CN105934225A

CN105934225A - 用于吸收制品的刚性纳米复合膜

Info

Publication number: CN105934225A
Application number: CN201580005396.1A
Authority: CN
Inventors: J·H·王; F·陈; G·J·怀德曼; M·J·福尔克斯; M·M·姆莱茨瓦
Original assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc
Current assignee: Kimberly Clark Worldwide Inc; Kimberly Clark Corp
Priority date: 2014-01-31
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2016-09-07
Anticipated expiration: 2035-01-30
Also published as: CN105934225B; BR112016017524A2; AU2015210792A1; MX2016009865A; KR20160105910A; EP3099280B1; BR112016017524B1; AU2015210792B2; EP3099280A4; RU2612931C1; MX355934B; EP3099280A1; US9878065B2; KR101673248B1; WO2015116953A1; US20160325005A1

Abstract

本发明提供了一种用于吸收制品(例如卫生巾)的纳米复合薄膜。所述膜包含密度为约0.94g/cm³或更低的第一乙烯聚合物、密度大于0.94g/cm³的第二乙烯聚合物和具有有机表面处理的纳米粘土。本发明人已发现，通过选择性控制用于形成所述膜的组分的特定类型和浓度，以及所述膜的形成方式，可以显著改善所述膜的性质。

Description

用于吸收制品的刚性纳米复合膜

相关申请案

本申请要求2014年1月31日提交的美国专利申请序列号61/934,434的优先权，该申请全文以引用方式并入本文。

背景技术

诸如卫生巾的女性护理吸收制品通常由定位在液体可渗透的顶片与液体不可渗透的底片之间的吸收芯构造而成，顶片限定向着身体设置的“面向身体的”表面，底片限定背离身体设置的“面向衣物的”表面。这样的制品通常包括从制品的边缘侧向延伸的翼片或护翼，并且可围绕穿戴者内衣的侧边缘附连。护翼可由线性低密度聚乙烯(“LLDPE”)膜形成，该膜可任选地层合到聚丙烯非织造网。然而，这些膜的一个问题在于：它们通常缺乏足够的刚度和强度而不能实现吸收制品的制造过程并帮助在使用中支撑制品。虽然已尝试了向膜添加各种添加剂以改善这些性质，但是这通常导致其他性质(例如延展性)的相应降低，这是极不可取的。因此，目前对用于吸收制品的膜存在需要，该膜可表现出良好的刚度和强度而不实质性降低其他性质。

发明内容

根据本发明的一个实施例，公开了一种吸收制品，该吸收制品包括液体可渗透的层、一般地液体不可渗透的层和定位在液体可渗透的层与一般地液体不可渗透的层之间的吸收芯。该吸收制品包括厚度为约50微米或更低的膜。该膜包括由聚合物组合物形成的层，其中该聚合物组合物包含密度为约0.94g/cm³或更低的第一乙烯聚合物、密度大于0.94g/cm³的第二乙烯聚合物和具有有机表面处理的纳米粘土。第一乙烯聚合物与第二乙烯聚合物的重量比为从约0.1至约10。

根据本发明的另一个实施例，公开了一种厚度为约50微米或更低的膜。该膜包括由聚合物组合物形成的层。该聚合物组合物包含从约5wt.％至约90wt.％的密度为约0.94g/cm³或更低的第一乙烯聚合物、从约5wt.％至约90wt.％的密度大于0.94g/cm³的第二乙烯聚合物以及从约0.5wt.％至约20wt.％的具有有机表面处理的纳米粘土。第一乙烯聚合物与第二乙烯聚合物的重量比为从约0.1至约10，并且该膜表现出在纵向上从约150至约1000兆帕的杨氏模量。

本发明的其他特征和方面在下文更详细地描述。

附图说明

针对本领域普通技术人员的本发明的完整且能够实现的公开内容(包括其最佳模式)在说明书的剩余部分中参照附图更具体地阐述，在附图中：

图1是可用于形成本发明的膜的过程的一个实施例的示意图；

图2是本发明的吸收制品的一个实施例的顶视图；

图3是可用于评价噪声级的测试设备的透视图，其中设备的门打开；

图4是图3的测试设备的透视图，其中设备的门关闭；以及

图5是沿着箭头190截取的图3的设备的平面图。

在本说明书和附图中对附图标记的反复使用旨在代表本发明的相同或类似的特征或元件。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的各种实施例，其一个或多个例子在下文示出。每个例子都以解释而不是限制本发明的方式提供。事实上，对于本领域技术人员显而易见的是，在不背离本发明的范围或精神的情况下，可以在本发明中做出各种修改和变化。例如，作为一个实施例的一部分而说明或描述的特征，可以用于另一个实施例以产生又一个实施例。因此，本发明旨在涵盖这样的修改和变化。

一般来讲，本发明涉及用于吸收制品(例如卫生巾)的纳米复合薄膜。该膜包含密度为约0.94g/cm³或更低的第一乙烯聚合物(例如LLDPE和/或LDPE)、密度大于0.94g/cm³的第二乙烯聚合物(例如HDPE)和具有有机表面处理的至少一种纳米粘土。第一乙烯聚合物与第二乙烯聚合物的重量比可为从约0.1至约10，在一些实施例中从约0.15至约8以及在一些实施例中从约0.2至约5。例如，第一乙烯聚合物可占聚合物组合物的从约5wt.％至约90wt.％，在一些实施例中从约10wt.％至约80wt.％以及在一些实施例中从约20wt.％至70wt.％，并且第二乙烯聚合物可占聚合物组合物的从约5wt.％至约90wt.％，在一些实施例中从约10wt.％至约80wt.％以及在一些实施例中从约20wt.％至70wt.％。纳米粘土可同样占聚合物组合物的从约0.5wt.％至约20wt.％，在一些实施例中从约1wt.％至约15wt.％以及在一些实施例中从约2wt.％至约10wt.％。

本发明人已发现，通过选择性控制用于形成膜的组分的特定类型和浓度，以及膜的形成方式，可以显著改善膜的刚度而不会对其强度和延展性产生负面影响。指示良好的刚度的一个参数是膜的杨氏弹性模量，它等于拉伸应力与拉伸应变的比率并通过应力-应变曲线的斜率确定，该模量也可以良好。例如，该膜通常表现出在纵向上从约150至约1000MPa，在一些实施例中从约200至约800MPa以及在一些实施例中从约300至约700MPa，并且在横向上从约200至约1200MPa，在一些实施例中从约250至约1000MPa以及在一些实施例中从约350至约800MPa的杨氏模量。尽管具有这样的改善刚度，但是本发明的膜仍能够保持良好的机械强度和延展性。例如，本发明的膜可表现出在纵向和/或横向上从约15至约150兆帕(MPa)，在一些实施例中从约20至约100MPa以及在一些实施例中从约25至约80MPa的极限拉伸强度。该膜还可以表现出在纵向上约200％或更大，在一些实施例中约250％或更大以及在一些实施例中从约300％至约400％，并在横向上约700％或更大，在一些实施例中约750％或更大以及在一些实施例中从约800％至约1500％的峰值伸长率。

令人惊讶的是，这样的良好性质即便膜具有极低的厚度时也可以实现。就这一点而言，通过将特定的机械值(例如，杨氏模量、拉伸强度或峰值伸长率)除以平均膜厚(μm)而测定的归一化机械性质也可以得到改善。例如，该膜可表现出在纵向上约10％/μm或更大，在一些实施例中约15％/μm或更大以及在一些实施例中从约20％/μm至约100％/μm的归一化峰值伸长率。该膜可同样表现出在横向上约40％/μm或更大，在一些实施例中约50％/μm或更大以及在一些实施例中从约60％/μm至约200％/μm的归一化峰值伸长率。该膜可表现出在纵向和/或横向上从约0.5至约20MPa/μm，在一些实施例中从约1至约12MPa/μm以及在一些实施例中从约2至约8MPa/μm的归一化极限拉伸强度。纵向和/或横向上的归一化杨氏模量也可以为从约5至约60MPa/μm，在一些实施例中从约15至约50MPa/μm以及在一些实施例中从约25至约45MPa/μm。膜的实际厚度通常为约50微米或更低，在一些实施例中从约1至约40微米，在一些实施例中从约5至约35微米以及在一些实施例中从约10至约30微米。

本发明人还已发现，该膜可在物理变形时产生相对低程度的噪声。当例如接受两(2)分钟的物理变形时，该膜的噪声级可为约45分贝(dB)或更低，在一些实施例中约42dB或更低以及在一些实施例中从约20dB至约40dB，诸如在2,000Hz或4,000Hz的频率下测定的。通过将膜接受两(2)分钟的物理变形时产生的噪声级除以周围环境产生的噪声级而测定的膜的“归一化噪声级”可同样为约2.5或更低，在一些实施例中约2.4或更低以及在一些实施例中从约1.5至约2.3，诸如在2,000Hz或4,000Hz的频率下测定的。整个吸收制品也可以表现出相对低程度的噪声。例如，当接受两(2)分钟的物理变形时，吸收制品产生的噪声级可为约30分贝(dB)或更低，在一些实施例中约29dB或更低以及在一些实施例中从约20dB至约28dB，如在2000Hz的频率下测定的。吸收制品的“归一化噪声级”可同样为约1.55或更低，在一些实施例中约1.50或更低以及在一些实施例中从约0.5至约1.45，诸如在2,000Hz或4,000Hz的频率下测定的。

