CN105939849B - 用于吸收制品的纳米复合薄膜 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于吸收制品的纳米复合薄膜。所述膜包含乙烯聚合物、具有有机表面处理的纳米粘土以及增容剂，所述增容剂包括含有烯键式不饱和羧酸单体的烯烃聚合物。本发明人已发现，通过对用于形成所述膜的组分的特定类型和浓度以及形成所述膜的方式进行选择性控制，所述膜的模量和拉伸强度可得到显著改善，而不会对其延展性造成不利影响。

Description

用于吸收制品的纳米复合薄膜
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61/934,453的优先权，该申请全文以引用方式并入本文。
背景技术
诸如尿布的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。底片通常由层合到由线性低密度聚乙烯(“LLDPE”)制成的膜的聚丙烯非织造网形成。然而，这些常规底片的问题之一在于，常规膜通常缺乏良好的冲击强度和刚度。虽然已尝试将各种填料添加至膜以改善这些特性，但这通常导致延展性对应地降低，这是非常不期望的。因此，目前需要用于吸收制品的膜，该膜可表现出良好的强度特性而不会实质性降低延展性。
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。一般地液体不可渗透的层包含厚度为约50微米或更小的膜。该膜包含由聚合物组合物形成的层，该聚合物组合物包含乙烯聚合物、具有有机表面处理的纳米粘土以及包含烯烃组分和极性组分的聚烯烃增容剂。
根据本发明的另一个实施例，公开了一种厚度为约50微米或更小的膜。该膜包含由聚合物组合物形成的层，该聚合物组合物包含从约75wt.％至约99wt.％的α-烯烃/乙烯共聚物、从约0.5wt.％至约20wt.％的具有有机表面处理的纳米粘土以及从约0.1wt.％至约10wt.％的包含烯烃组分和极性组分的聚烯烃增容剂。该膜表现出在纵向上约450％或更大的峰值伸长率以及在纵向上从约20至约150MPa的极限拉伸强度。
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透视图。
图3是实例1的X射线衍射图；
图4是实例1的透射电子显微镜照片，其中图4(a)是低倍放大(描绘了2μm的比例)而图4(b)是高倍放大(描绘了200nm的比例)；
图5是曲线图，描绘了实例1的样品的对数储能模量(G')对比对数频率(γ)；
图6是曲线图，描绘了实例1的样品的复数粘度η*对比对数频率(γ)；
图7是曲线图，描绘了实例1的样品的log G'(储能模量)和log G″(损耗模量)对比对数频率(γ)；
图8是对照1、实例1、实例2和实例12的柔软性的图形比较，如使用可适应方法学感官测试小组确定；
图9是对照1、实例1、实例2和实例12的光滑度的图形比较，如使用可适应方法学感官测试小组确定；
图10是对照1、实例1、实例2和实例12的噪声的图形比较，如使用可适应方法学感官测试小组确定；
图11是对照1、实例1、实例2和实例12的丝滑度的图形比较，如使用可适应方法学感官测试小组确定；
图12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13是图12的测试设备的透视图，其中设备的门关闭；
图14是沿箭头190截取的图12的设备的平面图；
图15是对照3-4和实例26-27的吸收制品的图示，其示出了侧向拉伸吸收制品以测定噪声级的方式。
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(例如底片)的纳米复合薄膜。该膜包含乙烯聚合物、具有有机表面处理的纳米粘土以及包含烯烃组分和极性组分的聚烯烃增容剂。例如，乙烯聚合物通常占聚合物组合物的聚合物含量的从约80wt.％至约99.9wt.％，在一些实施例中从约90wt.％至约99.5wt.％以及在一些实施例中从约95wt.％至98wt.％。同样，乙烯聚合物可占整个聚合物组合物的从约75wt.％至约99wt.％，在一些实施例中从约80wt.％至约98wt.％以及在一些实施例中从约85wt.％至95wt.％。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10wt.％以及在一些实施例中从约2wt.％至约8wt.％，而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.％。
本发明人已发现，通过对用于形成膜的组分的特定类型和浓度以及形成膜的方式进行选择性控制，膜的模量和拉伸强度可得到显著改善，而不会对其延展性造成不利影响。例如，无意受理论的限制，据信，该有机表面处理可对纳米粘土具有增塑类作用，这可降低组合物在接受拉伸力时纳米粘土与乙烯聚合物结构域之间的表面摩擦程度。还据信，该表面处理可具有润滑作用，这使得乙烯聚合物的大分子链可以沿着纳米粘土表面滑动而不导致剥离，从而维持高度的延展性。这可通过选择性控制表面处理的特定类型、乙烯聚合物的类型和熔体挤出期间的混合程度而实现。此外，纳米粘土可任选地与乙烯聚合物和增容剂预混以形成聚合物组合物，之后通过挤出模头并形成膜。通过这样的多步形成工艺，纳米粘土可变得充分分散并更均匀地取向，从而甚至进一步增强延展性。据信，某些类型的形成工艺(例如，浇铸膜或吹塑膜工艺)还尤其非常适于使得形成具有高度延展性的独特结构。
