CN102665635A - 热塑性纤维素和微生物脂肪族聚酯的熔融加工膜 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了由热塑性纤维素和来源于微生物的、可再生和可生物降解的脂肪聚酯如聚羟基链烷酸酯制成的膜。由两种比较脆的材料制成的膜表现出比制成膜的材料更好的延展性和强度。可以将所述膜掺入吸收性个人护理产品中，所述吸收性个人护理产品包括但不限于训练裤、尿布、绷带和床垫。

Description

热塑性纤维素和微生物脂肪族聚酯的熔融加工膜
背景技术
本发明涉及热塑性制品。具体地，本发明涉及包含热塑性纤维素和来源于微生物的、可再生和可生物降解的脂肪族聚酯的熔融加工的热塑性膜。所述组合物可以被掺入多种产品中。
近几十年，由于消费者越来越关心环境问题以及所声称的化石燃料枯竭，在消费者产品中使用环境可持续性材料引起了越来越多的关注。从环境可持续性的立场而言，纤维素材料是一种由从木材到农业废料的丰富的可再生来源制成的引人注目的天然材料。
已知一些纤维素衍生物可以被热加工成多种制品，比如膜和塑形物。然而，纤维素的短碳链链烷酸酯衍生物如乙酸纤维素和丙酸纤维素具有高熔融温度，这使得它们不适合与微生物脂肪族聚酯如聚(3-羟基丁酸)共混，因为微生物脂肪族聚酯在加工温度下会热分解。
近些年来，塑料或热塑性产品或材料的生产者对可再生生物聚合物和基于纤维素的材料这些重要的、环境友好的、天然的资源表现出越来越多的兴趣。实际上，基于纤维素的材料是每年可大量再生生产的最丰富的天然聚合物。
可商购的热塑性纤维素衍生物为纤维素酯和醚，如乙酸纤维素（CA）、乙酸丙酸纤维素（CAP）和乙酸丁酸纤维素（CAB）、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素等。这些纤维素衍生物的共同的性质是它们倾向于具有高的刚度、低的延展性、好的透明度和窄的热加工幅度。它们也具有适度的热和撞击抵抗性。可惜的是，纤维素衍生物刚硬和脆的性质趋于限制它们在多种产品和应用中的广泛应用。
天然纤维素并不是热塑性的。大多数纤维素酯具有超过230℃至240℃或更高的高熔融温度，而聚(3-羟基丁酸酯)（PHB）的熔点为177℃并且热分解温度为约200℃。因此，由于聚羟基脂肪酸酯（PHA）的分解，大多数纤维素酯，甚至一些熔点高的乙酸丁酸纤维素组合物，不能与PHB熔融共混。
为了提高纤维素酯材料的性能，对纤维素衍生物与其它聚合物的共混做了探究。现有技术的纤维素酯与可生物降解聚合物的共混物是通过溶液共混制备的。溶液制备的膜通常与通过熔融加工的具有相同组成的膜具有不同的形态和性质。这是因为熔融加工不可能实现分子水平的混合，而这可以在溶液共混过程实现。然而，由于溶剂的使用和回收以及相应的环境影响，并不优选所述溶液共混方法。
因此，存在对由100%可再生聚合物制成的环境可持续膜的需求。还存在将可再生聚合物如纤维素用于个人卫生健康护理产品中可持续塑料应用的需求。还存在对具有合适熔融温度和稳定性并且在熔融过程中不引起PHA分解的纤维素与PHA的膜组合物的需求。还存在对具有适当的机械性质如增强的柔性和延展性的熔融加工膜的需求。
发明概述
本发明公开了显示出协同性质的新的热塑性膜。通常，将两种刚性材料相结合时，预期新的材料会显示出介于两种原始材料之间的物理属性，例如，遵循成分聚合物的加和型线性关系。本发明的情况完全相反，意想不到地发现特定百分比的两种通常刚性或不延展聚合物的共混可以产生相当易延展的膜材料。
本发明的一个方面为由约5%至约95%熔点温度为约100℃至约200℃的热塑性纤维素和约5重量%至约95重量%平均分子量为至少20,000g/mol的聚羟基链烷酸酯的共混物制成的熔融加工的热塑性材料膜。
本发明的另一方面为由包含熔融加工热塑性材料的膜的后片；连接于所述后片的顶片，和放置于所述后片和顶片之间且直接连接于所述后片或顶片的吸收性芯制成的吸收性制品。
本发明的另一方面为包含本发明所述的膜的包装膜或包装制品。所述包装制品包括产品袋、模制容器、瓶子等。
附图的简要说明
图1显示将聚合物共混物膜在断裂时的延伸率作为共混物中PHB的重量百分比的函数绘制出的曲线图。
图2A为以与膜的机器方向（MD）平行的朝向在2500X的放大倍数下的纯CAB膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。
