CN103562289A

CN103562289A - 聚合物-蜡组合物的膜

Info

Publication number: CN103562289A
Application number: CN201280024340.7A
Authority: CN
Inventors: W·M·阿伦; E·B·邦德; 野田勇夫
Original assignee: Procter and Gamble Ltd
Current assignee: Procter and Gamble Ltd; Procter and Gamble Co
Priority date: 2011-05-20
Filing date: 2012-05-17
Publication date: 2014-02-05
Also published as: US20120321869A1; WO2012162086A1; EP2710059A1

Abstract

本发明公开了由包含热塑性聚合物和蜡的组合物形成的膜，其中所述蜡分散于整个热塑性聚合物中。还公开了由这些组合物的膜形成的制品。

Description

聚合物-蜡组合物的膜

技术领域

本发明涉及由组合物形成的膜，所述组合物包含热塑性聚合物和蜡的均匀混合物。本发明还涉及由这些膜制得的制品。

背景技术

热塑性聚合物用于多种应用中。然而，与其它聚合物物质相比，热塑性聚合物如聚丙烯和聚乙烯具有额外的挑战，尤其是在例如纤维形成方面。这是因为制备纤维的材料和工艺要求比制备其它形式例如膜的要求更加严格。为制备纤维，相对于其它聚合物加工方法，聚合物熔体流动特性更加取决于材料的物理和流变性能。而且，与其它方法相比，纤维制备中局部剪切/拉伸速率和剪切速率大得多，并且为纺丝超细纤维，熔体中的小缺陷、轻微的不一致性或相不相容性是商业可行方法所不可接受的。此外，高分子量的热塑性聚合物不容易或不能有效地纺成细纤维。考虑到它们的可得性和潜在的强度改善，期望提供一种容易并且有效纺织此类高分子量聚合物的途径。

大多数热塑性聚合物如聚乙烯、聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯衍生自单体（例如分别为乙烯、丙烯和对苯二甲酸），所述单体得自不可再生的化石基资源（例如石油、天然气和煤炭）。因此，这些资源的价格和可得性最终对这些聚合物的价格具有显著的影响。随着这些资源的国际价格迅速升高，由这些聚合物制得的材料的价格迅速升高。此外，许多消费者对购买仅衍生自石油化学产品的产品表现出反感，所述石油化学产品是不可再生的化石基资源。其他消费者可能会对来源于石油化学产品的产品具有负面印象，认为是“非天然的”或环境不友好的。

热塑性聚合物通常与添加剂（例如蜡、颜料、有机染料、香料等）不相容或与其具有不佳的混溶性，所述添加剂本来可能有助于降低这些聚合物在下游制品制造中的消耗。迄今为止，本领域没有有效解决在使用这些聚合物的常见制品生产中如何降低衍生自不可再生化石基资源的热塑性聚合物的量。因此，期望解决该缺点。现有领域使聚丙烯与添加剂混合形成蜂窝状结构，其中聚丙烯为微量组分。这些蜂窝状结构是背后的目的，包括在形成结构后随后去除或提取出可再生材料。美国专利3,093,612描述了聚丙烯与多种脂肪酸的组合，其中脂肪酸被去除。科学文章J.Apply.Polym.Sci82（1）第169-177页（2001）公开，对聚丙烯使用稀释剂以热致相分离，以产生开放并且较大的蜂窝状结构，但是聚合物比率低，其中随后将稀释剂在最终结构中去除。科学文章J.Apply.Polym.Sci105（4）第2000-2007页（2007）经由热致相分离，用邻苯二甲酸二丁酯和大豆油混合物以及聚丙烯微量组分制备微孔膜。稀释剂在最终结构中被去除。科学文章Journal of Membrane Science108（1-2）第25-36页（1995）使用大豆油和聚丙烯混合物，并且采用产生所期望膜结构的热致相分离，制备中空纤维微孔膜，其中聚丙烯为微量组分。稀释剂在最终结构中被去除。在所有这些情况下，所述稀释剂均被去除，以获得最终结构。这些结构在去除稀释剂之前是油性的，过量的稀释剂产生非常开放的微孔结构，具有>10μm的孔尺寸。

因此，需要得自热塑性聚合物组合物的膜，所述组合物允许使用较高分子量和/或减量的不可再生资源基材料，和/或掺入其它添加剂如香料和染料。另一个需要是，得自组合物的膜存在递送最终产品中可再生材料的添加剂，并且还可使其它添加剂如染料和香料能够加入到最终结构中。

发明内容

在一个方面，本发明涉及具有至少一层组合物的膜，所述组合物包含热塑性聚合物和蜡的均匀混合物，所述蜡具有大于25℃的熔点。所述蜡可具有低于热塑性聚合物熔体温度的熔点。所述至少一层可具有约10μm至约300μm的厚度。所述膜还可包含第二层，并且所述第二层可具有如本文公开的组合物。第二层可具有约10μm至约300μm的厚度。本文所公开的膜在10%伸长率下可具有约8N/mm²至约24N/mm²的拉伸强度。本文所公开的膜可具有约20N/mm²至约60N/mm²的断裂拉伸强度。

本文还公开了由本文所公开的膜形成的流体不可透过的纤维网。

所述热塑性聚合物可包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。所述热塑性聚合物可选自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、以及它们的组合。可使用熔流指数大于0.5g/10min或大于5g/10min的聚丙烯。聚丙烯可具有约20kDa至约700kDa的重均分子量。热塑性聚合物可衍生自可再生生物基原料源如生物聚乙烯或生物聚丙烯，和/或可为可再循环资源如消费者使用后的可再循环资源。

所述蜡可以基于所述组合物的总重量计约5重量%至约40重量%，约8重量%至约30重量%，或约10重量%至约20重量%的量存在于所述组合物中。所述蜡可包括脂质，所述脂质可选自甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、环氧化脂质、马来酸化脂质、氢化脂质、衍生自脂质的醇酸树脂、蔗糖聚酯、或它们的组合。所述蜡可包括矿物蜡，如直链烷烃、支化烷烃、或它们的组合。矿物蜡的具体例子为石蜡和凡士林。所述蜡可选自氢化大豆油、部分氢化大豆油、环氧化大豆油、马来酸化大豆油、三硬脂酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、1,2-二棕榈酸油精、1,3-二棕榈酸油精、l-棕榈酸-3-硬脂酸-2-油精、l-棕榈酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕榈酸-l-硬脂酸-3-油精、1,2-二棕榈酸亚油精、1,2-二硬脂酸-油精、1,3-二硬脂酸-油精、三肉豆蔻酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、以及它们的组合。所述蜡可选自氢化植物油、部分氢化植物油、环氧化植物油、马来酸化植物油。此类植物油的具体例子包括大豆油、玉米油、卡诺拉油、和棕榈仁油。

所述蜡可分散于热塑性聚合物中，使得所述蜡在热塑性聚合物中具有小于10μm，小于5μm，小于1μm，或小于500nm的液滴尺寸。所述蜡可为可再生材料。

在另一方面，提供了制备如本文所公开组合物的方法，所述方法包括a）将熔融态热塑性聚合物与同样为熔融态的蜡混合以形成混合物；并且b）在10秒或更短时间内将所述混合物冷却至等于或低于热塑性聚合物固化温度的温度，以形成所述组合物。制备组合物的方法可包括a）将热塑性聚合物熔融以形成熔融的热塑性聚合物；b）将熔融的热塑性聚合物和蜡混合以形成混合物；以及c）在10秒或更短时间内将所述混合物冷却至等于或低于热塑性聚合物固化温度的温度。混合可在大于10s^-1，或约30至约100s^-1的剪切速率下。混合物可在10秒或更短时间内冷却至50℃或更低的温度。可将所述组合物粒化。可在冷却混合物之后，或在冷却混合物之前或同时，进行粒化。可使用挤出机如单或双螺杆挤出机制备所述组合物。作为另外一种选择，制备组合物的方法可包括a）将热塑性聚合物熔融以形成熔融的热塑性聚合物；b）将熔融的热塑性聚合物和蜡混合以形成混合物；以及c）由所述均匀混合物直接挤出单层或多层膜。

本文所公开的组合物还可包含添加剂。所述添加剂可为油溶性的或油分散性的。添加剂的例子包括香料、染料、颜料、表面活性剂、纳米颗粒、抗静电剂、填料、或它们的组合。

具体实施方式

本文所公开的膜由热塑性聚合物和蜡的均匀混合物的组合物制得。术语“均匀混合物”是指所述蜡和热塑性聚合物的物理关系，其中所述蜡分散于所述热塑性聚合物中。热塑性聚合物中所述蜡的液滴尺寸是指示所述蜡在热塑性聚合物中分散程度的参数。液滴尺寸越小，所述蜡在热塑性聚合物中的分散度越高，液滴尺寸越大，所述蜡在热塑性聚合物中的分散度越低。如本文所用，术语“混合物”是指本发明的均匀混合物，而不是标准物质混合物更广泛含义中的“混合物”。

