmente em que o filossilicato inclui uma montmorillonita ou um sal da mesma.

5. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, CARATERIZADO pelo fato de que a composição polimérica compreende ainda um compatibilizador de poliolefina que inclui um componente de olefina e um componente polar, preferencialmente em que o compatibilizador de poliolefina inclui uma poliolefina enxertada com ácido carboxílico ou anidrido de ácido carboxílico.

6. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que a película apresenta um módulo de Young no sentido da máquina de 150 a 1000 Megapascais; ou em que a película apresenta um módulo de Young no sentido transversal à máquina de 200 a 1200 Megapascais; ou em que a película apresenta um alongamento de pico no sentido da máquina de 200% ou mais e uma resistência à tração final no sentido da máquina de 15 a 150 Megapascais; ou em que a película apresenta um alongamento de pico no sentido transversal à máquina de 700% ou mais e uma resistência à tração final no sentido transversal à máquina de 15 a 150 Megapascais.

7. Artigo absorvente, de acordo com a reivindicação 1, CARACTERIZADO pelo fato de que o artigo absorvente compreende ainda pelo menos uma asa que se estende lateralmente a partir de uma borda do artigo, em que a asa contém a película; ou em que a camada impermeável a líquidos é uma folha posterior do artigo absorvente, a folha posterior contendo a película.

8. Película com uma espessura de 50 micrômetros ou menos, CARACTERIZADA pelo fato de que a película contém uma camada que é formada por uma composição polimérica, a composição polimérica contendo de 5% em peso a 90% em peso de um primeiro polímero de etileno com uma densidade de 0,94 g/cm3 ou menos, de 5% em peso a 90% em peso de um segundo polímero de etileno com uma densidade maior que 0,94 g/cm3, e de 0,5% em peso a 20% em peso de uma nanoargila com um tratamento orgânico de superfície, em que a razão de peso entre o primeiro polímero de etileno e o segundo polímero de etileno é de 0,1 a 10, em que a película apresenta um módulo de Young no sentido da máquina de 150 a 1000 Megapascais.

9. Película, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a película apresenta um módulo de Young no sentido transversal à máquina de 200 a 1200 Megapascais; ou em que a película apresenta um alongamento de pico no sentido da máquina de 200% ou mais e uma resistência à tração final no sentido da máquina de 15 a 150 Megapascais; ou em que a película apresenta um alongamento de pico no sentido transversal à máquina de 700% ou mais e uma resistência à tração final no sentido transversal à máquina de 15 a 150 Megapascais; ou em que a película apresenta um nível de ruído normalizado de 2,5 ou menos, como determinado numa frequência de 4.000 Hz, em que o nível de ruído normalizado é determinado pela divisão do nível de ruído da película pelo nível de ruído de um ambiente circundante.

10. Película, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que nanoargila inclui uma montmorillonita ou um sal da mesma.

11. Artigo absorvente de acordo com a reivindicação 1 ou película, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a nanoargila inclui plaquetas com uma espessura média de 0,2 a 100 nanômetros.

12. Artigo absorvente de acordo com a reivindicação 1 ou película, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o tratamento orgânico de superfície inclui um ônio quaternário.

13. Película, de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que a película tem multicamadas e contém uma camada de base e/ou uma camada de superficial formada pela composição polimérica.

14. Artigo absorvente de acordo com a reivindicação 1 ou película de acordo com a reivindicação 8, CARACTERIZADA pelo fato de que o primeiro polímero de etileno inclui um polietileno linear de baixa densidade, um polietileno de baixa densidade, ou uma mistura dos mesmos; ou em que o segundo polímero de etileno inclui um polietileno de alta densidade.

15. Método para formação da película, como definida na reivindicação 8, o método CARACTERIZADO pelo fato de que compreende: mistura em fusão do primeiro polímero de etileno, do segundo polímero de etileno, e da nanoargila; a aplicação da composição polimérica a uma superfície para formar a película; em que preferencialmente a mistura em fusão ocorre em uma extrusora de rosca dupla ou em que preferencialmente a nanoargila está na forma de um pó.