图2B为以与膜的机器横向（CD）平行的朝向在2200X的放大倍数下的图2A中的纯CAB膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。
图3A为以与其机器方向（MD）平行的朝向在3500X的放大倍数下的CAB/PHB共混物（80%/20%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。
图3B为以与其机器横向（CD）平行的朝向在3000X的放大倍数下的图3A中的CAB/PHB共混物（80%/20%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。
图4A为以与其MD平行的朝向于3500X的放大倍数下的氧等离子体蚀刻后的CAB/PHB共混（80%/20%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。
图4B为以与其CD平行的朝向在2000X的放大倍数下的图4A中氧等离子体蚀刻后的CAB/PHB共混物（80%/20%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。
图5A为以与其MD平行的朝向在2500X的放大倍数下的CAB/PHB共混物（70%/30%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。
图5B为以与其CD平行的朝向在2300X的放大倍数下的图5A中的CAB/PHB共混物（70%/30%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。
图6为本发明的吸收性制品的平面视图。
图7为以部分扣紧状态显示的图6中的吸收性制品的透视图。
图8A为本发明所述的吸收性制品的另一种实施方案的截面图。
图8B为图8A中的吸收性制品的俯视透视图。
图9为本发明所述的吸收性制品的另一种实施方案的俯视透视图。
发明详述
本文所使用的共混物组成，除非另作说明，以组合物的重量百分比计。
纤维素酯和PHB均为高度刚性和脆的聚合物。通过在熔融过程中将这两种聚合物组合物共混在一起，意想不到的是由这两种刚性聚合物制成的膜具有较低的刚度和增加的延展性。该膜还具有很好的透明度，而由微生物脂肪族聚酯制成的膜通常是不透明的。本发明所述的共混物在熔融温度下是稳定的，这使得热塑性加工可以进行。
本发明所述的膜包含至少两种可再生和可生物降解的成分：1）增塑的纤维素衍生物（期望是基于非食物的材料）和2）可生物降解和可再生的聚合物，如聚羟基链烷酸酯（PHA），例如，聚(3-羟基丁酸酯)（PHB）。本发明的热塑性共混物膜为柔性的，并且具有较高的抗张强度。这些性质是应用于一次性吸收性制品所需要的。
已知纤维素衍生物；如乙酸纤维素、乙酸丙酸纤维素和乙酸丁酸纤维素等；可以被热加工成多种制品，如膜和塑形制品。然而，短碳链的纤维素链烷酸酯衍生物如乙酸纤维素和丙酸纤维素具有高熔融温度，这使得它们不适合与PHA共混。
由于纤维素的分解温度比熔融温度低，天然纤维素不能进行热塑性加工。天然纤维素的改性使其在热塑性应用中的使用成为可能。可商购的热塑性纤维素衍生物为纤维素酯和醚如乙酸纤维素（CA）、乙酸丙酸纤维素（CAP）、丁酸纤维素和乙酸丁酸纤维素（CAB）、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素等。所述热塑性纤维素可以包括烷基基团或羟烷基基团中具有1至10个碳原子的烷基纤维素和羟烷基纤维素。在另一种实施方案中，所述热塑性纤维素可以包括链烷酸酯基团中具有2至10个碳原子的纤维素链烷酸酯。在另一种实施方案中，所述热塑性纤维素可以包括具有两种或多种不同链烷酸酯基团的纤维素链烷酸酯。在另一种实施方案中，所述热塑性纤维素包括烷基基团或羟烷基基团中具有1至10个碳原子的烷基纤维素和羟烷基纤维素。在另一种实施方案中，所述热塑性纤维素可以包括甲基纤维素、乙基纤维素、甲基丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和/或羟丁基纤维素。在另一种实施方案中，所述热塑性纤维素包括烷基纤维素和羟烷基纤维素。