指示良好延展性的一个参数是膜在纵向(“MD”)和/或横向(“CD”)上的峰值伸长率。例如，该膜通常表现出在纵向上约400％或更大，在一些实施例中约500％或更大，在一些实施例中约550％或更大以及在一些实施例中从约600％至约2000％的峰值伸长率。该膜可同样表现出在横向上约750％或更大，在一些实施例中约800％或更大，在一些实施例中约800％或更大以及在一些实施例中从约850％至约2500％的峰值伸长率。尽管具有这样的良好延展性，但是本发明的膜仍能够保持良好的机械强度。例如，本发明的膜可表现出在纵向和/或横向上从约20至约150兆帕(MPa)，在一些实施例中从约25至约100MPa以及在一些实施例中从约30至约80MPa的极限拉伸强度。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的杨氏弹性模量也可以良好。例如，该膜通常表现出在纵向和/或横向上从约50至约500MPa，在一些实施例中从约100至约400MPa以及在一些实施例中从约150至约350MPa的杨氏模量。
令人惊讶的是，良好的延展性和其他机械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30％/μm或更大，在一些实施例中约40％/μm或更大以及在一些实施例中从约50％/μm至约150％/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50MPa/μm，在一些实施例中从约10至约40MPa/μm以及在一些实施例中从约15至约35MPa/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.乙烯聚合物
多种乙烯聚合物中的任一种通常可用于本发明。在一个实施例中，例如，乙烯聚合物可以是乙烯和α-烯烃诸如C3-C20α-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。聚乙烯“塑性体”例如可具有在从约0.85至约0.91g/cm3范围内的密度。同样，“线性低密度聚乙烯”(LLDPE)可具有在从约0.91至约0.940g/cm3范围内的密度；“低密度聚乙烯”(LDPE)可具有在从约0.910至约0.940g/cm3范围内的密度；并且“高密度聚乙烯”(HDPE)可具有在从约0.940至约0.960g/cm3范围内的密度，诸如根据ASTM D792测定的。
在某些实施例中，可以采用具有约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的乙烯聚合物。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。低密度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，低密度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。低密度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ASTMD1238-13(或ISO 1133)在2160的负荷下和在190℃下测定的。
如果需要，低密度乙烯聚合物可占组合物中所用的聚合物的绝大部分。例如，低密度乙烯聚合物可占组合物中所用的聚合物的约80wt.％或更多，在一些实施例中约85wt.％或更多以及在一些实施例中从约90wt.％至100wt.％。当然，在其他实施例中，也可以采用高密度乙烯聚合物。例如，低密度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.％，并且高密度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.％。高密度乙烯聚合物通常具有大于约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。高密度乙烯聚合物可具有相对低的熔融温度和高弹性模量。例如，高密度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。高密度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。
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(Mw/Mn)、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：
Figure BDA0001049035390000081
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：
Figure BDA0001049035390000082
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：
Figure BDA0001049035390000101
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NanomerTM 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CloisiteTM 15A、CloisiteTM30B、CloisiteTM 93A和CloisiteTM 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.增容剂
增容剂可以是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
Figure BDA0001049035390000111
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
Figure BDA0001049035390000121
(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。
D.其他组分
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。另外，受阻酚在膜制造中常用作抗氧化剂。一些合适的受阻酚包括可以商品名
Figure BDA0001049035390000122
诸如
Figure BDA0001049035390000123
