模塑包含羟基化类脂的热塑性聚合物组合物的方法
模塑包含羟基化类脂的热塑性聚合物组合物的方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及模塑热塑性聚合物组合物的方法，具体涉及模塑包含热塑性聚合物和 羟基化类脂的紧密掺加物的组合物的方法。
【背景技术】
[0002] 热塑性聚合物如聚丙烯和聚乙烯的特征在于较高的分子量。热塑性聚合物主要由 长线型聚合物分子构成，几乎不或不具有交联。当施加热能（即加热）时，它们变柔软或甚 至变成液体，使所述热塑性聚合物能够成形。当软化或熔融时，热塑性聚合物可经由例如挤 塑成形或注塑成形来加工。在冷却时，热塑性聚合物一般形成结晶结构，获得平滑的表面光 洁度和显著的结构强度。
[0003] 可通过将热塑性聚合物与其它组分共混，调节热塑性聚合物的材料特性，以满足 具体应用的需要。例如，可将增塑剂加入到热塑性聚合物中以保持材料在较低温度下的柔 性。制品如塑性汽车部件可由此类混合物制得，以防止寒冷气候下开裂。
[0004] 由于热塑性聚合物可被反复熔融和再使用而材料特性无变化，因此这些聚合物可 被频繁地再循环。例如，具有树脂标识（例如循环利用）代码的饮料瓶和家用容器一般为 热塑性聚合物。这些容器可被粉碎成薄片，熔融，精炼以移除杂质，并且重新用作回收材料。
[0005] 鉴于包括成本、强度、再循环使用的能力和配方灵活性在内的原因，热塑性聚合物 被广泛用于多种应用中。然而尽管它们的灵活性大，但是热塑性聚合物可出现配制以及加 工挑战。当制备对配方和/或操作变动高度敏感的产品形式如熔纺纤维时，尤其如此。
[0006] 热塑性聚合物一般具有较高的分子量，这对应于给定温度下较高的粘度和较低的 熔体流动速率。在一些情况下，这些较低的熔体流动速率可获得较低的生产输出，并且可使 大规模商业生产成本高得惊人。为增加熔体流动，可增加挤出机温度和/或压力，但是这通 常造成不均匀的剪切应力，不一致的熔体流动，膜泡不稳定性，材料发粘或滑移，和/或整 个挤出机中不均一的材料应变，获得质量不佳的挤出物，所述挤出物具有不规则部分、变形 和畸变，这可甚至导致挤出物在离开时破碎。另外，高温可能烧毁热塑性熔体，并且过高的 压力可破坏挤出机的结构完整性，造成它破裂、裂漏或断裂。
[0007] 另选地，制剂中可包含粘度调节添加剂如稀释剂，以有助于增加熔体流动，降低粘 度，和/或均衡剪切应力。然而这限制了可使用的添加剂的量，因为这些添加剂趋于迀移至 聚合物的表面，造成起霜，这可使热塑性聚合物就其预期用途而言是不能接受的。例如，稀 释剂迀移可使热塑性制品看上去或感觉油腻，污染它接触的其它材料，妨碍粘合，和/或使 进一步加工如热密封或表面印刷成问题。
[0008] 即使使用此类稀释剂，现有技术仅使用热塑性材料聚丙烯作为次要组成组分。另 外，现有技术需要在稍后加工期间移除稀释剂，以防止其迀移。稀释剂移除不仅要求额外的 加工和废料处理，而且还造成其它期望添加剂如染料、颜料和/或香料被移除。
[0009] 例如，美国专利3, 093, 612描述了聚丙烯与各种脂肪酸的组合，其中所述脂肪酸 从最终复合材料中被移除。科学文章 J_Apply.Polym.Sci 82(1)第169-177页（2001) 公开，对聚丙烯使用稀释剂以热致相分离，形成开放并且较大的蜂窝状结构，但是聚合物 比率低，其中随后将稀释剂从最终结构中移除。科学文章 J.Apply.Polym. Sci 105(4)第 2000-2007页（2007)公开了微孔膜，所述微孔膜经由热致相分离，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得。稀释剂从最终结构中移除。科学文章 Journal of Membrane Science 108(1-2)第25-36页（1995)公开了中空纤维微孔膜，所述中空纤维微 孔膜使用大豆油和聚丙烯混合物以及聚丙烯微量组分，并且采用热致相分离制得，获得所 期望的膜结构。稀释剂从最终结构中移除。
[0010] 因此，需要易于以商业规模生产而无需移除稀释剂的非迀移性高分子量热塑性聚 合物。
【发明内容】
[0011] 本发明提供了非迀移性聚合物-羟基化类脂（"HL"）组合物，所述组合物包含：(a) 热塑性聚合物；和（b)HL的紧密掺加物。所述HL在固体热塑性聚合物中具有小于10 μπι的 液滴尺寸。另选地，所述液滴尺寸可小于5 μ m，小于1 μ m，或小于500nm。所述组合物可包含 以所述组合物的总重量计5重量％至50重量％的HL，或10-50 %，或15-50 %，或20-50 %， 或 30-50 % 的 HL。
[0012] 热塑性聚合物可包括例如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。热 塑性聚合物的其它示例包括聚丙烯、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、或它 们的组合。
[0013] 在一些组合物中，热塑性聚合物包括聚丙烯。例如，热塑性聚合物可包含以存在于 所述组合物中的热塑性聚合物的总重量计1%至100%的聚丙烯，大于50%的聚丙烯，55% 至100%的聚丙烯，60%至100%的聚丙烯，或60%至95%的聚丙烯。所述聚丙烯可具有例 如 IOkDa 至 1，OOOkDa 的重均分子量，和大于(λ 25g/10min，或(λ 25g/10min 至 2000g/10min， 或 lg/10min 至 500g/10min，或 5g/10min 至 250g/10min，或 5g/10min 至 100g/10min 的恪 体流动指数。
[0014] 另外，所述热塑性聚合物可源自生物基材料。例如，聚合物-HL组合物可包含以所 述聚合物-HL组合物的总重量计大于10 %，或大于50 %，或30-100 %，或1-100 %的生物基 材料。
[0015] 聚合物-HL组合物可由包括以下步骤的方法制得：（a)以熔融态混合热塑性聚合 物和HL以形成紧密掺加物；和（b)在10秒或更短时间内将所述紧密掺加物冷却至等于或 低于热塑性聚合物固化温度的温度，一些热塑性聚合物组合物的固化温度为50°C或更低 的温度，以形成固体聚合物-HL组合物。混合步骤包括在大于ΙΟ?Γ 1，或大于30s'或10至 10, ΟΟΟ?Γ1，或30至10, OOOiT1剪切速率下混合以形成紧密掺加物，剪切速率取决于形成方 法（例如纤维纺丝、膜浇注/吹塑、注塑、或吹瓶）。可使用任何适宜的混炼设备，如挤出机 (例如单螺杆或双螺杆）。另外，所述方法有利地不包括移除添加剂或稀释剂的步骤。
[0016] 聚合物-HL组合物还可包含添加剂，其适宜为HL可溶性或HL可分散性添加剂。例 如，所述添加剂可为香料、染料、颜料、纳米颗粒、抗静电剂、抗氧化剂、填料、或它们的组合。 其它添加剂可包括成核剂。
[0017] 所述方法还可包括其它步骤，如将所述掺加物制粒的步骤。制粒步骤可在冷却步 骤之前、期间或之后进行。
[0018] 由聚合物-HL组合物制成、包含聚合物-HL组合物或基本上由聚合物-HL组合物 组成的热塑性制品（例如纤维、膜、模塑制品）是非迀移性的，这是指它们在50°C下30分 钟时具有 0-300 %，或 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或0-25 %，或0-15 %，或0-10 %，或0-5 %，或0-2 %的迀移值；在50°C下60分钟时 具有 0-300，或 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %， 或0-25%，或0-15%，或0-10%，或0-5%，或0-2 %的迀移值；在50°C下90分钟时具有 0-300 %，0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %，或0-15 %，或0-10 %，或0-5 %，或0-2 %的迀移值。迀移值计算为使用实例中所述 的FTIR光谱方法，50°C下与时间0处相比，30、或60、和/或90分钟培养时间处吸光度（指 定波长下）的百分比变化。
【附图说明】
[0019] 为了更全面地理解本公开，对下列发明详述和其中附图应提供参考：
[0020] 图1为12-羟基硬脂酸甘油酯的化学结构，其为示例性羟基化类脂氢化蓖麻油 ("HC0"）的主要组分。
[0021] 图2为经由FTIR光谱法测定，50°C下聚丙烯中三种羟基化类脂（氢化蓖麻油、氢 化大豆油、和羟基化大豆油）的迀移动力学曲线图。
[0022] 图3为条图，示出注塑过程中与热塑性聚合物一起使用时，HCO对峰值熔体压力的 影响。
[0023] 图4为条图，示出注塑过程中与热塑性聚合物一起使用时，加工辅助添加剂对峰 值熔体压力的影响。
[0024] 尽管本公开发明可能有各种形式的实施例，在附图中图示的（并且将在下文中描 述的）是本发明的具体实施例，但是应理解的是，本公开旨在是说明性的，而不旨在将本发 明限制于本文所描述和图示的具体实施例。
【具体实施方式】
[0025] 本发明提供了非迀移性聚合物-羟基化类脂（"HL"）组合物，所述组合物包含： (a)热塑性聚合物；和（b) HL的紧密掺加物。术语"紧密掺加物"是指HL与热塑性聚合物之 间的物理关系，其中HL分散于热塑性聚合物中。如本文所用，术语"掺加物"是指本发明的 紧密掺加物，而不是标准物质混合物更广泛含义中的"掺加物"。
[0026] 热塑性聚合物可包括例如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。热 塑性聚合物的其它示例包括聚丙烯、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、聚苯 乙烯（包括苯乙烯-丙烯腈和苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物）、聚碳酸酯、聚缩醛、热塑性 弹性体、以及它们的组合。
[0027] 在一些组合物中，热塑性聚合物包括聚丙烯。例如，热塑性聚合物可包括以存在 于所述组合物中的热塑性聚合物的总重量计1%至100%的聚丙烯，大于50%的聚丙烯， 55%至100%的聚丙烯，60%至100%的聚丙烯，或60%至95%的聚丙烯。所述聚丙烯可具 有例如 IOkDa 至 1，OOOkDa 的重均分子量，和 0. 25g/10min 至 2000g/10min，或 lg/10min 至 500g/10min，或 5g/10min 至 250g/10min，或 5g/10min 至 100g/10min 的恪体流动指数。
[0028] 当HL分散于热塑性聚合物中使得HL液滴尺寸小于10 μπι时，如本文定义，所述HL 和聚合物为"紧密掺加物"形式。HL在热塑性聚合物中的液滴尺寸是示出HL在热塑性聚合 物中分散程度的参数。液滴尺寸越小，HL在热塑性聚合物中的分散度越高。相反，液滴尺 寸越大，HL在热塑性聚合物中的分散度越低。
[0029] 本文HL在固体热塑性聚合物中具有小于10 μ m的液滴尺寸。另选地，所述液滴尺 寸可小于5 μ m，小于1 μ m，或小于500nm。所述组合物可包含以所述组合物的总重量计5重 量％至 50 重量％ 的 HL，或 10-50 %，或 15-50 %，或 20-50 %，或 30-50 % 的 HL。
[0030] 实现HL在热塑性聚合物中适宜分散使得它们为紧密掺加物形式的一种示例性方 法是在足够的剪切速率下以熔融态混合热塑性聚合物和HL。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HL混合。 热塑性聚合物可在加入所述HL之前熔融，或可在HL的存在下熔融。应当理解，当熔融热塑 性聚合物时，所述温度足以使HL也可为熔融态。如本文所用，术语HL可涉及根据温度，为 固（任选结晶）态或熔融态的组分。不需要HL在聚合物固化的温度下固化。例如，聚丙烯 在90°C下为半结晶固体，所述温度高于氢化蓖麻油（示例性HL)的熔点。
[0031] 可使用能够提供所需剪切速率的任何机械装置，混合所述HL和熔融热塑性聚合 物，获得如本文所公开的组合物。可在例如大于IOs'或大于30s 4,或10至10, OOOs'或 30至10, OOOiT1剪切速率下混合热塑性聚合物和HL，形成紧密掺加物，所述剪切速率取决于 形成方法（例如纤维纺丝、膜浇注/吹塑、注塑、或瓶吹）。混合的剪切速率越高，HL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。适宜机械混合部件的非限制性示例包括混合器如Haake间歇式搅拌器和挤出机（例 如单或双螺杆挤出机）。
[0032] 热塑性聚合物HL组合物还可包含添加剂，其适宜为在HL中可溶或可分散的添加 剂。例如，所述添加剂可为香料、染料、颜料、纳米颗粒、抗静电剂、抗氧化剂、填料、或它们的 组合。其它添加剂可包括成核剂。
[0033] 另外，所述热塑性聚合物可源自生物基材料（即生物质）。例如，聚合物-HL组 合物可包含以所述聚合物-HL组合物的总重量计大于10 %，或大于50 %，或30-100 %，或 1-100%的生物基材料。
[0034] 混合后，接着将熔融热塑性聚合物和HL的掺加物迅速（例如在小于10秒内）冷 却至低于热塑性聚合物固化温度（或经由传统热塑性聚合物结晶，或在低于聚合物玻璃化 转变温度下通过）的温度。所述掺加物可被冷却至小于200°C，小于150°C，小于100°C小于 75°C，小于50°C，小于40°C，小于30°C，小于20°C，小于15°C，小于10°C，或至(TC至30°C， 0°C至20°C，或0°C至KTC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）或气体。所述液体可为环境温度或受控温度的水。所述 气体可为环境空气或受控温度和湿度的空气。可使用任何骤冷介质，只要它快速冷却所述 掺加物。根椐掺加物组成，可使用其它液体如油、醇和酮以及含水混合物（例如氯化钠）来 骤冷。可使用其它气体如二氧化碳和氮气，或天然存在于常温和常压空气中的任何其它组 分。
[0035] 另外，制备热塑性聚合物-HL组合物的方法有利地不包括移除添加剂或稀释剂的 步骤。
[0036] 任选地，所述组合物可以粒料形式制得，其可按原样使用，或保存以供将来使用， 如进一步加工成最终可用形式（例如纤维、膜、和/或模塑制品）。制粒步骤可在冷却步骤 之前、期间或之后进行。例如，所述粒料可通过股条切割或水下粒化形成。在股条切割中， 所述组合物快速骤冷（一般在远小于10秒的时间段内），然后切成小片。在水下粒化中，将 所述混合物切成小片，同时或在其后立即放入到低温液体中，所述低温液体快速冷却并且 固化所述混合物，形成粒化的组合物。此类粒化方法是普通技术人员熟知的。粒料形态可 为圆形或圆柱形，并且优选具有不大于l〇mm，更优选小于5mm，或不大于2mm的尺寸。另选 地，所述掺加物（本文术语"掺加物"和"混合物"互换使用）可在以熔融态混合的同时使 用，并且直接形成纤维或其它适宜形式，例如膜和模塑制品。
[0037] 由热塑性聚合物-HL组合物制成、包含热塑性聚合物-HL组合物或基本上由热 塑性聚合物-HL组合物组成的热塑性聚合物制品（例如纤维、膜、模塑制品）是非迀移 性的，这是指它们在50°C下30分钟时具有0-300 %，或0-200 %，或0-100 %，或0-80 %， 或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %，或 0-15 %，或 0-10 %，或 0-5 %， 或0-2 %的迀移值；在50 °C下60分钟时具有0-300,或0-200 %，或0-100 %，或0-80 %， 或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %，或 0-15 %，或 0-10 %，或 0-5 %， 或0-2 %的迀移值；在50°C下90分钟时具有0-300 %，0-200%，或0-100%，或0-80%， 或 0-60%，或 0-50%，或 0-40%，或 0-30%，或 0-25%，或 0-15%，或 0-10%，或 0-5%，或 0-2%的迀移值。迀移值计算为使用实例中所述的FTIR光谱方法，50°C下与时间0处相比， 30、或60、和/或90分钟培养时间处吸光度（指定波长下）的百分比变化。
[0038] 热塑件聚合物
[0039] 如本文所用，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包括具有60°C至300°C，80°C至250°C， 或100°C至215°C的熔融温度的那些。
[0040] 所述热塑性聚合物可衍生自生物基资源或矿物基材料。衍生自生物基材料的热塑 性聚合物包括例如用于制备聚丙烯和聚乙烯的生物制得的乙烯和丙烯单体。这些材料性能 基本上与矿物基产品等同物相同，不同的是生物基热塑性聚合物中存在碳-14。
[0041] 生物基材料是可再生资源。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。生物基可再生资源的非限制性示例包括植物（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。
[0042] 根椐成本和可得性，在本发明中可将生物基和矿物基热塑性聚合物以任何比率混 合在一起。可再循环的热塑性聚合物也可单独使用，或与生物基和/或矿物衍生的热塑性 聚合物结合使用。可再循环的热塑性聚合物可在混合前被预调理以移除任何无用的污染 物，或可在混合和挤出过程期间使用它们，以及只是留在混合物中。这些污染物可包括痕量 的其它聚合物、浆料、颜料、无机化合物、有机化合物、以及通常存在于加工聚合物组合物中 的其它添加剂。所述污染物不应不利地影响掺加物的最终工作性能，例如在纤维纺丝过程 期间造成纺丝断裂。
[0043] 例如，以存在的热塑性聚合物的总重量计，热塑性聚合物可包含大于10%的生物 基材料，或大于50%，或30-至100%，或1-至100%的生物基材料。
[0044] 为测定存在于未知组合物中的生物基物质的含量（例如，在由第三方制得的产品 中），可使用ASTM测试方法D6866测试方法B通过测量产品中的碳-14量来测量生物基含 量。如ASTM D6866所用，"生物基"是指来自可再生资源的碳％。来自生物质（即生物基 资源）的材料具有存在的充分表征的碳-14量，然而来自矿物资源的那些不包含碳-14。因 此，存在于产品中的碳-14与其生物基含量相关。
[0045] 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 够低以成为可熔融挤出的。与没有HL的组合物相比，将所述HL加入到所述组合物中，允许 组合物包含更高分子量的待熔融加工的热塑性聚合物。因此，适宜的热塑性聚合物可具有 1000 kDa 或更小，或 IkDa 至 800kDa，5kDa 至 800kDa，IOkDa 至 700kDa，或 20kDa 至 400kDa 的重均分子量。由每种聚合物的特定ASTM方法测定重均分子量，但是一般采用凝胶渗透色 谱法（GPC)或由溶液粘度测定来测得。热塑性聚合物的重均分子量应在加入到掺加物中之 前确定。
[0046] 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。
[0047] 然而更具体地讲，热塑性聚合物有利地包括聚烯烃如聚乙烯或其共聚物，包括低 密度、高密度、直链低密度、或超低密度聚乙烯，使得聚乙烯密度在0. 90克/立方厘米至 0. 97克/立方厘米，或0. 92至0. 95克/立方厘米范围内。聚乙烯的密度由支化量和类型 确定， 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、或它们的组合。可使用聚丙烯共聚物，尤其是 乙烯，以降低熔融温度并且改善性能。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组合在一起以定制工程设计最终使用 性能。聚丁烯也是可用的聚烯烃。
[0048] 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）。
[0049] 适宜聚合物的其它非限制性示例包括聚碳酸醋、聚乙酸乙烯醋、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。
[0050] 然而更具体地讲，热塑性聚合物可有利地包括聚烯烃如聚乙烯或其共聚物，包括 低密度、高密度、直链低密度、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）。
[0051] 聚合物的其它非限制性示例包括聚碳酸酯、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。
[0052] 能够生物降解的热塑性聚合物也预期用于本文中。当能够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），能够生物降 解的材料易于被微生物如霉菌、真菌和细菌消化。适宜的能够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 解的那些能够生物降解的材料。能够生物降解的热塑性聚合物可单独使用，或以能够生物 降解或不能够生物降解的聚合物的组合形式使用。能够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以及更长多羟基链烷酸酯的共聚物、如美国专利RE 36, 548和 5, 990, 271中公开的那些多羟基链烷酸酯。
[0053] 可商购获得的适宜聚乳酸的示例为得自Cargill Dow的NATUREW0RKS?和得自 Mitsui Chemical?的LACEA。可商购获得的适宜二酸/二醇脂族聚醋的示例为由Showa High Polymer Company，Ltd(Tokyo，Japan)以商品名 BI0N0LLE?1000 和 BI0N0LLE?3000 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/芳族共聚酯的示例是聚 (四亚甲基己二酸酯/对苯二酸酯共聚物），其以商品名EASTAR BIO? Copolyester售自 Eastman Chemical，或以 EC0FLEX?售自 BASF。
[0054] 可商购获得的适宜聚丙烯或聚丙烯共聚物的非限制性示例包括Basell Profax 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)、Basell Profax SR549M(11恪体流动速率的乙稀和丙稀的 Ziegler-Natta澄清无规共聚物）、Polybond 3200? (250恪体流动速率马来酸酐聚丙稀共 聚物，得自Crompton)、Exxon Achieve 3854?(25恪体流动速率茂金属全同立构聚丙稀，得 自 Exxon-Mobil Chemical)、和 Mosten NB425?(25 恪体流动速率 Ziegler-Natta 全同立构 聚丙烯，得自Unipetrol)。其它适宜的聚合物可包括Danimer 27510?(多羟基链烷酸酯聚 丙稀，得自Danimer Scientific LLC)、Dow Aspun6811A?(27恪体指数聚乙稀聚丙稀共聚 物，得自Dow Chemical)、和Eastman 9921?(具有标称0. 81特性粘度的聚酯对苯二酸均聚 物，得自 Eastman Chemical)。
[0055] 热塑性聚合物组分可为如本文所述的单一聚合物物质，或为两种或更多种热塑 性聚合物的共混物。如果聚合物为聚丙烯，则由用于测定聚丙烯的ASTM D-1238测得，热 塑性聚合物可具有大于 CL 25g/10min，或 0· 25g/10min 至 2000g/10min，或 lg/10min 至 500g/10min，或 5g/10min 至 250g/10min，或 5g/10min 至 100g/10min 的恪体流动指数。
[0056] 羟基化类脂（"HL"）
[0057] 羟基化类脂（"HL"）为包含羟基（-OH)基团的类脂。每类脂分子的羟基基团数目 和类型以及羟基基团在"脂肪"碳链上的位置将根据类脂来源、化学改性方法和所用共试剂 (和催化剂）而变化。HL可经由天然存在的不饱和羟基化类脂如蓖麻油氢化制得。可经由已 知的开环化学反应，实施包含环氧化物官能团的天然存在的油的转化。天然存在的环氧化 物前体包括9, 10-环氧十八碳-12-烯酸（香豆酸）。这些可存在于向日葵种子（茼蒿属） 和Bernardia pulchella(大戟属）种子油中，其包含91%的香豆酸（Volker Spitzer等人， "Identification of c-Parinaric Acid in the Seed Oil of Sebastiana brasiliensis sprengel (Euphorbiaceae) "，JAOCS 73, 569-573 (1996))。这些脂肪酸常用于生产油漆和涂 料。其它天然HL包括麦角真菌（麦角菌）的那些。
[0058] HL可经由不饱和类脂加氢甲酰化，随后氢化制得，所述不饱和类脂如大豆油、棕 榈油、椰子油、玉米油、棉籽油、橄榄油、低芥酸菜籽油、红花油、芝蔴油、棕榈仁油、向日葵、 麻风树油、花生油、藻油、高油酰大豆油、和高油酰向日葵油。加氢甲酰化和氢化工艺可以 一步方法实施，这取决于加氢甲酰化催化剂的类型。与这些反应类型相关的其它信息可 见于例如2012年4月10日公布的授予Petrovic等人的美国专利8, 153,746 "Modified Vegetable-Oil Based Polyols" ；Elena Patricci 等人的"Mi crowaves Make Hydroformylation a Rapid and Easy Process"（Organic Letters，第 8 卷第 17 期，2006 年）；和 Ana N. F. Mendes 等人的 "Studies on the Experimental Variables Effects on Rhodium Catalyzed Hydroformylation of Unsaturated Fatty Esters and Comparison of [RhH(CO) (PPh3) 3]and[RhCl3. 3H20]as Starting Catalytic Precursors^ (J. Braz. Chem. Soc.，第 16 卷第 6A 期，1124-1129(2005))中。
[0059] 虽然其它蜡易于迀移至热塑性聚合物的表面，但是HL是独特的，因为它们不迀 移。不受理论的限制，据信HL是非迀移性的，因为每个分子包含羟基（-OH)基团，使HL分子 之间能够具有强效分子间氢键。氢键是涉及氢原子与电负性原子如氧、氮或氟的定向静电 吸引。在-OH基团中，氧比连接的氢更吸引键合电子，产生偶极，氧具有部分负电荷，而氢 具有部分正电荷。因此，两个-OH基团可彼此库仑吸引，一个的正电荷端与另一个的负电 荷端相互作用。就HL而言，任何具体脂肪酸链中-OH基团的氢可与不同分子上另一个-OH 基团相互作用，以形成分子间氢键。由于HL可具有多个羟基基团，可能具有多个分子间缔 合，形成缠结的"超分子"结构，具有比其它较低分子量的类脂更高的内聚力。虽然比其它 非共价键合更强，但是该形式的分子间缔合仍可易于破坏，从而保留了组合物的热塑特性。
[0060] HL的非限制性示例为氢化蓖麻油（"HC0")，还称为蓖麻蜡。HCO是由蓖麻油制得 的三酰基甘油，是蓖麻经由受控氢化的产物。HCO的特征在于在大多数材料中不佳的不溶 性，非常窄的熔程、润滑性、和优异的颜料和染料分散性。由于它是基于植物的，因此HCO是 100%生物基的可循环再用的材料。适宜的商业级别HCO为购自Alnoroil Company，Inc. (Valley Stream，NY)的氢化蓖麻油。
[0061] HCO的主要组分为12-羟基硬脂酸甘油酯。HCO在脂肪材料中是独特的，因为它主 要由各自具有仲羟基基团的18-碳脂肪酸链组成。HCO的化学结构示于图1中。
[0062] 所述组合物可包含以所述组合物的总重量计5重量％至50重量％的HL，或 10-50 %，或15-50 %，或20-50 %，或30-50 %的HL。预期用于本文的HL具有大于65°C的熔 点。