这些天然纤维素衍生物的共同性质包括高的刚度、高的抗张强度、低的延展性、好的透明度和窄的热加工幅度。它们还具有适中的热抵抗性和撞击抵抗性。这些纤维素衍生物的刚性和脆的性质使其只适合于一些有限的应用。为了改进性能，本发明将所述纤维素衍生物与其它聚合物共混。
不是所有的CAB材料都适合于本发明。对于选择制造本发明所述的膜的CAB，有几条标准：1）CAB或热塑性纤维素的组合物的熔点为100℃至约200℃；2）CAB组合物的丁酸酯与乙酸酯的重量比为1或更大；3）CAB中的丁酸酯含量最好为30%或更高；4）CAB的分子量为至少20,000g/mol。更高分子量的类似物如具有五个或更多个碳原子的链烷酸酯也适合于本发明。通常，随着在纤维素衍生物中的链烷酸酯的碳原子数目的增加，该纤维素衍生物的熔点温度降低。
一方面，将期望的热塑性纤维素衍生物，乙酸丁酸纤维素（CAB），（等级：Tenite丁酸酯485-10，增塑剂：10%的双(2-乙基己基)己二酸，组成：37重量%丁酸酯，13.5重量%乙酸酯，DS（取代度）：2.4-2.8），购自Eastman（Minneapolis，MN）用于本发明公开所列出的生产实施例。
聚羟基链烷酸酯（PHA）的平均分子量为期望至少20,000g/mol。可以将短链或中链PHAs如聚(3-羟基丁酸酯)（PHB）、聚(3-羟基丁酸酯-共-戊酸酯)（PHBV）、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)（P3HB-4HB）、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)（P3HB-Hx）、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基辛酸酯)（P3HB-O）等用于本发明的一些方面。
PHA的一个具体实例为PHB：聚羟基丁酸酯（PHB）为全同立构、线性、热塑性脂肪族均聚酯3-羟基丁酸。PHB为水不溶性的且高度结晶（60%至70%），具有非常好的耐溶剂性。一方面，名为BIOMER P226的PHB可以购自Biomer Ltd.（德国）。
实施例1
本发明的这个实施方案所述的膜是在THERMO PRISM USALAB 16双螺杆挤出机（Thermo Electron Corp.，Stone，英格兰）上制造的。熔融共混和膜的挤出在同一个过程中进行，例如，直接挤出和浇注膜挤出过程。所述挤出机有11个加热区，从进料斗至模头连续编号为1-10。首先将100%CAB加入进料斗中将该材料输送至该挤出机的进料入口。第一个机筒以1lb/hr的速度接收CAB。该挤出机的区域1至10的温度分布为每个区域175-195℃（在表1中列出确切温度）。模头的温度为180℃。螺杆的速度设定为15rpm并且挤出过程的扭矩为70%-75%。通过将4”膜的模头连接于该挤出机上直接进行膜浇铸。将从该4”模头出来的挤出膜置于膜收起装置的冷却辊上冷却。本发明的CAB膜是透明的，并且没有未熔融的颗粒或其它杂质。
实施例2-6
以前述实施例1所描述的方式进行CAB和PHB共混物的熔融共混和膜浇铸。在表1中列出各区域的温度分布和操作条件。将所有的聚合物干燥共混并且进料至挤出机。通过将4”膜的模头连接于挤出机上直接进行膜浇铸。螺杆的速度为15至22rpm。实施例2至6的膜挤出实验中的扭矩为28%至64%。
通常，随着加工温度的降低，由于熔融粘度的增加，熔融压力和扭矩趋于增加。然而，根据本发明的熔融共混过程产生了意料不到的结果。首先，显示通过将CAB与PHB共混大幅降低CAB的熔融加工温度是可能的。模头温度由190℃降低至170℃。这降低了加工CAB所需的能量。例如，参见实施例2和6与实施例4的对比。随着PHB在所述组合物中加入，出于能量节约的考虑，也将所述扭矩降低。
实施例7
以前述实施例1所描述的方式制造包含100%PHB的膜。第一个机筒以1.5lbs/hr的速度接收PHB。挤出机的区域1至10的温度分布为每个区域155-165℃，如表1所示。模头的温度为165℃。螺杆的速度设定为22rpm并且挤出过程的扭矩为62-65%。挤出过程和膜浇铸顺利进行。
表1.热塑性CAB与PHB的共混和膜浇铸条件
Figure BDA00001790901300071