热塑性聚合物中所述蜡的液滴尺寸小于10μm，并且可小于5μm，小于1μm，或小于500nm。分散于热塑性聚合物中的所述蜡的其它预期液滴尺寸包括小于9.5μm，小于9μm，小于8.5μm，小于8μm，小于7.5μm，小于7μm，小于6.5μm，小于6μm，小于5.5μm，小于4.5μm，小于4μm，小于3.5μm，小于3μm，小于2.5μm，小于2μm，小于1.5μm，小于900nm，小于800nm，小于700nm，小于600nm，小于400nm，小于300nm，和小于200nm。

所述蜡的液滴尺寸可间接通过测量将所述蜡从所述组合物中去除后热塑性聚合物中的空隙尺寸，由扫描电镜（SEM）测得。所述蜡的去除通常在SEM成像之前进行，因为所述蜡与SEM成像技术不相容。因此，由SEM成像测得的空隙与组合物中所述蜡的液滴尺寸相关。

实现所述蜡在热塑性聚合物中适当分散的一种示例性方法是将熔融态的热塑性聚合物与所述蜡混合。将热塑性聚合物熔融（例如暴露于高于热塑性聚合物固化温度的温度下），以提供熔融的热塑性聚合物，并且与蜡混合。热塑性聚合物可在加入所述蜡之前熔融，或可在蜡的存在下熔融。应当理解，当聚合物熔融时，蜡也为熔融态。在下文中，术语蜡可表示根据温度为固（任选结晶）态或熔融态的组分。不需要蜡在聚合物固化的温度下固化。例如，聚丙烯在90℃下为半结晶固体，所述温度高于许多蜡的熔点。

可在例如大于10s^-1的剪切速率下，混合热塑性聚合物和蜡。其它预期的剪切速率包括大于10，约15至约1000，约20至约200，或至多500s^- ¹。混合的剪切速率越高，所述蜡在本文所公开组合物中的分散度越大。因此，通过在组合物形成期间选择特定剪切速率，可控制分散度。

可使用能够提供所需剪切速率的任何机械装置，混合所述蜡和熔融热塑性聚合物，获得如本文所公开的组合物。机械装置的非限制性例子包括搅拌器如Haake间歇式搅拌器和挤出机（例如单或双螺杆挤出机）。

然后将熔融热塑性聚合物和蜡的混合物迅速（例如在小于10秒内）冷却至低于热塑性聚合物固化温度的温度。所述混合物可被冷却至小于100℃，小于75℃，小于50℃，小于40℃，小于30℃，小于20℃，小于15℃，小于10℃，或至约0℃至约30℃，约0℃至约20℃，或约0℃至约10℃的温度。例如，可将所述混合物放置于低温液体（例如所述液体为或低于所述混合物冷却的温度）。所述液体可为水。

热塑性聚合物

用于所公开组合物中的热塑性聚合物是熔融然后在冷却时结晶或硬化，但是在进一步加热时可再熔融的聚合物。适用于本文的热塑性聚合物具有约60℃至约300℃，约80℃至约250℃，或100℃至215℃的熔体温度（还被称为固化温度）。

热塑性聚合物的分子量足够高，以使得能够在聚合物分子之间产生缠结，但又足够低以成为可熔融加工的。与没有油的组合物相比，将所述油加入到所述组合物中，允许组合物包含更高分子量的热塑性聚合物以制成膜。因此，适宜的热塑性聚合物可具有约1000kDa或更低，约5kDa至约800kDa，约10kDa至约700kDa，或约20kDa至约400kDa的重均分子量。

适宜的热塑性聚合物一般包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、以及它们的组合。热塑性聚合物可选自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、以及它们的组合。

然而更具体地讲，热塑性聚合物优选包括聚烯烃如聚乙烯或其共聚物，包括低密度、高密度、线性低密度、或超低密度聚乙烯，使得聚乙烯密度在介于0.90克/立方厘米至0.97克/立方厘米之间，最优选在介于0.92和0.95克/立方厘米之间的范围内。聚乙烯的密度由支化的量和类型测定，并且取决于聚合技术和共聚单体类型。还可使用聚丙烯和/或聚丙烯共聚物，包括无规聚丙烯；全同立构聚丙烯、间同立构聚丙烯、以及它们的组合。可使用聚丙烯共聚物，尤其是乙烯，以降低熔体温度并且改善性能。可采用茂金属和Ziegler-Natta催化剂体系来制得这些聚丙烯聚合物。可将这些聚丙烯和聚乙烯组合物混合在一起以优化最终使用性能。聚丁烯也是可用的聚烯烃。

其它适宜的聚合物包括聚酰胺或其共聚物，如尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙46、尼龙66；聚酯或其共聚物，如马来酸酐聚丙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯；烯烃羧酸共聚物，如乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/马来酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、或它们的组合；聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、以及它们的共聚物如聚(甲基丙烯酸甲酯)。聚合物的其它非限制性例子包括聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚甲醛、苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醚亚胺、聚砜、或它们的组合。在一些实施例中，热塑性聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、乙烯丙烯酸、聚烯烃羧酸共聚物、聚酯、以及它们的组合。然而更具体地讲，热塑性聚合物优选包括聚烯烃如聚乙烯或其共聚物，包括低密度、高密度、线性低密度、或超低密度聚乙烯、聚丙烯、或它们的共聚物，包括无规聚丙烯；全同立构聚丙烯、茂金属全同立构聚丙烯、聚丁烯、或它们的共聚物；聚酰胺或它们的共聚物，如尼龙6、尼龙11、尼龙12、尼龙46、尼龙66；聚酯或它们的共聚物，如马来酸酐聚丙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯；烯烃羧酸共聚物，如乙烯/丙烯酸共聚物、乙烯/马来酸共聚物、乙烯/甲基丙烯酸共聚物、乙烯/乙酸乙烯酯共聚物、或它们的组合；聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、以及它们的共聚物如聚(甲基丙烯酸甲酯)。聚合物的其它非限制性例子包括聚碳酸酯、聚乙酸乙烯酯、聚甲醛、苯乙烯共聚物、聚丙烯酸酯、聚甲基丙烯酸酯、聚(甲基丙烯酸甲酯)、聚苯乙烯/甲基丙烯酸甲酯共聚物、聚醚亚胺、聚砜、或它们的组合。在一些实施例中，热塑性聚合物包括聚丙烯、聚乙烯、聚酰胺、聚乙烯醇、乙烯丙烯酸、聚烯烃羧酸共聚物、聚酯、以及它们的组合。

可生物降解的热塑性聚合物也预期用于本文中。当可生物降解的材料埋于地下或换句话讲接触微生物时（包括在有利于微生物生长的环境条件下接触），可生物降解的材料易于被微生物如霉菌、真菌和细菌消化。适宜的可生物降解的聚合物还包括采用有氧或厌氧分解方法或由于暴露于环境要素如阳光、雨水、水分、风、温度等而可环境降解的那些可生物降解的材料。可生物降解的热塑性聚合物可单独使用，或以可生物降解或不可生物降解的聚合物的组合形式使用。可生物降解的聚合物包括包含脂族组分的聚酯。其中聚酯是包含脂族成分和聚(羟基羧酸)的酯缩聚物。酯缩聚物包括二羧酸/二醇脂族聚酯如聚琥珀酸丁二酯、聚琥珀酸共聚己二酸丁二酯，脂族/芳族聚酯如由丁二醇、己二酸和对苯二甲酸制成的三元共聚物。聚(羟基羧酸)包括乳酸基均聚物和共聚物、聚羟基丁酸酯（PHB）、或其它多羟基链烷酸酯均聚物和共聚物。此类多羟基链烷酸酯包括PHB与更长链长单体如C₆-C₁₂以及更长链长单体的共聚物、如美国专利RE36,548和5,990,271中公开的那些多羟基链烷酸酯。

可商购获得的适宜聚乳酸的例子为得自Cargill Dow的NATUREWORKS和得自Mitsui Chemical的LACEA。可商购获得的适宜二酸/二醇脂族聚酯的例子为由Showa High Polymer Company，Ltd（Tokyo，Japan）以商品名BIONOLLE1000和BIONOLLE3000出售的聚琥珀酸/己二酸丁二酯共聚物。可商购获得的适宜脂族/芳族共聚酯的例子为由Eastman Chemical以商品名EASTAR BIO Copolyester或由BASF以商品名ECOFLEX出售的聚(四亚甲基己二酸酯-共聚-对苯二甲酸酯)。