1076、1010或E 201得自Ciba Specialty Chemicals的那些。此外，粘结剂也可添加至膜以有利于膜与另外的材料(例如，非织造网)的粘结。这样的粘结剂的例子包括氢化烃树脂。其他合适的粘结剂在授予Kieffer等人的美国专利号4,789,699和授予McCormack的美国专利号5,695,868中有所描述。
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、增容剂等)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、纳米粘土和/或增容剂以形成母料，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。
为了形成母料，例如，最初可将组分供应至包括以可旋转方式安装并接纳在可被加热的机筒(例如，圆柱形机筒)内的共旋转螺杆的双螺杆挤出机。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
Figure BDA0001049035390000141
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Bornslaeger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、女性卫生产品(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2004/0060112A1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。
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，吸收制品201的一个实施例以尿布的形式示出。然而，如上所述，本发明可体现为其他类型的吸收制品，诸如失禁用制品、卫生巾、尿裤、卫生护垫、儿童训练裤等等。在所示的实施例中，吸收制品201示为在未紧固构型中具有沙漏形。然而，当然也可以利用其他形状，诸如大致矩形、T形或I形。如图所示，吸收制品201包括由各种部件形成的底座202，这些部件包括底片217、顶片205、吸收芯203和涌流层207。然而，应当理解的是，其他层也可用于本发明。同样，图2中提及的一个或多个层在本发明的某些实施例中也可以取消。
如上所指出的那样，底片217可由本发明的纳米复合膜形成，其任选地层合到非织造面料。在某些情况下，膜可以设置为使得其限定吸收制品201的面向衣物的表面333。吸收制品201还包括顶片205。顶片205通常用于帮助将穿戴者的皮肤与吸收芯203中所保持的液体隔开。例如，顶片205可限定面向身体的表面218，该表面通常为顺应性的、柔软感的且对穿戴者皮肤无刺激的。顶片可包括非织造网(例如，纺粘网、熔喷网或粘合梳理网)。包括非织造网的其他示例性顶片构造在美国专利号5,192,606、5,702,377、5,931,823、6,060,638和6,150,002以及美国专利申请公开号2004/0102750、2005/0054255和2005/0059941中有所描述。
如图2中所示，吸收制品201还可以包括涌流层207，该层有助于减速并扩散可快速引入吸收芯203中的涌流或迸发液体。有利地，涌流层207在将液体释放进吸收芯203的储存或保持部分前快速接纳并暂时保留液体。在所示实施例中，例如，涌流层207插在顶片205的面向内的表面216与吸收芯203之间。作为另外一种选择，涌流层207可位于顶片205面向外的表面218上。涌流层207通常由液体可高度渗透的材料构造而成。合适的材料可包括多孔织造材料、多孔非织造材料和开孔膜。合适的涌流层的其他例子在授予Ellis等人的美国专利号5,486,166和授予Ellis等人的美国专利号5,490,846中有所描述。
除了上述部件以外，吸收制品201还可以包括如本领域已知的各种其他部件。例如，吸收制品201还可以包括基本上亲水性的包裹片材(未示出)，该片材有助于维持吸收芯203的纤维结构的完整性。包裹片材通常围绕吸收芯203在其至少两个主表面上放置，并由吸收性纤维素材料构成，诸如皱纹包装纸或高湿强度薄纸(high wet-strength tissue)。包裹片材可被构造成提供芯吸层，该层有助于在吸收芯203的吸收纤维团块上快速分布液体。在吸收芯纤维团块的一侧上的包裹片材材料可粘结到位于纤维团块相对侧上的包裹片材以有效地夹带吸收芯203。此外，吸收制品201还可以包括定位在吸收芯203与底片217之间的通气层(未示出)。当利用时，通气层可有助于将底片217与吸收芯203隔绝，从而减少底片217中的湿气。这样的通气层的例子可包括层合到可呼吸膜的非织造网，诸如在授予Blaney等人的美国专利号6,663,611中所述。
在一些实施例中，吸收制品201也可以包括一对耳部(未示出)，该耳部从吸收制品201的侧边缘232延伸到腰部区之一中。耳部可与所选的尿布部件整体形成。例如，耳部可与底片217整体形成或由用于提供顶部表面的材料形成。在可供选择的构型中，耳部可由连接并组装到底片217、顶部表面，在底片217与顶部表面之间的或处于各种其他构型的构件提供。
如在图2中代表性示出，吸收制品201还可以包括一对防漏翼片212，该翼片被构造成提供屏障并容纳侧向流动的身体排出物。防漏翼片212可沿着与吸收芯203的侧边缘相邻的顶片205的侧向相对的侧边缘232定位。防漏翼片212可沿着吸收芯203的整个长度延伸，或可以仅沿着吸收芯203的长度部分延伸。当防漏翼片212在长度上比吸收芯203更短时，它们可选择性定位在裆区210中沿着吸收芯201的侧边缘232的任何位置。在一个实施例中，防漏翼片212沿着吸收芯203的整个长度延伸以更好地容纳身体排出物。这样的防漏翼片212通常是本领域的技术人员熟知的。例如，防漏翼片212的合适的构造和布置在授予Enloe的美国专利号4,704,116中有所描述。