抗张强度：根据美国测试和材料学会发表的“塑料抗张性质的标准测试方法”ASTM 938-99对本发明的膜的抗张强度进行测试。下表2显示了由CAB/PHB共混物制成的示例性膜的抗张特性。
抗张测试可以在SINTECH1/D上进行，在机器方向（MD）和机器横向（CD）上各重复进行五次。将每种膜样品切成中心宽度为3.0mm的狗骨头的形状。规格长度为18.0mm。在测试中，以每分钟12.7cm（5.0英寸）的十字头速度拉伸样品直至发生断裂。在一个实施例中，电脑程序TESTWORKS 4在该测试中收集数据并且生成压力（MPa）对应变（%）曲线，由此可以测定多种性质：例如，模数、峰值应力和伸长率。
CAB和PHB的共混显示出在增加膜延展性上的协同作用。例如，共混膜在断裂时的伸长率比纯CAB和纯PHB膜大。特别地，在实施例4中，在MD方向的断裂时的伸长率由纯PHB的3%大幅增加至约98%。纯CAB和PHB膜均为脆性材料，故在所述膜伸长率或延展性上的改进是预料不到的。
表2.膜的抗张性质
Figure BDA00001790901300091
意外地发现50/50的PHB/CAB（实施例4）的模数很低，MD和CD分别为120MPa和85MPa。比例为50/50时，模数达到最低，同时断裂时的伸长率达到最大（MD和CD分别为98%和110%）。
CAB/PHB共混物膜的扫描电子显微镜（SEM）测定：
将膜样品在液氮中冷却至冷冻温度后，通过在MD方向断裂所述膜来制备机器方向的切片。将所述样品维持于冷冻温度，通过在横向用低温冷却的SUPER-KEEN刀片对所述膜进行切片来制备横向的切片。将切片垂直装载并且于低电流下通过光喷射应用进行金溅镀以显著减少任何可能的样品加热。
为了进一步评价所述膜的形态特征，制备了另外的切片并且用Emitech Inc.K1050×等离子体蚀刻元件进行氧等离子体蚀刻。于50瓦特下进行了三次4分钟的处理。该条件（regimen）足以提供蚀刻而不会引起任何明显的熔融。一般来说，不同的聚合物的移除速率不同，显示了共混物的进一步结构细节。在样品上进行该过程以更清楚地确认两种聚合物在扫描电子显微镜（SEM）图上的性质。
用JEOL 6490LV扫描电子显微镜（SEM）于低压下操作对所有的样品进行测定。
图2A为以与膜的机器方向（MD）平行的朝向在2500X的放大倍数下的纯CAB膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。该显微图显示CAB表现出玻璃样脆性-断裂型的形态。图2B为以与膜的机器横向（CD）平行的朝向在2200X的放大倍数下的图2A中的纯CAB膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。该显微图显示CAB也表现出玻璃样脆性-断裂型的形态。
图3A为以与其机器方向（MD）平行的朝向在3500X的放大倍数下的CAB/PHB共混物（80%/20%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。该显微图显示CAB形成连续的玻璃样的断裂相，而PHB形成伸长的分散相。图3B为以与其机器横向（CD）平行的朝向在3000X的放大倍数下的图3A中的CAB/PHB共混物（80%/20%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。该显微图显示PHB形成具有长的、亚微米直径的丝的分散相。断裂表面图显示PHB分散相具有易延展的伸长率，因为PHB丝被大幅拉伸而没有断裂，这基于纯PHB的脆性质是非常意外的。本发明的热塑性膜的熔融加工可能已经产生了由该独特的微结构而引起的共混物的独特的易延伸变形。
图4A为以与其机器方向平行的朝向于3500X的放大倍数下的氧等离子体蚀刻后的CAB/PHB共混（80%/20%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。该显微图显示CAB为连续相，它仍然表现出玻璃样的断裂，等离子体蚀刻对CAB连续相并没有多大作用。图4B为以与其机器横向平行的朝向在2000X的放大倍数下的图4A中氧等离子体蚀刻后的CAB/PHB共混物（80%/20%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。该显微图显示在PHB丝被蚀刻掉的地方形成孔，这证实了PHB在共混物中的微丝结构。