可商购获得的适宜聚丙烯或聚丙烯共聚物的非限制性例子包括BasellProfax PH-835（35熔体流动速率Ziegler-Natta全同立构聚丙烯，得自Lyondell-Basell）、Basell Metocene MF-650W（500熔体流动速率茂金属全同立构聚丙烯，得自Lyondell-Basell）、Polybond3200（250熔体流动速率马来酸酐聚丙烯共聚物，得自Crompton）、Exxon Achieve3854（25熔体流动速率茂金属全同立构聚丙烯，得自Exxon-Mobil Chemical）、Mosten NB425（25熔体流动速率Ziegler-Natta全同立构聚丙烯，得自Unipetrol）、Danimer27510（多羟基链烷酸酯聚丙烯，得自Danimer Scientific LLC）、Dow Aspun6811A（27熔体指数聚乙烯聚丙烯共聚物，得自DowChemical）、和Eastman9921（具有标称0.81特性粘度的聚酯对苯二酸均聚物，得自Eastman Chemical）。

热塑性聚合物组分可为如上所述的单一聚合物物质，或为两种或更多种如上所述热塑性聚合物的共混物。

如果聚合物为聚丙烯，则由用于测量聚丙烯的ASTM D-1238测得，热塑性聚合物可具有大于5g/10min的熔流指数。其它预期的熔流指数包括大于10g/10min，大于20g/10min，或约5g/10min至约50g/10min。

蜡

如本文所公开组合物中所用，蜡为脂质、矿物蜡、或它们的组合，其中所述脂质、矿物蜡、或它们的组合具有大于25℃的熔点。更优选高于35℃，还更优选高于45℃，并且最优选高于50℃的熔点。所述蜡可具有低于组合物中热塑性聚合物熔体温度的熔点。术语“蜡”和“油”由等于或接近25℃下组分的结晶度来区分。在所有情况下，“蜡”将具有低于热塑性聚合物，优选低于100℃，并且最优选低于80℃的最大熔体温度。所述蜡可为脂质。所述脂质可为甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、环氧化脂质、马来酸化脂质、氢化脂质、衍生自脂质的醇酸树脂、蔗糖聚酯、或它们的组合。所述矿物蜡可为直链烷烃、支化烷烃、或它们的组合。蜡可为部分或完全氢化的材料，或它们的组合和混合物，它们未改性形式的蜡在室温下形式上为液体。当温度高于蜡的熔体温度时，它为液体油。当为熔融态时，蜡可被称为“油”。术语“蜡”和“油”仅在25℃下测量时具有意义。蜡在25℃下将为固体，而油在25℃下不是固体。除此以外，它们在高于25℃下互换使用。

由于蜡可含有熔体温度分布以产生峰值熔体温度，因此当>50重量%的所述蜡组分在等于或低于25℃下熔融时，则将所述蜡熔体温度定义为具有25℃或更高的所定义峰值熔体温度。该测量可采用示差扫描热量计（DSC）来进行，其中熔化热相当于蜡的重量百分比分数。

由凝胶渗透色谱法（GPC）测定的所述蜡的数均分子量应小于2kDa，优选小于1.5kDa，还更优选小于1.2kDa。

蜡的量经由失重法测定。使用回流烧瓶体系，将最窄样品尺寸不大于1mm的固化混合物以1g混合物/100g丙酮的比率放入到丙酮中。首先在放入到回流烧瓶中之前称量所述混合物，然后将丙酮和混合物在20小时内加热至60℃。将样品取出，并且风干60分钟，并且测定最终重量。计算蜡重量百分比的公式为

蜡重量%=([初始质量-最终质量]/[初始质量])×100%

本文所公开组合物中预期的蜡的非限制性例子包括牛脂、蓖麻蜡、椰蜡、椰树种子蜡、玉米胚芽蜡、棉籽蜡、鱼蜡、亚麻籽蜡、橄榄蜡、奥蒂树蜡、棕榈仁蜡、棕榈蜡、棕榈种子蜡、花生蜡、油菜籽蜡、红花蜡、大豆蜡、鲸蜡、向日葵籽蜡、妥尔蜡、桐树蜡、鲸蜡、以及它们的组合。具体甘油三酯的非限制性例子包括甘油三酯如三硬脂酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、1,2-二棕榈酸油精、1,3-二棕榈酸油精、l-棕榈酸-3-硬脂酸-2-油精、l-棕榈酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕榈酸-l-硬脂酸-3-油精、1,2-二棕榈酸亚油精、1,2-二硬脂酸-油精、1,3-二硬脂酸油精、三肉豆蔻酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、以及它们的组合。预期的具体脂肪酸的非限制性例子包括癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、以及它们的混合物。预期的其它具体蜡包括氢化大豆油、部分氢化大豆油、部分氢化棕榈仁油、以及它们的组合。也可使用得自Jatropha的不可食用蜡和油菜籽油。所述蜡可选自氢化植物油、部分氢化植物油、环氧化植物油、马来酸化植物油。此类植物油的具体例子包括大豆油、玉米油、卡诺拉油、和棕榈仁油。

所述蜡可来自可再生材料（例如衍生自可再生资源）。如本文所用，“可再生资源”是由速率与其消耗速率相当的自然过程产生的资源（例如在100年期间内）。所述资源可天然或者通过农业技术再补充。可再生资源的非限制性例子包括植物（例如甘蔗、甜菜、玉米、马铃薯、柑橘类水果、木本植物、木质纤维素、半纤维素、纤维素废物）、动物、鱼、细菌、真菌和林业产品。这些资源可以是天然存在的、混合的、或遗传工程有机体。诸如原油、煤、天然气和泥炭的天然资源的形成需要超过100年的时间，它们不被认为是可再生资源。

矿物蜡的具体例子包括石蜡（包括凡士林）、蒙旦蜡、以及由裂化法制得的聚烯烃蜡，优选聚乙烯衍生的蜡。可将矿物蜡和植物源蜡混合在一起。植物基蜡可由它们的碳-14含量来区分。

本文所公开的蜡可以基于所述组合物的总重量计约5重量%至约40重量%的重量百分比存在于所述组合物中。所述蜡的其它预期重量百分比范围包括基于所述组合物的总重量计约8重量%至约30重量%，优选范围为约10重量%至约30重量%，约10重量%至约20重量%，或约12重量%至约18重量%。预期的具体蜡重量百分比包括基于所述组合物的总重量计约5重量%，约6重量%，约7重量%，约8重量%，约9重量%，约10重量%，约11重量%，约12重量%，约13重量%，约14重量%，约15重量%，约16重量%，约17重量%，约18重量%，约19重量%，约20重量%，约21重量%，约22重量%，约23重量%，约24重量%，约25重量%，约26重量%，约27重量%，约28重量%，约29重量%，约30重量%，约31重量%，约32重量%，约33重量%，约34重量%，约35重量%，约36重量%，约37重量%，约38重量%，约39重量%，和约40重量%。

添加剂

本文所公开的组合物还可包含添加剂。添加剂可分散在整个组合物中，或可基本上位于热塑性层的热塑性聚合物部分中，或基本上位于所述组合物的油部分中。在所述添加剂位于所述组合物的油部分中的情况下，所述添加剂可以是油溶性的或油分散性的。

本文所公开组合物中预期的添加剂类型的非限制性例子包括香料、染料、颜料、纳米颗粒、防静电剂、填料、以及它们的组合。本文所公开的组合物可包含单一的添加剂或添加剂的混合物。例如，香料和着色剂（例如颜料和/或染料）均可存在于所述组合物中。当存在时，一种或多种添加剂以约0.05重量%至约20重量%，或约0.1重量%至约10重量%的重量百分比存在。具体预期的重量百分比包括约0.5重量%，约0.6重量%，约0.7重量%，约0.8重量%，约0.9重量%，约1重量%，约1.1重量%，约1.2重量%，约1.3重量%，约1.4重量%，约1.5重量%，约1.6重量%，约1.7重量%，约1.8重量%，约1.9重量%，约2重量%，约2.1重量%，约2.2重量%，约2.3重量%，约2.4重量%，约2.5重量%，约2.6重量%，约2.7重量%，约2.8重量%，约2.9重量%，约3重量%，约3.1重量%，约3.2重量%，约3.3重量%，约3.4重量%，约3.5重量%，约3.6重量%，约3.7重量%，约3.8重量%，约3.9重量%，约4重量%，约4.1重量%，约4.2重量%，约4.3重量%，约4.4重量%，约4.5重量%，约4.6重量%，约4.7重量%，约4.8重量%，约4.9重量%，约5重量%，约5.1重量%，约5.2重量%，约5.3重量%，约5.4重量%，约5.5重量%，约5.6重量%，约5.7重量%，约5.8重量%，约5.9重量%，约6重量%，约6.1重量%，约6.2重量%，约6.3重量%，约6.4重量%，约6.5重量%，约6.6重量%，约6.7重量%，约6.8重量%，约6.9重量%，约7重量%，约7.1重量%，约7.2重量%，约7.3重量%，约7.4重量%，约7.5重量%，约7.6重量%，约7.7重量%，约7.8重量%，约7.9重量%，约8重量%，约8.1重量%，约8.2重量%，约8.3重量%，约8.4重量%，约8.5重量%，约8.6重量%，约8.7重量%，约8.8重量%，约8.9重量%，约9重量%，约9.1重量%，约9.2重量%，约9.3重量%，约9.4重量%，约9.5重量%，约9.6重量%，约9.7重量%，约9.8重量%，约9.9重量%，和约10重量%。