[0063] 所述HL可分散于热塑性聚合物中，使得热塑性聚合物中的所述HL具有小于 10 μ m，小于5 μ m，小于1 μ m，或小于500nm的液滴尺寸。如本文所用，当热塑性聚合物中的 HL具有小于10 μ m的液滴尺寸时，HL和聚合物形成"紧密掺加物"。测定液滴尺寸的分析方 法示于本文中。
[0064] 如果期望测定未知聚合物-HL组合物（例如在由第三方制得的产品中）中存在的 HL百分比，HL的量可经由重量损失方法测定。将硬化的混合物粉碎以形成具有不大于1_ 的最窄尺寸（即最小尺寸可不大于1_)的颗粒混合物，将所述混合物称重，然后使用回流 烧瓶体系，以Ig混合物每100g丙酮的比率放置于丙酮中。将丙酮和磨成粉的混合物在60°C 下加热20小时。将固体样本取出，并且风干60分钟，并且测定最终重量。计算HL重量百 分比的公式为：
[0065] HL重量％=([混合物初始重量-混合物最终重量]/[混合物初始重量])X 100%
[0066] 可任选包含其它蜡或油（迀移性和非迀移性的），如氢化大豆油、部分氢化的大豆 油、部分氢化的棕榈仁油、以及它们的组合。也可使用得自麻风树属的不可食用蜡和油菜籽 油。另外，任选的赌可选自氢化植物油、部分氢化植物油、环氧化植物油、马来酸化植物油、 以及它们的组合。此类植物油的具体示例包括大豆油、玉米油、卡诺拉油、和棕榈仁油。 [0067] 在各种实施例中，除了氢化蓖麻油以外或作为氢化蓖麻油的替代，可包含其它蜡 或油（对于本文所公开HCO而言为任何百分比），包括以下任何美国专利申请中公开的任何 其它赌或油：2012年5月18日提交并且名称为"Polymer-oil compositions, methods of making and using the same"的 S/N13/475,556(P&G 案号 12134M) ;2012 年 5 月 17 日提交 并且名称为"Polymer-wax compositions, methods of making and using the same"的 S/ N13/474,562(P&G案号 12135M);以及 2012年 5 月 18 日提交并且名称为"Molded articles of polymer-oil compositions"的 S/N 13/475, 602 (P&G 案号 12139M);据此将每篇文献以 引用方式并入。
[0068] 如果需要，还可包含矿物基材料。矿物基（例如矿物）材料的具体示例包括石蜡 (包括凡士林）、蒙旦蜡、以及由干馏法制得的聚烯烃蜡，如聚乙烯衍生的蜡。
[0069] 添加剂
[0070] 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HL部分中。在所述添 加剂位于所述组合物的HL部分中的情况下，所述添加剂有利地是HL可溶性的或HL可分散 性的。另选地，所述添加剂可溶于或分散于热塑性聚合物中。
[0071] 本文所公开组合物中预期的添加剂类型的非限制性示例包括香料、染料、颜料、纳 米颗粒、防静电剂、抗氧化剂、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）可均存在于所述组 合物中。当存在时，一种或多种添加剂的重量百分比形式的含量以所述组合物的总重量计 通常为0.05重量％至20重量％，或0. 1重量％至10重量％。
[0072] 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和渗出物用作香料。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/或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。
[0073] 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示例 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。示例包括但不限于FD&C蓝I (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((：· 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 L 47005:1)、D&C 橙 5 (C L 45370:2)、以及它们的组合。
[0074] 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。醇酸树脂可包 含多元醇、多元酸或酸酐、和/或脂肪酸。
[0075] 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 体示例为苯甲酸和衍生物（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)是可用的澄清剂的示例。可用的其它成核剂为有机羧酸盐、磷酸钠和金 属盐（例如二苯甲酸错）。在一个方面，可加入20份每一百万份（20ppm)至20,000ppm，或 200ppm至2000ppm，或1000 ppm至1500ppm范围内的成核剂或澄清剂。可采用加入成核剂， 以改善最终热塑性HCO组合物的拉伸和冲击特性。
[0076] 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、或阴离子和两性表 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EP 414 549、W093/08876和W093/08874中公开的表面活性剂。
[0077] 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。 示例包括二氧化硅、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、妈娃石、氧化铝、氧化错、二氧化钛、氧化铺、氧 化锌、氧化镁、氧化锡、铁氧化物（Fe 203、Fe304)、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或抗微生物性能。
[0078] 预期的抗静电剂包括已知提供防静电有益效果的织物软化剂。这可包括具有脂 肪酰基的那些织物软化剂，所述脂肪酰基具有大于20的碘值，如N，N-二（牛油酰基-氧 基-乙基）-N，N-二甲基甲酯硫酸铵。
[0079] 制各本f所公开组合物的方法
[0080] 聚合物和HL的馆融混合:通讨在HL蜡的存在下馆融所沭聚合物，可话宜地将聚合 物和HL混合。在熔融态下，使聚合物和HL经受剪切，所述剪切能够使所述HL分散到所述 聚合物中。当加入到热塑性聚合物中时，HL不必熔融。例如，HL可在热塑性聚合物存在下 熔融，以制得紧密掺加物。另选地，可将熔融的HL加入到熔融热塑性聚合物中。在熔融态 并且在剪切下，HL和聚合物彼此显著更相容。
[0081] 聚合物和HL的熔融混合可经由多种不同方法实现。所述方法可涉及传统热塑性 聚合物加工设备。例如，可采用高剪切方法形成紧密掺加物。一般方法顺序涉及将聚合物 加入到体系中，熔融聚合物，然后加入HL。然而，所述材料可以任何顺序加入，这取决于具体 混合体系的性能，只要存在足够的剪切以制得紧密掺加物。
[0082] Haake间歇式檔拌器:Haake间歇式搅拌器是轻度剪切和混合的简单混合体系。所 述装置由两个混合螺杆组成，所述螺杆包含在固定体积加热腔室中。依照要求将材料加入 到装置顶部中。优选的顺序是首先将聚合物加入到腔室中，并且加热至比聚合物熔融（或 固化）温度高20°C至120°C。聚合物熔融后，可加入所述HL，熔融，并且与熔融聚合物混合。 然后用两个混合螺杆，以60至120的螺杆RPM将混合物在熔融态下进一步混合5至15分 钟。组合物混合后，取下装置的前部，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30秒至2分钟来冷却和固化。较高的剪切速率可致使HL更好地分散，从而 有利于结合更大量的HL。
[0083] 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装置。 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螺杆元件（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10至120。单螺杆挤出机设计 通常由进料部分、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少。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。可采用通用的单螺杆设计。在该装置中，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物理特性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，其中可通过螺杆元件和/或圆筒设计 或螺杆转速，改变剪切。
[0084] 然后可通过将熔体挤出到液体冷却介质例如水中，接着可将聚合物股条切成小片 或粒料，将离开单螺杆挤出机的混合组合物粒化。另选地，可使用混合组合物制备最终成形 结构，例如纤维或模塑制品。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（一般在远小 于10秒），然后被切成小片。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。
[0085] 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°C至50°C的 温度范围（例如通常为约25°C的室温）。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和膜或注塑。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37_体系，具有标准通用螺杆外形和30:1的长度与直径比率。
[0086] 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 所用的典型装置。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 10至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，并且在目标区内经受温 度和剪切。由于双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 通过螺杆元件和/或圆筒设计，改变剪切。
[0087] 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 片或粒料，可将双螺杆挤出机末端的混合组合物粒化。另选地，可使用混合的组合物形成最 终形成的结构例如纤维。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， 即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（一般在远小 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 的最终用途是经由熔融掺加物的纺丝并且冷却，直接进一步加工成长丝或纤维。
[0088] 可米用一种螺杆外形，使用Baker Perkins CT-25 25mm共旋的52:1长度与直径 比率体系。该特定的CT-25由11个区组成，其中可控制温度以及模具温度。同样可行的四 个液体注射部位位于区1和2之间（位置A)、区2和3之间（位置B)、区5和6之间（位 置C)、和区7和8之间（位置D)。
[0089] 液体注射位置没有直接加热，而是间接通过相邻加热区。位置A、B、C和D可用于 注入HC0,或HCO可在开始时与热塑性聚合物一起加入。用于加入额外固体的侧面喂料机或 排放口可包括在区6和区7之间。区10按需要包含真空装置以移除任何残余的蒸气。除 非另外指明，否则在区1中加入HC0。另选地，HL经由胶罐熔融，并且经由热软管供向双螺 杆。胶罐和供料软管均在大于HL熔点的温度下加热。
[0090] 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，包括在区1传输到区2时彻底熔融）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。
[0091] CT-25的标准混合螺杆由两个混合部分组成。第一混合部分位于区3至5中， 并且为一个RKB 45/5/36,然后是两个RKB45/5/24,随后是两个RKB 45/5/12,逆转RKB 45/5/12LH(向左转），接着是10个RKB 45/5/12,然后是逆转元件RSE 24/12LH，接着使用 五个RSE36/36元件传输到第二混合部分中。在第二混合部分之前，使用一个RSE 24/24和 两个RSE 16/16 (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7和区8中的第二混合区域为一个RKB 45/5/36,然后是两个 RKB45/5/24,随后是六个RKB 45/5/12,接着是全逆转元件SE 24/12LH。混合区前面的SE 16/16元件与一个逆转元件的组合，大大增强了剪切和混合。剩余的螺杆元件是传输元件。
[0092]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 Extrusion 2E:Technology and Principles''，James White，Hansen Publications。虽然 给出混合的具体示例，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，以形成紧密掺加物。
[0093] 可使用第二混合体系制备混合的组合物。可采用第二螺杆外形，其使用 Warner&Pfleiderer 30mm(WP-30)同步旋转的长度与直径比率为48:1的体系。该特定的 WP-30由12个区组成，其中可控制温度以及模具温度。将材料加入到区1内的挤出机中。 排放口位于区11中。
[0094] 挤出机和螺杆设计的确切实质不是关键性的，只要组合物可在例如大于ΙΟ?Γ1，或 大于30JT 1，或10至10, OOOiT1，或30至10, OOOiT1剪切速率下混合形成紧密掺加物，所述剪 切速率取决于形成方法（例如纤维纺丝、膜浇注/吹塑、注塑、或瓶吹）。混合的剪切速率 越高，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。
[0095] Mm
[0096] 本发明的组合物可用于制备多种形式的制品，包括纤维、膜、和模塑物品。如本文 所用，"制品"是指在或接近25°C下为其硬化态的组合物。所述制品可以它们的呈现形式 (例如瓶、机动车部件、吸收卫生产品组件）使用，或可用于后续再熔融和/或制造成其它制 品（例如粒料、纤维）。制备本发明多种制品形式的制备方法描述于本文中。
[0097] 纤维
[0098] 本发明中的纤维可为单组分或多组分。术语"纤维"定义为长度与厚度比率大于 50,或大于500,或大于1，000的硬化聚合物形状。本发明的单组分纤维也可为多成分的。 如本文所用，成分被定义为是指物质或材料的化学种类。如本文所用的多成分纤维被定义 为是指包含一种以上的化学物种或材料的纤维。多成分和混合体聚合物在本发明中具有相 同的含义并且可互换使用。一般来讲，纤维可为单组分类型或多组分类型。如本文所用， 组分被定义为是指纤维中与纤维的另一部分具有空间关系的单独部分。如本文所用的术 语多组分被定义为具有一个以上的彼此具有空间关系的单独部分的纤维。术语多组分包 括双组分，其被定义为具有两种彼此具有空间关系的单独部分的纤维。多组分纤维的不同 组分排列在横跨纤维横截面的基本不同的区域内，并沿纤维的长度连续地延伸。用于制造 多组分纤维的方法是本领域熟知的。多组分纤维的挤出在20世纪60年代已是人们所熟 知的。杜邦为多组分性能的领先技术开发者，美国专利3, 244, 785和美国专利3, 704, 971 提供了制备这些纤维所用技术的说明。R. Jeffries的"Bicomponent Fibers"（Merrow Publishing，1971年）为双组分技术打下了坚实的基础。最近的出版物包括"Taylor-Made Polypropylene and Bicomponent Fibers for the Nonwoven Industry，''Tappi Journal， I99I 年 I2 月（第 103 页）和来自 Woodhead Publishing 的由 Nakajima 编辑的"Advanced Fiber Spinning Technology"。
[0099] 在本发明中形成的非织造织物可包含多种类型的单组分纤维，它们是从不同的挤 出系统中通过同一喷丝头递送出来的。在该示例中，挤出系统为一种多组分挤出系统，其将 不同的聚合物递送至独立毛细管。例如，一种挤出系统递送如本文所述的组合物，而另一种 递送聚丙烯共聚物，使得共聚物组合物在不同的温度下熔融。在另一种情况下，一种挤出系 统可能递送聚乙烯树脂，另一种递送如本文所述的组合物。在第三种情况下，一种挤出系统 可能递送如本文所述的第一组合物，而第二挤出系统递送具有不同热塑性聚合物的如本文 所述的组合物。该系统中的聚合物比率可在95:5至5:95,或90:10至10:90,或80:20至 20:80范围内。
[0100] 双组分和多组分纤维可以是并列型、皮芯型（对称的和偏心的）、橘瓣型、带型、海 岛型构型、或它们的任何组合。皮在芯周围可为连续的或非连续的。示例性多组分纤维公 开于美国专利6, 746, 766中。外皮与芯的重量比为5:95至95:5。本发明的纤维可具有不 同的几何形状，其包括但不限于圆形、椭圆形、星形、三叶形、具有3-8片叶的多叶形、矩形、 H形、C形、I形、U形、或任何其它适宜的形状。也可使用中空纤维。在许多情况下，所述形 状为圆形、三叶形或H形。所述圆形纤维形状和三叶形纤维形状也可为中空的。
[0101] 通常使用的是皮芯型双组分纤维。在一种情况下，芯中的组分包含如本文所述的 组合物，而外皮不包含。在该情况中，减少或消除了纤维表面上如本文所述组合物的暴露。 在另一种情况下，外皮可包含如本文所述的组合物，而芯不包含。在该示例中，纤维表面处 如本文所述组合物的浓度高于芯中。使用皮芯型双组分纤维，可选择如本文所述组合物的 浓度，以在外皮或芯中赋予所期望的性能，或某些浓度梯度。应当理解，海岛型双组分纤维 被认为是皮芯纤维类别，但是具有多个芯。可以想到橘瓣型纤维（中空和实心）。它们可用 于例如使用橘瓣型双组分纤维设计，将包含蜡的区域与不包含蜡的区域分开。分开可在机 械变形、施加液体动力或其它适宜工艺期间进行。
[0102] 还可以想到三组分纤维。可用三组分纤维的一个示例是三层皮/皮/芯纤维，其 中每种组分包含不同的如本文所述组合物的共混物。每层中不同量的如本文所述的组合物 可提供附加有益效果。例如，芯可为10熔体流动聚丙烯与如本文所述组合物的共混物。中 间层外皮可为25熔体流动聚丙烯与如本文所述组合物的共混物，并且外层可为简单的35 熔体流动速率聚丙烯。如本文所述的示例性组合物在每层中具有小于40重量％，或小于20 重量％的含量。另一类可以想到的可用三组分纤维为还具有皮的橘瓣型双组分设计。
[0103] "高度拉细的纤维"被定义为具有高拉伸比率的纤维。总纤维拉伸比率被定义为纤 维在其最大直径（这通常是刚刚退出毛细管之后的结果）处对其最终用途时的最终纤维直 径的比率。总纤维拉伸比率大于1. 5,或大于5,或大于10,或大于12。这对于获得触觉特 性和有用的机械特性是必要的。
[0104] 所述纤维将具有小于200 μ m的直径。如果所述混合物用于制备细旦纤维，则纤维 直径可低达〇. I ym。纤维可以是基本上连续的或基本上不连续的。常用于制备纺粘非织造 物的纤维将具有5 μ m至30 μ m，或10 μ m至20 μ m，或12 μ m至18 μ m的直径。细旦纤维直 径将具有〇·1μπι至5μL?，或0·2μπ?至3μL?，还最优选0·3μπ?至2μπ?的直径。纤维直径 由模头几何形状、纺丝速度或拉丝速度、供量、以及共混组合物和流变特性控制。如本文所 述的纤维可为环境可降解的。
[0105] 如本文所述的纤维通常用于制备一次性非织造制品。所述制品可为可冲洗的。如 本文所用，术语"可冲洗的"是指材料能在化粪处理系统例如马桶中溶解、分散、崩解和/或 分解，以使冲洗马桶时可将其清除，而不会堵塞马桶或任何其它污水排放管道。纤维和所得 制品也可以是易与水反应的。如本文所用，术语"易与水反应的"是指当放置于水中或被冲 洗时，得到可观察到的和可测量的变化。典型的观察包括记录制品膨胀、分开、溶解或观察 被总体削弱的结构。
[0106] 在本发明中，可调整纤维的亲水性和疏水性。所述基体树脂特性可具有通过共聚 作用产生的亲水特性（诸如某些聚酯（源自Eastman Chemical的EAST0NE，一般为磺基聚 酯类聚合物）或聚烯烃诸如聚丙烯或聚乙烯的情况），或具有被加入到所述基体树脂中以 使其成为亲水的材料。添加剂的示例性示例包括CIBA Irgasurf类添加剂。本发明中的纤 维也可在其制造之后被处理或涂覆以使它们成为亲水的。在本发明中，耐用亲水性是优选 的。耐用亲水性被定义为在一次以上的流体交互作用之后保持亲水特征。例如，如果测试 所评测样本的耐用亲水性，则可将水浇注在样本上并且观察润湿情况。如果样本浸湿，则其 为初始地亲水的。然后用水将样本完全地漂洗并且使其干燥。所述漂洗最好通过将样本放 到大容器中来进行，并且搅动十秒钟，然后进行干燥。干燥之后的样本在再次接触水时应当 也会浸湿。
[0107] 在纤维形成之后，可进一步处理纤维或可处理粘结织物。可加入亲水性或疏水性 整理剂以调整织物的表面能和化学性质。例如，疏水性纤维可用润湿剂来处理以有利于吸 收含水液体。粘结织物也可用包含表面活性剂、颜料、增滑剂、盐或其他材料的局部溶液来 处理以进一步调整纤维的表面特性。
[0108] 本发明中的纤维可为卷曲的，虽然优选的是它们不是卷曲的。卷曲纤维一般以两 种方法产生。第一方法是在已经纺丝了纤维之后机械地变形所述纤维。将纤维熔融纺丝， 拉伸至最终长丝直径并且一般通过齿轮或填塞箱来机械地处理，所述齿轮或填塞箱赋予二 维或三维褶皱。该方法用于生产大多数的粗梳短纤维。用于卷曲纤维的第二方法为挤出多 组分纤维，所述多组分纤维能够在纺丝工艺中卷曲。本领域的普通技术人员将会认识到，存 在许多制造双组分卷曲纺粘纤维的方法；然而，就本发明而言，考虑将三种主要技术用于制 造卷曲的纺丝非织造材料。第一方法为卷曲，其由于纺丝线中的差异聚合物结晶而发生在 纺丝线中，所述差异聚合物结晶起因于聚合物类型的差别、聚合物分子量特征（例如，分子 量分布）或添加剂含量。第二方法为在将纤维纺丝成纺丝基底之后对其进行有差别的收 缩。例如，加热纺丝纤维网可因初纺纤维中的结晶度差异而导致纤维收缩，例如在热粘结过 程期间。导致卷曲的第三方法是机械地拉伸纤维或纺丝纤维网（一般用于机械地拉伸已粘 结在一起的纤维网）。所述机械拉伸可暴露出所述两种聚合物组分之间应力-应变曲线中 的差异，这可导致卷曲。
[0109] 纤维的拉伸强度约大于25兆帕（MPa)。如本文所公开的纤维具有大于50MPa，或 大于75MPa，或大于IOOMPa的拉伸强度。依照ASTM标准D 3822-91中所述的方法或等效测 试，使用Instron测定拉伸强度。
[0110] 本文所公开的纤维不易碎，并且具有大于2MPa，大于50MPa，或大于IOOMPa的韧 性。韧性定义为样本标距长度为25mm并且应变速率为50mm/min下应力-应变曲线下方的 面积。纤维的弹性或延展性也是所期望的。
[0111] 如果纤维中或纤维外部组分（即双组分的皮）上存在足量的热塑性聚合物，则本 文所公开纤维可以是可热粘结的。可热粘结纤维最佳用于加压加热和通风加热粘结方法 中。当所述组合物的含量按所述纤维的重量计大于15%，或大于30%，或大于40%，或大于 50 %时，通常实现可热粘结。
[0112] 根据存在的组合物量和纤维的具体构型，本文所公开纤维可以是环境可降解的。 "环境可降解的"被定义为可生物降解的、可崩解的、可分散的、可冲洗的、或可堆肥的、或它 们的组合。纤维、非织造纤维网和制品可为环境可降解的。因此，纤维可易于并且安全地在 现有堆肥场所中处理，并且可以是可冲洗的，并且可安全地冲到排水沟中，而对现有污灌体 系没有不利的后果。当用于一次性产品如擦拭物和女性卫生品中时，纤维的可冲洗性向消 费者提供额外的便利和自由。
[0113] 术语"能够生物降解的"是指当物质暴露于有氧和/或无氧环境时，由于微生物作 用、水解作用和/或化学作用，最终降解为单体组分。在有氧条件下，生物降解作用导致物 质转化为最终产物，例如二氧化碳和水。在无氧条件下，生物降解作用导致物质转化为二氧 化碳、水和甲烷。生物降解过程通常被描述为矿化。可生物降解性是指物质（例如纤维） 的所有有机成分最终通过生物作用发生分解。
[0114] 随着时间的推移，已由不同的组织并且在不同的国家中建立了多种不同的标准生 物降解方法。尽管试验的具体测试条件、评估方法和所需标准不同，但是不同方案之间存 在合理的交汇，使得它们对大多数物质具有相似的结论。就有氧生物降解而言，美国材料 与试验协会（ASTM)已建立了 ASTM D 5338-92 :Test methods for Determining Aerobic Biodegradation of Plastic Materials under Controlled Composting Conditions。在 58°C嗜热温度下，在活性堆肥存在的情况下，通过监测由于被微生物消化吸收而释放的二 氧化碳的量，ASTM试验测量测试材料的矿化百分比与时间的函数关系。二氧化碳产生试验 可通过电解呼吸计法进行。也可以使用其它的标准方案，如经济合作和发展组织（0E⑶）的 301B。在没有氧气时的标准生物降解测试描述于不同方案中，例如ASTM D 5511-94。这些 试验用于模拟在无氧固体废物处理设备中或在卫生填理地中材料的生物降解性。然而，这 些条件与本文所述纤维和非织造物所描述的一次性应用类型较不相关。
[0115] 若纤维基质具有能力迅速碎裂并且分解成足够小的部分，从而在堆肥筛选后不可 分辨或在冲洗时不会引起排水管堵塞，则发生崩解。可崩解的材料也是可冲洗的。大多数 崩解方案测定测试材料在暴露于不同基质一段时间后的重量损失。采用有氧和无氧崩解测 试。在材料暴露于废水和淤泥后，通过不再收集于具有Imm孔的18目筛网上的纤维测试材 料的量，确定重量损失。对于崩解，初始样本的重量与筛网上回收的样本干重的差值，将确 定崩解的比率和程度。生物降解能力和崩解性的测试由于将采用非常类似的环境或相同的 环境，因此测试非常类似。为测定崩解性，测定剩余材料的重量，而对于生物降解能力，测定 析出的气体。本文所公开的纤维可快速崩解。
[0116] 本文所公开的纤维也可为可堆肥的。ASTM已开发了可堆肥性的测试方法和说明。 试验测定三个特征：可生物降解性、崩解性和无生态毒性。测量生物降解性和崩解性的测试 已描述于上文中。为满足可堆肥性的生物降解性标准，材料必须在40天内达到至少60%的 二氧化碳转化率。对于崩解标准，材料必须有小于10%的测试材料保留在2mm筛网上，所述 测试材料具有所处理产物的实际形状和厚度。为测定最后的标准无生态毒性，生物降解副 产物必须对种子发芽和植物生长没有不利的影响。该标准的一个测试详细描述于OECD 208 中。国际生物降解产物学会将为满足ASTM 6 400-99规范的产品颁发可堆肥性徽标。所述 方案遵循德国DIN 54900,其测定在一个堆肥周期内可完全分解的任何材料的最大厚度。
[0117] 本文所述纤维可用于制备一次性非织造制品。所述制品通常是可冲洗的。如本 文所用，术语"可冲洗的"是指材料能在化粪处理系统例如马桶中溶解、分散、崩解和/或分 解，以使冲洗马桶时可将其清除，而不会堵塞马桶或任何其它污水排放管道。纤维和所得制 品也可以是易与水反应的。如本文所用，术语"易与水反应的"是指当放置于水中或被冲洗 时，得到可观察到的和可测量的变化。典型的观察包括记录制品膨胀、分开、溶解或观察被 总体削弱的结构。