图5A为以与其机器方向平行的朝向在2500X的放大倍数下的CAB/PHB共混物（70%/30%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。该显微图显示CAB仍然表现出玻璃样断裂的表面并且PHB丝交叉可见。
图5B为以与其机器横向平行的朝向在2300X的放大倍数下的图5A中的CAB/PHB共混物（70%/30%）膜的横截面的扫描电子显微镜（SEM）图。该显微图显示CAB成分仍然表现出脆性断裂，而PHB成分为长的、大多为亚微米直径的丝，经常看见其被部分或完全拉出所述切片而留下孔。
形态分析：图2A和图2B的纯CAB膜显示出CAB成分一贯表现出脆性断裂型的形态。在共混物膜中，PHB成分为长的、大多为亚微米直径的丝，经常看见其部分或完全拉出聚合物膜基质。丝的部分或完全拉出留下了孔，例如，在图4B中显示的孔。
实施例产品
本发明所述的膜在很多消费和工业产品中作为组件膜使用。一个实例是个人护理吸收性制品。所述制品包括尿布、训练裤、女性卫生巾和护垫、成人失禁护垫和卫生巾、成人失禁裤。本发明的膜可以作为外罩膜在尿布和训练裤中使用，或作为阻挡膜在女性和成人护垫或卫生巾中使用。
为了更好地理解本发明，请看示例性的图6和图7，显示的是本发明的训练裤。可以理解的是本发明适合与多种其它的吸收性制品一起使用，包括但不限于其它个人护理吸收性制品、保健/医疗吸收性制品、家具/工业吸收性制品、运动/施工吸收性制品等，而不脱离本发明的范围。
生产训练裤的多种材料和方法在Fletcher等人的第6,761,711号美国专利申请、Van Gompel等人的第4,940,464号、Brandon等人的第5,766,389号和Olson等人的第6,645,190号美国专利中公开，此处以与本文相符合的方式将各个文献引入作为参考。
图7显示了处于部分扣紧状态的训练裤，图6显示了处于打开和解开状态的训练裤。该训练裤定义了纵向方向48即从该训练裤被穿着时的前面至该训练裤的后面。与所述纵向方向垂直的方向为横向49。
这对训练裤定义了前区22、后区24和在所述前区和后区之间纵向延伸连接的裆部区域26。该训练裤还定义了根据需要（例如，相对于所述裤子的其他组件放置）朝向穿着者放置的内表面（即，朝向身体的表面）和与所述内表面相对的外表面（即，朝向衣服的表面）。该训练裤具有一对横向相对的侧边和一对纵向相对的腰边。
图示的训练裤20可以包括底片(chassis)32，一对横向相对的前侧翼片(front side panels)34于前区22向外横向延伸，同时一对横向相对的后侧翼片(back side panels)134于后区24向外横向延伸。
底片32包括后片(backsheet)40和可以通过粘合剂、超声连接、热连接或其它常规技术以随其叠加的方式连接至后片40的顶片(topsheet)42。本发明的膜在本示例中可以作为后片40使用。所述底片32还可以包括如图2所示的置于后片40和顶片42之间用于吸收穿着者排出的液态身体分泌物的吸收性芯44，并且还可以包括一对连接至顶片42或吸收性芯44以防止身体分泌物侧流的安全护翼。
所述后片40、所述顶片42和所述吸收性芯44可以由本领域技术人员所公知的很多不同材料制成。这三层，比如，可以为可延伸的和/或可弹性延伸的。此外，每层的伸展性质可以不同，以控制所述产品的总体伸展性质。
所述后片40，比如，可以为透气的和/或可以为液体不可渗透的。所述后片40可以由单层、多层、层合布、纺粘纤维织物、膜、熔喷纤维织物、弹性网、微孔网或粘合梳理纤维网构成。所述后片40，比如，可以为单层液体不可渗透材料，或者可以为多层层压结构，其中，至少一层为液体不可渗透的。所述后片40可以为双向可拉伸的和任选地为双向弹性的。可以用作所述后片40的弹性无纺布层合网包括与一种或多种可聚集无纺布网或膜结合的无纺布材料。拉伸粘合层压材料（stretch bonded laminates，SBL）和收缩粘合层压材料（neck bonded laminates，NBL）为弹性复合材料的例子。