如本文所用，术语“香料”用于表示随后从本文所公开组合物中释放出的任何芳香材料。已知多种化合物用作香料用途，包括如醛、酮、醇和酯的材料。更一般地，已知包含各种化学组分的复合混合物的天然存在的植物和动物油以及渗出物用作香料。本文的香料在它们的组成上可以相对简单，或者可包含天然和合成化学组分的高度复杂的复合混合物，所有组分均选择用于提供任何所需的气味。典型的香料可包括例如包含稀有材料如檀木油、麝猫油和绿叶油的木质/土质基底。所述香料可具有轻度的花香（例如玫瑰提取物、紫罗兰提取物和丁香）。所述香料也可配制以提供所需的水果味，例如酸橙、柠檬和橙。可为芳香疗法效应选择本发明组合物和制品中递送的香料，如提供松弛或爽快的情绪。因此，可使用释放出愉悦或换句话讲所期望的气味的任何材料作为本发明组合物和制品中的香料活性物质。

颜料或染料可以是无机的、有机的、或它们的组合。预期的颜料和染料的具体例子包括颜料黄（C.I.14）、颜料红（C.I.48:3）、颜料蓝（C.I.15:4）、颜料黑（C.I.7）、以及它们的组合。具体的预期染料包括水溶性油墨着色剂如直接染料、酸性染料、碱性染料，以及多种溶剂可溶解的染料。例子包括但不限于FD&C蓝1（C.I.42090:2）、D&C红6（C.I.15850）、D&C红7（C.I.15850:1）、D&C红9（C.I.15585:1）、D&C红21（C.I.45380:2）、D&C红22（C.I.45380:3）、D&C红27（C.I.45410:1）、D&C红28（C.I.45410:2）、D&C红30（C.I.73360）、D&C红33（C.I.17200）、D&C红34（C.I.15880:1）、和FD&C黄5（C.I.19140:1）、FD&C黄6（C.I.15985:1）、FD&C黄10（C.I.47005:1）、D&C橙5（C.I.45370:2）、以及它们的组合。

预期的填料包括但不限于无机填料如镁、铝、硅和钛的氧化物。这些材料可作为廉价填料或加工助剂加入。可用作填料的其它无机材料包括水合硅酸镁、二氧化钛、碳酸钙、粘土、白垩、氮化硼、石灰石、硅藻土、云母、玻璃、石英和陶瓷。此外，可使用无机盐，包括碱金属盐、碱土金属盐、磷酸盐。另外，还可将醇酸树脂加入到所述组合物中。醇酸树脂包含多元醇、多元酸或酸酐、和/或脂肪酸。

其它预期的添加剂包括热塑性聚合物的成核剂和澄清剂。适用于例如聚丙烯的具体例子为苯甲酸和衍生物（例如苯甲酸钠和苯甲酸锂）、以及高岭土、滑石和甘油锌。二亚苄基山梨醇（DBS）是可使用的澄清剂的例子。可使用的其它成核剂为有机羧酸盐、磷酸钠和金属盐（例如二苯甲酸铝）。可加入在20份每一百万份（20ppm）至20,000ppm范围内，更优选200ppm至2000ppm范围内，并且最优选1000ppm至1500ppm范围内的成核剂或澄清剂。可采用加入成核剂来改善最终混合物组合物的拉伸和冲击性能。

预期的表面活性剂包括阴离子表面活性剂、两性表面活性剂、或阴离子表面活性剂与两性表面活性剂的组合、以及它们的组合，如例如美国专利3,929,678和4,259,217以及EP414549、WO93/08876和WO93/08874中公开的表面活性剂。

预期的纳米颗粒包括金属、金属氧化物、碳的同素异形体、粘土、有机改性粘土、硫酸盐、氮化物、氢氧化物、氧基/氢氧化物、粒状水不溶性聚合物、硅酸盐、硫酸盐和碳酸盐。例子包括二氧化硅、炭黑、石墨、石墨烯、富勒烯、膨胀石墨、碳纳米管、滑石、碳酸钙、膨润土、蒙脱石、高岭土、甘油锌、二氧化硅、铝硅酸盐、氮化硼、氮化铝、硫酸钡、硫酸钙、氧化锑、长石、云母、镍、铜、铁、钴、钢、金、银、铂、铝、钙硅石、氧化铝、氧化锆、二氧化钛、氧化铈、氧化锌、氧化镁、氧化锡、铁氧化物（Fe₂O₃、Fe₃O₄）、以及它们的混合物。纳米颗粒可增加本文所公开组合物的强度、热稳定性、和/或耐磨性，并且可赋予组合物电性能。

预期加入油，或所述组合物中存在一定量的油。油可与存在的脂质无关，或可为蜡脂质的不饱和或较不饱和型式。油的量范围可为所述组合物的0重量%至40重量%，更优选为所述组合物的5重量%至20重量%，并且最优选为所述组合物的8重量%至15重量%。

预期的抗静电剂包括已知提供防静电有益效果的织物柔软剂。例如具有脂肪酰基的那些织物软化剂，其具有高于20的碘值，如N,N-二(牛油酰氧乙基)-N,N-二甲基甲酯硫酸铵。

膜

本文所公开的组合物可形成为膜，并且可根椐所期望的膜性能，具有许多不同构型中的一种。膜的性能可通过改变例如厚度（或在多层膜的情况下通过改变层数）、层的化学性质即疏水性或亲水性、以及用于形成聚合物层的聚合物类型来控制。本文所公开的膜可具有小于300μm的厚度，或可具有300μm或更大的厚度。通常，当膜具有300μm或更大的厚度时，它们被称为挤出的片，但是应当理解，本文所公开的膜涵盖膜（例如厚度小于300μm）和挤出的片（例如厚度为300μm或更大）。

本文所公开的膜可为多层膜。所述膜可具有至少两层（例如第一膜层和第二膜层）。第一膜层和第二膜层可彼此相邻成层以形成多层膜。多层膜可具有至少三层（例如第一膜层、第二膜层和第三膜层）。第二膜层可至少部分位于至少第一膜层上表面或下表面之一上。第三膜层可至少部分位于第二膜层上，使得第二膜层形成芯层。预期多层膜可包括附加层（例如结合层、不可渗透层等）。

应当理解，多层膜可具有约2层至约1000层；在某些实施例中约3层至约200层；并且在某些实施例中约5层至约100层。

本文所公开的膜可具有约10微米至约200微米的厚度（例如厚度(caliper)）；在某些实施例中约20微米至约100微米的厚度；并且在某些实施例中约40微米至约60微米的厚度。例如，在多层膜的情况下，每个膜层可具有小于约100微米，小于约50微米，小于约10微米，或约10微米至约300微米的厚度。应当理解，相应的膜层可具有基本上相同或不同的厚度。

可采用多种技术，包括示于ISO4593:1993中的方法“Plastics–Filmand sheeting–Determination of thickness by mechanical scanning”来评估膜的厚度。应当理解，可获得其它适宜的方法来测量本文所述膜的厚度。

就多层膜而言，每个相应的层可由本文所述的组合物形成。用于形成多层膜的组合物的选择可对许多物理参数具有影响，从而可提供改善的特性如较低的基重和较高的拉伸和密封强度。具有改善的特性的商业多层膜的例子描述于美国专利7,588,706中。

多层膜可包括3层构造，其中第一膜层和第三膜层形成表层，并且第二膜层形成于第一膜层和第三膜层之间从而形成芯层。第三膜层可与第一膜层相同或不同，使得第三膜层可包含如本文所述的组合物。应当理解，可采用类似的膜层来形成具有多于3个的层的多层膜。对于多层膜，预期不同的层具有不同浓度的蜡。使用多层膜的一个实施例是控制蜡的位置。例如，在3层膜中，芯层可包含蜡，而外层不包含蜡。作为另外一种选择，内层可不包含蜡，而外层包含蜡。

如果多层膜中不相容的层相邻，则优选在它们之间放置接合层。接合层的目的是在不相容材料之间提供过渡且充分的粘附力。通常在拉伸、扭曲或变形时表现出分层的层与层之间使用粘合剂或接合层。分层可为微观分离或宏观分离。在任一种情形下，膜的性能可因该分层而失能。因此，层之间表现出充分粘附力的接合层用于限制或消除该分层。