[0118] 由纤维制得的非织造产品显示出某些机械性能，尤其是强度、柔韧性、柔软性和吸 收性。强度的测定包括干拉伸强度和/或湿拉伸强度。柔韧性与硬度有关并且可以归因于 柔软性。柔软性通常被描述为既与柔韧性有关又与纹理有关的生理感知属性。吸收性涉及 产品吸收流体的能力以及保留流体的容量。
[0119] 制各纤维的方法
[0120] 纤维可由本文所公开组合物的熔体纺成。在熔融纺丝中，挤出物中不存在质量损 失。熔融纺丝不同于其他纺丝诸如从溶液进行的湿纺丝或干纺丝，其中溶剂是通过从挤出 物中挥发或扩散来去除，从而导致质量损失。
[0121] 纺丝可在120°C至320°C，或185°C至250°C，或200°C至230°C下发生。优选大于 100米/分钟的纤维纺丝速率。示例性纤维纺丝速率为1，000至10, 000米/分钟，或2, 000 至7, 000米/分钟，或2, 500至5, 000米/分钟。将聚合物组合物快速进行纺制以避免纤 维脆化。
[0122] 可通过纺粘方法可制得连续长丝或纤维。可通过熔体原纤化方法如熔吹或熔膜原 纤化方法制得基本上连续或基本上不连续的长丝或纤维。另选地，可制得非连续（短纤维） 纤维。也可以将多种纤维制造方法结合起来以产生组合技术。
[0123] 可将均质共混物在常规熔体纺丝设备上熔融纺丝成单组分或多组分纤维。将基于 所期望的多组分构型来选择所述设备。可商购获得的熔融纺丝设备得自位于Hills，Inc. (Melbourne, Florida)。纺丝温度为100°C至320°C。加工温度取决于每种组分的化学性质、 分子量和浓度。使用常规的导丝卷绕系统或透气式抽拉稀薄装置来收集纤维纺织物。如果 使用导丝系统，可通过在25°C至200°C的温度下后挤出拉伸，将纤维进一步取向。拉长的纤 维然后可以被卷曲和/或剪切以形成用在粗梳法、气流成网或流体成网方法中的不连续纤 维（短纤维）。
[0124] 例如，用于将双组分皮芯型纤维纺丝的适宜方法如下所示，所述方法在外皮中使 用所公开的组合物，并且在芯中使用不同的组合物。首先通过混合制备包含10重量％ HL 的组合物，并且首先通过混合制备包含30重量％ HL的第二组合物。10重量％ HL组分的挤 出机特征可为三加热器区挤出机的前三个区为180°C、200°C和220°C。对于第一组合物，传 输管线和熔体泵加热器温度可为220°C。第二组合物的挤出机温度特征可为三加热器区挤 出机的前三个区为180°C、230°C和230°C。传输管线和熔体泵加热器可加热至230°C。在这 种情况下，喷丝头温度可为220 °C至230 °C。
[0125] 细曰.纤维制各
[0126] 经由熔膜原纤化，将均一化共混物纺成例如一根或多根长丝或纤维。适宜的 体系和恪膜原纤化方法描述于授予Torobin等人的美国专利6, 315, 806、5, 183, 670 和4, 536, 361，以及授予Reneker等人并且转让给University of Akron的美国专利 6, 382, 526、6, 520, 425和6, 695, 992。其它熔膜原纤化方法和体系描述于授予Johnson等 人的美国专利7, 666, 343和7, 931，457、授予Krause等人的美国专利7, 628, 941、以及授予 Krause等人的美国专利7, 722, 347中。描述于上述专利中的方法和设备提供具有均匀且窄 纤维分布的纤维缺陷减少或最小化的非织造纤维网。熔膜原纤化方法包括提供均一化共混 物的一种或多种熔体膜、一种或多种加压流体流（或纤丝化流体流），以将熔体膜纤丝化成 丝带，其由加压流体流拉细。任选地，可提供一种或多种加压流体流以有助于丝带拉细和骤 冷，以形成纤维。使用一种均一化共混物，由熔膜原纤化方法制得的纤维将具有通常在100 纳米（0. 1微米）至5000纳米（5微米）范围内的直径。在一些情况下，由均一化共混物恪 膜原纤化方法制得的纤维将小于2微米，或小于1微米（1000纳米），或在100纳米（0. 1微 米）至900纳米（0.9微米）范围内。采用熔膜原纤化制得的均一化共混物纤维的平均直 径（至少100个纤维样本的算术平均直径）将小于2. 5微米，或小于1微米，或小于0. 7微 米（700纳米）。中值纤维直径可为1微米或更小。在一些情况下，至少50%的由熔膜原纤 化方法制得的均一化共混物纤维可具有小于1微米的直径，或至少70%的所述纤维可具有 小于1微米的直径，或至少90%的所述纤维可具有小于1微米的直径。在一些情况下，当采 用熔膜原纤化方法制得时，甚至99%或更多的纤维可具有小于1微米的直径。
[0127] 在熔膜原纤化方法中，通常加热均一化的共混物直至它形成液体并且易于流动。 在熔膜原纤化时，所述均一化的共混物的温度可为120°C至350°C，或160°C至350°C，或 200°C至300°C。均一化共混物的温度取决于组成。受热均一化共混物的压力为15镑每平 方英寸绝对压力（psia)至 400psia，或 20psia 至 200psia，或 25psia 至 lOOpsia。
[0128] 加压成纤流体流的非限制性示例为气体诸如空气或氮气或可与均一化共混物组 合物相容的任何其它流体（定义为活性的或惰性的）。成纤流体流的温度可接近受热均 一化共混物的温度。成纤流体流的温度可为比受热均一化共混物更高的温度，以有助于均 一化共混物的流动和熔膜的形成。在一些情况下，成纤流体流温度比受热均一化共混物高 100°C，或比受热均一化共混物高50°C，或仅为受热均一化共混物的温度。另选地，成纤流 体流的温度可低于受热均一化共混物的温度。在一些情况下，成纤流体流的温度比受热均 一化共混物低50 °C，或比受热均一化共混物低100 °C，或比受热均一化共混物低200 °C。在 一些情况下，成纤流体流的温度可在-l〇〇°C至450°C，或-50°C至350°C，或(TC至300°C范 围内。成纤流体流的压力足以将均一化共混物纤丝化成纤维，并且高于受热均一化共混物 的压力。成纤流体流的压力可在15psia至500psia，或30psia至200psia，或40psia至 IOOpsia范围内。成纤流体流在熔膜原纤化位置可具有大于200米/秒的速度。在一些情 况下，在熔膜原纤化位置处，成纤流体流速度将大于300米/秒，即跨声速；在其它情况下大 于330米/秒，即声速；而在其它情况下为350至900米/秒（m/s)，即1马赫至3马赫的 超声速。成纤流体流可脉动或可为稳定流体。均一化共混物通过量将主要取决于所用的具 体均一化共混物、设备设计、以及均一化共混物的温度和压力。例如在圆形喷嘴中，均一化 共混物通过量将大于1克/分钟/孔。在一种情况下，均一化共混物通过量将大于约10克 /分钟/孔，而在另一种情况下大于20克/分钟/孔，而在另一种情况下大于30克/分钟 /孔。另外，就使用用缝式喷嘴的工艺，均一化共混物通过量将大于0. 5千克/小时/缝式 喷嘴米宽。在其它缝式喷嘴工艺中，均一化共混物通过量将大于5千克/小时/缝式喷嘴 米宽，或大于20千克/小时/缝式喷嘴米宽，或大于40千克/小时/缝式喷嘴米宽。在使 用缝式喷嘴的某些工艺中，均一化共混物通过量可超过60千克/小时/缝式喷嘴米宽。有 可能同时存在几个工作的喷孔或喷嘴，这进一步提高了总产品通过量。在圆形喷嘴和缝式 喷嘴的喷孔或喷嘴处，测定通过量以及压力、温度和速度。
[0129] 任选地，输送流体可被用来产生脉动或波动压力场，以有助于形成纤维。输送流体 的非限制性示例为加压气体流如压缩空气、氮气、氧气、或与均一化共混物组合物相容的任 何其它流体（定义为活性的或惰性的）。高速度输送流体可具有接近声速（即330m/s)或 超声速（即大于330m/s)的速度。低速度输送流体通常具有1至100m/s，或3至50m/s的 速度。希望在输送流体流14中具有低湍流，以使纤维与纤维的缠结最小化，这通常因流体 流中存在的高湍流而产生。输送流体14的温度可与上述成纤流体流相同，或为更高的温 度，以有助于长丝淬火，并且在_40°C至40°C，或0°C至25°C范围内。附加的流体流可在从 喷丝头离开的长丝周围形成"帘"或"罩"。任何流体流均可有助于均一化共混物纤维化，因 此可通常称为成纤流体流。
[0130] 本发明中的纺丝工艺使用如美国专利3, 802, 817 ;5, 545, 371 ;6, 548, 431和 5, 885, 909中所公开的高速纺丝工艺来进行。在这些熔体纺丝工艺中，挤出机提供熔融聚合 物给熔体泵，所述泵递送比体积的熔融聚合物，所述熔融聚合物通过由大量毛细管构成的 纺丝组合件传送而成形为纤维，其中纤维通过空气骤冷区被冷却并被气动拉伸以减小它们 的尺寸而成为高度拉细的纤维，从而通过分子水平的纤维取向增加纤维强度。然后将拉伸 的纤维沉积到常常称作成形带或成形台的多孔带上。
[0131] 纺丝工艺
[0132] 形成本发明中的基础基底的示例性纤维包括形成纺丝织物的连续长丝。纺丝织物 被定义为由基本连续的长丝形成的基本上不具有内聚拉伸特性的未粘结织物。连续长丝被 定义为具有高的长度对直径比率的纤维，具有超过10, 〇〇〇:1的比率。本发明中的构成纺丝 织物的连续长丝不是短纤维、短切纤维或其他有意制造的短长度纤维。本发明中定义为基 本上连续的连续长丝长度平均大于100mm，或大于200mm。本发明中的连续长丝也不是有意 或无意卷曲的。基本上不连续的纤维和长丝定义为具有小于IOOmm长，或小于50mm长的长 度。
[0133] 本发明中的纺丝工艺使用如美国专利3, 802, 817 ;5, 545, 371 ;6, 548, 431和 5, 885, 909中所公开的高速纺丝工艺来进行。在这些熔体纺丝工艺中，挤出机提供熔融聚合 物给熔体泵，所述泵递送比体积的熔融聚合物，所述熔融聚合物通过由大量毛细管构成的 纺丝组合件传送而成形为纤维，其中纤维通过空气骤冷区被冷却并被气动拉伸以减小它们 的尺寸而成为高度拉细的纤维，从而通过分子水平的纤维取向增加纤维强度。然后将拉伸 的纤维沉积到常常称作成形带或成形台的多孔带上。
[0134] 本发明中用于制备连续长丝的纺丝工艺将包含100至10, 000毛细管/米，或200 至7, 000毛细管/米，或500至5, 000毛细管/米。本发明中的聚合物质量流速/毛细管 将大于0. 3GHM(克/孔/分钟）。优选的范围为0. 35GHM至2GHM，或介于0. 4GHM和IGHM 之间，还更优选介于0. 45GHM和8GHM之间，还最优选0. 5GHM至0. 6GHM的范围。
[0135] 本发明中的纺丝工艺包含用于制造高度拉细的、未卷曲的连续长丝的单一工序。 所挤出的长丝通过骤冷空气区被拉伸，其中它们在被拉细的同时也被冷却和固化。此类 纺丝工艺公开于 US 3338992、US 3802817、US 4233014、US 5688468、US 6548431B1、US 6908292B2 和美国专利申请 2007/0057414A1 中。EP 1340843B1 和 EP 1323852B1 中所述的 技术也可用来生产所述纺丝非织造材料。所述高度拉细的连续长丝自聚合物从喷丝头退出 开始被直接拉伸至拉细装置，其中当纺丝织物在成形台上形成时，连续长丝直径或纤度基 本上不改变。
[0136] 示例性的聚合物材料包括但不限于聚丙烯和聚丙烯共聚物、聚乙烯和聚乙烯共聚 物、聚酯和聚酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乳酸、聚羟基链烷酸酯、聚乙烯基醇、乙烯-乙 烯醇、聚丙烯酸酯、以及它们的共聚物和它们的混合物、以及本发明中存在的其它混合物。 其他合适的聚合物材料包括如美国公布2003/0109605A1和2003/0091803中所详述的热塑 性淀粉组合物。其他合适的聚合物材料还包括乙烯丙烯酸、聚烯烃羧酸共聚物、以及它们的 组合。所述聚合物描述于美国专利6746766、US 6818295、US 6946506和美国公布的专利申 请03/0092343中。常见的热塑性聚合物纤维级的材料是优选的，最值得注意的是聚酯基树 月旨、聚丙烯基树脂、聚乳酸基树脂、多羟基链烷酸酯基树脂、和聚乙烯基树脂以及它们的组 合。最优选的为聚酯和聚丙烯基树脂。
[0137] 本发明中的一个附加元素是在挤出工艺中使用高于40重量百分比（重量％ )如 本文所述组合物的混合物组合物的能力，其中在挤出期间将母料含量的如本文所述组合物 与较低浓度（低达〇重量％)的热塑性组合物混合以获得目标范围内的如本文所述的组合 物。
[0138] 在纤维纺丝过程中，尤其是当温度升至105°C以上时，通常希望残余水量按所述纤 维的重量计为1 %或更低，或〇. 5%或更低，或0. 15%或更低。
[0139] 由纤维制得的非织诰制品
[0140] 纤维可经由不同的粘结方法转变成非织造物。可以使用工业标准纺粘型技术将连 续纤维成形为纤维网，然而可以使用工业标准粗梳法、气流成网或湿法成网技术将短纤维 成形为纤维网。典型的粘结方法包括：压延机（加压和加热）、透气加热、机械缠结、水力缠 结、针刺以及化学粘结和/或树脂粘结。压延机、透气加热和化学粘结是用于淀粉聚合物纤 维的优选粘结方法。对于加压加热和通风加热粘结方法必需可热粘结纤维。
[0141] 本发明的纤维也可以与其他合成或天然纤维粘结或结合在一起以制造非织造制 品。可以在成形过程中将合成或天然纤维共混在一起或以离散层使用这些纤维。合适的合 成纤维包括由聚丙烯、聚乙烯、聚醋、聚丙烯酸醋、和它们的共聚物、以及它们的混合物制成 的纤维。天然纤维包括纤维素纤维及它们的衍生物。合适的纤维素纤维包括衍生自任何树 木或植物的那些，包括硬木纤维、软木纤维、大麻和棉。也包括的是由加工过的天然纤维质 源（例如人造丝）制成的纤维。
[0142] 除了其它适宜制品以外，本发明的纤维用于制备非织造物。非织造制品定义为包 含大于15%的多根连续或不连续的并且物理和/或化学彼此连接的纤维的制品。非织造物 可与附加的非织造物或膜混合以制得层状产品，所述产品可按其本身来使用，或用作其它 材料复合组合中的组分，例如婴儿尿布或女性护垫。优选的制品是一次性非织造制品。发现 所得产品可用于空气、油和水的过滤器；真空吸尘过滤器；火炉过滤器；面罩；咖啡过滤器、 茶或咖啡袋；隔热材料和隔音材料；用于一次性卫生产品如尿布、女性护垫、卫生棉塞和失 禁制品的非织造物；可生物降解的织物，用于改善水分吸收和穿着柔软性，例如微纤维或可 透气织物；带静电电荷的结构化纤维网，用于收集和除去灰尘；硬纸级的增强物和纤维网， 例如包装纸、书写纸、新闻纸、瓦楞纸板，和用于薄纸级的纤维网，例如卫生纸、纸巾、餐巾和 面巾纸；医疗用途，例如手术单、伤口敷料、绷带、皮肤贴片、和自溶解缝合线；以及牙用，例 如牙线或牙刷毛。纤维网还可包括用于专门用途的气味吸收剂、驱白蚁剂、杀虫剂、灭鼠剂 等。所得产品吸收水和油，并且发现可用于油或水的溢出清洗，或用于农业或园艺应用中的 受控水保持和释放。所得纤维或纤维网也可掺入到其它材料中，例如锯肩、木浆、塑料和混 凝土，以形成复合材料，所述复合材料可用作建筑材料，如墙壁、支撑梁、压制板、清水墙和 支架、以及天花板瓦片；其它医疗用途，如固定模、夹板和压舌板；以及用于壁炉木材中，用 作装饰和/或燃烧用途。本发明的优选制品包括用于卫生和医疗应用的一次性非织造物。 卫生应用包括如抹布、尿布、女性护垫和卫生棉塞这样的物品。
[0143] 塍
[0144] 本文所公开的组合物可成形为膜，并且可根椐所期望的膜性能，具有许多不同构 型中的一种。可通过改变例如厚度，调节膜的特性，或就多层膜而言，可通过改变例如层数、 层的化学性能即疏水性或亲水性、以及用于形成聚合物层的聚合物的类型，调节膜的特性。 本文所公开的膜可具有小于300 μ m的厚度，或可具有300 μ m或更大的厚度。通常，当膜具 有300 μ m或更大的厚度时，它们被称为挤出片材，但是应当理解，本文所公开的膜涵盖膜 (例如具有小于300 μ m的厚度）和挤出片材（例如具有300 μ m或更大的厚度）。
[0145] 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邻近成层，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覆盖在第一膜层上表面或下表面 中的至少一个上。第三膜层可至少部分覆盖在第二膜层上，使得第二膜层形成芯层。预期 多层膜可包括附加层（例如束缚层、不可渗透层等）。
[0146] 应当理解，多层膜可包括2层至1000层；或3层至200层；或5层至100层。
[0147] 本文所公开的膜可具有10微米至200微米；或20微米至100微米；或40微米至 60微米的厚度（例如厚度）。例如，就多层膜而言，每个膜层可具有小于100微米，或小于 50微米，或小于10微米，或10微米至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。
[0148] 可采用各种技术评定膜的厚度，包括ISO 4593:1993中描述的方法"Plastics-Film and sheeting - Determination of thickness by mechanical scanning"。应当理 解，可采用其它适宜的方法来测定本文所述膜的厚度。
[0149] 对于多层膜，可由本文所述组合物形成每个相应的层。用于形成多层膜的组合物 的选择可对多个物理参数具有影响，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示例描述于美国专利7, 588, 706中。
[0150] 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，而第二膜层在第一 膜层和第三膜层之间形成，以形成芯层。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，可使用类似的膜层形成具有多于3个层的多层膜。 对于多层膜而言，预期本文所述组合物在不同层中具有不同的量。使用多层膜的一种技术 是控制本文所述组合物的位置。例如，在3层膜中，芯层可包含本文所述组合物，而外层不 包含本文所述组合物。另选地，内层可不包含本文所述组合物，而外层确实包含本文所述组 合物。
[0151] 如果多层膜中不相容的层相邻，则可有利地在它们之间放置接合层。接合层的作 用在于，在不相容材料之间提供过渡和充分的粘附力。粘合层或接合层通常用于拉伸、扭曲 或变形时表现出分层的层与层之间。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。
[0152] 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。
[0153] 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。
[0154] 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。
[0155] 反应性基团可为接枝至该主链的接枝単体，并且为或包含至少一种α_或烯 键式不饱和羧酸或酸酐，或它们的衍生物。可为一元羧酸、二元羧酸或多元羧酸的此类羧 酸和酸酐的示例为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、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示例为盐、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、和富马酸二乙酯。
[01 56] 尤其优选的接合层为乙烯与0. 1至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、富马酸、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。
[0157] 适用作接合层的示例性材料类别是以商品名Byne广如Bynel? 3860由DuPont 出售的称为酸酐改性的乙烯-乙酸乙烯酯类材料。适用作接合层的另一类材料是以商 品名Bynel?例如Bynel? 2169也由DuPont出售的酸酐改性的乙稀丙稀酸甲醋。适用 作接合层的马来酸酐接枝聚稀径聚合物还以商品名Orevac?购自Elf Atochem North America(Functional Polymers Division，Philadelphia，PA) 〇
[0158] 另选地，适用作接合层材料的聚合物可掺入到如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。
[0159] 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。
[0160] 适用于形成中间层的热塑性材料的示例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。
[0161] 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 加入到一个或多个膜层中。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。这些遮光剂可占所述膜的0. 1重量％至约5重量％，或0. 3重量％至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。遮光剂的示例描述 于美国专利6, 653, 523中。
[0162] 此外，所述膜可包含其它添加剂，如其它聚合物材料（例如聚丙稀、聚乙稀、乙 烯-乙酸乙烯醋、聚甲基戊烯、它们的任何组合等）、填料（例如玻璃、滑石、碳酸钙等）、脱 模剂、阻燃剂、导电剂、膜抗静电剂、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、和非离子试剂。阳离子试剂包含具有烷基取代基的铵、知f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。
[0163] 制各腊的方法
[0164] 本文所公开的膜可采用常规的制膜方法，在常规共挤出制膜设备上进行加工。 一般来讲，可以用流延薄膜法或吹胀薄膜挤塑法将聚合物熔融加工成膜，这两种方法 在描述于 Allan A. Griff 的 Plastics Extrusion Technology 第二版（Van Nostrand Reinhold - 1976)中。
[0165] 挤塑膜通过线型槽模挤出。一般来讲，将平面纤维网在大型的运动的抛光金属辊 (冷却辊）上冷却。它快速冷却，并从第一辊剥离，经过一个或多个辅助辊，然后通过一组橡 胶涂层的拉辊或"拖离"辊，并且最终进入卷绕器。
[0166] 在吹胀薄膜挤塑中，将熔体向上挤出通过薄环形模具开口。该方法称为管状膜挤 出。将空气通过该模具的中心引入以吹胀管体，并且使其伸展。由此形成移动气泡，其通过 内在空气压力、挤压速率和拖离速度的同时控制而保持恒定的尺寸。该膜的管体通过空气 冷却，所述空气吹过一个或多个围绕所述管体的冷却环。该管体随后通过以一对牵引辊将 其拉入展平框中，并且进入卷绕器而塌缩。
[0167] 共挤压过程需要多于一台的挤出机和共挤压送料区块或多歧管模具系统或两者 的结合，以获得多层膜结构。美国专利4, 152, 387和4, 197, 069公开了共挤压的送料区块 和多歧管模具原理，将所述文献以引用方式并入本文。将多台挤出机连接于送料区块，该送 料区块可使用可移动分流器以成比例地改变各个流通道的几何形状，该几何形状直接关联 于通过该流通道的聚合物的体积。所述流通道经设计而使所述材料在它们的汇合点以相 同的速率和压力进行合流，使界面应力和流的不稳定性最小化。在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中。送料区块和模具体系的其它示例 公开于 "Extrusion Dies for Plastics and Rubber"（W. Michaeli，Hanser，New York，第 2版，1992)中，据此将所述文献以引用方式并入本文。在此类过程中，材料的熔体粘度、法 向应力差和熔体温度没有太大的差别可能是重要的。在其它方面，层密闭或者流动不稳定 性可在模具中导致层厚度分布的控制不佳，以及在多层膜中导致非平面界面的缺陷（如白 点）。
[0168] 送料区块共挤出的替代形式是多歧管或叶片模具，如美国专利4, 152, 387、 4, 197, 069和4, 533, 308中所公开的，将所述文献以引用方式并入本文。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，各个熔体流均处于完全的模具宽度。可移动的叶片 提供了各个流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 的速率、压力和所需宽度进行合流。
[0169] 由于聚合物的熔体流特征和熔体温度广泛变动，叶片模具的使用具有若干优点。 所述模具给予自身热分离特征，其中可将熔体温度差别很大（例如高达175 °F (80°C))的 聚合物在一起加工。
[0170] 可针对具体聚合物设计和定制叶片模具中的各歧管。从而，每种聚合物流仅受其 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，从而使内部层 可完全被外层环绕而不留下暴露的边缘。可使用送料区块体系和叶片模具，以获得更复杂 的多层结构。
[0171] 本领域技术人员将认识到，用于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，并且可使用若干挤出机尺寸。适宜的示例包括具有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。如果更大的生产需求需要，则挤出 机直径可向上变化。例如，可使用具有介于2. 5英寸（6. 4cm)和4英寸（IOcm)之间直径的挤 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具体的层厚度。例如，对于三层膜而言，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。
[0172] 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在远离冷却辊的一侧。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。
[0173] 胶粘材料可能偶尔粘着到下游辊。通过在受影响辊上放置低表面能（例如 Tefionli )套管，将TeflorTil条带卷绕在受影响辊上，或通过在受影响辊前面的防粘纸，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）。
[0174] 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，可使用其它粘合剂如聚酰胺 粉末化粘合剂的聚酯，具有增容剂如聚酯、聚酰胺或低残留单体聚氨酯的热熔性粘合剂，其 它热熔性粘合剂或其它压敏粘合剂，来制备本发明的多层膜。
[0175] 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。有利地，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结时，使熔融聚合物和载体纤维网紧密接触。
[0176] 如上所述，接合层可增加层之间的粘结。还一般通过使层通过两辊之间形成的辊 隙，增加接触和粘结。还可通过使接触膜的载体纤维网的表面经历表面处理如电晕处理来 增加粘结，如本领域已知的以及"Modern Plastics Encyclopedia Handbook"第236页 (1994)中所述的。
[0177] 如果如 K. R. Osborn 和 W. A. Jenkins 在 "Plastic Films, Technology and Packaging Applications"（Technomic Publishing Co.，Inc. (1992))中所述经由管状 膜（即吹塑膜技术）或平面模具（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，或挤出层合至其它包装材料层以形成多层膜。如果所述膜为两个或更多个 层的共挤出，则所述膜仍可层合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）） 也论述了层合对共挤出。本文设想的膜也可经历其它后挤出技术，如双轴取向工艺。