合适的无纺布材料的例子为纺粘-熔喷纤维织物、纺粘-熔喷-纺粘纤维织物、纺粘纤维织物或这些纤维织物和膜的层合布或其它无纺布网。弹性材料可以包括由聚乙烯、聚丙烯或聚烯烃弹性体以及它们的组合物构成的浇铸膜或吹塑膜、熔喷纤维织物或纺粘纤维织物。所述弹性体材料可以包括PEBAX弹性体（可购自AtoFina Chemical公司，办公室位于Philadelphia，Pennsylvania U.S.A.)，HYTREL弹性聚酯（可购自Invista，办公室位于Wichita,Kansas U.S.A.)，KRATON弹性体（可购自Kraton Polymers，办公室位于Houston，Texas，U.S.A.)，或LYCRA弹性体（可购自Invista）等，以及它们的组合物。所述后片40可以包括通过机械加工、印刷加工、加热过程或化学处理具有弹性性质的材料。例如，这些材料可以被穿孔（apertured）、弄绉（creped）、收缩-拉伸（neck-stretched）、热活化、压花和微应变，并且可以为膜、网和叠层的形式。
双向可拉伸后片40的合适的材料的一个例子是可透气弹性膜/无纺布层合布，如在Morman等人的第5,883,028号美国专利中所描述的，此处以与本文相符合的方式将其引入作为参考。具有双向拉伸性和收缩性的材料的例子在Morman的第5,116,662号美国专利和Morman的第5,114,781号美国专利中公开。这两个专利描述了可以在至少两个方向上拉伸的复合弹性材料。所述材料具有至少一个弹性层和至少在以非线性排列的三个位置上结合至该弹性层的至少一个收缩材料（necked material）或可逆性收缩材料，故所述收缩或可逆性收缩网在这些位置中的至少两个之间是聚集的。
所述顶片42为适度柔顺、感觉柔软的而且不刺激穿着者的皮肤。所述顶片42也是有足够液体渗透性的，使得液态的身体分泌物可以容易地穿透其厚度至所述吸收性芯44。合适的顶片42可以由网材料的很多种类制成，如多孔泡沫、网状泡沫、有孔塑料膜（apertured plastic films）、织物和无纺布网或任意这些材料的组合。例如，所述顶片42可以包括由天然纤维、合成纤维或它们的组合物制成的熔喷网、纺粘网或粘合梳理网。所述顶片42可以由十分疏水的材料构成，并且该疏水材料可以任选地用表面活性剂处理或另外处理以获得所需的可湿性和亲水性。
所述顶片42也可以为可拉伸的和/或可弹性拉伸的。构成所述顶片42的合适的弹性材料可以包括弹性线、LYCRA弹性体、浇铸或吹塑弹性膜、无纺弹性网、熔喷或纺粘弹性纤维网以及它们的组合。合适的弹性材料的例子包括KRATON弹性体、HYTREL弹性体、ESTANE弹性聚氨酯（可购自Noveon，办公室位于Cleveland，Ohio U.S.A.）或PEBAX弹性体。所述顶片42也可以由可拉伸材料制成，比如，在Roessler等人的第6,552,245号美国专利中描述的那些，此处以与本文相符合的方式将其引入作为参考。所述顶片42也可以由如在Vukos等人的第6,969,378号美国专利中描述的双向可拉伸材料制成，此处以与本文相符合的方式将其引入作为参考。
所述制品20还可以任选地包括浪涌处理层，其可以与所述吸收性芯44相邻，并且通过本领域已知的方法，比如通过用粘合剂，连接于所述制品20的多个组件上，比如所述吸收性芯44或所述顶片42。总体而言，浪涌处理层有助于快速收集和分散液体的浪涌或流泻，其可以快速被吸收入所述制品的吸收性结构的。所述浪涌处理层可以在将其释放至所述吸收性芯44的储存或保留部分之前暂时储存液体。合适的浪涌处理层的例子在Bishop等人的第5,486,166号、Ellis等人的第5,490,846和Dodge等人的第5,820,973号美国专利中描述，此处以与本文相符合的方式将它们均引入作为参考。
所述制品20还包括吸收性芯44。所述吸收性芯44的形状可以为很多种形状中的任意一种。例如，其可以为2维或3维构形，并且可以为矩形、三角形、椭圆形、跑道形、I形、普通沙漏形、T形等。所述吸收性芯44在裆部26比后面24或前面22部分窄，这通常是合适的。所述吸收性芯44可以连接于吸收性制品中，比如连接至所述后片40和/或所述顶片42，例如，通过本领域公知的连接方式，比如超声、压、粘合、穿孔（aperturing）、加热、线缝合或链缝合、自发或自粘、钩与环或它们的任意组合。