接合层一般用于不相容材料之间。例如，当聚烯烃和共聚(酯-醚)为相邻层时，一般可使用接合层。

根据相邻材料的性质选择接合层，并且所述接合层与一种材料（例如非极性疏水层）和反应性基团相容和/或相同，所述反应性基团与第二材料（例如极性亲水层）相容或相互作用。

适宜的接合层主链包括聚乙烯（低密度-LDPE，线性低密度-LLDPE，高密度-HDPE，和非常低密度-VLDPE）和聚丙烯。

反应性基团可为接枝至该主链的接枝单体，并且为或包含至少一种α-或β-烯键式不饱和羧酸或酸酐、或它们的衍生物。此类羧酸和酸酐可为一元羧酸、二元羧酸或多元羧酸，其例子为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、延胡索酸、衣康酸、巴豆酸、衣康酸酐、马来酸酐、和取代的苹果酸酐例如二甲基马来酸酐。不饱和酸的衍生物的例子为盐、酰胺、酰亚胺和酯，例如马来酸一钠和二钠、丙烯酰胺、马来酰亚胺、和延胡索酸二乙酯。

尤其优选的接合层为乙烯与约0.1至约30重量%的一种或多种不饱和单体的低分子量聚合物，所述单体可与乙烯共聚，例如马来酸、延胡索酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、乙酸乙烯酯、丙烯腈、异丁烯腈、丁二烯、一氧化碳等。优选丙烯酸酯、马来酸酐、乙酸乙烯酯、和甲基丙烯酸。尤其优选酸酐为接枝单体，最优选马来酸酐。

适用作接合层的示例性材料类别是以商品名

例如

3860由DuPont出售的称为酸酐改性乙烯-乙酸乙烯酯的材料类别。适用作接合层的另一类材料是以商品名

例如

2169也由DuPont出售的酸酐改性乙烯-丙烯酸甲酯。适用作接合层的马来酸酐接枝聚烯烃聚合物还以商品名Orevac^TM购自Elf Atochem North America，Functional PolymersDivision（Philadelphia，PA）。

作为另外一种选择，适用作接合层材料的聚合物可掺入到本文所公开的一个或多个膜层的组合物中。经由此类掺入，改变了多个层的性能，以改善它们的相容性并且降低分层的风险。

可在本文所公开的多层膜中使用除接合层以外的其它中间层。例如，可在两个亲水性树脂外层之间使用聚烯烃组合物层，以向挤出的纤维网提供附加的机械强度。可使用任何数目的中间层。

适用于形成中间层的热塑性材料的例子包括聚乙烯树脂如低密度聚乙烯（LDPE）、线性低密度聚乙烯（LLDPE）、乙烯-乙酸乙烯酯（EVA）、乙烯-丙烯酸甲酯（EMA）、聚丙烯、和聚(氯乙烯)。优选的此类聚合物层具有与上文疏水层中所述那些基本上相同的机械性能。

除了由本文所述组合物形成以外，所述膜还可包含其它添加剂。例如，可将遮光剂加入到膜层中的一个或多个中。此类遮光剂可包括铁氧化物、炭黑、铝、氧化铝、二氧化钛、滑石、以及它们的组合。这些遮光剂可构成所述膜的约0.1重量%至约5重量%；并且在某些实施例中，遮光剂可构成所述膜的约0.3重量%至约3重量%。应当理解，可使用其它适宜的遮光剂，并且可以多种浓度使用。遮光剂的例子描述于美国专利6,653,523中。

此外，所述膜还可包含其它添加剂，如其它聚合物材料（例如聚丙烯、聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯酯、聚甲基戊烯、它们的任何组合等）、填料（例如玻璃、滑石粉、碳酸钙等）、脱模剂、阻燃剂、导电剂、抗静电剂、颜料、抗氧化剂、抗冲改性剂、稳定剂（例如紫外线吸收剂）、润湿剂、染料、膜抗静电剂、或它们的任何组合。膜抗静电剂包括阳离子试剂、阴离子试剂，并且优选非离子试剂。阳离子试剂包含具有烷基取代基的铵、

和锍阳离子，和相关联的阴离子如氯离子、甲酯硫酸根或硝酸根。预期的阴离子试剂包括烷基磺酸盐。非离子试剂包括聚乙二醇、有机硬脂酸酯、有机酰胺、单硬脂酸甘油酯（GMS）、烷基二乙醇酰胺、和乙氧基化胺。

膜的性能

本文所述的膜可具有增强的性能，如较高的拉伸强度。在10%伸长率下测得的膜的拉伸强度可为约8N/mm²至约24N/mm²；或约10N/mm²至约15N/mm²。在断裂时测得的膜的拉伸强度可为约20N/mm²至约60N/mm²；或约25N/mm²至约40N/mm²。此类拉伸强度量度以归一化状态提供。

拉伸强度可以多种方式测量，包括10%伸长率下或断裂时的拉伸强度评估。测定拉伸强度时实施的一个标准是示于ISO527-5:2009中的方法“Plastics–Determination of tensile properties”。为了实施ISO527-5:2009方法，将25.4mm（或1英寸）样本尺寸的本文所公开的膜置于由夹紧机构产生的压力下，使得构成约50mm的夹距。接着使样本经历约500mm/min的测试速度，使得足够的力作用于样本上以使其相应地拉伸。采用多种建模工艺并且测定样本在压力下的位移，可建立模型，计算与膜样本相关联的拉伸强度。然后可依照示于ISO527-5:2009中的允许计算10%伸长率下和断裂时的拉伸强度的参数，评估建模结果。应当理解，可获得其它适宜的技术，由所述技术测量膜的拉伸强度。

所述膜可具有约0.10N/m至约2.0N/m；或约0.20N/m至约1.0N/m的密合强度。可采用多种技术，包括示于ISO527-5:2009中的方法，测定密合强度。为实施ISO527-5:2009的方法，制备25.4mm（或1英寸）样本尺寸的本文所公开的膜，其中所述样本包括沿着样本中间区域延伸的密封。所述“密封”可包括其中膜的一个边缘与相同（或不同）膜的另一个边缘接合的任何区域。应当理解，该密封可采用多种适宜的技术（例如热密封）形成。然后可将样本置于由夹紧机构产生的压力下，使得构成约50mm的夹距，并且将密封放置在夹距之间。接着依照ISO527-5:2009，使样本经历测试速度，使得足够的力作用于样本上以使其相应地拉伸。采用多种建模技术，可测量与多层膜样本相关联的密合强度。然后依照示于ISO527-5:2009中的参数，评估建模结果。应当理解，可获得其它适宜的工艺，由所述工艺测定膜的密合强度。

制备本文所公开组合物的方法

聚合物和蜡的熔融混合：通过在蜡的存在下熔融所述聚合物，可适宜地将聚合物和蜡混合。在熔融态下，使聚合物和蜡经受剪切，所述剪切能够使所述油分散到所述聚合物中。在熔融态下，蜡和聚合物彼此显著更相容。

可以多种不同方法实现聚合物和蜡的熔融混合，但是优选高剪切方法以形成优选的组合物形态。所述方法可涉及传统热塑性聚合物加工设备。一般方法涉及将聚合物加入到体系中，熔融聚合物，然后加入蜡。然而，所述材料可以任何顺序加入，这取决于具体混合体系的性质。

Haake间歇式搅拌器：Haake间歇式搅拌器是轻度剪切和混合的简单混合体系。所述单元由两个混合螺杆组成，所述螺杆包含在加热室的固定体积的室中。根据需要将材料加入到单元顶部。优选的顺序是首先将聚合物加入到室中，加热至比聚合物熔体（或固化）温度高20℃至120℃。聚合物熔融后，可加入蜡，并且在蜡熔融后，与熔融聚合物混合。然后用两个混合螺杆以约60至约120的螺杆RPM速率将熔融态的混合物混合约5至约15分钟。组合物混合后，取下该单元的前部，并且取出熔融态的混合组合物。由于其设计，该体系将部分组合物在结晶开始前于高温下保留几分钟。该混合方法提供中间骤冷工艺，其中所述组合物可用约30秒至约2分钟来冷却和固化。Haake混合中聚丙烯与大豆油的混合物示出，大于20重量%的熔融蜡导致蜡未完全掺入到聚丙烯混合物中，表明较高的剪切速率可导致更好的蜡掺入以及能够掺入更大量的蜡。

单螺杆挤出机：单螺杆挤出机是大多数熔融聚合物挤出中所用的典型加工单元。单螺杆挤出机通常在圆筒内包括单个轴，所述轴和圆筒设计具有某些旋转元素（例如形状和间隙）以调节剪切特征。单螺杆挤出机的典型RPM范围为约10至约120。单螺杆挤出机设计由进料部分、压缩部分和计量部分组成。在进料部分中，使用较高空隙体积的刮板，将聚合物加热并且供入到压缩部分中，其中熔融完成并且完全熔融的聚合物被剪切。在压缩部分中，刮板之间的空隙体积减小。在计量部分中，采用刮板之间的小空隙体积，使聚合物经受其最高的剪切量。为此工作，使用通用单螺杆设计。在该单元中，实现连续或稳态型工艺，其中在所期望的位置引入组合物组分，然后在目标区域内经受温度和剪切。由于单螺杆工艺中每个位置处的相互作用的物理性质随时间的变化而恒定，所述工艺可被认为是稳态工艺。这通过能够逐区调节温度和剪切，允许优化混合工艺，其中可通过旋转元素和/或圆筒设计或螺杆转速，改变剪切。