吸收制品201可包含各种弹性的或可拉伸的材料，诸如一对腿部弹性构件206，它们附连到侧边缘232以进一步防止身体排出物的渗漏并支持吸收芯203。此外，一对腰部弹性构件208可附连到吸收制品201的纵向相对的腰部边缘215。腿部弹性构件206和腰部弹性构件208通常适于在使用中围绕穿戴者的腿部和腰部紧密配合，以维持与穿戴者的积极接触关系，并有效地减少或消除从吸收制品201的身体排出物渗漏。吸收制品201还可以包括一个或多个紧固件230。例如，两个柔性紧固件130在图2中示出，它们位于腰部区的相对侧边缘上以形成腰部开口和一对围绕穿戴者的腿部开口。紧固件230的形状通常可以变化，但可包括例如大致矩形、方形、圆形、三角形、卵形、线性形状等等。紧固件可包括例如扣件材料。在一个特定的实施例中，每个紧固件230包括附连到柔性背衬的内表面的扣件材料的单独件。
吸收制品201的各个区和/或部件可使用任何已知的附连机构诸如粘合剂、超声、热粘结等组装在一起。合适的粘合剂可包括例如热熔粘合剂、压敏粘合剂等。当利用时，粘合剂可以作为均匀的层、图案化层、喷雾图案或任何单独的线、漩涡或点而施加。在所示实施例中，例如，底片217和顶片205用粘合剂组装到彼此并组装到吸收芯203。作为另外一种选择，吸收芯203可用常规的紧固件诸如纽扣、钩环型紧固件、胶带紧固件等连接到底片217。类似地，诸如腿部弹性构件206、腰部弹性构件208和紧固件230的其他尿布部件也可用任何附连机构组装成吸收制品201。
虽然上文已经描述了尿布的各种构型，但是应当理解的是，其他尿布和吸收制品构型也包括在本发明的范围内。此外，本发明绝不限于尿布。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、女性卫生产品(例如，卫生巾)、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。
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。
触觉特性：
使用可适应方法学小组(AMP)程序测试样品的各种触觉特性(即，柔软性、光滑度、噪声和丝滑感)。在该程序中，少量的测试者在受控的实验条件下执行系统程序。对各个测试者筛选较强的感官能力，并且在执行评价任务之前接受各种程度的培训。一旦选择好并培训后，就要求测试者对每个样品的柔软性、光滑度、噪声和丝滑感分配量表值。就柔软性而言，量表值为1、2、3或4中任一者，其中1为最柔软并且4为最硬。就光滑度而言，量表值为1、1.5、2、3或4中任一者，其中1为最光滑并且4为最粗糙。就噪声而言，量表值为1、2、2.5、3或4中任一者，其中1为最大声并且4为最安静。就丝滑度而言，量表值为1、2、3或4中任一者，其中1为最丝滑并且4为最不丝滑。使用统计分析获得所有水平的平均值。
X-射线衍射：
在配有2-D位置灵敏检测器的Rigaku D-max Rapid仪器上使用X-射线衍射分析若干膜样品。校正2-D图案的背景、吸收和空气散射并通过使用方位积分转换成1-D曲线。WAXS检测器涵盖
Figure BDA0001049035390000202
至
Figure BDA0001049035390000201
(0.28–5.9nm；2°为衍射角度)范围内的原子间距。
透射电子显微镜：
根据PSI方法902第2修订版，使用透射电子显微镜(“TEM”)获得膜样品的图像。在测试之前，用剃刀刀片切掉每个样品的一部分。然后根据PSI方法ID 14203第1修订版对样品溅射涂布一层金，以增大在进行TEM时发现样品的机会。然后在EpoFix慢固化环氧树脂中模塑样品。根据PSI方法ID 904第3修订版将样品横截面低温切片，以制备约70nm厚度的切片。平行于每个样品的挤出方向切割样品，以便提供垂直于样品的挤出方向的图像。
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“LEQ”或“LAT”)，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)：
Figure BDA0001049035390000211
p0是参考压力级(通常为20μPa)；
pA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12-14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13)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14)，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14)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
Figure BDA0001049035390000221
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(6.35cm))，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”。
另外使用侧向拉伸技术手动使下文实例中的吸收制品样品变形，诸如图15的方向箭头所示。
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HAAKE
Figure BDA0001049035390000231
252p单螺杆挤出机由DowlexTM EG 2244G形成膜。DowlexTMEG2244G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(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27.94微米的目标厚度，螺杆速度维持在60rpm。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℃、190℃、190℃和190℃。在挤出过程中停留时间为约1分钟。