[0178] 流体可诱讨的纤维网
[0179] 本文所公开的膜可成形为适用作吸收制品顶片的流体可透过的纤维网。如下所 述，流体可透过的纤维网有利地通过宏观膨胀本文所公开的膜来形成。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。
[0180] 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 述成形结构具有多个孔，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（有 利的）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。
[0181] 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。
[0182] 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中。
[0183] 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。机械方法的示例公开于美 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中。
[0184] 樽塑制品
[0185] 本文所公开的组合物可成形为模塑或挤塑制品。模塑制品为注塑、压塑或由气体 吹塑成由母模限定的形状时形成的物体。模塑或挤塑制品可为实心物体如玩具，或中空物 体如瓶、容器、棉塞施用器、将药物插入到躯体孔腔的施用装置、单次使用的医疗设备、外科 设备等。模塑制品和制备它们的方法一般描述于例如美国专利6, 730, 057和美国专利公布 2009/0269527中，将每篇文献以引用方式并入本文。
[0186] 本文所公开的组合物适于制备容器制品如个人护理产品、家居清洁产品、和衣物 洗涤剂产品、以及此类制品的包装。个人护理产品包括化妆品、毛发护理、皮肤护理、口腔护 理产品，即洗发剂、皂、牙膏。因此，本文还公开了产品包装，如包含本文所述组合物的容器 或瓶。容器可涉及一个或多个容器元件，如主体、顶盖、喷嘴、手柄、或容器整体例如主体和 顶盖。
[0187] 此外，所述模塑制品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、碳酸钙 等）、脱模剂、阻燃剂、导电剂、膜抗静电剂、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、或它们的任何组合。模塑制品抗静电剂包括阳离子、阴离子试剂， 并且有利地为非离子试剂。阳离子试剂包含具有烷基取代基的铵、縛和锍阳离子，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。
[0188] 制各樽塑制品的方法
[0189] 本文所公开组合物的模塑制品可采用多种工艺制得，如注塑、吹塑、压塑、或管道、 管材、型材、或缆索的挤出。
[0190] 本文所公开组合物的注塑是多步工艺，通过所述工艺将所述组合物加热直至其熔 融，然后用力使其进入密闭的模具中，在模具中成形，最后通过冷却固化。所述组合物在小 于180°C，更典型小于160°C的熔融温度下熔融加工，以使不可取的热降解最小化。用于注 塑的三种常见类型的设备是柱塞式注塑成形机、具有注射功能的螺杆压塑机和往复螺杆式 设备（参见"Encyclopedia of Polymer Science and Engineering"第 8 卷第 102-138 页， John Wiley and Sons，New York，1987( "EPSE-3"））〇
[0191] 柱塞式注塑机由滚筒、撒布机和柱塞构成。柱塞将熔体推入模具中。具有两级注 射功能的螺杆压塑机由压塑机、定向阀、无涂布器的滚筒和柱塞组成。在通过螺杆塑炼后， 柱塞将熔体推入模具中。往复螺杆式注塑机由筒体和螺杆构成。螺杆旋转以使物料熔融并 且混合，然后向前移动将熔体推入模具中。
[0192] 适宜注塑机的示例为Engel Tiebarless ES 60TL设备，所述设备具有模具、喷嘴 和筒体，所述筒体被分为区，其中每个区配备热电偶和控温部件。注塑机的区可被描述为前 区、中区和后区，从而粒料被引入到处于受控温度下的前区中。注塑机中喷嘴、模具和筒体 组件的温度可根据组合物熔融加工的温度和所用的模具而变化，但典型在下列范围内：喷 嘴，120-170°C ;前区，100-160°C ;中区，100-160°C ;后区，60-150°C ;以及模具，5-50°C。其 它典型的加工条件包括2100kPa至13, 790kPa的注射压力，2800kPa至11，030kPa的保持压 力，2秒至15秒的保持时间，和2cm/sec至20cm/sec的注射速度。其它适宜注塑机的示例 包括 Van Dorn 150-RS-8F 型、Battenfeld 1600 型、和 Engel ES80 型。
[0193] 压塑涉及将一定量的本文所公开组合物装入到开式冲模的下半部分中。在压力 下，使冲模的上半部和下半部合在一起，从而熔融组合物与冲模的形状一致。然后冷却模 具，以硬化塑料。
[0194] 使用吹塑来生产瓶子和其它中空物件（参见EPSE-3)。在该工艺中，将称为型坯的 一管熔融组合物挤出到密闭的中空模具中。然后通气使型坯膨胀，将组合物推挤紧靠在模 具壁上。随后冷却使塑料硬化。然后打开模具，并且取出制品。
[0195] 吹塑具有许多优于注塑的优点。所用的压力远低于注塑。可典型在塑料与 模具表面之间25-lOOpsi的压力下，实施吹塑。相比之下，注塑压力可达到10, 000至 20, OOOpsi (参见EPSE-3)。在组合物具有的分子量过高以致不易流动通过模具的情况下， 选择吹塑工艺。高分子量的聚合物与低分子量的类似物相比，通常具有较好的性能，例如高 分子量材料具有更好地环境应力开裂抗性。（参见EPSE-3)。使用吹塑有可能制造非常薄 的产品外壁。这意味着所用的组合物更少，并且固化时间更短，致使通过节省材料而成本降 低以及更高的生产能力。吹塑的另一个重要特征是，由于它仅使用一个母模，因此型坯喷嘴 处挤出条件的微小变化可改变壁厚（参见EPSE-3)。这对于无法提前预计必需壁厚的结构 而言是有利的。可对具有若干厚度的制品进行评价，然后可使用符合规格的最薄从而最轻 且最便宜的制品。
[0196] 采用挤出来形成挤出制品，如管道、管材、棒杆、缆索或型材。将组合物注入到加热 室中，并且通过连续回转螺杆穿过所述室。单螺杆或双螺杆挤出机常用于塑料挤出。将组 合物塑炼，并且通过管模冲压头输送。牵引器牵拉着管子通过配有定型模、真空罐定型装置 和冷却装置的定型和冷却区域。将刚性管按长度切割，而将柔性管卷绕。可在一步工艺中， 实施型材挤出。挤出工序进一步描述于Hensen，F.的"Plastic Extrusion Technology" 第43-100页中。
[0197] 使用多种模塑或挤塑工艺，将棉塞施用装置模塑或挤塑成所期望的形状或构型， 以提供包括外部管状构件和内部管状构件或柱塞的施用装置。外部管状构件和柱塞可通过 不同的模塑或挤塑技术制造。外部构件可由本文所公开组合物模塑或挤塑而成，而柱塞可 由另一种材料制成。
[0198] 一般来讲，制造棉塞施用装置的方法涉及将本文所公开组合物装入到混合器中， 并且将所述组合物熔融混合并且加工成粒料。然后使用注塑设备，将粒料构造成棉塞施用 装置。通常在受控的温度、时间和速度下实施注塑方法，并且所述方法涉及熔融加工所述组 合物，使得熔融的组合物注入到模具中，冷却，并且模塑成所期望的塑性物件。另选地，可将 所述组合物直接装入到注塑设备中，并且熔融模塑成所期望的棉塞施用装置。
[0199] 制备棉塞施用装置的方法的一个示例涉及在高于组合物熔融温度的温度下将组 合物挤出形成杆状物，将所述杆状物切成粒料，并且将所述粒料注塑成所期望的棉塞施用 装置形式。
[0200] 常用于熔融共混热塑性组合物的混合器一般为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和捏 合挤出机。适用于本文的可商购获得的挤出机的示例包括Black-Cl awson单螺杆挤出机、 Werner and Pfleiderer同步旋转式双螺杆挤出机、HAAKE.RTM. Polylab System反转式双 螺杆挤出机、和Buss捏合挤出机。聚合物混合和挤塑的综合论述公开于"Encyclopedia of Polymer Science and Engineering"第 6 卷第 571-631 页（1986)和第 11 卷第 262-285 页 (1988) (John Wiley and Sons，New York)中。
[0201] 棉塞施用装置可被包装于任何适宜的包装材料中，只要所述包装材料耐脏并且与 干废料一起是一次性的。设想由能够生物降解的材料制成的包装材料，所述包装材料的处 理产生最小或无环境问题。还设想，棉塞施用装置可被包装于由纸、非织造物、纤维素、热塑 性塑料或任何其它适宜材料、或这些材料的组合制成的包装材料中。
[0202] 无论由何种方法制得模塑制品，所述过程涉及退火循环。退火循环时间是制造模 塑制品过程中保持时间与冷却时间之和。在对于具体模具基本上最优化的工艺条件下，退 火循环时间取决于组合物。基本上最优化的工艺条件是模塑设备的区、喷嘴和模具的温度 设定、注入量、注入压力和保持压力。本文提供的退火循环时间比由本文所公开组合物形 成模塑或挤塑制品的退火循环时间短至少十秒。使用本文所提供的Engel Tiebarless ES 60TL注塑机制得的尺寸为1/2英寸长（L) (12. 7mm) X 1/8英寸宽（W) (3. 175mm) X 1/16英寸 高（H) (1.5875mm)的犬骨式拉力试棒，提供用于测定本文退火循环时间的模塑或挤塑制品 的代表性标准制品。
[0203] 保持时间为起始材料注入后，部件在保持压力下保持的时间长度。结果是（视力 为20-20且无视觉缺陷的人的）肉眼从距模塑或挤塑制品表面20cm的距离观察，外表面 上（有利地为外表面和内表面上（如果适用的话））看不见明显的气泡和/或浅窝印记（有 利地为二者）。这是为了确保部件的精确和美观品质。模具设计考虑到收缩。然而，可能出 现1. 5%至5%，1.0%至2. 5%，或1. 2%至2. 0%的收缩。通过缩短保持时间直至部件未通 过上述目视检查、不符合模具的形状和结构、未完全充满或显示出过度的收缩，来确定更短 的保持时间。然后，记录出现此类情况时之前的时间长度，作为更短的保持时间。
[0204] 冷却时间为部件在模具中固化并且易于从模具中脱离时的时间。模具包括至少两 个部分，使得模塑制品易于取出。为能取出，在两部分的分模线处将模具打开。当模具被打 开时，可手动从打开的模具中取出成品模塑部件，或无需人的干预，通过脱模器体系将其自 动推出。根椐部件几何形状，此类脱模器可由装入模具中的销栓或钩环组成，当模具被打开 时，可向前推动销栓或钩环。例如，模具可包含标准刻盘式或机械杆式顶出梢，以机械辅助 取出模塑部件。适宜尺寸的杆式顶出梢为1/8〃 (3. 175_)等。通过缩短冷却时间直至部件 挂在模具上并且不易于脱模，来确定更短的冷却时间。然后，记录部件被挂起时之前的时间 长度，作为更短的冷却时间。
[0205] 所用加工温度被设定足够低，以避免组合物热降解，然而又足够高，以允许用于模 塑的组合物自由流动。所述组合物在小于180°C，或更典型小于160°C的熔融温度下熔融加 工，以使热降解最小化。一般来讲，当聚合物熔融后处于高于降解温度的温度下一段时间 时，聚合物可能热降解。如本领域的技术人员按照本公开所理解的，造成热降解所需的具 体时间将取决于具体的组合物、高于熔体温度（Tm)的时间长度、以及高于Tm的度数。温 度可尽可能适当的低，以允许聚合物熔体自由流动，以使热降解风险最小化。挤出期间，挤 出机中的高剪切力使挤出机内的温度增加，高于设定温度。因此，设定温度可低于材料的 熔体温度。低加工温度还有助于减少循环时间。例如，不受限制，注塑机的喷嘴和筒体组件 的设定温度可根据聚合物材料的熔融加工温度和所用模具的类型而改变，并且可从Tm以 下20°C至Tm以上30°C，但典型地在下列范围内：喷嘴，120-170°C ;前区，100_160°C ;中区， 100-160°C ;后区，60-160°C。注塑机的设定模具温度还取决于组合物的类型和所用模具的 类型。较高的模具温度有助于聚合物更快地结晶，并且缩短循环时间。然而，如果模具温度 过高，则部件可能从变形的模具中出来。模具温度的非限制性示例包括5-60 °C或25-50 °C。
[0206] 模塑注入速度取决于组合物的流速。流速越高，粘度越低，注塑所需的速度越低。 注射速度可在5cm/sec至20cm/sec范围内，在一个实施中，注射速度为10cm/sec。如果粘 度高，则增加注入速度，使得挤出机压力将熔体材料推入模具中以填充模具。注塑压力取决 于加工温度和注入量。自由流动取决于注塑压力，读数不高于14Mpa。
[0207] 在各种实施例中，本文所公开的任何组合物可用于以下任何美国专利申请中描 述的任何模塑工艺中：2012年5月21日提交并且名称为"Apparatus and Method for Injection Molding at Low Constant Pressure" 的 S/N 13/476, 045(P&G 案号 12127); 2012 年 5 月 21 日提交并且名称为"Alternative Pressure Control for a Low Constant Pressure Injection Molding Apparatus" 的 S/N 13/476, 047 (P&G 案号 12128) ;2012 年 2 月 24 日提交并且名称为 "Injection Mold Having a Simplified Cooling System" 的 5/^ 61/602,781(?&6案号12129卩）；2012年5月21日提交并且名称为"吣11-恥忉四117 Balanced Feed System for an Injection Molding Apparatus" 的 S/N 13/476,073(P&G 案号 12130) ;2012 年 5 月 21 日提交并且名称为"Method for Injection Molding at Low,Substantially Constant Pressure" 的 S/N 13/476, 197(P&G 案号 12131Q) ;2012 年 5月 21 日提交并且名称为 "Method for Injection Molding at Low，Substantially Constant Pressure"的 S/N 13/476, 178(P&G 案号 12132Q) ;2012年 2 月 24 日提交并且名称 为"High Thermal Conductivity Co-Injection Molding System"的S/N 61/602,650(P&G 案号 12361P) ;2012 年 8 月 31 日提交并且名称为"Injection Mold Having a Simplified Evaporative Cooling System or a Simplified Cooling System with Exotic Cooling Fluids" 的 S/N 13/601,359 (P&G 案号 12453) ;2012年5 月 21 日提交并且名称为 "Method and Apparatus for Substantially Constant Pressure Injection Molding of Thinwall Parts"的S/N 13/476, 584(P&G案号12487);以及2012年11月8日提交并且名称为 "Injection Mold With Fail Safe Pressure Mechanism" 的 S/N 13/672,246(P&G 案号 12487);据此将每篇文献以引用方式并入。
[0208] 组合物的件能
[0209] 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。
[0210] 非i千移性:由聚合物-HL组合物制得的热塑性制品(例如纤维、膜、模塑制品）是 非迀移性的。HL的独特化学结构使能够形成强效分子间氢键，这阻止HL迀移至热塑性聚 合物的表面。由聚合物-HL组合物制成、包含聚合物-HL组合物或基本上由聚合物-HL组 合物组成的热塑性制品（例如纤维、膜、模塑制品）在50°C下30分钟时具有0-300%，或 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %， 或0-15 %，或0-10 %，或0-5 %，或0-2 %的迀移值；在50 °C下60分钟时具有0-300,或 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %， 或0-15 %，或0-10 %，或0-5 %，或0-2 %的迀移值；在50 °C下90分钟时具有0-300 %， 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %，或 0-15 %，或 0-10 %，或 0-5 %，或 0-2 % 的迀移值。
[0211] 翦切粘度降低:将HL加入到热塑性聚合物如Braskem CP-360H中，降低了热塑性 聚合物的粘度。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。 如果不存在HL的话，可能无法在现有工艺条件下以适宜的方式加工具有高聚合物流速的 聚合物。
[0212] 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。例如，热塑性 HL组合物可包含以所述热塑性HL组合物的总重量计大于50 %，或80-100 %的生物基材料。
[0213] 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，所述无机化合物 在聚合物基体内是颗粒。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HL，由于精细分散体（由液滴尺寸测得）和在整个热塑性聚合物内的均匀分布，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，并且不影响可加工性。
[0214] 芳香剂:由于HL可例如比基料热塑性聚合物尤其更加优选包含香料，因此本发明 的组合物可用于包含对最终用途有益的香味。
[0215] 表面感觉:与没有HL的热塑性聚合物组合物相比，HL的存在可改变组合物的表面 特性，使它感觉更柔软。
[0216] 遵态:有益效果经由组合物制备中形成的形态递送。所述形态由强力混合和快速 结晶的组合形成。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径和相对均匀的孔径分布。图2示出Braskem CP-360H中的硬脂酸镁，其具有小于ΙΟμπι，小于5μπι，或小于1 μπι的小孔径。
[0217] 实施例
[0218] 材料:
[0219] 聚合物:此工作中所用的主耍聚合物是聚丙條(PP)基的，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完备列表，然而不是所有均已被测 试）。评定的具体聚合物为：
[0220] · Lyondell-Basell Profax SR549M 澄清无规共聚物聚丙稀
[0221] · Braskem FT200WV成核均聚物聚丙烯
[0222] 类遍:所用具体类脂为：
[0223] ?由 Stratas Foods 提供的氢化大豆油（"HSB0"）。
[0224] ?由 Alnoroil Company，Inc.提供的氢化蓖麻油（"HC0"）。
[0225] ?由Procter&Gamble内部生产的羟基化大豆油（"HySBO"）。
[0226] HvSBO 的合成
[0227] 部分A :大豆油衍牛的含醛多I链聚燔烃的合成
[0228] 设备：该工作中所用的反应器为由T316不锈钢构造的4563型号Parr600mL反应 器。它具有磁驱动搅动组件，其使用风动机来搅拌。搅拌轴具有2个各自倾斜的叶轮，所述 叶轮具有4个各自为1. 38〃直径的叶片。
[0229] 方法：将5. 0克三苯基膦（"TPP" ;CAS号603-35-0)加入到盖子严丝合缝的16 盎司French正方形瓶中，然后加入150克高油酸大豆油。将其在85-90°C下加热2小时， 以溶解TPP，然后冷却至室温。将该混合物加入到5. 0克羰基二氢三（三苯基膦）-铑（I) (CAS号：17185-29-4)中，使用氮气吹扫以排除空气。将该混合物进一步用氮气吹扫，然后 剧烈摇动以分散催化剂。然后采用真空将该合并的混合物抽入反应器中，接着抽入100克 另外的大豆油。采用真空和氮气循环使反应器清除空气，然后加入一氧化碳：氢气的2:1混 合物，至550-570psig初始压力。将反应器加热至100°C，以450-600rpm速率搅拌（用于 整个过程中），并且将压力调节至750-800psig，接着转换至一氧化碳：氢气的1:1混合物。 使反应搅拌并且加热共18. 6小时反应时间，然后冷却至室温。将一氧化碳：氢气混合物排 空，并且采用真空和氮气循环，并且间歇搅动，移除残余的一氧化碳。最终产物从反应器中 排出。将油（242g)放置于1000 mL圆底烧瓶中，然后放入甲醇（500mL)，并且剧烈搅拌15分 钟。将混合物加入到分液漏斗中，并且使其静置45分钟。底部油层与甲醇分离。将油萃取 再重复2次，第三次萃取后，将氯仿（200mL)加入到油中，并且真空移除溶剂。在2升圆底 烧瓶中混合油（156g)和己烧（500mL)。混合后，加入硅胶（260g)。真空移除溶剂，以将油 沉积到硅胶上。将硅胶（400克）湿法填充（己烷）于16cm直径的色谱柱中。使约500mL 己烷位于二氧化硅顶部，并且缓慢加入油沉积于其上的二氧化硅。在柱中用过量的己烷加 上另1500mL己烷将其洗脱，然后用15%乙酸乙酯的己烷溶液（650mL)、20%乙酸乙酯的己 烷溶液（6501^)和最后30%乙酸乙酯的己烷溶液（6501^)洗脱。收集八份5001^镏分，并 且将馏分4和5合并以获得93. 5g所期望的材料。
[0230] 部分B :将大豆油衍牛的含醛多I链聚燔烃还原成大豆油衍牛的多I链醇
[0231] 设备：该工作中所用的反应器为由T316不锈钢构造的4563型号Parr600mL反应 器。它具有磁驱动搅动组件，其使用风动机来搅拌。搅拌轴具有2个各自倾斜的叶轮，所述 叶轮具有4个各自为1. 38〃直径的叶片。
[0232] 方法：将245. 1克加氢甲酰化高油酸大豆油与12. 3克二氧化硅载镍催化剂（BASF Ni-5249P)混合。摇动混合物以使催化剂浆化，然后采用真空抽入到反应器。采用真空和氮 气循环使反应器清除空气，然后充入氢气至500-600psig，并且以450-600rpm速率搅拌（用 于整个过程中）。加热反应，然后使其在100-105°C下进行18小时。将混合物冷却并且从 反应器中排出。使用金属压力过滤器通过过滤移除二氧化硅载镍催化剂，过滤期间将所述 过滤器包裹于加热带材中并且加热至75°C。将过滤后的材料溶于氯仿（200mL)中，并且过 滤通过玻璃微纤维过滤器。真空移除溶剂，获得期望的粘稠油状材料（202g)。
[0233] 组合物混合:
[0234] 对于实例1-3而言，使用Werner and Pfleiderer ZSK 30配备有两个30mm通用 螺杆的共旋双螺杆挤出机，实现聚合物与蜡组合物的熔融共混，所述每个螺杆具有标准混 合和输送元件。对于实例4而言，使用配备有通用螺杆和单孔模具的Prism TSE-16TC双螺 杆挤出机，实现聚合物与蜡组合物的熔融共混。使用重力喂料机，将聚合物粒料和蜡粉末计 量加入到挤出机中。制剂和对应的工艺条件示于表1中。
[0235] 表1 :实例组合物与对应的双螺杆混合备件。
[0236]
【主权项】
1. 一种用于操作注塑机的方法，所述方法包括： 向注塑机提供限定模具腔体的第一模面和第二模面； 提供热塑性材料； 操作所述注塑机经过至少一个注塑循环，所述注塑循环包括： 将熔融形式的所述热塑性材料推进至所述模具腔体中； 用所述热塑性材料基本上填充所述模具腔体； 使所述热塑性材料冷却； 分离所述第一模面和所述第二模面以暴露所述经冷却的热塑性材料； 从所述模具腔体中取出所述经冷却的热塑性材料；并且 闭合所述第一模面和所述第二模面； 其特征在于，所述热塑性材料的提供包括提供聚合物-羟基化类脂组合物，所述聚合 物-羟基化类脂组合物包含以下物质的紧密掺加物： (a) 热塑性聚合物；和 (b) 以所述组合物的总重量计5-50%的羟基化类脂； 其中所述羟基化类脂分散于所述热塑性聚合物中，使得所述羟基化类脂在所述热塑性 聚合物中具有小于10 Um的液滴尺寸。
2. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液滴尺寸小于5 ym。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液滴尺寸小于I y m。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液滴尺寸小于500nm。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述热塑性材料包含10-50%的所述 羟基化类脂。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述羟基化类脂包括氢化蓖麻油。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述羟基化类脂包括羟基化棕榈油。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述羟基化类脂包括羟基化棕榈仁 油。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述羟基化类脂包括羟基化椰子油。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述操作包括在小于10, OOOpsi的 峰值熔体压力下操作。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述操作包括在加或减1000 psi的 基本上恒定的压力下操作。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述操作包括在为峰值熔体压力加 或减20 %的基本上恒定的压力下操作。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述操作包括在为峰值熔体压力加 或减10 %的基本上恒定的压力下操作。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述注塑机的提供包括提供所述注 塑机，其中所述膜面中的至少一个具有大于或等于30BTU/HR FT °?的平均热导率。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述注塑机的提供包括提供所述注 塑机，其中所述膜面中的至少一个由选自包含以下各项的组的材料制成：铝、铍、铜以及它 们的任何合金。
【专利摘要】本发明公开了模塑聚合物-羟基化类脂组合物的方法，所述聚合物-羟基化类脂组合物包含热塑性聚合物和羟基化类脂的紧密掺加物。
【IPC分类】B29C45-00, C08K5-103
【公开号】CN104812548
【申请号】CN201380060689
【发明人】G·M·艾尔托宁, J·M·雷曼, A·E·尼尔特纳, 野田勇夫, E·B·邦德, W·M·阿伦, M·M·萨托科斯基, S·A·德罗塞, R·E·舒梅特
【申请人】艾姆弗勒克斯有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月20日