除了降低的噪声级之外，本发明的膜还可以具有优异的对透氧率的阻隔性质。无意受理论的限制，据信，纳米粘土薄片结构可在膜中产生迂曲的路径，这些路径可减慢透过率并降低氧渗透量。例如，透氧率可为约350cm³/100in²*24h或更低，在一些实施例中约330cm³/100in²*24h或更低以及在一些实施例中从约100至约300cm³/100in²*24h，诸如根据ASTM D3985-05在23℃的温度和0％的相对湿度下测定的。

现在将更详细地描述本发明的各种实施例。

I.聚合物组合物

A.第一乙烯聚合物

如上所指出的那样，第一乙烯聚合物具有约0.94g/cm³或更低，在一些实施例中从约0.85至约0.94g/cm³以及在一些实施例中从约0.90至约0.935g/cm³范围内的相对低的密度。一种或多种聚合物可用于具有这些密度特性的组合物中。线性低密度聚乙烯(“LLDPE”)和/或低密度聚乙烯(“LDPE”)是尤其合适的。第一乙烯聚合物通常具有相对低的熔融温度和弹性模量，这可为所得的膜提供相对柔软和可延展的质感。例如，第一乙烯聚合物可具有从约50℃至约145℃，在一些实施例中从约75℃至约140℃以及在一些实施例中从约100℃至约135℃的熔融温度，和从约50至约700MPa，在一些实施例中从约75至约600MPa以及在一些实施例中从约100至约500MPa的弹性模量，如根据ASTM D638-10所测定的。第一乙烯聚合物还可以具有从约0.1至约100克/10分钟，在一些实施例中从约0.5至约50克/10分钟以及在一些实施例中从约1至约40克/10分钟的熔体流动指数，如根据ASTM D1238-13(或ISO1133)在2160g的负荷下和在190℃下测定的。

B.第二乙烯聚合物

与第一乙烯聚合物相反，第二乙烯聚合物具有大于约0.94g/cm³，在一些实施例中从约0.945至约0.98g/cm³以及在一些实施例中从约0.95至约0.97g/cm³范围内的相对高的密度。同样，一种或多种聚合物可用于具有这些特性的组合物中。高密度聚乙烯(“HDPE”)是尤其合适的。第二乙烯聚合物通常具有相对低的熔融温度和弹性模量，这可为所得的膜提供相对柔软和可延展的质感。例如，第一乙烯聚合物可具有从约70℃至约160℃，在一些实施例中从约85℃至约150℃以及在一些实施例中从约110℃至约145℃的熔融温度，和从约700至约5,000MPa，在一些实施例中从约750至约3,000MPa以及在一些实施例中从约1,000至约2,000MPa的弹性模量，如根据ASTM D638-10所测定的。第二乙烯聚合物还可以具有从约0.1至约100克/10分钟，在一些实施例中从约0.5至约50克/10分钟以及在一些实施例中从约1至约40克/10分钟的熔体流动指数，如根据ASTM D1238-13(或ISO 1133)在2160g的负荷下和在190℃下测定的。

第一和/或第二乙烯聚合物可由本领域已知的任何类型的乙烯聚合物形成。乙烯聚合物可以例如是乙烯和α-烯烃诸如C₃-C₂₀ α-烯烃或C₃-C₁₂α-烯烃的共聚物。合适的α-烯烃可以是直链的或支链的(例如，一个或多个C₁-C₃烷基支链，或芳基基团)。具体的例子包括1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3，3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二烯以及苯乙烯。特别期望的α-烯烃共聚单体是1-丁烯、1-己烯和1-辛烯。这样的共聚物的乙烯含量可以为从约60摩尔％至约99摩尔％，在一些实施例中从约80摩尔％至约98.5摩尔％以及在一些实施例中从约87摩尔％至约97.5摩尔％。α-烯烃的含量可同样在从约1摩尔％至约40摩尔％，在一些实施例中从约1.5摩尔％至约15摩尔％以及在一些实施例中从约2.5摩尔％至约13摩尔％的范围内。聚乙烯的密度可根据所用的聚合物的类型而变化，但通常在从约0.85至约0.96克/立方厘米(g/cm³)的范围内。

各种已知的技术通常可用于形成乙烯聚合物。例如，乙烯聚合物可以使用自由基或配位催化剂(例如，齐格勒-纳塔(Ziegler-Natta))形成。通常，乙烯聚合物由多位点齐格勒-纳塔催化剂形成，所得的乙烯聚合物具有宽分子量分布，多分散性指数(重均分子量除以数均分子量)高达20或更高。通过单位点配位催化剂诸如茂金属催化剂制备的乙烯聚合物具有窄分子量分布。这样的催化剂体系产生这样的乙烯聚合物，其中共聚单体在分子链内无规分布而在不同分子量的部分中均匀分布。茂金属催化的聚烯烃在例如授予McAlpin 等人的美国专利号5,571,619、授予Davis等人的美国专利号5,322,728、授予Obijeski等人的美国专利号5,472,775、授予Lai等人的美国专利号5,272,236和授予Wheat等人的美国专利号6,090,325中有所描述。茂金属催化剂的例子包括双(正丁基环戊二烯基)二氯化钛、双(正丁基环戊二烯基)二氯化锆、双(环戊二烯基)氯化钪、双(茚基)二氯化锆、双(甲基环戊二烯基)二氯化钛、双(甲基环戊二烯基)二氯化锆、二茂钴、环戊二烯基三氯化钛、二茂铁、二氯二茂铪、异丙基(环戊二烯基-1-芴基)二氯化锆、二氯二茂钼、二茂镍、二氯二茂银、二茂钌、二氯二茂钛、氢氯二茂锆、二氯二茂锆等。用茂金属催化剂制得的聚合物通常具有窄分子量范围。例如，茂金属催化的聚合物可以具有4以下的多分散性数值(M_w/M_n)、受控的短链支化分布以及受控的全同立构规整度。

B.纳米粘土

术语“纳米粘土”一般是指粘土材料(天然存在的矿物、有机改性的矿物或合成纳米材料)的纳米颗粒。粘土材料通常具有片状形态，因为其具有相对平坦的或薄片的形状。粘土薄片可例如具有从约0.2至约100纳米，在一些实施例中从约0.5至约50纳米以及在一些实施例中从约1至约20纳米的平均厚度。粘土材料的“纵横比”(即，薄片的平均长度除以平均厚度)也相对大，诸如从约20至约1000，在一些实施例中从约50至约80，在一些实施例中从约100至约400。平均长度(例如，直径)可例如在从约20纳米至约10微米，在一些实施例中从约100纳米至约5微米以及在一些实施例中从约200纳米至约4微米的范围内。

粘土材料可由层状硅酸盐形成，诸如蒙皂石粘土矿物(例如，膨润土、高岭土或蒙脱石以及它们的盐，诸如钠蒙脱石、镁蒙脱石、钙蒙脱石等)、绿脱石、贝德石、铬膨润石、锂蒙脱石、皂石、锌蒙脱石、sobockite、硅镁石、svinfordite、蛭石等。其他可用的纳米粘土包括云母类矿物(例如伊利石)和混合伊利石/绿土矿物，诸如累托石、tarosovite、ledikite以及伊利石与上述粘土矿物的配混物。尤其合适的是蒙脱石(2∶1层状蒙皂石粘土结构)、膨润土(主要由蒙脱石形成的层状硅酸铝)、高岭土(具有板状结构和经验式Al₂Si₂O₅(OH)₄的1∶1铝硅酸盐)、埃洛石(具有管状结构和经验式Al₂Si₂O₅(OH)₄的1∶1铝硅酸盐)等。

如上所述，纳米粘土还包括有机表面处理，该处理增强粘土材料的疏水性并因此改善其与乙烯聚合物的相容性。在一个实施例中，有机表面处理可由季鎓(例如，盐或离子)形成，季鎓可经由离子交换变得插入相邻层状粘土薄片之间的层间空间中。季鎓离子可具有以下结构：

其中

X为N、P、S或O；并且

R₁、R₂、R₃和R₄独立地为氢或有机部分，诸如具有1至约24个碳原子的直链或支链烷基、芳基或芳烷基部分。

尤其合适的季铵离子是具有以下结构的那些：

其中

R₁为从C₆至C₂₄直链或支链范围内的长链烷基部分，包括长链部分的混合物，诸如单独的或任意组合的C₆、C₈、C₁₀、C₁₂、C₁₄、C₁₆、C₁₈、C₂₀、C₂₂和C₂₄；并且

R₂、R₃和R₄为可以相同或不同的部分，它们选自H、烷基、羟烷基、苄基、取代的苄基，例如直链或支链烷基取代的和卤素取代的；乙氧基化或丙氧基化的烷基；乙氧基化或丙氧基化的苄基(例如，1-10摩尔乙氧基化或1-10摩尔丙氧基化)。