对照2
除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如对照1中所述形成了膜。
实例1
由包含各种百分比的LLDPE(DowlexTM EG 2244G)和纳米粘土母料(可得自Nanocor,Inc.的NanocorTM)的共混物形成了膜层，如下表1中所反映。纳米粘土母料包含50wt.％NanomerTM纳米粘土(季铵表面改性的蒙脱石)和30wt.％低密度聚乙烯及20％马来酸酐接枝的聚乙烯。使用Werner&Pfleiderer(W&P)ZSK-30共旋转双螺杆挤出机形成共混物。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170℃、180℃、190℃、190℃、190℃、190℃和180℃。熔融温度为约202℃，并且压力为约60-80psi。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单螺杆挤出机形成目标厚度为28微米的膜层。然后将所得样品在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：实例1的膜的机械性质
Figure BDA0001049035390000241
如所指出的那样，机械性质(例如，峰值伸长率)通常因纳米粘土的掺入而得以改善。在纵向(MD)上，量更大的纳米粘土因纳米粘土的刚性性质导致了略微更低的断裂应变和更高的弹性模量，但在MC和CD上的伸长率仍高于不含纳米粘土的对照膜，尽管峰值应力大致相同。
还使用X射线衍射和透射电子显微镜分析了实例1的膜(10wt.％纳米粘土母料)。结果在图3-4中示出。如图3中所描绘，仅在约7°的角度观察到了小的峰，这表明只有一小部分纳米粘土保持未片状脱落或未分散。这通过图4中所示的透射电子显微镜进一步证实。即，图4(a)显示了纳米粘土在膜中良好分散，而图4(b)显示了纳米粘土片状脱落成单个薄片(图4(b))并按方向分散。在膜中还见到了微量的纳米粘土簇，如由圆圈所表示。
还对对照1和包含4wt.％、10wt.％及16wt.％纳米粘土母料的样品进行了动态流变学测试。结果在图5-7中示出。在末端(低频)区，单纯的LLDPE熔体展现出了典型的液体状行为–对数储能模量(G')对比对数频率(γ)显示出顺滑的线性关系(图5中的下部曲线)。包含纳米粘土母料的其余的膜不仅表现出比单纯的LLDPE高得多的G'和复数粘度(η*)值，还展现出明显不同的末端行为。不管频率如何，G'随着共混物中纳米粘土含量的增加而单调增加(图5)。共混物的粘弹性响应主要在低频下改变，其中G'表现出弱频率依赖性(图5)。在包含10wt.％纳米粘土母料(标记为“90/10”)和16wt.％母料(标记为“84/16”)的膜中log(G')对比log(γ)的小斜率表明该熔体明显的伪固体样行为。这一结果表明在体系中形成了非等轴填料(anisometric filler)(一种特征性固体)的互连网络结构或凝胶样结构。从图5中可以看出，至于单纯聚合物的log(G')对log(γ)的斜率降低在10％纳米粘土母料(“90/10”)下变得显著，从而表明针对渗滤阈值的纳米粘土临界含量。
在另一方面，在末端区中，log(η*)对log(γ)的图线从单纯LLDPE的牛顿(主)稳定平台(图6中的下部曲线)变成共混物的清楚的剪切致稀行为，从而提供由于纳米粘土的固体网络结构而导致弹性行为的更多证据。还在图7中注意到了形成渗流线(percolatedthread)的伪固体样网络的进一步证据，在图7中对共混物膜的储能模量(G')和损耗模量(G″)对比γ进行了比较。具有低纳米粘土含量(例如，4wt.％纳米粘土，“96/4”)的纳米膜在整个频率范围内显示出G'比G″低。然而，随着网络结构的建立，在末端区中，G'因伪固体样行为而超过G″。在更高的频率下，注意到了G'和G″的交叉，这可能是由于在高剪切速率下网络结构受到破坏。预计的是，对于纳米粘土含量等于或高于10％的所有那些纳米膜都观察到G'和G″的交叉。值得一提的是，随着共混物中的粘土更多，交叉点偏向更高的频率，如通过图7中的蓝色箭头可以看出。
实例2
除了目标厚度为12.7微米外，如实例1中所述形成了膜层。结果在下表2中示出。
表2：实例2的膜的机械性质
Figure BDA0001049035390000251
如所指出的那样，机械性质(例如，峰值伸长率)通常因纳米粘土的掺入而得以改善。在纵向(MD)上，量更大的纳米粘土因纳米粘土的刚性性质导致了略微更低的断裂应变和更高的弹性模量，尽管峰值应力大致相同。
实例3
由包含96wt.％DowlexTM EG 2244G和4wt.％NanocorTM母料的共混物形成了膜层。除了螺杆速度为150rpm外，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形成该共混物。使用如对照1和2中所述的HAAKE单螺杆挤出机将共混物形成目标厚度为27.94微米和12.7微米的膜。然后将所得样品在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3中示出。
表3：实例3的膜的机械性质
Figure BDA0001049035390000261
实例4
由包含93wt.％DowlexTM EG 2244G、5wt.％NanomerTM 1.44P(季铵表面改性的蒙脱石)和2wt.％
Figure BDA0001049035390000262
MB-528D的共混物形成了膜层，
Figure BDA0001049035390000263
MB-528D是可以得自DuPont的聚乙烯和马来酸酐接枝共聚物。该膜层在HAAKE单螺杆挤出机上形成。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。螺杆速度维持在20rpm。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190℃。模头压力为19巴并且扭矩为7N-m。