【公告号】CA2892074A1, EP2922678A1, US20140145374, WO2014081765A1
【技术领域】
[0001] 本发明涉及模塑热塑性聚合物组合物的方法，具体涉及模塑包含热塑性聚合物和 羟基化类脂的紧密掺加物的组合物的方法。
【背景技术】
[0002] 热塑性聚合物如聚丙烯和聚乙烯的特征在于较高的分子量。热塑性聚合物主要由 长线型聚合物分子构成，几乎不或不具有交联。当施加热能（即加热）时，它们变柔软或甚 至变成液体，使所述热塑性聚合物能够成形。当软化或熔融时，热塑性聚合物可经由例如挤 塑成形或注塑成形来加工。在冷却时，热塑性聚合物一般形成结晶结构，获得平滑的表面光 洁度和显著的结构强度。
[0003] 可通过将热塑性聚合物与其它组分共混，调节热塑性聚合物的材料特性，以满足 具体应用的需要。例如，可将增塑剂加入到热塑性聚合物中以保持材料在较低温度下的柔 性。制品如塑性汽车部件可由此类混合物制得，以防止寒冷气候下开裂。
[0004] 由于热塑性聚合物可被反复熔融和再使用而材料特性无变化，因此这些聚合物可 被频繁地再循环。例如，具有树脂标识（例如循环利用）代码的饮料瓶和家用容器一般为 热塑性聚合物。这些容器可被粉碎成薄片，熔融，精炼以移除杂质，并且重新用作回收材料。
[0005] 鉴于包括成本、强度、再循环使用的能力和配方灵活性在内的原因，热塑性聚合物 被广泛用于多种应用中。然而尽管它们的灵活性大，但是热塑性聚合物可出现配制以及加 工挑战。当制备对配方和/或操作变动高度敏感的产品形式如熔纺纤维时，尤其如此。
[0006] 热塑性聚合物一般具有较高的分子量，这对应于给定温度下较高的粘度和较低的 熔体流动速率。在一些情况下，这些较低的熔体流动速率可获得较低的生产输出，并且可使 大规模商业生产成本高得惊人。为增加熔体流动，可增加挤出机温度和/或压力，但是这通 常造成不均匀的剪切应力，不一致的熔体流动，膜泡不稳定性，材料发粘或滑移，和/或整 个挤出机中不均一的材料应变，获得质量不佳的挤出物，所述挤出物具有不规则部分、变形 和畸变，这可甚至导致挤出物在离开时破碎。另外，高温可能烧毁热塑性熔体，并且过高的 压力可破坏挤出机的结构完整性，造成它破裂、裂漏或断裂。
[0007] 另选地，制剂中可包含粘度调节添加剂如稀释剂，以有助于增加熔体流动，降低粘 度，和/或均衡剪切应力。然而这限制了可使用的添加剂的量，因为这些添加剂趋于迀移至 聚合物的表面，造成起霜，这可使热塑性聚合物就其预期用途而言是不能接受的。例如，稀 释剂迀移可使热塑性制品看上去或感觉油腻，污染它接触的其它材料，妨碍粘合，和/或使 进一步加工如热密封或表面印刷成问题。
[0008] 即使使用此类稀释剂，现有技术仅使用热塑性材料聚丙烯作为次要组成组分。另 外，现有技术需要在稍后加工期间移除稀释剂，以防止其迀移。稀释剂移除不仅要求额外的 加工和废料处理，而且还造成其它期望添加剂如染料、颜料和/或香料被移除。
[0009] 例如，美国专利3, 093, 612描述了聚丙烯与各种脂肪酸的组合，其中所述脂肪酸 从最终复合材料中被移除。科学文章 J_Apply.Polym.Sci 82(1)第169-177页（2001) 公开，对聚丙烯使用稀释剂以热致相分离，形成开放并且较大的蜂窝状结构，但是聚合物 比率低，其中随后将稀释剂从最终结构中移除。科学文章 J.Apply.Polym. Sci 105(4)第 2000-2007页（2007)公开了微孔膜，所述微孔膜经由热致相分离，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得。稀释剂从最终结构中移除。科学文章 Journal of Membrane Science 108(1-2)第25-36页（1995)公开了中空纤维微孔膜，所述中空纤维微 孔膜使用大豆油和聚丙烯混合物以及聚丙烯微量组分，并且采用热致相分离制得，获得所 期望的膜结构。稀释剂从最终结构中移除。
[0010] 因此，需要易于以商业规模生产而无需移除稀释剂的非迀移性高分子量热塑性聚 合物。
【发明内容】
[0011] 本发明提供了非迀移性聚合物-羟基化类脂（"HL"）组合物，所述组合物包含：(a) 热塑性聚合物；和（b)HL的紧密掺加物。所述HL在固体热塑性聚合物中具有小于10 μπι的 液滴尺寸。另选地，所述液滴尺寸可小于5 μ m，小于1 μ m，或小于500nm。所述组合物可包含 以所述组合物的总重量计5重量％至50重量％的HL，或10-50 %，或15-50 %，或20-50 %， 或 30-50 % 的 HL。
[0012] 热塑性聚合物可包括例如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。热 塑性聚合物的其它示例包括聚丙烯、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、或它 们的组合。
[0013] 在一些组合物中，热塑性聚合物包括聚丙烯。例如，热塑性聚合物可包含以存在于 所述组合物中的热塑性聚合物的总重量计1%至100%的聚丙烯，大于50%的聚丙烯，55% 至100%的聚丙烯，60%至100%的聚丙烯，或60%至95%的聚丙烯。所述聚丙烯可具有例 如 IOkDa 至 1，OOOkDa 的重均分子量，和大于(λ 25g/10min，或(λ 25g/10min 至 2000g/10min， 或 lg/10min 至 500g/10min，或 5g/10min 至 250g/10min，或 5g/10min 至 100g/10min 的恪 体流动指数。
[0014] 另外，所述热塑性聚合物可源自生物基材料。例如，聚合物-HL组合物可包含以所 述聚合物-HL组合物的总重量计大于10 %，或大于50 %，或30-100 %，或1-100 %的生物基 材料。
[0015] 聚合物-HL组合物可由包括以下步骤的方法制得：（a)以熔融态混合热塑性聚合 物和HL以形成紧密掺加物；和（b)在10秒或更短时间内将所述紧密掺加物冷却至等于或 低于热塑性聚合物固化温度的温度，一些热塑性聚合物组合物的固化温度为50°C或更低 的温度，以形成固体聚合物-HL组合物。混合步骤包括在大于ΙΟ?Γ 1，或大于30s'或10至 10, ΟΟΟ?Γ1，或30至10, OOOiT1剪切速率下混合以形成紧密掺加物，剪切速率取决于形成方 法（例如纤维纺丝、膜浇注/吹塑、注塑、或吹瓶）。可使用任何适宜的混炼设备，如挤出机 (例如单螺杆或双螺杆）。另外，所述方法有利地不包括移除添加剂或稀释剂的步骤。
[0016] 聚合物-HL组合物还可包含添加剂，其适宜为HL可溶性或HL可分散性添加剂。例 如，所述添加剂可为香料、染料、颜料、纳米颗粒、抗静电剂、抗氧化剂、填料、或它们的组合。 其它添加剂可包括成核剂。
[0017] 所述方法还可包括其它步骤，如将所述掺加物制粒的步骤。制粒步骤可在冷却步 骤之前、期间或之后进行。
[0018] 由聚合物-HL组合物制成、包含聚合物-HL组合物或基本上由聚合物-HL组合物 组成的热塑性制品（例如纤维、膜、模塑制品）是非迀移性的，这是指它们在50°C下30分 钟时具有 0-300 %，或 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或0-25 %，或0-15 %，或0-10 %，或0-5 %，或0-2 %的迀移值；在50°C下60分钟时 具有 0-300，或 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %， 或0-25%，或0-15%，或0-10%，或0-5%，或0-2 %的迀移值；在50°C下90分钟时具有 0-300 %，0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %，或0-15 %，或0-10 %，或0-5 %，或0-2 %的迀移值。迀移值计算为使用实例中所述 的FTIR光谱方法，50°C下与时间0处相比，30、或60、和/或90分钟培养时间处吸光度（指 定波长下）的百分比变化。
【附图说明】
[0019] 为了更全面地理解本公开，对下列发明详述和其中附图应提供参考：
[0020] 图1为12-羟基硬脂酸甘油酯的化学结构，其为示例性羟基化类脂氢化蓖麻油 ("HC0"）的主要组分。
[0021] 图2为经由FTIR光谱法测定，50°C下聚丙烯中三种羟基化类脂（氢化蓖麻油、氢 化大豆油、和羟基化大豆油）的迀移动力学曲线图。
[0022] 图3为条图，示出注塑过程中与热塑性聚合物一起使用时，HCO对峰值熔体压力的 影响。
[0023] 图4为条图，示出注塑过程中与热塑性聚合物一起使用时，加工辅助添加剂对峰 值熔体压力的影响。
[0024] 尽管本公开发明可能有各种形式的实施例，在附图中图示的（并且将在下文中描 述的）是本发明的具体实施例，但是应理解的是，本公开旨在是说明性的，而不旨在将本发 明限制于本文所描述和图示的具体实施例。
【具体实施方式】
[0025] 本发明提供了非迀移性聚合物-羟基化类脂（"HL"）组合物，所述组合物包含： (a)热塑性聚合物；和（b) HL的紧密掺加物。术语"紧密掺加物"是指HL与热塑性聚合物之 间的物理关系，其中HL分散于热塑性聚合物中。如本文所用，术语"掺加物"是指本发明的 紧密掺加物，而不是标准物质混合物更广泛含义中的"掺加物"。
[0026] 热塑性聚合物可包括例如聚烯烃、聚酯、聚酰胺、它们的共聚物、或它们的组合。热 塑性聚合物的其它示例包括聚丙烯、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、聚苯 乙烯（包括苯乙烯-丙烯腈和苯乙烯-丙烯腈-丁二烯共聚物）、聚碳酸酯、聚缩醛、热塑性 弹性体、以及它们的组合。
[0027] 在一些组合物中，热塑性聚合物包括聚丙烯。例如，热塑性聚合物可包括以存在 于所述组合物中的热塑性聚合物的总重量计1%至100%的聚丙烯，大于50%的聚丙烯， 55%至100%的聚丙烯，60%至100%的聚丙烯，或60%至95%的聚丙烯。所述聚丙烯可具 有例如 IOkDa 至 1，OOOkDa 的重均分子量，和 0. 25g/10min 至 2000g/10min，或 lg/10min 至 500g/10min，或 5g/10min 至 250g/10min，或 5g/10min 至 100g/10min 的恪体流动指数。
[0028] 当HL分散于热塑性聚合物中使得HL液滴尺寸小于10 μπι时，如本文定义，所述HL 和聚合物为"紧密掺加物"形式。HL在热塑性聚合物中的液滴尺寸是示出HL在热塑性聚合 物中分散程度的参数。液滴尺寸越小，HL在热塑性聚合物中的分散度越高。相反，液滴尺 寸越大，HL在热塑性聚合物中的分散度越低。
[0029] 本文HL在固体热塑性聚合物中具有小于10 μ m的液滴尺寸。另选地，所述液滴尺 寸可小于5 μ m，小于1 μ m，或小于500nm。所述组合物可包含以所述组合物的总重量计5重 量％至 50 重量％ 的 HL，或 10-50 %，或 15-50 %，或 20-50 %，或 30-50 % 的 HL。
[0030] 实现HL在热塑性聚合物中适宜分散使得它们为紧密掺加物形式的一种示例性方 法是在足够的剪切速率下以熔融态混合热塑性聚合物和HL。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HL混合。 热塑性聚合物可在加入所述HL之前熔融，或可在HL的存在下熔融。应当理解，当熔融热塑 性聚合物时，所述温度足以使HL也可为熔融态。如本文所用，术语HL可涉及根据温度，为 固（任选结晶）态或熔融态的组分。不需要HL在聚合物固化的温度下固化。例如，聚丙烯 在90°C下为半结晶固体，所述温度高于氢化蓖麻油（示例性HL)的熔点。
[0031] 可使用能够提供所需剪切速率的任何机械装置，混合所述HL和熔融热塑性聚合 物，获得如本文所公开的组合物。可在例如大于IOs'或大于30s 4,或10至10, OOOs'或 30至10, OOOiT1剪切速率下混合热塑性聚合物和HL，形成紧密掺加物，所述剪切速率取决于 形成方法（例如纤维纺丝、膜浇注/吹塑、注塑、或瓶吹）。混合的剪切速率越高，HL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。适宜机械混合部件的非限制性示例包括混合器如Haake间歇式搅拌器和挤出机（例 如单或双螺杆挤出机）。
[0032] 热塑性聚合物HL组合物还可包含添加剂，其适宜为在HL中可溶或可分散的添加 剂。例如，所述添加剂可为香料、染料、颜料、纳米颗粒、抗静电剂、抗氧化剂、填料、或它们的 组合。其它添加剂可包括成核剂。
[0033] 另外，所述热塑性聚合物可源自生物基材料（即生物质）。例如，聚合物-HL组 合物可包含以所述聚合物-HL组合物的总重量计大于10 %，或大于50 %，或30-100 %，或 1-100%的生物基材料。
[0034] 混合后，接着将熔融热塑性聚合物和HL的掺加物迅速（例如在小于10秒内）冷 却至低于热塑性聚合物固化温度（或经由传统热塑性聚合物结晶，或在低于聚合物玻璃化 转变温度下通过）的温度。所述掺加物可被冷却至小于200°C，小于150°C，小于100°C小于 75°C，小于50°C，小于40°C，小于30°C，小于20°C，小于15°C，小于10°C，或至(TC至30°C， 0°C至20°C，或0°C至KTC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）或气体。所述液体可为环境温度或受控温度的水。所述 气体可为环境空气或受控温度和湿度的空气。可使用任何骤冷介质，只要它快速冷却所述 掺加物。根椐掺加物组成，可使用其它液体如油、醇和酮以及含水混合物（例如氯化钠）来 骤冷。可使用其它气体如二氧化碳和氮气，或天然存在于常温和常压空气中的任何其它组 分。
[0035] 另外，制备热塑性聚合物-HL组合物的方法有利地不包括移除添加剂或稀释剂的 步骤。
[0036] 任选地，所述组合物可以粒料形式制得，其可按原样使用，或保存以供将来使用， 如进一步加工成最终可用形式（例如纤维、膜、和/或模塑制品）。制粒步骤可在冷却步骤 之前、期间或之后进行。例如，所述粒料可通过股条切割或水下粒化形成。在股条切割中， 所述组合物快速骤冷（一般在远小于10秒的时间段内），然后切成小片。在水下粒化中，将 所述混合物切成小片，同时或在其后立即放入到低温液体中，所述低温液体快速冷却并且 固化所述混合物，形成粒化的组合物。此类粒化方法是普通技术人员熟知的。粒料形态可 为圆形或圆柱形，并且优选具有不大于l〇mm，更优选小于5mm，或不大于2mm的尺寸。另选 地，所述掺加物（本文术语"掺加物"和"混合物"互换使用）可在以熔融态混合的同时使 用，并且直接形成纤维或其它适宜形式，例如膜和模塑制品。
[0037] 由热塑性聚合物-HL组合物制成、包含热塑性聚合物-HL组合物或基本上由热 塑性聚合物-HL组合物组成的热塑性聚合物制品（例如纤维、膜、模塑制品）是非迀移 性的，这是指它们在50°C下30分钟时具有0-300 %，或0-200 %，或0-100 %，或0-80 %， 或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %，或 0-15 %，或 0-10 %，或 0-5 %， 或0-2 %的迀移值；在50 °C下60分钟时具有0-300,或0-200 %，或0-100 %，或0-80 %， 或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %，或 0-15 %，或 0-10 %，或 0-5 %， 或0-2 %的迀移值；在50°C下90分钟时具有0-300 %，0-200%，或0-100%，或0-80%， 或 0-60%，或 0-50%，或 0-40%，或 0-30%，或 0-25%，或 0-15%，或 0-10%，或 0-5%，或 0-2%的迀移值。迀移值计算为使用实例中所述的FTIR光谱方法，50°C下与时间0处相比， 30、或60、和/或90分钟培养时间处吸光度（指定波长下）的百分比变化。
[0038] 热塑件聚合物
[0039] 如本文所用，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包括具有60°C至300°C，80°C至250°C， 或100°C至215°C的熔融温度的那些。
[0040] 所述热塑性聚合物可衍生自生物基资源或矿物基材料。衍生自生物基材料的热塑 性聚合物包括例如用于制备聚丙烯和聚乙烯的生物制得的乙烯和丙烯单体。这些材料性能 基本上与矿物基产品等同物相同，不同的是生物基热塑性聚合物中存在碳-14。
[0041] 生物基材料是可再生资源。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。生物基可再生资源的非限制性示例包括植物（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。
[0042] 根椐成本和可得性，在本发明中可将生物基和矿物基热塑性聚合物以任何比率混 合在一起。可再循环的热塑性聚合物也可单独使用，或与生物基和/或矿物衍生的热塑性 聚合物结合使用。可再循环的热塑性聚合物可在混合前被预调理以移除任何无用的污染 物，或可在混合和挤出过程期间使用它们，以及只是留在混合物中。这些污染物可包括痕量 的其它聚合物、浆料、颜料、无机化合物、有机化合物、以及通常存在于加工聚合物组合物中 的其它添加剂。所述污染物不应不利地影响掺加物的最终工作性能，例如在纤维纺丝过程 期间造成纺丝断裂。
[0043] 例如，以存在的热塑性聚合物的总重量计，热塑性聚合物可包含大于10%的生物 基材料，或大于50%，或30-至100%，或1-至100%的生物基材料。
[0044] 为测定存在于未知组合物中的生物基物质的含量（例如，在由第三方制得的产品 中），可使用ASTM测试方法D6866测试方法B通过测量产品中的碳-14量来测量生物基含 量。如ASTM D6866所用，"生物基"是指来自可再生资源的碳％。来自生物质（即生物基 资源）的材料具有存在的充分表征的碳-14量，然而来自矿物资源的那些不包含碳-14。因 此，存在于产品中的碳-14与其生物基含量相关。
[0045] 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 够低以成为可熔融挤出的。与没有HL的组合物相比，将所述HL加入到所述组合物中，允许 组合物包含更高分子量的待熔融加工的热塑性聚合物。因此，适宜的热塑性聚合物可具有 1000 kDa 或更小，或 IkDa 至 800kDa，5kDa 至 800kDa，IOkDa 至 700kDa，或 20kDa 至 400kDa 的重均分子量。由每种聚合物的特定ASTM方法测定重均分子量，但是一般采用凝胶渗透色 谱法（GPC)或由溶液粘度测定来测得。热塑性聚合物的重均分子量应在加入到掺加物中之 前确定。
[0046] 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。
[0047] 然而更具体地讲，热塑性聚合物有利地包括聚烯烃如聚乙烯或其共聚物，包括低 密度、高密度、直链低密度、或超低密度聚乙烯，使得聚乙烯密度在0. 90克/立方厘米至 0. 97克/立方厘米，或0. 92至0. 95克/立方厘米范围内。聚乙烯的密度由支化量和类型 确定， 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、或它们的组合。可使用聚丙烯共聚物，尤其是 乙烯，以降低熔融温度并且改善性能。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组合在一起以定制工程设计最终使用 性能。聚丁烯也是可用的聚烯烃。
[0048] 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）。
[0049] 适宜聚合物的其它非限制性示例包括聚碳酸醋、聚乙酸乙烯醋、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。
[0050] 然而更具体地讲，热塑性聚合物可有利地包括聚烯烃如聚乙烯或其共聚物，包括 低密度、高密度、直链低密度、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）。
[0051] 聚合物的其它非限制性示例包括聚碳酸酯、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。
[0052] 能够生物降解的热塑性聚合物也预期用于本文中。当能够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），能够生物降 解的材料易于被微生物如霉菌、真菌和细菌消化。适宜的能够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 解的那些能够生物降解的材料。能够生物降解的热塑性聚合物可单独使用，或以能够生物 降解或不能够生物降解的聚合物的组合形式使用。能够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以及更长多羟基链烷酸酯的共聚物、如美国专利RE 36, 548和 5, 990, 271中公开的那些多羟基链烷酸酯。
[0053] 可商购获得的适宜聚乳酸的示例为得自Cargill Dow的NATUREW0RKS?和得自 Mitsui Chemical?的LACEA。可商购获得的适宜二酸/二醇脂族聚醋的示例为由Showa High Polymer Company，Ltd(Tokyo，Japan)以商品名 BI0N0LLE?1000 和 BI0N0LLE?3000 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/芳族共聚酯的示例是聚 (四亚甲基己二酸酯/对苯二酸酯共聚物），其以商品名EASTAR BIO? Copolyester售自 Eastman Chemical，或以 EC0FLEX?售自 BASF。
[0054] 可商购获得的适宜聚丙烯或聚丙烯共聚物的非限制性示例包括Basell Profax 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)、Basell Profax SR549M(11恪体流动速率的乙稀和丙稀的 Ziegler-Natta澄清无规共聚物）、Polybond 3200? (250恪体流动速率马来酸酐聚丙稀共 聚物，得自Crompton)、Exxon Achieve 3854?(25恪体流动速率茂金属全同立构聚丙稀，得 自 Exxon-Mobil Chemical)、和 Mosten NB425?(25 恪体流动速率 Ziegler-Natta 全同立构 聚丙烯，得自Unipetrol)。其它适宜的聚合物可包括Danimer 27510?(多羟基链烷酸酯聚 丙稀，得自Danimer Scientific LLC)、Dow Aspun6811A?(27恪体指数聚乙稀聚丙稀共聚 物，得自Dow Chemical)、和Eastman 9921?(具有标称0. 81特性粘度的聚酯对苯二酸均聚 物，得自 Eastman Chemical)。
[0055] 热塑性聚合物组分可为如本文所述的单一聚合物物质，或为两种或更多种热塑 性聚合物的共混物。如果聚合物为聚丙烯，则由用于测定聚丙烯的ASTM D-1238测得，热 塑性聚合物可具有大于 CL 25g/10min，或 0· 25g/10min 至 2000g/10min，或 lg/10min 至 500g/10min，或 5g/10min 至 250g/10min，或 5g/10min 至 100g/10min 的恪体流动指数。
[0056] 羟基化类脂（"HL"）
[0057] 羟基化类脂（"HL"）为包含羟基（-OH)基团的类脂。每类脂分子的羟基基团数目 和类型以及羟基基团在"脂肪"碳链上的位置将根据类脂来源、化学改性方法和所用共试剂 (和催化剂）而变化。HL可经由天然存在的不饱和羟基化类脂如蓖麻油氢化制得。可经由已 知的开环化学反应，实施包含环氧化物官能团的天然存在的油的转化。天然存在的环氧化 物前体包括9, 10-环氧十八碳-12-烯酸（香豆酸）。这些可存在于向日葵种子（茼蒿属） 和Bernardia pulchella(大戟属）种子油中，其包含91%的香豆酸（Volker Spitzer等人， "Identification of c-Parinaric Acid in the Seed Oil of Sebastiana brasiliensis sprengel (Euphorbiaceae) "，JAOCS 73, 569-573 (1996))。这些脂肪酸常用于生产油漆和涂 料。其它天然HL包括麦角真菌（麦角菌）的那些。
[0058] HL可经由不饱和类脂加氢甲酰化，随后氢化制得，所述不饱和类脂如大豆油、棕 榈油、椰子油、玉米油、棉籽油、橄榄油、低芥酸菜籽油、红花油、芝蔴油、棕榈仁油、向日葵、 麻风树油、花生油、藻油、高油酰大豆油、和高油酰向日葵油。加氢甲酰化和氢化工艺可以 一步方法实施，这取决于加氢甲酰化催化剂的类型。与这些反应类型相关的其它信息可 见于例如2012年4月10日公布的授予Petrovic等人的美国专利8, 153,746 "Modified Vegetable-Oil Based Polyols" ；Elena Patricci 等人的"Mi crowaves Make Hydroformylation a Rapid and Easy Process"（Organic Letters，第 8 卷第 17 期，2006 年）；和 Ana N. F. Mendes 等人的 "Studies on the Experimental Variables Effects on Rhodium Catalyzed Hydroformylation of Unsaturated Fatty Esters and Comparison of [RhH(CO) (PPh3) 3]and[RhCl3. 3H20]as Starting Catalytic Precursors^ (J. Braz. Chem. Soc.，第 16 卷第 6A 期，1124-1129(2005))中。
[0059] 虽然其它蜡易于迀移至热塑性聚合物的表面，但是HL是独特的，因为它们不迀 移。不受理论的限制，据信HL是非迀移性的，因为每个分子包含羟基（-OH)基团，使HL分子 之间能够具有强效分子间氢键。氢键是涉及氢原子与电负性原子如氧、氮或氟的定向静电 吸引。在-OH基团中，氧比连接的氢更吸引键合电子，产生偶极，氧具有部分负电荷，而氢 具有部分正电荷。因此，两个-OH基团可彼此库仑吸引，一个的正电荷端与另一个的负电 荷端相互作用。就HL而言，任何具体脂肪酸链中-OH基团的氢可与不同分子上另一个-OH 基团相互作用，以形成分子间氢键。由于HL可具有多个羟基基团，可能具有多个分子间缔 合，形成缠结的"超分子"结构，具有比其它较低分子量的类脂更高的内聚力。虽然比其它 非共价键合更强，但是该形式的分子间缔合仍可易于破坏，从而保留了组合物的热塑特性。
[0060] HL的非限制性示例为氢化蓖麻油（"HC0")，还称为蓖麻蜡。HCO是由蓖麻油制得 的三酰基甘油，是蓖麻经由受控氢化的产物。HCO的特征在于在大多数材料中不佳的不溶 性，非常窄的熔程、润滑性、和优异的颜料和染料分散性。由于它是基于植物的，因此HCO是 100%生物基的可循环再用的材料。适宜的商业级别HCO为购自Alnoroil Company，Inc. (Valley Stream，NY)的氢化蓖麻油。
[0061] HCO的主要组分为12-羟基硬脂酸甘油酯。HCO在脂肪材料中是独特的，因为它主 要由各自具有仲羟基基团的18-碳脂肪酸链组成。HCO的化学结构示于图1中。
[0062] 所述组合物可包含以所述组合物的总重量计5重量％至50重量％的HL，或 10-50 %，或15-50 %，或20-50 %，或30-50 %的HL。预期用于本文的HL具有大于65°C的熔 点。