另外的可用的多电荷间隔/偶合剂包括例如四、三和二鎓物质，诸如脂族、芳族或芳脂族胺、膦、酯、醇和硫化物的四铵、三铵和二铵(伯、仲、叔和季)、四鏻、三鏻和二鏻、四氧鎓、三氧鎓和二氧鎓或四锍、三锍和二锍衍生物。这样的材料的示例为下式的二鎓化合物：

R¹-X⁺-R-Y⁺

其中X⁺和Y⁺为相同或不同的，并为铵、锍、鏻或氧鎓基，诸如-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 ⁺等；

R是直链或支链的有机间隔主链基团，诸如具有2至24个碳原子并在一些实施例中从3至10个碳原子的那些，在主链有机间隔分子中，在其末端共价键合到带电荷的N⁺、P⁺、S⁺和/或O⁺阳离子；

R¹可以是氢、或1至22个碳原子的直链或支链的以及在一些实施例中6至22个碳原子的直链或支链的烷基。

可用的R基团的示例为烷基(例如，甲基、乙基、丁基、辛基等)；芳基(例如，苄基、苯烷基等)；亚烷基(例如，亚甲基、亚乙基、亚辛基、亚壬基、亚叔丁基、亚新戊二基、亚异丙基、亚仲丁基、亚十二烷基等)；亚烯基(例如，1-亚丙烯基、1-亚丁烯基、1-亚戊烯基、1-亚己烯基、1-亚庚烯基、1-亚辛烯基等)；亚环烯基(例如，亚环己烯基、亚环戊烯基等)；羟基烷基(例如，羟基甲基、羟基乙基、羟基正丙基、羟基异丙基、羟基正丁基、羟基异丁基、羟基叔丁基等)；烷酰基亚烷基(例如，丁酰基亚十八烷基、戊酰基亚十九烷基、辛酰基亚十五烷基、乙酰基亚十一烷基、丙酰基亚十六烷基等)；烷基氨基亚烷基(例如，甲基氨基亚十八烷基、乙基氨基亚十五烷基、丁基氨基亚十九烷基等)；二烷基氨基亚烷基(例如，二甲基氨基亚十八烷基、甲基乙基氨基亚十九烷基等)；芳基氨基亚烷基(例如，苯基氨基亚十八烷基、对甲基苯基氨基亚十九烷基等)；二芳基氨基亚烷基(例如，二苯基氨基亚十五烷基、4-硝基苯基-4′-甲基苯基氨基亚十八烷基等)；烷基芳基氨基亚烷基(例如，2-苯基-4-甲基氨基亚十五烷基等)；烷基亚磺酰亚烷基(alkylsulfinylene)、烷基磺酰亚烷基(alkylsulfonylene)、烷硫基、芳硫基、芳基亚磺酰亚烷基(arylsulfinylene)和芳基磺酰亚烷基(arylsulfonylene)(例如丁硫基亚十八烷基、新戊硫基亚十五烷基、甲基亚磺酰基亚十九烷基、苄基亚磺酰基亚十五烷基、苯基亚磺酰基亚十八烷基、丙硫基亚十八烷基、辛硫基亚十五烷基、壬基磺酰基亚十九烷基、辛基磺酰基亚十六烷基、甲硫基亚十九烷基、异丙硫基亚十八烷基、苯基磺酰基亚十五烷基、甲基磺酰基亚十九烷基、壬硫基亚十五烷基、苯硫基亚十八烷基、乙硫基亚十九烷基、苄硫基亚十一烷基、苯乙硫基亚十五烷基、仲丁硫基亚十八烷基、萘硫基亚十一烷基等)；烷氧羰基亚烷基(例如，甲氧羰基亚烷基(methoxycarbonylene)、乙氧羰基亚烷基(ethoxycarbonylene)、丁氧羰基亚烷基(butoxycarbonylene)等)；亚环烷基(例如，亚环己基、亚环戊基、亚环辛基、亚环庚基等)；烷氧亚烷基(例如，甲氧亚甲基、乙氧亚甲基、丁氧亚甲基、丙氧亚甲基、戊氧亚丁基等)；芳氧亚烷基和芳氧亚芳基(例如，苯氧亚苯基、苯氧亚甲基等)；芳氧亚烷基(例如，苯氧亚癸基、苯氧亚辛基等)；芳基亚烷基(例如，亚苄基、苯基亚乙基(phenthylene)、8-苯基亚辛基、10-苯基亚癸基等)；烷基亚芳基(例如，3-癸基亚苯基、4-辛基亚苯基、4-壬基亚苯基等)；以及聚丙二醇和聚乙二醇取代基(例如，亚乙基、亚丙基、亚丁基、亚苯基、亚苄基、亚甲苯基、对苯亚乙基、对苯亚甲基、亚辛基、亚十二烷基、亚十八烷基、甲氧基亚乙基等)以及它们的组合。这样的四、三和二铵、锍、鏻、氧鎓；铵/锍；铵/鏻；铵/氧鎓；鏻/氧鎓；锍/氧鎓；以及锍/鏻基是本领域熟知的，并且可以由相应的胺、膦、醇或醚和硫化物获得。

尤其合适的多电荷间隔/偶合剂化合物是具有以下通式的包含至少两个伯、仲、叔或季铵、鏻、锍和/或氧鎓离子的多鎓离子化合物：

其中

R是亚烷基、亚芳烷基或取代的亚烷基带电原子间隔部分；并且

Z₁、Z₂、R₁、R₂、R₃和R₄可以相同或不同并选自氢、烷基、芳烷基、苄基、取代的苄基(例如直链或支链烷基取代的和卤素取代的)；乙氧基化或丙氧基化的烷基；乙氧基化或丙氧基化的苄基(例如，1-10摩尔乙氧基化或1-10摩尔丙氧基化)。

尤其合适的有机阳离子可以包括例如季铵化合物，诸如二甲基双[氢化牛脂]氯化铵(2M2HT)、甲基苄基双[氢化牛脂]氯化铵(MB2HT)、氯化甲基三[氢化牛脂烷基](M3HT)等。合适的纳米粘土的例子为Nanomer^TM 1.44P，其为季铵改性的蒙脱石纳米粘土并可从Nanocor，Inc.商购获得。其他合适的纳米粘土添加剂包括可得自Southern Clay Products的那些，诸如Cloisite^TM 15A、Cloisite^TM 30B、Cloisite^TM 93A和Cloisite^TM Na⁺。

鎓离子可以多种方式引入粘土材料的层间空间中(吸附在其内)。在一种方法中，例如，将粘土材料在水中形成浆液，并在其中溶解鎓离子化合物。必要时，鎓离子化合物可首先溶解在有机溶剂(例如，丙醇)中。如果需要，纳米粘土也可与低聚物和/或聚合物夹间物质形成夹层，如本领域已知的那样。例如，可以采用烯烃聚合物或低聚物(例如，乙烯聚合物)夹间物质。为了将鎓离子和烯烃夹间物质插入相邻的层状硅酸盐薄片之间并任选地将分层的材料分开(剥离)成单独的薄片，例如，可首先使粘土材料与鎓离子接触，并同时地或之后与熔融的低聚物/聚合物夹间物质接触以形成鎓离子-夹层材料。这可例如通过在挤出机中将材料直接配混而实现。作为另外一种选择，可通过与乳化剂剧烈混合而由乳化过程形成低聚物/聚合物夹层。如果需要，也可将偶合剂(例如，硅烷偶合剂)用于帮助夹间物质与粘土材料的粘结。例如，粘土材料最初可用偶合剂处理，然后在低聚物或聚合物的插入之前或同时进行粘土材料之间的鎓离子交换。应当理解，低聚物或聚合物夹间物质也可通过其他熟知的机制插入内部薄片表面之间并复合到内部薄片表面，诸如通过如美国专利号5,880,197和5,877,248中所述的偶极/偶极键合(低聚物或聚合物的直接插入)，以及通过如美国专利号5,102,948和5,853,886中所述的用氢置换而酸化(通过使用酸或离子交换树脂而使层间阳离子与氢进行离子交换)。

C.基他组分

除了上述组分外，其他添加剂也可掺入本发明的膜中，诸如增容剂、助滑添加剂、熔体稳定剂、加工稳定剂、热稳定剂、光稳定剂、抗氧化剂、热老化稳定剂、增白剂、粘结剂、填料等。增容剂例如可用于某些实施例以帮助改善乙烯聚合物与纳米粘土的亲和力。当采用时，增容剂可占聚合物组合物的从约0.1wt.％至约10wt.％，在一些实施例中从约0.2wt.％至约8wt.％以及在一些实施例中从约0.5wt.％至约5wt.％。合适的增容剂的一个例子包括含有烯烃组分和极性组分的聚烯烃。烯烃组分是非极性的并因此通常具有对乙烯聚合物的亲和力。烯烃组分通常可由任何直链或支链α-烯烃单体、源自α-烯烃单体的低聚物或聚合物(包括共聚物)形成。在一个特定的实施例中，例如，增容剂包含至少一种直链或支链α-烯烃单体，诸如具有从2至20个碳原子并优选从2至8个碳原子的那些。具体的例子包括乙烯、丙烯、1-丁烯；3-甲基-1-丁烯；3，3-二甲基-1-丁烯；1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-戊烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-己烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-庚烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-辛烯；具有一个或多个甲基、乙基或丙基取代基的1-壬烯；乙基、甲基或二甲基取代的1-癸烯；1-十二烯以及苯乙烯。特别期望的α-烯烃共聚单体是乙烯和丙烯。