实例5-11
由实例4的膜和一个或多个另外的膜层形成了各种膜。该另外的膜层用如下所示的材料和条件在HAAKE单螺杆挤出机上形成：
Figure BDA0001049035390000264
Figure BDA0001049035390000271
M3661是可得自Total Petrochemicals USA(Houston,TX)的聚丙烯。DPDA-3220N7是190℃下的熔体流动速率为2.0g/10分钟的高密度聚乙烯，并且可以得自Dow ChemicalCompany(Midland,MI)。EscoreneTM Ultra LD 706.15是可得自ExxonMobil(Houston,TX)的乙烯-醋酸乙烯酯(“EVA”)。VistamaxxTM3980是可得自ExxonMobil(Houston,TX)的基于丙烯的弹性体。
使用15吨Carver液压机形成膜。压机具有两个设为205°F的台板。停留时间为在13,000磅的力下2分钟。膜具有以下构造：
实例 第1外层 芯层 第2外层
5 膜A 实例8的膜 膜A
6 膜C 实例8的膜 膜C
7 膜A 实例8的膜 膜C
8 膜A - 实例4的膜
9 实例4的膜 膜A 实例4的膜
10 膜D 实例8的膜 膜D
11 膜E 实例8的膜 膜E
一旦形成后，便将膜在75°F/50％相对湿度下调节。调节24小时后，将膜从调节中移开并接受如上所述的机械测试。结果在下表4中示出。
表4：实例5-11的膜的机械性质
Figure BDA0001049035390000272
Figure BDA0001049035390000281
实例12
由包含90wt.％DowlexTM EG 2244G和10wt.％纳米粘土母料的共混物形成了膜层。纳米粘土母料包含50wt.％ClaytonTM HY、30wt.％Dowlex EG2244G和20wt.％
Figure BDA0001049035390000282
MB-528D的共混物。ClaytonTM 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)。纳米粘土母料在L/D比为40:1的Thermo Prism USALab16共旋转双螺杆微挤出机(Thermo Electron Corporation；Stone,England)上形成。将LLDPE和
Figure BDA0001049035390000283
组分进料通过粒料进料器，而ClaytonTM HY有机粘土粉末用粉末进料器进料。沿着10区挤出机的加工温度分别为170℃、180℃、185℃、180℃、185℃、185℃、185℃、185℃、185℃和180℃。熔体压力为约30psi且配混速度为100rpm。之后将LLDPE和纳米粘土母料在如实例1中所述的ZSK-30双螺杆挤出机上配混。之后使用如对照1中所述的HAAKE单螺杆挤出机从所得的共混物制备膜层。
本发明的膜还可以具有增强的触觉特性，诸如高度的柔软性、光滑度和丝滑度以及减小的噪声级。为此，分别以上述方式测试了实例12以及对照1、实例1(10wt.％的纳米粘土母料)和实例2(10wt.％的纳米粘土母料)的触觉特性。结果在图8-11中示出。如图所示，所有纳米粘土膜样品(实例1、实例2和实例12)均比单纯的聚乙烯膜(对照1)更柔软、更光滑和更安静。同样，实例12(包含
Figure BDA0001049035390000284
HY纳米粘土)比实例2(包含
Figure BDA0001049035390000285
纳米粘土)更柔软、更光滑和更安静。
实例13
除了所用的纳米粘土为CloisiteTM 15A而不是ClaytonTM HY外，如实例12中所述形成了膜层。
实例14
除了所用的纳米粘土为CloisiteTM 30B而不是ClaytonTM HY外，如实例12中所述形成了膜层。
实例15
除了所用的纳米粘土为CloisiteTM 93A而不是ClaytonTM HY外，如实例12中所述形成了膜层。
实例16
除了所用的纳米粘土为CloisiteTM Na+而不是ClaytonTM HY外，如实例12中所述形成了膜层。
将这些膜在75°F/50％相对湿度下调节。调节24小时后，将膜从调节中移开并接受如上所述的机械测试。结果在下表5中示出。
表5：实例12-16的膜的机械性质
Figure BDA0001049035390000291
实例17
除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例12中所述形成了膜层。
实例18
除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例13中所述形成了膜层。
实例19
除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例14中所述形成了膜层。
实例20
除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例15中所述形成了膜层。
实例21
除了目标厚度为12.7微米并且螺杆速度为约30rpm外，如实例16中所述形成了膜层。
将这些膜在75°F/50％相对湿度下调节。调节24小时后，将膜从调节中移开并接受如上所述的机械测试。结果在下表6中示出。
表6：实例17-21的膜的机械性质
Figure BDA0001049035390000301
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(LLDPE7050)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22
由包含93.5wt.％聚乙烯母料、4.5wt.％ClaytonTM HY和2wt.％
Figure BDA0001049035390000302
E-528的共混物形成了膜，
Figure BDA0001049035390000303