所述吸收性芯44可以通过本领域所公知的方式形成。所述吸收性芯可以使用形成鼓系统，例如，参见Enloe等人的第4,666,647号美国专利，Enloe的第4,761,258号美国专利，Venturino等人的第6,630,088号美国专利，Hahn等人的第6,330,735号美国专利，此处将它们分别引入作为参考，但并不限定具体制作方法。可以将选定数量的可选的超吸收性颗粒引入形成室的技术的例子在Bryson的4,927,582号美国专利和Venturino等的6,416,697号美国专利，此处以与本文相符合的方式将它们均引入作为参考。
在一些优选方面，所述吸收性芯包含纤维素纤维和/或合成纤维，比如熔喷纤维的例子。因此，在一些方面，可以采用熔喷加工，比如在共成形生产线上形成吸收性芯。在一些方面，所述吸收性芯44可以具有很强的拉伸性。例如，所述吸收性芯44可以包含包括有效量弹性聚合物纤维的纤维基质。本领域所公知的其它方法可以包括将超吸收性聚合物颗粒附着于可拉伸膜上，使用结构上具有切口或裂缝的无纺布基质等。
所述吸收性芯44可以另外地或替代地包括吸收性和/或超吸收性材料。因此，所述吸收性芯44可以包含一些超吸收性材料和任选的包含在纤维基质中的绒毛。在一些方面，所述吸收性芯44中的超吸收性材料的总量可以为所述芯重量的至少约10%，比如至少约30%，或至少约60%或至少约90%，或所述芯重量的约10%至约98%，或所述芯重量的约30%至约90%之间，以提供改进的益处。任选地，超吸收性材料的量可以为所述芯重量的至少约95%，比如最高为所述芯重量的100%。在其它方面，本发明的吸收性纤维在所述吸收性芯44中的含量可以为所述芯重量的至少约5%，比如至少约30%，或所述核心重量的至少约50%，或约5%和90%之间，比如所述芯重量的约10%和70%之间或10%和50%之间。在其它方面，所述吸收性芯44可以任选地包含约35%重量或更少的未改性绒毛，比如约20%重量或更少，或10%重量或更少的未改性绒毛。
应该理解的是，本发明并不限于将超吸收性材料和任选的绒毛一起使用。在一些方面，所述吸收性芯44可以另外包含一些材料，比如表面活性剂、离子交换树脂颗粒、保湿剂、润肤剂、芳香剂、液体变性剂、气味控制添加剂等以及它们的组合。另外，所述吸收性芯44可以包含泡沫。
除了前面所描述的吸收性制品，本发明还可以以吸收性绷带为例。参见图8A和8B，显示本发明的绷带的可能构型。图8A显示含有下文所描述的任选层的吸收性绷带的横截面视图。图8B显示具有未示出的任选的或可移除层的本发明的绷带的透视图。吸收性绷带150具有条带151，条带151为具有朝向身体面159和与朝向身体面相对的第二面158的材料。所述条带实质上是后片，并且最好由前文所描述的后片的相同材料制成。另外，所述条带可以为穿孔材料，比如穿孔膜，或者则是可透气材料，比如透气膜。所述条带151支撑包含本发明所述的超吸收性聚合物组合物并连接于所述条带的朝向身体面159的吸收性芯152。另外，可以将吸收性保护层153应用于所述吸收性芯152，并且可以与所述条带151共延伸。发明的膜可以用作条带151。
本发明的吸收性绷带150还可以包含用于条带151的朝向身体面159的压力敏感粘合剂154。可以使用任何的压力敏感粘合剂，只要该压力敏感粘合剂不刺激使用者的皮肤。合适地，所述压力敏感粘合剂为目前用于类似的常规绷带的常规压力敏感粘合剂。该压力敏感粘合剂最好不要置于所述吸收性芯152区域的吸收性芯152上或吸收性保护层153上。如果所述吸收性保护层与所述条带151共延伸，那么粘合剂可以应用于没有吸收性芯152的吸收性保护层153的区域。通过使条带151上具有压力敏感粘合剂，使所述绷带可以固定至需要绷带的使用者的皮肤。为了保护所述压力敏感粘合剂和所述吸收剂，可以将释放条带155置于所述绷带的朝向身体面159。释放条可以可移除地固定于制品附着粘合剂，并且用于防止粘合剂在吸收性制品固定于例如皮肤之前的过早污染。所述释放条可以以单条（未示出）或多条的形式置于所述绷带的朝向身体面，如图10A所示。
在本发明的另一方面，所述绷带的吸收性芯可以置于折叠的条带之间。如果采用该方法制作绷带，那么所述条带为液体可渗透性的比较合适。