聚烯烃增容剂还与极性组分官能化，该增容剂可接枝到聚合物上、作为聚合物(例如嵌段或无规共聚物)的单体成分而掺入等。当接枝到聚合物主链上时，特别合适的极性基团是马来酸酐、马来酸、丙烯酸、甲基丙烯酸、富马酸、马来酰亚胺、马来酰肼、马来酸酐和二胺的反应产物、甲基降冰片烯二酸酐、二氯马来酸酐、马来酸酰胺等。马来酸酐改性的聚烯烃特别适用于本发明。这样的改性的聚烯烃通常通过将马来酸酐接枝到聚合物主链材料上形成。这样的马来酸化的聚烯烃以名称得自E.I.du Pont de Nemoursand Company，诸如P系列(化学改性的聚丙烯)、E系列(化学改性的聚乙烯)、C系列(化学改性的乙烯醋酸乙烯酯)、A系列(化学改性的乙烯丙烯酸酯共聚物或三元共聚物)、M系列(化学改性的聚乙烯)或N系列(化学改性的乙烯-丙烯、乙烯-丙烯二烯单体(″EPDM")或乙烯-辛烯)。作为另外一种选择，改性剂聚烯烃也可以以名称(例如，丙烯酸改性的聚丙烯)得自Chemtura Corp.以及以名称Eastman G系列得自Eastman ChemicalCompany。

如上所述，极性组分也可作为单体并入聚乙烯增容剂中。例如，(甲基)丙烯酸单体组分可用在某些实施例中。如本文所用，术语“(甲基)丙烯酸”包括丙烯酸和甲基丙烯酸单体，及其盐或酯，诸如丙烯酸酯和甲基丙烯酸酯单体。这样的(甲基)丙烯酸单体的例子可以包括丙烯酸甲酯、丙烯酸乙酯、丙烯酸正丙酯、丙烯酸异丙酯、丙烯酸正丁酯、丙烯酸仲丁酯、丙烯酸异丁酯、丙烯酸叔丁酯、丙烯酸正戊酯、丙烯酸异戊酯、丙烯酸异冰片酯、丙烯酸正己酯、丙烯酸-2-乙基丁酯、丙烯酸-2-乙基己酯、丙烯酸正辛酯、丙烯酸正癸酯、丙烯酸甲基环己酯、丙烯酸环戊酯、丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸乙酯、甲基丙烯酸-2-羟乙酯、甲基丙烯酸正丙酯、甲基丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸异丙酯、甲基丙烯酸异丁酯、甲基丙烯酸正戊酯、甲基丙烯酸正己酯、甲基丙烯酸异戊酯、甲基丙烯酸仲丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸-2-乙基丁酯、甲基丙烯酸甲基环己酯、甲基丙烯酸肉桂酯、甲基丙烯酸巴豆酯、甲基丙烯酸环己酯、甲基丙烯酸环戊酯、甲基丙烯酸-2-乙氧基乙酯、甲基丙烯酸异冰片酯等以及它们的组合。其他类型的合适的极性单体包括酯单体、酰胺单体等。

II.膜构造

本发明的膜可以为单层的或多层的。多层膜可通过层的共挤出、挤出涂布或通过任何常规的分层工艺制备。这样的多层膜通常包括至少一个基层和至少一个表皮层，但可以包括任何数量的所需的层。例如，多层膜可由基层和一个或多个表皮层形成。在一个实施例中，例如，可能期望的是采用将基层夹在中间的两个表皮层。无论特定的构造如何，表皮层和/或基层均可由本发明的聚合物组合物形成。在一个实施例中，例如，基层由本发明的聚合物组合物形成，并且表皮层由所述聚合物组合物或由另外的聚合物材料形成。同样，在其他可能的实施例中，表皮层中的一个或多个由本发明的聚合物组合物形成，并且基层由另外的聚合物材料形成。当采用时，该另外的材料可包括任何类型的聚合物，诸如聚烯烃(例如，聚乙烯、聚丙烯等)、聚酯、聚酰胺、苯乙烯共聚物、聚氨酯、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯醇等。

当采用多层时，基层通常占膜的重量的实质性部分，诸如膜的从约50wt.％至约99wt.％，在一些实施例中从约55wt.％至约90wt.％以及在一些实施例中从约60wt.％至约85wt.％。表皮层可同样占膜的从约1wt.％至约50wt.％，在一些实施例中从约10wt.％至约45wt.％以及在一些实施例中从约15wt.％至约40wt.％。每个表皮层也可具有从约0.1至约10微米，在一些实施例中从约0.5至约5微米以及在一些实施例中从约1至约2.5微米的厚度。同样，基层可具有从约1至约40微米，在一些实施例中从约2至约25微米以及在一些实施例中从约5至约20微米的厚度。如上所述，膜的总厚度通常为约50微米或更低，在一些实施例中从约1至约40微米，在一些实施例中从约5至约35微米以及在一些实施例中从约10至约30微米。

多种技术中的任一种通常都可以用于形成本发明的膜。在某些实施例中，例如，膜的组分(例如，乙烯聚合物、纳米粘土等)可单独地供应至成膜系统，并在形成膜时共混在一起。在这样的情况下，纳米粘土可以是包含颗粒的粉末的形式，如上所述。然而，作为另外一种选择，可能期望的是，预混乙烯聚合物和纳米粘土以形成母料，然后供应至成膜系统。无意受理论的限制，据信，这样的多步过程可使得纳米粘土更均匀地取向，从而甚至进一步增强延展性。当供应时，纳米粘土本身可以为母料的形式，该母料可以包含与聚合物(例如，乙烯聚合物)共混的纳米粘土颗粒，或为包含颗粒的粉末的形式。例如，在一个实施例中，可形成包含第一乙烯聚合物和第二乙烯聚合物的第一母料。同样，可形成包含纳米粘土并任选地包含第一和/或第二乙烯聚合物的一些部分的第二母料。

无论单独地还是以母料的形式供应，所述组分均可使用本领域已知的任何挤出设备熔融共混在一起。例如，可以采用双螺杆挤出机，该挤出机包括以可旋转方式安装并接纳在机筒(例如，圆柱形机筒)内的共旋转螺杆，机筒可以被加热。组分通过螺杆旋转而施加的力从进料端向下游移动到排放端。螺杆的长度与外径的比率(“L/D”)可选择成实现通过量与共混物均匀性之间的最佳平衡。例如，L/D值过大可增加保留时间，达到纳米粘土劣化到所需水平以外的程度。在另一方面，L/D值过低不能产生所需的共混程度。因此，L/D值通常在从约25至约60，在一些实施例中从约35至约55以及在一些实施例中从约40至约50的范围内。螺杆的速度也可被选择成实现所需的停留时间、剪切速率、熔体加工温度等。通常，随着螺杆速度的增加，由于额外的机械能输入系统中，可观察到产品温度的升高。摩擦能量因转动螺杆而对挤出机内的材料施加的剪切所产生，并导致大分子的破裂。这导致成品材料的表观粘度降低，熔体流动速率增大。例如，螺杆速度可以在从约50至约400转每分钟(“rpm”)，在一些实施例中从约100至约300rpm以及在一些实施例中从约120至约280rpm的范围内。因此，熔体加工可在从约100℃至约500℃，在一些实施例中从约150℃至约350℃以及在一些实施例中从约150℃至约300℃的温度下进行。通常，在熔体加工过程中的表观剪切速率可以在从约300s^-1至约10,000s^-1，在一些实施例中从约500s^-1至约5000s^-1以及在一些实施例中从约800s^-1至约1200s^-1的范围内。表观剪切速率等于R³，其中，Q是聚合物熔体的体积流动速率(“m³/s”)，而R是熔融聚合物所流动经过的毛细管(例如，挤出机模头)的半径(“m”)。当然，也可控制其他变量，诸如与生产率成反比的在熔体加工过程中的停留时间，以实现期望的共混。

一旦形成后，预混的母料便可供应到成膜系统。任何已知的技术均可用于由配混的材料形成膜，包括吹塑、浇铸、平模挤出等。在一个特定的实施例中，膜可通过吹塑过程形成，其中将气体(例如空气)用于使通过环形模头的挤出聚合物共混物的气泡膨胀。气泡然后塌缩并以平坦的膜的形式收集。用于产生吹塑膜的过程例如在授予Raley的美国专利号3,354,506、授予Schippers的美国专利号3,650,649和授予Schrenk等人的美国专利号3,801,429以及授予McCormack等人的美国专利申请公开号2005/0245162和授予Boggs等人的美国专利申请公开号2003/0068951中有所描述。然而，在又一个实施例中，膜用浇铸技术形成。