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)。ClaytonTM 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
Figure BDA0001049035390000304
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23
除了在表面上形成深度为22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22和实例23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7中。
表7：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22 39.6 2.2
实例23 38.0 2.1
环境 17.7 -
如上所指出的那样，实例22和23的膜显示出与对照样品相比噪声级的大大降低。
实例24
由包含93.5wt.％聚乙烯母料、4.5wt.％ClaytonTM HY和2wt.％
Figure BDA0001049035390000311
E-528的共混物形成了膜，
Figure BDA0001049035390000312
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25至35wt.％高密度聚乙烯(HDPE 5070)、20至30wt.％低密度聚乙烯(LDPE LD100AC)、15至25wt.％线性低密度聚乙烯(LLDPE 7042)、15至25wt.％线性低密度聚乙烯(LLDPE 7050)以及5至10wt.％二氧化钛母料(1605H)。该共混物用可得自
Figure BDA0001049035390000313
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17.0克/平方米的基重。在膜的表面上也形成了深度为1-5微米的微压印图案。
实例25
除了在表面上形成深度为24至15微米的深压印图案外，如实例5中所述形成膜。所得的膜具有12.0克/平方米的基重。
对照4
在用于形成
Figure BDA0001049035390000321
产品(Kimberly-Clark)的商业规模设备上制备了成人护理吸收制品。该制品包含由含低密度聚乙烯(LDPE)和线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共混物浇铸挤出的底片(厚度为22.9微米)。该制品不包含翼片。
对照5
除了制品包含翼片外，如对照4中所述制备了成人护理吸收制品。
实例26
在用于形成
Figure BDA0001049035390000322
产品(Kimberly-Clark)的商业规模设备上制备了成人护理吸收制品(不含翼片)。该制品包含由含84.5wt.％DowlexTM EG 2047G、4.5wt.％ClaytonTM HY、2.0wt.％
Figure BDA0001049035390000323
E-528和9.0wt.％
Figure BDA0001049035390000324
110313(色素添加剂，Ampacet Corporation)的共混物浇铸挤出的底片(厚度为12.7微米)。DowlexTM EG 2047G是在190℃具有2.3g/10分钟的熔体流动指数的线性低密度聚乙烯(Dow Chemical)。该共混物用可得自Entek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180℃，并且双螺杆挤出机中的配混速度设为750rpm。所得的股线在水浴中冷却，总长度为20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。使用单螺杆挤出机由共混物制备膜。螺杆具有63.5mm的直径(L/D＝30)并且螺杆速度为86rpm。
实例27
除了制品包含翼片外，如实例26中所述形成了成人护理吸收制品。
然后如本文所述测试了对照3-4和实例26-27的吸收制品的噪声级。这些实例的每一个的吸收制品的图示在图15中示出，该图示出了每个侧边侧向移动的尺寸和程度(即，3.5cm)。结果在下表8中示出。
表8：制品在2,000Hz下的噪声级
噪声级(dB) 归一化噪声级
对照例2 32.6 1.62
对照例3 31.3 1.56
实例5 29.1 1.44
实例6 27.9 1.39
环境 20.1 -
实例28
由包含84.5wt.％DowlexTM EG 2047G、4.5wt.％ClaytonTM HY、2.0wt.％
Figure BDA0001049035390000331
E-528和9.0wt.％
Figure BDA0001049035390000332
110313(色素添加剂，Ampacet Corporation)的共混物形成了吹塑膜。该共混物用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个受热的机筒具有210mm的长度。螺杆的外径为53mm。沿着挤出机的加工温度设为180℃，并且双螺杆挤出机中的配混速度设为750rpm。聚丙烯通过一个粒料进料器进料，
Figure BDA0001049035390000333
与
Figure BDA0001049035390000334
添加剂通过另一粒料进料器进料，而纳米粘土通过粉末喉口进料器进料。膜在具有单层吹塑膜模头的单螺杆挤出机上形成。线速度为175磅每小时，而膜的厚度控制在1.5密耳。熔体温度控制在175-185℃的范围内。
膜的透氧率经测得为277cm3/in2*24h。还形成了仅含95wt.％DowlexTM2047G与5wt.％
Figure BDA0001049035390000335
的对照样品。对照膜样品的透氧率经测得为392cm3/in2*24h。