[0063] 所述HL可分散于热塑性聚合物中，使得热塑性聚合物中的所述HL具有小于 10 μ m，小于5 μ m，小于1 μ m，或小于500nm的液滴尺寸。如本文所用，当热塑性聚合物中的 HL具有小于10 μ m的液滴尺寸时，HL和聚合物形成"紧密掺加物"。测定液滴尺寸的分析方 法示于本文中。
[0064] 如果期望测定未知聚合物-HL组合物（例如在由第三方制得的产品中）中存在的 HL百分比，HL的量可经由重量损失方法测定。将硬化的混合物粉碎以形成具有不大于1_ 的最窄尺寸（即最小尺寸可不大于1_)的颗粒混合物，将所述混合物称重，然后使用回流 烧瓶体系，以Ig混合物每100g丙酮的比率放置于丙酮中。将丙酮和磨成粉的混合物在60°C 下加热20小时。将固体样本取出，并且风干60分钟，并且测定最终重量。计算HL重量百 分比的公式为：
[0065] HL重量％=([混合物初始重量-混合物最终重量]/[混合物初始重量])X 100%
[0066] 可任选包含其它蜡或油（迀移性和非迀移性的），如氢化大豆油、部分氢化的大豆 油、部分氢化的棕榈仁油、以及它们的组合。也可使用得自麻风树属的不可食用蜡和油菜籽 油。另外，任选的赌可选自氢化植物油、部分氢化植物油、环氧化植物油、马来酸化植物油、 以及它们的组合。此类植物油的具体示例包括大豆油、玉米油、卡诺拉油、和棕榈仁油。 [0067] 在各种实施例中，除了氢化蓖麻油以外或作为氢化蓖麻油的替代，可包含其它蜡 或油（对于本文所公开HCO而言为任何百分比），包括以下任何美国专利申请中公开的任何 其它赌或油：2012年5月18日提交并且名称为"Polymer-oil compositions, methods of making and using the same"的 S/N13/475,556(P&G 案号 12134M) ;2012 年 5 月 17 日提交 并且名称为"Polymer-wax compositions, methods of making and using the same"的 S/ N13/474,562(P&G案号 12135M);以及 2012年 5 月 18 日提交并且名称为"Molded articles of polymer-oil compositions"的 S/N 13/475, 602 (P&G 案号 12139M);据此将每篇文献以 引用方式并入。
[0068] 如果需要，还可包含矿物基材料。矿物基（例如矿物）材料的具体示例包括石蜡 (包括凡士林）、蒙旦蜡、以及由干馏法制得的聚烯烃蜡，如聚乙烯衍生的蜡。
[0069] 添加剂
[0070] 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HL部分中。在所述添 加剂位于所述组合物的HL部分中的情况下，所述添加剂有利地是HL可溶性的或HL可分散 性的。另选地，所述添加剂可溶于或分散于热塑性聚合物中。
[0071] 本文所公开组合物中预期的添加剂类型的非限制性示例包括香料、染料、颜料、纳 米颗粒、防静电剂、抗氧化剂、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）可均存在于所述组 合物中。当存在时，一种或多种添加剂的重量百分比形式的含量以所述组合物的总重量计 通常为0.05重量％至20重量％，或0. 1重量％至10重量％。
[0072] 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和渗出物用作香料。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/或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。
[0073] 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示例 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。示例包括但不限于FD&C蓝I (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((：· 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 L 47005:1)、D&C 橙 5 (C L 45370:2)、以及它们的组合。
[0074] 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。醇酸树脂可包 含多元醇、多元酸或酸酐、和/或脂肪酸。
[0075] 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 体示例为苯甲酸和衍生物（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)是可用的澄清剂的示例。可用的其它成核剂为有机羧酸盐、磷酸钠和金 属盐（例如二苯甲酸错）。在一个方面，可加入20份每一百万份（20ppm)至20,000ppm，或 200ppm至2000ppm，或1000 ppm至1500ppm范围内的成核剂或澄清剂。可采用加入成核剂， 以改善最终热塑性HCO组合物的拉伸和冲击特性。
[0076] 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、或阴离子和两性表 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EP 414 549、W093/08876和W093/08874中公开的表面活性剂。
[0077] 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。 示例包括二氧化硅、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、妈娃石、氧化铝、氧化错、二氧化钛、氧化铺、氧 化锌、氧化镁、氧化锡、铁氧化物（Fe 203、Fe304)、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或抗微生物性能。
[0078] 预期的抗静电剂包括已知提供防静电有益效果的织物软化剂。这可包括具有脂 肪酰基的那些织物软化剂，所述脂肪酰基具有大于20的碘值，如N，N-二（牛油酰基-氧 基-乙基）-N，N-二甲基甲酯硫酸铵。
[0079] 制各本f所公开组合物的方法
[0080] 聚合物和HL的馆融混合:通讨在HL蜡的存在下馆融所沭聚合物，可话宜地将聚合 物和HL混合。在熔融态下，使聚合物和HL经受剪切，所述剪切能够使所述HL分散到所述 聚合物中。当加入到热塑性聚合物中时，HL不必熔融。例如，HL可在热塑性聚合物存在下 熔融，以制得紧密掺加物。另选地，可将熔融的HL加入到熔融热塑性聚合物中。在熔融态 并且在剪切下，HL和聚合物彼此显著更相容。
[0081] 聚合物和HL的熔融混合可经由多种不同方法实现。所述方法可涉及传统热塑性 聚合物加工设备。例如，可采用高剪切方法形成紧密掺加物。一般方法顺序涉及将聚合物 加入到体系中，熔融聚合物，然后加入HL。然而，所述材料可以任何顺序加入，这取决于具体 混合体系的性能，只要存在足够的剪切以制得紧密掺加物。
[0082] Haake间歇式檔拌器:Haake间歇式搅拌器是轻度剪切和混合的简单混合体系。所 述装置由两个混合螺杆组成，所述螺杆包含在固定体积加热腔室中。依照要求将材料加入 到装置顶部中。优选的顺序是首先将聚合物加入到腔室中，并且加热至比聚合物熔融（或 固化）温度高20°C至120°C。聚合物熔融后，可加入所述HL，熔融，并且与熔融聚合物混合。 然后用两个混合螺杆，以60至120的螺杆RPM将混合物在熔融态下进一步混合5至15分 钟。组合物混合后，取下装置的前部，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30秒至2分钟来冷却和固化。较高的剪切速率可致使HL更好地分散，从而 有利于结合更大量的HL。
[0083] 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装置。 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螺杆元件（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10至120。单螺杆挤出机设计 通常由进料部分、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少。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。可采用通用的单螺杆设计。在该装置中，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物理特性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，其中可通过螺杆元件和/或圆筒设计 或螺杆转速，改变剪切。
[0084] 然后可通过将熔体挤出到液体冷却介质例如水中，接着可将聚合物股条切成小片 或粒料，将离开单螺杆挤出机的混合组合物粒化。另选地，可使用混合组合物制备最终成形 结构，例如纤维或模塑制品。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（一般在远小 于10秒），然后被切成小片。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。
[0085] 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°C至50°C的 温度范围（例如通常为约25°C的室温）。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和膜或注塑。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37_体系，具有标准通用螺杆外形和30:1的长度与直径比率。
[0086] 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 所用的典型装置。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 10至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，并且在目标区内经受温 度和剪切。由于双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 通过螺杆元件和/或圆筒设计，改变剪切。
[0087] 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 片或粒料，可将双螺杆挤出机末端的混合组合物粒化。另选地，可使用混合的组合物形成最 终形成的结构例如纤维。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， 即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（一般在远小 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 的最终用途是经由熔融掺加物的纺丝并且冷却，直接进一步加工成长丝或纤维。
[0088] 可米用一种螺杆外形，使用Baker Perkins CT-25 25mm共旋的52:1长度与直径 比率体系。该特定的CT-25由11个区组成，其中可控制温度以及模具温度。同样可行的四 个液体注射部位位于区1和2之间（位置A)、区2和3之间（位置B)、区5和6之间（位 置C)、和区7和8之间（位置D)。
[0089] 液体注射位置没有直接加热，而是间接通过相邻加热区。位置A、B、C和D可用于 注入HC0,或HCO可在开始时与热塑性聚合物一起加入。用于加入额外固体的侧面喂料机或 排放口可包括在区6和区7之间。区10按需要包含真空装置以移除任何残余的蒸气。除 非另外指明，否则在区1中加入HC0。另选地，HL经由胶罐熔融，并且经由热软管供向双螺 杆。胶罐和供料软管均在大于HL熔点的温度下加热。
[0090] 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，包括在区1传输到区2时彻底熔融）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。
[0091] CT-25的标准混合螺杆由两个混合部分组成。第一混合部分位于区3至5中， 并且为一个RKB 45/5/36,然后是两个RKB45/5/24,随后是两个RKB 45/5/12,逆转RKB 45/5/12LH(向左转），接着是10个RKB 45/5/12,然后是逆转元件RSE 24/12LH，接着使用 五个RSE36/36元件传输到第二混合部分中。在第二混合部分之前，使用一个RSE 24/24和 两个RSE 16/16 (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7和区8中的第二混合区域为一个RKB 45/5/36,然后是两个 RKB45/5/24,随后是六个RKB 45/5/12,接着是全逆转元件SE 24/12LH。混合区前面的SE 16/16元件与一个逆转元件的组合，大大增强了剪切和混合。剩余的螺杆元件是传输元件。
[0092]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 Extrusion 2E:Technology and Principles''，James White，Hansen Publications。虽然 给出混合的具体示例，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，以形成紧密掺加物。
[0093] 可使用第二混合体系制备混合的组合物。可采用第二螺杆外形，其使用 Warner&Pfleiderer 30mm(WP-30)同步旋转的长度与直径比率为48:1的体系。该特定的 WP-30由12个区组成，其中可控制温度以及模具温度。将材料加入到区1内的挤出机中。 排放口位于区11中。
[0094] 挤出机和螺杆设计的确切实质不是关键性的，只要组合物可在例如大于ΙΟ?Γ1，或 大于30JT 1，或10至10, OOOiT1，或30至10, OOOiT1剪切速率下混合形成紧密掺加物，所述剪 切速率取决于形成方法（例如纤维纺丝、膜浇注/吹塑、注塑、或瓶吹）。混合的剪切速率 越高，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。
[0095] Mm
[0096] 本发明的组合物可用于制备多种形式的制品，包括纤维、膜、和模塑物品。如本文 所用，"制品"是指在或接近25°C下为其硬化态的组合物。所述制品可以它们的呈现形式 (例如瓶、机动车部件、吸收卫生产品组件）使用，或可用于后续再熔融和/或制造成其它制 品（例如粒料、纤维）。制备本发明多种制品形式的制备方法描述于本文中。
[0097] 纤维
[0098] 本发明中的纤维可为单组分或多组分。术语"纤维"定义为长度与厚度比率大于 50,或大于500,或大于1，000的硬化聚合物形状。本发明的单组分纤维也可为多成分的。 如本文所用，成分被定义为是指物质或材料的化学种类。如本文所用的多成分纤维被定义 为是指包含一种以上的化学物种或材料的纤维。多成分和混合体聚合物在本发明中具有相 同的含义并且可互换使用。一般来讲，纤维可为单组分类型或多组分类型。如本文所用， 组分被定义为是指纤维中与纤维的另一部分具有空间关系的单独部分。如本文所用的术 语多组分被定义为具有一个以上的彼此具有空间关系的单独部分的纤维。术语多组分包 括双组分，其被定义为具有两种彼此具有空间关系的单独部分的纤维。多组分纤维的不同 组分排列在横跨纤维横截面的基本不同的区域内，并沿纤维的长度连续地延伸。用于制造 多组分纤维的方法是本领域熟知的。多组分纤维的挤出在20世纪60年代已是人们所熟 知的。杜邦为多组分性能的领先技术开发者，美国专利3, 244, 785和美国专利3, 704, 971 提供了制备这些纤维所用技术的说明。R. Jeffries的"Bicomponent Fibers"（Merrow Publishing，1971年）为双组分技术打下了坚实的基础。最近的出版物包括"Taylor-Made Polypropylene and Bicomponent Fibers for the Nonwoven Industry，''Tappi Journal， I99I 年 I2 月（第 103 页）和来自 Woodhead Publishing 的由 Nakajima 编辑的"Advanced Fiber Spinning Technology"。
[0099] 在本发明中形成的非织造织物可包含多种类型的单组分纤维，它们是从不同的挤 出系统中通过同一喷丝头递送出来的。在该示例中，挤出系统为一种多组分挤出系统，其将 不同的聚合物递送至独立毛细管。例如，一种挤出系统递送如本文所述的组合物，而另一种 递送聚丙烯共聚物，使得共聚物组合物在不同的温度下熔融。在另一种情况下，一种挤出系 统可能递送聚乙烯树脂，另一种递送如本文所述的组合物。在第三种情况下，一种挤出系统 可能递送如本文所述的第一组合物，而第二挤出系统递送具有不同热塑性聚合物的如本文 所述的组合物。该系统中的聚合物比率可在95:5至5:95,或90:10至10:90,或80:20至 20:80范围内。
[0100] 双组分和多组分纤维可以是并列型、皮芯型（对称的和偏心的）、橘瓣型、带型、海 岛型构型、或它们的任何组合。皮在芯周围可为连续的或非连续的。示例性多组分纤维公 开于美国专利6, 746, 766中。外皮与芯的重量比为5:95至95:5。本发明的纤维可具有不 同的几何形状，其包括但不限于圆形、椭圆形、星形、三叶形、具有3-8片叶的多叶形、矩形、 H形、C形、I形、U形、或任何其它适宜的形状。也可使用中空纤维。在许多情况下，所述形 状为圆形、三叶形或H形。所述圆形纤维形状和三叶形纤维形状也可为中空的。
[0101] 通常使用的是皮芯型双组分纤维。在一种情况下，芯中的组分包含如本文所述的 组合物，而外皮不包含。在该情况中，减少或消除了纤维表面上如本文所述组合物的暴露。 在另一种情况下，外皮可包含如本文所述的组合物，而芯不包含。在该示例中，纤维表面处 如本文所述组合物的浓度高于芯中。使用皮芯型双组分纤维，可选择如本文所述组合物的 浓度，以在外皮或芯中赋予所期望的性能，或某些浓度梯度。应当理解，海岛型双组分纤维 被认为是皮芯纤维类别，但是具有多个芯。可以想到橘瓣型纤维（中空和实心）。它们可用 于例如使用橘瓣型双组分纤维设计，将包含蜡的区域与不包含蜡的区域分开。分开可在机 械变形、施加液体动力或其它适宜工艺期间进行。
[0102] 还可以想到三组分纤维。可用三组分纤维的一个示例是三层皮/皮/芯纤维，其 中每种组分包含不同的如本文所述组合物的共混物。每层中不同量的如本文所述的组合物 可提供附加有益效果。例如，芯可为10熔体流动聚丙烯与如本文所述组合物的共混物。中 间层外皮可为25熔体流动聚丙烯与如本文所述组合物的共混物，并且外层可为简单的35 熔体流动速率聚丙烯。如本文所述的示例性组合物在每层中具有小于40重量％，或小于20 重量％的含量。另一类可以想到的可用三组分纤维为还具有皮的橘瓣型双组分设计。
[0103] "高度拉细的纤维"被定义为具有高拉伸比率的纤维。总纤维拉伸比率被定义为纤 维在其最大直径（这通常是刚刚退出毛细管之后的结果）处对其最终用途时的最终纤维直 径的比率。总纤维拉伸比率大于1. 5,或大于5,或大于10,或大于12。这对于获得触觉特 性和有用的机械特性是必要的。
[0104] 所述纤维将具有小于200 μ m的直径。如果所述混合物用于制备细旦纤维，则纤维 直径可低达〇. I ym。纤维可以是基本上连续的或基本上不连续的。常用于制备纺粘非织造 物的纤维将具有5 μ m至30 μ m，或10 μ m至20 μ m，或12 μ m至18 μ m的直径。细旦纤维直 径将具有〇·1μπι至5μL?，或0·2μπ?至3μL?，还最优选0·3μπ?至2μπ?的直径。纤维直径 由模头几何形状、纺丝速度或拉丝速度、供量、以及共混组合物和流变特性控制。如本文所 述的纤维可为环境可降解的。
[0105] 如本文所述的纤维通常用于制备一次性非织造制品。所述制品可为可冲洗的。如 本文所用，术语"可冲洗的"是指材料能在化粪处理系统例如马桶中溶解、分散、崩解和/或 分解，以使冲洗马桶时可将其清除，而不会堵塞马桶或任何其它污水排放管道。纤维和所得 制品也可以是易与水反应的。如本文所用，术语"易与水反应的"是指当放置于水中或被冲 洗时，得到可观察到的和可测量的变化。典型的观察包括记录制品膨胀、分开、溶解或观察 被总体削弱的结构。
[0106] 在本发明中，可调整纤维的亲水性和疏水性。所述基体树脂特性可具有通过共聚 作用产生的亲水特性（诸如某些聚酯（源自Eastman Chemical的EAST0NE，一般为磺基聚 酯类聚合物）或聚烯烃诸如聚丙烯或聚乙烯的情况），或具有被加入到所述基体树脂中以 使其成为亲水的材料。添加剂的示例性示例包括CIBA Irgasurf类添加剂。本发明中的纤 维也可在其制造之后被处理或涂覆以使它们成为亲水的。在本发明中，耐用亲水性是优选 的。耐用亲水性被定义为在一次以上的流体交互作用之后保持亲水特征。例如，如果测试 所评测样本的耐用亲水性，则可将水浇注在样本上并且观察润湿情况。如果样本浸湿，则其 为初始地亲水的。然后用水将样本完全地漂洗并且使其干燥。所述漂洗最好通过将样本放 到大容器中来进行，并且搅动十秒钟，然后进行干燥。干燥之后的样本在再次接触水时应当 也会浸湿。
[0107] 在纤维形成之后，可进一步处理纤维或可处理粘结织物。可加入亲水性或疏水性 整理剂以调整织物的表面能和化学性质。例如，疏水性纤维可用润湿剂来处理以有利于吸 收含水液体。粘结织物也可用包含表面活性剂、颜料、增滑剂、盐或其他材料的局部溶液来 处理以进一步调整纤维的表面特性。
[0108] 本发明中的纤维可为卷曲的，虽然优选的是它们不是卷曲的。卷曲纤维一般以两 种方法产生。第一方法是在已经纺丝了纤维之后机械地变形所述纤维。将纤维熔融纺丝， 拉伸至最终长丝直径并且一般通过齿轮或填塞箱来机械地处理，所述齿轮或填塞箱赋予二 维或三维褶皱。该方法用于生产大多数的粗梳短纤维。用于卷曲纤维的第二方法为挤出多 组分纤维，所述多组分纤维能够在纺丝工艺中卷曲。本领域的普通技术人员将会认识到，存 在许多制造双组分卷曲纺粘纤维的方法；然而，就本发明而言，考虑将三种主要技术用于制 造卷曲的纺丝非织造材料。第一方法为卷曲，其由于纺丝线中的差异聚合物结晶而发生在 纺丝线中，所述差异聚合物结晶起因于聚合物类型的差别、聚合物分子量特征（例如，分子 量分布）或添加剂含量。第二方法为在将纤维纺丝成纺丝基底之后对其进行有差别的收 缩。例如，加热纺丝纤维网可因初纺纤维中的结晶度差异而导致纤维收缩，例如在热粘结过 程期间。导致卷曲的第三方法是机械地拉伸纤维或纺丝纤维网（一般用于机械地拉伸已粘 结在一起的纤维网）。所述机械拉伸可暴露出所述两种聚合物组分之间应力-应变曲线中 的差异，这可导致卷曲。
[0109] 纤维的拉伸强度约大于25兆帕（MPa)。如本文所公开的纤维具有大于50MPa，或 大于75MPa，或大于IOOMPa的拉伸强度。依照ASTM标准D 3822-91中所述的方法或等效测 试，使用Instron测定拉伸强度。
[0110] 本文所公开的纤维不易碎，并且具有大于2MPa，大于50MPa，或大于IOOMPa的韧 性。韧性定义为样本标距长度为25mm并且应变速率为50mm/min下应力-应变曲线下方的 面积。纤维的弹性或延展性也是所期望的。
[0111] 如果纤维中或纤维外部组分（即双组分的皮）上存在足量的热塑性聚合物，则本 文所公开纤维可以是可热粘结的。可热粘结纤维最佳用于加压加热和通风加热粘结方法 中。当所述组合物的含量按所述纤维的重量计大于15%，或大于30%，或大于40%，或大于 50 %时，通常实现可热粘结。
[0112] 根据存在的组合物量和纤维的具体构型，本文所公开纤维可以是环境可降解的。 "环境可降解的"被定义为可生物降解的、可崩解的、可分散的、可冲洗的、或可堆肥的、或它 们的组合。纤维、非织造纤维网和制品可为环境可降解的。因此，纤维可易于并且安全地在 现有堆肥场所中处理，并且可以是可冲洗的，并且可安全地冲到排水沟中，而对现有污灌体 系没有不利的后果。当用于一次性产品如擦拭物和女性卫生品中时，纤维的可冲洗性向消 费者提供额外的便利和自由。
[0113] 术语"能够生物降解的"是指当物质暴露于有氧和/或无氧环境时，由于微生物作 用、水解作用和/或化学作用，最终降解为单体组分。在有氧条件下，生物降解作用导致物 质转化为最终产物，例如二氧化碳和水。在无氧条件下，生物降解作用导致物质转化为二氧 化碳、水和甲烷。生物降解过程通常被描述为矿化。可生物降解性是指物质（例如纤维） 的所有有机成分最终通过生物作用发生分解。
[0114] 随着时间的推移，已由不同的组织并且在不同的国家中建立了多种不同的标准生 物降解方法。尽管试验的具体测试条件、评估方法和所需标准不同，但是不同方案之间存 在合理的交汇，使得它们对大多数物质具有相似的结论。就有氧生物降解而言，美国材料 与试验协会（ASTM)已建立了 ASTM D 5338-92 :Test methods for Determining Aerobic Biodegradation of Plastic Materials under Controlled Composting Conditions。在 58°C嗜热温度下，在活性堆肥存在的情况下，通过监测由于被微生物消化吸收而释放的二 氧化碳的量，ASTM试验测量测试材料的矿化百分比与时间的函数关系。二氧化碳产生试验 可通过电解呼吸计法进行。也可以使用其它的标准方案，如经济合作和发展组织（0E⑶）的 301B。在没有氧气时的标准生物降解测试描述于不同方案中，例如ASTM D 5511-94。这些 试验用于模拟在无氧固体废物处理设备中或在卫生填理地中材料的生物降解性。然而，这 些条件与本文所述纤维和非织造物所描述的一次性应用类型较不相关。
[0115] 若纤维基质具有能力迅速碎裂并且分解成足够小的部分，从而在堆肥筛选后不可 分辨或在冲洗时不会引起排水管堵塞，则发生崩解。可崩解的材料也是可冲洗的。大多数 崩解方案测定测试材料在暴露于不同基质一段时间后的重量损失。采用有氧和无氧崩解测 试。在材料暴露于废水和淤泥后，通过不再收集于具有Imm孔的18目筛网上的纤维测试材 料的量，确定重量损失。对于崩解，初始样本的重量与筛网上回收的样本干重的差值，将确 定崩解的比率和程度。生物降解能力和崩解性的测试由于将采用非常类似的环境或相同的 环境，因此测试非常类似。为测定崩解性，测定剩余材料的重量，而对于生物降解能力，测定 析出的气体。本文所公开的纤维可快速崩解。
[0116] 本文所公开的纤维也可为可堆肥的。ASTM已开发了可堆肥性的测试方法和说明。 试验测定三个特征：可生物降解性、崩解性和无生态毒性。测量生物降解性和崩解性的测试 已描述于上文中。为满足可堆肥性的生物降解性标准，材料必须在40天内达到至少60%的 二氧化碳转化率。对于崩解标准，材料必须有小于10%的测试材料保留在2mm筛网上，所述 测试材料具有所处理产物的实际形状和厚度。为测定最后的标准无生态毒性，生物降解副 产物必须对种子发芽和植物生长没有不利的影响。该标准的一个测试详细描述于OECD 208 中。国际生物降解产物学会将为满足ASTM 6 400-99规范的产品颁发可堆肥性徽标。所述 方案遵循德国DIN 54900,其测定在一个堆肥周期内可完全分解的任何材料的最大厚度。
[0117] 本文所述纤维可用于制备一次性非织造制品。所述制品通常是可冲洗的。如本 文所用，术语"可冲洗的"是指材料能在化粪处理系统例如马桶中溶解、分散、崩解和/或分 解，以使冲洗马桶时可将其清除，而不会堵塞马桶或任何其它污水排放管道。纤维和所得制 品也可以是易与水反应的。如本文所用，术语"易与水反应的"是指当放置于水中或被冲洗 时，得到可观察到的和可测量的变化。典型的观察包括记录制品膨胀、分开、溶解或观察被 总体削弱的结构。