参见图1，例如，示出了用于形成浇铸膜的方法的一个实施例。在该实施例中，将预混的母料供应给挤出机80进行熔体加工。为了有助于实现纳米粘土的良好对齐和取向，通常期望在成膜期间使用单螺杆挤出机。这样的单螺杆挤出机通常沿着螺杆长度分成三个段。第一段是进料段，在进料段中固体材料被引向螺杆。第二段是熔融段，在熔融段中发生固体的大部分熔化。在该段内，螺杆通常具有渐缩的直径以增强聚合物的熔化。第三段是混合段，该段以恒定的量输送熔融材料进行挤出。螺杆的L/D比率通常为从约5至约50，在一些实施例中从约10至约40以及在一些实施例中从约15至约35。通过使用仅占螺杆长度的一小部分的混合部段，可在单螺杆挤出机中容易地实现这样的L/D比率。螺杆速度可同样在从约5至约150rpm，在一些实施例中从约10至约100rpm以及在一些实施例中从约20至约80rpm的范围内。因此，熔体加工可在从约100℃至约500℃，在一些实施例中从约150℃至约350℃以及在一些实施例中从约150℃至约300℃的温度下进行。

一旦形成后，挤出的材料便可立即冷却并切成粒料形式。在图1的实施例中，挤出的材料被浇铸到浇铸辊90上以形成单层前体膜10a。如果要产生多层膜，则将多个层一起共挤出到浇铸辊90上。浇铸辊90可任选地具有压印元件以向膜赋予图案。通常，浇铸辊90保持在足以使片材10a在形成时固化和骤冷的温度下，诸如从约20至60℃。如果需要，可邻近浇铸辊90设置真空箱，以有助于将前体膜10a保持靠近辊90的表面。另外，气刀或静电别针(electrostatic pinner)可以有助于使前体膜10a在其绕着旋转辊移动时压贴在浇铸辊90的表面上。气刀是本领域已知的设备，其将一股空气在非常高的流速下集中，从而将膜的边缘别住。

一旦浇铸之后，膜10a随后便可以任选地在一个或多个方向上取向，从而进一步提高膜的均匀性并减小厚度。在按顺序取向的情况下，“软化”的膜通过转速不同的辊来牵拉，从而使得片材在纵向(机器方向)上被拉伸到期望的拉伸比。如果需要，单轴取向的膜也可以在横向上取向以形成“双轴取向的”膜。例如，膜可以通过链式夹在其侧向边缘处夹紧，并输送到拉幅机烘箱中。在拉幅机烘箱中，可以将膜重新加热并通过链式夹在横向上牵拉到期望的拉伸比，链式夹在其向前行进中分开。

再次参见图1，例如，示出了一种用于形成单轴取向膜的方法。如图所示，前体膜10a被导向膜取向单元100或纵向取向机(“MDO”)，诸如可从Providence，Rhode Island的Marshall and Willams，Co.商购获得的。MDO具有多个拉伸棍(诸如从5至8个)，拉伸辊逐渐地沿着纵向拉伸膜并使膜变薄，纵向是膜在如图1所示的过程中的行进方向。尽管MDO 100被示为具有八个辊，但是应当理解的是，辊的数量可以更多或更少，这取决于期望的拉伸水平和各个辊之间的拉伸程度。膜也可以在一个或多个不连续的拉伸操作中进行拉伸。应当注意的是，MDO设备中的一些辊可以不按逐渐升高的速度运行。如果需要，MDO 100的一些辊可以用作预热辊。如果存在，前几个辊将膜10a加热到室温以上。在MDO中相邻辊逐渐加快的速度起到将膜10a拉伸的作用。拉伸辊转动的速度决定了膜被拉伸的量和最终的膜重量。所得的膜10b随后可以在收卷辊60上缠绕和储存。虽然这里未示出，但是在不背离本发明的精神和范围的情况下，可以实施本领域已知的各种另外的可能的处理和/或完工步骤，诸如切割、处理、打孔、印制图形或将膜与其他层(例如非织造网材料)层合。

III.层合物

虽然不是必需的，但是在某些情况下可能期望将另外的材料层合到本发明的膜的纳米复合物，诸如纤维网(例如非织造网)、其他膜、泡沫、股线等。例如，当用作吸收制品中的底片时，膜可层合到降低摩擦系数并增强层合物表面像布一样的质感的非织造面料。用于形成非织造网材料的示例性聚合物可包括例如：聚烯烃，例如聚乙烯、聚丙烯、聚丁烯等；聚四氟乙烯；聚酯，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯等；聚乙酸乙烯酯；聚氯乙烯-乙酸乙烯酯；聚乙烯醇缩丁醛；丙烯酸树脂，例如聚丙烯酸酯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯等；聚酰胺，例如尼龙；聚氯乙烯；聚偏二氯乙烯；聚苯乙烯；聚乙烯醇；聚氨酯；聚乳酸；它们的共聚物等等。如果需要，也可以采用可生物降解的聚合物，诸如上文所述的那些。也可以使用合成的或天然的纤维素聚合物，包括但不限于纤维素酯、纤维素醚、硝酸纤维素、醋酸纤维素、醋酸丁酸纤维素、乙基纤维素、再生纤维素，诸如粘胶、人造丝等等。应当注意的是，聚合物还可以包含其他添加剂，诸如加工助剂或向纤维赋予所需性质的处理组合物、残余量的溶剂、颜料或着色剂等。如果需要，用于形成层合物的非织造面料本身可具有多层结构。合适的多层材料可包括例如纺粘/熔喷/纺粘(SMS)层合物和纺粘/熔喷(SM)层合物。合适的SMS层合物的各种例子在授予Brock等人的美国专利号4,041,203、授予Timmons等人的美国专利号5,213,881、授予Timmons等人的美国专利号5,464,688、授予Bomslaeger的美国专利号4,374,888、授予Collier等人的美国专利号5,169,706和授予Brock等人的美国专利号4,766,029中有所描述。非织造面料的基重通常可以变化，诸如从约5克/平方米(″gsm")至120gsm，在一些实施例中从约10gsm至约70gsm以及在一些实施例中从约15gsm至约35gsm。当使用多种非织造网材料时，这样的材料可具有相同或不同的基重。

IV.吸收制品

本发明的纳米复合膜可用于多种多样的吸收制品。“吸收制品”通常是指能够吸收水或其他流体的任何制品。一些吸收制品的例子包括但不限于个人护理吸收制品，诸如尿布、训练裤、吸收性内裤、失禁用制品、女性护理制品(例如，卫生巾、短裤护垫等)、泳衣、婴儿湿巾等等；医疗用吸收制品，诸如衣物、开窗术材料、垫料、床垫、绷带、吸收性布单(absorbent drape)和医用擦拭布；食品服务纸巾；服装制品等等。这样的吸收制品的若干例子在授予DiPalma等人的美国专利号5,649,916、授予Kielpikowski的美国专利号6,110,158和授予Blaney等人的美国专利号6,663,611中有所描述。另外其他合适的制品在授予Fell等人的美国专利申请公开号2004/0060112 A1以及授予Damico等人的美国专利号4,886,512、授予Sherrod等人的美国专利号5,558,659、授予Fell等人的美国专利号6,888,044和授予Freiburger等人的美国专利号6,511,465中有所描述。形成这样的吸收制品的材料和工艺是本领域技术人员熟知的。通常，吸收制品包括一般地液体不可渗透的层(例如，底片)、液体可渗透的层(例如，顶片、涌流层等)和吸收芯。本发明的纳米复合膜或其层合物可用于形成制品的任何部件，诸如底片和/或顶片。在一个特定的实施例中，将该膜用于底片。作为另外一种选择，纳米复合膜可用于制品的其他部件，诸如从制品的侧区侧向延伸的护翼部分。

可根据本发明形成的吸收制品的各种实施例将在下文更详细描述。参见图2，例如，现在将更详细地描述本发明的女性护理吸收制品20的一个特定实施例的一个实施例。如图所示，女性护理吸收制品20(例如，女性护垫或卫生巾)包括顶片26、底片28和定位在顶片26与底片28之间的吸收芯30。在某些实施例中，顶片26和/或底片28可包括本发明的纳米复合膜。顶片26限定吸收制品20的面向身体的表面27。吸收芯30从吸收制品20的外周边向内定位，并包括与顶片26相邻定位的面向身体的侧和与底片28相邻定位的面向衣物的侧。通常，顶片26和底片28通过粘合剂粘结、超声粘结或本领域已知的任何其他合适的接合技术接合，密封的边缘限定制品20的总体密封周边99。制品20可呈各种几何形状，但通常将具有相对的侧边和纵向末端。

顶片26通常被设计成接触使用者的身体并且为液体可渗透的。液体可渗透的顶片26具有面向外的表面，该表面可接触穿戴者的身体并从身体接纳含水流体。顶片26为舒适性和贴合性而提供，并起到将身体排出物穿过顶片26并朝向吸收芯30导离身体的功能。顶片26在其结构中保留很少的液体或不保留液体，以使得其提供紧挨着女性穿戴者前庭内的组织的相对舒适且无刺激的表面。在某些实施例中，顶片26可包括本发明的纳米复合膜。顶片26也可以包括易于被接触导流板表面的身体排出物渗透的织造或非织造材料。合适的材料的例子包括人造丝，聚酯、聚丙烯、聚乙烯、尼龙或其他可热粘结的纤维、聚烯烃(诸如聚丙烯与聚乙烯的共聚物)、线性低密度聚乙烯和脂肪族酯(诸如聚乳酸)的粘合梳理网。合适的顶片材料的具体例子是由聚丙烯和聚乙烯制成的粘合梳理网，诸如用作短裤护垫的顶片原料的粘合梳理网。顶片26也可包括多个贯穿形成的开孔(未示出)以允许体液更容易地进入吸收芯30。这些开孔可以随机或均匀布置在整个顶片26中，或者它们可仅位于沿着吸收制品20的纵向轴线布置的窄纵向带或条中。这些开孔允许体液快速向下渗入吸收芯30中。开孔的大小、形状、直径和数量可以变化以适应某人的特定需求。