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 (32)

1.一种吸收制品，包括：
液体可渗透的层；
液体不可渗透的层，所述液体不可渗透的层包含厚度为50微米或更小的膜，其中所述膜包含由聚合物组合物形成的层，所述聚合物组合物包含乙烯聚合物、具有有机表面处理的纳米粘土以及包含烯烃组分和极性组分的聚烯烃增容剂；以及
吸收芯，所述吸收芯定位在所述液体可渗透的层和所述液体不可渗透的层之间，
其中所述纳米粘土占所述聚合物组合物的从0.5wt.％至20wt.％，所述乙烯聚合物占所述聚合物组合物的从75wt.％至99wt.％，并且所述增容剂占所述组合物的从0.1wt.％至10wt.％，
所述膜表现出在纵向上和/或在横向上从20至150兆帕的极限拉伸强度，
所述膜表现出在纵向上400％或更大的峰值伸长率和/或在横向上750％或更大的峰值伸长率，并且
其中所述膜表现出从50至500兆帕的纵向和/或横向杨氏模量。
2.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述乙烯聚合物为乙烯和α-烯烃的共聚物。
3.根据权利要求2所述的吸收制品，其中所述乙烯聚合物为线性低密度聚乙烯、低密度聚乙烯或它们的组合。
4.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。
5.根据权利要求4所述的吸收制品，其中所述层状硅酸盐包括蒙脱石或其盐。
6.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0.2至100纳米的薄片。
7.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。
8.根据权利要求7所述的吸收制品，其中所述季鎓包括季铵、季鏻、季锍和/或季氧鎓。
9.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述增容剂的所述极性组分包括马来酸酐。
10.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述乙烯聚合物占所述聚合物组合物的从80wt.％至98wt.％并且所述增容剂占所述组合物的从0.2wt.％至8wt.％。
11.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500％或更大的峰值伸长率和在纵向上从25至100兆帕的极限拉伸强度。
12.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800％或更大的峰值伸长率和在横向上从25至100兆帕的极限拉伸强度。
13.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述膜表现出从100至400兆帕的纵向和/或横向杨氏模量。
14.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述液体不可渗透的层为所述吸收制品的底片。
15.根据权利要求14所述的吸收制品，其中所述底片还包含层合到所述膜的非织造网。
16.根据权利要求1所述的吸收制品，其中所述吸收制品表现出在2,000Hz的频率下测定的1.55或更小的归一化噪声级，其中所述归一化噪声级通过将所述吸收制品的噪声级除以周围环境的噪声级而确定。
17.一种厚度为50微米或更小的膜，其中所述膜包含由聚合物组合物形成的层，所述聚合物组合物包含从75wt.％至99wt.％的乙烯聚合物、从0.5wt.％至20wt.％的具有有机表面处理的纳米粘土以及从0.1wt.％至10wt.％的包含烯烃组分和极性组分的聚烯烃增容剂，其中所述膜表现出在纵向上400％或更大的峰值伸长率和/或在横向上750％或更大的峰值伸长率，以及所述膜表现出在纵向上和/或在横向上从20至150MPa的极限拉伸强度，并且其中所述膜表现出从50至500兆帕的纵向和/或横向杨氏模量。
18.根据权利要求17所述的膜，其中所述乙烯聚合物为α-烯烃/乙烯共聚物。
19.根据权利要求17所述的膜，其中所述纳米粘土包括蒙脱石或其盐。
20.根据权利要求17所述的膜，其中所述纳米粘土包括平均厚度为从0.2至100纳米的薄片。
21.根据权利要求17所述的膜，其中所述有机表面处理包括季鎓。
22.根据权利要求21所述的膜，其中所述季鎓包括季铵、季鏻、季锍和/或季氧鎓。
23.根据权利要求17所述的膜，其中所述增容剂的所述极性组分包括马来酸酐。
24.根据权利要求17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。
25.根据权利要求17所述的膜，其中所述膜表现出从100至400兆帕的纵向和/或横向杨氏模量。
26.根据权利要求17所述的膜，其中所述膜表现出在4,000Hz的频率下测定的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。
27.根据权利要求17所述的膜，其中所述膜表现出350cm3/in2*24h或更低的透氧率。
28.一种形成根据权利要求17所述的膜的方法，所述方法包括：
通过共混所述乙烯聚合物、纳米粘土和增容剂来形成母料；
将所述母料熔体加工以形成所述聚合物组合物；以及
将所述聚合物组合物施加到浇铸辊的表面以形成所述膜。
29.根据权利要求28所述的方法，其中所述母料在双螺杆挤出机中形成。
30.根据权利要求28所述的方法，其中所述母料在单螺杆挤出机中熔体加工。
31.一种形成根据权利要求17所述的膜的方法，所述方法包括：
熔体加工乙烯聚合物、纳米粘土和增容剂以形成聚合物组合物；以及
将所述聚合物组合物施加到浇铸辊的表面以形成所述膜。
32.根据权利要求31所述的方法，其中所述纳米粘土为粉末的形式。
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