[0118] 由纤维制得的非织造产品显示出某些机械性能，尤其是强度、柔韧性、柔软性和吸 收性。强度的测定包括干拉伸强度和/或湿拉伸强度。柔韧性与硬度有关并且可以归因于 柔软性。柔软性通常被描述为既与柔韧性有关又与纹理有关的生理感知属性。吸收性涉及 产品吸收流体的能力以及保留流体的容量。
[0119] 制各纤维的方法
[0120] 纤维可由本文所公开组合物的熔体纺成。在熔融纺丝中，挤出物中不存在质量损 失。熔融纺丝不同于其他纺丝诸如从溶液进行的湿纺丝或干纺丝，其中溶剂是通过从挤出 物中挥发或扩散来去除，从而导致质量损失。
[0121] 纺丝可在120°C至320°C，或185°C至250°C，或200°C至230°C下发生。优选大于 100米/分钟的纤维纺丝速率。示例性纤维纺丝速率为1，000至10, 000米/分钟，或2, 000 至7, 000米/分钟，或2, 500至5, 000米/分钟。将聚合物组合物快速进行纺制以避免纤 维脆化。
[0122] 可通过纺粘方法可制得连续长丝或纤维。可通过熔体原纤化方法如熔吹或熔膜原 纤化方法制得基本上连续或基本上不连续的长丝或纤维。另选地，可制得非连续（短纤维） 纤维。也可以将多种纤维制造方法结合起来以产生组合技术。
[0123] 可将均质共混物在常规熔体纺丝设备上熔融纺丝成单组分或多组分纤维。将基于 所期望的多组分构型来选择所述设备。可商购获得的熔融纺丝设备得自位于Hills，Inc. (Melbourne, Florida)。纺丝温度为100°C至320°C。加工温度取决于每种组分的化学性质、 分子量和浓度。使用常规的导丝卷绕系统或透气式抽拉稀薄装置来收集纤维纺织物。如果 使用导丝系统，可通过在25°C至200°C的温度下后挤出拉伸，将纤维进一步取向。拉长的纤 维然后可以被卷曲和/或剪切以形成用在粗梳法、气流成网或流体成网方法中的不连续纤 维（短纤维）。
[0124] 例如，用于将双组分皮芯型纤维纺丝的适宜方法如下所示，所述方法在外皮中使 用所公开的组合物，并且在芯中使用不同的组合物。首先通过混合制备包含10重量％ HL 的组合物，并且首先通过混合制备包含30重量％ HL的第二组合物。10重量％ HL组分的挤 出机特征可为三加热器区挤出机的前三个区为180°C、200°C和220°C。对于第一组合物，传 输管线和熔体泵加热器温度可为220°C。第二组合物的挤出机温度特征可为三加热器区挤 出机的前三个区为180°C、230°C和230°C。传输管线和熔体泵加热器可加热至230°C。在这 种情况下，喷丝头温度可为220 °C至230 °C。
[0125] 细曰.纤维制各
[0126] 经由熔膜原纤化，将均一化共混物纺成例如一根或多根长丝或纤维。适宜的 体系和恪膜原纤化方法描述于授予Torobin等人的美国专利6, 315, 806、5, 183, 670 和4, 536, 361，以及授予Reneker等人并且转让给University of Akron的美国专利 6, 382, 526、6, 520, 425和6, 695, 992。其它熔膜原纤化方法和体系描述于授予Johnson等 人的美国专利7, 666, 343和7, 931，457、授予Krause等人的美国专利7, 628, 941、以及授予 Krause等人的美国专利7, 722, 347中。描述于上述专利中的方法和设备提供具有均匀且窄 纤维分布的纤维缺陷减少或最小化的非织造纤维网。熔膜原纤化方法包括提供均一化共混 物的一种或多种熔体膜、一种或多种加压流体流（或纤丝化流体流），以将熔体膜纤丝化成 丝带，其由加压流体流拉细。任选地，可提供一种或多种加压流体流以有助于丝带拉细和骤 冷，以形成纤维。使用一种均一化共混物，由熔膜原纤化方法制得的纤维将具有通常在100 纳米（0. 1微米）至5000纳米（5微米）范围内的直径。在一些情况下，由均一化共混物恪 膜原纤化方法制得的纤维将小于2微米，或小于1微米（1000纳米），或在100纳米（0. 1微 米）至900纳米（0.9微米）范围内。采用熔膜原纤化制得的均一化共混物纤维的平均直 径（至少100个纤维样本的算术平均直径）将小于2. 5微米，或小于1微米，或小于0. 7微 米（700纳米）。中值纤维直径可为1微米或更小。在一些情况下，至少50%的由熔膜原纤 化方法制得的均一化共混物纤维可具有小于1微米的直径，或至少70%的所述纤维可具有 小于1微米的直径，或至少90%的所述纤维可具有小于1微米的直径。在一些情况下，当采 用熔膜原纤化方法制得时，甚至99%或更多的纤维可具有小于1微米的直径。
[0127] 在熔膜原纤化方法中，通常加热均一化的共混物直至它形成液体并且易于流动。 在熔膜原纤化时，所述均一化的共混物的温度可为120°C至350°C，或160°C至350°C，或 200°C至300°C。均一化共混物的温度取决于组成。受热均一化共混物的压力为15镑每平 方英寸绝对压力（psia)至 400psia，或 20psia 至 200psia，或 25psia 至 lOOpsia。
[0128] 加压成纤流体流的非限制性示例为气体诸如空气或氮气或可与均一化共混物组 合物相容的任何其它流体（定义为活性的或惰性的）。成纤流体流的温度可接近受热均 一化共混物的温度。成纤流体流的温度可为比受热均一化共混物更高的温度，以有助于均 一化共混物的流动和熔膜的形成。在一些情况下，成纤流体流温度比受热均一化共混物高 100°C，或比受热均一化共混物高50°C，或仅为受热均一化共混物的温度。另选地，成纤流 体流的温度可低于受热均一化共混物的温度。在一些情况下，成纤流体流的温度比受热均 一化共混物低50 °C，或比受热均一化共混物低100 °C，或比受热均一化共混物低200 °C。在 一些情况下，成纤流体流的温度可在-l〇〇°C至450°C，或-50°C至350°C，或(TC至300°C范 围内。成纤流体流的压力足以将均一化共混物纤丝化成纤维，并且高于受热均一化共混物 的压力。成纤流体流的压力可在15psia至500psia，或30psia至200psia，或40psia至 IOOpsia范围内。成纤流体流在熔膜原纤化位置可具有大于200米/秒的速度。在一些情 况下，在熔膜原纤化位置处，成纤流体流速度将大于300米/秒，即跨声速；在其它情况下大 于330米/秒，即声速；而在其它情况下为350至900米/秒（m/s)，即1马赫至3马赫的 超声速。成纤流体流可脉动或可为稳定流体。均一化共混物通过量将主要取决于所用的具 体均一化共混物、设备设计、以及均一化共混物的温度和压力。例如在圆形喷嘴中，均一化 共混物通过量将大于1克/分钟/孔。在一种情况下，均一化共混物通过量将大于约10克 /分钟/孔，而在另一种情况下大于20克/分钟/孔，而在另一种情况下大于30克/分钟 /孔。另外，就使用用缝式喷嘴的工艺，均一化共混物通过量将大于0. 5千克/小时/缝式 喷嘴米宽。在其它缝式喷嘴工艺中，均一化共混物通过量将大于5千克/小时/缝式喷嘴 米宽，或大于20千克/小时/缝式喷嘴米宽，或大于40千克/小时/缝式喷嘴米宽。在使 用缝式喷嘴的某些工艺中，均一化共混物通过量可超过60千克/小时/缝式喷嘴米宽。有 可能同时存在几个工作的喷孔或喷嘴，这进一步提高了总产品通过量。在圆形喷嘴和缝式 喷嘴的喷孔或喷嘴处，测定通过量以及压力、温度和速度。
[0129] 任选地，输送流体可被用来产生脉动或波动压力场，以有助于形成纤维。输送流体 的非限制性示例为加压气体流如压缩空气、氮气、氧气、或与均一化共混物组合物相容的任 何其它流体（定义为活性的或惰性的）。高速度输送流体可具有接近声速（即330m/s)或 超声速（即大于330m/s)的速度。低速度输送流体通常具有1至100m/s，或3至50m/s的 速度。希望在输送流体流14中具有低湍流，以使纤维与纤维的缠结最小化，这通常因流体 流中存在的高湍流而产生。输送流体14的温度可与上述成纤流体流相同，或为更高的温 度，以有助于长丝淬火，并且在_40°C至40°C，或0°C至25°C范围内。附加的流体流可在从 喷丝头离开的长丝周围形成"帘"或"罩"。任何流体流均可有助于均一化共混物纤维化，因 此可通常称为成纤流体流。
[0130] 本发明中的纺丝工艺使用如美国专利3, 802, 817 ;5, 545, 371 ;6, 548, 431和 5, 885, 909中所公开的高速纺丝工艺来进行。在这些熔体纺丝工艺中，挤出机提供熔融聚合 物给熔体泵，所述泵递送比体积的熔融聚合物，所述熔融聚合物通过由大量毛细管构成的 纺丝组合件传送而成形为纤维，其中纤维通过空气骤冷区被冷却并被气动拉伸以减小它们 的尺寸而成为高度拉细的纤维，从而通过分子水平的纤维取向增加纤维强度。然后将拉伸 的纤维沉积到常常称作成形带或成形台的多孔带上。
[0131] 纺丝工艺
[0132] 形成本发明中的基础基底的示例性纤维包括形成纺丝织物的连续长丝。纺丝织物 被定义为由基本连续的长丝形成的基本上不具有内聚拉伸特性的未粘结织物。连续长丝被 定义为具有高的长度对直径比率的纤维，具有超过10, 〇〇〇:1的比率。本发明中的构成纺丝 织物的连续长丝不是短纤维、短切纤维或其他有意制造的短长度纤维。本发明中定义为基 本上连续的连续长丝长度平均大于100mm，或大于200mm。本发明中的连续长丝也不是有意 或无意卷曲的。基本上不连续的纤维和长丝定义为具有小于IOOmm长，或小于50mm长的长 度。
[0133] 本发明中的纺丝工艺使用如美国专利3, 802, 817 ;5, 545, 371 ;6, 548, 431和 5, 885, 909中所公开的高速纺丝工艺来进行。在这些熔体纺丝工艺中，挤出机提供熔融聚合 物给熔体泵，所述泵递送比体积的熔融聚合物，所述熔融聚合物通过由大量毛细管构成的 纺丝组合件传送而成形为纤维，其中纤维通过空气骤冷区被冷却并被气动拉伸以减小它们 的尺寸而成为高度拉细的纤维，从而通过分子水平的纤维取向增加纤维强度。然后将拉伸 的纤维沉积到常常称作成形带或成形台的多孔带上。
[0134] 本发明中用于制备连续长丝的纺丝工艺将包含100至10, 000毛细管/米，或200 至7, 000毛细管/米，或500至5, 000毛细管/米。本发明中的聚合物质量流速/毛细管 将大于0. 3GHM(克/孔/分钟）。优选的范围为0. 35GHM至2GHM，或介于0. 4GHM和IGHM 之间，还更优选介于0. 45GHM和8GHM之间，还最优选0. 5GHM至0. 6GHM的范围。
[0135] 本发明中的纺丝工艺包含用于制造高度拉细的、未卷曲的连续长丝的单一工序。 所挤出的长丝通过骤冷空气区被拉伸，其中它们在被拉细的同时也被冷却和固化。此类 纺丝工艺公开于 US 3338992、US 3802817、US 4233014、US 5688468、US 6548431B1、US 6908292B2 和美国专利申请 2007/0057414A1 中。EP 1340843B1 和 EP 1323852B1 中所述的 技术也可用来生产所述纺丝非织造材料。所述高度拉细的连续长丝自聚合物从喷丝头退出 开始被直接拉伸至拉细装置，其中当纺丝织物在成形台上形成时，连续长丝直径或纤度基 本上不改变。
[0136] 示例性的聚合物材料包括但不限于聚丙烯和聚丙烯共聚物、聚乙烯和聚乙烯共聚 物、聚酯和聚酯共聚物、聚酰胺、聚酰亚胺、聚乳酸、聚羟基链烷酸酯、聚乙烯基醇、乙烯-乙 烯醇、聚丙烯酸酯、以及它们的共聚物和它们的混合物、以及本发明中存在的其它混合物。 其他合适的聚合物材料包括如美国公布2003/0109605A1和2003/0091803中所详述的热塑 性淀粉组合物。其他合适的聚合物材料还包括乙烯丙烯酸、聚烯烃羧酸共聚物、以及它们的 组合。所述聚合物描述于美国专利6746766、US 6818295、US 6946506和美国公布的专利申 请03/0092343中。常见的热塑性聚合物纤维级的材料是优选的，最值得注意的是聚酯基树 月旨、聚丙烯基树脂、聚乳酸基树脂、多羟基链烷酸酯基树脂、和聚乙烯基树脂以及它们的组 合。最优选的为聚酯和聚丙烯基树脂。
[0137] 本发明中的一个附加元素是在挤出工艺中使用高于40重量百分比（重量％ )如 本文所述组合物的混合物组合物的能力，其中在挤出期间将母料含量的如本文所述组合物 与较低浓度（低达〇重量％)的热塑性组合物混合以获得目标范围内的如本文所述的组合 物。
[0138] 在纤维纺丝过程中，尤其是当温度升至105°C以上时，通常希望残余水量按所述纤 维的重量计为1 %或更低，或〇. 5%或更低，或0. 15%或更低。
[0139] 由纤维制得的非织诰制品
[0140] 纤维可经由不同的粘结方法转变成非织造物。可以使用工业标准纺粘型技术将连 续纤维成形为纤维网，然而可以使用工业标准粗梳法、气流成网或湿法成网技术将短纤维 成形为纤维网。典型的粘结方法包括：压延机（加压和加热）、透气加热、机械缠结、水力缠 结、针刺以及化学粘结和/或树脂粘结。压延机、透气加热和化学粘结是用于淀粉聚合物纤 维的优选粘结方法。对于加压加热和通风加热粘结方法必需可热粘结纤维。
[0141] 本发明的纤维也可以与其他合成或天然纤维粘结或结合在一起以制造非织造制 品。可以在成形过程中将合成或天然纤维共混在一起或以离散层使用这些纤维。合适的合 成纤维包括由聚丙烯、聚乙烯、聚醋、聚丙烯酸醋、和它们的共聚物、以及它们的混合物制成 的纤维。天然纤维包括纤维素纤维及它们的衍生物。合适的纤维素纤维包括衍生自任何树 木或植物的那些，包括硬木纤维、软木纤维、大麻和棉。也包括的是由加工过的天然纤维质 源（例如人造丝）制成的纤维。
[0142] 除了其它适宜制品以外，本发明的纤维用于制备非织造物。非织造制品定义为包 含大于15%的多根连续或不连续的并且物理和/或化学彼此连接的纤维的制品。非织造物 可与附加的非织造物或膜混合以制得层状产品，所述产品可按其本身来使用，或用作其它 材料复合组合中的组分，例如婴儿尿布或女性护垫。优选的制品是一次性非织造制品。发现 所得产品可用于空气、油和水的过滤器；真空吸尘过滤器；火炉过滤器；面罩；咖啡过滤器、 茶或咖啡袋；隔热材料和隔音材料；用于一次性卫生产品如尿布、女性护垫、卫生棉塞和失 禁制品的非织造物；可生物降解的织物，用于改善水分吸收和穿着柔软性，例如微纤维或可 透气织物；带静电电荷的结构化纤维网，用于收集和除去灰尘；硬纸级的增强物和纤维网， 例如包装纸、书写纸、新闻纸、瓦楞纸板，和用于薄纸级的纤维网，例如卫生纸、纸巾、餐巾和 面巾纸；医疗用途，例如手术单、伤口敷料、绷带、皮肤贴片、和自溶解缝合线；以及牙用，例 如牙线或牙刷毛。纤维网还可包括用于专门用途的气味吸收剂、驱白蚁剂、杀虫剂、灭鼠剂 等。所得产品吸收水和油，并且发现可用于油或水的溢出清洗，或用于农业或园艺应用中的 受控水保持和释放。所得纤维或纤维网也可掺入到其它材料中，例如锯肩、木浆、塑料和混 凝土，以形成复合材料，所述复合材料可用作建筑材料，如墙壁、支撑梁、压制板、清水墙和 支架、以及天花板瓦片；其它医疗用途，如固定模、夹板和压舌板；以及用于壁炉木材中，用 作装饰和/或燃烧用途。本发明的优选制品包括用于卫生和医疗应用的一次性非织造物。 卫生应用包括如抹布、尿布、女性护垫和卫生棉塞这样的物品。
[0143] 塍
[0144] 本文所公开的组合物可成形为膜，并且可根椐所期望的膜性能，具有许多不同构 型中的一种。可通过改变例如厚度，调节膜的特性，或就多层膜而言，可通过改变例如层数、 层的化学性能即疏水性或亲水性、以及用于形成聚合物层的聚合物的类型，调节膜的特性。 本文所公开的膜可具有小于300 μ m的厚度，或可具有300 μ m或更大的厚度。通常，当膜具 有300 μ m或更大的厚度时，它们被称为挤出片材，但是应当理解，本文所公开的膜涵盖膜 (例如具有小于300 μ m的厚度）和挤出片材（例如具有300 μ m或更大的厚度）。
[0145] 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邻近成层，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覆盖在第一膜层上表面或下表面 中的至少一个上。第三膜层可至少部分覆盖在第二膜层上，使得第二膜层形成芯层。预期 多层膜可包括附加层（例如束缚层、不可渗透层等）。
[0146] 应当理解，多层膜可包括2层至1000层；或3层至200层；或5层至100层。
[0147] 本文所公开的膜可具有10微米至200微米；或20微米至100微米；或40微米至 60微米的厚度（例如厚度）。例如，就多层膜而言，每个膜层可具有小于100微米，或小于 50微米，或小于10微米，或10微米至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。
[0148] 可采用各种技术评定膜的厚度，包括ISO 4593:1993中描述的方法"Plastics-Film and sheeting - Determination of thickness by mechanical scanning"。应当理 解，可采用其它适宜的方法来测定本文所述膜的厚度。
[0149] 对于多层膜，可由本文所述组合物形成每个相应的层。用于形成多层膜的组合物 的选择可对多个物理参数具有影响，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示例描述于美国专利7, 588, 706中。
[0150] 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，而第二膜层在第一 膜层和第三膜层之间形成，以形成芯层。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，可使用类似的膜层形成具有多于3个层的多层膜。 对于多层膜而言，预期本文所述组合物在不同层中具有不同的量。使用多层膜的一种技术 是控制本文所述组合物的位置。例如，在3层膜中，芯层可包含本文所述组合物，而外层不 包含本文所述组合物。另选地，内层可不包含本文所述组合物，而外层确实包含本文所述组 合物。
[0151] 如果多层膜中不相容的层相邻，则可有利地在它们之间放置接合层。接合层的作 用在于，在不相容材料之间提供过渡和充分的粘附力。粘合层或接合层通常用于拉伸、扭曲 或变形时表现出分层的层与层之间。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。
[0152] 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。
[0153] 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。
[0154] 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。
[0155] 反应性基团可为接枝至该主链的接枝単体，并且为或包含至少一种α_或烯 键式不饱和羧酸或酸酐，或它们的衍生物。可为一元羧酸、二元羧酸或多元羧酸的此类羧 酸和酸酐的示例为丙烯酸、甲基丙烯酸、马来酸、富马酸、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示例为盐、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、和富马酸二乙酯。
[01 56] 尤其优选的接合层为乙烯与0. 1至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、富马酸、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。
[0157] 适用作接合层的示例性材料类别是以商品名Byne广如Bynel? 3860由DuPont 出售的称为酸酐改性的乙烯-乙酸乙烯酯类材料。适用作接合层的另一类材料是以商 品名Bynel?例如Bynel? 2169也由DuPont出售的酸酐改性的乙稀丙稀酸甲醋。适用 作接合层的马来酸酐接枝聚稀径聚合物还以商品名Orevac?购自Elf Atochem North America(Functional Polymers Division，Philadelphia，PA) 〇
[0158] 另选地，适用作接合层材料的聚合物可掺入到如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。
[0159] 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。
[0160] 适用于形成中间层的热塑性材料的示例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。
[0161] 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 加入到一个或多个膜层中。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。这些遮光剂可占所述膜的0. 1重量％至约5重量％，或0. 3重量％至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。遮光剂的示例描述 于美国专利6, 653, 523中。
[0162] 此外，所述膜可包含其它添加剂，如其它聚合物材料（例如聚丙稀、聚乙稀、乙 烯-乙酸乙烯醋、聚甲基戊烯、它们的任何组合等）、填料（例如玻璃、滑石、碳酸钙等）、脱 模剂、阻燃剂、导电剂、膜抗静电剂、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、和非离子试剂。阳离子试剂包含具有烷基取代基的铵、知f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。
[0163] 制各腊的方法
[0164] 本文所公开的膜可采用常规的制膜方法，在常规共挤出制膜设备上进行加工。 一般来讲，可以用流延薄膜法或吹胀薄膜挤塑法将聚合物熔融加工成膜，这两种方法 在描述于 Allan A. Griff 的 Plastics Extrusion Technology 第二版（Van Nostrand Reinhold - 1976)中。
[0165] 挤塑膜通过线型槽模挤出。一般来讲，将平面纤维网在大型的运动的抛光金属辊 (冷却辊）上冷却。它快速冷却，并从第一辊剥离，经过一个或多个辅助辊，然后通过一组橡 胶涂层的拉辊或"拖离"辊，并且最终进入卷绕器。
[0166] 在吹胀薄膜挤塑中，将熔体向上挤出通过薄环形模具开口。该方法称为管状膜挤 出。将空气通过该模具的中心引入以吹胀管体，并且使其伸展。由此形成移动气泡，其通过 内在空气压力、挤压速率和拖离速度的同时控制而保持恒定的尺寸。该膜的管体通过空气 冷却，所述空气吹过一个或多个围绕所述管体的冷却环。该管体随后通过以一对牵引辊将 其拉入展平框中，并且进入卷绕器而塌缩。
[0167] 共挤压过程需要多于一台的挤出机和共挤压送料区块或多歧管模具系统或两者 的结合，以获得多层膜结构。美国专利4, 152, 387和4, 197, 069公开了共挤压的送料区块 和多歧管模具原理，将所述文献以引用方式并入本文。将多台挤出机连接于送料区块，该送 料区块可使用可移动分流器以成比例地改变各个流通道的几何形状，该几何形状直接关联 于通过该流通道的聚合物的体积。所述流通道经设计而使所述材料在它们的汇合点以相 同的速率和压力进行合流，使界面应力和流的不稳定性最小化。在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中。送料区块和模具体系的其它示例 公开于 "Extrusion Dies for Plastics and Rubber"（W. Michaeli，Hanser，New York，第 2版，1992)中，据此将所述文献以引用方式并入本文。在此类过程中，材料的熔体粘度、法 向应力差和熔体温度没有太大的差别可能是重要的。在其它方面，层密闭或者流动不稳定 性可在模具中导致层厚度分布的控制不佳，以及在多层膜中导致非平面界面的缺陷（如白 点）。
[0168] 送料区块共挤出的替代形式是多歧管或叶片模具，如美国专利4, 152, 387、 4, 197, 069和4, 533, 308中所公开的，将所述文献以引用方式并入本文。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，各个熔体流均处于完全的模具宽度。可移动的叶片 提供了各个流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 的速率、压力和所需宽度进行合流。
[0169] 由于聚合物的熔体流特征和熔体温度广泛变动，叶片模具的使用具有若干优点。 所述模具给予自身热分离特征，其中可将熔体温度差别很大（例如高达175 °F (80°C))的 聚合物在一起加工。
[0170] 可针对具体聚合物设计和定制叶片模具中的各歧管。从而，每种聚合物流仅受其 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，从而使内部层 可完全被外层环绕而不留下暴露的边缘。可使用送料区块体系和叶片模具，以获得更复杂 的多层结构。
[0171] 本领域技术人员将认识到，用于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，并且可使用若干挤出机尺寸。适宜的示例包括具有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。如果更大的生产需求需要，则挤出 机直径可向上变化。例如，可使用具有介于2. 5英寸（6. 4cm)和4英寸（IOcm)之间直径的挤 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具体的层厚度。例如，对于三层膜而言，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。
[0172] 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在远离冷却辊的一侧。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。
[0173] 胶粘材料可能偶尔粘着到下游辊。通过在受影响辊上放置低表面能（例如 Tefionli )套管，将TeflorTil条带卷绕在受影响辊上，或通过在受影响辊前面的防粘纸，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）。
[0174] 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，可使用其它粘合剂如聚酰胺 粉末化粘合剂的聚酯，具有增容剂如聚酯、聚酰胺或低残留单体聚氨酯的热熔性粘合剂，其 它热熔性粘合剂或其它压敏粘合剂，来制备本发明的多层膜。
[0175] 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。有利地，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结时，使熔融聚合物和载体纤维网紧密接触。
[0176] 如上所述，接合层可增加层之间的粘结。还一般通过使层通过两辊之间形成的辊 隙，增加接触和粘结。还可通过使接触膜的载体纤维网的表面经历表面处理如电晕处理来 增加粘结，如本领域已知的以及"Modern Plastics Encyclopedia Handbook"第236页 (1994)中所述的。
[0177] 如果如 K. R. Osborn 和 W. A. Jenkins 在 "Plastic Films, Technology and Packaging Applications"（Technomic Publishing Co.，Inc. (1992))中所述经由管状 膜（即吹塑膜技术）或平面模具（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，或挤出层合至其它包装材料层以形成多层膜。如果所述膜为两个或更多个 层的共挤出，则所述膜仍可层合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）） 也论述了层合对共挤出。本文设想的膜也可经历其它后挤出技术，如双轴取向工艺。
[0178] 流体可诱讨的纤维网