底片28为一般地液体不可渗透的并被设计成面向内衣(未示出)的内表面，即裆区。底片28可允许空气或蒸气流出吸收制品20，而仍阻挡液体的经过。任何液体不可渗透的材料通常都可以用于形成底片28。在某些实施例中，底片28可包括本发明的纳米复合膜。作为另外一种选择，底片28可包括常规的聚烯烃膜，诸如聚乙烯膜，诸如用于短裤护垫中的聚乙烯膜。

如上所指出的那样，吸收芯30定位在顶片26与底片28之间，吸收芯提供吸收和保持身体排出物的能力。吸收芯30可由多种不同的材料形成并包括任何数量的所需层。例如，芯30通常包括以下吸收网材料的一层或多层：纤维素纤维(例如，木浆纤维)、其他天然纤维、合成纤维、织造或非织造片、稀松布结网或其他稳定化结构、超吸收性材料、粘结剂材料、表面活性剂、选定的疏水性和亲水性材料、颜料、洗剂、气味控制剂等以及它们的组合。在一个特定的实施例中，吸收网材料包括纤维素绒毛的基质并且还包括超吸收性材料。纤维素绒毛可包括木浆绒毛的共混物。一种优选类型的绒毛以可得自Weyerhaeuser Corp.的商品名NB 416标识，并为经漂白的、高度吸收性的主要含软木纤维的木浆。这些吸收材料可通过采用各种常规的方法和技术形成网结构。例如，吸收网可通过干法成型技术、空气成型技术、湿法成型技术、泡沫成型技术等以及它们的组合形成。也可以采用共成形非织造材料。用于执行这样的技术的方法和设备在本领域中是熟知的。

顶片26可与吸收芯30通过将相邻表面的全部或一部分彼此粘结而保持在固定的关系。本领域技术人员已知的多种粘结机制可用于实现任何这样的固定关系。这样的机制的例子包括但不限于在两个邻接的表面之间以多种图案施加粘合剂，将吸收制品的相邻表面的至少一些部分与覆盖件的相邻表面的多个部分缠结，或将覆盖件的相邻表面的至少一些部分与吸收制品的相邻表面的多个部分融合在一起。顶片26通常在吸收制品30的上部、身体侧表面上延伸，但作为另外一种选择可围绕制品延伸以部分地或完全地围绕或包封吸收制品。作为另外一种选择，顶片26和底片28可具有向外延伸到吸收制品30的末端、周边边缘之外的周边，并且该延伸的周边可接合在一起以部分地或完全地围绕或包封吸收芯。

虽然不是必需的，但是吸收制品20也可以包括如本领域已知的其他另外的层，这些层中的任何一个都可以在需要时包括本发明的纳米复合膜。在图2中，例如，液体可渗透的吸入层32垂直定位在顶片26与吸收芯30之间。吸入层32可由能够在z方向上快速转移被递送到顶片26的体液的材料制成。吸入层32通常可以具有任何所需的形状和/或大小。在一个实施例中，吸入层32具有矩形形状，其长度等于或小于吸收制品20的总长度，宽度小于吸收制品20的宽度。例如，可以采用介于约150mm至约300mm之间的长度和介于约10mm至约60mm之间的宽度。多种不同材料中的任一种均能够用于吸入层32以实现上述功能。该材料可以是合成的、纤维素的或合成与纤维素材料的组合。例如，气纺纤维素薄纸可以适用于吸入层32。气纺纤维素薄纸可具有从约10克每平方米(gsm)至约300gsm以及在一些实施例中介于约40gsm至约150gsm范围内的基重。气纺薄纸可由硬木和/或软木纤维形成。气纺薄纸具有细孔结构并提供优异的芯吸能力，特别是对于月经而言。

吸收制品20还可以包括定位在吸入层32与吸收芯30之间的转移延迟层(未示出)。转移延迟层可包括基本上为疏水性的材料，诸如由聚丙烯、聚乙烯、聚酯等构成的非织造网。适于转移延迟层的材料的一个例子是由聚丙烯多叶形纤维构成的纺粘网。合适的转移延迟层材料的另外例子包括由聚丙烯纤维构成的纺粘网，该纤维在横截面形状上可以是圆形、三叶形或多叶形的并且在结构上可以为中空的或实心的。通常，诸如通过在约3％至约30％的网面积上热粘结而使网粘结。可用于转移延迟层36的合适材料的其他例子在授予Meyer等人的美国专利号4,798,603和授予Serbiak等人的美国专利号5,248,309中有所描述。为了调节性能，转移延迟层也可以用选定量的表面活性剂处理以增加其初始可润湿性。转移延迟层通常具有比其他吸收构件低的基重。例如，转移延迟层36的基重通常小于约250克每平方米(gsm)以及在一些实施例中介于约40gsm至约200gsm之间。

吸收制品20还可以包括侧向延伸的护翼部分42，护翼部分可沿着制品的中间部分一体地连接到侧区。如上所述，本发明的纳米复合膜因其增强的刚度而可尤其适于形成护翼部分42。就这一点而言，护翼部分42可以为随后附连或以其他方式可操作地接合到制品中间部分的单独提供的材料。在其他构型中，护翼部分42可与制品的一个或多个部件整体形成。如图1中代表性示出，例如，一个或两个护翼部分42可由用于形成顶片26的材料的相应的可操作延伸部形成。在这样的实施例中，本发明的纳米复合膜既可用于顶片26又可用于护翼部分42。作为另外一种选择，一个或两个护翼部分42可由用于形成底片28的材料的相应的可操作延伸部形成。在这样的实施例中，本发明的纳米复合膜既可用于底片28又可用于护翼部分42。

虽然上文已经描述了女性护理制品的各种构型，但是应当理解的是，其他构型也包括在本发明的范围内。此外，本发明绝不限于女性护理制品。事实上，可根据本发明形成任何其他吸收制品，包括但不限于其他个人护理吸收制品，诸如训练裤、吸收性内裤、成人失禁用产品、尿布、泳衣、婴儿湿巾等；医疗用吸收性制品，诸如衣物、开窗术材料、垫料、绷带、吸收性布单和医用擦拭布；食品服务纸巾；服装制品等等。所述膜也可用于吸收制品之外的应用。例如，所述膜可用作用于处理诸如食品、吸收制品等多种制品的单独的包裹物、包装小袋或袋子。用于吸收制品的各种合适的小袋、包裹物或袋子构型在授予Sorebo等人的美国专利号6,716,203和授予Moder等人的美国专利号6,380,445以及授予Sorebo等人的美国专利申请公开号2003/0116462中有所公开。

通过参照以下实例可以更好地理解本发明。

测试方法

机械性质：

条带拉伸强度值基本上根据ASTM标准D638-99测定。采用恒速伸张型拉伸测试仪。拉伸测试系统为MTS Synergy 200拉伸架。拉伸测试仪配备得自MTS Corporation的TESTWORKS 4.08B软件以支持测试。测力传感器为100牛顿。最初在测试前将膜样品切成狗骨形，中心宽度为3.0mm。将样品保持在尺寸为25.4毫米×76毫米的具有正面和背面的夹具之间。用橡胶处理夹具面，夹具的较长尺寸与牵拉方向垂直。夹具压力气动地保持在40磅每平方英寸的压力下。拉伸测试使用18.0毫米的标距和40％的断裂灵敏度运行。通过沿着纵向施加测试负荷测试了五个样品，并通过沿着横向施加测试负荷测试了五个样品。在测试期间，以大约127毫米每分钟的夹头速度拉伸样品，直到发生断裂。在纵向(″MD")和横向(″CD")上测量了模量、峰值应力、峰值伸长率(断裂时的应变百分比)和断裂时单位体积的能量。

噪声级：

可在由测试室、控制室和声级表构成的设备中测试膜和吸收制品样品的噪声级。该设备的目的是在噪声受控的环境中操纵制品，并对样品移动产生的噪声进行准确定量。一般地说，样品在测试设备内物理变形以产生一定的噪声级。如本文所用，“噪声级”是指当量连续噪声级(称为“L_EQ”或“L_AT”)，其为根据以下公式确定的时间平均噪声级(以dB为单位表示)：