然后通过将熔体挤出到液体冷却介质（通常为水）中，接着可将聚合物股条切成小片，可将离开单螺杆挤出机的混合组合物粒化。存在两种基本类型的聚合物加工中所用的熔融聚合物粒化方法：股条切割和水下粒化。在股条切割中，所述组合物在液体介质中快速骤冷（一般远小于10秒），然后切成小片。在水下粒化方法中，将熔融聚合物切成小片，然后同时或在其后立即放入到低温液体中，所述低温液体使聚合物快速骤冷并且结晶。这些方法是通常已知的并且用于聚合物加工工业中。

将得自挤出机的聚合物股条快速放入到水浴中，所述水浴通常具有1℃至50℃的温度范围（例如通常为约室温，其为25℃）。混合组合物的可供选择的最终用途是进一步加工成所期望的结构例如纤维纺丝或注塑。单螺杆挤出方法可提供高度的混合以及高骤冷速率。单螺杆挤出机也可用于将粒化组合物进一步加工成纤维和注塑制品。例如，纤维单螺杆挤出机可为37mm体系，具有标准通用螺杆外形和30:1的长度与直径比率。

双螺杆挤出机：双螺杆挤出机是其中需要高强度混合的大多数熔融聚合物挤出中所用的典型单元。双螺杆挤出机包括两个轴和外部圆筒。双螺杆挤出机的典型RPM范围为约10至约1200。双轴可共旋或反旋，并且允许紧公差高强度的混合。在该类型的装置中，实现连续或稳态型工艺，其中在沿螺杆的所期望位置处引入组合物组分，并且在目标区域内经受高温和剪切。由于单螺杆工艺中每个位置处的相互作用的物理性质随时间的变化而恒定，所述工艺可被认为是稳态工艺。这通过能够逐区调节温度和剪切，允许优化混合工艺，其中可通过旋转元素和/或圆筒设计，改变剪切。

然后通过将熔体挤出到液体冷却介质（通常为水）中，接着将聚合物股条切成小片，可将双螺杆挤出机末端的混合组合物粒化。存在两种基本类型的聚合物加工中所用的熔融聚合物粒化方法，股条切割和水下粒化。在股条切割中，所述组合物在液体介质中快速骤冷（一般远小于10s），然后切成小片。在水下粒化方法中，将熔融聚合物切成小片，然后同时或在其后立即放入到低温液体中，所述低温液体使聚合物快速骤冷并且结晶。混合组合物的可供选择的最终用途是进一步加工成所期望的结构例如纤维纺丝或注塑。

可采用三种不同的螺杆外形，使用Baker Perkins CT-2525mm共旋的40:1长度与直径比率体系。该特定的CT-25由九个区域组成，其中可控制温度以及模头温度。同样可行的四个液体注射位点位于区域1和2之间（位置A）、区域2和3之间（位置B）、区域4和5之间（位置C）、和区域6和7之间（位置D）。

液体注射位置没有直接加热，而是间接通过相邻区域温度加热。位置A、B、C和D可用于注入添加剂。区域6可包含侧向喂料机，以加入附加的固体或用于排气。区域8按需要包含真空装置以去除任何残余的蒸气。除非另外指明，在位置A处注入熔融蜡。蜡经由胶罐熔融，并且经由热软管供向双螺杆。胶罐和供料软管均加热至高于蜡熔点的温度（例如约80℃）。

在CT-25中使用两类区域，传输和混合。在传输区域中，将材料加热（如果需要的话，包括加热至熔融，这在区域1传输到区域2时完成）并且在低至中等剪切下沿着圆筒长度传输。混合部分包含显著增加剪切和混合的特定元件。混合部分的长度和位置可按需要改变，以按需要提高或降低剪切。

使用两类主要混合元件来剪切和混合。第一种是捏合块，而第二种是热机械能元件。简单混合螺杆具有10.6%的总螺杆长度，使用由单组捏合块组成的混合元件，然后使用逆转元件。捏合元件为RKB45/5/12（向右转的正向捏合块，45°偏置和五个叶片，12mm总元件长度），然后是两个RKB45/5/36（向右转的正向捏合块，45°偏置和五个叶片，36mm总元件长度），其后是两个RKB45/5/12和逆转元件24/12LH（向左转的逆转元件，24mm节距，12mm总元件长度）。

简单混合螺杆混合元件位于区域7中。强力螺杆由共四个的附加混合部分组成。第一部分为一组捏合块，其为RKB45/5/36单一元件（位于区域2），然后是进入区域3的传输元件，第二混合区域位于所述区域3内。在第二混合区域中，两个RKB45/5/36元件后直接是四个TME22.5/12（热机械元件，22.5齿/转，并且总元件长度为12mm），然后是两个进入第三混合区域的传输元件。位于区域4末端进入区域5的第三混合区域由三个RKB45/5/36和一个KB45/5/12LH（向左转的正向逆转块，45°偏置和五个叶片，12mm总元件长度）组成。材料传输通过区域6进入最终混合区域，所述区域包括两个TME22.5/12、七个RKB45/5/12，然后是SE24/12LH。SE24/12LH是逆转元件，其能够使最后混合区域完全填充有聚合物和添加剂，其中发生强力混合。逆转元件可控制给定混合区域中的停留时间，并且是混合程度的关键作用因素。

高强度混合螺杆由三个混合部分组成。第一混合部分位于区域3中，并且为两个RKB45/5/36，随后是三个TME22.5/12，接着传输到第二混合部分中。在第二混合部分之前，使用三个RSE16/16（向右转的传输元件，具有16mm节距和16mm总元件长度）元件，以增加向第二混合区域的泵送。位于区域5中的第二混合区域由三个RKB45/5/36，随后的KB45/5/12LH，以及接着的全逆转元件SE24/12LH组成。混合区域前的SE16/16元件与两个逆转元件的组合，大大增强了剪切和混合。第三混合区域位于区域7中，并且由三个RKB45/5/12，随后的两个TME22.5.12，以及接着的另三个RKB45/5/12组成。逆转元件SE24/12LH使第三混合区域完整。

另一种螺杆元件类型是逆转元件，其可提高该螺杆部分的填充度，并且提供更好的混合。双螺杆混合是成熟的领域。本领域技术人员可查阅书籍以进行适当的混合和分散。这些类型的螺杆挤出机是本领域熟知的，并且一般性的描述可见于：“Twin Screw Extrusion2E:Technology andPrinciples”（James White，Hansen Publications）。虽然给出了混合的具体例子，但是使用各种元件配置的许多不同组合是可行的，达到所需的混合度。

组合物的性能

本文所公开的组合物可具有一种或多种下列性能，提供优于已知热塑性组合物的优点。这些有益效果可单独存在或以组合形式存在。

剪切粘度降低：将蜡例如HSBO加入到热塑性聚合物例如Basell PH-835中，降低了热塑性聚合物（例如熔融HSBO蜡存在下的聚丙烯）的粘度。粘度降低是工艺改善，因为它由于具有降低的工艺压力（较低的剪切粘度）而可允许更高的有效聚合物流动速率，或可允许提高聚合物分子量，这改善了材料的强度。不存在蜡，可能不能在现有工艺条件下以适宜的方式具有高聚合物流量的聚合物。

可持续性内容物：在现有聚合物体系中包含可持续性材料是强烈期望的特性。可在自然生长循环中每年更替的材料有助于整体降低环境影响，并且是期望的。

染色：将颜料加入到聚合物中，通常涉及使用昂贵的无机化合物，所述化合物在聚合物基质内是颗粒。这些颗粒通常较大，并且可能影响所述组合物的加工。使用本文所公开的蜡，由于精细分散体（由液滴尺寸测得）和在整个热塑性聚合物中的均匀分布，允许经由例如传统油墨化合物来着色。大豆油墨广泛用于纸材出版中，其不影响可加工性。

芳香剂：由于蜡例如HSBO可比基料热塑性聚合物更加优先包含香料，因此本发明的组合物可用于包含对最终用途有益的香味。许多香味蜡烛使用SBO基或石蜡基材料制得，因此将这些掺入到用于最终组合物的聚合物中是可用的。

表面感觉：与没有蜡的热塑性聚合物组合物相比，蜡的存在可改变组合物的表面性能，使它感觉更柔软。

形态：有益效果经由组合物制备中产生的形态递送。所述形态由强力混合和快速结晶的组合产生。强力混合得自所用的混合方法，而快速结晶得自所用的冷却方法。期望高强度混合，并且使用快速结晶以保持细小孔尺寸和相对均匀的孔径分布。