[0179] 本文所公开的膜可成形为适用作吸收制品顶片的流体可透过的纤维网。如下所 述，流体可透过的纤维网有利地通过宏观膨胀本文所公开的膜来形成。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。
[0180] 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 述成形结构具有多个孔，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（有 利的）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。
[0181] 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。
[0182] 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中。
[0183] 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。机械方法的示例公开于美 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中。
[0184] 樽塑制品
[0185] 本文所公开的组合物可成形为模塑或挤塑制品。模塑制品为注塑、压塑或由气体 吹塑成由母模限定的形状时形成的物体。模塑或挤塑制品可为实心物体如玩具，或中空物 体如瓶、容器、棉塞施用器、将药物插入到躯体孔腔的施用装置、单次使用的医疗设备、外科 设备等。模塑制品和制备它们的方法一般描述于例如美国专利6, 730, 057和美国专利公布 2009/0269527中，将每篇文献以引用方式并入本文。
[0186] 本文所公开的组合物适于制备容器制品如个人护理产品、家居清洁产品、和衣物 洗涤剂产品、以及此类制品的包装。个人护理产品包括化妆品、毛发护理、皮肤护理、口腔护 理产品，即洗发剂、皂、牙膏。因此，本文还公开了产品包装，如包含本文所述组合物的容器 或瓶。容器可涉及一个或多个容器元件，如主体、顶盖、喷嘴、手柄、或容器整体例如主体和 顶盖。
[0187] 此外，所述模塑制品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、碳酸钙 等）、脱模剂、阻燃剂、导电剂、膜抗静电剂、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、或它们的任何组合。模塑制品抗静电剂包括阳离子、阴离子试剂， 并且有利地为非离子试剂。阳离子试剂包含具有烷基取代基的铵、縛和锍阳离子，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。
[0188] 制各樽塑制品的方法
[0189] 本文所公开组合物的模塑制品可采用多种工艺制得，如注塑、吹塑、压塑、或管道、 管材、型材、或缆索的挤出。
[0190] 本文所公开组合物的注塑是多步工艺，通过所述工艺将所述组合物加热直至其熔 融，然后用力使其进入密闭的模具中，在模具中成形，最后通过冷却固化。所述组合物在小 于180°C，更典型小于160°C的熔融温度下熔融加工，以使不可取的热降解最小化。用于注 塑的三种常见类型的设备是柱塞式注塑成形机、具有注射功能的螺杆压塑机和往复螺杆式 设备（参见"Encyclopedia of Polymer Science and Engineering"第 8 卷第 102-138 页， John Wiley and Sons，New York，1987( "EPSE-3"））〇
[0191] 柱塞式注塑机由滚筒、撒布机和柱塞构成。柱塞将熔体推入模具中。具有两级注 射功能的螺杆压塑机由压塑机、定向阀、无涂布器的滚筒和柱塞组成。在通过螺杆塑炼后， 柱塞将熔体推入模具中。往复螺杆式注塑机由筒体和螺杆构成。螺杆旋转以使物料熔融并 且混合，然后向前移动将熔体推入模具中。
[0192] 适宜注塑机的示例为Engel Tiebarless ES 60TL设备，所述设备具有模具、喷嘴 和筒体，所述筒体被分为区，其中每个区配备热电偶和控温部件。注塑机的区可被描述为前 区、中区和后区，从而粒料被引入到处于受控温度下的前区中。注塑机中喷嘴、模具和筒体 组件的温度可根据组合物熔融加工的温度和所用的模具而变化，但典型在下列范围内：喷 嘴，120-170°C ;前区，100-160°C ;中区，100-160°C ;后区，60-150°C ;以及模具，5-50°C。其 它典型的加工条件包括2100kPa至13, 790kPa的注射压力，2800kPa至11，030kPa的保持压 力，2秒至15秒的保持时间，和2cm/sec至20cm/sec的注射速度。其它适宜注塑机的示例 包括 Van Dorn 150-RS-8F 型、Battenfeld 1600 型、和 Engel ES80 型。
[0193] 压塑涉及将一定量的本文所公开组合物装入到开式冲模的下半部分中。在压力 下，使冲模的上半部和下半部合在一起，从而熔融组合物与冲模的形状一致。然后冷却模 具，以硬化塑料。
[0194] 使用吹塑来生产瓶子和其它中空物件（参见EPSE-3)。在该工艺中，将称为型坯的 一管熔融组合物挤出到密闭的中空模具中。然后通气使型坯膨胀，将组合物推挤紧靠在模 具壁上。随后冷却使塑料硬化。然后打开模具，并且取出制品。
[0195] 吹塑具有许多优于注塑的优点。所用的压力远低于注塑。可典型在塑料与 模具表面之间25-lOOpsi的压力下，实施吹塑。相比之下，注塑压力可达到10, 000至 20, OOOpsi (参见EPSE-3)。在组合物具有的分子量过高以致不易流动通过模具的情况下， 选择吹塑工艺。高分子量的聚合物与低分子量的类似物相比，通常具有较好的性能，例如高 分子量材料具有更好地环境应力开裂抗性。（参见EPSE-3)。使用吹塑有可能制造非常薄 的产品外壁。这意味着所用的组合物更少，并且固化时间更短，致使通过节省材料而成本降 低以及更高的生产能力。吹塑的另一个重要特征是，由于它仅使用一个母模，因此型坯喷嘴 处挤出条件的微小变化可改变壁厚（参见EPSE-3)。这对于无法提前预计必需壁厚的结构 而言是有利的。可对具有若干厚度的制品进行评价，然后可使用符合规格的最薄从而最轻 且最便宜的制品。
[0196] 采用挤出来形成挤出制品，如管道、管材、棒杆、缆索或型材。将组合物注入到加热 室中，并且通过连续回转螺杆穿过所述室。单螺杆或双螺杆挤出机常用于塑料挤出。将组 合物塑炼，并且通过管模冲压头输送。牵引器牵拉着管子通过配有定型模、真空罐定型装置 和冷却装置的定型和冷却区域。将刚性管按长度切割，而将柔性管卷绕。可在一步工艺中， 实施型材挤出。挤出工序进一步描述于Hensen，F.的"Plastic Extrusion Technology" 第43-100页中。
[0197] 使用多种模塑或挤塑工艺，将棉塞施用装置模塑或挤塑成所期望的形状或构型， 以提供包括外部管状构件和内部管状构件或柱塞的施用装置。外部管状构件和柱塞可通过 不同的模塑或挤塑技术制造。外部构件可由本文所公开组合物模塑或挤塑而成，而柱塞可 由另一种材料制成。
[0198] 一般来讲，制造棉塞施用装置的方法涉及将本文所公开组合物装入到混合器中， 并且将所述组合物熔融混合并且加工成粒料。然后使用注塑设备，将粒料构造成棉塞施用 装置。通常在受控的温度、时间和速度下实施注塑方法，并且所述方法涉及熔融加工所述组 合物，使得熔融的组合物注入到模具中，冷却，并且模塑成所期望的塑性物件。另选地，可将 所述组合物直接装入到注塑设备中，并且熔融模塑成所期望的棉塞施用装置。
[0199] 制备棉塞施用装置的方法的一个示例涉及在高于组合物熔融温度的温度下将组 合物挤出形成杆状物，将所述杆状物切成粒料，并且将所述粒料注塑成所期望的棉塞施用 装置形式。
[0200] 常用于熔融共混热塑性组合物的混合器一般为单螺杆挤出机、双螺杆挤出机和捏 合挤出机。适用于本文的可商购获得的挤出机的示例包括Black-Cl awson单螺杆挤出机、 Werner and Pfleiderer同步旋转式双螺杆挤出机、HAAKE.RTM. Polylab System反转式双 螺杆挤出机、和Buss捏合挤出机。聚合物混合和挤塑的综合论述公开于"Encyclopedia of Polymer Science and Engineering"第 6 卷第 571-631 页（1986)和第 11 卷第 262-285 页 (1988) (John Wiley and Sons，New York)中。
[0201] 棉塞施用装置可被包装于任何适宜的包装材料中，只要所述包装材料耐脏并且与 干废料一起是一次性的。设想由能够生物降解的材料制成的包装材料，所述包装材料的处 理产生最小或无环境问题。还设想，棉塞施用装置可被包装于由纸、非织造物、纤维素、热塑 性塑料或任何其它适宜材料、或这些材料的组合制成的包装材料中。
[0202] 无论由何种方法制得模塑制品，所述过程涉及退火循环。退火循环时间是制造模 塑制品过程中保持时间与冷却时间之和。在对于具体模具基本上最优化的工艺条件下，退 火循环时间取决于组合物。基本上最优化的工艺条件是模塑设备的区、喷嘴和模具的温度 设定、注入量、注入压力和保持压力。本文提供的退火循环时间比由本文所公开组合物形 成模塑或挤塑制品的退火循环时间短至少十秒。使用本文所提供的Engel Tiebarless ES 60TL注塑机制得的尺寸为1/2英寸长（L) (12. 7mm) X 1/8英寸宽（W) (3. 175mm) X 1/16英寸 高（H) (1.5875mm)的犬骨式拉力试棒，提供用于测定本文退火循环时间的模塑或挤塑制品 的代表性标准制品。
[0203] 保持时间为起始材料注入后，部件在保持压力下保持的时间长度。结果是（视力 为20-20且无视觉缺陷的人的）肉眼从距模塑或挤塑制品表面20cm的距离观察，外表面 上（有利地为外表面和内表面上（如果适用的话））看不见明显的气泡和/或浅窝印记（有 利地为二者）。这是为了确保部件的精确和美观品质。模具设计考虑到收缩。然而，可能出 现1. 5%至5%，1.0%至2. 5%，或1. 2%至2. 0%的收缩。通过缩短保持时间直至部件未通 过上述目视检查、不符合模具的形状和结构、未完全充满或显示出过度的收缩，来确定更短 的保持时间。然后，记录出现此类情况时之前的时间长度，作为更短的保持时间。
[0204] 冷却时间为部件在模具中固化并且易于从模具中脱离时的时间。模具包括至少两 个部分，使得模塑制品易于取出。为能取出，在两部分的分模线处将模具打开。当模具被打 开时，可手动从打开的模具中取出成品模塑部件，或无需人的干预，通过脱模器体系将其自 动推出。根椐部件几何形状，此类脱模器可由装入模具中的销栓或钩环组成，当模具被打开 时，可向前推动销栓或钩环。例如，模具可包含标准刻盘式或机械杆式顶出梢，以机械辅助 取出模塑部件。适宜尺寸的杆式顶出梢为1/8〃 (3. 175_)等。通过缩短冷却时间直至部件 挂在模具上并且不易于脱模，来确定更短的冷却时间。然后，记录部件被挂起时之前的时间 长度，作为更短的冷却时间。
[0205] 所用加工温度被设定足够低，以避免组合物热降解，然而又足够高，以允许用于模 塑的组合物自由流动。所述组合物在小于180°C，或更典型小于160°C的熔融温度下熔融加 工，以使热降解最小化。一般来讲，当聚合物熔融后处于高于降解温度的温度下一段时间 时，聚合物可能热降解。如本领域的技术人员按照本公开所理解的，造成热降解所需的具 体时间将取决于具体的组合物、高于熔体温度（Tm)的时间长度、以及高于Tm的度数。温 度可尽可能适当的低，以允许聚合物熔体自由流动，以使热降解风险最小化。挤出期间，挤 出机中的高剪切力使挤出机内的温度增加，高于设定温度。因此，设定温度可低于材料的 熔体温度。低加工温度还有助于减少循环时间。例如，不受限制，注塑机的喷嘴和筒体组件 的设定温度可根据聚合物材料的熔融加工温度和所用模具的类型而改变，并且可从Tm以 下20°C至Tm以上30°C，但典型地在下列范围内：喷嘴，120-170°C ;前区，100_160°C ;中区， 100-160°C ;后区，60-160°C。注塑机的设定模具温度还取决于组合物的类型和所用模具的 类型。较高的模具温度有助于聚合物更快地结晶，并且缩短循环时间。然而，如果模具温度 过高，则部件可能从变形的模具中出来。模具温度的非限制性示例包括5-60 °C或25-50 °C。
[0206] 模塑注入速度取决于组合物的流速。流速越高，粘度越低，注塑所需的速度越低。 注射速度可在5cm/sec至20cm/sec范围内，在一个实施中，注射速度为10cm/sec。如果粘 度高，则增加注入速度，使得挤出机压力将熔体材料推入模具中以填充模具。注塑压力取决 于加工温度和注入量。自由流动取决于注塑压力，读数不高于14Mpa。
[0207] 在各种实施例中，本文所公开的任何组合物可用于以下任何美国专利申请中描 述的任何模塑工艺中：2012年5月21日提交并且名称为"Apparatus and Method for Injection Molding at Low Constant Pressure" 的 S/N 13/476, 045(P&G 案号 12127); 2012 年 5 月 21 日提交并且名称为"Alternative Pressure Control for a Low Constant Pressure Injection Molding Apparatus" 的 S/N 13/476, 047 (P&G 案号 12128) ;2012 年 2 月 24 日提交并且名称为 "Injection Mold Having a Simplified Cooling System" 的 5/^ 61/602,781(?&6案号12129卩）；2012年5月21日提交并且名称为"吣11-恥忉四117 Balanced Feed System for an Injection Molding Apparatus" 的 S/N 13/476,073(P&G 案号 12130) ;2012 年 5 月 21 日提交并且名称为"Method for Injection Molding at Low,Substantially Constant Pressure" 的 S/N 13/476, 197(P&G 案号 12131Q) ;2012 年 5月 21 日提交并且名称为 "Method for Injection Molding at Low，Substantially Constant Pressure"的 S/N 13/476, 178(P&G 案号 12132Q) ;2012年 2 月 24 日提交并且名称 为"High Thermal Conductivity Co-Injection Molding System"的S/N 61/602,650(P&G 案号 12361P) ;2012 年 8 月 31 日提交并且名称为"Injection Mold Having a Simplified Evaporative Cooling System or a Simplified Cooling System with Exotic Cooling Fluids" 的 S/N 13/601,359 (P&G 案号 12453) ;2012年5 月 21 日提交并且名称为 "Method and Apparatus for Substantially Constant Pressure Injection Molding of Thinwall Parts"的S/N 13/476, 584(P&G案号12487);以及2012年11月8日提交并且名称为 "Injection Mold With Fail Safe Pressure Mechanism" 的 S/N 13/672,246(P&G 案号 12487);据此将每篇文献以引用方式并入。
[0208] 组合物的件能
[0209] 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。
[0210] 非i千移性:由聚合物-HL组合物制得的热塑性制品(例如纤维、膜、模塑制品）是 非迀移性的。HL的独特化学结构使能够形成强效分子间氢键，这阻止HL迀移至热塑性聚 合物的表面。由聚合物-HL组合物制成、包含聚合物-HL组合物或基本上由聚合物-HL组 合物组成的热塑性制品（例如纤维、膜、模塑制品）在50°C下30分钟时具有0-300%，或 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %， 或0-15 %，或0-10 %，或0-5 %，或0-2 %的迀移值；在50 °C下60分钟时具有0-300,或 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %， 或0-15 %，或0-10 %，或0-5 %，或0-2 %的迀移值；在50 °C下90分钟时具有0-300 %， 0-200 %，或 0-100 %，或 0-80 %，或 0-60 %，或 0-50 %，或 0-40 %，或 0-30 %，或 0-25 %，或 0-15 %，或 0-10 %，或 0-5 %，或 0-2 % 的迀移值。
[0211] 翦切粘度降低:将HL加入到热塑性聚合物如Braskem CP-360H中，降低了热塑性 聚合物的粘度。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。 如果不存在HL的话，可能无法在现有工艺条件下以适宜的方式加工具有高聚合物流速的 聚合物。
[0212] 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。例如，热塑性 HL组合物可包含以所述热塑性HL组合物的总重量计大于50 %，或80-100 %的生物基材料。
[0213] 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，所述无机化合物 在聚合物基体内是颗粒。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HL，由于精细分散体（由液滴尺寸测得）和在整个热塑性聚合物内的均匀分布，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，并且不影响可加工性。
[0214] 芳香剂:由于HL可例如比基料热塑性聚合物尤其更加优选包含香料，因此本发明 的组合物可用于包含对最终用途有益的香味。
[0215] 表面感觉:与没有HL的热塑性聚合物组合物相比，HL的存在可改变组合物的表面 特性，使它感觉更柔软。
[0216] 遵态:有益效果经由组合物制备中形成的形态递送。所述形态由强力混合和快速 结晶的组合形成。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径和相对均匀的孔径分布。图2示出Braskem CP-360H中的硬脂酸镁，其具有小于ΙΟμπι，小于5μπι，或小于1 μπι的小孔径。
[0217] 实施例
[0218] 材料:
[0219] 聚合物:此工作中所用的主耍聚合物是聚丙條(PP)基的，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完备列表，然而不是所有均已被测 试）。评定的具体聚合物为：
[0220] · Lyondell-Basell Profax SR549M 澄清无规共聚物聚丙稀
[0221] · Braskem FT200WV成核均聚物聚丙烯
[0222] 类遍:所用具体类脂为：
[0223] ?由 Stratas Foods 提供的氢化大豆油（"HSB0"）。
[0224] ?由 Alnoroil Company，Inc.提供的氢化蓖麻油（"HC0"）。
[0225] ?由Procter&Gamble内部生产的羟基化大豆油（"HySBO"）。
[0226] HvSBO 的合成
[0227] 部分A :大豆油衍牛的含醛多I链聚燔烃的合成
[0228] 设备：该工作中所用的反应器为由T316不锈钢构造的4563型号Parr600mL反应 器。它具有磁驱动搅动组件，其使用风动机来搅拌。搅拌轴具有2个各自倾斜的叶轮，所述 叶轮具有4个各自为1. 38〃直径的叶片。
[0229] 方法：将5. 0克三苯基膦（"TPP" ;CAS号603-35-0)加入到盖子严丝合缝的16 盎司French正方形瓶中，然后加入150克高油酸大豆油。将其在85-90°C下加热2小时， 以溶解TPP，然后冷却至室温。将该混合物加入到5. 0克羰基二氢三（三苯基膦）-铑（I) (CAS号：17185-29-4)中，使用氮气吹扫以排除空气。将该混合物进一步用氮气吹扫，然后 剧烈摇动以分散催化剂。然后采用真空将该合并的混合物抽入反应器中，接着抽入100克 另外的大豆油。采用真空和氮气循环使反应器清除空气，然后加入一氧化碳：氢气的2:1混 合物，至550-570psig初始压力。将反应器加热至100°C，以450-600rpm速率搅拌（用于 整个过程中），并且将压力调节至750-800psig，接着转换至一氧化碳：氢气的1:1混合物。 使反应搅拌并且加热共18. 6小时反应时间，然后冷却至室温。将一氧化碳：氢气混合物排 空，并且采用真空和氮气循环，并且间歇搅动，移除残余的一氧化碳。最终产物从反应器中 排出。将油（242g)放置于1000 mL圆底烧瓶中，然后放入甲醇（500mL)，并且剧烈搅拌15分 钟。将混合物加入到分液漏斗中，并且使其静置45分钟。底部油层与甲醇分离。将油萃取 再重复2次，第三次萃取后，将氯仿（200mL)加入到油中，并且真空移除溶剂。在2升圆底 烧瓶中混合油（156g)和己烧（500mL)。混合后，加入硅胶（260g)。真空移除溶剂，以将油 沉积到硅胶上。将硅胶（400克）湿法填充（己烷）于16cm直径的色谱柱中。使约500mL 己烷位于二氧化硅顶部，并且缓慢加入油沉积于其上的二氧化硅。在柱中用过量的己烷加 上另1500mL己烷将其洗脱，然后用15%乙酸乙酯的己烷溶液（650mL)、20%乙酸乙酯的己 烷溶液（6501^)和最后30%乙酸乙酯的己烷溶液（6501^)洗脱。收集八份5001^镏分，并 且将馏分4和5合并以获得93. 5g所期望的材料。
[0230] 部分B :将大豆油衍牛的含醛多I链聚燔烃还原成大豆油衍牛的多I链醇
[0231] 设备：该工作中所用的反应器为由T316不锈钢构造的4563型号Parr600mL反应 器。它具有磁驱动搅动组件，其使用风动机来搅拌。搅拌轴具有2个各自倾斜的叶轮，所述 叶轮具有4个各自为1. 38〃直径的叶片。
[0232] 方法：将245. 1克加氢甲酰化高油酸大豆油与12. 3克二氧化硅载镍催化剂（BASF Ni-5249P)混合。摇动混合物以使催化剂浆化，然后采用真空抽入到反应器。采用真空和氮 气循环使反应器清除空气，然后充入氢气至500-600psig，并且以450-600rpm速率搅拌（用 于整个过程中）。加热反应，然后使其在100-105°C下进行18小时。将混合物冷却并且从 反应器中排出。使用金属压力过滤器通过过滤移除二氧化硅载镍催化剂，过滤期间将所述 过滤器包裹于加热带材中并且加热至75°C。将过滤后的材料溶于氯仿（200mL)中，并且过 滤通过玻璃微纤维过滤器。真空移除溶剂，获得期望的粘稠油状材料（202g)。
[0233] 组合物混合:
[0234] 对于实例1-3而言，使用Werner and Pfleiderer ZSK 30配备有两个30mm通用 螺杆的共旋双螺杆挤出机，实现聚合物与蜡组合物的熔融共混，所述每个螺杆具有标准混 合和输送元件。对于实例4而言，使用配备有通用螺杆和单孔模具的Prism TSE-16TC双螺 杆挤出机，实现聚合物与蜡组合物的熔融共混。使用重力喂料机，将聚合物粒料和蜡粉末计 量加入到挤出机中。制剂和对应的工艺条件示于表1中。
[0235] 表1 :实例组合物与对应的双螺杆混合备件。
[0236]
【主权项】
1. 一种用于操作注塑机的方法，所述方法包括： 向注塑机提供限定模具腔体的第一模面和第二模面； 提供热塑性材料； 操作所述注塑机经过至少一个注塑循环，所述注塑循环包括： 将熔融形式的所述热塑性材料推进至所述模具腔体中； 用所述热塑性材料基本上填充所述模具腔体； 使所述热塑性材料冷却； 分离所述第一模面和所述第二模面以暴露所述经冷却的热塑性材料； 从所述模具腔体中取出所述经冷却的热塑性材料；并且 闭合所述第一模面和所述第二模面； 其特征在于，所述热塑性材料的提供包括提供聚合物-羟基化类脂组合物，所述聚合 物-羟基化类脂组合物包含以下物质的紧密掺加物： (a) 热塑性聚合物；和 (b) 以所述组合物的总重量计5-50%的羟基化类脂； 其中所述羟基化类脂分散于所述热塑性聚合物中，使得所述羟基化类脂在所述热塑性 聚合物中具有小于10 Um的液滴尺寸。
2. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液滴尺寸小于5 ym。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液滴尺寸小于I y m。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述液滴尺寸小于500nm。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述热塑性材料包含10-50%的所述 羟基化类脂。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述羟基化类脂包括氢化蓖麻油。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述羟基化类脂包括羟基化棕榈油。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述羟基化类脂包括羟基化棕榈仁 油。
9. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述羟基化类脂包括羟基化椰子油。
10. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述操作包括在小于10, OOOpsi的 峰值熔体压力下操作。
11. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述操作包括在加或减1000 psi的 基本上恒定的压力下操作。
12. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述操作包括在为峰值熔体压力加 或减20 %的基本上恒定的压力下操作。
13. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述操作包括在为峰值熔体压力加 或减10 %的基本上恒定的压力下操作。
14. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述注塑机的提供包括提供所述注 塑机，其中所述膜面中的至少一个具有大于或等于30BTU/HR FT °?的平均热导率。
15. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述注塑机的提供包括提供所述注 塑机，其中所述膜面中的至少一个由选自包含以下各项的组的材料制成：铝、铍、铜以及它 们的任何合金。
【专利摘要】本发明公开了模塑聚合物-羟基化类脂组合物的方法，所述聚合物-羟基化类脂组合物包含热塑性聚合物和羟基化类脂的紧密掺加物。
【IPC分类】B29C45-00, C08K5-103
【公开号】CN104812548
【申请号】CN201380060689
【发明人】G·M·艾尔托宁, J·M·雷曼, A·E·尼尔特纳, 野田勇夫, E·B·邦德, W·M·阿伦, M·M·萨托科斯基, S·A·德罗塞, R·E·舒梅特
【申请人】艾姆弗勒克斯有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年11月20日
【公告号】CA2892074A1, EP2922678A1, US20140145374, WO2014081765A1
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