L_{e q} = 10 l o g [\frac{1}{t_{2} - t_{1}} {&Integral;}_{t_{1}}^{t_{2}} \frac{{p_{A}}^{2}}{{p_{0}}^{2}} d t]

p_O是参考压力级(通常为20μPa)；

p_A是获取的声压；

t是时间；

t₁是测量开始时间；以及

t₂是测量结束时间。

该值还在IEC 61672-1(2013)中进行了描述。

测试设备在图3-5中示出。测试设备200包括测试室201和控制室202。测试室201包括门203、顶壁204、底壁205、两个侧壁206及207以及后壁208。门和每个壁由0.25英寸(0.635cm)厚的6061级阳极化铝构造而成。门203和后壁208各自为36英寸(91.4cm)高和24英寸(61.0cm)宽。测试室侧壁206及207各自为36英寸(91.4cm)高和18英寸(45.7cm)宽。测试室顶板和底板各自为24英寸宽(61.0cm)和18英寸(45.7cm)长。门203和每个壁204-208的内表面在其上涂有两英寸厚的聚氨酯减音泡沫209，该泡沫可以商品名SONEX和物料编号SOC-2得自Illbruck Inc.。如图所示，声级表支撑件216在麦克风孔口217正下方从侧壁206垂直向外延伸。麦克风孔口217定位在底壁205的地面上方14.5厘米处，并且还在门203与后壁208之间居中。声级表支撑件216由铝构造而成并且用螺栓(未示出)栓到侧壁206。控制室202包括前壁230、两个侧壁231及232、顶壁233和底壁234。每个壁由0.125英寸(0.3175cm)厚的6061级阳极化铝构造而成。前壁230为36英寸(91.4cm)高和24英寸(61.0cm)宽。控制室侧壁231及232各自为36英寸(91.4cm)高和12英寸(30.5cm)宽。控制室顶壁233和底壁234各自为24英寸(61.0cm)宽和12英寸(30.5cm)长。控制室202用螺栓(未示出)沿着缝270(图4)栓到后壁208的外表面。控制室202的后壁208和前壁230、两个侧壁231和232、顶壁233和底壁234的外表面各自涂有0.600英寸(1.524cm)厚的可得自Small Parts，Inc.的部件号为NYC-600BE的隔音材料。测试设备200还包括声级表220(图5)，诸如配有型号为OB-100的倍频程滤波器组的型号为1900的声级表，两者均可得自Quest Technologies，该公司在Oconomowoc，Wisconsin具有办事处。声级表由型号为QC-20的校准器和QuestSuite主模块软件支撑，它们各自也可得自Quest Technologies。软件安装在个人计算机(未示出)上。在测试设备的操作期间，声级表220位于声级表支撑件216上。声级表包括从其延伸4.75英寸(12厘米)的麦克风221。

虽然不是必需的，但是该设备还可以包括在测试期间使样品自动变形的特征件。例如，该设备可包括：下部滑架210，滑架的型号为可得自Velmex，Inc.的六英寸(15.24cm)高的A1500系列，其从底壁205延伸到测试室201中；以及下部夹具211，其附连到下部滑架210。金属圈212(图5)可任选地从顶壁204延伸到测试室201中，并且任选的系索213延伸穿过金属圈212。系索213的一端延伸到测试室201中，并具有附连到其上的上部夹具214。系索213的另一端通过直径为5/8英寸(16mm)的系索孔口215延伸到控制室202中。系索可以是由Johnson Worldwide Associates(JWA)，Inc.制造的部件号为SB80G-300的高级编织80磅测试

在使用测试设备200测试试件前，采用以下步骤：

1.按照制造商手册中的说明对声级表220进行校准。

2.将整个长度的麦克风221插入测试室201(其应当延伸超过壁和减音材料约2.5英寸(6.35em))，相对于侧壁206定位成90度的角。让声级表220位于声级表支撑件216上。

3.根据制造商的说明手册启用声级表。这将采集测试室200腔体内的环境噪声。

4.将倍频程滤波器设为2,000或4,000Hz，对于通过启用声级表而执行的每个测试获取读数，直到完成测试。

校准测试设备200并确定环境噪声后，接着可使样品(膜或吸收制品)的五(5)个试件从测试设备内的麦克风物理变形约15至20厘米。

使以下实例中的膜样品如下手动变形：

1.摊开优势手，手掌向上；

2.将膜样品放入优势手的手掌中；

3.通过轻轻握拳来压缩测试试件；

4.快速摊开手并释放测试试件；以及

5.将该过程再重复四(4)次，相当于五(5)次膜“起皱”。

无论物理变形的方式如何，测试时间均在1至2秒之间。所有测试均涉及启动声级表，完成相应的产品操纵，然后停止声级表。使室门在测试期间保持打开以容纳测试仪的臂和手，以及产品操纵方案的运动。设备外的环境噪声是安静的，并且在样品的校准(包括测量环境噪声级)和测试期间是相同的。

对照1

使用HAAKE252p单螺杆挤出机和6英寸浇铸膜模头由Dowlex^TM EG2244G形成了膜。Dowlex^TM EG2244G是在190℃具有1.0g/10分钟的熔体流动指数的线性低密度聚乙烯(Dow Chemical)。螺杆具有19.05mm的直径和25的L/D(L是螺杆长度)。将冷却辊用于在聚合物退出浇铸膜模头时冷却聚合物并使聚合物变平。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在38rpm。从第一加热区到模头适配器的四个温度受控的区分别设为180℃、180℃、180℃和180℃。挤出机上的扭矩为24N-m，并且模头处的压力为520psi。

对照2

使用HAAKE252p单螺杆挤出机和6英寸浇铸膜模头由DPDA-3320 N7形成了膜。DPDA-3320 N7是在190℃具有2.0g/10分钟的熔体流动指数的高密度聚乙烯(DowChemical)。螺杆具有19.05mm的直径和25的L/D(L是螺杆长度)。将冷却辊用于在聚合物退出浇铸膜模头时冷却聚合物并使聚合物变平。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在40rpm。从第一加热区到模头适配器的四个温度受控的区分别设为170℃、180℃、185℃和190℃。挤出机上的扭矩为20N-m，并且模头处的压力为493psi。

实例1

由90wt.％的第一母料和10wt.％的第二母料形成膜。第一母料通过将80wt.％Dowlex^TM 2244G(LLDPE)和20wt.％DPDA-3320 N7(HDPE)干混而形成，并且第二母料通过将80wt.％NanoMax^TM LDPE(Nanocor，Inc.)和20wt.％NanoMax^TM HDPE(Nanocor，Inc.)干混而形成。NanMax^TM LDPE包含50wt.％Nanomer^TM纳米粘土(季铵表面改性的蒙脱石)和50wt.％LDPE及马来酸酐接枝的LDPE，并且NanoMax^TM HDPE包含50wt.％Nanomer^TM纳米粘土和50wt.％HDPE及马来酸酐接枝的HDPE。将材料通过两个K-Tron重力喂料器输送，并使用Werner&Pfleiderer(W&P)ZSK-30共旋转双螺杆挤出机熔融共混在一起。挤出机具有14个加工机筒，其中13个机筒被加热。三个机筒为敞开的机筒。螺杆的外径为30mm，并且螺杆内径为21.3mm。螺杆长度为1328mm并且总加工段长度为1338mm。各区的加工温度分别为171℃、181℃、188℃、190℃、191℃、195℃和200℃。熔融温度为约224℃，并且压力为约260-290psi。双螺杆挤出机中的配混速度设为250rpm。

一旦形成后，就将共混物使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机形成膜。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在35rpm。从第一加热区到模头适配器的四个温度受控的区分别设为190℃、200℃、200℃和200℃。挤出机上的扭矩为12N-m，并且模头处的压力为406psi。

实例2

由90wt.％的第一母料和10wt.％的第二母料形成膜。第一母料通过将60wt.％Dowlex^TM 2244G(LLDPE)和40wt.％DPDA-3320 N7(HDPE)干混而形成，并且第二母料通过将60wt.％NanoMax^TM LDPE和40wt.％NanoMax^TM HDPE干混而形成。将材料通过两个K-Tron重力喂料器输送，并使用如实例1中所述的Wemer&Pfleiderer(W&P)ZSK-30共旋转双螺杆挤出机熔融共混在一起。各区的加工温度分别为166℃、183℃、191℃、190℃、191℃、195℃和201℃。熔融温度为约227℃，并且压力为约220-340psi。双螺杆挤出机中的配混速度设为250rpm。一旦形成后，就将共混物使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机形成膜。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在33rpm。从第一加热区到模头适配器的四个温度受控的区分别设为190℃、200℃、200℃和200℃。挤出机上的扭矩为14N-m，并且模头处的压力为406psi。

实例3

由90wt.％的第一母料和10wt.％的第二母料形成膜。第一母料通过将40wt.％Dowlex^TM 2244G(LLDPE)和60wt.％DPDA-3320 N7(HDPE)干混而形成，并且第二母料通过将40wt.％NanoMax^TM LDPE和60wt.％NanoMax^TM HDPE干混而形成。将材料通过两个K-Tron重力喂料器输送，并使用如实例1中所述的Werner&Pfleiderer(W&P)ZSK-30共旋转双螺杆挤出机熔融共混在一起。各区的加工温度分别为169℃、177℃、191℃、191℃、190℃、195℃和200℃。熔融温度为约225℃，并且压力为约280-320psi。双螺杆挤出机中的配混速度设为250rpm。一旦形成后，就将共混物使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机形成膜。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在35rpm。从第一加热区到模头适配器的四个温度受控的区分别设为190℃、200℃、200℃和200℃。挤出机上的扭矩为16N-m，并且模头处的压力为435psi。