本发明还包括吸收性家具和/或床垫或衬垫。如图9所示，显示家具或床垫或衬垫160（下文称作“垫子”）的透视图。所述垫子160包括液体不可渗透性的后片161，所述后片161具有朝向家具侧或朝向家具面168和与所述朝向家具侧或朝向家具面168相对的向上朝向侧或向上朝向面169。所述液体不可渗透性的后片161支撑着包含本发明的超吸收性聚合物组合物并且连接于所述液体不可渗透性后片的向上朝向面169的吸收性芯162。另外，可以将任选的吸收性保护层163用于所述吸收性芯。所述吸收性芯的任选的基质层可以为垫子的液体不可渗透层161或垫子的吸收性保护层163。发明的膜可以用作图9中的后片161。
为了保持所述垫子的位置，所述垫子的朝向家具面168可以具有在使用时帮助保持垫子位置的压力敏感粘合剂、高摩擦力涂层或其它合适的材料。本发明的垫子可以用于各种广泛应用，包括放置在椅子、沙发、床、车座椅等上，以吸收可能与所述垫子接触的任何液体。
可以理解的是，前述实施方案的细节是用于示例说明，而不是用于限制本发明的范围。尽管前而进行详细描述的本发明的示例性实施方案很少，然而本领域技术人员很容易认识到可能对示例性实施方案进行许多修改而实质上不脱离本发明的新教导和优势。例如，所述膜可以用作包装膜或包装制品如产品袋，塑型容器、瓶子等使用。因此，所有的修改都将包括在随附的权利要求和其中所有等同物所界定的本发明的范围内。此外，应该承认的是很多实施方案的构思并没有具备一些实施方案的所有优点，尤其是优选方案，然而缺乏某一具体优点不应该被解释为必然意味着此种实施方案是在本发明的范围之外。

Claims (20)

1.一种熔融加工的热塑性材料膜，该膜包含：
约5%至约95%的熔点温度为约100℃至约200℃的热塑性纤维素和约5重量%至约95重量%的平均分子量为至少20,000g/mol的聚羟基链烷酸酯的共混物。
2.根据权利要求1所述的膜，其中，所述热塑性纤维素包括纤维素酯、纤维素醚或纤维素链烷酸酯。
3.根据权利要求1所述的膜，其中，所述热塑性纤维素包括链烷酸酯基团中具有2至10个碳原子的纤维素链烷酸酯。
4.根据权利要求1所述的膜，其中，所述热塑性纤维素包括具有两个或多个不同链烷酸酯基团的纤维素链烷酸酯。
5.根据权利要求1所述的膜，其中，所述热塑性纤维素包括乙酸丁酸纤维素。
6.根据权利要求1所述的膜，其中，所述热塑性纤维素包括烷基纤维素和羟烷基纤维素。
7.根据权利要求1所述的膜，其中，所述热塑性纤维素包括烷基基团或羟烷基基团中具有1至10个碳原子的烷基纤维素和羟烷基纤维素。
8.根据权利要求1所述的膜，其中，所述热塑性纤维素包括甲基纤维素、乙基纤维素、甲基丙基纤维素、羟乙基纤维素、羟丙基纤维素和/或羟丁基纤维素。
9.根据权利要求1所述的膜，其中，所述热塑性纤维素包括乙酸丁酸纤维素，其中，丁酸酯与乙酸酯的重量比为约1:1或更大。
10.根据权利要求9所述的膜，其中，所述乙酸丁酸纤维素的平均分子量为至少20,000g/mol。
11.根据权利要求9所述的膜，其中，所述乙酸丁酸纤维素在所述共混物中的含量为约20重量%至约80重量%。
12.根据权利要求9所述的膜，其中，所述乙酸丁酸纤维素占5重量%至约90重量%。
13.根据权利要求1所述的膜，其中，所述聚羟基链烷酸酯在所述共混物中的含量为约5重量%至约55重量%。
14.根据权利要求1所述的膜，其中，所述聚羟基链烷酸酯包括：聚(3-羟基丁酸酯)（PHB）、聚(3-羟基丁酸酯-共-戊酸酯)（PHBV）、聚(3-羟基丁酸酯-共-4-羟基丁酸酯)（P3HB-4HB）、聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基己酸酯)（P3HB-Hx）、和/或聚(3-羟基丁酸酯-共-3-羟基辛酸酯)（P3HB-O）。
15.根据权利要求3所述的膜，其中，所述PHB具有超过55%的高晶体含量。
16.根据权利要求1所述的膜，其中，所述共混物还包含一种或多种增塑剂。
17.根据权利要求1所述的膜，其中，所述聚羟基链烷酸酯分散进入所述热塑性纤维素的连续相中。
18.根据权利要求1所述的膜，其中，所述热塑性材料为在机器方向和机器横向的厚度均为约0.5至约4.5密耳的膜的形式。
19.根据权利要求18所述的膜，其中，该膜包含约50%乙酸丁酸纤维素和约50%聚羟基丁酸酯。
20.一种吸收性制品，该制品包含：
包含权利要求1所述的膜的后片；
连接至所述后片的顶片，和
放置于所述后片和顶片之间并直接连接至所述后片或顶片的吸收性芯。
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