制备膜的方法

可采用在常规共挤出制膜的设备上制膜的常规方法，加工本文所公开的膜。一般来讲，可采用流延膜或吹塑膜挤出方法将聚合物熔融加工成膜，两种方法由Allan A.Griff描述于Plastics Extrusion Technology第2版（Van Nostrand Reinhold–1976）中。

挤塑膜通过线型槽模挤出。一般来讲，将平面纤维网在较大的运动抛光金属辊（冷却辊）上冷却。它快速冷却，并且从第一辊剥离，经过一个或多个辅助辊，然后通过一组橡胶涂层的牵引辊或“拖离”辊，并且最终进入卷绕器。

在吹塑膜挤出中，将熔体向上挤出通过薄环形模具开口。该方法还被称为管状膜挤出。将空气通过模具的中心引入以吹胀该管体，并且使其伸展。因此形成移动的气泡，其通过同时控制内在空气压力、挤压速率和拖离速度而保持恒定的尺寸。膜管由空气冷却，所述空气吹过一个或多个围绕管的冷却环。该管体接着通过以一对牵引辊将其拉入平坦框架中，并且进入卷绕器而塌缩。

共挤出过程需要多于一台的挤出机以及共挤出送料区块或多歧管模具体系，或两者的组合，以获得多层膜结构。美国专利4,152,387和4,197,069公开了共挤出的送料区块和多歧管模具原理，将所述文献以引用的方式并入本文。将多个挤出机连接于所述送料区块，其可使用可移动分流器以成比例地改变各个流动通道的几何形状，其与通过该流动通道的聚合物的体积直接相关。设计所述流动通道，使得所述材料在其汇合点处以相同的速度和压力进行合流，这使界面应力和流动不稳定性最小化。所述材料汇合于所述送料区块中后，它们作为复合结构流入单一的歧管模具。送料区块和模具体系的其它例子公开于1992年W.Michaeli的“Extrusion Dies forPlastics and Rubber”（Hanser，New York）第2版中，据此将所述文献以引用的方式并入本文。在此类过程中，重要的是，材料的熔融粘性、正常的压力差值和熔融温度没有太大的差别。否则，模具中可产生层封装或者流动不稳定，导致层厚度分布的控制较差以及多层膜中非平面界面的缺陷（如白点）。

送料区块共挤出的替代是多歧管或叶片模具，如美国专利4,152,387、4,197,069和4,533,308中所公开，将所述文献以引用的方式并入本文。在所述送料区块系统中熔体流（melt stream）在外部并且在进入模具体之前进行合并，而在多歧管或叶片模具中各个熔体流在模具中具有其自身的歧管，聚合物在其中独立地在其各自的歧管内伸展。所述熔体流在模具出口附近合并，各个熔体流均处于全部模具宽度。可移动的叶片提供了各个流动通道出口的可调节性，其与流经其的材料体积成正比，这使所述熔体以相同的速度、压力和所需宽度进行合流。

因为聚合物的熔体流特征和熔融温度广泛变动，叶片模具的使用具有多个益处。所述模具给予自身热分离特性，其中可将熔融温度差别很大（例如至高175℉（80℃））的聚合物在一起加工。

可针对具体聚合物设计和定制叶片模具中的各歧管。因此，各聚合物流仅受其歧管设计的影响，并且没有其它聚合物所施加的力。这实现了将熔体粘度差别很大的材料共挤出成为多层膜。此外，所述叶片模具还提供了定制单个歧管宽度的能力，使内部层可完全地被外层围绕，无暴露的边缘。送料区块体系和叶片模具可用于获得更复杂的多层结构。

本领域技术人员将认识到，制备本文所公开膜的挤出机的尺寸取决于所期望的生产率，并且可使用多个尺寸的挤出机。适宜的例子包括具有1英寸（2.5cm）至1.5英寸（3.7cm）直径以及24或30的长度/直径比率的挤出机。如果需要更大的生产需求，则挤出机直径可向上变化。例如，可使用直径介于约2.5英寸（6.4cm）和约4英寸（10cm）之间的挤出机来制备本发明的膜。可使用通用螺杆式挤出机。适宜的送料区块为单一温区固定板区块。机械加工分配板以提供特定的层厚度。例如，对于三层膜，所述板提供按80/10/10厚度排列的层，适宜的模具为具有“活模唇”模头间隙调节的单一温区平模。模头间隙通常调节至小于0.020英寸（0.5mm），并且调节每个区段以提供横跨纤维网的均匀厚度。由于生产要求可能需要，可使用任何尺寸的模具，然而已发现，10–14英寸（25–35cm）是适宜的。冷却辊通常是水冷的。一般使用边缘吸附，并且偶尔可使用气刀。

对于某些共挤出膜，可能需要将胶粘的亲水性材料放置到冷却辊上。当布置方式将胶粘材料放置到冷却辊上时，可在模具与冷却辊之间提供防粘纸，以使胶粘材料与辊的接触最小化。然而，优选的布置方式为将胶粘材料挤出到远离冷却辊的一侧。该布置方式一般避免材料胶粘到冷却辊上。放置在冷却辊上方的附加抄针辊也可有助于去除胶粘材料，并且还可提供冷却辊上额外的停留时间，以有助于冷却所述膜。

胶粘材料可能偶尔粘附到下游辊上。通过在受影响辊上放置低表面能（例如

套管，将

条带缠绕在受影响辊上，或通过在受影响辊前提供防粘纸，可使该问题最小化。最后，如果出现胶粘材料可能在卷绕辊上自身粘连，则可在即将卷绕前加入防粘纸。这是在卷绕辊上储存期间防止膜粘连的标准方法。应使加工助剂、脱模剂或杂质最小化。在一些情况下，这些添加剂可铺展到表面，并且降低亲水性表面的表面能（增加接触角）。

制备本文所公开多层膜的可供选择的方法是挤出纤维网，所述纤维网包含适于单独层之一的材料。本领域已知用于形成平面膜的挤出方法是适宜的。然后可采用下述方法，将此类纤维网层合形成适于形成流体可透过纤维网的多层膜。认识到，可使用适宜的材料如热熔性粘合剂来接合纤维网形成多层膜。优选的粘合剂是压敏热熔性粘合剂如直链苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯（“SIS”）热熔性粘合剂，但是据预测，可使用其它粘接剂如聚酰胺粉末化粘接剂的聚酯，具有增容剂如聚酯、聚酰胺或低残留单体聚氨酯的热熔粘接剂，其它热熔粘接剂或其它压敏粘接剂，来制备本发明的多层膜。

在制备本文所公开的膜的另一种可供选择的方法中，可分别挤出基底或载体纤维网，并且可使用挤压涂布方法在其上挤出一个或多个层，以形成膜。优选地，载体纤维网以与挤出机速度相协调的速度从挤出模头下方通过，以形成厚度小于约25微米的非常薄的膜。当熔融聚合物冷却并且与载体纤维网粘合时，使熔融聚合物和载体纤维网紧密接触。

如上所述，接合层可增加层之间的粘合。还一般通过使层通过两辊之间形成的辊隙，增加接触和粘合。还可通过使将接触膜的载体纤维网表面经历表面处理如电晕处理来增加粘合，如本领域已知的以及“ModernPlastics Encyclopedia Handbook”第236页（1994）中所述的。

如果如K.R.Osborn和W.A.Jenkins在“Plastic Films,Technology andPackaging Applications”（Technomic Publishing Co.，Inc.（1992））中所述经由管状膜（即吹塑膜技术）或平模（即流延膜）生产单层膜层，则所述膜可经历附加的粘合剂后挤出步骤，或挤出层压到其它包装材料层上以形成多层膜。如果所述膜为两个或更多个层的共挤出，则所述膜仍可层压至附加的包装材料层，这取决于最终膜的其它物理要求。D.Dumbleton的“Laminations vs.Coextrusion”（Converting Magazine（1992年9月））也论述了层压对共挤出。本文设想的膜也可经历其它后挤出技术，如双轴取向工艺。

流体可透过的纤维网

本文所公开的膜可形成适用作吸收制品顶片的流体可透过的纤维网。如下所述，优选通过宏观膨胀本文所公开的膜，形成流体可透过的纤维网。流体可透过的纤维网包含多个大孔、微孔、或二者。与由本领域已知方法如压花或穿孔（例如使用具有多个刺针的辊）开孔的纤维网相比，大孔和/或微孔使流体可透过的纤维网具有消费者更偏爱的纤维状或布料状外观。本领域技术人员将认识到，向膜提供孔的此类方法也可用于向本文所公开的膜提供孔。虽然流体可透过的纤维网在本文中被描述为用于吸收制品的顶片，但是本领域普通技术人员将会知道，这些纤维网具有其它用途，如绷带、农用覆盖物、以及其中希望控制流体流动通过表面的类似用途。