实例4

由90wt.％的第一母料和10wt.％的第二母料形成膜。第一母料通过将20wt.％Dowlex^TM 2244G(LLDPE)和80wt.％DPDA-3320 N7(HDPE)干混而形成，并且第二母料通过将20wt.％NanoMax^TM LDPE和80wt.％NanoMax^TMHDPE干混而形成。将材料通过两个K-Tron重力喂料器输送，并使用如实例1中所述的Werner&Pfleiderer(W&P)ZSK-30共旋转双螺杆挤出机熔融共混在一起。各区的加工温度分别为170℃、180℃、190℃、191℃、190℃、195℃和200℃。熔融温度为约226℃，并且压力为约280-320psi。双螺杆挤出机中的配混速度设为250rpm。一旦形成后，就将共混物使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机形成膜。对于12.7微米的目标厚度，螺杆速度维持在35rpm。从第一加热区到模头适配器的四个温度受控的区分别设为190℃、200℃、200℃和200℃。挤出机上的扭矩为16N-m，并且模头处的压力为420psi。

然后将实例1-4的膜在23±2℃和50±5％RH下调节过夜，并接受如上所述的机械测试。结果在下表1中示出。

表1：机械性质

如所指出的那样，机械性质(例如，模量)通常因纳米粘土的掺入而得到改善。

对照3

对Quanxing Plastics，Inc.生产的商业膜进行了测试。该膜具有18克每平方米的基重并由包含35至45wt.％高密度聚乙烯(HDPE 5070)、20至30wt.％低密度聚乙烯(LDPELD100AC)、25至35wt.％线性低密度聚乙烯(LLDPE 7050)和5至10wt.％二氧化钛母料(1605H)的共混物浇铸挤出。在膜的表面上形成了深度为1至5微米的微压印图案。

实例5

由包含93.5wt.％聚乙烯母料、4.5wt.％Clayton^TM HY和2wt.％E-528的共混物形成了膜，E-528是可以得自DuPont的聚乙烯和马来酸酐接枝共聚物。聚乙烯母料包含35至45wt.％高密度聚乙烯(HDPE 5070)、20至30wt.％低密度聚乙烯(LDPE LD100AC)、25至35wt.％线性低密度聚乙烯(LLDPE 7050)和5至10wt.％二氧化钛母料(1605H)。Clayton^TM HY是用季铵溶液处理的有机粘土粉末，并且可以得自BYKAdditives，Inc.(Gonzales TX)。该共混物用可得自的共旋转双螺杆挤出机形成。挤出机具有14个加工机筒，其中13个机筒被加热。三个机筒为敞开的机筒。螺杆的外径为53mm。沿着挤出机的加工温度设为175℃，并且双螺杆挤出机中的配混速度设为700rpm。所得的股线在水浴中冷却，总长度为15英尺。然后将冷却的股线制成粒料，并收集用于接下来的膜加工。

之后使用单螺杆挤出机从所得的共混物制备膜。挤出机具有8个加工机筒，其中7个机筒被加热，温度范围为175-210℃。螺杆速度根据所需的膜厚在66.5与68.6rpm之间调节。相应的线速度在85与90米每分钟之间调节。所得的膜具有13.5克每平方米的基重。在膜的表面上形成了深度为1至5微米的微压印图案。

实例6

除了在表面上形成深度为5至15微米的深压印图案外，如实例5中所述形成膜。

然后如本文所述测试了对照3、实例5和实例6的膜的噪声级。所测试的膜为矩形并具有13.5厘米×28.0厘米的大小。结果显示在下表2中。

表2：膜在4,000Hz下的噪声级

	噪声级(dB)	归一化噪声级
			对照3	46.0	2.6
实例5	39.6	2.2
			实例6	38.0	2.1
环境	17.7	-

如上所指出的那样，实例5和6的膜显示出与对照样品相比噪声级的大大降低。

虽然本发明已经就其具体实施例进行了详细描述，但是将领会的是，本领域技术人员在获得前述内容的理解后可以容易地设想出这些实施例的替代形式、变型形式和等同方案。因此，本发明的范围应被评估为所附权利要求及其任何等同方案的范围。

Claims

1.一种吸收制品，包括液体可渗透的层、一般地液体不可渗透的层和定位在所述液体可渗透的层与所述一般地液体不可渗透的层之间的吸收芯，其中所述吸收制品包括厚度为约50微米或更低的膜，所述膜包括由聚合物组合物形成的层，其中所述聚合物组合物包含密度为约0.94g/cm³或更低的第一乙烯聚合物、密度大于0.94g/cm³的第二乙烯聚合物和具有有机表面处理的纳米粘土，其中所述第一乙烯聚合物与所述第二乙烯聚合物的重量比为从约0.1至约10。

2.根据权利要求1所述的吸收制品，其中密度为约0.94g/cm³或更低的乙烯聚合物占所述聚合物组合物的从约5wt.％至约90wt.％并且密度大于约0.94g/cm³的乙烯聚合物占所述聚合物组合物的从约5wt.％至约90wt.％。

3.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述纳米粘土占所述聚合物组合物的从约0.5wt.％至约20wt.％。

4.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述第一乙烯聚合物、所述第二乙烯聚合物或两者包括乙烯和α-烯烃的共聚物。

5.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述第一乙烯聚合物包括线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯或它们的混合物。

6.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述第二乙烯聚合物包括高密度聚乙烯。

7.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述纳米粘土包括层状硅酸盐。

8.根据权利要求7所述的吸收制品，其中所述层状硅酸盐包括蒙脱石或其盐。

9.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述纳米粘土包括平均厚度为从约0.2至约100纳米的薄片。

10.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述有机表面处理包括季鎓。

11.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述聚合物组合物还包含含有烯烃组分和极性组分的聚烯烃增容剂。

12.根据权利要求11所述的吸收制品，其中所述聚烯烃增容剂包括羧酸或羧酸酐接枝的聚烯烃。

13.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述膜表现出在纵向上从约150至约1000兆帕的杨氏模量。

14.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述膜表现出在横向上从约200至约1200兆帕的杨氏模量。

15.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述膜表现出在纵向上约200％或更大的峰值伸长率和在纵向上从约15至约150兆帕的极限拉伸强度。

16.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述膜表现出在横向上约700％或更大的峰值伸长率和在横向上从约15至约150兆帕的极限拉伸强度。

17.根据权利要求1所述的吸收制品，其中吸收制品还包括至少一个护翼，所述护翼从所述制品的边缘侧向延伸，其中所述护翼包括所述膜。

18.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述一般地液体不可渗透的层为所述吸收制品的底片，所述底片包括所述膜。

19.一种厚度为约50微米或更低的膜，其中所述膜包括由聚合物组合物形成的层，所述聚合物组合物包含从约5wt.％至约90wt.％的密度为约0.94g/cm³或更低的第一乙烯聚合物、从约5wt.％至约90wt.％的密度大于0.94g/cm³的第二乙烯聚合物以及从约0.5wt.％至约20wt.％的具有有机表面处理的纳米粘土，其中所述第一乙烯聚合物与所述第二乙烯聚合物的重量比为从约0.1至约10，其中所述膜表现出在纵向上从约150至约1000兆帕的杨氏模量。

20.根据权利要求19所述的膜，其中所述膜表现出在横向上从约200至约1200兆帕的杨氏模量。

21.根据权利要求19所述的膜，其中所述膜表现出在纵向上约200％或更大的峰值伸长率和在纵向上从约15至约150兆帕的极限拉伸强度。

22.根据权利要求19所述的膜，其中所述膜表现出在横向上约700％或更大的峰值伸长率和在横向上从约15至约150兆帕的极限拉伸强度。

23.根据权利要求19所述的膜，其中所述纳米粘土包括蒙脱石或其盐。

24.根据权利要求19所述的膜，其中所述纳米粘土包括平均厚度为从约0.2至约100纳米的薄片。

25.根据权利要求19所述的膜，其中所述有机表面处理包括季鎓。

26.根据权利要求19所述的膜，其中所述膜为多层的并且包括由所述聚合物组合物形成的基层和/或表皮层。

27.根据权利要求19所述的膜，其中所述第一乙烯聚合物包括线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯或它们的混合物。

28.根据权利要求19所述的膜，其中所述第二乙烯聚合物包括高密度聚乙烯。

29.根据权利要求19所述的膜，其中所述膜表现出如在4,000Hz的频率下测定的约2.5或更低的归一化噪声级，其中所述归一化噪声级通过将所述膜的噪声级除以周围环境的噪声级而确定。

30.一种形成根据权利要求19所述的膜的方法，所述方法包括：

熔融共混所述第一乙烯聚合物、所述第二乙烯聚合物和所述纳米粘土；

将所述聚合物组合物施加到表面以形成所述膜。

31.根据权利要求30所述的方法，其中所述熔融共混在双螺杆挤出机中进行。

32.根据权利要求30所述的方法，其中所述纳米粘土为粉末的形式。