通过对膜的一个表面施加由水等构成的高压射流，优选同时邻近膜的相对表面施加真空，形成大孔和微孔。一般来讲，膜支承在具有相对表面的成形结构的一个表面上。所述成形结构设有多个孔，通过所述孔，使相对的表面彼此流体连通。虽然成形结构可以是固定的或移动的，但是优选的实施例使用成形结构作为连续工序的一部分，其中所述膜具有行进方向，并且在行进方向上成形结构承载所述膜同时支承所述膜。流体喷射和真空（优选）在整个膜厚度上协作以提供流体压差，致使膜加速匹配成形结构，并且在与成形结构中的孔重合的区域破裂。

所述膜依次通过两个成形结构。第一成形结构具有多个小尺度孔，所述孔在经受上述流体压差时，致使在膜纤维网中形成微孔。第二成形结构表现出由多个宏观横截面孔限定的宏观三维横截面。经受第二流体压差时，所述膜基本上符合第二成形结构，同时基本上保持小尺度孔的完整性。

此类开孔方法被称为“液压成形”，并且更详细地描述于美国专利4,609,518；4,629,643；4,637,819；4,681,793；4,695,422；4,778,644；4,839,216；和4,846,821中，每篇文献的公开内容以引用方式并入本文。

开孔纤维网也可由方法如真空成形并且使用机械方法如冲孔来形成。真空成形公开于美国专利4,463,045中，其公开内容以引用方式并入本文。机械方法的例子公开于美国专利4,798,604；4,780,352；和3,566,726中，其公开内容以引用方式并入本文。

实例

聚合物：此工作中所用的主要聚合物为聚丙烯（PP）和聚乙烯（PE），但是可使用其它聚合物（参见例如美国专利6,783,854，其提供了可行的聚合物全面列表，然而不是所有均已被测试）。评估的具体聚合物为：

·Basell Profax PH-835：由Lyondell-Basell制得，标称35熔体流动速率的Ziegler-Natta全同立构聚丙烯。

·Exxon Achieve3854：由Exxon-Mobil Chemical制得，标称25熔体流动速率的茂金属全同立构聚丙烯。

·Total8650：由Total Chemicals制得，标称10熔体流动速率的Ziegler-Natta全同立构乙烯无规共聚物聚丙烯。

·Danimer27510：专用的多羟基链烷酸酯共聚物。

·Dow Aspun6811A：由Dow Chemical制得，为27熔体指数的聚乙烯共聚物。

·BASF Ultramid B27：由BASF制得，为低粘度聚酰胺6树脂。

·Eastman9921：由Eastman Chemical制得，为具有标称0.81特性粘度的聚酯对苯二甲酸均聚物。

·Natureworks Ingeo Biopolymer4032D：由Natureworks制得，为聚乳酸聚合物。

蜡：所用具体实例为：氢化大豆油（HSBO）；部分氢化大豆油（HSBO）；部分氢化棕榈仁油（PKPKO）；基于商业级大豆油的具有颜料和芳香剂的蜡烛；标准绿色大豆绿油墨颜料。

使用Baker Perkins CT-25螺杆制备组合物，其中区域设置如下表中所示：

实例1-26使用聚丙烯树脂制得，而实例27-46使用其它类型的热塑性聚合物树脂制得。除了实例34、37和44以外，所有实例均成功地形成粒料。注意到，实例9、12和27具有略微过量的蜡，例如在双螺杆出口处注意到有少量涌出，但是不足以破坏股条并且扰乱工艺。略微过量的蜡表明，该程度下的混合度不充分，或聚合物/蜡组合物接近饱和。实例43和44还包括加入到蜡中的颜料和香料。

实例1-43示出稳定范围内和到极限测试的聚合物和添加剂。如本文所用，稳定是指组合物被挤出和粒化的能力。观察到的是，在稳定组合物期间，得自B&P25mm体系的股条可被挤出，在5℃水浴中骤冷，并且经由制粒机切割而无中断。双螺杆挤出物立即滴落到水浴中。

在稳定挤出期间，无显著量的蜡与配制股条分离（>99重量%使得它通过制粒机）。可通过在双螺杆末端使聚合物和蜡彼此分离，记录组合物的饱和度。蜡在组合物中的饱和点可根据蜡和聚合物的组合以及工艺条件而变化。实际功用为，所述蜡和聚合物保持混合并且不分离，它是将添加剂适当分散的混合度和骤冷速率的函数。其中挤出物变得不稳定包含高含量蜡的具体实例是实例34、37和41。

使用30重量%HSBO并且加入香料和颜料（例如Febreeze Rosewood香料和有色蜡烛），处理实例42。每20lb蜡，将一根蜡烛加入到胶罐中，并且手动搅拌。加入前，去除蜡烛芯。蜡烛包含颜料和香料，在制程结束时，所述颜料和香料存在于如此形成的组合物粒料中。实例43与实例42相同，不同的是开启真空以确定可去除多少香料或挥发性物质。实例42和实例43中如此形成的粒料之间没有观测到差异。

可由实例1-42中任一个的组合物制得膜。

在具体实施方式中引用的所有文献都在相关部分中以引用方式并入本文；任何文献的引用均不可解释为是对其作为本发明的现有技术的认可。当本文献中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义冲突时，将以赋予本文献中那个术语的含义或定义为准。

本文所公开的量纲和值不应被理解为严格限于所述引用的精确值。相反，除非另外指明，每个这样的量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如，公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。

尽管已举例说明和描述了本发明的具体实施方案，但是对本领域的技术人员显而易见的是，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出许多其它的改变和变型。因此，所附权利要求旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和变型。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.一种包含至少一层组合物的膜，所述组合物包含下列的均匀混合物：

(a)包含聚丙烯的热塑性聚合物；和

(b)基于所述总组合物计5重量%至40重量%的蜡，所述蜡具有大于25℃的熔点，其中所述蜡选自氢化大豆油、部分氢化大豆油、环氧化大豆油、马来酸化大豆油、三硬脂酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、1,2-二棕榈酸油精、1,3-二棕榈酸油精、l-棕榈酸-3-硬脂酸-2-油精、l-棕榈酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕榈酸-l-硬脂酸-3-油精、1,2-二棕榈酸亚油精、1,2-二硬脂酸-油精、1,3-二硬脂酸-油精、三肉豆蔻酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、以及它们的组合。

2.根据权利要求1所述的膜，其中所述热塑性聚合物包括聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。

3.根据权利要求2所述的膜，其中所述热塑性聚合物包括聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、以及它们的组合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的膜，其中所述蜡包括脂质。

5.根据权利要求4所述的膜，其中所述脂质包括甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、环氧化脂质、马来酸化脂质、氢化脂质、衍生自脂质的醇酸树脂、蔗糖聚酯、或它们的组合。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的膜，其中所述蜡分散于所述热塑性聚合物中，使得所述蜡在所述热塑性聚合物中具有小于10μm的液滴尺寸。

7.根据权利要求6所述的膜，其中所述液滴尺寸小于1μm。

Claims

(a)热塑性聚合物；和

(b)至少5重量%的蜡，所述蜡具有大于25℃的熔点。

3.根据权利要求2所述的膜，其中所述热塑性聚合物选自聚丙烯、聚乙烯、聚丙烯共聚物、聚乙烯共聚物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚乳酸、多羟基链烷酸酯、聚酰胺-6、聚酰胺-6,6、以及它们的组合。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的膜，其中所述热塑性聚合物包括聚丙烯。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的膜，其中基于所述组合物的总重量计，所述蜡构成所述组合物的5重量%至40重量%。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的膜，其中所述蜡包括脂质。

7.根据权利要求6所述的膜，其中所述脂质包括甘油单酯、甘油二酯、甘油三酯、脂肪酸、脂肪醇、酯化脂肪酸、环氧化脂质、马来酸化脂质、氢化脂质、衍生自脂质的醇酸树脂、蔗糖聚酯、或它们的组合。

8.根据权利要求1至5中任一项所述的膜，其中所述蜡选自氢化大豆油、部分氢化大豆油、环氧化大豆油、马来酸化大豆油、三硬脂酸甘油酯、三棕榈酸甘油酯、1,2-二棕榈酸油精、1,3-二棕榈酸油精、l-棕榈酸-3-硬脂酸-2-油精、l-棕榈酸-2-硬脂酸-3-油精、2-棕榈酸-l-硬脂酸-3-油精、1,2-二棕榈酸亚油精、1,2-二硬脂酸-油精、1,3-二硬脂酸-油精、三肉豆蔻酸甘油酯、三月桂酸甘油酯、癸酸、己酸、辛酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、硬脂酸、以及它们的组合。

9.根据权利要求1至8中任一项所述的膜，其中所述蜡分散于所述热塑性聚合物中，使得所述蜡在所述热塑性聚合物中具有小于10μm的液滴尺寸。

10.根据权利要求9所述的膜，其中所述液滴尺寸小于1μm。